JPS617683A - 光電素子 - Google Patents
光電素子Info
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- JPS617683A JPS617683A JP60123467A JP12346785A JPS617683A JP S617683 A JPS617683 A JP S617683A JP 60123467 A JP60123467 A JP 60123467A JP 12346785 A JP12346785 A JP 12346785A JP S617683 A JPS617683 A JP S617683A
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- JP
- Japan
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- coating
- face
- photoelectric
- reflectance
- coated
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-
- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/11—Anti-reflection coatings
- G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
- G02B1/115—Multilayers
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光電子素子および電気光素子に関する。
特に、反射端面に反射防止用被膜が施された半導体レー
ザ素子に関する。
ザ素子に関する。
本発明は、反射端面に金属酸化物の反射防止被膜が施さ
れた光電素子において、 金属酸化物としてイツトリウム、ガドリニウム、ネオジ
ムおよびランタンから選択された一以上の金属の酸化物
を用いることにより、 上記端面の反射率を低下させるものである。
れた光電素子において、 金属酸化物としてイツトリウム、ガドリニウム、ネオジ
ムおよびランタンから選択された一以上の金属の酸化物
を用いることにより、 上記端面の反射率を低下させるものである。
半導体レーザ素子は、通常は固体と気体との界面に設け
られた平面を通して光を放射することのできる素子の一
例である。素子を形成する材料の屈折率が１より大きく
なると、端面での反射率が固有の値となる。通常の値は
、例えば従来構造のファブリペロ−半導体レーザ素子で
は約３０％であり、この反射率と等価な屈折率は約３．
３である。
られた平面を通して光を放射することのできる素子の一
例である。素子を形成する材料の屈折率が１より大きく
なると、端面での反射率が固有の値となる。通常の値は
、例えば従来構造のファブリペロ−半導体レーザ素子で
は約３０％であり、この反射率と等価な屈折率は約３．
３である。
ある種の光電素子では、この反射率を減少させることが
要求される。
要求される。
エテンハーグ（Ｅｔｔｅｎｂｅｒｇ）らは、ＩＥＥＥジ
ャーナル・オブ・クラオンタム・エレクトロニクス（Ｊ
。
ャーナル・オブ・クラオンタム・エレクトロニクス（Ｊ
。
Ｑｕ、ａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃ、）第ＱＥ−１７巻（１９
８１年）１）月号の第２２１）頁ないし第２２１４真に
おいて、モードが安定化され圧縮されたダブルへテロ接
合レーザ素子の反射率を、端面の反射率を変化させるこ
とにより修正できることを示している。二つの端面の一
方に被膜を施した場合に、被膜が施された端面から出力
される光強度Ｐｃと、被膜が施されていない端面から出
力される光強度Ｐｕとは、 （Ｐｃ／Ｐｕ） ＝ （Ｒｕ／Ｒｃ）””（１−Ｒｃ）
／（１−Ｒｕ）の関係がある。ここでＲｃは被膜が施さ
れた端面の反射率であり、Ｒｕは被膜が施されていない
端面の反射率である。したがって、被膜されていない端
面の反射率Ｒｕを推定することにより、被膜された端面
の反射率Ｒｃが得られる。上記の文献では、被膜には酸
化アルミニューム（ＡｈＯｚ）およびケイ素（Ｓｉ）を
用い、一層の被膜または複数層の被膜をλ／４の厚さに
形成した例を報告している。報告された反射率Ｒｃの最
小値は、被膜されていない端面の反射率Ｒｕを３２％と
して、反射防止被膜をＡｌｚ（ｈで厚さλ／４に形成し
たときに、１．３％の反射率である。
８１年）１）月号の第２２１）頁ないし第２２１４真に
おいて、モードが安定化され圧縮されたダブルへテロ接
合レーザ素子の反射率を、端面の反射率を変化させるこ
とにより修正できることを示している。二つの端面の一
方に被膜を施した場合に、被膜が施された端面から出力
される光強度Ｐｃと、被膜が施されていない端面から出
力される光強度Ｐｕとは、 （Ｐｃ／Ｐｕ） ＝ （Ｒｕ／Ｒｃ）””（１−Ｒｃ）
／（１−Ｒｕ）の関係がある。ここでＲｃは被膜が施さ
れた端面の反射率であり、Ｒｕは被膜が施されていない
端面の反射率である。したがって、被膜されていない端
面の反射率Ｒｕを推定することにより、被膜された端面
の反射率Ｒｃが得られる。上記の文献では、被膜には酸
化アルミニューム（ＡｈＯｚ）およびケイ素（Ｓｉ）を
用い、一層の被膜または複数層の被膜をλ／４の厚さに
形成した例を報告している。報告された反射率Ｒｃの最
小値は、被膜されていない端面の反射率Ｒｕを３２％と
して、反射防止被膜をＡｌｚ（ｈで厚さλ／４に形成し
たときに、１．３％の反射率である。
ヤマグチらは、エレクトロニクス・レターズ（Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ、Ｌｅｔｔ、 ）第２０ （６）巻（１９８４
年）の第２３３頁ないし第２３５頁に、厚さが約λ／４
の一窒化一ケイ素（ＳｉＮ）フィルム（屈折率ｎ＝１．
８５）で一つの端面を被膜した１、３１）ｍＩｒ１Ｇａ
ＡｓＰ／ＩｎＰ分布帰還型ダブルチャネル・プレーナ埋
め込みへテロ構造レーザダイオードについて報告してい
る。この論文中では、ｒ１９００オングストロームまで
の厚さの一窒化一ケイ素フィルムを用いて、被膜が施さ
れた端面の反射率を再現性よく２％以下に制限した」と
報告している。ここで描かれた理論的な曲線は、あるフ
ィルムの厚さで反射率が０に近づくことを示唆している
。
ｔｒｏｎ、Ｌｅｔｔ、 ）第２０ （６）巻（１９８４
年）の第２３３頁ないし第２３５頁に、厚さが約λ／４
の一窒化一ケイ素（ＳｉＮ）フィルム（屈折率ｎ＝１．
８５）で一つの端面を被膜した１、３１）ｍＩｒ１Ｇａ
ＡｓＰ／ＩｎＰ分布帰還型ダブルチャネル・プレーナ埋
め込みへテロ構造レーザダイオードについて報告してい
る。この論文中では、ｒ１９００オングストロームまで
の厚さの一窒化一ケイ素フィルムを用いて、被膜が施さ
れた端面の反射率を再現性よく２％以下に制限した」と
報告している。ここで描かれた理論的な曲線は、あるフ
ィルムの厚さで反射率が０に近づくことを示唆している
。
ケイ素窒化物の反射防止被膜の使用については、カミノ
ー（Ｋａｍｉｎｏｗ）らにより、ボルチモアで開催され
た０ＬＥ０８３会議の論文集論文番号第ＴＨＡａ号にも
開示されている。この論文には、四窒化三ケイ素（Ｓｉ
３Ｎ４）を７．５ｒ＋＋＋＋／ｍｉｎの速度でスパッタ
リングして得た、約２Ｘ１０−’の反射率を有する反射
防止被膜が開示されている。
ー（Ｋａｍｉｎｏｗ）らにより、ボルチモアで開催され
た０ＬＥ０８３会議の論文集論文番号第ＴＨＡａ号にも
開示されている。この論文には、四窒化三ケイ素（Ｓｉ
３Ｎ４）を７．５ｒ＋＋＋＋／ｍｉｎの速度でスパッタ
リングして得た、約２Ｘ１０−’の反射率を有する反射
防止被膜が開示されている。
レーザ素子の端面にケイ素酸化物の被膜を施す例は既に
提案されている。−酸化ケイ素（Ｓｉｎ）被膜は蒸着に
より形成できるが、被膜を形成するときの不明確な化学
的作用により、再現性よく所望の反射率を得ることがで
きない。
提案されている。−酸化ケイ素（Ｓｉｎ）被膜は蒸着に
より形成できるが、被膜を形成するときの不明確な化学
的作用により、再現性よく所望の反射率を得ることがで
きない。
半導体の反射防止被膜として三酸化二スカンジウム（Ｓ
ｃｚ（ｈ）を用いる例が、セラック社（ＣｅｒａｃＩｎ
ｃ、）の広告に記載されている。しかし詳細は明らかで
はない。三酸化二スカンジウムは有毒であり、資源とし
ても少ない。
ｃｚ（ｈ）を用いる例が、セラック社（ＣｅｒａｃＩｎ
ｃ、）の広告に記載されている。しかし詳細は明らかで
はない。三酸化二スカンジウムは有毒であり、資源とし
ても少ない。
Ｉ ＥＥＥジャーナル・オブ・エレクトロニクス第ＱＥ
−１９巻第３号（１９８４年３月）の第４３４頁には、
反射防止被膜として二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ□）を
用いた例が開示されている。この論文によると、端面当
たりの反射係数を、８１０ないし８４０ｎｍの波長に対
して０．５％以下に制限できた。ＩＥＥＥジャーナル・
オブ・エレクトロニクスの以前の号、１９７７年７月の
第ＱＥ−１３号の第５２９頁には、反射防止被膜として
二酸化セシウム（ＣｅＯｚ・）を用いた例が報告されて
いる。屈折率は約１．７である。
−１９巻第３号（１９８４年３月）の第４３４頁には、
反射防止被膜として二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ□）を
用いた例が開示されている。この論文によると、端面当
たりの反射係数を、８１０ないし８４０ｎｍの波長に対
して０．５％以下に制限できた。ＩＥＥＥジャーナル・
オブ・エレクトロニクスの以前の号、１９７７年７月の
第ＱＥ−１３号の第５２９頁には、反射防止被膜として
二酸化セシウム（ＣｅＯｚ・）を用いた例が報告されて
いる。屈折率は約１．７である。
本発明の光電素子は、反射端面の反射率が１％より小さ
くなるように金属酸化物の反射防止被膜が施された光電
素子において、上記金属酸化物は、イツトリウム（Ｙ）
、ガドリニウム（Ｇｄ） 、ネオジム（Ｎｄ）およびラ
ンタン（Ｌａ）から選択された一以上の金属の酸化物を
主成分とすることを特徴とする特に、三二酸化物の三酸
化ニガトリニウムＧｄ２Ｏ３で良好な結果が得られた。
くなるように金属酸化物の反射防止被膜が施された光電
素子において、上記金属酸化物は、イツトリウム（Ｙ）
、ガドリニウム（Ｇｄ） 、ネオジム（Ｎｄ）およびラ
ンタン（Ｌａ）から選択された一以上の金属の酸化物を
主成分とすることを特徴とする特に、三二酸化物の三酸
化ニガトリニウムＧｄ２Ｏ３で良好な結果が得られた。
堆積させた被膜の化学組成は正確にＧｄ２Ｏ２でなくと
もよく、例えば異なる酸化物を含んでもよい。条件を正
確に制御することにより、反射率は０．１％より小さく
、さらには０．０１％より小さくすることができた。
もよく、例えば異なる酸化物を含んでもよい。条件を正
確に制御することにより、反射率は０．１％より小さく
、さらには０．０１％より小さくすることができた。
本発明の光電素子は、半導体素子、半導体レーザ素子お
よび外部共振素子や、これらの素子により構成された増
幅素子を含む。外部共振素子の場合には、少なくともそ
の一方の端面に上記の酸化物で被膜を施す。増幅素子の
場合には、その二つの端面に被膜を施す。
よび外部共振素子や、これらの素子により構成された増
幅素子を含む。外部共振素子の場合には、少なくともそ
の一方の端面に上記の酸化物で被膜を施す。増幅素子の
場合には、その二つの端面に被膜を施す。
本発明は、非常に高出力の素子の出力をさらに増加させ
、実質的に１００％の出力が要求されるよ・うな半導体
素子に特に応用可能性がある。これは特に、半導体レー
ザ素子を光増幅器として用いる場合に要求きれる。しか
し本発明は他の素子、例えば発光ダイオード、先導波路
、光ファイバ等に用いることができる。ただし光ファイ
バの場合には、はどんどの光ファイバの屈折率が本質的
に小さいため、大きな効果を得ることは困難である。
、実質的に１００％の出力が要求されるよ・うな半導体
素子に特に応用可能性がある。これは特に、半導体レー
ザ素子を光増幅器として用いる場合に要求きれる。しか
し本発明は他の素子、例えば発光ダイオード、先導波路
、光ファイバ等に用いることができる。ただし光ファイ
バの場合には、はどんどの光ファイバの屈折率が本質的
に小さいため、大きな効果を得ることは困難である。
本発明が有効であるのは、素子の形成する材料の屈折率
が例えば２．５以上の高い値で、被膜材料の屈折率がこ
れより小さい（ただし１より大きい）場合である。
が例えば２．５以上の高い値で、被膜材料の屈折率がこ
れより小さい（ただし１より大きい）場合である。
本発明の光電素子は、半導体レーザ素子のような素子の
一方または双方の端面上に、真空中にて金属酸化物の被
膜を気相成長させることにより製造できる。この被膜の
厚さはλ／４よりわずかに厚くする。この厚さを用いる
のは、端面を通過して素子から放出されるすべての光が
端面に対して必ずし本直交していないこと、および回折
を許容することにより反射率を最小化できることによる
。
一方または双方の端面上に、真空中にて金属酸化物の被
膜を気相成長させることにより製造できる。この被膜の
厚さはλ／４よりわずかに厚くする。この厚さを用いる
のは、端面を通過して素子から放出されるすべての光が
端面に対して必ずし本直交していないこと、および回折
を許容することにより反射率を最小化できることによる
。
本発明の光電素子を製造する方法において、一方の端面
に被膜を施すには、被膜形成中の端面からの出力光強度
を監視し、この出力光強度が最大になったときに被膜形
成工程を終了する。これにより最適な被膜を形成できる
。
に被膜を施すには、被膜形成中の端面からの出力光強度
を監視し、この出力光強度が最大になったときに被膜形
成工程を終了する。これにより最適な被膜を形成できる
。
従来の技術では、被膜の厚さを確認するために間接的な
監視方法が用いられる。間接的な監視方法では、例えば
水晶振動子のような独立した監視用素子を用い、目的と
する素子に被膜を形成させると同時にこの監視用素子に
も被膜を形成させる。
監視方法が用いられる。間接的な監視方法では、例えば
水晶振動子のような独立した監視用素子を用い、目的と
する素子に被膜を形成させると同時にこの監視用素子に
も被膜を形成させる。
このとき、監視用素子およびすべての光電素子に同じ速
度で被膜が形成されると仮定する。したがって、監視用
素子の膜厚が目的値に達したときに被膜形成工程を終了
する。このような間接的な監視方法は較正が必要であり
、この較正は上述のように出力光強度を検査して行うこ
とが便利である。
度で被膜が形成されると仮定する。したがって、監視用
素子の膜厚が目的値に達したときに被膜形成工程を終了
する。このような間接的な監視方法は較正が必要であり
、この較正は上述のように出力光強度を検査して行うこ
とが便利である。
一方の端面に被膜を形成しているときには、被膜を形成
している端面と形成していない端面との、二つの端面か
ら出力された光強度の比Ｐｃ／Ｐｕを測定するだけでよ
い。本発明の基本となる低反射率は、被膜が施されてい
ない場合の反射率ＲｕＯ値が２５ないし３５％であると
ことから、光強度の比Ｐｃ／ＰｕＯ値が８以上、望まし
くは２５以上、さらに望ましくは８０以上の場合と等価
である。
している端面と形成していない端面との、二つの端面か
ら出力された光強度の比Ｐｃ／Ｐｕを測定するだけでよ
い。本発明の基本となる低反射率は、被膜が施されてい
ない場合の反射率ＲｕＯ値が２５ないし３５％であると
ことから、光強度の比Ｐｃ／ＰｕＯ値が８以上、望まし
くは２５以上、さらに望ましくは８０以上の場合と等価
である。
被膜の屈折率もまた重要であり、その値はその物理的状
態に影響される。特に半導体レーザ素子では、望ましい
屈折率は１．７ないし１，９５であり、さらに望ましく
は１．８ないし１．８５である。
態に影響される。特に半導体レーザ素子では、望ましい
屈折率は１．７ないし１，９５であり、さらに望ましく
は１．８ないし１．８５である。
上述の酸化物は一般に融点が高く、場合によっては２０
００℃以上になる。このような高融点の酸化物でも、電
子ビーム蒸着により光電素子に被膜を堆積させることが
できる。特に被膜を形成する条件を制御して被膜の性質
を「微細に調整」できるようにした場合には、材料の混
合物を有益に利用できる場合もある。ある状況では、金
属酸化物のような気相堆積された材料の組成は、酸化物
の構造から酸素が部分的に失われるため、蒸発した材料
の組成と正確には一致しない。したがって、被膜を形成
するときの雰囲気中に、わずかに酸素を含ませる必要が
ある。
００℃以上になる。このような高融点の酸化物でも、電
子ビーム蒸着により光電素子に被膜を堆積させることが
できる。特に被膜を形成する条件を制御して被膜の性質
を「微細に調整」できるようにした場合には、材料の混
合物を有益に利用できる場合もある。ある状況では、金
属酸化物のような気相堆積された材料の組成は、酸化物
の構造から酸素が部分的に失われるため、蒸発した材料
の組成と正確には一致しない。したがって、被膜を形成
するときの雰囲気中に、わずかに酸素を含ませる必要が
ある。
また、蒸発源の純度やその他の原因により、被膜中に不
純物が混入する場合もある。本発明は、その効果が十分
に得られる程度に上述の酸化物を含んでいれば実施でき
る。
純物が混入する場合もある。本発明は、その効果が十分
に得られる程度に上述の酸化物を含んでいれば実施でき
る。
本発明の光電素子は、屈折率が比較的高い材料と比較的
低い材料とを選択して（順序はどちらからでもよい）、
その端面での反射率を最小にするように一つの端面に複
数の被膜を施してもよい。
低い材料とを選択して（順序はどちらからでもよい）、
その端面での反射率を最小にするように一つの端面に複
数の被膜を施してもよい。
これは従来と同じである。上述の製造方法は、被膜の層
数および厚さの制御に容易に適用できる。
数および厚さの制御に容易に適用できる。
一つの端面に被膜が施された本発明の光電素子は、外部
共振器として用いることもできる。二つの端面に被膜が
施された本発明の光電素子は増幅器、例えば光ファイバ
を伝搬する間に減衰した光学信号を増幅するための増幅
器として用いることができる。
共振器として用いることもできる。二つの端面に被膜が
施された本発明の光電素子は増幅器、例えば光ファイバ
を伝搬する間に減衰した光学信号を増幅するための増幅
器として用いることができる。
端面に被膜を施そうとする半導体レーザ素子を真空装置
内の温度制御された台の上に取り付け、被膜を施そうと
する端面を電子ビーム蒸着源に向ける。誘電体材料（Ｎ
ｄｚＯ＋ 、ＹｚＯｚ、Ｌａ２０．またはＧｄｚＯ＋）
を蒸着源のるつぼに入れて、この真空装置内を１Ｏ−ｂ
ｔｏｒｒ （１３３μＰａ）に排気する。
内の温度制御された台の上に取り付け、被膜を施そうと
する端面を電子ビーム蒸着源に向ける。誘電体材料（Ｎ
ｄｚＯ＋ 、ＹｚＯｚ、Ｌａ２０．またはＧｄｚＯ＋）
を蒸着源のるつぼに入れて、この真空装置内を１Ｏ−ｂ
ｔｏｒｒ （１３３μＰａ）に排気する。
電子照射により蒸着源の材料が蒸発し、これにより生成
された蒸気が被膜を施そうとする端面に凝結する。
された蒸気が被膜を施そうとする端面に凝結する。
この工程では、被膜形成工程中にレーザ光を励起し、形
成されつつある被膜を通して放射される光強度を監視す
ることにより、工程の終了を容易に検出できる。被膜が
最適の厚さになるとこの被膜を透過する光強度が最大と
なる。この最大値を検出することにより、被膜形成工程
の終了時を良好に検出できる。
成されつつある被膜を通して放射される光強度を監視す
ることにより、工程の終了を容易に検出できる。被膜が
最適の厚さになるとこの被膜を透過する光強度が最大と
なる。この最大値を検出することにより、被膜形成工程
の終了時を良好に検出できる。
多くの場合、半導体レーザ素子は二つの端面を備えてお
り、励起されたレーザ光はその双方から出力されるが、
励起量が一定のときには二つの端面からの総放射量は一
定である。したがって、もし一方の端面から出力される
放射量が多くなると他方の端面からの放射量は減少し、
一方が最大のときは他方は最小となる。二つの端面の双
方に被膜を施す場合には、通常は二つの別個の被膜形成
工程を実施する。したがって、どちらの被膜形成工程で
も、被膜が形成される端面と、被膜が形成されない端面
とが存在する。被膜が形成されない端面ば、既に被膜が
施されていてもよく、次の被膜形成工程で被膜が施され
てもよい。被膜形成工程の終了時は、被膜が形成されな
い端面からの光強度を監視し、その光強度が最小になる
ことにより判断する。
り、励起されたレーザ光はその双方から出力されるが、
励起量が一定のときには二つの端面からの総放射量は一
定である。したがって、もし一方の端面から出力される
放射量が多くなると他方の端面からの放射量は減少し、
一方が最大のときは他方は最小となる。二つの端面の双
方に被膜を施す場合には、通常は二つの別個の被膜形成
工程を実施する。したがって、どちらの被膜形成工程で
も、被膜が形成される端面と、被膜が形成されない端面
とが存在する。被膜が形成されない端面ば、既に被膜が
施されていてもよく、次の被膜形成工程で被膜が施され
てもよい。被膜形成工程の終了時は、被膜が形成されな
い端面からの光強度を監視し、その光強度が最小になる
ことにより判断する。
被膜が形成されない端面から監視を行う理由は二つある
。その第一の理由は、その端面からの放射光を検出する
ように配置された検出器が、被膜を形成する蒸気から隠
れていることにより、装置の構造が簡単になることであ
る。被膜が形成されない端面に検出器を配置することは
、この検出器に被膜が形成されることを回避できる。第
二の理由は、この端面での光強度の最小値近傍の変化が
、被膜が形成されている端面の光強度の最大値近傍の変
化より変化量が大きいからである。被膜が形成されない
端面からの光強度が増加し始めた時点ですぐに被膜形成
工程を終了させても、完全な終了の時点かられずかに過
ぎてしまう。しかし、被膜が形成される端面の光強度は
ほとんど変化せず、最適な状態で被膜形成工程を終了で
きる。
。その第一の理由は、その端面からの放射光を検出する
ように配置された検出器が、被膜を形成する蒸気から隠
れていることにより、装置の構造が簡単になることであ
る。被膜が形成されない端面に検出器を配置することは
、この検出器に被膜が形成されることを回避できる。第
二の理由は、この端面での光強度の最小値近傍の変化が
、被膜が形成されている端面の光強度の最大値近傍の変
化より変化量が大きいからである。被膜が形成されない
端面からの光強度が増加し始めた時点ですぐに被膜形成
工程を終了させても、完全な終了の時点かられずかに過
ぎてしまう。しかし、被膜が形成される端面の光強度は
ほとんど変化せず、最適な状態で被膜形成工程を終了で
きる。
被膜形成工程中に、監視している光強度が検出器で測定
できないほど大きく変化する。これを相殺するため、励
起電流を増加させる必要がある。
できないほど大きく変化する。これを相殺するため、励
起電流を増加させる必要がある。
段階的に励起電流を増加させることが望ましい。
半導体レーザ素子の性能および被膜の効果を図に示す。
この図は、二つの曲線、すなわち「被膜前」および「被
膜後」を同じ軸上に描いた。二つの曲線は、それぞれ二
つの直線領域を含む。「自然放出」領域は誘導励起され
ていない動作に対応し、その光出力は小さく、励起電流
に対してゆっくり増加する。「誘導放出」領域はレーザ
発振が生じている動作に対応し、励起電流に対して出力
光が急速に増加し、高出力光が得られる。二つの領域は
曲がった中間部により接続される。
膜後」を同じ軸上に描いた。二つの曲線は、それぞれ二
つの直線領域を含む。「自然放出」領域は誘導励起され
ていない動作に対応し、その光出力は小さく、励起電流
に対してゆっくり増加する。「誘導放出」領域はレーザ
発振が生じている動作に対応し、励起電流に対して出力
光が急速に増加し、高出力光が得られる。二つの領域は
曲がった中間部により接続される。
レーザ発振のしきい値は、自然放出領域と誘導放出領域
との外挿の交点として定義される。したかって、「被膜
前」の曲線のしきい値は約１２ｍＡであり、「被膜後」
の曲線のしきい値は約３１ｍＡである。しきい値が増加
するとともに、被膜を施したこ七により誘導放出領域の
傾きが減少している。
との外挿の交点として定義される。したかって、「被膜
前」の曲線のしきい値は約１２ｍＡであり、「被膜後」
の曲線のしきい値は約３１ｍＡである。しきい値が増加
するとともに、被膜を施したこ七により誘導放出領域の
傾きが減少している。
このような製造方法により、４個の同等なインジウム・
ガリウム・ヒ素・リン・レーザ素子に、それぞれガドリ
ニウムＧｄ、イツトリウムＹ、ネオジムＮｄおよびラン
タンＬａの酸化物で被膜を施した。これらの酸化物を、
所望の端面に電子ビーム蒸着により蒸着し、最適な厚さ
は被膜を形成しない端面から出力される光強度が最小と
なることにより決定した。この結果を表に示す。
ガリウム・ヒ素・リン・レーザ素子に、それぞれガドリ
ニウムＧｄ、イツトリウムＹ、ネオジムＮｄおよびラン
タンＬａの酸化物で被膜を施した。これらの酸化物を、
所望の端面に電子ビーム蒸着により蒸着し、最適な厚さ
は被膜を形成しない端面から出力される光強度が最小と
なることにより決定した。この結果を表に示す。
表において、被膜の「厚さ」の単位は〔ｐ〕であり、１
波長」は「屈折率」に示した値がその波長で得られるこ
とを示し、その単位は（ｔｍ ）である。「反射率」の
単位は〔％〕である。ｒｌｓＪはレーザ発振のしきい値
電流を示し、その単位は（ｍＡ）である。三酸化二ネオ
ジムＮｄｚＯａの屈折率は不明である。
波長」は「屈折率」に示した値がその波長で得られるこ
とを示し、その単位は（ｔｍ ）である。「反射率」の
単位は〔％〕である。ｒｌｓＪはレーザ発振のしきい値
電流を示し、その単位は（ｍＡ）である。三酸化二ネオ
ジムＮｄｚＯａの屈折率は不明である。
この表は、ガドリニウムＧｄ、イツトリウムＹ、ネオジ
ムＮｄおよびランタンＬａの酸化物が、レーザ発振しき
い値を増加させていることを示し、この半導体レーザ素
子が増幅器としての使用に適していることを示す。
ムＮｄおよびランタンＬａの酸化物が、レーザ発振しき
い値を増加させていることを示し、この半導体レーザ素
子が増幅器としての使用に適していることを示す。
以上説明したように、本発明の光電素子は端面の反射率
を非常に小さくできる。したがって、半導体レーザ素子
、外部共振素子、増幅素子等の端面の反射率を削減した
い応用において大きな効果がある。
を非常に小さくできる。したがって、半導体レーザ素子
、外部共振素子、増幅素子等の端面の反射率を削減した
い応用において大きな効果がある。
図は本発明実施例半導体レーザ素子の電流対出力特性。
Claims (8)
- （１）反射端面の反射率が１％より小さくなるように金
属酸化物の反射防止被膜が施された光電素子において、
上記金属酸化物は、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム
（Ｇｄ）、ネオジム（Ｎｄ）およびランタン（Ｌａ）か
ら選択された一以上の金属の酸化物を主成分とすること
を特徴とする光電素子。 - （２）金属酸化物はネオジムの酸化物である特許請求の
範囲第（１）項に記載の光電素子。 - （３）反射端面の反射率は０．１％より小さい特許請求
の範囲第（１）項または第（２）項に記載の光電素子。 - （４）反射防止被膜はその屈折率が１．７ないし１．９
５である特許請求の範囲第（１）項ないし（３）項のい
ずれかに記載の光電素子。 - （５）光電素子は半導体素子である特許請求の範囲第（
１）項ないし第（４）項のいずれかに記載の光電素子。 - （６）光電素子はレーザ素子である特許請求の範囲第（
１）項ないし第（５）項のいずれかに記載の光電素子。 - （７）光電素子は少なくとも一つの反射端面に金属酸化
物の被膜が施された外部共振素子である特許請求の範囲
第（１）項ないし第（６）項のいずれかに記載の光電素
子。 - （８）光電素子は二つの反射端面に金属酸化物の被膜が
施された増幅素子である特許請求の範囲第（１）項ない
し第（７）項のいずれかに記載の光電素子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB848414454A GB8414454D0 (en) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | Opto-electronic and electro-optic devices |
| GB8414454 | 1984-06-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS617683A true JPS617683A (ja) | 1986-01-14 |
Family
ID=10562024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60123467A Pending JPS617683A (ja) | 1984-06-06 | 1985-06-06 | 光電素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0168165A1 (ja) |
| JP (1) | JPS617683A (ja) |
| CA (1) | CA1264368A (ja) |
| GB (1) | GB8414454D0 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61207091A (ja) * | 1985-03-11 | 1986-09-13 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| FR2598263B1 (fr) * | 1986-04-30 | 1989-06-02 | Thomson Csf | Laser semiconducteur a haut niveau de non-linearite et procede de passivation differentielle des faces clivees de ce laser. |
| NL8602204A (nl) * | 1986-09-01 | 1988-04-05 | Philips Nv | Dfb laser met anti-reflectielaag. |
| GB8729104D0 (en) * | 1987-12-14 | 1988-01-27 | British Telecomm | Anti-reflection coatings |
| EP0845819A1 (en) * | 1996-11-27 | 1998-06-03 | Lucent Technologies Inc. | Yttrium aluminum oxide coatings for active semiconductor optical devices |
-
1984
- 1984-06-06 GB GB848414454A patent/GB8414454D0/en active Pending
-
1985
- 1985-06-06 CA CA000483332A patent/CA1264368A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-06-06 EP EP85304029A patent/EP0168165A1/en not_active Withdrawn
- 1985-06-06 JP JP60123467A patent/JPS617683A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0168165A1 (en) | 1986-01-15 |
| GB8414454D0 (en) | 1984-07-11 |
| CA1264368C (en) | 1990-01-09 |
| CA1264368A (en) | 1990-01-09 |
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