JPS61296783A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS61296783A JPS61296783A JP13772285A JP13772285A JPS61296783A JP S61296783 A JPS61296783 A JP S61296783A JP 13772285 A JP13772285 A JP 13772285A JP 13772285 A JP13772285 A JP 13772285A JP S61296783 A JPS61296783 A JP S61296783A
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- JP
- Japan
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- layer
- electrode
- gaas
- quantum well
- vapor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、横モードが制御された２つの異なる波長の発
光をする半導体レーザに係り、特に該２つの発光の強度
を独立に変化し得るものに関する。
光をする半導体レーザに係り、特に該２つの発光の強度
を独立に変化し得るものに関する。
１つの半導体レーザで、発光波長が異なる２ケ以主の光
スポットで発光するレーザは、ダブル・ティー・ツアン
“連続発振する多波長レーザアップライド・フィジック
ス・レター第３６巻（６）。
スポットで発光するレーザは、ダブル・ティー・ツアン
“連続発振する多波長レーザアップライド・フィジック
ス・レター第３６巻（６）。
１９８０年３月１５日 第４４１項（Ｗ−Ｔ−Ｔｓａｎ
ｇ”” ＣＷ ＋ｍｕｌｔｉｖａｖａｌｅｎｇｔｈ ｔ
ｒａｎｓｅｖｅｒｓｅ−ｊｕｎｃｔｉｏｎ−ｓｔｒｉｐ
ｅ １ａｓｅｒｓ ｇｒｏｗｎ ｂｙ ｍｏｌｅｃｕｌ
ａｒ ｂｅａｍａｐｉｔａｘｙ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ
ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｌｙ ｉｎ ’ｓｉｎ
ｇｌｅ−１ｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｍｏｄｅｓ”Ａ
ｐｐｌ Ｐｈｙｓ １ｅｔｔ 。
ｇ”” ＣＷ ＋ｍｕｌｔｉｖａｖａｌｅｎｇｔｈ ｔ
ｒａｎｓｅｖｅｒｓｅ−ｊｕｎｃｔｉｏｎ−ｓｔｒｉｐ
ｅ １ａｓｅｒｓ ｇｒｏｗｎ ｂｙ ｍｏｌｅｃｕｌ
ａｒ ｂｅａｍａｐｉｔａｘｙ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ
ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｌｙ ｉｎ ’ｓｉｎ
ｇｌｅ−１ｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｍｏｄｅｓ”Ａ
ｐｐｌ Ｐｈｙｓ １ｅｔｔ 。
Ｖｏ１３６ Ｃ６） 、 １５Ｍａｒｃｈ１９８０．Ｐ
、 ４４１）に記載されている。しかし、各光スポット
の光強度を独立に変化させることができないので、その
用途は必然的に限定される。
、 ４４１）に記載されている。しかし、各光スポット
の光強度を独立に変化させることができないので、その
用途は必然的に限定される。
本発明の目的は、発振の横モードが制御された２つの異
なる波長の光スポットを発し、その各々の光強度を可変
し得る半導体レーザの構造を提供することにある。
なる波長の光スポットを発し、その各々の光強度を可変
し得る半導体レーザの構造を提供することにある。
半導体レーザの発振波長は、通常のダブルへテロ型では
活性層の禁制帯幅で決まり、また、量子井戸型レーザの
場合は禁制帯幅の他に井戸層の厚みにも依存する（第２
図参照）。そこで、２つの波長の発光番する半導体レー
ザを得るには禁制帯幅もしくは量子井戸層の厚みが異な
る２種類の領域を形成しなければならない。
活性層の禁制帯幅で決まり、また、量子井戸型レーザの
場合は禁制帯幅の他に井戸層の厚みにも依存する（第２
図参照）。そこで、２つの波長の発光番する半導体レー
ザを得るには禁制帯幅もしくは量子井戸層の厚みが異な
る２種類の領域を形成しなければならない。
本発明の構成の一例を第１図に示し、これを用いて説明
する。第１図における活性層３の拡大図を第３図に示す
、第３図に示すように、活性層３は活性領域Ａ、障壁層
および性性領域Ｂで構成されており、活性領域ＡとＢと
では禁制帯幅および／もしくは量子井戸層の厚みが異な
っている。活性領域ＡとＢの間には障壁層が設けである
ので、第２図に示す電極９と１０の間に通電した時には
活性領域Ａが発光し、電極８と９の間に通電した時には
活性領域が発光する。この時通電電流を各各変化させれ
ば、活性領域ＡとＢの発光強度をそれぞれ独立に変化さ
せることができる。
する。第１図における活性層３の拡大図を第３図に示す
、第３図に示すように、活性層３は活性領域Ａ、障壁層
および性性領域Ｂで構成されており、活性領域ＡとＢと
では禁制帯幅および／もしくは量子井戸層の厚みが異な
っている。活性領域ＡとＢの間には障壁層が設けである
ので、第２図に示す電極９と１０の間に通電した時には
活性領域Ａが発光し、電極８と９の間に通電した時には
活性領域が発光する。この時通電電流を各各変化させれ
ば、活性領域ＡとＢの発光強度をそれぞれ独立に変化さ
せることができる。
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
実施例１
第１および３図を用いて説明する。
第１図を用いて本発明の半導体レーザの作製方法の一例
を述べる。
を述べる。
まず、ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板１上にｎ −ＧａＡ
Ｑ Ａｓクラッド層２、量子井戸構造の活性層３、ｎ
−Ｇ ｓＡ Ｑ Ａｓクラッド層４、ｎ−ＧａＡｓ層を
順次有機金属熱分解気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用い
て形成する。次に、Ｚｎを選択拡散法により、ｎ−Ｇ
ａ Ａ ｓ層からクラッド層２に至るまで拡散せしめて
、ｐ−ＧａＡｓキャップ層６およびＺｎ拡散領域７を形
成する。続いて蒸着法を用いて、ｎ電極８を形成し、さ
らにキャップ側にもｎ電極を全面に形成した後エツチン
グによりストライプ状のｎ電極１０を形成する。そして
、電極１０の両側に蒸着法およびリフトオフ法を用いて
ｐ電極を形成し、最後にｎ電極の両側のｐ電極とＧ ａ
Ａ ｓ層キャップ層をエツチングして溝１１を設けて
電極９および １０を形成する。
Ｑ Ａｓクラッド層２、量子井戸構造の活性層３、ｎ
−Ｇ ｓＡ Ｑ Ａｓクラッド層４、ｎ−ＧａＡｓ層を
順次有機金属熱分解気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用い
て形成する。次に、Ｚｎを選択拡散法により、ｎ−Ｇ
ａ Ａ ｓ層からクラッド層２に至るまで拡散せしめて
、ｐ−ＧａＡｓキャップ層６およびＺｎ拡散領域７を形
成する。続いて蒸着法を用いて、ｎ電極８を形成し、さ
らにキャップ側にもｎ電極を全面に形成した後エツチン
グによりストライプ状のｎ電極１０を形成する。そして
、電極１０の両側に蒸着法およびリフトオフ法を用いて
ｐ電極を形成し、最後にｎ電極の両側のｐ電極とＧ ａ
Ａ ｓ層キャップ層をエツチングして溝１１を設けて
電極９および １０を形成する。
この実施例においては、第３図に示すように、活性層は
量子井戸構造となっている。すなわち、各層の厚さは、
活性領域Ａにおいては、井戸層が３ｎｍ、障壁層を４ｎ
ｍとし、活性領域Ｂにおいては、井戸層が６ｎｍ、障壁
層を４ｎｍとし、活性領域ＡとＢの間のＧ ａ、、、、
Ａ Ｑａ、４ｓＡ ｓ障壁層の厚さを８ｎｍとした。
量子井戸構造となっている。すなわち、各層の厚さは、
活性領域Ａにおいては、井戸層が３ｎｍ、障壁層を４ｎ
ｍとし、活性領域Ｂにおいては、井戸層が６ｎｍ、障壁
層を４ｎｍとし、活性領域ＡとＢの間のＧ ａ、、、、
Ａ Ｑａ、４ｓＡ ｓ障壁層の厚さを８ｎｍとした。
実施例２
第４および５図を用いて説明する。
第４図は本実施例の半導体レーザ製造過程を示す。
まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１の上にｎ−ＧａＡｓＡｓクラ
ッド層２、量子井戸構造による活性層３およびｎ”Ｇａ
ＡｓＡｓクラッド層４を分子線エピタキシー（ＭＢＥ）
法により順次形成する（第４図（ａ））。次にＺｎイオ
ンを選択的に打ち込み（第４図（ｂ））、その上にｎ
−Ｇ ａ Ａ Ｑ Ａ ｓクラッド層４を形成する（第
４図（Ｃ））。続いて再びＺｎイオン打込み（第４図（
ｄ ） ） 、 ｎ −Ｇ ａ Ａ Ｑ Ａ ｓクラッ
ド層４′およびｎ−ＧａＡ３キャップ層５を形成する（
第４図（ｅ））。次に、またＺｎイオンを選択的に打込
みｎ−ＧａＡｓの一部をｐ −Ｇ ａ Ａ ｓキャップ
層６′とする。最後に実施例１と同様に電極８゜９およ
び１０を形成する。
ッド層２、量子井戸構造による活性層３およびｎ”Ｇａ
ＡｓＡｓクラッド層４を分子線エピタキシー（ＭＢＥ）
法により順次形成する（第４図（ａ））。次にＺｎイオ
ンを選択的に打ち込み（第４図（ｂ））、その上にｎ
−Ｇ ａ Ａ Ｑ Ａ ｓクラッド層４を形成する（第
４図（Ｃ））。続いて再びＺｎイオン打込み（第４図（
ｄ ） ） 、 ｎ −Ｇ ａ Ａ Ｑ Ａ ｓクラッ
ド層４′およびｎ−ＧａＡ３キャップ層５を形成する（
第４図（ｅ））。次に、またＺｎイオンを選択的に打込
みｎ−ＧａＡｓの一部をｐ −Ｇ ａ Ａ ｓキャップ
層６′とする。最後に実施例１と同様に電極８゜９およ
び１０を形成する。
実施例３
第６図を用いて説明する。
第１図と同じ構造であるが、活性Ｍ３およびクラッド層
２および４の活性層３の近傍の構造を第６図に示すよう
にした。すなわち、活性層は厚さ３ｎｍの量子井戸層と
厚さ６ｎｍの量子井戸層の間に厚さ６ｎｍのＧ ａａ、
ｓｓＡ Ｑａ、４ｓＡ ｓ障壁層を設けた構造にし、ク
ラッド層のＡ Ｑ Ａ ｓ混晶比が活性層に近い程小さ
くなっている。このＡ Ｑ Ａ ｓ混晶比の変化は、ク
ラッド層の屈折率分布ｎ （ｒ）が次式で示されるよう
にした。
２および４の活性層３の近傍の構造を第６図に示すよう
にした。すなわち、活性層は厚さ３ｎｍの量子井戸層と
厚さ６ｎｍの量子井戸層の間に厚さ６ｎｍのＧ ａａ、
ｓｓＡ Ｑａ、４ｓＡ ｓ障壁層を設けた構造にし、ク
ラッド層のＡ Ｑ Ａ ｓ混晶比が活性層に近い程小さ
くなっている。このＡ Ｑ Ａ ｓ混晶比の変化は、ク
ラッド層の屈折率分布ｎ （ｒ）が次式で示されるよう
にした。
（ただしＯ＜ ｒ ＜ ｔ ）
ｎ （ｒ） ＝ｎ、 （だだしｒ ：＞ ｔ ）こ
こで、７勺（ｎ ｘ−ｎ ＊ ） ’ ／ ｎ ｔで、
ｎｌはＡ ｎ Ａ ｓ混晶比Ｘが０．２０の時の屈折率
（約３．４５２）、ｎ２はＡ Ｑ Ａ ｓ混晶比Ｘが０
．４５ の時の屈折率（約３．２８９） である。ま
た、ｒは量子井戸層の壁とクラッド層がなす境界を原点
としたクラッド側方向の座標である。またｔはＡｕＡｓ
混晶比が変化しているクラッド層領域の厚さである。勾
配を決めるαは５とした。
こで、７勺（ｎ ｘ−ｎ ＊ ） ’ ／ ｎ ｔで、
ｎｌはＡ ｎ Ａ ｓ混晶比Ｘが０．２０の時の屈折率
（約３．４５２）、ｎ２はＡ Ｑ Ａ ｓ混晶比Ｘが０
．４５ の時の屈折率（約３．２８９） である。ま
た、ｒは量子井戸層の壁とクラッド層がなす境界を原点
としたクラッド側方向の座標である。またｔはＡｕＡｓ
混晶比が変化しているクラッド層領域の厚さである。勾
配を決めるαは５とした。
以上の実施例１，２および３の半導体レーザは。
ともに電極９と１０の間に順バイアスを印加した時に波
長０．７８μｍのレーザ光を放射し、電極８と９の間に
順バイアスを印加した時に波長０．８３μｍのレーザ光
を放射した。また、それぞれバイアス電流を制御してそ
れぞれの放射光強度を調整することができた。しきい電
流値は５０〜８０ｍＡで、放射光出力が３０ｍＷまで横
はモードが単一であった。
長０．７８μｍのレーザ光を放射し、電極８と９の間に
順バイアスを印加した時に波長０．８３μｍのレーザ光
を放射した。また、それぞれバイアス電流を制御してそ
れぞれの放射光強度を調整することができた。しきい電
流値は５０〜８０ｍＡで、放射光出力が３０ｍＷまで横
はモードが単一であった。
以上の説明においてはＧａＡ Ｑ Ａｓ系材料を用いた
場合であったが、ＩｎＧａＡｓ Ｐ系Ｉ ｎ Ｇ ａ
Ｐ系等の化合物半導体材料を用いても同様の結果が得ら
れることは云うまでもない。
場合であったが、ＩｎＧａＡｓ Ｐ系Ｉ ｎ Ｇ ａ
Ｐ系等の化合物半導体材料を用いても同様の結果が得ら
れることは云うまでもない。
また量子井戸層の厚さは２〜λＯｎｍ、障壁層の厚さは
２〜ｊｏｎｍ、また２つの活性領域が狭む障て°
を 壁層の厚さは２〜１０θｎｍの範囲を本発明の実施でき
た。
２〜ｊｏｎｍ、また２つの活性領域が狭む障て°
を 壁層の厚さは２〜１０θｎｍの範囲を本発明の実施でき
た。
本発明によれば、異なる波長のレーザ光放射をする２つ
の活性領域を有し、それぞれの領域へのキャリア注入量
を独立に制御でき、２つの放射光量を独立に可変とする
ことができる半導体を提供できるので、新規で高度の光
応用装置が開発される効果がある。
の活性領域を有し、それぞれの領域へのキャリア注入量
を独立に制御でき、２つの放射光量を独立に可変とする
ことができる半導体を提供できるので、新規で高度の光
応用装置が開発される効果がある。
第１図は本発明の概要および実施例を説明するための図
、第２図は本発明の詳細な説明に用いる図、第３図は実
施例１の説明に用いる図、第４および５図は実施例２の
説明に用いる図、第６図は実施例３を説明するための図
である。 １・・・基板、２，４．４’・・・クラッド層、５，６
゜６′・・・キャップ層、３・・・活性層、７・・・Ｚ
拡散層、７′・・・Ｚｎイオン打込み層、８，９および
１０・・・３１ 図 ￥Ｊ ２ 図 井７アｉ （Δ−ノ ヤヤツ７￥Ａ到 Ｚ＝ρ ρ、２ θ、４５ 」（才及剰 ｔ ５ 図 劣 ６ 図 χ；ρ ／、２ ／、４５ 基褪側
、第２図は本発明の詳細な説明に用いる図、第３図は実
施例１の説明に用いる図、第４および５図は実施例２の
説明に用いる図、第６図は実施例３を説明するための図
である。 １・・・基板、２，４．４’・・・クラッド層、５，６
゜６′・・・キャップ層、３・・・活性層、７・・・Ｚ
拡散層、７′・・・Ｚｎイオン打込み層、８，９および
１０・・・３１ 図 ￥Ｊ ２ 図 井７アｉ （Δ−ノ ヤヤツ７￥Ａ到 Ｚ＝ρ ρ、２ θ、４５ 」（才及剰 ｔ ５ 図 劣 ６ 図 χ；ρ ／、２ ／、４５ 基褪側
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、障壁を狭んだ２つの活性領域を含む活性層を有する
半導体レーザにおいて、該活性領域を構成する半導体層
の禁制帯幅もしくは厚さ、または該禁制帯幅および厚さ
が異なり、２対の電極を有して該２つの活性領域を独立
に制御できるようにしたことを特徴とする半導体レーザ
装置。 ２、上記活性領域を電流狭窄構造としたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13772285A JPS61296783A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13772285A JPS61296783A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61296783A true JPS61296783A (ja) | 1986-12-27 |
Family
ID=15205297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13772285A Pending JPS61296783A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61296783A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63156383A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レ−ザ |
| JPS63312688A (ja) * | 1987-06-15 | 1988-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ及びその使用方法 |
| JPH02285690A (ja) * | 1989-04-26 | 1990-11-22 | Nec Corp | 半導体レーザと光ディスク装置 |
| US5031185A (en) * | 1988-11-17 | 1991-07-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having a disordered superlattice |
| US5138626A (en) * | 1990-09-12 | 1992-08-11 | Hughes Aircraft Company | Ridge-waveguide buried-heterostructure laser and method of fabrication |
| US5151913A (en) * | 1990-01-09 | 1992-09-29 | Nec Corporation | Semiconductor laser |
-
1985
- 1985-06-26 JP JP13772285A patent/JPS61296783A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63156383A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レ−ザ |
| JPS63312688A (ja) * | 1987-06-15 | 1988-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ及びその使用方法 |
| US5031185A (en) * | 1988-11-17 | 1991-07-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having a disordered superlattice |
| JPH02285690A (ja) * | 1989-04-26 | 1990-11-22 | Nec Corp | 半導体レーザと光ディスク装置 |
| US5151913A (en) * | 1990-01-09 | 1992-09-29 | Nec Corporation | Semiconductor laser |
| US5138626A (en) * | 1990-09-12 | 1992-08-11 | Hughes Aircraft Company | Ridge-waveguide buried-heterostructure laser and method of fabrication |
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