JP2002335046A - Semiconductor laser array - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザアレ
イに関する。[0001] The present invention relates to a semiconductor laser array.
【0002】[0002]
【従来の技術】複数の半導体レーザ素子(レーザダイオ
ード:LD)を同一基板上に一次元配置してなる半導体
レーザアレイ(LDバー)や、そのLDバーを個々のL
Dの配列方向及びレーザ光の出射方向の双方に垂直な方
向に複数積層してなるLD積層構造体(LDスタック)
が知られている。これらの半導体レーザ装置から出射さ
れる数10W〜数kWの高出力レーザ光を、熱処理等の
レーザ加工に用いることが検討されている。2. Description of the Related Art A semiconductor laser array (LD bar) in which a plurality of semiconductor laser elements (laser diodes: LD) are one-dimensionally arranged on the same substrate, and the LD bars are individually
LD laminated structure (LD stack) formed by laminating a plurality of layers in a direction perpendicular to both the arrangement direction of D and the emission direction of laser light
It has been known. Use of high-power laser light of several tens of watts to several kW emitted from these semiconductor laser devices is being studied for laser processing such as heat treatment.
【0003】図12は通常のLDバーの正面図である。
このLDバーは、複数のLDを均等な間隔で一次元配置
してなる。LDバーを構成する個々のLD自体の出力強
度分布自体はガウス分布である。FIG. 12 is a front view of a normal LD bar.
This LD bar has a plurality of LDs arranged one-dimensionally at equal intervals. The output intensity distribution of each LD constituting the LD bar itself is a Gaussian distribution.
【0004】図13は当該LDバーから出射される帯状
のレーザ光の配列方向の強度分布を示すグラフである。
複数のLDが所望のピッチで均等に配列されている為、
個々のLDの強度分布における強度の低い領域は、隣接
するLDの強度分布における強度の低い領域と重ね合わ
せられ、同グラフに示されるように、LD配列方向に沿
った所定区間内においてレーザ光強度は略一定となる。FIG. 13 is a graph showing an intensity distribution of a band-like laser beam emitted from the LD bar in the arrangement direction.
Since a plurality of LDs are evenly arranged at a desired pitch,
The low-intensity region in the intensity distribution of each LD is superimposed on the low-intensity region in the intensity distribution of an adjacent LD, and as shown in the graph, the laser light intensity within a predetermined section along the LD array direction. Is substantially constant.
【0005】LDバー又はLDスタックを熱処理等の加
工用光源として用いる場合、被加工物上のレーザ光照射
領域における温度分布が均一であることが要求される。
レーザ光が、上述のように、配列方向に沿って一定の強
度分布を有するのであれば、被加工物上のレーザ光照射
領域の配列方向に沿った温度分布も均一となるように思
われる。When an LD bar or LD stack is used as a light source for processing such as heat treatment, it is required that the temperature distribution in a laser beam irradiation area on a workpiece be uniform.
If the laser light has a constant intensity distribution along the arrangement direction as described above, it seems that the temperature distribution along the arrangement direction of the laser light irradiation region on the workpiece is also uniform.
【0006】しかしながら、上述の光強度分布を有する
レーザ光が照射される被加工物上での温度分布は、レー
ザ光照射領域の中央部付近が高温となり、レーザ光照射
領域の周辺部(端部)が中央部よりも低温となる。これ
は、レーザ光照射領域の周辺部がレーザ光非照射領域
(温度が低い領域)に隣接しているため、熱伝導による
熱の放散が大きい為である。However, the temperature distribution on the workpiece irradiated with the laser beam having the above-mentioned light intensity distribution has a high temperature near the center of the laser beam irradiation region, and the peripheral portion (end portion) of the laser beam irradiation region. ) Is lower than the center. This is because the peripheral portion of the laser light irradiation area is adjacent to the laser light non-irradiation area (low temperature area), so that heat dissipation due to heat conduction is large.
【0007】この問題を解決するためは、LDバーから
のライン状光ビームの出力強度パターンを、周辺部(端
部)が中央部より高強度となるM字状の強度分布を有す
る光ビームとして被加工物に照射すればよい。In order to solve this problem, the output intensity pattern of the linear light beam from the LD bar is defined as a light beam having an M-shaped intensity distribution in which the peripheral portion (end portion) is higher in intensity than the central portion. What is necessary is just to irradiate a workpiece.
【0008】M字状の光強度分布を有する照射レーザ光
を得るには、通常のLDバーからの矩形状出力強度分布
を有する光を、光学系によりM字状にビーム整形するこ
とが考えられる。In order to obtain an irradiation laser beam having an M-shaped light intensity distribution, it is conceivable to form a beam having a rectangular output intensity distribution from an ordinary LD bar into an M-shaped beam using an optical system. .
【0009】通常のLDバーにおいて、個々LDを独立
駆動させ、それらから異なる強度の光を出射させること
で、所望の光強度パターンの光を得ることも考えられ
る。LDバーの個々のLDから異なる強度の光を出力さ
せるものとして、特開平2−122584号公報に記載
のものが知られている。In an ordinary LD bar, it is conceivable to obtain light of a desired light intensity pattern by independently driving the individual LDs and emitting light of different intensities from them. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-122584 discloses a method of outputting light having different intensities from individual LDs of an LD bar.
【0010】図14は、同公報に記載のLDバーの断面
図である。この公報に記載のLDバーにおいては、個々
のLDから異なる出力を得るために、個々のLDのスト
ライプ幅を変えると共に、個々のLDを独立駆動してい
る。FIG. 14 is a sectional view of an LD bar described in the publication. In the LD bar described in this publication, the stripe width of each LD is changed and each LD is independently driven in order to obtain different outputs from each LD.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常、
加工用に用いられるLDバーは、高出力を得るために大
電流を流す必要から電極を共通化し、LDの1つに電流
集中しないようにしている。特開平2−122584号
公報のようなストライプ幅の異なるLDが配列されたL
Dアレイにおいて、電極を共通化し、レーザ加工に十分
な高出力が得られる程度の大電流を流す場合、抵抗の低
いストライプ(LD)に電流が集中し、LDが破壊され
てしまう。したがって、従来の半導体レーザアレイにお
いては、所望の強度と、強度分布を有する光は得られな
い。However, usually,
Since the LD bar used for processing needs to flow a large current in order to obtain a high output, the electrodes are shared so that the current is not concentrated on one of the LDs. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-122584 discloses an L in which LDs having different stripe widths are arranged.
In the case of using a common electrode in the D array and supplying a large current sufficient to obtain a high output for laser processing, the current is concentrated on the stripe (LD) having a low resistance, and the LD is destroyed. Therefore, in the conventional semiconductor laser array, light having a desired intensity and intensity distribution cannot be obtained.
【0012】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、所望の光強度分布を有するレーザ光を得
ることが可能な半導体レーザアレイを提供することを目
的とする。The present invention has been made in view of such a problem, and has as its object to provide a semiconductor laser array capable of obtaining a laser beam having a desired light intensity distribution.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る半導体レーザアレイは、複数の半導体
レーザ素子を一次元状に配列してなる半導体レーザアレ
イにおいて、前記半導体レーザ素子のうちの発光可能な
ものの密度は、中央部よりも両端部の方が高いことを特
徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor laser array according to the present invention is a semiconductor laser array comprising a plurality of semiconductor laser elements arranged one-dimensionally. It is characterized in that the density of those capable of emitting light is higher at both ends than at the center.
【0014】この場合、半導体レーザ素子配列方向に沿
った半導体レーザアレイから出射されるレーザ光パター
ンの強度分布は、中央部よりも両端部の方が高くなる。
すなわち、パターン両端部の強度を中央部よりも相対的
に高くすることで、レーザ光が被加工物上に照射された
場合の中央部の相対的過加熱を抑制することができる。In this case, the intensity distribution of the laser beam pattern emitted from the semiconductor laser array along the semiconductor laser element arrangement direction is higher at both ends than at the center.
That is, by making the intensity of both ends of the pattern relatively higher than that of the central part, it is possible to suppress the relative overheating of the central part when laser light is irradiated on the workpiece.
【0015】このような構成を達成できる好適な一例と
しては、複数の半導体レーザ素子の前記中央部のものを
非発光としたものである。この場合、複数の半導体レー
ザ素子を同時に形成した後、中央部の半導体レーザ素子
のみに駆動電流が与えない構造とすればよい。As a preferred example which can achieve such a configuration, the central portion of the plurality of semiconductor laser elements is made not to emit light. In this case, after a plurality of semiconductor laser elements are formed at the same time, a structure may be employed in which a drive current is not applied only to the semiconductor laser element at the center.
【0016】上述の構成を達成できる好適な別の一例と
しては、複数の半導体レーザ素子を中央部を除く両端部
のみに形成することである。この場合、中央部の非発光
を確実に達成できる。Another preferred example of achieving the above configuration is that a plurality of semiconductor laser elements are formed only at both ends excluding the center. In this case, non-light emission at the center can be reliably achieved.
【0017】上述の構成を達成できる好適な別の一例と
しては、複数の半導体レーザ素子の中央部のものを非発
光とし、且つ、両端部の各々における両端の半導体レー
ザ素子を発光可能とし、両端部の半導体レーザ素子の中
央部寄りのものの一部は非発光とすることである。この
場合、中央部は発光しないが、両端部においても一部分
が非発光となるので、中央部と半導体レーザアレイ両端
の境界領域において、レーザ光パターンの強度を段階的
に低下させることができるため、レーザ光照射領域にお
ける温度分布を更に均一にすることができる。As another preferred example that can achieve the above-described configuration, the central part of the plurality of semiconductor laser elements is made non-light emitting, and the semiconductor laser elements at both ends at each of both ends are made capable of emitting light. A part of the semiconductor laser element closer to the center of the semiconductor laser element does not emit light. In this case, the central portion does not emit light, but a portion also does not emit light at both ends, so that in the boundary region between the center portion and both ends of the semiconductor laser array, the intensity of the laser light pattern can be reduced stepwise, The temperature distribution in the laser beam irradiation area can be made more uniform.
【0018】また、上述の構成を達成できる好適な別の
一例としては、半導体レーザ素子の密度自体が、中央部
よりも両端部の方が高くなるようにすることである。こ
の場合、各々の半導体レーザ素子が発光すると、パター
ン両端部の強度が中央部よりも相対的に高くなる。Another preferred example of achieving the above-mentioned configuration is that the density itself of the semiconductor laser device is higher at both ends than at the center. In this case, when each semiconductor laser element emits light, the intensity at both ends of the pattern becomes relatively higher than that at the center.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係る半導体レ
ーザアレイについて説明する。同一要素には、同一符号
を用い、重複する説明は省略する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a semiconductor laser array according to an embodiment will be described. The same reference numerals are used for the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
【0020】図1は第1実施形態に係る半導体レーザア
レイ(LDバー)の正面図である。また、図9は図1に
示したLDバー両端部の拡大図である。FIG. 1 is a front view of a semiconductor laser array (LD bar) according to the first embodiment. FIG. 9 is an enlarged view of both ends of the LD bar shown in FIG.
【0021】このLDバーは、複数の半導体レーザ素子
LDを一次元状に配列してなる半導体レーザアレイにお
いて、半導体レーザ素子LDのうちの発光可能なものの
密度が、中央部よりも両端部の方が高い。半導体レーザ
素子LDの配列方向に沿った半導体レーザアレイから出
射されるレーザ光パターンの強度分布は、中央部よりも
両端部の方が高くなる。すなわち、パターン両端部の強
度を中央部よりも相対的に高くすることで、レーザ光が
被加工物上に照射された場合の中央部の相対的過加熱を
抑制することができる。In the LD bar, in a semiconductor laser array in which a plurality of semiconductor laser elements LD are arranged one-dimensionally, the density of light-emitting ones of the semiconductor laser elements LD is larger at both ends than at the center. Is high. The intensity distribution of the laser light pattern emitted from the semiconductor laser array along the arrangement direction of the semiconductor laser elements LD is higher at both ends than at the center. That is, by making the intensity of both ends of the pattern relatively higher than that of the central part, it is possible to suppress the relative overheating of the central part when laser light is irradiated on the workpiece.
【0022】本例では、複数の半導体レーザ素子LDの
中央部のものを非発光としてある。複数の半導体レーザ
素子LDを同時に形成した後、中央部の半導体レーザ素
子LDのみに駆動電流が与えられない構造とされてい
る。すなわち、従来のLDバーと異なる点は、所望の光
強度分布を有する出力ビームを得るため、LDバーを構
成する個々の半導体レーザ素子LDのうち、一部の半導
体レーザ素子LDに駆動電流を供給しないような構成と
した点である。In this embodiment, the central portion of the plurality of semiconductor laser elements LD is not emitting light. After a plurality of semiconductor laser elements LD are formed at the same time, a drive current is not applied only to the central semiconductor laser element LD. That is, a difference from the conventional LD bar is that a drive current is supplied to some of the individual semiconductor laser elements LD constituting the LD bar in order to obtain an output beam having a desired light intensity distribution. That is, the configuration is such that it is not performed.
【0023】本例の半導体レーザ素子LDの数はLDバ
ー当たり16個である。LDバーは、n型GaAsから
なる共通半導体基板1上の、均等間隔に配置された個々
のLD形成領域に、夫々n型AlGaAsクラッド層
2、AlGaAs活性層3、p型AlGaAsクラッド
層4、p型GaAsコンタクト層Cを順次積層し、半導
体レーザ素子LD間にトレンチ溝を形成することで各半
導体レーザ素子LDを分離したものである。The number of the semiconductor laser elements LD of this embodiment is 16 per LD bar. The LD bars are provided in the LD-forming regions, which are arranged at equal intervals, on the common semiconductor substrate 1 made of n-type GaAs, respectively, with the n-type AlGaAs cladding layer 2, the AlGaAs active layer 3, the p-type AlGaAs cladding layer 4, and the p-type AlGaAs cladding layer 4. Each of the semiconductor laser elements LD is separated by sequentially laminating a GaAs type contact layer C and forming a trench between the semiconductor laser elements LD.
【0024】最上面に位置するp型GaAsコンタクト
層Cの表面を含む露出表面は、全面がSiO2やSiN
又はこれらを複合した絶縁膜5で被覆される。各半導体
層2,3,4,C及び絶縁膜5の積層後、各半導体レー
ザ素子LDのp側電極形成領域が開口されたマスクパタ
ーンを用いたフォトリソグラフィ工程により、絶縁膜5
のp側電極形成予定領域を開口した後、メッキ法や電子
ビーム蒸着法などにより、Ti/Pt/Au等からなる
p側電極(共通電極)6を当該開口内に形成すること
で、電極6をp型GaAsコンタクト層C及びp型Al
GaAsクラッド層4に電気的に接続する。The entire exposed surface including the surface of the p-type GaAs contact layer C located on the uppermost surface is made of SiO 2 or SiN.
Alternatively, it is covered with an insulating film 5 in which these are combined. After stacking the semiconductor layers 2, 3, 4, C and the insulating film 5, the insulating film 5 is formed by a photolithography process using a mask pattern in which a p-side electrode formation region of each semiconductor laser device LD is opened.
After the p-side electrode formation region is opened, a p-side electrode (common electrode) 6 made of Ti / Pt / Au or the like is formed in the opening by a plating method, an electron beam evaporation method, or the like. To p-type GaAs contact layer C and p-type Al
It is electrically connected to the GaAs cladding layer 4.
【0025】共通半導体基板1のLD搭載面と逆側の面
全面には、AuGe/Ni/Au等からなる裏面n型電極
7が形成される。A back surface n-type electrode 7 made of AuGe / Ni / Au or the like is formed on the entire surface of the common semiconductor substrate 1 opposite to the LD mounting surface.
【0026】ここで、中央部に位置するp型GaAsコ
ンタクト層C上には電極形成用の開口が形成されていな
いため、電極6に駆動電流供給用の電圧が印加されて
も、駆動電流は供給されず、中央部の半導体レーザ素子
LDは非発光となる。通常、フォトリソグラフィーの際
に、通常は各半導体レーザ素子LDに対応する領域に開
口を有するマスクパターンにより絶縁膜を開口するが、
本実施形態においては、両端部の5つの半導体レーザ素
子LD以外の半導体レーザ素子LD、すなわち中央部の
6つの半導体レーザ素子LDに対応する絶縁膜上には、
開口が形成されないマスクパターンを適用し、中央部に
位置する6つの半導体レーザ素子LDの上部全面に絶縁
膜5を残す。これにより上述のように各半導体レーザ素
子LD上にp側電極6が形成されても、中央部の6つの
半導体レーザ素子LD上の電極6は、コンタクト層Cに
電気的に接続されないため、駆動電流が供給されないこ
ととなる。Here, since an opening for forming an electrode is not formed on the p-type GaAs contact layer C located at the center, even if a voltage for supplying a driving current is applied to the electrode 6, the driving current is not increased. It is not supplied, and the semiconductor laser element LD at the center does not emit light. Usually, at the time of photolithography, the insulating film is opened by a mask pattern having an opening in a region corresponding to each semiconductor laser element LD,
In the present embodiment, on the insulating film corresponding to the semiconductor laser elements LD other than the five semiconductor laser elements LD at both ends, that is, the insulating films corresponding to the six semiconductor laser elements LD at the center,
A mask pattern in which no opening is formed is applied, and the insulating film 5 is left on the entire upper surface of the six semiconductor laser elements LD located at the center. Thus, even if the p-side electrode 6 is formed on each semiconductor laser element LD as described above, the electrodes 6 on the six central semiconductor laser elements LD are not electrically connected to the contact layer C. No current will be supplied.
【0027】なお、この構造は、マスクパターンのみを
変更することで、従来と同じ製造方法で作製できるとい
う利点がある。This structure has an advantage that it can be manufactured by the same manufacturing method as the conventional one by changing only the mask pattern.
【0028】図2は、このLDバーから出射されるレー
ザ光パターンの光強度を半導体レーザ素子LDの配列方
向に沿って示すグラフである。同グラフによれば、レー
ザ出力の強度が両端部のみ強くなった凹状の出力強度分
布が得られた。FIG. 2 is a graph showing the light intensity of the laser beam pattern emitted from the LD bar along the arrangement direction of the semiconductor laser elements LD. According to the graph, a concave output intensity distribution in which the intensity of the laser output was increased only at both ends was obtained.
【0029】図3は第2実施形態に係るLDバーの正面
図である。第1実施形態においては、n型GaAs基板
1上に均等間隔で配置された個々の半導体レーザ素子L
D中、所定の半導体レーザ素子LDへの駆動電流供給を
しない構造としたが、第2実施形態のLDバーにおいて
は、所望の光出力強度パターンに応じて、LDの配置を
変えた。すなわち、本実施形態のLDバーにおいては、
複数の半導体レーザ素子LDを、中央部を除く両端部の
みに形成した点が、上記第1実施形態のものと異なる。
この場合、中央部の非発光を確実に達成できる。FIG. 3 is a front view of the LD bar according to the second embodiment. In the first embodiment, the individual semiconductor laser elements L arranged at equal intervals on the n-type GaAs substrate 1
During D, the drive current is not supplied to the predetermined semiconductor laser element LD. However, in the LD bar of the second embodiment, the arrangement of the LD is changed according to a desired light output intensity pattern. That is, in the LD bar of the present embodiment,
The difference from the first embodiment is that a plurality of semiconductor laser elements LD are formed only at both ends excluding the center.
In this case, non-light emission at the center can be reliably achieved.
【0030】より具体的には、第1実施形態の両端部に
位置する5つずつの半導体レーザ素子LDのみ、n型G
aAs基板1上に形成した。これにより、第1実施形態
と同様に図2の光出力強度分布を実現することができ
る。More specifically, only the five semiconductor laser elements LD located at both ends of the first embodiment are n-type G laser diodes.
It was formed on an aAs substrate 1. Thereby, the light output intensity distribution of FIG. 2 can be realized as in the first embodiment.
【0031】図4は第3実施形態に係るLDバーの正面
図である。第1実施形態では、中央部の6つの半導体レ
ーザ素子LDに対して、これらのコンタクト層Cの全面
を絶縁膜5で被覆することで、ライン状の光ビームの中
で、両端部の出力のみを強めた凹状の出力強度パターン
を得た。本実施形態においては、非発光の半導体レーザ
素子LDを適当に選択することで、所望の出力強度分布
を有するLDバーを形成する。FIG. 4 is a front view of an LD bar according to the third embodiment. In the first embodiment, by covering the entire surface of these contact layers C with the insulating film 5 for the six semiconductor laser elements LD at the center, only the output at both ends of the linear light beam is obtained. , A concave output intensity pattern was obtained. In the present embodiment, an LD bar having a desired output intensity distribution is formed by appropriately selecting a non-emitting semiconductor laser element LD.
【0032】すなわち、複数の半導体レーザ素子LDの
中央部のものを非発光とし、且つ、両端部の各々におけ
る両端の半導体レーザ素子LDを発光可能とし、両端部
の半導体レーザ素子の中央部寄りのものの一部は非発光
とすることである。この場合、中央部は発光しないが、
両端部においても一部分が非発光となるので、中央部と
半導体レーザアレイ両端の境界領域において、レーザ光
パターンの強度を段階的に低下させることができ、レー
ザ光照射領域における温度分布を更に均一にすることが
できる。That is, the central part of the plurality of semiconductor laser elements LD is made non-luminous, and the semiconductor laser elements LD at both ends at each of both ends are allowed to emit light. Some of them are non-light emitting. In this case, the central part does not emit light,
Since both ends are partially non-emissive, the intensity of the laser light pattern can be reduced stepwise in the boundary area between the center and both ends of the semiconductor laser array, and the temperature distribution in the laser light irradiation area can be made more uniform. can do.
【0033】図5は、このLDバーから出射されるレー
ザ光パターンの光強度を半導体レーザ素子LDの配列方
向に沿って示すグラフである。レーザ出力の強度が中央
部から両端部に向けて徐々に増加する出力強度分布が得
られた。FIG. 5 is a graph showing the light intensity of the laser beam pattern emitted from the LD bar along the arrangement direction of the semiconductor laser elements LD. An output intensity distribution was obtained in which the intensity of the laser output gradually increased from the center toward both ends.
【0034】図6は第4実施形態に係るLDバーの正面
図である。この半導体レーザアレイにおいては、両端部
における半導体レーザ素子LDの密度自体が、中央部に
おける半導体レーザ素子LDの密度よりも高い。詳説す
れば、両端部において隣接する半導体レーザ素子LD間
の間隔は、中央部において隣接する半導体レーザ素子L
D間の間隔よりも狭く、この間隔は中心部から離れるほ
ど狭くなっている。各々の半導体レーザ素子LDが発光
すると、パターン両端部の強度が中央部よりも相対的に
高くなり、図5に示すM字状の出力強度パターンを実現
することができる。FIG. 6 is a front view of an LD bar according to the fourth embodiment. In this semiconductor laser array, the density of the semiconductor laser elements LD at both ends is higher than the density of the semiconductor laser elements LD at the center. More specifically, the distance between the semiconductor laser elements LD adjacent at both ends is equal to the distance between the semiconductor laser elements L adjacent at the center.
D is smaller than the interval between D, and the interval becomes narrower as the distance from the center increases. When each semiconductor laser element LD emits light, the intensity at both ends of the pattern becomes relatively higher than that at the center, and the M-shaped output intensity pattern shown in FIG. 5 can be realized.
【0035】なお、上述のLDバーにおける個々の半導
体レーザ素子LDは、絶縁膜5によって電流狭窄構造を
実現したものであるが、半導体レーザ素子LD自体の構
造は特に限定されず、以下に示すものを用いることがで
きる。Each of the semiconductor laser elements LD in the above-described LD bar has a current confinement structure realized by the insulating film 5. However, the structure of the semiconductor laser element LD itself is not particularly limited. Can be used.
【0036】図7は上述のLDバーとは半導体レーザ素
子LD自体が別の構造を有するLDバーの正面図であ
る。図10は図7に示したLDバー両端部の拡大図であ
る。この半導体レーザ素子LDは、図1及び図9に示し
たものにn型GaAs電流阻止層CBが付加されている
点のみが、第1実施形態のものと異なる。すなわち、選
択的埋込成長によって、p型AlGaAsクラッド層4
上の周囲にn型GaAs電流阻止層CBが形成され、n
型GaAs電流阻止層CBの内側にp型GaAsコンタ
クト層Cを形成され、当該半導体レーザ素子LDの電流
狭窄構造が実現されている。他の構成は、図1及び図9
に示したものと同一である。FIG. 7 is a front view of an LD bar in which the semiconductor laser element LD itself has a different structure from the above-described LD bar. FIG. 10 is an enlarged view of both ends of the LD bar shown in FIG. This semiconductor laser device LD differs from that of the first embodiment only in that an n-type GaAs current blocking layer CB is added to those shown in FIGS. That is, the p-type AlGaAs cladding layer 4 is formed by selective burying growth.
An n-type GaAs current blocking layer CB is formed around the
A p-type GaAs contact layer C is formed inside the type GaAs current blocking layer CB, and a current confinement structure of the semiconductor laser device LD is realized. Other configurations are shown in FIGS.
Are the same as those shown in FIG.
【0037】図8は上述のLDバーとは半導体レーザ素
子LD自体が更に別の構造を有するLDバーの正面図で
ある。図11は図8に示したLDバー両端部の拡大図で
ある。この半導体レーザ素子LDは、図1及び図9に示
したものにn型GaAs電流阻止層CB’が付加されて
いる点のみが第1実施形態のものと異なる。すなわち、
p型GaAsコンタクト層Cをp型AlGaAsクラッ
ド層4上に形成した後、その周囲にイオン注入法により
プロトンを注入することで、注入された部分を高抵抗層
とし、当該半導体レーザ素子LDの電流狭窄構造が実現
されている。他の構成は、図1及び図9に示したものと
同一である。FIG. 8 is a front view of an LD bar in which the semiconductor laser device LD itself has a further different structure from the above-described LD bar. FIG. 11 is an enlarged view of both ends of the LD bar shown in FIG. This semiconductor laser device LD differs from that of the first embodiment only in that an n-type GaAs current blocking layer CB ′ is added to those shown in FIGS. That is,
After the p-type GaAs contact layer C is formed on the p-type AlGaAs cladding layer 4, protons are implanted around the p-type AlGaAs cladding layer 4 by ion implantation to make the implanted portion a high-resistance layer, and the current of the semiconductor laser element LD is increased. A constriction structure has been realized. Other configurations are the same as those shown in FIGS.
【0038】なお、上記では、AlGaAs系材料でL
Dバーを形成する例を説明したが、材料はこれに限られ
るものではなく、例えばInGaAsP系やAlGaI
nP系、(In)GaN系化合物半導体で各半導体レー
ザ素子を構成することもできる。It should be noted that, in the above description, an L-type AlGaAs material is used.
The example in which the D bar is formed has been described, but the material is not limited to this. For example, an InGaAsP-based or AlGaI
Each semiconductor laser element can also be composed of an nP-based (In) GaN-based compound semiconductor.
【0039】なお、上述の電極7及び電極6は、それぞ
れ共通電極であるので、導体(金属)を電極として用い
ることが可能となり、大電流に対し十分低い抵抗値で通
電することが可能である。ところが、上記強度分布を実
現するため、半導体レーザ素子LD個々の電極6を分割
し、それぞれを独立駆動方式とすることも考えられる。
この場合、電極6が半導体レーザ素子LD毎に分割され
るようなパターニングを施し、その厚さとして〜10μ
m程度の膜厚とする。このような場合においては、電極
6の形成方法として電子ビーム蒸着法を用いる。Since the above-mentioned electrodes 7 and 6 are common electrodes, a conductor (metal) can be used as an electrode, and a large current can be supplied with a sufficiently low resistance. . However, in order to realize the above intensity distribution, it is conceivable to divide the individual electrodes 6 of the semiconductor laser element LD and to use each of the electrodes 6 as an independent drive system.
In this case, patterning is performed so that the electrode 6 is divided for each semiconductor laser element LD, and the thickness thereof is set to 10 μm.
m. In such a case, an electron beam evaporation method is used as a method for forming the electrode 6.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の半導体
レーザアレイによれば、所望の光強度分布を有するレー
ザ光を得ることができる。As described above, according to the semiconductor laser array of the present invention, laser light having a desired light intensity distribution can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】第1実施形態に係る半導体レーザアレイ(LD
バー)の正面図である。FIG. 1 shows a semiconductor laser array (LD) according to a first embodiment.
FIG.
【図2】LDバーから出射されるレーザ光パターンの光
強度分布を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a light intensity distribution of a laser beam pattern emitted from an LD bar.
【図3】第2実施形態に係るLDバーの正面図である。FIG. 3 is a front view of an LD bar according to a second embodiment.
【図4】第3実施形態に係るLDバーの正面図である。FIG. 4 is a front view of an LD bar according to a third embodiment.
【図5】LDバーから出射されるレーザ光パターンの光
強度分布を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a light intensity distribution of a laser beam pattern emitted from an LD bar.
【図6】第4実施形態に係るLDバーの正面図である。FIG. 6 is a front view of an LD bar according to a fourth embodiment.
【図7】半導体レーザ素子LD自体が別の構造を有する
LDバーの正面図である。FIG. 7 is a front view of an LD bar in which the semiconductor laser element LD itself has another structure.
【図8】半導体レーザ素子LD自体が更に別の構造を有
するLDバーの正面図である。FIG. 8 is a front view of an LD bar in which the semiconductor laser element LD itself has another structure.
【図9】図1に示したLDバーの両端部の拡大図であ
る。FIG. 9 is an enlarged view of both ends of the LD bar shown in FIG.
【図10】図7に示したLDバーの両端部の拡大図であ
る。FIG. 10 is an enlarged view of both ends of the LD bar shown in FIG.
【図11】図8に示したLDバーの両端部の拡大図であ
る。FIG. 11 is an enlarged view of both ends of the LD bar shown in FIG.
【図12】通常のLDバーの正面図である。FIG. 12 is a front view of a normal LD bar.
【図13】LDバーから出射される帯状のレーザ光の配
列方向の強度分布を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing an intensity distribution of a band-like laser beam emitted from an LD bar in an arrangement direction.
【図14】同公報に記載のLDバーの断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of an LD bar described in the publication.
1…共通半導体基板、2…クラッド層、3…活性層、4
…クラッド層、5…絶縁膜、6…電極、7…電極、C…
コンタクト層、CB…電流阻止層、LD…半導体レーザ
素子。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Common semiconductor substrate, 2 ... Cladding layer, 3 ... Active layer, 4
... clad layer, 5 ... insulating film, 6 ... electrode, 7 ... electrode, C ...
Contact layer, CB: current blocking layer, LD: semiconductor laser element.
フロントページの続き (72)発明者 内山 貴之 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 大石 諭 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松ホ トニクス株式会社内 Fターム(参考) 4E068 CD01 CD05 5F073 AA08 AA09 AB05 BA09 CA02 CA07 CA13 CA14 CB02 EA24 EA27 EA28 EA29 GA31 GA37Continuing from the front page (72) Inventor Takayuki Uchiyama 1126-1, Nomachi, Ichinomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture Inside (72) Inventor Satoshi Oishi 1126-1, Nomachi, Ichinomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture In Hamamatsu Photonics Corporation F term (reference) 4E068 CD01 CD05 5F073 AA08 AA09 AB05 BA09 CA02 CA07 CA13 CA14 CB02 EA24 EA27 EA28 EA29 GA31 GA37
Claims (5)
列してなる半導体レーザアレイにおいて、前記半導体レ
ーザ素子のうちの発光可能なものの密度は、中央部より
も両端部の方が高いことを特徴とする半導体レーザアレ
イ。1. In a semiconductor laser array in which a plurality of semiconductor laser elements are arranged in a one-dimensional manner, the density of the semiconductor laser elements capable of emitting light is higher at both ends than at a center. Characteristic semiconductor laser array.
部のものは、非発光であることを特徴とする請求項1に
記載の半導体レーザアレイ。2. The semiconductor laser array according to claim 1, wherein said central portion of said plurality of semiconductor laser elements does not emit light.
央部を除く前記両端部のみに形成されていることを特徴
とする請求項1に記載の半導体レーザアレイ。3. The semiconductor laser array according to claim 1, wherein said plurality of semiconductor laser elements are formed only at said both ends except for said central part.
レーザ素子は発光可能であり、前記両端部の半導体レー
ザ素子の前記中央部寄りのものの一部は非発光であるこ
とを特徴とする請求項2に記載の半導体レーザアレイ。4. The semiconductor laser device at both ends of each of the both end portions is capable of emitting light, and a part of the semiconductor laser devices at the both end portions near the central portion is not emitting light. 3. The semiconductor laser array according to 2.
よりも両端部の方が高いことを特徴とする請求項1に記
載の半導体レーザアレイ。5. The semiconductor laser array according to claim 1, wherein the density of the semiconductor laser elements is higher at both ends than at the center.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001140552A JP2002335046A (en) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | Semiconductor laser array |
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