JPH01318271A - 高出力半導体レーザ - Google Patents

高出力半導体レーザ

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JPH01318271A
JPH01318271A JP15085988A JP15085988A JPH01318271A JP H01318271 A JPH01318271 A JP H01318271A JP 15085988 A JP15085988 A JP 15085988A JP 15085988 A JP15085988 A JP 15085988A JP H01318271 A JPH01318271 A JP H01318271A
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JP
Japan
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semiconductor laser
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JP15085988A
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Inventor
Nobuhiko Hayashi
伸彦 林
Tadao Toda
忠夫 戸田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信、光情報処理等に利用される高出力半
導体レーザに関するものである。
〔従来の技術〕
光通信、光情報処理等の分野では高出力な半導体レーザ
の開発が望まれており、このような高出力な半導体レー
ザとしてはNAM−LOG(Non Absorbin
gMirror−Large 0ptical Cav
ity)レーザが知られている。第9図は従来のNAM
−LOCレーザの構造を示す共振器方向の断面図である
第9図において31は基板を示し、基板31上にはn−
クラッド層32.光ガイド層33がこの順に積層形成さ
れている。また光ガイド層33上には、活性層34、p
−クラッド層35及びp−キャップ層36が、メサ形状
をなしてこの順に積層形成されている。また活性層34
.p−クラッド層35及びp−キャンプ層36の積層体
が形成されていない光ガイド層33上には、n−7’ロ
ック層37が形成されている。
このような構成をなすNAM−LOCレーザにおいては
、励起領域にて発生したレーザ光は光ガイド層にしみだ
す、レーザ光は光ガイド層中に導波されて端面から出射
する、窓領域の材料のバンドギャップはレーザ光のエネ
ルギよりも大きいので通常のレーザでは顕著である端面
での光吸収が起こりにくい、窓領域では電流の注入をし
ないので端面での発熱が抑えられる等の特徴がある。従
って、NAM−LOCレーザでは端面での光吸収1発熱
が抑制されるので、端面破壊(COD )による光出力
の限界を高めることができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところがNAM−LOCレーデでは、励起領域において
活性層に隣接して光ガイド層が存在するので、活性層へ
の光の閉し込めが悪(なり、闇値電流密度が大きくなる
という難点がある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、光の
閉じ込め係数を保つべく光ガイド層の屈折率及び膜厚を
設定し、しかも光出射端面付近では活性層までエツチン
グ除去してクラット層として作用する材料にて覆うこと
により、発振するための闇値電流を小さくでき、しかも
その製造工程は簡単である高出力半導体レーザを提供す
ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る高出力半導体レーザは、GaAs基板上に
第1クラッド層、光ガイド層、第2クラッド層、活性層
、第3クラッド層をこの順に積層した構造を有する高出
力半導体レーザにおいて、光ガイド層を含まない構造の
半導体レーザと同程度の光の閉じ込め係数を有するよう
に、前記光ガイド層の屈折率及び膜厚を設定し、レーザ
光の出射端面近傍では前記活性層、第3クラッド層に代
えて、レーザ光に対してクラッド層として作用する材料
を前記第2クラッド層上に積層してあることを特徴とす
る。
〔作用〕
本発明の高出力半導体レーザにあっては、活性層により
発生したレーザ光が、励起領域では活性層に、窓領域で
は光ガイド層に導波され、端面より外部に出射される。
この際本発明の高出力半導体レーザでは、光ガイド層の
屈折率及び膜厚を調整することにより、励起領域での光
の閉じ込め係数を通常のDIlレーザと路間等に保つの
で、電流非注入である窓領域を励起領域に対してできる
だけ小さくすることにより、通常の旧lレーザと同程度
の闇値電流にてレーデ発振が可能である。
また、窓領域にはレーザ光に対してクラッド層として作
用する材料が被着されているので、端面破壊に伴う素子
の破壊が防止される。
〔実施例〕
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明す
る。
第1図は本発明に係る高出力半導体レーザの励起領域の
構造を示す<01 N方向の断面図、第2図は同じく窓
領域の構造を示す<011>方向の断面図である。なお
、各数値は発振波長を830r+mと設定した際のもの
である。
図においてlはn−GaAsJJ板(Stドープ、n=
2×1018CI11−3)を示し、該n−GaA4板
1上には、第1クラッド層2.光ガイド層3及び第2ク
ラット層4がこの順に積層形成されている。なお各層の
組成及び膜厚は以下の如くである。
第1クラッド層2: n−Gaa、 5sAIo、 4zAsクラッド層 2
.Oum(Seドープt  n = I XIO”Cl
11−’)光ガイド層3: n−にa6.5oAlo、 ZOAS光ガイ光層41層
04μm(Seドープ+  n = 1 ×1QIIl
c「3)第2クラッド層4: n−Gao、 5sAIo、 42Asクラッド層  
0.Lcrm(Scドープ、  n = l xlQl
llcffi−3)なお、励起領域において光ガイド層
がない場合と同程度の光の閉じ込め係数を有するように
、前記光ガイド層3の屈折率(Gaと八1との含有比)
と膜厚とを設定している。また、励起領域においては第
2クラッド層4上には活性層5が積層され、該活性層5
上にはメサ形杖(幅W=4〜5μm)をなして、第3ク
ラッド層6及びキャップ層7がこの順に積層形成されて
いる。なお、各層の組成及び膜厚は以下の如くである。
活性層5: Ga6.94AI0.06AS活性層    0.08
μm(ノンドープ) 第3クランド層6: p4ao、 5sAlo、 4zAsクラッド層 1.
2μm(Znドープ、  p = l xlQ”am−
3)キャンプ層7: p−GaAsキ’raツブNO,8μm(Znドープ、
1) = 4 XIO”cm−”)−万態領域において
は、第2クラッド層4上にはメサ形状(幅W=4〜5μ
m)をなして、第4クラッド層8.ブロックJ!19及
び酸化防止jilOがこの順に積層形成されている。な
お、各層の組成及び膜厚は以下の如くである。
第4クラッドN8: p−Ga@、5sAlo+ 、Asクラッドji   
O,2μm(Znドープ+  p−I XIO”am−
’)ブロック層9: n7Gao、 5sA1o、 atAsブロック層  
1.6μm(Seドープ+  n = I XIO”(
J−’)酸化防止層lO: n−GaAs酸化防止層      0.2μm(Zn
ドープ、  n = ’l XIO”am−’)励起領
域では、キャップ層7の上面を除くメサ表面に厚さ60
00人程度のsto!7111が形成され、またキャッ
プ層7の上面を含んでSiO□層11層表1にはp−電
極12が被着され、更にn−GaAs基板1の下面には
n−電極13が被着されている。−万態領域では、酸化
防止層10の上面を除くメサ表面に厚さ6000人程度
の510g1illが形成され、また酸化防止層lOの
上面を含んでSin、層11の表面にはp−電極12が
被着され、更にn−GaAs基板l基板面にはn−電極
13が被着されている。
なお第1.2図に示す厚さtは0.1〜0.3μmとす
ることが望ましい。また共振器長は闇値電流密度1熱抵
抗を小さくするために、通常(250μm)より長くす
ることが望ましい。
第3図はこのような構成を有する本発明の半導体レーザ
の励起領域における活性層と垂直な方向に対する光強度
分布(理論値)を示すグラフであり、図中同番号は第1
.2図に示すものと同一の層を示す、なお対照のために
通常のDH半導体レーザにおける活性層と垂直な方向に
対する光強度分布(理論値)を示すグラフを第4図に示
す。なお第4図において41.43は夫々クラッド層、
42は活性層を示し、何れの半導体レーザにおいてもそ
の発振波長は830nmである。第3.4図から理解さ
れる如く、本発明の半導体レーザの励起領域では、光ガ
イド層を設けない場合と同様の光強度分布を有している
次にこのような構造を有する高出力半導体レーザの製造
方法について、その工程を示す<OIN方向の断面図で
ある第5図〜第7図に基づいて説明する。
まずn−GaAs (100)基板1上に、前述したよ
うな第1クラッド層2.光ガイド層3.第2クラッド層
4.活性層5.第3クラッド層6及びキャップ層7を、
この順にエピタキシャル成長させる(第5図)。
次に、各層を成長させた基板の<OIN方向に幅40μ
mの溝をエツチングにより形成する。この際エツチング
は、活性層5が除去された時点にて停止する。なおキャ
ップ層7及び第3クラッド層6のエツチングでは、Ga
As、 GaAlAsをエツチングできる任意のエッチ
ャントにて行えばよい、その後HF:1lzO= 1 
:lOを用いて第3クラッド層6を完全に除去し、次い
でN11.OH+11!0(1)H=8.0)を用いて
活性層5を除去する(第6図)。
次に、このようにした基板上に前述したような第4クラ
ッド層8.ブロック層9及び酸化防止層IOをこの順に
エピタキシャル成長させる。次いで励起領域のキャップ
層7をエツチングにより露出させる(第7図)。
次に<011>方向にW=4〜5μmのりッジ状ストラ
イプを形成した後、5iOzJillを形成し、エツチ
ングによりリッジ上部のキャップ層7.酸化防止層10
を露出し、p−電極12.n−電極13を形成する(第
1.2図)、なおチップ化に際しては、<OIN方向に
はA印の箇所にてへき関して端面を形成する。
本実施例では発振波長が83on−である例について説
明したが、活性層のAIMi成率を変化させることによ
り、発振波長を780〜B70nmに設定することもで
きる。
また光ガイド層がない場合と同程度の光の閉じ込め係数
を有するために、nり述の実施例とは異なり、例えば光
ガイド層をGao、t^1.、、、As光ガイド層(膜
厚0.1μm)とすることにより、つまり前述の実施例
に比して屈折率を小さくして、膜厚を大きくすることと
しても同様の効果を得ることができる。
なお第2クラッド層の膜厚を大きくしていく場合には、
励起領域において光がしみ出しにくくなり、また励起領
域と窓領域との間の放射損失が増加するので、第2クラ
ッド層の膜厚は0.3μm以下とすることが望ましい。
更に、前述の実施例では窓領域の3層(活性層5、第3
クラッド層6及びキャンプ層7)を除去した後、別の3
層(第4クラッド層8.ブロック層9及び酸化防止層1
0)にて覆うこととしているが、高抵抗のGaAlAs
または絶縁層にて覆うこととしてもよい。但し、例えば
5in2等、GaAlAsとの屈折率差が大きい材料を
使用する場合には、窓領域において導波モードがすべて
カットオフされるので、GaAlAsに屈折率ができる
だけ近い材料を用いる必要がある。そして前述の実施例
においては、屈折率が3.33〜3.35の範囲内であ
る材料を用いる。
また前述の実施例では、θ、 =11−15°、θ−7
〜11’ となり、出射ビームは円錐形に極めて近くな
り、レンズとの結合効率が良い。
〔発明の効果〕
第8図は前述の実施例の半導体レーザ(共振器長600
μm)の電流−光出力特性を示すグラフであり、横軸は
電流(mA )を、縦軸は光出力(mW)を夫々示す。
前述の実施例と同程度の膜厚を有する活性層を備えたD
H半導体レーザ(端面に15%−70%の反射率の誘電
体膜を形成したもの)にあっては100mW程度にて端
面破壊は生じるが、前述の実施例(端面に15%−70
%の反射率の誘電体膜を形成したもの)では端面破壊は
起こらず、170mWまで光出力を得ることができた。
以上詳述した如く本発明では、光ガイド層の屈折率及び
膜厚を調節して活性層への光の閉じ込めの悪化を抑制し
ているので、発振のための閾値電流を小さくでき、高出
力なレーザ光を発振することができる。
また、その製造工程は簡単である等、本発明は優れた効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の高出力半導体レーザの励起領域におけ
る構造を示す<011>方向の断面図、第2図は同じく
窓領域における構造を示す<011>方向の断面図、第
3図は本発明の高出力半導体レーザの励起領域における
活性層と垂直な方向に対する光強度分布を示すグラフ、
第4図は通常のDH半導体レーザにおける活性層と垂直
な方向に対する光強度分布を示すグラフ、第5図〜第7
図は本発明の高出力半導体レーザの製造工程を示すく0
11)方向の断面図、第8図は本発明の高出力半導体レ
ーザの電流−光出力特性を示すグラフ、第9図は従来の
NAM−LOG半導体レーザの構造を示す共振器方向の
断面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、GaAs基板上に第1クラッド層、光ガイド層、第
    2クラッド層、活性層、第3クラッド層をこの順に積層
    した構造を有する高出力半導体レーザにおいて、 光ガイド層を含まない構造の半導体レーザと同程度の光
    の閉じ込め係数を有するように、前記光ガイド層の屈折
    率及び膜厚を設定し、レーザ光の出射端面近傍では前記
    活性層、第3クラッド層に代えて、レーザ光に対してク
    ラッド層として作用する材料を前記第2クラッド層上に
    積層してあることを特徴とする高出力半導体レーザ。
JP15085988A 1988-06-17 1988-06-17 高出力半導体レーザ Pending JPH01318271A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007227745A (ja) * 2006-02-24 2007-09-06 Sharp Corp 半導体レーザ素子とその製造方法、および光無線通信用送信装置、光ディスク装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5562792A (en) * 1978-10-11 1980-05-12 Nec Corp Injection type semiconductor laser element
JPS6334992A (ja) * 1986-07-29 1988-02-15 Nec Corp 半導体レ−ザ装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5562792A (en) * 1978-10-11 1980-05-12 Nec Corp Injection type semiconductor laser element
JPS6334992A (ja) * 1986-07-29 1988-02-15 Nec Corp 半導体レ−ザ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007227745A (ja) * 2006-02-24 2007-09-06 Sharp Corp 半導体レーザ素子とその製造方法、および光無線通信用送信装置、光ディスク装置

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