JPS6226884A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS6226884A JPS6226884A JP16629985A JP16629985A JPS6226884A JP S6226884 A JPS6226884 A JP S6226884A JP 16629985 A JP16629985 A JP 16629985A JP 16629985 A JP16629985 A JP 16629985A JP S6226884 A JPS6226884 A JP S6226884A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductivity type
- width
- astigmatic difference
- semiconductor laser
- tip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- H01S5/1082—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 with a special facet structure, e.g. structured, non planar, oblique
-
- 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
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
- H01S5/164—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions comprising semiconductor material with a wider bandgap than the active layer
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、光情報処理、光フアイバ通信等の分野で用い
られる高出力半導体レーザに関する。
られる高出力半導体レーザに関する。
（従来の技術）
近年光出力数１０ｍＷを有する高出力半導体レーザの需
要が高まっている。高出力半導体レーザとして多くの構
造のものが提案されている。中でも構造が簡単ですぐれ
た特性を有する半導体レーザとして、ウィンドウストラ
イプ型半導体レーザ（以降ＷＳレーザと略記する）があ
る。ＷＳレーザは、たとえばＩＥＥＥ、ジャーナル・才
ブ・ファンタム・エレクトロニクス誌第ＱＥ−１５巻、
８月号、８月、１９７９年、７７５頁から７８１頁に発
表されている。
要が高まっている。高出力半導体レーザとして多くの構
造のものが提案されている。中でも構造が簡単ですぐれ
た特性を有する半導体レーザとして、ウィンドウストラ
イプ型半導体レーザ（以降ＷＳレーザと略記する）があ
る。ＷＳレーザは、たとえばＩＥＥＥ、ジャーナル・才
ブ・ファンタム・エレクトロニクス誌第ＱＥ−１５巻、
８月号、８月、１９７９年、７７５頁から７８１頁に発
表されている。
本発明はＷＳレーザをきらに高性能化したものであるの
でまず、ＷＳレーザについてａ単に説明する。
でまず、ＷＳレーザについてａ単に説明する。
第３図は光の進行方向に垂直に切断したＷＳし−ザの構
造断面図である。また第２図（ｂ）は第３図のＷＳレー
ザを光軸に沿って切断した場合の断面図を示している。
造断面図である。また第２図（ｂ）は第３図のＷＳレー
ザを光軸に沿って切断した場合の断面図を示している。
ＷＳレーザの製造においては、たとえば、（ｉｏｏ）面
を有するｎ型ＧａＡｓ基板３１上に、Ｓｎをドープした
ＡＱ＊、 ｎｏＧａｏ、 ｙｏＡｓクラッド暦３２、Ｔ
ｅを高濃度ドープしたｎ型ＡＱｅ、ｏｓＧａｏ、５ａＡ
９活性、５３３及びＳｎをドープしたＡＱ ｏ 、 ５
Ｇａｏ 、 ｙＡｓクラッド層３４を液相エピタキシャ
ル成長してなる半導体積層構造を形成する。この表面に
５ｉｆｔ膜あるいはＳｉＮ膜を３０００人の厚さに形成
し、幅２−１長さ２００−のスリット状のストライプ窓
を（０１１）方向に沿って形成し、拡散マスク３５とす
る。このマスクのパターンを第２図（ａ）に平面図で示
す。このあと、表面から活性層３３に達するまでＺｎを
選択的に拡散しく拡散フロント３６を点線で示した）、
活性１の一部をｐ型に反転することによって活性領域３
７と為し、正電極３８、負電極３９を設けて上記ストラ
イプ部の外側２０〜３０−を（０１１）と平行にへき開
することによりＷＳし一部は完成する。
を有するｎ型ＧａＡｓ基板３１上に、Ｓｎをドープした
ＡＱ＊、 ｎｏＧａｏ、 ｙｏＡｓクラッド暦３２、Ｔ
ｅを高濃度ドープしたｎ型ＡＱｅ、ｏｓＧａｏ、５ａＡ
９活性、５３３及びＳｎをドープしたＡＱ ｏ 、 ５
Ｇａｏ 、 ｙＡｓクラッド層３４を液相エピタキシャ
ル成長してなる半導体積層構造を形成する。この表面に
５ｉｆｔ膜あるいはＳｉＮ膜を３０００人の厚さに形成
し、幅２−１長さ２００−のスリット状のストライプ窓
を（０１１）方向に沿って形成し、拡散マスク３５とす
る。このマスクのパターンを第２図（ａ）に平面図で示
す。このあと、表面から活性層３３に達するまでＺｎを
選択的に拡散しく拡散フロント３６を点線で示した）、
活性１の一部をｐ型に反転することによって活性領域３
７と為し、正電極３８、負電極３９を設けて上記ストラ
イプ部の外側２０〜３０−を（０１１）と平行にへき開
することによりＷＳし一部は完成する。
活性層を３ＸＩＱ”ｃｍ−”と高濃度にするのがＷＳレ
ーザの特徴で、ｐ型に反転した領域（活性領域）とｎ領
域（窓領域）とで光学的特性を変化させている。すなわ
ち、ｎ領域はｎ領域に比べ屈折率及び実効的なバンドギ
ャップが小さい。この結果、共振器面近傍では光吸収が
少ないから大出力動作が可能であり、横方向には不純物
濃度差による屈折率差があるからブレーナ構造でありな
がら屈折率導波が可能である。
ーザの特徴で、ｐ型に反転した領域（活性領域）とｎ領
域（窓領域）とで光学的特性を変化させている。すなわ
ち、ｎ領域はｎ領域に比べ屈折率及び実効的なバンドギ
ャップが小さい。この結果、共振器面近傍では光吸収が
少ないから大出力動作が可能であり、横方向には不純物
濃度差による屈折率差があるからブレーナ構造でありな
がら屈折率導波が可能である。
（発明が解決しようとする問題点）
実際に制作したＷＳレーザの端面の光学的結晶破壊レベ
ルは、窓領域を有しない素子に比べ５〜６倍に優れたも
のであった。しかし、端面劣化の起こる場所は通常の素
子では共振器端面であるが、ＷＳレーザの場合、窓領域
と活性領域の境界、すなわち、拡散フロントの部分２１
であることが多かった。
ルは、窓領域を有しない素子に比べ５〜６倍に優れたも
のであった。しかし、端面劣化の起こる場所は通常の素
子では共振器端面であるが、ＷＳレーザの場合、窓領域
と活性領域の境界、すなわち、拡散フロントの部分２１
であることが多かった。
この原因は、拡散フロント部分は共振器端面に近いから
光強度が強い上、Ｚｎ濃度及び注入キャリア濃度が徐々
に減少しているから完全な窓領域となっておらず、ある
程度の光吸収が生じていることにある。この欠点を除去
できれば、ＷＳレーザはさらに端面破壊レベルが向上し
、大出力かつ信頼性の高い半導体レーザと成り得る。
光強度が強い上、Ｚｎ濃度及び注入キャリア濃度が徐々
に減少しているから完全な窓領域となっておらず、ある
程度の光吸収が生じていることにある。この欠点を除去
できれば、ＷＳレーザはさらに端面破壊レベルが向上し
、大出力かつ信頼性の高い半導体レーザと成り得る。
また、ＷＳレーザは、窓領域には横方向の導波機構がな
く、活性領域で導波されていた光が、横方向に広がって
しまい、結果的に、窓領域の長さに相当した非点隔差が
生じることになる。このことは、１〜２ｐの微小スポッ
トに絞り込む必要のある用途たとえば光情報処理分野で
は不利になる。
く、活性領域で導波されていた光が、横方向に広がって
しまい、結果的に、窓領域の長さに相当した非点隔差が
生じることになる。このことは、１〜２ｐの微小スポッ
トに絞り込む必要のある用途たとえば光情報処理分野で
は不利になる。
そこで、本発明の目的は、ＷＳレーザの以上の欠点を除
去し、さらに高出力で発光が可能な半導体レーザを提供
することにある。
去し、さらに高出力で発光が可能な半導体レーザを提供
することにある。
（問題点を解決するための手段）
前述の問題点を解決するために本発明が提供する手段は
、第１導電型の化合物半導体基板上に、第１導電型の第
１のクラッド層、第１導電型の活性層及び第１導電型の
第２のクラッド層を順次に第１導電型の化合物半導体基
板上に積層してなる半導体積層構造を有し、この半導体
積層構造の表面から第２導電型の不純物が前記活性層の
一部に達するまで選択的に注入してあり、前記不純物が
流入された前記活性層は第２導電型の活性領域になって
おり、前記活性領域は共振器軸方向に長いストライプ状
である半導体レーザであって、前記活性領域では長手方
向の両端部の幅が中央部の幅より広いことを特徴とする
。
、第１導電型の化合物半導体基板上に、第１導電型の第
１のクラッド層、第１導電型の活性層及び第１導電型の
第２のクラッド層を順次に第１導電型の化合物半導体基
板上に積層してなる半導体積層構造を有し、この半導体
積層構造の表面から第２導電型の不純物が前記活性層の
一部に達するまで選択的に注入してあり、前記不純物が
流入された前記活性層は第２導電型の活性領域になって
おり、前記活性領域は共振器軸方向に長いストライプ状
である半導体レーザであって、前記活性領域では長手方
向の両端部の幅が中央部の幅より広いことを特徴とする
。
（発明の原理）
ＷＳレーザの光学的結晶破壊は、活性領域と窓領域の境
界すなわち拡散フロント部分２１で生じやすい。この破
壊レベルを引き上げるには、この部分の光密度を下げれ
ば良い。たとえば、拡散パターンとしてストライプの窓
の両端の幅を広くして、活性領域における長手方向の両
端部の幅を中央部の幅より広くすれば良い。しかし単に
両端を広くしたり、急に幅を変えたりすると、発信モー
ドが不安定になったり、しきい値の上昇、効率の低下を
招く恐れがある。最適のパターンの１つとして、両端部
の幅が中央部よりも広く、しかもそれが徐々に変化する
ものが望ましい。
界すなわち拡散フロント部分２１で生じやすい。この破
壊レベルを引き上げるには、この部分の光密度を下げれ
ば良い。たとえば、拡散パターンとしてストライプの窓
の両端の幅を広くして、活性領域における長手方向の両
端部の幅を中央部の幅より広くすれば良い。しかし単に
両端を広くしたり、急に幅を変えたりすると、発信モー
ドが不安定になったり、しきい値の上昇、効率の低下を
招く恐れがある。最適のパターンの１つとして、両端部
の幅が中央部よりも広く、しかもそれが徐々に変化する
ものが望ましい。
また、窓領域には横方向の導波機構がないことに加え、
拡散パターンの両先端部が著しく広がっていると、先は
ど述べた非点隔差は増大するため好ましくない。それを
避けるには、両先端部を凸形状、たとえば半円形にすれ
ば、非点隔差を小さくすることが可能になる。なぜなら
、拡散領域の方が、非拡散領域よりも屈折率が大きいた
め凸レンズとして働くからである。
拡散パターンの両先端部が著しく広がっていると、先は
ど述べた非点隔差は増大するため好ましくない。それを
避けるには、両先端部を凸形状、たとえば半円形にすれ
ば、非点隔差を小さくすることが可能になる。なぜなら
、拡散領域の方が、非拡散領域よりも屈折率が大きいた
め凸レンズとして働くからである。
（実施例）
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
結晶構造及び制作工程は従来例と全く同じである。改良
点は、拡散マスクのパターン、従って活性領域の形であ
る。本発明を適用して成る改良型ＷＳレーザに用いる拡
散マスクのパターンの平面図を第１図に示す。従来例に
比べ、先端部が中央部より広くなっており、さらに先端
部が凸形状となっているのが特徴である。中央部の幅は
従来例と同様２所であり、先端部の手前２０ｓｎ程度か
ら徐々に幅が広くなり、最大８ＮＸｎとなる。その先端
は半径４Ｆの半円形を為している。なお、パターンの全
長は２００〜３００Ｍが適当である。
点は、拡散マスクのパターン、従って活性領域の形であ
る。本発明を適用して成る改良型ＷＳレーザに用いる拡
散マスクのパターンの平面図を第１図に示す。従来例に
比べ、先端部が中央部より広くなっており、さらに先端
部が凸形状となっているのが特徴である。中央部の幅は
従来例と同様２所であり、先端部の手前２０ｓｎ程度か
ら徐々に幅が広くなり、最大８ＮＸｎとなる。その先端
は半径４Ｆの半円形を為している。なお、パターンの全
長は２００〜３００Ｍが適当である。
本実施例では、先端部の幅が従来の２−から４Ｐａｎに
増え、さらに先端が半円形状となっているから、拡散フ
ロント部の面積の増大は、２π２６．２倍となり光学的
結晶破壊レベルは著しく改善されることが期待される。
増え、さらに先端が半円形状となっているから、拡散フ
ロント部の面積の増大は、２π２６．２倍となり光学的
結晶破壊レベルは著しく改善されることが期待される。
また先端を広げたことはビームを広げ、非点隔差を増大
する方向に作用するが先端部を円形としたことはレンズ
効果によりビームを細くし非点隔差を改善する方向に作
用する。総合的に、本実施例では、従来例よりビームが
細く、非点隔差は小さく、微小スポットが形成される。
する方向に作用するが先端部を円形としたことはレンズ
効果によりビームを細くし非点隔差を改善する方向に作
用する。総合的に、本実施例では、従来例よりビームが
細く、非点隔差は小さく、微小スポットが形成される。
（発明の効果）
以上のように、本発明によれば、光学的結晶破壊レベル
を向上させ、なおかつ非点隔差をも低減することが可能
となり、高出力かつ微小スポットに集光可能な半導体レ
ーザが実現できる。
を向上させ、なおかつ非点隔差をも低減することが可能
となり、高出力かつ微小スポットに集光可能な半導体レ
ーザが実現できる。
なお、実施例では、幅４ｐに拡大し、先端も半円形状の
ものを示したが、その寸法及び形状を変更すれば、目的
に応じた特性の素子を提供できる。
ものを示したが、その寸法及び形状を変更すれば、目的
に応じた特性の素子を提供できる。
第１図は本発明の一実施例の改良型ＷＳレーザに用いる
拡散パターンの平面図、第２図（ａ）は従来のＷＳレー
ザに用いる拡散バタニンの平面図、同図（ｂ）はその従
来のＷＳレーザの発振方向を含む面における断面図、第
３図はその従来のＷＳレーザの発振軸に垂直な面におけ
る断面図である。 ３１− ｎ型ＧａＡｓ基板、 ３２．３４＝ｎ型ＡＱ
Ｏ、ｓＧａ、、 、 ｙＡｓクラッド層、３３ ・・・
ｎ型ＡＱｏ、ｏ＊Ｇａｏ、５ａＡＢ活性暦、３５．３５
’・・・５ｉ０ｘ膜（あるいは５ｉｓＮｔ膜）拡散マス
ク、３６・・・拡散フロント、３７・・・ｐ反転した活
性領域、３８・・・ｐ’ｌＥ極、３９・・・ｎｔ極、２
１・・・光学的結晶破壊ポイントとなる拡散フロント。 第１図 第２図
拡散パターンの平面図、第２図（ａ）は従来のＷＳレー
ザに用いる拡散バタニンの平面図、同図（ｂ）はその従
来のＷＳレーザの発振方向を含む面における断面図、第
３図はその従来のＷＳレーザの発振軸に垂直な面におけ
る断面図である。 ３１− ｎ型ＧａＡｓ基板、 ３２．３４＝ｎ型ＡＱ
Ｏ、ｓＧａ、、 、 ｙＡｓクラッド層、３３ ・・・
ｎ型ＡＱｏ、ｏ＊Ｇａｏ、５ａＡＢ活性暦、３５．３５
’・・・５ｉ０ｘ膜（あるいは５ｉｓＮｔ膜）拡散マス
ク、３６・・・拡散フロント、３７・・・ｐ反転した活
性領域、３８・・・ｐ’ｌＥ極、３９・・・ｎｔ極、２
１・・・光学的結晶破壊ポイントとなる拡散フロント。 第１図 第２図
Claims (2)
- （１）第１導電型の化合物半導体基板上に、第１導電型
の第１のクラッド層、第１導電型の活性層及び第１導電
型の第２のクラッド層を順次に第１導電型の化合物半導
体基板上に積層してなる半導体積層構造を有し、この半
導体積層構造の表面から第２導電型の不純物が前記活性
層の一部に達するまで選択的に注入してあり、前記不純
物が流入された前記活性層は第２導電型の活性領域にな
っており、前記活性領域は共振器軸方向に長いストライ
プ状である半導体レーザにおいて、前記活性領域では長
手方向の両端部の幅が中央部の幅より広いことを特徴と
する半導体レーザ。 - （２）前記両端部の先端面が凸形状であることを特徴と
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 |
|---|---|---|---|
| JP16629985A JPS6226884A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16629985A JPS6226884A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6226884A true JPS6226884A (ja) | 1987-02-04 |
Family
ID=15828769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16629985A Pending JPS6226884A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6226884A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02123778A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| EP0613222A1 (en) * | 1993-02-22 | 1994-08-31 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Semiconductor diode laser and method of manufacturing such a diode |
| US6736895B2 (en) | 2001-06-01 | 2004-05-18 | Lg. Philips Lcd Co., Ltd. | Silicon crystallization method |
| KR100491990B1 (ko) * | 2001-07-27 | 2005-05-30 | 가부시끼가이샤 도시바 | 어레이기판을 제조하는 방법 및 포토마스크 |
-
1985
- 1985-07-26 JP JP16629985A patent/JPS6226884A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02123778A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| EP0613222A1 (en) * | 1993-02-22 | 1994-08-31 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Semiconductor diode laser and method of manufacturing such a diode |
| US6736895B2 (en) | 2001-06-01 | 2004-05-18 | Lg. Philips Lcd Co., Ltd. | Silicon crystallization method |
| KR100558678B1 (ko) * | 2001-06-01 | 2006-03-10 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 폴리실리콘 결정화방법 |
| US7193240B2 (en) | 2001-06-01 | 2007-03-20 | L.G.Philips Lcd Co., Ltd. | Sequential lateral solidification mask with stripe-shaped portions for transmitting laser light |
| KR100491990B1 (ko) * | 2001-07-27 | 2005-05-30 | 가부시끼가이샤 도시바 | 어레이기판을 제조하는 방법 및 포토마스크 |
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