KR0155513B1 - High power laser diode - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고출력 레이저 다이오드에 관한 것으로서, 상부 및 하부 표면을 갖는 제1도전형의 반도체 기판과, 상기 반도체 기판의 상부 표면에 형성된 제1도전형의 제1클래드층과, 상기 제1클래드층의 상부에 불순물이 도핑되지 않고 형성된 제1광도파로층과, 상기 제1광도파로층의 상부에 불순물이 도핑되지 않은 상기 제1광도파로층 보다 광굴절률이 큰 물질이 양자우물 구조로 형성된 활성층과, 상기 활성층의 상부에 불순물이 도핑되지 않은 상기 활성층 보다 광굴절율이 작은 상기 제1광도파로층과 동일한 물질로 형성된 제2클래드층과, 상기 제2광도파로층 상부에 소정 폭을 갖고 길이 방향으로 길게 형성되며 광굴절률이 제2 광도파로 보다 작은 서브 릿지와, 상기 서브 릿지의 상부에 서브 릿지 보다 좁은 폭을 갖고 길이 방향으로 길게 형성된 제2도전형의 제2클래드층과 상기 제2클래드층의 상부에 형성된 불순물이 고농도로 도핑된 제2도전형의 오믹접촉층과, 상기 반도체 기판의 하부 표면과 상기 릿지의 오믹접촉층에 형성된 제1 및 제2도전형 전극을 포함한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high power laser diode, comprising: a first conductive semiconductor substrate having upper and lower surfaces, a first cladding layer formed on an upper surface of the semiconductor substrate, and a first cladding layer A first optical waveguide layer formed without impurities at an upper portion thereof, an active layer formed of a quantum well structure having a material having a larger refractive index than the first optical waveguide layer having no impurities doped at an upper portion of the first optical waveguide layer; A second cladding layer formed of the same material as the first optical waveguide layer having a smaller optical refractive index than the active layer without impurities doped on the active layer, and having a predetermined width over the second optical waveguide layer in a length direction; And a second ridge having a light refractive index smaller than that of the second optical waveguide, and having a width narrower than that of the sub ridge on the sub ridge and extending in the longitudinal direction. Type second cladding layer and the second conductive type ohmic contact layer doped with a high concentration of impurities formed on the second cladding layer, and first and second ohmic contact layers formed on the lower surface of the semiconductor substrate and the ohmic contact layer of the ridge. And a second conductive electrode.
따라서, 고출력 동작시 공진기 내의 광출력 밀도를 낮게하여 고차 모드 발생에 의한 방사 패턴의 변화를 방지하여 레이저 다이오드 모듈에서 출력되는 광량과 광출력의 안정도를 향상시킬 수 있다.Therefore, the light output density in the resonator may be lowered during the high output operation to prevent a change in the radiation pattern caused by the generation of the higher order mode, thereby improving the light quantity and the stability of the light output from the laser diode module.
Description
제1도는 종래 기술에 따른 고출력 레이저 다이오드의 사시도.1 is a perspective view of a high power laser diode according to the prior art.
제2도는 본 발명에 따른 고출력 레이저 다이오드의 사시도.2 is a perspective view of a high power laser diode according to the present invention;
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
31 : 반도체 기판 32 : 그루브31 semiconductor substrate 32 groove
33,41 : 제1 및 제2클래드층 35,39 : 제1 및 제2광도파로층33,41: first and second cladding layers 35,39: first and second optical waveguide layers
37 : 활성층 40 : 서브 릿지37: active layer 40: sub ridge
43 : 오믹접촉층 45 : 절연층43: ohmic contact layer 45: insulating layer
47,49 : N형 및 P형 전극47,49: N-type and P-type electrodes
본 발명은 고출력 레이저 다이오드(Laser Diode)에 관한 것으로서, 특히, 공진기의 단면을 작게하고 출력되는 광의 방사 각도를 작게하여 광의 출력 밀도와 레이저 다이오드 모듈의 효율을 향상시킬 수 있는 고출력 레이저 다이오드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high power laser diode, and more particularly, to a high power laser diode capable of improving the output density of light and the efficiency of the laser diode module by reducing the cross section of the resonator and reducing the emission angle of the output light. .
일반적으로, 고출력 레이저 다이오드는 광섬유 증폭기의 여기용(pumping) 광원으로 사용된다. 특히, 광섬유 증폭기의 광증폭율이 레이저 다이오드의 광출력에 비례하므로 0.98㎛ 정도의 파장대에서 동작하는 고출력 레이저 다이오드의 광출력을 향상시키는 것이 중요하다.In general, high power laser diodes are used as a light source for the excitation of optical fiber amplifiers. In particular, since the optical amplification ratio of the optical fiber amplifier is proportional to the optical output of the laser diode, it is important to improve the optical output of the high power laser diode operating in the wavelength band of about 0.98 μm.
광섬유 증폭기에 사용하기 위한 광섬유가 부착된 고출력 레이저 다이오드 모듈은 레이저 다이오드의 출력을 높이거나, 또는, 레이저 다이오드와 부착되는 광섬유 사이의 광 결합 효율을 높여 출력을 향상시킬 수 있다.The high power laser diode module having an optical fiber attached for use in the optical fiber amplifier can increase the output of the laser diode or improve the optical coupling efficiency between the laser diode and the attached optical fiber.
상기에서 레이저 다이오드에서 출력되는 광이 손실없이 광섬유 내로 주입되도록 하여 레이저 다이오드와 부착되는 광섬유 사이의 광 결합 효율을 높일 수 있다.The light output from the laser diode may be injected into the optical fiber without loss, thereby increasing the optical coupling efficiency between the laser diode and the attached optical fiber.
그러므로, 상기 레이저 다이오드에서 출력되는 광의 방사 각도를 작게하고 레이저 다이오드의 동작 조건에 따라 방사 각도의 중심축이 항상 일정하도록 하여야 한다.Therefore, the radiation angle of the light output from the laser diode should be reduced and the central axis of the radiation angle should always be constant according to the operating conditions of the laser diode.
제1도는 종래 기술에 따른 고출력 레이저 다이오드의 사시도이다.1 is a perspective view of a high power laser diode according to the prior art.
상기 레이저 다이오드는 Si 등의 N형 불순물이 도핑된 GaAs로 이루어진 N형 반도체 기판(11)의 상부에 N형 INGaAs의 제1클래드층(13), 불순물이 도핑되지 않은 InGaAsP의 제1 광도파로층(15), 불순물이 도핑되지 않은 활성층(17), 불순물이 도핑되지 않은 InGaAsP의 제2광도파로층(19), 길이 방향으로 길게 형성된 소정폭(W1)을 갖는 릿지(redge)형태를 가지며 Be 등의 불순물이 도핑된 P형 InGaP의 제2클레드층(21) 및 오믹접촉층(23)이 순차적으로 결정 성장된다.The laser diode includes a first cladding layer 13 of N-type INGaAs and a first optical waveguide layer of InGaAsP that are not doped with impurities on an N-type semiconductor substrate 11 including GaAs doped with N-type impurities such as Si. 15, an active layer 17 not doped with impurities, a second optical waveguide layer 19 of InGaAsP not doped with impurities, and having a ridge shape having a predetermined width W1 formed long in the longitudinal direction, and Be The second clad layer 21 and the ohmic contact layer 23 of P-type InGaP doped with impurities such as the above are sequentially grown.
그리고, 오믹접촉층(23)의 상부에 P형 전극(29)이 형성되며, P형 전극(29)을 제외한 전면에 SiO2등의 절연물질로 이루어진 절연층(25)이 형성되고, 상기 반도체 기판(11)의 하부 표면에 각기 형성된 N형 전극(27)이 형성되어 이루어진다. 상기에서, 굴절류이 활성층(17)에서 가장 크고 제1 및 제2광도파로층(15)(19)과 제1 및 제2클래드층(13)(21)으로 갈수록 작아진다.The P-type electrode 29 is formed on the ohmic contact layer 23, and the insulating layer 25 made of an insulating material such as SiO 2 is formed on the entire surface except the P-type electrode 29. N-type electrodes 27 respectively formed on the lower surface of the substrate 11 are formed. In the above, the refractive flow is greatest in the active layer 17 and becomes smaller toward the first and second optical waveguide layers 15 and 19 and the first and second cladding layers 13 and 21.
상술한 구조의 레이저 다이오드는 활성층(17)이 불순물이 도핑되지 않은 InGaAs/ InGaAsP가 하나의 쌍(pair)을 이루는 다수 개의 쌍으로 이루어진 다중 양자 우물 구조로 형성되며 상기 N형 및 P형 전극(27)(29)을 통해 입력되는 전자와 정공의 재결합에 의해 광을 발생한다.The laser diode having the above-described structure is formed of a multi-quantum well structure in which the active layer 17 is composed of a plurality of pairs in which InGaAs / InGaAsP which is not doped with impurities forms a pair, and the N-type and P-type electrodes 27 Light is generated by the recombination of electrons and holes input through the (29).
상기에서, P형 전극(29)을 통해 주입되는 정공이 릿지(22)에 제한되므로 활성층(17)에서는 릿지(22) 하부 영역에서만 이득이 발생되어 광을 생성한다.In the above, since holes injected through the P-type electrode 29 are limited to the ridge 22, gain is generated only in the lower region of the ridge 22 in the active layer 17 to generate light.
그리고, 상기 생성된 광이 활성층(17)의 수직 방향으로는 각 층들의 굴절률 차이에 의해 활성층(17)내에 제한된다. 그러므로, 상술한 LD에서 활성층(17)이 이득 도파와 굴절률 도파가 혼합되어 결정되므로 발생되는 광은 직사각형 막대 모양이 된다. 여기서 직사각형 막대에서 길이는 LD의 공진기 길이에 해당되고 폭은 주입된 전류의 확산 및 집속된 광의 분포에 의해 릿지 형태의 제2클래드층(21)의 폭보다 조금 크게 주어진다.The generated light is limited in the active layer 17 by the difference in refractive index of each layer in the vertical direction of the active layer 17. Therefore, in the above-described LD, since the active layer 17 is determined by mixing the gain waveguide and the refractive index waveguide, the generated light becomes a rectangular bar shape. In the rectangular bar, the length corresponds to the resonator length of LD and the width is slightly larger than the width of the second cladding layer 21 in the form of ridge due to the diffusion of the injected current and the distribution of focused light.
그러나, 상술한 종래의 LD에서 높은 전류를 주입하여 고출력 동작을 시키면 공진기의 폭 방향의 중심부의 주입 전하가 집중적으로 소모되어 공간 전하 결핍 현상을 유발하게 되는데, 이는 다시 중심부의 유효 굴절률을 낮게하여 횡 모드의 도파를 억제하고 높은 차수의 횡 모드를 발진시켜 광 출력을 변동시킬 뿐만 아니라 광출력의 방사 패턴을 변화시켜 레이저 다이오드 모듈과 광섬유의 광 결합 효율이 저하되는 문제점이 있었다.However, when the high output operation is performed by injecting a high current in the above-described LD, the injection charge of the center portion in the width direction of the resonator is intensively consumed, causing a space charge deficiency phenomenon. There is a problem that the light coupling efficiency of the laser diode module and the optical fiber is lowered by suppressing the waveguide of the mode and oscillating the high order transverse mode to not only vary the light output but also change the radiation pattern of the light output.
따라서, 본 발명의 목적은 고출력 동작시 고차 모드 발생에 의한 방사 패턴의 변화를 방지하여 레이저 다이오드 모듈에서 출력되는 광량과 광출력의 안정도를 향상시킬 수 있는 레이저 다이오드를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser diode that can improve the stability of the light output and the light output from the laser diode module by preventing the change of the radiation pattern caused by the generation of the higher-order mode during the high output operation.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 다이오드는 상부 및 하부 표면을 갖는 제1도전형의 반도체 기판과, 상기 반도체 기판의 상부 표면에 형성된 제1도전형의 제1클래드층과, 상기 제1클래드층의 상부에 불순물이 도핑되지 않고 형성된 제1광도파로층과, 상기 광도파로드층의 상부에 불순물이 도핑되지 않은 상기 제1광도파로층 보다 광굴절률이 큰 물질이 양자우물구조로 형성된 활성층과, 상기 활성층의 상부에 불순물이 도핑되지 않은 상기 활성층 보다 광굴절률이 작은 상기 제1광도파로층과 동일한 물질로 형성된 제2클래드층과, 상기 제2광도파로층 상부에 소정 폭을 갖고 길이 방향으로 길게 형성되며 광굴절률이 제2광도파로 보다 작은 서브 릿지와, 상기 서브 릿지의 상부에 서브 릿지 보다 좁은 폭을 갖고 길이 방향으로 길게 형성된 제2도전형의 제2클래드층과, 상기 제2클래드층의 상부에 형성된 불순물이 고농도로 도핑된 제2도전형의 오믹접촉층과, 상기 반도체 기판의 하부 표면과 상기 릿지의 오믹접촉층에 형성된 제1 및 제2도전형 전극을 포함한다.Laser diode according to the present invention for achieving the above object is a first conductive semiconductor substrate having a top and bottom surface, a first cladding layer of the first conductive type formed on the upper surface of the semiconductor substrate, and the first An active layer having a quantum well structure including a first optical waveguide layer formed without impurities on the clad layer and a material having a higher refractive index than the first optical waveguide layer without impurities being doped on the optical waveguide layer. And a second cladding layer formed of the same material as the first optical waveguide layer having a smaller optical refractive index than the active layer without impurities doped on the active layer, and having a predetermined width over the second optical waveguide layer in a longitudinal direction. A sub-ridge having an optical refractive index smaller than that of the second optical waveguide, and having a width narrower than that of the sub-ridge on the upper portion of the sub-ridge. The second cladding layer of the second conductive type, the ohmic contact layer of the second conductive type doped with a high concentration of impurities formed on the second cladding layer, the lower surface of the semiconductor substrate and the ohmic contact layer of the ridge. And first and second conductive electrodes formed thereon.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본 발명에 따른 LD 의 사시도이다.2 is a perspective view of an LD according to the present invention.
상기 LD는 Si 등의 N형 불순물이 도핑된 GaAs 로 이루어지며 상부의 소정 부분에 길이 방향으로 소정 폭(W1)을 갖고 소정 깊이 식각되어 형성된 그루브(32)을 갖는 N형 반도체 기판(31)의 상부에 N형 GaAs의 제1클래드층(33), 불순물이 도핑되지 않은 InGaAsP의 제1광도파로층(35), 불순물이 도핑되지 않은 활성층(37), 불순물이 도핑되지 않은 InGaAsP의 제2광도파로층(39), 소정 폭(W1)을 가지며 길이 방향으로 길게 형성된 서브 릿지(sub-ridge : 40), 상기 서브 릿지(40) 상에 상기 서브 릿지(40) 보다 좁은 폭(W2)을 가지며 릿지 형태로 길이 방향으로 길게 형성된 Zn 또는 Be 등의 불순물이 도핑된 P형 InGaP의 제2클래드층(41), 제2클래드층(41)의 상부에 P형의 오믹접촉층(43)이 순차적으로 결정 성장되어 형성된다.The LD is formed of GaAs doped with an N-type impurity such as Si, and has a groove W32 formed by etching a predetermined depth and having a predetermined width W1 in a length direction in an upper portion of the N-type semiconductor substrate 31. The first cladding layer 33 of N-type GaAs, the first optical waveguide layer 35 of InGaAsP without doping impurities, the active layer 37 without doping impurities, and the second light of InGaAsP without doping impurities The waveguide layer 39 has a predetermined width W1 and a sub-ridge 40 formed in the longitudinal direction and a width W2 narrower than the sub-ridge 40 on the sub-ridge 40. The P-type ohmic contact layer 43 is sequentially formed on the second cladding layer 41 and the second cladding layer 41 of P-type InGaP doped with impurities such as Zn or Be formed in the longitudinal direction in the ridge form. It is formed by crystal growth.
그리고, 상기 오믹접촉층(43)의 표면을 제외한 전술한 구조의 표면에 SiO2등의 절연물질로 이루어진 절연층(45)이 형성되고, 상기 오믹접촉층(43)의 상부에 P형 전극(49), 상기 반도체 기판(31)의 하부 표면에 각기 형성된 N형 전극(47)이 형성된다.An insulating layer 45 made of an insulating material such as SiO 2 is formed on the surface of the above-described structure except for the surface of the ohmic contact layer 43, and a P-type electrode is formed on the ohmic contact layer 43. 49 and N-type electrodes 47 formed on lower surfaces of the semiconductor substrate 31, respectively.
상기 반도체 기판(31)은 소정 길이(L)를 가지며 Si 등의 불순물이 5 × 1017cm-3~ 5 × 1018cm-3정도로 도핑된 N형 GaAs로 이루어진다. 그리고, 상기 반도체 기판(31) 표면의 소정 부분에 그루브(32)가 4~6㎛ 정도의 폭(W1) 으로 0.2~0.5㎛ 정도의 깊이로 길이 방향으로 길게 식각되어 형성된다.The semiconductor substrate 31 is made of N-type GaAs having a predetermined length L and doped with impurities such as Si at 5 × 10 17 cm −3 to 5 × 10 18 cm −3 . In addition, the groove 32 is formed on the surface of the semiconductor substrate 31 by etching long in the longitudinal direction at a depth of about 0.2 to 0.5 μm with a width W1 of about 4 to 6 μm.
제1클래드층(33)은 Si 등의 불순물이 5 × 1017cm-3~ 5 × 1018cm-3정도로 도핑되어 12000~18000Å 정도의 두께로 결정 성장된 N형 InGaP로 이루어지며 반도체 기판(31)과 상부에 결정성장 되는 층들 사이에 격자부정합(lattice mismatch)이 발생되는 것을 방지한다.The first cladding layer 33 is made of an N-type InGaP in which impurities such as Si are doped about 5 × 10 17 cm −3 to 5 × 10 18 cm −3 and crystal-grown to a thickness of about 12000˜18000 μm. 31) prevents lattice mismatch between the crystal-grown layers.
활성층(37)은 불순물이 도핑되지 않은 InGaAs/ InGaAsP가 하나의 쌍(pair)을 이루는 다수 개의 쌍이 500~1500Å 정도의 두께로 다중 양자 우물 구조를 갖거나, 또는, 불순물이 도핑되지 않은 InGaAs가 60~120Å 정도의 두께로 결정성장되어 형성되며 상기 N형 및 P형 전극(47)(49)을 통해 입력되는 전자와 정공의 재결합에 의해 광을 발생한다. 상기에서 활성층(37)이 불순물이 도핑되지 않은 InGaAs로 형성되면 제1 및 제2광도파로층(35)(39)과 양자우물 구조를 갖는다.The active layer 37 has a multiple quantum well structure in which a plurality of pairs of InGaAs / InGaAsP that are not doped with impurities form a pair of about 500-1500 두께, or InGaAs that is not doped with impurities is 60 It is formed by crystal growth with a thickness of ˜120 Å and generates light by recombination of electrons and holes input through the N-type and P-type electrodes 47 and 49. When the active layer 37 is formed of InGaAs without doping impurities, the active layer 37 has a quantum well structure with the first and second optical waveguide layers 35 and 39.
제1 및 제2광도파로층(35)(39)은 불순물이 도핑되지 않은 InGaAsP가 400~900Å 정도의 두께로 결정 성장되며, 상기 활성층(37) 보다 굴절률이 작아 발생된 광을 수평 방향으로 활성층(37)에 제한하여 굴절율 도파를 이루도록 한다.In the first and second optical waveguide layers 35 and 39, InGaAsP without impurities is crystal-grown to a thickness of about 400 to 900 Å, and the refractive index is smaller than that of the active layer 37. Limited to (37) to achieve the refractive index waveguide.
서브 릿지(40)는 불순물이 도핑되지 않은 InGaAsP가 4~6㎛ 정도의 폭(W1)으로 상기 그루브(32)과 대응하게 2000~5000Å 정도의 두께로 결정 성장된다.In the sub-ridge 40, InGaAsP without doping impurities is crystal-grown to a thickness of about 2000 to 5000 microseconds corresponding to the groove 32 with a width W1 of about 4 to 6 μm.
제2클래드층(41)은 Zn 또는 Be 등의 P형 불순물이 5 × 1017cm-3~ 5 × 1018cm-3정도로 도핑된 InGaP가 상기 서브 릿지(40)의 상부에 2~4㎛ 정도의 폭(W2)과 1~2㎛ 정도의 두께로 결정 성장되어 형성된다.In the second cladding layer 41, InGaP doped with P-type impurities such as Zn or Be is about 5 × 10 17 cm −3 to 5 × 10 18 cm −3, and has a thickness of 2 to 4 μm on the sub ridge 40. It is formed by crystal growth with a width W2 of a degree and a thickness of about 1 to 2 m.
오믹 접촉층(43)은 아연(Zn) 등이 1 × 1019cm-3이상의 고농도로 도핑된 GaAs가 2000~4000Å 정도의 두께로 형성되어 P형 전극(49)이 오믹접촉을 이루도록 한다.In the ohmic contact layer 43, GaAs doped with zinc (Zn) or the like at a high concentration of 1 × 10 19 cm −3 or more is formed to have a thickness of about 2000 to 4000 μm so that the P-type electrode 49 makes ohmic contact.
N형 및 P형 전극(47)(49)은 각기 아연이 도핑된 금(Au)과 크롬(Cr)/금으로 반도체 기판(31) 및 오믹 접촉층(43)의 표면에 오믹접촉을 이루도록 형성된다.The N-type and P-type electrodes 47 and 49 are formed of gold (Au) and chromium (Cr) / gold doped with zinc to make ohmic contact with the surface of the semiconductor substrate 31 and the ohmic contact layer 43, respectively. do.
절연층(45)은 SiO2또는 Si3NX등의 절연물로 P형 전극(49)을 제외한 오믹접촉층(43), 제2클래드층(41) 및 제2광도파로층(39)의 노출면에 형성된다.The insulating layer 45 is an insulator such as SiO 2 or Si 3 N X , and the ohmic contact layer 43, the second cladding layer 41, and the second optical waveguide layer 39 except the P-type electrode 49 are exposed. It is formed on the side.
상술한 구조의 레이저 다이오드는 활성층(37)이 불순물이 도핑되지 않은 InGaAs/ InGaAsP가 하나의 쌍(pair)을 이루는 다수 개의 쌍으로 이루어진 다중 양자 우물 구조로 형성되며 상기 N형 및 P형 전극(47)(49)을 통해 입력되는 전자와 정공의 재결합에 의해 광을 발생한다.The laser diode of the above-described structure is formed of a multi-quantum well structure in which the active layer 37 is composed of a plurality of pairs of InGaAs / InGaAsP which are not doped with impurities, forming a pair, and the N-type and P-type electrodes 47 Light is generated by the recombination of electrons and holes input through the 49.
상기에서 서브 릿지(40)는 릿지 형태의 제2클래드층(41)을 통해 주입된 정공을 활성층(37)의 수평 방향으로 집속하여 서브 릿지(40)에 의해 활성층(37) 수평 방향으로의 유효 굴절률 차이 외에 넓은 폭의 약한 유효 굴절률 차이를 갖는다. 또한, 그루브(32)은 N형 전극(47)을 통해 반도체 기판(31)에 주입된 전자를 반도체 기판(31)가 제1클래드층(33)의 굴절률 차이에 의해 활성층(37)의 수평 방향으로 접속시킨다.The sub ridge 40 focuses holes injected through the ridge-type second cladding layer 41 in the horizontal direction of the active layer 37 and is effective in the horizontal direction of the active layer 37 by the sub ridge 40. In addition to the difference in refractive indices, there is a wide and weak effective refractive index difference. In addition, the groove 32 is a horizontal direction of the active layer 37 by electrons injected into the semiconductor substrate 31 through the N-type electrode 47 due to the difference in refractive index of the first cladding layer 33 of the semiconductor substrate 31. Connect with
그러므로, 상기 그루브(32)와 서브 릿지(40)은 주입되는 전하에 의해서 발생된 광을 활성층(37)의 수평 방향으로 집속함에 있어서 제2클래드층(41)에 의해 주어지는 활성층(37)의 수평 방향으로의 유효 굴절률 차이 외에 넓은 폭의 약한 유효 굴절률을 부가하여 활성층(37)의 유효 폭을 넓힌다.Therefore, the groove 32 and the sub ridge 40 are horizontal to the active layer 37 given by the second cladding layer 41 in concentrating light generated by the injected charge in the horizontal direction of the active layer 37. In addition to the difference in effective refractive index in the direction, a wide effective weak refractive index is added to increase the effective width of the active layer 37.
이때, 활성층(37)의 수평 방향 유효 굴절률의 분포는 상기 제2클래드층(41)의 하부가 가장 크고, 그루브(32)와 서브 릿지(40)가 있는 부분이 중간이며, 그외 부분에서 가장 작은 계단형의 분포를 갖는다. 따라서, 이러한 굴절률의 분포는 공진기 기본 횡모드의 광분포와 가장 근접하여 이 모드에 대한 높은 도파 효과를 가지면서 높은 차수의 횡모드의 도파를 억제하며, 이에 의해, 높은 주입 전류에 의한 높은 광출력 조건에서도 공진기의 도파 모드가 기본 모드에서 높은 차수의 모드로 전이되는 것을 방지한다. 상기에서 서브 릿지(40)은 제2클래드층(41) 보다 작은 유효 굴절률 차이를 유발하기 위해 두께가 제2클래드층(41) 보다 얇고 굴절률이 제2 클래드층(41)과 같거나 제2광도파로층(39) 보다 작아야 한다.At this time, the distribution of the effective refractive index in the horizontal direction of the active layer 37 is the largest in the lower portion of the second cladding layer 41, the middle portion of the groove 32 and the sub ridge 40, the smallest in the other portion It has a stepped distribution. Therefore, the distribution of the refractive indices is closest to the light distribution of the resonator basic transverse mode and has a high waveguide effect for this mode while suppressing the high order transverse mode waveguide, whereby high light output by high injection current Even under conditions, the waveguide mode of the resonator is prevented from transitioning from the basic mode to the higher order mode. The sub ridge 40 is thinner than the second cladding layer 41 and has the same refractive index as the second cladding layer 41 or the second light so as to cause an effective refractive index difference smaller than that of the second cladding layer 41. It must be smaller than the waveguide layer 39.
따라서, 본 발명은 레이저 다이오드의 고출력 동작시 공진기내의 광출력 밀도를 낮게하여 고차 모드 발생에 의한 방사 패턴의 변화를 방지하여 레이저 다이오드 모듈에서 출력되는 광량과 광출력의 안정도를 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.Accordingly, the present invention has the advantage that the light output density in the resonator can be lowered during the high power operation of the laser diode to prevent the change of the radiation pattern caused by the generation of the higher order mode, thereby improving the stability of the light quantity and the light output from the laser diode module. have.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950042601A KR0155513B1 (en) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | High power laser diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950042601A KR0155513B1 (en) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | High power laser diode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR970031123A KR970031123A (en) | 1997-06-26 |
| KR0155513B1 true KR0155513B1 (en) | 1998-12-01 |
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ID=19435003
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| KR1019950042601A KR0155513B1 (en) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | High power laser diode |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101274206B1 (en) * | 2006-02-21 | 2013-06-14 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor laser diode having ridge |
-
1995
- 1995-11-21 KR KR1019950042601A patent/KR0155513B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101274206B1 (en) * | 2006-02-21 | 2013-06-14 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor laser diode having ridge |
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| KR970031123A (en) | 1997-06-26 |
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