JPS6254989A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS6254989A JPS6254989A JP19374085A JP19374085A JPS6254989A JP S6254989 A JPS6254989 A JP S6254989A JP 19374085 A JP19374085 A JP 19374085A JP 19374085 A JP19374085 A JP 19374085A JP S6254989 A JPS6254989 A JP S6254989A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
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- 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
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- 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
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S5/1028—Coupling to elements in the cavity, e.g. coupling to waveguides adjacent the active region, e.g. forward coupled [DFC] structures
- H01S5/1032—Coupling to elements comprising an optical axis that is not aligned with the optical axis of the active region
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/34313—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs
- H01S5/3432—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs the whole junction comprising only (AI)GaAs
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、１本の出射ビームを有し、光出力１００ｍＷ
以上である高出力半導体レーザ装置に関する。
以上である高出力半導体レーザ装置に関する。
光出力１００ｍＷ以上の半導体レーザを実現する方法の
１つの候補として、複数の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ある。このフェーズド・ア
レイ形半導体レーザの典型的な公知例は、第３２回応用
物理学関係講演会予稿集９．１４９に種谷他によシ開示
されている。しかし、この構造においては、スーパーモ
ードとよばれる高次のモードで発振するため、出射ビー
ムは２本となシ応用上支障を生じる。この上記構造にお
いてなぜ高次のスーパーモードが選択されるのか、その
理由を第２図を用いて以下に述べる。
１つの候補として、複数の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ある。このフェーズド・ア
レイ形半導体レーザの典型的な公知例は、第３２回応用
物理学関係講演会予稿集９．１４９に種谷他によシ開示
されている。しかし、この構造においては、スーパーモ
ードとよばれる高次のモードで発振するため、出射ビー
ムは２本となシ応用上支障を生じる。この上記構造にお
いてなぜ高次のスーパーモードが選択されるのか、その
理由を第２図を用いて以下に述べる。
種谷他の構造について、屈折率と利得（損失）の関係を
模式的に第２図Ｇｌ）、 （ｂ）に示した。このように
屈折率の大きい領域では利得が存在し、屈折率の小さい
領域では大きな損失が発生している。この条件での基本
スーパーモードの電界分布を第２図（Ｃ）に、高次のス
ーパーモードの電界分布を第２図（ｄ） Ｋ示す。第２
図（ｂ）の損失の大きい領域においては、基本スーパー
モードの電界分布は零にならないのに対し、高次スーパ
ーモードは零レベルを横ぎる。すなわち、高次スーパー
モードの受ける損失は、基本スーパーモードの受ける損
失よりも小さく、従って、高次スーパーモードの方がし
きい値利得が低下する。以上によシ上記構造では高次ス
ーパーモードが発振し、出射ビームは２本になってしま
う。
模式的に第２図Ｇｌ）、 （ｂ）に示した。このように
屈折率の大きい領域では利得が存在し、屈折率の小さい
領域では大きな損失が発生している。この条件での基本
スーパーモードの電界分布を第２図（Ｃ）に、高次のス
ーパーモードの電界分布を第２図（ｄ） Ｋ示す。第２
図（ｂ）の損失の大きい領域においては、基本スーパー
モードの電界分布は零にならないのに対し、高次スーパ
ーモードは零レベルを横ぎる。すなわち、高次スーパー
モードの受ける損失は、基本スーパーモードの受ける損
失よりも小さく、従って、高次スーパーモードの方がし
きい値利得が低下する。以上によシ上記構造では高次ス
ーパーモードが発振し、出射ビームは２本になってしま
う。
本発明の目的は、出射ビームが１本で高出力、かつ信頼
性の高い半導体レーザを提供することにある。
性の高い半導体レーザを提供することにある。
本発明者は、基本スーパーモードを選択する方法として
、レーザ光が伝搬する方向（ストライプ方向）に構造を
設けることによシ制御することを発明した。第１図を用
いてその詳細を説明する。まず、第１図（ａ）が上面図
、第１図中）は第１図（ａ）のＡＡ／線断面図とスーパ
ーモードの電界分布、第１図（Ｃ）は第１図（ａ）のＢ
−Ｂ’線断面図とスーパーモードの電界分布を示す。こ
のようＫ、レーザ両端面を含むほとんどの領域ではスト
ライプの本数は４本であるが、レーザ中央部においては
ストライプの本数が２本の領域が存在する。まず基本ス
ーパーモードを考えると、ストライプ２本の領領ではそ
の電界分布の振幅は、中央の２本のストライプにおいて
強く、両端のストライプでは弱くなっている。この基本
モードが伝搬してストライプ２本の領域に入る時、容易
になめらかに変形して第１図（Ｃ）のような電界分布に
なる。しかし、高次スーパーモードを考えるとストライ
プ４本の領域ではその電界分布の振幅は各々のストライ
プにおいてほぼ等しい。この高次モードが伝搬してスト
ライプ２本の領域に入る時、電界分布の両端部分の割合
が多いため、容易に第１図（Ｃ）のような電界分布に変
形しにくい。つまり、高次のスーパーモードはストライ
プ２本の部分を通過しにくくなる。
、レーザ光が伝搬する方向（ストライプ方向）に構造を
設けることによシ制御することを発明した。第１図を用
いてその詳細を説明する。まず、第１図（ａ）が上面図
、第１図中）は第１図（ａ）のＡＡ／線断面図とスーパ
ーモードの電界分布、第１図（Ｃ）は第１図（ａ）のＢ
−Ｂ’線断面図とスーパーモードの電界分布を示す。こ
のようＫ、レーザ両端面を含むほとんどの領域ではスト
ライプの本数は４本であるが、レーザ中央部においては
ストライプの本数が２本の領域が存在する。まず基本ス
ーパーモードを考えると、ストライプ２本の領領ではそ
の電界分布の振幅は、中央の２本のストライプにおいて
強く、両端のストライプでは弱くなっている。この基本
モードが伝搬してストライプ２本の領域に入る時、容易
になめらかに変形して第１図（Ｃ）のような電界分布に
なる。しかし、高次スーパーモードを考えるとストライ
プ４本の領域ではその電界分布の振幅は各々のストライ
プにおいてほぼ等しい。この高次モードが伝搬してスト
ライプ２本の領域に入る時、電界分布の両端部分の割合
が多いため、容易に第１図（Ｃ）のような電界分布に変
形しにくい。つまり、高次のスーパーモードはストライ
プ２本の部分を通過しにくくなる。
すなわち、高次スーパーモードは、ストライプ４本の領
域とストライプ２本の領域の境界において反射を受ける
ことになる。このために、高次スーパーモードのしきい
利得は上昇し、基本スーパーモードが選択されるととＫ
なる。以上では、説明の簡便のために、ストライプの本
数として、４本と２本の場合を示したが１本発明はスト
ライプの方向において、ストライプの本数が変化する領
域が存在すれば上記と同様の効果が生じる。
域とストライプ２本の領域の境界において反射を受ける
ことになる。このために、高次スーパーモードのしきい
利得は上昇し、基本スーパーモードが選択されるととＫ
なる。以上では、説明の簡便のために、ストライプの本
数として、４本と２本の場合を示したが１本発明はスト
ライプの方向において、ストライプの本数が変化する領
域が存在すれば上記と同様の効果が生じる。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
〔実施例１〕
第１図は、本発明をＧａＡｊＡｓ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、ＡＡＺ線断
面図を（ｂ）Ｋ、Ｂ−Ｂ’線断面図を（ｃ） Ｋ示しで
ある。
した場合のレーザ装置の上面図を（ａ）に、ＡＡＺ線断
面図を（ｂ）Ｋ、Ｂ−Ｂ’線断面図を（ｃ） Ｋ示しで
ある。
ｎ ＧａＡ３基板結晶１上にｎ Ｇａｏ、ｓＡ４．
５ＡＳクラッド層２．アンドープＧ ｊｌｏ 、ｓ ｓ
Ａ４． ｔ ｔ Ａ ｓ活性層３ ｈ ｐＧａｏ、ｓ
ＡＪ！ｏ、ｓＡｓクラッド層４．ｎ−ＧａＡｓ電流狭搾
層５をＭＯＣＶＤ法によシ順次形成する。ホトエツチン
グ工程によりｎ ＧａＡＳ層５を完全に除去し、ｐ
Ｇａｏ、ｓＡム、 ｓ Ａ ｓクラッド層４の表面を露
出する幅４μｍの溝ストライプを第１図（ａ）のように
レーザ両端面近傍では４本、レーザ中央部では２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。ここで、スト
ライプ２本の領域の長さは５０μｍとした。次にＭＯＣ
ＶＤ法によりＩ）−Ｇａｏ、５Ａ４ｓＡＳクラッド層６
、ｐ−Ｑ ａ Ａ ８キャップ層７を形成する。この後
、ｐ電極８１．ｎ電極９を形成した後、へき開法により
。
５ＡＳクラッド層２．アンドープＧ ｊｌｏ 、ｓ ｓ
Ａ４． ｔ ｔ Ａ ｓ活性層３ ｈ ｐＧａｏ、ｓ
ＡＪ！ｏ、ｓＡｓクラッド層４．ｎ−ＧａＡｓ電流狭搾
層５をＭＯＣＶＤ法によシ順次形成する。ホトエツチン
グ工程によりｎ ＧａＡＳ層５を完全に除去し、ｐ
Ｇａｏ、ｓＡム、 ｓ Ａ ｓクラッド層４の表面を露
出する幅４μｍの溝ストライプを第１図（ａ）のように
レーザ両端面近傍では４本、レーザ中央部では２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。ここで、スト
ライプ２本の領域の長さは５０μｍとした。次にＭＯＣ
ＶＤ法によりＩ）−Ｇａｏ、５Ａ４ｓＡＳクラッド層６
、ｐ−Ｑ ａ Ａ ８キャップ層７を形成する。この後
、ｐ電極８１．ｎ電極９を形成した後、へき開法により
。
共振器要約３００μｍのレーザ素子を得た。この時％
ｐ Ｇａｏ、５ｋ１６．５Ａｓクラッド層４の厚さは、
Ｏ８１〜０．５μｍであシ、この条件で屈折率導波型と
なシ、低収差で、高出力の７エーズド・アレイレーザを
実現できた。
ｐ Ｇａｏ、５ｋ１６．５Ａｓクラッド層４の厚さは、
Ｏ８１〜０．５μｍであシ、この条件で屈折率導波型と
なシ、低収差で、高出力の７エーズド・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
１００〜１２０ｍＡで室温連続発振し。
１００〜１２０ｍＡ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。その遠みが発
振し、光出力ａｏｏｍｗまで安定した特性が得られた。
振し、光出力ａｏｏｍｗまで安定した特性が得られた。
さらに５０Ｃにおいて光出力３００ｍＷ定光出力動作時
の寿命も２０００時間経過後も顕著な劣化は見られず、
信頼性も高かった。
の寿命も２０００時間経過後も顕著な劣化は見られず、
信頼性も高かった。
〔実施例２〕
実施例１とは別の型の本発明による実施例を第３図を用
いて説明する。第３図の（ａ）がレーザ上面図、（ｂ）
が（ａ）のＡ−Ａ’’断面図、（Ｃ）が（ａ）のＢ−Ｂ
’’断面図である。
いて説明する。第３図の（ａ）がレーザ上面図、（ｂ）
が（ａ）のＡ−Ａ’’断面図、（Ｃ）が（ａ）のＢ−Ｂ
’’断面図である。
ｐ−ＧａＡ３基板１０上にｐＧａｏ、ｓＡ！４．５ Ａ
ｓクラッド層４、ｐ Ｇａｏ、５Ａｔｏ、ｉＡｓ光ガイ
ド層１１、厚さ７０人のＧａｏ、５２Ａｔｏ、ｎｓ Ａ
ｓウェル層、厚さ４０人のｏａＯ１７！ Ａｔｏ、 ２
８ Ａｓ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１２、ｎ −Ｇａｏ、ｓ Ａｔｏ
、ｓ Ａ’クラッド層２、ｎ−ＧａＡＳキャップ層１４
全１４ＭＯＣＶＤ法によ多形成する。この後、ホトエツ
チング工程により、幅５μｍのストライプ状にレーザ両
端面近傍では４本、レーザ中央部では２本、１ｌ−Ｇａ
ＡＳキャップ層１４全１４、それ以外の領域に活性層１
２に達するＳｉのイオン注入を行ない、無秩序化し混晶
化した層１３を形成する。ここで、ストライプ２本の領
域の長さは８０μｍとし、また、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
−ＱａＡｓキャップ層１４層外４以外（ｈ膜１５を被着
する。この後、ｐ電啄Ｌ ｎ電極９を形成する。この後
、へき開法によシ、共振器長約３００μ！ｎのレーザ素
子を得た。試作した素子は実施例１とほぼ同様の特性が
得られ、基本スーパーモードのみが発振した。
ｓクラッド層４、ｐ Ｇａｏ、５Ａｔｏ、ｉＡｓ光ガイ
ド層１１、厚さ７０人のＧａｏ、５２Ａｔｏ、ｎｓ Ａ
ｓウェル層、厚さ４０人のｏａＯ１７！ Ａｔｏ、 ２
８ Ａｓ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１２、ｎ −Ｇａｏ、ｓ Ａｔｏ
、ｓ Ａ’クラッド層２、ｎ−ＧａＡＳキャップ層１４
全１４ＭＯＣＶＤ法によ多形成する。この後、ホトエツ
チング工程により、幅５μｍのストライプ状にレーザ両
端面近傍では４本、レーザ中央部では２本、１ｌ−Ｇａ
ＡＳキャップ層１４全１４、それ以外の領域に活性層１
２に達するＳｉのイオン注入を行ない、無秩序化し混晶
化した層１３を形成する。ここで、ストライプ２本の領
域の長さは８０μｍとし、また、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
−ＱａＡｓキャップ層１４層外４以外（ｈ膜１５を被着
する。この後、ｐ電啄Ｌ ｎ電極９を形成する。この後
、へき開法によシ、共振器長約３００μ！ｎのレーザ素
子を得た。試作した素子は実施例１とほぼ同様の特性が
得られ、基本スーパーモードのみが発振した。
〔実施例３〕
本発明の他の実施例で、第４図は（ａ）がレーザ上面図
、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（Ｃ）が（ａ）の
Ｂ−Ｂ線断面図を示す。
、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（Ｃ）が（ａ）の
Ｂ−Ｂ線断面図を示す。
ｎ−ＱａＡｓ基板結晶１上にｎ −Ｇａｏ、４ｓ人ム、
５ＳＡ１１クラッド層１６、アンドープＧａｏ、ｓｓＡ
ム、ｔ４Ａｓ活性層３ ｂ Ｉ）−Ｇａｏ、５ｓＡｔｏ
、４ＩＩＡｓクラッド層１７、ｎ −Ｇａｏ、４ｓＡｔ
ｏ、５ｓＡｓ’を流狭窄層１８をＭＯＣＶＤ法によシ順
次形成する。ホトエツチング工程によ’） ｎ Ｇａ
ｏ、１ｓＡｔｏ、１ｓＡｓ層１８を完全に除去し、ｐＧ
ａｏ、ｓｓ Ａｔ４１．４５ Ａｓクラッド層１７の表
面を露出する幅３μｍの溝ストライブを同図（ａ）のよ
うにレーザ両端面近傍では４本、レーザ中央部は２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。また、スト
ライプ２本の領域の長さは５０μｍとした。次にＭＯＣ
ＶＤ法によりｐＧａｏ、５ｓＡｔｏ、ｕＡＳＡｓクラッ
ド層１７ｐ−ＧａＡＳキャップ層７を形成する。この後
ｓ ｐ＊’４ｓ ｎ電極９を形成した後。
５ＳＡ１１クラッド層１６、アンドープＧａｏ、ｓｓＡ
ム、ｔ４Ａｓ活性層３ ｂ Ｉ）−Ｇａｏ、５ｓＡｔｏ
、４ＩＩＡｓクラッド層１７、ｎ −Ｇａｏ、４ｓＡｔ
ｏ、５ｓＡｓ’を流狭窄層１８をＭＯＣＶＤ法によシ順
次形成する。ホトエツチング工程によ’） ｎ Ｇａ
ｏ、１ｓＡｔｏ、１ｓＡｓ層１８を完全に除去し、ｐＧ
ａｏ、ｓｓ Ａｔ４１．４５ Ａｓクラッド層１７の表
面を露出する幅３μｍの溝ストライブを同図（ａ）のよ
うにレーザ両端面近傍では４本、レーザ中央部は２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。また、スト
ライプ２本の領域の長さは５０μｍとした。次にＭＯＣ
ＶＤ法によりｐＧａｏ、５ｓＡｔｏ、ｕＡＳＡｓクラッ
ド層１７ｐ−ＧａＡＳキャップ層７を形成する。この後
ｓ ｐ＊’４ｓ ｎ電極９を形成した後。
へき開法によシ、共振器長約３００μｍのレーザ素子を
得た。この時、ｐ Ｇａｏ、５ｓＡｔｏ、４ｓＡｓクラ
ツドｒＷ１１７の厚さは、０．１〜０．５ ｐ ｍであ
り、この条件で屈折率導波型とｆｚ ｌ）、低収差で、
高出力の７エーズド・アレイレーザを実現できる。
得た。この時、ｐ Ｇａｏ、５ｓＡｔｏ、４ｓＡｓクラ
ツドｒＷ１１７の厚さは、０．１〜０．５ ｐ ｍであ
り、この条件で屈折率導波型とｆｚ ｌ）、低収差で、
高出力の７エーズド・アレイレーザを実現できる。
試作した素子は、波長７８０ｆ１ｍにおいて、しきい電
流８０〜１１０ｍＡ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。その遠視野像は単峰性を示し
、その半値幅は２．０°Ｘ２５゜であった。すなわち１
本構造によシ、基本スーパーモードのみが発振し、光出
力ａｏｏｍｗまで安定した特性が得られた。さらに５０
Ｃにおいて光出力ａｏｏｍｗ定光出力動作時の寿命も２
０００時間経過後も顕著な劣化は見られず、信頼性も高
かった。
流８０〜１１０ｍＡ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。その遠視野像は単峰性を示し
、その半値幅は２．０°Ｘ２５゜であった。すなわち１
本構造によシ、基本スーパーモードのみが発振し、光出
力ａｏｏｍｗまで安定した特性が得られた。さらに５０
Ｃにおいて光出力ａｏｏｍｗ定光出力動作時の寿命も２
０００時間経過後も顕著な劣化は見られず、信頼性も高
かった。
〔実施例４〕
Ｗ、５図を用いて本発明による別の実施例を説明する。
第５図は（ａ）がレーザ上面図、（ｂ）がＡ−Ａ’線線
面面図（Ｃ）がＢ−Ｂ’’断面図である。
面面図（Ｃ）がＢ−Ｂ’’断面図である。
ｎ−ＧａＡ３基板１上にｎ−Ｇａｏ、ｓＡ！４．ｓＡｓ
クラッド層２、アンドープＧａｏ、ｓｓＡ！４．ｎＡｓ
活性層３、ｐｏａ（Ｌ ｓ Ａｔｏ、５ Ａ Ｓクラッ
ド層４．厚さ５０人のアンドープＧａｏ、ｓ Ａｔｏ、
＋ Ａｓウェル層と厚さ１００人のアンドープＧａｏ、
ｓ Ａｔｏ、７ Ａｓバリヤ層を交互に３０層形成した
超格子層２０．アンドープＧａＡＳキャップ層７を順次
ＭＯＣＶＤ法によ多形成する。この後、幅４μｍのスト
ライプ状にｐ −Ｇａｏ、ｓ ＡＪ！ｏ、ｓ ＡＳクラ
ッド層４まで達するＳｉイオン注入２１を行う。このス
トライプはレーザ両端面近傍部で４本、レーザ中央部で
２本であり、各ストライプ中心と中心の間隔は８μｍと
した。また、レーザ中央部のストライプ２本の領域の長
さは１００μｍとした。この後、ｐ電極９．ｎ電極９を
形成した後、へき開法により、共振器要約３００μｍの
レーザ索子を得た。本実施例においては、Ｓｉイオン注
入領域の直下のみに電流が流れる。また、Ｓｉイオン注
入領域内の超格子層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
格子層の屈折率よシ小さい。従って屈折率の小さい領域
に゛電流が存在することになシ、屈折率を利得の位相は
逆転している。本実施例では、さらにストライプ方向に
ストライプの本数を変化させているため。
クラッド層２、アンドープＧａｏ、ｓｓＡ！４．ｎＡｓ
活性層３、ｐｏａ（Ｌ ｓ Ａｔｏ、５ Ａ Ｓクラッ
ド層４．厚さ５０人のアンドープＧａｏ、ｓ Ａｔｏ、
＋ Ａｓウェル層と厚さ１００人のアンドープＧａｏ、
ｓ Ａｔｏ、７ Ａｓバリヤ層を交互に３０層形成した
超格子層２０．アンドープＧａＡＳキャップ層７を順次
ＭＯＣＶＤ法によ多形成する。この後、幅４μｍのスト
ライプ状にｐ −Ｇａｏ、ｓ ＡＪ！ｏ、ｓ ＡＳクラ
ッド層４まで達するＳｉイオン注入２１を行う。このス
トライプはレーザ両端面近傍部で４本、レーザ中央部で
２本であり、各ストライプ中心と中心の間隔は８μｍと
した。また、レーザ中央部のストライプ２本の領域の長
さは１００μｍとした。この後、ｐ電極９．ｎ電極９を
形成した後、へき開法により、共振器要約３００μｍの
レーザ索子を得た。本実施例においては、Ｓｉイオン注
入領域の直下のみに電流が流れる。また、Ｓｉイオン注
入領域内の超格子層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
格子層の屈折率よシ小さい。従って屈折率の小さい領域
に゛電流が存在することになシ、屈折率を利得の位相は
逆転している。本実施例では、さらにストライプ方向に
ストライプの本数を変化させているため。
基本スーパーモードの選択は顕著になる。
試作した素子は、波長７ｓｏｎｍにおいて、しきい電流
９０〜１３０ｍＡ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。その遠視野像は単峰性を示し、
その半値幅は２．、θ°×２５゜でめった。すなわち、
本構造によシ、基本スーパーモードのみが発振し、光出
力３００ｍＷまで安定した特性が得られた。さらにパル
ス動作においては、光出力ＩＷまで基本スーパーモード
のみが発振した。さらに５０Ｃにおいて光出力３００ｍ
Ｗ定光出力定光出力前命も２０００時間経過後も顕著な
劣化は見られず、信頼性も高かった。
９０〜１３０ｍＡ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。その遠視野像は単峰性を示し、
その半値幅は２．、θ°×２５゜でめった。すなわち、
本構造によシ、基本スーパーモードのみが発振し、光出
力３００ｍＷまで安定した特性が得られた。さらにパル
ス動作においては、光出力ＩＷまで基本スーパーモード
のみが発振した。さらに５０Ｃにおいて光出力３００ｍ
Ｗ定光出力定光出力前命も２０００時間経過後も顕著な
劣化は見られず、信頼性も高かった。
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、その本数としてレーザ端面近傍は２〜２０本、レ
ーザ中央部は１〜１８本、また。
ては、その本数としてレーザ端面近傍は２〜２０本、レ
ーザ中央部は１〜１８本、また。
ストライプ幅として１〜１０μｍ、ストライプ中心と中
心の間隔として２〜１２μｍ、ストライプ本数の少ない
領域の長さとして５〜２００μｍ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４造としては上記以外にＢＨ溝構造リプ導改路
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
。
心の間隔として２〜１２μｍ、ストライプ本数の少ない
領域の長さとして５〜２００μｍ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４造としては上記以外にＢＨ溝構造リプ導改路
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０．６８〜０．８９ ｐｍのＧａＡ／、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
たシ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ＧａＡｔＡｓ系以外のレーザ材料、例えばＩｎＧ
ａＡｓＰ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ＬＯＣ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ＳＣＨ構造
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
厚方向く分布しているＧＲＩＮ−８ＣＨ構造等に対して
も同様に適用することができる。さらに活性層が量子井
戸構造をしているものに対しても有効であシ、また上記
各実施例において導電形を全べて反対にした構造（ｐを
ｎに、ｎｔ−ｐに置換えた構造）においても同様の効果
が得られた。
らず、波長０．６８〜０．８９ ｐｍのＧａＡ／、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
たシ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ＧａＡｔＡｓ系以外のレーザ材料、例えばＩｎＧ
ａＡｓＰ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ＬＯＣ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ＳＣＨ構造
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
厚方向く分布しているＧＲＩＮ−８ＣＨ構造等に対して
も同様に適用することができる。さらに活性層が量子井
戸構造をしているものに対しても有効であシ、また上記
各実施例において導電形を全べて反対にした構造（ｐを
ｎに、ｎｔ−ｐに置換えた構造）においても同様の効果
が得られた。
本発明によれば、出射ビームの数が１本の、すなわち、
単峰性の出射ビームが出るフェーズド・プレイ型半導体
レーザを製作できるので、光出力１００ｍＷ以上の横モ
ードの安定した高出力半導体レーザを実現する効果があ
る。
単峰性の出射ビームが出るフェーズド・プレイ型半導体
レーザを製作できるので、光出力１００ｍＷ以上の横モ
ードの安定した高出力半導体レーザを実現する効果があ
る。
第１図および第３図〜第５図は１本発明の実施例を示す
図で、各図の（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ −
Ａ′線断面図、（Ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図をそ
れぞれ示す。第２図は、従来の７エーズド・アレイ型レ
ーザのスーパーモードを示す図である。 １・・−ｎ−ＱａＡｓ基板、２− ｎ −Ｇａｏ、ｓ
Ａｔｏ、ｓ Ａｓクラッド層、３・・・アンドープＧ
ａｏ、８６ Ａｔｏ、 Ｉ ４ Ａ Ｓ活性層、４ ・
” ｐＧａ６．ｓＡ＆、ｓＡｓクラッド層、５・・・ｎ
−ＧａＡｓ’４流狭窄層、６・・・ｐＧａｏ、５Ａｔｏ
、ｓＡＳＡｓクラッド層・・・Ｉ）−ＧａＡＳキャップ
層、８・・・ｐ＝ｒｔ極、９・−ｎ電極、１０−１；）
−ＧａＡＳ基板。 ｔｘ・−・ｐ （］ａｏ、ａＡｔｏ、ｉＡＳ光ガイド
層、１２−・・多重量子井戸活性層、１３・・・Ｓｔ注
入領域、１４・・・ｎ−ＱａＡｓキャップ層、 １５・
・・５ｉＣｈ膜、１６−・−ｎ −Ｇａｏ、４ｓＡｔ４
Ｌ＠ｓＡ８クラッド層、１７−ｐ−Ｇａｏ、５ｓＡ４．
４ｓＡｓクラッド層、１８＝・ｎ−Ｇａｏ、ａｓ Ａｔ
ｏ、ｓｓ Ａｓ電流狭窄層、１９・ ｐ−Ｇａｏ、ｓｓ
Ａ４）、４１１ Ａｓクラッド層、２０−・・超格子
層、２１・・・Ｓｉ注入領域、２２・・・アンドープＧ
ａＡＳＶＪ ｊ 図 （＾） （ｂ）（ｏ） 代理人弁理上 小 Ｊ目 勝 男 １ ２ 図 ■ ３ 口 （ａ−） 篤 ４ 図 （久少
図で、各図の（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ −
Ａ′線断面図、（Ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図をそ
れぞれ示す。第２図は、従来の７エーズド・アレイ型レ
ーザのスーパーモードを示す図である。 １・・−ｎ−ＱａＡｓ基板、２− ｎ −Ｇａｏ、ｓ
Ａｔｏ、ｓ Ａｓクラッド層、３・・・アンドープＧ
ａｏ、８６ Ａｔｏ、 Ｉ ４ Ａ Ｓ活性層、４ ・
” ｐＧａ６．ｓＡ＆、ｓＡｓクラッド層、５・・・ｎ
−ＧａＡｓ’４流狭窄層、６・・・ｐＧａｏ、５Ａｔｏ
、ｓＡＳＡｓクラッド層・・・Ｉ）−ＧａＡＳキャップ
層、８・・・ｐ＝ｒｔ極、９・−ｎ電極、１０−１；）
−ＧａＡＳ基板。 ｔｘ・−・ｐ （］ａｏ、ａＡｔｏ、ｉＡＳ光ガイド
層、１２−・・多重量子井戸活性層、１３・・・Ｓｔ注
入領域、１４・・・ｎ−ＱａＡｓキャップ層、 １５・
・・５ｉＣｈ膜、１６−・−ｎ −Ｇａｏ、４ｓＡｔ４
Ｌ＠ｓＡ８クラッド層、１７−ｐ−Ｇａｏ、５ｓＡ４．
４ｓＡｓクラッド層、１８＝・ｎ−Ｇａｏ、ａｓ Ａｔ
ｏ、ｓｓ Ａｓ電流狭窄層、１９・ ｐ−Ｇａｏ、ｓｓ
Ａ４）、４１１ Ａｓクラッド層、２０−・・超格子
層、２１・・・Ｓｉ注入領域、２２・・・アンドープＧ
ａＡＳＶＪ ｊ 図 （＾） （ｂ）（ｏ） 代理人弁理上 小 Ｊ目 勝 男 １ ２ 図 ■ ３ 口 （ａ−） 篤 ４ 図 （久少
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、相互に光結合を有する少なくとも２本以上のレーザ
発光ストライプを有する半導体レーザ装置において、上
記レーザ発光ストライプの本数が異なる領域を少なくと
も１カ所有することを特徴とする半導体レーザ装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置にお
いて、上記レーザ発光ストライプの本数の最も少ない領
域に存在するレーザ発光ストライプがそのストライプ方
向にわたり直線的であることを特徴とする半導体レーザ
装置。 ３、特許請求の範囲第１項〜第２項記載の半導体レーザ
において、上記レーザ発光ストライプの本数はレーザの
両端面近傍の方がレーザ中央部よりも多いことを特徴と
する半導体レーザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193740A JP2515729B2 (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 半導体レ−ザ装置 |
| US06/895,843 US4811354A (en) | 1985-09-04 | 1986-08-12 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193740A JP2515729B2 (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254989A true JPS6254989A (ja) | 1987-03-10 |
| JP2515729B2 JP2515729B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=16313021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60193740A Expired - Lifetime JP2515729B2 (ja) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2515729B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990000322A1 (en) * | 1988-07-01 | 1990-01-11 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Semiconductor laser array |
| JP2007335451A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Sony Corp | 半導体レーザ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130090A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS6235690A (ja) * | 1985-08-09 | 1987-02-16 | Sharp Corp | 半導体レ−ザアレイ装置 |
-
1985
- 1985-09-04 JP JP60193740A patent/JP2515729B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130090A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS6235690A (ja) * | 1985-08-09 | 1987-02-16 | Sharp Corp | 半導体レ−ザアレイ装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990000322A1 (en) * | 1988-07-01 | 1990-01-11 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Semiconductor laser array |
| JP2007335451A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Sony Corp | 半導体レーザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2515729B2 (ja) | 1996-07-10 |
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Legal Events
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| R250 | Receipt of annual fees |
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