JPS61265889A - フエ−ズドアレイ半導体レ−ザ - Google Patents

フエ−ズドアレイ半導体レ−ザ

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JPS61265889A
JPS61265889A JP61109334A JP10933486A JPS61265889A JP S61265889 A JPS61265889 A JP S61265889A JP 61109334 A JP61109334 A JP 61109334A JP 10933486 A JP10933486 A JP 10933486A JP S61265889 A JPS61265889 A JP S61265889A
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array semiconductor
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は多重放出能力または広い放出能力を有するフェ
ーズドアレイ半導体レーザに関し、更に詳細には、不純
物誘導不規則化（ＩＩＤ）を用いる構造的設計をもって
好ましい基本スーパモードを有するフェーズドアレイレ
ーザすなわちフェーズロックアレイレーザに関する。
（従来の技術） フェーズドアレイ半導体レーザは、同じ一体的の構造体
または基板上に、複数の緊密に結合した、または間隔を
おいたエミッタを備えている。かかるフェーズドアレイ
レーザの例としては、米国特許第４．２５５．７１７号
（現在は再発行特許第３１．８０６号）、及び「レーザ
・フォーカス／エレクトロ−オプティックスＪ　　（Ｌ
ａｓｅｒ　Ｆｏｃｕｓ　／Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃ
ｓ）誌の１９８４年６月号に所載のウィリアム・ストレ
イフ７　　（Ｗｉｌｌｉａｍ　５ｔｒｅｉｆｅｒ）等の
論文、「フェーズドアレイダイオードレーザ」（Ｐｈａ
ｓｅｄ　Ａｒｒａｙ　Ｄｉｏｄｅ　Ｌａ５ｅｒｓ　）に
示されているものがある。かかるレーザのエミッタは、
Ｉｉ流ボンピングのための周期的に間隔をおく電流閉込
め手段、例えばストライブ、及び構造体の活性領域内の
相互間隔をおく光学空洞の形成によって表わされるもの
である。上記電流閉込め手段は、それぞれの電流閉込め
手段の下にある各レーザ作用空洞内に形成される光学モ
ードがその隣りの光学モードに結合するという程度まで
、即ち、次第に消えて行く波が隣接の光学的レーザ作用
空洞内へ重なり合うという程度まで、相互接続または近
接間隔配置される。ここで作られる光学的視野のアレイ
は位相固定されるようになり、そして、相隣接する電流
閉込め手段間の位相差がゼロになると、遠視野における
横放射パターンは単一ロープを構成する。しかし、上掲
の論文に説明されているように、フェーズドアレイレー
ザは単モードでは動作せず、一般に、遠視野像における
２つまたはそれ以上のローブで動作する。相隣接する光
学モード間の位相関係は独立的制御の下にはなく、位相
は、レーザしきい値電流を最小化する方向に自己調節を
なす。大部分の場合には、得られるレーザ作用モードは
スーパモードであり、相隣接する光学エミッタ間の光学
視野がゼロを通過すると思われる。その理由は、大部分
の実屈折率レーザ及び多くの利得誘導レーザにおいては
、レーザエミッタ相互間の場所でボンピング作用が低下
し、全体的電流ボンピングを低下させるからである。
上述の説明を次の如き例で示すことができる。
即ち、Ｎ個の結合したエミッタを具備するアレイレーザ
はＮ個の結合モードを有することが可能であり、これら
は「スーパモード」と呼ばれている。
スーパモードは上記アレイレーザのＮ個の光学的エミッ
タまたはフィラメントの協同レーザ作用である。Ｎ個の
エミッタがあるから、Ｎ個のスーパモードのあることが
可能である。即ち、これらフィラメントは、全て、光学
的に結合し合わせられるからである。
各スーパモードの特性として、第１及び第Ｎのスーパモ
ードは同じ強度パターンまたはエンベロープを有し、第
２及び第（Ｎ−１）のスーパモードは同じ強度エンベロ
ープを有す。一般的にいうと、第ｉ及び第（Ｎ−ｉ）の
スーパモードは同じ強度エンベロープを有す。第１また
は基本スーパモードにおいては、全てのエミッタは同相
でレーザ作用をなし、振巾分布は半正弦サイクルを表わ
す。これは、全てのエミッタが同相になっているので、
遠視野像における単一の中央ローブで放出をなす唯一の
スーパモードパターンである。
従って、同構造のエミッタの一様間隔をおくアレイに対
しては、第１及び第Ｎのスーパモードのエンベロープは
半正弦周期であり、第２及び第（Ｎ−１）のスーパモー
ドのエンベロープは２つの半正弦周期であり、以下同様
である。Ｎ個のスーパモードにおける個々のエミッタ間
の位相関係は相異なる。特に、第１スーパモードに対し
ては全てのエミッタは同相になっており、第Ｎスーパモ
ードに対しては、位相はゼロとπとの間で交番する。通
例、第１及び第Ｎのスーパモードは他の全てのスーパモ
ードに比べて最低の電流しきい値を有す。即ち、これら
の強度エンベロープはアレイの中心付近でゼロを示さな
いからである。このアレイの中心においては、アレイレ
ーザの活性領域内での電流の広がり及び電荷の拡散の結
果、電荷密度が太き（なっている。しかし、前述したよ
うに、２つのローブで放出を行なう第Ｎスーパモードは
、第１スーパモードよりも動作の電流しきい値が低い。
フェーズドアレイレーザは、そのパワー出力が高いので
、有用性が高い。このパワーを単一のローブに集中させ
ること、即ち第１スーパモードにあらしめることが好ま
しい。その理由は、レーザの用途の大半は、単一の遠視
野ローブにおけるパワーを必要とするからである。レー
ザ作用が１つよりも多くのローブにおいて生ずる場合に
は、遠、　　視野像における他の動作ローブを減少させ
るか、または除去もしくは遮断するための措置を構する
。
近時、フェーズロックアレイレーザすなわち）ニーズド
アレイレーザに関する多くの研究がなされており、スー
パモード間の識別を行なって基本スーパモードを選択す
るという成果が得られている。一つのかかる提言が、１
９８４年７月のブラジル国における第９回ＩＥＥＥ＊ｉ
Ｊにおいてなされ、ジェー・カップ（Ｊ、Ｋａｔｚ）等
がスーパモード識別についての講演を行なった。この識
別は、各レーザアレイ素子に別々の接点を設けてこれら
アレイレーザ素子を流れる電流を調整することにより、
レーザ動作素子の平面に沿う横の利得分布を制御するこ
とによって行なうものである。この講演の概要は、この
会議の会議録の第９４頁及び第９５頁に、「半導体レー
ザアレイのフェーズロックアレイにおけるスーパモード
識別Ｊ　（ＳｕｐｅｒｍｏｄｅＤｉｓｃｒｉｍｉｎａｔ
ｉｏｎ　　ｉｎ　　Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ　　Ａｒ
ｒａｙｓ　　ｏｆＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｌａ５
ｅｒ　Ａｒｒａｙｓ）なる題名で記載されている。
更にその後、ツー（Ｔｗｕ）等の論文、「高パワー結合
リッジ導波半導体レーザアレイＪ　（Ｈｆｇｈ　Ｐｏｗ
ｅｒＣｏｕｐｌｅｄ　Ｒｉｄｇｅ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ
　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｌａ５ｅｒＡｒｒａｙ
ｓ）　　（ｒアプライド・フィジツクス・レターズ（Ａ
ｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　）誌
、第４５　（７１巻、第７０９〜７１１頁（１９８４年
１０月１日））、及びニス・ムカイ等の論文、［埋設リ
ッジ導波レーザアレイの基本モード発振Ｊ　　（Ｆｕｎ
ｄａｍｅｎｔａｌＭｏｄｅ　０ｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　
ｏｆ　Ｂｕｒｉｅｄ　Ｒｉｄｇｅ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ
Ｌａｓｅｒ　Ａｒｒａｙ　）　　（ｒ　（アプライド・
フィジックス・レターズ」誌、第４５　＋８１号、第８
３４〜８３５頁）（１９８４年１０月１５日））が発表
された。これら論文は、屈折率誘導リッジ導波構造を採
用することによって単ローブ基本スーパモードを得るた
めのスーパモード間識別を提言しており、レーザ素子が
、上記構造のりフジ領域に主として閉じ込められた光学
視野をもって一様にボンピングされ、一方、谷または結
合領域において利得が高くなって同相動作（０’位相）
を誘導し且つ基本スーパモード動作を促進する。
スーパモード間の識別を行なうための更に他の方法が、
本願と同じ譲渡人に譲渡された「車ローブにおける好ま
しい放出を有するフェーズドアレイ半導体レーザＪ　　
（Ｐｈａｓｅｄ　Ａｒｒａｙ　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒＬａｓｅｒｓ　ｗｉｔｈ　Ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ　Ｅ
ｍｉｓｓｉｏｎ　ｉｎ　ａ　ＳｉｎｇｌｅＬｏｂｅ）な
る発明の名称の１９８４年１１月１日出願の米国特許出
願第６６７．２５１号に示されている。この米国特許出
願において提案されている方法は、アレイを横切る各レ
ーザ作用素子の相隣接する光学空洞間の領域に生ずる利
得の量を増加させ、これにより、他の可能なモードにわ
たる基本スーパモードを賦与するようにレーザと関連さ
せた構造的手段の使用に関するものである。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、所望の基本スーパモード動作を提供し、しか
も、不純物誘導不規則化（ＩＩＤ）法を用いることによ
り、製作方法が著しく簡単になる簡素化した構造的形態
を採用した改良されたフェーズドアレイ半導体レーザを
提供しようするものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明にかかるフェーズドアレイ半導体レーザは基本ま
たは好ましい第１スーパモード動作を提供し、その製作
は、不純物誘導不規則化（１１０）、例えば、業界に周
知の不純物拡散法または打込み／アニーリング法が後に
続く単一の連続製作工程によってなされる。基本スーパ
モードの選択は、多重量子ウェル超格子を、フェーズド
アレイレーザ構造内にクラッド層として通例の単一半導
体クラッド層と組み合わせて設け、これに続いて、不純
物誘導不規則化をなされてない隣接領域に比べて高い利
得を提供することの領域を空間的に形成するように上記
超格子を通って延びる空間的に配置された不純物誘導不
規則化領域を設けることによってなされる。不純物誘導
不規則化のない上記隣接領域はスポイルされない超格子
領域を含んでおり、この領域は、上記不規則化領域内の
拡散を有する隣接不規則化領域に比べて高い実屈折率導
波を提供し、残りの規則的領域に比べて高い導電率特性
を有し、従って、より効率的に電気的にボンピングされ
る。その結果、不規則化領域は、高い実屈折率導波特性
を有するが利得特性が低い未不規則化導波頭域相互間で
ずれている交番利得領域を形成し、これにより、基本ま
たは好ましい第１スーパモード動作を提供するのに必要
な条件を満たす。
本発明のフェーズドアレイ半導体レーザの活性領域は、
通例の活性層から成るか、または単一量子ウェルもしく
は多重量子ウェルを具備する活性領域から成っていても
よい。
本発明の他の目的及び成果は、図面を参照して行なう本
発明の実施例についての以下の詳細な説明から明らかに
なり、また本発明を更によく理解できる。
（実施例） 実施例の説明に入る前に断わっておくが、第１図及び第
２図のフェーズドアレイ半導体レーザ１０及び３０を構
成している諸半導体層は、本発明の特徴を示すために、
正しく比例した寸法で示してはない。
先ず第１図に本発明のフェーズドアレイ半導体レーザの
第１の実施例を示す。例示のフェーズロックアレイレー
ザ１０はＧａＡｓ／ＧａＡ　Ｉ　Ａｓ系のｍ−ｖ族材料
で構成されている。レーザ１０はｎ形ＧａＡｓの基板１
２を備えており、この基板上に、ｎ形Ｇａｐ−ｘＡ　ｊ
！　ｘＡｓのクラッド層１４、及び、ドーピングなし、
ｐ形またはｎ形の活性領域１６がエピタキシャル付着さ
れている。この活性領域１６は、業界に周知の活性領域
構造体から成っており、この活性領域構造体の例として
は、例えば５０ないし５００ｎｍ厚のＧａＡｓ層、また
は、ＧａＡｓもしくはＧａ１−、Ａ　ｌ　ｙＡｓの単一
量子ウェル（ｙは極めて小で且つｘ＞ｙ）　、または、
ＧａＡｓもしくはＧａｔ−ｙＡ　ｌ　、Ａｓの交番ウェ
ル層とＡ　Ｉ　ＡｓもしくはＧａｔ−ｙ・ｌｘ、・Ａｓ
の対応障壁層との多重量子ウェル構造、または、分離し
た閉込め空洞内の分離した単一もしくは多重の量子ウェ
ル構造がある。上記基板上には、更に、ｐ形Ｇａ＋−Ｊ
　Ｉ　ＺＡＳのクラッド層１８　（ｘ、　ｚ　＞ｙ）、
及びｎ形またはｐ形の超格子２０の多重層がエピタキシ
ャル付着されている。この超格子２０の多重層は、Ａ　
Ｉ　ＡｓもしくはＧａ１−、Ａ　ｊ！　ｗＡｓもしくは
ＡＩ！ΔＳの障壁層具備のＧａＡｓもしくはＧａ、−ｗ
−Ａ　Ｉ　Ｈ−Ａｓの交番ウェル層（Ｘ％　　ｚ−、ｗ
＞ｙ　’、ｗ’　＞ｙ）から成る。上記基板上には、更
に、ｐ３形ＧａＡｓのキャップ層２２がエピタキシャル
付着されている。
また、基板１２上には、上記の層１４なぴし２２の付着
に先立って、薄いｎ形ＧａＡｓのバ・７フア層が付着さ
れる場合もある。
代表的な層厚さの例をあげると、クラッド層１４は０．
５ないし１．０μｍの範囲内にあり、活性領域１６は、
５０ないし５００ｎｍ厚の活性層を有する通例の二重へ
テロ構造であるか、または、ＧａＡｓの量子ウェルが約
３ないし５０ｎｍ厚、及びＧａ、−、Ａ　ｌ　ｙＡｓの
障壁層が約１ないし１０ｎｍ厚である量子ウェル構造で
ある（ｙは０．１ないし０．４の範囲内）。クラッド層
１８は０．１ないし１．０μｍの範囲内にある。超格子
２０は０．０１ないし１．０μｍの範囲内にあり、この
超格子において、ＧａＡｓの量子ウェルは約４ｎｍ厚、
及びＧａ、−、Ａ　ｌ　、Ａｓの障壁層は約６ｎｍ厚で
ある。キャップ層２２は０．１ないし１．０μｍの範囲
内にある。
多重空洞アレイレーザを形成するには、業界に周知の不
純物誘導不規則化（ＩＩＤ）法、例えば拡散不規則化ま
たは打込み／アニーリング不規則化を用いる。拡散不規
則化は米国特許第４．３７８，２５５号に例示されてお
り、この米国特許においては、亜鉛拡散を用いて半導体
装置内の多重量子ウェル構造または超格子を選択的に不
規則化し、この不規則化された材料の禁止帯の巾を、不
規則化が生じてない多重量子ウェル構造の領域に比べて
上方へ移動させるという方法が教示されている。かがる
拡散は一般に５００ないし６００℃の温度範囲内で行な
われ、この温度は、約７５０℃である■〜■族材料のエ
ピタキシャル成長温度よりも低い。
かかる不規則化はＳｉ、　Ｇｅ及びＳｎのような他の元
素を用いても可能であるが、その場合には温度がもっと
高く、例えば約６７５℃である。
また、不規則化は、３８％　Ｍｇ、　Ｓｎｓ　Ｏ、Ｓ　
５８１３％Ｔ８％　ＳｉＳＭｎ　、Ｚｎ、Ｃｄｓ　Ｌｎ
ｓ　Ｃｒまたはにｒのような浅レベルまたは高レベル不
純物として働く元素の打込み、及びこれに続く高温アニ
ーリングによっても可能である。この高温アニーリング
は、■〜■族エピタキシャル成長の場合には、成長体か
らのＡｓの外方拡散を防止するためにＡｓ雰囲気内で行
なうのが最もよい。
この不純物打込みとこれに続くアニーリングとを行なう
場合には、このアニーリング温度は拡散温度に比べてか
なり高く、例えば約８００℃以上である。
これら形式の不規則化は、従来から不純物と考えられて
いる種類の物質に限定されるものではなく、拡散によっ
て結晶を不規則化するかまたは結晶を損傷するすべての
物質をも含むように拡散されるものであり、損傷した結
晶のアニーリングにより、不規則化した結晶が生ずる。
本発明の説明は、拡散不規則化について行なう。
多重空洞アレイレーザを形成するために、Ｓｉ３Ｎ４マ
スクをＮ２２の頂面に形成し、その開口部がこのレーザ
構造体の諸領域を不純物拡散にさらす。
上記マスクは、ファセット放出点１７を有する一連りの
レーザ光学空洞または素子を形成する領域を保護する。
これらは、光学的に結合した相隣るエミッタを提供する
ように、即ち、相隣接している一つの光学空洞の次第に
消えて行く波がその隣りの光学空洞内に重なり合うよう
に、互いに十分に近接している。
電流閉込め手段及び所望の屈折率特性は、高濃度のｐ形
不純物を上記レーザ構造体の露出領域に選択的に拡散さ
せることによって形成される。例えば、適当する拡散源
を内蔵している半閉鎖形の黒鉛製ボート内で亜鉛を７０
０℃で十分な時間にわたって選択的に拡散させる。この
方式の工程は、一般に、水素流中で行なわれる。超格子
２０の拡散により、ＧａＡｓ−ＧａＡ　Ｉ！　Ａｓ超格
子内でＡｌとＧａとの混合が生じ、その結果、第１図に
ｌＩＤｍ１ｌ域２８として示す平均Ａ　７！Ａｓモル分
率のＧａＡ　（ｌ　Ａｓ合金が生ずる。上記亜鉛の拡散
は７００℃のような比較的低い温度で行なわれ、点２９
で示す如きクラッド層１８の深さに到達または侵入する
までの時間だけ保持される。この亜鉛拡散を上記レーザ
の活性領域を横切って延ばさないことが好ましい。即ち
、拡散領域がこのように延びると、レーザ構造体内の寄
生ｐ−ｎ接合の問題、及びレーザ光学空洞内の自由キャ
リア吸収の問題が生ずるからである。
上記拡散工程が完了したら、通例の金属−接点２４及び
２６をキャンプ層２２の表面及び基板１２の底面にそれ
ぞれ被着させる。
亜鉛拡散領域即ちＩＩＤ領域２８のアレイは、超格子２
０を破壊または不規則化し、破線２７Ａで示す各レーザ
素子の光学空洞に沿って放射の伝播を導くための屈折率
特性を提供するという機能と、破線２７Ａで示す一般領
域内の活性領域１６内への電流注入のために領域２８に
おいてｐ形の不規則化済み超格子を通るもう少し好まし
い電流路を提供するという機能との二重機能をなす。
ＩＩＤＴｆＩ域２８によって提供される屈折率特性は低
いので、この構造は単ローブ遠視野像を有するレーザの
アレイの動作を助長する。また、超格子２０に対しては
ｎ形層が選定されているので、電流注入は領域２８の亜
鉛拡散ｐ形層へより多く閉じ込められる。その結果とし
て超格子２０の平面内に形成されるレーザ構造は、複数
の高屈折率誘導領域２７が超格子２０の非不規則化領域
内に提供されるという構造である。この誘導領域は、領
域２８に比べて屈折率が高いので、導波作用を増大する
ように働く。他方、領域２８は、非不規則化領域２７に
比べて、電流に対して高い導電率または低い抵抗の領域
を提供し、従って、金属接点２４と２６とを横切って電
圧を印加すると、電流はＩＩＤｆｉｆｆ域２８に実質約
２８じ込められてこれを通って流れる。キャリアが横に
拡散するので、電流はまた領域２７Ａを通って流れる。
と記から得られる結果として、破線２８Ａで示す領域は
、その利得が、破線２７Ａで示す光学空洞領域において
得られる利得に比べて高くなり、従って、各レーザ素子
の光学視野の光学的重なり合いの空間的変調がアレイを
横切って得られ、これにより、基本または一次のスーパ
モードが多素子アレイレーザ１０の他のポテンシャルモ
ードにわたって賦与される。前述した従来の技術と比較
すると解るように、レーザ１０の構造は、製作がより簡
単且つ容易であるアレイレーザ構造をもってこれら構造
の成果を達成し、ＩＩＤ法の使用によって単モード出力
パワー能力を高め、且つ光学視野モード制御を改善する
。例えば、従来の若干のアレイレーザ構造は電流閉込め
手段のために陽子衝撃境界限定を必要とするが、これは
本発明のレーザ構造については不必要である。
クラッド層１８及び超格子２０を含むｐ形側のクラッド
領域の個々の構成体を、ｎ形側のクラッド層１４と実質
的に同じ屈折率を持たせるために領域２７及び２７Ａに
おける合成屈折率を有するように設計することにより、
事実上対称的な導波構造を、破線２７Ａで示す領域に保
持することができる。
同様に、超格子を、底部またはｎ形側のクラフト層１４
内に、単独で、またはｐ形側クラッド超格子２０との組
合せで、形成してもよい。超格子クラッド組合せ体とし
て、全長光学空洞屈折率誘導体が形成される。
第２図において、アレイレーザ３０は、レーザ構造を構
成しているそれぞれの半導体層の不純物導電形が逆にな
っているという点を除けば、アレイレーザ１０と同構造
である。レーザ３０はｐ形ＧａＡｓの基板３２を備えて
おり、この基板上にはｐ形層　ａ　Ｈ−Ｘ　Ａβ、Ａｓ
のクラッド層３４がエピタキシャル付着されている。レ
ーザ３０は、更に、ドーピングなしまたはｐ形またはｎ
形の活性領域３６を備えており、この活性領域は、第１
図において領域１６について例示したように、業界に周
知の任意の活性領域構造から成るものであってもよい。
レーザ３０は、更に、ｎ形Ｇａ１−ｚＡｌ、Ａｓ　（ｘ
、　ｚ＞ｙ）のクラッド層３８、及び多層形のｎ形また
はｐ形の超格子４０を備えており、この超格子は、第１
図において超格子２０について例示した材料の交番ウェ
ル層から成っている。レーザ３０は、更に、ｎ１形Ｇａ
Ａｓのキャップ層を備えている。
レーザ３０を構成している該層に対する層厚の例として
は、レーザ１０の対応の層に対して例示した範囲内であ
る。
多重空洞アレイレーザを形成するには、Ｓｉ３Ｎ。
マスクを層４２の頂部領域上に形成し、前述したように
、その開口部がレーザ構造の諸領域を１１０法に対して
露出させる。放出点４７′を有する一連りのレーザ素子
が形成され、これらは１．光学的に結合した隣接エミッ
タを提供するように、即ち、隣りの光学空洞の次第に消
えて行く波が隣接の光学空洞内へ重なり合うように、互
いに十分に近接している。電流閉込め手段及び屈折率特
性は、次の点を除き、前述した方法で形成される。即ち
、本例においては、ｎ形の拡散剤、例えば、シリコン、
錫またはゲルマニウムを用い、領域４０内の超格子構造
を、活性領域３６に侵入することのないクラッド層３８
内への深さまで効果的に不規則化し、光学的誘導領域４
７Ａを形成する。
この拡散工程が完了したら、通例の金属接点４４及び４
６をキャップ層４２の表面及び基板３２の底面にそれぞ
れ被着する。
シリコン拡散領域４８のアレイは、超格子４０を破壊ま
たは不規則化して、破線４７Ａで示す各レーザ素子の光
学空洞に沿う放出の伝播を導くための屈折率特性を提供
するという機能と、破線４７Ａで示す一般領域内の活性
領域３６内への電流注入のために領域４８においてｎ形
の不規則化済超格子を通るもう少し好ましい電流路を提
供するという機能との二重機能をなす。ＩＩＤ領域即ち
シリコン拡散領域４８によって提供される屈折率特性は
低いので、この構造は単ローブ遠視野像を有するレーザ
のアレイの動作を助長する。また、超格子４０に対して
はｐ形層が選定されているので、電流注入は領域４８の
ｎ形層へより多く閉じ込められる。その結果として超格
子４０の平面内に形成されるレーザ構造は、複数の高屈
折誘導領域４７が超格子４０の非不規則化領域内に提供
されるという構造である。この領域は、領域４８に比べ
て屈折率が高いので、導波作用を増大するように働く。
他方、領域４８は、非不規則化領域４７に比べて、電流
に対して高い導電率または低い抵抗の領域を提供し、従
って、金属４４と４６とを横切って電圧を印加すると、
電流はＩＩＤ領域４８に実質的に閉じ込められてこれを
通って流れる。キャリアが横に拡散するので、電流はま
た領域４７Ａを通って流れる。
従って、破線４８Ａで示す領域においては、利得が、破
線２７Ａで示す光学空洞領域内で得られる利得に比べて
高くなり、従って、各レーザ素子の光学視野の光学的型
なり合いの空間的変調がアレイを横切って得られ、これ
により、基本または一次のスーパモードが多素子アレイ
レーザ３０の他の可能なモードにわたって賦与される。
同様に、超格子を、底部またはｐ形側のクラッド層３４
内に、単独で、またはｎ形側クラッド超格子４０との組
合せで、形成してもよい。超格子クラッド組合せ体とし
て、全長光学空洞屈折率誘導体が形成される。
第１図及び第２図の両実施例に関しては、当業者には解
るように、第１図におけるレーザ１０に対してｐ０形と
して示しである拡散領域２８は、超格子２０の背景ドー
ピングがｐ形であるならば、ｐ゛形の拡散領域、例えば
シリコン拡散領域となる。同様に、第２図におけるレー
ザ３０に対しては、ｎ゛形の拡散領域４８は、超格子４
０の背景ドーピングがｎ形であるならば、ｐ゛形の拡散
領域、例えば亜鉛拡散領域となる。
第１図及び第２図に示す形態はプレーナ形構造であるが
、当業者には解るように、これら構造に設けられる不純
物誘導不規則化領域を非プレーナ形レーザの形態にも同
様に用いることができる。
以上の実施例はいずれもＧａＡｓ及びＧａＡ　Ｉ　Ａｓ
系の半導体について説明したものであるが、ＴｎＧａＡ
ｓＰ、ＧａＡｊ’ＡｓＰ　、　ＩｎＧａＡｊ２Ｐ　、　
ＩｎＧａＡｊ２ＡｓＰ及びＧａＡ　ｊ！　Ｓｂのような
他の発光材料、並びにＺｎ５ｅ／ＺｎＳＳｅのような適
当するＩＩ−Ｖｌ族材料を用いることもできる。
また、上記の各実施例において示したように、活性領域
は、単一の活性層から成っていても、或いはまた、単一
量子ウェルもしくは多重量子ウェルの活性領域から成っ
ていてもよい。
以上、本発明をその実施例について説明したが、当業者
には解るように、以上の説明に照らして、種々の代替、
変形及び変更が可能である。従って、本発明は、特許請
求の範囲に記載の如き本発明の精神及び範囲内にあるか
かる代替、変形及び変更を全て包含する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のフェーズドアレイ半導体装置ザの第１
の実施例の略側面図、第２図は本発明のフェーズドアレ
イ半導体レーザの第２の実施例の略側面図である。 １６．３６・・・・・・活性領域 １８．３８・・・・・・クラッド層 ２０．４０・・・・・・超格子

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）レーザ作用下での光波の発生及び伝播のための活
    性領域に対する光学的誘導領域内に配置された一連りの
    多重レーザ作用素子を有し、上記レーザ作用素子の光学
    的視野はアレイを横切ってフェーズロック条件を提供す
    るように結合されており、更に、上記光学的誘導領域内
    に生ずる利得に比べて高い利得を生じさせるために上記
    光学的誘導領域相互間に隣接領域を提供するようにレー
    ザと関連する構造的手段を有して成り、上記活性領域内
    に存在する光学的視野の利得の総体が上記隣接領域内で
    上記光学的誘導領域に比べて高くなるように上記アレイ
    を横切る電流分布を空間的に変調し、上記構造的手段は
    上記隣接領域内の不純物誘導不規則化の導入を含んでい
    ることを特徴とするフェーズドアレイ半導体レーザ。
  2. （２）不純物誘導不規則化が不純物拡散を含んでいる特
    許請求の範囲第１項記載のフェーズドアレイ半導体レー
    ザ。
  3. （３）不純物誘導不規則化が打込み／アニーリング法を
    含んでいる特許請求の範囲第１項記載のフェーズドアレ
    イ半導体レーザ。
  4. （４）活性領域に近接し且つ超格子構造を具備するクラ
    ッド層を含んでおり、光学的誘導領域が、不純物誘導不
    規則化によって不規則化されてない上記超格子構造を含
    み、隣接領域が、上記不純物誘導不規則化によって不規
    則化された上記超格子構造を含んでいる特許請求の範囲
    第１項記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。 （４）活性領域が単一の活性層である特許請求の範囲第
    １項記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。
  5. （５）活性領域がプレーナ形である特許請求の範囲第４
    項記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。
  6. （６）活性領域が非プレーナ形である特許請求の範囲第
    ４項記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。
  7. （７）活性領域が単一量子ウェルである特許請求の範囲
    第１項記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。
  8. （８）活性領域がプレーナ形である特許請求の範囲第７
    項記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。
  9. （９）活性領域が非プレーナ形である特許請求の範囲第
    ７項記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。
  10. （１０）活性領域が多重量子ウェルである特許請求の範
    囲第１項記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。
  11. （１１）活性領域がプレーナ形である特許請求の範囲第
    １０項記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。
  12. （１２）活性領域が非プレーナ形である特許請求の範囲
    第１０項記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。
  13. （１３）活性領域が分離閉込め空洞内の分離量子ウェル
    構造である特許請求の範囲第１項記載のフェーズドアレ
    イ半導体レーザ。
  14. （１４）活性領域がプレーナ形である特許請求の範囲第
    １３項記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。
  15. （１５）活性領域が非プレーナ形である特許請求の範囲
    第１３項記載のフェーズドアレイ半導体レーザ。
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