JPS63116488A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS63116488A JPS63116488A JP26317186A JP26317186A JPS63116488A JP S63116488 A JPS63116488 A JP S63116488A JP 26317186 A JP26317186 A JP 26317186A JP 26317186 A JP26317186 A JP 26317186A JP S63116488 A JPS63116488 A JP S63116488A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor laser
- laser beam
- active layer
- cladding layer
- 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
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
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
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/185—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]
- H01S5/187—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL] using Bragg reflection
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〕
この発明は、面発光の半導体レーザに関するものである
。
。
第２図は、例えば雑誌（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓＬ ｅｔｔｅｒｓ ｖｏｌ、４６＋ＮＯ，１０＋ （
１９８５年）第９３０頁〜第９３２頁）に記載された従
来の面発光の半導体レーザを示す断面図である。図にお
いて、（１１は第１電極、（２）は基板で、例えばｎ
Ｉｎｐ基板、（３）はバッファ層で％ ｎ−ＧａＩｎ
ＡｓｐバッフｙＮ、（４）は第１クラッド層で、ｎ−１
ｎｐクラフト層、（５）は活性層で、数μｍのｐ−Ｇａ
１ｎＡｓＰ活性層、（９）は第２クラッド層で、ｐ−ｒ
ｎＰクラッド層、０４１ 、αωは反射鏡、αωは例え
ば５ｉＯ１などの絶縁膜、α刀は半導体レーザの上面に
設けられた開口、α樽は第２電極である。第１電極（１
）はバッファ層（３）、基板（２）を介して第１クラフ
ト層（４）に形成されており、第１クラッド層（４）の
上部には上面からレーザ光を取り出すように開口Ｑ？ｌ
が設けられている０次に動作について説明する。第１．
第２電極＋１１，０１間に電流を流すと、活性層（５）
で光が発生する０発生した光は上下の反射鏡Ｑ４１ 、
αりにより反射を受け、反射鏡Ｑ４１．０９間で共振器
を構成してファプリーベローレーザ発振が生じる。レー
ザ光は半導体レーザの上面に設けられた開口αηから取
り出される。この時の活性Ｎ（５）の厚さは数μｍ程度
であり、反射鏡００１０９間で構成される共振器長も数
μｍ程度となっている。
ｓＬ ｅｔｔｅｒｓ ｖｏｌ、４６＋ＮＯ，１０＋ （
１９８５年）第９３０頁〜第９３２頁）に記載された従
来の面発光の半導体レーザを示す断面図である。図にお
いて、（１１は第１電極、（２）は基板で、例えばｎ
Ｉｎｐ基板、（３）はバッファ層で％ ｎ−ＧａＩｎ
ＡｓｐバッフｙＮ、（４）は第１クラッド層で、ｎ−１
ｎｐクラフト層、（５）は活性層で、数μｍのｐ−Ｇａ
１ｎＡｓＰ活性層、（９）は第２クラッド層で、ｐ−ｒ
ｎＰクラッド層、０４１ 、αωは反射鏡、αωは例え
ば５ｉＯ１などの絶縁膜、α刀は半導体レーザの上面に
設けられた開口、α樽は第２電極である。第１電極（１
）はバッファ層（３）、基板（２）を介して第１クラフ
ト層（４）に形成されており、第１クラッド層（４）の
上部には上面からレーザ光を取り出すように開口Ｑ？ｌ
が設けられている０次に動作について説明する。第１．
第２電極＋１１，０１間に電流を流すと、活性層（５）
で光が発生する０発生した光は上下の反射鏡Ｑ４１ 、
αりにより反射を受け、反射鏡Ｑ４１．０９間で共振器
を構成してファプリーベローレーザ発振が生じる。レー
ザ光は半導体レーザの上面に設けられた開口αηから取
り出される。この時の活性Ｎ（５）の厚さは数μｍ程度
であり、反射鏡００１０９間で構成される共振器長も数
μｍ程度となっている。
従来の半導体レーザは以上のように構成されているので
、共振器長が非常に短かく、共振器損失が非常に大きく
なる０例えば、上下の反射ｍ ０４１ 。
、共振器長が非常に短かく、共振器損失が非常に大きく
なる０例えば、上下の反射ｍ ０４１ 。
α９の反射率（Ｒ）を７０％、共振器長（Ｌ）を７μｍ
とする。と共振器損失は約４５０ｃ１１−’となる。従
って闇値電流が高くなり、通常の使用には用いることが
できないという問題点があった。また、反射鏡α９を含
み、この周辺の構造が複雑であったり、共振器長が短い
ため、作製工程が複雑であるという問題点もあった。
とする。と共振器損失は約４５０ｃ１１−’となる。従
って闇値電流が高くなり、通常の使用には用いることが
できないという問題点があった。また、反射鏡α９を含
み、この周辺の構造が複雑であったり、共振器長が短い
ため、作製工程が複雑であるという問題点もあった。
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、闇値電流の低い面発光の半導体レーザを得る
ことも目的とする。
たもので、闇値電流の低い面発光の半導体レーザを得る
ことも目的とする。
この発明に係る半導体レーザは、第１クラッド層、第１
クラッド層に形成された活性層、この活性層に形成され
、活性層と反対側に偶数次の回折格子を有するガイド層
、このガイド層に形成された第２クラッド層、活性層と
垂直な方向に放射する光が透過しやすいように、第２ク
ラッド層のし一ザ光取り出し部を除いて第２クラッド層
に形成されたコンタクト層、並びに第１クラフト層及び
コンタクト層のそれぞれに形成された第１．第２電極を
備えたものである。
クラッド層に形成された活性層、この活性層に形成され
、活性層と反対側に偶数次の回折格子を有するガイド層
、このガイド層に形成された第２クラッド層、活性層と
垂直な方向に放射する光が透過しやすいように、第２ク
ラッド層のし一ザ光取り出し部を除いて第２クラッド層
に形成されたコンタクト層、並びに第１クラフト層及び
コンタクト層のそれぞれに形成された第１．第２電極を
備えたものである。
この発明における半導体レーザは、偶数次の回折格子に
より活性層と垂直な方向にも光が放射され、第２クラッ
ド層にはこの光が透過しゃすいレーザ光取り出し部が設
けられて面発光の半導体レーザを構成する。共振器は半
導体レーザの両端面及び回折格子により構成されるので
、従来より共振器長が長くなり、闇値電流を低くできる
。
より活性層と垂直な方向にも光が放射され、第２クラッ
ド層にはこの光が透過しゃすいレーザ光取り出し部が設
けられて面発光の半導体レーザを構成する。共振器は半
導体レーザの両端面及び回折格子により構成されるので
、従来より共振器長が長くなり、闇値電流を低くできる
。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は一実施例としてＡｌＧａＡｓ ／ ＧａＡｓ半導体
レーザを示す斜視図である０図において、（１１は第１
電極、（２）は８０μｎ程度のｎ−ＧａＡｓ基板、（３
）は０．２μｍ程度のｎ−ＧａＡｓバッファ層、（４）
は第１クラッド層で、１．５ μｍ程度のｎ −Ａｌｘ
Ｇａ＋−ｘＡｓ（ｘ−０，３）クラッド層、（５）は活
性層で、０．１μｍ程度の無添加のｕ−ＧａＡｓ活性層
、（６〕は０．２μｍ程度のｐ−ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ
（ｘ＝０．２５）バッファ層、（７）は偶数次、例えば
２次の回折格子が活性層（５）と反対側に施されたｐ−
ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ（ｘ−０，１）光ガイド層で、平
均厚さ、は０．１４μｍ程度、（８）は０．５μｍ程度
のｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層、（９）は第２クラッド層で
、１．５μｍ程度のｐ−ＡｌｘＧａ、ｘＡｓ（ｘ−０，
３）クラフト層、ａｌは０．５ μｍ程度のｐ ” −
ＧａＡｓコンタクト層、αυ、□□□は半導体レーザの
両端面、ａ３はレーザ光、ｏ８）は第２電極、ａｌは第
２クラッド層（９）における活性層（５）と垂直な方向
へのレーザ取り出し部である。この実施例における横方
向の光閉じ込めは、セルフ・アラインド・ストラフチャ
−（Ｓ ｅｌｆ Ａ Ｉ ｉｇｎｅｄＳ ｔｒｕｃｔｕ
ｒｅ ：以下ＳＡＳと記す）構造である。
図は一実施例としてＡｌＧａＡｓ ／ ＧａＡｓ半導体
レーザを示す斜視図である０図において、（１１は第１
電極、（２）は８０μｎ程度のｎ−ＧａＡｓ基板、（３
）は０．２μｍ程度のｎ−ＧａＡｓバッファ層、（４）
は第１クラッド層で、１．５ μｍ程度のｎ −Ａｌｘ
Ｇａ＋−ｘＡｓ（ｘ−０，３）クラッド層、（５）は活
性層で、０．１μｍ程度の無添加のｕ−ＧａＡｓ活性層
、（６〕は０．２μｍ程度のｐ−ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ
（ｘ＝０．２５）バッファ層、（７）は偶数次、例えば
２次の回折格子が活性層（５）と反対側に施されたｐ−
ＡｌｘＧａ＋−ｘＡｓ（ｘ−０，１）光ガイド層で、平
均厚さ、は０．１４μｍ程度、（８）は０．５μｍ程度
のｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層、（９）は第２クラッド層で
、１．５μｍ程度のｐ−ＡｌｘＧａ、ｘＡｓ（ｘ−０，
３）クラフト層、ａｌは０．５ μｍ程度のｐ ” −
ＧａＡｓコンタクト層、αυ、□□□は半導体レーザの
両端面、ａ３はレーザ光、ｏ８）は第２電極、ａｌは第
２クラッド層（９）における活性層（５）と垂直な方向
へのレーザ取り出し部である。この実施例における横方
向の光閉じ込めは、セルフ・アラインド・ストラフチャ
−（Ｓ ｅｌｆ Ａ Ｉ ｉｇｎｅｄＳ ｔｒｕｃｔｕ
ｒｅ ：以下ＳＡＳと記す）構造である。
第１．第２電極（１１，ｆ１ｍ間に電流を流すと、活性
層（５）にキャリアが注入され光が発生する。発生した
光はガイド層（７）に施された回折格子の周期に応じた
光のみ選択的に増幅されレーザ発振が生じる。
層（５）にキャリアが注入され光が発生する。発生した
光はガイド層（７）に施された回折格子の周期に応じた
光のみ選択的に増幅されレーザ発振が生じる。
通常レーザ光は両端面αυ、ｏ乃より取り出されるが、
回折格子が偶数次の場合は、レーザ光α争のように活性
層（５）に垂直な方向にも光が放射される。第２クラッ
ド層（９）はそのエネルギギャップがレーザ光よりも通
常大きいのでレーザ光に対しては透明である。コンタク
ト層α〔のエネルギギャップはレーザ光とほぼ同じであ
るため、レーザ光を吸収してしまうが、レーザ光取り出
し部Ｏ！Ｉにはコンタクト層α〔が形成されていないの
で、活性層（５）と垂直な方向に放射するレーザ光α濁
はこの方向に透過しやすくなり、面方向に光を取り出す
ことができる。
回折格子が偶数次の場合は、レーザ光α争のように活性
層（５）に垂直な方向にも光が放射される。第２クラッ
ド層（９）はそのエネルギギャップがレーザ光よりも通
常大きいのでレーザ光に対しては透明である。コンタク
ト層α〔のエネルギギャップはレーザ光とほぼ同じであ
るため、レーザ光を吸収してしまうが、レーザ光取り出
し部Ｏ！Ｉにはコンタクト層α〔が形成されていないの
で、活性層（５）と垂直な方向に放射するレーザ光α濁
はこの方向に透過しやすくなり、面方向に光を取り出す
ことができる。
その発振原理は通常の分布帰還型半導体レーザと同じで
あるため、共振器長が従来例のものに比べて長く、闇値
電流は低い。さらに両端面ＣＩＩ）ｌＬ５を多層誘電体
薄膜、例えばＳｉＪ／Ａｌ□０．で高反射コートすれば
、面方向に取り出す光の量をふやすことができると共に
、闇値電流をさらに減少でき、また、狭スペクトル線幅
の半導体レーザを構成できる。また、分布帰還構造をと
っているので、単一モード性にも優れ、従来例と比べて
、反射鏡が必要ないので作製工程が簡単になる。
あるため、共振器長が従来例のものに比べて長く、闇値
電流は低い。さらに両端面ＣＩＩ）ｌＬ５を多層誘電体
薄膜、例えばＳｉＪ／Ａｌ□０．で高反射コートすれば
、面方向に取り出す光の量をふやすことができると共に
、闇値電流をさらに減少でき、また、狭スペクトル線幅
の半導体レーザを構成できる。また、分布帰還構造をと
っているので、単一モード性にも優れ、従来例と比べて
、反射鏡が必要ないので作製工程が簡単になる。
なお、上記実施例では横方向の閉じ込めはＳＡＳ構造を
用いているが、チャネルド・サブストレイト・プレーナ
ー（Ｃｈａｎｎｅｌｅｄ Ｓ ｕｂｓｔｒａｔｅＰ
１ａｎｅｒ： ＣＳ Ｐ ）構造でもよいし、ベリード
・ペテロ・ストラクチ＋ −（Ｂ ｕｒｉｅｄ Ｈｅｔ
ｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ：Ｂ、Ｈ）構造でもよい、ま
た活性層は量子井戸構造で構成されてもよい。
用いているが、チャネルド・サブストレイト・プレーナ
ー（Ｃｈａｎｎｅｌｅｄ Ｓ ｕｂｓｔｒａｔｅＰ
１ａｎｅｒ： ＣＳ Ｐ ）構造でもよいし、ベリード
・ペテロ・ストラクチ＋ −（Ｂ ｕｒｉｅｄ Ｈｅｔ
ｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ：Ｂ、Ｈ）構造でもよい、ま
た活性層は量子井戸構造で構成されてもよい。
また、半導体レーザの材料はＡｌＧａＡｓ ／ ＧａＡ
ｓに限らず、他のものでもよい。
ｓに限らず、他のものでもよい。
以上のようにこの発明によれば、第１クラッド層、第１
クラフト層に形成された活性層、この活性層に形成され
、活性層と反対側に偶数次の回折格子を有するガイド層
、このガイド層に形成された第２クラワド層、活性層と
垂直な方向に放射する光が透過しやすいように、第２ク
ラッド層のレーザ光取り出し部を除いて第２クラッド層
に形成されたコンタクト層、並びに第１クラッド層及び
コンタクト層のそれぞれに形成された第１．第２電極を
備えることにより、共振器長を長くすることができ、闇
値電流の低い、単一モード性のすぐれた面発光の半導体
レーザが得られる効果がある。
クラフト層に形成された活性層、この活性層に形成され
、活性層と反対側に偶数次の回折格子を有するガイド層
、このガイド層に形成された第２クラワド層、活性層と
垂直な方向に放射する光が透過しやすいように、第２ク
ラッド層のレーザ光取り出し部を除いて第２クラッド層
に形成されたコンタクト層、並びに第１クラッド層及び
コンタクト層のそれぞれに形成された第１．第２電極を
備えることにより、共振器長を長くすることができ、闇
値電流の低い、単一モード性のすぐれた面発光の半導体
レーザが得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による半導体レーザを示す
斜視図、第２図は従来の面発光の半導体レーザを示す断
面図である。 （１）・・・第１電極、（４）・・・第１クラッド層、
（５）・・・活性層、（７）・・・ガイド層、（９）・
・・第２クラフト層、αのコンタクト層、α匂・・・第
２電極、αω・・・レーザ光取り出し部。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
斜視図、第２図は従来の面発光の半導体レーザを示す断
面図である。 （１）・・・第１電極、（４）・・・第１クラッド層、
（５）・・・活性層、（７）・・・ガイド層、（９）・
・・第２クラフト層、αのコンタクト層、α匂・・・第
２電極、αω・・・レーザ光取り出し部。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (6)
- （１）第１クラッド層、第１クラッド層に形成された活
性層、この活性層に形成され、上記活性層と反対側に偶
数次の回折格子を有するガイド層、このガイド層に形成
された第２クラッド層、上記活性層と垂直な方向に放射
する光が透過しやすいように、第２クラッド層のレーザ
光取り出し部を除いて第２クラッド層に形成されたコン
タクト層、並びに第１クラッド層及び上記コンタクト層
のそれぞれに形成された第１、第２電極を備えた半導体
レーザ。 - （２）各層の両端面を高反射コート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。 - （３）水平横方向の光閉じ込めは、セルフ・アラインド
・ストラクチャー構造によることを特徴とする特許請求
の範囲第１項又は第２項記載の半導体装置レーザ。 - （４）水平横方向の光閉じ込めは、チャンネルド・サブ
ストレイト・プレーナー構造によることを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の半導体レーザ。 - （５）水平横方向の光閉じ込めは、ベリード・ヘテロス
トラクチャー構造によることを特徴とする特許請求の範
囲第１項又は第２項記載の半導体レーザ。 - （６）活性層は、量子井戸構造であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第２項記載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26317186A JPS63116488A (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26317186A JPS63116488A (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63116488A true JPS63116488A (ja) | 1988-05-20 |
Family
ID=17385763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26317186A Pending JPS63116488A (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63116488A (ja) |
-
1986
- 1986-11-05 JP JP26317186A patent/JPS63116488A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4573158A (en) | Distributed feedback semiconductor laser | |
| JPS63205984A (ja) | 面発光型半導体レ−ザ | |
| US4896328A (en) | Ridge waveguide-type semiconductor laser having a current recombination layer and an optical waveguide layer | |
| JP3183683B2 (ja) | 窓型半導体レーザ素子 | |
| US4633474A (en) | Distributed feedback semiconductor laser | |
| JPH0542148B2 (ja) | ||
| JPS63116488A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPS5861695A (ja) | 半導体レ−ザ素子 | |
| JP2723888B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| US4764937A (en) | Semiconductor laser array device | |
| JPH0223038B2 (ja) | ||
| JPS62219684A (ja) | 分布帰還型半導体レ−ザ | |
| JP2628735B2 (ja) | 面発光型半導体レーザ | |
| JPS63164290A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
| JPH09199786A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2912717B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2687449B2 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JP3761130B2 (ja) | 面発光レーザ装置 | |
| JPH05275800A (ja) | 歪量子井戸半導体レーザ | |
| JPH0227782A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH05327120A (ja) | 面発光型半導体レーザ装置 | |
| JPS63142879A (ja) | 半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法 | |
| JPS6392076A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JPH04368189A (ja) | 波長変換素子 | |
| JPH0587158B2 (ja) |