JPS63164286A - 半導体レ−ザアレイ装置 - Google Patents
半導体レ−ザアレイ装置Info
- Publication number
- JPS63164286A JPS63164286A JP31139986A JP31139986A JPS63164286A JP S63164286 A JPS63164286 A JP S63164286A JP 31139986 A JP31139986 A JP 31139986A JP 31139986 A JP31139986 A JP 31139986A JP S63164286 A JPS63164286 A JP S63164286A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- laser
- light
- semiconductor laser
- stripe
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 10
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000008710 crystal-8 Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
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
- H01S5/40—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
-
- 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
- H01S5/4081—Near-or far field control
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
本発明は光通信や光情報処理装置等の光源に用いられる
半導体レーザアレイ装置に関するものである。
半導体レーザアレイ装置に関するものである。
従来の技術
半導体レーザは、空間的コヒーレンスに優れた光源で、
そのレーザ光の波長（〜０．８μｆｆり程度のスポ・シ
ト径にまで集光できるので、超高密度の光デイスクメモ
リや、高品位のレーザビームプリンタなどに用いられて
いる。近年、メモリへの記録やプリンタの高速化のため
、レーザ光出力の高山カベの要求が益々強くなってきた
。半導体レーザを高出力駆動する時の問題点は、先導波
路内でのレーザビームの安定性もあるが、レーザ光の共
振器端面でのスポ・シト径が小さく（約１０１１０１ｌ
、４μｍ）。
そのレーザ光の波長（〜０．８μｆｆり程度のスポ・シ
ト径にまで集光できるので、超高密度の光デイスクメモ
リや、高品位のレーザビームプリンタなどに用いられて
いる。近年、メモリへの記録やプリンタの高速化のため
、レーザ光出力の高山カベの要求が益々強くなってきた
。半導体レーザを高出力駆動する時の問題点は、先導波
路内でのレーザビームの安定性もあるが、レーザ光の共
振器端面でのスポ・シト径が小さく（約１０１１０１ｌ
、４μｍ）。
光密度が非常に高くなることである。端面での光密度が
２×１０６Ｗ／ｃＩｉ以上になると、一般にレーザを構
成する半導体結晶が溶融し、素子が破壊されるに至る。
２×１０６Ｗ／ｃＩｉ以上になると、一般にレーザを構
成する半導体結晶が溶融し、素子が破壊されるに至る。
上記のスポット径を考えると、この時の光出力は８０ｍ
Ｗとなる。この程度の光出力が１個の導波路からなる半
導体レーザの光出力の限界である。そこで、第６図に示
すように、導波路を平行に複数本並置し、導波路間を光
学的に結合させ、各導波路（以下ストライプと呼ぶ）の
発振状態（位相）に相関を持たせたマルチストライプの
レーザアレイが作られた。
Ｗとなる。この程度の光出力が１個の導波路からなる半
導体レーザの光出力の限界である。そこで、第６図に示
すように、導波路を平行に複数本並置し、導波路間を光
学的に結合させ、各導波路（以下ストライプと呼ぶ）の
発振状態（位相）に相関を持たせたマルチストライプの
レーザアレイが作られた。
発明が解決しようとする問題点
レーザアレイの放射パターン（遠視野像： ＦＦＰ ）
は、各ストライプ内での光の位相によって敏感に変化す
る。第６図（Ａ）に各ストライプ内の電界が同位相の場
合の、導波路内の光分布及びＦＦＰを示す。この場合、
ＦＦＰは単峰性で幅の狭い（＜６°）ビームとなる。し
かし隣り合うストライプの間で光強度が０とならないた
め、発振しきい値が高い。第６図（Ｂ）に示す場合は、
各ストライプで電界の位相がπずれており、この場合は
、ストライプ間で光強度が０となるため、光損失が少な
くなってしきい値が（Ａ）の場合よりも低くなる。
は、各ストライプ内での光の位相によって敏感に変化す
る。第６図（Ａ）に各ストライプ内の電界が同位相の場
合の、導波路内の光分布及びＦＦＰを示す。この場合、
ＦＦＰは単峰性で幅の狭い（＜６°）ビームとなる。し
かし隣り合うストライプの間で光強度が０とならないた
め、発振しきい値が高い。第６図（Ｂ）に示す場合は、
各ストライプで電界の位相がπずれており、この場合は
、ストライプ間で光強度が０となるため、光損失が少な
くなってしきい値が（Ａ）の場合よりも低くなる。
従って第６図に示すアレイでは（Ｂ）の反対称モード（
ｏｕｔ ｐｈａｓｅ）で発振する。ところがこの場合Ｆ
ＦＰは双峰性となり、単一スポットに絞り込むことがで
きない。本発明は、上記欠点に鑑み、ＦＦＰが単峰性の
半導体レーザアレイ装置を提供するものである。
ｏｕｔ ｐｈａｓｅ）で発振する。ところがこの場合Ｆ
ＦＰは双峰性となり、単一スポットに絞り込むことがで
きない。本発明は、上記欠点に鑑み、ＦＦＰが単峰性の
半導体レーザアレイ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ア
レイ装置は、２分の１波長（位相差がπ）の厚さの誘電
体膜を、一つおきのストライプにのみ付けて構成されて
いる。
レイ装置は、２分の１波長（位相差がπ）の厚さの誘電
体膜を、一つおきのストライプにのみ付けて構成されて
いる。
作 用
この構成によって、隣り合うストライプからの出射光の
位相のずれが誘電体膜によって補正されて、全てのスト
ライプからの光の位相が揃う。
位相のずれが誘電体膜によって補正されて、全てのスト
ライプからの光の位相が揃う。
ＦＦＰは、導波路内の電界分布をフーリエ変換したもの
に相当する。各ストライプからの出射光の位相が一致し
ていれば、ＦＦＰは単峰性の鋭角のビームとなる。
に相当する。各ストライプからの出射光の位相が一致し
ていれば、ＦＦＰは単峰性の鋭角のビームとなる。
実施例
第１図に本発明の実施例による半導体レーザアレイ装置
を示す。半導体レーザ結晶８の構造は、第６図に示す従
来例と同一である。即ち、Ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板１上
に、電流狭窄層（ｎ−ＧａＡｓ）２を介して、３本のス
トライプ溝７より活性層（ＧａＡＪＡｓ）４に電流が注
入され、レーザ発振が起こる。各ストライプ上のレーザ
光は、横方向に結合し、全体として同一の波長で発振す
る。ストライプの間ではｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ層２にレ
ーザ光が吸収されるため、第６図（Ｂ）に示す反対称モ
ードで発振する。つまり、中央のストライプの電界に対
し、その両側の電界は位相がπだけずれる。そこで、端
面に誘電体のコーテイング膜９を付ける。そして、中央
のストライプの所の膜厚（ｄ２）を、その両側の部分で
の膜厚（ｄｌ）よりも２分の１波長の光学的厚さく実際
の厚さに屈折率を掛けたもの）だけ薄くする。このよう
にすると中央のストライプからの光より、その両側から
の光の位相がπずれるので、コーティング嘆出射後では
、位相のそろった３ビームとなる。第２図は第１図に示
す半導体アレイ装置の上面図である。半導体レーザ結晶
８の片方の端面に、コーテイング膜９があり、その膜厚
が、中央のストライプに対応する部分のみ２分の１波長
の厚さ分薄くなっているのがわかる。出射端面における
電界分布は、図示のとおり位相がそろうので、ＦＦＰは
図示のとおり狭い出射角の単峰性ビームとなる。端面コ
ーテイング膜としては、アルミナが最適であり、その他
にはＳｉＯ□やＳｉＮ なども用いることができる。本
実施例では、まず端面にアルミナ（屈折率１．ｅｓ）を
０．４７３μｍ（レーザ光波長λ＝０．７８μｍで１波
長膜厚に相当）スパッタ法で付け、ホトリングラフイー
を用いて、中央のストライプの部分だけをフッ酸でエツ
チングして０．２３６μｍ（２分の１波長）にした。
を示す。半導体レーザ結晶８の構造は、第６図に示す従
来例と同一である。即ち、Ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板１上
に、電流狭窄層（ｎ−ＧａＡｓ）２を介して、３本のス
トライプ溝７より活性層（ＧａＡＪＡｓ）４に電流が注
入され、レーザ発振が起こる。各ストライプ上のレーザ
光は、横方向に結合し、全体として同一の波長で発振す
る。ストライプの間ではｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ層２にレ
ーザ光が吸収されるため、第６図（Ｂ）に示す反対称モ
ードで発振する。つまり、中央のストライプの電界に対
し、その両側の電界は位相がπだけずれる。そこで、端
面に誘電体のコーテイング膜９を付ける。そして、中央
のストライプの所の膜厚（ｄ２）を、その両側の部分で
の膜厚（ｄｌ）よりも２分の１波長の光学的厚さく実際
の厚さに屈折率を掛けたもの）だけ薄くする。このよう
にすると中央のストライプからの光より、その両側から
の光の位相がπずれるので、コーティング嘆出射後では
、位相のそろった３ビームとなる。第２図は第１図に示
す半導体アレイ装置の上面図である。半導体レーザ結晶
８の片方の端面に、コーテイング膜９があり、その膜厚
が、中央のストライプに対応する部分のみ２分の１波長
の厚さ分薄くなっているのがわかる。出射端面における
電界分布は、図示のとおり位相がそろうので、ＦＦＰは
図示のとおり狭い出射角の単峰性ビームとなる。端面コ
ーテイング膜としては、アルミナが最適であり、その他
にはＳｉＯ□やＳｉＮ なども用いることができる。本
実施例では、まず端面にアルミナ（屈折率１．ｅｓ）を
０．４７３μｍ（レーザ光波長λ＝０．７８μｍで１波
長膜厚に相当）スパッタ法で付け、ホトリングラフイー
を用いて、中央のストライプの部分だけをフッ酸でエツ
チングして０．２３６μｍ（２分の１波長）にした。
第３図に、電流光出力特性を示す。素子が破壊するに至
る光出力は２３０１１１Ｗと高く、単一スドライブレー
ザではけっして得られない値である。また第４図に遠視
野像の強度分布（ＦＦＰ ）を示す。
る光出力は２３０１１１Ｗと高く、単一スドライブレー
ザではけっして得られない値である。また第４図に遠視
野像の強度分布（ＦＦＰ ）を示す。
横軸は角度を示している。図示したとおり、単峰性て、
半値角が１．４°と鋭いピークが得られている。
半値角が１．４°と鋭いピークが得られている。
発明の効果
本発明によれば、高出力でビームのコヒーレンスの良い
半導体レーザが得られ、その実用的効果は犬なるものが
ある。
半導体レーザが得られ、その実用的効果は犬なるものが
ある。
第１図は本発明の半導体レーザアレイ装置の構造図、第
２図はその作用を説明するための図、第３図は電流−光
出力特性図、第４図は遠視野像の強度分布図、第５図は
従来の半導体レーザアレイ装置の構造図、第６図は電界
分布とＦＦＰの説明図である。 １・・・・・・Ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２・・・・・
・ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層、３・・・・・・Ｐ型Ｇ ａ
Ａ Ｉ Ａ ｓ クラッド層、４・・・・・・Ｇ ａ
Ａ Ｉ Ａ ｓ 活性層、６・・・・・・ｎ型Ｇ ａ
Ａ Ｉ Ａ ｓ クラッド層、６・・・・・・ｎ型
Ｇ ａ Ａ ｓコンタクト層、７・・・・・・ストライ
ブ溝、８・・・・・・半導体レーザ結晶、９・・・・・
・端面コーテイング膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ε−
千１隼体レーＶ″緒品 ｍ １ ｆ！ｌ ｑ−−
一奢給函コーティング用友第 ２ｖ！Ｊ 第３図 主情面コーテイング膜史ｒ（レ −ｓ ｏ ”ｓ
（ｅｔｅｊｒｅｅ）／・−Ｐ−ＱｅｔＡＳ ４
−Ｃｒａ、ＡＩＡＪ２．４・−７ｔイーＡ！；
５−ｎ−（２ａＡＩＡｓ計−Ｐ−眞Ａ！ＡＳ ７
− ストライプン、−１ｔ４３図 第６図 ７ （Ａ）（βう
２図はその作用を説明するための図、第３図は電流−光
出力特性図、第４図は遠視野像の強度分布図、第５図は
従来の半導体レーザアレイ装置の構造図、第６図は電界
分布とＦＦＰの説明図である。 １・・・・・・Ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２・・・・・
・ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層、３・・・・・・Ｐ型Ｇ ａ
Ａ Ｉ Ａ ｓ クラッド層、４・・・・・・Ｇ ａ
Ａ Ｉ Ａ ｓ 活性層、６・・・・・・ｎ型Ｇ ａ
Ａ Ｉ Ａ ｓ クラッド層、６・・・・・・ｎ型
Ｇ ａ Ａ ｓコンタクト層、７・・・・・・ストライ
ブ溝、８・・・・・・半導体レーザ結晶、９・・・・・
・端面コーテイング膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ε−
千１隼体レーＶ″緒品 ｍ １ ｆ！ｌ ｑ−−
一奢給函コーティング用友第 ２ｖ！Ｊ 第３図 主情面コーテイング膜史ｒ（レ −ｓ ｏ ”ｓ
（ｅｔｅｊｒｅｅ）／・−Ｐ−ＱｅｔＡＳ ４
−Ｃｒａ、ＡＩＡＪ２．４・−７ｔイーＡ！；
５−ｎ−（２ａＡＩＡｓ計−Ｐ−眞Ａ！ＡＳ ７
− ストライプン、−１ｔ４３図 第６図 ７ （Ａ）（βう
Claims (1)
- 複数個の光導波路を平行に並べて、光学的に結合される
とともに、共振器端面の少なくとも一方において、各レ
ーザ出射部に、隣りあう出射部に対して光学的距離が２
分の１波長異なった厚さの誘電体膜が交互にあることを
特徴とする半導体レーザアレイ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31139986A JPH0744309B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 半導体レ−ザアレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31139986A JPH0744309B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 半導体レ−ザアレイ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63164286A true JPS63164286A (ja) | 1988-07-07 |
| JPH0744309B2 JPH0744309B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=18016727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31139986A Expired - Lifetime JPH0744309B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 半導体レ−ザアレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744309B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002329926A (ja) * | 2000-03-27 | 2002-11-15 | Tadashi Takano | 半導体レーザ装置およびそれを用いた通信システム |
| EP1962395A2 (en) | 2007-02-26 | 2008-08-27 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| US7668218B2 (en) | 2007-02-20 | 2010-02-23 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
-
1986
- 1986-12-25 JP JP31139986A patent/JPH0744309B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002329926A (ja) * | 2000-03-27 | 2002-11-15 | Tadashi Takano | 半導体レーザ装置およびそれを用いた通信システム |
| US7668218B2 (en) | 2007-02-20 | 2010-02-23 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| EP1962395A2 (en) | 2007-02-26 | 2008-08-27 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| EP2086076A2 (en) | 2007-02-26 | 2009-08-05 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| US7764722B2 (en) | 2007-02-26 | 2010-07-27 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0744309B2 (ja) | 1995-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7262435B2 (en) | Single-transverse-mode laser diode with multi-mode waveguide region and manufacturing method of the same | |
| US4852113A (en) | Laser array with wide-waveguide coupling region | |
| JPH0431195B2 (ja) | ||
| JPS63164286A (ja) | 半導体レ−ザアレイ装置 | |
| JPH0337877B2 (ja) | ||
| JP2798720B2 (ja) | 半導体レーザアレイ | |
| JPH0319292A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2671317B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2967757B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JPS62291192A (ja) | 面発光レ−ザ | |
| JPS6257275A (ja) | 半導体レ−ザアレイ装置 | |
| JPH055389B2 (ja) | ||
| JPH0440875B2 (ja) | ||
| JPH0449273B2 (ja) | ||
| JPS63215088A (ja) | 半導体レ−ザアレイ装置 | |
| JPH07120834B2 (ja) | 半導体レ−ザアレイ装置 | |
| JPS61263185A (ja) | 半導体レ−ザアレイ装置 | |
| JPH01175280A (ja) | 半導体レーザアレイ装置 | |
| JP2000252583A (ja) | 半導体レーザーおよび光波長変換装置 | |
| JP2740762B2 (ja) | 集積型半導体レーザ装置 | |
| JPH01238082A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPS60214579A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPH0666514B2 (ja) | 集積型半導体レ−ザ | |
| JPS58199586A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JP2641296B2 (ja) | 光アイソレータを備えた半導体レーザ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |