(57)【要約】本発明の１つの実施形態では、半導体レーザは電流絞り（６）の他に、メサの周縁領域にインプランテーション領域を有し、このインプランテーション領域はモード選択性領域（１３）として機能する。これによって、電流絞り（６）の内部開口部は従来技術の場合よりも大きく選択される。これは小さいオーム抵抗及び熱抵抗をもたらし、高い出力パワーを可能にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射器（３、５）により形成される垂直共振器を有する半導体レーザであって、前記反射器（３、５）の間に設けられたフォトンを放出する活性層（８）を有し、さらに、該活性層（８）を貫いて流れる電流を横方向で限定するための少なくとも１つの電流絞り（６）を有する、半導体レーザにおいて、
前記電流絞り（６）の他に、垂直方向に延在し垂直共振器を横方向で限定する更に別のモード選択性領域（１３）が存在することを特徴とする、半導体レーザ。
【請求項２】
反射器はメサ（１２）に形成されていることを特徴とする、請求項１記載の半導体レーザ。
【請求項３】
メサ（１２）は直径＞１０μｍを有することを特徴とする、請求項１又は２記載の半導体レーザ。
【請求項４】
電流絞り（６）は酸化物から製造されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の半導体レーザ。
【請求項５】
電流絞り（６）により形成される電流アパーチャ（７）は直径＞３μｍを有することを特徴とする、請求項１〜４のうちの１項記載の半導体レーザ。
【請求項６】
電流絞り（６）は直径＞４μｍを有することを特徴とする、請求項５記載の半導体レーザ。
【請求項７】
モード選択性領域（１３）の内部開口部（１４）は電流アパーチャ（７）より大きいことを特徴とする、請求項１〜６のうちの１項記載の半導体レーザ。
【請求項８】
モード選択性領域（１３）は、共振器軸に沿った垂直共振器の導電率よりも小さい導電率を有することを特徴とする、請求項１〜７のうちの１項記載の半導体レーザ。
【請求項９】
モード選択性領域（１３）はインプランテーション領域であることを特徴とする、請求項１〜８のうちの１項記載の半導体レーザ。
【請求項１０】
モード選択性領域（１３）は垂直共振器の縁部及び周囲領域に延在していることを特徴とする、請求項９記載の半導体レーザ。
【請求項１１】
半導体レーザは２つ以上の電流絞り（６）を有することを特徴とする、請求項１〜１０のうちの１項記載の半導体レーザ。
【請求項１２】
半導体レーザは多層構造を有し、モード選択性領域（１３）はこの多層構造に形成されていることを特徴とする、請求項１〜１１のうちの１項記載の半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、反射器により形成される垂直共振器を有し、反射器の間に設けられたフォトンを放出する活性層を有し、さらに、この活性層を貫いて流れる電流を横方向で限定するための電流絞りを有する半導体レーザに関する。
【０００２】
このような半導体レーザはいわゆるＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）として公知である。この半導体レーザは層シーケンスを有し、この層シーケンスは２つのＤＢＲミラー（分布型ブラッグ反射器）の間に挟み込まれた活性層を含む。活性層に注入された電流を横方向において限定するために、酸化物から成る少なくとも１つの電流絞りがこれらのＤＢＲミラーのうちの１つに設けられている。電流絞りはその内側縁部によって電流アパーチャを定め、活性層におけるポンピングスポット直径の横方向の広がりを制限する。
【０００３】
原理的にはこのような半導体レーザによって単一モード動作も可能である。しかし、このためには４μｍよりも小さい比較的小さいポンピングスポット直径が必要であり、これは相応に小さい電流アパーチャを必要とする。しかし、電流アパーチャのこのような小さい直径を精確に製造するのは大きな困難が伴う。通常は、層シーケンスが完全にデポジットされた後で、この層シーケンスの縁部から横方向に酸化が行われる。しかし、この方法はプロセスパラメータの精確な知識及び制御を必要とする。
【０００４】
さらに、酸化物から成る電流絞りを有する公知の半導体レーザは小さい電流アパーチャのために低い光出力パワー、高いオーム抵抗及び高い熱抵抗を有する。
【０００５】
この従来技術を前提として、本発明の課題は、高い光出力パワーならびに低いオーム抵抗及び熱抵抗を有する、簡単に製造可能な単一モード半導体レーザを提供することである。
【０００６】
上記課題は、本発明によれば、電流絞りの他に、垂直方向に延在し垂直共振器を横方向で限定する更に別のモード選択性領域が存在することによって解決される。
【０００７】
垂直共振器の軸に沿った付加的なモード選択性領域によって比較的高次のモードが有効に抑圧される。なぜなら、これらはモード選択性領域において基本モードよりも高い損失をこうむるからである。よって、基本モードだけがレーザ閾値に到達することができる。同時に、電流アパーチャを大きくすることが可能であり、これは従来技術に比べてより高い出力パワーならびに小さいオーム抵抗及び熱抵抗を結果的にもたらす。
【０００８】
本発明の有利な実施形態では、モード選択性領域は低減された導電率を有するインプランテーション領域である。
【０００９】
このようなインプランテーション領域は大きな容積で充分な精度によって形成されうる。さらにインプランテーションによって導電率は低下し、この結果、比較的高次の横モードがインプランテーション領域において減衰される。
【００１０】
本発明の更に別に有利な実施形態は従属請求項の対象である。
【００１１】
次に本発明を詳しく添付した図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明による半導体レーザの断面図を示す。
【００１３】
図１で断面図により図示された半導体レーザ１は、基板上に被着された下部ブラッグ反射器３を有し、この下部ブラッグ反射器３の上にはフォトンを放出する活性ゾーンを有するキャビティ４が形成されている。キャビティ４の上には上部ブラッグ反射器５が存在し、この上部ブラッグ反射器５には電流絞り６が形成されている。電流絞り６の内側縁部は電流アパーチャ７を定め、これらの電流アパーチャ７によってキャビティ４に注入される電流の横方向の広がりが限定される。これによってキャビティ４においてフォトンを放出するポンピングスポット８が生じ、このポンピングスポット８によって下部ブラッグ反射器３と上部ブラッグ反射器５との間で反射される放射が光学的に増幅される。この放射の一部は、上部ブラッグ反射器５を通り抜け、リング状の表側コンタクト１０における射出開口部９を通過して半導体レーザ１から出てゆく。さらに、基板２の裏側には裏側コンタクト１１が存在する。
【００１４】
一般に、上部ブラッグ反射器５はメサ１２として形成されている。メサ１２の縁部領域にはインプランテーション領域がモード選択性領域１３として存在し、これらのモード選択性領域１３は基板２の中にまで延在している。これらのモード選択性領域１３は内部開口部１４を有する。この内部開口部１４の断面積は常に電流アパーチャ７の面積よりも大きい。
【００１５】
インプランテーションによってモード選択性領域１３において材料の導電率はモード選択性領域１３の内部開口部１４における導電率よりも小さい。従って、モード選択性領域１３の中にまで広がっている比較的高次のモードが弱められる。光学的な増幅は内部開口部１４の領域、すなわち基本モードの領域だけで起こる。従って、電流アパーチャ７の直径は従来技術の場合よりも大きく選択されうる。
【００１６】
従来技術より大きな電流アパーチャ７の開口部は、半導体レーザ１の比較的小さい直列抵抗ならびに熱抵抗をもたらし、これは結果的に比較的弱い経年変化効果を伴う。さらに、大きな電流アパーチャ７は大きなポンピングスポットをもたらし、これにより比較的高い光出力パワーをもたらす。電流アパーチャ７の内径はこの半導体レーザ１では３μｍより大きく、有利には４μｍよりも大きい。
【００１７】
とりわけ有利には、電流絞り６の製造は従来技術より良好にコントロール可能である。なぜなら、電流絞り６の製造において製造に起因する偏差が相対的に見てより小さいからである。
【００１８】
さらに、電流絞り６を二重に構成することによって、キャビティ４への電流注入の縁部過剰増大（Ｒａｎｄｕｅｂｅｒｈｏｅｈｕｎｇ）が回避される。この縁部過剰増大はそもそも単一モード性も危うくする。
【００１９】
ここで記述された本発明は所定の材料に限定されない。ここで記述されたタイプの半導体レーザ１に使用可能な周知の材料が考慮の対象になる。製造には通常の当業者に周知の方法が適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による半導体レーザの断面図を示す。
【符号の説明】
１  半導体レーザ
２  基板
３  下部ブラッグ反射器
４  キャビティ
５  上部ブラッグ反射器
６  電流絞り
７  電流アパーチャ
８  ポンピングスポット
９  射出開口部
１０  表側コンタクト
１１  裏側コンタクト
１２  メサ
１３  モード選択性領域
１４  内部開口部
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004518304.tif 000024
【国際調査報告】
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