JPS6091692A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置

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JPS6091692A
JPS6091692A JP58200261A JP20026183A JPS6091692A JP S6091692 A JPS6091692 A JP S6091692A JP 58200261 A JP58200261 A JP 58200261A JP 20026183 A JP20026183 A JP 20026183A JP S6091692 A JPS6091692 A JP S6091692A
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JP
Japan
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semiconductor laser
temperature
mode competition
laser device
reflectivity
Prior art date
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Pending
Application number
JP58200261A
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English (en)
Inventor
Kaneki Matsui
完益 松井
Haruhisa Takiguchi
滝口 治久
Shinji Kaneiwa
進治 兼岩
Mototaka Tanetani
元隆 種谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Priority to EP84307353A priority patent/EP0145203B1/en
Publication of JPS6091692A publication Critical patent/JPS6091692A/ja
Priority to US07/380,745 priority patent/US4901328A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure 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
    • H01S5/24Structure 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 grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction 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
    • H01S5/1039Details on the cavity length
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は温度変化にともなう不安定な縦モード遷移によ
って引き起こされるモード競合雑音を低酸した半導体レ
ーザ素子に関するものである。
〈従来技術〉 従来、縦単一モードで発振する半導体レーザ装置を情報
記録・再生用ディスク装置等の情報処理装置における光
信号伝送系の光源として使用した場合、半導体レーザ装
置の周囲温度の上昇にともなって第1図に示す如く不安
定な縦モード遷移によるモード競合雑音が発生する。第
1図は周囲温度に対するレーザ出力光のン比の変化を示
すもので、モード競合雑音は複数個の縦モード間を往復
することによって生じる光出力の連続的な変動によって
発生することが知られており、一般的に半導体レーザ素
子を高温で動作させた時に発生し易くなる。第1図に於
いて、モード競合雑音は周囲温度が約45℃以上に上昇
した場合に発生している。モード競合雑音か発生すると
レーザ出力光の類比(中心周波数8MH2、測定バンド
幅1QKHz)は70〜80dBまで低下するため信号
光としての信頼性が著しく損われ、情報処理の誤動作を
招来する結果となる。例えば、ビデオディスク等の画像
の再生時には画面に不規則な乱れが生じ画質の低下を招
いて実用に供することかできなくなる。従って、半導体
レーザ装置を情報処理用信号光源として高温雰囲気下で
使用する必要がある場合にけ、上記モード競合雑音の発
生を抑えることが要求される。
く発明の目的〉 本発明は温度変化による不安定な縦モード遷移を解消し
、高温の雰囲気までモード競合雑音の発生を抑制した動
作特性の安定な半導体レーザ装置を提供することを目的
とする。また、本発明の他の目的は、情報処理装置の信
号光源として適用した場合に、信頼性の高いレーザ光源
を確立することにある。
〈実施例の説り[〉 屈折率導波機構を有する半導体レーザ素子は通常室温で
縦単一モードで発振するが5周囲温度が高温になるに従
ってモード競合雑音が発生する。
種々の屈折率導波機構を有するレーザ素子構造の中で、
先導波路の形成と電流狭窄が同一層を加工することによ
って同時になされるVSISレーザの如き屈折率導波型
内部ストライプ構造レーザ素子は、基板上に電流阻止層
を堆積した後V字状の溝をエツチング加工して電流通路
を開通させ、この上にレーザ発振用多層結晶を種層する
ものであり、光導波路の横モード即ちレーザ光のミラー
面上での光強度分布と注入電流による活性層内でのキャ
リア分布にずれがなく一致しているために。
他の電流狭窄と光導波路を別々に形成するレーザ素子例
えば電流狭窄をプレーナー構造で行なう屈折率導波型レ
ーザ素子に比べて非常に安定な動作特性を示す。また4
0℃〜50℃の比較的高温領域までモード競合雑音が発
生しないとし−う特徴を有する。しかしながら、実際に
光デイスクシステム等に半導体レーザ装置を使用した場
合動作時間の経過に従ってその周囲温度は一般に50℃
〜60℃迄上昇する。このため、一般的に用いられてい
る内部ストライプ型屈折率導波機構を有する半導体レー
ザ装置であってもモード競合雑音は発生することとなる
。本発明は、このような屈折率導波機構をもつ半導体レ
ーザ装置のモード競合雑音を解消して実用化を達成した
ものであり、以下具体的な実施例に即して詳説する。第
2図は本発明の一実施例を示す内部ストライプの電流狭
窄構造を有するGaAs−GaA)As系の屈折率導波
型半導体レーザ素子の斜視図である。
l X 10111 、、3のキャリア濃度を有するZ
nドープp−GaAs基板11+上に液相エピタキシャ
ル成長法により2 X 10” cm−3のキャリア濃
度を有するTeドープn −G a A Sからなる電
流阻止層(2)を0,8μmの厚さで成長させる。次に
電流阻止層(2]表面よりGaAs基板11)に至る迄
ストライプ状の溝+31をエツチング加工する。溝(3
)の幅は3〜4μmに設定し、この溝(3)によって電
流阻止層(2)が除去された領域が電流通路となる。溝
(3)は電流阻止層(2)表面に沿って平行に300μ
mピッチで形成する。その後、再度液相エピタキシャル
成長法で溝(3)を形成した電流阻止層(2)上にMg
ドープp G a 1 x A iA Sからなる第1
クラッド層(4)を層厚0,1〜0.2μmで、Mgド
ープp−Ga1−yAノy A sからなる活性層(5
)を層厚0.1μmで、Teドープn−Ga1 )(A
ixAsからなる第2クラッド層(6)を層厚1μmで
、Teドープn−GaAsからなるキャップ層(7)t
一層厚3μmでそれぞれ順次エピタキシャル成長させる
。次にp−GaAs基板(1)にP側電極(8)、キャ
ップ層(7)上にn側電極(9)を蒸着形成する。最終
工程でストライプ状の溝(3]を中心とする300μm
幅にウェハーを分断し更に臂開法でレーザ発振用共振器
端面を形成した後、多層反射膜0Qを両臂開端面に蒸着
形成して半導体レーザ素子とする。p側電極(8)及び
n側電極(9)を介してキャリアを注入することにより
活性層151でレーザ発振か開始される。
第3図に第1及び第2クラツド層4,6のAノ混晶比X
と3mW光出力時のモード競合雑音発生温度との関係を
示す。用いた半導体レーザ索子は共振器長が250μm
で共振面の光反射率R1゜R2が0.32のものである
。図より明らかな如くAノ混晶比牟0.45以上ではモ
ード競合雑音が発生する温度t/′i50℃以上になる
。一方、クラッド層のAノ混晶比が0.52以上になる
と電流狭窄機構において屈折率型導波路を作製すること
が困難となり、利得型導波路が形成されて縦マルチモー
ドのレーザ発振を招来する結果となる。従って、モード
競合雑音の発生を抑制して縦単一モードのレーザ発振を
得るためにAi混晶比Xは0,45以上で0.52以下
に設定する。
第4図はクラッド層のAj2混晶比を上述した範囲(0
,45S x < 0.52 ) ic 設定シテ作製
シタレーザ素子におけるモード競合雑音発生温度の共振
器長依存性を示す説明図である。光出力は3mWに設定
し、共振面の光反射率R,,R2は0.32のものを使
用した。図より明らかな如くレーザ素子の共振器長を通
常用いられている250μm〜300μmの共振器長に
比べて長く300μm以上に設定することによってモー
ド競合雑音の発生温度は更に上昇して60℃以上になる
第5図はクラッド層のAノ混晶比Xをパラメーターとし
て、共振器端面の反射率R□、R2を変化させた際のモ
ード競合雑音発生温度をめた説明図である。ここて、R
1はレーザ光の放射側共振端面の反射率を示し、R2け
これに対向する側の端面の反射率を示す。両者はR,≦
R2に設定される。また光出力は3mW、共振器長は2
50μmとした。図より明らかな如く、端面の反射率を
制御 御しIn(/ )<1を滴定する反射膜R,、R2 を形成することによって、通常の素子構造でもモード競
合雑音の発生温度を75℃以上にすることができる。一
方、in(’/ )が0.1より小R1,R2 さくなると、レーザ素子外部への光の取り出し効率か悪
くなるため、駆動電流値が大きくなりレーザ素子の寿命
が短かくなる。従って、 0.1<ノn(1/R1,R2)くlとなるように各共
振端面の反射率R1,R2を設定する。
尚、上記実施例はGaAs−GaAjgAs系半導体レ
ーザ素子について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、GaP系、GaAiP系等他の化合物
半導体を用いたものについても適用することができる。
また内部ストライプ構造も同様に上記実施例以外の種々
の形態のものについて適用可能である。
〈発明の効果〉 以上の如く、内部ストライプ構造を有する屈折率導波型
半導体レーザ素子において、クラッド層のAi混晶比、
共振器長、端面反射率を上述した範囲に設定することに
よって、モード競合雑音の発生温度を半導体レーザ装置
の使用温度以上にすることかでき、ビデオディスク装置
、記録用ディスク装置、ファイバーセンサー等の光シス
テム系における光源として実用に耐える半導体レーザ装
置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は周囲温度に対するレーザ出力光の冷比を示す説
明図である。 第2図は本発明の一実施例を説明する半導体レーザ装置
の構成斜視図である。 第3図はモード競合雑音発生温度のクラッド層混晶比依
存性を示す特性図である。 第4図はモード競合雑音発生温度の共振器長依存性を示
す特性図である。 第5図はモード競合雑音発生温度の端面反射率依存性を
示す特性図である。 l・・・GaAs基板、 2・・・電流阻止層、3・・
・溝、 4・・・第1クラッド層。 5・・・活性層、 6・・・第2クラッド層、7・・・
キャップ層、 8・・・n側電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 内部ストライプ構造を有する屈折率導波型半導体
    レーザ素子に於いて、クラ・ンド層の混晶比と共振器長
    を制御してモード競合雑音発生温度を使用温度以上に上
    昇せしめたことを特徴とする半導体レーザ装置 2、共振器端面の反射率R1,R2を0.1≦ノn(3
    /R1R2)≦1となる値に設定した特許請求の範囲第
    1項記載の半導体レーザ装置
JP58200261A 1983-10-25 1983-10-25 半導体レ−ザ装置 Pending JPS6091692A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58200261A JPS6091692A (ja) 1983-10-25 1983-10-25 半導体レ−ザ装置
DE8484307353T DE3482297D1 (de) 1983-10-25 1984-10-25 Halbleiterlaser.
EP84307353A EP0145203B1 (en) 1983-10-25 1984-10-25 Semiconductor laser
US07/380,745 US4901328A (en) 1983-10-25 1989-07-17 Semiconductor VSIS laser

Applications Claiming Priority (1)

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JP58200261A JPS6091692A (ja) 1983-10-25 1983-10-25 半導体レ−ザ装置

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EP (1) EP0145203B1 (ja)
JP (1) JPS6091692A (ja)
DE (1) DE3482297D1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS621295A (ja) * 1985-06-26 1987-01-07 Sharp Corp 半導体レ−ザ

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0160490B1 (en) * 1984-04-24 1992-07-08 Sharp Kabushiki Kaisha A semiconductor laser
US5228047A (en) * 1990-09-21 1993-07-13 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device and a method for producing the same
JPH05259016A (ja) * 1992-03-12 1993-10-08 Mitsubishi Electric Corp ウエハ作製用基板及び半導体ウエハの製造方法
US6618416B1 (en) 1998-10-07 2003-09-09 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser
US6590920B1 (en) 1998-10-08 2003-07-08 Adc Telecommunications, Inc. Semiconductor lasers having single crystal mirror layers grown directly on facet
EP1143582B1 (en) * 1999-09-29 2003-03-19 The Furukawa Electric Co., Ltd. Gain-coupled distributed feedback semiconductor laser

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5856377A (ja) * 1981-09-29 1983-04-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザ装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4317085A (en) * 1979-09-12 1982-02-23 Xerox Corporation Channeled mesa laser

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5856377A (ja) * 1981-09-29 1983-04-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS621295A (ja) * 1985-06-26 1987-01-07 Sharp Corp 半導体レ−ザ

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Publication number Publication date
US4901328A (en) 1990-02-13
DE3482297D1 (de) 1990-06-21
EP0145203A3 (en) 1986-06-04
EP0145203A2 (en) 1985-06-19
EP0145203B1 (en) 1990-05-16

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