JP3140788B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、半導体レーザ装置及びその製造方法に関
し、特に、光通信の光源に適した半導体レーザ装置及び
その製造方法に関する。また、本発明は、上記のような
半導体レーザ装置を光源として含む光通信システムに関
する。
し、特に、光通信の光源に適した半導体レーザ装置及び
その製造方法に関する。また、本発明は、上記のような
半導体レーザ装置を光源として含む光通信システムに関
する。
背景技術 半導体レーザから出射された光を光ファイバに結合す
る際に問題となるのは、半導体レーザと光ファイバとの
間の結合効率及び位置合わせ精度である。通常の光通信
用半導体レーザの出射角は約20度から約30度と広いた
め、光ファイバにレーザ光を直接に結合させると、数％
という非常に低い結合効率しか実現できない。
る際に問題となるのは、半導体レーザと光ファイバとの
間の結合効率及び位置合わせ精度である。通常の光通信
用半導体レーザの出射角は約20度から約30度と広いた
め、光ファイバにレーザ光を直接に結合させると、数％
という非常に低い結合効率しか実現できない。
半導体レーザと光ファイバとの間にレンズを挿入すれ
ば、高い結合効率が得られる。しかし、位置合わせ精度
は約１μｍになり、非常に高い精度で位置合わせをする
必要を生じて、コストを上げる要因となっている。
ば、高い結合効率が得られる。しかし、位置合わせ精度
は約１μｍになり、非常に高い精度で位置合わせをする
必要を生じて、コストを上げる要因となっている。
この問題を解決するために、半導体レーザの出射角を
約10度程度に狭くして、光ファイバにレーザ光を直接に
結合させる方法が考えられている。この様な狭い出射角
を実現する半導体レーザの従来構造の例を、図１（ａ）
に示す（H.Fukano et al.,Electron.Lett.,vol.31,pp.1
439−1440,1995）。
約10度程度に狭くして、光ファイバにレーザ光を直接に
結合させる方法が考えられている。この様な狭い出射角
を実現する半導体レーザの従来構造の例を、図１（ａ）
に示す（H.Fukano et al.,Electron.Lett.,vol.31,pp.1
439−1440,1995）。
本構造は、活性層を含むストライプ101（以下では、
「ストライプ状活性層101」とも称する）、及びその回
りのInP埋め込み層102から構成されている。ストライプ
状活性層101は、テーパ領域103及び平行領域104を含ん
でいる。レーザ光105は、テーパ領域103の端面から出射
される。
「ストライプ状活性層101」とも称する）、及びその回
りのInP埋め込み層102から構成されている。ストライプ
状活性層101は、テーパ領域103及び平行領域104を含ん
でいる。レーザ光105は、テーパ領域103の端面から出射
される。
ストライプ状活性層101の平行領域104からテーパ領域
103へ伝搬する光は、テーパ領域103を伝搬する際に活性
層101への光閉じ込めが連続的に減少する。そのため
に、活性層101から埋め込み層102への光のしみだしが大
きくなり、出射端におけるレーザ光105のスポットサイ
ズは、平行領域104におけるスポットサイズよりも拡大
される。このようにレーザ光105のスポットサイズが大
きくなることは、出射角が狭くなることを意味してい
る。
103へ伝搬する光は、テーパ領域103を伝搬する際に活性
層101への光閉じ込めが連続的に減少する。そのため
に、活性層101から埋め込み層102への光のしみだしが大
きくなり、出射端におけるレーザ光105のスポットサイ
ズは、平行領域104におけるスポットサイズよりも拡大
される。このようにレーザ光105のスポットサイズが大
きくなることは、出射角が狭くなることを意味してい
る。
上記の従来構造では、ストライプ状活性層101が、幅
が一定の平行領域104と幅が連続的に変化しているテー
パ領域103とに分かれている。この様な構成では、図１
（ｂ）に示すようにテーパ領域103の長さが比較的長い
場合は、ストライプ幅の変化は緩やかで放射モードが出
射光パターンに及ぼす影響が小さくなる。そのため、平
行領域104からテーパ領域103を経て出射されるレーザ光
105については、図１（ｃ）に示す様な単峰性の出射光
パターンが得られる。しかし、全体の共振器長が長くな
るため、半導体レーザの動作特性の観点からは、しきい
値電流の増大やスロープ効率の低下などの問題が発生す
る。また、同一サイズの基板から得られるレーザ素子の
個数が少なくなり、１素子当たりの作製コストが高くな
る。
が一定の平行領域104と幅が連続的に変化しているテー
パ領域103とに分かれている。この様な構成では、図１
（ｂ）に示すようにテーパ領域103の長さが比較的長い
場合は、ストライプ幅の変化は緩やかで放射モードが出
射光パターンに及ぼす影響が小さくなる。そのため、平
行領域104からテーパ領域103を経て出射されるレーザ光
105については、図１（ｃ）に示す様な単峰性の出射光
パターンが得られる。しかし、全体の共振器長が長くな
るため、半導体レーザの動作特性の観点からは、しきい
値電流の増大やスロープ効率の低下などの問題が発生す
る。また、同一サイズの基板から得られるレーザ素子の
個数が少なくなり、１素子当たりの作製コストが高くな
る。
一方、図１（ｄ）に示すようにテーパ領域103が短い
場合には、全体の共振器長は短くなるが、放射モードが
出射光パターンに及ぼす影響が大きくなり、図１（ｅ）
に示すように複数のピークを有する出射光パターンとな
る。このため、半導体レーザと光ファイバとの間の結合
効率が低下する。
場合には、全体の共振器長は短くなるが、放射モードが
出射光パターンに及ぼす影響が大きくなり、図１（ｅ）
に示すように複数のピークを有する出射光パターンとな
る。このため、半導体レーザと光ファイバとの間の結合
効率が低下する。
以上の点を考慮すれば、半導体レーザ装置において、
しきい値電流やスロープ効率などの動作特性を劣化させ
ることなく、狭い出射角で単峰性の出射光パターンを実
現する必要がある。
しきい値電流やスロープ効率などの動作特性を劣化させ
ることなく、狭い出射角で単峰性の出射光パターンを実
現する必要がある。
本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、（１）低しきい値電流及び高スロープ
効率特性を有し、且つ出射角が狭い半導体レーザ装置を
提供すること、（２）その製造方法を提供すること、及
び（３）上記のような半導体レーザ装置を光源として含
む光通信システムを提供すること、である。
て、その目的は、（１）低しきい値電流及び高スロープ
効率特性を有し、且つ出射角が狭い半導体レーザ装置を
提供すること、（２）その製造方法を提供すること、及
び（３）上記のような半導体レーザ装置を光源として含
む光通信システムを提供すること、である。
発明の開示 本発明のある半導体レーザ装置は、基板と、該基板上
に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザであっ
て、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領
域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を
含み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ
状に形成されており、該光導波領域のストライプ幅は、
前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1＜W2な
る関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長方向に
対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、広がり
角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レーザ装
置であって、該光導波領域は、一定値である該幅W1を有
する第１の領域と、一定値である該幅W2を有する第２の
領域と、該共振器長方向に対して該幅W1と該W2との間で
連続的に変化する幅を有する第３の領域と、を備えてお
り、該第１の領域が該前端面側に配置され、該第２の領
域が該後端面側に配置されており、該第１の領域の長さ
及び該第２の領域の長さは、それぞれ該第３の領域の長
さの約15％よりも短い。
に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザであっ
て、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領
域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を
含み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ
状に形成されており、該光導波領域のストライプ幅は、
前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1＜W2な
る関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長方向に
対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、広がり
角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レーザ装
置であって、該光導波領域は、一定値である該幅W1を有
する第１の領域と、一定値である該幅W2を有する第２の
領域と、該共振器長方向に対して該幅W1と該W2との間で
連続的に変化する幅を有する第３の領域と、を備えてお
り、該第１の領域が該前端面側に配置され、該第２の領
域が該後端面側に配置されており、該第１の領域の長さ
及び該第２の領域の長さは、それぞれ該第３の領域の長
さの約15％よりも短い。
本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域の該ストライプ幅は該
共振器長方向に直線的に変化し、該光導波領域はその変
化の傾きが異なる少なくとも２つの領域を含み、該２つ
の領域の内で該前端面に最も近い領域の傾きが該共振器
長方向に対して約0.14度以下である。
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域の該ストライプ幅は該
共振器長方向に直線的に変化し、該光導波領域はその変
化の傾きが異なる少なくとも２つの領域を含み、該２つ
の領域の内で該前端面に最も近い領域の傾きが該共振器
長方向に対して約0.14度以下である。
本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域は、一定値である該幅
W1を有する第１の領域と、一定値である該幅W2を有する
第２の領域と、該共振器長方向に対して該幅W1と該W2と
の間で連続的に変化する幅を有する第３の領域と、を備
えており、該第１の領域が該前端面側に配置され、該第
２の領域が該後端面側に配置されており、該第１の領域
の長さ及び該第２の領域の長さがそれぞれ約５μｍ以下
である。
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域は、一定値である該幅
W1を有する第１の領域と、一定値である該幅W2を有する
第２の領域と、該共振器長方向に対して該幅W1と該W2と
の間で連続的に変化する幅を有する第３の領域と、を備
えており、該第１の領域が該前端面側に配置され、該第
２の領域が該後端面側に配置されており、該第１の領域
の長さ及び該第２の領域の長さがそれぞれ約５μｍ以下
である。
本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域は、一定値である該幅
W1を有する第１の領域と、一定値である該幅W2を有する
第２の領域と、該共振器長方向に対して該幅W1と該W2と
の間で連続的に変化する幅を有する第３の領域と、を備
えており、該第１の領域が該前端面側に配置され、該第
２の領域が該後端面側に配置されており、該第１の領域
及び該第２の領域の少なくとも一方は、該第３の領域に
接する側において、該ストライプ形状の両側面の長さが
お互いに異なる。
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域は、一定値である該幅
W1を有する第１の領域と、一定値である該幅W2を有する
第２の領域と、該共振器長方向に対して該幅W1と該W2と
の間で連続的に変化する幅を有する第３の領域と、を備
えており、該第１の領域が該前端面側に配置され、該第
２の領域が該後端面側に配置されており、該第１の領域
及び該第２の領域の少なくとも一方は、該第３の領域に
接する側において、該ストライプ形状の両側面の長さが
お互いに異なる。
本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域は、一定値である該幅
W1を有する第１の領域と、一定値である該幅W2を有する
第２の領域と、該共振器長方向に対して該幅W1と該W2と
の間で連続的に変化する幅を有する第３の領域と、を備
えており、該第１の領域が該前端面側に配置され、該第
２の領域が該後端面側に配置されており、該第１の領域
及び該第２の領域の少なくとも一方は、該第３の領域に
接する側において、該ストライプ形状の両側面の長さが
お互いに異なり、且つ該第３の領域との接続面が該共振
器長方向に対して実質的に約45度傾いている。
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域は、一定値である該幅
W1を有する第１の領域と、一定値である該幅W2を有する
第２の領域と、該共振器長方向に対して該幅W1と該W2と
の間で連続的に変化する幅を有する第３の領域と、を備
えており、該第１の領域が該前端面側に配置され、該第
２の領域が該後端面側に配置されており、該第１の領域
及び該第２の領域の少なくとも一方は、該第３の領域に
接する側において、該ストライプ形状の両側面の長さが
お互いに異なり、且つ該第３の領域との接続面が該共振
器長方向に対して実質的に約45度傾いている。
本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域は、一定値である該幅
W1を有する第１の領域と、一定値である該幅W2を有する
第２の領域と、該共振器長方向に対して該幅W1と該W2と
の間で連続的に変化する幅を有する第３の領域と、を備
えており、該第１の領域が該前端面側に配置され、該第
２の領域が該後端面側に配置されており、該後端面は高
反射膜でコーティングされており、該第１の領域の長さ
が約５μｍより長く、該第２の領域の長さが約５μｍ以
下である。
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域は、一定値である該幅
W1を有する第１の領域と、一定値である該幅W2を有する
第２の領域と、該共振器長方向に対して該幅W1と該W2と
の間で連続的に変化する幅を有する第３の領域と、を備
えており、該第１の領域が該前端面側に配置され、該第
２の領域が該後端面側に配置されており、該後端面は高
反射膜でコーティングされており、該第１の領域の長さ
が約５μｍより長く、該第２の領域の長さが約５μｍ以
下である。
本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該多層構造の上に設けられた第１の
電極と、該基板の裏面に設けられた第２の電極と、をさ
らに備え、該第１の電極は、該前端面及び後端面に平行
な少なくとも２つの分離溝によって複数の領域に分離さ
れていて、該分離溝のそれぞれの該共振器長方向の幅
は、該後端面に近いほど広く設定されている。
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該多層構造の上に設けられた第１の
電極と、該基板の裏面に設けられた第２の電極と、をさ
らに備え、該第１の電極は、該前端面及び後端面に平行
な少なくとも２つの分離溝によって複数の領域に分離さ
れていて、該分離溝のそれぞれの該共振器長方向の幅
は、該後端面に近いほど広く設定されている。
本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該多層構造の上に設けられた第１の
電極と、該基板の裏面に設けられた第２の電極と、をさ
らに備え、該第１の電極は、該前端面及び後端面に平行
な少なくとも２つの分離溝によって複数の領域に分離さ
れていて、該複数の領域のうちで該後端面に近い領域ほ
ど少ない電流を供給されるように構成されている。
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該多層構造の上に設けられた第１の
電極と、該基板の裏面に設けられた第２の電極と、をさ
らに備え、該第１の電極は、該前端面及び後端面に平行
な少なくとも２つの分離溝によって複数の領域に分離さ
れていて、該複数の領域のうちで該後端面に近い領域ほ
ど少ない電流を供給されるように構成されている。
本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域に近接して、該光導波
領域の実効屈折率を該共振器長方向に周期的に変調させ
る回折格子が形成されており、これによって単一波長で
発振し、該回折格子の周期が、該前端面近傍よりも該後
端面近傍でより短くなっている。
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域に近接して、該光導波
領域の実効屈折率を該共振器長方向に周期的に変調させ
る回折格子が形成されており、これによって単一波長で
発振し、該回折格子の周期が、該前端面近傍よりも該後
端面近傍でより短くなっている。
本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域に近接して、該光導波
領域の利得を該共振器長方向に周期的に変調させる回折
格子が形成されており、これによって単一波長で発振
し、該回折格子の周期が、該前端面近傍よりも該後端面
近傍でより短くなっている。
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域に近接して、該光導波
領域の利得を該共振器長方向に周期的に変調させる回折
格子が形成されており、これによって単一波長で発振
し、該回折格子の周期が、該前端面近傍よりも該後端面
近傍でより短くなっている。
好ましくは、上記回折格子の周期は、ブラッグ波長が
上記共振器長方向に対して一定になるように該共振器長
方向に変化している。
上記共振器長方向に対して一定になるように該共振器長
方向に変化している。
本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域に近接して、該光導波
領域の実効屈折率を該共振器長方向に周期的に変調させ
る回折格子が形成されており、これによって単一波長で
発振し、該半導体基板がInPで形成されており、該活性
層がInGaAsP混晶の多層膜で形成されており、該回折格
子が該活性層の近傍に埋め込まれたInAsP層、InGaAsP層
或いはInGaAs層のいずれかの材料層である 本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域に近接して、該光導波
領域の利得を該共振器長方向に周期的に変調させる回折
格子が形成されており、これによって単一波長で発振
し、該半導体基板がInPで形成されており、該活性層がI
nGaAsP混晶の多層膜で形成されており、該回折格子が該
活性層の近傍に埋め込まれたInAsP層、InGaAsP層或いは
InGaAs層のいずれかの材料層である。
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域に近接して、該光導波
領域の実効屈折率を該共振器長方向に周期的に変調させ
る回折格子が形成されており、これによって単一波長で
発振し、該半導体基板がInPで形成されており、該活性
層がInGaAsP混晶の多層膜で形成されており、該回折格
子が該活性層の近傍に埋め込まれたInAsP層、InGaAsP層
或いはInGaAs層のいずれかの材料層である 本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域に近接して、該光導波
領域の利得を該共振器長方向に周期的に変調させる回折
格子が形成されており、これによって単一波長で発振
し、該半導体基板がInPで形成されており、該活性層がI
nGaAsP混晶の多層膜で形成されており、該回折格子が該
活性層の近傍に埋め込まれたInAsP層、InGaAsP層或いは
InGaAs層のいずれかの材料層である。
好ましくは、上記回折格子を形成するInAsP層、InGaA
sP層或いはInGaAs層のいずれかの該材料層のバンドギャ
ップエネルギーが、上記活性層から放出されるレーザ光
のエネルギーよりも小さく設定され、該InAsP層、InGaA
sP層或いはInGaAs層のいずれかの該材料層は、該レーザ
光に対する吸収層として作用する。
sP層或いはInGaAs層のいずれかの該材料層のバンドギャ
ップエネルギーが、上記活性層から放出されるレーザ光
のエネルギーよりも小さく設定され、該InAsP層、InGaA
sP層或いはInGaAs層のいずれかの該材料層は、該レーザ
光に対する吸収層として作用する。
好ましくは、上記回折格子を形成するInAsP層、InGaA
sP層或いはInGaAs層のいずれかの該材料層のバンドギャ
ップエネルギーが、上記活性層から放出されるレーザ光
のエネルギーよりも大きく設定され、該InAsP層、InGaA
sP層或いはInGaAs層のいずれかの該材料層は、該レーザ
光に対する屈折率変調層として作用する。
sP層或いはInGaAs層のいずれかの該材料層のバンドギャ
ップエネルギーが、上記活性層から放出されるレーザ光
のエネルギーよりも大きく設定され、該InAsP層、InGaA
sP層或いはInGaAs層のいずれかの該材料層は、該レーザ
光に対する屈折率変調層として作用する。
本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域に近接して、該光導波
領域の実効屈折率を該共振器長方向に周期的に変調させ
る回折格子が形成されており、これによって単一波長で
発振し、該回折格子は、該前端面側の該基板の一部の上
のみに形成されている。
板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザで
あって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導
波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層
と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してスト
ライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ
幅は、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1
＜W2なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長
方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化して、
広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レ
ーザ装置であって、該光導波領域に近接して、該光導波
領域の実効屈折率を該共振器長方向に周期的に変調させ
る回折格子が形成されており、これによって単一波長で
発振し、該回折格子は、該前端面側の該基板の一部の上
のみに形成されている。
本発明の別の局面において、本発明の半導体レーザ装
置の製造方法は、基板上に、少なくとも活性層と光閉じ
込め層とを含む多層構造を形成する工程と、該多層構造
を、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1＜
W2なる関係を満たし、該共振器長方向に対して該幅W1と
該W2との間で連続的に変化するストライプ幅を有するス
トライプ形状に加工する工程と、該ストライプ形状の周
囲を埋め込む埋め込み層を形成する工程と、該多層構造
の上と該基板の裏面とにそれぞれ電極を形成する工程
と、を包含する、半導体レーザ装置の製造方法であっ
て、該基板がInPであり、該多層構造の形成工程は、該I
nP基板に周期的凹凸形状を形成する工程と、該InP基板
を、少なくともフォスフィン（PH3）とアルシン（As
H3）とを混合した雰囲気中で熱処理して、該周期的凹凸
形状の凹部にInAsP層を堆積する工程と、該周期的凹凸
形状及び該InAsP層を覆うように該多層構造を堆積する
工程と、を含む。
置の製造方法は、基板上に、少なくとも活性層と光閉じ
込め層とを含む多層構造を形成する工程と、該多層構造
を、前端面における幅W1と後端面における幅W2とがW1＜
W2なる関係を満たし、該共振器長方向に対して該幅W1と
該W2との間で連続的に変化するストライプ幅を有するス
トライプ形状に加工する工程と、該ストライプ形状の周
囲を埋め込む埋め込み層を形成する工程と、該多層構造
の上と該基板の裏面とにそれぞれ電極を形成する工程
と、を包含する、半導体レーザ装置の製造方法であっ
て、該基板がInPであり、該多層構造の形成工程は、該I
nP基板に周期的凹凸形状を形成する工程と、該InP基板
を、少なくともフォスフィン（PH3）とアルシン（As
H3）とを混合した雰囲気中で熱処理して、該周期的凹凸
形状の凹部にInAsP層を堆積する工程と、該周期的凹凸
形状及び該InAsP層を覆うように該多層構造を堆積する
工程と、を含む。
本発明の更に他の半導体レーザ装置の製造方法は、基
板上に、少なくとも活性層と光閉じ込め層とを含む多層
構造を形成する工程と、該多層構造を、前端面における
幅W1と後端面における幅W2とがW1＜W2なる関係を満た
し、該共振器長方向に対して該幅W1と該W2との間で連続
的に変化するストライプ幅を有するストライプ形状に加
工する工程と、該ストライプ形状の周囲を埋め込む埋め
込み層を形成する工程と、該多層構造の上と該基板の裏
面とにそれぞれ電極を形成する工程と、を包含する、半
導体レーザ装置の製造方法であって、該基板がInPであ
り、該多層構造の形成工程は、該InP基板に該多層構造
の一部を堆積する工程と、該堆積された多層構造の一部
に回折格子を形成する工程と、該堆積された多層構造の
一部を、少なくともフォスフィン（PH3）とアルシン（A
sH3）とを混合した雰囲気中で熱処理して、該回折格子
の凹部にInAsP層を堆積する工程と、該周期的凹凸形状
及び該InAsP層を覆うように該多層構造の残りを堆積す
る工程と、を含む。
板上に、少なくとも活性層と光閉じ込め層とを含む多層
構造を形成する工程と、該多層構造を、前端面における
幅W1と後端面における幅W2とがW1＜W2なる関係を満た
し、該共振器長方向に対して該幅W1と該W2との間で連続
的に変化するストライプ幅を有するストライプ形状に加
工する工程と、該ストライプ形状の周囲を埋め込む埋め
込み層を形成する工程と、該多層構造の上と該基板の裏
面とにそれぞれ電極を形成する工程と、を包含する、半
導体レーザ装置の製造方法であって、該基板がInPであ
り、該多層構造の形成工程は、該InP基板に該多層構造
の一部を堆積する工程と、該堆積された多層構造の一部
に回折格子を形成する工程と、該堆積された多層構造の
一部を、少なくともフォスフィン（PH3）とアルシン（A
sH3）とを混合した雰囲気中で熱処理して、該回折格子
の凹部にInAsP層を堆積する工程と、該周期的凹凸形状
及び該InAsP層を覆うように該多層構造の残りを堆積す
る工程と、を含む。
図面の簡単な説明 図１（ａ）は、従来技術による半導体レーザ装置の構
成の一例を示す斜視図であり、図１（ｂ）〜（ｅ）は、
図１（ａ）の構成におけるテーパ領域の長さと特性との
関係を説明する図である。
成の一例を示す斜視図であり、図１（ｂ）〜（ｅ）は、
図１（ａ）の構成におけるテーパ領域の長さと特性との
関係を説明する図である。
図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態にお
ける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面から
みた透視図であり、図２（ｄ）は、本発明の第１の実施
形態における半導体レーザ装置の改変された構成を示す
上面からみた透視図である。
ける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面から
みた透視図であり、図２（ｄ）は、本発明の第１の実施
形態における半導体レーザ装置の改変された構成を示す
上面からみた透視図である。
図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の半
導体レーザ装置における、活性層の異なる幅に対する光
強度分布の広がり（スポット径）の計算結果を示す図で
ある。
導体レーザ装置における、活性層の異なる幅に対する光
強度分布の広がり（スポット径）の計算結果を示す図で
ある。
図４は、本発明の第１の実施形態の半導体レーザ装置
における、活性層の幅に対する垂直方向の放射角の計算
結果を示す図である。
における、活性層の幅に対する垂直方向の放射角の計算
結果を示す図である。
図５は、本発明の第１の実施形態の半導体レーザ装置
における、電流−光出力特性の測定結果の一例を示す図
である。
における、電流−光出力特性の測定結果の一例を示す図
である。
図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の
半導体レーザ装置における、遠視野像の測定結果の一例
を示す図である。
半導体レーザ装置における、遠視野像の測定結果の一例
を示す図である。
図７は、本発明の第１の実施形態の半導体レーザ装置
における、しきい値電流の測定結果の一例を示す図であ
る。
における、しきい値電流の測定結果の一例を示す図であ
る。
図８（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の
半導体レーザ装置における、遠視野像の測定結果の他の
一例を示す図である。
半導体レーザ装置における、遠視野像の測定結果の他の
一例を示す図である。
図９（ａ）〜（ｄ）は、本発明の半導体レーザ装置の
製造方法を説明する断面図及び上面からみた透視図であ
る。
製造方法を説明する断面図及び上面からみた透視図であ
る。
図10（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態にお
ける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面から
みた透視図である。
ける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面から
みた透視図である。
図11（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の
効果を説明するために遠視野像の特性を示す図である。
効果を説明するために遠視野像の特性を示す図である。
図12は、本発明の第２の実施形態の効果を説明するた
めに遠視野像の特性を示す他の図である。
めに遠視野像の特性を示す他の図である。
図13（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施形態にお
ける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面から
みた透視図である。
ける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面から
みた透視図である。
図14（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第４の実施形態にお
ける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面から
みた透視図であり、図14（ｄ）は、その部分拡大図であ
る。
ける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面から
みた透視図であり、図14（ｄ）は、その部分拡大図であ
る。
図15（ａ）は、比較例としての半導体レーザ装置の構
成を模式的に示す図であり、図15（ｂ）〜（ｄ）は、図
15（ａ）の構成における発振モード特性を示す図であ
る。
成を模式的に示す図であり、図15（ｂ）〜（ｄ）は、図
15（ａ）の構成における発振モード特性を示す図であ
る。
図16（ａ）は、本発明の第４の実施形態における半導
体レーザ装置の構成を模式的に示す図であり、図16
（ｂ）は、本発明の第４の実施形態の効果を説明するた
めに図16（ａ）の構成における発振モード特性を示す図
である。
体レーザ装置の構成を模式的に示す図であり、図16
（ｂ）は、本発明の第４の実施形態の効果を説明するた
めに図16（ａ）の構成における発振モード特性を示す図
である。
図17（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第５の実施形態にお
ける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面から
みた透視図であり、図17（ｄ）は、本発明の第５の実施
形態における半導体レーザ装置の改変された構成を示す
上面からみた透視図である。
ける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面から
みた透視図であり、図17（ｄ）は、本発明の第５の実施
形態における半導体レーザ装置の改変された構成を示す
上面からみた透視図である。
図18（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第６の実施形態にお
ける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面から
みた透視図である。
ける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面から
みた透視図である。
図19は、本発明の第６の実施形態の効果を説明するた
めにその構成における発振モード特性を示す図である。
めにその構成における発振モード特性を示す図である。
図20（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第７の実施形態にお
ける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面から
みた透視図である。
ける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面から
みた透視図である。
図21は、本発明の第８の実施形態における半導体レー
ザ装置の構成を示す断面図である。
ザ装置の構成を示す断面図である。
図22（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第８の実施形態の効
果を説明するために、共振器内部での光強度分布或いは
キャリア密度分布を示す図である。
果を説明するために、共振器内部での光強度分布或いは
キャリア密度分布を示す図である。
図23は、本発明の第９の実施形態における半導体レー
ザ装置の構成を示す断面図である。
ザ装置の構成を示す断面図である。
図24は、本発明の第10の実施形態における半導体レー
ザ装置の構成を示す断面図である。
ザ装置の構成を示す断面図である。
図25（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第10の実施形態の
効果を説明するために、共振器内部での光強度分布を示
す図である。
効果を説明するために、共振器内部での光強度分布を示
す図である。
図26（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第11の実施形態に
おける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面か
らみた透視図である。
おける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面か
らみた透視図である。
図27は、本発明の第11の実施形態の効果を説明するた
めに、InAsP層におけるAsの組成比とバンドギャップエ
ネルギー波長との関係を示す図である。
めに、InAsP層におけるAsの組成比とバンドギャップエ
ネルギー波長との関係を示す図である。
図28は、InAsP層におけるAsの組成比をパラメータと
して、光波長に対する屈折率特性を示す図である。
して、光波長に対する屈折率特性を示す図である。
図29（ａ）は、本発明の第11の実施形態の半導体レー
ザ装置における共振器内部での回折格子（InAsP層）の
形状を示す断面図であり、図29（ｂ）及び（ｃ）は、本
発明の第11の実施形態の効果を説明するために、本発明
の第11の実施形態の半導体レーザ装置における共振器内
部での実効屈折率分布及び利得分布を示す図である。
ザ装置における共振器内部での回折格子（InAsP層）の
形状を示す断面図であり、図29（ｂ）及び（ｃ）は、本
発明の第11の実施形態の効果を説明するために、本発明
の第11の実施形態の半導体レーザ装置における共振器内
部での実効屈折率分布及び利得分布を示す図である。
図30（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第12の実施形態に
おける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面か
らみた透視図である。
おける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面か
らみた透視図である。
図31（ａ）は、本発明の第12の実施形態における半導
体レーザ装置の構成を模式的に示す図であり、図31
（ｂ）〜（ｆ）は、本発明の第12の実施形態の効果を説
明するために共振器内部での実効屈折率、回折格子のピ
ッチ、或いはブラッグ波長の分布を示す図である。
体レーザ装置の構成を模式的に示す図であり、図31
（ｂ）〜（ｆ）は、本発明の第12の実施形態の効果を説
明するために共振器内部での実効屈折率、回折格子のピ
ッチ、或いはブラッグ波長の分布を示す図である。
図32（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第13の実施形態に
おける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面か
らみた透視図である。
おける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面か
らみた透視図である。
図33（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第14の実施形態に
おける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面か
らみた透視図である。
おける半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面か
らみた透視図である。
図34（ａ）は、本発明による光通信システムの構成を
模式的に示す図であり、図34（ｂ）は、従来技術による
光通信システムの構成を模式的に示す図である。
模式的に示す図であり、図34（ｂ）は、従来技術による
光通信システムの構成を模式的に示す図である。
図35（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第11の実施形態にお
ける半導体レーザ装置の製造方法を説明する斜視図であ
る。
ける半導体レーザ装置の製造方法を説明する斜視図であ
る。
図36（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第11の実施形態にお
ける半導体レーザ装置の製造方法の一部工程をさらに詳
細に説明する断面図である。
ける半導体レーザ装置の製造方法の一部工程をさらに詳
細に説明する断面図である。
図37は、本発明の第11の実施形態における半導体レー
ザ装置の製造方法における、アルシン（AsH3）の流量と
フォトルミネッセンス波長との関係を示す図である。
ザ装置の製造方法における、アルシン（AsH3）の流量と
フォトルミネッセンス波長との関係を示す図である。
発明を実施するための最良の形態 上記した従来技術における課題は、図２（ａ）〜
（ｃ）を参照して以下に説明するように、レーザ光を発
生するストライプ状活性層の幅を共振器のほぼ全体に渡
って連続的に変化させ、レーザ光を取り出す前端面にお
ける活性層の幅をW1、及びその反対側の後端面における
活性層の幅をW2としたときに、W2＞W1なる関係を満たす
ことによって解決する。上記の関係が成立する場合、半
導体レーザの前端面においては、活性層の幅が狭く、光
が活性層以外に広がるために、光強度分布の広がりは大
きい。一方、半導体レーザの後端面においては、活性層
の幅が広く、光が活性層の内部に閉じ込められるため
に、光強度分布の広がりは小さい。
（ｃ）を参照して以下に説明するように、レーザ光を発
生するストライプ状活性層の幅を共振器のほぼ全体に渡
って連続的に変化させ、レーザ光を取り出す前端面にお
ける活性層の幅をW1、及びその反対側の後端面における
活性層の幅をW2としたときに、W2＞W1なる関係を満たす
ことによって解決する。上記の関係が成立する場合、半
導体レーザの前端面においては、活性層の幅が狭く、光
が活性層以外に広がるために、光強度分布の広がりは大
きい。一方、半導体レーザの後端面においては、活性層
の幅が広く、光が活性層の内部に閉じ込められるため
に、光強度分布の広がりは小さい。
図３（ａ）〜（ｃ）は、図２（ａ）〜（ｃ）の半導体
レーザ装置の構成における、活性層の幅に対する光強度
分布の広がりを示す。
レーザ装置の構成における、活性層の幅に対する光強度
分布の広がりを示す。
図３（ａ）〜（ｃ）では、光が閉じ込められる活性層
（光導波領域）の厚さは、0.2μｍで一定としており、
活性層（光導波領域）の幅を横軸としている。また、光
導波領域は、通常は活性層及び光閉じ込め層から形成さ
れているが、ここでは、それらの平均の屈折率をn1とし
ている。また、光導波領域を取り囲む周囲の領域は、均
一な屈折率n2（n1＞n2）を有すると仮定している。
（光導波領域）の厚さは、0.2μｍで一定としており、
活性層（光導波領域）の幅を横軸としている。また、光
導波領域は、通常は活性層及び光閉じ込め層から形成さ
れているが、ここでは、それらの平均の屈折率をn1とし
ている。また、光導波領域を取り囲む周囲の領域は、均
一な屈折率n2（n1＞n2）を有すると仮定している。
図３（ａ）〜（ｃ）は、Δｎ＝n1−n2の値をパラメー
タとしており、それぞれΔｎ＝0.20、015、及び0.10の
場合の結果を示している。また、縦軸はスポット径を示
し、光強度が最大値の1/e2となる時点での光強度の広が
りを示す（近視野像、e:自然定数）。さらに、図３
（ａ）〜（ｃ）の中の実線は垂直方向のスポット径を示
し、破線は、水平方向のスポット径を示す。
タとしており、それぞれΔｎ＝0.20、015、及び0.10の
場合の結果を示している。また、縦軸はスポット径を示
し、光強度が最大値の1/e2となる時点での光強度の広が
りを示す（近視野像、e:自然定数）。さらに、図３
（ａ）〜（ｃ）の中の実線は垂直方向のスポット径を示
し、破線は、水平方向のスポット径を示す。
図３（ａ）に示すΔｎ＝0.20の場合には、活性層の幅
を狭くしても、垂直方向及び水平方向ともにスポット径
は変化しない。一方、図３（ｂ）に示すΔｎ＝0.15の場
合及び図３（ｃ）に示すΔｎ＝0.10の場合には、活性層
の幅を狭くすると、垂直方向及び水平方向ともにスポッ
ト径は広くなる。これは、Δｎが小さくなるほど光の閉
じ込めが弱くなるので、活性層の幅が狭くなっていくと
光が活性層から染み出して、スポット径が広がるからで
ある。
を狭くしても、垂直方向及び水平方向ともにスポット径
は変化しない。一方、図３（ｂ）に示すΔｎ＝0.15の場
合及び図３（ｃ）に示すΔｎ＝0.10の場合には、活性層
の幅を狭くすると、垂直方向及び水平方向ともにスポッ
ト径は広くなる。これは、Δｎが小さくなるほど光の閉
じ込めが弱くなるので、活性層の幅が狭くなっていくと
光が活性層から染み出して、スポット径が広がるからで
ある。
図４は、Δｎをパラメータとして、活性層の幅に対す
る垂直方向の放射角を計算した結果を示す。具体的に
は、Δｎ＝0.20、0.15、0.12及び0.10の４通りとしてい
る。
る垂直方向の放射角を計算した結果を示す。具体的に
は、Δｎ＝0.20、0.15、0.12及び0.10の４通りとしてい
る。
これより、Δｎ＝0.20の場合には、活性層の幅を狭く
しても放射角の変化は非常に小さいが、Δｎ＝0.15以下
の場合には、活性層の幅を1.0μｍ以下に狭くすると放
射角が急激に狭くなることがわかる。
しても放射角の変化は非常に小さいが、Δｎ＝0.15以下
の場合には、活性層の幅を1.0μｍ以下に狭くすると放
射角が急激に狭くなることがわかる。
以上のことから、光導波領域とその周囲領域との間の
屈折率差Δｎを0.2未満とし、半導体レーザの前端面に
おける活性層の幅W1を約1.0μｍ以下とすれば、非常に
狭い放射角が実現可能である。但し、幅W1が狭すぎると
光が光導波領域に閉じ込められなくなるので、幅W1は、
導波光の基本モードが存在可能な大きさに設定する必要
がある。
屈折率差Δｎを0.2未満とし、半導体レーザの前端面に
おける活性層の幅W1を約1.0μｍ以下とすれば、非常に
狭い放射角が実現可能である。但し、幅W1が狭すぎると
光が光導波領域に閉じ込められなくなるので、幅W1は、
導波光の基本モードが存在可能な大きさに設定する必要
がある。
一方、半導体レーザの後端面における活性層の幅W2
は、W2＞W1なる関係を満たすように設定する。しかし、
W2が小さいと、上記の関係式からW1が非常に小さくな
り、光導波領域全体における光の閉じ込めや利得が小さ
くなって、しきい値電流が高くなる。共振器長の全体に
渡って一定の幅を有する従来技術の半導体レーザにおい
ては、活性層の幅は、基本モードのみが導波可能な値に
設定するが、本発明では、好ましくは幅W2を高次モード
も導波可能な値に設定して、光導波領域全体における光
の閉じ込めや利得が小さくならないようにする。この場
合でも、半導体レーザの前端面付近では活性層幅W1が狭
く、基本モードのみが導波可能であるため、高次モード
で発振することは無い。但し、本発明の構成では、必ず
しも、幅W2を高次モードも導波可能な値に設定しなくて
もよい。
は、W2＞W1なる関係を満たすように設定する。しかし、
W2が小さいと、上記の関係式からW1が非常に小さくな
り、光導波領域全体における光の閉じ込めや利得が小さ
くなって、しきい値電流が高くなる。共振器長の全体に
渡って一定の幅を有する従来技術の半導体レーザにおい
ては、活性層の幅は、基本モードのみが導波可能な値に
設定するが、本発明では、好ましくは幅W2を高次モード
も導波可能な値に設定して、光導波領域全体における光
の閉じ込めや利得が小さくならないようにする。この場
合でも、半導体レーザの前端面付近では活性層幅W1が狭
く、基本モードのみが導波可能であるため、高次モード
で発振することは無い。但し、本発明の構成では、必ず
しも、幅W2を高次モードも導波可能な値に設定しなくて
もよい。
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参
照して説明する。
照して説明する。
（第１の実施形態） 図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態の半導体レー
ザ装置100を前面から満た図であり、図２（ｂ）は、半
導体レーザ装置100を後面から見た図である。また、図
２（ｃ）は、半導体レーザ装置100を上部から見た透視
図であり、内部構造がわかるようにしてある。さらに、
図２（ｄ）は、半導体レーザ装置100の改変された構成
を示す上面からみた透視図である。半導体レーザ100の
発振波長は、1.3μｍ近傍である。
ザ装置100を前面から満た図であり、図２（ｂ）は、半
導体レーザ装置100を後面から見た図である。また、図
２（ｃ）は、半導体レーザ装置100を上部から見た透視
図であり、内部構造がわかるようにしてある。さらに、
図２（ｄ）は、半導体レーザ装置100の改変された構成
を示す上面からみた透視図である。半導体レーザ100の
発振波長は、1.3μｍ近傍である。
半導体レーザ装置100では、ｎ型InP基板１の上に、ｎ
型InGaAsP光閉じ込め層（厚さ約150nm、λｇ＝約1.05μ
ｍ）２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込
め層（厚さ約30nm、λｇ＝約1.05μｍ）４、及びｐ型In
Pクラッド層（厚さ約400nm）５がメサ状に形成されてお
り、共振器長方向に対してストライプ状に伸びている。
なお、図２（ｃ）及び（ｄ）における斜線部はストライ
プ14であり、このストライプ14は、ｎ型InGaAsP光閉じ
込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ
込め層４、及びｐ型InPクラッド層５で構成されてい
る。
型InGaAsP光閉じ込め層（厚さ約150nm、λｇ＝約1.05μ
ｍ）２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込
め層（厚さ約30nm、λｇ＝約1.05μｍ）４、及びｐ型In
Pクラッド層（厚さ約400nm）５がメサ状に形成されてお
り、共振器長方向に対してストライプ状に伸びている。
なお、図２（ｃ）及び（ｄ）における斜線部はストライ
プ14であり、このストライプ14は、ｎ型InGaAsP光閉じ
込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ
込め層４、及びｐ型InPクラッド層５で構成されてい
る。
また、このストライプ状メサの両側は、ｐ型InP電流
ブロック層６、及びｎ型InP電流ブロック層７で埋め込
まれており、さらにその上部には、ｐ型InP埋め込み層
８、ｐ型InGaAsPコンタクト層（λｇ＝約1.3μｍ）９が
形成されている。
ブロック層６、及びｎ型InP電流ブロック層７で埋め込
まれており、さらにその上部には、ｐ型InP埋め込み層
８、ｐ型InGaAsPコンタクト層（λｇ＝約1.3μｍ）９が
形成されている。
ｎ型InP基板１の裏面には、Au/Sn合金からなるｎ側電
極10が形成されている。一方、ｐ型InGaAsPコンタクト
層９の上部には、ストライプ状の窓を有するSiO2絶縁膜
11が形成されており、さらにその上部に形成されたAu/Z
n合金からなる電極12は、SiO2絶縁膜11のストライプ状
の窓を通してｐ型InGaAsPコンタクト層９に接触してい
る。電極12の上部には、Ti/Au合金からなるｐ側電極13
が形成されている。
極10が形成されている。一方、ｐ型InGaAsPコンタクト
層９の上部には、ストライプ状の窓を有するSiO2絶縁膜
11が形成されており、さらにその上部に形成されたAu/Z
n合金からなる電極12は、SiO2絶縁膜11のストライプ状
の窓を通してｐ型InGaAsPコンタクト層９に接触してい
る。電極12の上部には、Ti/Au合金からなるｐ側電極13
が形成されている。
また、多重量子井戸活性層３は、５対の井戸層及び障
壁層から構成されている。井戸層は、約0.7％の範囲で
圧縮歪が導入された厚さ約6nmのInGaAsP井戸層であり、
障壁層は、意図的に歪は導入されていない厚さ約10nmの
InGaAsP障壁層（λｇ＝約1.05μｍ）である。
壁層から構成されている。井戸層は、約0.7％の範囲で
圧縮歪が導入された厚さ約6nmのInGaAsP井戸層であり、
障壁層は、意図的に歪は導入されていない厚さ約10nmの
InGaAsP障壁層（λｇ＝約1.05μｍ）である。
レーザ共振器の長さは約300μｍであり、活性層３を
含むストライプ14の幅が、共振器長方向に対して変化し
ている。具体的には、半導体レーザの前端面から長さ約
25μｍの領域Ａにおけるストライプ幅W1は約0.6μｍで
あり、一方、半導体レーザの後端面から長さ約25μｍの
領域Ｃにおけるストライプ幅W2は、約1.6μｍ〜約2.6μ
ｍの範囲に設定されている。残りの領域Ｂ（以下では、
「テーパ領域」とも称する）では、ストライプ幅は領域
Ａと領域Ｃとを結ぶように直線的に変化している。
含むストライプ14の幅が、共振器長方向に対して変化し
ている。具体的には、半導体レーザの前端面から長さ約
25μｍの領域Ａにおけるストライプ幅W1は約0.6μｍで
あり、一方、半導体レーザの後端面から長さ約25μｍの
領域Ｃにおけるストライプ幅W2は、約1.6μｍ〜約2.6μ
ｍの範囲に設定されている。残りの領域Ｂ（以下では、
「テーパ領域」とも称する）では、ストライプ幅は領域
Ａと領域Ｃとを結ぶように直線的に変化している。
図５は、本実施形態の半導体レーザ装置100で、領域
Ｃにおけるストライプ幅W2＝約1.6μｍの場合における
電流−光出力特性の測定結果である。レーザ端面は、前
端面及び後端面ともに劈開面である。図５より、しきい
値電流は約20mA、スロープ効率は約0.35mW/mAであっ
て、優れた特性を示している。
Ｃにおけるストライプ幅W2＝約1.6μｍの場合における
電流−光出力特性の測定結果である。レーザ端面は、前
端面及び後端面ともに劈開面である。図５より、しきい
値電流は約20mA、スロープ効率は約0.35mW/mAであっ
て、優れた特性を示している。
図６（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の半導体レーザ
装置100で、領域Ｃにおけるストライプ幅W2＝約1.6μｍ
の場合における遠視野像の測定結果である。これより、
基板１に対して水平方向（図６（ａ）の場合）及び垂直
方向（図６（ｂ）の場合）ともに、約12度という非常に
狭い放射角が実現できている。
装置100で、領域Ｃにおけるストライプ幅W2＝約1.6μｍ
の場合における遠視野像の測定結果である。これより、
基板１に対して水平方向（図６（ａ）の場合）及び垂直
方向（図６（ｂ）の場合）ともに、約12度という非常に
狭い放射角が実現できている。
図７は、領域Ｃにおけるストライプ幅W2＝約1.6μ
ｍ、約2.1μｍ、及び約2.6μｍの３通りの場合におけ
る、しきい値電流の測定結果である。レーザ端面は、前
端面及び後端面ともに劈開面である。これより、領域Ｃ
におけるストライプ幅W2を広くすることによって、低し
きい値化が実現できている。
ｍ、約2.1μｍ、及び約2.6μｍの３通りの場合におけ
る、しきい値電流の測定結果である。レーザ端面は、前
端面及び後端面ともに劈開面である。これより、領域Ｃ
におけるストライプ幅W2を広くすることによって、低し
きい値化が実現できている。
図８（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の半導体レーザ
装置100で、領域Ｃにおけるストライプ幅W2＝約2.1μｍ
の場合における遠視野像の測定結果である。これより、
基板１に対して水平方向（図８（ａ）の場合）及び垂直
方向（図８（ｂ）の場合）ともに、約15度という非常に
狭い放射角が実現できている。また、ストライプ幅W2が
高次モードを許容する値であるにもかかわらず、単峰性
のピークが実現できている。これは、前述したように、
領域Ａにおけるストライプ幅W1が約0.6μｍであり、高
次モードを許容しないためである。
装置100で、領域Ｃにおけるストライプ幅W2＝約2.1μｍ
の場合における遠視野像の測定結果である。これより、
基板１に対して水平方向（図８（ａ）の場合）及び垂直
方向（図８（ｂ）の場合）ともに、約15度という非常に
狭い放射角が実現できている。また、ストライプ幅W2が
高次モードを許容する値であるにもかかわらず、単峰性
のピークが実現できている。これは、前述したように、
領域Ａにおけるストライプ幅W1が約0.6μｍであり、高
次モードを許容しないためである。
本実施形態では、レーザ共振器の前端面及び後端面の
一部の領域Ａ及び領域Ｃでストライプの幅W1及びW2を一
定としているが、領域Ａ及び領域Ｃの長さは共振器全体
に比較して非常に短く、領域Ａ及び領域Ｃを省略し、図
２（ｄ）のように幅W1の辺と幅W2の辺とを有する台形形
状の領域Ｂのみを含む構成としても、同様の効果が得ら
れる。また、領域Ａ及び領域Ｃの形状は必ずしも直線状
である必要はなく、曲線状であってもよい。さらに、領
域Ａ及び領域Ｃの長さは、それぞれ必ずしも約25μｍで
ある必要はない。本願発明者らによれば、上述のように
領域Ａと領域Ｃとの設置が省略された場合である０μｍ
から、全共振器長の10％までの長さの範囲内であれば、
同様な効果が実現できることが確認されている。
一部の領域Ａ及び領域Ｃでストライプの幅W1及びW2を一
定としているが、領域Ａ及び領域Ｃの長さは共振器全体
に比較して非常に短く、領域Ａ及び領域Ｃを省略し、図
２（ｄ）のように幅W1の辺と幅W2の辺とを有する台形形
状の領域Ｂのみを含む構成としても、同様の効果が得ら
れる。また、領域Ａ及び領域Ｃの形状は必ずしも直線状
である必要はなく、曲線状であってもよい。さらに、領
域Ａ及び領域Ｃの長さは、それぞれ必ずしも約25μｍで
ある必要はない。本願発明者らによれば、上述のように
領域Ａと領域Ｃとの設置が省略された場合である０μｍ
から、全共振器長の10％までの長さの範囲内であれば、
同様な効果が実現できることが確認されている。
本実施形態では、領域Ａにおけるストライプ幅W1を約
0.6μｍとしているが、約1.0μｍ未満であれば、ｎ型In
GaAsP光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、及びｐ
型InGaAsP光閉じ込め層４の厚さ或いは組成を適切に選
択して、同様の効果を得ることが可能である。
0.6μｍとしているが、約1.0μｍ未満であれば、ｎ型In
GaAsP光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、及びｐ
型InGaAsP光閉じ込め層４の厚さ或いは組成を適切に選
択して、同様の効果を得ることが可能である。
さらに、本実施形態では、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層
２、多重量子井戸活性層３、及びｐ型InGaAsP光閉じ込
め層４からなる光導波領域の平均屈折率が、波長約1.3
μｍの光に対して約3.31である。一方、その周辺領域は
全て、波長約1.3μｍの光に対して約3.2の屈折率を有す
るInPで構成されており、光導波領域と周辺領域との間
の屈折率差が、約0.11となっている。或いは、屈折率差
が約0.15未満であれば、領域Ａにおけるストライプ幅W1
を約1.0μｍ未満で且つ基本モードを許容可能な値に適
切に設定することにより、同様の効果を得ることが可能
である。
２、多重量子井戸活性層３、及びｐ型InGaAsP光閉じ込
め層４からなる光導波領域の平均屈折率が、波長約1.3
μｍの光に対して約3.31である。一方、その周辺領域は
全て、波長約1.3μｍの光に対して約3.2の屈折率を有す
るInPで構成されており、光導波領域と周辺領域との間
の屈折率差が、約0.11となっている。或いは、屈折率差
が約0.15未満であれば、領域Ａにおけるストライプ幅W1
を約1.0μｍ未満で且つ基本モードを許容可能な値に適
切に設定することにより、同様の効果を得ることが可能
である。
さらに、本実施形態の半導体レーザ装置100の発振波
長は1.3μｍ帯であるが、1.55μｍ帯或いはその他の発
振波長であってもよい。また、本実施形態の半導体レー
ザ装置100はファブリペロー型の構成を有しているが、
活性層近傍（例えば活性層近傍の基板）に回折格子が形
成された分布帰還型レーザ（DFBレーザ）の構成を有し
ていてもよい。
長は1.3μｍ帯であるが、1.55μｍ帯或いはその他の発
振波長であってもよい。また、本実施形態の半導体レー
ザ装置100はファブリペロー型の構成を有しているが、
活性層近傍（例えば活性層近傍の基板）に回折格子が形
成された分布帰還型レーザ（DFBレーザ）の構成を有し
ていてもよい。
（第２の実施形態） 図10（ａ）は、本発明の第２の実施形態の半導体レー
ザ装置200を前面から見た図であり、図10（ｂ）は、半
導体レーザ装置200を後面から見た図である。また、図1
0（ｃ）は、半導体レーザ装置200を上部から見た透視図
であり、内部構造がわかるようにしてある。なお、図10
（ｃ）における斜線部はストライプ14であり、このスト
ライプ14は、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層２、多重量子井
戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込め層４、及びｐ型InP
クラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置200
の発振波長は、1.3μｍ近傍である。
ザ装置200を前面から見た図であり、図10（ｂ）は、半
導体レーザ装置200を後面から見た図である。また、図1
0（ｃ）は、半導体レーザ装置200を上部から見た透視図
であり、内部構造がわかるようにしてある。なお、図10
（ｃ）における斜線部はストライプ14であり、このスト
ライプ14は、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層２、多重量子井
戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込め層４、及びｐ型InP
クラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置200
の発振波長は、1.3μｍ近傍である。
半導体レーザ装置200の基本的な構成は、第１の実施
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
本実施形態の半導体レーザ装置200では、ストライプ
幅が直線的に変化している領域Ｂ（テーパ領域）におい
て、その変化の傾き、すなわちストライプ幅方向の広が
り角度（θ）17（図10（ｃ）参照）が、共振器長方向に
対して約0.14度以下となっている。以下に、図11（ａ）
及び（ｂ）、ならびに図12を参照して、本実施形態の効
果を説明する。
幅が直線的に変化している領域Ｂ（テーパ領域）におい
て、その変化の傾き、すなわちストライプ幅方向の広が
り角度（θ）17（図10（ｃ）参照）が、共振器長方向に
対して約0.14度以下となっている。以下に、図11（ａ）
及び（ｂ）、ならびに図12を参照して、本実施形態の効
果を説明する。
図11（ａ）には、領域Ａにおけるストライプ幅W1を約
0.6μｍとし、領域Ｃにおけるストライプ幅W2を約1.6μ
ｍ、約2.1μｍ、或いは約2.6μｍとし、領域Ｂのストラ
イプ方向の長さLbを約250μｍ（a1、a2及びa3のグルー
プのプロットに対応する）或いは約350μｍ（b1、b2及
びb3のグループのプロットに対応する）として作製した
半導体レーザ200の放射角（遠視野像の半値全幅）の測
定結果を示す。
0.6μｍとし、領域Ｃにおけるストライプ幅W2を約1.6μ
ｍ、約2.1μｍ、或いは約2.6μｍとし、領域Ｂのストラ
イプ方向の長さLbを約250μｍ（a1、a2及びa3のグルー
プのプロットに対応する）或いは約350μｍ（b1、b2及
びb3のグループのプロットに対応する）として作製した
半導体レーザ200の放射角（遠視野像の半値全幅）の測
定結果を示す。
また、図11（ａ）の結果を、ストライプ幅の変化の傾
きθ＝tan-1｛（W2−W1）／（２・Lb）｝を横軸とし、
放射角（遠視野像の半値全幅）を縦軸として描いたグラ
フを、図11（ｂ）に示す。このような座標関係では、図
11（ａ）のa1、a2、a3、b1、b2及びb3の各グループのプ
ロットは、図11（ｂ）のようにプロットされる。
きθ＝tan-1｛（W2−W1）／（２・Lb）｝を横軸とし、
放射角（遠視野像の半値全幅）を縦軸として描いたグラ
フを、図11（ｂ）に示す。このような座標関係では、図
11（ａ）のa1、a2、a3、b1、b2及びb3の各グループのプ
ロットは、図11（ｂ）のようにプロットされる。
図11（ｂ）から、傾きθを約0.14度以下とすることに
より、放射角が著しく低減されることがわかる。
より、放射角が著しく低減されることがわかる。
一方、図12は、傾きθが約0.11度（（ａ）の場合）及
び約0.23度（（ｂ）の場合）における、基板に対して水
平方向の遠視野像の測定結果である。傾きθ＝約0.11度
（ａ）では単峰性のピークであるのに対して、傾きθ＝
約0.23度（ｂ）では複数のピークが複合された形状とな
っており、放射角が広がっている。これは、傾きθの増
大に伴って放射モードが生じやすくなり、出射光パター
ンに影響を及ぼすためである。この影響を避けるために
は、図11（ｂ）より、傾きθ＝約0.14度以下とする必要
がある。
び約0.23度（（ｂ）の場合）における、基板に対して水
平方向の遠視野像の測定結果である。傾きθ＝約0.11度
（ａ）では単峰性のピークであるのに対して、傾きθ＝
約0.23度（ｂ）では複数のピークが複合された形状とな
っており、放射角が広がっている。これは、傾きθの増
大に伴って放射モードが生じやすくなり、出射光パター
ンに影響を及ぼすためである。この影響を避けるために
は、図11（ｂ）より、傾きθ＝約0.14度以下とする必要
がある。
（第３の実施形態） 図13（ａ）は、本発明の第３の実施形態の半導体レー
ザ装置300を前面から見た図であり、図13（ｂ）は、半
導体レーザ装置300を後面から見た図である。また、図1
3（ｃ）は、半導体レーザ装置300を上部から見た透視図
であり、内部構造がわかるようにしてある。なお、図13
（ｃ）における斜線部はストライプ14であり、このスト
ライプ14は、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層２、多重量子井
戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込め層４、及びｐ型InP
クラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置300
の発振波長は、1.3μｍ近傍である。
ザ装置300を前面から見た図であり、図13（ｂ）は、半
導体レーザ装置300を後面から見た図である。また、図1
3（ｃ）は、半導体レーザ装置300を上部から見た透視図
であり、内部構造がわかるようにしてある。なお、図13
（ｃ）における斜線部はストライプ14であり、このスト
ライプ14は、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層２、多重量子井
戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込め層４、及びｐ型InP
クラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置300
の発振波長は、1.3μｍ近傍である。
半導体レーザ装置300の基本的な構成は、第１の実施
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
本実施形態の半導体レーザ装置300では、ストライプ
幅が直線的に変化しているテーパ領域が領域B1及び領域
B2の２領域から形成されており、領域B1と領域B2とで
は、その変化の傾きが異なっている。具体的には、領域
B1での変化の傾き（θ１）18と領域B2での変化の傾き
（θ２）19との間にθ１＜θ２なる関係があり、θ１は
約0.14度以下となっている。
幅が直線的に変化しているテーパ領域が領域B1及び領域
B2の２領域から形成されており、領域B1と領域B2とで
は、その変化の傾きが異なっている。具体的には、領域
B1での変化の傾き（θ１）18と領域B2での変化の傾き
（θ２）19との間にθ１＜θ２なる関係があり、θ１は
約0.14度以下となっている。
この様な構成とすることにより、低しきい値電流特性
及び狭放射角特性の実現が可能になる。
及び狭放射角特性の実現が可能になる。
テーパ領域の前端面に近い部分からの放射モード光ほ
ど、出射光パターンに大きな影響を及ぼす。そこで、本
実施形態では、前端面に近い領域B1のストライプ幅の変
化の傾き（θ１）18を約0.14度以下として、狭放射角特
性の実現を可能としている。一方、前端面から離れた領
域B2のストライプ幅の変化の傾き（θ２）19を大きくす
ることによって、光導波領域の全体における光閉じ込め
や利得を大きくして、低しきい値電流特性の実現を可能
としている。
ど、出射光パターンに大きな影響を及ぼす。そこで、本
実施形態では、前端面に近い領域B1のストライプ幅の変
化の傾き（θ１）18を約0.14度以下として、狭放射角特
性の実現を可能としている。一方、前端面から離れた領
域B2のストライプ幅の変化の傾き（θ２）19を大きくす
ることによって、光導波領域の全体における光閉じ込め
や利得を大きくして、低しきい値電流特性の実現を可能
としている。
なお、本実施形態では、ストライプ幅が直線的に変化
しているテーパ領域を、変化の傾きが異なる２つの領域
B1及びB2から形成しているが、３つ以上の領域で形成し
ても、その効果は同じである。
しているテーパ領域を、変化の傾きが異なる２つの領域
B1及びB2から形成しているが、３つ以上の領域で形成し
ても、その効果は同じである。
（第４の実施形態） 図14（ａ）は、本発明の第４の実施形態の半導体レー
ザ装置400を前面から見た図であり、図14（ｂ）は、半
導体レーザ装置400を後面から見た図である。また、図1
4（ｃ）は、半導体レーザ装置400を上部から見た透視図
であり、内部構造がわかるようにしてある。また、図14
（ｄ）は、半導体レーザ装置400の構成の一部の拡大図
である。なお、図14（ｃ）における斜線部はストライプ
14であり、このストライプ14は、ｎ型InGaAsP光閉じ込
め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込
め層４、及びｐ型InPクラッド層５で構成されている。
半導体レーザ装置400の発振波長は、1.3μｍ近傍であ
る。
ザ装置400を前面から見た図であり、図14（ｂ）は、半
導体レーザ装置400を後面から見た図である。また、図1
4（ｃ）は、半導体レーザ装置400を上部から見た透視図
であり、内部構造がわかるようにしてある。また、図14
（ｄ）は、半導体レーザ装置400の構成の一部の拡大図
である。なお、図14（ｃ）における斜線部はストライプ
14であり、このストライプ14は、ｎ型InGaAsP光閉じ込
め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込
め層４、及びｐ型InPクラッド層５で構成されている。
半導体レーザ装置400の発振波長は、1.3μｍ近傍であ
る。
半導体レーザ装置400の基本的な構成は、第１の実施
形態における半導体レーザ100の構成と同じである。同
じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明は
ここでは省略する。
形態における半導体レーザ100の構成と同じである。同
じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明は
ここでは省略する。
本実施形態の半導体レーザ装置400では、領域Ａと領
域Ｂとの間の境界20、及び領域Ｃと領域Ｂとの間の境界
21が、各々滑らかに接続されている。ここで、「滑ら
か」という意味を数学的に表現すれば、領域Ａと領域Ｂ
との間の境界20、及び領域Ｂと領域Ｃとの間の境界21
で、それぞれの領域における傾きの微分係数が一致する
ことを言う。従って、図14（ｄ）の拡大図に示すよう
に、領域Ａにおけるストライプ幅W1は、境界20での微分
係数の不連続が生じないように、領域Ｂに向かって徐々
にW1から広がっていく。同様に、領域Ｂのストライプ幅
は、境界21での微分係数の不連続が生じないように、領
域Ｃに向かって徐々にW2になっていく。
域Ｂとの間の境界20、及び領域Ｃと領域Ｂとの間の境界
21が、各々滑らかに接続されている。ここで、「滑ら
か」という意味を数学的に表現すれば、領域Ａと領域Ｂ
との間の境界20、及び領域Ｂと領域Ｃとの間の境界21
で、それぞれの領域における傾きの微分係数が一致する
ことを言う。従って、図14（ｄ）の拡大図に示すよう
に、領域Ａにおけるストライプ幅W1は、境界20での微分
係数の不連続が生じないように、領域Ｂに向かって徐々
にW1から広がっていく。同様に、領域Ｂのストライプ幅
は、境界21での微分係数の不連続が生じないように、領
域Ｃに向かって徐々にW2になっていく。
この様な構成にすることにより、領域Ａと領域Ｂ、及
び領域Ｂと領域Ｃの各々の境界20及び21において、屈折
率の変化が緩やかになる。これによって、各々の境界20
及び21における光の反射が抑制されて、複合共振器モー
ドの発生が抑制され、レーザの雑音が増大しない。
び領域Ｂと領域Ｃの各々の境界20及び21において、屈折
率の変化が緩やかになる。これによって、各々の境界20
及び21における光の反射が抑制されて、複合共振器モー
ドの発生が抑制され、レーザの雑音が増大しない。
図15（ａ）〜（ｄ）ならびに図16（ａ）及び（ｂ）を
参照して、本実施形態の効果を説明する。
参照して、本実施形態の効果を説明する。
図15（ａ）に模式的に示すように、領域Ａと領域Ｂと
の間の境界20、及び領域Ｂと領域Ｃとの間の境界21にお
いてストライプ幅が急激に変化している場合は、各境界
20及び21で屈折率も急激に変化している。このため、各
境界20及び21での光反射量が大きくなり、領域Ａの内部
或いは領域Ｃの内部において、光の帰還22が生じる。こ
の結果、領域Ａの共振器長或いは領域Ｃの共振器長に対
応する間隔で、局所的な発振モードが存在する。利得曲
線のピーク近傍において、これらの局所的な発振モード
と全共振器長に対応する発振モード（メイン発振モー
ド）とが一致すると、図15（ｂ）の様な発振スペクトル
となる。ここで、参照番号24は、全共振器長に対応する
メイン発振モードであり、参照番号23は、全共振器長に
対応するメイン発振モードに領域Ａの共振器長或いは領
域Ｃの共振器長に対応する間隔での局所的な発振モード
が重なったものである。このように２種類の発振モード
からなる発振モードを、複合共振器モードと呼ぶ。さら
に、注入電流量が変化すると、図15（ｃ）或いは図15
（ｄ）のように発振スペクトルが変化し、レーザを変調
した場合の雑音の原因となる。
の間の境界20、及び領域Ｂと領域Ｃとの間の境界21にお
いてストライプ幅が急激に変化している場合は、各境界
20及び21で屈折率も急激に変化している。このため、各
境界20及び21での光反射量が大きくなり、領域Ａの内部
或いは領域Ｃの内部において、光の帰還22が生じる。こ
の結果、領域Ａの共振器長或いは領域Ｃの共振器長に対
応する間隔で、局所的な発振モードが存在する。利得曲
線のピーク近傍において、これらの局所的な発振モード
と全共振器長に対応する発振モード（メイン発振モー
ド）とが一致すると、図15（ｂ）の様な発振スペクトル
となる。ここで、参照番号24は、全共振器長に対応する
メイン発振モードであり、参照番号23は、全共振器長に
対応するメイン発振モードに領域Ａの共振器長或いは領
域Ｃの共振器長に対応する間隔での局所的な発振モード
が重なったものである。このように２種類の発振モード
からなる発振モードを、複合共振器モードと呼ぶ。さら
に、注入電流量が変化すると、図15（ｃ）或いは図15
（ｄ）のように発振スペクトルが変化し、レーザを変調
した場合の雑音の原因となる。
一方、図16（ａ）は、本実施形態の半導体レーザ装置
400の構成を模式的に示す図であるが、領域Ａと領域Ｂ
との間の境界20、及び領域Ｂと領域Ｃとの間の境界21を
滑らかに接続することにより、各境界20及び21における
屈折率の変化が緩やかになり、境界20及び21での光反射
が抑制される。この結果、図16（ｂ）に示すように、領
域Ａの共振器長或いは領域Ｃの共振器長に対応する間隔
での発振モードは現われず、複合共振器モードが抑制さ
れて、レーザの雑音は増大しない。
400の構成を模式的に示す図であるが、領域Ａと領域Ｂ
との間の境界20、及び領域Ｂと領域Ｃとの間の境界21を
滑らかに接続することにより、各境界20及び21における
屈折率の変化が緩やかになり、境界20及び21での光反射
が抑制される。この結果、図16（ｂ）に示すように、領
域Ａの共振器長或いは領域Ｃの共振器長に対応する間隔
での発振モードは現われず、複合共振器モードが抑制さ
れて、レーザの雑音は増大しない。
（第５の実施形態） 図17（ａ）は、本発明の第５の実施形態の半導体レー
ザ装置500を前面から見た図であり、図17（ｂ）は、半
導体レーザ装置500を後面から見た図である。また、図1
7（ｃ）は、半導体レーザ装置500を上部から見た透視図
であり、内部構造がわかるようにしてある。さらに、図
17（ｄ）は、半導体レーザ装置500の改変された構成を
示す上面からみた透視図である。なお、図17（ｃ）及び
（ｄ）における斜線部はストライプ14であり、このスト
ライプ14は、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層２、多重量子井
戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込め層４、及びｐ型InP
クラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置500
の発振波長は、1.3μｍ近傍である。
ザ装置500を前面から見た図であり、図17（ｂ）は、半
導体レーザ装置500を後面から見た図である。また、図1
7（ｃ）は、半導体レーザ装置500を上部から見た透視図
であり、内部構造がわかるようにしてある。さらに、図
17（ｄ）は、半導体レーザ装置500の改変された構成を
示す上面からみた透視図である。なお、図17（ｃ）及び
（ｄ）における斜線部はストライプ14であり、このスト
ライプ14は、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層２、多重量子井
戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込め層４、及びｐ型InP
クラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置500
の発振波長は、1.3μｍ近傍である。
半導体レーザ装置500の基本的な構成は、第１の実施
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
本実施形態の半導体レーザ装置500では、領域Ａ及び
領域Ｃにおいて、領域Ｂと接する側でのストライプ両側
面の長さが異なり、領域Ａと領域Ｂとの間の境界25及び
領域Ｃと領域Ｂとの間の境界26が、共振器長方向に対し
てそれぞれ45度傾斜している。
領域Ｃにおいて、領域Ｂと接する側でのストライプ両側
面の長さが異なり、領域Ａと領域Ｂとの間の境界25及び
領域Ｃと領域Ｂとの間の境界26が、共振器長方向に対し
てそれぞれ45度傾斜している。
この様な構成にすることにより、図17（ｃ）に示すよ
うに、領域Ａと領域Ｂとの間の境界25及び領域Ｃと領域
Ｂとの間の境界26で発生する反射光27は、ストライプの
外に向けられる。このため、領域Ａ及び領域Ｃは、それ
自体では共振器として作用しないので、複合共振器モー
ドが抑制され、レーザの雑音が増大しない。
うに、領域Ａと領域Ｂとの間の境界25及び領域Ｃと領域
Ｂとの間の境界26で発生する反射光27は、ストライプの
外に向けられる。このため、領域Ａ及び領域Ｃは、それ
自体では共振器として作用しないので、複合共振器モー
ドが抑制され、レーザの雑音が増大しない。
なお、境界25及び26の傾斜角度は必ずしも45度である
必要は無く、約15度から約75度の範囲であれば、ほぼ同
等の効果が得られる。また、境界25の傾斜角度と境界26
の傾斜角度とは、必ずしも同じ値に設定される必要はな
く、お互いに異なった値に設定してもよい。
必要は無く、約15度から約75度の範囲であれば、ほぼ同
等の効果が得られる。また、境界25の傾斜角度と境界26
の傾斜角度とは、必ずしも同じ値に設定される必要はな
く、お互いに異なった値に設定してもよい。
また、図17（ｃ）の構成では、境界25と境界26とは、
共振器長方向に対してお互いに逆向きに傾いているが、
図17（ｄ）のように、共振器長方向に対してお互いに同
じ向きに傾いてお互いに平行になっていてもよい。
共振器長方向に対してお互いに逆向きに傾いているが、
図17（ｄ）のように、共振器長方向に対してお互いに同
じ向きに傾いてお互いに平行になっていてもよい。
（第６の実施形態） 図18（ａ）は、本発明の第６の実施形態の半導体レー
ザ装置600を前面から見た図であり、図18（ｂ）は、半
導体レーザ装置600を後面から見た図である。また、図1
8（ｃ）は、半導体レーザ装置600を上部から見た透視図
であり、内部構造がわかるようにしてある。さらに、図
18（ｃ）における斜線部はストライプ14であり、このス
トライプ14は、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層２、多重量子
井戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込め層４、及びｐ型I
nPクラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置60
0の発振波長は、1.3μｍ近傍である。
ザ装置600を前面から見た図であり、図18（ｂ）は、半
導体レーザ装置600を後面から見た図である。また、図1
8（ｃ）は、半導体レーザ装置600を上部から見た透視図
であり、内部構造がわかるようにしてある。さらに、図
18（ｃ）における斜線部はストライプ14であり、このス
トライプ14は、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層２、多重量子
井戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込め層４、及びｐ型I
nPクラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置60
0の発振波長は、1.3μｍ近傍である。
半導体レーザ装置600の基本的な構成は、第１の実施
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
本実施形態の半導体レーザ装置600では、領域Ａ及び
領域Ｃの長さを約５μｍ以下としている。これにより、
図19に示すように、得られる発振スペクトルにおいて、
半導体レーザ装置600の発振波長である1.3μｍ近傍に
は、領域Ａの共振器長及び領域Ｃの共振器長に相当する
局所的な共振器モード23は存在せず、全共振器長に相当
する発振モード24のみが存在する。この結果、複合共振
器モードが抑制され、レーザの雑音が増大しない。一
方、領域Ａ及び領域Ｃの長さが上記の値より長くなる
と、領域Ａの共振器長或いは領域Ｃの共振器長に対応す
る局所的な共振器モードの間隔が短くなって、全共振器
長に対応するメイン発振モードに影響を及ぼす可能性が
ある。
領域Ｃの長さを約５μｍ以下としている。これにより、
図19に示すように、得られる発振スペクトルにおいて、
半導体レーザ装置600の発振波長である1.3μｍ近傍に
は、領域Ａの共振器長及び領域Ｃの共振器長に相当する
局所的な共振器モード23は存在せず、全共振器長に相当
する発振モード24のみが存在する。この結果、複合共振
器モードが抑制され、レーザの雑音が増大しない。一
方、領域Ａ及び領域Ｃの長さが上記の値より長くなる
と、領域Ａの共振器長或いは領域Ｃの共振器長に対応す
る局所的な共振器モードの間隔が短くなって、全共振器
長に対応するメイン発振モードに影響を及ぼす可能性が
ある。
（第７の実施形態） 図20（ａ）は、本発明の第７の実施形態の半導体レー
ザ装置700を前面から見た図であり、図20（ｂ）は、半
導体レーザ装置700を後面から見た図である。また、図2
0（ｃ）は、半導体レーザ装置700を上部から見た透視図
であり、内部構造がわかるようにしてある。なお、図20
（ｃ）における斜線部はストライプ14であり、このスト
ライプ14は、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層２、多重量子井
戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込め層４、及びｐ型InP
クラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置700
の発振波長は、1.3μｍ近傍である。
ザ装置700を前面から見た図であり、図20（ｂ）は、半
導体レーザ装置700を後面から見た図である。また、図2
0（ｃ）は、半導体レーザ装置700を上部から見た透視図
であり、内部構造がわかるようにしてある。なお、図20
（ｃ）における斜線部はストライプ14であり、このスト
ライプ14は、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層２、多重量子井
戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込め層４、及びｐ型InP
クラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置700
の発振波長は、1.3μｍ近傍である。
半導体レーザ装置700の基本的な構成は、第１の実施
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
本実施形態の半導体レーザ装置700では、後端面に、
反射率が約60％以上、典型的には約80％の高反射膜28が
形成されているとともに、領域Ａ及び領域Ｃの長さをそ
れぞれ約25μｍ及び約５μｍ以下としている。後端面に
高反射膜28が形成されると、後端面側に位置する領域Ｃ
で複合共振器モードが生じ易くなるが、上記のように領
域Ｃの長さを短くすることにより、領域Ｃでの共振器モ
ードの発生が抑制され、レーザの雑音が増大しない。ま
た、領域Ａの長さが約25μｍであるので、劈開時の位置
ずれによる領域Ａの消失は生じない。
反射率が約60％以上、典型的には約80％の高反射膜28が
形成されているとともに、領域Ａ及び領域Ｃの長さをそ
れぞれ約25μｍ及び約５μｍ以下としている。後端面に
高反射膜28が形成されると、後端面側に位置する領域Ｃ
で複合共振器モードが生じ易くなるが、上記のように領
域Ｃの長さを短くすることにより、領域Ｃでの共振器モ
ードの発生が抑制され、レーザの雑音が増大しない。ま
た、領域Ａの長さが約25μｍであるので、劈開時の位置
ずれによる領域Ａの消失は生じない。
（第８の実施形態） 図21は、本発明の第８の実施形態の半導体レーザ装置
800の中央部分における共振器長方向に沿った断面図で
ある。半導体レーザ装置800の発振波長は、1.3μｍ近傍
である。
800の中央部分における共振器長方向に沿った断面図で
ある。半導体レーザ装置800の発振波長は、1.3μｍ近傍
である。
半導体レーザ装置800の基本的な構成は、第１の実施
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
本実施形態の半導体レーザ装置800では、ｐ側のAu/Zn
電極12及びTi/Au電極13が、端面と平行な関係にある５
つの分離溝29〜33によって分離されている。分離溝29〜
33では、ｐ型InGaAsPコンタクト層９、及びコンタクト
層９の直下のｐ型InPクラッド層８の一部が、さらに除
去されている。
電極12及びTi/Au電極13が、端面と平行な関係にある５
つの分離溝29〜33によって分離されている。分離溝29〜
33では、ｐ型InGaAsPコンタクト層９、及びコンタクト
層９の直下のｐ型InPクラッド層８の一部が、さらに除
去されている。
分離溝29〜33は、共振器長に沿って後端面に近いほ
ど、広い幅を有している。すなわち、分離溝30は分離溝
29よりも幅が広く、分離溝31は分離溝30よりも幅が広
い。具体的には、前端面に最も近い分離溝29の幅は、典
型的には約５μｍであり、分離溝30〜32の幅は、典型的
にはそれぞれ約10μｍ、約15μｍ及び約20μｍであり、
後端面に最も近い分離溝32の幅は、典型的には約25μｍ
である。
ど、広い幅を有している。すなわち、分離溝30は分離溝
29よりも幅が広く、分離溝31は分離溝30よりも幅が広
い。具体的には、前端面に最も近い分離溝29の幅は、典
型的には約５μｍであり、分離溝30〜32の幅は、典型的
にはそれぞれ約10μｍ、約15μｍ及び約20μｍであり、
後端面に最も近い分離溝32の幅は、典型的には約25μｍ
である。
本実施形態のような分離溝が設けられずに、ｐ側電極
12及び13がレーザ素子の上面に全面的に形成されている
と、後端部に近くストライプ幅が広い領域ほど活性領域
への注入電流量が実質的に大きくなって、図22（ａ）に
示すように後端部に近いほど光強度が高くなる。この様
な場合、後端部に近く光強度が高い領域ほどキャリア密
度が減少し、図22（ｂ）に示すように共振器長方向にキ
ャリア密度が変化する。この結果、利得スペクトルの半
値幅が広がって微分利得の減少が生じ、しきい値電流が
増大する。
12及び13がレーザ素子の上面に全面的に形成されている
と、後端部に近くストライプ幅が広い領域ほど活性領域
への注入電流量が実質的に大きくなって、図22（ａ）に
示すように後端部に近いほど光強度が高くなる。この様
な場合、後端部に近く光強度が高い領域ほどキャリア密
度が減少し、図22（ｂ）に示すように共振器長方向にキ
ャリア密度が変化する。この結果、利得スペクトルの半
値幅が広がって微分利得の減少が生じ、しきい値電流が
増大する。
これに対して、本実施形態のように分離溝29〜33を有
する構成にすることにより、ストライプ幅が広い後端面
に近いほどｐ側電極12及び13の面積が実質的に狭くなる
ので、注入電流量が結果的に減少する。従って、ストラ
イプ幅が広いことによる光強度の増大が抑制され、光強
度の分布は、図22（ｃ）に示すように共振器長方向に一
定となる。
する構成にすることにより、ストライプ幅が広い後端面
に近いほどｐ側電極12及び13の面積が実質的に狭くなる
ので、注入電流量が結果的に減少する。従って、ストラ
イプ幅が広いことによる光強度の増大が抑制され、光強
度の分布は、図22（ｃ）に示すように共振器長方向に一
定となる。
なお、本実施形態では分離溝29〜33の数を５とした
が、具体的な分離溝の数は必ずしも５である必要はな
く、２つ以上であれば同様の効果が得られる。
が、具体的な分離溝の数は必ずしも５である必要はな
く、２つ以上であれば同様の効果が得られる。
（第９の実施形態） 図23は、本発明の第９の実施形態の半導体レーザ装置
900の中央部分における共振器長方向に沿った断面図で
ある。半導体レーザ装置900の発振波長は、1.3μｍ近傍
である。
900の中央部分における共振器長方向に沿った断面図で
ある。半導体レーザ装置900の発振波長は、1.3μｍ近傍
である。
半導体レーザ装置900の基本的な構成は、第１の実施
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
本実施形態の半導体レーザ装置900では、ｐ側のAu/Zn
電極12及びTi/Au電極13が、端面と平行な関係にある４
つの分離溝34によって分離されている。分離溝34では、
ｐ型InGaAsPコンタクト層９、及びコンタクト層９の直
下のｐ型InPクラッド層８の一部が、さらに除去されて
いる。また、各分離溝34の幅は、約５μｍで一定であ
る。
電極12及びTi/Au電極13が、端面と平行な関係にある４
つの分離溝34によって分離されている。分離溝34では、
ｐ型InGaAsPコンタクト層９、及びコンタクト層９の直
下のｐ型InPクラッド層８の一部が、さらに除去されて
いる。また、各分離溝34の幅は、約５μｍで一定であ
る。
共振器は、分離溝34によって、それぞれ長さ約60μｍ
の５つの領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥに分けられており、
各領域Ａ〜Ｅに注入する電流IA、IB、IC、ID及びIEの間
には、IA＞IB＞IC＞ID＞IEなる関係が成立している。こ
れによって、ストライプ幅が広い後端面に近いほど、注
入電流量が減少する。従って、第８の実施形態の場合と
同様に、ストライプ幅が広いことによる光強度の増大が
抑制され、光強度は共振器長方向に一定となる。
の５つの領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥに分けられており、
各領域Ａ〜Ｅに注入する電流IA、IB、IC、ID及びIEの間
には、IA＞IB＞IC＞ID＞IEなる関係が成立している。こ
れによって、ストライプ幅が広い後端面に近いほど、注
入電流量が減少する。従って、第８の実施形態の場合と
同様に、ストライプ幅が広いことによる光強度の増大が
抑制され、光強度は共振器長方向に一定となる。
なお、本実施形態では分離溝34の数を４としたが、具
体的な分離溝34の数は必ずしも４である必要はなく、２
つ以上であれば同様の効果が期待される。
体的な分離溝34の数は必ずしも４である必要はなく、２
つ以上であれば同様の効果が期待される。
（第10の実施形態） 図24は、本発明の第10の実施形態の半導体レーザ装置
1000の中央部分における共振器長方向に沿った断面図で
ある。半導体レーザ装置1000の発振波長は、1.3μｍ近
傍である。
1000の中央部分における共振器長方向に沿った断面図で
ある。半導体レーザ装置1000の発振波長は、1.3μｍ近
傍である。
半導体レーザ装置1000の基本的な構成は、第１の実施
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
本実施形態の半導体レーザ装置1000では、ｎ型InP基
板１とｎ型InGaAsP光閉じ込め層２との間に、ピッチが
約200nmである回折格子35が形成されている。回折格子3
5は、半導体レーザ装置1000の前端面から共振器長の約
３分の１の範囲に形成されており、その結合係数は約60
cm-1である。さらに、半導体レーザ装置1000の前端面に
は、反射率が典型的には約５％の無反射膜36がコーティ
ングされており、一方、後端面には、反射率が典型的に
は約80％の高反射膜37がコーティングされている。
板１とｎ型InGaAsP光閉じ込め層２との間に、ピッチが
約200nmである回折格子35が形成されている。回折格子3
5は、半導体レーザ装置1000の前端面から共振器長の約
３分の１の範囲に形成されており、その結合係数は約60
cm-1である。さらに、半導体レーザ装置1000の前端面に
は、反射率が典型的には約５％の無反射膜36がコーティ
ングされており、一方、後端面には、反射率が典型的に
は約80％の高反射膜37がコーティングされている。
図25（ａ）及び（ｂ）は、半導体レーザ装置の共振器
長に渡る光強度分布を模式的に示す。
長に渡る光強度分布を模式的に示す。
図25（ａ）には、比較例として、共振器長の全体に回
折格子が形成されている場合の結果を示す。この場合に
は、共振器の内部における光強度分布は、曲線Ａのよう
に前端面から後端面に向けて次第に増加し、後端面近傍
で著しく光強度が強くなる。これは、回折格子の存在に
起因する内部の光帰還による後端面近傍での光強度の集
中、及び後端面近傍でストライプ幅が広くなっているこ
とに起因する後端面部での光強度の増大という、２つの
要因が重なるためにより生じる現象である。このように
後端面近傍で著しく光強度が強くなると、前端面から取
り出せる光強度が低くなる。
折格子が形成されている場合の結果を示す。この場合に
は、共振器の内部における光強度分布は、曲線Ａのよう
に前端面から後端面に向けて次第に増加し、後端面近傍
で著しく光強度が強くなる。これは、回折格子の存在に
起因する内部の光帰還による後端面近傍での光強度の集
中、及び後端面近傍でストライプ幅が広くなっているこ
とに起因する後端面部での光強度の増大という、２つの
要因が重なるためにより生じる現象である。このように
後端面近傍で著しく光強度が強くなると、前端面から取
り出せる光強度が低くなる。
これに対して本実施形態の半導体レーザ装置1000の構
造では、回折格子35を前端面の近傍のみに形成すること
により、光帰還による後端面近傍における光強度の集中
を低減している。この結果、図25（ｂ）の曲線Ｂに示す
ように、共振器長の全体に渡ってほぼ均一な光強度分布
が実現され、前端面から取り出せる光強度が高くなる。
造では、回折格子35を前端面の近傍のみに形成すること
により、光帰還による後端面近傍における光強度の集中
を低減している。この結果、図25（ｂ）の曲線Ｂに示す
ように、共振器長の全体に渡ってほぼ均一な光強度分布
が実現され、前端面から取り出せる光強度が高くなる。
なお、上記の説明では、第１の実施形態の半導体レー
ザ装置の構成に回折格子35を付加した構造について説明
しているが、第２〜第９の実施形態における半導体レー
ザ装置の構成に回折格子を組み合わせても、上記と同様
の効果が得られる。
ザ装置の構成に回折格子35を付加した構造について説明
しているが、第２〜第９の実施形態における半導体レー
ザ装置の構成に回折格子を組み合わせても、上記と同様
の効果が得られる。
（第11の実施形態） 図26（ａ）は、本発明の第11の実施形態の半導体レー
ザ装置1100の中央部分における共振器長方向に沿った断
面図である。また、図26（ｂ）は、半導体レーザ装置11
00を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるよう
にしてある。なお、図26（ｂ）におけるハッチング部は
ストライプ14であり、このストライプ14は、ｎ型InGaAs
P光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP
光閉じ込め層４、及びｐ型InPクラッド層５で構成され
ている。半導体レーザ装置1100の発振波長は、1.3μｍ
近傍である。
ザ装置1100の中央部分における共振器長方向に沿った断
面図である。また、図26（ｂ）は、半導体レーザ装置11
00を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるよう
にしてある。なお、図26（ｂ）におけるハッチング部は
ストライプ14であり、このストライプ14は、ｎ型InGaAs
P光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP
光閉じ込め層４、及びｐ型InPクラッド層５で構成され
ている。半導体レーザ装置1100の発振波長は、1.3μｍ
近傍である。
半導体レーザ装置1100の基本的な構成は、第１の実施
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
形態における半導体レーザ装置100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
本実施形態の半導体レーザ装置1100では、ｎ型InP基
板１の上に、共振器長の全体に渡ってピッチが約200nm
のほぼ台形状の断面を有する凹凸形状107が形成されて
いる。そして、凹凸形状107の凹部の内部のみに、厚さ
が約30nmから約50nmのInAsP層108が形成されている。さ
らに、ｎ型InP基板１とｎ型InGaAsP光閉じ込め層２との
間には、凹凸形状107及びInAsP層108を覆うように、厚
さ約50nmのｎ型InPバッファ層106が形成されている。
板１の上に、共振器長の全体に渡ってピッチが約200nm
のほぼ台形状の断面を有する凹凸形状107が形成されて
いる。そして、凹凸形状107の凹部の内部のみに、厚さ
が約30nmから約50nmのInAsP層108が形成されている。さ
らに、ｎ型InP基板１とｎ型InGaAsP光閉じ込め層２との
間には、凹凸形状107及びInAsP層108を覆うように、厚
さ約50nmのｎ型InPバッファ層106が形成されている。
図27は、InAsP層108の組成をInAsyP1-yと表現した場
合のAsの組成比ｙと、InAsP層108のバンドギャップエネ
ルギー波長との関係を示す。これより、InAsP層108で
は、そのAsの組成比ｙを変化させることにより、バンド
ギャップエネルギー波長を変化させることが可能であ
る。
合のAsの組成比ｙと、InAsP層108のバンドギャップエネ
ルギー波長との関係を示す。これより、InAsP層108で
は、そのAsの組成比ｙを変化させることにより、バンド
ギャップエネルギー波長を変化させることが可能であ
る。
なお、図27におけるバンドギャップエネルギー波長
は、InP層の上にInAsP層がコヒーレント成長した状態、
すなわちInAsP層が平面方向でInP層に格子整合して成長
した状態を仮定した計算によって得られている。
は、InP層の上にInAsP層がコヒーレント成長した状態、
すなわちInAsP層が平面方向でInP層に格子整合して成長
した状態を仮定した計算によって得られている。
図27より、InAsyP1-y層108におけるAsの組成比ｙを約
0.35以下とすると、そのバンドギャップエネルギー波長
は、本実施形態の半導体レーザ装置1100の発振波長であ
る約1.3μｍよりも短波長になり、InAsyP1-y層108は活
性層から放射されるレーザ光を吸収しない。しかし、In
AsyP1-y層108は、図28に示すように、InP（すなわちｙ
＝０）と比較して同一波長の光に関して大きな屈折率を
有する。このため、図29（ａ）に示すようなInAsyP1-y
層108の配置に対して、図29（ｂ）に示すように実効屈
折率が共振器長方向に周期的に変化する。この結果、屈
折率結合型の分布帰還型（DFB）レーザが実現されて、
単一波長発振が可能となる。
0.35以下とすると、そのバンドギャップエネルギー波長
は、本実施形態の半導体レーザ装置1100の発振波長であ
る約1.3μｍよりも短波長になり、InAsyP1-y層108は活
性層から放射されるレーザ光を吸収しない。しかし、In
AsyP1-y層108は、図28に示すように、InP（すなわちｙ
＝０）と比較して同一波長の光に関して大きな屈折率を
有する。このため、図29（ａ）に示すようなInAsyP1-y
層108の配置に対して、図29（ｂ）に示すように実効屈
折率が共振器長方向に周期的に変化する。この結果、屈
折率結合型の分布帰還型（DFB）レーザが実現されて、
単一波長発振が可能となる。
一方、InAsyP1-y層108におけるAsの組成比ｙを約0.35
以上とすると、そのバンドギャップエネルギー波長は本
実施形態の半導体レーザ装置1100の発振波長である約1.
3μｍより長波長になり、InAsyP1-y層108は活性層から
放射されるレーザ光を吸収する。この場合、図29（ａ）
に示すようなInAsyP1-y層108の配置に対して、図29
（ｃ）に示すように利得が共振器長方向に変化する。こ
の結果、利得結合型の分布帰還型（DFB）レーザが実現
されて、単一波長発振が可能となる。
以上とすると、そのバンドギャップエネルギー波長は本
実施形態の半導体レーザ装置1100の発振波長である約1.
3μｍより長波長になり、InAsyP1-y層108は活性層から
放射されるレーザ光を吸収する。この場合、図29（ａ）
に示すようなInAsyP1-y層108の配置に対して、図29
（ｃ）に示すように利得が共振器長方向に変化する。こ
の結果、利得結合型の分布帰還型（DFB）レーザが実現
されて、単一波長発振が可能となる。
本実施形態の構成における基板１の表面の凹凸形状10
7及びInAsP層108は、実質的に回折格子として機能す
る。上記のように、回折格子の構成材料としてInAsyP
1-y結晶を用いれば、そのAsの組成比ｙを制御すること
により、屈折率結合型分布帰還型レーザ或いは利得結合
型分布帰還レーザのいずれもが実現可能となる。屈折率
結合型分布帰還レーザを実現する場合には、InAsP層108
のAsの組成比ｙを制御してInAsP層108の屈折率を変化さ
せることができるので、屈折率結合係数を正確に制御す
ることが可能となる。一方、利得結合型分布帰還レーザ
を実現する場合には、InAsP層108のAsの組成比ｙを制御
してInAsP層108の吸収係数を変化させることができるの
で、利得結合係数を正確に制御することが可能となる。
7及びInAsP層108は、実質的に回折格子として機能す
る。上記のように、回折格子の構成材料としてInAsyP
1-y結晶を用いれば、そのAsの組成比ｙを制御すること
により、屈折率結合型分布帰還型レーザ或いは利得結合
型分布帰還レーザのいずれもが実現可能となる。屈折率
結合型分布帰還レーザを実現する場合には、InAsP層108
のAsの組成比ｙを制御してInAsP層108の屈折率を変化さ
せることができるので、屈折率結合係数を正確に制御す
ることが可能となる。一方、利得結合型分布帰還レーザ
を実現する場合には、InAsP層108のAsの組成比ｙを制御
してInAsP層108の吸収係数を変化させることができるの
で、利得結合係数を正確に制御することが可能となる。
さらに、利得結合型分布帰還レーザは、屈折率結合型
分布帰還レーザと比較して、反射戻り光がレーザに入射
しても、雑音は比較的に小程度にしか増大しない。この
ため、半導体レーザ装置から出射した光を光ファイバに
直接に光結合する場合に、光ファイバの端面で反射した
光がレーザの出射面に戻っても、レーザの雑音は増大し
にくいという利点を有する。
分布帰還レーザと比較して、反射戻り光がレーザに入射
しても、雑音は比較的に小程度にしか増大しない。この
ため、半導体レーザ装置から出射した光を光ファイバに
直接に光結合する場合に、光ファイバの端面で反射した
光がレーザの出射面に戻っても、レーザの雑音は増大し
にくいという利点を有する。
なお、本実施形態では、基板１と光閉じ込め層２との
間にｎ型InPバッファ層106を設けている。このバッファ
層106は、InAsyP1-y層108のAs組成ｙが比較的大きい場
合にInAsyP1-y層108に大きな圧縮歪が加えられることを
考慮して、さらにその上部に形成される活性層３への歪
の影響を小さくするために設けられている。InAsyP1-y
層108のAs組成ｙが約0.35以下と比較的小さい場合は、
バッファ層106の設置は省略できる。
間にｎ型InPバッファ層106を設けている。このバッファ
層106は、InAsyP1-y層108のAs組成ｙが比較的大きい場
合にInAsyP1-y層108に大きな圧縮歪が加えられることを
考慮して、さらにその上部に形成される活性層３への歪
の影響を小さくするために設けられている。InAsyP1-y
層108のAs組成ｙが約0.35以下と比較的小さい場合は、
バッファ層106の設置は省略できる。
さらに、InAsP層108は、In1-xGaxAs層或いはIn1-xGax
AsyP1-y層であっても良い。これらの組成における組成
比ｘ或いは／及びｙの値を適当に選択することにより、
InAsP層108と同様な効果が得られる。
AsyP1-y層であっても良い。これらの組成における組成
比ｘ或いは／及びｙの値を適当に選択することにより、
InAsP層108と同様な効果が得られる。
（第12の実施形態） 図30（ａ）は、本発明の第12の実施形態の半導体レー
ザ装置1200の中央部分における共振器長方向に沿った断
面図である。また、図30（ｂ）は、半導体レーザ装置12
00を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるよう
にしてある。なお、図30（ｂ）におけるハッチング部は
ストライプ14であり、このストライプ14は、ｎ型InGaAs
P光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP
光閉じ込め層４、及びｐ型InPクラッド層５で構成され
ている。半導体レーザ装置1200の発振波長は、1.3μｍ
近傍である。
ザ装置1200の中央部分における共振器長方向に沿った断
面図である。また、図30（ｂ）は、半導体レーザ装置12
00を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるよう
にしてある。なお、図30（ｂ）におけるハッチング部は
ストライプ14であり、このストライプ14は、ｎ型InGaAs
P光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP
光閉じ込め層４、及びｐ型InPクラッド層５で構成され
ている。半導体レーザ装置1200の発振波長は、1.3μｍ
近傍である。
半導体レーザ装置1200の基本的な構成は、第11の実施
形態における半導体レーザ装置1100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
形態における半導体レーザ装置1100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
本実施形態の半導体レーザ装置1200では、ｎ型InP基
板１の表面に形成された凹凸形状117のピッチが、共振
器長方向に次第に変化している。これにともなって、凹
凸形状117の凹部に形成されたInAsP層108からなる回折
格子のピッチが、共振器長方向に次第に変化している。
板１の表面に形成された凹凸形状117のピッチが、共振
器長方向に次第に変化している。これにともなって、凹
凸形状117の凹部に形成されたInAsP層108からなる回折
格子のピッチが、共振器長方向に次第に変化している。
本実施形態の半導体レーザ装置1200の特徴を、図31
（ａ）〜（ｆ）を参照して説明する。
（ａ）〜（ｆ）を参照して説明する。
図31（ａ）は、半導体レーザ装置1200における活性層
のストライプ構造14を上部から見た図であり、図31
（ｂ）は、その実効屈折率neffの共振器長方向の分布を
示す。図31（ｃ）に示すように回折格子のピッチが共振
器長方向に一定であるとした場合のブラッグ波長λｂの
共振器長方向の分布を、図31（ｄ）に示す。
のストライプ構造14を上部から見た図であり、図31
（ｂ）は、その実効屈折率neffの共振器長方向の分布を
示す。図31（ｃ）に示すように回折格子のピッチが共振
器長方向に一定であるとした場合のブラッグ波長λｂの
共振器長方向の分布を、図31（ｄ）に示す。
図31（ａ）に示すように、前端面（出射面）側の領域
Ａではストライプ幅は約0.6μｍで一定であり、一方、
後端面側の領域Ｃではストライプ幅は約2.1μｍで一定
である。両者の間の領域Ｂでは、ストライプ幅が直線的
に変化している。このとき、図31（ｂ）に示すように、
実効屈折率neffは領域Ａでは約3.20、領域Ｃでは約3.22
となり、両者の間の領域Ｂでは、実効屈折率neffは約3.
20から約3.22に直線的に変化している。ブラッグ波長λ
ｂはλｂ＝２××neffの式で与えられるので、図31
（ｃ）に示すように回折格子のピッチが共振器長方向に
対して＝約203.0nmで一定であれば、ブラッグ波長λｂ
は、図31（ｂ）に示すように約1.301μｍから約1.306μ
ｍの間で変化する。このように、共振器長方向のブラッ
グ波長λｂがある範囲内で変化すると、単一波長で発振
する確率が低下する。
Ａではストライプ幅は約0.6μｍで一定であり、一方、
後端面側の領域Ｃではストライプ幅は約2.1μｍで一定
である。両者の間の領域Ｂでは、ストライプ幅が直線的
に変化している。このとき、図31（ｂ）に示すように、
実効屈折率neffは領域Ａでは約3.20、領域Ｃでは約3.22
となり、両者の間の領域Ｂでは、実効屈折率neffは約3.
20から約3.22に直線的に変化している。ブラッグ波長λ
ｂはλｂ＝２××neffの式で与えられるので、図31
（ｃ）に示すように回折格子のピッチが共振器長方向に
対して＝約203.0nmで一定であれば、ブラッグ波長λｂ
は、図31（ｂ）に示すように約1.301μｍから約1.306μ
ｍの間で変化する。このように、共振器長方向のブラッ
グ波長λｂがある範囲内で変化すると、単一波長で発振
する確率が低下する。
これに対して、図32（ｅ）に示すように、回折格子の
ピッチを領域Ａでは＝約204.4nm、領域Ｃでは＝約203.7
nmとし、領域Ｂでは約204.4nmから約203.7nmの範囲で直
線的に変化する構成とすれば、ブラッグ波長λｂは、図
31（ｆ）に示すように共振器長方向に対してλｂ＝約1.
310μｍで一定になる。このようにブラッグ波長λｂが
共振器長方向で一定であれば、単一波長で発振する確率
は低下しない。
ピッチを領域Ａでは＝約204.4nm、領域Ｃでは＝約203.7
nmとし、領域Ｂでは約204.4nmから約203.7nmの範囲で直
線的に変化する構成とすれば、ブラッグ波長λｂは、図
31（ｆ）に示すように共振器長方向に対してλｂ＝約1.
310μｍで一定になる。このようにブラッグ波長λｂが
共振器長方向で一定であれば、単一波長で発振する確率
は低下しない。
（第13の実施形態） 図32（ａ）は、本発明の第13の実施形態の半導体レー
ザ装置1300の中央部分における共振器長方向に沿った断
面図である。また、図32（ｂ）は、半導体レーザ装置13
00を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるよう
にしてある。なお、図32（ｂ）におけるハッチング部は
ストライプ14であり、このストライプ14は、ｎ型InGaAs
P光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP
光閉じ込め層４、及びｐ型InPクラッド層５で構成され
ている。半導体レーザ装置1300の発振波長は、1.3μｍ
近傍である。
ザ装置1300の中央部分における共振器長方向に沿った断
面図である。また、図32（ｂ）は、半導体レーザ装置13
00を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるよう
にしてある。なお、図32（ｂ）におけるハッチング部は
ストライプ14であり、このストライプ14は、ｎ型InGaAs
P光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP
光閉じ込め層４、及びｐ型InPクラッド層５で構成され
ている。半導体レーザ装置1300の発振波長は、1.3μｍ
近傍である。
半導体レーザ装置1300の基本的な構成は、第11の実施
形態における半導体レーザ装置1100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
形態における半導体レーザ装置1100の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
本実施形態の半導体レーザ装置1300では、ｎ型InP基
板１の上に共振器長の全体に渡って形成されているピッ
チ約200nmの凹凸形状107の上に、直接にｎ型InGaAsP光
閉じ込め層２が形成されている。このような構成であっ
ても、ｎ型InP基板１の上に形成された凹凸形状107の存
在により、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層２の厚さが共振器
長方向に周期的に変化する。これによって、半導体レー
ザ装置1300は屈折率結合型の分布帰還型レーザとなり、
単一波長発振が可能となる。
板１の上に共振器長の全体に渡って形成されているピッ
チ約200nmの凹凸形状107の上に、直接にｎ型InGaAsP光
閉じ込め層２が形成されている。このような構成であっ
ても、ｎ型InP基板１の上に形成された凹凸形状107の存
在により、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層２の厚さが共振器
長方向に周期的に変化する。これによって、半導体レー
ザ装置1300は屈折率結合型の分布帰還型レーザとなり、
単一波長発振が可能となる。
（第14の実施形態） 図33（ａ）は、本発明の第14の実施形態の半導体レー
ザ装置1400の中央部分における共振器長方向に沿った断
面図である。また、図33（ｂ）は、半導体レーザ装置14
00を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるよう
にしてある。なお、図33（ｂ）におけるハッチング部は
ストライプ14であり、このストライプ14は、ｎ型InGaAs
P光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP
光閉じ込め層４、及びｐ型InPクラッド層５で構成され
ている。半導体レーザ装置1400の発振波長は、1.3μｍ
近傍である。
ザ装置1400の中央部分における共振器長方向に沿った断
面図である。また、図33（ｂ）は、半導体レーザ装置14
00を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるよう
にしてある。なお、図33（ｂ）におけるハッチング部は
ストライプ14であり、このストライプ14は、ｎ型InGaAs
P光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP
光閉じ込め層４、及びｐ型InPクラッド層５で構成され
ている。半導体レーザ装置1400の発振波長は、1.3μｍ
近傍である。
半導体レーザ装置1400の基本的な構成は、第12の実施
形態における半導体レーザ装置1200の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
形態における半導体レーザ装置1200の構成と同じであ
る。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その
説明はここでは省略する。
本実施形態の半導体レーザ装置1400では、ｎ型InP基
板１に形成された可変ピッチの凹凸形状117の上に、直
接にｎ型InGaAsP光閉じ込め層２が形成されている。こ
のような構成であっても、第12の実施形態における半導
体レーザ装置1200と同様の効果を得ることができる。
板１に形成された可変ピッチの凹凸形状117の上に、直
接にｎ型InGaAsP光閉じ込め層２が形成されている。こ
のような構成であっても、第12の実施形態における半導
体レーザ装置1200と同様の効果を得ることができる。
（第15の実施形態） 図34（ａ）は、本発明の第15の実施形態における光通
信システム1500の構成図である。
信システム1500の構成図である。
具体的には、この光通信システム1500では、電気信号
発生器38からの電気信号により、半導体レーザ39を直接
的に強度変調し、半導体レーザ39の前端面から放射され
るレーザ光を直接的に光ファイバ40に集光する。そし
て、光ファイバ40からの出力光を光検出器41で電気信号
に変換することにより、音声信号や映像信号やデータを
伝送する。この構成における半導体レーザ39として、本
発明の第１〜第14の実施形態における半導体レーザ装置
100〜1400のいずれかを使用する。
発生器38からの電気信号により、半導体レーザ39を直接
的に強度変調し、半導体レーザ39の前端面から放射され
るレーザ光を直接的に光ファイバ40に集光する。そし
て、光ファイバ40からの出力光を光検出器41で電気信号
に変換することにより、音声信号や映像信号やデータを
伝送する。この構成における半導体レーザ39として、本
発明の第１〜第14の実施形態における半導体レーザ装置
100〜1400のいずれかを使用する。
上記の光通信システム1500の構成の特徴は、半導体レ
ーザ39からの放射光を、直接、光ファイバ40に集光して
いる点である。
ーザ39からの放射光を、直接、光ファイバ40に集光して
いる点である。
従来技術による光通信システム1550では、図34（ｂ）
に示すように、半導体レーザ42と光ファイバ40との間に
レンズ44が挿入される。これは、従来技術の光通信シス
テム1550では、半導体レーザ42が広い放射角を有するた
めに、放射光43を直接に光ファイバ40に集光できないた
めである。
に示すように、半導体レーザ42と光ファイバ40との間に
レンズ44が挿入される。これは、従来技術の光通信シス
テム1550では、半導体レーザ42が広い放射角を有するた
めに、放射光43を直接に光ファイバ40に集光できないた
めである。
これに対して、本発明による光通信システム1500の構
成では、これまでの各実施形態で説明した半導体レーザ
装置100〜1400を、半導体レーザ39として使用してい
る。これらの半導体レーザ装置100〜1400は、いずれも
放射角が非常に狭いので、図34（ａ）に示す構成のよう
に、半導体レーザ39の出射光をレンズを介さずに直接に
光ファイバ40に集光することが可能となる。この結果、
レンズの製造に必要になるコスト及びレンズの位置決め
を行うために必要になるコストが削減できて、結果的に
は、システム全体のコストを低減することが可能とな
る。
成では、これまでの各実施形態で説明した半導体レーザ
装置100〜1400を、半導体レーザ39として使用してい
る。これらの半導体レーザ装置100〜1400は、いずれも
放射角が非常に狭いので、図34（ａ）に示す構成のよう
に、半導体レーザ39の出射光をレンズを介さずに直接に
光ファイバ40に集光することが可能となる。この結果、
レンズの製造に必要になるコスト及びレンズの位置決め
を行うために必要になるコストが削減できて、結果的に
は、システム全体のコストを低減することが可能とな
る。
（第16の実施形態） 図９（ａ）〜（ｄ）を参照して、本発明における半導
体レーザ装置の作製方法を説明する。図９（ａ）〜
（ｄ）のそれぞれにおいて、図の左側には、半導体レー
ザ装置の共振器長に垂直な方向における断面図が示され
ており、図の右側には、半導体レーザ装置の上面図が示
されている。
体レーザ装置の作製方法を説明する。図９（ａ）〜
（ｄ）のそれぞれにおいて、図の左側には、半導体レー
ザ装置の共振器長に垂直な方向における断面図が示され
ており、図の右側には、半導体レーザ装置の上面図が示
されている。
まず、図９（ａ）に示すように、ｎ型InP基板１の全
面上に、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層（厚さ約150nm、λｇ
＝約1.05μｍ）２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAs
P光閉じ込め層（厚さ約30nm,λｇ＝約1.05μｍ）、ｐ型
InPクラッド層（厚さ約400nm）５、ｐ型InGaAsPキャッ
プ層（厚さ約100nm、λｇ＝約1.3μｍ）15を、例えば有
機金属気相成長法により堆積する。
面上に、ｎ型InGaAsP光閉じ込め層（厚さ約150nm、λｇ
＝約1.05μｍ）２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAs
P光閉じ込め層（厚さ約30nm,λｇ＝約1.05μｍ）、ｐ型
InPクラッド層（厚さ約400nm）５、ｐ型InGaAsPキャッ
プ層（厚さ約100nm、λｇ＝約1.3μｍ）15を、例えば有
機金属気相成長法により堆積する。
続いて、図９（ｂ）に示すように、ｐ型InGaAsPキャ
ップ層15の表面に、ストライプ状のSiN膜16を形成す
る。このストライプ状SiN膜16は、図９（ｂ）の上面図
に示すように、領域MC、領域MB、領域MA、及び領域MB
が、ストライプ長方向（共振器長方向）に順に存在する
ように形成される。領域MAは、一定のストライプ幅WM1
を有する領域であり、領域MCは、一定のストライプ幅WM
2（但し、WM1＜WM2）を有する領域である。また、領域M
Bは、領域MAと領域MCとを結ぶ領域であって、そのスト
ライプ幅はWM1とWM2との間で連続的に変化している。ス
トライプ長方向の領域MA及び領域MCの長さは、例えばそ
れぞれ約50μｍとし、ストライプ長方向の領域MBの長さ
は、例えば約250μｍとする。
ップ層15の表面に、ストライプ状のSiN膜16を形成す
る。このストライプ状SiN膜16は、図９（ｂ）の上面図
に示すように、領域MC、領域MB、領域MA、及び領域MB
が、ストライプ長方向（共振器長方向）に順に存在する
ように形成される。領域MAは、一定のストライプ幅WM1
を有する領域であり、領域MCは、一定のストライプ幅WM
2（但し、WM1＜WM2）を有する領域である。また、領域M
Bは、領域MAと領域MCとを結ぶ領域であって、そのスト
ライプ幅はWM1とWM2との間で連続的に変化している。ス
トライプ長方向の領域MA及び領域MCの長さは、例えばそ
れぞれ約50μｍとし、ストライプ長方向の領域MBの長さ
は、例えば約250μｍとする。
続いて、図９（ｃ）に示すように、場所によって変化
する幅を有するストライプ状SiN膜16をマスクとするド
ライエッチング或いはウエットエッチングを行って、ｎ
型InGaAsP光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ
型InGaAsP光閉じ込め層４、ｐ型InPクラッド層５、及び
ｐ型InGaAsPキャップ層15をストライプ状に加工し、さ
らにその後にSiN膜16を除去する。これによって、ｎ型I
nGaAsP光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型In
GaAsP光閉じ込め層４を含むストライプ状メサが形成さ
れる。ストライプ状メサは、先のストライプ状SiN膜16
の形状に対応して、図９（ｃ）の上面図に示すように、
領域Ｃ、領域Ｂ、領域Ａ、及び領域Ｂが、ストライプ長
方向（共振器長方向）に順に存在するように形成され
る。領域Ａは、一定のストライプ幅W1を有する領域であ
り、領域Ｃは、一定のストライプ幅W2（但し、W1＜W2）
を有する領域である。また。領域Ｂは、領域Ａと領域Ｃ
とを結ぶ領域であって、そのストライプ幅はW1とW2との
間で連続的に変化している。ストライプ長方向の領域Ａ
及び領域Ｃの長さは、例えばそれぞれ約50μｍとなり、
ストライプ長方向の領域Ｂの長さは、例えば約250μｍ
となる。なお、ここで、領域Ａにおけるストライプ幅W1
は、約1.0μｍ未満で且つ基本モードを許容する値に設
定する。
する幅を有するストライプ状SiN膜16をマスクとするド
ライエッチング或いはウエットエッチングを行って、ｎ
型InGaAsP光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ
型InGaAsP光閉じ込め層４、ｐ型InPクラッド層５、及び
ｐ型InGaAsPキャップ層15をストライプ状に加工し、さ
らにその後にSiN膜16を除去する。これによって、ｎ型I
nGaAsP光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型In
GaAsP光閉じ込め層４を含むストライプ状メサが形成さ
れる。ストライプ状メサは、先のストライプ状SiN膜16
の形状に対応して、図９（ｃ）の上面図に示すように、
領域Ｃ、領域Ｂ、領域Ａ、及び領域Ｂが、ストライプ長
方向（共振器長方向）に順に存在するように形成され
る。領域Ａは、一定のストライプ幅W1を有する領域であ
り、領域Ｃは、一定のストライプ幅W2（但し、W1＜W2）
を有する領域である。また。領域Ｂは、領域Ａと領域Ｃ
とを結ぶ領域であって、そのストライプ幅はW1とW2との
間で連続的に変化している。ストライプ長方向の領域Ａ
及び領域Ｃの長さは、例えばそれぞれ約50μｍとなり、
ストライプ長方向の領域Ｂの長さは、例えば約250μｍ
となる。なお、ここで、領域Ａにおけるストライプ幅W1
は、約1.0μｍ未満で且つ基本モードを許容する値に設
定する。
続いて、図９（ｄ）に示すように、液相成長法によ
り、上記で形成したストライプ状メサを埋め込むよう
に、ｐ型InP電流ブロック層６、ｎ型InP電流ブロック層
７、ｐ型InP埋め込み層８、ｐ型InGaAsPコンタクト層
（λｇ＝約1.3μｍ）９を、順次堆積する。
り、上記で形成したストライプ状メサを埋め込むよう
に、ｐ型InP電流ブロック層６、ｎ型InP電流ブロック層
７、ｐ型InP埋め込み層８、ｐ型InGaAsPコンタクト層
（λｇ＝約1.3μｍ）９を、順次堆積する。
なお、上記の液相成長工程では、キャップ層15が使用
される溶媒中に溶出して、失われる。或いは、液相成長
法に代わって、化学的気相成長法によって上記の埋め込
みプロセスを行うこともできる。その場合には、キャッ
プ層15の形成は、当初から省略される。
される溶媒中に溶出して、失われる。或いは、液相成長
法に代わって、化学的気相成長法によって上記の埋め込
みプロセスを行うこともできる。その場合には、キャッ
プ層15の形成は、当初から省略される。
さらに、形成されたｐ型InGaAsPコンタクト層９の上
には、SiO2絶縁膜11を堆積する。そして、SiO2絶縁膜11
にストライプ状に窓を開け、この窓を介してｐ型InGaAs
Pコンタクト層９に接触するように、Au/Zn電極12を蒸着
する。さらに、SiO2絶縁膜11及びAu/Zn電極12の上に
は、Ti/Au電極13を蒸着する。一方、ｎ型InP基板１の裏
面には、Au/Sn電極10を蒸着する。
には、SiO2絶縁膜11を堆積する。そして、SiO2絶縁膜11
にストライプ状に窓を開け、この窓を介してｐ型InGaAs
Pコンタクト層９に接触するように、Au/Zn電極12を蒸着
する。さらに、SiO2絶縁膜11及びAu/Zn電極12の上に
は、Ti/Au電極13を蒸着する。一方、ｎ型InP基板１の裏
面には、Au/Sn電極10を蒸着する。
その後に、図９（ｄ）の上面図に示すような複数の劈
開面に沿って劈開を行って、本発明の半導体レーザ装置
を形成する。なお、この複数の劈開面は、好ましくは図
９（ｃ）の上面図に示した領域Ａ及び領域Ｃの中央部に
位置させる。
開面に沿って劈開を行って、本発明の半導体レーザ装置
を形成する。なお、この複数の劈開面は、好ましくは図
９（ｃ）の上面図に示した領域Ａ及び領域Ｃの中央部に
位置させる。
以上の製造工程では、領域Ａ及び領域Ｃの長さをそれ
ぞれ約50μｍとしているので、図９（ｄ）に示す劈開面
の位置が領域Ａ及び領域Ｃの中央部から最大で25μｍま
でずれても、作製される半導体レーザ装置の前端面及び
後端面における活性層を含むストライプ幅は、劈開位置
のずれの影響を受けない。
ぞれ約50μｍとしているので、図９（ｄ）に示す劈開面
の位置が領域Ａ及び領域Ｃの中央部から最大で25μｍま
でずれても、作製される半導体レーザ装置の前端面及び
後端面における活性層を含むストライプ幅は、劈開位置
のずれの影響を受けない。
以上の説明では、領域Ａ及び領域Ｃの長さをそれぞれ
約50μｍとしているが、これらは、それぞれ領域Ｂの長
さの約15％よりも短ければ、上記と同様の特性が得られ
る。
約50μｍとしているが、これらは、それぞれ領域Ｂの長
さの約15％よりも短ければ、上記と同様の特性が得られ
る。
なお、これまでの各実施形態で説明したストライプ14
の様々な形状は、エッチングマスクとして機能するSiN
膜16を適切なパターンに形成することで実現される。ま
た、端面への高反射膜や無反射膜のコーティングは、当
該技術分野で公知の方法によって行うことができる。
の様々な形状は、エッチングマスクとして機能するSiN
膜16を適切なパターンに形成することで実現される。ま
た、端面への高反射膜や無反射膜のコーティングは、当
該技術分野で公知の方法によって行うことができる。
さらに、第11の実施形態において、ｎ型InP基板１の
表面に凹凸形状107を設けて、この凹凸形状107の凹部に
InAsP層108を形成する方法について説明する。具体的に
は、図35（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、図26（ａ）及
び（ｂ）に示す半導体レーザ装置（DFBレーザ）1100の
製造方法を説明する。
表面に凹凸形状107を設けて、この凹凸形状107の凹部に
InAsP層108を形成する方法について説明する。具体的に
は、図35（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、図26（ａ）及
び（ｂ）に示す半導体レーザ装置（DFBレーザ）1100の
製造方法を説明する。
まず、図35（ａ）に示すように、ｎ型InP基板１の表
面に、ピッチが約203nmで深さが約100nmである凹凸形状
（回折格子）107を、２光束干渉露光法により形成す
る。
面に、ピッチが約203nmで深さが約100nmである凹凸形状
（回折格子）107を、２光束干渉露光法により形成す
る。
次に、水素雰囲気中に100％のフォスフィン（PH3）約
100cc/min及び10％のアルシン（AsH3）約10cc/minを導
入し、この雰囲気中で、ｎ型InP基板１を約600℃で熱処
理する。その結果、図35（ｂ）に示すように、凹凸形状
（回折格子）107の凹部に、厚さが約50nmのInAsP層108
を形成する。その後、図35（ｃ）に示すように、続けて
有機金属気相成長法によりｎ型InPクラッド層106、Ｎ型
InGaAsP光閉じ込め層（厚さ約50nm、λｇ＝約1.05nm）
２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込め層
４、ｐ型InPクラッド層（厚さ約400nm）５を順次堆積す
る。
100cc/min及び10％のアルシン（AsH3）約10cc/minを導
入し、この雰囲気中で、ｎ型InP基板１を約600℃で熱処
理する。その結果、図35（ｂ）に示すように、凹凸形状
（回折格子）107の凹部に、厚さが約50nmのInAsP層108
を形成する。その後、図35（ｃ）に示すように、続けて
有機金属気相成長法によりｎ型InPクラッド層106、Ｎ型
InGaAsP光閉じ込め層（厚さ約50nm、λｇ＝約1.05nm）
２、多重量子井戸活性層３、ｐ型InGaAsP光閉じ込め層
４、ｐ型InPクラッド層（厚さ約400nm）５を順次堆積す
る。
この後、図35（ｄ）に示すように、ストライプ状のメ
サをエッチングにより形成する。次に液相成長法によ
り、ｐ型InP電流ブロック層６、ｎ型InP電流ブロック層
７、ｐ型InP埋め込み層８、ｐ型InGaAsPコンタクト層
（λｇ＝約1.3μｍ）９を順次堆積する。
サをエッチングにより形成する。次に液相成長法によ
り、ｐ型InP電流ブロック層６、ｎ型InP電流ブロック層
７、ｐ型InP埋め込み層８、ｐ型InGaAsPコンタクト層
（λｇ＝約1.3μｍ）９を順次堆積する。
さらに、形成されたｐ型InGaAsPコンタクト層９の上
には、SiO2絶縁膜11を堆積する。そして、SiO2絶縁膜11
にストライプ状に窓を開け、この窓を介してｐ型InGaAs
Pコンタクト層９に接触するように、Au/Zn電極12を蒸着
する。さらに、SiO2絶縁膜11及びAu/Zn電極12の上に
は、Ti/Au電極13を蒸着する。一方、ｎ型InP基板１の裏
面には、Au/Sn電極10を蒸着する。
には、SiO2絶縁膜11を堆積する。そして、SiO2絶縁膜11
にストライプ状に窓を開け、この窓を介してｐ型InGaAs
Pコンタクト層９に接触するように、Au/Zn電極12を蒸着
する。さらに、SiO2絶縁膜11及びAu/Zn電極12の上に
は、Ti/Au電極13を蒸着する。一方、ｎ型InP基板１の裏
面には、Au/Sn電極10を蒸着する。
その後に、適切な箇所で劈開して、図35（ｅ）に示す
ようなDFBレーザ装置を作製する。
ようなDFBレーザ装置を作製する。
上記製造方法の重要な工程を、図36（ａ）〜（ｃ）を
参照して、詳細に説明する。
参照して、詳細に説明する。
図36（ａ）は、エッチングにより凹凸形状（回折格
子）107が形成されたｎ型InP基板１の断面を示してい
る。凹凸形状（回折格子）107が形成されたｎ型InP基板
１を、フォスフィン（PH3）とアルシン（AsH3）とが混
合された雰囲気中で熱処理すると、図36（ｂ）に示され
るように、熱処理中のマストランスポート現象によっ
て、凹凸形状（回折格子）107の凹部に、InAsP層108が
堆積される。この後にｎ型InPクラッド層106を続けて成
長すると、図36（ｃ）に示されるように、ｎ型InP層106
の中に周期的に配列された逆三角形状のInAsP層108を形
成することが可能である。
子）107が形成されたｎ型InP基板１の断面を示してい
る。凹凸形状（回折格子）107が形成されたｎ型InP基板
１を、フォスフィン（PH3）とアルシン（AsH3）とが混
合された雰囲気中で熱処理すると、図36（ｂ）に示され
るように、熱処理中のマストランスポート現象によっ
て、凹凸形状（回折格子）107の凹部に、InAsP層108が
堆積される。この後にｎ型InPクラッド層106を続けて成
長すると、図36（ｃ）に示されるように、ｎ型InP層106
の中に周期的に配列された逆三角形状のInAsP層108を形
成することが可能である。
図37は、100％フォスフィンの流量を約100cc/minと
し、温度を約600℃としたときの、アルシンの流量に対
するフォトルミネッセンス波長の変化を示している。図
37に示されるように、フォスフィン（PH3）の流量を一
定にしてアルシン（AsH3）の流量を変化させると、InAs
P層108からのフォトルミネッセンス波長が連続的に変化
する。これは、アルシン（AsH3）の流量を変化させるこ
とによって、InAsP層108のバンドギャップエネルギーを
変化させることが可能であることを示している。
し、温度を約600℃としたときの、アルシンの流量に対
するフォトルミネッセンス波長の変化を示している。図
37に示されるように、フォスフィン（PH3）の流量を一
定にしてアルシン（AsH3）の流量を変化させると、InAs
P層108からのフォトルミネッセンス波長が連続的に変化
する。これは、アルシン（AsH3）の流量を変化させるこ
とによって、InAsP層108のバンドギャップエネルギーを
変化させることが可能であることを示している。
また、InAsP層108のバンドギャップエネルギーを、形
成される半導体レーザ装置の活性層３から光分布帰還を
経て放出される光エネルギーよりも大きく設定すれば、
すなわち、InAsP層108のフォトルミネッセンス波長を半
導体レーザ装置の発振波長よりも短波長側に設定すれ
ば、InAsP層108は、活性層３から放出される光に対して
透明になる。その結果、InAsP層108が周囲のInP層に対
して屈折率が高いことから屈折率の周期的変動が生じ、
屈折率結合型のDFBレーザが作製できる。
成される半導体レーザ装置の活性層３から光分布帰還を
経て放出される光エネルギーよりも大きく設定すれば、
すなわち、InAsP層108のフォトルミネッセンス波長を半
導体レーザ装置の発振波長よりも短波長側に設定すれ
ば、InAsP層108は、活性層３から放出される光に対して
透明になる。その結果、InAsP層108が周囲のInP層に対
して屈折率が高いことから屈折率の周期的変動が生じ、
屈折率結合型のDFBレーザが作製できる。
一方、InAsP層108のバンドギャップエネルギーを、形
成される半導体レーザ装置の活性層３から光分布帰還を
経て放出される光エネルギーよりも小さく設定すれば、
すなわち、InAsP層108のフォトルミネッセンス波長を半
導体レーザ装置の発振波長よりも長波長側に設定それ
ば、InAsP層108は、活性層３から放出される光を吸収す
る吸収層として機能する。このため、利得の周期的変動
が生じて、利得結合型のDFBレーザが作製できる。
成される半導体レーザ装置の活性層３から光分布帰還を
経て放出される光エネルギーよりも小さく設定すれば、
すなわち、InAsP層108のフォトルミネッセンス波長を半
導体レーザ装置の発振波長よりも長波長側に設定それ
ば、InAsP層108は、活性層３から放出される光を吸収す
る吸収層として機能する。このため、利得の周期的変動
が生じて、利得結合型のDFBレーザが作製できる。
産業上の利用可能性 以上に説明したように、本発明の半導体レーザ装置
は、非常に簡単な構成にあるにもかかわらず、放射角が
非常に狭く、低しきい値電流で高い光出力を発生するこ
とが可能である。
は、非常に簡単な構成にあるにもかかわらず、放射角が
非常に狭く、低しきい値電流で高い光出力を発生するこ
とが可能である。
また、本発明の半導体レーザ装置の製造方法を用いる
ことにより、上記特徴を有する本発明の半導体レーザ装
置を、制御性良く作製することが可能である。
ことにより、上記特徴を有する本発明の半導体レーザ装
置を、制御性良く作製することが可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−274406（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−114767（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−23036（ＪＰ，Ａ) Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．29［23 ］（1993）ｐ．2067−2068 Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．31［17 ］（1995）ｐ．1439−1440 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．64 ［５］（1994）ｐ．539−541 1995年（平成７年）春季第42回応物学 会予稿集30ａ−ＺＧ−３ｐ．1097 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (12)
- 【請求項１】基板と、該基板上に形成された多層構造
と、を備えた半導体レーザであって、 該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域
と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含
み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状
に形成されており、 該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅W1と
後端面における幅W2とがW1＜W2なる関係を満たす、半導
体レーザ装置であって、 該光導波領域は、一定値である該幅W1を有する第１の領
域と、一定値である該幅W2を有する第２の領域と、該共
振器長方向に対して該幅W1と該W2との間で連続的に変化
する幅を有する第３の領域と、を備えており、 該第１の領域が該前端面側に配置され、該第２の領域が
該後端面側に配置されており、 該第１の領域の長さ及び該第２の領域の長さは、それぞ
れ該第３の領域の長さの約15％よりも短い、半導体レー
ザ装置。 - 【請求項２】基板と、該基板上に形成された多層構造
と、を備えた半導体レーザであって、 該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域
と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含
み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状
に形成されており、 該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅W1と
後端面における幅W2とがW1＜W2なる関係を満たす、半導
体レーザ装置であって、 該光導波領域は、該ストライプ幅がそれぞれ該共振器長
方向に直線的に変化し、且つ、その変化の傾きが相互に
異なる少なくとも２つの領域を含み、該２つの領域の内
で該前端面に最も近い領域の傾きが該共振器長方向に対
して約0.14度以下である、半導体レーザ装置。 - 【請求項３】基板と、該基板上に形成された多層構造
と、を備えた半導体レーザであって、 該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域
と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含
み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状
に形成されており、 該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅W1と
後端面における幅W2とがW1＜W2なる関係を満たす、半導
体レーザ装置であって、 該光導波領域は、一定値である該幅W1を有する第１の領
域と、一定値である該幅W2を有する第２の領域と、該共
振器長方向に対して該幅W1から該W2まで連続的に変化す
る幅を有する第３の領域と、を備えており、 該第１の領域が該前端面側に配置され、該第２の領域が
該後端面側に配置されており、 該第１の領域の長さ及び該第２の領域の長さがそれぞれ
約５μｍ以下である、半導体レーザ装置。 - 【請求項４】基板と、該基板上に形成された多層構造
と、を備えた半導体レーザであって、 該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域
と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含
み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状
に形成されており、 該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅W1と
後端面における幅W2とがW1＜W2なる関係を満たす、半導
体レーザ装置であって、 該光導波領域は、一定値である該幅W1を有する第１の領
域と、一定値である該幅W2を有する第２の領域と、該共
振器長方向に対して該幅W1と該W2まで連続的に変化する
幅を有する第３の領域と、を備えており、 該第１の領域が該前端面側に配置され、該第２の領域が
該後端面側に配置されており、 該第１の領域及び該第２の領域の少なくとも一方は、該
第３の領域に接する側において、該ストライプ形状の両
側面の長さがお互いに異なり、且つ該第３の領域との接
続面が該共振器長方向に対して15度から75度の範囲で傾
斜している、半導体レーザ装置。 - 【請求項５】基板と、該基板上に形成された多層構造
と、を備えた半導体レーザであって、 該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域
と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含
み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状
に形成されており、 該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅W1と
後端面における幅W2とがW1＜W2なる関係を満たす、半導
体レーザ装置であって、 該光導波領域は、一定値である該幅W1を有する第１の領
域と、一定値である該幅W2を有する第２の領域と、該共
振器長方向に対して該幅W1から該W2まで連続的に変化す
る幅を有する第３の領域と、を備えており、 該第１の領域が該前端面側に配置され、該第２の領域が
該後端面側に配置されており、 該第１の領域及び該第２の領域の少なくとも一方は、該
第３の領域に接する側において、該ストライプ形状の両
側面の長さがお互いに異なり、且つ該第３の領域との接
続面が該共振器長方向に対して実質的に約45度傾いてい
る、半導体レーザ装置。 - 【請求項６】基板と、該基板上に形成された多層構造
と、を備えた半導体レーザであって、 該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域
と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含
み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状
に形成されており、 該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅W1と
後端面における幅W2とがW1＜W2なる関係を満たす、半導
体レーザ装置であって、 該光導波領域は、一定値である該幅W1を有する第１の領
域と、一定値である該幅W2を有する第２の領域と、該共
振器長方向に対して該幅W1から該W2まで連続的に変化す
る幅を有する第３の領域と、を備えており、 該第１の領域が該前端面側に配置され、該第２の領域が
該後端面側に配置されており、 該後端面は高反射膜でコーティングされており、該第１
の領域の長さが約５μｍより長く、該第２の領域の長さ
が約５μｍ以下である、半導体レーザ装置。 - 【請求項７】基板と、該基板上に形成された多層構造
と、を備えた半導体レーザであって、 該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域
と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含
み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状
に形成されており、 該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅W1と
後端面における幅W2とがW1＜W2なる関係を満たす、半導
体レーザ装置であって、 該多層構造の上に設けられた第１の電極と、該基板の裏
面に設けられた第２の電極と、をさらに備え、 該第１の電極は、該前端面及び後端面に平行な少なくと
も２つの分離溝によって複数の領域に分離されていて、 該分離溝のそれぞれの該共振器長方向の幅は、該後端面
に近いほど広く設定されている、半導体レーザ装置。 - 【請求項８】基板と、該基板上に形成された多層構造
と、を備えた半導体レーザであって、 該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域
と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含
み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状
に形成されており、 該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅W1と
後端面における幅W2とがW1＜W2なる関係を満たす、半導
体レーザ装置であって、 該多層構造の上に設けられた第１の電極と、該基板の裏
面に設けられた第２の電極と、をさらに備え、 該第１の電極は、該前端面及び後端面に平行な少なくと
も２つの分離溝によって複数の領域に分離されていて、
該複数の領域のうちで該後端面に近い領域ほど少ない電
流を供給されるように構成されている、半導体レーザ装
置。 - 【請求項９】基板と、該基板上に形成された多層構造
と、を備えた半導体レーザであって、 該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域
と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含
み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状
に形成されており、 該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅W1と
後端面における幅W2とがW1＜W2なる関係を満たす、半導
体レーザ装置であって、 該光導波領域に近接して、該光導波領域の実効屈折率を
該共振器長方向に周期的に変調させる回折格子が形成さ
れており、これによって単一波長で発振し、 該回折格子の周期が、該前端面近傍よりも該後端面近傍
でより短くなっている、半導体レーザ装置。 - 【請求項１０】基板と、該基板上に形成された多層構造
と、を備えた半導体レーザであって、 該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域
と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含
み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状
に形成されており、 該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅W1と
後端面における幅W2とがW1＜W2なる関係を満たす、半導
体レーザ装置であって、 該光導波領域に近接して、該光導波領域の利得を該共振
器長方向に周期的に変調させる回折格子が形成されてお
り、これによって単一波長で発振し、 該回折格子の周期が、該前端面近傍よりも該後端面近傍
でより短くなっている、半導体レーザ装置。 - 【請求項１１】前記回折格子の周期は、ブラッグ波長が
前記共振器長方向に対して一定になるように該共振器長
方向に変化している、請求項９または10に記載の半導体
レーザ装置。 - 【請求項１２】基板と、該基板上に形成された多層構造
と、を備えた半導体レーザであって、 該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域
と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含
み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状
に形成されており、 該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅W1と
後端面における幅W2とがW1＜W2なる関係を満たす、半導
体レーザ装置であって、 該光導波領域に近接して、該光導波領域の実効屈折率を
該共振器長方向に周期的に変調させる回折格子が形成さ
れており、これによって単一波長で発振し、 該回折格子は、該前端面側の該基板の一部の上のみに形
成されている、半導体レーザ装置。
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| JP7-342838 | 1995-12-28 | ||
| JP24173296 | 1996-09-12 | ||
| JP8-241732 | 1996-12-09 | ||
| PCT/JP1996/003837 WO1997024787A1 (fr) | 1995-12-28 | 1996-12-26 | Laser a semi-conducteur et procede de fabrication correspondant |
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|---|---|---|---|
| JP33006698A Division JP3354106B2 (ja) | 1995-12-28 | 1998-11-19 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP0814547B1 (ja) |
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| US6363188B1 (en) * | 1999-10-22 | 2002-03-26 | Princeton Lightwave, Inc. | Mode expander with co-directional grating |
| US6613679B2 (en) | 1999-12-22 | 2003-09-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for fabricating a semiconductor device |
| US6650671B1 (en) * | 2000-01-20 | 2003-11-18 | Trumpf Photonics, Inc. | Semiconductor diode lasers with improved beam divergence |
| US6600764B1 (en) * | 2000-01-20 | 2003-07-29 | Trump Photonics Inc. | High power single mode semiconductor laser |
| JP2002124733A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-04-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザダイオード |
| US20020159491A1 (en) * | 2001-04-26 | 2002-10-31 | Wenbin Jiang | Surface emitting laser |
| JP3848546B2 (ja) * | 2001-05-17 | 2006-11-22 | 松下電器産業株式会社 | 半導体レーザの製造方法 |
| US6865205B2 (en) * | 2001-05-17 | 2005-03-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser |
| JP2003023210A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ素子の製造方法 |
| US20030012246A1 (en) * | 2001-07-12 | 2003-01-16 | Klimek Daniel E. | Semiconductor zigzag laser and optical amplifier |
| US20040071403A1 (en) * | 2002-01-17 | 2004-04-15 | Michal Lipson | High-index contrast waveguide coupler |
| JP3681693B2 (ja) * | 2002-02-21 | 2005-08-10 | Ｎｅｃ化合物デバイス株式会社 | 半導体レーザ及びこの素子を含む半導体光集積回路 |
| US7301979B2 (en) * | 2003-05-22 | 2007-11-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser |
| KR100594037B1 (ko) * | 2004-01-19 | 2006-06-30 | 삼성전자주식회사 | 광모드 크기 변환 영역 포함하는 반도체 광소자 |
| JP2005209952A (ja) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置およびそれを用いた光ピックアップ装置 |
| US7519257B2 (en) * | 2004-11-24 | 2009-04-14 | Cornell Research Foundation, Inc. | Waveguide structure for guiding light in low-index material |
| JP2007201031A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
| US7839911B2 (en) * | 2006-07-19 | 2010-11-23 | Panasonic Corporation | Semiconductor laser device |
| US7433376B1 (en) | 2006-08-07 | 2008-10-07 | Textron Systems Corporation | Zig-zag laser with improved liquid cooling |
| DE102008014093B4 (de) * | 2007-12-27 | 2020-02-06 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Kantenemittierender Halbleiterlaserchip mit zumindest einer Strombarriere |
| JP5461046B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2014-04-02 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | 光半導体装置 |
| DE102009056387B9 (de) * | 2009-10-30 | 2020-05-07 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Kantenemittierender Halbleiterlaser mit einem Phasenstrukturbereich zur Selektion lateraler Lasermoden |
| US20130155719A1 (en) * | 2011-12-20 | 2013-06-20 | 3M Innovative Properties Company | Lightguide as luminaire |
| US10036517B2 (en) | 2013-05-16 | 2018-07-31 | 3M Innovative Properties Company | Lightguide as luminaire |
| JP6331997B2 (ja) * | 2014-11-28 | 2018-05-30 | 三菱電機株式会社 | 半導体光素子 |
| JP2017050318A (ja) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
| DE102016110790B4 (de) * | 2016-06-13 | 2022-01-13 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Halbleiterlaserdiode |
| JP6499268B2 (ja) * | 2017-12-26 | 2019-04-10 | 日本オクラロ株式会社 | 半導体光素子及び光通信モジュール |
| JP2019186278A (ja) * | 2018-04-03 | 2019-10-24 | 住友電気工業株式会社 | 量子カスケードレーザ |
| JP6927153B2 (ja) * | 2018-05-30 | 2021-08-25 | 日本電信電話株式会社 | 半導体レーザ |
| JP7105442B2 (ja) * | 2018-08-06 | 2022-07-25 | セイコーエプソン株式会社 | 発光装置およびプロジェクター |
| US20240097404A1 (en) * | 2019-10-16 | 2024-03-21 | Wisconsin Alumni Research Foundation | High-power, single-spatial-mode quantum cascade lasers |
| US11837838B1 (en) * | 2020-01-31 | 2023-12-05 | Freedom Photonics Llc | Laser having tapered region |
| JPWO2021171545A1 (ja) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | ||
| CN115702530A (zh) * | 2020-06-23 | 2023-02-14 | 华为技术有限公司 | 具有部分光栅的扩口dfb激光器 |
| CN114825046B (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-02 | 苏州长光华芯光电技术股份有限公司 | 一种半导体发光结构及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2195822B (en) * | 1986-09-30 | 1990-01-24 | Stc Plc | Injection lasers |
| JPS6435977A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-07 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser device |
| JPH04326788A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-16 | Sony Corp | 分布帰還型半導体レーザ |
| JP3084416B2 (ja) * | 1991-10-21 | 2000-09-04 | 日本電信電話株式会社 | 光結合デバイスの製造方法 |
| JP3178565B2 (ja) * | 1993-06-30 | 2001-06-18 | 日本電信電話株式会社 | 半導体光デバイス |
| JP2850996B2 (ja) * | 1993-08-30 | 1999-01-27 | 日本電信電話株式会社 | 光結合デバイス |
| JPH0923036A (ja) * | 1995-07-05 | 1997-01-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ |
-
1996
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Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| １９９５年（平成７年）春季第４２回応物学会予稿集３０ａ−ＺＧ−３ｐ．１０９７ |
| Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６４［５］（１９９４）ｐ．５３９−５４１ |
| Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．２９［２３］（１９９３）ｐ．２０６７−２０６８ |
| Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．３１［１７］（１９９５）ｐ．１４３９−１４４０ |
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