JPS6017984A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS6017984A JPS6017984A JP12583783A JP12583783A JPS6017984A JP S6017984 A JPS6017984 A JP S6017984A JP 12583783 A JP12583783 A JP 12583783A JP 12583783 A JP12583783 A JP 12583783A JP S6017984 A JPS6017984 A JP S6017984A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- center
- groove
- mode oscillation
- semiconductor laser
- interrupted
- Prior art date
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- Pending
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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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
-
- 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
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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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】
〔発明の目的〕本発明は光情報処理器等に使用さｎ、る
半導体レーザ装置に関するものであって、その目的とす
るところは光出力のゆらぎの少ない低雑音の半導体レー
ザ装置を提供することにある。
半導体レーザ装置に関するものであって、その目的とす
るところは光出力のゆらぎの少ない低雑音の半導体レー
ザ装置を提供することにある。
光ディスクの再生用光源として使用される半導体レーザ
は基本横モードで発振する必要がある。基本横モード発
振をうるための従来の半導体レーザはＰｎ接合面の一方
向に沿って実効屈折率分布を形成する方法が採用されて
おシ、その構造は禁制帯巾が活性層と等しいか若しくは
小さい基板に巾の均一な帯状の溝を設け、その上にクラ
ッド層にけさまｊ、た活性層を形成し、溝の外側に光の
吸収領域を形成した構造を有する。第１図は上記の構造
を有するＧαＡＪ’−ａａＡＺＡ＆系半導体レーザの光
の進行方向に垂直な断面を示している。同図において、
１はｎ−ＧａＡｓ基板、２は基板１に形成された溝、６
は溝２を埋めるように形成されたｎ−ＡＬｘＧα１−、
ＴＡＪＦクラッド層、４はｎ−ｈ１％ａ１−３１ＡＪＦ
活性層、５はｐ−ｈＬｘａａｌ−ｘＡｚクラッド層、６
はルー０６１７層でこれらは順次形成されている。７Ｖ
ｉ溝２の真上に帯状に形成された電流注入用の２４拡散
領域、８は正電極、９は負電極である。なお、上記半導
体の構成中、ｘｌ ｙは、Ｚ’ ＝ ０．５５、ｙ ＝
０．０５である。
は基本横モードで発振する必要がある。基本横モード発
振をうるための従来の半導体レーザはＰｎ接合面の一方
向に沿って実効屈折率分布を形成する方法が採用されて
おシ、その構造は禁制帯巾が活性層と等しいか若しくは
小さい基板に巾の均一な帯状の溝を設け、その上にクラ
ッド層にけさまｊ、た活性層を形成し、溝の外側に光の
吸収領域を形成した構造を有する。第１図は上記の構造
を有するＧαＡＪ’−ａａＡＺＡ＆系半導体レーザの光
の進行方向に垂直な断面を示している。同図において、
１はｎ−ＧａＡｓ基板、２は基板１に形成された溝、６
は溝２を埋めるように形成されたｎ−ＡＬｘＧα１−、
ＴＡＪＦクラッド層、４はｎ−ｈ１％ａ１−３１ＡＪＦ
活性層、５はｐ−ｈＬｘａａｌ−ｘＡｚクラッド層、６
はルー０６１７層でこれらは順次形成されている。７Ｖ
ｉ溝２の真上に帯状に形成された電流注入用の２４拡散
領域、８は正電極、９は負電極である。なお、上記半導
体の構成中、ｘｌ ｙは、Ｚ’ ＝ ０．５５、ｙ ＝
０．０５である。
いま、正負の電極８．９に電圧を印加して２ル拡散領域
７から電流を注入すると活性層４に光が発生する。この
光は、基板１の溝２の上ではクラッド層３が厚いために
基板１には吸収されガいが、溝２の両側はクラッド層５
が薄いので基板１に吸収さｊる。したがって光は溝２の
上の活性層４に閉じ込められることに々る。このことを
実効カー１（折率で表現すると活性Ｊ＠４と平行に満２
の上では実効Ｊ１１（折率が高く、溝２０両側は実効屈
折率が低い分布を形成するということに々る。このよう
な実効屈折率分布を有する半導体レーザは基本横モード
発振が容易にえられる。
７から電流を注入すると活性層４に光が発生する。この
光は、基板１の溝２の上ではクラッド層３が厚いために
基板１には吸収されガいが、溝２の両側はクラッド層５
が薄いので基板１に吸収さｊる。したがって光は溝２の
上の活性層４に閉じ込められることに々る。このことを
実効カー１（折率で表現すると活性Ｊ＠４と平行に満２
の上では実効Ｊ１１（折率が高く、溝２０両側は実効屈
折率が低い分布を形成するということに々る。このよう
な実効屈折率分布を有する半導体レーザは基本横モード
発振が容易にえられる。
ところてこの半導体レーザはＧαＡ、？基板１に形成し
た溝２の巾が一定であるため、キャビティ長方向のどこ
で切っても断面形状寸法は均一で、通常単一縦モードで
発振するが、温度変化、あるいは温度変化に伴って縦モ
ードが隣接する縦モードに移行する際に２本の縦モード
が共存する状態となり、そのために光出力の変動が大と
カリ、雑音が増大する欠点がある。本発明はかかる欠点
のない半導体レーザ装置、すなわち、温度あるいは電流
値に変化があっても常時、単−縦モードで発振し、２本
の縦モードの共存状態がなく、γＣ−出力のゆらぎが小
さく低俯音の半導体レーザ装置１す”と−Ｊにとを［１
的とすＺｌものである。
た溝２の巾が一定であるため、キャビティ長方向のどこ
で切っても断面形状寸法は均一で、通常単一縦モードで
発振するが、温度変化、あるいは温度変化に伴って縦モ
ードが隣接する縦モードに移行する際に２本の縦モード
が共存する状態となり、そのために光出力の変動が大と
カリ、雑音が増大する欠点がある。本発明はかかる欠点
のない半導体レーザ装置、すなわち、温度あるいは電流
値に変化があっても常時、単−縦モードで発振し、２本
の縦モードの共存状態がなく、γＣ−出力のゆらぎが小
さく低俯音の半導体レーザ装置１す”と−Ｊにとを［１
的とすＺｌものである。
〔発明の１１・１成〕本発明の半ノ、す、体レーザ装置
は半導体のｐｎ接合ｍ１の一方向に沿って中央部が高く
、その両１１ｔ１に低い実効屈折率分布が形成さｎ、て
おり、前記の方向と垂直の方向に、中央部に中断した部
分を有する帯状の電流注入領域が形成されていることを
特徴とする。
は半導体のｐｎ接合ｍ１の一方向に沿って中央部が高く
、その両１１ｔ１に低い実効屈折率分布が形成さｎ、て
おり、前記の方向と垂直の方向に、中央部に中断した部
分を有する帯状の電流注入領域が形成されていることを
特徴とする。
本発明の構成を第２図の実施例によって説明する。同図
において電流注入１４１のＺｎ拡散領域７を除く１ない
し９は第１図の従来の構造と異々るところはない。本発
明においては、溝２の上に形成さｎ、た帯状のｚｎ拡散
領域７の中央部を中断した点に特徴を有する。
において電流注入１４１のＺｎ拡散領域７を除く１ない
し９は第１図の従来の構造と異々るところはない。本発
明においては、溝２の上に形成さｎ、た帯状のｚｎ拡散
領域７の中央部を中断した点に特徴を有する。
次にその作用を説、明する。′１１ｃ流注入領域の活性
層４で発生した光Ｑ、１、基板１の溝２の−Ｅではクラ
ッド層３が厚いので吸収されないが、溝２の両（ｌｌ１
１ではクラッド層３が薄いので基板１に吸収される。こ
のため活性層４のＰル接合ｍ１に沿って基板１の溝２の
」二で高くその両側で低い実効屈折率分布が形成さね、
これによって基本横モード発振の安定化がえら力る。そ
して、活性層４で発生した光は、帯状の電流注入領域７
と平行に伝播して注入゛電流による利得のために増幅さ
れる。しかし、中央部では電流注入領域７が中断し７て
いるため、利得がなく損失となる。
層４で発生した光Ｑ、１、基板１の溝２の−Ｅではクラ
ッド層３が厚いので吸収されないが、溝２の両（ｌｌ１
１ではクラッド層３が薄いので基板１に吸収される。こ
のため活性層４のＰル接合ｍ１に沿って基板１の溝２の
」二で高くその両側で低い実効屈折率分布が形成さね、
これによって基本横モード発振の安定化がえら力る。そ
して、活性層４で発生した光は、帯状の電流注入領域７
と平行に伝播して注入゛電流による利得のために増幅さ
れる。しかし、中央部では電流注入領域７が中断し７て
いるため、利得がなく損失となる。
このため２本の献モードのビート状態のように中央部で
振幅の大きい発振状態は、損失が太きがえら１．ること
になる。この単−縦モード発振は、光出力の変動が多縦
モード発振に比べて非常に小さい。本実施例においては
、単−縦モード発振ｄ１発振しきい値の１１倍以上の電
流値で観測された。
振幅の大きい発振状態は、損失が太きがえら１．ること
になる。この単−縦モード発振は、光出力の変動が多縦
モード発振に比べて非常に小さい。本実施例においては
、単−縦モード発振ｄ１発振しきい値の１１倍以上の電
流値で観測された。
〔発明の効果〕本発明は以上の構成を有するのでｐｎ接
合部で発生した光は中央部の高い実効屈折率分布によっ
て閉じ込められ、安定した基本横モード発振となシ、細
−モードも単一となる。
合部で発生した光は中央部の高い実効屈折率分布によっ
て閉じ込められ、安定した基本横モード発振となシ、細
−モードも単一となる。
５−
帯状の１１イ流注入領域は、長手方向の中央部が中断し
ているため、この部分では、利得がなく、伝播するｔは
吸収損失を受けることになる。ンあるいは電流値が変化
すると、その変化に伴って利得が最大となる波長が変動
するため、縦モードは隣接する次数のモードに移行する
が、このとき２本の縦モードの共存状態、すなわち、ビ
ート状態になろうとする。ビートの振幅は共振器中央部
で最大となるが、本発明においては、中央部の損失が大
きいため、ビートの発生が抑制され、２本の縦モードの
発振がおこらず、常時単一モード発振となる。ビート状
態では、光出力の変動が大きいが、単−縦モード状態で
は、光出力の変動は小さい。したがって本発明において
は低雑音発振がえらねる。第６図ａは第１図の従来の半
導体レーザを光出力３ ｔｎＩＪｉの定出力で動作さぜ
、温度を変化させて光強度雑音を測定したデータであり
、同図すけ、本発明の半導体レーザについて同様の測定
を行なったデータである。ａ、ｈかられかるように本発
明の半 ６− 導体し／−ザｈに」１、従来の半導体レーザσに比べて
１０〜２０ ｄ１３の４’ｆｆ音低減が実現されている
る半導体レーザの電流注入領域の中央部を中断１−るこ
とにより安定しブζ！Ｙ−廉モード発振を実現１〜、低
Ａ“ＩＬ音動作をすることかでき、その実用的効果はき
わめて大きい。
ているため、この部分では、利得がなく、伝播するｔは
吸収損失を受けることになる。ンあるいは電流値が変化
すると、その変化に伴って利得が最大となる波長が変動
するため、縦モードは隣接する次数のモードに移行する
が、このとき２本の縦モードの共存状態、すなわち、ビ
ート状態になろうとする。ビートの振幅は共振器中央部
で最大となるが、本発明においては、中央部の損失が大
きいため、ビートの発生が抑制され、２本の縦モードの
発振がおこらず、常時単一モード発振となる。ビート状
態では、光出力の変動が大きいが、単−縦モード状態で
は、光出力の変動は小さい。したがって本発明において
は低雑音発振がえらねる。第６図ａは第１図の従来の半
導体レーザを光出力３ ｔｎＩＪｉの定出力で動作さぜ
、温度を変化させて光強度雑音を測定したデータであり
、同図すけ、本発明の半導体レーザについて同様の測定
を行なったデータである。ａ、ｈかられかるように本発
明の半 ６− 導体し／−ザｈに」１、従来の半導体レーザσに比べて
１０〜２０ ｄ１３の４’ｆｆ音低減が実現されている
る半導体レーザの電流注入領域の中央部を中断１−るこ
とにより安定しブζ！Ｙ−廉モード発振を実現１〜、低
Ａ“ＩＬ音動作をすることかでき、その実用的効果はき
わめて大きい。
第１図：従来の半導体レーザ装置を示す図で、（ａ）は
平ｍ１図、（！’） Ｕ １＋１１７ Ｔｈ図第２図二
本発１」１１の半導体レーザ装置を示す図で、（ａ）
ｌｄ：平面図、（ｂ）ｉｄ （）１１１１１１図、（Ｃ
）は（ａ）のＸＹ断面図 第６図：本発明および従来の半導体レーザ装置の温度、
雑廿喝性を示すグラフで、（α）は従来例、（ｈ）は本
さ？］明である。 １・・ルーＧ（ＺＡＪ基板、２・・・溝、３ ・＝ ｎ
−Ａｌｘａａｌ−ｘＡｓクラッド層、４・・・ルーＡＺ
ｙＧ１−ｙＡｓ活性陥、５−−− ｐ−ｈｌｘａａｌ−
ｘｐ、ｚクラッド層、６−−− ｎ−Ｇ（ＬＡｓ 層、
７− Ｚｎ拡散領域、８・・・正電極、９・・・負電極
平ｍ１図、（！’） Ｕ １＋１１７ Ｔｈ図第２図二
本発１」１１の半導体レーザ装置を示す図で、（ａ）
ｌｄ：平面図、（ｂ）ｉｄ （）１１１１１１図、（Ｃ
）は（ａ）のＸＹ断面図 第６図：本発明および従来の半導体レーザ装置の温度、
雑廿喝性を示すグラフで、（α）は従来例、（ｈ）は本
さ？］明である。 １・・ルーＧ（ＺＡＪ基板、２・・・溝、３ ・＝ ｎ
−Ａｌｘａａｌ−ｘＡｓクラッド層、４・・・ルーＡＺ
ｙＧ１−ｙＡｓ活性陥、５−−− ｐ−ｈｌｘａａｌ−
ｘｐ、ｚクラッド層、６−−− ｎ−Ｇ（ＬＡｓ 層、
７− Ｚｎ拡散領域、８・・・正電極、９・・・負電極
Claims (1)
- 半導体のｐｎ接合面の一方向に沿って中央部が高く、そ
の両側に低い実効屈折率分布が形成されており、前記の
方向と垂直の方向に、中央部に中断した部分を有する帯
状の電流注入領域が形成さｊ、てい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 |
|---|---|---|---|
| JP12583783A JPS6017984A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12583783A JPS6017984A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017984A true JPS6017984A (ja) | 1985-01-29 |
Family
ID=14920163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12583783A Pending JPS6017984A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017984A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5429591A (en) * | 1977-08-08 | 1979-03-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser device |
-
1983
- 1983-07-11 JP JP12583783A patent/JPS6017984A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5429591A (en) * | 1977-08-08 | 1979-03-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser device |
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