JPH10303498A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
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- JPH10303498A JPH10303498A JP12302497A JP12302497A JPH10303498A JP H10303498 A JPH10303498 A JP H10303498A JP 12302497 A JP12302497 A JP 12302497A JP 12302497 A JP12302497 A JP 12302497A JP H10303498 A JPH10303498 A JP H10303498A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ファ−・フィ−ルド・パタ−ンの単峰性を維
持しつつ垂直方向の放射角を低減する半導体レ−ザ素子
を提供する。 【解決手段】 少なくとも、クラッド層５、８により活
性層６を挟持した構成の半導体レ−ザ素子１において、
少なくとも、前記一方のクラッド層５は前記活性層６に
隣接した第１の層４ｂと、この第１の層４ｂと隣接し、
この第１の層４ｂよりも高い屈折率を有する第２の層４
ａとにより構成され、かつ前記第１の層４ｂの厚さが５
００ｎｍ以下とする。
持しつつ垂直方向の放射角を低減する半導体レ−ザ素子
を提供する。 【解決手段】 少なくとも、クラッド層５、８により活
性層６を挟持した構成の半導体レ−ザ素子１において、
少なくとも、前記一方のクラッド層５は前記活性層６に
隣接した第１の層４ｂと、この第１の層４ｂと隣接し、
この第１の層４ｂよりも高い屈折率を有する第２の層４
ａとにより構成され、かつ前記第１の層４ｂの厚さが５
００ｎｍ以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用光源や光
ディスク装置の光源等に用いられる半導体レ−ザ素子に
関する。
ディスク装置の光源等に用いられる半導体レ−ザ素子に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、光通信用光源や光ディスク装
置等の光源に用いられる半導体レ−ザ素子は、ストライ
プ構造を有している。レ−ザ光の水平方向の放射角θH
は半値幅で表現して１０°〜１５°程度と比較的狭い
が、垂直方向の放射角θV は３０°〜５０°と大きく広
がる。レ−ザ光の垂直方向の放射角θV が大きく広がる
のは、発光領域である活性層の厚さが５０ｎｍ〜１００
ｎｍと極めて薄く、閉じ込められているレ−ザ光が光の
出射面から出射される際に、強く回折するからである。
このことは、他の光学系との結合、例えば、光ディスク
装置の光ピックアップにおけるレンズあるいは、光通信
用光システムにおける光ファイバとの結合を行う場合の
結合効率を低下させる原因となる。このレ−ザ光の垂直
方向の放射角θV の広がりを減少させるためには、活性
層とクラッド層間の屈折率差を小さくするか、活性層を
十分に薄く、例えば、活性層の厚さを５０ｎｍにする等
の手段が考えられるが、いずれの場合も、発振しきい値
電流の増加等のレ−ザ発振特性の劣化を伴う。そこで、
特公昭５７−１２３１２号公報に開示されている半導体
レ−ザ素子が考案された。以下に特公昭５７−１２３１
２号公報に開示された半導体レ−ザ素子について説明す
る。
置等の光源に用いられる半導体レ−ザ素子は、ストライ
プ構造を有している。レ−ザ光の水平方向の放射角θH
は半値幅で表現して１０°〜１５°程度と比較的狭い
が、垂直方向の放射角θV は３０°〜５０°と大きく広
がる。レ−ザ光の垂直方向の放射角θV が大きく広がる
のは、発光領域である活性層の厚さが５０ｎｍ〜１００
ｎｍと極めて薄く、閉じ込められているレ−ザ光が光の
出射面から出射される際に、強く回折するからである。
このことは、他の光学系との結合、例えば、光ディスク
装置の光ピックアップにおけるレンズあるいは、光通信
用光システムにおける光ファイバとの結合を行う場合の
結合効率を低下させる原因となる。このレ−ザ光の垂直
方向の放射角θV の広がりを減少させるためには、活性
層とクラッド層間の屈折率差を小さくするか、活性層を
十分に薄く、例えば、活性層の厚さを５０ｎｍにする等
の手段が考えられるが、いずれの場合も、発振しきい値
電流の増加等のレ−ザ発振特性の劣化を伴う。そこで、
特公昭５７−１２３１２号公報に開示されている半導体
レ−ザ素子が考案された。以下に特公昭５７−１２３１
２号公報に開示された半導体レ−ザ素子について説明す
る。
【０００３】図４は、特公昭５７−１２３１２号公報に
開示された従来の半導体レ−ザ素子の斜視図である。半
導体レ−ザ素子１００はｎ−ＧａＡｓ基板１０１上にｎ
−ＧａＡｌＡｓクラッド層１０２、ｎ−ＧａＡｓ光ガイ
ド層１０３、ｎ−ＧａＡｌＡｓクラッド層１０４、ノン
ド−プＧａＡｓ活性層１０５、ｐ−ＧａＡｌＡｓクラッ
ド層１０６及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０７を順次
積層し、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０７上にはｐオ−
ミック電極１０９が形成されている。なお、積層方向と
反対側のｎ−ＧａＡｓ基板１０１にはｎオ−ミック電極
１０８が形成されている。ｎ−ＧａＡｓ光ガイド層１０
３は、ノンド−プＧａＡｓ活性層１０５と同一屈折率か
つ、略同一の厚さを有し、このノンド−プＧａＡｓ活性
層１０５からしみ出た光をガイドするもので、ｎ−Ｇａ
ＡｌＡｓクラッド層１０２とｎ−ＧａＡｌＡｓクラッド
層１０４との間に形成されている。ｎ−ＧａＡｌＡｓク
ラッド層１０２、１０４及びｐ−ＧａＡｌＡｓクラッド
層１０６の屈折率はノンド−プＧａＡｓ活性層１０５の
屈折率よりも小である。ｎオ−ミック電極１０８及びｐ
オ−ミック電極１０９側から電流を注入し、発振しきい
値以上になるとレ−ザ発振が生じ、これは、ノンド−プ
ＧａＡｓ活性層１０５からレ−ザ光として放出される。
開示された従来の半導体レ−ザ素子の斜視図である。半
導体レ−ザ素子１００はｎ−ＧａＡｓ基板１０１上にｎ
−ＧａＡｌＡｓクラッド層１０２、ｎ−ＧａＡｓ光ガイ
ド層１０３、ｎ−ＧａＡｌＡｓクラッド層１０４、ノン
ド−プＧａＡｓ活性層１０５、ｐ−ＧａＡｌＡｓクラッ
ド層１０６及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０７を順次
積層し、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０７上にはｐオ−
ミック電極１０９が形成されている。なお、積層方向と
反対側のｎ−ＧａＡｓ基板１０１にはｎオ−ミック電極
１０８が形成されている。ｎ−ＧａＡｓ光ガイド層１０
３は、ノンド−プＧａＡｓ活性層１０５と同一屈折率か
つ、略同一の厚さを有し、このノンド−プＧａＡｓ活性
層１０５からしみ出た光をガイドするもので、ｎ−Ｇａ
ＡｌＡｓクラッド層１０２とｎ−ＧａＡｌＡｓクラッド
層１０４との間に形成されている。ｎ−ＧａＡｌＡｓク
ラッド層１０２、１０４及びｐ−ＧａＡｌＡｓクラッド
層１０６の屈折率はノンド−プＧａＡｓ活性層１０５の
屈折率よりも小である。ｎオ−ミック電極１０８及びｐ
オ−ミック電極１０９側から電流を注入し、発振しきい
値以上になるとレ−ザ発振が生じ、これは、ノンド−プ
ＧａＡｓ活性層１０５からレ−ザ光として放出される。
【０００４】ノンド−プＧａＡｓ活性層１０５から放出
されたレ−ザ光は、前記した如く、ｎ−ＧａＡｌＡｓク
ラッド層１０２、１０４及びｐ−ＧａＡｌＡｓクラッド
層１０６の屈折率がノンド−プＧａＡｓ活性層１０５の
屈折率よりも小であるので、反導波作用により、半導体
レ−ザ素子１００内に垂直横モ−ドがブロ−ドに広げら
れる。従って、半導体レ−ザ素子１００から放出される
レ−ザ光の回折効果が緩和されるので、レ−ザ光の垂直
方向の放射角は狭くなる。
されたレ−ザ光は、前記した如く、ｎ−ＧａＡｌＡｓク
ラッド層１０２、１０４及びｐ−ＧａＡｌＡｓクラッド
層１０６の屈折率がノンド−プＧａＡｓ活性層１０５の
屈折率よりも小であるので、反導波作用により、半導体
レ−ザ素子１００内に垂直横モ−ドがブロ−ドに広げら
れる。従って、半導体レ−ザ素子１００から放出される
レ−ザ光の回折効果が緩和されるので、レ−ザ光の垂直
方向の放射角は狭くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
レ−ザ素子１００の構造では、レ−ザ光の強度分布は、
レ−ザ光が閉じ込められるノンド−プｎ−ＧａＡｓ活性
層１０５及びｎ−ＧａＡｓ光ガイド層１０３で高くなる
ため、ファ−・フィ−ルド・パタ−ンが双峰性になり易
かった。このため、外部光学系との結合効率が下がり、
レ−ザ光の利用効率が低く、光通信システムや光ディス
ク装置等の消費電力が上昇するといった問題があった。
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するため
になされたもので、ファ−・フィ−ルド・パタ−ンの単
峰性を維持しつつ垂直方向の放射角を低減する半導体レ
−ザ素子を提供することを目的とする。
レ−ザ素子１００の構造では、レ−ザ光の強度分布は、
レ−ザ光が閉じ込められるノンド−プｎ−ＧａＡｓ活性
層１０５及びｎ−ＧａＡｓ光ガイド層１０３で高くなる
ため、ファ−・フィ−ルド・パタ−ンが双峰性になり易
かった。このため、外部光学系との結合効率が下がり、
レ−ザ光の利用効率が低く、光通信システムや光ディス
ク装置等の消費電力が上昇するといった問題があった。
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するため
になされたもので、ファ−・フィ−ルド・パタ−ンの単
峰性を維持しつつ垂直方向の放射角を低減する半導体レ
−ザ素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レ−ザ素
子は、少なくとも、クラッド層により活性層を挟持した
構成の半導体レ−ザ素子において、少なくとも、前記一
方のクラッド層は前記活性層に隣接した第１の層と、こ
の第１の層と隣接し、この第１の層よりも高い屈折率を
有する第２の層とにより構成され、かつ前記第１の層の
厚さが５００ｎｍ以下であることを特徴とする。
子は、少なくとも、クラッド層により活性層を挟持した
構成の半導体レ−ザ素子において、少なくとも、前記一
方のクラッド層は前記活性層に隣接した第１の層と、こ
の第１の層と隣接し、この第１の層よりも高い屈折率を
有する第２の層とにより構成され、かつ前記第１の層の
厚さが５００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【０００７】本発明の半導体レ−ザによれば、以下の作
用がある。前記第１の層の厚さを５００ｎｍ以下にして
いるので、レ−ザ光発振を容易に可能としている。ま
た、前記活性層から前記第１の層へしみ出したレ−ザ光
は、前記第２の層の屈折率が前記第１の層よりも高いの
で、反導波作用により前記第２の層方向に広げられて行
く。この結果、レ−ザ光は、活性層から前記第２の層に
跨がった広い分布となり、出射されるレ−ザ光は回折効
果が緩和されるので、ファ−・フィ−ルド・パタ−ンが
単峰性となり、垂直方向の放射角を狭くすることができ
る。
用がある。前記第１の層の厚さを５００ｎｍ以下にして
いるので、レ−ザ光発振を容易に可能としている。ま
た、前記活性層から前記第１の層へしみ出したレ−ザ光
は、前記第２の層の屈折率が前記第１の層よりも高いの
で、反導波作用により前記第２の層方向に広げられて行
く。この結果、レ−ザ光は、活性層から前記第２の層に
跨がった広い分布となり、出射されるレ−ザ光は回折効
果が緩和されるので、ファ−・フィ−ルド・パタ−ンが
単峰性となり、垂直方向の放射角を狭くすることができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明による半導体レ−ザ素子の
一実施例について図を参照しながら以下に説明する。図
１は、本発明の第１の実施例の半導体レ−ザ素子の斜視
図である。
一実施例について図を参照しながら以下に説明する。図
１は、本発明の第１の実施例の半導体レ−ザ素子の斜視
図である。
【０００９】本発明の半導体レ−ザ素子１は、従来の半
導体レ−ザ素子１００のノンド−プＧａＡｓ活性層１０
５下部に形成されたｎ−ＧａＡｌＡｓクラッド層１０
２、ｎ−ＧａＡｓ光ガイド層１０３及びｎ−ＧａＡｌＡ
ｓクラッド層１０４の代わりにｎ−ＧａＡｌＡｓクラッ
ド層１０２を活性層１０５と平行方向に活性層１０５に
隣接したｎ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ層と前記ｎ−Ｇａ
0.45Ａｌ0.55Ａｓ層よりも屈折率の大きいｎ−Ｇａ0.5
Ａｌ0.5 Ａｓ層に分割したものである。
導体レ−ザ素子１００のノンド−プＧａＡｓ活性層１０
５下部に形成されたｎ−ＧａＡｌＡｓクラッド層１０
２、ｎ−ＧａＡｓ光ガイド層１０３及びｎ−ＧａＡｌＡ
ｓクラッド層１０４の代わりにｎ−ＧａＡｌＡｓクラッ
ド層１０２を活性層１０５と平行方向に活性層１０５に
隣接したｎ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ層と前記ｎ−Ｇａ
0.45Ａｌ0.55Ａｓ層よりも屈折率の大きいｎ−Ｇａ0.5
Ａｌ0.5 Ａｓ層に分割したものである。
【００１０】本発明の半導体レ−ザ素子１は、以下に示
す構造である。ｎ−ＧａＡｓ基板２上にｎ−ＧａＡｓバ
ッファ層３（Ｓｉド−プ、１×１０18ｃｍ-3）、ｎ−Ｇ
ａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ下部第１クラッド層４ａ（Ｓｉド−
プ、１×１０18ｃｍ-3）、ｎ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ下
部第２クラッド層４ｂ（Ｓｉド−プ、１×１０18ｃ
ｍ-3）、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層６（ノンド−
プ）、ｐ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ上部第１クラッド層７
ａ（Ｚｎド−プ、１×１０18ｃｍ-3）、ｐ−Ｇａ0.3 Ａ
ｌ0.7 Ａｓエッチング停止層８（Ｚｎド−プ、１×１０
18ｃｍ-3）、ｐ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ上部第２クラッ
ド層７ｂ（Ｚｎド−プ、２×１０18ｃｍ-3）を順次積層
し、ｐ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ上部第２クラッド層７ｂ
の中央部をｐ−Ｇａ0.3 Ａｌ0.7 Ａｓエッチング停止層
８までエッチング除去し、リッジ部１０を形成してい
る。更に、リッジ部１０を挟み一対の電流狭窄層１１、
１１（Ｓｉド−プ、１×１０18ｃｍ-3）を形成し、その
後、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１２（Ｚｎド−プ、２×１
０18ｃｍ-3）を積層し、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１２上
にｐオ−ミッック電極１４を形成する。また、積層方向
と反対側のｎ−ＧａＡｓ基板２にｎオ−ミック電極１３
を形成する。
す構造である。ｎ−ＧａＡｓ基板２上にｎ−ＧａＡｓバ
ッファ層３（Ｓｉド−プ、１×１０18ｃｍ-3）、ｎ−Ｇ
ａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ下部第１クラッド層４ａ（Ｓｉド−
プ、１×１０18ｃｍ-3）、ｎ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ下
部第２クラッド層４ｂ（Ｓｉド−プ、１×１０18ｃ
ｍ-3）、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層６（ノンド−
プ）、ｐ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ上部第１クラッド層７
ａ（Ｚｎド−プ、１×１０18ｃｍ-3）、ｐ−Ｇａ0.3 Ａ
ｌ0.7 Ａｓエッチング停止層８（Ｚｎド−プ、１×１０
18ｃｍ-3）、ｐ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ上部第２クラッ
ド層７ｂ（Ｚｎド−プ、２×１０18ｃｍ-3）を順次積層
し、ｐ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ上部第２クラッド層７ｂ
の中央部をｐ−Ｇａ0.3 Ａｌ0.7 Ａｓエッチング停止層
８までエッチング除去し、リッジ部１０を形成してい
る。更に、リッジ部１０を挟み一対の電流狭窄層１１、
１１（Ｓｉド−プ、１×１０18ｃｍ-3）を形成し、その
後、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１２（Ｚｎド−プ、２×１
０18ｃｍ-3）を積層し、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１２上
にｐオ−ミッック電極１４を形成する。また、積層方向
と反対側のｎ−ＧａＡｓ基板２にｎオ−ミック電極１３
を形成する。
【００１１】ところで、ｎ−Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ下部
第１クラッド層４ａとｎ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ下部第
２クラッド層４ｂとを合わせたものはｎクラッド層５で
あり、ｐ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ上部第１クラッド層７
ａとｐ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ上部第２クラッド層７ｂ
とを合わせたものはｐクラッド層８である。
第１クラッド層４ａとｎ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ下部第
２クラッド層４ｂとを合わせたものはｎクラッド層５で
あり、ｐ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ上部第１クラッド層７
ａとｐ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ上部第２クラッド層７ｂ
とを合わせたものはｐクラッド層８である。
【００１２】ｎ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ下部第２クラッ
ド層４ｂの厚さは、５００ｎｍ以下であり、レ−ザ発振
をしやすくしている。この厚さが５００ｎｍ以上になる
と、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層６からの光のしみ出し
が小さくなり、垂直方向の放射角が広がってしまう。ま
た、一般的に、Ｇａ1-x Ａｌx Ａｓ（0 ＜X ＜1 ）の屈
折率ｎは、Ａｌの割合（X ）と逆比例するので、ｎ−Ｇ
ａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ下部第１クラッド層４ａの屈折率
は、ｎ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ下部第２クラッド層４ｂ
の屈折率よりも大きくなっている。
ド層４ｂの厚さは、５００ｎｍ以下であり、レ−ザ発振
をしやすくしている。この厚さが５００ｎｍ以上になる
と、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層６からの光のしみ出し
が小さくなり、垂直方向の放射角が広がってしまう。ま
た、一般的に、Ｇａ1-x Ａｌx Ａｓ（0 ＜X ＜1 ）の屈
折率ｎは、Ａｌの割合（X ）と逆比例するので、ｎ−Ｇ
ａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ下部第１クラッド層４ａの屈折率
は、ｎ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ下部第２クラッド層４ｂ
の屈折率よりも大きくなっている。
【００１３】このような構造の半導体レ−ザ素子１は、
Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層６からｎ−Ｇａ0.45Ａｌ
0.55Ａｓ下部第２クラッド層４ｂ及びｐ−Ｇａ0.45Ａｌ
0.55Ａｓ上部第１クラッド層７ａにしみ出した光のう
ち、ｎ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ下部第２クラッド層４ｂ
へしみ出した光は、反導波作用により、更により高い屈
折率を有するｎ−Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ下部第１クラッ
ド層４ａ側へ広げられていく。
Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層６からｎ−Ｇａ0.45Ａｌ
0.55Ａｓ下部第２クラッド層４ｂ及びｐ−Ｇａ0.45Ａｌ
0.55Ａｓ上部第１クラッド層７ａにしみ出した光のう
ち、ｎ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ下部第２クラッド層４ｂ
へしみ出した光は、反導波作用により、更により高い屈
折率を有するｎ−Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ下部第１クラッ
ド層４ａ側へ広げられていく。
【００１４】この結果、半導体レ−ザ素子１内で広いブ
ロ−ド分布を有する光となるため、半導体レ−ザ素子１
から出射されるレ−ザ光は、回折効果が緩和され、垂直
方向の放射角θV を狭くすることができる。半導体レ−
ザ素子１はこのような構造にすることによって、垂直方
向の放射角θV を狭く絞ることができるので、レ−ザ光
の利用効率が増し、光ディスク装置等の消費電力を低減
することができる。なお、本実施例では、ｎクラッド層
５側を所定の条件を満たす２層構造にしたが、その代わ
りにｐクラッド層８側をｎクラッド層５と同様の条件を
満たす２層構造にしても本発明と同等の効果が得られる
ことは言うまでもない。即ち、ｐクラッド層８をｐ−Ｇ
ａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ上部第１クラッド層７ａの厚さを５
００ｎｍ以下にすると共に、ｐ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ
上部第２クラッド層７ｂをｐ−Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ層
にする。
ロ−ド分布を有する光となるため、半導体レ−ザ素子１
から出射されるレ−ザ光は、回折効果が緩和され、垂直
方向の放射角θV を狭くすることができる。半導体レ−
ザ素子１はこのような構造にすることによって、垂直方
向の放射角θV を狭く絞ることができるので、レ−ザ光
の利用効率が増し、光ディスク装置等の消費電力を低減
することができる。なお、本実施例では、ｎクラッド層
５側を所定の条件を満たす２層構造にしたが、その代わ
りにｐクラッド層８側をｎクラッド層５と同様の条件を
満たす２層構造にしても本発明と同等の効果が得られる
ことは言うまでもない。即ち、ｐクラッド層８をｐ−Ｇ
ａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ上部第１クラッド層７ａの厚さを５
００ｎｍ以下にすると共に、ｐ−Ｇａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ
上部第２クラッド層７ｂをｐ−Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ層
にする。
【００１５】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図２は、本発明の第２の実施例の半導体レ−ザ素
子の斜視図である。前述した構成と同一構成部分には同
一符号を付し、説明を省略する。図２に示す半導体レ−
ザ素子１５は、図１に示す半導体レ−ザ素子１のｐ−Ｇ
ａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ上部第２クラッド層７ｂをｐ−Ｇａ
0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ上部第２クラッド層７ｂ′（Ｚｎド−
プ、２×１０18ｃｍ-3）に置き換えたものに等しい。
する。図２は、本発明の第２の実施例の半導体レ−ザ素
子の斜視図である。前述した構成と同一構成部分には同
一符号を付し、説明を省略する。図２に示す半導体レ−
ザ素子１５は、図１に示す半導体レ−ザ素子１のｐ−Ｇ
ａ0.45Ａｌ0.55Ａｓ上部第２クラッド層７ｂをｐ−Ｇａ
0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ上部第２クラッド層７ｂ′（Ｚｎド−
プ、２×１０18ｃｍ-3）に置き換えたものに等しい。
【００１６】この半導体レ−ザ素子１５の構造において
は、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層６からｎ−Ｇａ0.45Ａ
ｌ0.55Ａｓ下部第２クラッド層５及びｐ−Ｇａ0.5 Ａｌ
0.5Ａｓ上部第１クラッド層７ａへしみ出した光は、ｎ
−Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ下部第１クラッド層４ａ及びｐ
−Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ上部第２クラッド層７ｂ′が高
い屈折率を有するため、反導波作用により、更にｎ−Ｇ
ａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ下部第１クラッド層４ａ側及びｐ−
Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ上部第２クラッド層７ｂ′側へ対
称性を有して広げられていく。
は、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層６からｎ−Ｇａ0.45Ａ
ｌ0.55Ａｓ下部第２クラッド層５及びｐ−Ｇａ0.5 Ａｌ
0.5Ａｓ上部第１クラッド層７ａへしみ出した光は、ｎ
−Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ下部第１クラッド層４ａ及びｐ
−Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ上部第２クラッド層７ｂ′が高
い屈折率を有するため、反導波作用により、更にｎ−Ｇ
ａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ下部第１クラッド層４ａ側及びｐ−
Ｇａ0.5 Ａｌ0.5 Ａｓ上部第２クラッド層７ｂ′側へ対
称性を有して広げられていく。
【００１７】この結果、半導体レ−ザ素子１から出射さ
れるレ−ザ光は、半導体レ−ザ素子１５内で対称性を有
した広いブロ−ドな分布を有する光となり、実施例１の
場合よりも回折効果が緩和され、更に垂直方向の放射角
θV を狭くすることができる。
れるレ−ザ光は、半導体レ−ザ素子１５内で対称性を有
した広いブロ−ドな分布を有する光となり、実施例１の
場合よりも回折効果が緩和され、更に垂直方向の放射角
θV を狭くすることができる。
【００１８】このため、回折効果は一層緩和され、ファ
−・フィ−ルド・パタ−ンの垂直方向の放射角θV の対
称性も良好になり、本発明の第１の実施例の場合よりも
垂直方向の放射角θV を一層狭くすることができる。実
施例２の半導体レ−ザ素子１５はファ−・フィ−ルド・
パタ−ンが対称性を有し、かつ、垂直方向の放射角θV
を一層狭く絞ることができるので、結合効率の一層の向
上が求められる光ファイバ等との外部光学系との結合を
行う場合に最適である。
−・フィ−ルド・パタ−ンの垂直方向の放射角θV の対
称性も良好になり、本発明の第１の実施例の場合よりも
垂直方向の放射角θV を一層狭くすることができる。実
施例２の半導体レ−ザ素子１５はファ−・フィ−ルド・
パタ−ンが対称性を有し、かつ、垂直方向の放射角θV
を一層狭く絞ることができるので、結合効率の一層の向
上が求められる光ファイバ等との外部光学系との結合を
行う場合に最適である。
【００１９】次に、本発明の半導体レ−ザ素子１、１５
のファ−・フィ−ルド・パタ−ンとその垂直方向の放射
角θV について説明する。図３は半導体レ−ザ素子１、
１５のファ−・フィ−ルド・パタ−ンとその垂直方向の
放射角θV を示す図である。図３（Ａ）は、半導体レ−
ザ素子から出射されるレ−ザ光の水平方向の放射角θH
及び垂直方向の放射角θV を示す図である。図３（Ｂ）
は、垂直方向の放射角θV を本発明の半導体レ−ザ素子
１、１５と従来の半導体レ−ザ素子１００との比較図で
ある。図３（Ｂ）中、（ａ）は、半導体レ−ザ１素子、
（ｂ）は、半導体レ−ザ素子１５、（ｃ）は、従来の半
導体レ−ザ素子１００のファ−・フィ−ルド・パタ−ン
の垂直方向の放射角θV である。ここで、垂直方向の放
射角θV は半値幅となるレ−ザ光の強度である。
のファ−・フィ−ルド・パタ−ンとその垂直方向の放射
角θV について説明する。図３は半導体レ−ザ素子１、
１５のファ−・フィ−ルド・パタ−ンとその垂直方向の
放射角θV を示す図である。図３（Ａ）は、半導体レ−
ザ素子から出射されるレ−ザ光の水平方向の放射角θH
及び垂直方向の放射角θV を示す図である。図３（Ｂ）
は、垂直方向の放射角θV を本発明の半導体レ−ザ素子
１、１５と従来の半導体レ−ザ素子１００との比較図で
ある。図３（Ｂ）中、（ａ）は、半導体レ−ザ１素子、
（ｂ）は、半導体レ−ザ素子１５、（ｃ）は、従来の半
導体レ−ザ素子１００のファ−・フィ−ルド・パタ−ン
の垂直方向の放射角θV である。ここで、垂直方向の放
射角θV は半値幅となるレ−ザ光の強度である。
【００２０】図３（Ｂ）に示すように、従来の半導体レ
−ザ素子１００ではファ−・フィ−ルド・パタ−ンは双
峰性であり、垂直方向の放射角θV は３５°と大きい
が、本発明の半導体レ−ザ素子１、１５ではファ−・フ
ィ−ルド・パタ−ンは単峰性であり、垂直方向の放射角
θV は、それぞれ２５°、２０°と大幅に狭くなってい
る。
−ザ素子１００ではファ−・フィ−ルド・パタ−ンは双
峰性であり、垂直方向の放射角θV は３５°と大きい
が、本発明の半導体レ−ザ素子１、１５ではファ−・フ
ィ−ルド・パタ−ンは単峰性であり、垂直方向の放射角
θV は、それぞれ２５°、２０°と大幅に狭くなってい
る。
【００２１】このように本発明の半導体レ−ザ素子１、
１５の構造によれば、ファ−・フィ−ルド・パタ−ンが
単峰性であり、かつ垂直方向の放射角θV を大幅に狭く
することができる。
１５の構造によれば、ファ−・フィ−ルド・パタ−ンが
単峰性であり、かつ垂直方向の放射角θV を大幅に狭く
することができる。
【００２２】以上のように、本発明の半導体レ−ザ素子
１、１５によれば、レ−ザ発振がしやすく、ファ−・フ
ィ−ルド・パタ−ンが単峰性で垂直方向の放射角θV を
狭く絞ることができるので、光通信システムや光ディス
ク装置等の外部光学系等との結合効率を向上させること
ができる。
１、１５によれば、レ−ザ発振がしやすく、ファ−・フ
ィ−ルド・パタ−ンが単峰性で垂直方向の放射角θV を
狭く絞ることができるので、光通信システムや光ディス
ク装置等の外部光学系等との結合効率を向上させること
ができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明の半導体レ−ザ素子によれば、レ
−ザ発振が容易となり、活性層から第１の層へしみ出し
たレ−ザ光は、第２の層の屈折率が前記第１の層よりも
高いので、反導波作用により前記第２の層方向に広げら
れ、半導体レ−ザ素子内の光は、前記活性層から前記第
２の層に跨がった広いブロ−ドな分布となり、出射され
るレ−ザ光は回折効果が緩和されるので、ファ−・フィ
−ルド・パタ−ンは単峰性であり、かつ、垂直方向の放
射角を狭くすることができる。この結果、光ディスク等
の再生効率や外部光学系等との結合効率を向上させるこ
とができる。
−ザ発振が容易となり、活性層から第１の層へしみ出し
たレ−ザ光は、第２の層の屈折率が前記第１の層よりも
高いので、反導波作用により前記第２の層方向に広げら
れ、半導体レ−ザ素子内の光は、前記活性層から前記第
２の層に跨がった広いブロ−ドな分布となり、出射され
るレ−ザ光は回折効果が緩和されるので、ファ−・フィ
−ルド・パタ−ンは単峰性であり、かつ、垂直方向の放
射角を狭くすることができる。この結果、光ディスク等
の再生効率や外部光学系等との結合効率を向上させるこ
とができる。
【図１】本発明における第１の実施例の半導体レ−ザ素
子の斜視図である。
子の斜視図である。
【図２】本発明における第２の実施例の半導体レ−ザ素
子の斜視図である。
子の斜視図である。
【図３】本発明における半導体レ−ザ素子のファ−・フ
ィ−ルド・・パタ−ンの垂直方向の放射角を示す図であ
る。
ィ−ルド・・パタ−ンの垂直方向の放射角を示す図であ
る。
【図４】従来の半導体レ−ザ素子の斜視図である。
１、１５…半導体レ−ザ素子、２…ｎ−ＧａＡｓ基板、
３…ｎ−ＧａＡｓバッファ層、４ａ…ｎ−Ｇａ0.5 Ａｌ
0.5 Ａｓ下部第１クラッド層、４ｂ…ｎ−Ｇａ0.45Ａｌ
0.55Ａｓ下部第２クラッド層、５…ｎクラッド層、６…
Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層、７ａ…ｐ−Ｇａ0.45Ａｌ
0.55Ａｓ上部第１クラッド層、７ｂ…ｐ−Ｇａ0.45Ａｌ
0.55Ａｓ上部第２クラッド層、７ｂ′…ｐ−Ｇａ0.5Ａ
ｌ0.5Ａｓ上部第２クラッド層、８…ｐクラッド層、９
…ｐ−Ｇａ0.3 Ａｌ0.7 Ａｓエッチング停止層、１０…
リッジ部、１１…電流狭窄層、１２…ｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層、１３…ｎオ−ミック電極、１４…ｐオ−ミッッ
ク電極
３…ｎ−ＧａＡｓバッファ層、４ａ…ｎ−Ｇａ0.5 Ａｌ
0.5 Ａｓ下部第１クラッド層、４ｂ…ｎ−Ｇａ0.45Ａｌ
0.55Ａｓ下部第２クラッド層、５…ｎクラッド層、６…
Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層、７ａ…ｐ−Ｇａ0.45Ａｌ
0.55Ａｓ上部第１クラッド層、７ｂ…ｐ−Ｇａ0.45Ａｌ
0.55Ａｓ上部第２クラッド層、７ｂ′…ｐ−Ｇａ0.5Ａ
ｌ0.5Ａｓ上部第２クラッド層、８…ｐクラッド層、９
…ｐ−Ｇａ0.3 Ａｌ0.7 Ａｓエッチング停止層、１０…
リッジ部、１１…電流狭窄層、１２…ｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層、１３…ｎオ−ミック電極、１４…ｐオ−ミッッ
ク電極
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも、クラッド層により活性層を挟
持した構成の半導体レ−ザ素子において、 少なくとも、前記一方のクラッド層は前記活性層に隣接
した第１の層と、この第１の層と隣接し、この第１の層
よりも高い屈折率を有する第２の層とにより構成され、
かつ前記第１の層の厚さが５００ｎｍ以下であることを
特徴とする半導体レ−ザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12302497A JPH10303498A (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12302497A JPH10303498A (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303498A true JPH10303498A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14850337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12302497A Pending JPH10303498A (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10303498A (ja) |
-
1997
- 1997-04-25 JP JP12302497A patent/JPH10303498A/ja active Pending
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