JP2020167214A - 半導体レーザーおよび原子発振器 - Google Patents

半導体レーザーおよび原子発振器 Download PDF

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純一 岡本
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崇 宮田
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崇 宮田
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Abstract

【課題】第６部分に生じる応力を低減させることができる半導体レーザーを提供する。【解決手段】第１ミラー層と、第２ミラー層と、活性層と、電流狭窄層と、複数の第１酸化層を含む第１領域と、複数の第２酸化層を含む第２領域と、を含み、積層体は、平面視において、第１領域および第２領域を有する第１部分２ａと、第１領域および第２領域を有する第２部分２ｂと、第１部分と第２部分との間に配置され、活性層で発生した光を共振させる第３部分２ｃと、を有し、第３部分は、第１領域および第２領域を有する第４部分２ｄと、第１領域および第２領域を有する第５部分２ｅと、平面視において、第４部分と第５部分との間に配置され、第１部分と第２部分とに挟まれた第６部分２ｆと、を有し、第４部分には、第１溝９０が設けられ、第５部分には、第２溝９２が設けられている、半導体レーザー。【選択図】図３

Description

本発明は、半導体レーザーおよび原子発振器に関する。
面発光型半導体レーザーは、例えば、量子干渉効果のひとつであるＣＰＴ（Coherent Population Trapping）を利用した原子発振器の光源として用いられる。このような半導体レーザーは、２つのミラー層と、２つのミラー層の間に配置された活性層と、を有している。さらに、半導体レーザーは、活性層に注入される電流が活性層の面内に広がることを防ぐための電流狭窄層を有している。
このような半導体レーザーとして、例えば、特許文献１には、ｎ型のＧａＡｓ基板上に、ｎ型のＡｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ層およびｎ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層との４０．５ペアからなる第１ミラー層、活性層、およびｐ型のＡｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ層およびｐ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層の２０ペアからなる第２ミラーの積層構造を備えている半導体レーザーが開示されている。
特許文献１では、第２ミラーの一層を、Ａｌの組成比が大きい層に変えて、当該層を側面から酸化することにより、電流狭窄層を形成している。電流狭窄層を形成する際に、第１ミラーおよび第２ミラーを構成するＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層も酸化されて酸化領域が形成される。
特開２０１５−１１９１３８号公報
酸化領域は、Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層のヒ素が酸素に置き換わって形成されるが、その際に体積が収縮する。そのため、酸化領域によって共振部に応力が生じる。この応力によって共振部に欠陥が生じると、半導体レーザーの特性が変化してしまう。
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
本適用例に係る半導体レーザーは、第１ミラー層と、第２ミラー層と、前記第１ミラー層と前記第２ミラー層との間に配置された活性層と、前記第１ミラー層と前記第２ミラー層との間に配置された電流狭窄層と、前記第１ミラー層と連続して設けられ、複数の第１酸化層を含む第１領域と、前記第２ミラー層と連続して設けられ、複数の第２酸化層を含む第２領域と、を含み、前記第１ミラー層、前記第２ミラー層、前記活性層、前記電流狭窄層、前記第１領域、および前記第２領域は、積層体を構成し、前記積層体は、平面視において、前記第１領域および前記第２領域を有する第１部分と、前記第１領域および前記第２領域を有する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に配置され、前記活性層で発生した光を共振させる第３部分と、を有し、前記第３部分は、前記第１領域および前記第２領域を有する第４部分と、前記第１領域および前記第２領域を有する第５部分と、平面視において、前記第４部分と前記第５部分との間に配置され、前記第１部分と前記第２部分とに挟まれた第６部分と、を有し、前記第４部分には、第１溝が設けられ、前記
第５部分には、第２溝が設けられている。
本適用例に係る半導体レーザーにおいて、前記第１溝は、平面視において、前記第４部分の外縁に沿って設けられ、前記第２溝は、平面視において、前記第５部分の外縁に沿って設けられていてもよい。
本適用例に係る半導体レーザーにおいて、前記第１溝は、第３溝と、前記第３溝と離間した第４溝と、を含み、前記第２溝は、第５溝と、前記第５溝と離間した第６溝と、を含んでもよい。
本適用例に係る半導体レーザーにおいて、前記第１溝の一端および他端は、前記第６部分に位置し、前記第２溝の一端および他端は、前記第６部分に位置していてもよい。
本適用例に係る半導体レーザーにおいて、前記第１溝および前記第２溝は、前記第６部分に設けられていなくてもよい。
本適用例に係る半導体レーザーにおいて、前記第１溝の深さおよび前記第２溝の深さは、前記積層体の厚さ以上であってもよい。
本適用例に係る半導体レーザーにおいて、前記第４部分および前記第５部分に配置された樹脂層を含んでもよい。
本適用例に係る原子発振器は、半導体レーザーと、前記半導体レーザーから出射された光が照射される、アルカリ金属原子が収容された原子セルと、前記原子セルを透過した光の強度を検出して、検出信号を出力する受光素子と、を含み、前記半導体レーザーは、 第１ミラー層と、第２ミラー層と、前記第１ミラー層と前記第２ミラー層との間に配置された活性層と、前記第１ミラー層と前記第２ミラー層との間に配置された電流狭窄層と、前記第１ミラー層と連続して設けられ、複数の第１酸化層を含む第１領域と、前記第２ミラー層と連続して設けられ、複数の第２酸化層を含む第２領域と、を含み、前記第１ミラー層、前記第２ミラー層、前記活性層、前記電流狭窄層、前記第１領域、および前記第２領域は、積層体を構成し、前記積層体は、平面視において、前記第１領域および前記第２領域を有する第１部分と、前記第１領域および前記第２領域を有する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に配置され、前記活性層で発生した光を共振させる第３部分と、を有し、前記第３部分は、前記第１領域および前記第２領域を有する第４部分と、前記第１領域および前記第２領域を有する第５部分と、平面視において、前記第４部分と前記第５部分との間に配置され、前記第１部分と前記第２部分とに挟まれた第６部分と、を有し、前記第４部分には、第１溝が設けられ、前記第５部分には、第２溝が設けられている。
第１実施形態に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。 第１実施形態に係る半導体レーザーを模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。 第１実施形態に係る半導体レーザーを模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図。 第１実施形態の第１変形例に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。 第１実施形態の第２変形例に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。 第１実施形態の第３変形例に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。 第１実施形態の第３変形例に係る半導体レーザーを模式的に示す断面図。 第１実施形態の第４変形例に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。 第２実施形態に係る原子発振器の構成を示す図。 第３実施形態に係る周波数信号生成システムの一例を説明するための図。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
１． 第１実施形態
１．１． 半導体レーザー
まず、第１実施形態に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る半導体レーザー１００を模式的に示す平面図である。図２は、第１実施形態に係る半導体レーザー１００を模式的に示す図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、第１実施形態に係る半導体レーザー１００を模式的に示す平面図である。図４は、第１実施形態に係る半導体レーザー１００を模式的に示す図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
なお、便宜上、図２では、積層体２を簡略化して図示している。また、図３では、半導体レーザー１００の積層体２以外の部材の図示を省略している。また、図１〜図４では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。また、本明細書においては、半導体レーザー１００における位置関係を、相対的に第２電極８２側を上、基板１０側を下として説明する。
半導体レーザー１００は、例えば、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ：Vertical
Cavity Surface Emitting Laser）である。半導体レーザー１００は、図１〜図４に示すように、基板１０と、第１ミラー層２０と、活性層３０と、第２ミラー層４０と、電流狭窄層４２と、コンタクト層５０と、第１領域６０と、第２領域６２と、樹脂層７０と、第１電極８０と、第２電極８２と、を含む。
基板１０は、例えば、第１導電型のＧａＡｓ基板である。第１導電型は、例えば、ｎ型である。
第１ミラー層２０は、基板１０上に配置されている。第１ミラー層２０は、活性層３０に対して基板１０側に配置されている。第１ミラー層２０は、基板１０と活性層３０との間に配置されている。第１ミラー層２０は、例えば、ｎ型の半導体層である。第１ミラー層２０は、分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）ミラーである。第１ミラー層２０は、図４に示すように、高屈折率層２４と低屈折率層２６とが交互に積層されて構成されている。高屈折率層２４は、例えば、シリコンがドープされたｎ型のＡｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ層である。低屈折率層２６は、例えば、シリコンがドープされたｎ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層である。高屈折率層２４と低屈折率層２６との積層数は、例えば、１０ペア以上５０ペア以下である。
活性層３０は、第１ミラー層２０上に配置されている。活性層３０は、第１ミラー層２０と第２ミラー層４０との間に配置されている。活性層３０は、例えば、ｉ型のＩｎ０．０６Ｇａ０．９４Ａｓ層とｉ型のＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ層とから構成される量子井戸
構造を３層重ねた多重量子井戸（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）構造を有している。
第２ミラー層４０は、活性層３０上に配置されている。第２ミラー層４０は、活性層３０に対して基板１０側とは反対側に配置されている。第２ミラー層４０は、活性層３０とコンタクト層５０との間に配置されている。第２ミラー層４０は、例えば、第２導電型の半導体層である。第２導電型は、例えば、ｐ型である。第２ミラー層４０は、分布ブラッグ反射型ミラーである。第２ミラー層４０は、高屈折率層４４と低屈折率層４６とが交互に積層されて構成されている。高屈折率層４４は、例えば、炭素がドープされたｐ型のＡｌ０．１２Ｇａ０．８８Ａｓ層である。低屈折率層４６は、例えば、炭素がドープされたｐ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層である。高屈折率層４４と低屈折率層４６との積層数は、例えば、３ペア以上４０ペア以下である。
第２ミラー層４０、活性層３０、および第１ミラー層２０は、垂直共振器型のｐｉｎダイオードを構成している。第１電極８０と第２電極８２との間にｐｉｎダイオードの順方向の電圧を印加すると、活性層３０において電子と正孔との再結合が起こり、発光が生じる。活性層３０で生じた光は、第１ミラー層２０と第２ミラー層４０との間を多重反射し、その際に誘導放出が起こって、強度が増幅される。そして、光利得が光損失を上回ると、レーザー発振が起こり、コンタクト層５０の上面から、レーザー光が出射される。
電流狭窄層４２は、第１ミラー層２０と第２ミラー層４０との間に配置されている。電流狭窄層４２は、活性層３０と第２ミラー層４０との間に配置されている。電流狭窄層４２は、例えば、活性層３０上に配置されてもよいし、第２ミラー層４０の内部に配置されてもよい。電流狭窄層４２は、例えば、ｘ≧０．９５とした場合に、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層が酸化された層である。電流狭窄層４２には、電流の経路となる開口部４３が設けられている。電流狭窄層４２によって、活性層３０に注入される電流が活性層３０の面内に広がることを防ぐことができる。
コンタクト層５０は、第２ミラー層４０上に配置されている。コンタクト層５０は、ｐ型の半導体層である。具体的には、コンタクト層５０は、炭素がドープされたｐ型のＧａＡｓ層である。
第１領域６０は、図４に示すように、積層体２を構成する第１ミラー層２０の側方に設けられている。第１領域６０は、第１ミラー層２０と連続して設けられた、複数の第１酸化層６を含む。具体的には、第１領域６０は、第１ミラー層２０を構成している低屈折率層２６と連続する層が酸化された第１酸化層６と、第１ミラー層２０を構成している高屈折率層２４と連続する層４と、が交互に積層されて構成されている。
第２領域６２は、積層体２を構成する第２ミラー層４０の側方に設けられている。第２領域６２は、第２ミラー層４０と連続して設けられた、複数の第２酸化層１６を含む。具体的には、第２領域６２は、第２ミラー層４０を構成している低屈折率層４６と連続する層が酸化された第２酸化層１６と、第２ミラー層４０を構成している高屈折率層４４と連続する層１４と、が交互に積層されて構成されている。
第１領域６０および第２領域６２は、酸化領域８を構成している。酸化領域８は、図３に示すように、積層体２の外縁に沿って設けられている。図４に示すように、酸化領域８の上面６３は、第２ミラー層４０の上面４８に対して傾斜している。
第１ミラー層２０の一部、活性層３０、第２ミラー層４０、電流狭窄層４２、コンタクト層５０、第１領域６０、および第２領域６２は、積層体２を構成している。図２に示すように、積層体２は、柱状である。積層体２は、第１ミラー層２０上に配置され、第１ミ
ラー層２０から上方に突出している。積層体２は、樹脂層７０によって囲まれている。
積層体２は、図３に示すように、平面視において、第１部分２ａと、第２部分２ｂと、第３部分２ｃと、を有している。なお、平面視とは、基板１０に垂直な軸に沿って見ることをいい、図示の例では、Ｚ軸に沿って見ることをいう。また、Ｚ軸は、基板１０に垂直な軸であり、Ｘ軸およびＹ軸は、Ｚ軸に垂直、かつ、互いに垂直な軸である。
図示の例では、第１部分２ａ、第２部分２ｂ、および第３部分２ｃは、平面視において、Ｙ軸に沿って配置されている。第３部分２ｃは、第１部分２ａと第２部分２ｂとの間に配置されている。第１部分２ａは、第３部分２ｃからＹ軸に沿って一方側に突出している。第２部分２ｂは、第３部分２ｃからＹ軸に沿って他方側に突出している。第１部分２ａおよび第２部分２ｂは、平面視において、例えば、同じ形状を有している。
第１部分２ａは、第３部分２ｃに接続されている。第２部分２ｂは、第３部分２ｃに接続されている。すなわち、第１部分２ａ、第２部分２ｂ、および第３部分２ｃは、一体に設けられている。第１部分２ａは、第１領域６０および第２領域６２を有している。第２部分２ｂは、第１領域６０および第２領域６２を有している。
第３部分２ｃは、図２および図３に示すように、平面視において、第４部分２ｄと、第５部分２ｅと、第６部分２ｆと、を有している。
第４部分２ｄは、第１領域６０および第２領域６２を有している。第４部分２ｄは、平面視において、例えば、円弧状の外縁３ｄを有している。
第５部分２ｅは、第１領域６０および第２領域６２を有している。第５部分２ｅは、第４部分２ｄと離間されている。第５部分２ｅは、平面視において、例えば、円弧状の外縁３ｅを有している。
第６部分２ｆは、平面視において、第４部分２ｄと第５部分２ｅとの間に配置されている。第６部分２ｆは、平面視において、第１部分２ａと第２部分２ｂとに挟まれている。すなわち、第６部分２ｆは、第１部分２ａの対向する２つの外縁のうち一方側の外縁と第２部分２ｂの対向する２つの外縁のうち一方側の外縁とを結ぶ、Ｙ軸に沿った第１仮想直線Ｖ１と、第１部分２ａの対向する２つの外縁のうち他方側の外縁と第２部分２ｂの対向する２つの外縁のうち他方側の外縁とを結ぶ、Ｙ軸に沿った第２仮想直線Ｖ２と、に挟まれた部分である。図示の例では、第６部分２ｆのＸ軸に沿った最大の幅は、第１部分２ａのＸ軸に沿った最大の幅、および第２部分２ｂのＸ軸に沿った最大の幅と同じである。第６部分２ｆは、第１部分２ａ、第２部分２ｂ、第４部分２ｄ、および第５部分２ｅに接続されている。
第４部分２ｄには、第１溝９０が設けられている。第１溝９０は、平面視において、第４部分２ｄの外縁３ｄに沿って設けられている。第１溝９０の一端９０ａおよび他端９０ｂは、第６部分２ｆに位置している。すなわち、第１溝９０は、第６部分２ｆにも設けられている。図示の例では、第１溝９０は、第６部分２ｆに位置する一端９０ａから他端９０ｂまで、外縁３ｄに沿って設けられている。第１部分２ａと第６部分２ｆとは、第１溝９０によって分断されていない。第２部分２ｂと第６部分２ｆとは、第１溝９０によって分断されていない。図示の例では、第１溝９０は、酸化領域８と離間されている。
第５部分２ｅには、第２溝９２が設けられている。第２溝９２は、平面視において、第５部分２ｅの外縁３ｅに沿って設けられている。第２溝９２の一端９２ａおよび他端９２ｂは、第６部分２ｆに位置している。すなわち、第２溝９２は、第６部分２ｆにも設けら
れている。図示の例では、第２溝９２は、第６部分２ｆに位置する一端９２ａから他端９２ｂまで、外縁３ｅに沿って設けられている。第１部分２ａと第６部分２ｆとは、第２溝９２によって分断されていない。第２部分２ｂと第６部分２ｆとは、第２溝９２によって分断されていない。第２溝９２は、第１溝９０と離間されている。図示の例では、第２溝９２は、酸化領域８と離間されている。
第３部分２ｃは、活性層３０で発生した光を共振させる。すなわち、第３部分２ｃでは、共振器が形成される。例えば、平面視において、第３部分２ｃの第１溝９０および第２溝９２よりも内側の部分では、共振器が形成される。第３部分２ｃの平面形状は、例えば、円である。積層体２は、平面視において、例えば、開口部４３の中心を通りＸ軸に平行な仮想直線に関して対称である。積層体２は、平面視において、例えば、開口部４３の中心を通りＹ軸に平行な仮想直線に関して対称である。
図２に示すように、第１溝９０の深さＨ１および第２溝９２の深さＨ２は、積層体２の厚さＴ以上である。図示の例では、深さＨ１，Ｈ２および厚さＴは、互いに同じである。図示はしないが、深さＨ１，Ｈ２は、厚さＴより大きくてもよい。深さＨ１は、第１溝９０のＺ軸に沿った大きさである。深さＨ２は、第２溝９２のＺ軸に沿った大きさである。厚さＴは、積層体２のＺ軸に沿った大きさである。深さＨ１，Ｈ２および厚さＴの始点は、いずれも、コンタクト層５０の表面である。第１溝９０および第２溝９２は、第１ミラー層２０に到達している。図示の例では、第１溝９０および第２溝９２には、樹脂層７０が充填されている。
半導体レーザー１００では、第１部分２ａおよび第２部分２ｂによって、活性層３０に歪みを付与することができる。第１部分２ａおよび第２部分２ｂが活性層３０に歪みを付与することによって、活性層３０には所定の方向に応力が生じる。具体的には、活性層３０には、引っ張り応力が生じる。この結果、共振器を構成する第３部分２ｃは、光学的に等方的でなくなり、活性層３０で発生する光が偏光する。よって、活性層３０で発生する光の偏光を安定させることができる。ここで、光を偏光させるとは、光の電場の振動方向を一定にすることをいう。
樹脂層７０は、図２に示すように、積層体２の少なくとも側面に配置されている。図１に示す例では、樹脂層７０は、第１部分２ａおよび第２部分２ｂを覆っている。図２に示す例では、樹脂層７０は、第４部分２ｄの側面および第５部分２ｅの側面に配置されている。樹脂層７０の材質は、例えば、ポリイミドである。ポリイミドは、硬化収縮により、６０％〜７０％程度体積が収縮するため、第１部分２ａおよび第２部分２ｂによって第３部分２ｃに生じる引っ張り応力を助長することができる。
第１電極８０は、第１ミラー層２０上に配置されている。第１電極８０は、第１ミラー層２０とオーミックコンタクトしている。第１電極８０は、第１ミラー層２０と電気的に接続されている。第１電極８０としては、例えば、第１ミラー層２０側から、Ｃｒ層、Ｐｔ層、Ｔｉ層、Ｐｔ層、Ａｕ層の順序で積層したものを用いる。第１電極８０は、活性層３０に電流を注入するための一方の電極である。なお、図示はしないが、第１電極８０は、基板１０の下面に設けられていてもよい。
第２電極８２は、コンタクト層５０上に配置されている。第２電極８２は、コンタクト層５０とオーミックコンタクトしている。図示の例では、第２電極８２は、さらに樹脂層７０上に配置されている。第２電極８２は、コンタクト層５０を介して、第２ミラー層４０と電気的に接続されている。第２電極８２は、平面視において、第４部分２ｄの第１溝９０よりも外側の部分５ｄ、および第５部分２ｅの第２溝９２よりも外側の部分５ｅと重なっている。第２電極８２としては、例えば、コンタクト層５０側から、Ｃｒ層、Ｐｔ層
、Ｔｉ層、Ｐｔ層、Ａｕ層の順序で積層したものを用いる。第２電極８２は、活性層３０に電流を注入するための他方の電極である。
第２電極８２は、図１に示すように、パッド８４と電気的に接続されている。図示の例では、第２電極８２は、引き出し配線８６を介して、パッド８４と電気的に接続されている。パッド８４および引き出し配線８６は、樹脂層７０上に設けられている。パッド８４および引き出し配線８６の材質は、例えば、第２電極８２の材質と同じである。
なお、上記では、ＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザーについて説明したが、本発明に係る半導体レーザーは、発振波長に応じて、例えば、ＧａＩｎＰ系、ＺｎＳＳｅ系、ＩｎＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＩｎＮＡｓ系、ＧａＡｓＳｂ系の半導体材料を用いてもよい。
１．２． 半導体レーザーの製造方法
次に、第１実施形態に係る半導体レーザー１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図５〜図９は、第１実施形態に係る半導体レーザー１００の製造工程を模式的に示す断面図である。
図５に示すように、基板１０上に、第１ミラー層２０、活性層３０、酸化されて電流狭窄層４２となる被酸化層４２ａ、第２ミラー層４０、およびコンタクト層５０を、エピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法が挙げられる。
図６に示すように、コンタクト層５０、第２ミラー層４０、被酸化層４２ａ、活性層３０、および第１ミラー層２０をパターニングして、積層体２を形成する。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって行われる。
図７に示すように、被酸化層４２ａを酸化して、電流狭窄層４２を形成する。被酸化層４２ａは、例えば、ｘ≧０．９５とした場合、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層である。例えば、４００℃程度の水蒸気雰囲気中に、積層体２が設けられた基板１０を投入することにより、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層を側面から酸化して、電流狭窄層４２を形成する。
被酸化層４２ａを酸化して電流狭窄層４２を形成する酸化工程において、第１ミラー層２０を構成するＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層のヒ素が酸素に置き換わり、図４に示すように、第１酸化層６が形成される。この結果、第１領域６０が形成される。同様に、第２ミラー層４０を構成するＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層のヒ素が酸素に置き換わり、図４に示すように、第２酸化層１６が形成される。この結果、第２領域６２が形成される。
第１領域６０および第２領域６２は、ヒ素が酸素に置き換わることによって、体積が減少する。これにより、第２領域６２の上面６３が傾斜する。具体的には、第１領域６０および第２領域６２は、ヒ素が酸素に置き換わることによって、強い電気陰性度のために格子間距離の縮小が起こり、約３０％体積が減少する。なお、便宜上、図７〜図９では、第１領域６０および第２領域６２を簡略化して図示している。
図８に示すように、積層体２をパターニングして、第１溝９０および第２溝９２を形成する。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって行われる。エッチングは、例えば、アンモニア加水によるウェットエッチングや、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ４Ｆ８によるドライエッチングである。
図９に示すように、積層体２を取り囲むように樹脂層７０を形成する。樹脂層７０は、例えば、スピンコート法等を用いて第１ミラー層２０の上面および積層体２の全面にポリイミド樹脂等からなる層を形成し、該層をパターニングすることにより形成される。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって行われる。次に、樹脂層７０を加熱処理することにより硬化させる。本加熱処理によって、樹脂層７０は、収縮する。さらに、樹脂層７０は、加熱処理から常温に戻す際において収縮する。
図２に示すように、コンタクト層５０上および樹脂層７０上に第２電極８２を形成し、第１ミラー層２０上に第１電極８０を形成する。第１電極８０および第２電極８２は、例えば、真空蒸着法およびリフトオフ法の組合せ等により形成される。なお、第１電極８０および第２電極８２を形成する順序は、特に限定されない。また、第２電極８２を形成する工程で、図１に示すパッド８４および引き出し配線８６を形成してもよい。
以上の工程により、半導体レーザー１００を製造することができる。
１．３． 効果
半導体レーザー１００は、例えば、以下の効果を有する。
半導体レーザー１００では、第３部分２ｃは、第１領域６０および第２領域６２を有する第４部分２ｄと、第１領域６０および第２領域６２を有する第５部分２ｅと、平面視において、第４部分２ｄと第５部分２ｅとの間に配置され、第１部分２ａと第２部分２ｂとに挟まれた第６部分２ｆと、を有し、第４部分２ｄには、第１溝９０が設けられ、第５部分２ｅには、第２溝９２が設けられている。ここで、上記のように、酸化工程において、第１領域６０および第２領域６２は、体積が収縮する。半導体レーザー１００では、第４部分２ｄに第１溝９０が設けられ、第５部分２ｅに第２溝９２が設けられている。そのため、体積が収縮することによって、第４部分２ｄの第１領域６０および第２領域６２と、第５部分２ｅの第１領域６０および第２領域６２と、に発生した力が、第６部分２ｆに伝達されにくくできる。これにより、半導体レーザー１００では、第１溝９０および第２溝９２が設けられていない場合に比べて、第６部分２ｆに生じる応力を低減させることができる。これにより、第６部分２ｆの活性層３０に欠陥が生じることを減らすことができる。したがって、第６部分２ｆの活性層３０に欠陥が生じて波長や光量など半導体レーザー１００の特性が変化することを防ぐことができ、長寿命で、かつ偏光が安定された半導体レーザー１００を提供することができる。
例えば、第１溝９０および第２溝９２が設けられていない場合、第４部分２ｄおよび第５部分２ｅの酸化領域８による応力によって第６部分２ｆに転位が生じることがある。
半導体レーザー１００では、平面視において、第１溝９０は、第４部分２ｄの外縁３ｄに沿って設けられ、第２溝９２は、第５部分２ｅの外縁３ｅに沿って設けられている。そのため、半導体レーザー１００では、第１溝９０が外縁３ｄに沿って設けられておらず、かつ、第２溝９２が外縁３ｅに沿って設けられていない場合に比べて、共振器によって形成されるモードの安定性を高めることができる。例えば、外縁３ｄおよび外縁３ｅの平面視形状が円弧であり、第１溝９０および第２溝９２がＹ軸に沿った直線である場合に比べて、共振器によって形成されるモードの安定性を高めることができる。
半導体レーザー１００では、第１溝９０の一端９０ａおよび他端９０ｂは、第６部分２ｆに位置し、第２溝９２の一端９２ａおよび他端９２ｂは、第６部分２ｆに位置している
。そのため、半導体レーザー１００では、第１溝９０および第２溝９２が第６部分２ｆに設けられていない場合に比べて、第４部分２ｄの第１領域６０および第２領域６２と、第５部分２ｅの第１領域６０および第２領域６２と、によって第６部分２ｆに生じる応力を低減させることができる。
半導体レーザー１００では、第１溝９０の深さＨ１および第２溝９２の深さＨ２は、積層体２の厚さＴ以上である。そのため、半導体レーザー１００では、深さＨ１，Ｈ２が厚さＴより小さい場合に比べて、体積が収縮することによって第１領域６０および第２領域６２に発生した力が、より第６部分２ｆに伝達されにくくできる。したがって、深さＨ１，Ｈ２が厚さＴより小さい場合に比べて、第４部分２ｄの第１領域６０および第２領域６２と、第５部分２ｅの第１領域６０および第２領域６２と、によって第６部分２ｆに生じる応力を一層低減させることができる。なお、深さＨ１，Ｈ２は、厚さＴより小さくてもよい。深さＨ１，Ｈ２が厚さＴより小さい場合は、深さＨ１，Ｈ２をコンタクト層５０から活性層３０までの厚さよりも浅くすると、活性層３０が露出することによる欠陥の発生を低減することができる。
半導体レーザー１００では、第４部分２ｄおよび第５部分２ｅに配置された樹脂層７０を含む。そのため、半導体レーザー１００では、樹脂層７０の収縮によって生じる力の一部が第４部分２ｄおよび第５部分２ｅにかかるので、樹脂層７０によって第６部分２ｆに生じる応力を、第４部分２ｄおよび第５部分２ｅによって低減させることができる。
１．４． 半導体レーザーの変形例
１．４．１． 第１変形例
次に、第１実施形態の第１変形例に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図１０は、第１実施形態の第１変形例に係る半導体レーザー１１０を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図１０では、積層体２以外の部材の図示を省略している。
以下、第１実施形態の第１変形例に係る半導体レーザー１１０において、上述した第１実施形態に係る半導体レーザー１００の例と異なる点について説明し、同様の点については同一の符号を付して説明を省略する。このことは、後述する第１実施形態の第２，第３，第４変形例に係る半導体レーザーにおいて同様である。
上述した半導体レーザー１００では、図３に示すように、平面視において、第１溝９０は、第６部分２ｆに位置する一端９０ａから他端９０ｂまで、連続して設けられていた。第２溝９２は、第６部分２ｆに位置する一端９２ａから他端９２ｂまで、連続して設けられていた。
これに対し、半導体レーザー１１０では、図１０に示すように、第１溝９０は、第３溝９１ａと、第３溝９１ａと離間した第４溝９１ｂと、を含む。第２溝９２は、第５溝９３ａと、第５溝９３ａと離間した第６溝９３ｂと、を含む。
第１溝９０は、第３溝９１ａと第４溝９１ｂとに分断された不連続な溝である。第３溝９１ａは、第１溝９０の一端９０ａを構成している。第４溝９１ｂは、第１溝９０の他端９０ｂを構成している。
第２溝９２は、第５溝９３ａと第６溝９３ｂとに分断された不連続な溝である。第５溝９３ａは、第２溝９２の一端９２ａを構成している。第６溝９３ｂは、第２溝９２の他端９２ｂを構成している。
半導体レーザー１１０では、第１溝９０は、第３溝９１ａと、第３溝９１ａと離間した第４溝９１ｂと、を含み、第２溝９２は、第５溝９３ａと、第５溝９３ａと離間した第６溝９３ｂと、を含む。そのため、半導体レーザー１１０では、第３溝９１ａと第４溝９１ｂとが連続し、かつ、第５溝９３ａと第６溝９３ｂとが連続している場合に比べて、第３部分２ｃの機械的強度を向上させることができる。
１．４．２． 第２変形例
次に、第１実施形態の第２変形例に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図１１は、第１実施形態の第２変形例に係る半導体レーザー１２０を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図１１では、積層体２以外の部材の図示を省略している。
上述した半導体レーザー１００では、図３に示すように、第１溝９０の一端９０ａおよび他端９０ｂは、第６部分２ｆに位置し、第２溝９２の一端９２ａおよび他端９２ｂは、第６部分２ｆに位置していた。
これに対し、半導体レーザー１２０では、図１１に示すように、第１溝９０の一端９０ａおよび他端９０ｂは、第４部分２ｄに位置している。第１溝９０は、第６部分２ｆには設けられていない。第２溝９２の一端９２ａおよび他端９２ｂは、第５部分２ｅに位置している。第２溝９２は、第６部分２ｆには設けられていない。
半導体レーザー１２０では、第１溝９０および第２溝９２は、第６部分２ｆに設けられていない。そのため、半導体レーザー１２０では、第１溝９０および第２溝９２が第６部分２ｆにも設けられている場合に比べて、第１部分２ａおよび第２部分２ｂによって第３部分２ｃの活性層３０に生じる応力を大きくすることができる。これにより、活性層３０で発生する光の偏光を、より安定させることができる。
１．４．３． 第３変形例
次に、第１実施形態の第３変形例に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図１２は、第１実施形態の第３変形例に係る半導体レーザー１３０を模式的に示す平面図である。図１３は、第１実施形態の第３変形例に係る半導体レーザー１３０を模式的に示す図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。なお、便宜上、図１３では、積層体２、第２電極８２、および引き出し配線８６以外の部材の図示を省略している。また、図１３では、第２電極８２および引き出し配線８６を透視して図示しており、第２電極８２および引き出し配線８６を破線で、酸化領域８を点線で、それぞれ示している。
上述した半導体レーザー１００では、図２に示すように、第２電極８２は、平面視において、第４部分２ｄの第１溝９０よりも外側の部分５ｄ、および第５部分２ｅの第２溝９２よりも外側の部分５ｅと重なっていた。
これに対し、半導体レーザー１３０では、図１２および図１３に示すように、第２電極８２は、平面視において、部分５ｄ，５ｅと重なっていない。図示の例では、平面視において、第２電極８２の外縁は、第１溝９０および第２溝９２に位置している。
半導体レーザー１３０では、第２電極８２は、平面視において、部分５ｄ，５ｅと重なっていない。そのため、半導体レーザー１３０では、第２電極８２が平面視において部分５ｄ，５ｅと重なっている場合に比べて、第２電極８２が発熱したとしても該熱が樹脂層７０に伝わる領域を小さくすることができる。これにより、樹脂層７０によって第３部分２ｃの活性層３０に生じる応力を、より低減させることができる。
１．４．４． 第４変形例
次に、第１実施形態の第４変形例に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図１４は、第１実施形態の第４変形例に係る半導体レーザー１４０を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図１４では、積層体２以外の部材の図示を省略している。
上述した半導体レーザー１００では、図３に示すように、第１溝９０は、酸化領域８と離間され、第２溝９２は、酸化領域８と離間されていた。
これに対し、半導体レーザー１４０では、図１４に示すように、第１溝９０は、第４部分２ｄの酸化領域８に設けられている。第２溝９２は、第５部分２ｅの酸化領域８に設けられている。
図示の例では、第１溝９０の全てが酸化領域８に設けられているが、第１溝９０の一部のみが酸化領域８に設けられていてもよい。同様に、図示の例では、第２溝９２の全てが酸化領域８に設けられているが、第２溝９２の一部のみが酸化領域８に設けられていてもよい。
２． 第２実施形態
次に、第２実施形態に係る原子発振器について、図面を参照しながら説明する。図１５は、第２実施形態に係る原子発振器４００の構成を示す図である。
原子発振器４００は、アルカリ金属原子に対して特定の異なる波長の２つの共鳴光を同時に照射したときに当該２つの共鳴光がアルカリ金属原子に吸収されずに透過する現象が生じる量子干渉効果（ＣＰＴ：Coherent Population Trapping）を利用した原子発振器である。なお、この量子干渉効果による現象は、電磁誘起透明化（ＥＩＴ：Electromagnetically Induced Transparency）現象とも言う。また、本発明に係る原子発振器は、光およびマイクロ波による二重共鳴現象を利用した原子発振器であってもよい。
原子発振器４００は、第１実施形態に係る半導体レーザー１００を含む。
原子発振器４００は、図１５に示すように、発光素子モジュール４１０と、減光フィルター４２２と、レンズ４２４と、１／４波長板４２６と、原子セル４３０と、受光素子４４０と、ヒーター４５０と、温度センサー４６０と、コイル４７０と、制御回路４８０と、を含む。
発光素子モジュール４１０は、半導体レーザー１００と、ペルチェ素子４１２と、温度センサー４１４と、を有している。半導体レーザー１００は、周波数の異なる２種の光を含んでいる直線偏光の光ＬＬを出射する。温度センサー４１４は、半導体レーザー１００の温度を検出する。ペルチェ素子４１２は、半導体レーザー１００の温度を制御する。
減光フィルター４２２は、半導体レーザー１００から出射された光ＬＬの強度を減少させる。レンズ４２４は、光ＬＬの放射角度を調整する。具体的には、レンズ４２４は、光ＬＬを平行光にする。１／４波長板４２６は、光ＬＬに含まれる周波数の異なる２種の光を、直線偏光から円偏光に変換する。
原子セル４３０は、半導体レーザー１００から出射された光が照射される。原子セル４３０は、半導体レーザー１００から出射される光ＬＬを透過する。原子セル４３０には、アルカリ金属原子が収容されている。アルカリ金属原子は、互いに異なる２つの基底準位と励起準位とからなる３準位系のエネルギー準位を有する。原子セル４３０には、半導体
レーザー１００から出射された光ＬＬが減光フィルター４２２、レンズ４２４、および１／４波長板４２６を介して入射する。
受光素子４４０は、原子セル４３０を透過した励起光ＬＬの強度を検出し、光の強度に応じた検出信号を出力する。受光素子４４０としては、例えば、フォトダイオードを用いることができる。
ヒーター４５０は、原子セル４３０の温度を制御する。ヒーター４５０は、原子セル４３０に収容されたアルカリ金属原子を加熱し、アルカリ金属原子の少なくとも一部をガス状態にする。
温度センサー４６０は、原子セル４３０の温度を検出する。コイル４７０は、原子セル４３０内のアルカリ金属原子の縮退した複数のエネルギー準位をゼーマン分裂させる磁場を発生させる。コイル４７０は、ゼーマン分裂により、アルカリ金属原子の縮退している異なるエネルギー準位間のギャップを拡げて、分解能を向上させることができる。この結果、原子発振器４００の発振周波数の精度を高めることができる。
制御回路４８０は、温度制御回路４８２と、温度制御回路４８４と、磁場制御回路４８６と、光源制御回路４８８と、を有している。
温度制御回路４８２は、温度センサー４１４の検出結果に基づいて、半導体レーザー１００の温度が所望の温度となるように、ペルチェ素子４１２への通電を制御する。温度制御回路４８４は、温度センサー４６０の検出結果に基づいて、原子セル４３０の内部が所望の温度となるように、ヒーター４５０への通電を制御する。磁場制御回路４８６は、コイル４７０が発生する磁場が一定となるように、コイル４７０への通電を制御する。
光源制御回路４８８は、受光素子４４０の検出結果に基づいて、ＥＩＴ現象が生じるように、半導体レーザー１００から出射された光ＬＬに含まれる２種の光の周波数を制御する。ここで、これら２種の光が原子セル４３０に収容されたアルカリ金属原子の２つの基底準位間のエネルギー差に相当する周波数差の共鳴光対となったとき、ＥＩＴ現象が生じる。光源制御回路４８８は、２種の光の周波数の制御に同期して安定化するように発振周波数が制御される電圧制御型発振器を備えており、この電圧制御型発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）の出力信号を原子発振器４００のクロック信号として出力する。
制御回路４８０は、例えば、不図示の基板に実装されたＩＣ（Integrated Circuit）チップに設けられている。制御回路４８０は、単一のＩＣであってもよいし、複数のデジタル回路またはアナログ回路の組み合わせであってもよい。
なお、半導体レーザー１００の用途は、原子発振器の光源に限定されない。半導体レーザー１００は、例えば、通信や距離測定用のレーザーとして用いられてもよい。
３． 第３実施形態
次に、第３実施形態に係る周波数信号生成システムについて、図面を参照しながら説明する。以下のタイミングサーバーとしてのクロック伝送システムは、周波数信号生成システムの一例である。図１６は、クロック伝送システム９００を示す概略構成図である。
クロック伝送システム９００は、第２実施形態に係る原子発振器４００を含む。
クロック伝送システム９００は、時分割多重方式のネットワーク内の各装置のクロック
を一致させるものであって、Ｎ（Normal）系およびＥ（Emergency）系の冗長構成を有するシステムである。
クロック伝送システム９００は、図１６に示すように、Ａ局のクロック供給装置９０１およびＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）装置９０２と、Ｂ局のクロック供給装置９０３およびＳＤＨ装置９０４と、Ｃ局のクロック供給装置９０５およびＳＤＨ装置９０６，９０７と、を備える。クロック供給装置９０１は、原子発振器４００を有し、Ｎ系のクロック信号を生成する。クロック供給装置９０１は、原子発振器４００からの周波数信号が入力される端子９１０を有する。クロック供給装置９０１内の原子発振器４００は、セシウムを用いた原子発振器を含むマスタークロック９０８，９０９からのより高精度なクロック信号と同期して、クロック信号を生成する。
ＳＤＨ装置９０２は、クロック供給装置９０１からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行うとともに、Ｎ系のクロック信号を主信号に重畳し、下位のクロック供給装置９０５に伝送する。クロック供給装置９０３は、原子発振器４００を有し、Ｅ系のクロック信号を生成する。クロック供給装置９０３は、原子発振器４００からの周波数信号が入力される端子９１１を有する。クロック供給装置９０３内の原子発振器４００は、セシウムを用いた原子発振器を含むマスタークロック９０８，９０９からのより高精度なクロック信号と同期して、クロック信号を生成する。
ＳＤＨ装置９０４は、クロック供給装置９０３からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行うとともに、Ｅ系のクロック信号を主信号に重畳し、下位のクロック供給装置９０５に伝送する。クロック供給装置９０５は、クロック供給装置９０１，９０３からのクロック信号を受信し、その受信したクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。
クロック供給装置９０５は、通常、クロック供給装置９０１からのＮ系のクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。そして、Ｎ系に異常が発生した場合、クロック供給装置９０５は、クロック供給装置９０３からのＥ系のクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。このようにＮ系からＥ系に切り換えることにより、安定したクロック供給を担保し、クロックパス網の信頼性を高めることができる。ＳＤＨ装置９０６は、クロック供給装置９０５からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行う。同様に、ＳＤＨ装置９０７は、クロック供給装置９０５からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行う。これにより、Ｃ局の装置をＡ局またはＢ局の装置と同期させることができる。
第３実施形態に係る周波数信号生成システムは、クロック伝送システムに限定されない。周波数信号生成システムは、原子発振器が搭載され、原子発振器の周波数信号を利用する各種の装置および複数の装置から構成されるシステムを含む。周波数信号生成システムは、原子発振器を制御する制御部を含む。
第３実施形態に係る周波数信号生成システムは、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計、携帯電話機、デジタルスチルカメラ、インクジェットプリンターなどの液体吐出装置、パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ（point of sales）端末、医療機器、魚群探知機、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）周波数標準器、各種測定機器、計器類、フライトシミュレーター、地上デジタル放送システム、携帯電話基地局、移動体であってもよい。
上記医療機器としては、例えば、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡、心磁計が挙げられる。上記計器類としては、例えば、自動車、航空機、船舶などの計器類が挙げられる。上記移動体としては、例えば、自動車、航空機、船舶などが挙げられる。
本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
２…積層体、２ａ…第１部分、２ｂ…第２部分、２ｃ…第３部分、２ｄ…第４部分、２ｅ…第５部分、２ｆ…第６部分、３ｄ，３ｅ…外縁、４…層、５ｄ，５ｅ…部分、６…第１酸化層、８…酸化領域、１０…基板、１４…層、１６…第２酸化層、２０…第１ミラー層、２４…高屈折率層、２６…低屈折率層、３０…活性層、４０…第２ミラー層、４２…電流狭窄層、４２ａ…被酸化層、４３…開口部、４４…高屈折率層、４６…低屈折率層、４８…上面、５０…コンタクト層、６０…第１領域、６２…第２領域、６３…上面、７０…樹脂層、８０…第１電極、８２…第２電極、８４…パッド、８６…引き出し配線、９０…第１溝、９０ａ…一端、９０ｂ…他端、９１ａ…第３溝、９１ｂ…第４溝、９２…第２溝、９２ａ…一端、９２ｂ…他端、９３ａ…第５溝、９３ｂ…第６溝、１００，１１０，１２０，１３０，１４０…半導体レーザー、４００…原子発振器、４１０…発光素子モジュール、４１２…ペルチェ素子、４１４…温度センサー、４２２…減光フィルター、４２４…レンズ、４２６…１／４波長板、４３０…原子セル、４４０…受光素子、４５０…ヒーター、４６０…温度センサー、４７０…コイル、４８０…制御回路、４８２…温度制御回路、４８４…温度制御回路、４８６…磁場制御回路、４８８…光源制御回路、９００…クロック伝送システム、９０１…クロック供給装置、９０２…ＳＤＨ装置、９０３…クロック供給装置、９０４…ＳＤＨ装置、９０５…クロック供給装置、９０６，９０７…ＳＤＨ装置、９０８，９０９…マスタークロック、９１０，９１１…端子

Claims (8)

  1. 第１ミラー層と、
    第２ミラー層と、
    前記第１ミラー層と前記第２ミラー層との間に配置された活性層と、
    前記第１ミラー層と前記第２ミラー層との間に配置された電流狭窄層と、
    前記第１ミラー層と連続して設けられ、複数の第１酸化層を含む第１領域と、
    前記第２ミラー層と連続して設けられ、複数の第２酸化層を含む第２領域と、
    を含み、
    前記第１ミラー層、前記第２ミラー層、前記活性層、前記電流狭窄層、前記第１領域、および前記第２領域は、積層体を構成し、
    前記積層体は、平面視において、
    前記第１領域および前記第２領域を有する第１部分と、
    前記第１領域および前記第２領域を有する第２部分と、
    前記第１部分と前記第２部分との間に配置され、前記活性層で発生した光を共振させる第３部分と、
    を有し、
    前記第３部分は、
    前記第１領域および前記第２領域を有する第４部分と、
    前記第１領域および前記第２領域を有する第５部分と、
    平面視において、前記第４部分と前記第５部分との間に配置され、前記第１部分と前記第２部分とに挟まれた第６部分と、
    を有し、
    前記第４部分には、第１溝が設けられ、
    前記第５部分には、第２溝が設けられている、半導体レーザー。
  2. 請求項１において、
    前記第１溝は、平面視において、前記第４部分の外縁に沿って設けられ、
    前記第２溝は、平面視において、前記第５部分の外縁に沿って設けられている、半導体レーザー。
  3. 請求項２において、
    前記第１溝は、第３溝と、前記第３溝と離間した第４溝と、を含み、
    前記第２溝は、第５溝と、前記第５溝と離間した第６溝と、を含む、半導体レーザー。
  4. 請求項２において、
    前記第１溝の一端および他端は、前記第６部分に位置し、
    前記第２溝の一端および他端は、前記第６部分に位置している、半導体レーザー。
  5. 請求項１ないし３のいずれか１項において、
    前記第１溝および前記第２溝は、前記第６部分に設けられていない、半導体レーザー。
  6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
    前記第１溝の深さおよび前記第２溝の深さは、前記積層体の厚さ以上である、半導体レーザー。
  7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、
    前記第４部分および前記第５部分に配置された樹脂層を含む、半導体レーザー。
  8. 半導体レーザーと、
    前記半導体レーザーから出射された光が照射される、アルカリ金属原子が収容された原子セルと、
    前記原子セルを透過した光の強度を検出して、検出信号を出力する受光素子と、
    を含み、
    前記半導体レーザーは、
    第１ミラー層と、
    第２ミラー層と、
    前記第１ミラー層と前記第２ミラー層との間に配置された活性層と、
    前記第１ミラー層と前記第２ミラー層との間に配置された電流狭窄層と、
    前記第１ミラー層と連続して設けられ、複数の第１酸化層を含む第１領域と、
    前記第２ミラー層と連続して設けられ、複数の第２酸化層を含む第２領域と、
    を含み、
    前記第１ミラー層、前記第２ミラー層、前記活性層、前記電流狭窄層、前記第１領域、および前記第２領域は、積層体を構成し、
    前記積層体は、平面視において、
    前記第１領域および前記第２領域を有する第１部分と、
    前記第１領域および前記第２領域を有する第２部分と、
    前記第１部分と前記第２部分との間に配置され、前記活性層で発生した光を共振させる第３部分と、
    を有し、
    前記第３部分は、
    前記第１領域および前記第２領域を有する第４部分と、
    前記第１領域および前記第２領域を有する第５部分と、
    平面視において、前記第４部分と前記第５部分との間に配置され、前記第１部分と前記第２部分とに挟まれた第６部分と、
    を有し、
    前記第４部分には、第１溝が設けられ、
    前記第５部分には、第２溝が設けられている、原子発振器。
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