JPS62145792A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置

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JPS62145792A
JPS62145792A JP60285519A JP28551985A JPS62145792A JP S62145792 A JPS62145792 A JP S62145792A JP 60285519 A JP60285519 A JP 60285519A JP 28551985 A JP28551985 A JP 28551985A JP S62145792 A JPS62145792 A JP S62145792A
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semiconductor laser
laser device
stripes
light emitting
stripe
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魚見 和久
Misuzu Yoshizawa
吉沢 みすず
Yuichi Ono
小野 佑一
Naoki Kayane
茅根 直樹
Takashi Kajimura
梶村 俊
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体レーザに係わり、特に発光ビIsの出
射角度が可変であるものに関する。
〔従来の技術〕
高出力半導体レーザの一例として、複雑な発光ストライ
プを有し、各ストライプ間に光結合を生じさせる、いわ
ゆるフェーズド・アレイ形半導体レーザが知られている
(神谷他、第32回応用物理学関係講演会予稿集、第1
49頁(昭和60年4J])参照)。しかし、この構造
では、後述のように、1次(基本)モードが高次モード
番ご較べて発振しにくいため、高次モードで発振してし
まい、したがって、出射ビームは2本以1−になること
が知られている。スーパーモードについては、オプテイ
クス・レター、第10巻第4号、第125頁(1984
年4月)  (E、Kapon et al 、1)P
TTC5I、ETTERS。
Vol、10. Na4.  p、  125  (A
pri、] 1984)に示されているが、ここで、そ
の概要を説明する。
フェーズド・アレイ形レーザにおける屈折率と利得(ま
たは損失)の関係を模式的に第 図(a)および(b)
に示した。要するに発光ストライプ部のように屈折率の
大きい領域では利得が存在し、発光ストライプ間部のよ
うな屈折率の小さい領域では大きな損失が発生している
。第2図(c)に示すような電界分布を有する1次モー
ド光は、損失の大きい領域にも電界があり、これが損失
されるので、全体として電界は強くなり発振しにくい。
すなわち、しきい電流が大きい。一方、第2図(d)に
示す電界分布をもつ高次モード光は、損失の大きい領域
には電界がほぼ存在しないので、この領域での電界の損
失はなく、したがって発振しやすい。
また、第2図(d)かられかるように、高次モード光は
電光の電界の位相が180度異なっているので、出射角
度が0度近傍の発光は打消し合って消去され、出射角度
θ0の方向に発光が分布する(第1図(d)参照)。
なお、出射角度θ0は、ストライプ間隔をS。
発光波長をλとすると、 0o−Fsin−’(λ/2S) で与えられる。
(発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術は、レーザ発光の出射角度を可変とする点
については配慮がされておらず、単なる大出力半導体レ
ーザに過ぎなかった。
本発明の目的は、前記フェーズド・アレイ形半導体レー
ザの基本スーパー干−ドと高次スーパーモードを独立か
つ安定に発振せしめ、これらの出射角度が異なることを
利用して、これを切換えることにより出射角度を可変と
することにある。
出射角度を可変とした半導体レーザを用いれば、従来技
術では困難であった光スイッチングや光スキャニングを
、従来より容易に行うことができる。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、まず第1の手段として、第1図に示すよう
に、」二記フェーズド・アレイ形半導体しく6) −ザの発光ストライプ部と発光ストライプ間部に分離し
て電極7,8を設けることにより達成される。なお従来
技術におけるフェーズド・アレイ形半導体レーザにおけ
る電極は分離されておらず、はぼ全面1こ亘って連なっ
ているものである。
第2の手段は、第5図(、)に示すように、少なくとも
1以上のストライプ電極を分割して、電極部分19を形
成し、全ての電極に電流を注入すると最高次モードで発
振し、前記Ooの方向に光髪出射する。一方、電極部分
]9を除いた電極18にのみ電流を注入すると基本モー
ドで発振し、光は端面に垂直方向に出射する。
第3の手段は、第3図に示すように、フェーズドアレイ
レーザのストライプ領域の外側に電極1−1を設け、電
極11に電界を印加した場合には基本スーパーモードで
発振し、印加しない場合には高次スーパーモード発振す
るようにしたものである。
以−1−述べた第1および第2の手段において、基本ス
ーパーモードと高次スーパーモードの電界による切換の
速度は、本質的に半導体レーザの緩和振動周波数できま
るので、1.0 G HZ程度が期待され、第3の手段
においては損失を利用した切換のため、さらに高速の切
換が可能である。
また活性層に量子井戸構造を用いた場合には、電界によ
る禁制帯の変化が顕著なため、より効果的な切換が可能
となる。
また、本発明の作用はストライプの本数に依存しないこ
とはいうまでもない。
〔作用〕
第1の手段においては、発光ストライプ部の電極7に電
圧を印加して発振させた時のモードは最高次モードとな
り、最高次モードにおいては各ストライプ間の光電界の
位相が逆相であるので光電界分布は第2図(d)のよう
になり、したがって発光は第3図(c)の31のような
分布をして。
出射方向は+00度および一00度となる。
また、発光ストライプ部間部分の電I@8に電圧を印加
した時の発振は1次モードとなり、第3図(c )の3
2に示す発光となり、その出射角度ははぼ0度である。
したがって、電極7に電圧を印加するか、電極8に電圧
を印加するかによって、発光の出射角度を可変とするこ
とができる。
この切換の速度は、本質的に半導体レーザの緩和振動周
波数できまるので、1. OC3)J z程度が期待さ
れる。
第2の手段においては、全ての電極に電流注入を行った
場合、高屈折率であるストライプ部の全ての電界分布が
大きくなり、第2図(d)に示すような最高次スーパー
モードとなり、電極部分22に電流注入を行わない場合
にはストライプ中央部において光が大きな損失を受けて
高次スーパーモードのしきい電流値が大きくなり、基本
スーパーモードで発振する。基本スーパーモードにおい
ては各ストライプでの光電界の位相は同相であるのでレ
ーザ端面に垂直な方向に光が出射する。
第3の手段においては、高次スーパーモードの電界分布
が第2図(d)で示されるようにストライプ領域から大
きくしみ出し、一方基本スーパーモードは第2図(c)
で示されるようにそのしみ出しが少ないことから、スト
ライプ領域外の領域に電界を印加するとフランツ・ケル
ディツシュ効果により活性層の禁制帯幅が大きくなり、
したがって光の吸収量が増大して、高次スーパー干−ド
が発振しにくくなり、その結果、基本スーパーモードで
発振し、該電界髪印加しない場合には高次スーパーモー
ドで発振するようになる。したがって第1および第2の
手段の場合と同様にレーザ光の出射角度を変えることが
できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。
実施例1 第1図は、本発明をGaA Q As系半導体レーザに
適用した場合のレーザ装置の断面図(a)と発光分布図
(b)である。
n−GaAs基板1上にホトエツチング工程により、幅
3μm、深さ1μmの溝を3本形成する。この時、スト
ライプ中心の間隔は5μmとした。この後、液相成長法
により、n −Gao、sA Q o、5Asクラッド
層2.アンドープGao、seA Q O,14A8活
性層3゜p  Gao、5A Q o、!IAsクラッ
ド層4.n  GaAs層5を順次形成する。この後、
ストライプ状にZn拡散を行い、p −Gao、gA 
Ilo、aAsAsクララ4に達する拡散領域6を設け
る。この時、溝−上方拡散領域の幅は溝幅より1μm狭
く、また、溝間隙−上方の拡散領域の幅は溝間隙の幅よ
り0.5μm狭くなるようトコする。この後、各拡散ス
トライプ領域にのみ、p電極7,8をリフトオフ法に形
成し続いてn電極aを形成した後、へき開法により、共
振器長約300μmのレーザ素子を得た。この時、溝間
隙上のn −Gao、flA Q、 o、afクラッド
層の厚さが0 、1〜0 、5 tt mのとき、第2
図(a)のごとき屈折率分布が形成される。
試作した素子は、室温においてしきい電流100− ’
J、 50 m A 、波長780nmで連続発振し、
発振スペクトルは、縦単一モードを示した。その遠視野
像(接合面に平行な方向の発光分布)を第1図(c)に
示す。まず、電極7に通電して高屈折率領域の溝部分に
のみ電流を注入した時の遠視野像を第1図(○)の破線
31で示した。出射角度αが→−4,,5’、および−
4,5°において2本の出射ビームが観測され、その半
値幅は1.5a であった・これは、最高次のスーパー
干−ドが選択されていることを示している。次に電極8
に通電して低屈折率部領域の溝間部分にのみ電流を注入
した時の遠視野像を第1図(c)の実線32で示した。
±0°において1本の半値幅1.5° の出射ビームが
It! 1llQされ、基本スーパー千−ドが選択され
たことを示している。すなわち、本構造により、基本ス
ーパーモードと最高次のスーパーモードを電流注入1、
こより独立に選択できることが判明した。この両スーパ
ーモードの選択は、光出力300mWまで可能であった
実施例2 第3図は本発明による他の実施例で、第3図(a)がレ
ーザの断面図、(b)がその屈折率分布を示す。
n  GaAs基板1上にn −Gao、sA Q O
,BA8クラッド層2.アンドープGao、aeA Q
 o、5nAs活性層3yP−Gao、s6A (A 
o、1BAsクラッド層1.0 、 p −Gao、i
sA Q O,+111AS層11をMOCVrl法に
より順次形成する。
ホトエツチング工程により、Gao、+15A 1. 
o、!、sAs層11を完全に除去し、p −Gao、
ll5A Q o、aaAsクラッド層10層表0を露
出する幅3μmの溝ストライプを4本形成する。この時
、ストライプ中心間隔は6μm、つまり、ストライプ間
隙は3μmである。この後、MOCVrl法により、 
p −Gao、I、aA Q 0.4FIAS埋めこみ
層12 、 n−GaAs層5を形成する。この後、ス
トライプ状にZn拡散を行い、P −Gao、asA 
Q 0.43AS層12に達する拡散領域6を設ける。
この時、拡散領域の幅は、溝ストライプ上方、ストライ
プ間隙上方共、その幅より1μm狭くする。この後、各
拡散ストライプ領域にのみ、p電極7,8をリフトオフ
法により形成し、n電極9を形成した後、へき開法によ
り、共振器長約300μmのレーザ素子を得た。この時
、p−Gao、saA Q 014!lA8クラッド層
10の厚さが0.05〜0.6μmのとき、第4図(b
)のような屈折率分布が形成される。
試作した素子はしきい電流100〜160mA、波長7
80nmにおいて室温連続発振した。まず、P電極7に
のみ電流注入を行い、高屈折率領域の溝ストライプにの
み利得を与えると、その遠視野像は+4.0°、−4,
0°において2本の出射ビーム(半値幅は1.5°)が
I測され、最高次のスーパーモードが選択されているこ
とを確認した。
一方、p電極8にのみ電流注入を行い、低i1折串領域
の溝間隔の部分にのみ利得を与えるとその遠視野像は±
0°において1本の出射ビームが観測され、基本(1次
)スーパーモード発振を得た。
つまり、実施例1と同様、良好な両モードの選択を可能
にし、出射ビームの角度光出力20(’)mWまでを可
変にできた。
実施例3 第4図に本発明による別の実施例を示す。
100がレーザ断面図で、(1))がその屈折率分布を
示す。
p −GaAs基板13上にp −flao、5A Q
 n、eAsAsクララ4) ド層4.アンドープGao、seA Q o、+4As
活性層3゜n −[’iao、saA Q、 o、4a
As光ガイド層14.厚さ50人のアンドープI’ia
o、sA Q o、+Asウェル層と厚さ100人のア
ンドープGao、sA D、 0.7A8バリヤ層を交
互に30層形成した超格子層15. n −G130.
+IA Q o、a^Sクラッド層2 、 n−GaA
sキャップ層16を順次MOCVrl法により形成する
。この後、幅3μmのストライプ状領域とフェーズドア
レイ領域の外側領域にn −Gao、55A 110.
45A8光ガイド層14まで達する81イオン注入]7
を行うことにより3本のストライプを形成する。この時
ストライプ中心間隔は7μmである。この時、ストライ
プ中心間隔は7μmである。この後、リフトオフ法によ
り、幅1μmの間隙を設けたn側ストライプ電極18.
19を形成する。この後、このストライプ状n側電極1
8.19をマスクにして、H+(プロトン)のイオン注
入を行い、各電極間の絶縁領域20を形成した後、n電
極22を形成後、へき開法により共振器長約300 I
t mのレーザ素子を得た。本実施例においては、Si
イオン注入領域内の超格子層の屈折率は、無秩序化し、
混晶化している。この無秩序化した超格子層の屈折率は
無秩序化していない超格子層の屈折率より小さい。この
結果n −Gao、r+r+A 110.41)As光
ガイド層14の厚さが0.5μm以下である時、第4図
(c)に示す屈折率分布が形成される。
試作した素子は、実施例1および2と同様の効果が現わ
れ、n電極18と19を別々に電流を流すことにより、
基本スーパー干−ドと最高次スーパーモードを独立に選
択することができた。
なお、本発明において、各実施例中のストライプ構造と
しては、その本数として2〜20本、ストライプ幅とし
て1〜10μm、ストライプ間隙幅として1〜8μmの
いずれの組み合わせにおいても同様の効果が得られた。
また、本発明のストライプ基本構造としては、上記以外
にBH構造。
リブ型構造など任意の形状が適用できることは、いうま
でもない。また、隣接したストライプ状電極の絶縁用拡
散不純物として上記の7. n以外にSj、Sも同様の
効果が得られ、さらに、イオン注入としてはGa、AQ
、F、Bもほぼ同様の効果が得られた。
なお、実施例においては波長0.68〜0.89μmの
光に対して実施できた。
実施例4 実施例1〜3におけるGaA Q As系半導体をIn
GaAsP系半導体に替え、実施例1〜3と類似の方法
で実施した結果、発光波長が1.3〜1.5μmの発光
について出射角度を変えることができた。
実施例5 実施例1〜3におけるGaA Q As系半導体をTn
GaP系半導体に替えて実施例1〜3と類似の方法で実
施したところ、発光波長が0.58〜0.7μmの発光
について出射角度を変えることができた。
実施例6 第6図は、本発明をGaA Q As系半導体レーザに
適用した場合のレーザ装置の上面図を(a)に。
A−A’線断面図を(b)に、B−B’線断面図を(c
)に、B−B’線断面の屈折率分布を(d)に示しであ
る。
n−GaAs基板1上にホトエツチング工程により、幅
3μm、深さ1μmの溝を3本形成する。この時、スト
ライプ中心の間隔は5μmとした。つまり4溝間隙の幅
は、2μmとなっている。この後、液相成長法により、
n −Gao、iA Q o、llAsクラッド層2.
アンドープGao、seA Q O,14八S活性層3
yP−Gao、5A Oo、I、Asクラッド層4. 
、 n−GaAs層5を順次形成する。この後、ストラ
イプ状にZn拡散を行い、p −(4ao、sA Q 
o、sAsクラッド層4に達する拡散領域6を設ける。
この時、溝−1一方拡散領域の幅は溝幅より1μm狭く
、また、溝間隙−上方の拡散領域の幅は溝間隙の幅より
0.5μm狭くなるようにする。この後、各拡散ストラ
イプ領域にのみ、n電極7,8をリフトオフ法に形成し
、n電極9を形成した後、へき開法により、共振器長約
300μmのレーザ素子を得た。この時、電極8すなわ
ち、独立電流ストライプの長さを50μmとした。以上
のストライプ状のZn拡散と、その上のストライプ状の
電極により、隣接する電極同志の絶縁は保たれた。この
時、溝間隙上のn−Gao、3A Q o、3Asクラ
ッド層の厚さが、0.1〜0.5 μmのとき、第6図
(d)のごとく屈折率分布が形成される。
試作した素子は、室温においてしきい電流100〜1.
50 m A 、波長780nmで連続発振し、発振ス
ペクトルは、縦畦−モードを示した。その遠視野像(接
合面に平行な方向を第6図(e)に示す。まず、全ての
ストライプ部に電流を注入するためにpftt極7,8
に電流を注入した時の遠視野像を同図(e)の破線で示
した。+45″、−45゜において、2本の出射ビーム
が観測され、その半値幅は1 、5 ″  であった。
これは、最高次のモードが選択されたことを示している
。一方、p電極7にのみに電流注入した時の遠視野像を
同図(e)の実線で示した。±00において、半値幅1
.5゜の1本の出射ビームが観測され、基本スーパーモ
ードが選択されたことを示している。すなわち、本構造
により、基本スーパーモードと最高次のスーパーモード
を電流注入により選択できることが判明した。この両ス
ーパーモードの選択は、光出力300mwまで可能であ
った。
実施例7 第7図は、本発明による別の実施例で、(a)がレーザ
の一ヒ面図、(b)はA−A’線断面図、(c)はB−
Fl’線断面図、(d)はR−R’線断面の屈折率分布
を示しである。
n−QaAg基板1−ににn −Gao、sA Q O
,!lA8クラッド層2.アンドープGao、asA 
Q o、 zaAs活性層3゜p −Gao、asA 
Q O,46Allクラッド層IO,n−Gao、+s
A Q 0.511AS層11をNo−CVD法により
順次形成する。ホトエツチング工程によりn −Gao
、43A Q 0.515A8層11を完全に除去し、
p −Gao、asA Q 0.411Allクラッド
層]0の表面を露出する幅3μmの溝ストライプを4本
形成する。この時、ストライプ中心間隔は6μm、つま
りストライプ間隙は3μmである。この後、MOCVD
法により、pGao、5aA 90.4RAS埋めこみ
層12+PGaAs20を形成する。その後、p電極7
,8をリフトオフ法により形成し、n電極9を形成した
後、へき開法により、共振器長約300μmのレーザ素
子を得た。この時、電極8、すなわち、独立電流ストラ
イプの長さは、100μmとした。この時、p −Ga
o、IIIIA Q o、aaAsクラッド層10層厚
0が0.05〜0.6pmのとき、第7図(d)のよう
な屈折率分布が形成される。
試作した素子は、しきい電流100〜160mA、波長
780nmにおいて、室温連続発振した。まず、ストラ
イプ間隙てに電流を注入するために、p電極7,8に電
流を注入した。すると、その遠視野像は、+4.0’ 
、−4,0°において、2本の出射ビーム(半値幅各々
1.5°)が観測され、最高次のスーパーモードが選択
されていることを確認した。一方、p電極7にのみ電流
注入を行うと、その遠視野像は、±O″において1本の
出射ビームが観測され、基本スーパーモード発振を得た
。つまり、実施例1と同様、良好な両モードの選択を可
能にし、出射ビームの角度を光出力200mWまで可変
にできた。
実施例8 第8図に本発明による別の実施例を示す。(a)がレー
ザの」二面図、(b)がA−A’線断面図、(c)がB
−B’線断面図、((1)がB−B’線断面の活性層の
屈折率分布を示しである。
p−riaAs基板13上にp −Gao、eA Q 
Oe6^Sクラッド層4 、 p −Gao、gBA 
Q o、aaAs光ガイド層14゜厚さ1.00人のア
ンドープGao、eA Q o、IAsAsウニ1と厚
さ50AのアンドープGao、tA Q o、sAsバ
リヤ層を交互に5層形成した超格子活性層15.n−1
Eao、sA Q o、aAsクラッド層2.n −[
EaAsキャップ層5を順次MOCVI′1法により形
成する。この後、幅3μmのストライプ状領域と、フェ
ーズド・アレイ領域の外側領域に、p  l’iao、
5iA Q o、+s八へ光ガイド層14まで達するS
xイオン注入17を行うことにより、4本のストライプ
を形成する。この時、ストライプ中心間隔は7μmであ
る。この後、リフトオフ法により、n側ストライプ電極
18.19を形成し、p電極16を形成後、へき開法に
より共振器長約300μmのレーザ素子を得た。
この時、電極19すなわち、独立電流ストライプの長さ
は100μmとした。本実施例においては、Siイオン
注入領域内の超格子層の屈折率は、無秩序し、混晶化し
ている。この無秩序化した超格子層の屈折率は無秩序化
していない超格子層の屈折率より小さい。この結果n 
−Gao、aaA Q O,411As光ガイド層]4
の厚さが0.5μm以下である時、第8図(d)に示す
屈折率分布が形成される。
試作した素子は、実施例6,7と同様の効果が得られた
。すなわち、ストライプ部全てに電流注入を行うために
n電極18.19に電流注入したときには最高次スーパ
ーモードが、n電極1Bのみに電流注入したときには基
本スーパーモードが選択された。
なお、本発明の実施例6〜8において、各実施例中のス
トライプ構造としては、その本数として2〜20本の範
I11?°゛友芳邑τ” ! −7,。
実施例9 第9図は、本発明をGaA Q As系半導体レーザに
適用した場合のレーザ装置の断面図を示しである。
n  GaAs基板結晶I J−にn −Ga0.FI
A Q、 o、sAsAsクララ2.厚さ8層mのGa
o、eoA Q o、1oAs ウェル層と厚さ4 n
 mのGao、7oA Q o、aoAsバリヤ層を交
互に6層ずつ積み重ねた多重量子井戸活性層33 、 
p −Gao、aA Q O,5Allクラッド層4.
.n −GaAs電流狭搾層5をMOCVrl法により
順次形成する。
ホトエツチング工程により1l−GaAs層5を完全に
除去し、p −Gao、gA Q O,5A8クラッド
層4の表面を請出する幅4μmの溝ストライプを3本形
成する。この時、各ストライプの間隔(ストライプ中心
とストライプ中心の間隔)は6μmとした。
この後、フェーズドアレイ領域以外の領域にプロトン(
H+)をイオン注入しプロトン注入領域10を形成する
。この時、プロトンを打ちこむ深さは、n−GaAs電
流狭辛層5あるいは、p −Gao、5A O,o、s
ABクラッド層6とする。このプロトン注入を行った領
域は絶縁層となり、その領域への電流注入は生じない。
この後フェーズドアレイ領域−ヒにp電極8、また、プ
ロトン注入領域20上に電界印加電極40を形成後n電
極9を形成した後、へき開法により、共振器要約300
μmのレーザ素子を得た。この時、 p  Gao、s
A Q o、15Asクラッド層4の厚さは、0.1〜
0.5μmであり、この条件で屈折率導波型となり、低
収差で、高出力のフェーズド・アレイレーザを実現でき
た。
試作した素子は、波長780nmにおいて、しきい電流
100〜1.20 m Aで室温連続発振し、発振スペ
クトルは縦単一モードを示した。まず、電界印加電極4
0の電圧が零の時の遠視野像は、+4,0°、−4,O
@において2本の出射ビーム(半値幅各々1.5°)が
観測され、最高次のスーパーモードが選択されているこ
とを確認した。
一方、電界印加電極40の電圧を+5vにすると、その
遠視野像は、±0″において1本の出射ビーム(半値幅
1.5°)が観測され、基本スーパーモード発振を得た
以上から、電界印加により、多重量子井戸層33の実効
的な禁制帯幅が狭くなり、レーザ光の損失が大きくなっ
たことにより基本スーパーモードが選択されることを確
認した。さらに電界印加用電極40に+3vを印加する
と+1.5°。
−1,5°において2本の出射ビーム半値幅1.5° 
が1liI!測され、二次のスーパーモードであること
が判明した。このように電界印加用電極40の電圧を変
化させることにより、3種類のスーパーモードの全てを
自由に選択できることが判明した。
実施例10 実施例9とは別の型の本発明による実施例を第10図を
用いて説明する。第10図は、レーザ装置の断面図であ
る。
p  GaAs基板41上にp −Gao、+sA 1
10.5A8クラッド層4 、 p −Gao、eA 
Q o、aAsAsイガ11層42さ70人のGao、
ezA Q o、oaAsウェル層、厚さ40人のGa
o、qxA Q o、2aAsバリヤ層を5層交互に配
置しである超格子構造の多重量子井戸活性層33、n 
−Gao、IIA Q o、aAsAsクララ2.n−
GaAsキャップ層16を順次5ocvn法により形成
する。この後、ホトエツチング工程により、幅5μmの
ストライプ状に3本のn−GaAsキャップ層1−6を
残し、それ以外の領域に活性層33に達するSiのイオ
ン注入を行い、無秩序化し混晶化した層]7を形成する
。ここで、各ストライプの中心と中心の間隔は8μmと
した。その後、ストライプ状のn  GaAsキャップ
層の間隙に8 ]、 02膜43を被着する。この後p
−電極8.n電極9を形成する。この後、フェーズドア
レイ領域の外側領域にプロトンのイオン注入を行い、プ
ロトン注入領域20を形成し、その上に電界印加用電極
40を形成する。この後、へき開法により、共振器長駒
300μmのレーザ素子を得た。試作した素子は、実施
例9と同様の効果が現われ、電界印加用電極40への電
圧印加の有無により、基本スーパーモードと最高次のス
ーパーモードを独立に選択することができた。
なお1本発明において、各実施例中のストライプ構造と
しては、その本数として2〜20本ストライプ幅として
1〜10μm、ストライプ間隙幅として1〜8μmのい
ずれかの組み合わせにおいても同様の効果が得られた。
また1本発明のスト(z7) ライブ基本構造としては、上記以外にFIH構造。
リブ型構造など任意の形状が適用できることは、いうま
でもない。
なお本発明は実施例に示した波長0.78μm前後に限
らず、波長0.68〜0.89μmのGaA Q As
系半導体レーザ装置で、室温連続発振できる全範囲にわ
たり同様の結果が得られた。本発明による半導体レーザ
装置はGaA Q As系以外のレーザ材料、例えばr
r+QaAsP系やInGaP系の材料に対しても同様
に適用できる。またレーザの構造としては上記各実施例
で示した3層導波路を基本にするものに限らず、活性層
の片側に隣接して光ガイド層を設ける丁、 o c構造
や、活性層の両側にそれぞれ隣接して光ガイド層を設け
る5CH9造およびこれらの光ガイド層の屈折率および
禁制帯幅が膜厚方向に分布しているGRTN−8CH′
a造等に対しても同様に適用することができる。
また上記各実施例Lmおいて導電形を全て反対にした構
造(pをnに、nをpに置換えた構造)においても同様
の効果が得られた。
なお、本願発明の各実施例において、ストライプ構造は
その本数が2〜20本、ストライプ幅として1〜10μ
m、ストライプ間隙幅として1〜8μmの範囲において
、それらのいずれの組み合わせにおいても同様の効果が
得られた。また、本発明のストライプ基本構造としては
、上記以外にRH構造、リブ型構造など任意の形状が適
用できることは、いうまでもない。また、隣接したスト
ライプ状電極の絶縁用拡散不純物として上記の2n以外
にSi、Sも同様の効果が得られ、さらに、イオン注入
としては、G a 、A Q I F、Bもほぼ同様の
効果が得られた。
また、本発明は、その技術的手段から判断して、室温連
続発振ができる全範囲の半導体レーザの構成に適用でき
ることは当業者が容易に理解し得るところである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、発光の出射角度が可変である半導体レ
ーザ装置が簡単に得られるので、レーザ・プリンタ等情
報端末機器用スキャニング光源、あるいは光通信、光計
測等におけるレーザ光の光ファイバや光導波路への新規
な切換可能な結合方式などの従来、実用化が困難であっ
た技術が容易に実用化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の手段の概要および実施例を説明
する図、第2図はスーパーモードを説明する図、および
第3および4図は本発明の詳細な説明する図、第5図は
本願発明の第2の手段の概念を説明する図、第6から第
8図は本願発明の実施例を示す図で、(a)は上面図、
(b)は(a)のA−A’断面図、(C)は(a)のB
−B′断面図、(d)は(a)のB−B’断面における
屈折率分布図、第9図は本願発明の第3の手段の概念を
説明する図、および第10図は本願発明の実施例10を
説明する図である。 1、− n −GaAs基板、 2 ”・n −Gao
、IIA Q o+sAsクラッド層、3・・・アンド
ープGao、sBA Q 0114A11活性層、4−
 p −Gao、sA Q o+llAsクラッド層、
5− n −GaAs層、6− Z n拡散領域、7 
# 8 ”’ P電極、9”’n電極、1.0−p −
Gao、s3A Q O,4FIA8クラッド層、I 
L −p −Gao、t5A Q o、6!IAs層、
1.2−p −Gao、aaA Q o、15As埋め
こみクラッド層、1−3−pGaAs基板、14− n
 −Gao、ll5A Q o、asAs光ガイド層、
15・・・超格子層、16・・・n  GaAsキャッ
プ層、17・・・Sxイオン注入領域、18.19・・
・n電極、20・・・H+イオン注入領域、21・・・
Si。 H千両イオン注入領域、22・・・p電極、30・・・
発光ストライプ部、31・・・高次モードの発光分布、
32・・・基本(1次)モードの発光分布、33・・・
多重量子井戸活性層、40・・・電界印加用電極、41
・= p−GaAs基板、42− p −Gao、eA
 Q O,4A8光ガイド層、43・・・5iOz膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、相互に光結合をする少なくとも2本以上のレーザ発
    光ストライプ列を有する半導体レーザ装置において、該
    発光ストライプ部分の屈折率が発光ストライプ間部分の
    屈折率より大きく、且つ該発光ストライプ部分の電流注
    入量を制御する少なくとも1以上の電極と、該発光スト
    ライプ間部分の電流注入量を制御する少なくとも1以上
    の電極を有し、該発光ストライプ部分への電流注入量と
    該発光ストライプ間部分への電流注入量を制御すること
    により、レーザ発光の出射角度を可変とすることができ
    ることを特徴とする半導体レーザ装置。 2、上記発光ストライプ部分への電流注入量を制御する
    ための電極と、上記発光ストライプ間部分への電流注入
    量を制御するための電極を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載の半導体レーザ装置。 3、上記半導体レーザ装置を構成する半導体が、GaA
    lAs系、InGaAsP系もしくはInGaP系であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1もしくは2項に
    記載の半導体レーザ装置。 4、上記電極間の絶縁領域を、不純物の選択拡散法もし
    くは該電極をマスクとするイオン注入法により構成され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第1もしくは2
    項に記載の半導体レーザ装置。 5、相互に光結合する少なくとも2本以上のレーザ発光
    ストライプ列を有する半導体レーザ装置において、少な
    くとも1以上の該発光ストライプが、独立に電流注入量
    を制御し得る部分からなり、該部分に独立に電流を注入
    することにより、レーザ発光の出射角度を可変とするこ
    とを特徴とする半導体レーザ装置。 6、上記部分からなるストライプが、上記ストライプ列
    の両側にあることを特徴とする特許請求の範囲第5項記
    載の半導体レーザ装置。 7、上記部分が、基板と反対側に形成した電極を分割す
    ることにより構成されることを特徴とする特許請求の範
    囲第5もしくは6項記載の半導体レーザ装置。 8、上記発光ストライプ列の各ストライプ電極間および
    上記電極間の絶縁が不純物の空間的選択拡散もしくは該
    電極をマスクとしたイオン注入により形成されてなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第5もしくは7項記載の
    半導体レーザ装置。 9、活性層および相互に光結合をする少なくとも2本以
    上のレーザ発光ストライプ列を有する半導体レーザ装置
    において、該ストライプ列領域の外部領域に電界を印加
    することによりレーザ発光の出射角度を可変とすること
    を特徴とする半導体レーザ装置。 10、上記活性層が、電子のド・ブロイ波長以下の厚さ
    を有する量子井戸層の少なくとも1層を含むことを特徴
    とする特許請求の範囲第9項に記載の半導体レーザ装置
    。 11、上記活性層が多重量子井戸構造もしくはGR1N
    −SCH構造であることを特徴とする特許請求の範囲第
    9もしくは10項記載の半導体レーザ装置。
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