JPS62202582A - 集積型半導体レ−ザ - Google Patents

集積型半導体レ−ザ

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JPS62202582A
JPS62202582A JP20065085A JP20065085A JPS62202582A JP S62202582 A JPS62202582 A JP S62202582A JP 20065085 A JP20065085 A JP 20065085A JP 20065085 A JP20065085 A JP 20065085A JP S62202582 A JPS62202582 A JP S62202582A
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layer
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semiconductor laser
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JP20065085A
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Jun Osawa
大沢 潤
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031Edge-emitting structures
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は集積型半導体レーザ(以下単に集積型レーザ
と記す)に関し、その横モード制御に関するものである
〔従来の技術〕
第4図(a)は従来の集積型レーザの一例を示したもの
で、これはいわゆる内部ストライプレーザを5個並列配
置した構造となっている。この第4図と類似のレーザは
、電流阻止層が無く導波層を持つ点は異なるが、例えば
文献^ρp1. Phys、 Lett。
43 pp、 1096−1098”に示されている。
図において、1はp−GaAs基板、2はn −GaA
s電流阻止層、3はp −A ff1GaAs下クラッ
ド層、4はp−Aj!Ga八S活性へ、5はn−A/!
GaAs上クラッド層、6はn側電極、7はp側電極、
8は電流阻止層2を貫通するストライプ状の溝である。
次に動作について説明する。p電極7に正、n電極6に
負の電圧をかけると、電流はストライプ状の溝8を通っ
て流れ、該溝上の活性層4に注入される。注入を増加す
ると活性層4のうちの溝上部の部分にキャリアの反転分
布が生じ(活性領域)誘導放出による発光が起きる。こ
のようにして生じた光は上記ストライプに沿って導波さ
れ、通常の半導体レーザの場合と同様の増幅・帰還作用
により発振に至る。第4図(bl、 (C1は、各々横
方向の等価的屈折率Ne及び導波光に対する伝搬損失α
を示したもので、これらの分布により5つの溝8上の活
性層4に同等で平行な導波路が形成されている。
ここで問題にしている集積型レーザは、上記の複数の導
波路の導波光の相互作用により、各エレメントが同じ波
長で一定の位相関係を保って発振する位相同期レーザで
ある。このために、各エレメント(ストライプ)の間隔
は数μm程度に狭くして光学的結合を図っている。この
種のレーザでは、光のコヒーレンスを保ちつつ、発光郡
全体の面積が増える分だけ高出力化できるという利点が
ある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の集積型レーザは5個のエレメント(導波、路)が
等価に構成されているので、5個存在する集積型レーザ
全体としての固有モード(アレイモード)の伝搬定数の
差が小さく、また全ての導波路が同位相となる基本モー
ドに対するモード利得が必ずしも高くない。このため、
横モードが基本モードに制御されず、出射ビームが双峰
形又は複雑な形となるという欠点があつた。さらに、従
来の構造で高次モードを遮断するには、ストライプの幅
や間隔を1μm以下に作る微細加工を必要とするという
問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、集積型レーザのアレイモードを基本モードに
制御することによって、出射ビームを水平方向半値幅の
狭い単峰形に制御するとともに、高い光出力の得られる
集積型レーザを得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る集積型レーザは、導波光に対して吸収・
反射体として働く層と活性層との間隔を、並置されたス
トライプ毎に漸次変化させることにより、各導波路の等
価屈折率Ne、即ち伝搬定数を変えると共に、等価屈折
率が大きい導波路ほど伝搬損失αが小さくなるようにし
たものである。
〔作用〕
この発明においては、各導波路の単体としての伝搬定数
が異なるため、集積化した場合のアレイモードの各伝搬
定数の差が大きくなり、高次モードが遮断されるストラ
イプ間隔が大きくなる。また、基本モードに対する伝搬
損失が最も小さくなるため、注入電流に差がない場合で
も、基本モードのモード利得が最も大きくなり、発振の
横モードは基本モードに制御される。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、第4図と同一符号は同−又は相当部分を示
す。11は(100)面からストライプと直角方向に傾
いた面方位を持ちp −GaAsから成る(l OO)
オフ基板、14は5連のストライプ部で電流阻止層2に
対して傾斜して形成され、各導波路における活性領域と
吸収領域(電流阻止層)との間隔が異なるようにした傾
斜活性層である。
この構造の具体的実現方法は次の通りである。
第2図(a)は(100)オフ基板11とストライプ8
の方位関係を示す斜視図である。p −GaAs基板1
1と電流阻止層2は、<100>方向からく011〉方
向側へ微小角度θ(く5°)だけずれた面を持ち、スト
ライプ8は<011>方向と直角の<011>方向に並
行である。同図(blは、下クラッド層3と傾斜活性層
14を上記基板■1と電流阻止層2上に液相成長した後
の(011)面断面構式図である。特異面である、(1
00)面からずれた面の上にはミクロな段差が存在し、
この段差が<Ol 1>方向に移動することによって成
長が起きる。このため、成長層が薄い間はストライプ部
の両側で比較的大きな層厚の差が生じ、結果的に、スト
ライプ部の活性層が傾斜して形成される。なお第2図中
の21は基板11の法線を示す。
次に作用効果について説明する。電流注入により、スト
ライプ状の溝8上に位置する活性層が活性領域となって
、5個のエレメントが互いに結合しつつ発振する点は、
第4図の従来例の場合と同じである。相違点は各エレメ
ントの等価的屈折率Neと伝搬損失αであり、第1図(
b)、 (C)に、第4図に対応して横方向のNe及び
αの分布を示している。p−AlGaAs下クラッド層
りがある程度薄い(〈1μm)範囲では、傾斜活性層1
4が電流阻止層2から遠い程、該層2による吸収・反射
の影響が少ないために、等価的屈折率Neは大きく伝搬
損失αは小さくなる。第1図(b)、 (C)の分布の
非対称性はこのような作用に基づいている。従来例のよ
うに各導波路が等価の場合の基本アレイモードは、中央
が最大で左右対称形の光分布となるが、等価的屈折率N
eが高い部分に光が集中する作用により、この実施例の
基本アレイモードは光分布が左側に片寄った形状となり
、かつ同図tc+に見るように、左側程伝搬損失αは小
さい。即ち、基本アレイモードに対するモニド利得が、
高次モードに対する利得より大きくなって、集積型レー
ザの横モードは基本モードに制御できる。
従って本実施例では、従来のようにストライプの幅や間
隔を微細加工することなしに、容易に高次モードを遮断
することができる。また基本モード発振が選択されるの
で、水平方向の出射角が非常に狭く、かつ高出力の光ビ
ームが得られる。
なお、上記実施例ではp−GaAs基板として、(10
0)からずれた面方位のウェハを利用したものを示した
が、第3図で示すように多連ストライプ部の片側が厚い
電流阻止層32を用いてもよい。この場合も、上記実施
例の場合と同様に、上記構造の上へ液相成長によって下
クラッド層3、活性層14及び上クラッド層5を順次成
長すれば、ストライプ部上で傾斜した活性層14を形成
することができ、上記実施例と同様の作用効果を奏する
また、上記各実施例では吸収体として作用する層が電流
阻止層を兼ねている内部ストライプ型レーザの場合につ
いて説明したが、電流阻止の機能を持たないCS P 
(Channeled−Substrate−Plan
ar)型レーザであってもよく、上記実施例と同様の効
果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明に係る集積型半導体レーザによ
れば、各エレメントの等価的屈折率、即ち伝搬定数と、
伝搬損失が相異なるように構成したので、高次の固有モ
ードを遮断しやすく、また、基本モード発振が選択され
るので、水平方向の出射角が非常に狭く、かつ高出力の
光ビームが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)はこの発明の一実施例による集積型半導体
レーザの断面正面図、第1図(b)、 (C)はそれぞ
実施例による集積型半導体レーザの製造法を示す斜視図
、断面正面図、第3図は他の製造法を説明するための断
面正面図、第4図(a)は従来例の集積型半導体レーザ
の断面正面図、第4図(b)、 (C)はそれぞれ該レ
ーザの等価的屈折率分布、伝搬損失の分布を示す図であ
る。 11・・・(100)オフ基板、14・・・傾斜活性層
、2.32・・・電流阻止層(吸収層)。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 出願人 工業技術院長  等々力  達第1図 (C) 第2図 (b) 第3図 32:πノ、茫MJI:看 第4図 手続補正書(自発) 昭和//年/−2−月ノユ日

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2つ以上の導波路を隣接して設けた位相同期集積
    型半導体レーザにおいて、各導波路は相互に異なる単体
    としてみた場合の基本モードに対応する伝搬定数を有し
    、かつ伝搬定数が高い導波路ほど低い伝搬損失を持つこ
    とを特徴とする集積型半導体レーザ。
  2. (2)各導波路における活性領域と吸収領域との間隔が
    それぞれ異なるよう、活性層が吸収層に対して傾斜して
    形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の集積型半導体レーザ。
  3. (3)上記傾斜した活性層は、上記導波路方向を軸とす
    る回転方向に、微小角度だけ{100}からずれた面方
    位を持つ{100}オフ基板上に液相成長してなるもの
    であることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の集
    積型半導体レーザ。
  4. (4)上記傾斜した活性層は、上記複数の導波路の両側
    で層厚差を有する吸収層上に液相成長してなるものであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の集積型
    半導体レーザ。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS611076A (ja) * 1984-06-13 1986-01-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザアレイ装置

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