JPS59145588A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS59145588A JPS59145588A JP58018825A JP1882583A JPS59145588A JP S59145588 A JPS59145588 A JP S59145588A JP 58018825 A JP58018825 A JP 58018825A JP 1882583 A JP1882583 A JP 1882583A JP S59145588 A JPS59145588 A JP S59145588A
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- JP
- Japan
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- film
- semiconductor laser
- dielectric film
- dielectric
- laser device
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- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- 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】
本発明は半導体レーザ装置に関するものである。
特に、発光出力面の構成に関するものである。
従来、半導体レーザ装置の光光出力端面コーチインクは
主として、端面劣化防止を目的としていた。また最近片
側に多層膜を用いて反射率を上げた例、あるいは片側の
反射率を下げた例はあるがここでは単に微分効率が向上
する、取り出せる光出力の限界が上昇するという効果の
みであるが、本発明はさらにキンクレベルの上昇、高出
力動作時の寿命改善の効果が顕著でありエーレ特性（電
流−光出力）と寿命の両方を改善させ半導体レーザの高
出力化を具現するものである。
主として、端面劣化防止を目的としていた。また最近片
側に多層膜を用いて反射率を上げた例、あるいは片側の
反射率を下げた例はあるがここでは単に微分効率が向上
する、取り出せる光出力の限界が上昇するという効果の
みであるが、本発明はさらにキンクレベルの上昇、高出
力動作時の寿命改善の効果が顕著でありエーレ特性（電
流−光出力）と寿命の両方を改善させ半導体レーザの高
出力化を具現するものである。
本発明は半導体レーザ装置の電気的、光学的特性の改善
、および高出力動作時の寿命改善を目指した端面コーチ
インクの方法を与えるものである。
、および高出力動作時の寿命改善を目指した端面コーチ
インクの方法を与えるものである。
半導体レーザ装置の発光出力端面のコーティングにおい
てその片側を高反射、もう一方を低反射にすることによ
りレーザ特性の大幅な改善が得られることが分かった。
てその片側を高反射、もう一方を低反射にすることによ
りレーザ特性の大幅な改善が得られることが分かった。
また信頼性テストでも良い結果が得られた。
以下、本発明を実施例を用いて具体的に説明する。
半導体レーザはＧａ １ｘ７ＷｘＡＳ（ｘ＝０．０５
、発振波長力として８３０ｎｍ）のいわゆるＣＡＰ型レ
ーし系子の例について説明する。第１図は半導体レーザ
装置のレーザ光の進行方向に平行な面での断面図である
。１は第１の誘電体膜、２は第２の誘電体膜、３は第３
の誘電体膜、４は第４の誘電体膜、５は第５の誘電体膜
、１１はＧ ａ Ａ ／ Ａ ｓ系し−ザ素子部分であ
る。なお７，８は放出されるレーザ光で、各々低反射率
側、高反射率側からの光を示している。
、発振波長力として８３０ｎｍ）のいわゆるＣＡＰ型レ
ーし系子の例について説明する。第１図は半導体レーザ
装置のレーザ光の進行方向に平行な面での断面図である
。１は第１の誘電体膜、２は第２の誘電体膜、３は第３
の誘電体膜、４は第４の誘電体膜、５は第５の誘電体膜
、１１はＧ ａ Ａ ／ Ａ ｓ系し−ザ素子部分であ
る。なお７，８は放出されるレーザ光で、各々低反射率
側、高反射率側からの光を示している。
誘電体膜の被着法としてはスパッタリング法について、
また第１、第２、第４の誘電体膜として５ｉｎ２、第３
、第５の誘電体膜として非晶質Ｓｉを被着する例につい
で説明する。
また第１、第２、第４の誘電体膜として５ｉｎ２、第３
、第５の誘電体膜として非晶質Ｓｉを被着する例につい
で説明する。
まず半導体レーザ素子をスパッタ装置内にセットし、タ
ーゲットとしてＳｉＯ□を用いてＡｒガスｎｍ被着する
。但し、λはレーザの発振波長である。つきにもう一方
の端面に同様の方法により第２の誘電体膜５ｉＯ２（屈
折率ｎ ２ ＝１．４５ ）を膜厚ゲットを８ｉに切換
え、Ａ ｒガス中にＨ２ガスを分圧比で約５０％混入し
た状態で放電させ第３の誘すなわち６０ ｎｍ被着する
。同様の方法を繰り返し第４の誘電体膜５ｉｎ２を１４
０ｎｍ、第５の誘電体膜非晶質Ｓｉを６０ ｎｍ被着す
る。以上の工程で低反射膜（第１の誘電体膜）の反射率
は約７係、高反射膜（第２〜第５の誘電体膜）のそれは
約９０優になる。
ーゲットとしてＳｉＯ□を用いてＡｒガスｎｍ被着する
。但し、λはレーザの発振波長である。つきにもう一方
の端面に同様の方法により第２の誘電体膜５ｉＯ２（屈
折率ｎ ２ ＝１．４５ ）を膜厚ゲットを８ｉに切換
え、Ａ ｒガス中にＨ２ガスを分圧比で約５０％混入し
た状態で放電させ第３の誘すなわち６０ ｎｍ被着する
。同様の方法を繰り返し第４の誘電体膜５ｉｎ２を１４
０ｎｍ、第５の誘電体膜非晶質Ｓｉを６０ ｎｍ被着す
る。以上の工程で低反射膜（第１の誘電体膜）の反射率
は約７係、高反射膜（第２〜第５の誘電体膜）のそれは
約９０優になる。
箱２図にこの方法により作成したレーザ素子の電流−光
出力特性を示す。実線２１はコーティング前の特性、点
線２２は低反射膜側から光を取り出した時の特注、点線
２０は高反射膜側から光を取り出した時の特性である。
出力特性を示す。実線２１はコーティング前の特性、点
線２２は低反射膜側から光を取り出した時の特注、点線
２０は高反射膜側から光を取り出した時の特性である。
これから分かるようにレーザ某子の片側端面を低反射に
、もう一方を高反射にし、低反射膜側から光出力を取り
出す構造にすることにより、光の内部エネルギーが同じ
でも低反射側からの光出力を多く取り出す効果により、
微分効率の効上、キンクレベルの向上が実現される。下
表に従来構造と本発明の構造との電流−光出力特性の数
値例を示す。
、もう一方を高反射にし、低反射膜側から光出力を取り
出す構造にすることにより、光の内部エネルギーが同じ
でも低反射側からの光出力を多く取り出す効果により、
微分効率の効上、キンクレベルの向上が実現される。下
表に従来構造と本発明の構造との電流−光出力特性の数
値例を示す。
第 １ 表
これから分かるように本発明の構造がしきい値電流の若
干の増加という弱点をもつが、微分効率、キンクレベル
の大幅な向上というＩ−Ｌ特性の改善に最も優れた効果
を有している。この効果はしきい値の若干の増加を補っ
て余りある効果である。
干の増加という弱点をもつが、微分効率、キンクレベル
の大幅な向上というＩ−Ｌ特性の改善に最も優れた効果
を有している。この効果はしきい値の若干の増加を補っ
て余りある効果である。
第３図に本発明品の７０℃、３０ｍＷ動作の寿命試験特
性の結果の１例を示す。実線は本究明品、点線は従来構
造のもので、従来品はキングレベルの上で動作させてい
るため大幅に動作電流が増大しており寿命特性が良くな
い。−力木発明品はＩ−Ｌ特性の直線の領域で使用して
いること、および微分効率が高いため動作電流が少ない
という利点から寿命特性の優れたものが得られた。以上
は第１、第２、第４の誘電体膜としてＳｉＯ２の場合に
ついて述べたが誘電体膜さしてＡ ｌ ２０３．８１３
Ｎ 、。
性の結果の１例を示す。実線は本究明品、点線は従来構
造のもので、従来品はキングレベルの上で動作させてい
るため大幅に動作電流が増大しており寿命特性が良くな
い。−力木発明品はＩ−Ｌ特性の直線の領域で使用して
いること、および微分効率が高いため動作電流が少ない
という利点から寿命特性の優れたものが得られた。以上
は第１、第２、第４の誘電体膜としてＳｉＯ２の場合に
ついて述べたが誘電体膜さしてＡ ｌ ２０３．８１３
Ｎ 、。
でも同様の効果か確認された。
第４図は第１図の構造の半導体レーザ装置にさらに誘電
体膜６（第６の誘電体膜）としてＳｉＯ２リンク装置に
て被着したもので、レーザの電気的、光学的特性は第１
図のものと同様でさらに索子の耐環境性が一段と優れた
ものとなった。
体膜６（第６の誘電体膜）としてＳｉＯ２リンク装置に
て被着したもので、レーザの電気的、光学的特性は第１
図のものと同様でさらに索子の耐環境性が一段と優れた
ものとなった。
防電体膜第１〜第６迄の被着法として、ＣＶＤ、プラズ
マＣＶＪ）、蒸着、スパッタリング法があるがＣＶＤ法
は処理温度が４００℃以上と高温のため半導体レーザの
電極の耐熱性の限界以上であるため不適である。プラズ
マＣ’Ｖ Ｄでは約３００°ｃ１蒸着では任意のＩｊＡ
度で被着することが可能であるがかならずしも接着性が
良いとは言えない。もう一つには半導体結晶端面には自
然酸化膜が形成されており、このまま誘電体膜を被着し
てもパッシベーション効果はあまり期待できない。しか
るにスパックリンク法ではスパッタエッチ機構を採り入
れることが可能であり、結晶端面の自然酸化膜を除去し
た後訪′祇体膜を被着する方法が有効であることは公開
来用昭５Ｌ−６２６７で報告した迫りである。またスパ
ッタリンク膜の接着性が蒸着法等より毀れそいることは
良く知られている事実であり、半導体レーザ系子への端
面コーティングをスパッタリングにて形成することが最
も優れた方法である。
マＣＶＪ）、蒸着、スパッタリング法があるがＣＶＤ法
は処理温度が４００℃以上と高温のため半導体レーザの
電極の耐熱性の限界以上であるため不適である。プラズ
マＣ’Ｖ Ｄでは約３００°ｃ１蒸着では任意のＩｊＡ
度で被着することが可能であるがかならずしも接着性が
良いとは言えない。もう一つには半導体結晶端面には自
然酸化膜が形成されており、このまま誘電体膜を被着し
てもパッシベーション効果はあまり期待できない。しか
るにスパックリンク法ではスパッタエッチ機構を採り入
れることが可能であり、結晶端面の自然酸化膜を除去し
た後訪′祇体膜を被着する方法が有効であることは公開
来用昭５Ｌ−６２６７で報告した迫りである。またスパ
ッタリンク膜の接着性が蒸着法等より毀れそいることは
良く知られている事実であり、半導体レーザ系子への端
面コーティングをスパッタリングにて形成することが最
も優れた方法である。
以上は高反射膜（反射率〜９０％）として４層および５
層構造の例について説明したが、半導体レーザの使用目
的により、高反射膜の反射率を少し落としく反射率〜７
０％）高反射膜側からもモニター用としてもう少し光出
力を取り出したいとき２層および３層構造とすれは良い
。第５図にこの実施例の１例を示す。１は第１の誘電体
膜、２は第２の誘電体膜、３は第３の誘電体膜、１１は
Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓ系レーザ素子である。作成方法
は前に述べた４層構造を作成したときと同様の方法で良
い。第６図にこの方法により作成したレーザ素子の電流
−光出力特性を示す。実線２１はコーティング前の特性
、点線２２は低反射膜側から光出力を取り出した時の特
性、点線２０は尚反射膜側から光を取り出した時の特性
である。これから分かるように４層および５層構造の時
より高反射膜１１ｔ１１からの光出力もかなり取り出せ
るようになっている。第７図は第５図の構造の半導体レ
ーザ素子に発振波長、ｎｘ：屈折率）被覆したもので作
成法は前に述べた５層構造を作成したときと同様の方法
で良く、上記２層構造の系子の耐環境性が一段と優れた
ものとなった。
層構造の例について説明したが、半導体レーザの使用目
的により、高反射膜の反射率を少し落としく反射率〜７
０％）高反射膜側からもモニター用としてもう少し光出
力を取り出したいとき２層および３層構造とすれは良い
。第５図にこの実施例の１例を示す。１は第１の誘電体
膜、２は第２の誘電体膜、３は第３の誘電体膜、１１は
Ｇ ａ Ａ Ｉ Ａ ｓ系レーザ素子である。作成方法
は前に述べた４層構造を作成したときと同様の方法で良
い。第６図にこの方法により作成したレーザ素子の電流
−光出力特性を示す。実線２１はコーティング前の特性
、点線２２は低反射膜側から光出力を取り出した時の特
性、点線２０は尚反射膜側から光を取り出した時の特性
である。これから分かるように４層および５層構造の時
より高反射膜１１ｔ１１からの光出力もかなり取り出せ
るようになっている。第７図は第５図の構造の半導体レ
ーザ素子に発振波長、ｎｘ：屈折率）被覆したもので作
成法は前に述べた５層構造を作成したときと同様の方法
で良く、上記２層構造の系子の耐環境性が一段と優れた
ものとなった。
また半導体レーザ装置としてＧａ１−ｘＡｌ！ｘＡＳ晶
材料は何ら市１ｋを受けない。さらにレーザ系子のその
ものの構成はＣ８Ｐ型レーザ以外のＢＨ型レーザその他
諸々の半導体レーザ素子等測れでも本方法が適用可能で
あることは明らかである。
材料は何ら市１ｋを受けない。さらにレーザ系子のその
ものの構成はＣ８Ｐ型レーザ以外のＢＨ型レーザその他
諸々の半導体レーザ素子等測れでも本方法が適用可能で
あることは明らかである。
本発明によれば、従来有効に使われていなかった半導体
レーザ後面の光出力を抑制し、その分前面の光出力を増
大させることにより、光の内部エネルギーが同じでも外
部に取り出す光出力を大きくできる効果があり、レーザ
特性、すなわちキンクレベル、微分効率を２，５倍（従
来品に比較して）向上させることが分かった。また７０
°Ｃ３，３０ｍｎの高出力動作時の動作電流を２００ｍ
Ａ（従来品）から１５０ｍＡに低減でき寿命特性も太幅
ζこ改善することができた。
レーザ後面の光出力を抑制し、その分前面の光出力を増
大させることにより、光の内部エネルギーが同じでも外
部に取り出す光出力を大きくできる効果があり、レーザ
特性、すなわちキンクレベル、微分効率を２，５倍（従
来品に比較して）向上させることが分かった。また７０
°Ｃ３，３０ｍｎの高出力動作時の動作電流を２００ｍ
Ａ（従来品）から１５０ｍＡに低減でき寿命特性も太幅
ζこ改善することができた。
第１図、第４図、第５図および第７図は各々本発明の実
施例を示すレーザ装置の断面図、第２図および第６図は
レーザ装置の′電気、光学特性の１例を示す図。第３図
はレーザ装置の寿命特性の１例を示す図である。 符号の説明 １：第１の誘電体膜、２：第２の誘電体膜、３：第３の
誘電体膜、４：第４の時軍体ｊ俣、５：第５の防電体膜
、６：第６の誘電体膜、１に半導稟 ｌ 図 ２Ｅ 竜 戒 （笈Ａ） ９ あ ３ 目 尭 争 ビ テスト峙、７５Ｅｌ ｔＡ） 。 為 ４ 口 ８、．５″ 習 犯 ど 図 電士づ瞥ｅ、＜ｔｎＡン→ 第 ７ 閏
施例を示すレーザ装置の断面図、第２図および第６図は
レーザ装置の′電気、光学特性の１例を示す図。第３図
はレーザ装置の寿命特性の１例を示す図である。 符号の説明 １：第１の誘電体膜、２：第２の誘電体膜、３：第３の
誘電体膜、４：第４の時軍体ｊ俣、５：第５の防電体膜
、６：第６の誘電体膜、１に半導稟 ｌ 図 ２Ｅ 竜 戒 （笈Ａ） ９ あ ３ 目 尭 争 ビ テスト峙、７５Ｅｌ ｔＡ） 。 為 ４ 口 ８、．５″ 習 犯 ど 図 電士づ瞥ｅ、＜ｔｎＡン→ 第 ７ 閏
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザの発光出力を取り出す２つの端面に誘
電体膜を有する半導体レーザにおいて、λ 一方の端面にレーザの発振波長をλとした時−ｎ １ （ｎｌ：屈折率）の膜厚を有する第１の誘電体膜を被覆
し、もう一方の端面に低屈折率の第２の誘電率）を順次
積み重ねた構造を有するこきを特徴とした半導体レーザ
装置（但し、ｎｌ、ｎ２．ｎ４〈ｎ３Ｉ ｎ５）。 ２、特許請求範囲第１項記載の半導体レーザ索子におい
て、第５の誘電体膜上にさらに第６の誘した構造を有す
ることを特徴とした半導体レーザ装置。 ３、特許請求範囲第２項記載の半導体レーザ素子におい
て、前記第６の誘電体膜がＳｉＯ２膜またはＡｌ２Ｏ３
膜またはＳｉ３Ｎ４膜から成るこ吉を特徴とする半導体
レーザ装置。 ４、特許請求範囲第１項記載の半導体レーザ索子におい
て、前記第１および第２、第４の誘電体膜が８ ＋ ０
２膜またはＡＩ！２０３膜またはＳ ｉ３Ｎ４膜、第３
および第５の誘電体膜が非晶質Ｓｉ膜から成ることを特
徴とする半導体レーザ装置。 ５、半導体レーザの発光出力を取り出す２つの端面に誘
電体膜を有する半導体レーザにおいて、折率）の膜厚を
有する第１の誘電体膜を被覆し、もう一方の端面に低屈
折率の第２の誘電体膜を模造を有することを特徴とした
半導体レーザ装置。 （ここでｎｌ、ｎ２ （ｎ３）。 ６ 特許請求範囲第５項記載の半導体レーザ索子におい
て、第３の誘電体膜上にさらに第４の誘装置。 ７、特許請求範囲第６項記載の半導体レーザ素子におい
て、前記第４の誘電体膜がＳｉＯ２膜またはＡｌ２Ｏ３
膜またはＳｉ３Ｎ４膜から成ることを特徴とする半導体
レーザ装置。 ８、特許請求範囲第５項記載の半導体レーザ索子におい
て、前記第１および第２の誘電体膜が５ｉｎ２膜または
ＡＩ！２０３膜またはＳｉ３Ｎ４膜、第３の誘電体膜が
非晶質Ｓｉ膜から成ることを特徴とする半導体レーザ装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58018825A JPS59145588A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 半導体レ−ザ装置 |
| EP84101192A EP0118746A3 (en) | 1983-02-09 | 1984-02-06 | Semiconductor laser device |
| KR1019840000540A KR840007803A (ko) | 1983-02-09 | 1984-02-06 | 반도체 레이더 장치 |
| US06/578,530 US4599729A (en) | 1983-02-09 | 1984-02-09 | Semiconductor laser device having facets provided with dielectric layers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58018825A JPS59145588A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59145588A true JPS59145588A (ja) | 1984-08-21 |
Family
ID=11982333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58018825A Pending JPS59145588A (ja) | 1983-02-09 | 1983-02-09 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4599729A (ja) |
| EP (1) | EP0118746A3 (ja) |
| JP (1) | JPS59145588A (ja) |
| KR (1) | KR840007803A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61258488A (ja) * | 1985-05-13 | 1986-11-15 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| KR100896370B1 (ko) * | 2002-09-06 | 2009-05-08 | 엘지전자 주식회사 | 질화물 반도체 레이저 다이오드 |
Families Citing this family (24)
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| JPS61207091A (ja) * | 1985-03-11 | 1986-09-13 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JP2663437B2 (ja) * | 1987-05-27 | 1997-10-15 | ソニー株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| DE3728305A1 (de) * | 1987-08-25 | 1989-03-09 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Halbleiterlaser mit konstanter differentieller quantenausbeute oder konstanter optischer ausgangsleistung |
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| IES20050574A2 (en) * | 2005-08-31 | 2007-02-21 | Eblana Photonics Ltd | Semiconductor laser and method of manufacture |
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Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
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- 1984-02-06 EP EP84101192A patent/EP0118746A3/en not_active Withdrawn
- 1984-02-09 US US06/578,530 patent/US4599729A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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|---|---|
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| US4599729A (en) | 1986-07-08 |
| EP0118746A3 (en) | 1987-08-05 |
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