JP2003309327A

JP2003309327A - 半導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよび光ファイバ増幅器

Info

Publication number: JP2003309327A
Application number: JP2003037298A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Oki; 泰大木; Naoki Tsukiji; 直樹築地; Jiyunji Yoshida; 順自吉田
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2003-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】高出力の半導体レーザ装置を実現する。【解決手段】基板１上に順次下部クラッド層２、下部
ＳＣＨ層３、量子井戸層４、上部ＳＣＨ層５、第１の上
部クラッド層６を積層した構造を有する。第１の上部ク
ラッド層６上には、レーザ光出射方向に長手方向を有す
るストライプ形状の第２の上部クラッド層８および電流
ブロック層９が積層されている。第２の上部クラッド層
８および電流ブロック層９の上には順次第３の上部クラ
ッド層１０、コンタクト層１１が積層され、コンタクト
層１１上にはｐ側電極１２が配置されている。また、基
板１裏面にはｎ側電極１３が配置されている。電流ブロ
ック層９は第２の上部クラッド層８と異なる導電型を有
することで電流を狭窄し、電流ブロック層９を含む領域
の実効屈折率が上部クラッド層８を含む領域の実行屈折
率よりも低い値をとることで、水平方向の光閉じ込めを
おこなう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に順次積層
された下部クラッド層、活性層、第１の上部クラッド層
を備え、所定波長のレーザ光を出射する半導体レーザ装
置に関し、特に水平方向の弱い光閉じ込めを特徴とする
ことで高出力化を実現する半導体レーザ装置、半導体レ
ーザモジュールおよび光ファイバ増幅器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インターネットをはじめとする光
通信の発展に伴い、長距離に渡って光信号を伝送するた
めに、伝送用光ファイバの途中に光ファイバ増幅器を配
置することが広くおこなわれている。この光ファイバ増
幅器は、光ファイバ中を信号光が伝送する途上におい
て、強度の低下した信号光を増幅することによって信号
光の強度を回復する。具体的には、エルビウムを添加し
た光ファイバ（以下、「ＥＤＦ」と言う）を用いて増幅
する光ファイバ増幅器や、ラマン増幅を利用した光ファ
イバ増幅器などが提案され、実用化されている。ここ
で、いずれの光ファイバ増幅器でも、励起光源に半導体
レーザ装置を使用して信号光を励起する構造を有し、光
ファイバ増幅器の増幅利得は、励起光源の光出力ととも
に増加する。そのため、励起光源として使用される半導
体レーザ装置は、発光効率が高く、高出力のものが必要
とされている。このような観点から励起光源に使用する
半導体レーザ装置として、図２２に示す埋め込みヘテロ
構造レーザ（以下、「ＢＨレーザ」と言う）や、図２３
に示すリッジ構造レーザが実用化されている。

【０００３】ＢＨレーザは分離閉じ込めヘテロ（ＳＣ
Ｈ）構造を有しており、図２２に示すように、ｎ型基板
１０１上に順次下部クラッド層１０２、下部ＳＣＨ層１
０３、量子井戸層１０４、上部ＳＣＨ層１０５を積層
し、下部クラッド層１０２の上部と、下部クラッド層１
０２上に順次積層した下部ＳＣＨ層１０３、量子井戸層
１０４、上部ＳＣＨ層１０５からなる活性層とをメサ形
状に加工した後に、このメサ形状に隣接してｐ型電流ブ
ロック層１０７、ｎ型電流ブロック層１０８を積層する
ことで電流ブロック層を形成している。電流ブロック層
には注入電流を遮蔽する機能があるため、電流ブロック
層の存在により注入された電流を狭窄して活性層に注入
されるキャリア密度を向上させ、閾値電流値を低減し、
発光効率を高めている（例えば、特許文献１参照。）。

【０００４】一方、リッジ構造レーザは、図２３に示す
ように、下部ＳＣＨ層１１３、量子井戸層１１４、上部
ＳＣＨ層１１５からなる活性層上に積層された上部クラ
ッド層１１６の上部領域をメサ形状に加工することで活
性層に注入されるキャリア密度を向上させている。具体
的には、注入されたキャリアは、メサ形状に加工された
部分を通過し、活性層のうち、メサ形状の下部領域に集
中的に流入することとなる。したがって、注入したキャ
リアが活性層全体に拡散することが抑制され、メサ形状
の下部領域にのみキャリアが集中させることでキャリア
密度を向上させている（例えば、特許文献２参照。）。

【０００５】

【特許文献１】特開平０６−０３７３８８号公報（第３
−４頁、第１図）

【特許文献２】特開平１１−３４０５５８号公報（第３
−５頁、第１図）

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以下、ＢＨレーザおよ
びリッジ構造レーザについて水平方向の光強度分布領域
の拡大が困難である理由について説明する。

【０００７】ＢＨレーザは、図２２で示すように、活性
層に隣接して電流ブロック層が配置されている。活性層
と電流ブロック層とは一般に異なる半導体材料で構成さ
れる。活性層を含んだ第１領域の実効屈折率が層方向の
電流閉じ込めから決定されると、実効屈折率差は第２領
域である電流ブロック層の半導体材料で決定されること
になる。屈折率を操作するパラメータが材料の選択とい
うことしかないので、実効屈折率の微妙な制御には適さ
ない。また、電流ブロック層の半導体材料は、埋め込み
成長の容易さ、熱抵抗などから決定され、材料選択の自
由度は少ない。

【０００８】ＩｎＰ基板を用いたＢＨレーザを例にとっ
てみると、電流ブロック層には、ＩｎＰが用いられるこ
とがほとんどである。ＩｎＰは、ＩｎＰ基板に格子整合
する半導体材料の中でもっとも屈折率が小さいので、実
効屈折率差を小さくするには限界があり、結果としてＷ
ｃを大きくするにも制約が生じ、高出力化に最適とは言
えない。

【０００９】一方、実効屈折率差を小さくするために
は、活性層を含んだ第１領域の実効屈折率を小さくする
こともできる。しかし、その場合には、層方向の光の閉
じ込め、電流の閉じ込めが弱くなり、高電流注入時のキ
ャリアオーバーフローが顕著になるなど高出力化の妨げ
となる現象が現れる。

【００１０】一方、リッジ構造レーザは、上部クラッド
層１１６がリッジ状に形成された構造を有する。したが
って、リッジストライプに隣接した領域には半導体層は
存在しない。リッジ構造レーザでは、リッジ領域以外の
上部クラッド層の膜厚で実効屈折率を制御している。上
部クラッド層の膜厚とリッジ幅を個別に制御するのは容
易ではないため、実効屈折率差の微妙な調整が困難とい
う問題が生じる。

【００１１】また、高出力化には、活性層近傍で発生し
た熱の放熱が問題である。半導体レーザ装置は、放熱性
を向上させるため、ジャンクションダウン方式でレーザ
マウントに固定されることが好ましい。リッジ構造レー
ザでは、絶縁層１１８の熱抵抗が大きいため、ジャンク
ションダウン方式とした場合の放熱性向上の効果が小さ
い。また、リッジ部分自体がジャンクションダウン方式
に不都合となる場合もある。以上のようにリッジ構造レ
ーザでは、高出力化に重要な放熱性に問題が生じる場合
がある。

【００１２】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みて、
高い光出力を実現できる半導体レーザ装置、半導体レー
ザ装置を利用した半導体レーザモジュールおよび半導体
レーザ装置を励起光源とした光ファイバ増幅器を提供す
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にかかる半導体レーザ装置は、半導体基板
上に積層された下部クラッド層および上部クラッド層
と、該二つのクラッド層間に積層された活性層とを備え
た半導体レーザ装置であって、前記活性層から１２００
ｎｍ以上、１６００ｎｍ以下の波長であって出力が８０
ｍＷ以上のレーザ光を出射し、前記下部クラッド層およ
び前記上部クラッド層の少なくとも一方の内部領域にお
いて、電流を遮蔽する電流ブロック層と、該電流ブロッ
ク層に隣接して配置されて前記レーザ光の出射方向にス
トライプ形状を有し、電流を通過させる電流通過層とを
備え、前記電流ブロック層によって水平方向の光分布を
制御することを特徴とする。

【００１４】この請求項１の発明によれば、電流ブロッ
ク層が電流遮蔽機能とともに水平方向の光分布を制御す
ることとしたため、水平方向の光閉じ込めが弱い半導体
レーザ装置を実現できる。

【００１５】また、請求項２にかかる半導体レーザ装置
は、ＩｎＰ基板上に積層された下部クラッド層および上
部クラッド層と、該二つのクラッド層間に積層された活
性層とを備えた半導体レーザ素子であって、前記下部ク
ラッド層および前記上部クラッド層の少なくとも一方の
内部領域において、ＩｎＰを含み電流を遮蔽する電流ブ
ロック層と、該電流ブロック層に隣接して配置されて前
記レーザ光の出射方向にストライプ形状を有し、電流を
通過させる電流通過層とを備え、前記電流ブロック層に
よって水平方向の光分布を制御することを特徴とする。

【００１６】また、請求項３にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記電流通過層の短手方向の
幅は、２．５μｍ以上、７．０μｍ以下であることを特
徴とする。

【００１７】また、請求項４にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記活性層から１２００ｎｍ
以上、１６００ｎｍ以下の波長であって出力が８０ｍＷ
以上のレーザ光を出射することを特徴とする。

【００１８】また、請求項５にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記半導体基板がＩｎＰ基板
であり、前記電流ブロック層がＧａ_xＩｎ_1-xＡｓ_yＰ_1-y
（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１）を含むことを特徴とする。

【００１９】また、請求項６にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記電流通過層を含む領域の
実効屈折率と前記電流ブロック層を含む領域の実効屈折
率の差分値は、０．０１以下であることを特徴とする。

【００２０】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、光出射方向の長さが８００μ
ｍ以上、３２００μｍ以下であることを特徴とする。

【００２１】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、前記電流ブロック層は、前記
電流通過層の導電型と異なる導電型の半導体層を含むこ
とを特徴とする。

【００２２】この請求項８の発明によれば、電流ブロッ
ク層が電流通過層の導電型と異なる導電型の半導体層を
含む。そのため、レーザ発振時には電流ブロック層と第
１のクラッド層との間に逆バイアスが印加され、注入電
流を遮蔽することができる。

【００２３】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、前記電流ブロック層は、前記
電流通過層の不純物濃度よりも高い不純物濃度を有する
ことを特徴とする。

【００２４】この請求項９の発明によれば、電流ブロッ
ク層が電流通過層よりも高い不純物濃度を有することか
ら、キャリアのプラズマ効果によって、電流ブロック層
の屈折率が第２のクラッド層よりも低くすることができ
る。

【００２５】また、請求項１０にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記電流ブロック層の不純
物濃度は、１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3以上、９×１０¹⁸ｃｍ
^-3以下であることを特徴とする。

【００２６】また、請求項１１にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記電流ブロック層に含ま
れる半導体材料は、出射されるレーザ光のエネルギーよ
りも大きな禁制帯幅を有することを特徴とする。

【００２７】また、請求項１２にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記電流ブロック層は、レ
ーザ光出射方向側面近傍における屈折率が前記電流通過
層近傍における屈折率よりも低いことを特徴とする。

【００２８】また、請求項１３にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記電流ブロック層は、半
導体絶縁層を含むことを特徴とする。

【００２９】また、請求項１４にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記活性層は、順次積層さ
れた下部ＳＣＨ層、量子井戸層、上部ＳＣＨ層を備えた
ことを特徴とする。

【００３０】また、請求項１５にかかる半導体レーザモ
ジュールは、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の半
導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置から出射され
たレーザ光を外部に導波する光ファイバと、前記半導体
レーザ装置と前記光ファイバとを光結合する光結合レン
ズ系と、少なくとも前記半導体レーザ装置と光結合レン
ズ系とを収納するパッケージとを備えたことを特徴とす
る。

【００３１】また、請求項１６にかかる半導体レーザモ
ジュールは、上記の発明において、前記半導体レーザ装
置の光出力を測定する光検出器と、前記半導体レーザ装
置の温度を制御する温調モジュールと、アイソレータと
をさらに備えたことを特徴とする。

【００３２】また、請求項１７にかかる光ファイバ増幅
器は、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の半導体レ
ーザ装置若しくは請求項１５または１６に記載の半導体
レーザモジュールを備えた励起光源と、信号光を伝送す
る光ファイバと、該光ファイバと接続された増幅用光フ
ァイバと、前記励起光源から出射される励起光を増幅用
光ファイバに入射させるためのカプラとを備えたことを
特徴とする。

【００３３】また、請求項１８にかかる光ファイバ増幅
器は、上記の発明において、前記増幅用光ファイバは、
ラマン増幅により光を増幅することを特徴とする。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明に
かかる半導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよ
び光ファイバ増幅器の好適な実施の形態について説明す
る。図面の記載において同一または類似部分には同一あ
るいは類似な符号を付している。また、図面は模式的な
ものであり、層の厚みと幅との関係、各層の厚みの比率
などは現実のものとは異なることに留意する必要があ
る。さらに、図面の相互間においても互いの寸法の関係
や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんであ
る。

【００３５】（実施の形態１）実施の形態１にかかる半
導体レーザ装置について説明する。本実施の形態１にか
かる半導体レーザ装置は、いわゆるＳＡＳ（Self Align
ed Structure：自己整合構造）型レーザであり、電流ブ
ロック層が電流狭窄機能のみならず、水平方向の光閉じ
込めを制御する機能を有する。図１は、実施の形態１に
かかる半導体レーザ装置の正面図を示し、図２は、図１
のＡ−Ａ線における断面図である。以下、実施の形態１
にかかる半導体レーザ装置の構造について、図１および
図２を参照して説明する。

【００３６】実施の形態１にかかる半導体レーザ装置
は、基板１上に順次下部クラッド層２、下部ＳＣＨ層
３、量子井戸層４、上部ＳＣＨ層５、第１の上部クラッ
ド層６を積層した構造を有する。第１の上部クラッド層
６上の一部領域上には、レーザ光出射方向に長手方向を
有するストライプ形状であって電流通過層として機能す
る第２の上部クラッド層８が積層され、第１の上部クラ
ッド層６上であって、第２の上部クラッド層８が積層さ
れていない領域には、電流ブロック層９が積層されてい
る。第２の上部クラッド層８および電流ブロック層９の
上には順次第３の上部クラッド層１０、コンタクト層１
１が積層され、コンタクト層１１上にはｐ側電極１２が
配置されている。また、基板１裏面にはｎ側電極１３が
配置されている。さらに、図２で示すように、光出射側
端面（図２における右側端面）上には低反射膜１５が配
置され、光出射側端面と対向した反射側端面（図２にお
ける左側端面）には高反射膜１６が配置されている。

【００３７】基板１および下部クラッド層２は、ｎ型の
不純物がドープされたＩｎＰからなる。量子井戸層４は
少なくとも１つ以上の量子井戸構造を有し、下部ＳＣＨ
層３、量子井戸層４、上部ＳＣＨ層５は、１つの量子井
戸層の場合は、全体でグレーテッドインデックス分離閉
じ込め単一量子井戸（ＧＲＩＮ−ＳＣＨ−ＳＱＷ）活性
層、２つ以上の量子井戸層の場合は、全体でグレーテッ
ドインデックス分離閉じ込め多重量子井戸（ＧＲＩＮ−
ＳＣＨ−ＭＱＷ）活性層を構成する。ＧＲＩＮ−ＳＣＨ
構造は、好ましくはリニアＧＲＩＮ−ＳＣＨであると
し、下部ＳＣＨ層３および上部ＳＣＨ層５の膜厚は３０
〜４０ｎｍである。ＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造を有すること
で、キャリアがより効率的に層方向に閉じ込められ、活
性層により効率的にキャリアを注入することが可能とな
る。多重量子井戸構造の量子井戸層は５層からなり、基
板に対して１パーセントの圧縮歪みを有するものからな
っている。なお、バリア層には引張り歪み構造を採用し
た補償構造を用いることで、より大きな量子井戸層の歪
に対しても結晶性を損なうことがない半導体レーザ装置
を実現することができる。また、量子井戸層４から出射
されるレーザ光の波長は１２００ｎｍ〜１６００ｎｍで
ある。さらに、レーザ光の強度は８０ｍＷ以上、望まし
くは１５０ｍＷ以上、さらに望ましくは２５０ｍＷ以上
である。これは、後述する光ファイバ増幅器の励起光源
として本実施の形態１にかかる半導体レーザ装置を使用
することを可能にするためである。

【００３８】第１の上部クラッド層６、第２の上部クラ
ッド層８、第３の上部クラッド層１０はそれぞれ上部ク
ラッド層として機能する。また、本実施の形態１にかか
る半導体レーザ装置において、第１の上部クラッド層
６、第２の上部クラッド層８、第３の上部クラッド層１
０はいずれもｐ型の導電型を有するＩｎＰからなる。第
２の上部クラッド層８は、上記したように電流通過層と
しての機能も有する。電流通過層とは、外部から注入さ
れた電流を層方向に通過させる領域のことであり、注入
された電流は、活性層のうち電流通過層、すなわち第２
の上部クラッド層８の下部領域に流入する。

【００３９】コンタクト層１１は、第３の上部クラッド
層１０とｐ側電極１２とをオーミック接触させるための
ものである。コンタクト層１１は、高濃度のｐ型不純物
がドープされており、これによりオーミック接触を実現
している。

【００４０】図２に示す高反射膜１６は、共振器を構成
するためのものである。したがって、高反射膜１６は、
反射率８０パーセント以上、好ましくは９０パーセント
以上、さらに好ましくは９８パーセント以上の光反射率
を有する。一方、低反射膜１５は、出射側端面における
レーザ光の反射を防止するためのものである。したがっ
て、低反射膜１５は反射率の低い膜構造からなり、光反
射率は５パーセント以下、望ましくは１パーセント程度
の膜構造からなる。ただし、低反射膜１５の光反射率
は、共振器長に応じて最適化されるため、これら以外の
値を有する場合もある。なお、高反射膜１６と低反射膜
１５の間隔、すなわち本実施の形態１にかかる半導体レ
ーザ装置のレーザ光出射方向の長さは８００μｍ〜３２
００μｍであることが望ましい。

【００４１】電流ブロック層９は、ｐ側電極１２から注
入された電流を狭窄し、水平方向に関して量子井戸層４
におけるキャリア密度を向上させるためのものである。
ｐ側電極１２から注入された電流が内部を通過すること
を防止するため、電流ブロック層９の導電型はｎ型であ
る。電流ブロック層９の導電型がｎ型であるため、第１
の上部クラッド層６、電流ブロック層９、第３の上部ク
ラッド層１０による積層構造はｐｎｐ接合となることか
ら、電流ブロック層９に電流が流れこむことはない。本
実施の形態１においては、電流ブロック層９の膜厚は、
０．５μｍ程度である。

【００４２】電流ブロック層９は、高ドープなｎ型の導
電型を有するＩｎＰによって形成されている。実施の形
態１において、電流ブロック層９は、第２の上部クラッ
ド層８と同様にＩｎＰを材料とする。ただし、ドープし
た不純物の濃度が、電流ブロック層９の方が、第２の上
部クラッド層８よりも大きくなるように形成されてい
る。そのため、出射されるレーザ光に対する実効屈折率
も異なる。ここで、電流ブロック層９が存在する領域の
実効屈折率と第２のクラッド層８が存在する領域の実効
屈折率との差分値が０．０１以下、より好ましくは８×
１０^-3以下となるよう、電流ブロック層９の不純物濃度
を制御することが望ましい。なお、電流ブロック層９に
ドープされる不純物濃度は１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3〜９×
１０¹⁸ｃｍ ^-3、より好ましくは１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3〜
５×１０¹⁸ｃｍ^-3であることが望ましい。

【００４３】次に、本実施の形態１にかかる半導体レー
ザ装置の水平方向の光閉じ込めについて説明する。本実
施の形態１にかかる半導体レーザ装置において、光閉じ
込めは、主として実効屈折率の差によっておこなわれ
る。ここで、量子井戸層４から出射されるレーザ光は、
層方向にある程度の広がりを有するため、水平方向の閉
じ込めを考える際には、下部ＳＣＨ層３、量子井戸層
４、上部ＳＣＨ層５のみならず、それらの上下の領域に
おける水平方向の屈折率分布についても考慮する必要が
ある。特に、第１の上部クラッド層６の膜厚は０．１μ
ｍ程度であるため、電流ブロック層９は量子井戸層４の
近傍に位置し、量子井戸層４から等距離にある第２の上
部クラッド層８とは屈折率が異なれば、水平方向の光閉
じ込めについて影響を与える。

【００４４】半導体層の屈折率は、半導体層を構成する
材料の組成のみならず、ドープされた不純物濃度の大き
さによっても変化することが知られている。したがっ
て、第２の上部クラッド層８と電流ブロック層９とが同
じ材料から構成されていても、不純物濃度を変化させる
ことで水平方向の光閉じ込めをおこなうことができる。
具体的には、不純物濃度が上昇すると、キャリアのプラ
ズマ効果により屈折率が低減するため、電流ブロック層
９の屈折率は、第２の上部クラッド層８の屈折率よりも
低い値となる。したがって、実施の形態１にかかる半導
体レーザ装置は、水平方向に関して光を閉じ込める構造
となっている。

【００４５】図３に示すように半導体レーザ装置の断面
を３つの領域に分け、それぞれの実効屈折率を対比する
ことで水平方向の光の閉じ込めについて解析することが
できる。図３に示すように半導体レーザ装置の断面を３
つの領域に分け導波モードを解析する手法を等価屈折率
法という。これは、水平方向の光閉じ込めを第１領域１
８、第２領域１９、２０の実効屈折率を持つプレーナ導
波路に等価的に置き換えて評価する方法である。この手
法は近似ではあるが、導波路が層方向の厚さに比べて水
平方向に広く、水平方向には比較的穏やかな変化をする
場合には精度の高い解析ができることが知られている。
ここで、第２領域１９および第２領域２０は、同一の構
造からなるため、実効屈折率も同一の値を有する。ま
た、第２領域１９および第２領域２０を第１領域１８と
比較すると、第１領域１８における第２の上部クラッド
層８に対応した領域に、さらに屈折率の低い電流ブロッ
ク層９が配置されている。したがって、実効屈折率を比
較した場合、第１領域１８に比べて第２領域１９および
第２領域２０の実効屈折率は低くなる。

【００４６】本実施の形態１にかかる半導体レーザ装置
における水平方向の光強度分布について、図４を参照し
て説明する。図４（ａ）は、従来のＢＨレーザにおける
水平方向の光強度分布を模式的に表し、図４（ｂ）は、
本実施の形態１にかかる半導体レーザ装置における水平
方向の光強度分布を模式的に表している。また、曲線ｌ
₁および曲線ｌ₁'は実効屈折率の水平方向の分布を示
し、曲線ｌ₂および曲線ｌ ₂'は水平方向の光強度分布を
示す。

【００４７】上述したように、水平方向の光閉じ込め
は、水平方向における実効屈折率の差に起因して生じ
る。また、光閉じ込めの程度は、第１領域１８の実効屈
折率と、第２領域１９および第２領域２０の実効屈折率
との差分値によって決定される。ここで、第１領域１８
と第２領域１９および第２領域２０との構造上の差異
は、第２の上部クラッド層８が電流ブロック層９に置き
換えられたのみである。したがって、実効屈折率の差分
値は、電流ブロック層９が配置される位置、電流ブロッ
ク層９の膜厚および屈折率によって決定され、水平方向
の光閉じ込めの程度もこれらによって決定される。一般
に、実効屈折率の差分値が大きい値をとる場合には水平
方向の光閉じ込めが強くなり、高次の水平方向の導波モ
ードがカットオフされる幅Ｗｃが小さくなるため、高出
力化が困難となる。一方、実効屈折率の差分値が小さな
値をとる場合には水平方向の光閉じ込めが弱くなり、Ｗ
ｃが大きくなるため、高出力化が可能となる。

【００４８】また、本実施の形態１にかかる半導体レー
ザ装置は、電流ブロック層９が周囲のクラッド層と同様
にＩｎＰを材料として形成されている。このことによる
利点について、以下に説明する。

【００４９】一般に、半導体層の禁制帯幅は半導体の組
成によって決定され、導電型とは無関係であることか
ら、電流ブロック層９と第２の上部クラッド層８の禁制
帯幅は等しい値となる。本実施の形態１にかかる半導体
レーザ装置は、量子井戸層４がＧａＩｎＡｓＰによって
構成されており、出射するレーザ波長は、量子井戸層４
における量子準位に基づいて決定される。電流ブロック
層９の禁制帯幅が出射光のエネルギーよりも狭い場合、
電流ブロック層９に漏れ出した光は吸収される。本実施
の形態１では、電流ブロック層９がＩｎＰで形成される
ため、量子準位が出射光のエネルギーよりも広く、光が
吸収されることなく外部に出射され、高出力の半導体レ
ーザ装置を実現することが可能となる。さらに、光吸収
による水平方向の光閉じ込めの効果を考慮する必要がな
いため、半導体レーザ装置の構造を設計する際に電流ブ
ロック層９の不純物濃度および位置、膜厚についてのみ
パラメータを変化させることで弱い光閉じ込めを実現す
ることができる。

【００５０】また、電流ブロック層９と第２の上部クラ
ッド層８とがともにＧａＩｎＡｓＰと比較して熱抵抗の
小さいＩｎＰからなるため、電流注入によって生じる熱
を効率的に拡散することが可能となる。一般に半導体レ
ーザ装置はジャンクションダウン方式により、レーザマ
ウントとｐ側電極１２とが接触するように固定され、発
生した熱は主としてｐ側電極１２を介して放出される。
ここで、熱の通り道となる第２の上部クラッド層８およ
び電流ブロック層９とが熱抵抗の小さい材料からなるこ
とから、効率良く熱を外部に排出することができる。効
率良く熱を排出できる場合には、量子井戸層４の温度上
昇を抑制することができ、大電流を注入しても、もはや
光出力が増大しなくなる熱飽和を抑制することができ
る。したがって、効率良く熱を放出する機能を有するこ
とで、高出力の半導体レーザ装置を提供することができ
る。

【００５１】なお、従来のＢＨレーザやリッジ構造レー
ザのように、水平方向の光閉じ込めを弱めるために他の
特性を犠牲にすることは望ましくない。以下で、本実施
の形態１にかかる半導体レーザ装置が水平方向の光閉じ
込めを弱くする施策を取ったときでも、電流ブロック層
９の電流狭窄機能が低下したり、層方向の光閉じ込めに
影響を与えたりすることがないことを説明する。

【００５２】本実施の形態１にかかる半導体レーザ装置
において、電流ブロック層９は、電流狭窄機能を発揮す
るために設けられたものである。ここで、上述したよう
に、電流ブロック層９はｎ型不純物がドープされ、ｐ型
不純物がドープされた第３の上部クラッド層１０、第１
の上部クラッド層６との間でｐｎｐ接合が成立してい
る。また、電流ブロック層９の屈折率を変化させるため
に、不純物の濃度を変化させるが、同一導電型のドーパ
ントを使用する限り電流ブロック層９の導電型が変化す
ることはない。ｐｎｐ接合の存在により、ｐ側電極１２
から注入された電流は、電流ブロック層９には流入せ
ず、第２の上部クラッド層８のみを通過して量子井戸層
４に到達する。

【００５３】電流狭窄機能の制御のためには、電流ブロ
ック層９と第１、第３の上部クラッド層６、１０の膜
厚、不純物濃度を操作する。一方、水平方向の光閉じ込
め制御のために、本実施の形態１では、電流ブロック層
９の膜厚と不純物濃度、第１の上部クラッド層６の膜厚
という３つのパラメータを主に操作する。このように、
操作できるパラメータが多いため、まず電流狭窄機能の
ためのパラメータを決め、その後、光閉じ込め制御のた
めにパラメータを操作しても比較的自由に、かつ電流狭
窄機能を損なうことなく操作することができる。したが
って、ｐｎｐ接合が成立する限り、電流ブロック層９が
注入電流を狭窄することは可能であり、電流ブロック層
９の位置、膜厚を変化させることによって電流ブロック
層９に電流が流入することはない。

【００５４】もっとも、たとえば、第１の上部クラッド
層６を省略して電流ブロック層９、第２の上部クラッド
層８を上部ＳＣＨ層５と接触した構造とした場合、電流
ブロック層９が配置された領域における層方向のｐｎｐ
接合は成立しなくなり、電流を狭窄することはできなく
なる。ただし、第３の上部クラッド層１０を省略した場
合には、電流ブロック層９と第１の上部クラッド層６の
間で層方向にｎｐ接合が成立する。本実施の形態１にか
かる半導体レーザ装置は、ｐ側電極１２を陽極としてい
るため、ｎｐ接合には逆バイアスが印加されることとな
り、電流ブロック層９に電流が流入することはない。よ
って、第１の上部クラッド層６を省略することはできな
いが、第３の上部クラッド層１０を省略することは可能
である。

【００５５】次に、電流ブロック層９の位置、膜厚およ
び屈折率を変化した場合の、層方向の光閉じ込めに与え
る影響について説明する。光が発生する量子井戸層４に
対して電流ブロック層９は上方に配置されているため、
電流ブロック層９の構造を変化させた場合には層方向の
光閉じ込めに対しても影響が及ぶ。しかし、上述した等
価屈折率法では、導波路が層方向の厚さに比べて水平方
向に広く、水平方向には比較的穏やかな変化をする場合
には精度の高い解析ができることが知られている。よっ
てこの等価屈折率法にしたがって導波モードを考える限
りでは、電流ブロック層９が第１領域の実効屈折率に及
ぼす影響はほとんどなく、層方向の光閉じ込めの変化も
ほとんどないと近似できる。

【００５６】以上の説明から、水平方向の光閉じ込めを
低減するために電流ブロック層９の位置、膜厚、屈折率
を最適化した場合に半導体レーザ装置の他の特性に影響
を与えることはない。したがって、本発明によれば、層
方向の光閉じ込めとは独立に水平方向の光閉じ込めを設
計できるという特徴を有しているので、高出力動作時に
適した層構造を用いることで素子の性能を最大限に発揮
することが可能である。

【００５７】次に、本実施の形態１にかかる半導体レー
ザ装置の製造方法について、図５および図６を参照して
説明する。図５および図６は、本実施の形態１にかかる
半導体レーザ装置の製造工程を示す図である。

【００５８】まず、図５（ａ）に示すように、基板１上
に順次下部クラッド層２、下部ＳＣＨ層３、量子井戸層
４、上部ＳＣＨ層５、第１の上部クラッド層６、エッチ
ングストップ層２３、ｎ型ＩｎＰ層２１を積層する。こ
れらの半導体層を積層するにあたっては、ＭＯＣＶＤ(M
etalOrganic Chemical Vapor Deposition)法を用いる
が、その他にＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法、
ＭＢＥ(Molecular Beam Epitaxy)法等を用いてエピタキ
シャル成長してもよい。

【００５９】そして、図５（ｂ）に示すように、第２の
上部クラッド層８を形成する予定の領域に開口部を有す
るＳｉＮｘマスクパターン２２を形成する。具体的に
は、まず、プラズマＣＶＤ法等を用いて、厚さ１００〜
２００ｎｍ程度のＳｉＮｘ膜をＩｎＰ層２１の全面に成
膜する。そして、スピンコート法によってＳｉＮｘ膜の
全面にレジストを塗布する。レジストを塗布した後、フ
ォトリソグラフィ法により所望の開口部を有するレジス
トパターンを形成する。レジストパターンを形成後、Ｒ
ＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチン
グ）装置を用いて、開口部に露出したＳｉＮｘをエッチ
ングする。ＳｉＮｘ膜をエッチング後、有機溶媒洗浄、
酸素プラズマアッシングをおこない、レジストを除去す
ると開口部を有するＳｉＮｘマスクパターン２２が現れ
る。

【００６０】その後、ＳｉＮｘマスクパターン２２をマ
スクとしてｎ型ＩｎＰ層２１をエッチングする。エッチ
ングの態様はケミカルエッチングとするが、ＲＩＥ装置
によるドライエッチングその他の手段をとることも可能
である。本実施の形態１においては、ＩｎＰに選択性を
有するエッチャントを用いてケミカルエッチングをおこ
なう。エッチングストップ層２３は、厚さ５ｎｍ程度、
バンドギャップ組成波長１．１μｍ程度のＧａＩｎＡｓ
Ｐから構成されているため、本工程ではエッチングスト
ップ層２３はエッチングされず、下層に位置する第１の
上部クラッド層６がエッチングされることはない。その
後、ＧａＩｎＡｓＰに選択性を有するエッチャント、ま
たは選択性のないエッチャントを時間制御して用いて、
第２の上部クラッド層８を形成する予定の領域に残存す
るエッチングストップ層２３を除去することが好まし
い。これにより、図５（ｃ）で示すように、電流ブロッ
ク層９が形成され、第２の上部クラッド層８を積層する
ための空隙が形成される。そして、以後の工程で第１の
上部クラッド層６および電流ブロック層９上に半導体層
を積層するために、ＳｉＮｘマスクパターン２２を除去
するとともに、第１の上部クラッド層６および電流ブロ
ック層９の表面を清浄化する。なお、上述した工程では
ＳｉＮｘをマスクパターンとして用いたが、レジストを
マスクに用いても良い。

【００６１】そして、第１の上部クラッド層６および電
流ブロック層９上にｐ型ＩｎＰを積層する。本工程によ
って、図６（ａ）に示すように、電流ブロック層９に挟
まれた領域に第２の上部クラッド層８が形成され、第２
の上部クラッド層８および電流ブロック層９上に第３の
上部クラッド層１０が形成される。

【００６２】その後、第３の上部クラッド層１０上にコ
ンタクト層１１を積層する。また、蒸着またはスパッタ
法、ＣＶＤ法等によって金属膜を堆積することによっ
て、ｐ側電極１２およびｎ側電極１３を形成する。な
お、ｎ側電極１３を形成する前に、素子の厚さ調整のた
め、基板裏面の研磨をおこなう。以上で、図６（ｂ）に
示すように、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置を
製造することができる。

【００６３】なお、電流ブロック層９および第２の上部
クラッド層８は以下のように形成しても良い。図７は、
本実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の他の製造方
法の工程の一部について示す図である。上記した製造工
程と同様に第１の上部クラッド層６まで積層したあと、
さらにエッチングストップ層２４ｂおよびｐ型ＩｎＰ層
２４を積層する。その後、図７（ａ）に示すように、ｐ
型ＩｎＰ層２４上に電流ブロック層９形成予定領域に開
口部を有するＳｉＮｘマスクパターン２５を形成してｐ
型ＩｎＰ層２４をエッチングする。これにより、図７
（ｂ）に示すようにｐ型ＩｎＰ層２４はメサ形状に加工
され、第２の上部クラッド層８が形成される。ここで、
エッチングストップ層２４ｂが存在することにより、ｐ
型ＩｎＰ層２４よりも下層に位置する第１の上部クラッ
ド層６はエッチングされることはないが、ｐ型ＩｎＰ層
２４の加工の後に行われるエッチングストップ層２４ｂ
の除去に伴って、第１の上部クラッド層６の上端領域の
一部は除去される。

【００６４】その後、第１の上部クラッド層６上に電流
ブロック層を積層し、残存するＳｉＮｘマスクパターン
２５を除去することで、図７（ｃ）に示すような構造を
得る。その後、順次第３の上部クラッド層１０、コンタ
クト層１１、ｐ側電極１２、ｎ側電極１３を形成するこ
とで実施の形態１にかかる半導体レーザ装置が得られ
る。

【００６５】この他にも、イオン注入によって電流ブロ
ック層９を形成する方法がある。この場合、電流ブロッ
ク層９の不純物濃度を水平方向に変化させることで、水
平方向に弱い光閉じ込めをおこなうのに適した屈折率分
布を水平方向に与えることができる。不純物をイオン注
入によってドープした場合、たとえばマスキングパター
ンを変えて数回イオン注入して、水平方向に不純物濃度
を容易に変化させることができるためである。これによ
り、たとえば、電流ブロック層９内において、第２の上
部クラッド層８との境界近傍では第２の上部クラッド層
８と同じ不純物濃度にして、光出射方向側面近傍に不純
物を高い濃度でドープして低屈折率領域を設けることも
可能である。また、端部に近づくにしたがって、不純物
濃度が連続的に高くなる構造とすることも可能である。

【００６６】また、イオン注入を用いた場合、エッチン
グ工程を省略することができること、コンタクト層１１
まで真空雰囲気中で連続成長させることが可能であるこ
とから、製造工程を簡略化することができる。同時に、
各層を積層する途上において、結晶表面が大気中にさら
されることを極力抑制することが可能となり、不純物が
付着することを防止でき、良質の結晶を得ることができ
る。

【００６７】本願発明者等は、実際に本実施の形態１に
かかる半導体レーザ装置を製造し、その特性について調
べている。具体的には、図７に示す製造方法を用いて、
第２の上部クラッド層８の短手方向の幅（以下、「スト
ライプ幅」と称する）を変化させ、消費電力等の特性の
変化および従来技術にかかるＢＨレーザの特性との比較
を行っている。なお、以下の測定において、ストライプ
幅は、第２の上部クラッド層８の断面形状が台形状をな
す場合には、かかる台形の下底の長さと定義する。

【００６８】測定した半導体レーザ装置の特性として
は、一定電流値を流した際の消費電力および無効電力、
一定電流値を注入した際に出射するレーザ光の輝度、お
よびキンクの発生する電流値である。以下、図８〜図１
２を参照しつつ、測定結果について説明する。なお、図
８〜図１２で比較対照として示す従来技術にかかるＢＨ
レーザは、ストライプ幅が２．５μｍのものとしてい
る。また、本実施の形態１にかかる半導体レーザ装置お
よび従来技術にかかるＢＨレーザの共振器長は１３００
μｍとする。そして、半導体レーザ装置は後述する半導
体レーザモジュールの構造ではなく、チップ単位で測定
しており、発振するレーザ光は連続光ではなく、パルス
光とする。さらに、測定時において半導体レーザ装置の
温度が２０℃を維持するよう温度制御がなされている。

【００６９】図８は、本実施の形態にかかる半導体レー
ザ装置の消費電力に関してストライプ幅に対する依存性
を示すグラフである。なお、グラフ中における直線は従
来技術にかかるＢＨレーザの値を示す。

【００７０】図８に示すように、本実施の形態１にかか
る半導体レーザ装置は、９００ｍＡの電流を注入した際
の消費電力について、ストライプ幅が増加するにつれて
低下することが示されている。このため、ストライプ幅
が２．８μｍ程度の場合には従来とほぼ同等の消費電力
の値を有するが、ストライプ幅が増加するにつれて向こ
う電力の値は低下し、ストライプ幅が７．０μｍまで増
加した場合には、３μｍの場合と比較して消費電力の値
が３０％程度低下する。

【００７１】また、図９は、注入電流値を９００ｍＡと
した場合における、レーザ発振に寄与しない無効電力の
変化を示すグラフである。なお、図９において、プロッ
トした点は本実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の
無効電力の値を示し、直線は従来技術にかかるＢＨレー
ザの値を示す。

【００７２】図９に示すように、本実施の形態１にかか
る半導体レーザ装置の無効電力の値はストライプ幅が
２．８μｍ程度の場合には従来のＢＨレーザとほぼ同等
の値を有するが、ストライプ幅が増加するにつれて無効
電力の値は低下し、ストライプ幅が７．０μｍまで増加
した場合には、ストライプ幅が２．８μｍの場合と比較
して無効電力の値が２９％程度低下する。

【００７３】さらに、図１０は、注入電流値を９００ｍ
Ａとした場合における、出射されたレーザ光の強度のス
トライプ幅に対する依存性を示すグラフである。なお、
図１０において、プロットした点は本実施の形態１にか
かる半導体レーザ装置から出射するレーザ光の強度分布
を示し、直線は従来のＢＨレーザの出射レーザ光の強度
を示す。

【００７４】図１０に示すように、本実施の形態１にか
かる半導体レーザ装置から出射されるレーザ光の強度
は、若干の例外はあるものの全体として従来のＢＨレー
ザのレーザ光の強度を上回っている。さらに、本実施の
形態１にかかる半導体レーザ装置のレーザ光の強度は、
ストライプ幅の全範囲に渡って従来のＢＨレーザにおけ
るレーザ光の強度を上回っており、優れた発光効率を有
することが明らかである。

【００７５】また、図１１は、キンクが生じる電流値の
ストライプ幅に対する依存性を示すグラフである。な
お、図１１において、プロットした点は本実施の形態１
にかかる半導体レーザ装置をレーザ発振させた場合に電
流−光強度曲線が不連続となる電流の値を示す。また、
従来技術にかかるＢＨレーザについては図示を省略した
が、ストライプ幅が２．５μｍの場合に１０００ｍＡ以
下の電流値でキンクが生じる。さらに、本測定において
は、一般に半導体レーザ装置に対して注入される電流範
囲に対応して測定電流範囲を０ｍＡから１０００ｍＡの
間としており、かかる電流範囲を超えた電流値でキンク
を生じるケースについては、一律に１０００ｍＡの点に
プロットされている。

【００７６】図１１に示すように、実施の形態１にかか
る半導体レーザ装置では、ストライプ幅が５．８μｍ以
下の場合には、キンクを生じる電流値は、１０００ｍＡ
よりも大きな値となることが示されている。従って、本
実施の形態１にかかる半導体レーザ装置は、ストライプ
幅を増加させても通常用いられる電流範囲においてキン
クの発生を防止することが可能であり、キンクが生じる
ことのない、出力が安定した半導体レーザ装置を実現す
ることが可能である。以上、図８〜図１１に示した測定
結果から、ストライプ幅として好ましいのは２．５μｍ
以上、７．０μｍ以下、より好ましいのは２．８μｍ以
上、７．０μｍ以下、さらに好ましいストライプ幅は
２．８μｍ以上、５．８μｍ以下となる。

【００７７】以上、本実施の形態１にかかる半導体レー
ザ装置について説明したが、本発明は必ずしも上記のよ
うな構造に限定されず、電流ブロック層９を他の材料で
形成することで上記した効果を得ることが可能である。
たとえば、電流ブロック層９をｎ型の導電型を有するＧ
ａ_xＩｎ_1-xＡｓ_yＰ_1-y（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１）によ
って形成することが可能である。

【００７８】さらに、電流ブロック層９を半導体絶縁層
によって形成してもよい。この場合、ＩｎＰに不純物と
して鉄をドープすることによって電流ブロック層９を形
成することができる。また、ＡｌＩｎＡｓなどＡｌを含
む材料を選択酸化することにより形成したＡｌＯｘで電
流ブロック層９を形成することもできる。

【００７９】また、本実施の形態１にかかる半導体レー
ザ装置を構成する各層の導電型を逆にしても良い。すな
わち、基板１、下部クラッド層２、電流ブロック層９を
ｐ型とし、第１の上部クラッド層６、第２の上部クラッ
ド層８、第３の上部クラッド層１０、コンタクト層１１
をｎ型の半導体材料からなるものとしても良い。

【００８０】また、第２の上部クラッド層８を配置する
位置について、必ずしも中央付近に配置する必要はな
い。第２の上部クラッド層８を中央から移動した領域に
配置しても水平方向の光閉じ込めが弱い半導体レーザ装
置を実現することは可能である。ただし、出射光の対称
性の観点からは、第２の上部クラッド層８を中央に配置
し、中心に対して対称な位置に電流ブロック層９が配置
されることが望ましい。

【００８１】さらに、第１の上部クラッド層６、第２の
上部クラッド層８、第３の上部クラッド層１０の出射波
長に対する屈折率を、互いに異なる構造としても良い。
たとえば、層方向の光閉じ込めの程度を制御するため
に、第１の上部クラッド層６、第２の上部クラッド層
８、第３の上部クラッド層１０の順に屈折率が低くなる
よう各クラッド層を構成する材料を選択しても良い。こ
のように各クラッド層の屈折率を変化させた場合でも、
水平方向の光閉じ込めを電流ブロック層９によって制御
することが可能である。

【００８２】なお、実施の形態１にかかる半導体レーザ
装置において、共振器長を１０００μｍ、第２のクラッ
ド層８の水平方向の幅を４μｍ、低反射膜１５の反射率
を１．５パーセント、高反射膜１６の反射率を９８パー
セントとしたとき、光出力４００ｍＷが得られた。なお
前述したように、低反射膜１５の反射率は共振器長に応
じて最適化される。より長い共振器長の場合には、より
低い反射率の時に高出力化に対して最適設計となる。

【００８３】（実施の形態２）次に、実施の形態２にか
かる半導体レーザ装置について説明する。図１２は、実
施の形態２にかかる半導体レーザ装置の構造を示す正面
図である。実施の形態２にかかる半導体レーザ装置は、
電流ブロック層を下部クラッド層中に配置された構造を
有する。以下に、実施の形態２にかかる半導体レーザ装
置の構造について、図１２を参照して詳説する。なお、
実施の形態２にかかる半導体レーザ装置において、実施
の形態１にかかる半導体レーザ装置と同一または類似の
符号については、以下で特に断らない限り同等の機能を
有し同等の作用をするものとする。

【００８４】実施の形態２にかかる半導体レーザ装置
は、基板２６上に第３の下部クラッド層２７が積層され
ている。第３の下部クラッド層２７上の中央領域上に
は、光出射方向に長手方向を有するストライプ形状の第
２の下部クラッド層２８が積層されている。また、第３
の下部クラッド層２７上であって、第２の下部クラッド
層２８が積層されていない領域には、電流ブロック層２
９が積層されている。そして、第２の下部クラッド層２
８および電流ブロック層２９上には、順次第１の下部ク
ラッド層３０、下部ＳＣＨ層３、量子井戸層４、上部Ｓ
ＣＨ層５、上部クラッド層３１、コンタクト層３２が積
層されている。また、コンタクト層３２上にはｎ側電極
３３が配置され、基板２６の裏面にはｐ側電極３４が配
置されている。なお、出射側端面には低反射膜が配置さ
れ、反射側端面には高反射膜が配置されているのは実施
の形態１の場合と同様である。

【００８５】基板２６は、ｐ型の導電型を有するＩｎＰ
からなる。また、第３の下部クラッド層２７、第２の下
部クラッド層２８、第１の下部クラッド層３０もｐ型の
導電型を有し、逆に上部クラッド層３１、コンタクト層
３２はｎ型の導電型を有する。

【００８６】本実施の形態２にかかる半導体レーザ装置
のように、ｐ型の導電型を有する基板を用いた場合、電
流ブロック層２９を基板２６と量子井戸層４との間に積
層することで次の利点がある。すなわち、電流ブロック
層２９を量子井戸層４よりも下層のｐ型のクラッド層内
に配置することで、上層のｎ型のクラッド層内に配置し
た場合に比して注入電流の水平方向の広がりを抑制する
ことができる。

【００８７】なお、電流ブロック層２９は、第２の下部
クラッド層２８と異なる半導体材料からなるとしても良
いし、同一の半導体材料で構成して不純物濃度を異なる
ものとしても良い。すなわち、出射されるレーザ光の波
長に対して、第２の下部クラッド層２８の屈折率よりも
電流ブロック層２９の屈折率が低い値となるように構成
されていればよい。また、大小関係を維持したままで、
互いの屈折率の差分値が小さくなるよう電流ブロック層
２９の組成もしくは不純物濃度を調整することで、水平
方向の光閉じ込めが弱くなる構造とすることが好まし
い。

【００８８】また、電流ブロック層２９が量子井戸層４
とｐ側電極３４との間に配置される構造としたことで、
電流ブロック層２９を構成する半導体材料にかかわら
ず、半導体レーザ装置の内部で発生した熱を効率良く外
部に放出することができる。既に述べたように、半導体
レーザ装置はレーザマウント上にジャンクションダウン
方式で固定されるため、半導体レーザ装置内部で発生し
た熱は、ｎ側電極３３を介してレーザマウントへ放出さ
れる。したがって、本実施の形態２にかかる半導体レー
ザ装置では、電流ブロック層２９の存在によって放熱性
が悪化するといったことはない。そのため、電流ブロッ
ク層２９を構成する材料の選択の余地が広くなるという
利点がある。以上の理由により、実施の形態２にかかる
半導体レーザ装置は、電流ブロック層２９の構造につい
て、他の特性を犠牲にすることなく、水平方向の光閉じ
込めの制御の観点のみから決定でき、その結果、高い光
出力を有する半導体レーザ装置を実現することができ
る。

【００８９】（実施の形態３）次に、実施の形態３にか
かる半導体レーザ装置について説明する。図１３は、実
施の形態３にかかる半導体レーザ装置の構造を示す正面
図である。実施の形態３にかかる半導体レーザ装置は、
上部クラッド層および下部クラッド層双方の内部に電流
ブロック層が配置された構造を有する。以下、本実施の
形態３にかかる半導体レーザ装置の構造について、図１
３を適宜参照して説明する。

【００９０】本実施の形態３にかかる半導体レーザ装置
は、基板１上に、第３の下部クラッド層３６を積層す
る。第３の下部クラッド層３６上の中央付近の一部領域
上には、光出射方向に長手方向を有するストライプ形状
の第２の下部クラッド層３７が積層され、第２の下部ク
ラッド層３７が配置されていない領域上には下部電流ブ
ロック層３８が積層されている。第２の下部クラッド層
３７および下部電流ブロック層３８上には順次第１の下
部クラッド層３９、下部ＳＣＨ層３、量子井戸層４、上
部ＳＣＨ層５、第１の上部クラッド層４０が積層されて
いる。さらに、第１の上部クラッド層４０上の中央付近
の一部領域上には、光出射方向に長手方向を有するスト
ライプ形状の第２の上部クラッド層４１が積層され、第
２の上部クラッド層４１が積層されていない領域上には
上部電流ブロック層４２が積層されている。第２の上部
クラッド層４１および上部電流ブロック層４２上には順
次第３の上部クラッド層４３、コンタクト層１１が積層
されている。また、コンタクト層１１の上部にはｐ側電
極１２が配置され、基板１の裏面にはｎ側電極１３が配
置されているのは実施の形態１〜３と同様である。

【００９１】下部電流ブロック層３８および上部電流ブ
ロック層４２は、いずれも電流の狭窄と水平方向の光閉
じ込めをおこなうためのものである。したがって、下部
電流ブロック層３８はｐ型の導電型の半導体層からな
り、出射レーザ光の波長に対して、第２の下部クラッド
層３７よりも低い屈折率を有する。一方、上部電流ブロ
ック層４２は、ｎ型の導電型の半導体層からなり、出射
レーザ光の波長に対して、第２の上部クラッド層４１よ
りも低い屈折率を有する。ここで、下部電流ブロック層
３８および上部電流ブロック層４２を構成する半導体材
料は、Ｇａ_xＩｎ₁ _-xＡｓ_yＰ_1-yからなるとしても良い
し、ＩｎＰであって不純物が高濃度にドープされている
ものでもよい。

【００９２】このように、本実施の形態３にかかる半導
体レーザ装置は、量子井戸層４を上下に挟み込むよう
に、上部電流ブロック層４２と下部電流ブロック層３８
とを備える。したがって、本実施の形態３では、水平方
向の屈折率を制御する半導体層が２つ設けられているこ
とになる。複数の半導体層によって水平方向の光閉じ込
めの制御をおこなうことができ、光閉じ込めの調整が容
易となる。

【００９３】（実施の形態４）次に、実施の形態４にか
かる半導体レーザモジュールについて説明する。本実施
の形態４では、実施の形態１〜３にかかる半導体レーザ
装置を用いて半導体レーザモジュールを構成している。

【００９４】図１４は、この発明の実施の形態４である
半導体レーザモジュールの構成を示す側面断面図であ
る。本実施の形態４にかかる半導体レーザモジュール
は、上述した実施の形態１〜３で示した半導体レーザ装
置に対応する半導体レーザ装置５２を有する。なお、こ
の半導体レーザ装置５２は、基板と反対側がレーザマウ
ント４８に接合されるジャンクションダウン構成として
いる。半導体レーザモジュールの筐体として、セラミッ
クなどによって形成されたパッケージ５１の内部底面上
に、温度制御装置としての温調モジュール５０が配置さ
れる。温調モジュール５０上にはベース４７が配置さ
れ、このベース４７上にはレーザマウント４８が配置さ
れる。温調モジュール５０には、図示しない電流が与え
られ、その極性によって冷却および加熱をおこなうが、
主として冷却器として機能する。温度制御は、具体的
に、レーザマウント４８上であって、半導体レーザ装置
５２近傍に配置されたサーミスタ４９の検出値を基に制
御され、図示しない制御装置は、通常、レーザマウント
４８の温度が一定に保たれるように温調モジュール５０
を制御する。

【００９５】また、半導体レーザ装置５２の温度上昇に
よる発振波長ずれを防止するように温調モジュール５０
を制御することもできる。すなわち、温調モジュール５
０は、レーザ光が所望の波長に比して長い波長である場
合には、冷却して低い温度に制御し、レーザ光が所望の
波長に比して短い波長である場合には、加熱して高い温
度に制御する。この場合、図示しない制御装置は、半導
体レーザ装置５２の駆動電流を上昇させるにしたがっ
て、レーザマウント４８の温度が下がるように温調モジ
ュール５０を制御する。

【００９６】このような温度制御をおこなうことによっ
て、半導体レーザ装置５２の出力安定性を向上させるこ
とができ、歩留まりの向上にも有効となる。なお、レー
ザマウント４８は、たとえばダイヤモンドなどの高熱伝
導率をもつ材質によって形成することが望ましい。これ
は、レーザマウント４８がダイヤモンドで形成される
と、高電流印加時の発熱が抑制されるからである。

【００９７】ベース４７上には、半導体レーザ装置５２
およびサーミスタ４９を配置したレーザマウント４８、
第１レンズ５３、および光検出器４６が配置される。半
導体レーザ装置５２から出射されたレーザ光は、第１レ
ンズ５３、アイソレータ５４、および第２レンズ４４を
介し、光ファイバ４５上に導波される。第２レンズ４４
は、レーザ光の光軸上であって、パッケージ５１上に設
けられ、外部接続される光ファイバ４５に光結合され
る。なお、光検出器４６は、半導体レーザ装置５２の高
反射膜側から漏れた光をモニタ検出する。光結合系は図
１４に示されたような２つのレンズを用いた方式でも良
いし、ファイバの先端をレンズ加工したものを用いるこ
ともできる。

【００９８】ここで、この半導体レーザモジュールで
は、他の光学部品などによる反射戻り光が共振器内に戻
らないように、半導体レーザ装置５２と光ファイバ４５
との間にアイソレータ５４を介在させている。

【００９９】光ファイバ４５内部にはファイバグレーテ
ィングを配置し、半導体レーザ装置５２の反射側端面と
共振器を形成する構造とすることも可能である。この場
合、半導体レーザ装置の出射側端面の反射率はなるべく
小さく、好ましくは０．１パーセント程度とし、ファイ
バグレーティングの特性は反射率１．５パーセント程
度、半値幅１．５ｎｍ程度とすることがファイバ端出力
の最適化の観点から好適である。このとき、半導体レー
ザモジュールのファイバ端出力として３４０ｍＷ程度が
得られた。アイソレータ５４を配置する場合は半導体レ
ーザモジュール内に配置するのではなく、ファイバグレ
ーティングよりも光の出射方向側に配置したインライン
式にする必要がある。

【０１００】（実施の形態５）次に、実施の形態５にか
かる光ファイバ増幅器について説明する。この実施の形
態５では、上述した実施の形態４に示した半導体レーザ
モジュールをラマン増幅器に適用したものである。

【０１０１】図１５は、この発明の実施の形態５である
ラマン増幅器の構成を示すブロック図である。このラマ
ン増幅器は、ＷＤＭ通信システムに用いられる。図１５
において、このラマン増幅器は、上述した実施の形態４
に示した半導体レーザモジュールと同一構成の半導体レ
ーザモジュール６０ａ〜６０ｄを用いた構成となってい
る。

【０１０２】各半導体レーザモジュール６０ａ、６０ｂ
は、偏波面保持ファイバ７１を介して、複数の発振縦モ
ードを有するレーザ光を偏波合成カプラ６１ａに出力
し、各半導体レーザモジュール６０ｃ、６０ｄは、偏波
面保持ファイバ７１を介して、複数の発振縦モードを有
するレーザ光を偏波合成カプラ６１ｂに出力する。ここ
で、半導体レーザモジュール６０ａ、６０ｂが発振する
レーザ光は、同一波長である。また、半導体レーザモジ
ュール６０ｃ、６０ｄが発振するレーザ光は、同一波長
であるが半導体レーザモジュール６０ａ、６０ｂが発振
するレーザ光の波長とは異なる。これは、ラマン増幅が
偏波依存性を有するためであり、偏波合成カプラ６１
ａ、６１ｂによって偏波依存性が解消されたレーザ光と
して出力するようにしている。

【０１０３】各偏波合成カプラ６１ａ、６１ｂから出力
された、異なる波長をもったレーザ光は、ＷＤＭカプラ
６２によって合成され、合成されたレーザ光は、ＷＤＭ
カプラ６５を介してラマン増幅用の励起光として増幅用
ファイバ６４に出力される。この励起光が入力された増
幅用ファイバ６４には、増幅対象の信号光が入力され、
ラマン増幅される。

【０１０４】増幅用ファイバ６４内においてラマン増幅
された信号光（増幅信号光）は、ＷＤＭカプラ６５およ
びアイソレータ６６を介してモニタ光分配用カプラ６７
に入力される。モニタ光分配用カプラ６７は、増幅信号
光の一部を制御回路６８に出力し、残りの増幅信号光を
出力レーザ光として信号光出力ファイバ７０に出力す
る。

【０１０５】制御回路６８は、入力された一部の増幅信
号光をもとに各半導体レーザモジュール６０ａ〜６０ｄ
のレーザ出力状態、たとえば光強度を制御し、ラマン増
幅の利得帯域が平坦な特性となるようにフィードバック
制御する。

【０１０６】この実施の形態５に示したラマン増幅器で
は、実施の形態１〜３で示した半導体レーザ装置が内蔵
された半導体レーザモジュール６０ａを用いるようにし
ているので、半導体レーザモジュールから出射されるレ
ーザ光の強度を高めることができる。

【０１０７】なお、図１５に示したラマン増幅器では、
偏波合成カプラ６１ａ、６１ｂを用いているが、図１６
に示すように半導体レーザモジュール６０ａ、６０ｃか
ら、それぞれ偏波面保持ファイバ７１を介して直接ＷＤ
Ｍカプラ６２に光出力するようにしてもよい。この場
合、半導体レーザモジュール６０ａ、６０ｃの偏波面
は、偏波面保持ファイバ７１に対して４５度となるよう
に入射する。

【０１０８】また、図１５および図１６に示したラマン
増幅器は、後方励起方式であるが、前方励起方式であっ
ても、双方向励起方式であっても、安定したラマン増幅
をおこなうことができる。

【０１０９】たとえば、図１７は、前方励起方式を採用
したラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図１
７に示したラマン増幅器は、図１５に示したラマン増幅
器にＷＤＭカプラ６５'をアイソレータ６３の近傍に設
けている。このＷＤＭカプラ６５'には、半導体レーザ
モジュール６０ａ〜６０ｄ、偏波合成カプラ６１ａ、６
１ｂおよびＷＤＭカプラ６２にそれぞれ対応した半導体
レーザモジュール６０ａ'〜６０ｄ'、偏波合成カプラ６
１ａ'、６１ｂ'およびＷＤＭカプラ６２'を有した回路
が接続され、ＷＤＭカプラ６２'から出力される励起光
を信号光と同じ方向に出力する前方励起をおこなう。

【０１１０】同様に、図１８は、前方励起方式を採用し
たラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図１８
に示したラマン増幅器は、図１６に示したラマン増幅器
にＷＤＭカプラ６５'をアイソレータ６３の近傍に設け
ている。このＷＤＭカプラ６５'には、半導体レーザモ
ジュール６０ａ、６０ｃおよびＷＤＭカプラ６２にそれ
ぞれ対応した半導体レーザモジュール６０ａ'、６０ｃ'
およびＷＤＭカプラ６２'を有した回路が接続され、Ｗ
ＤＭカプラ６２'から出力される励起光を信号光と同じ
方向に出力する前方励起をおこなう。

【０１１１】また、図１９は、双方向励起方式を採用し
たラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図１９
に示したラマン増幅器は、図１５に示したラマン増幅器
の構成に、図１７に示したＷＤＭカプラ６５'、半導体
レーザモジュール６０ａ'〜６０ｄ'、偏波合成カプラ６
１ａ'、６１ｂ'およびＷＤＭカプラ６２'をさらに設
け、後方励起と前方励起とをおこなう。

【０１１２】同様に、図２０は、双方向励起方式を採用
したラマン増幅器の構成を示すブロック図である。図２
０に示したラマン増幅器は、図１６に示したラマン増幅
器の構成に、図１８に示したＷＤＭカプラ６５'、半導
体レーザモジュール６０ａ'、６０ｃ'およびＷＤＭカプ
ラ６２'をさらに設け、後方励起と前方励起とをおこな
う。

【０１１３】上述した図１５〜図２０に示したラマン増
幅器は、上述したようにＷＤＭ通信システムに適用する
ことができる。図２１は、図１５〜図２０に示したラマ
ン増幅器を適用したＷＤＭ通信システムの概要構成を示
すブロック図である。

【０１１４】図２１において、複数の送信機Ｔｘ１〜Ｔ
ｘｎから送出された波長λ1〜λnの光信号は、光合波器
８０によって合波され、１つの光ファイバ８５に集約さ
れる。この光ファイバ８５の伝送路上には、図１７〜図
２０に示したラマン増幅器に対応した複数のラマン増幅
器８１、８３が距離に応じて配置され、減衰した光信号
を増幅する。この光ファイバ８５上を伝送した信号は、
光分波器８４によって、複数の波長λ１〜λｎの光信号
に分波され、複数の受信機Ｒｘ１〜Ｒｘｎに受信され
る。なお、光ファイバ８５上には、任意の波長の光信号
を付加し、取り出したりするＡＤＭ（Add/Drop Multipl
exer）が挿入される場合もある。

【０１１５】なお、上述した実施の形態５では、実施の
形態１〜３に示した半導体レーザ装置あるいは実施の形
態４に示した半導体レーザモジュールを、ラマン増幅用
の励起光源に用いる場合を示したが、これに限らず、た
とえば、ＥＤＦＡなどの励起用光源として用いることが
できるのは明らかである。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜７、請
求項９〜１３の発明によれば、電流ブロック層が電流遮
蔽機能とともに水平方向の光分布を制御することとした
ため、電流ブロック層によって水平方向の光閉じ込めが
弱い半導体レーザ装置を実現できる。したがって、水平
方向に光強度分布領域を拡大することができるため、高
出力化が容易であるという効果を奏する。また、層方向
の光閉じ込めとは無関係に水平方向の屈折率を制御する
ことができるため、水平方向の光強度分布を自由に拡大
することができるという効果も奏する。また、素子抵
抗、熱抵抗を小さくできることにより、発光領域の温度
上昇を抑制し、低消費電力、高い信頼性の半導体レーザ
装置を実現できるという効果も奏する。

【０１１７】さらに、高出力の半導体レーザ装置におい
ては、ＣＯＤ(Catastrophic Optical Damage)の発生を
抑制することも重要である。そのためには、半導体レー
ザ装置内部における光密度を低減することが望ましい。
あまりにも強く光を閉じ込めた場合、一部に光が集中す
ることで光が集中した領域における光密度が所定の値を
超えることによって、ＣＯＤが発生するおそれがあるた
めである。請求項１〜７、請求項９〜１３の発明によれ
ば、水平方向の光閉じ込めが弱い半導体レーザ装置を実
現できるため、発光領域における光密度を低くすること
ができ、ＣＯＤの発生を抑制することができる。ＣＯＤ
の発生を抑制することで、高出力、高信頼性の半導体レ
ーザ装置を実現できるという効果を奏する。

【０１１８】また、請求項８の発明によれば、電流ブロ
ック層の屈折率を不純物濃度によって制御することとし
たため、屈折率変化の自由度が向上し、水平方向の光強
度分布を自由に制御して高出力の半導体レーザ装置を実
現できるという効果を奏する。

【０１１９】また、請求項１４、請求項１５の発明によ
れば、光ファイバに対して高出力のレーザ光を出射する
ことのできる半導体レーザモジュールを実現できるとい
う効果を奏する。

【０１２０】また、請求項１６、請求項１７の発明によ
れば、励起光源に高出力の半導体レーザ装置を使用する
ことができ、増幅利得の大きな光ファイバ増幅器を実現
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の構造
を示す正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。

【図３】実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の水平
方向の光閉じ込めを説明するための図である。

【図４】（ａ）は、従来の半導体レーザ装置の水平方向
の光強度分布について示すグラフであり、（ｂ）は、本
実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の水平方向の光
強度分布について示すグラフである。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態１にかかる半導
体レーザ装置の製造工程を示す図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態１にかかる半導
体レーザ装置の製造工程を示す図である。

【図７】（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態１にかかる半導
体レーザ装置の別の製造方法について、一部の工程を示
す図である。

【図８】ストライプ幅の変動に対する消費電力の変化を
測定した結果を示すグラフである。

【図９】ストライプ幅の変動に対する無効電力の変化を
測定した結果を示すグラフである。

【図１０】ストライプ幅の変動に対する出射されるレー
ザ光の強度の変化を測定した結果を示すグラフである。

【図１１】ストライプ幅の変動に対するキンク発生電流
値の変化を測定した結果を示すグラフである。

【図１２】実施の形態２にかかる半導体レーザ装置の構
造を示す正面図である。

【図１３】実施の形態３にかかる半導体レーザ装置の構
造を示す正面図である。

【図１４】実施の形態４にかかる半導体レーザモジュー
ルの構造を示す側面断面図である。

【図１５】実施の形態５にかかる光ファイバ増幅器の構
成を示すブロック図である。

【図１６】実施の形態５にかかる光ファイバ増幅器の応
用例を示すブロック図である。

【図１７】実施の形態５にかかる光ファイバ増幅器の変
形例であって、前方励起方式を採用した光ファイバ増幅
器の構成を示すブロック図である。

【図１８】図１７に示した光ファイバ増幅器の応用例を
示すブロック図である。

【図１９】実施の形態５にかかる光ファイバ増幅器の変
形例であって、双方向励起方式を採用した光ファイバ増
幅器の構成を示すブロック図である。

【図２０】図１９に示した光ファイバ増幅器の応用例を
示すブロック図である。

【図２１】実施の形態５にかかる光ファイバ増幅器を用
いたＷＤＭ通信システムの概要構成を示すブロック図で
ある。

【図２２】従来のＢＨレーザの構造を示す概略斜視図で
ある。

【図２３】従来のリッジ構造レーザの構造を示す概略斜
視図である。

【符号の説明】

１、２６基板２下部クラッド層３下部ＳＣＨ層４量子井戸層５上部ＳＣＨ層６第１の上部クラッド層８第２の上部クラッド層９、２９電流ブロック層１０第３の上部クラッド層１１、３２コンタクト層１２、３４ｐ側電極１３、３３ｎ側電極１５低反射膜１６高反射膜１８第１領域１９第２領域２０第２領域２１ｎ型ＩｎＰ層２２ＳｉＮｘマスクパターン２３エッチングストップ層２４ｐ型ＩｎＰ層２５ＳｉＮｘマスクパターン２７第３の下部クラッド層２８第２の下部クラッド層３０第１の下部クラッド層３１上部クラッド層３６第３の下部クラッド層３７第２の下部クラッド層３８下部電流ブロック層３９第１の下部クラッド層４０第１の上部クラッド層４１第２の上部クラッド層４２上部電流ブロック層４３第３の上部クラッド層４４第２レンズ４５光ファイバ４６光検出器４７ベース４８レーザマウント４９サーミスタ５０温調モジュール５１パッケージ５２半導体レーザ装置５３第１レンズ５４アイソレータ６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ半導体レーザモジュ
ール６１ａ、６１ｂ偏波合成カプラ６２カプラ６３アイソレータ６４増幅用ファイバ６５カプラ６６アイソレータ６７モニタ光分配用カプラ６８制御回路７０信号光出力ファイバ７１偏波面保持ファイバ７１ａ偏波面保持ファイバ８０光合波器８１、８３ラマン増幅器８４光分波器８５光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｓ 5/50 ６１０Ｈ０１Ｓ 5/50 ６１０ (72)発明者吉田順自東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内Ｆターム(参考） 5F073 AA01 AA03 AA07 AA45 AA75 AA76 AA77 AB13 AB27 AB28 BA01 CA12 CB02 FA02 FA07 FA08 FA25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に積層された下部クラッド
層および上部クラッド層と、該二つのクラッド層間に積
層された活性層とを備えた半導体レーザ装置であって、前記活性層から１２００ｎｍ以上、１６００ｎｍ以下の
波長であって出力が８０ｍＷ以上のレーザ光を出射し、前記下部クラッド層および前記上部クラッド層の少なく
とも一方の内部領域において、電流を遮蔽する電流ブロ
ック層と、該電流ブロック層に隣接して配置されて前記
レーザ光の出射方向にストライプ形状を有し、電流を通
過させる電流通過層とを備え、前記電流ブロック層によ
って水平方向の光分布を制御することを特徴とする半導
体レーザ装置。
【請求項２】ＩｎＰ基板上に積層された下部クラッド
層および上部クラッド層と、該二つのクラッド層間に積
層された活性層とを備えた半導体レーザ素子であって、前記下部クラッド層および前記上部クラッド層の少なく
とも一方の内部領域において、ＩｎＰを含み電流を遮蔽
する電流ブロック層と、該電流ブロック層に隣接して配
置されて前記レーザ光の出射方向にストライプ形状を有
し、電流を通過させる電流通過層とを備え、前記電流ブ
ロック層によって水平方向の光分布を制御することを特
徴とする半導体レーザ装置。
【請求項３】前記電流通過層のストライプ幅は、２．
５μｍ以上、７．０μｍ以下であることを特徴とする請
求項２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】前記活性層から１２００ｎｍ以上、１６
００ｎｍ以下の波長であって出力が８０ｍＷ以上のレー
ザ光を出射することを特徴とする請求項２または３に記
載の半導体レーザ装置。
【請求項５】前記半導体基板がＩｎＰ基板であり、前
記電流ブロック層がＧａ_xＩｎ_1-xＡｓ_yＰ_1-y（０＜ｘ≦
１、０＜ｙ≦１）を含むことを特徴とする請求項１に記
載の半導体レーザ装置。
【請求項６】前記電流通過層を含む領域の実効屈折率
と前記電流ブロック層を含む領域の実効屈折率の差分値
は、０．０１以下であることを特徴とする請求項１〜５
のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】光出射方向の長さが８００μｍ以上、３
２００μｍ以下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。
【請求項８】前記電流ブロック層は、前記電流通過層
の導電型と異なる導電型の半導体層を含むことを特徴と
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。
【請求項９】前記電流ブロック層は、前記電流通過層
の不純物濃度よりも高い不純物濃度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。
【請求項１０】前記電流ブロック層の不純物濃度は、
１．５×１０¹⁸ｃｍ ^-3以上、９×１０¹⁸ｃｍ^-3以下であ
ることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載
の半導体レーザ装置。
【請求項１１】前記電流ブロック層に含まれる半導体
材料は、出射されるレーザ光のエネルギーよりも大きな
禁制帯幅を有することを特徴とする請求項１〜１０のい
ずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項１２】前記電流ブロック層は、レーザ光出射
方向側面近傍における屈折率が前記電流通過層近傍にお
ける屈折率よりも低いことを特徴とする請求項１〜１１
のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項１３】前記電流ブロック層は、半導体絶縁層
を含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つ
に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１４】前記活性層は、順次積層された下部Ｓ
ＣＨ層、量子井戸層、上部ＳＣＨ層を備えたことを特徴
とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の半導体レ
ーザ装置。
【請求項１５】請求項１〜１４のいずれか一つに記載
の半導体レーザ装置と、前記半導体レーザ装置から出射されたレーザ光を外部に
導波する光ファイバと、前記半導体レーザ装置と前記光ファイバとを光結合する
光結合レンズ系と、少なくとも前記半導体レーザ装置と前記光結合レンズ系
とを収納するパッケージと、を備えたことを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項１６】前記半導体レーザ装置の光出力を測定
する光検出器と、前記半導体レーザ装置の温度を制御する温調モジュール
と、アイソレータと、をさらに備えたことを特徴とする請求項１５に記載の半
導体レーザモジュール。
【請求項１７】請求項１〜１４のいずれか一つに記載
の半導体レーザ装置若しくは請求項１５または１６に記
載の半導体レーザモジュールを備えた励起光源と、信号光を伝送する光ファイバと、該光ファイバと接続された増幅用光ファイバと、前記励起光源から出射される励起光を増幅用光ファイバ
に入射させるためのカプラと、を備えたことを特徴とする光ファイバ増幅器。
【請求項１８】前記増幅用光ファイバは、ラマン増幅
により光を増幅することを特徴とする請求項１７に記載
の光ファイバ増幅器。