JPS63280484A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPS63280484A JPS63280484A JP11505887A JP11505887A JPS63280484A JP S63280484 A JPS63280484 A JP S63280484A JP 11505887 A JP11505887 A JP 11505887A JP 11505887 A JP11505887 A JP 11505887A JP S63280484 A JPS63280484 A JP S63280484A
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- H01S5/2222—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special electric properties
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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】
産業上の利用分野
本発明は、面発光型の半導体レーザ構造から第2次高調
波の光を効率良く発生する半導体装置に関するものであ
る。
波の光を効率良く発生する半導体装置に関するものであ
る。
従来の技術
近年の光情報処理技術の発達に伴い、半導体レーザを光
源として用いた光ディスクやレーザ・プリンタの開発が
盛んに行われている。ところが、半導体レーザの光をレ
ンズ等の光学系でスポット状に集光する際に、レーザの
波長と光学系の大きさで決定される回折限界値が存在し
、集光スポットの大きさに制限を与えている。実際的に
は光学系の大きさには限界があるので、レーザ光の波長
を短くしてスポットサイズを小さくすることに多大の努
力が払われている。
源として用いた光ディスクやレーザ・プリンタの開発が
盛んに行われている。ところが、半導体レーザの光をレ
ンズ等の光学系でスポット状に集光する際に、レーザの
波長と光学系の大きさで決定される回折限界値が存在し
、集光スポットの大きさに制限を与えている。実際的に
は光学系の大きさには限界があるので、レーザ光の波長
を短くしてスポットサイズを小さくすることに多大の努
力が払われている。
一方では、半導体レーザの全搬波長そのものを短くする
ことが試みられており、A IGa InP系の化合物
半導体材料を用いて620nm帯程度の波長までは室温
・連続発振の光が得られる事が報告されている。(62
年春季応用物理学会)また一方では、非線形光学効果を
有する結晶材料の薄膜光導波路に、半導体レーザの光を
入射し第2次高調波の光(1/2の波長の光)を取り出
す方式が提案されており、800nm帯の半導体レーザ
の光を400nm帯の第2次高調波の光に変換できた事
が報告されている。
ことが試みられており、A IGa InP系の化合物
半導体材料を用いて620nm帯程度の波長までは室温
・連続発振の光が得られる事が報告されている。(62
年春季応用物理学会)また一方では、非線形光学効果を
有する結晶材料の薄膜光導波路に、半導体レーザの光を
入射し第2次高調波の光(1/2の波長の光)を取り出
す方式が提案されており、800nm帯の半導体レーザ
の光を400nm帯の第2次高調波の光に変換できた事
が報告されている。
発明が解決しようとする問題点
ところが、前述−した様な2つの方式に於ては。
本質的な問題点が存在する。
まず、前者の半導体レーザの発掘波長をより短くする方
式に於ては、半導体材料が直接遷移型で広いエネルギー
禁止帯を有するものに限定される為に、実用的にレーザ
発振可能な波長域としては600nm付近に限界がある
と考えられ、より以上の短波長化には問題がある。
式に於ては、半導体材料が直接遷移型で広いエネルギー
禁止帯を有するものに限定される為に、実用的にレーザ
発振可能な波長域としては600nm付近に限界がある
と考えられ、より以上の短波長化には問題がある。
また、後者の導波路型非線形光学材料を用いる方式に於
ては、400nm程度の短波長化が比較的容易に行える
ものの、非線形光学効果を有する薄膜先導波路に半導体
レーザの光を効率よ(結合するためには、1ミクロン以
下程度の極めて精密なアライメントが必要で、その温度
変化や振動に対する不安定性を考慮すると実用的には大
きな問題がある。
ては、400nm程度の短波長化が比較的容易に行える
ものの、非線形光学効果を有する薄膜先導波路に半導体
レーザの光を効率よ(結合するためには、1ミクロン以
下程度の極めて精密なアライメントが必要で、その温度
変化や振動に対する不安定性を考慮すると実用的には大
きな問題がある。
問題点を解決するための手段
即ち本発明は、前述した様な問題点に鑑み、半導体基体
の主面に対して垂直の方向にレーザ“光を出射するいわ
ゆる面発光型の半導体レーザ構造に於て、前記半導体基
体の1主面上に前記レーザ光に対して第2次高調波の光
を発生し得る非線形光学材料からなる層を有し、且つ前
記非線形光学材料からなる層を前記半導体レーザ構造の
主たるレーザ共振器内部に載置し、且つ非線形光学材料
からなる層の半導体基板側とは興なる表面上に、レーザ
光に対しては高い反射率を有し、前記レーザ光の第2次
高調波に対しては低い反射率を有する反射層を載置する
ことにより短波長の光を安定に効率良く、しかも無調整
で容易に得る事が出来る。特に半導体レーザ構造が■−
v族のGaAs化合物半導体基板上にエピタキシャル成
長したAlGaAs系の材料で構成され、第2次高調波
を発生する非線形光学材料が、AlGaAs系材料上に
エピタキシャル成長したZnSSe系のII−Vl族化
合物半導体層からなる場合に特に大きな効果が得られる
。
の主面に対して垂直の方向にレーザ“光を出射するいわ
ゆる面発光型の半導体レーザ構造に於て、前記半導体基
体の1主面上に前記レーザ光に対して第2次高調波の光
を発生し得る非線形光学材料からなる層を有し、且つ前
記非線形光学材料からなる層を前記半導体レーザ構造の
主たるレーザ共振器内部に載置し、且つ非線形光学材料
からなる層の半導体基板側とは興なる表面上に、レーザ
光に対しては高い反射率を有し、前記レーザ光の第2次
高調波に対しては低い反射率を有する反射層を載置する
ことにより短波長の光を安定に効率良く、しかも無調整
で容易に得る事が出来る。特に半導体レーザ構造が■−
v族のGaAs化合物半導体基板上にエピタキシャル成
長したAlGaAs系の材料で構成され、第2次高調波
を発生する非線形光学材料が、AlGaAs系材料上に
エピタキシャル成長したZnSSe系のII−Vl族化
合物半導体層からなる場合に特に大きな効果が得られる
。
作用
本発明は上記構成に於て、半導体レーザのレーザ光及び
その1/2の波長の光に対して透明で且つ非線形光学定
数の大きな結晶材料を半導体レーザ共振器の内部に載置
する事により、レーザ光に対する第2次高調波の光出力
を得る。レーザ光のパワーは高反射率のミラーに依り共
振器内部に閉じ込められるので、共振器内部では著しく
大きくする事ができる。一般に第2次高調波への変換効
率はレーザ光のパワーの2乗に比例するので、第2次高
調波は効率良く発生する。また、得られた第2次高調波
の光は、低反射率の反射層を経て低損失で外部に出力す
る。
その1/2の波長の光に対して透明で且つ非線形光学定
数の大きな結晶材料を半導体レーザ共振器の内部に載置
する事により、レーザ光に対する第2次高調波の光出力
を得る。レーザ光のパワーは高反射率のミラーに依り共
振器内部に閉じ込められるので、共振器内部では著しく
大きくする事ができる。一般に第2次高調波への変換効
率はレーザ光のパワーの2乗に比例するので、第2次高
調波は効率良く発生する。また、得られた第2次高調波
の光は、低反射率の反射層を経て低損失で外部に出力す
る。
実施例
本発明の実施例を図を用いて説明する。図に於て、1は
AuZn電極、2はAuの反射膜、3はP型GaAs基
板、4はP型GaAsバッファ層、5はP型AlGaA
sクラッド層、6はN型AlGaAs埋め込み層、7は
P型AlGaAs埋め込み層、8はN P!:!A I
G a A s =7ンタクト層、9はTiPtAu
電極、10はZnSSe非線形光学層、11は、波長選
択性を有する反射層、12はGaAs活性層、13はA
lGaAsクラッド層である。
AuZn電極、2はAuの反射膜、3はP型GaAs基
板、4はP型GaAsバッファ層、5はP型AlGaA
sクラッド層、6はN型AlGaAs埋め込み層、7は
P型AlGaAs埋め込み層、8はN P!:!A I
G a A s =7ンタクト層、9はTiPtAu
電極、10はZnSSe非線形光学層、11は、波長選
択性を有する反射層、12はGaAs活性層、13はA
lGaAsクラッド層である。
製造方法は簡単に述べると、主として3回の結晶成長工
程からなる。まずレーザダブルへテロ構造を結晶成長し
、メサ状に加工した後にメサの周囲を埋め込む結晶成長
を行いレーザ構造を形成する。続いて表面に非線形光学
材料を結晶成長したのち、反射層及び電極を形成して工
程を終了する。
程からなる。まずレーザダブルへテロ構造を結晶成長し
、メサ状に加工した後にメサの周囲を埋め込む結晶成長
を行いレーザ構造を形成する。続いて表面に非線形光学
材料を結晶成長したのち、反射層及び電極を形成して工
程を終了する。
本発明の動作は、電極1から電極9に向けて電流を流す
と、GaAs活性層12で発光し、反射層2とレーザ光
に対しては高い反射率を有する反射層11間で波長0.
82μmのレーザ発振がおこる。この時レーザ共振器内
に載置されているZnSSe非線形光学層10でレーザ
光の第2次高調波の波長O0・41μmの光が発生し、
この光に対しては低い反射率の反射層11を経て外部に
第2次高調波出力として取り出される。
と、GaAs活性層12で発光し、反射層2とレーザ光
に対しては高い反射率を有する反射層11間で波長0.
82μmのレーザ発振がおこる。この時レーザ共振器内
に載置されているZnSSe非線形光学層10でレーザ
光の第2次高調波の波長O0・41μmの光が発生し、
この光に対しては低い反射率の反射層11を経て外部に
第2次高調波出力として取り出される。
なお、本実施例に於ては、GaAsのレーザ活性層を用
いて説明したが、AlGaAsの活性層でも良いし、超
格子材料による活性層でも良い。
いて説明したが、AlGaAsの活性層でも良いし、超
格子材料による活性層でも良い。
また、基板側のレーザ共振器反射層としてAuのコーテ
ィングを用いたが、分布反射型の反射層を用いても良い
。また面発光型のレーザ構造としては、埋め込み型のも
のを用いて説明したが他の構造を用いてもなんら本発明
を妨げるものではなく同様の効果が得られる。
ィングを用いたが、分布反射型の反射層を用いても良い
。また面発光型のレーザ構造としては、埋め込み型のも
のを用いて説明したが他の構造を用いてもなんら本発明
を妨げるものではなく同様の効果が得られる。
発明の効果
本発明は、上記した構成に依すレーザ光波長の1/2の
短波長の光を精密な光学系の調整無しで安定に効率良(
得られるという効果があり、これは情報処理分野の発展
に太き(貢献する物で産業上重要な意義がある。
短波長の光を精密な光学系の調整無しで安定に効率良(
得られるという効果があり、これは情報処理分野の発展
に太き(貢献する物で産業上重要な意義がある。
図は、本発明の実施例の半導体装置断面図である。
2・・・反射層、10・・・非線形光学層、11・・・
反射層、12・・・レーザ活性層、14・・・第2次高
調波出力。
反射層、12・・・レーザ活性層、14・・・第2次高
調波出力。
Claims (2)
- (1)半導体基体の主面に対して垂直の方向にレーザ光
を出射する面発光型の半導体レーザ構造を形成し、前記
半導体基体の1主面上に前記レーザ光に対して第2次高
調波の光を発生し得る非線形光学材料からなる層を有し
、且つ前記非線形光学材料からなる層を前記半導体レー
ザ構造の主たるレーザ共振器内部に載置し、且つ前記非
線形光学材料からなる層の半導体基体側とは異なる表面
上に、レーザ光に対しては高い反射率を有し、前記レー
ザ光の第2次高調波に対しては低い反射率を有する反射
層を有する事を特徴とする半導体装置。 - (2)半導体レーザ構造がIII−V族のGaAs化合物
半導体基板上にエピタキシャル成長したAlGaAs系
の材料で構成され、第2次高調波を発生する非線形光学
材料が、AlGaAs系材料上にエピタキシャル成長し
たZnSSe系のII−VI族化合物半導体層からなる事を
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11505887A JPS63280484A (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11505887A JPS63280484A (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63280484A true JPS63280484A (ja) | 1988-11-17 |
Family
ID=14653130
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11505887A Pending JPS63280484A (ja) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63280484A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01134984A (ja) * | 1987-11-19 | 1989-05-26 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
US5341390A (en) * | 1992-04-16 | 1994-08-23 | Hewlett-Packard Company | Surface emitting second harmonic generating device |
EP0632553A2 (en) * | 1993-06-30 | 1995-01-04 | Hewlett-Packard Company | Surface emitting second harmonic generating device |
EP0654873A1 (en) * | 1993-11-22 | 1995-05-24 | Hewlett-Packard Company | Semiconductor laser that generates second harmonic light by means of a nonlinear crystal in the laser cavity |
EP0654874A1 (en) * | 1993-11-22 | 1995-05-24 | Hewlett-Packard Company | Semiconductor laser that generates second harmonic light with attached nonlinear crystal |
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WO1998002944A1 (en) * | 1996-07-17 | 1998-01-22 | W.L. Gore & Associates, Inc. | A vertical cavity surface emitting laser with enhanced second harmonic generation and method of making same |
-
1987
- 1987-05-12 JP JP11505887A patent/JPS63280484A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0632553A3 (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-25 | Hewlett Packard Co | |
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