JPS6035592A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JPS6035592A JPS6035592A JP9096984A JP9096984A JPS6035592A JP S6035592 A JPS6035592 A JP S6035592A JP 9096984 A JP9096984 A JP 9096984A JP 9096984 A JP9096984 A JP 9096984A JP S6035592 A JPS6035592 A JP S6035592A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resonator
- crystal
- laser
- photo
- dimension
- 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
- H01S5/10—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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
- H01S5/0651—Mode control
- H01S5/0653—Mode suppression, e.g. specific multimode
- H01S5/0655—Single transverse or lateral mode emission
Landscapes
- 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】
本発明は、半導体レーザにおいて、横基本モードの安定
なレーザ発振を行なわしめるための新しい構造の提供に
関するものである。
なレーザ発振を行なわしめるための新しい構造の提供に
関するものである。
周知の如く、レーザはその光共振器の寸法構造により規
定さイする一連の＠振姿態（以下モードと称す）が存在
し、そのうちの一つまたは複数のモードで発振する。各
モードの発振光は互に独立な位相関係を有し、波長も異
なる。このため、ポログラフィなど高度なレーザ応用に
は、１つのモードのみで発振するレーザが要請される。
定さイする一連の＠振姿態（以下モードと称す）が存在
し、そのうちの一つまたは複数のモードで発振する。各
モードの発振光は互に独立な位相関係を有し、波長も異
なる。このため、ポログラフィなど高度なレーザ応用に
は、１つのモードのみで発振するレーザが要請される。
また、光通信などにおいてレーザ発振光を光ファイバー
に結合する場合、光結合効率は横モード毎に相異するた
め、レーザの梧モード安定性は不可欠要素となる。さら
に最大の光結合効率を与えるのは、いわゆる横基本モー
ドであることが知られており、このモードで安定に発振
するものであることが望ましい。注入型半畳体レーザ（
以下単に半導体レーザと略記する）は励起電流を信号で
変調することにより直接レーザ光出力を変調しうる特長
を有するが、この場合にはさらに励起電流を変えても横
基本モードが安定であることが要求される。
に結合する場合、光結合効率は横モード毎に相異するた
め、レーザの梧モード安定性は不可欠要素となる。さら
に最大の光結合効率を与えるのは、いわゆる横基本モー
ドであることが知られており、このモードで安定に発振
するものであることが望ましい。注入型半畳体レーザ（
以下単に半導体レーザと略記する）は励起電流を信号で
変調することにより直接レーザ光出力を変調しうる特長
を有するが、この場合にはさらに励起電流を変えても横
基本モードが安定であることが要求される。
半導体レーザにおける槓モード制御については、ＰＮ接
合面に垂直な方向（以下ｙ７ｊ向と称す）の横モードの
制御と、該接合面に平行な方向（以下Ｘ方向と称す）の
横モード制御に分けて考えられる０ 半導体レーザは、通常いわゆるダブル・ヘテロ（以下Ｄ
Ｈと略す）構造を有し発振光の光路となる屈折率の高い
充分に薄い発光層（以下活性層と称す）を、これより屈
折率の低い層で両側から挾んだいわゆる５ｔａｂ光導波
路を形成しているため、Ｘ方向の横モードについては、
すでに安定な基本モードでの発振が実現されている。
合面に垂直な方向（以下ｙ７ｊ向と称す）の横モードの
制御と、該接合面に平行な方向（以下Ｘ方向と称す）の
横モード制御に分けて考えられる０ 半導体レーザは、通常いわゆるダブル・ヘテロ（以下Ｄ
Ｈと略す）構造を有し発振光の光路となる屈折率の高い
充分に薄い発光層（以下活性層と称す）を、これより屈
折率の低い層で両側から挾んだいわゆる５ｔａｂ光導波
路を形成しているため、Ｘ方向の横モードについては、
すでに安定な基本モードでの発振が実現されている。
一方、Ｘ方向の横モード制御については、これまで、イ
）例えば第１図に示す様にＤＪ）起電流をレーザ発振光
の光路方向（以下２方向と称す）ｉこ沿った細長い帯状
部に限定する、口）例えば第２図に示す様にＸ方向に活
性層も限定して屈折率の変化をつけた結晶の構造とする
、の２つに大別される方策が用いらイ１て来た。ここで
、第１図、第２図において、１３は活性層、１２および
１４はそれぞれｎ形およびｎ形の活性／１１１３よりも
低（１）屈折率を有する半導体層、１１および１５ｉ−
！それぞれ正側および負１ｊｌＯ電極、１６は活性層１
３よりも低い屈折率を有するｎ形の半導体層であるＯし
かしながら、（イ）は電流のＸ方向の分布により派生す
る利得または屈折率またはその両省の分布でＸ方向のモ
ードを規定するものであるため、本質的に電流依存性を
有し、励起電流により容易にモードが変化する欠点を有
し、安定な横基本モード発振は得られていない。さらに
、電流分布の裾に位置する活性層はいわゆる可飽和吸収
層として作用するため、発振出力光は不安定なパルス状
発撮となりやすく、変調信号光の信号雑音比を着るしく
低下させるなどの欠点を有していた。また、上記（ロ）
においては、第２図において活性層１３と一ド発撮をう
るためには活性層１３のＸ方向の巾を２〜３μ以下とす
る必要があり、大きな光出力は得られない欠点があった
。
）例えば第１図に示す様にＤＪ）起電流をレーザ発振光
の光路方向（以下２方向と称す）ｉこ沿った細長い帯状
部に限定する、口）例えば第２図に示す様にＸ方向に活
性層も限定して屈折率の変化をつけた結晶の構造とする
、の２つに大別される方策が用いらイ１て来た。ここで
、第１図、第２図において、１３は活性層、１２および
１４はそれぞれｎ形およびｎ形の活性／１１１３よりも
低（１）屈折率を有する半導体層、１１および１５ｉ−
！それぞれ正側および負１ｊｌＯ電極、１６は活性層１
３よりも低い屈折率を有するｎ形の半導体層であるＯし
かしながら、（イ）は電流のＸ方向の分布により派生す
る利得または屈折率またはその両省の分布でＸ方向のモ
ードを規定するものであるため、本質的に電流依存性を
有し、励起電流により容易にモードが変化する欠点を有
し、安定な横基本モード発振は得られていない。さらに
、電流分布の裾に位置する活性層はいわゆる可飽和吸収
層として作用するため、発振出力光は不安定なパルス状
発撮となりやすく、変調信号光の信号雑音比を着るしく
低下させるなどの欠点を有していた。また、上記（ロ）
においては、第２図において活性層１３と一ド発撮をう
るためには活性層１３のＸ方向の巾を２〜３μ以下とす
る必要があり、大きな光出力は得られない欠点があった
。
本発明（ま、上記の欠点のない、横モード制御が光の帰
還を発生ずる領域を限定することにより得られることに
看目し、安定な横基本モード発振が得られる新しいレー
ザ構造を提供するものである。
還を発生ずる領域を限定することにより得られることに
看目し、安定な横基本モード発振が得られる新しいレー
ザ構造を提供するものである。
横基本モードでの安定なレーザ発振を得るためには、該
基本モードと高次モードとの発振しきい値（レーザ発根
開始に必要な最低の励起強度）の差を大きくすることが
必要である。しきい値は光の媒責中での利得量と、光反
射器における光の帰還量とできまる。これまでの上記の
横モード制御の方策はすべてＸ方向のオリ得分布による
モード間利得差に帰されることは明白であろう。これに
対原理は基本モードと高次モードとでは、半導体レーザ
においてはレーザビームの回折拡がりが大巾に相違する
ことの利用にある。すなわち、光共伽器内でのレーザ・
ビームの波長をλ、レーザビームと垂直なＸ方向の元の
反射面の長さをＷとするとき、レーザビームの回折拡が
りの全角θは近似的に、横基本モード光については λ θ〜−（１） 高次モード光については、 ２λ θニ − （２） となる。
基本モードと高次モードとの発振しきい値（レーザ発根
開始に必要な最低の励起強度）の差を大きくすることが
必要である。しきい値は光の媒責中での利得量と、光反
射器における光の帰還量とできまる。これまでの上記の
横モード制御の方策はすべてＸ方向のオリ得分布による
モード間利得差に帰されることは明白であろう。これに
対原理は基本モードと高次モードとでは、半導体レーザ
においてはレーザビームの回折拡がりが大巾に相違する
ことの利用にある。すなわち、光共伽器内でのレーザ・
ビームの波長をλ、レーザビームと垂直なＸ方向の元の
反射面の長さをＷとするとき、レーザビームの回折拡が
りの全角θは近似的に、横基本モード光については λ θ〜−（１） 高次モード光については、 ２λ θニ − （２） となる。
光共振器のレーザビームの方向（２万回）の長さをＬと
すると、弁壁器の一端で反射されたレーザビームの、共
振器を一往復せる後のビームサイズ（Ｘ方向の長さ）■
は、２ Ｌ ）） ｗの場合（半導体レーザの典型的な
り、ｗの値は、夫々５００μ、２０μであり、Ｌ）ｗで
ある）近似的に、横基本モードについては、 ２λＬ Ｖ〜□ （３） 高次モードについては、 ４λＬ Ｖニ□ （４） となる。
すると、弁壁器の一端で反射されたレーザビームの、共
振器を一往復せる後のビームサイズ（Ｘ方向の長さ）■
は、２ Ｌ ）） ｗの場合（半導体レーザの典型的な
り、ｗの値は、夫々５００μ、２０μであり、Ｌ）ｗで
ある）近似的に、横基本モードについては、 ２λＬ Ｖ〜□ （３） 高次モードについては、 ４λＬ Ｖニ□ （４） となる。
したがって、光反射器のＸ方向の長さ、Ｗが、高次光の
ビームサイズ、■以下である場合、ずなわち、Ｗ≦４２
Ｌ、又はＷ≦２％／”τの場合には、尚次モードのルー
プゲイン（共儀器内を１往復する間の正味の光の利得）
は急激に減少するため高次モードのしきい値は大巾に増
大する。したかって、Ｗを、 ＷＳ２ ＪＴ「（５３ に選ぶことにより、安定な横基本モードでの発掘が得ら
れる０ 上記で明らかな様に、本発明の構造でのモード選択性は
、本質的に電流には依存しない。また、光利得のある活
性領域をＸ方向に限定する必璧もないので発掘光が可飽
和吸収現象により不安定なパルス状となることもない。
ビームサイズ、■以下である場合、ずなわち、Ｗ≦４２
Ｌ、又はＷ≦２％／”τの場合には、尚次モードのルー
プゲイン（共儀器内を１往復する間の正味の光の利得）
は急激に減少するため高次モードのしきい値は大巾に増
大する。したかって、Ｗを、 ＷＳ２ ＪＴ「（５３ に選ぶことにより、安定な横基本モードでの発掘が得ら
れる０ 上記で明らかな様に、本発明の構造でのモード選択性は
、本質的に電流には依存しない。また、光利得のある活
性領域をＸ方向に限定する必璧もないので発掘光が可飽
和吸収現象により不安定なパルス状となることもない。
さらに、第５式の示す実際のＷの値の例は、ｗ、３２２
μ（ＧａＡｓの場合、λ〜０．２４μ、Ｌ〜５００μ）
、の程度で大きなＷの値が許容されるので、為出力の横
基本モードレーザが実現出来る。以上から本発明の構造
では、前記したこ？’Ｌまでのレーザの欠点がすべて解
消されることは明らかであろう。
μ（ＧａＡｓの場合、λ〜０．２４μ、Ｌ〜５００μ）
、の程度で大きなＷの値が許容されるので、為出力の横
基本モードレーザが実現出来る。以上から本発明の構造
では、前記したこ？’Ｌまでのレーザの欠点がすべて解
消されることは明らかであろう。
光共儀器の構成としでは、平行な一対の結晶端面を光反
射面として用いる構成が可能である。この端面は、これ
まで結晶の９９ｍｒ面が用いられて来たが、一対のうち
少くとも一方にＷを限定した端イオンエツチング、化学
エツチングを用いることが出来る。
射面として用いる構成が可能である。この端面は、これ
まで結晶の９９ｍｒ面が用いられて来たが、一対のうち
少くとも一方にＷを限定した端イオンエツチング、化学
エツチングを用いることが出来る。
光共振器のほかの構成として、結晶内のレーザビームの
光路（２方向）に沿って周期構造を設けて構成すること
がでをる。この場合には、Ｗの限定は、単に周期構造の
Ｘ方向の巾を少くとも１部分Ｗにするたけで良い。周期
構造の具体例としては、結晶内に設けたヘテロ界面ｆｙ
方向に振巾を有し、Ｘ方向には等位相である波面状とす
るのがその一例である。周期構造は２方向に連続して設
けても複数に分割して設けでも艮い。また、光共振器を
上記結晶端面と上記周期構造の複合で構成することもで
きる。
光路（２方向）に沿って周期構造を設けて構成すること
がでをる。この場合には、Ｗの限定は、単に周期構造の
Ｘ方向の巾を少くとも１部分Ｗにするたけで良い。周期
構造の具体例としては、結晶内に設けたヘテロ界面ｆｙ
方向に振巾を有し、Ｘ方向には等位相である波面状とす
るのがその一例である。周期構造は２方向に連続して設
けても複数に分割して設けでも艮い。また、光共振器を
上記結晶端面と上記周期構造の複合で構成することもで
きる。
第３図は、本発明そ適用せる半導体レーザの構造の概念
図で、ａ）は光共振器を周期構造で構成する場合、ｂ）
は光共振器を結晶端面で構成する場合を示す。第４図は
本発明における光共振器の構成例を示したもので、ａ）
は連続した周期構造ｂ）は分割した周期構造、Ｃ）は結
晶端面と連続した周期構造、ｄ）は結晶端面と分割した
周期構造、ｅ）、ｆ）は二つの結晶端面、でそれぞれ構
成した例を示す０ 以上の本発明の詳細と効果は、以下の実施例で一層明白
となろう０ 実施例１ 第５図は、光共振器を周期構造を用いて構成せる場合に
ついて、本発明を適用せる半導体レーザの構造の１例を
示したものである０第５図におＧ）て、１５は負側金属
電極膜、２５はＧ ａ Ａ ｓ結晶基板である。１４は
ｎ形Ｇａ、、 ＡｊｒＡｓ （ｒ ＝０．４ ） 。
図で、ａ）は光共振器を周期構造で構成する場合、ｂ）
は光共振器を結晶端面で構成する場合を示す。第４図は
本発明における光共振器の構成例を示したもので、ａ）
は連続した周期構造ｂ）は分割した周期構造、Ｃ）は結
晶端面と連続した周期構造、ｄ）は結晶端面と分割した
周期構造、ｅ）、ｆ）は二つの結晶端面、でそれぞれ構
成した例を示す０ 以上の本発明の詳細と効果は、以下の実施例で一層明白
となろう０ 実施例１ 第５図は、光共振器を周期構造を用いて構成せる場合に
ついて、本発明を適用せる半導体レーザの構造の１例を
示したものである０第５図におＧ）て、１５は負側金属
電極膜、２５はＧ ａ Ａ ｓ結晶基板である。１４は
ｎ形Ｇａ、、 ＡｊｒＡｓ （ｒ ＝０．４ ） 。
１３はｐ形Ｇａ、−、Ａｊ５Ａｓ （ｓ＝０．０５ ）
、ぞ４はｐ形Ｇａ、（Ａｔ１Ａｓ （ｔ ＝ ０．３
） 、 ２３はｐ形Ｇａ１−ｕＡｊ、Ａｓ （ｕ＝０
．１ ） 、 １２はｐ形Ｇａ １−ｒＡ ｌ ｙ Ａ
ｓ 。
、ぞ４はｐ形Ｇａ、（Ａｔ１Ａｓ （ｔ ＝ ０．３
） 、 ２３はｐ形Ｇａ１−ｕＡｊ、Ａｓ （ｕ＝０
．１ ） 、 １２はｐ形Ｇａ １−ｒＡ ｌ ｙ Ａ
ｓ 。
２２はｐ形Ｇａ Ａｓのエピタキシアル結晶層である０
２１は５ｉｎ２箪気絶縁膜、１１は正側金属電極族であ
る。各エピタキシアル結晶層の厚さは、１４が３／ｊｍ
、１３が０．１μｍ１２４がＱ、１μｍ。
２１は５ｉｎ２箪気絶縁膜、１１は正側金属電極族であ
る。各エピタキシアル結晶層の厚さは、１４が３／ｊｍ
、１３が０．１μｍ１２４がＱ、１μｍ。
２３が０．０５Ａｒｎ、 １２が２μｍ、２２が１μｍ
である。各エピタキシアル結晶層のキャリア密度は、１
４は３Ｘ１０１７ｃｍ−３，１３はＩＸｌ、０１６ｃｍ
−” 、 ２４はＩ Ｘ １０”ｃｍ−３，２３は３
Ｘ Ｉ Ｏ１６ａｍ””、１２は３ Ｘ １０ ” ｃ
ｍ−”、２２はＩ Ｘ １０ ”ｃｍ”−３である。ｎ
形層のドーパントはＳｎ、ｐ形層のドーパントはＧｅで
ある。１３が、いわゆる活性層でレーザ発光はこの層で
おこるが、レーザビームは生に１３．２４．２３層にま
たがって分布する。２６は、層２３と層１２とのへテロ
界面がＺ方向に対して波状になっている領域を示す。
である。各エピタキシアル結晶層のキャリア密度は、１
４は３Ｘ１０１７ｃｍ−３，１３はＩＸｌ、０１６ｃｍ
−” 、 ２４はＩ Ｘ １０”ｃｍ−３，２３は３
Ｘ Ｉ Ｏ１６ａｍ””、１２は３ Ｘ １０ ” ｃ
ｍ−”、２２はＩ Ｘ １０ ”ｃｍ”−３である。ｎ
形層のドーパントはＳｎ、ｐ形層のドーパントはＧｅで
ある。１３が、いわゆる活性層でレーザ発光はこの層で
おこるが、レーザビームは生に１３．２４．２３層にま
たがって分布する。２６は、層２３と層１２とのへテロ
界面がＺ方向に対して波状になっている領域を示す。
この場合、レーザビームは層２３まで広かつて分布して
いるため元の帰還に関しては概念的に第３図ａ）に示し
た層１３と１４の界面を波状とした場合と同様な作用が
あることは梧うまでもない。
いるため元の帰還に関しては概念的に第３図ａ）に示し
た層１３と１４の界面を波状とした場合と同様な作用が
あることは梧うまでもない。
波状構造の周ルｊは０．３６μｍ、振巾は０．１μｍで
ある。領域２６のＸ方向の長さは１６μｍ％２方向の長
さは３００μｍで第４図Ｃ）に示される様に一方の端面
ば結晶端面に接して設けである０結晶層体の大きさは、
Ｘ方向が３００μ”ｓＹ方向が２００μｍＳＺ方向が３
ｍｍである０′電極１１が結晶＄２２に接している領域
の大きさは、Ｘ方向が３０μｍ、ｚ方向は領域２６の位
置に揃えてありその長さは５００μＩｎである０ この！Ｉ’ｌ造は次の様にして作製する。まずＧａＡｓ
結晶基板２５の（１００）面上に、通常の連続多層液相
エピタキシアル成長法で層２３までを成長させる。この
際、層２３は０．１５μｍの厚さに成長させる。次にＪ
ｉｉ２３の表面に、ポジタイプのホトレジストＡＺ １
３５０に厚さ約０．８μｍに塗布する。次にＨｅ−Ｃｄ
レーザからの平行光を二つに分け２方向からポトレジス
トＩＩ上に照射して平行干渉縞全露光する。この時干渉
縞の方向が結晶の＜０１１＞方向となる様にする。干渉
縞の間隔が０．３６μｍとなる様、二つの平行光の入射
角度は予め設定する。次に＜０１１＞方向の長さが３０
０μｍ、＜０１１＞方向の巾が１７μｍの遮光領域を残
して全面に一様に露光する。これを現象処理することに
より、露光部のポトレジストは溶解し、上記遮光領域の
みにホトレジストの平行格子が形成される。次に燐酸−
過酸化水素−エチレンクリコールよりなるエツチング液
でエツチングを行な次に、この表面上に通常の連続多層
液相エピタキシャル成長法を用いて、層１２．１３に成
長させる。電極形成等のプロセスは通常の公知の方法で
作製した。
ある。領域２６のＸ方向の長さは１６μｍ％２方向の長
さは３００μｍで第４図Ｃ）に示される様に一方の端面
ば結晶端面に接して設けである０結晶層体の大きさは、
Ｘ方向が３００μ”ｓＹ方向が２００μｍＳＺ方向が３
ｍｍである０′電極１１が結晶＄２２に接している領域
の大きさは、Ｘ方向が３０μｍ、ｚ方向は領域２６の位
置に揃えてありその長さは５００μＩｎである０ この！Ｉ’ｌ造は次の様にして作製する。まずＧａＡｓ
結晶基板２５の（１００）面上に、通常の連続多層液相
エピタキシアル成長法で層２３までを成長させる。この
際、層２３は０．１５μｍの厚さに成長させる。次にＪ
ｉｉ２３の表面に、ポジタイプのホトレジストＡＺ １
３５０に厚さ約０．８μｍに塗布する。次にＨｅ−Ｃｄ
レーザからの平行光を二つに分け２方向からポトレジス
トＩＩ上に照射して平行干渉縞全露光する。この時干渉
縞の方向が結晶の＜０１１＞方向となる様にする。干渉
縞の間隔が０．３６μｍとなる様、二つの平行光の入射
角度は予め設定する。次に＜０１１＞方向の長さが３０
０μｍ、＜０１１＞方向の巾が１７μｍの遮光領域を残
して全面に一様に露光する。これを現象処理することに
より、露光部のポトレジストは溶解し、上記遮光領域の
みにホトレジストの平行格子が形成される。次に燐酸−
過酸化水素−エチレンクリコールよりなるエツチング液
でエツチングを行な次に、この表面上に通常の連続多層
液相エピタキシャル成長法を用いて、層１２．１３に成
長させる。電極形成等のプロセスは通常の公知の方法で
作製した。
このレーザの室温における発掘しきい電流値は１３５ｍ
Ａ、発掘波長は０．８３μｍ、その半値巾は０．０１ｎ
ｍ以下で、少くともしきい電流値の２倍までは縦単一モ
ード、横基本モードの発振が観測された。この時の結晶
端面側からのレーザ光出力は２５ｍＷであった。
Ａ、発掘波長は０．８３μｍ、その半値巾は０．０１ｎ
ｍ以下で、少くともしきい電流値の２倍までは縦単一モ
ード、横基本モードの発振が観測された。この時の結晶
端面側からのレーザ光出力は２５ｍＷであった。
しきい値以上の電流領域では、電流−光出力特性はパル
ス電流で測定をした場合には極めて直線的であった。直
流電流で測定した場合には高゛亀流域でややサブリニア
となるが、光出力がパルセ状または不安定となることは
全く観測されなかった。
ス電流で測定をした場合には極めて直線的であった。直
流電流で測定した場合には高゛亀流域でややサブリニア
となるが、光出力がパルセ状または不安定となることは
全く観測されなかった。
領域２６のＸ方向の長さを、１３μｍ 、 １０μｍ、
７μｍとした場合においても少くともしきい電流の２倍
の電流に至るまで横基本モードの発掘のみが観測された
。一方、２０μｍ、３０μｍ。
７μｍとした場合においても少くともしきい電流の２倍
の電流に至るまで横基本モードの発掘のみが観測された
。一方、２０μｍ、３０μｍ。
４０μｍとした場合には、しきい電流値の２倍の′電流
値までの′に流範囲内においてもＸ方向が２次以上の高
次モード発振が認められた。
値までの′に流範囲内においてもＸ方向が２次以上の高
次モード発振が認められた。
領域２６の２方向の長さを、２００μｍ 、 ５００μ
ｍとせる場合に、少くともしきい電流値の２倍に至る電
流値まで横基本モード発振のみが観測された領域２６の
Ｘ方向の長さの最大値は、それぞれ１３μｍ 、 ２１
μｍであった。
ｍとせる場合に、少くともしきい電流値の２倍に至る電
流値まで横基本モード発振のみが観測された領域２６の
Ｘ方向の長さの最大値は、それぞれ１３μｍ 、 ２１
μｍであった。
実施例２
実施例１において、領域２６および電極１１を両者間の
相対位置関係はそのままとして結晶端面を周期構造の端
から離して設ける。結晶端面と該レーザ部との間は、い
わゆる光導波路として作用し、レーザービームは、該光
導波路を介して該結晶端面から取り出される。その他の
構造、および製法は実施例１と全く同じである。周期構
造の端と結晶端面との距離＋ｉｍｍとした場合の光出力
は、電流が２６０ｍＡの時５ｍＷで、横基本モードであ
った。その他の特性は、実施例１と同じであった。
相対位置関係はそのままとして結晶端面を周期構造の端
から離して設ける。結晶端面と該レーザ部との間は、い
わゆる光導波路として作用し、レーザービームは、該光
導波路を介して該結晶端面から取り出される。その他の
構造、および製法は実施例１と全く同じである。周期構
造の端と結晶端面との距離＋ｉｍｍとした場合の光出力
は、電流が２６０ｍＡの時５ｍＷで、横基本モードであ
った。その他の特性は、実施例１と同じであった。
実流例３
実施例１において、領域２６の周期構造の一端から３０
０μ離れた位置に（０１１）面からなる結晶端面をへ！
開により設は第４図ｄ）の如き配置とする。また、電極
１１が結晶と接する領域の＜０１１＞方向の長さは核へ
き翔端面から周期構造領域までの領域に設ける。その他
の構造、および製法は実施例１と同じである。
０μ離れた位置に（０１１）面からなる結晶端面をへ！
開により設は第４図ｄ）の如き配置とする。また、電極
１１が結晶と接する領域の＜０１１＞方向の長さは核へ
き翔端面から周期構造領域までの領域に設ける。その他
の構造、および製法は実施例１と同じである。
このレーザの室温における発振しきい電流値は２７０ｍ
Ａであった。その他のしぜザ発振特性は、実施例１と同
様であった。
Ａであった。その他のしぜザ発振特性は、実施例１と同
様であった。
領域２６のＸ方向の長さ７Ｉｉニアμｍ、１０μｍ。
１３μｍ、１６μｍ、２０μｍ１２５μｍ１３０μｍと
した時、２０μｍ以下の場合にはし永い電流値の２倍に
至るまで横基本モードのみの発掘が観測さｎたが、２５
μｍ以上の場合にはｈ次モードの発振もみられた。領域
２６の周期構造の一端頗 から該結晶端再までの距離を２００μＩｎ、５００μｍ
とした場合に、少くともしきい電流値の２倍に至る電流
値まで横基本モードのみが観測された領域２６のＸ方向
の長さの最大値はそれぞれ、２０μｍ、２５μｍであっ
た。
した時、２０μｍ以下の場合にはし永い電流値の２倍に
至るまで横基本モードのみの発掘が観測さｎたが、２５
μｍ以上の場合にはｈ次モードの発振もみられた。領域
２６の周期構造の一端頗 から該結晶端再までの距離を２００μＩｎ、５００μｍ
とした場合に、少くともしきい電流値の２倍に至る電流
値まで横基本モードのみが観測された領域２６のＸ方向
の長さの最大値はそれぞれ、２０μｍ、２５μｍであっ
た。
実施例４
第６図に、１対の結晶端面で光共振を構成せる場合の本
発明の実施例の構造図を示す。これ【ま第４図ｆ）の共
振器構造に相当する。この５層構造の結晶は（ＪａＡｓ
基板結晶上に連続多層液相エピタキシアル成長法で、層
１４，１３．１２層を成長させて得られる。各層の組成
、厚さ、キャリア密度等は実施例１と同じである。第６
図において穴２７の大きさは一辺が１６μ、深さは４μ
ｍである。この穴は、穴の部分を残してＳｉＯ□Ｎ！３
縁ｐｓをノー２２に付して、いわゆる逆スパツタリング
法により形成した。図中、Ｌの長さは３００μｍである
。
発明の実施例の構造図を示す。これ【ま第４図ｆ）の共
振器構造に相当する。この５層構造の結晶は（ＪａＡｓ
基板結晶上に連続多層液相エピタキシアル成長法で、層
１４，１３．１２層を成長させて得られる。各層の組成
、厚さ、キャリア密度等は実施例１と同じである。第６
図において穴２７の大きさは一辺が１６μ、深さは４μ
ｍである。この穴は、穴の部分を残してＳｉＯ□Ｎ！３
縁ｐｓをノー２２に付して、いわゆる逆スパツタリング
法により形成した。図中、Ｌの長さは３００μｍである
。
このレーザの発掘しきい電流値は蚕温で１３５ｍＡ、発
振波長は０．８３μｍで、発振スペクトルの半値巾は２
ｍ ｍでいわゆる縦多重モードの発振が観測されたが
、ｙ、Ｘ方向についてはいづれも２倍の電流値まで観測
された。穴２７の一辺の大きさを、２０μｍ以上とした
場合には、上記電流範囲においてＸ方向の横基本モード
発撮が観測された。
振波長は０．８３μｍで、発振スペクトルの半値巾は２
ｍ ｍでいわゆる縦多重モードの発振が観測されたが
、ｙ、Ｘ方向についてはいづれも２倍の電流値まで観測
された。穴２７の一辺の大きさを、２０μｍ以上とした
場合には、上記電流範囲においてＸ方向の横基本モード
発撮が観測された。
第６図におけるＬ（７）値を、２００μｍ、５００μｍ
とした場合に、少くとも上記′電流値範囲内で（ま横基
本モードのみの発振が観測された穴２７の大きさの最大
値は、それぞれ１３μｍ、２０μｍであった。しきい電
流値以上の′電流範囲における電流−光出力特性、およ
び光出力の安定性については、実施例１と同様であった
。
とした場合に、少くとも上記′電流値範囲内で（ま横基
本モードのみの発振が観測された穴２７の大きさの最大
値は、それぞれ１３μｍ、２０μｍであった。しきい電
流値以上の′電流範囲における電流−光出力特性、およ
び光出力の安定性については、実施例１と同様であった
。
以上の実施例から、光共振器を構成する少くとも一方の
光反射器のＸ方向の寸法を、該光共振器の２方向の寸法
と、該共ｍ６内におけるレーザ光の波長（上記実施例に
記したレーザ発掘波長はレーザ外部で測定した空気中で
の値を示し、該共去器内での波長は、結晶の屈折率でこ
れを除した値にほぼ等しい）との積の平方根の２倍を越
えない範囲に選ぶことにより、安定に横暴本モードのみ
で発振する半導体レーザが得られることは明らかであろ
う。
光反射器のＸ方向の寸法を、該光共振器の２方向の寸法
と、該共ｍ６内におけるレーザ光の波長（上記実施例に
記したレーザ発掘波長はレーザ外部で測定した空気中で
の値を示し、該共去器内での波長は、結晶の屈折率でこ
れを除した値にほぼ等しい）との積の平方根の２倍を越
えない範囲に選ぶことにより、安定に横暴本モードのみ
で発振する半導体レーザが得られることは明らかであろ
う。
また、上記せる原理および実施例から、本発明の本質は
光共振器の幾何学的関係に由来するものであって材料の
性角に由来するものではなく、本発明の効果は上記実施
例に例示した材料に何ら限定されるものではないことも
明白であろう０例えば、上記実施例に例示したＧａＡｌ
！Ａｓ系桐科の組成比ｒ、ｓ、ｔ、ｕの値についてもこ
れに限定される比要はなく、ｒ ＞ ｔ ＞ ｓ ）
ｕなる相互関係をみたす範囲内で大巾に変更しても本発
明の効果は、変わらない。
光共振器の幾何学的関係に由来するものであって材料の
性角に由来するものではなく、本発明の効果は上記実施
例に例示した材料に何ら限定されるものではないことも
明白であろう０例えば、上記実施例に例示したＧａＡｌ
！Ａｓ系桐科の組成比ｒ、ｓ、ｔ、ｕの値についてもこ
れに限定される比要はなく、ｒ ＞ ｔ ＞ ｓ ）
ｕなる相互関係をみたす範囲内で大巾に変更しても本発
明の効果は、変わらない。
また、結晶材料はＧａＡＪＡｓ系＋１．定される必要は
なく、例えば、Ｇａ１ｎＡｓＰ系、Ｇａ１ｎＡｓＰ系、
Ｇａ１ｎＡｓＰ系系などを用いた半導体レーザにおいて
も本発明の・適用、効果に伺の食りもないことも明白で
あろう。
なく、例えば、Ｇａ１ｎＡｓＰ系、Ｇａ１ｎＡｓＰ系、
Ｇａ１ｎＡｓＰ系系などを用いた半導体レーザにおいて
も本発明の・適用、効果に伺の食りもないことも明白で
あろう。
第１図は従来の半導体レーザの断面構造概念図、第２図
は埋めヘテロ形の従来半導体レーザの断面構造概念図、
第３図は、本発明になる半導体レーザの構造概念図、第
４図は光共振器の構成例を示す図、第５図は、本発明の
実施例を示す半導体レーザの側面図、第６図は、本発明
の実施例を示す半導体レーザの斜視図である。 ３１・・レーザ光出力、４１・・結晶端面、４２・・周
期構造、６１・・へき図面。 笥 １ 回 龜 （ＯＬ） １７づ兜本力 （ｂ） γ−ヅ′光幻 葛４ 圀 （ｂ） 躬５図 偽も 乙 図
は埋めヘテロ形の従来半導体レーザの断面構造概念図、
第３図は、本発明になる半導体レーザの構造概念図、第
４図は光共振器の構成例を示す図、第５図は、本発明の
実施例を示す半導体レーザの側面図、第６図は、本発明
の実施例を示す半導体レーザの斜視図である。 ３１・・レーザ光出力、４１・・結晶端面、４２・・周
期構造、６１・・へき図面。 笥 １ 回 龜 （ＯＬ） １７づ兜本力 （ｂ） γ−ヅ′光幻 葛４ 圀 （ｂ） 躬５図 偽も 乙 図
Claims (1)
- １、半導体結晶に設けたＰＮ接合と光共振器とを構成部
分として廊する半導体レーザ装置において、該光共振器
を構成する光反射器におけるレーザ光の出射方向に垂直
でかつＰＮ接合面に平行な面の少なくとも一部の寸法を
、該光共振器のレーザ光の出射方向の寸法と該光共振器
内におけるレーザ光の波長との積の平方根の２倍を超え
ざる構造となしたことを特徴とする半導体レーザ装置０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9096984A JPS6035592A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9096984A JPS6035592A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | 半導体レーザ装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8091176A Division JPS537185A (en) | 1976-07-09 | 1976-07-09 | Semiconductor laser device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6035592A true JPS6035592A (ja) | 1985-02-23 |
Family
ID=14013324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9096984A Pending JPS6035592A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6035592A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62296588A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Sony Corp | 分布帰還型半導体レーザの製造方法 |
-
1984
- 1984-05-09 JP JP9096984A patent/JPS6035592A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62296588A (ja) * | 1986-06-17 | 1987-12-23 | Sony Corp | 分布帰還型半導体レーザの製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3996528A (en) | Folded cavity injection laser | |
| US4782035A (en) | Method of forming a waveguide for a DFB laser using photo-assisted epitaxy | |
| JPS6332988A (ja) | 分布帰還形半導体レ−ザ | |
| JPS6140159B2 (ja) | ||
| JPS6035592A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPS606119B2 (ja) | 複合半導体装置 | |
| US5027368A (en) | Semiconductor laser device | |
| RU2549553C2 (ru) | Инжекционный лазер | |
| JPS63142888A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPS6045088A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPS61236189A (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| JPS6284583A (ja) | 分布帰還型半導体レ−ザ | |
| JPS58225681A (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| JPS6342876B2 (ja) | ||
| JPS58162090A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPS6317356B2 (ja) | ||
| JPS5864085A (ja) | 半導体レ−ザおよびその製造方法 | |
| JPS6041281A (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| JPS60133780A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPS59184585A (ja) | 単一軸モ−ド半導体レ−ザ | |
| JPS63278290A (ja) | 半導体レ−ザおよびその使用方法 | |
| JPS60213075A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JPS58225677A (ja) | 高出力半導体レ−ザ装置 | |
| JPS6054796B2 (ja) | 半導体レ−ザ | |
| KR900006921B1 (ko) | 위상 고정형 레이저 다이오드 이레이의 제조방법 |