JPH0311691A - Monolithic high-density array of independently addressable offset semiconductor laser source for double beam or multiple beam polygon mirror ros printer - Google Patents
Monolithic high-density array of independently addressable offset semiconductor laser source for double beam or multiple beam polygon mirror ros printerInfo
- Publication number
- JPH0311691A JPH0311691A JP13013390A JP13013390A JPH0311691A JP H0311691 A JPH0311691 A JP H0311691A JP 13013390 A JP13013390 A JP 13013390A JP 13013390 A JP13013390 A JP 13013390A JP H0311691 A JPH0311691 A JP H0311691A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- array
- regions
- adjacent
- laser elements
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 15
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 15
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 13
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 7
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 3
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000007648 laser printing Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010034133 Pathogen resistance Diseases 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000006880 cross-coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、不純物誘導無秩序化(impurity 1
nduced disordering:110)を利
用して装置成長後に製造された半導体レーザ、特に高速
ラスク出力スキャナ(ROS) およびレーザプリン
タに使用できる電気的および熱的漏話が最小であって効
率が高い多重エミッタ半導体レーザアレイの製造および
構造に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides impurity-induced disordering (impurity 1
Semiconductor lasers fabricated after device growth using reduced disordering (110), particularly multi-emitter semiconductor lasers with minimal electrical and thermal crosstalk and high efficiency for use in high speed rusk output scanners (ROS) and laser printers. It relates to array manufacturing and construction.
近接しているが独立にアドレス可能なレーザ源を製造で
きることは、光学ディスク技術、レーザ印刷、光学接続
および光フアイバー通信等の多くの用途において重要で
ある。光学系の構造を簡単にするため、レーザアレイの
レーザ素子をできるかぎり近接させることが望ましい場
合が多い。光学接続には、特にレーザ素子間の間隔がわ
ずかに数ミクロンである場合、レーザ装置との電気接続
部の分離を簡単にするため、装置はp側に上にして設け
ることが非常に望ましい。しかし、これにより、CW作
動を達成するための装置性能が制限される。そのような
装置のレーザ素子の個別接続を行うことも従来試みられ
たが、これらの装置はCW作動ができない。また、光お
よびキャリヤ閉込めが不十分であるため、レーザ源間の
結合および位相ロックを阻止することができない。The ability to produce closely spaced but independently addressable laser sources is important in many applications such as optical disk technology, laser printing, optical interconnects, and fiber optic communications. To simplify the structure of the optical system, it is often desirable to have the laser elements of the laser array as close together as possible. For optical connections, especially when the spacing between the laser elements is only a few microns, it is highly desirable to provide the device with the p-side up in order to simplify the separation of the electrical connections with the laser device. However, this limits the device's ability to achieve CW operation. Previous attempts have been made to individually connect the laser elements of such devices, but these devices are not capable of CW operation. Also, poor light and carrier confinement cannot prevent coupling and phase locking between laser sources.
許容範、囲の6w性能は、p側を上にしてエツチングお
よび再成長埋め込みへテロ構造レーザで達成されている
が、信頼性および歩留まりが、本技術による高密度レー
ザアレイの製造における重要な課題になっている。Although acceptable 6W performance has been achieved with p-side-up etched and regrown buried heterostructure lasers, reliability and yield are key challenges in manufacturing high-density laser arrays with this technology. It has become.
一般的にm−v族材料組成、例えばGaAs/Ga八]
Asの単へミッタレーザは、設計された高屈折率のキャ
ビティを比較的低い屈折率の横方向に隣接した領域の間
に形成している。そのような光学的キャビティは、レー
ザ基材に形成されたチャネルまたはメサなどの非平面的
成長機構によって、あるいはホロニアツク(Holon
yak)の米国特許第4.378.255号に示されて
いる不純物誘導無秩序化(+IO)によって形成される
ことが知られている。この特許によれば、多重量子井戸
などの量子井戸特徴部を含む半導体構造は、不純物の拡
散によって組成的無秩序化が実施される。量子井戸特徴
部の空間的に離れた領域に不純物を拡散することにより
、井戸特徴部のA1およびGaが混合するため、これら
の層の拡散による無秩序化を受けた領域の平均屈折率は
、前記空間的に離れた領域の間の中央領域を含む無秩序
化されていない領域よりも低くなる。このた袷、中央領
域はレーザ発生および/または先任ばんを行う光学的導
波キャビティとして利用することができる。Generally m-v group material composition, e.g. GaAs/Ga8]
The As single hemitter laser has a designed high refractive index cavity formed between laterally adjacent regions of relatively low refractive index. Such optical cavities can be created by non-planar growth mechanisms such as channels or mesas formed in the laser substrate or by holoniacs.
yak) is known to be formed by impurity-induced disordering (+IO) as shown in US Pat. No. 4,378,255. According to this patent, semiconductor structures containing quantum well features, such as multiple quantum wells, undergo compositional disordering by diffusion of impurities. Diffusion of impurities into spatially separated regions of the quantum well feature mixes A1 and Ga in the well feature, so that the average refractive index of the diffusely disordered region of these layers is lower than in undisordered regions, including central regions between spatially separated regions. This central region can be used as an optical waveguiding cavity for laser generation and/or pre-blanking.
シリコン不純物誘導無秩序化(Si−110)技術によ
って、数ミリワットの電力レベルでパワー変換率が50
%程度の低しきい値埋め込みへテロ構造レーザを製造で
きることがわかっている。この高レベルの性能により、
これらの形式の装置をp側を上にして取り付けてCW作
動をさせることができる。Silicon impurity-induced disordering (Si-110) technology provides power conversion rates of 50% at power levels of several milliwatts.
It has been shown that it is possible to fabricate buried heterostructure lasers with low thresholds on the order of %. This high level of performance allows
These types of devices can be mounted p-side up for CW operation.
また、中心間距離を4μmまで狭くし、単接点アドレス
電極を設けたこの形式のレーザアレイが、5i−110
を介した高屈折率の光導波機構の結果、高い均一性を示
し、位相ロック作動を示さないことがわかっている。In addition, this type of laser array with a narrow center-to-center distance of 4 μm and a single-contact address electrode is 5i-110
It has been found that a high refractive index optical waveguiding mechanism through a 2000 µm nanotube results in high uniformity and no phase-locked operation.
半導体レーザにおける大きな問題点は、2つの隣接した
走査線を同時に書き込むことができるようにモノリシッ
クレーザ源を十分に近接させることの離しさである。そ
の結果、半導体多重エミッタ源を使用しようとするほと
んどのシステムは、像担持表面で隣接していない走査線
を、例えば3本または4本置きの走査線を同時に書き込
むようにする飛び越し走査システムを利用している。隣
接していない走査線を利用すると、実際に隣接している
走査線が別々の実時間フレームに書き込まれるため、走
査システムおよび光摂受体速度の時間的安全性によって
印刷品質が大きく影響されることから、これは好適な解
決ではない。従って、様々な機械装置部品から生じる装
置の振動が印刷品質に大きな悪影響を与える。また、走
査線の書き込みに使用される飛び越し装置はデータバッ
ファを必要とするため、駆動電子回路がさらに複雑にな
り、独立した書き込み源の数の増加に伴って複雑さも急
増する。A major problem with semiconductor lasers is the separation of monolithic laser sources close enough so that two adjacent scan lines can be written simultaneously. As a result, most systems attempting to use semiconductor multiple emitter sources utilize interlaced scanning systems that simultaneously write non-adjacent scan lines at the image-bearing surface, e.g. every third or fourth scan line. are doing. When utilizing non-adjacent scan lines, print quality is greatly influenced by the temporal stability of the scanning system and photoreceptor speed, as scan lines that are actually adjacent are written in separate real-time frames. Therefore, this is not a suitable solution. Therefore, device vibrations originating from various mechanical components have a significant negative impact on print quality. Also, the interlacing devices used to write scan lines require data buffers, which further complicates the drive electronics, and the complexity increases rapidly as the number of independent write sources increases.
本発明の主たる目的は、特にROSおよびレーザ印刷に
使用できる独立にアドレス可能な半導体レーザ源の高密
度アレイを提供するにあたって+10を使用すること、
特に飛び越し走査、データバッファおよびROS環境に
おいて像担持表面にビーム変換を行うための複雑な光学
機器を必要としないで少なくとも2つに隣接した走査線
を同時に書き込むことができるようにする十分な空間的
距離を設けた2つの書き込み源を提供することで娶る。The primary object of the present invention is to use +10 in providing a dense array of independently addressable semiconductor laser sources that can be used in particular for ROS and laser printing;
Sufficient spatial space to allow at least two adjacent scan lines to be written simultaneously without the need for complex optics to effect beam transformation onto the image-bearing surface, especially in interlaced scan, data buffer and ROS environments. Marry by providing two writing sources at a distance.
本発明によれば、二重ビームまたは多重ビーム多面鏡R
OSプリンタまたは素子用の独立にアドレス可能なオフ
セット半導体レーザ源のモノリシック高密度アレイを、
位相ロックを伴わず、独立にアドレスされるレーザ素子
間に発生する電気的および熱的相互作用または漏話を最
小に抑え、それぞれの独立的作動に干渉することなく、
従来可能であったものよりも中心間距離を近接させて配
置することができる。According to the invention, a double beam or multibeam polygon R
Monolithic high-density array of independently addressable offset semiconductor laser sources for OS printers or devices
Minimizes electrical and thermal interactions or crosstalk between independently addressed laser elements without phase locking and interfering with their independent operation.
They can be arranged with closer center-to-center distances than was previously possible.
本発明による独立にアドレス可能な半導体レーザアレイ
は、少なくとも1つのオフセットを備え光学キャビティ
内に空間的に離れて配置された少なくとも2つのレーザ
素子を形成する基材上に付着させた複数の半導体層を有
し、それらの層には、レーザ動作状態で光波を発生して
伝ぱんする活性領域が含まれている。不純物誘導無秩序
化(110)が、前記活性領域を貫通して各領域に実施
されることにより、空間的に離れて設けられた前記光学
キャビティに横方向に隣接した領域およびその間の領域
が無秩序化合金領域になるようにする。これらの無秩序
化領域は、レーザ素子を位相ロック状態にならないよう
に光学的に隔離できる十分な深さになっている。さらに
、レーザ素子間に障壁が形成されて、個々のレーザ素子
を十分に電気的に絶縁できる距離だけ前記アレイ内へ延
出している。無秩序化合金領域と障壁とを組み合わせる
ことにより、個々のレーザ素子の独立的作動に対する電
気的および熱的漏話を最小に抑えながら、レーザ素子を
近接させることができる。レーザ素子の中心間距離は、
好ましくない電気的、光学的および熱的漏話を伴わずに
3〜10μmにすることができる。レーザ素子間の交差
接続抵抗は、例えば15MΩ程度、容量は0.2pF以
下にできる。レーザ素子における寄生接合部を狭くする
ための手段が設けられており、その深さは電気的絶縁障
壁の深さまでに限定される。本発明の独立にアドレス可
能な半導体レーザアレイは、像担持表面に同時に2つの
隣接した走査線を書き込むことができる十分な距離だけ
空間的に離れた、すなわち、ずらせた少なくとも2つの
レーザエミッタを有しており、これにより、飛び越し走
査および飛び越し走査に必要な複雑な光学機器およびビ
ーム位置合わせが不要となる。このオフセットは、走査
がレーザの平面に平行に行われたときにビームが非飛び
越し走査線に必要とされる量に非常に近い量だけずれる
ように、2つのエミッタをサジクル方向にビーム幅の半
分に対応する距離だけずらせて形成することにより達成
することができる。結果として生じるオフセットの高さ
のわずかな誤差調整は、レーザアレイをわずかに回転調
整することによって実施できる。An independently addressable semiconductor laser array according to the present invention comprises a plurality of semiconductor layers deposited on a substrate forming at least two laser elements spatially separated within an optical cavity with at least one offset. and the layers include active regions that generate and propagate light waves during lasing conditions. Impurity-induced disordering (110) is performed in each region through the active region, thereby disordering the spatially separated regions laterally adjacent to and between the optical cavities. Make sure it is in the alloy area. These disordered regions are deep enough to optically isolate the laser element from becoming phase-locked. Additionally, barriers are formed between the laser elements and extend into the array a distance sufficient to electrically isolate the individual laser elements. The combination of disordered alloy regions and barriers allows laser elements to be brought into close proximity while minimizing electrical and thermal crosstalk for independent operation of the individual laser elements. The distance between the centers of the laser elements is
3-10 μm can be achieved without undesirable electrical, optical and thermal crosstalk. The cross-connection resistance between the laser elements can be, for example, about 15 MΩ, and the capacitance can be 0.2 pF or less. Means are provided for narrowing the parasitic junction in the laser device, the depth of which is limited to the depth of the electrical isolation barrier. The independently addressable semiconductor laser array of the present invention has at least two laser emitters spatially separated, or staggered, by a sufficient distance to enable writing two adjacent scan lines on an image bearing surface simultaneously. This eliminates the need for interlaced scanning and the complex optics and beam alignment required for interlaced scanning. This offset moves the two emitters in the sasicle direction by half the beamwidth so that the beam is offset by an amount very close to that required for a non-interlaced scan line when scanning is done parallel to the plane of the laser. This can be achieved by forming the two parts to be shifted by a distance corresponding to . Minor error adjustments in the height of the resulting offset can be performed by slightly rotational adjustment of the laser array.
添付の図面を参照した以下の説明から、本発明のその他
の目的、利点および内容が十分に理解されるであろう。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other objects, advantages and details of the present invention will be better understood from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.
第1図は、本発明の独立にアドレス可能な半導体レーザ
源のモノリシック高密度アレイ10の第1実施例を示し
ている。アレイ10は、n−Ga、−xAIxAsのク
ラッド層14と、ドーピングされていない、または、p
形、ドーピングまたはn形ドーピングされており、比較
的薄い従来形二重へテロ構造(DH>活性層、または、
GaAsかGa、−yAlyAs (但しyは非常に小
さい数であり、x>y)のいずれかの単量子井戸、また
は、GaAsまたはGa+−、AI、Asの交互井戸層
とAlAsまたはGa、−、、AI、−As(但しx、
y’ >y)の対応する障壁層からなる多重量子井戸
構造、または分離された閉込みキャビティに入った分離
状単一または多重量子井戸構造を持つ活性領域16と、
p−Ga+−zAIJs (x、 z、 y’
>y)のクラッド層I8と、p” GaAsのキャップ
層20とを、n−GaASの基材12上にエピタキシャ
ル付着させて構成されている。エピタキシャル付着は公
知のMOCVDによって実施できる。FIG. 1 shows a first embodiment of a monolithic high density array 10 of independently addressable semiconductor laser sources of the present invention. The array 10 includes a cladding layer 14 of n-Ga, -xAIxAs and an undoped or p-
type, doped or n-doped, relatively thin conventional double heterostructure (DH > active layer, or
Either a single quantum well of GaAs or Ga, -yAlyAs (where y is a very small number, x>y), or an alternating well layer of GaAs or Ga+-, AI, As and AlAs or Ga,-, , AI, -As (where x,
an active region 16 with a multi-quantum well structure consisting of corresponding barrier layers of y'> y) or a separate single or multi-quantum well structure in separate confined cavities;
p-Ga+-zAIJs (x, z, y'
y) and a p'' GaAs cap layer 20 are epitaxially deposited on an n-GaAS substrate 12. The epitaxial deposition can be performed by known MOCVD.
本発明を実施する際に、個々のファセットの発光点17
で表されるレーザアレイエ0の多重エミッタは十分に互
いに近接しているが位相ロック状態で作動しないことが
必要である。これは、レーザアレイを構成している2つ
以上の素子が、例えばプリンタの光摂受体表面の場合の
ように、良好な印刷解像度を得るために必要とされる十
分に密度の高い画素アレイを形成できるように像担持面
に焦点を集めるのに必要な高い密度であるにもかかわら
ず、独立にアドレス可能になるようにするた約である。When implementing the invention, the light emitting points 17 of the individual facets
It is necessary that the multiple emitters of laser array E0, denoted by , be sufficiently close together but not operating in phase lock. This means that the two or more elements making up the laser array are sufficiently dense pixel arrays that are needed to obtain good printing resolution, as is the case with the light receptor surface of a printer, for example. Despite the high density required to focus on the image-bearing surface so that it can be formed, it is possible to make it independently addressable.
典型的な層の厚さは、例えば、クラッド層14は0.5
〜1.5μm1活性領域16は、例えば50nm〜30
0nmの厚さの従来形活性層か、約3nm〜5Qnm厚
さのGaAsの量子井戸と約1nm 〜15nmの厚さ
のGa+−Y Aly−As(但しy”は0.1〜1.
0)の障壁層との超格子構造である。クラッド層18は
01〜1.0μmの厚さである。キャップ層20は0.
1〜1.5μmの厚さである。実際に形成されたアレイ
10は、n−GaAsの基材12上に0.7μm厚さの
叶GaAsの緩衝層(図示せず)、0.7μm厚さのn
Gao、aAlo、2Asの緩衝層(図示せず)、1
.4μm厚さのn−Gao、 6A10.4ASのクラ
ッド層14および56nm厚さの多重量子活性領域16
を備えており、4つのGaAs井戸が、0.9μm厚さ
のGao、6八lo、 4ASの3つの障壁層、1.4
μm厚さのp−Gao、 eAlo、 4ASクラッド
層18および0.1μm厚さのp−GaAsキャップ層
20の間に設けられている。Typical layer thicknesses are, for example, 0.5 for the cladding layer 14.
~1.5 μm 1 active region 16 is, for example, 50 nm ~30 μm
0 nm thick conventional active layer or about 3 nm to 5 Q nm thick GaAs quantum wells and about 1 nm to 15 nm thick Ga+-Y Aly-As, where y'' is 0.1 to 1.
0) has a superlattice structure with a barrier layer. The cladding layer 18 has a thickness of 01 to 1.0 μm. The cap layer 20 has a thickness of 0.
The thickness is 1 to 1.5 μm. The actually formed array 10 consists of a 0.7 μm thick GaAs buffer layer (not shown) on an n-GaAs base material 12, a 0.7 μm thick n-GaAs buffer layer (not shown), and a 0.7 μm thick n-GaAs buffer layer (not shown).
Gao, aAlo, 2As buffer layer (not shown), 1
.. 4 μm thick n-Gao, 6A10.4AS cladding layer 14 and 56 nm thick multi-quantum active region 16
The four GaAs wells have three barrier layers of 0.9 μm thick GaO, 68LO, 4AS, and 1.4μm thick GaAs wells.
It is provided between a μm thick p-Gao, eAlo, 4AS cladding layer 18 and a 0.1 μm thick p-GaAs cap layer 20.
多重エミッタアレイレーザ、本実施例では二重ビームエ
ミッタアレイレーザを形成するため、不純物誘導無秩序
化(+10)技術、例えば拡散無秩序化または注入/焼
きなまし無秩序化が用いられる。To form a multiple emitter array laser, in this example a dual beam emitter array laser, impurity induced disordering (+10) techniques, such as diffusion disordering or implantation/anneal disordering, are used.
ここで注意すべき点は、これらの形式の無秩序化は、不
純物などの従来から知られているものに限定されず、拡
散によって結晶を無秩序化したり、注入によって結晶に
損傷を与えてからその損傷結晶を高温焼きなましして所
望の無秩序化結晶を形成するものまで拡大される。It should be noted here that these forms of disorder are not limited to conventional ones such as impurities, but include disordering the crystal by diffusion, or damaging the crystal by implantation and then adding that damage to the crystal. The crystals are scaled up to high temperature annealing to form the desired disordered crystals.
多重エミッタレーザアレイ10を形成するため、5i3
L のマスクが層20の上部に形成され、レーザ構造の
各領域にIID技術を施すための開口が設けられている
。レーザ構造体のマスキング作業によって露出した領域
に、高濃度のη形不純物を選択的に拡散することによっ
て、レーザ素子13Aおよび13Bのための光学キャビ
ティおよび電流閉込めが達成される。例えば、シリコン
を適当な拡散源を包含している半密封状のグラファイト
ボート内で800℃以上の温度で十分な時間、選択的に
拡散する。この処理方法は一般的に水素流内で実施され
る。シリコンを量子井戸活性領域16内へ拡散す1す
ることにより、活性領域内のGaAs−GaAlAs
のA1とGaとが混合して、第1図にIID 領域28
として示した平均AlAsモル分率のGaAlAs合金
が生成される。To form a multi-emitter laser array 10, 5i3
A mask L 2 is formed on top of layer 20 with openings for performing the IID technique in each region of the laser structure. Optical cavities and current confinement for laser elements 13A and 13B are achieved by selectively diffusing high concentrations of eta-type impurities into regions exposed by the masking operation of the laser structure. For example, silicon can be selectively diffused in a semi-hermetic graphite boat containing a suitable diffusion source at temperatures above 800° C. for a sufficient period of time. This treatment method is generally carried out in a hydrogen stream. By diffusing silicon into the quantum well active region 16, GaAs-GaAlAs in the active region is
A1 and Ga are mixed to form the IID region 28 in FIG.
A GaAlAs alloy is produced with an average AlAs mole fraction given as .
GaAsの薄い活性層、またはGaAsまたはGa+−
yへIyAsの単一量子井戸層の場合、活性層のGaと
隣接のGa+ zAI□Asのクラッド層18のA1と
が混合する。Thin active layer of GaAs, or GaAs or Ga+-
In the case of a single quantum well layer of IyAs, Ga in the active layer and A1 of the adjacent Ga+zAI□As cladding layer 18 are mixed.
多重量子井戸構造の場合、届とGaとの混合は、主に井
戸と障壁層との間で起こるが、一つ以上の合金クラッド
層14および18まで拡大する。シリコンの拡散は、例
えば850℃で行われ、十分な時間、例えば数時間維持
して、活性領域16を貫通して、点29まで達するよう
にする。上記の例では、無秩序化領域28は深さが約1
.5μm1幅が約8μmである。レーザ素子またはレー
ザ源13の中心間距離は約10μmであり、活性領域1
6Aの幅は約2μmである。In the case of multiple quantum well structures, intermixing with Ga occurs primarily between the well and barrier layers, but extends to one or more of the alloy cladding layers 14 and 18. The silicon diffusion is carried out at, for example, 850° C. and maintained for a sufficient period of time, for example several hours, to penetrate through active region 16 to point 29. In the example above, disordered region 28 has a depth of about 1
.. The width of 5 μm is approximately 8 μm. The center-to-center distance of the laser elements or laser sources 13 is approximately 10 μm, and the active region 1
The width of 6A is approximately 2 μm.
領域28の形成に続いて、p形亜鉛拡散部21が構造体
の表面全体に渡って23で示した深さまで形成される。Following the formation of region 28, a p-type zinc diffusion 21 is formed across the surface of the structure to a depth indicated at 23.
これにより、良好なオーム接触が得られると共に、レー
ザ素子13の抵抗が減少する。次に、2
電気的に絶縁した障壁を、第1図に25A、25Bおよ
び25Cで示したように選択的に形成する。これらの障
壁25は、例えばプロトン打ち込みによって亜鉛拡散2
1よりも深くまで形成され、幅が約4〜5μmの電流ポ
ンピングチャネル32を形成する。This provides good ohmic contact and reduces the resistance of the laser element 13. Next, two electrically insulating barriers are selectively formed as shown at 25A, 25B and 25C in FIG. These barriers 25 prevent zinc diffusion 2 by e.g. proton implantation.
1 to form a current pumping channel 32 with a width of approximately 4-5 μm.
レーザ素子13間の打ち込み25Bは、電気的または熱
的漏話を伴わずに独立に変調されるレーザ作動を行うこ
とができるレベルにこれらのレーザ源ずなわちエミッタ
間を電気的に絶縁させるために重要な部分である。障壁
25の深さは、例えば0.3〜0.5μmにしてもよい
。The implants 25B between the laser elements 13 provide electrical isolation between these laser sources or emitters to a level that allows independently modulated laser operation without electrical or thermal crosstalk. This is an important part. The depth of the barrier 25 may be, for example, 0.3 to 0.5 μm.
標準的な写真印刷リフトオフ技術は、レーザ素子13A
および13Bを分離してポンピングするための分離した
ポンピング接点22および24を形成するCr−Au
のパターン金属被覆をパターン形成するために利用され
る。基材12の底面に金属接点26をイ」着させること
によって接続が完成する。Standard photo printing lift-off technology uses laser element 13A
and Cr-Au forming separate pumping contacts 22 and 24 for separately pumping 13B.
patterned metallization. The connection is completed by attaching the metal contacts 26 to the bottom surface of the substrate 12.
シリコン拡散領域アレイ28は、活性領域16内の量子
井戸構造を少なくとも部分的に無秩序化する機能を持っ
ている。このように形成された活性領域16の平面のレ
ーザ構造では、屈折率が高いガイド領域が活性領域16
の非無秩序化部分内に残る。Silicon diffusion region array 28 functions to at least partially disorder the quantum well structure within active region 16 . In the planar laser structure of the active region 16 formed in this way, the guide region with a high refractive index is connected to the active region 16.
remains within the undisordered part of.
レーザ素子13の領域は、活性領域16の隣接の無秩序
化領域28に比べて屈折率が高いために導波機能が高い
。さらに、第2図に示すように、IIDn+領域28は
、高アルミニウムクラッド層14の境界でp−n接合部
19を形成し、この接合部は活性領域16付近のp−n
接合部15よりもターンオン電圧が高い。The region of the laser element 13 has a higher refractive index than the disordered region 28 adjacent to the active region 16, and therefore has a high waveguide function. Additionally, as shown in FIG. 2, IIDn+ region 28 forms a p-n junction 19 at the boundary of high aluminum cladding layer 14, which
The turn-on voltage is higher than that of the junction 15.
接合部19での物質の禁止帯の幅が、活性領域の接合部
よりも相当に広いため、接合部19では、ある接合部電
圧で流れる電流がレーザ接合部15よりも相当に小さい
。従って、高アルミニウム接合部19を流れる漏れ電流
は、レーザ素子を流れる全電流のごく一部分であり、特
に、導体として機能しないように接合部の領域に損傷を
与えて電気的に絶縁させる障壁25A、25Bおよび2
5Cの形成によって、接合部19の横幅がきわめて狭く
なっていることから、装置の性能を大幅に低下させるこ
とはない。Because the width of the material band gap at junction 19 is significantly wider than at the active region junction, the current flowing at junction 19 at a given junction voltage is significantly lower than at laser junction 15. Therefore, the leakage current flowing through the high aluminum junction 19 is a small fraction of the total current flowing through the laser element, and in particular the barrier 25A, which damages and electrically isolates the area of the junction so that it does not function as a conductor. 25B and 2
Since the width of the joint portion 19 is extremely narrow due to the formation of 5C, the performance of the device is not significantly reduced.
本発明の重要な特徴は、各エミッタを、たとえば3〜1
0μm、特に3〜6μmの間隔て近接配置した二重ビー
ムレーザ10の作動での高速変調およびCW光発振おけ
る漏話或いは干渉を、除去するかまたは許容レベルまで
低減させることである。印刷の用途のためには、一方の
レーザ素子の光出力が他方の変調に対応して変化すると
、例えば他方のレーザ素子の変調の立ち上がり或いは立
ち下がりによって一方のレーザ素子の光出力が増減する
と、プリンタの光摂受体表面における画像形成の品質お
よび解像度が影響を受けるので、変調漏話が現われない
ようにすることが必要である。また、他方のレーザとの
同時Cl11発振による一方のル−ザ素子の発振漏話、
すなわち強度の変化、−船釣には強度の減少方向の変化
は、置火光強度の減少が小さい、例えば2%以下である
場合、許容範囲である。800spi ROSプリンタ
によって形成される光摂受体画像では、光強度変化の許
容値がもっと小さい。レーザプリンタでは、2つのその
ようなレーザ素子13Aおよび13B間の発振しきい電
流ΔTthの差を最小にすることが望ましく、それはじ
き5
い電流の差の増加に伴って、他方のレーザのCIV発振
発振一方のレーザの光強度が減少するからである。An important feature of the invention is that each emitter is
The objective is to eliminate or reduce to an acceptable level crosstalk or interference in high speed modulation and CW optical oscillation in the operation of closely spaced dual beam lasers 10 with a spacing of 0 μm, especially 3-6 μm. For printing applications, when the optical output of one laser element changes in response to the modulation of the other, for example, when the optical output of one laser element increases or decreases due to the rise or fall of the modulation of the other laser element, It is necessary to prevent modulation crosstalk from appearing since the quality and resolution of the imaging on the printer's light receptor surface is affected. In addition, oscillation crosstalk of one laser element due to simultaneous Cl11 oscillation with the other laser,
In other words, a change in intensity - for boat fishing, a change in the direction of decrease in intensity is acceptable if the decrease in light intensity is small, for example 2% or less. Photoreceptor images produced by 800spi ROS printers have smaller tolerances for light intensity variations. In a laser printer, it is desirable to minimize the difference in oscillation threshold current ΔTth between two such laser elements 13A and 13B, which will soon increase the CIV oscillation of the other laser as the difference in current increases. This is because the light intensity of one of the oscillating lasers decreases.
第3図は、レーザ10の等価回路を示している。FIG. 3 shows an equivalent circuit of the laser 10.
レーザ素子13Aおよび13B間の結合抵抗33の測定
値は、例えば15〜19MΩである。IMHzACでの
結合容量36は、例えば約0.1〜0.2pFである。The measured value of the coupling resistance 33 between the laser elements 13A and 13B is, for example, 15 to 19 MΩ. The coupling capacitance 36 at IMHz AC is, for example, approximately 0.1 to 0.2 pF.
各レーザ素子13Aおよび13Bの直列抵抗34および
35は、それぞれ約8Ωである。ここで重要なことは、
この直列抵抗が、達成できる全体的パワー変換効率を決
定することである。光出力パワーはレーザ発生しきい値
以上の入力電流と一次的な相関関係にあるのに対して、
抵抗パワー損失P=12 Rはレーザ素子への入力端子
と二次的な相関関係にあるので、十分に高い入力電流で
は抵抗ロスが最終的に光出力パワーを支配する。このた
め、低しきい値レーザ装置の装置性能の仕様を決める場
合に、直列抵抗が重要なパラメータになる。低しきい値
電流を得るために細いレーザ発生フィラメントを用いる
ことによって直列抵抗が非常に高くなって、6
低しきい値電流装置を得る際に達成された利得が無効に
なってしまう場合が多い。レーザ10で得られる45%
の高いパワー効率は、8Ωの低い直列抵抗に負うところ
が大きい。15MΩの交差接続すなわち結合抵抗は、キ
ャップ層20を貫通してエミッタすなわちレーザ素子1
3Aおよび13B間の領域の約500nmの深さまで延
出したプロトン注入の高い抵抗によるものであり、交差
結合容量は0.2pPとなる。Series resistances 34 and 35 of each laser element 13A and 13B are approximately 8Ω, respectively. The important thing here is that
It is this series resistance that determines the overall power conversion efficiency that can be achieved. While the optical output power has a linear correlation with the input current above the lasing threshold,
Since the resistive power loss P=12 R has a quadratic correlation with the input terminal to the laser element, at a sufficiently high input current the resistive loss ultimately dominates the optical output power. For this reason, series resistance becomes an important parameter when determining the performance specifications of a low threshold laser device. The use of thin lasing filaments to obtain low threshold currents often results in series resistances that are so high that the gains achieved in obtaining low threshold current devices are negated. . 45% obtained with laser 10
Its high power efficiency is largely due to its low series resistance of 8Ω. A cross-connect or coupling resistance of 15 MΩ is passed through the cap layer 20 to the emitter or laser element 1.
This is due to the high resistance of the proton implant extending to a depth of about 500 nm in the region between 3A and 13B, resulting in a cross-coupling capacitance of 0.2 pP.
交差抵抗33の値が低く、1.4Ωとも報告されている
、例えば中心間距離を10μm或いはそれ以下になるよ
うに各エミッタを近接配置した他のものによって製造さ
れた二重ストライプレーザ10は、高速変調漏話が非常
に大きい。すなわち、一方のレーザ素子の順方向電圧は
、他方のレーザ素子がしきい値以上でターンオンしたと
きに上昇し、従ってそのレーザ素子の光強度が減少し、
更に、他方のレーザ素子がターンオンしたときに光強度
が増加し、順方向電圧が低下する。例えば、ワイ・トク
ダ(Y、Tokuda) 他の論文「ツインストライ
プ単一申子井戸レーザからの二重波長放射 (Dual
Wavelength Emission From
a Twin 5tripe SingleQuant
um well La5er) J 、応用物理論文集
(Aflp]1edPhysics Letters)
、第51巻(21)、pp1664〜1666゜198
7年11月23日発行を参照されたい。このように、光
摂受体印刷の用途のために変調およびCW発振の漏話を
許容レベルまで十分に抑えるためには、結合抵抗を十分
に高く、結合容量を十分に低くすることが重要である。A double stripe laser 10 manufactured by another method in which the emitters are placed close to each other with a center-to-center distance of 10 μm or less, for example, has a low value of cross resistance 33 and is reported to be as high as 1.4 Ω. High-speed modulation crosstalk is very large. That is, the forward voltage of one laser element increases when the other laser element is turned on above a threshold, and therefore the light intensity of that laser element decreases,
Furthermore, when the other laser element is turned on, the light intensity increases and the forward voltage decreases. For example, Y. Tokuda et al.'s paper "Dual wavelength emission from a twin-stripe single well laser"
Wavelength Emission From
a Twin 5tripe SingleQuant
um well La5er) J, Applied Physics Letters (Aflp) 1edPhysics Letters)
, Volume 51 (21), pp1664-1666°198
Please refer to the issue published on November 23, 2007. Thus, it is important to have a sufficiently high coupling resistance and a sufficiently low coupling capacitance to sufficiently suppress modulation and CW oscillation crosstalk to acceptable levels for photoreceptor printing applications. .
しかし、スパイク状の光強度変化のピーク変化は、一方
のレーザ素子の他方に対する変調時に常に見られる。8
00spiでの標準釣元摂受体画像印刷におけるそのよ
うな光強度のピーク変化の許容値は、静電印刷画像の2
つの画素をオンにできる光強度の約4%である。変調が
5MHz、ポンピング電流が17mAであるレーザ10
は、総ターンオン光強度の約1.7%になり、十分であ
る。しかし、直列抵抗34および35に対する交差接続
インピーダンス33および36間の比が、インピーダン
ス33および36を流れる電流を無視できる程度まで十
分にまたは相当に大きくすることにより、一方のレーザ
素子のCWまたはパルス作動が他方のレーザ素子の作動
によってほとんど影響されないようにすることが重要な
要素であることは明白である。However, a peak change in the spike-like light intensity change is always seen when modulating one laser element relative to the other. 8
The tolerance for such a peak change in light intensity in a standard receiver image print at 00 spi is 2
This is about 4% of the light intensity that can turn on one pixel. Laser 10 with modulation of 5 MHz and pumping current of 17 mA
is approximately 1.7% of the total turn-on light intensity, which is sufficient. However, the ratio between cross-connected impedances 33 and 36 to series resistors 34 and 35 is sufficiently or significantly large that the current flowing through impedances 33 and 36 is negligible, such that CW or pulsed operation of one laser element It is clear that it is an important factor that the laser element be substantially unaffected by the operation of the other laser element.
レーザアレイにおいて独立にアドレス可能な近接配置の
レーザ素子の場合に考慮する必要がある別の形式の漏話
は、熱的漏話である。一方のレーザ素子の作動から発生
した熱は、他方のレーザ素子へ熱拡散され、作動温度の
上昇によってその光学的パワー出力が低下する。そのよ
うな熱的漏話は、いずれかのレーザ素子13Aおよび1
3Bの瞬間パワーが、以前に別の期間で作動している他
方のレーザ素子のパワー出力に依存するものであるから
、補償が難しい。しかし、実験から、レーザ素子13A
および13B間の熱的漏話は重要でないことがわかって
いる。Another type of crosstalk that must be considered in the case of independently addressable closely spaced laser elements in a laser array is thermal crosstalk. Heat generated from the operation of one laser element is thermally diffused to the other laser element, reducing its optical power output due to the increased operating temperature. Such thermal crosstalk can occur in either laser elements 13A and 1.
Compensation is difficult because the instantaneous power of 3B depends on the power output of the other laser element, which was previously operated in a different period. However, from experiments, the laser element 13A
Thermal crosstalk between and 13B has been found to be insignificant.
第4図のレーザアレイ40は、像担持表面上で隣接線の
走査を行うためのオフセット41を設けており、これに
よって飛び越し走査、および像担持表面への適当なビー
ム変換および変調データを空間9
的に飛び越した走査線に示すだめの関連光学機器および
電子機器類を省くことができる。レーザアレイ40は、
レーザアレイ10と同様に製造されているが、成長前に
基材42に1つまたは複数の段差部43がエツチングさ
れており、構造体のすべての半導体層がエビクキシャル
付着された後で2つの一体状のレーザエミッタ間に必要
な所望量のオフセット41が得られるように高さが較正
されている点が異なっている。レーザアレイ40は、n
−GaAsの基材42の上に n−Ga+−xAIxA
sの外側クラ・ソドまたは緩衝層44、n−Ga+−z
へ17.^S(但しx > z) の内側クラッド層
46、活性領域48、p Ga1−zへIzAsのクラ
・ソド層50およびキャップ層52をエビクキシャル伺
着して構成されている。The laser array 40 of FIG. 4 is provided with an offset 41 for scanning adjacent lines on the image bearing surface, thereby providing interlaced scanning and appropriate beam conversion and modulation data to the image bearing surface in space 9. Additional associated optics and electronics shown in the interleaved scan lines can be omitted. The laser array 40 is
It is fabricated similarly to laser array 10, but with one or more steps 43 etched into substrate 42 before growth and two integral layers after all semiconductor layers of the structure have been evixtally deposited. The difference is that the height is calibrated to provide the desired amount of offset 41 needed between the laser emitters. The laser array 40 has n
-On top of the GaAs base material 42 n-Ga+-xAIxA
s outer cladding or buffer layer 44, n-Ga+-z
17. It is constructed by evictively adhering an IzAs cladding layer 50 and a cap layer 52 to the inner cladding layer 46 of ^S (where x > z), the active region 48, and pGa1-z.
層を付着した後、前述したようにしてIID領域54が
形成される。領域54の形成に続いて、p形拡散部56
が構造体の表面に55で示した深さまで形成されること
により、良好なオーム接触が得られると共に、直列抵抗
が減少する。次に、電子的に絶縁された障壁58がプロ
トン打ち込みによって拡散0
部56よりも深くまで選択的に形成されて、電流ポンピ
ングチャネル60を形成している。レーザ素子62間の
打ち込み領域が、電気的または熱的漏話を伴わずに独立
に変調されるレーザ作動を行うことができるレベルに、
これらのエミッタ間を電気的に絶縁している。After depositing the layers, IID regions 54 are formed as previously described. Following the formation of region 54, p-type diffusion 56
is formed at the surface of the structure to a depth indicated at 55 to provide good ohmic contact and reduce series resistance. An electronically insulating barrier 58 is then selectively formed deeper than the diffusion zone 56 by proton implantation to form a current pumping channel 60. The implant area between laser elements 62 is to a level that allows independently modulated laser operation without electrical or thermal crosstalk.
These emitters are electrically isolated.
標準的な写真印刷リフトオフ技術が、レーザ素子62A
および62Bを分離してポンピングするための分離した
接点64および66を形成するCr−八u の金属被覆
をパターン形成するのに利用される。基材42の底面に
金属接点68を付着させることによって接続が完成する
。Standard photo printing lift-off technology uses laser element 62A
and 62B are utilized to pattern the metallization of Cr-8U to form separate contacts 64 and 66 for separately pumping. The connection is completed by attaching metal contacts 68 to the bottom surface of substrate 42.
実際には、レーザ素子62の中心間距離を10μmか、
それ以上にして、活性領域48Aおよび48Bは約2μ
mの幅にする。オフセット41は約1μmである。典型
的なROSの場合、ROSの倍率が50倍であるから、
中心間距離が10μmで1μmのオフセットは、像担持
表面では中心間距離が50μmで、隣接した走査線間隔
が約150μmに離れたレーザビームに光学的に変換さ
れる。第1図のインラインニ重ビームエミッタに必要で
あるような、エミッタ間に走査線のオフセットを設ける
た約のレーザアレイ40の傾斜は必要ない。第1図の場
合、オフセットの調整を維持するため、レーザ10はわ
ずかに、例えば2°傾斜させなければならない。しかし
、均一な走査線維持に対してそのようなわずかな回転位
置関係を維持することは非常に難しいことが実験から明
らかである。レーザアレイ40は、ビーム幅の半分に対
応した必要なオフセットを自動的に与えることにより、
エミッタ48Aおよび48Bの平面に平行に走査したと
き、非飛び越し走査線に必要な量に非常に近い量だけビ
ームを自動的にずらせることができる。オフセットの高
さのわずかな誤差調整は、レーザ40の回転調整によっ
て行うことができ、これはレーザ10に必要である回転
調整よりもはるかに簡単に実施できる。これは第5図に
示されており、70はエミッタ72および74をSだけ
、例えば1μmだけずらせて設けたパッケージ化された
二重ビームレーザを示す。基準点76は、オフセットの
高さSのわずかな誤差を調節するためのX−Y軸の原点
を中心にした回転運動量を目盛って示すためのパッケー
ジ70の外側の点であり、すなわちSは△βの微調整に
よって正確に補正できる。Actually, the distance between the centers of the laser elements 62 is 10 μm,
Beyond that, active regions 48A and 48B are approximately 2μ
Make it width m. Offset 41 is about 1 μm. In the case of a typical ROS, the ROS magnification is 50x, so
A 1 μm offset with a 10 μm center-to-center spacing is optically translated into a laser beam with a 50 μm center-to-center spacing at the image bearing surface and adjacent scan lines spaced approximately 150 μm apart. Approximate tilting of the laser array 40 to provide a scan line offset between emitters, as is required with the in-line double beam emitter of FIG. 1, is not required. In the case of FIG. 1, the laser 10 must be tilted slightly, for example 2 degrees, to maintain offset adjustment. However, experiments have shown that it is very difficult to maintain such a slightly rotational positional relationship for uniform scan line maintenance. By automatically applying the necessary offset corresponding to half the beam width, the laser array 40
When scanned parallel to the plane of emitters 48A and 48B, the beam can be automatically offset by an amount very close to that required for a non-interlaced scan line. Minor error adjustments in the height of the offset can be made by rotational adjustment of the laser 40, which is much easier to implement than the rotational adjustment required for the laser 10. This is illustrated in FIG. 5, where 70 indicates a packaged dual beam laser with emitters 72 and 74 offset by S, for example 1 μm. The reference point 76 is a point outside the package 70 for grading the rotational momentum about the origin of the X-Y axis to adjust for slight errors in the offset height S, i.e. S is Accurate correction can be made by finely adjusting Δβ.
本発明の図示の実施例は、オフセット二重ビームレーザ
であるが、本発明が、1988年7月8日に出願された
米国特許出願第07/216.929号に示されている
ような四重スポットレーザなどの多重ビームレーザまで
拡張できることは明らかである。そのような構造では、
−船釣に1μmのオフセットが幾つかのエミッタ間に含
まれているので、結像平面、例えば光摂受体またはプリ
ンタ表面の空間的に隣接した幾つかの走査線を同時に走
査できる。Although the illustrated embodiment of the present invention is an offset dual beam laser, the present invention may It is clear that it can be extended to multiple beam lasers such as heavy spot lasers. In such a structure,
- An offset of 1 μm is included between several emitters so that several spatially adjacent scan lines of the imaging plane, e.g. a light receptor or printer surface, can be scanned simultaneously.
以上に本発明を幾つかの特定の実施例について説明して
きたが、以上の説明から様々な変更を加えることができ
ることは明らかである。したがって、本発明は、特許請
求の範囲から逸脱しないそのような変更はすべて包含す
るものである。Although the invention has been described in terms of several specific embodiments, it will be obvious that various modifications may be made from the above description. Accordingly, the present invention includes all such modifications that do not depart from the scope of the claims appended hereto.
第1図は本発明の詳細な説明する2つのレーザ3
素子を有する半導体レーザアレイの概略的側面図、第2
図は第1図に示されているレーザ素子の1つの拡大図、
第3図は第1図に示されているレーザアレイの等価回路
図、第4図は本発明のオフセット二重ビーム半導体レー
ザアレイの側面図、第5図はROSシステムにおけるパ
ッケージのわずかな回転調整を説明するための二重ビー
ムレーザパッケージの概略的側面図である。
10ニアレイ 12;基材
13A 138:レーザ素子 14:クラツド層15
:p−n接合部 16.16A :活性領域17
:発光点 18:クラツド層19:p−n
接合部 20:キャップ層21:拡散部
22,24:接点25A 25B、25C:障壁
26:接点28:lID領域 29:点
32:チャネル 33:結合抵抗34.35:
直列抵抗 40:レーザアレイ41:オフセット
42:基材
44;緩衝層 46:クラッド層4
48、48八、488: 活性領域
52;キャップ層
56:p形拡散部
60:チャネル
64.66:接点
70;二重ビームレーザ
76:基準点
50:クラッド層
54 : 110領域
5B:障壁
62A、 628:レーザ素子
68;金属接点
72.74:エミッタ1 is a schematic side view of a semiconductor laser array having two laser elements, illustrating the invention in detail; FIG.
The figure is an enlarged view of one of the laser elements shown in FIG.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the laser array shown in FIG. 1, FIG. 4 is a side view of the offset double beam semiconductor laser array of the present invention, and FIG. 5 is a slight rotational adjustment of the package in a ROS system. FIG. 2 is a schematic side view of a dual beam laser package for explaining. 10 near array 12; base material 13A 138: laser element 14: cladding layer 15
: pn junction 16.16A : active region 17
: Luminous point 18: Cladding layer 19: pn
Joint part 20: Cap layer 21: Diffusion part
22, 24: Contact 25A 25B, 25C: Barrier
26: Contact 28: ID area 29: Point 32: Channel 33: Coupling resistance 34.35:
Series resistance 40: Laser array 41: Offset 42: Base material 44; Buffer layer 46: Cladding layer 4 48, 488, 488: Active region 52; Cap layer 56: P-type diffusion 60: Channel 64. 66: Contact 70 ; dual beam laser 76: reference point 50: cladding layer 54: 110 region 5B: barrier 62A, 628: laser element 68; metal contact 72.74: emitter
Claims (1)
を発生する独立にアドレス可能な半導体レーザアレイで
あって、空間的に離れた光学キャビティ内に少なくとも
2つのレーザ素子を互いにサジタル方向にビーム幅の半
分だけずらせて設けている複数の半導体層であって、該
層にはレーザ動作状態で光波を発生して伝ぱんする活性
領域が含まれているものと、前記空間的に離れた光学キ
ャビティに横方向に隣接した領域およびその間の領域に
誘導されて、前記活性領域を貫通することにより、前記
活性領域および少なくとも一つの隣接半導体層の基本的
な構成要素が少なくとも部分的に拡散されて無秩序化合
金領域を形成する不純物であって、前記無秩序化領域の
深さが前記レーザ素子が位相ロック状態にならないよう
に光学的に隔離できる十分な深さになっているものと、
前記レーザ素子間に形成されて、前記レーザ素子を十分
に電気的に絶縁できる十分な距離だけ前記アレイ内へ延
出している障壁手段と、前記レーザ素子を独立にポンピ
ングする手段とからなり、前記レーザ素子のオフセット
によって前記像担持表面に同時に2つの隣接した走査線
を同時書き込みできるようにして、飛び越し走査を不要
とした独立にアドレス可能な半導体レーザアレイ。1. An independently addressable semiconductor laser array that generates multiple beams to scan the image-bearing surface of a ROS printer, the array comprising at least two laser elements in spatially separated optical cavities that are sagittally spaced apart from each other in beam width. a plurality of semiconducting layers offset by half, the layers including active regions that generate and propagate light waves during laser operation; and the spatially separated optical cavities. fundamental constituents of the active region and at least one adjacent semiconductor layer are at least partially diffused and disordered by being directed through the active region into laterally adjacent regions and regions therebetween; an impurity forming an alloy region, the disordered region having a depth sufficient to optically isolate the laser element from becoming phase-locked;
barrier means formed between the laser elements and extending into the array a sufficient distance to sufficiently electrically isolate the laser elements; and means for independently pumping the laser elements; An independently addressable semiconductor laser array that eliminates the need for interlace scanning by allowing two adjacent scan lines to be simultaneously written on the image bearing surface by offsetting laser elements.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US356975 | 1973-05-03 | ||
US35697589A | 1989-05-25 | 1989-05-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0311691A true JPH0311691A (en) | 1991-01-18 |
Family
ID=23403764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13013390A Pending JPH0311691A (en) | 1989-05-25 | 1990-05-18 | Monolithic high-density array of independently addressable offset semiconductor laser source for double beam or multiple beam polygon mirror ros printer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0311691A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005072052A (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Fuji Xerox Co Ltd | Multibeam semiconductor laser, multibeam laser emission unit, and image forming apparatus |
US8528398B2 (en) | 2007-12-17 | 2013-09-10 | Maysun Corporation | Sheet sag evaluation method and device |
-
1990
- 1990-05-18 JP JP13013390A patent/JPH0311691A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005072052A (en) * | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Fuji Xerox Co Ltd | Multibeam semiconductor laser, multibeam laser emission unit, and image forming apparatus |
JP4552396B2 (en) * | 2003-08-27 | 2010-09-29 | 富士ゼロックス株式会社 | Image forming apparatus |
US8528398B2 (en) | 2007-12-17 | 2013-09-10 | Maysun Corporation | Sheet sag evaluation method and device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4980893A (en) | Monolithic high density arrays of independently addressable offset semiconductor laser sources | |
US4870652A (en) | Monolithic high density arrays of independently addressable semiconductor laser sources | |
US5317170A (en) | High density, independently addressable, surface emitting semiconductor laser/light emitting diode arrays without a substrate | |
US5062115A (en) | High density, independently addressable, surface emitting semiconductor laser/light emitting diode arrays | |
US5287376A (en) | Independently addressable semiconductor diode lasers with integral lowloss passive waveguides | |
US6535536B2 (en) | Semiconductor laser element | |
JP3339709B2 (en) | Temperature stabilized light emitting diode structure | |
JP2009164640A (en) | Monolithic array of edge emitting laser | |
TW201143239A (en) | Surface-emitting laser, surface-emitting laser array, optical scanning apparatus, and image forming apparatus | |
EP0634823B1 (en) | Semiconductor laser array with reduced crosstalk and method of making the same | |
JPH1093200A (en) | Loss waveguide type semiconductor laser | |
JPS6384186A (en) | Transverse junction stripe laser | |
EP0907230B1 (en) | Independently addressable semiconductor laser arrays with buried selectively oxidized native oxide apertures | |
EP4231469A1 (en) | Monolithic edge-emitting semiconductor diode arrays | |
JPH05251828A (en) | Semiconductor laser | |
JPH0311691A (en) | Monolithic high-density array of independently addressable offset semiconductor laser source for double beam or multiple beam polygon mirror ros printer | |
US5305342A (en) | Multibeam semiconductor laser array | |
JPH1070336A (en) | Semiconductor laser array | |
JP2001358407A (en) | Semiconductor laser device | |
JP3205049B2 (en) | Light source for optical printer | |
JP2953177B2 (en) | Multi-beam semiconductor laser and method of manufacturing the same | |
US6091439A (en) | Laser printer and light source suitable for the same | |
JP2605478B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor laser device | |
JPS63120491A (en) | Semiconductor laser | |
KR100224881B1 (en) | Vertical cavity surface emitting laser |