JPS62281388A - 半導体レ−ザ - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 〔技術分野〕 本発明は半導体レーザに関し、特に複数の共振器を有す
る半導体レーザに関する。

（従来技術） 従来、半導体レーザにおいて、互いに干渉する複数の共
振器（以下、複合共振器と呼ぶ）を設けることによって
、安定な縦モート発振が得られることが知られている。

例えば、１９８４年、オーム社発行の「半導体レーザと
光集積回路」第１３章では、第５図に断面を示すような
構造の半導体レーザが提案されている。図において、１
１は基板、１２．１４はクラッド層、１３は活性層、１
５はキャップ層、１６．１７は電極を示す。ここで、活
性層１３は、エツチングで形成された溝１９によフて２
つの部分に分離され、各々が共振器１８．．１８２を形
成する。このような半導体レーザの電極１６．１７間に
電流を注入すると、共振器１８１．１８２が互いに干渉
し合い、活性層１３からは縦モードの安定な、即ち波長
変動の少ないレーザビームが出射される。

また、昭和６０年春季応用物理学会予稿集第１４１頁に
は、第６図に示すような断面構造の半導体レーザが提案
されている。第６図において、第５図と同一の部材には
同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。ここで、基
板１１には予めＶ字型の溝が形成され、活性層１３もこ
の溝形状に沿って屈曲した部分を有する。そして、この
屈曲部を境界として複合共振器１８０，１８２が形成さ
れ、前述の例と同様に纒モートの安定した発振を行う。

しかしながら、上記複合共振器を有する従来の半導体レ
ーザにおいては、実際の発光に寄与する活性層に、分断
、屈曲等の加工を加えていた為、この部分での光や注入
キャリアの損失が大きく、発光効率が低いといった欠点
があった。また、上記加工を行う際に高い精度が要求さ
れ、作製が困難であった。

（発明の概要） 本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除去し、高効率
で作製の簡単な、複合共振器を有する半導体レーザを提
供することにある。

本発明の上記目的は、活性層と、この活性層に近接して
設けられ活性層に平行な面内で光の閉じ込めを行う導波
路形成部とを備えた半導体レーザにおいて、前記導波路
形成部を、前記活性層に互いに干渉し合う複数の共振器
を形成する構造とすることによって達成される。

〔実施例） 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明の半導体レーザの第１実施例を示す斜
視図である。図中、１は活性層、２，７は電極、３は基
板、４．５はクラッド層、６はキャップ層を示す。また
、図示していないが、レーザ上面８は、電極部を除いて
、絶縁膜（例えば５ｉ０２）で覆っである。前記キャッ
プ層６及びクラッド層５の一部は、２つのリッジ部ａ、
　　ｂを除いてエツチングされ、これらのリッジ部ａ。

ｂが活性層内で、活性層に平行な面内で光の閉じ込めを
行う導波路構造を形成している。また、リッジ部ａ、ｂ
は、干渉部９に当たる間隔ｄだけ離して、光出射方向に
直列に設けられ、各々が活性層１に共振器を形成する。

ここで、前記電極２及び７の間に電流を流すと、リッジ
部ａ、ｂによって形成された共振器はレーザ発振を起し
、それぞれの共振器で励起された光が互いに強く干渉し
合い、活性層ｌからは、縦モードの安定したレーザビー
ムが出射される。

本実施例の半導体レーザを作製するには、例えば分子線
エピタキシー装置を用いて、ｎ　−ＧａＡｓ基板３の上
に、ｎ−ＡＪ２ｘＧａｌ−ｘＡｓ（例えばｘ＝０．３）
クラッド層４、ＧａＡｓ活性層１、Ｐ−ＡｆｌｘＧａｌ
−ｘＡｓクラッド層５、Ｐ−ＧａＡｓキャップ層６を順
に成長し、イオンビームを用いてクラッド層５の中間ま
でエツチングし、リッジ部ａ、ｂを形成する。本実施例
では、リッジ部を形成すると同時に干渉部９が形成でき
るので、工程が簡単である。そのあと、５ｉ０２を上面
８全体に蒸着し、リッジ部ａ、　　ｂ上の３１０２を取
り除いて電極７を蒸着し、最後に、マウントすればよい
。なお、干渉部９の長さｄは、０１μｍ〜３０μｍ程度
が良い。また、活性層４とレーザ上面８との距ＭｈはＯ
μｍ〜１．５μｍ程度が良い。このように作製された半
導体レーザは、活性層に加工が加えられていないため、
高い発光効率が得られた。

第２図は、未発明をセルファラインストライプ型半導体
レーザに適用した第２実施例を示し、夫々（Ａ）はレー
ザ出射方向から見た図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ｘ線にお
ける断面図である。図中、第１図と同一の部材には同一
の符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施例におい
ては、クラッド層５中に、このクラット層５よりも高い
屈折率を有する導波路形成層１０が設けられ、活性層１
で励起される光をこれらで挟んだストライブ状の領域に
閉じ込め、効率の良い発光を行わせる。また、導波路形
成層１０は、第２図（Ｂ）に示すように、光か閉じ込め
られる活性領域の一部に、幅の広い干渉部９を設け、こ
れによって活性領域を２つに分離し、発振器２１及び２
２を形成している。

上記の如き半導体レーザの電極２及び７の間に電流を流
すと、共振器２１及び２２が各々レーザ発振を起こし、
これらで励起された光は干渉部９を介して互いに干渉し
合い、活性層１から縦モードの安定したレーザビームが
出射される。

ここで、前記干渉部９の長さｄは０．１μｍ〜３０μｍ
程度が良い。また、例えば活性層１がＧａＡｓで形成さ
れたならば、導波路形成層１０としてもＧａＡｓが良好
に用いられる。本実施例の半導体レーザも、活性層１の
形状を加工しない為、作製精度が出し易く、高い発光効
率が得られる。

本発明は、以上の実施例に限らず、種々の変形が可能で
ある。例えば第１図示の第１実施例では、リッジ部ａ、
ｂをエツチングによって完全に分離したが、第３図（Ａ
）に平面図を示すように、干渉部９のみリッジの幅を狭
くすることによっても、リッジ部ａ、ｂに対応する２つ
の共振器が形成出来る。また、 １）干渉部９のリッジの幅を広くする （第３図（Ｂ）） １１）干渉部９のリッジを屈曲させる （第３図（Ｃ）） １１１）干渉部９のリッジに穴を設ける〔第３図（Ｄ）
〕 等の構造としても良い。更に第３図（Ｅ）のように、干
渉部９．９′を複数設け、リッジ部ａ、ｂ。

Ｃに対応する３個以上の共振器を形成することによって
、より安定な縦モード発振を得ることも出来る。

また、前述の第２実施例においても、第４図に第２図（
Ａ）のＡ−Ａ′線断面図を示すように、■）活性領域の
干渉部９の部分にのみ導波路形成層１０を設ける（第４
図（Ａ）） ＋＋　）活性領域の干渉部９の部分を屈曲させる〔第４
図（Ｂ）） ＋ｎ　）ストライブ状の活性領域を干渉部９を交点とし
て直交方向に設ける〔第４図（Ｃ）］ＩＶ　）ストライ
ブ状の活性領域を干渉部９．９′を交点として直交方向
に３本以上設け、３個以上の共振器２１，２２，２３を
形成する（第４図（Ｄ）） 等の構造としても良い。尚、第３図及び第４図において
、第１図及び第２図と同一の部材には同一の符号を付し
詳細な説明は省略する。

更に、本発明は、前述のリッジ型或いはセルファライン
ストライプ型以外にも、活性層と、この活性層に近接し
て設けられ活性層に平行な面内で光の閉じ込めを行う導
波路形成部とを備えた半導体レーザには全て適用が可能
である。また、半導体レーザを作製する材料としては、
前述のＧ　ａ　Ａ　Ｓ　／　Ａ　ＩＱ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ
系に限らず、他の系、例えばＴ　ｎ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　
Ｐ　／　Ｉ　ｎ　Ｐ系等を用いることも出来る。

〔発明の効果） 以上説明したように、本発明は、活性層に平行な面内で
光の閉じ込めを行う導波路形成部を用いて複合共振器構
造を形成したので、 １）光や注入キャリアの損失を減少させ、発光効率を高
める ２）活性層を屈曲させたりするのに比べて、加工上の精
度を上げ易くなる ３）導波路形成部と同時に干渉部を作製出来、工程が簡
単になる等の効果を有し、しきい値電流が低く、かつ、
安定な縦モート発振をする半導体レーザか得られるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図（Ａ）、（Ｂ）は夫々本発明の半導体
レーザの実施例を示す概略図、第３図（Ａ）〜（Ｅ）及
び第４図（Ａ）〜（Ｄ）は夫々本発明の変形例を示す概
略図、第５図及び第６図は夫々従来の半導体レーザの構
成例を示す概略図である。 １−一一一活性層、２．７−−−−電極、３−ｍ−一基
板、４．６−−−−クラツド層、８−−−−レーザ上面
、９．９’−−−一干渉部、１０−−−ｍ４波路形成層
、２１．２２．２３−一一一共振器、 ａ、ｂ、ｃ−−−−リッジ部。 手糸売ネ甫　三七）（自発） 昭和６１年　９月　１日 昭和６１年特許願第１２４５５４号 ２　発明の名称 半導体レーザ ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 住所　東京都大田区下丸子３−３０−２キャノン株式会
社内（電話７５８−２１１１）５、補正の対象 明　　細　　書 ６、補正の内容 （１）明細書第６頁第５行から第６行の「屈折率」を「
吸収係数」と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）活性層と、この活性層に近接して設けられ活性層
   に平行な面内で光の閉じ込めを行う導波路形成部とを備
   えた半導体レーザにおいて、前記導波路形成部が、前記
   活性層に互いに干渉し合う複数の共振器を形成する構造
   を有することを特徴とする半導体レーザ。