JPS6169188A - 光偏向半導体レ−ザアレイ装置 - Google Patents
光偏向半導体レ−ザアレイ装置Info
- Publication number
- JPS6169188A JPS6169188A JP19119184A JP19119184A JPS6169188A JP S6169188 A JPS6169188 A JP S6169188A JP 19119184 A JP19119184 A JP 19119184A JP 19119184 A JP19119184 A JP 19119184A JP S6169188 A JPS6169188 A JP S6169188A
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- JP
- Japan
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- electrode
- straight line
- waveguide
- semiconductor laser
- laser array
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- 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】
く技術分野ン
本考案１よ半導体レーザアレイ装置、待に出力光ビーム
に偏向ｌ′＆能をもつ発温自生４１本レーザアレイ装置
に関する。
に偏向ｌ′＆能をもつ発温自生４１本レーザアレイ装置
に関する。
〈従来技術〉
光集積回路の開発が進められている中で、光スィッチ、
光情報処理などの分野において、出力光ビームの方向力
呵変である光偏向レーザが重要な素子となってきた。従
来、光偏向に用いられてきたのは、多面鏡（ポリゴンミ
ラー）の回転を用いたものや、ホログラムを用いたちの
、誘電体を材料とした電気光学効果や音響光学効果を利
用したちのなどが挙げられる。多面鏡を用いた（民［成
約な構造のものは、偏向角は大きいが、装置が大型で速
度が遅い欠点かあり、ホログラムを；稍、・たちのは光
学系が複雑で大型であること、心気光学、音響光学効果
を利用したものは偏向角が小さく、がっ、駆動電圧が高
いことなど、それぞれ短所があった。
光情報処理などの分野において、出力光ビームの方向力
呵変である光偏向レーザが重要な素子となってきた。従
来、光偏向に用いられてきたのは、多面鏡（ポリゴンミ
ラー）の回転を用いたものや、ホログラムを用いたちの
、誘電体を材料とした電気光学効果や音響光学効果を利
用したちのなどが挙げられる。多面鏡を用いた（民［成
約な構造のものは、偏向角は大きいが、装置が大型で速
度が遅い欠点かあり、ホログラムを；稍、・たちのは光
学系が複雑で大型であること、心気光学、音響光学効果
を利用したものは偏向角が小さく、がっ、駆動電圧が高
いことなど、それぞれ短所があった。
また、これらの構造を採用した場・訃には、そｉｃｒ＋
身に発光代能をちっていないため；こ、ケスレーザや半
導体レー＋ｔを光源として尤′ｆ的にｔｌ“１冨：二結
ひさせなければならないことも応用上問題点となってい
る。
身に発光代能をちっていないため；こ、ケスレーザや半
導体レー＋ｔを光源として尤′ｆ的にｔｌ“１冨：二結
ひさせなければならないことも応用上問題点となってい
る。
く本発明の目的〉
そこで、本発明においては、構造が簡単、小型で光源と
一体化した光（α自生導体レーザ７レイ装置を与えるこ
とを目的としている９ 〈本発明の原理〉 まず、一般的な屈折率導波型半導木レーサアレイ装置を
考える。その１例のｔｉｔ造図を第４図（山（ｂ）に示
す。ローＧ ａ Ａｓ基板１の上にドｌ＼（警ａ、−＼
Ａｓクラッド層２ 、 Ａ （１′ｙＣ番ａニーｙＡｓ
活性層３ Ｉ Ｐ −Ａ ／： ：＜６ａ＋−１Ａｓク
ランド層、ｌ、Ｐ”−Ｇａ、Ａｓキャップ層５を連続成
長させる５成長法としては、液相エピタキシフル法、分
子線エピタキンフル法、有数金属化学、析出法、気相エ
ピタキシアル法などを用いる。次に、９〜２２７１層４
の途中までの深さの幅２μｍ１ ピッチ５μ【ｎの複数
の平行溝を形成する。これにはホトリソグラフィやエツ
チング技術を応用する。続いて、この溝付き基板上に液
相エピタキシアル法で溝を埋め込むために、ｎ−Ａ Ｃ
ｚＧａ、−ｚＡｓ埋め込み層６を１＆長させる。
一体化した光（α自生導体レーザ７レイ装置を与えるこ
とを目的としている９ 〈本発明の原理〉 まず、一般的な屈折率導波型半導木レーサアレイ装置を
考える。その１例のｔｉｔ造図を第４図（山（ｂ）に示
す。ローＧ ａ Ａｓ基板１の上にドｌ＼（警ａ、−＼
Ａｓクラッド層２ 、 Ａ （１′ｙＣ番ａニーｙＡｓ
活性層３ Ｉ Ｐ −Ａ ／： ：＜６ａ＋−１Ａｓク
ランド層、ｌ、Ｐ”−Ｇａ、Ａｓキャップ層５を連続成
長させる５成長法としては、液相エピタキシフル法、分
子線エピタキンフル法、有数金属化学、析出法、気相エ
ピタキシアル法などを用いる。次に、９〜２２７１層４
の途中までの深さの幅２μｍ１ ピッチ５μ【ｎの複数
の平行溝を形成する。これにはホトリソグラフィやエツ
チング技術を応用する。続いて、この溝付き基板上に液
相エピタキシアル法で溝を埋め込むために、ｎ−Ａ Ｃ
ｚＧａ、−ｚＡｓ埋め込み層６を１＆長させる。
ただし、ｌ）くｚ＜ｙ＜ｘまたは（１＜ｙ＜＼〈２と選
ぶ。最後に、基板側には全面電極８を、成長層側には導
波路（溝）に平行な線１０月こ左右対称な形の電極７を
形成し、４波路（溝）に垂直なへき開面を出し、レーザ
共振器とする。この素子についてｆ
は、埋め込み層６の影響に上り活性層３
の部分に相対的に等何月折率の高い部分９と低い部分１
゜がで外、高い部分は電流ち侠くさ２ｔて・ハるために
レーザフィラメント部となる。
ぶ。最後に、基板側には全面電極８を、成長層側には導
波路（溝）に平行な線１０月こ左右対称な形の電極７を
形成し、４波路（溝）に垂直なへき開面を出し、レーザ
共振器とする。この素子についてｆ
は、埋め込み層６の影響に上り活性層３
の部分に相対的に等何月折率の高い部分９と低い部分１
゜がで外、高い部分は電流ち侠くさ２ｔて・ハるために
レーザフィラメント部となる。
さて、この従来形半導体レーザアレイ）２置の代表的な
遠視野像を＠５図に示す。この上っに、多くの素子で２
本のピークが観察され、両者の強度比らほぼ１に等しい
。この現象は以下のよう：こ考えることかできる。ます
、素子内部の複数の導波路を横方向のグレーティングと
見なす。これ１よＥ１折率導波型素子で第４図（ａｉの
等何月折率の高い部分９と等何月折率の低い部分１（）
の開に屈折率差Δｎが周期的に付いているためである。
遠視野像を＠５図に示す。この上っに、多くの素子で２
本のピークが観察され、両者の強度比らほぼ１に等しい
。この現象は以下のよう：こ考えることかできる。ます
、素子内部の複数の導波路を横方向のグレーティングと
見なす。これ１よＥ１折率導波型素子で第４図（ａｉの
等何月折率の高い部分９と等何月折率の低い部分１（）
の開に屈折率差Δｎが周期的に付いているためである。
このような考え方での発振原理図を第６図に示す。素子
の横方向にグレーティング１（）５か”周期Ａで存在し
、上下の素子端面ばへき開面となっている。この場合、
光波はグレーティング１０５方向と角度θをなす方向１
こ伝播し、第６図中の１（目、１゜２の２つの回転する
波となる。この２種の光波は、へき開面から放射される
際に２方向に進む光波１（１３，１０４となり、そのへ
き開面に垂直な方向となす角はαとなる。αは次式で表
わさｊｚる。
の横方向にグレーティング１（）５か”周期Ａで存在し
、上下の素子端面ばへき開面となっている。この場合、
光波はグレーティング１０５方向と角度θをなす方向１
こ伝播し、第６図中の１（目、１゜２の２つの回転する
波となる。この２種の光波は、へき開面から放射される
際に２方向に進む光波１（１３，１０４となり、そのへ
き開面に垂直な方向となす角はαとなる。αは次式で表
わさｊｚる。
ただし、λ。は真空中での発振波長である６本発明は、
導波路方向に平行な直線に対して非対称な電流注入領域
を設けて、素子内部の２種の回転光波の片方を抑制する
ことｉこより、簡単、小型な構造でちって、出射光を１
本にするものである。また、本発明は上記電流注入領域
をスイッチすることにより、回転方向を任意に選べるよ
うにするものである。
導波路方向に平行な直線に対して非対称な電流注入領域
を設けて、素子内部の２種の回転光波の片方を抑制する
ことｉこより、簡単、小型な構造でちって、出射光を１
本にするものである。また、本発明は上記電流注入領域
をスイッチすることにより、回転方向を任意に選べるよ
うにするものである。
〈実施例〉
第１図（ａ）、 ｊｂ）に本発明の１実ｊ血例の構造図
を示す。以下、この実施例について作製手舶と原理を説
明する。まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に前述の従来例（
第４図（ａ）、 （ｂ）Ｊと同様に屈折率導波型半導体
レーザアレイを成長する。（１〜６は第４図（ａ）、（
ｂ）の説明に同じ。）このウェハーの基板側には、Ａｕ
／Ｓｎなど、成長層側にはＡｕ／Ｚｎなど、抵抗性接触
となる金属をそれぞれ真空蒸着し、その後真空中、約４
５ ＋） ’Ｃ’で３分程度合金化を行った。この時、
基板側はウェハー全面に抵抗性電極８を形成するが、成
長層側には電流注入領域としての電極７Ｌ電極７２（２
カ所）および電極７３（２カ所）を設ける。電１返７１
は素子の導波路方向に平行なある直線２００に対して左
右対称にしており、電極７２および電極７３は導波路方
向に平行などんな直線ｉこ対してら非対称となるように
選んだ。この電ｆｆ１７１，７２．７３の形成には、フ
ォトリングラフィ技術とリフト・オフ又はエツチング技
術を利用した。最後にレーザ光出射端面として、導波路
に垂直な面をへ％ １ｊｉｊ して素子としｒこ７この
素子を直徨２ ｏ （ｌ Ｈ二左右、１・１称な電（上
７１：二電流を流し発振させると、第６［２１の原理で
説明しｒこように、２本の遠視野像をもつ特性となる（
第５図参照）。しｈ化、左右非対称な電極７２または７
３で励起すると、遠視野像は１本の鋭いピークのみにな
ることを確認した。ここでは例えば電（ペア１と７２を
同時に励起した場合を考える。この場合には、第６図の
１０１で・、パした回転方向の光波により大きな利得が
与えられ、この方向の光波が発振し、池方１０２の発振
は抑制される。このため、出射光は第６図での１ ＋１
３方向、第１図での２０３方向にのみ伝播することか観
察されり。
を示す。以下、この実施例について作製手舶と原理を説
明する。まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に前述の従来例（
第４図（ａ）、 （ｂ）Ｊと同様に屈折率導波型半導体
レーザアレイを成長する。（１〜６は第４図（ａ）、（
ｂ）の説明に同じ。）このウェハーの基板側には、Ａｕ
／Ｓｎなど、成長層側にはＡｕ／Ｚｎなど、抵抗性接触
となる金属をそれぞれ真空蒸着し、その後真空中、約４
５ ＋） ’Ｃ’で３分程度合金化を行った。この時、
基板側はウェハー全面に抵抗性電極８を形成するが、成
長層側には電流注入領域としての電極７Ｌ電極７２（２
カ所）および電極７３（２カ所）を設ける。電１返７１
は素子の導波路方向に平行なある直線２００に対して左
右対称にしており、電極７２および電極７３は導波路方
向に平行などんな直線ｉこ対してら非対称となるように
選んだ。この電ｆｆ１７１，７２．７３の形成には、フ
ォトリングラフィ技術とリフト・オフ又はエツチング技
術を利用した。最後にレーザ光出射端面として、導波路
に垂直な面をへ％ １ｊｉｊ して素子としｒこ７この
素子を直徨２ ｏ （ｌ Ｈ二左右、１・１称な電（上
７１：二電流を流し発振させると、第６［２１の原理で
説明しｒこように、２本の遠視野像をもつ特性となる（
第５図参照）。しｈ化、左右非対称な電極７２または７
３で励起すると、遠視野像は１本の鋭いピークのみにな
ることを確認した。ここでは例えば電（ペア１と７２を
同時に励起した場合を考える。この場合には、第６図の
１０１で・、パした回転方向の光波により大きな利得が
与えられ、この方向の光波が発振し、池方１０２の発振
は抑制される。このため、出射光は第６図での１ ＋１
３方向、第１図での２０３方向にのみ伝播することか観
察されり。
このときの活性層３の面に平行な遠視野像は第２図に示
したように半値全幅的１．５°、垂直方向からのずれ約
−５°の１つのピークのみをらつらのとなる。同様の原
理により、第４図（ａ）、ｆｂノの電極７１と７３を励
起した場合には第３図に示した遠視野像となる。半値全
幅で約１６５゛、垂直方向からのずれは約５°になって
いる。
したように半値全幅的１．５°、垂直方向からのずれ約
−５°の１つのピークのみをらつらのとなる。同様の原
理により、第４図（ａ）、ｆｂノの電極７１と７３を励
起した場合には第３図に示した遠視野像となる。半値全
幅で約１６５゛、垂直方向からのずれは約５°になって
いる。
以上のことにより、電極７１と７２を励起する時と、電
極７１と７３を励起する時で出射光は（偏向され、その
開き角は約１０°となる。（ただし、この角度は素子の
導波路のピッチ人を変化させることによ１）適当な値を
選ぶことができる。）この素子といくつかの受光素子や
受動導波路を集積化することにより、スイッチング、変
調などに応用することが可能である。
極７１と７３を励起する時で出射光は（偏向され、その
開き角は約１０°となる。（ただし、この角度は素子の
導波路のピッチ人を変化させることによ１）適当な値を
選ぶことができる。）この素子といくつかの受光素子や
受動導波路を集積化することにより、スイッチング、変
調などに応用することが可能である。
Ｃ現在、半導体レーザを直接電流で変調した場合には、
立上がり時に熱などの影響により発振波長かシフトした
り、樅モードが不安定：二なったりする。しかし、この
偏向を利用する場訃：二は、発振のオン、オフではなく
、出射角の制御を原理としているため、全体の電流注入
レベルを大きく変化させることなく変調することかでき
る。そのため、素子の温度は変調に依存してはほとんど
変化せず、発振縦モードも安定する。
立上がり時に熱などの影響により発振波長かシフトした
り、樅モードが不安定：二なったりする。しかし、この
偏向を利用する場訃：二は、発振のオン、オフではなく
、出射角の制御を原理としているため、全体の電流注入
レベルを大きく変化させることなく変調することかでき
る。そのため、素子の温度は変調に依存してはほとんど
変化せず、発振縦モードも安定する。
本発明の変形例としては以下のようなものか挙げられる
。
。
ｉ）ｐ、ｎ伝専型が全て逆にしｒこ構造の素子。
ｉｉ） 材料として［ｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系などの
レーザ発振可能な池の材料を用いた構造の素子。
レーザ発振可能な池の材料を用いた構造の素子。
１ｉｉ）素子内部の横方向グレーティングを池の原理、
方法の屈折率分布により形成した構造の素子。
方法の屈折率分布により形成した構造の素子。
ｉｖ） 電流注入領域を内部逆バイアス層など池の原
理、方法で実現した構造の素子。
理、方法で実現した構造の素子。
く本発明の効果〉
以上のように、本発明によれば、半導体素子白木に偏向
機能を備えたレーザ７レイ装置を得ることかできる。
機能を備えたレーザ７レイ装置を得ることかできる。
第１図（ａＬ （ｂ）は゛本発明の実施例の構造図、１
ｔＳ２図、第３図は上記実施例の遠視野像のグラフであ
る。第４図（ａ）＋ （１＋）は従来素子の構造図で、
第、を図（ａ）は上視図、第４図（ｂ）は断面図、第５
図は従来素子の遠視野像のグラフ、第６図は従来素子の
発振原理図である。 １・・・ｎ−ＧａＡｓ基板、 ２，４・・・クラッド
層、ト・・活性層、 ５・・・キャップ層６
・・・埋め込み層、 ７１．３・・・金属電極、
９・・・フィラメント部、 ＩＯ・・・埋め込み部、
７１．７２．７３・・・金属電庵。 特 許 出 願 人 シャープ株式会社代 理 人
弁理士 青白 葆 外２名第２図 第３図 第４図（ａ）
ｔＳ２図、第３図は上記実施例の遠視野像のグラフであ
る。第４図（ａ）＋ （１＋）は従来素子の構造図で、
第、を図（ａ）は上視図、第４図（ｂ）は断面図、第５
図は従来素子の遠視野像のグラフ、第６図は従来素子の
発振原理図である。 １・・・ｎ−ＧａＡｓ基板、 ２，４・・・クラッド
層、ト・・活性層、 ５・・・キャップ層６
・・・埋め込み層、 ７１．３・・・金属電極、
９・・・フィラメント部、 ＩＯ・・・埋め込み部、
７１．７２．７３・・・金属電庵。 特 許 出 願 人 シャープ株式会社代 理 人
弁理士 青白 葆 外２名第２図 第３図 第４図（ａ）
Claims (1)
- （１）複数本の屈折率導波型フィラメントを平行に並べ
た構造で、導波路方向に平行な直線に対して対称な電流
注入領域をもつと共に、それ以外に上記直線に対して少
くとも１つの非対称な電流注入領域をもつことを特徴と
する光偏向半導体レーザアレイ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19119184A JPS6169188A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 光偏向半導体レ−ザアレイ装置 |
| US06/773,966 US4730326A (en) | 1984-09-12 | 1985-09-09 | Semiconductor laser array device |
| EP85306442A EP0174839B1 (en) | 1984-09-12 | 1985-09-11 | A semiconductor laser array device |
| DE8585306442T DE3581025D1 (de) | 1984-09-12 | 1985-09-11 | Halbleiterlaser-vielfachanordnung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19119184A JPS6169188A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 光偏向半導体レ−ザアレイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6169188A true JPS6169188A (ja) | 1986-04-09 |
Family
ID=16270414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19119184A Pending JPS6169188A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | 光偏向半導体レ−ザアレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6169188A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0625107U (ja) * | 1992-08-05 | 1994-04-05 | 株式会社森川商店 | 紙蓋及び該紙蓋を用いた円筒状容器 |
-
1984
- 1984-09-12 JP JP19119184A patent/JPS6169188A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0625107U (ja) * | 1992-08-05 | 1994-04-05 | 株式会社森川商店 | 紙蓋及び該紙蓋を用いた円筒状容器 |
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