[发明专利]半导体激光器

说明书

本发明涉及一种在光盘系统之类的系统内的光学读出头中用作光源的低噪声自脉动型半导体激光器。

近来，在例如光通信、激光打印机和光盘领域中，对半导体激光器的需求正日益增长，主要对GaAs(砷化镓)型和InP(磷化铟)型半导体激光器开展了活跃的研究和开发。在光学信息处理领域中，特别是一种利用波长约为780nm的AlGaAs(铝镓砷)型半导体激光器进行信息记录和再生的方法已经实用化，对于光盘等系统，这种方法也已被广泛使用。然而，由于近年来在这些光盘设备中出现了更大的存储容量要求，从而也增大了实现短波长激光器的要求。

在这一方面，AlGaInP(铝镓铟磷)型半导体激光器能够在从约630nm到约690nm的红光范围内振荡。目前，在实用化水平上，各种半导体激光器中AlGaInP型半导体激光器能实现的光波长是最短的。因此，可以预料AlGaInP型半导体激光器将取代通常的AlGaAs型半导体激光器，成为记录巨量光学信息的下一代光源。

当利用一个半导体激光器作为光源对光盘再生时，由于光盘表面反射光的返回和温度的变化将造成强度噪声。这种强度噪声会导致信号的读出误差。因此，作为光盘的光源，半导体激器具有较小的强度噪声十分重要的。

通常，在用作只读式光盘光源的低输出功率AlGaAs型半导体激光器中，低噪声是通过采用下述结构来达到的：该结构是在一个脊条的两侧故意形成饱和吸收材料，以降低噪声。利用这种结构可得到多纵模。对于扰动来自返回光、温度变化等的情况，如果半导体激光器工作于单纵模，则增益峰的微小变化就可能使一个邻近的纵模开始振荡。这样开始振荡的这个模将与原来的振荡模竞争，从而产生噪声。另一方面，如果用上述方法实现了多纵模，则各个模的强度变化将被平均化，于是就不会出现因扰动而产生的强度变化。因此有可能得到稳定、低噪声的特性。

此外，作为另一种方法，日本专利申请公开63-202083号描述了一种实现更稳定的自脉动特性的试图。具体地说，自脉动型半导体激光器是通过提供一个能吸收输出光的薄层来实现的。

另外，日本专利申请公开6-260716号报导了，这种半导体激光器的工作特性可通过使活性层的能带间隙(能隙)基本上与吸收层的能隙相平衡而得到改进。上述文献特别公开了一种结构，在该结构中把应变量子阱活性层的能隙与应变量子阱饱和吸收层的能隙设置得基本上互相相等。试图利用这一结构来得到令人满意的自脉动特性。

还有，在日本专利申请公开7-22695号中说明了与日本专利申请公开6-260716号相同的结构。

本发明的一种半导体激光器至少含有一个活性层和一个饱和吸收层，并且饱和吸收层中的压缩应变量比活性层中的压缩应变值大0.3％左右或更多。

饱和吸收层可以有p型导电性。

在一个例子中，还含有一个设置在活性层和饱和吸收层之间的包层，并且该包层的能隙大于活性层和饱和吸收层各自的能隙。包层的厚度例如约为900埃或更厚。

饱和吸收层的杂质浓度可以最小为1×10¹⁸cm^-3左右。

根据本发明的另一个方面，一种半导体激光器至少含有一个活性层、一个饱和吸收层、以及一个位在饱和吸收层邻近的导光层，并且饱和吸收层中的压缩应变量比活性层中压缩应变值大0.3％左右或更多。

在一个例子中，活性层、饱和吸收层和导光层按此顺序设置。

或者也可以按活性层、导光层和饱和吸收层的顺序设置。在此情形下，前面所述的“包层的厚度约为900埃或更厚”包括了设置在活性层和饱和吸收层之间的导光层厚度。因此，在严格的意义上这意味着，“包层厚度与导光层厚度之和为900埃或更厚”。

活性层可以具有应变量子阱结构；同时饱和吸收层也可以是应变量子阱层，并且其压缩应变量比活性层中的压缩应变值大0.3％左右或更多。

饱和吸收层可以具有p型导电性，并且可以设置在一个p型包层内。

在一个例子中，还含有一个设置在活性层和饱和吸收层之间的包层，并且该包层的能隙大于活性层和饱和吸收层各自的能隙。

包层的厚度可以约为900埃或更厚。

饱和吸收层的杂质浓度例如可以至少为1×10¹⁸cm^-3左右。

因此，本发明的目的是，通过适当地设置含在半导体激光器内的一个饱和吸收层的应变量，或者通过适当地提供一个能确定光限制率的导光层，提供一种特别在工作于高温时能具有稳定的自脉动特性的半导体激光器。