JPS61242070A

JPS61242070A - 半導体光素子

Info

Publication number: JPS61242070A
Application number: JP60083735A
Authority: JP
Inventors: Takashi Terashige; 寺重　隆視; Kazuhisa Yamamoto; 和久山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-04-19
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1986-10-28

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】産業上の利用分野この発明、は、集光機能を有する半導体光素子に関する
。

従来の技術従来、光ディスク等の書き込み読み出しには、例えば第
４図に示すよう釦、半導体レーザ４ｏ６の光を、コリメ
ータレンズ４０４で平行ビームとし、さらに、その平行
ビームをハーフミラ−４０８で反射させ集光レンズ４０
３で、光デイスク４０１上に集光し、その反射光をハー
フミラ−４０８で入射光と分離して受光素子４０７に光
を入射させるという構造を吉っていた。

発明が解決しようとする問題点第４図の構成では、外部レンズ系を用いるため焦点や光
軸の調整が難かしく、また、機械的振動によってこれら
光学系の調整が狂いやすいという問題点があった。さら
に反射光が、半導体レーザ４０６へ帰還され、戻シ光雑
音を発生するという問題もあった。本発明はかかる点に
鑑みてなされたものである。

え。

問題）解決するための手段前記問題点を解決するため、本発明は、半導体発光素子
、半導体受光素子、光導波路、集光機能を有するグレー
ティン光結合器（以下集光グレーティング・カップラと
称する）を一体化し、同一基板上に形成するものである
。

作用本発明によれば、発光素子、受光素子、レンズが同一基
板上に作られているから、これらの光軸あわせあ必要が
なく、外部レンズ系と発光素子と受光系とを組みあわせ
る方法に比べて、極めて容易に光読み取り系を構成でき
る。また、発光素子からの光を、光ディスクに対して垂
直からある角度だけずらして入射させることによシ、光
ディスクに対する入射光と反射光を分離することができ
、発光素子への戻り光を軽減もしくは無くすることがで
きる。

実施例第１図は本発明の一実施例を示している。

ｎ型Ｇ　ａ　Ａ　ａ基板上１２上に、ＤＦＢＬ／−サフ
、ホトダイオード４、集光グレーティング・カップラ２
．３を一体化して製作している。集光グレーティグ・カ
ッグラについては、例えば電子通信学会研究報告０ＱＥ
ａａ−８４Ｐ４７に記載されているので、詳細な説明を
省略する。

ＤＦＢレーザ１よ）発生した光は、Ｐ−ＡＩＧａＡｓガ
イド層１６（光導波路）によって導びかれ、露出したＰ
−ＡＩＧａＡＩＩガイド層１５上に製作された集光グレ
イティング・カップラ２によって集光される。カップラ
２の焦点に、光ディスク１０１の記録媒体のある面を配
置し、元ディスクよりの反射光を集光グレーティング・
カップラ３に結合し、Ｐ−ＡＩＱａＡＢガイド層１６′
によってホトダイオード４へ入射させる。

第２図はこの素子の接合面に垂直な面内での断面図であ
る。Ａ−Ａ’線に対して集光グレーティング・カップラ
２，３を対称に配置しておき、かつカップラ２，３の焦
点がＡ−Ａ’線上の点Ｂ１０４になるようにしておく。

元ディスク１０１のＢ点を通り、かつＡ−Ａ’線に垂直
になるようにアライメントするだけで光読みとシ系が構
成できる。このような光読みとυ系では、外部の部品を
いっさい使用しないため、第４図に示すような従来の例
に比べて調整も容易で、かつ機械的振動にも強い。

また戻シ光雑音も発生しない。

なお第１図において、１０２は入射光、１０３は反射光
、１１２はビット、１１はｎ型電極、１３　、１３’は
Ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、１４　、１４’はＧ　ａ
　Ａ　ｓ活性層、１６　、１６’はＰ−ＡｌＧａＡｓク
ラッド層、１７　、１７’はｐ”ＧａＡｓ　コアタクト
層、１８　、１８’はｐ型電極、１９はグレーティング
、２ｏは分離溝である。

次に製作方法を述べる。第１図においてｎ　ＧａＡｓ基
板上１２上に、Ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層１３゜１３
′、Ｇ　ａ　Ａ　ｔｚ活性層１４　、１４’、Ｐ型−Ａ
ＩＧａＡａガイド層１５　、１５’を順次結晶成長する
。つぎにＤＦＢレーザ１の部分にグレーティング１９を
ホログラフィック露光または電子線描画によって形成す
る。つぎに、Ｐ　−Ａ　Ｉ　Ｇａ　Ａ　ｓクラッド層１
６゜１６′、ｐ”−ＧａＡｓ＋　：Ｉ　ｙタクト層１７
　、１７’を成長し選択エツチングによシ集光グレーテ
ィング・カップラ２，３を製作する部分のＰ−ＡＩＧａ
Ａｇガイド層１５　、１５’表面を露出する。この表面
上に集光グレーティング・カップラー２，３を電子線描
画法によシ形成する。（たとえば、電子通信学会研究報
告０ＱＩｉ：５ａ−ｓ４４７頁）。この方法では電子計
算機制御によシ正確かつ容易に描画できる。

最後に分離溝２ｏをケミカルエッチによシ堀シ込む。こ
れは、ＤＦＢレーザ１とホトダイオード４とを電気的に
分離すると同時にＤＦＢレーザ１からの光が直接ホトダ
イオード４へ入いシこまないようにするため、光学的に
も両者を分離している。

ＤＦＢレーザの光出力が強いなどの理由で溝２゜を堀る
だけでは分離が不充分の場合、分離溝２゜へ不透明の樹
脂を埋め込むなどの方法をとる。

他の実施例の上面図を第３図に示す。この例では、第１
図で示した読み取り用半導体レーザ３１、読み取シ用ホ
トダイオード３２の他に、書き込み用半導体レーザ３２
、消去用半導体レーザ３３も同時に作シつけられている
。消去用半導体レーザ３３からの光は集光グレーティン
グカップラ３１４によって、光デイスク上でデフォーカ
スされ、書き込み領域よシも広い領域に光が照射される
。

なお、これらの実施例では、材料はＧａＡｓ／ＡｌＧａ
Ａｓ系を用いたが、ＩｎＱａＡｓ／ＩｎＰ系でもよい。

また、発光素子としてはＤＦＢレーザに限ることはなく
、他の構造の半導体発光素子でもよい。同様に、受光素
子も央ト・ダイオードに限ることなく、ホト・トランジ
スタ等地の半導体受光素子でもよい。

発明の効果本発明によれば、従来、発光素子、受光素子。

レンズ系などの組みあわせによって構成されていた光読
み取シ系をわずか１素子によって構成できる。さらに書
き込み消去などの機能をももたせることが可能である。

さらに、戻シ光雑音を軽減することができる。これは、
光デイスク系装置の組み立て工程簡略化、信頼性向上の
見地から工業的に極めてすぐれた効果を発揮することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の半導体光素子の概略構成を
示す図、第２図は第１図に示した素子のＣ−Ｃ’線を通
り接合面に垂直な方向の断面図、第３図は同実施例にさ
らに誓き込み、消去機能を付加した実施例の上面図、第
４図は光読み取シ系の従来構成を示す図である。１・・・・ＤＦＢレーザ、２，３，３１１．３１２゜３
１３．３１４・−・・・集光グレーティング・カップラ
、４・・・・・・ホト・ダイオード、１５・・・・・ガ
イド層、１０１　・・・・光ディスク。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｗＥ
１図第２図？

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも１個の半導体発光素子と、受光素子と
、導波路と、この導波路上に形成され集光機能を有する
グレーティング光結合器とを同一基板上に形成してなる
ことを特徴とする半導体光素子。
（２）半導体発光素子から出射した光は集光機能を有す
るグレーティング光結合器によって外部へ出射し、外部
から入射する光は前記集光機能を有するグレーティング
光結合器によって導波路中に導びかれ受光素子に入射す
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
光素子。