半导体激光装置制造方法及图纸

在第一导电型的半导体基板(2)上依次层叠有折射率为n

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体激光装置


[0001]本申请涉及半导体激光装置。

技术介绍

[0002]在半导体激光装置中，特别是高输出的半导体激光装置中，为了能够减少排热而使冷却器简单化，要求尽可能提高振荡效率。例如，在专利文献1中公开有一种提高斜率效率，在高输出时成为高的电力转换效率的半导体激光装置。在专利文献1的图27中示出有一种脊型半导体激光装置，该脊型半导体激光装置具有在结晶的层叠方向上允许1阶以上的高阶模式的程度的厚的光引导层，活性层配置在比光引导层的相比中央靠p型包覆层侧的位置，在折射率n
c
的n型包覆层与n侧光引导层之间具有比上述n型包覆层的折射率低的折射率n
11
且层厚度d
11
的n型低折射率层，在折射率n
c
的p型包覆层与p侧光引导层之间具有比上述p型包覆层的折射率低的折射率n
12
且层厚度d
12
的p型低折射率层，且满足下述的式(1)。
[0003]数1
[0004]专利文献1：日本特开2017
‑
84845号公报
[0005]非专利文献1：川上著，“光波导路”pp.21，1982年9月20日(朝仓书店)
[0006]非专利文献2：伊贺编著，“半导体激光”pp.35
‑
38，平成6年10月25日(Ohmsha)
[0007]非专利文献3：G.B.Hocker and W.K.Burns，“Mode dispersion in diffused channel waveguides by the effective index method，”Appl.Opt.，Vol.16，No.1，pp.113
‑
118，1977
[0008]对将专利文献1所记载的半导体激光装置的构造应用于在与结晶的层叠方向以及谐振器长度方向垂直的方向(水平方向)上具有允许1阶以上的高阶模式的脊形状的大面积型半导体激光装置的情况进行了研究，可知存在水平方向的光束发散角变宽，亮度降低，与光学部件的耦合效率低这样的问题。

技术实现思路

[0009]本申请公开了用于解决上述问题点的技术，其目的在于提供一种具有使水平方向的发散角变窄，并且提高与光学部件的耦合效率的脊形状的大面积型半导体激光装置。
[0010]本申请所公开的半导体激光装置在第一导电型的半导体基板上依次层叠有折射率为n
c1
的第一导电型包覆层、第一导电型侧光引导层、活性层、第二导电型侧光引导层、以及折射率为n
c2
的第二导电型包覆层，并且构成使激光往复的谐振器，成为在与上述谐振器的光轴方向垂直的截面内的上述层叠的方向上允许1阶以上的高阶模式的构造，成为在与上述谐振器的光轴方向以及上述层叠的方向垂直的方向上在脊区域以及脊区域的两侧具有包覆区域的脊形状，且允许1阶以上的高阶模式的大面积构造，在上述第一导电型侧光引导层与上述第一导电型包覆层之间、或在上述第一导电型包覆层内具，有厚度为d1且折射率为比上述n
c1
低的n1的第一导电型低折射率层，并且在上述第二导电型侧光引导层与上述
第二导电型包覆层之间、或在上述第二导电型包覆层内，具有厚度为d2且折射率为比上述n
c2
低的n2的第二导电型低折射率层，且满足下式：
[0011]数2
[0012]根据本申请所公开的半导体激光装置，可得到一种减少水平方向上允许的模式数量，能够使水平方向的发散角变窄，并且与光学部件的耦合效率高的半导体激光装置。
附图说明
[0013]图1是表示实施方式1的半导体激光装置的层叠结构的示意性的立体图。
[0014]图2是表示实施方式2的半导体激光装置的层叠结构的示意性的立体图。
[0015]图3是表示实施方式3的半导体激光装置的层叠结构的示意性的立体图。
[0016]图4是表示实施方式4的半导体激光装置的层叠结构的示意性的立体图。
[0017]图5是表示实施方式5的半导体激光装置的层叠结构的示意性的立体图。
[0018]图6是表示实施方式6的半导体激光装置的层叠结构的示意性的立体图。
[0019]图7是表示示意性的光波导路的折射率分布的图。
[0020]图8是表示比较例的半导体激光装置的层叠结构的示意性的立体图。
[0021]图9是用于说明图8的结构的脊区域中的层叠方向的折射率分布的图。
[0022]图10是用于说明图8的结构的脊区域的外侧区域中的层叠方向的折射率分布的图。
具体实施方式
[0023]详细地考察了在将专利文献1的构造应用于大面积型半导体激光装置的情况下水平方向的光束发散角变宽的现象，可知原因是水平方向的多模式振荡。以下，基于附图进行说明。图7是表示用于说明标准化频率v的示意性的光波导路的折射率分布的图。在图7中，芯区域101的折射率为n
a
，宽度为t，包覆区域102以及包覆区域102a的折射率为n
b
，并且n
a
＞n
b
成立。标准化频率v使用振荡波长λ，由式(2)定义(参照非专利文献1)。
[0024]数3
[0025]若比较式(2)和式(1)，则可知式(1)是以标准化频率v为基准的。因此，在折射率n
c
的包覆层与引导层之间插入折射率n
i
且层厚度d
i
的低折射率层时的式(1)所示的大小关系由式(3)的v
i
来代替式(1)进行表示。即，若使用式(3)的定义，则作为专利文献1所公开的条件的式(1)表示v1＞v2。
[0026]数4
[0027]i＝1或2
[0028]图8是表示作为本申请的比较例，将专利文献1记载的技术应用于具有振荡波长为975nm的脊形状的大面积型半导体激光装置的例子的层叠结构的示意性的立体图。图8中的各层由如下部分构成：从图8的下方起依次为，n型电极103、n型GaAs基板104、Al组成比为0.20且层厚度为1.5μm的n型AlGaAs包覆层105、Al组成比0.25且层厚度d1的n型AlGaAs低折
射率层106(也称为n型低折射率层，折射率为n1)、Al组成比为0.16且层厚度为1100nm的n侧AlGaAs第二光引导层107、Al组成比为0.14且层厚度为100nm的n侧AlGaAs第一光引导层108(也将107和108合称为n侧光引导层)、In组成比为0.119且层厚度为8nm的InGaAs量子阱活性层109、Al组成比为0.14且层厚度为300nm的p侧AlGaAs第一光引导层110、Al组成比为0.16且层厚度为300nm的p侧AlGaAs第二光引导层111(也将110和111合称为p侧光引导层)、Al组成比为0.55且层厚度d2的p型AlGaAs低折射率层112(也称为p型低折射率层，折射率为n2)、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体激光装置，其特征在于，在第一导电型的半导体基板上依次层叠有折射率为n
c1
的第一导电型包覆层、第一导电型侧光引导层、活性层、第二导电型侧光引导层、以及折射率为n
c2
的第二导电型包覆层，并且构成使激光往复的谐振器，振荡波长为λ，成为在与所述谐振器的光轴方向垂直的截面内的所述层叠的方向上允许1阶以上的高阶模式的构造，成为在与所述谐振器的光轴方向以及所述层叠的方向垂直的方向上在脊区域以及脊区域的两侧具有包覆区域的脊形状，且允许1阶以上的高阶模式的大面积构造，在所述第一导电型侧光引导层与所述第一导电型包覆层之间、或在所述第一导电型包覆层内，具有厚度为d1且折射率为比所述n...

【专利技术属性】
技术研发人员：鴫原君男，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：