JP3468612B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JP3468612B2 JP3468612B2 JP14585695A JP14585695A JP3468612B2 JP 3468612 B2 JP3468612 B2 JP 3468612B2 JP 14585695 A JP14585695 A JP 14585695A JP 14585695 A JP14585695 A JP 14585695A JP 3468612 B2 JP3468612 B2 JP 3468612B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- width
- semiconductor laser
- face
- light
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザの構造に係
り、特に、光通信システム、光情報システムにおける高
出力半導体レーザ及び低コスト半導体レーザなど、共振
器方向にストライプ幅が変化する構造を有する半導体レ
ーザに関する。
り、特に、光通信システム、光情報システムにおける高
出力半導体レーザ及び低コスト半導体レーザなど、共振
器方向にストライプ幅が変化する構造を有する半導体レ
ーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、光ディスクや光磁気ディスクの書
き込み用として高出力高信頼半導体レーザが求められて
いる。また、光伝送システムで中継器あるいは受信器に
用いられる希土類添加光ファイバ増幅器励起用光源とし
て高出力高信頼０．９８μｍ帯半導体レーザが盛んに研
究されている。さらに、低コスト化を目的としてパッシ
ブアライメントが可能な半導体レーザが研究されてい
る。これらの半導体レーザには安定な基本モードで動作
し且つ光出射端面で広い光スポットサイズを有すること
が要求される。半導体レーザでは共振器方向に実効的に
屈折率の高い領域をストライプ状に設けることにより横
モード制御を行っている。このストライプと呼ばれる領
域の幅は一般的に共振器方向に沿って一定である。とこ
ろで、安定な横モード特性を得るためにはこのストライ
プ幅を狭くする必要がある。一方、広い光スポットを実
現するためにはストライプ幅を広くすることが有効な方
法である。この２つの相反する要求を満たすために共振
器方向にストライプ幅を変化させた構造が報告されてい
る。たとえば、ＳＰＩＥ ｖｏｌ．８９３、７９ページ
に記載のＫｅｎｊｉ ＩＫＥＤＡらによる報告があげら
れる。
き込み用として高出力高信頼半導体レーザが求められて
いる。また、光伝送システムで中継器あるいは受信器に
用いられる希土類添加光ファイバ増幅器励起用光源とし
て高出力高信頼０．９８μｍ帯半導体レーザが盛んに研
究されている。さらに、低コスト化を目的としてパッシ
ブアライメントが可能な半導体レーザが研究されてい
る。これらの半導体レーザには安定な基本モードで動作
し且つ光出射端面で広い光スポットサイズを有すること
が要求される。半導体レーザでは共振器方向に実効的に
屈折率の高い領域をストライプ状に設けることにより横
モード制御を行っている。このストライプと呼ばれる領
域の幅は一般的に共振器方向に沿って一定である。とこ
ろで、安定な横モード特性を得るためにはこのストライ
プ幅を狭くする必要がある。一方、広い光スポットを実
現するためにはストライプ幅を広くすることが有効な方
法である。この２つの相反する要求を満たすために共振
器方向にストライプ幅を変化させた構造が報告されてい
る。たとえば、ＳＰＩＥ ｖｏｌ．８９３、７９ページ
に記載のＫｅｎｊｉ ＩＫＥＤＡらによる報告があげら
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図３にＫｅｎｊｉ Ｉ
ＫＥＤＡらにより報告されたストライプ構造を示す。ス
トライプ幅は共振器方向に直線的に増加している。とこ
ろが、このような方法によりストライプ幅を共振器方向
に変化させるとストライプ幅の変化に伴う横モード変換
をスムーズに行うことができない。このため、変換時に
モード損失が生じたり、また、モード変換不良に帰因す
る活性層水平方向の遠視野像のサイドピーク発生等横モ
ードが不安定となり、実用には不適であった。
ＫＥＤＡらにより報告されたストライプ構造を示す。ス
トライプ幅は共振器方向に直線的に増加している。とこ
ろが、このような方法によりストライプ幅を共振器方向
に変化させるとストライプ幅の変化に伴う横モード変換
をスムーズに行うことができない。このため、変換時に
モード損失が生じたり、また、モード変換不良に帰因す
る活性層水平方向の遠視野像のサイドピーク発生等横モ
ードが不安定となり、実用には不適であった。
【０００４】本発明は、ストライプ幅を共振器方向に変
化させる構造を有する半導体レーザにおいて、モード変
換に伴うモード損失が生じず且つ横モードが安定な半導
体レーザを提供することにある。
化させる構造を有する半導体レーザにおいて、モード変
換に伴うモード損失が生じず且つ横モードが安定な半導
体レーザを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、半導体基板
上に光を発生する活性層と光を閉じ込める半導体クラッ
ド層と発生した光からレーザ光を得るための共振器構造
と共振器方向に沿ってストライプ状に他の部分よりも実
効屈折率の高い領域を有する半導体レーザ装置におい
て、上記実効屈折率の高い領域の幅が共振器方向に沿っ
て変化し、且つその幅の共振器方向の１次微分が共振器
方向で連続であり変曲点を有さずに変化する半導体レー
ザ装置において達成される。また、上記目的は、実効屈
折率の高い領域の幅を共振器方向に沿って指数関数に従
って変化させることにより達成される。さらに、実効屈
折率の高い領域の幅が共振器方向に沿って指数関数に従
って変化し、且つ端面近傍では上記実効屈折率の高い領
域の幅が一定である場合に達成される。特に、この実効
屈折率の高い領域の幅が一定である部分が１００μｍ以
下である場合に達成される。さらに、上記目的は、これ
らの半導体レーザ装置を用いた半導体レーザモジュール
において効果が著しい。また、上記目的は発振波長０．
９μｍから１．１μｍの半導体レーザ装置において、上
記実効屈折率の高い領域の幅が共振器内部で一定で且つ
端面では上記実効屈折率の高い領域の幅が共振器内部よ
りも１μｍ以上広く且つ上記実効屈折率の高い領域の幅
が変化する長さが６０μｍ以上２００μｍ以下である場
合に達成される。
上に光を発生する活性層と光を閉じ込める半導体クラッ
ド層と発生した光からレーザ光を得るための共振器構造
と共振器方向に沿ってストライプ状に他の部分よりも実
効屈折率の高い領域を有する半導体レーザ装置におい
て、上記実効屈折率の高い領域の幅が共振器方向に沿っ
て変化し、且つその幅の共振器方向の１次微分が共振器
方向で連続であり変曲点を有さずに変化する半導体レー
ザ装置において達成される。また、上記目的は、実効屈
折率の高い領域の幅を共振器方向に沿って指数関数に従
って変化させることにより達成される。さらに、実効屈
折率の高い領域の幅が共振器方向に沿って指数関数に従
って変化し、且つ端面近傍では上記実効屈折率の高い領
域の幅が一定である場合に達成される。特に、この実効
屈折率の高い領域の幅が一定である部分が１００μｍ以
下である場合に達成される。さらに、上記目的は、これ
らの半導体レーザ装置を用いた半導体レーザモジュール
において効果が著しい。また、上記目的は発振波長０．
９μｍから１．１μｍの半導体レーザ装置において、上
記実効屈折率の高い領域の幅が共振器内部で一定で且つ
端面では上記実効屈折率の高い領域の幅が共振器内部よ
りも１μｍ以上広く且つ上記実効屈折率の高い領域の幅
が変化する長さが６０μｍ以上２００μｍ以下である場
合に達成される。
【０００６】
【作用】以下、本発明の作用について説明する。
【０００７】はじめに、共振器方向のストライプ幅変化
について述べる。まず、高出力高信頼レーザの実現につ
いて述べる。高出力動作を制限する主要因はキンクの発
生である。キンクはビームシフトまたは高次モードの発
振開始により発生する。いずれの場合においても実用上
問題となる。これらのキンクは光密度が大きいストライ
プ中央部のキャリア密度が周辺部と比較して減少するこ
とによりストライプ内部の利得分布が周辺部で大きくな
るために起こる。従って、キンク発生光出力を増大させ
るためにはキャリアの拡散長に対して光分布が小さくな
るように導波路を形成すればよい。すなわち、ストライ
プ幅を狭くすることが有効である。一方、高出力動作時
の素子劣化原因は端面部における高光密度部の結晶の溶
融である。これをＣＯＤ（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ
Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｍａｇｅ）劣化と呼ぶ。このＣＯ
Ｄ劣化を抑制するためには、端面における動作光密度を
低減すればよい。すなわち、光スポットサイズを拡大す
ればよい。このためには、ストライプ幅を広くすること
が有効である。このように、高出力高信頼レーザを実現
するためには以上で述べた相反する条件を満足させなけ
ればならない。このため、高光密度が問題となる前面で
広ストライプとし光スポットを広げることにより光密度
の低減を図り、光密度が比較的小さい後端面を狭ストラ
イプとすることにより横モードの安定化を図るといった
共振器方向にストライプ幅が変化する構造は高出力高信
頼レーザを実現するためには有効な方法である。また、
横モードをきめる素子内部でストライプ幅を狭くし、高
光密度が問題となる端面部でストライプ幅を広くするこ
とは別の有効な方法である。このとき、端面部でのスト
ライプ幅は素子内部と比較して１μｍ以上広くすること
により十分な効果が得られる。次に、低コスト化を目的
としたパッシブアライメントが可能な半導体レーザにつ
いて述べる。現在、半導体レーザを用いてモジュールを
作製する際、光ファイバとアライメントを行うときには
軸ずれ許容度が約１μｍと小さいため半導体レーザを動
作させながら光軸調整を行う。この工程を省くことによ
り大幅な低コスト化をはかることができる。すなわち、
半導体レーザを動作させることなく光ファイバとのアラ
イメントを行うことにより低コスト化を実現できる。こ
のため、軸ずれ許容度を約１０μｍ程度に大きくする必
要がある。半導体レーザに対してはその光出射端面での
スポットサイズを約１０μｍにすることが要求される。
このためのアプローチとしてリッジ導波路構造を有する
レーザについて端面でのストライプ幅を１．５μｍ以下
と極端に狭くする方法がある。この方法によるとストラ
イプ幅が狭くなることにより光電界分布が大きくストラ
イプの外側にしみ出すため実効的にリッジの外側の低屈
折率の部分により光電界分布が大きく基板側に押し出さ
れる形となりスポットサイズの拡大を図ることができ
る。この方法ではストライプ幅が小さい部分では光の活
性層への閉じ込め係数が小さくなるため共振器内全てを
同一の狭ストライプ構造にするとしきい値電流の上昇を
招き、素子特性を劣化させる。したがって、素子の光出
射端面ではストライプ幅を狭く、それ以外の部分ではス
トライプ幅を広くすることが望ましい。以上のように、
高出力高信頼レーザ及び低コスト化を目的としたパッシ
ブアライメントが可能な半導体レーザの実現の際に、共
振器方向にストライプ幅が変化する構造はきわめて有効
であることがわかる。
について述べる。まず、高出力高信頼レーザの実現につ
いて述べる。高出力動作を制限する主要因はキンクの発
生である。キンクはビームシフトまたは高次モードの発
振開始により発生する。いずれの場合においても実用上
問題となる。これらのキンクは光密度が大きいストライ
プ中央部のキャリア密度が周辺部と比較して減少するこ
とによりストライプ内部の利得分布が周辺部で大きくな
るために起こる。従って、キンク発生光出力を増大させ
るためにはキャリアの拡散長に対して光分布が小さくな
るように導波路を形成すればよい。すなわち、ストライ
プ幅を狭くすることが有効である。一方、高出力動作時
の素子劣化原因は端面部における高光密度部の結晶の溶
融である。これをＣＯＤ（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ
Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｍａｇｅ）劣化と呼ぶ。このＣＯ
Ｄ劣化を抑制するためには、端面における動作光密度を
低減すればよい。すなわち、光スポットサイズを拡大す
ればよい。このためには、ストライプ幅を広くすること
が有効である。このように、高出力高信頼レーザを実現
するためには以上で述べた相反する条件を満足させなけ
ればならない。このため、高光密度が問題となる前面で
広ストライプとし光スポットを広げることにより光密度
の低減を図り、光密度が比較的小さい後端面を狭ストラ
イプとすることにより横モードの安定化を図るといった
共振器方向にストライプ幅が変化する構造は高出力高信
頼レーザを実現するためには有効な方法である。また、
横モードをきめる素子内部でストライプ幅を狭くし、高
光密度が問題となる端面部でストライプ幅を広くするこ
とは別の有効な方法である。このとき、端面部でのスト
ライプ幅は素子内部と比較して１μｍ以上広くすること
により十分な効果が得られる。次に、低コスト化を目的
としたパッシブアライメントが可能な半導体レーザにつ
いて述べる。現在、半導体レーザを用いてモジュールを
作製する際、光ファイバとアライメントを行うときには
軸ずれ許容度が約１μｍと小さいため半導体レーザを動
作させながら光軸調整を行う。この工程を省くことによ
り大幅な低コスト化をはかることができる。すなわち、
半導体レーザを動作させることなく光ファイバとのアラ
イメントを行うことにより低コスト化を実現できる。こ
のため、軸ずれ許容度を約１０μｍ程度に大きくする必
要がある。半導体レーザに対してはその光出射端面での
スポットサイズを約１０μｍにすることが要求される。
このためのアプローチとしてリッジ導波路構造を有する
レーザについて端面でのストライプ幅を１．５μｍ以下
と極端に狭くする方法がある。この方法によるとストラ
イプ幅が狭くなることにより光電界分布が大きくストラ
イプの外側にしみ出すため実効的にリッジの外側の低屈
折率の部分により光電界分布が大きく基板側に押し出さ
れる形となりスポットサイズの拡大を図ることができ
る。この方法ではストライプ幅が小さい部分では光の活
性層への閉じ込め係数が小さくなるため共振器内全てを
同一の狭ストライプ構造にするとしきい値電流の上昇を
招き、素子特性を劣化させる。したがって、素子の光出
射端面ではストライプ幅を狭く、それ以外の部分ではス
トライプ幅を広くすることが望ましい。以上のように、
高出力高信頼レーザ及び低コスト化を目的としたパッシ
ブアライメントが可能な半導体レーザの実現の際に、共
振器方向にストライプ幅が変化する構造はきわめて有効
であることがわかる。
【０００８】次に、高効率で且つモード変換損失無く共
振器方向にストライプ幅を変化させる方法について述べ
る。ストライプ内に導波されている光電界分布Ｅ（ｘ，
ｙ，ｚ）は以下の式に従う。
振器方向にストライプ幅を変化させる方法について述べ
る。ストライプ内に導波されている光電界分布Ｅ（ｘ，
ｙ，ｚ）は以下の式に従う。
【０００９】Ｅ（ｘ，ｙ，ｚ）＝Ｘ（ｘ，ｚ）Ｙ（ｙ）
ｅｘｐ（ｉ（ωｔ−βｚ）） ここで、ωは角周波数を、βは伝搬定数を表している。
また、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ活性層に水平方向、垂直方
向、共振器方向を示している。この式で示すように光電
界分布は共振器方向に指数関数で分布していることがわ
かる。ストライプ幅の変化に帰因した光電界分布の変化
はＸ（ｘ，ｚ）中に表される。Ｘ（ｘ，ｚ）のｚ方向依
存性は主にストライプ幅の変化に依存するため、ストラ
イプ幅の変化を指数関数とすることにより共振器方向に
モードをなめらかに変化させることができる。
ｅｘｐ（ｉ（ωｔ−βｚ）） ここで、ωは角周波数を、βは伝搬定数を表している。
また、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ活性層に水平方向、垂直方
向、共振器方向を示している。この式で示すように光電
界分布は共振器方向に指数関数で分布していることがわ
かる。ストライプ幅の変化に帰因した光電界分布の変化
はＸ（ｘ，ｚ）中に表される。Ｘ（ｘ，ｚ）のｚ方向依
存性は主にストライプ幅の変化に依存するため、ストラ
イプ幅の変化を指数関数とすることにより共振器方向に
モードをなめらかに変化させることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜２、４〜８を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００１１】［実施例１］本発明の第１の実施例を図１
〜２を用いて説明する。本実施例は、本発明を光伝送シ
ステムで中継器あるいは受信器に用いられる希土類添加
光ファイバ増幅器励起用０．９８μｍ帯高出力半導体レ
ーザに適用したものである。図１はストライプ構造を、
図２（ａ）は、断面構造を、図２（ｂ）は活性層の拡大
図を示している。次に、素子の作製方法について述べ
る。ｎ−ＧａＡｓ基板１上にＧａＡｓバッファ層２、Ｇ
ａＡｓ基板に格子整合したｎ−ＩｎＧａＰクラッド層
３、Ｉｎ（１−ｘ）Ｇａ（ｘ）Ａｓ（ｙ）Ｐ（１−ｙ）
障壁層（ｘ＝０．８２、ｙ＝０．６３、障壁層厚３５ｎ
ｍ）１３及び１５とＩｎ（ｚ）Ｇａ（１−ｚ）Ａｓ歪量
子井戸層（ｚ＝０．１６、井戸層厚７ｎｍ）１４から構
成される歪量子井戸活性層４、ＧａＡｓ基板に格子整合
したｐ−ＩｎＧａＰクラッド層５、ｐ−ＧａＡｓ光導波
路層６、ＧａＡｓに格子整合したｐ−ＩｎＧａＰクラッ
ド層７、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８をＭＯＶＰＥ法、ま
たはガスソースＭＢＥ法、またはＣＢＥ法により順次形
成する。次に、酸化膜をマスクに、ホトエッチング工程
により図２（ａ）に示すようなリッジを形成する。この
ときのエッチングはウエット、ＲＩＥ、ＲＩＢＥ、イオ
ンミリング等、方法を問わない。また、マスクとなる酸
化膜は図１で示した形状をしている。エッチングはｐ−
ＧａＡｓ光導波路層６を完全に除去し、且つ歪量子井戸
活性層４に達しないようにｐ−ＩｎＧａＰクラッド層５
の途中で止まるようにする。次に、エッチングマスクと
して用いた酸化膜を選択成長のマスクとして、図２
（ａ）に示すようにｎ−ＩｎＧａＰ電流狭窄層９をＭＯ
ＶＰＥ法により選択成長する。その後成長炉からウエフ
ァを取りだし、選択成長マスクとして用いた酸化膜をエ
ッチングにより除去する。その後、ｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層１０をＭＯＶＰＥ法またはＭＢＥ法により形成す
る。ｐ側電極１１、ｎ側電極１２を形成した後、劈開法
により共振器長約９００μmのレーザ素子を得た。この
後、素子の前面（ｗｓ（Ｌ）側）にλ／４（λ：発振波
長）の厚みのＡｌ２Ｏ３による低反射膜を、素子の後面
（ｗｓ（０）側）にＳｉＯ２とａ−Ｓｉからなる４層膜
による高反射膜を形成した。その後、素子を接合面を下
にして、ヒートシンク上にボンディングした。試作した
素子は、しきい値電流約１０ｍＡで室温連続発振し、そ
の発振波長は約０．９８μｍであった。また、素子は６
００ｍＷまで安定に横単一モード発振した。このときの
遠視野像にはサイドピークは見られなかった。また、光
出力を増加させても端面劣化は起こらず、最大光出力８
００ｍＷは熱飽和により制限された。また、３０素子に
ついて環境温度８０℃の条件下で２００ｍＷ定光出力連
続駆動させたところ、初期駆動電流は約２５０ｍＡであ
り、全ての素子で１０万時間以上安定に動作した。
〜２を用いて説明する。本実施例は、本発明を光伝送シ
ステムで中継器あるいは受信器に用いられる希土類添加
光ファイバ増幅器励起用０．９８μｍ帯高出力半導体レ
ーザに適用したものである。図１はストライプ構造を、
図２（ａ）は、断面構造を、図２（ｂ）は活性層の拡大
図を示している。次に、素子の作製方法について述べ
る。ｎ−ＧａＡｓ基板１上にＧａＡｓバッファ層２、Ｇ
ａＡｓ基板に格子整合したｎ−ＩｎＧａＰクラッド層
３、Ｉｎ（１−ｘ）Ｇａ（ｘ）Ａｓ（ｙ）Ｐ（１−ｙ）
障壁層（ｘ＝０．８２、ｙ＝０．６３、障壁層厚３５ｎ
ｍ）１３及び１５とＩｎ（ｚ）Ｇａ（１−ｚ）Ａｓ歪量
子井戸層（ｚ＝０．１６、井戸層厚７ｎｍ）１４から構
成される歪量子井戸活性層４、ＧａＡｓ基板に格子整合
したｐ−ＩｎＧａＰクラッド層５、ｐ−ＧａＡｓ光導波
路層６、ＧａＡｓに格子整合したｐ−ＩｎＧａＰクラッ
ド層７、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８をＭＯＶＰＥ法、ま
たはガスソースＭＢＥ法、またはＣＢＥ法により順次形
成する。次に、酸化膜をマスクに、ホトエッチング工程
により図２（ａ）に示すようなリッジを形成する。この
ときのエッチングはウエット、ＲＩＥ、ＲＩＢＥ、イオ
ンミリング等、方法を問わない。また、マスクとなる酸
化膜は図１で示した形状をしている。エッチングはｐ−
ＧａＡｓ光導波路層６を完全に除去し、且つ歪量子井戸
活性層４に達しないようにｐ−ＩｎＧａＰクラッド層５
の途中で止まるようにする。次に、エッチングマスクと
して用いた酸化膜を選択成長のマスクとして、図２
（ａ）に示すようにｎ−ＩｎＧａＰ電流狭窄層９をＭＯ
ＶＰＥ法により選択成長する。その後成長炉からウエフ
ァを取りだし、選択成長マスクとして用いた酸化膜をエ
ッチングにより除去する。その後、ｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層１０をＭＯＶＰＥ法またはＭＢＥ法により形成す
る。ｐ側電極１１、ｎ側電極１２を形成した後、劈開法
により共振器長約９００μmのレーザ素子を得た。この
後、素子の前面（ｗｓ（Ｌ）側）にλ／４（λ：発振波
長）の厚みのＡｌ２Ｏ３による低反射膜を、素子の後面
（ｗｓ（０）側）にＳｉＯ２とａ−Ｓｉからなる４層膜
による高反射膜を形成した。その後、素子を接合面を下
にして、ヒートシンク上にボンディングした。試作した
素子は、しきい値電流約１０ｍＡで室温連続発振し、そ
の発振波長は約０．９８μｍであった。また、素子は６
００ｍＷまで安定に横単一モード発振した。このときの
遠視野像にはサイドピークは見られなかった。また、光
出力を増加させても端面劣化は起こらず、最大光出力８
００ｍＷは熱飽和により制限された。また、３０素子に
ついて環境温度８０℃の条件下で２００ｍＷ定光出力連
続駆動させたところ、初期駆動電流は約２５０ｍＡであ
り、全ての素子で１０万時間以上安定に動作した。
【００１２】［実施例２］本発明の第２の実施例を図４
及び５を用いて説明する。本実施例は、光ディスクや光
磁気ディスクの書き込み用として用いられる０．８μｍ
帯高出力半導体レーザに適用したものである。図４
（ａ）は、断面構造を、図４（ｂ）は活性層の拡大図
を、図５はストライプ構造を示している。ここで、本実
施例の場合、ストライプ幅が一定な領域の長さ（Ｌｃ）
は５０μｍである。次に、素子作製方法について述べ
る。ｎ−ＧａＡｓ基板１６上にＧａＡｓバッファ層１
７、ｎ−Ａｌ（ｘ）Ｇａ（１−ｘ）Ａｓクラッド層（ｘ
＝０．５）１８、Ａｌ（ｙ）Ｇａ（１−ｙ）Ａｓ障壁層
（ｙ＝０．３、障壁層厚５ｎｍ）２８とＡｌ（ｚ）Ｇａ
（１−ｚ）Ａｓ量子井戸層（ｚ＝０．１、井戸層厚７ｎ
ｍ）２９、及びＡｌ（ｓ）Ｇａ（１−ｓ）Ａｓ ＳＣＨ
（Ｓｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ Ｈｅｔ
ｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）層（ｓ＝０．３５、層厚１
０ｎｍ）３０とから構成される量子井戸活性層１９、ｐ
−Ａｌ（ｔ）Ｇａ（１−ｔ）Ａｓクラッド層（ｔ＝０．
５）２０、ｐ−Ａｌ（ｕ）Ｇａ（１−ｕ）Ａｓビーム拡
大層（ｕ＝０．３）２１、ｐ−Ａｌ（ｖ）Ｇａ（１−
ｖ）Ａｓクラッド層（ｖ＝０．５５）２２、ｐ−ＧａＡ
ｓキャップ層２３をＭＯＶＰＥ法、またはＭＢＥ法によ
り順次形成する。次に、酸化膜をマスクに、ホトエッチ
ング工程により図４（ａ）に示すようなリッジを形成す
る。このときのエッチングはウエット、ＲＩＥ、ＲＩＢ
Ｅ、イオンミリング等、方法を問わない。また、マスク
となる酸化膜は図５で示した形状をしている。エッチン
グはｐ−Ａｌ（ｕ）Ｇａ（１−ｕ）Ａｓビーム拡大層
（ｕ＝０．３）２１を完全に除去し、且つ量子井戸活性
層１９に達しないようにｐ−Ａｌ（ｔ）Ｇａ（１−ｔ）
Ａｓクラッド層（ｔ＝０．５）２０の途中で止まるよう
にする。次に、エッチングマスクとして用いた酸化膜を
選択成長のマスクとして、図４（ａ）に示すようにｎ−
ＧａＡｓ電流狭窄層２４をＭＯＶＰＥ法により選択成長
する。その後成長炉からウエファを取りだし、選択成長
マスクとして用いた酸化膜をエッチングにより除去す
る。その後、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２５をＭＯＶＰ
Ｅ法またはＭＢＥ法により形成する。ｐ側電極２６、ｎ
側電極２７を形成した後、劈開法により共振器長約６０
０μmのレーザ素子を得た。この後、素子の前面（ｗｓ
（Ｌ）側）にλ／４（λ：発振波長）の厚みのＳｉＯ２
による低反射膜を、素子の後面（ｗｓ（０）側）にＳｉ
Ｏ２とａ−Ｓｉからなる４層膜による高反射膜を形成し
た。その後、素子を接合面を上にして、ヒートシンク上
にボンディングした。試作した素子は、しきい値電流約
１４ｍＡで室温連続発振し、その発振波長は約０．７８
μｍであった。また、素子は３００ｍＷまで安定に横単
一モード発振した。また、最大光出力として５００ｍＷ
以上の光出力を得た。また、３０素子について環境温度
８０℃の条件下で１５０ｍＷ定光出力連続駆動させたと
ころ、初期駆動電流は約２００ｍＡであり、全ての素子
で５万時間以上安定に動作した。
及び５を用いて説明する。本実施例は、光ディスクや光
磁気ディスクの書き込み用として用いられる０．８μｍ
帯高出力半導体レーザに適用したものである。図４
（ａ）は、断面構造を、図４（ｂ）は活性層の拡大図
を、図５はストライプ構造を示している。ここで、本実
施例の場合、ストライプ幅が一定な領域の長さ（Ｌｃ）
は５０μｍである。次に、素子作製方法について述べ
る。ｎ−ＧａＡｓ基板１６上にＧａＡｓバッファ層１
７、ｎ−Ａｌ（ｘ）Ｇａ（１−ｘ）Ａｓクラッド層（ｘ
＝０．５）１８、Ａｌ（ｙ）Ｇａ（１−ｙ）Ａｓ障壁層
（ｙ＝０．３、障壁層厚５ｎｍ）２８とＡｌ（ｚ）Ｇａ
（１−ｚ）Ａｓ量子井戸層（ｚ＝０．１、井戸層厚７ｎ
ｍ）２９、及びＡｌ（ｓ）Ｇａ（１−ｓ）Ａｓ ＳＣＨ
（Ｓｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ Ｈｅｔ
ｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）層（ｓ＝０．３５、層厚１
０ｎｍ）３０とから構成される量子井戸活性層１９、ｐ
−Ａｌ（ｔ）Ｇａ（１−ｔ）Ａｓクラッド層（ｔ＝０．
５）２０、ｐ−Ａｌ（ｕ）Ｇａ（１−ｕ）Ａｓビーム拡
大層（ｕ＝０．３）２１、ｐ−Ａｌ（ｖ）Ｇａ（１−
ｖ）Ａｓクラッド層（ｖ＝０．５５）２２、ｐ−ＧａＡ
ｓキャップ層２３をＭＯＶＰＥ法、またはＭＢＥ法によ
り順次形成する。次に、酸化膜をマスクに、ホトエッチ
ング工程により図４（ａ）に示すようなリッジを形成す
る。このときのエッチングはウエット、ＲＩＥ、ＲＩＢ
Ｅ、イオンミリング等、方法を問わない。また、マスク
となる酸化膜は図５で示した形状をしている。エッチン
グはｐ−Ａｌ（ｕ）Ｇａ（１−ｕ）Ａｓビーム拡大層
（ｕ＝０．３）２１を完全に除去し、且つ量子井戸活性
層１９に達しないようにｐ−Ａｌ（ｔ）Ｇａ（１−ｔ）
Ａｓクラッド層（ｔ＝０．５）２０の途中で止まるよう
にする。次に、エッチングマスクとして用いた酸化膜を
選択成長のマスクとして、図４（ａ）に示すようにｎ−
ＧａＡｓ電流狭窄層２４をＭＯＶＰＥ法により選択成長
する。その後成長炉からウエファを取りだし、選択成長
マスクとして用いた酸化膜をエッチングにより除去す
る。その後、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２５をＭＯＶＰ
Ｅ法またはＭＢＥ法により形成する。ｐ側電極２６、ｎ
側電極２７を形成した後、劈開法により共振器長約６０
０μmのレーザ素子を得た。この後、素子の前面（ｗｓ
（Ｌ）側）にλ／４（λ：発振波長）の厚みのＳｉＯ２
による低反射膜を、素子の後面（ｗｓ（０）側）にＳｉ
Ｏ２とａ−Ｓｉからなる４層膜による高反射膜を形成し
た。その後、素子を接合面を上にして、ヒートシンク上
にボンディングした。試作した素子は、しきい値電流約
１４ｍＡで室温連続発振し、その発振波長は約０．７８
μｍであった。また、素子は３００ｍＷまで安定に横単
一モード発振した。また、最大光出力として５００ｍＷ
以上の光出力を得た。また、３０素子について環境温度
８０℃の条件下で１５０ｍＷ定光出力連続駆動させたと
ころ、初期駆動電流は約２００ｍＡであり、全ての素子
で５万時間以上安定に動作した。
【００１３】［実施例３］本発明の第３の実施例を図
１、６を用いて説明する。本実施例は、低コスト化を目
的としたパッシブアライメントが可能な１．３μｍ帯半
導体レーザに適用したものである。図６は、断面構造
を、また、図１はストライプ構造を示す。次に、素子作
製方法について述べる。ｎ−（１００）ＩｎＰ基板３１
上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層（組成波長１．１０μｍ、層
厚０．０５μｍ）とｎ−ＩｎＰ層（層厚０．０５μｍ）
の１０周期の超格子構造補助導波路層３２、ｎ−ＩｎＰ
スペーサ層３３、ＩｎＧａＡｓＰ井戸層（組成波長１．
３７μｍ、井戸層厚６ｎｍ）とＩｎＧａＡｓＰ障壁層
（組成波長１．１０μｍ、障壁層厚８ｎｍ）からなる７
周期の多重量子井戸活性層３４、ＩｎＧａＡｓＰ上側光
ガイド層（組成波長１．１０μｍ）３５、ｐ−ＩｎＰク
ラッド層３６、ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層３７をＭＯ
ＶＰＥ法により順次形成する。次に、酸化膜をマスク
に、ホトエッチング工程により図６に示すようなリッジ
を形成する。マスクとなる酸化膜は図１で示した形状を
している。ストライプ方向は［０１１］方向とする。こ
のとき、ｐ−ＩｎＰクラッド層３６のエッチングは臭化
水素酸と燐酸の混合液によるウェットエッチングを用い
ることにより図に示すような（１１１）Ａ面を側壁にも
つ逆メサ形状のリッジ導波路を形成することができる。
次に基板全面にシリコン酸化膜３８を形成した後、ポリ
イミド樹脂３９を基板全面に形成する。さらに、リッジ
上面にエッチバック法を用いてシリコン酸化膜窓を形成
する。最後にｐ側電極４０、ｎ側電極４１を形成した
後、劈開法により共振器長約４００μmのレーザ素子を
得た。この後、素子の後面（ｗｓ（Ｌ）側）にＳｉＯ２
とａ−Ｓｉからなる４層膜による高反射膜を形成した。
その後、素子を接合面を上にして、ヒートシンク上にボ
ンディングした。試作した素子は、素子前端面（ｗｓ
（０））のストライプ幅０．５μｍ、素子後端面（ｗｓ
（Ｌ）側）のストライプ幅２．５μｍの素子においてし
きい値電流約１０ｍＡで室温連続発振し、発光効率０．
５３Ｗ／Ａであった。また、素子前端面からのレーザ出
射ビームのスポット径は１０μｍとリッジ幅２．５μｍ
の後端面でのビームスポット径約２．５μｍに比べて４
倍に拡大された。これらのことから、モード変換が損失
無く効率よく行われていることがわかる。このレーザと
コア径１０μｍの単一モードファイバとの結合を光学レ
ンズを用いて行ったところ、結合損失２ｄＢ以下を水
平、垂直方向の位置決め精度±３μｍで実現した。さら
に、このレーザ及びコア径１０μｍの単一モードファイ
バを用いてモジュールを作製したところ、レーザとファ
イバのアライメント時にレーザを駆動させることなく歩
留まり９０％で結合損失２ｄＢ以下のモジュールを得る
ことができた。また、３０素子について環境温度９０℃
の条件下で長期信頼性を評価したところ、全ての素子で
１０万時間以上安定に動作した。
１、６を用いて説明する。本実施例は、低コスト化を目
的としたパッシブアライメントが可能な１．３μｍ帯半
導体レーザに適用したものである。図６は、断面構造
を、また、図１はストライプ構造を示す。次に、素子作
製方法について述べる。ｎ−（１００）ＩｎＰ基板３１
上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層（組成波長１．１０μｍ、層
厚０．０５μｍ）とｎ−ＩｎＰ層（層厚０．０５μｍ）
の１０周期の超格子構造補助導波路層３２、ｎ−ＩｎＰ
スペーサ層３３、ＩｎＧａＡｓＰ井戸層（組成波長１．
３７μｍ、井戸層厚６ｎｍ）とＩｎＧａＡｓＰ障壁層
（組成波長１．１０μｍ、障壁層厚８ｎｍ）からなる７
周期の多重量子井戸活性層３４、ＩｎＧａＡｓＰ上側光
ガイド層（組成波長１．１０μｍ）３５、ｐ−ＩｎＰク
ラッド層３６、ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層３７をＭＯ
ＶＰＥ法により順次形成する。次に、酸化膜をマスク
に、ホトエッチング工程により図６に示すようなリッジ
を形成する。マスクとなる酸化膜は図１で示した形状を
している。ストライプ方向は［０１１］方向とする。こ
のとき、ｐ−ＩｎＰクラッド層３６のエッチングは臭化
水素酸と燐酸の混合液によるウェットエッチングを用い
ることにより図に示すような（１１１）Ａ面を側壁にも
つ逆メサ形状のリッジ導波路を形成することができる。
次に基板全面にシリコン酸化膜３８を形成した後、ポリ
イミド樹脂３９を基板全面に形成する。さらに、リッジ
上面にエッチバック法を用いてシリコン酸化膜窓を形成
する。最後にｐ側電極４０、ｎ側電極４１を形成した
後、劈開法により共振器長約４００μmのレーザ素子を
得た。この後、素子の後面（ｗｓ（Ｌ）側）にＳｉＯ２
とａ−Ｓｉからなる４層膜による高反射膜を形成した。
その後、素子を接合面を上にして、ヒートシンク上にボ
ンディングした。試作した素子は、素子前端面（ｗｓ
（０））のストライプ幅０．５μｍ、素子後端面（ｗｓ
（Ｌ）側）のストライプ幅２．５μｍの素子においてし
きい値電流約１０ｍＡで室温連続発振し、発光効率０．
５３Ｗ／Ａであった。また、素子前端面からのレーザ出
射ビームのスポット径は１０μｍとリッジ幅２．５μｍ
の後端面でのビームスポット径約２．５μｍに比べて４
倍に拡大された。これらのことから、モード変換が損失
無く効率よく行われていることがわかる。このレーザと
コア径１０μｍの単一モードファイバとの結合を光学レ
ンズを用いて行ったところ、結合損失２ｄＢ以下を水
平、垂直方向の位置決め精度±３μｍで実現した。さら
に、このレーザ及びコア径１０μｍの単一モードファイ
バを用いてモジュールを作製したところ、レーザとファ
イバのアライメント時にレーザを駆動させることなく歩
留まり９０％で結合損失２ｄＢ以下のモジュールを得る
ことができた。また、３０素子について環境温度９０℃
の条件下で長期信頼性を評価したところ、全ての素子で
１０万時間以上安定に動作した。
【００１４】［実施例４］本発明の第４の実施例を図
２、７、８を用いて説明する。本実施例は、本発明を光
伝送システムで中継器あるいは受信器に用いられる希土
類添加光ファイバ増幅器励起用０．９８μｍ帯高出力半
導体レーザに適用したものである。図７、８はストライ
プ構造を、図２（ａ）は、断面構造を、図２（ｂ）は活
性層の拡大図を示している。次に、素子の作製方法につ
いて述べる。ｎ−ＧａＡｓ基板１上にＧａＡｓバッファ
層２、ＧａＡｓ基板に格子整合したｎ−ＩｎＧａＰクラ
ッド層３、Ｉｎ（１−ｘ）Ｇａ（ｘ）Ａｓ（ｙ）Ｐ（１
−ｙ）障壁層（ｘ＝０．８２、ｙ＝０．６３、障壁層厚
３５ｎｍ）１３及び１５とＩｎ（ｚ）Ｇａ（１−ｚ）Ａ
ｓ歪量子井戸層（ｚ＝０．１６、井戸層厚７ｎｍ）１４
から構成される歪量子井戸活性層４、ＧａＡｓ基板に格
子整合したｐ−ＩｎＧａＰクラッド層５、ｐ−ＧａＡｓ
光導波路層６、ＧａＡｓに格子整合したｐ−ＩｎＧａＰ
クラッド層７、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８をＭＯＶＰＥ
法、またはガスソースＭＢＥ法、またはＣＢＥ法により
順次形成する。次に、酸化膜をマスクに、ホトエッチン
グ工程により図２（ａ）に示すようなリッジを形成す
る。このときのエッチングはウエット、ＲＩＥ、ＲＩＢ
Ｅ、イオンミリング等、方法を問わない。また、マスク
となる酸化膜は図７または８で示した形状をしている。
エッチングはｐ−ＧａＡｓ光導波路層６を完全に除去
し、且つ歪量子井戸活性層４に達しないようにｐ−Ｉｎ
ＧａＰクラッド層５の途中で止まるようにする。次に、
エッチングマスクとして用いた酸化膜を選択成長のマス
クとして、図２（ａ）に示すようにｎ−ＩｎＧａＰ電流
狭窄層９をＭＯＶＰＥ法により選択成長する。その後成
長炉からウエファを取りだし、選択成長マスクとして用
いた酸化膜をエッチングにより除去する。その後、ｐ−
ＧａＡｓコンタクト層１０をＭＯＶＰＥ法またはＭＢＥ
法により形成する。ｐ側電極１１、ｎ側電極１２を形成
した後、劈開法により共振器長約９００μmのレーザ素
子を得た。このとき、ストライプ幅が変化する領域の長
さ（Ｌｔ）は１００μｍとした。図８で示されたストラ
イプ形状の素子においては、端面近傍でストライプ幅が
一定の領域（Ｌｆ）は５〜２０μｍとした。また、いず
れの場合も、素子内部のストライプ幅（ｗｉ）は２．５
μｍ、端面でのストライプ幅（ｗｆ）は４．５μｍとし
た。この後、素子の前面にλ／４（λ：発振波長）の厚
みのＡｌ２Ｏ３による低反射膜を、素子の後面にＳｉＯ
２とａ−Ｓｉからなる６層膜による高反射膜を形成し
た。その後、素子を接合面を下にして、ヒートシンク上
にボンディングした。試作した素子は、いずれのストラ
イプ形状の場合も、しきい値電流約１０〜１４ｍＡで室
温連続発振し、その発振波長は約０．９８μｍであっ
た。また、素子は５８０ｍＷまで安定に横単一モード発
振した。このときの遠視野像にはサイドピークは見られ
なかった。また、光出力を増加させても端面劣化は起こ
らず、最大光出力８００ｍＷは熱飽和により制限され
た。また、３０素子について環境温度８０℃の条件下で
２００ｍＷ定光出力連続駆動させたところ、初期駆動電
流は約２４０ｍＡであり、全ての素子で１０万時間以上
安定に動作した。
２、７、８を用いて説明する。本実施例は、本発明を光
伝送システムで中継器あるいは受信器に用いられる希土
類添加光ファイバ増幅器励起用０．９８μｍ帯高出力半
導体レーザに適用したものである。図７、８はストライ
プ構造を、図２（ａ）は、断面構造を、図２（ｂ）は活
性層の拡大図を示している。次に、素子の作製方法につ
いて述べる。ｎ−ＧａＡｓ基板１上にＧａＡｓバッファ
層２、ＧａＡｓ基板に格子整合したｎ−ＩｎＧａＰクラ
ッド層３、Ｉｎ（１−ｘ）Ｇａ（ｘ）Ａｓ（ｙ）Ｐ（１
−ｙ）障壁層（ｘ＝０．８２、ｙ＝０．６３、障壁層厚
３５ｎｍ）１３及び１５とＩｎ（ｚ）Ｇａ（１−ｚ）Ａ
ｓ歪量子井戸層（ｚ＝０．１６、井戸層厚７ｎｍ）１４
から構成される歪量子井戸活性層４、ＧａＡｓ基板に格
子整合したｐ−ＩｎＧａＰクラッド層５、ｐ−ＧａＡｓ
光導波路層６、ＧａＡｓに格子整合したｐ−ＩｎＧａＰ
クラッド層７、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８をＭＯＶＰＥ
法、またはガスソースＭＢＥ法、またはＣＢＥ法により
順次形成する。次に、酸化膜をマスクに、ホトエッチン
グ工程により図２（ａ）に示すようなリッジを形成す
る。このときのエッチングはウエット、ＲＩＥ、ＲＩＢ
Ｅ、イオンミリング等、方法を問わない。また、マスク
となる酸化膜は図７または８で示した形状をしている。
エッチングはｐ−ＧａＡｓ光導波路層６を完全に除去
し、且つ歪量子井戸活性層４に達しないようにｐ−Ｉｎ
ＧａＰクラッド層５の途中で止まるようにする。次に、
エッチングマスクとして用いた酸化膜を選択成長のマス
クとして、図２（ａ）に示すようにｎ−ＩｎＧａＰ電流
狭窄層９をＭＯＶＰＥ法により選択成長する。その後成
長炉からウエファを取りだし、選択成長マスクとして用
いた酸化膜をエッチングにより除去する。その後、ｐ−
ＧａＡｓコンタクト層１０をＭＯＶＰＥ法またはＭＢＥ
法により形成する。ｐ側電極１１、ｎ側電極１２を形成
した後、劈開法により共振器長約９００μmのレーザ素
子を得た。このとき、ストライプ幅が変化する領域の長
さ（Ｌｔ）は１００μｍとした。図８で示されたストラ
イプ形状の素子においては、端面近傍でストライプ幅が
一定の領域（Ｌｆ）は５〜２０μｍとした。また、いず
れの場合も、素子内部のストライプ幅（ｗｉ）は２．５
μｍ、端面でのストライプ幅（ｗｆ）は４．５μｍとし
た。この後、素子の前面にλ／４（λ：発振波長）の厚
みのＡｌ２Ｏ３による低反射膜を、素子の後面にＳｉＯ
２とａ−Ｓｉからなる６層膜による高反射膜を形成し
た。その後、素子を接合面を下にして、ヒートシンク上
にボンディングした。試作した素子は、いずれのストラ
イプ形状の場合も、しきい値電流約１０〜１４ｍＡで室
温連続発振し、その発振波長は約０．９８μｍであっ
た。また、素子は５８０ｍＷまで安定に横単一モード発
振した。このときの遠視野像にはサイドピークは見られ
なかった。また、光出力を増加させても端面劣化は起こ
らず、最大光出力８００ｍＷは熱飽和により制限され
た。また、３０素子について環境温度８０℃の条件下で
２００ｍＷ定光出力連続駆動させたところ、初期駆動電
流は約２４０ｍＡであり、全ての素子で１０万時間以上
安定に動作した。
【００１５】なお、上述した実施例の活性層をＳＣＨ層
の組成を段階的に変化させたＧＲＩＮ−ＳＣＨ（Ｇｒａ
ｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ−Ｓｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎ
ｅｍｅｎｔ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）活性層
としてもよい。また、本発明は導波路構造によらないの
で、たとえば、上述した実施例のほかに導波路構造とし
てＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒ
ｅ）構造を用いても良い。また、本発明は材料系にもよ
らないので、上述したＩｎＰ基板上のＩｎＧａＡｓＰ
系、ＧａＡｓ基板上のＩｎＧａＡｓＰ系、ＧａＡｓ基板
上のＡｌＧａＡｓ系のみでなく、ＩｎＰ基板上のＡｌＩ
ｎＧａＡｓＰ系、ＧａＡｓ基板上のＩｎＡｌＧａＰ系等
にも適用できる。さらに、発振波長として上述した０．
９８μｍ帯、０．８μｍ帯、１．３μｍ帯のほか０．６
μｍ帯、１．５５μｍ帯等、半導体レーザで実現できる
全ての波長範囲に適用できることは言うまでもない。
の組成を段階的に変化させたＧＲＩＮ−ＳＣＨ（Ｇｒａ
ｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ−Ｓｅｐａｒａｔｅ Ｃｏｎｆｉｎ
ｅｍｅｎｔ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）活性層
としてもよい。また、本発明は導波路構造によらないの
で、たとえば、上述した実施例のほかに導波路構造とし
てＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒ
ｅ）構造を用いても良い。また、本発明は材料系にもよ
らないので、上述したＩｎＰ基板上のＩｎＧａＡｓＰ
系、ＧａＡｓ基板上のＩｎＧａＡｓＰ系、ＧａＡｓ基板
上のＡｌＧａＡｓ系のみでなく、ＩｎＰ基板上のＡｌＩ
ｎＧａＡｓＰ系、ＧａＡｓ基板上のＩｎＡｌＧａＰ系等
にも適用できる。さらに、発振波長として上述した０．
９８μｍ帯、０．８μｍ帯、１．３μｍ帯のほか０．６
μｍ帯、１．５５μｍ帯等、半導体レーザで実現できる
全ての波長範囲に適用できることは言うまでもない。
【００１６】
【発明の効果】本発明により、ストライプ幅を共振器方
向に変化させる構造を有する半導体レーザにおいて、モ
ード変換に伴うモード損失が生じず且つ横モードが安定
な半導体レーザを実現した。このため、高出力半導体レ
ーザにおいて高信頼化を実現した。さらに、パッシブア
ライメントが可能な半導体レーザを容易な方法で実現し
歩留まり向上、低コスト化を実現した。
向に変化させる構造を有する半導体レーザにおいて、モ
ード変換に伴うモード損失が生じず且つ横モードが安定
な半導体レーザを実現した。このため、高出力半導体レ
ーザにおいて高信頼化を実現した。さらに、パッシブア
ライメントが可能な半導体レーザを容易な方法で実現し
歩留まり向上、低コスト化を実現した。
【００１７】
【図１】本発明によるストライプ構造を示した図。
【図２】本発明による第１の実施例を示した図。
【図３】従来構造によるストライプ構造示した図。
【図４】本発明による第２の実施例を示した図。
【図５】本発明による別のストライプ構造を示した図。
【図６】本発明による第３の実施例を示した図。
【図７】本発明による別のストライプ構造を示した図。
【図８】本発明による別のストライプ構造を示した図。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板、
３ ｎ−ＩｎＧａＰクラッド層、
４ 歪量子井戸活性層、
５ ｐ−ＩｎＧａＰクラッド層、
６ ｐ−ＧａＡｓ光導波路層、
７ ｐ−ＩｎＧａＰクラッド層、
１６ ｎ−ＧａＡｓ基板、
１８ ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、
１９ 量子井戸活性層、
２０ ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、
２１ ｐ−ＡｌＧａＡｓビーム拡大層、
２２ ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、
３１ ｎ−ＩｎＰ基板、
３２ 補助導波路層、
３４ 量子井戸活性層、
３６ ｐ−クラッド層。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 篠田 和典
東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
(72)発明者 魚見 和久
東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
(72)発明者 青木 雅博
東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
(72)発明者 佐藤 宏
東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
(56)参考文献 特開 平５−67845（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−174982（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−23036（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−106686（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−144193（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−140787（ＪＰ，Ａ)
ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑ
ｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
，1992年，28［２］， ｐ．447−458
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ ，1988年，24［18］，ｐ．1182−
1183
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01S 5/00 - 5/50
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板上に光を発生する活性層と光を
閉じ込める半導体クラッド層と発生した光からレーザ光
を得るための共振器構造と共振器方向に沿ってストライ
プ状に他の部分よりも実効屈折率の高い領域を有する半
導体レーザ装置において、上記実効屈折率の高い領域の
幅が共振器方向に沿って指数関数に従って変化し、且つ
その幅の共振器方向の１次微分が共振器方向で連続であ
り変曲点を有さずに変化するものであり、かつ、そのレ
ーザからの光出射端面での前記幅の方が前記光出射端面
とは反対側の端面よりも大きいことを特徴とする半導体
レーザ装置。 - 【請求項２】半導体基板上に光を発生する活性層と光を
閉じ込める半導体クラッド層と発生した光からレーザ光
を得るための共振器構造と共振器方向に沿ってストライ
プ状に他の部分よりも実効屈折率の高い領域を有する半
導体レーザ装置において、上記実効屈折率の高い領域の
幅が共振器方向に沿って指数関数に従って変化し、且つ
端面近傍では上記実効屈折率の高い領域の幅が一定であ
り、かつ、そのレーザからの光出射端面での前記幅の方
が前記光出射端面とは反対側の端面よりも大きいことを
特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14585695A JP3468612B2 (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14585695A JP3468612B2 (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08340147A JPH08340147A (ja) | 1996-12-24 |
| JP3468612B2 true JP3468612B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=15394671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14585695A Expired - Fee Related JP3468612B2 (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3468612B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3885978B2 (ja) * | 1997-01-31 | 2007-02-28 | シャープ株式会社 | 利得結合分布帰還型半導体レーザ装置 |
| US6381380B1 (en) * | 1998-06-24 | 2002-04-30 | The Trustees Of Princeton University | Twin waveguide based design for photonic integrated circuits |
| JP2000312052A (ja) * | 1999-02-23 | 2000-11-07 | Mitsubishi Chemicals Corp | 半導体光デバイス装置 |
| JP2001358405A (ja) * | 2000-06-14 | 2001-12-26 | Nec Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| JP2002076512A (ja) * | 2000-09-05 | 2002-03-15 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ装置及び光システム装置 |
| JP3786054B2 (ja) * | 2001-09-07 | 2006-06-14 | 日本電気株式会社 | 半導体光素子および半導体レーザ |
| JP5261857B2 (ja) | 2001-09-21 | 2013-08-14 | 日本電気株式会社 | 端面発光型半導体レーザおよび半導体レーザ・モジュール |
| JP2005012178A (ja) * | 2003-05-22 | 2005-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ |
| US7301979B2 (en) | 2003-05-22 | 2007-11-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser |
| JP2005209952A (ja) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置およびそれを用いた光ピックアップ装置 |
| JP5715332B2 (ja) | 2009-08-31 | 2015-05-07 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子 |
| JP5323648B2 (ja) * | 2009-11-17 | 2013-10-23 | 古河電気工業株式会社 | 半導体光増幅素子 |
| JP2018085468A (ja) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体レーザ、光源ユニット及びレーザ光照射装置 |
| JP2021073725A (ja) * | 2021-02-02 | 2021-05-13 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体レーザ、光源ユニット及びレーザ光照射装置 |
-
1995
- 1995-06-13 JP JP14585695A patent/JP3468612B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ，１９８８年，２４［１８］，ｐ．１１８２−１１８３ |
| ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ，１９９２年，２８［２］， ｐ．４４７−４５８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08340147A (ja) | 1996-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3468612B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3887174B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| EP0674368A2 (en) | Semiconductor laser devices | |
| JPH05235470A (ja) | レーザダイオード | |
| JPH09307181A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH08330671A (ja) | 半導体光素子 | |
| JP4047358B2 (ja) | 自励発振型半導体レーザ装置 | |
| JP2929990B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2003037331A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| US5065403A (en) | Self-alignment type window semiconductor laser | |
| JP3037111B2 (ja) | 半導体レーザおよび複合半導体レーザ | |
| JP3268958B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3053139B2 (ja) | 歪量子井戸半導体レーザ | |
| JPH0730199A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP2001257431A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH10209553A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JP2723921B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| JPS6237834B2 (ja) | ||
| JP4274393B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP2001148541A (ja) | 半導体発光装置およびその半導体発光装置を励起光源に用いた固体レーザ装置 | |
| JPH07111363A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2000068587A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP3040262B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2954358B2 (ja) | 半導体レーザ及び劈開方法 | |
| JP3115490B2 (ja) | 半導体レーザ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080905 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080905 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090905 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090905 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100905 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100905 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110905 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120905 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130905 Year of fee payment: 10 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |