JPH0933960A - Semiconductor laser device and its driving method - Google Patents
Semiconductor laser device and its driving methodInfo
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- JPH0933960A JPH0933960A JP20169095A JP20169095A JPH0933960A JP H0933960 A JPH0933960 A JP H0933960A JP 20169095 A JP20169095 A JP 20169095A JP 20169095 A JP20169095 A JP 20169095A JP H0933960 A JPH0933960 A JP H0933960A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ装置
に関し、特に高出力光ビームの偏向を可能とする半導体
レーザ装置とその駆動方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device, and more particularly to a semiconductor laser device capable of deflecting a high output light beam and a driving method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光計測等の分野において大出力のレーザ
光を用いた計測システムが検討されており、ある点まで
の距離を計測するポイント測距装置が開発されるように
なってきている。2. Description of the Related Art In the field of optical measurement and the like, a measuring system using a high-power laser beam has been studied, and a point distance measuring device for measuring a distance to a certain point has been developed.
【０００３】このような測距装置においては、３次元的
な測距を可能とするために出射光ビームを偏向すること
が望ましい。In such a distance measuring device, it is desirable to deflect the outgoing light beam in order to enable three-dimensional distance measuring.
【０００４】空間的に出射光ビームを偏向する方法とし
ては、レンズとミラー等で構成される光学系を機械的に
動かす方法が検討されている。As a method of spatially deflecting the emitted light beam, a method of mechanically moving an optical system including a lens and a mirror is being studied.
【０００５】また、出射光ビームを電気的に偏向させる
手法として、特公平２−３９７７３号公報には、半導体
基板上に光導波路と複数本の電極を設け、その電極に電
圧を与えてシングルモード光導波路を形成すると共に印
加電圧に応じて光ビームの偏光角を制御し、半導体レー
ザの共振器の屈折率を空間毎に変化させる方法が開示さ
れている。また、第１の文献（「オプティカルアンドク
アンタムエレクトロニクス誌第１７巻４３１−４３４
項」、すなわちS.Mukai, M. Watanabe, H. Itoh,H. Yaj
ima, Y. Hosoi and S. Uekusa, Optical and Quantum E
lectron., vol.17, pp. 431-434, 1985.）、第２の文献
（「アイ・イー・イー・イー・フォトニクステクノロジ
ーレターズ誌第７巻２６−２８項」、すなわちY. Sun,
C. G. Fanning, S. A. Biellak and A. E. Siegman, IE
EE Photon. Tech. Lett., vol. 7, pp. 26-28, 1995.）
に記載されたような半導体レーザの共振器の屈折率を空
間毎に変化させる方法がある。これらの従来技術に関し
て図を用いて説明する。As a method of electrically deflecting the emitted light beam, Japanese Patent Publication No. 2-39773 discloses an optical waveguide and a plurality of electrodes provided on a semiconductor substrate, and a voltage is applied to the electrodes to provide a single mode. A method of forming an optical waveguide and controlling the polarization angle of a light beam according to an applied voltage to change the refractive index of a resonator of a semiconductor laser for each space is disclosed. In addition, the first document (“Optical and Quantum Electronics, Vol. 17, 431-434”).
Term, ie S. Mukai, M. Watanabe, H. Itoh, H. Yaj
ima, Y. Hosoi and S. Uekusa, Optical and Quantum E
lectron., vol.17, pp. 431-434, 1985.), the second document (“E-E-Photonics Technology Letters, Vol. 7, paragraphs 26-28”, ie, Y. Sun,
CG Fanning, SA Biellak and AE Siegman, IE
EE Photon. Tech. Lett., Vol. 7, pp. 26-28, 1995.)
There is a method of changing the refractive index of the resonator of the semiconductor laser for each space as described in (1). These conventional techniques will be described with reference to the drawings.
【０００６】図１０（Ａ）は、前記公報記載の従来の光
制御素子の平面図を示し、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）
のＡ−Ａ′線の断面を模式的に示した図である。FIG. 10 (A) shows a plan view of the conventional light control element described in the above publication, and FIG. 10 (B) shows FIG. 10 (A).
3 is a diagram schematically showing a cross section taken along line AA ′ of FIG.
【０００７】図１０を参照して、光制御素子は、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板５１上のｐ型ＧａＡｓ層（光導波路）５２、
及び複数本の電極５３を含む。Referring to FIG. 10, the light control element is an n-type G
a p-type GaAs layer (optical waveguide) 52 on the aAs substrate 51,
And a plurality of electrodes 53.
【０００８】光制御素子の動作原理は基板上下面の電極
５３、５４間に逆バイアス電圧を印加することにより、
ｐｎ接合上の空乏層５５が広がり、屈折率が増加するこ
とを用いている。The operating principle of the light control element is that by applying a reverse bias voltage between the electrodes 53 and 54 on the upper and lower surfaces of the substrate,
It is used that the depletion layer 55 on the pn junction spreads and the refractive index increases.
【０００９】このとき、多数本の電極５３のそれぞれに
印加する電圧を制御することにより、素子を導波する光
の波面に位相差を発生させ、出射光の方向を制御してい
る。At this time, by controlling the voltage applied to each of the plurality of electrodes 53, a phase difference is generated in the wavefront of the light guided through the element, and the direction of the emitted light is controlled.
【００１０】図１１は、前記第１の文献記載の従来のビ
ーム偏向機能半導体レーザ素子の断面を示している。FIG. 11 shows a cross section of a conventional semiconductor laser device having a beam deflection function described in the first document.
【００１１】図１１を参照して、素子は、ｎ型ＧａＡｓ
基板５６上のｎ型ＧａＡｌＡｓ層５７、ＧａＡｌＡｓ活
性層５８、ｐ型ＧａＡｌＡｓ層５９、そして共振器を分
割するためのエッチング溝６０、及びエッチング溝６０
で分割された電極６１で構成されている。Referring to FIG. 11, the device is an n-type GaAs
The n-type GaAlAs layer 57, the GaAlAs active layer 58, the p-type GaAlAs layer 59, the etching groove 60 for dividing the resonator, and the etching groove 60 on the substrate 56.
The electrode 61 is divided by.
【００１２】動作原理は分割された電極６１のそれぞれ
の領域の注入電流を制御することによって、注入電流密
度を空間的に変化させ、レーザ共振器の屈折率を空間ご
とに変化することを利用し、出射ビームを偏向させるも
のである。The operating principle is that the injection current density is spatially changed by controlling the injection current in each region of the divided electrode 61, and the refractive index of the laser resonator is changed spatially. , To deflect the outgoing beam.
【００１３】図１２は、図１１に示したビーム偏向機能
半導体レーザ素子の分割された電極６１の電流値ＩLお
よびＩRを変化させたときにおける発光遠視野像であ
り、上記文献では全偏向角７゜が報告されている。FIG. 12 is an emission far-field image when the current values I L and I R of the divided electrodes 61 of the beam deflection function semiconductor laser device shown in FIG. 11 are changed. An angle of 7 ° is reported.
【００１４】図１３（Ａ）は、前記第２の文献に記載さ
れたビーム偏向機能半導体レーザ素子の平面図、図１３
（Ｂ）は図１３（Ａ）のＡ−Ａ′線の断面を示す図であ
る。図１４はその動作特性を示したものである。FIG. 13A is a plan view of a semiconductor laser device having a beam deflection function described in the second document, and FIG.
13B is a diagram showing a cross section taken along line AA ′ of FIG. FIG. 14 shows the operating characteristics.
【００１５】図１３に示した素子は、ＧａＡｓ活性層６
２、ｐ−コンタクト層６３、絶縁層６４、及びヒータ６
５で構成されている。The device shown in FIG. 13 has a GaAs active layer 6
2, p-contact layer 63, insulating layer 64, and heater 6
It is composed of 5.
【００１６】動作方法は、ｐ−コンタクト層６３より電
流を注入し、レーザ発振させた状態において、一方のヒ
ータ６５に流す電流もしくはかける電力を制御すること
により、レーザ共振器の屈折率が空間ごとに変化するこ
とを利用し、出射ビームを偏向させるものである。The operating method is to inject a current from the p-contact layer 63 and control the current or power applied to one of the heaters 65 under the condition of laser oscillation so that the refractive index of the laser resonator varies with space. The output beam is deflected by utilizing the change to
【００１７】図１４はヒータ６５に与えた電力を変化さ
せたときにおける発光遠視野像のふれ角であり、丸印
（−○−）で示してある。上記文献では、片側の偏向角
７゜が報告されている。FIG. 14 shows the deflection angle of the emission far-field image when the electric power applied to the heater 65 is changed, and is indicated by a circle (-○-). In the above document, a deflection angle of 7 ° on one side is reported.
【００１８】[0018]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た、光学系を機械的に動かして出射光ビームを空間的に
走査するという従来の方法の場合、高速性や長期間使用
等での動作上の安定性に問題がある。However, in the case of the above-mentioned conventional method of mechanically moving the optical system to spatially scan the emitted light beam, it is possible to operate at high speed or for a long period of time. There is a problem with stability.
【００１９】また、レーザ共振器の電流注入部分を分割
するという従来例では、発光領域が狭いため、大出力光
を得るのが困難となっている。Further, in the conventional example in which the current injection portion of the laser resonator is divided, it is difficult to obtain a large output light because the light emitting region is narrow.
【００２０】更に、半導体光導波路の導波部分の屈折率
を空間ごとに変化させる場合の従来例も、半導体レーザ
との結合部分での光損失が無視できないため、大出力光
を得るのは困難となっている。Further, in the conventional example in which the refractive index of the waveguide portion of the semiconductor optical waveguide is changed for each space, it is difficult to obtain a large output light because the optical loss at the coupling portion with the semiconductor laser cannot be ignored. Has become.
【００２１】本発明は、このような問題を解決すべくな
されたものであって、電気的ビーム偏向の制御が可能で
あるとともに、大出力光が得られる半導体レーザ、並び
にその駆動方法を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve such a problem, and provides a semiconductor laser capable of controlling electric beam deflection and obtaining a large output light, and a driving method thereof. The purpose is to
【００２２】[0022]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、半導体基板上に少なくとも光ガイド層が
形成されており、表面にストライプ状電極が形成されて
いる半導体レーザ装置において、前記電極が、その一部
に、光の進行方向に沿って形成された分離領域により分
割された複数の電極を含むことを特徴とする半導体レー
ザ装置を提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor laser device in which at least an optical guide layer is formed on a semiconductor substrate, and a striped electrode is formed on the surface of the semiconductor laser device. Provided is a semiconductor laser device, wherein the electrode includes, in a part thereof, a plurality of electrodes divided by a separation region formed along a light traveling direction.
【００２３】また、本発明は、半導体基板上に少なくと
も光ガイド層が形成されており、表面にテーパ状電極が
形成されている半導体レーザ装置において、前記電極
が、その一部に、光の進行方向に沿って形成された分離
領域により分割された複数の電極を含むことを特徴とす
る半導体レーザ装置を提供する。Further, according to the present invention, in a semiconductor laser device in which at least a light guide layer is formed on a semiconductor substrate, and a tapered electrode is formed on the surface, the electrode is a part of which the light travels. There is provided a semiconductor laser device including a plurality of electrodes divided by a separation region formed along a direction.
【００２４】そして、本発明は、前記複数の電極に注入
する電流を電極ごとに変化させることにより出射光ビー
ムを偏向させることを特徴とする駆動方法を提供する。The present invention provides a driving method characterized in that the outgoing light beam is deflected by changing the current injected into the plurality of electrodes for each electrode.
【００２５】[0025]
【作用】本発明の半導体レーザ装置は、高出力動作が可
能であるブロードエリアレーザやフレア型レーザに出射
光ビームの偏向機能を付加したことを特徴としている。The semiconductor laser device of the present invention is characterized in that a broad area laser or a flare type laser capable of high-power operation is added with a function of deflecting the emitted light beam.
【００２６】本発明は、その第１の構成において、ブロ
ードエリアレーザのストライプ電極を複数の領域に分割
して形成するものであり、それぞれの領域の注入電流密
度を制御する駆動方法によって、活性領域の温度を空間
的に変化させることにより、レーザ共振器の屈折率が空
間ごとに変化することを利用し、出射ビームを偏向させ
るものである。According to the first aspect of the present invention, the stripe electrode of the broad area laser is formed by being divided into a plurality of regions, and the active region is formed by a driving method for controlling the injection current density of each region. By spatially changing the temperature of, the refractive index of the laser resonator changes for each space, and the emitted beam is deflected.
【００２７】また、本発明は、第２の構成において、テ
ーパ状電極が形成されているフレア型半導体レーザの電
極を複数の領域に分割して形成するものであり、それぞ
れの領域の注入電流密度を制御する駆動方法によって、
活性領域の温度を空間的に変化させ、レーザ共振器の屈
折率を空間ごとに変化することを利用し、出射ビームを
偏向させるものである。According to the present invention, in the second structure, the electrode of the flare type semiconductor laser on which the tapered electrode is formed is divided into a plurality of regions, and the injection current density in each region is formed. Depending on the driving method that controls
The output beam is deflected by utilizing the fact that the temperature of the active region is spatially changed and the refractive index of the laser resonator is changed for each space.
【００２８】このような構成とすることにより、光出射
方向が電気的に制御できるとともに、大出力光を得るこ
とができる半導体レーザ装置を提供することができる。With such a structure, it is possible to provide a semiconductor laser device capable of electrically controlling the light emission direction and obtaining a large output light.
【００２９】[0029]
【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態を以下に詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【００３０】[0030]
【実施形態１】図１は、本発明の一実施形態に係る半導
体レーザ装置の構成を模式的に示す図である。本実施形
態では、波長１．５μｍ帯ブロードエリア半導体レーザ
装置のストライプ状の電極が電気的に分離されている構
造となっている。First Embodiment FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the stripe-shaped electrodes of the broad area semiconductor laser device having a wavelength of 1.5 μm are electrically separated.
【００３１】以下、本実施形態に係る半導体レーザ装置
の製造手順を追いながら、具体的な構造を説明する。The specific structure will be described below while following the manufacturing procedure of the semiconductor laser device according to the present embodiment.
【００３２】まず、ｎ型ＩｎＰ基板１の上に、ｎ型Ｉｎ
Ｐクラッド層２を成長し、Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ量子井
戸層１３とＧａ0.22Ｉｎ0.78Ａｓ0.48Ｐ0.52ＳＣＨ（Se
parate Confinement Heterostructure）層１５、Ｇａ
0.22Ｉｎ0.78Ａｓ0.48Ｐ0.52バリア層１４からなる活性
層３（図２参照）、ｐ型ＩｎＰクラッド層４、ｐ+型Ｇ
ａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓコンタクト層５を順次結晶成長す
る。First, on the n-type InP substrate 1, n-type In
After growing the P clad layer 2, the Ga 0.47 In 0.53 As quantum well layer 13 and the Ga 0.22 In 0.78 As 0.48 P 0.52 SCH (Se
parate Confinement Heterostructure) Layer 15, Ga
0.22 In 0.78 As 0.48 P 0.52 Active layer 3 consisting of barrier layer 14 (see FIG. 2), p-type InP clad layer 4, p + -type G
a 0.47 In 0.53 As contact layer 5 is sequentially crystal-grown.
【００３３】より詳細には、活性層３は、図２に、その
エネルギーバンド構造を示すような多重量子井戸構造で
あり、層厚はそれぞれ、ｎ型クラッド層２が０．５μ
ｍ、量子井戸層１３が３．７ｎｍ、ＳＣＨ層１５が５０
ｎｍ、バリア層１４が８ｎｍ、ｐ型ＩｎＰクラッド層４
が１．５μｍ、コンタクト層５を０．２μｍとした。な
お、結晶成長には、有機金属気相成長法または化学ビー
ム成長法を用いた。More specifically, the active layer 3 has a multiple quantum well structure whose energy band structure is shown in FIG. 2, and the n-type cladding layer 2 has a layer thickness of 0.5 μm.
m, the quantum well layer 13 is 3.7 nm, and the SCH layer 15 is 50
nm, barrier layer 14 is 8 nm, p-type InP clad layer 4
Was 1.5 μm and the contact layer 5 was 0.2 μm. For the crystal growth, a metal organic chemical vapor deposition method or a chemical beam growth method was used.
【００３４】次に、ｐ型コンタクト層５を光制御領域７
とレーザ領域１０を残して選択的に取り除き、表面に誘
電体層６を形成し、光制御領域７となる部分の上に分割
された窓を形成する。Next, the p-type contact layer 5 is formed on the light control region 7
Then, the laser region 10 is selectively removed to leave the laser region 10, the dielectric layer 6 is formed on the surface, and the divided window is formed on the portion to be the light control region 7.
【００３５】次に、ｐ側電極８を形成し、電極を分離す
る。Next, the p-side electrode 8 is formed and the electrodes are separated.
【００３６】基板１を研磨して厚さを１００μｍ程度に
した後、ｎ側電極９を形成し、チップに切り出す。After polishing the substrate 1 to a thickness of about 100 μm, the n-side electrode 9 is formed and cut into chips.
【００３７】光制御領域７の長さは６０μｍ、レーザ領
域１０の長さは６００μｍとし、光射出領域１２の幅は
１００μｍとした。The length of the light control region 7 was 60 μm, the length of the laser region 10 was 600 μm, and the width of the light emission region 12 was 100 μm.
【００３８】図３は、本発明の第１の実施形態の変形で
ある。光制御領域７を光出射端面付近ではない部分に配
する構造とした場合でも、同様にして、電気的にビーム
偏向の制御が可能であるとともに、大出力光が得られ、
動作安定性を保証し得る半導体レーザ装置を提供するも
のである。FIG. 3 is a modification of the first embodiment of the present invention. Even when the light control region 7 is arranged in a portion not near the light emitting end face, the beam deflection can be electrically controlled in the same manner and a large output light can be obtained.
Provided is a semiconductor laser device capable of guaranteeing operational stability.
【００３９】図３では、光制御領域（ビーム制御領域）
７の長さは６０μｍ、全レーザ領域１０の長さは６００
μｍ、光射出領域１２の幅は１００μｍとした。In FIG. 3, the light control area (beam control area) is shown.
7 has a length of 60 μm, and the entire laser region 10 has a length of 600
μm, and the width of the light emitting region 12 was 100 μm.
【００４０】[0040]
【実施形態２】図４は、本発明の第２の実施形態に係る
半導体レーザ装置の構成を模式的に示す平面図である。
図５（Ａ）は図４のＡ−Ａ′線の断面を示す図であり、
図５（Ｂ）は図４のＢ−Ｂ′線の断面を示す図である。[Embodiment 2] FIG. 4 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5A is a diagram showing a cross section taken along the line AA ′ of FIG.
FIG. 5B is a view showing a cross section taken along the line BB ′ of FIG.
【００４１】本実施形態では、波長１．５μｍ帯のフレ
ア型半導体レーザ装置の電極が電気的に分離されている
構造となっている。The present embodiment has a structure in which the electrodes of the flare type semiconductor laser device in the wavelength band of 1.5 μm are electrically separated.
【００４２】以下、製造手順を追いながら、具体的な構
造を説明する。The specific structure will be described below while following the manufacturing procedure.
【００４３】まず、ｎ型ＩｎＰ基板１の上に、ｎ型Ｉｎ
Ｐクラッド層２を成長し、活性層３、ｐ型ＩｎＰクラッ
ド層４（厚さ０．３μｍ）を順次結晶成長する。First, on the n-type InP substrate 1, n-type In
The P clad layer 2 is grown, and the active layer 3 and the p-type InP clad layer 4 (thickness 0.3 μm) are sequentially crystal-grown.
【００４４】活性層３は図２にそのエネルギーバンド構
造を示すような多重量子井戸構造であり、前記第１の実
施形態と同様である。The active layer 3 has a multiple quantum well structure whose energy band structure is shown in FIG. 2, and is similar to that of the first embodiment.
【００４５】このような半導体ウェハ上にＳｉＯ2絶縁
膜を成膜した後、長手方向に幅が変化するテーパ形状に
パターニングし、その部分のＳｉＯ2絶縁膜をエッチン
グ除去する。After the SiO 2 insulating film is formed on such a semiconductor wafer, it is patterned into a taper shape whose width changes in the longitudinal direction, and the SiO 2 insulating film in that portion is removed by etching.
【００４６】その後、選択的にｐ−ＩｎＰリッジクラッ
ド層２０（厚さ２．５μｍ）、ｐ+型Ｇａ0.47Ｉｎ0.53
Ａｓコンタクト層５（厚さ０．２μｍ）を結晶成長す
る。Then, the p-InP ridge cladding layer 20 (thickness: 2.5 μm) and p + type Ga 0.47 In 0.53 are selectively formed.
The As contact layer 5 (thickness 0.2 μm) is crystal-grown.
【００４７】リッジ導波路構造は幅の狭い領域、広い領
域で幅がそれぞれ４μｍ、１０μｍとし、長さ９００μ
ｍにわたって幅が４μｍから１００μｍに変化する形状
とした。The ridge waveguide structure has a narrow width and a wide width of 4 μm and 10 μm, respectively, and a length of 900 μm.
The width was changed from 4 μm to 100 μm over m.
【００４８】次に、ｐ型コンタクト層５を光制御領域７
とレーザ領域１０を残して選択的に取り除き、表面に誘
電体層６を形成し、光制御領域７となる部分の上に分割
された窓を形成する。Next, the p-type contact layer 5 is formed on the light control region 7.
Then, the laser region 10 is selectively removed to leave the laser region 10, the dielectric layer 6 is formed on the surface, and the divided window is formed on the portion to be the light control region 7.
【００４９】次に、ｐ側電極８を形成し、電極を分離す
る。Next, the p-side electrode 8 is formed and the electrodes are separated.
【００５０】基板１を研磨して厚さを１００μｍ程度に
した後、ｎ側電極９を形成し、チップに切り出す。光制
御領域７の長さは６０μｍ、レーザ領域１０の長さは２
箇所の直線部分をそれぞれ２００μｍとし、合計１３０
０μｍとした。After polishing the substrate 1 to a thickness of about 100 μm, the n-side electrode 9 is formed and cut into chips. The length of the light control region 7 is 60 μm, and the length of the laser region 10 is 2 μm.
The linear parts of the locations are each 200 μm, for a total of 130
It was set to 0 μm.
【００５１】図６は、本発明の第２の実施形態の変形例
である。なお、平面図は図４と同様であり、図６（Ａ）
は図４のＡ−Ａ′線に沿った断面、図６（Ｂ）は図４の
Ｂ−Ｂ′線の断面をそれぞれ示す。FIG. 6 shows a modification of the second embodiment of the present invention. Note that the plan view is the same as that in FIG.
Is a cross section taken along the line AA 'in FIG. 4, and FIG. 6B is a cross section taken along the line BB' in FIG.
【００５２】図６を参照して、光導波路を埋め込み構造
としたものであり、第２の実施形態と同様にして、電気
的にビーム偏向の制御が可能であるとともに、大出力光
が得られ、動作安定性を保証し得る半導体レーザ装置を
提供する。Referring to FIG. 6, the optical waveguide has a buried structure, and the beam deflection can be electrically controlled and a large output light can be obtained in the same manner as in the second embodiment. Provide a semiconductor laser device capable of guaranteeing operational stability.
【００５３】次に、前記第１、第２の実施形態に係る半
導体レーザ装置の駆動方法及び動作について説明する。Next, the driving method and operation of the semiconductor laser device according to the first and second embodiments will be described.
【００５４】図７及び図８は、実施形態１及び２の半導
体レーザ装置による偏向動作を模式的に示した図であ
り、図７（Ａ）は光出射方向Ｌoutを偏向させない場合
に関するもの、図７（Ｂ）及び図８（Ｃ）は光出射方向
Ｌoutを偏向させる場合に関するものである。但し、図
７及び図８では、分離された各ｐ側電極８に供給する注
入電流Ｉ1及びＩ2の値をそれぞれ制御することで活性領
域のキャリア密度や温度を空間的に変化させ、レーザ共
振器としての横方向の屈折率分布を制御できるようにな
っている。FIGS. 7 and 8 are diagrams schematically showing the deflection operation by the semiconductor laser device of Embodiments 1 and 2, and FIG. 7A shows the case where the light emission direction L out is not deflected. FIG. 7B and FIG. 8C relate to the case where the light emitting direction L out is deflected. However, in FIG. 7 and FIG. 8, by controlling the values of the injection currents I 1 and I 2 supplied to the separated p-side electrodes 8 respectively, the carrier density and temperature of the active region are spatially changed, and The lateral refractive index distribution as a resonator can be controlled.
【００５５】図７（Ａ）の場合、レーザ駆動電流ＩLを
一定値流しておいて、注入電流Ｉ1、Ｉ2を等しくする
と、光出射方向Ｌout（光の伝搬方向）は光出射端面と
垂直方向になる。これより、出射後での光強度分布２４
は光強度Ｌs及び位置Ｓとの関係で対称型となる。In the case of FIG. 7A, when the laser drive current I L is made to flow at a constant value and the injection currents I 1 and I 2 are made equal, the light emitting direction L out (light propagating direction) becomes the light emitting end face. And the vertical direction. From this, the light intensity distribution 24 after emission
Is symmetrical with respect to the light intensity L s and the position S.
【００５６】これに対して図７（Ｂ）の場合、レーザ駆
動電流ＩLを一定値流しておいて、注入電流Ｉ2を注入電
流Ｉ1に比べてやや大きくすると（この場合、注入電流
Ｉ2は１０ｍＡ〜数１０ｍＡ程度）、電流値の大きい方
の活性領域におけるキャリア密度が増大するため、屈折
率が小さくなり、共振器の実効長は注入電流の大きい方
が短くなるため、出射後での光強度分布２４は注入電流
が小さい方に偏る。On the other hand, in the case of FIG. 7B, the injection current I 2 is made to be slightly larger than the injection current I 1 while the laser drive current I L is made to flow at a constant value (in this case, the injection current I 2 is about 10 mA to several tens of mA), the carrier density in the active region having the larger current value increases, so that the refractive index becomes smaller and the effective length of the resonator becomes shorter when the injection current is larger. The light intensity distribution 24 is biased toward the smaller injection current.
【００５７】これにより、出射後での光強度分布２４は
光強度Ｌs及び位置Ｓの関係で低電流側に偏向される。As a result, the light intensity distribution 24 after emission is deflected to the low current side due to the relationship between the light intensity L s and the position S.
【００５８】引き続き、図８（Ｃ）の場合、注入電流Ｉ
2を注入電流Ｉ1に比べて更に大きくすると（注入電流Ｉ
2は例えば数１００ｍＡのオーダ）、電流値の大きい方
の活性領域の温度が増大し、屈折率が増大する。Then, in the case of FIG. 8C, the injection current I
If 2 is made larger than the injection current I 1 , the injection current I 1
2 is, for example, on the order of several 100 mA), the temperature of the active region having the larger current value increases, and the refractive index increases.
【００５９】このため、共振器の実効長は注入電流の大
きい方が長くなり、出射後での光強度分布２４は、注入
電流が大きい方に偏る。これにより、出射後での光強度
分布２４は光強度Ｌs及び位置Ｓの関係で高電流側に偏
向される。Therefore, the effective length of the resonator becomes longer as the injection current is larger, and the light intensity distribution 24 after emission is biased toward the larger injection current. As a result, the light intensity distribution 24 after emission is deflected to the high current side due to the relationship between the light intensity L s and the position S.
【００６０】図１又は図３に示した前記第１の実施形態
に係る半導体レーザ装置を用いる場合は、レーザ駆動電
流をＩL＝４０Ａとして光制御電流Ｉ1＝０Ａ、Ｉ2＝５
０ｍＡとして駆動することによって、光強度１０Ｗ、出
射後での光強度分布２４が光制御電流が小さい方角に偏
向角１゜、半値幅１５゜が得られた（図９参照）。When the semiconductor laser device according to the first embodiment shown in FIG. 1 or 3 is used, the laser drive current is I L = 40 A, and the light control currents I 1 = 0A and I 2 = 5.
By driving at 0 mA, a light intensity of 10 W, a light intensity distribution 24 after emission, a deflection angle of 1 ° in the direction in which the light control current was small, and a half value width of 15 ° were obtained (see FIG. 9).
【００６１】さらに、光制御電流Ｉ1＝０Ａ、Ｉ2＝６０
０ｍＡとして駆動することによって、光強度１０Ｗ、出
射後での光強度分布２４が光制御電流が大きい方角に偏
向角７゜、半値幅１５゜が得られた（図９参照）。Further, the light control currents I 1 = 0A and I 2 = 60
By driving at 0 mA, a light intensity of 10 W, a light intensity distribution 24 after emission, a deflection angle of 7 ° and a half value width of 15 ° were obtained in the direction in which the light control current was large (see FIG. 9).
【００６２】また、図４及び図５に示した前記第２の実
施形態、または図６に示した前記第２の実施形態の変形
に係る半導体レーザ装置を用いる場合には、レーザ駆動
電流をＩL＝４０Ａとして光制御電流Ｉ1＝０Ａ、Ｉ2＝
５０ｍＡとして駆動することによって、光強度１０Ｗ、
出射後での光強度分布２４が光制御電流が小さい方角に
偏向角１゜、半値幅０．５゜が得られた（図９参照）。When the semiconductor laser device according to the second embodiment shown in FIGS. 4 and 5 or the modification of the second embodiment shown in FIG. 6 is used, the laser drive current is I. Light control current I 1 = 0A, I 2 = when L = 40A
By driving as 50mA, the light intensity is 10W,
The light intensity distribution 24 after emission has a deflection angle of 1 ° and a half value width of 0.5 ° in the direction in which the light control current is small (see FIG. 9).
【００６３】さらに、光制御電流Ｉ1＝０Ａ、Ｉ2＝６０
０ｍＡとして駆動することによって、光強度１０Ｗ、出
射後での光強度分布２４が光制御電流が大きい方角に偏
向角７゜、半値幅０．５゜が得られた（図９参照）。Further, the light control currents I 1 = 0A and I 2 = 60
By driving at 0 mA, a light intensity of 10 W, a light intensity distribution 24 after emission, a deflection angle of 7 ° in the direction in which the light control current is large, and a half value width of 0.5 ° were obtained (see FIG. 9).
【００６４】なお、図９は、前記第１、第２の実施形態
に係る半導体レーザ装置のビーム偏向特性をまとめたも
のである。Incidentally, FIG. 9 summarizes the beam deflection characteristics of the semiconductor laser devices according to the first and second embodiments.
【００６５】[0065]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気的にビーム偏向の制御が可能であるとともに、大出
力光が得られる半導体レーザ装置が提供され、しかもそ
れらの動作を安定性高く保証し得る駆動方法が提供され
るようになる。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a semiconductor laser device that can electrically control the beam deflection and obtain a large output light, and also provide a driving method that can guarantee the operation of the semiconductor laser device with high stability.
【図１】本発明の第１の実施形態を模式的に示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram schematically showing a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施形態のエネルギーバンド構
造を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing an energy band structure according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１の実施形態の変形例を模式的に示
す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a modification of the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第２の実施形態を模式的に示す平面図
である。FIG. 4 is a plan view schematically showing a second embodiment of the present invention.
【図５】（Ａ）図４のＡ−Ａ′線の断面を模式的に示す
図である。 （Ｂ）図４のＢ−Ｂ′線の断面を模式的に示す図であ
る。5A is a diagram schematically showing a cross section taken along line AA ′ in FIG. (B) It is a figure which shows typically the cross section of the BB 'line of FIG.
【図６】本発明の第２の実施形態の変形例を模式的に示
す図である。 （Ａ）図４のＡ−Ａ′線の断面を模式的に示す図であ
る。 （Ｂ）図４のＢ−Ｂ′線の断面を模式的に示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram schematically showing a modification of the second embodiment of the present invention. (A) It is a figure which shows typically the cross section of the AA 'line of FIG. (B) It is a figure which shows typically the cross section of the BB 'line of FIG.
【図７】本発明の第１及び第２の実施形態による装置の
駆動方法及び動作を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a driving method and an operation of the device according to the first and second embodiments of the present invention.
【図８】本発明の第１及び第２の実施形態による装置の
駆動方法及び動作を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a driving method and an operation of the device according to the first and second embodiments of the present invention.
【図９】本発明の第１及び第２の実施形態による装置の
ビーム偏向特性を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing beam deflection characteristics of the device according to the first and second embodiments of the present invention.
【図１０】従来例の構成を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional example.
【図１１】別の従来例の構成を模式的に示す図である。FIG. 11 is a diagram schematically showing the configuration of another conventional example.
【図１２】図１１の従来例の動作特性を示す図である。12 is a diagram showing operating characteristics of the conventional example of FIG.
【図１３】さらに別の従来例の構成を模式的に示す図で
ある。FIG. 13 is a diagram schematically showing the configuration of another conventional example.
【図１４】図１３の従来例の動作特性を示す図である。14 is a diagram showing operating characteristics of the conventional example of FIG.
１ ｎ型ＩｎＰ基板 ２ ｎ型ＩｎＰクラッド層 ３ 活性層 ４ ｐ型ＩｎＰクラッド層 ５ ｐ+型Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓコンタクト層 ６ 誘電体層 ７ 光制御領域 ８ ｐ側電極 ９ ｎ側電極 １０ レーザ領域 １２ 光出射領域 １３ 量子井戸層 １４ バリア層 １５ ＳＣＨ層 １６ ｐ型ＩｎＰ層 １７ ｎ型ＩｎＰ層 ２０ ｐ型ＩｎＰリッジクラッド層 ２４ 出射後での光強度分布 ４３ 複数本電極 ５１ 基板 ５２ ｐ型ＧａＡｓ層 ５３、５４ 電極 ５５ 空乏層 ５６ ｎ型ＧａＡｓ基板 ５７ ｎ型ＧａＡｌＡｓ層 ５８ ＧａＡｌＡｓ活性層 ５９ ｐ型ＧａＡｌＡｓ層 ６０ エッチング溝 ６１ 電極 ６２ ＧａＡｓ活性層 ６３ ｐ−コンタクト層 ６４ 絶縁層 ６５ ヒータ1 n-type InP substrate 2 n-type InP clad layer 3 active layer 4 p-type InP clad layer 5 p + type Ga 0.47 In 0.53 As contact layer 6 dielectric layer 7 light control region 8 p-side electrode 9 n-side electrode 10 laser region 12 light emitting region 13 quantum well layer 14 barrier layer 15 SCH layer 16 p-type InP layer 17 n-type InP layer 20 p-type InP ridge cladding layer 24 light intensity distribution after emission 43 multiple electrodes 51 substrate 52 p-type GaAs layer 53, 54 electrode 55 depletion layer 56 n-type GaAs substrate 57 n-type GaAlAs layer 58 GaAlAs active layer 59 p-type GaAlAs layer 60 etching groove 61 electrode 62 GaAs active layer 63 p-contact layer 64 insulating layer 65 heater
Claims (4)
成されており、表面にストライプ状電極が形成されてい
る半導体レーザ装置において、 前記電極が、その一部に、光の進行方向に沿って形成さ
れた分離領域により分割された複数の電極を含むことを
特徴とする半導体レーザ装置。1. A semiconductor laser device in which at least a light guide layer is formed on a semiconductor substrate, and a stripe-shaped electrode is formed on a surface of the semiconductor laser device, wherein the electrode is partially formed along a light traveling direction. A semiconductor laser device comprising a plurality of electrodes divided by the formed isolation region.
成されており、表面にテーパ状電極が形成されている半
導体レーザ装置において、 前記電極が、その一部に、光の進行方向に沿って形成さ
れた分離領域により分割された複数の電極を含むことを
特徴とする半導体レーザ装置。2. A semiconductor laser device in which at least a light guide layer is formed on a semiconductor substrate, and a tapered electrode is formed on a surface of the semiconductor substrate, wherein the electrode is partially formed along a light traveling direction. A semiconductor laser device comprising a plurality of electrodes divided by the formed isolation region.
成されており、表面にストライプ状電極が形成されてい
る半導体レーザ装置の駆動方法であって、 前記電極が、その一部に、光の進行方向に沿って形成さ
れた分離領域により分割された複数の電極を含み、 前記の複数の電極に注入する電流を、電極毎に可変させ
ることにより出射光ビームを偏向させることを特徴とす
る半導体レーザ装置の駆動方法。3. A method of driving a semiconductor laser device, wherein at least a light guide layer is formed on a semiconductor substrate, and a stripe-shaped electrode is formed on the surface of the semiconductor laser device. A semiconductor including a plurality of electrodes divided by a separation region formed along a traveling direction, wherein an outgoing light beam is deflected by varying a current injected into the plurality of electrodes for each electrode. Driving method of laser device.
成されており、表面にテーパ状電極が形成されている半
導体レーザ装置において、 前記電極が、その一部に、光の進行方向に沿って形成さ
れた分離領域により分割された複数の電極を含み、 前記の複数の電極に注入する電流を、電極毎に可変させ
ることにより出射光ビームを偏向させることを特徴とす
る半導体レーザ装置の駆動方法。4. A semiconductor laser device in which at least a light guide layer is formed on a semiconductor substrate, and a tapered electrode is formed on a surface of the semiconductor laser device, wherein the electrode is partly provided along a light traveling direction. A method for driving a semiconductor laser device, comprising: a plurality of electrodes divided by a formed separation region, wherein an outgoing light beam is deflected by varying a current injected into the plurality of electrodes for each electrode. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20169095A JPH0933960A (en) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Semiconductor laser device and its driving method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20169095A JPH0933960A (en) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Semiconductor laser device and its driving method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0933960A true JPH0933960A (en) | 1997-02-07 |
Family
ID=16445295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20169095A Pending JPH0933960A (en) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Semiconductor laser device and its driving method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0933960A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007165890A (en) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Korea Electronics Telecommun | Wavelength tunable light source device |
| JP2014082263A (en) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Kyoto Univ | Semiconductor laser element |
-
1995
- 1995-07-14 JP JP20169095A patent/JPH0933960A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007165890A (en) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Korea Electronics Telecommun | Wavelength tunable light source device |
| JP2014082263A (en) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Kyoto Univ | Semiconductor laser element |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981208 |