JP2008021913A - Semiconductor laser device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ディスク装置のピックアップ用の光源や、電子装置、情報処理装置などの光源として用いられる半導体レーザ装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device used as a light source for pickup of an optical disk device, a light source of an electronic device, an information processing device, and the like.
近年、CD、DVD等の光ディスクをはじめとした情報処理機器の光源として、AlGaAs系混晶を用いた赤外波長のレーザ光を出力する半導体レーザ装置や、AlGaInP系混晶を用いた赤色波長のレーザ光を出力する半導体レーザ装置が実用化されている。いずれの半導体レーザ装置も書き換え型の光ディスクにおいては30mW以上の光出力が必要であり、今後、半導体レーザ装置の高速化や小型化を実現するためには、50mWから200mW程度の更に高い光出力が要求される。しかし、半導体レーザ装置の高出力化を行う際には、レーザ共振器における出力光の端面部(以下、出力端面とする)における結晶破壊による半導体レーザの特性劣化という問題が生じ、特にAlGaInP系混晶を用いた半導体レーザ装置においては切実な問題となっている。そこで、高出力化を実現する手段としては、出力端面にレーザ光に対して透明な材料を用いて形成された量子井戸構造を有する端面窓構造が有効である。端面窓構造は、量子井戸構造の活性層において不純物を拡散させることにより形成される。これは、不純物を拡散させると、活性層中の原子が固相拡散し、無秩序化する現象を利用している。 In recent years, as a light source for information processing equipment such as optical disks such as CD and DVD, a semiconductor laser device that outputs laser light having an infrared wavelength using an AlGaAs mixed crystal, or a red wavelength using an AlGaInP mixed crystal. Semiconductor laser devices that output laser light have been put into practical use. All of the semiconductor laser devices require a light output of 30 mW or more in a rewritable optical disk. In the future, in order to realize higher speed and smaller size of the semiconductor laser device, a higher light output of about 50 mW to 200 mW is required. Required. However, when increasing the output of a semiconductor laser device, there is a problem that the characteristics of the semiconductor laser deteriorate due to crystal breakage at the end face of the output light (hereinafter referred to as the output end face) in the laser resonator. This is a serious problem in semiconductor laser devices using crystals. Therefore, as a means for realizing high output, an end face window structure having a quantum well structure formed using a material transparent to laser light on the output end face is effective. The end face window structure is formed by diffusing impurities in the active layer of the quantum well structure. This utilizes the phenomenon that when the impurities are diffused, the atoms in the active layer are solid-phase diffused and disordered.
また、昨今、同一基板上に異なる波長のレーザ光源を集積させた半導体レーザ装置が強く要望されている。例えば、DVDプレーヤーやDVD―ROM装置では、CDおよびDVDディスクの両方から情報を取り出せるように、発振波長780nmと発振波長650nmの2種類のレーザ光源が必要である。しかし、2種類のレーザ光源を備えた半導体レーザ装置は、光学系の構成が複雑となっていた。したがって、同一基板上に2種類の波長のレーザ光源を集積させることができると、ピックアップの小型化が可能となるなど多大なメリットが生まれる。このような同一基板上に各種のレーザ光源を集積させた半導体レーザ装置においても、上述した半導体レーザ装置の高出力化への展開が検討されている。 Recently, there is a strong demand for a semiconductor laser device in which laser light sources having different wavelengths are integrated on the same substrate. For example, DVD players and DVD-ROM devices require two types of laser light sources with an oscillation wavelength of 780 nm and an oscillation wavelength of 650 nm so that information can be extracted from both CD and DVD discs. However, the semiconductor laser device including two types of laser light sources has a complicated optical system configuration. Therefore, if laser light sources having two types of wavelengths can be integrated on the same substrate, a great merit such as a reduction in the size of the pickup can be obtained. Even in such a semiconductor laser device in which various laser light sources are integrated on the same substrate, development of higher output of the above-described semiconductor laser device has been studied.
図7は、従来の端面窓構造を有する780nm帯の赤外波長のレーザ光を出力する半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。図7に示すように、従来の端面窓構造を有する半導体レーザ装置は、8°傾斜したn型GaAs基板101と、n型GaAs基板101上に形成されたn型AlGaInPクラッド層102と、n型AlGaInPクラッド層102上に形成された量子井戸活性層103と、量子井戸活性層103上に形成されたp型AlGaInP第1クラッド層104と、p型AlGaInP第1クラッド層104上に形成されたp型GaInPエッチング停止層105と、p型GaInPエッチング停止層105上にリッジ型に形成されたp型AlGaInP第2クラッド層106と、p型AlGaInP第2クラッド層106上に形成されたp型GaInPバンド不連続緩和層107と、p型GaInPバンド不連続緩和層107上に形成されたp型AlGaAs拡散制御膜108とを備えている。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor laser element that outputs laser light having an infrared wavelength of 780 nm band having a conventional end face window structure. As shown in FIG. 7, a conventional semiconductor laser device having an end face window structure includes an n-
さらに、従来の半導体レーザ装置は、p型GaInPエッチング停止層105の上と、p型AlGaInP第2クラッド層106、p型GaInPバンド不連続緩和層107、およびp型AlGaAs拡散制御膜108の側面上とに形成されたn型AlInP電流狭窄層109と、n型AlInP電流狭窄層109上およびp型AlGaAs拡散制御膜108上に形成されたp型GaAsコンタクト層110と、n型GaAs基板101の下に形成されたn側電極112と、p型GaAsコンタクト層110上に形成されたp型電極113とを備えている。なお、レーザの横モード制御を実現するために、p型AlGaInP第2クラッド層106のリッジは、レーザ光の光軸方向に延びるストライプ状に形成されている。
Further, the conventional semiconductor laser device includes the p-type GaInP
ところで、従来の半導体レーザ装置においては、レーザ光の出力面となる端面の近傍とこの端面に対向する端面の近傍には、不純物拡散領域111(図7においてn型GaAs基板101とは異なるハッチングがされた領域)が設けられている。具体的には、n型AlGaInPクラッド層102の上部、量子井戸活性層103、p型AlGaInP第1クラッド層104、p型GaInPエッチング停止層105、p型AlGaInP第2クラッド層106、p型GaInPバンド不連続緩和層107、およびp型AlGaAs拡散制御膜108の出力端面とこれに対向する端面の近傍部分に、Znを基板面に対して垂直な方向に固相拡散させることで、不純物拡散領域111が設けられた端面窓構造が形成されている。不純物拡散領域111内では、量子井戸活性層103の組成が無秩序化され、量子井戸活性層103を構成する井戸層と障壁層の組成が平均化されることにより、バンドギャップが不純物拡散領域111を除く領域(以下、不純物非拡散領域とする)に比べて拡大している。例えば、量子井戸活性層103から放出されるレーザ光のフォトルミネッセンス波長は、不純物非拡散領域で780nmであるのに対し、不純物拡散領域111では740nmであり、不純物拡散領域111から放出されるレーザ光は80meV程度短波長側に移動している。従って、不純物非拡散領域から放出されるレーザ光に対して、不純物拡散領域111は透明であるため、出力端面でのレーザ光の吸収が著しく抑制され、従来の半導体レーザ装置は安定した高出力動作が達成される。
今後、再生のみならず記録機能を有する48倍速対応のCD−Rや、16倍速で記録可能なDVDといった高速で書き込み可能な光ディスクシステム用の光源の需要が益々高まっていく。この場合、光源として用いられる半導体レーザ装置には、少なくとも200mW以上の高出力動作が求められる。 In the future, the demand for a light source for a high-speed writable optical disk system such as a 48-speed CD-R that has a recording function as well as a reproduction and a DVD that can be recorded at 16-times speed will increase. In this case, a semiconductor laser device used as a light source is required to have a high output operation of at least 200 mW.
このような200mW以上の高出力動作を半導体レーザ装置で行う場合には、端面窓構造を有する半導体レーザ装置であっても、動作時における消費電力の増大、および導波路中におけるレーザ光の吸収損失の増大に伴う発熱により出力端面付近の活性層のバンドギャップが縮小し、レーザ光が出力端面で吸収されてしまう問題が起こる。その結果、出力端面が破壊されるCOD(Catastrophic Optical Damage)が生じるため、半導体レーザ装置の数千時間以上の長期信頼性を保証することは難しい。 When such a high output operation of 200 mW or more is performed by a semiconductor laser device, even in a semiconductor laser device having an end face window structure, an increase in power consumption during operation and an absorption loss of laser light in the waveguide Due to the heat generated by the increase in the thickness of the active layer, the band gap of the active layer near the output end face is reduced, and the laser light is absorbed at the output end face. As a result, COD (Catastrophic Optical Damage) that destroys the output end face occurs, and it is difficult to guarantee long-term reliability of the semiconductor laser device for several thousand hours or more.
そこで、CODを引き起こすことなく高出力動作を実現するために、端面窓構造の不純物拡散領域における不純物の拡散濃度を増加させ、不純物拡散領域のバンドギャップをさらに拡大することによって出力端面での吸収をさらに低減させる方法が用いられている。しかしながら、端面窓構造の不純物の拡散濃度を増加させると、窓領域と利得領域における導波路の実効屈折率差が大きくなるために、窓領域と利得領域の境界でのレーザ光の結合ロスが大きくなってしまう。その結果、結合ロスとして放射モードに変換された光が導波モードである出力光と干渉するため、出力光の遠方放射パターン(以下、FFP(Far Field Pattern)と称す)の単峰性形状を保てなくなるという問題が生じる。 Therefore, in order to realize a high output operation without causing COD, the diffusion density of the impurity in the impurity diffusion region of the end face window structure is increased, and the band gap of the impurity diffusion region is further expanded, thereby absorbing at the output end face. Further reduction methods are used. However, increasing the diffusion concentration of impurities in the end face window structure increases the effective refractive index difference of the waveguide between the window region and the gain region, so that the coupling loss of laser light at the boundary between the window region and the gain region increases. turn into. As a result, the light converted into the radiation mode as a coupling loss interferes with the output light in the waveguide mode, so that the unimodal shape of the far radiation pattern (hereinafter referred to as FFP (Far Field Pattern)) of the output light is reduced. The problem of being unable to keep occurs.
出力光のFFPが乱れ、単峰性形状が保てなくなると、光ディスクシステムの光学系においてレンズの光利用効率が低下してしまう。さらに、DVD/CD−Rからの重要な信号であるトラッキングの安定性を大きく欠いて、ディスクからの信号の読み取りが不安定となり実用上重大な支障をきたすことになる。 If the FFP of the output light is disturbed and the unimodal shape cannot be maintained, the light utilization efficiency of the lens in the optical system of the optical disk system is lowered. Furthermore, the stability of tracking, which is an important signal from the DVD / CD-R, is largely lacking, and the reading of the signal from the disk becomes unstable, causing a serious problem in practical use.
上記の問題に鏡み、本発明は、高出力で動作を行う場合においても、CODが引き起こされることなく、さらには、出力光のFFPが良好な単峰性を示し、安定した高出力動作が可能な半導体レーザ装置を提供することを目的とする。 Reflecting the above problems, the present invention does not cause COD even when operating at high output, and furthermore, the FFP of the output light exhibits good unimodality and stable high output operation. An object of the present invention is to provide a possible semiconductor laser device.
上記目的を達成するため、本発明の半導体レーザ装置は、基板と、前記基板上に形成された第1導電型の第1のクラッド層と、前記第1のクラッド層上に形成された第1の活性層と、前記第1の活性層上に設けられ、上部に凸状の第1のリッジが形成された第2導電型の第2のクラッド層と、前記第2のクラッド層のうち前記第1のリッジの側方部分の上面および前記第1のリッジの側面上に形成された第1の電流ブロック層と、第1のレーザ光が出力される光出力端面から前記第1のリッジの長手方向の距離が第1の長さの範囲にある第1の領域において、前記第1の電流ブロック層上に形成された第2の電流ブロック層とを有する第1のレーザ素子とを備えており、前記第1の活性層のうち、前記光出力端面から前記第1のリッジの長手方向の距離が第2の長さの範囲にある第2の領域においては、不純物が導入され、組成が無秩序化された窓領域が形成されており、前記第2の領域において、前記第1の電流ブロック層は前記第1のリッジの上面上にも形成されている。 In order to achieve the above object, a semiconductor laser device of the present invention includes a substrate, a first cladding layer of a first conductivity type formed on the substrate, and a first layer formed on the first cladding layer. Active layer, a second conductivity type second clad layer provided on the first active layer and having a convex first ridge formed thereon, and the second clad layer out of the second clad layer A first current blocking layer formed on an upper surface of a side portion of the first ridge and on a side surface of the first ridge, and a light output end surface from which the first laser beam is output; A first laser element having a second current blocking layer formed on the first current blocking layer in a first region having a longitudinal distance in a first length range; A length of the first ridge from the light output end face of the first active layer. In the second region whose direction distance is in the second length range, an impurity is introduced and a window region whose composition is disordered is formed. In the second region, the first region A current blocking layer is also formed on the upper surface of the first ridge.
この構成によれば、第1の活性層に不純物が導入され、組成が無秩序された窓領域が形成されているため、高出力で動作を行う場合においても、CODが引き起こされることなく、安定した動作を行うことが可能である。さらには、第2の電流ブロック層により、窓領域と利得領域の境界で結合ロスとして放射モードに変換された光が吸収され、放射モードに変換された光が出力光と干渉するのを抑制することができるため、出力光のFFPが良好な単峰性を示し、安定した高出力動作が可能な半導体レーザ装置を実現することができる。また、窓領域において第1の電流ブロック層が設けられていることにより、該窓領域への電流の注入を阻止することができる。 According to this configuration, since the impurity is introduced into the first active layer and the window region having a disordered composition is formed, even when the operation is performed at a high output, it is stable without causing COD. It is possible to perform an operation. Further, the second current blocking layer absorbs the light converted into the radiation mode as a coupling loss at the boundary between the window region and the gain region, and suppresses the interference of the light converted into the radiation mode with the output light. Therefore, it is possible to realize a semiconductor laser device in which the FFP of the output light exhibits good unimodality and is capable of stable high output operation. In addition, since the first current blocking layer is provided in the window region, current injection into the window region can be prevented.
また、本発明の半導体レーザ装置は、前記窓領域における前記第1の活性層のエネルギーギャップが、前記第1のレーザ光のエネルギーよりも大きいことが好ましい。これにより、動作時のレーザ自身の発熱などにより、窓領域における第1の活性層のエネルギーギャップが縮小されても、窓領域は第1のレーザ光に対して透明な状態を保つことができる。その結果、光パワー密度が高い出力端面の近傍で第1のレーザ光が吸収されにくくなるため、本発明の半導体レーザ装置は、CODを生じることなく、熱飽和する光出力まで動作することが可能となる。 In the semiconductor laser device of the present invention, it is preferable that the energy gap of the first active layer in the window region is larger than the energy of the first laser beam. Thereby, even if the energy gap of the first active layer in the window region is reduced due to the heat generated by the laser itself during operation, the window region can be kept transparent with respect to the first laser beam. As a result, the first laser beam is less likely to be absorbed in the vicinity of the output end face with a high optical power density, so that the semiconductor laser device of the present invention can operate up to a light output that is thermally saturated without causing COD. It becomes.
さらに、前記第2の電流ブロック層は前記第1のレーザ光を吸収することが好ましく、前記第2の電流ブロック層のエネルギーギャップが、前記第1のレーザ光のエネルギーよりも小さいことがより好ましい。これにより、窓領域と利得領域の境界で結合ロスとして変換された放射モード光が、第2の電流ブロック層で吸収されるため、導波モードの出力光との干渉が抑制され、単峰性が良好なFFPを得ることができる。また、本発明の半導体レーザ装置では、半導体レーザの発振波長に応じて、レーザ光を吸収する光吸収性ブロック層の材料を選択することが可能となる。 Further, the second current blocking layer preferably absorbs the first laser beam, and more preferably, the energy gap of the second current blocking layer is smaller than the energy of the first laser beam. . As a result, the radiation mode light converted as a coupling loss at the boundary between the window region and the gain region is absorbed by the second current blocking layer, so that the interference with the output light in the waveguide mode is suppressed, and the single peak property Can obtain a good FFP. Further, in the semiconductor laser device of the present invention, it is possible to select a material for the light-absorbing block layer that absorbs laser light according to the oscillation wavelength of the semiconductor laser.
また、前記第1の電流ブロック層は、SiNX、SiO2、TiO2、Al2O3のいずれかの誘電体もしくは、AlInPを含んでいることが好ましい。これにより、本発明の半導体レーザ装置は、実屈折率導波機構を実現することが可能となるので、発振しきい値電流および動作電流を低減することができる。また、誘電体からなる電流ブロック層を形成する際には、従来の半導体レーザ装置に比べて結晶成長の回数を削減することができるため、本発明の半導体レーザ装置は従来の半導体レーザ装置に比べ、製造コストを低減させることができる。 The first current blocking layer preferably includes a dielectric of any one of SiN x , SiO 2 , TiO 2 , and Al 2 O 3 or AlInP. As a result, the semiconductor laser device of the present invention can realize an actual refractive index waveguide mechanism, so that the oscillation threshold current and the operating current can be reduced. Further, when forming a current blocking layer made of a dielectric, the number of crystal growths can be reduced as compared with the conventional semiconductor laser device, so that the semiconductor laser device of the present invention is compared with the conventional semiconductor laser device. Manufacturing cost can be reduced.
また、前記第1の長さをA、前記第2の長さをBとすると、A<Bであることが好ましい。この場合、第2の電流ブロック層の幅(A)をレーザ光のFFPの単峰性を維持できる範囲でなるべく小さく設定することで、第2の電流ブロック層が放射モード光以外のレーザ光を吸収し、出力を低下させるのを抑制することができる。一方、FFPの拡がり角は窓領域の幅(B)に依存するため、窓領域の幅(B)を第2の電流ブロック層(A)よりも大きな範囲で調整することで、FFPの拡がり角を所望の値に制御することが可能となる。 Moreover, it is preferable that A <B, where A is the first length and B is the second length. In this case, by setting the width (A) of the second current blocking layer as small as possible within a range in which the unimodality of the FFP of the laser beam can be maintained, the second current blocking layer can emit laser light other than radiation mode light. Absorbing and reducing output can be suppressed. On the other hand, since the spread angle of the FFP depends on the width (B) of the window region, the spread angle of the FFP is adjusted by adjusting the width (B) of the window region in a range larger than that of the second current blocking layer (A). Can be controlled to a desired value.
また、本発明の半導体レーザ装置は、前記基板上に前記第1のレーザ素子と所定の間隔をおいて形成された第1導電型の第3のクラッド層と、前記第3のクラッド層上に形成された第2の活性層と、前記第2の活性層上に設けられ、上部に凸状の第2のリッジが形成された第2導電型の第4のクラッド層と、前記第4のクラッド層のうち前記第2のリッジの側方部分の上面および前記第2のリッジの側面上に形成された第4の電流ブロック層と、第2のレーザ光が出力される光出力端面から前記第2のリッジの長手方向の距離が第5の長さの範囲にある前記第5の領域において、前記第4の電流ブロック層上に形成された第5の電流ブロック層とを有する第2のレーザ素子をさらに備えており、前記第2の活性層のうち、前記光出力端面から前記第2のリッジの長手方向の距離が第6の長さの範囲にある前記第6の領域においては、不純物が導入され、組成が無秩序化された窓領域が形成されており、前記第6の領域において、前記第4の電流ブロック層は前記第2のリッジの上面上にも形成されており、前記基板上に前記第1の半導体レーザ素子と前記第2の半導体レーザ素子とがモノリシックに集積化されていることが好ましい。 According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser device comprising: a first conductivity type third cladding layer formed on the substrate at a predetermined interval from the first laser element; and the third cladding layer. A second active layer formed; a fourth clad layer of a second conductivity type provided on the second active layer and having a convex second ridge formed thereon; and The fourth current blocking layer formed on the upper surface of the side portion of the second ridge and the side surface of the second ridge of the cladding layer, and the light output end face from which the second laser beam is output, A second current ridge having a fifth current blocking layer formed on the fourth current blocking layer in the fifth region in which a longitudinal distance of the second ridge is in a fifth length range; A laser element, and from the light output end face of the second active layer. In the sixth region in which the distance in the longitudinal direction of the second ridge is in the sixth length range, a window region in which impurities are introduced and the composition is disordered is formed. The fourth current blocking layer is also formed on the upper surface of the second ridge, and the first semiconductor laser element and the second semiconductor laser element are monolithically formed on the substrate. It is preferable that they are integrated.
この構成によると、上記の効果に加えて、1つの半導体レーザ装置に2種の半導体レーザ素子が備えられているため、各レーザ素子の波長に対応した情報記録媒体に対して、高出力動作を安定に行うことができ、さらには小型化された半導体レーザ装置を実現することができる。 According to this configuration, in addition to the above-described effects, since one semiconductor laser device is provided with two types of semiconductor laser elements, high output operation can be performed with respect to an information recording medium corresponding to the wavelength of each laser element. A semiconductor laser device that can be stably performed and further downsized can be realized.
さらに、前記第1のレーザ素子が出力する前記第1のレーザ光および前記第2のレーザ素子が出力する前記第2のレーザ光が、それぞれ赤色波長のレーザ光および赤外波長のレーザ光であることが好ましい。この場合、1つの半導体装置でCDおよびDVDに対して書き込みなどが可能な半導体レーザ装置を提供することができる。 Furthermore, the first laser beam output from the first laser element and the second laser beam output from the second laser element are respectively a red wavelength laser beam and an infrared wavelength laser beam. It is preferable. In this case, it is possible to provide a semiconductor laser device capable of writing on a CD and a DVD with one semiconductor device.
本発明の半導体レーザ装置によれば、高出力で動作を行う場合においても、CODが引き起こされることなく、出力光のFFPが良好な単峰性を示し、安定した動作が可能な半導体レーザ装置を実現することができる。 According to the semiconductor laser device of the present invention, there is provided a semiconductor laser device capable of stable operation without causing COD, exhibiting a good unimodal FFP of output light even when operating at a high output. Can be realized.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
最初に、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の構成について図1(a)〜(c)を用いて説明する。本実施形態の半導体レーザ装置は、2種類のレーザ素子を有するモノリシック2波長半導体レーザ装置である。図1(a)は、本実施形態の半導体レーザ装置の構成を示す上面図である。また、図1(b)は図1(a)に示すIb−Ib線における半導体レーザ装置の断面図であり、図1(c)は図1(a)に示すIc−Ic線における半導体レーザ装置の断面図である。 First, the configuration of the semiconductor laser device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The semiconductor laser device of this embodiment is a monolithic two-wavelength semiconductor laser device having two types of laser elements. FIG. 1A is a top view showing the configuration of the semiconductor laser device of this embodiment. 1B is a cross-sectional view of the semiconductor laser device taken along line Ib-Ib shown in FIG. 1A, and FIG. 1C is a semiconductor laser device taken along line Ic-Ic shown in FIG. FIG.
図1(a)、(b)に示すように、本実施形態の半導体レーザ装置は、(100)面から[011]方向に10°傾けた面を主面とするGaAsなどからなるn型基板10と、n型基板10上にそれぞれ形成された赤色波長のレーザ光を出力する赤色レーザ素子部20と、赤外波長のレーザ光を出力する赤外レーザ素子部30とを備えている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the semiconductor laser device according to the present embodiment is an n-type substrate made of GaAs or the like whose main surface is a surface inclined by 10 ° in the [011] direction from the (100) plane. 10, a red
赤色レーザ素子部20は、n型基板10上に形成されたGaAsなどからなる第1のn型バッファ層14と第1のn型バッファ層14上に形成されたAlGaInPなどからなる第1のn型クラッド層13と、第1のn型クラッド層13上に形成された歪量子井戸活性層12と、歪量子井戸活性層12上に設けられ、上部に凸状のリッジが形成されたAlGaInPなどからなる第1のp型クラッド層11と、第1のp型クラッド層11のうち上記リッジの上面に形成されたGaInPなどからなる第1のp型保護層15と、第1のp型保護層15上に形成されたGaAsなどからなる第1のp型コンタクト層16とを備えている。ここで、図示はしていないが、歪量子井戸活性層12では、第1のガイド層、第1のウェル層、第1のバリア層、第1のウェル層、第1のバリア層、第1のウェル層、および第2のガイド層が下から順にそれぞれ積層されている。なお、第1のガイド層、第2のガイド層、および第1のバリア層としては例えばAlGaInPが用いられ、第1のウェル層としては例えばGaInPが用いられる。
The red
さらに、赤色レーザ素子部20は、第1のp型クラッド層11の上面、第1のp型クラッド層11、第1のp型保護層15、および第1のp型コンタクト層16の側面上に誘電体からなる第1の電流ブロック層1を備えている。ここで、第1の電流ブロック層1は、レーザ光の出力面となる端面(以下、出力端面とする)の近傍に設けられた窓領域4a、4bの一部または全ての領域においては、第1のp型コンタクト層16の上面上にも形成されており(図1(c)参照)、該窓領域4a、4bへの電流の注入を阻止する。
Further, the red
そして、図1(c)に示すように、赤色レーザ素子部20は、出力端面の近傍において第1の電流ブロック層1上に形成された第1の光吸収性電流ブロック層3を備えている。ここで、第1の光吸収性電流ブロック層3に用いる材料としては、レーザ発振光を吸収する材料が好ましく、全波長の光を吸収する自然加硫シリコン系カーボンブラック吸収材料、アモルファスシリコン、GaAsのいずれかの材料であることが好ましい。
As shown in FIG. 1C, the red
一方、赤外レーザ素子部30は、n型基板10上に形成されたGaAsなどからなる第2のn型バッファ層24と、第2のn型バッファ層24上に形成されたAlGaInPなどからなる第2のn型クラッド層23と、第2のn型クラッド層23上に形成された量子井戸活性層22と、量子井戸活性層22上に設けられ、上部に凸状のリッジが形成されたAlGaInPなどからなる第2のp型クラッド層21と、第2のp型クラッド層21のうち上記リッジの上面に形成されたGaInPなどからなる第2のp型保護層25と、第2のp型保護層25上に形成されたGaAsなどからなる第2のp型コンタクト層26とを備えている。ここで、図示はしていないが、量子井戸活性層22では、第3のガイド層、第2のウェル層、第2のバリア層、第2のウェル層、第2のバリア層、第2のウェル層、および第4のガイド層が下から順にそれぞれ積層されている。なお、第3のガイド層、第4のガイド層、および第2のバリア層としては例えばAlGaAsが用いられ、第2のウェル層としては例えばGaAsが用いられる。
On the other hand, the infrared
さらに、赤外レーザ素子部30は、第2のp型クラッド層21の上面、第2のp型クラッド層21、第2のp型保護層25、および第2のp型コンタクト層26の側面上に誘電体からなる第2の電流ブロック層2を備えている。ここで、第2の電流ブロック層2は、出力端面の近傍に設けられた窓領域3a、3bの一部または全ての領域においては、第2のp型コンタクト層26の上面上にも形成されており(図1(c)参照)、該窓領域3a、3bへの電流の注入を阻止する。
Further, the infrared
そして、図1(c)に示すように、赤外レーザ素子部30は、赤色レーザ素子部20と同様に、出力端面の近傍において第2の電流ブロック層2上に形成された第2の光吸収性電流ブロック層4を備えている。ここで、第2の光吸収性電流ブロック層4に用いる材料としては、レーザ発振光を吸収する材料が好ましく、全波長の光を吸収する自然加硫シリコン系カーボンブラック吸収材料等を用いることができる。
Then, as shown in FIG. 1C, the infrared
なお、赤色レーザ素子部20および赤外レーザ素子部30にそれぞれ設けられた第1のp型クラッド層11のリッジおよび第2のp型クラッド層21のリッジは、それぞれ赤色波長のレーザ光および赤外波長のレーザ光の光軸方向に延びるストライプ状に形成されている。
The ridges of the first p-
なお、赤色レーザ素子部20および赤外レーザ素子部30の出力端面には低反射膜が、該出力端面に対向する端面には高反射膜が、それぞれコーティングされている。また、本実施形態の半導体レーザ装置は、高温動作時におけるリーク電流の増加を抑制し、動作電流密度を低減させるため、レーザ共振器の長さを1300μm以上としている。
The output end faces of the red
本実施形態の半導体レーザ装置は、図1(a)に示すように、出力端面の近傍に窓領域3a、4aを備え、該出力端面に対向する端面の近傍に窓領域3b、4bを備えた端面窓構造を有している。窓領域3a、3bでは、赤外レーザ素子部30における量子井戸活性層22に例えばZnやSiなどの不純物を拡散させることにより、量子井戸活性層22の組成が無秩序化されている。なお、量子井戸活性層22に注入された不純物は、第2のp型クラッド層21や第2のn型クラッド層23の一部まで拡散されている。同様にして、窓領域4a、4bでは、歪量子井戸活性層12の組成がZnやSiなどによる不純物拡散により無秩序化されている。なお、歪量子井戸活性層12に注入された不純物は、第1のp型クラッド層11や第1のn型クラッド層13の一部まで拡散されている。これにより、窓領域における量子井戸活性層のエネルギーギャップがレーザ光のエネルギーよりも拡大されるため、窓領域3a、3b、4a、4bはレーザ光に対して透明な状態となっている。ここで、窓領域3a、3bの出力端面からリッジの長手方向における幅をLw1、上述の第1の光吸収性電流ブロック層3および第2の光吸収性電流ブロック層4の出力端面からリッジの長手方向における幅をLw2と定義する。
As shown in FIG. 1A, the semiconductor laser device of this embodiment includes
本実施形態の半導体レーザ装置の特徴は、端面に窓領域を備えたダブルヘテロ型構造を有しており、且つ、出力端面の近傍において、第1の光吸収性電流ブロック層3および第2の光吸収性電流ブロック層4が設けられていることにある。以下、図2〜図6を用いて、この光吸収性電流ブロック層の効果について述べる。
The feature of the semiconductor laser device of this embodiment is that it has a double hetero structure having a window region on the end face, and in the vicinity of the output end face, the first light-absorbing
図2は、赤色レーザ素子部20に設けられた第1の電流ブロック層1上に第1の光吸収性電流ブロック層3が形成されていない場合において、窓領域4aの幅Lw1を変化させた際の出力光の遠方放射パターン(FFP)の測定結果を示す図である。なお、室温で5mWの出力において連続動作させた時の測定結果を示している。図2(a)〜(d)は、Lw1をそれぞれ5μm、20μm、40μm、60μmとした際の赤色レーザ素子のレーザ光のFFPを示している。図2より、Lw1が5μmの場合のみ、単峰性の良好なFFPが得られることが分かる。
FIG. 2 shows a case where the width Lw1 of the
窓領域は、活性層のエネルギーギャップがレーザ光のエネルギーよりも十分大きくなるように形成される。そのため、動作時のレーザ自身の発熱や、レーザ光の出力端面におけるオージェ再結合や、バンド内で光が吸収されるエネルギー損失による発熱により、窓領域における活性層のエネルギーギャップが縮小されても、窓領域はレーザ光に対して透明な状態を保つことができる。言い換えると、レーザ光は、窓領域における活性層のエネルギーギャップに相当する波長よりも長い波長の状態を維持することができるため、光パワー密度が高い出力端面の近傍で吸収されにくくなる。このため、窓領域が形成された半導体レーザ装置は、CODを生じることなく、熱飽和する光出力まで動作することが可能となる。 The window region is formed so that the energy gap of the active layer is sufficiently larger than the energy of the laser beam. Therefore, even if the energy gap of the active layer in the window region is reduced due to heat generation of the laser itself during operation, Auger recombination at the output end face of the laser beam, or heat generation due to energy loss in which light is absorbed in the band, The window region can be kept transparent to the laser beam. In other words, the laser light can maintain a wavelength longer than the wavelength corresponding to the energy gap of the active layer in the window region, and is thus less likely to be absorbed in the vicinity of the output end face having a high optical power density. For this reason, the semiconductor laser device in which the window region is formed can operate to a light output that is thermally saturated without generating COD.
しかしながら、窓領域における活性層のエネルギーギャップを十分に拡大させるために、活性層の不純物拡散濃度を増加させると、窓領域と利得領域における導波路の実効屈折率差が大きくなる。その結果、窓領域と利得領域の境界でのレーザ光の結合ロスが大きくなり、結合ロスとして放射モードに変換された光(以下、放射モード光とする)が発生し、該放射モード光が導波モードの出力光と干渉してしまうため、出力光のFFPは単峰性形状が保てなくなってしまう。第1の光吸収性電流ブロック層3が形成されていない赤色レーザ素子部20においても、図2に示すように、窓領域の幅Lw1が5μmと短い場合には、放射モード光は光軸と異なる方向に放射されるために、導波モードの出力光との干渉は抑制され、干渉によるFFPの乱れは生じない。しかし、Lw1が20μm以上と長くなると、放射モード光は、クラッド層を伝播して、光軸方向の成分が多くなるため、導波モードの出力光と干渉してしまい、FFPが乱れてしまう。
However, when the impurity diffusion concentration of the active layer is increased in order to sufficiently widen the energy gap of the active layer in the window region, the effective refractive index difference between the waveguides in the window region and the gain region increases. As a result, the coupling loss of the laser beam at the boundary between the window region and the gain region becomes large, and light converted into a radiation mode (hereinafter referred to as radiation mode light) is generated as the coupling loss, and the radiation mode light is guided. Since it interferes with the output light in the wave mode, the FFP of the output light cannot maintain a unimodal shape. Also in the red
ここで、単峰性が良好なFFPを実現するためには、窓領域4aの幅Lw1は短い方が良いが、Lw1が短すぎると、素子を作製する工程上のマスク合わせの精度や、へき開位置の工程上のバラツキにより、へき開で素子を分離する時に窓領域4aが消失してしまう可能性がある。従って、窓領域4aの幅Lw1としては、少なくとも素子作製プロセスによるバラツキの範囲以上の長さがある方が好ましく、さらに、CODを抑制するためには、10μm以上あることが好ましい。
Here, in order to realize FFP with good unimodality, it is preferable that the width Lw1 of the
なお、出力端面に対向する端面近傍の窓領域3b、4bの大きさは、必ずしも出力端面側の窓領域3a、4aの大きさとそれぞれ同じである必要はなく、互いに異なっていてもよい。実際、赤外レーザ素子部30における半導体レーザのビーム拡がり角度を調整し所望のFFPを得るために、窓領域3aの幅Lw1を調節するが、この場合、窓領域3aの幅Lw1と端面近傍の窓領域3bの幅(リッジの長手方向)とが異なることがある。なお、このことは赤色レーザ素子部20についても同様である。
Note that the sizes of the
次に、図3を用いて第1の光吸収性電流ブロック層3の効果を説明する。図3(a)〜(d)は、赤色レーザ素子部20に第1の光吸収性電流ブロック層3が形成されている場合における出力光のFFPの測定結果を示す図である。なお、室温で5mWの出力において連続動作させた時の測定結果を示している。図3(a)、(c)、(d)は、第1の光吸収性電流ブロック層3の幅Lw2を5μmとし、第1の電流ブロック層1の幅Lw1をそれぞれ20μm、40μm、60μmと変化させた場合のFFPの測定結果である。上述の図2(b)、(c)、(d)とそれぞれ比較すると、何れの場合も単峰性の良好なFFPが得られている。また、図3(b)は、Lw2を10μm、Lw1を20μmとした場合の結果である。この場合も、FFPは良好な単峰性を示しており、単峰性の劣化は見られない。このことから、出力端面の近傍に少なくとも幅が5μmである第1の光吸収性電流ブロック層3を備えることで、FFPの単峰性の劣化を抑えることが可能であることが分かった。これは、上述のクラッド層を伝播した放射モード光が、第1の光吸収性電流ブロック層3で吸収されるため、導波モードの出力光との干渉が抑制されるからである。
Next, the effect of the first light absorbing
第1の光吸収性電流ブロック層3の幅Lw2は、FFPの単峰性という観点からは長い方が良いが、Lw2が長くなりすぎると、導波路の損失が増大し、発振しきい電流値や動作電流値の増大を招いてしまう。このLw2の最適な範囲について、図4を用いて説明する。
The width Lw2 of the first light-absorbing
図4は、本実施形態における第1の光吸収性電流ブロック層3の幅Lw2と赤色レーザ素子部20の発振しきい電流値の関係を示した図である。なお、窓領域4aの幅Lw1は一定の20μmとし、Lw2は0μmから30μmまで変化させている。図4に示すように、Lw2が10μmを超えると、急激に発振しきい電流値が増大することが分かる。これは、第1の光吸収性電流ブロック層3がレーザ光を吸収するために、Lw2が長くなると導波路の損失が増大し、レーザ発振に必要な利得が大きくなるためである。したがって、本実施形態の半導体レーザ装置においては、Lw2は10μm以下であると好ましい。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the width Lw2 of the first light-absorbing
なお、図2、図3、および図4では、赤色レーザ素子部20における出力光のFFPや発振しきい電流値の測定結果を示したが、本実施形態の半導体レーザ装置では、赤外レーザ素子部30においても同様な結果が得られる。また、赤色レーザ素子部20に設けられた第1の光吸収性電流ブロック層3と赤外レーザ素子部30に設けられた第2の光吸収性電流ブロック層4との幅をともにLw2と上記に定義したが、各光吸収電流ブロック層の幅は互いに同一でなくてもよい。
2, 3, and 4 show the measurement results of the FFP of the output light and the oscillation threshold current value in the red
次に、本実施形態の半導体レーザ装置における電流−光出力特性を図5を用いて説明する。図5(a)、(b)は、赤色レーザ素子部20および赤外レーザ素子部30をそれぞれ室温で連続動作させた場合の電流−光出力特性を示す図である。なお、Lw1は20μm、Lw2は5μmである。図5(a)、(b)に示すように、赤色レーザ素子部20および赤外レーザ素子部30は、300mW以上の高出力においても、CODが生じることなく動作しており、線形性に優れた光出力特性を有していることが分かる。
Next, current-light output characteristics in the semiconductor laser device of this embodiment will be described with reference to FIG. 5A and 5B are diagrams showing current-light output characteristics when the red
さらに、図6は、本実施形態の半導体レーザ装置を室温で5mW、100mWでそれぞれ連続動作させた場合の赤色レーザ素子部20および赤外レーザ素子部30からの各出力光のFFPをそれぞれ示す図である。なお、Lw1は20μm、Lw2は5μmである。図6(a)、(b)に示すように、赤色レーザ素子部20および赤外レーザ素子部30からの各出力光のFFPは、いずれの動作状態においても、単峰性が良好であることが分かる。
Further, FIG. 6 is a diagram showing FFP of each output light from the red
以上のように、本実施形態の半導体レーザ装置では、端面に窓領域を備えたダブルヘテロ型構造を有し、さらに出力端面の近傍に第1の光吸収性電流ブロック層3および第2の光吸収性電流ブロック層4を備えることにより、高い光出力を実現することができ、さらには出力端面の近傍におけるレーザ光を吸収することができるため、出力光のFFPが良好な単峰性を示し、高出力な動作を行う場合でも、CODを引き起こすことなく、記録や再生を安定に行うことが可能となる。
As described above, the semiconductor laser device of the present embodiment has a double hetero structure having a window region on the end face, and further, the first light-absorbing
また、本実施形態の半導体レーザ装置は、赤色レーザ素子部20と赤外レーザ素子部30とが同一基板上に備えられたモノリシックな構造を有している。これにより、上述の効果に加えて、1つの半導体レーザ装置で、赤色レーザ素子の出力光の波長および赤外レーザ素子の出力光の波長に対応した例えばCDおよびDVDに対して記録や再生を行うことができ、さらには小型化された半導体レーザ装置を実現することができる。
Further, the semiconductor laser device of this embodiment has a monolithic structure in which the red
なお、本実施形態の半導体レーザ装置において、窓領域における歪量子井戸活性層12および量子井戸活性層22のエネルギーギャップが、赤色波長のレーザ光および赤外波長のレーザ光よりもそれぞれ大きいことが好ましい。これにより、動作時のレーザ自身の発熱などにより、窓領域における歪量子井戸活性層12および量子井戸活性層22のエネルギーギャップが縮小されても、窓領域は各レーザ光に対して透明な状態を保つことができる。その結果、光パワー密度が高い出力端面の近傍で各レーザ光が吸収されにくくなるため、本実施形態の半導体レーザ装置は、CODを生じることなく、熱飽和する光出力まで動作することが可能となる。
In the semiconductor laser device of the present embodiment, it is preferable that the energy gap between the strained quantum well
また、本実施形態の半導体レーザ装置において、第1の光吸収性電流ブロック層3および第2の光吸収性電流ブロック層4のエネルギーギャップは、レーザ光のエネルギーよりもそれぞれ小さいことが好ましい。これにより、窓領域と利得領域の境界で結合ロスとして変換された放射モード光が、光吸収性ブロック層で吸収されるため、導波モードの出力光との干渉が抑制され、単峰性が良好なFFPを得ることができる。さらに、半導体レーザ装置のレーザ光の発振波長に応じて、該レーザ光を吸収する光吸収性ブロック層の材料を選択することが可能となる。また、量子井戸活性層を構成する半導体層の組成等を調整することにより、光吸収性ブロック層におけるレーザ光の吸収量を所望の範囲に設計することが容易になる。なお、本実施形態の半導体レーザ装置では、歪量子井戸活性層12、量子井戸活性層22、各クラッド層などの半導体層として、AlInP、GaAs、AlxGa1−xN等を用いることができるが、これに限定されるものではない。
In the semiconductor laser device of the present embodiment, the energy gap between the first light-absorbing
また、本実施形態の半導体レーザ装置においては、第1の電流ブロック層1は、SiNX(窒化シリコン)、SiO2(酸化シリコン)、TiO2(酸化チタン)Al2O3(酸化アルミニウム)のいずれかの誘電体もしくは、AlInPを含んでいることが好ましい。これにより、実屈折率導波機構の半導体レーザ装置を実現することが可能となるので、しきい値電流および動作電流を低減することができる。また、誘電体からなる電流ブロック層を形成する際には、従来の半導体レーザ装置に比べて結晶成長の回数を削減することができるため、本実施形態の半導体レーザ装置は従来の半導体レーザ装置に比べ、製造コストを低減させることができる。 In the semiconductor laser device of the present embodiment, the first current blocking layer 1 is made of SiN x (silicon nitride), SiO 2 (silicon oxide), TiO 2 (titanium oxide) Al 2 O 3 (aluminum oxide). It is preferable that any dielectric or AlInP is included. As a result, a semiconductor laser device having an actual refractive index waveguide mechanism can be realized, so that the threshold current and the operating current can be reduced. Further, when forming a current blocking layer made of a dielectric, the number of crystal growths can be reduced as compared with the conventional semiconductor laser device, so the semiconductor laser device of this embodiment is different from the conventional semiconductor laser device. In comparison, the manufacturing cost can be reduced.
また、本実施形態の半導体レーザ装置においては、Lw1>Lw2であることが好ましい。この場合、レーザ光を吸収する第1の光吸収性電流ブロック層3および第2の光吸収性電流ブロック層4の幅(Lw2)をレーザ光のFFPの単峰性を維持できる範囲でなるべく小さく設定することで、各光吸収性電流ブロック層が放射モード光以外のレーザ光を吸収し、出力を低下させてしまうのを抑制することができる。一方、FFPの拡がり角は窓領域の幅Lw1に依存するため、窓領域の幅Lw1をLw2よりも大きな範囲で調整することで、FFPの拡がり角を所望の値に制御することが可能になる。
In the semiconductor laser device of this embodiment, it is preferable that Lw1> Lw2. In this case, the width (Lw2) of the first light-absorbing
なお、本実施形態の半導体レーザ装置では、基板上に2種の半導体レーザがモノリシックに集積された構成の例を挙げたが、本発明はこれに限定されることなく、赤色レーザ素子、赤外レーザ素子、あるいは青色レーザ素子など単一の波長を有する半導体レーザ素子を備えた構成であってもよい。この場合においても、高出力時にCODを生じることなく動作し、且つ単峰性の良好なFFPを示す半導体レーザ装置を実現することができる。 In the semiconductor laser device of this embodiment, an example of a configuration in which two types of semiconductor lasers are monolithically integrated on the substrate has been described. However, the present invention is not limited to this, and the red laser element, the infrared A configuration including a semiconductor laser element having a single wavelength, such as a laser element or a blue laser element, may be used. Even in this case, it is possible to realize a semiconductor laser device that operates without generating COD at high output and exhibits an FFP with good unimodality.
なお、本実施形態の半導体レーザ装置では、n型基板の上にn型クラッド層が形成され、活性層の上にp型クラッド層が形成された構造の例を挙げたが、これに限定されるものではなく、p型基板の上にp型クラッド層が形成され、活性層の上にn型クラッド層が形成された構造を用いてもよい。 In the semiconductor laser device of the present embodiment, an example of a structure in which an n-type cladding layer is formed on an n-type substrate and a p-type cladding layer is formed on an active layer has been described, but the present invention is not limited thereto. Instead, a structure in which a p-type cladding layer is formed on a p-type substrate and an n-type cladding layer is formed on an active layer may be used.
本発明の半導体レーザ装置は、例えば光ディスク装置のピックアップ用光源や、電子装置、情報処理装置などの光源として用いられる半導体レーザ装置に有用である。 The semiconductor laser device of the present invention is useful, for example, for a semiconductor laser device used as a light source for a pickup of an optical disk device, a light source of an electronic device, an information processing device, or the like.
1 第1の電流ブロック層
2 第2の電流ブロック層
3 第1の光吸収性電流ブロック層
3a、3b、4a、4b 窓領域
4 第2の光吸収性電流ブロック層
10 n型基板
11 第1のp型クラッド層
12 歪量子井戸活性層
13 第1のn型クラッド層
14 第1のn型バッファ層
15 第1のp型保護層
16 第1のp型コンタクト層
20 赤色レーザ素子部
21 第2のp型クラッド層
22 量子井戸活性層
23 第2のn型クラッド層
24 第2のn型バッファ層
25 第2のp型保護層
26 第2のp型コンタクト層
30 赤外レーザ素子部
101 n型GaAs基板
102 n型AlGaInPクラッド層
103 量子井戸活性層
104 p型AlGaInP第1クラッド層
105 p型GaInPエッチング停止層
106 p型AlGaInP第2クラッド層
107 p型GaInPバンド不連続緩和層
108 p型AlGaAs拡散制御膜
109 n型AlInP電流狭窄層
110 p型GaAsコンタクト層
111 不純物拡散領域
112 n側電極
113 p型電極
1 First current blocking layer
2 Second current blocking layer
3 1st light absorption current block layer
3a, 3b, 4a, 4b Window area
4 Second light absorbing current blocking layer
10 n-type substrate
11 First p-type cladding layer
12 Strained quantum well active layer
13 First n-type cladding layer
14 First n-type buffer layer
15 First p-type protective layer
16 First p-type contact layer
20 Red laser element
21 Second p-type cladding layer
22 Quantum well active layer
23 Second n-type cladding layer
24 Second n-type buffer layer
25 Second p-type protective layer
26 Second p-type contact layer
30 Infrared laser element
101 n-type GaAs substrate
102 n-type AlGaInP cladding layer
103 quantum well active layer
104 p-type AlGaInP first cladding layer
105 p-type GaInP etching stop layer
106 p-type AlGaInP second cladding layer
107 p-type GaInP band discontinuous relaxation layer
108 p-type AlGaAs diffusion control film
109 n-type AlInP current confinement layer
110 p-type GaAs contact layer
111 Impurity diffusion region
112 n-side electrode
113 p-type electrode
Claims (16)
前記基板上に形成された第1導電型の第1のクラッド層と、前記第1のクラッド層上に形成された第1の活性層と、前記第1の活性層上に設けられ、上部に凸状の第1のリッジが形成された第2導電型の第2のクラッド層と、前記第2のクラッド層のうち前記第1のリッジの側方部分の上面および前記第1のリッジの側面上に形成された第1の電流ブロック層と、第1のレーザ光が出力される光出力端面から前記第1のリッジの長手方向の距離が第1の長さの範囲にある第1の領域において、前記第1の電流ブロック層上に形成された第2の電流ブロック層とを有する第1のレーザ素子とを備えており、
前記第1の活性層のうち、前記光出力端面から前記第1のリッジの長手方向の距離が第2の長さの範囲にある第2の領域においては、不純物が導入され、組成が無秩序化された窓領域が形成されており、
前記第2の領域において、前記第1の電流ブロック層は前記第1のリッジの上面上にも形成されていることを特徴とする半導体レーザ装置。 A substrate,
A first conductivity type first clad layer formed on the substrate; a first active layer formed on the first clad layer; and provided on the first active layer; A second clad layer of a second conductivity type in which a convex first ridge is formed; an upper surface of a side portion of the first ridge of the second clad layer; and a side surface of the first ridge The first current blocking layer formed thereon and the first region in which the distance in the longitudinal direction of the first ridge from the light output end face from which the first laser beam is output is in the first length range And a first laser element having a second current blocking layer formed on the first current blocking layer,
In the second region of the first active layer, in which the distance in the longitudinal direction of the first ridge from the light output end face is in the second length range, impurities are introduced and the composition becomes disordered. A window region is formed,
In the second region, the first current blocking layer is also formed on the upper surface of the first ridge.
前記第1の活性層のうち、前記光出力端面に対向する端面から前記第1のリッジの長手方向の距離が第4の長さの範囲にある第4の領域においても、不純物が導入され、組成が無秩序化された窓領域が形成されており、
前記第4の領域において、前記第1の電流ブロック層は前記第1のリッジの上面上にも形成されていることを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか1つに記載の半導体レーザ装置。 In the third region in which the first laser element has a third distance in the longitudinal direction of the first ridge from an end surface facing the light output end surface, the first current blocking layer A third current blocking layer formed thereon;
Impurities are also introduced into a fourth region of the first active layer in which the distance in the longitudinal direction of the first ridge is in the fourth length range from the end surface facing the light output end surface, A window region with a disordered composition is formed,
8. The semiconductor laser according to claim 1, wherein in the fourth region, the first current blocking layer is also formed on an upper surface of the first ridge. 9. apparatus.
前記第2の活性層のうち、前記光出力端面から前記第2のリッジの長手方向の距離が第6の長さの範囲にある前記第6の領域においては、不純物が導入され、組成が無秩序化された窓領域が形成されており、
前記第6の領域において、前記第4の電流ブロック層は前記第2のリッジの上面上にも形成されており、
前記基板上に前記第1の半導体レーザ素子と前記第2の半導体レーザ素子とがモノリシックに集積化されていることを特徴とする請求項1〜9に記載の半導体レーザ装置。 A third clad layer of a first conductivity type formed on the substrate at a predetermined interval from the first laser element; a second active layer formed on the third clad layer; A fourth clad layer of a second conductivity type provided on the second active layer and having a convex second ridge formed thereon; and of the second ridge of the fourth clad layer A distance in the longitudinal direction of the second ridge from the fourth current blocking layer formed on the upper surface of the side portion and the side surface of the second ridge and the light output end surface from which the second laser light is output. A second laser element having a fifth current blocking layer formed on the fourth current blocking layer in the fifth region in a fifth length range;
Of the second active layer, impurities are introduced and the composition is disordered in the sixth region in which the distance in the longitudinal direction of the second ridge from the light output end face is in the sixth length range. Window region is formed,
In the sixth region, the fourth current blocking layer is also formed on the upper surface of the second ridge,
The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the first semiconductor laser element and the second semiconductor laser element are monolithically integrated on the substrate.
The fifth current blocking layer includes at least one of amorphous silicon and GaAs materials, or a natural vulcanized silicon-based carbon black absorbing material. The semiconductor laser device described.
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