JP2568555B2 - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JP2568555B2 JP2568555B2 JP62139438A JP13943887A JP2568555B2 JP 2568555 B2 JP2568555 B2 JP 2568555B2 JP 62139438 A JP62139438 A JP 62139438A JP 13943887 A JP13943887 A JP 13943887A JP 2568555 B2 JP2568555 B2 JP 2568555B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば通信機器などに使用される半導体
レーザに関するものである。
レーザに関するものである。
［従来の技術］ 第６図は例えばレーザハンドブック（レーザ学会、オ
ーム社、昭和57年発行）に示された従来の半導体レーザ
を示す図であり、第６図（ｂ）は側断面図、第６図
（ａ）は第６図（ｂ）のVI−VIにおける上面断面図であ
る。図において１は活性媒質、２、３はクラッド層、４
はキャップ層、５は基盤結晶、６、７は電極、67は電
源、88はフォトエッチングにより側断面に形成された部
分反射ミラー、89はフォトエッチングにより側断面に形
成されさらに金属が蒸着された全反射ミラーである。
ーム社、昭和57年発行）に示された従来の半導体レーザ
を示す図であり、第６図（ｂ）は側断面図、第６図
（ａ）は第６図（ｂ）のVI−VIにおける上面断面図であ
る。図において１は活性媒質、２、３はクラッド層、４
はキャップ層、５は基盤結晶、６、７は電極、67は電
源、88はフォトエッチングにより側断面に形成された部
分反射ミラー、89はフォトエッチングにより側断面に形
成されさらに金属が蒸着された全反射ミラーである。
次に動作について説明する。
電源67から供給されたキャリアはキャップ層４、クラ
ッド層２を通してクラッド層２とクラッド層３間の活性
層に供給され、レーザビームの増幅を行う活性媒質１を
形成する。この活性媒質１内に発生したレーザビームは
部分反射ミラー88と全反射ミラー89との間を繰り返し往
復して増幅されるが、毎往復ごとにその一部が部分反射
ミラー88からレーザビーム10が外部に放出される。
ッド層２を通してクラッド層２とクラッド層３間の活性
層に供給され、レーザビームの増幅を行う活性媒質１を
形成する。この活性媒質１内に発生したレーザビームは
部分反射ミラー88と全反射ミラー89との間を繰り返し往
復して増幅されるが、毎往復ごとにその一部が部分反射
ミラー88からレーザビーム10が外部に放出される。
［発明が解決しようとする問題点］ 従来の半導体レーザは以上のように構成されているの
で、供給電圧を増大して高いレーザ出力を発生させると
ビーム10がミラー88の界面を加熱変形させ、極端な場合
にはレーザ発振が停止することがあった。また界面の変
形を防ぐためレーザビームを幅を増大させた場合にはビ
ーム品質が低下した。
で、供給電圧を増大して高いレーザ出力を発生させると
ビーム10がミラー88の界面を加熱変形させ、極端な場合
にはレーザ発振が停止することがあった。また界面の変
形を防ぐためレーザビームを幅を増大させた場合にはビ
ーム品質が低下した。
第７図はビーム層の狭い場合（第７図（ａ））と広い
場合（第７図（ｂ））とで発生したレーザビームをレン
ズ等で集光した場合のビームパターンを模式的に示した
図である。第７図（ｂ）の場合にはレーザビームは横に
広がり十分集光されていないことがわかる。
場合（第７図（ｂ））とで発生したレーザビームをレン
ズ等で集光した場合のビームパターンを模式的に示した
図である。第７図（ｂ）の場合にはレーザビームは横に
広がり十分集光されていないことがわかる。
以上のような問題のために従来の半導体レーザは高品
質で高出力のレーザビームを取り出せないため、光通信
における高効率電送の実現や、YAGレーザロッド励起の
ための高出力の取り出しが十分行えないという問題があ
った。
質で高出力のレーザビームを取り出せないため、光通信
における高効率電送の実現や、YAGレーザロッド励起の
ための高出力の取り出しが十分行えないという問題があ
った。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、高出力で高品質のレーザビームを安定に放
出することのできる半導体レーザを得ることを目的とす
る。
れたもので、高出力で高品質のレーザビームを安定に放
出することのできる半導体レーザを得ることを目的とす
る。
［問題点を解決するための手段］ この発明に係る半導体レーザは、活性媒質で発生した
レーザビームの一部を透過させ一部を活性媒質内に反射
させる第１の要素、第１の要素によって反射されたレー
ザビームを第１の要素及び第１の要素の周辺部に向けて
反射する第２の要素を設けて、第１の要素を透過して放
出されるレーザビームと第１の要素の周辺部から放出さ
れるレーザビームとが合成されるようにしたものであ
る。
レーザビームの一部を透過させ一部を活性媒質内に反射
させる第１の要素、第１の要素によって反射されたレー
ザビームを第１の要素及び第１の要素の周辺部に向けて
反射する第２の要素を設けて、第１の要素を透過して放
出されるレーザビームと第１の要素の周辺部から放出さ
れるレーザビームとが合成されるようにしたものであ
る。
［作用］ この発明においては、第１の要素を透過して放出され
るレーザビームと第１の要素の周辺部から放出されるレ
ーザビームとを合成するので、断面積の大きいレーザビ
ームを取り出すことができ、また、第１の要素を透過し
て放出されるレーザビームと第１の要素の周辺部から放
出されるレーザビームとが合成され、高品質、高出力レ
ーザビームとなる。
るレーザビームと第１の要素の周辺部から放出されるレ
ーザビームとを合成するので、断面積の大きいレーザビ
ームを取り出すことができ、また、第１の要素を透過し
て放出されるレーザビームと第１の要素の周辺部から放
出されるレーザビームとが合成され、高品質、高出力レ
ーザビームとなる。
［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による半導体レーザを示す
図であり、第１図（ｂ）は側断面図、第１図（ａ）は第
１図（ｂ）のIa−Iaにおける上面断面図である。図にお
いて１は活性媒質でたとえばGaAs（ｐ型）、２はクラッ
ド層でたとえばGa0.9Al0.1As（ｐ型）、３はクラッド層
でたとえばGa0.9Al0.1As（ｎ型）、４はキャップ層でた
とえばGaAs（ｐ型）、５は基盤結晶でたとえばGaAs（ｎ
型）、６、７は電極で、電源67が接続されている。以上
の活性媒質１、クラッド層２、３、キャップ層４、基盤
結晶５及び電極６、７で半導体素子900が構成されてい
る。８はレーザビームを半反射する第１の要素である拡
大ミラーで、半導体素子900の一方の面が弧状に形成さ
れ、この一方の面をフォトエッチング加工することによ
って形成されている。拡大ミラー８は、活性媒質１にお
いて発生したレーザビームの一部を透過させ、その他を
活性媒質１内に拡大反射させるように形成されている。
９はレーザビームを縮小して全反射する第２の要素であ
る全反射ミラーで、半導体素子900の他方の面が弧状に
形成され、この他方の面をフォトエッチング加工後、金
属を蒸着することによって形成されている。拡大ミラー
８と全反射ミラー９は共振器の働きをする。81は無反射
コーティングで、拡大ミラー８の周辺部、すなわち、拡
大ミラー８の周囲部の弧状に形成された面に施されてい
る。なお、拡大ミラー８が設けられた面と無反射コーテ
ィング81か設けられた面の曲率半径は同じになってい
る。
図であり、第１図（ｂ）は側断面図、第１図（ａ）は第
１図（ｂ）のIa−Iaにおける上面断面図である。図にお
いて１は活性媒質でたとえばGaAs（ｐ型）、２はクラッ
ド層でたとえばGa0.9Al0.1As（ｐ型）、３はクラッド層
でたとえばGa0.9Al0.1As（ｎ型）、４はキャップ層でた
とえばGaAs（ｐ型）、５は基盤結晶でたとえばGaAs（ｎ
型）、６、７は電極で、電源67が接続されている。以上
の活性媒質１、クラッド層２、３、キャップ層４、基盤
結晶５及び電極６、７で半導体素子900が構成されてい
る。８はレーザビームを半反射する第１の要素である拡
大ミラーで、半導体素子900の一方の面が弧状に形成さ
れ、この一方の面をフォトエッチング加工することによ
って形成されている。拡大ミラー８は、活性媒質１にお
いて発生したレーザビームの一部を透過させ、その他を
活性媒質１内に拡大反射させるように形成されている。
９はレーザビームを縮小して全反射する第２の要素であ
る全反射ミラーで、半導体素子900の他方の面が弧状に
形成され、この他方の面をフォトエッチング加工後、金
属を蒸着することによって形成されている。拡大ミラー
８と全反射ミラー９は共振器の働きをする。81は無反射
コーティングで、拡大ミラー８の周辺部、すなわち、拡
大ミラー８の周囲部の弧状に形成された面に施されてい
る。なお、拡大ミラー８が設けられた面と無反射コーテ
ィング81か設けられた面の曲率半径は同じになってい
る。
次に動作について説明する。
電源67から供給されたキャリアはキャップ層４、クラ
ッド層２を通して活性媒質１を形成する。この活性媒質
１内に発生したレーザビームは半導体素子900の側面に
設けられた拡大ミラー８により拡大されさらに全反射ミ
ラー９により反射されてその外周部は拡大ミラー８の周
辺部の無反射コーティング81を施された部分からそのほ
とんどが第１のレーザビーム10として外部に放出され、
また、中心部はその一部が拡大ミラー８から第２のレー
ザビーム100として外部に放出される、このようにして
レーザビームは外部に第１のレーザビーム10と第２のレ
ーザビーム100とを合成して中づまりの高品質ビームと
して放出される。
ッド層２を通して活性媒質１を形成する。この活性媒質
１内に発生したレーザビームは半導体素子900の側面に
設けられた拡大ミラー８により拡大されさらに全反射ミ
ラー９により反射されてその外周部は拡大ミラー８の周
辺部の無反射コーティング81を施された部分からそのほ
とんどが第１のレーザビーム10として外部に放出され、
また、中心部はその一部が拡大ミラー８から第２のレー
ザビーム100として外部に放出される、このようにして
レーザビームは外部に第１のレーザビーム10と第２のレ
ーザビーム100とを合成して中づまりの高品質ビームと
して放出される。
ビームの品質はレンズで集光することにより調べた。
第１図に示す例では第１のレーザビーム10、第２のレー
ザービーム100は同率曲率半径を持つ端面、すわなち拡
大ミラー８が形成された面及び無反射コーティング81が
施された面より放出されているので同じ波面となり、外
部で自然に集光されるため第２図に示すようにレンズ90
で平行ビームに変換した後、さらにレンズ90により集光
して集光ビーム形状を観察した。
第１図に示す例では第１のレーザビーム10、第２のレー
ザービーム100は同率曲率半径を持つ端面、すわなち拡
大ミラー８が形成された面及び無反射コーティング81が
施された面より放出されているので同じ波面となり、外
部で自然に集光されるため第２図に示すようにレンズ90
で平行ビームに変換した後、さらにレンズ90により集光
して集光ビーム形状を観察した。
第３図（ａ）は放出直後のレーザビームの断面形状
を、第３図（ｂ）はレンズで集光した場合の断面形状を
示す図である。図により、集光することによりサイドピ
ークをともなわず中高に集光される高品質モードが得ら
れていることがわかる。
を、第３図（ｂ）はレンズで集光した場合の断面形状を
示す図である。図により、集光することによりサイドピ
ークをともなわず中高に集光される高品質モードが得ら
れていることがわかる。
なお、上記実施例では集束ビームとして外部に取り出
す構成を示したが、これは第４図（ａ）に示す本発明の
他の実施例のように拡大ミラー８が設けられた面に蒸着
膜11を形成し、さらに拡大ミラー８の周辺部の面、すな
わち、無反射コーティング81が施された面を平面にし、
外部に平行ビームとして出射してもよい。
す構成を示したが、これは第４図（ａ）に示す本発明の
他の実施例のように拡大ミラー８が設けられた面に蒸着
膜11を形成し、さらに拡大ミラー８の周辺部の面、すな
わち、無反射コーティング81が施された面を平面にし、
外部に平行ビームとして出射してもよい。
また、第４図（ｂ）に示す本発明の他の実施例のよう
に第４図（ａ）の蒸着膜11を全体に設けるようにしても
よい。
に第４図（ａ）の蒸着膜11を全体に設けるようにしても
よい。
また、上記実施例では第１のレーザビーム10と第２の
レーザビーム100との間の位相差については述べなかっ
たが、第１図の拡大ミラー８と無反射コーティング81を
通過するレーザビーム間の位相差を内部、端部、外部で
打ち消すようにすれば集光性はさらに向上するが、これ
はたとえは第４図（ａ）の実施例で蒸着膜11の厚みを調
整することにより実施できる。
レーザビーム100との間の位相差については述べなかっ
たが、第１図の拡大ミラー８と無反射コーティング81を
通過するレーザビーム間の位相差を内部、端部、外部で
打ち消すようにすれば集光性はさらに向上するが、これ
はたとえは第４図（ａ）の実施例で蒸着膜11の厚みを調
整することにより実施できる。
また、拡大ミラー８及び全反射ミラー９についても半
導体素子900の端面を加工して形成するものにかぎるも
のではなく、第５図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に外部に拡大ミラー８及び全反射ミラー９を設置するも
のであってもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
導体素子900の端面を加工して形成するものにかぎるも
のではなく、第５図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に外部に拡大ミラー８及び全反射ミラー９を設置するも
のであってもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
第５図（ａ）においては、拡大ミラー８は半導体素子
900の一方の面に形成され、全反射ミラー９は半導体素
子900の外部に配置された全反射ミラー95によって形成
されている。第５図（ｂ）においては、拡大ミラー８は
半導体素子900の外部に配置されたカップリングミラー1
10の中央部に形成されている。また、全反射ミラー９は
半導体素子900の他方の面に形成されている。第５図
（ｃ）においては、拡大ミラー８は半導体素子900の外
部に配置されたカップリングミラー110の中央部に形成
され、全反射ミラー９は半導体素子900の外部に配置さ
れた全反射ミラー95によって形成されている。
900の一方の面に形成され、全反射ミラー９は半導体素
子900の外部に配置された全反射ミラー95によって形成
されている。第５図（ｂ）においては、拡大ミラー８は
半導体素子900の外部に配置されたカップリングミラー1
10の中央部に形成されている。また、全反射ミラー９は
半導体素子900の他方の面に形成されている。第５図
（ｃ）においては、拡大ミラー８は半導体素子900の外
部に配置されたカップリングミラー110の中央部に形成
され、全反射ミラー９は半導体素子900の外部に配置さ
れた全反射ミラー95によって形成されている。
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、活性媒質で発生し
たレーザビームの一部を透過させ一部を上記活性媒質内
に反射させる第１の要素と、この第１の要素によって反
射されたレーザビームを第１の要素及び第１の要素の周
辺部に向けて反射する第２の要素とを備え、第１の要素
を透過して放出されるレーザビームと第１の要素の周辺
から放出されるレーザビームとが合成されるように構成
したので、品質が高く、かつ高出力のレーザビームを得
ることが出来るという効果がある。
たレーザビームの一部を透過させ一部を上記活性媒質内
に反射させる第１の要素と、この第１の要素によって反
射されたレーザビームを第１の要素及び第１の要素の周
辺部に向けて反射する第２の要素とを備え、第１の要素
を透過して放出されるレーザビームと第１の要素の周辺
から放出されるレーザビームとが合成されるように構成
したので、品質が高く、かつ高出力のレーザビームを得
ることが出来るという効果がある。
第１図（ａ）はこの発明の一実施例による半導体レーザ
を示す上面断面図、第１図（ｂ）はその側断面図、第２
図は第１図の実施例のビーム品質を観測する実験装置を
示す図、第３図は本発明の半導体レーザにより発生する
レーザビームの品質を説明するための図、第４図、第５
図は本発明の他の実施例を示す図、第６図は従来の半導
体レーザを示す図、第７図は従来の半導体レーザにより
発生するレーザビームの品質を説明するための図であ
る。 １は活性媒質、２、３はクラッド、４はキャップ層、５
は基盤結晶、６、７は電極、８は拡大ミラー、９は全反
射ミラー。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
を示す上面断面図、第１図（ｂ）はその側断面図、第２
図は第１図の実施例のビーム品質を観測する実験装置を
示す図、第３図は本発明の半導体レーザにより発生する
レーザビームの品質を説明するための図、第４図、第５
図は本発明の他の実施例を示す図、第６図は従来の半導
体レーザを示す図、第７図は従来の半導体レーザにより
発生するレーザビームの品質を説明するための図であ
る。 １は活性媒質、２、３はクラッド、４はキャップ層、５
は基盤結晶、６、７は電極、８は拡大ミラー、９は全反
射ミラー。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−55293（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−75486（ＪＰ，Ａ) Ａ．Ｅ．Ｓｉｅｇｍａｎ，“ＬＡＳＥ ＲＳ”Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｃｉｅ ｎｃｅ Ｂｏｏｋｓ1986年，Ｐ．Ｐ. 913−922
Claims (6)
- 【請求項１】レーザビームを発生させる活性媒質、上記
レーザビームの一部を透過させ一部を上記活性媒質内に
反射させる第１の要素、この第１の要素によって反射さ
れた上記レーザビームを上記第１の要素及び上記第１の
要素の周辺部に向けて反射する第２の要素を備え、上記
第１の要素を透過して放出される上記レーザビームと上
記第１の要素の周辺から放出される上記レーザビームと
が合成されるようにしたことを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項２】第２の要素はレーザビームを縮小反射する
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の半導体レーザ。 - 【請求項３】第１の要素及び第２の要素の少なくとも一
方は半導体素子の面を加工することによって形成された
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の半導体レーザ。 - 【請求項４】第１の要素及び第２の要素の少なくとも一
方は半導体素子の外部に配置されたものであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半導体レーザ。 - 【請求項５】第１の要素を透過するレーザビームと第１
の要素の周辺部から放出されるレーザビームとは同じ波
面を持つものであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の半導体レーザ。 - 【請求項６】第１の要素は透過するレーザビームの位相
を調整する蒸着膜を有することを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の半導体レーザ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62139438A JP2568555B2 (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 半導体レ−ザ |
| KR1019880006600A KR910008990B1 (ko) | 1987-06-03 | 1988-06-02 | 레이저장치 |
| DE8888108902T DE3879547T2 (de) | 1987-06-03 | 1988-06-03 | Laser-apparat. |
| US07/201,999 US4903271A (en) | 1987-06-03 | 1988-06-03 | Laser apparatus |
| EP88108902A EP0293907B1 (en) | 1987-06-03 | 1988-06-03 | Laser apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62139438A JP2568555B2 (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63304689A JPS63304689A (ja) | 1988-12-12 |
| JP2568555B2 true JP2568555B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=15245199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62139438A Expired - Lifetime JP2568555B2 (ja) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2568555B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112771735B (zh) * | 2018-09-14 | 2024-10-15 | 大学共同利用机关法人自然科学研究机构 | 光振荡器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2221057A1 (de) * | 1972-04-28 | 1973-11-08 | Siemens Ag | Laser-oszillator-verstaerker-kombination zur erzeugung des grundmodus |
| JPS5775486A (en) * | 1980-10-28 | 1982-05-12 | Mitsubishi Electric Corp | Laser device |
-
1987
- 1987-06-03 JP JP62139438A patent/JP2568555B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ａ．Ｅ．Ｓｉｅｇｍａｎ，"ＬＡＳＥＲＳ"Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｂｏｏｋｓ１９８６年，Ｐ．Ｐ．９１３−９２２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63304689A (ja) | 1988-12-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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