[0001]【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザに係り、特にミラーの反射率を制御してレーザしきい値及び放射光強度を調整する半導体レーザに関する。[0002]【従来の技術】半導体レーザは、通信システムやコンパクトディスクプレーヤ等の光源として現代技術において広く使用されている。代表的な半導体レーザは、狭バンドギャップの高屈折率層が広バンドギャップの低屈折率層によって挟まれたダブルヘテロ構造を有している。狭バンドギャップ層は「活性層」と呼ばれている。これらバンドギャップ及び屈折率の差によって電荷キャリア及び光エネルギの双方が活性層(又は活性領域)に閉じ込められる。活性層の両端はミラーファセットを有しレーザ共振器を構成する。type,電流がこの構造を通過するとき、電子及び正孔は活性層内で結合し光を発する。light.【0003】上記構造には2つの問題点がある。Firstに、活性層はその構造及び基板の主表面に平行な長手方向の軸を有し、光はその長軸にほぼ平行な方向に放出される。この構造のレーザはエッジ放射デバイスとなる。多くの場合、光は基板に垂直な方向に放射される面放射デバイスであることが望ましい。面放射デバイスはエッジ放射デバイスよりもアレイ状に製造することが比較的容易であり、アレイ構造はイメージ処理やインターチップ通信、即ち光相互接続などの種々の応用例において有利だからである。is.【0004】第2に、上記構造のレーザは、デバイスを通過する電流を変化させることによってON/OFF制御される。このために比較的大きな電流変化が必要となり、これは望ましくないことである。undesirable.【0005】種々の面放射デバイスが開発されているが、この中で有望なものは「垂直キャビティ面放射レーザ」である。(pp710-711,1990年3月24日)を参照されたい。ここに記載されたレーザは1層以上の量子井戸層の活性層を有している。この量子井戸層にはバリア層が差し込まれている(インターリーブされている(interleaved))。活性層の両側には、インターリーブ半導体層によって形成されたミラースタックが設けられている。各半導体層は当該波長の1/4波長厚を有し、レーザ共振器のためのミラーを構成する。活性層の両側には反対導電形の領域が存在し、レーザは活性層を通る電流を変化させることによってON及びOFFされる。絶縁体及び金属のミラーと金属コンタクトを含む種々の変形例も提案開発されている。developed.【0006】レーザアレイは基板上に所望層を成長させ、それらの層をパターニングすることによって形成される。個々のレーザは個別に特定コンタクトと接触する。2を超えるものが現在得られている。[0007]【発明が解決しようとする課題】しかしながら、垂直キャビティ面放射レーザをON/OFFする技術及び垂直キャビティ面放射レーザから放射される光強度を変化させる技術を更に進歩させることが望ましい。[0008]【課題を解決するための手段】本発明による垂直キャビティ面放射レーザは、活性領域と、その活性領域の両側に設けられた第1及び第2のミラーと、前記活性領域へキャリアを注入する手段とを有し、前記ミラーのうち少なくとも一方のミラーの反射率は制御可能となっている。layerの導電形を有する第1及び第2の領域を有しても良い。type.一実施例において、活性層は、隣接するミラー領域と導電率において整合した量子井戸バリア層を有する少なくとも1つの量子井戸からなる。conductivity.【0009】望ましい実施例において、反射率制御可能なミラーは、電圧によって光学的特性を制御できる領域を有する。光学的特性の一例は吸収である。望ましい実施例では、反射率制御可能なミラーは、少なくとも1つの量子井戸と、その量子井戸の活性層とは反対側に第1の導電形の領域と、を有する。その量子井戸は、活性層へキャリアを注入する手段の第2導電形領域に隣接する真性導電形領域内に存在する。従って、レーザは第1、第2、真性及び第1導電形の各領域を有する。この実施例では、ミラーは量子閉じ込めシュタルク効果を用いてミラーの光学的吸収を変化させ、ミラーの反射率を制御する。ミラーの反射率は光学的に又は電気的に制御され得る。[0010]【実施例】図1は、本発明による垂直キャビティ面放射レーザの一実施例の概略的断面構成図である。ここでは説明のために単一レーザのみを図示しているが、そのレーザアレイをも考慮していることは明かである。11及び第1導電形領域を有する領域13から構成されている。1以上の量子井戸からなる。領域3、7、9及び13は干渉ミラーである。領域3は第1ミラーである。領域3及び7の少なくとも一部は各々第1及び第2導電形を有する。残りの部分は同じ導電形を有するか、又は真性導電形を有しても良い。type.【0012】領域7、9、11及び13は反射率を制御可能な第2の分布ミラーを形成する。典型的な活性層はバリア層が差し込まれた(インターリーブされた)1以上の量子井戸領域からなる。このバリア層は量子井戸領域のバンドギャップより広いバンドギャップを有する層である。バルク半導体を用いることを排除するものではない。領域3、7及び13には、それぞれ電気的コンタクト15、17及び13が設けられている。基板1が伝導性で半絶縁性でないならば、コンタクト15は基板1に物理的に形成されても良い。分離領域21は活性層を流れる電流の範囲をほぼ領域13の下の範囲に制限する。分離領域21は例えばディープイオン注入によって形成され得る。電流及び光の閉じ込めには他の方式も可能である。typeは活性層へのキャリア注入手段を形成する。第1干渉ミラー及び第2干渉ミラーは、共に複数のインターリーブされた第1及び第2の半導体層から構成されている。この各層は、当該波長の1/4波長厚を有し、それによって干渉ミラーとなるように構成されている。活性領域及び干渉ミラーの個々の層は、当業者の知るところであるから個別に図示はしない。GaAsであり、領域3、7、9及び13は上述したようにAlAs及びAlGaAsが交互に積層された構造を有する。活性領域は、AlGaAsバリア層でインターリーブされた1〜4個のGaAs量子井戸から構成されている。領域3及び7はMBE成長層であり、それらは第1及び第2の導電形を与えるために、それぞれSi及びBeでドープされる。量子井戸領域11は光学的に領域7に結合されている。量子井戸による吸収は分布ミラー内で生じる。領域11は、AlGaAsバリア層で分離された少なくとも1つのGaAs量子井戸を有し、AlGaAs真性導電形領域内に位置する。13は、例えばAlAs及びAlGaAsの干渉ミラー層からなり、第1導電形を有する。layers,当業者ならば容易に選定できるために詳述しない。他の半導体を使用することもできる。III-IV族半導体などである。ような周知のエピタキシャル成長技術が用いられる。それらの層を成長させた後で、通常のパターニング技術によりアレイ状の個々のレーザが形成される。個々のレーザへの電気的コンタクトも形成される。formed.【0016】デバイスからの発光強度はミラーの反射率を制御することによって変化させることができる。量子閉じ込めシュタルク効果を用いた一実施例を説明する。1988年)に記載している。基本的に、励起子吸収は量子井戸における電界の強さに依存する。図2のグラフは、ゼロ電界励起子の波長より長い波長での印加電圧(横軸)に対する量子井戸領域の吸収係数(縦軸)をプロットしたものである。その電圧はコンタクト19と17との間、即ちp−i−n接合の逆バイアスであり、電圧の増大(減少)が電界の増大(減少)に対応している。説明のために任意の単位が用いられている。初期電圧はVbであり、レーザはその電圧でOFFである。吸収係数は、比較的小さな電圧変化でかなり大きく変化し得る。voltage.【0017】この特性が本実施例で用いられる。垂直キャビティ面放射レーザはレーザ発振のための両ミラースタックにおいて比較的大きな反射率を必要とする。典型的にはミラースタックの反射率は99%以上必要である。absorptionを行うことができる。1,印加電圧VbでOFFであったとする。その電圧をゼロへ向けて減少させると吸収も減少し、それによってミラースタックの反射率が大きくなる。特定光出力が得られる。obtained.【0018】図3には、V=Vaの時のこの状態が示されている。容易に分かるように、量子井戸領域は、レーザがONの時に最小吸収を示す。量子井戸領域は、上述したように、逆バイアスpin構造の部分を形成する真性導電形領域に組込まれることが望ましい。小さな電圧変化だけでミラーの反射率を変化させることができる。change.しかし、コンタクト15及び17を通して供給される電流の大きさは、レーザがON及びOFFに切り換わるときでも本質的に一定に維持される。このことがアレイ構造における電源(図示せず)の設計を簡単にし、またそれ以外の場合に生じうるレーザアレイからの発熱量の変化、活性領域のキャリア密度の変化及び共振器での屈折率変化に起因する諸々の問題を軽減する。by.【0019】面放射レーザの光空間分布及び量子井戸アブソーバ(吸収体)の位置は共に工学的パラメータである。アブソーバをノード近くに置くか又は離して置くかによって、より大きな吸収又はより小さな吸収がそれぞれ得られる。領域7の反射率を増大又は減少させることによっても、より大きな吸収又はより小さな吸収がそれぞれ得られ、それによって分布ミラーにおける量子井戸吸収を比較的小さく又は大きくする。量子井戸の設計及びその数も変更可能である。当業者ならば容易に適切なパラメータを選択できるであろう。parameters.【0020】本実施例のレーザは自己ラッチングモードで使用され得る。レーザがある駆動電流でONになった後では、光空間の強度は十分大きく、バイアスがVbに復帰したときでも、量子井戸アブソーバはブリーチ状態、即ち飽和状態である。正確な動作は吸収係数及びレーザパワー、その他パラメータに依存する。レーザ発振があるレーザ駆動電流で生ずる前では、量子井戸領域での吸収は高く共振Qは低い。バイアスがゼロボルトへ減少すると、垂直キャビティのゲインは損失を超え、レーザはONとなる。高光強度がアブソーバを飽和させると、レーザをOFFにするためにはVbではもはや十分でなく、バイアスを例えば2Vbまで増大させる必要があろう。2Vb.【0021】なお、上記制御可能ミラーは電圧制御可能効果を用いても良い。光は基板又は上部ミラーのいずれを通して放射されても良い。「垂直」という用語は基板の主表面に直交するという意味である。前記注入手段は前記活性領域の両側に、第1ミラー、活性領域及び第2ミラーにより形成される軸に沿って、又は他の軸に沿って、第1及び第2の導電形領域を設けることもできる。[0022]【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明による垂直キャビティ面放射レーザは、レーザ共振器を構成するミラーの反射率を変化させることでレーザの光強度変化又はON/OFF制御を行うために、低電流で駆動できアレイ構成に有利となる。DRAWINGS【図1】本発明によるレーザの一実施例の概略的断面構成図である。invention.【図2】本実施例において、印加電圧(横軸)に対する量子井戸領域の吸収係数(縦軸)をプロットしたグラフである。axis).【図3】本実施例において、2つの電圧レベルにより生成された2つの異なる反射率条件での駆動電流に対する光出力をプロットしたグラフである。活性領域(5)を有する垂直キャビティ面放射レーザから成る半導体レーザにおいて、前記活性領域の両側に設けられ、少なくとも1つは反射率が制御可能な第1ミラー(3)及び第2ミラー(7,9,11,13)と;前記活性領域へキャリアを注入する注入手段(17,15)と;を有することを特徴とする半導体レーザ。前記注入手段は、前記活性領域の両側に第1及び第2導電形を有する第1及び第2領域(3,7)を有することを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。13)記載の半導体レーザ。真性導電形領域(11)を更に有し、その領域内に前記少なくとも1つの量子井戸が存在することを特徴とする請求項3記載の半導体レーザ。前記ミラー(7,9,11,13)の反射率が光学的に制御されることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。前記ミラー(7,9,11,13)の反射率が電気的に制御されることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。前記ミラーの少なくとも1つは干渉ミラーであることを特徴とする請求項2記載の半導体レーザ。前記活性領域は少なくとも1つの量子井戸からなることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。