JPS61139083A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS61139083A JPS61139083A JP26110884A JP26110884A JPS61139083A JP S61139083 A JPS61139083 A JP S61139083A JP 26110884 A JP26110884 A JP 26110884A JP 26110884 A JP26110884 A JP 26110884A JP S61139083 A JPS61139083 A JP S61139083A
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- JP
- Japan
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- substrate
- laser
- active
- directions
- waveguides
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- Pending
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- 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】
産業上の利用分野
本発明は、光出射方向が最大8方向へ取出すことのでき
る高性能半導体レーザに関する。
る高性能半導体レーザに関する。
従来の技術
従来より半導体レーザは例えば、ヘテロストラクチャー
レーザース(H、C、Cas ey 、M、B 、Pa
n1sh著、アカデミツクブレス19フ8出版)に示さ
れるように第6図に示す如くへき開面15,16からな
るファブリペロ共振器を有し、この両端面より発掘光I
、Jを得ることができる。一方半導体レーザを含む光回
路を集積化する上で最も問題になるのは、光を曲げるこ
とや、コヒーレントに多方向に光を分枝取出す方法であ
る。従来の屈折率差導波路により光を所定の方向へ曲げ
る方法では実際上屈折率差が余り大きくとれず、もれを
生じたり、散乱による戻り光を生ずる等により損失が非
常に大きくなる欠点がある。また、多方向に光を取り出
すには45°半反射鏡や結合器を別に用意する必要があ
る。
レーザース(H、C、Cas ey 、M、B 、Pa
n1sh著、アカデミツクブレス19フ8出版)に示さ
れるように第6図に示す如くへき開面15,16からな
るファブリペロ共振器を有し、この両端面より発掘光I
、Jを得ることができる。一方半導体レーザを含む光回
路を集積化する上で最も問題になるのは、光を曲げるこ
とや、コヒーレントに多方向に光を分枝取出す方法であ
る。従来の屈折率差導波路により光を所定の方向へ曲げ
る方法では実際上屈折率差が余り大きくとれず、もれを
生じたり、散乱による戻り光を生ずる等により損失が非
常に大きくなる欠点がある。また、多方向に光を取り出
すには45°半反射鏡や結合器を別に用意する必要があ
る。
発明が解決しようとする問題点
従来の屈折率差導波路により所定の方向へ光の進行を曲
げる方法では、半導体のみで形成する場合屈折差は高々
0.5程度と小さく、もれを生じたり、散乱による戻り
光を生ずる。また半導体以外の絶縁体を用いるには、光
源である半導体レーザとの結合が問題となり、いずれに
しても大きな損失は避けられない。また多方向の光を必
要とする場合、45°半反射鏡や結合器を、わざわざ別
に形成したり、用意したりして光源との結合をはからな
ければならない。この場合にも大きな損失を生じてしま
う。このような従来方法の問題点を、光のである半導体
レーザに本発明を適用し、多方向に出射できるようにし
て完全に、解消するものである。
げる方法では、半導体のみで形成する場合屈折差は高々
0.5程度と小さく、もれを生じたり、散乱による戻り
光を生ずる。また半導体以外の絶縁体を用いるには、光
源である半導体レーザとの結合が問題となり、いずれに
しても大きな損失は避けられない。また多方向の光を必
要とする場合、45°半反射鏡や結合器を、わざわざ別
に形成したり、用意したりして光源との結合をはからな
ければならない。この場合にも大きな損失を生じてしま
う。このような従来方法の問題点を、光のである半導体
レーザに本発明を適用し、多方向に出射できるようにし
て完全に、解消するものである。
問題点を解決するための手段
n (p)型半導体基板1の両面にnCP)型クラッド
層。
層。
n (p)型活性層+ p”型クラッド層のダブルへテ
ロ構造をとりつける。4ケ所の活性層導波路端は各活性
導波路に対し、45°の角度をなしている。この450
反射端面により、基板を介して上下活性導波路を結合し
、光間回路を構成する。さらに、反射コーテイング膜を
付着して反射率を所定の方向に所定の出力をとり出すよ
うに使用目的に応じて、それぞれ独立に調節する。
ロ構造をとりつける。4ケ所の活性層導波路端は各活性
導波路に対し、45°の角度をなしている。この450
反射端面により、基板を介して上下活性導波路を結合し
、光間回路を構成する。さらに、反射コーテイング膜を
付着して反射率を所定の方向に所定の出力をとり出すよ
うに使用目的に応じて、それぞれ独立に調節する。
作 用
この技術的手段による作用は次の通りである。
即ち、半導体基板の表裏2本活性導波路が45°反射端
面でInP 基板を介して、光間回路即ち光透環路を構
成するため、活性導波路での利得が無駄に消耗、損失す
ることなく、効率的に発振が実現できるので、4ケ所の
450反射端面に取り出し光量に応じた適当な反射率を
持たせることにより、最大8方向に所定の光量を取り出
しうるのである。
面でInP 基板を介して、光間回路即ち光透環路を構
成するため、活性導波路での利得が無駄に消耗、損失す
ることなく、効率的に発振が実現できるので、4ケ所の
450反射端面に取り出し光量に応じた適当な反射率を
持たせることにより、最大8方向に所定の光量を取り出
しうるのである。
実施例
本発明は多方向へ出射できる光源を提供することにより
、損失が犬きく、実用上障害があり使いずらい従来の屈
折率差導波路により光の進行を曲げたり、外部の46°
反射鏡や結合器による光の分校を行ったりする方法を用
いることなく、従来には考えられない効率的な応用が可
能となるものである。
、損失が犬きく、実用上障害があり使いずらい従来の屈
折率差導波路により光の進行を曲げたり、外部の46°
反射鏡や結合器による光の分校を行ったりする方法を用
いることなく、従来には考えられない効率的な応用が可
能となるものである。
即ち、とり出す方向(端面)では反射率を低く、全くと
り出す必要のない端面では反射率を高くして全反射させ
る。8方向全部に光をとり出すことも、反射率調整によ
りできる。このような構造においてオーミック電極9,
1oにプラス、基板1にマイナスを接続し、電流を流す
ことにより励起し、光間回路共振器によりレーザ発振さ
せる。基板での多少の損失が存在するが、光間回路によ
る効率的な光閉じ込めにより、レーザ基本特性が良好な
ものとなる。このように作成したレーザにより、A、B
、C,D、E、F、G、Iの方向に、最大8方向に、コ
ヒーレントな光をとり出すことができる。
り出す必要のない端面では反射率を高くして全反射させ
る。8方向全部に光をとり出すことも、反射率調整によ
りできる。このような構造においてオーミック電極9,
1oにプラス、基板1にマイナスを接続し、電流を流す
ことにより励起し、光間回路共振器によりレーザ発振さ
せる。基板での多少の損失が存在するが、光間回路によ
る効率的な光閉じ込めにより、レーザ基本特性が良好な
ものとなる。このように作成したレーザにより、A、B
、C,D、E、F、G、Iの方向に、最大8方向に、コ
ヒーレントな光をとり出すことができる。
第1図は、作成したレーザ素子及び、その駆動回路を示
す。
す。
(100)n−I nP 基板1上にn−InPクラ
ッド層2 、n−InGaAsP活性層3.p−InP
クラッド層4を順次液相エピタキシャル法により成長さ
せた。次に、このエビタキシャルウェーノ\の裏面を約
100μmまで研磨し、しかるのち、第2の成長によっ
て裏面に、n−InPクラッド層2゜n−InGaAs
P活性/63 、p−InPクラッド層4を成長させる
。即ち、基板の両面に同じ構造のダブルへテロ構造を成
長させたあと、このウエーノ・の両面にAu−Zn9.
10を蒸着し、p電極とする。さらに、第2図に示すよ
うに200μm間隔に約10μmのストライプ状にホト
リングラフィの手段によりAn−Zn 9 、10の一
部にV溝エツチング用窓12をあける。このようなウェ
ーハをAu−Zn[をマスクとして、HC1系のエツチ
ング液にてエッチすると、第3図に示すように両面にV
字状の溝が得られる。次に、このV溝中へ5iO213
、St 14のコーテイング膜を約2000人の厚さ
でとりつける。しかる後に、基板の一部より、n型電極
としてIn合金を用いて、マイナス側のリードをとり出
し、X、Yで示される位置によりへき開し、レーザチッ
プを作成した。
ッド層2 、n−InGaAsP活性層3.p−InP
クラッド層4を順次液相エピタキシャル法により成長さ
せた。次に、このエビタキシャルウェーノ\の裏面を約
100μmまで研磨し、しかるのち、第2の成長によっ
て裏面に、n−InPクラッド層2゜n−InGaAs
P活性/63 、p−InPクラッド層4を成長させる
。即ち、基板の両面に同じ構造のダブルへテロ構造を成
長させたあと、このウエーノ・の両面にAu−Zn9.
10を蒸着し、p電極とする。さらに、第2図に示すよ
うに200μm間隔に約10μmのストライプ状にホト
リングラフィの手段によりAn−Zn 9 、10の一
部にV溝エツチング用窓12をあける。このようなウェ
ーハをAu−Zn[をマスクとして、HC1系のエツチ
ング液にてエッチすると、第3図に示すように両面にV
字状の溝が得られる。次に、このV溝中へ5iO213
、St 14のコーテイング膜を約2000人の厚さ
でとりつける。しかる後に、基板の一部より、n型電極
としてIn合金を用いて、マイナス側のリードをとり出
し、X、Yで示される位置によりへき開し、レーザチッ
プを作成した。
典型的なレーザのしきい値は約300mAであり、8方
向に同等に光出力をとり出した時、各方向に0.8 m
W以上、全出力6.4mW以上が得られた。
向に同等に光出力をとり出した時、各方向に0.8 m
W以上、全出力6.4mW以上が得られた。
次に本発明の他の実施例について説明する。第4図で示
すように、あらかじめ、基板に20μ隔てた2本の5μ
m幅ストライプ溝17を2Q○μ間隔で形成してから、
先の実施例と全く同様の手順でダブルへテロ構造を作成
、基板を100μまで研磨のあと研磨した基板側を先の
ストライプと表裏型なるように同じ5膜幅ストライプ溝
17′を形成して、再び、同様にダブルへテロ構造を成
長させる。その後は前の実施例と全く同じ手順でレー・
ザチノプを作成した。但し、■溝形成は、先の成長前に
形成した基板の2本ストライプ溝間の中心位置に完全に
一致させた。
すように、あらかじめ、基板に20μ隔てた2本の5μ
m幅ストライプ溝17を2Q○μ間隔で形成してから、
先の実施例と全く同様の手順でダブルへテロ構造を作成
、基板を100μまで研磨のあと研磨した基板側を先の
ストライプと表裏型なるように同じ5膜幅ストライプ溝
17′を形成して、再び、同様にダブルへテロ構造を成
長させる。その後は前の実施例と全く同じ手順でレー・
ザチノプを作成した。但し、■溝形成は、先の成長前に
形成した基板の2本ストライプ溝間の中心位置に完全に
一致させた。
このようにして作成したレーザのしきい値は、約250
mA 、全出力は8 mW以上であった。
mA 、全出力は8 mW以上であった。
このように特性が向上したのは、あらかじめ基板に形成
した溝の部分で、活性層であるn I nGaAsPが
、他より厚くつもり、光が反射後基板を介して対向活性
導波路へ入射する際、レンズ効果が生じて、基板での放
射散乱が少なくなって、より効率的に対向導波路に光が
とりこまれるようになったためである。
した溝の部分で、活性層であるn I nGaAsPが
、他より厚くつもり、光が反射後基板を介して対向活性
導波路へ入射する際、レンズ効果が生じて、基板での放
射散乱が少なくなって、より効率的に対向導波路に光が
とりこまれるようになったためである。
以上は、単なるダブルへテロ構造で作成したものである
が、さらに埋込み構造に適用すれば、従来の単独素子の
特性に匹Ifる性能をもち、かつ従来にない最大8方向
出射のレーザが実現できるのは明白である。
が、さらに埋込み構造に適用すれば、従来の単独素子の
特性に匹Ifる性能をもち、かつ従来にない最大8方向
出射のレーザが実現できるのは明白である。
発明の効果
本発明は、4ケ所から最大8方向へ出射できるレーザ光
源を提供するものであり、従来この性能を有するものは
存在せず、光ICをはじめとする半導体レーザの利用分
野を各段に拡げるものである。
源を提供するものであり、従来この性能を有するものは
存在せず、光ICをはじめとする半導体レーザの利用分
野を各段に拡げるものである。
第1図は本発明の一実施例のレーザ素子の基本例の構成
図、第6図は従来の半導体レーザの構成図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・nクラッド層、3
・・・・・・活性層、4・・・・・・pクラッド層、5
.6.7.8・・・・・・活性層導波路端面、9,10
・−・・・・p電極コンタクト、11・・・・・・n電
極コンタクト、12・・・・・・V溝エソチン用窓、1
3・・・・・・S IO2膜、14・・・・・・St膜
、15.16・・・・・・へき開面。 18基 級 3 シ♂ノド1−レζシ 第 1 口 5〜8.中1
4城絡端面 q/θ・、・P鷹ネ心ゴ〉2フ卜 A H11、・ηa
伽−タクト第。図 12−V溝工・シ〉
り曹岩。 13・・Si月又 、?
図、第6図は従来の半導体レーザの構成図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・nクラッド層、3
・・・・・・活性層、4・・・・・・pクラッド層、5
.6.7.8・・・・・・活性層導波路端面、9,10
・−・・・・p電極コンタクト、11・・・・・・n電
極コンタクト、12・・・・・・V溝エソチン用窓、1
3・・・・・・S IO2膜、14・・・・・・St膜
、15.16・・・・・・へき開面。 18基 級 3 シ♂ノド1−レζシ 第 1 口 5〜8.中1
4城絡端面 q/θ・、・P鷹ネ心ゴ〉2フ卜 A H11、・ηa
伽−タクト第。図 12−V溝工・シ〉
り曹岩。 13・・Si月又 、?
Claims (2)
- (1)半導体基板の表裏両面に活性導波路を形成し、前
記各終端に2対の45°反射面を形成し、基板を介して
、前記2本の活性導波路を結合し、前記反射面に半透鏡
を配して光閉路共振器を構成したことを特徴とする半導
体レーザ。 - (2)半導体基板深さ方向に、前記基板より屈折率の大
きな結晶材料を埋込むことにより屈折率分布型凸レンズ
を形成し、上下活性導波路を結合した特許請求の範囲第
1項記載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26110884A JPS61139083A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26110884A JPS61139083A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61139083A true JPS61139083A (ja) | 1986-06-26 |
Family
ID=17357193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26110884A Pending JPS61139083A (ja) | 1984-12-11 | 1984-12-11 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61139083A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62171180A (ja) * | 1986-01-23 | 1987-07-28 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体レ−ザ |
-
1984
- 1984-12-11 JP JP26110884A patent/JPS61139083A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62171180A (ja) * | 1986-01-23 | 1987-07-28 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体レ−ザ |
JPH0551196B2 (ja) * | 1986-01-23 | 1993-07-30 | Kogyo Gijutsuin |
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