CN1540821A - 多波长半导体激光器及其制造方法 - Google Patents

多波长半导体激光器及其制造方法 Download PDF

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Abstract

公开一种多波长半导体激光器。多波长半导体激光器具有通过分离区域设置在公共衬底上的第一侧边发射型谐振器结构和第二侧边发射型谐振器结构。第一侧边发射型谐振器结构具有650nm的振荡波长。第二侧边发射型谐振器结构具有780nm的振荡波长。低反射薄膜是由60nm的第一Al2O3薄膜、55nm的TiO2薄膜和140nm的第二Al2O3薄膜组成的三层介电薄膜，其中TiO2薄膜的折射率小于第一Al2O3薄膜的折射率和第二Al2O3薄膜的折射率。

Description

多波长半导体激光器及其制造方法
对相关申请的交叉文献
本申请是基于2003年4月24日向日本专利局提交的日本优先权文本JP2003-119631，在此引证，其全部内容作为参考。
发明背景
技术领域
本发明涉及单片上具有多个具有不同波长的侧边发射型半导体激光器件的多波长半导体激光器以及制造该激光器方法，具体地说，具有公共的低反射薄膜的多波长激光器，该薄膜对侧边发射型半导体激光器件的不同波长具有所希望的反射率，以及制造该激光器的方法。
相关技术的描述
在侧边发射型半导体激光器件中，在注入电流增大且光输出功率增大的情况下，当光输出功率超过特定水平时，会发生光输出功率突然降低的现象。这种现象是由发生在半导体激光器件光发射侧边的突发光学损伤(COD)所造成的。据说COD是由以下机制产生的。
换言之，如果输入电流，就会有非复合电流通过高密度表面态在半导体激光器件的光发射侧边上流动。因此，光发射侧边附近的载流子浓度低于激光器内部的载流子浓度。结果，光被吸收。光的吸收产生热量。因此，光发射侧边附近的温度升高以致光发射侧边附近的带隙能量降低，导致光的进一步吸收。由于这种正反馈环路，光发射侧边上的温度异常升高，最终使光发射侧边熔化。因此，激光振荡停止。此外，由于光发射侧边的氧化和诸如空位的点缺陷的出现，增强了光的吸收。
因此，为了防止发生COD，通常在光发射侧边上涂覆低反射薄膜以便使激光尽可能多的发射到外部。
在光学记录介质的多样化标准和类型时，将数据记录到具有例如650nm和780nm的不同波长带的两种光学记录介质上并从中重放的设备已经得到发展。
该记录和重放设备装备有一芯片两波长的半导体激光器，该激光器单片上具有一个650nm波带的半导体激光元件和一个780nm波带的半导体激光元件。
为了防止COD的发生，如果将不同类型的低反射薄膜设置在两波长半导体激光器的各个半导体激光器件的光发射侧边上，则用于形成低反射薄膜的工艺变得复杂。另一方面，如果设置公共的低反射薄膜，它应该对650nm波带的光和780nm波带的光的反射率都足够的低。
因此，将用于一个波长的技术应用到两波长半导体激光器的低反射薄膜上是难以实现对650nm波带的光和780nm波带的光都有效的低反射薄膜。
为了解决这个问题，相关技术参考文献，例如日本专利申请公开NO.2001-230495披露了在半导体激光器的光发射侧边上形成基本相同类型的并具有基本相同薄膜厚度的一层反射薄膜，在该激光器中，在一个衬底上设置有多个具有不同振荡波长的激光谐振器。
具体地说，在具有650nm和780nm波长带的两波长半导体激光器中，分别设置有具有约1.66折射率及约470nm薄膜厚度的铝薄膜，作为用于能更高输出的650nm激光器的反射薄膜，和具有约1.66折射率及约390nm薄膜厚度的铝薄膜，作为用于能更高输出的650nm波长带激光器的反射薄膜。换言之，该相关技术参考文献已经提出通过在谐振器侧边上形成由一种类型的材料构成的薄膜来控制侧边处的对不同振荡波长的反射率。
[专利文献1]
日本专利申请公开NO.2001-230495(参见图1)。
然而，根据上述相关技术参考文献，通过对相同介电材料薄膜厚度稍微改变来控制对于各个波长的低反射薄膜的反射率。由此，如果将薄膜厚度设置在预定的范围内，就能无条件地确定对各个波长的反射率。因此，难以独立地控制对各个波长的反射率。
在两波长半导体激光器的低反射薄膜的薄膜厚度设置为150nm的情况下，对于一个波长的反射率为约10％，对于另一个波长的反射率却为约25％。因此，在各个波长带需要低反射率的情况下，如果设法使反射薄膜的厚度相同，对不同波长带的组合反射率将被限制到很窄的范围。因此，难以实现具有预定激光特性的多波长半导体激光器。
发明概要
考虑到前述问题，希望提供一种多波长半导体激光器，该多波长半导体激光器具有设置在光发射侧边上的公共低反射薄膜，该公共低反射薄膜对各个半导体激光器件的振荡波长具有预定的反射率。
因此，本发明的第一方面是一种单片上具有多个具有不同波长的侧边发射型半导体激光器件的多波长半导体激光器，。该激光器包括公共的低反射多层薄膜，该薄膜是由依次向外形成的第一介电薄膜、第二介电薄膜和第三介电薄膜组成的三层介电薄膜，该公共低反射薄膜以相同薄膜厚度形成在该多个侧边发射型半导体激光器件的光发射侧边上。在该激光器中，第二介电薄膜的折射率大于第一介电薄膜的折射率和第三介电薄膜的折射率。
根据本发明，由于由第一介电薄膜、第二介电薄膜和第三介电薄膜组成的三层介电薄膜的公共低反射率多层薄膜设置在各个半导体激光器件的光发射侧边上，设置在光发射侧边上的公共低反射率多层薄膜的厚度是相同的，因此容易完成用于形成低反射薄膜的工艺。
适当地设置每个介电薄膜的组成和薄膜厚度可容易地设计出对每个半导体激光器件的振荡波长具有所期望的反射率的公共低反射多层薄膜。例如，根据本发明，适当地选择第一到第三介电薄膜的类型(组成)和薄膜厚度使对每个振荡波长的光发射侧边的反射率达到15％或更低。
对各个半导体激光器件的振荡波长的反射率不必相同。实际上，可以对各个半导体激光器件的振荡波长设置不同的反射率。例如，可以对一个半导体激光器件的反射率设置为5％，而对另一半导体激光器件的反射率设置为10％。
此外，由于第二介电薄膜的折射率大于第一介电薄膜的折射率和第三介电薄膜的折射率，从而使第一介电薄膜与第二介电薄膜之间的界面的反射率和第二介电薄膜与第三介电薄膜之间的界面的反射率很低，以致可降低三层介电薄膜的有效反射率。
在根据本发明的多波长半导体激光器中，选择第一介电薄膜和第二介电薄膜的薄膜厚度。此后，以第三介电薄膜的薄膜厚度为参数，计算三层介电薄膜对各个半导体激光器件振荡波长的反射率。结果，获得第三介电薄膜的薄膜厚度与三层介电薄膜的反射率之间的关系。
然后，基于该第三介电薄膜的薄膜厚度与三层介电薄膜的反射率之间的关系，选择第三介电薄膜的薄膜厚度，以使三层介电薄膜对多个半导体激光器件的振荡波长的反射率成为预定值。
介电薄膜的组成不受限制。此外，不必使第一到第三介电薄膜的组成互不相同。第一介电薄膜的组成可以与第三介电薄膜的组成相同。作为第一介电薄膜到第三介电薄膜中的每一个，可以选择Al2O3薄膜、SiNX薄膜、SiO2薄膜、SiC薄膜、AlN薄膜和GaN薄膜中的一种。
多个侧边发射型半导体激光器件的结构和振荡波长不受限制。多个侧边发射型半导体激光器件的振荡波长可以是例如，650nm波带、780nm波带和850nm波带中的一个。在本实施例中，650nm波带范围从645nm波长到665nm波长；780nm波带范围从770nm波长到790nm波长；以及850nm波带范围从830nm波长到860nm波长。
本发明的应用可以不考虑衬底组成和形成在其上的构成谐振器结构的化合物半导体层的组成。例如，本发明适合应用于装备有多个例如GaAs型、AlGaAs型或AlGaInP型半导体激光器件的多波长半导体激光器。
此外，本发明的应用可以不考虑激光带(laser stripe)的结构，例如埋置型或气脊型(air rige type)。
本发明的第二方面是制造多波长半导体激光器的方法，该激光器具有多个具有不同波长的侧边发射型半导体激光器件，已形成在晶片上的谐振器结构，该晶片被解理，形成激光器条，在激光器条的一个解理面上露出的、多个边缘发射型半导体激光器件的光发射侧边上设置公共低反射薄膜。该方法包括以下步骤：(1)选择第一介电薄膜和第三介电薄膜，然后选择折射率大于该第一介电薄膜的折射率和该第三介电薄膜的折射率的介电薄膜作为第二介电薄膜，从而设置由所述第一介电薄膜、所述第二介电薄膜和所述第三介电薄膜组成的三层介电薄膜作为所述公共的低反射薄膜；(2)确定所述第一介电薄膜和所述第二介电薄膜的薄膜厚度；(3)以第三介电薄膜的薄膜厚度作参数，计算三层介电薄膜对所述多个侧边发射型半导体激光器件的振荡波长的反射率，以获得所述第三介电薄膜的薄膜厚度与所述三层介电薄膜的反射率之间的关系；以及(4)根据所述第三介电薄膜的薄膜厚度与所述三层介电薄膜的反射率之间的关系选择所述第三介电薄膜的薄膜厚度，以便使所述三层介电薄膜对所述多个侧边发射型半导体激光器件的振荡波长的反射率成为预定值或更低。
在根据本发明的方法中，根据通过常规经验和实验得到的数据选择并设置介电薄膜的类型和薄膜厚度。通常，为了获得良好的介电薄膜，第一和第二介电薄膜的薄膜厚度设置到20nm或更大和100nm或更小。
在由步骤(3)得到的所述第三介电薄膜的薄膜厚度与所述三层介电薄膜的反射率的关系在步骤(4)中不满足对振荡波长的反射率的预定值或更低的情况下，该方法还包括步骤(5)：回到步骤(2)并确定所述第一介电薄膜的薄膜厚度和所述第二介电薄膜的薄膜厚度中至少任一个的另一数值；以及(6)进行步骤(3)和步骤(4)并重复步骤(2)到步骤(4)的循环，直到可以选择所述第三介电薄膜的薄膜厚度以使其对该振荡波长的反射率满足该预定值或更低为止。
在所述第三介电薄膜的薄膜厚度与所述三层介电薄膜的反射率的关系在步骤(6)中不满足对振荡波长的反射率的预定值或更低的情况下，该方法还包括步骤(7)：回到步骤(1)，选择另外的介电薄膜作为所述三层介电薄膜的所述第一介电薄膜到所述第三介电薄膜中的至少一个，并重复步骤(2)到步骤(4)的循环。
在所述第三介电薄膜的薄膜厚度与所述三层介电薄膜的反射率的关系在步骤(7)中不满足对振荡波长的反射率的预定值或更低的情况下，该方法还包括步骤(8)：回到步骤(1)，选择另外的介电薄膜作为所述三层介电薄膜的所述第一介电薄膜到所述第三介电薄膜中的至少一个，并重复步骤(2)到步骤(4)的循环。
如上所述，在根据本发明的方法中，由于将第一到第三介电薄膜的组成和薄膜厚度用作变量，因此存在许多变量。由此，可以设置出对每个半导体激光元件具有最适宜反射率的低反射率薄膜。换言之，通过重复前述循环，可以设计对每个半导体激光器件的振荡波长具有所期望的反射率的低反射率薄膜。
在根据本发明的方法中，通过已知的方法，例如溅射、化学汽相淀积(CVD)或电子束(EB)蒸发，形成第一到第三介电薄膜。具体地说，由于溅射可以精确控制薄膜厚度，因此优选为溅射。
根据本发明，在各个半导体激光器件的光发射侧边上设置公共的低反射多层薄膜。该公共低反射多层薄膜是由第一介电薄膜、第二介电薄膜和第三介电薄膜组成的三层介电薄膜，其中第二介电薄膜的折射率大于第一介电薄膜和第三介电薄膜的折射率。如果适当地设置每个介电薄膜的组成和薄膜厚度，就容易设计出对每个半导体激光器件的振荡波长具有所期望的反射率的公共低反射率薄膜。
根据本发明，由于可在宽范围内组合在多波长半导体激光器中所设置的对各个半导体激光器件的振荡波长的反射率，因此可以控制相对于各个半导体激光器件的激光特性的反射率。
此外，只要第二介电薄膜的折射率与第一和第三介电薄膜的折射率的关系满足本发明所规定的，就可以使用各种类型的介电薄膜材料。因此，容易设计并制造低反射率薄膜。
根据本发明的方法实现了适于制造根据本发明的多波长半导体激光器的方法。
依据以下附图、详细描述和所附权利要求，本发明的其他原理特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图简要说明
由以下结合附图的详细描述，将更加易于理解本发明，其中相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是根据第一实施方案，设置在多波长半导体激光器的光发射侧边和背面侧边上的低反射薄膜和高反射薄膜的结构的截面图；
图2是表示根据第一实施方案的第二Al2O3薄膜的薄膜厚度与三层介电层薄膜对650nm和780nm波长的反射率之间关系的曲线图；
图3是根据第二实施例，设置在多波长半导体激光器的光发射侧边和背面侧边上的低反射薄膜和高反射薄膜的结构的截面图；
图4是表示根据第二实施方案的第二Al2O3薄膜的薄膜厚度与三层介电层薄膜对650nm和780nm波长的反射率之间关系的曲线图；
图5A和图5B是根据第一实施方案的多波长半导体激光器在两个制造步骤时的截面图；
图6是根据本发明第三实施方案的方法中设置低反射薄膜结构的步骤的流程图；以及
图7表示出在图2所示的曲线图中反射率为15％或更低的第二Al2O3薄膜的薄膜厚度范围的曲线图。
具体实施方案的描述
下面，将参照附图详细描述本发明的实施方案。
(第一实施方案—多波长半导体激光器)
第一实施方案是根据本发明的多波长半导体激光器的实施例。图1表示根据第一实施方案的设置在多波长半导体激光器光发射侧边和背面侧边上的低反射薄膜和高反射薄膜的结构截面图。
如图1所示，多波长半导体激光器10是具有振荡波长为650nm的第一侧边发射型谐振器结构12(第一半导体激光元件)和振荡波长为780nm的第二侧边发射型谐振器结构14(第二半导体激光元件)的多波长半导体激光器。第一谐振器结构12和第二谐振器结构14通过分离区域11设置在公共衬底(未示出)上。图1表示作为其材料晶片解理的激光器条(laser bar)的多波长半导体激光器。在图1中，左侧侧边是光发射侧边。
在第一谐振器结构12和第二谐振器结构14的光发射侧边上，设置低反射薄膜22。低反射薄膜是三层介电薄膜，它由依次向外形成的60nm的第一Al2O3薄膜16、55nm的TiO2薄膜18和140nm的第二Al2O3薄膜20所组成。
TiO2薄膜18是作为第二介电薄膜设置。TiO2薄膜18具有2.00的折射率。作为本发明中的规定，TiO2薄膜18的折射率大于作为第一介电薄膜的第一Al2O3薄膜16的折射率以及作为第三介电薄膜的第二Al2O3薄膜20的折射率。第二Al2O3薄膜20的折射率为1.65。
在光发射侧边的相对侧面上，设置高反射薄膜28。高反射薄膜28是四层薄膜，由交替形成的两层Al2O3薄膜24和两层α-Si薄膜26组成。对于650nm和780nm的中间值约720nm的波长来说，Al2O3薄膜24和α-Si薄膜26分别具有λ/4n1(其中，λ为720nm且n1表示Al2O3薄膜的折射率)的薄膜厚度和λ/4n2(其中，λ为720nm且n2表示α-Si薄膜的折射率)的薄膜厚度。高反射薄膜28的反射率为95％。
由图2清楚看出，根据第一实施方案的第二Al2O3薄膜20的薄膜厚度与三层介电层薄膜的反射率之间的关系，由于低反射薄膜22是以上述方式构成，因此低反射薄膜22对650nm和780nm的振荡波长都具有9％的低反射率。
图2是表示在第一Al2O3薄膜16的膜厚和TiO2薄膜18的膜厚分别设置为60nm和55nm的情况下，三层介电薄膜对650nm和780nm波长的反射率与第二Al2O3薄膜的薄膜厚度参数的曲线图。
假设类似于上述低反射薄膜22，分别将第一Al2O3薄膜16和TiO2薄膜18的薄膜厚度设置为60nm和55nm，并且不同于该低反射薄膜22，将第二Al2O3薄膜20的薄膜厚度设置为100nm，由图2所示的曲线图，可以获得作为低反射薄膜的三层介电薄膜对650nm的波长具有19％的反射率或对780nm的波长具有25％的反射率。
此外，假设类似于上述低反射薄膜22，分别将第一Al2O3薄膜16和TiO2薄膜18的薄膜厚度设置为60nm和55nm，并且不同于该低反射薄膜22，将第二Al2O3薄膜20的薄膜厚度设置为175nm，由图2所示的曲线图，可以获得作为低反射薄膜的三层介电薄膜它对650nm的波长具有25％的反射率并对780nm的波长具有2％的反射率。
(第二实施方案-多波长半导体激光器)
本发明的第二实施方案是根据本发明的多波长半导体激光器的另一个实施例。图3是表示根据第二实施方案的形成在多波长半导体激光器光发射侧边和背面侧边上的低反射薄膜和高反射薄膜的结构截面图。
与第一实施例类似，根据第二实施方案的多波长半导体激光器38是具有振荡波长为650nm的第一侧边发射型谐振器结构12(第一半导体激光元件)和振荡波长为780nm的第二侧边发射型谐振器结构14(第二半导体激光元件)的多波长半导体激光器。第一谐振器结构12和第二谐振器结构14通过分离区域11设置在公共衬底(未示出)上。多波长半导体激光器38的结构除了设置在光发射侧边上的低反射薄膜的结构外，其余与根据第一实施例的多波长半导体激光器的结构相同。
在第一谐振器结构12和第二谐振器结构14的光发射侧边上，设置低反射薄膜36。低反射薄膜是三层介电薄膜，由依次向外形成的30nm的第一Al2O3薄膜16、55nm的TiO2薄膜32和100nm的第二Al2O3薄膜34组成。
在光发射侧边的相对侧面上，设置高反射薄膜28。高反射薄膜28是四层薄膜，由交替形成的两层Al2O3薄膜24和两层α-Si薄膜26组成。对于650nm和780nm的中间值约720nm的波长来说，Al2O3薄膜24和α-Si薄膜26分别具有λ/4n1(其中，λ为720nm且n1表示Al2O3薄膜的折射率)的薄膜厚度和λ/4n2(其中，λ为720nm且n2表示α-Si薄膜的折射率)的薄膜厚度。该高反射薄膜28的反射率为93％。
很明显，图4示出了第二Al2O3薄膜34的薄膜厚度与三层介电层薄膜的反射率之间的关系，低反射薄膜36对650nm和780nm的振荡波长都具有10％的低反射率。
图4是表示在第一Al2O3薄膜16的膜厚和TiO2薄膜18的膜厚分别设置为30nm和50nm的情况下，三层介电薄膜对650nm和780nm波长的反射率与第二Al2O3薄膜34的薄膜厚度参数的曲线图。
假设类似于上述低反射薄膜36，分别将第一Al2O3薄膜30和TiO2薄膜32的薄膜厚度设置为30nm和50nm，并且不同于该低反射薄膜36，将第二Al2O3薄膜34的薄膜厚度设置为150nm，由图4所示的曲线图，可以获得作为低反射薄膜的三层介电薄膜，该薄膜对650nm的波长具有1％或更低的反射率或对780nm的波长具有约8％的反射率。
此外，假设类似于上述低反射薄膜36，分别将第一Al2O3薄膜30和TiO2薄膜32的薄膜厚度设置为30nm和50nm，并且不同于该低反射薄膜36，将第二Al2O3薄膜34的薄膜厚度设置为200nm，由图4所示的曲线图，可以获得作为低反射薄膜的三层介电薄膜，该薄膜对650nm的波长具有约8％的反射率并对780nm的波长具有约3％的反射率。
(第三实施方案-制造多波长半导体激光器的方法)
本发明的第三实施方案是制造根据第一实施方案的多波长半导体激光器的方法。图5A和图5B是根据第一实施方案的多波长半导体激光器在两个制造步骤时的截面图。图6是根据第三实施方案的设置低反射薄膜结构的步骤的流程图。
在通常已知的制造多波长半导体激光器的方法中，例如，在日本专利申请公开NO.2001-244572中所披露的制造方法中，在晶片上形成具有650nm振荡波长的第一侧边发射型谐振器结构12和具有780nm振荡波长的第二侧边发射型谐振器结构14。
此后，将已在其上形成第一侧边发射型谐振器结构12和第二侧边发射型谐振器结构14的晶片进行解理。如图5A所示，形成一个激光器条40。
根据第三实施方案，在第一侧边发射型谐振器结构12和第二侧边发射型谐振器结构14的光发射侧边上设置公共的低反射薄膜。低反射薄膜对650nm和780nm的波长具有15％或更低的反射率。低反射薄膜是由第一介电薄膜、第二介电薄膜和第三介电薄膜组成的三层薄膜。
为了设置由第一介电薄膜、第二介电薄膜和第三介电薄膜组成的三层介电薄膜的公共低反射薄膜，如图6所示，在步骤S1，选择第一和第三介电薄膜。此后，选择折射率大于第一介电薄膜和第三介电薄膜的折射率的介电薄膜作为第二介电薄膜。例如，作为介电薄膜，选择Al2O3薄膜、SiNX薄膜、TiO2薄膜、SiO2薄膜、SiC薄膜和GaN薄膜中的任何一种。在选择第二介电薄膜时，选择折射率大于第一介电薄膜和第三介电薄膜的折射率的介电薄膜。根据由经验、实验等等获得的数据选择并设置介电薄膜的类型和薄膜厚度。
根据第三实施方案，选择Al2O3薄膜作为第一介电薄膜成为第一Al2O3薄膜16，TiO2薄膜作为第二介电薄膜成为TiO2薄膜18，且另一Al2O3薄膜作为第三介电薄膜成为第二Al2O3薄膜20。
然后，在步骤S2中，确定第一Al2O3薄膜16和TiO2薄膜18的薄膜厚度。优选的是，将第一和第二介电薄膜的薄膜厚度设置为20nm或更大和100nm或更小。根据第三实施方案，分别将第一Al2O3薄膜16和TiO2薄膜18的薄膜厚度设置为60nm和55nm。
此后，在步骤S3中，根据第二Al2O3薄膜20薄膜厚度的参数，计算三层介电薄膜对650nm和780nm波长的反射率。根据计算结果，得到如图7所示的曲线图(与图2相同的曲线)，该曲线图表示第二Al2O3薄膜20的薄膜厚度与三层介电薄膜的反射率之间的关系。
然后，在步骤S4中，根据图7所示的曲线图，获得对650nm和780nm波长都具有15％或更低的反射率的第二Al2O3薄膜20的薄膜厚度。由图7明显看出，第二Al2O3薄膜20的薄膜厚度在图7中由“A”表示的从125nm到155nm的范围内对两个波长都具有15％或更低的反射率。根据第三实施方案，如果第二A12O3薄膜20的薄膜厚度设置为140nm，就可以设计出对650nm和780nm波长都具有约10％的反射率的低反射薄膜22。
在第二Al2O3薄膜20的薄膜厚度与三层介电薄膜的反射率之间的关系不满足步骤S4中对每个振荡波长的反射率的预定值的情况下，流程返回到步骤S2。在步骤S2中，重新设置第一Al2O3薄膜16和TiO2薄膜18中至少一个的薄膜厚度。在步骤S3中，计算三层介电薄膜的反射率。在步骤S4中，设置第二Al2O3薄膜20的薄膜厚度，使其对650nm和780nm波长具有15％或更低的反射率。
在第二Al2O3薄膜20的薄膜厚度与三层介电薄膜的反射率之间的关系不满足对每个振荡波长的反射率的预定值的情况下，流程返回到步骤S1。在步骤S1中，重新选择第一介电薄膜到第三介电薄膜。直到获得预定值的折射率，重复从步骤S1到步骤S4的循环。
此后，如图5B所示，在通过露出侧边发射型谐振器结构12和侧边发射型谐振器结构14的光发射侧边而得到的激光器条40的解理面上，通过CVD依次形成60nm的第一Al2O3薄膜16、55nm的TiO2薄膜18和140nm的第二Al2O3薄膜20。结果，形成低反射薄膜22。
在与光发射侧边相对的背面侧边侧的解理面上，通过CVD方法形成由两层Al2O3薄膜24和两层α-Si薄膜26以交替层积组成的四层薄膜。每个Al2O3薄膜24具有λ/4n1的薄膜厚度(其中，λ为720nm且n1表示Al2O3薄膜的折射率)。每个α-Si薄膜26具有λ/4n2的薄膜厚度(其中，λ为720nm且n2表示α-Si薄膜的折射率)。结果，形成高反射率薄膜28。
由此，可以制造具有设置在光发射侧边上并具有所期望的低反射率的低反射薄膜的多波长半导体激光器。
根据第三实施方案，以三层介电薄膜作为低反射薄膜，由此提高用于设计低反射薄膜的变量的数目。因此，适当地设置变量可使其易于在宽范围内设计低反射薄膜的反射率绝对值和相位。
根据上述实施方案，作为介电薄膜材料的组合，以Al2O3/TiO2/Al2O3的结构为例。然而，只要选择折射率高于第一介电薄膜和第三介电薄膜的折射率的介电薄膜材料作为第二介电薄膜，就可以自由选择第一到第三介电薄膜的材料。
此外，根据上述实施方案，作为半导体激光元件的振荡波长，以650nm和780nm为例。然而，根据本发明，振荡波长不受限制。根据设置在多波长半导体激光器中的每个半导体激光元件的特性，可以选择满足所期望反射率的低反射薄膜的结构。
前面描述了本发明的原理。由此，可以理解，虽然没有在本文明确地描述或表示，但是本领域技术人员能够设计出使本发明原理具体化的各种改变并在以下权利要求的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种多波长半导体激光器，单片上具有多个具有不同波长的侧边发射型半导体激光器件，其中：
公共的低反射多层薄膜，它是由依次向外形成的第一介电薄膜、第二介电薄膜和第三介电薄膜所组成的三层介电薄膜，形成具有相同薄膜厚度的该公共的低反射薄膜是设置在所述多个侧边发射型半导体激光器件的光发射面上，并且
所述第二介电薄膜的折射率大于所述第一介电薄膜的折射率和所述第三介电薄膜的折射率。
2.如权利要求1中提出的多波长半导体激光器，其中：
所述第一介电薄膜到所述第三介电薄膜中的每一个是Al2O3薄膜、SiNX薄膜、SiO2薄膜、SiC薄膜、AlN薄膜和GaN薄膜中的一种。
3.如权利要求1中提出的多波长半导体激光器，其中：
所述多个侧边发射型半导体激光器件的振荡波长是650nm波带、780nm波带和850nm波带中的任何一个。
4.如权利要求2中提出的多波长半导体激光器，其中：
所述多个侧边发射型半导体激光器件的振荡波长是650nm波带、780nm波带和850nm波带中的任何一个。
5.制造单片上具有多个具有不同波长的侧边发射型半导体激光器件的多波长半导体激光器的方法，该方法包括以下步骤：
在通过解理晶片形成激光器条时，在该晶片上形成谐振器结构并在该激光器条的一个解理面上露出的所述多个侧边发射型半导体激光器件的光发射面上设置公共的低反射薄膜，
(1)选择第一介电薄膜和第三介电薄膜，然后选择折射率大于该第一介电薄膜的折射率和该第三介电薄膜的折射率的介电薄膜作为第二介电薄膜，从而设置由所述第一介电薄膜、所述第二介电薄膜和所述第三介电薄膜组成的三层介电薄膜作为所述公共的低反射薄膜；
(2)确定所述第一介电薄膜和所述第二介电薄膜的薄膜厚度；
(3)以所述第三介电薄膜的薄膜厚度的参数，计算所述三层介电薄膜对所述多个侧边发射型半导体激光器件的振荡波长的反射率，以获得所述第三介电薄膜的薄膜厚度与所述三层介电薄膜的反射率之间的关系；以及
(4)根据所述第三介电薄膜的薄膜厚度与所述三层介电薄膜的反射率之间的关系选择所述第三介电薄膜的薄膜厚度，以便使所述三层介电薄膜对所述多个侧边发射型半导体激光器件的振荡波长的反射率满足预定值或更低。
6.如权利要求5提出的制造所述多波长半导体激光器的方法，其中：
步骤(1)包括选择Al2O3薄膜、SiNX薄膜、SiO2薄膜、SiC薄膜、AlN薄膜或GaN薄膜作为所述第一介电薄膜到所述第三介电薄膜的每一个。
7.如权利要求5提出的制造所述多波长半导体激光器的方法，其中：
所述多个侧边发射型半导体激光器件的振荡波长是650nm波带、780nm波带和850nm波带中的任何一个。
8.如权利要求5提出的制造所述多波长半导体激光器的方法，还包括以下步骤：
在所述第三介电薄膜的薄膜厚度与由步骤(3)得到的所述三层介电薄膜的反射率的关系在步骤(4)中不满足对振荡波长的反射率的预定值或更低的情况下，
(5)返回到步骤(2)并确定所述第一介电薄膜的薄膜厚度和所述第二介电薄膜的薄膜厚度中至少一个的另一数值；以及
(6)进行步骤(3)和步骤(4)并重复步骤(2)到步骤(4)的循环，直到所述第三介电薄膜的薄膜厚度的选择使其对该振荡波长的反射率满足该预定值或更低为止。
9.如权利要求8提出的制造所述多波长半导体激光器的方法，还包括以下步骤：
在所述第三介电薄膜的薄膜厚度与所述三层介电薄膜的反射率的关系在步骤(6)中不满足对振荡波长的反射率的预定值或更低的情况下，
(7)返回到步骤(1)，选择另外的介电薄膜作为所述三层介电薄膜中的所述第一介电薄膜到所述第三介电薄膜中的至少一个，并重复步骤(2)到步骤(4)的循环。
10.如权利要求9提出的制造所述多波长半导体激光器的方法，还包括以下步骤：
在所述第三介电薄膜的薄膜厚度与所述三层介电薄膜的反射率的关系在步骤(7)中不满足对振荡波长的反射率的预定值或更低的情况下，
(8)返回到步骤(1)，选择另外的介电薄膜作为所述三层介电薄膜中的所述第一介电薄膜到所述第三介电薄膜中的至少一个，并重复步骤(2)到步骤(4)的循环。
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