JPS62128582A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
- Publication number
- JPS62128582A JPS62128582A JP26959585A JP26959585A JPS62128582A JP S62128582 A JPS62128582 A JP S62128582A JP 26959585 A JP26959585 A JP 26959585A JP 26959585 A JP26959585 A JP 26959585A JP S62128582 A JPS62128582 A JP S62128582A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oscillation
- carrier distribution
- asymmetric
- channel groove
- current
- 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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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〉
本発明はコヒーレント（可干渉）長の短い低コヒーレン
シイ半導体レーザ素子の構造及びその製法に関するもの
である。
シイ半導体レーザ素子の構造及びその製法に関するもの
である。
〈従来技術とその問題点〉
光通信、光計測、光情報処理等への半導体レーザの用途
拡大に伴って、コヒーレント（可干渉）長の十分に長い
半導体レーザが要求される反面、逆にコヒーレント畏の
十分に短い半導体ンーザも必要とされるようになった。
拡大に伴って、コヒーレント（可干渉）長の十分に長い
半導体レーザが要求される反面、逆にコヒーレント畏の
十分に短い半導体ンーザも必要とされるようになった。
軸モード幅が０．００３ＡＣ１００ＭＨｚ ）以下の狭
いものはコヒーレント長が２ｍ以上と非常に長いが、素
子自体の出力光が光学系から帰還されることによシ戻シ
光誘起雑音が発生し易くなる。従って、このような半導
体レーザをビデオディスク、アナログ光通信あるイｔｒ
ｉファイバーセンサ等の光源として使用した場合、画像
や信号が乱ｎ易くなる。一方、紬モード１ＦＡｉｉ ０
． Ｉ Ａ（３ＧＨｚ ）以上の広いものはコヒーレン
ト長が６ｃｍ以下に短縮されるがこのような低コヒーレ
ントな半導体レーザ素子を使用すれば安定した画像や信
号が得られることが確かめられている。
いものはコヒーレント長が２ｍ以上と非常に長いが、素
子自体の出力光が光学系から帰還されることによシ戻シ
光誘起雑音が発生し易くなる。従って、このような半導
体レーザをビデオディスク、アナログ光通信あるイｔｒ
ｉファイバーセンサ等の光源として使用した場合、画像
や信号が乱ｎ易くなる。一方、紬モード１ＦＡｉｉ ０
． Ｉ Ａ（３ＧＨｚ ）以上の広いものはコヒーレン
ト長が６ｃｍ以下に短縮されるがこのような低コヒーレ
ントな半導体レーザ素子を使用すれば安定した画像や信
号が得られることが確かめられている。
コヒーレント長を短くするには輔モードをマルチモード
化する方式もあるが、レーザ素子自体の雑音が大きくな
り望ましくない。しかしながら、マルチモード化すると
同時に一木毎の軸モード・唱を広くした幅広マルチレー
ザとすれば、レーザ自体の雑音を大きくすることなくコ
ヒーレント長を短かくすることができることが判明した
。このような軸モードの幅の広い半導体レーザを実現す
る手段の一つとして実効屈折率導波路型半導体レーザ（
例えば周知のＶｓＩｓＶ−ザ）の活性１１゛イを適当（
て・！？ｉくして実効屈折率差をある程度まで小さくす
ることにより上述の、ｐ冨広マルチレー→ｆとすること
が考えられているが、その製作条件（ま非常に快く、従
って安定シて歩留り良く生産することは困難であり、半
４体レーザとしての量産工程を確立するＣでは至ってい
ない。
化する方式もあるが、レーザ素子自体の雑音が大きくな
り望ましくない。しかしながら、マルチモード化すると
同時に一木毎の軸モード・唱を広くした幅広マルチレー
ザとすれば、レーザ自体の雑音を大きくすることなくコ
ヒーレント長を短かくすることができることが判明した
。このような軸モードの幅の広い半導体レーザを実現す
る手段の一つとして実効屈折率導波路型半導体レーザ（
例えば周知のＶｓＩｓＶ−ザ）の活性１１゛イを適当（
て・！？ｉくして実効屈折率差をある程度まで小さくす
ることにより上述の、ｐ冨広マルチレー→ｆとすること
が考えられているが、その製作条件（ま非常に快く、従
って安定シて歩留り良く生産することは困難であり、半
４体レーザとしての量産工程を確立するＣでは至ってい
ない。
〈発明の目的〉
未発明は上述の間８層点に鑑み幅広マルチ発振するレー
ザ素子を安定に高歩留りで生産することのでさる素子行
？「造及びその製造方法を提供することを目的とする。
ザ素子を安定に高歩留りで生産することのでさる素子行
？「造及びその製造方法を提供することを目的とする。
〈実施例〉
ｎｒ を図は未発明の１”実施例を示す半導体レーザの
用面溝造図である。
用面溝造図である。
Ｐ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板１上に電流ヌトライプ構造を
形成するｎ−ＧａＡｓＴ流Ｔｈ１ｉ止；脅２、を介して
キャリアを閉じ込めるＰ −Ａ、６ ＧａＡｓクラッド
層３、レー→Ｆ発振用ＡｇＧａＡｓ活性層４及びｎ −
ＡｄＧａＡｓ クランド帝５から成るダブルへテロ接合
構造のレーザ発振動作用多層結晶構造が堆積され、さら
にこの上にｎ ＧａＡｓギャップ層６がオーミンクコ
ンタクトを得るために積層されている。キャップ、゛侍
６上には左右位置（（それぞれｎ側電嘆７ａ、７ｂが形
成され、ＧａＡｓ基板１の裏面には全面にば：則電極８
が形成されている。
形成するｎ−ＧａＡｓＴ流Ｔｈ１ｉ止；脅２、を介して
キャリアを閉じ込めるＰ −Ａ、６ ＧａＡｓクラッド
層３、レー→Ｆ発振用ＡｇＧａＡｓ活性層４及びｎ −
ＡｄＧａＡｓ クランド帝５から成るダブルへテロ接合
構造のレーザ発振動作用多層結晶構造が堆積され、さら
にこの上にｎ ＧａＡｓギャップ層６がオーミンクコ
ンタクトを得るために積層されている。キャップ、゛侍
６上には左右位置（（それぞれｎ側電嘆７ａ、７ｂが形
成され、ＧａＡｓ基板１の裏面には全面にば：則電極８
が形成されている。
ＧａＡｓ基板１は中央部に幅Ｗのストライプ状チャネル
溝１０を有し、チャネル溝１０の外側には電流阻止層２
が堆積されて電流遮断領域が形成されている。またチτ
ネ／’ｔｆｔＩＯの底部は中央が突出しこの部分にも電
流阻止層２が堆積されている。
溝１０を有し、チャネル溝１０の外側には電流阻止層２
が堆積されて電流遮断領域が形成されている。またチτ
ネ／’ｔｆｔＩＯの底部は中央が突出しこの部分にも電
流阻止層２が堆積されている。
従って、注入電流はチャネル溝１０内で電流阻止層２が
存在しない底面両側縁に形成される電流通路１０ａ、１
０ｂを介して活性層４へ流れる。尚、このような電流ヌ
トライプ構造はＧａＡｓ基板１に幅の狭いストライプ状
の溝９を刻設した後、電流阻止１腎２をエピタキシャル
成長させ、次に先の溝９を中心とする電流阻止層２表面
より幅＼Ｖのチャネル溝１０を刻設し、その深さレベル
全光の溝９の底よりも浅くして先の溝９に電流阻止１層
２を残存させる２段階の溝加工によって作製することが
できる。チャネル溝１０の幅Ｗは基本横モードで発振さ
せるためには８μｍ以下とする。
存在しない底面両側縁に形成される電流通路１０ａ、１
０ｂを介して活性層４へ流れる。尚、このような電流ヌ
トライプ構造はＧａＡｓ基板１に幅の狭いストライプ状
の溝９を刻設した後、電流阻止１腎２をエピタキシャル
成長させ、次に先の溝９を中心とする電流阻止層２表面
より幅＼Ｖのチャネル溝１０を刻設し、その深さレベル
全光の溝９の底よりも浅くして先の溝９に電流阻止１層
２を残存させる２段階の溝加工によって作製することが
できる。チャネル溝１０の幅Ｗは基本横モードで発振さ
せるためには８μｍ以下とする。
チャネル溝１０の直上位置でキャンプ層６及びｎ ：ｔ
Ｎｌｌ“ＴＭ、％はエンチング等によシ分割されている
が、こつチャネル溝１０に対して一方のｎ側１唖７ａニ
ーｉ距離が遠く、他方のｎｆｊｌｌｌ？を極７ｂは距離
が近くなるように配置されている。従って、ｎ ｆｔ１
ｌｌ電極７ａ。
Ｎｌｌ“ＴＭ、％はエンチング等によシ分割されている
が、こつチャネル溝１０に対して一方のｎ側１唖７ａニ
ーｉ距離が遠く、他方のｎｆｊｌｌｌ？を極７ｂは距離
が近くなるように配置されている。従って、ｎ ｆｔ１
ｌｌ電極７ａ。
７ｂの双方に共通に電流を供給すると、チヤ不ｐｉｆ）
１０の電流通′ｃｉ！ｒ１０ａ、１０ｂとの間で双方
に非対称に電流が注入されることとなる。従って、活性
１苫４内のキャリア分布もこれに応じて非対称となる。
１０の電流通′ｃｉ！ｒ１０ａ、１０ｂとの間で双方
に非対称に電流が注入されることとなる。従って、活性
１苫４内のキャリア分布もこれに応じて非対称となる。
レーザ素子表面からの発光分布を測定することにより活
性層内キャリア分布を求めた結果を第２図に示す。図中
の曲線ｅ１ はレーザ発振前、ｅ２ はレーザ発振後の
キャリア分布曲線であり、キャリア分布が非対称になっ
ていることが認められる。
性層内キャリア分布を求めた結果を第２図に示す。図中
の曲線ｅ１ はレーザ発振前、ｅ２ はレーザ発振後の
キャリア分布曲線であり、キャリア分布が非対称になっ
ていることが認められる。
活性層４内でキャリア分布を左右非対称とすることによ
ってこ八が引き金となシ、光とキャリアのｔ０互作用に
よシ自励振動が生じ、これによって利得と屈折率の変動
がおこり軸モードが幅広マルチ化する。木実施例の半導
体レーザを光出力５ｍＷで駆動した場合の発振スペクト
ルを第３図に示す。
ってこ八が引き金となシ、光とキャリアのｔ０互作用に
よシ自励振動が生じ、これによって利得と屈折率の変動
がおこり軸モードが幅広マルチ化する。木実施例の半導
体レーザを光出力５ｍＷで駆動した場合の発振スペクト
ルを第３図に示す。
このヌベクトル図より自励振動に起因する幅広マルチ化
が起こっていることが認められる。１太の軸モードの幅
は１．８Ａ（５４ＧＨｚ ）であった。
が起こっていることが認められる。１太の軸モードの幅
は１．８Ａ（５４ＧＨｚ ）であった。
上記半導体レーザ素子の雑音を測定したところ通常のシ
ングルモードレーザに近い４音レベ／Ｌ’Ｔあることが
確められた。また戻シ誘起雑音は全く生じなかった。
ングルモードレーザに近い４音レベ／Ｌ’Ｔあることが
確められた。また戻シ誘起雑音は全く生じなかった。
尚、ｎ側電極７ａ、７ｂのうち、片方を無くして左右の
一方向からのみ電流を流しても非対称キャリア分布が得
られ、自動振動による幅広マルチ化起った。
一方向からのみ電流を流しても非対称キャリア分布が得
られ、自動振動による幅広マルチ化起った。
上記実施例ばＧａＡｓ−ＧａＡ６Ａｓ系レーザについて
説明したが未発明はこれに限定されるものではな（Ｉｎ
ＧａＡｓＰ−ＩｎＰ系等他の半導体材料を用いても実施
することができる。また電流ヌトライデＦ：ｎ造も上記
実施例に限定されるものではない。
説明したが未発明はこれに限定されるものではな（Ｉｎ
ＧａＡｓＰ−ＩｎＰ系等他の半導体材料を用いても実施
することができる。また電流ヌトライデＦ：ｎ造も上記
実施例に限定されるものではない。
〈発明の効果〉
以上詳説した如く本発明によればキャリア分布を非対称
とすることにより、自励振動を確実に起し、軸モードを
幅広マルチ化することができる。
とすることにより、自励振動を確実に起し、軸モードを
幅広マルチ化することができる。
従って、低コヒーレンシイ半導体レーザを安定して大量
に歩留り良く生産することができる。
に歩留り良く生産することができる。
第１図は本発明の１実施例を示す半導体レーザの断面構
成図である。第２図は第１図に示す半導体レーザの活性
層内キャリア分布図である。第３図は第１図に示す半導
体レーザの発振スペクトル図である。 ■・−Ｐ−ＧａＡｓ基板、 ２−ｎ−ＧａＡｓ電流阻止
層、 ３・・・Ｐ−ＭＧａＡｓクラッド層、４−Ａ６Ｇ
ａＡｓキｆｆ７プ層、 ５−ｎ −Ａ／ＧａＡｓクラ
ッド層 ６・・・ｎ−ＧａＡｓキャップ層７ａ、７ｂ
・・・ｎ側″醒（返、 ８・・・Ｐ側電極、 ９・・
・溝、 １０・・・チャネル溝、 １０ａ、１０ｂ
・・電流通路。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）第１図
成図である。第２図は第１図に示す半導体レーザの活性
層内キャリア分布図である。第３図は第１図に示す半導
体レーザの発振スペクトル図である。 ■・−Ｐ−ＧａＡｓ基板、 ２−ｎ−ＧａＡｓ電流阻止
層、 ３・・・Ｐ−ＭＧａＡｓクラッド層、４−Ａ６Ｇ
ａＡｓキｆｆ７プ層、 ５−ｎ −Ａ／ＧａＡｓクラ
ッド層 ６・・・ｎ−ＧａＡｓキャップ層７ａ、７ｂ
・・・ｎ側″醒（返、 ８・・・Ｐ側電極、 ９・・
・溝、 １０・・・チャネル溝、 １０ａ、１０ｂ
・・電流通路。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）第１図
Claims (1)
- １、レーザ発振用光導波路内のキャリア分布を共振方向
と直交する左右位置で非対称にしたことを特徴とする半
導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26959585A JPS62128582A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26959585A JPS62128582A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62128582A true JPS62128582A (ja) | 1987-06-10 |
Family
ID=17474549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26959585A Pending JPS62128582A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62128582A (ja) |
-
1985
- 1985-11-29 JP JP26959585A patent/JPS62128582A/ja active Pending
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