JP2006261424A - 半導体レーザ素子及びガス検知装置 - Google Patents

半導体レーザ素子及びガス検知装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 ＴＤＬＡＳでガス検知を行う際に、簡易的な構成で十分な可変波長幅で波長を制御する。
【解決手段】 波長可変半導体レーザ吸収分光法に使用される半導体レーザ素子１は、半導体基板１０、活性層１２、クラッド層１３が一対の電極１７，１８間に積層形成され、光導波路が活性領域と該活性領域に連続する位相調整領域とＤＢＲ領域とからなり、少なくとも位相調整領域の全体または一部を加熱するようにクラッド層１３の上面に絶縁層１９を介して薄膜抵抗からなる加熱手段２０が配設される。この加熱手段２０と一対の電極１７，１８には単一の電源２から電力が供給される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、簡易的な構成でレーザ光の出力と波長の制御を行うことができる半導体レーザ素子及び該半導体レーザ素子を用いたガス検知装置に関するものである。
従来、ガス固有の吸収線波長を利用して検知対象となるガス（例えばメタンガスやアルコール類など）の吸収線波長に合せたレーザ光を検知空間に出射し、その出射したレーザ光の減衰状態を測定する波長可変半導体レーザ吸収分光法（ＴＤＬＡＳ：Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy 、以下「ＴＤＬＡＳ」と記す）により検知対象となるガスの有無や濃度を検知するガス検知装置が知られている。そして、この種のガス検知装置に用いられる半導体レーザ素子としては、例えば下記特許文献１に開示される分布帰還型（ＤＦＢ：Distributed Feedback）レーザや下記特許文献２に開示される分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector ）レーザなどの波長可変半導体レーザが知られている。
特許文献１に開示されるＤＦＢレーザは、図９に示すように、活性層５１及びＩｎＰ層５２などがｎ型ＩｎＰ基板５３上に形成され、反対面側にはｎ電極５４が形成されている。また、活性層５１上部には窓をもつＳｉＯ2 絶縁膜５５、電流注入用Ａｕを主体とするｐ電極５６が形成されている。さらに、ｐ電極５６の右領域に抵抗膜５８用の電極５９ａ，５９ｂが島状に形成され、活性層５１上部にはＳｉＯ2 絶縁膜５７とＰｔからなる抵抗膜５８が形成されている。このとき、抵抗膜５８の両端は先に形成した電極５９ａ，５９ｂに接するように形成されている。
特許文献２に開示されるＤＢＲレーザは、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、光導波路６２と、光導波路６２の少なくとも一部分を加熱するために絶縁膜６７を介して形成された加熱手段６３とを有する半導体光素子６４と、この半導体光素子６４を載置し、光導波路６２の一部分に対しては直接接触し、光導波路６２の他の部分に対しては空間部６６を介在させて当接されたヒートシンク６５とで構成されている。また、光導波路６２の活性領域６１部分の一部には、周期的にエッチングしてコラゲーション状の回折格子６９が形成されている。このＤＲＲレーザでは、活性領域６１以外の領域のうち、回折格子６９を形成した部分をＤＢＲ領域Ａとし、残りの部分を位相制御領域Ｂと称している。図１０（ｂ）に示すように、活性領域６１の周辺部には非発光領域８０となるＩｎＧａＡｓＰガイド層、ＩｎＰクラッド層７１が形成され、活性領域６１の上面はクラッド層７１を介してＡｕ，Ｇｅ等の蒸着によりｎ型電極６８が形成され、基板７０の底面にはＡｕ，Ｚｎ等の蒸着によりｐ側電極（不図示）が形成されている。
なお、上述した特許文献１に開示されるＤＦＢレーザとは異なる構成のＤＦＢレーザとしては、例えば特許文献３に開示される部分回折格子型半導体レーザ（ＰＣ−ＬＤ）や特許文献４に開示される２つの回折格子を有する分布帰還型半導体レーザなどがある。
特開平４−７２７８３号公報 特開平９−７４２５０号公報 特開平６−３１０８０６号公報 特開２００４−３１８２７号公報
ところで、半導体レーザをガス検知装置の光源として用い、ＴＤＬＡＳによって検知空間内の検知対象ガスを検知する場合には、半導体レーザに変調をかけて出射光の波長を検知対象ガス固有の吸収線波長にロックし、この波長ロックしたレーザ光を検知空間に向けて出射し、このレーザ光の出射に伴う検知空間からの反射光を受光している。
ここで、半導体レーザは、出射光の波長が屈折率によって決まり、さらに屈折率が温度またはキャリア密度（注入電流）によって決まる特性を有している。そして、温度を変化させた場合には、検知対象ガス固有の吸収線波長にロックするようにレーザ光を変調した際の応答速度が遅いのに対し、屈折率の変化幅が大きくなり、可変波長幅を大きく取れるという特徴がある。これに対し、キャリア密度を変化させた場合には、検知対象ガス固有の吸収線波長にロックするようにレーザ光を変調した際の応答速度が速い反面、ある程度のキャリア密度で飽和しまうために屈折率の変化幅が小さく、可変波長幅をあまり大きく取れないという特徴がある。
そして、上記のような特徴を有する半導体レーザに変調をかけて出射光の波長を検知対象ガス固有の吸収線波長にロックする場合、検知対象ガスの種類によって吸収線波長とその吸収線波長を中心とする波長幅とが異なるため、検知対象ガスの種類に応じて十分な波長可変幅が得られるように、レーザ光の波長を可変する必要があった。ところが、この種のＴＤＬＡＳによるガス検知では、約１０ＫＨｚ程度の変調周波数を有していれば、対象とする全ての検知対象ガスに十分に対応できるため、応答速度の速さよりも屈折率変化の大きさを優先し、温度を変化させるだけでも十分追従することができることが判った。
ところで、本件出願人は、持ち運びが便利で手軽にガスの有無や濃度の検知が行えるように小型化を図った携帯式のガス濃度測定装置を既に出願（特願２００３−３３７８５５）している。ところが、この種の携帯式のガス検知装置では、筐体内における構成部品の設置スペースが制限される上、バッテリー駆動のため消費電力を抑える必要があり、筐体内に電源を１つしか設けることができなかった。したがって、この種の携帯式のガス検知装置に使用する半導体レーザとしては、単一の電源によってレーザ出力と波長の可変が行え、かつ十分な波長可変幅が得られるものが望まれていた。
しかしながら、上述した特許文献１や特許文献２に開示される従来の半導体レーザ素子では、レーザ出力と波長とを独立して各々制御することができる反面、加熱手段用の電源と、電極用の電源とがそれぞれ別構成となっていたので、構成が複雑化するだけでなく、上述した携帯式のガス検知装置のような筐体内に電源を１つしか設けるできない場合に使用することができなかった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡易的な構成でＴＤＬＡＳでガス検知を行う際に十分な可変波長幅で波長をレーザ出力とともに１チャネルの電流で制御することができ、レーザ出力と波長とを単一電源で変化させて電源の共通化を図り、設置スペースを小さくすることができる半導体レーザ素子及びガス検知装置を提供することを目的とするものである。
上記した目的を達成するために、請求項１に記載された半導体レーザ発光素子は、半導体基板１０、活性層１２、クラッド層１３を少なくとも備えた半導体層が一対の電極１７，１８間に積層形成され、光導波路が活性領域と該活性領域に連続する位相調整領域とＤＢＲ領域とからなり、波長可変半導体レーザ吸収分光法に使用される半導体レーザ素子１において、
少なくとも前記位相調整領域の全体または一部を加熱するように前記クラッド層１３の上面に絶縁層１９を介して配設された薄膜抵抗からなる加熱手段２０を備え、
前記加熱手段および前記一対の電極には単一の電源から電力が供給されることを特徴とする。
請求項２に記載された半導体レーザ素子は、半導体基板１０、活性層１２、クラッド層１３を少なくとも備えた半導体層が一対の電極１７，１８間に積層形成され、光導波路中に少なくとも１つの回折格子領域を有し、波長可変半導体レーザ吸収分光法に使用される半導体レーザ素子１において、
少なくとも前記回折格子領域を加熱するように前記クラッド層の上面に絶縁層１９を介して配設された薄膜抵抗からなる加熱手段２０を備え、
前記加熱手段および前記一対の電極には単一の電源から電力が供給されることを特徴とする。
請求項３に記載されたガス検知装置は、請求項１または請求項２記載の半導体レーザ素子１を具備し、
該半導体レーザ素子から所定波長のレーザ光を検知空間に入射し、このレーザ光が前記検知空間に含まれる検知対象ガスによって減衰することを利用した波長可変半導体レーザ吸収分光法を用いてガス検知を行うことを特徴とする。
本発明によれば、ＴＤＬＡＳによるガス検知を行う際に、屈折率変化を大きくして所望の可変波長幅で波長をレーザ出力とともに１チャネルの電流で制御することができる。しかも、単一の電源を兼用して波長とレーザ出力を制御でき、半導体レーザ素子の構造も簡易的になる。これにより、筐体内に電源を１つしか設けることができない携帯式のガス検知装置でも、設置スペースを必要とせずに半導体レーザ素子を装備できる。さらに、活性層を直接加熱しない加熱手段の配置構成によれば、半導体レーザ素子の長寿命化を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態について、添付した図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明に係る半導体レーザ素子の第１実施例の構成を示す概略斜視図、図２は本発明に係る半導体レーザ素子の電気的構成を示す等価回路図、図３は本発明に係る半導体レーザ素子の第２実施例の構成を示す概略斜視図、図４は本発明に係る半導体レーザ素子の第３実施例の構成を示す概略図、図５は本発明に係る半導体レーザ素子の第４実施例の構成を示す概略図、図６は従来の半導体レーザ素子の出力特性を示す図、図７は本発明に係る半導体レーザ素子の出力特性を示す図、図８は本発明に係る半導体レーザ素子を採用したガス検知装置の一例を示す概略構成図である。
（第１実施例）
まず、本例の半導体レーザ素子の第１実施例について図１を参照しながら具体的に説明する。第１実施例の半導体レーザ素子１Ａ（１）は、図１に示すように、光導波路が活性領域、位相調整領域、ＤＢＲ領域の３つの領域から構成されるＤＢＲレーザである。
図１に示すように、半導体基板としてのｎ−ＩｎＰ基板１０の中央部には、断面台形形状のメサ１０ａが長さ方向（光の出射方向）に延出して形成されている。このメサ１０ａ上には、活性層１２、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３が順次積層されている。また、メサ１０ａの両側はｐ−ＩｎＰ埋込層１５及びｎ−ＩｎＰ埋込層１６によって埋込まれ、電流経路の狭窄化及びストライプ型光導波路を形成している。そして、作製された半導体結晶の表裏面には、金属電極からなるｎ側電極１７とｐ側電極１８とがそれぞれ形成されている。図１の例では、ｎ−ＩｎＰ基板１０の裏面にｎ側電極１７が形成され、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３の表面の一部（左側手前部分）にｐ側電極が形成されている。
半導体レーザ素子１Ａは、活性領域と、この活性領域と連続してなる第１の受動領域（以下、位相調整領域と記す）と、回折格子１４が形成されて位相調整領域と連続してなる第２の受動領域（以下、ブラッグ反射器領域（ＤＢＲ領域）と記す）とから光が分布する光導波路を形成している。
また、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３の表面の位相調整領域上には、例えばＰｔやＡｕなどの薄膜抵抗からなる加熱手段２０が絶縁層１９を介して形成されている。この加熱手段２０は、単一の電源２に対して、一対の電極１７，１８と直列に配線接続されている。これにより、図２に示すように、半導体レーザ素子１における一対の電極１７，１８と加熱手段２０とが単一の電源２に対して直列接続された等価回路を構成する。そして、加熱手段２０及び一対の電極１７，１８間の両方には、単一の電源２から１チャネルの電流が駆動電源として同時に供給される。
なお、上述した第１実施例では、加熱手段２０を位相調整領域上のみに形成した例で説明したが、これに限定されることはない。例えば位相調整領域（全体または一部）に加えてＤＢＲ領域に加熱手段２０を形成しても良い。
（第２実施例）
次に、本例の半導体レーザ素子の第２実施例について図３を参照しながら具体的に説明する。第２実施例の半導体レーザ素子１Ｂ（１）は、活性層１２の下層にある光ガイド層１１の全面に渡って回折格子１４が形成されたＤＦＢレーザである。
図３に示すように、半導体基板としてのｎ−ＩｎＰ基板１０上にはメサ構造が形成され、メサ中には、全面に回折格子１４が形成された光ガイド層１１、活性層１２、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３が順次積層されている。メサの両側はｐ−ＩｎＰ埋込層１５及びｎ−ＩｎＰ埋込層１６によって埋込まれ、電流経路の狭窄化及びストライプ型光導波路を形成している。そして、作製された半導体結晶の表裏面には、金属電極からなるｎ側電極１７とｐ側電極１８とがそれぞれ形成されている。図３の例では、ｎ−ＩｎＰ基板１０の裏面にｎ側電極１７が形成され、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３の表面の一部分（活性層１２上を除く右側略半部）にｐ側電極１８が形成されている。
また、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３の上面には、例えばＰｔやＡｕなどの薄膜抵抗からなる加熱手段２０が回折格子１４の領域全体を覆うように絶縁層１９を介して形成されている。この加熱手段２０は、単一の電源２に対して、一対の電極１７，１８と直列に配線接続されている。これにより、図２に示すように、半導体レーザ素子１における一対の電極１７，１８と加熱手段２０とが単一の電源２に対して直列接続された等価回路を構成する。そして、加熱手段２０及び一対の電極１７，１８間の両方には、単一の電源２から１チャネルの電流が駆動電源として同時に供給される。
（第３実施例）
次に、本例の半導体レーザ素子の第３実施例について図４を参照しながら具体的に説明する。第３実施例の半導体レーザ素子１Ｃ（１）は、第２実施例の半導体レーザ素子１Ｂ（１）において形成された回折格子１４が活性層１２上の全面でなく出射方向端面側に部分的に形成された部分回折格子型半導体レーザ（ＰＣ−ＬＤ）である。
図４に示すように、半導体基板としてのｎ−ＩｎＰ基板１０上にフォトレジストを塗布し、所定工程を経た後エッチングして一端面（出射面）側に部分的に回折格子１４が形成されている。そして、回折格子１４上には、光ガイド層１１、活性層１２、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３が順次積層されている。この後、第２実施例と同様に、ｐ−ＩｎＰ埋込層１５、ｎ−ＩｎＰ埋込層１６を通常の埋め込み成長により形成し、レーザ出射面に反射防止膜（ＡＲコート）２１ａ、反対面に高反射膜（ＨＲコート）２１ｂによる反射防止膜２１をそれぞれ施している。そして、作製された半導体結晶の表裏面には、金属電極からなるｎ側電極１７とｐ側電極１８とがそれぞれ形成されている。
また、ｐ型ＩｎＰクラッド層１３の上面には、例えばＰｔやＡｕなどの薄膜抵抗からなる加熱手段２０が絶縁層１９を介して回折格子１４の領域全体を覆うように形成されている。この加熱手段２０は、単一の電源２に対して、一対の１７，１８と直列に配線接続されている。これにより、図２に示すように、半導体レーザ素子１における一対の電極１７，１８と加熱手段２０とが単一の電源２に対して直列接続された等価回路を構成する。そして、加熱手段２０及び一対の電極１７，１８間の両方には、単一の電源２から１チャネルの電流が駆動電源として同時に供給される。
（第４実施例）
次に、本例の半導体レーザ素子の第４実施例について図５を参照しながら具体的に説明する。
第４実施例の半導体レーザ素子１Ｄ（１）は、図５に示すように、半導体基板としてのｎ型ＩｎＰ基板の上面にｎ型ＩｎＧａＡｓＰからなる第１の回折格子層と、位相シフト領域層と、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰからなる第２の回折格子層とが形成されている。そして、第１、第２の回折格子層の間の領域を充填する位相シフト領域層は、ｎ−ＩｎＰ基板１０と同一材質で形成されている。
第１、第２の回折格子層及び位相シフト領域層の上面には、それぞれ適当な組成のＩｎＧａＡｓＰからなる、下側ＳＣＨ層、ＭＱＷ層、上側ＳＣＨ層を含む活性層１２が形成されている。活性層１２の上面には、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３が形成される。そして、作製された半導体結晶の表裏面には、金属電極からなるｎ側電極１７とｐ側電極１８とが形成されている。また、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３の上面の所定位置にはｐ側電極１８が形成され、ｎ−ＩｎＰ基板１０の下面にはｎ側電極１７が形成されている。さらに、レーザが出射される活性層１２、第１、第２の回折格子層の端面の少なくとも一方には、反射防止膜２１が形成されている。
また、ｐ−ＩｎＰクラッド層の上面には、例えばＰｔやＡｕなどの薄膜抵抗からなる加熱手段２０が絶縁層１９を介して回折格子１４ａ，１４ｂの領域全体を覆うように形成されている。この加熱手段２０は、単一の電源２に対して、一対の１７，１８と直列に配線接続されている。これにより、図２に示すように、半導体レーザ素子１における一対の電極１７，１８と加熱手段２０とが単一の電源２に対して直列接続された等価回路を構成する。そして、加熱手段２０及び一対の電極１７，１８間の両方には、単一の電源２から１チャネルの電流が駆動電源として同時に供給される。
次に、本例の半導体レーザ素子１と従来の半導体レーザ素子の波長特性について説明する。ここでは、本例の第２実施例の半導体レーザ素子１Ｂと従来の加熱手段の無いＤＦＢレーザの波長特性を例にとって説明する。通常、単一モード発振する半導体レーザ素子では、しきい値電流を越えたときに光を出射し、電流値の２乗に比例して波長が大きくなる特性を有する。
そして、図６に示すように、従来の加熱手段が無いＤＦＢレーザの場合、電流値を増して出力を上げていくと、波長シフト量Δλ（図中点線）が緩やかな勾配で変化しているのが判る。これに対し、図７に示すように、本例の第２実施例の半導体レーザ素子１Ｂの場合、加熱手段２０により位相調整領域が加熱されるため、電流値を増して出力を上げていくと、従来の加熱手段が無いＤＦＢレーザと比較して波長シフト量Δλの勾配が急になり、Δλの変化量が大きくなっていることが判る。つまり、このことは、従来の加熱手段の無い半導体レーザ素子と比較して、本例の半導体レーザ素子の方がより屈折率変化が大きくなったことを示している。なお、図６および図７の例では、従来の加熱手段が無いＤＦＢレーザと本例の第２実施例の半導体レーザ素子とにおける波長特性を比較したものであるが、他の第１、第３、第４実施例の半導体レーザ素子１Ａ，１Ｃ，１Ｄにおいても同様な結果が得られた。
また、本例の第１実施例の半導体レーザ素子１Ａと第２〜第４実施例の半導体レーザ素子１Ｂ〜１Ｄとのレーザ出力値を比較した場合、加熱手段２０により活性層１２を直接加熱する半導体レーザ素子１Ｂ〜１Ｄの場合、レーザ出力値が徐々に飽和していく。これに対し、半導体レーザ素子１Ａの場合には、加熱手段２０により活性層１２が直接加熱されないため、レーザ出力値が飽和しにくいという結果が得られた。この結果、第１実施例の半導体レーザ素子１ＡによるＤＢＲレーザの方が温度による屈折率変化をより大きく得ることができる。
さらに、上述した第１実施例の半導体レーザ素子１Ａは、加熱手段２０を用いて活性層１２以外の領域を加熱するため、活性層１２が加熱されることによるレーザ光の出力低減を回避でき、半導体レーザ素子自体の寿命を伸ばすことができるという効果も奏する。
次に、上述した本例の半導体レーザ素子１を採用した場合のガス検知装置の概略構成について図８を参照しながら説明する。
図８に示すように、ガス検知を行うガス検知装置３０は、半導体レーザモジュール３１における円筒型ケース３２の円筒内側の基板３３上に基台３４が設けられている。この基台３４の表面には、ペルチェ素子からなる温度制御素子３５が取り付けられている。また、温度制御素子３５上には取付台３６が設けられている。
そして、取付台３６上には、上述した本例の半導体レーザ素子１が設けられる。半導体レーザ素子１は、円筒型ケース３２の中心軸上に沿ってレーザ光を射出するように配置される。また、半導体レーザ素子１は、検知対象ガスの濃度を測定するためのレーザ光を出射するものであり、ぺルチェ素子３５によって温度制御されることで検知対象ガスに合わせたレーザ波長に制御される。
なお、図８に示す構成の場合、レーザ光は、被検知ガス側と参照ガス側の双方に射出されるようになっている。また、取付台３６上で半導体レーザ素子１の両側には、被検知ガス側及び参照ガス側に射出される各レーザ光を集光して平行ビームにするための集光レンズ３７，３８がレーザ光軸上に位置して設けられている。これにより、半導体レーザ素子１からの被検知ガス側への光は、集光レンズ３７及び半導体レーザモジュール３１を保護する保護ガラス３９を介して外部へ出力され、検知空間内に入射される。また、半導体レーザ素子１からの参照ガス側への光は、集光レンズ３８で平行ビームとなり、さらに参照ガスセル４０を介して受光器４１にて受光されるようになっている。
ここで、参照ガスセル４０は、参照ガスとして検知対象ガスを封入したセルであり、不図示の波長安定制御回路を通してレーザ光の波長を検知対象ガスの吸収線波長に合わせるためのものである。受光器４１は、検知空間へのレーザ光の入射に伴って反射してくるレーザ光を受光し、この受光したレーザ光を電気信号（電流）に変換する。そして、この変換された電気信号から基本波レベルおよび２倍波レベルを検出し、２倍波レベルが基本波レベルで割り算され、その値に基づいて検知対象ガスの有無や濃度が測定される。
このように、本例の半導体レーザ素子１は、一対の電極１７，１８と加熱手段２０とが単一の電源２に直列接続され、一対の電極１７，１８と加熱手段２０に対して同時に駆動電源が供給される構成となっている。これにより、ＴＤＬＡＳによるガス検知を行う際に、屈折率変化を大きくして所望とする可変波長幅で波長をレーザ出力とともに１チャネルの電流で制御することができる。また、レーザ出力と波長を制御する際、単一の電源を兼用するので、電源も１つだけで済ませることができる。その結果、半導体レーザ素子１の構造も簡易的になり、消費電力も少なく筐体内の部品設置スペースや電源容量が制限される携帯式のガス検知装置３０にも内蔵して使用することができる。さらに、第１実施例の半導体レーザ素子を採用すれば、加熱手段２０が活性層１２を直接加熱しない構成なので、素子自身の長寿命化を図ることができる。
ところで、上述した第３または第４実施例の半導体レーザ素子１Ｃ，１Ｄは、反射防止膜２１に挟まれた領域内の一端または両端に回折格子１４が設けられたものであるが、この構成に限定されるものではなく、光導波路中に少なくとも１つ回折格子領域を有する半導体レーザ素子にも本例の構成（一対の電極と加熱手段とを単一の電源に対して直列接続する構成）を採用することができる。すなわち、本例の半導体レーザ素子は、好ましくはモードホップしない領域上に加熱手段２０を配置し、一対の電極と加熱手段とを単一電源に対して直列接続する構成であれば良い。
以上、本発明を用いて最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術等はすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。
本発明に係る半導体レーザ素子の第１実施例の構成を示す概略斜視図である。 本発明に係る半導体レーザ素子の電気的構成を示す等価回路図である。 本発明に係る半導体レーザ素子の第２実施例の構成を示す概略斜視図である。 本発明に係る半導体レーザ素子の第３実施例の構成を示す概略図である。 本発明に係る半導体レーザ素子の第４実施例の構成を示す概略図である。 従来の半導体レーザ素子の出力特性を示す図である。 本発明に係る半導体レーザ素子の出力特性を示す図である。 本発明に係る半導体レーザ素子を採用したガス検知装置の一例を示す概略構成図である。 従来のＤＦＢレーザの構成を示す概略斜視図である。 （ａ） 従来のＤＢＲレーザの構成を示す概略斜視図である。 （ｂ） 図９（ａ）のＸ−Ｙ線で切断したときの断面図である。
符号の説明
１（１Ａ〜１Ｄ） 半導体レーザ素子
２ 電源
１０ ｎ−ＩｎＰ基板（半導体基板）
１０ａ メサ
１２ 活性層
１３ クラッド層
１４ 回折格子
１４ａ 第１の回折格子
１４ｂ 第２の回折格子
１５ ＩｎＰ埋込層
１６ ｎ−ＩｎＰ埋込層
１７ ｎ側電極
１８ ｐ側電極
１９ 絶縁層
２０ 加熱手段
２１ 反射防止膜
２１ａ 反射防止膜
２１ｂ 高反射膜

Claims (3)

  1. 半導体基板（１０）、活性層（１２）、クラッド層（１３）を少なくとも備えた半導体層が一対の電極（１７，１８）間に積層形成され、光導波路が活性領域と該活性領域に連続する位相調整領域とＤＢＲ領域とからなり、波長可変半導体レーザ吸収分光法に使用される半導体レーザ素子（１）において、
    少なくとも前記位相調整領域の全体または一部を加熱するように前記クラッド層（１３）の上面に絶縁層（１９）を介して配設された薄膜抵抗からなる加熱手段（２０）を備え、
    前記加熱手段および前記一対の電極には単一の電源から電力が供給されることを特徴とする半導体レーザ素子。
  2. 半導体基板（１０）、活性層（１２）、クラッド層（１３）を少なくとも備えた半導体層が一対の電極（１７，１８）間に積層形成され、光導波路中に少なくとも１つの回折格子領域を有し、波長可変半導体レーザ吸収分光法に使用される半導体レーザ素子（１）において、
    少なくとも前記回折格子領域を加熱するように前記クラッド層の上面に絶縁層（１９）を介して配設された薄膜抵抗からなる加熱手段（２０）を備え、
    前記加熱手段および前記一対の電極には単一の電源から電力が供給されることを特徴とする半導体レーザ素子。
  3. 請求項１または請求項２記載の半導体レーザ素子（１）を具備し、
    該半導体レーザ素子から所定波長のレーザ光を検知空間に入射し、このレーザ光が前記検知空間に含まれる検知対象ガスによって減衰することを利用した波長可変半導体レーザ吸収分光法を用いてガス検知を行うことを特徴とするガス検知装置。
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