JPH0720242A - 距離及び速度計測装置 - Google Patents
距離及び速度計測装置Info
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- JPH0720242A JPH0720242A JP5164412A JP16441293A JPH0720242A JP H0720242 A JPH0720242 A JP H0720242A JP 5164412 A JP5164412 A JP 5164412A JP 16441293 A JP16441293 A JP 16441293A JP H0720242 A JPH0720242 A JP H0720242A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】小さな駆動電流の低出力な半導体レーザと、こ
の半導体レーザから出射したレーザ光を増幅する光増幅
装置を組み合わせた発光装置を光源として用い、低出力
の半導体レーザのみを高速で変調することにより所望の
大出力短パルス光を得る。 【効果】従来特殊な電源と大きな装置サイズを必要とし
たレーザ距離測定装置が3cm角程度の小型のサイズで実
現できる。
の半導体レーザから出射したレーザ光を増幅する光増幅
装置を組み合わせた発光装置を光源として用い、低出力
の半導体レーザのみを高速で変調することにより所望の
大出力短パルス光を得る。 【効果】従来特殊な電源と大きな装置サイズを必要とし
たレーザ距離測定装置が3cm角程度の小型のサイズで実
現できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車衝突防止等に用
いるレーザ光を用いた距離及び速度計測装置に関する。
いるレーザ光を用いた距離及び速度計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のレーザ距離計測装置は図4に示す
ように高出力の半導体レーザから出射したレーザ光が反
射して戻るまでの時間を計測しこれによって対象物まで
の距離を測定するものであった。
ように高出力の半導体レーザから出射したレーザ光が反
射して戻るまでの時間を計測しこれによって対象物まで
の距離を測定するものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のレーザ距離
計測装置では、対称物からの微弱な反射光を検出して距
離の計測を行うため大出力のレーザ光を必要とし駆動電
流も数アンペアの大電流が必要であった。また対称物ま
での光の走行時間により距離を測定するため10ns以
下の短いパルスを得る必要があった。しかし、このよう
な大出力でパルス幅の小さいレーザ光を得るには特殊な
駆動電源を必要とし装置の小型化,低価格化の妨げにな
っていた。
計測装置では、対称物からの微弱な反射光を検出して距
離の計測を行うため大出力のレーザ光を必要とし駆動電
流も数アンペアの大電流が必要であった。また対称物ま
での光の走行時間により距離を測定するため10ns以
下の短いパルスを得る必要があった。しかし、このよう
な大出力でパルス幅の小さいレーザ光を得るには特殊な
駆動電源を必要とし装置の小型化,低価格化の妨げにな
っていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記従来のレーザ距離計
測装置の問題点を解決するために、本発明では従来用い
られていた高出力の半導体レーザに代り、小さな駆動電
流の低出力な半導体レーザと、この半導体レーザから出
射したレーザ光を増幅する光増幅装置を組み合わせた発
光装置を光源として用い、低出力の半導体レーザのみを
高速で変調することにより所望の大出力短パルス光を得
ることを考案した。また、この光増幅装置の一部にレン
ズ機能を有するような屈折率又は利得の分布を設ける。
さらにこのレーザ光源の定電圧駆動時の電流の応答をモ
ニタすることによりこの素子を受光器としても使用す
る。
測装置の問題点を解決するために、本発明では従来用い
られていた高出力の半導体レーザに代り、小さな駆動電
流の低出力な半導体レーザと、この半導体レーザから出
射したレーザ光を増幅する光増幅装置を組み合わせた発
光装置を光源として用い、低出力の半導体レーザのみを
高速で変調することにより所望の大出力短パルス光を得
ることを考案した。また、この光増幅装置の一部にレン
ズ機能を有するような屈折率又は利得の分布を設ける。
さらにこのレーザ光源の定電圧駆動時の電流の応答をモ
ニタすることによりこの素子を受光器としても使用す
る。
【0005】
【作用】本発明の構造によればパルス駆動する必要があ
るのは低出力の半導体レーザのみであり、駆動電流が1
00から200mA程度であるため容易に短パルス駆動
することが可能である。このようにして発生した光パル
スをレーザ増幅器により増幅することにより数ワットの
高出力パルスが容易に得られる。こように従来のレーザ
距離計測装置では、大出力でパルス幅の小さい駆動電流
を必要とすることが装置の小型化,低価格化の妨げにな
っていたが、本発明によりこのような問題が解決でき小
型低価格のレーザ距離計測装置を得ることができる。さ
らに、この光増幅装置の一部にレンズ機能を有するよう
な屈折率又は利得の分布を設けることにより光の自己収
束現象を防止することができ、出射光の放射形状を均一
化することができる。また、本発明の第三の実施例の装
置によればこのレーザ光源を受光器として用いる。レー
ザ距離測定装置に対象物体から戻って来る微弱な光を増
幅しながら検出できるので、電圧電流特性に現われる戻
り光の信号を十分に検出することが可能である。
るのは低出力の半導体レーザのみであり、駆動電流が1
00から200mA程度であるため容易に短パルス駆動
することが可能である。このようにして発生した光パル
スをレーザ増幅器により増幅することにより数ワットの
高出力パルスが容易に得られる。こように従来のレーザ
距離計測装置では、大出力でパルス幅の小さい駆動電流
を必要とすることが装置の小型化,低価格化の妨げにな
っていたが、本発明によりこのような問題が解決でき小
型低価格のレーザ距離計測装置を得ることができる。さ
らに、この光増幅装置の一部にレンズ機能を有するよう
な屈折率又は利得の分布を設けることにより光の自己収
束現象を防止することができ、出射光の放射形状を均一
化することができる。また、本発明の第三の実施例の装
置によればこのレーザ光源を受光器として用いる。レー
ザ距離測定装置に対象物体から戻って来る微弱な光を増
幅しながら検出できるので、電圧電流特性に現われる戻
り光の信号を十分に検出することが可能である。
【0006】
(実施例1)本発明の第一の実施例を図1に従い説明す
る。本構造ではまずn−GaAs基板1上に、n−Al
0.5Ga0.5Asクラッド層2,多重量子井戸活性層3,
p−Al0.5Ga0.5Asクラッド層4,p−GaAsコ
ンタクト層5を順次結晶成長した。多重量子井戸活性層
3はAl0.1Ga0.9Asウエル層3層6とAl0.3Ga
0.7Asバリア層4層7からなっている。つぎに、気相
化学堆積法およびホトリソグラフ技術を用いてSiO2
マスクを形成する。次に、SiO2膜をマスクとして、
p−GaAsコンタクト層5及びp−Al0.5Ga0.5A
sクラッド層4の一部をエッチングした後、有機金属気
相成長法によりn−GaAsブロック層8をSiO2 膜
のない領域に選択的に成長した。素子の直列抵抗低減の
ため、SiO2 膜を除去した後、p−Al0.5Ga0.5A
s埋込層9及びp−GaAsキャップ層10を形成した。
る。本構造ではまずn−GaAs基板1上に、n−Al
0.5Ga0.5Asクラッド層2,多重量子井戸活性層3,
p−Al0.5Ga0.5Asクラッド層4,p−GaAsコ
ンタクト層5を順次結晶成長した。多重量子井戸活性層
3はAl0.1Ga0.9Asウエル層3層6とAl0.3Ga
0.7Asバリア層4層7からなっている。つぎに、気相
化学堆積法およびホトリソグラフ技術を用いてSiO2
マスクを形成する。次に、SiO2膜をマスクとして、
p−GaAsコンタクト層5及びp−Al0.5Ga0.5A
sクラッド層4の一部をエッチングした後、有機金属気
相成長法によりn−GaAsブロック層8をSiO2 膜
のない領域に選択的に成長した。素子の直列抵抗低減の
ため、SiO2 膜を除去した後、p−Al0.5Ga0.5A
s埋込層9及びp−GaAsキャップ層10を形成した。
【0007】次に、ウエハの表面及び裏面にAu電極1
1を形成し、図1のドライエッチング領域12を塩素系
ガスを用いたリアクティブイオンエッチングによりエッ
チングした。これによりドライエッチング領域12の境
界線に活性層に垂直な面13ができる。低出力のレーザ
となる領域ではレーザのストライプ幅は約5μmであ
り、境界線はレーザストライプと直交しておりこの面か
らの反射によりレーザ共振器が形成される。光増幅器と
なる領域ではストライプの幅は約300μmであり、ス
トライプと境界線は10度以上の角度をもって交差して
おり光増幅器からレーザへの反射光を防止している。
1を形成し、図1のドライエッチング領域12を塩素系
ガスを用いたリアクティブイオンエッチングによりエッ
チングした。これによりドライエッチング領域12の境
界線に活性層に垂直な面13ができる。低出力のレーザ
となる領域ではレーザのストライプ幅は約5μmであ
り、境界線はレーザストライプと直交しておりこの面か
らの反射によりレーザ共振器が形成される。光増幅器と
なる領域ではストライプの幅は約300μmであり、ス
トライプと境界線は10度以上の角度をもって交差して
おり光増幅器からレーザへの反射光を防止している。
【0008】このようにして形成した半導体レーザを短
パルス供給のための集積回路電源とともに約30mm角の
パッケージに組立て、光増幅器部分に約500mAの直
流電流を流しながら、低出力レーザに集積回路電源から
供給される幅10ns,波高値200mAの電流を流す
と光増幅器の増幅作用及びQスイッチ現象により幅10
ns,波高値40Wのレーザ光が得られた。
パルス供給のための集積回路電源とともに約30mm角の
パッケージに組立て、光増幅器部分に約500mAの直
流電流を流しながら、低出力レーザに集積回路電源から
供給される幅10ns,波高値200mAの電流を流す
と光増幅器の増幅作用及びQスイッチ現象により幅10
ns,波高値40Wのレーザ光が得られた。
【0009】(実施例2)本発明の第二の実施例を図2
に従い説明する。本構造ではまずn−GaAs基板1上
にn−Al0.5Ga0.5Asクラッド層2,多重量子井戸
活性層3,p−Al0.5Ga0.5Asクラッド層4,p−
GaAsコンタクト層5を、順次、結晶成長した。多重
量子井戸活性層3はAl0.1Ga0.9Asウエル層3層6
とAl0.3Ga0.7Asバリア層4層7からなっている。
次に、気相化学堆積法およびホトリソグラフ技術を用い
てSiO2 マスク及びホトレジストマスクを形成する。
単一モードレーザを形成する領域ではSiO2 ホトレジ
ストとも幅約5μmのストライプ形状であり、増幅器と
なる領域ではSiO2 は幅300μm曲率半径600μ
mのレンズ状SiO214 となっており、ホトレジスト
マスクは幅300μmのストライプ状形状になってい
る。次に、ホトレジストをマスクとして、p−GaAs
コンタクト層5及びp−Al0.5Ga0.5Asクラッド層
4の一部をエッチングし、さらにp−Al0.5Ga0.5A
sクラッド層5上に有機金属気相成長法によりn−Ga
Asブロック層8をSiO2 膜のない領域に選択的に成
長した。素子の直列抵抗低減のため、SiO2 膜を除去
した後、p−Al0.5Ga0.5As埋込層9及びp−Ga
Asキャップ層10を形成した。
に従い説明する。本構造ではまずn−GaAs基板1上
にn−Al0.5Ga0.5Asクラッド層2,多重量子井戸
活性層3,p−Al0.5Ga0.5Asクラッド層4,p−
GaAsコンタクト層5を、順次、結晶成長した。多重
量子井戸活性層3はAl0.1Ga0.9Asウエル層3層6
とAl0.3Ga0.7Asバリア層4層7からなっている。
次に、気相化学堆積法およびホトリソグラフ技術を用い
てSiO2 マスク及びホトレジストマスクを形成する。
単一モードレーザを形成する領域ではSiO2 ホトレジ
ストとも幅約5μmのストライプ形状であり、増幅器と
なる領域ではSiO2 は幅300μm曲率半径600μ
mのレンズ状SiO214 となっており、ホトレジスト
マスクは幅300μmのストライプ状形状になってい
る。次に、ホトレジストをマスクとして、p−GaAs
コンタクト層5及びp−Al0.5Ga0.5Asクラッド層
4の一部をエッチングし、さらにp−Al0.5Ga0.5A
sクラッド層5上に有機金属気相成長法によりn−Ga
Asブロック層8をSiO2 膜のない領域に選択的に成
長した。素子の直列抵抗低減のため、SiO2 膜を除去
した後、p−Al0.5Ga0.5As埋込層9及びp−Ga
Asキャップ層10を形成した。
【0010】次に、ウエハの表面及び裏面にAu電極1
1を形成し、図2のドライエッチング領域12を塩素系
ガスを用いたリアクティブイオンエッチングによりエッ
チングした。これによりドライエッチング領域12の境
界線に活性層に垂直な面13ができる。低出力のレーザ
となる領域では境界線はレーザストライプと直交してお
りこの面からの反射によりレーザ共振器が形成される。
光増幅器となる領域ではストライプと境界線は10度以
上の角度をもって交差しており光増幅器からレーザへの
反射光を防止している。以上のようにして形成した半導
体レーザを単パルス供給のための集積回路電源とともに
約30mm角のパッケージに組立て、光増幅器部分に約5
00mAの直流電流を流しながら、低出力レーザに集積
回路電源から供給される幅10ns,波高値200mA
の電流を流すと光増幅器の増幅作用及びQスイッチ現象
により幅10ns,波高値40Wのレーザ光が得られ
た。
1を形成し、図2のドライエッチング領域12を塩素系
ガスを用いたリアクティブイオンエッチングによりエッ
チングした。これによりドライエッチング領域12の境
界線に活性層に垂直な面13ができる。低出力のレーザ
となる領域では境界線はレーザストライプと直交してお
りこの面からの反射によりレーザ共振器が形成される。
光増幅器となる領域ではストライプと境界線は10度以
上の角度をもって交差しており光増幅器からレーザへの
反射光を防止している。以上のようにして形成した半導
体レーザを単パルス供給のための集積回路電源とともに
約30mm角のパッケージに組立て、光増幅器部分に約5
00mAの直流電流を流しながら、低出力レーザに集積
回路電源から供給される幅10ns,波高値200mA
の電流を流すと光増幅器の増幅作用及びQスイッチ現象
により幅10ns,波高値40Wのレーザ光が得られ
た。
【0011】(実施例3)本発明の第三の実施例を図3
に従い説明する。実施例1,2では、レーザ部と増幅部
を一体構成としているが、上記両者は別々の部品であっ
てもよい。例えばまずn−GaAs基板1上にn−Al
0.5Ga0.5Asクラッド層2,多重量子井戸活性層3,
p−Al0.5Ga0.5Asクラッド層4,p−GaAsコ
ンタクト層5を、順次、結晶成長した。多重量子井戸活
性層3はAl0.1Ga0.9Asウエル層3層6とAl0.3
Ga0.7Asバリア層4層7からなっている。つぎに、
気相化学堆積法およびホトリソグラフ技術を用いてp−
GaAsコンタクト層5及びp−Al0.5Ga0.5Asク
ラッド層4の一部をエッチングした後、有機金属気相成
長法によりn−GaAsブロック層8をSiO2 膜のな
い領域に選択的に成長した。素子の直列抵抗低減のた
め、SiO2膜を除去した後、p−Al0.5Ga0.5As埋込
層9及びp−GaAsキャップ層10を形成した。次
に、ウエハの表面及び裏面にAu電極11を形成し、単
一モードレーザ15は長さ約300μmに、光増幅器1
6は長さ約1mmにへき開した。単一波長レーザ15はこ
のような構造の半導体レーザのストライプ幅を5μm程
度とすることにより得られ、光増幅器16はストライプ
幅を300μmとした。
に従い説明する。実施例1,2では、レーザ部と増幅部
を一体構成としているが、上記両者は別々の部品であっ
てもよい。例えばまずn−GaAs基板1上にn−Al
0.5Ga0.5Asクラッド層2,多重量子井戸活性層3,
p−Al0.5Ga0.5Asクラッド層4,p−GaAsコ
ンタクト層5を、順次、結晶成長した。多重量子井戸活
性層3はAl0.1Ga0.9Asウエル層3層6とAl0.3
Ga0.7Asバリア層4層7からなっている。つぎに、
気相化学堆積法およびホトリソグラフ技術を用いてp−
GaAsコンタクト層5及びp−Al0.5Ga0.5Asク
ラッド層4の一部をエッチングした後、有機金属気相成
長法によりn−GaAsブロック層8をSiO2 膜のな
い領域に選択的に成長した。素子の直列抵抗低減のた
め、SiO2膜を除去した後、p−Al0.5Ga0.5As埋込
層9及びp−GaAsキャップ層10を形成した。次
に、ウエハの表面及び裏面にAu電極11を形成し、単
一モードレーザ15は長さ約300μmに、光増幅器1
6は長さ約1mmにへき開した。単一波長レーザ15はこ
のような構造の半導体レーザのストライプ幅を5μm程
度とすることにより得られ、光増幅器16はストライプ
幅を300μmとした。
【0012】両者を図3に示すような配置に組み立て、
光増幅器の両端面にSi3N4/SiO2 無反射コーティ
ングを行い、直流で約500mAの電流を流した状態で
単一モードレーザにより得られた幅10ns,波高値5
0mWの光を導入した。光増幅器の増幅作用及びQスイ
ッチ現象により幅10ns,波高値40Wのレーザ光が
得られた。図3に示すように、本レーザ光を広がり角約
20度で測定対象物体17に照射したところ、被写体よ
り約4mWの反射光が被写体とレーザ光源の距離に対応
した時間遅れを持って光増幅器に入射した。この戻り光
により光増幅機の両端に印加される電圧に揺らぎが生じ
るので放射パルスと戻り光による電圧の揺らぎの時間間
隔を測定することによりレーザから被写体までの距離を
測定することができる。
光増幅器の両端面にSi3N4/SiO2 無反射コーティ
ングを行い、直流で約500mAの電流を流した状態で
単一モードレーザにより得られた幅10ns,波高値5
0mWの光を導入した。光増幅器の増幅作用及びQスイ
ッチ現象により幅10ns,波高値40Wのレーザ光が
得られた。図3に示すように、本レーザ光を広がり角約
20度で測定対象物体17に照射したところ、被写体よ
り約4mWの反射光が被写体とレーザ光源の距離に対応
した時間遅れを持って光増幅器に入射した。この戻り光
により光増幅機の両端に印加される電圧に揺らぎが生じ
るので放射パルスと戻り光による電圧の揺らぎの時間間
隔を測定することによりレーザから被写体までの距離を
測定することができる。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば従来特殊な電源と大きな
装置サイズを必要としたレーザ距離測定措置が3cm角程
度の小型のサイズで実現できる。
装置サイズを必要としたレーザ距離測定措置が3cm角程
度の小型のサイズで実現できる。
【図1】本発明の第一の実施例の距離計測装置の斜視
図。
図。
【図2】本発明の第二の実施例の距離計測装置の斜視
図。
図。
【図3】本発明の第三の実施例の距離計測装置の説明
図。
図。
【図4】従来の距離計測装置の説明図。
1…n−GaAs基板、2…n−Al0.5Ga0.5Asク
ラッド層、3…多重量子井戸活性層、4…p−Al0.5
Ga0.5Asクラッド層、5…p−GaAsコンタクト
層、6…Al0.1Ga0.9Asウエル層、7…Al0.3G
a0.7Asバリア層、8…n−GaAsブロック層、9
…p−Al0.5Ga0.5As埋込層、10…p−GaAs
キャップ層、11…Au電極、12…ドライエッチング
領域、13…活性層に垂直な面。
ラッド層、3…多重量子井戸活性層、4…p−Al0.5
Ga0.5Asクラッド層、5…p−GaAsコンタクト
層、6…Al0.1Ga0.9Asウエル層、7…Al0.3G
a0.7Asバリア層、8…n−GaAsブロック層、9
…p−Al0.5Ga0.5As埋込層、10…p−GaAs
キャップ層、11…Au電極、12…ドライエッチング
領域、13…活性層に垂直な面。
Claims (3)
- 【請求項1】レーザ光を放射する第一の光源と、前記第
一の光源より放射されたレーザ光を増幅するための第二
の光源を有し、前記第一のレーザ光源の出力を変調し、
第二の光源により増幅することにより測定に必要な高出
力パルス光を得ることを特徴とする距離及び速度計測装
置。 - 【請求項2】導電型の異なる半導体により形成され、通
電による利得を発生することにより外部より入射したレ
ーザ光を増幅する機能を有する半導体素子であって、前
記半導体素子の一部にレンズ機能を有する距離及び速度
計測装置。 - 【請求項3】請求項1または2において、前記レーザ光
源の定電圧駆動に対する電流の応答をモニタすることに
よりこの素子を受光器としても使用する距離及び速度計
測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5164412A JPH0720242A (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 距離及び速度計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5164412A JPH0720242A (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 距離及び速度計測装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0720242A true JPH0720242A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=15792656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5164412A Pending JPH0720242A (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | 距離及び速度計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0720242A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017009939A1 (ja) * | 2015-07-13 | 2017-01-19 | 三菱電機株式会社 | レーザレーダ装置 |
-
1993
- 1993-07-02 JP JP5164412A patent/JPH0720242A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017009939A1 (ja) * | 2015-07-13 | 2017-01-19 | 三菱電機株式会社 | レーザレーダ装置 |
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