JPS5846880B2 - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS5846880B2 JPS5846880B2 JP52052219A JP5221977A JPS5846880B2 JP S5846880 B2 JPS5846880 B2 JP S5846880B2 JP 52052219 A JP52052219 A JP 52052219A JP 5221977 A JP5221977 A JP 5221977A JP S5846880 B2 JPS5846880 B2 JP S5846880B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- active region
- semiconductor
- type
- semiconductor layer
- 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.)
- Expired
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体レーザに関するものである。
一般に半導体レーザの出力を取出す方法としては、半導
体レーザの一対同面を臂開面とし、これを反射鏡と同様
の作用をもたせることによって共振器を構成し、一方の
臂開面からの透過光を出力とするもの（ファブリベロー
共振器）と、介層された活性領域の内部あるいは近傍に
レーザビーム出力方向と直角に波状の境界面を設け、こ
れにより光の屈折率や損失の周期構造（コルゲーション
と称す）を形成することによってレーザ発振を生じさせ
るようにしたものがある。
体レーザの一対同面を臂開面とし、これを反射鏡と同様
の作用をもたせることによって共振器を構成し、一方の
臂開面からの透過光を出力とするもの（ファブリベロー
共振器）と、介層された活性領域の内部あるいは近傍に
レーザビーム出力方向と直角に波状の境界面を設け、こ
れにより光の屈折率や損失の周期構造（コルゲーション
と称す）を形成することによってレーザ発振を生じさせ
るようにしたものがある。
ところで、このような構成からなる半導体レーザの活性
領域は、はぼ室温状態で連続発振をさせる必要があるこ
とから、その層厚は通常１μｍ以下で形成されている。
領域は、はぼ室温状態で連続発振をさせる必要があるこ
とから、その層厚は通常１μｍ以下で形成されている。
このため、活性領域の層厚方向へのレーザビーム族がり
半値角は大きくほぼ５０度程度である。
半値角は大きくほぼ５０度程度である。
そして、一般に半導体レーザは結晶内に欠陥等が存在す
るとフィラメント発振が生ずることから、レーザビーム
取出し方向は利得を犬ならしめるため比較的長さを犬と
し、レーザビーム取出し面の幅を短かくし、全体として
半導体レーザの占有面積を小としている。
るとフィラメント発振が生ずることから、レーザビーム
取出し方向は利得を犬ならしめるため比較的長さを犬と
し、レーザビーム取出し面の幅を短かくし、全体として
半導体レーザの占有面積を小としている。
したがってレーザビーム取出し面の活性領域幅は小とな
ることから活性領域を含む平面内におけるレーザビーム
は平行とならず若干の広がり半値角を有している。
ることから活性領域を含む平面内におけるレーザビーム
は平行とならず若干の広がり半値角を有している。
このため、他の光部品に出力の結合を容易ならしめるた
め、従来レンズを用いてレーザビームを平行光線にして
いるが、縦方向および横方向それぞれ広がり半値角の異
なるレーザビームを平行にすることから、特種な形状を
有するレンズを必要とし、その製作および取付けは極め
て困難であった。
め、従来レンズを用いてレーザビームを平行光線にして
いるが、縦方向および横方向それぞれ広がり半値角の異
なるレーザビームを平行にすることから、特種な形状を
有するレンズを必要とし、その製作および取付けは極め
て困難であった。
さらに従来の半導体レーザは一個の素子で変調を行なう
ことはできず、他の変調素子等を兼備させなげればなら
ないものであった。
ことはできず、他の変調素子等を兼備させなげればなら
ないものであった。
それ数本発明の目的はレーザビームを平行にするための
レンズの製作および取付けを容易にした半導体レーザを
提供するものである。
レンズの製作および取付けを容易にした半導体レーザを
提供するものである。
また本発明の他の目的は一個の素子で変調ができる半導
体レーザを提供するものである。
体レーザを提供するものである。
このような目的を達成するために本発明は、半導体基板
上面に活性領域が形成され、この活性領域上面において
分離された半導体層が形成され、前記活性領域の内部あ
るいは近傍に波状の境界面が形成され、これにより光の
屈折率や損失の周期構造が形成されるとともに、対向す
る前記半導体層の端面からレーザビームが取出せるよう
に前記周期構造の周期方向に所定の角度を有するように
し、一方の前記半導体層にしきい値以下の変調電流を流
すようにしたものである。
上面に活性領域が形成され、この活性領域上面において
分離された半導体層が形成され、前記活性領域の内部あ
るいは近傍に波状の境界面が形成され、これにより光の
屈折率や損失の周期構造が形成されるとともに、対向す
る前記半導体層の端面からレーザビームが取出せるよう
に前記周期構造の周期方向に所定の角度を有するように
し、一方の前記半導体層にしきい値以下の変調電流を流
すようにしたものである。
以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明に係る半導体レーザの一実施例を示すた
めの一部破断構成図である。
めの一部破断構成図である。
例えばｎ型Ｇａｔ −ｘＡ７ｘＡｓ層１からなる基板上
面にエピタキシャル成長法等で活性領域となるＰ型Ｇａ
Ａｓ層２が形成され、この上面の一対向辺近傍部はＰ型
Ｇａ １−ｙＡｎｙＡｓ層３，３ が形成されている。
面にエピタキシャル成長法等で活性領域となるＰ型Ｇａ
Ａｓ層２が形成され、この上面の一対向辺近傍部はＰ型
Ｇａ １−ｙＡｎｙＡｓ層３，３ が形成されている。
Ｐ型Ｇａｔ−ｙ ＡｔｙＡｓ層３，３′の表面はレーザ
干渉光を用いた写真蝕刻技術による選択エツチングによ
り各対向するＰ型Ｇａ １−ｙＡｔｙＡｓ層３，３ の
長手方向に対し４５度の角度を有する方向へそれぞれ凹
凸面４，４ が形成されている。
干渉光を用いた写真蝕刻技術による選択エツチングによ
り各対向するＰ型Ｇａ １−ｙＡｔｙＡｓ層３，３ の
長手方向に対し４５度の角度を有する方向へそれぞれ凹
凸面４，４ が形成されている。
そしてこのように加工されたＰ型Ｇａ＋ −ｙＡｔｙＡ
ｓ層３，３ 上面はやはりエピタキシャル成長法等でＰ
型Ｇａ＋ −ｚ Ａｔｚ Ａｓ層５，５′が形成され、
またこの上面および前記ｎ型Ｇａｌ −ＸＡｔＸＡｓ層
１の裏面は金属が蒸着されて電極６．６ およびＩが形
成されている。
ｓ層３，３ 上面はやはりエピタキシャル成長法等でＰ
型Ｇａ＋ −ｚ Ａｔｚ Ａｓ層５，５′が形成され、
またこの上面および前記ｎ型Ｇａｌ −ＸＡｔＸＡｓ層
１の裏面は金属が蒸着されて電極６．６ およびＩが形
成されている。
さらにこのように形成された半導体チップ８において各
Ｐ型Ｇａ１−ｙＡｔｙＡｓ層３，３ の断面が現われる
側の両端面９および９ は骨間が施こされて共振器が構
成されている。
Ｐ型Ｇａ１−ｙＡｔｙＡｓ層３，３ の断面が現われる
側の両端面９および９ は骨間が施こされて共振器が構
成されている。
このような構成からなる半導体レーザの電極６および７
間に励起電流を順方向に流すと骨間面である端面９およ
び９ 間の活性領域にレーザ発振が生じ、その後Ｐ型Ｇ
ａ＋−ｙＡｎｙＡｓ層３とＰ型Ｇａ＋−ｚＡｄｚ Ａｓ
層５とＣ界面である凹凸面４で形成される光の屈折率や
損失の周期構造（コルゲーション）の影響で、レーザビ
ームはＰ型Ｇａ＋ −ｙ Ａｎｙ Ａｓ層３の長手方向
と垂直方向へ照射する。
間に励起電流を順方向に流すと骨間面である端面９およ
び９ 間の活性領域にレーザ発振が生じ、その後Ｐ型Ｇ
ａ＋−ｙＡｎｙＡｓ層３とＰ型Ｇａ＋−ｚＡｄｚ Ａｓ
層５とＣ界面である凹凸面４で形成される光の屈折率や
損失の周期構造（コルゲーション）の影響で、レーザビ
ームはＰ型Ｇａ＋ −ｙ Ａｎｙ Ａｓ層３の長手方向
と垂直方向へ照射する。
一方、電極６ および７間にはしきい値以下の変調電流
を流しておき、この電流により誘電率の変化が生ずるの
でレーザ出力に振幅および位相の変調が加わる。
を流しておき、この電流により誘電率の変化が生ずるの
でレーザ出力に振幅および位相の変調が加わる。
コルゲーションの方向とレーザビームの照射角度との関
係は、第２図で示すようにコルゲーションの周期間隔Ａ
をレーザ発振波長λに対してθ：Ｐ型Ｇａ＋ −ｙ
Ａｔｙ Ａｓ 層３の長手方向に対するコルゲーショ
ンの周期方向角度。
係は、第２図で示すようにコルゲーションの周期間隔Ａ
をレーザ発振波長λに対してθ：Ｐ型Ｇａ＋ −ｙ
Ａｔｙ Ａｓ 層３の長手方向に対するコルゲーショ
ンの周期方向角度。
を選ぶと、レーザビームはＰ型Ｇａｌ −ｙＡｎｙ Ａ
ｓ層３の長手方向に対し２θの角度で照射される関係が
あることが判明した。
ｓ層３の長手方向に対し２θの角度で照射される関係が
あることが判明した。
したがって、θ：４５度とした場合、レーザビームはＰ
型Ｇａｌ −ｙ ＡｔｙＡｓ層３の長手方向に対し垂直
（２θ＝ＺＲ）に取出されることが判る。
型Ｇａｌ −ｙ ＡｔｙＡｓ層３の長手方向に対し垂直
（２θ＝ＺＲ）に取出されることが判る。
このように、レーザビームをＰ型Ｇａｔ−ｙＡｔｙＡｓ
層３の長手方向端面から取出すようにすれば、この
広がり半値角は極めて少なくなる。
層３の長手方向端面から取出すようにすれば、この
広がり半値角は極めて少なくなる。
例えばＰ型Ｇａｌ −ｙ Ａｎｙ Ａｓ層３の長手方向
距離をｄ−約３００μｍ、レーザ発振波長λ二０．９μ
ｍとする場合、従来の数〜１０度に対し０．２度程度に
なることが判った。
距離をｄ−約３００μｍ、レーザ発振波長λ二０．９μ
ｍとする場合、従来の数〜１０度に対し０．２度程度に
なることが判った。
したがってレーザビームを平行光として取出す場合にお
いて、活性領域となるＰ型ＧａＡｓ 層２の層厚方向
に対する広がりのみを考慮すればよいことから、円柱レ
ンズを用いることができる。
いて、活性領域となるＰ型ＧａＡｓ 層２の層厚方向
に対する広がりのみを考慮すればよいことから、円柱レ
ンズを用いることができる。
この円柱レンズは一方向のみの曲率な決定すればよいこ
とから製作も容易でかつ取付けも簡単になる。
とから製作も容易でかつ取付けも簡単になる。
また、このような構成にすることによって一個の素子中
でレーザ発振および変調をもできるようになる。
でレーザ発振および変調をもできるようになる。
なお、このような構成は利得に関係するＰ型Ｇａ＋−ｙ
ＡｔｙＡｓ層３の長手方向距離は従来と比較してほぼ同
様とし、前記Ｐ型Ｇａｌ −ｙＡｎｙ Ａｓ 層３の
長手方向と垂直にレーザビームを取出せる結果、このレ
ーザビーム照射方向部に変調素子を組込むことができる
ので、半導体チップ８の占有面積を小とすることができ
る。
ＡｔｙＡｓ層３の長手方向距離は従来と比較してほぼ同
様とし、前記Ｐ型Ｇａｌ −ｙＡｎｙ Ａｓ 層３の
長手方向と垂直にレーザビームを取出せる結果、このレ
ーザビーム照射方向部に変調素子を組込むことができる
ので、半導体チップ８の占有面積を小とすることができ
る。
本実施例では、活性領域となるＰ型ＧａＡｓ層２をｎ型
Ｇａ１−ｘＡ７ｘ Ａｓ層層上上上面全域形成たもので
あるが、第３図で示す如く、Ｐ型Ｇａ１−ｙ Ａｎｙ
Ａｓ層３が形成されていない部分なｎ型ＧａＡｓ・層１
０とするとこの層においてバンドギャップは狭くなるこ
とから光の吸収が生じないという効果を奏するようにな
る。
Ｇａ１−ｘＡ７ｘ Ａｓ層層上上上面全域形成たもので
あるが、第３図で示す如く、Ｐ型Ｇａ１−ｙ Ａｎｙ
Ａｓ層３が形成されていない部分なｎ型ＧａＡｓ・層１
０とするとこの層においてバンドギャップは狭くなるこ
とから光の吸収が生じないという効果を奏するようにな
る。
さらに本実施例で掲げた半導体レーザはダブルへテロ接
合構造であるが、シングルへテロ接合構造、あるいはホ
モへテロ接合構造であってもよく、また半導体材料は限
定されるものではない。
合構造であるが、シングルへテロ接合構造、あるいはホ
モへテロ接合構造であってもよく、また半導体材料は限
定されるものではない。
そしてコルゲーションは活性領域の上方に設けたもので
あるが、活性領域内に設けても同様な効果を奏するもの
である。
あるが、活性領域内に設けても同様な効果を奏するもの
である。
以上述べたように、本発明に係る半導体レーザによれば
、レーザビームを平行にするためのレンズの製作および
取付けを容易にし、かつ一個の素子で変調もできるもの
が得られる。
、レーザビームを平行にするためのレンズの製作および
取付けを容易にし、かつ一個の素子で変調もできるもの
が得られる。
第１図は本発明に係る半導体レーザの一実施例を示す一
部破断構成図、第２図は前記半導体レーザの効果を導く
ための説明図、第３図は本発明に係る半導体レーザの他
の実施例を示す二部破断構成図である。 １・・・・・・ｎ型Ｇａｌ −ｘ Ａ７ｘ Ａｓ層、２
・・・・・・Ｐ型Ｇａ Ａｓ層３，３ ・・・・・・Ｐ
型Ｇａ＋ −ｙ Ａｎｙ Ａｓ層、４，４ ・・・・・
・凹凸面、５，５ ・・・・・・Ｐ型Ｇａ１− ｚ Ａ
／、ｚ Ａｓ層、６，６．７・・・・・・電極、８・・
・・・・半導体チップ、１０・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ
層。
部破断構成図、第２図は前記半導体レーザの効果を導く
ための説明図、第３図は本発明に係る半導体レーザの他
の実施例を示す二部破断構成図である。 １・・・・・・ｎ型Ｇａｌ −ｘ Ａ７ｘ Ａｓ層、２
・・・・・・Ｐ型Ｇａ Ａｓ層３，３ ・・・・・・Ｐ
型Ｇａ＋ −ｙ Ａｎｙ Ａｓ層、４，４ ・・・・・
・凹凸面、５，５ ・・・・・・Ｐ型Ｇａ１− ｚ Ａ
／、ｚ Ａｓ層、６，６．７・・・・・・電極、８・・
・・・・半導体チップ、１０・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ
層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板上面に活性領域が形成され、この活性領
域上面において分離された複数の半導体層が形成され、
前記活性領域の内部あるいは近傍に光の屈折率や損失の
周期構造が形成されるとともに、前記半導体層の対向方
向ヘレーザビームを取出せるように前記周期構造の周期
方向に所定の角度を有するようにし、一方の半導体層に
しきい値以下の変調電流を流すようにしたことを特徴と
する半導体レーザ。 ２ 半導体基板上面に活性領域とは異なる導電型の半導
体層（光ガイド層）でそれぞれ隔絶された複数の活性領
域が形成され、この各活性領域上面に半導体層が形成さ
れ、前記各活性領域の内部あるいは近傍に光の屈折率や
損失の周期構造が形成されるとともに、前記半導体層の
対向方向ヘレーザビームを取出せるよ５に前記周期構造
の周期方向に所定の角度を有するようにし、一方の半導
体層にしきい値以下の変調電流を流すようにしたことを
特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52052219A JPS5846880B2 (ja) | 1977-05-06 | 1977-05-06 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52052219A JPS5846880B2 (ja) | 1977-05-06 | 1977-05-06 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53136985A JPS53136985A (en) | 1978-11-29 |
| JPS5846880B2 true JPS5846880B2 (ja) | 1983-10-19 |
Family
ID=12908631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52052219A Expired JPS5846880B2 (ja) | 1977-05-06 | 1977-05-06 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5846880B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0674792B2 (ja) * | 1985-05-24 | 1994-09-21 | 松下冷機株式会社 | 回転型圧縮機 |
-
1977
- 1977-05-06 JP JP52052219A patent/JPS5846880B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0674792B2 (ja) * | 1985-05-24 | 1994-09-21 | 松下冷機株式会社 | 回転型圧縮機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53136985A (en) | 1978-11-29 |
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