JPH07106686A - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

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JPH07106686A
JPH07106686A JP138593A JP138593A JPH07106686A JP H07106686 A JPH07106686 A JP H07106686A JP 138593 A JP138593 A JP 138593A JP 138593 A JP138593 A JP 138593A JP H07106686 A JPH07106686 A JP H07106686A
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隆義 真峯
Osamu Yoneyama
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Abstract

PURPOSE:To obtain an excellent beam spot profile easily by forming a first electrode on a cap layer formed on one main surface of a semiconductor substrate' and a second electrode on the other main surface and specifying the stripe width thereby facilitating the design of optical leans and the like. CONSTITUTION:The semiconductor.laser of planar stripe structure has the stripe width varying gradually between S1 at a part remote from the optical edge 12 and S2 at the optical edge. Assuming the distance of an imaginary light source emitting light in parallel with the junction plane from the optical edge is D, the radius of curvature of the isophase plane of light emitted from the optical edge is R, and the half width of near field pattern on the optical edge is W, the distance D is maximized at some value of R with W as a parameter. The distance D increases as the half width W increases whereas the radius of curvature R increases as S1 increases and the half width W increases as S2 increases and thereby the stripe width S. is set at 5-10mum and S2 is set at 0.5-4mum.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は例えば光学式ビデオディ
スク、デジタルオーディオディスク等の記録、或いは再
生装置において、その記録及び(または)再生用の光源
として用いられて好適な半導体レーザー、特にプレーナ
ストライプ構造の半導体レーザーに係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is a semiconductor laser suitable for use as a light source for recording and / or reproducing in a recording or reproducing apparatus such as an optical video disk, a digital audio disk or the like, and in particular, a planar stripe. It relates to a semiconductor laser having a structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来一般の半導体レーザーは、その垂直
方向のモードの閉じ込め機構、すなわち導波機構によっ
て屈折率ガイド(インデックスガイド)型と利得ガイド
(ゲインガイド)型に大別される。
2. Description of the Related Art Conventional general semiconductor lasers are roughly classified into a refractive index guide (index guide) type and a gain guide (gain guide) type by a vertical mode confinement mechanism, that is, a waveguide mechanism.

【0003】屈折率ガイド型の半導体レーザーの例とし
ては、例えば図8にその略線的拡大平面図を示し、図9
に図8の断面図を示す構成をとる半導体レーザー10が
挙げられる。
As an example of a refractive index guide type semiconductor laser, for example, FIG. 8 shows a schematic enlarged plan view thereof, and FIG.
A semiconductor laser 10 having a structure shown in the sectional view of FIG.

【0004】この半導体レーザー10は、N型のGaA
s基板1上に、N型のAly Ga1- y Asよりなる第1
クラッド層2と、N型のAlxGa1-xAsよりなる活性
層3と、N型の同様にAlyGa1-yASよりなる第2の
クラッド層4とN型のGaAsキャップ層5が順次エピ
タキシャル成長され、その例えば中央に1方向に延長す
るストライプ状の、P型の不純物のZnが選択的拡散等
によって導入されてなる高屈折率層6が形成されてな
る。
The semiconductor laser 10 is an N-type GaA.
On the s substrate 1, a first N-type Al y Ga 1- y As is formed.
A cladding layer 2, an active layer 3 made of N-type Al x Ga 1-x As, the second cladding layer 4 and the N-type GaAs cap layer similar N-type made of Al y Ga 1-y AS 5 Are sequentially epitaxially grown, and a high-refractive-index layer 6 is formed in the center thereof, for example, in the form of a stripe extending in one direction and introducing P-type impurity Zn by selective diffusion or the like.

【0005】この高屈折率層6の深さは活性層3中に入
り込む深さか、或いはこれより数千Åだけ第1のクラッ
ド層2に入り込む程度の深さに選定される。
The depth of the high-refractive index layer 6 is selected such that it penetrates into the active layer 3 or a depth of several thousand Å into the first cladding layer 2.

【0006】半導体層5の表面にはSiO2 等の絶縁層
7が形成され、これに穿設された電極窓を通じて高屈折
率層6上にオーミックに一方の電極8が被着され、基板
1の裏面に他方の電極9が同様にオーミックに被着され
てなる。
An insulating layer 7 made of SiO 2 or the like is formed on the surface of the semiconductor layer 5, and one electrode 8 is ohmically deposited on the high refractive index layer 6 through an electrode window formed in the insulating layer 7 to form a substrate 1. The other electrode 9 is also ohmicly deposited on the back surface of the.

【0007】このようにして活性層3に層6が存在する
部分と存在しない部分との間に屈折率差を形成してこれ
によって光の発振領域がストライプ状に規制される。
In this way, a refractive index difference is formed between the portion where the layer 6 is present and the portion where the layer 6 is not present in the active layer 3, whereby the light oscillation region is regulated in a stripe shape.

【0008】また、利得ガイド型の半導体レーザーのプ
レーナストライプ型の例としては、例えば図10に示す
ものが挙げられる。この場合においても例えばN型のG
aAs基板1上にN型のAlyGa1-yAsよりなる第1
のクラッド層2が形成され、これの上にN型若しくはP
型のAlxGa1-xAsよりなる活性層3、更にこれの上
にP型のAlyGa1-yAsよりなる第2のクラッド層
4、更にこれの上にP型のGaAsキャップ層5が夫々
順次エピタキシャル成長されて形成され、例えば中央に
は同様に図9において紙面と直交する方向に延在するス
トライプ状の電極8が半導体層5上に被着形成した絶縁
層7に穿設されたストライプ上の電極窓を通じてオーミ
ック接触をもって被着され、また基板1の裏面に他方の
電極9がオーミック接触をもって被着されてなる。
As an example of the planar stripe type of the gain guide type semiconductor laser, there is the one shown in FIG. 10, for example. Even in this case, for example, N-type G
A first substrate made of N-type Al y Ga 1-y As on aAs substrate 1.
Clad layer 2 is formed on the n-type or p-type
-Type Al x Ga 1-x As active layer 3, further on it P-type Al y Ga 1-y As second cladding layer 4, and on top of this P-type GaAs cap layer 5 are sequentially formed by epitaxial growth. For example, a striped electrode 8 extending in the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 9 is also formed in the center of the insulating layer 7 formed on the semiconductor layer 5. It is formed by ohmic contact through the electrode window on the stripe, and the other electrode 9 is also formed by ohmic contact on the back surface of the substrate 1.

【0009】このような構成による半導体レーザーにお
いては、そのストライプ状電極8によって動作電流の集
中がなされ、このストライプ直下付近に注入される動作
電流により活性層内で同様にストライプ状の発振領域が
形成されるようになされる。すなわち活性層の注入キャ
リアの横方向の濃度分布に起因するゲイン分布が横モー
ドを決めるようになされている。
In the semiconductor laser having such a structure, the stripe-shaped electrode 8 concentrates the operating current, and the operating current injected immediately under the stripe forms a stripe-shaped oscillation region in the active layer. To be done. That is, the gain distribution resulting from the lateral concentration distribution of the injected carriers in the active layer determines the lateral mode.

【0010】尚、従来一般のこの種ストライプ構造によ
る半導体レーザーにおけるそのストライプ状の発振領域
の幅は、図8に示すように各部一様の幅Sとされる。
Incidentally, the width of the stripe-shaped oscillation region in the conventional semiconductor laser of this kind of stripe structure is set to a uniform width S in each part as shown in FIG.

【0011】上述した屈折率ガイド型の半導体レーザー
及び利得ガイド型半導体レーザーは、夫々利点を有する
反面夫々欠点を有する。すなわち、屈折率ガイド型によ
るものにおいては、その縦モードが単一モードであるた
め例えば光学式ビデオディスク等においてその書込み
(記録)或いは読出し(再生)用光源として用いた場合
に戻り光によるノイズに弱いという欠点がある反面、い
わゆるビームウエスト位置(beam waist position)、す
なわち仮想光源位置が光端面(半導体レーザーからの光
反射面)近傍に存するために実際の使用に当たっての焦
点位置の設定がし易いという利点を有する。
The above-mentioned refractive index guide type semiconductor laser and gain guide type semiconductor laser have their respective advantages, but have their respective drawbacks. That is, in the refractive index guide type, since the longitudinal mode is a single mode, for example, when it is used as a writing (recording) or reading (reproducing) light source in an optical video disc or the like, noise due to return light is generated. Despite its weakness, it is easy to set the focal position for actual use because the so-called beam waist position, that is, the virtual light source position is near the light end face (light reflecting surface from the semiconductor laser). Has the advantage.

【0012】更にまた接合に平行方向に関する断面にお
ける遠視野像、いわゆるファーフィールドパターン(fa
r field pattern)が左右対称的であって同様に例えば実
際の使用における読出し或いは書込み光として対物レン
ズ等の光学系によって集光して微小スポットを得る場合
に、歪みの小さいスポット形状を得易いという利点があ
る。
Furthermore, a far-field image in a cross section in the direction parallel to the junction, a so-called far field pattern (fa
(r field pattern) is bilaterally symmetric, and similarly, when a minute spot is obtained by condensing with an optical system such as an objective lens as reading or writing light in actual use, it is easy to obtain a spot shape with small distortion. There are advantages.

【0013】これに比し上述した利得ガイド型半導体レ
ーザーにおける仮想光源位置は、接合に垂直方向の光に
関しては発光領域の光端面上に存在するが、接合に平行
方向の光に関しては発光領域の光端面より内側20μm
程度のところに存在してしまい、更にまたファーフィー
ルドパターンが左右非対称であり、かつ非点収差が大
で、これがため、歪の小さい微小スポットを得る上で不
利となる欠点がある。しかしながらこの利得ガイド型半
導体レーザーにおいては、その縦モードがマルチモード
であって前述した戻り光によるノイズや、モードホッピ
ングノイズの影響が少ないという利点を有する。
On the other hand, the virtual light source position in the above-described gain guide type semiconductor laser exists on the light end face of the light emitting region for the light perpendicular to the junction, but for the light in the direction parallel to the junction. 20 μm inside the optical edge
However, the far field pattern is asymmetrical and the astigmatism is large, which is disadvantageous in obtaining a minute spot with small distortion. However, this gain guide type semiconductor laser has an advantage that the longitudinal mode is a multimode and the influence of the above-mentioned return light noise and mode hopping noise is small.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、利得ガイド
型半導体レーザーの利点を有し、しかも非点収差の改善
をはかるようにして例えば光学式ビデオディスク或いは
デジタルオーディオディスク等の書込み或いは読出し光
源として用いてその光学レンズ等の設計を容易にし、優
れたビームスポット形状が容易に得られるようにした半
導体レーザーを提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has the advantages of a gain-guided semiconductor laser, and is designed to improve astigmatism, for example, a write or read light source for optical video discs or digital audio discs. The present invention provides a semiconductor laser in which the design of the optical lens and the like is facilitated and an excellent beam spot shape can be easily obtained.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】第1の本発明は、半導体
基体の一主面上に、少なくとも第1のクラッド層、活性
層、第2のクラッド層、キャップ層が順次積層され、上
記キャップ層上に第1の電極が形成され、上記半導体基
体の他の主面に第2の電極が形成され、ストライプ幅が
光端面より離れたところでS1 で、光端面でS2 であ
り、その間で上記ストライプ幅が連続的に変化している
プレーナストライプ構造の半導体レーザーにおいて、接
合面に平行な光の仮想的光源の、上記光端面からの距離
をD、該光端面から出射する光の等位相面の曲率半径を
R、上記光端面での光の近視野像の半値幅をWとする
と、WをパラメータにしてDがRのある値において極大
となり、Wが大きいほどDが大きいことにより、またほ
ぼ独立にS1 に大きいほどRが大きく、S2 が大きいほ
どWが大きいことを用いて、S1 を5〜10μm、S2
を0.5〜4μmに設定する。
According to a first aspect of the present invention, at least a first clad layer, an active layer, a second clad layer and a cap layer are sequentially laminated on one main surface of a semiconductor substrate, and the cap is formed. A first electrode is formed on the layer, a second electrode is formed on the other main surface of the semiconductor substrate, and the stripe width is S 1 at a position distant from the light end face and S 2 at the light end face, and in between In the semiconductor laser having a planar stripe structure in which the stripe width is continuously changed, the distance of the virtual light source of light parallel to the junction surface from the light end face is D, the light emitted from the light end face, etc. Assuming that the radius of curvature of the phase surface is R and the half-value width of the near-field image of light at the light end face is W, D becomes maximum at a certain value of R with W as a parameter, and the larger W is, the larger D is. , also ho large S 1 to nearly independent R is large, with the higher the S 2 greater W is large, 5 to 10 [mu] m and S 1, S 2
Is set to 0.5 to 4 μm.

【0016】第2の本発明は、半導体基体の一主面上
に、少なくとも第1のクラッド層、活性層、第2のクラ
ッド層、キャップ層が順次積層され、上記キャップ層上
に第1の電極が形成され、上記半導体基体の他の主面に
第2の電極が形成され、ストライプ幅が光端面より離れ
たところでS1 で、光端面でS2 であり、その間で上記
ストライプ幅が連続的に変化しているプレーナストライ
プ構造の半導体レーザーにおいて、接合面に平行な光の
仮想的光源の、上記光端面からの距離をD、該光端面か
ら出射する光の等位相面の曲率半径をR、上記光端面で
の光の近視野像の半値幅をWとすると、Wをパラメータ
にしてDがRのある値において極大となり、Wが大きい
ほどDが大きいことにより、またほぼ独立にS1 が大き
いほどRが大きく、S2 が大きいほどWが大きいことを
用いて、S1 を20μm以上に設定し、S2 を0.5〜
4μmに設定する。
According to a second aspect of the present invention, at least a first clad layer, an active layer, a second clad layer and a cap layer are sequentially laminated on one main surface of a semiconductor substrate, and the first clad layer is formed on the cap layer. An electrode is formed, a second electrode is formed on the other main surface of the semiconductor substrate, and the stripe width is S 1 at a distance from the light end surface and S 2 at the light end surface, and the stripe width is continuous between them. In a semiconductor laser having a planar stripe structure that changes dynamically, the distance of a virtual light source of light parallel to the junction surface from the light end face is D, and the radius of curvature of the equiphase surface of light emitted from the light end face is R, where W is the half-value width of the near-field image of the light on the light end face, D becomes maximum at a certain value of R with W as a parameter, and the larger W is, the larger D is. The larger 1 is, the larger R is and S Using the fact that W is larger as 2 is larger, S 1 is set to 20 μm or more, and S 2 is 0.5 to
Set to 4 μm.

【0017】[0017]

【作用】上述の本発明構成によれば、利得ガイド型であ
り乍ら、非点収差の改善がはかられる。
According to the above-described structure of the present invention, the astigmatism can be improved even though it is a gain guide type.

【0018】[0018]

【実施例】本発明は、ストライプ構造による利得ガイド
型構成を採る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention adopts a gain guide type structure having a stripe structure.

【0019】本発明においては、例えば図10で説明し
たような基体1上に、第1のクラッド層2、活性層3、
第2のクラッド層4及びキャップ層5等が順次エピタキ
シャル成長されて成り、そのキャップ層5に対する電極
8のオーミック接触部のパターンを、図1に符号11を
付し斜線を付して示すように、ストライプ状となすも、
特に、そのストライプ幅が光端面12より離れたところ
でS1 、光端面でS2であり、その間でなめらかに変化
するテーパー13を形成したプレーナ・テーパー・スト
ライプ構造を採り、特にこの構造のものにおいて、接合
面に平行な光の仮想的光源の、光端面12からの距離を
D、この光端面12から出射する光の等位相面の曲率半
径をR、光端面12での光の近視野像の半値幅をWとす
ると、WをパラメータにしてDがRのある値において極
大となり、Wが大きいほどDが大きいことにより、また
ほぼ独立にS1 が大きいほどRが大きく、S2 が大きい
ほどWが大きいことにより、Dを小さくするためにS1
を極大値を境界として大きく、又は小さく設定し、且つ
2 を小さくしてRを大きく、Wを小さくする。すなわ
ち本発明においては、S1 を5〜10μm、S2 を0.
5〜4μmに設定する。或いはS1 を20μm以上に、
2 を0.5〜4μmに設定する。
In the present invention, for example, the first cladding layer 2, the active layer 3,
The second clad layer 4, the cap layer 5 and the like are sequentially epitaxially grown, and the pattern of the ohmic contact portion of the electrode 8 with respect to the cap layer 5 is shown by reference numeral 11 in FIG. Striped,
In particular, a planar taper stripe structure is adopted in which the stripe width is S 1 at a distance from the light end face 12 and S 2 at the light end face, and a taper 13 that smoothly changes between them is formed. , D is the distance from the light end face 12 of the virtual light source of light parallel to the cemented surface, R is the radius of curvature of the equiphase surface of the light emitted from this light end face 12, and the near-field image of the light at the light end face 12 is Assuming that the half-width of W is W, D becomes maximum at a certain value of R with W as a parameter, and the larger W is, the larger D is. Also, almost independently, the larger S 1 is, the larger R is and the larger S 2 is. The larger W is, the smaller S 1
Is set to be large or small with the maximum value as a boundary, and S 2 is made small to make R large and W small. That is, in the present invention, S 1 is 5 to 10 μm and S 2 is 0.
Set to 5-4 μm. Alternatively, S 1 should be 20 μm or more,
Set S 2 to 0.5-4 μm.

【0020】本発明は、電極の実質的被着パターンをス
トライプ状とすることによって電流集中を行わしめる電
極ストライプ型、或いは不純物の選択的イオン注入若し
くは選択的拡散によってストライプ状の接合を形成する
ジャンクッションストライプ型、または、プロトン照射
によって高抵抗領域を形成してストライプ状の電流通路
を形成するプロトン照射型等、種々の構成を採り得る。
The present invention is an electrode stripe type in which current is concentrated by forming a substantially electrode-deposited pattern in a stripe shape, or a stripe-shaped junction is formed by selective ion implantation or selective diffusion of impurities. Various configurations such as a cushion stripe type or a proton irradiation type in which a high resistance region is formed by proton irradiation to form a stripe-shaped current path can be adopted.

【0021】本発明による半導体レーザーの特徴は以下
に述べる説明によって理解されよう。すなわち図10で
説明したような利得ガイド型レーザーにおける出射ビー
ムは、一般に非点収差を有する。すなわち、このレーザ
ーにおいては接合に垂直方向の光は、そのビームウエス
ト、すなわち仮想光源はレーザーの光出射端面(光端
面)に存在するが、接合に平行方向の光に関する仮想光
源は光端面より内側に存在し、この仮想光源の光端面か
らの距離をDとすると、この距離Dは非点収差量に対応
する量であり、このDは、数1で与えられる。
The characteristics of the semiconductor laser according to the present invention will be understood from the description given below. That is, the emitted beam in the gain guide type laser as described in FIG. 10 generally has astigmatism. That is, in this laser, the light in the direction perpendicular to the junction exists in its beam waist, that is, the virtual light source exists at the light emitting end surface (light end surface) of the laser, but the virtual light source for light parallel to the junction is inside the optical end surface. And the distance from the light end face of this virtual light source is D, this distance D is an amount corresponding to the amount of astigmatism, and this D is given by Equation 1.

【数1】 [Equation 1]

【0022】ここにWは、光端面での近視野像の半値幅
(幅の1/e2 )で、Rは光端面直近における空気中に
出射された光の等位相面の曲率半径、λはその光の波長
である。
Here, W is the half-value width (1 / e 2 of the width) of the near-field image on the light end face, R is the radius of curvature of the equiphase surface of the light emitted into the air in the vicinity of the light end face, λ Is the wavelength of the light.

【0023】この数1に基いて半値幅Wをパラメータと
して距離Dを曲率半径Rの関数でプロットすると、図2
における例えば曲線a,bに示すように距離Dが或る値
の曲率半径Rで極大値をとることがわかる。ここに曲線
bは曲線aに比し、Wが大である場合で、これより明ら
かなように、非点収差、したがって距離Dを小さくする
には、 (I)半値幅Wを小さくし、且つ曲率半径Rを充分大に
する (II) 半値幅Wを小さくし、且つ曲率半径Rを充分小に
する ことの2つの方法があることがわかる。
When the distance D is plotted as a function of the radius of curvature R with the half-width W as a parameter based on the equation 1,
It can be seen that the distance D takes a maximum value at a certain radius of curvature R, as shown by the curves a and b in FIG. Here, the curve b is larger than the curve a in the case where W is large, and as is clear from this, in order to reduce the astigmatism and therefore the distance D, (I) the half width W is reduced, and It can be seen that there are two methods of making the radius of curvature R sufficiently large (II) making the half-width W small and making the radius of curvature R sufficiently small.

【0024】ところが実際上、ストライプ型のゲインガ
イド型レーザーの場合、半値幅Wと、曲率半径Rは夫々 W∝S1/2 、R∝S なるストライプ幅Sによる依存性があるために、上記
(I)の方法を即座に採用することはできない。すなわ
ち、Rを大とするためにストライプ幅Sを大にすると、
それに伴ってWが大となってしまう。これに比し、(I
I)の方法では、ストライプ幅Sを狭く設計すれば、W
及びRの双方に関してこれらを小さくすることができる
ので非点収差を小さくすることができることになる。し
かしながらこのようにそのストライプ幅を狭くするとい
うことは、光−電流特性において、閾値電流密度の増
大、微分効率の低下等を招来する。したがって、非点収
差が小さく、しかも光−電流特性にすぐれた高信頼性の
ものは実際上得難いものである。
However, in the case of a stripe type gain guide type laser, the full width at half maximum W and the radius of curvature R are dependent on the stripe width S of W∝S 1/2 and R∝S, respectively. The method (I) cannot be immediately adopted. That is, if the stripe width S is increased in order to increase R,
Along with that, W becomes large. In comparison, (I
In the method of I), if the stripe width S is designed to be narrow, W
Since both R and R can be reduced, astigmatism can be reduced. However, narrowing the stripe width in this way causes an increase in the threshold current density and a decrease in the differential efficiency in the photo-current characteristics. Therefore, it is practically difficult to obtain a highly reliable one having small astigmatism and excellent light-current characteristics.

【0025】これに比し、図1に示したようにいわば互
いに異なるストライプ幅S1 及びS 2 を有する2個の共
振器を直列に配置した構成による利得ガイド型レーザー
においては、 (a)近視野像の大きさは、光端面12におけるストラ
イプ幅S2 で決定される。 (b)等位相面の曲率半径Rは、中央部側のストライプ
幅S1 で決定される。ことを知った。 そして、これら(a)及び(b)の事柄から、 (イ)中央のストライプ幅S1 を充分大きくし、端面の
ストライプ幅S2 を小とすると、前述した非点収差を小
さくするための(I)の方法に合致する。 (ロ)幅S1 を、S1 =5〜10μmで実用上問題のな
い程度に小さい幅にし、かつ幅S2 を充分小さい幅の
0.5〜4μmとすると前述した非点収差を小さくする
ための(II)の方法と合致する。 という結果を得た。
In comparison with this, as shown in FIG.
Different stripe width S1And S 2With two
Gain-guided laser with resonators arranged in series
(A) The size of the near-field image is
Ip width S2Is determined by. (B) The radius of curvature R of the equiphase surface is the stripe on the center side.
Width S1Is determined by. I knew that. From these matters (a) and (b), (a) the central stripe width S1Of the end face
Stripe width S2Is small, the above-mentioned astigmatism is small.
It conforms to the method (I) for drilling. (B) Width S1The S1= 5 to 10 μm is practically no problem
Width is small enough and width S2Of a small enough width
If it is 0.5 to 4 μm, the astigmatism mentioned above is reduced.
Consistent with method (II) for. I got the result.

【0026】すなわち、一般の利得ガイド型構成による
場合、近視野像の大きさは、電流の接合に平行な方向へ
のいわゆるラテラル方向への流れにより生じる利得ガイ
ド幅によって決定されるので、この近視野像の大きさ
は、ストライプ幅より大きくなる傾向がある。これに比
し、上記(イ)の構成による場合、上記(a)(b)に
より近視野像が小さく、且つ等位相面の曲率半径Rが大
であるという点で屈折率ガイド型のレーザーに類似した
結果が得られ、その非点収差は小さく10μm以下とな
し得るものである。また、上記(ロ)の構成による場
合、利得ガイド型構成によるものの、その光端面から出
射する光の等位相面の曲率半径Rが小さくなるがため
に、その非点収差Dは、10〜15μmの範囲にあり、
しかも前述したような狭ストライプ型レーザーにおいて
問題となる特性劣化も少なく、利得ガイド型レーザーと
してすぐれた特性を示す。
That is, in the case of the general gain guide type configuration, the size of the near-field image is determined by the gain guide width generated by the so-called lateral flow of the current in the direction parallel to the junction. The size of the visual field image tends to be larger than the stripe width. On the other hand, in the case of the configuration of (a) above, a refractive index guide type laser is obtained in that the near field image is small and the radius of curvature R of the equiphase surface is large due to the above (a) and (b). Similar results are obtained, and the astigmatism is small and can be made 10 μm or less. Further, in the case of the above configuration (b), although the gain guide type configuration is adopted, the astigmatism D is 10 to 15 μm because the radius of curvature R of the equiphase surface of the light emitted from the optical end face becomes small. Is in the range of
Moreover, there is little characteristic deterioration which is a problem in the narrow stripe type laser as described above, and the characteristic is excellent as a gain guide type laser.

【0027】本発明は、上記(a)(b)の考察に基づ
いてなされた発明であるが、次に、これら(a)(b)
について説明する。図1に示したように、発振領域のス
トライプ幅が、その光端面12における部分とこれより
離れた部分とで夫々異なる幅S2 とS1 とを有し、両者
間でなめらかにその幅が変化するいわゆるテーパースト
ライプ型の半導体レーザーにおいて、その接合面に平行
な面内において、ストライプの延長方向をz、これと直
交する方向をxとし、これらx及びzと直交する方向を
yとする。ここに空間的利得分布は、xとzに依存する
と仮定する。また、電磁波のソースは、ストライプ領域
11の中央にあり、ストライプ幅は充分広いものとし、
その結果、ここで発生したTE波は、ほぼ平面波として
テーパー部に伝播していくものとする。ここに解かれる
べき波動方程式は、数2である。
The present invention was made based on the consideration of the above (a) and (b). Next, these (a) and (b)
Will be described. As shown in FIG. 1, the stripe width of the oscillation region has widths S 2 and S 1 which are different from each other in the optical end face 12 and in the part farther from the optical end face 12, respectively, and the width between the two is smooth. In a so-called tapered stripe type semiconductor laser that changes, in the plane parallel to the junction surface, the stripe extension direction is z, the direction orthogonal to this is x, and these x and the direction orthogonal to z are y. It is assumed here that the spatial gain distribution depends on x and z. The source of the electromagnetic wave is in the center of the stripe region 11, and the stripe width is sufficiently wide.
As a result, the TE wave generated here propagates as a substantially plane wave to the tapered portion. The wave equation to be solved here is Equation 2.

【数2】 ▽2 E+k2 (x)E=0 ‥‥(2)[Equation 2] ▽ 2 E + k 2 (x) E = 0 (2)

【0028】今、解析的にこれの解を求めるために、波
動ベクトルkのx依存性を、数3として扱う場合のみを
考える。
Now, in order to analytically obtain the solution thereof, only the case where the x dependence of the wave vector k is treated as Equation 3 will be considered.

【数3】k2 (x)=k2 −kk2 2 (k2 は複素数) ‥‥(3)## EQU3 ## k 2 (x) = k 2 −kk 2 x 2 (k 2 is a complex number) (3)

【0029】そして、これらの仮定に基づいて数4とお
いて(2)式の波動方程式を解くと、数5になる。
When the wave equation of the equation (2) is solved based on these assumptions, the equation 5 is obtained.

【数4】 E=Ψ(x,y,z)e-ikz ‥‥(4)[ Equation 4] E = Ψ (x, y, z) e −ikz (4)

【数5】 が得られる。この(5)式で、Ψが数6と書けるとして
(5)式を(4)式に代入すると、数7が得られる。
[Equation 5] Is obtained. By substituting equation (5) into equation (4) assuming that Ψ can be written as equation (6), equation (7) is obtained.

【数6】 [Equation 6]

【数7】 −Q2 2 −2iQ−kx2 Q′−2kP′−kk2 2 =0 ‥‥(7)[Equation 7] -Q 2 x 2 -2iQ-kx 2 Q'-2kP'-kk 2 x 2 = 0 ‥‥ (7)

【0030】今、(7)式が恒等的に成り立つために
は、
Now, in order for Equation (7) to hold true,

【数8】 [Equation 8]

【0031】この(8)式を解くため、Q=kS′/S
とおいて、Qについての微分方程式に代入すると、
To solve this equation (8), Q = kS '/ S
Substituting into the differential equation for Q,

【数9】 S″+S(k2 /k)=0 ‥‥(9) が得られる。この(9)式の解は、## EQU9 ## S ″ + S (k 2 / k) = 0 (9) is obtained. The solution of this equation (9) is

【数10】 となる。[Equation 10] Becomes

【0032】それ故、またTherefore, also

【数11】 となる。[Equation 11] Becomes

【0033】よって、Q(z)は、Therefore, Q (z) is

【数12】 となる。[Equation 12] Becomes

【0034】今、新しい関数q(z)≡k/Q(z)を
導入し、q-1(z)を実数部分と虚数部分とに分けるこ
とができたとすると、
Now, if a new function q (z) ≡k / Q (z) is introduced and q -1 (z) can be divided into a real number part and an imaginary number part,

【数13】 となる。[Equation 13] Becomes

【0035】ここでR(z)は、光のz方向先端の等位
相面の曲率半径、W(z)はz軸方向の光ビームスポッ
ト幅(半値幅)となる。今、q(z)の具体的形を求
め、R(z),W(z)の振舞を解析する。ここで波動
ベクトルkがx2 に依存するものであると仮定して
Here, R (z) is the radius of curvature of the equiphase surface at the tip of the light in the z direction, and W (z) is the light beam spot width (half-value width) in the z-axis direction. Now, the concrete form of q (z) is obtained, and the behavior of R (z) and W (z) is analyzed. Now suppose the wave vector k depends on x 2.

【数14】 と書けると仮定する(ここにgP、αは実数)。[Equation 14] Suppose we can write (where g P and α are real numbers).

【0036】(3)式及び(12)式によってAccording to the expressions (3) and (12),

【数15】 となり、これら(12)式及び(13)式を比較するこ
とによって、
[Equation 15] Then, by comparing these equations (12) and (13),

【数16】k2 =iα2 ‥‥(14) が得られる。ここにα2 の具体的な形は、例えば、## EQU16 ## k 2 = iα 2 (14) is obtained. Here, the specific form of α 2 is, for example,

【数17】 であることを想定してもよい(Sはストライプ幅)。[Equation 17] May be assumed (S is the stripe width).

【0037】(14)式を(10)式に代入し、更にq
(z)を求めると、
Substituting equation (14) into equation (10), and
When (z) is calculated,

【数18】 となる。[Equation 18] Becomes

【0038】今、 とおいて(16)式q(z)の分母をA、分子をBとし
て夫々計算すると、
Now When the denominator of the equation (16) q (z) is A and the numerator is B,

【数19】 A=−(q0/z)(1+i)Qsin{(1+i)θ}+cos(1+i)θ =−(q0/z)(1+i)θ(sinθcoshθ+icosθsinhθ) +(cosθcoshθ−isinθsinhθ)A = − (q 0 / z) (1 + i) Qsin {(1 + i) θ} + cos (1 + i) θ = − (q 0 / z) (1 + i) θ (sinθcoshθ + icosθsinhθ) + (cosθcoshθ−isinθsinhθ)

【数20】 [Equation 20]

【0039】後の概略的数値計算から解るように、θ<
1とみなせるので、上記A及びBは次のように簡単化す
ることができる。
As can be seen from the subsequent numerical calculation, θ <
Since it can be regarded as 1, the above A and B can be simplified as follows.

【数21】 [Equation 21]

【数22】 となり、したがって、[Equation 22] And therefore

【数23】 となる。[Equation 23] Becomes

【0040】そして、And

【数24】q0 ≡iπW0 2 /λ≡iZ0 としてZ0 を定義すると、## EQU24 ## If Z 0 is defined as q 0 ≡iπW 0 2 / λ≡iZ 0 ,

【数25】 となり、故に[Equation 25] And hence

【数26】 故に[Equation 26] Therefore

【数27】 [Equation 27]

【数28】 [Equation 28]

【数29】 [Equation 29]

【数30】 [Equation 30]

【0041】次に、ビームウエスト位置、すなわち仮想
光源位置の光端面からの実効的距離Dについてみる。
Next, the effective distance D from the light end face at the beam waist position, that is, the virtual light source position will be examined.

【0042】先ず、この距離Dの考察に当たって、実際
の空洞共振器内部におけるビームスポットサイズの最小
値を与える位置と、測定によって与えられる位置との対
応関係についてみるに、半導体レーザーの非点収差量
は、光端面での近視野像の半値幅Wとその出射角θとが
与えられれば、ガウシアンビームが自由空間を伝播して
行くというモデルで一意的に決定することかでき、空洞
共振器内部の導波機構に依存しない。
First, regarding the consideration of the distance D, the astigmatism amount of the semiconductor laser will be examined in terms of the correspondence between the position giving the minimum value of the beam spot size inside the actual cavity resonator and the position given by the measurement. Can be uniquely determined by a model in which the Gaussian beam propagates in free space, given the half-width W of the near-field image at the light end face and its emission angle θ. Does not depend on the waveguiding mechanism.

【0043】したがって、例えば弱い屈折率ガイド型レ
ーザー、すなわち発射される光の等位相面の曲率半径R
が有限のレーザーにおいてもこの近視野像の半値幅Wと
出射角θとで仮想光源距離Dが測定されることが当然予
想され、また実際上現時点で一般に入手可能な屈折率ガ
イド型レーザーにおける仮想光源距離Dは、4〜8μm
の非点収差を有していることが実験的に明らかとなって
いる。
Therefore, for example, a weak refractive index guide type laser, that is, the radius of curvature R of the equiphase surface of the emitted light
It is naturally expected that the virtual light source distance D will be measured by the half-width W of the near-field image and the emission angle θ even in the case of a finite laser, and in fact, the virtual light guide distance in the currently available refractive index guided laser Light source distance D is 4 to 8 μm
It has been empirically revealed to have the astigmatism of.

【0044】すなわち、屈折率ガイド型レーザーにおい
ては、非点収差が利得ガイド型レーザーのそれに比して
小さいという事実は、屈折率ガイド型レーザーにおける
近視野像のスポット幅(半値幅)が利得ガイド型レーザ
ーのそれより小さいことによって決定されるものと考え
られる。
That is, the fact that the astigmatism is smaller in the refractive index guide type laser than in the gain guide type laser is that the spot width (half-value width) of the near-field image in the refractive index guide laser is the gain guide. It is considered to be determined by being smaller than that of the type laser.

【0045】また接合に直交する方向すなわち縦方向の
ビームウエスト位置が、ほぼ光端面位置にあり、この方
向の半値幅が、0.3μm程度という、接合と平行なす
なわち横方向におけるそれに比し、格段に小さいこと、
並びにこの横方向の屈折率差に比し、縦方向に関しては
充分大きな屈折率差が存在することから容易に理解され
るところである。
The beam waist position in the direction orthogonal to the joining, that is, in the vertical direction is almost at the optical end face position, and the half width in this direction is about 0.3 μm, which is parallel to the joining, that is, in the lateral direction, Much smaller,
Further, it is easily understood from the fact that there is a sufficiently large difference in refractive index in the vertical direction as compared with the difference in refractive index in the horizontal direction.

【0046】そして各レーザーの導波機構がビームウエ
ストにどのように関与するかは、具体的には各導波機構
に対応する波動方程式を解くことにより、光端面でのビ
ームスポットの半値幅Wとその光の等位相面の曲率半径
Rとが独立に決定される。そして、このようにして光端
面でのビームスポットサイズの幅Wと、光の前方端の等
位相面の曲率半径Rとが定まれば、まず
How the waveguide mechanism of each laser participates in the beam waist is concretely solved by solving the wave equation corresponding to each waveguide mechanism to determine the half width W of the beam spot at the optical end face. And the radius of curvature R of the equiphase surface of the light are independently determined. Then, if the width W of the beam spot size at the light end face and the radius of curvature R of the equiphase surface at the front end of the light are determined in this way, first

【数31】 によって、光の出射角θが定まる。[Equation 31] The output angle θ of light is determined by.

【0047】そして、Wとθから光源距離Dが最終的にThen, the light source distance D is finally determined from W and θ.

【数32】 が決定される。[Equation 32] Is determined.

【0048】上述した考察によれば一旦導波機構が与え
られかつ電極ストライプ形状が与えられれば、距離Dは
一意的に決定されることが理解されよう。
It will be appreciated from the above considerations that once the waveguiding feature and the electrode stripe geometry are provided, the distance D is uniquely determined.

【0049】また上述した解析により初めて共振空洞内
の光(或いはTE波)の実際的な分布と、測定による実
効的な非点収差との対応関係が明らかになる。
Further, the above-mentioned analysis reveals, for the first time, the correspondence between the actual distribution of light (or TE wave) in the resonant cavity and the effective astigmatism measured.

【0050】今、上述の解析に基づいて決定されたテー
パーストライプ形のレーザー、すなわち図4で示したよ
うに、ストライプの幅が中央部でS1 、光端面12でS
2 を有し、幅S1 を有する部分から幅S2 に、テーパー
13によって、その幅が漸次変化するようにしたものに
おいて、S2 =3μmとしたときのS1 と光源距離Dと
の関係の計算結果を図3中+印の点で示す。同図中×印
はストライプ幅を一様の幅S1 とした場合の従来一般の
構造の場合を示すものである。
Now, a taper stripe type laser determined based on the above analysis, that is, as shown in FIG. 4, the stripe width is S 1 at the central portion and S at the optical end face 12
The relationship between S 1 and the light source distance D when S 2 = 3 μm in the case where the width is gradually changed from the part having 2 and the width S 1 to the width S 2 by the taper 13 The calculation result of is shown by a dot + in FIG. In the figure, the mark x shows the case of a conventional general structure in which the stripe width is a uniform width S 1 .

【0051】尚、この場合、 と置いたものであり、Dの値はこれらのパラメータのと
り方で、可成り異なった値を有するが、これらの計算結
果は本発明者等による測定データーをほぼ再現している
ものであり、このように、テーパー・ストライプ構造の
場合の仮想光源、すなわちビームウエスト位置の光端面
からの距離Dは、この光端面、すなわち光出射部におけ
るストライプ幅S2 を制御することにより、中央側のス
トライプ幅S1 に余り依存しないで、約10μm程度に
小さくすることができること(前掲の(a)の事柄)が
わかる。
In this case, The values of D have quite different values depending on how these parameters are taken, but these calculation results almost reproduce the measured data by the present inventors. As described above, in the case of the tapered stripe structure, the virtual light source, that is, the distance D from the light end face at the beam waist position, is controlled by controlling the stripe width S 2 at this light end face, that is, the light emission portion, and It can be seen that it can be reduced to about 10 μm without much dependence on S 1 (the matter of (a) above).

【0052】この計算結果による物理的根拠は、 (i)近視野像の半値幅Wが小。 (ii)光端面近傍での光の等位相面の曲率半径Rが小。 であることに因る。The physical basis of this calculation result is that (i) the half-width W of the near-field image is small. (Ii) The radius of curvature R of the isophase surface of light near the light end face is small. Due to

【0053】(ii)についてみるに、光源の距離Dは、
物理的には、光端面における半値幅Wと、曲率半径Rに
より、
Looking at (ii), the distance D of the light source is
Physically, the half width W at the light end face and the radius of curvature R

【数33】 D=(R/n)〔1+(λR/nπW2 2 -1 ‥‥(1)′ で記述されることは容易に確かめられる。(R/nは、
光端面直近の空気中を伝播する光の等位相面の曲率半
径)。
It is easily confirmed that D = (R / n) [1+ (λR / nπW 2 ) 2 ] -1 (1) 'is described. (R / n is
Radius of curvature of the isophase surface of light propagating in the air near the light end face).

【0054】そして式(1)′によるR/nとDとの関
係は、図2で示す曲線となり、これより、Dは (I′)R/n<λ/πW2 では、Rの減少と共に減少
し (II′)R/n>λ/πW2 ではRの増大と共に減少 することが理解される。このことは前掲(I)(II) に
対応している。以上の解析によれば、テーパーストライ
プ構造において、テーパー長Lを適当に設計することに
より の非点収差を有する利得ガイド型半導体レーザーが得ら
れることが分かる。
The relationship between R / n and D according to the equation (1) ′ is the curve shown in FIG. 2. From this, D is (I ′) R / n <λ / πW 2 It is understood that it decreases and (II ′) decreases with R as R / n> λ / πW 2 . This corresponds to (I) and (II) above. According to the above analysis, by appropriately designing the taper length L in the taper stripe structure, It can be seen that the gain guide type semiconductor laser having the astigmatism is obtained.

【0055】更に具体的実施例を挙げる。Further specific examples will be given.

【0056】実施例1 図4に示すように、図10で説明したと同様にGaAs
基板1上に各半導体層を順次エピタキシャル法、例えば
熱分解による気相成長法によって連続的にエピタキシャ
ルする。図4において図10と対応する部分には同一符
号を付して重複説明を省略するが、この場合、キャップ
層5に対する電極8のオーミック被着部、すなわち、絶
縁層7の電極窓7aのパターンを図5に示すように中央
部において幅S1 となし、端面12において幅S2
し、両者を直線的にテーパー部13によって連結した。
そして、このテーパー部13の長さをLとして、S1
8μm、S2 =3μm、ストライプの全長を250μ
m、幅S2 を有する部分の長さを10μmに選定したも
のにおいて、そのLを夫々10μm、20μm、40μ
m、80μm、125μmに選定したプレーナ・ストラ
イプ型のレーザーを作成した。
Example 1 As shown in FIG. 4, GaAs was prepared in the same manner as described with reference to FIG.
Each semiconductor layer is successively epitaxially grown on the substrate 1 sequentially by an epitaxial method, for example, a vapor phase growth method by thermal decomposition. In FIG. 4, the portions corresponding to those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals and duplicate description is omitted, but in this case, the ohmic adhered portion of the electrode 8 to the cap layer 5, that is, the pattern of the electrode window 7a of the insulating layer 7. As shown in FIG. 5, the width is S 1 at the central portion and the width is S 2 at the end face 12, and both are linearly connected by the tapered portion 13.
Then, assuming that the length of the tapered portion 13 is L, S 1 =
8 μm, S 2 = 3 μm, the total length of the stripe is 250 μm
m, the length of the portion having the width S 2 is selected to be 10 μm, and L is 10 μm, 20 μm, and 40 μ, respectively.
Planar-stripe type lasers selected for m, 80 μm, and 125 μm were prepared.

【0057】実施例2 実施例1と同様の構成によるも、S1 =6μm、S2
3μm、ストライプの全長を250μmとしたものにお
いて、そのLを夫々同様に10μm、20μm、40μ
m、80μmとした。
Example 2 With the same configuration as in Example 1, S 1 = 6 μm, S 2 =
3 μm, the total length of the stripe is 250 μm, and L is 10 μm, 20 μm, and 40 μ respectively.
m and 80 μm.

【0058】実施例3 実施例1と同様の構成によるも、S1 =20μm、S2
=3μmとし、ストライプの全長を250μmとし、L
=80μmとした。
Example 3 With the same configuration as in Example 1, S 1 = 20 μm, S 2
= 3 μm, the total stripe length is 250 μm, and L
= 80 μm.

【0059】いずれの実施例によるものも、閾値電流、
非点収差、遠視野像、寿命等において優れた半導体レー
ザーであった。
In any of the embodiments, the threshold current,
The semiconductor laser was excellent in astigmatism, far-field pattern, and life.

【0060】また、非点収差量Dと長さLの関係を測定
したところ図6に示す結果が得られた。これによれば、
Lを100μm以上とすることが非点収差を小さくする
上で望ましいことがわかる。
When the relation between the astigmatism amount D and the length L was measured, the result shown in FIG. 6 was obtained. According to this
It can be seen that it is desirable to set L to 100 μm or more in order to reduce astigmatism.

【0061】また、上述の本発明による半導体レーザー
は閾値電流密度(閾値電流/電極面積)が減少し、その
結果、寿命テストにおいても通常の5μmの一様のスト
ライプ幅を有する半導体レーザーよりも劣化率が減少す
ることが確認された。
Further, the above-mentioned semiconductor laser according to the present invention has a reduced threshold current density (threshold current / electrode area), and as a result, the semiconductor laser is deteriorated even in the life test as compared with the usual semiconductor laser having a uniform stripe width of 5 μm. It was confirmed that the rate decreased.

【0062】テーパー部13は、直線、放物線、双曲線
などの形状をとることができ、ストライプ部11とテー
パー部13の間はなめらかに接続しても良い。また、テ
ーパー部13の端部はS2 の一定の幅をもつ部分を有し
ても良い。
The tapered portion 13 may have a shape such as a straight line, a parabola, or a hyperbola, and the stripe portion 11 and the tapered portion 13 may be connected smoothly. Further, the end portion of the tapered portion 13 may have a portion having a constant width of S 2 .

【0063】尚、上述した例においては夫々一様の幅S
1 を有する部分と、これとは異なる幅ではあるが一様の
幅S2 を有する部分とがテーパー部13によって連結さ
れた構成とした場合ではあるが、図7に示すようにスト
ライプ部11のパターンを例えばジグザグパターンとし
てその両側突起部の包絡線がテーパーを形成するように
なすこともできる。
In the above example, the uniform width S is obtained.
There is a case where the portion having 1 and the portion having a different width but a uniform width S 2 are connected by the tapered portion 13, but as shown in FIG. The pattern may be, for example, a zigzag pattern so that the envelopes of the protrusions on both sides thereof form a taper.

【0064】[0064]

【発明の効果】上述したように本発明によれば、非点収
差の小さい利得ガイド型半導体レーザーを構成できるこ
とから各種光記録・再生の光源としての戻り光によるノ
イズが小さくビームスポット形状にすぐれた光源を構成
できる。
As described above, according to the present invention, since a gain guide type semiconductor laser having a small astigmatism can be constructed, noise due to returning light as a light source for various optical recording / reproducing is small and a beam spot shape is excellent. The light source can be configured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の半導体レーザーのストライプ構造のパ
ターンを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a pattern of a stripe structure of a semiconductor laser of the present invention.

【図2】仮想光源の前方の等位相面の曲率半径と光源の
光端面からの距離との関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a radius of curvature of an equiphase surface in front of a virtual light source and a distance from a light end surface of the light source.

【図3】本発明の説明に供する計算結果図である。FIG. 3 is a calculation result diagram for explaining the present invention.

【図4】本発明による半導体レーザーの一例の拡大断面
図である。
FIG. 4 is an enlarged sectional view of an example of a semiconductor laser according to the present invention.

【図5】ストライプ構造のパターンを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a pattern of a stripe structure.

【図6】テーパー長と収差量の関係の測定結果を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a measurement result of a relationship between a taper length and an aberration amount.

【図7】本発明の他の例のストライプの一部のパターン
図である。
FIG. 7 is a partial pattern diagram of a stripe according to another example of the present invention.

【図8】従来一般の半導体レーザーの拡大平面図であ
る。
FIG. 8 is an enlarged plan view of a conventional general semiconductor laser.

【図9】その拡大断面図である。FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view thereof.

【図10】他の例の拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of another example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2,4 クラッド層 3 活性層 5 キャップ層 7 絶縁層 7a 電極窓 8,9 電極 12 光端面 13 テーパー部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2,4 Clad layer 3 Active layer 5 Cap layer 7 Insulating layer 7a Electrode window 8,9 Electrode 12 Optical end face 13 Tapered part

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基体の一主面上に、少なくとも第
1のクラッド層、活性層、第2のクラッド層、キャップ
層が順次積層され、上記キャップ層上に第1の電極が形
成され、上記半導体基体の他の主面に第2の電極が形成
され、ストライプ幅が光端面より離れたところでS
1 で、光端面でS2 であり、その間で上記ストライプ幅
が連続的に変化しているプレーナストライプ構造の半導
体レーザーにおいて、 接合面に平行な光の仮想的光源の、上記光端面からの距
離をD、該光端面から出射する光の等位層面の曲率半径
をR、上記光端面での光の近視野像の半値幅をWとする
と、WをパラメータにしてDがRのある値において極大
となり、Wが大きいほどDが大きいことにより、またほ
ぼ独立にS1 が大きいほどRが大きく、S2 が大きいほ
どWが大きいことを用いて、 S1 を5〜10μm、S2 を0.5〜4μmに設定した
ことを特徴とする半導体レーザー。
1. At least a first cladding layer, an active layer, a second cladding layer, and a cap layer are sequentially laminated on one main surface of a semiconductor substrate, and a first electrode is formed on the cap layer, A second electrode is formed on the other main surface of the semiconductor substrate, and S is formed when the stripe width is separated from the optical end surface.
1 and S 2 at the light end face, and in the semiconductor laser with a planar stripe structure in which the stripe width continuously changes between them, the distance from the light end face of a virtual light source of light parallel to the junction surface Let D be R, the radius of curvature of the isotropic layer surface of the light emitted from the light end face be R, and the half-width of the near-field image of the light at the light end face be W, then D is a parameter at W and R is at a certain value. becomes maximum, by W is D larger the larger and the more R is larger S 1 is greater almost independently, using the higher S 2 is greater W is large, the S 1 5 to 10 [mu] m, the S 2 0 A semiconductor laser having a thickness of 0.5 to 4 μm.
【請求項2】 半導体基体の一主面上に、少なくとも第
1のクラッド層、活性層、第2のクラッド層、キャップ
層が順次積層され、上記キャップ層上に第1の電極が形
成され、上記半導体基体の他の主面に第2の電極が形成
され、ストライプ幅が光端面より離れたところでS
1 で、光端面でS2 であり、その間で上記ストライプ幅
が連続的に変化しているプレーナストライプ構造の半導
体レーザーにおいて、 接合面に平行な光の仮想的光源の、上記光端面からの距
離をD、該光端面から出射する光の等位相面の曲率半径
をR、上記光端面での光の近視野の半値幅をWとする
と、WをパラメータにしてDがRのある値において極大
となり、Wが大きいほどDが大きいことにより、またほ
ぼ独立にS1 が大きいほどRが大きく、S 2 が大きいほ
どWが大きいことを用いて、 S1 を20μm以上に設定し、S2 を0.5〜4μmに
設定したことを特徴とする半導体レーザー。
2. A semiconductor substrate having at least a first surface on one main surface.
First cladding layer, active layer, second cladding layer, cap
The layers are sequentially stacked, and the first electrode is formed on the cap layer.
And a second electrode is formed on the other main surface of the semiconductor substrate.
And when the stripe width is far from the optical end face, S
1Then, at the light end face, S2And the stripe width above between
Semi-conducting planar stripe structure with continuous variation of
In the body laser, the distance from the optical end face of the virtual light source of the light parallel to the cemented surface
The separation is D, and the radius of curvature of the equiphase surface of the light emitted from the light end face
Is R, and the half-width of the near field of light at the light end face is W.
And with W as a parameter, D is maximum at a certain value of R.
And the larger W is, the larger D is.
Independently S1Is larger, R is larger, and S 2Is big
Using the fact that W is large, S1Is set to 20 μm or more, and S2To 0.5-4 μm
A semiconductor laser characterized by being set.
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