JPS6058689A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS6058689A JPS6058689A JP16654083A JP16654083A JPS6058689A JP S6058689 A JPS6058689 A JP S6058689A JP 16654083 A JP16654083 A JP 16654083A JP 16654083 A JP16654083 A JP 16654083A JP S6058689 A JPS6058689 A JP S6058689A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- groove
- active layer
- conductivity type
- resonator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
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
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
-
- 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
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
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】
〔発明の技術分野〕
この発明は半導体レーザ、特に内部ストライプレーザと
呼ばれる注入形半導体レーザに関する本のである。
呼ばれる注入形半導体レーザに関する本のである。
従来のとの種の半導体レーザを第１図（ａ） 、 （ｂ
）に示す。これらの各図は平面および正面の模式図であ
ル、図中、符号（１）はＰ−ＧａＡｉ基板、（２） 、
（３） 、 （４）および（５）祉基板（１）上に積
層された。−Ｇ、Ａ、電流阻止層ｅ Ｐ−ＡｔｙＧａｌ
−ｙＡｓり２ツド屑ｒ Ｐ−Ａ’ｚＧａｌ−１Ａｓ活性
層（ｘ＜ｙ）、およびｎ−”ｚＧａｌ−ｚＡｓクラッド
層（ｘ＜ｚ ）を示し、また（６）は電流阻止Ｎ（２）
を貫通するＶ形の溝、（’ｔ）＃ｉ結晶端面であシ、簡
略化のために基板（１）の下面とｎ形りラフド層（５）
の上面に設けられる電極は省略しである。しかして前記
（２）。
）に示す。これらの各図は平面および正面の模式図であ
ル、図中、符号（１）はＰ−ＧａＡｉ基板、（２） 、
（３） 、 （４）および（５）祉基板（１）上に積
層された。−Ｇ、Ａ、電流阻止層ｅ Ｐ−ＡｔｙＧａｌ
−ｙＡｓり２ツド屑ｒ Ｐ−Ａ’ｚＧａｌ−１Ａｓ活性
層（ｘ＜ｙ）、およびｎ−”ｚＧａｌ−ｚＡｓクラッド
層（ｘ＜ｚ ）を示し、また（６）は電流阻止Ｎ（２）
を貫通するＶ形の溝、（’ｔ）＃ｉ結晶端面であシ、簡
略化のために基板（１）の下面とｎ形りラフド層（５）
の上面に設けられる電極は省略しである。しかして前記
（２）。
（３） 、（４） 、および（５）の各層の典型的な厚
さは、それぞれに’ Ｉ Ｊｉｍ 、 ０．４４ｍ 、
０．１ ｆｉｍ 、および３４ｍである。
さは、それぞれに’ Ｉ Ｊｉｍ 、 ０．４４ｍ 、
０．１ ｆｉｍ 、および３４ｍである。
この従来溶成での動作としては、まず基板（１１側を正
、ｎ形りラフド層（５）側を負にして電圧を印加すると
、基板（１）から流入した電流社、電流阻止層（２）と
ｐ形りラフド層（３）との界面の、逆バイアスされたｐ
−ｎ接合によって、■溝（６）の部分に狭搾される。そ
してｐ形りラフド層（３）が薄く、活性層（４）と電流
阻止層（２）との間隔が小さいためＫｓｖ溝（６）を通
った電流は大きく広がらすに１活性層（４）を通過して
ｎ形りラフド層（５）に入シ、活性層（４）のＶ溝（６
）上方に位置する部分に対して、ｎ形りラフド層（５）
から注入された電子が、活性層（４）内で放射再結合さ
れて発光する。この光は電流阻止層（２）で吸収されて
損失を受けるために、ｐ形りラフド層（３）が゛厚くな
った■溝（６）の中央部では損失が小さく、結果として
Ｖｉ（６）の上方に位置する部分の実効的屈折率が周辺
よシも大きくなシ、光はこの屈折率分布により導波され
、２つの結晶端面（力、（７）によって構成される共振
器内で増幅され、レーザ発振に至るものである。
、ｎ形りラフド層（５）側を負にして電圧を印加すると
、基板（１）から流入した電流社、電流阻止層（２）と
ｐ形りラフド層（３）との界面の、逆バイアスされたｐ
−ｎ接合によって、■溝（６）の部分に狭搾される。そ
してｐ形りラフド層（３）が薄く、活性層（４）と電流
阻止層（２）との間隔が小さいためＫｓｖ溝（６）を通
った電流は大きく広がらすに１活性層（４）を通過して
ｎ形りラフド層（５）に入シ、活性層（４）のＶ溝（６
）上方に位置する部分に対して、ｎ形りラフド層（５）
から注入された電子が、活性層（４）内で放射再結合さ
れて発光する。この光は電流阻止層（２）で吸収されて
損失を受けるために、ｐ形りラフド層（３）が゛厚くな
った■溝（６）の中央部では損失が小さく、結果として
Ｖｉ（６）の上方に位置する部分の実効的屈折率が周辺
よシも大きくなシ、光はこの屈折率分布により導波され
、２つの結晶端面（力、（７）によって構成される共振
器内で増幅され、レーザ発振に至るものである。
しかし乍らこの構成による従来の内部ストライプレーザ
は、結晶端面（力において、光密度の高い発光部が活性
層（４）上に位置しているために、端面破壊を生じ易く
、かつ高出力動作が困難であるという不都合があった。
は、結晶端面（力において、光密度の高い発光部が活性
層（４）上に位置しているために、端面破壊を生じ易く
、かつ高出力動作が困難であるという不都合があった。
そしてこれは内部に比較して端面近傍でに光密度が高く
、かつ活性層内での吸収が大きいことに基づいている。
、かつ活性層内での吸収が大きいことに基づいている。
この発明は従来のこのような欠点に鑑み、端面近傍で活
性層の位置をずらし、光が光吸収の少ないクラッド層を
通過して放射される構造とし、これによって端面破壊の
防止、ひいては高出力動作を可能にしたものである。
性層の位置をずらし、光が光吸収の少ないクラッド層を
通過して放射される構造とし、これによって端面破壊の
防止、ひいては高出力動作を可能にしたものである。
以下、この発明に係る内部ストライプレーザの実施例に
つき、第２図（ＩＬ）〜（ｄ）および第３図（、）〜（
、）を参照して詳細に説明する。
つき、第２図（ＩＬ）〜（ｄ）および第３図（、）〜（
、）を参照して詳細に説明する。
第２図（＆） 、 （ｂ） 、 （ｃ）および（ｄ）は
、第１実施例による平面、正面、、［ｃ−［ｅ断面、お
よびｎｄ−ｉｒｄｖｆｒ面の各模式図、また第３図（ａ
）、（ｂ）、（ｅ）ｌ（ｄ）、および（ｅ）は、第２実
施例による平面、正面、ｍｅ−ＩＨｃ断面。
、第１実施例による平面、正面、、［ｃ−［ｅ断面、お
よびｎｄ−ｉｒｄｖｆｒ面の各模式図、また第３図（ａ
）、（ｂ）、（ｅ）ｌ（ｄ）、および（ｅ）は、第２実
施例による平面、正面、ｍｅ−ＩＨｃ断面。
ＴＩＩｄ−ｍｄ断面、およびＩＩＩｅ−ｍｓ断面の各模
式図であシ、これらの各図において前記第１図（ａ）
、 （ｂ）と同一符号は同一または相当部分を示してい
る。
式図であシ、これらの各図において前記第１図（ａ）
、 （ｂ）と同一符号は同一または相当部分を示してい
る。
まず第１実施例において、符号（８）は前記Ｖ溝（６）
Ｋ連なって結晶端面（７）の近傍に形成される幅の広い
溝部、（９）は同端面近傍の溝部（８）に対応させた前
記活性層（４）の窪み部である。
Ｋ連なって結晶端面（７）の近傍に形成される幅の広い
溝部、（９）は同端面近傍の溝部（８）に対応させた前
記活性層（４）の窪み部である。
この第１実施例構造の形成は、前記従来例の場合と同様
に、基板（１）の電流阻止層（２）に幅の広い溝部（８
）を含むＶｎ（６）をつけたのちに、液相エピタキシー
（ＬＰＥ）法によシ、ｐ形りラフド層（３）、窪み部（
９）を含む活性層（４）、およびｎ形りラフド層（５）
を連続して成長させればよい。すなわち、一般に、溝゛
をつけた結晶上へのＬＰＥ法の施行においては、平坦部
での成長層厚が一定値以上になると、溝部上での成長層
が平坦部と揃って溝部を完全に埋めることができ、この
溝部が埋められる時間は、同溝部の容積によってほぼ決
まるのを利用すればよい。
に、基板（１）の電流阻止層（２）に幅の広い溝部（８
）を含むＶｎ（６）をつけたのちに、液相エピタキシー
（ＬＰＥ）法によシ、ｐ形りラフド層（３）、窪み部（
９）を含む活性層（４）、およびｎ形りラフド層（５）
を連続して成長させればよい。すなわち、一般に、溝゛
をつけた結晶上へのＬＰＥ法の施行においては、平坦部
での成長層厚が一定値以上になると、溝部上での成長層
が平坦部と揃って溝部を完全に埋めることができ、この
溝部が埋められる時間は、同溝部の容積によってほぼ決
まるのを利用すればよい。
この第１実施例においても、従来例と同様にＶ溝（６）
の上方に位置する活性層（４）内で発光し、溝に沿って
活性層（４）内を導波光が伝播する点は同様であるが、
第１実施例では結晶端面（力の近傍の活性層（４）に窪
み部（９）を形成して、活性層位置を急激にずらせであ
るために１内部から結晶端面（７）Ｋ導波されてきた光
は、端面付近に至ってｎ形りラフド層（５）内を直進す
る。ことになる。そしてとの導波光は、さきに従来例で
述べたように、誘導放出にょシ増幅されて端面で光強度
が最高になるために、光吸収が大きいときにはこの光に
よる結晶端面の破壊を生じ易かったのであるが、ｐ−Ａ
ｚＸｃａｌ −ＸＡｌｌ活性層（４）内で放射再結合に
ょヤ生じた光は、この活性層（４）のバンドギャップに
対応した波長を有して、より大きなバンドギャップのｎ
−ＡｔｚＧａｌ−ｚＡｓクラッド層（５ン内では殆んど
吸収を受けないために、この第１実施例構造の場合には
、光強度の高い結晶端面（力付近での光吸収が不さく、
従って端面破壊が防止さ九、ひいては高出方動作を可能
にし得るのである。
の上方に位置する活性層（４）内で発光し、溝に沿って
活性層（４）内を導波光が伝播する点は同様であるが、
第１実施例では結晶端面（力の近傍の活性層（４）に窪
み部（９）を形成して、活性層位置を急激にずらせであ
るために１内部から結晶端面（７）Ｋ導波されてきた光
は、端面付近に至ってｎ形りラフド層（５）内を直進す
る。ことになる。そしてとの導波光は、さきに従来例で
述べたように、誘導放出にょシ増幅されて端面で光強度
が最高になるために、光吸収が大きいときにはこの光に
よる結晶端面の破壊を生じ易かったのであるが、ｐ−Ａ
ｚＸｃａｌ −ＸＡｌｌ活性層（４）内で放射再結合に
ょヤ生じた光は、この活性層（４）のバンドギャップに
対応した波長を有して、より大きなバンドギャップのｎ
−ＡｔｚＧａｌ−ｚＡｓクラッド層（５ン内では殆んど
吸収を受けないために、この第１実施例構造の場合には
、光強度の高い結晶端面（力付近での光吸収が不さく、
従って端面破壊が防止さ九、ひいては高出方動作を可能
にし得るのである。
またこの第１実施例構造では、幅の広い溝部（８）を通
過する電流は発振に寄与せずに発振しきい値電流の増大
をもたらすが、これを避けるためＫは、第２実施例にみ
られるように１幅の広い溝部（８）よルも広い範囲に亘
って、厚い電流阻止領域ＤＩを形成して、同溝部（８）
が基板（１）に接続されない構造にすればよい。
過する電流は発振に寄与せずに発振しきい値電流の増大
をもたらすが、これを避けるためＫは、第２実施例にみ
られるように１幅の広い溝部（８）よルも広い範囲に亘
って、厚い電流阻止領域ＤＩを形成して、同溝部（８）
が基板（１）に接続されない構造にすればよい。
なお、前記第１．第２各実施例においては、何れも幅の
広い溝部を形成しているが、深い溝部を形成して溝の断
面積を変化させるようにしてもよく、またここではＡＬ
Ｇ、Ａ、／Ｇ、ＬＡ、結晶の場合について述べたが、他
の半導体結晶からなる内部ストライプレーザであっても
同様の効果が得られることは勿論である。
広い溝部を形成しているが、深い溝部を形成して溝の断
面積を変化させるようにしてもよく、またここではＡＬ
Ｇ、Ａ、／Ｇ、ＬＡ、結晶の場合について述べたが、他
の半導体結晶からなる内部ストライプレーザであっても
同様の効果が得られることは勿論である。
以上詳述したようにこの発明によれば、内部ストライプ
レーザにおいて、共振器を形成している２つの結晶端面
の少なくとも一方の近傍で、ストライプ溝の断面積を変
化させ、同部分での活性層の位置を変位させるようＶＣ
，＠成したので、端面破壊の防止、従って高出力動作が
可能になシ、また端面保護膜とか端面埋込み部を別途形
成する必要がないなどの特長を有するものである。
レーザにおいて、共振器を形成している２つの結晶端面
の少なくとも一方の近傍で、ストライプ溝の断面積を変
化させ、同部分での活性層の位置を変位させるようＶＣ
，＠成したので、端面破壊の防止、従って高出力動作が
可能になシ、また端面保護膜とか端面埋込み部を別途形
成する必要がないなどの特長を有するものである。
第１図（Ｉｋ） 、 （ｂ）は従来例による内部ストラ
イプレーザを示す平面、正面模式図、第２図（ａ）、（
ｂ）、（ｅ） 。 （ｄ）はこの発明の第１実施例による内部ストライプレ
ーザを示す平面、正面、Ｈｅ−Ｈｃ断面、ｎｄ−ｎｄ断
面模式図、第３図（−） 、 （ｂ）、 （ｃ）、（ｄ
）、 （ｅ）は同上第２実施例を示す平面、正面、■ｅ
−Ｉｌｌ ｅ断面、■ｄ−１ｄ断面、ｍｅ−ＩｒＩｅ
断面模式図である。 （１）・・・・第１導電形の基板、（２）・・・・第２
導電形の電流阻止層、（３）・・・・第１導電形のクラ
ッド層、（４）・・・・活性層、（５）・・・・第２導
電形のクラッド層、（６）・・・・電流阻止層を貫通す
る溝、（７）・・・・結晶端面、（８）・・・・断面積
を変化させた溝部、（９）・・・・活性層の窪み部（位
置変位させた活性層）。 特許出願人 工業技術院長 川 １）裕 部第１図 第２図 （Ｃ） 第３図 ７ （ｂ） （Ｃ） （ｄ）
イプレーザを示す平面、正面模式図、第２図（ａ）、（
ｂ）、（ｅ） 。 （ｄ）はこの発明の第１実施例による内部ストライプレ
ーザを示す平面、正面、Ｈｅ−Ｈｃ断面、ｎｄ−ｎｄ断
面模式図、第３図（−） 、 （ｂ）、 （ｃ）、（ｄ
）、 （ｅ）は同上第２実施例を示す平面、正面、■ｅ
−Ｉｌｌ ｅ断面、■ｄ−１ｄ断面、ｍｅ−ＩｒＩｅ
断面模式図である。 （１）・・・・第１導電形の基板、（２）・・・・第２
導電形の電流阻止層、（３）・・・・第１導電形のクラ
ッド層、（４）・・・・活性層、（５）・・・・第２導
電形のクラッド層、（６）・・・・電流阻止層を貫通す
る溝、（７）・・・・結晶端面、（８）・・・・断面積
を変化させた溝部、（９）・・・・活性層の窪み部（位
置変位させた活性層）。 特許出願人 工業技術院長 川 １）裕 部第１図 第２図 （Ｃ） 第３図 ７ （ｂ） （Ｃ） （ｄ）
Claims (1)
- 第１導電形の半導体結晶基板と、この基板上に形成され
た第２導電形の電流阻止層と、この電流阻止層を貫通す
る溝と、この溝を埋めて前記電流阻止層上に形成された
第１導電形のクラッド層と、とのり”ラッド層上に形成
されて、そのバンドギャップより小さいバンドギャップ
をもつ活性層と、この活性層上に形成されて、そのバン
ドギャップよシ大きいバンドギャップをもつ第２導電形
のクラッド層とを備えた半導体レーザにおいて、共振器
を形成する２つの結晶端面の少なくとも一方の近傍で、
前記溝の断面積を変化させ、同部分での前記活性層の位
置を変位させたことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16654083A JPS6058689A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16654083A JPS6058689A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6058689A true JPS6058689A (ja) | 1985-04-04 |
| JPH0434316B2 JPH0434316B2 (ja) | 1992-06-05 |
Family
ID=15833170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16654083A Granted JPS6058689A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6058689A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0302732A2 (en) * | 1987-08-04 | 1989-02-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor laser device |
-
1983
- 1983-09-12 JP JP16654083A patent/JPS6058689A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0302732A2 (en) * | 1987-08-04 | 1989-02-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | A semiconductor laser device |
| US4926431A (en) * | 1987-08-04 | 1990-05-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device which is stable for a long period of time |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0434316B2 (ja) | 1992-06-05 |
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