JPS60182181A - 半導体レ−ザアレイ - Google Patents
半導体レ−ザアレイInfo
- Publication number
- JPS60182181A JPS60182181A JP59039144A JP3914484A JPS60182181A JP S60182181 A JPS60182181 A JP S60182181A JP 59039144 A JP59039144 A JP 59039144A JP 3914484 A JP3914484 A JP 3914484A JP S60182181 A JPS60182181 A JP S60182181A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- parts
- layer
- current
- laser
- laser operating
- 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
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
-
- 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
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
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- 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】
く技術分野〉
本発明は半導体レーザの構造に関し、特に実数部のみの
作り付けの屈折差と電流狭窄構造を備えた半導体レーザ
アレイ装置に関するものである。
作り付けの屈折差と電流狭窄構造を備えた半導体レーザ
アレイ装置に関するものである。
〈従来技術〉
光デイスク情報処理装置やレーザプリンタ等の情報処理
光源として半導体レーザ装置は最も適した条件を備えて
おり、実用化が促進されている。
光源として半導体レーザ装置は最も適した条件を備えて
おり、実用化が促進されている。
また処理すべき情報の漸増に伴なって処理速度の迅速化
が要求されるようになり、そのため半導体レーザ素子は
安定な動作特性を有する範囲内で極力高出力化を達成し
得るように技術開発が堆し進められている。しかしなが
ら、現在のところ活性領域が単体の半導体レーザ素子で
は、実用性を考慮すると最大出力５０ｍＷ程度の素子し
か得られていないのが実状である。
が要求されるようになり、そのため半導体レーザ素子は
安定な動作特性を有する範囲内で極力高出力化を達成し
得るように技術開発が堆し進められている。しかしなが
ら、現在のところ活性領域が単体の半導体レーザ素子で
は、実用性を考慮すると最大出力５０ｍＷ程度の素子し
か得られていないのが実状である。
一方、多数の半導体レーザ素子を平行に配設し、各々を
光学的に位相結合させて単一位相の大出力レーザ装置を
得ようとする試みがなされている。
光学的に位相結合させて単一位相の大出力レーザ装置を
得ようとする試みがなされている。
これは位相同期レーザアレイと称されている。しかしな
がら、従来、利得導波型レーザアレイでは個々のレーザ
動作部間に位置する結合領域での利得の減少による損失
の増大のため、隣り合ったレーザ動作部間で電界位相が
１８０度の差を有し、遠視野像が第１図に示す様に多く
のピークをもつこととなって応用上不都合が生じる。こ
れを改善するためには屈折率導波型レーザアレイとする
ことが考えられる。
がら、従来、利得導波型レーザアレイでは個々のレーザ
動作部間に位置する結合領域での利得の減少による損失
の増大のため、隣り合ったレーザ動作部間で電界位相が
１８０度の差を有し、遠視野像が第１図に示す様に多く
のピークをもつこととなって応用上不都合が生じる。こ
れを改善するためには屈折率導波型レーザアレイとする
ことが考えられる。
ヒユーレット・パラカード社のり、 Ｅ、 Ａｃｋｌｅ
ｙ等はリーキーモードの埋め込み型１／−ザ素子をアレ
イ化することを提唱している（Ａｐｐｌ 、Ｐｂｙｓ。
ｙ等はリーキーモードの埋め込み型１／−ザ素子をアレ
イ化することを提唱している（Ａｐｐｌ 、Ｐｂｙｓ。
Ｌｅｔｔｅｒｓ 、 ３９（Ｉｌｌ 、 Ｊｕｌｙ １
９８１ Ｐ２７）。しかしながら、この構造のレーザア
レイは各レーザ動作部間の結合効率は高くｋるが、木質
的にリーキーモードであるだめ、遠視野像は２本のピー
クを有するものとなる。
９８１ Ｐ２７）。しかしながら、この構造のレーザア
レイは各レーザ動作部間の結合効率は高くｋるが、木質
的にリーキーモードであるだめ、遠視野像は２本のピー
クを有するものとなる。
ＲＣＡ研究所のり、Ｂｏｔｅｚ等１ｌ−１Ｌ基板にチャ
ンネルを形成したＣ Ｓ Ｐ −Ｌ ＯＧ （Ｃｈａｎ
ｎｅｌｅｄ −５ｕｂｓｔｒａｔｅ ｌａｒｇｅ−ｏｐ
ｔｉｃａｌ−ｃａｖｉｔｙ）レーザ素子を提唱している
（ ｄｏ’ ｃｕｍｅｎｔ ｏｆＩｏｏＣ，１９８３，
２９Ｂ５−２ ）。これはＣａＡｓ基板との結合により
形成される等価屈折率分布を利用するものであるため、
各レーザ動作部間の領域は吸収係数が大きくなり、これ
を小さくすると屈折率差が（＝１かないといった矛盾し
た構造になっている。従って各レーザ動作部間の位相差
を零度にすることは容易ではない。
ンネルを形成したＣ Ｓ Ｐ −Ｌ ＯＧ （Ｃｈａｎ
ｎｅｌｅｄ −５ｕｂｓｔｒａｔｅ ｌａｒｇｅ−ｏｐ
ｔｉｃａｌ−ｃａｖｉｔｙ）レーザ素子を提唱している
（ ｄｏ’ ｃｕｍｅｎｔ ｏｆＩｏｏＣ，１９８３，
２９Ｂ５−２ ）。これはＣａＡｓ基板との結合により
形成される等価屈折率分布を利用するものであるため、
各レーザ動作部間の領域は吸収係数が大きくなり、これ
を小さくすると屈折率差が（＝１かないといった矛盾し
た構造になっている。従って各レーザ動作部間の位相差
を零度にすることは容易ではない。
ヒユーレット・パッカー１−社のＤ 、 Ｅ 、 Ａｃ
ｋｌｅｙ等は上記以外にリッジ型のレーザアレイを提唱
しでいる（ Ａｐｐｌ 、 Ｐｈｙｓ 、 Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ 、 ４２（２１，１５Ｊａｎｕａｒｙ １，９８
３ 、 Ｐ２Ｓ５ ） ｏしかしながら、この構造では
各レーザ動作部間の領域で電極による吸収の増大によシ
各レーザ動作部間の位相が１８０度ずれた結合になる。
ｋｌｅｙ等は上記以外にリッジ型のレーザアレイを提唱
しでいる（ Ａｐｐｌ 、 Ｐｈｙｓ 、 Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ 、 ４２（２１，１５Ｊａｎｕａｒｙ １，９８
３ 、 Ｐ２Ｓ５ ） ｏしかしながら、この構造では
各レーザ動作部間の領域で電極による吸収の増大によシ
各レーザ動作部間の位相が１８０度ずれた結合になる。
〈発明の目的〉
本発明は上述の問題点に鑑み、各レーザ動作部を実数部
のみから成る屈折率導波機構とし、各レーザ動作部間の
領域で光の損失を少なくすることにより各レーザ動作部
間を零度の位相差で結合させた新規有用な半導体レーザ
アレイを提供することを目的とする。
のみから成る屈折率導波機構とし、各レーザ動作部間の
領域で光の損失を少なくすることにより各レーザ動作部
間を零度の位相差で結合させた新規有用な半導体レーザ
アレイを提供することを目的とする。
〈実施例〉
第２図は本発明の１実施例を示す半導体レーザアレイの
断面構成図である。
断面構成図である。
Ｐ型ＧａＡｓ基板１上に周知の液相エピタキシャル成長
法でＰ−Ｇａ１ ｘＡＩｘＡｓクラッド層２゜Ｇａｌ
−ｙ Ａ Ｉ ｙＡｓ活性層３、ｎ −Ｇａ＋−７Ａｌ
ｚＡｓ光ガイド層４．ｎ−Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓクラッ
ド層５及びｎ−ＧａＡｓキャップ層６を順次成長させ、
ダグルヘテロ接合構造のレーザ動作用多層結晶を構成す
る。次にホトリソグラフ、ｆ−法によシ多層結晶をエツ
チングし、幅４μｍ、でピッチ８μｍのストライプ部７
をＧａＡｓ基板１上に並設する。エツチング深さはキャ
ンプ層６から中間層４の内部に達する程度とし、エツチ
ング溝幅は４μｍとなる。
法でＰ−Ｇａ１ ｘＡＩｘＡｓクラッド層２゜Ｇａｌ
−ｙ Ａ Ｉ ｙＡｓ活性層３、ｎ −Ｇａ＋−７Ａｌ
ｚＡｓ光ガイド層４．ｎ−Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓクラッ
ド層５及びｎ−ＧａＡｓキャップ層６を順次成長させ、
ダグルヘテロ接合構造のレーザ動作用多層結晶を構成す
る。次にホトリソグラフ、ｆ−法によシ多層結晶をエツ
チングし、幅４μｍ、でピッチ８μｍのストライプ部７
をＧａＡｓ基板１上に並設する。エツチング深さはキャ
ンプ層６から中間層４の内部に達する程度とし、エツチ
ング溝幅は４μｍとなる。
次に再度液相エピタキシャル成長法でエツチング溝部に
Ｇａ＋−ｂＡｌｂＡｓの高抵抗層８を成長させエツチン
グ溝を充填する。尚、この際結晶成長温度サイクルを調
整すれば高抵抗層８はストライブ部７上に成長しないよ
うにすることができる。
Ｇａ＋−ｂＡｌｂＡｓの高抵抗層８を成長させエツチン
グ溝を充填する。尚、この際結晶成長温度サイクルを調
整すれば高抵抗層８はストライブ部７上に成長しないよ
うにすることができる。
ここで、各層の混晶比は次の条件を満足していることが
必要である。
必要である。
ｙ＜ｚ＜ｘ ・・・・・（１１
ｚ （＋） ・・・・・（２）
次に成長層表面ＶＣｎ側電極、ＧａＡｓ基板ｌ裏面にＰ
側電極を形成し、ｎ側電極とキャンプ層６間でオーミッ
クコンタク１−を得る。両電極を介して直流電流を印加
することにより、各７１−ライブ部７を介して活性層３
ヘキヤリアが注入され、レーザ発振動作が開始される。
側電極を形成し、ｎ側電極とキャンプ層６間でオーミッ
クコンタク１−を得る。両電極を介して直流電流を印加
することにより、各７１−ライブ部７を介して活性層３
ヘキヤリアが注入され、レーザ発振動作が開始される。
ＧａＡｓ基板１上に形成されたＰ−クラッド層２、活性
層３及び光ガイド層４は各ストライプ部７に列して共通
の層であり、この上に積層されるｎ−クラッドＭ５及び
キャップ層６が高抵抗層８によって複数のヌ！・ライブ
部７に分離され、それぞれに電流が分流される。
層３及び光ガイド層４は各ストライプ部７に列して共通
の層であり、この上に積層されるｎ−クラッドＭ５及び
キャップ層６が高抵抗層８によって複数のヌ！・ライブ
部７に分離され、それぞれに電流が分流される。
上記構造に於いて、各ストライプ部７はそれぞれ電流狭
窄機構となり、これに対応してレーザ動作部９が並設烙
れることとなる。またレーザ動作部９の活性層３よりレ
ーザ光が放射される。レーザ動作部９相互間の領域は光
結合部１０となり、レーザ光が光学的に位相結合される
。レーザ動作部９と光結合部１０間の屈折率差は実数部
のみで形成されることは明らかである。この屈折率差は
注入電流による屈折率の減少（〜１．３Ｘ１０’）以上
に設けておくことが必要である。
窄機構となり、これに対応してレーザ動作部９が並設烙
れることとなる。またレーザ動作部９の活性層３よりレ
ーザ光が放射される。レーザ動作部９相互間の領域は光
結合部１０となり、レーザ光が光学的に位相結合される
。レーザ動作部９と光結合部１０間の屈折率差は実数部
のみで形成されることは明らかである。この屈折率差は
注入電流による屈折率の減少（〜１．３Ｘ１０’）以上
に設けておくことが必要である。
尚、光ガイド層４はレーザ動作部９と光結合部１０間の
屈折率差の制御を良好にしかっレーザ動作部９間の光の
結合効率を改善するために介層したものであシ、原理的
にはなくてもよい。
屈折率差の制御を良好にしかっレーザ動作部９間の光の
結合効率を改善するために介層したものであシ、原理的
にはなくてもよい。
」−記構造の半導体レーザアレイのストライプ部７を５
本に設定し、光出力−電流特性及び遠視野像をめると第
３図（Ａ） （Ｂ）に示す如くとなった。
本に設定し、光出力−電流特性及び遠視野像をめると第
３図（Ａ） （Ｂ）に示す如くとなった。
この遠視野像より各レーザ動作部９は零度の位相差で結
合していることが認められる。
合していることが認められる。
〈発明の効果〉
以上詳説した如く本発明によればレーザ動作部相互間で
光の損失が減少し、高出力まで発掘モードの安定な半導
体レーザアレイが得られる。
光の損失が減少し、高出力まで発掘モードの安定な半導
体レーザアレイが得られる。
第１図は利得導波型レーザアレイの遠視野像を示す説明
図である。 第２図は本発明の１実施例を示す半導体レーザアレイの
断面構成図である。 第３図（Ａ）（Ｂ）は第２図に示す半導体レーザアレイ
の光出力−電流特性及び遠視野像を説明する説明図であ
る。 １−ＧａＡｓ基板 ２−Ｉ）−クランド層 ３・・・活
性層 ４・・・光ガイド層 ５・・・ｎ−フラノ）［、
６・・・キャップ層 ７・・・ストライプ部 ８・高抵
抗層 ９・・レーザ動作部１０・・・光結合部
図である。 第２図は本発明の１実施例を示す半導体レーザアレイの
断面構成図である。 第３図（Ａ）（Ｂ）は第２図に示す半導体レーザアレイ
の光出力−電流特性及び遠視野像を説明する説明図であ
る。 １−ＧａＡｓ基板 ２−Ｉ）−クランド層 ３・・・活
性層 ４・・・光ガイド層 ５・・・ｎ−フラノ）［、
６・・・キャップ層 ７・・・ストライプ部 ８・高抵
抗層 ９・・レーザ動作部１０・・・光結合部
Claims (1)
- １ 混晶比の高い層で分離並設された複数のメサストラ
イプを電流通路として共通の活性層に各メサストライプ
よシミ流を注入することにより、レーザ動作部が相互に
位相結合されたレーザアレイを構成したことを特徴とす
る半導体レーザアレイ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039144A JPS60182181A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 半導体レ−ザアレイ |
| US06/700,018 US4694461A (en) | 1984-02-28 | 1985-02-08 | Semiconductor laser array |
| EP85301371A EP0154517B1 (en) | 1984-02-28 | 1985-02-28 | Semiconductor laser array |
| DE8585301371T DE3584684D1 (de) | 1984-02-28 | 1985-02-28 | Halbleiterlaservielfachanordnung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039144A JPS60182181A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 半導体レ−ザアレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60182181A true JPS60182181A (ja) | 1985-09-17 |
| JPH029468B2 JPH029468B2 (ja) | 1990-03-02 |
Family
ID=12544907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59039144A Granted JPS60182181A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 半導体レ−ザアレイ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4694461A (ja) |
| EP (1) | EP0154517B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60182181A (ja) |
| DE (1) | DE3584684D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007157906A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子および応用システム |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61113293A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-05-31 | Sharp Corp | 半導体レ−ザアレイ装置 |
| JPH0722214B2 (ja) * | 1985-07-18 | 1995-03-08 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
| JPS63124484A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-27 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JP2768672B2 (ja) * | 1987-09-30 | 1998-06-25 | 株式会社日立製作所 | 面発光半導体レーザ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4255717A (en) * | 1978-10-30 | 1981-03-10 | Xerox Corporation | Monolithic multi-emitting laser device |
| JPS5624399A (en) * | 1979-08-06 | 1981-03-07 | Reisu Ueringusu Furederitsuku | Electroacoustic converter |
-
1984
- 1984-02-28 JP JP59039144A patent/JPS60182181A/ja active Granted
-
1985
- 1985-02-08 US US06/700,018 patent/US4694461A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-02-28 DE DE8585301371T patent/DE3584684D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-02-28 EP EP85301371A patent/EP0154517B1/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007157906A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子および応用システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0154517A2 (en) | 1985-09-11 |
| EP0154517A3 (en) | 1986-11-12 |
| DE3584684D1 (de) | 1992-01-02 |
| US4694461A (en) | 1987-09-15 |
| JPH029468B2 (ja) | 1990-03-02 |
| EP0154517B1 (en) | 1991-11-21 |
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