JPS613488A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
- Publication number
- JPS613488A JPS613488A JP12317184A JP12317184A JPS613488A JP S613488 A JPS613488 A JP S613488A JP 12317184 A JP12317184 A JP 12317184A JP 12317184 A JP12317184 A JP 12317184A JP S613488 A JPS613488 A JP S613488A
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- Japan
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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
- H01S5/20—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
-
- 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
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体発光装置、特に半導体レーザの雑音特性
を改善する構造に関する。
を改善する構造に関する。
半導体レーザは波長帯域が０．８〜１．５５μｍの光通
信用、さらに長波長の赤外領域のものは衛星通信、大気
汚染監視、医療等に広く用いられるようになり、用途の
拡大に伴い大出力用ではつぎに述べるウィンドー型半導
体レーザが用いられるようになったが、この種レーザに
おいて低雑音のものが要望されている。
信用、さらに長波長の赤外領域のものは衛星通信、大気
汚染監視、医療等に広く用いられるようになり、用途の
拡大に伴い大出力用ではつぎに述べるウィンドー型半導
体レーザが用いられるようになったが、この種レーザに
おいて低雑音のものが要望されている。
第３図は従来のウィンドー型半導体レーザの断面図であ
る。
る。
図において、１はｎ型Ｇａ’Ａｓ基板、２はｎ型Ｇａｏ
、 Ｊｌｏ、 ＝Ａｓのクラッド層、３はｎ型ＧａＡｓ
の活性層、４はｎ型Ｇａｏ、 ？ＡＩＯ，：ｌＡ！！の
クラッド層、５はｐ型Ｇ’ａＡｓの電流阻止層、６はｎ
型ＧａＡｓのキャップ層、７は亜鉛（Ｚｎ）を拡散して
ｐ型に変換された半円柱型の領域を示す。
、 Ｊｌｏ、 ＝Ａｓのクラッド層、３はｎ型ＧａＡｓ
の活性層、４はｎ型Ｇａｏ、 ？ＡＩＯ，：ｌＡ！！の
クラッド層、５はｐ型Ｇ’ａＡｓの電流阻止層、６はｎ
型ＧａＡｓのキャップ層、７は亜鉛（Ｚｎ）を拡散して
ｐ型に変換された半円柱型の領域を示す。
半円柱型の領域７の内部にある活性層３はｐ型に変換さ
れて活性Ｎ域を形成する。
れて活性Ｎ域を形成する。
半円柱型の領域７を有するため、この型の半導体レーザ
をウィンドー型Ｓ ＣＤ （Ｓｅｍｉｃｙｌｉｎｄｒｉ
ｃａｌＺｎ Ｄｉｆｆｕｓｅｄ） レーザと呼ぶ。
をウィンドー型Ｓ ＣＤ （Ｓｅｍｉｃｙｌｉｎｄｒｉ
ｃａｌＺｎ Ｄｉｆｆｕｓｅｄ） レーザと呼ぶ。
ウィンドー型半導体レーザは、活性領域が結晶表面に露
出していないため、ＣＯＤ （Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉ
ｃ ０ｐｔｉｃａｌ Ｄａｔｎａｇｅ）を防止し、大出
力用に適した構造といえる。
出していないため、ＣＯＤ （Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉ
ｃ ０ｐｔｉｃａｌ Ｄａｔｎａｇｅ）を防止し、大出
力用に適した構造といえる。
Ｚｎの拡散は活性領域形成の他につぎのような意義をも
つ。
つ。
ｉ６発振波長の調製
ＧａＡｓのみでは発振波長は８７０ｎｍであるが、Ｚｎ
の拡散により禁制帯幅を少し縮めて所期の発振波長８９
０ｒ＋ｍにする。
の拡散により禁制帯幅を少し縮めて所期の発振波長８９
０ｒ＋ｍにする。
ｉｉ 、横モード制御
Ｚｎの拡散により、屈折率を大きくし光を活性領域に閉
じ込め、良好な遠視野像（Ｆａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｐａｔ
ｔｅｒｎ）が得られる。
じ込め、良好な遠視野像（Ｆａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｐａｔ
ｔｅｒｎ）が得られる。
遠視野像とは光出力の発光位置に対する分布状態を表し
、レーザとしては単一のピークをもつ分布状態が好まし
く、この状態が得られるためには定性的な表現として活
性領域の幅と厚さの積がある値以下であることが必要と
なる。遠視野像の光出力にピークが２つ以上あるような
場合はファイバとの結合効率が悪くなる等の障害がある
。
、レーザとしては単一のピークをもつ分布状態が好まし
く、この状態が得られるためには定性的な表現として活
性領域の幅と厚さの積がある値以下であることが必要と
なる。遠視野像の光出力にピークが２つ以上あるような
場合はファイバとの結合効率が悪くなる等の障害がある
。
以上のような高出力を狙ったウィンドー型半導体レーザ
では、ウィンドー領域は出射光に対して透明であるが、
半導体レーザの外部からの戻り光、例えばレンズの表面
あるいは光ファイバーの入射端、出射端から反射して戻
ってくる光に対しても透明となるため、雑音特性が悪く
なる。
では、ウィンドー領域は出射光に対して透明であるが、
半導体レーザの外部からの戻り光、例えばレンズの表面
あるいは光ファイバーの入射端、出射端から反射して戻
ってくる光に対しても透明となるため、雑音特性が悪く
なる。
（発明が解決しようとする問題点〕
ウィンドー型半導体レーザにおいて、ウィンドー領域は
戻り光に対して透明であるため、雑音特性が悪くなる。
戻り光に対して透明であるため、雑音特性が悪くなる。
上記問題点の解決は、共振器端面と活性領域端との中間
に、所定値以上の光強度に対して光の吸収量が飽和する
可飽和吸収体を設けてなる本発明による半導体発光装置
により達成される。
に、所定値以上の光強度に対して光の吸収量が飽和する
可飽和吸収体を設けてなる本発明による半導体発光装置
により達成される。
本発明によれば、共振器端面と活性領域端の中間にある
ウィンド、−領域に可飽和吸収体を設けることにより、
光強度の大きい出射光に対しては殆ど透明でしきい値電
流を増加させることなく、また光強度の小さい戻り光に
対しては吸収するため雑音特性は良くなる。
ウィンド、−領域に可飽和吸収体を設けることにより、
光強度の大きい出射光に対しては殆ど透明でしきい値電
流を増加させることなく、また光強度の小さい戻り光に
対しては吸収するため雑音特性は良くなる。
第１図は本発明によるウィンドー型半導体レーザの斜視
図である。
図である。
図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２は厚さ１．５〜
２．０ μｍのｎ型Ｇａｏ、 ？Ａ１０． ｓＡｓより
なるクラッド層、３はキャリア濃度３ ＸＩＯ”ｃｍ−
３、厚さ０．１５μｍのｎ型ＧａＡｓの活性層、４は厚
さ０．５μｍのｎ型Ｇａ、）、 ？ＡＩ０．３八Ｓのク
ラッド層、５はｎ型ＧａＡｓの電流阻止層、６はｎ型Ｇ
ａＡｓのキャップ層、７はＺｎを拡散してｐ型に変換さ
れて形成された半円柱型の領域を示す。
２．０ μｍのｎ型Ｇａｏ、 ？Ａ１０． ｓＡｓより
なるクラッド層、３はキャリア濃度３ ＸＩＯ”ｃｍ−
３、厚さ０．１５μｍのｎ型ＧａＡｓの活性層、４は厚
さ０．５μｍのｎ型Ｇａ、）、 ？ＡＩ０．３八Ｓのク
ラッド層、５はｎ型ＧａＡｓの電流阻止層、６はｎ型Ｇ
ａＡｓのキャップ層、７はＺｎを拡散してｐ型に変換さ
れて形成された半円柱型の領域を示す。
Ｚｎの拡散は半円柱型の領域７の内部にある活性層３が
ｐ型に変換された活性領域のキャリア濃度が５ ＸＩＯ
”ｃｍ−’になるように行う。
ｐ型に変換された活性領域のキャリア濃度が５ ＸＩＯ
”ｃｍ−’になるように行う。
８は可飽和吸収体領域で、ウィンドー領域の共振器端面
と活性領域端の中間に、Ｚｎを半円柱型の領域７の拡散
と同等またはそれ以上の濃度で活性層３の下端、または
それ以下の深さに拡散する。
と活性領域端の中間に、Ｚｎを半円柱型の領域７の拡散
と同等またはそれ以上の濃度で活性層３の下端、または
それ以下の深さに拡散する。
また可飽和吸収体領域８の形成はＺｎの代わりに銅（Ｃ
ｕ）、錫（Ｓ、ｎ） 、あるし、）はテルル（Ｔｅ）を
拡散してもよい。
ｕ）、錫（Ｓ、ｎ） 、あるし、）はテルル（Ｔｅ）を
拡散してもよい。
第２図は本発明によるウィンドー型半導体レーザのＡ−
Ａ断面図である。
Ａ断面図である。
図において、左端面は共振器端面で、半円柱型の領域７
内の活性層３で発振したレーザ光は水平に左の方向に出
射される。この場合出射光は光強度が大きいので、可飽
和吸収体領域８に吸収されないで殆ど通過する。逆に外
部よりの戻り光は光強度が出射光に比し極めて小さいの
で可飽和吸収体領域８に吸収され、雑音特性が劣化しな
い。
内の活性層３で発振したレーザ光は水平に左の方向に出
射される。この場合出射光は光強度が大きいので、可飽
和吸収体領域８に吸収されないで殆ど通過する。逆に外
部よりの戻り光は光強度が出射光に比し極めて小さいの
で可飽和吸収体領域８に吸収され、雑音特性が劣化しな
い。
半導体レーザを実際の光学系に組んで注入電流を流して
発光させ、ＲＩＮ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｉｎｔｅｎｓｉ
ｔｙ Ｎｏ１ｓｅ）を測定したところ、可飽和吸収体領
域８のない半導体レーザでは一１００ｄＢ／Ｈｚに対し
て、可飽和吸収体領域８を有する本発明による半導体レ
ーザでは一１４０ｄＢ／Ｈｚであった。
発光させ、ＲＩＮ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｉｎｔｅｎｓｉ
ｔｙ Ｎｏ１ｓｅ）を測定したところ、可飽和吸収体領
域８のない半導体レーザでは一１００ｄＢ／Ｈｚに対し
て、可飽和吸収体領域８を有する本発明による半導体レ
ーザでは一１４０ｄＢ／Ｈｚであった。
以上詳細に説明したように本発明によるウィンドー型半
導体レーザにおいては、戻り光を活性層に医さないため
、雑音特性の劣化を防ぐことができる。
導体レーザにおいては、戻り光を活性層に医さないため
、雑音特性の劣化を防ぐことができる。
第１図は本発明によるウィンドー型半導体レーザの斜視
図、 第２図は本発明によるウィンドー型半導体レーザのＡ−
Ａ断面図、 第３図は従来のウィンドー型半導体レーザの断面図であ
る。 図において、 １は基板、 ２．４はクラッド層、３は活性層、
５は電流阻止層、 ６はキャップ層、７はＺｎ拡散領域、 ８は可飽和吸収体領域 を示す。 第 １ 図 ・兆３ 馴 一、ｉ’ｌ＞Ｆ＋−
図、 第２図は本発明によるウィンドー型半導体レーザのＡ−
Ａ断面図、 第３図は従来のウィンドー型半導体レーザの断面図であ
る。 図において、 １は基板、 ２．４はクラッド層、３は活性層、
５は電流阻止層、 ６はキャップ層、７はＺｎ拡散領域、 ８は可飽和吸収体領域 を示す。 第 １ 図 ・兆３ 馴 一、ｉ’ｌ＞Ｆ＋−
Claims (1)
- 共振器端面と活性領域端との中間に、所定値以上の光強
度に対して光の吸収量が飽和する可飽和吸収体を設けて
なることを特徴とする半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12317184A JPS613488A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12317184A JPS613488A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613488A true JPS613488A (ja) | 1986-01-09 |
Family
ID=14853938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12317184A Pending JPS613488A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613488A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63169836A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-13 | Fujitsu Ltd | 光通信方式 |
| WO2003023834A3 (en) * | 2001-09-13 | 2004-01-08 | Univ Glasgow | Method of manufacturing optical devices and related improvements |
-
1984
- 1984-06-15 JP JP12317184A patent/JPS613488A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63169836A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-13 | Fujitsu Ltd | 光通信方式 |
| WO2003023834A3 (en) * | 2001-09-13 | 2004-01-08 | Univ Glasgow | Method of manufacturing optical devices and related improvements |
| CN1324774C (zh) * | 2001-09-13 | 2007-07-04 | 因腾斯有限公司 | 制备光学器件的方法及相关改进 |
| CN100461338C (zh) * | 2001-09-13 | 2009-02-11 | 因腾斯有限公司 | 制备光学器件的方法及相关改进 |
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