JPS58192394A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS58192394A JPS58192394A JP7522682A JP7522682A JPS58192394A JP S58192394 A JPS58192394 A JP S58192394A JP 7522682 A JP7522682 A JP 7522682A JP 7522682 A JP7522682 A JP 7522682A JP S58192394 A JPS58192394 A JP S58192394A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- laser
- semiconductor laser
- substrate
- 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.)
- Pending
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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
- H01S5/164—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions comprising semiconductor material with a wider bandgap than the active layer
-
- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/0201—Separation of the wafer into individual elements, e.g. by dicing, cleaving, etching or directly during growth
- H01S5/0203—Etching
-
- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
- H01S5/0281—Coatings made of semiconductor materials
-
- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
- H01S5/166—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions comprising non-semiconducting materials
-
- 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
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複数９発光領域が相互に光結合を有するいわゆ
るフェーズドアレイ型半導体レーザ装置に関するもので
ある。特に高出力で、低いしきい値を有し、アレイ相互
の光結合を容易にしたものに関するものである。
るフェーズドアレイ型半導体レーザ装置に関するもので
ある。特に高出力で、低いしきい値を有し、アレイ相互
の光結合を容易にしたものに関するものである。
従来、複数の発光領域が相互に光結合を有するいわゆる
フェーズドアレイ型のレーザ装置においては、最大光出
力は個々のレーザの端面劣化の限界で決まっており、大
きな出力はとれなかった。
フェーズドアレイ型のレーザ装置においては、最大光出
力は個々のレーザの端面劣化の限界で決まっており、大
きな出力はとれなかった。
本発明は、高出力で、低いしきい値を有し、アレイ相互
の光結合の良い７工−ズドアレイ型半導体レーザ素子を
提供することにるる。
の光結合の良い７工−ズドアレイ型半導体レーザ素子を
提供することにるる。
半導体レーザ・プレイの光出射端面にレーザを構成する
結晶と結晶的に接続した透明な膜を設けると、端面劣化
が抑止され、高い光出力が得られる。また透明な膜内で
レーザ光は発散するが、レーザ間で光学的結合がある場
合には、発散したレーザ光は端面で反射されてからレー
ザの活性層自身に効率良く戻シ、損失が増加しないので
、透明な膜をつけてもしきい値は増加しない。また透明
な膜内での発散光によシ、レーザ間の光学的結合が効率
良く行なわれる。
結晶と結晶的に接続した透明な膜を設けると、端面劣化
が抑止され、高い光出力が得られる。また透明な膜内で
レーザ光は発散するが、レーザ間で光学的結合がある場
合には、発散したレーザ光は端面で反射されてからレー
ザの活性層自身に効率良く戻シ、損失が増加しないので
、透明な膜をつけてもしきい値は増加しない。また透明
な膜内での発散光によシ、レーザ間の光学的結合が効率
良く行なわれる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は本発明のフェーズドアレイ型半導体レーザ装置の光
放射部端面を示す斜視図でおる。
図は本発明のフェーズドアレイ型半導体レーザ装置の光
放射部端面を示す斜視図でおる。
結晶端面８の近傍をレーザ光に対して透明なｎ型Ｇ ａ
ｏ、 ｓ ｋｌ ６．４ Ａ ８層９で覆った半導体レ
ーザ・アレイ１０〜１４が示されている。
ｏ、 ｓ ｋｌ ６．４ Ａ ８層９で覆った半導体レ
ーザ・アレイ１０〜１４が示されている。
第２図はレーザ光の進行方向に平行な面での断面図を示
している。
している。
ＧａＡＳ基板２上に厚さ５μｍのｎ型Ｇ ａ ｏ、ｅ
Ａ／、０．４ ＡＳ層３、厚さ０，２．ｕｍのＧａａ、
５Ａｔａ、ＩＡＳ活性層４、厚さ１．５μｍのｐ型Ｇａ
ｏ、ｓ ｋＬｏ、４ｋＳ層５を周知の液相エピタキシャ
ル成長法で順次形成する。通常、キャップ層として更に
ｎ型ＧａＡＳ層６を適宜形成する。
Ａ／、０．４ ＡＳ層３、厚さ０，２．ｕｍのＧａａ、
５Ａｔａ、ＩＡＳ活性層４、厚さ１．５μｍのｐ型Ｇａ
ｏ、ｓ ｋＬｏ、４ｋＳ層５を周知の液相エピタキシャ
ル成長法で順次形成する。通常、キャップ層として更に
ｎ型ＧａＡＳ層６を適宜形成する。
この様にして成長したダブルへテロ構造結晶表面上にケ
ミカル・ペーパー・ディポジション（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｙａｐｏｒ ］）ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、８
１（ｈ絶縁膜を５０００人の厚さに付着する。上記Ｓｉ
ｇｈ絶縁膜上にフォトレジスト膜を塗布し、これをマス
クとして８１０ｗ絶縁膜を所定の巾の帯状にＨＦ溶液で
除去する。残ったＳ ｓ Ｏ＊絶縁膜をマスクとして、
液相成長層を硫酸系の化学エッチ液（硫酸：過酸化水素
水：水＝４：１：ｉ）で結晶端部を除去する。化学エッ
チ後、残っている５ｉＣｈ膜はそのｔまにして、液相成
長を行い、ｐ形Ｇａｏ、ｓＡ Ｌｏ 、４ Ａ ３層９
で成長層を除去した厚さ２０μｍの部分を埋めるレーザ
装置のキャビティ長を考慮して成長層の厚さを決定すれ
ば良い。仄いで、周知の方法を用いてＧａｏ、ｅＡｔ（
１４ＡＳ活性層４がｎ型Ｇ ”ｏ、６ Ａｔｏ、４ Ａ
ｓクラッド層３とｐ型Ｇａ６．ｇＡｔｏ、ａＡ’ クラ
ッド層５ではさまれたダブルヘテロ接合構造結晶に対し
て、ストライプ幅５μｍのストライプ状の亜鉛拡散領域
１０〜１４を設ける。
ミカル・ペーパー・ディポジション（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｙａｐｏｒ ］）ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、８
１（ｈ絶縁膜を５０００人の厚さに付着する。上記Ｓｉ
ｇｈ絶縁膜上にフォトレジスト膜を塗布し、これをマス
クとして８１０ｗ絶縁膜を所定の巾の帯状にＨＦ溶液で
除去する。残ったＳ ｓ Ｏ＊絶縁膜をマスクとして、
液相成長層を硫酸系の化学エッチ液（硫酸：過酸化水素
水：水＝４：１：ｉ）で結晶端部を除去する。化学エッ
チ後、残っている５ｉＣｈ膜はそのｔまにして、液相成
長を行い、ｐ形Ｇａｏ、ｓＡ Ｌｏ 、４ Ａ ３層９
で成長層を除去した厚さ２０μｍの部分を埋めるレーザ
装置のキャビティ長を考慮して成長層の厚さを決定すれ
ば良い。仄いで、周知の方法を用いてＧａｏ、ｅＡｔ（
１４ＡＳ活性層４がｎ型Ｇ ”ｏ、６ Ａｔｏ、４ Ａ
ｓクラッド層３とｐ型Ｇａ６．ｇＡｔｏ、ａＡ’ クラ
ッド層５ではさまれたダブルヘテロ接合構造結晶に対し
て、ストライプ幅５μｍのストライプ状の亜鉛拡散領域
１０〜１４を設ける。
ｎ型Ｇ４ＡＳ基板２の表面と、ｎ型Ｑ ａ Ａ ８キャ
ップ層６の表面に各々ＡｕＧｅＮｉ金属電極１、および
Ｃｒ −Ａ ｕ金属電極７を蒸着して構成し電極を形成
する。光放出面にあたる層９をへき開して半導体レーザ
装置となす。レーザ・アレイ１０〜１４のレーザ光が出
射する端面８の近傍のみ、ｏａｏ、５Ａｔ０．４ＡＳ層
９で覆われているので、大出力時の端面劣化現象が抑制
される。
ップ層６の表面に各々ＡｕＧｅＮｉ金属電極１、および
Ｃｒ −Ａ ｕ金属電極７を蒸着して構成し電極を形成
する。光放出面にあたる層９をへき開して半導体レーザ
装置となす。レーザ・アレイ１０〜１４のレーザ光が出
射する端面８の近傍のみ、ｏａｏ、５Ａｔ０．４ＡＳ層
９で覆われているので、大出力時の端面劣化現象が抑制
される。
第３図はレーザの注入電流と光出力の関係を示すもので
ある。端面が透明化されていな′いレーザ装置では、レ
ーザ１本当りの端面破壊レベルはパルスで〜１００ｍＷ
、５本では第３図１６に示す如＜５００ｍＷであったが
、本発明による素子で ｒは１本当シの素子内
部破壊レベルは７００ｍＷ（パルス）で、５本では第２
図１５に示す如く３．５Ｗであった。
ある。端面が透明化されていな′いレーザ装置では、レ
ーザ１本当りの端面破壊レベルはパルスで〜１００ｍＷ
、５本では第３図１６に示す如＜５００ｍＷであったが
、本発明による素子で ｒは１本当シの素子内
部破壊レベルは７００ｍＷ（パルス）で、５本では第２
図１５に示す如く３．５Ｗであった。
第１図で、Ｚｎ拡散領域の間隔を５μｍとしたがこの場
合隣接するストライプ間で光学的結合が生じ、レーザ光
の位相がそろって、いわゆるフェーズドアレイになる。
合隣接するストライプ間で光学的結合が生じ、レーザ光
の位相がそろって、いわゆるフェーズドアレイになる。
ところで一般に端面附近を第１図に示すように透明化し
た場合、透明部分で光の回折によりレーザ光が発散する
。単一のストライプでは、このため光の損失が増え、し
きい値が増大し、微分効率が低下するが、フェーズドア
レイにした場合には、発散したレーザ光はいずれかのス
トライプ部分に戻り、光の損失の増加は小さい。第１図
に示した場合、単一のストライプでのしきい値の増加は
、端面を透明化しない場合に比べて２．．０倍であった
が、フェーズドアレイの場合は、１．２倍程度に小さか
った。また透明部分で発散したレーザ光の一部分は、他
のストライプへも戻るので、ストライプ間の光学的結合
が大きくなシ、位相が揃い易いという利点もある。
た場合、透明部分で光の回折によりレーザ光が発散する
。単一のストライプでは、このため光の損失が増え、し
きい値が増大し、微分効率が低下するが、フェーズドア
レイにした場合には、発散したレーザ光はいずれかのス
トライプ部分に戻り、光の損失の増加は小さい。第１図
に示した場合、単一のストライプでのしきい値の増加は
、端面を透明化しない場合に比べて２．．０倍であった
が、フェーズドアレイの場合は、１．２倍程度に小さか
った。また透明部分で発散したレーザ光の一部分は、他
のストライプへも戻るので、ストライプ間の光学的結合
が大きくなシ、位相が揃い易いという利点もある。
以上説明した如く、本発明によれば、光出力の大きな、
しきい値の小さな半導体レーザ・アレイが実現できた。
しきい値の小さな半導体レーザ・アレイが実現できた。
以上の説明では、平面的に複数個のストライプを設けた
プレイについて述べたが、縦方向に活性層とクラッド層
を複数個積層したフェーズドアレイ型半導体レーザの場
合についても全く同様に効果がある。また第１図では、
Ｚｎ拡散によるストライプ構造について示したが、他の
構造のストライプ、例えば埋込ヘテロ接合型などについ
ても本発明が適用できる。さらに以上の説明では、Ｇａ
Ａ／、Ａｓ系の材料について示したが、他の材料、例え
ばＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ／ Ｑ ａ
Ａ Ｓなど■−ｖ族化合物半導体の三元系あるいは四
元系での組み合せになる半導体レーザを対象としても同
様な効果を奏することはいうまでもない。
プレイについて述べたが、縦方向に活性層とクラッド層
を複数個積層したフェーズドアレイ型半導体レーザの場
合についても全く同様に効果がある。また第１図では、
Ｚｎ拡散によるストライプ構造について示したが、他の
構造のストライプ、例えば埋込ヘテロ接合型などについ
ても本発明が適用できる。さらに以上の説明では、Ｇａ
Ａ／、Ａｓ系の材料について示したが、他の材料、例え
ばＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ／ Ｑ ａ
Ａ Ｓなど■−ｖ族化合物半導体の三元系あるいは四
元系での組み合せになる半導体レーザを対象としても同
様な効果を奏することはいうまでもない。
以上の例では発光出力面上に設けるレーザ光に対し透明
な膜を液相エピタキシャルによる半導体膜９を用いたが
、この他、半導体結晶中に適当な不純物をドープし、結
晶端面近傍のエネルギー・バンド巾をその内部における
それよりも犬ならしめることによっても良い。第４図は
この例を示す装置断面図である。たとえばＧａＡＳ中に
Ｐを拡散させる等の方法の場合、第４図に薄層１０とし
て示した被拡散部分はエネルギー・ギャップが犬なる膜
となる。また、分子線エピタキシャル法を用いて結晶端
面にレーザ光に対して透明な膜を成長させても良い。第
５図はこうした例を示すもので、たとえば、前述の第２
図に示した具体例の積層体（２，３，４，５，６）に対
し、Ｇ ａ ｏ、 ａ Ａ １６．４ Ａ Ｓ膜１１を
形成したものである。これらの例においても第２図と同
様に高出力、低しきい値のフェーズドアレイ型半導体レ
ーザ装置が実現出来る。
な膜を液相エピタキシャルによる半導体膜９を用いたが
、この他、半導体結晶中に適当な不純物をドープし、結
晶端面近傍のエネルギー・バンド巾をその内部における
それよりも犬ならしめることによっても良い。第４図は
この例を示す装置断面図である。たとえばＧａＡＳ中に
Ｐを拡散させる等の方法の場合、第４図に薄層１０とし
て示した被拡散部分はエネルギー・ギャップが犬なる膜
となる。また、分子線エピタキシャル法を用いて結晶端
面にレーザ光に対して透明な膜を成長させても良い。第
５図はこうした例を示すもので、たとえば、前述の第２
図に示した具体例の積層体（２，３，４，５，６）に対
し、Ｇ ａ ｏ、 ａ Ａ １６．４ Ａ Ｓ膜１１を
形成したものである。これらの例においても第２図と同
様に高出力、低しきい値のフェーズドアレイ型半導体レ
ーザ装置が実現出来る。
なお、第４図、第５図において第２図と同一符号の部位
は同一の部位を示す。又各図における矢印は放射される
レーザ光を示している。
は同一の部位を示す。又各図における矢印は放射される
レーザ光を示している。
第１図は、本発明によるフェーズドアレイ型半導体レー
ザ装置の斜視図、第３図は、従来形アレイと、本発明に
よるプレイの光出力−電流特性を示す図、第２図、第４
図および第５図は、本発明の７工−ズドアレイ型半導体
レーザ装置の断面図である。
ザ装置の斜視図、第３図は、従来形アレイと、本発明に
よるプレイの光出力−電流特性を示す図、第２図、第４
図および第５図は、本発明の７工−ズドアレイ型半導体
レーザ装置の断面図である。
Claims (1)
- １、相互に光結合を有する少なくとも２個以上のレーザ
発光部を有する半導体レーザ装置において発光出力面を
当該半導体レーザを構成する材質と結晶的に接続された
透明な膜で覆ったことを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7522682A JPS58192394A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7522682A JPS58192394A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58192394A true JPS58192394A (ja) | 1983-11-09 |
Family
ID=13570093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7522682A Pending JPS58192394A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58192394A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02281780A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザアレイ装置 |
| WO2002060023A1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-08-01 | The University Court Of The University Of Glasgow | Improvements in or relating to semiconductor lasers |
-
1982
- 1982-05-07 JP JP7522682A patent/JPS58192394A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02281780A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザアレイ装置 |
| WO2002060023A1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-08-01 | The University Court Of The University Of Glasgow | Improvements in or relating to semiconductor lasers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5126804A (en) | Light interactive heterojunction semiconductor device | |
| US4903274A (en) | Semiconductor laser array device | |
| EP0155151B1 (en) | A semiconductor laser | |
| US7804871B2 (en) | Semiconductor laser | |
| US4839900A (en) | Buried type semiconductor laser device | |
| JPH07176788A (ja) | 発光ダイオード | |
| JPS58192394A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| US5805628A (en) | Semiconductor laser | |
| US4821278A (en) | Inverted channel substrate planar semiconductor laser | |
| JPH06103775B2 (ja) | 半導体レ−ザアレイ装置 | |
| JPS59227177A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JP4164248B2 (ja) | 半導体素子及びその製造方法、及び半導体光装置 | |
| JPH0682886B2 (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法 | |
| JPH0437598B2 (ja) | ||
| JPS61112392A (ja) | 半導体レ−ザおよびその製造方法 | |
| JPH0710015B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置及びその作製方法 | |
| JPS596588A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPH02119285A (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPS61284985A (ja) | 半導体レ−ザ装置の作製方法 | |
| JPS5882589A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPH03125491A (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
| JPS62281384A (ja) | 半導体レ−ザ素子およびその製造方法 | |
| JPS63287079A (ja) | 半導体レ−ザの製造方法 | |
| JPH10178200A (ja) | 半導体光集積素子 | |
| JPS5831593A (ja) | 光集積化素子 |