JPH08306953A - Superluminescent diode - Google Patents

Superluminescent diode

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JPH08306953A
JPH08306953A JP10751395A JP10751395A JPH08306953A JP H08306953 A JPH08306953 A JP H08306953A JP 10751395 A JP10751395 A JP 10751395A JP 10751395 A JP10751395 A JP 10751395A JP H08306953 A JPH08306953 A JP H08306953A
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super luminescent
gain
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ラジェシュ・クマール
Hironari Kuno
裕也 久野
Hisaya Kato
久弥 加藤
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Abstract

PURPOSE: To constitute a superluminescent diode with a refractive index waveguide structure region, which obtains the main gain of a light emission, and a gain waveguide structure region, which is formed in the vicinity of a light emission end face. CONSTITUTION: An N<+> buffer layer 22, an N<-> Alx Ga1-x As clad layer 23, a GaAs/ Alx Ga1-x As active layer 24, a P<-> Alx Ga1-x As clad layer 25 and a P<+> GaAs cap layer 26 are continuously crystal grown on an N-type GaAs substrate 21 and moreover, an SiO2 film 27 is formed. The layer 26 of the part of a light absorption region 34 is removed for suppressing a laser oscillation and an amplitude region 32 for obtaining a light output gain is formed into a refractive index waveguide structure. At this time, an amplitude region 33, which is a gain waveguide region, is formed in the vicinity of a light emission end face in a region for performing current injection. Moreover, P side and N side electrodes 28 and 29 for performing current injection in an element are formed.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はスーパールミネッセン
トダイオードに関し、より詳細には光センシングシステ
ム用の光源で、出射光のビームの拡がりを抑えたスーパ
ールミネッセントダイオードに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a super luminescent diode, and more particularly to a super luminescent diode which is a light source for an optical sensing system and which suppresses expansion of a beam of emitted light.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、スーパールミネッセントダイオー
ドは、電流注入によって光を発生させる増幅領域と、フ
ァブリーペロー共振器によるレーザ発振を抑制するため
の吸収領域とから構成されている。そして、発光させる
増幅領域の発光側端面は、大きい注入電流密度を得るた
めに、増幅領域全域に渡って屈折率導波構造であるリッ
ジ構造を形成していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a superluminescent diode is composed of an amplification region for generating light by current injection and an absorption region for suppressing laser oscillation by a Fabry-Perot resonator. Then, in order to obtain a large injection current density, a ridge structure, which is a refractive index waveguide structure, is formed over the entire amplification region on the light emitting side end face of the amplification region to emit light.

【0003】上記増幅領域は、上述したように、低電流
で高い光出力を得るため、通常高い電流密度が得られる
ように、更に高い増幅率を得るため、加えて光を効率良
く発光領域に閉じ込めるために、電極の幅のみによって
決定される電流密度分布ではなく、活性層上部の型クラ
ッド層の膜厚を変化させて有効屈折率に差を積極的につ
けている。この構造が、従来使われている屈折率導波型
構造、すなわちリッジ構造である。
As described above, in the amplification region, in order to obtain a high optical output at a low current, a high current is usually obtained, and a higher amplification factor is obtained. In addition, light is efficiently emitted to the emission region. For confinement, not the current density distribution determined only by the width of the electrode, but the film thickness of the mold clad layer above the active layer is changed to positively make a difference in the effective refractive index. This structure is a conventionally used refractive index guided structure, that is, a ridge structure.

【0004】図3は、こうした従来のスーパールミネッ
セントダイオードの基本構造を示した図である。図3に
於いて、GaAs基板1上には、n型バッファ層2、n
型AlGaAsクラッド層3、GaAs活性層4、p型
AlGaAsクラッド層5、p型GaAsキャップ層6
が、連続的に形成されている。更に、p型GaAsキャ
ップ層6上には、SiO2 膜7及びp側電極8が形成さ
れている。一方、GaAs基板1の裏面側には、n側電
極9が形成されている。尚、10は反射防止膜を構成し
ている。
FIG. 3 is a diagram showing the basic structure of such a conventional super luminescent diode. In FIG. 3, the n-type buffer layers 2, n are formed on the GaAs substrate 1.
-Type AlGaAs clad layer 3, GaAs active layer 4, p-type AlGaAs clad layer 5, p-type GaAs cap layer 6
Are continuously formed. Furthermore, a SiO 2 film 7 and a p-side electrode 8 are formed on the p-type GaAs cap layer 6. On the other hand, an n-side electrode 9 is formed on the back surface side of the GaAs substrate 1. Incidentally, 10 constitutes an antireflection film.

【0005】また、図3に示されるように構成されたp
側電極8の一部には、電流供給用の電源11が接続され
ている。そして、このスーパールミネッセントダイオー
ドは、屈折率導波構造領域12と利得導波構造領域13
を有して構成されている。
In addition, p constructed as shown in FIG.
A power supply 11 for current supply is connected to a part of the side electrode 8. The super luminescent diode has a refractive index waveguide structure region 12 and a gain waveguide structure region 13.
Is configured.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したリ
ッジ構造に於ける発光ビームの拡がりは、活性層の垂直
な方向の拡がり角は利得導波構造の拡がり角と変わらな
い。しかしながら、活性層に平行な方向の拡がり角は、
発光端面での回折効果によって大きく拡がり、また利得
導波構造に比べて大きく、光ファイバや導波路との接続
時に接続損失が大きくなるという課題を有していた。
The divergence angle of the emission beam in the above-mentioned ridge structure is the same as the divergence angle of the gain waveguide structure in the direction perpendicular to the active layer. However, the divergence angle in the direction parallel to the active layer is
There is a problem that the diffraction loss at the light emitting end face greatly expands and is larger than that of the gain waveguide structure, resulting in a large connection loss when connecting to an optical fiber or a waveguide.

【0007】この発明は、利得導波構造に於ける活性層
に平行な方向の発光ビームの拡がりが屈折率導波型構造
に比べて小さいことに着目し、発光の主たる利得を屈折
率導波構造より得て、光ビームの拡がりを決定する発光
端面付近は利得導波型構造とするスーパールミネッセン
トダイオードを提供することを目的とする。
The present invention focuses on the fact that the spread of the emission beam in the direction parallel to the active layer in the gain waveguide structure is smaller than that in the refractive index waveguide type structure, and the main gain of light emission is controlled by the refractive index waveguide structure. It is an object of the present invention to provide a super luminescent diode which is obtained from a structure and has a gain waveguide structure in the vicinity of a light emitting end face which determines the spread of a light beam.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、活
性層の上下が互いに導電型の異なるクラッド層に挟ま
れ、該クラッド層の何れか一方に電極を取り出すための
p型若しくはn型の高濃度領域が該クラッド層に接して
形成されるもので、光を発生する増幅領域とレーザ発振
を抑制する吸収領域とを有するスーパールミネッセント
ダイオードに於いて、上記増幅領域は、その出射光利用
側の端面近傍に形成された利得導波領域と、この利得導
波領域に近接して形成された屈折率導波領域とから成る
ことを特徴とする。
That is, according to the present invention, the upper and lower sides of an active layer are sandwiched by clad layers having different conductivity types, and a p-type or n-type high electrode for taking out an electrode to either one of the clad layers. In a super luminescent diode having a concentration region formed in contact with the cladding layer and having an amplification region for generating light and an absorption region for suppressing laser oscillation, the amplification region uses the emitted light thereof. It is characterized by comprising a gain guiding region formed near the end face on the side and a refractive index guiding region formed near the gain guiding region.

【0009】またこの発明は、活性層の上下が互いに導
電型の異なるクラッド層に挟まれ、該クラッド層の何れ
か一方に電極を取り出すためのp型若しくはn型の高濃
度領域が該クラッド層に接して形成されるもので、光を
発生する増幅領域とレーザ発振を抑制する吸収領域とを
有するスーパールミネッセントダイオードに於いて、上
記増幅領域の出射光利用側端面近傍以外の領域をリッジ
構造としたことを特徴とする。
Further, according to the present invention, the upper and lower sides of the active layer are sandwiched by clad layers having different conductivity types, and a p-type or n-type high-concentration region for taking out an electrode is provided in one of the clad layers. In a super luminescent diode having an amplification region for generating light and an absorption region for suppressing laser oscillation, a region other than the vicinity of the end face on the outgoing light utilization side of the amplification region is formed on the ridge. It is characterized by having a structure.

【0010】[0010]

【作用】この発明のスーパールミネッセントダイオード
にあっては、活性層の上下が互いに導電型の異なるクラ
ッド層に挟まれ、該クラッド層の何れか一方に電極を取
り出すためのp型若しくはn型の高濃度領域が、該クラ
ッド層に接して形成される。そして、このスーパールミ
ネッセントダイオードは、光を発生する増幅領域と、レ
ーザ発振を抑制する吸収領域とを有している。上記増幅
領域は、その出射光利用側の端面近傍に形成された利得
導波領域と、この利得導波領域に近接して形成された屈
折率導波領域とから成り、発光の主たる利得はこの屈折
率導波領域から得て、光ビームの拡がりは利得導波領域
で決定される。
In the superluminescent diode of the present invention, the upper and lower sides of the active layer are sandwiched by clad layers having different conductivity types, and a p-type or n-type for taking out an electrode to either one of the clad layers is provided. High-concentration region is formed in contact with the cladding layer. The super luminescent diode has an amplification region that generates light and an absorption region that suppresses laser oscillation. The amplification region is composed of a gain waveguide region formed in the vicinity of the end face on the emitted light utilization side and a refractive index waveguide region formed in the vicinity of the gain waveguide region, and the main gain of light emission is Obtained from the index guiding region, the divergence of the light beam is determined in the gain guiding region.

【0011】また、この発明のスーパールミネッセント
ダイオードにあっては、活性層の上下が互いに導電型の
異なるクラッド層に挟まれ、該クラッド層の何れか一方
に電極を取り出すためのp型若しくはn型の高濃度領域
が該クラッド層に接して形成される。そして、このスー
パールミネッセントダイオードは、光を発生する増幅領
域と、レーザ発振を抑制する吸収領域とを有している。
上記増幅領域の出射光利用側端面近傍以外の領域はリッ
ジ構造により構成されている。
Further, in the superluminescent diode of the present invention, the upper and lower sides of the active layer are sandwiched by clad layers having different conductivity types, and a p-type or An n-type high concentration region is formed in contact with the cladding layer. The super luminescent diode has an amplification region that generates light and an absorption region that suppresses laser oscillation.
The region of the amplification region other than the vicinity of the end face on the side where the emitted light is used has a ridge structure.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。図1は、この発明の一実施例を示したもので、
スーパールミネッセントダイオードの構造図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
It is a structure drawing of a super luminescent diode.

【0013】図1に於いて、n型GaAs基板(100
μm)21上にn+ −バッファ層(2μm)22、n-
−Alx Ga1-x Asクラッド層(1μm)23、Ga
As/Alx Ga1-x As活性層(0.1μm)24、
- −Alx Ga1-x Asクラッド層(1μm)25、
+ −GaAsキャップ層(1μm)26が、連続的に
MOCVD法または分子線エピタキシャル法、或いはO
MVPE法にて結晶成長される。
In FIG. 1, an n-type GaAs substrate (100
μm) 21 on the n + -buffer layer (2 μm) 22, n
-Al x Ga 1-x As clad layer (1 μm) 23, Ga
As / Al x Ga 1-x As active layer (0.1 μm) 24,
p - -Al x Ga 1-x As cladding layer (1 [mu] m) 25,
The p + -GaAs cap layer (1 μm) 26 is continuously formed by MOCVD or molecular beam epitaxy, or O.
Crystals are grown by the MVPE method.

【0014】尚、上記に於いて、()内に示される数値
は、各層の厚さ及び各領域の長さを表している。この結
晶基板から、吸収領域34となる部分のp+ −GaAs
キャップ層26が除去される。更に、屈折率導波構造の
ポンピング領域32とするために、屈折率導波構造領域
32に於ける後述するp型電極28の中央部28a近傍
の除去領域となるp+ −GaAsキャップ層26、p-
−Alx Ga1-x Asクラッド層25が除去される。こ
の時、p- −Alx Ga1-x Asクラッド層25は、層
の膜厚方向に全て除去しても良いし、0.1μmから
0.5μmを残しても良い。
In the above, the numerical values shown in parentheses represent the thickness of each layer and the length of each region. From this crystal substrate, a portion of the p + -GaAs that will become the absorption region 34
The cap layer 26 is removed. Further, in order to form the pumping region 32 of the refractive index guiding structure, a p + -GaAs cap layer 26 which becomes a removal region in the vicinity of the central portion 28a of the p-type electrode 28 described later in the refractive index guiding structure region 32, p -
-Al x Ga 1-x As cladding layer 25 is removed. In this, p - -Al x Ga 1- x As cladding layer 25 may be completely removed in the thickness direction of the layer may leave 0.5μm from 0.1 [mu] m.

【0015】また、上記屈折率導波構造領域32が形成
される時に、予め所定の長さを有した領域が、屈折率導
波構造とはされずに利得導波構造領域33として形成さ
れる。この利得導波構造領域33の長さは、例えば約1
0μmから50μmとする。
When the refractive index guiding structure region 32 is formed, a region having a predetermined length in advance is formed as the gain guiding structure region 33 instead of the refractive index guiding structure. . The length of the gain waveguide structure region 33 is, for example, about 1
It is set to 0 μm to 50 μm.

【0016】この後、屈折率導波構造領域(ポンピング
領域)32と利得導波構造領域33を除く素子表面に
は、SiO2 膜(0.15μm)27が形成される。更
に、電流供給用の電源31から素子に電流注入を行うた
めのp側電極28がSiO2 膜27上に、n側電極29
がn型GaAs基板21の裏面側に形成される。電極形
成は、両電極28、29の形成後に各電極と素子表面及
び裏面とのオーミック性接触を得るために、400℃〜
450℃で熱処理が行われる。熱処理後、共振器方向に
劈開する。
After this, a SiO 2 film (0.15 μm) 27 is formed on the surface of the element except the refractive index waveguide structure region (pumping region) 32 and the gain waveguide structure region 33. Further, a p-side electrode 28 for injecting a current from a power supply 31 for supplying a current to the element is provided on the SiO 2 film 27 and an n-side electrode 29
Are formed on the back surface side of the n-type GaAs substrate 21. The electrodes are formed at 400 [deg.] C. or below in order to obtain ohmic contact between each electrode and the device front surface and back surface after forming both electrodes 28 and 29.
Heat treatment is performed at 450 ° C. After the heat treatment, cleavage is performed in the resonator direction.

【0017】この後、劈開した端面の利得導波構造領域
側端面、または吸収領域側端面及び利得導波構造領域側
端面に反射防止膜30が形成される。尚、上記GaAs
/Alx Ga1-x As活性層24内には、量子障壁が設
けられている。また、この量子障壁層は、活性層よりバ
ンドギャップが大きい障壁層と、当該障壁層よりバンド
ギャップが小さい井戸層とを、交互に配列して構成され
たものである。
After that, the antireflection film 30 is formed on the end face of the cleaved end face on the gain waveguide structure region side, or on the end face on the absorption region side and the end face on the gain waveguide structure region side. The above GaAs
A quantum barrier is provided in the / Al x Ga 1-x As active layer 24. Further, this quantum barrier layer is configured by alternately arranging a barrier layer having a band gap larger than that of the active layer and a well layer having a band gap smaller than that of the barrier layer.

【0018】更に、GaAs/Alx Ga1-x As活性
層24内に上記量子障壁層を有し、p- −Alx Ga
1-x Asクラッド層25内の、GaAs/Alx Ga
1-x As活性層24に近接した領域には、多重障壁構造
が形成されている。
Furthermore, having the quantum barrier layer GaAs / Al x Ga 1-x As active layer 24, p - -Al x Ga
GaAs / Al x Ga in the 1-x As clad layer 25
A multi-barrier structure is formed in a region close to the 1-x As active layer 24.

【0019】次に、このように構成されたスーパールミ
ネッセントダイオードに於いて、発光ビームの拡がり抑
制作用について説明する。本実施例の狙いは、発光ビー
ムの水平面内での発散角を抑えることである。利得導波
構造領域33内の活性層部分と、屈折率導波構造領域3
2内の活性層部分の有効屈折率は、屈折率導波構造領域
形成時に於ける、p- −Alx Ga1-x Asクラッド層
25の残し厚さによって異なる。この有効屈折率の差△
nが小さいほど、回折効果による発光ビームの水平面内
での発散角が大きくなる。
Next, the operation of suppressing the spread of the emission beam in the superluminescent diode thus constructed will be described. The purpose of this embodiment is to suppress the divergence angle of the emission beam in the horizontal plane. The active layer portion in the gain waveguide structure region 33 and the refractive index waveguide structure region 3
The effective refractive index of the active layer portion of the 2, when the refractive index waveguide structure region formed in, p - varies depending remaining thickness of the -Al x Ga 1-x As cladding layer 25. This effective refractive index difference Δ
The smaller n is, the larger the divergence angle of the emission beam in the horizontal plane due to the diffraction effect is.

【0020】すなわち、屈折率導波構造領域32のみで
は、発光ビームの発散角は大きい。一方、利得導波構造
領域33では、p型電極28がp+ −GaAsキャップ
層26と接している領域の活性層部分の有効屈折率と、
p型電極28がp+ −GaAsキャップ層26と接して
いない部分の有効屈折率との差△n′を比べると、△
n′は上記差△nと比較して小さい。
That is, the divergence angle of the emission beam is large only in the refractive index waveguide structure region 32. On the other hand, in the gain waveguide structure region 33, the effective refractive index of the active layer portion in the region where the p-type electrode 28 is in contact with the p + -GaAs cap layer 26,
Comparing the difference Δn ′ with the effective refractive index of the portion where the p-type electrode 28 is not in contact with the p + -GaAs cap layer 26,
n'is smaller than the difference Δn.

【0021】したがって、上述した利得導波構造領域3
3を発光端面に形成することによって、発光ビームの水
平発散角を抑制することが可能である。このような構成
にすれば、光出力の大部分は屈折率導波構造領域32に
よって得られ、発光端面近傍の利得導波構造領域33か
らの利得が重なることになる。したがって、発光端面で
の発光スポットサイズは、屈折率導波構造領域32から
得られる。
Therefore, the gain waveguide structure region 3 described above is used.
By forming 3 on the light emitting end face, it is possible to suppress the horizontal divergence angle of the light emitting beam. With such a configuration, most of the optical output is obtained by the refractive index waveguide structure region 32, and the gains from the gain waveguide structure region 33 near the light emitting end face overlap. Therefore, the light emission spot size at the light emitting end surface is obtained from the refractive index waveguide structure region 32.

【0022】こうした構造のスーパールミネッセントダ
イオードに於いて、電流を注入した時、利得導波構造領
域33と屈折率導波構造領域32の両方の領域で利得を
得て発光する。この時、主たる光利得は屈折率導波構造
領域32から得られる。
In the superluminescent diode having such a structure, when current is injected, gain is obtained in both the gain waveguide structure region 33 and the refractive index waveguide structure region 32 to emit light. At this time, the main optical gain is obtained from the refractive index waveguide structure region 32.

【0023】発光ビームのビーム拡がりは、発光端面の
構造によって回折効果を受けて、活性層に垂直及び水平
何れの方向にも拡がりを示す。しかしながら、本構造で
は、発光端面を利得導波構造にすることによって、活性
層に於ける水平方向の屈折率分布を緩和することにな
る。それ故、回折効果は緩和され、活性層に平行な方向
に於ける光ビームの拡がりを抑えることが可能となる。
本発明者らによる実験では、従来構造に於いて活性層に
垂直な方向のビーム拡がり角度が50°、活性層に平行
な方向のビームの拡がり角度が21°であったのに対し
て、本構造では、それぞれ35°、11°が得られてい
る。
The beam divergence of the emitted light beam is diverged in both vertical and horizontal directions to the active layer due to the diffraction effect due to the structure of the light emitting end face. However, in this structure, the light-emitting end face has a gain waveguide structure, so that the refractive index distribution in the horizontal direction in the active layer is relaxed. Therefore, the diffraction effect is alleviated, and it becomes possible to suppress the spread of the light beam in the direction parallel to the active layer.
In the experiment by the present inventors, the beam divergence angle in the direction perpendicular to the active layer was 50 ° and the beam divergence angle in the direction parallel to the active layer was 21 ° in the conventional structure. In the structure, 35 ° and 11 ° are obtained, respectively.

【0024】ところで、屈折率導波構造は、上述したp
型クラッド層の膜厚分布を積極的に形成する方法以外に
もある。上述した実施例では、p型クラッド層の材料と
して全て、Alx Ga1-x Asで、x=0.3〜0.5
の範囲で一定のAl組成としたが、発光領域幅そのもの
を2μm〜5μmとして限定し、その両側を高抵抗のA
y Ga1-y As層で埋め込んでも良い。
By the way, the refractive index guiding structure has the above-mentioned p
There is another method than the method of positively forming the film thickness distribution of the mold cladding layer. In the above-described embodiments, the material of the p-type cladding layer is Al x Ga 1-x As, and x = 0.3 to 0.5.
Although the Al composition was constant in the range of A, the width of the light emitting region itself was limited to 2 μm to 5 μm, and both sides thereof had a high resistance of A.
It may be embedded with an l y Ga 1-y As layer.

【0025】この屈折率導波構造は、有効に電流を発光
領域に注入することができ、光も有効に発光領域に閉じ
込めることができる反面、欠点として発光端面からの発
光ビームの発散が大きくなる構造であった。これは積極
的に活性層内の有効屈折率に差を作ったために、発光端
面での回折効果によって水平面内での発光ビームが大き
くなる。
This refractive index guiding structure can effectively inject a current into the light emitting region and can effectively confine light in the light emitting region, but has a drawback that the emission beam diverges from the light emitting end face. It was a structure. This positively makes a difference in the effective refractive index in the active layer, so that the emission beam in the horizontal plane becomes large due to the diffraction effect at the emission end face.

【0026】一方、利得導波構造は、電極幅によって電
流注入幅を制限しようとするものである。しかし、実際
にはp+ −GaAsキャップ層26を介して電流は二次
元的に拡がり、例え中央部28に於けるp型電極28と
の接触幅を幅2μmにしても、注入電流は20μm〜5
0μmにまで拡がり、注入電流密度を高めることはでき
ない。
On the other hand, the gain waveguide structure is intended to limit the current injection width by the electrode width. However, in reality, the current spreads two-dimensionally through the p + -GaAs cap layer 26, and even if the contact width with the p-type electrode 28 in the central portion 28 is 2 μm, the injection current is 20 μm- 5
It spreads to 0 μm and the injection current density cannot be increased.

【0027】そのため、同じ光出力を得るために必要な
駆動電流で比較すると、屈折率導波構造の方が利得導波
構造に比べると駆動電流が低い。利得導波構造は、活性
層内に於ける屈折率分布が屈折率導波構造よりも緩やか
であり、発光端面での回折効果が小さい。したがって、
発光ビームの拡がりが小さいという特徴を有している。
Therefore, when comparing the drive currents required to obtain the same light output, the refractive index waveguide structure has a lower drive current than the gain waveguide structure. The gain waveguide structure has a gentler refractive index distribution in the active layer than the refractive index waveguide structure, and the diffraction effect on the light emitting end face is small. Therefore,
The feature is that the spread of the emission beam is small.

【0028】このように、この発明は、この利得導波構
造の有する低いビーム拡がりと、屈折率導波構造の低駆
動電流で高利得という利点を併せ持っている。そして、
屈折率導波構造の低駆動電流で高利得と、利得導波型構
造のビーム拡がりの小さい特性を生かすために、利得導
波構造領域の屈折率導波構造領域に対する領域長比を1
/6〜1/10とする。
As described above, the present invention has the advantages that the gain waveguide structure has a low beam divergence and the refractive index waveguide structure has a low drive current and a high gain. And
The region length ratio of the gain waveguide structure region to the refractive index waveguide structure region is set to 1 in order to take advantage of the characteristics of the low refractive index waveguide structure with high gain at low drive current and the small beam divergence of the gain waveguide structure.
/ 6 to 1/10.

【0029】図2は、一般的な利得導波構造のスーパー
ルミネッセントダイオードと、上述した実施例の構造に
よるスーパールミネッセントダイオードに於ける駆動電
流と光出力の関係を示したものである。
FIG. 2 shows the relationship between the drive current and the optical output in the super luminescent diode having a general gain waveguide structure and the super luminescent diode having the structure of the above-described embodiment. .

【0030】同図にAで表される利得導波型構造では、
高い駆動電流領域でと光出力の変化量が小さくなる。一
方、同図にBで表される本実施例による構造では、低駆
動電流領域に於ける光出力は利得導波構造に対してやや
低いものの、高い駆動電流領域に於いても光出力の変化
量は低下せず、高い光出力が得られる。
In the gain waveguide structure represented by A in FIG.
The amount of change in light output is small in the high drive current region. On the other hand, in the structure represented by B in the figure, the optical output in the low drive current region is slightly lower than that in the gain waveguide structure, but the optical output changes even in the high drive current region. The quantity does not decrease and a high light output is obtained.

【0031】更に、本実施例による構造では、発光端面
に於ける光出力密度が屈折率導波構造に比べて低くな
る。したがって、光学損傷が抑制されて高光出力まで素
子に損傷を与えることなく動作させることが可能とな
る。
Further, in the structure according to this embodiment, the light output density at the light emitting end face is lower than that of the refractive index guiding structure. Therefore, optical damage is suppressed, and it is possible to operate up to a high light output without damaging the device.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、発光の
主たる利得を屈折率導波構造より得て、光ビームの拡が
りを決定する発光端面付近は利得導波型構造とするスー
パールミネッセントダイオードを提供することができ
る。
As described above, according to the present invention, the main gain of light emission is obtained from the refractive index guiding structure, and the vicinity of the light emitting end face that determines the divergence of the light beam has a gain guiding structure. A cent diode can be provided.

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

【図1】この発明の一実施例を示したもので、スーパー
ルミネッセントダイオードの構造図である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a structural diagram of a super luminescent diode.

【図2】一般的な利得導波構造のスーパールミネッセン
トダイオードと、上述した実施例の構造によるスーパー
ルミネッセントダイオードに於ける駆動電流と光出力の
関係を示した特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between drive current and light output in a super luminescent diode having a general gain waveguide structure and the super luminescent diode having the structure of the above-described embodiment.

【図3】従来のスーパールミネッセントダイオードの基
本構造を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a basic structure of a conventional super luminescent diode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…n型GaAs基板、22…n+ −バッファ層、2
3…n- −Alx Ga1-x Asクラッド層、24…Ga
As/Alx Ga1-x As活性層、25…p-−Alx
Ga1-x Asクラッド層、26…p+ −GaAsキャッ
プ層、27…SiO2 膜、28…p型電極、28a…p
型電極の中央部、29…n側電極、30…反射防止膜、
31…電源、32…屈折率導波構造領域(ポンピング領
域)、33…利得導波構造領域、34…吸収領域。
21 ... n-type GaAs substrate, 22 ... n + -buffer layer, 2
3 ... n - -Al x Ga 1 -x As cladding layer, 24 ... Ga
As / Al x Ga 1-x As active layer, 25 ... p - -Al x
Ga 1-x As cladding layer, 26 ... p + -GaAs cap layer, 27 ... SiO 2 film, 28 ... p type electrode, 28a ... p
Central part of mold electrode, 29 ... N-side electrode, 30 ... antireflection film,
31 ... Power source, 32 ... Refractive index waveguide structure region (pumping region), 33 ... Gain waveguide structure region, 34 ... Absorption region.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性層の上下が互いに導電型の異なるク
ラッド層に挟まれ、該クラッド層の何れか一方に電極を
取り出すためのp型若しくはn型の高濃度領域が該クラ
ッド層に接して形成されるもので、光を発生する増幅領
域とレーザ発振を抑制する吸収領域とを有するスーパー
ルミネッセントダイオードに於いて、 上記増幅領域は、その出射光利用側の端面近傍に形成さ
れた利得導波領域と、この利得導波領域に近接して形成
された屈折率導波領域とから成ることを特徴とするスー
パールミネッセントダイオード。
1. An active layer is sandwiched between clad layers having different conductivity types, and a p-type or n-type high-concentration region for extracting an electrode is in contact with the clad layer in either one of the clad layers. In a super luminescent diode having an amplification region that generates light and an absorption region that suppresses laser oscillation, the amplification region is formed by a gain formed near the end face on the side where the emitted light is used. A super luminescent diode comprising a waveguide region and a refractive index waveguide region formed in the vicinity of the gain waveguide region.
【請求項2】 上記活性層内に量子障壁層が設けられる
ことを特徴とする請求項1に記載のスーパールミネッセ
ントダイオード。
2. The super luminescent diode according to claim 1, wherein a quantum barrier layer is provided in the active layer.
【請求項3】 上記量子障壁層は、上記活性層よりバン
ドギャップが大きい障壁層と当該障壁層よりバンドギャ
ップが小さい井戸層を交互に配列して構成されたもので
あることを特徴とする請求項2に記載のスーパールミネ
ッセントダイオード。
3. The quantum barrier layer is configured by alternately arranging a barrier layer having a larger band gap than the active layer and a well layer having a smaller band gap than the barrier layer. Item 2. A superluminescent diode according to item 2.
【請求項4】 上記活性層の両側に形成されたクラッド
層のうちp型クラッド層内で該活性層に近接した領域に
多重障壁構造が形成されることを特徴とする請求項3に
記載のスーパールミネッセントダイオード。
4. The multi-barrier structure is formed in a region adjacent to the active layer in a p-type cladding layer of the cladding layers formed on both sides of the active layer. Super luminescent diode.
【請求項5】 活性層の上下が互いに導電型の異なるク
ラッド層に挟まれ、該クラッド層の何れか一方に電極を
取り出すためのp型若しくはn型の高濃度領域が該クラ
ッド層に接して形成されるもので、光を発生する増幅領
域とレーザ発振を抑制する吸収領域とを有するスーパー
ルミネッセントダイオードに於いて、上記増幅領域の出
射光利用側端面近傍以外の領域をリッジ構造としたこと
を特徴とするスーパールミネッセントダイオード。
5. An active layer is sandwiched between clad layers having different conductivity types, and a p-type or n-type high-concentration region for taking out an electrode is in contact with the clad layer in either one of the clad layers. In a super luminescent diode having an amplification region for generating light and an absorption region for suppressing laser oscillation, a region other than the vicinity of the end face on the side of utilizing emitted light of the amplification region has a ridge structure. A super luminescent diode characterized in that.
【請求項6】 上記活性層内に量子障壁が設けられるこ
とを特徴とする請求項5に記載のスーパールミネッセン
トダイオード。
6. The super luminescent diode according to claim 5, wherein a quantum barrier is provided in the active layer.
【請求項7】 上記量子障壁層は、上記活性層よりバン
ドギャップが大きい障壁層と当該障壁層よりバンドギャ
ップが小さい井戸層を交互に配列して構成されたもので
あることを特徴とする請求項6に記載のスーパールミネ
ッセントダイオード。
7. The quantum barrier layer is configured by alternately arranging a barrier layer having a larger band gap than the active layer and a well layer having a smaller band gap than the barrier layer. Item 7. A superluminescent diode according to item 6.
【請求項8】 上記活性層の両側に形成されたクラッド
層のうちp型クラッド層内で該活性層に近接した領域に
多重障壁構造が形成されることを特徴とする請求項7に
記載のスーパールミネッセントダイオード。
8. The multi-barrier structure is formed in a region adjacent to the active layer in a p-type cladding layer of the cladding layers formed on both sides of the active layer. Super luminescent diode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011132350A1 (en) * 2010-04-20 2011-10-27 パナソニック株式会社 Illumination device and display device
JP2021082730A (en) * 2019-11-20 2021-05-27 浜松ホトニクス株式会社 Semiconductor light-emitting element

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