JPH01184893A - 半導体レーザー - Google Patents
半導体レーザーInfo
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- JPH01184893A JPH01184893A JP378288A JP378288A JPH01184893A JP H01184893 A JPH01184893 A JP H01184893A JP 378288 A JP378288 A JP 378288A JP 378288 A JP378288 A JP 378288A JP H01184893 A JPH01184893 A JP H01184893A
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はレーザービームプリンタ等に用いられる半導体
レーザーに関し、特に、温度変化による波長変動の特性
を補う半導体レーザーに関する。
レーザーに関し、特に、温度変化による波長変動の特性
を補う半導体レーザーに関する。
（従来の技術）
従来の半導体レーザーでは、特性を向上させる目的で非
対称コーティング、すなわち光の出射する反射面には低
反射膜を被覆し、これと反対側の反射面には高反射膜を
被覆して、スレッショルド電流を下げ、かつ外部量子効
率を上げることが行なわれている。しかじなｊ＜ら従来
の非対称コーλ λ ティングは、発振波長λに対し光学的膜厚−や−の膜を
交互に積層した構造が用いられていたたあに、半導体レ
ーザーの発振波長がモードホップ等によって変化しても
反射率はほとんど変化しなかった。
対称コーティング、すなわち光の出射する反射面には低
反射膜を被覆し、これと反対側の反射面には高反射膜を
被覆して、スレッショルド電流を下げ、かつ外部量子効
率を上げることが行なわれている。しかじなｊ＜ら従来
の非対称コーλ λ ティングは、発振波長λに対し光学的膜厚−や−の膜を
交互に積層した構造が用いられていたたあに、半導体レ
ーザーの発振波長がモードホップ等によって変化しても
反射率はほとんど変化しなかった。
（発明が解決しようとする課Ｎ）
半導体レーザーを種々の目的で利用する場合に問題とな
ることの一つに温度による波長変動がある。一般に半導
体レーザーでは、温度が上昇するにつれ、発振波長が長
くなる。例えば、ＧａＡｓ系の半導体レーザーでは１℃
当り３程度度長波長側に発振波長がシフトすることが知
られている。
ることの一つに温度による波長変動がある。一般に半導
体レーザーでは、温度が上昇するにつれ、発振波長が長
くなる。例えば、ＧａＡｓ系の半導体レーザーでは１℃
当り３程度度長波長側に発振波長がシフトすることが知
られている。
かかる特性を有する半導体レーザーを例えば、レーザー
ビームプリンタに用いると、感光体であるドラムに感度
の波長依存性があるため、半導体レーザーの温度変化が
、そのまま画質の劣化につながる。特に、感光体がアモ
ルファスシリコンである場合には、近赤外領域で感度の
波長依存性が大きいため、画質劣化は著しいものとなる
。そのため、使用する半導体レーザーにペルチェ素子等
の恒温装置を取り付けて一定温度で半導体レーザーを駆
動することが行なわれていた。しかしながら、このよう
な恒温装置の価格は高く、しかも形状が大きいのでレー
ザービームプリンター等の低価格化、コンパクト化の障
害となっている。
ビームプリンタに用いると、感光体であるドラムに感度
の波長依存性があるため、半導体レーザーの温度変化が
、そのまま画質の劣化につながる。特に、感光体がアモ
ルファスシリコンである場合には、近赤外領域で感度の
波長依存性が大きいため、画質劣化は著しいものとなる
。そのため、使用する半導体レーザーにペルチェ素子等
の恒温装置を取り付けて一定温度で半導体レーザーを駆
動することが行なわれていた。しかしながら、このよう
な恒温装置の価格は高く、しかも形状が大きいのでレー
ザービームプリンター等の低価格化、コンパクト化の障
害となっている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであ
り、その主たる目的は、半導体レーザー−の温度変化に
よる波長変動を伴なう欠点、例えば、半導体レーザーを
用いた感光性やフォトディテクター等の感度変化を補い
つる半導体レーザーを提供することにある。
り、その主たる目的は、半導体レーザー−の温度変化に
よる波長変動を伴なう欠点、例えば、半導体レーザーを
用いた感光性やフォトディテクター等の感度変化を補い
つる半導体レーザーを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体レーザーは、対向する反射面を存し、あ
る波長領域のレーザー光を発振可能な半導体レーザー発
振体において、一方の反射面に、前記波長領域内の光に
対して、該光の波長が長くなるにしたがい低い反射率を
示す多層膜が被覆され、他方の反射面に、前記波長領域
内の光に対して、該光の波長が長くなるにしたがい高い
反射率を示す多層膜が被覆されていることを特徴として
いる。
る波長領域のレーザー光を発振可能な半導体レーザー発
振体において、一方の反射面に、前記波長領域内の光に
対して、該光の波長が長くなるにしたがい低い反射率を
示す多層膜が被覆され、他方の反射面に、前記波長領域
内の光に対して、該光の波長が長くなるにしたがい高い
反射率を示す多層膜が被覆されていることを特徴として
いる。
半導体レーザーを上記のような構成にすることによって
、多層膜の反射波長領域が７＃端面と後端面とで異なる
ことになる。これにより、非対称コーティングの非対称
度、つまり半導体レーザーの光出射側前端面の反射率Ｒ
ｆと後端面の反射率Ｒｒとの非対称性を波長とともに変
化させて、発振波長が変わったとき、前記光出射側端面
から出謝する光出力を自動的に増減させて、効率的に感
光体等の感光変化を補うことができる。
、多層膜の反射波長領域が７＃端面と後端面とで異なる
ことになる。これにより、非対称コーティングの非対称
度、つまり半導体レーザーの光出射側前端面の反射率Ｒ
ｆと後端面の反射率Ｒｒとの非対称性を波長とともに変
化させて、発振波長が変わったとき、前記光出射側端面
から出謝する光出力を自動的に増減させて、効率的に感
光体等の感光変化を補うことができる。
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の半導体レーザーの一実施例を示す模式
断面図である。
断面図である。
活性層２を有する半導体レーザー１の後端面には順次、
厚さ１６４．６ｎｍのＡＩＬ２０３膜３、厚さ７１．５
ｎｍのＳｉ膜４、厚さ１６４．６ｎｍのＡｎ２ｏ３膜３
、厚さ７１．５ｎｍのＳｉ膜６が順次、すなわち交互に
積層されている。反対側の前端面には、順次、厚さ？１
．７ｎ０１のＡＩＬ２０３膜７、厚さ３１．２ｎｌｌの
Ｓｉ膜８、厚さ７１．７ｎｍのＡｌ１２ｏ３膜９、厚さ
３１．２ｎｍのＳｉ膜ｌＯが交互に積層されている。膜
厚は、そλ れぞれ−多層膜の分光反射率の下がる位置が波長７８０
ｎｍ近傍になるように設定した。つまり、前端面の各層
の膜厚は、周期多層膜による帯域カットフィルターにお
いて、波長７８０止での反射率が約３０％で、かつ、７
８０ｒ＋ｍ付近で波長の増加とともに反射率が低くなる
ように設定した。また、後端面の各層の膜厚は同じく周
期多層膜による帯域カットフィルターにおいて、波長７
８０ｎｍでの反射率が約３０％で、かつ７８０ｎｍ付近
で波長の増加とともに反射率が高くなるように設定した
。なお、各層の作製は半導体レーザー１を２５０ ”Ｃ
に加熱した状態で通常の電子ビーム蒸着により行なった
。上述の多層膜の分光反射率は第２図に示す特性を有す
る。
厚さ１６４．６ｎｍのＡＩＬ２０３膜３、厚さ７１．５
ｎｍのＳｉ膜４、厚さ１６４．６ｎｍのＡｎ２ｏ３膜３
、厚さ７１．５ｎｍのＳｉ膜６が順次、すなわち交互に
積層されている。反対側の前端面には、順次、厚さ？１
．７ｎ０１のＡＩＬ２０３膜７、厚さ３１．２ｎｌｌの
Ｓｉ膜８、厚さ７１．７ｎｍのＡｌ１２ｏ３膜９、厚さ
３１．２ｎｍのＳｉ膜ｌＯが交互に積層されている。膜
厚は、そλ れぞれ−多層膜の分光反射率の下がる位置が波長７８０
ｎｍ近傍になるように設定した。つまり、前端面の各層
の膜厚は、周期多層膜による帯域カットフィルターにお
いて、波長７８０止での反射率が約３０％で、かつ、７
８０ｒ＋ｍ付近で波長の増加とともに反射率が低くなる
ように設定した。また、後端面の各層の膜厚は同じく周
期多層膜による帯域カットフィルターにおいて、波長７
８０ｎｍでの反射率が約３０％で、かつ７８０ｎｍ付近
で波長の増加とともに反射率が高くなるように設定した
。なお、各層の作製は半導体レーザー１を２５０ ”Ｃ
に加熱した状態で通常の電子ビーム蒸着により行なった
。上述の多層膜の分光反射率は第２図に示す特性を有す
る。
第２図から次のことが明らかである。波長７８０ｎｍの
レーザーが発振しているときには、両端面の反射率はほ
ぼ等しく、対称コーティングされた半導体レーザーと同
じ特性を示す。しかしそれより、波長がずれると、非対
称コーティングの性質を示す。即ち、波長が長い方にず
れた時は、前端面側から、短い方にずれた時は後端面側
からより多くの光が出射する。その結果、波長が長くな
ると出力の増えるレーザーが構成できる。
レーザーが発振しているときには、両端面の反射率はほ
ぼ等しく、対称コーティングされた半導体レーザーと同
じ特性を示す。しかしそれより、波長がずれると、非対
称コーティングの性質を示す。即ち、波長が長い方にず
れた時は、前端面側から、短い方にずれた時は後端面側
からより多くの光が出射する。その結果、波長が長くな
ると出力の増えるレーザーが構成できる。
第３図は、上記と同構成の多層膜をリッジ型ＧＲＩ Ｎ
−５ＣＨ−３ＱＷレーザーに被覆して、レーザーが発振
された場合に、その発振波長が変化したときのＡ ＣＣ
３０ｍＡＵ動時の光出力特性を示すグラフである。
−５ＣＨ−３ＱＷレーザーに被覆して、レーザーが発振
された場合に、その発振波長が変化したときのＡ ＣＣ
３０ｍＡＵ動時の光出力特性を示すグラフである。
レーザーの波長が何らかの原因で長波長側にシフトした
時、レーザーの出力が同一、即ち従来の半導体レーザー
の出力特性をとるならばレーザービームプリンタの感光
体の感度はそれによって低下するが、本実施例の半導体
レーザーでは波長が長波長側にシフトすると光出力も増
えるためレーザービームプリンタの感光体の特性を補う
ことができ、むらのない良好な画像を得ることができる
。
時、レーザーの出力が同一、即ち従来の半導体レーザー
の出力特性をとるならばレーザービームプリンタの感光
体の感度はそれによって低下するが、本実施例の半導体
レーザーでは波長が長波長側にシフトすると光出力も増
えるためレーザービームプリンタの感光体の特性を補う
ことができ、むらのない良好な画像を得ることができる
。
第４図は、本発明の第２の実施例を示す模式断面図であ
る。後端面の膜構成は第１図の実施例と同一であるが、
前端面には厚さそれぞれ１０６．３Ｏｍである５ｉ０２
膜１１．１３，１５，１７．１９とおよび、それらの隣
接間にそれぞれ厚さ６４．２ＯｍのＴｉＯ２膜１２．１
４．１６，１８．２０の冬服が配されるように、電子ビ
ーム蒸着によって多層膜が被覆されている。第５図はこ
の多層膜の分光反射率の特性を示すグラフである。光出
射側前端面の干渉膜の層数が増えたことにより、前端面
の反射率の波長特性がより急峻になっている。これは、
−数的に、本実施例のようなと多層膜では、多層膜を構
成する低屈折重層と高屈折率層の屈折率の差が小さく、
かつ暦数が多いほど、反射率が低下しはしる波長におけ
る反射率の波長に対する変化の割合いが大きいためであ
る。
る。後端面の膜構成は第１図の実施例と同一であるが、
前端面には厚さそれぞれ１０６．３Ｏｍである５ｉ０２
膜１１．１３，１５，１７．１９とおよび、それらの隣
接間にそれぞれ厚さ６４．２ＯｍのＴｉＯ２膜１２．１
４．１６，１８．２０の冬服が配されるように、電子ビ
ーム蒸着によって多層膜が被覆されている。第５図はこ
の多層膜の分光反射率の特性を示すグラフである。光出
射側前端面の干渉膜の層数が増えたことにより、前端面
の反射率の波長特性がより急峻になっている。これは、
−数的に、本実施例のようなと多層膜では、多層膜を構
成する低屈折重層と高屈折率層の屈折率の差が小さく、
かつ暦数が多いほど、反射率が低下しはしる波長におけ
る反射率の波長に対する変化の割合いが大きいためであ
る。
第６図は、上記と同構成の多層膜をリッジ型ＧＲＩＮ−
５ＣＨ−５ＱＷレーザーに被覆して、レーザーが発振さ
れた場合に、その発振波長が変化したときのＡＣＣ３０
ｍＡ駆動時の光出力特性を示すグラフである。第１図の
実施例よりも、明らかに波長に対する光出力の増加が大
きい。このため、かかる構成の半導体レーザーは波長シ
フトによって、レーザービームプリンタの感光体の感度
が変わるといった特性を充分に補うことができ、しかも
温度が上昇したとき、スレッショルド電流が上がり、結
果的に半導体レーザーをＡＣＣ駆動したときの光出力が
下がってしまうといった特性を次のような点から十分に
克服できる。即ち、第７″図に示すように、モードホッ
プによる波長シフトによって駆動電流Ｉ−先先出力持特
性変わることを利用して光出力が低下しないようにする
ことも可能である。
５ＣＨ−５ＱＷレーザーに被覆して、レーザーが発振さ
れた場合に、その発振波長が変化したときのＡＣＣ３０
ｍＡ駆動時の光出力特性を示すグラフである。第１図の
実施例よりも、明らかに波長に対する光出力の増加が大
きい。このため、かかる構成の半導体レーザーは波長シ
フトによって、レーザービームプリンタの感光体の感度
が変わるといった特性を充分に補うことができ、しかも
温度が上昇したとき、スレッショルド電流が上がり、結
果的に半導体レーザーをＡＣＣ駆動したときの光出力が
下がってしまうといった特性を次のような点から十分に
克服できる。即ち、第７″図に示すように、モードホッ
プによる波長シフトによって駆動電流Ｉ−先先出力持特
性変わることを利用して光出力が低下しないようにする
ことも可能である。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明の半導
体レーザーは、実施例のような膜質、構成に限るもので
はなく、多層膜の膜質としては半導体、誘電体、金属の
いずれであってもよく、また、構成も低屈折率層と高屈
折率層を交互に積層した構成に限らず、金属膜を間に含
んだ構成や、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層した
多層膜間に膜厚の異なる中間層を含んだ構成でもよい。
体レーザーは、実施例のような膜質、構成に限るもので
はなく、多層膜の膜質としては半導体、誘電体、金属の
いずれであってもよく、また、構成も低屈折率層と高屈
折率層を交互に積層した構成に限らず、金属膜を間に含
んだ構成や、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層した
多層膜間に膜厚の異なる中間層を含んだ構成でもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は反射面に前記所定の反射
率特性を有する多層膜を備えることによって、波長シフ
トによる感光体、フォトディテクター等の感度変化を補
うような光出力を得ることができ、また、温度変化によ
ってスレッショルド電流が変化して、光出力が変動する
といった特性を補うことも可能である。したがって、レ
ーザービームプリンタ等において、恒温装置等を使用す
る必要性がなく、その低価格化、コンパクト化が達成で
きる。
率特性を有する多層膜を備えることによって、波長シフ
トによる感光体、フォトディテクター等の感度変化を補
うような光出力を得ることができ、また、温度変化によ
ってスレッショルド電流が変化して、光出力が変動する
といった特性を補うことも可能である。したがって、レ
ーザービームプリンタ等において、恒温装置等を使用す
る必要性がなく、その低価格化、コンパクト化が達成で
きる。
第１図は本発明の半導体レーザーの一実施例を示す模式
断面図、第２図は第１図の実施例の波長一端面反射率特
性を示すグラフ、第３図は波長−光出力特性を示すグラ
フ、第４図は本発明の第２の実施例の模式断面図、第５
図は第４図の実施例の波長一端面反射率特性を示すグラ
フ、第６図は波長−光出力特性を示すグラフ、第７図（
ａ）。 （ｂ）はそれぞれ従来例の半導体レーザー、本発明の半
導体レーザーの駆動電流■−光光出力時特性示すグラフ
である。 ｉ −−−−−−半導体レーザー、 ２・−・−活性
層、３．５，７．９ ”・・” Ａ Ｉ ２０３１１１
％４．６，８．１０・・・・・・・＝＝ Ｓ ｉ膜、１
１．１３，１５，１７．１９・−” Ｓ ｉ Ｏ２膜、
１２．１４，１６，１８．２Ｏ−−−−−Ｔ ｉ Ｏ２
膜。 特許出願人 キャノン株式会社
断面図、第２図は第１図の実施例の波長一端面反射率特
性を示すグラフ、第３図は波長−光出力特性を示すグラ
フ、第４図は本発明の第２の実施例の模式断面図、第５
図は第４図の実施例の波長一端面反射率特性を示すグラ
フ、第６図は波長−光出力特性を示すグラフ、第７図（
ａ）。 （ｂ）はそれぞれ従来例の半導体レーザー、本発明の半
導体レーザーの駆動電流■−光光出力時特性示すグラフ
である。 ｉ −−−−−−半導体レーザー、 ２・−・−活性
層、３．５，７．９ ”・・” Ａ Ｉ ２０３１１１
％４．６，８．１０・・・・・・・＝＝ Ｓ ｉ膜、１
１．１３，１５，１７．１９・−” Ｓ ｉ Ｏ２膜、
１２．１４，１６，１８．２Ｏ−−−−−Ｔ ｉ Ｏ２
膜。 特許出願人 キャノン株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）対向する反射面を有し、ある波長領域のレーザー光
を発振可能な半導体レーザー発振体において、 一方の反射面に、前記波長領域内の光に対して、該光の
波長が長くなるにしたがい低い反射率を示す多層膜が被
覆され、他方の反射面に、前記波長領域内の光に対して
、該光の波長が長くなるにしたがい高い反射率を示す多
層膜が被覆されていることを特徴とする半導体レーザー
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP378288A JPH01184893A (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | 半導体レーザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP378288A JPH01184893A (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | 半導体レーザー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01184893A true JPH01184893A (ja) | 1989-07-24 |
Family
ID=11566758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP378288A Pending JPH01184893A (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | 半導体レーザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01184893A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5144635A (en) * | 1990-06-19 | 1992-09-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser device having reflectance control film formed on end facet of oscillator |
| JPH0685403A (ja) * | 1991-12-20 | 1994-03-25 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 半導体レーザ |
| JP2001111163A (ja) * | 1999-10-06 | 2001-04-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
| CN101902012A (zh) * | 2009-05-27 | 2010-12-01 | 夏普株式会社 | 半导体激光装置 |
-
1988
- 1988-01-13 JP JP378288A patent/JPH01184893A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5144635A (en) * | 1990-06-19 | 1992-09-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser device having reflectance control film formed on end facet of oscillator |
| JPH0685403A (ja) * | 1991-12-20 | 1994-03-25 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 半導体レーザ |
| JP2001111163A (ja) * | 1999-10-06 | 2001-04-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JP4488559B2 (ja) * | 1999-10-06 | 2010-06-23 | Ｏｋｉセミコンダクタ株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| CN101902012A (zh) * | 2009-05-27 | 2010-12-01 | 夏普株式会社 | 半导体激光装置 |
| US8891572B2 (en) | 2009-05-27 | 2014-11-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device having reflecting and emitting surfaces |
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