JPS60107882A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS60107882A JPS60107882A JP21399083A JP21399083A JPS60107882A JP S60107882 A JPS60107882 A JP S60107882A JP 21399083 A JP21399083 A JP 21399083A JP 21399083 A JP21399083 A JP 21399083A JP S60107882 A JPS60107882 A JP S60107882A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- film
- coated
- end surface
- dielectric film
- 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
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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
- 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
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】
〔発明の利用分野〕
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発光出力端面コーティングは
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めるがここでは単に微分効率が向上
する。取シ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、電流−光出力
特性と寿命の両方を改善させ半導体レーザの高出力化を
具現するものでおる。
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めるがここでは単に微分効率が向上
する。取シ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、電流−光出力
特性と寿命の両方を改善させ半導体レーザの高出力化を
具現するものでおる。
本発明は半導体レーザ装置の電気的、光学的特性の改善
、お工び高出力動作時の寿命改善を自相した端面コーテ
ィングの方法を与えるものである。
、お工び高出力動作時の寿命改善を自相した端面コーテ
ィング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
１その片側を高反射、もう一方を大略低反射にすること
に工９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。
１その片側を高反射、もう一方を大略低反射にすること
に工９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−ｔ、本発明を実施列を用いて具体的に説明する。半
導体レーザはＧ Ｊ−ｚｋｔｘ ＡＳ（Ｘ ＝０．０５
１発振波長として８３０ｎｍ）のいわゆるＣ８Ｐ型レー
ザ索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。
導体レーザはＧ Ｊ−ｚｋｔｘ ＡＳ（Ｘ ＝０．０５
１発振波長として８３０ｎｍ）のいわゆるＣ８Ｐ型レー
ザ索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、１１はＧａＡｔＡＢ系レーザ累子し分でめる
。素子の内部構成は通常のものである。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、１１はＧａＡｔＡＢ系レーザ累子し分でめる
。素子の内部構成は通常のものである。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ノくツタリング法について
、また第１Ｉ第２の誘゛区体膜として８ ｉ ０ ｓ、
第３の誘電体膜として水素含有非晶質３ｉを被着する例
について説明する。
、また第１Ｉ第２の誘゛区体膜として８ ｉ ０ ｓ、
第３の誘電体膜として水素含有非晶質３ｉを被着する例
について説明する。
まず半纏体レーザ索子をスノくツタ装置内にセリトン、
ターゲットとして５ｉｎｓを用いてＡｒガスの放電にニ
ジ、片側端面に第１の誘電体膜５ｉｎｓ（屈折率ｎｌ
：１．４５）を膜厚λ／３２ｎｔ〜７λ／３２ｎ１％す
なわち２〜１３８ｎｍまたは９λ／ ３２ ｎ １〜１
５λ／３２ｎ凰、すなわち１４２〜２７Ｂｎｍ被着する
。但し、λはレーザの発振波長でめる。ここで第１の誘
電体の膜厚は所望するレーザ特性に１って適当な膜厚選
択するのが良い。すなわち、低しきい値化を望むならλ
／２に近い方が最も効果が大きく、高効率化を望むなら
λ／４に近い方が最も効果がめる。
ターゲットとして５ｉｎｓを用いてＡｒガスの放電にニ
ジ、片側端面に第１の誘電体膜５ｉｎｓ（屈折率ｎｌ
：１．４５）を膜厚λ／３２ｎｔ〜７λ／３２ｎ１％す
なわち２〜１３８ｎｍまたは９λ／ ３２ ｎ １〜１
５λ／３２ｎ凰、すなわち１４２〜２７Ｂｎｍ被着する
。但し、λはレーザの発振波長でめる。ここで第１の誘
電体の膜厚は所望するレーザ特性に１って適当な膜厚選
択するのが良い。すなわち、低しきい値化を望むならλ
／２に近い方が最も効果が大きく、高効率化を望むなら
λ／４に近い方が最も効果がめる。
またこの範囲内ならしきい直電流の減少効果と微分効率
の増大作用の相乗効果に１９、両面λ／２コーティング
Ｌシ高出力化に優れた特性を備えて−る。つぎにもう一
方の端面に同様の方法に１９第２の誘電体膜５ｉｌｌ（
屈折率ｎ、：１．４５）を膜厚λ／ ４ ｎ ＠ 、す
なわち１４０１ｍ被着する。
の増大作用の相乗効果に１９、両面λ／２コーティング
Ｌシ高出力化に優れた特性を備えて−る。つぎにもう一
方の端面に同様の方法に１９第２の誘電体膜５ｉｌｌ（
屈折率ｎ、：１．４５）を膜厚λ／ ４ ｎ ＠ 、す
なわち１４０１ｍ被着する。
ここでターゲットをＳｉに切換え、Ａｒガス中にＨ３ガ
スを亦圧比約３０チ混入した状態で放電させ第３のｄ電
体膜、非晶質１９ｉ（屈折率ｎ３：３．３）を膜厚λ／
４ｎｓ、すなわち６°ｎｍ被着する。同様の方法を繰ｐ
返せば２層膜２組の構造のものが出き上がる。以上の工
程で低反射膜（第１の誘電体膜）の反射率は８〜３０％
１高反射膜（第２゜第３の誘゛亀体膜）のそれは約７０
９６（２層膜が一組のとき）、お工び約９０！Ｊ （２
層膜が２組のとき）になる。
スを亦圧比約３０チ混入した状態で放電させ第３のｄ電
体膜、非晶質１９ｉ（屈折率ｎ３：３．３）を膜厚λ／
４ｎｓ、すなわち６°ｎｍ被着する。同様の方法を繰ｐ
返せば２層膜２組の構造のものが出き上がる。以上の工
程で低反射膜（第１の誘電体膜）の反射率は８〜３０％
１高反射膜（第２゜第３の誘゛亀体膜）のそれは約７０
９６（２層膜が一組のとき）、お工び約９０！Ｊ （２
層膜が２組のとき）になる。
第２図にこの方法により作成したレーザ素子の電流−光
出力特性の１例、すなわち、第１の誘電の特性を示す。
出力特性の１例、すなわち、第１の誘電の特性を示す。
実線２１はコーティング前の特性、点線２２は低反射膜
側から光を取シ出した時の特性、点線２０は高反射膜側
から光を取り出した時の特性でるる。これから分かるよ
うにレーザ素子の片側端面を大略低反射に、もう一方を
高反射にし、低反射膜側から光出力を＊シ出す構造にす
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、キ
ンクレベルは１．５〜２５倍に、しきい値電流は０．８
５〜１．１倍になる。本発明の構造が第１の誘電体膜の
反射率が低い領域で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。
側から光を取シ出した時の特性、点線２０は高反射膜側
から光を取り出した時の特性でるる。これから分かるよ
うにレーザ素子の片側端面を大略低反射に、もう一方を
高反射にし、低反射膜側から光出力を＊シ出す構造にす
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、キ
ンクレベルは１．５〜２５倍に、しきい値電流は０．８
５〜１．１倍になる。本発明の構造が第１の誘電体膜の
反射率が低い領域で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にニジ、しきい値の若干の増
加を補って余ＤＩる効果でおる。
加を補って余ＤＩる効果でおる。
第３図に本発明品の７０Ｃ，３Ｑｍｗ励作の寿命試験特
性の結果の１回を示す。実線１点線は本発明品、一点鎖
線は従来構造のもので、従来品はキンクレベルの上で動
作させているため大幅に動作電流が増大しておシ寿命特
性は良くない。一方本元明品は直流−光出力特性の直線
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の誘電体膜として５ｌｏ
２の場合について述べたが誘電体膜としてＡｔａＯｓ
、５ｉｓＮｉでも同様の効果が確認された。
性の結果の１回を示す。実線１点線は本発明品、一点鎖
線は従来構造のもので、従来品はキンクレベルの上で動
作させているため大幅に動作電流が増大しておシ寿命特
性は良くない。一方本元明品は直流−光出力特性の直線
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の誘電体膜として５ｌｏ
２の場合について述べたが誘電体膜としてＡｔａＯｓ
、５ｉｓＮｉでも同様の効果が確認された。
第４図は第１図の構造の半導体レーザ装置にさらに第４
の誘電体膜４として５ｉｆｔを膜厚λ／２０ｎ４〜λ／
２”４（λ：レーザの発振波長。
の誘電体膜４として５ｉｆｔを膜厚λ／２０ｎ４〜λ／
２”４（λ：レーザの発振波長。
ｎ４ ：屈折率）、すなわち２８〜２８０口ｍスパッタ
リング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素子の耐３Ｂ境性
が一段と優れたものとなった。
リング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素子の耐３Ｂ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Ｇ ａｌ −ｘ ｋｔｘ
Ａ ５（Ｘ＝０．０５）Ｃ８Ｐ型レーザについて説明し
たが光共振器として反射面を有するものであれば結晶材
料は何ら制限を受けない。さらにレーザ素子そのものの
構成はＣＳ Ｐｍ、レーザ以外のＢＨｆｆｉレーザその
他の諸々の半導体レーザ常子等何れでも本方法が適用可
能であることは明らかである。
Ａ ５（Ｘ＝０．０５）Ｃ８Ｐ型レーザについて説明し
たが光共振器として反射面を有するものであれば結晶材
料は何ら制限を受けない。さらにレーザ素子そのものの
構成はＣＳ Ｐｍ、レーザ以外のＢＨｆｆｉレーザその
他の諸々の半導体レーザ常子等何れでも本方法が適用可
能であることは明らかである。
又、半導体レーザを構成する半導体材料も実施列以外の
もの（たとえばＩｎＰ−ＩｎＧａＡＳＰ系等の半導体レ
ーザ）に通用できることもいう１でもない。
もの（たとえばＩｎＰ−ＩｎＧａＡＳＰ系等の半導体レ
ーザ）に通用できることもいう１でもない。
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シ、レーザ
特性、すなわちキンフレにル、微分効率を１．５〜２５
倍（従来品に比較して）向上させることが分かった。ま
た７０Ｃ９３０ｍｗの高出力時の動作′電流を２００ｍ
Ａ （従来品）から１５０ｍＡに低減でき寿命特性も大
幅に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シ、レーザ
特性、すなわちキンフレにル、微分効率を１．５〜２５
倍（従来品に比較して）向上させることが分かった。ま
た７０Ｃ９３０ｍｗの高出力時の動作′電流を２００ｍ
Ａ （従来品）から１５０ｍＡに低減でき寿命特性も大
幅に改善することができた。
第１図、お↓び第４図は各々本発明の実施列を示すレー
ザ装置の断面図、第２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列
を示す図である。 ｌ・・・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の誘電体膜、１１
・・・半■ １ 図 Ｙ：Ｊｚ図 電 ン糞二 （〃ηΔ） − ′ｆＪ３図 ′ＦＪ、、ｉ図
ザ装置の断面図、第２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列
を示す図である。 ｌ・・・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の誘電体膜、１１
・・・半■ １ 図 Ｙ：Ｊｚ図 電 ン糞二 （〃ηΔ） − ′ｆＪ３図 ′ＦＪ、、ｉ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザの光共振器を構成する２つの端面に誘
電体膜を有する半導体レーザ装置において、一方の端面
にレーザの発振波長をλとした時、λ／３２ｎｌ〜７λ
／３２ ｎ、および９λ／３２ｎ１〜１５λ／３２ｎｔ
（ｎｔ ：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の誘電体膜λ
／４ｎ２（”宜：屈折率）、高屈折率の第３の誘電体膜
を膜厚λ／４ｎ３ （”ｓ ：屈折率）ｊｌｌｉ次積み
重ねた２層膜を少なくとも１組有することを特徴とした
半導体レーザ装置（但し、”＋＋ｎｍ＜０３ ）。 ７、特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置にお
いて、第３の誘′成体膜上にさらに第４の誘電体膜を膜
厚λ／ｚｏｎ４〜λ／’２”４（”４＝屈折率）被覆し
た構造を有することを特徴とした半導体レーザ装置。 ３、％許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置にお
いて、前記第１ｉ？工び第２の誘電体膜がＳｉＯ鵞膜ま
たはＡｔ！ Ｏｎ膜、または５ｉｓＮ＜膜、第３の誘電
体膜が非晶質３ｉ−膜から成ることを特徴とする半導体
レーザ装置。 ４、特許請求の範囲第２項記載の半導体レーザ装置にお
いて、前記第４の誘電体膜が５ｊＯｚ膜またはＩＬＬ２
０ｇ膜または５ｉＨＮ４膜から成る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 |
|---|---|---|---|
| JP21399083A JPS60107882A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21399083A JPS60107882A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60107882A true JPS60107882A (ja) | 1985-06-13 |
Family
ID=16648425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21399083A Pending JPS60107882A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60107882A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0579437A2 (en) * | 1992-07-17 | 1994-01-19 | AT&T Corp. | Coated DFB semiconductor laser for use in analog optical fiber communication system |
-
1983
- 1983-11-16 JP JP21399083A patent/JPS60107882A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0579437A2 (en) * | 1992-07-17 | 1994-01-19 | AT&T Corp. | Coated DFB semiconductor laser for use in analog optical fiber communication system |
| EP0579437A3 (en) * | 1992-07-17 | 1994-02-09 | AT&T Corp. | Coated DFB semiconductor laser for use in analog optical fiber communication system |
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