JPH09283842A - 半導体レーザ素子 - Google Patents

半導体レーザ素子

Info

Publication number
JPH09283842A
JPH09283842A JP9417596A JP9417596A JPH09283842A JP H09283842 A JPH09283842 A JP H09283842A JP 9417596 A JP9417596 A JP 9417596A JP 9417596 A JP9417596 A JP 9417596A JP H09283842 A JPH09283842 A JP H09283842A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
ridge
semiconductor laser
clad
saturable absorption
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.)
Pending
Application number
JP9417596A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruki Kurihara
春樹 栗原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP9417596A priority Critical patent/JPH09283842A/ja
Publication of JPH09283842A publication Critical patent/JPH09283842A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】光ピックアップ用半導体レーザ素子は、光ディ
スク面からの反射光により光パワーのゆらぎを生じ信号
読取りが困難になる。ゆらぎを除去するため外部から数
百MHzの高周波電流を負荷してパルス発振を行う方法
と、半導体レーザの内部に可飽和吸収領域を設けて自励
パルス発振させる方法が知られている。しかし、高周波
回路を用いる繁雑さと損失形導波路構造から生ずる駆動
電流の増大と、非点収差の増大という欠点がある。 【解決手段】上記の問題点を解決するため、本発明の半
導体レーザ素子は電流阻止用ヘテロ接合形成層と可飽和
吸収層、又は電流阻止機能を有する可飽和吸収層を第2
クラッド層の上部と第2クラッド層の一部に設けたリッ
ジの両側面上に配置し、可飽和吸収層の作用により光パ
ルスの自励発振を生ぜしめ、光ディスク面からの反射光
による光パワーのゆらぎを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光情報処理とくに光
ディスク上に記憶された情報の読み出しに用いる光ピッ
クアップ用光源に適した自励パルス発振型の半導体レー
ザ素子に関する。
【0002】
【従来の技術】光ピックアップ用光源に用いる半導体レ
ーザには、より短い波長、より小さな非点収差、より小
さい駆動電流が求められる。これを満たすものとして、
より短い波長の発振に適した(Ga1-x Alxy In
1-y Pを基本的な材料とする実屈折率導波路形の構造
が、筆者らにより特願平7−90416に記載されてい
る。
【0003】前記実屈折率導波路型の構造を図2に示
す。図2において1はn−GaAs基板、3はn−Ga
Asバッファ層、5はn−(Ga0.4 Al0.60.5
0.5 P第1クラッド層、7はアンドープGa0.5In
0.5 P活性層、9はp−(Ga0.4 Al0.60.5 In
0.5 P第2クラッド層、11は前記第2クラッド層9の
一部を前記活性層の反対側に突出させたリッジ、13は
p−GaAsヘテロ障壁形成層、17はp−(Ga0.1
Al0.90.5 In0.5 Pキャップ層、19はp−Ga
0.5 In0.5 P通電容易層、21はp−GaAs電極層
である。
【0004】活性層7に発生したレーザ光は、活性層7
と第1クラッド層5と第2クラッド層9とが構成するダ
ブルヘテロ構造により活性層7を中心にして導波され、
更にリッジ11とキャップ層17との間の屈折率差に起
因して前記リッジの直下に閉じこめられる。すなわちリ
ッジの直下に実屈折率型の導波路が構成され、その結
果、小非点収差でかつ低駆動電流の素子が得られる。
【0005】また、第2のクラッド層9のリッジ11を
除く上面部分とキャップ層17との間、及び第2のクラ
ッド層の一部であるリッジ11の側面とキャップ層との
間に挿入されたヘテロ障壁形成層13が、第2のクラッ
ド層9のリッジ11を除く部分の上面との境界面、及び
前記リッジの側面との境界面にヘテロ障壁を形成してい
る。前記ヘテロ障壁により、図2の上部から注入される
レーザの駆動電流が阻止されるので、駆動電流はリッジ
直下にのみ効率的に注入され、駆動電流の低減に寄与し
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】実屈折率導波路構造を
具備する半導体レーザ素子は、光ディスク面からの反射
光による光パワーのゆらぎを生じ易く、光ピックアップ
による信号読取りが困難になる。従来例として図2示し
た半導体レーザ素子もこの弊害を免れない。この弊害を
除去するためには、外部から数百MHzの高周波電流を
負荷してパルス発振を行う方法、あるいは半導体レーザ
の内部に可飽和吸収領域を設けることにより、自励パル
ス発振させる方法が従来から行われている。しかし、前
者には高周波回路を用いる繁雑さとコスト増加の欠点が
あり、後者は損失形導波路構造の半導体レーザ素子を基
本構造としているため、駆動電流と非点収差の増大とい
う欠点がある。本発明はこれらの問題点を解決するため
になされたのであり、屈折率導波路構造を具備しつつ自
励パルス発振をする半導体レーザ素子を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決する手段】上記の問題点を解決するために
本発明の半導体レーザ素子は、第1導電形の第1クラッ
ド層と、第2導電形の第2クラッド層と、第1及び第2
クラッド層の間に介在する活性層からなる構造を有し、
第2クラッド層は活性層の反対側に突出したリッジと、
第2クラッド層の上面及びリッジの両側面及びリッジの
上面に、第2クラッド層と屈折率の異なる第2導電形の
キャップ層を有し、かつリッジとキャップ層を活性層上
に形成することにより、リッジの直下に光導波路を構成
し、さらに前記第2クラッド層の前記リッジを除く部分
の上面及びリッジの両側面と、キャップ層との間に前記
半導体レーザ光に対する可飽和吸収層を挿入することに
より屈折率導波路構造を具備しつつ自励パルス発振する
ことを可能にする。
【0008】また可飽和吸収層は、第2クラッド層のリ
ッジを除く部分の上面との境界面、及びリッジの両側面
との境界面に、電流阻止機能を有するヘテロ接合又はP
N接合を形成することを特徴とする。このほか第2クラ
ッド層と可飽和吸収層との間に、電流阻止機能を有する
第2導電型のヘテロ障壁形成層を設けても良い。前記ヘ
テロ障壁形成層は、第2のクラッド層のリッジを除く部
分の上面との境界面、及びリッジの側面との境界面にヘ
テロ障壁を形成することを特徴とする。前記可飽和吸収
層は量子井戸から構成されるものであっても良い。
【0009】本発明の半導体レーザ素子は、半導体レー
ザ素子が発生する光の強度に対して吸収係数が飽和する
可飽和吸収層の作用により、光パルスの自励発振を生
じ、光ディスク面からの反射光による光パワーのゆらぎ
を防止することができる。また駆動電流が小さい実屈折
率導波路構造を基本構造としているため、可飽和吸収層
が付加されても駆動電流を過度に増大することなく実用
的な半導体レーザ素子を得ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図1は本発明の第1の実施の
形態の半導体レーザ素子の構造を示す斜視図である。図
2に示す従来の構造に加えて、p−Al0.33Ga0.67
s可飽和吸収層15が、ヘテロ障壁形成層13の上に重
ねた状態で、ヘテロ障壁形成層13とキャップ層17と
の間に形成されている。可飽和吸収層15の材料は、禁
制帯幅が活性層7とほぼ等しいかこれより小さい値を有
し、かつ本実施の形態では第2の導電形を有するものを
用いている。
【0011】このとき前記ヘテロ障壁形成層13は、そ
の下面に隣接するクラッド層9及びリッジ11の側面と
の間に、上部から注入されるレーザの駆動電流を阻止す
る主要なヘテロ障壁を形成するので、13の上面に前記
可飽和吸収層15を重ねることにより、前記ヘテロ障壁
形成層の駆動電流阻止機能が低下することはない。
【0012】可飽和吸収層15は厚すぎると吸収飽和が
生ぜず、単純な吸収体として作用し、薄過ぎると所望の
レーザ出力以下で飽和するので、いずれの場合も自励パ
ルス発振は望めない。最適厚さは前記第2のクラッド層
9、又は前記活性層7の厚さ等にも依存するため一該に
は決定できないが、上記のように活性層と禁制帯幅がほ
ぼ同じ半導体材料を用いた場合には100nm前後の値
であった。活性層と禁制帯幅がほぼ同じ半導体材料を用
いることが困難な場合には、量子井戸層により実効的な
禁制帯幅を最適値に調整しても良い。
【0013】量子井戸層による実効的な禁制帯幅の調整
も困難で、活性層よりも禁制帯幅が著しく小さい材料し
か用いることができない場合には、前記材料の大きな光
吸収係数の効果を低減するため、前記可飽和吸収層15
の最適厚さは数十ナノメータ以下になる。
【0014】次に本発明の第2の実施の形態にについて
説明する。第2の実施の形態における半導体レーザ素子
は、図2に示す実屈折率導波路構造とヘテロ障壁形成層
を具備する従来の半導体レーザ素子において、ヘテロ障
壁形成層13の代りに、第1又は第2導電形の可飽和吸
収層15を設けた構造を有するものである。すなわち図
2において、ヘテロ障壁形成層13自身が可飽和吸収層
15の役割を兼ねるように構成されたものである。この
とき可飽和吸収層は、半導体レーザ光に対して吸収係数
が飽和特性を示すものであれば、第1又は第2のいずれ
の導電形であっても良い。また、前記可飽和吸収層15
の材料は、禁制帯幅が活性層7とほぼ等しいかこれより
小さい値を有するものを用いる。
【0015】第1導電形の材料を可飽和吸収層として用
いる場合には、リッジ部を除く第2クラッド層9の上面
とリッジ11の側面及びキャップ層17との間にPN接
合が形成され、かつ前記キャップ層との界面を除いて、
動作電流に対してPN接合の逆方向となるので、第1導
電形の可飽和吸収層は電流阻止機能を生ずることができ
る。第1導電形の可飽和吸収層としてはn−GaX Al
1-x As、n−InXGa1-X P3元系化合物半導体にお
いて、層の厚さとxの値をレーザ光の波長にに対して最
適化したものを用いる。
【0016】第2導電形の材料を可飽和吸収層として用
いる場合には、第2のクラッド層及びこれと同一材料か
らなるリッジは、活性層に比べて大きな禁制帯幅を有す
るので、可飽和吸収体として、前記第2のクラッド層及
びリッジに比べて十分小さい禁制帯幅を有する材料を用
いることにより、前記可飽和吸収体と前記第2のクラッ
ド層及びリッジとの間に、電流阻止機能を有するヘテロ
障壁を形成し、可飽和吸収層自身が前記ヘテロ障壁形成
層を兼ねるようにする。
【0017】このような材料としてp−InGaAs系
の3元化合物半導体、p−InGaAsP系又はp−I
nGaAlAsP系の4元化合物半導体を用いることが
できる。これらの材料をn形としてPNヘテロ接合と
し、電流阻止機能を高めることも可能である。
【0018】なお本発明の半導体レーザ素子は、上記の
実施の形態に限定されるものではなく、その他のIII
−V族及びその混晶多元化合物半導体材料を用いて構成
することができる。また、これらの材料から成る超格子
構造の半導体材料を組み合わせることも可能である。そ
のた本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して
実施することができる。
【0019】
【発明の効果】上述したように本発明の可飽和吸収層の
作用によれば、低電流駆動でかつ非点収差の小さい自励
パルス発振形の半導体レーザ素子を提供することが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態である半導体レーザ
の斜視図。
【図2】従来の半導体レーザの斜視図。
【符号の説明】
1 n−GaAs基板 3 n−GaAsバッファ層 5 n−(Ga0.4 Al0.60.5 In0.5 P第1クラ
ッド層 7 アンドープGa0.5 In0.5 P活性層 9 p−(Ga0.4 Al0.60.5 In0.5 P第2クラ
ッド層 11 p−(Ga0.4 Al0.60.5 In0.5 Pから成
るリッジ 13 p−GaAsヘテロ障壁形成層 15 p−Al0.33Ga0.67As可飽和吸収層 17 p−(Ga0.1 Al0.90.5 In0.5 Pキャッ
プ層 19 p−Ga0.5 In0.5 P通電容易層 21 p−GaAs電極層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電形の第1クラッド層と、第2導
    電形の第2クラッド層と、前記第1及び第2クラッド層
    の間に介在する活性層からなる構造を有し、 前記第2クラッド層は前記活性層の反対側に突出したリ
    ッジと、前記第2クラッド層の上面及び前記リッジの両
    側面及び前記リッジの上面に、前記第2クラッド層と屈
    折率の異なる第2導電形のキャップ層を有し、 前記リッジと前記キャップ層を前記活性層上に形成する
    ことにより、前記リッジの直下に光導波路が構成される
    半導体レーザ素子において、 前記第2クラッド層の前記リッジを除く部分の上面及び
    前記リッジの両側面と、前記キャップ層との間に前記半
    導体レーザ光に対する可飽和吸収層を挿入することを特
    徴とする半導体レーザ素子。
  2. 【請求項2】 前記可飽和吸収層は、少なくとも前記第
    2クラッド層の前記リッジを除く部分の上面との境界
    面、及び前記リッジの両側面との境界面にヘテロ接合を
    形成するものであることを特徴とする請求項1記載の半
    導体レーザ素子。
  3. 【請求項3】 前記可飽和吸収層は、前記第2クラッド
    層の前記リッジを除く部分の上面との境界面、及び前記
    リッジの両側面との境界面にPN接合を形成するもので
    あることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ素
    子。
  4. 【請求項4】 前記第2クラッド層と前記可飽和吸収層
    との間に、第2導電型のヘテロ障壁形成層を有すること
    を特徴とする請求項1記載の半導体レーザ素子。
  5. 【請求項5】 前記ヘテロ障壁形成層は、少なくとも前
    記第2のクラッド層の前記リッジを除く部分の上面との
    境界面、及び前記リッジの両側面との境界面にヘテロ障
    壁を形成することを特徴とする請求項4記載の半導体レ
    ーザ素子。
  6. 【請求項6】 前記可飽和吸収層が量子井戸から構成さ
    れることを特徴とする請求項1乃至請求項5記載の半導
    体レーザ素子。
JP9417596A 1996-04-16 1996-04-16 半導体レーザ素子 Pending JPH09283842A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9417596A JPH09283842A (ja) 1996-04-16 1996-04-16 半導体レーザ素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9417596A JPH09283842A (ja) 1996-04-16 1996-04-16 半導体レーザ素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09283842A true JPH09283842A (ja) 1997-10-31

Family

ID=14103014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9417596A Pending JPH09283842A (ja) 1996-04-16 1996-04-16 半導体レーザ素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09283842A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007250971A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Nec Corp 窒化物系発光素子
WO2009063720A1 (ja) * 2007-11-16 2009-05-22 Rohm Co., Ltd. 半導体レーザ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007250971A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Nec Corp 窒化物系発光素子
WO2009063720A1 (ja) * 2007-11-16 2009-05-22 Rohm Co., Ltd. 半導体レーザ
JP2009124045A (ja) * 2007-11-16 2009-06-04 Rohm Co Ltd 半導体レーザ
US9099841B2 (en) 2007-11-16 2015-08-04 Rohm Co., Ltd Semiconductor laser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH05243669A (ja) 半導体レーザ素子
JPH0888439A (ja) 半導体レーザおよびその製法
JPH0823133A (ja) フレア構造半導体レーザ
JPH09283842A (ja) 半導体レーザ素子
KR100329310B1 (ko) 반도체 레이저
JP2643276B2 (ja) 半導体レーザの駆動方法
JP3341425B2 (ja) 半導体レーザ
JP3785429B2 (ja) 半導体レーザー素子及びその製造方法
JP3154417B2 (ja) 半導体レーザの発振波長制御駆動方法
JP3768267B2 (ja) 半導体レーザー素子及びその製造方法
JPH0786676A (ja) 半導体レーザ
JP3792434B2 (ja) 自励発振型半導体レーザ
JPH09270563A (ja) 半導体レーザ素子およびその製造方法
JPH0510374Y2 (ja)
JP3033717B2 (ja) 面発光半導体レーザ素子
JP2822470B2 (ja) 半導体レーザ
JP2000261098A (ja) 自励発振型半導体レーザ
JP2777447B2 (ja) 半導体レーザ
JP2002223038A (ja) 半導体レーザ装置
JP3768288B2 (ja) 半導体レーザ素子及びその製造方法
JPH07321395A (ja) 自励発振型半導体レーザ素子
JPH0936492A (ja) 半導体レーザー素子及びその製造方法
JPH0728094B2 (ja) 半導体レ−ザ素子
JPH0997938A (ja) 半導体レーザの駆動方法
JPH0569318B2 (ja)