JPS6010795A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
- Publication number
- JPS6010795A JPS6010795A JP11987483A JP11987483A JPS6010795A JP S6010795 A JPS6010795 A JP S6010795A JP 11987483 A JP11987483 A JP 11987483A JP 11987483 A JP11987483 A JP 11987483A JP S6010795 A JPS6010795 A JP S6010795A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- mode
- active layer
- thickness
- refractive index
- 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.)
- Granted
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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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/24—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser
Landscapes
- 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】
く技術分野〉
本発明は出力レーザ光の戻り光に起因する干渉雑音を低
減した半導体レーザ素子に関するものである。
減した半導体レーザ素子に関するものである。
〈従来技術〉
従来、半導体レーザ装置をディスク装置の光源として使
用した場合、ビデオディスクあるいはオーディオディス
クの光学系との結合に於いて、ディスク面からの反射に
よる出力レーザ光の戻り光が半導体レーザ素子へ再入射
すると出力光に対する再入射光の干渉により第１図に実
線で示す如く再入射光のない場合（破線で示す）に比べ
て注入電流と光出力の間の直線性が低下し、また第２図
に実線λ１で示す如く出力光の雑音が再入射光のない場
合（曲線Ｉ１２で示す）に比べて増加する。
用した場合、ビデオディスクあるいはオーディオディス
クの光学系との結合に於いて、ディスク面からの反射に
よる出力レーザ光の戻り光が半導体レーザ素子へ再入射
すると出力光に対する再入射光の干渉により第１図に実
線で示す如く再入射光のない場合（破線で示す）に比べ
て注入電流と光出力の間の直線性が低下し、また第２図
に実線λ１で示す如く出力光の雑音が再入射光のない場
合（曲線Ｉ１２で示す）に比べて増加する。
このために安定な光源として実用に供することが不可能
になることがある。この問題を解決する手段として、半
導体レーザ素子の電流注入幅即ちストライブ幅を通常の
１０−１５μｍに比べて活性層中のキャリア拡散長程度
即ち２〜４μｍ程度に狭く設定し、歪の発生あるいは戻
り光雑音の増加を回避することが試行されている。この
ような半導体レーザでは、利得分布によりレーザの光分
布が決定されるが、共振器体積の小さいことから自然放
出光のレーザモードへの関与が大きくなるとともに注入
電流密度も高くなるため、利得のスペクトル幅が拡大さ
れ、多軸モードにより発振してこの多軸モード発振によ
り再入射光の影響が低減される。
になることがある。この問題を解決する手段として、半
導体レーザ素子の電流注入幅即ちストライブ幅を通常の
１０−１５μｍに比べて活性層中のキャリア拡散長程度
即ち２〜４μｍ程度に狭く設定し、歪の発生あるいは戻
り光雑音の増加を回避することが試行されている。この
ような半導体レーザでは、利得分布によりレーザの光分
布が決定されるが、共振器体積の小さいことから自然放
出光のレーザモードへの関与が大きくなるとともに注入
電流密度も高くなるため、利得のスペクトル幅が拡大さ
れ、多軸モードにより発振してこの多軸モード発振によ
り再入射光の影響が低減される。
しかしながら、利得導波機構の半導体レーザ素子は注入
電流あるいは経時変化等によって近視野像が変化し易く
、レンズ等の光学系との結合が不安定になりかつ非点収
差が大きいことと相俟つ、てその結合効率が著しく低下
する欠点を生じる。
電流あるいは経時変化等によって近視野像が変化し易く
、レンズ等の光学系との結合が不安定になりかつ非点収
差が大きいことと相俟つ、てその結合効率が著しく低下
する欠点を生じる。
〈発明の目的〉
本発明は、従来の半導体レーザ素子に於ける上述の欠点
を根本的に解決するものであり、屈折率導波機構を有し
かつ単軸モード発振する半導体レーザ素子に於いて、単
軸モードのスペクトル幅を拡大することにより、再入射
光の影響を排除し注入電流と光出力との関係に良好な直
線性を付与しかつ雑音の増加を防止した新規有用な半導
体レーザ素子を提供することを目的とするものである。
を根本的に解決するものであり、屈折率導波機構を有し
かつ単軸モード発振する半導体レーザ素子に於いて、単
軸モードのスペクトル幅を拡大することにより、再入射
光の影響を排除し注入電流と光出力との関係に良好な直
線性を付与しかつ雑音の増加を防止した新規有用な半導
体レーザ素子を提供することを目的とするものである。
〈実施例〉
第３図は本発明の１実施例を示す半導体レーザ素子の斜
視図である。
視図である。
ｐ−ＧａＡｓ基板１の上にｎ−ＧａＡｌ！、Ａｓから成
る電流阻止層２を堆積し、その表面から電流阻止層２を
貫通してＧａＡｓ基板２に達するストライプ状のＶ形溝
を形成した後、ｐ−ＧａＡＪ２Ａｓクラッド層３、ｎ又
はｐ−ＧａＡＬＡｓ活性層４、ｎ−ＧａＡｊ２Ａｓクラ
ッド層５、ｎ−ＧａＡｓ コンタクト層６を順次積層す
ることによりＶ形溝部を電流通路とする活性層４の平担
なダブルへテロ接合型内部ストライプ構造を構成する。
る電流阻止層２を堆積し、その表面から電流阻止層２を
貫通してＧａＡｓ基板２に達するストライプ状のＶ形溝
を形成した後、ｐ−ＧａＡＪ２Ａｓクラッド層３、ｎ又
はｐ−ＧａＡＬＡｓ活性層４、ｎ−ＧａＡｊ２Ａｓクラ
ッド層５、ｎ−ＧａＡｓ コンタクト層６を順次積層す
ることによりＶ形溝部を電流通路とする活性層４の平担
なダブルへテロ接合型内部ストライプ構造を構成する。
更にコンタクト層６上にＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉのオーム性ｎ
側電極７を形成し、またＧａＡｓ基板１の裏面にＡｕ−
Ｚｎのオーム性ｎ側電極８を形成することによりレーザ
素子とする。
側電極７を形成し、またＧａＡｓ基板１の裏面にＡｕ−
Ｚｎのオーム性ｎ側電極８を形成することによりレーザ
素子とする。
上述の如き構造の半導体レーザ素子に於いて、活性層４
の厚さｄ、ｐ−クラッド層３のＶ形溝外の厚さｔ及びク
ラッド層３，５と活性層４のそれぞれの混晶比を適宜選
定することにより、複素屈折率分布を制御することがで
きる。Ｖ形溝に対応するストライプ領域とストライプ領
域外との屈折率差ΔＮ及び吸収係数差Δαをめ、これを
第４図（Ａ）＠に例示する。尚、活性層４の屈折率は３
６３、クラッド層３，５の屈折率は３３４、基板の吸収
係数は］Ｏ’ｃｍ−’発振波長は０．７８μｍとする（
破線はクラッド層５の屈折率が３．２５の場合）。第４
図 １（８）において、ΔＮは複素屈折率の実数部に相
当し、ΔＮ（０，００２の領域は屈折率差が注入電流に
よって打ち消され、不都合な利得導波機構となる領域で
ある。従って本実施例の半導体レーザ素子はΔＮ〉０．
００２の範囲で条件設定される。第４図の）のΔαは複
素屈折率の虚数部に相当し、ΔＮとΔαより屈折率導波
機構の特性が定まる。このような複素屈折率分布を有す
る導波路において、横モードの利得をめ、その結果を第
５図（５）（Ｂ）（Ｃ）に例示する。
の厚さｄ、ｐ−クラッド層３のＶ形溝外の厚さｔ及びク
ラッド層３，５と活性層４のそれぞれの混晶比を適宜選
定することにより、複素屈折率分布を制御することがで
きる。Ｖ形溝に対応するストライプ領域とストライプ領
域外との屈折率差ΔＮ及び吸収係数差Δαをめ、これを
第４図（Ａ）＠に例示する。尚、活性層４の屈折率は３
６３、クラッド層３，５の屈折率は３３４、基板の吸収
係数は］Ｏ’ｃｍ−’発振波長は０．７８μｍとする（
破線はクラッド層５の屈折率が３．２５の場合）。第４
図 １（８）において、ΔＮは複素屈折率の実数部に相
当し、ΔＮ（０，００２の領域は屈折率差が注入電流に
よって打ち消され、不都合な利得導波機構となる領域で
ある。従って本実施例の半導体レーザ素子はΔＮ〉０．
００２の範囲で条件設定される。第４図の）のΔαは複
素屈折率の虚数部に相当し、ΔＮとΔαより屈折率導波
機構の特性が定まる。このような複素屈折率分布を有す
る導波路において、横モードの利得をめ、その結果を第
５図（５）（Ｂ）（Ｃ）に例示する。
第５図（５）はｄ＝０．００８μｍ、ｔ＝ｏ、ｌｔｔｍ
に設定した場合のストライプ幅Ｗと利得の関係、第５図
の）はｄ＝０．１５μｍ、ｔ＝０．１μｍ に設定した
場合のストライプ幅Ｗと利得の関係、第５図０はｄ＝０
．０８μｍ。
に設定した場合のストライプ幅Ｗと利得の関係、第５図
の）はｄ＝０．１５μｍ、ｔ＝０．１μｍ に設定した
場合のストライプ幅Ｗと利得の関係、第５図０はｄ＝０
．０８μｍ。
ｔ＝０．３μｍに設定した場合のストライプ幅Ｗと利得
の関係を示す説明図である。第５図（Ｃ）に於いて、ス
トライプ幅が４５μｍから６μｍの間では１次モードは
複素屈折率の複素項がなければ導波モードとして存在す
るが、複素項があると放射モードになる領域である。こ
の領域に於いて、ｎ側電極７及びｎ側電極８を介して電
流を注入するとＶ形溝直上のストライプ領域の活性層４
内でレーザ発振が開始され、零次モードが発振する。１
次モードは放射モードであるためストライプ領域外へ発
散吸収されて消滅する。この１次モードの発生と消滅の
間で共振的に緩和振動を行なうと第６図に示すレーザ発
振のスペクトル曲線はそのスペクトル幅Ｗ２が拡大され
る。従って、コヒーレント長が短かくなり、半導体レー
ザの戻り光に起因する雑音はほとんど抑制され、ビデオ
ディスク用光源として最適の半導体装置を構成すること
ができる。
の関係を示す説明図である。第５図（Ｃ）に於いて、ス
トライプ幅が４５μｍから６μｍの間では１次モードは
複素屈折率の複素項がなければ導波モードとして存在す
るが、複素項があると放射モードになる領域である。こ
の領域に於いて、ｎ側電極７及びｎ側電極８を介して電
流を注入するとＶ形溝直上のストライプ領域の活性層４
内でレーザ発振が開始され、零次モードが発振する。１
次モードは放射モードであるためストライプ領域外へ発
散吸収されて消滅する。この１次モードの発生と消滅の
間で共振的に緩和振動を行なうと第６図に示すレーザ発
振のスペクトル曲線はそのスペクトル幅Ｗ２が拡大され
る。従って、コヒーレント長が短かくなり、半導体レー
ザの戻り光に起因する雑音はほとんど抑制され、ビデオ
ディスク用光源として最適の半導体装置を構成すること
ができる。
第５図（Ａ）［Ｆ］）の条件ではΔＮが大きいためこの
ような現象は起こらないが、クラッド層３，５及び活性
層４のＡ２混晶比を調整することにより上述の現象を生
起させるようにすることは可能である。
ような現象は起こらないが、クラッド層３，５及び活性
層４のＡ２混晶比を調整することにより上述の現象を生
起させるようにすることは可能である。
第１図は半導体レーザ素子の注入電流対光出力特性を示
す説明図である。第２図は半導体レーザ素子の動作温度
とＳ／Ｎ比の関係を示す説明図である。 第３図は本発明の１実施例を示す半導体レーザ素子の斜
視図である。第４図（Ａ）＠は活性層厚ｄ１の関係を説
明する特性図である。第５図（３）（Ｂ）（Ｃ）はスト
ライプ幅Ｗと横モード利得の関係を示す説明図である。 第６図は出力レーザ光の波長と強度を示すスペクトル図
である。 ］−ＧａＡｓ基板 ２・・・電流阻止層 計・・ｐ−ク
ラッド層 ４ 活性層 ５・ ｎ−クラッド層６・・・
コンタクト層 ７・・・ｎ側電極 ８・・・ｐ側電極代
理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）第１区 手、
２【ツ１ 第３図１ 第 ４ 図 ６４ノ ０．１ ０．２ ０．３ ０．４ ０．５ ０．６ ０
．７ｐ第４図αＶ 第５夕！ 本養入 第６図 ４７２−
す説明図である。第２図は半導体レーザ素子の動作温度
とＳ／Ｎ比の関係を示す説明図である。 第３図は本発明の１実施例を示す半導体レーザ素子の斜
視図である。第４図（Ａ）＠は活性層厚ｄ１の関係を説
明する特性図である。第５図（３）（Ｂ）（Ｃ）はスト
ライプ幅Ｗと横モード利得の関係を示す説明図である。 第６図は出力レーザ光の波長と強度を示すスペクトル図
である。 ］−ＧａＡｓ基板 ２・・・電流阻止層 計・・ｐ−ク
ラッド層 ４ 活性層 ５・ ｎ−クラッド層６・・・
コンタクト層 ７・・・ｎ側電極 ８・・・ｐ側電極代
理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）第１区 手、
２【ツ１ 第３図１ 第 ４ 図 ６４ノ ０．１ ０．２ ０．３ ０．４ ０．５ ０．６ ０
．７ｐ第４図αＶ 第５夕！ 本養入 第６図 ４７２−
Claims (1)
- １、屈折率導波機構を有しかつ単軸モード発振する半導
体レーザ素子に於いて、モード間で共振緩和振動を生起
する条件下に活性層近傍の複素屈折率分布を制御設定し
たことを特徴とする半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11987483A JPS6010795A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11987483A JPS6010795A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6010795A true JPS6010795A (ja) | 1985-01-19 |
| JPH0252869B2 JPH0252869B2 (ja) | 1990-11-14 |
Family
ID=14772383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11987483A Granted JPS6010795A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6010795A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0565958U (ja) * | 1992-02-14 | 1993-08-31 | 中国パール販売株式会社 | 粘着テープ付文具容器 |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP11987483A patent/JPS6010795A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0252869B2 (ja) | 1990-11-14 |
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