JP2001308452A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JP2001308452A JP2001308452A JP2000123837A JP2000123837A JP2001308452A JP 2001308452 A JP2001308452 A JP 2001308452A JP 2000123837 A JP2000123837 A JP 2000123837A JP 2000123837 A JP2000123837 A JP 2000123837A JP 2001308452 A JP2001308452 A JP 2001308452A
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- semiconductor laser
- laser device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 材料の屈折率が小さい青色或いは紫外光領域
でもレーザ端面反射率を大きくできる半導体レーザ装置
を提供するものである。 【解決手段】 レーザ活性領域とレーザ共振器方向に周
期的構造を有する半導体レーザ装置において、上記半導
体レーザ装置の周期構造が空気と半導体よりなり、下式
(1)に示すように上記周期構造における単位周期の光
学長すなわち半導体部分の長さdsと当該半導体レーザ
の導波路の実効屈折率neffの積に空気部分の長さdaを
加えた値が発振波長を2で割った値の奇数倍によってな
る周期構造であり、上記半導体として、AlxGa(1-x)N
(但し、0≦x≦1)若しくはInxGa(1-x)N(但し、
0≦x≦1)を使用することを特徴とする。 dsneff+da=mλ/2 …(1) 但し、mは奇数、λは波長である。
でもレーザ端面反射率を大きくできる半導体レーザ装置
を提供するものである。 【解決手段】 レーザ活性領域とレーザ共振器方向に周
期的構造を有する半導体レーザ装置において、上記半導
体レーザ装置の周期構造が空気と半導体よりなり、下式
(1)に示すように上記周期構造における単位周期の光
学長すなわち半導体部分の長さdsと当該半導体レーザ
の導波路の実効屈折率neffの積に空気部分の長さdaを
加えた値が発振波長を2で割った値の奇数倍によってな
る周期構造であり、上記半導体として、AlxGa(1-x)N
(但し、0≦x≦1)若しくはInxGa(1-x)N(但し、
0≦x≦1)を使用することを特徴とする。 dsneff+da=mλ/2 …(1) 但し、mは奇数、λは波長である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ装置
に関する。
に関する。
【0002】
【従来の技術】青色若しくは紫外光領域で発振する半導
体レーザは光ディスクの高密度化に必須である。これま
でに青色若しくは紫外光領域で発振するレーザとしてG
aN系の材料による半導体レーザが開発されてきた。
体レーザは光ディスクの高密度化に必須である。これま
でに青色若しくは紫外光領域で発振するレーザとしてG
aN系の材料による半導体レーザが開発されてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在の
光ディスクの光源として使用されているGaAs系材料や
光通信に使用されているInP系材料の屈折率が3.5
程度あるのに対し、GaN系材料の屈折率は2.8程度
と小さいため、劈開した端面をレーザ共振器ミラーとし
て用いる通常の半導体レーザ構造では端面の反射率が不
十分であり、そのままでは発振閾値が大きくなってしま
うという問題があった。
光ディスクの光源として使用されているGaAs系材料や
光通信に使用されているInP系材料の屈折率が3.5
程度あるのに対し、GaN系材料の屈折率は2.8程度
と小さいため、劈開した端面をレーザ共振器ミラーとし
て用いる通常の半導体レーザ構造では端面の反射率が不
十分であり、そのままでは発振閾値が大きくなってしま
うという問題があった。
【0004】この問題を解決するために、これまではレ
ーザウェハの劈開後に電子ビーム蒸着などの方法で誘電
体多層膜を形成して端面反射率を大きくするという方法
が採られてきた。このような方法はモノリシックな作製
プロセスではないために、作製費用がかかり低コスト化
の障害となっている。本発明はこの問題点を解決するた
めに、青色或いは紫外光領域材料として使用される窒化
物半導体のように材料の屈折率が小さくてもレーザ端面
反射率を大きくできる半導体レーザ装置を提供するもの
である。
ーザウェハの劈開後に電子ビーム蒸着などの方法で誘電
体多層膜を形成して端面反射率を大きくするという方法
が採られてきた。このような方法はモノリシックな作製
プロセスではないために、作製費用がかかり低コスト化
の障害となっている。本発明はこの問題点を解決するた
めに、青色或いは紫外光領域材料として使用される窒化
物半導体のように材料の屈折率が小さくてもレーザ端面
反射率を大きくできる半導体レーザ装置を提供するもの
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の請求項1に係る半導体レーザ装置は、レーザ活性
領域とレーザ共振器方向に周期的構造を有する半導体レ
ーザ装置において、上記半導体レーザ装置の周期構造が
空気と半導体よりなり、下式(1)に示すように上記周
期構造における単位周期の光学長すなわち半導体部分の
長さdsと当該半導体レーザの導波路の実効屈折率neff
の積に空気部分の長さdaを加えた値が発振波長を2で
割った値の奇数倍によってなる周期構造であり、上記半
導体として、AlxGa(1-x)N(但し、0≦x≦1)若し
くはInxGa(1-x)N(但し、0≦x≦1)を使用するこ
とを特徴とする。 dsneff+da=mλ/2 …(1) 但し、mは奇数、λは波長である。
発明の請求項1に係る半導体レーザ装置は、レーザ活性
領域とレーザ共振器方向に周期的構造を有する半導体レ
ーザ装置において、上記半導体レーザ装置の周期構造が
空気と半導体よりなり、下式(1)に示すように上記周
期構造における単位周期の光学長すなわち半導体部分の
長さdsと当該半導体レーザの導波路の実効屈折率neff
の積に空気部分の長さdaを加えた値が発振波長を2で
割った値の奇数倍によってなる周期構造であり、上記半
導体として、AlxGa(1-x)N(但し、0≦x≦1)若し
くはInxGa(1-x)N(但し、0≦x≦1)を使用するこ
とを特徴とする。 dsneff+da=mλ/2 …(1) 但し、mは奇数、λは波長である。
【0006】上記目的を達成する本発明の請求項2に係
る半導体レーザ装置は、レーザ活性領域とそれを囲む2
次元面内に周期的構造を有する半導体レーザ装置におい
て、上記半導体レーザ装置の周期構造が空気と半導体よ
りなり共振器領域の周囲に2次元的で面内において4回
対称若しくは6回対称であり、上式(1)に示すように
上記周期構造における単位周期の光学長すなわち半導体
部分の長さdsと当該半導体レーザの導波路の実効屈折
率neffの積に空気部分の長さdaを加えた値が発振波長
を2で割った値の奇数倍によってなる周期構造であり、
上記半導体として、AlxGa(1-x)N(但し、0≦x≦
1)若しくはInxGa(1-x)N(但し、0≦x≦1)を使
用することを特徴とする。
る半導体レーザ装置は、レーザ活性領域とそれを囲む2
次元面内に周期的構造を有する半導体レーザ装置におい
て、上記半導体レーザ装置の周期構造が空気と半導体よ
りなり共振器領域の周囲に2次元的で面内において4回
対称若しくは6回対称であり、上式(1)に示すように
上記周期構造における単位周期の光学長すなわち半導体
部分の長さdsと当該半導体レーザの導波路の実効屈折
率neffの積に空気部分の長さdaを加えた値が発振波長
を2で割った値の奇数倍によってなる周期構造であり、
上記半導体として、AlxGa(1-x)N(但し、0≦x≦
1)若しくはInxGa(1-x)N(但し、0≦x≦1)を使
用することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】[実施例1]図1、図2に本発明
の第1の実施例を示す。n型GaN基板11上にn型に
ドープしたAlxGa(1-x)Nクラッド層22を形成する。
このクラッド層22の上にInxGa(1-x)N若しくはAlx
Ga(1-x)Nよりなる活性層23を成長する。クラッド層
22の厚さは、活性層23へ閉じ込められた光の裾が基
板11まで達しないよう十分に厚くする必要があり、例
えば、500nmとする。
の第1の実施例を示す。n型GaN基板11上にn型に
ドープしたAlxGa(1-x)Nクラッド層22を形成する。
このクラッド層22の上にInxGa(1-x)N若しくはAlx
Ga(1-x)Nよりなる活性層23を成長する。クラッド層
22の厚さは、活性層23へ閉じ込められた光の裾が基
板11まで達しないよう十分に厚くする必要があり、例
えば、500nmとする。
【0008】活性層23は、In及びAlの組成xによっ
て発振波長が制御できる。活性層23の厚さは、例え
ば、50nmである。更に、この活性層23の上にp型
にドープしたAlxGa(1-x)Nクラッド層24を形成す
る。このpクラッド層24もnクラッド層22と同様の
厚さである。pクラッド層24の上面にはp電極25が
形成され、n型GaN基板11の下面には、n電極21
が形成されている。半導体レーザの効率を良くするため
にはダブルヘテロ構造が適しており、このためにクラッ
ド層22,24のAl組成xは活性層23の屈折率より
も小さく、バンドギャップは大きくする必要がある。
て発振波長が制御できる。活性層23の厚さは、例え
ば、50nmである。更に、この活性層23の上にp型
にドープしたAlxGa(1-x)Nクラッド層24を形成す
る。このpクラッド層24もnクラッド層22と同様の
厚さである。pクラッド層24の上面にはp電極25が
形成され、n型GaN基板11の下面には、n電極21
が形成されている。半導体レーザの効率を良くするため
にはダブルヘテロ構造が適しており、このためにクラッ
ド層22,24のAl組成xは活性層23の屈折率より
も小さく、バンドギャップは大きくする必要がある。
【0009】本実施例では、活性領域13はリッジ構造
として光が導波できるようにしてある。活性領域13の
幅は、例えば、1μm程度である。本実施例では、活性
領域13はリッジ型となっているが、活性層材料より屈
折率の高い材料を用いて埋め込み構造とすることも有効
である。更に、活性領域13の両出力端には周期的に溝
を形成して、1次元フォトニック結晶12,14として
ある。1次元フォトニック結晶12,14の上面には、
屈折率制御電極26,27が形成されている。一般に屈
折率差が大きく波長程度の周期を有する構造は、フォト
ニック結晶構造と称され、本実施例のように1方向に周
期構造となっているものは1次元フォトニック結晶と称
される。
として光が導波できるようにしてある。活性領域13の
幅は、例えば、1μm程度である。本実施例では、活性
領域13はリッジ型となっているが、活性層材料より屈
折率の高い材料を用いて埋め込み構造とすることも有効
である。更に、活性領域13の両出力端には周期的に溝
を形成して、1次元フォトニック結晶12,14として
ある。1次元フォトニック結晶12,14の上面には、
屈折率制御電極26,27が形成されている。一般に屈
折率差が大きく波長程度の周期を有する構造は、フォト
ニック結晶構造と称され、本実施例のように1方向に周
期構造となっているものは1次元フォトニック結晶と称
される。
【0010】本実施例では、半導体レーザの実効屈折率
がおよそ2.6であり、空気の屈折率1とは十分大きな
差となっているのでフォトニック結晶構造になってい
る。1次元フォトニック結晶12,14では、周期構造
を形成している半導体の光出力方向の幅dsと空気の溝
部分の幅daは、発振波長をλ、実効屈折率をneffとす
ると、下式(2)(3)となる。 ds=mλ/4neff …(2) da=mλ/4 …(3) ここに、mは奇数である。(2)(3)式から、下式が
導かれる。 dsneff+da=mλ/2 …(1)
がおよそ2.6であり、空気の屈折率1とは十分大きな
差となっているのでフォトニック結晶構造になってい
る。1次元フォトニック結晶12,14では、周期構造
を形成している半導体の光出力方向の幅dsと空気の溝
部分の幅daは、発振波長をλ、実効屈折率をneffとす
ると、下式(2)(3)となる。 ds=mλ/4neff …(2) da=mλ/4 …(3) ここに、mは奇数である。(2)(3)式から、下式が
導かれる。 dsneff+da=mλ/2 …(1)
【0011】本実施例では、m=1、λ=400nmと
して設計し、ds=38nm,da=100nmとしてい
る。劈開若しくはエッチングなどにより端面を形成した
場合のレーザ端面反射率Rは、フレネルの式R=(n
eff−1)2/(neff+1)2でおおよその端面反射率を
見積もることができる。本実施例では実効屈折率neff
がおよそ2.6であるので、単なる劈開端面の反射率は
R=19.8%となる。
して設計し、ds=38nm,da=100nmとしてい
る。劈開若しくはエッチングなどにより端面を形成した
場合のレーザ端面反射率Rは、フレネルの式R=(n
eff−1)2/(neff+1)2でおおよその端面反射率を
見積もることができる。本実施例では実効屈折率neff
がおよそ2.6であるので、単なる劈開端面の反射率は
R=19.8%となる。
【0012】GaAs系やInP系の半導体レーザでは、
劈開しただけでも端面反射率として30%以上が得られ
るのに対し、GaN系では20%程度しか得られないこ
とがわかる。本実施例の場合について実効屈折率2.6
を用いて平面波に対する反射率を計算した結果を図3及
び図4に示す。図3はm=1の場合、図4はm=3の場
合である。この計算では周期数(=半導体/空気ペア
数)が1のときを符号31,41で示し、周期数が2の
ときを符号32,42で示し、周期数が3のときを符号
33,43で示し、周期数が5のときを符号34,44
で示した。設計波長は400nmとした。
劈開しただけでも端面反射率として30%以上が得られ
るのに対し、GaN系では20%程度しか得られないこ
とがわかる。本実施例の場合について実効屈折率2.6
を用いて平面波に対する反射率を計算した結果を図3及
び図4に示す。図3はm=1の場合、図4はm=3の場
合である。この計算では周期数(=半導体/空気ペア
数)が1のときを符号31,41で示し、周期数が2の
ときを符号32,42で示し、周期数が3のときを符号
33,43で示し、周期数が5のときを符号34,44
で示した。設計波長は400nmとした。
【0013】面図に示す通り、平面波に対する計算では
100%近い端面反射率が得られることがわかる。m=
1の方が広い波長範囲に渡って高反射率を得ることがで
きるが、半導体部分の幅がm=1では38nm,m=3
では115nmとなるので、作製上はm=3の方が容易
である。実際には活性領域から出力されたレーザ光は回
折によって広がるためフォトニック結晶領域で反射され
て再び活性領域に結合するレーザ光はこの計算値よりは
少なくなる。
100%近い端面反射率が得られることがわかる。m=
1の方が広い波長範囲に渡って高反射率を得ることがで
きるが、半導体部分の幅がm=1では38nm,m=3
では115nmとなるので、作製上はm=3の方が容易
である。実際には活性領域から出力されたレーザ光は回
折によって広がるためフォトニック結晶領域で反射され
て再び活性領域に結合するレーザ光はこの計算値よりは
少なくなる。
【0014】また、本実施例ではフォトニック結晶部分
にも活性層と同じ材料が存在しているため、この部分で
は吸収損失が生じる。屈折率制御電極26及び27に順
方向にバイアスすることによって、吸収損失を低減する
ことができる。いずれにしても、本実施例のようなフォ
トニック結晶構造を用いたときの実効的な端面反射率は
単なる劈開端面の反射率よりは十分大きくなるため、発
振閾値の低減や、出力の増大が可能となる。
にも活性層と同じ材料が存在しているため、この部分で
は吸収損失が生じる。屈折率制御電極26及び27に順
方向にバイアスすることによって、吸収損失を低減する
ことができる。いずれにしても、本実施例のようなフォ
トニック結晶構造を用いたときの実効的な端面反射率は
単なる劈開端面の反射率よりは十分大きくなるため、発
振閾値の低減や、出力の増大が可能となる。
【0015】なお、本実施例では、基板としてn型Ga
N基板11を用いているが、GaN系材料と比較的良好
な格子整合が可能なn型SiCやサファイヤ基板を用い
ても良い。但し、サファイヤ基板を用いる場合には、基
板からの電気的接触を取ることができないので、上面の
nクラッド層22から電気的接触を取る構造とする必要
がある。また、本実施例の活性層はInxGa(1-x)N若し
くはAlxGa(1-x)Nのバルクを用いたが、これらの量子
井戸構造を用いることはより有効である。
N基板11を用いているが、GaN系材料と比較的良好
な格子整合が可能なn型SiCやサファイヤ基板を用い
ても良い。但し、サファイヤ基板を用いる場合には、基
板からの電気的接触を取ることができないので、上面の
nクラッド層22から電気的接触を取る構造とする必要
がある。また、本実施例の活性層はInxGa(1-x)N若し
くはAlxGa(1-x)Nのバルクを用いたが、これらの量子
井戸構造を用いることはより有効である。
【0016】更に、本実施例では、クラッド層22,2
4としてバルクのAlGaNを用いたが、この部分を熊倉
一英らによって特許出願(平成11年特許願第2121
95号)されているドーピングした超格子構造にするこ
とによって良好なp型若しくはn型クラッド層を形成す
ることは有効である。但し、この場合にも超格子によっ
て形成されたクラッド層の平均屈折率は活性層の屈折率
よりも小さくなるように設計する必要がる。
4としてバルクのAlGaNを用いたが、この部分を熊倉
一英らによって特許出願(平成11年特許願第2121
95号)されているドーピングした超格子構造にするこ
とによって良好なp型若しくはn型クラッド層を形成す
ることは有効である。但し、この場合にも超格子によっ
て形成されたクラッド層の平均屈折率は活性層の屈折率
よりも小さくなるように設計する必要がる。
【0017】[実施例2]図5、図6及び図7に本発明
の第2の実施例を示す。n型GaN基板51上にn型に
ドープしたAlxGa(1-x)Nクラッド層64を形成する。
このクラッド層64の上にInxGa(1-x)N若しくはAlx
Ga(1-x)Nよりなる活性層63を成長する。クラッド層
64の厚さは、活性層63へ閉じ込められた光の裾が基
板51まで達しないよう十分に厚くする必要があり、例
えば、500nmとする。
の第2の実施例を示す。n型GaN基板51上にn型に
ドープしたAlxGa(1-x)Nクラッド層64を形成する。
このクラッド層64の上にInxGa(1-x)N若しくはAlx
Ga(1-x)Nよりなる活性層63を成長する。クラッド層
64の厚さは、活性層63へ閉じ込められた光の裾が基
板51まで達しないよう十分に厚くする必要があり、例
えば、500nmとする。
【0018】活性層63は、In及びAlの組成xによっ
て発振波長が制御できる。活性層63の厚さは、例え
ば、50nmである。更に、この活性層63の上にp型
にドープしたAlxGa(1-x)Nクラッド層62を形成す
る。このpクラッド層62もnクラッド層64と同様の
厚さである。ここで、実施例1と同様にクラッド層6
2,64のAl組成xは活性層63の屈折率よりも小さ
く、バンドギャップは大きくする必要がある。pクラッ
ド層62の上面にはp電極61が形成され、n型GaN
基板51の下面には、n電極65が形成されている。
て発振波長が制御できる。活性層63の厚さは、例え
ば、50nmである。更に、この活性層63の上にp型
にドープしたAlxGa(1-x)Nクラッド層62を形成す
る。このpクラッド層62もnクラッド層64と同様の
厚さである。ここで、実施例1と同様にクラッド層6
2,64のAl組成xは活性層63の屈折率よりも小さ
く、バンドギャップは大きくする必要がある。pクラッ
ド層62の上面にはp電極61が形成され、n型GaN
基板51の下面には、n電極65が形成されている。
【0019】活性領域53の幅は、例えば、1μm程度
である。本実施例では活性領域53はリッジ型となって
いるが、活性層材料より屈折率の高い材料を用いて埋め
込み構造とすることも有効である。活性領域53の周囲
は、2次元的な周期構造として2次元フォトニック結晶
52を形成してある。本実施例では、6回対称性を有す
る三角格子状の2次元フォトニック結晶構造としてある
が、4回対称性を有する正方格子状の2次元フォトニッ
ク結晶構造でも良い。
である。本実施例では活性領域53はリッジ型となって
いるが、活性層材料より屈折率の高い材料を用いて埋め
込み構造とすることも有効である。活性領域53の周囲
は、2次元的な周期構造として2次元フォトニック結晶
52を形成してある。本実施例では、6回対称性を有す
る三角格子状の2次元フォトニック結晶構造としてある
が、4回対称性を有する正方格子状の2次元フォトニッ
ク結晶構造でも良い。
【0020】実施例1では1次元フォトニック構造のた
め、1軸方向での反射率を大きくできたが、本実施例の
ように2次元フォトニック結晶構造で活性領域53を囲
むと、2次元面内の共振器としてのQ値が大きくなり、
更に発振閾値の低減が可能である。レーザ光を取り出す
には、取り出す方向に周期構造の揺らぎを形成して反射
率を小さくすればよい。また、本実施例では、上下方向
の閉じ込めはクラッド層62,64によって行っている
だけであるが、この方向についても周期構造を導入した
3次元フォトニック結晶構造とすることも可能である。
め、1軸方向での反射率を大きくできたが、本実施例の
ように2次元フォトニック結晶構造で活性領域53を囲
むと、2次元面内の共振器としてのQ値が大きくなり、
更に発振閾値の低減が可能である。レーザ光を取り出す
には、取り出す方向に周期構造の揺らぎを形成して反射
率を小さくすればよい。また、本実施例では、上下方向
の閉じ込めはクラッド層62,64によって行っている
だけであるが、この方向についても周期構造を導入した
3次元フォトニック結晶構造とすることも可能である。
【0021】3次元フォトニック結晶構造にすると、光
子を3次元的に完全に閉じ込めることができるので、共
振器内の光子寿命を更に長くすることが可能となり、よ
り低発振閾値の半導体レーザを実現することができる。
なお、本実施例では、基板としてn型GaN基板を用い
ているが、GaN系材料と比較的良好な格子整合が可能
なn型SiCやサファイヤ基板を用いても良いことは第
1の実施例と同様である。
子を3次元的に完全に閉じ込めることができるので、共
振器内の光子寿命を更に長くすることが可能となり、よ
り低発振閾値の半導体レーザを実現することができる。
なお、本実施例では、基板としてn型GaN基板を用い
ているが、GaN系材料と比較的良好な格子整合が可能
なn型SiCやサファイヤ基板を用いても良いことは第
1の実施例と同様である。
【0022】但し、サファイヤ基板を用いる場合には、
基板からの電気的接触を取ることができないので、上面
の64の部分から電気的接触を取る構造とする必要があ
る。また、本実施例の活性層はInxGa(1-x)N若しくは
AlxGa(1-x)Nのバルクを用いたが、これらの量子井戸
構造を用いることも同様に可能である。
基板からの電気的接触を取ることができないので、上面
の64の部分から電気的接触を取る構造とする必要があ
る。また、本実施例の活性層はInxGa(1-x)N若しくは
AlxGa(1-x)Nのバルクを用いたが、これらの量子井戸
構造を用いることも同様に可能である。
【0023】更に、本実施例では、クラッド層としてバ
ルクのAlGaNを用いたが、この部分を熊倉一英らによ
って特許出願(平成11年特許願第212195号)さ
れているドーピングした超格子構造にすることによって
良好なp型若しくはn型クラッド層を用いることができ
る。但し、この場合にも超格子によって形成されたクラ
ッド層の平均屈折率は活性層の屈折率よりも小さくなる
ように設計する必要がる。
ルクのAlGaNを用いたが、この部分を熊倉一英らによ
って特許出願(平成11年特許願第212195号)さ
れているドーピングした超格子構造にすることによって
良好なp型若しくはn型クラッド層を用いることができ
る。但し、この場合にも超格子によって形成されたクラ
ッド層の平均屈折率は活性層の屈折率よりも小さくなる
ように設計する必要がる。
【0024】〔実施例3〕上述した実施例1,2では、
上式(2)(3)を満足する結果、上式(1)を満足す
るが、本発明は、これに限るものではなく、本実施例で
は、結果的に上式(1)を満足する場合にも適用され
る。本実施例では、上式(2)(3)を満足するもので
はないため、その効果は、上記実施例1,2に比較して
制限される。
上式(2)(3)を満足する結果、上式(1)を満足す
るが、本発明は、これに限るものではなく、本実施例で
は、結果的に上式(1)を満足する場合にも適用され
る。本実施例では、上式(2)(3)を満足するもので
はないため、その効果は、上記実施例1,2に比較して
制限される。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば青
色若しくは紫外光領域においても端面の実効的反射率を
大きくすることにより、共振器のQ値を大きくすること
が可能である。したがって、発振閾値が小さく効率の良
い半導体レーザが得られるため、高密度な光ディスクシ
ステムの実現が可能となる。
色若しくは紫外光領域においても端面の実効的反射率を
大きくすることにより、共振器のQ値を大きくすること
が可能である。したがって、発振閾値が小さく効率の良
い半導体レーザが得られるため、高密度な光ディスクシ
ステムの実現が可能となる。
【図1】本発明の第1の実施例に関し、半導体レーザに
1次元フォトニック結晶構造を組み込んだ構造の平面図
である。
1次元フォトニック結晶構造を組み込んだ構造の平面図
である。
【図2】図1のA−A’線断面図である。
【図3】m=1の場合の平面波に対する反射率の計算結
果を示すグラフである。
果を示すグラフである。
【図4】m=3の場合の平面波に対する反射率の計算結
果を示すグラフである。
果を示すグラフである。
【図5】本発明の第2の実施例に関し、半導体レーザに
2次元フォトニック結晶構造を組み込んだ構造の平面図
である。
2次元フォトニック結晶構造を組み込んだ構造の平面図
である。
【図6】図5のA−A’線断面図である。
【図7】図5のB−B’線断面図である。
11,51 GaN基板 23,63 活性層 22,64 n型クラッド層 24,62 p型クラッド層 12,14 1次元フォトニック結晶 52 2次元フォトニック結晶 13,53 レーザ活性領域 21,65 n電極 25,61 p電極 26,27 屈折率制御電極 31 m=1、半導体/空気ペア数が1の場合の反射率 32 m=1、半導体/空気ペア数が2の場合の反射率 33 m=1、半導体/空気ペア数が3の場合の反射率 34 m=1、半導体/空気ペア数が5の場合の反射率 41 m=3、半導体/空気ペア数が1の場合の反射率 42 m=3、半導体/空気ペア数が2の場合の反射率 43 m=3、半導体/空気ペア数が3の場合の反射率 44 m=3、半導体/空気ペア数が5の場合の反射率
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 弘明 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 小林 直樹 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 5F073 AA62 AA74 BA06 CA07 CB02 CB05 DA31 EA05
Claims (2)
- 【請求項1】 レーザ活性領域とレーザ共振器方向に周
期的構造を有する半導体レーザ装置において、上記半導
体レーザ装置の周期構造が空気と半導体よりなり、上記
周期構造における単位周期の光学長すなわち半導体部分
の長さと当該半導体レーザの導波路の実効屈折率の積に
空気部分の長さを加えた値が発振波長を2で割った値の
奇数倍によってなる周期構造であり、上記半導体とし
て、AlxGa(1-x)N(但し、0≦x≦1)若しくはInx
Ga(1-x)N(但し、0≦x≦1)を使用することを特徴
とする半導体レーザ装置。 - 【請求項2】 レーザ活性領域とそれを囲む2次元面内
に周期的構造を有する半導体レーザ装置において、上記
半導体レーザ装置の周期構造が空気と半導体よりなり共
振器領域の周囲に2次元的で面内において4回対称若し
くは6回対称であり、上記周期構造における単位周期の
光学長すなわち半導体部分の長さと当該半導体レーザの
導波路の実効屈折率の積に空気部分の長さを加えた値が
発振波長を2で割った値の奇数倍によってなる周期構造
であり、上記半導体として、AlxGa(1-x)N(但し、0
≦x≦1)若しくはInxGa(1-x)N(但し、0≦x≦
1)を使用することを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000123837A JP2001308452A (ja) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000123837A JP2001308452A (ja) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001308452A true JP2001308452A (ja) | 2001-11-02 |
Family
ID=18634064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000123837A Pending JP2001308452A (ja) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001308452A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003067724A1 (fr) * | 2002-02-08 | 2003-08-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif semi-conducteur electroluminescent et procede de fabrication de celui-ci |
JP2008085033A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Canon Inc | 発光素子およびそれを用いた表示素子 |
CN100461558C (zh) * | 2006-06-07 | 2009-02-11 | 中国科学院半导体研究所 | 一维光子晶体调制的量子级联激光器管芯结构及制造方法 |
CN107404067A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-11-28 | 南京邮电大学 | 基于分布式布拉格反射镜波导微腔的硅衬底GaN激光器 |
CN107768976A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-03-06 | 南京邮电大学 | 一种集成谐振光栅微腔的硅衬底GaN波导激光器及制备方法 |
-
2000
- 2000-04-25 JP JP2000123837A patent/JP2001308452A/ja active Pending
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A02 | Decision of refusal |
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