JPH09129971A - 半導体レーザ - Google Patents
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- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
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- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光放射角が狭くかつ閾値電流等の特性の優れ
たレーザの提供。 【構成】 半導体基板101上に、活性層102、クラ
ッド層103を設け、基板の上下面に第1の電極104
と第2の電極105を形成する。ここで、活性層102
は光閉じ込め層を含むものであって、その膜厚は光出射
側端面に向かって徐々に薄くなされている。 【効果】 このように構成された半導体レーザでは、ス
ポットサイズは出射端に向かって徐々に広がるため、出
射ビームの放射角は狭められる。また、素子長は200
μm以下に抑えることができるので、素子特性を良好な
値を維持することができる。
たレーザの提供。 【構成】 半導体基板101上に、活性層102、クラ
ッド層103を設け、基板の上下面に第1の電極104
と第2の電極105を形成する。ここで、活性層102
は光閉じ込め層を含むものであって、その膜厚は光出射
側端面に向かって徐々に薄くなされている。 【効果】 このように構成された半導体レーザでは、ス
ポットサイズは出射端に向かって徐々に広がるため、出
射ビームの放射角は狭められる。また、素子長は200
μm以下に抑えることができるので、素子特性を良好な
値を維持することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザの構
造に関し、特に低放射角が求められる、低価格で無調整
実装型のレーザモジュール用に適した半導体レーザの構
造に関するものである。
造に関し、特に低放射角が求められる、低価格で無調整
実装型のレーザモジュール用に適した半導体レーザの構
造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光加入者系では、低価格の半導体
レーザ(LD)モジュールが求められている。LDモジ
ュールのコストの中で大きな割合を占めるものに、素子
の実装コストが挙げられる。この種LDモジュールに用
いられている従来の半導体レーザは、図6に示されるよ
うに、半導体基板501上に、活性層502、クラッド
層503を設け、基板の上下面に第1の電極504、第
2の電極505を設けたものである。ここで、その光出
射端面での光放射角は、活性層に垂直な方向が約30
°、活性層に平行な方向が約25°と大きいため、直接
光ファイバと結合させることはできず、その間にレンズ
を介在させなければならない。そのため、部品コストが
かかる外、実装の際に一つずつレンズ系と光軸調整を行
ないながら搭載しなければならずそしてそのトレランス
が厳しいため調整に長時間を要することとなり、実装の
コストアップを招いていた。
レーザ(LD)モジュールが求められている。LDモジ
ュールのコストの中で大きな割合を占めるものに、素子
の実装コストが挙げられる。この種LDモジュールに用
いられている従来の半導体レーザは、図6に示されるよ
うに、半導体基板501上に、活性層502、クラッド
層503を設け、基板の上下面に第1の電極504、第
2の電極505を設けたものである。ここで、その光出
射端面での光放射角は、活性層に垂直な方向が約30
°、活性層に平行な方向が約25°と大きいため、直接
光ファイバと結合させることはできず、その間にレンズ
を介在させなければならない。そのため、部品コストが
かかる外、実装の際に一つずつレンズ系と光軸調整を行
ないながら搭載しなければならずそしてそのトレランス
が厳しいため調整に長時間を要することとなり、実装の
コストアップを招いていた。
【0003】これに対し、近年、レンズ系を必要とせ
ず、直接光ファイバと光学結合を取れるような低放射角
のLDが提案されている。これは、図7に示されるよう
に、半導体基板601上に、LD領域608では均一の
厚さで、スポットサイズ変換領域609では、光出射側
端面に向かって厚さが次第に薄くなる活性層602を設
け、その上にクラッド層603を形成した後、基板上下
面に第1の電極604と第2の電極605を形成したも
のである。これによれば、LD領域608からの出射ビ
ームは領域609のテーパ導波路部分を伝搬していく内
にスポットサイズが広げられ、素子からの出射ビームは
水平、垂直方向共に10°程度と狭められるため、光フ
ァイバとの直接の結合が可能になる。したがって、レン
ズ系を省略することができまた無調整での実装が可能に
なるため、実装コストを大幅に低減することができる。
ず、直接光ファイバと光学結合を取れるような低放射角
のLDが提案されている。これは、図7に示されるよう
に、半導体基板601上に、LD領域608では均一の
厚さで、スポットサイズ変換領域609では、光出射側
端面に向かって厚さが次第に薄くなる活性層602を設
け、その上にクラッド層603を形成した後、基板上下
面に第1の電極604と第2の電極605を形成したも
のである。これによれば、LD領域608からの出射ビ
ームは領域609のテーパ導波路部分を伝搬していく内
にスポットサイズが広げられ、素子からの出射ビームは
水平、垂直方向共に10°程度と狭められるため、光フ
ァイバとの直接の結合が可能になる。したがって、レン
ズ系を省略することができまた無調整での実装が可能に
なるため、実装コストを大幅に低減することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図7に示した光放射角
を狭める従来の半導体レーザでは、スポットサイズ変換
領域609の光導波路において損失があることと、レー
ザが基本的にはスポットサイズ変換領域を含めた複合共
振器による長共振器構造となるために、発振閾値、駆動
電流および温度特性(閾値、スロープ効率等の温度依存
性)は単体のLDに比べて劣化する。長共振器化により
閾値が上昇するのは、電流を注入する領域が長くなるた
めであるので、全体の素子長を短くすればよいが、スポ
ットサイズ変換光導波路をあまり短くすると十分なスポ
ットサイズ変換が行えなくなる。従って、素子長はある
程度長くならざるを得ない(通常は500μm以上)。
またテーパ導波路部分は光の減衰器として働くため、光
の取り出し効率は悪くなる。
を狭める従来の半導体レーザでは、スポットサイズ変換
領域609の光導波路において損失があることと、レー
ザが基本的にはスポットサイズ変換領域を含めた複合共
振器による長共振器構造となるために、発振閾値、駆動
電流および温度特性(閾値、スロープ効率等の温度依存
性)は単体のLDに比べて劣化する。長共振器化により
閾値が上昇するのは、電流を注入する領域が長くなるた
めであるので、全体の素子長を短くすればよいが、スポ
ットサイズ変換光導波路をあまり短くすると十分なスポ
ットサイズ変換が行えなくなる。従って、素子長はある
程度長くならざるを得ない(通常は500μm以上)。
またテーパ導波路部分は光の減衰器として働くため、光
の取り出し効率は悪くなる。
【0005】本発明は、このような従来の低放射角LD
の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、
低放射角特性と優れた低閾値特性、温度特性とを併せも
つ半導体レーザを提供することであ。
の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、
低放射角特性と優れた低閾値特性、温度特性とを併せも
つ半導体レーザを提供することであ。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による半導体レーザは、光ガイド層を含む活
性層の厚さが、第1の端面から主光出力端面である第2
の端面に向かって連続的に減少していることを特徴とし
ている。
めの本発明による半導体レーザは、光ガイド層を含む活
性層の厚さが、第1の端面から主光出力端面である第2
の端面に向かって連続的に減少していることを特徴とし
ている。
【0007】また、上記の目的を達成するための本発明
のもう一つの半導体レーザは、均一の層厚の光ガイド層
を備えた活性層を有するレーザ領域と、光出射端面に向
かって層厚が連続的に減少する光ガイド層を備えた半導
体光導波路を有するスポットサイズ変換領域とがタンデ
ムに接合されてなり、前記レーザ領域の前記スポットサ
イズ変換領域側の活性層の一部には回折格子が形成され
ていることを特徴としている。
のもう一つの半導体レーザは、均一の層厚の光ガイド層
を備えた活性層を有するレーザ領域と、光出射端面に向
かって層厚が連続的に減少する光ガイド層を備えた半導
体光導波路を有するスポットサイズ変換領域とがタンデ
ムに接合されてなり、前記レーザ領域の前記スポットサ
イズ変換領域側の活性層の一部には回折格子が形成され
ていることを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】図1および図2は、本発明の実施
の形態を説明するための断面図である。図1に示すよう
に、本発明による半導体レーザは、半導体基板101上
に、活性層102、クラッド層103が設けられ、基板
の上下面に第1の電極104と第2の電極105を形成
したものであるが、活性層は光出射側端面に向かって徐
々に薄くなされている。ここで、活性層102は光ガイ
ド層(光閉じ込め層)を含むものである。
の形態を説明するための断面図である。図1に示すよう
に、本発明による半導体レーザは、半導体基板101上
に、活性層102、クラッド層103が設けられ、基板
の上下面に第1の電極104と第2の電極105を形成
したものであるが、活性層は光出射側端面に向かって徐
々に薄くなされている。ここで、活性層102は光ガイ
ド層(光閉じ込め層)を含むものである。
【0009】このように構成された半導体レーザでは、
図1に示されるように、スポットサイズは出射端に向か
って徐々に広がるため、出射ビームの放射角は垂直方
向、水平方向とも10°程度に狭められる。また、余分
にスポットサイズ変換領域を設けたものではないので、
素子長は200μm以下に抑えることができる。したが
って、本発明によれば、閾値、温度特性、光の取り出し
効率等の素子特性を短共振器のそれと同等な良好な値を
維持したまま、光出射を光ファイバとの直接結合が可能
な低放射角で行わせることが可能になる。
図1に示されるように、スポットサイズは出射端に向か
って徐々に広がるため、出射ビームの放射角は垂直方
向、水平方向とも10°程度に狭められる。また、余分
にスポットサイズ変換領域を設けたものではないので、
素子長は200μm以下に抑えることができる。したが
って、本発明によれば、閾値、温度特性、光の取り出し
効率等の素子特性を短共振器のそれと同等な良好な値を
維持したまま、光出射を光ファイバとの直接結合が可能
な低放射角で行わせることが可能になる。
【0010】本発明のもう一つの半導体レーザは、図2
に示されるように、半導体基板201上には、LD領域
208では均一の膜厚で、スポットサイズ変換領域20
9では光出射端側に向かって徐々に膜厚が薄くなる活性
層202が設けられ、その上にはクラッド層203が設
けられている。基板上下面にはLD領域208にのみ第
1の電極204と第2の電極205が形成されている。
また、LD領域208の領域209寄りの部分の半導体
基板201と活性層202との界面には回折格子206
が形成されている。
に示されるように、半導体基板201上には、LD領域
208では均一の膜厚で、スポットサイズ変換領域20
9では光出射端側に向かって徐々に膜厚が薄くなる活性
層202が設けられ、その上にはクラッド層203が設
けられている。基板上下面にはLD領域208にのみ第
1の電極204と第2の電極205が形成されている。
また、LD領域208の領域209寄りの部分の半導体
基板201と活性層202との界面には回折格子206
が形成されている。
【0011】このように構成された半導体レーザでは、
共振器が素子の一方の端面と回折格子の形成領域間で形
成されるため、素子長が例えば500μmと長くなって
もLD領域208の長さは200μm以下にすることが
できる。そして電流注入がLD領域のみに限定されてい
るため、短共振器レーザの特長である低閾値、高効率、
良好な温度特性を具現することができる。そして、LD
領域208からの出射光はスポットサイズ変換領域20
9においてそのサイズが広げられることにより、出射ビ
ームの放射角は狭められる。すなわち、図2に示す半導
体レーザにおいても、短共振器レーザの特長と出射光の
低放射角特性を備えた半導体レーザを実現することがで
きる。
共振器が素子の一方の端面と回折格子の形成領域間で形
成されるため、素子長が例えば500μmと長くなって
もLD領域208の長さは200μm以下にすることが
できる。そして電流注入がLD領域のみに限定されてい
るため、短共振器レーザの特長である低閾値、高効率、
良好な温度特性を具現することができる。そして、LD
領域208からの出射光はスポットサイズ変換領域20
9においてそのサイズが広げられることにより、出射ビ
ームの放射角は狭められる。すなわち、図2に示す半導
体レーザにおいても、短共振器レーザの特長と出射光の
低放射角特性を備えた半導体レーザを実現することがで
きる。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図3は、本発明の第1の実施例の1.3μ
m帯低放射角LDの製造プロセスを説明するための断面
図と斜視図である。まず、図1(a)に示すように、n
−InP基板301上に、光閉じ込め層となる厚さ40
nmの1.13μm波長組成のn−InGaAsPを成
長させて下側SCH層302aを形成し、その上に、5
nm厚で1.40μm波長組成のノンドープInGaA
sPウェル層と10nm厚で1.13μm波長組成のノ
ンドープInGaAsPバリア層からなる5ウェル構成
の歪MQW活性層302bを成長させる。
て説明する。図3は、本発明の第1の実施例の1.3μ
m帯低放射角LDの製造プロセスを説明するための断面
図と斜視図である。まず、図1(a)に示すように、n
−InP基板301上に、光閉じ込め層となる厚さ40
nmの1.13μm波長組成のn−InGaAsPを成
長させて下側SCH層302aを形成し、その上に、5
nm厚で1.40μm波長組成のノンドープInGaA
sPウェル層と10nm厚で1.13μm波長組成のノ
ンドープInGaAsPバリア層からなる5ウェル構成
の歪MQW活性層302bを成長させる。
【0013】次に、このMQW層の形成されたウェハ3
00の表面に、図3(b)に示すように、レーザ光の出
射端となる端面に向かってマスク幅が徐々に狭くなるパ
ターンの一対のSiO2 マスク307を形成し、これを
成長マスクとして用い、上側光閉じ込め層として1.1
3μm波長組成のp−InGaAsP層を選択成長させ
て上側SCH層302cを形成する。このとき、SiO
2 マスク307の幅が広い程光ガイド層が厚くなるの
で、断面図である図3(c)に示されるように、テーパ
形状の上側SCH層302cが形成され、これによりテ
ーパを有する活性層(302a、302b、302c)
が得られる。
00の表面に、図3(b)に示すように、レーザ光の出
射端となる端面に向かってマスク幅が徐々に狭くなるパ
ターンの一対のSiO2 マスク307を形成し、これを
成長マスクとして用い、上側光閉じ込め層として1.1
3μm波長組成のp−InGaAsP層を選択成長させ
て上側SCH層302cを形成する。このとき、SiO
2 マスク307の幅が広い程光ガイド層が厚くなるの
で、断面図である図3(c)に示されるように、テーパ
形状の上側SCH層302cが形成され、これによりテ
ーパを有する活性層(302a、302b、302c)
が得られる。
【0014】この後、このMQWウェハをDC−PBH
(Double-Channel Planar Buried Heterostructure)構
造に埋め込み、両電極を形成した後、200μm程度の
素子長に切り出して、半導体レーザ構造を作製する。最
後に、前面および後面側に各々70%および95%程度
の反射率が得られるようにコーティングを施せば、水
平、垂直放射角が共に10°程度と狭く、5mA程度の
非常に低閾値で、温度特性の良好な半導体レーザが得ら
れる。ここでは、DC−PBH埋め込み構造について示
したが、勿論PBH等の他の埋め込み構造やリッジ構造
にしても同様の効果は期待できる。
(Double-Channel Planar Buried Heterostructure)構
造に埋め込み、両電極を形成した後、200μm程度の
素子長に切り出して、半導体レーザ構造を作製する。最
後に、前面および後面側に各々70%および95%程度
の反射率が得られるようにコーティングを施せば、水
平、垂直放射角が共に10°程度と狭く、5mA程度の
非常に低閾値で、温度特性の良好な半導体レーザが得ら
れる。ここでは、DC−PBH埋め込み構造について示
したが、勿論PBH等の他の埋め込み構造やリッジ構造
にしても同様の効果は期待できる。
【0015】図4、図5は、本発明の第2の実施例の低
放射角LDの製造プロセスを説明するための斜視図と断
面図である。まず、図4(a)に示すように、n−In
P基板401上の一部分に長さ50μmにわたり、20
2nmピッチ、山谷の深さが30nm程度の回折格子4
06を形成する。次に、その上に図4(b)に示すよう
に、厚さ40nmの1.13μm波長組成のn−InG
aAsPからなる下側SCH層402aを成長させ、さ
らに5nm厚で1.40μm波長組成のノンドープIn
GaAsPウェル層と10nm厚で1.13μm波長組
成のノンドープInGaAsPバリア層とからなる5ウ
ェル構成の歪MQW活性層402bを成長させる。
放射角LDの製造プロセスを説明するための斜視図と断
面図である。まず、図4(a)に示すように、n−In
P基板401上の一部分に長さ50μmにわたり、20
2nmピッチ、山谷の深さが30nm程度の回折格子4
06を形成する。次に、その上に図4(b)に示すよう
に、厚さ40nmの1.13μm波長組成のn−InG
aAsPからなる下側SCH層402aを成長させ、さ
らに5nm厚で1.40μm波長組成のノンドープIn
GaAsPウェル層と10nm厚で1.13μm波長組
成のノンドープInGaAsPバリア層とからなる5ウ
ェル構成の歪MQW活性層402bを成長させる。
【0016】次に、このウェハ400の表面に図4
(c)に示すように、LD領域408では一定幅でスポ
ットサイズ変換領域409では光出射端に向かって幅が
漸減するパターンの一対のSiO2 マスク407を形成
し、これを成長マスクとして用いて、1.13μm波長
組成のp−InGaAsPを選択成長させて上側SCH
層402cを形成する。このとき、選択成長層はSiO
2 マスク幅が広い程厚く形成されるので、図5(d)に
示されるように、LD領域408では一定の膜厚で、ス
ポットサイズ変換領域409では光出射端に向かって膜
厚が漸減する上側SCH層402cが得られ、これによ
りスポットサイズ変換領域409では光閉じ込め層を含
めた活性層の膜厚が光出射端面に向かって漸減すること
になる。
(c)に示すように、LD領域408では一定幅でスポ
ットサイズ変換領域409では光出射端に向かって幅が
漸減するパターンの一対のSiO2 マスク407を形成
し、これを成長マスクとして用いて、1.13μm波長
組成のp−InGaAsPを選択成長させて上側SCH
層402cを形成する。このとき、選択成長層はSiO
2 マスク幅が広い程厚く形成されるので、図5(d)に
示されるように、LD領域408では一定の膜厚で、ス
ポットサイズ変換領域409では光出射端に向かって膜
厚が漸減する上側SCH層402cが得られ、これによ
りスポットサイズ変換領域409では光閉じ込め層を含
めた活性層の膜厚が光出射端面に向かって漸減すること
になる。
【0017】この後、このMQWウェハをDC−PBH
構造に埋め込み、図5(e)に示すように、LD領域4
08部分のみに、第1の電極404、第2の電極405
を形成した後切り出して、半導体レーザを作製する。最
後に、前面および後面側に各々0%および95%程度の
反射率が得られるようにコーティングを施せば、水平、
垂直放射角が共に10°程度と狭く、5mA程度の非常
に低閾値で、温度特性の良好な半導体レーザが得られ
る。ここでは、DC−PBH埋め込み構造について示し
たが、勿論PBH等の他の埋め込み構造やリッジ構造に
しても同様の効果は期待できる。
構造に埋め込み、図5(e)に示すように、LD領域4
08部分のみに、第1の電極404、第2の電極405
を形成した後切り出して、半導体レーザを作製する。最
後に、前面および後面側に各々0%および95%程度の
反射率が得られるようにコーティングを施せば、水平、
垂直放射角が共に10°程度と狭く、5mA程度の非常
に低閾値で、温度特性の良好な半導体レーザが得られ
る。ここでは、DC−PBH埋め込み構造について示し
たが、勿論PBH等の他の埋め込み構造やリッジ構造に
しても同様の効果は期待できる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低放射角特性と短共振器レーザの特長である低閾値電流
と優れた温度特性とを併せもつ半導体レーザを提供する
ことができる。したがって、本発明によれば、レンズ系
を省略できる低価格LDモジュール用のレーザとして使
用できる優れた特性の半導体レーザを提供することがで
きる。
低放射角特性と短共振器レーザの特長である低閾値電流
と優れた温度特性とを併せもつ半導体レーザを提供する
ことができる。したがって、本発明によれば、レンズ系
を省略できる低価格LDモジュール用のレーザとして使
用できる優れた特性の半導体レーザを提供することがで
きる。
【図1】 本発明の第1の実施の形態を説明するための
断面図。
断面図。
【図2】 本発明の第2の実施の形態を説明するための
断面図。
断面図。
【図3】 本発明の第1の実施例の製造方法を説明する
ための断面図と斜視図。
ための断面図と斜視図。
【図4】 本発明の第2の実施例の製造方法を説明する
ための斜視図と断面図。
ための斜視図と断面図。
【図5】 本発明の第2の実施例の製造方法を説明する
ための断面図。
ための断面図。
【図6】 第1の従来例の断面図。
【図7】 第2の従来例の断面図。
300、400 ウェハ 101、201、501、601 半導体基板 301、401 n−InP基板 102、202、502、602 活性層 302a、402a 下側SCH層 302b、402b 歪MQW活性層 302c、402c 上側SCH層 103、203、303、403、503、603 ク
ラッド層 104、204、404、504、604 第1の電極 105、205、405、505、605 第2の電極 206、406 回折格子 307、407 SiO2 マスク 208、408、608 LD領域 209、409、609 スポットサイズ変換領域
ラッド層 104、204、404、504、604 第1の電極 105、205、405、505、605 第2の電極 206、406 回折格子 307、407 SiO2 マスク 208、408、608 LD領域 209、409、609 スポットサイズ変換領域
Claims (5)
- 【請求項1】 光ガイド層を含む活性層の厚さが、第1
の端面から主光出力端面である第2の端面に向かって連
続的に減少していることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項2】 前記第1の端面に高反射コーティングが
施され、前記第2の端面に前記第1の端面の反射コーテ
ィングより低い反射率の高反射コーティングが施されて
いることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。 - 【請求項3】 均一の層厚の光ガイド層を備えた活性層
を有するレーザ領域と、光出射端面に向かって層厚が連
続的に減少する光ガイド層を備えた半導体光導波路を有
するスポットサイズ変換領域とがタンデムに接合されて
なり、前記レーザ領域の前記スポットサイズ変換領域側
の活性層の一部には回折格子が形成されていることを特
徴とする半導体レーザ。 - 【請求項4】 前記レーザ領域の長さが200nm以下
であることを特徴とする請求項3記載の半導体レーザ。 - 【請求項5】 前記活性層に電流を注入するための電極
は、前記レーザ領域上にのみ設けられていることを特徴
とする請求項3記載の半導体レーザ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7308506A JP3061169B2 (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 半導体レーザ |
EP96117544A EP0772268B1 (en) | 1995-11-02 | 1996-10-31 | Laser diode having narrowed radiation angle characteristic |
DE69603002T DE69603002T2 (de) | 1995-11-02 | 1996-10-31 | Laserdiode mit verengter Strahlungswinkel-Charakteristik |
US08/743,086 US5693965A (en) | 1995-11-02 | 1996-11-04 | Laser diode having narrowed radiation angle characteristic |
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JP7308506A JP3061169B2 (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 半導体レーザ |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH09129971A true JPH09129971A (ja) | 1997-05-16 |
JP3061169B2 JP3061169B2 (ja) | 2000-07-10 |
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JP7308506A Expired - Fee Related JP3061169B2 (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | 半導体レーザ |
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Country | Link |
---|---|
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EP (1) | EP0772268B1 (ja) |
JP (1) | JP3061169B2 (ja) |
DE (1) | DE69603002T2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003158344A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-05-30 | Nec Corp | 半導体構造、半導体光素子およびそれらの製造方法 |
US8731018B2 (en) | 2011-01-27 | 2014-05-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor laser |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2967737B2 (ja) * | 1996-12-05 | 1999-10-25 | 日本電気株式会社 | 光半導体装置とその製造方法 |
JP3463740B2 (ja) * | 1999-03-11 | 2003-11-05 | 日本電気株式会社 | 分布帰還型半導体レーザ |
US6853663B2 (en) * | 2000-06-02 | 2005-02-08 | Agilent Technologies, Inc. | Efficiency GaN-based light emitting devices |
KR100842277B1 (ko) * | 2006-12-07 | 2008-06-30 | 한국전자통신연구원 | 반사형 반도체 광증폭기 및 수퍼 루미네센스 다이오드 |
JP2014165327A (ja) * | 2013-02-25 | 2014-09-08 | Sony Corp | 半導体発光素子及びその製造方法、並びに、表示装置 |
US11921298B2 (en) * | 2020-09-22 | 2024-03-05 | Ii-Vi Delaware, Inc. | Spot-size converter |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07283490A (ja) * | 1994-02-15 | 1995-10-27 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3888388A (en) * | 1973-11-01 | 1975-06-10 | Ingersoll Rand Co | Apparatus and methods for controlling injection rams |
JPS5673485A (en) * | 1979-11-20 | 1981-06-18 | Fujitsu Ltd | Semiconductor luminous element |
US4520485A (en) * | 1981-03-17 | 1985-05-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device |
JPS6196779A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 | Nec Corp | 発光ダイオ−ド |
JPS62245690A (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レ−ザ装置 |
JPH02199889A (ja) * | 1989-01-30 | 1990-08-08 | Toshiba Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
US5392308A (en) * | 1993-01-07 | 1995-02-21 | Sdl, Inc. | Semiconductor laser with integral spatial mode filter |
-
1995
- 1995-11-02 JP JP7308506A patent/JP3061169B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-10-31 EP EP96117544A patent/EP0772268B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-31 DE DE69603002T patent/DE69603002T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-11-04 US US08/743,086 patent/US5693965A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07283490A (ja) * | 1994-02-15 | 1995-10-27 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003158344A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-05-30 | Nec Corp | 半導体構造、半導体光素子およびそれらの製造方法 |
US8731018B2 (en) | 2011-01-27 | 2014-05-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor laser |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0772268B1 (en) | 1999-06-23 |
US5693965A (en) | 1997-12-02 |
DE69603002D1 (de) | 1999-07-29 |
EP0772268A1 (en) | 1997-05-07 |
JP3061169B2 (ja) | 2000-07-10 |
DE69603002T2 (de) | 2000-02-24 |
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