JPH11233883A - 半導体レーザ - Google Patents

半導体レーザ

Info

Publication number
JPH11233883A
JPH11233883A JP10035732A JP3573298A JPH11233883A JP H11233883 A JPH11233883 A JP H11233883A JP 10035732 A JP10035732 A JP 10035732A JP 3573298 A JP3573298 A JP 3573298A JP H11233883 A JPH11233883 A JP H11233883A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
refractive index
substrate
ridge
semiconductor
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.)
Granted
Application number
JP10035732A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4387472B2 (ja
Inventor
Kimio Shigihara
君男 鴫原
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP03573298A priority Critical patent/JP4387472B2/ja
Priority to US09/073,760 priority patent/US6285694B1/en
Publication of JPH11233883A publication Critical patent/JPH11233883A/ja
Priority to US09/779,841 priority patent/US6618412B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4387472B2 publication Critical patent/JP4387472B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/18—Semiconductor lasers with special structural design for influencing the near- or far-field
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
    • H01S5/2018—Optical confinement, e.g. absorbing-, reflecting- or waveguide-layers
    • H01S5/2031—Optical confinement, e.g. absorbing-, reflecting- or waveguide-layers characterized by special waveguide layers, e.g. asymmetric waveguide layers or defined bandgap discontinuities
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/3211—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures characterised by special cladding layers, e.g. details on band-discontinuities
    • H01S5/3213—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures characterised by special cladding layers, e.g. details on band-discontinuities asymmetric clading layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/3211—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures characterised by special cladding layers, e.g. details on band-discontinuities
    • H01S5/3215—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures characterised by special cladding layers, e.g. details on band-discontinuities graded composition cladding layers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上クラッド層のリッジ部とリッジ部の外側部
分との屈折率差によって生じる幅方向の屈折率分布が導
波光に対して与える影響が小さくし、キンク発生の原因
である高次モードの発生を防ぐことを課題とする。 【解決手段】 厚さ方向の屈折率分布が活性層７ａから
見て非対称形となるよう、基板２側のｎ−ＡｌＧａＡｓ
下クラッド層１０ａの厚さ及び屈折率を、リッジ側のｐ
−ＡｌＧａＡｓ上クラッド層４ａよりそれぞれ厚くかつ
大きくなるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体レーザに関
し、特に、情報処理あるいは光通信等の光源として用い
られる半導体レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は、J. Hashimoto et. al., IEEE
J. Quantum Electron., vol. 33, pp.66-70, 1997で開
示された従来のリッジ型半導体レーザの構造を示す断面
図（図９(a) ）及びその厚さ方向の屈折率分布を示す図
（図９(b) ）であり、図において、１はｐ側電極、２は
絶縁膜、３はｐ型（以下、ｐ−と称す）ＧａＡｓのコン
タクト層、４はその上部がレーザ共振器長方向に延びる
ストライプ状のリッジ形状を有しているｐ−ＧａＩｎＰ
の上クラッド層、５はリッジ側のアンドープＧａＩｎＡ
ｓＰからなる第２ガイド層、６はリッジ側のアンドープ
ＧａＡｓからなる第１ガイド層、７は活性層、８はリッ
ジ側第１ガイド層６と組成比及び厚さが同じである基板
側のアンドープＧａＡｓからなる第１ガイド層、９はリ
ッジ側第２ガイド層５と組成比及び厚さが同じである基
板側のアンドープＧａＩｎＡｓＰからなる第２ガイド
層、１０は上クラッド層４と組成比が同じで、クラッド
層４のリッジ形状を有している部分との厚さが同じであ
るｎ型（以下、ｎ−と称す）ＧａＩｎＰの下クラッド
層、１１はｎ−ＧａＡｓのバッファ層、１２はｎ−Ｇａ
Ａｓの基板、１３はｎ側電極である。
【０００３】次に動作について説明する。上クラッド層
４側から正孔が、下クラッド層１０側からは電子が活性
層１０に注入され、再結合することによって光が発生す
る。発生した光は、各半導体層の積層方向、即ち厚さ方
向(x) 、及び厚さ方向(x) とレーザ共振器長方向(z) と
に垂直な方向、即ち幅方向(y) の屈折率の影響を受けな
がら共振器長方向(z) に伝搬し、端面で反射しながら増
幅して発振に至る。
【０００４】従来の半導体レーザにおいては、厚さ方向
(x) の屈折率分布は活性層７を中心としてその上下に位
置する上クラッド層４，下クラッド層１０に達するまで
対称に分布するようにしていた。つまり、図９(b) に示
すように、リッジ側第１ガイド層６と基板側第１ガイド
層８，リッジ側第２ガイド層５と基板側第２ガイド層
９，上クラッド層４と下クラッド層１０はそれぞれ屈折
率及び層厚が等しく設定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
リッジ型半導体レーザは、屈折率分布が厚さ方向におい
て活性層７から見て対称形を成すような構造を有してい
るため、導波される光は厚さ方向において活性層７から
見てほぼ対称に分布していた。しかしながら、上クラッ
ド層４がリッジ形状を有していることにより幅方向にお
いて屈折率差が生じているため、上記のように導波され
る光が活性層７を中心としてほぼ対称に分布すると、導
波される光がリッジ部で受ける幅方向の屈折率の影響が
大きくなり、高次モードが許容されている。この結果、
モード競合によって生じるキンクが低出力動作時に生
じ、実用上の高出力化が図れないという問題があった。
【０００６】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたものであり、高次モードの発生をより高出
力側へシフトすることができるリッジ構造を備えた半導
体レーザを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザは、第１導電型半導体基板と、該第１導電型半導体
基板上に配置されており、屈折率が基板から離れるにつ
れて増加する第１半導体層と、該第１半導体層上に配置
された活性層と、該活性層上に配置されており、屈折率
が上記活性層から離れるにつれて減少する、その上部が
リッジ形状を有する第２半導体層とを備えており、上記
半導体基板の高さ方向において、光強度分布が上記活性
層を中心として基板側にシフトするように、上記活性層
を中心としたリッジ形状側と基板側との屈折率分布を非
対称となるようにしたものである。
【０００８】また、この発明に係る半導体レーザは、上
記第１半導体層を、第１導電型の下クラッド層と、該下
クラッド層上に配置された基板側ガイド層とからなるよ
うにし、上記第２半導体層を、リッジ側ガイド層と、該
ガイド層上に配置された第２導電型の上クラッド層とか
らなるようにし、上記基板側ガイド層の厚さまたは屈折
率の少なくとも一方を上記リッジ側ガイド層よりも厚く
または大きくしたものである。
【０００９】また、この発明に係る半導体レーザは、上
記下クラッド層の屈折率を上クラッド層よりも大きくし
たものである。
【００１０】また、この発明に係る半導体レーザは、上
記第１半導体層を、第１導電型の下クラッド層を有する
ものとし、上記第２半導体層を、第２導電型の上クラッ
ド層を有するものとし、上記下クラッド層の屈折率また
は厚さの少なくとも一方を上クラッド層よりも大きくま
たは厚くしたものである。
【００１１】また、この発明に係る半導体レーザは、上
記下クラッド層を、屈折率が活性層に向かって連続的に
増加しているものとし、上記上クラッド層を、屈折率が
活性層から離れるに連れて連続的に減少しているものと
したものである。 〔発明の詳細な説明〕
【００１２】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１に係る半導体レーザの構造を示す断面図（図
１(a) ），及びその厚さ方向の屈折率分布を示す図（図
１(b) ）であり、図において、ｎ−ＧａＡｓ基板１２上
に第１半導体層としてのｎ−ＡｌＧａＡｓの下クラッド
層１０ａ、アンドープＩｎＧａＡｓの活性層７ａ、第２
半導体層としてのｐ−ＡｌＧａＡｓの上クラッド層４ａ
が順次配置されている。上クラッド層４の上部はレーザ
共振器長方向にストライプ状に延びるリッジ部が設けら
れている。この上クラッド層４ａのリッジ部上にｐ−Ｇ
ａＡｓのコンタクト層３が配置されており、上クラッド
層４ａの表面及びコンタクト層３の上部以外の表面は酸
化シリコン膜等の絶縁膜２で覆われ、ｐ側電極１はこの
絶縁膜２上、及びコンタクト層３上に配置されている。
また、基板１２の裏面上にはｎ側電極１３が配置されて
いる。
【００１３】基板１２側の下クラッド層１０ａの厚さ及
びその基板１２側の屈折率は、リッジ側の上クラッド層
４ａの厚さ及びそのリッジ部の最上部の屈折率よりそれ
ぞれ厚くかつ大きくなっている。ここでは、下クラッド
層１０ａのＡｌ組成比を上クラッド層４ａのＡｌ組成比
よりも小さくして屈折率を異なるものとしている。ま
た、それぞれの屈折率分布は、活性層７ａから離れるに
つれて、順次小さくなるようにしている。これによっ
て、厚さ方向の上クラッド層４ａと下クラッド層１０ａ
との間の屈折率分布が活性層７ａから見て非対称形にな
っている。
【００１４】つぎに製造方法について簡単に説明する。
まず、基板１２の表面に下クラッド層１０ａ、活性層７
ａ、上クラッド層４ａ、及びコンタクト層３を結晶成長
させる。なお、下クラッド層１０ａは、Ａｌ組成比を連
続的に減少させるように成長させ、上クラッド層１０ｂ
はＡｌ組成比を連続的に増加させるように成長させる。
【００１５】続いて、平面形状がストライプ形状の絶縁
膜からなるマスク（図示せず）をコンタクト層３上に形
成し、これをマスクとしてコンタクト層３及び上クラッ
ド層４ａの上部を選択エッチングし、リッジ形状に加工
し、マスクを除去した後、基板１２の表面に絶縁膜２を
形成し、この絶縁膜２のコンタクト層３上の領域をエッ
チングにより除去し、さらに、基板１２の表面側にｐ側
電極１を形成し、基板１２の裏面にｎ側電極１３を形成
して、へき開によりレーザ共振器端面を形成して図１に
示すような半導体レーザを得る。
【００１６】次に動作について説明する。上クラッド層
４ａのリッジ部上から正孔が、下クラッド層１０ａ側か
ら電子が活性層７ａに注入され、そこで再結合すること
によって光が発生する。発生した光は、厚さ方向(x) 及
び幅方向(y) において屈折率の影響を受けながらレーザ
共振器長方向(z) に伝搬し、端面で反射しながら増幅し
て発振に至る。
【００１７】本実施の形態１に係る半導体レーザにおい
ては、上述したように、厚さ方向(x) の屈折率分布が活
性層７ａから見て非対称形となるよう、基板１２側の下
クラッド層１０ａの厚さ及び屈折率を、リッジ側の上ク
ラッド層４ａよりそれぞれ厚くかつ大きくしている。こ
のように厚さ方向の屈折率分布を設定しているため、光
は活性層７ａから見てリッジ側よりも基板１２側により
多く分布するようになる。このため、上クラッド層４ａ
のリッジ部とリッジ部の外側部分との屈折率差によって
生じる幅方向の屈折率分布が導波光に対して与える影響
が小さくなり、キンク発生の原因である高次モードの発
生を防ぐことができる。これにより、実用的な高出力動
作が可能となる。また、リッジ幅を拡げた場合において
も基本モードのみが許容されるようにすることができ
る。
【００１８】なお、本実施の形態１においては、下クラ
ッド層１０ａの厚さ及び屈折率を、上クラッド層４ａよ
りそれぞれ厚くかつ大きくして、活性層７ａから見た下
クラッド層１０ａと上クラッド層４ａとの間の屈折率分
布を非対称としたが、本発明においては、光強度分布が
活性層を中心として基板側にシフトするよう屈折率分布
を非対称とすればよく、例えば、ｎ−ＡｌＧａＡｓ下ク
ラッド層１０ａの厚さまたは屈折率のいずれか一方を、
上クラッド層４ａよりも厚くまたは大きくして屈折率分
布を非対称となるようにしてもよい。
【００１９】また、本実施の形態１においては、上下ク
ラッド層の屈折率が活性層に向かって連続的に増加する
ようにしたが、下クラッド層の厚さ及び屈折率が上クラ
ッド層よりもそれぞれ厚くかつ大きくなっていれば、上
下クラッド層の屈折率は厚さ方向に一定であってもよ
い。
【００２０】実施の形態２．図２は，本発明の実施の形
態２に係る半導体レーザの構造を示す断面図（図２(a)
），及びその厚さ方向の屈折率分布を示す図（図２(b)
）であり、この実施の形態２に係る半導体レーザは、
上記実施の形態１に係る半導体レーザにおいて、活性層
と基板との間に単層の下クラッド層である第１半導体層
を設ける代わりに、基板１２側から順次積層されたｎ−
ＡｌＧａＡｓの下クラッド層１０ｂ、厚さｇL2の基板側
のアンドープＡｌＧａＡｓからなる第２ガイド層９ａ、
及び厚さｇL1の基板側のアンドープＧａＡｓからなる第
１ガイド層８ａで構成される第１複合半導体層を設ける
ようにし、さらに、活性層上の上クラッド層である第２
半導体層の代わりに、活性層７ａ上に順次積層された厚
さｇU1のリッジ側のアンドープＧａＡｓからなる第１ガ
イド層６ａ、厚さｇU2のリッジ側のアンドープＡｌＧａ
Ａｓからなる第２ガイド層５ａ、その上部にリッジ部を
備えたｐ−ＡｌＧａＡｓの上クラッド層４ｂで構成され
る第２複合半導体層を設けるようにしたものである。基
板側第１ガイド層８ａの層厚ｇL1及び基板側第２ガイド
層９ａの層厚ｇL2は，それぞれリッジ側第１ガイド層６
ａの層厚ｇU1及びリッジ側第２ガイド層５ａの層厚ｇU2
より厚くなっている。下クラッド層１０ｂ、基板側第１
ガイド層８ａ、基板側第２ガイド層９ａ、リッジ側第１
ガイド層６ａ、リッジ側第２ガイド層５ａ及び上クラッ
ド層４ｂは、それぞれの厚さ方向の屈折率が一定となっ
ている。また、基板側第２ガイド層９ａのＡｌ組成比
は、下クラッド層１０ｂのＡｌ組成比よりも低くなって
おり、リッジ側第２ガイド層５ａのＡｌ組成比は、上ク
ラッド層４ｂのＡｌ組成比よりも大きくなっており、こ
の結果、第１複合半導体層は、基板１２から離れるにつ
れて段階的に屈折率が増加する構造となっており、第２
複合半導体層は、活性層７ａから離れるにつれて段階的
に屈折率が減少する構造となっている。また、図におい
て、図１と同一符号は同一または相当する部分を示して
おり、Ｗはリッジ幅を、ｔは上クラッド層４ｂのリッジ
脇の部分、即ちリッジ部以外の厚さを示している。
【００２１】この半導体レーザは、上記実施の形態１に
係る半導体レーザの製造方法において、下クラッド層の
代わりに、上記下クラッド層１０ｂ，第２ガイド層９
ａ，第１ガイド層８ａを、また、上クラッド層の代わり
に上記第１ガイド層６ａ，第２ガイド層５ａ，上クラッ
ド層４ｂをそれぞれ成長させることにより形成する。
【００２２】この半導体レーザにおいては、図２(b) に
示すように基板側第１ガイド層厚ｇL1及び基板側第２ガ
イド層厚ｇL2を、それぞれリッジ側第１ガイド層厚ｇU1
及びリッジ側第２ガイド層厚ｇU2より厚くなるようにし
て、上クラッド層４ｂと下クラッド層１０ｂとの間の活
性層７ａから見た厚さ方向の屈折率分布が非対称になっ
ている。このような構造にすることにより、導波される
光の光強度分布が活性層７ａを基準としてみた場合に、
リッジ側よりも基板側にシフトして、基板側に光が多く
分布するため、リッジ部の存在による幅(y) 方向の屈折
率分布の影響を受けにくくなり，高次モードの発生を抑
制することができる。
【００２３】以下に基板側の各ガイド層厚を厚くするこ
とによる効果をシミュレーションの結果に基づいて説明
する。図３は本発明の実施の形態２に係る半導体レーザ
のシミュレーション結果を示す図であり、縦軸はリッジ
脇部分の上クラッド層４ｂの厚さｔを示し、横軸はリッ
ジ幅Ｗを示している。また、実線及び破線は、この厚さ
ｔとリッジ幅Ｗとから、透過屈折率法を用いて計算した
基本モードのみが許される領域と１次モードも許容され
る領域との境界線をそれぞれ示しており、この境界線よ
りも下側が基本モードのみが許される領域で、その上側
が一次モードも許容される領域となっている。このシミ
ュレーションにおいては、上クラッド層４ｂは，Ａｌ組
成比０．３とし、リッジ部の層厚はｔ＋１．４μｍ，リ
ッジ側第２ガイド層５ａはＡｌ組成比０．２とし、活性
層７ａは厚さ２０ｎｍのＧａＡｓ層をＩｎ組成比が０．
１５で厚さが８ｎｍである２層のＩｎＧａＡｓで挟んだ
量子井戸構造とし、基板側第２ガイド層９ａはＡｌ組成
比０．２とし、下クラッド層１０ａはＡｌ組成比０．３
で厚さｔ＋１．４μｍとする。破線で示した結果は、リ
ッジ側第１ガイド層６ａと基板側第１ガイド層８ａの厚
さが等しく０．０２μｍであり、かつリッジ側第２ガイ
ド層５ａと基板側第２ガイド層９ａの厚さが等しく０．
０４μｍであり、活性層７ａの上下において屈折率分布
が対称な場合のもので、実線で示した結果は、リッジ側
第２ガイド層５ａの層厚を０．０４μｍ，リッジ側第１
ガイド層６ａの層厚を０．０２μｍ，基板側第１ガイド
層８ａの層厚を０．０４μｍ，基板側第２ガイド層９ａ
の層厚を０．０６μｍとして、屈折率分布を図２に示す
ように非対称な構造にした場合を実線で示す。非対称構
造にすると，対称構造の場合に比べて基本モードと１次
モードの境界が上方にシフトすることが分かる。たとえ
ば，ｔ＝０．４０μｍのとき対称構造ではリッジ幅ｗが
約３．６５μｍに基本モードのみが許される領域と１次
モードも許容される領域との境界があるのに対して，非
対称構造では約４．０５μｍにとなる。対称構造の半導
体レーザで基本モードと１次モードが許容されるためキ
ンクが生じ易い領域においても、本実施の形態２に係る
半導体レーザにおいては基本モードのみが許容されるの
でキンクの発生を抑えられることがわかる。
【００２４】なお、上記実施の形態２においては、基板
１２側の第１ガイド層８ａの層厚及び第２ガイド層９ａ
の層厚をそれぞれ厚くして、光強度分布が基板１２側に
シフトするようにしたが，第１ガイド層８ａあるいは第
２ガイド層９ａのいずれか一方を厚くしても同様の効果
を奏する。
【００２５】また、上記実施の形態２においては、活性
層７ａの上下に設けられるガイド層がそれぞれ２層から
なるようにしたが、本発明においては、活性層７ａの上
下に設けられるガイド層が１層のみとしても、基板側の
ガイド層を厚くすることにより同様の効果を奏する。
【００２６】さらに、活性層７ａの上下に設けられるガ
イド層が３層以上の複数存在するときも、基板側のガイ
ド層のいずれかひとつあるいは複数を厚くすることによ
り同様の効果を奏する。
【００２７】また、上記実施の形態２においては、活性
層７ａの上下に設けられる各ガイド層の屈折率が、その
厚さ方向において一定であるようにしたが、本発明にお
いては、活性層７ａの上下に設けられる各ガイド層の屈
折率が活性層側に向かって連続的に増加する構造であっ
ても、基板側のガイド層を厚くすることにより同様の効
果を奏する。
【００２８】実施の形態３．図４は，本発明の実施の形
態３に係る半導体レーザの構造を示す断面図（図４(a)
），及びその厚さ方向の屈折率分布を示す図（図４(b)
）であり、この実施の形態３に係る半導体レーザは、
上記実施の形態１に係る半導体レーザにおいて、活性層
と基板との間に単層の下クラッド層である第１半導体層
を設ける代わりに、基板側から順次積層されたｎ−Ａｌ
ＧａＡｓの下クラッド層１０ｂ、屈折率ｎLg2 の基板側
のアンドープＡｌＧａＡｓからなる第２ガイド層９ｂ、
及び屈折率ｎLg1 の基板側のアンドープＧａＡｓからな
る第１ガイド層８ｂで構成される第１複合半導体層を設
けるようにし、さらに、活性層上のリッジ部を有する上
クラッド層である第２半導体層の代わりに、活性層上に
順次積層された屈折率ｎUg 1 のリッジ側のアンドープＧ
ａＡｓからなる第１ガイド層６ｂ、屈折率ｎUg2 のリッ
ジ側のアンドープＡｌＧａＡｓからなる第２ガイド層５
ｂ、その上部にリッジ部を備えたｐ−ＡｌＧａＡｓの上
クラッド層４ｂで構成される第２複合半導体層を設ける
ようにしたものである。基板側第１ガイド層８ｂの屈折
率ｎLg1 及び基板側第２ガイド層９ｂの屈折率ｎ
Lg2 は，それぞれリッジ側第１ガイド層６ｂの屈折率ｎ
Ug1 及びリッジ側第２ガイド層５ｂの屈折率ｎUg2 より
大きくなっている。これらの半導体層をこのような屈折
率とするためにはそれぞれのＡｌ組成比を変化させれば
よい。基板側第１ガイド層８ｂ、基板側第２ガイド層９
ｂ、リッジ側第１ガイド層６ｂ及びリッジ側第２ガイド
層５ｂの、それぞれの厚さ方向の屈折率は一定となって
いる。また、基板側第２ガイド層９ｂのＡｌ組成比は、
下クラッド層１０ｂのＡｌ組成比よりも低くなってお
り、リッジ側第２ガイド層５ｂのＡｌ組成比は、上クラ
ッド層４ｂのＡｌ組成比よりも大きくなっており、この
結果、第１複合半導体層は、基板１２から離れるにつれ
て段階的に屈折率が増加する構造となっており、第２複
合半導体層は、活性層７ａから離れるにつれて段階的に
屈折率が減少する構造となっている。また、図におい
て、図１，２と同一符号は同一または相当する部分を示
している。
【００２９】この半導体レーザは、上記実施の形態１に
係る半導体レーザの製造方法において、下クラッド層の
代わりに、下クラッド層１０ｂ、基板側第２ガイド層９
ｂ、及び基板側第１ガイド層８ｂを、また、上クラッド
層の代わりにリッジ側第１ガイド層６ｂ、リッジ側第２
ガイド層５ｂ、上クラッド層４ｂを、それぞれ成長させ
ることにより形成する。
【００３０】この半導体レーザにおいては、図４(b) に
示すように基板側第１ガイド層８ｂの屈折率ｎLg1 及び
基板側第２ガイド層９ｂの屈折率ｎLg2 を、それぞれリ
ッジ側第１ガイド層６ｂの屈折率ｎUg1 及びリッジ側第
２ガイド層５ｂの屈折率ｎUg 2 より厚くなるようにし
て、上クラッド層４ｂと下クラッド層１０ｂとの間の,
活性層７ａから見た、厚さ方向の屈折率分布を非対称と
している。このような構造にすることにより、導波され
る光の光強度分布が活性層７ａに対して基板側にシフト
して、基板側に光が多く分布するため、リッジ部の存在
による幅(y) 方向の屈折率分布の影響を受けにくくなり
上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００３１】なお、上記実施の形態３においては、基板
側の第１ガイド層８ｂ及び第２ガイド層９ｂの屈折率を
それぞれ大きくしたが，第１ガイド層８ｂあるいは第２
ガイド層９ｂのいずれか一方の屈折率を大きくした場合
においても同様の効果を奏する。
【００３２】また，活性層７ａの上下に設けられるガイ
ド層が１つのみである場合においても、基板側のガイド
層の屈折率を大きくすることにより同様の効果を奏す
る。
【００３３】さらに、活性層７ａの上下に設けられるガ
イド層が３層以上の複数存在するときも、基板側のガイ
ド層のいずれかひとつあるいは複数の屈折率を大きくす
ることにより同様の効果を奏する。
【００３４】また、上記実施の形態３においては、活性
層７ａの上下に設けられる各ガイド層の屈折率が、その
厚さ方向において一定であるようにしたが、本発明にお
いては、活性層７ａの上下に設けられる各ガイド層の屈
折率が活性層側に向かって連続的に増加する構造であっ
ても、基板側の各ガイド層の屈折率を全体的に大きくす
ることにより同様の効果を奏する。
【００３５】実施の形態４．図５は，本発明の実施の形
態４に係る半導体レーザの構造を示す断面図（図５(a)
），及びその厚さ方向の屈折率分布を示す図（図５(b)
）であり、この実施の形態４に係る半導体レーザは、
上記実施の形態１に係る半導体レーザにおいて、活性層
と基板との間に単層の下クラッド層からなる第１半導体
層を設ける代わりに、基板１２側から順次積層されたｎ
−ＡｌＧａＡｓの下クラッド層１０ｂ、厚さｇL2，屈折
率ｎLg2 の基板側のアンドープＡｌＧａＡｓからなる第
２ガイド層９ｃ、及び厚さｇL1，屈折率ｎLg1 の基板側
のアンドープＧａＡｓからなる第１ガイド層８ｃで構成
される第１複合半導体層を設けるようにし、さらに、活
性層上のリッジ部を有する上クラッド層である第２半導
体層の代わりに、活性層７ａ上に順次積層された厚さｇ
U1，屈折率ｎUg1 のリッジ側のアンドープＧａＡｓから
なる第１ガイド層６ｃ、厚さｇU2，屈折率ｎUg2 のリッ
ジ側のアンドープＡｌＧａＡｓからなる第２ガイド層５
ｃ、その上部にリッジ部を備えたｐ−ＡｌＧａＡｓの上
クラッド層４ｂで構成される第２複合半導体層を設ける
ようにしたものである。基板側第１ガイド層８ｃの層厚
ｇL1及び基板側第２ガイド層９ｃの層厚ｇL2は，それぞ
れリッジ側第１ガイド層６ｃの層厚ｇU1及びリッジ側第
２ガイド層５ｃの層厚ｇU2より厚くなっている。基板側
第１ガイド層８ｃの屈折率ｎLG 1 及び基板側第２ガイド
層９ｃの屈折率ｎLg2 は，それぞれリッジ側第１ガイド
層６ｃの屈折率ｎUg1 及びリッジ側第２ガイド層５ｃの
屈折率ｎUg2 より大きくなっている。基板側第１ガイド
層８ｃ、基板側第２ガイド層９ｃ、リッジ側第１ガイド
層６ｃ及びリッジ側第２ガイド層５ｃの、それぞれの厚
さ方向の屈折率は一定である。また、基板側第２ガイド
層９ｃのＡｌ組成比は、下クラッド層１０ｂのＡｌ組成
比よりも低くなっており、リッジ側第２ガイド層５ｃの
Ａｌ組成比は、上クラッド層４ｂのＡｌ組成比よりも大
きくなっており、第１半導体層は基板１２から離れるに
つれて段階的に屈折率が増加する構造となっており、第
２半導体層は活性層７ａから離れるにつれて段階的に屈
折率が減少する構造となっている。また、図において、
図１，２と同一符号は同一または相当する部分を示して
いる。
【００３６】この半導体レーザは、上記実施の形態１に
係る半導体レーザの製造方法において、下クラッド層の
代わりに、下クラッド層１０ｂ、基板側第２ガイド層９
ｃ、及び基板側第１ガイド層８ｃを、また、上クラッド
層の代わりにリッジ側第１ガイド層６ｃ、リッジ側第２
ガイド層５ｃ、上クラッド層４ｂを、それぞれ成長させ
ることにより形成する。
【００３７】この半導体レーザにおいては、図５(b) に
示すように基板側第１ガイド層厚ｇL1及び基板側第２ガ
イド層厚ｇL2を、それぞれリッジ側第１ガイド層厚ｇU1
及びリッジ側第２ガイド層厚ｇU2より厚くなるように
し、かつ、基板側第１ガイド層８ａの屈折率ｎLg1 及び
基板側第２ガイド層９ａの屈折率ｎLg2 を、それぞれリ
ッジ側第１ガイド層６ｂの屈折率ｎUg1 及びリッジ側第
２ガイド層５ｂの屈折率ｎUg2 より大きくなるようにし
て、上クラッド層４ｂと下クラッド層１０ｂとの間の、
活性層７ａから見た、厚さ方向の屈折率分布を非対称と
している。このような構造にすることにより、導波され
る光の光強度分布が活性層７ａを中心としてみた場合に
基板側にシフトして、リッジ側よりも基板側に光が多く
分布するため、リッジ部の存在による幅(y) 方向の屈折
率分布の影響を受けにくくなり上記実施の形態１と同様
の効果を奏する。
【００３８】なお、上記実施の形態４においては、基板
側の第１ガイド層８ｃ及び第２ガイド層９ｃの厚さ及び
屈折率をリッジ側の第１ガイド層６ｃ及び第２ガイド層
５ｃに対してそれぞれ厚くまたは大きくしたが，第１ガ
イド層８ｃあるいは第２ガイド層９ｃのいずれか一方の
厚さ及び屈折率を厚くまたは大きくした場合においても
同様の効果を奏する。
【００３９】また，活性層７ａの上下に設けられるガイ
ド層が１層のみである場合においても、基板側のガイド
層の屈折率及び厚さを厚くまたは大きくすることにより
同様の効果を奏する。
【００４０】さらに、活性層７ａの上下に設けられるガ
イド層が３層以上の複数存在するときも、基板側のガイ
ド層のいずれかひとつあるいは複数の厚さ及び屈折率を
厚くまたは大きくすることにより同様の効果を奏する。
【００４１】また、上記実施の形態においては、活性層
７ａの上下に設けられる各ガイド層の屈折率が、その厚
さ方向において一定であるようにしたが、本発明におい
ては、活性層７ａの上下に設けられる各ガイド層の屈折
率が活性層側に向かって連続的に増加する構造であって
も、基板側の各ガイド層の屈折率及び厚さを大きくかつ
厚くすることにより同様の効果を奏する。
【００４２】実施の形態５．図６は，本発明の実施の形
態５に係る半導体レーザの構造を示す断面図（図６(a)
），及びその厚さ方向の屈折率分布を示す図（図６(b)
）であり、この実施の形態５に係る半導体レーザは、
上記実施の形態１に係る半導体レーザにおいて、活性層
と基板との間に単層の下クラッド層である第１半導体層
を設ける代わりに、基板側から順次積層された屈折率ｎ
Lcであるｎ−ＡｌＧａＡｓの下クラッド層１０ｃ、基板
側のアンドープＡｌＧａＡｓからなる第２ガイド層９
ｄ、及び厚さｇL1，屈折率ｎLg1 の基板側アンドープＧ
ａＡｓからなる第１ガイド層８ｄで構成される第１複合
半導体層を設けるようにし、さらに、活性層上のリッジ
部を有する上クラッド層である第２半導体層の代わり
に、活性層７ａ上に順次積層された、基板側第１ガイド
層８ｄと厚さ及び屈折率が同じであるリッジ側のアンド
ープＧａＡｓからなる第１ガイド層６ｄ、基板側第２ガ
イド層９ｄと厚さ及び屈折率が同じであるリッジ側のア
ンドープＡｌＧａＡｓからなる第２ガイド層５ｄ、その
上部にリッジ部を備えた屈折率ｎUcのｐ−ＡｌＧａＡｓ
の上クラッド層４ｃで構成される第２複合半導体層を設
けるようにしたものであり、下クラッド層１０ｃと上ク
ラッド層４ｃとのＡｌ組成比を異なるようにして、下ク
ラッド層１０ｃの屈折率ｎLcは、上クラッド層４ｃの屈
折率ｎUcより大きくしている。下クラッド層１０ｃ、基
板側第２ガイド層９ｄ、基板側第１ガイド層８ｄ、リッ
ジ側第１ガイド層６ｄ、リッジ側第２ガイド層５ｄ、及
び上クラッド層４ｃの、それぞれの厚さ方向の屈折率は
一定である。また、基板側第２ガイド層９ｃのＡｌ組成
比は、下クラッド層１０ｂのＡｌ組成比よりも低くなっ
ており、この結果、第１複合半導体層は基板１２から離
れるにつれて段階的に屈折率が増加する構造となってお
り、第２複合半導体層は活性層７ａから離れるにつれて
段階的に屈折率が減少する構造となっている。また、図
において、図１と同一符号は同一または相当する部分を
示している。
【００４３】この半導体レーザは、上記実施の形態１に
係る半導体レーザの製造方法において、下クラッド層の
代わりに、下クラッド層１０ｃ、基板側第２ガイド層９
ｄ、及び基板側第１ガイド層８ｄを、また、上クラッド
層の代わりにリッジ側第１ガイド層６ｄ、リッジ側第２
ガイド層５ｄ、上クラッド層４ｃを、それぞれ成長させ
ることにより形成する。
【００４４】この実施の形態５に係る半導体レーザにお
いては、図６(b) に示すように，下クラッド層１０ｃの
屈折率を上クラッド層４ｃの屈折率よりも大きくして、
上クラッド層４ｃと下クラッド層１０ｃとの間の、活性
層７ａから見た厚さ方向の屈折率分布を非対称としてい
る。このような構造にすることにより、導波される光の
光強度分布が活性層７ａの上下において基板側にシフト
して、基板１２側に光が多く分布するため、リッジ部の
存在による幅(y) 方向の屈折率分布の影響を受けにくく
なり、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。また、
本実施の形態５においては下クラッド層１０ｃに多くの
光が分布するようになり、光の導波パターン自体が拡が
るので厚さ方向(x) の遠視野像（Far Field Pattern ：
ＦＦＰ）が狭くなり，結果的に厚さ方向ＦＦＰと幅方向
ＦＦＰの比であるアスペクト比が低減できるという効果
がある。
【００４５】次に、本実施の形態５について、基板１２
側の下クラッド層１０ｃの屈折率を大きくすることによ
る効果を、以下にシミュレーションの結果に基づいて説
明する。
【００４６】図７は本発明の実施の形態５に係る半導体
レーザのシミュレーション結果を示す図であり、縦軸は
リッジ脇部分の上クラッド層４ｃの厚さｔを示し、横軸
はリッジ幅Ｗを示している。また、実線及び破線は、こ
の厚さｔとリッジ幅Ｗとから、透過屈折率法を用いて計
算した基本モードのみが許される領域と１次モードも許
容される領域との境界線をそれぞれ示しており、この境
界線よりも下側が基本モードのみが許される領域で、そ
の上側が一次モードも許容される領域となっている。こ
のシミュレーションにおいては、上クラッド層４ｃは，
Ａｌ組成比０．３とし、リッジ部の上クラッド層４ｃの
層厚はｔ＋１．４μｍ，リッジ側第２ガイド層５ｄはＡ
ｌ組成比０．２とし、活性層７ａは厚さ２０ｎｍのＧａ
Ａｓ層をＩｎ組成比が０．１５で厚さが８ｎｍである２
層のＩｎＧａＡｓで挟んだ量子井戸構造とし、基板側第
２ガイド層９ａはＡｌ組成比０．２とし、下クラッド層
１０ａはＡｌ組成比０．３または０．２８とし、その厚
さをｔ＋１．４μｍとする。活性層７ａの上下において
屈折率分布が対称な場合、即ち上クラッド層４ｃと下ク
ラッド層１０ａとのＡｌ組成比が同じであって屈折率が
等しい場合の結果を破線で、また、活性層７ａ 上下に
おいて屈折率分布が非対称な場合、即ち上クラッド層４
ｃよりも下クラッド層１０ａのＡｌ組成比が小さく、屈
折率ｎLc＞ｎUcの場合の結果を実線で、それぞれ示して
いる。
【００４７】上下クラッド層の屈折率を非対称構造にす
ると，対称構造である場合に比べて基本モードと１次モ
ードの境界が上方にシフトすることが分かる。たとえ
ば，ｔ＝０．４０μｍのとき対称構造ではリッジ幅ｗが
約３．５μｍに境界があるのに対して，非対称構造では
約４．１５μｍとなる。従って実施の形態２の場合と同
様の効果が見られる。
【００４８】なお、本実施の形態５においては、下クラ
ッド層１０ｃの屈折率のみを上クラッド層４ｃの屈折率
に対して大きくして、屈折率分布の活性層７ａの上下で
非対称としたが、本発明においては、上下クラッド層の
屈折率を非対称にするとともに基板側の第１ガイド層及
び第２ガイド層を上記実施の形態４に示すような構造に
しても、上記実施の形態５と同様の効果を奏する。
【００４９】実施の形態６．図８は，本発明の実施の形
態６に係る半導体レーザの構造を示す断面図（図８(a)
），及びその厚さ方向の屈折率分布を示す図（図８(b)
）であり、この実施の形態６に係る半導体レーザは、
上記実施の形態５に係る半導体レーザにおいて、リッジ
部を埋め込むように、ｎ−ＧａＡｓの電流ブロック層１
４を設けるようにして利得導波型の埋め込みリッジ型の
半導体レーザとしたものであり、この電流ブロック層１
４の上部には絶縁膜２ａを配置し、さらに、コンタクト
層３の上部と接触するようにｐ側電極１ａを設けるよう
にしている。この半導体レーザは上記実施の形態５に係
る半導体レーザの製造方法において、絶縁膜からなるマ
スクを用いてリッジ部を選択エッチングにより形成した
後、このマスクを用いて電流ブロック層１４を選択成長
させることにより形成することができる。
【００５０】このような実施の形態６に係る埋め込みリ
ッジ型の半導体レーザにおいても、上記実施の形態６と
同様の効果を奏することができる。
【００５１】なお、本実施の形態６においては、上記実
施の形態５に係る半導体レーザのリッジ部を電流ブロッ
ク層１４で埋め込んで埋め込みリッジ型の半導体レーザ
とした場合について説明したが、上記実施の形態１〜４
に係る半導体レーザにおいて、リッジ部を電流ブロック
層で埋め込んで埋め込みリッジ型の半導体レーザとした
場合においても上記各実施の形態１〜４と同様の効果を
奏する。
【００５２】また、本実施の形態６においては、電流ブ
ロック層としてｎ−ＧａＡｓ層を用いるようにしたが、
他の材料からなる電流ブロック層を用いるようにしても
同様の効果を奏する。例えば上クラッド層よりもＡｌ組
成比の高いｎ−ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層を設けて屈
折率導波型の半導体レーザとしても、上記実施の形態６
と同様の効果を奏する。
【００５３】なお、上記実施の形態１〜６においては、
活性層と基板との間の第１半導体層と、活性層上の、リ
ッジ部を上部に備えた第２半導体層とを構成する、下ク
ラッド層、基板側の第１、第２のガイド層、リッジ側の
第１、第２ガイド層、または上クラッド層の少なくとも
いずれか一つの厚さ又は屈折率を変化させて、活性層か
ら見た屈折率分布を非対称とした場合について説明した
が、本発明においては、基板と活性層との間に位置する
第１半導体層、及び活性層上の第２半導体層の屈折率
が、厚さ方向において一定、または活性層から離れるに
つれて減少するようにするとともに、光強度分布が活性
層を中心として基板側にシフトするよう、活性層を中心
とした厚さ方向の屈折率分布を非対称となるものとする
ことにより、上記実施の形態１〜６と同様の効果を奏す
る。
【００５４】屈折率導波型の半導体レーザについて、ま
た、実施の形態６においては利得導波型の半導体レーザ
について説明したが、本発明は、屈折率導波型の半導体
レーザであっても、利得導波型の半導体レーザであって
も同様の効果を奏する。
【００５５】また、上記実施の形態１〜６においては、
下クラッド層、基板側の第１、第２のガイド層、リッジ
側の第１、第２ガイド層、及び上クラッド層がＡｌＧａ
Ａｓからなる場合について説明したが、これらが他の材
料からなる場合においても、上記実施の形態１〜６と同
様の効果を奏する。
【００５６】また、上記実施の形態１〜６においては、
基板がＧａＡｓからなる場合について説明したが、本発
明においては基板が他の材料からなる場合でも同様の効
果を奏する。
【００５７】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、第１導
電型半導体基板と、該第１導電型半導体基板上に配置さ
れており、屈折率が基板から離れるにつれて増加する第
１半導体層と、該第１半導体層上に配置された活性層
と、該活性層上に配置されており、屈折率が上記活性層
から離れるにつれて減少する、その上部がリッジ形状を
有する第２半導体層とを備えており、上記半導体基板の
高さ方向において、光強度分布が上記活性層から見た基
板側にシフトするように、上記活性層から見たリッジ形
状側と基板側との屈折率分布を非対称となるようにした
から、光を基板側により多く分布させることができ、上
クラッド層のリッジ部とリッジ部の外側部分との屈折率
差によって生じる幅方向の屈折率分布が導波光に対して
与える影響を小さくして、キンク発生の原因である高次
モードの発生を防ぐことができ、これにより、キンクの
生じる光出力レベルを向上させることができ、実用的な
高出力動作が可能なリッジ構造を備えた半導体レーザを
提供できる。
【００５８】また、この発明によれば、上記第１半導体
層を、第１導電型の下クラッド層と、該下クラッド層上
に配置された基板側ガイド層とからなるようにし、上記
第２半導体層を、リッジ側ガイド層と、該ガイド層上に
配置された第２導電型の上クラッド層とからなるように
し、上記基板側ガイド層の厚さまたは屈折率の少なくと
も一方を上記リッジ側ガイド層よりも厚くまたは大きく
したから、光を基板側により多く分布させることがで
き、キンクの生じる光出力レベルを向上させることがで
き、実用的な高出力動作が可能なリッジ構造を備えた半
導体レーザを提供できる。
【００５９】また、この発明によれば、上記下クラッド
層の屈折率を上クラッド層よりも大きくしたから、光を
基板側により多く分布させることができ、キンクの生じ
る光出力レベルを向上させることができ、実用的な高出
力動作が可能なリッジ構造を備えた半導体レーザを提供
できる効果があるとともに、遠視野像の広がりを低減さ
せて、光のアスペクト比を下げることができる。
【００６０】また、この発明によれば、上記第１半導体
層を、第１導電型の下クラッド層を有するものとし、上
記第２半導体層を、第２導電型の上クラッド層を有する
ものとし、上記下クラッド層の屈折率または厚さの少な
くとも一方を上クラッド層よりも大きくまたは厚くした
から、光を基板側により多く分布させることができ、キ
ンクの生じる光出力レベルを向上させることができ、実
用的な高出力動作が可能なリッジ構造を備えた半導体レ
ーザを提供できる効果がある。また、特に下クラッド層
の屈折率を大きくした場合においては、遠視野像の広が
りを低減させて、光のアスペクト比を下げることができ
る。
【００６１】また、この発明によれば、上記下クラッド
層を、屈折率が活性層に向かって連続的に増加している
ものとし、上記上クラッド層を、屈折率が活性層から離
れるに連れて連続的に減少しているものとしたから、光
を基板側により多く分布させることができ、キンクの生
じる光出力レベルを向上させることができ、実用的な高
出力動作が可能なリッジ構造を備えた半導体レーザを提
供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る半導体レーザ
の構造を説明するための図である。
【図２】 この発明の実施の形態２に係る半導体レーザ
の構造を説明するための図である。
【図３】 この発明の実施の形態２に係る半導体レーザ
のシミュレーション結果を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態３に係る半導体レーザ
の構造を説明するための図である。
【図５】 この発明の実施の形態４に係る半導体レーザ
の構造を説明するための図である。
【図６】 この発明の実施の形態５に係る半導体レーザ
の構造を説明するための図である。
【図７】 この発明の実施の形態５に係る半導体レーザ
のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態６に係る半導体レーザ
の構造を説明するための図である。
【図９】 従来の半導体レーザの構造を説明するための
図である。
【符号の説明】
１，１ａ ｐ側電極、２，２ａ 絶縁膜、３ ｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層、４ ｐ−ＡｌＧａＡｓ上クラッド
層、４ａ ｐ−ＡｌＧａＡｓ上クラッド層、４ｂ ｐ−
ＡｌＧａＡｓ上クラッド層、４ｃ ｐ−ＡｌＧａＡｓ上
クラッド層、５ リッジ側アンドープＧａＩｎＡｓＰ第
２ガイド層、５ａ リッジ側アンドープＡｌＧａＡｓ第
２ガイド層、５ｂ リッジ側アンドープＡｌＧａＡｓ第
２ガイド層、５ｃ リッジ側アンドープＡｌＧａＡｓ第
２ガイド層、５ｄ リッジ側アンドープＡｌＧａＡｓ第
２ガイド層、６ リッジ側アンドープＧａＡｓ第１ガイ
ド層、６ａ リッジ側アンドープＧａＡｓ第１ガイド
層、６ｂ リッジ側アンドープＧａＡｓ第１ガイド層、
６ｃ リッジ側アンドープＧａＡｓ第１ガイド層、６ｄ
リッジ側アンドープＧａＡｓ第１ガイド層、７ａ ア
ンドープＩｎＧａＡｓ活性層、８ 基板側アンドープＧ
ａＡｓ第１ガイド層、８ａ 基板側アンドープＧａＡｓ
第１ガイド層、８ｂ 基板側アンドープＧａＡｓ第１ガ
イド層、８ｃ 基板側アンドープＧａＡｓ第１ガイド
層、８ｄ 基板側アンドープＧａＡｓ第１ガイド層、９
基板側アンドープＡｌＧａＡｓ第２ガイド層、９ａ
基板側アンドープＡｌＧａＡｓ第２ガイド層、９ｂ 基
板側アンドープＡｌＧａＡｓ第２ガイド層、９ｃ 基板
側アンドープＡｌＧａＡｓ第２ガイド層、９ｄ 基板側
アンドープＡｌＧａＡｓ第２ガイド層、１０ａ ｎ−Ａ
ｌＧａＡｓ下クラッド層、１０ｂ ｎ−ＡｌＧａＡｓ下
クラッド層、１０ｃ ｎ−ＡｌＧａＡｓ下クラッド層、
１２ ｎ−ＧａＡｓ基板、１３ ｎ側電極、１４ ｎ−
ＧａＡｓ電流ブロック層。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１導電型半導体基板と、 該第１導電型半導体基板上に配置されており、屈折率が
    基板から離れるにつれて増加する第１半導体層と、 該第１半導体層上に配置された活性層と、 該活性層上に配置されており、屈折率が上記活性層から
    離れるにつれて減少する、その上部がリッジ形状を有す
    る第２半導体層とを備え、 上記半導体基板の高さ方向において、光強度分布が上記
    活性層を中心として基板側にシフトするように、上記活
    性層から見たリッジ形状側と基板側との屈折率分布を非
    対称となるようにしたことを特徴とする半導体レーザ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザにおい
    て、 上記第１半導体層は、第１導電型の下クラッド層と、該
    下クラッド層上に配置された基板側ガイド層とからな
    り、 上記第２半導体層は、リッジ側ガイド層と、該ガイド層
    上に配置された第２導電型の上クラッド層とからなり、 上記基板側ガイド層の厚さまたは屈折率の少なくとも一
    方を上記リッジ側ガイド層よりも厚くまたは大きくした
    ことを特徴とする半導体レーザ。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の半導体レーザにおい
    て、 上記下クラッド層の屈折率を上クラッド層よりも大きく
    したことを特徴とする半導体レーザ。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の半導体レーザにおい
    て、 上記第１半導体層は、第１導電型の下クラッド層を有
    し、 上記第２半導体層は、第２導電型の上クラッド層を有し
    ており、 上記下クラッド層の屈折率または厚さの少なくとも一方
    を上クラッド層よりも大きくまたは厚くしたことを特徴
    とする半導体レーザ。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の半導体レーザにおい
    て、 上記下クラッド層は、屈折率が活性層に向かって連続的
    に増加しており、 上記上クラッド層は、屈折率が活性層から離れるに連れ
    て連続的に減少していることを特徴とする半導体レー
    ザ。
JP03573298A 1998-02-18 1998-02-18 半導体レーザ Expired - Lifetime JP4387472B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03573298A JP4387472B2 (ja) 1998-02-18 1998-02-18 半導体レーザ
US09/073,760 US6285694B1 (en) 1998-02-18 1998-05-07 Semiconductor laser
US09/779,841 US6618412B2 (en) 1998-02-18 2001-02-09 Semiconductor laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03573298A JP4387472B2 (ja) 1998-02-18 1998-02-18 半導体レーザ

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008154955A Division JP2008219050A (ja) 2008-06-13 2008-06-13 半導体レーザ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11233883A true JPH11233883A (ja) 1999-08-27
JP4387472B2 JP4387472B2 (ja) 2009-12-16

Family

ID=12450017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03573298A Expired - Lifetime JP4387472B2 (ja) 1998-02-18 1998-02-18 半導体レーザ

Country Status (2)

Country Link
US (2) US6285694B1 (ja)
JP (1) JP4387472B2 (ja)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003524890A (ja) * 2000-01-20 2003-08-19 プリンストン・ライトウェーブ・インコーポレイテッド 改良されたビームダイバージェンス優先順位を有する半導体ダイオードレーザ
JP2004214289A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Opto Device:Kk 半導体レーザ素子
US7129512B2 (en) 2003-12-05 2006-10-31 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device
JP2007189264A (ja) * 1999-11-17 2007-07-26 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ
JP2008034886A (ja) * 1999-11-17 2008-02-14 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ
US7542498B2 (en) 2005-02-18 2009-06-02 Opnext Japan, Inc. Semiconductor laser diode
JP2010135724A (ja) * 2008-10-27 2010-06-17 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
KR100991989B1 (ko) * 2003-05-07 2010-11-04 삼성엘이디 주식회사 비대칭 웨이브가이드 레이저 다이오드
JP2010258033A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Mitsubishi Electric Corp 光半導体装置及びその製造方法
CN109672088A (zh) * 2018-12-29 2019-04-23 江西德瑞光电技术有限责任公司 一种半导体激光芯片制造方法
JPWO2018168430A1 (ja) * 2017-03-16 2020-01-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体レーザ装置、半導体レーザモジュール及び溶接用レーザ光源システム
WO2023074228A1 (ja) * 2021-10-27 2023-05-04 ローム株式会社 半導体レーザ装置

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4387472B2 (ja) * 1998-02-18 2009-12-16 三菱電機株式会社 半導体レーザ
US6839371B1 (en) * 1999-05-04 2005-01-04 Sarnoff Corporation Combined single-frequency laser and linear amplifier
JP2001210910A (ja) 1999-11-17 2001-08-03 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ
JP3849758B2 (ja) * 2001-04-12 2006-11-22 ソニー株式会社 半導体レーザ素子
JP2003017804A (ja) * 2001-07-04 2003-01-17 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体レーザ装置およびその製造方法
JP2003078208A (ja) * 2001-08-31 2003-03-14 Toshiba Corp 半導体レーザ装置及びその製造方法
KR100446615B1 (ko) * 2001-10-09 2004-09-04 삼성전자주식회사 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법
FR2833418B1 (fr) * 2001-12-06 2004-04-09 Cit Alcatel Composant optique de type laser a semiconducteur
US7251381B2 (en) * 2002-04-03 2007-07-31 The Australian National University Single-mode optical device
US6993053B2 (en) * 2002-04-03 2006-01-31 The Australian National University Thin clad diode laser
JP3525257B1 (ja) * 2002-11-01 2004-05-10 アンリツ株式会社 半導体発光素子
JP4601904B2 (ja) * 2003-01-30 2010-12-22 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置
JP3926313B2 (ja) * 2003-09-26 2007-06-06 シャープ株式会社 半導体レーザおよびその製造方法
JP2006196867A (ja) * 2004-12-17 2006-07-27 Sharp Corp 半導体レーザ素子及びそれを備えた光学式情報記録装置
EP2015412B1 (en) 2007-07-06 2022-03-09 Lumentum Operations LLC Semiconductor laser with narrow beam divergence.
FI20085512A0 (fi) * 2008-05-28 2008-05-28 Oulun Yliopisto Puolijohdelaser
DE102009056387B9 (de) * 2009-10-30 2020-05-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Kantenemittierender Halbleiterlaser mit einem Phasenstrukturbereich zur Selektion lateraler Lasermoden
US8571080B2 (en) * 2009-12-02 2013-10-29 Massachusetts Institute Of Technology High efficiency slab-coupled optical waveguide laser and amplifier
US9042416B1 (en) * 2013-03-06 2015-05-26 Corning Incorporated High-power low-loss GRINSCH laser
JP6123427B2 (ja) * 2013-03-29 2017-05-10 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置
JP6255763B2 (ja) * 2013-07-19 2018-01-10 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置
CN106340807A (zh) * 2016-10-25 2017-01-18 山东华光光电子股份有限公司 一种用于绿光标线仪的808nm半导体激光器结构
DE102017101422B4 (de) 2017-01-25 2019-08-29 Forschungsverbund Berlin E.V. Diodenlaser mit verbessertem Modenprofil
EP3646420B1 (en) * 2017-06-30 2022-06-01 Oulun yliopisto Method of manufacturing optical semiconductor apparatus and the apparatus
CN112615258B (zh) * 2020-12-03 2022-03-15 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种半导体激光器结构

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6190489A (ja) * 1984-10-11 1986-05-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザ装置およびその製造方法
JPH03283694A (ja) * 1990-03-30 1991-12-13 Toshiba Corp 半導体レーザの製造方法
JPH0563297A (ja) * 1991-09-03 1993-03-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
JPH05243669A (ja) * 1992-02-28 1993-09-21 Hitachi Ltd 半導体レーザ素子
JPH0677587A (ja) * 1992-08-25 1994-03-18 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ
JPH07170011A (ja) * 1993-10-22 1995-07-04 Sharp Corp 半導体レーザ素子およびその自励発振強度の調整方法
JPH08195529A (ja) * 1995-01-17 1996-07-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体レーザエピタキシャル結晶積層体および半導体レーザ
JPH0951146A (ja) * 1995-08-08 1997-02-18 Furukawa Electric Co Ltd:The リッジ型半導体光素子及びその作製方法
WO1997050158A1 (fr) * 1996-06-24 1997-12-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Laser semi-conducteur
JPH1022561A (ja) * 1996-06-28 1998-01-23 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ素子

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5286093A (en) * 1976-01-12 1977-07-16 Hitachi Ltd Striped semiconductor laser
US4326176A (en) * 1976-04-16 1982-04-20 Hitachi, Ltd. Semiconductor laser device
JPS58132986A (ja) * 1982-02-03 1983-08-08 Hitachi Ltd 半導体レ−ザ装置
GB2139422B (en) * 1983-03-24 1987-06-03 Hitachi Ltd Semiconductor laser and method of fabricating the same
JPS63271992A (ja) * 1987-04-28 1988-11-09 Sharp Corp 半導体レ−ザ素子
US4961197A (en) * 1988-09-07 1990-10-02 Hitachi, Ltd. Semiconductor laser device
US5963572A (en) * 1995-12-28 1999-10-05 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
US5727012A (en) * 1996-03-07 1998-03-10 Lucent Technologies Inc. Heterostructure laser
US6233264B1 (en) * 1996-08-27 2001-05-15 Ricoh Company, Ltd. Optical semiconductor device having an active layer containing N
JP4387472B2 (ja) * 1998-02-18 2009-12-16 三菱電機株式会社 半導体レーザ
US6472679B1 (en) * 1999-12-31 2002-10-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor structures using a group III-nitride quaternary material system with reduced phase separation and method of fabrication

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6190489A (ja) * 1984-10-11 1986-05-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザ装置およびその製造方法
JPH03283694A (ja) * 1990-03-30 1991-12-13 Toshiba Corp 半導体レーザの製造方法
JPH0563297A (ja) * 1991-09-03 1993-03-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
JPH05243669A (ja) * 1992-02-28 1993-09-21 Hitachi Ltd 半導体レーザ素子
JPH0677587A (ja) * 1992-08-25 1994-03-18 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ
JPH07170011A (ja) * 1993-10-22 1995-07-04 Sharp Corp 半導体レーザ素子およびその自励発振強度の調整方法
JPH08195529A (ja) * 1995-01-17 1996-07-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体レーザエピタキシャル結晶積層体および半導体レーザ
JPH0951146A (ja) * 1995-08-08 1997-02-18 Furukawa Electric Co Ltd:The リッジ型半導体光素子及びその作製方法
WO1997050158A1 (fr) * 1996-06-24 1997-12-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Laser semi-conducteur
JPH1022561A (ja) * 1996-06-28 1998-01-23 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ素子

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
APPLIED OPTICS, vol. 34, no. 27, JPN6007006254, 1995, pages 6118 - 6122, ISSN: 0000921062 *
伊藤良一・中村道治編, 半導体レーザ 基礎と応用, vol. 初版, JPN6007006251, 1989, ISSN: 0000921061 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007189264A (ja) * 1999-11-17 2007-07-26 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ
JP2008034886A (ja) * 1999-11-17 2008-02-14 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ
JP2003524890A (ja) * 2000-01-20 2003-08-19 プリンストン・ライトウェーブ・インコーポレイテッド 改良されたビームダイバージェンス優先順位を有する半導体ダイオードレーザ
JP2004214289A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Opto Device:Kk 半導体レーザ素子
KR100991989B1 (ko) * 2003-05-07 2010-11-04 삼성엘이디 주식회사 비대칭 웨이브가이드 레이저 다이오드
US7129512B2 (en) 2003-12-05 2006-10-31 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device
US7542498B2 (en) 2005-02-18 2009-06-02 Opnext Japan, Inc. Semiconductor laser diode
JP2010135724A (ja) * 2008-10-27 2010-06-17 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
US8111726B2 (en) 2008-10-27 2012-02-07 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor laser device
JP2010258033A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Mitsubishi Electric Corp 光半導体装置及びその製造方法
JPWO2018168430A1 (ja) * 2017-03-16 2020-01-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体レーザ装置、半導体レーザモジュール及び溶接用レーザ光源システム
CN109672088A (zh) * 2018-12-29 2019-04-23 江西德瑞光电技术有限责任公司 一种半导体激光芯片制造方法
WO2023074228A1 (ja) * 2021-10-27 2023-05-04 ローム株式会社 半導体レーザ装置

Also Published As

Publication number Publication date
US6618412B2 (en) 2003-09-09
JP4387472B2 (ja) 2009-12-16
US6285694B1 (en) 2001-09-04
US20010009558A1 (en) 2001-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4387472B2 (ja) 半導体レーザ
US6850550B2 (en) Complex coupling MQW semiconductor laser
WO2005088791A1 (ja) 単一モード光ファイバと高い結合効率で結合可能とする半導体レーザ
US6580738B2 (en) High-power semiconductor laser device in which near-edge portions of active layer are removed
US4896328A (en) Ridge waveguide-type semiconductor laser having a current recombination layer and an optical waveguide layer
US6396863B1 (en) High-power semiconductor laser device having index-guided structure with InAlGaP current confinement layer
US6846685B2 (en) Vertical-cavity surface-emitting semiconductor laser
US6560261B2 (en) Semiconductor laser device having InGaAs compressive-strain active layer, GaAsP tensile-strain barrier layers, and InGaP optical waveguide layers
JP4422806B2 (ja) 半導体レーザ
JP2003198057A (ja) 半導体レーザ素子及びその製造方法
JP2882335B2 (ja) 光半導体装置およびその製造方法
US6856636B2 (en) Semiconductor laser device
JP3390893B2 (ja) 半導体レーザ装置
JP2002076510A (ja) 半導体レーザおよびその製造方法
JP2702871B2 (ja) 半導体レーザおよびその製造方法
JPH0974243A (ja) 半導体レーザ
US20010017871A1 (en) High-power semiconductor laser device in which near-edge portions of active layer are removed
JP2002111136A (ja) 半導体レーザ装置
JP2008034886A (ja) 半導体レーザ
JPH1084170A (ja) 量子井戸半導体レーザ素子
JP2002368335A (ja) 半導体レーザ素子およびその作製方法および半導体レーザアレイおよび光通信システムおよび光インターコネクションシステムおよび光ピックアップシステムおよび電子写真システム
JP2008219050A (ja) 半導体レーザ
US6668002B2 (en) Semiconductor laser device including ARROW structure formed without P-As interdiffusion and Al oxidation
JP2003060312A (ja) 半導体レーザ素子
JP2007189264A (ja) 半導体レーザ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040601

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080115

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080415

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080613

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20080625

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20080725

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091001

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121009

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131009

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term