JPH07114302B2 - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPH07114302B2 JPH07114302B2 JP61124555A JP12455586A JPH07114302B2 JP H07114302 B2 JPH07114302 B2 JP H07114302B2 JP 61124555 A JP61124555 A JP 61124555A JP 12455586 A JP12455586 A JP 12455586A JP H07114302 B2 JPH07114302 B2 JP H07114302B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active layer
- current
- semiconductor laser
- confining
- ridge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、半導体レーザに関し、特に電流狭窄構造と光
閉じ込め構造とを備えた半導体レーザに関するものであ
る。
閉じ込め構造とを備えた半導体レーザに関するものであ
る。
〔従来技術〕 従来、レーザ発振を起こすしきい値電流を低下させる
為、活性層に注入される電流を、活性層に平行でかつ光
の出射方向に垂直な方向に狭窄する構造と、この方向に
活性層から発する光を閉じ込める構造とを備えた半導体
レーザが知られている。この例を第５図で説明する。
為、活性層に注入される電流を、活性層に平行でかつ光
の出射方向に垂直な方向に狭窄する構造と、この方向に
活性層から発する光を閉じ込める構造とを備えた半導体
レーザが知られている。この例を第５図で説明する。
第５図は、従来のリツジ導波路型半導体レーザの構成例
を示す略断面図である。図中、1,7は電極、２は基板、
3,5はクラツド層、４は厚さｄの活性層、６はキヤツプ
層、８は絶縁膜を示す。ここでは、幅Ｓのリツジが形成
されており、これにより図示ｘ方向の光の閉じ込めと電
流狭窄とを同時に行なっている。このような半導体レー
ザにおいて、しきい電流を小さくし、かつ、レーザとし
て好ましくない利得導波性をへらして、屈折率導波型レ
ーザとするためには、活性層とリツジ部分との距離ｈを
小さくすればよいことが知られている。
を示す略断面図である。図中、1,7は電極、２は基板、
3,5はクラツド層、４は厚さｄの活性層、６はキヤツプ
層、８は絶縁膜を示す。ここでは、幅Ｓのリツジが形成
されており、これにより図示ｘ方向の光の閉じ込めと電
流狭窄とを同時に行なっている。このような半導体レー
ザにおいて、しきい電流を小さくし、かつ、レーザとし
て好ましくない利得導波性をへらして、屈折率導波型レ
ーザとするためには、活性層とリツジ部分との距離ｈを
小さくすればよいことが知られている。
しかしながら、上記の如くｈを小さくすると、基底横モ
ードのみならず、高次横モードも発振しやすくなり、多
モード化してしまうという欠点があった。
ードのみならず、高次横モードも発振しやすくなり、多
モード化してしまうという欠点があった。
本発明は、上述従来例の欠点を除去し、安定な基底横モ
ード発振をし、かつ、しきい電流の低い半導体レーザを
提供することを目的とする。
ード発振をし、かつ、しきい電流の低い半導体レーザを
提供することを目的とする。
本発明の上記目的は、活性層と、この活性層に注入され
る電流を活性層に平行でかつ光の出射方向に垂直な方向
に狭窄する構造と、前記活性層から発する光を前記方向
に閉じ込める構造とを備えた半導体レーザにおいて、前
記光を閉じ込める構造が所定の幅を持つリッジであり、
前記電流を狭窄する構造が該リッジに設けられた一対の
溝であり、該一対の溝の間隔を前記リッジの幅よりも狭
く形成することにより達成される。
る電流を活性層に平行でかつ光の出射方向に垂直な方向
に狭窄する構造と、前記活性層から発する光を前記方向
に閉じ込める構造とを備えた半導体レーザにおいて、前
記光を閉じ込める構造が所定の幅を持つリッジであり、
前記電流を狭窄する構造が該リッジに設けられた一対の
溝であり、該一対の溝の間隔を前記リッジの幅よりも狭
く形成することにより達成される。
以下、本発明実施例を図面に用いて詳細に説明する。
第１図は、本発明リツジ導波路型レーザに適用した第１
実施例を示す略断面図である。図からも明らかなよう
に、本実施例はリツジ部に幅Ｗの溝９を設けて、電流を
図のＳ′の範囲にのみ注入するものである。例えば、活
性層にGaAs、クラツド層にAlxGa1−xAs、絶縁膜にSiO2
を用いて、ｘ＝0.3,S＝５μm,S′＝２μm,W＝0.5μm,H
＝ｈ′＝0.2μm,d＝0.1μｍにとると、光の高次横モー
ドも導波されるが、光の基底横モードの強度の大きい部
分は、大部分図のＳ′の幅に収まり、一方光の１次横モ
ードは幅Ｓぐらいに広がっており、幅Ｓ′の部分では強
度は弱い。そして、溝９により電流は幅Ｓ′の部分に狭
窄されているので、１次横モードの利得は基底横モード
に比べて著しく低くなり、基底横モードのみを、安定に
発振させることができる。また、しきい電流を小さくす
るためにはｈ′を小さくとり、利得導波性を小さくする
ためにはｈも小さくとればよい。本発明は、このように
h,h′をともに小さくした場合にも、安定な基底横モー
ド発振を行なわせることができる。
実施例を示す略断面図である。図からも明らかなよう
に、本実施例はリツジ部に幅Ｗの溝９を設けて、電流を
図のＳ′の範囲にのみ注入するものである。例えば、活
性層にGaAs、クラツド層にAlxGa1−xAs、絶縁膜にSiO2
を用いて、ｘ＝0.3,S＝５μm,S′＝２μm,W＝0.5μm,H
＝ｈ′＝0.2μm,d＝0.1μｍにとると、光の高次横モー
ドも導波されるが、光の基底横モードの強度の大きい部
分は、大部分図のＳ′の幅に収まり、一方光の１次横モ
ードは幅Ｓぐらいに広がっており、幅Ｓ′の部分では強
度は弱い。そして、溝９により電流は幅Ｓ′の部分に狭
窄されているので、１次横モードの利得は基底横モード
に比べて著しく低くなり、基底横モードのみを、安定に
発振させることができる。また、しきい電流を小さくす
るためにはｈ′を小さくとり、利得導波性を小さくする
ためにはｈも小さくとればよい。本発明は、このように
h,h′をともに小さくした場合にも、安定な基底横モー
ド発振を行なわせることができる。
前記実施例では、電流を基底モードのピーク位置に狭窄
するのに矩形の溝を用いたが、溝の形は三角形でも、多
角形でも、曲線をもつ形でもよい。また、電流を狭窄す
る構造の参考例として本願発明の溝を設ける構成以外の
構成を第２図乃至第４図に示す。第２図に示す構成にお
いては、キャップ層６′をｎ型として、Zn等を拡散した
領域10を設けて電流を狭窄している。第３図に示す構成
においては、陽子線照射による高抵抗領域11を設けて電
流を狭窄している。いずれの構成においても電流を光閉
じ込め幅よりも狭く狭窄することは可能であるが、拡散
の為の工程、陽子線照射の為の工程が更に必要となる。
尚、第２図及び第３図において、第１図と同一の部材に
は同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
するのに矩形の溝を用いたが、溝の形は三角形でも、多
角形でも、曲線をもつ形でもよい。また、電流を狭窄す
る構造の参考例として本願発明の溝を設ける構成以外の
構成を第２図乃至第４図に示す。第２図に示す構成にお
いては、キャップ層６′をｎ型として、Zn等を拡散した
領域10を設けて電流を狭窄している。第３図に示す構成
においては、陽子線照射による高抵抗領域11を設けて電
流を狭窄している。いずれの構成においても電流を光閉
じ込め幅よりも狭く狭窄することは可能であるが、拡散
の為の工程、陽子線照射の為の工程が更に必要となる。
尚、第２図及び第３図において、第１図と同一の部材に
は同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
第４図は埋め込みヘテロ型レーザにおいて、陽子線照射
による電流狭窄を行った参考例の略断面図である。
による電流狭窄を行った参考例の略断面図である。
第４図において、第２図と同一の部材には、同一の符号
を付し、詳細な説明は省略する。また12はｎ型AlxGa1−
xAsの再成長領域、11は陽子線照射による高抵抗領域を
示す。従来の埋め込みヘテロ型レーザでは、高次モード
が発振するのを防ぐために、Ｓを１μｍ以下にとったり
しているが、それでは、加工上の精度も問題であり、ま
た、高出力を出せない、出射光の広がり角が大きい、等
の欠点があった。本参考例では、Ｓを数μｍにとって
も、11を設けることにより、基底横モードのみに大きな
利得を与え、安定な基底横モード発振を行なわせること
ができる。
を付し、詳細な説明は省略する。また12はｎ型AlxGa1−
xAsの再成長領域、11は陽子線照射による高抵抗領域を
示す。従来の埋め込みヘテロ型レーザでは、高次モード
が発振するのを防ぐために、Ｓを１μｍ以下にとったり
しているが、それでは、加工上の精度も問題であり、ま
た、高出力を出せない、出射光の広がり角が大きい、等
の欠点があった。本参考例では、Ｓを数μｍにとって
も、11を設けることにより、基底横モードのみに大きな
利得を与え、安定な基底横モード発振を行なわせること
ができる。
本発明は、以上説明した実施例に限らず、種々の応用が
可能である。例えば、前述の第１の実施例におけるＳ′
等のパラメーターを、Ｓ＝１〜10μm,S′＝0.1〜５μm,
W＝0.1〜３μm,h＝０〜２μm,h′＝０〜３μｍの範囲
で、目的に応じて適宜変更してもかまわない。また、本
発明は、前述のGaAs/AlGa1−xAs系でなく、例えばInP/I
nGaAsP系等の半導体レーザにも適用出来る。
可能である。例えば、前述の第１の実施例におけるＳ′
等のパラメーターを、Ｓ＝１〜10μm,S′＝0.1〜５μm,
W＝0.1〜３μm,h＝０〜２μm,h′＝０〜３μｍの範囲
で、目的に応じて適宜変更してもかまわない。また、本
発明は、前述のGaAs/AlGa1−xAs系でなく、例えばInP/I
nGaAsP系等の半導体レーザにも適用出来る。
以上説明したように、本発明は、活性層と、この活性層
に注入される電流を活性層に平行でかつ光の出射方向に
垂直な方向に狭窄する構造と、前記活性層から発する光
を前記方向に閉じ込める構造とを備えた半導体レーザに
おいて、前記光を閉じ込める構造が所定の幅を持つリッ
ジであり、前記電流を狭窄する構造が該リッジに設けら
れた一対の溝であり、該一対の溝の間隔を前記リッジの
幅よりも狭く形成したので、安定な基底横モード発振を
行わせることができ、且つ該半導体レーザをより少ない
種類の工程で形成することができる。また、高次横モー
ドの発振を抑制したまま、構造パラメーター（例えば第
１図のｈ）の値を任意に変化できるので、低しきい電
流、高最大出力、かつ利得導波性の少ないレーザを得る
ことができる。
に注入される電流を活性層に平行でかつ光の出射方向に
垂直な方向に狭窄する構造と、前記活性層から発する光
を前記方向に閉じ込める構造とを備えた半導体レーザに
おいて、前記光を閉じ込める構造が所定の幅を持つリッ
ジであり、前記電流を狭窄する構造が該リッジに設けら
れた一対の溝であり、該一対の溝の間隔を前記リッジの
幅よりも狭く形成したので、安定な基底横モード発振を
行わせることができ、且つ該半導体レーザをより少ない
種類の工程で形成することができる。また、高次横モー
ドの発振を抑制したまま、構造パラメーター（例えば第
１図のｈ）の値を任意に変化できるので、低しきい電
流、高最大出力、かつ利得導波性の少ないレーザを得る
ことができる。
第１図は本発明の半導体レーザの第１実施例を示す略断
面図、第２図乃至第４図は夫々参考例の構成を示す略断
面図、第５図は従来の半導体レーザの一例を示す略断面
図である。 1,7……電極、２……基板、3,5……クラツド層、４……
活性層、６……キヤツプ層、８……絶縁膜、９……溝。
面図、第２図乃至第４図は夫々参考例の構成を示す略断
面図、第５図は従来の半導体レーザの一例を示す略断面
図である。 1,7……電極、２……基板、3,5……クラツド層、４……
活性層、６……キヤツプ層、８……絶縁膜、９……溝。
Claims (1)
- 【請求項１】活性層と、この活性層に注入される電流を
活性層に平行でかつ光の出射方向に垂直な方向に狭窄す
る構造と、前記活性層から発する光を前記方向に閉じ込
める構造とを備えた半導体レーザにおいて、 前記光を閉じ込める構造が所定の幅を持つリッジであ
り、前記電流を狭窄する構造が該リッジに設けられた一
対の溝であり、該一対の溝の間隔が前記リッジの幅より
も狭く形成されていることを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61124555A JPH07114302B2 (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61124555A JPH07114302B2 (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62281389A JPS62281389A (ja) | 1987-12-07 |
| JPH07114302B2 true JPH07114302B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=14888377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61124555A Expired - Fee Related JPH07114302B2 (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07114302B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2652012B2 (ja) * | 1987-01-06 | 1997-09-10 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58162091A (ja) * | 1982-03-23 | 1983-09-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レ−ザ素子及びその製造方法 |
| JPS60126884A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-06 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
-
1986
- 1986-05-29 JP JP61124555A patent/JPH07114302B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62281389A (ja) | 1987-12-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |