JPH11238940A - 半導体レーザの製造方法および該方法による半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザの製造方法および該方法による半導体レーザInfo
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- JPH11238940A JPH11238940A JP10129076A JP12907698A JPH11238940A JP H11238940 A JPH11238940 A JP H11238940A JP 10129076 A JP10129076 A JP 10129076A JP 12907698 A JP12907698 A JP 12907698A JP H11238940 A JPH11238940 A JP H11238940A
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- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
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- H01S3/08022—Longitudinal modes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザの最大光出力を向上させる。
【構成】 光出射端面にコーティング膜を有し、コーテ
ィング膜の屈折率(n1)が半導体導波路の等価屈折率（ｎ
eff）に比べて大きく、関係式，ｎ1 2＞ｎeff、を充たす
ことを特徴とする、半導体レーザ。
ィング膜の屈折率(n1)が半導体導波路の等価屈折率（ｎ
eff）に比べて大きく、関係式，ｎ1 2＞ｎeff、を充たす
ことを特徴とする、半導体レーザ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置や
光通信装置に利用される高出力な半導体レーザ、に関す
るものである。
光通信装置に利用される高出力な半導体レーザ、に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザの光出力が一定のレベルに
達したとき、光出射端面で端面破壊（ＣＯＤ：Catastro
phic Optical Damage）が起きる。このため、半導体レ
ーザの光出力は一定の値（ＣＯＤ光出力）以下に制限さ
れる。ＣＯＤが発生するのは、半導体内部の光密度が半
導体固有の値（ＣＯＤ光密度）に達したときである。
達したとき、光出射端面で端面破壊（ＣＯＤ：Catastro
phic Optical Damage）が起きる。このため、半導体レ
ーザの光出力は一定の値（ＣＯＤ光出力）以下に制限さ
れる。ＣＯＤが発生するのは、半導体内部の光密度が半
導体固有の値（ＣＯＤ光密度）に達したときである。
【０００３】ＣＯＤ光出力を向上させる手法の１つは、
誘電体等の膜による光出射端面のコーティングである。
光出射端面にコーティングを施して端面反射率を下げる
と、半導体導波路内部の光密度が低下してＣＯＤ光出力
が向上する。HakkiとNashがジャーナル・オブ・アプラ
イド・フィジックス誌、第４５巻、第９号、３９０７〜
３９１２頁、１９７４年で報告した端面反射率Ｒ1とＣ
ＯＤ光出力の関係式は、
誘電体等の膜による光出射端面のコーティングである。
光出射端面にコーティングを施して端面反射率を下げる
と、半導体導波路内部の光密度が低下してＣＯＤ光出力
が向上する。HakkiとNashがジャーナル・オブ・アプラ
イド・フィジックス誌、第４５巻、第９号、３９０７〜
３９１２頁、１９７４年で報告した端面反射率Ｒ1とＣ
ＯＤ光出力の関係式は、
【０００４】
【数１３】 である（上記文献中の式（４））。ここで、 Ｐcoated：反射率Ｒ1の端面コーティングを施したレー
ザのＣＯＤ光出力、 Ｐuncoated：端面コーティングを施していないレーザの
ＣＯＤ光出力、 Ｒ1：出射端面反射率、 ｎeff：半導体導波路の等価屈折率、 である。HakkiとNashの報告以来これまで、この関係式
が高出力半導体レーザの設計に用いられてきた。なお、
式１の 左辺、
ザのＣＯＤ光出力、 Ｐuncoated：端面コーティングを施していないレーザの
ＣＯＤ光出力、 Ｒ1：出射端面反射率、 ｎeff：半導体導波路の等価屈折率、 である。HakkiとNashの報告以来これまで、この関係式
が高出力半導体レーザの設計に用いられてきた。なお、
式１の 左辺、
【０００５】
【数１４】 、をＣＯＤ指標と呼ぶことにする。
【０００６】Hakkiらの関係式によれば、ＣＯＤ指標を
増加させるには、反射率を減らす以外に方法がない。ま
た、反射率が無限小の極限ではＣＯＤ指標は最大値ｎ
effに収束する。従って、ＣＯＤ指標をｎeff以上に増大
させることはできない。しかし、反射率Ｒ1を小さくす
ると発振しきい値キャリア密度が増加し、半導体レーザ
の発振特性が劣化する。たとえば、発振しきい値電流の
増大や温度特性の劣化等が起きる。
増加させるには、反射率を減らす以外に方法がない。ま
た、反射率が無限小の極限ではＣＯＤ指標は最大値ｎ
effに収束する。従って、ＣＯＤ指標をｎeff以上に増大
させることはできない。しかし、反射率Ｒ1を小さくす
ると発振しきい値キャリア密度が増加し、半導体レーザ
の発振特性が劣化する。たとえば、発振しきい値電流の
増大や温度特性の劣化等が起きる。
【０００７】一方、特開平８−３０７００４号公報に
は、半導体レーザのコーティング膜の屈折率と半導体内
部の光密度の関係が示されている。この公開公報の図６
には、コーティング膜の屈折率がある値より大きな場合
に、反射率が増加し、かつ、半導体内部の光密度が低下
することが示されている。ここで、コーティング膜の膜
厚（ｄ1 A）と屈折率（ｎ1 A）とレーザ光波長（λ）は、
関係式、
は、半導体レーザのコーティング膜の屈折率と半導体内
部の光密度の関係が示されている。この公開公報の図６
には、コーティング膜の屈折率がある値より大きな場合
に、反射率が増加し、かつ、半導体内部の光密度が低下
することが示されている。ここで、コーティング膜の膜
厚（ｄ1 A）と屈折率（ｎ1 A）とレーザ光波長（λ）は、
関係式、
【０００８】
【数１５】 を充たすとしている。例えば、屈折率が１.３のとき反
射率は０.１０、半導体内部光密度（｜ＥA｜2）は０.６
である。一方、屈折率が２.５のときも反射率は０.１０
だが、半導体内部光密度（｜ＥA｜2）が０.２と小さ
い。このように、上記公報に開示される結果は明らかに
Hakkiらの結果と異なるものである。
射率は０.１０、半導体内部光密度（｜ＥA｜2）は０.６
である。一方、屈折率が２.５のときも反射率は０.１０
だが、半導体内部光密度（｜ＥA｜2）が０.２と小さ
い。このように、上記公報に開示される結果は明らかに
Hakkiらの結果と異なるものである。
【０００９】上記公報では専ら、「少なくとも２層の誘
電体膜で構成されたコーティング膜」の作用と実施例に
ついて記載されており、「発明が解決しようとする課
題」の末尾には、「端面膜を１層の誘電体膜で構成した
ファブリ・ペロ型のＬＤでは、ＬＤの設計から要請され
るＬＤ出射端面の反射率を得る為の条件と、ＣＯＤ破壊
を回避するために要請される半導体材料部分と端面膜と
の界面での光電場強度を極小にするための条件とを同時
に満足することは一般には実現できないという問題があ
った。」と記載されている。しかし、実施例の２層誘電
体膜で構成されたコーティング膜による光電場強度最小
値が１層誘電体膜による光電場強度最小値より小さいか
どうかは明らかにされていない。
電体膜で構成されたコーティング膜」の作用と実施例に
ついて記載されており、「発明が解決しようとする課
題」の末尾には、「端面膜を１層の誘電体膜で構成した
ファブリ・ペロ型のＬＤでは、ＬＤの設計から要請され
るＬＤ出射端面の反射率を得る為の条件と、ＣＯＤ破壊
を回避するために要請される半導体材料部分と端面膜と
の界面での光電場強度を極小にするための条件とを同時
に満足することは一般には実現できないという問題があ
った。」と記載されている。しかし、実施例の２層誘電
体膜で構成されたコーティング膜による光電場強度最小
値が１層誘電体膜による光電場強度最小値より小さいか
どうかは明らかにされていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】特開平８−３０７００
４号公報では、１層（単層）からなるコーティング膜が
Hakkiらの関係式を上回るＣＯＤ指標を示す場合が有る
ことが示唆されている。しかし、コーティング膜厚と屈
折率の最適条件が明らかにされておらず、また、Hakki
らの報告との比較も明らかにされていない。
４号公報では、１層（単層）からなるコーティング膜が
Hakkiらの関係式を上回るＣＯＤ指標を示す場合が有る
ことが示唆されている。しかし、コーティング膜厚と屈
折率の最適条件が明らかにされておらず、また、Hakki
らの報告との比較も明らかにされていない。
【００１１】以上述べたように、半導体レーザのＣＯＤ
光出力に関する誘電体膜のコーティング条件についての
最適条件はいまだ明らかではなく、これにより、設計さ
れる半導体レーザを最適化することが困難であるという
問題点がある。
光出力に関する誘電体膜のコーティング条件についての
最適条件はいまだ明らかではなく、これにより、設計さ
れる半導体レーザを最適化することが困難であるという
問題点がある。
【００１２】本発明の目的は、半導体レーザのＣＯＤ光
出力に関する誘電体膜のコーティング条件を明らかにす
ること、そのようなコーティング膜が半導体内部光密度
へ与える作用を明らかにすることにより出力特性が改善
された半導体レーザを実現することを目的とする。
出力に関する誘電体膜のコーティング条件を明らかにす
ること、そのようなコーティング膜が半導体内部光密度
へ与える作用を明らかにすることにより出力特性が改善
された半導体レーザを実現することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザの製造方法は、半導体レーザ導波路の光出射端面に１
層あるいは複数の層からなるコーティング膜を備える半
導体レーザの製造方法において、前記コーティング膜を
構成する層の少なくとも１層の屈折率ｎ1を前記半導体
レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと前記光出射端面の反
射率Ｒ1について
ザの製造方法は、半導体レーザ導波路の光出射端面に１
層あるいは複数の層からなるコーティング膜を備える半
導体レーザの製造方法において、前記コーティング膜を
構成する層の少なくとも１層の屈折率ｎ1を前記半導体
レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと前記光出射端面の反
射率Ｒ1について
【００１４】
【数１６】 ±２０％の範囲とすることを特徴とする。
【００１５】本発明の他の形態による半導体レーザの製
造方法は、半導体レーザ導波路の光出射端面に１層ある
いは複数の層からなるコーティング膜を備える半導体レ
ーザの製造方法において、前記コーティング膜を構成す
る層の少なくとも１層の屈折率ｎ1を前記半導体レーザ
導波路の等価屈折率ｎeffと前記光出射端面の反射率Ｒ1
について
造方法は、半導体レーザ導波路の光出射端面に１層ある
いは複数の層からなるコーティング膜を備える半導体レ
ーザの製造方法において、前記コーティング膜を構成す
る層の少なくとも１層の屈折率ｎ1を前記半導体レーザ
導波路の等価屈折率ｎeffと前記光出射端面の反射率Ｒ1
について
【００１６】
【数１７】 ±１０％の範囲とすることを特徴とする。
【００１７】本発明のさらに他の形態による半導体レー
ザの製造方法は、半導体レーザ導波路の光出射端面に複
数の層からなるコーティング膜を備える半導体レーザの
製造方法において、前記コーティング膜を構成する層の
少なくとも１層の屈折率ｎ1を前記半導体レーザ導波路
の等価屈折率ｎeffと前記光出射端面の反射率Ｒ1につい
て
ザの製造方法は、半導体レーザ導波路の光出射端面に複
数の層からなるコーティング膜を備える半導体レーザの
製造方法において、前記コーティング膜を構成する層の
少なくとも１層の屈折率ｎ1を前記半導体レーザ導波路
の等価屈折率ｎeffと前記光出射端面の反射率Ｒ1につい
て
【００１８】
【数１８】 ±２０％の範囲とし、前記屈折率ｎ1の層以外の層の厚
さを、その屈折率ｎjとし、レーザ発振波長λとしたと
きに、
さを、その屈折率ｎjとし、レーザ発振波長λとしたと
きに、
【００１９】
【数１９】 とすることを特徴とする。
【００２０】本発明のさらに他の形態による半導体レー
ザの製造方法は、半導体レーザ導波路の光出射端面に複
数の層からなるコーティング膜を備える半導体レーザの
製造方法において、前記コーティング膜を構成する層の
少なくとも１層の屈折率ｎ1を前記半導体レーザ導波路
の等価屈折率ｎeffと前記光出射端面の反射率Ｒ1につい
て
ザの製造方法は、半導体レーザ導波路の光出射端面に複
数の層からなるコーティング膜を備える半導体レーザの
製造方法において、前記コーティング膜を構成する層の
少なくとも１層の屈折率ｎ1を前記半導体レーザ導波路
の等価屈折率ｎeffと前記光出射端面の反射率Ｒ1につい
て
【００２１】
【数２０】 ±１０％の範囲とし、前記屈折率ｎ1の層以外の層の厚
さを、その屈折率ｎjとし、レーザ発振波長λとしたと
きに、
さを、その屈折率ｎjとし、レーザ発振波長λとしたと
きに、
【００２２】
【数２１】 とすることを特徴とする。
【００２３】本発明による半導体レーザは、半導体レー
ザ導波路の光出射端面に１層あるいは複数の層からなる
コーティング膜を備える半導体レーザにおいて、前記コ
ーティング膜を構成する層の少なくとも１層の屈折率ｎ
1が前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと前記光
出射端面の反射率Ｒ1について
ザ導波路の光出射端面に１層あるいは複数の層からなる
コーティング膜を備える半導体レーザにおいて、前記コ
ーティング膜を構成する層の少なくとも１層の屈折率ｎ
1が前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと前記光
出射端面の反射率Ｒ1について
【００２４】
【数２２】 ±２０％の範囲であることを特徴とする。
【００２５】本発明の他の形態による半導体レーザは、
半導体レーザ導波路の光出射端面に１層あるいは複数の
層からなるコーティング膜を備える半導体レーザにおい
て、前記コーティング膜を構成する層の少なくとも１層
の屈折率ｎ1が前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎ
effと前記光出射端面の反射率Ｒ1について
半導体レーザ導波路の光出射端面に１層あるいは複数の
層からなるコーティング膜を備える半導体レーザにおい
て、前記コーティング膜を構成する層の少なくとも１層
の屈折率ｎ1が前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎ
effと前記光出射端面の反射率Ｒ1について
【００２６】
【数２３】 ±１０％の範囲であることを特徴とする。
【００２７】本発明のさらに他の形態による半導体レー
ザは、半導体レーザ導波路の光出射端面に複数の層から
なるコーティング膜を備える半導体レーザにおいて、前
記コーティング膜を構成する層の少なくとも１層の屈折
率ｎ1が前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと前
記光出射端面の反射率Ｒ1について
ザは、半導体レーザ導波路の光出射端面に複数の層から
なるコーティング膜を備える半導体レーザにおいて、前
記コーティング膜を構成する層の少なくとも１層の屈折
率ｎ1が前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと前
記光出射端面の反射率Ｒ1について
【００２８】
【数２４】 ±２０％の範囲であり、前記屈折率ｎ1の層以外の層の
厚さが、その屈折率ｎjとし、レーザ発振波長λとした
ときに、
厚さが、その屈折率ｎjとし、レーザ発振波長λとした
ときに、
【００２９】
【数２５】 であることを特徴とする。
【００３０】本発明のさらに他の形態による半導体レー
ザは、半導体レーザ導波路の光出射端面に複数の層から
なるコーティング膜を備える半導体レーザにおいて、前
記コーティング膜を構成する層の少なくとも１層の屈折
率ｎ1が前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと前
記光出射端面の反射率Ｒ1について
ザは、半導体レーザ導波路の光出射端面に複数の層から
なるコーティング膜を備える半導体レーザにおいて、前
記コーティング膜を構成する層の少なくとも１層の屈折
率ｎ1が前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと前
記光出射端面の反射率Ｒ1について
【００３１】
【数２６】 ±１０％の範囲であり、前記屈折率ｎ1の層以外の層の
厚さが、その屈折率ｎjとし、レーザ発振波長λとした
ときに、
厚さが、その屈折率ｎjとし、レーザ発振波長λとした
ときに、
【００３２】
【数２７】 であることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【００３３】「作用」以下、本発明の高反射率膜コーテ
ィングを半導体レーザに施すことにより、式１が示す以
上にＣＯＤ光出力が増大することについて説明する。本
発明によるコーティング膜では、式１は成り立たない。
ィングを半導体レーザに施すことにより、式１が示す以
上にＣＯＤ光出力が増大することについて説明する。本
発明によるコーティング膜では、式１は成り立たない。
【００３４】まず、図１を参照して一般的な半導体レー
ザの端面コーティング膜部分の入射光電界と反射光電界
の関係式を導くことについて説明する。図１ではコーテ
ィング膜は誘電体複合膜として表わされ、屈折率がｎ1
で厚さｄｘ1の誘電体１と屈折率がｎ2で厚さｄｘ2の誘
電体２からなる２層コーティング膜とされているが、さ
らに多層であってもよい。
ザの端面コーティング膜部分の入射光電界と反射光電界
の関係式を導くことについて説明する。図１ではコーテ
ィング膜は誘電体複合膜として表わされ、屈折率がｎ1
で厚さｄｘ1の誘電体１と屈折率がｎ2で厚さｄｘ2の誘
電体２からなる２層コーティング膜とされているが、さ
らに多層であってもよい。
【００３５】光の位相を、例えば、レーザー研究誌、第
１８巻、第３号、３８頁〜４６頁、１９９０年に報告さ
れているとして考慮に入れると、レーザ内部から多層コ
ーティング膜に入射する光電界（Ｅ1 R）、コーティング
膜界面で反射する光電界（Ｅ 1 L）、コーティング膜から
外部へ透過する光電界、つまり出力光電界、Ｅ3 R、の間
の関係は次のように表される。
１８巻、第３号、３８頁〜４６頁、１９９０年に報告さ
れているとして考慮に入れると、レーザ内部から多層コ
ーティング膜に入射する光電界（Ｅ1 R）、コーティング
膜界面で反射する光電界（Ｅ 1 L）、コーティング膜から
外部へ透過する光電界、つまり出力光電界、Ｅ3 R、の間
の関係は次のように表される。
【００３６】
【数２８】 ここで、
【００３７】
【数２９】
【００３８】
【数３０】
【００３９】
【数３１】
【００４０】
【数３２】
【００４１】
【数３３】
【００４２】
【数３４】
【００４３】
【数３５】
【００４４】
【数３６】 である。ｍはコーティング膜の層数を表す。ｄｘl、ｎl
（ｌ＝１，２，…，ｍ）はそれぞれ半導体界面から数え
てｌ番目のコーティング膜の層厚と屈折率である。半導
体導波路の等価屈折率、半導体レーザ外部の気体（空気
あるいは封入ガス）の屈折率をそれぞれｎ0、ｎm+1、と
した。λはレーザ発振光の波長である。一方、半導体導
波路との界面の内側の光強度（Ｐt0）とコーティング膜
を透過する出力光の光強度（Ｐt1）はそれぞれ、
（ｌ＝１，２，…，ｍ）はそれぞれ半導体界面から数え
てｌ番目のコーティング膜の層厚と屈折率である。半導
体導波路の等価屈折率、半導体レーザ外部の気体（空気
あるいは封入ガス）の屈折率をそれぞれｎ0、ｎm+1、と
した。λはレーザ発振光の波長である。一方、半導体導
波路との界面の内側の光強度（Ｐt0）とコーティング膜
を透過する出力光の光強度（Ｐt1）はそれぞれ、
【００４５】
【数３７】 である。等価屈折率n0を半導体レーザ内部の等価屈折率
neffに置き換え、外部気体の屈折率nm+1を１とした。式
２を使って、式１１と式１２の比を求めると、
neffに置き換え、外部気体の屈折率nm+1を１とした。式
２を使って、式１１と式１２の比を求めると、
【００４６】
【数３８】 である。アンコートレーザの場合、この比は、
【００４７】
【数３９】 となる。コーティングを施したレーザもコーティングを
施さないレーザ（アンコートレーザ）も、内部光強度
（Ｐt0）が一定の（ＣＯＤ光密度）に達したときにＣＯ
Ｄを起こす。従って、ＣＯＤ指標は、
施さないレーザ（アンコートレーザ）も、内部光強度
（Ｐt0）が一定の（ＣＯＤ光密度）に達したときにＣＯ
Ｄを起こす。従って、ＣＯＤ指標は、
【００４８】
【数４０】 の比に等しい。式１３と式１４を使って、
【００４９】
【数４１】 である。一方、端面反射率Ｒ1は、
【００５０】
【数４２】 である。
【００５１】以下、本発明の作用とHakkiらの式１が表
す作用の違いを説明する。簡明に説明するため、端面コ
ーティング膜は単一の層からなるものとする。さらに簡
単にするため、端面コーティング膜の厚さが
す作用の違いを説明する。簡明に説明するため、端面コ
ーティング膜は単一の層からなるものとする。さらに簡
単にするため、端面コーティング膜の厚さが
【００５２】
【数４３】 の関係を充たす特殊な場合を考える。式１５と式１６か
らＣＯＤ指標と反射率を求めると、
らＣＯＤ指標と反射率を求めると、
【００５３】
【数４４】 となる。さらに式１７と式１８を使って
【００５４】
【数４５】 と端面反射率Ｒ1の関係式を求めると、ｎ1 2＞ｎeffの場
合の結果は、ｎ1 2＜ｎef fの場合と異なることがわか
る。ｎ1 2＜ｎeffの場合、
合の結果は、ｎ1 2＜ｎef fの場合と異なることがわか
る。ｎ1 2＜ｎeffの場合、
【００５５】
【数４６】 であるが、ｎ1 2＞ｎeffの場合には、
【００５６】
【数４７】 である。この違いは、入射光電界（Ｅ1 R）と反射光電界
（Ｅ1 L）の位相関係に起因するものである。式２を解い
て反射光電界（Ｅ1 L）を入射光電界（Ｅ1 R）で表すと、
（Ｅ1 L）の位相関係に起因するものである。式２を解い
て反射光電界（Ｅ1 L）を入射光電界（Ｅ1 R）で表すと、
【００５７】
【数４８】 である。コーティング膜の屈折率が小さな（ｎ1 2＜ｎ
eff）である場合、式２１の右辺の符号は正である。つ
まり、反射光の位相は入射光に等しい。従って、入射光
と反射光が半導体界面内部で干渉する時、入射光と反射
光が重なり合う(constructive interference)。この場
合のＣＯＤ指標の関係式（式１９）は、Hakkiの式１と
完全に一致する。実際、Hakkiらが式１を使って考察し
たレーザのコーティング膜の材質はＳｉＯであり、屈折
率は１．９であったので（Ettenbergら、アプライドフ
ィジクスレターズ誌、第１８巻、第１２号、571〜573
頁、1971年）、ｎ1 2＜ｎeffの関係を充たしていた。Hak
kiらは論文に明示していないものの、ｎ1 2＜ｎeffの場
合だけを考慮したことになる。
eff）である場合、式２１の右辺の符号は正である。つ
まり、反射光の位相は入射光に等しい。従って、入射光
と反射光が半導体界面内部で干渉する時、入射光と反射
光が重なり合う(constructive interference)。この場
合のＣＯＤ指標の関係式（式１９）は、Hakkiの式１と
完全に一致する。実際、Hakkiらが式１を使って考察し
たレーザのコーティング膜の材質はＳｉＯであり、屈折
率は１．９であったので（Ettenbergら、アプライドフ
ィジクスレターズ誌、第１８巻、第１２号、571〜573
頁、1971年）、ｎ1 2＜ｎeffの関係を充たしていた。Hak
kiらは論文に明示していないものの、ｎ1 2＜ｎeffの場
合だけを考慮したことになる。
【００５８】これに対してコーティング膜の屈折率が大
きな（ｎ1 2＞ｎeff）である場合、式２１の右辺の符号
は負である。つまり、反射光の位相は入射光と逆転す
る。従って、入射光と反射光が半導体界面内部で干渉す
る時、これらの光電界は打ち消し合う（destructive in
terference）。
きな（ｎ1 2＞ｎeff）である場合、式２１の右辺の符号
は負である。つまり、反射光の位相は入射光と逆転す
る。従って、入射光と反射光が半導体界面内部で干渉す
る時、これらの光電界は打ち消し合う（destructive in
terference）。
【００５９】ここで重要なことは、式２０の右辺が式１
９の右辺より常に大きなことである。これは半導体内部
で光電界が打ち消し合い、内部光密度が下がるためであ
る。従って、条件ｎ1 2＞ｎeffを充たす端面コーティン
グを施した本発明の半導体レーザのＣＯＤ指標は、端面
反射率Ｒ1が同じで条件ｎ1 2＜ｎeffを充たす従来設計の
半導体レーザよりも大きい。以上が本発明の基本的な作
用である。
９の右辺より常に大きなことである。これは半導体内部
で光電界が打ち消し合い、内部光密度が下がるためであ
る。従って、条件ｎ1 2＞ｎeffを充たす端面コーティン
グを施した本発明の半導体レーザのＣＯＤ指標は、端面
反射率Ｒ1が同じで条件ｎ1 2＜ｎeffを充たす従来設計の
半導体レーザよりも大きい。以上が本発明の基本的な作
用である。
【００６０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００６１】図２（Ａ）は本発明による高屈折率膜コー
ティングを施した半導体レーザの一実施例のＣＯＤ指標
Ｐcoated／Ｐuncoatedと端面反射率Ｒ1の関係を示す図
である。
ティングを施した半導体レーザの一実施例のＣＯＤ指標
Ｐcoated／Ｐuncoatedと端面反射率Ｒ1の関係を示す図
である。
【００６２】ＣＯＤ指標Ｐcoated／Ｐuncoatedは、上述
した式１５と式１６を使って計算した。計算においてコ
ーティング膜は１層とし、屈折率が２．８０、２．５
０、２．２５、２．００、１．６８、１．４６の６種類
の異なるコーティング膜についてそれぞれ計算を行っ
た。膜厚は、それぞれ、
した式１５と式１６を使って計算した。計算においてコ
ーティング膜は１層とし、屈折率が２．８０、２．５
０、２．２５、２．００、１．６８、１．４６の６種類
の異なるコーティング膜についてそれぞれ計算を行っ
た。膜厚は、それぞれ、
【００６３】
【数４９】 の条件を満たすものとし、半導体導波路の等価屈折率
（ｎeff）は３．３０とした。従って、屈折率ｎ1=２．
８０、２．５０、２．２５、２．００のコーティング膜
がｎ1 2＞ｎeffを充たす。コーティング膜の屈折率が
２．５０の場合を例にとると、膜厚が増えるとともに反
射率が下がりＣＯＤ指標Ｐcoated／Ｐuncoatedが上が
る。
（ｎeff）は３．３０とした。従って、屈折率ｎ1=２．
８０、２．５０、２．２５、２．００のコーティング膜
がｎ1 2＞ｎeffを充たす。コーティング膜の屈折率が
２．５０の場合を例にとると、膜厚が増えるとともに反
射率が下がりＣＯＤ指標Ｐcoated／Ｐuncoatedが上が
る。
【００６４】
【数５０】 の時、ＣＯＤ指標Ｐcoated／Ｐuncoatedは最大値に達す
る。ＣＯＤ指標Ｐcoated／Ｐuncoatedの最大値は、式１
７からｎ1 2＝６．２である。この時の端面反射率Ｒ
1は、式１８から０．０９５である。さらに膜厚を増や
すと端面反射率Ｒ1とＣＯＤ指標Ｐcoated／Ｐuncoated
の関係は元の関係曲線上を戻り、
る。ＣＯＤ指標Ｐcoated／Ｐuncoatedの最大値は、式１
７からｎ1 2＝６．２である。この時の端面反射率Ｒ
1は、式１８から０．０９５である。さらに膜厚を増や
すと端面反射率Ｒ1とＣＯＤ指標Ｐcoated／Ｐuncoated
の関係は元の関係曲線上を戻り、
【００６５】
【数５１】 のときに端面反射率Ｒ1＝０．３、ＣＯＤ指標Ｐcoated
／Ｐuncoated＝１．０、つまりコーティングを施してい
ないレーザと同じ値に戻る。
／Ｐuncoated＝１．０、つまりコーティングを施してい
ないレーザと同じ値に戻る。
【００６６】図２（Ａ）は、ｎ1 2＞ｎeffを充たす場合
（ｎ1＝２．８０、２．５０、２．２５、２．００）の
ＣＯＤ指標が、これを充たさない場合（ｎ1＝１．６
８、１．４６）に比べてはるかに高いことを示す。図２
（Ａ）中の破線は、式２０が表す曲線である。式２０
は、本発明によるＣＯＤ指標の上限を示す。比較のた
め、Hakkiらによる式１が表す関係を図２（Ｂ）に示
す。すでに述べたように、Hakkiらの式１は式１９と完
全に一致する。図２（Ａ）の中では、Hakkiらの式１が
ＣＯＤ指標の下限を与える（図２（Ａ）の点線）。
（ｎ1＝２．８０、２．５０、２．２５、２．００）の
ＣＯＤ指標が、これを充たさない場合（ｎ1＝１．６
８、１．４６）に比べてはるかに高いことを示す。図２
（Ａ）中の破線は、式２０が表す曲線である。式２０
は、本発明によるＣＯＤ指標の上限を示す。比較のた
め、Hakkiらによる式１が表す関係を図２（Ｂ）に示
す。すでに述べたように、Hakkiらの式１は式１９と完
全に一致する。図２（Ａ）の中では、Hakkiらの式１が
ＣＯＤ指標の下限を与える（図２（Ａ）の点線）。
【００６７】図２（Ａ）から明らかなように、それぞれ
の反射率Ｒ1に対して最も大きなＣＯＤ指標を与える最
適コーティング膜屈折率ｎ1が存在する。その値は、
の反射率Ｒ1に対して最も大きなＣＯＤ指標を与える最
適コーティング膜屈折率ｎ1が存在する。その値は、
【００６８】
【数５２】 である。式１７と式２０から導いた。例えばｎeff＝
３．３０とすると、Ｒ1＝６％のとき最適な屈折率ｎ1は
２．３３、Ｒ1＝１０％のとき２．５２、Ｒ1＝２０％の
とき２．９４である。最適コーティング膜を使って膜厚
を
３．３０とすると、Ｒ1＝６％のとき最適な屈折率ｎ1は
２．３３、Ｒ1＝１０％のとき２．５２、Ｒ1＝２０％の
とき２．９４である。最適コーティング膜を使って膜厚
を
【００６９】
【数５３】 とする時、最大ＣＯＤ指標（＝ｎ1 2）を得る。
【００７０】半導体レーザではその出力を高くするため
に端面反射率を低くすることが望ましい。上述したよう
に理想的なコーティング膜屈折率ｎ1は式２２で表わさ
れるものとなるが、図２（Ａ）からその前後の範囲であ
っても十分なＣＯＤ指標の半導体レーザを得ることがで
きることが分かる。屈折率を理想的なものよりも低く設
定することによりＣＯＤ指標Ｐcoated／Ｐuncoatedは下
がるものの端面反射率を低く抑えて発振効率を高めるこ
とができる。また、屈折率を理想的なものよりも高く設
定することにより端面反射率が上がるもののＣＯＤ指標
Ｐcoated／Ｐun coatedを高くすることができる。
に端面反射率を低くすることが望ましい。上述したよう
に理想的なコーティング膜屈折率ｎ1は式２２で表わさ
れるものとなるが、図２（Ａ）からその前後の範囲であ
っても十分なＣＯＤ指標の半導体レーザを得ることがで
きることが分かる。屈折率を理想的なものよりも低く設
定することによりＣＯＤ指標Ｐcoated／Ｐuncoatedは下
がるものの端面反射率を低く抑えて発振効率を高めるこ
とができる。また、屈折率を理想的なものよりも高く設
定することにより端面反射率が上がるもののＣＯＤ指標
Ｐcoated／Ｐun coatedを高くすることができる。
【００７１】図２（Ａ）には式２２で表わされる理想的
なコーティング膜屈折率ｎ1としてＲ1＝１０％のときの
２．５２に近いものとして２．５０のものが示されてい
る。これを基準として図２（Ａ）に示される他の屈折率
の特性を参照すると、屈折率２．５０に対して−２０％
の屈折率２．００のものでも十分な端面反射率およびＣ
ＯＤ指標Ｐcoated／Ｐuncoatedを得ることができ、さら
に、−２０％の屈折率２．００のもの、および約＋１０
％の屈折率２．８０のものでも十分な端面反射率および
ＣＯＤ指標Ｐcoated／Ｐuncoatedを得ることができるこ
とが分かる。
なコーティング膜屈折率ｎ1としてＲ1＝１０％のときの
２．５２に近いものとして２．５０のものが示されてい
る。これを基準として図２（Ａ）に示される他の屈折率
の特性を参照すると、屈折率２．５０に対して−２０％
の屈折率２．００のものでも十分な端面反射率およびＣ
ＯＤ指標Ｐcoated／Ｐuncoatedを得ることができ、さら
に、−２０％の屈折率２．００のもの、および約＋１０
％の屈折率２．８０のものでも十分な端面反射率および
ＣＯＤ指標Ｐcoated／Ｐuncoatedを得ることができるこ
とが分かる。
【００７２】以上から、式２２で表わされる理想的なコ
ーティング膜屈折率ｎ1はこれに限定されることはな
く、±２０％、より好ましくは±１０％の範囲であれば
よい。
ーティング膜屈折率ｎ1はこれに限定されることはな
く、±２０％、より好ましくは±１０％の範囲であれば
よい。
【００７３】１０％の端面反射率が必要な場合、図２
（Ａ）のｎ1＝２．５０のコーティング膜（例えば、Ｔ
ｉＯＮ）が最適に近い。膜厚を
（Ａ）のｎ1＝２．５０のコーティング膜（例えば、Ｔ
ｉＯＮ）が最適に近い。膜厚を
【００７４】
【数５４】 よりやや小さな
【００７５】
【数５５】 とすれば、反射率Ｒ1＝１０％、ＣＯＤ指標＝５．６を
得る。図３（Ａ）に、この場合のコーティング膜近傍の
光強度分布を示す（λ＝６３３ｎｍとした）。半導体と
コーティング膜の界面の半導体側で入射波と反射波が打
ち消し合い、定在波の節となっているので、ＣＯＤが発
生しにくい。このＣＯＤ指標は、従来よく使われるＡｌ
2Ｏ3コーティングを施した場合、
得る。図３（Ａ）に、この場合のコーティング膜近傍の
光強度分布を示す（λ＝６３３ｎｍとした）。半導体と
コーティング膜の界面の半導体側で入射波と反射波が打
ち消し合い、定在波の節となっているので、ＣＯＤが発
生しにくい。このＣＯＤ指標は、従来よく使われるＡｌ
2Ｏ3コーティングを施した場合、
【００７６】
【数５６】 のＣＯＤ指標より３．０倍大きな値である。Ａｌ2Ｏ3コ
ーティングでは、半導体とコーティング膜の界面で定在
波の腹が形成されている（図３（Ｂ）参照）。なお、図
３（Ｂ）では、その出力光密度が図３（Ａ）の出力光密
度と同じになるように、描かれている。
ーティングでは、半導体とコーティング膜の界面で定在
波の腹が形成されている（図３（Ｂ）参照）。なお、図
３（Ｂ）では、その出力光密度が図３（Ａ）の出力光密
度と同じになるように、描かれている。
【００７７】図４（Ａ）は、本発明による実施例の１つ
としてのＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザの構造を示す断面
図である。半導体ダブルヘテロ構造は、ｐ型(Ａｌ0.7Ｇ
ａ0. 3)0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層４、ＡｌＧａＩｎＰ多重
量子井戸活性層５、および、ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3)0.5
Ｉｎ0.5Ｐクラッド層６から構成されている。ＡｌＧａ
ＩｎＰ多重量子井戸活性層５は、（Ａｌ0.05Ｇａ0.95)
0.5Ｉｎ0.5Ｐ量子井戸（厚さ１０ｎｍ）と（ＡｌxＧａ
1-x)0.5Ｉｎ0.5Ｐバリア層から構成されている。Ａｌ組
成（ｘ）は０．３〜０．７程度である。多重量子井戸の
両側には５０−２５０ｎｍ程度と薄い光ガイド層を設け
ておく。本実施例の半導体レーザの発振波長は６４０ｎ
ｍであり半導体導波路の等価屈折率（ｎeff）は３．３
０である。半導体レーザ前方端面のコーティング膜は屈
折率が２．５０のＴｉＯＮである。膜厚を
としてのＡｌＧａＩｎＰ半導体レーザの構造を示す断面
図である。半導体ダブルヘテロ構造は、ｐ型(Ａｌ0.7Ｇ
ａ0. 3)0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層４、ＡｌＧａＩｎＰ多重
量子井戸活性層５、および、ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3)0.5
Ｉｎ0.5Ｐクラッド層６から構成されている。ＡｌＧａ
ＩｎＰ多重量子井戸活性層５は、（Ａｌ0.05Ｇａ0.95)
0.5Ｉｎ0.5Ｐ量子井戸（厚さ１０ｎｍ）と（ＡｌxＧａ
1-x)0.5Ｉｎ0.5Ｐバリア層から構成されている。Ａｌ組
成（ｘ）は０．３〜０．７程度である。多重量子井戸の
両側には５０−２５０ｎｍ程度と薄い光ガイド層を設け
ておく。本実施例の半導体レーザの発振波長は６４０ｎ
ｍであり半導体導波路の等価屈折率（ｎeff）は３．３
０である。半導体レーザ前方端面のコーティング膜は屈
折率が２．５０のＴｉＯＮである。膜厚を
【００７８】
【数５７】 とし、反射率Ｒ1＝１０％、ＣＯＤ指標＝５．６を得
た。図４（Ａ）のＡ−Ａ断面を図４（Ｂ）に示す。Ｇａ
Ａｓブロック層１０が、基本横モード発振を安定化す
る。ＧａＡｓブロック層１０の代わりに、Ａｌ0.5Ｉｎ
0.5Ｐブロック層や図４（Ｃ）に示す（ＡｌxＧａ1-x）
0.5Ｉｎ0.5Ｐブロック層１１
た。図４（Ａ）のＡ−Ａ断面を図４（Ｂ）に示す。Ｇａ
Ａｓブロック層１０が、基本横モード発振を安定化す
る。ＧａＡｓブロック層１０の代わりに、Ａｌ0.5Ｉｎ
0.5Ｐブロック層や図４（Ｃ）に示す（ＡｌxＧａ1-x）
0.5Ｉｎ0.5Ｐブロック層１１
【００７９】
【数５８】 を用いてもよい。
【００８０】さらに、図５に示すように多重量子井戸活
性層５の代わりに、ＡｌＧａＩｎＰバルク活性層１２を
用いてもよい。
性層５の代わりに、ＡｌＧａＩｎＰバルク活性層１２を
用いてもよい。
【００８１】図６（Ａ）に、本発明による他の実施例と
してのＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ半導体レーザの断面
を示す。本実施例の半導体レーザの発振波長は０．９８
μｍである。従って、前方端面（出射端面）のコーティ
ング膜をＴｉＯＮ、屈折率を２．５０、コーティング膜
厚を９０ｎｍとして、反射率Ｒ1＝１０％、ＣＯＤ指標
＝５．６を得た。図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＡ−Ａ断面
である。
してのＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ半導体レーザの断面
を示す。本実施例の半導体レーザの発振波長は０．９８
μｍである。従って、前方端面（出射端面）のコーティ
ング膜をＴｉＯＮ、屈折率を２．５０、コーティング膜
厚を９０ｎｍとして、反射率Ｒ1＝１０％、ＣＯＤ指標
＝５．６を得た。図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＡ−Ａ断面
である。
【００８２】図７に、本発明による他の実施例としての
ＡｌＧａＡｓ半導体レーザの断面を示す。本実施例の半
導体レーザの発振波長は発振波長は０．８３μｍであ
る。従って、前方端面のコーティング膜をＴｉＯＮ、屈
折率を２．５０、コーティング膜厚を７６ｎｍとして、
反射率Ｒ1＝１０％、ＣＯＤ指標＝５．６を得た。
ＡｌＧａＡｓ半導体レーザの断面を示す。本実施例の半
導体レーザの発振波長は発振波長は０．８３μｍであ
る。従って、前方端面のコーティング膜をＴｉＯＮ、屈
折率を２．５０、コーティング膜厚を７６ｎｍとして、
反射率Ｒ1＝１０％、ＣＯＤ指標＝５．６を得た。
【００８３】図８に、本発明による他の実施例としての
本発明の実施例の１つのＩｎＧａＡｌＡｓ半導体レーザ
であり、阿南ら、エレクトロニクス・レターズ誌、第33
巻、第12号、1048-1049頁、1997年により報告されてい
る構造の半導体レーザの構成を示す断面図である。本実
施例の半導体レーザの発振波長は１．３μｍである。従
って、前方端面のコーティング膜をＴｉＯＮ、屈折率を
２．５０、コーティング膜厚を１２０ｎｍとした。Ｉｎ
ＧａＡｓＰ系材料を用いた従来の１．３〜１．７μｍ帯
半導体レーザではＣＯＤが報告されていないものの、Ａ
ｌを含む材料を用いた１．３〜１．７μｍ帯半導体レー
ザではＣＯＤが発生する可能性が高い。ＩｎＧａＡｓ／
ＩｎＡｌＡｓを用いた１．５５μｍ帯光変調器で観測さ
れた入力端面の損傷（中尾ら、第58回応用物理学会学術
講演会、1997年10月2日、講演予稿集No.3、p.1121、論
文番号4p-ZB-9）はＣＯＤによく似た現象であり、Ａｌ
を含む材料を用いた１．３〜１．７μｍ帯半導体レーザ
でＣＯＤが発生する可能性を強く示唆している。本発明
によれば、Ａｌを含む１．３〜１．７μｍ帯の半導体レ
ーザのＣＯＤを抑制することができる。
本発明の実施例の１つのＩｎＧａＡｌＡｓ半導体レーザ
であり、阿南ら、エレクトロニクス・レターズ誌、第33
巻、第12号、1048-1049頁、1997年により報告されてい
る構造の半導体レーザの構成を示す断面図である。本実
施例の半導体レーザの発振波長は１．３μｍである。従
って、前方端面のコーティング膜をＴｉＯＮ、屈折率を
２．５０、コーティング膜厚を１２０ｎｍとした。Ｉｎ
ＧａＡｓＰ系材料を用いた従来の１．３〜１．７μｍ帯
半導体レーザではＣＯＤが報告されていないものの、Ａ
ｌを含む材料を用いた１．３〜１．７μｍ帯半導体レー
ザではＣＯＤが発生する可能性が高い。ＩｎＧａＡｓ／
ＩｎＡｌＡｓを用いた１．５５μｍ帯光変調器で観測さ
れた入力端面の損傷（中尾ら、第58回応用物理学会学術
講演会、1997年10月2日、講演予稿集No.3、p.1121、論
文番号4p-ZB-9）はＣＯＤによく似た現象であり、Ａｌ
を含む材料を用いた１．３〜１．７μｍ帯半導体レーザ
でＣＯＤが発生する可能性を強く示唆している。本発明
によれば、Ａｌを含む１．３〜１．７μｍ帯の半導体レ
ーザのＣＯＤを抑制することができる。
【００８４】端面コーティングに用いる高屈折率材料と
しては、ＴｉＯＮの他に、ＡｌＯＮ等、様々なものが可
能である。表１に、本発明で利用できるコーティング膜
材料と、その屈折率を列記する。ＣａＦ2、ＣｅＯ2、
（レーザハンドブック、１９７５年再版、ｐ１９１）
等、光学材料としてよく知られている他の材料も利用可
能である。
しては、ＴｉＯＮの他に、ＡｌＯＮ等、様々なものが可
能である。表１に、本発明で利用できるコーティング膜
材料と、その屈折率を列記する。ＣａＦ2、ＣｅＯ2、
（レーザハンドブック、１９７５年再版、ｐ１９１）
等、光学材料としてよく知られている他の材料も利用可
能である。
【００８５】
【表１】
【００８６】
【表２】 半導体レーザの等価屈折率が３.３０、半導体レーザの
設計反射率が０.１０の場合、式２２により最適コーテ
ィング膜屈折率は２.５２である。ＴｉＯxＮ1-xの酸素
組成を３０−５０％とすると、優れたコーティング膜と
なる。ＴｉＯxＮ1 -xの成膜条件を選んで屈折率を制御す
ることも可能である。半導体レーザの設計反射率が０.
０５の場合、最適コーティング膜屈折率は２.２８に低
下する。酸素組成の大きなＴｉＯxＮ1-xの他、窒素組成
の大きなＡｌＯxＮ1-x、ＳｉＯxＮ1-x、等が適する。
設計反射率が０.１０の場合、式２２により最適コーテ
ィング膜屈折率は２.５２である。ＴｉＯxＮ1-xの酸素
組成を３０−５０％とすると、優れたコーティング膜と
なる。ＴｉＯxＮ1 -xの成膜条件を選んで屈折率を制御す
ることも可能である。半導体レーザの設計反射率が０.
０５の場合、最適コーティング膜屈折率は２.２８に低
下する。酸素組成の大きなＴｉＯxＮ1-xの他、窒素組成
の大きなＡｌＯxＮ1-x、ＳｉＯxＮ1-x、等が適する。
【００８７】なお、ＴｉＯＮを含めていくつかのコーテ
ィング膜材料は反応性が高く、空気中の水蒸気等とも反
応し、屈折率や透過率が変動する問題が有る。このよう
な場合には、ＣＯＤ制御用コーティング膜の外部に保護
コーティング膜を施して保護することが可能である。保
護コーティング膜の厚さを充分薄くする。保護コーティ
ング膜の厚さを、
ィング膜材料は反応性が高く、空気中の水蒸気等とも反
応し、屈折率や透過率が変動する問題が有る。このよう
な場合には、ＣＯＤ制御用コーティング膜の外部に保護
コーティング膜を施して保護することが可能である。保
護コーティング膜の厚さを充分薄くする。保護コーティ
ング膜の厚さを、
【００８８】
【数５９】 、としてもよい。これらの場合、図３（Ａ）に示した半
導体第１コーティング膜界面の光強度分布が保たれ、本
発明の作用が保たれる。
導体第１コーティング膜界面の光強度分布が保たれ、本
発明の作用が保たれる。
【００８９】一方、いくつかのコーティング膜材料を半
導体に直接コーティングすると、コーティング膜が半導
体に強い歪を与えて結晶欠陥を発生させる、等の問題が
ある。このような場合、ＣＯＤ制御用コーティング膜と
半導体の間に半導体保護コーティング膜を施すことが可
能である。半導体保護コーティング膜の厚さを充分薄く
する。半導体保護コーティング膜の厚さを、
導体に直接コーティングすると、コーティング膜が半導
体に強い歪を与えて結晶欠陥を発生させる、等の問題が
ある。このような場合、ＣＯＤ制御用コーティング膜と
半導体の間に半導体保護コーティング膜を施すことが可
能である。半導体保護コーティング膜の厚さを充分薄く
する。半導体保護コーティング膜の厚さを、
【００９０】
【数６０】 、としてもよい。これらの場合も、図３（Ａ）に示した
半導体第１コーティング膜界面の光強度分布が保たれ、
本発明の作用が保たれる。
半導体第１コーティング膜界面の光強度分布が保たれ、
本発明の作用が保たれる。
【００９１】
【発明の効果】本発明の半導体レーザでは、従来知られ
ていた限界値以上の光出力を得ることができる。また、
従来と比べて比較的高い端面反射率を持つ端面コーティ
ングで高い光出力を得ることができる。従って、しきい
値電流や温度特性、等の発振特性を良好に保ちながら安
定性と信頼性の高い高出力半導体レーザを実現する。
ていた限界値以上の光出力を得ることができる。また、
従来と比べて比較的高い端面反射率を持つ端面コーティ
ングで高い光出力を得ることができる。従って、しきい
値電流や温度特性、等の発振特性を良好に保ちながら安
定性と信頼性の高い高出力半導体レーザを実現する。
【図１】本発明の作用を説明する説明図である。
【図２】（Ａ）は本発明の端面コーティングの効果を示
す図であり、（Ｂ）は比較例としての従来の端面コーテ
ィングの効果を示す図である。
す図であり、（Ｂ）は比較例としての従来の端面コーテ
ィングの効果を示す図である。
【図３】（Ａ）は本発明の半導体レーザの光強度分布を
示す説明するための図であり、（Ｂ）は比較例としての
従来の半導体レーザの光強度分布を示す図である。
示す説明するための図であり、（Ｂ）は比較例としての
従来の半導体レーザの光強度分布を示す図である。
【図４】（Ａ）は本発明の実施例の１つのＡｌＧａＩｎ
Ｐ多重量子井戸レーザの構成を示す断面図、（Ｂ）はＡ
ｌＧａＩｎＰ多重量子井戸レーザの第２の断面図、
（Ｃ）はＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸レーザの第２断面
のもう１つの例を示す図である。
Ｐ多重量子井戸レーザの構成を示す断面図、（Ｂ）はＡ
ｌＧａＩｎＰ多重量子井戸レーザの第２の断面図、
（Ｃ）はＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸レーザの第２断面
のもう１つの例を示す図である。
【図５】本発明の実施例の１つのＡｌＧａＩｎＰバルク
活性層レーザを示す図である。
活性層レーザを示す図である。
【図６】（Ａ）は本発明の実施例の１つのＩｎＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓレーザを示す断面図、（Ｂ）はＩｎＧａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓレーザの第２の断面を示す図であ
る。
／ＡｌＧａＡｓレーザを示す断面図、（Ｂ）はＩｎＧａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓレーザの第２の断面を示す図であ
る。
【図７】本発明の実施例の１つのＡｌＧａＡｓレーザを
示す図である。
示す図である。
【図８】本発明の実施例の１つのＩｎＧａＡｓＰ／Ｉｎ
ＧａＡｌＡｓレーザを示す図である。
ＧａＡｌＡｓレーザを示す図である。
１ 前方端面コーティング膜 ２ 高反射率コーティング膜 ３ ＧａＡｓ ４ ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ５ ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層 ６ ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ７ ＧａＡｓ基板 ８ 電極 ９ 電極 １０ ＧａＡｓブロック層 １１ ＡｌＧａＩｎＰブロック層 １２ ＡｌＧａＩｎＰバルク活性層 １３ ＡｌＧａＡｓクラッド層 １４ ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性
層 １５ ＡｌＧａＡｓクラッド層 １６ ＡｌＧａＡｓブロック層 １７ ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性層 １８ ＩｎＰ層 １９ ＩｎＧａＡｓＰクラッド層 ２０ ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｌＡｓ多重量子井
戸活性層 ２１ ＩｎＧａＡｓＰクラッド層 ２２ ＩｎＰ基板
層 １５ ＡｌＧａＡｓクラッド層 １６ ＡｌＧａＡｓブロック層 １７ ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性層 １８ ＩｎＰ層 １９ ＩｎＧａＡｓＰクラッド層 ２０ ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｌＡｓ多重量子井
戸活性層 ２１ ＩｎＧａＡｓＰクラッド層 ２２ ＩｎＰ基板
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体レーザ導波路の光出射端面に１層
あるいは複数の層からなるコーティング膜を備える半導
体レーザの製造方法において、 前記コーティング膜を構成する層の少なくとも１層の屈
折率ｎ1を前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと
前記光出射端面の反射率Ｒ1について 【数１】 ±２０％の範囲とすることを特徴とする半導体レーザの
製造方法。 - 【請求項２】 半導体レーザ導波路の光出射端面に１層
あるいは複数の層からなるコーティング膜を備える半導
体レーザの製造方法において、 前記コーティング膜を構成する層の少なくとも１層の屈
折率ｎ1を前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと
前記光出射端面の反射率Ｒ1について 【数２】 ±１０％の範囲とすることを特徴とする半導体レーザの
製造方法。 - 【請求項３】 半導体レーザ導波路の光出射端面に複数
の層からなるコーティング膜を備える半導体レーザの製
造方法において、 前記コーティング膜を構成する層の少なくとも１層の屈
折率ｎ1を前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと
前記光出射端面の反射率Ｒ1について 【数３】 ±２０％の範囲とし、 前記屈折率ｎ1の層以外の層の厚さを、その屈折率ｎjと
し、レーザ発振波長λとしたときに、 【数４】 とすることを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項４】 半導体レーザ導波路の光出射端面に複数
の層からなるコーティング膜を備える半導体レーザの製
造方法において、 前記コーティング膜を構成する層の少なくとも１層の屈
折率ｎ1を前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと
前記光出射端面の反射率Ｒ1について 【数５】 ±１０％の範囲とし、 前記屈折率ｎ1の層以外の層の厚さを、その屈折率ｎjと
し、レーザ発振波長λとしたときに、 【数６】 とすることを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項５】 半導体レーザ導波路の光出射端面に１層
あるいは複数の層からなるコーティング膜を備える半導
体レーザにおいて、 前記コーティング膜を構成する層の少なくとも１層の屈
折率ｎ1が前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと
前記光出射端面の反射率Ｒ1について 【数７】 ±２０％の範囲であることを特徴とする半導体レーザの
製造方法。 - 【請求項６】 半導体レーザ導波路の光出射端面に１層
あるいは複数の層からなるコーティング膜を備える半導
体レーザにおいて、 前記コーティング膜を構成する層の少なくとも１層の屈
折率ｎ1が前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと
前記光出射端面の反射率Ｒ1について 【数８】 ±１０％の範囲であることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項７】 半導体レーザ導波路の光出射端面に複数
の層からなるコーティング膜を備える半導体レーザにお
いて、 前記コーティング膜を構成する層の少なくとも１層の屈
折率ｎ1が前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと
前記光出射端面の反射率Ｒ1について 【数９】 ±２０％の範囲であり、 前記屈折率ｎ1の層以外の層の厚さが、その屈折率ｎjと
し、レーザ発振波長λとしたときに、 【数１０】 であることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項８】 半導体レーザ導波路の光出射端面に複数
の層からなるコーティング膜を備える半導体レーザにお
いて、 前記コーティング膜を構成する層の少なくとも１層の屈
折率ｎ1が前記半導体レーザ導波路の等価屈折率ｎeffと
前記光出射端面の反射率Ｒ1について 【数１１】 ±１０％の範囲であり、 前記屈折率ｎ1の層以外の層の厚さが、その屈折率ｎjと
し、レーザ発振波長λとしたときに、 【数１２】 であることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP12907698A JP3522107B2 (ja) | 1997-12-18 | 1998-05-12 | 半導体レーザ |
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| US09/212,473 US6285700B1 (en) | 1997-12-18 | 1998-12-16 | Semiconductor laser |
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| JP34931997 | 1997-12-18 | ||
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| JP2007201373A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
| WO2008111477A1 (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-18 | Nec Corporation | 窒化物半導体レーザ |
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1998
- 1998-05-12 JP JP12907698A patent/JP3522107B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-10 EP EP98123595A patent/EP0924819A3/en not_active Withdrawn
- 1998-12-16 US US09/212,473 patent/US6285700B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-17 KR KR1019980055760A patent/KR100324147B1/ko not_active IP Right Cessation
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