JPS6261385A - 半導体レ−ザ−素子 - Google Patents

半導体レ−ザ−素子

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JPS6261385A
JPS6261385A JP60201200A JP20120085A JPS6261385A JP S6261385 A JPS6261385 A JP S6261385A JP 60201200 A JP60201200 A JP 60201200A JP 20120085 A JP20120085 A JP 20120085A JP S6261385 A JPS6261385 A JP S6261385A
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尚宏 須山
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向星 高橋
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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〉 本発明は屈折率導波型の半導体レーザー素子に関する。
〈従来技術〉 近年、コンパクトディスクプレーヤ、ビデオディスクプ
レーヤ、レーザープリンター、光デイスクファイル等の
半導体レーザー素子の応用分野が急速に広がっている。
半導体レーザーは、その光導波機構により利得導波型と
屈折率導波型に大別されるが、利得導波型は横モードが
不安定、非点収差が大きいなどの欠点があり、上述のよ
うな応用機器に対してはその機能を十分に発揮できない
あるいは使用不可能であるといった問題がある。
これに対して、屈折率導波型は横モードが安定で且つ非
点収差も小さいという実用上大きな利点を有しており、
その構造も種々のものが提案されている。
屈折率導波型の半導体レーザー素子の代表例として、Ｂ
　Ｈ（Ｂｕｒｉｅｄ　　ｌ１ｅｔｅｒｏ）レーザーやｖ
ｓｉｓ（Ｖ　−Ｃｈａｎｎｅｌｅｄ　５ｕｂｓｔｒａｔ
ｅ　Ｉｎｎｅｒ　５ｔｒｉｐｅ）レーザーがある。ＢＨ
レーザーは、活性領域を完全に低屈折率材料で埋め込ん
でいるため、実屈折率差による屈折率導波機構を有し、
活性層幅を適当な小さい値（〜２μｍ程度）に選ぶこと
により、しきい値組流が小さく安定な基本横モード発振
が得られ、また、非点収差も極めて小さい。しかし、光
閉じ込め効果が非常に大きく、そのため、高次モードを
カットオフするために活性層幅を小さくしなければなら
ず、これにより広い発光領域の面積を確保することが難
しく、高出力化が困難である。
これに対して、ＶＳＩＳＩノーザーは、ストライプ状の
溝が形成された基板上に活性領域が形成されており、溝
の内部と外部とで生じる光に対する吸収差にもとづく実
効屈折率差により屈折率導波機構を形成する。そのため
、実効屈折率差は活性層と基板との間の距離に大きく依
存しており、安定な基本横モードを得るために基板と活
性層との間の距離を小さくすると、基本横モードに対し
ても吸収が太き（なり、高出力化に対して不利となる。
逆に、吸収を小さくするために基板と活性層との間の距
離を大きくすると、高出力域では安定な基本横モードを
維持できなくなる。
〈発明が解決しようとする問題点〉 上述のように、従来のＢＨレーザーにおいては高出力化
が困難であり、ｖｓｒｓレーザーにおいては高出力域で
安定な基本横モード発振がｉｚＺられないという問題が
ある。
く問題点を解決する為の手段〉 本発明は、２つの反射器により限定されるレーザー共振
器を有する半導体レーザー素子において、上記２つの反
射器の一方の反射器に隣接し且つレーザー活性領域と連
続した半導体積層領域を光吸収領域として形成してなる
ことを特徴とする。
く原理〉 本発明による半導体レーザー素子は、ＶＳＩＳレーザー
にみられるように活性層に対して基板側あるいはその逆
側に光吸収層を設けるのではなく、共振器方向に高次横
モードに対する光吸収領域を形成することにより、高次
横モードを抑制し、安定な基本横モード発振が得られる
ようにする。
具体的には、通常、へき開法により形成される共振！ミ
ラーのうち少なくとも一方について化学エツチングある
いはドライエツチングによりその一部を除去し、基本横
モードに対する反射器を形成する。そして、このエツチ
ング除去した部分の両側の領域は、電流を流さずまたそ
の長さを電流の広がりよりも適当に長く選ぶことにより
、光吸収領域として作用し、上述の反射器の幅を適当に
選定することにより、基本横モードに対する損失に比べ
て高次横モードに対する損失を太き（することが可能に
なり、安定な基本横モードが得られる。
〈実施例〉 第１図は本実施例の半導体レーザー素子の模式的な平面
構成を示し、第２図はそのＡ−Ａ’断面の模式的な構成
を示し、第３図はそのＢ−Ｂ’断面の模式的な構成を示
す。この半導体レーザー素子は、その基本構造として埋
込み構造を採用している。
第２図に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−Ｇ
ａ１　−ｘＡ　ｌ　ｘＡｓ　（ｘ＝０．３５）第１クラ
ッド層２、Ｇａｌ　−ｙＡｌｙＡｓ　（ｙ＝０．０５）
活性１’ｉｆ３．ｐ−Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ第２クラッ
Ｙ層４を順次に液相エピタキシャル法により成長した後
、中央部に５μｍの幅のレーザー活性領域５を残してそ
の両側を硫酸系のエツチング液により基板１に達するま
でエツチング除去し、この除去した部分にｎ−Ｇａ１　
−ｚＡｌｚＡｓ　　（ｚ＝０．４５）埋込み層６を液相
エピタキシャル法により形成する。その後、絶縁Ｆｊ７
をＣＶＤ法により形成し、フォトリソグラフィ法により
レーザー活性領域５の上部の絶縁層７をストライプ状に
除去し、さらに、成長層側にｐ側電極８を形成し、基板
ｌ側にｎ側電極９を形成する。
次に、上述のように形成したウェハの第１図中右側の端
部からレーザー活性領域５の中央部を幅２μｍ、端部か
ら距離２０μｍにわたって反応性イオンビームエツチン
グ法により第３図に示すように基板１に達するまで除去
し、レーザー活性領域５の新たな端面１２（第１図）を
２μｍの幅で形成するとともに、この端面１２に隣接し
且つレーザー活性領域５と連続したストライプ周辺部１
３゜１４をエツチング除去した部分１５の両側に形成す
る。このストライプ周辺部１３．１４は、光吸収領域を
形成する。第１図と第３図に示すように・エツチング除
去した部分１５の両側のストライブ周辺部１３．１４と
埋込層６の上部には、絶縁層７だけが形成され、ｐ側電
極８は形成されない。
端面１２の幅は、少なくとも３μｍ以下であることが望
ましい。
−に述のように構成した半導体レーザー素子においては
、レーザー共振器は第１図中左側の端面１０と端面１２
との間に形成され、ｐ側電極８とｎ側電極９を介してこ
のレーザー共振器に直流電流を流すことにより、！／−
ザー発振が発生する。このとき、基本横モードに比べて
高次横モードはストライブ周辺部１３．１４に分布する
光パワーの割合が大きくなる。従って、端面１２が形成
する反射器の両側の領域つまりストライプ周辺部１３゜
１４での損失は、基本横モードに比べて高次横モードで
極めて大きくなり、結果として、安定な基本横モード発
振が得られる。
本実施例の半導体レーザー素子では、端面１２は幅が２
μｍと小さいが、実質的な共振器の幅が５μｍと広いた
め、８０ｍＷの高出力域まで安定な基本横モード発振が
得られる。また、基本構造が埋込み構造であるため、非
点収差が３９ｍＷまで５μｍ以下と非常に良好な値が得
られる。
なお、上述の実施例では埋込み構造の半導体レーザーに
ついて説明したが、本発明はこれに限定されず、他の基
本構造ももつ半導体１ノ−ザーについても適用できるこ
とはいうまでもない。
〈効果〉 以上説明したように、本発明においては、２つの反射器
の一方の反射器に隣接し且つレーザー活性領域と連続し
た半導体積層領域を光吸収領域として形成したので、大
きい共振器断面積を有し且つ高次横モードに対する損失
が大きい屈折率導波型の半導体レーザー素子を構成する
ことができ、高出力域まで安定した基本横モード発振が
得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の模式的な平面構成を示す図、第
２図は第１図の／ＩＡ’断面の模式的な構成を示す図、
第３図は第１図のＢ−Ｂ’断面の模式的な構成を示す図
である。 ５・・・レーザー活性領域 １０．１２・・・端面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）２つの反射器により限定されるレーザー共振器を
    有する半導体レーザー素子において、上記２つの反射器
    の一方の反射器に隣接し且つレーザー活性領域と連続し
    た半導体積層領域を光吸収領域として形成してなること
    を特徴とする半導体レーザー素子。
  2. （２）上記２つの反射器の少なくとも一方の幅が３μｍ
    以下である特許請求の範囲第１項記載の半導体レーザー
    素子。
JP60201200A 1985-09-11 1985-09-11 半導体レ−ザ−素子 Granted JPS6261385A (ja)

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JP60201200A JPS6261385A (ja) 1985-09-11 1985-09-11 半導体レ−ザ−素子
US06/905,516 US4807235A (en) 1985-09-11 1986-09-09 Semiconductor laser device
EP86306964A EP0214866B1 (en) 1985-09-11 1986-09-10 A semiconductor laser device
DE8686306964T DE3680423D1 (de) 1985-09-11 1986-09-10 Halbleiterlaservorrichtung.

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2507685B2 (ja) * 1990-07-25 1996-06-12 株式会社東芝 半導体レ―ザ
US5247536A (en) * 1990-07-25 1993-09-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor laser distributed feedback laser including mode interrupt means
US5260822A (en) * 1992-01-31 1993-11-09 Massachusetts Institute Of Technology Tapered semiconductor laser gain structure with cavity spoiling grooves
US5555544A (en) * 1992-01-31 1996-09-10 Massachusetts Institute Of Technology Tapered semiconductor laser oscillator
US6862300B1 (en) 2002-09-17 2005-03-01 Bookham Technology Plc High power semiconductor laser diode and method for making such a diode
JP2018098263A (ja) * 2016-12-08 2018-06-21 住友電気工業株式会社 量子カスケード半導体レーザ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6016489A (ja) * 1984-06-08 1985-01-28 Hitachi Ltd 半導体レーザ装置の製造方法
JPS60163483A (ja) * 1984-02-03 1985-08-26 Nec Corp 半導体レ−ザ

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5726488A (en) * 1980-07-23 1982-02-12 Fujitsu Ltd Semiconductor light emitting device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60163483A (ja) * 1984-02-03 1985-08-26 Nec Corp 半導体レ−ザ
JPS6016489A (ja) * 1984-06-08 1985-01-28 Hitachi Ltd 半導体レーザ装置の製造方法

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Publication number Publication date
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EP0214866A2 (en) 1987-03-18
EP0214866B1 (en) 1991-07-24
EP0214866A3 (en) 1988-04-20
US4807235A (en) 1989-02-21
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