JPH09331099A - Surface emitting laser - Google Patents
Surface emitting laserInfo
- Publication number
- JPH09331099A JPH09331099A JP14911596A JP14911596A JPH09331099A JP H09331099 A JPH09331099 A JP H09331099A JP 14911596 A JP14911596 A JP 14911596A JP 14911596 A JP14911596 A JP 14911596A JP H09331099 A JPH09331099 A JP H09331099A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- mirror
- line
- diode
- upper edge
- 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.)
- Abandoned
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、反射用の立ち上げ
ミラーを有し、典型的には反射用の立ち上げミラーをモ
ノリシック集積した面発光レーザに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface emitting laser having a reflection raising mirror, typically a monolithically integrated reflection raising mirror.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、図7に示すような水平共振器レ
ーザを構成するレーザダイオードと立ち上げミラーをモ
ノリシック集積した面発光レーザが知られている。この
面発光レーザは、例えばGaAs基板10上に、レーザ
ダイオードLDとフォトダイオードPDとが互いに対面
するように設けられ、基板10の下面には共通の電極4
1が設けられている。レーザダイオードLDは、例えば
基板10と同導電形のAlGaAsよりなる第1クラッ
ド層11とGaAsよりなる活性層12、第1クラッド
層11と異なる導電形の第2クラッド層13とが順次積
層され、更に電極42が第2クラッド層13の上に設け
られている。レーザダイオードLDの活性層端面からレ
ーザ光が出射し、活性層端面が発光点Oになっている。2. Description of the Related Art For example, there is known a surface emitting laser in which a laser diode and a rising mirror constituting a horizontal cavity laser as shown in FIG. 7 are monolithically integrated. This surface emitting laser is provided, for example, on a GaAs substrate 10 so that a laser diode LD and a photodiode PD face each other, and a common electrode 4 is provided on the lower surface of the substrate 10.
1 is provided. In the laser diode LD, for example, a first clad layer 11 made of AlGaAs of the same conductivity type as the substrate 10, an active layer 12 made of GaAs, and a second clad layer 13 of a conductivity type different from the first clad layer 11 are sequentially laminated, Further, the electrode 42 is provided on the second cladding layer 13. Laser light is emitted from the end surface of the active layer of the laser diode LD, and the end surface of the active layer is the light emission point O.
【0003】このレーザダイオードLDと対面するフォ
トダイオードPDの端面は、基板10面に対して例えば
45°の傾斜を持つ反射鏡Mになっている。フォトダイ
オードPDは、例えば基板10と同じ導電型のn型Ga
Asよりなる第1半導体層21と、この第1半導体層2
1と異なる導電形のp型GaAsよりなる第2半導体層
22とが順次積層され、更に第2半導体層22の上に電
極43が設けられている。The end surface of the photodiode PD facing the laser diode LD is a reflecting mirror M having an inclination of 45 ° with respect to the surface of the substrate 10. The photodiode PD is, for example, an n-type Ga of the same conductivity type as the substrate 10.
The first semiconductor layer 21 made of As and the first semiconductor layer 2
A second semiconductor layer 22 made of p-type GaAs having a conductivity type different from 1 is sequentially stacked, and an electrode 43 is further provided on the second semiconductor layer 22.
【0004】このような面発光レーザは、レーザダイオ
ードLDの両端面間に形成された水平共振器の端面Oか
ら出射したレーザ光を立ち上げミラーが反射して、レー
ザ光を基板面に垂直方向に向けるように構成されてい
る。In such a surface emitting laser, the laser light emitted from the end face O of the horizontal resonator formed between the both end faces of the laser diode LD is raised and reflected by the mirror so that the laser light is directed in the direction perpendicular to the substrate surface. Configured to point to.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
立ち上げミラーMをモノリシック集積した面発光レーザ
は、特に、レーザの活性層厚み方向(θ⊥)のファーフ
ィールドパターン(FFP)が乱れやすい。これは、レ
ーザ元来の活性層厚み方向の放射角に比べて、一般には
立ち上げミラーの開口数が小さいこと、また、このた
め、立ち上げミラーには当たらずそのまま抜ける光、立
ち上げミラーでの反射後レーザ端面で再度反射され、伝
搬方向を変える光などが存在し、これらが通常通り反射
伝搬する光と干渉するためである。In the surface emitting laser in which the raising mirror M is monolithically integrated, the far field pattern (FFP) in the laser active layer thickness direction (θ⊥) is likely to be disturbed. This is because the numerical aperture of the raising mirror is generally smaller than the original radiation angle in the thickness direction of the active layer. This is because there is light or the like that is reflected by the laser end face again after being reflected and changes its propagation direction, and these interfere with light that is reflected and propagated as usual.
【0006】レーザの活性層厚み方向(θ⊥)のFFP
測定結果の例を図9に示す。メインローブが中心から9
度ずれ、反対側にはフリンジパターンを伴っている。こ
のようなFFPは応用上大きな問題を生じる。即ち、こ
の面発光レーザを用いた各種光学系において、その光軸
をずらす、あるいはフリンジ部分を避けるなどの対策が
必要となり、光利用効率の低下をもたらす。FFP in the laser active layer thickness direction (θ⊥)
An example of the measurement result is shown in FIG. Main lobe from center 9
Deviated, with a fringe pattern on the other side. Such FFP causes a big problem in application. That is, in various optical systems using this surface-emitting laser, it is necessary to take measures such as shifting the optical axis of the optical system or avoiding the fringe portion, resulting in a decrease in light utilization efficiency.
【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、各種光学系に対する出射光の光利用効率を向上させ
ることができる面発光レーザを提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a surface emitting laser capable of improving the light utilization efficiency of emitted light for various optical systems.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、水平共振器レーザとそのレーザダイオード
の端面に対応する立ち上げミラーとを有する面発光レー
ザにおいて、レーザダイオードのレーザ発光点の立ち上
げミラーに対する鏡像点からレーザダイオードの活性層
の長さ方向と平行に出射したレーザ光の立ち上げミラー
での反射光への方向に立てた線を光軸とし、レーザダイ
オードのレーザ出射方向側の端面の上端縁と、該上端縁
を通り、レーザダイオードの活性層の長さ方向に平行な
線と立ち上げミラーとの交点とを結ぶ線を開口線とした
場合に、上記光軸と開口線との交点と上記鏡像点との距
離を5μm以下としたことを特徴とする面発光レーザを
提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a surface emitting laser having a horizontal resonator laser and a rising mirror corresponding to the end face of the laser diode, and a laser emitting point of the laser diode. The laser beam emitted from the mirror image point on the rising mirror is parallel to the length direction of the active layer of the laser diode. When the upper edge of the end face on the side and a line that passes through the upper edge and is parallel to the length direction of the active layer of the laser diode and the intersection of the rising mirror are the opening lines, Provided is a surface emitting laser characterized in that a distance between an intersection with an aperture line and the mirror image point is set to 5 μm or less.
【0009】この場合、上記レーザダイオードの上端縁
と立ち上げミラーの上端縁とが、上記光軸に対して互い
にほぼ対称の位置に存するように構成することが好まし
い。本発明の面発光レーザは、鏡像点から開口線までの
距離を規定したことにより、単峰性かつ対称性の良いF
FPが得られる。半値全幅(FFPの強度が1/2にな
る角度の2倍)も狭くなり、これにより光り利用効率の
向上を図ることが可能である。In this case, it is preferable that the upper edge of the laser diode and the upper edge of the raising mirror are arranged so as to be substantially symmetrical to each other with respect to the optical axis. The surface-emitting laser of the present invention defines a distance from the mirror image point to the aperture line, so that the F-mode laser with good single peak and symmetry can be obtained.
FP is obtained. The full width at half maximum (twice the angle at which the intensity of FFP becomes 1/2) is also narrowed, which makes it possible to improve the light utilization efficiency.
【0010】また、レーザダイオードの上端縁と立ち上
げミラーの上端縁とを、光軸に対して互いにほぼ対称と
なる位置に配置する構造とすることにより、FFPの中
心が光軸と一致するようになり、特にアライメントが容
易になり、光利用効率が向上する。Further, by arranging the upper edge of the laser diode and the upper edge of the rising mirror at positions substantially symmetrical to each other with respect to the optical axis, the center of the FFP coincides with the optical axis. In particular, alignment is facilitated and light utilization efficiency is improved.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的に説明するが、本発明は、下記の実施形態に限
定されるものではない。本発明の面発光レーザは、水平
共振器レーザとそのレーザダイオードの端面に対応する
立ち上げミラーとを例えばモノリシック集積した面発光
レーザであり、具体的には図7に示した従来の面発光レ
ーザの構造パラメータをFFPが最良になるように規定
したものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The embodiments of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to the following embodiments. The surface emitting laser of the present invention is, for example, a surface emitting laser in which a horizontal resonator laser and a raising mirror corresponding to the end face of the laser diode are monolithically integrated, and specifically, the conventional surface emitting laser shown in FIG. Are defined so that the FFP is the best.
【0012】図1は、本発明の一形態の面発光レーザの
レーザダイオード(LD)の出射側端面近傍と立ち上げ
ミラーMとを示す概略の拡大図である。LDの構成は、
上記と同様に、例えば基板10と同導電形のAlGaA
sよりなる第1クラッド層11とGaAsよりなる活性
層12、第1クラッド層13と異なる導電形の第2クラ
ッド層13とが順次積層されている構成とすることがで
き、その他の構成でも良く、特に制限されるものではな
い。また、立ち上げミラーMを壁面とする部分は、図7
に示したようなフォトダイオードとすることができ、こ
の場合、例えば基板10と同じ導電型のn型GaAsよ
りなる第1半導体層21と、この第1半導体層21と異
なる導電形のp型GaAsよりなる第2半導体層22と
が順次積層され、更に第2半導体層22の上に電極42
が設けられている構造とすることができるが、これに限
られるものではない。FIG. 1 is a schematic enlarged view showing the vicinity of the emitting side end face of a laser diode (LD) and a rising mirror M of a surface emitting laser according to one embodiment of the present invention. The structure of LD is
Similar to the above, for example, AlGaA of the same conductivity type as the substrate 10
The first clad layer 11 made of s, the active layer 12 made of GaAs, and the second clad layer 13 having a conductivity type different from that of the first clad layer 13 may be sequentially laminated, and other configurations may be used. , Is not particularly limited. Further, the portion having the rising mirror M as the wall surface is shown in FIG.
In this case, for example, the first semiconductor layer 21 made of n-type GaAs having the same conductivity type as the substrate 10 and the p-type GaAs having a conductivity type different from that of the first semiconductor layer 21 can be used. And a second semiconductor layer 22 made of, for example, an electrode 42 on the second semiconductor layer 22.
However, the present invention is not limited to this.
【0013】本実施形態におけるLDは、活性層12の
厚み方向の中心がLDの端面の高さのほぼ中央にあり、
従って発光点O(厚み方向の中心)とLD出射端面Fの
下端縁Lとの距離をaとすると、LD端面Fの下端縁L
から上端縁A2との距離(端面の高さ)はほぼ2aであ
る。In the LD according to this embodiment, the center of the active layer 12 in the thickness direction is substantially at the center of the height of the end face of the LD,
Therefore, when the distance between the light emitting point O (center in the thickness direction) and the lower edge L of the LD emission end face F is a, the lower edge L of the LD end face F is defined.
To the upper edge A2 (the height of the end face) is approximately 2a.
【0014】一方、水平共振器レーザと対面する立ち上
げミラーMは、LDの下端縁Lから活性層12の長さ方
向の平行線に対して45°の角度で立ち上がっており、
LDの発光点Oから、活性層12の長さ方向と平行に出
射したレーザ光を活性層12の長さ方向と垂直方向に反
射する。LDの発光点Oの立ち上げミラーに対する鏡像
点O’に座標原点をとり、この鏡像点O’の座標を
(0,0)とし、鏡像点O’を通り、活性層12の長さ
方向と平行な線をX方向、鏡像点O’を通り、活性層の
長さ方向と平行に出射したレーザ光が反射する方向を光
軸(Z方向)とする。そして、本実施形態では、発光点
Oの座標を(a,a)とすると、LDの端面の上端縁A
2 の座標は(a,2a)である。また、立ち上げミラー
の上端縁A1はLDの上面と面一になっており、従っ
て、立ち上げミラーの上端縁A1 の座標は、(−a,2
a)である。立ち上げミラーの上端縁A1 とLD端面の
上端縁A 2 とを結ぶ線を開口線APとし、開口線APと
光軸との交点をZ1 とする。On the other hand, standing up facing the horizontal cavity laser
The direction of the length of the active layer 12 from the lower edge L of the LD
It stands up at an angle of 45 ° to the parallel line of the direction,
The light is emitted from the light emitting point O of the LD in parallel with the length direction of the active layer 12.
The emitted laser light is reflected in the direction perpendicular to the length direction of the active layer 12.
Shoot. Mirror image of the LD's emission point O
The coordinate origin is set at the point O ', and the coordinates of this mirror image point O'
(0, 0), passing through the mirror image point O ′, and the length of the active layer 12
The line parallel to the X-direction, passing through the mirror image point O ',
The laser light emitted parallel to the length direction is reflected in the direction of reflection.
The axis (Z direction). In the present embodiment, the light emitting point
When the coordinates of O are (a, a), the upper edge A of the end face of the LD is
2The coordinates of are (a, 2a). Also a launch mirror
Top edge A of1Is flush with the top of the LD,
The upper edge A of the rising mirror1The coordinates of (-a, 2
a). Upper edge A of the rising mirror1And LD end face
Top edge A 2The line connecting the and is defined as the opening line AP, and the opening line AP
The intersection with the optical axis is Z1And
【0015】そして、本実施形態の面発光レーザにおい
ては、Z1 と発光点との距離Cを、言い換えればLD端
面の高さを、5μm以下、好ましくは0.5〜3μm程
度とする。また、活性層の高さをaとすると、LDの端
面の上端縁の高さはほぼ2a、そして、立ち上げミラー
の上端縁A1 の高さをほぼ2aとしている。従って、本
実施形態では、立ち上げミラーの上端縁A1 とLD端面
の上端縁A2 とは、光軸に対して対称的に位置し、開口
線APと光軸は直交し、開口線APは光軸で2等分され
ている。In the surface emitting laser of this embodiment, the distance C between Z 1 and the light emitting point, in other words, the height of the LD end face is 5 μm or less, preferably about 0.5 to 3 μm. Further, assuming that the height of the active layer is a, the height of the upper edge of the end face of the LD is approximately 2a, and the height of the upper edge A 1 of the rising mirror is approximately 2a. Accordingly, in the present embodiment, the upper edge A 2 of the upper edge A 1 and LD end surface of the rising mirror, symmetrically located with respect to the optical axis, aperture line AP and the optical axis is perpendicular to the aperture line AP Is bisected along the optical axis.
【0016】次に、このように構造パラメータを規定し
た面発光レーザとすることの効果について説明する。図
8は、図1と同様に面発光レーザのLD端面と立ち上げ
ミラー近傍の拡大図である。この図において、レーザ発
光点Oから出射するレーザ光の45°ミラーに対する反
射は、鏡像点O’を見かけ上の発光点とし、立ち上げミ
ラーの上端縁A1 とレーザーダイオードのレーザ出射端
面の上端縁A2 を開口部とするものである。図1と同様
に、鏡像点O’を通り、活性層の長さ方向と平行な線を
X方向、鏡像点O’を通り、活性層の長さ方向と平行に
出射したレーザ光が反射する方向を光軸(Z方向)とす
る。鏡像点O’に座標原点をとり(0,0)とし、発光
点Oの座標を(a,a)、LD端面の上端縁A2 の座標
を(a,c)とし、立ち上げミラーの上端縁A1 の座標
を(a−c−d,c+d)とする。ここで、dは、LD
の上端縁A2 を通り、活性層の長さ方向と平行な線(図
1と同様に開口線APとする)と立ち上げミラーの上端
縁A1 との離間距離である。Next, the effect of using the surface emitting laser with the structural parameters thus defined will be described. FIG. 8 is an enlarged view of the LD end surface of the surface emitting laser and the vicinity of the rising mirror, as in FIG. In this figure, the reflection of the laser light emitted from the laser emission point O on the 45 ° mirror is such that the mirror image point O ′ is an apparent emission point, and the upper edge A 1 of the rising mirror and the upper edge of the laser emission end surface of the laser diode are reflected. The edge A 2 serves as an opening. Similar to FIG. 1, a laser beam emitted through the mirror image point O ′ and parallel to the length direction of the active layer in the X direction and through the mirror image point O ′ and parallel to the length direction of the active layer is reflected. The direction is the optical axis (Z direction). The origin of coordinates is set to (0, 0) at the mirror image point O ′, the coordinates of the light emitting point O is (a, a), the coordinates of the upper edge A 2 of the LD end face is (a, c), and the upper end of the rising mirror. The coordinates of the edge A 1 are (a-c-d, c + d). Where d is LD
As the upper edge A 2, a distance between the upper edge A 1 of mirror up to the longitudinal direction and parallel lines active layer (an opening line AP as in FIG. 1).
【0017】図8中、光線Kで示されるような45°ミ
ラーで反射後、レーザダイオード端面で再反射する光
(ケラレ光)が存在し、これは、見かけの発光点をO”
(2a,0)とし、立ち上げミラーの上端縁A1 とレー
ザーダイオードのレーザ出射端面の上端縁A2 を開口部
とするものである。また、光線Nのような45°ミラー
には当たらずそのまま抜ける光(ヌケ光)も存在する。In FIG. 8, there is light (vignetting light) which is reflected by a 45 ° mirror as shown by a ray K and then re-reflected at the end face of the laser diode, which causes an apparent emission point to be O ″.
(2a, 0), and the upper edge A 1 of the rising mirror and the upper edge A 2 of the laser emitting end face of the laser diode are used as openings. Further, there is light (clear light) such as the light ray N that does not hit the 45 ° mirror and passes through as it is.
【0018】この場合、波動光学理論によれば、開口部
による回折及びケラレ光、ヌケ光との干渉を考慮しなけ
ればならない。ここでは、一般にヌケ光Nはその強度が
弱く、またFFP中心からは遠く離れるので無視し、通
常通り反射伝搬する光とケラレ光のみを考え、その回折
と干渉の影響を検討した。In this case, according to the wave optics theory, it is necessary to consider diffraction by the aperture and interference with vignetting light and clear light. Here, in general, the light N is weak in intensity and far away from the center of the FFP, so that it is ignored, and only the light propagating normally in reflection and the vignetting light are considered, and the influence of diffraction and interference thereof is examined.
【0019】図2に、レーザ元来のθ⊥=33°の場合
に、鏡像点O’から開口線APまでの距離cをパラメー
タとして計算されたFFPを示す。但し、図1のように
c=2a,d=0とした。図2より、(C)に示すよう
に、c=5μmでは、FFP中心が凹み、双峰性とな
り、ピークの幅も広い。(B)に示すように、c=4μ
mでは単峰性となる。(A)に示すように、c=3μm
では、単峰性かつ対称性の良いFFPが得られ、ピーク
幅も狭い。このことから、レーザ元来のθ⊥の値が変わ
れば望ましいcの値も変化するが、現実的な30度前後
のθ⊥の場合は、cは5μm未満、好ましくは3μm以
下とすることがよいことがわかる。下限は実用的な観点
から決められるが、概ね0.5μm程度である。また、
c=3μmでは、FFPの半値全幅θ⊥が約20°であ
り、もともとのレーザのθ⊥=33°よりも狭くなって
いることが大きな特徴である。これを利用して光利用効
率の向上を図ることが可能である。FIG. 2 shows the FFP calculated by using the distance c from the mirror image point O'to the aperture line AP as a parameter in the case of the original laser angle θ⊥ = 33 °. However, as shown in FIG. 1, c = 2a and d = 0. From FIG. 2, as shown in FIG. 2C, when c = 5 μm, the FFP center is dented, bimodal, and the peak width is wide. As shown in (B), c = 4μ
At m, it is unimodal. As shown in (A), c = 3 μm
In, an FFP having a single peak and good symmetry is obtained, and the peak width is narrow. From this, if the original value of θ⊥ changes, the desired value of c also changes. However, in the case of a realistic θ⊥ of about 30 degrees, c should be less than 5 μm, preferably 3 μm or less. I know it's good. The lower limit is determined from a practical point of view, but is about 0.5 μm. Also,
When c = 3 μm, the full width at half maximum θ⊥ of FFP is about 20 °, which is a major feature that it is narrower than θ⊥ = 33 ° of the original laser. It is possible to improve the light utilization efficiency by utilizing this.
【0020】次に、FFPの狭幅化による光利用効率の
向上について具体的に説明する。θ⊥=33°の場合、
通常は、例えばNA=0.09のレンズで集光する光利
用効率は約29%である。立ち上げミラー付面発光レー
ザでは、鏡像点から開口線までの距離cを3μmとすれ
ば、上記のようにθ⊥を約20度とすることができる。
これにより、光利用効率は約35%まで向上させること
ができる。一般に、レーザ自体のθ⊥を20°まで狭く
することは困難であることから、レーザ/立ち上がりミ
ラーの構造パラメータを、図1に示したように、例えば
c=2a=3μm、d=0とする構造とすることによ
り、このような狭いθ⊥を容易に実現できることは、実
用上非常に有益である。Next, the improvement of the light utilization efficiency by narrowing the width of the FFP will be specifically described. If θ⊥ = 33 °,
Usually, the light utilization efficiency of condensing with a lens of NA = 0.09 is about 29%. In the surface emitting laser with a rising mirror, if the distance c from the mirror image point to the aperture line is 3 μm, θ⊥ can be about 20 degrees as described above.
Thereby, the light utilization efficiency can be improved up to about 35%. In general, it is difficult to reduce θ⊥ of the laser itself to 20 °, so that the structural parameters of the laser / standing-up mirror are, for example, c = 2a = 3 μm and d = 0 as shown in FIG. It is very useful in practice that such a narrow θ⊥ can be easily realized by the structure.
【0021】鏡像点O’から開口線APまでの距離cを
5μm以下とすることにより、θ⊥方向のFFPを単峰
性とし、また、FFPの狭幅化をはかることができる
が、これに加えて、光軸とFFPの中心とが一致するこ
とは、種々の応用に際して、特に、アライメントの容易
さという点で重要である。図3に、活性層の高さaと鏡
像点O’から開口線APまでの距離cをパラメーターと
した場合のFFPを示す。この場合、d=0である。
(A)はa=2μm、c=4μmの場合、(B)はa=
1.3μm、c=2.6μmの場合、(C)はa=1.
3μm、c=4μmの場合、(D)はa=1μm、c=
4μmの場合である。(A)と(B)とは活性層が端面
の中央に存し、LDの上端縁A2 と立ち上げミラーの上
端縁A2 とが光軸に対して対称的に位置する場合であ
る。(C)と(D)とは、活性層12が端面の中央から
ずれている場合であり、LDの上端縁A2 と立ち上げミ
ラーの上端縁A2 とが光軸に対して非対称の場合であ
る。By setting the distance c from the mirror image point O ′ to the aperture line AP to be 5 μm or less, the FFP in the θ⊥ direction can be made unimodal and the FFP can be narrowed. In addition, the coincidence between the optical axis and the center of the FFP is important in various applications, especially in terms of ease of alignment. FIG. 3 shows the FFP when the height a of the active layer and the distance c from the mirror image point O ′ to the opening line AP are used as parameters. In this case, d = 0.
(A) is a = 2 μm and c = 4 μm, and (B) is a =
In the case of 1.3 μm and c = 2.6 μm, (C) shows a = 1.
When 3 μm and c = 4 μm, (D) is a = 1 μm and c =
This is the case of 4 μm. (A) and (B) shows a case where the active layer is resides in the middle of the end face, and the upper edge A 2 of mirror up to the upper edge A 2 of LD are located symmetrically with respect to the optical axis. (C) and (D) shows a case where the active layer 12 is shifted from the center of the end face, when the upper edge A 2 of mirror up to the upper edge A 2 of the LD is asymmetrical with respect to the optical axis Is.
【0022】図3から明らかなように、(C)と(D)
とは、共に、FFPの中心と光軸とがずれている。一
方、(A)と(B)とは光軸とFFPの中心とが一致し
ている。このように、光軸に対してA1 とA2 とはでき
る限り対称的な位置、即ち、図1に示すように、c≒2
a、d≒0となるように、面発光レーザを構成すること
がよいことがわかる。また、c=2aの場合でも、FF
Pの対称性はcが短いほど良好となることが認められる
((B)参照)。As is apparent from FIG. 3, (C) and (D)
And, the center of the FFP and the optical axis are both deviated. On the other hand, in (A) and (B), the optical axis coincides with the center of the FFP. Thus, A 1 and A 2 are as symmetrical as possible with respect to the optical axis, that is, c≈2 as shown in FIG.
It is understood that it is preferable to configure the surface emitting laser so that a and d≈0. Even if c = 2a, FF
It is recognized that the symmetry of P is better as c is shorter (see (B)).
【0023】なお、上記図1では、立ち上げミラーの下
端縁はLDの下端縁Lと接触しているが、実際には製造
上の制限から、立ち上げミラーの下端縁とLDの下端縁
Lとは離れている場合がある。この場合も、上記構造パ
ラメーターは有効である。即ち、図4に示すように、立
ち上げミラーMの下端縁MLとLDの下端縁Lとが離れ
ている場合、発光点Oの鏡像点O’に座標原点をとる
と、発光点Oの座標は、(a,a)、LDの上端縁の座
標は(a,2a)、立ち上げミラーの上端縁の座標は
(−a,a)となり、図1と同様になる。In FIG. 1, the lower edge of the rising mirror is in contact with the lower edge L of the LD, but in reality, due to manufacturing restrictions, the lower edge of the rising mirror and the lower edge L of the LD are in contact with each other. May be distant from. Also in this case, the above structural parameters are valid. That is, as shown in FIG. 4, when the lower edge ML of the rising mirror M and the lower edge L of the LD are separated from each other, the coordinate origin of the mirror image point O ′ of the light emitting point O is taken as the coordinate of the light emitting point O. Is (a, a), the coordinates of the upper edge of the LD are (a, 2a), and the coordinates of the upper edge of the raising mirror are (-a, a), which is the same as in FIG.
【0024】次に、本発明の面発光レーザの製造方法に
ついて、図5〜8で説明する。まず、例えばn型の(1
00)結晶面を主面とするGaAs基板上にレーザーダ
イオードを形成する。これには、例えば、図5(a)に
示すように、例えば基板10と同導電型のAlGaAs
よりなる第1クラッド層11、GaAsよりなる活性層
12、第1のクラッド層と異なる導電型の第2クラッド
層13とを順次有機金属CVD等によって成膜する。こ
の場合、第1クラッド層11と第2クラッド層13の厚
さはなるべく等しくし、活性層がこれらのクラッド層1
1、13の中間に位置するように形成する。また、これ
らで構成されるLDの全体の厚さは、5μm以下、好ま
しくは3μm以下とする。Next, a method of manufacturing the surface emitting laser according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, for example, n-type (1
00) A laser diode is formed on a GaAs substrate having a crystal plane as a main surface. For this purpose, for example, as shown in FIG. 5A, for example, AlGaAs of the same conductivity type as the substrate 10 is used.
A first clad layer 11 made of GaAs, an active layer 12 made of GaAs, and a second clad layer 13 of a conductivity type different from that of the first clad layer are sequentially formed by metal organic CVD or the like. In this case, the thicknesses of the first cladding layer 11 and the second cladding layer 13 are made equal to each other as much as possible, and the active layer is formed of these cladding layers 1.
It is formed so as to be located between 1 and 13. Further, the total thickness of the LD constituted by these is 5 μm or less, preferably 3 μm or less.
【0025】次に、図5(b)に示すように、これらの
積層体のうち、半導体レーザとして残し、反射鏡を形成
する部分を反応性イオンエッチングなどでエッチングし
て除去する。これにより、半導体レーザの端面Fが形成
される。そして、図5(c)に示すように、基板10上
に残された半導体レーザを覆って保護する例えば酸化珪
素膜、窒化珪素膜等の保護膜30をCVD等により成膜
する。Next, as shown in FIG. 5 (b), of these laminated bodies, the portion that remains as the semiconductor laser and forms the reflection mirror is removed by etching by reactive ion etching or the like. As a result, the end face F of the semiconductor laser is formed. Then, as shown in FIG. 5C, a protective film 30 such as a silicon oxide film or a silicon nitride film for covering and protecting the semiconductor laser remaining on the substrate 10 is formed by CVD or the like.
【0026】次に、立ち上がりミラーを形成するための
斜面の形成とフォトダイオードの形成に入る。図6
(d)に示すように、マスク層に覆われていない基板上
に例えばn型のGaAsによる第1半導体層21をエピ
タキシャル成長させる。また、第1半導体層21の上
に、図6(e)に示すように例えばp型の第2半導体層
22をエピタキシャル成長させる。この場合、基板とし
て(100)面方位の結晶を用いているため、基板面に
対して45°をなす角度で結晶が成長し、45°の傾斜
面を有する結晶面が形成できる。本発明においては、こ
のときの成長の高さをLDの高さとそろえることが好ま
しい。Next, the formation of a slope for forming a rising mirror and the formation of a photodiode are started. Figure 6
As shown in (d), the first semiconductor layer 21 of, for example, n-type GaAs is epitaxially grown on the substrate not covered with the mask layer. Further, as shown in FIG. 6E, a p-type second semiconductor layer 22 is epitaxially grown on the first semiconductor layer 21. In this case, since the crystal having the (100) plane orientation is used as the substrate, the crystal grows at an angle of 45 ° with respect to the substrate surface, and a crystal plane having an inclined surface of 45 ° can be formed. In the present invention, it is preferable that the growth height at this time is aligned with the LD height.
【0027】その後、マスク層30を除去し、LDとフ
ォトダイオードそれぞれに電極42、43を形成し、ま
た、基板の裏側に共通の電極41を形成し、図7に示す
ような面発光レーザを製造することができる。かくして
得られる面発光レーザは、FFPの半値全幅が狭く、対
称性に優れると共に、FFPの中心と光軸とが一致した
レーザ光を基板面に対して垂直方向に出射することがで
きる。After that, the mask layer 30 is removed, the electrodes 42 and 43 are formed on the LD and the photodiode, respectively, and the common electrode 41 is formed on the back side of the substrate to obtain a surface emitting laser as shown in FIG. It can be manufactured. The surface-emitting laser thus obtained has a narrow full width at half maximum of the FFP, is excellent in symmetry, and can emit laser light whose center coincides with the optical axis of the FFP in a direction perpendicular to the substrate surface.
【0028】以上の説明では、立ち上げミラーの基板面
に対する角度は45°で説明しているが、これに限るも
のではなく、また、レーザダイオードと立ち上げミラー
をモノリシック集積した例について説明しているが、ハ
イブリッド集積した面発光レーザにも同様に適用でき、
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更するこ
とができる。In the above description, the angle of the rising mirror with respect to the substrate surface is 45 °, but the angle is not limited to this, and an example in which the laser diode and the rising mirror are monolithically integrated is described. However, it can also be applied to a hybrid integrated surface emitting laser,
Other various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明の面発光レーザは、立ち上げミラ
ー付面発光レーザの活性層厚み方向(θ⊥)のファーフ
ィールドパターンが良好であり、その半値全幅が実効的
に狭く、光利用効率を向上させることができる。The surface-emitting laser of the present invention has a good far-field pattern in the active layer thickness direction (θ⊥) of the surface-emitting laser with a rising mirror, and its full width at half maximum is effectively narrow, resulting in light utilization efficiency. Can be improved.
【図1】本発明の面発光レーザのレーザダイオードの出
射側端面と立ち上げミラーの部分の拡大図である。FIG. 1 is an enlarged view of an emission side end face of a laser diode of a surface emitting laser of the present invention and a portion of a rising mirror.
【図2】(A)〜(B)は、それぞれ開口線と光軸との
交点と鏡像点との距離cをパラメータとしたファーフィ
ールドパターンを示すグラフである。2A and 2B are graphs showing far-field patterns each having a parameter of a distance c between an intersection of an aperture line and an optical axis and a mirror image point.
【図3】(A)〜(D)は、ぞれぞれ開口線と光軸との
交点と鏡像点との距離cと活性層の高さaをパラメータ
としたファーフィールドパターンを示すグラフである。3A to 3D are graphs showing far-field patterns with the distance c between the intersection of the opening line and the optical axis and the mirror image point and the height a of the active layer as parameters. is there.
【図4】立ち上げミラーの下端縁とレーザダイオードの
下端縁とが離間している場合の面発光レーザのレーザダ
イオードの出射側端面と立ち上げミラーの部分の拡大図
である。FIG. 4 is an enlarged view of a portion of a rising mirror and a light emitting side end surface of a laser diode of a surface emitting laser when a lower edge of the rising mirror and a lower edge of the laser diode are separated from each other.
【図5】(a)〜(c)は、面発光レーザの製造工程を
示すそれぞれ断面図である。5A to 5C are cross-sectional views showing a manufacturing process of a surface emitting laser.
【図6】(d)、(e)は、それぞれ図4に続く製造工
程を示すそれぞれ断面図である。6 (d) and 6 (e) are cross-sectional views showing the manufacturing process following FIG.
【図7】面発光レーザの構成を示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view showing the structure of a surface emitting laser.
【図8】従来の面発光レーザのレーザダイオードの出射
側端面と立ち上げミラーの部分の拡大図である。FIG. 8 is an enlarged view of an emission side end surface of a laser diode of a conventional surface emitting laser and a portion of a rising mirror.
【図9】従来の面発光レーザのファーフィールドパター
ンを示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a far field pattern of a conventional surface emitting laser.
A1 …立ち上げミラーの上端縁、A2 …レーザダイオー
ドの端面の上端縁、AP…開口線、LD…レーザダイオ
ード、O…発光点、O’…鏡像点、M…立ち上げミラ
ー、11…第1クラッド層、12…活性層、13…第2
クラッド層A 1 ... Upper edge of rising mirror, A 2 ... Upper edge of end surface of laser diode, AP ... Aperture line, LD ... Laser diode, O ... Emission point, O '... Mirror image point, M ... Standing mirror, 11 ... First clad layer, 12 ... Active layer, 13 ... Second
Clad layer
Claims (2)
の端面に対応する立ち上げミラーとを有する面発光レー
ザにおいて、 レーザダイオードのレーザ発光点の立ち上げミラーに対
する鏡像点からレーザダイオードの活性層の長さ方向と
平行に出射したレーザ光の立ち上げミラーでの反射光へ
の方向に立てた線を光軸とし、 レーザダイオードのレーザ出射方向側の端面の上端縁
と、該上端縁を通り、レーザダイオードの活性層の長さ
方向に平行な線と立ち上げミラーとの交点とを結ぶ線を
開口線とした場合に、 上記光軸と開口線との交点と上記鏡像点との距離を5μ
m未満としたことを特徴とする面発光レーザ。1. A surface emitting laser having a horizontal cavity laser and a rising mirror corresponding to an end face of the laser diode, wherein a length of an active layer of the laser diode from a mirror image point of the laser emitting point of the laser diode to the rising mirror. The laser beam emitted parallel to the vertical direction is set as the optical axis which is a line that stands in the direction of the reflected light from the rising mirror, and passes through the upper edge of the end face of the laser diode on the laser emission direction side, and through the upper edge. When the line connecting the line parallel to the length direction of the active layer of the diode and the intersection of the rising mirror is defined as an opening line, the distance between the intersection of the optical axis and the opening line and the mirror image point is 5 μm.
A surface emitting laser characterized by having a length of less than m.
ミラーの上端縁とが、上記光軸に対して互いにほぼ対称
の位置に存するように構成されている請求項1記載の面
発光レーザ。2. The surface emitting laser according to claim 1, wherein the upper edge of the laser diode and the upper edge of the raising mirror are arranged so as to be substantially symmetrical to each other with respect to the optical axis.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14911596A JPH09331099A (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Surface emitting laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14911596A JPH09331099A (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Surface emitting laser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09331099A true JPH09331099A (en) | 1997-12-22 |
Family
ID=15468049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14911596A Abandoned JPH09331099A (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Surface emitting laser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09331099A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008059645A (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Hitachi Ltd | Recording head |
-
1996
- 1996-06-11 JP JP14911596A patent/JPH09331099A/en not_active Abandoned
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008059645A (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Hitachi Ltd | Recording head |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2768988B2 (en) | End face coating method | |
US5627851A (en) | Semiconductor light emitting device | |
US5710847A (en) | Semiconductor optical functional device | |
JPH077222A (en) | Surface radiation laser with large area deflection mirror and preparation thereof | |
JPH08139366A (en) | Light emitting element, arrayed light source, method of manufacturing the same, and optical signal transmitter | |
US11435522B2 (en) | Grating coupled laser for Si photonics | |
US5920587A (en) | Optical device and method of manufacturing the same | |
US6631152B2 (en) | Surface emitting semiconductor laser and method of manufacturing the same | |
KR20170019199A (en) | Luminescent diode, method for manufacturing the same and wavelength tunable external cavity laser using the same | |
US7450621B1 (en) | Integrated laser-diffractive lens device | |
WO2021199482A1 (en) | Semiconductor laser element and method for manufacturing semiconductor laser element | |
JP2001028456A (en) | Semiconductor light emitting device | |
JPH09331099A (en) | Surface emitting laser | |
JP3299191B2 (en) | Optical elements and optical components | |
JPH06230237A (en) | Optical circuit | |
JP2002323629A (en) | Optical waveguide element and semiconductor laser beam device | |
JP2000349392A (en) | Surface emitting laser element and its manufacture | |
JPS61272987A (en) | Semiconductor laser element | |
JP3302839B2 (en) | Optical communication unit | |
JP3536835B2 (en) | Light emitting device and manufacturing method thereof | |
JPS62172780A (en) | Semiconductor laser device | |
JPH09312439A (en) | Optical element and manufacture thereof | |
JPS63200591A (en) | Semiconductor laser device and manufacture thereof | |
JP3209654B2 (en) | Encoder | |
JP2024527953A (en) | Semiconductor laser and projector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051004 |
|
A762 | Written abandonment of application |
Effective date: 20051125 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 |