JPS58199586A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS58199586A JPS58199586A JP8269682A JP8269682A JPS58199586A JP S58199586 A JPS58199586 A JP S58199586A JP 8269682 A JP8269682 A JP 8269682A JP 8269682 A JP8269682 A JP 8269682A JP S58199586 A JPS58199586 A JP S58199586A
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- resonators
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- Pending
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
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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
-
- 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
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
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】
この発明は、半導体レーザに係シ、特に縦モードを単一
化する半導体レーザに関する。
化する半導体レーザに関する。
１−
従来の半導体レーザとしては、例えば第１図に示すよう
なものが知られている。第１図において、この半導体レ
ーザは、利得導波形の一種で、ｎ−Ｇ□Ａ８基板１上に
、エピタキシャル成長法によって、ｎ−ｋｔＧ込Ｂ層２
、ｐ−Ｇ、ＡＳ層３、ｐ−ＡｔＧ、Ａｓ層４およびｐ−
Ｇ亀Ａｓ層５を順次積層形成し、この半導体結晶にスト
ライプ電極６と下部電極７を設けたものである。ストラ
イプ電極６はｐ−Ｇ、Ａ８層３を通過する電流の流域を
ストライプ電極６の下方向のみに制限するもので、ｐ−
Ｇ、ＡＳ層３にはストライブ電極６に沿って高密度のキ
ャリアが注入される。ｐ ＧｔＡａ層３は、レーザ動作
を行なう活性層で、禁制帯幅および屈折率がｐ−ＧｔＡ
Ｓ層３とは異なるｎ−ＡｔＧ、Ａｓ層２、ｐ−ＡｔＧ、
Ａｓ層４で挾まれ、ダブルへテロ構造になっている。つ
まり、ｎ Ａｔｑ、Ａｓ層２、ｐ ＡｔＧＬＡＢ層４の
禁制帯幅はｐ−ＧＬＡａ層３のよ如も大きく、これら接
合面に形成されるポテンシャル障壁によって、上記注入
キャリアはｐ−ＧＬＡＳ層３内に閉じ込められ、電子−
正孔の再結合による誘導放出光（レーザ光）２− が効率良く発生する。この発光領域はストライプ電極６
に沿って形成される。また、ｎ−ＡｔＧ、Ａ８層２、ｐ
−ＡｔＧ□Ａ８層４の屈折率はＩ）−ＧえＡ８層３のよ
シも小さくしであるので、ｐ −Ｇ、１ Ａａｌ ３は
コアとなり光導波路を形成し、上記レーザ光はこの光導
波路内に閉じ込められる。ストライプ電極６両端側の半
導体結晶端面は結晶の臂開面で構成され、これが反射鏡
面となっている。これによってストライプ電極６に沿っ
た光導波路内に一定の共振器長ｔを有したレーザ共振器
が形成され、縦方向に伝播するレーザ光が共振増幅され
る。
なものが知られている。第１図において、この半導体レ
ーザは、利得導波形の一種で、ｎ−Ｇ□Ａ８基板１上に
、エピタキシャル成長法によって、ｎ−ｋｔＧ込Ｂ層２
、ｐ−Ｇ、ＡＳ層３、ｐ−ＡｔＧ、Ａｓ層４およびｐ−
Ｇ亀Ａｓ層５を順次積層形成し、この半導体結晶にスト
ライプ電極６と下部電極７を設けたものである。ストラ
イプ電極６はｐ−Ｇ、Ａ８層３を通過する電流の流域を
ストライプ電極６の下方向のみに制限するもので、ｐ−
Ｇ、ＡＳ層３にはストライブ電極６に沿って高密度のキ
ャリアが注入される。ｐ ＧｔＡａ層３は、レーザ動作
を行なう活性層で、禁制帯幅および屈折率がｐ−ＧｔＡ
Ｓ層３とは異なるｎ−ＡｔＧ、Ａｓ層２、ｐ−ＡｔＧ、
Ａｓ層４で挾まれ、ダブルへテロ構造になっている。つ
まり、ｎ Ａｔｑ、Ａｓ層２、ｐ ＡｔＧＬＡＢ層４の
禁制帯幅はｐ−ＧＬＡａ層３のよ如も大きく、これら接
合面に形成されるポテンシャル障壁によって、上記注入
キャリアはｐ−ＧＬＡＳ層３内に閉じ込められ、電子−
正孔の再結合による誘導放出光（レーザ光）２− が効率良く発生する。この発光領域はストライプ電極６
に沿って形成される。また、ｎ−ＡｔＧ、Ａ８層２、ｐ
−ＡｔＧ□Ａ８層４の屈折率はＩ）−ＧえＡ８層３のよ
シも小さくしであるので、ｐ −Ｇ、１ Ａａｌ ３は
コアとなり光導波路を形成し、上記レーザ光はこの光導
波路内に閉じ込められる。ストライプ電極６両端側の半
導体結晶端面は結晶の臂開面で構成され、これが反射鏡
面となっている。これによってストライプ電極６に沿っ
た光導波路内に一定の共振器長ｔを有したレーザ共振器
が形成され、縦方向に伝播するレーザ光が共振増幅され
る。
ところで、このよう々利得導波形半導体レーザでは、レ
ーザ共振器の反射鏡面を結晶の臂開面によって形成して
いるために、共振器長ｔが光波の波長よりも非常に大き
いものになっている。つまり、複数の光波がこの共振器
に存在しうることになシ、縦モードが多モード化する。
ーザ共振器の反射鏡面を結晶の臂開面によって形成して
いるために、共振器長ｔが光波の波長よりも非常に大き
いものになっている。つまり、複数の光波がこの共振器
に存在しうることになシ、縦モードが多モード化する。
このことは光通信の光源としては甚だ不都合で、縦モー
ドの単一化が要語されている。なお、水平横モードの単
一化はストライプ電極６の幅を狭くすることで、また垂
直横モードの単一化はｐ−Ｇ、ＡＳ層３の厚さを小さく
することでそれぞれ確保しているととは周知の通シであ
る。
ドの単一化が要語されている。なお、水平横モードの単
一化はストライプ電極６の幅を狭くすることで、また垂
直横モードの単一化はｐ−Ｇ、ＡＳ層３の厚さを小さく
することでそれぞれ確保しているととは周知の通シであ
る。
縦モードを単一化するには、共振器長ｔを短くすれば良
いが、反射鏡面が結晶の臂開面によっているため、簡単
ではない。そこで、光導波路内に回折格子等の周期構造
を形成し、特定の波長の光を選択するＤ Ｆ Ｂ （Ｄ
ｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ）レーザや
ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆ
ｌｅｃ−ｔｏｒ）レーザが開発されている。しかし、こ
れらのレーザでは、数ミクロンオーダのピッチ間隔で回
折格子等の周期構造を作成しなければならず、このよう
なものを精度良く作成することは困難で、まだ作成でき
るピッチ間隔にも限界があるなどの欠点があった。
いが、反射鏡面が結晶の臂開面によっているため、簡単
ではない。そこで、光導波路内に回折格子等の周期構造
を形成し、特定の波長の光を選択するＤ Ｆ Ｂ （Ｄ
ｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ）レーザや
ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆ
ｌｅｃ−ｔｏｒ）レーザが開発されている。しかし、こ
れらのレーザでは、数ミクロンオーダのピッチ間隔で回
折格子等の周期構造を作成しなければならず、このよう
なものを精度良く作成することは困難で、まだ作成でき
るピッチ間隔にも限界があるなどの欠点があった。
この発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたも
ので、その目的とするところは、共振器１ 長の異なるレーザ共振器を充分に近接させることによυ
、簡単に縦モードを単一化できる半導体レーザを提供す
ることである。
ので、その目的とするところは、共振器１ 長の異なるレーザ共振器を充分に近接させることによυ
、簡単に縦モードを単一化できる半導体レーザを提供す
ることである。
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。なお、半導体レーザの結晶組成は第１図と同様
であるので、同一符号を付してその説明を省略する。
明する。なお、半導体レーザの結晶組成は第１図と同様
であるので、同一符号を付してその説明を省略する。
第２図は、この発明に係る半導体レーザを示す概略図で
、この半導体レーザは、第１図に示した半導体結晶の上
面に、２本のストライプ電極２０゜２１を充分に近接し
て並設し、一方のストライプ電極２１が属する半導体結
晶の一端面をＡＺ−１３５０Ｊホトレジストをマスク材
料としてフレオン（ＣＣ１ｔ Ｆｔ ）を用いたりアク
ティブ・イオン自エツチング法によシエッチングして、
短いストライプ電極２１を形成するとともに、その結晶
端面を鏡面状に形成しである。その結果、長いストライ
プ電極２０と短いストライプ電極２１にそれぞれ対応し
たレーザ共振器が光導波路で、Ｓ不ｐ−ＧａＡＢ層３に
形成される。々お、電極２０ 、２１他方側の反射鏡面
２２．２３と電極２０の一方側の反射鏡面（図示せず）
は結晶の臂開面によっている。
、この半導体レーザは、第１図に示した半導体結晶の上
面に、２本のストライプ電極２０゜２１を充分に近接し
て並設し、一方のストライプ電極２１が属する半導体結
晶の一端面をＡＺ−１３５０Ｊホトレジストをマスク材
料としてフレオン（ＣＣ１ｔ Ｆｔ ）を用いたりアク
ティブ・イオン自エツチング法によシエッチングして、
短いストライプ電極２１を形成するとともに、その結晶
端面を鏡面状に形成しである。その結果、長いストライ
プ電極２０と短いストライプ電極２１にそれぞれ対応し
たレーザ共振器が光導波路で、Ｓ不ｐ−ＧａＡＢ層３に
形成される。々お、電極２０ 、２１他方側の反射鏡面
２２．２３と電極２０の一方側の反射鏡面（図示せず）
は結晶の臂開面によっている。
５−
このように共振器長の異ガる２つのレーザ共振器を１つ
の光導波路に充分に近接して並設する構成としたので、
これら２つのレーザ共振器で発生したレーザ光は光導波
路を介して電磁波的相互作用を行なう。つまシ、この発
明が対象とする利得導波形レーザでは、前述したように
、接合面に平行な横方向への光閉じ込めは行なっては・
ら、２つのレーザ共振器が近接して並設されると、互い
の光波エネルギの交換を行ない、互いに他のレーザ共振
器に対して影響を与える。この相互作用の内容は、良く
知られているように、他方のレーザ共振器のレーザ発振
を助長したシ、あるいは抑制して停止させたシするもの
である。この相互作用の強さは、各レーザ共振器の間隙
および発振波長、つｔ、ｂ位相に関係する。そして、こ
の発明に係る半導体レーザのように、共振器長の短い方
のレーザ共振器の共振器長を単−縦モードで共振するよ
うに適宜なものとし、かつ２つのレーザ共振器を充分に
相互作用を行える程度に近接して並設すると、両レーザ
共振器は位相が一致したところで強６− く共振する結果、長い方のレーザ共振器は短い方なお、
この実施例では、半導体レーザとしてＡｚＧｔＡｓ系の
もので説明したが、この発明はこれに限定されるもので
はなく、ＩｎＧｔＡＳＰ系のものであっても良い。また
、エツチングは反射鏡面が得られれば良いのであるから
、この実施例で示したように結晶端面金てについてエツ
チングする必要はガい。さらに、この発明はストライプ
電極形の半導体レーザだけでなく、他の利得導波形レー
ザにも適用できることは勿論である。
の光導波路に充分に近接して並設する構成としたので、
これら２つのレーザ共振器で発生したレーザ光は光導波
路を介して電磁波的相互作用を行なう。つまシ、この発
明が対象とする利得導波形レーザでは、前述したように
、接合面に平行な横方向への光閉じ込めは行なっては・
ら、２つのレーザ共振器が近接して並設されると、互い
の光波エネルギの交換を行ない、互いに他のレーザ共振
器に対して影響を与える。この相互作用の内容は、良く
知られているように、他方のレーザ共振器のレーザ発振
を助長したシ、あるいは抑制して停止させたシするもの
である。この相互作用の強さは、各レーザ共振器の間隙
および発振波長、つｔ、ｂ位相に関係する。そして、こ
の発明に係る半導体レーザのように、共振器長の短い方
のレーザ共振器の共振器長を単−縦モードで共振するよ
うに適宜なものとし、かつ２つのレーザ共振器を充分に
相互作用を行える程度に近接して並設すると、両レーザ
共振器は位相が一致したところで強６− く共振する結果、長い方のレーザ共振器は短い方なお、
この実施例では、半導体レーザとしてＡｚＧｔＡｓ系の
もので説明したが、この発明はこれに限定されるもので
はなく、ＩｎＧｔＡＳＰ系のものであっても良い。また
、エツチングは反射鏡面が得られれば良いのであるから
、この実施例で示したように結晶端面金てについてエツ
チングする必要はガい。さらに、この発明はストライプ
電極形の半導体レーザだけでなく、他の利得導波形レー
ザにも適用できることは勿論である。
以上詳細に説明したように、この発明に係る半導体レー
ザは、共振器長の異なる複数のレーザ共振器を１つの光
導波路に充分に近接して並設したので、各共振器の発振
モードが短い方のレーザ共振器の縦モードに一致し、簡
単に出力光の縦モードを単一化することができる。さら
に、レーザ共振器を複数設けたので、出力光の高出力化
が計れ、ビデオディスク等の情報処理の分舒への用途が
新たに開かれるという効果も得られる。
ザは、共振器長の異なる複数のレーザ共振器を１つの光
導波路に充分に近接して並設したので、各共振器の発振
モードが短い方のレーザ共振器の縦モードに一致し、簡
単に出力光の縦モードを単一化することができる。さら
に、レーザ共振器を複数設けたので、出力光の高出力化
が計れ、ビデオディスク等の情報処理の分舒への用途が
新たに開かれるという効果も得られる。
第１図は従来の半導体レーザを示す概略図、第２図はこ
の発明の一実施例を示す概略図である。 １・・・・・・・・・ｎ−Ｇ□Ａｓ基板２・・・・・・
・・・ｎ−ＡｔＧ□Ａｓ／頓３・・・・・・・・・ｐ−
ＧユＡ８（光導波路）４・・・・・・・・・ｐ−ＡｔＧ
、Ａｓ層５・・・・・・・・・ｐ−Ｇ２ＬＡ８層７・・
・・・・・・・下部電極 ２０・・・・・・長いストライプを極 ２１・・・・・・短いストライプ電極 特許出願人 立石電機株式会社
の発明の一実施例を示す概略図である。 １・・・・・・・・・ｎ−Ｇ□Ａｓ基板２・・・・・・
・・・ｎ−ＡｔＧ□Ａｓ／頓３・・・・・・・・・ｐ−
ＧユＡ８（光導波路）４・・・・・・・・・ｐ−ＡｔＧ
、Ａｓ層５・・・・・・・・・ｐ−Ｇ２ＬＡ８層７・・
・・・・・・・下部電極 ２０・・・・・・長いストライプを極 ２１・・・・・・短いストライプ電極 特許出願人 立石電機株式会社
Claims (2)
- （１） 半導体結晶内の光導波路にストライプ構造に
よって形成される帯状の発光領域が半導体結晶の両端面
を反射鏡面としてレーザ共振器を形成する半導体ンーザ
であって、共振器長の異麦る上記レーザ共振器を上記光
導波路に複数形成し、かつこれらレーザ共振器を互に充
分に電磁波的結合ができる程度に近接して並設し、この
結合によシ共振器長の長いレーザ共振器の発振モードが
共振器長の短いレーザ共振器の発振モードに従うように
構成したことを特徴とする半導体レーザ。 - （２）上記各レーザ共振器の反射鏡面はエツチングによ
っ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項記載の半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8269682A JPS58199586A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8269682A JPS58199586A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58199586A true JPS58199586A (ja) | 1983-11-19 |
Family
ID=13781568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8269682A Pending JPS58199586A (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58199586A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6042887A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 高出力単一モ−ド半導体レ−ザ装置 |
| JPS60161692A (ja) * | 1984-01-13 | 1985-08-23 | シーメンス、アクチエンゲゼルシャフト | 半導体レーザー・ダイオード |
| US5228050A (en) * | 1992-02-03 | 1993-07-13 | Gte Laboratories Incorporated | Integrated multiple-wavelength laser array |
-
1982
- 1982-05-17 JP JP8269682A patent/JPS58199586A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6042887A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 高出力単一モ−ド半導体レ−ザ装置 |
| JPS60161692A (ja) * | 1984-01-13 | 1985-08-23 | シーメンス、アクチエンゲゼルシャフト | 半導体レーザー・ダイオード |
| US5228050A (en) * | 1992-02-03 | 1993-07-13 | Gte Laboratories Incorporated | Integrated multiple-wavelength laser array |
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