JPS6396988A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS6396988A JPS6396988A JP61243848A JP24384886A JPS6396988A JP S6396988 A JPS6396988 A JP S6396988A JP 61243848 A JP61243848 A JP 61243848A JP 24384886 A JP24384886 A JP 24384886A JP S6396988 A JPS6396988 A JP S6396988A
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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
- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/18—Semiconductor lasers with special structural design for influencing the near- or far-field
-
- 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
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
- H01S5/04254—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the shape
-
- 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
- H01S5/1053—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction
-
- 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
- H01S5/20—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
- H01S5/2036—Broad area lasers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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〕
本発明は半導体レーザに関わる。
〔発明のｍ要）
本発明はストライプ状導波路を有するダブルヘテロ接合
型半導体レーザにおいて、その電流注入領域を導波路の
幅方向に関して中央部で密とし、周辺部で粗となして、
利得分布を中央部で大きくし周辺部で小さくすることに
よって、ファーフィールドパターン（以下ＦＦＰという
）の単峰イピを図る。
型半導体レーザにおいて、その電流注入領域を導波路の
幅方向に関して中央部で密とし、周辺部で粗となして、
利得分布を中央部で大きくし周辺部で小さくすることに
よって、ファーフィールドパターン（以下ＦＦＰという
）の単峰イピを図る。
（従来の技術〕
従来のいわゆるブロードエリアレーザ（Ｂｒｏａｄ−静
ｅａ Ｌａ５ｅｒ）では数１０〜２００μ階の幅に渡っ
て一様に電流注入を行い、活性層中に一様な利得分布を
形成している。第６図はこの種の従来の半導体レーザの
路線的斜視図を示すもので、この例においてはｎ型の例
えばＧａＡｓ半導体基板（１）上にｎ型の例えばＧａＡ
Ｑ Ａｓよりなる第１のクラッド層（２）と、例えばＧ
ａＡｓよりなる活性層（３）と、さらにこれの上に第１
のクラッド層（２）と異なる導電型のｐ型の例えばＧａ
ＡＱＡｓよりなる第２のクラッド層（４）とこれと同導
電型のＧａＡｓよりなるキャップ層（５）を順次エピタ
キシ中ル成長し、キャップ層（５）側よりその中央部を
＠Ｗを有するストライプ状に残して両側にプロトン、ボ
ロン等のイオン注入を選択的に行って例えば高抵抗の電
流遮断領域（６）を形成する。また、キャップ層（５）
上には一方の電極（７）をまた基板（１）の裏面には他
方の電極（８）を被着し、両者間に順方向電圧を印加す
ることによって電流遮断領域（６）が形成されていない
中央ストライプ部に限定的に電流の注入を行う。この場
合、活性層（３）の中央にはストライプ状の導波路が形
成され、その幅方向の利得分布が第７図に示すように導
波路のほぼ全幅にわたって平坦な分布を示す。この場合
、水平横モードは、基本モードと高次モードとの間のモ
ードディスクリミネーションが弱く、第８図に示す０次
モードから第９図及び第１０図に高次のモード発〔発明
が解決しようとする問題点〕 本発明は上述したいわゆるブロードエリアレーザ構造に
おいてそのＦＦＰが単峰を示すことができるようにする
。
ｅａ Ｌａ５ｅｒ）では数１０〜２００μ階の幅に渡っ
て一様に電流注入を行い、活性層中に一様な利得分布を
形成している。第６図はこの種の従来の半導体レーザの
路線的斜視図を示すもので、この例においてはｎ型の例
えばＧａＡｓ半導体基板（１）上にｎ型の例えばＧａＡ
Ｑ Ａｓよりなる第１のクラッド層（２）と、例えばＧ
ａＡｓよりなる活性層（３）と、さらにこれの上に第１
のクラッド層（２）と異なる導電型のｐ型の例えばＧａ
ＡＱＡｓよりなる第２のクラッド層（４）とこれと同導
電型のＧａＡｓよりなるキャップ層（５）を順次エピタ
キシ中ル成長し、キャップ層（５）側よりその中央部を
＠Ｗを有するストライプ状に残して両側にプロトン、ボ
ロン等のイオン注入を選択的に行って例えば高抵抗の電
流遮断領域（６）を形成する。また、キャップ層（５）
上には一方の電極（７）をまた基板（１）の裏面には他
方の電極（８）を被着し、両者間に順方向電圧を印加す
ることによって電流遮断領域（６）が形成されていない
中央ストライプ部に限定的に電流の注入を行う。この場
合、活性層（３）の中央にはストライプ状の導波路が形
成され、その幅方向の利得分布が第７図に示すように導
波路のほぼ全幅にわたって平坦な分布を示す。この場合
、水平横モードは、基本モードと高次モードとの間のモ
ードディスクリミネーションが弱く、第８図に示す０次
モードから第９図及び第１０図に高次のモード発〔発明
が解決しようとする問題点〕 本発明は上述したいわゆるブロードエリアレーザ構造に
おいてそのＦＦＰが単峰を示すことができるようにする
。
本発明においては１０〜数１００μ禦の大なる幅のスト
ライプ状導波路を有するいわゆるブロードエリアのダブ
ルヘテロ接合型半導体レーザにおいて、電流注入領域を
その導波路の幅方向に関して中央部で密に周辺部で粗と
して導波路の利得分布を導波路の幅方向の中央部で大と
し周辺部で小さくする。
ライプ状導波路を有するいわゆるブロードエリアのダブ
ルヘテロ接合型半導体レーザにおいて、電流注入領域を
その導波路の幅方向に関して中央部で密に周辺部で粗と
して導波路の利得分布を導波路の幅方向の中央部で大と
し周辺部で小さくする。
上述の本発明においては導波路における利得分布を積極
的に中央部で大、周辺部で小としたことによって第３図
に示すようにストライプ状の導波路の中央に向って利得
が増大する山型の分布を形成できるので、その水平横発
振モードを第４図に示すように０次モードとすることに
よってそのＰＰＰを！１ＦＳ５図に示すように単峰化す
ることができる。
的に中央部で大、周辺部で小としたことによって第３図
に示すようにストライプ状の導波路の中央に向って利得
が増大する山型の分布を形成できるので、その水平横発
振モードを第４図に示すように０次モードとすることに
よってそのＰＰＰを！１ＦＳ５図に示すように単峰化す
ることができる。
第１図を参照して本発明の詳細な説明する。この例にお
いては、例えばｎ型のＧａＡｓ半導体基板（１１）上に
これと同導電型の例えばＧａＡＱＡｓよりなる第１のク
ラッド層（１２）と例えばＧａＡｓよりなる活性層（１
３）と第１のクラッド層（１２）とは異なる導電型のｐ
型の例えばＧａＡＱＡｓよりなる第２のクラッド層（１
４）とを設けて活性層（１３）とこれを挾む第１及び第
２のクラッド層（１２）及び（１４）との間にヘテロ接
合Ｊ１及びＪ２が形成されたダブルヘテロ接合を構成す
る。そして、第２のクラッド層（１４）上に例えば網点
パターンの第２のクラッド層（１４）と同導電型の高濃
度ｐ型キャップ層（１５）を形成する。この場合各層（
１２）〜（１５）は例えばＭＯＣＶＤ （Ｍｅｔａｌ−
Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐ
ｏｓｉ ｔｉｏｎ法）あるいはＭＢＨ（Ｍｏｌｅｃｕｌ
ａｒ ＢｅａｍＥｐｉ ｔａｘｙ法）等によって連続的
に全面的にエピタキシャル成長によって形成し、その後
、キャップ層（１５）に関してはこれを選択的にエツチ
ングして第２図に示すようにストライプ状導波路を形成
する部分の中央部に対応する中央部で大面積狭間隔、す
なわち高密度分布を示し、両側（図において左右両周辺
）に向って粗の密度分布となるパターンとする。そして
、このキャップ層（１５）上を含んで第２のクラッド層
（１４）上に跨って全面的にこの第２のクラッド層（１
４）に対してショットキ障壁を形成し、キャップ層（１
５）に対してはオーミック接触し得る金属電極（１６）
を被着する。
いては、例えばｎ型のＧａＡｓ半導体基板（１１）上に
これと同導電型の例えばＧａＡＱＡｓよりなる第１のク
ラッド層（１２）と例えばＧａＡｓよりなる活性層（１
３）と第１のクラッド層（１２）とは異なる導電型のｐ
型の例えばＧａＡＱＡｓよりなる第２のクラッド層（１
４）とを設けて活性層（１３）とこれを挾む第１及び第
２のクラッド層（１２）及び（１４）との間にヘテロ接
合Ｊ１及びＪ２が形成されたダブルヘテロ接合を構成す
る。そして、第２のクラッド層（１４）上に例えば網点
パターンの第２のクラッド層（１４）と同導電型の高濃
度ｐ型キャップ層（１５）を形成する。この場合各層（
１２）〜（１５）は例えばＭＯＣＶＤ （Ｍｅｔａｌ−
Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＤｅｐ
ｏｓｉ ｔｉｏｎ法）あるいはＭＢＨ（Ｍｏｌｅｃｕｌ
ａｒ ＢｅａｍＥｐｉ ｔａｘｙ法）等によって連続的
に全面的にエピタキシャル成長によって形成し、その後
、キャップ層（１５）に関してはこれを選択的にエツチ
ングして第２図に示すようにストライプ状導波路を形成
する部分の中央部に対応する中央部で大面積狭間隔、す
なわち高密度分布を示し、両側（図において左右両周辺
）に向って粗の密度分布となるパターンとする。そして
、このキャップ層（１５）上を含んで第２のクラッド層
（１４）上に跨って全面的にこの第２のクラッド層（１
４）に対してショットキ障壁を形成し、キャップ層（１
５）に対してはオーミック接触し得る金属電極（１６）
を被着する。
また、基板（１１）の裏面には他方の電極（１７）をオ
ーミックに被着する。
ーミックに被着する。
このような構成において、両電極（１６）及び（１７）
間に例えばｐ型のキャップＩ’！（１５）側を正とする
順方向電圧を印加する。このとき、電極（１６）が第２
のクラッド！（１４）に被着された部分においてはショ
ットキ障壁が形成されていることによって電流の注入が
遮断され、キャップ層（１５）上に被着された部分、し
たがってキャップ層（１５）部のみにおいて選択的に活
性層に対してキャリアの注入が行われるので、キャップ
層（１５）の密度に応じた電流密度をもって活性層にキ
ャリアの注入が行われる。したがって、この場合キャッ
プ層（１５）の密度、したがってキャリアの注入密度の
大なる中央部分における利得が大となる第３図に示した
利得分布が形成され、これによって第４図の中央で高く
なる光出力分布を呈し、第５図に示す単峰のＰＰＰが得
られる。
間に例えばｐ型のキャップＩ’！（１５）側を正とする
順方向電圧を印加する。このとき、電極（１６）が第２
のクラッド！（１４）に被着された部分においてはショ
ットキ障壁が形成されていることによって電流の注入が
遮断され、キャップ層（１５）上に被着された部分、し
たがってキャップ層（１５）部のみにおいて選択的に活
性層に対してキャリアの注入が行われるので、キャップ
層（１５）の密度に応じた電流密度をもって活性層にキ
ャリアの注入が行われる。したがって、この場合キャッ
プ層（１５）の密度、したがってキャリアの注入密度の
大なる中央部分における利得が大となる第３図に示した
利得分布が形成され、これによって第４図の中央で高く
なる光出力分布を呈し、第５図に示す単峰のＰＰＰが得
られる。
尚、上述した例においては、キャップ層（１５）のパタ
ーンを網点模様として中央における配置密度を大として
シッットキ障壁によって電流遮断領域を形成するように
した場合であるが、このような構造に限られるものでは
なく例えばキャップ層（１５）を第２のクラッド層（１
４）上に全面的に形−成し、キャンプ層（１５）上から
選択的に例えば上述した精点状にプロトンあるいはボロ
ンのイオン注入を行って高抵抗領域を形成して電流遮断
領域を形成し、この電流遮断領域を中央で粗、左右両側
で密、したがって電流注入を導波路の幅方向の中央で密
、周辺で粗とする構造とするなど上述した例に限らず種
々の変形変更をなし得る。
ーンを網点模様として中央における配置密度を大として
シッットキ障壁によって電流遮断領域を形成するように
した場合であるが、このような構造に限られるものでは
なく例えばキャップ層（１５）を第２のクラッド層（１
４）上に全面的に形−成し、キャンプ層（１５）上から
選択的に例えば上述した精点状にプロトンあるいはボロ
ンのイオン注入を行って高抵抗領域を形成して電流遮断
領域を形成し、この電流遮断領域を中央で粗、左右両側
で密、したがって電流注入を導波路の幅方向の中央で密
、周辺で粗とする構造とするなど上述した例に限らず種
々の変形変更をなし得る。
上述の本宛明赤糧による半導体レーザによれば、電流の
注入の密度をストライプ状導波路の中央で密、周辺で粗
にすることによって、活性層の導波路における幅方向に
関する利得分布を積極的に一様化でない山型としたこと
によって０次モード以外の高次モードの発生を抑制する
ことができ、これによってＦＦＰを１！峰化することが
できるものである。
注入の密度をストライプ状導波路の中央で密、周辺で粗
にすることによって、活性層の導波路における幅方向に
関する利得分布を積極的に一様化でない山型としたこと
によって０次モード以外の高次モードの発生を抑制する
ことができ、これによってＦＦＰを１！峰化することが
できるものである。
第１図は本発明による半導体レーザの一例の路線的断面
図、第２図はそのキャップ層のパターン図、第３図は本
発明による半導体レーザの利得分布図、第４図はその光
出力分布図、第５図はファーフィールドパターン図、第
６図は従来の半導体レーザの路線的拡大斜視図、第７図
はその利得分布図、第８図〜第１０図はそれぞれその光
出力分布図、第１１図はファーフィールドパターン図で
ある。 （１１）は半導体基板、（１２）及び（１４）は第１及
び第２のクラッド層、（１３）は活性層、（１５）はキ
ャップ層である。
図、第２図はそのキャップ層のパターン図、第３図は本
発明による半導体レーザの利得分布図、第４図はその光
出力分布図、第５図はファーフィールドパターン図、第
６図は従来の半導体レーザの路線的拡大斜視図、第７図
はその利得分布図、第８図〜第１０図はそれぞれその光
出力分布図、第１１図はファーフィールドパターン図で
ある。 （１１）は半導体基板、（１２）及び（１４）は第１及
び第２のクラッド層、（１３）は活性層、（１５）はキ
ャップ層である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ストライプ状導波路を有するダブルヘテロ接合型半導体
レーザにおいて、 電流注入領域が上記ストライプ状導波路の幅方向に関し
て中央部で密であり周辺部で粗として利得分布を中央部
で大きくし周辺部で小さくしたことを特徴とする半導体
レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61243848A JPS6396988A (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61243848A JPS6396988A (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6396988A true JPS6396988A (ja) | 1988-04-27 |
Family
ID=17109851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61243848A Pending JPS6396988A (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6396988A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0376287A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-04-02 | Sanyo Electric Co Ltd | ブロードエリアレーザ |
| WO1999066614A1 (en) * | 1998-06-18 | 1999-12-23 | University College Cork | A semi-conductor device and a method for varying current density in an active region of a junction of the semi-conductor device |
| EP1481451A2 (en) * | 2002-03-04 | 2004-12-01 | Quintessence Photonics Corporation | A laser diode with an amplification section that has a varying index of refraction |
| JP2005340841A (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | 光学的にポンピングされる面発光型半導体レーザ装置 |
| DE102008014092A1 (de) * | 2007-12-27 | 2009-07-02 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Kantenemittierender Halbleiterlaserchip mit einem strukturierten Kontaktstreifen |
| JP2021518665A (ja) * | 2018-03-26 | 2021-08-02 | ローレンス・リバモア・ナショナル・セキュリティ・エルエルシーＬａｗｒｅｎｃｅ Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ， ＬＬＣ | 設計された電流密度プロファイル・ダイオードレーザ |
-
1986
- 1986-10-14 JP JP61243848A patent/JPS6396988A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0376287A (ja) * | 1989-08-18 | 1991-04-02 | Sanyo Electric Co Ltd | ブロードエリアレーザ |
| WO1999066614A1 (en) * | 1998-06-18 | 1999-12-23 | University College Cork | A semi-conductor device and a method for varying current density in an active region of a junction of the semi-conductor device |
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| EP1481451A4 (en) * | 2002-03-04 | 2005-10-05 | Quintessence Photonics Corp | LASER DIODE WITH A REINFORCEMENT PART THAT HAS A VARIANT BREAKING INDEX |
| US7269195B2 (en) | 2002-03-04 | 2007-09-11 | Quintessence Photonics Corporation | Laser diode with an amplification section that has a varying index of refraction |
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| JP2021518665A (ja) * | 2018-03-26 | 2021-08-02 | ローレンス・リバモア・ナショナル・セキュリティ・エルエルシーＬａｗｒｅｎｃｅ Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ， ＬＬＣ | 設計された電流密度プロファイル・ダイオードレーザ |
| EP3776762A4 (en) * | 2018-03-26 | 2022-01-05 | Lawrence Livermore National Security, LLC | HANDLING CURRENT DENSITY PROFILE DIODE LASER |
| US11658460B2 (en) | 2018-03-26 | 2023-05-23 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Engineered current-density profile diode laser |
| US11942759B2 (en) | 2018-03-26 | 2024-03-26 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Engineered current-density profile diode laser |
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