JP2010040924A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】和波長ノイズやスペックルノイズを低減もしくはなくすることができ、高い位置精度が要求されず、しかも装置の小型化が可能な半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】励起光源として、活性層２３への電流注入によって生じる発光光を利用してレーザ発振する電流駆動型半導体レーザ２を備え、光励起レーザとして、電流駆動型半導体レーザ２から射出されたレーザ光の活性層３４への照射によって生じる発光光を利用してレーザ発振する光励起型半導体レーザ３を備える。電流駆動型半導体レーザ２の光軸ＡＸ１上であって、かつ、電流駆動型半導体レーザ２と光励起型半導体レーザ３との間には、電流駆動型半導体レーザ２から射出されたレーザ光Ｌ１の速軸方向の発散角を小さくするシリンドリカルレンズ６が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、特にディスプレイの光源として好適に適用可能な半導体レーザ装置に関する。

半導体レーザ（Laser Diode ；ＬＤ）は、他の固体レーザやガスレーザに比べて小型かつ堅牢で高効率であり、光通信、光記録、固体レーザ励起、材料加工、センサ、測定器、医療、印刷機器など様々な分野に応用されている。近年では、ＲＧＢ３原色の半導体レーザをディスプレイの光源として用いる試みがなされており、近い将来、そのようなディスプレイを実現することが期待されている。しかし、半導体レーザでは、純青色（４８０ｎｍ）から橙色（５８０ｎｍ）までの可視光範囲において実用に耐え得る特性が得られていない。

上記波長帯の発光が得られる材料としては、ＩｎＧａＮなどの窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体と、ＺｎＳｅなどのＩＩ−ＶＩ族化合物半導体がある。前者では、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が既に実用化されているが、半導体レーザは実用化されていない。これは、上記波長帯の発光を得るためにはＩｎＧａＮからなる量子井戸中のＩｎ混晶比を２０％程度にまで高める必要があるが、このとき結晶内には歪による内部電界がかかるため、量子井戸中の電子と正孔が空間的に分離してしまい、発光効率が低下するという問題がある。また、後者では、非特許文献１，２などにおいて、レーザ発振に成功したことが報告されているが、まだ実用レベルの特性が得られていない。

E.Kato et al. "Significant progress in II-ＶＩ blue-green laser diode lifetime" Electronics Letters 5th February 1998 Vol.34 No.3 p.282-284 S.Che et al. "Yellow-green ZnCdSe/BeZnTe II-ＶＩ laser diodes grown on InP substrates" Appl.Phys.Lett. 81, 972(2002)

ところで、現在、上記波長帯においては、例えば、波長８０８ｎｍの半導体レーザを励起光源とし、ＮｄをドープしたＹＡＧ結晶を励起し、ＹＡＧ結晶から出力された、波長１０６４ｎｍのレーザ光を第２高調波素子（ＳＨＧ：Second Harmonic Generation）により５３２ｎｍへ波長変換する構成が採用されている。

しかし、この方法では、和波長ノイズと呼ばれるノイズ成分の制御が難しいという問題があった。また、外部共振器ミラーを用いる必要があるので、この外部共振器ミラーを含む多くの光学部品を高い位置精度で実装することが必要となったり、装置が大型化したりしてしまうという問題があった。また、この方法では、得られるレーザ光のコヒーレンス性が極めて高く、上記構成からなる発光装置をディスプレイの光源として用いた場合には、スペックルノイズが顕著に発生するという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、和波長ノイズやスペックルノイズを低減もしくはなくすることができ、高い位置精度が要求されず、しかも装置の小型化が可能な半導体レーザ装置を提供することにある。

本発明の半導体レーザ装置は、第１活性層への電流注入によって生じる発光光を利用してレーザ発振する電流駆動型半導体レーザと、電流駆動型半導体レーザから射出されたレーザ光の第２活性層への照射によって生じる発光光を利用してレーザ発振する光励起型半導体レーザとを備えたものである。電流駆動型半導体レーザの光軸は、光励起型半導体レーザの積層面に垂直となっている。

本発明の半導体レーザ装置では、励起光源として半導体レーザが用いられ、光励起レーザとして半導体レーザが用いられる。そのため、第２高調波素子や外部共振器ミラーを用いなくても、光励起レーザから所望の波長帯のレーザ光を出力することができる。

ここで、電流駆動型半導体レーザは、第１導電型層、第１活性層および第２導電型層を順に含むと共に当該電流駆動型半導体レーザの光軸と平行な方向に対向する一対の第１端面を含む第１半導体積層構造を備え、かつ第１半導体積層構造に電流を注入する電極を備えていてもよい。また、光励起型半導体レーザは、第１クラッド層、第２活性層および第２クラッド層を電流駆動型半導体レーザ側から順に含むと共に当該光励起型半導体レーザの光軸と平行な方向に対向する一対の第２端面を有する第２半導体積層構造を備えていてもよい。

また、光励起型半導体レーザが、上記各構成に加えて、多層膜反射鏡を、第２クラッド層よりも電流駆動型半導体レーザから離れた部位に備え、さらに、電流駆動型半導体レーザが上記各構成を備えている場合には、多層膜反射鏡と、一対の第１端面のうち光励起型半導体レーザとは反対側の端面とにより共振器を構成することが可能である。このとき、一対の第１端面のうち光励起型半導体レーザ側の、電流駆動型半導体レーザから射出されたレーザ光に対する反射率は１０％以下であることが好ましい。

本発明の半導体レーザ装置によれば、励起光源として半導体レーザ用い、光励起レーザとして半導体レーザを用いるようにしたので、第２高調波素子や外部共振器ミラーを用いなくても、光励起レーザから所望の波長帯のレーザ光を出力することができる。そのため、和波長ノイズが発生する虞がなく、第２高調波素子を用いた場合よりもスペックルノイズを低減することができる。また、外部共振器ミラーを用いる必要がないことから、高い位置精度が要求されることがなく、装置を小型化することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る半導体レーザ装置１の断面構成を表すものである。図２は図１の半導体レーザ装置１のＡ−Ａ矢視方向の断面構成を、図３は図１の半導体レーザ装置１のＢ−Ｂ矢視方向の断面構成をそれぞれ表すものである。この半導体レーザ装置１は、電流駆動型半導体レーザ２と、光励起型半導体レーザ３とを備えたものである。これら電流駆動型半導体レーザ２および光励起型半導体レーザ３は、エピタキシャル成長法、例えば、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法や、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ，ＭＯＶＰＥ）法により形成されたものであり、基板の結晶と特定の結晶学的方位関係を保ちつつ結晶膜を堆積成長させたものである。

電流駆動型半導体レーザ２は、活性層２３（後述）への電流注入によって生じる発光光を利用してレーザ発振するタイプのレーザであり、サブマウント４上に例えば半田（図示せず）を介して実装されている。サブマウント４は、電流駆動型半導体レーザ２を支持すると共に電流注入によって生じる熱を外部に放散するためのものであり、例えば銅などの熱伝導性および導電性の高い材料により構成されている。このサブマウント４は、例えば、電流駆動型半導体レーザ２の電極４２（後述）と電気的に接続されており、引出電極としての役割も有している。なお、必要に応じて、サブマウント４の裏面などにペルチェ素子などを設けて電流駆動型半導体レーザ２の温度を制御することも可能である。

電流駆動型半導体レーザ２は、基板２０の一面側に、バッファ層２１、クラッド層２２、活性層２３（第１活性層）、クラッド層２４およびキャップ層２５をこの順に積層してなる積層構造２６（第１半導体積層構造）を有している。なお、本実施の形態において、バッファ層２１およびクラッド層２２が本発明の「第２導電型層」の一具体例に相当し、クラッド層２４およびキャップ層２５が本発明の「第１導電型層」の一具体例に相当する。

基板２０は、サファイア基板またはｎ型ＧａＮ基板からなる。バッファ層２１は、クラッド層２２からキャップ層２７までの各半導体層の結晶成長性を良くするために基板２０の表面に形成されたものであり、例えば厚さが２μｍのＳｉドープｎ型ＧａＮからなる。クラッド層２２は、バンドギャップが活性層２３のバンドギャップよりも大きく、かつ屈折率が活性層２３の屈折率よりも小さい窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなり、例えば厚さが１μｍのＳｉドープｎ型Ａｌ_０．７Ｇａ_０．９３Ｎからなる。

なお、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体とは、短周期型周期表における３Ｂ族元素のうちの少なくとも１つと、短周期型周期表における５Ｂ族元素のうちの少なくとも窒素（Ｎ）とを含むものを指す。また、上記した屈折率は、電流駆動型半導体レーザ２から射出されるレーザ光Ｌ１の波長帯における屈折率のことである。以下、電流駆動型半導体レーザ２を構成する各半導体層に対して示された屈折率は、全て、電流駆動型半導体レーザ２から射出されるレーザ光Ｌ１の波長帯における屈折率を指すものとする。

活性層２３は、所望の発振波長（例えば光励起型半導体レーザ３の発振波長よりも短い発振波長（例えば４４０ｎｍの発振波長）に対応したバンドギャップを有する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなり、例えば、厚さが５ｎｍのアンドープＩｎ_０．０５Ｇａ_０．９５Ｎからなるバリア層（図示せず）と、厚さが２．５ｎｍのアンドープＩｎ_０．１８Ｇａ_０．８２Ｎからなるウェル層（図示せず）とを交互に積層してなる量子井戸構造を有している。なお、活性層２３は、単層構造となっていてもよい。

活性層２３において、後述するリッジ部２７（図３参照）に対向する領域が発光領域２３Ａとなっている。この発光領域２３Ａは、対向するリッジ部２７の底部と同等の大きさのストライプ幅を有しており、リッジ部２７で狭窄された電流が注入される電流注入領域に対応している。

クラッド層２４は、バンドギャップが活性層２３のバンドギャップよりも大きく、かつ屈折率が活性層２３の屈折率よりも小さい窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなり、例えば厚さが０．５μｍのＭｇドープｐ型Ａｌ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎからなる。キャップ層２５は、後述の電極２８とオーミック接触させるためのものであり、例えば厚さが０．１μｍのＭｇドープｐ型ＧａＮからなる。

クラッド層２４の上部およびキャップ層２５には、電流駆動型半導体レーザ２の光軸ＡＸ１（図１参照）方向に延在するストライプ状のリッジ部２７（電流狭窄構造）が複数、形成されている。このリッジ部２７は、活性層２３の電流注入領域を制限するためのものであり、例えば上面の横幅が５μｍ以上３００μｍ以下の範囲内の台形状の断面形状を有している。複数のリッジ部２７は、光励起型半導体レーザ３の共振器長に合せて横一列に配列されており、光励起型半導体レーザ３のクラッド層３６側の表面に向かって、電流駆動型半導体レーザ２の光軸ＡＸ１と直交する方向（リッジ部２７の配列方向）に帯状に広がった扁平なレーザ光を射出することが可能となっている。なお、この偏平なレーザ光において、発光スポットから遠ざかるにつれて積層構造２６の積層方向の発散角がリッジ部２７の配列方向の発散角よりも大きい。例えば、積層方向の発散角の半値幅が５０°程度となっており、リッジ部２７の配列方向の発散角の半値幅が１０°程度となっている。従って、この偏平なレーザ光の速軸は積層構造２６の積層方向に対応し、この偏平なレーザ光の遅軸はリッジ部２７の配列方向に対応している。

また、この電流駆動型半導体レーザ２には、リッジ部２７の上面（キャップ層２５の上面）に電極２８が形成されており、基板２０の裏面にも電極２９が形成されている。電極２８は、例えば、パラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）をキャップ層２５上にこの順に積層したものであり、キャップ層２５と電気的に接続されている。また、電極２９は、例えば、例えば金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金，ニッケル（Ｎｉ）および金（Ａｕ）とをこの順に積層した構造を有しており、基板１０と電気的に接続されている。この電極２９は、上述したように、電流駆動型半導体レーザ２を支持するためのサブマウント４の表面に固定されている。

さらに、図２に示したように、積層構造２６の端面のうち、電流駆動型半導体レーザ２の光軸ＡＸ１と平行な方向（リッジ部２７の延在方向）に対して垂直な一対の前端面Ｓ１，後端面Ｓ２（第１端面）には、反射率を調整する膜が形成されている。具体的には、前端面Ｓ１には反射率を下げる前端面膜４１が形成されており、前端面Ｓ１側の反射率は、電流駆動型半導体レーザ２から射出されるレーザ光Ｌ１の波長帯において、例えば１０％以下となっている。一方、後端面Ｓ２には反射率を上げる後端面膜４２が形成されており、後端面Ｓ２側の反射率は、電流駆動型半導体レーザ２から射出されるレーザ光Ｌ１の波長帯において、例えば９０％以上となっている。

光励起型半導体レーザ３は、電流駆動型半導体レーザ２から射出されたレーザ光の活性層３４（後述）への照射によって生じる発光光を利用してレーザ発振するタイプのレーザあり、サブマウント５上に例えば半田（図示せず）を介して実装されている。サブマウント５は、光励起型半導体レーザ３を支持するためのものであり、例えばセラミックスなどの熱伝導性の高い材料により構成されている。なお、光励起型半導体レーザ３は電流駆動されないので、電極自体を設ける必要がない。そのため、サブマウント５自体に導電性を付与する必要はない。また、光励起型半導体レーザ３には電流注入がなされないので、光励起型半導体レーザ３を構成する半導体層に対して不純物をドープする必要もない。なお、必要に応じて不純物をドープしても構わない。

光励起型半導体レーザ３は、基板３０の一面側に、ＤＢＲ層３１（多層膜反射鏡）、クラッド層３２（第２クラッド層）、ガイド層３３、活性層３４（第２活性層）、ガイド層３５およびクラッド層３６（第１クラッド層）をこの順に積層してなる積層構造３７（第２半導体積層構造）を有している。

基板３０は、ｎ型ＩｎＰ基板またはアンドープＩｎＰ基板からなる。ＤＢＲ層３１は、電流駆動型半導体レーザ２から射出されたレーザ光を電流駆動型半導体レーザ２側に戻すための反射ミラーであり、このＤＢＲ層３１と、積層構造２６の後端面Ｓ２（後端面膜４２）とにより共振器を構成している。このＤＢＲ層３１は、高屈折率層（図示せず）と低屈折率層（図示せず）とを交互に積層して構成されたものである。高屈折率層は、電流駆動型半導体レーザ２から射出されたレーザ光に対して透明なＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなり、例えば厚さがλ／４ｎ_１（λは電流駆動型半導体レーザ２の発振波長、ｎ_１は高屈折率層の屈折率）のアンドープＢｅＺｎＴｅ（例えば波長４４０ｎｍに対して屈折率３．２）からなる。なお、ＢｅＺｎＴｅのＢｅ組成比が０．５の場合には、ＢｅＺｎＴｅはＩｎＰ基板と格子整合する。低屈折率層は、電流駆動型半導体レーザ２から射出されたレーザ光に対して透明であって、かつ高屈折率層よりも屈折率の低いＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなり、例えば厚さがλ／４ｎ_２（ｎ_２は低屈折率層の屈折率）の、アンドープＭｇＳｅ／アンドープＢｅＺｎＴｅ超格子層からなる。アンドープＭｇＳｅ／アンドープＢｅＺｎＴｅ超格子層は、例えば、厚さが２ＭＬ（原子層）のアンドープＭｇＳｅ層と、厚さが３ＭＬのアンドープＢｅＺｎＴｅ層とを交互に積層して構成されたもの（例えばＢｅ組成比が０．５のとき波長４４０ｎｍに対して屈折率２．９）である。

なお、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体とは、短周期型周期表における２Ｂ族元素のうちの少なくとも１つと、短周期型周期表における６Ｂ族元素のうちの少なくとも１つとを含むものを指す。また、上記した屈折率とは、電流駆動型半導体レーザ２から射出されるレーザ光Ｌ１の波長帯における屈折率のことである。また、以下において、光励起型半導体レーザ３を構成する各半導体層に対して示された屈折率は、何に対する屈折率であるか特に明記されていないものについては、光励起型半導体レーザ３から射出されるレーザ光Ｌ２の波長帯における屈折率を指すものとする。

クラッド層３２，３６は、バンドギャップがガイド層３３および活性層３４のバンドギャップよりも大きく、かつ屈折率がガイド層３３および活性層３４の屈折率よりも小さいＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなる。クラッド層３２は、例えば全体の厚さが１．０μｍのアンドープＭｇＳｅ／アンドープＢｅＺｎＴｅ超格子層からなり、クラッド層３６は、例えば全体の厚さが０．５μｍのアンドープＭｇＳｅ／アンドープＢｅＺｎＴｅ超格子層からなる。ここで、アンドープＭｇＳｅ／アンドープＢｅＺｎＴｅ超格子層は、例えば、厚さが４ＭＬのアンドープＭｇＳｅ層と、厚さが４ＭＬのアンドープＢｅＺｎＴｅ層とを交互に積層して構成されたもの（例えばＢｅ_０．５Ｚｎ_０．５Ｔｅのとき波長５３０ｎｍに対して屈折率２．６）である。

ガイド層３３，３５は、バンドギャップが活性層３４のバンドギャップよりも大きく、かつ屈折率が活性層３４の屈折率よりも小さいＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなり、例えば全体の厚さが５０ｎｍのアンドープＭｇＳｅ／アンドープＢｅＺｎＳｅＴｅ超格子層からなる。ここで、アンドープＭｇＳｅ／アンドープＢｅＺｎＳｅＴｅ超格子層は、例えば、厚さが２ＭＬのアンドープＭｇＳｅ層と、厚さが８ＭＬのアンドープＢｅＺｎＳｅＴｅ層とを交互に積層して構成されたもの（例えばＢｅ_０．１３Ｚｎ_０．８７Ｓｅ_０．４Ｔｅ_０．６のとき波長５３０ｎｍに対して屈折率２．８）である。

活性層３４は、所望の発振波長（例えば４８０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の発振波長）に対応したバンドギャップを有するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなり、例えば、厚さが５ｎｍのアンドープＢｅＺｎＳｅＴｅからなる。なお、活性層３４は、超格子構造となっていてもよい。活性層３４において、後述するリッジ部３８（図２参照）に対向する領域が発光領域３４Ａとなっている。この発光領域３４Ａは、対向するリッジ部３８の底部と同等の大きさのストライプ幅を有しており、励起光が照射される領域に対応している。

クラッド層３６の上部には、光励起型半導体レーザ３の光軸ＡＸ２（図１参照）方向に延在するストライプ状のリッジ部３８（リッジ構造）が１つ形成されている。このリッジ部３８は、クラッド層３６の面内であって、かつ光軸ＡＸ２と直交する方向において、活性層３４で発光した光を閉じ込めるためのものであり、例えば上面の横幅が５μｍ程度で高さが０．４μｍ程度の台形状の断面形状を有している。このリッジ部３８は、電流駆動型半導体レーザ２から射出された扁平なレーザ光の入射する帯状領域を含む領域に形成されており、リッジ部３８の上面が、電流駆動型半導体レーザ２から射出された扁平なレーザ光の入射する帯状領域に対応している。つまり、本実施の形態では、電流駆動型半導体レーザ２および光励起型半導体レーザ３は、それぞれの光軸ＡＸ１，ＡＸ２が互いに交差するように配置されている。なお、図１では、それぞれの光軸ＡＸ１，ＡＸ２が互いに直交すると共に、光軸ＡＸ１が、積層構造３７の積層方向と平行となっている場合、つまり、電流駆動型半導体レーザ２から射出されたレーザ光がリッジ部３８の上面にほぼ垂直に入射する場合が例示されている。

また、この光励起型半導体レーザ３には、積層構造３７の端面のうち、光励起型半導体レーザ３の光軸ＡＸ２と平行な方向（リッジ部３８の延在方向）に対して垂直な一対の前端面Ｓ３，後端面Ｓ４（第２端面）には、反射率を調整する膜が形成されている。具体的には、前端面Ｓ３には後端面Ｓ４よりも若干、反射率を低くする前端面膜（図示せず）が形成されており、後端面Ｓ４には反射率を上げる後端面膜（図示せず）が形成されている。

また、本実施の形態の半導体レーザ装置１では、光軸ＡＸ１上であって、かつ、電流駆動型半導体レーザ２と光励起型半導体レーザ３との間には、シリンドリカルレンズ６（光学素子、図１、図２参照）が設けられている。このシリンドリカルレンズ６は、電流駆動型半導体レーザ２から射出されたレーザ光Ｌ１の速軸方向の発散角を小さくするためのものであり、前端面膜４１に近接して配置されている。シリンドリカルレンズ６と前端面膜４１との距離Ｄ１は、例えば１０μｍ程度であり、シリンドリカルレンズ６とリッジ部３８の上面との距離Ｄ２は、例えば１ｍｍ程度である。シリンドリカルレンズ６は、外部共振器ミラーを設置する際に求められるような高度の位置精度が求められるものではなく、そのため、距離Ｄ１，Ｄ２は、比較的、光学的な余裕度を有している。

次に、本実施の形態の半導体レーザ装置１の作用および効果について説明する。

この半導体レーザ装置１では、電流駆動型半導体レーザ２において、電極２８と電極２９との間に所定の電位差の電圧が印加されると、リッジ部２７により電流狭窄された電流が電流注入領域（発光領域２３Ａ）に注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光は、電流駆動型半導体レーザ２の前端面Ｓ１側の反射率は極めて低く（例えば１０％以下）に抑えられていることから、前端面Ｓ１および前端面膜４１を透過し、シリンドリカルレンズ６で集光されたのち、光励起型半導体レーザ３のリッジ部３８の上面に入射する。リッジ部３８の上面に入射した光は、ＤＢＲ層３１で反射され、シリンドリカルレンズ６を介して、電流駆動型半導体レーザ２に戻り、後端面膜４２で再度、反射される。その結果、ＤＢＲ層３１と積層構造２６の後端面Ｓ２（後端面膜４２）とにより共振器が構成され、所定の波長（例えば４４０ｎｍ）でレーザ発振を生じ、レーザ光Ｌ１がシリンドリカルレンズ６を介して光励起型半導体レーザ３に入射する。光励起型半導体レーザ３に入射したレーザ光Ｌ１は、光励起型半導体レーザ３の活性層３４を励起し、これにより活性層３４のバンドギャップエネルギーに対応する波長の光が生じる。この光は、一対の反射鏡膜（前端面膜，後端面膜）により反射され、所定の波長（例えば５３０ｎｍ）でレーザ発振を生じ、レーザ光Ｌ２が前端面Ｄ３側から外部に出力される。

このように、本実施の形態では、励起光源として電流駆動型半導体レーザ２が用いられ、光励起レーザとして光励起型半導体レーザ３が用いられる。これにより、第２高調波素子や外部共振器ミラーを用いなくても、光励起型半導体レーザ３から所望の波長帯のレーザ光を出力することができるので、和波長ノイズが発生する虞がなく、第２高調波素子を用いた場合よりもスペックルノイズを低減することができる。また、外部共振器ミラーを用いる必要がないことから、高い位置精度が要求されることがなく、装置を小型化することができる。

また、本実施の形態では、ＤＢＲ層３１と積層構造２６の後端面Ｓ２（後端面膜４２）とにより共振器が構成されている。例えば、ＤＢＲ層３１の高屈折率層を厚さ３４．６ｎｍのアンドープＢｅＺｎＴｅとし、ＤＢＲ層３１の低屈折率層を、厚さ２ＭＬのアンドープＭｇＳｅおよび厚さ３ＭＬのアンドープＢｅＺｎＴｅを１０ペア積層した、厚さ３８．８ｎｍのアンドープＭｇＳｅ／アンドープＢｅＺｎＴｅ超格子層とした場合には、図４の示したように、波長４５０ｎｍに対して９５％の反射率が得られる。従って、電流駆動型半導体レーザ２から射出された光が光励起型半導体レーザ３を透過して散失することがほとんどなく、効率よく光励起を行うことができる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。

例えば、上記実施の形態では、シリンドリカルレンズ６を用いていたが、省略することも可能である。また、上記実施の形態では、光励起型半導体レーザ３において、リッジ部３８を設けていたが、これについても省略することが可能である。

また、上記実施の形態において、光励起型半導体レーザ３、電流駆動型半導体レーザ２およびシリンドリカルレンズ６のそれぞれの位置は、光励起型半導体レーザ３から射出されるレーザ光Ｌ２の出力の大きさをモニターすることにより決定可能であるが、例えば、あらかじめ用意された筐体に、光励起型半導体レーザ３、電流駆動型半導体レーザ２およびシリンドリカルレンズ６を嵌め込むことにより決定することも可能である。

本発明の一実施の形態に係る半導体レーザ装置の概略構成図である。 図１の半導体レーザ装置のＡ−Ａ矢視方向の断面構成図である。 図１の半導体レーザ装置のＢ−Ｂ矢視方向の断面構成図である。 光励起型半導体レーザ内のＤＢＲ層の反射率の波長依存性について表す特性図である。

符号の説明

１…半導体レーザ装置、２…電流駆動型半導体レーザ、３…光励起型半導体レーザ、４，５…サブマウント、６…シリンドリカルレンズ、２０，３０…基板、２１…バッファ層、２２，２４，３２，３６…クラッド層、２３，３４…活性層、２３Ａ，３４Ａ…発光領域、２５…キャップ層、２６，３７…積層構造、２７，３８…リッジ部、２８，２９…電極、３１…ＤＢＲ層、３３，３５…ガイド層、４１…前端面膜、４２…後端面膜、Ｓ１，Ｓ３…前端面、ＡＸ１，ＡＸ２…光軸、Ｓ２，Ｓ４…後端面、Ｌ１，Ｌ２…レーザ光。

Claims (9)

1. 第１活性層への電流注入によって生じる発光光を利用してレーザ発振する電流駆動型半導体レーザと、
   前記電流駆動型半導体レーザから射出されたレーザ光の第２活性層への照射によって生じる発光光を利用してレーザ発振する光励起型半導体レーザと
   を備え、
   前記電流駆動型半導体レーザは、第１導電型層、前記第１活性層および第２導電型層を順に含むと共に当該電流駆動型半導体レーザの光軸と平行な方向に対向する一対の第１端面を含む第１半導体積層構造と、前記第１半導体積層構造に電流を注入する電極とを有し、
   前記光励起型半導体レーザは、第１クラッド層、前記第２活性層、第２クラッド層および多層膜反射鏡を前記電流駆動型半導体レーザ側から順に含むと共に、当該光励起型半導体レーザの光軸と平行な方向に対向する一対の第２端面を含む第２半導体積層構造を有し、
   前記電流駆動型半導体レーザの光軸が、前記光励起型半導体レーザの積層面に垂直となっており、
   前記多層膜反射鏡と、前記一対の第１端面のうち前記光励起型半導体レーザとは反対側の端面とにより共振器が構成されている半導体レーザ装置。
2. 前記第１活性層は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料からなり、前記光励起型半導体レーザの発振波長よりも小さな発振波長のレーザ光を射出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
3. 前記電流駆動型半導体レーザは、第１導電型層、前記第１活性層および第２導電型層を順に含むと共に当該電流駆動型半導体レーザの光軸と平行な方向に対向する一対の端面を含む第１半導体積層構造と、前記第１半導体積層構造に電流を注入する電極とを有する請求項１に記載の半導体レーザ装置。
4. 前記第１導電型層および前記第２導電型層のいずれか一方は、前記電流駆動型半導体レーザの光軸と平行な方向に延在すると共に前記電流駆動型半導体レーザの光軸と直交する方向に並列配置された複数の電流狭窄構造を含む請求項３に記載の半導体レーザ装置。
5. 前記第２活性層は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料からなり、４８０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の範囲内の発振波長の光を射出する請求項１に記載の半導体レーザ装置。
6. 前記光励起型半導体レーザは、第１クラッド層、前記第２活性層および第２クラッド層を前記電流駆動型半導体レーザ側から順に含むと共に、当該光励起型半導体レーザの光軸と平行な方向に対向する一対の端面を含む第２半導体積層構造を有する請求項１に記載の半導体レーザ装置。
7. 前記光励起型半導体レーザは、前記電流駆動型半導体レーザから射出されたレーザ光の入射する領域にリッジ構造を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
8. 前記一対の第１端面のうち前記光励起型半導体レーザ側の、前記電流駆動型半導体レーザから射出されたレーザ光に対する反射率は１０％以下である請求項１に記載の半導体レーザ装置。
9. 前記電流駆動型半導体レーザの光軸上であって、かつ前記電流駆動型半導体レーザと前記光励起型半導体レーザとの間に、前記電流駆動型半導体レーザから射出された光の速軸方向の発散角を小さくする光学素子を備える請求項１に記載の半導体レーザ装置。

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