JPH11511298A - レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、レーザビーム（８）の出射方向に直角に延びる前面及び後面（９、１０）と、レーザビームの出射方向に平行に延びる側面ならびに下面及び上面（１１、１２、１３）とを有する外面（９〜１３）によって画成されレーザ活性領域（２）内に配置された多数の個別レーザを備えるレーザ装置に関する。レーザ装置（１）の外面の複数が、好ましくは全てが少なくともほぼ完全に吸収膜（１４〜１７）を備えている。さらに、これらの吸収膜（１４〜１７）はレーザビームに対して反射を少なくする及び／又は吸収する及び／又は屈折率がレーザ活性領域２の材料に整合した材料を有している。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称：レーザ装置 本発明はレーザ活性領域内に配置された多数の個別レーザを備える請求項１の 前文に記載のレーザ装置に関する。 レーザダイオードにおいて、特に高出力レーザダイオードにおいては、損失の 少ない内部リングモード、又は一般に自然放出された光子、スーパールミネセン ス又は散乱レーザ放射によって励起され所望のレーザ動作を部分的にかなり妨害 するその他の競合モードが発生すると、レーザダイオードの全効率が減ぜられる 。このような擾乱の影響は特に共振器の長さが短い場合（例えば約３００μｍ以 下）及び／又は前側反射防止膜が設けられている場合（特に鏡面反射の積のＲ（ 前側）×Ｒ（後側）が約０．３０以下である場合）に生じる。このような問題は レーザ活性領域を形成するために半導体レーザ装置において使用されたエピタキ シー層の改善が進むにつれて境界膜の内部吸収・散乱損失のために大きくなる。 文献（「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．」第５２巻第１６号、第１３２０頁以 下、１９８８年発行参照）によれば、特にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ半導体レーザ ダイオードの場合、劣化メカニズムの相当な部分が光子誘導されることが知られ ている。このような理由から上述の擾乱光子はレーザダイオードの老化にもかな り関与する。 幅広い活性領域を備えた、従って上述の妨害を大きく受け易いレーザダイオー ドにおいては、活性領域が分離溝によって多数の細長い活性領域に分割される。 幅広い個別領域を持つレーザダイオード（例えば全体で４００μｍの幅を持つ４ ０個のストライプレーザ）、又は共振器の長さが短いレーザダイオードの場合及 び／又は鏡面反射がＲ（前側）×Ｒ（後側）≦０．３０であるレーザダイオード の場合、一般にこのような措置はもはや十分ではない。マルチレーザ装置の場合 、従来では、Ｖ形溝として形成されたレーザ活性領域の側部境界が、レーザ放射 の不所望な横モード又はリングモードを吸収する又は出射させる材料を備えるこ とによってこの種の問題に対処していた（ヨーロッパ特許第２２１２８５号公報 参 照）。レーザ鏡面被覆をＲ（前側）×Ｒ（後側）≧０．３となるように選定する と、エッチングされた横方向分離溝内に設けられた例えばＴｉ又はＣｒ被覆の吸 収特性は競合モードを抑制するのに十分である。 本発明を用いて、閾値電流、微分勾配、鏡面破壊限界、スペクトルモード特性 ならびに老化特性のような全ての主要なレーザ特性を改善するという目標を持っ て、所望のレーザ動作を妨害する全ての光子を全部又は少なくとも一部分を除去 するようにすべきである。 そこで本発明の課題は、レーザ活性領域内に配置された多数の個別レーザを備 えたレーザ装置において全ての主要なレーザ特性を改善することにある。 この課題は請求項１に記載されたレーザ装置によって解決される。 本発明によれば、レーザ装置の少なくとも１つの外面は少なくともほぼ全面に 設けられた吸収膜を備えるようにされる。レーザ装置の外面は、レーザ光の出射 方向に直角に延びる前面及び後面と、レーザ光の出射方向に平行に延びる側面な らびに下面及び上面とである。特に優れた実施態様ではレーザ装置の全ての外面 は少なくともほぼ完全に吸収膜を備える。 この場合特に、レーザ光の出射方向に平行に延びる上面は接続電極のための幾 つかの僅かな拘束のない個所を除いて全面に吸収膜を備えるようにすることがで きる。さらに、レーザ光の出射方向に平行に延びるレーザ装置の側面はレーザ活 性領域の側部境界上に延びる吸収膜を備えるようにすることができる。この場合 、レーザ活性領域の側部境界は吸収膜を設けられた溝形窪みによって形成するこ とができる。 吸収膜はレーザ光に対して反射を少なくする及び／又は吸収する及び／又は屈 折率がレーザ活性領域の材料に整合した材料を有する。このような吸収膜に適す る材料は例えば、擾乱光子に上述の作用を示す特性を有する半導体材料、誘電体 材料、金属酸化物、金属及び合成樹脂であり、これらの材料はレーザ装置の外面 上に蒸着、スパッタリング、エピタキシャル成長、メッキ、スピニング又はその 他の技術によって設けることができる。 本発明によるレーザ装置はレーザ活性領域内に位相結合形レーザダイオード、 特に半導体レーザダイオードを備えたマルチレーザ装置（レーザアレイ）に有利 に適用される。 同様に本発明は個々のレーザ（例えばレーザダイオード）及びワイドストライ プレーザでも利用することができる。 本発明の他の利点及び構成は図面に示された実施例の以下での説明から明らか になる。 図に示されたレーザアレイ１は、レーザ活性領域２内に配置され例えばエッチ ングもしくは切削によって形成された溝形窪み３によって互いに分割された多数 の位相結合形個別レーザダイオードを有している。このレーザアレイ１はＧａＡ ｓから成る半導体基板４と、この上に設けられたエピタキシャル層５、６、７と を含んでいる。レーザアレイ１のレーザ活性領域２からレーザビーム８が放出さ れる。 図に示されたレーザアレイ１はさらにレーザビーム８の出射方向に直角に延び る前面９及び後面１０と、レーザビーム８の出射方向に平行に延びる側面（図に は左側の側面１１のみが示されている）ならびに下面及び上面１２、１３とを備 えた外面を有している。本発明によれば、レーザ装置１の少なくとも１つの外面 は少なくともほぼ全面に設けられた吸収膜１４〜１７を備えるようにされている 。この吸収膜１４〜１７はレーザ光に対して反射を少なくする及び／又は吸収す る及び／又は屈折率がレーザ活性領域２の材料に整合した材料を有している。こ れに適する材料は擾乱光子に上述の作用を持つ半導体材料、誘電体材料、金属酸 化物、金属又は合成樹脂材料である。これらの材料は蒸着、スパッタリング、エ ピタキシャル成長、メッキ、スピニング、又はその他の適当な方法で外面に設け ることができる。高出力レーザダイオードとして使用するために、吸収膜１４〜 １７の材料は特にゲルマニウム又はシリコンを有する。 図示の実施例の場合、全ての外面９〜１３は吸収膜１４〜１７を備えているが 、これらの吸収膜１４〜１７は、レーザ活性領域２と、接続電極又はその他のコ ンタクトが設けられるか又はレーザ装置にポンピング光が入射する個所１８、１ ９とを除いて、外面及びこの外面の表面輪郭上に全面に設けられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．レーザビーム（８）の出射方向に直角に延びる前面及び後面（９、１０）と 、レーザビームの出射方向に平行に延びる側面ならびに下面及び上面（１１、１ ２、１３）とを有する外面（９〜１３）によって画成されレーザ活性領域（２） 内に配置された多数の個別レーザを備えるレーザ装置において、レーザ装置（１ ）の少なくとも１つの外面（９〜１３）は少なくともほぼ全面に設けられた吸収 膜（１４〜１７）を備えていることを特徴とするレーザ装置。 ２．レーザ装置（１）の外面（９〜１３）の複数が、好ましくは全てが少なくと もほぼ完全に吸収膜（１４〜１７）を備えていることを特徴とする請求項１記載 のレーザ装置。 ３．レーザビーム（８）の出射方向に直角に延びるレーザ装置の前面及び／又は 後面（９、１０）はレーザ活性領域（２）を除いて全面に吸収膜（１６）を備え ていることを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ装置。 ４．レーザビーム（８）の出射方向に平行に延びるレーザ装置（１）の下面（１ ２）は全面に吸収膜（１４）を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の１ つに記載のレーザ装置。 ５．レーザビーム（８）の出射方向に平行に延びる上面（１３）は接続電極のた めの幾つかの僅かな拘束のない個所を除いて全面に吸収膜（１７）を備えている ことを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載のレーザ装置。 ６．レーザビーム（８）の出射方向に平行に延びるレーザ装置（１）の側面（１ １）はレーザ活性領域（２）の側部境界上に延びる吸収膜（１５）を備えている ことを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載のレーザ装置。 ７．レーザ活性領域（２）の側部境界は吸収膜を設けられた溝形窪み（３）によ って形成されていることを特徴とする請求項６記載のレーザ装置。 ８．吸収膜（１４〜１７）はレーザビームに対して反射を少なくする及び／又は 吸収する及び／又は屈折率がレーザ活性領域の材料に整合した材料を有している ことを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載のレーザ装置。 ９．外面（９〜１３）内でレーザ活性領域（２）内に配置された個別レーザはス トライプ状に並列に半導体基板（４）上に配置された半導体レーザであることを 特徴とする請求項１乃至８の１つに記載のレーザ装置。 １０．個別レーザは位相結合形レーザダイオードであることを特徴とする請求項 １乃至９の１つに記載のレーザ装置。