JPH05102613A - 多波長半導体レーザ装置 - Google Patents

多波長半導体レーザ装置

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JPH05102613A
JPH05102613A JP3261992A JP26199291A JPH05102613A JP H05102613 A JPH05102613 A JP H05102613A JP 3261992 A JP3261992 A JP 3261992A JP 26199291 A JP26199291 A JP 26199291A JP H05102613 A JPH05102613 A JP H05102613A
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JP
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semiconductor laser
laser device
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JP3261992A
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English (en)
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Hideki Fukunaga
秀樹 福永
Hideo Nakayama
秀生 中山
Nobuaki Ueki
伸明 植木
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体レーザの信頼性を低下させる熱処理工
程を用いず、複数の活性領域で発光波長の異なる多波長
半導体レーザ装置を提供すること。 【構成】 量子井戸構造の活性層13からなる複数の活
性領域を持つ半導体レーザ装置において、前記複数の活
性領域16、17は光学的利得の制御による互いに異な
る電子遷移エネルギー量子準位を持つ。光学的利得の制
御は、レーザの端面により形成される共振器の長さを調
整すること、または光の出射損失をレーザの端面に形成
した反射膜における反射率を調整することにより行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、波長多重を用いた光
通信において波長の異なる複数の光ビームを出射する半
導体レーザ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、多波長レーザとして図10に示す
ような混晶化による多波長半導体レーザが提案されてい
る。図10に示すレーザの構造では、GaAs基板上3
1に1μmのn型SiドープAl0.4Ga0.6Asクラッ
ド層32、五層のGaAs/Al0.2Ga0.8As量子井
戸層33、0.8μmのp型BeドープAl0.4Ga0.6
Asクラッド層34、0.1μmのp型BeドープGa
Asキャップ層35、0.1μmのSiNx層36、p
型オーミック電極37およびn型オーミック電極38を
形成してなるものである。
【0003】この構造において、前記量子井戸層33は
禁制帯幅の狭い量子井戸層33aを禁制幅の広い障壁層
(=光導波層)33bで挟んだ量子井戸構造からなる半
導体層であり、この量子井戸層33が光を閉じ込めるク
ラッド層32、34で挟まれているものである。
【0004】この半導体レーザ装置は前記p型Beドー
プGaAsキャップ層35にp型BeドープAl0.2
0.8As熱処理保護層(図示せず。)を着膜した後、
混晶化する領域(相互拡散領域ともいう。)にSiNx
層(図示せず。)を着膜した後、熱処理炉中で100℃
/sの昇温速度で950℃まで急速加熱し、950℃に
到着後、直ちに冷却する。この操作を繰り返すことによ
って、前記図示しないSiNx層で覆われた領域の量子
井戸活性層33内では量子井戸層33aと障壁層33b
間で構成元素の相互拡散が生じて、混晶化され、電子の
遷移エネルギーが増大する。
【0005】この後、前記SiNx層とAl0.2Ga0.8
As熱処理保護層を除去し、GaAsキャップ層35を
10μm幅のストライプ状に残してエッチングする。次
に図10に示す0.1μmのSiNx層36を堆積し、
10μm幅の窓をあける。その後n型オーミック電極3
8およびp型オーミック電極37を形成し、へき開によ
って端面を形成して半導体レーザとする。
【0006】こうして混晶化活性領域39から形成され
た半導体レーザは、非混晶化活性領域40から形成され
た半導体レーザより、遷移エネルギーの大きな発光、す
なわち短波長の光を放射する。
【0007】なお、ここで混晶化とは互いに組成の異な
った半導体層間の構成元素を相互に拡散させることであ
る。量子井戸の場合、禁制帯幅の小さい組成で形成され
た井戸層と禁制帯幅の大きい組成で形成された障壁層の
間で混晶化が生じると、井戸層の組成が禁制帯幅が増加
するように変化し、遷移エネルギーが増大する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の多波長レー
ザ装置の作製においては、混晶化のために半導体層上に
絶縁膜を着膜し、急速加熱処理を行う際、半導体層と絶
縁膜の間の熱膨張係数の違いによる応力によって半導体
層中に転移が生じたり、n型ドーパントであるシリコン
が量子井戸活性層中に拡散するため、半導体レーザの信
頼性に問題があった。
【0009】そこで、本発明の目的は、半導体レーザの
信頼性を低下させる熱処理工程を用いず、複数の活性領
域で波長の異なる発光が可能な多波長半導体レーザ装置
を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成によって達成される。すなわち、量子井戸構造の活
性層からなる複数の活性領域を持つ多波長半導体レーザ
装置において、前記複数の活性領域は光学的利得の制御
による互いに異なる電子遷移エネルギー量子準位を持つ
多波長半導体レーザ装置である。
【0011】そして、前記各活性領域における光学的利
得の制御は、レーザのへき開端面により形成される共振
器の長さを調整すること、または光の出射損失をレーザ
の端面に形成した反射膜における反射率を調整すること
により行うことができる。
【0012】
【作用】半導体レーザ装置は共振器内で光を増幅する光
増幅器である。したがって共振器長を長くすればするほ
ど、増幅する距離が長くなり、また、へき開端面での反
射率を大きくするほど共振器内への反射光、すなわち増
幅される光が増え、光学的利得が増加する。
【0013】また、量子井戸活性層を持つ半導体レーザ
装置では、エネルギーに対して状態密度がステップ状に
変化したいるため(図8)、それぞれの量子準位での利
得は限られており、高いエネルギー準位での遷移で大き
な利得となる。したがって、共振器長や前記端面での反
射率を調整することにより、レーザ発振に必要な利得を
得ることのできる量子準位を決めることができる。
【0014】通常の量子井戸活性層を持つ半導体レーザ
装置では、第一量子準位間の遷移24でレーザ発振する
が、半導体レーザ装置内での光学的利得が減少すると、
利得の小さな第一量子準位間ではレーザ発振せず、利得
の大きな第二量子準位間の遷移25でレーザ発振する。
したがって、隣り合った活性領域において光学的利得を
変えることで、第一量子準位間と第二量子準位間で発振
する二波長半導体レーザ装置を形成することが可能とな
る。また、同様の手法により、さらに多波長の半導体レ
ーザ装置を形成することも可能である。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。 実施例1 図1は共振器長の異なる二つの半導体レーザ装置を並列
に配置した第1の実施例を示す断面図である。図1に示
す半導体レーザ装置の作製手順を以下、説明する。
【0016】まず、図2(a)に示すようにn型GaA
s基板1の(100)面上にSeドープAl0.6Ga0.4
Asでなる厚さ1μmのグラッド層11、ノンドープA
0.3Ga0.7Asでなる厚さ0.1μmの光導波層1
2、ノンドープGaAsでなる厚さ0.01μmの量子
井戸活性層13、ノンドープAl0.3Ga0.7Asでなる
厚さ0.1μmの光導波層12、MgドープAl0.6
0.4Asでなる厚さ1μmのクラッド層14、Mgド
ープGaAsでなる厚さ0.1μmのキャップ層15を
MOCVD法により順次積層する。
【0017】この後、SiNx膜6を0.2μmの厚さ
でたい積させ、フォトリソグラフィによって幅5μmの
ストライプ状の窓を開け、図2(b)に示すようにp型
電極メタル7を蒸着する。
【0018】ついで、図3に示すように、p型電極メタ
ル7上にフォトリソグラフィによってフォトレジスト1
8のパターニングを行う。このフォトレジスト18をマ
スクとして、まずp型電極メタル7、SiNx膜6をエ
ッチングする。
【0019】次に図4に示すように、このフォトレジス
ト18をマスクとして塩素系ドライエッチングで、活性
領域を互いに分離する溝26と、短共振器レーザaの片
方の端面19を形成する。そして、フォトレジスト18
をはく離し、GaAs基板1側を100μmの厚さまで
研磨した後、図1に示すようにn型電極メタル8を蒸着
し、へき開によって長共振器レーザbの両端面20と、
短共振器レーザaの片端面20を形成する。
【0020】長共振器レーザb側ではレーザの共振器長
を300μm以上にすることで、その活性領域16で第
一量子準位でのレーザ発振(波長850nm)が生じ
る。また、短共振器レーザa側ではレーザの共振器長を
200μm以下にすると、光が増幅される距離が短くな
るために、光学的利得が減少し、利得の小さい第一量子
準位ではレーザ発振が生じず、利得の大きい第二量子準
位でのレーザ発振(波長800nm)がその活性領域1
7で生じる。
【0021】実施例2 次に図5に本発明による半導体レーザの端面に反射率の
異なる反射膜を有する二つの半導体レーザを並列に配置
した実施例を示す。本実施例の半導体レーザ装置の作製
手順における図2(a)、図2(b)までのステップは
実施例1と全く同一である。半導体層上にSiNx膜6
を0.2μmたい積させフォトリソグラフィによって幅
5μmのストライプ状の窓を開け、p型電極メタル7を
蒸着する。このp型電極メタル7を図3に示すと同様に
フォトレジスト18をマスクとして、エッチングを行
い、電極7を分離する。この後、図5に示すようにフォ
トレジスト18をはく離し、GaAs基板1側を100
μmの厚さまで研磨した後、n型電極メタル8を蒸着す
る。
【0022】次に半導体レーザ装置の端面に反射率の異
なる反射膜を形成する方法について図6、図7を用いて
説明する。300μmの共振器長でへき開して端面を形
成し、光出射側である前面の端面にSiO2層21をλ
/2(λ:レーザ光の波長)の厚さ着膜する(図6
(a))。図6、図7は図5の上方から見た図である。
【0023】この前面の端面の一方の活性領域(長波長
側b)のSiO2層21上にフォトリソグラフィによっ
てフォトレジスト18を形成浸漬し(図6(b))、こ
れをマスクとしてもう一方の活性領域(短波長側a)の
SiO2層21をフッ酸系エッチャントによって所望の
厚さにエッチングする(図7(a))。
【0024】SiO2層21の膜厚と端面での反射率に
は図9に示すような関係があるので、SiO2層21の
厚さが0からλ/4に変わると、端面での反射率は32
%から7%に変化するため、短波長側aでは反射率が2
0%以下の低反射膜21aとなる厚さとする。また、後
面の端面にはどちらの活性領域にもλ/2のSiO2
保護膜(図示せず。)を形成する。
【0025】高反射膜21b側の活性領域では、光学的
利得の小さい第一量子順位でレーザ発振(波長850n
m)が可能となるよう、後面の端面の反射率および共振
器長を設定する。一方、低反射膜21aが形成された活
性領域では、前面の端面からの光出射損失が増大するた
め、光学的利得が減少する。すると、利得の小さな第一
量子順位ではレーザ発振に必要な光学的利得が得られ
ず、利得の大きい第二量子準位でのレーザ発振(波長8
00nm)が生じることとなる。こうして、それぞれの
活性領域から波長の異なる光を出射することが可能とな
る。
【0026】本発明は前記実施例の半導体組成以外でも
よく、例えば、GaInAlP混晶系、GaInAsP
混晶系、AlInAsP混晶系等の材料であっても実施
可能である。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、複数の活性領域を持つ
半導体レーザ装置において、それぞれの活性領域におけ
る共振器長および端面での反射率を変えて光学的利得を
制御することにより、電子の遷移する量子準位を変え、
熱処理の工程を用いずに、信頼性の高い多波長半導体レ
ーザを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による第一の実施例の半導体レーザ装
置を示す斜視図である。
【図2】 本発明による実施例1の半導体レーザ装置の
作製工程の一部を示す断面図である。
【図3】 本発明による実施例1の半導体レーザ装置の
作製工程の一部を示す斜視図である。
【図4】 本発明による実施例1の半導体レーザ装置を
示す斜視図である。
【図5】 本発明による実施例2の半導体レーザ装置を
示す斜視図である。
【図6】 本発明による実施例2の半導体レーザ装置の
作製工程図である。
【図7】 本発明による実施例2の半導体レーザ装置の
作製工程図である。
【図8】 多波長半導体レーザのエネルギーと状態密度
との関係を示す説明図である。
【図9】 SiO2保護層の膜厚とレーザ光の反射率の
関係を示す図である。
【図10】 従来の多波長半導体レーザの斜視図であ
る。
【符号の説明】
1、31…n型GaAs基板、 6、36…SiNx
膜、7、37…p型オーミック電極、 8、38…n型
オーミック電極、11…n活性SeドープAl0.6Ga
0.4Asクラッド層、12…ノンドープAl0.3Ga0.7
As光導波層、13…GaAs量子井戸活性層、14…
MgドープAl0.3Ga0.4Asクラッド層、15…Mg
ドープGaAsキャップ層、16…長共振器の活性領
域、17…短共振器の活性領域、18…フォトレジス
ト、19…エッチングによって形成された端面、20…
へき開によって形成された端面、21…SiO2膜、2
1a…低反射膜でコートされた活性領域、21b…λ/
2保護膜でコートされた活性領域、24…電子と正孔の
第一量子準位間の遷移、25…電子と正孔の第二量子準
位間の遷移、26…溝、32…n型SiドープAl0.4
Ga0.6Asクラッド層、33…五層のGaAs/Al
0.2Ga0.8As量子井戸層、34…p型BeドープAl
0.4Ga0.6Asクラッド層、35…p型BeドープGa
Asキャップ層、39…混晶化した活性領域、40…混
晶化していない活性領域、

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 量子井戸構造の活性層からなる複数の活
    性領域を持つ多波長半導体レーザ装置において、前記複
    数の活性領域は光学的利得の制御による互いに異なる電
    子遷移エネルギー量子準位を持つことを特徴とする多波
    長半導体レーザ装置。
  2. 【請求項2】 前記各活性領域における光学的利得の制
    御は、レーザのへき開端面により形成される共振器の長
    さの調整により行われることを特徴とする請求項1記載
    の多波長半導体レーザ装置。
  3. 【請求項3】 前記各活性領域における光学的利得の制
    御は、光の出射損失をレーザのへき開端面に形成した反
    射膜における反射率を調整することにより行われること
    を特徴とする請求項1記載の多波長半導体レーザ装置。
JP3261992A 1991-10-09 1991-10-09 多波長半導体レーザ装置 Pending JPH05102613A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001077456A (ja) * 1999-09-07 2001-03-23 Sony Corp 半導体レーザおよび光学部品用コート膜
JP2001320131A (ja) * 2000-03-01 2001-11-16 Sony Corp 多波長半導体レーザ素子アレイ及びその作製方法
US6643310B2 (en) 2000-02-29 2003-11-04 Sony Corporation Semiconductor laser apparatus, laser coupler, data reproduction apparatus, data recording apparatus and production method of semiconductor laser apparatus
CN100380755C (zh) * 2004-10-29 2008-04-09 三星电机株式会社 多波长半导体激光装置
JP2015146403A (ja) * 2014-02-04 2015-08-13 三菱電機株式会社 半導体レーザアレイ
JP2021132088A (ja) * 2020-02-19 2021-09-09 ウシオ電機株式会社 半導体レーザ装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001077456A (ja) * 1999-09-07 2001-03-23 Sony Corp 半導体レーザおよび光学部品用コート膜
US6643310B2 (en) 2000-02-29 2003-11-04 Sony Corporation Semiconductor laser apparatus, laser coupler, data reproduction apparatus, data recording apparatus and production method of semiconductor laser apparatus
US6893888B2 (en) 2000-02-29 2005-05-17 Sony Corporation Production method of semiconductor laser apparatus
JP2001320131A (ja) * 2000-03-01 2001-11-16 Sony Corp 多波長半導体レーザ素子アレイ及びその作製方法
CN100380755C (zh) * 2004-10-29 2008-04-09 三星电机株式会社 多波长半导体激光装置
JP2015146403A (ja) * 2014-02-04 2015-08-13 三菱電機株式会社 半導体レーザアレイ
JP2021132088A (ja) * 2020-02-19 2021-09-09 ウシオ電機株式会社 半導体レーザ装置

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