JPS60189986A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS60189986A JPS60189986A JP4691584A JP4691584A JPS60189986A JP S60189986 A JPS60189986 A JP S60189986A JP 4691584 A JP4691584 A JP 4691584A JP 4691584 A JP4691584 A JP 4691584A JP S60189986 A JPS60189986 A JP S60189986A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- active layer
- guide
- refractive index
- adjacent
- 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
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
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】
（技術分野）
本発明は半導体レーザ特に大光出力半導体レーザに関す
るものである。
るものである。
（従来技術とその問題点）
ＡＩ ＧａＡｓ ／ ＧａＡｓ等の結晶材料を用いた可
視光半導体レーザは小型であり低消費富力で高効率の室
温連続発振を行う事ができるので、光方式のディジタル
・オーディオ・ディスク（ＤＡＤ ）用光源として最適
であり実用化されつつある。この可視光半導体レーザは
光プリンタ等の光書きこみ用光源としての需要も高まり
、この要求をみたすため大光出力発振に耐えつる可視光
半導体レーザの研究開発が進められている。
視光半導体レーザは小型であり低消費富力で高効率の室
温連続発振を行う事ができるので、光方式のディジタル
・オーディオ・ディスク（ＤＡＤ ）用光源として最適
であり実用化されつつある。この可視光半導体レーザは
光プリンタ等の光書きこみ用光源としての需要も高まり
、この要求をみたすため大光出力発振に耐えつる可視光
半導体レーザの研究開発が進められている。
特に最近ではこれらの可視光半導体レーザの需要の急速
な高まりに対応するため大量生産が行われるようになっ
てきた。ＡｌＧａＡｓ ／ ＧａＡｓ可視光半導体レー
ザの製法においては従来から液相成長法が用いられてき
た。これに対し有機金属を用いた気相成長法（Ｍｅｔａ
ｌｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ
Ｄｅｐｏｓｉ−ｔ ｉｏｎ ＋略してＭＯＣＶＤ ）は
、量産性と精密膜厚制御性とを兼ね備えていることから
、今や光デバイス作製のためのきわめて重要な技術の一
つとなっている。特にディピュス（Ｒ，Ｄ、Ｄｕｐｕｉ
８ ）とダビカス（Ｐ、Ｄ、Ｄａｐｋｕｉ＋ ）とによ
ってアプライド・フィて以来その実用性が着目されＭＯ
ＣＶＤ法を用いたＡＩ ＧａＡｓ ／ ＧａＡｓ可視光
半導体レーザの研究が進められるようになった。中でも
横モード制御した波長ａ ＝ ０．７８ ｐｍのＡｌＧ
ａＡｓ ／ ＧａＡｓ可視光半導体レーザ索子としては
、例えば中塚、小野、框材、中村により第４４回応用物
理学会学術講演会講演貢 予稿集１９８３年１０９〆２６ｐ −Ｐ−１６Ｒｍ ｒ
ＭＯｃＶＤ法による横モード制御半導体レーザ」と題し
て発表された論文に代表されるように、活性層に隣近し
てストライプ状領域の両側に吸収層を設は活性層からの
光のしみ出しをこの吸収層で吸収し損失領域となし、吸
収層のないストライプ状領域との間に利得−損失のステ
ップを設けて横モード制御を行おうとするものが提案さ
れ試作されている。
な高まりに対応するため大量生産が行われるようになっ
てきた。ＡｌＧａＡｓ ／ ＧａＡｓ可視光半導体レー
ザの製法においては従来から液相成長法が用いられてき
た。これに対し有機金属を用いた気相成長法（Ｍｅｔａ
ｌｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ
Ｄｅｐｏｓｉ−ｔ ｉｏｎ ＋略してＭＯＣＶＤ ）は
、量産性と精密膜厚制御性とを兼ね備えていることから
、今や光デバイス作製のためのきわめて重要な技術の一
つとなっている。特にディピュス（Ｒ，Ｄ、Ｄｕｐｕｉ
８ ）とダビカス（Ｐ、Ｄ、Ｄａｐｋｕｉ＋ ）とによ
ってアプライド・フィて以来その実用性が着目されＭＯ
ＣＶＤ法を用いたＡＩ ＧａＡｓ ／ ＧａＡｓ可視光
半導体レーザの研究が進められるようになった。中でも
横モード制御した波長ａ ＝ ０．７８ ｐｍのＡｌＧ
ａＡｓ ／ ＧａＡｓ可視光半導体レーザ索子としては
、例えば中塚、小野、框材、中村により第４４回応用物
理学会学術講演会講演貢 予稿集１９８３年１０９〆２６ｐ −Ｐ−１６Ｒｍ ｒ
ＭＯｃＶＤ法による横モード制御半導体レーザ」と題し
て発表された論文に代表されるように、活性層に隣近し
てストライプ状領域の両側に吸収層を設は活性層からの
光のしみ出しをこの吸収層で吸収し損失領域となし、吸
収層のないストライプ状領域との間に利得−損失のステ
ップを設けて横モード制御を行おうとするものが提案さ
れ試作されている。
しかし、上記構造では光出力５〜７ｍＷまでしか基本横
モード発振しない事、利得−損失のステップを設けるた
め吸収領域を内蔵しているがこの吸収領域では光が損失
となるために閾値電流が高くなる６事、発光ビームが非
対称である事等の欠点を持ちＤＡＤ用光源として実用的
でないばかりか、大光出力発振は不可能であった。
モード発振しない事、利得−損失のステップを設けるた
め吸収領域を内蔵しているがこの吸収領域では光が損失
となるために閾値電流が高くなる６事、発光ビームが非
対称である事等の欠点を持ちＤＡＤ用光源として実用的
でないばかりか、大光出力発振は不可能であった。
（発明の目的）
本発明の目的は、上記欠点を除去し、 ＭＯＣＶＤ法の
特長を充分に生かして低閾値高効率のレーザ発振をする
のみならす、安定な基本横モード発振による大光出力発
振が可能であり、等心円的な光源となり、比較的容易に
製作でき再現性および信頼性の上ですぐれた半導体レー
ザを提供する事にある。
特長を充分に生かして低閾値高効率のレーザ発振をする
のみならす、安定な基本横モード発振による大光出力発
振が可能であり、等心円的な光源となり、比較的容易に
製作でき再現性および信頼性の上ですぐれた半導体レー
ザを提供する事にある。
（発明の構成）
本発明の半導体レーザの構成は、管内波長の数倍以下の
層厚を有する活性層と該活性層１こ隣接して該活性層と
同一程度の厚さを有し、該活性層よりもバンドギャップ
の広い材質からなる第１および第２のクラッド層を有し
たダブルへテロ接合半導体材料を設け、その両側を該第
１および第２のクラッド層よりも屈折率が大きく該活性
層よりも屈折率の小さい材質からなる第１と第２のガイ
ド層ではさみこんだ状態において、ストライプ状キャリ
ア注入領域となる部分を除いて該ガイド層の一方に隣接
して、電気的に絶縁で該第１と第２のガイド層よりも屈
折率が小さい層を形成し、該第１および第２のガイド層
と屈折率の等しい第３のガイド層を該絶縁層に隣接させ
前記ストライプ状キャリア注入領域をも憶うように形成
した構造を有する事を特徴とする。
層厚を有する活性層と該活性層１こ隣接して該活性層と
同一程度の厚さを有し、該活性層よりもバンドギャップ
の広い材質からなる第１および第２のクラッド層を有し
たダブルへテロ接合半導体材料を設け、その両側を該第
１および第２のクラッド層よりも屈折率が大きく該活性
層よりも屈折率の小さい材質からなる第１と第２のガイ
ド層ではさみこんだ状態において、ストライプ状キャリ
ア注入領域となる部分を除いて該ガイド層の一方に隣接
して、電気的に絶縁で該第１と第２のガイド層よりも屈
折率が小さい層を形成し、該第１および第２のガイド層
と屈折率の等しい第３のガイド層を該絶縁層に隣接させ
前記ストライプ状キャリア注入領域をも憶うように形成
した構造を有する事を特徴とする。
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図は本発明の実
施例の断面図、第３図および第４図はこの実施例の製造
途中の側面図および断面図である。
施例の断面図、第３図および第４図はこの実施例の製造
途中の側面図および断面図である。
この実施例の製造方法は第３図に示すように（１００）
面を平面とするｎ形ＧａＡｓ基板ｌＯ上にｎ形Ａｌ ｅ
、１ｓＱａ６．ａｚＡａ第３クラッド層１１を１．０μ
ｍ％ｎ形Ａ１ｊｎＧａｏ、ｎＡ８第１ガイド層１２を１
．０μｍ％ ｎ形Ａ１ ｏ、５Ｇａｏ、ｓＡｓ第１クラ
ッド層１３を０．０５μｍアンドープＡｌ ａ、＋ａＧ
ａｏ、ｓｉ’Ａｓ活性層１４を９．０４ ｐｍ、 Ｐ形
Ａ ｌ ｏ 、ｓ Ｇａ ｏ 、ｓ Ａｓ第２クラッド
層１５を０．０５μｍ％Ｐ形Ａｌ ６．ｘｓＧａｏ、ｔ
ａＡｓ第２ガイド層１６を０．５ μｍ 、 Ａｌ ｏ
、５Ｇａｓ、ｓＡｓ 絶縁層１７を０．４μｍ、ＭＯＣ
ＶＤ法で連続成長する。ＭＯＣＶＤ法では薄膜成長が可
能であり、かつ精密な膜厚制御性を兼ね備えているので
、上記の如き第１および第２のクラッド層および活性層
を制御よく成長する事ができる。更にＭＯＣＶＤ法では
気相成長法であるのでＡｌＧａＡｓ層を形成する際に微
量の酸素ガスを混合させる事により容易にＡ１゜、５Ｇ
ａｏ、ｓＡｓ絶縁層１７を形成する事ができる。
面を平面とするｎ形ＧａＡｓ基板ｌＯ上にｎ形Ａｌ ｅ
、１ｓＱａ６．ａｚＡａ第３クラッド層１１を１．０μ
ｍ％ｎ形Ａ１ｊｎＧａｏ、ｎＡ８第１ガイド層１２を１
．０μｍ％ ｎ形Ａ１ ｏ、５Ｇａｏ、ｓＡｓ第１クラ
ッド層１３を０．０５μｍアンドープＡｌ ａ、＋ａＧ
ａｏ、ｓｉ’Ａｓ活性層１４を９．０４ ｐｍ、 Ｐ形
Ａ ｌ ｏ 、ｓ Ｇａ ｏ 、ｓ Ａｓ第２クラッド
層１５を０．０５μｍ％Ｐ形Ａｌ ６．ｘｓＧａｏ、ｔ
ａＡｓ第２ガイド層１６を０．５ μｍ 、 Ａｌ ｏ
、５Ｇａｓ、ｓＡｓ 絶縁層１７を０．４μｍ、ＭＯＣ
ＶＤ法で連続成長する。ＭＯＣＶＤ法では薄膜成長が可
能であり、かつ精密な膜厚制御性を兼ね備えているので
、上記の如き第１および第２のクラッド層および活性層
を制御よく成長する事ができる。更にＭＯＣＶＤ法では
気相成長法であるのでＡｌＧａＡｓ層を形成する際に微
量の酸素ガスを混合させる事により容易にＡ１゜、５Ｇ
ａｏ、ｓＡｓ絶縁層１７を形成する事ができる。
次に５ｔ（ｈ膜１８で全体を被膜した後フォトレジスト
法およびエツチング法にエリ共振器の長て方向に幅２．
５μｍのストライプ状の窓をあけＡｌ ｎ、ｓ （ｆｉ
Ｑ６．ｓＡｓ絶縁層１７をエツチングして同一幅のスト
ライプ状の慾をあけＦＹｅ Ａｌｏ、ｕＧａｅ、ｔｓＡ
ｓ第２ガイド、層１６の表面を出す（第４図）。Ｓｔｏ
ｗ膜１８を除去した後、Ｐ形Ａｌ ｏ、ｘｉ Ｇａ ｏ
、ｔｓ Ａｓ第３ガイド層１９を０．５ μｍＰ形Ａｌ
＠、ｓｓＧａａ１ｇｔＡ８第４クラッド層２ｏを１．
０μｍ。
法およびエツチング法にエリ共振器の長て方向に幅２．
５μｍのストライプ状の窓をあけＡｌ ｎ、ｓ （ｆｉ
Ｑ６．ｓＡｓ絶縁層１７をエツチングして同一幅のスト
ライプ状の慾をあけＦＹｅ Ａｌｏ、ｕＧａｅ、ｔｓＡ
ｓ第２ガイド、層１６の表面を出す（第４図）。Ｓｔｏ
ｗ膜１８を除去した後、Ｐ形Ａｌ ｏ、ｘｉ Ｇａ ｏ
、ｔｓ Ａｓ第３ガイド層１９を０．５ μｍＰ形Ａｌ
＠、ｓｓＧａａ１ｇｔＡ８第４クラッド層２ｏを１．
０μｍ。
高濃度のＰ形ＧａＡａキャップ層２１を０．５μｍ連続
成長する。この成長において従来がら行われている液相
成長法においては、ストライプ状に表面が出ているＰ形
Ａｌ ＠−ｓ Ｇａ ＬＳ＠Ａｓ第２ガイド層１６およ
びＡＩ。、６ Ｇｍ 、、ＨＡｓ絶縁層１７の上にはい
がなる液相層も成長しないが、ＭＯＣＶＤ法では容易に
成長するので全表面を覆うように成長させる事ができる
。
成長する。この成長において従来がら行われている液相
成長法においては、ストライプ状に表面が出ているＰ形
Ａｌ ＠−ｓ Ｇａ ＬＳ＠Ａｓ第２ガイド層１６およ
びＡＩ。、６ Ｇｍ 、、ＨＡｓ絶縁層１７の上にはい
がなる液相層も成長しないが、ＭＯＣＶＤ法では容易に
成長するので全表面を覆うように成長させる事ができる
。
特にこのＭＯＣＶＤ法ζこおいて第３ガイド層１９を成
長する直前にＨＣＩ等のガスで第２ガイド層１６および
絶縁層１７の表面を微量にガスエツチングをすると成長
素子の再現性、信頼性を一段と向上させる事ができる。
長する直前にＨＣＩ等のガスで第２ガイド層１６および
絶縁層１７の表面を微量にガスエツチングをすると成長
素子の再現性、信頼性を一段と向上させる事ができる。
この後成長表面全面にＰ形オーミ、クコンタクト２２、
基板側にｎ形オーミックコンタクト２３をそれぞれつげ
ると本発明の構造の半導体レーザを得る事ができる（第
１図、第２図）。
基板側にｎ形オーミックコンタクト２３をそれぞれつげ
ると本発明の構造の半導体レーザを得る事ができる（第
１図、第２図）。
（発明の作用効果）
本発明の構造において全面電極から注入された電流はキ
ャップ層２１、第４クラツド層２０．第３ガイド層１９
と全面１こ広がって流れるが、第３ガイド層１９に隣接
して絶縁層１７があるためそこでは阻止され、絶縁層１
７にあけたストライプ状の窓の領域では第３ガイド層１
′９に隣接して第って第２ガイド層１６内に注入される
。第２ガイド層１６内にはいった電流は第２クラッド層
１５を通って活性層１４に注入される。活性層に注入さ
れたキャリアは活性層水平横方向に拡散していき利得分
布を形成しレーザ発振を開始する。このとき活性層１４
が管内波長の２〜３倍以下ときわめて薄いために光は活
性層から垂直方向に広く広がる。特に本発明の構造では
活性層は層厚の薄い第１１第２のクラッド層につづいて
第１．第２のガイド層ではさまれており更に第２ガイド
層の一部に隣接して第３ガイド層があるため光は屈折率
の比較的大きい第１、第２、第３の各ガイド層にひきこ
まれて活性層を中心として垂直方向に大きく広がる。本
発明の構造では上記した如くキャリア注入領域で第２ガ
イド層と第３ガイド層とは隣接しているのでこのキャリ
ア注入領域の部分にしみイ乍 出した光の受ける実効的な屈援率は大きくなるのに対し
てキャリア注入領域外部では第２ガイド層イｑ に隣接して第３ガイド層エリもＭＩＪＩ率の小さい材質
からなる絶縁層に隣接しているのでこの領域にしみ出た
光の受ける実効的な屈折率は小さくなる。
ャップ層２１、第４クラツド層２０．第３ガイド層１９
と全面１こ広がって流れるが、第３ガイド層１９に隣接
して絶縁層１７があるためそこでは阻止され、絶縁層１
７にあけたストライプ状の窓の領域では第３ガイド層１
′９に隣接して第って第２ガイド層１６内に注入される
。第２ガイド層１６内にはいった電流は第２クラッド層
１５を通って活性層１４に注入される。活性層に注入さ
れたキャリアは活性層水平横方向に拡散していき利得分
布を形成しレーザ発振を開始する。このとき活性層１４
が管内波長の２〜３倍以下ときわめて薄いために光は活
性層から垂直方向に広く広がる。特に本発明の構造では
活性層は層厚の薄い第１１第２のクラッド層につづいて
第１．第２のガイド層ではさまれており更に第２ガイド
層の一部に隣接して第３ガイド層があるため光は屈折率
の比較的大きい第１、第２、第３の各ガイド層にひきこ
まれて活性層を中心として垂直方向に大きく広がる。本
発明の構造では上記した如くキャリア注入領域で第２ガ
イド層と第３ガイド層とは隣接しているのでこのキャリ
ア注入領域の部分にしみイ乍 出した光の受ける実効的な屈援率は大きくなるのに対し
てキャリア注入領域外部では第２ガイド層イｑ に隣接して第３ガイド層エリもＭＩＪＩ率の小さい材質
からなる絶縁層に隣接しているのでこの領域にしみ出た
光の受ける実効的な屈折率は小さくなる。
その結果屈折率差に伴う実効的な正の屈折率差が活性層
水平横方向に形成され正の屈折率ガイディング機構が作
りつけられ安定な横モード発振を維持する事ができる。
水平横方向に形成され正の屈折率ガイディング機構が作
りつけられ安定な横モード発振を維持する事ができる。
本発明の構造の如く活性層が第１、第２のクラッド層で
はさまれている事は次の効果をもつ。すなわち上記のよ
うに活性層垂直方向への光のしみ出しが大きいときには
活性層内での光の閉じこめ７アクタ（ｆｉｌｌｉｎｇ
ｆａｃｔｏｒ ）が小さくなるのでレーザ発振をさせる
には多量の注入キャリアが必要となる。このとき本発明
の構造の如く活性層がバンドギャップの広いクラッド層
ではさみこまれている場合には注入キャリアは活性層内
にとじこめらド層にはストライプ状のキャリア注入領域
からのみ′［流が注入されるので、キャリア注入領域を
本実施例のように狭くシ、第２ガイド層、第２クラッド
層をうすくして第２ガイド層および第２クラッド層での
電流の横広がりを少なく１ておけばより一層注入電流が
有効にレーザ発振に寄−与する事かでき低閾値高効率の
レーザ発振を行なう。更に活性層がバンドギャップの広
いクラッド層ではさみこま名ている本発明の構造では温
度を上昇してもキャリアのオーバフローがバンドギャッ
プの広いクラッド層で阻止されるので特性温度が上昇し
高温動作が可能になり素子の信頼性を向上させる事がで
きる。
はさまれている事は次の効果をもつ。すなわち上記のよ
うに活性層垂直方向への光のしみ出しが大きいときには
活性層内での光の閉じこめ７アクタ（ｆｉｌｌｉｎｇ
ｆａｃｔｏｒ ）が小さくなるのでレーザ発振をさせる
には多量の注入キャリアが必要となる。このとき本発明
の構造の如く活性層がバンドギャップの広いクラッド層
ではさみこまれている場合には注入キャリアは活性層内
にとじこめらド層にはストライプ状のキャリア注入領域
からのみ′［流が注入されるので、キャリア注入領域を
本実施例のように狭くシ、第２ガイド層、第２クラッド
層をうすくして第２ガイド層および第２クラッド層での
電流の横広がりを少なく１ておけばより一層注入電流が
有効にレーザ発振に寄−与する事かでき低閾値高効率の
レーザ発振を行なう。更に活性層がバンドギャップの広
いクラッド層ではさみこま名ている本発明の構造では温
度を上昇してもキャリアのオーバフローがバンドギャッ
プの広いクラッド層で阻止されるので特性温度が上昇し
高温動作が可能になり素子の信頼性を向上させる事がで
きる。
本発明の様に活性層からの光のしみ出しを大きくして活
性層垂直方向の光の閉じ込めファクタ（ｆｉｌｌｉｎｇ
ｆａｃｔｏｒ ） を小さくする事は大光出力レーザ
発振の上で著しい効果をもつ。通常のＡＩＧａＡａ／
ＧａＡａ半導体レーザを大光出力レーザ発振させると反
射面が破壊される現象が生じる。この現象は光学損傷と
して古くから知られておりそのレベルはＣＷレーザ発振
では〜ＩＭＷ／ｉで生じる。通常ＡｌＧａＡｓ ／ Ｇ
ａＡｓ半導体し〜ザの反射面破壊の生じる光出力ＰＭｌ
ま活性層の層厚をｄ 、ｆｉｌｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ
＠ｒ、＋ＩＡモードのスポットサイズをＷｒｌとすると
Ｐ”：： ”Ｘ Ｗ、／ Ｘ Ｉ ＭＷ／ｃｒ＆となり
ＰｌＩ′は閉じこめファクタ（ｆｉｌｌｉｎｇ ｆａｃ
ｔｏｒ ） ｒに反比例して上昇する。本発明の構造を
用いればＦ≦０．０１ｊこなつＰＭ９１００ｍＷ が可
能となり、大光出力レーザ発振が可能になる。特に本発
明の構造においては活性層水平横方向に形成される実効
的な屈折率分布の幅とキャリア注入領域の幅とが一致し
ている。この場合には注入キャリアが屈折率分布内に集
光して発振する基本横モードの発振に有効に寄与し一次
以上の高次横モードの利得の上昇に寄与する割合はきわ
めて少なくなる。このような場合には本実施例の如くキ
ャリア注入領域の幅を狭くし一次横モード発振を抑圧す
ると特に安定な基本横モード発振を維持する車ができる
。
性層垂直方向の光の閉じ込めファクタ（ｆｉｌｌｉｎｇ
ｆａｃｔｏｒ ） を小さくする事は大光出力レーザ
発振の上で著しい効果をもつ。通常のＡＩＧａＡａ／
ＧａＡａ半導体レーザを大光出力レーザ発振させると反
射面が破壊される現象が生じる。この現象は光学損傷と
して古くから知られておりそのレベルはＣＷレーザ発振
では〜ＩＭＷ／ｉで生じる。通常ＡｌＧａＡｓ ／ Ｇ
ａＡｓ半導体し〜ザの反射面破壊の生じる光出力ＰＭｌ
ま活性層の層厚をｄ 、ｆｉｌｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ
＠ｒ、＋ＩＡモードのスポットサイズをＷｒｌとすると
Ｐ”：： ”Ｘ Ｗ、／ Ｘ Ｉ ＭＷ／ｃｒ＆となり
ＰｌＩ′は閉じこめファクタ（ｆｉｌｌｉｎｇ ｆａｃ
ｔｏｒ ） ｒに反比例して上昇する。本発明の構造を
用いればＦ≦０．０１ｊこなつＰＭ９１００ｍＷ が可
能となり、大光出力レーザ発振が可能になる。特に本発
明の構造においては活性層水平横方向に形成される実効
的な屈折率分布の幅とキャリア注入領域の幅とが一致し
ている。この場合には注入キャリアが屈折率分布内に集
光して発振する基本横モードの発振に有効に寄与し一次
以上の高次横モードの利得の上昇に寄与する割合はきわ
めて少なくなる。このような場合には本実施例の如くキ
ャリア注入領域の幅を狭くし一次横モード発振を抑圧す
ると特に安定な基本横モード発振を維持する車ができる
。
以上の事により本発明の構造では安定な基本横モード発
振を維持した大光出力ｌ／−ザ発振をする事ができる。
振を維持した大光出力ｌ／−ザ発振をする事ができる。
本発明の様に活性層からの光のしみ出しを大きくする事
は活性層垂直方向の広がり角θ土を急激に減少させる事
ができる。特に本実施の如く第１ガイド層の層厚とキャ
リア注入領域での第２ガイド層から第３ガイド層にわた
る層厚とを等しくすれば光は活性層を中心としてその垂
直方向にエリ広く対称的に広げる事ができる、その結果
本実施例を用いれば０１４１５度にする事ができる。こ
れに対し７て活性層水平横方向の広がり角θ〃は横モー
ドのスポットサイズ會変化してθｕ−１２〜１５度は容
易に得る事ができる。従ってθ工ゞθ２．となり等心円
的な光源を得る事ができ、実際に使用する際に外部の光
学系とのカップリング効率を著しく上昇させる事ができ
る。
は活性層垂直方向の広がり角θ土を急激に減少させる事
ができる。特に本実施の如く第１ガイド層の層厚とキャ
リア注入領域での第２ガイド層から第３ガイド層にわた
る層厚とを等しくすれば光は活性層を中心としてその垂
直方向にエリ広く対称的に広げる事ができる、その結果
本実施例を用いれば０１４１５度にする事ができる。こ
れに対し７て活性層水平横方向の広がり角θ〃は横モー
ドのスポットサイズ會変化してθｕ−１２〜１５度は容
易に得る事ができる。従ってθ工ゞθ２．となり等心円
的な光源を得る事ができ、実際に使用する際に外部の光
学系とのカップリング効率を著しく上昇させる事ができ
る。
上記した様に本発明の構造は前記した中塚、小野、框材
、中村により第４４回応用物理学会学術ｇ演会ｒａ＋演
−１ｇ集１９８３年１０９＄ ２６９−Ｐ−１６に発表
されたレーザの如く損失領域を設けて横モード制御する
機構とは全く異なっており損失領域もない事から低閾値
、高効率でレーザ発振ができる。史に全面電極を用いる
等製造方法も比較的やさしくＭＯＣＶＤ法特有の層厚の
制御性の良し）利点をいかして再現性よく作る事かでき
る。
、中村により第４４回応用物理学会学術ｇ演会ｒａ＋演
−１ｇ集１９８３年１０９＄ ２６９−Ｐ−１６に発表
されたレーザの如く損失領域を設けて横モード制御する
機構とは全く異なっており損失領域もない事から低閾値
、高効率でレーザ発振ができる。史に全面電極を用いる
等製造方法も比較的やさしくＭＯＣＶＤ法特有の層厚の
制御性の良し）利点をいかして再現性よく作る事かでき
る。
以上のように実施例はＡｌＧａＡｓ ／ ＧａＡｊｉダ
ブルヘテｐ接合結晶材料について説明したが、その結晶
材料的え’ｋｉ ＩｎＧａＡｓＰ ／ ＩｎＧａＰ 、
ＩｎＧａＰ ／ ＡＩ ＩｎＰ 。
ブルヘテｐ接合結晶材料について説明したが、その結晶
材料的え’ｋｉ ＩｎＧａＡｓＰ ／ ＩｎＧａＰ 、
ＩｎＧａＰ ／ ＡＩ ＩｎＰ 。
ＩｎＧａＡｓＰ ／ ＩｎＰ 、 ＡｌＧａＡｓＳｂ
／ ＧａＡｓＳｂ 等数多くの結晶材料に適用する事が
できる。
／ ＧａＡｓＳｂ 等数多くの結晶材料に適用する事が
できる。
第１図は本発明実施例の斜視図、第２図は第１図の断面
図、第３図はこの実施例の作製の過程においてダブルへ
テロ接合結晶を成長した時の側面図、第４図はこの実施
例の作製の過程において上記ダブルヘテρ接合結晶の表
面層にストライプ状の電流注入口を設けた時の断面図で
ある。図において、１０− ｎ ＠ ＧａＡｓ基Ｅｌ
１− ｎ形Ａｌｅ、５ａＧａｅ、ａｓＡａ第３クラッド
層、１２− ｎ形ＡＩ Ｏ，！６ Ｇａ ｏ７ｍＡｓ第
１ガイド層、１３− ｎ形Ａ１６．ｓＧａ＠、ｓＡｓ第
１クラッド層、１４−・・アンドープＡ１ｇ、１ｇＧ＆
６．１５ＡＢ活性層、ｉ ｓ−ｐ形ＡＬ、ｐＧａａ、ｓ
Ａａ第２クラッド層、］ ９ ・Ｐ形Ａｌ ｏ、ｕＧａ
ｏ、ｔｓＡｓ第３ガイド層、２０−・−Ｐ形Ａ＋ ６．
５ｓＧａ６．ｓ＊Ａａ第４クラッド層、２１・・・Ｐ形
ＧａＡｓキャップ層、２２・・・Ｐ形オーミックコンタ
クト、２３・・・ｎ形オーミックコンタクト、でおる。 ２．３ ｌθ １１ 第 ３ 口 番 ４ 則
図、第３図はこの実施例の作製の過程においてダブルへ
テロ接合結晶を成長した時の側面図、第４図はこの実施
例の作製の過程において上記ダブルヘテρ接合結晶の表
面層にストライプ状の電流注入口を設けた時の断面図で
ある。図において、１０− ｎ ＠ ＧａＡｓ基Ｅｌ
１− ｎ形Ａｌｅ、５ａＧａｅ、ａｓＡａ第３クラッド
層、１２− ｎ形ＡＩ Ｏ，！６ Ｇａ ｏ７ｍＡｓ第
１ガイド層、１３− ｎ形Ａ１６．ｓＧａ＠、ｓＡｓ第
１クラッド層、１４−・・アンドープＡ１ｇ、１ｇＧ＆
６．１５ＡＢ活性層、ｉ ｓ−ｐ形ＡＬ、ｐＧａａ、ｓ
Ａａ第２クラッド層、］ ９ ・Ｐ形Ａｌ ｏ、ｕＧａ
ｏ、ｔｓＡｓ第３ガイド層、２０−・−Ｐ形Ａ＋ ６．
５ｓＧａ６．ｓ＊Ａａ第４クラッド層、２１・・・Ｐ形
ＧａＡｓキャップ層、２２・・・Ｐ形オーミックコンタ
クト、２３・・・ｎ形オーミックコンタクト、でおる。 ２．３ ｌθ １１ 第 ３ 口 番 ４ 則
Claims (1)
- 管内波長の数倍以下の層厚を有する活性層と該活性層に
隣接して活性層と同一程度の厚さを有し、該活性層エリ
もバンドギャップの広い材質からなる第１および第２の
クラッド層を有したダブルヘテロ接合半導体材料を設け
、その両側を該第１および第２のクランド層エリも屈折
率の小さい材質からなる第１と第２のガイド層ではさみ
こんだ状態において、ストライプ状キャリア注入領域と
なる部分を除いて該ガイド層の一方に隣接して、電気的
に絶縁で該第１と第２のガイド層よりも屈折率が小さい
層を形成し、該第１および第２のガイド層と屈折率の等
しい第３のガイド層を該絶縁層に隣接させ該ストライプ
状キャリア注入領域をも榎うように形成した構造を有す
る事を特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4691584A JPS60189986A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4691584A JPS60189986A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60189986A true JPS60189986A (ja) | 1985-09-27 |
Family
ID=12760637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4691584A Pending JPS60189986A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60189986A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62296582A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| US5555271A (en) * | 1993-12-27 | 1996-09-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
-
1984
- 1984-03-12 JP JP4691584A patent/JPS60189986A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62296582A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPH0746745B2 (ja) * | 1986-06-17 | 1995-05-17 | 松下電器産業株式会社 | 半導体レ−ザ装置 |
| US5555271A (en) * | 1993-12-27 | 1996-09-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device |
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