JPS6323383A - Light beam deflection type semiconductor laser - Google Patents

Light beam deflection type semiconductor laser

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JPS6323383A
JPS6323383A JP16748786A JP16748786A JPS6323383A JP S6323383 A JPS6323383 A JP S6323383A JP 16748786 A JP16748786 A JP 16748786A JP 16748786 A JP16748786 A JP 16748786A JP S6323383 A JPS6323383 A JP S6323383A
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JP
Japan
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semiconductor laser
current
optical waveguide
injection
light
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Application number
JP16748786A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Iwano
岩野 英明
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To focus a semiconductor laser light on an arbitrary position by controlling current values by a method wherein an optical waveguide layer region having an energy gap wider than that of the active layer region part of the semiconductor laser is formed on one resonator end side of the semiconductor laser and a striped current injection region is formed in the optical waveguide layer region in the same direction as that of an optical resonator. CONSTITUTION:In a case where a laser oscillation injection current 406 out of a laser oscillation injection current 405 and the laser oscillation injection current 406 is larger in a semiconductor laser part 403 and an optical waveguide part 404, the wave front of the oscillating light is formed in a protruded distribution on the side of larger current. The phase of the central part is delayed by the current non-injection part of the optical waveguide part of an optical waveguide layer and when the oscillating light is emitted from the optical waveguide part, the light has a wave front distribution to focus on an certain point. If the current values of the laser oscillation injection currents 405 and 406 and a laser oscillation infection current 407 are properly set, the focusing point is moved according to the current values. Accordingly, if this luminous flux 411 is focused by a proper optical system, a semiconductor laser capable of scanning the focusing spot right and left can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、出射光ビームの方向を偏向可能とし且つ、出
射光ビームの発光点を移動可能とする元ビーム偏向型半
導体レーザの構造に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to the structure of an original beam deflection type semiconductor laser that can deflect the direction of an emitted light beam and move the light emitting point of the emitted light beam. It is.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の半導体レーザの出射光の方向を偏光させるには、
ポリプンミラー等による反射鏡の回転を用いる、ある仏
はサーボモータ等により光学系を移動させる等の機械的
な作用によるものであった。または、アプライド・フィ
ジックス・レターズ(ApplPhys、Lett、3
3(8) 、 15(1978) )に見られるように
半導体レーザに、2本の分離した電流注入電極を設け、
各々の注入電流を制御することにより、遠視野像のピー
ク強度の位置を偏向させろものであった。
To polarize the direction of the emitted light of a conventional semiconductor laser,
Some systems use rotating reflective mirrors such as polygon mirrors, while others rely on mechanical action such as moving the optical system using servo motors or the like. Or Applied Physics Letters (ApplPhys, Lett, 3
3 (8), 15 (1978)), a semiconductor laser is provided with two separate current injection electrodes,
By controlling each injection current, the position of the peak intensity of the far-field pattern could be deflected.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし前述の従来技術では、機械的作用でビーム偏向を
行なわせるには、高精度の回転、移動機構等を必要とし
、それは高価であると同時に本社サイズを必要として、
製品の小型化に限度があるという問題点を有する。
However, in the above-mentioned conventional technology, in order to deflect the beam by mechanical action, a highly accurate rotation and movement mechanism is required, which is expensive and requires a large headquarters size.
There is a problem that there is a limit to the miniaturization of the product.

また、2本の分離した¥L流注入電極を設ける半導体レ
ーザは、遠視野像は移動するが、発光点は、はとんど動
かないために、集光光学系で集光した場合には一点に集
中してしまい、集光点を移動させる目的には、不適当で
あるという問題点を有する。
In addition, in a semiconductor laser equipped with two separate ¥L flow injection electrodes, the far-field pattern moves, but the light emitting point hardly moves, so when the light is focused by a focusing optical system, The problem is that the light is concentrated at one point, making it unsuitable for the purpose of moving the focal point.

そこで本発明は、このような問題点を解決するもので、
その目的とするところは、電流制御により半導体レーザ
の出射光を偏向させ、尚且つ、偏向ビームの発光点が移
動し、それによって集′#、光学系によって集光したス
ポットが平面上を移動可能とした半導体レーザを提供す
るところにある。
Therefore, the present invention aims to solve these problems.
The purpose of this is to deflect the emitted light of the semiconductor laser by controlling the current, and also move the light emitting point of the deflected beam, which allows the spot focused by the optical system to move on a plane. Our goal is to provide semiconductor lasers with

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の尤ビーム偏向型半導体レーザは、2本の注入電
極を有する半導体レーザの一方の共振器端面側に、該半
導体レーザの活性層領域部より広いエネルギーギャップ
を有する光導波層領域が形成され且つ、前記光導波層領
域には、光共振器方向と同一方向に、ストライプ状の電
流注入領域が1本ないし複数本形成されていることを特
徴とする。
In the double beam deflection type semiconductor laser of the present invention, an optical waveguide layer region having a wider energy gap than the active layer region of the semiconductor laser is formed on one cavity end face side of the semiconductor laser having two injection electrodes. Further, the optical waveguide layer region is characterized in that one or more stripe-shaped current injection regions are formed in the same direction as the optical resonator direction.

〔作用〕[Effect]

本発明の上記の構成によれば、半導体レーザ部において
2本の注入電極により各々独立に注入電流を流しその電
流値の比によって、活性層内には、注入キャリアD度の
分布が生じ、その濃度によりて、光の位相に変調がかか
るために、誘導放出光の波面が曲り、出射ビームの遠視
野像は、共振器方向とずれた位置にピークを持つ。更辷
、この誘導放出光が、光導波路部に導入され、光導波に
設置された複数本の注入′電極によりキャリアの注入が
おこり、この光導波路内で更に位相の変調が可能となる
。これらの注入電流値を適当に選べば、導波路内の光束
は集光するように波面を変調できる。その結果により、
電流制御のみによって、発光点が移動可能な元ビーム偏
向型半導体レーザが可能となる。
According to the above-described structure of the present invention, injection currents are independently passed through the two injection electrodes in the semiconductor laser section, and depending on the ratio of the current values, a distribution of injection carrier D degree is generated in the active layer. Since the phase of the light is modulated by the concentration, the wavefront of the stimulated emission light is curved, and the far-field pattern of the emitted beam has a peak at a position shifted from the direction of the resonator. Further, this stimulated emission light is introduced into the optical waveguide section, and carrier injection occurs by a plurality of injection electrodes installed in the optical waveguide, making it possible to further modulate the phase within this optical waveguide. By appropriately selecting these injection current values, the wavefront can be modulated so that the light flux within the waveguide is focused. As a result,
An original beam deflection type semiconductor laser in which the light emitting point can be moved can be realized only by current control.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の実施例における、尤ビーム偏向型半導
体レーザの主要斜視図である。(101)の二電極型半
導体レーザ部と(102)の光導波部とから成り、半導
体レーザ部の活性層(113)゛と光導波部の光導波層
(114)は同一平面上に形成される。不実施例におい
ては、GaAAAs糸材料による構成例を説明する。活
性層(113)のGaAlAsと光導波層(114)の
GaAAAsとは(114)のA2組成比が大きく、(
115)のGaAJlAsより大きなエネルギーギャッ
プを有している。従って、活性層によるレーザ発振光は
、導波層によって、はとんど吸収損失を受けない。活性
層、導波層は、導電型が異なり、且つ、活性層、導波層
より大きなA2組成を持つクラッド#(106)、(1
07)で狭まれて、キャリア、尤の閉じ込めを行なう、
(10B)の1!極とのGaAsコンタクト層のあとに
、(109)のブロッキング層を設ける。このブロッキ
ング層は、絶縁層あるいは、(108)のコンタクト層
の導電型と異なるGaAs層によって形成される。(1
09)のブロッキング層をフォトリソグラフィーの行程
によって、半導体レーザ部では、2つのストライプ状に
エツチングし、光導波部では、ストライプ状に残るよう
にエツチングを行なう。半導体レーザ部の2本のストラ
イプ、光導波層のストライプに3つの分離して成る電唖
(111)、(112)、(110)を形成し、半導体
レーザ部の711間を(107)のクラッド上置でエツ
チングを行なう。3つの電極に対して、独立に(116
)、(117)、(115)の注入電流を流せるように
する。
FIG. 1 is a main perspective view of a beam deflection type semiconductor laser in an embodiment of the present invention. It consists of a two-electrode semiconductor laser section (101) and an optical waveguide section (102), and the active layer (113) of the semiconductor laser section and the optical waveguide layer (114) of the optical waveguide section are formed on the same plane. Ru. In non-examples, a configuration example using GaAAAs thread material will be described. GaAlAs of the active layer (113) and GaAAAs of the optical waveguide layer (114) have a large A2 composition ratio of (114), and (
115) has a larger energy gap than GaAJlAs. Therefore, the laser oscillation light generated by the active layer hardly undergoes absorption loss by the waveguide layer. The active layer and the waveguide layer have different conductivity types and have a larger A2 composition than the active layer and the waveguide layer.
07) narrows the carrier and performs confinement,
(10B) 1! A (109) blocking layer is provided after the GaAs contact layer with the pole. This blocking layer is formed of an insulating layer or a GaAs layer having a conductivity type different from that of the contact layer (108). (1
The blocking layer in step 09) is etched into two stripes in the semiconductor laser section by a photolithography process, and etched so as to remain in a stripe shape in the optical waveguide section. Three separate electrical holes (111), (112), and (110) are formed on the two stripes of the semiconductor laser section and the stripe of the optical waveguide layer, and a cladding (107) is formed between 711 of the semiconductor laser section. Perform etching on top. For the three electrodes, independently (116
), (117), and (115) are made to flow.

第2図は第1区の人による断面図である。(209)、
(210)の電極から、異なるaK値でキャリア注入を
行なうと、活性層内の接合平面に平行な方向でキャリア
濃度の分布が発生し、キャリア濃度の大なる哩屈折率の
小さい、屈折率分布が生じる。
Figure 2 is a cross-sectional view of people in the first ward. (209),
When carriers are injected from the (210) electrode at different aK values, a carrier concentration distribution occurs in the direction parallel to the junction plane in the active layer. occurs.

従ってレーザ発振光は、電流値の小さいt極側で位相の
遅れが生じ、導波路に入る手前では、遠視野像で、共振
器方向と異なる方向にピークを持つ光強度の分布が発生
している。
Therefore, the laser oscillation light has a phase delay on the t-pole side where the current value is small, and before entering the waveguide, a light intensity distribution with a peak in a direction different from the cavity direction occurs in the far-field image. There is.

第3図は、第1図のBによる断面図である。(309)
の1極により、導波Ji(505)に電流注入されるが
、(308)のブロッキング層により、注入電流に分布
が生じる。(308)の下では注入量が小さく、その他
では注入量が多い為に、導波層中央部で屈折率が大きく
、その他の部位では、屈折率の小さい屈折率の分布が導
波層内に発生する。従って、半導体レーザ部の発振光は
、この光導波層で更に位相の変調を受けろ。第4図に、
光ビーム偏向の概要を説明する。(403)が半導体レ
ーザ部、(404)が光導波部であり、上面から見た模
式図である。(405)、(406)のレーザ発振注入
電流が(406)の方が大である場合発振光の波面は図
のように(406)側で凸となる分布となる。光導波層
の(408)の電流非注入部により中央部の位相が遅れ
、光導波部を出射するときはある点に集光する波面分布
を持つ。(405)、(405)、(407)の電流値
を適当に設定すれば、(410)の集光点は、(4j3
)に示すように、電流値に応じて移動する。従って、こ
の光束(411)を適当な光学系によって集光すれ)1
、集光スポットを左右にスキャニング可能な半導体レー
ザと成る。
FIG. 3 is a sectional view taken along line B in FIG. (309)
A current is injected into the waveguide Ji (505) by one pole, but a distribution occurs in the injected current due to the blocking layer (308). (308), the implantation amount is small, and the other regions have a large implantation amount, so the refractive index is large in the center of the waveguide layer, and the refractive index distribution with a small refractive index in other areas is inside the waveguide layer. Occur. Therefore, the oscillated light from the semiconductor laser section is further subjected to phase modulation in this optical waveguide layer. In Figure 4,
An overview of optical beam deflection will be explained. (403) is a semiconductor laser part, (404) is an optical waveguide part, and is a schematic diagram seen from the top. When the laser oscillation injection currents of (405) and (406) are larger in (406), the wavefront of the oscillated light has a distribution that is convex on the (406) side as shown in the figure. The phase of the central part is delayed by the current non-injection part (408) of the optical waveguide layer, and when the light exits the optical waveguide part, it has a wavefront distribution that focuses on a certain point. If the current values of (405), (405), and (407) are set appropriately, the focal point of (410) becomes (4j3
), it moves according to the current value. Therefore, this light beam (411) is focused by an appropriate optical system)1
, it becomes a semiconductor laser that can scan the focused spot left and right.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べてきたように本発明によれば、電流値の制御に
よって半導体レーザの集光点を任意の位置に集光するこ
とが可能であるため、レーザディスク等の情報記録装置
の読み取り、書き込み等において、トラッキング補正を
する場合に、光学系等を機械的に作動させる心安がなく
なり、装置の小形、軽量化、高速化に適するという効果
を有する。更に、レーザビームプリンター等の書き込み
においても、ポリゴンミラー等の光偏yt、器が必要な
くなり、従って光学系を短くすることができ、レーザビ
ームプリンターの小型化に効果を有する
As described above, according to the present invention, it is possible to focus the light point of the semiconductor laser at an arbitrary position by controlling the current value, so it is possible to read, write, etc. on an information recording device such as a laser disk. When performing tracking correction, there is no need to worry about mechanically operating the optical system, etc., and this has the effect that it is suitable for making the device smaller, lighter, and faster. Furthermore, when writing with a laser beam printer, etc., there is no need for an optical polarization device such as a polygon mirror, so the optical system can be shortened, which is effective in downsizing the laser beam printer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の元ビーム偏向型レーザの一実施例を示
す主要斜視図である。 第2図は、第1図のA断面における半導体レーザ部の断
面図である。 第3 図ハ、第1図のB断面におげろ光導波部の断面図
である。 第4図は、本発明の元ビーム偏向型レーザのビーム偏向
を示す構成図である。 (101)、(403)・・・・・・半導体レーザ部(
102)、(404)・・・・・・光導波部(103)
、(201)、(301)・・・・・・下部電極 (104)、(202)、(302)・・・・・・基板
(105)、(203)、(303)・・・・・・バッ
ファ層 (106)、(204)、(304)・・・・・・下部
クラッド層 (115)、(205)・・・・・・活性層(1’14
 )、 (305)・・・・・・光導波層(107)、
(2(36)、(306)°°・パ・上部クラッド層 (108)、(ジo7)、(3o7)・・・・・・コン
タクト層 (109)、(208)、(30B)・・・・・・ブロ
ッキング層 (111)、(112)、(209)、(210)・・
・・・・半導体レーザ電流注入電極(110)、(30
9)・・・・・・光導波部電流注入電極 (115)、(407)・・・・・・光導波部注入電流
(111)、(112)、(405)、(406)・・
・・・・半導体レーザ注入電流(4M)、(402)・
・・・・・半導体レーザ電流注入領域 (40B)・・・−光導波部非電流注入領域(409)
・・・・・・4波光波面 (410)・・・・・・集光点 (411)・・・・・・光束 (412)・・・・・・遠視野像 (413)・・・・・・集光点の移動 以  上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士最上務(他1名) $斗図
FIG. 1 is a main perspective view showing an embodiment of the original beam deflection type laser of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the semiconductor laser section taken along section A in FIG. 1. FIG. FIG. 3C is a sectional view of the optical waveguide taken along the B section of FIG. FIG. 4 is a configuration diagram showing beam deflection of the original beam deflection type laser of the present invention. (101), (403)... Semiconductor laser section (
102), (404)... Optical waveguide (103)
, (201), (301)...Lower electrode (104), (202), (302)...Substrate (105), (203), (303)...・Buffer layer (106), (204), (304)...Lower cladding layer (115), (205)...Active layer (1'14)
), (305)... Optical waveguide layer (107),
(2(36), (306)°°・Pa・Upper cladding layer (108), (geo7), (3o7)...Contact layer (109), (208), (30B)... ...Blocking layer (111), (112), (209), (210)...
... Semiconductor laser current injection electrode (110), (30
9)... Optical waveguide current injection electrodes (115), (407)... Optical waveguide injection current (111), (112), (405), (406)...
... Semiconductor laser injection current (4M), (402)
... Semiconductor laser current injection region (40B) ... - Optical waveguide non-current injection region (409)
...Four-wave light wavefront (410) ... Focus point (411) ... Luminous flux (412) ... Far-field image (413) ... ... More than movement of the focal point Applicant Seiko Epson Co., Ltd. Agent Mogami Patent Attorney (1 other person) $Douzu

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)相近接し且つ分離独立して成る2本の活性層電流
注入電極を有する光ビーム偏向型半導体レーザにおいて
、該半導体レーザの一方の共振器端面側には、該半導体
レーザの活性領域部より広いエネルギーギャップを有す
る半導体波層領域が形成され、且つ、前記光導波層領域
には、光共振方向と同一方向に、ストライプ状の電流注
入領域が1本ないし複数本形成されていることを特徴と
する光ビーム偏向型半導体レーザ。
(1) In a light beam deflection type semiconductor laser having two active layer current injection electrodes that are adjacent to each other and separated and independent, one resonator end face side of the semiconductor laser has an active region that is A semiconductor wave layer region having a wide energy gap is formed, and one or more stripe-shaped current injection regions are formed in the optical waveguide layer region in the same direction as the optical resonance direction. Optical beam deflection type semiconductor laser.
(2)前記2本の活性層注入電極が、絶縁層あるいは、
導電型の異なる半導体層によって分離独立して成ること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光ビーム偏向
型半導体レーザ。
(2) The two active layer injection electrodes are an insulating layer or
The light beam deflection type semiconductor laser according to claim 1, characterized in that the light beam deflection type semiconductor laser is formed separately and independently by semiconductor layers of different conductivity types.
JP16748786A 1986-07-16 1986-07-16 Light beam deflection type semiconductor laser Pending JPS6323383A (en)

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