JP2000077776A - Semiconductor laser - Google Patents
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光情報機器などに
用いられる半導体レーザーに関する。The present invention relates to a semiconductor laser used for optical information equipment and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体レーザーは、基板の対向する一対
の端面が劈開面となり、この劈開面をミラーとすること
で共振器構造を実現している。そして、かかる劈開面に
よるミラーは、GaAs系やInP系などの半導体レー
ザーにおいては、基板端面における劈開性が良好である
ため、簡単に得ることができる。2. Description of the Related Art A semiconductor laser realizes a resonator structure by using a pair of end faces of a substrate as cleavage planes and using the cleavage planes as mirrors. In a semiconductor laser such as a GaAs-based or InP-based laser, the mirror having such a cleavage plane can be easily obtained since the cleavage at the end face of the substrate is good.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サファ
イア基板GaN系の半導体レーザーでは、基板端面の劈
開性があまり良好でないためミラーとしての品質が悪
く、生産歩留りが低いという問題があった。そのためR
IE(リアクティブイオンエッチング)でミラーとなる
ように加工することも行われているが、図9に示すよう
にこのミラー形成方法では端面の垂直精度が悪く、ダメ
ージも残るため、閾値電流の上昇や寿命の低下などの特
性劣化を招く。またRIEでは十分な深さまでエッチン
グするのが困難なため、基板での反射・屈折によってビ
ーム品質が悪くなるなど、新たな問題が生ずる。更に、
基板端面が波打ったり斜めに欠けるなど、前記RIEに
よる処理では対応できない場合も生じやすい。However, the GaN semiconductor laser of the sapphire substrate has a problem that the quality of the mirror is poor because the cleavage of the substrate end face is not so good, and the production yield is low. Therefore R
Although processing is performed to form a mirror by IE (reactive ion etching), as shown in FIG. 9, this mirror forming method has poor vertical accuracy of the end face and damage remains. And characteristic deterioration such as shortened life. In addition, since it is difficult to perform etching to a sufficient depth by RIE, a new problem such as deterioration of beam quality due to reflection and refraction on the substrate arises. Furthermore,
In some cases, such as when the end face of the substrate is wavy or chipped obliquely, the processing by RIE cannot be performed.
【0004】この発明は、上記の事情を鑑み、良好な劈
開面を得ることがが困難な基板構造であっても、共振構
造で且つ光出射構造を実現できる半導体レーザーを提供
することを目的とする。In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a semiconductor laser capable of realizing a light emitting structure with a resonance structure even with a substrate structure in which it is difficult to obtain a good cleavage plane. I do.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明の半導体レーザ
ーは、上記の課題を解決するために、透明な基板上に活
性層を含む各種の半導体層を形成して成る半導体レーザ
ーにおいて、前記活性層に隣接する箇所であって活性領
域の一方の側には反射波を生成するための回折格子パタ
ーンが形成され、活性領域の他方の側には反射波を生成
するとともに前記の透明な基板に垂直な方向にレーザー
光を出射させるための回折格子パターンが形成され、前
記の透明な基板のレーザー光が出射することになる面に
は、当該レーザー光の波面を整形するための光学素子が
形成されていることを特徴とする。尚、本発明における
透明な基板とは、前記レーザ光が透過することが可能な
基板のことである。In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor laser according to the present invention comprises a semiconductor substrate comprising a transparent substrate on which various semiconductor layers including an active layer are formed. A diffraction grating pattern for generating a reflected wave is formed on one side of the active region adjacent to the active region, and a reflected wave is generated on the other side of the active region and perpendicular to the transparent substrate. A diffraction grating pattern for emitting laser light in various directions is formed, and an optical element for shaping the wavefront of the laser light is formed on the surface of the transparent substrate from which laser light is emitted. It is characterized by having. The transparent substrate in the present invention is a substrate through which the laser light can pass.
【0006】上記の構成であれば、基板端面が良好な劈
開性を持たない場合でも、活性領域を挟む一対の回折格
子パターンによって共振構造が得られるとともに、誘導
放出されるレーザー光を前記の基板端面ではなくて基板
に垂直な方向に出射させることができる。そして、透明
な基板側から出射されることになるレーザー光は、微小
スポット化が容易でない特性を有するが、基板のレーザ
ー光が出射することになる面には、上記の光学素子が形
成されているので、当該レーザー光の波面が整形される
ことになり、例えば、光ピックアップなどに使用するこ
とも可能となる。With the above configuration, even when the substrate end face does not have good cleavage properties, a resonance structure can be obtained by a pair of diffraction grating patterns sandwiching the active region, and the laser light emitted and stimulated can be emitted from the substrate. The light can be emitted not in the end face but in the direction perpendicular to the substrate. The laser light emitted from the transparent substrate side has a characteristic that it is not easy to make a minute spot, but the above optical element is formed on the surface of the substrate where the laser light is emitted. Therefore, the wavefront of the laser light is shaped, and for example, it can be used for an optical pickup or the like.
【0007】また、この発明の半導体レーザーは、透明
な基板上に活性層を含む各種の半導体層を形成して成る
半導体レーザーにおいて、前記活性層に隣接して形成さ
れた共振用回折格子パターンの少なくとも一部が、前記
の透明な基板に垂直な方向にレーザー光を出射させるた
めのパターン部分を有しており、前記の透明な基板のレ
ーザー光が出射することになる面には、当該レーザー光
の波面を整形するための光学素子が形成されていること
を特徴とする。尚、本発明における透明な基板とは、前
記レーザ光が透過することが可能な基板のことである。Further, according to the present invention, there is provided a semiconductor laser in which various semiconductor layers including an active layer are formed on a transparent substrate, wherein a resonance diffraction grating pattern formed adjacent to the active layer is formed. At least a portion has a pattern portion for emitting a laser beam in a direction perpendicular to the transparent substrate, and the surface of the transparent substrate from which the laser beam is to be emitted includes the laser An optical element for shaping the wavefront of light is formed. The transparent substrate in the present invention is a substrate through which the laser light can pass.
【0008】上記の構成であれば、基板端面が良好な劈
開性を持たない場合でも、共振用回折格子パターンによ
って共振構造が得られるとともに、誘導放出されるレー
ザー光を前記の基板端面ではなくて基板に垂直な方向に
出射させることができる。そして、透明な基板側から出
射されることになるレーザー光は、微小スポット化が容
易でない特性を有するが、基板のレーザー光が出射する
ことになる面には、上記の光学素子が形成されているの
で、当該レーザー光の波面が整形されることになり、例
えば、光ピックアップなどに使用することも可能とな
る。With the above configuration, even when the substrate end face does not have a good cleavage property, a resonance structure can be obtained by the diffraction grating pattern for resonance, and the laser light to be stimulated emitted is not emitted from the substrate end face. Light can be emitted in a direction perpendicular to the substrate. The laser light emitted from the transparent substrate side has a characteristic that it is not easy to make a minute spot, but the above optical element is formed on the surface of the substrate where the laser light is emitted. Therefore, the wavefront of the laser light is shaped, and for example, it can be used for an optical pickup or the like.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、この発明
の実施の形態を図に基づいて説明する。(Embodiment 1) Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0010】図1は、この実施の形態1の半導体レーザ
ーの全体構成を示した概略の正面図である。この半導体
レーザーは、透明なサファイア基板1上に、i型AlG
aNバッファ層2と、i型GaN層3と、n型GaN層
4と、n型InGaNクラック防止層5と、n型AlG
aNクラッド層6と、障壁層および井戸層となる2種の
InGaN層を交互に積層した多重量子井戸(MQW)
から成る活性層7と、p型AlGaNクラッド層8と、
p型GaNコンタクト層9とがこの順に積層されて形成
されている。そして、前記のp型GaNコンタクト層9
の表面上及びn型AlGaNクラッド層6におけるメサ
エッチングされた表面上には、絶縁層10が形成されて
おり、この絶縁層10に形成した開口部を通じて、p型
GaNコンタクト層9にはp電極11が形成され、n型
AlGaNクラッド層6にはn電極12が形成されてい
る。更に、p電極11上にはパッド電極13が形成さ
れ、n電極12上にはパッド電極14が形成されてい
る。なお、この図1において、太実線の丸で囲んだ領域
が発光部となるが、この発光部から紙面垂直方向にレー
ザー光が出射されるわけではない。FIG. 1 is a schematic front view showing the entire configuration of the semiconductor laser according to the first embodiment. This semiconductor laser has an i-type AlG on a transparent sapphire substrate 1.
aN buffer layer 2, i-type GaN layer 3, n-type GaN layer 4, n-type InGaN crack preventing layer 5, n-type AlG
Multiple quantum well (MQW) in which an aN cladding layer 6 and two types of InGaN layers serving as a barrier layer and a well layer are alternately stacked.
An active layer 7 comprising: a p-type AlGaN cladding layer 8;
A p-type GaN contact layer 9 is formed in this order. The p-type GaN contact layer 9
An insulating layer 10 is formed on the surface of the n-type AlGaN cladding layer 6 and the mesa-etched surface of the n-type AlGaN cladding layer 6, and the p-type GaN contact layer 9 is provided with a p-electrode through an opening formed in the insulating layer 10. 11 are formed, and an n-type electrode 12 is formed on the n-type AlGaN cladding layer 6. Further, a pad electrode 13 is formed on the p-electrode 11, and a pad electrode 14 is formed on the n-electrode 12. In FIG. 1, a region surrounded by a thick solid line circle is a light-emitting portion, but the light-emitting portion does not necessarily emit a laser beam in a direction perpendicular to the paper surface.
【0011】図2は、図1の上記発光部を通る点線箇所
での断面を拡大して示した断面図であり、図の左側には
基板の第1の端面側を描いている。また、図の右側は破
断面として描いており、基板の第2の端面側は図示を省
略している。基板の第1の端面側であって前記p型Al
GaNクラッド層8には、第1の回折格子パターン8a
が形成されている。この第1の回折格子パターン8aは
2次の回折格子であり、2次の回折光を帰還(反射)光
とし(反射波の生成)、1次の回折光を取出光(出射
光)とするようになっている。一方、基板の第2の端面
側、即ち、図3に示しているように、第1の回折格子パ
ターン8aから所定長さの活性領域(利得領域)8cを
おいた箇所には、第2の回折格子パターン8bが形成さ
れている。この第2の回折格子パターン8bは、1次の
回折格子から成っており、反射波の生成用として機能す
る。つまり、第2の回折格子パターン8bの凹凸周期
を、発振させようとするレーザー光の波長の1/2(こ
の実施の形態では約80nmとした)に形成し、第1の
回折格子パターン8aの凹凸周期を、第2の回折格子パ
ターン8bの凹凸周期の2倍(約160nm)としてい
る。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a section taken along a dotted line passing through the light emitting section in FIG. 1, and a first end face side of the substrate is drawn on the left side of the figure. The right side of the figure is drawn as a fractured surface, and the second end surface side of the substrate is not shown. A first end face side of the substrate, wherein the p-type Al
The GaN cladding layer 8 includes a first diffraction grating pattern 8a
Are formed. The first diffraction grating pattern 8a is a second-order diffraction grating. The second-order diffraction light is used as feedback (reflection) light (generation of a reflected wave), and the first-order diffraction light is used as extraction light (emission light). It has become. On the other hand, on the second end face side of the substrate, that is, as shown in FIG. 3, the second diffraction grating pattern 8a is provided with an active region (gain region) 8c of a predetermined length from the first diffraction grating pattern 8a. A diffraction grating pattern 8b is formed. The second diffraction grating pattern 8b is composed of a first-order diffraction grating and functions for generating a reflected wave. That is, the unevenness period of the second diffraction grating pattern 8b is formed to be 1 / of the wavelength of the laser light to be oscillated (about 80 nm in this embodiment), and The uneven period is set to be twice (about 160 nm) the uneven period of the second diffraction grating pattern 8b.
【0012】なお、回折格子パターン8a,8bの凹凸
ピッチは細かいため、通常利用される紫外線干渉露光法
ではパターン描画が容易でない。そこで、この実施の形
態では、電子ビーム直接描画法を採用した。勿論、更に
短い波長の紫外線やX線を用いた干渉露光による描画法
も採用可能である。Since the pitch of the concave and convex portions of the diffraction grating patterns 8a and 8b is small, it is not easy to draw a pattern by a commonly used ultraviolet interference exposure method. Therefore, in this embodiment, the electron beam direct writing method is employed. Of course, a drawing method using interference exposure using ultraviolet rays or X-rays having a shorter wavelength can also be adopted.
【0013】2次の回折格子である第1の回折格子パタ
ーン8aを用いることで、レーザー光は1次の回折光と
してサファイア基板1に垂直に、即ち、図2において、
上方向と下方向(サファイア基板1側)の2方向に出射
されることになるため、効率が良くない。そこで、図2
に示しているように、この実施の形態では、第1の回折
格子パターン8aの上側(サファイア基板1とは反対の
側)に誘電体多層膜(SiO2 /TiO2 )から成る反
射膜15を形成し、基板に垂直に導かれる光の略全てを
サファイア基板1側から出射させるようにしている。ま
た、第1の回折格子パターン8aによって基板の垂直方
向にレーザー光を導く場合、このレーザー光は線光源か
らの出射となるため、微小スポットへの集光が困難にな
る。そこで、図2に示しているように、サファイア基板
1のレーザー光出射面側に、波面変換用のホログラム1
6を形成し、レーザー光を平面波や球面波のような集光
に適した波面に変換して集光するようにしている。By using the first diffraction grating pattern 8a, which is a second-order diffraction grating, the laser light is perpendicular to the sapphire substrate 1 as the first-order diffraction light, that is, in FIG.
Since the light is emitted in two directions, an upward direction and a downward direction (sapphire substrate 1 side), the efficiency is not good. Therefore, FIG.
In this embodiment, a reflection film 15 made of a dielectric multilayer film (SiO 2 / TiO 2 ) is provided above the first diffraction grating pattern 8a (on the side opposite to the sapphire substrate 1). Thus, almost all of the light guided perpendicularly to the substrate is emitted from the sapphire substrate 1 side. When the laser light is guided in the vertical direction of the substrate by the first diffraction grating pattern 8a, the laser light is emitted from the linear light source, so that it is difficult to condense the laser light on a minute spot. Therefore, as shown in FIG. 2, a hologram 1 for wavefront conversion is provided on the laser light emitting surface side of the sapphire substrate 1.
6 is formed, and the laser light is converted into a wavefront suitable for light collection such as a plane wave or a spherical wave and collected.
【0014】図4は、サファイア基板1に形成されたホ
ログラム16と前記第1の回折格子パターン8a及び第
2の回折格子パターン8bの位置関係並びにレーザー光
の集光の様子を模式的に示した斜視図である。また、図
5は、ホログラム16を形成する方法を示した概略の説
明図である。この図5の方法では、ホログラム16を形
成しようとする箇所のサファイア基板1の表面にレーザ
ー光によって感光するフォトレジスト17を塗布する。
このフォトレジスト17には、サファイア基板1から出
射されるレーザー光が照射される。そして、基板の端面
から漏出するレーザー光(0次回折光)を単一モード光
ファイバ18で取り出し、この光ファイバ18の先端を
図のように位置させ、当該先端からレーザー光を前記の
フォトレジスト17に向けて照射する。これにより、フ
ォトレジスト17には、第1の回折格子パターン8aに
よって基板垂直方向に出射する線光源のレーザー光と基
板端面から漏出する面光源のレーザー光とによって、フ
ォトレジスト17中に干渉縞が記録される。これを現像
すると感光(又は非感光)部分が溶解し、干渉縞の強度
分布に応じて格子溝が形成され、この格子溝がホログラ
ム16となる。FIG. 4 schematically shows the positional relationship between the hologram 16 formed on the sapphire substrate 1 and the first diffraction grating pattern 8a and the second diffraction grating pattern 8b, and the manner in which laser light is focused. It is a perspective view. FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a method of forming the hologram 16. In the method shown in FIG. 5, a photoresist 17 that is exposed to laser light is applied to the surface of the sapphire substrate 1 where a hologram 16 is to be formed.
The photoresist 17 is irradiated with laser light emitted from the sapphire substrate 1. Then, the laser light (0th-order diffracted light) leaking from the end face of the substrate is taken out by the single mode optical fiber 18, the tip of the optical fiber 18 is positioned as shown in the figure, and the laser light is applied from the tip to the photoresist 17 Irradiate toward Accordingly, in the photoresist 17, interference fringes are formed in the photoresist 17 by the laser light of the line light source emitted in the vertical direction of the substrate by the first diffraction grating pattern 8a and the laser light of the surface light source leaking from the end face of the substrate. Be recorded. When this is developed, the photosensitive (or non-photosensitive) portion is dissolved, and a grating groove is formed according to the intensity distribution of the interference fringes.
【0015】上記の構成であれば、活性領域を挟む一対
の回折格子パターン8a,8bによって共振構造が得ら
れるとともに、誘導放出されるレーザー光を前記の基板
端面ではなくてサファイア基板1に垂直な方向に出射さ
せることができる。従って、基板端面が良好な劈開性を
持たない場合でも、そのミラー面形成のための加工の手
間を不要にすることができ、或いは、当該加工でも対処
できないような斜め割れや欠けが生じたときでも、正常
に動作させることができるので、歩留りの向上も図るこ
とができる。更には、ダイシングなどの端面が傷つくが
加工が容易な切断手法を用いることが可能になり、生産
コストの低減が図れる。そして、透明な単結晶基板側か
ら出射されることになるレーザー光は、微小スポット化
が容易でない特性を有するが、単結晶基板のレーザー光
が出射することになる面には、上記のホログラム16が
形成されているので、当該レーザー光の波面が整形され
ることになり、例えば、光ピックアップなどに使用する
ことも可能となる。With the above configuration, a resonance structure can be obtained by the pair of diffraction grating patterns 8a and 8b sandwiching the active region, and the stimulated emission of laser light is not perpendicular to the sapphire substrate 1 but to the substrate end face. Can be emitted in any direction. Therefore, even when the substrate end face does not have a good cleavage property, it is possible to eliminate the trouble of processing for forming the mirror surface, or when there is an oblique crack or chip that cannot be dealt with by the processing. However, since the device can be operated normally, the yield can be improved. Furthermore, it is possible to use a cutting method such as dicing in which the end face is damaged but the processing is easy, and the production cost can be reduced. The laser light emitted from the transparent single crystal substrate side has a characteristic that it is not easy to form a minute spot, but the surface of the single crystal substrate from which the laser light is emitted has the hologram 16 above. Is formed, the wavefront of the laser light is shaped, and for example, it can be used for an optical pickup or the like.
【0016】なお、上記の例では、半導体レーザーの端
面から漏出するレーザー光をフォトレジスト17の露光
に利用したが、このようなことは行わずに、例えばコン
ピュータグラフィックによって作成される干渉縞に基づ
いた露光を行うようにしてもよいものである。また、第
1の回折格子パターン8aの全体を2次の回折格子とし
たが、一部のみを2次の回折格子としてもよいものであ
る。また、レーザー光を平面波や球面波のような集光に
適した波面に変換するためにホログラム16を形成した
が、図6に示すように、レンチキュラーレンズ19を形
成するようにしてもよいものである。また、GaN系の
半導体レーザーを例示したが、これ以外の構造の半導体
レーザーにも適用できるものである。In the above example, the laser light leaking from the end face of the semiconductor laser is used for exposing the photoresist 17, but this is not performed, but based on interference fringes created by computer graphics, for example. Exposure may be performed. Although the entire first diffraction grating pattern 8a is a secondary diffraction grating, only a part may be a secondary diffraction grating. In addition, the hologram 16 is formed to convert the laser light into a wavefront suitable for light collection such as a plane wave or a spherical wave, but a lenticular lens 19 may be formed as shown in FIG. is there. In addition, although a GaN-based semiconductor laser has been exemplified, the present invention can also be applied to semiconductor lasers having other structures.
【0017】(実施の形態2)次に、この実施の形態を
図7及び図8に基づいて説明する。図7はこの実施の形
態の半導体レーザーの回折格子パターンの形成部分を模
式的に示した斜視図であり、図8は、かかる構造の半導
体レーザーの内部における光強度の分布を、縦軸に内部
光強度をとり横軸に回折格子パターンの周期方向の位置
をとって示したグラフである。(Embodiment 2) Next, this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a perspective view schematically showing a portion where the diffraction grating pattern of the semiconductor laser of this embodiment is formed, and FIG. 8 is a graph showing the distribution of light intensity inside the semiconductor laser having such a structure. It is the graph which showed the light intensity and the position in the period direction of a diffraction grating pattern was taken on the horizontal axis.
【0018】ここで、前述の実施の形態1の半導体レー
ザーは、いわゆるDBR(Distributed Bragg Reflecti
on)レーザーの構造を有するものであるが、この実施の
形態2の半導体レーザーは、DFB(Distributed Feed
back)レーザーの構造を有する。この実施の形態2の半
導体レーザーも、例えば図1に示したごとく、透明な単
結晶基板上に活性層を含む各種の半導体層を有する。そ
して、前記活性層に隣接して共振用回折格子パターンを
形成するのであるが、誘導放出されるレーザー光を基板
の垂直方向に出射すべく、図7に示しているように、共
振用回折格子パターン21の略中央の部分には、2次の
回折格子であるパターン部分21aを有する。前記パタ
ーン部分21aは、2次の回折光を帰還(反射)光とし
(反射波の生成)、1次の回折光を取出光(出射光)と
する。Here, the semiconductor laser according to the first embodiment is a so-called DBR (Distributed Bragg Reflector).
on) The semiconductor laser according to the second embodiment has a DFB (Distributed Feed) structure.
back) It has a laser structure. The semiconductor laser according to the second embodiment also has various semiconductor layers including an active layer on a transparent single-crystal substrate, for example, as shown in FIG. Then, a resonance diffraction grating pattern is formed adjacent to the active layer. In order to emit stimulated emission laser light in a direction perpendicular to the substrate, as shown in FIG. A substantially central portion of the pattern 21 has a pattern portion 21a which is a secondary diffraction grating. The pattern portion 21a uses the second-order diffracted light as feedback (reflected) light (generation of a reflected wave) and the first-order diffracted light as extracted light (emitted light).
【0019】更に、図示はしていないが、前記の透明な
単結晶基板のレーザー光が出射することになる面には、
当該レーザー光の波面を整形するための凹凸パターン
(実施の形態1で示したようなホログラムやレンチキュ
ラーレンズ等)が形成されている。勿論、実施の形態1
と同様、前記パターン部分21a上側(単結晶基板とは
反対の側)に誘電体多層膜(SiO2 /TiO2 )から
成る反射膜を形成し、基板に垂直に導かれる光の略全て
を基板側から出射させるようにしてもよい。Further, although not shown, the surface of the transparent single crystal substrate from which laser light is to be emitted includes:
An uneven pattern (such as a hologram or a lenticular lens as described in Embodiment 1) for shaping the wavefront of the laser light is formed. Of course, the first embodiment
Similarly to the above, a reflection film made of a dielectric multilayer film (SiO 2 / TiO 2 ) is formed on the upper side of the pattern portion 21a (the side opposite to the single crystal substrate), and substantially all of the light guided perpendicularly to the substrate is The light may be emitted from the side.
【0020】かかる構成の半導体レーザーは、実施の形
態1と同様、良好な劈開面を得ることが困難な基板構造
であっても、共振用回折格子パターン21によって共振
構造が得られるとともに、誘導放出されるレーザー光を
基板端面ではなくて単結晶基板に垂直な方向に出射させ
ることができる。そして、透明な単結晶基板側から出射
されることになるレーザー光は、微小スポット化が容易
でない特性を有するが、単結晶基板のレーザー光が出射
することになる面には、上記の凹凸パターンが形成され
ているので、当該レーザー光の波面が整形されることに
なる。In the semiconductor laser having such a structure, as in the first embodiment, even if the substrate structure has a difficulty in obtaining a good cleavage plane, a resonance structure can be obtained by the resonance diffraction grating pattern 21 and stimulated emission can be obtained. The laser light to be emitted can be emitted not in the substrate end face but in the direction perpendicular to the single crystal substrate. The laser light emitted from the transparent single crystal substrate side has a characteristic that it is not easy to make a minute spot, but the surface of the single crystal substrate from which the laser light is emitted has the above-mentioned uneven pattern. Is formed, the wavefront of the laser light is shaped.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、良好な劈開面を得ることが困難な基板構造であって
も、共振構造で且つ光出射構造を実現でき、製品歩留り
等を向上させて生産コストを低減できるという効果を奏
する。As described above, according to the present invention, even in the case of a substrate structure in which it is difficult to obtain a good cleavage plane, a light emitting structure with a resonance structure can be realized, and the product yield and the like can be improved. As a result, the production cost can be reduced.
【図1】この発明の実施の形態1の半導体レーザーの正
面図である。FIG. 1 is a front view of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の点線箇所での断面を拡大して示した断面
図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a cross section taken along a dotted line in FIG.
【図3】図1の半導体レーザーの回折格子パターンの形
成部分を模式的に示した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing a portion where a diffraction grating pattern of the semiconductor laser of FIG. 1 is formed.
【図4】図1の半導体レーザーにおいて、サファイア基
板に形成されたホログラムと回折格子パターンの位置関
係並びにレーザー光の集光の様子を模式的に示した斜視
図である。FIG. 4 is a perspective view schematically showing a positional relationship between a hologram formed on a sapphire substrate and a diffraction grating pattern and a state of condensing laser light in the semiconductor laser of FIG. 1;
【図5】図2のホログラムの形成方法を示した説明図で
ある。FIG. 5 is an explanatory view showing a method of forming the hologram of FIG. 2;
【図6】図2の半導体レーザーにおいて、ホログラムに
代えてレンチキュラーレンズを用いた例を示した断面図
である。6 is a cross-sectional view showing an example in which a lenticular lens is used instead of the hologram in the semiconductor laser of FIG.
【図7】この発明の実施の形態2の半導体レーザーの回
折格子パターンの形成部分を模式的に示した斜視図であ
る。FIG. 7 is a perspective view schematically showing a portion where a diffraction grating pattern of a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention is formed.
【図8】図7の構造の半導体レーザーの内部における光
強度の分布を、縦軸に内部光強度を横軸に回折格子パタ
ーンの周期方向の位置をとって示したグラフである。8 is a graph showing the distribution of light intensity inside a semiconductor laser having the structure of FIG. 7, with the vertical axis representing the internal light intensity and the horizontal axis representing the position in the periodic direction of the diffraction grating pattern.
【図9】従来の半導体レーザーの欠点を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a defect of a conventional semiconductor laser.
1 サファイア基板 2 i型AlGaNバッファ層 3 i型GaN層 4 n型GaN層 5 n型InGaNクラック防止層 6 n型AlGaNクラッド層 7 活性層 8 p型AlGaNクラッド層 9 p型GaNコンタクト層 10 絶縁層 11 p電極 12 n電極 16 ホログラム 17 フォトレジスト 18 光ファイバ 19 レンチキュラーレンズ 21 共振用回折格子パターン 21aパターン部分 REFERENCE SIGNS LIST 1 sapphire substrate 2 i-type AlGaN buffer layer 3 i-type GaN layer 4 n-type GaN layer 5 n-type InGaN crack prevention layer 6 n-type AlGaN cladding layer 7 active layer 8 p-type AlGaN cladding layer 9 p-type GaN contact layer 10 insulating layer Reference Signs List 11 p electrode 12 n electrode 16 hologram 17 photoresist 18 optical fiber 19 lenticular lens 21 diffraction grating pattern for resonance 21a pattern portion
Claims (2)
体層を形成して成る半導体レーザーにおいて、前記活性
層に隣接する箇所であって活性領域の一方の側には反射
波を生成するための回折格子パターンが形成され、活性
領域の他方の側には反射波を生成するとともに前記の透
明な基板に垂直な方向にレーザー光を出射させるための
回折格子パターンが形成され、前記の透明な基板のレー
ザー光が出射することになる面には、当該レーザー光の
波面を整形するための光学素子が形成されていることを
特徴とする半導体レーザー。1. A semiconductor laser comprising various semiconductor layers including an active layer formed on a transparent substrate, wherein a reflected wave is generated at a portion adjacent to the active layer and on one side of the active region. A diffraction grating pattern for forming a reflected wave on the other side of the active region and emitting a laser beam in a direction perpendicular to the transparent substrate is formed on the other side of the active region. A semiconductor laser characterized in that an optical element for shaping the wavefront of the laser light is formed on a surface of the substrate from which the laser light is emitted.
体層を形成して成る半導体レーザーにおいて、前記活性
層に隣接して形成された共振用回折格子パターンの少な
くとも一部が、前記の透明な基板に垂直な方向にレーザ
ー光を出射させるためのパターン部分を有しており、前
記の透明な基板のレーザー光が出射することになる面に
は、当該レーザー光の波面を整形するための光学素子が
形成されていることを特徴とする半導体レーザー。2. A semiconductor laser in which various semiconductor layers including an active layer are formed on a transparent substrate, wherein at least a part of a resonance diffraction grating pattern formed adjacent to the active layer has the structure described above. It has a pattern portion for emitting laser light in a direction perpendicular to the transparent substrate, and the surface of the transparent substrate where laser light is to be emitted is used to shape the wavefront of the laser light. A semiconductor laser, wherein the optical element is formed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10242820A JP2000077776A (en) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10242820A JP2000077776A (en) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | Semiconductor laser |
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ID=17094788
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JP10242820A Pending JP2000077776A (en) | 1998-08-28 | 1998-08-28 | Semiconductor laser |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2000077776A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008166394A (en) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Sharp Corp | Semiconductor element, and illuminating device and image receiver using same |
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US12298180B2 (en) | 2017-09-29 | 2025-05-13 | Apple Inc. | Connected epitaxial optical sensing systems |
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-
1998
- 1998-08-28 JP JP10242820A patent/JP2000077776A/en active Pending
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