JPH1056230A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH1056230A JPH1056230A JP21087896A JP21087896A JPH1056230A JP H1056230 A JPH1056230 A JP H1056230A JP 21087896 A JP21087896 A JP 21087896A JP 21087896 A JP21087896 A JP 21087896A JP H1056230 A JPH1056230 A JP H1056230A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高出力レーザ光を得るために、複数個の半導
体レーザをスタック構成とすると、各半導体レーザの光
出射の間隔が大きくなり、拡がり角度が小さいレーザビ
ームを得ることが困難になる。 【解決手段】 基板の一方の面に半導体層を接合し、こ
の半導体層の領域内に光出射領域を形成した２個の半導
体レーザ１００，２００を、各半導体レーザの光出射面
１０９，２０９が略同一面となるように両半導体レーザ
を各基板の一方の面側を互いに対向させて一体化する。
例えば、２個の半導体レーザはそれぞれ異なる極性の基
板に形成され、各基板の一方の面側に設けた電極１０
７，２０７を互いに接触させた状態で一体化し、基板の
他方に設けた電極１０８，２０８間に電流を注入して発
光させる。各半導体レーザの光出射領域が近接されるた
め、光出射領域が狭くなり、拡がり角度の小さいレーザ
ビームが得られる。
体レーザをスタック構成とすると、各半導体レーザの光
出射の間隔が大きくなり、拡がり角度が小さいレーザビ
ームを得ることが困難になる。 【解決手段】 基板の一方の面に半導体層を接合し、こ
の半導体層の領域内に光出射領域を形成した２個の半導
体レーザ１００，２００を、各半導体レーザの光出射面
１０９，２０９が略同一面となるように両半導体レーザ
を各基板の一方の面側を互いに対向させて一体化する。
例えば、２個の半導体レーザはそれぞれ異なる極性の基
板に形成され、各基板の一方の面側に設けた電極１０
７，２０７を互いに接触させた状態で一体化し、基板の
他方に設けた電極１０８，２０８間に電流を注入して発
光させる。各半導体レーザの光出射領域が近接されるた
め、光出射領域が狭くなり、拡がり角度の小さいレーザ
ビームが得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はワットクラスの大出
力までの動作が可能な半導体レーザ装置に関し、特に狭
い光出射領域でかつ大出力が得られる半導体レーザ装置
に関する。
力までの動作が可能な半導体レーザ装置に関し、特に狭
い光出射領域でかつ大出力が得られる半導体レーザ装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年における光計測等の分野において、
測定箇所から遠方のある点までの距離を計測するポイン
ト測距装置が開発されるようになってきており、その光
源としてワット級の光出力を発生する高出力レーザダイ
オードの研究開発が活発化している。このようなレーザ
装置では、単体のレーザダイオードチップの高出力化を
図ることが行われており、そのためには、発光領域の幅
を広げ、いわゆるブロードエリアレーザダイオードにす
ることが行われている。例えば、「レーザ研究」山中
等，第１８巻，第５５５頁，１９９０年によれば、発光
領域幅６００μｍにおいて、６Ｗの光出力のレーザダイ
オードが得られている。また、多数のレーザ素子をアレ
ー状に配置すること等が行われてきており、「アプライ
ド・フィジックスレター誌」ハルナゲイ等，第４９巻，
１４１８項，１９８６年：G.L. Harnagei et al., App
l. Phys. Lett., vol. 49, pp. 1418, 1986. によれ
ば、全発光領域幅７２００μｍにおいて、１００Ｗ以上
の光出力が得られている。
測定箇所から遠方のある点までの距離を計測するポイン
ト測距装置が開発されるようになってきており、その光
源としてワット級の光出力を発生する高出力レーザダイ
オードの研究開発が活発化している。このようなレーザ
装置では、単体のレーザダイオードチップの高出力化を
図ることが行われており、そのためには、発光領域の幅
を広げ、いわゆるブロードエリアレーザダイオードにす
ることが行われている。例えば、「レーザ研究」山中
等，第１８巻，第５５５頁，１９９０年によれば、発光
領域幅６００μｍにおいて、６Ｗの光出力のレーザダイ
オードが得られている。また、多数のレーザ素子をアレ
ー状に配置すること等が行われてきており、「アプライ
ド・フィジックスレター誌」ハルナゲイ等，第４９巻，
１４１８項，１９８６年：G.L. Harnagei et al., App
l. Phys. Lett., vol. 49, pp. 1418, 1986. によれ
ば、全発光領域幅７２００μｍにおいて、１００Ｗ以上
の光出力が得られている。
【０００３】一方、特開平６−２８３８０７号公報で
は、複数の半導体レーザを多段に積層したスタックレー
ザとして構成することで高出力化を図ったものが提案さ
れている。これは、図８に示すように、複数個、ここで
は３個の半導体レーザ３０１，３０２，３０３を互いに
同じ向きに重ね合わせ、かつ各レーザの上下の電極が互
いに導通するように融着接合している。そして、最上に
位置される電極３０４と最下に位置される電極３０５と
の間に電流を注入することにより、各半導体レーザ３０
１，３０２，３０３の各端面からレーザ光が出射され、
これらのレーザ光が一体化されることで単独の半導体レ
ーザの３倍の光出力が得られるようになっている。な
お、それぞれの半導体レーザの発光部３１１，３１２，
３１３の間隔は半導体レーザ３０２，３０３の厚さと等
しく、約１００μｍ程度である。
は、複数の半導体レーザを多段に積層したスタックレー
ザとして構成することで高出力化を図ったものが提案さ
れている。これは、図８に示すように、複数個、ここで
は３個の半導体レーザ３０１，３０２，３０３を互いに
同じ向きに重ね合わせ、かつ各レーザの上下の電極が互
いに導通するように融着接合している。そして、最上に
位置される電極３０４と最下に位置される電極３０５と
の間に電流を注入することにより、各半導体レーザ３０
１，３０２，３０３の各端面からレーザ光が出射され、
これらのレーザ光が一体化されることで単独の半導体レ
ーザの３倍の光出力が得られるようになっている。な
お、それぞれの半導体レーザの発光部３１１，３１２，
３１３の間隔は半導体レーザ３０２，３０３の厚さと等
しく、約１００μｍ程度である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たような単一のレーザダイオードにおいてレーザ光の光
出射領域幅を広げることで高出力化を得る技術では、発
光領域の幅が６００μｍ，７２００μｍと増大されるの
に伴ってレーザビームの水平方向の拡がり角度が大きく
なり、光計測用途の装置を構成する場合に必要とされる
平行なレーザ光を得ることが困難になる。これを解消す
るためには、長焦点のレンズが必要となり、半導体レー
ザ装置を用いた光学機器の小型化を図る上での障害とな
っている。このような問題は、前記公報に記載のスタッ
ク構造においても同様であり、各レーザダイオードの発
光部の間隔が半導体レーザの厚さと略同じであるため、
前記した３個の半導体レーザを重ねた場合には垂直方向
に３００μｍの幅となり、仮に２個の半導体レーザを重
ねた場合でも２００μｍの幅となり、その結果発光領域
が拡大され、レーザビームの垂直方向の拡がり角度が大
きなものとなっている。
たような単一のレーザダイオードにおいてレーザ光の光
出射領域幅を広げることで高出力化を得る技術では、発
光領域の幅が６００μｍ，７２００μｍと増大されるの
に伴ってレーザビームの水平方向の拡がり角度が大きく
なり、光計測用途の装置を構成する場合に必要とされる
平行なレーザ光を得ることが困難になる。これを解消す
るためには、長焦点のレンズが必要となり、半導体レー
ザ装置を用いた光学機器の小型化を図る上での障害とな
っている。このような問題は、前記公報に記載のスタッ
ク構造においても同様であり、各レーザダイオードの発
光部の間隔が半導体レーザの厚さと略同じであるため、
前記した３個の半導体レーザを重ねた場合には垂直方向
に３００μｍの幅となり、仮に２個の半導体レーザを重
ねた場合でも２００μｍの幅となり、その結果発光領域
が拡大され、レーザビームの垂直方向の拡がり角度が大
きなものとなっている。
【０００５】因みに、半導体レーザの光出射端を焦点距
離ｆのレンズの焦点に配置させ、その出射光をレンズに
よって集光させて平行光を得る場合、発光領域の全スポ
ットサイズ、すなわち最大スポット幅寸法をＷとすれ
ば、レンズ通過後の拡がり角θｅは、ｔａｎ（θｅ／
２）＝Ｗ／２ｆで表されるため、Ｗが大きいとθｅも大
きくなる。
離ｆのレンズの焦点に配置させ、その出射光をレンズに
よって集光させて平行光を得る場合、発光領域の全スポ
ットサイズ、すなわち最大スポット幅寸法をＷとすれ
ば、レンズ通過後の拡がり角θｅは、ｔａｎ（θｅ／
２）＝Ｗ／２ｆで表されるため、Ｗが大きいとθｅも大
きくなる。
【０００６】本発明は、狭い光出射領域でかつ高出力が
得られる半導体レーザを提供することを目的としてい
る。
得られる半導体レーザを提供することを目的としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板の一方の
面に半導体層を接合し、この半導体層に光出射領域を形
成した半導体レーザを２個有しており、これら半導体レ
ーザの光出射面が略同一面となるように両半導体レーザ
を各基板の一方の面側を互いに対向させて一体化したこ
とを特徴とする。ここで、２個の半導体レーザはそれぞ
れ異なる極性の基板に形成され、各基板の一方の面側に
設けた電極を互いに接触させた状態で一体化する。ある
いは、２個の半導体レーザはそれぞれ同一極性の基板に
形成され、各基板の一方の面側に設けた電極を互いに接
触させた状態で一体化する。さらには、２個の半導体レ
ーザはそれぞれ同一極性の基板に形成され、各基板の一
方の面側に設けた電極を互いに絶縁膜を介して対向させ
た状態で一体化する構成とされる。また、この場合、一
の半導体レーザの基板の他方の面側の電極に、対向され
る他の半導体レーザの一部に位置合わせするためのマー
クを設けることが好ましい。
面に半導体層を接合し、この半導体層に光出射領域を形
成した半導体レーザを２個有しており、これら半導体レ
ーザの光出射面が略同一面となるように両半導体レーザ
を各基板の一方の面側を互いに対向させて一体化したこ
とを特徴とする。ここで、２個の半導体レーザはそれぞ
れ異なる極性の基板に形成され、各基板の一方の面側に
設けた電極を互いに接触させた状態で一体化する。ある
いは、２個の半導体レーザはそれぞれ同一極性の基板に
形成され、各基板の一方の面側に設けた電極を互いに接
触させた状態で一体化する。さらには、２個の半導体レ
ーザはそれぞれ同一極性の基板に形成され、各基板の一
方の面側に設けた電極を互いに絶縁膜を介して対向させ
た状態で一体化する構成とされる。また、この場合、一
の半導体レーザの基板の他方の面側の電極に、対向され
る他の半導体レーザの一部に位置合わせするためのマー
クを設けることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。 （実施形態１）図１は本発明の半導体レーザ装置の第１
の実施形態の概略斜視図である。ｎ型基板上に構築され
た半導体レーザ（以下、ｎ型半導体レーザと称する）１
００上に、ｐ型基板上に構築された半導体レーザ（以
下、ｐ型半導体レーザと称する）２００を積層状態に一
体化する。すなわち、各半導体レーザを構築するために
各基板１０１，２０１上に形成された種々の半導体層を
接合した側の面（以下、接合面と称する）を互いに対向
するようにして積層状態とする。そして、この接合面側
に形成されているｎ型半導体レーザ１００のｐ側電極１
０７と、ｐ型半導体レーザ２００のｎ側電極２０７を当
接させ、両電極を接着もしくは融着により一体化する。
なお、融着にはＡｕＳｎ半田を用いる。また、このとき
ｎ型半導体レーザ１００の光出射領域１０９と、ｐ型半
導体レーザ２００の光出射領域２０９が略同一立面内に
位置されるように互いの端面を揃えている。
参照して説明する。 （実施形態１）図１は本発明の半導体レーザ装置の第１
の実施形態の概略斜視図である。ｎ型基板上に構築され
た半導体レーザ（以下、ｎ型半導体レーザと称する）１
００上に、ｐ型基板上に構築された半導体レーザ（以
下、ｐ型半導体レーザと称する）２００を積層状態に一
体化する。すなわち、各半導体レーザを構築するために
各基板１０１，２０１上に形成された種々の半導体層を
接合した側の面（以下、接合面と称する）を互いに対向
するようにして積層状態とする。そして、この接合面側
に形成されているｎ型半導体レーザ１００のｐ側電極１
０７と、ｐ型半導体レーザ２００のｎ側電極２０７を当
接させ、両電極を接着もしくは融着により一体化する。
なお、融着にはＡｕＳｎ半田を用いる。また、このとき
ｎ型半導体レーザ１００の光出射領域１０９と、ｐ型半
導体レーザ２００の光出射領域２０９が略同一立面内に
位置されるように互いの端面を揃えている。
【０００９】ここで、前記ｎ型半導体レーザ１００と、
ｐ型半導体レーザ２００のそれぞれの構造を説明する。
図２はｎ型半導体レーザの斜視図であり、ｎ型ＩｎＰ基
板１０１の上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２を成長
し、Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ量子井戸層１１３とＧａ0.22
Ｉｎ0.78Ａｓ0.48Ｐ0.52ＳＣＨ層１１５、Ｇａ0.22Ｉｎ
0.78Ａｓ0.48Ｐ0.52バリア層１１４からなる活性層１０
３、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０４、ｐ+ 型Ｇａ0.47Ｉｎ
0.53Ａｓコンタクト層１０５を順次結晶成長する。活性
層１０３は図４にそのエネルギーバンド構造を示すよう
な多重量子井戸構造であり、層厚はそれぞれ、ｎ型クラ
ッド層１０２が０．５μｍ、量子井戸層１１３が３．７
ｎｍ、ＳＣＨ層１１５が５０ｎｍ、バリア層１１４が８
ｎｍ、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０４が１．５μｍ、コン
タクト層１０５を０．２μｍとした。結晶成長には、有
機金属気相成長法または化学ビーム成長法を用いた。次
に、ｐ型コンタクト層１０５の電流注入領域１１０とな
る部分を残して選択的に取り除き、表面に誘電体層１０
６を形成し、電流注入領域となる部分の上の誘電体層１
０６をエッチング除去し、ｐ側電極１０７を形成する。
基板１０１の裏面を研磨して厚さを１００μｍ程度にし
た後、ｎ側電極１０８を形成し、チップに切り出す。光
出射領域１０９の幅は１００μｍとした。
ｐ型半導体レーザ２００のそれぞれの構造を説明する。
図２はｎ型半導体レーザの斜視図であり、ｎ型ＩｎＰ基
板１０１の上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層１０２を成長
し、Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ量子井戸層１１３とＧａ0.22
Ｉｎ0.78Ａｓ0.48Ｐ0.52ＳＣＨ層１１５、Ｇａ0.22Ｉｎ
0.78Ａｓ0.48Ｐ0.52バリア層１１４からなる活性層１０
３、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０４、ｐ+ 型Ｇａ0.47Ｉｎ
0.53Ａｓコンタクト層１０５を順次結晶成長する。活性
層１０３は図４にそのエネルギーバンド構造を示すよう
な多重量子井戸構造であり、層厚はそれぞれ、ｎ型クラ
ッド層１０２が０．５μｍ、量子井戸層１１３が３．７
ｎｍ、ＳＣＨ層１１５が５０ｎｍ、バリア層１１４が８
ｎｍ、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０４が１．５μｍ、コン
タクト層１０５を０．２μｍとした。結晶成長には、有
機金属気相成長法または化学ビーム成長法を用いた。次
に、ｐ型コンタクト層１０５の電流注入領域１１０とな
る部分を残して選択的に取り除き、表面に誘電体層１０
６を形成し、電流注入領域となる部分の上の誘電体層１
０６をエッチング除去し、ｐ側電極１０７を形成する。
基板１０１の裏面を研磨して厚さを１００μｍ程度にし
た後、ｎ側電極１０８を形成し、チップに切り出す。光
出射領域１０９の幅は１００μｍとした。
【００１０】図３は前記ｐ型半導体レーザ２００の斜視
図であり、ｎ型半導体レーザと同様の製造方法によって
製造する。ただし、ｎ型半導体レーザとはその導電型が
反対であり、ｐ型ＩｎＰ基板２０１上に、ｐ型ＩｎＰク
ラッド層２０２、Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ量子井戸層、Ｇ
ａ0.22Ｉｎ0.78Ａｓ0.48Ｐ0.52ＳＣＨ層、Ｇａ0.22Ｉｎ
0.78Ａｓ0.48Ｐ0.52バリア層からなる活性層２０３、ｐ
型ＩｎＰクラッド層２０４、ｎ+ 型Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａ
ｓコンタクト層２０５を順次結晶成長し、さらにｎ型コ
ンタクト層２０５の電流注入領域となる部分を形成し、
かつその表面に誘電体層２０６を形成し、電流注入領域
２１０となる部分の上の誘電体層２０６をエッチング除
去してｎ側電極２０７を形成する。基板２０１の裏面を
研磨して厚さを１００μｍ程度にした後、ｐ側電極２０
８を形成し、チップに切り出す。光出射領域２０９の幅
は１００μｍとした。
図であり、ｎ型半導体レーザと同様の製造方法によって
製造する。ただし、ｎ型半導体レーザとはその導電型が
反対であり、ｐ型ＩｎＰ基板２０１上に、ｐ型ＩｎＰク
ラッド層２０２、Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ量子井戸層、Ｇ
ａ0.22Ｉｎ0.78Ａｓ0.48Ｐ0.52ＳＣＨ層、Ｇａ0.22Ｉｎ
0.78Ａｓ0.48Ｐ0.52バリア層からなる活性層２０３、ｐ
型ＩｎＰクラッド層２０４、ｎ+ 型Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａ
ｓコンタクト層２０５を順次結晶成長し、さらにｎ型コ
ンタクト層２０５の電流注入領域となる部分を形成し、
かつその表面に誘電体層２０６を形成し、電流注入領域
２１０となる部分の上の誘電体層２０６をエッチング除
去してｎ側電極２０７を形成する。基板２０１の裏面を
研磨して厚さを１００μｍ程度にした後、ｐ側電極２０
８を形成し、チップに切り出す。光出射領域２０９の幅
は１００μｍとした。
【００１１】このように形成された半導体レーザ装置で
は、図１に示したように、ｎ型半導体レーザ１００とｐ
型半導体レーザ２００のそれぞれの接合面側の面が互い
に当接されて一体化されており、しかも各半導体レーザ
においては、電流注入領域１１０，２１０と活性層１０
３，２０３の間隔は１．７μｍであることから、両半導
体レーザのそれぞれの光出射領域１０９，２０９の間隔
は３．４μｍとなる。そして、この構成の半導体レーザ
装置に対しては、ｐ型半導体レーザ２００のｐ側電極２
０８を正電極とし、ｎ型半導体レーザ１００のｎ側電極
１０８を負電極とし、これら電極間に幅２０ｎｓ、繰り
返し１０ｋＨｚのパルス電流を印加することにより、ピ
ーク出力２０Ｗのレーザ光出力を得ることができる。こ
のとき、焦点距離５０ｍｍのレンズの焦点に光出射領域
１０９，２０９の中心を配置して、出射光を集光するこ
とにより、垂直の方向拡がり角度が６８μｒａｄのビー
ムが得られた。したがって、この半導体レーザ装置を用
いた光学機器のレンズに短焦点のものを使用することが
可能となり、光学機器の小型化を実現する上でも有利と
なる。
は、図１に示したように、ｎ型半導体レーザ１００とｐ
型半導体レーザ２００のそれぞれの接合面側の面が互い
に当接されて一体化されており、しかも各半導体レーザ
においては、電流注入領域１１０，２１０と活性層１０
３，２０３の間隔は１．７μｍであることから、両半導
体レーザのそれぞれの光出射領域１０９，２０９の間隔
は３．４μｍとなる。そして、この構成の半導体レーザ
装置に対しては、ｐ型半導体レーザ２００のｐ側電極２
０８を正電極とし、ｎ型半導体レーザ１００のｎ側電極
１０８を負電極とし、これら電極間に幅２０ｎｓ、繰り
返し１０ｋＨｚのパルス電流を印加することにより、ピ
ーク出力２０Ｗのレーザ光出力を得ることができる。こ
のとき、焦点距離５０ｍｍのレンズの焦点に光出射領域
１０９，２０９の中心を配置して、出射光を集光するこ
とにより、垂直の方向拡がり角度が６８μｒａｄのビー
ムが得られた。したがって、この半導体レーザ装置を用
いた光学機器のレンズに短焦点のものを使用することが
可能となり、光学機器の小型化を実現する上でも有利と
なる。
【００１２】（実施形態２）図５は本発明の第２の実施
形態の半導体レーザ装置の概略斜視図である。ｎ型半導
体レーザ１００上に別のｎ型半導体レーザ１００Ａを、
互いの接合面側の電極、すなわちｐ側電極１０７が当接
されるように対向させて両者を接着もしくは融着する。
融着にはＡｕＳｎ半田を用い、各光出射領域１０９が同
一面内にあるようにそれぞれの端面を揃えている。ま
た、上側のｎ型半導体レーザ１００Ａの素子の幅を５０
０μｍとし、下側のｎ型半導体レーザ１００の素子幅を
９００μｍとし、下側のｎ型半導体レーザ１００のｐ側
電極１０７の両側一部１０７ａが露呈されるように構成
する。なお、各半導体レーザ１００，１００Ａのそれぞ
れの光出射領域１０９の幅は１００μｍであり、これら
の領域の間隔は第１の実施形態と同様に３．４μｍとす
る。
形態の半導体レーザ装置の概略斜視図である。ｎ型半導
体レーザ１００上に別のｎ型半導体レーザ１００Ａを、
互いの接合面側の電極、すなわちｐ側電極１０７が当接
されるように対向させて両者を接着もしくは融着する。
融着にはＡｕＳｎ半田を用い、各光出射領域１０９が同
一面内にあるようにそれぞれの端面を揃えている。ま
た、上側のｎ型半導体レーザ１００Ａの素子の幅を５０
０μｍとし、下側のｎ型半導体レーザ１００の素子幅を
９００μｍとし、下側のｎ型半導体レーザ１００のｐ側
電極１０７の両側一部１０７ａが露呈されるように構成
する。なお、各半導体レーザ１００，１００Ａのそれぞ
れの光出射領域１０９の幅は１００μｍであり、これら
の領域の間隔は第１の実施形態と同様に３．４μｍとす
る。
【００１３】この半導体レーザ装置によれば、各ｎ型半
導体レーザ１００，１００Ａの接合面である、ｐ側電極
１０７を正電極とし、各ｎ型半導体レーザ１００，１０
０Ａのｎ側電極１０８を互いに導通させて負電極とす
る。そして、両電極間に幅２０ｎｓ、繰り返し１０ｋＨ
ｚのパルス電流を印加することにより、ピーク出力２０
Ｗのレーザ光出力が得られた。また、焦点距離５０ｍｍ
のレンズの焦点に各光出射領域１０９の中心を配置し
て、出射光を集光することにより、垂直方向の拡がり角
度が６８μｒａｄのビームが得られた。また、この場合
においても、短焦点のレンズが使用できることは言うま
でもない。
導体レーザ１００，１００Ａの接合面である、ｐ側電極
１０７を正電極とし、各ｎ型半導体レーザ１００，１０
０Ａのｎ側電極１０８を互いに導通させて負電極とす
る。そして、両電極間に幅２０ｎｓ、繰り返し１０ｋＨ
ｚのパルス電流を印加することにより、ピーク出力２０
Ｗのレーザ光出力が得られた。また、焦点距離５０ｍｍ
のレンズの焦点に各光出射領域１０９の中心を配置し
て、出射光を集光することにより、垂直方向の拡がり角
度が６８μｒａｄのビームが得られた。また、この場合
においても、短焦点のレンズが使用できることは言うま
でもない。
【００１４】（実施形態３）図６は本発明の第３の実施
形態の半導体レーザ装置の概略斜視図である。ｎ型半導
体レーザ１００の接合面側の電極であるｐ側電極１０７
上に、その一部を除いて絶縁膜となる誘電体膜１０と金
属膜１１を形成する。この誘電体膜１０と金属膜１１を
除去した領域は、前記ｐ側電極１０７のワイヤ結合領域
１０７ａとなる。なお、誘電体膜１０の膜厚を０．１μ
ｍとし、ワイヤ結合領域１０７ａは幅が１５０μｍの帯
状に形成した。前記ｎ型半導体レーザ１００上に、別の
ｎ型半導体レーザ１００Ａの接合面側、すなわちｐ側電
極１０７を金属膜１１に当接させた状態で接着もしくは
融着する。融着にはＡｕＳｎ半田を用い、各光出射領域
１０７が互いに同一面内にあるようにそれぞれの端面を
揃えている。なお、各半導体レーザの光出射領域１０９
の幅は１００μｍであり、上側のｎ型半導体レーザ１０
０Ａの素子の幅を５００μｍとし、下側のｎ型半導体レ
ーザ１００の素子幅を１０００μｍとした。そして、上
側のｎ型半導体レーザ１００Ａのｎ側電極１０８と下側
のｎ型半導体レーザ１００のｐ側電極１０７のワイヤ結
合領域１０７ａにおいて金ワイヤ１２により接続する。
なお、各半導体レーザの光出射領域１０９の間隔は３．
５μｍである。
形態の半導体レーザ装置の概略斜視図である。ｎ型半導
体レーザ１００の接合面側の電極であるｐ側電極１０７
上に、その一部を除いて絶縁膜となる誘電体膜１０と金
属膜１１を形成する。この誘電体膜１０と金属膜１１を
除去した領域は、前記ｐ側電極１０７のワイヤ結合領域
１０７ａとなる。なお、誘電体膜１０の膜厚を０．１μ
ｍとし、ワイヤ結合領域１０７ａは幅が１５０μｍの帯
状に形成した。前記ｎ型半導体レーザ１００上に、別の
ｎ型半導体レーザ１００Ａの接合面側、すなわちｐ側電
極１０７を金属膜１１に当接させた状態で接着もしくは
融着する。融着にはＡｕＳｎ半田を用い、各光出射領域
１０７が互いに同一面内にあるようにそれぞれの端面を
揃えている。なお、各半導体レーザの光出射領域１０９
の幅は１００μｍであり、上側のｎ型半導体レーザ１０
０Ａの素子の幅を５００μｍとし、下側のｎ型半導体レ
ーザ１００の素子幅を１０００μｍとした。そして、上
側のｎ型半導体レーザ１００Ａのｎ側電極１０８と下側
のｎ型半導体レーザ１００のｐ側電極１０７のワイヤ結
合領域１０７ａにおいて金ワイヤ１２により接続する。
なお、各半導体レーザの光出射領域１０９の間隔は３．
５μｍである。
【００１５】この半導体レーザ装置によれば、下側のｎ
型半導体レーザ１００の接合面側に誘電体膜１０を介し
て設けた金属膜１１を正電極とし、下側のｎ型半導体レ
ーザ１００の基板側のｎ側電極１０８を負電極とし、こ
れらの電極間に幅２０ｎｓ、繰り返し１０ｋＨｚのパル
ス電流を印加することにより、ピーク出力２０Ｗのレー
ザ光出力が得られた。また、焦点距離５０ｍｍのレンズ
の焦点に光出射領域１０９の中心を配置して、出射光を
集光することにより、垂直方向の拡がり角度が７０μｒ
ａｄのレーザビームが得られた。この場合においても、
短焦点のレンズが使用できることは言うまでもない。
型半導体レーザ１００の接合面側に誘電体膜１０を介し
て設けた金属膜１１を正電極とし、下側のｎ型半導体レ
ーザ１００の基板側のｎ側電極１０８を負電極とし、こ
れらの電極間に幅２０ｎｓ、繰り返し１０ｋＨｚのパル
ス電流を印加することにより、ピーク出力２０Ｗのレー
ザ光出力が得られた。また、焦点距離５０ｍｍのレンズ
の焦点に光出射領域１０９の中心を配置して、出射光を
集光することにより、垂直方向の拡がり角度が７０μｒ
ａｄのレーザビームが得られた。この場合においても、
短焦点のレンズが使用できることは言うまでもない。
【００１６】（実施形態４）図７は本発明の第４の実施
形態の半導体レーザ装置を示しており、同図（ａ）はそ
の組立方法を説明するための図、同図（ｂ）はその平面
図である。ここでは、前記した第２実施形態の半導体レ
ーザ装置に適用した例を示しており、上側のｎ型半導体
レーザ１００Ａの基板側のｎ側電極１０８に２本の平行
な部分線からなるマーク１４を形成する。このマーク１
４は、例えばｎ側電極１０８の一部をエッチングするこ
とで形成する。また、このマーク１４は、自己の半導体
レーザの発光領域となる電流注入領域１１０の両側縁を
裏面に射影した位置に一致するように形成する。なお、
ここでは、マーク１４の線幅は１０μｍで、その平行な
間隔は光出射領域１０９の幅寸法である１００μｍと
し、線長は電流注入領域１１０の長さの６００μｍより
も両端において５０μｍ短い５００μｍとした。
形態の半導体レーザ装置を示しており、同図（ａ）はそ
の組立方法を説明するための図、同図（ｂ）はその平面
図である。ここでは、前記した第２実施形態の半導体レ
ーザ装置に適用した例を示しており、上側のｎ型半導体
レーザ１００Ａの基板側のｎ側電極１０８に２本の平行
な部分線からなるマーク１４を形成する。このマーク１
４は、例えばｎ側電極１０８の一部をエッチングするこ
とで形成する。また、このマーク１４は、自己の半導体
レーザの発光領域となる電流注入領域１１０の両側縁を
裏面に射影した位置に一致するように形成する。なお、
ここでは、マーク１４の線幅は１０μｍで、その平行な
間隔は光出射領域１０９の幅寸法である１００μｍと
し、線長は電流注入領域１１０の長さの６００μｍより
も両端において５０μｍ短い５００μｍとした。
【００１７】このように形成された上側のｎ型半導体レ
ーザ１００Ａを下側のｎ型半導体レーザ１００に対して
互いの接合面側が対向するように配置する際には、前記
したマーク１４を利用してマスクアライナによりアライ
メントする。このアライメントでは、マーク１４が下側
のｎ型半導体レーザ１００の電流注入領域１１０の両側
縁に一致するように行なう。そして、このアライメント
により位置決めを行った上で、第２の実施形態と同様に
各ｎ型半導体レーザ１００，１００Ａのｐ側電極１０７
を互いに接着あるいは融着し、半導体レーザ装置を構成
する。
ーザ１００Ａを下側のｎ型半導体レーザ１００に対して
互いの接合面側が対向するように配置する際には、前記
したマーク１４を利用してマスクアライナによりアライ
メントする。このアライメントでは、マーク１４が下側
のｎ型半導体レーザ１００の電流注入領域１１０の両側
縁に一致するように行なう。そして、このアライメント
により位置決めを行った上で、第２の実施形態と同様に
各ｎ型半導体レーザ１００，１００Ａのｐ側電極１０７
を互いに接着あるいは融着し、半導体レーザ装置を構成
する。
【００１８】したがって、この実施形態の半導体レーザ
装置では、上下の各ｎ型半導体レーザ１００，１００Ａ
の光出射領域１０９は、その幅方向に極めて高精度に一
致されるため、両半導体レーザの光出射領域が幅方向に
ずれることによる光出射領域１０９の実質的な幅が拡大
されることが抑制できる。この実施形態の場合には、位
置ずれの精度を±５μｍ以内に抑制でき、したがって半
導体レーザ装置全体としての光出射領域の幅を１０５μ
ｍ以内に限定することが可能となる。この結果、焦点距
離５０ｍｍのレンズの焦点に両光出射領域１０９の中心
を配置して出射光を集光することにより、第２の実施形
態と同様に垂直方向の拡がり角度が小さくされるのと同
時に、水平方向の拡がり角度が２．０〜２．１ｍｒａｄ
のレーザビームを得ることが可能となった。この場合で
も、短焦点のレンズを使用できることは言うまでもな
い。
装置では、上下の各ｎ型半導体レーザ１００，１００Ａ
の光出射領域１０９は、その幅方向に極めて高精度に一
致されるため、両半導体レーザの光出射領域が幅方向に
ずれることによる光出射領域１０９の実質的な幅が拡大
されることが抑制できる。この実施形態の場合には、位
置ずれの精度を±５μｍ以内に抑制でき、したがって半
導体レーザ装置全体としての光出射領域の幅を１０５μ
ｍ以内に限定することが可能となる。この結果、焦点距
離５０ｍｍのレンズの焦点に両光出射領域１０９の中心
を配置して出射光を集光することにより、第２の実施形
態と同様に垂直方向の拡がり角度が小さくされるのと同
時に、水平方向の拡がり角度が２．０〜２．１ｍｒａｄ
のレーザビームを得ることが可能となった。この場合で
も、短焦点のレンズを使用できることは言うまでもな
い。
【００１９】ここで、前記各実施形態では、ＩｎＰを基
板とする波長１．５μｍ付近のレーザ素子の例を示して
いるが、本発明はこの半導体レーザに限られるものでは
なく、ＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｌＡｓ系等の種々の材料
の半導体レーザに適用できることは言うまでもない。
板とする波長１．５μｍ付近のレーザ素子の例を示して
いるが、本発明はこの半導体レーザに限られるものでは
なく、ＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｌＡｓ系等の種々の材料
の半導体レーザに適用できることは言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、基板の一
方の面に半導体層を接合し、この半導体層の領域内に光
出射領域を形成した２個の半導体レーザを、それぞれの
光出射面が略同一面となるように各基板の一方の面側を
互いに対向させて一体化しているので、両半導体レーザ
のレーザ光を一体化させて高出力化が実現できるととも
に、両半導体レーザの光出射領域の間隔を微小とし、垂
直方向のレーザ光の拡がり角度を抑制し、平行でかつ高
出力のレーザビームを得ることができる。また、一の半
導体レーザの基板の他方の面側の電極に、対向される他
の半導体レーザの一部に位置合わせするためのマークを
設けることにより、両半導体レーザの光出射領域を高精
度に位置決めでき、水平方向のレーザ光の拡がり角度を
抑制し、平行でかつ高出力のレーザビームを得ることが
できる。さらに、これにより短焦点のレンズの使用が可
能となり、半導体レーザ装置を含む光学機器の小型化が
実現できる。
方の面に半導体層を接合し、この半導体層の領域内に光
出射領域を形成した２個の半導体レーザを、それぞれの
光出射面が略同一面となるように各基板の一方の面側を
互いに対向させて一体化しているので、両半導体レーザ
のレーザ光を一体化させて高出力化が実現できるととも
に、両半導体レーザの光出射領域の間隔を微小とし、垂
直方向のレーザ光の拡がり角度を抑制し、平行でかつ高
出力のレーザビームを得ることができる。また、一の半
導体レーザの基板の他方の面側の電極に、対向される他
の半導体レーザの一部に位置合わせするためのマークを
設けることにより、両半導体レーザの光出射領域を高精
度に位置決めでき、水平方向のレーザ光の拡がり角度を
抑制し、平行でかつ高出力のレーザビームを得ることが
できる。さらに、これにより短焦点のレンズの使用が可
能となり、半導体レーザ装置を含む光学機器の小型化が
実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の概略斜視図である。
【図２】第１の実施形態の下側の半導体レーザの斜視図
である。
である。
【図３】第１の実施形態の上側の半導体レーザの斜視図
である。
である。
【図４】半導体レーザにおけるエネルギーバンド構造を
示す図である。
示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態の概略斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態の概略斜視図である。
【図７】本発明の第４実施形態の概略斜視図である。
【図８】従来の半導体レーザ装置の一例を示す概略斜視
図である。
図である。
１００，１００Ａ ｎ形半導体レーザ ２００ ｐ型半導体レーザ １０１，２０１ 基板 １０２，２０２ クラッド層 １０３，２０３ 活性層 １０４，２０４ クラッド層 １０５，２０５ コンタクト層 １０６，２０６ 誘電体層 １０７，２０７ 接合面側の電極（ｐ側電極，ｎ側電
極） １０８，２０８ 基板側の電極（ｎ側電極，ｐ側電極） １０９，２０９ 光出射領域 １１０，２１０ 電流注入領域
極） １０８，２０８ 基板側の電極（ｎ側電極，ｐ側電極） １０９，２０９ 光出射領域 １１０，２１０ 電流注入領域
Claims (8)
- 【請求項１】 基板の一方の面に半導体層を接合し、こ
の半導体層に光出射領域を形成した半導体レーザを２個
有し、これら半導体レーザの光出射面が略同一面となる
ように両半導体レーザを前記基板の一方の面側を互いに
対向させて一体化したことを特徴とする半導体レーザ装
置。 - 【請求項２】 ２個の半導体レーザはそれぞれ異なる極
性の基板に形成され、各基板の一方の面側に設けた電極
を互いに接触させた状態で一体化してなる請求項１の半
導体レーザ装置。 - 【請求項３】 ２個の半導体レーザの各基板の他方の面
側に設けた電極間に電力を印加する構成としてなる請求
項２の半導体レーザ装置。 - 【請求項４】 ２個の半導体レーザはそれぞれ同一極性
の基板に形成され、各基板の一方の面側に設けた電極を
互いに接触させた状態で一体化してなる請求項１の半導
体レーザ装置。 - 【請求項５】 ２個の半導体レーザの各基板の一方の面
側の電極と、各半導体レーザの各基板の他方の面側の電
極との間に電力を印加する構成としてなる請求項４の半
導体レーザ装置。 - 【請求項６】 ２個の半導体レーザはそれぞれ同一極性
の基板に形成され、各基板の一方の面側に設けた電極を
互いに絶縁膜を介して対向させた状態で一体化してなる
請求項１の半導体レーザ装置。 - 【請求項７】 第１の半導体レーザの基板の一方の面側
の電極と、第２の半導体レーザの基板の他方の面側の電
極とを金属ワイヤで導通させ、第１の半導体レーザの基
板の他方の面側の電極と第２の半導体レーザの基板の一
方の面側の電極との間に電力を印加する構成としてなる
請求項６の半導体レーザ装置。 - 【請求項８】 一の半導体レーザの基板の他方の面側の
電極に、対向される他の半導体レーザの一部に位置合わ
せするためのマークを設けてなる請求項１ないし７のい
ずれかの半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08210878A JP3093646B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08210878A JP3093646B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1056230A true JPH1056230A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3093646B2 JP3093646B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=16596598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08210878A Expired - Fee Related JP3093646B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3093646B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006093512A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体レーザ装置 |
| JP2006128602A (ja) * | 2004-03-30 | 2006-05-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| JP2006278578A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 集積型半導体レーザ素子およびその製造方法 |
| WO2007072726A1 (ja) * | 2005-12-20 | 2007-06-28 | Pioneer Corporation | 多波長集積半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| JP2007273897A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Pioneer Electronic Corp | 多波長半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| JP2010183120A (ja) * | 1998-05-06 | 2010-08-19 | Xerox Corp | フリップチップ接合で製作した多重波長レーザアレー |
| US7961768B2 (en) | 2004-09-24 | 2011-06-14 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Integrated semiconductor laser device and method of fabricating the same |
-
1996
- 1996-08-09 JP JP08210878A patent/JP3093646B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010183120A (ja) * | 1998-05-06 | 2010-08-19 | Xerox Corp | フリップチップ接合で製作した多重波長レーザアレー |
| JP2006128602A (ja) * | 2004-03-30 | 2006-05-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| US7881356B2 (en) | 2004-03-30 | 2011-02-01 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser apparatus and method of manufacturing the same |
| US7961768B2 (en) | 2004-09-24 | 2011-06-14 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Integrated semiconductor laser device and method of fabricating the same |
| JP2006093512A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体レーザ装置 |
| JP4556591B2 (ja) * | 2004-09-27 | 2010-10-06 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| JP2006278578A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 集積型半導体レーザ素子およびその製造方法 |
| WO2007072726A1 (ja) * | 2005-12-20 | 2007-06-28 | Pioneer Corporation | 多波長集積半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| JP4755199B2 (ja) * | 2005-12-20 | 2011-08-24 | パイオニア株式会社 | 多波長集積半導体レーザ装置の製造方法 |
| US8236588B2 (en) | 2005-12-20 | 2012-08-07 | Pioneer Corporation | Method for manufacturing a multi-wavelength integrated semiconductor laser |
| JP2007273897A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Pioneer Electronic Corp | 多波長半導体レーザ装置及びその製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3093646B2 (ja) | 2000-10-03 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |