JPS6242587A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS6242587A JPS6242587A JP18204585A JP18204585A JPS6242587A JP S6242587 A JPS6242587 A JP S6242587A JP 18204585 A JP18204585 A JP 18204585A JP 18204585 A JP18204585 A JP 18204585A JP S6242587 A JPS6242587 A JP S6242587A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- cavity
- period
- gaas
- laser
- 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
Links
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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/1228—DFB lasers with a complex coupled grating, e.g. gain or loss coupling
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】
産業上の利用分野
本発明は光情報記録や光通信の光源として用いることが
できる半導体レーザ装置に関するものである。
できる半導体レーザ装置に関するものである。
従来の技術
近年、半導体レーザの安定な単−縦モード発振を得るこ
とは重大な課題となりつつある。安定なモードの発振を
得るこれまで重要な方法は、ＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕ
ｔｅｄ Ｆｅｅｄ−ｂａｃｋ ） ｖ−ザ構造を用いる
ことであった。この構造は、レーザキャビティの長さ方
向に沿って活性層とクラッド層に凹み（）、チ）を周期
的に設け、その周期をレーザ光の設定された物質内波長
の半整数倍にするものである。このような周期的なノツ
チは、光波との相互作用の結果としての実効屈折率の周
期的変化となり、特定な波長の光のみを選択するフィル
タ回路を形成し、特定の波長のレーザ動作へ拘束される
結果、モードの安定性が達成される。
とは重大な課題となりつつある。安定なモードの発振を
得るこれまで重要な方法は、ＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕ
ｔｅｄ Ｆｅｅｄ−ｂａｃｋ ） ｖ−ザ構造を用いる
ことであった。この構造は、レーザキャビティの長さ方
向に沿って活性層とクラッド層に凹み（）、チ）を周期
的に設け、その周期をレーザ光の設定された物質内波長
の半整数倍にするものである。このような周期的なノツ
チは、光波との相互作用の結果としての実効屈折率の周
期的変化となり、特定な波長の光のみを選択するフィル
タ回路を形成し、特定の波長のレーザ動作へ拘束される
結果、モードの安定性が達成される。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記のようなレーザの製作方法は、結晶成
長の過程を一度中断して、ノツチ形成をしなければなら
ないので、結晶を一旦空気中にとり出さねばならず、そ
のことは再び継続される結晶成長に悪い影響を及ぼす。
長の過程を一度中断して、ノツチ形成をしなければなら
ないので、結晶を一旦空気中にとり出さねばならず、そ
のことは再び継続される結晶成長に悪い影響を及ぼす。
更に、ノツチの形成には、２本のレーザビームの干渉と
露光に基づくフォトリソグラフィ技術とエツチング過程
を用いねばならず、これはかなり高度な作業を必要とす
るために、歩留りと量産性が悪いという欠点があった０ 本発明は上記欠点に鑑み、上記の工程を全く使わずに、
従来の極めて一般的なレーザ製作プロスセを用いて得る
ことのできる半導体レーザ装置を提供するものである。
露光に基づくフォトリソグラフィ技術とエツチング過程
を用いねばならず、これはかなり高度な作業を必要とす
るために、歩留りと量産性が悪いという欠点があった０ 本発明は上記欠点に鑑み、上記の工程を全く使わずに、
従来の極めて一般的なレーザ製作プロスセを用いて得る
ことのできる半導体レーザ装置を提供するものである。
問題点を解決するだめの手段
上記問題点を解決するために、本発明の半導体レーザ装
置は、レーザキャビティの長さ方向に沿って周期的に巾
が変化するストライプ電極を結晶表面に設ける構成にな
っている。
置は、レーザキャビティの長さ方向に沿って周期的に巾
が変化するストライプ電極を結晶表面に設ける構成にな
っている。
作用
この構成によって、活性層の電流分布もキャビティの長
さ方向に沿った周期的なものとなり、従って、利得を介
して実効屈折率はキャビティ方向に周期的に変化するだ
めに、前述の理由によりモードが安定化することとなる
。
さ方向に沿った周期的なものとなり、従って、利得を介
して実効屈折率はキャビティ方向に周期的に変化するだ
めに、前述の理由によりモードが安定化することとなる
。
実施例
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図は本発明の一実施例における半導体レーザの断面
図を示すものである。第１図において１はＺｎ拡散層、
２は厚さ０．５μｍで不純物濃度５Ｘ１０ｃｍ のｎ
−ＧａＡｓ、 ３は厚さ０．５ μｍで不純物濃度１×
１０ ｃｍ のＰＧ２Ｌ０．６ ｋｌｒｏ、ａＡｓクラ
ッド層、４は厚さ０．１μｍで無添加のＧａ Ａｓ活性
層、６は厚さ１，５μｍで不純物濃度５Ｘ１０ｃｍのＮ
−Ｇ１０．６ ｉｏ、ａ Ａｓクラッド層、６はｎ
−ＧａＡｓ基板、７はＴｉ／Ｐｔ／人Ｕアロイ電極、８
はＡｕ／Ｇｏ／Ｎｉアロイ電極である。
図を示すものである。第１図において１はＺｎ拡散層、
２は厚さ０．５μｍで不純物濃度５Ｘ１０ｃｍ のｎ
−ＧａＡｓ、 ３は厚さ０．５ μｍで不純物濃度１×
１０ ｃｍ のＰＧ２Ｌ０．６ ｋｌｒｏ、ａＡｓクラ
ッド層、４は厚さ０．１μｍで無添加のＧａ Ａｓ活性
層、６は厚さ１，５μｍで不純物濃度５Ｘ１０ｃｍのＮ
−Ｇ１０．６ ｉｏ、ａ Ａｓクラッド層、６はｎ
−ＧａＡｓ基板、７はＴｉ／Ｐｔ／人Ｕアロイ電極、８
はＡｕ／Ｇｏ／Ｎｉアロイ電極である。
Ｚｎ拡散層１のストライプ形状を第２図の平面図に示す
。同図においてストライプの広い巾は１０μｍ、その部
分の各長さは０．４８μｍ、狭い巾は４μｍ、その部分
の各長さは０．４８μｍである。ストライプの長さ方向
でのレーザ長は２６０μｍでありこれがキャビティ長で
ある。
。同図においてストライプの広い巾は１０μｍ、その部
分の各長さは０．４８μｍ、狭い巾は４μｍ、その部分
の各長さは０．４８μｍである。ストライプの長さ方向
でのレーザ長は２６０μｍでありこれがキャビティ長で
ある。
以下のように構成された半導体レーザ装置について、以
下その動作を説明する。まず、電極８に対して電極７を
正にバイアスする。するとＺｎ拡散層７から活性層４へ
正孔が注入されるが、ｎ−ＧＩＬＡＳ２は正孔電流を阻
止するので、活性層４内の正孔はＺｎ拡散層１直下附近
に集中し、８から注入された電子と再結合してレーザ動
作をなす○即ち、正孔と電子の再結合は第２図に示すＺ
ｎ拡散層１のストライプ直下で起こり、そこでのみ利得
がゼロでない。即ち、利得は、キャビティ長に沿って周
期的に変化し、従って、実効屈折率も同じ周期で変化す
る。この周期は０．９６μｍであり、この値はレーザ光
の物質内波長の４倍である。
下その動作を説明する。まず、電極８に対して電極７を
正にバイアスする。するとＺｎ拡散層７から活性層４へ
正孔が注入されるが、ｎ−ＧＩＬＡＳ２は正孔電流を阻
止するので、活性層４内の正孔はＺｎ拡散層１直下附近
に集中し、８から注入された電子と再結合してレーザ動
作をなす○即ち、正孔と電子の再結合は第２図に示すＺ
ｎ拡散層１のストライプ直下で起こり、そこでのみ利得
がゼロでない。即ち、利得は、キャビティ長に沿って周
期的に変化し、従って、実効屈折率も同じ周期で変化す
る。この周期は０．９６μｍであり、この値はレーザ光
の物質内波長の４倍である。
そのために、この周期で決定される以外の、波長の異な
る多くの縦モードの発振は強く抑制され、モードの安定
性が得られる。周期を１μｍ程度に選んだのは、これ以
下ではキャリヤーの拡散による利得のぼやけの不利が重
大になるからである。
る多くの縦モードの発振は強く抑制され、モードの安定
性が得られる。周期を１μｍ程度に選んだのは、これ以
下ではキャリヤーの拡散による利得のぼやけの不利が重
大になるからである。
なお、クラッド層３と５の役割は、注入される電子と正
孔をそれぞれ活性層４内に閉じ込めると同時に、放出さ
れるレーザ光をも活性層４に集中させることにより、動
作電流値を低下させることである。
孔をそれぞれ活性層４内に閉じ込めると同時に、放出さ
れるレーザ光をも活性層４に集中させることにより、動
作電流値を低下させることである。
以上のように本実施例によれば、Ｚｎ拡散層をストライ
プ形状にするという簡単な方法で、ＤＦＢ】ノーザと同
様なモードの安定性を得ることができる。
プ形状にするという簡単な方法で、ＤＦＢ】ノーザと同
様なモードの安定性を得ることができる。
本発明の半導体レーザ装置の製作方法は、絶縁膜の使用
とフォ） ＩＪノグラフィ技術に基づく通常の選択拡散
によるＺｎ層の形成と、液相エピタキシアル成長による
各層の形成によって行われるが５、これ等の技術は十分
に確立されたものであり、歩留りや量産性を十分に確保
できる。
とフォ） ＩＪノグラフィ技術に基づく通常の選択拡散
によるＺｎ層の形成と、液相エピタキシアル成長による
各層の形成によって行われるが５、これ等の技術は十分
に確立されたものであり、歩留りや量産性を十分に確保
できる。
なお、本実施例では、外部ストライプ構造をとりあげた
が、これに限定されるものではなく、内部ストライプ構
造についても同様の方法を用いることができる。
が、これに限定されるものではなく、内部ストライプ構
造についても同様の方法を用いることができる。
又、材料も本実施例のものに限る必要はなく、活性層に
Ｇａ ＋ Ｘ Ａ ７！ｘＡｓ 、クラッド層にＧａ、
、Ａ７！ｙＡｓをｙ＞ｘの条件下で用いてもよい。更
にＩｎＧａＡｓＰ。
Ｇａ ＋ Ｘ Ａ ７！ｘＡｓ 、クラッド層にＧａ、
、Ａ７！ｙＡｓをｙ＞ｘの条件下で用いてもよい。更
にＩｎＧａＡｓＰ。
ＧａＡｌＡＳＰ 、 ＩｎＡｓ 、 Ｐｂ５ｎＴｅ 、
ＨｇＣｄＴｅ等々の材料についても本発明の構造を用
いることができる。
ＨｇＣｄＴｅ等々の材料についても本発明の構造を用
いることができる。
特に、Ｐｂ Ｓｎ ＴｏやＨｇ Ｃｄ Ｔｅを用いた長
波長ル−ザでは、レーザ光の物質内波長が実施例の場合
の数倍に達するために、ストライプの周期を波長と同一
にしても、キャリヤの拡散による利得のぼやけの障害が
無視できるので、モード安定性は特に良い。
波長ル−ザでは、レーザ光の物質内波長が実施例の場合
の数倍に達するために、ストライプの周期を波長と同一
にしても、キャリヤの拡散による利得のぼやけの障害が
無視できるので、モード安定性は特に良い。
発明の効果
以上のように本発明は、キャビティの長さ方向に沿って
形状が周期的に変化し、その周期がレーザ光の物質内波
長の半整数倍となる、不均一な巾のストライプ状の電流
狭窄領域を有する構造を用いることにより、従来の確立
されたレーザ製作技術に基いて、高い歩留りと量産性で
モード安定なレーザを与えることができ、その実用的効
果は犬なるものがある。
形状が周期的に変化し、その周期がレーザ光の物質内波
長の半整数倍となる、不均一な巾のストライプ状の電流
狭窄領域を有する構造を用いることにより、従来の確立
されたレーザ製作技術に基いて、高い歩留りと量産性で
モード安定なレーザを与えることができ、その実用的効
果は犬なるものがある。
第１図は本発明の一実施例における半導体レーザ装置の
断面図、第２図は本発明の一実施例におけるＺｎ拡散層
の平面形状を示す平面図である。 １・・・・・・Ｚｎ拡散層、２・・・・・・ｎ−ＧａＡ
ｓ 、 ３・・・・・・Ｐ −ｃ”０．６人Ａｏ６ＡＳ
、４−・・−・ＧａＡｓ 、５ ・−・−・Ｎ−
Ｇ２Ｌ０，６ム１０４ムｓ、 ６−＝−ｎ −ＧａＡｓ
基板、ｙ −−−−−−Ｔｉ／ Ｐｔ／ムＵアロイ、８
・・・・・・人ｕ／Ｇｏ／Ｎｉアロイ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名３−
−− Ｐ−（ｉ〜６Ａ）、１心 ４−−− ＧユＡ３ ５−−−〜−Ｇα、−ム４Ａ３ 第２図
断面図、第２図は本発明の一実施例におけるＺｎ拡散層
の平面形状を示す平面図である。 １・・・・・・Ｚｎ拡散層、２・・・・・・ｎ−ＧａＡ
ｓ 、 ３・・・・・・Ｐ −ｃ”０．６人Ａｏ６ＡＳ
、４−・・−・ＧａＡｓ 、５ ・−・−・Ｎ−
Ｇ２Ｌ０，６ム１０４ムｓ、 ６−＝−ｎ −ＧａＡｓ
基板、ｙ −−−−−−Ｔｉ／ Ｐｔ／ムＵアロイ、８
・・・・・・人ｕ／Ｇｏ／Ｎｉアロイ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名３−
−− Ｐ−（ｉ〜６Ａ）、１心 ４−−− ＧユＡ３ ５−−−〜−Ｇα、−ム４Ａ３ 第２図
Claims (1)
- キャビティの長さ方向に沿って幅がレーザ光の設定され
た物質内波長の半整数倍の周期で周期的に変化している
ストライプ状の電流狭窄領域を有することを特徴とする
半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18204585A JPS6242587A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18204585A JPS6242587A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6242587A true JPS6242587A (ja) | 1987-02-24 |
Family
ID=16111378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18204585A Pending JPS6242587A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6242587A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005183821A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Sony Corp | 半導体発光素子 |
-
1985
- 1985-08-20 JP JP18204585A patent/JPS6242587A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005183821A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Sony Corp | 半導体発光素子 |
| JP4599836B2 (ja) * | 2003-12-22 | 2010-12-15 | ソニー株式会社 | 半導体レーザ素子 |
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