JPS58199585A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS58199585A JPS58199585A JP8269582A JP8269582A JPS58199585A JP S58199585 A JPS58199585 A JP S58199585A JP 8269582 A JP8269582 A JP 8269582A JP 8269582 A JP8269582 A JP 8269582A JP S58199585 A JPS58199585 A JP S58199585A
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- Japan
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- laser
- layer
- resonator
- crystal
- semiconductor laser
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
- H01S5/4068—Edge-emitting structures with lateral coupling by axially offset or by merging waveguides, e.g. Y-couplers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、半導体レーザに係シ、特に縦モードを単一
化し高出力を得るようしたものに関する。
化し高出力を得るようしたものに関する。
従来の半導体レーザとしては、例えば第１図に示すよう
なものが知られている。第１図において、１− この半導体レーザは、利得導波形の一梅で、ｎ ＧＩ
ＬＡ８基板１上に、エピタキシャル成長法によって、ｎ
−Ｇ１ＡｔＡａ層２、ｐ ＧＬＡａ層３、ｐ−Ｇ＞Ａｔ
Ａｓ層４およびｐ−Ｇ、ＬＡｌ１層５を順次積層形成し
、この半導体結晶にストライプ電極６と下部電極７を設
けたもので、ストライプ電極６０両端側の結晶端面は結
晶の臂開面で形成されている。
なものが知られている。第１図において、１− この半導体レーザは、利得導波形の一梅で、ｎ ＧＩ
ＬＡ８基板１上に、エピタキシャル成長法によって、ｎ
−Ｇ１ＡｔＡａ層２、ｐ ＧＬＡａ層３、ｐ−Ｇ＞Ａｔ
Ａｓ層４およびｐ−Ｇ、ＬＡｌ１層５を順次積層形成し
、この半導体結晶にストライプ電極６と下部電極７を設
けたもので、ストライプ電極６０両端側の結晶端面は結
晶の臂開面で形成されている。
ストライプ電極６はその幅を狭くしてｐ−ＧｉＬＡａ層
３を通過する電流の流域をストライプ電極６の下方向に
のみ制限しようとするもので、Ｐ ＧｔＡ”層３には
ストライプ電極６に沿って高密度のキャリアが注入され
る。ｐ−Ｇ□ＡＢ層３は、禁制帯幅および屈折率がｐ−
ＧｔＡＢ層３とは異なるｎ ＱｔＡｔＡ８層２、ｐ
ＱＬＡｔＡａ層４で挾まれ、レーザ動作を行なう活性
層であると同時に光導波路を形成している。つまシ、ｎ
−Ｑ１ＡｔＡａ層２、Ｉ） Ｇｔｈｔｈａ層４の禁制
帯幅はＰ Ｇｔ Ａ ｓＪ＠ ３のよシも大きく、こ
れら接合面に形成されるポテンシャル障壁によって、上
記注入キャリアはこのｐ−Ｇ ｔＡＢＪｆ１３に閉じ込
められ、電子−正孔の栴結合による誘導放出光（レーザ
光）が効率良く発生する。
３を通過する電流の流域をストライプ電極６の下方向に
のみ制限しようとするもので、Ｐ ＧｔＡ”層３には
ストライプ電極６に沿って高密度のキャリアが注入され
る。ｐ−Ｇ□ＡＢ層３は、禁制帯幅および屈折率がｐ−
ＧｔＡＢ層３とは異なるｎ ＱｔＡｔＡ８層２、ｐ
ＱＬＡｔＡａ層４で挾まれ、レーザ動作を行なう活性
層であると同時に光導波路を形成している。つまシ、ｎ
−Ｑ１ＡｔＡａ層２、Ｉ） Ｇｔｈｔｈａ層４の禁制
帯幅はＰ Ｇｔ Ａ ｓＪ＠ ３のよシも大きく、こ
れら接合面に形成されるポテンシャル障壁によって、上
記注入キャリアはこのｐ−Ｇ ｔＡＢＪｆ１３に閉じ込
められ、電子−正孔の栴結合による誘導放出光（レーザ
光）が効率良く発生する。
この発生領域は帯状にストライプ電極６に沿って形成さ
れる。また、ｎ−ＧＬＡｔＡａ層２．１）ＧｔＡｔＡａ
層４の屈折率はｐ−Ｇ、Ａａ層３のよりも小さくしであ
るので、ｐ−ＧえＡ８層３はコアとなシ光導波路を形成
し、上記レーザ光はこの導波路内に閉じ込められる。そ
して、上記臂開面が反射鏡面となって、上記発光領域は
一定の共振器長ｔを有したレーザ共振器を形成し、縦方
向に伝播するレーザ光が共振増幅され、コヒーレンス光
である出力光ＰＯが得られる。
れる。また、ｎ−ＧＬＡｔＡａ層２．１）ＧｔＡｔＡａ
層４の屈折率はｐ−Ｇ、Ａａ層３のよりも小さくしであ
るので、ｐ−ＧえＡ８層３はコアとなシ光導波路を形成
し、上記レーザ光はこの導波路内に閉じ込められる。そ
して、上記臂開面が反射鏡面となって、上記発光領域は
一定の共振器長ｔを有したレーザ共振器を形成し、縦方
向に伝播するレーザ光が共振増幅され、コヒーレンス光
である出力光ＰＯが得られる。
ところで、この種半導体レーザは取扱いが容易であるこ
と、コンパクトであること等の種々の利点があるところ
から、通信や光情報処理の分野で積極的に利用されよう
としている。このとき問題となるのが、縦モードの単一
化と出力光の高出力化である。
と、コンパクトであること等の種々の利点があるところ
から、通信や光情報処理の分野で積極的に利用されよう
としている。このとき問題となるのが、縦モードの単一
化と出力光の高出力化である。
通信の分野では、パルス光を利用する場合が多いが、縦
モードが多モード化していると、光フアイバ内で一モー
ド分散が生じ、パルス光は波形が崩れ符号量干渉が生ず
る。この種半導体レーザでは、共振器反射鏡面が、前述
のように、結晶の臂開面によって形成されているために
、共振器長ｔが光波の波長に比して非常に大きいものに
ならざるを得す、複数の光波がこの共振器の縦方向に存
在しうる。そのために、縦モードが多モー ド化し易い
という欠点があシ、改善が望まれていた。また、出力光
の高出力化は伝送距離を延ばす上で当然の要語である。
モードが多モード化していると、光フアイバ内で一モー
ド分散が生じ、パルス光は波形が崩れ符号量干渉が生ず
る。この種半導体レーザでは、共振器反射鏡面が、前述
のように、結晶の臂開面によって形成されているために
、共振器長ｔが光波の波長に比して非常に大きいものに
ならざるを得す、複数の光波がこの共振器の縦方向に存
在しうる。そのために、縦モードが多モー ド化し易い
という欠点があシ、改善が望まれていた。また、出力光
の高出力化は伝送距離を延ばす上で当然の要語である。
々お、水平横モードの単一化はストライプ電極の幅を狭
くすることで、また垂直横モードの単一化はｐ−ＧａＬ
Ａａ 層の厚さを小さくすることで、それぞれ得られて
いることは周知の通りである。
くすることで、また垂直横モードの単一化はｐ−ＧａＬ
Ａａ 層の厚さを小さくすることで、それぞれ得られて
いることは周知の通りである。
光情報処理の分野では、例えば光デイスクメモリ等を構
成するアモルファス材料に書き込む記録用として注目さ
れており、読み出す際に記録状態を破壊しないようにす
るため、書き込み時と読み出し時とで数倍の出力光差が
必要で、このような点から高出力化が望まれている。
成するアモルファス材料に書き込む記録用として注目さ
れており、読み出す際に記録状態を破壊しないようにす
るため、書き込み時と読み出し時とで数倍の出力光差が
必要で、このような点から高出力化が望まれている。
この種半導体レーザで高出力化を劃る方法として、スト
ライプ電極を複数並設し、これでもって独立した複数の
レーザ共振器を形成させ、各出力光を１つにまとめるこ
とが考えられる。しかし、この方法では各出力光の位相
整合が困難で、出力光強度が安定しないという欠点があ
る。−そとで、第２図に示すように、複数のレーザ共振
器を上述の如く形成するとともに、各ストライプ電極の
途中（図示Ａ矢印で示す）を互いに連結し、これでもっ
て各レーザ共振器で発生したレーザ光を相互干渉させる
ことで、各レーザ共振器の出力光の位相整合を計シ高出
力光を得るようにしたものが提案されている。しかし、
この場合においても、反射鏡面は結晶の臂開面を利用し
ているから、ここで得られるレーザ共振器の共振器長は
数百μｍ程度となる。このようなレーザ共振器において
は、共振器長をｔ１発振周波数間隔をΔνとすると、Δ
シ＝シｇ＋＋−シ、Ｂ−＝−＜π で与えられるところから理解できるように、相当に小さ
い周波数間隔で多数の周波数の光波が存在している。つ
まシ、出力光は縦モードが多モード化しており、この点
の改善がなされていない。
ライプ電極を複数並設し、これでもって独立した複数の
レーザ共振器を形成させ、各出力光を１つにまとめるこ
とが考えられる。しかし、この方法では各出力光の位相
整合が困難で、出力光強度が安定しないという欠点があ
る。−そとで、第２図に示すように、複数のレーザ共振
器を上述の如く形成するとともに、各ストライプ電極の
途中（図示Ａ矢印で示す）を互いに連結し、これでもっ
て各レーザ共振器で発生したレーザ光を相互干渉させる
ことで、各レーザ共振器の出力光の位相整合を計シ高出
力光を得るようにしたものが提案されている。しかし、
この場合においても、反射鏡面は結晶の臂開面を利用し
ているから、ここで得られるレーザ共振器の共振器長は
数百μｍ程度となる。このようなレーザ共振器において
は、共振器長をｔ１発振周波数間隔をΔνとすると、Δ
シ＝シｇ＋＋−シ、Ｂ−＝−＜π で与えられるところから理解できるように、相当に小さ
い周波数間隔で多数の周波数の光波が存在している。つ
まシ、出力光は縦モードが多モード化しており、この点
の改善がなされていない。
この発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、
その目的とするととるは、共振器長の異なる複数のレー
ザ共振器をその反射鏡面を共有させることで、全体とし
て１つのレーザ共振器として動作させることにより、簡
単に縦モードを単一化できかつ高出力光を得ることので
きる半導体レーザを提供することである。
その目的とするととるは、共振器長の異なる複数のレー
ザ共振器をその反射鏡面を共有させることで、全体とし
て１つのレーザ共振器として動作させることにより、簡
単に縦モードを単一化できかつ高出力光を得ることので
きる半導体レーザを提供することである。
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。なお、半導体レーザの結晶組成は第１図と同様
であるので、同一符号を付してその説明を省略する。
明する。なお、半導体レーザの結晶組成は第１図と同様
であるので、同一符号を付してその説明を省略する。
第３図は、この発明に係る半導体レーザを示す概略図で
、この半導体レーザは、第１図に示したものと同様に形
成させた半導体結晶の上面に、長いストライプ電極２０
．２１と短いストライプ電極２２．２３をＷ字状に配設
し、短いストライプ電極２２．２３の一端側Ａの結晶は
エラチン法によシ削除され、これによって端部Ａ側結晶
端面（図示せず）は鏡面処理されている。また、ストラ
イブ電極２０と２２．２１と２３の他端側Ｂの結晶端面
およびストライプ電極極２０．２１の一端側Ｃの結晶端
拘は結晶の弁開面で形成され、各電極２０．２１，２１
．２２に沿う発光領域が前述の如く光導波路であるｐ−
Ｇ、ＡＳ層３に形成される。
、この半導体レーザは、第１図に示したものと同様に形
成させた半導体結晶の上面に、長いストライプ電極２０
．２１と短いストライプ電極２２．２３をＷ字状に配設
し、短いストライプ電極２２．２３の一端側Ａの結晶は
エラチン法によシ削除され、これによって端部Ａ側結晶
端面（図示せず）は鏡面処理されている。また、ストラ
イブ電極２０と２２．２１と２３の他端側Ｂの結晶端面
およびストライプ電極極２０．２１の一端側Ｃの結晶端
拘は結晶の弁開面で形成され、各電極２０．２１，２１
．２２に沿う発光領域が前述の如く光導波路であるｐ−
Ｇ、ＡＳ層３に形成される。
このとき、各発光領域は端部Ｂ側で反射鏡面２４゜２５
をそれぞれ共有し、また短いストライプ電極２２．２３
に沿う発光領域は端部Ａ側の結晶端面（図示せず）を共
有の反射鏡面としている。その結果、長いストライプ電
極２０．２１に沿う２つの長い等長のレーザ共振器とス
トライプを極２２゜２３に沿う２つの短い等長のレーザ
共振器が形成されるとともに、これらは全体として１つ
のレーザ共振器を構成している。
をそれぞれ共有し、また短いストライプ電極２２．２３
に沿う発光領域は端部Ａ側の結晶端面（図示せず）を共
有の反射鏡面としている。その結果、長いストライプ電
極２０．２１に沿う２つの長い等長のレーザ共振器とス
トライプを極２２゜２３に沿う２つの短い等長のレーザ
共振器が形成されるとともに、これらは全体として１つ
のレーザ共振器を構成している。
このように共振器長の異なるレーザ共振器を反射鏡面を
互いに共有させたので、各レーザ共振器で発生したレー
ザ光は相互に干渉し、位相が一致した特定の縦モードで
共振器全体として発振する。
互いに共有させたので、各レーザ共振器で発生したレー
ザ光は相互に干渉し、位相が一致した特定の縦モードで
共振器全体として発振する。
仁のとき、短い方のレーザ共振器の共振器長を単−縦モ
ードで発振するように適宜なものとしておけば、長い方
のレーザ共振器は、単独の場合には縦モードは多モード
化した発振モードであるが、この発明においては短い方
のレーザ共振器の発振モードに引き込まれ、共振器全体
としては、短い方のレーザ共振器の発振モードとなる。
ードで発振するように適宜なものとしておけば、長い方
のレーザ共振器は、単独の場合には縦モードは多モード
化した発振モードであるが、この発明においては短い方
のレーザ共振器の発振モードに引き込まれ、共振器全体
としては、短い方のレーザ共振器の発振モードとなる。
そして、得られる出力光は、各レーザ共振器の出力光の
総和に略等しく、高出力化が達成できる。
総和に略等しく、高出力化が達成できる。
次に、第４図はこの発明の他の実施例を示す図で、この
半導体レーザは、長い２つのストライプ電極３０．３１
を短い１つのストライプ電極３３で接続したもので、短
いストライプ電極３３（７）両端部Ａ、Ｂ側の結晶端面
が共有されている。その結果、各ストライプ電極３０，
３１．３３に沿う発光領域は、端部Ａ側の反射鏡面３４
と端部Ｂ １１！＋の反射鏡面（図示せず）をそれぞれ
共有するレーザ共振器を形成し、第１実施例と同様に全
体として１つのレーザ共振器を構成している。端部Ｂ
１１１の反射鏡面は、第１実施例と同様にエツチング法
によって形成しである。
半導体レーザは、長い２つのストライプ電極３０．３１
を短い１つのストライプ電極３３で接続したもので、短
いストライプ電極３３（７）両端部Ａ、Ｂ側の結晶端面
が共有されている。その結果、各ストライプ電極３０，
３１．３３に沿う発光領域は、端部Ａ側の反射鏡面３４
と端部Ｂ １１！＋の反射鏡面（図示せず）をそれぞれ
共有するレーザ共振器を形成し、第１実施例と同様に全
体として１つのレーザ共振器を構成している。端部Ｂ
１１１の反射鏡面は、第１実施例と同様にエツチング法
によって形成しである。
この実施例によれば、ストライプ電極３２は、長さを波
長の短い単−縦モードで発振できるように、十分短くし
であるので、第１実施例よりもさらに短い波長の単−縦
モードの出力光が得られる。
長の短い単−縦モードで発振できるように、十分短くし
であるので、第１実施例よりもさらに短い波長の単−縦
モードの出力光が得られる。
また、出力光は各レーザ共振器の出力光の総和に略等し
く高出力化が達成できる。
く高出力化が達成できる。
以上の各実施例ではＧλＡｔＡｓ糸のストライプ電極形
レーザについて説明したが、この発明はこれに限定され
るものではなく、工ｎＧえＡｓＰ系の半導体レーザであ
っても、また他の利得導波形レーザや屈折率導波形レー
ザであっても良い。また、反射鏡面が得られれば良いか
ら、エツチングは結晶端面の全面について行なうＡ＜、
その深さは任意であることは勿論である。
レーザについて説明したが、この発明はこれに限定され
るものではなく、工ｎＧえＡｓＰ系の半導体レーザであ
っても、また他の利得導波形レーザや屈折率導波形レー
ザであっても良い。また、反射鏡面が得られれば良いか
ら、エツチングは結晶端面の全面について行なうＡ＜、
その深さは任意であることは勿論である。
以上詳細に説明した工うに、この発明に係る半導体レー
ザは、共振器長の異なる複数のレーザ共振器をその反射
鏡面を共有させ、全体として１つのレーザ共振器として
動作させるようにしたので、レーザ共振器全体の発振モ
ードが短い方のレーザ共振器党縦モードに一致し、簡単
に出力光の縦モードを単一化できる。また、出力光は各
レーザ共振器の出力の総和となり、高出力化が簡単に達
成できる。
ザは、共振器長の異なる複数のレーザ共振器をその反射
鏡面を共有させ、全体として１つのレーザ共振器として
動作させるようにしたので、レーザ共振器全体の発振モ
ードが短い方のレーザ共振器党縦モードに一致し、簡単
に出力光の縦モードを単一化できる。また、出力光は各
レーザ共振器の出力の総和となり、高出力化が簡単に達
成できる。
第１図は従来の半導体レーザを示す概略図、第２図は従
来の高出力半導体レーザを示す概略図、第３図はこの発
明の仙−実施例を示す概略図７！第１４図はこの発明の
他の実施例を示す概略図である。 １・・・・・・・・・ｎ−Ｇ’ａＡｓ基板２・・・・・
・・・・ｎ−Ｇ１ＡｔＡ３７輪３・・・・・・・・・Ｐ
ＧａＡｓ層（光導波路）４・・・・・・・・・ｐ−
ＧＨＡｔＡｓ層５・・・・・・・・・ＧζＡ８層 ２０ 、２１・・・・・・ストライプ電極（長いレーザ
共振器） ２２ 、２３・・・・・・ストライプ電極（短いレーザ
共振器） ２４．２５・・・・・・共有反射鏡面 ３０ 、３１・・山・ストライプ電極（長いレーザ共振
器） ３２・・・・・・ストライプ重積（短いレーザ共損器） ３４・・・・・・共有反射鏡面 特許出願人 立石電機株式会社 １１− 第２図
来の高出力半導体レーザを示す概略図、第３図はこの発
明の仙−実施例を示す概略図７！第１４図はこの発明の
他の実施例を示す概略図である。 １・・・・・・・・・ｎ−Ｇ’ａＡｓ基板２・・・・・
・・・・ｎ−Ｇ１ＡｔＡ３７輪３・・・・・・・・・Ｐ
ＧａＡｓ層（光導波路）４・・・・・・・・・ｐ−
ＧＨＡｔＡｓ層５・・・・・・・・・ＧζＡ８層 ２０ 、２１・・・・・・ストライプ電極（長いレーザ
共振器） ２２ 、２３・・・・・・ストライプ電極（短いレーザ
共振器） ２４．２５・・・・・・共有反射鏡面 ３０ 、３１・・山・ストライプ電極（長いレーザ共振
器） ３２・・・・・・ストライプ重積（短いレーザ共損器） ３４・・・・・・共有反射鏡面 特許出願人 立石電機株式会社 １１− 第２図
Claims (2)
- （１）半導体結晶の光導波路にストライプ構造によって
形成される帯状の発光領域が半導体結晶の両端面を反射
鏡面としてレーザ共振器を形成する半導体レーザであっ
て、上記光導波路に共振器長が異なる上記レーザ共振器
を複数形成し、かつレーザ共振器の上記反射鏡面を互い
に共有させ、全体として１つのレーザ共振器を構成する
ようにしたことを特徴とする半導体レーザ。 - （２） 上記レーザ共振器の反射鏡面はエツチング法
によって形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8269582A JPS58199585A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8269582A JPS58199585A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58199585A true JPS58199585A (ja) | 1983-11-19 |
Family
ID=13781542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8269582A Pending JPS58199585A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58199585A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130090A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
-
1982
- 1982-05-17 JP JP8269582A patent/JPS58199585A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130090A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
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