JP3093646B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JP3093646B2 JP3093646B2 JP08210878A JP21087896A JP3093646B2 JP 3093646 B2 JP3093646 B2 JP 3093646B2 JP 08210878 A JP08210878 A JP 08210878A JP 21087896 A JP21087896 A JP 21087896A JP 3093646 B2 JP3093646 B2 JP 3093646B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はワットクラスの大出
力までの動作が可能な半導体レーザ装置に関し、特に狭
い光出射領域でかつ大出力が得られる半導体レーザ装置
に関する。
力までの動作が可能な半導体レーザ装置に関し、特に狭
い光出射領域でかつ大出力が得られる半導体レーザ装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年における光計測等の分野において、
測定箇所から遠方のある点までの距離を計測するポイン
ト測距装置が開発されるようになってきており、その光
源としてワット級の光出力を発生する高出力レーザダイ
オードの研究開発が活発化している。このようなレーザ
装置では、単体のレーザダイオードチップの高出力化を
図ることが行われており、そのためには、発光領域の幅
を広げ、いわゆるブロードエリアレーザダイオードにす
ることが行われている。例えば、「レーザ研究」山中
等,第18巻,第555頁,1990年によれば、発光
領域幅600μmにおいて、6Wの光出力のレーザダイ
オードが得られている。また、多数のレーザ素子をアレ
ー状に配置すること等が行われてきており、「アプライ
ド・フィジックスレター誌」ハルナゲイ等,第49巻,
1418項,1986年:G.L. Harnagei et al., App
l. Phys. Lett., vol. 49, pp. 1418, 1986. によれ
ば、全発光領域幅7200μmにおいて、100W以上
の光出力が得られている。
測定箇所から遠方のある点までの距離を計測するポイン
ト測距装置が開発されるようになってきており、その光
源としてワット級の光出力を発生する高出力レーザダイ
オードの研究開発が活発化している。このようなレーザ
装置では、単体のレーザダイオードチップの高出力化を
図ることが行われており、そのためには、発光領域の幅
を広げ、いわゆるブロードエリアレーザダイオードにす
ることが行われている。例えば、「レーザ研究」山中
等,第18巻,第555頁,1990年によれば、発光
領域幅600μmにおいて、6Wの光出力のレーザダイ
オードが得られている。また、多数のレーザ素子をアレ
ー状に配置すること等が行われてきており、「アプライ
ド・フィジックスレター誌」ハルナゲイ等,第49巻,
1418項,1986年:G.L. Harnagei et al., App
l. Phys. Lett., vol. 49, pp. 1418, 1986. によれ
ば、全発光領域幅7200μmにおいて、100W以上
の光出力が得られている。
【0003】一方、特開平6−283807号公報で
は、複数の半導体レーザを多段に積層したスタックレー
ザとして構成することで高出力化を図ったものが提案さ
れている。これは、図8に示すように、複数個、ここで
は3個の半導体レーザ301,302,303を互いに
同じ向きに重ね合わせ、かつ各レーザの上下の電極が互
いに導通するように融着接合している。そして、最上に
位置される電極304と最下に位置される電極305と
の間に電流を注入することにより、各半導体レーザ30
1,302,303の各端面からレーザ光が出射され、
これらのレーザ光が一体化されることで単独の半導体レ
ーザの3倍の光出力が得られるようになっている。な
お、それぞれの半導体レーザの発光部311,312,
313の間隔は半導体レーザ302,303の厚さと等
しく、約100μm程度である。
は、複数の半導体レーザを多段に積層したスタックレー
ザとして構成することで高出力化を図ったものが提案さ
れている。これは、図8に示すように、複数個、ここで
は3個の半導体レーザ301,302,303を互いに
同じ向きに重ね合わせ、かつ各レーザの上下の電極が互
いに導通するように融着接合している。そして、最上に
位置される電極304と最下に位置される電極305と
の間に電流を注入することにより、各半導体レーザ30
1,302,303の各端面からレーザ光が出射され、
これらのレーザ光が一体化されることで単独の半導体レ
ーザの3倍の光出力が得られるようになっている。な
お、それぞれの半導体レーザの発光部311,312,
313の間隔は半導体レーザ302,303の厚さと等
しく、約100μm程度である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たような単一のレーザダイオードにおいてレーザ光の光
出射領域幅を広げることで高出力化を得る技術では、発
光領域の幅が600μm,7200μmと増大されるの
に伴ってレーザビームの水平方向の拡がり角度が大きく
なり、光計測用途の装置を構成する場合に必要とされる
平行なレーザ光を得ることが困難になる。これを解消す
るためには、長焦点のレンズが必要となり、半導体レー
ザ装置を用いた光学機器の小型化を図る上での障害とな
っている。このような問題は、前記公報に記載のスタッ
ク構造においても同様であり、各レーザダイオードの発
光部の間隔が半導体レーザの厚さと略同じであるため、
前記した3個の半導体レーザを重ねた場合には垂直方向
に300μmの幅となり、仮に2個の半導体レーザを重
ねた場合でも200μmの幅となり、その結果発光領域
が拡大され、レーザビームの垂直方向の拡がり角度が大
きなものとなっている。
たような単一のレーザダイオードにおいてレーザ光の光
出射領域幅を広げることで高出力化を得る技術では、発
光領域の幅が600μm,7200μmと増大されるの
に伴ってレーザビームの水平方向の拡がり角度が大きく
なり、光計測用途の装置を構成する場合に必要とされる
平行なレーザ光を得ることが困難になる。これを解消す
るためには、長焦点のレンズが必要となり、半導体レー
ザ装置を用いた光学機器の小型化を図る上での障害とな
っている。このような問題は、前記公報に記載のスタッ
ク構造においても同様であり、各レーザダイオードの発
光部の間隔が半導体レーザの厚さと略同じであるため、
前記した3個の半導体レーザを重ねた場合には垂直方向
に300μmの幅となり、仮に2個の半導体レーザを重
ねた場合でも200μmの幅となり、その結果発光領域
が拡大され、レーザビームの垂直方向の拡がり角度が大
きなものとなっている。
【0005】因みに、半導体レーザの光出射端を焦点距
離fのレンズの焦点に配置させ、その出射光をレンズに
よって集光させて平行光を得る場合、発光領域の全スポ
ットサイズ、すなわち最大スポット幅寸法をWとすれ
ば、レンズ通過後の拡がり角θeは、tan(θe/
2)=W/2fで表されるため、Wが大きいとθeも大
きくなる。
離fのレンズの焦点に配置させ、その出射光をレンズに
よって集光させて平行光を得る場合、発光領域の全スポ
ットサイズ、すなわち最大スポット幅寸法をWとすれ
ば、レンズ通過後の拡がり角θeは、tan(θe/
2)=W/2fで表されるため、Wが大きいとθeも大
きくなる。
【0006】本発明は、狭い光出射領域でかつ高出力が
得られる半導体レーザを提供することを目的としてい
る。
得られる半導体レーザを提供することを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板の一方の
面に半導体層を接合し、この半導体層に光出射領域を形
成した同一発振波長の第1及び第2の2個の半導体レー
ザを有し、前記2個の半導体レーザはそれぞれ同一極性
の基板に形成されるとともに、各半導体レーザの基板の
一方の面側に設けた電極を互いに絶縁膜を介して対向さ
せた状態で一体化し、前記第1の半導体レーザの基板の
一方の面側の電極と、前記第2の半導体レーザの基板の
他方の面側の電極とを金属ワイヤで導通し、前記第1の
半導体レーザの基板の他方の面側の電極と前記第2の半
導体レーザの基板の一方の面側の電極との間に電力を印
加して前記第1及び第2の半導体レーザを直列接合にて
同時に駆動する構成としたことを特徴とする。
面に半導体層を接合し、この半導体層に光出射領域を形
成した同一発振波長の第1及び第2の2個の半導体レー
ザを有し、前記2個の半導体レーザはそれぞれ同一極性
の基板に形成されるとともに、各半導体レーザの基板の
一方の面側に設けた電極を互いに絶縁膜を介して対向さ
せた状態で一体化し、前記第1の半導体レーザの基板の
一方の面側の電極と、前記第2の半導体レーザの基板の
他方の面側の電極とを金属ワイヤで導通し、前記第1の
半導体レーザの基板の他方の面側の電極と前記第2の半
導体レーザの基板の一方の面側の電極との間に電力を印
加して前記第1及び第2の半導体レーザを直列接合にて
同時に駆動する構成としたことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。 (実施形態1)図1は本発明の半導体レーザ装置の第1
の実施形態の概略斜視図である。n型基板上に構築され
た半導体レーザ(以下、n型半導体レーザと称する)1
00上に、p型基板上に構築された半導体レーザ(以
下、p型半導体レーザと称する)200を積層状態に一
体化する。すなわち、各半導体レーザを構築するために
各基板101,201上に形成された種々の半導体層を
接合した側の面(以下、接合面と称する)を互いに対向
するようにして積層状態とする。そして、この接合面側
に形成されているn型半導体レーザ100のp側電極1
07と、p型半導体レーザ200のn側電極207を当
接させ、両電極を接着もしくは融着により一体化する。
なお、融着にはAuSn半田を用いる。また、このとき
n型半導体レーザ100の光出射領域109と、p型半
導体レーザ200の光出射領域209が略同一立面内に
位置されるように互いの端面を揃えている。
参照して説明する。 (実施形態1)図1は本発明の半導体レーザ装置の第1
の実施形態の概略斜視図である。n型基板上に構築され
た半導体レーザ(以下、n型半導体レーザと称する)1
00上に、p型基板上に構築された半導体レーザ(以
下、p型半導体レーザと称する)200を積層状態に一
体化する。すなわち、各半導体レーザを構築するために
各基板101,201上に形成された種々の半導体層を
接合した側の面(以下、接合面と称する)を互いに対向
するようにして積層状態とする。そして、この接合面側
に形成されているn型半導体レーザ100のp側電極1
07と、p型半導体レーザ200のn側電極207を当
接させ、両電極を接着もしくは融着により一体化する。
なお、融着にはAuSn半田を用いる。また、このとき
n型半導体レーザ100の光出射領域109と、p型半
導体レーザ200の光出射領域209が略同一立面内に
位置されるように互いの端面を揃えている。
【0009】ここで、前記n型半導体レーザ100と、
p型半導体レーザ200のそれぞれの構造を説明する。
図2はn型半導体レーザの斜視図であり、n型InP基
板101の上に、n型InPクラッド層102を成長
し、Ga0.47In0.53As量子井戸層113とGa0.22
In0.78As0.48P0.52SCH層115、Ga0.22In
0.78As0.48P0.52バリア層114からなる活性層10
3、p型InPクラッド層104、p+ 型Ga0.47In
0.53Asコンタクト層105を順次結晶成長する。活性
層103は図4にそのエネルギーバンド構造を示すよう
な多重量子井戸構造であり、層厚はそれぞれ、n型クラ
ッド層102が0.5μm、量子井戸層113が3.7
nm、SCH層115が50nm、バリア層114が8
nm、p型InPクラッド層104が1.5μm、コン
タクト層105を0.2μmとした。結晶成長には、有
機金属気相成長法または化学ビーム成長法を用いた。次
に、p型コンタクト層105の電流注入領域110とな
る部分を残して選択的に取り除き、表面に誘電体層10
6を形成し、電流注入領域となる部分の上の誘電体層1
06をエッチング除去し、p側電極107を形成する。
基板101の裏面を研磨して厚さを100μm程度にし
た後、n側電極108を形成し、チップに切り出す。光
出射領域109の幅は100μmとした。
p型半導体レーザ200のそれぞれの構造を説明する。
図2はn型半導体レーザの斜視図であり、n型InP基
板101の上に、n型InPクラッド層102を成長
し、Ga0.47In0.53As量子井戸層113とGa0.22
In0.78As0.48P0.52SCH層115、Ga0.22In
0.78As0.48P0.52バリア層114からなる活性層10
3、p型InPクラッド層104、p+ 型Ga0.47In
0.53Asコンタクト層105を順次結晶成長する。活性
層103は図4にそのエネルギーバンド構造を示すよう
な多重量子井戸構造であり、層厚はそれぞれ、n型クラ
ッド層102が0.5μm、量子井戸層113が3.7
nm、SCH層115が50nm、バリア層114が8
nm、p型InPクラッド層104が1.5μm、コン
タクト層105を0.2μmとした。結晶成長には、有
機金属気相成長法または化学ビーム成長法を用いた。次
に、p型コンタクト層105の電流注入領域110とな
る部分を残して選択的に取り除き、表面に誘電体層10
6を形成し、電流注入領域となる部分の上の誘電体層1
06をエッチング除去し、p側電極107を形成する。
基板101の裏面を研磨して厚さを100μm程度にし
た後、n側電極108を形成し、チップに切り出す。光
出射領域109の幅は100μmとした。
【0010】図3は前記p型半導体レーザ200の斜視
図であり、n型半導体レーザと同様の製造方法によって
製造する。ただし、n型半導体レーザとはその導電型が
反対であり、p型InP基板201上に、p型InPク
ラッド層202、Ga0.47In0.53As量子井戸層、G
a0.22In0.78As0.48P0.52SCH層、Ga0.22In
0.78As0.48P0.52バリア層からなる活性層203、p
型InPクラッド層204、n+ 型Ga0.47In0.53A
sコンタクト層205を順次結晶成長し、さらにn型コ
ンタクト層205の電流注入領域となる部分を形成し、
かつその表面に誘電体層206を形成し、電流注入領域
210となる部分の上の誘電体層206をエッチング除
去してn側電極207を形成する。基板201の裏面を
研磨して厚さを100μm程度にした後、p側電極20
8を形成し、チップに切り出す。光出射領域209の幅
は100μmとした。
図であり、n型半導体レーザと同様の製造方法によって
製造する。ただし、n型半導体レーザとはその導電型が
反対であり、p型InP基板201上に、p型InPク
ラッド層202、Ga0.47In0.53As量子井戸層、G
a0.22In0.78As0.48P0.52SCH層、Ga0.22In
0.78As0.48P0.52バリア層からなる活性層203、p
型InPクラッド層204、n+ 型Ga0.47In0.53A
sコンタクト層205を順次結晶成長し、さらにn型コ
ンタクト層205の電流注入領域となる部分を形成し、
かつその表面に誘電体層206を形成し、電流注入領域
210となる部分の上の誘電体層206をエッチング除
去してn側電極207を形成する。基板201の裏面を
研磨して厚さを100μm程度にした後、p側電極20
8を形成し、チップに切り出す。光出射領域209の幅
は100μmとした。
【0011】このように形成された半導体レーザ装置で
は、図1に示したように、n型半導体レーザ100とp
型半導体レーザ200のそれぞれの接合面側の面が互い
に当接されて一体化されており、しかも各半導体レーザ
においては、電流注入領域110,210と活性層10
3,203の間隔は1.7μmであることから、両半導
体レーザのそれぞれの光出射領域109,209の間隔
は3.4μmとなる。そして、この構成の半導体レーザ
装置に対しては、p型半導体レーザ200のp側電極2
08を正電極とし、n型半導体レーザ100のn側電極
108を負電極とし、これら電極間に幅20ns、繰り
返し10kHzのパルス電流を印加することにより、ピ
ーク出力20Wのレーザ光出力を得ることができる。こ
のとき、焦点距離50mmのレンズの焦点に光出射領域
109,209の中心を配置して、出射光を集光するこ
とにより、垂直の方向拡がり角度が68μradのビー
ムが得られた。したがって、この半導体レーザ装置を用
いた光学機器のレンズに短焦点のものを使用することが
可能となり、光学機器の小型化を実現する上でも有利と
なる。
は、図1に示したように、n型半導体レーザ100とp
型半導体レーザ200のそれぞれの接合面側の面が互い
に当接されて一体化されており、しかも各半導体レーザ
においては、電流注入領域110,210と活性層10
3,203の間隔は1.7μmであることから、両半導
体レーザのそれぞれの光出射領域109,209の間隔
は3.4μmとなる。そして、この構成の半導体レーザ
装置に対しては、p型半導体レーザ200のp側電極2
08を正電極とし、n型半導体レーザ100のn側電極
108を負電極とし、これら電極間に幅20ns、繰り
返し10kHzのパルス電流を印加することにより、ピ
ーク出力20Wのレーザ光出力を得ることができる。こ
のとき、焦点距離50mmのレンズの焦点に光出射領域
109,209の中心を配置して、出射光を集光するこ
とにより、垂直の方向拡がり角度が68μradのビー
ムが得られた。したがって、この半導体レーザ装置を用
いた光学機器のレンズに短焦点のものを使用することが
可能となり、光学機器の小型化を実現する上でも有利と
なる。
【0012】(実施形態2)図5は本発明の第2の実施
形態の半導体レーザ装置の概略斜視図である。n型半導
体レーザ100上に別のn型半導体レーザ100Aを、
互いの接合面側の電極、すなわちp側電極107が当接
されるように対向させて両者を接着もしくは融着する。
融着にはAuSn半田を用い、各光出射領域109が同
一面内にあるようにそれぞれの端面を揃えている。ま
た、上側のn型半導体レーザ100Aの素子の幅を50
0μmとし、下側のn型半導体レーザ100の素子幅を
900μmとし、下側のn型半導体レーザ100のp側
電極107の両側一部107aが露呈されるように構成
する。なお、各半導体レーザ100,100Aのそれぞ
れの光出射領域109の幅は100μmであり、これら
の領域の間隔は第1の実施形態と同様に3.4μmとす
る。
形態の半導体レーザ装置の概略斜視図である。n型半導
体レーザ100上に別のn型半導体レーザ100Aを、
互いの接合面側の電極、すなわちp側電極107が当接
されるように対向させて両者を接着もしくは融着する。
融着にはAuSn半田を用い、各光出射領域109が同
一面内にあるようにそれぞれの端面を揃えている。ま
た、上側のn型半導体レーザ100Aの素子の幅を50
0μmとし、下側のn型半導体レーザ100の素子幅を
900μmとし、下側のn型半導体レーザ100のp側
電極107の両側一部107aが露呈されるように構成
する。なお、各半導体レーザ100,100Aのそれぞ
れの光出射領域109の幅は100μmであり、これら
の領域の間隔は第1の実施形態と同様に3.4μmとす
る。
【0013】この半導体レーザ装置によれば、各n型半
導体レーザ100,100Aの接合面である、p側電極
107を正電極とし、各n型半導体レーザ100,10
0Aのn側電極108を互いに導通させて負電極とす
る。そして、両電極間に幅20ns、繰り返し10kH
zのパルス電流を印加することにより、ピーク出力20
Wのレーザ光出力が得られた。また、焦点距離50mm
のレンズの焦点に各光出射領域109の中心を配置し
て、出射光を集光することにより、垂直方向の拡がり角
度が68μradのビームが得られた。また、この場合
においても、短焦点のレンズが使用できることは言うま
でもない。
導体レーザ100,100Aの接合面である、p側電極
107を正電極とし、各n型半導体レーザ100,10
0Aのn側電極108を互いに導通させて負電極とす
る。そして、両電極間に幅20ns、繰り返し10kH
zのパルス電流を印加することにより、ピーク出力20
Wのレーザ光出力が得られた。また、焦点距離50mm
のレンズの焦点に各光出射領域109の中心を配置し
て、出射光を集光することにより、垂直方向の拡がり角
度が68μradのビームが得られた。また、この場合
においても、短焦点のレンズが使用できることは言うま
でもない。
【0014】(実施形態3)図6は本発明の第3の実施
形態の半導体レーザ装置の概略斜視図である。n型半導
体レーザ100の接合面側の電極であるp側電極107
上に、その一部を除いて絶縁膜となる誘電体膜10と金
属膜11を形成する。この誘電体膜10と金属膜11を
除去した領域は、前記p側電極107のワイヤ結合領域
107aとなる。なお、誘電体膜10の膜厚を0.1μ
mとし、ワイヤ結合領域107aは幅が150μmの帯
状に形成した。前記n型半導体レーザ100上に、別の
n型半導体レーザ100Aの接合面側、すなわちp側電
極107を金属膜11に当接させた状態で接着もしくは
融着する。融着にはAuSn半田を用い、各光出射領域
107が互いに同一面内にあるようにそれぞれの端面を
揃えている。なお、各半導体レーザの光出射領域109
の幅は100μmであり、上側のn型半導体レーザ10
0Aの素子の幅を500μmとし、下側のn型半導体レ
ーザ100の素子幅を1000μmとした。そして、上
側のn型半導体レーザ100Aのn側電極108と下側
のn型半導体レーザ100のp側電極107のワイヤ結
合領域107aにおいて金ワイヤ12により接続する。
なお、各半導体レーザの光出射領域109の間隔は3.
5μmである。
形態の半導体レーザ装置の概略斜視図である。n型半導
体レーザ100の接合面側の電極であるp側電極107
上に、その一部を除いて絶縁膜となる誘電体膜10と金
属膜11を形成する。この誘電体膜10と金属膜11を
除去した領域は、前記p側電極107のワイヤ結合領域
107aとなる。なお、誘電体膜10の膜厚を0.1μ
mとし、ワイヤ結合領域107aは幅が150μmの帯
状に形成した。前記n型半導体レーザ100上に、別の
n型半導体レーザ100Aの接合面側、すなわちp側電
極107を金属膜11に当接させた状態で接着もしくは
融着する。融着にはAuSn半田を用い、各光出射領域
107が互いに同一面内にあるようにそれぞれの端面を
揃えている。なお、各半導体レーザの光出射領域109
の幅は100μmであり、上側のn型半導体レーザ10
0Aの素子の幅を500μmとし、下側のn型半導体レ
ーザ100の素子幅を1000μmとした。そして、上
側のn型半導体レーザ100Aのn側電極108と下側
のn型半導体レーザ100のp側電極107のワイヤ結
合領域107aにおいて金ワイヤ12により接続する。
なお、各半導体レーザの光出射領域109の間隔は3.
5μmである。
【0015】この半導体レーザ装置によれば、下側のn
型半導体レーザ100の接合面側に誘電体膜10を介し
て設けた金属膜11を正電極とし、下側のn型半導体レ
ーザ100の基板側のn側電極108を負電極とし、こ
れらの電極間に幅20ns、繰り返し10kHzのパル
ス電流を印加することにより、ピーク出力20Wのレー
ザ光出力が得られた。また、焦点距離50mmのレンズ
の焦点に光出射領域109の中心を配置して、出射光を
集光することにより、垂直方向の拡がり角度が70μr
adのレーザビームが得られた。この場合においても、
短焦点のレンズが使用できることは言うまでもない。
型半導体レーザ100の接合面側に誘電体膜10を介し
て設けた金属膜11を正電極とし、下側のn型半導体レ
ーザ100の基板側のn側電極108を負電極とし、こ
れらの電極間に幅20ns、繰り返し10kHzのパル
ス電流を印加することにより、ピーク出力20Wのレー
ザ光出力が得られた。また、焦点距離50mmのレンズ
の焦点に光出射領域109の中心を配置して、出射光を
集光することにより、垂直方向の拡がり角度が70μr
adのレーザビームが得られた。この場合においても、
短焦点のレンズが使用できることは言うまでもない。
【0016】(実施形態4)図7は本発明の第4の実施
形態の半導体レーザ装置を示しており、同図(a)はそ
の組立方法を説明するための図、同図(b)はその平面
図である。ここでは、前記した第2実施形態の半導体レ
ーザ装置に適用した例を示しており、上側のn型半導体
レーザ100Aの基板側のn側電極108に2本の平行
な部分線からなるマーク14を形成する。このマーク1
4は、例えばn側電極108の一部をエッチングするこ
とで形成する。また、このマーク14は、自己の半導体
レーザの発光領域となる電流注入領域110の両側縁を
裏面に射影した位置に一致するように形成する。なお、
ここでは、マーク14の線幅は10μmで、その平行な
間隔は光出射領域109の幅寸法である100μmと
し、線長は電流注入領域110の長さの600μmより
も両端において50μm短い500μmとした。
形態の半導体レーザ装置を示しており、同図(a)はそ
の組立方法を説明するための図、同図(b)はその平面
図である。ここでは、前記した第2実施形態の半導体レ
ーザ装置に適用した例を示しており、上側のn型半導体
レーザ100Aの基板側のn側電極108に2本の平行
な部分線からなるマーク14を形成する。このマーク1
4は、例えばn側電極108の一部をエッチングするこ
とで形成する。また、このマーク14は、自己の半導体
レーザの発光領域となる電流注入領域110の両側縁を
裏面に射影した位置に一致するように形成する。なお、
ここでは、マーク14の線幅は10μmで、その平行な
間隔は光出射領域109の幅寸法である100μmと
し、線長は電流注入領域110の長さの600μmより
も両端において50μm短い500μmとした。
【0017】このように形成された上側のn型半導体レ
ーザ100Aを下側のn型半導体レーザ100に対して
互いの接合面側が対向するように配置する際には、前記
したマーク14を利用してマスクアライナによりアライ
メントする。このアライメントでは、マーク14が下側
のn型半導体レーザ100の電流注入領域110の両側
縁に一致するように行なう。そして、このアライメント
により位置決めを行った上で、第2の実施形態と同様に
各n型半導体レーザ100,100Aのp側電極107
を互いに接着あるいは融着し、半導体レーザ装置を構成
する。
ーザ100Aを下側のn型半導体レーザ100に対して
互いの接合面側が対向するように配置する際には、前記
したマーク14を利用してマスクアライナによりアライ
メントする。このアライメントでは、マーク14が下側
のn型半導体レーザ100の電流注入領域110の両側
縁に一致するように行なう。そして、このアライメント
により位置決めを行った上で、第2の実施形態と同様に
各n型半導体レーザ100,100Aのp側電極107
を互いに接着あるいは融着し、半導体レーザ装置を構成
する。
【0018】したがって、この実施形態の半導体レーザ
装置では、上下の各n型半導体レーザ100,100A
の光出射領域109は、その幅方向に極めて高精度に一
致されるため、両半導体レーザの光出射領域が幅方向に
ずれることによる光出射領域109の実質的な幅が拡大
されることが抑制できる。この実施形態の場合には、位
置ずれの精度を±5μm以内に抑制でき、したがって半
導体レーザ装置全体としての光出射領域の幅を105μ
m以内に限定することが可能となる。この結果、焦点距
離50mmのレンズの焦点に両光出射領域109の中心
を配置して出射光を集光することにより、第2の実施形
態と同様に垂直方向の拡がり角度が小さくされるのと同
時に、水平方向の拡がり角度が2.0〜2.1mrad
のレーザビームを得ることが可能となった。この場合で
も、短焦点のレンズを使用できることは言うまでもな
い。
装置では、上下の各n型半導体レーザ100,100A
の光出射領域109は、その幅方向に極めて高精度に一
致されるため、両半導体レーザの光出射領域が幅方向に
ずれることによる光出射領域109の実質的な幅が拡大
されることが抑制できる。この実施形態の場合には、位
置ずれの精度を±5μm以内に抑制でき、したがって半
導体レーザ装置全体としての光出射領域の幅を105μ
m以内に限定することが可能となる。この結果、焦点距
離50mmのレンズの焦点に両光出射領域109の中心
を配置して出射光を集光することにより、第2の実施形
態と同様に垂直方向の拡がり角度が小さくされるのと同
時に、水平方向の拡がり角度が2.0〜2.1mrad
のレーザビームを得ることが可能となった。この場合で
も、短焦点のレンズを使用できることは言うまでもな
い。
【0019】ここで、前記各実施形態では、InPを基
板とする波長1.5μm付近のレーザ素子の例を示して
いるが、本発明はこの半導体レーザに限られるものでは
なく、GaAs系、InGaAlAs系等の種々の材料
の半導体レーザに適用できることは言うまでもない。
板とする波長1.5μm付近のレーザ素子の例を示して
いるが、本発明はこの半導体レーザに限られるものでは
なく、GaAs系、InGaAlAs系等の種々の材料
の半導体レーザに適用できることは言うまでもない。
【0020】
【発明の効果】以上、各実施形態を用いて本発明を説明
したが、同一の極性の基板に形成した半導体レーザを直
列接合にて同時に駆動する構成を採用する場合には、第
3の実施形態の構成が必要であり、そこで本発明は第3
の実施形態を採用し、基板の一方の面に半導体層を接合
し、この半導体層に光出射領域を形成した第1及び第2
の2個の半導体レーザを有し、前記2個の半導体レーザ
はそれぞれ同一極性の基板に形成されるとともに、各半
導体レーザの基板の一方の面側に設けた電極を互いに絶
縁膜を介して対向させた状態で一体化し、前記第1の半
導体レーザの基板の一方の面側の電極と、前記第2の半
導体レーザの基板の他方の面側の電極とを金属ワイヤで
導通し、前記第1の半導体レーザの基板の他方の面側の
電極と前記第2の半導体レーザの基板の一方の面側の電
極との間に電力を印加して前記第1及び第2の半導体レ
ーザを直列接合にて同時に駆動する構成としているの
で、両半導体レーザのレーザ光を一体化させて高出力化
が実現できるとともに、両半導体レーザの光出射領域の
間隔を微小とし、垂直方向のレーザ光の拡がり角度を抑
制し、平行でかつ高出力のレーザビームを得ることがで
きる。
したが、同一の極性の基板に形成した半導体レーザを直
列接合にて同時に駆動する構成を採用する場合には、第
3の実施形態の構成が必要であり、そこで本発明は第3
の実施形態を採用し、基板の一方の面に半導体層を接合
し、この半導体層に光出射領域を形成した第1及び第2
の2個の半導体レーザを有し、前記2個の半導体レーザ
はそれぞれ同一極性の基板に形成されるとともに、各半
導体レーザの基板の一方の面側に設けた電極を互いに絶
縁膜を介して対向させた状態で一体化し、前記第1の半
導体レーザの基板の一方の面側の電極と、前記第2の半
導体レーザの基板の他方の面側の電極とを金属ワイヤで
導通し、前記第1の半導体レーザの基板の他方の面側の
電極と前記第2の半導体レーザの基板の一方の面側の電
極との間に電力を印加して前記第1及び第2の半導体レ
ーザを直列接合にて同時に駆動する構成としているの
で、両半導体レーザのレーザ光を一体化させて高出力化
が実現できるとともに、両半導体レーザの光出射領域の
間隔を微小とし、垂直方向のレーザ光の拡がり角度を抑
制し、平行でかつ高出力のレーザビームを得ることがで
きる。
【図1】本発明の第1実施形態の概略斜視図である。
【図2】第1の実施形態の下側の半導体レーザの斜視図
である。
である。
【図3】第1の実施形態の上側の半導体レーザの斜視図
である。
である。
【図4】半導体レーザにおけるエネルギーバンド構造を
示す図である。
示す図である。
【図5】本発明の第2実施形態の概略斜視図である。
【図6】本発明の第3実施形態の概略斜視図である。
【図7】本発明の第4実施形態の概略斜視図である。
【図8】従来の半導体レーザ装置の一例を示す概略斜視
図である。
図である。
100,100A n形半導体レーザ 200 p型半導体レーザ 101,201 基板 102,202 クラッド層 103,203 活性層 104,204 クラッド層 105,205 コンタクト層 106,206 誘電体層 107,207 接合面側の電極(p側電極,n側電
極) 108,208 基板側の電極(n側電極,p側電極) 109,209 光出射領域 110,210 電流注入領域
極) 108,208 基板側の電極(n側電極,p側電極) 109,209 光出射領域 110,210 電流注入領域
Claims (1)
- 【請求項1】 基板の一方の面に半導体層を接合し、こ
の半導体層に光出射領域を形成した同一発振波長の第1
及び第2の2個の半導体レーザを有し、前記2個の半導
体レーザはそれぞれ同一極性の基板に形成されるととも
に、各半導体レーザの基板の一方の面側に設けた電極を
互いに絶縁膜を介して対向させた状態で一体化し、前記
第1の半導体レーザの基板の一方の面側の電極と、前記
第2の半導体レーザの基板の他方の面側の電極とを金属
ワイヤで導通し、前記第1の半導体レーザの基板の他方
の面側の電極と前記第2の半導体レーザの基板の一方の
面側の電極との間に電力を印加して前記第1及び第2の
半導体レーザを直列接合にて同時に駆動する構成とした
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 |
---|---|---|---|
JP08210878A JP3093646B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08210878A JP3093646B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1056230A JPH1056230A (ja) | 1998-02-24 |
JP3093646B2 true JP3093646B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=16596598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08210878A Expired - Fee Related JP3093646B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3093646B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6136623A (en) * | 1998-05-06 | 2000-10-24 | Xerox Corporation | Multiple wavelength laser arrays by flip-chip bonding |
JP2006128602A (ja) * | 2004-03-30 | 2006-05-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
US7512167B2 (en) | 2004-09-24 | 2009-03-31 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Integrated semiconductor laser device and method of fabricating the same |
JP2006278578A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 集積型半導体レーザ素子およびその製造方法 |
JP4556591B2 (ja) * | 2004-09-27 | 2010-10-06 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体レーザ装置 |
JP4755199B2 (ja) * | 2005-12-20 | 2011-08-24 | パイオニア株式会社 | 多波長集積半導体レーザ装置の製造方法 |
JP2007273897A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Pioneer Electronic Corp | 多波長半導体レーザ装置及びその製造方法 |
-
1996
- 1996-08-09 JP JP08210878A patent/JP3093646B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1056230A (ja) | 1998-02-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |