JPS60189279A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS60189279A JPS60189279A JP4365884A JP4365884A JPS60189279A JP S60189279 A JPS60189279 A JP S60189279A JP 4365884 A JP4365884 A JP 4365884A JP 4365884 A JP4365884 A JP 4365884A JP S60189279 A JPS60189279 A JP S60189279A
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- JP
- Japan
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- layer
- type
- region
- semiconductor laser
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- Pending
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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
- H01S5/22—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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、自励振動型の半導体レーザに関する。
（従来技術とその問題点）
近来、半導体ンーザはディジタルオーディオディスクや
ビデオディスク等の情報処理用光源として利用され始め
ている。しかしながら、茅根等が日経エレクトロニクス
昭和５８年ｌθ月１０日号１７３ページから１９４ペー
ジに［高周波発振回路を付加し、戻り光による雑音を許
容値以下に抑えた半導体レーザＪと題して報告している
様に、従来の半導体レーザでは、戻９光による雑音を抑
制するには、駆動するに当って６００ ＭＨｚ以上の高
周波電流を重畳してレーザ光の干渉性を低下する必要が
あった。そこで、従来の半導体レーザには、駆動回路が
複雑になるという欠点があった。
ビデオディスク等の情報処理用光源として利用され始め
ている。しかしながら、茅根等が日経エレクトロニクス
昭和５８年ｌθ月１０日号１７３ページから１９４ペー
ジに［高周波発振回路を付加し、戻り光による雑音を許
容値以下に抑えた半導体レーザＪと題して報告している
様に、従来の半導体レーザでは、戻９光による雑音を抑
制するには、駆動するに当って６００ ＭＨｚ以上の高
周波電流を重畳してレーザ光の干渉性を低下する必要が
あった。そこで、従来の半導体レーザには、駆動回路が
複雑になるという欠点があった。
（発明の目的）
本発明の目的は、駆動電流に高周波電流を重畳すること
なく戻り光による雑音を低く抑制できる半導体レーザの
提供にある。
なく戻り光による雑音を低く抑制できる半導体レーザの
提供にある。
（発明の構成）
本発明によれば、共振器長手方向の光導波領域に基本横
モードのみを導波する領域と高次横モードの導波を許容
する領域とを具えたことを特徴とする半導体レーザが得
られる。
モードのみを導波する領域と高次横モードの導波を許容
する領域とを具えたことを特徴とする半導体レーザが得
られる。
（構成の詳細な説明）
本発明は上述の構成をとることにより従来技術の問題点
を解決した。すなわち、本発明の半導体レーザでは、共
振器長手方向に於て基本横モード導波領威と高次横モー
ド導波領威とを形成し、共振器内にて強制的に横モード
の遷移を生ぜしめ。
を解決した。すなわち、本発明の半導体レーザでは、共
振器長手方向に於て基本横モード導波領威と高次横モー
ド導波領威とを形成し、共振器内にて強制的に横モード
の遷移を生ぜしめ。
結果的に光出力の自励振動を発生させ、単なる直流電源
による駆動状態に於ても自励振動の持続を可能にしてい
る。従って、本発明の構成を採用することによって、高
周波駆動回路等は不要となり。
による駆動状態に於ても自励振動の持続を可能にしてい
る。従って、本発明の構成を採用することによって、高
周波駆動回路等は不要となり。
単純で女画な情報処理用光源としての半導体レーザが提
供できる。
供できる。
（実施例）
以下に実施例を挙げ本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例の製造工程における半製品を
示す模式的斜視図、第２図はその実施例の模式的斜視図
である。この実施例を製造するには、まず、第１の液相
結晶成長法によりｎｆｉＧａＡｓ基板１上に、ｎ 蟹ｈ
ｅ ６．４ Ｇａ Ｏ１６Ａｓ層２． ｎ ｕ ｈｅ
ｏ、ａＧａＯ１７Ａｓ層３、活性層となるｈｅ Ｏ，１
２Ｇａ ｏ、ｓｓ Ａ ａ層４． ｐ型Ａｅ ｏ、６
Ｇａ ６，４ Ａ ８層５．ｐ型Ａｅ ６，４ Ｇａ
ｇ、６μｍ層６ 、ｐＵＧａＡ＠層７を順次形成する。
示す模式的斜視図、第２図はその実施例の模式的斜視図
である。この実施例を製造するには、まず、第１の液相
結晶成長法によりｎｆｉＧａＡｓ基板１上に、ｎ 蟹ｈ
ｅ ６．４ Ｇａ Ｏ１６Ａｓ層２． ｎ ｕ ｈｅ
ｏ、ａＧａＯ１７Ａｓ層３、活性層となるｈｅ Ｏ，１
２Ｇａ ｏ、ｓｓ Ａ ａ層４． ｐ型Ａｅ ｏ、６
Ｇａ ６，４ Ａ ８層５．ｐ型Ａｅ ６，４ Ｇａ
ｇ、６μｍ層６ 、ｐＵＧａＡ＠層７を順次形成する。
層２から層７までの各層厚はそれぞれ１．０μｍ、０．
５μｍ 、０．１ ｔｔｍ 、０．２ μｍ 、１．０
μｍ 、１． Ｏｔｔｍとした。
５μｍ 、０．１ ｔｔｍ 、０．２ μｍ 、１．０
μｍ 、１． Ｏｔｔｍとした。
しかる後、化学エツチング液（Ｈｌｌ ＰＯ４＋Ｈ２Ｏ
２−４−３ＣＨｓＯＨ）を用いて第１図に示す様にＧ
ａＡ ｓ基板１に達するまでメサエッチングを行い、活
性領威を有する帯状領威を形成する。Ｏの帝状領賊は、
幅がＷｌの狭幅領域と幅がＷ２の広幅領域とからなる。
２−４−３ＣＨｓＯＨ）を用いて第１図に示す様にＧ
ａＡ ｓ基板１に達するまでメサエッチングを行い、活
性領威を有する帯状領威を形成する。Ｏの帝状領賊は、
幅がＷｌの狭幅領域と幅がＷ２の広幅領域とからなる。
本実施例に於ては、狭幅領威の＠Ｗｌを０゜７〜２μｍ
、広幅領域の幅Ｗ２を４〜７μｍとした。ここで狭幅領
域は基本横モード導波領域でありその長さＬ！を１００
〜２００μｍとし、広幅領域は高次横モード導波傾城で
その長さＬ２を１００〜２００μｍ とした。
、広幅領域の幅Ｗ２を４〜７μｍとした。ここで狭幅領
域は基本横モード導波領域でありその長さＬ！を１００
〜２００μｍとし、広幅領域は高次横モード導波傾城で
その長さＬ２を１００〜２００μｍ とした。
次に、エツチング液としてＨＦｉ用い攪拌しながら数秒
間軽くエツチングすると、ｐ型）Ｊ６．６０ａ（１，４
Ａｓ 層５のみがエツチングされ、０．２μｍ程度幅の
狭くなったくびれが形成される。さらに。
間軽くエツチングすると、ｐ型）Ｊ６．６０ａ（１，４
Ａｓ 層５のみがエツチングされ、０．２μｍ程度幅の
狭くなったくびれが形成される。さらに。
前述した化学エツチング液（Ｈ１ｌＰＯ４＋Ｈ２Ｏ２＋
３ ＣＨｓＯＨ） ｔ−用いて数秒間エツチングすると
、活性層であるｋｅ Ｏ，１２Ｇａ ００８ｇ Ａ ｓ
層４の厚さはだがだが０．１μｍであるため層５のくび
れ位置にあるＡｅ８．１□ｏａ Ｏ，８ａ Ａ ｓ層４
は容易に除去され、その上に配置されているｋｅ Ｏ，
６Ｇａ □、４ Ａ ｓ層５と同一幅になる。
３ ＣＨｓＯＨ） ｔ−用いて数秒間エツチングすると
、活性層であるｋｅ Ｏ，１２Ｇａ ００８ｇ Ａ ｓ
層４の厚さはだがだが０．１μｍであるため層５のくび
れ位置にあるＡｅ８．１□ｏａ Ｏ，８ａ Ａ ｓ層４
は容易に除去され、その上に配置されているｋｅ Ｏ，
６Ｇａ □、４ Ａ ｓ層５と同一幅になる。
このように１層４と層５とは同じ深さにくびれができる
から、第１図では両層のくびれを合わせてくびれ８とし
て示しである。
から、第１図では両層のくびれを合わせてくびれ８とし
て示しである。
次に、第２の結晶成長工程により第２図に示す様にｎ
ｔｉｌｌ ｋｉ ｏ、４ Ｇａ Ｏ，６Ａ ８層９ 、
ｐ ｕＡｇｏ、３６ Ｇａｏ、６５Ａ１層１０ 、
ｎ ｕ Ａｅｏ、ａ Ｇａｏ、ｓ Ａｓ層１１ｆｔ順次
形成する。ここで、第２の結晶成長工程の一番目に形成
するｎ ’３１ Ａｅ Ｏ，４Ｇａ Ｏ０７Ａ ａ層９
はＧ ａ Ａｓ基板ｌとｎ型ｈｅ ｏ、４ Ｇａ Ｏ，
ａ Ａ ８層２の境界面に上面が一致したときに成長を
止めることが出来、又続いて形成するｐ型Ａｌｌ □、
３５ Ｇａ Ｏ，６５Ａ ｓ層１０はメサ部に形成され
たくびれ８の下縁に上面が一致したときに容易に成長を
止めることができる。これは１種々の過飽和度を有する
溶液による結晶成長実験を行った結果、 ＧａＡｓとＡ
ｇｘＧａ １−Ｘ Ａ ｓ層との境界面。
ｔｉｌｌ ｋｉ ｏ、４ Ｇａ Ｏ，６Ａ ８層９ 、
ｐ ｕＡｇｏ、３６ Ｇａｏ、６５Ａ１層１０ 、
ｎ ｕ Ａｅｏ、ａ Ｇａｏ、ｓ Ａｓ層１１ｆｔ順次
形成する。ここで、第２の結晶成長工程の一番目に形成
するｎ ’３１ Ａｅ Ｏ，４Ｇａ Ｏ０７Ａ ａ層９
はＧ ａ Ａｓ基板ｌとｎ型ｈｅ ｏ、４ Ｇａ Ｏ，
ａ Ａ ８層２の境界面に上面が一致したときに成長を
止めることが出来、又続いて形成するｐ型Ａｌｌ □、
３５ Ｇａ Ｏ，６５Ａ ｓ層１０はメサ部に形成され
たくびれ８の下縁に上面が一致したときに容易に成長を
止めることができる。これは１種々の過飽和度を有する
溶液による結晶成長実験を行った結果、 ＧａＡｓとＡ
ｇｘＧａ １−Ｘ Ａ ｓ層との境界面。
メサ部に存在するくびれ部分等において結晶の成長が阻
止されるという液相結晶成長法に特徴的な性質であるこ
とが判った。本実施例の構造の様に、帯状メサ領域の幅
が長手方向に変化している場合に於ては、狭幅領域の成
長が広幅領域の成長より速いから全傾城において層９及
び層１０を所定のメサ側面位置に形成するのは通常は困
難であるが。
止されるという液相結晶成長法に特徴的な性質であるこ
とが判った。本実施例の構造の様に、帯状メサ領域の幅
が長手方向に変化している場合に於ては、狭幅領域の成
長が広幅領域の成長より速いから全傾城において層９及
び層１０を所定のメサ側面位置に形成するのは通常は困
難であるが。
本実施例では結晶の素材の選択及びくびれ構造の形成に
より結晶成長層の厚さを再現性良く制御できた。そこで
、この実施例の結晶素材の選択及びくびれ構造の形成は
、メサ傾城以外への漏洩する電流を阻止する構造を形成
するには有力な手段となることが判った。しかる後に、
Ｚｎ拡散によるｐｅ不純物拡散層１２を形成し、さらに
ｐＷオーミック電極１３．ｎｕオーミック電極１４を形
成して本実施例の半導体レーザが形成される。
より結晶成長層の厚さを再現性良く制御できた。そこで
、この実施例の結晶素材の選択及びくびれ構造の形成は
、メサ傾城以外への漏洩する電流を阻止する構造を形成
するには有力な手段となることが判った。しかる後に、
Ｚｎ拡散によるｐｅ不純物拡散層１２を形成し、さらに
ｐＷオーミック電極１３．ｎｕオーミック電極１４を形
成して本実施例の半導体レーザが形成される。
以上の様にして形成した本実施例によれは、共振器の長
手方向において導波路幅を変化しであるから、一方の出
射端面における放射姿態は基本横モードとし、他方は高
次償モード姿態とすることが出来る。特に、半導体レー
ザの様に利得係数の高い媒質内に於てはその発振モード
は、容易に変形し、高次横モード導波許容領域から基本
横モード導波領域へ移行するに際し、その発振モードは
容易に変形できる。また、高次横モード導波許容領域に
於ては、多数の発振姿態が混在し、それ等が時間的には
不規則に変動し１発振横モード間の結合が生じ、光出力
の自励振動を発生維持できる。
手方向において導波路幅を変化しであるから、一方の出
射端面における放射姿態は基本横モードとし、他方は高
次償モード姿態とすることが出来る。特に、半導体レー
ザの様に利得係数の高い媒質内に於てはその発振モード
は、容易に変形し、高次横モード導波許容領域から基本
横モード導波領域へ移行するに際し、その発振モードは
容易に変形できる。また、高次横モード導波許容領域に
於ては、多数の発振姿態が混在し、それ等が時間的には
不規則に変動し１発振横モード間の結合が生じ、光出力
の自励振動を発生維持できる。
又その自励振動の周波数は数百ＭＨｚから数ＧＨｚにわ
たるいわゆる注入キャリアと光子寿茄によって定まる共
振周波数と一致する。
たるいわゆる注入キャリアと光子寿茄によって定まる共
振周波数と一致する。
従って１本実施例を用いれば、直流電源による駆動によ
り、基本横モード導波領域からの放射光出力に、自励振
動による数百ＭＨｚにわたる高周波振動を得ることがで
きる。そこで、従来の半導体レーザを高周波電流重畳回
路を用いて駆動して得られる光出力と同等の低い干渉性
の光出力が、直流電源により駆動した本実施例により得
られる。
り、基本横モード導波領域からの放射光出力に、自励振
動による数百ＭＨｚにわたる高周波振動を得ることがで
きる。そこで、従来の半導体レーザを高周波電流重畳回
路を用いて駆動して得られる光出力と同等の低い干渉性
の光出力が、直流電源により駆動した本実施例により得
られる。
このように１本実施例によれば、駆動電流に高周波電流
を重畳することなく戻り光による雑音を低く抑制できる
。
を重畳することなく戻り光による雑音を低く抑制できる
。
（発明の効果）
以上説明した様に１本発明は、共振器長手方向の光導波
領域に基本横モード導波領戟と高次横モード導波許容領
域とを備える構成であり、このような構成により、高次
横モード導波許容領域において横モード間結合による自
励振動を発生せしめ。
領域に基本横モード導波領戟と高次横モード導波許容領
域とを備える構成であり、このような構成により、高次
横モード導波許容領域において横モード間結合による自
励振動を発生せしめ。
その自励振動による光出力振動金基本横モード導波傾城
から出射せめることを可能とし、高周波重畳回路を用い
た駆動方法によらず、基本横モード姿態での高周波振動
出力状態を容易に達成した。
から出射せめることを可能とし、高周波重畳回路を用い
た駆動方法によらず、基本横モード姿態での高周波振動
出力状態を容易に達成した。
即ち、本発明によれば、駆動電流に高周波電流を重畳す
ることなく戻９元による雑音を低く抑制できる半導体レ
ーザが提供できる。そこで１本発明によれば、高周波重
畳回路等の複雑な回路が不要となＶ、安価で製造容易な
元情報用半導体レーザ光源が得られる。
ることなく戻９元による雑音を低く抑制できる半導体レ
ーザが提供できる。そこで１本発明によれば、高周波重
畳回路等の複雑な回路が不要となＶ、安価で製造容易な
元情報用半導体レーザ光源が得られる。
なお以上の実施例に於ては、埋込＋Ｕ半導体レーザの例
をもって示したが１本発明は、他の半導体レーザ構造（
ｐｅｗ摩レーザ、ｃｓｐ襲レーザ。
をもって示したが１本発明は、他の半導体レーザ構造（
ｐｅｗ摩レーザ、ｃｓｐ襲レーザ。
ＶＳＩ８ Ｍレーザ等）にも適用できることはいうまで
もない。
もない。
第１図は本発明の一実施例の製造工程における半製品を
示す模式的斜視図、第２図はその実施例の模式的斜視図
である。 １−− ｎ ｅ ＧａＡ ｓ基板、２−−−−−− ｎ
型Ａｇ ｇ、４ Ｇａ （１，６Ａｓ層、 ３＝−＝・
ｎ ａＡｅｏ、ａＧａｏ、ｔ Ａｓ層、４−・・−Ａｅ
Ｏ＋１２ Ｇａ ００ＢＢ Ａ ８層、５°” ’°
’ ｐ！ｌ！ Ａｌｌ ６．ｓ Ｇａ Ｏ１４Ａ ｓ層
、 ６−− ｐ ｆｊｌ ｋｅｏ、４ Ｇａｏ、ｓ Ａ
ｓ層＊ ７ ””” ｐ型ＧａＡｓ層、８−・−、＜び
れ、 ９ ＝−−ｎ ９Ａｅｔ）、４ Ｇａｏ、６Ａｓ
層、１０−− ｐｕＡｅｏ、ａｓ Ｇａｏ、ｓｓ Ａｓ
層、１１・・・・・・ｎ型Ａｇ ｏ、４ Ｇａ Ｏ，６
Ａ ｓ層、１２・・・・・・ｐ型不純物拡散層、１３・
・・・・・ｐ型オーミヅク電極、１４・・・・・・ｎ摩
オーミック電極。 警１ヅ
示す模式的斜視図、第２図はその実施例の模式的斜視図
である。 １−− ｎ ｅ ＧａＡ ｓ基板、２−−−−−− ｎ
型Ａｇ ｇ、４ Ｇａ （１，６Ａｓ層、 ３＝−＝・
ｎ ａＡｅｏ、ａＧａｏ、ｔ Ａｓ層、４−・・−Ａｅ
Ｏ＋１２ Ｇａ ００ＢＢ Ａ ８層、５°” ’°
’ ｐ！ｌ！ Ａｌｌ ６．ｓ Ｇａ Ｏ１４Ａ ｓ層
、 ６−− ｐ ｆｊｌ ｋｅｏ、４ Ｇａｏ、ｓ Ａ
ｓ層＊ ７ ””” ｐ型ＧａＡｓ層、８−・−、＜び
れ、 ９ ＝−−ｎ ９Ａｅｔ）、４ Ｇａｏ、６Ａｓ
層、１０−− ｐｕＡｅｏ、ａｓ Ｇａｏ、ｓｓ Ａｓ
層、１１・・・・・・ｎ型Ａｇ ｏ、４ Ｇａ Ｏ，６
Ａ ｓ層、１２・・・・・・ｐ型不純物拡散層、１３・
・・・・・ｐ型オーミヅク電極、１４・・・・・・ｎ摩
オーミック電極。 警１ヅ
Claims (1)
- 共振器長手方向の光導波領域に、基本横モードのみを導
波する領域と高次横モードの導波を許容する領域とを具
えたことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4365884A JPS60189279A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4365884A JPS60189279A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60189279A true JPS60189279A (ja) | 1985-09-26 |
Family
ID=12669952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4365884A Pending JPS60189279A (ja) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60189279A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2724050A1 (fr) * | 1994-08-31 | 1996-03-01 | Alcatel Nv | Procede d'alignement d'un ruban enterre et d'un ruban externe dans un composant optique semiconducteur |
-
1984
- 1984-03-07 JP JP4365884A patent/JPS60189279A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2724050A1 (fr) * | 1994-08-31 | 1996-03-01 | Alcatel Nv | Procede d'alignement d'un ruban enterre et d'un ruban externe dans un composant optique semiconducteur |
| EP0700136A1 (fr) * | 1994-08-31 | 1996-03-06 | Alcatel N.V. | Procédé d'alignement d'un ruban enterré et d'un ruban externe dans un composant optique semiconducteur |
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