JPS5855673B2 - 半導体レ−ザ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光情報処理のための光源と光検知器の機能を
兼ね備えた半導体レーザに関するものである。

従来この種の光源と光検知器の構成として第１図ないし
第３図に示すものがあった。

第１図において、１は半導体レーザ、２，３は半導体レ
ーザ１のｐ型、ｎ型半導体層、４は両生導体層２，３間
の活性領域、５はこの活性領域４からの放射光、６はこ
の放射光５の一部を検知する光検知器である。

また第２図において、７は前記放射光５をコリメートす
るレンズ、８はコリメートされた放射光の一部を光検知
器６に導くビームスプリッタである。

さらに第３図において、９は半導体レーザ１の放射光５
と反対側の端面から放射される放射光を光検知器６に導
く光ファイバである。

第１図ないし第３図はいずれも半導体レーザ１の出力を
モニタするための構成を示しているが、つぎにそのヒニ
タ方法について説明する。

第１図は半導体レーザ１の放射光５の一部を光検知器６
で検出する方式であり、第２図は半導体レーザ１の放射
光５をレンズ１でコリメートし、コリメートビーム中に
入れられたビームスプリッタ８で放射光の一部を光検知
器６に導く方式であり、第３図は半導体レーザ１の両端
面から放射される光の一方を光ファイバ９に導き、この
出力を光検知器６で検出する方式である。

ところが、第１図に示すパワーモニタ方式は放射ビーム
の空間的一部分を検出するため、注入電流変化による放
射パターンの変化によってモニタ比が異なる欠点があっ
た。

また第２図に示す方式では、コリメートレンズ７および
ビームスプリッタ８が必要で光学系が複雑になる欠点が
あった。

さらに第３図に示す方式では光ファイバ９のマウント調
整が必要であり、全放射光を光ファイバ９に導入するこ
とは困難で第１図に示す方式と同様の欠点があった。

この発明は以上のような注入励起用の電極及びｐ、ｎ型
半導体層と、光検知用の電極長、びｐ。

ｎ型半導体層を絶縁層で絶縁して設け、上記両ｐ、ｎ型
半導体層にわたってｐ−ｎ接合面層を設け、従来のもの
の欠点を除去するためになされたもので、従来の半導体
レーザの一部を光検知器として動作させることにより、
■素子にレーザ発振とパワーモニタの２機能を兼ね備え
た新しい半導体レーザを提供することを目的としている
。

以下この発明の一実施例を図について説明する。

半導体レーザのｐ −ｎ接合に注入励起を行うと伝導帯
電子、すなわち小数キャリアが価電子帯ホール、すなわ
ち多数キャリアと再結合し、光子の放出が生じる。

一方このｐ−ｎ接合に外部から光子を照射すると価電子
帯電子が伝導体に励起され、光電流が発生する。

この発明はこのように半導体レーザのｐ −ｎ接合が光
子放出機能とともに光子検出機能を有することを積極的
に利用したものである。

第４図において、１０はこの発明の一実施例による半導
体レーザ、１１ａ 、１１ｂはこの半導体レーザ１０の
図示右側および左側のｎ型半導体層、１２ａ＋１２ｂは
図示右側および左側のｎ型半導体層、１３はｎ型半導体
層１１ａ＞１１ｂとｎ型半導体層１２ ａ ｔ １２
ｂとの間に全面にわたって設けられたｐ−ｎ接合面層、
１４，１５はそれぞれ図示右側のｐ型およびｎ型半導体
層１１ａ。

１２ａに電気的に接続して形成された注入励起用電極、
１６．１７はそれぞれ図示左側のｐ型およびｎ型半導体
層１１ｂ１２ｂに電気的に接続して形成された光検知用
電極、１８．１９は図示右側のｐ型、ｎ型半導体層１１
ａ、１２ａと図示左側のｐ型、ｎ型半導体層１１ｂ、１
２ｂとを絶縁し、かつ注入１助起用電極１４，１５と光
検知用電極１６．１７とを絶縁するための絶縁層、２０
は発光側の上記ｐ −ｎ接合面層１３中に形成される発
光層の側端面のレーザ発光スポット、２１はレーザ共振
器を形成する半導体レーザチップのへき開面、２２，２
３，２４，２５は注入励起用および光検知用電極１４，
１５，１６，１７に接続されたリード線である。

次に動作について説明する。

レーザチップに形成される電極を、第４図に示すように
、絶縁層１８，１９で電気的に絶縁して分割し、一方を
注入励起用電極１４，１５、他方を光検知用電極１６，
１７とする。

いま注入励起用型１４，１５より電流を注入すると、第
４図の右の部分のｐ−ｎ接合面層内で電子とホールの共
存する活性領域が生じ、光子の放出が起こり、光路中Φ
利得が損失を上回るとチップ両端面２１を共振器として
レーザ発光が行なわれる 一方光検知用電極１６，１７
からは電子が注入されないので、この部分のｐ −ｎ接
合面層は受動的な光検知部として機能し、レーザパワー
モニタ出力が得られる。

ここで電極１６．１７から電流を注入し、第４図の左の
ｐ −ｎ接合面層をレーザ発振のための活性領域とし、
電極１４，１５を光検知用電極とすることも可能である
し、両電極１４，１５，１６゜１７から電流を注入する
ことにより単にレーザとして動作させることも可能なこ
とは言うに及ばない。

なお、前記実施例では半導体レーザのパワーモニタ用と
して光検知用電極を設けた場合について述べたが、この
発明は半導体レーザの出力光を光学的にフィードバック
するときに見られる現象の検出方法、いわゆるスクープ
（５ＣＱＯｐ ）方式に適用しても同様の効果を奏する
。

また、光検知用電極１６，１７に印加する電圧を変調す
ると、この電極にはさまれた部分の光路の吸収率が時間
的に変調されるので、この効果によりレーザのモードロ
ッキングも可能となる。

以上のように、この発明に係る半導体レーザによれば、
半導体レーザに注入励起用の電極及びｐ。

ｎ型半導体層と、光検知用の電極及びｐ、ｎ型半導体層
とを絶縁して設け、かつｐ −ｎ接合断層を上記両ｐｔ
ｎ型半導体層間にわたって設け、半導体レーザと光検知
器とを１素子（１チツプ）で構成したため、装置が単純
かつ超小型にでき、また安価にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図はともに従来の半導体レー
ザのパワーモニタ方式を示す構成図、第４図はこの発明
の一実施例による半導体レーザを示す斜視図である。 １１ａ、１２ａ・・・・・・注入励起用ｐａｎ型半導体
層、１１ｂ、ｉ２ｂ・・・・・・光検知用ｐＪｎ型半導
体層、１３・・・・・・ｐ−ｎ接合面層、１４．１５・
・・・・・注入励起用電極、１６・・・・・・１７・・
・・・・光検知用電極、１８．１９・・・・・・絶縁層
。 なお図中、同一符号は同、または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体レーザを発振させるための一対の注入励起用
   電極と、該注入励起用電極の各々に接続された注入励起
   用ｐ、ｎ型半導体層と、レーザパワー［ニタ出力を得る
   ための一対の光検知用電極と、該光検知用電極の各々に
   接続された光検知用ｐ。 ｎ型半導体層と、上記注入励起用ｐ、ｎ型半導体層間及
   び光検知用ｐ、ｎ型半導体層間にわたって形成され発光
   層を有するｐ −ｎ接合面層と、上記注入励起用電極及
   び注入励起用ｐ、ｎ型半導体層と上記光検知用電極及び
   光検知用ｐ、ｎ型半導体層とを絶縁する絶縁層とを備え
   たことを特徴とする半導体レーザ。