JPS60790A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS60790A JPS60790A JP10874383A JP10874383A JPS60790A JP S60790 A JPS60790 A JP S60790A JP 10874383 A JP10874383 A JP 10874383A JP 10874383 A JP10874383 A JP 10874383A JP S60790 A JPS60790 A JP S60790A
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- JP
- Japan
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- layer
- semiconductor
- active layer
- substrate
- semiconductor laser
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- Pending
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Classifications
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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
- H01S5/10—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
- H01S5/1053—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction
- H01S5/1064—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction varying width along the optical axis
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- 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、光出力のゆらぎの少ない半導体レーザ装置に
関するものである。
関するものである。
従来例の構成とその問題点
基本横モード発振を実現するため、従来の半導体レーザ
では、禁制帯幅か活性層と同じもしくは禁制帯幅が活性
層より小さい基板に幅の均−力帯状の溝を設け、この上
に、クラット層ではさ捷れだ活性層を形成し、溝の外側
に光の吸収領域を形成した構造をもっている。
では、禁制帯幅か活性層と同じもしくは禁制帯幅が活性
層より小さい基板に幅の均−力帯状の溝を設け、この上
に、クラット層ではさ捷れだ活性層を形成し、溝の外側
に光の吸収領域を形成した構造をもっている。
このような構造をもつＧａＡｓ −ＧａＡ４Ａｓ系の半
導体レーザの光の進行方向に垂直な断面を第１図に示す
。同図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２け基板１に
形成された溝、３はｎ型ｊＪＯ８３５ＧａＯ，６５ＡＳ
層、４はｎ型Ａｊ！ｏ、ｏｓＧＩＬｏ、９ｓＡｓ層、５
はｐ型Ａ４ｏ、３ｓＧＮｏ、６ｓ Ａｓ層、６はｎ型Ｇ
ａＡｓ層、７はＺｎ拡散領域、８，９は金属電極である
。この半導体レーザはＧａＡｓ基板１上の溝は幅が一定
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
寸法は均一である。このような半導体レーザでは、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状態となり、光出力変動が大きくな
り、雑音が増大する。
導体レーザの光の進行方向に垂直な断面を第１図に示す
。同図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２け基板１に
形成された溝、３はｎ型ｊＪＯ８３５ＧａＯ，６５ＡＳ
層、４はｎ型Ａｊ！ｏ、ｏｓＧＩＬｏ、９ｓＡｓ層、５
はｐ型Ａ４ｏ、３ｓＧＮｏ、６ｓ Ａｓ層、６はｎ型Ｇ
ａＡｓ層、７はＺｎ拡散領域、８，９は金属電極である
。この半導体レーザはＧａＡｓ基板１上の溝は幅が一定
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
寸法は均一である。このような半導体レーザでは、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状態となり、光出力変動が大きくな
り、雑音が増大する。
発明の目的
本発明は、温度あるいは電流値が変化しても常に単−縦
モードで発振し、２本の縦モードの共存状態のない、光
出力のゆらきの小さい低雑音半導体レーザを提供するこ
とを目的とする。
モードで発振し、２本の縦モードの共存状態のない、光
出力のゆらきの小さい低雑音半導体レーザを提供するこ
とを目的とする。
発明の構成
前述の問題点を解決するため本発明の半導体レーザ装置
は活性層に使用する半導体層と同じもしくは禁制帯幅の
小さい半導体よりなる半導体基板上に、その幅が長手方
向の中央近傍において狭く々っだストライプ状の溝を形
成する。この上に活性層となる半導体層よりも禁制帯幅
が犬きくかつ屈折率の小さいクラッド層を前記基板上の
溝を埋めつくすように形成し、さらにその上に活性層と
々る半導体層、活性層となる半導体層よりも禁制帯幅が
大きくかつ屈折率の小さいクラッド層となる半導体層を
順次形成した構成とする。このような構成によって活性
層で発生した光は、基板の溝部では吸収されないが、溝
の両側で吸収されるため高次横モードの発振が阻止され
、基本横モードのみ発振する。２本の縦モードの共存状
態、即ち２つの周波数のうなりはキャビティの中央で最
大振幅をもつが、キャビティの中央部では、溝幅が狭く
なっており溝の両側の基板での吸収が大きく々り損失と
なって発振が抑制される。従って、温度変化あるいは電
流変化に伴って縦モードが隣接するモードに移行する際
にも常に単−縦モードであり、２本の縦モードが共存す
ることがない。
は活性層に使用する半導体層と同じもしくは禁制帯幅の
小さい半導体よりなる半導体基板上に、その幅が長手方
向の中央近傍において狭く々っだストライプ状の溝を形
成する。この上に活性層となる半導体層よりも禁制帯幅
が犬きくかつ屈折率の小さいクラッド層を前記基板上の
溝を埋めつくすように形成し、さらにその上に活性層と
々る半導体層、活性層となる半導体層よりも禁制帯幅が
大きくかつ屈折率の小さいクラッド層となる半導体層を
順次形成した構成とする。このような構成によって活性
層で発生した光は、基板の溝部では吸収されないが、溝
の両側で吸収されるため高次横モードの発振が阻止され
、基本横モードのみ発振する。２本の縦モードの共存状
態、即ち２つの周波数のうなりはキャビティの中央で最
大振幅をもつが、キャビティの中央部では、溝幅が狭く
なっており溝の両側の基板での吸収が大きく々り損失と
なって発振が抑制される。従って、温度変化あるいは電
流変化に伴って縦モードが隣接するモードに移行する際
にも常に単−縦モードであり、２本の縦モードが共存す
ることがない。
実施例の説明
第２図ａ、ｂ、ｃは、本発明の実施例の半導体装置を示
す図で、ａは平面図、ｂは正面図、ＣはａのＡ −Ａ
’断面図である。この実施例の構造は、ｎ型ＧａＡｓ基
板１上に、中央部で幅の狭くなった溝２を形成し、この
溝を埋めつくすように、ｎ型Ａｌ ０．５５ Ｇ！Ｌ０
．６５ムＳ クラッド層３、ｎ ｍＡｌｏ、ｏｓＧａｏ
、９ｓＡｓ活性層４、ｐ型ｉ ｏ、 ３５ｅａ ｏ、
ｂｓ Ａｓ クラッド層６、ｎ型Ｇ ａＡｓ層６を順次
形成し、最後のｎ型ＧａＡｓ層には、溝２の真上部にス
トライプ状にｐ型Ａ７！ｏ、ｓｓＧ’ｏ、６ｓＡｓクラ
ッド層６に達するまでＺｎの拡散を行ないｐ型に変え、
電流注入領域として構成される。ｎ型ＧａＡｓ基板１下
面およびＺｎ 拡散をしたｎ型ＧａＡｓ層ら上面には金
属層を形成しそれぞれ＋および一電極とする。
す図で、ａは平面図、ｂは正面図、ＣはａのＡ −Ａ
’断面図である。この実施例の構造は、ｎ型ＧａＡｓ基
板１上に、中央部で幅の狭くなった溝２を形成し、この
溝を埋めつくすように、ｎ型Ａｌ ０．５５ Ｇ！Ｌ０
．６５ムＳ クラッド層３、ｎ ｍＡｌｏ、ｏｓＧａｏ
、９ｓＡｓ活性層４、ｐ型ｉ ｏ、 ３５ｅａ ｏ、
ｂｓ Ａｓ クラッド層６、ｎ型Ｇ ａＡｓ層６を順次
形成し、最後のｎ型ＧａＡｓ層には、溝２の真上部にス
トライプ状にｐ型Ａ７！ｏ、ｓｓＧ’ｏ、６ｓＡｓクラ
ッド層６に達するまでＺｎの拡散を行ないｐ型に変え、
電流注入領域として構成される。ｎ型ＧａＡｓ基板１下
面およびＺｎ 拡散をしたｎ型ＧａＡｓ層ら上面には金
属層を形成しそれぞれ＋および一電極とする。
電流を流すことによってＺｎ拡散ストライプ直下の活性
層４で発生した光は、基板溝部２では、クラッド層３が
十分厚く光は、ＧａＡｓ基板１に吸収されることがない
か、溝２の内外側では、クラッド層３が薄いため活性層
４で発生した光は、（ｒａＡｓ基板１に吸収され、レー
ザ発振は、溝部２に限定され基本横モード発振となる。
層４で発生した光は、基板溝部２では、クラッド層３が
十分厚く光は、ＧａＡｓ基板１に吸収されることがない
か、溝２の内外側では、クラッド層３が薄いため活性層
４で発生した光は、（ｒａＡｓ基板１に吸収され、レー
ザ発振は、溝部２に限定され基本横モード発振となる。
そして、溝２０幅はキャビティの中央部で狭くなってい
るため、そこでの吸収損失が大きくなり、２本の縦モー
ドの共存発振が阻止される。この実施例に示した半導体
レーザでは、光出力ｓｍＷの定出力動作において温度を
変化さぜた時の′光強度雑音レベルは第３図乙のように
なり、同図すに示したような従来構造のレーザにみられ
る雑音レベルに比べて大幅な低雑音化が実現できた。
るため、そこでの吸収損失が大きくなり、２本の縦モー
ドの共存発振が阻止される。この実施例に示した半導体
レーザでは、光出力ｓｍＷの定出力動作において温度を
変化さぜた時の′光強度雑音レベルは第３図乙のように
なり、同図すに示したような従来構造のレーザにみられ
る雑音レベルに比べて大幅な低雑音化が実現できた。
発明の効果
本発明の半導体レーザ装置は、発振しきい値の１．１倍
以上の電流値で常に単−縦モードで発振し、温度あるい
は電流値を変化させても２本以上の縦モードが共存する
状態を示さず、光出力のゆらきが小さく、従来の半導体
レーザに比べて１０（ＩＢ以上低雑音のレーザ発振を示
しだ。
以上の電流値で常に単−縦モードで発振し、温度あるい
は電流値を変化させても２本以上の縦モードが共存する
状態を示さず、光出力のゆらきが小さく、従来の半導体
レーザに比べて１０（ＩＢ以上低雑音のレーザ発振を示
しだ。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来の半導体レーザ装置の断面図、第２図＆
は本発明の実施例にかかる半導体レーザ装置の平面図、
第２図すは同正面図、第２図Ｃは第２図ａのＡ −Ａ
’断面図、第３図ａ、 ｂはそれぞれ本発明および従来
の半導体レーザ装置の温度雑音特性を示す図である。 １・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ基板、２・・・・・・基板
に形成された溝、３・・・・・・ｎ型Ａｌ ｏ、５ｓ
ＧａＯ，／、５ Ａｓクラッド層、４・・・・・・ｎ型
Ａｇｏ、。５Ｇａｏ、９ｓＡｓ活性層、５・・・・・・
ｐ型Ａｌｏ、 ５５Ｇａ Ｏ，６５Ａｓクラッド層、６
−・−・ｎ型ＧａＡｓ層、７・・・・・・Ｚｎ 拡散領
域、８・・・・・・電極金属、９・・・・−電極金属。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ３図 （ｃＬ］ （ｔ）１ ジ１崖（Ｃ） 遇′ＩＦ−（Ｃ）
は本発明の実施例にかかる半導体レーザ装置の平面図、
第２図すは同正面図、第２図Ｃは第２図ａのＡ −Ａ
’断面図、第３図ａ、 ｂはそれぞれ本発明および従来
の半導体レーザ装置の温度雑音特性を示す図である。 １・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ基板、２・・・・・・基板
に形成された溝、３・・・・・・ｎ型Ａｌ ｏ、５ｓ
ＧａＯ，／、５ Ａｓクラッド層、４・・・・・・ｎ型
Ａｇｏ、。５Ｇａｏ、９ｓＡｓ活性層、５・・・・・・
ｐ型Ａｌｏ、 ５５Ｇａ Ｏ，６５Ａｓクラッド層、６
−・−・ｎ型ＧａＡｓ層、７・・・・・・Ｚｎ 拡散領
域、８・・・・・・電極金属、９・・・・−電極金属。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ３図 （ｃＬ］ （ｔ）１ ジ１崖（Ｃ） 遇′ＩＦ−（Ｃ）
Claims (2)
- （１）活性層に使用する半導体層と同じまたは前記半導
体層の禁制帯幅より小さい半導体よりなる半導体基板上
に、幅が長手方向の中央近傍において狭くなったストラ
イプ状の溝を形成し、前記基板上に前記活性層に使用す
る半導体層より禁制帯幅が大きい第１のクラッド層を前
記溝を埋めるように形成し、前記第１のクラッド層上に
前記活性層と々る半導体層と前記活性層となる半導体層
よりも禁制帯幅が大きい第２のクラッド層を順次形成し
た半導体レーザ装置。 - （２）活性層かＡｌｘＧ＋ａ１−ｘＡＳ層、第１のクラ
ッド層がＡ７！ｙＧ２Ｌ１ ｙＡｓ層、第２のクラッド
層がＡ４ｚ（ｒａ、−２Ａｓ層であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10874383A JPS60790A (ja) | 1983-06-16 | 1983-06-16 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10874383A JPS60790A (ja) | 1983-06-16 | 1983-06-16 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60790A true JPS60790A (ja) | 1985-01-05 |
Family
ID=14492385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10874383A Pending JPS60790A (ja) | 1983-06-16 | 1983-06-16 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60790A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0302732A2 (en) * | 1987-08-04 | 1989-02-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor laser device |
-
1983
- 1983-06-16 JP JP10874383A patent/JPS60790A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0302732A2 (en) * | 1987-08-04 | 1989-02-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor laser device |
| US4926431A (en) * | 1987-08-04 | 1990-05-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device which is stable for a long period of time |
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