JPH10145001A - 半導体レーザー - Google Patents
半導体レーザーInfo
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- JPH10145001A JPH10145001A JP30206596A JP30206596A JPH10145001A JP H10145001 A JPH10145001 A JP H10145001A JP 30206596 A JP30206596 A JP 30206596A JP 30206596 A JP30206596 A JP 30206596A JP H10145001 A JPH10145001 A JP H10145001A
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- H01S2301/00—Functional characteristics
- H01S2301/18—Semiconductor lasers with special structural design for influencing the near- or far-field
- H01S2301/185—Semiconductor lasers with special structural design for influencing the near- or far-field for reduction of Astigmatism
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
- H01S5/0651—Mode control
- H01S5/0653—Mode suppression, e.g. specific multimode
- H01S5/0655—Single transverse or lateral mode emission
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- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
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- H01S5/1064—Comprising an active region having a varying composition or cross-section in a specific direction varying width along the optical axis
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゲインガイド型構造の半導体レーザーにおい
て、横モードの単峰化を図ったこの種のテーパーストラ
イプ型半導体レーザーにおいて、多モード性の向上、非
点隔差の減少、水平方向の広がり角θH の拡大、キンク
レベルの向上をはかりつつ、端面破壊、しきい値電流Ｉ
thの増大を回避することができるようにしする。 【解決手段】 活性層に対する電流注入領域がストライ
プ状をなし、ゲインガイド型構造を有する半導体レーザ
ーにおいて、そのストライプが、その少なくとも出力光
を取り出す端面Ｓ1 近傍でかつこれから隔てた位置で幅
狭とされたネック部１９ｎｃと、この幅狭ネック部１９
ｎｃから上記端面Ｓ1 とは反対側に位置する幅広部１９
ｗとを有し、少なくとも上記端面の幅が、ネック部１９
ｎｃの幅より大でかつ幅広部の幅より小の中間幅とさ
れ、ネック部からこれに隣り合う上記端面Ｓ1 および幅
広部１９ｎｃに渡ってそれぞれ漸次その幅が変化するテ
ーパー部１９ｓ1 および１９ｓ2 が形成されパターンと
する。
て、横モードの単峰化を図ったこの種のテーパーストラ
イプ型半導体レーザーにおいて、多モード性の向上、非
点隔差の減少、水平方向の広がり角θH の拡大、キンク
レベルの向上をはかりつつ、端面破壊、しきい値電流Ｉ
thの増大を回避することができるようにしする。 【解決手段】 活性層に対する電流注入領域がストライ
プ状をなし、ゲインガイド型構造を有する半導体レーザ
ーにおいて、そのストライプが、その少なくとも出力光
を取り出す端面Ｓ1 近傍でかつこれから隔てた位置で幅
狭とされたネック部１９ｎｃと、この幅狭ネック部１９
ｎｃから上記端面Ｓ1 とは反対側に位置する幅広部１９
ｗとを有し、少なくとも上記端面の幅が、ネック部１９
ｎｃの幅より大でかつ幅広部の幅より小の中間幅とさ
れ、ネック部からこれに隣り合う上記端面Ｓ1 および幅
広部１９ｎｃに渡ってそれぞれ漸次その幅が変化するテ
ーパー部１９ｓ1 および１９ｓ2 が形成されパターンと
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザー特
に活性層に対する電流注入領域がストライプ状をなし、
ゲインガイド型（利得ガイド型）構成による半導体レー
ザーに係わる。
に活性層に対する電流注入領域がストライプ状をなし、
ゲインガイド型（利得ガイド型）構成による半導体レー
ザーに係わる。
【０００２】
【従来の技術】ゲインガイド型半導体レーザーは、例え
ば図４にその基本的概略構成を示すように、第１導電型
例えばｎ型半導体基体１上に、これと同導電型の第１ク
ラッド層２、活性層３、第２導電型この例ではｐ型の第
２クラッド層４を、順次エピタキシャル成長し、この第
２クラッド層４をストライプ状に残してその両側をエッ
チングしてメサ溝を形成し、このメサ溝内を埋込んで第
１導電型のｎ型の電流狭窄層５を形成し、これの上に跨
がって全面的に第２導電型のキャップ層６をエピタキシ
ャル成長し、キャップ層６上に一方の電極７をオーミッ
クに被着形成し、基体１の裏面に他方の電極８をオーミ
ックに配置する構造が採られる。
ば図４にその基本的概略構成を示すように、第１導電型
例えばｎ型半導体基体１上に、これと同導電型の第１ク
ラッド層２、活性層３、第２導電型この例ではｐ型の第
２クラッド層４を、順次エピタキシャル成長し、この第
２クラッド層４をストライプ状に残してその両側をエッ
チングしてメサ溝を形成し、このメサ溝内を埋込んで第
１導電型のｎ型の電流狭窄層５を形成し、これの上に跨
がって全面的に第２導電型のキャップ層６をエピタキシ
ャル成長し、キャップ層６上に一方の電極７をオーミッ
クに被着形成し、基体１の裏面に他方の電極８をオーミ
ックに配置する構造が採られる。
【０００３】このようにして、電流狭窄層５による電流
の阻止によって、この電流狭窄層５が形成された部分下
の、活性層に対するキャリアの注入を制限することによ
って、電流狭窄層５下と、電流狭窄層５によって挟まれ
た部分下との間に、屈折率差Δｎが、Δｎ≦５×１０-4
とされたすなわちゲインガイド型半導体レーザーが構成
される。
の阻止によって、この電流狭窄層５が形成された部分下
の、活性層に対するキャリアの注入を制限することによ
って、電流狭窄層５下と、電流狭窄層５によって挟まれ
た部分下との間に、屈折率差Δｎが、Δｎ≦５×１０-4
とされたすなわちゲインガイド型半導体レーザーが構成
される。
【０００４】このゲインガイド型半導体レーザーは、縦
モードが多モードであることから、戻り光ノイズを減少
させる上で有利である。したがって、各種光記録再生装
置の、光記録、再生を行う光ピックアップの光源等に用
いて有効である。しかしながら、このゲインガイド型半
導体レーザーにおいては、横方向の閉じ込めがインデッ
クスガイド型（屈折率ガイド型）半導体レーザーにおけ
るように強制的な光閉じ込めによるものでないことか
ら、横モードが不安定である。また、球面波導波となり
放射特性すなわちＦＦＰ（ファーフィールドパターン）
の横モード特性が、インデックスガイド型におけるよう
な単峰性を示さず、いわゆる中心部のレベルが低い双峰
性を示す。また、インデックスガイド型においては、上
述したように、横方向の光閉じ込めが強制的になされる
ことから、光出射端の横方向の幅は比較的小となって干
渉効果によって、水平方向の広がり角θH は大となる
が、ゲインガイド型の場合、光出射端の横方向の幅は比
較的大きく、したがって、θHは小さく、また水平、垂
直方向の見掛け上の光発射点のずれ、いわゆる非点隔差
が大きいという問題がある。
モードが多モードであることから、戻り光ノイズを減少
させる上で有利である。したがって、各種光記録再生装
置の、光記録、再生を行う光ピックアップの光源等に用
いて有効である。しかしながら、このゲインガイド型半
導体レーザーにおいては、横方向の閉じ込めがインデッ
クスガイド型（屈折率ガイド型）半導体レーザーにおけ
るように強制的な光閉じ込めによるものでないことか
ら、横モードが不安定である。また、球面波導波となり
放射特性すなわちＦＦＰ（ファーフィールドパターン）
の横モード特性が、インデックスガイド型におけるよう
な単峰性を示さず、いわゆる中心部のレベルが低い双峰
性を示す。また、インデックスガイド型においては、上
述したように、横方向の光閉じ込めが強制的になされる
ことから、光出射端の横方向の幅は比較的小となって干
渉効果によって、水平方向の広がり角θH は大となる
が、ゲインガイド型の場合、光出射端の横方向の幅は比
較的大きく、したがって、θHは小さく、また水平、垂
直方向の見掛け上の光発射点のずれ、いわゆる非点隔差
が大きいという問題がある。
【０００５】また、高出力半導体レーザーにおいては、
その電流密度を下げて温度上昇をできるだけ抑制するた
めには、共振器長を長くすることが要求されるものであ
るが、ゲインガイド型半導体レーザーは、インデックス
型半導体レーザーに比して共振器ロスが大きいため、共
振器長、すなわちストライプ長を長くすると、しきい値
電流Ｉthが高くなるという問題が生じる。また、非点隔
差が大きくなるとか、ＦＦＰの双峰性がより顕著となる
とか、横モードの不安定性が生じ易く、光放射角の安定
性等に問題が生じる。
その電流密度を下げて温度上昇をできるだけ抑制するた
めには、共振器長を長くすることが要求されるものであ
るが、ゲインガイド型半導体レーザーは、インデックス
型半導体レーザーに比して共振器ロスが大きいため、共
振器長、すなわちストライプ長を長くすると、しきい値
電流Ｉthが高くなるという問題が生じる。また、非点隔
差が大きくなるとか、ＦＦＰの双峰性がより顕著となる
とか、横モードの不安定性が生じ易く、光放射角の安定
性等に問題が生じる。
【０００６】このような問題の解決をはかるものとし
て、図５に半導体レーザーの平面図を示し、同図に破線
でそのストライプ部９の輪郭を示すように、中央部では
比較的１広の幅Ｗを有し、光出射端面となるストライプ
長方向（共振器長方向）の両端における幅Ｗｓ1 および
Ｗｓ2 を、Ｗｓ1 ，Ｗｓ2 ＜Ｗとし、幅広部から幅狭部
間において、漸次その幅が変更されるテーパー部を形成
するテーパーストライプ型の半導体レーザーの提案がな
されている。
て、図５に半導体レーザーの平面図を示し、同図に破線
でそのストライプ部９の輪郭を示すように、中央部では
比較的１広の幅Ｗを有し、光出射端面となるストライプ
長方向（共振器長方向）の両端における幅Ｗｓ1 および
Ｗｓ2 を、Ｗｓ1 ，Ｗｓ2 ＜Ｗとし、幅広部から幅狭部
間において、漸次その幅が変更されるテーパー部を形成
するテーパーストライプ型の半導体レーザーの提案がな
されている。
【０００７】従来の、このテーパーストライプ型半導体
レーザーにおいては、例えばその長さ（共振器長）Ｌが
２５０μｍとされる場合、中央の幅広部の幅Ｗは、横モ
ードの安定化から１０μｍ以下のいわゆるナロウストラ
イプ構造とされ、その幅Ｗは５〜６μｍ程度とされる。
また、ストライプの両端の幅Ｗｓ1 およびＷｓ2 は３μ
ｍ程度、テーパー部の長さＬｓ1 およびＬｓ2 は１００
μｍ程度とされる。
レーザーにおいては、例えばその長さ（共振器長）Ｌが
２５０μｍとされる場合、中央の幅広部の幅Ｗは、横モ
ードの安定化から１０μｍ以下のいわゆるナロウストラ
イプ構造とされ、その幅Ｗは５〜６μｍ程度とされる。
また、ストライプの両端の幅Ｗｓ1 およびＷｓ2 は３μ
ｍ程度、テーパー部の長さＬｓ1 およびＬｓ2 は１００
μｍ程度とされる。
【０００８】しかしながら、このようにテーパーストラ
イプ型半導体レーザーにおいても、そのしきい値電流Ｉ
thは、４０〜５０ｍＡ程度という高いものであり、イン
デックスガイド型半導体レーザーに比較して１．５倍〜
２倍の消費電流を必要とする。また、その消費電流が大
きいことによる発熱の問題、高温動作による不安定性の
問題が生じる。
イプ型半導体レーザーにおいても、そのしきい値電流Ｉ
thは、４０〜５０ｍＡ程度という高いものであり、イン
デックスガイド型半導体レーザーに比較して１．５倍〜
２倍の消費電流を必要とする。また、その消費電流が大
きいことによる発熱の問題、高温動作による不安定性の
問題が生じる。
【０００９】更に、上述のテーパーストライプ型半導体
レーザーにおいて、多モード性の向上、非点隔差の減
少、水平方向の広がり角θH の拡大、キンクレベルの向
上のためには、端面近傍でのストライプ幅を狭くすると
か、テーパー長を長くする必要がある。ところが、これ
らのことをあまり進めると、端面での光密度の増加によ
る端面破壊の危険性の増加、しきい値電流Ｉthの増大を
惹き起こすおそれが生じ、信頼性に問題を生じる。
レーザーにおいて、多モード性の向上、非点隔差の減
少、水平方向の広がり角θH の拡大、キンクレベルの向
上のためには、端面近傍でのストライプ幅を狭くすると
か、テーパー長を長くする必要がある。ところが、これ
らのことをあまり進めると、端面での光密度の増加によ
る端面破壊の危険性の増加、しきい値電流Ｉthの増大を
惹き起こすおそれが生じ、信頼性に問題を生じる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ゲインガイ
ド型構造の半導体レーザーにおいて、横モードの単峰化
を図ったこの種のテーパーストライプ型半導体レーザー
において、多モード性の向上、非点隔差の減少、水平方
向の広がり角θH の拡大、キンクレベルの向上をはかり
つつ、端面破壊、しきい値電流Ｉthの増大を回避するこ
とができるようにした半導体レーザーを提供する。
ド型構造の半導体レーザーにおいて、横モードの単峰化
を図ったこの種のテーパーストライプ型半導体レーザー
において、多モード性の向上、非点隔差の減少、水平方
向の広がり角θH の拡大、キンクレベルの向上をはかり
つつ、端面破壊、しきい値電流Ｉthの増大を回避するこ
とができるようにした半導体レーザーを提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザーは、活性層に対する電流注入領域がストライプ状を
なし、ゲインガイド型構造を有する半導体レーザー、す
なわちストライプ部とその外側との屈折率差Δｎが、Δ
ｎ≦５×１０-4とした半導体レーザーにおいて、そのス
トライプが、その少なくとも出力光を取り出す端面近傍
でかつこれから隔てた位置で幅狭とされたネック部と、
この幅狭ネック部から上記端面とは反対側に位置する幅
広部とを有し、少なくとも上記端面の幅が、ネック部の
幅より大でかつ幅広部の幅より小の中間幅とされ、ネッ
ク部からこれに隣り合う上記端面および幅広部に渡って
それぞれ漸次その幅が変化するテーパー部が形成されパ
ターンとする。
ザーは、活性層に対する電流注入領域がストライプ状を
なし、ゲインガイド型構造を有する半導体レーザー、す
なわちストライプ部とその外側との屈折率差Δｎが、Δ
ｎ≦５×１０-4とした半導体レーザーにおいて、そのス
トライプが、その少なくとも出力光を取り出す端面近傍
でかつこれから隔てた位置で幅狭とされたネック部と、
この幅狭ネック部から上記端面とは反対側に位置する幅
広部とを有し、少なくとも上記端面の幅が、ネック部の
幅より大でかつ幅広部の幅より小の中間幅とされ、ネッ
ク部からこれに隣り合う上記端面および幅広部に渡って
それぞれ漸次その幅が変化するテーパー部が形成されパ
ターンとする。
【００１２】このように、本発明においては、ゲインガ
イド型のテーパーストライプ半導体レーザーにおいて、
その本来の出力光を取り出す端面、すなわち前方端面か
ら内側に最小幅のネック部すなわちくびれ部を形成する
もので、前述した出力光を取り出す端面の幅をさほど幅
狭とすることなく、この幅狭ネック部によって、光出射
幅の規制と横モードの安定化を図り、非点隔差の減少、
水平方向の広がり角θH の拡大、キンクレベルの向上を
図ることができる。したがって、この出力光を取り出す
端面を幅狭とすることによって生じる、この端面におけ
る光密度の増大による光損傷、しきい値電流Ｉthの増加
を回避できて、信頼性の高い、高出力半導体レーザーを
構成することができる。
イド型のテーパーストライプ半導体レーザーにおいて、
その本来の出力光を取り出す端面、すなわち前方端面か
ら内側に最小幅のネック部すなわちくびれ部を形成する
もので、前述した出力光を取り出す端面の幅をさほど幅
狭とすることなく、この幅狭ネック部によって、光出射
幅の規制と横モードの安定化を図り、非点隔差の減少、
水平方向の広がり角θH の拡大、キンクレベルの向上を
図ることができる。したがって、この出力光を取り出す
端面を幅狭とすることによって生じる、この端面におけ
る光密度の増大による光損傷、しきい値電流Ｉthの増加
を回避できて、信頼性の高い、高出力半導体レーザーを
構成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明による半導体レーザーの実
施の形態を説明する。本発明による半導体レーザーは、
ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザー、ＡｌＧａＩｎＰ系半導
体レーザー等の各種半導体レーザーに適用することがで
きるものである。
施の形態を説明する。本発明による半導体レーザーは、
ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザー、ＡｌＧａＩｎＰ系半導
体レーザー等の各種半導体レーザーに適用することがで
きるものである。
【００１４】本発明による半導体レーザーは、活性層に
対する電流注入領域がストライプ状をなし、ゲインガイ
ド型構造を有する半導体レーザー、すなわちストライプ
部とその外側との屈折率差Δｎが、Δｎ≦５×１０-4と
した半導体レーザーにおいて、そのストライプが、その
少なくとも出力光を取り出す端面近傍でかつこれから隔
てた位置で幅狭とされたネック部と、この幅狭ネック部
から上記端面とは反対側に位置する幅広部とを有し、少
なくとも上記端面の幅が、ネック部の幅より大でかつ幅
広部の幅より小の中間幅とされ、ネック部からこれに隣
り合う上記端面および幅広部に渡ってそれぞれ漸次その
幅が変化するテーパー部が形成されパターンとする。
対する電流注入領域がストライプ状をなし、ゲインガイ
ド型構造を有する半導体レーザー、すなわちストライプ
部とその外側との屈折率差Δｎが、Δｎ≦５×１０-4と
した半導体レーザーにおいて、そのストライプが、その
少なくとも出力光を取り出す端面近傍でかつこれから隔
てた位置で幅狭とされたネック部と、この幅狭ネック部
から上記端面とは反対側に位置する幅広部とを有し、少
なくとも上記端面の幅が、ネック部の幅より大でかつ幅
広部の幅より小の中間幅とされ、ネック部からこれに隣
り合う上記端面および幅広部に渡ってそれぞれ漸次その
幅が変化するテーパー部が形成されパターンとする。
【００１５】この半導体レーザーの一例を、その概略断
面図を示す図１と、その概略平面図を示す図２を参照し
て説明すると、この場合、第１導電型例えばｎ型のＧａ
Ａｓ基板１１上に、順次これと同導電型のＡｌＧａＩｎ
Ｐによる第１クラッド層１２、ＩｎＧａＰによる活性層
１３、第２導電型この例ではｐ型のＡｌＧａＩｎＰによ
る第２クラッド層１４、ＩｎＧａＰによる中間層１５を
連続エピタキシャル成長する。第１および第２のクラッ
ド層１２および１４は、例えば（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐによって構成される。
面図を示す図１と、その概略平面図を示す図２を参照し
て説明すると、この場合、第１導電型例えばｎ型のＧａ
Ａｓ基板１１上に、順次これと同導電型のＡｌＧａＩｎ
Ｐによる第１クラッド層１２、ＩｎＧａＰによる活性層
１３、第２導電型この例ではｐ型のＡｌＧａＩｎＰによ
る第２クラッド層１４、ＩｎＧａＰによる中間層１５を
連続エピタキシャル成長する。第１および第２のクラッ
ド層１２および１４は、例えば（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐによって構成される。
【００１６】そして、ストライプ状のパターンに一部残
して、その両側に、中間層１５を横切り、第２のクラッ
ド層１４に所要の深さに入り込んでメサ溝２１を、例え
ばフォトリソグラフィによるパターンエッチングによっ
て形成する。このメサ溝２１内を含んで全面的にその表
面がほぼ平坦となるように、電流狭窄層を構成する第１
導電型のＧａＡｓをエピタキシャル成長し、エッチバッ
クすることによって中間層２０を露呈し、これの上に全
面的に、第２導電型の例えばＧａＡｓによるキャップ層
１６をエピタキシャル成長する。中間層２０は、キャッ
プ層６とクラッド層１４とのバンドギャップ差を緩和す
る層である。キャップ層１６上には、一方の電極１７を
オーミックに被着し、基体１１の裏面には、他方の電極
１８を配置する。
して、その両側に、中間層１５を横切り、第２のクラッ
ド層１４に所要の深さに入り込んでメサ溝２１を、例え
ばフォトリソグラフィによるパターンエッチングによっ
て形成する。このメサ溝２１内を含んで全面的にその表
面がほぼ平坦となるように、電流狭窄層を構成する第１
導電型のＧａＡｓをエピタキシャル成長し、エッチバッ
クすることによって中間層２０を露呈し、これの上に全
面的に、第２導電型の例えばＧａＡｓによるキャップ層
１６をエピタキシャル成長する。中間層２０は、キャッ
プ層６とクラッド層１４とのバンドギャップ差を緩和す
る層である。キャップ層１６上には、一方の電極１７を
オーミックに被着し、基体１１の裏面には、他方の電極
１８を配置する。
【００１７】この構成によって、電流狭窄層１５によっ
て電流が阻止されて、活性層１３に対する電流通路が狭
窄され、図２中破線ａ1 およびａ2 で囲んで示すストラ
イプ部１９を形成する。
て電流が阻止されて、活性層１３に対する電流通路が狭
窄され、図２中破線ａ1 およびａ2 で囲んで示すストラ
イプ部１９を形成する。
【００１８】また、この構成の半導体レーザー２１にお
いては、前方の本来の出力光を取り出す側の光出射端面
（以下第１の端面という）Ｓ1 には、例えば反射率３０
％とする光学膜（図示せず）が被着され、これとは反対
側の後方の光出射端面（以下第２の端面という）Ｓ2 に
は、例えば反射率６０％とする光学膜（図示せず）が被
着されて、第１の端面Ｓ1 からの出射光の高出力化をは
かるようにした場合である。そして、ストライプ部１９
の、第１の端面Ｓ1 からレーザービームを本来のレーザ
ー光、例えば光源として実際に用いる出力レーザー光を
出射させ、レーザーの駆動を制御するためにレーザー発
振状態をモニターするレーザー光を第２の端面Ｓ2 から
出射させるようになされている。
いては、前方の本来の出力光を取り出す側の光出射端面
（以下第１の端面という）Ｓ1 には、例えば反射率３０
％とする光学膜（図示せず）が被着され、これとは反対
側の後方の光出射端面（以下第２の端面という）Ｓ2 に
は、例えば反射率６０％とする光学膜（図示せず）が被
着されて、第１の端面Ｓ1 からの出射光の高出力化をは
かるようにした場合である。そして、ストライプ部１９
の、第１の端面Ｓ1 からレーザービームを本来のレーザ
ー光、例えば光源として実際に用いる出力レーザー光を
出射させ、レーザーの駆動を制御するためにレーザー発
振状態をモニターするレーザー光を第２の端面Ｓ2 から
出射させるようになされている。
【００１９】この構成において、ストライプ部１９の平
面形状を、少なくとも第１端面Ｓ1の近傍、例えばこの
第１の端面Ｓ1 から５０μｍの距離の範囲内に、このス
トライプ部１９において、最小幅の幅Ｗｎｃを有するネ
ック部１９ｎｃと、これより端面Ｓ1 とは反対側におい
て、幅Ｗｎｃより大なる幅Ｗを有する幅広部１９ｗを有
し、端面Ｓ1 の幅Ｗｓ1 を、Ｗ＞Ｗｓ1 ＞Ｗｎｃとし、
ネック部１９ｎｃからそれぞれ端面Ｓ1 および幅広部１
９ｗに向かって漸次その幅が広がる第１および第２のテ
ーパー部１９ｎｃ1 および１９ｎｃ2 を有する形状とす
る。
面形状を、少なくとも第１端面Ｓ1の近傍、例えばこの
第１の端面Ｓ1 から５０μｍの距離の範囲内に、このス
トライプ部１９において、最小幅の幅Ｗｎｃを有するネ
ック部１９ｎｃと、これより端面Ｓ1 とは反対側におい
て、幅Ｗｎｃより大なる幅Ｗを有する幅広部１９ｗを有
し、端面Ｓ1 の幅Ｗｓ1 を、Ｗ＞Ｗｓ1 ＞Ｗｎｃとし、
ネック部１９ｎｃからそれぞれ端面Ｓ1 および幅広部１
９ｗに向かって漸次その幅が広がる第１および第２のテ
ーパー部１９ｎｃ1 および１９ｎｃ2 を有する形状とす
る。
【００２０】第２の端面Ｓ2 の幅Ｗｓ2 は、Ｗ＞Ｗｓ2
≧Ｗｓ1 とする。そして、幅広部１９ｗと第２の端面Ｓ
2 との間に幅広部１９ｗから第２の端面Ｓ2 に向かって
漸次その幅が小となる第３のテーパー部１９ｎｃ3 が形
成される。ネック部１９ｎｃは、長さＬｎｃに渡って一
定の幅Ｗｎｃをもって形成される。
≧Ｗｓ1 とする。そして、幅広部１９ｗと第２の端面Ｓ
2 との間に幅広部１９ｗから第２の端面Ｓ2 に向かって
漸次その幅が小となる第３のテーパー部１９ｎｃ3 が形
成される。ネック部１９ｎｃは、長さＬｎｃに渡って一
定の幅Ｗｎｃをもって形成される。
【００２１】このストライプ部の平面形状は、その幅方
向に関しては、ストライプ長方向に沿う中心線に対して
対称的形状とするが、そのストライプ長方向に関して
は、その中心に対し対称、もしくは図示の例におけるよ
うに、第２の端面Ｓ2 側においてはネック部が形成され
ない非対称とする。
向に関しては、ストライプ長方向に沿う中心線に対して
対称的形状とするが、そのストライプ長方向に関して
は、その中心に対し対称、もしくは図示の例におけるよ
うに、第２の端面Ｓ2 側においてはネック部が形成され
ない非対称とする。
【００２２】本発明構成によれば、その本来の出力光を
取り出す第１の端面Ｓ1 から内側に最小幅のネック部す
なわちくびれ部１９ｎｃを形成するもので、前述した少
なくとも出力光第１の端面Ｓ1 の幅Ｗ1 をさほど幅狭と
することなく、この幅狭ネック部によって、光出射幅の
規制と横モードの安定化を図り、非点隔差の減少、水平
方向の広がり角θH の拡大、キンクレベルの向上を図る
ことができる。したがって、この出力光を取り出す端面
Ｓ1 を幅狭とすることによって生じる、この端面におけ
る光密度の増大による光損傷、しきい値電流Ｉthの増加
を回避できて、信頼性の高い、高出力半導体レーザーを
構成することができる。
取り出す第１の端面Ｓ1 から内側に最小幅のネック部す
なわちくびれ部１９ｎｃを形成するもので、前述した少
なくとも出力光第１の端面Ｓ1 の幅Ｗ1 をさほど幅狭と
することなく、この幅狭ネック部によって、光出射幅の
規制と横モードの安定化を図り、非点隔差の減少、水平
方向の広がり角θH の拡大、キンクレベルの向上を図る
ことができる。したがって、この出力光を取り出す端面
Ｓ1 を幅狭とすることによって生じる、この端面におけ
る光密度の増大による光損傷、しきい値電流Ｉthの増加
を回避できて、信頼性の高い、高出力半導体レーザーを
構成することができる。
【００２３】この本発明による半導体レーザーは、例え
ば共振器長すなわちストライプ長Ｌを２５０μｍとする
場合において、第１のテーパー１９ｓ1 の長さＬｓ1 す
なわち第１の端面Ｓ1 とネック部１９ｎｃとの間隔を４
０μｍ、ネック部１９ｎｃの長さＬｃｎを１０μｍ、第
２のテーパー１９ｓ2 の長さＬｓ2 を１００μｍとし、
幅広部１９ｗの長さＬｗを５０μｍとし、第３のテーパ
ー部１９ｓ3 長さＬｓ3 を５０μｍとすることができ
る。また、この場合、両端の幅Ｗｓ1 およびＷｓ2 は、
それぞれ４μｍとし、ネック部１９ｎｃの幅Ｗｎｃを２
μｍ、幅広部の幅Ｗを８μｍとすることができる。
ば共振器長すなわちストライプ長Ｌを２５０μｍとする
場合において、第１のテーパー１９ｓ1 の長さＬｓ1 す
なわち第１の端面Ｓ1 とネック部１９ｎｃとの間隔を４
０μｍ、ネック部１９ｎｃの長さＬｃｎを１０μｍ、第
２のテーパー１９ｓ2 の長さＬｓ2 を１００μｍとし、
幅広部１９ｗの長さＬｗを５０μｍとし、第３のテーパ
ー部１９ｓ3 長さＬｓ3 を５０μｍとすることができ
る。また、この場合、両端の幅Ｗｓ1 およびＷｓ2 は、
それぞれ４μｍとし、ネック部１９ｎｃの幅Ｗｎｃを２
μｍ、幅広部の幅Ｗを８μｍとすることができる。
【００２４】あるいは、例えば共振器長すなわちストラ
イプ長Ｌを４００μｍとする場合において、第１のテー
パー１９ｓ1 の長さＬｓ1 すなわち第１の端面Ｓ1 とネ
ック部１９ｎｃとの間隔を５０μｍ、ネック部１９ｎｃ
の長さＬｃｎを２０μｍ、第２のテーパー１９ｓ2 の長
さＬｓ2 を１００μｍとし、幅広部１９ｗの長さＬｗを
１６０μｍとし、第３のテーパー部１９ｓ3 長さＬｓ3
を７０μｍとすることができる。また、この場合におい
ても、両端の幅Ｗｓ1 およびＷｓ2 は、それぞれ４μｍ
とし、ネック部１９ｎｃの幅Ｗｎｃを２μｍ、幅広部の
幅Ｗを８μｍとすることができる。
イプ長Ｌを４００μｍとする場合において、第１のテー
パー１９ｓ1 の長さＬｓ1 すなわち第１の端面Ｓ1 とネ
ック部１９ｎｃとの間隔を５０μｍ、ネック部１９ｎｃ
の長さＬｃｎを２０μｍ、第２のテーパー１９ｓ2 の長
さＬｓ2 を１００μｍとし、幅広部１９ｗの長さＬｗを
１６０μｍとし、第３のテーパー部１９ｓ3 長さＬｓ3
を７０μｍとすることができる。また、この場合におい
ても、両端の幅Ｗｓ1 およびＷｓ2 は、それぞれ４μｍ
とし、ネック部１９ｎｃの幅Ｗｎｃを２μｍ、幅広部の
幅Ｗを８μｍとすることができる。
【００２５】また、上述の図２で説明した例では、第１
および第２の第２の端面Ｓ1 およびＳ2 の各幅Ｗ1 およ
びＷ2 を、Ｗ1 ＝Ｗ2 とした場合であるが、Ｗ1 ＜Ｗ2
とすることもできるものであり、例えば図３に示すよう
に、例えばＷ2 を幅広部１９ｗの幅Ｗと同一に、すなわ
ちＷ2 ＝Ｗとして、第３のテーパー部１９ｎｃ3 が形成
されないストライプ形状とすることもできる。この場
合、例えばストライプ長Ｌを２５０μｍとする場合にお
いて、第１のテーパー１９ｓ1 の長さＬｓ1 すなわち第
１の端面Ｓ1 とネック部１９ｎｃとの間隔を５０μｍ、
ネック部１９ｎｃの長さＬｃｎを２０μｍ、第２のテー
パー１９ｓ2 の長さＬｓ2 を８０μｍ、幅広部１９ｗの
長さＬｗを１００μｍとすることができる。また、この
場合において、第１の端面の幅Ｗｓ1 は５μｍ、ネック
部１９ｎｃの幅Ｗｎｃを２μｍ、幅広部の幅Ｗを８μｍ
とすることができる。
および第２の第２の端面Ｓ1 およびＳ2 の各幅Ｗ1 およ
びＷ2 を、Ｗ1 ＝Ｗ2 とした場合であるが、Ｗ1 ＜Ｗ2
とすることもできるものであり、例えば図３に示すよう
に、例えばＷ2 を幅広部１９ｗの幅Ｗと同一に、すなわ
ちＷ2 ＝Ｗとして、第３のテーパー部１９ｎｃ3 が形成
されないストライプ形状とすることもできる。この場
合、例えばストライプ長Ｌを２５０μｍとする場合にお
いて、第１のテーパー１９ｓ1 の長さＬｓ1 すなわち第
１の端面Ｓ1 とネック部１９ｎｃとの間隔を５０μｍ、
ネック部１９ｎｃの長さＬｃｎを２０μｍ、第２のテー
パー１９ｓ2 の長さＬｓ2 を８０μｍ、幅広部１９ｗの
長さＬｗを１００μｍとすることができる。また、この
場合において、第１の端面の幅Ｗｓ1 は５μｍ、ネック
部１９ｎｃの幅Ｗｎｃを２μｍ、幅広部の幅Ｗを８μｍ
とすることができる。
【００２６】すなわち、この図３の構成とするときは、
同一ストライプ長において、そのネック部１９ｎｃの長
さを、図２の場合に比し長くするとができることから、
横モードの安定化をより高めることができることによっ
て、端面Ｓ1 の幅Ｗ1 をより大とすることができ、また
テーパー長Ｌｓ1 、Ｌｓおよび幅広部１９ｗの長さＬｗ
を図２の例に比し長く選定することができることによっ
て、より光損傷の回避、しきい値電流Ｉthの低減化等を
はかることができ、より高出力化をはかることができ
る。
同一ストライプ長において、そのネック部１９ｎｃの長
さを、図２の場合に比し長くするとができることから、
横モードの安定化をより高めることができることによっ
て、端面Ｓ1 の幅Ｗ1 をより大とすることができ、また
テーパー長Ｌｓ1 、Ｌｓおよび幅広部１９ｗの長さＬｗ
を図２の例に比し長く選定することができることによっ
て、より光損傷の回避、しきい値電流Ｉthの低減化等を
はかることができ、より高出力化をはかることができ
る。
【００２７】尚、上述したように、ネック部１９ｎｃ
は、少なくとも出力光の取出し端面Ｓ1 の近傍で、これ
と離間した位置に形成するものであるが、この距離すな
わち第１のテーパー部の１９ｓ1 の長さＬｎｃは、５０
μｍ程度以下とすることが望ましいものである。これは
５０μｍ以上とするときは、非点隔差が大きくなる恐れ
が生じてくることによる。
は、少なくとも出力光の取出し端面Ｓ1 の近傍で、これ
と離間した位置に形成するものであるが、この距離すな
わち第１のテーパー部の１９ｓ1 の長さＬｎｃは、５０
μｍ程度以下とすることが望ましいものである。これは
５０μｍ以上とするときは、非点隔差が大きくなる恐れ
が生じてくることによる。
【００２８】上述したように、本発明構成によれば、ス
トライプ部に幅狭のネック部１９ｎｃを形成したことに
より、横モードの安定化をはかるようにしたので、非点
隔差の減少、水平方向の広がり角θH の拡大、キンクレ
ベルの向上をはかることができる。そして、本発明にお
いては、従来のテーパーストライプ半導体レーザーにお
けるようにストライプ部の端面を最も狭い幅とするもの
ではなく、端面近傍でしかもこれより離間した位置にお
いて、最も幅狭の部分すなわちネック部１９ｎｃを形成
したので、端面Ｓ1 においては、その幅を広げることが
できることから、光密度の低下したがって、光損傷の回
避をはかることができる。また、このネック部１９ｎｃ
を形成したことにより、横モードの安定化がはかられる
ことによって、幅広部１９ｗの幅をより大にすることが
できることから、電流密度の低減化、これによる温度上
昇の抑制がはかられ、高出力レーザーを構成することが
できる。また、上述したように、横モードの安定化をは
かることができることによって、全体のテーパー部の長
さを縮小できることによって全体のロスの低減化をはか
ることができることから、しきい値電流Ｉthの低減化、
したがって、動作電流の低減化によって温度上昇の低減
化、これによる長寿命化等をはかることができる。
トライプ部に幅狭のネック部１９ｎｃを形成したことに
より、横モードの安定化をはかるようにしたので、非点
隔差の減少、水平方向の広がり角θH の拡大、キンクレ
ベルの向上をはかることができる。そして、本発明にお
いては、従来のテーパーストライプ半導体レーザーにお
けるようにストライプ部の端面を最も狭い幅とするもの
ではなく、端面近傍でしかもこれより離間した位置にお
いて、最も幅狭の部分すなわちネック部１９ｎｃを形成
したので、端面Ｓ1 においては、その幅を広げることが
できることから、光密度の低下したがって、光損傷の回
避をはかることができる。また、このネック部１９ｎｃ
を形成したことにより、横モードの安定化がはかられる
ことによって、幅広部１９ｗの幅をより大にすることが
できることから、電流密度の低減化、これによる温度上
昇の抑制がはかられ、高出力レーザーを構成することが
できる。また、上述したように、横モードの安定化をは
かることができることによって、全体のテーパー部の長
さを縮小できることによって全体のロスの低減化をはか
ることができることから、しきい値電流Ｉthの低減化、
したがって、動作電流の低減化によって温度上昇の低減
化、これによる長寿命化等をはかることができる。
【００２９】また、上述したように、ネック部１９ｎｃ
の位置を、中央からストライプ長方向にずらすことがで
きることによって、発振モードの軸方向に関する光強度
分布にストライプ構造をあわせることによってモードの
安定化を更に向上することができる。そして、この効果
によって、全体的にテーパー部の長さを減少させること
ができ、導波ロスの低減化、消費電流の減少をはかるこ
とができる。
の位置を、中央からストライプ長方向にずらすことがで
きることによって、発振モードの軸方向に関する光強度
分布にストライプ構造をあわせることによってモードの
安定化を更に向上することができる。そして、この効果
によって、全体的にテーパー部の長さを減少させること
ができ、導波ロスの低減化、消費電流の減少をはかるこ
とができる。
【００３０】尚、本発明によるレーザーは、図１で示し
た構造に限らず、例えば活性層が多重量子井戸構造によ
ることもできるなど種々の構成による半導体レーザーに
適用することができるものである。
た構造に限らず、例えば活性層が多重量子井戸構造によ
ることもできるなど種々の構成による半導体レーザーに
適用することができるものである。
【００３１】
【発明の効果】上述したように、本発明構成によれば、
ゲインガイド型半導体レーザー構成を保持して、縦モー
ドの多モードを確保しつつ、出力光を取り出す端面、す
なわち前方端面Ｓ1 から内側に最小幅のネック部１９ｎ
ｃを形成してこれにより横モードの安定化と、光出射幅
の規制とを行うようにしたので、ＦＦＰの横モード特性
の単峰化、非点隔差の減少、水平方向の広がり角θH の
拡大、キンクレベルの向上、しきい値電流Ｉthの低下等
を図ることができ、また幅広部１９ｗにおける幅Ｗを大
とし、また長くすることができることことによって、電
流密度の低減化をはかることができて、温度の上昇の回
避、したがって、寿命の改善をはかることができる。ま
た、出力光を取り出す端面においては、比較的幅広の中
間幅としたことによって、この端面における光密度の増
大による光損傷、しきい値電流Ｉthを回避できることか
ら信頼性の高い、高出力半導体レーザーを構成すること
ができる。
ゲインガイド型半導体レーザー構成を保持して、縦モー
ドの多モードを確保しつつ、出力光を取り出す端面、す
なわち前方端面Ｓ1 から内側に最小幅のネック部１９ｎ
ｃを形成してこれにより横モードの安定化と、光出射幅
の規制とを行うようにしたので、ＦＦＰの横モード特性
の単峰化、非点隔差の減少、水平方向の広がり角θH の
拡大、キンクレベルの向上、しきい値電流Ｉthの低下等
を図ることができ、また幅広部１９ｗにおける幅Ｗを大
とし、また長くすることができることことによって、電
流密度の低減化をはかることができて、温度の上昇の回
避、したがって、寿命の改善をはかることができる。ま
た、出力光を取り出す端面においては、比較的幅広の中
間幅としたことによって、この端面における光密度の増
大による光損傷、しきい値電流Ｉthを回避できることか
ら信頼性の高い、高出力半導体レーザーを構成すること
ができる。
【図１】本発明による半導体レーザーの一例の概略断面
図である。
図である。
【図２】本発明による半導体レーザーの一例の概略平面
図である。
図である。
【図３】本発明による半導体レーザーの他の例の概略平
面図である。
面図である。
【図４】従来のゲインガイド型半導体レーザーの一例の
概略的断面図である。
概略的断面図である。
【図５】図４で示す半導体レーザーの模式的平面図であ
る。
る。
１１ 基体、１２ 第１クラッド層、１３ 活性層、１
４ 第２クラッド層、１５ 第２クラッド層、１６ キ
ャップ層、１７，１８ 電極、１９ ストライプ部、１
９ｗ 幅広部、１９ｎｃ ネック部、１９ｓ1 第１の
テーパー部、１９ｓ2 第２のテーパー部、１９ｓ3
第３のテーパー部、２０ 中間層、２１半導体レーザ
ー、Ｓ1 第１の端面、Ｓ2 第２の端面
４ 第２クラッド層、１５ 第２クラッド層、１６ キ
ャップ層、１７，１８ 電極、１９ ストライプ部、１
９ｗ 幅広部、１９ｎｃ ネック部、１９ｓ1 第１の
テーパー部、１９ｓ2 第２のテーパー部、１９ｓ3
第３のテーパー部、２０ 中間層、２１半導体レーザ
ー、Ｓ1 第１の端面、Ｓ2 第２の端面
Claims (1)
- 【請求項１】 活性層に対する電流注入領域がストライ
プ状をなし、ゲインガイド型構成による半導体レーザー
において、 上記ストライプが、該ストライプの少なくとも出力光を
取り出す端面近傍でかつこれから隔てた位置で幅狭とさ
れたネック部と、該幅狭ネック部から上記端面とは反対
側に位置する幅広部とを有し、少なくとも上記端面の幅
が、上記ネック部の幅より大でかつ上記幅広部の幅より
小の中間幅とされ、上記ネック部からこれに隣り合う上
記端面および上記幅広部に渡ってそれぞれ漸次その幅が
変化するテーパー部が形成されたことを特徴とする半導
体レーザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30206596A JPH10145001A (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | 半導体レーザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30206596A JPH10145001A (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | 半導体レーザー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10145001A true JPH10145001A (ja) | 1998-05-29 |
Family
ID=17904497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30206596A Pending JPH10145001A (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | 半導体レーザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10145001A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1269588A1 (en) * | 2000-01-20 | 2003-01-02 | Princeton Lightwave, Inc. | High power single mode semiconductor laser |
| WO2003092130A1 (en) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Bookham Technology Plc | High power semiconductor laser diode and method for making such a diode |
-
1996
- 1996-11-13 JP JP30206596A patent/JPH10145001A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1269588A1 (en) * | 2000-01-20 | 2003-01-02 | Princeton Lightwave, Inc. | High power single mode semiconductor laser |
| EP1269588A4 (en) * | 2000-01-20 | 2005-09-21 | Trumpf Photonics Inc | SINGLE-MODE HIGH POWER SEMICONDUCTOR LASER |
| WO2003092130A1 (en) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Bookham Technology Plc | High power semiconductor laser diode and method for making such a diode |
| US6798815B2 (en) | 2002-04-24 | 2004-09-28 | Bookham Technology Plc | High power semiconductor laser diode and method for making such a diode |
| JP2005524234A (ja) * | 2002-04-24 | 2005-08-11 | ブックハム テクノロジー ピーエルシー | 高出力半導体レーザ・ダイオードおよびそのようなダイオードの製造方法 |
| JP4827410B2 (ja) * | 2002-04-24 | 2011-11-30 | オクラロ テクノロジー リミテッド | 高出力半導体レーザ・ダイオードおよびそのようなダイオードの製造方法 |
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