JP2006303041A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 異なる複数の発振波長を有する半導体レーザチップの後面側に設けられる端面コート膜が波長に関らず安定した高い反射率を有し、主出射面から高い光出力を得ることができる半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】 半導体レーザ装置２０では、異なる複数の発振波長を有する半導体レーザチップ２１の後面２１ｂ側に多層の端面コート膜２２が形成される。端面コート膜２２は２種類以上の異なる屈折率を有する誘電体膜から成り、薄膜多層２９と厚膜層３０とによって構成される。端面コート膜２２を構成する誘電体膜の屈折率をｎ_ｉとし、半導体レーザチップの異なる複数の発振波長の算術平均波長をλａとするとき、薄膜多層２９は、λａ／４ｎ_ｉの膜厚を有する誘電体膜の層の数が３以上の奇数、たとえば５層になるように形成され、厚膜層３０は、λａ／２ｎ_ｉの膜厚を有し、端面コート膜２２の最外層を構成するように形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体レーザ装置に関する。

光情報記録再生装置、レーザプリンタ、光ファイバ通信などの光源として、小型軽量、高効率、高信頼性等の利点を有する半導体レーザ装置が多用されている。図１０は、従来の半導体レーザ装置１の構成を簡略化して示す図である。従来の半導体レーザ装置１は、レーザ光を発振する半導体レーザチップ２と、半導体レーザチップ２の光を出射する両端面２ａ，２ｂにそれぞれ設けられる保護膜３，４とを有する。なお、半導体レーザチップ２の光を出射する両端面２ａ，２ｂのうち、情報の記録再生または画像形成など装置の主操作に使用されるレーザ光が出射する一方の端面２ａを便宜上前面２ａと呼び、光量モニターに使用されるレーザ光が出射される方の端面２ｂを便宜上後面２ｂと呼ぶ。したがって、２つの保護膜３，４を、設けられる位置によって識別し、それぞれを前面保護膜３および後面保護膜４と呼ぶ。

半導体レーザチップ２の活性層５において発振されるレーザ光は、前面保護膜３および後面保護膜４で反射されるとともに、透過して光出力Ｐ_０として出射される。レーザ光が、前面保護膜３および後面保護膜４で反射される反射率は、保護膜の厚さｄと、レーザ光の波長λとの関係によって定まる。

図１１は、保護膜の厚さｄとレーザ光に対する反射率との関係を示す図である。図１１では、保護膜がアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）で構成され、半導体レーザチップで発振されるレーザ光の波長λが７８０ｎｍの場合について、保護膜の厚さｄとレーザ光に対する反射率との関係を示す。Ａｌ_２Ｏ_３保護膜の屈折率を１．６０とし、半導体レーザチップの屈折率を３．５０として計算すると、保護膜厚さｄに応じて、反射率が周期的に変化する結果が得られる。

一般的に、半導体レーザチップ２の前面２ａから出射されるレーザ光は主操作に使用されるので、光量が多い方が好ましく、前面保護膜３の反射率は小さくなるようにその厚さｄが設定される。一方、後面２ｂから出射されるレーザ光は、モニターが可能な程度の光量を有するだけで良いので、反射率を大きくして、できるだけ前面２ａ側へ反射できるようにその厚さｄが設定される。しかしながら、図１１に示すように、厚さｄを変化させることによって得られる反射率は、最大でも３０％強であり、高出力レーザを得るには充分ではない。

したがって、高出力半導体レーザ装置では、前面からの光出力を大きくするために、前面保護膜の反射率を、保護膜が設けられない場合よりも小さい反射率になるように、また後面保護膜の反射率を、保護膜が設けられない場合よりも大きい反射率になるように設計される。さらに後面保護膜に半導体レーザチップの屈折率よりも大きい膜を用いたとしても１層では充分な反射率が得られないので、多層の保護膜を設けることが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

図１２は、後面保護膜を多層構造とした従来の半導体レーザ装置１０の構成を示す図である。半導体レーザ装置１０は、半導体レーザチップ１７と、半導体レーザチップ１７の前面１７ａに設けられる前面保護膜である第１誘電体膜１１と、後面１７ｂに設けられる４層の第２〜第５誘電体膜１２〜１５と、さらに第５誘電体膜１５の外層として設けられる第６誘電体膜１６とを含む。

半導体レーザチップ１７において発振されるレーザ光の波長をλとするとき、第１誘電体膜１１は、膜厚λ／４ｎ_１（ｎ_１は、第１誘電体膜の屈折率）を有するように形成され。第２〜第５誘電体膜１２〜１５の４層は、それぞれ膜厚λ／４ｎ_ｉ（ｎ_ｉは、２〜５の各誘電体膜の屈折率）を有し、第６誘電体膜１６は、膜厚λ／２０ｎ_６〜λ／２ｎ_６（ｎ_６は、第６誘電体膜の屈折率）有するように形成される。

特許文献１に開示される具体的事例では、ＳｉＯ_２で第２、第４、第６誘電体膜１２，１４，１６を形成し、非晶質Ｓｉで第３、第５誘電体膜１３，１５を形成することによって、８５％以上の反射率を有する後面保護膜を実現し、前面１７ａから高い光出力を取出すことを可能にしている。

しかしながら、特許文献１に開示される半導体レーザ装置１０には、以下のような問題がある。近年半導体レーザ装置には、多様性が要求されるに至っている。たとえば、光情報記録再生装置の光源として用いられる半導体レーザ装置では、複数の異なる発振波長のレーザ光、具体的事例ではコンパクトディスク（ＣＤ）に対する情報記録再生用の波長７８０ｎｍのレーザ光と、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）に対する情報記録再生用の波長６５０ｎｍのレーザ光とを高出力で出射することが求められる。

２つの異なる発振波長を有する半導体レーザチップに対して特許文献１の技術を適用すると、２つの異なる波長の算術平均波長を前記波長λとして、４つの偶数層を構成する第２〜第５誘電体膜１２〜１５を、それぞれの膜厚がλ／４ｎ_ｉになるように形成することになる。

レーザ光の波長と反射率との関係を示す反射スペクトルは、膜厚が厚くなる方にシフトすれば長波長側にずれ、膜厚が薄くなる方にシフトすれば短波長側にずれる。保護膜の反射率が高反射率となる波長域が狭い場合、２つの異なる波長の算術平均値であるλに基づいて保護膜の厚さを設計し、保護膜が偶数層で形成されると、膜厚（反射スペクトル）がずれることによって、２波長のうち一方の波長に対する反射率を高反射率の領域内に維持することができたとしても、他方の波長に対する反射率が高反射率となる領域から外れ易くなり、両波長に対し安定して高反射率を得ることが難しくなるという問題がある。

多層に構成される後面保護膜の半導体レーザチップ寄りの第１層目として、半導体チップの屈折率ｎ_０よりも小さい屈折率ｎ_１（ｎ_１＜ｎ_０）の膜を用いることによって、第１層目の膜厚が厚くなるほど徐々に反射率が小さくなり、λ／４ｎ_１になったとき、１番小さい値となる。

第２層目として、第１層目の屈折率ｎ_１よりも大きい屈折率ｎ_２（ｎ_２＞ｎ_１）の膜を用いることによって、第２層目の膜厚が厚くなるほど徐々に反射率が大きくなり、λ／４ｎ_２になったとき、１番大きい値となり、膜（第１および第２層）が付されていない半導体レーザチップの反射率よりも大きくなる。このように屈折率差のある膜を交互に繰返し成膜することによって、高反射率を得ることができる。

しかしながら、半導体レーザチップが２つの異なる発振波長を有するとき、一方の波長λ０に対して、膜厚：λ０／４ｎ_ｉ（ｎ_ｉは第ｉ層目の膜の屈折率）の多層膜とした場合、λ０からずれた波長である他方の波長λ１では反射率が低くなる。特に多層膜が偶数層で構成されるとき、全ての層の膜厚がλ０／４ｎ_ｉであると、他方の波長λ１に対する反射率が低く落ち込むという問題がある。

特開昭５９−１４５５８８号公報

本発明の目的は、異なる複数の発振波長を有する半導体レーザチップの後面側に設けられる端面コート膜が波長に関らず安定した高い反射率を有し、主出射面から高い光出力を得ることができる半導体レーザ装置を提供することである。

本発明は、異なる複数の発振波長を有する半導体レーザチップと、半導体レーザチップの一方の端面側に多層に積層される端面コート膜とを有する半導体レーザ装置において、
端面コート膜は、
２種類以上の異なる屈折率を有する誘電体膜から成り、
端面コート膜を構成する誘電体膜の屈折率をｎ_ｉとし、半導体レーザチップの異なる複数の発振波長の算術平均波長をλａとするとき、
λａ／４ｎ_ｉの膜厚を有する誘電体膜の層の数が３以上の奇数になるように形成される薄膜多層と、λａ／２ｎ_ｉの膜厚を有して形成される厚膜層とを含むことを特徴とする半導体レーザ装置である。

また本発明は、薄膜多層は、λａ／４ｎ_ｉの膜厚を有する誘電体膜の層の数が７以上の奇数になるように形成されることを特徴とする。

また本発明は、厚膜層は、半導体レーザチップの一方の端面の最も近くに端面コート膜の最内層として形成されることを特徴とする。

また本発明は、厚膜層は、半導体レーザチップの一方の端面から最も離れた端面コート膜の最外層として形成されることを特徴とする。

また本発明は、端面コート膜を構成する２種類以上の異なる屈折率を有する誘電体膜が、アルミナと酸化チタンとであることを特徴とする。

また本発明は、端面コート膜は、厚膜層を２層含むことを特徴とする。
また本発明は、２層の厚膜層のうち１層は、
半導体レーザチップの一方の端面から最も離れた端面コート膜の最外層として形成され、
Ａｌ_２Ｏ_３、ＢｅＯ、ＣａＯ、ＨｆＯ_２、ＬａＯ_３、ＭｇＯ、ＮｉＯ、ＰｕＯ_２、ＳｒＯ、ＴｈＯ_２、ＵＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２のいずれかを含んで成ることを特徴とする。

また本発明は、端面コート膜は、半導体レーザチップから発振されるレーザ光の反射率が８５％以上であることを特徴とする。

本発明によれば、半導体レーザ装置は、半導体レーザチップの一方の端面である後面側に設けられる端面コート膜が、２種類以上の異なる屈折率を有する誘電体膜から成り、端面コート膜を構成する誘電体膜の屈折率をｎ_ｉとし、半導体レーザチップの異なる複数の発振波長の算術平均波長をλａとするとき、λａ／４ｎ_ｉの膜厚を有する誘電体膜の層の数が３以上の奇数になるように形成される薄膜多層と、λａ／２ｎ_ｉの膜厚を有して形成される厚膜層とを含む。このような半導体レーザ装置では、薄膜多層を奇数層とすることによって、レーザ光の波長と反射率との関係を示す反射スペクトルにおいて高反射率の得られる波長領域を広くすることができるので、半導体レーザチップの後面側に設けられる端面コート膜が波長に関らず安定した高い反射率を発現し、主出射面である前面から高い光出力を得ることが可能になる。

また本発明によれば、薄膜多層は、λａ／４ｎ_ｉの膜厚を有する誘電体膜の層の数が好ましくは７以上の奇数になるように形成される。このことによって、端面コート膜の膜厚変動が反射スペクトルに対する影響を一層小さくすることができるので、端面コート膜が波長に関らず一層安定した高い反射率を発現することができる。

また本発明によれば、厚膜層は、半導体レーザチップの一方の端面の最も近くに端面コート膜の最内層として形成、または最も半導体レーザチップの一方の端面から離れた端面コート膜の最外層として形成されることが好ましい。このように、厚膜層が、前記最内層または最外層として形成されることによって、反射スペクトルにおける高反射領域の中心波長での反射率の低下を抑制することができる。

また本発明よれば、端面コート膜を形成する異なる屈折率を有する誘電体膜が、アルミナと酸化チタンとによって構成されるので、半導体レーザチップから発振されるレーザ光の波長が短波長のものであっても、光吸収が抑制されて高出力を得ることができる。

また本発明によれば、端面コート膜が厚膜層を２層含み、２層の厚膜層のうち１層が、最も半導体レーザチップの一方の端面から離れた端面コート膜の最外層として形成され、Ａｌ_２Ｏ_３、ＢｅＯ、ＣａＯ、ＨｆＯ_２、ＬａＯ_３、ＭｇＯ、ＮｉＯ、ＰｕＯ_２、ＳｒＯ、ＴｈＯ_２、ＵＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２のいずれかを含んで成る。このことによって、反射スペクトルにおける高反射領域の中心波長での反射率の低下を抑制することができるとともに、端面コート膜の最外層を外気に対して屈折率の安定な膜にすることができる。

また本発明によれば、端面コート膜は半導体レーザチップから発振されるレーザ光の反射率が８５％以上であるように形成されるので、半導体レーザチップで発振されるレーザ光の多くを後面側で反射し、前面から高出力のレーザ光を得ることができる。

図１は、本発明の実施の第１形態である半導体レーザ装置２０の構成を簡略化して示す図である。半導体レーザ装置２０は、異なる２つの発振波長を有する半導体レーザチップ２１と、半導体レーザチップ２１の一方の端面である後面２１ｂ側に多層に積層される端面コート膜２２と、後面２１ｂの反対側の端面である主出射面（前面）２１ａ側に設けられる前面保護膜２３とを含む。

本実施の形態では、半導体レーザチップ２１は、第１活性層２５において波長６５０ｎｍの赤色レーザ光を発振する第１レーザチップ２６と、第２活性層２７において波長７８０ｎｍの赤外レーザ光を発振する第２レーザチップ２８とを含み、たとえばＣＤとＤＶＤとの両方のディスクに情報を記録／再生する光情報記録再生装置の光源として用いられる。

本実施の形態では、半導体レーザチップ２１の後面２１ｂに設けられる後面保護膜である端面コート膜２２は、２種類の異なる屈折率を有するアルミナ誘電体膜と酸化チタン誘電体膜とから成り、端面コート２２膜を構成する誘電体膜の屈折率をｎ_ｉとし、半導体レーザチップ２１の異なる２つの発振波長の算術平均波長をλａとするとき、λａ／４ｎ_ｉの膜厚を有する誘電体膜の層の数が３以上の奇数（本実施形態では５層）になるように形成される薄膜多層２９と、λａ／２ｎ_ｉの膜厚を有して形成される厚膜層３０とを含む。

薄膜多層２９は、第１〜第５薄膜層３１，３２，３３，３４，３５の５層に形成される。各薄膜層の膜厚は、上記のようにλａ／４ｎ_ｉで与えられ、ｉは後面２１ｂ側から数えた薄膜層の形成順位であり、ｎ_ｉは当該形成順位の薄膜層を構成する誘電体膜の屈折率である。詳細には、第１薄膜層３１の膜厚がλａ／４ｎ_１であり、第２薄膜層３２の膜厚がλａ／４ｎ_２であり、第３薄膜層３３の膜厚がλａ／４ｎ_３であり、第４薄膜層３４の膜厚がλａ／４ｎ_４であり、第５薄膜層３５の膜厚がλａ／４ｎ_５である。

本実施形態では、異なる２つの波長が６５０ｎｍと７８０ｎｍとであるので、両波長の算術平均波長であるλａが７１５ｎｍ｛＝（６５０＋７８０）／２｝であり、第１、第３および第５薄膜層３１，３３，３５が、アルミナで形成されるので、屈折率ｎ_１、ｎ_３、ｎ_５が１．６５、第２および第４薄膜層３２，３４が、酸化チタンで形成されるので、屈折率ｎ_２、ｎ_４が２．５０である。厚膜層３０は、本実施の形態では、酸化チタン誘電体膜から成り、その屈折率がｎ_６＝２．５０である。

したがって、本実施形態の事例において、各層の膜厚を求めると、第１、第３および第５薄膜層３１，３３，３５が、それぞれ１０８．３ｎｍであり、第２および第４薄膜層３２，３４が、７１．５ｎｍであり、厚膜層３０が１４３．０ｎｍである。

前面２１ａ側に設けられる前面保護膜２３は、たとえばアルミナで形成され、反射スペクトルにおいて、反射率が低い、たとえば１５％以下となるような厚さに形成される。

この半導体レーザ装置２０では、第１レーザチップ２６で発振される波長６５０ｎｍのレーザ光は、前面２１ａから光出力Ｐ_ｆ１で出射し、後面２１ｂから光出力Ｐ_ｒ１で出射し、また第２レーザチップ２８で発振される波長７８０ｎｍのレーザ光は、前面２１ａから光出力Ｐ_ｆ２で出射し、後面２１ｂから光出力Ｐ_ｒ２で出射する。

図２は、本発明の実施の第２形態である半導体レーザ装置４０の構成を簡略化して示す図である。本実施形態の半導体レーザ装置４０は、実施の第１形態の半導体レーザ装置２０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。

半導体レーザ装置４０において注目すべきは、端面コート膜３９の構成であり、端面コート膜３９の薄膜多層３８が奇数である７層で構成されることである。すなわち、半導体レーザ装置４０の薄膜多層３８は、前述の半導体レーザ装置２０における５層の薄膜多層２９に加えて、さらに膜厚がλａ／４ｎ_６の酸化チタン誘電体膜から成る第６薄膜層３６と、膜厚がλａ／４ｎ_７のアルミナ誘電体膜から成る第７薄膜層３７とを含んで構成される。

図３は、薄膜多層３８が７層に形成される半導体レーザ装置４０における反射スペクトルを示す図である。図３中のライン４１が、７層の薄膜多層３８を有する半導体レーザ装置４０において、波長と反射率との関係である反射スペクトルの結果を示す。

ところで、本発明とは異なり、薄膜多層４２が、アルミナ誘電体膜と酸化チタン誘電体膜とが交互に偶数の８層で形成されること以外は、図２に示す半導体レーザ装置４０と同一に構成される図４に示す半導体レーザ装置４３において、反射スペクトルを求めた結果を図５に示す。図５中のライン４４が反射スペクトルである。

図３中のライン４１で示す反射スペクトルと、図５中のライン４４で示す反射スペクトルとを比較すると、膜厚がλａ／４ｎ_ｉの薄膜層を奇数である７層有する本発明の半導体レーザ装置４０の方が、薄膜層を偶数である８層有する半導体レーザ装置４３よりも、明らかに高反射率を示す波長領域が広い。本発明の半導体レーザ装置４０のように、薄膜多層３８を奇数層とすることによって、レーザ光の波長と反射率との関係を示す反射スペクトルにおいて高反射率の得られる波長領域を広くすることができるので、半導体レーザチップ２１の後面２１ｂ側に設けられる端面コート膜３９が波長に関らず安定した高い反射率を発現し、前面２１ａから高い光出力でレーザ光を出射させることが可能になる。

薄膜多層の第１薄膜層として、半導体チップの屈折率ｎ_０よりも小さい屈折率ｎ_１（ｎ_１＜ｎ_０）を有する膜を用いることによって、第１薄膜層の膜厚が厚くなるほど徐々に反射率が小さくなり、λ／４ｎ_１になったとき、１番小さい値となる。

第２薄膜層として、第１薄膜層の屈折率ｎ_１よりも大きい屈折率ｎ_２（ｎ_２＞ｎ_１）を有する膜を用いることによって、第２薄膜層の膜厚が厚くなるほど徐々に反射率が大きくなり、λ／４ｎ_２になったとき、１番大きい値となり、第１および第２薄膜層が付されていない半導体レーザチップの反射率よりも大きくなる。このように屈折率差のある膜を交互に繰返し成膜することによって、高反射率を得ることができ、またある程度の多層の構成とすることによって、最終層の膜厚が反射率に対してあまり影響しなくなる。

半導体レーザチップが２つの異なる発振波長を有するとき、一方の波長λ０に対して、膜厚：λ０／４ｎ_ｉ（ｎ_ｉは第ｉ層目の膜の屈折率）の薄膜多層とした場合、λ０からずれた波長である他方の波長λ１では反射率が低くなる。特に薄膜多層が偶数層で構成されるとき、全ての層の膜厚がλ０／４ｎ_ｉであると、他方の波長λ１に対する反射率が低く落ち込む。

しかしながら、最終層（もしくは途中の層）を、膜厚λ０／４ｎ_ｉだけさらにずらせることによって、他方の波長λ１に対する反射率を上げることができる。本発明は、算術平均波長λａに基づいて、偶数層からさらに１層増やして奇数層とし、薄膜多層の膜厚をさらにλａ／４ｎ_ｉだけずらせることによって、２つの異なる波長が算術平均波長λａから若干のずれを有する場合であっても、２つの異なる波長のいずれに対しても反射率を引き上げることができるようにするものである。

また、λａ／２ｎ_ｉの膜厚を有して形成される厚膜層３０が、半導体レーザチップ２１の一方の端面である後面２１ｂから最も離れた端面コート膜３９の最外層として形成されるので、反射スペクトル４１における高反射領域の中心波長での反射率の低下が抑制される。半導体レーザ装置２０，４０では、膜厚λａ／２ｎ_ｉの酸化チタン誘電体膜からなる厚膜層３０を最外層としているけれども、これに限定されることなく、第１薄膜層３１よりも内方の後面２１ａに最も近く寄った最内層として厚膜層３０が形成されるように構成されても良い。さらに、厚膜層３０は、最外層および最内層以外の位置に形成されるように構成されても良い。ただし、高反射領域の中心波長における反射率の低下を抑制するためには、最外層または最内層であることが好ましい。

上記のように、端面コート膜の薄膜多層を３層以上の奇数層とすることによって、特に７層以上の奇数層とすることによって、波長６５０ｎｍの赤色レーザ光および波長７８０ｎｍの赤外レーザ光の反射率を８５％以上にすることができ、発光効率を大きくするのに有効となる。

実施の第１および第２形態の半導体レーザ装置２０，４０においては、端面コート膜２２，３９が、アルミナ誘電体膜と酸化チタン誘電体膜とで構成されるけれども、これに限定されることなく、酸化シリコン、酸化タンタル、酸化ジルコニウムなどの誘電体膜によって構成されても良い。

図６は、本発明の実施の第３形態である半導体レーザ装置５０の構成を簡略化して示す図である。本実施の形態の半導体レーザ装置５０は、実施の第２形態の半導体レーザ装置４０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。

半導体レーザ装置５０において注目すべきは、端面コート膜５３において、膜厚がλａ／２ｎ_ｉを有する厚膜層が２層、すなわち第１厚膜層５１と第２厚膜層５２とから成ることである。端面コート膜５３では、第１厚膜層５１が最外層として形成され、第２厚膜層５２が第４薄膜層３４と第５薄膜層３５との間に形成される。

このように、端面コート膜５３の薄膜多層３８が奇数層から成る場合、厚膜層を２層以上有する構成にすることができる。ただし、半導体レーザ装置５０の端面保護の観点から、複数層の厚膜層のうちいずれか１つが端面コート膜の最外層として形成されることが望ましい。最外層を構成する第１厚膜層５１としては、Ａｌ_２Ｏ_３、ＢｅＯ、ＣａＯ、ＨｆＯ_２、ＬａＯ_３、ＭｇＯ、ＮｉＯ、ＰｕＯ_２、ＳｒＯ、ＴｈＯ_２、ＵＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２のいずれかを含んで成る誘電体膜が好適に用いられる。最外層の第１厚膜層５１を上記素材の誘電体膜とすることによって、外気および温度の変化に対して安定な膜を形成することができ、反射率の変動を防ぎ、特性の変動を防ぐことが可能になる。

以下本発明の半導体レーザ装置の製造方法について説明する。図７〜図９は、半導体レーザ装置の製造方法の概要を示す図である。図７では、２つの異なる発振波長、たとえば赤色波長６５０ｎｍと赤外波長７８０ｎｍとの活性層リッジを有する半導体レーザウエハ６１の特定素子の電極６２ａと隣接する特定素子の電極６２ｂとの間に、発光部（チャネル）６３と直交する方向に、へき開線６４をスクライブにより形成する。なお、電極は総称する場合、参照符６２のみで表す。図８では、半導体レーザウエハ６１を、へき開線６４に沿ってへき開し、バー状態のレーザチップであるレーザバー６５に分割する。

図９では、レーザバー６５を、レーザバー固定装置６６に電極６２面を重ねるように重畳させてセットする。このとき、すべてのレーザバー６５において、レーザチップ（バー）の前面（主出射面）側同士、および後面側同士を、同じ向きとなるようにセットする。次に、レーザバー固定装置６６に固定されたレーザバー６５の前面に所定の反射率を有する前面保護膜の形成を行なう。この前面保護膜および端面コート膜の成膜には、一般的に真空蒸着装置またはスパッタ装置などが用いられる。

１チップの中に２つの波長を有するレーザチップに蒸着またはスパッタにて前面保護膜および端面コート膜を形成する場合、２つの波長のレーザ端面に対して一緒に成膜するので、いずれのレーザチップに対しても同じ構造および同じ厚さの膜が形成される。その場合、高出力半導体レーザ装置の後面側で２つの波長のいずれに対しても高反射率とするために、２つの波長のほぼ中心波長に反射スペクトルの反射率のピークが位置するように膜厚を設定する。

前面側の成膜を完了した後、レーザバー固定装置６６を１８０°反転させ、後面側に薄膜多層と厚膜層とから成る端面コート膜を成膜する。薄膜多層は、まず膜厚がλａ／４ｎ_ｉのたとえばアルミナ誘電体膜を形成し、次いでλａ／４ｎ_ｉのたとえば酸化チタン誘電体膜を形成し、さらにアルミナ誘電体膜の数と酸化チタン誘電体膜の数との和が奇数層になるように成膜を交互に繰り返して形成される。最後に酸化チタンの誘電体膜から成る厚膜層が、膜厚λａ／２ｎ_ｉを有するように形成される。このようにして、本発明の半導体レーザ装置が製造される。

本発明の実施の第１形態である半導体レーザ装置２０の構成を簡略化して示す図である。 本発明の実施の第２形態である半導体レーザ装置４０の構成を簡略化して示す図である。 薄膜多層３８が７層に形成される半導体レーザ装置４０における反射スペクトルを示す図である。 薄膜多層４２が８層に形成される半導体レーザ装置４３の構成を示す図である。 薄膜多層４２が８層に形成される半導体レーザ装置４３における反射スペクトルを示す図である。 本発明の実施の第３形態である半導体レーザ装置５０の構成を簡略化して示す図である。 半導体レーザ装置の製造方法の概要を示す図である。 半導体レーザ装置の製造方法の概要を示す図である。 半導体レーザ装置の製造方法の概要を示す図である。 従来の半導体レーザ装置１の構成を簡略化して示す図である。 保護膜の厚さｄとレーザ光に対する反射率との関係を示す図である。 後面保護膜を多層構造とした従来の半導体レーザ装置１０の構成を示す図である。

符号の説明

２０，４０，５０ 半導体レーザ装置
２１ 半導体レーザチップ
２２，３９，５３ 端面コート膜
２９，３８，４２ 薄膜多層
３０，５１，５２ 厚膜層
６１ 半導体レーザウエハ
６２ 電極
６３ チャネル
６４ へき開線
６５ レーザバー
６６ レーザバー固定装置

Claims (8)

1. 異なる複数の発振波長を有する半導体レーザチップと、半導体レーザチップの一方の端面側に多層に積層される端面コート膜とを有する半導体レーザ装置において、
   端面コート膜は、
   ２種類以上の異なる屈折率を有する誘電体膜から成り、
   端面コート膜を構成する誘電体膜の屈折率をｎ_ｉとし、半導体レーザチップの異なる複数の発振波長の算術平均波長をλａとするとき、
   λａ／４ｎ_ｉの膜厚を有する誘電体膜の層の数が３以上の奇数になるように形成される薄膜多層と、λａ／２ｎ_ｉの膜厚を有して形成される厚膜層とを含むことを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 薄膜多層は、λａ／４ｎ_ｉの膜厚を有する誘電体膜の層の数が７以上の奇数になるように形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
3. 厚膜層は、
   半導体レーザチップの一方の端面の最も近くに端面コート膜の最内層として形成されることを特徴とする請求項１または２記載の半導体レーザ装置。
4. 厚膜層は、
   半導体レーザチップの一方の端面から最も離れた端面コート膜の最外層として形成されることを特徴とする請求項１または２記載の半導体レーザ装置。
5. 端面コート膜を構成する２種類以上の異なる屈折率を有する誘電体膜が、
   アルミナと酸化チタンとであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
6. 端面コート膜は、厚膜層を２層含むことを特徴とする請求項１または２記載の半導体レーザ装置。
7. ２層の厚膜層のうち１層は、
   半導体レーザチップの一方の端面から最も離れた端面コート膜の最外層として形成され、
   Ａｌ_２Ｏ_３、ＢｅＯ、ＣａＯ、ＨｆＯ_２、ＬａＯ_３、ＭｇＯ、ＮｉＯ、ＰｕＯ_２、ＳｒＯ、ＴｈＯ_２、ＵＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２のいずれかを含んで成ることを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ装置。
8. 端面コート膜は、
   半導体レーザチップから発振されるレーザ光の反射率が８５％以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
   

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