[發明專利]發光器件

無效

• 申請號: 201210353540.9
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN103117511A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 幸田倫太郎;渡邊秀輝;倉本大;河野俊介;宮嶋孝夫
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01S5/20
• 分類號: H01S5/20
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李靜;宮傳芝

技術領域

本公開涉及一種發光器件及制造該發光器件的方法。

背景技術

在激光光源中，實現高功率是主要任務。因此，半導體光學放大器（SOA）已被研究作為放大來自激光光源的光并實現半導體激光器件的高功率的裝置。這里，光學放大器是一種直接放大光的裝置，而不將光信號轉換成電信號。光學放大器具有沒有共振器的激光結構，并用放大器的光學增益放大入射光。

由于已將光學放大器開發為主要用于光學通信，所以405nm波帶的半導體光學放大器很少用于實際使用。例如，日本未審專利申請公開第5-067845號公開了一種1.5μm波帶的半導體光學放大器，該半導體光學放大器具有錐形脊狀條構造，在該構造中使用基于GaInAsP的化合物半導體。根據在日本未審專利申請公開第5-067845號中所公開的技術，在半導體光學放大器中，通過使光學波導寬度以從用作滿足單模條件的窄入射側的光學波導逐漸到用作輸出側的光學波導的錐形形狀逐漸變寬，模場（mode?field）沿著光學波導寬度擴展。因此，半導體光學放大器的最高輸出設計為被提高。

通常，半導體激光器件或半導體光學放大器具有形成于底部襯底上的層（在激光二極管的領域中，用詞語“層”來代替層壓）結構。這里，層結構包括通常從底部襯底的側面形成的摻雜有n型雜質的n型化合物半導體層（特別地，n型覆層（clad?layer）和n型光引導層）、活性層、以及摻雜有p型雜質的p型化合物半導體層（特別地，p型光引導層和p型覆層）。

發明內容

實現半導體激光器件或半導體光學放大器的高輸出的方法中的一種是減小光學限制因子。為了減小光學限制因子，可使由n型化合物半導體形成的n型光引導層的厚度變厚，如圖9A所示。因此，將光場強度分布的峰值從活性層移動至n型光引導層。結果，由于在高輸出操作中可減小光學限制因子并可減小活性層附近的光密度，所以可防止光學損傷。特別地，在半導體光學放大器中，放大的光的飽和能量增加，因此可實現高輸出。在圖9A中，水平軸代表n型光引導層的厚度（單位：nm），豎直軸代表光學限制因子。然而，發明人已經證明，當n型光引導層的厚度大于0.6μm時，來自半導體激光器件或半導體光學放大器的光束輸出的模式不是單模，如圖9B所示。在圖9B中，水平軸代表n型光引導層的厚度（單位：nm），豎直軸代表遠場圖案（FFP）的半峰半寬（HWHM）（其單位是“度”）。從示出近場圖案的圖10中，可以理解，光束不是單模光束，而是多模光束。當n型化合物半導體層的厚度大于0.6μm時，光束的模式被認為不是用于滿足化合物半導體層的厚度方向上的單模的截止條件的單模。此外，當光束的模式不是單模時，存在這樣的問題，諸如在當使用透鏡或光纖時的應用中，光聚焦特性會變差。

希望提供一種能夠輸出單模光束的高輸出半導體激光器件或高輸出半導體光學放大器。

根據本公開的一個實施方式，提供了一種發光器件，其包括：（a）通過在底部襯底上順序地生長第一導電類型的第一化合物半導體層、由化合物半導體形成的活性層、以及與第一導電類型不同的第二導電類型的第二化合物半導體層來獲得的層結構；（b）形成于第二化合物半導體層上的第二電極；以及（c）電連接于第一化合物半導體層的第一電極。該層結構具有由第二化合物半導體層的在第二化合物半導體層的厚度方向上的至少一部分形成的脊狀條構造，第一化合物半導體層具有大于0.6μm的厚度，并且第一化合物半導體層中形成有高折射率層，該高折射率層由具有比第一化合物半導體層的化合物半導體材料的折射率高的折射率的化合物半導體材料形成。

在根據本公開的實施方式的發光器件中，由于第一化合物半導體層具有大于0.6μm的厚度，所以可減小光學限制因子。由于使光場強度分布的峰值從活性層移動至第一化合物半導體層，所以可減小活性層附近的光密度，由此可防止光學損傷。特別地，在半導體光學放大器中，放大的光的飽和能量增加，因此可實現高輸出。此外，由于在第一化合物半導體層中形成高折射率層，該高折射率層由具有比第一化合物半導體層的化合物半導體材料的折射率高的折射率的化合物半導體材料形成，所以與當不設置高折射率層時相比，可在更寬的范圍中滿足在化合物半導體層的厚度方向上的單模條件。因此，可緩和截止條件，并由此可輸出（或產生）單模光束。

附圖說明

圖1是示出了當沿著垂直于發光器件的軸線的虛平面橫截發光器件時的根據第一實施方式的發光器件的示意性部分截面圖；

圖2A和圖2B是示出了包括第一實施方式的發光器件的半導體激光設備的組件的原理圖；