JP2005129604A

JP2005129604A - 半導体レーザ

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Publication number: JP2005129604A
Application number: JP2003361420A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Asazuma; 庸紀朝妻
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2023-10-22
Also published as: JP4479214B2

Abstract

【課題】ブロードエリア型の半導体レーザにおいて、ＮＦＰの均一化を図る。
【解決手段】ｎ型のクラッド層２とｎ型のガイド層３と活性層４とｐ型のガイド層５とｐ型のクラッド層６とを用いて光の導波路を形成してなる半導体レーザの構成として、導波路の軸方向となるＸ方向の両端に設けられたレーザ端面９Ａ，９Ｂのうち、一方のレーザ端面９Ｂの近傍に、導波路内を導波される光を活性層４と平行な面内でＸ方向と異なる方向に回折する回折部１０を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体レーザに関し、特に、ブロードエリア型の半導体レーザに関する。

半導体レーザは、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルビデオディスク）のような光ディスク装置における光源としての用途以外に、ディスプレイや印刷機器、あるいは材料の加工、医療など様々な分野に応用されている。これらの応用においては、高い出力が要求されることが多いため、最近では高出力の半導体レーザの開発が盛んに行われている。

半導体レーザの出力を高くするための一つの方法として、ストライプ状の発光領域を持つ半導体レーザにおいて、そのストライプ幅を広くすることが有効である。例えば、光ディスク用の半導体レーザにおけるストライプ幅の典型値が２〜３μｍであるのに対し、高出力用の半導体レーザではストライプ幅を５０μｍや１００μｍに広げた、いわゆるブロードエリア型の半導体レーザも出現している。一般にブロードエリア型と呼ばれる半導体レーザにおいては、発光ストライプの幅が少なくとも５μｍ以上で、その殆どは１０μｍ以上（最大幅で数１００μｍ程度）に設定されている。ブロードエリア型の半導体レーザに関する技術としては、下記特許文献１に記載されたものが公知となっている。

特開２００３−６０２８８号公報

しかしながら、ブロードエリア型の半導体レーザの場合は、発光領域における光強度の分布を示すＮＦＰ(Near Field Pattern)が不均一になるという問題がある。この問題はストライプ幅方向で発光強度のムラを引き起こすため、ディスプレイや印刷機器に応用するうえで大きな障害になる。また、上記問題の原因の一つとして、ストライプ状発光領域の幅が広いために、その中で特定の部分から他の部分よりも強い光が発生する現象（以下「フィラメンテーション」と記す）が指摘されている。したがって、ＮＦＰをより均一化なものとするには、フィラメンテーションの発生を抑制する必要がある。また、ストライプ幅の拡大によって活性領域が広くなると、その中に複数の縦モードが立つことになるが、それらの縦モードは相互に影響し合うことが少ないため、結果的に発光スペクトルの幅が広くなってしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、ブロードエリア型の半導体レーザにおいて、ＮＦＰの均一化を図ることにある。

本発明に係る半導体レーザは、活性層と２つのクラッド層とを用いて光の導波路を形成するとともに、導波路の軸方向の両端に設けられたレーザ端面のうち、少なくとも一方のレーザ端面の近傍に、導波路内を導波される光を活性層と平行な面内で導波路の軸方向と異なる方向に回折する回折部を設けた構成となっている。

本発明に係る半導体レーザにおいては、レーザ端面の近傍に設けた回折部によって光を回折することにより、レーザ端面の近傍で導波路の軸方向と直交する方向に光が分散される。そのため、導波路の軸方向と直交する方向で光の強度が均一化される。

本発明に係る半導体レーザによれば、レーザ端面の近傍に回折部を設けて、導波路内を導波される光を回折部で回折することにより、導波路の軸方向と直交する方向で光の強度を均一化し、良好なＮＦＰを得ることができる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係る半導体レーザの構成例を示すもので、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその断面図である。図示した半導体レーザは、ブロードエリア型の半導体レーザであって、ベースとなるｎ型の基板（半導体基板）１と、この基板１上に順に積層されたｎ型のクラッド層２と、ｎ型のガイド層３と、活性層４と、ｐ型のガイド層５と、ｐ型のクラッド層６と、ｐ型のキャップ層（コンタクト層）７とを備えて構成されている。

基板１は、例えばｎ型のＧａＡｓ基板からなるものである。ｎ型のクラッド層２は、例えばｎ型のＡｌ_0.35Ｇａ_0.65Ａｓ層からなるものである。このクラッド層２はｎ型の基板１上に形成されている。ｎ型のガイド層３は、例えばｎ型のＡｌ_0.30Ｇａ_0.70Ａｓ層からなるものである。このガイド層３はｎ型のクラッド層２上に形成されている。活性層４は、例えばＡｌ_0.03Ｇａ_0.97Ａｓ層からなる、量子井戸構造を有するものである。この活性層４はｎ型のガイド層３上に形成されている。

ｐ型のガイド層５は、例えばＡｌ_0.30Ｇａ_0.70Ａｓ層からなるものである。このガイド層５は活性層４上に形成されている。ｐ型のクラッド層６は、例えばＡｌ_0.35Ｇａ_0.65Ａｓ層からなるものである。このクラッド層６はｐ型のガイド層５上に形成されている。ｐ型のキャップ層７は、例えばＧａＡｓ層からなるものである。このキャップ層７はｐ型のクラッド層６上にストライプ状に形成されている。また、キャップ層７の両側には電流狭窄層８が形成されている。電流狭窄層８は、ｐ側の電流通路を所定のストライプ幅に制限するもので、例えば窒化シリコンや酸化シリコンなどの絶縁層や、不純物イオンの注入によって得られる高抵抗層によって構成されている。また、図示はしないが、キャップ層７の上には、例えばＴｉ、Ｐｔ、Ａｕなどの電極材料を用いてｐ側の電極が形成され、その反対側となる基板１の裏面には、例えばＧｅ、Ａｕなどの電極材料を用いてｎ型の電極が形成される。

上記構成の半導体レーザにおいては、ｎ型のクラッド層２と、ｎ型のガイド層３と、活性層４と、ｐ型のガイド層５と、ｐ型のクラッド層６とによって光の導波路が形成されるとともに、この導波路の軸方向となるＸ方向両端のレーザ端面９Ａ，９Ｂがそれぞれ反射鏡面となって共振器が形成されている。一方のレーザ端面９Ａにおける光の反射率は他方のレーザ端面９Ｂにおける光の反射率よりも低くなっている。例えば、レーザ端面９Ａの反射率はほぼ１０％、レーザ端面９Ｂの反射率はほぼ１００％となっている。これにより、半導体レーザを駆動した際には、導波路内をＸ方向に進行（往復）する光が所定の周波数に発振した状態で低反射側のレーザ端面９Ａから矢印方向に出射されるものとなる。なお、図１に示すＸ方向は、上述した導波路の軸方向だけでなく、半導体レーザの共振器軸方向やストライプ軸方向などとも一致する方向となる。

また、レーザ光の出射側と反対側のレーザ端面９Ｂ近傍には回折部１０が設けられている。回折部１０は、導波路内をＸ方向に進行する光を、Ｘ方向（導波路の軸方向）と異なる方向に回折するもので、Ｘ方向におけるレーザ端面９Ｂの近傍に半導体レーザの全幅にわたって形成されている。また、半導体レーザの厚み方向においては、ｐ型のキャップ層７、ｐ型のクラッド層６及びｐ型のクラッド層５をほぼ貫通する状態で回折部１０が形成されている。また、半導体レーザの長さ方向においては、レーザ端面９Ｂからレーザ全長の１／５〜１／１０程度の寸法範囲に回折部１０が形成されている。

回折部１０は、二次元のフォトニック結晶によって構成されている。フォトニック結晶とは、光の波長と同程度かそれよりも若干小さい周期で、屈折率が異なる２種類の媒質を配置することにより、周期的な屈折率分布をもたせた構造体である。また、２次元のフォトニック結晶とは、屈折率分布が２次元方向（平面状）に設けられたフォトニック結晶である。

フォトニック結晶からなる回折部１０の構造例を図２（Ａ），（Ｂ）に示す。図２（Ａ）はフォトニック結晶からなる回折部１０の斜視図であり、図２（Ｂ）はその拡大平面図である。図示のように回折部１０には、活性層４と平行な面内で円形の小さな穴部（穴径は一定）１１が一定の周期で二次元的に配置されている。すなわち、導波路の軸方向Ｘとほぼ４５度をなす直交２軸方向においては、その結晶構造が正方格子となっていることから、互いに隣り合う穴部１１の配列ピッチ（中心ピッチ）Ｐ１，Ｐ２がそれぞれ等しく設定されている。各々の穴部１１はフォトニック結晶の格子点を形成するもので、図示したものでは正方格子の円穴の二次元フォトニック結晶となっている。

また、格子点を結んで形成される最も小さな正方形の各辺は、導波路の軸方向となるＸ方向に対してほぼ４５度の傾きを有するものとなっている。また、穴部１１の屈折率をｎａとし、穴部１１以外の部分の屈折率をｎｂとすると、それらの関係はｎａ≠ｎｂ（ｎａ＞ｎｂ又はｎａ＜ｎｂ）となっている。

続いて、本発明の実施形態に係る半導体レーザの製造方法について図３を用いて説明する。

先ず、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、半導体レーザのベースとなるウエハ状態の基板１を用意するとともに、この基板１上に例えばＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）によってｎ型のクラッド層２、ｎ型のガイド層３、活性層４、ｐ型のガイド層５、ｐ型のクラッド層６及びｐ型のキャップ層７を順に積層して形成する。

次に、図３（Ｃ）に示すように、キャップ層７が形成されている基板１の表面にエッチングマスク１２を形成する。このエッチングマスク１２は、フォトリスグラフィー（レジスト塗布、プリベイク、電子線描画による露光、現像、洗浄など）によって所定のパターンに形成される。このマスクパターンは、フォトニック結晶からなる回折部１０の形成領域で上記穴部１１（図２参照）に対応する箇所を円形に開口させたパターンとなる。

続いて、図３（Ｄ）に示すように、例えばＲＩＥ（反応性イオンエッチング）や高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）エッチングなどのドライエッチング法によって基板１上の半導体層（キャップ層７、ｐ型のクラッド層６、ｐ型のガイド層５）を表面側から掘り込む（削り込む）ことにより、図３（Ｅ）に示すように、キャップ層７、ｐ型のクラッド層６及びｐ型のガイド層５にほぼ貫通する多数の穴部１１を形成する。エッチングマスク１２はエッチング終了後に除去される。

エッチングに際しては、穴部１１の底部が活性層４まで達しない（換言すると活性層４がエッチングによるダメージを受けない）ようにエッチング条件を適宜設定（選択）することが望ましい。ただし、穴部１１の深さが浅すぎると、活性層４に光を閉じ込めて導波するときに、フォトニック結晶の存在によって光が感じる屈折率差が小さくなってしまう。そのため、穴部１１の底部が少なくともｐ型のガイド層４に達するようにエッチング量（穴部１１の深さ）を制御することが望ましい。

このことから半導体レーザの構成としては、図４に示すように、フォトニック結晶からなる回折部１０（穴部１１）の底部と活性層４との間にΔＴのギャップが介在し、このギャップ部分がｐ型のガイド層５で埋め込まれたものとなっていてもよい。エッチング終了後は、電極形成プロセスによって基板１の表面側（ｐ側）と裏面側（ｎ側）にそれぞれ金属の蒸着によって電極を形成する。

このような製造方法によって得られた半導体レーザでは、電極形成プロセスで金属を蒸着したときに、フォトニック結晶の形成領域（以下、フォトニック結晶領域とも記す）に設けられた各々の穴部１１に金属が入り込んだ構造となる。そのため、フォトニック結晶の形成領域では、活性層４に隣接するｐ型のガイド層５を構成する半導体材料の中に、これと屈折率が異なる金属材料が周期的に規則正しく並んだ構造となる。

ここで、フォトニック結晶の周期構造は、導波路内を導波される光の波長と同程度かそれ以下の場合に光学的に有効に機能することから、例えばＡｌＧａＡｓ系材料で光の波長が約８００ｎｍとなる場合は、実効的な屈折率（導波される光が平均的に感じる屈折率）をｎ_eff＝４とし、この値で光の波長を割った値２００ｎｍ（＝８００÷４）かそれ以下の値を屈折率分布の周期に設定することが望ましい。例えば、図２に示すフォトニック結晶構造体においては、屈折率分布の周期となる穴部１１の間隔Ｐ１，Ｐ２を共に２００ｎｍに設定するとともに、それぞれの穴径（直径）を上記間隔の１／２相当の１００ｎｍに設定することが好ましい。

また、他の材料系として、例えばＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ系材料で光の波長が約６５０ｎｍとなる場合は、同じく実効的な屈折率をｎ_eff＝４とし、この値で光の波長を割った値１６０ｎｍ（≒６５０÷４）かそれ以下の値を屈折率分布の周期に設定することが望ましい。また、ＧａＩｎＮ／ＡｌＧａＩｎＮ系材料で光の波長が約４０５ｎｍとなる場合は、実効的な屈折率をｎ_eff＝２．５とし、この値で光の波長を割った値１６０ｎｍ（≒４０５÷２．５）かそれ以下の値を屈折率分布の周期に設定することが望ましい。また、ＧａＩｎＮＡｓ／ＧａＡｓＮ系材料で光の波長が約１３００ｎｍ（１．３μｍ）となる場合は、実効的な屈折率をｎ_eff＝３．５とし、この値で光の波長を割った値３７０ｎｍ（≒１３００÷３．５）かそれ以下の値を屈折率分布の周期に設定することが望ましい。

ちなみに、ここでは活性層４の下層にｎ型のガイド層３、上層にｐ型のガイド層５が形成されたものを例示しているが、本発明はいずれか一方のガイド層が無しのものや両方のガイド層が無しものにも適用可能である。例えば、図５に示すように、活性層４をｎ型のクラッド層２とｐ型のクラッド層６でサンドイッチした３層スラブ導波路を採用したもの（ガイド層無しのもの）では、レーザ光の出射側と反対側のレーザ端面の近傍に、フォトニック結晶からなる回折部１０が設けられるとともに、この回折部１０の底部が、活性層４の上面に隣接する半導体層、つまりｐ型のクラッド層６に達するように配置される。

また、半導体レーザの製造方法としては、図６（Ａ）〜（Ｆ）に示すフローに基づくものであってもよい。この製造方法について説明すると、先ず、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、半導体レーザのベースとなるウエハ状態の基板１を用意するとともに、この基板１上に例えばＭＯＣＶＤ法によってｎ型のクラッド層２、ｎ型のガイド層３、活性層４、ｐ型のガイド層５及びｐ型のクラッド層６を順に積層して形成する。このとき、ｐ型のクラッド層６の一部又は全部を結晶成長させたところで、一旦基板１を結晶成長装置から取り出す。

次に、図６（Ｃ）に示すように、ｐ型のクラッド層６が形成されている基板１の表面にエッチングマスク１２を形成する。このエッチングマスク１２は、フォトリスグラフィー（レジスト塗布、プリベイク、電子線描画による露光、現像、洗浄など）によって所定のパターンに形成される。このマスクパターンは、フォトニック結晶からなる回折部１０の形成領域で上記穴部１１（図２参照）に対応する箇所を円形に開口させたパターンとなる。

続いて、図６（Ｄ）に示すように、例えばＲＩＥ（反応性イオンエッチング）や高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）エッチングなどのドライエッチング法によって基板１上の半導体層（ｐ型のクラッド層６、ｐ型のガイド層５）を表面側から掘り込む（削り込む）ことにより、図６（Ｅ）に示すように、ｐ型のクラッド層６及びｐ型のガイド層５にほぼ貫通する多数の穴部１１を形成する。エッチングマスク１２はエッチング終了後に除去される。このエッチングに際しても穴部１１の底部がｐ型のガイド層５に達し、かつ活性層４までは達しないように、エッチング条件を適宜設定することが望ましい。

次いで、図６（Ｆ）に示すように、基板１を結晶成長装置に再投入して、ｐ型のクラッド層６の残り、又はｐ型のキャップ層７を上記同様の方法（例えば、ＭＯＣＶＤ法）で形成した後、電極形成プロセスによって基板１の表面側（ｐ側）と裏面側（ｎ側）にそれぞれ金属の蒸着によって電極を形成する。この製造方法においては、フォトニック結晶の形成領域に設けられた各々の穴部１１にｐ型のクラッド層６又はキャップ層７の形成材料が入り込んだ構造となる。そのため、フォトニック結晶の形成領域では、活性層４に隣接するｐ型のガイド層５を構成する半導体材料の中に、これと屈折率が異なるｐ型のクラッド層材料又はｐ型のキャップ層材料が周期的に規則正しく並んだ構造となる。また、２回目の結晶成長の条件によっては、表面張力などの影響で穴部１１に半導体材料が入り込まず、穴部１１が空隙のままで結晶成長が進行することも考えられるが、その場合でもガイド層５の材料中に、これと屈折率の異なる空隙が周期的に規則正しく並んだ構造となる。

上記構成の半導体レーザを動作させるにあたって、ストライプ状の電流注入領域から順方向の電流を流すと、活性層４中にストライプ状の反転分布領域が形成されるとともに、この反転分布領域の形成に伴う誘導放出によって活性層４の内部に光が発生する。こうして発生した光は導波路に沿ってＸ方向に進行するとともに、レーザ端面９Ａ，９Ｂで反射（フィードバック）を繰り返しながら増幅し、ある発振波長で低反射側のレーザ端面９Ａから出射する。

その際、レーザ端面９Ｂの近傍に回折部１０が存在すると、導波路内を導波される光（導波光）は、回折部１０による周期的な屈折率差を感じるため、活性層（ｐｎ接合層）４と平行な面内でＸ方向とは異なる方向に回折する。この場合、フォトニック結晶は、活性層４に平行な面状に形成されているため、その周期的な屈折率差によってレーザ光が受ける影響は、活性層４に垂直な面内で振動（縦方向に振動）している場合、つまりＴＭ(Transverse Magnetic)成分が強くなるほど大きくなる。

また、フォトニック結晶が形成された領域では、Ｘ方向に対して±４５度をなす軸上にそれぞれ一定の周期（間隔）で穴部１１が配置されるため、回折部１０はこれと同じ４５度方向に周期性をもった回折格子のように作用する。したがって、レーザ端面９Ｂの近傍では、図７（Ａ）に示すように、レーザ端面９Ｂに向けてＸ方向に進行する光（導波光）の一部が、フォトニック結晶による周期的な屈折率差を感じて、もともとの導波方向となるＸ方向とは異なる方向に９０度回折する。さらに、こうして回折した光の一部は、フォトニック結晶の形成領域内で再びフォトニック結晶による周期的な屈折率差を感じて９０度回折する。その結果、光の進行方向はレーザ端面９Ａ側を向くように１８０度変換される。

このような光の回折はフォトニック結晶の形成領域内で連続的に生じる。そのため、フォトニック結晶領域に入射した光（導波光）は、フォトニック結晶による周期的な屈折率差を感じて９０度の回折を不規則に何度も繰り返すことになる。したがって、フォトニック結晶の形成領域に入射した光（導波光）は、図７（Ｂ）に示すように、Ｘ方向と直交する方向（ストライプ幅方向）に分散してフィードバックされるようになる。このとき、一部の光は、フォトニック結晶領域を通してレーザ端面９Ｂに達し、そこで反射してフィードバックされる。

その結果、従来のブロードエリア型の半導体レーザの場合は、レーザ端面で反射されるレーザ光がＸ方向だけに進行（往復）するため、例えば、図８（Ａ）に示すように、ストライプ幅方向（Ｘ方向と直交する方向）の特定の部分Ｐｗで強い光が発生した場合は、この光がストライプ幅方向の同じ位置でＸ方向に進行（往復）することになる。したがって、半導体レーザからは、ストライプ幅方向の特定の部分の光強度が他の部分よりも大きくなった状態でレーザ光が出射されるため、ＮＦＰが悪化してしまう。

これに対して、フォトニック結晶からなる回折部１０を備えたブロードエリア型の半導体レーザの場合は、Ｘ方向に進行する光がレーザ端面９Ｂの近傍でフォトニック結晶の存在により回折してストライプ幅方向に分散するため、例えば、図８（Ｂ）に示すように、ストライプ幅方向（Ｘ方向と直交する方向）の特定の部分Ｐｗで強い光が発生した場合でも、この光がストライプ幅方向に広がるように分散してＸ方向に進行（往復）することになる。したがって、半導体レーザからは、ストライプ幅方向の特定の部分の光強度を他の部分に分散（分配）した状態でレーザ光が出射されるため、ＮＦＰが良好なものとなる。

また、フォトニック結晶領域で光がストライプ幅方向に分散すると、レーザ発振時に生じる複数の縦モードが互いに影響し合うようになるため、それらの相互作用によって複数の縦モードのうち単一または複数の特定モードが顕在化する。これにより、導波路内を導波される光はスペクトルの限られた波長に収束するため、全体的なスペクトル幅が小さくなるという光学的に好ましい効果が得られる。その結果、半導体レーザから出射されるレーザ光の単色性を向上させることができる。

なお、上記の例では、フォトニック結晶の結晶構造として、格子点を構成する穴部１１が正方対称に並んだ正方格子を例に挙げて説明したが、これ以外にも、例えば穴部１１が三方対称に並んだ三方格子を採用してもよい。三方格子の二次元フォトニック結晶を採用した場合は、最も近い３つの穴部（格子点）１１を結んだときに正三角形が形成される。そこで、この正三角形の１辺がＸ方向に対して直角をなすような位置関係で回折部１０にフォトニック結晶を形成する。

このように三方格子のフォトニック結晶を形成した場合は、Ｘ方向に対して±３０度をなす軸上と９０度をなす軸上にそれぞれ一定の周期（間隔）で穴部１１が配置されることから、図９に示すように、レーザ端面９Ｂに向けてＸ方向に進行する光（導波光）の一部が、フォトニック結晶による周期的な屈折率差を感じて、もともとの導波方向となるＸ方向とは異なる方向に６０度回折する。さらに、こうして回折した光の一部は、フォトニック結晶の形成領域内で再びフォトニック結晶による周期的な屈折率差を感じて６０度ずつ回折する。その結果、光の進行方向はレーザ端面９Ａ側を向くように１８０度変換される。

このような光の回折はフォトニック結晶の形成領域内で連続的に生じる。そのため、フォトニック結晶領域に入射した光（導波光）は、フォトニック結晶による周期的な屈折率差を感じて６０度の回折を不規則に何度も繰り返すことになる。したがって、三方格子の結晶構造からなるフォトニック結晶を採用した場合でも、その形成領域に入射した光（導波光）はＸ方向と直交する方向（ストライプ幅方向）に分散してフィードバックされるため、正方格子の結晶構造を採用した場合と同様の効果が得られる。

また、上記の例では、回折部１０を構成するフォトニック結晶領域で多数の穴部１１が一定の周期で規則的に並んだものとなっているが、例えば図１０（Ａ）に示すように、ストライプ幅方向（Ｘ方向と直交する方向）の任意の位置で、Ｘ方向に沿って１列分の穴部（黒丸部分）１１Ａを意図的に取り除くことにより、図１０（Ｂ）に示すように、穴部が存在しない所定本数（図例では２本）の線状欠陥部１４を設けた構成としてもよい。

かかる構成を採用した場合は、フォトニック結晶中の線状欠陥部１４が光の導波路として機能することになる。そのため、フォトニック結晶領域に入射した光をＸ方向と異なる方向（９０度方向、６０度方向）に回折する際には、図１１に示すように、線状欠陥部１４の導波作用によって回折光の多くが線状欠陥部１４に沿って進行するようになる。これにより、ストライプ幅方向の任意に位置に意図的に線状欠陥部１４を形成して、その形成箇所により多くの光を集めることができる。

その結果、ブロードエリア型の半導体レーザのＮＦＰを均一化することが可能となる。すなわち、ブロードエリア型の半導体レーザの場合は、その構造上、ストライプ幅方向の中央部分に電流が集まりやすくなるため、その部分の光強度が他の部分（ストライプ幅方向の端部）よりも大きくなる。これに対して、ストライプ幅方向の端部に線状欠陥部１４を設けることにより、その部分の光強度が相対的に大きくなる。そのため、ストライプ幅方向で光の強度分布をより均一に近づけることが可能となる。

また、上記実施形態においては、レーザ端面９Ｂの近傍に回折部１０を設けた構成としたが、本発明はこれに限らず、レーザ端面９Ａの近傍に回折部１０を設けた構成や、両方のレーザ端面９Ａ，９Ｂの近傍に回折部１０を設けた構成としてもよい。

本発明の実施形態に係る半導体レーザの構成例を示す図である。フォトニック結晶からなる回折部の構造例を示す図である。本発明の実施形態に係る半導体レーザの製造方法を説明する図である。半導体レーザの他の構成例を示す断面図である。本発明が適用された半導体レーザの他の構成例を示す斜視図である。半導体レーザの製造方法の他の例を説明する図である。フォトニック結晶による光の回折現象を説明する図である。回折部の有無による光導波の違いを比較した図である。異なる結晶構造を採用した場合の光の回折現象を説明する図である。線状欠陥部の形成例を説明する図である。線状欠陥部を設けた場合の光導波の状態を説明する図である。

符号の説明

１…基板、２…ｎ型のクラッド層、３…ｎ型のガイド層、４…活性層、５…ｐ型のガイド層、６…ｐ型のクラッド層、９Ａ，９Ｂ…レーザ端面、１０…回折部、１１…穴部

Claims

活性層と２つのクラッド層とを用いて光の導波路を形成するとともに、前記導波路の軸方向の両端に設けられたレーザ端面のうち、少なくとも一方のレーザ端面の近傍に、前記導波路内を導波される光を前記活性層と平行な面内で前記導波路の軸方向と異なる方向に回折する回折部を設けてなる
ことを特徴とする半導体レーザ。
前記回折部は二次元のフォトニック結晶からなる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。
前記フォトニック結晶中に線状欠陥部を設けてなる
ことを特徴とする請求項２記載の半導体レーザ。
前記導波路内を導波される光の波長を実効屈折率で割った値に基づいて、前記フォトニック結晶における屈折率分布の周期を設定してなる
ことを特徴とする請求項２記載の半導体レーザ。
前記フォトニック結晶の結晶構造を正方格子又は三方格子としてなる
ことを特徴とする請求項２記載の半導体レーザ。