JPS6191988A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS6191988A JPS6191988A JP21256484A JP21256484A JPS6191988A JP S6191988 A JPS6191988 A JP S6191988A JP 21256484 A JP21256484 A JP 21256484A JP 21256484 A JP21256484 A JP 21256484A JP S6191988 A JPS6191988 A JP S6191988A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- layer
- gain
- grooves
- waveguides
- Prior art date
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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】
［発明の属する技術−分野］
本発明は半導体レーザに関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
光情報処理用光源として、ＡｆｆＧａＡｓ系半導体レー
ザを大出力動作させた場合、通常のＮｉｌ ３ｍでは、
２０〜３０ｍ ’ Ｗで端面の光学損１期に至る。この
光学損傷を起こすことなく光出力を増大させるために、
レーザ共振器を複数本同一基板上に形成し、それぞれの
共振器を光学的に結合した、位相同期型半導体レーザが
提案されている。
ザを大出力動作させた場合、通常のＮｉｌ ３ｍでは、
２０〜３０ｍ ’ Ｗで端面の光学損１期に至る。この
光学損傷を起こすことなく光出力を増大させるために、
レーザ共振器を複数本同一基板上に形成し、それぞれの
共振器を光学的に結合した、位相同期型半導体レーザが
提案されている。
第６図に一例として内部ストライプを用いた、位相同期
型半導体レーザの横断面図を示す。Ｐ−Ｇａ Ａｓ基板
２上のｎ−ＧａＡｓからなる電流口１止層４、＋１−Ａ
ｅＧａＡｓからなる第１クラッド層６、ＡｅＧａＡｓか
らなる活性層８、ｎ−Ａｌ！Ｇａ Ａｓからなる第２ク
ラッド層１０、ｎ−ＧａＡＳからなるオーミック層１２
、ｐ制電ｌｆ！１４、ｎ側電極１６により構成されてい
る。基板２には複数、例えば５本のストライプ溝１８が
設けられている。
型半導体レーザの横断面図を示す。Ｐ−Ｇａ Ａｓ基板
２上のｎ−ＧａＡｓからなる電流口１止層４、＋１−Ａ
ｅＧａＡｓからなる第１クラッド層６、ＡｅＧａＡｓか
らなる活性層８、ｎ−Ａｌ！Ｇａ Ａｓからなる第２ク
ラッド層１０、ｎ−ＧａＡＳからなるオーミック層１２
、ｐ制電ｌｆ！１４、ｎ側電極１６により構成されてい
る。基板２には複数、例えば５本のストライプ溝１８が
設けられている。
この１９相同期型半導体レーザを発振させた場合の基本
横モードの電界分布Ｅ。（×）、利得分布Ｑ（Ｘ）を第
７図にポリ。Ｘは、横方向の距離で、ｘ＝Ｑは中央のス
トライプ溝の位置を示す。
横モードの電界分布Ｅ。（×）、利得分布Ｑ（Ｘ）を第
７図にポリ。Ｘは、横方向の距離で、ｘ＝Ｑは中央のス
トライプ溝の位置を示す。
しかしながら、上記半導体レーザでは、基本横モード以
外、例えば第８図に示す横モードＥ１（ｘ）のレーザ発
振光も導波路中を伝搬可能である。基本横モードＥｏ（
ｘ）が発振するか、他の横モードが発振するかは、次に
示す総利得の大小によって、決められる。ここで総利得
とは、電界分布の二乗と利得分布の重ね合せ積分に比例
する量であり、基本横モードの総利得をＧ。、他のモー
ドの総利得をＧ、とすると、それぞれ）％＜Ｔ余白 Ｃ与えられる。
外、例えば第８図に示す横モードＥ１（ｘ）のレーザ発
振光も導波路中を伝搬可能である。基本横モードＥｏ（
ｘ）が発振するか、他の横モードが発振するかは、次に
示す総利得の大小によって、決められる。ここで総利得
とは、電界分布の二乗と利得分布の重ね合せ積分に比例
する量であり、基本横モードの総利得をＧ。、他のモー
ドの総利得をＧ、とすると、それぞれ）％＜Ｔ余白 Ｃ与えられる。
上記半導体レーザではＧ。倉Ｇ、であるため、いずれの
横モードで発振するかは確定せず、安定した基本横モー
ドで発振できず情報処理用光源として適さない。
横モードで発振するかは確定せず、安定した基本横モー
ドで発振できず情報処理用光源として適さない。
［発明の目的］
この発明の目的は横モードが単一で高出力動作が可能で
ある位相同期型半導体レーザを提供することである。
ある位相同期型半導体レーザを提供することである。
［発明の概要］
本発明の半導体レーザはレーザ光に対して利得を有する
複数本の導波路を備え、中央部の導波路Ｃの利得が最も
大きく、周辺部の導波路にいくに従い利得が減少するよ
うに構成されている。これによって、基本横モードが、
他の横モードの利得より大きくなり、安定した基本横モ
ードで高出力まで発振させることができる。
複数本の導波路を備え、中央部の導波路Ｃの利得が最も
大きく、周辺部の導波路にいくに従い利得が減少するよ
うに構成されている。これによって、基本横モードが、
他の横モードの利得より大きくなり、安定した基本横モ
ードで高出力まで発振させることができる。
［発明の実施例］
以下、本発明を実施例を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の半導体レーザの断面図を示
す。（１００） ｐ−Ｇａ Ａｓ基板２上に厚さ０．
８μ県のｎ−ＧａＡｓよりなる電流阻止層４が液相成長
され、フォトレジスト工程により５つのストライプ溝２
０．２２．２４．２６．２８が形成されている。満の幅
は中央から順にＷ、＝３μｍ１Ｗ２＝２．５μｍ、Ｗｓ
””２μｍであり、リアクティブ・イオン・エツチング
法を用いて深さ、１．２μｍに形成した。なお溝の間隔
は１〜２μｍである。この後、ｐ−Ａ４ＧａＡＳからな
る第１のクラララド層６、厚さ０．１ μｒａのＡＩ！
ＧａＡｓからなる活性層８、厚さ１．５μｍのｎ−Ａｆ
ＧａＡｓからなる第２のクラッド層１０及び厚さ４μｍ
のｎ−ＧａＡＳかうなるオーミック層１２を液相成長法
により順次形成した。更にｎ側電極１４、ｎ側電極１６
、を形成したものである。
す。（１００） ｐ−Ｇａ Ａｓ基板２上に厚さ０．
８μ県のｎ−ＧａＡｓよりなる電流阻止層４が液相成長
され、フォトレジスト工程により５つのストライプ溝２
０．２２．２４．２６．２８が形成されている。満の幅
は中央から順にＷ、＝３μｍ１Ｗ２＝２．５μｍ、Ｗｓ
””２μｍであり、リアクティブ・イオン・エツチング
法を用いて深さ、１．２μｍに形成した。なお溝の間隔
は１〜２μｍである。この後、ｐ−Ａ４ＧａＡＳからな
る第１のクラララド層６、厚さ０．１ μｒａのＡＩ！
ＧａＡｓからなる活性層８、厚さ１．５μｍのｎ−Ａｆ
ＧａＡｓからなる第２のクラッド層１０及び厚さ４μｍ
のｎ−ＧａＡＳかうなるオーミック層１２を液相成長法
により順次形成した。更にｎ側電極１４、ｎ側電極１６
、を形成したものである。
本実施例の半導体レーザでは、ストライプ溝２０〜２８
の幅は、中央部から周辺部にいくに従い、Ｗａ ＞Ｗ２
＞Ｗ＋ と順次狭くなっている。
の幅は、中央部から周辺部にいくに従い、Ｗａ ＞Ｗ２
＞Ｗ＋ と順次狭くなっている。
ところで、個々のストライプ溝を考えた場合、ストライ
プ溝の幅と発振するために必要なしきい電流との関係は
、第２図に示す様に実験的に求められている。即ちスト
ライプ溝は幅が狭くなる稈、発振に必要な電流は増加す
る。これはストライプ幅が狭くなると、ストライプ溝周
辺のＱａ Ａｓ結晶による吸収損失が大きくなるためで
ある。
プ溝の幅と発振するために必要なしきい電流との関係は
、第２図に示す様に実験的に求められている。即ちスト
ライプ溝は幅が狭くなる稈、発振に必要な電流は増加す
る。これはストライプ幅が狭くなると、ストライプ溝周
辺のＱａ Ａｓ結晶による吸収損失が大きくなるためで
ある。
従って、本発明の半導体レーザでは利１９分布Ｑは第３
図に示す様に基本横モードＥ。と相似となり、基本モー
ドでの総和得Ｇ０は例えば第４図に示す他の横モードＥ
１の総利得より十分大きくなる。その結果、本発明の半
導体レーザは安定した堪本横モードで高出力まで発振す
る。
図に示す様に基本横モードＥ。と相似となり、基本モー
ドでの総和得Ｇ０は例えば第４図に示す他の横モードＥ
１の総利得より十分大きくなる。その結果、本発明の半
導体レーザは安定した堪本横モードで高出力まで発振す
る。
［発明の効果］
高光出力半導体レーザとして、有望な位相同期型レーザ
において、基本横モードの発振を再睨性よくするストラ
イプ型半導体レーザを提供できる。
において、基本横モードの発振を再睨性よくするストラ
イプ型半導体レーザを提供できる。
［発明の伯の実施例］
上述の実施例では内部ストライプ溝の幅を変えることに
より、横方向に利得分布を形成したが、活性層のたれ込
み吊を変えることによっても利ｉ％分布を形成できる。
より、横方向に利得分布を形成したが、活性層のたれ込
み吊を変えることによっても利ｉ％分布を形成できる。
即ち、ストライプ溝中に活性層を三日月状にたれ込ませ
、そのたれ込みの深さを変えることにより利得分布を形
成することも可能である。第５図に示すように、中央部
でストライプ溝を深く形成することにより、活性層８を
中央部のストライプ溝はど深くたれ込ませることができ
る。この結果、中央部はど利得が大きくなり基本横モー
ドで発振する。
、そのたれ込みの深さを変えることにより利得分布を形
成することも可能である。第５図に示すように、中央部
でストライプ溝を深く形成することにより、活性層８を
中央部のストライプ溝はど深くたれ込ませることができ
る。この結果、中央部はど利得が大きくなり基本横モー
ドで発振する。
第１図は本発明の半導体レーザの横断面図、第２図は単
一ストライプ溝の半導体レーザのしきい電流値と溝幅の
関係を示す図、第３図は本発明の半導体レーザの基本横
モードの電界分布Ｅ。及び利得分布９を示す図、第４図
は本発明の半導体レーザの基本横モード以外の横モード
の電界分布の一例及び利得分布を示す図、第５図は本発
明の他の実施例の半導体レーザの横断面図、第６図は従
来技術の位相同期型半導体レーザの横断面図、第７図は
第６図に示ず半導体レーザの基本横モードの電界分布Ｅ
。及び利得分布ｇを示す図、第８図は第１図に示す半導
体レーザの基本横モード以外の横モードの電界分布の一
例及び利１″、１分布を承り図である。 代理人 弁理士 則近憲佑（ばか１名）第１図 第２図 溝％ （、ｇｍ） 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図
一ストライプ溝の半導体レーザのしきい電流値と溝幅の
関係を示す図、第３図は本発明の半導体レーザの基本横
モードの電界分布Ｅ。及び利得分布９を示す図、第４図
は本発明の半導体レーザの基本横モード以外の横モード
の電界分布の一例及び利得分布を示す図、第５図は本発
明の他の実施例の半導体レーザの横断面図、第６図は従
来技術の位相同期型半導体レーザの横断面図、第７図は
第６図に示ず半導体レーザの基本横モードの電界分布Ｅ
。及び利得分布ｇを示す図、第８図は第１図に示す半導
体レーザの基本横モード以外の横モードの電界分布の一
例及び利１″、１分布を承り図である。 代理人 弁理士 則近憲佑（ばか１名）第１図 第２図 溝％ （、ｇｍ） 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図
Claims (3)
- （１）レーザ光に対して利得を有する複数本の導波路を
備えた位相同期型半導体レーザにおいて、中央の導波路
で利得が大きく、周辺の導波路にいくに従い利得が減少
することを特徴とする半導体レーザ。 - （２）前記導波路として、半導体基板上のストライプ状
の窓を有する電流阻止層、第１のクラッド層、活性層及
び第２のクラッド層からなる半導体層を用い、前記スト
ライプ状の窓の幅が中央に位置する窓の幅よりも、周辺
に位置する窓の幅が順次狭くなる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。 - （３）前記導波路として、半導体基板上のストライプ状
の窓を有する電流阻止層、第１のクラッド層、活性層及
び第２のクラッド層からなる半導体層を用い、前記活性
層がストライプ状の窓部で三日月状にたれ込み、かつ中
央の導波路より周辺の導波路にいくにしたがってたれ込
みが少なくなる特許請求の範囲第１項記載の半導体レー
ザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21256484A JPS6191988A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21256484A JPS6191988A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6191988A true JPS6191988A (ja) | 1986-05-10 |
Family
ID=16624786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21256484A Pending JPS6191988A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6191988A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63318790A (ja) * | 1987-06-22 | 1988-12-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レ−ザアレイ |
| KR100999363B1 (ko) | 2008-08-12 | 2010-12-09 | (주)더리즈 | 반도체 소자용 기판 및 이를 이용한 반도체 소자 |
-
1984
- 1984-10-12 JP JP21256484A patent/JPS6191988A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63318790A (ja) * | 1987-06-22 | 1988-12-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レ−ザアレイ |
| JPH0821759B2 (ja) * | 1987-06-22 | 1996-03-04 | 日本電信電話株式会社 | 半導体レ−ザアレイ |
| KR100999363B1 (ko) | 2008-08-12 | 2010-12-09 | (주)더리즈 | 반도체 소자용 기판 및 이를 이용한 반도체 소자 |
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