JP2002299759A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

半導体レーザ装置

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JP2002299759A JP2001103966A JP2001103966A JP2002299759A JP 2002299759 A JP2002299759 A JP 2002299759A JP 2001103966 A JP2001103966 A JP 2001103966A JP 2001103966 A JP2001103966 A JP 2001103966A JP 2002299759 A JP2002299759 A JP 2002299759A
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Norihiro Iwai
則広 岩井
Masaki Funahashi
政樹 舟橋
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラマン増幅用光源に適した安定かつ高出力の
半導体レーザ装置を得ること。 【解決手段】 ｎ−ＩｎＰ基板１上に、ｎ−ＩｎＰクラ
ッド層２、ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３、ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層４およびｐ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層５をテーパ
形状に形成し、テーパ形状と回折格子のグレーティング
ピッチと活性層を含む光導波路と共振器長との発振パラ
メータの組合せ設定によって２本以上の発振縦モードを
含むレーザ光を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、２本以上の発振
縦モードを含み、ラマン増幅用光源に適したレーザ光を
出射する半導体レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、インターネットをはじめとする様
々なマルチメディアの普及に伴って、光通信に対する大
容量化の要求が大きくなっている。従来、光通信では、
光ファイバによる光の吸収が少ない波長である１３１０
ｎｍもしくは１５５０ｎｍの帯域において、それぞれ単
一の波長による伝送が一般的であった。この方式では、
多くの情報を伝達するためには伝達経路に敷設する光フ
ァイバの芯数を増やす必要があり、伝送容量の増加に伴
ってコストが増加するという問題があった。
【０００３】そこで、波長分割多重（ＷＤＭ： Wavelen
gth Division Multiplexing）通信方式が用いられるよ
うになった。このＷＤＭ通信方式は、主にエルビウム添
加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium Doped Fiber Amp
lifier）を用い、この動作帯域である１５５０ｎｍ帯に
おいて複数の波長を使用して伝送を行う方式である。こ
のＷＤＭ通信方式では、１本の光ファイバを用いて複数
の異なる波長の光信号を同時に伝送することから、新た
な線路を敷設する必要がなく、ネットワークの伝送容量
の飛躍的な増加をもたらすことを可能としている。
【０００４】このＥＤＦＡを用いた一般的なＷＤＭ通信
方式では、利得平坦化の容易な１５５０ｎｍから実用化
され、最近では、利得係数が小さいために利用されてい
なかった１５８０ｎｍ帯にまで拡大している。しかしな
がら、ＥＤＦＡで増幅可能な帯域に比して光ファイバの
低損失帯域の方が広いことから、ＥＤＦＡの帯域外で動
作する光増幅器、すなわちラマン増幅器への関心が高ま
っている。
【０００５】ラマン増幅は、光ファイバに強い励起光を
入射すると、誘導ラマン散乱によって、励起光波長から
約１００ｎｍ程度長波長側に利得が現れ、この励起され
た状態の光ファイバに、この利得を有する波長帯域の信
号光を入射すると、この信号光が増幅されるというもの
である。したがってラマン増幅器を用いたＷＤＭ通信方
式では、ＥＤＦＡを用いた通信方式に比して、利得波長
帯域が拡大し信号光のチャネル数をさらに増加させるこ
とができる。
【０００６】図１８は、ラマン増幅器に用いるレーザ光
を出射する従来のレーザ装置の構成を示す図である。図
１８において、このレーザ装置は、半導体発光素子２０
２と光ファイバ２０３とを有する。半導体発光素子２０
２は、活性層２２１を有する。活性層２２１は、一端に
光反射膜２２２が設けられ、他端に光出射面２２３が設
けられる。活性層２２１内で生じた光は、光反射膜２２
２で反射して、光出射面２２３から出力される。
【０００７】半導体発光素子２０２の光出射面２２３側
には、光ファイバ２０３が配置され、光出射面２２３か
ら出射したレーザ光と結合される。光ファイバ２０３内
のコア２３２には、光出射面２２３から所定位置にファ
イバグレーティング２３３が形成され、ファイバグレー
ティング２３３は、特定波長の光を選択的に反射する。
すなわち、ファイバグレーティング２３３は、外部共振
器として機能し、ファイバグレーティング２３３と光反
射膜２２２との間で共振器を形成し、ファイバグレーテ
ィング２３３によって選択された特定波長のレーザ光が
増幅されて出力レーザ光２４１として出力される。
【０００８】また、ラマン増幅器に用いるレーザ光源と
して、分布帰還型（ＤＦＢ：Distribute Feedback）半
導体レーザを用いる場合もあった。分布帰還型半導体レ
ーザは、活性層近傍に回折格子を設けたことで光ファイ
バグレイティングを不要とし、安定した単一縦モード発
振を行う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の半導体レーザ装置は、ファイバグレーティング
２３３と半導体発光素子２０２との間隔が長いため、フ
ァイバグレーティング２３３と光反射膜２２２との間の
共振によって相対強度雑音（ＲＩＮ：Relative Intensi
ty Noise ）が大きくなる。ラマン増幅では、増幅の生
じる過程が早く起こるため、励起光強度が揺らいでいる
と、ラマン利得も揺らぐことになり、このラマン利得の
揺らぎがそのまま増幅された信号強度の揺らぎとして出
力されてしまい、安定したラマン増幅を行わせることが
困難であるという問題点があった。
【００１０】また、上述した半導体レーザ装置は、ファ
イバグレーティング２３３を有した光ファイバ２０３
と、半導体発光素子２０２とを光結合する必要があり、
共振器内における機械的な光結合であるために、レーザ
の発振特性が機械的振動などによって変化してしまうお
それがあり、安定した励起光を提供することが困難であ
るという問題点があった。
【００１１】一方、分布帰還型半導体レーザを用いた場
合には、レーザ光は単一縦モードで発振するので、高出
力のレーザ光を得ることが難しく、光ファイバを高出力
で励起することが困難であるという問題点があった。ま
た、単一縦モードのレーザ光では、ラマン増幅時に誘導
ブリルアン散乱発生の閾値を超えて誘導ブリルアン散乱
が発生し、ノイズが増加するという問題点があった。
【００１２】この発明は、上記に鑑みてなされたもの
で、安定かつ高利得を得ることができるラマン増幅用光
源に適した半導体レーザ装置を提供することを目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる埋込型半導体レーザ装置は、レー
ザ光の出射端面に設けた第１反射膜と該レーザ光の反射
端面に設けた第２反射膜との間に形成された活性層の近
傍に回折格子を設けた半導体レーザ装置において、前記
活性層を少なくとも含むメサストライプ部を備え、前記
メサストライプ部の横方向の幅は、前記第１反射膜側か
ら前記第２反射膜側にかけた全領域あるいは一部におい
て連続的に拡がるテーパ形状を成し、前記テーパ形状と
前記回折格子のグレーティングピッチと前記活性層を含
む光導波路と共振器長との発振パラメータの組合せ設定
によって２本以上の発振縦モードを含むレーザ光を出力
することを特徴とする。
【００１４】この請求項１の発明によれば、半導体レー
ザ装置は、テーパ形状のメサストライプ部を有し、テー
パ形状と回折格子のグレーティングピッチと活性層を含
む光導波路と共振器長との発振パラメータの組合せ設定
によって２本以上の発振縦モードを含むレーザ光を出力
する。
【００１５】また、請求項２にかかる半導体レーザ装置
は、レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜と該レーザ
光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形成された活
性層の近傍に回折格子を設けた半導体レーザ装置におい
て、前記活性層を少なくとも含むメサストライプ部を備
え、前記メサストライプ部の横方向の幅は、前記第１反
射膜側から前記第２反射膜側にかけた全領域あるいは一
部において段階的に拡がる連続段差形状を成し、前記連
続段差形状と前記回折格子のグレーティングピッチと前
記活性層を含む光導波路と共振器長との発振パラメータ
の組合せ設定によって２本以上の発振縦モードを含むレ
ーザ光を出力することを特徴とする。
【００１６】この請求項２の発明によれば、半導体レー
ザ装置は、連続段差形状のメサストライプ部を有し、連
続段差形状と回折格子のグレーティングピッチと活性層
を含む光導波路と共振器長との発振パラメータの組合せ
設定によって２本以上の発振縦モードを含むレーザ光を
出力する。
【００１７】また、請求項３にかかる半導体レーザ装置
は、レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜と該レーザ
光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形成された活
性層の近傍に回折格子を設けた半導体レーザ装置におい
て、前記活性層に注入する電流を制御するリッジ部を備
え、前記リッジ部の横方向の幅は、前記第１反射膜側か
ら前記第２反射膜側にかけた全領域あるいは一部におい
て連続的に拡がるテーパ形状を成し、前記テーパ形状と
前記回折格子のグレーティングピッチと前記活性層を含
む光導波路と共振器長との発振パラメータの組合せ設定
によって２本以上の発振縦モードを含むレーザ光を出力
することを特徴とする。
【００１８】この請求項３の発明によれば、半導体レー
ザ装置は、テーパ形状のリッジ部を有し、テーパ形状と
回折格子のグレーティングピッチと活性層を含む光導波
路と共振器長との発振パラメータの組合せ設定によって
２本以上の発振縦モードを含むレーザ光を出力する。
【００１９】また、請求項４にかかる半導体レーザ装置
は、レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜と該レーザ
光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形成された活
性層の近傍に回折格子を設けた半導体レーザ装置におい
て、前記活性層に注入する電流を制御するリッジ部を備
え、前記リッジ部の横方向の幅は、前記第１反射膜側か
ら前記第２反射膜側にかけた全領域あるいは一部におい
て段階的に拡がる連続段差形状を成し、前記連続段差形
状と前記回折格子のグレーティングピッチと前記活性層
を含む光導波路と共振器長との発振パラメータの組合せ
設定によって２本以上の発振縦モードを含むレーザ光を
出力することを特徴とする。
【００２０】この請求項４の発明によれば、半導体レー
ザ装置は、連続段差形状のメサストライプ部を有し、連
続段差形状と回折格子のグレーティングピッチと活性層
を含む光導波路と共振器長との発振パラメータの組合せ
設定によって２本以上の発振縦モードを含むレーザ光を
出力する。
【００２１】また、請求項５にかかる半導体レーザ装置
は、レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜と該レーザ
光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形成された活
性層の近傍に回折格子を設けた半導体レーザ装置におい
て、前記活性層に注入する電流を制御する酸化膜からな
る電流狭窄層を備え、前記酸化膜からなる電流狭窄層の
開口幅は、前記第１反射膜側から前記第２反射膜側にか
けた全領域あるいは一部において連続的に拡がるテーパ
形状を成し、前記テーパ形状と前記回折格子のグレーテ
ィングピッチと前記活性層を含む光導波路と共振器長と
の発振パラメータの組合せ設定によって２本以上の発振
縦モードを含むレーザ光を出力することを特徴とする。
【００２２】この請求項５の発明によれば、半導体レー
ザ装置は、テーパ形状の酸化膜からなる電流狭窄層の開
口部を有し、テーパ形状と回折格子のグレーティングピ
ッチと活性層を含む光導波路と共振器長との発振パラメ
ータの組合せ設定によって２本以上の発振縦モードを含
むレーザ光を出力する。
【００２３】また、請求項６にかかる半導体レーザ装置
は、レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜と該レーザ
光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形成された活
性層の近傍に回折格子を設けた半導体レーザ装置におい
て、前記活性層に注入する電流を制御する酸化膜からな
る電流狭窄層を備え、前記酸化膜からなる電流狭窄層の
開口幅は、前記第１反射膜側から前記第２反射膜側にか
けた全領域あるいは一部において段階的に拡がる連続段
差形状を成し、前記連続段差形状と前記回折格子のグレ
ーティングピッチと前記活性層を含む光導波路と共振器
長との発振パラメータの組合せ設定によって２本以上の
発振縦モードを含むレーザ光を出力することを特徴とす
る。
【００２４】この請求項６の発明によれば、半導体レー
ザ装置は、連続段差形状の酸化膜からなる電流狭窄層の
開口部を有し、連続段差形状と回折格子のグレーティン
グピッチと活性層を含む光導波路と共振器長との発振パ
ラメータの組合せ設定によって２本以上の発振縦モード
を含むレーザ光を出力する。
【００２５】また、請求項７にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記共振器長は、６００μｍ
以上であることを特徴とする。
【００２６】この請求項７の発明によれば、活性層が形
成する共振器長を６００μｍ以上とし、発振縦モードの
モード間隔を狭くすることによって複数の発振縦モード
を含むレーザ光を得られやすくする。
【００２７】また、請求項８にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記第１反射膜の反射率は、
１％以下であり、前記第２反射膜の反射率は、７０％以
上であることを特徴とする。
【００２８】この請求項８の発明によれば、反射端面は
レーザ光の７０％以上を反射し、出射端面が反射するレ
ーザ光は１％以下となるので、片側から効率よく光を取
り出すことができ、高出力化が可能となる。
【００２９】また、請求項９にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記メサストライプ部、前記
リッジ部あるいは前記酸化膜からなる電流狭窄層の開口
部の前記第１反射膜側および前記第２反射膜側の各端部
は、前記テーパ形状あるいは前記連続段差形状の各端部
側の幅を維持したマージン領域を有することを特徴とす
る。
【００３０】この請求項９の発明によれば、テーパ形状
または連続段差形状を有する、メサストライプ部、リッ
ジ部あるいは電流狭窄層の開口部は、出射端面および反
射端面近傍で、テーパ形状または連続段差形状の各端部
側の幅を維持することで、端面形成時の劈開工程のばら
つきをカバーし、製造歩留を向上することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる半導体レーザ装置の好適な実施の形態につ
いて説明する。
【００３２】（実施の形態１）まず、この発明の実施の
形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形
態１である半導体レーザ装置の概要構成を示す斜視図で
ある。また、図２は、図１に示した半導体レーザ装置の
共振器方向に垂直な方向の断面図である。さらに、図３
は、図２に示した半導体レーザ装置のＡ−Ａ線断面図で
ある。図１〜図３において、この半導体レーザ装置は、
ｎ−ＩｎＰ基板１上に、ｎ−ＩｎＰクラッド層２、ＳＣ
Ｈ−ＭＱＷ活性層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層４、回折格
子（グレーティング）が形成されたｐ−ＧａＩｎＡｓＰ
光導波路層５およびｐ−ＩｎＰ層６が順次積層され、メ
サストライプ部を形成している。さらに、ｐ−ＩｎＰ層
７、ｎ−ＩｎＰ層８がメサストライプ部側面に形成され
る。また、さらに上面には、ｐ−ＩｎＰクラッド層９、
ｐ−ＧａＩｎＡｓコンタクト層１０が順次積層されてい
る。
【００３３】また、ｐ−ＧａＩｎＡｓコンタクト層１０
の上面には、ｐ側電極１１が形成され、ｎ−ＩｎＰ基板
１の裏面には、ｎ側電極１２が形成されている。さら
に、半導体レーザ装置の一端面である光出射端面には、
反射率１％以下の低光反射率をもつ出射側反射膜１３が
形成され、他端面である光反射端面には、反射率が７０
％以上の高反射率をもつ反射膜１４が形成される。ま
た、ｎ−ＩｎＰクラッド層２、ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層
３、ｐ−ＩｎＰクラッド層４、ｐ−ＧａＩｎＡｓＰ光導
波路層５、およびｐ−ＩｎＰ層６によって形成されるメ
サストライプ部は、図２および図３に示すように出射側
反射膜１３の近傍でメサ幅が細く、反射膜１４近傍でメ
サ幅が太いテーパ形状をなしている。
【００３４】ここで、出射側反射膜１３と反射膜１４と
の間に形成されたＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３内に発生した
光は、反射膜１４によって反射し、出射側反射膜１３を
介し、レーザ光として出射されるので、出射側反射膜１
３から効率良くレーザ光を取り出すことができる。ま
た、このレーザ光は、テーパ形状と回折格子のグレーテ
ィングピッチとｐ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層５と共振
器長との発振パラメータを組み合せて設定することによ
って２本以上の発振縦モードを含むレーザ光を出力する
ことができる。
【００３５】つぎに、この実施の形態１における半導体
レーザ装置の製造方法について説明する。まず、ｎ−Ｉ
ｎＰ基板１上に、ＭＯＣＶＤ法を用いてｎ−ＩｎＰクラ
ッド層２、ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３、ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層４、ｐ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層５、およびｐ−
ＩｎＰ層６を順次形成する。つぎに、イオンビーム露光
装置を用いて所定ピッチのグレーティングをパターンニ
ングし、ケミカルエッチングによってｐ−ＧａＩｎＡｓ
Ｐ光導波路層５およびｐ−ＩｎＰ層６に回折格子を形成
する。
【００３６】さらに、ＭＯＣＶＤ法を用いてｐ−ＧａＩ
ｎＡｓＰ光導波路層５に形成した回折格子をｐ−ＩｎＰ
層６で平坦に埋め込む。つぎに、テーパ形状のＳｉＮｘ
膜を形成し、これをマスクとしてｎ−ＩｎＰクラッド層
の途中までを臭素系エッチング液によってエッチング
し、図３に示すテーパ形状を形成する。その後、テーパ
形状のＳｉＮｘ膜を選択成長用のマスクとしてそのまま
用い、ＭＯＣＶＤ法によってｐ−ＩｎＰ層７およびｎ−
ＩｎＰ層８をメサストライプ部側面に形成する。
【００３７】その後、ＳｉＮｘ膜を除去し、ＭＯＣＶＤ
法を用いてｐ−ＩｎＰクラッド層９およびｐ−ＧａＩｎ
Ａｓコンタクト層１０を順次形成する。さらに、ｐ−Ｇ
ａＩｎＡｓコンタクト層１０の上面に、ｐ側電極１１を
形成し、ｎ−ＩｎＰ基板１を１００μｍ程度の厚さに研
磨した後、その裏面に、ｎ側電極１２を形成する。その
後、基板を劈開し、一端面である光出射端面に、反射率
１％以下の低光反射率をもつ出射側反射膜１３を形成す
る。また、他端面である光反射端面には、反射率が７０
％以上の高光反射率をもつ反射膜１４を形成する。
【００３８】つぎに、この実施の形態１における半導体
レーザ装置が出射するレーザ光の発振縦モードについて
説明する。一般に、半導体レーザ装置の共振器から発生
される縦モードのモード間隔Δλは、発振波長λ0、屈
折率ｎおよび共振器長Ｌを用いて、Δλ＝（λ0）2／
（２ｎＬ）と表される。すなわち、発振波長Ｌが長けれ
ば縦モード間隔は小さくなり、ＤＦＢレーザにおいても
多モード発振が得られやすくなる。
【００３９】一方、回折格子は、そのブラッグ反射によ
って発振波長を選択する。この回折格子による波長選択
性は、発振波長をλ0、実効屈折率をＮｅｆｆ、回折格
子のグレーティングピッチをΛとして、λ0＝２Ｎｅｆ
ｆΛと表される。また、この回折格子によって選択され
る縦モードは、図４に示す発振波長スペクトル１５とし
て表され、発振波長スペクトル１５の半値幅Δλｈ内に
存在する縦モードが発振することとなる。発振波長スペ
クトル１５は、回折格子のグレーティングピッチおよび
実効屈折率Ｎｅｆｆによって決定される。ところで、実
効屈折率Ｎｅｆｆは、図５に示すように活性層の幅に依
存して変化する。たとえば、活性層の幅が１μｍの場
合、実効屈折率Ｎｅｆｆの値は「３．１７６」となる。
一方、活性層の幅が４μｍの場合、実効屈折率Ｎｅｆｆ
の値は「３．２０６」となる。なお、この値は、活性層
の構造によって若干変化する。このように、実行屈折率
Ｎｅｆｆが活性層の幅に依存して変化するので、発振波
長は、活性層の幅に依存して変化することとなる。
【００４０】この実施の形態１における半導体レーザ装
置は、メサストライプ部をテーパ形状に形成しているの
で、ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３の幅は、０．５μｍ〜２μ
ｍの範囲で変化する。これに伴って実効屈折率Ｎｅｆｆ
の値も共振器方向で変化するので、多モード発振が可能
となる。
【００４１】この実施の形態１における半導体レーザ装
置では、回折格子のグレーティングピッチとテーパ形状
とを設定することにより、レーザ光の発振縦モードの数
を所望の数に設定することができる。複数の発振縦モー
ドを有するレーザ光を用いると、単一縦モードのレーザ
光を用いた場合に比して、レーザ出力のピーク値を抑え
て高いレーザ出力値を得ることができる。たとえば、こ
の実施の形態１に示した半導体レーザ装置では、図６
（ｂ）に示すプロファイルを有し、低いピーク値で高レ
ーザ出力を得ることができる。これに対し、図６（ａ）
は、同じレーザ出力を得る場合における単一縦モード発
振の半導体レーザ装置のプロファイルであり、高いピー
ク値を有している。
【００４２】ここで、ラマン増幅器の励起用光源は、ラ
マン利得を大きくするために高出力であることが好まし
いが、励起光のピーク値が高いと、誘導ブリルアン散乱
が発生し、雑音が増加するという不具合が発生する。誘
導ブリルアン散乱の発生は、誘導ブリルアン散乱が発生
する閾値Ｐｔｈを有し、同じレーザ出力を得る場合、図
６（ｂ）に示すように、複数の発振縦モードを持たせ、
そのピーク値を抑えることによって、誘導ブリルアン散
乱の閾値Ｐｔｈ内で高い励起光出力を得ることができ、
その結果、高いラマン利得を得ることが可能となる。
【００４３】また、従来の半導体レーザ装置では、図１
８に示したようにファイバグレーティングを用いた半導
体レーザモジュールとしていたため、ファイバグレーテ
ィング２３３と光反射膜２２２との間の共振によって相
対強度雑音（ＲＩＮ）が大きくなり、安定したラマン増
幅を行うことができないが、この実施の形態１に示した
半導体レーザ装置２０では、ファイバグレーティング２
３３を用いず、出射側反射膜１４から出射したレーザ光
をそのままラマン増幅器の励起用光源として用いること
ができるので、相対強度雑音が小さくなり、その結果、
ラマン利得の揺らぎが小さくなり、安定したラマン増幅
を行わせることができる。
【００４４】さらに、図１８に示した半導体レーザ装置
では、共振器内に機械的な結合を必要とするため、振動
などによってレーザの発振特性が変化する場合が発生す
るが、この実施の形態１の半導体レーザ装置では、機械
的な振動などによるレーザの発振特性の変化がなく、安
定した光出力を得ることができる。
【００４５】また、この実施の形態１の半導体レーザ装
置では、光出射側のメサ幅を１μｍ以下にすることで、
光閉じ込めが弱まり、スポットサイズが拡大するので、
狭出射ビーム形状のレーザ光を得ることができ、光ファ
イバとの結合効率が増大する。
【００４６】この実施の形態１によれば、半導体レーザ
装置は、ｎ−ＩｎＰクラッド層２、ＳＣＨ−ＭＱＷ活性
層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層４、回折格子が形成された
ｐ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層５、ｐ−ＩｎＰ層６によ
って形成されるメサストライプ部をテーパ形状とし、複
数の発振縦モードを含んだレーザ光を発振するように回
折格子のグレーティングピッチとテーパ形状とを設定し
ているので、ラマン増幅器の励起用光源として用いた場
合に誘導ブリルアン散乱を発生せずに、安定し、かつ高
いラマン利得を得ることができるレーザ光を出射する。
【００４７】また、ファイバグレーティングを用いた半
導体レーザ装置のように、ファイバグレーティングを持
つ光ファイバと半導体発光素子との光結合を共振器内に
おいて行わないので、機械的振動などによる不安定出力
を回避することができる。
【００４８】なお、メサストライプ部の形状は、図３に
示したように、全てがテーパ形状となることを必ずしも
必要とせず、図７に示したように部分的にテーパ形状と
してもよいし、図８に示したように、段階的にメサ幅を
変化させても良い。これらの場合においても、メサ幅を
適宜設定することで活性層の屈折率を変化させ、発振縦
モード数を増加させることができ、メサストライプ部を
テーパ形状とした場合と同様の効果を得ることができ
る。
【００４９】（実施の形態２）つぎに、この発明の実施
の形態２について説明する。上述した実施の形態１で
は、ＢＨ型ＤＦＢ半導体レーザ装置において、メサスト
ライプ部をテーパ形状とすることで、発振波長スペクト
ル１５の半値幅Δλｈ内の縦モード数が複数となるよう
にしていたが、この実施の形態２では、リッジ型ＤＦＢ
半導体レーザ装置のリッジ部の形状をテーパ形状とする
ことで実行屈折率を変化させ、これによって発振波長ス
ペクトル１５の半値幅Δλｈ内の縦モード数が複数とな
るようにしている。
【００５０】図９は、この発明の実施の形態２である半
導体レーザ装置の概要構成を示す斜視図である。また、
図１０は図９に示した半導体レーザ装置の共振器方向に
垂直な方向の断面図であり、図１１は、図１０に示した
半導体レーザ装置のＢ−Ｂ線断面図である。
【００５１】この半導体レーザ装置は、ｎ−ＩｎＰ基板
３１上に、ｎ−ＩｎＰクラッド層３２、回折格子（グレ
ーティング）が形成されたｎ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波路
層３３、ｎ−ＩｎＰ層３４およびＧＲＩＮ−ＳＣＨ−Ｍ
ＱＷ活性層３５が順次積層されている。さらに、ｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層３６およびｐ−ＧａＩｎＡｓＰ層３７が
リッジ部として積層されている。また、リッジ部上面を
避けてＳｉＮｘ膜３８が積層され、リッジ部上面および
ＳｉＮｘ膜３８の上面には、ｐ側電極３９が形成され、
ｎ−ＩｎＰ基板３１の裏面には、ｎ側電極４０が形成さ
れている。
【００５２】さらに、半導体レーザ装置の一端面である
光出射端面には、反射率１％以下の低光反射率をもつ出
射側反射膜４１が形成され、他端面である光反射端面に
は、反射率が７０％以上の高反射率をもつ反射膜４２が
形成される。また、ｐ−ＩｎＰクラッド層３６、および
ｐ−ＧａＩｎＡｓＰ層３７がなすリッジ部は、出射側反
射膜４１の近傍でリッジ幅が細く、反射膜４２近傍でメ
サ幅が太いテーパ形状をなしている。
【００５３】ここで、出射側反射膜４１と反射膜４２と
によって形成された光共振器のＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱ
Ｗ活性層３５内に発生した光は、反射膜４２によって反
射し、出射側反射膜４１を介し、レーザ光として出射さ
れる。このレーザ光は、テーパ形状と、回折格子のグレ
ーティングピッチとｎ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層３３
と共振器長との発振パラメータを組み合わせて設定する
ことによって２本以上の発振縦モードを含むレーザ光を
出力することができる。
【００５４】つぎに、この実施の形態２における半導体
レーザ装置の製造方法について説明する。まず、ｎ−Ｉ
ｎＰ基板３１上に、ＭＯＣＶＤ法を用いてｎ−ＩｎＰク
ラッド層３２、ｎ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層３３、お
よびｎ−ＩｎＰ層３４を順次形成する。つぎに、イオン
ビーム露光装置を用いて所定のピッチのグレーティング
をパターンニングし、ケミカルエッチングを用いてｎ−
ＩｎＰ層３４およびｎ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層３３
にグレーティングを形成する。
【００５５】さらに、ＭＯＣＶＤ法を用いてｎ−ＧａＩ
ｎＡｓＰ光導波路層３３に形成した回折格子をｎ−Ｉｎ
Ｐ層３４で平坦に埋め込む。つぎに、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ
−ＭＱＷ活性層３５、ｐ−ＩｎＰクラッド層３６および
ｐ−ＧａＩｎＡｓ層３７を順次形成する。
【００５６】つぎに、テーパ形状のＳｉＯ2膜を形成
し、これをマスクとしてｐ−ＧａＩｎＡｓ層３７および
ｐ−ＩｎＰクラッド層３６をエッチングし、図１１に示
すテーパ形状のリッジ部を形成する。さらに、リッジ部
の上面を除く基板上面にＳｉＮｘ膜３８を形成する。つ
ぎに、ｎ−ＩｎＰ基板３１を１００μｍ程度の厚さまで
研磨し、ｐ側電極３９およびｎ側電極４０をそれぞれ形
成する。その後、基板を劈開し、一端面である光出射端
面に反射率１％以下の低光反射率をもつ出射側反射膜４
１を形成する。また、他端面である光反射端面には、反
射率が７０％以上の高光反射率をもつ反射膜４２を形成
する。
【００５７】この実施の形態２における半導体レーザ装
置は、リッジ部をテーパ形状に形成することで、ＧＲＩ
Ｎ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層３５に電流が注入される範囲
がテーパ状となり、電流が注入された範囲内で励起が起
きる。したがって、実施の形態１と同様に、実効屈折率
Ｎｅｆｆが共振器方向で変化するので、発振縦モードの
数が増加する。また、回折格子のグレーティングピッチ
とテーパ形状と設定することにより、レーザ光の発振縦
モードの数を所望の数に設定することができる。
【００５８】この実施の形態２によれば、半導体レーザ
装置は、ｐ−ＩｎＰクラッド層３６、およびｐ−ＧａＩ
ｎＡｓＰ層３７がなすリッジ部をテーパ形状とし、発振
波長スペクトルに複数の発振縦モードが含まれるように
回折格子のグレーティングピッチとテーパ形状とを設定
しているので、ラマン増幅器の励起用光源として用いた
場合に誘導ブリルアン散乱を発生せずに、安定し、かつ
高いラマン利得を得ることができるレーザ光を出射す
る。
【００５９】なお、リッジ部の形状は、図１１に示した
ように、全てがテーパ形状となることを必ずしも必要と
せず、部分的にテーパ形状としてもよいし、段階的にメ
サ幅を変化させても良い。これらの場合においても、リ
ッジ幅を設定することで活性層の屈折率を変化させ、発
振縦モード数を増加させることができ、リッジ部をテー
パ形状とした場合と同様の効果を得ることができる。
【００６０】（実施の形態３）つぎに、この発明の実施
の形態３について説明する。上述した実施の形態１で
は、ＢＨ型ＤＦＢ半導体レーザ装置において、メサスト
ライプ部をテーパ形状とすることで、発振波長スペクト
ルの縦モード数が複数となるようにしていたが、この実
施の形態３では、酸化層狭窄型ＤＦＢ半導体レーザ装置
のリッジ部の形状、すなわち酸化膜からなる電流狭窄層
の開口部の幅をテーパ形状とすることで発振波長スペク
トル１５の半値幅Δλｈを変化させ、これによって半値
幅Δλｈ内の縦モード数が複数となるようにしている。
【００６１】図１２は、この発明の実施の形態３である
半導体レーザ装置の概要構成を示す斜視図である。ま
た、図１３は、図１２に示した半導体レーザ装置の共振
器方向に垂直な方向の断面図であり、図１４は、図１３
に示した半導体レーザ装置のＣ−Ｃ線断面図である。
【００６２】この半導体レーザ装置は、ｎ−ＩｎＰ基板
５１上にｎ−ＩｎＰクラッド層５２、回折格子（グレー
ティング）が形成されたｎ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層
５３、ｎ−ＩｎＰ層５４およびＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱ
Ｗ活性層５５が順次積層されている。さらに、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層５６、ｐ−ＡｌＩｎＡｓ被酸化層５７、ｐ
−ＩｎＰクラッド層５８およびｐ−ＧａＩｎＡｓ層５９
がリッジ部として積層されている。また、リッジ部上面
を避けてＳｉＮｘ膜６１が積層され、リッジ部上面およ
びＳｉＮｘ膜６１の上面には、ｐ側電極６２が形成さ
れ、ｎ−ＩｎＰ基板５１の裏面には、ｎ側電極６３が形
成されている。
【００６３】さらに、半導体レーザ装置の一端面である
光出射端面には、反射率１％以下の低光反射率をもつ出
射側反射膜６４が形成され、他端面である光反射端面に
は、反射率が７０％以上の高反射率をもつ反射膜６５が
形成される。また、ｐ−ＩｎＰクラッド層５６、ｐ−Ａ
ｌＩｎＡｓ被酸化層５７、ｐ−ＩｎＰクラッド層５８、
およびｐ−ＧａＩｎＡｓ層５９がなすリッジ部は、出射
側反射膜６４の近傍でリッジ幅が細く、反射膜６５近傍
でメサ幅が太いテーパ形状をなしている。さらに、ｐ−
ＡｌＩｎＡｓ被酸化層５７は、リッジ部側面の近傍が酸
化されてＡｌ酸化膜層６０となっている。
【００６４】ここで、出射側反射膜６４と反射膜６５と
の間に形成されたＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層５５
内に発生した光は、反射膜６５によって反射し、出射側
反射膜６４を介し、レーザ光として出射される。このレ
ーザ光は、テーパ形状と回折格子のグレーティングピッ
チとｎ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層５３と共振器長との
発振パラメータを組み合わせて設定することによって２
本以上の発振縦モードを含むレーザ光を出力することが
できる。
【００６５】つぎに、この実施の形態３における半導体
レーザ装置の製造方法について説明する。まず、ｎ−Ｉ
ｎＰ基板５１上に、ＭＯＣＶＤ法を用いてｎ−ＩｎＰク
ラッド層５２、ｎ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層５３、ｎ
−ＩｎＰ層５４を順次形成する。つぎに、イオンビーム
露光装置を用いて所定のピッチのグレーティングをパタ
ーンニングし、ケミカルエッチングによってｎ−ＩｎＰ
層５４およびｎ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層５３にグレ
ーティングを形成する。
【００６６】さらに、ＭＯＣＶＤ法を用いてｎ−ＧａＩ
ｎＡｓＰ光導波路層５３に形成した回折格子をｎ−Ｉｎ
Ｐ層５４で平坦に埋め込む。つぎに、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ
−ＭＱＷ活性層５５、ｐ−ＩｎＰクラッド層５６、ｐ−
ＡｌＩｎＡｓ被酸化層５７、ｐ−ＩｎＰクラッド層５８
およびｐ−ＧａＩｎＡｓ層５９を順次形成する。
【００６７】つぎに、テーパ形状のＳｉＯ2膜を形成
し、これをマスクとしてｐ−ＧａＩｎＡｓ層５９、ｐ−
ＩｎＰクラッド層５８、ｐ−ＡｌＩｎＡｓ被酸化層５７
およびｐ−ＩｎＰクラッド層５６の途中までをエッチン
グし、図１３および図１４に示すテーパ形状のリッジ部
を形成する。さらに、水蒸気中にて、約５００℃の温度
で１５０分間熱処理を施すことにより、ＡｌＩｎＡｓ被
酸化層５７を両側面から片側約３μｍ酸化させ、Ａｌ酸
化膜層６０を形成する。これにより、酸化を免れたＡｌ
ＩｎＡｓ被酸化層５７が電流注入領域となる。
【００６８】つぎに、リッジ部の上面を除く基板上面に
ＳｉＮｘ膜６１を形成し、ｎ−ＩｎＰ基板５１を１００
μｍ程度の厚さまで研磨する。さらに、ｐ側電極６２お
よびｎ側電極６３をそれぞれ形成する。その後、基板を
劈開し、一端面である光出射端面に反射率１％以下の低
光反射率をもつ出射側反射膜６４を形成する。また、他
端面である光反射端面には、反射率が７０％以上の高光
反射率をもつ反射膜６５を形成する。
【００６９】なお、ＡｌＩｎＡｓ被酸化層５７が導電性
である一方、Ａｌ酸化膜層６０は絶縁性を示し、また屈
折率もＡｌＩｎＡｓ被酸化層５７に比して小さい。した
がって、Ａｌ酸化膜層６０によって電流及び光の閉じ込
めを行うことができる。たとえば、ｐ−ＩｎＰクラッド
層５８のリッジ幅が、出射側反射膜４１近傍で８μｍ、
反射膜６５近傍で１２μｍである場合、ＡｌＩｎＡｓ被
酸化層５７の形状は、出射側反射膜４１近傍で２μｍ、
反射膜６５近傍で６μｍのテーパ形状となり、電流注入
領域として機能する。
【００７０】この実施の形態３における半導体レーザ装
置は、酸化膜からなる電流狭窄層の開口部の幅を、テー
パ形状に形成することで、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活
性層５５に電流が注入される範囲がテーパ状となり、電
流が注入された範囲内で励起が起きる。したがって、実
施の形態１と同様に、実効屈折率Ｎｅｆｆが共振器方向
で変化するので、発振縦モードの数が増加する。また、
回折格子のグレーティングピッチとテーパ形状と酸化層
の厚さとを設定することにより、レーザ光の発振縦モー
ドの数を所望の数に設定することができる。
【００７１】この実施の形態３によれば、半導体レーザ
装置は、酸化層からなる電流狭窄層の開口部の幅をテー
パ形状とし、発振波長スペクトルの半値幅内に複数の発
振縦モードが含まれるように回折格子のグレーティング
ピッチとテーパ形状と酸化層の厚さとを設定しているの
で、ラマン増幅器の励起用光源として用いた場合に誘導
ブリルアン散乱を発生せずに、安定し、かつ高いラマン
利得を得ることができるレーザ光を出射する。
【００７２】なお、リッジ部内の酸化層からなる電流狭
窄層の開口部の形状は、図１４に示したように、全てが
テーパ形状となることを必ずしも必要とせず、部分的に
テーパ形状としてもよいし、段階的にメサ幅を変化させ
ても良い。これらの場合においても、酸化層からなる電
流狭窄層の開口幅を設定することで活性層の屈折率を変
化させ、発振縦モード数を増加させることができ、リッ
ジ部をテーパ形状とした場合と同様の効果を得ることが
できる。
【００７３】また、Ａｌ酸化膜層６０の形成は、ＡｌＩ
ｎＡｓ被酸化層５７にテーパ形状のチャネルを形成し、
埋込を行った後、リッジ部を形成してＡｌＩｎＡｓ層５
７を露出させ、酸化させるようにしてもよい。これによ
り、酸化幅の制御性が向上する。
【００７４】（実施の形態４）つぎに、この発明の実施
の形態４について説明する。上述した実施の形態２で
は、リッジ部内に回折格子を設けたリッジ型ＤＦＢ半導
体レーザ装置において、本発明を適用したが、この実施
の形態４では、回折格子をリッジ側部に設けた横方向結
合型のリッジ型ＤＦＢ半導体レーザ装置において、リッ
ジ部の形状をテーパ形状とすることで発振波長スペクト
ル１５の半値幅Δλｈ内の縦モード数が複数となるよう
にしている。
【００７５】図１５は、この発明の実施の形態４である
半導体レーザ装置の概要構成を示す斜視図である。ま
た、図１６は、図１５に示した半導体レーザ装置の共振
器方向に垂直な方向の断面図であり、図１７は、図１６
に示した半導体レーザ装置のＤ−Ｄ線断面図である。
【００７６】この半導体レーザ装置は、ｎ−ＩｎＰ基板
７１上にｎ−ＩｎＰクラッド層７２およびＧＲＩＮ−Ｓ
ＣＨ−ＭＱＷ活性層７３が積層されている。また、ｐ−
ＩｎＰクラッド層７４およびｐ−ＧａＩｎＡｓコンタク
ト層７５がリッジ部として積層されている。さらに、リ
ッジ部上面を避けてＳｉＮｘ膜７７およびポリイミド７
８が積層されている。また、リッジ部上面およびポリイ
ミド７８の上面にｐ側電極７９が形成され、ｎ−ＩｎＰ
基板７１の下面にはｎ側電極８０が形成されている。
【００７７】さらに、リッジ部側面およびリッジ部の両
側に存在するオフリッジ上面のｐ−ＩｎＰクラッド層７
４には回折格子７６が形成されている。また、半導体レ
ーザ装置の一端面である光出射端面には反射率１％以下
の低光反射率をもつ出射側反射膜８１が形成され、他端
面である光反射端面には、反射率が７０％以上の高反射
率をもつ反射膜８２が形成される。また、ｐ−ＩｎＰク
ラッド層７４およびｐ−ＧａＩｎＡｓコンタクト層７５
がなすリッジ部は、出射側反射膜８１の近傍でリッジ幅
が細く、反射膜８２近傍でメサ幅が太いテーパ形状をな
している。
【００７８】ここで、出射側反射膜８１と反射膜８２と
によって形成された光共振器のＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱ
Ｗ活性層７３内に発生した光は、反射膜７２によって反
射し、出射側反射膜７１を介し、レーザ光として出射さ
れる。このレーザ光は、テーパ形状と回折格子のグレー
ティングピッチと共振器長との発振パラメータを組み合
わせて設定することによって２本以上の発振縦モードを
含むレーザ光を出力することができる。
【００７９】つぎに、この実施の形態４における半導体
レーザ装置の製造方法について説明する。まず、ｎ−Ｉ
ｎＰ基板７１上に、ＭＯＣＶＤ法を用いてｎ−ＩｎＰク
ラッド層７２、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層７３、
ｐ−ＩｎＰクラッド層７４およびｐ−ＧａＩｎＡｓコン
タクト層７５を順次形成する。つぎに、テーパ形状のＳ
ｉＯ2膜を形成し、これをマスクとしてｐ−ＧａＩｎＡ
ｓコンタクト層７５およびｐ−ＩｎＰクラッド層７４を
エッチングし、テーパ形状のリッジ部を作成する。
【００８０】つづいて、リッジ部の側面およびオフリッ
ジ上面にイオンビーム露光装置を用いて所定ピッチのグ
レーティングをパターンニングし、ケミカルエッチング
を用いて回折格子７６を形成する。さらに、リッジ部側
面およびオフリッジ上面にＳｉＮｘ膜７７およびポリイ
ミド７８を形成し、ｎ−ＩｎＰ基板７１を１００μｍ程
度の厚さまで研磨し、ｐ側電極７９およびｎ側電極８０
をそれぞれ形成する。その後、基板を劈開し、一端面で
ある光出射端面に反射率１％以下の低光反射率をもつ出
射側反射膜８１を形成する。また、他端面である光反射
端面には、反射率が７０％以上の高光反射率をもつ反射
膜８２を形成する。
【００８１】この実施の形態４における半導体レーザ装
置は、回折格子７６がリッジ部側面およびオフリッジ上
面に形成され、リッジ部から染み出した光が回折格子を
感じ、回折格子のピッチをもとに定まる特定の波長に対
して反射が起こり、選択した波長のレーザ発振を行う。
【００８２】また、この実施の形態における半導体レー
ザ装置は、リッジ部をテーパ形状に形成することで実効
屈折率Ｎｅｆｆが共振器方向で変化し、複数の縦モード
で発振する。なお、発振縦モードの数は、回折格子７６
のグレーティングピッチとテーパ形状とを設定すること
により所望の数に設定することができる。
【００８３】さらに、リッジ部側面およびオフリッジ上
面に回折格子７６を形成するので、ラマン増幅器の励起
用光源に適する半導体レーザ装置を簡易な工程で得るこ
とができる。
【００８４】この実施の形態４によれば、半導体レーザ
装置は、ｐ−ＩｎＰクラッド層７４およびｐ−ＧａＩｎ
Ａｓコンタクト層７５がなすリッジ部をテーパ形状と
し、発振波長スペクトルの半値幅内に複数の発振縦モー
ドが含まれるように回折格子のグレーティングピッチと
テーパ形状とを設定しているので、ラマン増幅器の励起
用光源として用いた場合に誘導ブリルアン散乱を発生せ
ずに、安定し、かつ高いラマン利得を得ることができる
レーザ光を出射する。
【００８５】なお、リッジ部の形状は、図１７に示した
ように、全てがテーパ形状となることを必ずしも必要と
せず、部分的にテーパ形状としてもよいし、段階的にメ
サ幅を変化させても良い。これらの場合においても、リ
ッジ幅を設定することで活性層の屈折率を変化させ、発
振縦モード数を増加させることができ、リッジ部をテー
パ形状とした場合と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、半導体レーザ装置は、テーパ形状のメサストラ
イプ部を有し、テーパ形状と回折格子のグレーティング
ピッチと活性層を含む光導波路と共振器長との発振パラ
メータの組合せ設定によって２本以上の発振縦モードを
含むレーザ光を出力するので、ラマン増幅用光源に適し
た安定かつ高出力のメサストライプ型半導体レーザ装置
を得ることができるという効果を奏する。
【００８７】また、請求項２の発明によれば、半導体レ
ーザ装置は、連続段差形状のメサストライプ部を有し、
連続段差形状と回折格子のグレーティングピッチと活性
層を含む光導波路と共振器長との発振パラメータの組合
せ設定によって２本以上の発振縦モードを含むレーザ光
を出力するので、ラマン増幅用光源に適した安定かつ高
出力のＢＨ型半導体レーザ装置を得ることができるとい
う効果を奏する。
【００８８】また、請求項３の発明によれば、半導体レ
ーザ装置は、テーパ形状のリッジ部を有し、テーパ形状
と回折格子のグレーティングピッチと活性層を含む光導
波路と共振器長との発振パラメータの組合せ設定によっ
て２本以上の発振縦モードを含むレーザ光を出力するの
で、ラマン増幅用光源に適した安定かつ高出力のリッジ
導波路型半導体レーザ装置を得ることができるという効
果を奏する。
【００８９】また、請求項４の発明によれば、半導体レ
ーザ装置は、連続段差形状のメサストライプ部を有し、
連続段差形状と回折格子のグレーティングピッチと活性
層を含む光導波路と共振器長との発振パラメータの組合
せ設定によって２本以上の発振縦モードを含むレーザ光
を出力するので、ラマン増幅用光源に適した安定かつ高
出力のリッジ導波路型半導体レーザ装置を得ることがで
きるという効果を奏する。
【００９０】また、請求項５の発明によれば、半導体レ
ーザ装置は、テーパ形状の酸化膜からなる電流狭窄層の
開口部を有し、テーパ形状と回折格子のグレーティング
ピッチと活性層を含む光導波路と共振器長との発振パラ
メータの組合せ設定によって２本以上の発振縦モードを
含むレーザ光を出力するので、ラマン増幅用光源に適し
た安定かつ高出力の酸化層狭窄型半導体レーザ装置を得
ることができるという効果を奏する。
【００９１】また、請求項６の発明によれば、半導体レ
ーザ装置は、連続段差形状の酸化膜からなる電流狭窄層
の開口部を有し、連続段差形状と回折格子のグレーティ
ングピッチと活性層を含む光導波路と共振器長との発振
パラメータの組合せ設定によって２本以上の発振縦モー
ドを含むレーザ光を出力するので、ラマン増幅用光源に
適した安定かつ高出力の酸化層狭窄型型半導体レーザ装
置を得ることができるという効果を奏する。
【００９２】また、請求項７の発明によれば、活性層が
形成する共振器長を６００μｍ以上とし、発振縦モード
のモード間隔を狭くすることによって、発振縦モードの
複数化を容易に行うことができるという効果を奏する。
【００９３】また、請求項８の発明によれば、反射端面
はレーザ光の７０％以上を反射し、出射端面が反射する
レーザ光は１％以下となるので、ラマン増幅用光源に適
したレーザ光を高効率に出力することができるという効
果を奏する。
【００９４】また、請求項９の発明によれば、テーパ形
状または連続段差形状を有する、メサストライプ部、リ
ッジ部あるいは酸化膜からなる電流狭窄層の開口部は、
出射端面および反射端面近傍で、テーパ形状または連続
段差形状の各端部側の幅を維持するので、劈開工程でマ
ージンが取れ、ラマン増幅用光源に適した安定かつ高出
力の半導体レーザ装置を歩留良く得ることができるとい
う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である半導体レーザ装
置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した半導体レーザ装置の共振器方向に
垂直な方向の断面図である。
【図３】図２に示した半導体レーザ装置のＡ−Ａ線断面
図である。
【図４】図１に示した半導体レーザ装置の発振波長スペ
クトルと発振縦モードとの関係を示す図である。
【図５】実効屈折率の活性層幅依存性について説明する
図である。
【図６】単一発振縦モードと複数発振縦モードとのレー
ザ光出力の関係および誘導ブリルアン散乱の閾値を示す
図である。
【図７】メサストライプ部の一部をテーパ形状とした場
合における、図２に示した半導体レーザ装置のＡ−Ａ線
断面図である。
【図８】メサストライプ部の幅を段階的に変化させた場
合における、図２に示した半導体レーザ装置のＡ−Ａ線
断面図である。
【図９】この発明の実施の形態２である半導体レーザ装
置の概要構成を示す斜視図である。
【図１０】図９に示した半導体レーザ装置の共振器方向
に垂直な方向の断面図である。
【図１１】図１０に示した半導体レーザ装置のＢ−Ｂ線
断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態３である半導体レーザ
装置の概要構成を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示した半導体レーザ装置の共振器方
向に垂直な方向の断面図である。
【図１４】図１３に示した半導体レーザ装置のＣ−Ｃ線
断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態４である半導体レーザ
装置の概要構成を示す斜視図である。
【図１６】図１５に示した半導体レーザ装置の共振器方
向に垂直な方向の断面図である。
【図１７】図１６に示した半導体レーザ装置のＤ−Ｄ線
断面図である。
【図１８】ラマン増幅器に用いるレーザ光を出射する従
来のレーザ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１，３１，５１，７１ ｎ−ＩｎＰ基板 ２，３２，５２，７２ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ３ ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層 ４，９，３６，５６，５８，７４ ｐ−ＩｎＰクラッド
層 ５ ｐ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層 ６,７ ｐ−ＩｎＰ層 ８，３４，５４ ｎ−ＩｎＰ層 １０，７５ ｐ−ＧａＩｎＡｓコンタクト層 １１，３９，６２，７９ ｐ側電極 １２，４０，６３，８０ ｎ側電極 １３，４１，６４，８１ 出射側反射膜 １４，４２，６５，８２ 反射膜 １５ 発振波長スペクトル １６ａ〜ｃ 発振縦モード ３３，５３ ｎ−ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層 ３５，５５，７３ ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＭＱＷ活性層 ３７ ｐ−ＧａＩｎＡｓＰ層 ３８，６１，７７ ＳｉＮｘ膜 ５７ ｐ−ＡｌＩｎＡｓ被酸化層 ５９ ｐ−ＧａＩｎＡｓ層 ６０ Ａｌ酸化膜層 ７６ 回折格子 ７８ ポリイミド Δλ 縦モード間隔 Ｎｅｆｆ 実効屈折率 Δλｈ 半値幅 Ｐｔｈ 閾値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F073 AA13 AA22 AA44 AA64 AA83 BA01 CA12 EA24 EA29

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜
    と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形
    成された活性層の近傍に回折格子を設けた埋込型半導体
    レーザ装置において、 前記活性層を少なくとも含むメサストライプ部を備え、 前記メサストライプ部の横方向の幅は、前記第１反射膜
    側から前記第２反射膜側にかけた全領域あるいは一部に
    おいて連続的に拡がるテーパ形状を成し、 前記テーパ形状と前記回折格子のグレーティングピッチ
    と前記活性層を含む光導波路と共振器長との発振パラメ
    ータの組合せ設定によって２本以上の発振縦モードを含
    むレーザ光を出力することを特徴とする半導体レーザ装
    置。
  2. 【請求項２】 レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜
    と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形
    成された活性層の近傍に回折格子を設けた埋込型半導体
    レーザ装置において、 前記活性層を少なくとも含むメサストライプ部を備え、 前記メサストライプ部の横方向の幅は、前記第１反射膜
    側から前記第２反射膜側にかけた全領域あるいは一部に
    おいて段階的に拡がる連続段差形状を成し、 前記連続段差形状と前記回折格子のグレーティングピッ
    チと前記活性層を含む光導波路と共振器長との発振パラ
    メータの組合せ設定によって２本以上の発振縦モードを
    含むレーザ光を出力することを特徴とする半導体レーザ
    装置。
  3. 【請求項３】 レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜
    と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形
    成された活性層の近傍に回折格子を設けた半導体レーザ
    装置において、 前記活性層に注入する電流を制御するリッジ部を備え、 前記リッジ部の横方向の幅は、前記第１反射膜側から前
    記第２反射膜側にかけた全領域あるいは一部において連
    続的に拡がるテーパ形状を成し、 前記テーパ形状と前記回折格子のグレーティングピッチ
    と前記活性層を含む光導波路と共振器長との発振パラメ
    ータの組合せ設定によって２本以上の発振縦モードを含
    むレーザ光を出力することを特徴とする半導体レーザ装
    置。
  4. 【請求項４】 レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜
    と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形
    成された活性層の近傍に回折格子を設けた半導体レーザ
    装置において、 前記活性層に注入する電流を制御するリッジ部を備え、 前記リッジ部の横方向の幅は、前記第１反射膜側から前
    記第２反射膜側にかけた全領域あるいは一部において段
    階的に拡がる連続段差形状を成し、 前記連続段差形状と前記回折格子のグレーティングピッ
    チと前記活性層を含む光導波路と共振器長との発振パラ
    メータの組合せ設定によって２本以上の発振縦モードを
    含むレーザ光を出力することを特徴とする半導体レーザ
    装置。
  5. 【請求項５】 レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜
    と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形
    成された活性層の近傍に回折格子を設けた半導体レーザ
    装置において、 前記活性層に注入する電流を制御する酸化膜からなる電
    流狭窄層を備え、 前記酸化膜からなる電流狭窄層の開口幅は、前記第１反
    射膜側から前記第２反射膜側にかけた全領域あるいは一
    部において連続的に拡がるテーパ形状を成し、 前記テーパ形状と前記回折格子のグレーティングピッチ
    と前記活性層を含む光導波路と共振器長との発振パラメ
    ータの組合せ設定によって２本以上の発振縦モードを含
    むレーザ光を出力することを特徴とする半導体レーザ装
    置。
  6. 【請求項６】 レーザ光の出射端面に設けた第１反射膜
    と該レーザ光の反射端面に設けた第２反射膜との間に形
    成された活性層の近傍に回折格子を設けた半導体レーザ
    装置において、 前記活性層に注入する電流を制御する酸化膜からなる電
    流狭窄層を備え、 前記酸化膜からなる電流狭窄層の開口幅は、前記第１反
    射膜側から前記第２反射膜側にかけた全領域あるいは一
    部において段階的に拡がる連続段差形状を成し、 前記連続段差形状と前記回折格子のグレーティングピッ
    チと前記活性層を含む光導波路と共振器長との発振パラ
    メータの組合せ設定によって２本以上の発振縦モードを
    含むレーザ光を出力することを特徴とする半導体レーザ
    装置。
  7. 【請求項７】 前記共振器長は、６００μｍ以上である
    ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の
    半導体レーザ装置。
  8. 【請求項８】 前記第１反射膜の反射率は、１％以下で
    あり、 前記第２反射膜の反射率は、７０％以上であることを特
    徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の半導体レ
    ーザ装置。
  9. 【請求項９】 前記メサストライプ部、前記リッジ部あ
    るいは前記酸化膜からなる電流狭窄層の開口部の前記第
    １反射膜側および前記第２反射膜側の各端部は、前記テ
    ーパ形状あるいは前記連続段差形状の各端部側の幅を維
    持したマージン領域を有することを特徴とする請求項１
    〜８のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
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