JPS6352792B2 - - Google Patents
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- JPS6352792B2 JPS6352792B2 JP57213303A JP21330382A JPS6352792B2 JP S6352792 B2 JPS6352792 B2 JP S6352792B2 JP 57213303 A JP57213303 A JP 57213303A JP 21330382 A JP21330382 A JP 21330382A JP S6352792 B2 JPS6352792 B2 JP S6352792B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
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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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
-
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- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体レーザの発振閾値低減に関す
るものである。
るものである。
半導体レーザにおいては、通常２重ヘテロ構造
即ち発光に寄与する活性層の両側に、活性層より
禁制帯幅が広くかつ屈折率の低い半導体層を形成
した構造をとることが多い。これは、注入したキ
ヤリア及び光を共に活性層近傍に閉じこめ、これ
により導波光とキヤリアの相互作用を大きくする
ことにより、発振閾値を下げるという効果をねら
つたものである。ところで、半導体レーザの発振
閾値電流密度Jthは、活性層の厚さｄの減少に伴
なつて減少するが、厚さｄが0.1μｍ程度以下にな
ると、第１図に示すように急激に増大する。これ
は、厚さｄの減少に伴い、光の大部分が活性層外
部にしみ出すようになり、活性層の部分に存在す
る導波光の割合Γ（以下、光閉じこめ係数と呼ぶ）
が低下するためである。Jthの急激な増加を抑え
るためには、光閉じこめ係数Γを増加する必要が
ある。この一つとしては、活性層の両側に均一組
成のクラツド層を形成するのではなく、禁制帯幅
及び屈折率が活性層とクラツド層の中間にあたる
ような半導体層を活性層とクラツド層の間に挿入
する構成がある（例えば、IEEE Journal of
Quantum Electronics vol.QE−17、No.７、
pp.1245−1250、1981を参照）。
即ち発光に寄与する活性層の両側に、活性層より
禁制帯幅が広くかつ屈折率の低い半導体層を形成
した構造をとることが多い。これは、注入したキ
ヤリア及び光を共に活性層近傍に閉じこめ、これ
により導波光とキヤリアの相互作用を大きくする
ことにより、発振閾値を下げるという効果をねら
つたものである。ところで、半導体レーザの発振
閾値電流密度Jthは、活性層の厚さｄの減少に伴
なつて減少するが、厚さｄが0.1μｍ程度以下にな
ると、第１図に示すように急激に増大する。これ
は、厚さｄの減少に伴い、光の大部分が活性層外
部にしみ出すようになり、活性層の部分に存在す
る導波光の割合Γ（以下、光閉じこめ係数と呼ぶ）
が低下するためである。Jthの急激な増加を抑え
るためには、光閉じこめ係数Γを増加する必要が
ある。この一つとしては、活性層の両側に均一組
成のクラツド層を形成するのではなく、禁制帯幅
及び屈折率が活性層とクラツド層の中間にあたる
ような半導体層を活性層とクラツド層の間に挿入
する構成がある（例えば、IEEE Journal of
Quantum Electronics vol.QE−17、No.７、
pp.1245−1250、1981を参照）。
以下に、この構成について、InGaAgP系レー
ザを用いて説明する。
ザを用いて説明する。
第２図ａはレーザの層構造を示した断面図であ
り、１はｎ型InP基板、２はｎ型InPクラツド層、
３は禁制帯幅に相当する波長（以下λgと略す）が
1.3μｍのｎ型InGaAsP光導波層（厚さｈ）、４は
λgが1.55μｍの非ドープInGaAsP活性層（厚さ
ｄ）、５はλgが1.3μｍのｐ型InGaAsP光導波層
（厚さｔ）、６はｐ型InPクラツド層、７はｐ型
InGaAsP層（λg＝1.3μｍ）、８，９は電極であ
る。層３，４，５の部分のガリウム組成及び屈折
率の厚さ方向の分布を示したものが第２図ｂ，ｃ
である。第３図は、層３及び５の厚さｔ，ｈ（ｔ
＝ｈ）を、０、0.1、0.2μｍと変えた時の、活性
層の厚さｄと光閉じこめ係数Γの関係を示したも
のである。厚さｄが0.1μｍ程度以下になると、層
３，５がない場合即ちｔ＝ｈ＝０に比べて、層
３，５が0.1μｍ或は0.2μｍある場合の方が光閉じ
こめ係数Γが大きくなる。一方、フアブリペロー
共振によるレーザ発振閾値電流密度Jthは Jth＝ｄ／Ａ・〔αio＋αac＋αex１−Γ／Γ ＋ln（１／Ｒ）／Ｌ・Γ〕2 (1) で与えられる。なお、Ａは定数、Ｌは共振器長、
Ｒは端面反射率、αacは活性層での損失、αexは活
性層外部での損失、αioは実効的な損失を示す定
数である。ここで、ｄ，Ｌを一定として層３，５
の厚さｈ，ｔのみを変えた時のJthを考えてみる。
(1)式において、光閉じこめ係数Γは大きく変化す
るが、その他の値はほとんど変化はない。すなわ
ち、Jthはこの式の上では光閉じこめ係数Γのみ
に依存すると考えてよい。したがつて、上述のよ
うに厚さｄが0.1μｍ程度以下の薄い活性層の場合
には、InGaAsP層３，５を0.1〜0.2μｍ形成した
方が閾値電流密度が低くなる。例えば、第１図で
実線は層３，５がない場合、破線は層３，５が
0.1μｍの場合である。このように、層３，５の挿
入により最低閾値電流密度を減少させることがで
きる。
り、１はｎ型InP基板、２はｎ型InPクラツド層、
３は禁制帯幅に相当する波長（以下λgと略す）が
1.3μｍのｎ型InGaAsP光導波層（厚さｈ）、４は
λgが1.55μｍの非ドープInGaAsP活性層（厚さ
ｄ）、５はλgが1.3μｍのｐ型InGaAsP光導波層
（厚さｔ）、６はｐ型InPクラツド層、７はｐ型
InGaAsP層（λg＝1.3μｍ）、８，９は電極であ
る。層３，４，５の部分のガリウム組成及び屈折
率の厚さ方向の分布を示したものが第２図ｂ，ｃ
である。第３図は、層３及び５の厚さｔ，ｈ（ｔ
＝ｈ）を、０、0.1、0.2μｍと変えた時の、活性
層の厚さｄと光閉じこめ係数Γの関係を示したも
のである。厚さｄが0.1μｍ程度以下になると、層
３，５がない場合即ちｔ＝ｈ＝０に比べて、層
３，５が0.1μｍ或は0.2μｍある場合の方が光閉じ
こめ係数Γが大きくなる。一方、フアブリペロー
共振によるレーザ発振閾値電流密度Jthは Jth＝ｄ／Ａ・〔αio＋αac＋αex１−Γ／Γ ＋ln（１／Ｒ）／Ｌ・Γ〕2 (1) で与えられる。なお、Ａは定数、Ｌは共振器長、
Ｒは端面反射率、αacは活性層での損失、αexは活
性層外部での損失、αioは実効的な損失を示す定
数である。ここで、ｄ，Ｌを一定として層３，５
の厚さｈ，ｔのみを変えた時のJthを考えてみる。
(1)式において、光閉じこめ係数Γは大きく変化す
るが、その他の値はほとんど変化はない。すなわ
ち、Jthはこの式の上では光閉じこめ係数Γのみ
に依存すると考えてよい。したがつて、上述のよ
うに厚さｄが0.1μｍ程度以下の薄い活性層の場合
には、InGaAsP層３，５を0.1〜0.2μｍ形成した
方が閾値電流密度が低くなる。例えば、第１図で
実線は層３，５がない場合、破線は層３，５が
0.1μｍの場合である。このように、層３，５の挿
入により最低閾値電流密度を減少させることがで
きる。
上述の構成とよく似た構成に、活性層の両側に
連続的に禁制帯幅及び屈折率が変化する層を形成
する方法がある（Applied Physics Lettrs、
vol.39、No.２、pp.134−137、1981参照）。以下
に、この構成についてInGaAsP系レーザを用い
て説明する。第４図ａはIn1-xGaxAsyP1-y／InP
レーザの層構造を示した断面図であり、１０はｎ
型InP基板、１１はｎ型InPクラツド層、１２は
ガリウム組成ｘが０とxgの間で連続的に変化す
るｎ型InGaAsP光導波層、１３は非ドープ
InGaAsP活性層（ｘ＝xa）、１４はガリウム組成
ｘがxgと０の間で連続的に変化するｐ型
InGaAsP光導波層、１５はｐ型InPクラツド層、
１６はｐ型InGaAsP層、１７，１８は電極であ
る。層１２，１３，１４の部分のガリウム組成ｘ
及び屈折率の厚さ方向の分布を示したものが、そ
れぞれ第４図ｂ，ｃである。層１２，１４が無い
場合、活性層１３の厚さが0.1μｍ程度以下になる
と、前述のように活性層厚の減少と共に閾値電流
密度が増大するが、第４図に示すような屈折率が
連続して変化する光導波層１２，１４があると、
閾値電流密度の急激な増加が緩和され、その結
果、最低閾値電流密度が低下する。
連続的に禁制帯幅及び屈折率が変化する層を形成
する方法がある（Applied Physics Lettrs、
vol.39、No.２、pp.134−137、1981参照）。以下
に、この構成についてInGaAsP系レーザを用い
て説明する。第４図ａはIn1-xGaxAsyP1-y／InP
レーザの層構造を示した断面図であり、１０はｎ
型InP基板、１１はｎ型InPクラツド層、１２は
ガリウム組成ｘが０とxgの間で連続的に変化す
るｎ型InGaAsP光導波層、１３は非ドープ
InGaAsP活性層（ｘ＝xa）、１４はガリウム組成
ｘがxgと０の間で連続的に変化するｐ型
InGaAsP光導波層、１５はｐ型InPクラツド層、
１６はｐ型InGaAsP層、１７，１８は電極であ
る。層１２，１３，１４の部分のガリウム組成ｘ
及び屈折率の厚さ方向の分布を示したものが、そ
れぞれ第４図ｂ，ｃである。層１２，１４が無い
場合、活性層１３の厚さが0.1μｍ程度以下になる
と、前述のように活性層厚の減少と共に閾値電流
密度が増大するが、第４図に示すような屈折率が
連続して変化する光導波層１２，１４があると、
閾値電流密度の急激な増加が緩和され、その結
果、最低閾値電流密度が低下する。
しかし、今までの議論はエネルギーバンド構造
については、何も考慮していなかつた。上述の２
つの構造では、活性層とそのすぐ両側の層（第２
図では層３及び５、第４図では層１２及び１４）
とのエネルギー差は、通常の２重ヘテロ構造の場
合と比べて小さくなつている。この為、注入した
キヤリアがこのヘテロ障壁を越えて、その両側の
層にあふれ出る確率が高くなる。これは、閾値電
流密度をかえつて増加させる効果をもたらすが、
この効果は温度が高くなると顕著になる。特に、
InGaAsP系レーザではこの効果は著しい。又、
上述の２つの構成のうち後者の構成においては、
連続的に組成の変化する層を形成する必要がある
が、格子整合をとりつつ組成を連続的に変化させ
て結晶成長するのは、非常に複雑な制御を必要と
する。
については、何も考慮していなかつた。上述の２
つの構造では、活性層とそのすぐ両側の層（第２
図では層３及び５、第４図では層１２及び１４）
とのエネルギー差は、通常の２重ヘテロ構造の場
合と比べて小さくなつている。この為、注入した
キヤリアがこのヘテロ障壁を越えて、その両側の
層にあふれ出る確率が高くなる。これは、閾値電
流密度をかえつて増加させる効果をもたらすが、
この効果は温度が高くなると顕著になる。特に、
InGaAsP系レーザではこの効果は著しい。又、
上述の２つの構成のうち後者の構成においては、
連続的に組成の変化する層を形成する必要がある
が、格子整合をとりつつ組成を連続的に変化させ
て結晶成長するのは、非常に複雑な制御を必要と
する。
本発明は、閾値電流密度減少の効果を損なわず
に、キヤリアの漏れ或は結晶成長の困難さといつ
た問題を解決した半導体レーザを提供するもので
ある。
に、キヤリアの漏れ或は結晶成長の困難さといつ
た問題を解決した半導体レーザを提供するもので
ある。
本発明においては、活性層の両側の層は禁制帯
幅が異なり、かつ厚さが0.03μｍ以下の半導体層
を複数積層することにより形成している。
幅が異なり、かつ厚さが0.03μｍ以下の半導体層
を複数積層することにより形成している。
以下に本発明を適用した半導体レーザの実施例
を示す。
を示す。
実施例 １
第５図は実施例の断面図を示したものであり、
右側に層２２，２４の拡大図を示した。２０はｎ
型InP基板、２１はｎ型InPクラツド層、２２は
厚さ0.03μｍ以下のｎ型InP及びｎ型InGaAsP（λg
＝1.55μｍ）が交互に多数積層した光導波層、２
３はλg＝1.55μｍの非ドープInGaAsP活性層、２
４は厚さ0.03μｍ以下のｐ型InP及びｐ型
InGaAsP（λg＝1.55μｍ）が交互に多数積層した
光導波層、２５はｐ型InPクラツド層、２６はｐ
型InGaAsP層（λg＝1.3μｍ）、２７，２８は電極
である。ここで、第５図のような構造での光の伝
搬を解析する場合、各層について境界条件を満足
するようにマスクウエル方程式を解く必要があ
る。しかし、近似的には層２２，２４を均一な層
と見なして解板することができる（例えば
Applied、Optics、vol.18、No.21、pp.3547−
3548、1978参照）。即ち、屈折率n1、厚さt1の層
と屈折率n2、厚さt2の層が交互に並び、その層の
数がそれぞれＮ及び（Ｎ＋１）とすると、これは
厚さが ＝Ｎ・t1＋（Ｎ＋１）t2 (2) であり、屈折率が ＝Ｎ・t1・＋（Ｎ＋１）・t2・n2／ｔ (3) で与えられる層と近似的に見なすことができる。
例えば、InP及びInGaAsP（λg＝1.55μｍ）の波長
1.55μｍにおける屈折率はそれぞれ3.17及び3.54で
あるから、厚さ0.005μｍのInP層を１４層、厚さ
0.009μｍのInGaAsP層（λg＝1.55μｍ）を13層交
互に積層した場合、＝0.187μｍ及び＝3.401
となり、厚さ0.187μｍのInGaAsP層（λg＝1.30μ
ｍ、屈折率＝3.40）を形成したのと同じと見なせ
る。又、Ｎ、t1、n1、t2、n2を変えることにより、
ｔ、を適当に設定することも可能である。即
ち、第５図の構造と第２図の構造では、光閉じこ
め係数の増加に関しては同様の効果が得られる。
一方、第５図の構造では活性層２３と直接に接す
る層はInPであるため、活性層より見たエネルギ
ー障壁の値は、第２図の構造の場合よりも大きく
なる。すなわち、本実施例では、キヤリアの漏れ
を防ぎつつ、光閉じこめ係数の増加を実現でき
る。
右側に層２２，２４の拡大図を示した。２０はｎ
型InP基板、２１はｎ型InPクラツド層、２２は
厚さ0.03μｍ以下のｎ型InP及びｎ型InGaAsP（λg
＝1.55μｍ）が交互に多数積層した光導波層、２
３はλg＝1.55μｍの非ドープInGaAsP活性層、２
４は厚さ0.03μｍ以下のｐ型InP及びｐ型
InGaAsP（λg＝1.55μｍ）が交互に多数積層した
光導波層、２５はｐ型InPクラツド層、２６はｐ
型InGaAsP層（λg＝1.3μｍ）、２７，２８は電極
である。ここで、第５図のような構造での光の伝
搬を解析する場合、各層について境界条件を満足
するようにマスクウエル方程式を解く必要があ
る。しかし、近似的には層２２，２４を均一な層
と見なして解板することができる（例えば
Applied、Optics、vol.18、No.21、pp.3547−
3548、1978参照）。即ち、屈折率n1、厚さt1の層
と屈折率n2、厚さt2の層が交互に並び、その層の
数がそれぞれＮ及び（Ｎ＋１）とすると、これは
厚さが ＝Ｎ・t1＋（Ｎ＋１）t2 (2) であり、屈折率が ＝Ｎ・t1・＋（Ｎ＋１）・t2・n2／ｔ (3) で与えられる層と近似的に見なすことができる。
例えば、InP及びInGaAsP（λg＝1.55μｍ）の波長
1.55μｍにおける屈折率はそれぞれ3.17及び3.54で
あるから、厚さ0.005μｍのInP層を１４層、厚さ
0.009μｍのInGaAsP層（λg＝1.55μｍ）を13層交
互に積層した場合、＝0.187μｍ及び＝3.401
となり、厚さ0.187μｍのInGaAsP層（λg＝1.30μ
ｍ、屈折率＝3.40）を形成したのと同じと見なせ
る。又、Ｎ、t1、n1、t2、n2を変えることにより、
ｔ、を適当に設定することも可能である。即
ち、第５図の構造と第２図の構造では、光閉じこ
め係数の増加に関しては同様の効果が得られる。
一方、第５図の構造では活性層２３と直接に接す
る層はInPであるため、活性層より見たエネルギ
ー障壁の値は、第２図の構造の場合よりも大きく
なる。すなわち、本実施例では、キヤリアの漏れ
を防ぎつつ、光閉じこめ係数の増加を実現でき
る。
実施例 ２
次に他の実施例について説明する。実施例１で
は、層２２，２４における交互に積層した層の厚
さについては、同一組成の層の厚さは同じとし
た。この厚さを活性層から遠ざかるにつれて変化
させたものが、実施例２である。例えば、層２２
及び２４において、InP層の厚さは0.005μｍで一
定とし、一方InGaAsP層（λg＝1.55μｍ）の厚さ
を活性層から遠ざかるにしたがつて0.009μｍから
0.0005μｍずつ順次減らしていつた場合、近似的
には屈折率が3.40から3.17まで連続的に変化して
いる厚さ0.18μｍの層と見なせる。即ち、厚さの
異なる層を積層することにより、第４図に示した
のと同様な屈折率の変化した層を作製できる。一
般に、格子整合をとりつつ組成を連続的に変化さ
せるよりは、厚さを変えた層を多数積層する方が
制御が容易である。又、実施例１と同様に実施例
２において活性層からみたエネルギー障壁の高さ
は、第４図の場合のそれよりも大きくなる。以上
のように、本実施例では、キヤリアの漏れを防ぎ
つつ屈折率が連続的に変化している導波路と等価
な導波路構造ができるため、発振閾値電流密度の
低減が比較的容易に実現できる。
は、層２２，２４における交互に積層した層の厚
さについては、同一組成の層の厚さは同じとし
た。この厚さを活性層から遠ざかるにつれて変化
させたものが、実施例２である。例えば、層２２
及び２４において、InP層の厚さは0.005μｍで一
定とし、一方InGaAsP層（λg＝1.55μｍ）の厚さ
を活性層から遠ざかるにしたがつて0.009μｍから
0.0005μｍずつ順次減らしていつた場合、近似的
には屈折率が3.40から3.17まで連続的に変化して
いる厚さ0.18μｍの層と見なせる。即ち、厚さの
異なる層を積層することにより、第４図に示した
のと同様な屈折率の変化した層を作製できる。一
般に、格子整合をとりつつ組成を連続的に変化さ
せるよりは、厚さを変えた層を多数積層する方が
制御が容易である。又、実施例１と同様に実施例
２において活性層からみたエネルギー障壁の高さ
は、第４図の場合のそれよりも大きくなる。以上
のように、本実施例では、キヤリアの漏れを防ぎ
つつ屈折率が連続的に変化している導波路と等価
な導波路構造ができるため、発振閾値電流密度の
低減が比較的容易に実現できる。
実施例１、２では、積層する半導体層の種類を
２種類としたが、３種類以上でもかまわない。
又、説明では、全面電極型のレーザを例にとつた
が、埋め込み構造をはじめとする横モード制御の
ための様々な構造を有するレーザにも適用可能で
ある。又、周期的凹凸を光導波方向に沿つて形成
した分布帰還型或いは分布ブラツグ反射型等の軸
モード制御機構を備えたレーザにも適用可能であ
る。更に、実施例の説明では活性層を均一な組成
の層としたが、例えば禁制帯幅の異なる薄い（厚
さ0.03μｍ以下）層を積層した構造で活性層を置
きかえたレーザ、即ち、いわゆる量子井戸構造レ
ーザについても本発明を適用できる。
２種類としたが、３種類以上でもかまわない。
又、説明では、全面電極型のレーザを例にとつた
が、埋め込み構造をはじめとする横モード制御の
ための様々な構造を有するレーザにも適用可能で
ある。又、周期的凹凸を光導波方向に沿つて形成
した分布帰還型或いは分布ブラツグ反射型等の軸
モード制御機構を備えたレーザにも適用可能であ
る。更に、実施例の説明では活性層を均一な組成
の層としたが、例えば禁制帯幅の異なる薄い（厚
さ0.03μｍ以下）層を積層した構造で活性層を置
きかえたレーザ、即ち、いわゆる量子井戸構造レ
ーザについても本発明を適用できる。
実施例の説明では、簡単のためInGaAsP系レ
ーザを例にとつたが、AlGaAs、InGaAlAs、
InGaAlP等々の混晶に対しても適用可能なこと
はいうまでもない。
ーザを例にとつたが、AlGaAs、InGaAlAs、
InGaAlP等々の混晶に対しても適用可能なこと
はいうまでもない。
以上のように、本発明によれば、ヘテロ障壁を
越えるキヤリアの漏れの低減と光閉じこめ係数の
増加を同時にはかることができ、これによりレー
ザ発振閾値密度のより一層の低減が実現可能とな
り、その効果は大である。
越えるキヤリアの漏れの低減と光閉じこめ係数の
増加を同時にはかることができ、これによりレー
ザ発振閾値密度のより一層の低減が実現可能とな
り、その効果は大である。
第１図は発振閾値電流密度Jthと活性層の厚さ
ｄの関係を示す特性図、第２図ａは従来の
InGaAsPレーザの断面図、第２図ｂ，ｃは、そ
れぞれそのレーザの活性層付近でのガリウム組成
及び屈折率分布を示した図、第３図は活性層の厚
さｄと光閉じこめ係数Γの関係を示す特性図、第
４図ａは屈折率が連続的に変化する層が活性層の
両側に形成された構造を有するレーザの断面図、
第４図ｂ，ｃはそれぞれそのレーザの活性層付近
でのガリウム組成及び屈折率の分布を示した図、
第５図は本発明の実施例を示す断面図である。 １……ｎ型InP基板、２……ｎ型InPクラツド
層、３……ｎ型InGaAsP光導波層、４……非ド
ープInGaAsP活性層、５……ｐ型InGaAsP光導
波層、６……ｐ型InPクラツド層、７……ｐ型
InGaAsP層、８，９……電極、１０……ｎ型InP
基板、１１……ｎ型InPクラツド層、１２……ｎ
型InGaAsP光導波層、１３……非ドープ
InGaAsP活性層、１４……ｐ型InGaAsP光導波
層、１５……ｐ型InPクラツド層、１６……ｐ型
InGaAsP層、１７，１８……電極、２０……ｎ
型InP基板、２１……ｎ型InPクラツド層、２２
……光導波層、２３……非ドープInGaAsP活性
層、２４……光導波層、２５……ｐ型InPクラツ
ド層、２６……ｐ型InGaAsP層、２７，２８…
…電極。
ｄの関係を示す特性図、第２図ａは従来の
InGaAsPレーザの断面図、第２図ｂ，ｃは、そ
れぞれそのレーザの活性層付近でのガリウム組成
及び屈折率分布を示した図、第３図は活性層の厚
さｄと光閉じこめ係数Γの関係を示す特性図、第
４図ａは屈折率が連続的に変化する層が活性層の
両側に形成された構造を有するレーザの断面図、
第４図ｂ，ｃはそれぞれそのレーザの活性層付近
でのガリウム組成及び屈折率の分布を示した図、
第５図は本発明の実施例を示す断面図である。 １……ｎ型InP基板、２……ｎ型InPクラツド
層、３……ｎ型InGaAsP光導波層、４……非ド
ープInGaAsP活性層、５……ｐ型InGaAsP光導
波層、６……ｐ型InPクラツド層、７……ｐ型
InGaAsP層、８，９……電極、１０……ｎ型InP
基板、１１……ｎ型InPクラツド層、１２……ｎ
型InGaAsP光導波層、１３……非ドープ
InGaAsP活性層、１４……ｐ型InGaAsP光導波
層、１５……ｐ型InPクラツド層、１６……ｐ型
InGaAsP層、１７，１８……電極、２０……ｎ
型InP基板、２１……ｎ型InPクラツド層、２２
……光導波層、２３……非ドープInGaAsP活性
層、２４……光導波層、２５……ｐ型InPクラツ
ド層、２６……ｐ型InGaAsP層、２７，２８…
…電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ InP基板上に活性層と、該活性層の上部及び
下部に薄膜の第１の半導体層と第２の半導体層と
を交互に多数積層した第３の半導体層とを有する
半導体レーザにおいて、 該第３の半導体層の禁制帯幅が前記活性層の禁
制帯幅よりも大きく前記第３の半導体層の上部及
び下部に配置されたクラツド層の禁制帯幅よりも
小となるように形成すると共に、前記第１の半導
体層と前記第２の半導体層とのうち少なくとも一
方の半導体層の層厚を前記活性層から遠ざかるに
従つて禁制帯幅が大となるように変化させ、かつ
前記第１の半導体層と前記第２の半導体層とのう
ち前記活性層上部及び下部に接するように積層さ
れる半導体の禁制帯幅が他方の半導体層の禁制帯
幅よりも大となるように構成されていることを特
徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57213303A JPS59104189A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 半導体レ−ザ |
| US06/556,294 US4573161A (en) | 1982-07-12 | 1983-11-30 | Semiconductor laser |
| GB08332595A GB2131610B (en) | 1982-12-07 | 1983-12-07 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57213303A JPS59104189A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59104189A JPS59104189A (ja) | 1984-06-15 |
| JPS6352792B2 true JPS6352792B2 (ja) | 1988-10-20 |
Family
ID=16636890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57213303A Granted JPS59104189A (ja) | 1982-07-12 | 1982-12-07 | 半導体レ−ザ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4573161A (ja) |
| JP (1) | JPS59104189A (ja) |
| GB (1) | GB2131610B (ja) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4637122A (en) * | 1983-09-19 | 1987-01-20 | Honeywell Inc. | Integrated quantum well lasers for wavelength division multiplexing |
| JPS60145687A (ja) * | 1984-01-09 | 1985-08-01 | Nec Corp | 半導体レ−ザ− |
| JPS60189983A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-27 | Nec Corp | 半導体発光素子 |
| JPH0632339B2 (ja) * | 1984-12-18 | 1994-04-27 | キヤノン株式会社 | 半導体レ−ザ |
| JPS61270885A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-12-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子 |
| FR2589630B1 (fr) * | 1985-07-23 | 1988-06-17 | Deveaud Benoit | Absorbant saturable a tres faibles temps de commutation |
| US4881235A (en) * | 1985-07-26 | 1989-11-14 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser having a multiple quantum well structure doped with impurities |
| JPS6298690A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-08 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子及びその製造方法 |
| JPS62193192A (ja) * | 1986-02-19 | 1987-08-25 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS62259492A (ja) * | 1986-05-02 | 1987-11-11 | Nec Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| US4788688A (en) * | 1986-06-20 | 1988-11-29 | University Of Southern California | Heterostructure laser |
| JPS63153887A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-06-27 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| DE3788841T2 (de) * | 1986-10-07 | 1994-05-05 | Sharp Kk | Halbleiterlaservorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben. |
| JPS63144589A (ja) * | 1986-12-09 | 1988-06-16 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS63150986A (ja) * | 1986-12-15 | 1988-06-23 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS63150985A (ja) * | 1986-12-15 | 1988-06-23 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS63177495A (ja) * | 1987-01-16 | 1988-07-21 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS63208296A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-29 | Sharp Corp | 半導体装置 |
| JPS63271992A (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-09 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS63287082A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JPH01186688A (ja) * | 1987-09-02 | 1989-07-26 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置 |
| US4884112A (en) * | 1988-03-18 | 1989-11-28 | The United States Of America As Repressented By The Secretary Of The Air Force | Silicon light-emitting diode with integral optical waveguide |
| JPH01264286A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-20 | Omron Tateisi Electron Co | 半導体量子井戸レーザ |
| DE3838016A1 (de) * | 1988-11-09 | 1990-05-10 | Siemens Ag | Halbleiterlaser im system gaa1inas |
| US4992837A (en) * | 1988-11-15 | 1991-02-12 | Kokusai Denshin Denwa Co., Ltd. | Light emitting semiconductor device |
| DE3840717A1 (de) * | 1988-12-02 | 1990-06-07 | Max Planck Gesellschaft | Lichtemittierendes bauelement aus verbindungs-halbleiter |
| US5132981A (en) * | 1989-05-31 | 1992-07-21 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor optical device |
| US4916708A (en) * | 1989-06-26 | 1990-04-10 | Eastman Kodak Company | Semiconductor light-emitting devices |
| JPH0391270A (ja) * | 1989-09-01 | 1991-04-16 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 半導体発光素子 |
| US5048036A (en) * | 1989-09-18 | 1991-09-10 | Spectra Diode Laboratories, Inc. | Heterostructure laser with lattice mismatch |
| US4984242A (en) * | 1989-09-18 | 1991-01-08 | Spectra Diode Laboratories, Inc. | GaAs/AlGaAs heterostructure laser containing indium |
| US4989213A (en) * | 1989-10-30 | 1991-01-29 | Polaroid Corporation | Narrow divergence, single quantum well, separate confinement, algaas laser |
| EP0447096B1 (en) * | 1990-03-13 | 1995-12-06 | AT&T Corp. | Quantum-well laser comprising an InGaAsP containment layer, and method of producing the laser |
| WO1993003524A1 (en) * | 1991-08-01 | 1993-02-18 | Optronics Ireland | A laser structure |
| JPH06334265A (ja) * | 1993-05-19 | 1994-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | 量子井戸型半導体レーザ |
| SE501721C2 (sv) * | 1993-09-10 | 1995-05-02 | Ellemtel Utvecklings Ab | Laseranordning med i en optisk kavitet seriekopplade laserstrukturer |
| SE501722C2 (sv) * | 1993-09-10 | 1995-05-02 | Ellemtel Utvecklings Ab | Ytemitterande laseranordning med vertikal kavitet |
| CN110808531B (zh) * | 2019-09-29 | 2021-04-02 | 武汉云岭光电有限公司 | 一种半导体激光器外延结构 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57152178A (en) * | 1981-03-17 | 1982-09-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor light emitting device with super lattice structure |
-
1982
- 1982-12-07 JP JP57213303A patent/JPS59104189A/ja active Granted
-
1983
- 1983-11-30 US US06/556,294 patent/US4573161A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-12-07 GB GB08332595A patent/GB2131610B/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57152178A (en) * | 1981-03-17 | 1982-09-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor light emitting device with super lattice structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59104189A (ja) | 1984-06-15 |
| GB2131610A (en) | 1984-06-20 |
| US4573161A (en) | 1986-02-25 |
| GB2131610B (en) | 1986-02-26 |
| GB8332595D0 (en) | 1984-01-11 |
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