JPH01243489A - 高出力半導体レーザ素子 - Google Patents
高出力半導体レーザ素子Info
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- JPH01243489A JPH01243489A JP6937688A JP6937688A JPH01243489A JP H01243489 A JPH01243489 A JP H01243489A JP 6937688 A JP6937688 A JP 6937688A JP 6937688 A JP6937688 A JP 6937688A JP H01243489 A JPH01243489 A JP H01243489A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
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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〕
本発明は高出力まで横基本モードで安定に発振する半導
体レーザ素子に関する。
体レーザ素子に関する。
従来の半導体レーザ装置は、例えばオプトエレクトロニ
クス−デバイス アンド テクノロジー。
クス−デバイス アンド テクノロジー。
第１巻、１号、５７頁から６５頁（Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ−Ｄｅｖｉｃａｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｉｅｓ、ｖｏｌ、１．Ｎａｌ ｐｐ５７−
６５． （１９８６））に記載されている。
ｒｏｎｉｃｓ−Ｄｅｖｉｃａｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｉｅｓ、ｖｏｌ、１．Ｎａｌ ｐｐ５７−
６５． （１９８６））に記載されている。
上記従来技術は、高出力で動作させる場合の横モードの
安定性や、端面劣化に関しての配慮がなされておらず、
より高い光出力で動作させる場合には問題があった。
安定性や、端面劣化に関しての配慮がなされておらず、
より高い光出力で動作させる場合には問題があった。
本発明の目的は、高出力でも横基本モードで安定に動作
する半導体レーザ素子の構造を提供することにある。
する半導体レーザ素子の構造を提供することにある。
上記目的は、作りつけの光導波路を有する半導体レーザ
において、少なくとも一方の端面近傍、および、中央付
近の複数個所において、前記半導波路の幅を部分的に狭
くシ、他の領域はほぼ一様な幅とすることにより達成さ
れる。
において、少なくとも一方の端面近傍、および、中央付
近の複数個所において、前記半導波路の幅を部分的に狭
くシ、他の領域はほぼ一様な幅とすることにより達成さ
れる。
本発明の構造の半導体レーザ素子においては、レーザ光
の活性層に対して平行方向の分布は、実動的な導波路幅
に応じて広がるが、少なくとも端面近傍と、中央付近に
設けた。狭い導波路幅の部分によって、共振器の軸が中
央付近に固定される。
の活性層に対して平行方向の分布は、実動的な導波路幅
に応じて広がるが、少なくとも端面近傍と、中央付近に
設けた。狭い導波路幅の部分によって、共振器の軸が中
央付近に固定される。
また、中央付近の電磁界強度が低く１両側部にピークを
持つような横１次モードや、両側部にも相当の強度分布
を持つような高次の横モードに対しては、上記の狭い導
波路部がより強い損失を与えるため、横高次モードの発
振しきい利得が上昇する。従って、実効的なストライプ
幅を拡げて光スポツトサイズを大きくしても、横基本モ
ードで安定な発振が得られる。スポットサイズを大きく
することは、単位断面積当りの光パワー密度が低減され
ることを意味し、これにより、端面劣化の問題を著しく
改善できる。すなりち、高出力でかつ。
持つような横１次モードや、両側部にも相当の強度分布
を持つような高次の横モードに対しては、上記の狭い導
波路部がより強い損失を与えるため、横高次モードの発
振しきい利得が上昇する。従って、実効的なストライプ
幅を拡げて光スポツトサイズを大きくしても、横基本モ
ードで安定な発振が得られる。スポットサイズを大きく
することは、単位断面積当りの光パワー密度が低減され
ることを意味し、これにより、端面劣化の問題を著しく
改善できる。すなりち、高出力でかつ。
横基本モードで安定に動作する半導体レーザ索子が得ら
れる。
れる。
〔実施例〕
本発明の実施例を第１図、第２図により説明する。第１
図は高出力半導体レーザの共振器軸に直角方向の断面を
示す、１はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板（Ｓｉドープ、 ｎ
〜２ Ｘ １０ ”（！ｌ−”）で、この上に有機金
属気相成長ＣＯＭＶＰＥ）法によって、ｎ型Ｇ ａ ｏ
、ｌｌ５Ａ Ｑ ｏ、ａｓＡ ｔｘクラッド層２（Ｓｅ
ドープ。
図は高出力半導体レーザの共振器軸に直角方向の断面を
示す、１はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板（Ｓｉドープ、 ｎ
〜２ Ｘ １０ ”（！ｌ−”）で、この上に有機金
属気相成長ＣＯＭＶＰＥ）法によって、ｎ型Ｇ ａ ｏ
、ｌｌ５Ａ Ｑ ｏ、ａｓＡ ｔｘクラッド層２（Ｓｅ
ドープ。
ｎ 〜６ Ｘ Ｉ Ｑ ”ａｍ−’、厚さ約２μｍ）、
アンドープＧ ａ ｏ、ａｅＡ Ｑ ｏ、ｚａＡ ｓ活
性層３（厚さ約０．０５μｍ）、ｐ型Ｇ ａ ｏ、ｓａ
Ａ Ｑ ０．４５Ａ ８クラッド層４（Ｚｎドープ、ｐ
〜５Ｘ１０１）ｄｌ−”、厚さ約１．０μｍＬｐ型Ｇ
ａ ｏ、ｉＡ Ｑ ｏ、ｚＡ ｓ 界面積５（Ｚｎドー
プ、 ｐ 〜Ｉ Ｘ １０ ”ｃｙａ−”ｖ厚さ約１．
０μｍ）を形成した。
アンドープＧ ａ ｏ、ａｅＡ Ｑ ｏ、ｚａＡ ｓ活
性層３（厚さ約０．０５μｍ）、ｐ型Ｇ ａ ｏ、ｓａ
Ａ Ｑ ０．４５Ａ ８クラッド層４（Ｚｎドープ、ｐ
〜５Ｘ１０１）ｄｌ−”、厚さ約１．０μｍＬｐ型Ｇ
ａ ｏ、ｉＡ Ｑ ｏ、ｚＡ ｓ 界面積５（Ｚｎドー
プ、 ｐ 〜Ｉ Ｘ １０ ”ｃｙａ−”ｖ厚さ約１．
０μｍ）を形成した。
次に表面にＣＶＤ法によって５ｉＯｚを約２０００人形
成した後、ホトリソグラフィ、化学エツチングによって
、共振器軸方向に、光導波用リッジ６を設けた。リッジ
の幅は、約７μｍで、端面近傍と中央付近に幅３．５μ
ｍの幅の狭い部分を設けた。また、リッジの深さは、ｐ
型りラッド層４の残りの厚さが約０．３μｍ となるよ
うにした。次に、ストライプ状５ｉＯｚマスクを用いて
、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ電流挟搾層兼光吸収層７（Ｓｅド
ープ。
成した後、ホトリソグラフィ、化学エツチングによって
、共振器軸方向に、光導波用リッジ６を設けた。リッジ
の幅は、約７μｍで、端面近傍と中央付近に幅３．５μ
ｍの幅の狭い部分を設けた。また、リッジの深さは、ｐ
型りラッド層４の残りの厚さが約０．３μｍ となるよ
うにした。次に、ストライプ状５ｉＯｚマスクを用いて
、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ電流挟搾層兼光吸収層７（Ｓｅド
ープ。
ｎ 〜４ Ｘ １０ ”ｒｙｅ−”、厚さ約０．７μｍ
）をストライプ状リッジの両側に選択的に形成し、さら
に。
）をストライプ状リッジの両側に選択的に形成し、さら
に。
前記５ｉＯｚマスクを除去した後、ｐ−Ｇａｏ、ｓｓＡ
Ｑ ０．４８Ａ ｓ埋込層８ （Ｚｎドープ、ｐ〜２
Ｘ１０”３″″８．厚さ約１μｍ）、ｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層９ （Ｚｎドープ、 ｐ 〜２ Ｘ １０ ”０
１１−ＩＳｙ厚さ約２μｍ）を形成した１次に、ｐ側電
極１０、およびｎ側電極１１を形成し、へき開、スクラ
イビングを行って、半導体レーザチップとし、端面パッ
シベーション処理後、ステム上に組立てた。
Ｑ ０．４８Ａ ｓ埋込層８ （Ｚｎドープ、ｐ〜２
Ｘ１０”３″″８．厚さ約１μｍ）、ｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層９ （Ｚｎドープ、 ｐ 〜２ Ｘ １０ ”０
１１−ＩＳｙ厚さ約２μｍ）を形成した１次に、ｐ側電
極１０、およびｎ側電極１１を形成し、へき開、スクラ
イビングを行って、半導体レーザチップとし、端面パッ
シベーション処理後、ステム上に組立てた。
第２図は本実施例の半導体レーザの導波路構造を示す上
面模式図である。半導体レーザチップ１２に設けたリッ
ジ状導波路６には、端面近傍および中央付近に最狭部幅
約３．５μｍのクビレ１３が形成されている。その他の
部分のリッジ幅は約８μｍである。
面模式図である。半導体レーザチップ１２に設けたリッ
ジ状導波路６には、端面近傍および中央付近に最狭部幅
約３．５μｍのクビレ１３が形成されている。その他の
部分のリッジ幅は約８μｍである。
本実施例の半導体レーザ素子は、波長的７８０ｎｍ、し
きい電流値約６０ｍＡで発振し、５０ｍＷまで安定な横
基本モードが得られた。また、端面破壊光出力は６０ｍ
Ｗ程度まで向上した。
きい電流値約６０ｍＡで発振し、５０ｍＷまで安定な横
基本モードが得られた。また、端面破壊光出力は６０ｍ
Ｗ程度まで向上した。
（発明の効果）
本発明によれば、光導波路内に設けた複数個所の幅の狭
い導波路部によって、発振横モードが中央部分に安定化
され、かつ、横高次モードに対しては、損失が大となる
ために横高次モードが励起されにくくなる。また、平均
的に幅の広い光導波路によって、活性層に水平方向の光
の分布は広くなり、従って単位断面積当りの光強度を低
減させることが可能になる。その結果１本発明によれば
、横基本モードで高光出力まで安定に発振する半導体レ
ーザ素子が得られる。
い導波路部によって、発振横モードが中央部分に安定化
され、かつ、横高次モードに対しては、損失が大となる
ために横高次モードが励起されにくくなる。また、平均
的に幅の広い光導波路によって、活性層に水平方向の光
の分布は広くなり、従って単位断面積当りの光強度を低
減させることが可能になる。その結果１本発明によれば
、横基本モードで高光出力まで安定に発振する半導体レ
ーザ素子が得られる。
なお、本発明はＧ ａ Ａ Ｑ Ａ ｓ系半導体レーザ
に限られず、他の材料、例えばＩｎＧａＡ Ｑ Ｐ系等
にも適用可能で、その技術的効果は大である。
に限られず、他の材料、例えばＩｎＧａＡ Ｑ Ｐ系等
にも適用可能で、その技術的効果は大である。
第１図は本発明の実施例の半導体レーザの共振器軸方向
に直角方向の断面図、第２図は本発明の実施例の半導体
レーザの導波路構造を示す上面模式図である。 １−ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２− ｎ型Ｇａｏ、ａａ
ＡＱｏ、ａｓＡｓクラッド層、３− Ｇ ａ ｏ、ａａ
Ａ Ｑ ０．１４Ａ Ｓ活性層、４−ｐ型Ｇ ａ Ｏ，
ＦｌｌｌＡ Ｑ ０．４６Ａ ｓクラッド層、６・・・
第 ２１２１
に直角方向の断面図、第２図は本発明の実施例の半導体
レーザの導波路構造を示す上面模式図である。 １−ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２− ｎ型Ｇａｏ、ａａ
ＡＱｏ、ａｓＡｓクラッド層、３− Ｇ ａ ｏ、ａａ
Ａ Ｑ ０．１４Ａ Ｓ活性層、４−ｐ型Ｇ ａ Ｏ，
ＦｌｌｌＡ Ｑ ０．４６Ａ ｓクラッド層、６・・・
第 ２１２１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、作りつけの光導波路の幅が、少なくとも一方の端面
近傍の、素子の中央近傍の複数個所で部分的に組められ
ており、他の領域はほぼ一様な光導波路幅を有すること
を特徴とする高出力半導体レーザ素子。 ２、レーザ活性層に対して、基板と反対側に位置する半
導体クラッド層にリツジ状光導波路構造を有する、請求
項第１項記載の高出力半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63069376A JP2765850B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 高出力半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63069376A JP2765850B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 高出力半導体レーザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01243489A true JPH01243489A (ja) | 1989-09-28 |
| JP2765850B2 JP2765850B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=13400781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63069376A Expired - Lifetime JP2765850B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 高出力半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765850B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01260879A (ja) * | 1988-04-12 | 1989-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| KR100757878B1 (ko) * | 2006-01-13 | 2007-09-11 | 삼성전자주식회사 | 모드 크기 변환기를 갖는 레이저 다이오드 |
| JP2021019040A (ja) * | 2019-07-18 | 2021-02-15 | パナソニック株式会社 | 窒化物半導体レーザ素子 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5029283A (ja) * | 1973-07-19 | 1975-03-25 | ||
| JPS58220488A (ja) * | 1982-06-17 | 1983-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS59171187A (ja) * | 1983-03-18 | 1984-09-27 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS60187081A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ |
-
1988
- 1988-03-25 JP JP63069376A patent/JP2765850B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5029283A (ja) * | 1973-07-19 | 1975-03-25 | ||
| JPS58220488A (ja) * | 1982-06-17 | 1983-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS59171187A (ja) * | 1983-03-18 | 1984-09-27 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS60187081A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01260879A (ja) * | 1988-04-12 | 1989-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| KR100757878B1 (ko) * | 2006-01-13 | 2007-09-11 | 삼성전자주식회사 | 모드 크기 변환기를 갖는 레이저 다이오드 |
| JP2021019040A (ja) * | 2019-07-18 | 2021-02-15 | パナソニック株式会社 | 窒化物半導体レーザ素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2765850B2 (ja) | 1998-06-18 |
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Legal Events
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