JPS6340389A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 3
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- 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
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- 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
- H01S5/1025—Extended cavities
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- 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
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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〉
本発明は光通信、光応用計測、光情報処理等種々の分野
に利用される発振波長の安定化された半導体レーザに関
するものである。
に利用される発振波長の安定化された半導体レーザに関
するものである。
〈従来の技術〉
近年、光通信、光計測、光情報処理等半導体レーザを利
用した光応用技術が注目を集めており、これら技術の実
用化に際し、発振波長の安定な半導体レーザが必要とさ
れる様になって来た。通常一般に用いられている半導体
レーザは、温度変化や電流変化によって発振波長が連続
的あるいは不連続に変化し、また同時に大きな光出力雑
音を誘起するため、システムとして組み込んだ場合に精
度や信頼性に重大な障害となる。
用した光応用技術が注目を集めており、これら技術の実
用化に際し、発振波長の安定な半導体レーザが必要とさ
れる様になって来た。通常一般に用いられている半導体
レーザは、温度変化や電流変化によって発振波長が連続
的あるいは不連続に変化し、また同時に大きな光出力雑
音を誘起するため、システムとして組み込んだ場合に精
度や信頼性に重大な障害となる。
例えば干渉を利用した光計測では発振波長が変化すると
、干渉縞が変化して全く測定が不可能となる。また、ホ
ログラムディスクを用いたレーザビームプリンタ装置に
おいては光源の波長が変化すると、記録ビームの偏向角
か波長依存性をもっているために光路が変化し、記録点
が重なったり不自然に広がることとなり記録性能に重大
な影響を及ぼす。
、干渉縞が変化して全く測定が不可能となる。また、ホ
ログラムディスクを用いたレーザビームプリンタ装置に
おいては光源の波長が変化すると、記録ビームの偏向角
か波長依存性をもっているために光路が変化し、記録点
が重なったり不自然に広がることとなり記録性能に重大
な影響を及ぼす。
この様な間血点を解決する手段の一つとして外部共振器
型半導体レーザが開発された。従来の外部共振器型半導
体レーザの一例を第５図に示す。
型半導体レーザが開発された。従来の外部共振器型半導
体レーザの一例を第５図に示す。
半導体レーザ素子ｌはマウントベース１１に固着されて
おり、レーザ共振器９の萌方出射端面より出射されたレ
ーザ光は各システムの光源として供せられる。一方、反
射部材１２はマウン）・へ−ス１１に固着され、半導体
レーザ素子の後方出射光の一部が反射部材の反射面で反
射されてレーザ共振器９に帰還される。反射部材１２は
襞間面上にＡｕ等の金属や、誘、Ｉｉ体の多層反射膜を
被覆して反射面Ｉ３を形成した半導体チップを用いると
簡単に装着することができる。
おり、レーザ共振器９の萌方出射端面より出射されたレ
ーザ光は各システムの光源として供せられる。一方、反
射部材１２はマウン）・へ−ス１１に固着され、半導体
レーザ素子の後方出射光の一部が反射部材の反射面で反
射されてレーザ共振器９に帰還される。反射部材１２は
襞間面上にＡｕ等の金属や、誘、Ｉｉ体の多層反射膜を
被覆して反射面Ｉ３を形成した半導体チップを用いると
簡単に装着することができる。
上記構成において、半導体レーザ素子ｌの後方出射端面
１４と反射面１３との距離ｄで定まる謂ゆる外部縦モー
ドλｅ＝２ｄ／Ｃｍ＋＋）が生じる。
１４と反射面１３との距離ｄで定まる謂ゆる外部縦モー
ドλｅ＝２ｄ／Ｃｍ＋＋）が生じる。
このため、レーザの利得分布が変形され、ある特定の波
長を有する発振縦モードのみか発振する。
長を有する発振縦モードのみか発振する。
ｍは整数である。
実験結果によれば外部共振器長ｄ＝５０μｍで第６図（
ａ）に示す様に一定先出力で３１’Ｃの温度範囲の間、
一つの縦モードで安定に発振する半導体レーザ装置か実
現された。
ａ）に示す様に一定先出力で３１’Ｃの温度範囲の間、
一つの縦モードで安定に発振する半導体レーザ装置か実
現された。
さらに安定温度幅を広げるためにはｄを小さくして外部
縦モード間隔を広げることが考えられたが、第６図（ｂ
）に示す様に隣接モードヘモードホッピングし、一つの
縦モードで安定に発振させることは出来なかった。
縦モード間隔を広げることが考えられたが、第６図（ｂ
）に示す様に隣接モードヘモードホッピングし、一つの
縦モードで安定に発振させることは出来なかった。
また、外部共振器長ｄの微小な違いにより発振波長λが
第７図に示す様に略発振波長の半分の周期Ｔで変化する
。すなわち外部共振器長ｄの微小なバラツキにより第６
図（Ｃ） （ｄ）で示す様な温度−発振波長特性のレー
ザか出来ることになり、モードジャンプする温度や発振
波長を制御することが出来なかった。さらにレーザ素子
ｌの後方端面１４を高反射率にすると、反射面１３から
の反射光のうち共振器へ帰還する光量か減少し、安定化
効果が小さくなるため、高い先出力を得ることも困難で
あった。
第７図に示す様に略発振波長の半分の周期Ｔで変化する
。すなわち外部共振器長ｄの微小なバラツキにより第６
図（Ｃ） （ｄ）で示す様な温度−発振波長特性のレー
ザか出来ることになり、モードジャンプする温度や発振
波長を制御することが出来なかった。さらにレーザ素子
ｌの後方端面１４を高反射率にすると、反射面１３から
の反射光のうち共振器へ帰還する光量か減少し、安定化
効果が小さくなるため、高い先出力を得ることも困難で
あった。
〈発明の目的〉
本発明は、ａの様な問題点に鑑みなされたもので、安定
化温度幅が広く、モードジャンプする温度や発振波長の
制御が可能で高い光出力が得られる波長安定化レーザを
提供することを目的とするものである。
化温度幅が広く、モードジャンプする温度や発振波長の
制御が可能で高い光出力が得られる波長安定化レーザを
提供することを目的とするものである。
く問題点を解決するための手段〉
本発明の半導体レーザは、府記目的を達成するために外
部共振器を空気やＮ ２ 、真空等ではなく、屈折率の
高い物質をモノリシックに結合させることにより、強い
帰還光を共振器に戻し、波長安定化効果の向上と、光出
力の向上を図り、外部共振器となる物質の長さを制御す
ることにより、モードジャンプ温度や発振波長の制御を
可能とするものである。より詳しくは、本発明の半導体
レーザは、少なくとも一方の共振器端面に異なる屈折率
を有する一層以上の膜かモノリシックに被覆されており
、少なくともその一層が発振波長の２０倍以上の実効的
な膜厚を有することを特徴としている。
部共振器を空気やＮ ２ 、真空等ではなく、屈折率の
高い物質をモノリシックに結合させることにより、強い
帰還光を共振器に戻し、波長安定化効果の向上と、光出
力の向上を図り、外部共振器となる物質の長さを制御す
ることにより、モードジャンプ温度や発振波長の制御を
可能とするものである。より詳しくは、本発明の半導体
レーザは、少なくとも一方の共振器端面に異なる屈折率
を有する一層以上の膜かモノリシックに被覆されており
、少なくともその一層が発振波長の２０倍以上の実効的
な膜厚を有することを特徴としている。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例を示す。ＧａＡＱＡｓ系半導
体レーザ索子しの後方端面は、Ａ Ｑ ２０ ｓのα−
３ｉを交互に積層した５層の誘電体多層膜２で被覆され
ており、一方、面方の出射端面は１／３波長の実効的な
膜厚のＡＱｘ’０３層３で被覆されている。この図では
マウントベースや配線等は省略している。これらの膜は
電子ビーム蒸着法やスパッタ法により簡単にレーザ素子
端面にモノリシックに被覆することが出来る。また膜厚
は膜厚モニターや、蒸着時間等で精密に制御することが
出来る。ここで実効的な膜厚とは物質の屈折率を考慮し
た膜厚である。
体レーザ索子しの後方端面は、Ａ Ｑ ２０ ｓのα−
３ｉを交互に積層した５層の誘電体多層膜２で被覆され
ており、一方、面方の出射端面は１／３波長の実効的な
膜厚のＡＱｘ’０３層３で被覆されている。この図では
マウントベースや配線等は省略している。これらの膜は
電子ビーム蒸着法やスパッタ法により簡単にレーザ素子
端面にモノリシックに被覆することが出来る。また膜厚
は膜厚モニターや、蒸着時間等で精密に制御することが
出来る。ここで実効的な膜厚とは物質の屈折率を考慮し
た膜厚である。
ＡＱ２０３．α−３ｔの屈折率はそれぞれ１．８．３．
５であるから、従来の外部共振器の空気やＮ ２ 、真
空の場合に比べ屈折率が高いため活性層から放射するレ
ーザ光は広がらず、各層の界面で反射されて荷動に活性
層９に帰還する。このため外部共振器長ｄが従来より短
くても効果が生じる。
５であるから、従来の外部共振器の空気やＮ ２ 、真
空の場合に比べ屈折率が高いため活性層から放射するレ
ーザ光は広がらず、各層の界面で反射されて荷動に活性
層９に帰還する。このため外部共振器長ｄが従来より短
くても効果が生じる。
上記誘電体φ層膜２の
第１層４をＡ Ｑ 、Ｏｓで１７．３ μｍ（４０波長
相当）、第２層５をα−９ｉで５５７人（１７４波長相
当）、第３層６をＡρ、０３でｌ０８３人（１７４波長
相当）、第４層７をα−８１て５５７人（１／４Ｉ！ｌ
長相当）、第５層８をＡρ２０３で２１６７人（ｌ／２
波長相当）としたところ、反射率の波長依存性は計算に
よると第２図となり１、各波長に対して共振器９に帰還
する光量が異なり、ゲイン分布近傍の最ら反射率の高い
波長の縦モードのみか発振することとなり、第３図に示
す様に６０°Ｃの広い温度範囲にわたって、モードホッ
プを生じることなく、単一の軸モートで発振を維持した
。これは第１層４が、４０波長相当の膜厚を有している
からである。ちっとも、２０波長相当の膜厚であっても
よい。
相当）、第２層５をα−９ｉで５５７人（１７４波長相
当）、第３層６をＡρ、０３でｌ０８３人（１７４波長
相当）、第４層７をα−８１て５５７人（１／４Ｉ！ｌ
長相当）、第５層８をＡρ２０３で２１６７人（ｌ／２
波長相当）としたところ、反射率の波長依存性は計算に
よると第２図となり１、各波長に対して共振器９に帰還
する光量が異なり、ゲイン分布近傍の最ら反射率の高い
波長の縦モードのみか発振することとなり、第３図に示
す様に６０°Ｃの広い温度範囲にわたって、モードホッ
プを生じることなく、単一の軸モートで発振を維持した
。これは第１層４が、４０波長相当の膜厚を有している
からである。ちっとも、２０波長相当の膜厚であっても
よい。
また、膜厚が高精度ノこ制御出来るため、所望の発振波
長に制御出来、さらに３０ｍＷ以上の光出力が得られた
。
長に制御出来、さらに３０ｍＷ以上の光出力が得られた
。
また、前記実施例では前方出射端面を低反射コーティン
グしたが、逆に高反射コーティングすれば、縦モードの
安定化特性を維持して、狭いスペクトル幅を有するコヒ
ーレンシーの高い半導体レーザが実現できる。
グしたが、逆に高反射コーティングすれば、縦モードの
安定化特性を維持して、狭いスペクトル幅を有するコヒ
ーレンシーの高い半導体レーザが実現できる。
第４図に別の実施例を示す。この例ではレーザ素子ｌの
前方出射端面を厚いＡ Ｑ ｔ Ｏｓ層３にて被覆した
もので、後方端面は１／４波長相当のＡＱ。
前方出射端面を厚いＡ Ｑ ｔ Ｏｓ層３にて被覆した
もので、後方端面は１／４波長相当のＡＱ。
０３層４．６、Ｉ／４波長相当ノａ−８ｉ層５．７．１
／２波長相当のＡＱ２０３層８により構成した多層反射
膜て被覆している。この場合も前方出射端面に被覆した
Ａｆ２２０３層３と後方出射端面に被覆した多層反射膜
の効果により、広い温度範囲に安定な単−縦モードで発
振した。
／２波長相当のＡＱ２０３層８により構成した多層反射
膜て被覆している。この場合も前方出射端面に被覆した
Ａｆ２２０３層３と後方出射端面に被覆した多層反射膜
の効果により、広い温度範囲に安定な単−縦モードで発
振した。
〈発明の効果〉
以上の如く、本発明によれば、広い温度範囲にわたって
波長の変化が小さく、安定化温度域や発振波長の制御可
能で、高出力の得られる半導体レーザを実現することが
できる。
波長の変化が小さく、安定化温度域や発振波長の制御可
能で、高出力の得られる半導体レーザを実現することが
できる。
第１図は本発明の一実施例を示す半導体レーザの構成図
、第２図は反射率の波長依存性を示す図、第３図は本発
明によって得られた温度−発振波長特性図、第４図は本
発明の別の実施例を示す図、第５図は従来の外部共振器
型半導体レーザの構成図、第６図は従来の外部共振器型
半導体レーザの温度−発振波長特性図、第７図は外部共
振器長の微小な違いにより選択される発振波長の変化を
示す図である。 １・・・半導体レーザ素子、２ ・後端面反射膜、３・
・・萌端面反射膜、４ 、５ 、６ 、７ 、８・・・
被覆膜、９・・・共振器、ｌｌ・・・マウントヘース、
Ｉ２・・・反射部材、１３・・・反射面、１４・・・半
導体レーザ後端面。
、第２図は反射率の波長依存性を示す図、第３図は本発
明によって得られた温度−発振波長特性図、第４図は本
発明の別の実施例を示す図、第５図は従来の外部共振器
型半導体レーザの構成図、第６図は従来の外部共振器型
半導体レーザの温度−発振波長特性図、第７図は外部共
振器長の微小な違いにより選択される発振波長の変化を
示す図である。 １・・・半導体レーザ素子、２ ・後端面反射膜、３・
・・萌端面反射膜、４ 、５ 、６ 、７ 、８・・・
被覆膜、９・・・共振器、ｌｌ・・・マウントヘース、
Ｉ２・・・反射部材、１３・・・反射面、１４・・・半
導体レーザ後端面。
Claims (1)
- （１）少なくとも一方の共振器端面に異なる屈折率を有
する一層以上の膜がモノリシックに被覆されており、少
なくともその一層が発振波長の２０倍以上の実効的な膜
厚を有することを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18379886A JPS6340389A (ja) | 1986-08-04 | 1986-08-04 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18379886A JPS6340389A (ja) | 1986-08-04 | 1986-08-04 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6340389A true JPS6340389A (ja) | 1988-02-20 |
| JPH054830B2 JPH054830B2 (ja) | 1993-01-20 |
Family
ID=16142096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18379886A Granted JPS6340389A (ja) | 1986-08-04 | 1986-08-04 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6340389A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02137287A (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
| US7031362B2 (en) | 2001-11-01 | 2006-04-18 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and semiconductor laser module using the device and method for low reflectivity |
-
1986
- 1986-08-04 JP JP18379886A patent/JPS6340389A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02137287A (ja) * | 1988-11-17 | 1990-05-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
| US7031362B2 (en) | 2001-11-01 | 2006-04-18 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and semiconductor laser module using the device and method for low reflectivity |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH054830B2 (ja) | 1993-01-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |