JPS61283190A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- 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
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
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- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
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】
（発明の分野）
本発明は、光通信用あるいは光計測器用の光源等として
用いられる半導体レーザ装置に関する。
用いられる半導体レーザ装置に関する。
（従来技術）
単一軸モードで動作する分布帰還形半導体レーザ（Ｄｉ
ｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａ５ｅｒ
Ｄｉｏｄｅ、以後ＤＦＢ ＬＤと略）あるいは、分布ブ
ラッグ反射形半導体レーザ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ
Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ Ｌａ５ｅｒ Ｄｉｏ
ｄｅ、以後ＤＢＲＬＤと略）は、高速および長距離の光
フアイバ通信用光源として、また、発振波長の単一性が
良いことから、コヒーレントな光学系を組んだ光計測器
の光源として期待され開発が急ピッチで進められている
。ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系材料を用いたＤＦＢ ＬＤ
では４Ｇｂ／ｓという超高速で伝送距離が１１００ｋを
越える光フアイバ通信システム実験の光源として用いら
れ良好な結果が得られている。また、特性が良好な素子
では、単一軸モード動作で１００ｍｗを越える高出力ｃ
ｗ動作や、１４０°Ｃに達する高温ｃｗ動作が得られ、
従来のファプリ、ペロー（Ｆａｂｒｙ−ｐｅｒｏｔ）形
半導体レーザとほぼ同等の特性が得られている。しかし
ながら、従来の７アプリ・ペロー（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒ
ｏｔ）形半導体レーザと異なり、ＤＦＢ ＬＤでは、発
振軸モードを１本に制御することに製作上の難しさを有
している。即ち、ファブリ・ペロー（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅ
ｒｏｔ）形半導体レーザでは、発振横モードを制御しさ
えすればほぼ所要条件を満足させることができる素子を
安定して作製することができたが、ＤＦＢＬＤでは、回
折格子が、光出射端面でどの様な回折格子位相で切れて
いるか、などにより発振スペクトルが、単一軸モードで
あったり、複数の軸モードであったり、複雑に変化する
ため、安定した単一軸モードで動作する素子を高い歩留
りで製作することが難しかった。
ｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａ５ｅｒ
Ｄｉｏｄｅ、以後ＤＦＢ ＬＤと略）あるいは、分布ブ
ラッグ反射形半導体レーザ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ
Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ Ｌａ５ｅｒ Ｄｉｏ
ｄｅ、以後ＤＢＲＬＤと略）は、高速および長距離の光
フアイバ通信用光源として、また、発振波長の単一性が
良いことから、コヒーレントな光学系を組んだ光計測器
の光源として期待され開発が急ピッチで進められている
。ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系材料を用いたＤＦＢ ＬＤ
では４Ｇｂ／ｓという超高速で伝送距離が１１００ｋを
越える光フアイバ通信システム実験の光源として用いら
れ良好な結果が得られている。また、特性が良好な素子
では、単一軸モード動作で１００ｍｗを越える高出力ｃ
ｗ動作や、１４０°Ｃに達する高温ｃｗ動作が得られ、
従来のファプリ、ペロー（Ｆａｂｒｙ−ｐｅｒｏｔ）形
半導体レーザとほぼ同等の特性が得られている。しかし
ながら、従来の７アプリ・ペロー（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒ
ｏｔ）形半導体レーザと異なり、ＤＦＢ ＬＤでは、発
振軸モードを１本に制御することに製作上の難しさを有
している。即ち、ファブリ・ペロー（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅ
ｒｏｔ）形半導体レーザでは、発振横モードを制御しさ
えすればほぼ所要条件を満足させることができる素子を
安定して作製することができたが、ＤＦＢＬＤでは、回
折格子が、光出射端面でどの様な回折格子位相で切れて
いるか、などにより発振スペクトルが、単一軸モードで
あったり、複数の軸モードであったり、複雑に変化する
ため、安定した単一軸モードで動作する素子を高い歩留
りで製作することが難しかった。
（発明の目的）
本発明の目的は、安定した単一軸モードで動作し、かつ
高い製作歩留りが得られる半導体レーザ装置を提供する
ことにある。
高い製作歩留りが得られる半導体レーザ装置を提供する
ことにある。
（発明の構成）
本発明によれば、活性層に隣接して回折格子が形成され
ている構造の半導体レーザにおいて、活性層内の共振器
軸方向の光の電界強度分布に比例した形状に注入電流分
布形状を制御する手段を有することを特徴とする半導体
レーザ装置が得られる。
ている構造の半導体レーザにおいて、活性層内の共振器
軸方向の光の電界強度分布に比例した形状に注入電流分
布形状を制御する手段を有することを特徴とする半導体
レーザ装置が得られる。
（発明の詳細な説明）
本発明の詳細な説明する前に本発明の原理を簡単に説明
する。第１図（ａ）は、ＤＦＢ ＬＤの構造の一例を示
す模式図である。ＤＦＢ ＬＤでは、素子のほぼ中央に
ブラッグ波長に対し１／４波長分だけ回折格子の位相を
変化させるＡ／４シフト領域５０を設けると、単一軸モ
ードの発振特性が改善されることが報告されている（例
えば宇高等による昭和５９年度電子９通信学会全国大会
予稿集１０１７）。第１図（ａ）の模式図も同様の構造
になっている。両側端面での反射による影響を避けるた
め両端面には低反射膜３０．３１が形成されている。こ
の時、ＤＦＢ ＬＤの共振器内に形成されるブラッグ波
長で発振する最も発振閾値の低い光の電界強度を計算し
たのが第１図（ｂ）である。この時、電流の注入は共振
器軸方向の各点で一様とし、各点での利得は等しいもの
として計算した。
する。第１図（ａ）は、ＤＦＢ ＬＤの構造の一例を示
す模式図である。ＤＦＢ ＬＤでは、素子のほぼ中央に
ブラッグ波長に対し１／４波長分だけ回折格子の位相を
変化させるＡ／４シフト領域５０を設けると、単一軸モ
ードの発振特性が改善されることが報告されている（例
えば宇高等による昭和５９年度電子９通信学会全国大会
予稿集１０１７）。第１図（ａ）の模式図も同様の構造
になっている。両側端面での反射による影響を避けるた
め両端面には低反射膜３０．３１が形成されている。こ
の時、ＤＦＢ ＬＤの共振器内に形成されるブラッグ波
長で発振する最も発振閾値の低い光の電界強度を計算し
たのが第１図（ｂ）である。この時、電流の注入は共振
器軸方向の各点で一様とし、各点での利得は等しいもの
として計算した。
この時、電界強度は素子中央のＡ／４シフト領域５０の
ところで最も大きく、端面に向って減衰して行く形にな
ることがわかる。υ４シフト領域５０を内部に形成した
素子はブラッグ波長で発振し、副モードとの発振閾値利
得差を大きくとることができる優れた構造である。その
特徴は、ブラッグ波長で発振することであり、この時の
共振器内の光の電界強度分布は第１図（ｂ）の形になる
わけである。ところで、第１図（ｂ）では、利得は共振
器軸方向で一様とした。ところが、実際は、共振器のほ
ぼ中央では、光の電界強度が大きいため共振器の両端部
に比較し、より多くの注入キャリアが消費されており、
実際は利得の飽和が起きる。この効果を考えると、光の
電界強度分布及び利得の分布は第１図（Ｃ）に示される
様な、中央での光の電界強度が第１図（ｂ）に比べ若干
小さくなった形状となる。ところで、高出力を得ようと
して、注入電流を次第に増加させた時、共振器内部の光
の電界強度が更に増大するため、共振器中央付近での注
入キャリアの消費が更に増大し逆に中央部に比べ注入キ
ャリアの消費が小さい共振器の両端部での利得が大きい
という傾向が助長されて行く。従ってブラッグ波長で発
振するモードとは異なった、光の電界強度分布が共振器
の両端部において大きくなる様な副モードが発振し易く
なって行き、最後には、ブラッグ波長で発振するモード
と同時にあるいは、ブラッグ波長でのモードが発振を停
止して、副モードが発振する。この様な現象は、従来の
計算が、はとんどの場合、共振器内での利得が一様であ
ると仮定していたため、十分に理解されていなかった。
ところで最も大きく、端面に向って減衰して行く形にな
ることがわかる。υ４シフト領域５０を内部に形成した
素子はブラッグ波長で発振し、副モードとの発振閾値利
得差を大きくとることができる優れた構造である。その
特徴は、ブラッグ波長で発振することであり、この時の
共振器内の光の電界強度分布は第１図（ｂ）の形になる
わけである。ところで、第１図（ｂ）では、利得は共振
器軸方向で一様とした。ところが、実際は、共振器のほ
ぼ中央では、光の電界強度が大きいため共振器の両端部
に比較し、より多くの注入キャリアが消費されており、
実際は利得の飽和が起きる。この効果を考えると、光の
電界強度分布及び利得の分布は第１図（Ｃ）に示される
様な、中央での光の電界強度が第１図（ｂ）に比べ若干
小さくなった形状となる。ところで、高出力を得ようと
して、注入電流を次第に増加させた時、共振器内部の光
の電界強度が更に増大するため、共振器中央付近での注
入キャリアの消費が更に増大し逆に中央部に比べ注入キ
ャリアの消費が小さい共振器の両端部での利得が大きい
という傾向が助長されて行く。従ってブラッグ波長で発
振するモードとは異なった、光の電界強度分布が共振器
の両端部において大きくなる様な副モードが発振し易く
なって行き、最後には、ブラッグ波長で発振するモード
と同時にあるいは、ブラッグ波長でのモードが発振を停
止して、副モードが発振する。この様な現象は、従来の
計算が、はとんどの場合、共振器内での利得が一様であ
ると仮定していたため、十分に理解されていなかった。
実際、本発明の発明者等は、第１図の模式図に示す構造
と類似の構造の素子を試作して、評価したところ、最初
予測されていた以上に副モードの発振が観測されており
、これを説明するには、上述した様な、共振器軸方向で
の光の電界強度分布形状を考慮する必要があることが判
った。この問題を解消するためには、第１図（ｄ）に示
す様に、最低閾値で発振するモードの光の電界強度分布
に相似な分布形状をした利得分布が保たれる様に、注入
電流の共振器方向の分布形状を制御してやれば良いこと
は明らかである。従って、以下に示す本発明の実施例は
共振器方向において、従来のＤＦＢ ＬＤとは異なって
、内部の光の電界分布形状に対応した、電流注入分布形
状を形成してやることを特徴としている。
と類似の構造の素子を試作して、評価したところ、最初
予測されていた以上に副モードの発振が観測されており
、これを説明するには、上述した様な、共振器軸方向で
の光の電界強度分布形状を考慮する必要があることが判
った。この問題を解消するためには、第１図（ｄ）に示
す様に、最低閾値で発振するモードの光の電界強度分布
に相似な分布形状をした利得分布が保たれる様に、注入
電流の共振器方向の分布形状を制御してやれば良いこと
は明らかである。従って、以下に示す本発明の実施例は
共振器方向において、従来のＤＦＢ ＬＤとは異なって
、内部の光の電界分布形状に対応した、電流注入分布形
状を形成してやることを特徴としている。
（本発明の第１の実施例）
第２図に本発明の第１の実施例を表す斜視図を示す。（
００１）面方位のｎ形ＩｎＰ基板１（Ｓｎドープ、キャ
リア濃度１×１０１８ｃｍ−３）の上に、共振器のほぼ
中央部に、Ｍ４シフト領域５０を有する深さ、１０００
人２周期が２００ＯＡの回折格子６０を形成する。この
基板の上にｎ形ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層２（発光波長
にして１．１５Ωｍ組成、膜厚が谷の部分で０．１５Ω
ｍ、 Ｓｎドープ、キャリア濃度７ Ｘ １０１７１０
ｌ７、ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層３（発光波長に
して、１．３０１１ｍ組成、膜厚０．１ｐｍ）、及びｐ
形旺クラッド層４（Ｚｎドープ、キャリア濃度Ｉ Ｘ
１０１１０ｌ８、膜厚０．７ｐｍ）を積層する。この後
４１０＞方向に間に上部の幅約１．５ｐｍのメサストラ
イプ７０を挟んで深さａｐｍ幅約８ｐｍの２本の平行な
２本の溝７１．７２を形成し、更にｐ形ＩｎＰ電流ブロ
ック層５（Ｚｎドープ、キャリア濃度１×１０１１０１
８Ｃ、平坦部での厚さ０．５ｐｍ）、ｎ形証電流閉じ込
め層６（Ｔｅドープ、キャリア濃度５Ｘ１０１８Ｃｍ−
３平坦部での厚さ０．５ｐｍ）を、メサストライプ７０
の上部のみには成長しない様に積層させ、更に全体を覆
ってｐ形ＩｎＰ埋め込み層７（Ｚｎドープ、キャリア濃
度Ｉ Ｘ １０１１０ｌ８、平坦部での厚さ１．５１１
ｍ）、ｐ形ＩｎＧａＡｓＰキャップ層８（Ｚｎドープ、
キャリア濃度ＩＸ１ｌＸ１０１９Ｃ、平坦部での厚さ１
．０１１ｍ）を積層させ、水戸等が、昭和５７年度電子
通信学会総合全国大会の予稿集８５７で報告した二重チ
ャンネルプレーナ埋め込み形構造を形成する。メサスト
ライプの上部に幅１０ｐｍの電流注入領域７３を除いて
ＳｉＯ２絶縁膜７４を形成する。第１．第２．第３のｐ
側金属電極８０．８１．８２は間にメサストライプ７０
とは垂直方向の、ｐ形ＩｎＧａＡｓＰ層８までを除去し
た幅５１１ｍの分離溝８４．８５によって、１００１１
ｍ間隔で分けられている。基板１側にはＡｎＧｅＮｉを
用いたｎ側金属電極８３が形成されている。又、襞間に
よって形成された両側の端面には、反射率が２％以下の
低反射膜（ＳｉＮ膜を用いている）３０．３１が形成さ
れている。第１、第２．第３のｐ側金属電極を短絡させ
て、注入電流−光出力特性を測定したところ、２５°Ｃ
での発振閾値は３０ｍＡ、また前方端面９０からの光出
力に関しての微分量子効率は２０％であった。発振スペ
クトルに関しては片側出力３０ｍＷ程度以上の高出力域
まで安定な単一軸モードで動作する素子も得られたが、
５ｍｗ程度で軸モードの跳びゃ多軸モード発振する素子
も数多く見られた。そこで、第３図（ａ）に示す様にこ
の素子の第１．第２．第３のｐ側電極８０．８１．８２
に各々、１００Ω、５０Ω、１００Ωの負荷抵抗１００
．１０１．１０２を接続した。この時、ターミナル１１
０から電流を流すと中央の第２のｐ側電極８１からは両
側の第１．第３のｐ側電極に比べ約２倍の電流が流れる
ことになる。従って第３図（ｂ）の破線で示される様な
注入電流密度分布が共振器軸方向に向って形成される。
００１）面方位のｎ形ＩｎＰ基板１（Ｓｎドープ、キャ
リア濃度１×１０１８ｃｍ−３）の上に、共振器のほぼ
中央部に、Ｍ４シフト領域５０を有する深さ、１０００
人２周期が２００ＯＡの回折格子６０を形成する。この
基板の上にｎ形ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層２（発光波長
にして１．１５Ωｍ組成、膜厚が谷の部分で０．１５Ω
ｍ、 Ｓｎドープ、キャリア濃度７ Ｘ １０１７１０
ｌ７、ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層３（発光波長に
して、１．３０１１ｍ組成、膜厚０．１ｐｍ）、及びｐ
形旺クラッド層４（Ｚｎドープ、キャリア濃度Ｉ Ｘ
１０１１０ｌ８、膜厚０．７ｐｍ）を積層する。この後
４１０＞方向に間に上部の幅約１．５ｐｍのメサストラ
イプ７０を挟んで深さａｐｍ幅約８ｐｍの２本の平行な
２本の溝７１．７２を形成し、更にｐ形ＩｎＰ電流ブロ
ック層５（Ｚｎドープ、キャリア濃度１×１０１１０１
８Ｃ、平坦部での厚さ０．５ｐｍ）、ｎ形証電流閉じ込
め層６（Ｔｅドープ、キャリア濃度５Ｘ１０１８Ｃｍ−
３平坦部での厚さ０．５ｐｍ）を、メサストライプ７０
の上部のみには成長しない様に積層させ、更に全体を覆
ってｐ形ＩｎＰ埋め込み層７（Ｚｎドープ、キャリア濃
度Ｉ Ｘ １０１１０ｌ８、平坦部での厚さ１．５１１
ｍ）、ｐ形ＩｎＧａＡｓＰキャップ層８（Ｚｎドープ、
キャリア濃度ＩＸ１ｌＸ１０１９Ｃ、平坦部での厚さ１
．０１１ｍ）を積層させ、水戸等が、昭和５７年度電子
通信学会総合全国大会の予稿集８５７で報告した二重チ
ャンネルプレーナ埋め込み形構造を形成する。メサスト
ライプの上部に幅１０ｐｍの電流注入領域７３を除いて
ＳｉＯ２絶縁膜７４を形成する。第１．第２．第３のｐ
側金属電極８０．８１．８２は間にメサストライプ７０
とは垂直方向の、ｐ形ＩｎＧａＡｓＰ層８までを除去し
た幅５１１ｍの分離溝８４．８５によって、１００１１
ｍ間隔で分けられている。基板１側にはＡｎＧｅＮｉを
用いたｎ側金属電極８３が形成されている。又、襞間に
よって形成された両側の端面には、反射率が２％以下の
低反射膜（ＳｉＮ膜を用いている）３０．３１が形成さ
れている。第１、第２．第３のｐ側金属電極を短絡させ
て、注入電流−光出力特性を測定したところ、２５°Ｃ
での発振閾値は３０ｍＡ、また前方端面９０からの光出
力に関しての微分量子効率は２０％であった。発振スペ
クトルに関しては片側出力３０ｍＷ程度以上の高出力域
まで安定な単一軸モードで動作する素子も得られたが、
５ｍｗ程度で軸モードの跳びゃ多軸モード発振する素子
も数多く見られた。そこで、第３図（ａ）に示す様にこ
の素子の第１．第２．第３のｐ側電極８０．８１．８２
に各々、１００Ω、５０Ω、１００Ωの負荷抵抗１００
．１０１．１０２を接続した。この時、ターミナル１１
０から電流を流すと中央の第２のｐ側電極８１からは両
側の第１．第３のｐ側電極に比べ約２倍の電流が流れる
ことになる。従って第３図（ｂ）の破線で示される様な
注入電流密度分布が共振器軸方向に向って形成される。
各々のｐ側電極の境界部でステップ状の電流密度分布に
ならずになだらかな形状をしているのは第１．第２．第
３のｐ側電極８０．８１．８２間の電気抵抗が２０Ω程
度と小さく第２のｐ側電極８１の下部か、ら両側へ電流
の流れ込みがあるためである。この電流密度分布は第３
図（ｂ）中の実線で示される光の電界強度分布に近い形
状をしている。従って、第１．第２．第３のｐ側電極８
０．８１．８２を短絡して電流を流す場合に比べて、安
定した単一軸モード発振が期待される。実際ターミナル
１１０から電流を流して、緒特性を評価したところ、２
５℃での発振閾値は２０ｍＡ、前方端面９０からの光出
力は、はぼ出力の限界域、約５０ｍＷまで安定な単一軸
モードで動作した。前方端面からの光出力の微分量子効
率は２５％であった。この様に、電流密度分布形状を内
部の光の電界強度分布に近づけた素子では、はぼ安定な
単一軸モード動作を示し、８０％近くの素子が３０ｍＷ
以上まで安定な単一軸モード動作を示し、本発明の構造
の有効性を確認できた。
ならずになだらかな形状をしているのは第１．第２．第
３のｐ側電極８０．８１．８２間の電気抵抗が２０Ω程
度と小さく第２のｐ側電極８１の下部か、ら両側へ電流
の流れ込みがあるためである。この電流密度分布は第３
図（ｂ）中の実線で示される光の電界強度分布に近い形
状をしている。従って、第１．第２．第３のｐ側電極８
０．８１．８２を短絡して電流を流す場合に比べて、安
定した単一軸モード発振が期待される。実際ターミナル
１１０から電流を流して、緒特性を評価したところ、２
５℃での発振閾値は２０ｍＡ、前方端面９０からの光出
力は、はぼ出力の限界域、約５０ｍＷまで安定な単一軸
モードで動作した。前方端面からの光出力の微分量子効
率は２５％であった。この様に、電流密度分布形状を内
部の光の電界強度分布に近づけた素子では、はぼ安定な
単一軸モード動作を示し、８０％近くの素子が３０ｍＷ
以上まで安定な単一軸モード動作を示し、本発明の構造
の有効性を確認できた。
（第２の実施例）
第３図の模式図の説明では、負荷抵抗１００．１０１゜
１０２は半導体レーザへ電流を流すリード線の途中に入
れたものであるが、第４図の斜視図に示す様に、高抵抗
Ｓｉヒートシンク２００の上に負荷抵抗を配置すること
もできる。第２図に示した半導体レーザデツプは第１．
第２．第３ｐ側電極８０．８１．８２側を下にして、パ
ターン化された膜厚５μｍＡｕ５ｎの融着配線２０１．
２０２゜２０３の上に融着される。この融着配線２０１
．２０２゜２０３と、同じく膜厚５ｐｍのＡｕＳｎの融
着ターミナル２０４の間をチップ抵抗１００．１０１．
１０２が融着されて接続されている。各々のチップ抵抗
１００．１０１．１０２の値は、１００Ω、５０Ω、１
００Ωである。又ボンデングワイヤ３００、３０１は、
各々半導体レーザのｎ側電極８３と、融着ターミナル２
０４に接続されている。この様にして、第３図に示す外
付けの負荷抵抗をハイブリッド化させて、半導体レーザ
のヒートシンク２００の上に形成することができた。
１０２は半導体レーザへ電流を流すリード線の途中に入
れたものであるが、第４図の斜視図に示す様に、高抵抗
Ｓｉヒートシンク２００の上に負荷抵抗を配置すること
もできる。第２図に示した半導体レーザデツプは第１．
第２．第３ｐ側電極８０．８１．８２側を下にして、パ
ターン化された膜厚５μｍＡｕ５ｎの融着配線２０１．
２０２゜２０３の上に融着される。この融着配線２０１
．２０２゜２０３と、同じく膜厚５ｐｍのＡｕＳｎの融
着ターミナル２０４の間をチップ抵抗１００．１０１．
１０２が融着されて接続されている。各々のチップ抵抗
１００．１０１．１０２の値は、１００Ω、５０Ω、１
００Ωである。又ボンデングワイヤ３００、３０１は、
各々半導体レーザのｎ側電極８３と、融着ターミナル２
０４に接続されている。この様にして、第３図に示す外
付けの負荷抵抗をハイブリッド化させて、半導体レーザ
のヒートシンク２００の上に形成することができた。
（第３の実施例）
本発明の第３の実施例を第５図に示す。第２図の第１の
実施例と異なる点は、後方端面９１に蒸着された高反射
膜３２が５ｉ０２／アモルファスＳｉ／ＳｉＯ２／アモ
ルファスＳｉ／の４層から成り、後方端面９１の反射率
が９０％まで大きくされている点である。またｌ／４シ
フト領域はこの構造では必要がなく、形成されていない
。
実施例と異なる点は、後方端面９１に蒸着された高反射
膜３２が５ｉ０２／アモルファスＳｉ／ＳｉＯ２／アモ
ルファスＳｉ／の４層から成り、後方端面９１の反射率
が９０％まで大きくされている点である。またｌ／４シ
フト領域はこの構造では必要がなく、形成されていない
。
この構造の半導体レーザは、第６図（ｂ）の実線で示さ
れている様に、高反射端面３２の方向に向かって内部の
光の電界強度が増加する形になる。この場合Ｐ側電極は
、第１と第２の電極８０．８１に分割しておけば、はぼ
所要の電流注入分布形状を得ることができる。第６図（
ａ）は、第１の実施例の場合と同様に、第１．第２のｐ
側電極８０．８１に負荷抵抗１００．１０１（各々１０
０Ω、５０Ω）を接続した図を示し、第６図（ｂ）はこ
の様にして得られる電流密度の分布形状及び、光の電界
強度の分布を示している。両者が似通った分布形状を示
していることがわかる。この状態で素子特性を評価した
ところ、発振閾値は２０ｍＡ、前方端面９０から出射す
る光の最大出力は１２０ｍＷ、又、微分量子効率が大き
くなり、最大値は室温で６０％であった。この構造の半
導体レーザは、内部にｌ／４シフト領域５０が形成され
ている構造とほぼ同様に、この２Ｌ／４シフト領域５０
が、高反射膜３２のところまで移動したと考えることが
できる。単一軸モード動作の安定性も良好であり、はと
んどの素子が５０ｍＷを越える光出力域まで安定な単一
軸モードで動作した。第２図の第１の実施例の素子に対
して、高出力、高効率特性が得られ易い傾向にあること
がわかった。
れている様に、高反射端面３２の方向に向かって内部の
光の電界強度が増加する形になる。この場合Ｐ側電極は
、第１と第２の電極８０．８１に分割しておけば、はぼ
所要の電流注入分布形状を得ることができる。第６図（
ａ）は、第１の実施例の場合と同様に、第１．第２のｐ
側電極８０．８１に負荷抵抗１００．１０１（各々１０
０Ω、５０Ω）を接続した図を示し、第６図（ｂ）はこ
の様にして得られる電流密度の分布形状及び、光の電界
強度の分布を示している。両者が似通った分布形状を示
していることがわかる。この状態で素子特性を評価した
ところ、発振閾値は２０ｍＡ、前方端面９０から出射す
る光の最大出力は１２０ｍＷ、又、微分量子効率が大き
くなり、最大値は室温で６０％であった。この構造の半
導体レーザは、内部にｌ／４シフト領域５０が形成され
ている構造とほぼ同様に、この２Ｌ／４シフト領域５０
が、高反射膜３２のところまで移動したと考えることが
できる。単一軸モード動作の安定性も良好であり、はと
んどの素子が５０ｍＷを越える光出力域まで安定な単一
軸モードで動作した。第２図の第１の実施例の素子に対
して、高出力、高効率特性が得られ易い傾向にあること
がわかった。
（その他の方法）
本発明では、２個、あるいは３個の分割電極を有する素
子を実施例として示した。実際は、この数に限定されず
、分割電極の数が多くなればなる程、半導体レーザ内部
の光の電界強度に整合した電流の分布形状が得られるの
は明らかである。また本発明では、ＤＣ−ＰＢＨＬＤ構
造を例にしたが、他の構造、例えば単純なりＨＬＤ構造
、リプガイド構造等へも適用可能である。尚、本発明の
、実施例では、分割した電極数として２個の場合、３個
の場合を示したが、更に数を増やせばより良好な特性が
期待される。又、負荷抵抗１００．１０１．１０２．と
しても更に最適化を進めれば、より良い特性が期待され
る。また電極を分割しないで１つの抵抗体で構成し、こ
の抵抗体の一点に外部から電流を給供するようにしても
実施例と同様の電流注入分布が得られる。
子を実施例として示した。実際は、この数に限定されず
、分割電極の数が多くなればなる程、半導体レーザ内部
の光の電界強度に整合した電流の分布形状が得られるの
は明らかである。また本発明では、ＤＣ−ＰＢＨＬＤ構
造を例にしたが、他の構造、例えば単純なりＨＬＤ構造
、リプガイド構造等へも適用可能である。尚、本発明の
、実施例では、分割した電極数として２個の場合、３個
の場合を示したが、更に数を増やせばより良好な特性が
期待される。又、負荷抵抗１００．１０１．１０２．と
しても更に最適化を進めれば、より良い特性が期待され
る。また電極を分割しないで１つの抵抗体で構成し、こ
の抵抗体の一点に外部から電流を給供するようにしても
実施例と同様の電流注入分布が得られる。
（本発明の効果）
半導体レーザの電極を分割形にすることにより、半導体
レーザ内部の光の電界強度分布に似通った電流注入分布
形状を得ることが可能となった。この結果、安定な単一
軸モードで動作する素子の再現性、均一性が良好となっ
た。
レーザ内部の光の電界強度分布に似通った電流注入分布
形状を得ることが可能となった。この結果、安定な単一
軸モードで動作する素子の再現性、均一性が良好となっ
た。
第１図（ａ） （ｂ） （ｃ）は本発明の原理を示す図
であり、第１図（ａ）はＤＦＢ ＬＤの断面模式図、第
１図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、共振器軸方向の光の電
界強度及び利得の分布を示す図である。第２図は本発明
の第１の実施例を示す斜視図、第３図（ａ）、（ｂ）は
、各々半導体レーザへ負荷抵抗を接続した図、及びその
時共振器軸方向の光の電界強度分布、及び電流密度分布
を示す図、第４図はヒートシンク上に、負荷抵抗を配置
した本発明の第２の実施例を示す斜視図、第５図は本発
明の第３の実施例を示す斜視図、第６図（ａ）、（ｂ）
は第３の実施例に負荷抵抗を接続した図及び、その時の
共振器軸方向での光の電界強度分布、電流密度分布を示
す図である。図中、１はｎ形ＩｎＰ基板、２はｎ形Ｉｎ
ＧａＡｓＰ光ガイド層、３はノンドープＩｎＧａＡｓＰ
活性層、４はｐ形ＩｎＰクラッド層、５はｐ形ＩｎＰ電
流ブロック層、６はｎ形ＩｎＰ電流閉じ込め層、７はｐ
形■−埋め込み層、８はｐ形ＩｎＧａＡｓＰキャップ層
、３０．３１は低反射膜、３２は高反射膜、５０はｌ／
４シフト領域、６０は回折格子、７０はメサストライプ
、７１．７２は平行な２本の溝、７３は電流注入領域、
７４はＳｉＯ２絶縁膜、８０．８１゜８２は各々第１．
第２．第３のｐ側金属電極、８４．８５は分離溝、８３
はｎ側金属電極、９０．９１は各々前方及び後方の端面
、１００．１０１．１０２は負荷抵抗、１１０は、ター
ミナル、２００はヒートシンク２０１．２０２．２０３
は融着配線、２０４は融着ターミナル、３００．３０１
は各々ボンデングワイヤを示す。 第１図 ｚ Ｎ −ロ σ ■ 、− 電流密度 河６ トＪ 電流密度
であり、第１図（ａ）はＤＦＢ ＬＤの断面模式図、第
１図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、共振器軸方向の光の電
界強度及び利得の分布を示す図である。第２図は本発明
の第１の実施例を示す斜視図、第３図（ａ）、（ｂ）は
、各々半導体レーザへ負荷抵抗を接続した図、及びその
時共振器軸方向の光の電界強度分布、及び電流密度分布
を示す図、第４図はヒートシンク上に、負荷抵抗を配置
した本発明の第２の実施例を示す斜視図、第５図は本発
明の第３の実施例を示す斜視図、第６図（ａ）、（ｂ）
は第３の実施例に負荷抵抗を接続した図及び、その時の
共振器軸方向での光の電界強度分布、電流密度分布を示
す図である。図中、１はｎ形ＩｎＰ基板、２はｎ形Ｉｎ
ＧａＡｓＰ光ガイド層、３はノンドープＩｎＧａＡｓＰ
活性層、４はｐ形ＩｎＰクラッド層、５はｐ形ＩｎＰ電
流ブロック層、６はｎ形ＩｎＰ電流閉じ込め層、７はｐ
形■−埋め込み層、８はｐ形ＩｎＧａＡｓＰキャップ層
、３０．３１は低反射膜、３２は高反射膜、５０はｌ／
４シフト領域、６０は回折格子、７０はメサストライプ
、７１．７２は平行な２本の溝、７３は電流注入領域、
７４はＳｉＯ２絶縁膜、８０．８１゜８２は各々第１．
第２．第３のｐ側金属電極、８４．８５は分離溝、８３
はｎ側金属電極、９０．９１は各々前方及び後方の端面
、１００．１０１．１０２は負荷抵抗、１１０は、ター
ミナル、２００はヒートシンク２０１．２０２．２０３
は融着配線、２０４は融着ターミナル、３００．３０１
は各々ボンデングワイヤを示す。 第１図 ｚ Ｎ −ロ σ ■ 、− 電流密度 河６ トＪ 電流密度
Claims (1)
- 活性層に隣接して回折格子が形成されている構造の半導
体レーザにおいて、活性層内の共振器軸方向の光の電界
強度分布にほぼ比例した形状に注入電流分布形状を制御
する手段を有することを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125449A JPS61283190A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 半導体レ−ザ装置 |
| EP86107823A EP0205139B1 (en) | 1985-06-10 | 1986-06-09 | Distributed feedback semiconductor laser device |
| DE8686107823T DE3686785T2 (de) | 1985-06-10 | 1986-06-09 | Halbleiterlaservorrichtung mit verteilter rueckkopplung. |
| US06/872,726 US4751719A (en) | 1985-06-10 | 1986-06-10 | Distributed feedback semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125449A JPS61283190A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61283190A true JPS61283190A (ja) | 1986-12-13 |
| JPH0578955B2 JPH0578955B2 (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=14910358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60125449A Granted JPS61283190A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61283190A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6488202A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | Topcon Corp | Interferometer and light source apparatus therefor |
| JPH01111389A (ja) * | 1987-10-26 | 1989-04-28 | Nec Corp | 光変調方法 |
| JP2008544561A (ja) * | 2005-06-28 | 2008-12-04 | ブッカム テクノロジー ピーエルシー | 高パワー半導体レーザダイオード |
| JPWO2020105095A1 (ja) * | 2018-11-19 | 2021-05-13 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置および光半導体装置の製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1710876B1 (en) | 2003-12-22 | 2009-12-02 | Panasonic Corporation | Semiconductor laser device and laser projector |
-
1985
- 1985-06-10 JP JP60125449A patent/JPS61283190A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6488202A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | Topcon Corp | Interferometer and light source apparatus therefor |
| JPH01111389A (ja) * | 1987-10-26 | 1989-04-28 | Nec Corp | 光変調方法 |
| JP2008544561A (ja) * | 2005-06-28 | 2008-12-04 | ブッカム テクノロジー ピーエルシー | 高パワー半導体レーザダイオード |
| US8908729B2 (en) | 2005-06-28 | 2014-12-09 | Ii-Vi Laser Enterprise Gmbh | High power semiconductor laser diode |
| JPWO2020105095A1 (ja) * | 2018-11-19 | 2021-05-13 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置および光半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0578955B2 (ja) | 1993-10-29 |
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