JPH0815226B2 - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
- Publication number
- JPH0815226B2 JPH0815226B2 JP60193741A JP19374185A JPH0815226B2 JP H0815226 B2 JPH0815226 B2 JP H0815226B2 JP 60193741 A JP60193741 A JP 60193741A JP 19374185 A JP19374185 A JP 19374185A JP H0815226 B2 JPH0815226 B2 JP H0815226B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stripe
- refractive index
- region
- semiconductor laser
- face
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光デイスク用半導体レーザに係り、特に低
雑音で非点収差の小さな素子に関する。
雑音で非点収差の小さな素子に関する。
光デイスク用半導体レーザにおいては、雑音が小さ
く、非点収差が小さい素子が望ましい。マルチモード発
振する利得導波型素子においては、雑音は小さいが、非
点収差が大きいという欠点があつた。これを軽減するた
めにMamine他、ジエー・アプライド・フイジツクス第56
巻第3116頁1984年（T.Mamine et al.J.Appl.Phys.Vol56
P3116.1984）には、利得導波型素子において、ストラ
イプ幅を端面附近で細くする構造が報告されている。し
かしながらこれでもなお非点収差は10μｍ以上あり、こ
のままでは、光デイスク用光源として不適である。
く、非点収差が小さい素子が望ましい。マルチモード発
振する利得導波型素子においては、雑音は小さいが、非
点収差が大きいという欠点があつた。これを軽減するた
めにMamine他、ジエー・アプライド・フイジツクス第56
巻第3116頁1984年（T.Mamine et al.J.Appl.Phys.Vol56
P3116.1984）には、利得導波型素子において、ストラ
イプ幅を端面附近で細くする構造が報告されている。し
かしながらこれでもなお非点収差は10μｍ以上あり、こ
のままでは、光デイスク用光源として不適である。
本発明の目的は、光デイスクの光源として最適な半導
体レーザを提供することにある。
体レーザを提供することにある。
本発明の概要を第１図と第２図を用いて説明する。第
１図は、利得導波型素子の断面図で、活性層３の近傍に
は、層と平行方向に屈折率差がなく、電極５のみストラ
イプ状に限定されている。本発明者は、このようなレー
ザでは、横モードは、利得分布12によつて閉込められ、
屈折率分布は13に示すように反導波となつており、この
ため縦マルチモードで発振し易いが、波面が曲面状とな
り非点収差が大きくなると考察した。また第２図で示す
如く、電極を２つ設けて電流を流すと、利得分布と屈折
率分布は、各々第２図12と13で示すようになり、もしこ
こで、素子中央部でレーザ発振が生ずれば、利得に関し
ては反導波で屈折率導波構造となると考察した。このた
め波面は第１図とは逆方向に曲面状となり非点収差は、
第１図の素子とは逆方向に生ずることになると推考され
た。そこで以上の考察にもとづいて同一の素子内で、光
軸方向に両方の領域を設ければ、非点収差が打消し合つ
て非常に小さくなることが見出され、縦マルチモードで
発振し、非点収差の小さな素子が実施できることが判明
した。
１図は、利得導波型素子の断面図で、活性層３の近傍に
は、層と平行方向に屈折率差がなく、電極５のみストラ
イプ状に限定されている。本発明者は、このようなレー
ザでは、横モードは、利得分布12によつて閉込められ、
屈折率分布は13に示すように反導波となつており、この
ため縦マルチモードで発振し易いが、波面が曲面状とな
り非点収差が大きくなると考察した。また第２図で示す
如く、電極を２つ設けて電流を流すと、利得分布と屈折
率分布は、各々第２図12と13で示すようになり、もしこ
こで、素子中央部でレーザ発振が生ずれば、利得に関し
ては反導波で屈折率導波構造となると考察した。このた
め波面は第１図とは逆方向に曲面状となり非点収差は、
第１図の素子とは逆方向に生ずることになると推考され
た。そこで以上の考察にもとづいて同一の素子内で、光
軸方向に両方の領域を設ければ、非点収差が打消し合つ
て非常に小さくなることが見出され、縦マルチモードで
発振し、非点収差の小さな素子が実施できることが判明
した。
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例Ｉ 本実施例を第３〜５図を用いて説明する。ｎ型GaAs基
板１（厚み〜100μｍ）の上にｎ型Ga1-xAlxAsクラツド
層２（ｘ＝0.45,厚み２μｍ）、Ｐ型Ga1-yAlyAs活性層
３（ｙ＝0.14,厚み0.08μｍ）、Ｐ型Ga1-xAlxAsクラツ
ド層４（ｘ＝0.45,厚み２μｍ）、Ｐ型GaAsキヤツプ層
６（厚み１μｍ）を順次成長し、その後、ストライプ状
の領域９を残して領域10にプロトンを深さ３μｍ打込
む。この後、Cr−Au電極７、AuGeNi−Au電極８を蒸着
し、素子に切り離す。素子の右端面近傍の領域以外は、
第４図に示す如くストライプ状に電流が流れるので、利
得導波型となつている。このため縦マルチモードで発振
し、低雑音化される。ただし波面は曲面状となる。一方
右端面近傍の領域では、第５図に示す如くストライプ中
央部で電流が流れないので、利得分布は反導波構造にな
る。この領域があまり長くなければ、レーザ発振はスト
ライプ中央で生ずるので、波面は、この領域以外の部分
で生ずる曲面状の波面を打消す方向に曲面状となる。こ
のため結局右端面では波面は平坦になり、非点収差は小
さくなる。領域９のストライプ幅は２〜８μｍ、右端面
近傍の領域でのストライプ間の間隔は２〜５μｍ、この
領域の光軸方向の長さは、素子全体の長さ250μｍに対
して、20〜80μｍであつた。この時、右端面の出射レー
ザビームの非点収差は２〜８μｍと小さかつた。
板１（厚み〜100μｍ）の上にｎ型Ga1-xAlxAsクラツド
層２（ｘ＝0.45,厚み２μｍ）、Ｐ型Ga1-yAlyAs活性層
３（ｙ＝0.14,厚み0.08μｍ）、Ｐ型Ga1-xAlxAsクラツ
ド層４（ｘ＝0.45,厚み２μｍ）、Ｐ型GaAsキヤツプ層
６（厚み１μｍ）を順次成長し、その後、ストライプ状
の領域９を残して領域10にプロトンを深さ３μｍ打込
む。この後、Cr−Au電極７、AuGeNi−Au電極８を蒸着
し、素子に切り離す。素子の右端面近傍の領域以外は、
第４図に示す如くストライプ状に電流が流れるので、利
得導波型となつている。このため縦マルチモードで発振
し、低雑音化される。ただし波面は曲面状となる。一方
右端面近傍の領域では、第５図に示す如くストライプ中
央部で電流が流れないので、利得分布は反導波構造にな
る。この領域があまり長くなければ、レーザ発振はスト
ライプ中央で生ずるので、波面は、この領域以外の部分
で生ずる曲面状の波面を打消す方向に曲面状となる。こ
のため結局右端面では波面は平坦になり、非点収差は小
さくなる。領域９のストライプ幅は２〜８μｍ、右端面
近傍の領域でのストライプ間の間隔は２〜５μｍ、この
領域の光軸方向の長さは、素子全体の長さ250μｍに対
して、20〜80μｍであつた。この時、右端面の出射レー
ザビームの非点収差は２〜８μｍと小さかつた。
実施例II 本実施例を第６〜８図を用いて説明する。ｎ型GaAs基
板（厚み〜100μｍ）上に領域９を残して、領域10にZn
拡散を行う。この後、素子の右端面近傍のみ、化学食刻
により、溝11を設ける。この後、第３〜５図と同じく、
ｎ型Ga1-xAlxAsクラツド層２、Ｐ型Ga1-yAlyAs活性層
３、Ｐ型Ga1-xAlxAsクラツド層４、Ｐ型キヤツプ層６を
順次成長し、Cu−Au電極７、AuGeNi−Au電極８を蒸着
し、素子に切り離す。この素子では、右端面近傍以外で
は、領域９にのみ電流が流れ、利得導波型となる。一方
右端面近傍領域では、ストライプ中央部分で電流が流れ
ないので、利得に関して反導波構造となるが、基板に設
けた溝11のため、活性層が湾曲し、屈折率導波構造とす
る。この両者の効果のため、右端面近傍では、波面は平
坦になり、非点収差は小さくなる。領域９の幅は２〜５
μｍ、右端面近傍の領域でのストライプ間の間隔は２〜
５μｍ、溝11の幅は３〜５μｍであつた。この時の右端
面からの出射レーザビームの非点収差は０〜５μｍであ
つた。
板（厚み〜100μｍ）上に領域９を残して、領域10にZn
拡散を行う。この後、素子の右端面近傍のみ、化学食刻
により、溝11を設ける。この後、第３〜５図と同じく、
ｎ型Ga1-xAlxAsクラツド層２、Ｐ型Ga1-yAlyAs活性層
３、Ｐ型Ga1-xAlxAsクラツド層４、Ｐ型キヤツプ層６を
順次成長し、Cu−Au電極７、AuGeNi−Au電極８を蒸着
し、素子に切り離す。この素子では、右端面近傍以外で
は、領域９にのみ電流が流れ、利得導波型となる。一方
右端面近傍領域では、ストライプ中央部分で電流が流れ
ないので、利得に関して反導波構造となるが、基板に設
けた溝11のため、活性層が湾曲し、屈折率導波構造とす
る。この両者の効果のため、右端面近傍では、波面は平
坦になり、非点収差は小さくなる。領域９の幅は２〜５
μｍ、右端面近傍の領域でのストライプ間の間隔は２〜
５μｍ、溝11の幅は３〜５μｍであつた。この時の右端
面からの出射レーザビームの非点収差は０〜５μｍであ
つた。
本発明によれば、縦マルチモードで雑音が小さく、か
つ非点収差の小さい半導体レーザが実現できた。実施例
では、GaAlAs系の材料で説明したが他の材料でも実現で
きることはいうまでもない。またストライプ構造も、プ
ロトン打込や、Zn拡散のみではなく、他の方法による構
造でも効果があるのは当然である。
つ非点収差の小さい半導体レーザが実現できた。実施例
では、GaAlAs系の材料で説明したが他の材料でも実現で
きることはいうまでもない。またストライプ構造も、プ
ロトン打込や、Zn拡散のみではなく、他の方法による構
造でも効果があるのは当然である。
第１図は、利得導波型レーザの断面図と、利得および屈
折率分布を示す図、第２図は、電極を２個設けた場合の
断面図と、利得および屈折率分布を示す図、第３図は、
プロトン打込み部分の平面図、第４図は、第３図Ａ−
Ａ′線断面図、第５図は第３図Ｂ−Ｂ′線断面図、第６
図は基板表面の平面図、第７図は第６図Ａ−Ａ′線断面
図、第８図は第６図Ｂ−Ｂ′線断面図である。 １……基板、2,4……クラツド層、３……活性層、６…
…キヤツプ層、7,8……電極、９……ストライプ状領
域、10……領域、11……溝。
折率分布を示す図、第２図は、電極を２個設けた場合の
断面図と、利得および屈折率分布を示す図、第３図は、
プロトン打込み部分の平面図、第４図は、第３図Ａ−
Ａ′線断面図、第５図は第３図Ｂ−Ｂ′線断面図、第６
図は基板表面の平面図、第７図は第６図Ａ−Ａ′線断面
図、第８図は第６図Ｂ−Ｂ′線断面図である。 １……基板、2,4……クラツド層、３……活性層、６…
…キヤツプ層、7,8……電極、９……ストライプ状領
域、10……領域、11……溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 敏弘 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 中塚 慎一 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 小野 佑一 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 梶村 俊 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−101987（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−101986（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】利得分布によるストライプ構造の光導波路
を有する半導体レーザ素子において、少なくとも一方の
出射端面付近の領域においては、上記ストライプ中央部
より周辺部においてレーザ光の励起強度が大きく、これ
以外の領域においては、上記ストライプ中央部において
最も該レーザ光の励起強度が大きいことを特徴とする半
導体レーザ素子。 - 【請求項２】特許請求の範囲１の素子において、上記レ
ーザ光の出射面付近においては、上記ストライプ中央部
で屈折率が最も高い屈折率導波構造が形成され、これ以
外の領域では、上記ストライプ中央部と周辺部との屈折
率差が、上記端面付近に比べて小さいか、あるいは０
か、あるいは、中央部の方が屈折率が低くなっているこ
とを特徴とする半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193741A JPH0815226B2 (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193741A JPH0815226B2 (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254990A JPS6254990A (ja) | 1987-03-10 |
| JPH0815226B2 true JPH0815226B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=16313034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60193741A Expired - Lifetime JPH0815226B2 (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0815226B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8802936A (nl) * | 1988-11-29 | 1990-06-18 | Koninkl Philips Electronics Nv | Electroluminescerende diode met lage capaciteit. |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60101986A (ja) * | 1983-11-08 | 1985-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS60101987A (ja) * | 1983-11-08 | 1985-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
-
1985
- 1985-09-04 JP JP60193741A patent/JPH0815226B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6254990A (ja) | 1987-03-10 |
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