JPS594192A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS594192A JPS594192A JP57114472A JP11447282A JPS594192A JP S594192 A JPS594192 A JP S594192A JP 57114472 A JP57114472 A JP 57114472A JP 11447282 A JP11447282 A JP 11447282A JP S594192 A JPS594192 A JP S594192A
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
- layer
- laser device
- output
- photodiode
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- 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.)
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Links
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 3
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 11
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F55/00—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto
- H10F55/18—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto wherein the radiation-sensitive semiconductor devices and the electric light source share a common body having dual-functionality of light emission and light detection
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- 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】
本発明は同一チップ内に半導体レーザ素子と、そのレー
ザ光出力に比例して光電流の流れるフォトダイオードを
形成した新規な半導体レーザ装置に関するものである。
ザ光出力に比例して光電流の流れるフォトダイオードを
形成した新規な半導体レーザ装置に関するものである。
従来、半導体レーザの光出力を一定値に制御するために
、出力されだレーザ光の一部を別個の太陽電池、フォト
ダイオード、ＰＩＮ素子等の光電） 用益でモニターし、駆動電流にフィードバックする構造
の半導体レーザ装置が広く実用化されている。しかし、
半導体レーザと光検出器の２；ｆ！類の素子を使用する
ことは製作上非常に不便であり、コストも高くなる欠点
があった。
、出力されだレーザ光の一部を別個の太陽電池、フォト
ダイオード、ＰＩＮ素子等の光電） 用益でモニターし、駆動電流にフィードバックする構造
の半導体レーザ装置が広く実用化されている。しかし、
半導体レーザと光検出器の２；ｆ！類の素子を使用する
ことは製作上非常に不便であり、コストも高くなる欠点
があった。
半導体レーザ素子と光検出器が同一基板上に形成されて
いれば光出力制御等を１個の素子で行なうことができ、
実用上非常に有益であると思われるＯ 本発明はレーザ発振領域の近傍にフォトダイオードを簡
単な構造で形成し、光検出機能を付与（−だ新規有用な
半導体レーザ装置を提供することを目的とするものであ
る。
いれば光出力制御等を１個の素子で行なうことができ、
実用上非常に有益であると思われるＯ 本発明はレーザ発振領域の近傍にフォトダイオードを簡
単な構造で形成し、光検出機能を付与（−だ新規有用な
半導体レーザ装置を提供することを目的とするものであ
る。
以下、本発明を実施例に従って図面を参照しながら詳説
する。
する。
第１図は本発明の１実施例を示す半導体レーザ装置の概
略構成図である。
略構成図である。
ｐ−ＧａＡｓ基板１上にｎ −Ｇ ａ Ａ ８層２を堆
積した後、エツチングによりｎ−ＧａＡｓ層２の表面よ
シストライプ状にＶ形溝１０をｐ−ＧａＡｓ基板１内形
溝］０を含むｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ層２の中央部表面上
にｐ−Ｇａ １−ｙＡｔｙＡ、 ｓクラッド層（ｙ−０
３〜０７）３ 、ｐ−Ｇａ、−ＸＡＺＸＡｓ活Ｎ１ｇ層
（ｘ＝０〜０．３ ） ４ 。
積した後、エツチングによりｎ−ＧａＡｓ層２の表面よ
シストライプ状にＶ形溝１０をｐ−ＧａＡｓ基板１内形
溝］０を含むｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ層２の中央部表面上
にｐ−Ｇａ １−ｙＡｔｙＡ、 ｓクラッド層（ｙ−０
３〜０７）３ 、ｐ−Ｇａ、−ＸＡＺＸＡｓ活Ｎ１ｇ層
（ｘ＝０〜０．３ ） ４ 。
ｎ−Ｇａ）−ｙＡノｙＡｓクラッド層（ｙ＝０．３〜０
．７ ）５、ｎ−ＧａＡｓキャップ層６をｊホＩ次積層
し、ｎ−ＧａＡｓキャ７ギヤ６上にｎ側電極７．ｎ−Ｇ
ａＡｓ層２の両端近傍にｎ側電流取出電極８ ＋ｐ Ｇ
ａＡ、ｓ基板１裏面にｐ側電極９をそれぞれ蒸着、スパ
ッタリング等で形成する。以上により１］側電極７とｐ
側電極９間に挾まれた結晶層領域は内部ストライブ形半
導体レーザ素子となり、ｎ側電流取出電極８とｐ側電極
９間に挾まれた領域がフォトダイオードと々る。ｎ側電
極７とｐ側電極９はレーザ駆動用の直流電源１１及び負
荷抵抗１２に接続され、ｎ側電流取出電極８とｐ側電極
９は出力端子１３へ接続される。
．７ ）５、ｎ−ＧａＡｓキャップ層６をｊホＩ次積層
し、ｎ−ＧａＡｓキャ７ギヤ６上にｎ側電極７．ｎ−Ｇ
ａＡｓ層２の両端近傍にｎ側電流取出電極８ ＋ｐ Ｇ
ａＡ、ｓ基板１裏面にｐ側電極９をそれぞれ蒸着、スパ
ッタリング等で形成する。以上により１］側電極７とｐ
側電極９間に挾まれた結晶層領域は内部ストライブ形半
導体レーザ素子となり、ｎ側電流取出電極８とｐ側電極
９間に挾まれた領域がフォトダイオードと々る。ｎ側電
極７とｐ側電極９はレーザ駆動用の直流電源１１及び負
荷抵抗１２に接続され、ｎ側電流取出電極８とｐ側電極
９は出力端子１３へ接続される。
次に上記構造の半導体レーザ装置の動作原理についてＨ
）ａ明する。
）ａ明する。
半導体レーザ素子の電極７，９間に電源１０から順バイ
アスを印加すると、電流はｎ−ＧａＡｓ 層２によって
阻止され、Ｖ形溝部１０のみに流れる。。
アスを印加すると、電流はｎ−ＧａＡｓ 層２によって
阻止され、Ｖ形溝部１０のみに流れる。。
そして、発振開始閾値以上の電流が流れると、活性層４
内でｌ＋ｖ （ｈはブランク定数、■は振動数）なるエ
ネルギーをもつ光でレーザ発振が開始される。その光１
１７Ｊ： ｐ−クラッド層３へも漏れ出しｈｖと同等も
しくけ小さな禁止帯幅ＥｇをもつＨ−ＱａＡ、ｓ層２で
吸収され、電子−正孔対を発生する。この電子−正孔対
の発生量はレーザ出力に比例するので、フォトダイオー
ドにはレーザ出力に比イ列した電流が流れることとなる
。即ち、ｎ−ＧａＡｓ層２は半導体レーザ素子に対して
電流阻止層であると同時にフォトダイオードのｎ形層と
しての機能も有している。
内でｌ＋ｖ （ｈはブランク定数、■は振動数）なるエ
ネルギーをもつ光でレーザ発振が開始される。その光１
１７Ｊ： ｐ−クラッド層３へも漏れ出しｈｖと同等も
しくけ小さな禁止帯幅ＥｇをもつＨ−ＱａＡ、ｓ層２で
吸収され、電子−正孔対を発生する。この電子−正孔対
の発生量はレーザ出力に比例するので、フォトダイオー
ドにはレーザ出力に比イ列した電流が流れることとなる
。即ち、ｎ−ＧａＡｓ層２は半導体レーザ素子に対して
電流阻止層であると同時にフォトダイオードのｎ形層と
しての機能も有している。
第２図（Ａ）はレーザ光出力がない時のフ第１、ダイオ
ードの電圧−電流特性図である０発振波長７８０ｎｍ、
光出力１ｍＷでレーザ発振させたところこの曲線は第２
図（Ｂ）の１．に示す如く下方へ移行した。また光出力
を３ｍＷとしたところ、曲線１２の様に更に下方へ移行
した。従ってフォトダイ・、６ドの電極８，９の両端を
開放すれば、順方向に開放電圧（Ｖｏｐ）が表われ、両
端を短絡すれば、逆方向に短絡電流（Ｉｓｈ）が流れる
。しかし、レーザ光出力に対する直線性はＶ。ｐよりも
Ｉｓｈの方が優れている。
ードの電圧−電流特性図である０発振波長７８０ｎｍ、
光出力１ｍＷでレーザ発振させたところこの曲線は第２
図（Ｂ）の１．に示す如く下方へ移行した。また光出力
を３ｍＷとしたところ、曲線１２の様に更に下方へ移行
した。従ってフォトダイ・、６ドの電極８，９の両端を
開放すれば、順方向に開放電圧（Ｖｏｐ）が表われ、両
端を短絡すれば、逆方向に短絡電流（Ｉｓｈ）が流れる
。しかし、レーザ光出力に対する直線性はＶ。ｐよりも
Ｉｓｈの方が優れている。
第３図に、一方のレーザ共振面から放射される光出力と
、フォトダイオードの出力端子１３から検出される出力
電流の測定例を示す。まだこのフォトダイオードはｖ形
溝１０近傍で小さい受光面積をもつので、速い応答速度
を得ることができる。
、フォトダイオードの出力端子１３から検出される出力
電流の測定例を示す。まだこのフォトダイオードはｖ形
溝１０近傍で小さい受光面積をもつので、速い応答速度
を得ることができる。
実験では０１μｓ程度の立上り時間が得られた。
上記実施例の半導体レーザ装置の製造方法は従来公知の
内部ストライブ形半導体レーザの製造フ゛ロセスにｎ
−Ｇ ａＡ ｓ層２″！、での選択メサエッチング工程
及びその上へのｎ側電流取出電極形成工程を付加するだ
けでよく、非常に簡単である。
内部ストライブ形半導体レーザの製造フ゛ロセスにｎ
−Ｇ ａＡ ｓ層２″！、での選択メサエッチング工程
及びその上へのｎ側電流取出電極形成工程を付加するだ
けでよく、非常に簡単である。
本発明はダブルへテロ構造レーザに限定されるものでは
なく、ンングルヘテロ構造、マルチへテロ構造のレーザ
にも適用することができる。また結晶の材質もＧａＡｓ
−ＧａＡ７−Ａｓ系に限らず、ＩｎＰ−’Ｉ”ＧａＡｓ
Ｐ＋ ＧａＡｓ−ＩｎＧａＰ＋ＧａＡｓＰ−ＩｎＧａＰ
煕、 系等であっても実施可能である。
なく、ンングルヘテロ構造、マルチへテロ構造のレーザ
にも適用することができる。また結晶の材質もＧａＡｓ
−ＧａＡ７−Ａｓ系に限らず、ＩｎＰ−’Ｉ”ＧａＡｓ
Ｐ＋ ＧａＡｓ−ＩｎＧａＰ＋ＧａＡｓＰ−ＩｎＧａＰ
煕、 系等であっても実施可能である。
以上詳説した如く、本発明は半導体レーザ素子と同一基
板にＬ１１力光を検出する光検出器を構成したレーザ装
置であり、出力光強度を簡便に検知することができる０
板にＬ１１力光を検出する光検出器を構成したレーザ装
置であり、出力光強度を簡便に検知することができる０
第１図は本発明の１実施例を示す半導体レーザ装置の概
略断面図である。 第２図（Ａ、ＸＢ）はフォトダイオードの電圧・電流特
性図である。 第３図はレーザ光出力と、フォトダイオードの出力電流
との関係を示す説明図である。 １−ｐ−ＧａＡｓ基板、２−ｎ−ＧａＡｓ層、３ ＝−
ｐ −クラッド層、４・・ｐ−活性層、５ ・ｎ−クラ
・ノド層、６・ｎ−ギャップ層、７・ｎ側電極、８・ｎ
側電流取出電極、９・ ｐ側電極、１０・・・Ｖ形溝、
１１・・直流電源、１２・負荷抵抗、１３・・出力端子 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（、他２名）ネ２ 図 レーーｒ’ｚ出カ ニ＄３図 ４４３−
略断面図である。 第２図（Ａ、ＸＢ）はフォトダイオードの電圧・電流特
性図である。 第３図はレーザ光出力と、フォトダイオードの出力電流
との関係を示す説明図である。 １−ｐ−ＧａＡｓ基板、２−ｎ−ＧａＡｓ層、３ ＝−
ｐ −クラッド層、４・・ｐ−活性層、５ ・ｎ−クラ
・ノド層、６・ｎ−ギャップ層、７・ｎ側電極、８・ｎ
側電流取出電極、９・ ｐ側電極、１０・・・Ｖ形溝、
１１・・直流電源、１２・負荷抵抗、１３・・出力端子 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（、他２名）ネ２ 図 レーーｒ’ｚ出カ ニ＄３図 ４４３−
Claims (1)
- ｐ形基板上に形成したｎ形層の一部を除去して電流通路
とし、その上にヘテロ接合構造結晶層を成長させた内部
ストライプ形半導体レーザ装置において、前記ｎ形層が
吸収するレーザ光出力に比例した光電流を前記ｎ形層上
に形成した電極より取り出すことにより出力光の検出機
能を構成し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 |
|---|---|---|---|
| JP57114472A JPS594192A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57114472A JPS594192A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS594192A true JPS594192A (ja) | 1984-01-10 |
Family
ID=14638583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57114472A Pending JPS594192A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594192A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61134093A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-21 | Nec Corp | 半導体レ−ザを含む集積素子 |
| JPS62171178A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-28 | Sony Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| US4791651A (en) * | 1986-05-30 | 1988-12-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser array device |
| US4878222A (en) * | 1988-08-05 | 1989-10-31 | Eastman Kodak Company | Diode laser with improved means for electrically modulating the emitted light beam intensity including turn-on and turn-off and electrically controlling the position of the emitted laser beam spot |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56150888A (en) * | 1980-04-23 | 1981-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP57114472A patent/JPS594192A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56150888A (en) * | 1980-04-23 | 1981-11-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61134093A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-21 | Nec Corp | 半導体レ−ザを含む集積素子 |
| JPS62171178A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-28 | Sony Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| US4791651A (en) * | 1986-05-30 | 1988-12-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser array device |
| US4878222A (en) * | 1988-08-05 | 1989-10-31 | Eastman Kodak Company | Diode laser with improved means for electrically modulating the emitted light beam intensity including turn-on and turn-off and electrically controlling the position of the emitted laser beam spot |
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