JPS63164376A - 半導体レ−ザ素子 - Google Patents
半導体レ−ザ素子Info
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- JPS63164376A JPS63164376A JP31200686A JP31200686A JPS63164376A JP S63164376 A JPS63164376 A JP S63164376A JP 31200686 A JP31200686 A JP 31200686A JP 31200686 A JP31200686 A JP 31200686A JP S63164376 A JPS63164376 A JP S63164376A
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- -1 InP compound Chemical class 0.000 abstract description 2
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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
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
- H01S5/18319—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement comprising a periodical structure in lateral directions
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
本発明は表示や光情報処理分野の光源となる半導体レー
ザ素子に関するものある。
ザ素子に関するものある。
従来の技術
半導体レーザ素子はＧａＡｓ系、ＩｎＰ系材料を中心に
実用化され、数多くの民生機器に適用されている。従来
から開発されてきた半導体レーザは約２μ■Ｘ３００μ
論程度のストライプ状の活性領域を有し、ファブリペロ
型レーザでは共振器をストライプの両端面で構成し、分
布帰還型レーザにおいては一方向回折格子によって形成
されている。
実用化され、数多くの民生機器に適用されている。従来
から開発されてきた半導体レーザは約２μ■Ｘ３００μ
論程度のストライプ状の活性領域を有し、ファブリペロ
型レーザでは共振器をストライプの両端面で構成し、分
布帰還型レーザにおいては一方向回折格子によって形成
されている。
この薄く、狭い活性領域が低屈折率な層で埋込まれてい
るために放射されるレーザ光は基板に対して垂直方向、
水平方向ともに数度から数十度の広がり角をもって放射
される。従って、機器への適用に際しては高性能な集光
レンズや複数のレンズを必要としていた。
るために放射されるレーザ光は基板に対して垂直方向、
水平方向ともに数度から数十度の広がり角をもって放射
される。従って、機器への適用に際しては高性能な集光
レンズや複数のレンズを必要としていた。
そこで平行ビームに近いレーザ光を得る方法としていく
つかの提案がなされてきた。その１つは基板に垂直方向
に短共振器をつくって基板に垂直方向に発振させる方法
であり、もう１つはストライプ状の活性領域の一部に２
次グレーティングを構成し、ストライブに対して垂直方
向に出射させる方法などが代表的なものである。
つかの提案がなされてきた。その１つは基板に垂直方向
に短共振器をつくって基板に垂直方向に発振させる方法
であり、もう１つはストライプ状の活性領域の一部に２
次グレーティングを構成し、ストライブに対して垂直方
向に出射させる方法などが代表的なものである。
しかし、これらの素子においても放射角は小さくはなる
が平行ビームにはならないばかりか、しきい値も高く、
実用的なデバイスにまで至っていない。
が平行ビームにはならないばかりか、しきい値も高く、
実用的なデバイスにまで至っていない。
発明が解決しようとする問題点
このように、従来のレーザは非点収差が大きくまた波長
分布が大きく、小さなスポットにレーザ光を絞ることが
困難であるばかりか、平行ビームに近いレーザ光を得る
ことができなかった。
分布が大きく、小さなスポットにレーザ光を絞ることが
困難であるばかりか、平行ビームに近いレーザ光を得る
ことができなかった。
問題点を解決するだめの手段
本発明は、円形状あるいは円形帯状に、ある波長範囲で
発光する活性部を有し、さらに基板と平行な面に光が導
波する光導波路が構成されており、かつその光導波近傍
に特定の波長の光を前記活性部および基板に対し垂直な
方向に光を回折する機能を有する回折格子を同心円状に
配置することによって解決をはかったものである。
発光する活性部を有し、さらに基板と平行な面に光が導
波する光導波路が構成されており、かつその光導波近傍
に特定の波長の光を前記活性部および基板に対し垂直な
方向に光を回折する機能を有する回折格子を同心円状に
配置することによって解決をはかったものである。
また、回折格子は光が基板と平行な方向と垂直な方向に
回折するように作るが、光の取り出す必要のない領域は
、回折方向を基板に平行な方向に限定するものである。
回折するように作るが、光の取り出す必要のない領域は
、回折方向を基板に平行な方向に限定するものである。
また前記回折格子は円形活性部と同心円状に作成するも
のである。
のである。
作用
本発明は共振器となる回折格子を同心円状に形成するこ
とによって共振器を中心点より放射状に構成し、さらに
、２次グレーティングを円の中心部に配置することによ
って基板に対して垂直方向に放射される放射角の小さい
レーザ光線を実現したものである。
とによって共振器を中心点より放射状に構成し、さらに
、２次グレーティングを円の中心部に配置することによ
って基板に対して垂直方向に放射される放射角の小さい
レーザ光線を実現したものである。
実施例
本発明の第１の実施例を第１図に示す。１はＩｎＰ化合
物半導体基体、２はｎ−ＩｎＰクラッド層、３はｒｎＧ
ａＡ５ＥＰ活性層、４は光導波層でＰ−ＩｎＧａＡｓＰ
および組成の異なるＰ−１ｎＧａＡｇＰの積層で構成さ
れ、この界面には同心円状の回折格子６が形成されてい
る。さらに、導波路上にＰ−ＩｎＰクラッド層６が形成
され、ｐ、ｎ電極８．７がとりつけられ、Ｐ電極８は円
筒状に形成されている。ここで、回折格子６としては２
次グレーティングであるほか、活性層、導波層であるＩ
ｎＧａムｓＰバンドギャップにはＩｎＧａＡｓＰ５（λ
ｐ ＝ １．３ ｐｍ ） ＜ Ｐ Ｉ ｎＧａＡｓ
Ｐ層４ａ＜Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４ ｂ、 ｆｘルｒ
’Ａ係カｈルｏ 、。
物半導体基体、２はｎ−ＩｎＰクラッド層、３はｒｎＧ
ａＡ５ＥＰ活性層、４は光導波層でＰ−ＩｎＧａＡｓＰ
および組成の異なるＰ−１ｎＧａＡｇＰの積層で構成さ
れ、この界面には同心円状の回折格子６が形成されてい
る。さらに、導波路上にＰ−ＩｎＰクラッド層６が形成
され、ｐ、ｎ電極８．７がとりつけられ、Ｐ電極８は円
筒状に形成されている。ここで、回折格子６としては２
次グレーティングであるほか、活性層、導波層であるＩ
ｎＧａムｓＰバンドギャップにはＩｎＧａＡｓＰ５（λ
ｐ ＝ １．３ ｐｍ ） ＜ Ｐ Ｉ ｎＧａＡｓ
Ｐ層４ａ＜Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４ ｂ、 ｆｘルｒ
’Ａ係カｈルｏ 、。
このような素子構成においては電極７．８間に電流を注
入することによって発光した光は同心円状グレーティン
グによって光帰還がかかり、レーザ発振光９が得られる
。レーザ発振光９は２次グレーティングであるために素
子中心部の電極のない部分より基板に垂直方向に放射さ
れる。
入することによって発光した光は同心円状グレーティン
グによって光帰還がかかり、レーザ発振光９が得られる
。レーザ発振光９は２次グレーティングであるために素
子中心部の電極のない部分より基板に垂直方向に放射さ
れる。
第２図に第２の実施例の中心部での断面構造を示す。１
はｎ−ＩｎＰ基体、４はｎ −ＩｎＧａＡｓＰ導波路層
、３は活性層、６はＰ型クラッド層、１ｏはＰ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ ＝ｒｙタクト層、７はｎ。
はｎ−ＩｎＰ基体、４はｎ −ＩｎＧａＡｓＰ導波路層
、３は活性層、６はＰ型クラッド層、１ｏはＰ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ ＝ｒｙタクト層、７はｎ。
ｐ側電極金属、６は２次グレーティング、１０は１次グ
レーティングである。
レーティングである。
このような構成では電流の注入によって活性領域３のみ
で発光し、発光した光は光導波層４を伝播し、グレーテ
ィングによって光帰還がががり共振器となりレーザ発振
を行なわすことができる。
で発光し、発光した光は光導波層４を伝播し、グレーテ
ィングによって光帰還がががり共振器となりレーザ発振
を行なわすことができる。
このときグレーティング９は１次グレーティングである
ために光は導波路内にすべて帰還されるのに対して、中
心部のグレーティング６は２次グレーティングであるた
めに、一部は導波路内に帰還され、一部は外部レーザ光
８として取り出すことができる。
ために光は導波路内にすべて帰還されるのに対して、中
心部のグレーティング６は２次グレーティングであるた
めに、一部は導波路内に帰還され、一部は外部レーザ光
８として取り出すことができる。
以上はＩｎＧａムｓＰ／ＩｎＰ系での実験を述べたが、
ムｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ、その他のｍ−ｖ混晶系、ある
いはｎ−ＶＩ等他の半導体レーザにおいても同様に適用
されることは言うまでもない。
ムｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ、その他のｍ−ｖ混晶系、ある
いはｎ−ＶＩ等他の半導体レーザにおいても同様に適用
されることは言うまでもない。
本発明の実施例においてはレーザ光放射側の電極として
円型帯状となっているが、電流注入を局所的に集中させ
るために、放射状に分割し、その一部あるいは全部にて
駆動することも可能である。
円型帯状となっているが、電流注入を局所的に集中させ
るために、放射状に分割し、その一部あるいは全部にて
駆動することも可能である。
発明の効果
以上のように本発明によれば、従来の端面発光型のレー
ザに比べて次のような効果を得ることができる。
ザに比べて次のような効果を得ることができる。
（１）放射角が小さくほぼ平行光が得られ集光が容易に
行なえる。
行なえる。
＠）放射スポット径が円形であるため、円型に絞ること
が容易である。
が容易である。
（３） レーザ発振のスポット径が大きい。
（４）上記条件を満してなおかつ単一モード発振が可能
である。
である。
第１図は本発明の第１の実施例のレーザ装置の斜視断面
図、第２図は本発明の第２の実施例装置の断面図である
。 １・・・・・・基体、２，５・パ・・・・クラッド層、
３・・・・・・活性層、４・・・・・・光導波層ｖ７，
８・・・・・・電極、９・・・・・・レーザ発振光。
図、第２図は本発明の第２の実施例装置の断面図である
。 １・・・・・・基体、２，５・パ・・・・クラッド層、
３・・・・・・活性層、４・・・・・・光導波層ｖ７，
８・・・・・・電極、９・・・・・・レーザ発振光。
Claims (2)
- （１）半導体基板上に円形状あるには円形帯状にある波
長範囲で発光する活性部を設け、前記基板と平行な面に
前記活性部において発した光が低損失に伝搬する光導波
路が設けられており、かつその光導波路には前記活性部
より発した光のうち特定の波長のみ前記活性部および基
板に対し垂直な方向に光を回折する機能を有する回折格
子が同心円状に設けられてなる半導体レーザ素子。 - （２）円形帯状活性部をもつ構成において、活性部外側
に構成された回折格子が、活性部のみに光を回折する特
許請求の範囲第１項記載の半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61312006A JPH0815231B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体レ−ザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61312006A JPH0815231B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63164376A true JPS63164376A (ja) | 1988-07-07 |
| JPH0815231B2 JPH0815231B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=18024071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61312006A Expired - Lifetime JPH0815231B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0815231B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2688637A1 (fr) * | 1991-03-13 | 1993-09-17 | France Telecom | Laser de puissance a emission par la surface et procede de fabrication de ce laser. |
| WO2013130375A1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-09-06 | Corning Incorporated | Surface emitting multiwavelength distributed-feedback concentric ring lasers |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103633559B (zh) * | 2013-12-05 | 2016-06-01 | 中国科学院半导体研究所 | 高功率低发散角的半导体太赫兹垂直面发射激光器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5851583A (ja) * | 1981-09-24 | 1983-03-26 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP61312006A patent/JPH0815231B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5851583A (ja) * | 1981-09-24 | 1983-03-26 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2688637A1 (fr) * | 1991-03-13 | 1993-09-17 | France Telecom | Laser de puissance a emission par la surface et procede de fabrication de ce laser. |
| WO2013130375A1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-09-06 | Corning Incorporated | Surface emitting multiwavelength distributed-feedback concentric ring lasers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0815231B2 (ja) | 1996-02-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |