JPS645474B2 - - Google Patents
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- JPS645474B2 JPS645474B2 JP20532583A JP20532583A JPS645474B2 JP S645474 B2 JPS645474 B2 JP S645474B2 JP 20532583 A JP20532583 A JP 20532583A JP 20532583 A JP20532583 A JP 20532583A JP S645474 B2 JPS645474 B2 JP S645474B2
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- JP
- Japan
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- layer
- reflective film
- layers
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- cladding
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- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
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
- 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
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18344—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] characterized by the mesa, e.g. dimensions or shape of the mesa
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ｐ（またはｎ）−GaAs基板上にｐ
（またはｎ）−AlxGa1−xAs層（第１クラツド層
という）と、AlyGa1−yAs層（活性層という）
と、ｎ（またはｐ）−AlzGa1−zAs層（第２クラ
ツド層という）とを形成してなるストライプ形半
導体レーザに関する。
（またはｎ）−AlxGa1−xAs層（第１クラツド層
という）と、AlyGa1−yAs層（活性層という）
と、ｎ（またはｐ）−AlzGa1−zAs層（第２クラ
ツド層という）とを形成してなるストライプ形半
導体レーザに関する。
第１図は、従来例の半導体レーザの発光面方向
から見た構造断面図である。第１図において、符
号１はｐ（またはｎ）−GaAs基板、２はｐ（また
はｎ）−AlxGa1−xAs層（第１クラツド層とい
う）、３はAlyGa1−yAs層（活性層というただし
ｙ＜ｘ、ｙ＜ｚ）、４は、ｎ（またはｐ）−AlzGa1
−zAs層（第２クラツド層という）、５はn+（また
はp+）−GaAs層、６はTi層、７はAu層、８は
AuGe層である。このような半導体レーザでは、
連続発振動作時にはスペクトル的にシングルモー
ドで発振するが高速変調時のみならずレーザ光の
戻り光が変化する場合には前記シングルモードで
はレーザ発振しない場合がある。これを解決する
ものとして従来から例えば分布帰還型、分布反射
型、二重共振器型等の半導体レーザが開発されて
いる。しかしながら、これら従来のものではいず
れも構造が複雑であるために量産には不向きであ
り、かつ製造コストも高くつくという欠点があつ
た。
から見た構造断面図である。第１図において、符
号１はｐ（またはｎ）−GaAs基板、２はｐ（また
はｎ）−AlxGa1−xAs層（第１クラツド層とい
う）、３はAlyGa1−yAs層（活性層というただし
ｙ＜ｘ、ｙ＜ｚ）、４は、ｎ（またはｐ）−AlzGa1
−zAs層（第２クラツド層という）、５はn+（また
はp+）−GaAs層、６はTi層、７はAu層、８は
AuGe層である。このような半導体レーザでは、
連続発振動作時にはスペクトル的にシングルモー
ドで発振するが高速変調時のみならずレーザ光の
戻り光が変化する場合には前記シングルモードで
はレーザ発振しない場合がある。これを解決する
ものとして従来から例えば分布帰還型、分布反射
型、二重共振器型等の半導体レーザが開発されて
いる。しかしながら、これら従来のものではいず
れも構造が複雑であるために量産には不向きであ
り、かつ製造コストも高くつくという欠点があつ
た。
本発明は、簡単な構造で量産に適し、製造コス
トを低減しその上、縦モードの安定性を良くする
ことを目的とする。
トを低減しその上、縦モードの安定性を良くする
ことを目的とする。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。この実施例は屈折率導波型半導体
レーザに適用して説明する。第２図はこの実施例
の構造断面図であり、第１図と対応する部分には
同一の符号を付す。第２図において符号１はｐ
（またはｎ）−GaAs基板、２はｐ（またはｎ）−
AlxGa1−xAs層（第１クラツド層という）、３は
AlyGa1−yAs層（活性層というただし、ｙ＜ｘ、
ｙ＜ｚ）、４はｎ（またはｐ）−AlzGa1−zAs層
（第２クラツド層という）である。６はTi層、７
はAu層、８はAuGe層である。前記第１クラツ
ド層２内に該第１クラツド層２と同伝導型でｐ
（またはｎ）−AlpGa1−pAs層９１とｐ（または
ｎ）−AlqGa1−qAs層９２とを交互に多層積層し
てなる第１反射膜層９が形成され、前記第２クラ
ツド層４内に該第２クラツド層４と同伝導型でｎ
（またはｐ）−AlpGa1−pAs層１０１とｎ（または
ｐ）−AlqGa1−qAs層１０２（ただし、ｙ＜ｘ、
ｙ＜ｚ、ｐ≠ｑ、ｐ≧ｚ、ｑ≧ｚ、ｐ≧ｘ、ｑ≧
ｘ）とを交互に多層積層してなる第２反射膜層１
０が形成され、前記両反射膜層９，１０のそれぞ
れの膜厚はλ／4n1，λ／4n2（ただし、λは中心
発光波長、n1，n2はそれぞれ第１、第２反射膜層
９，１０の各屈折率）に設定される。また前記両
反射膜層９，１０間の距離はλ／2n3（ただし、n3
は両反射膜層９，１０間の屈折率）の整数倍に設
定される。したがつて、この実施例によれば第１
のフアブリ・ペロ反射器であるへきかい面による
レーザ光は、前記各クラツド層内に設けられた第
２のフアブリ・ペロ反射器となる各反射膜層９，
１０によるこのレーザ光と垂直な共振光との間で
誘導放出過程を介して干渉する。このとき、第２
のフアブリ・ペロ反射器長は光中心波長λと同じ
オーダーであるためモード間隔が極端に広くな
り、この結果へきかい面からのレーザ光が１波長
にロツクされる。この場合、垂直方向にもレーザ
条件を満足すれば、より充分なロツクが可能とな
る。尚、前記各反射膜層９，１０を構成する各層
９１，９２，１０１，１０２のそれぞれの膜厚は
前記の通り設定されているが、このようにAlの
組成が互いに異なり、かつ膜厚が前記のように設
定された層がこのように多数積層されると中心発
光波長λを中心とした一定域の波長が選択的に反
射される。したがつてこのような反射膜層９，１
０を有する半導体レーザでは該反射膜層９，１０
で反射されることになる。第３図は、縦軸に反射
率を、横軸に波長をそれぞれとり、AlpGa1−
pAs層における組成をｐ＝0.35（屈折率n1＝3.6）、
膜厚570オングストロームと、AlqGa1−qAs層に
おける組成をｑ＝0.7（屈折率n2＝3.3）、膜厚620オ
ングストロームの合計49層を積層したときの波長
に対する反射率を示す図である。第３図からあき
らかなように波長λが820nmのときに反射率が94
％程度になる。
細に説明する。この実施例は屈折率導波型半導体
レーザに適用して説明する。第２図はこの実施例
の構造断面図であり、第１図と対応する部分には
同一の符号を付す。第２図において符号１はｐ
（またはｎ）−GaAs基板、２はｐ（またはｎ）−
AlxGa1−xAs層（第１クラツド層という）、３は
AlyGa1−yAs層（活性層というただし、ｙ＜ｘ、
ｙ＜ｚ）、４はｎ（またはｐ）−AlzGa1−zAs層
（第２クラツド層という）である。６はTi層、７
はAu層、８はAuGe層である。前記第１クラツ
ド層２内に該第１クラツド層２と同伝導型でｐ
（またはｎ）−AlpGa1−pAs層９１とｐ（または
ｎ）−AlqGa1−qAs層９２とを交互に多層積層し
てなる第１反射膜層９が形成され、前記第２クラ
ツド層４内に該第２クラツド層４と同伝導型でｎ
（またはｐ）−AlpGa1−pAs層１０１とｎ（または
ｐ）−AlqGa1−qAs層１０２（ただし、ｙ＜ｘ、
ｙ＜ｚ、ｐ≠ｑ、ｐ≧ｚ、ｑ≧ｚ、ｐ≧ｘ、ｑ≧
ｘ）とを交互に多層積層してなる第２反射膜層１
０が形成され、前記両反射膜層９，１０のそれぞ
れの膜厚はλ／4n1，λ／4n2（ただし、λは中心
発光波長、n1，n2はそれぞれ第１、第２反射膜層
９，１０の各屈折率）に設定される。また前記両
反射膜層９，１０間の距離はλ／2n3（ただし、n3
は両反射膜層９，１０間の屈折率）の整数倍に設
定される。したがつて、この実施例によれば第１
のフアブリ・ペロ反射器であるへきかい面による
レーザ光は、前記各クラツド層内に設けられた第
２のフアブリ・ペロ反射器となる各反射膜層９，
１０によるこのレーザ光と垂直な共振光との間で
誘導放出過程を介して干渉する。このとき、第２
のフアブリ・ペロ反射器長は光中心波長λと同じ
オーダーであるためモード間隔が極端に広くな
り、この結果へきかい面からのレーザ光が１波長
にロツクされる。この場合、垂直方向にもレーザ
条件を満足すれば、より充分なロツクが可能とな
る。尚、前記各反射膜層９，１０を構成する各層
９１，９２，１０１，１０２のそれぞれの膜厚は
前記の通り設定されているが、このようにAlの
組成が互いに異なり、かつ膜厚が前記のように設
定された層がこのように多数積層されると中心発
光波長λを中心とした一定域の波長が選択的に反
射される。したがつてこのような反射膜層９，１
０を有する半導体レーザでは該反射膜層９，１０
で反射されることになる。第３図は、縦軸に反射
率を、横軸に波長をそれぞれとり、AlpGa1−
pAs層における組成をｐ＝0.35（屈折率n1＝3.6）、
膜厚570オングストロームと、AlqGa1−qAs層に
おける組成をｑ＝0.7（屈折率n2＝3.3）、膜厚620オ
ングストロームの合計49層を積層したときの波長
に対する反射率を示す図である。第３図からあき
らかなように波長λが820nmのときに反射率が94
％程度になる。
以上のように本発明によれば前記第１クラツド
層内に該第１クラツド層と同伝導型でｐ（または
ｎ）−AlpGa1−pAs層とｐ（またはｎ）−AlqGa1
−qAs層とを交互に多層積層してなる第１反射膜
層が形成され、前記第２クラツド層内に該第２ク
ラツド層と同伝導型でｎ（またはｐ）−AlpGa1−
pAs層とｎ（またはｐ）−AlqGa1−qAs層（ただ
し、ｙ＜ｘ、ｙ＜ｚ、ｐ≠ｑ、ｐ≧ｚ、ｑ≧ｚ、
ｐ≧ｘ、ｑ≧ｘ）とを交互に多層積層してなる第
２反射膜層が形成され、前記両反射膜層のそれぞ
れの膜厚はλ／4n1，λ／4n2（ただし、λは中心
発光波長、n1，n2はそれぞれ第１、第２反射膜層
の各屈折率）に設定され、また前記両反射膜層間
の距離はλ／2n3（ただし、n3は両反射膜層間の屈
折率）の整数倍に設定されたので、第１のフアブ
リ・ペロ反射器であるへきかい面によるレーザ光
は、前記各クラツド層内に設けられた第２のフア
ブリ・ペロ反射器となる各反射膜層によるこのレ
ーザ光と垂直な共振光との間で誘導放出過程を介
して干渉する。このとき、第２のフアブリ・ペロ
反射器長は光中心波長λと同じオーダーであるた
めモード間隔が極端に広くなり、この結果へきか
い面からのレーザ光が１波長にロツクされる。し
たがつて、活性層が温度変化や戻り光の変化によ
る影響などにより他の縦モードへ飛ぼうとしても
該縦モードは強力にロツクされることになり、該
縦モードの安定化が計れる。
層内に該第１クラツド層と同伝導型でｐ（または
ｎ）−AlpGa1−pAs層とｐ（またはｎ）−AlqGa1
−qAs層とを交互に多層積層してなる第１反射膜
層が形成され、前記第２クラツド層内に該第２ク
ラツド層と同伝導型でｎ（またはｐ）−AlpGa1−
pAs層とｎ（またはｐ）−AlqGa1−qAs層（ただ
し、ｙ＜ｘ、ｙ＜ｚ、ｐ≠ｑ、ｐ≧ｚ、ｑ≧ｚ、
ｐ≧ｘ、ｑ≧ｘ）とを交互に多層積層してなる第
２反射膜層が形成され、前記両反射膜層のそれぞ
れの膜厚はλ／4n1，λ／4n2（ただし、λは中心
発光波長、n1，n2はそれぞれ第１、第２反射膜層
の各屈折率）に設定され、また前記両反射膜層間
の距離はλ／2n3（ただし、n3は両反射膜層間の屈
折率）の整数倍に設定されたので、第１のフアブ
リ・ペロ反射器であるへきかい面によるレーザ光
は、前記各クラツド層内に設けられた第２のフア
ブリ・ペロ反射器となる各反射膜層によるこのレ
ーザ光と垂直な共振光との間で誘導放出過程を介
して干渉する。このとき、第２のフアブリ・ペロ
反射器長は光中心波長λと同じオーダーであるた
めモード間隔が極端に広くなり、この結果へきか
い面からのレーザ光が１波長にロツクされる。し
たがつて、活性層が温度変化や戻り光の変化によ
る影響などにより他の縦モードへ飛ぼうとしても
該縦モードは強力にロツクされることになり、該
縦モードの安定化が計れる。
第１図は従来例の構造断面図、第２図は本発明
の実施例の構造断面図、第３図は前記実施例によ
る反射膜層の波長に対する反射率を示す図であ
る。 １はｐ（またはｎ）−GaAs基板、２はｐ（また
はｎ）−AlxGa1−xAs層（第１クラツド層）、３
はAlyGa1−yAs層（活性層）、４はｎ（またはｐ）
−AlzGa1−zAs層（第２クラツド層）、６はTi
層、７はAu層、８はAuGe層、９は第１反射膜
層、１０は第２反射膜層。
の実施例の構造断面図、第３図は前記実施例によ
る反射膜層の波長に対する反射率を示す図であ
る。 １はｐ（またはｎ）−GaAs基板、２はｐ（また
はｎ）−AlxGa1−xAs層（第１クラツド層）、３
はAlyGa1−yAs層（活性層）、４はｎ（またはｐ）
−AlzGa1−zAs層（第２クラツド層）、６はTi
層、７はAu層、８はAuGe層、９は第１反射膜
層、１０は第２反射膜層。
Claims (1)
- １ (1)ｐ（またはｎ）−GaAs基板上にｐ（または
ｎ）−AlxGa1−xAs層（第１クラツド層という）
と、AlyGa1−yAs層（活性層という）と、ｎ（ま
たはｐ）−AlzGa1−zAs層（第２クラツド層とい
う）とが形成されるストライプ形の半導体レーザ
において、前記第１クラツド層内に該第１クラツ
ド層と同伝導型でｐ（またはｎ）−AlpGa1−pAs
層とｐ（またはｎ）−AlqGa1−qAs層とを交互に
多層積層してなる第１反射膜層が形成され、前記
第２クラツド層内に該第２クラツド層と同伝導型
でｎ（またはｐ）−AlpGa1−pAs層とｎ（または
ｐ）−AlqGa1−qAs層（ただし、ｙ＜ｘ、ｙ＜
ｚ、ｐ≠ｑ、ｐ≧ｚ、ｑ≧ｚ、ｐ≧ｘ、ｑ≧ｘ）
とを交互に多層積層してなる第２反射膜層が形成
され、前記両反射膜層のそれぞれの膜厚はλ／
4n1，λ／4n2（ただし、λは中心発光波長、n1，
n2はそれぞれ第１、第２反射膜層の各屈折率）に
設定され、また前記両反射膜層間の距離はλ／
2n3（ただし、n3は両反射膜層間の屈折率）の整数
倍に設定されてなる半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20532583A JPS6097684A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20532583A JPS6097684A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6097684A JPS6097684A (ja) | 1985-05-31 |
| JPS645474B2 true JPS645474B2 (ja) | 1989-01-30 |
Family
ID=16505063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20532583A Granted JPS6097684A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6097684A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4943970A (en) * | 1988-10-24 | 1990-07-24 | General Dynamics Corporation, Electronics Division | Surface emitting laser |
| US4999842A (en) * | 1989-03-01 | 1991-03-12 | At&T Bell Laboratories | Quantum well vertical cavity laser |
| US5034344A (en) * | 1989-07-17 | 1991-07-23 | Bell Communications Research, Inc. | Method of making a surface emitting semiconductor laser |
| US5018157A (en) * | 1990-01-30 | 1991-05-21 | At&T Bell Laboratories | Vertical cavity semiconductor lasers |
| US5031187A (en) * | 1990-02-14 | 1991-07-09 | Bell Communications Research, Inc. | Planar array of vertical-cavity, surface-emitting lasers |
| US5115441A (en) * | 1991-01-03 | 1992-05-19 | At&T Bell Laboratories | Vertical cavity surface emmitting lasers with transparent electrodes |
| US5244749A (en) * | 1992-08-03 | 1993-09-14 | At&T Bell Laboratories | Article comprising an epitaxial multilayer mirror |
| US6900465B2 (en) | 1994-12-02 | 2005-05-31 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor light-emitting device |
| US5777350A (en) | 1994-12-02 | 1998-07-07 | Nichia Chemical Industries, Ltd. | Nitride semiconductor light-emitting device |
-
1983
- 1983-10-31 JP JP20532583A patent/JPS6097684A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6097684A (ja) | 1985-05-31 |
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