JPS60164381A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS60164381A JPS60164381A JP1960984A JP1960984A JPS60164381A JP S60164381 A JPS60164381 A JP S60164381A JP 1960984 A JP1960984 A JP 1960984A JP 1960984 A JP1960984 A JP 1960984A JP S60164381 A JPS60164381 A JP S60164381A
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- JP
- Japan
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- layer
- active layer
- light
- groove
- guide layer
- Prior art date
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Classifications
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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
- H01S5/40—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
-
- 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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- 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】
〔発明の属する技術分野の説明〕
本発明は半導体レーザ、特に光条ηい１０信用光諒とし
ての半導体レーザの構造に関するものである。
ての半導体レーザの構造に関するものである。
光ファイバや半導体レーザ等の性能の向」二にともなっ
て、光フアイバ通信が将「来の新しい通イばとしてその
実用化が進められつつあるが、中でも光多重化は実用的
な光ファイバ〕１す信システｌ、の上では重要な方法で
６９、その研究１１４発が行なわれている。この光多重
化の方法としては、波長の異なる複数の光ビームを用い
る波長分割多垂力法全〃１ノ常の光フアイバ通信に活用
する試みがなされている。
て、光フアイバ通信が将「来の新しい通イばとしてその
実用化が進められつつあるが、中でも光多重化は実用的
な光ファイバ〕１す信システｌ、の上では重要な方法で
６９、その研究１１４発が行なわれている。この光多重
化の方法としては、波長の異なる複数の光ビームを用い
る波長分割多垂力法全〃１ノ常の光フアイバ通信に活用
する試みがなされている。
この光多重化の際には複数の光ビームを一本のファイバ
へ結合することが必要であるが、従来は光多重化装置を
用いて複数の光源から発する各々の波長の異なるビーム
をまとめて一本の光ファイバへ結合する方法がとられて
きた。しかしこのような光条１Ｆ化装置を初数個の光源
と光ファイバとの間に入れる方法は、光源から光ファイ
バまでの構造が複雑化かつ大型化し取扱いの−Ｆでも不
便であった。
へ結合することが必要であるが、従来は光多重化装置を
用いて複数の光源から発する各々の波長の異なるビーム
をまとめて一本の光ファイバへ結合する方法がとられて
きた。しかしこのような光条１Ｆ化装置を初数個の光源
と光ファイバとの間に入れる方法は、光源から光ファイ
バまでの構造が複雑化かつ大型化し取扱いの−Ｆでも不
便であった。
一方、半導体レーデを光通信用光源として用いる場合に
、光ファイバ等の光学系との結合効率を上昇する事が望
ましく、活性層水平方向と垂直方向との広がり角が等し
い半導体レーザが要求されている。この半導体レーデの
中で、ツカダにより米国雑誌” Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ”’の第４５巻４８
９９頁〜４９０６頁に報告されているＢ Ｈ（Ｂｕｒｉ
ｅｄ Ｈｅｔｅｒｏａｔｒｕｃｔｕｒｅ、）レーデがあ
るが、このＢＨレーデは活性層をクラッド層で取囲み、
ｐｎ接合の組合せによシ活性層内にのみ有効にキャリア
を注入させる構造で、円形に近い光源となり活性層水平
方向と垂直方向との拡がり角が等しく、低閾値で高効率
のレーデ発振を行なうすぐれた特性を有している。しか
し、通常のＢＨレーザは、スポットサイズが１〜２μｍ
程度ときわめて小さいので室温連続発振（ＣＷ＞光出力
１〜２ｍＷ、パルス動作（１００ｎｓ＋陥）光出力〜１
０ｍ’Ｗ程度が動作限界であり、これ以上の光出力を放
出すると容易に反射面が破壊される光学１ハ１易を生じ
、そのＣＷ！ｌ１作の限界光出力密度はＩ Ｍ ｗ／ｌ
ｖ２前抜である。
、光ファイバ等の光学系との結合効率を上昇する事が望
ましく、活性層水平方向と垂直方向との広がり角が等し
い半導体レーザが要求されている。この半導体レーデの
中で、ツカダにより米国雑誌” Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ”’の第４５巻４８
９９頁〜４９０６頁に報告されているＢ Ｈ（Ｂｕｒｉ
ｅｄ Ｈｅｔｅｒｏａｔｒｕｃｔｕｒｅ、）レーデがあ
るが、このＢＨレーデは活性層をクラッド層で取囲み、
ｐｎ接合の組合せによシ活性層内にのみ有効にキャリア
を注入させる構造で、円形に近い光源となり活性層水平
方向と垂直方向との拡がり角が等しく、低閾値で高効率
のレーデ発振を行なうすぐれた特性を有している。しか
し、通常のＢＨレーザは、スポットサイズが１〜２μｍ
程度ときわめて小さいので室温連続発振（ＣＷ＞光出力
１〜２ｍＷ、パルス動作（１００ｎｓ＋陥）光出力〜１
０ｍ’Ｗ程度が動作限界であり、これ以上の光出力を放
出すると容易に反射面が破壊される光学１ハ１易を生じ
、そのＣＷ！ｌ１作の限界光出力密度はＩ Ｍ ｗ／ｌ
ｖ２前抜である。
このような九学損鳩を防ぎ火元出力レーデ発（ｈζ・を
得る方法としてＢＨ構造の油性層に隣接してガイド層を
設けた構造ＢＯＧ （Ｂｕｒｉｅｄ ０ｐｔｉｃａｌ
ＷａｖｅｇｕｉｄｅＢＨレーザ）がナカノマ等によ！ｌ
ｌ雑’ｉｇ ” ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ ｏ
ｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ”の第１９巻Ｌ５
９１貞〜Ｌ５９４頁に報告されている。この′＋１ｒｉ
造は、活性層およびガイド層をクラッド層で埋込み、活
性層の光の一部ケ隣接した力゛イド層にしみ出芒せて光
学換部の生じるレベルを上昇させようとしたものである
。この構成はガイド層にしみ出す光の州に依存するがイ
＠和できる最大元出力は１０ｍＷ前後が限界であった。
得る方法としてＢＨ構造の油性層に隣接してガイド層を
設けた構造ＢＯＧ （Ｂｕｒｉｅｄ ０ｐｔｉｃａｌ
ＷａｖｅｇｕｉｄｅＢＨレーザ）がナカノマ等によ！ｌ
ｌ雑’ｉｇ ” ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ ｏ
ｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ”の第１９巻Ｌ５
９１貞〜Ｌ５９４頁に報告されている。この′＋１ｒｉ
造は、活性層およびガイド層をクラッド層で埋込み、活
性層の光の一部ケ隣接した力゛イド層にしみ出芒せて光
学換部の生じるレベルを上昇させようとしたものである
。この構成はガイド層にしみ出す光の州に依存するがイ
＠和できる最大元出力は１０ｍＷ前後が限界であった。
またＢＨ檎造の反射面近傍全活性層よりもバンドギヤラ
グの大きいクラッド層で埋込み大光出力発振をさせよう
とする試みが、渡辺等により第２９回応用物理学関係連
合講演会予稿集１６１頁（１９８２年春季）に報告され
ている。しかし、この構成ではレーザ光が反射面近傍の
クラッド層を伝播する際に光が拡がるため、反射面で反
射されて活性領域内に入り再励起される光の量（カッシ
リング効率）が低くなるので、閾値電流の上昇および外
部微分量子効率の低下をきたす欠点を有している。
グの大きいクラッド層で埋込み大光出力発振をさせよう
とする試みが、渡辺等により第２９回応用物理学関係連
合講演会予稿集１６１頁（１９８２年春季）に報告され
ている。しかし、この構成ではレーザ光が反射面近傍の
クラッド層を伝播する際に光が拡がるため、反射面で反
射されて活性領域内に入り再励起される光の量（カッシ
リング効率）が低くなるので、閾値電流の上昇および外
部微分量子効率の低下をきたす欠点を有している。
この渡辺等の報告によれは、閾値電流は通常のＢＨ半導
体レーザの２倍になシ、外部微分量子効率はわずか１１
．８％しか得られていない。更にこの構造を形成する場
合、結晶成長後エツチングして反射面となる領域を埋込
むので埋込んだクラッド層領域と活性層との界面部分に
結晶欠陥が生じやすく信頼性の点で問題がある等の欠点
を有していた。
体レーザの２倍になシ、外部微分量子効率はわずか１１
．８％しか得られていない。更にこの構造を形成する場
合、結晶成長後エツチングして反射面となる領域を埋込
むので埋込んだクラッド層領域と活性層との界面部分に
結晶欠陥が生じやすく信頼性の点で問題がある等の欠点
を有していた。
本発明の目的は、これらの欠点を除去し、低閾値高効率
に光多重発振でき、これら波長の異なる各レーザ光が互
いに重なり合って単一の等心円的光源として大光出力発
振が可能であシ、比較的容易に製作でき再現性および４
Ｋ ね性の上ですぐれた半導体レーザを提供することに
ある。
に光多重発振でき、これら波長の異なる各レーザ光が互
いに重なり合って単一の等心円的光源として大光出力発
振が可能であシ、比較的容易に製作でき再現性および４
Ｋ ね性の上ですぐれた半導体レーザを提供することに
ある。
本発明は、第１の活性層金額活性層よりも屈折率が小さ
い材質からなる第１および第２のクラッド層ではさみこ
んだダブルへテロ接合手４す体４Ａ料全用い、共振器の
長手方向に沿っ°Ｃ基板の中央部分にストライプ状構造
ヲ形成し、このストライプ状構造に隣接して第１の溝を
内反射面近傍に備えるとともに、ストライプ状構造内の
一部に第２の溝を長手方向に備え、該第１と第２との溝
およびストライプ状領域の外部を第３のクラッド層、該
クラッド層よシもＪＩＨ折率が大きく活性層よりも１１
１Ｉ折率が小さい材質からなるガイド層、紀１の活性層
と発振波長の異なる第２の活性層、第４のクラッド層と
連続してうめこんだ状態において、共振器の長手方向に
対して該ストライプ状構造の第１の活性層および第２の
活性層が内反射面近傍の第１の溝部領域に成長したガイ
ド層の一部と同−乎品内に位置しておシ、該ストライプ
状構造内の第１および第２の活性層に電流注入機構を形
成したこと全特徴とするものである。
い材質からなる第１および第２のクラッド層ではさみこ
んだダブルへテロ接合手４す体４Ａ料全用い、共振器の
長手方向に沿っ°Ｃ基板の中央部分にストライプ状構造
ヲ形成し、このストライプ状構造に隣接して第１の溝を
内反射面近傍に備えるとともに、ストライプ状構造内の
一部に第２の溝を長手方向に備え、該第１と第２との溝
およびストライプ状領域の外部を第３のクラッド層、該
クラッド層よシもＪＩＨ折率が大きく活性層よりも１１
１Ｉ折率が小さい材質からなるガイド層、紀１の活性層
と発振波長の異なる第２の活性層、第４のクラッド層と
連続してうめこんだ状態において、共振器の長手方向に
対して該ストライプ状構造の第１の活性層および第２の
活性層が内反射面近傍の第１の溝部領域に成長したガイ
ド層の一部と同−乎品内に位置しておシ、該ストライプ
状構造内の第１および第２の活性層に電流注入機構を形
成したこと全特徴とするものである。
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図、第３
図、第４図、第５図は第１図のＡ−Ａ’。
図、第４図、第５図は第１図のＡ−Ａ’。
Ｂ −Ｂ’、 Ｃ−Ｃ’、 Ｄ−Ｄ’の各断面図、第６
図、第７図、第８図はこの実施例の製造途中全工程順に
示す図である。壕ず、第６図において、（１００）面を
平Ｗノとするｎ形ＧａＡｓ基板１０上にｎ形ＡＬｏ、４
”０．６八８第１クラッド層１１ｉ１．０μｍ１次いで
アンドーグＡｔｏ、１５Ｇａ（１，Ｂ５Ａｓ第１活性層
１２ （ｉ７０．０７１１ｍ、 ｐ形Ａｔｇ４ＧａＣ，
，６Ａ８ ｇｐ、２クラツド）ｆａ １３ ｋ １．５
μｍ ＭＢ成長させる。次にＳ ｉ Ｏ２膜１４で全
体を被膜した後フォトレジスト法およびエツチング法に
よシ共振器の長手方向となる［０１１ ］方向の中央部
分に２２０μｍの長さ幅３μｍの窓ｔあけた後、第７図
に示すように深さ１．０μｍにエツチングして第１の＠
１０１を形成し、更に共振器の長手方向に沿って前記第
１の溝１０１′ｔ−含み、２５０μｍの間隔をあけて内
反射面近傍にそれぞれ幅８μｍ長さ５０μｍの窓をあけ
た後１深さ１．０μｍエッエツチング。このとき第１０
溝１０１も同時にエツチングされ深さ２．０μｍの溝に
なる。次に、形成された内反射面近傍の第２の溝１０２
に各々に接し、その長手丈高に・第１の溝１０１を片側
に含んだ幅８μｍ長嘆２５０μｍの５ｉｏ２膜を中央部
分に残し他の領域をｈ形ＧａＡｓ基板１０に達するまで
全体を一様にエツチングする。
図、第７図、第８図はこの実施例の製造途中全工程順に
示す図である。壕ず、第６図において、（１００）面を
平Ｗノとするｎ形ＧａＡｓ基板１０上にｎ形ＡＬｏ、４
”０．６八８第１クラッド層１１ｉ１．０μｍ１次いで
アンドーグＡｔｏ、１５Ｇａ（１，Ｂ５Ａｓ第１活性層
１２ （ｉ７０．０７１１ｍ、 ｐ形Ａｔｇ４ＧａＣ，
，６Ａ８ ｇｐ、２クラツド）ｆａ １３ ｋ １．５
μｍ ＭＢ成長させる。次にＳ ｉ Ｏ２膜１４で全
体を被膜した後フォトレジスト法およびエツチング法に
よシ共振器の長手方向となる［０１１ ］方向の中央部
分に２２０μｍの長さ幅３μｍの窓ｔあけた後、第７図
に示すように深さ１．０μｍにエツチングして第１の＠
１０１を形成し、更に共振器の長手方向に沿って前記第
１の溝１０１′ｔ−含み、２５０μｍの間隔をあけて内
反射面近傍にそれぞれ幅８μｍ長さ５０μｍの窓をあけ
た後１深さ１．０μｍエッエツチング。このとき第１０
溝１０１も同時にエツチングされ深さ２．０μｍの溝に
なる。次に、形成された内反射面近傍の第２の溝１０２
に各々に接し、その長手丈高に・第１の溝１０１を片側
に含んだ幅８μｍ長嘆２５０μｍの５ｉｏ２膜を中央部
分に残し他の領域をｈ形ＧａＡｓ基板１０に達するまで
全体を一様にエツチングする。
このとき中央部分の第１の１＃１ｏ１の内反射面近傍の
溝間時にエツチングが進行し、第８図に示すように中央
部分には深さ２．０μｍの第Ｉ ＣＤ（ｆｉｔ、 １０
１が、内反射面近傍の第２の（Ｉｔｌ 、０２が他のエ
ツチング領域に対して形成されまた中央部分には第１の
溝１０１を浮んだストライプ状領域が島状に残される。
溝間時にエツチングが進行し、第８図に示すように中央
部分には深さ２．０μｍの第Ｉ ＣＤ（ｆｉｔ、 １０
１が、内反射面近傍の第２の（Ｉｔｌ 、０２が他のエ
ツチング領域に対して形成されまた中央部分には第１の
溝１０１を浮んだストライプ状領域が島状に残される。
“
第１図〜第５図において、次に５ｉＯ２Ｊｌ休１４全残
したままｐ−形Ａｔｏ、４Ｇａ（１，４ＡＩｉ ｇ ３
クラツド層１５ ’ｉ １．５μｍ成長する。これによ
って、ストライプ状領域の外部領域の平坦部に成長した
第３クラッド層１５にストライプ状領域の第１クラッド
＃１１．活性・層１２および第２クラッド層１３の一部
が隣接する。
したままｐ−形Ａｔｏ、４Ｇａ（１，４ＡＩｉ ｇ ３
クラツド層１５ ’ｉ １．５μｍ成長する。これによ
って、ストライプ状領域の外部領域の平坦部に成長した
第３クラッド層１５にストライプ状領域の第１クラッド
＃１１．活性・層１２および第２クラッド層１３の一部
が隣接する。
このとき第１の溝１（）１には第３クラッド層１５が〜
２．θμｍ成長し、その成長表面はストライプ状領域の
基＆表面にほぼ一致する。これに対し第２の溝１０２は
第３クラッド層１５で埋込まれ、この溝部領域の表面は
他の埋込み領域に対して深さ〜１μｍ１μｍ程曲した凹
状になる。次いで連続してｎ形ＡＬｏ、５２０ｔＬｇ、
６ＢＡＴＬガイド層１６を成長する。このとき第１の洛
１０１の内部にｉ、１．０．５μｍ生長させ、第２の溝
１０２の領域では凹状を埋めつくし全体が平坦になるよ
うに成長させる。一般に凹状頭載の成長速度り平坦部に
くらべて速いのでこれを利用して四部領域を埋めつく・
し平坦部では層厚が０．１〜０．２μｍ程度になるよう
に成長させることが望ましい。次にアンドープＡｔｏ、
ｇ ＢＧａＱ、９２Ａ８ 第２活性層１７１ｕの溝１０
１の内部に０．０７μｍ＆長させる。
２．θμｍ成長し、その成長表面はストライプ状領域の
基＆表面にほぼ一致する。これに対し第２の溝１０２は
第３クラッド層１５で埋込まれ、この溝部領域の表面は
他の埋込み領域に対して深さ〜１μｍ１μｍ程曲した凹
状になる。次いで連続してｎ形ＡＬｏ、５２０ｔＬｇ、
６ＢＡＴＬガイド層１６を成長する。このとき第１の洛
１０１の内部にｉ、１．０．５μｍ生長させ、第２の溝
１０２の領域では凹状を埋めつくし全体が平坦になるよ
うに成長させる。一般に凹状頭載の成長速度り平坦部に
くらべて速いのでこれを利用して四部領域を埋めつく・
し平坦部では層厚が０．１〜０．２μｍ程度になるよう
に成長させることが望ましい。次にアンドープＡｔｏ、
ｇ ＢＧａＱ、９２Ａ８ 第２活性層１７１ｕの溝１０
１の内部に０．０７μｍ＆長させる。
このとき平坦部には〜０．０４μｍ成長する。
° 上記の成長時において第１の溝１０１の内部の第２
活性層１７の位置はストライプ状領域の第１活性層１２
に対して活性層垂ＩＭ方向０．５μｍ基板側に位置して
いる。この第１のγＷ １０１の内部の第２活性層１７
およびストライプ状領域の第１活ヤｉ層１２の位を冷は
ともに共振器の長手方向に壱つで第２の溝１０２に成長
したガイド層１６に隣接するようにする。
活性層１７の位置はストライプ状領域の第１活性層１２
に対して活性層垂ＩＭ方向０．５μｍ基板側に位置して
いる。この第１のγＷ １０１の内部の第２活性層１７
およびストライプ状領域の第１活ヤｉ層１２の位を冷は
ともに共振器の長手方向に壱つで第２の溝１０２に成長
したガイド層１６に隣接するようにする。
史にｐ形Ａｔ（１４Ｇｇ（１，６Ａｓ 第４クラッド層
１８で全体を埋込む。このときＳ ＋ ０２膜１４の上
には結晶成長はしないので第１の溝１’０１およびスト
ライプ状領域の外部全体が埋込せれる。上記において第
３クラッド層１５は高抵抗層にすることが望ましい。
１８で全体を埋込む。このときＳ ＋ ０２膜１４の上
には結晶成長はしないので第１の溝１’０１およびスト
ライプ状領域の外部全体が埋込せれる。上記において第
３クラッド層１５は高抵抗層にすることが望ましい。
次に５Ｉ０２膜１４を除去した後Ｓ ｉｏ ２膜１９で
全体を被膜し第１の溝１０１の土部およびそれに平行し
て１，５μｍの間１■をおいて１嶋２μｍ長さ２００μ
ｍの窓ケあけ、第２クラッド層］２および第４クラッド
層１８の途中まで弘鉛をそれぞれ拡散する（亜鉛拡散領
域２０．２１）。次に亜鉛拡散をした領域にｐ形オーミ
ックコンタクト２２，２３７．（それぞれ形放し、基板
側にｎ形オーミックコンタクト２４を形成して本発明の
ＨＬＩ造の半導体レーザを完成する。
全体を被膜し第１の溝１０１の土部およびそれに平行し
て１，５μｍの間１■をおいて１嶋２μｍ長さ２００μ
ｍの窓ケあけ、第２クラッド層］２および第４クラッド
層１８の途中まで弘鉛をそれぞれ拡散する（亜鉛拡散領
域２０．２１）。次に亜鉛拡散をした領域にｐ形オーミ
ックコンタクト２２，２３７．（それぞれ形放し、基板
側にｎ形オーミックコンタクト２４を形成して本発明の
ＨＬＩ造の半導体レーザを完成する。
本発明の構造において、亜鉛拡散領域２０を通して＠２
クラッド層１２に注入した電流は第１活性Ｊ＠１２には
いシ、波長〜０．７８μｍのレーデ発振に寄与する。こ
れに対して亜鉛拡散領域２１を通して第４クラッド層■
８に注入した電流は第２活性層１７にはいり、波長〜０
．８３μｍのレーザ発振に寄与する。第２活性層に注入
された電流は隣接したｎ形ガイド層１６から第１クラツ
ド層ｌｌ、基板ｌＯへと流れていく。このとき第２活性
層１７近傍の第４クラッド層１８はその両端が４電型の
異なる第１クラッド層１１ではさまれているので注入゛
電流は鳴動に第２活性層にはいり発振に富力する。更に
第１活性層１２近傍の第２クラッド層１２の片側は埋込
み層である高抵抗の第３クラッド層１５に隣接している
ので他の片側で隣接するｐ形第４クラッド層１８の抵抗
を比較的高くしておけば注入電流は有効に第１活性層に
はいゃ発振に富力する。上記の如く第１および第２の活
性層で発光した波長の異なる光は各々共振器の長て方向
に進行する。特に第２の活性層で発光した光は共振器の
長手方向においてバンドギャップ０の広いＫＢｌガイド
ｊ審を透過し反射面’ｉ’ｊ：ｔ ｊ・１４にＵ、いる
。ｉ、（４１の活性層は第２の溝１０２の）ｊイド層１
６にＩｌ・１ｒ４ｆ＝しており父第２の活性層からのブ
ｔ−もガイド層１６内に進行しでいくので両者の光は両
及躬［１１１近ｆ）？にあるこの′Ａ１２の溝１０２の
ガイド層内にｔまいシ進行する。この第２の溝１０２の
領域のガイド層１６はその１面が半ＰＪ状に近い形状を
しており成長層ｉ７ｉ＋の平坦部分を除いて他の部分は
このガイド層よりも屈折率の小さい第３および２！１！
４のクラッド１１′マで埋込まれて光ｕｆ波路を形成し
、光は広がることなくこのガイド層内に進行する。進行
中に光はガ゛イド層内に広がるので波長の異なる発振光
はそれぞれ沖なり合い、三波長の光条乗光振が可能にな
る。
クラッド層１２に注入した電流は第１活性Ｊ＠１２には
いシ、波長〜０．７８μｍのレーデ発振に寄与する。こ
れに対して亜鉛拡散領域２１を通して第４クラッド層■
８に注入した電流は第２活性層１７にはいり、波長〜０
．８３μｍのレーザ発振に寄与する。第２活性層に注入
された電流は隣接したｎ形ガイド層１６から第１クラツ
ド層ｌｌ、基板ｌＯへと流れていく。このとき第２活性
層１７近傍の第４クラッド層１８はその両端が４電型の
異なる第１クラッド層１１ではさまれているので注入゛
電流は鳴動に第２活性層にはいり発振に富力する。更に
第１活性層１２近傍の第２クラッド層１２の片側は埋込
み層である高抵抗の第３クラッド層１５に隣接している
ので他の片側で隣接するｐ形第４クラッド層１８の抵抗
を比較的高くしておけば注入電流は有効に第１活性層に
はいゃ発振に富力する。上記の如く第１および第２の活
性層で発光した波長の異なる光は各々共振器の長て方向
に進行する。特に第２の活性層で発光した光は共振器の
長手方向においてバンドギャップ０の広いＫＢｌガイド
ｊ審を透過し反射面’ｉ’ｊ：ｔ ｊ・１４にＵ、いる
。ｉ、（４１の活性層は第２の溝１０２の）ｊイド層１
６にＩｌ・１ｒ４ｆ＝しており父第２の活性層からのブ
ｔ−もガイド層１６内に進行しでいくので両者の光は両
及躬［１１１近ｆ）？にあるこの′Ａ１２の溝１０２の
ガイド層内にｔまいシ進行する。この第２の溝１０２の
領域のガイド層１６はその１面が半ＰＪ状に近い形状を
しており成長層ｉ７ｉ＋の平坦部分を除いて他の部分は
このガイド層よりも屈折率の小さい第３および２！１！
４のクラッド１１′マで埋込まれて光ｕｆ波路を形成し
、光は広がることなくこのガイド層内に進行する。進行
中に光はガ゛イド層内に広がるので波長の異なる発振光
はそれぞれ沖なり合い、三波長の光条乗光振が可能にな
る。
本発明の一例として上記に記述したガイド層１６の組成
の場合、ガイド層のバンドギャップはレーデ発振発香々
に対して〜２００ ｍｅＶ以上広がっているので、ガイ
ド層を進行する光は吸収損失を全くうけることはない。
の場合、ガイド層のバンドギャップはレーデ発振発香々
に対して〜２００ ｍｅＶ以上広がっているので、ガイ
ド層を進行する光は吸収損失を全くうけることはない。
また内反射面近傍のガイド層はその成長表面が平坦な領
域の成長層とつながっているが、との層厚はごく薄いの
で光は実効的に屈折尤の高くなっているｊ−厚の厚い萌
の領域内のガイドｊ會葡進行し、平坦部分にもれる量は
微量である。
域の成長層とつながっているが、との層厚はごく薄いの
で光は実効的に屈折尤の高くなっているｊ−厚の厚い萌
の領域内のガイドｊ會葡進行し、平坦部分にもれる量は
微量である。
反射面近傍のガイド層内を進イエした光の一部は反射面
で反射され再び光導波俄訃をもつ碑の官Ｊ域のガ゛イド
層１６内金（口失金うけることなくもどり、活性層内に
はいり丙励起されるので低閾値高効率でレーザ発振する
ことができる。上記のように本発明の４１イ造は前記し
ｆ′Ｃ第２第２厄れた端面埋込み型ＢＨレーデとは全く
異なり、本発明の構造ではカツノリング効率が飛躍的に
高くなっており、低閾値高効率というＢ Ｈ構造レーデ
のもつ基本的特性をそこなうことなくこれを有している
。更に本発明の構造では三波長の波長多重のレーデ発振
光全同一端面から得ることができ従来のごとく光多重化
装置などの複雑な機構は不要である。
で反射され再び光導波俄訃をもつ碑の官Ｊ域のガ゛イド
層１６内金（口失金うけることなくもどり、活性層内に
はいり丙励起されるので低閾値高効率でレーザ発振する
ことができる。上記のように本発明の４１イ造は前記し
ｆ′Ｃ第２第２厄れた端面埋込み型ＢＨレーデとは全く
異なり、本発明の構造ではカツノリング効率が飛躍的に
高くなっており、低閾値高効率というＢ Ｈ構造レーデ
のもつ基本的特性をそこなうことなくこれを有している
。更に本発明の構造では三波長の波長多重のレーデ発振
光全同一端面から得ることができ従来のごとく光多重化
装置などの複雑な機構は不要である。
更に、本発明の構造は、内反射面近傍がレーザ発振光に
対してバンドギャップの広いガ゛イド１曽になりている
ので、光学横１１ｄ （ ＣＯＤ 、）の生じる光出力
レベルを著しく上昇芒せる墨ができる。すなわち、通常
の半導体レーデはキャリア注入による励起領域となる活
性層端面が反射面として外出しており、そこでは弐面再
結合ケ生じもυ乏層化してバンドギャップが縮少し、大
光出力／Ｉ←，振葡させると、この縮少したバンドギャ
ップにより光の吸収會生じ、そこで発熱して融点近くま
で温）Ｕ−が、ヒ外しついには九学損陽を生じるが、本
発明の１再造では内反射面近傍は非励起↑１」域になっ
ているばか９でなく、各々のレーデ発熾光はパンドギャ
ノゾ差が２ ０ ０ ｍｅＶ以上も広い層全透過して発
振するので、反射面近傍での光の吸収がなく光学偵に％
’ｃ生じにくく大光出力発振を可能とする。又内反射
面近傍にある光導波機ａを進行するうちに光はこの領域
全体に広がるが、端面から放射されたレーザ光はこの機
構を形成しているガイド層の幅と厚さとに限定されてい
るので、外部光学系とのカッブリングもやりやすくその
効率を上昇させる事ができる。
対してバンドギャップの広いガ゛イド１曽になりている
ので、光学横１１ｄ （ ＣＯＤ 、）の生じる光出力
レベルを著しく上昇芒せる墨ができる。すなわち、通常
の半導体レーデはキャリア注入による励起領域となる活
性層端面が反射面として外出しており、そこでは弐面再
結合ケ生じもυ乏層化してバンドギャップが縮少し、大
光出力／Ｉ←，振葡させると、この縮少したバンドギャ
ップにより光の吸収會生じ、そこで発熱して融点近くま
で温）Ｕ−が、ヒ外しついには九学損陽を生じるが、本
発明の１再造では内反射面近傍は非励起↑１」域になっ
ているばか９でなく、各々のレーデ発熾光はパンドギャ
ノゾ差が２ ０ ０ ｍｅＶ以上も広い層全透過して発
振するので、反射面近傍での光の吸収がなく光学偵に％
’ｃ生じにくく大光出力発振を可能とする。又内反射
面近傍にある光導波機ａを進行するうちに光はこの領域
全体に広がるが、端面から放射されたレーザ光はこの機
構を形成しているガイド層の幅と厚さとに限定されてい
るので、外部光学系とのカッブリングもやりやすくその
効率を上昇させる事ができる。
以上説明したように、本発明による半導体レーザは、励
起飴域が直接反射面に露出している通常の半導体レーザ
に比べて、外部との化学反応はおこりにくく反射面の光
学反応による劣化を阻止する州ができ、また通常のＢＨ
レーザと同一製造過程でつくる事ができる。
起飴域が直接反射面に露出している通常の半導体レーザ
に比べて、外部との化学反応はおこりにくく反射面の光
学反応による劣化を阻止する州ができ、また通常のＢＨ
レーザと同一製造過程でつくる事ができる。
なお、以上実施例では、ＡｔＧａＡｓ／ＧａＡｓダゾル
へテロ接合結晶旧料について説明したが、他の結晶ｉｊ
料、例えばＩ ｎＧ ａＡｓ Ｐ／ Ｉ ｎＧａＰ ＋
Ｉ ｎ ＧａＰ／ＡｔＩ ｎ Ｐ ｒＩｎＧａＡｓＰ
／ ＩｎＰ＋ Ａ！ＧａＡｓＳｂ／ＧａＡｓＳｂ 等数
多くの結晶材料ｅこも適用する事ができる。
へテロ接合結晶旧料について説明したが、他の結晶ｉｊ
料、例えばＩ ｎＧ ａＡｓ Ｐ／ Ｉ ｎＧａＰ ＋
Ｉ ｎ ＧａＰ／ＡｔＩ ｎ Ｐ ｒＩｎＧａＡｓＰ
／ ＩｎＰ＋ Ａ！ＧａＡｓＳｂ／ＧａＡｓＳｂ 等数
多くの結晶材料ｅこも適用する事ができる。
第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図、第３図、第
４図、第５図はそれぞれ第１図のＡ −Ａ’Ｂ−Ｂ’、
Ｃ−Ｃ’、Ｄ−Ｄ’の各断面図、第６図はこの実施例
の作製の過程においてダブルへテロ接合結晶を成長した
時の断面図、第７図はこの実施例の作製の過程において
ダブルへテロ接合結晶をエツチングした時のＩＦ視図、
第８図ｔｒｉ第７図の上面図である。図において １０ ・＝ ｎ形ＧａＡｓ基板、１１− ｎ形Ａｔｏ、
４ Ｇａ ｏ６ Ａ ｓ第１クラッド層、１２−・・ア
ンド−７’ Ａｔｏｌ ５Ｇａ ｏＢ５ＡＳ第１活性層
、１３−ｐ形Ａｔｇ、４Ｇａ（１６Ａｓ 第２クラッド
層、１４・・・ＳｉＯ２膜、１５−ｐ−形Ａｔｏ４Ｇａ
Ｏ，６Ａ８ ａｒ＋ ３クラッド層、１６− ｎ形ＡＬ
ｏ、５２ Ｇａ ｏ：６ Ｂ Ａ３ガ゛イド層、１７
・・・アンドープＡｔＯ，ｏ６Ｇａｇ、９２Ａｓ 第２
活性層、１８”’ｐ形Ａｔｏ、４Ｇａｐ、６Ａｓ 第４
クラッド層、１９・・・５ｌｏ２膜、２０・・・亜鉛拡
散卸域、２１・・・叱鉛拡散・Ｉ明域、２２・・・ｐ形
オーミックコンタクト、２３・・・ｐ形メーミックコン
タクト、２４・・・ｎ形オーミックコンタクト、１０１
・・・第１の溝、１’０２・・第２の溝、である。 第７図 第８図
４図、第５図はそれぞれ第１図のＡ −Ａ’Ｂ−Ｂ’、
Ｃ−Ｃ’、Ｄ−Ｄ’の各断面図、第６図はこの実施例
の作製の過程においてダブルへテロ接合結晶を成長した
時の断面図、第７図はこの実施例の作製の過程において
ダブルへテロ接合結晶をエツチングした時のＩＦ視図、
第８図ｔｒｉ第７図の上面図である。図において １０ ・＝ ｎ形ＧａＡｓ基板、１１− ｎ形Ａｔｏ、
４ Ｇａ ｏ６ Ａ ｓ第１クラッド層、１２−・・ア
ンド−７’ Ａｔｏｌ ５Ｇａ ｏＢ５ＡＳ第１活性層
、１３−ｐ形Ａｔｇ、４Ｇａ（１６Ａｓ 第２クラッド
層、１４・・・ＳｉＯ２膜、１５−ｐ−形Ａｔｏ４Ｇａ
Ｏ，６Ａ８ ａｒ＋ ３クラッド層、１６− ｎ形ＡＬ
ｏ、５２ Ｇａ ｏ：６ Ｂ Ａ３ガ゛イド層、１７
・・・アンドープＡｔＯ，ｏ６Ｇａｇ、９２Ａｓ 第２
活性層、１８”’ｐ形Ａｔｏ、４Ｇａｐ、６Ａｓ 第４
クラッド層、１９・・・５ｌｏ２膜、２０・・・亜鉛拡
散卸域、２１・・・叱鉛拡散・Ｉ明域、２２・・・ｐ形
オーミックコンタクト、２３・・・ｐ形メーミックコン
タクト、２４・・・ｎ形オーミックコンタクト、１０１
・・・第１の溝、１’０２・・第２の溝、である。 第７図 第８図
Claims (1)
- （１）第１の活性層を該活性層よりも屈折率のｌトさい
材質からなる第１および第２のクラッド層ではさみこん
だダブルへテロ接合半導体林料を用い、共振器の長手方
向に沿って基板の中央部分にストライプ状構造を形成し
、このストライプ状構造に隣接して第１の溝を両度射面
近傍に備えるとともに、ストライプ状構造内の一部に第
２の溝を共振器の長手方向に備え、＃第１と第２との辱
およびストライプ状構造の外部を第３のクラッド層、該
クラッド層よりも屈折率が大きく活性層よりも屈折率が
小さい材／ｉｔからなるガイド層、第１の活性層と発振
波長の異なる第２の活性層、第４のクラッド層と連続し
て埋込んだ状態において、共振器の長手方向に対して該
ストライプ状構造の第１の活性層および第２の活性層が
それぞれ両反射面近。 傍の第１の溝部領域に成長したガイド層の一部と同一平
面内に位１ベシており該ストライプ状４Ｍ造内の第１お
よび第２の活性層に市ｆｌｔｆ、注入機構を形成したこ
とに’ｌ？徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1960984A JPS60164381A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1960984A JPS60164381A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60164381A true JPS60164381A (ja) | 1985-08-27 |
Family
ID=12003928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1960984A Pending JPS60164381A (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60164381A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6798794B2 (en) | 2001-11-26 | 2004-09-28 | Sony Corporation | Semiconductor laser device, astigmatic correction plate used therefor and method of arranging the astigmatic correction plate |
-
1984
- 1984-02-06 JP JP1960984A patent/JPS60164381A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6798794B2 (en) | 2001-11-26 | 2004-09-28 | Sony Corporation | Semiconductor laser device, astigmatic correction plate used therefor and method of arranging the astigmatic correction plate |
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