JPS6014489A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
- Publication number
- JPS6014489A JPS6014489A JP58122922A JP12292283A JPS6014489A JP S6014489 A JPS6014489 A JP S6014489A JP 58122922 A JP58122922 A JP 58122922A JP 12292283 A JP12292283 A JP 12292283A JP S6014489 A JPS6014489 A JP S6014489A
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- lambda
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- films
- film thickness
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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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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (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】
この発明は、半導体発光素子の共振器ミラ一端面の反射
率を再現性よ（数％まで低下させた半導体発光装五妊関
するものである。
率を再現性よ（数％まで低下させた半導体発光装五妊関
するものである。
デジタルオーディオディスク（ＤＡＤ）やビデオディス
ク（ＶＤ）用に用いられる半導体レーザダイオード（Ｌ
Ｄ）では、ディスク読取りの光学系からＬＤへの戻り元
（反射光）がＬＤの出力光のゆらぎ（雑音）ｌ増大させ
、ＬＤＫよるディスク読取りが不可能になることが多発
する。
ク（ＶＤ）用に用いられる半導体レーザダイオード（Ｌ
Ｄ）では、ディスク読取りの光学系からＬＤへの戻り元
（反射光）がＬＤの出力光のゆらぎ（雑音）ｌ増大させ
、ＬＤＫよるディスク読取りが不可能になることが多発
する。
一般的に、ＬＤ実使用条件で要求される雑音特性はＤＡ
Ｄ用で中心周波数・５０．０ＫＨ２、帯域幅３０ＫＨ２
に対しＳ／Ｎ６７ｄＢ以上、ＶＤ用で中心周波数２〜３
ＭＨ２、帯域幅３００ＫＨ２Ｋ対し７５ｄＢ以上の程度
である。こねに対し一般に使用されているシングルモー
ドＬＤの雑音特性は戻り元のない場合上記の各々の周波
数帯で１００ｄＢ 、 ９０ ｄＢ 以上である。これ
らの値はＤＡＤ用、ＶＤ用の仕様′？：ａだｊが、ＬＤ
がディスク読取光学系に組み込まれて戻り光の影響を受
けると雑音特性が著しく劣化する。一般に読取光学系に
よる戻り光はＬｂ出射元の数％以内であるが、雑音特性
はＤＡＤ用では５０ｄＢ、ＶＤ用では４０ｄＢ程度まで
劣化し、実使用条件を満たさなくなる。
Ｄ用で中心周波数・５０．０ＫＨ２、帯域幅３０ＫＨ２
に対しＳ／Ｎ６７ｄＢ以上、ＶＤ用で中心周波数２〜３
ＭＨ２、帯域幅３００ＫＨ２Ｋ対し７５ｄＢ以上の程度
である。こねに対し一般に使用されているシングルモー
ドＬＤの雑音特性は戻り元のない場合上記の各々の周波
数帯で１００ｄＢ 、 ９０ ｄＢ 以上である。これ
らの値はＤＡＤ用、ＶＤ用の仕様′？：ａだｊが、ＬＤ
がディスク読取光学系に組み込まれて戻り光の影響を受
けると雑音特性が著しく劣化する。一般に読取光学系に
よる戻り光はＬｂ出射元の数％以内であるが、雑音特性
はＤＡＤ用では５０ｄＢ、ＶＤ用では４０ｄＢ程度まで
劣化し、実使用条件を満たさなくなる。
従来、雑音特性ｌ改＠するため縦モードｌマルチモード
化しＡ（６音タ減少させるという対策が諸じられて来た
。縦モードｌマルチにするには２通りの方法がある。
化しＡ（６音タ減少させるという対策が諸じられて来た
。縦モードｌマルチにするには２通りの方法がある。
第１は心波機摺がゲイン・力゛イド形のレーザを作りマ
ルチモードを実現するというもの、第２はＬＤ共振器端
面に無反射膜をコートし端面反射率ｌ低下させ、シング
ルモードをマルチモード化するというものである。ゲイ
ン・ガイド形レーザでは縦モード本数が１０本以上にな
る。
ルチモードを実現するというもの、第２はＬＤ共振器端
面に無反射膜をコートし端面反射率ｌ低下させ、シング
ルモードをマルチモード化するというものである。ゲイ
ン・ガイド形レーザでは縦モード本数が１０本以上にな
る。
雑音特性はＶＤ用の周波数帯で、戻り元がない場合Ｋ
Ｓ／Ｎ ８５ ｄＢのものが、戻り元がある場合でも７
５ ｄＢ程度にしか劣化せず、この値は実使用栄件な満
たすものである。しかし、ゲイン・ガイド形レーザでは
出射光のビーみの活性層平行方向と垂直方向のビームク
エストが一致しないため（１０〜３０μｍずれることが
多い）、出射ビームなディスク面上に集光させることが
むづかしく、読取光学系が高価になるという欠点がある
。
Ｓ／Ｎ ８５ ｄＢのものが、戻り元がある場合でも７
５ ｄＢ程度にしか劣化せず、この値は実使用栄件な満
たすものである。しかし、ゲイン・ガイド形レーザでは
出射光のビーみの活性層平行方向と垂直方向のビームク
エストが一致しないため（１０〜３０μｍずれることが
多い）、出射ビームなディスク面上に集光させることが
むづかしく、読取光学系が高価になるという欠点がある
。
端面に無反射膜ケコートする方法では比較的簡単にマル
チモードｌ実現でき、かつ、活性層平行方向と垂直方向
でビームワエスト位瞠がずすするごとはないが、無反射
膜の膜厚を制御するのがむづかしく、従って反射率の正
確な制御がむづかしいという欠点を有する。
チモードｌ実現でき、かつ、活性層平行方向と垂直方向
でビームワエスト位瞠がずすするごとはないが、無反射
膜の膜厚を制御するのがむづかしく、従って反射率の正
確な制御がむづかしいという欠点を有する。
この点について実例１挙げて説明する。第１図は従来性
われて来た無反射膜（Ａｎｔｉ−ＲｅｆｅｃｔｉｖｅＣ
ｏａｔｉｎｇ Ｆｉｌｍ）’％：例示する断面図である
。ＤＡＤ。
われて来た無反射膜（Ａｎｔｉ−ＲｅｆｅｃｔｉｖｅＣ
ｏａｔｉｎｇ Ｆｉｌｍ）’％：例示する断面図である
。ＤＡＤ。
ＶＤでは可視光ＬＤが用いられ、第１図で、１はＧａＡ
ｌＡｓ 系レーザダイオード（以下単Ｋｌ、Ｄとい５）
である。無反射膜がコートされていない状態でＬＤ端面
反射率は約３２％である（活性層屈は読取光学系（図中
では省略されている）からの戻り元である。戻りつＴｈ
の影響かあっても雑音特性があまり劣化しないためには
、スペクトル半値幅以内の縦モード本数が５〜１０本必
要であり、このためには無反射膜２のコート後の端面反
射率１２〜３％まで下げる必要がある。この反射率を実
λ 現するためｔに−（λ：レーザ元の波長）膜厚の無反射
膜フートが行われる。ＧａＡｌＡｓ系レーザにλ 対し上記反射出欠実現する−の厚みの無反射膜２として
、λ〜５ｏｏｏＸＫ対し屈折率ｌ、６のＡ１２０３（ア
ルミナ）を用いると端面反射率Ｒ＝ ２．８％となり、
良好なマルチモード特性が得られる。λ〜８０００ Ａ
Ｋ対し−Ａｂ０３ノλ／ ４ ＰｄＷハ１２５０Ｘであ
るが、この無反射膜２は電子ビーム蒸着によりコートさ
ｉするので実際の膜厚はロフトにより±１００Ｘ程度バ
ラツクこと示多い。膜厚のバラツキは反射率の変動ｌ引
き起こす。
ｌＡｓ 系レーザダイオード（以下単Ｋｌ、Ｄとい５）
である。無反射膜がコートされていない状態でＬＤ端面
反射率は約３２％である（活性層屈は読取光学系（図中
では省略されている）からの戻り元である。戻りつＴｈ
の影響かあっても雑音特性があまり劣化しないためには
、スペクトル半値幅以内の縦モード本数が５〜１０本必
要であり、このためには無反射膜２のコート後の端面反
射率１２〜３％まで下げる必要がある。この反射率を実
λ 現するためｔに−（λ：レーザ元の波長）膜厚の無反射
膜フートが行われる。ＧａＡｌＡｓ系レーザにλ 対し上記反射出欠実現する−の厚みの無反射膜２として
、λ〜５ｏｏｏＸＫ対し屈折率ｌ、６のＡ１２０３（ア
ルミナ）を用いると端面反射率Ｒ＝ ２．８％となり、
良好なマルチモード特性が得られる。λ〜８０００ Ａ
Ｋ対し−Ａｂ０３ノλ／ ４ ＰｄＷハ１２５０Ｘであ
るが、この無反射膜２は電子ビーム蒸着によりコートさ
ｉするので実際の膜厚はロフトにより±１００Ｘ程度バ
ラツクこと示多い。膜厚のバラツキは反射率の変動ｌ引
き起こす。
第３図は無反射膜畢２と反射率の関係を示すグラフであ
り、第３図（ａ）はＡｌ１ｏ、λ／４膜の場合である。
り、第３図（ａ）はＡｌ１ｏ、λ／４膜の場合である。
λ／４ 膜厚で端面反射率Ｒは極小値（−（（ｎｏ ｎ
ｏ−ｎ”）、／ （ｎ、ｎ６ ＋ｎ２））”、 ｎ、
；活性層屈折る。Ａｈａ、の場合ｘｏｏＸの膜厚ゆらぎ
があると反射率は３．５％よりも大きくなり、端面損失
が減少するのでＬＤＬきい電流値の増加率が急に小さく
なり、縦モード本数が減少する。
ｏ−ｎ”）、／ （ｎ、ｎ６ ＋ｎ２））”、 ｎ、
；活性層屈折る。Ａｈａ、の場合ｘｏｏＸの膜厚ゆらぎ
があると反射率は３．５％よりも大きくなり、端面損失
が減少するのでＬＤＬきい電流値の増加率が急に小さく
なり、縦モード本数が減少する。
第４図はＬＤ片面に無反射膜２をコートしたときの端面
反射率としきい電流ＩＬｈの増加率の関係を示す代表例
であり、反射率が２〜３％のときにはＩｔｈの反射率依
存性が非常に太き（、縦モード本数も反射率の増加によ
り大きく減少する。従って戻り光のある場合の雑音特性
が悪（なり、無反射膜の効果が著しく減少する。雑音特
性な劣化させないためには反射率ケ一定に保つことが重
要であるがＡｌ２Ｏ，のλ／４ 膜厚の一層の無反射膜
２Ｖｃよりこれを実現するのはむづかしい。
反射率としきい電流ＩＬｈの増加率の関係を示す代表例
であり、反射率が２〜３％のときにはＩｔｈの反射率依
存性が非常に太き（、縦モード本数も反射率の増加によ
り大きく減少する。従って戻り光のある場合の雑音特性
が悪（なり、無反射膜の効果が著しく減少する。雑音特
性な劣化させないためには反射率ケ一定に保つことが重
要であるがＡｌ２Ｏ，のλ／４ 膜厚の一層の無反射膜
２Ｖｃよりこれを実現するのはむづかしい。
この発明は、上述した端面反射率ｌ一定に保つのがむづ
かしいという従来法の欠点を除去し、安定に低反射率ｌ
実現しようとするものである。
かしいという従来法の欠点を除去し、安定に低反射率ｌ
実現しようとするものである。
以下この発明について説明する。
第２図はこの発明の一実施例を示す半導体発光素子の共
振器ミラ一端面の断面図である。第１図と同一番号の部
分は第１図に対応する部分を示す。
振器ミラ一端面の断面図である。第１図と同一番号の部
分は第１図に対応する部分を示す。
この発明では従来の無反射膜２に代って厚みｔ、。
ｔ４が発振波長忙対しそれぞれλ／４である２に４の無
反射膜３および４を電子ビーム蒸着によりコード口、ま
た、各々の屈折率”３＋ｎ４はｎｘ〉ｎ４であるように
したものである。
反射膜３および４を電子ビーム蒸着によりコード口、ま
た、各々の屈折率”３＋ｎ４はｎｘ〉ｎ４であるように
したものである。
λ／４の膜厚ｔ、、ｔ４に対し端面反射率Ｒは極小値
ｌとる。ここでλ〜８０００Ａに対しｎ３＝３．２゜ｎ
４＝１．４５の無反射膜３，４１用いるとＲ＝２．２％
となりＡｌｚＣｈのλ／４ 膜厚の一層の無反射膜２の
場合とほぼ同じ端面反射率が実現でき、戻り光のある場
合の雑音特性が著しく改善できる。ｎ３＝３．２ ＋
ｎ ４ ” １．４５の膜α−８ｉ （アモルファスシ
リコン）、５ｉＯ２Ｙ電子ビ一ム蒸着により順次フート
すること匠より実現することができる。
４＝１．４５の無反射膜３，４１用いるとＲ＝２．２％
となりＡｌｚＣｈのλ／４ 膜厚の一層の無反射膜２の
場合とほぼ同じ端面反射率が実現でき、戻り光のある場
合の雑音特性が著しく改善できる。ｎ３＝３．２ ＋
ｎ ４ ” １．４５の膜α−８ｉ （アモルファスシ
リコン）、５ｉＯ２Ｙ電子ビ一ム蒸着により順次フート
すること匠より実現することができる。
α−８ｉ ＊ Ｓｉｎ、のλ／４ 膜厚の無反射膜はそ
れぞれ６２５Ｘ、１３７９Ｘ程度であるが、従来法と同
様蒸着膜厚はこれらの値からずねるので端面反射率も理
論値からずれる。
れぞれ６２５Ｘ、１３７９Ｘ程度であるが、従来法と同
様蒸着膜厚はこれらの値からずねるので端面反射率も理
論値からずれる。
しかし、膜厚ずれによる端面反射率のずれは従来の１層
の場合程顕著ではない。
の場合程顕著ではない。
第３図（ｂ、ン、（ｂｚ）はＳ ｉ０２ ＋ α−８ｔ
膜厚かλ／４ からずれた場合の反射率の変化製水す
図である。第３図（ｂ、）はα−８ｉ膜厚がλ／４ で
Ｓｉｎ、膜厚がずれた場合、第２図（ｂ２）は５ｉＯｚ
膜厚がλ／４でα−８ｉ膜厚がずれた場合を示す。
膜厚かλ／４ からずれた場合の反射率の変化製水す
図である。第３図（ｂ、）はα−８ｉ膜厚がλ／４ で
Ｓｉｎ、膜厚がずれた場合、第２図（ｂ２）は５ｉＯｚ
膜厚がλ／４でα−８ｉ膜厚がずれた場合を示す。
この図かられかるよ５１ｃ Ａｌ２Ｏ３１層の場合に比
べてα−８ｔ と５ｉ０２２層をコートした場合の方が
端面反射率の膜厚依存性が少ないので、安定ＶＣ２〜３
％の低い端面反射率ｌ実現でき、従って確実に雑音特性
を改良することができる。
べてα−８ｔ と５ｉ０２２層をコートした場合の方が
端面反射率の膜厚依存性が少ないので、安定ＶＣ２〜３
％の低い端面反射率ｌ実現でき、従って確実に雑音特性
を改良することができる。
以上述べたこの発明による無反射膜を実際にコード口た
ロフトから、ランダムに３本のＬＤ’＆抜き取り、端面
反射率ｌ測定したところ２．５％、２６％、２．９％と
いう値が得らｊ、反射率がよ（揃っていることがわかっ
た。
ロフトから、ランダムに３本のＬＤ’＆抜き取り、端面
反射率ｌ測定したところ２．５％、２６％、２．９％と
いう値が得らｊ、反射率がよ（揃っていることがわかっ
た。
また、上記実施例ではｙ１３＝ ３．Ｌ ｎ４＝ １．
４５の膜材としてそれぞれα−８ｉｎ ５ｉＯ２Ｙ用い
た場合を述べたか、同程度の屈折率の他の物質ｌ用（・
ることもできる。さらに上記実施例ではコートした膜製
無反射膜としてのみ使用する場合ｌ述べたが、この膜は
同時ＫＬＤ端面保ａ用としても役立っている。
４５の膜材としてそれぞれα−８ｉｎ ５ｉＯ２Ｙ用い
た場合を述べたか、同程度の屈折率の他の物質ｌ用（・
ることもできる。さらに上記実施例ではコートした膜製
無反射膜としてのみ使用する場合ｌ述べたが、この膜は
同時ＫＬＤ端面保ａ用としても役立っている。
以上詳細に説明したように、この発明は半導体発光素子
の共ｓ器ミラーの端面にλ／４ の膜厚で屈折率がｎｌ
の第１の膜ｌ付着し、この上にλ／４の膜厚で屈折率が
前記ｎ、よりも小さいｎ２の第２の膜な付着したので、
反射率な数％に抑えることができる利点な有する。
の共ｓ器ミラーの端面にλ／４ の膜厚で屈折率がｎｌ
の第１の膜ｌ付着し、この上にλ／４の膜厚で屈折率が
前記ｎ、よりも小さいｎ２の第２の膜な付着したので、
反射率な数％に抑えることができる利点な有する。
第１図は従来の半導体発光素子の共握器ミラ一端面夕示
す断面図、第２図はこの発明の一実施例を示す半導体発
光素子のミラー共振器端面な示す断面図、第３図は無反
射膜厚と端面反射率の関係ｌ示す図、第４図は無反射膜
コート後のＬＤ端面反射率としきい電流値の関係の代表
例を示す図である。 ３．４は無反射膜、１０をまヒートシンク、２０（まＬ
ＤＬ１３射光、３０は戻り元である。 代理人 大 岩 増 バＦ （夕１２名）手続補正書（
自発） 昭矛ロケ７年り月、！７日 １、事件の表示 特願昭５８−１２２９２２号２、発明
の名称 半導体発光装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名 称
（６０１）三菱電機株式会社 代表者片山仁八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機
株式会社内 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面６、補正の内
容 （１）明細書第４頁１４〜１５行の「屈折率３．６）、
１０は」を、「屈折率３．６）。１０は」と補正する。 （２）同じく第４頁１６行の「無反射光」を、「無反射
膜」と補正する。 （３）同じく第４頁１８．第７頁１４行の「戻り光」を
、「戻り光３０Ｊと補正する。 （４）同じく第７頁下から５行の「膜α−５ｉＪを、「
膜はα−３ｉＪと補正する。 （５）同じく第８頁５〜６行の「膜厚か入／４から」を
、「膜厚が入／４から」と補止する。 （６）図面第４図を別紙のように補正する。 以上
す断面図、第２図はこの発明の一実施例を示す半導体発
光素子のミラー共振器端面な示す断面図、第３図は無反
射膜厚と端面反射率の関係ｌ示す図、第４図は無反射膜
コート後のＬＤ端面反射率としきい電流値の関係の代表
例を示す図である。 ３．４は無反射膜、１０をまヒートシンク、２０（まＬ
ＤＬ１３射光、３０は戻り元である。 代理人 大 岩 増 バＦ （夕１２名）手続補正書（
自発） 昭矛ロケ７年り月、！７日 １、事件の表示 特願昭５８−１２２９２２号２、発明
の名称 半導体発光装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名 称
（６０１）三菱電機株式会社 代表者片山仁八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機
株式会社内 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面６、補正の内
容 （１）明細書第４頁１４〜１５行の「屈折率３．６）、
１０は」を、「屈折率３．６）。１０は」と補正する。 （２）同じく第４頁１６行の「無反射光」を、「無反射
膜」と補正する。 （３）同じく第４頁１８．第７頁１４行の「戻り光」を
、「戻り光３０Ｊと補正する。 （４）同じく第７頁下から５行の「膜α−５ｉＪを、「
膜はα−３ｉＪと補正する。 （５）同じく第８頁５〜６行の「膜厚か入／４から」を
、「膜厚が入／４から」と補止する。 （６）図面第４図を別紙のように補正する。 以上
Claims (3)
- （１） 半導体発光素子の共振器ミラ一端面に、し１波
長の膜厚を持ち、かつ、発光波長に対する屈折率がｎ、
の第１の膜を付着し、この第１の膜の上に】／４波長の
膜厚ｌ持ち、かつ、発光波長に対する屈折率ｎ２が前記
第１の膜の屈折率ｎｌ よりも小さい第２の膜を付着し
たこと′？：ｖＦ徴とする半導体発光装置。 - （２）第１．第２の膜の屈折率ｎ、 ｐ ｎ２ をｎ。 ユ３．２ ｈ １１３ ＝＝ ｉ、 ４５としたことを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の半導体発光
装置。 - （３）第１．第２の膜がそれぞれα−８ｉとＳｔ Ｏ２
であることｔ特徴とする特許請求の範囲第（１１項記載
の半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58122922A JPS6014489A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58122922A JPS6014489A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6014489A true JPS6014489A (ja) | 1985-01-25 |
Family
ID=14847923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58122922A Pending JPS6014489A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6014489A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63229892A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レ−ザ |
| JPH0349281A (ja) * | 1989-07-17 | 1991-03-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ素子 |
-
1983
- 1983-07-05 JP JP58122922A patent/JPS6014489A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63229892A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レ−ザ |
| JPH0349281A (ja) * | 1989-07-17 | 1991-03-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ素子 |
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