JP4850058B2 - 半導体素子、ならびにこれを用いた照明装置および画像受像機 - Google Patents
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図1(a)は、本発明に係る第1の実施形態の半導体レーザ素子を模式的に示す、端面方向から見た斜視図であり、図1(b)は、図1(a)の120で示す部分の拡大図である。図1(a)において、内部の構造を示すために一部を切り欠いて示している。図1(a)および図1(b)で示される半導体レーザ素子100は、電流狭窄幅(ストライプ幅、すなわち、図1(a)における領域Aのx方向の幅)が10μmであるブロードエリア型の半導体レーザ素子であり、波長405nmで高次の水平横モードのレーザ光を発振するものである。
図4(a)は、本発明に係る第2の実施形態の半導体レーザ素子を模式的に示す、端面方向から見た斜視図であり、図4(b)は、図4(a)の420で示す部分の拡大図である。図4(a)において、内部の構造を示すために一部を切り欠いて示している。図4(a)および図4(b)で示される半導体レーザ素子400は、電流狭窄幅(ストライプ幅、すなわち、図4(a)における領域Aのx方向の幅)が1.5μmである水平方向にシングルモードの半導体レーザ素子であり、波長410nmで単一の縦モードにてレーザ発振するものである。
上記第1および第2の実施の形態においては、電流狭窄通路としてのストライプ部以外の部分、すなわち領域Bにおける凹凸形状が形成するラインが、共振器方向(z方向)に平行あるいは直交する構成について詳細を説明したが、原理上、ストライプ部以外の部分(領域B)における凹凸形状は必ずしも共振器方向に平行あるいは直交するライン状の構成である必要はない。
図6は、本発明に係る第3の実施形態である白色照明装置を示す模式図である。白色照明装置600は、上記第2の実施形態の半導体レーザ素子と同様の構成の半導体レーザ素子601と、レンズ系602と、蛍光体603とから構成される。このような構成の白色照明装置600において、半導体レーザ素子601から発振した波長405nmのレーザ光は、レンズ系602を通過した後に蛍光体603に照射され、蛍光体603によってその少なくとも一部が吸収される。そして、蛍光体603によって吸収されたレーザ光は、その波長が変換されて白色光604を発光する。
図7は、本発明に係る第4の実施形態である画像受像機を示す模式図である。画像受像機700は、半導体レーザ素子部701を光源としている。ここで、半導体レーザ素子部701は、赤色、緑色または青色のレーザ光をそれぞれ発振する、少なくとも3種類の半導体レーザ素子から構成されており、そのうちの青色または青色および緑色の光源に上記第1の実施形態および/または第2の実施形態のような構成を有する本発明の半導体レーザ素子が適用されている。
Claims (12)
- 基板上に形成された、n型の導電型を示すn型半導体部と、p型の導電型を示すp型半導体部と、前記n型半導体部と前記p型半導体部との間に位置する活性層部と、を含み、
前記p型半導体部は、窒化物半導体からなるp型クラッド層を備え、
前記p型クラッド層は、隣接して積層される第1の層および第2の層の少なくとも2層を有し、
前記第1の層および前記第2の層のうち、少なくとも前記基板から遠い側の層は、マグネシウムでドープされており、
前記第1の層と前記第2の層との境界面は、
ストライプ形状を有し、窒化物六方晶における(0001)面で形成される平坦な領域Aと、
前記領域Aを挟むように配置される2つの領域Bとから構成され、
前記領域Bは、周期的な凹凸形状のラインからなり、かつ前記凹凸形状は、窒化物六方晶における(0001)面から傾いた面からなる半導体レーザ素子。 - 前記第1の層および前記第2の層はAlGaNからなり、
前記第1の層および前記第2の層のうち、前記基板から遠い側の層のAl混晶比は、前記基板から近い側の層のAl混晶比よりも高い請求項1に記載の半導体レーザ素子。 - 前記基板は、窒化物六方晶における(0001)面を主面とする基板である請求項1または2に記載の半導体レーザ素子。
- 前記第1の層および前記第2の層のうち、少なくとも前記基板から遠い側の層は、有機金属気相成長法によって形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
- 前記領域Bにおける凹凸形状は、ドライエッチングにより形成されたものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
- 前記領域Bにおける周期的な凹凸形状のラインは、前記領域Aを構成するストライプに対して平行に延びることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
- 前記領域Bにおける周期的な凹凸形状のラインは、前記領域Aを構成するストライプと直交するように延びることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
- 前記周期的な凹凸形状における凹凸の繰返しピッチΛは、Λ=N×λ/(2・neq)[ただし、λは発振波長、neqは等価屈折率、Nは1以上の整数]の関係を満たすことを特徴とする請求項7に記載の半導体素子。
- 前記第1の層および前記第2の層のうち、前記基板から遠い側の層の屈折率は、前記基板に近い側の層の屈折率より低いことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の半導体レーザ素子。
- 請求項1に記載の半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から発振したレーザ光の少なくとも一部を吸収して前記レーザ光とは異なる波長の光を発する物質と、を含む、照明装置。
- 前記物質は、前記半導体レーザ素子から発振した波長が420nmよりも短いレーザ光の少なくとも一部を吸収して白色の光を発する蛍光体であることを特徴とする、請求項10に記載の照明装置。
- 請求項1に記載の半導体レーザ素子を光源とする画像受像機。
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