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JP3493920B2 - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

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Publication number
JP3493920B2
JP3493920B2 JP30206496A JP30206496A JP3493920B2 JP 3493920 B2 JP3493920 B2 JP 3493920B2 JP 30206496 A JP30206496 A JP 30206496A JP 30206496 A JP30206496 A JP 30206496A JP 3493920 B2 JP3493920 B2 JP 3493920B2
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JP
Japan
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layer
self
semiconductor laser
type cladding
excited oscillation
Prior art date
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史朗 内田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザー特
にAlGaInP系赤色可視光自励発振型半導体レーザ
ーいわゆるパルセーション半導体レーザーに係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser, in particular an AlGaInP-based red visible light self-oscillation type semiconductor laser, a so-called pulsation semiconductor laser.

【0002】[0002]

【従来の技術】自励発振型すなわちパルセーション半導
体レーザーは、戻り光ノイズが効果的に回避できること
から、各種光源として広く利用される方向にある。しか
しながら、安定して自励発振動作を行うに問題が残され
ている。
2. Description of the Related Art Self-excited oscillation type lasers, that is, pulsation semiconductor lasers, are widely used as various light sources because return light noise can be effectively avoided. However, there remains a problem in performing stable self-oscillation.

【0003】従来のAlGaInP系赤色可視光自励発
振型半導体レーザーは、例えば図7にその概略構成の断
面図を示すように、n型のGaAsによる基体1上に、
n型のAlGaInPよりなるn型クラッド層2、例え
ばGaInPによるウエル層とAlGaInPによるバ
リア層による多重量子井戸構造による活性層3、p型の
AlGaInPよりなるp型クラッド層4、p型のGa
InPよりなる中間層5が順次エピタキシャル成長さ
れ、この中間層5からp型クラッド層4に渡ってストラ
イプ状に一部残してその両側がエッチングされてメサ溝
の形成がなされ、このメサ溝内に、n型のGaAsによ
る電流狭搾および光吸収がなされるブロック層5が形成
され、全面的にp型のGaAsによるキャップ層7がエ
ピタキシャル成長されてなる。キャップ層7上には、一
方の電極8がオーミックに被着され、基体1の裏面には
他方の電極9がオーミックに形成される。
A conventional AlGaInP-based red visible light self-oscillation type semiconductor laser is, for example, as shown in a sectional view of its schematic structure in FIG. 7, on a substrate 1 made of n-type GaAs.
An n-type clad layer 2 made of n-type AlGaInP, for example, a well layer made of GaInP and an active layer 3 having a multiple quantum well structure made of a barrier layer made of AlGaInP, a p-type clad layer 4 made of p-type AlGaInP, and a p-type Ga layer.
An intermediate layer 5 made of InP is sequentially epitaxially grown, and both sides of the intermediate layer 5 are etched in a stripe shape from the intermediate layer 5 to the p-type clad layer 4 to form a mesa groove. A block layer 5 is formed by n-type GaAs for current narrowing and light absorption, and a cap layer 7 made of p-type GaAs is epitaxially grown over the entire surface. One electrode 8 is ohmicly deposited on the cap layer 7, and the other electrode 9 is ohmicly formed on the back surface of the substrate 1.

【0004】この半導体レーザーにおいて自励発振が生
じるようにするには、図7中に実線矢印で示すように、
ブロック層5によって挟み込まれた中央のストライプを
電流通路として活性層3への電流供給が制限的になされ
て、中央に集中されるようにし、しかも光分布に関して
は、電流通路の両側、すなわち活性層3の面方向に関す
る両側に光が広がって分布するようにして、活性層3の
中央のストライプ部を挟んでその両側において可飽和吸
収体領域が形成されるようにする。
In order to cause self-sustained pulsation in this semiconductor laser, as indicated by a solid arrow in FIG.
The central stripe sandwiched by the block layers 5 is used as a current path to restrict the current supply to the active layer 3 so that the active layer 3 is concentrated in the center. Moreover, regarding the light distribution, both sides of the current path, that is, the active layer. The light is spread and distributed on both sides in the plane direction of 3 so that the saturable absorber regions are formed on both sides of the central stripe portion of the active layer 3 therebetween.

【0005】ところが、長時間の動作、もしくは外囲温
度の上昇等によって、温度上昇が生じると、これに伴っ
て図7に破線矢印で示すように、電流通路が横方向に広
がり、自励発振が阻害されたり、自励発振が停止してし
まう。
However, when the temperature rises due to a long-time operation or a rise in the ambient temperature, the current passage expands laterally as shown by the broken line arrow in FIG. 7, and self-excited oscillation occurs. Is disturbed or self-sustained pulsation stops.

【0006】このような、電流の広がりを回避する方法
としては、活性層3とブロック層6との間隔Dを小とし
て、横方向の実質的抵抗の増加をはかることが考えられ
る。ところが、このような間隔Dを小とすると、活性層
3からの発振光のブロック層6での光の吸収が大とな
り、ブロック層下における複素屈折率nS が小さくな
り、中央部での複素屈折率nc との屈折率差Δn=nc
−nS が大きくなって、光の横方向の閉じ込めが強くな
り、可飽和吸収体動作が阻害され、安定して自励発振が
生じなくなるという不都合がある。
As a method for avoiding such current spreading, it is conceivable to reduce the distance D between the active layer 3 and the block layer 6 to increase the substantial resistance in the lateral direction. However, when the distance D is set to be small, the absorption of the oscillation light from the active layer 3 in the block layer 6 becomes large, the complex refractive index n S under the block layer becomes small, and the complex at the central portion becomes small. refractive index between the refractive index n c difference [Delta] n = n c
There is an inconvenience that the −n S becomes large, the confinement of light in the lateral direction becomes strong, the operation of the saturable absorber is disturbed, and stable self-excited oscillation does not occur.

【0007】また、この屈折率差Δnを小さくする方法
としては、活性層における縦方向(厚さ方向)に関する
光の閉じ込め係数Γを大きくすることが知られている
が、この場合は、活性層を構成する井戸数、つまり活性
層の厚さが大きくなるものであり、また、縦方向の光の
閉じ込め係数を大きくすることにより、活性層における
光密度が増加することから、連続使用等において温度上
昇を来し、寿命の低下を来すとか、信頼性に問題を生じ
る。
As a method of reducing the difference Δn in refractive index, it is known to increase the light confinement coefficient Γ in the vertical direction (thickness direction) of the active layer. The number of wells that make up the active layer, that is, the thickness of the active layer is increased, and the light density in the active layer is increased by increasing the vertical light confinement coefficient. As a result, there is a problem in reliability, such as a rise in life and a decrease in life.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したA
lGaInP系の自励発振型半導体レーザーにおいて、
高温例えば50℃程度あるいはそれ以上の高温において
も、確実に自励発振動作を持続することができるように
した半導体レーザー、特にAlGaInP系赤色可視光
自励発振型半導体レーザーを提供するものである。
The present invention is based on the above-mentioned A.
In an lGaInP-based self-excited oscillation type semiconductor laser,
Provided is a semiconductor laser capable of reliably sustaining a self-oscillation operation even at a high temperature of, for example, about 50 ° C. or higher, particularly an AlGaInP-based red visible light self-oscillation semiconductor laser.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザーは、少なくとも活性層と、p型クラッド層と、n型
クラッド層とを有し、活性層に対するストライプ状電流
通路を挟んでその両側に、電流狭窄および光吸収がなさ
れるブロック層を有するAlGaInP系半導体レーザ
−において、p型クラッド層に、活性層の厚さ方向の光
の分布のピーク位置を、上記ブロック層より遠ざける方
向にシフトさせる自励発振安定化層を配置した構成とす
る。
A semiconductor laser according to the present invention has at least an active layer, a p-type cladding layer, and an n-type cladding layer, and has a stripe-shaped current path on both sides of the active layer. In an AlGaInP-based semiconductor laser having a block layer in which current confinement and light absorption are performed, in the p-type cladding layer, a peak position of light distribution in the thickness direction of the active layer is shifted in a direction away from the block layer. The excited oscillation stabilizing layer is arranged.

【0010】上述の本発明構成によれば、光分布のピー
ク位置を上記ブロック層より遠ざける方向にシフトさせ
る構成としたことにより、ブロック層による光の吸収を
弱めることができることから、上述した活性層とブロッ
ク層との間隔Dを小としても光の吸収の増加を抑制する
ことができ、これによる可飽和吸収体領域における屈折
率の低下を抑制できることから、間隔Dを小とすること
による横方向の光閉じ込めが強くなって可飽和吸収体領
域への光の分布が小さくなることを抑制できる。言い換
えれば、活性層とブロック層との間隔Dを充分小さくで
きることから、温度上昇に伴う電流の横方向の広がりを
充分小さくでき、しかも光の横方向分布を保持できるこ
とから、高温においても、例えば50℃程度、あるいは
それ以上においても、安定して自励発振がなされる。
According to the above-mentioned constitution of the present invention, since the peak position of the light distribution is shifted in the direction away from the block layer, the absorption of light by the block layer can be weakened. Even when the distance D between the block layer and the block layer is small, an increase in light absorption can be suppressed, and a decrease in the refractive index in the saturable absorber region due to this can be suppressed. It is possible to prevent the optical confinement of the light from becoming stronger and the distribution of light to the saturable absorber region from becoming smaller. In other words, since the distance D between the active layer and the block layer can be made sufficiently small, the lateral spread of the current due to the temperature rise can be made sufficiently small, and the lateral distribution of light can be maintained. Stable self-sustained pulsation occurs even at about ℃ or higher.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明による半導体レーザー特に
AlGaInP系赤色可視光自励発振型半導体レーザー
の実施の形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a semiconductor laser according to the present invention, particularly an AlGaInP-based red visible light self-excited oscillation type semiconductor laser, will be described.

【0012】図1を参照して本発明の一実施例を説明す
る。図1に示す半導体レーザーにおいては、n型の例え
ばGaAsよりなる基体1上に、n型の不純物がドープ
された(AlXnGa1-Xn)InPよりなるn型クラッド
層2を、必要に応じてバッファ層(図示せず)を介して
エピタキシャル成長し、これの上に、例えばGaInP
よりなるウエル層とAlGaInPよりなるバリア層に
よって構成される多重量子井戸構造による活性層3を、
連続的にエピタキシャル成長する。続いて、この活性層
3上に直接的に、あるいは図1におけるように、先ずp
型の不純物がドープされた(AlXpGa1-Xp)InPよ
りなり、厚さtを有する下層のp型クラッド層4をエピ
タキシャル成長し、これの上に、活性層3の厚さ方向の
光の分布のピーク位置を、シフトさせる自励発振安定化
層10をエピタキシャル成長する。さらに、続いてこれ
の上にp型の不純物がドープされた(AlXpGa1-Xp
InPよりなる上層のp型クラッド層4をエピタキシャ
ル成長し、p型のGaInPよりなる中間層5をエピタ
キシャル成長する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the semiconductor laser shown in FIG. 1, an n-type cladding layer 2 made of (Al Xn Ga 1 -Xn ) InP doped with n-type impurities is formed on an n-type substrate 1 made of, for example, GaAs, if necessary. Is epitaxially grown through a buffer layer (not shown), on which GaInP, for example, is formed.
An active layer 3 having a multiple quantum well structure composed of a well layer made of AlGaInP and a barrier layer made of AlGaInP.
Epitaxially grows continuously. Then, directly on the active layer 3 or as in FIG.
Of a lower p-type cladding layer 4 made of (Al Xp Ga 1 -Xp ) InP doped with a type impurity and having a thickness t is epitaxially grown on the lower p-type cladding layer 4. The self-excited oscillation stabilizing layer 10 for shifting the peak position of the distribution is epitaxially grown. Further, subsequently, a p-type impurity was doped on this (Al Xp Ga 1 -Xp )
An upper p-type cladding layer 4 made of InP is epitaxially grown, and an intermediate layer 5 made of p-type GaInP is epitaxially grown.

【0013】 そして、この中間層5からp型クラッド
層4に渡ってストライプ状に一部残してその両側がエッ
チングされてメサ溝を形成し、このメサ溝内に、n型の
GaAsによる電流狭窄および光吸収がなされるブロッ
ク層が形成され、全面的にp型のGaAsによるキャ
ップ層7がエピタキシャル成長する。
Then, both sides of the intermediate layer 5 are etched in a stripe shape from the intermediate layer 5 to the p-type clad layer 4 to form a mesa groove, and a current confinement by n-type GaAs is formed in the mesa groove. Then, the block layer 6 that absorbs light is formed, and the cap layer 7 made of p-type GaAs is epitaxially grown on the entire surface.

【0014】 キャップ層7上には、一方の電極8がオ
ーミックに被着され、基体1の裏面には他方の電極9
オーミックに配置される。
One electrode 8 is ohmicly deposited on the cap layer 7, and the other electrode 9 is ohmicly arranged on the back surface of the base 1.

【0015】この図1の構成による半導体レーザーにお
いては、p型クラッド層4に、自励発振安定化層10が
形成され、この自励発振安定化層10は、(AlypGa
1-yp)InPで、0<yp≦1で、かつyp>xp(y
p,xpは原子比)に選定された、すなわちAlの含有
量が大で、Gaの含有量が小とされた半導体層によって
構成され、活性層3の厚さ方向の光の分布のピーク位置
を、ブロック層6から遠ざける方向にシフトさせる。
In the semiconductor laser having the structure shown in FIG. 1, a self-excited oscillation stabilizing layer 10 is formed on the p-type cladding layer 4, and the self-excited oscillation stabilizing layer 10 is formed of (Al yp Ga).
1-yp ) InP, 0 <yp ≦ 1, and yp> xp (y
p and xp are atomic ratios), that is, the peak position of the light distribution in the thickness direction of the active layer 3 is constituted by a semiconductor layer having a high Al content and a low Ga content. Are shifted in a direction away from the block layer 6.

【0016】 この自励発振安定化層10は、活性層3
に接して配置するこもできるし、厚さtが100nm
以下の下層のクラッド層4を介して、すなわち活性層3
との距離が100nm以下となる位置に配置形成する。
この厚さが100nmを越えると活性層への光の閉じ込
めが弱くなり、動作電流が大きくなるという問題が生じ
てくる。
This self-excited oscillation stabilization layer 10 is composed of the active layer 3
You can also place the child in contact with, the thickness t is 100nm
Through the following lower clad layer 4, that is, the active layer 3
It is arranged and formed at a position where the distance between and is 100 nm or less.
If this thickness exceeds 100 nm, the confinement of light in the active layer is weakened, which causes a problem that the operating current is increased.

【0017】 また、図2を参照して参考例を説明する
が、図2において、図1と対応する部分には同一符号を
付して重複説明を省略する。この半導体レーザーにおい
ては、n型クラッド2側に、活性層3の厚さ方向の光の
分布のピーク位置をブロック層6から遠ざける方向にシ
フトさせる自励発振安定化層11を配置した構成による
ものであり、この自励発振安定化層11は、(Alyn
Ga1−yn)InPよりなり、0≦yn≦0.7(y
nは原子比)に選定される。ynが0.7を越えると上
述した光の分布のピーク位置を、ブロック層6から遠ざ
ける方向にシフトさせることが困難になる。
A reference example will be described with reference to FIG. 2. In FIG. 2, parts corresponding to those in FIG. In this semiconductor laser, a self-excited oscillation stabilizing layer 11 is arranged on the n-type cladding 2 side to shift the peak position of the light distribution in the thickness direction of the active layer 3 in the direction away from the block layer 6. And the self-excited oscillation stabilization layer 11 is (Al yn
Ga 1-yn ) InP, and 0 ≦ yn ≦ 0.7 (y
n is an atomic ratio). If yn exceeds 0.7, it becomes difficult to shift the peak position of the above-mentioned light distribution in the direction away from the block layer 6.

【0018】この場合においも、自励発振安定化層11
は、活性層3下に直接的に接して配置された構成とする
こともできるし、図2で示すように、下層のn型クラッ
ド層2上に、自励発振安定化層11、上層のn型クラッ
ド層2を配置した構成とすることもできる。
Also in this case, the self-excited oscillation stabilizing layer 11 is also provided.
May be arranged directly below the active layer 3, or as shown in FIG. 2, the self-excited oscillation stabilizing layer 11 and the upper layer may be formed on the lower n-type cladding layer 2. The n-type cladding layer 2 may be arranged.

【0019】本発明による半導体レーザーを構成する各
半導体層のエピタキシャル成長は、通常のように、例え
ばMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposit
ion:有機金属化学的気相成長)法によって行うことがで
きる。
Epitaxial growth of each semiconductor layer constituting the semiconductor laser according to the present invention is carried out in the usual manner, for example, by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposit).
ion: metalorganic chemical vapor deposition) method.

【0020】上述したように、本発明による半導体レー
ザーにおいては、自励発振安定化層10および11を設
けて活性層3の厚さ方向の光の分布のピーク位置をブロ
ック層6から遠ざける方向にシフトさせるようにするも
のであるから、発振レーザー光の、ブロック層6による
光の吸収を低めることができることによって、活性層3
とブロック層6との間隔Dを充分小さくしても横方向の
光閉じ込めを弱めることができる。
As described above, in the semiconductor laser according to the present invention, the self-excited oscillation stabilizing layers 10 and 11 are provided so that the peak position of the light distribution in the thickness direction of the active layer 3 is moved away from the block layer 6. Since the light is shifted, the absorption of the oscillation laser light by the block layer 6 can be reduced, so that the active layer 3
Even if the distance D between the block layer 6 and the block layer 6 is sufficiently small, the lateral light confinement can be weakened.

【0021】すなわち、図1で説明した本発明による半
導体レーザーにおいては、p型クラッド層4に、Alの
含有量が大で、Gaの含有量が小とされた半導体層によ
る自励発振安定化層10を設けたものであるが、このA
lの含有量が大なるAlGaInPは、その屈折率が、
p型クラッド層4に比し小であることから、図3に曲線
31で深さ方向(厚さ方向)の屈折率分布を示すよう
に、自励発振安定化層10による屈折率の小さい、すな
わち光吸収の小さい層が形成されることから、この自励
発振安定化層10が存在しない場合には、破線曲線32
で示すように、例えば活性層3の厚さ方向のほぼ中央に
ピークが位置する光分布を示すレーザーが、同図曲線3
3で示すように、そのピークがn型クラッド層2側に、
言い換えればブロック層6から遠ざかる方向にシフトさ
れる。したがって、この構成においては、ブロック層6
による光の吸収の効果が低められることから、横方向の
光閉じ込めが弱められ、横方向、すなわち面方向に光の
分布を大きくすることができることから、確実に可飽和
吸収体の効果が生じるようにすることができ、自励発振
の安定化をはかることができる。
That is, in the semiconductor laser according to the present invention described with reference to FIG. 1, the p-type cladding layer 4 is stabilized by self-sustained pulsation by a semiconductor layer having a high Al content and a low Ga content. The layer 10 is provided.
AlGaInP having a large content of 1 has a refractive index of
Since the p-type cladding layer 4 is smaller than the p-type cladding layer 4, the refractive index of the self-excited oscillation stabilizing layer 10 is small, as indicated by the curve 31 in FIG. 3 showing the refractive index distribution in the depth direction (thickness direction). That is, since a layer with small light absorption is formed, when the self-excited oscillation stabilizing layer 10 does not exist, the broken line curve 32
As shown in FIG. 3, for example, a laser showing a light distribution with a peak located in the approximate center of the active layer 3 in the thickness direction is a curve 3
As shown by 3, the peak is on the n-type cladding layer 2 side,
In other words, it is shifted in the direction away from the block layer 6. Therefore, in this configuration, the block layer 6
Since the effect of absorbing light is reduced, the light confinement in the lateral direction is weakened, and the distribution of light in the lateral direction, that is, the surface direction can be increased, so that the effect of the saturable absorber is surely produced. Therefore, the self-sustained pulsation can be stabilized.

【0022】また、このGaの含有量が低められた自励
発振安定化層10は、その比抵抗が大きいことから、キ
ャリアの横方向すなわち面方向に関する電流の広がりを
効果的に抑制することができ、これによって更に確実に
可飽和吸収体の効果が生じるようにすることができる。
Since the self-excited oscillation stabilizing layer 10 having a low Ga content has a large specific resistance, it is possible to effectively suppress the spread of current in the lateral direction of carriers, that is, the surface direction. This makes it possible to ensure that the effect of the saturable absorber is produced.

【0023】更に、この自励発振安定化層10は、Al
の含有量が高められていることから、そのエネルギーバ
ンドギャップは、p型クラッド層4に比し大であり、こ
のために、図4にその深さ(厚さ)方向のエネルギーバ
ンドの伝導帯のモデルを示すように、自励発振安定化層
10において、バリアが発生することから、漏れ電流の
発生を抑制することができ、しきい値電流Ithの低減化
をはかることができる効果を生じる。
Further, the self-excited oscillation stabilizing layer 10 is made of Al
The energy band gap is larger than that of the p-type cladding layer 4 due to the increased content of P, and therefore the conduction band of the energy band in the depth (thickness) direction is shown in FIG. As shown in the model (1), since a barrier is generated in the self-excited oscillation stabilizing layer 10, it is possible to suppress the generation of leakage current and to reduce the threshold current I th. Occurs.

【0024】 また、図2で示したn型クラッド層2
に、自励発振安定化層11を形成した構成とするものに
おいては、この自励発振安定化層11が、(Alyn
1−yn)InPよりなり、0≦yn≦0.7(yn
は原子比)に選定されることから、この自励発振安定化
層11における屈折率が高いことから、図5に曲線51
で深さ方向(厚さ方向)の屈折率分布を示すように、自
励発振安定化層11による屈折率が大なる、すなわち光
吸収の大なる層が形成されることから、この自励発振安
定化層11が存在しない場合には、破線曲線52で示す
ように、例えば活性層3の厚さ方向のほぼ中央にピーク
が位置する光分布を示すレーザーが、同図曲線53で示
すように、そのピークがn型クラッド層2側に、言い換
えればブロック層6から遠ざかる方向シフトされる。し
たがって、この構成においては、ブロック層6による光
の吸収の効果が低められることから、横方向の光閉じ込
めが弱められ、横方向、すなわち面方向に光の分布を大
きくすることができることから、確実に可飽和吸収体の
効果が生じるようにすることができ、自励発振が安定し
て生じるようにすることができる。
In addition, the n-type cladding layer 2 shown in FIG.
In addition, in the structure in which the self-excited oscillation stabilization layer 11 is formed, the self-excited oscillation stabilization layer 11 is (Al yn G
a 1-yn ) InP, and 0 ≦ yn ≦ 0.7 (yn
Is the atomic ratio), and the refractive index of the self-excited oscillation stabilizing layer 11 is high, the curve 51 in FIG.
As shown by the refractive index distribution in the depth direction (thickness direction), the self-excited oscillation stabilizing layer 11 forms a layer having a large refractive index , that is, a large light absorption. When the stabilizing layer 11 is not present, as shown by a broken line curve 52, for example, a laser exhibiting a light distribution with a peak located at approximately the center of the active layer 3 in the thickness direction, as shown by a curve 53 in FIG. The peak is shifted toward the n-type cladding layer 2 side, that is, away from the block layer 6. Therefore, in this configuration, since the effect of light absorption by the block layer 6 is reduced, the light confinement in the lateral direction is weakened, and the light distribution can be increased in the lateral direction, that is, the surface direction. Therefore, the effect of the saturable absorber can be generated, and the self-oscillation can be stably generated.

【0025】また、本発明においては、図6に示すよう
に、p型クラッド層4とn型クラッド層2とにそれぞれ
図1および図2で説明した自励発振安定化層10および
11を配置した構成とすることができ、この場合におい
ては、より上述した自励発振の安定化を確実にはかるこ
とができる。この図6の構成において、図1および図2
における対応する部分には同一符号を付して重複説明を
省略する。
Further, in the present invention, as shown in FIG. 6, the self-excited oscillation stabilizing layers 10 and 11 described in FIGS. 1 and 2 are arranged in the p-type cladding layer 4 and the n-type cladding layer 2, respectively. The above configuration can be adopted, and in this case, the above-described stabilization of the self-excited oscillation can be surely achieved. 1 and 2 in the configuration of FIG.
Corresponding parts in FIG.

【0026】上述したように、本発明構成によれば、自
励発振型半導体レーザーにおいて、その深さ方向の光分
布を、光吸収効果を有するブロック層6より遠ざける効
果を生じさせたことによって、ブロック層6による光の
吸収を弱めることができることから、活性層3とブロッ
ク層6との間隔Dを小としても光の吸収の増加を抑制す
ることができ、これによる可飽和吸収体領域における屈
折率の低下を抑制できることから、間隔Dを小とするこ
とによる横方向の光閉じ込めが強くなって可飽和吸収体
領域への光の分布が小さくなることを抑制できる。言い
換えれば、活性層とブロック層との間隔Dを充分小さく
できることから、温度上昇に伴う電流の横方向の広がり
を充分小さくでき、しかも光の横方向分布を保持できる
ことから、高温においても、例えば50℃程度、あるい
はそれ以上においても、安定して自励発振がなされる。
As described above, according to the configuration of the present invention, in the self-excited oscillation type semiconductor laser, the effect of making the light distribution in the depth direction away from the block layer 6 having the light absorption effect is produced. Since the light absorption by the block layer 6 can be weakened, an increase in light absorption can be suppressed even if the distance D between the active layer 3 and the block layer 6 is small, and the refraction in the saturable absorber region is thereby suppressed. Since it is possible to suppress the decrease in the rate, it is possible to suppress the light confinement in the lateral direction due to the small distance D from becoming strong and the distribution of light to the saturable absorber region becoming small. In other words, since the distance D between the active layer and the block layer can be made sufficiently small, the lateral spread of the current due to the temperature rise can be made sufficiently small, and the lateral distribution of light can be maintained. Stable self-sustained pulsation occurs even at about ℃ or higher.

【0027】[0027]

【発明の効果】上述したように、本発明構成において
は、p型クラッド層に屈折率の小なる自励発振安定化層
を設け、または(および)n型クラッド層に屈折率の大
なる自励発振安定化層を設けることによって、活性層の
厚さ方向の光の分布のピーク位置を、ブロック層から遠
ざける方向にシフトさせたことによって、高温において
も安定に自励発振がなされ、また長寿命化をはかること
ができるものである。
As described above, in the structure of the present invention, the p-type cladding layer is provided with the self-excited oscillation stabilizing layer having a small refractive index, and / or the n-type cladding layer is provided with a self-excited oscillation stabilizing layer having a large refractive index. By providing the excited oscillation stabilization layer, the peak position of the light distribution in the thickness direction of the active layer is shifted in the direction away from the block layer, so that stable self-excited oscillation is achieved even at high temperature and It is possible to extend the life.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による半導体レーザーの一例の概略断面
図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of a semiconductor laser according to the present invention.

【図2】本発明の説明に供する半導体レーザーの他の例
の概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of another example of a semiconductor laser used for explaining the present invention.

【図3】本発明による半導体レーザーの一例における効
果の説明に供する半導体レーザーの要部の深さ方向に関
する屈折率分布と光分布とを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the refractive index distribution and the light distribution in the depth direction of the main part of the semiconductor laser, which is used for explaining the effect of the example of the semiconductor laser according to the present invention.

【図4】本発明による半導体レーザーの一例のエネルギ
ーバンドモデル(伝導帯側)図である。
FIG. 4 is an energy band model (conduction band side) diagram of an example of a semiconductor laser according to the present invention.

【図5】本発明説明に供する半導体レーザーの要部の
深さ方向に関する屈折率分布と光分布とを示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a refractive index distribution and a light distribution in a depth direction of a main part of a semiconductor laser used for explaining the present invention.

【図6】本発明による半導体レーザーの更に他の例の概
略断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view of still another example of the semiconductor laser according to the present invention.

【図7】従来の半導体レーザーの概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view of a conventional semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基体、2 n型クラッド層、3 活性層、4 p型
クラッド層、5 中間層、6 ブロック層、7 キャッ
プ層、8,9 電極、10,11 自励発振安定化層
1 substrate, 2 n-type clad layer, 3 active layer, 4 p-type clad layer, 5 intermediate layer, 6 block layer, 7 cap layer, 8, 9 electrode, 10, 11 self-excited oscillation stabilizing layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 AlGaInP系自励発振半導体レーザ
ーであって、 少なくとも活性層と、p型クラッド層と、n型クラッド
層とを有し、 上記活性層の上記p型クラッド層側に、上記活性層に対
するストライプ状電流通路を形成する電流狭搾および光
吸収がなされるブロック層が、上記ストライプ状電流通
路を挟んでその両側に形成され、 上記活性層自体の上記電流通路部の両側に、可飽和吸収
体領域が形成されるようになされ、 上記p型クラッド層に、上記活性層の厚さ方向の光分布
のピーク位置を、上記ブロック層より遠ざける方向にシ
フトさせる自励発振安定化層が配置された構成を有する
ことを特徴とする半導体レーザー。
1. An AlGaInP-based self-excited oscillation semiconductor laser, comprising at least an active layer, a p-type cladding layer, and an n-type cladding layer, wherein the active layer is provided on the p-type cladding layer side of the active layer. Blocking layers for current narrowing and light absorption forming a stripe-shaped current path with respect to the layer are formed on both sides of the stripe-shaped current path with the stripe-shaped current path interposed therebetween. A saturated absorber region is formed, and a self-excited oscillation stabilizing layer that shifts the peak position of the light distribution in the thickness direction of the active layer in the p-type cladding layer in a direction away from the block layer is provided. A semiconductor laser having a configuration arranged.
【請求項2】 上記p型クラッド層が、(AlXpGa
1−Xp)InPよりなり、上記p型クラッド層に配置
される自励発振安定化層が、(AlypGa1−yp
InPよりなり、 0<yp≦1で、かつyp>xp(yp,xpは原子
比)に選定されたことを特徴とする請求項1に記載の半
導体レーザー。
2. The p-type cladding layer is made of (Al Xp Ga
1-Xp ) InP, and the self-excited oscillation stabilizing layer disposed in the p-type cladding layer is (Al yp Ga 1-yp )
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser is made of InP, and 0 <yp ≦ 1 and yp> xp (yp and xp are atomic ratios).
【請求項3】 上記p型クラッド層に配置される自励発
振安定化層が、上記活性層から100nm以内の距離に
配置されたことを特徴とする請求項1に記載の半導体レ
ーザー。
3. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the self-sustained pulsation stabilizing layer arranged in the p-type cladding layer is arranged within a distance of 100 nm from the active layer.
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