JPS60130186A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS60130186A JPS60130186A JP23717883A JP23717883A JPS60130186A JP S60130186 A JPS60130186 A JP S60130186A JP 23717883 A JP23717883 A JP 23717883A JP 23717883 A JP23717883 A JP 23717883A JP S60130186 A JPS60130186 A JP S60130186A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- mode oscillation
- groove
- center
- semiconductor laser
- 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
Links
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
- H01S5/22—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 ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
-
- 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
- H01S5/22—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 ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、光情報処理機器等に用いられる半導体レーザ
装置に関するものである。
装置に関するものである。
（従来例の構成とその問題点）
近年、半導体レーザ装置の産業界への進出は目ざ捷しい
ものがあり、特に光ディスクの用事１１１光源として実
用化されつつある。とうした月］途に使用するためには
、半導体レーザ装置は、νｌ（本４．ｂ？モードで発振
する必要がある。基本横モード発振庖実現するだめ、従
来の半導体レーザ装置では、ｐｎ接合面の一方向に沿っ
て実効屈折率分布を有する構造をとることが多い。り下
、図面を参（！６し々から、上述したような従来の半導
体レーザ装置について説明を行なう。第１図は従来の半
導体レーザ装置の光の進行方向に垂直な断ｍ［を示すも
のである。第１図において、１はｎ−ＧａＡｓ基板、２
ｔ：＋ｎ −ＧａＡｓ 基板］の上に形成した溝、３
はｎ Ｇ ａｏ、 ｂ ５ＡＺｏ 、 ３５Ａｓ クラ
ッド層、４はｎ ”Ｇ ａ ｏ 、 ｑ ｓ Ａｔｏ
、 ｏ ｓ Ａ Ｓ活性層、５はｐ−Ｇａ０．６５Ａｔ
０．３５ΔＳクラッド層、６はｎ−ＧａＡｓ層、７は電
流住人領域、８はプラス側電極金属、９はマイナス側電
極金属である。プラスとマイナス両電極間に電圧をかけ
ることによって電流注入領域７よシミ流が注入され活性
層４において光が発生する。基板１の溝２では、クラッ
ド層３が厚いだめ活性層４で発生した光は基板１での吸
収を受けないが、溝２の両側ではクラ、ド層３が薄いた
め活性層４で発生した光は基板１で吸収を受ける。この
ため溝部上の活性層４に光は閉じ込められることになる
。このことは、実効屈折至で表わすと、第１図の活性層
４に平行方向に、溝上部で実効屈折率が高く、その両側
で実効屈折率が低くなった分布を有するということがで
きる。このような実効屈折率分布のもとでは、基本横モ
ード発振が容易に実現される。
ものがあり、特に光ディスクの用事１１１光源として実
用化されつつある。とうした月］途に使用するためには
、半導体レーザ装置は、νｌ（本４．ｂ？モードで発振
する必要がある。基本横モード発振庖実現するだめ、従
来の半導体レーザ装置では、ｐｎ接合面の一方向に沿っ
て実効屈折率分布を有する構造をとることが多い。り下
、図面を参（！６し々から、上述したような従来の半導
体レーザ装置について説明を行なう。第１図は従来の半
導体レーザ装置の光の進行方向に垂直な断ｍ［を示すも
のである。第１図において、１はｎ−ＧａＡｓ基板、２
ｔ：＋ｎ −ＧａＡｓ 基板］の上に形成した溝、３
はｎ Ｇ ａｏ、 ｂ ５ＡＺｏ 、 ３５Ａｓ クラ
ッド層、４はｎ ”Ｇ ａ ｏ 、 ｑ ｓ Ａｔｏ
、 ｏ ｓ Ａ Ｓ活性層、５はｐ−Ｇａ０．６５Ａｔ
０．３５ΔＳクラッド層、６はｎ−ＧａＡｓ層、７は電
流住人領域、８はプラス側電極金属、９はマイナス側電
極金属である。プラスとマイナス両電極間に電圧をかけ
ることによって電流注入領域７よシミ流が注入され活性
層４において光が発生する。基板１の溝２では、クラッ
ド層３が厚いだめ活性層４で発生した光は基板１での吸
収を受けないが、溝２の両側ではクラ、ド層３が薄いた
め活性層４で発生した光は基板１で吸収を受ける。この
ため溝部上の活性層４に光は閉じ込められることになる
。このことは、実効屈折至で表わすと、第１図の活性層
４に平行方向に、溝上部で実効屈折率が高く、その両側
で実効屈折率が低くなった分布を有するということがで
きる。このような実効屈折率分布のもとでは、基本横モ
ード発振が容易に実現される。
実効屈折率分布によって基本横モード発振が閉じ込めら
れた半導体レーザ装置では、通常、単−縦モード発振し
やすくなる。しかし、温度変化や電流値の変化によって
利得分布が移動した場合には縦モードは隣接する次数の
モードに移行するが、この際２本の縦モードが共存する
ことがある。この時光出力は大きな変動を示し、光強度
雑音が増大するという欠点がある。
れた半導体レーザ装置では、通常、単−縦モード発振し
やすくなる。しかし、温度変化や電流値の変化によって
利得分布が移動した場合には縦モードは隣接する次数の
モードに移行するが、この際２本の縦モードが共存する
ことがある。この時光出力は大きな変動を示し、光強度
雑音が増大するという欠点がある。
（発明の目的）
本発明は上記欠点に鑑み、光出力のゆらぎの小さい低雑
音半導体レーザを提供するものである。
音半導体レーザを提供するものである。
（発明の構成）
本発明の半導体レーザ装置は、ｐｎ接合面を有し、この
接合面の一方向に沿って中央部で歯くその両側で低い実
効屈折率分布が形成されると共に、半導体基板上に、第
１の半導体層、第２の半導体層、第２の半導体層より屈
折率が小さい第３の）１′導体層が形成され、四に前記
第２の半導体層は長手方向の中央部において前記半導体
基板の方へ凸状にわん曲している構造になっている。
接合面の一方向に沿って中央部で歯くその両側で低い実
効屈折率分布が形成されると共に、半導体基板上に、第
１の半導体層、第２の半導体層、第２の半導体層より屈
折率が小さい第３の）１′導体層が形成され、四に前記
第２の半導体層は長手方向の中央部において前記半導体
基板の方へ凸状にわん曲している構造になっている。
この構成によって、ｐｎ接合部で発生した光Ｃ；ｊ中央
部で高い実効屈折率分布によって閉じ込められ、安定な
基本横モード発振となり、縦モードも単一となる。長手
方向の中央部で活性層である第３の半導体層がわん曲し
ているため、光は直進することができず、吸収損失を受
けることになる。
部で高い実効屈折率分布によって閉じ込められ、安定な
基本横モード発振となり、縦モードも単一となる。長手
方向の中央部で活性層である第３の半導体層がわん曲し
ているため、光は直進することができず、吸収損失を受
けることになる。
温度あるいは電流値が変化すると、２本の縦モードの共
存状態になろうとするが、この縦モードの振幅が最大と
なる共振器中央部で損失が太きいため、２本の縦モード
の発振がおこらず常に単一モード発振上なる。従って低
雑音発振が実現されることになる。
存状態になろうとするが、この縦モードの振幅が最大と
なる共振器中央部で損失が太きいため、２本の縦モード
の発振がおこらず常に単一モード発振上なる。従って低
雑音発振が実現されることになる。
（実施例の説明）
以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
第２図は本発明の一実施例を示す図で、同図（ａ）は平
面図、同図（ｂ）は正面図、同図（Ｃ）は同図（ａ）の
Ａ −Ａ’断面図である。
面図、同図（ｂ）は正面図、同図（Ｃ）は同図（ａ）の
Ａ −Ａ’断面図である。
ｌはｎ−ＧａＡｓ基板で、この上に第１の溝２、及び第
１の溝２より深さの深い第２の溝１０を形成する。そし
てこれらの溝２．１０を埋めつくすように、ｎ −Ｇａ
ｏ 、 ６ｓ ＡＺｏ 、 ３ｓ Ａ ８クラッド層
３゜ｎ ”−Ｇ ａ ｏ、 ｑ ５ＡＡｏ 、 ｏ ５
Ａ、ｓ 活性層４を形成すると、活性層４は長手方向の
中央部で下方に弧を描いた形状になる。その上にｐ Ｇ
ａ ｏ、 ６ｓ ＡＺｏ 、 ｓ ｓ Ａ ８クラッ
ド層５、ｎ−ＧａＡｓ層６を順次形成し、最後のｎ−Ｇ
ａＡｓ層６には第１の溝２の真上に、第２図（ａ）に点
線で示したように帯状にｐ −Ｃｘ ａ ｏ、 ６ｓＡ
Ｚｏ、 ３ｓＡ ｓクラッド層５に達するまでＺｎの拡
散を行いｐ型に変え、電流注入領域６を形成する。ｎ−
ＧａＡｓ基板１下面及びｎ −Ｇ ａＡ ｓ層６上面に
は金属８．９を＾１けそれぞれ正および負電極とする。
１の溝２より深さの深い第２の溝１０を形成する。そし
てこれらの溝２．１０を埋めつくすように、ｎ −Ｇａ
ｏ 、 ６ｓ ＡＺｏ 、 ３ｓ Ａ ８クラッド層
３゜ｎ ”−Ｇ ａ ｏ、 ｑ ５ＡＡｏ 、 ｏ ５
Ａ、ｓ 活性層４を形成すると、活性層４は長手方向の
中央部で下方に弧を描いた形状になる。その上にｐ Ｇ
ａ ｏ、 ６ｓ ＡＺｏ 、 ｓ ｓ Ａ ８クラッ
ド層５、ｎ−ＧａＡｓ層６を順次形成し、最後のｎ−Ｇ
ａＡｓ層６には第１の溝２の真上に、第２図（ａ）に点
線で示したように帯状にｐ −Ｃｘ ａ ｏ、 ６ｓＡ
Ｚｏ、 ３ｓＡ ｓクラッド層５に達するまでＺｎの拡
散を行いｐ型に変え、電流注入領域６を形成する。ｎ−
ＧａＡｓ基板１下面及びｎ −Ｇ ａＡ ｓ層６上面に
は金属８．９を＾１けそれぞれ正および負電極とする。
以上のように構成された半導体レーザ装置について以下
その動作について説明する。捷ず、活性層４で発生した
光は、基板ｌの第１の溝２ではクラッド層が十分厚く吸
収を受けないが第１の溝２の両側ではクラッド層３が薄
いために基板ｌで吸収を受ける。このため活性層４のｐ
ｎ接合面にそって基板１の第１の溝２で高くその両側で
低い実効屈折率分布が形成される。これによって基板横
モード発振が実現される。次に活性層４で発生した光は
帯状の電流注入領域７に平行方向に伝ばんし、注入電流
による利得のため増ｌ〕される。しかし中央部では活性
層４が弧を描いているため光は直進することができず、
クラ、ド層３にしみ出し損失となる。こうして基本横モ
ード発振と２本の縦モード発振の抑制によって常に単−
縦モード発振が実現されることになる。本実施例におい
ては、単−縦モード発振は、発振しきい値の１．１倍以
上の電流値で観測された。単−縦モード発振では、光出
力の変動は多モード発振状態に比べて非常に小さい。
その動作について説明する。捷ず、活性層４で発生した
光は、基板ｌの第１の溝２ではクラッド層が十分厚く吸
収を受けないが第１の溝２の両側ではクラッド層３が薄
いために基板ｌで吸収を受ける。このため活性層４のｐ
ｎ接合面にそって基板１の第１の溝２で高くその両側で
低い実効屈折率分布が形成される。これによって基板横
モード発振が実現される。次に活性層４で発生した光は
帯状の電流注入領域７に平行方向に伝ばんし、注入電流
による利得のため増ｌ〕される。しかし中央部では活性
層４が弧を描いているため光は直進することができず、
クラ、ド層３にしみ出し損失となる。こうして基本横モ
ード発振と２本の縦モード発振の抑制によって常に単−
縦モード発振が実現されることになる。本実施例におい
ては、単−縦モード発振は、発振しきい値の１．１倍以
上の電流値で観測された。単−縦モード発振では、光出
力の変動は多モード発振状態に比べて非常に小さい。
第：３ ｍ （ａ）は、第１図に示しだ従来構造の半導
体レーザ装置を光出力３ ｍＷで定出力動作させ、温度
を変化して光強度雑音を測定した結果で、同図（ｂ）は
、本発明による実施例の半導体レーザ装置についた同様
の測定をした結果である。
体レーザ装置を光出力３ ｍＷで定出力動作させ、温度
を変化して光強度雑音を測定した結果で、同図（ｂ）は
、本発明による実施例の半導体レーザ装置についた同様
の測定をした結果である。
この結果かられかるように、本発明による半導体レーザ
装置は、従来の半導体レーザ装置に比べて１０〜２０
ｄＢの雑音低減が実現されている。
装置は、従来の半導体レーザ装置に比べて１０〜２０
ｄＢの雑音低減が実現されている。
（発明の効果）
す」二のように本発明は、基本横モード発振する半導体
レーザ装置の電流注入領域を中央部でなくすことにより
安定な斤−縦モード発掘を実現し、低雑音動作すること
ができ、その実用的効果は大なるものがある。
レーザ装置の電流注入領域を中央部でなくすことにより
安定な斤−縦モード発掘を実現し、低雑音動作すること
ができ、その実用的効果は大なるものがある。
第１図は従来の半導体レーザ装置の光の進行方向に垂直
な断面図、第２図は本発明の実施例を示す図で、（ａ）
は平面図、（ｂ）は正面図、（Ｃ）は（ａ）図のＡ−Ａ
′断面図、第３図は、従来例と本発明の実施例の温度−
雑音特性を比較した図で、（ａ）は従来例の場合、（ｂ
）は本発明の実施例の場合である。 ■・・・１−ＧａＡｓ基板、２・・・基板に形成された
第１の溝、３−ｎ−Ｇａ Ａ１ ０、／＋５ ０．３５ＡＳクラ、ド層、４・・ｎ−Ｇａ
ｏ、 ９５Ａｔ０．０ ｓＡｓ活性層、５ ”’ ｐ
−Ｇ ａ ｏ、 ６ ｓ ＡＺｏ 、 ３５Ａ Ｓクラ
ッド層、６・・・ｎ −Ｇ ａＡ ｓ層、７・・・電流
注入領域、８・・・ｐ側電極金属、９・・ｎ側電極金属
、】０・・基板に形成された第２の溝。 ５セ！−′ 第 １ 因 第２図 （０） ■ 第２図 （ｋｌ） （０） 渫Ｌ（０ｃ） ３ 図 （ｂ） ； 誼及（”Ｃ）
な断面図、第２図は本発明の実施例を示す図で、（ａ）
は平面図、（ｂ）は正面図、（Ｃ）は（ａ）図のＡ−Ａ
′断面図、第３図は、従来例と本発明の実施例の温度−
雑音特性を比較した図で、（ａ）は従来例の場合、（ｂ
）は本発明の実施例の場合である。 ■・・・１−ＧａＡｓ基板、２・・・基板に形成された
第１の溝、３−ｎ−Ｇａ Ａ１ ０、／＋５ ０．３５ＡＳクラ、ド層、４・・ｎ−Ｇａ
ｏ、 ９５Ａｔ０．０ ｓＡｓ活性層、５ ”’ ｐ
−Ｇ ａ ｏ、 ６ ｓ ＡＺｏ 、 ３５Ａ Ｓクラ
ッド層、６・・・ｎ −Ｇ ａＡ ｓ層、７・・・電流
注入領域、８・・・ｐ側電極金属、９・・ｎ側電極金属
、】０・・基板に形成された第２の溝。 ５セ！−′ 第 １ 因 第２図 （０） ■ 第２図 （ｋｌ） （０） 渫Ｌ（０ｃ） ３ 図 （ｂ） ； 誼及（”Ｃ）
Claims (1)
- ｐｉ接合面を有し、前記ｐｎ接合面の一方向に沿って中
央部で高くその両側で低い実効屈折率分布が形成される
とともに、半導体基板上に、第１の半導体層、第２の半
導体層、および前記第２の半導体層より屈折率が小さい
第３の半導体層が形成され、さらに前記第２の半導体層
は長手方向の中火部においてＭｆＪ記半導体基板の方へ
凸状にわん曲し、前記実効屈折率の高い領域の上方に前
記長手方向の帯状の電流注入領域が形成されていること
を峙徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23717883A JPS60130186A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23717883A JPS60130186A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60130186A true JPS60130186A (ja) | 1985-07-11 |
Family
ID=17011527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23717883A Pending JPS60130186A (ja) | 1983-12-17 | 1983-12-17 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60130186A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6297329A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-06 | Ulvac Corp | ドライエツチング装置 |
-
1983
- 1983-12-17 JP JP23717883A patent/JPS60130186A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6297329A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-06 | Ulvac Corp | ドライエツチング装置 |
| JPH0457091B2 (ja) * | 1985-10-24 | 1992-09-10 | Ulvac Corp |
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