JP5086034B2

JP5086034B2 - 外部共振器型半導体レーザ装置

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Publication number: JP5086034B2
Application number: JP2007291670A
Authority: JP
Inventors: 浩森
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2027-11-09
Also published as: JP2009117746A

Description

この発明は，外部共振器型半導体レーザ装置に関する。

外部共振器型半導体レーザ装置（外部共振器型ダイオード・レーザ）（External Cavity Diode Laser)(ECDL)は，ゲイン・チップ（レーザ・チップまたは半導体光アンプと呼ばれることもある）から出射される光を，ゲイン・チップの外部に配置された回折格子に入射させ，回折格子からの回折光をゲイン・チップに帰還させ，ゲイン・チップの後方端面において回折光を反射させて再び回折格子に入射させることを繰返すことによって，レーザ発振させるものである。外部共振器型半導体レーザ装置には，回折格子からの回折光をミラーを介して間接的にゲイン・チップに帰還させるリットマン（Littman-Metcalf ）型と，回折格子からの回折光をゲイン・チップに直接に帰還させるリトロー（Littrow ）型が知られている（たとえば，特許文献１）。
特許第３７９５５００号公報

リットマン型では，ミラーをチルトさせる（回転駆動させる）ことによってゲイン・チップに帰還する回折光の波長を変化させ，これにより出射されるレーザ光の波長を制御（チューニング）する。他方，リトロー型では，回折格子自体をチルトさせる（回転駆動させる）ことによってゲイン・チップに帰還する回折光の波長を変化させ，これにより出射されるレーザ光の波長を制御（チューニング）する。

リットマン型の外部共振器型半導体レーザ装置およびリトロー型の外部共振器型半導体レーザ装置のいずれについても，出射されるレーザ光の波長を可変させることができ，その波長可変幅は比較的大きい（一般には，０．２μｍ程度）。しかしながら，より大きい波長可変幅を実現しようとする場合，ゲイン・チップが発することのできる光の波長帯域に限界があるために回折格子からゲイン・チップに帰還される回折光の波長を変化させることによる波長制御には限界がある。

この発明は，波長可変幅が極めて広い外部共振器型半導体レーザ装置を提供することを目的とする。

この発明による外部共振器型半導体レーザ装置は，バンドギャップ・エネルギが互いに異なる複数のストライプ状の活性層が，後方端面から出射端面にかけて，半導体基板の基板面と平行な面内において互いに間隔をあけて形成されているアレイ型ゲイン・チップ，および前記出射端面から出射される光が入射する回折格子を含み，前記回折格子によって回折された回折光のうちの所定波長の回折光を，光を出射したストライプ状の活性層に帰還させる，波長選択性を有する光帰還機構を備えていることを特徴とする。前記アレイ型ゲイン・チップの後方端面および前記光帰還機構によって光共振器が構成される。

アレイ型ゲイン・チップには，バンドギャップ・エネルギが互いに異なる複数のストライプ状の活性層が形成されているので，複数のストライプ状の活性層のそれぞれにおいて，電流が注入されたときに光が発生して出射端面から出射される。また，複数の活性層はそのバンドギャップ・エネルギが互いに異なっているので，出射端面から出射される複数の光は互いに異なる波長をもつものになる。

アレイ型ゲイン・チップから出射される光は，回折格子を含み前記回折格子によって回折された回折光のうちの所定波長の回折光を，光を出射したストライプ状の活性層に帰還させる波長選択性を有する光帰還機構に入射する。

外部共振器型半導体レーザ装置がリットマン型のレーザ装置であれば，前記光帰還機構は回折格子およびチルト（回転）可能なミラー（光帰還ミラー）を含む。ゲイン・チップから出射される光は回折格子を介して光帰還ミラーに入射し，光帰還ミラーによって反射された光（回折光）が，光を出射した活性層に帰還する。ゲイン・チップの後方端面（さらに好ましくは後方端面にコーティングされた光反射膜）と光帰還ミラーとの間で所定の波長の回折光の反射が繰返され，所定波長でレーザ発振が生じる。光帰還ミラーをチルト（回転駆動）させることによって，ゲイン・チップに帰還する回折光の波長が変化し，これにより出射されるレーザ光の波長選択制御が実現される。

他方，外部共振器型半導体レーザ装置がリトロー型のレーザ装置であれば，前記光帰還機構は回折格子を含み，ゲイン・チップから出射される光は回折格子によって反射され，回折格子によって反射された回折光が光を出射した活性層に帰還する。ゲイン・チップのゲイン・チップの後方端面（または後方端面にコーティングされた光反射膜）と回折格子との間で所定の波長の回折光の反射が繰返され，所定波長でレーザ発振が生じる。回折格子をチルト（回転駆動）させることによって，ゲイン・チップに帰還する回折光の波長が変化し，これにより出射されるレーザ光の波長選択制御が実現される。

この発明によると，アレイ型ゲイン・チップから互いに異なる波長の複数の光が出射され，そのそれぞれについて光帰還機構による波長選択制御が行われる。このため，出射されるレーザ光について，一つのストライプ状の活性層を持つゲイン・チップを利用した外部共振器型半導体レーザ装置では得ることができない，広い波長可変幅を実現することができる。

好ましくは，前記複数の活性層のそれぞれに独立に電流を注入するための電極が備えられる。複数のストライプ状の活性層のうちのいずれかに選択的に電流を注入することができるので，波長の異なる複数の光のうちのいずれかを，選択的に，アレイ型ゲイン・チップの出射端面から出射させることができる。

複数の活性層のバンドギャップ・エネルギは，好ましくは，前記光帰還機構による波長可変幅よりも小さい幅だけバンドギャップ波長が互いに離間するように，それぞれ設定される（活性層の組成が調節される）。たとえば，リットマン型の半導体レーザ装置の場合，光帰還ミラーをチルト（回転駆動）させることによって制御可能な波長可変幅は，０．２μｍ程度である。この場合，一の活性層のバンドギャップ波長と他の活性層のバンドギャップ波長が，０．２μｍよりも小さい幅，たとえば，０．１５μｍ離間するように，一および他の活性層のバンドギャップ・エネルギが設定される。一の活性層または他の活性層に選択的に電流を注入し，かつ光帰還ミラーをチルト（回転駆動）させることによって，０．３μｍを超える連続的な広い波長可変幅が実現される。

出射端面から出射される光のいずれもが同じ回折格子に入射する。出射端面から出射される複数の光のそれぞれについて光帰還機構を設ける必要がなく，一つの光帰還機構を用いることによって，複数の光の波長（レーザ光の波長）をそれぞれ変化させることができる。一実施態様では，前記複数の活性層の少なくとも一つが，前記活性層を導波される光の光軸線が出射端面の位置において出射端面の法線方向に対して斜めを向くように，半導体基板の基板面と平行な面内において曲がっている。アレイ型ゲイン・チップの出射端面から光が斜めに出射するので，出射端面からその法線方向に出射する場合に比べて出射端面における光の反射率が低められ，不適切な端面反射を抑制することができる。

ストライプ状の活性層は，アレイ型ゲイン・チップの後方端面の位置において後方端面の法線方向に対して斜めを向くように，半導体基板の基板面と平行な面内において曲がっているものであってもよい。アレイ型ゲイン・チップの後方端面（光反射膜）と，光帰還ミラー（リットマン型の場合）または回折格子（リトロー型の場合）との間で光反射が繰返されて生じるレーザ光をゲイン・チップの後方端面から取り出す場合に，後方端面から出射されるレーザ光のいずれもが同じ位置に達する（同じ位置を通過する）ようにすることができるので，複数のレーザ光のいずれもを，効率よく光ファイバ等に入射させることができる。

他の実施態様では，前記アレイ型ゲイン・チップと，前記光帰還機構に含まれる前記回折格子との間に設けられ，前記アレイ型ゲイン・チップの出射端面から出射される光を前記回折格子に向けて反射する光路調整ミラーが備えられる。光路調整ミラーを回転駆動または平行移動させることによって，複数のストライプ状の活性層を導波して出射端面から出射される光の回折格子への入射位置を調整することができる。

図１は，外部共振器型半導体レーザ装置（外部共振器型波長可変レーザ光源）１の構成を概略的に示している。図２は外部共振器型半導体レーザ装置１に用いられるアレイ型ゲイン・チップ10の外観を，アレイ型ゲイン・チップ10に内包されている活性層とともに示す斜視図である。図１において，分かりやすくするために，アレイ型ゲイン・チップ10の大きさが強調して描かれている。

外部共振器型半導体レーザ装置は，ゲイン・チップから出射される光を，ゲイン・チップの外部に配置された回折格子に入射させ，回折格子からの回折光をゲイン・チップに帰還させ，ゲイン・チップの後方端面において回折光を反射させて再び回折格子に入射させることを繰返すことによって，レーザ発振させるものである。外部共振器型半導体レーザ装置には，回折格子からの回折光をミラーを介して間接的にゲイン・チップに帰還させるリットマン（Littman-Metcalf ）型と，回折格子からの回折光をゲイン・チップに直接に帰還させるリトロー（Littrow ）型が知られている。リットマン型ではミラーを回転駆動させることによってレーザ光の波長可変（チューニング）が実現される。リトロー型では回折格子を回転駆動させることによって波長可変が実現される。図１に示す外部共振器型半導体レーザ装置１は，リットマン型の外部共振器型半導体レーザ装置である。

図１を参照して，外部共振器型半導体レーザ装置１は，アレイ型ゲイン・チップ10，コリメート・レンズ２，回折格子３および光帰還ミラー４を備えている。

アレイ型ゲイン・チップ10の両端面（出射端面10ａおよび後方端面10ｂ）は互いに平行に劈開されている。出射端面10ａには反射防止膜12が，後方端面10ｂには高光反射率の反射膜13が，それぞれコーティングされている。

アレイ型ゲイン・チップ１内には，その基板面と平行な面内に，２つ（２本）のストライプ状（筋状，細線状）の活性層が，出射端面10ａから後方端面10ｂにかけて，所定の間隔をあけて形成されている。以下，２つのストライプ状の活性層のそれぞれを，第１の活性層11ａおよび第２の活性層11ｂと呼ぶ。第１および第２の活性層11ａ，11ｂの一端がアレイ型ゲイン・チップ10の出射端面10ａに接し，他端がアレイ型ゲイン・チップ10の後方端面10ｂに接している。

一般にゲイン・チップは，半導体基板上に，組成，不純物の種類と量等の異なる複数の半導体層が積層されて構成される。ストライプ状の第１，第２の活性層11ａ，11ｂは，その一または複数層内にストライプ状に光を閉じ込めることができる形態で形成される。図１においては，分かりやすくするために，ゲイン・チップ10に内包されている第１，第２の活性層11ａ，11ｂが実線で描かれている。

ストライプ状の第１，第２の活性層11ａ，11ｂは，出射端面10ａに向かう途中において互いに向き合う方向に曲がって形成されている。第１，第２の活性層11ａ，11ｂから出射する光は，いずれも出射端面10ａから斜めに出射してコリメート・レンズ２に入射する。

第１，第２の活性層11ａ，11ｂは，バンドギャップ・エネルギが互いに異なるように形成されており，このため，第１の活性層11ａから生じる光の中心波長と，第２の活性層11ｂから生じる光の中心波長は互いに異なる。この実施例では，第１の活性層11ａはバンドギャップ波長λg1＝１．４５μｍとなる組成を有し，第２の活性層11ｂはバンドギャップ波長λg2＝１．６μｍとなる組成を有するものとする。第１の活性層11ａおよび第２の活性層11ｂを含むアレイ型ゲイン・チップ10の製造方法の詳細は後述する。

図２を参照して，アレイ型ゲイン・チップ10の上面の，第１，第２の活性層11ａ，11ｂのそれぞれの上方に対応する範囲に，上面電極41ａ，41ｂがそれぞれ設けられている。アレイ型ゲイン・チップ10の下面の全面には下面電極42が設けられている。アレイ型ゲイン・チップ10はダイオード構造を有しており，第１の活性層11ａの上方の上面電極41ａと下面電極42との間に順方向電流を流すと，第１の活性層11ａにおいて光が発生する。第１の活性層11ａにおいて発生した光は第１の活性層11ａ（第１の活性層11ａを含む光導波路）に沿って進行して出射端面10ａから出射する。出射端面10ａから出射された光はコリメート・レンズ２によって平行光とされた後，回折格子３に入射する。回折格子３において生じた回折光のうち特定の波長をもつ光は光帰還ミラー４に入射して反射され，再び回折格子３に入射する。回折格子３において発生した回折光（光帰還ミラー４による反射光の回折光）はコリメート・レンズ２を介して第１の活性層11ａに帰還し，アレイ型ゲイン・チップ10の後方端面10ｂ（反射膜13）によって反射される。アレイ型ゲイン・チップ１の後方端面10ｂ（反射膜13）と光帰還ミラー４との間で光反射が繰返されて特定の波長でレーザ発振が生じる。レーザ光Ｌ₁が所定方向に出射される。

第２の活性層11ｂについても同様である。上面電極41ｂと下面電極42との間に電流を流すと，第２の活性層11ｂにおいて光が発生し，アレイ型ゲイン・チップ10の後方端面10ｂ（反射膜13）と光帰還ミラー４との間で光反射が繰返されてレーザ発振が生じる。レーザ光Ｌ₂が所定方向に出射される。

光帰還ミラー４は回転軸５を中心にチルトする（たとえば，±２０度程度の角度範囲の回転駆動）。回転軸５を中心とする光帰還ミラー４の回転駆動は，回転駆動用のアクチュエータ（たとえば，ステップ・モータ，圧電素子など）（図示略）によって行われる。光帰還ミラー４が回転駆動すると，光帰還ミラー４によって反射されてアレイ型ゲイン・チップ10に帰還する回折光の波長が変化する。これにより，レーザ光Ｌ₁，Ｌ₂のそれぞれについて，０．２μｍ程度の波長可変幅の波長制御が実現される。

外部共振器型半導体レーザ装置１は，上述のように，上面電極41ａ，41ｂのいずれかに選択的に電流を通電することによって，第１の活性層11ａにおいて発生する光が発振することによって得られるレーザ光Ｌ₁ ，または第２の活性層11ｂにおいて発生する光が発振することによって得られるレーザ光Ｌ₂ を出射させることができる。上述のように，第１の活性層11ａおよび第２の活性層11ｂにおいて発生する光の波長は互いに異なっているので（λg1＝１．４５μｍ，λg2＝１．６μｍ），レーザ光Ｌ₁およびレーザ光Ｌ₂の波長も互いに異なるものになる。波長の異なるレーザ光Ｌ₁，Ｌ₂を選択的に出射させることができる。

また，上述のように，外部共振器型半導体レーザ装置１は，いわゆるリットマン型のレーザ装置であり，光帰還ミラー４を回転駆動させることによって，レーザ光Ｌ₁およびＬ₂のそれぞれについて０．２μｍ程度の波長可変幅の範囲内において波長の選択的な制御を行うことができる。具体的には，レーザ光Ｌ₁ について１．２７μｍ〜１．４７μｍ程度の波長可変が実現され，レーザ光Ｌ₂ について１．４２μｍ〜１．６２μｍ程度の波長可変が実現される。すなわち，外部共振器型半導体レーザ装置１は１．２７μｍ〜１．６２μｍ程度の波長を持つレーザ光をチューナブルに出射することができ，合わせて０．３μｍ（３００ｎｍ）を超える連続的な広い波長可変幅が実現される。

さらに，上述したように，第１，第２のストライプ状の活性層11ａ，11ｂは，いずれも後方端面10ｂから出射端面10ａに向かう途中において曲がって形成されている（図１および図２参照）。このため，第１，第２のストライプ状の活性層11ａ，11ｂにおいて発生した光は出射端面10ａに斜めに入射し，出射端面10ａから斜めに出射する。出射端面10ａに垂直に光が入射する場合に比べて，光の出射端面10ａにおける反射率を低く抑えることができる。出射端面10ａにおける不適切な端面反射を抑えることができる。また，第１，第２のストライプ状の活性層11ａ，11ｂを通じて出射端面10ａから出射される２つの光を，１枚のコリメート・レンズ２に入射させることができる。

図３（Ａ）〜図８（Ｂ）は，図１および図２に示すアレイ型ゲイン・チップ10の製造工程を示している。これらの図面において，（Ａ）は紙面下側を出射端面とする平面図である。（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。なお，図３（Ａ）〜図８（Ｂ）では，作図の便宜上および分かりやすくするために，半導体層の積層（厚さ）方向が強調して描かれている。

図３（Ａ），（Ｂ）を参照して，ｎ型ＩｎＰ（インジウム−リン）基板31上に，バンドギャップ波長が１．６μｍのＩｎＧａＡｓＰ（インジウム−ガリウム−ヒ素−リン）活性層32ａを結晶成長する。活性層32ａは井戸層および障壁層を交互に複数積層した多量子井戸構造を有していてもよい。活性層32ａの上層および下層にさらに光分離閉込め層を積層してもよい。その後，ｐ型ＩｎＰクラッド層33を結晶成長する。ｐ型ＩｎＰクラッド層33および後述する他の半導体層の結晶成長には，有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）を用いることができる。

図４（Ａ），（Ｂ）を参照して，ｐ型ＩｎＰクラッド層33上にＳｉＯ₂膜 34を堆積し，その上にレジスト（図示略）を塗布する。レジストのほぼ半分をマスクした状態で，残りの半分（マスクされていない領域）に光を照射して露光する。現像を行い純水により洗浄すると，露光された領域のレジストが除去される（ポジ型）。その後エッチングを行うことにより，レジストで覆われていない領域のＳｉＯ₂膜 34，ｐ型ＩｎＰクラッド層33および活性層32が除去され，ｎ型ＩｎＰ基板31が露出する。その後ＳｉＯ₂膜 34を覆っていた残りのレジストも除去する。

図５（Ａ），（Ｂ）を参照して，ＳｉＯ₂膜 34を結晶成長阻害マスクとして残した状態で，バンドギャップ波長が１．４５μｍのＩｎＧａＡｓＰ活性層32ｂおよびｐ型ＩｎＰクラッド層33を結晶成長する。ｎ型ＩｎＰ基板31が露出していた領域に，バンドギャップ波長が１．４５μｍのＩｎＧａＡｓＰ活性層32ｂが積層され，その上にｐ型ＩｎＰクラッド層33が積層される。活性層32ａ，32ｂのバンドギャップ波長は，結晶成長時の各原料のガスの流量を変化させることによって異ならせる（調節する）ことができる。

図６（Ａ），（Ｂ）を参照して，ｐ型ＩｎＰクラッド層33上にＳｉＯ₂ 膜を堆積し，ストライプ状の第１，第２の活性層11ａ，11ｂとなるべき領域のそれぞれに対応させて，後方端面となるべき位置から出射端面となるべき位置にかけて，その途中において曲がっている２つ（２本）のストライプ状のレジスト・マスクをＳｉＯ₂ 膜上に転写する。マスクされた部分以外のＳｉＯ₂ 膜を除去する。ｐ型ＩｎＰクラッド層33の上面には，曲がり部分を有する２つのストライプ状のＳｉＯ₂膜35ａ，35ｂが残る。

図７（Ａ），（Ｂ）を参照して，ストライプ状のＳｉＯ₂ 膜35ａ，35ｂを残した状態でエッチングを行う。ストライプ状のＳｉＯ₂ 膜35ａ，35ｂの周囲がエッチングによって削られ，２つのメサ構造が形成される。第１，第２のストライプ状の活性層11ａ，11ｂが形成される。

図８（Ａ），（Ｂ）を参照して，ｐ型ＩｎＰブロック層36およびｎ型ＩｎＰブロック層37を順次結晶成長する。２つのメサ構造の両側がｐ型ＩｎＰブロック層36およびｎ型ＩｎＰブロック層37によって埋め込まれる。ＳｉＯ₂ 膜35ａ，35ｂを除去し，ｐ型ＩｎＰクラッド層38およびｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層39を結晶成長する。ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層39の上面には，第１，第２の活性層11ａ，11ｂが形成されている範囲に沿って上面電極（ｐ型電極）41ａ，41ｂを蒸着し，ｎ型ＩｎＰ基板11の下面の全体には，全体の厚さが１００μｍ程度になるまで研磨した後に，下面電極（ｎ型電極）42を蒸着する。上面電極（ｐ型電極）41ａ，41ｂの直下部分以外のｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層39を除去する。劈開の後，出射端面に反射防止膜12を，後方端面に反射膜13をそれぞれコーティングする。２つのストライプ状の活性層11ａ，11ｂを有するアレイ型ゲイン・チップ10が完成する。

図９は，他の実施例による外部共振器型半導体レーザ装置１Ａを示している。図１に示す外部共振器型半導体レーザ装置１とは，ゲイン・チップ15に内包されているストライプ状の活性層16ａ，16ｂが，出射端面15ａ付近のみならず，後方端面15ｂ付近においても，互いに近づく方向に曲がっている点，および後方端面15ｂにコーティングされている反射膜13Ａの反射率が，図１の外部共振器型半導体レーザ装置１の後方端面10ｂにコーティングされている反射膜13の反射率よりも低い点が異なる。図１に示す外部共振器型半導体レーザ装置１と同一部材には同一の符号を付し，重複説明を避ける。図９に示す外部共振器型半導体レーザ装置１Ａも，リットマン型の半導体レーザ装置である。

リットマン型の半導体レーザ装置には，ゲイン・チップと光帰還ミラーとの間で光反射が繰返されることによって得られるレーザ光を，回折格子側（光帰還ミラー側）から出射させるタイプのものと（図１参照），ゲイン・チップ側から出射させるタイプのものがある。図９に示す半導体レーザ装置１Ａは，ゲイン・チップ側からレーザ光を出射させるタイプのリットマン型半導体レーザ装置である。ゲイン・チップの後方端面にコーティングされる反射膜に高反射率の反射膜を用いると，レーザ光は回折格子３側から出射される（図１）。後方端面にコーティングされる反射膜として反射率が低いものを用いると，レーザ光はゲイン・チップ15の後方端面15ｂから出射される（図９）。

外部共振器型半導体レーザ装置１Ａを構成するアレイ型ゲイン・チップ15に含まれる２つのストライプ状の活性層16ａ，16ｂは，上述のように，出射端面15ａに向かうにしたがって互いに向き合うように曲がっているとともに，後方端面15ｂに向かうにしたがっても互いに向き合うように曲がっている。このため，後方端面15ｂから出射されるレーザ光Ｌ₁，Ｌ₂は，いずれも外部の一点（到達点，通過点）（ある程度の広がりを含む）に達する（通過する）。到達点の位置に光ファイバまたはレンズ部材を配置することによって，第１の活性層16ａにおいて発生した光に基づくレーザ光Ｌ₁ および第２の活性層16ｂにおいて発生する光に基づくレーザ光Ｌ₂ のいずれもを，１本の光ファイバまたは１個のレンズ部材に入射させることができる。

図１０は，さらに他の実施例による外部共振器型半導体レーザ装置１Ｂを示している。図１に示す外部共振器型半導体レーザ装置１とは，ゲイン・チップ20に内包されているストライプ状の活性層21ａ，21ｂがいずれも直線状である点，およびゲイン・チップ20（コリメート・レンズ２）と回折格子３との間の光路上に，光路調整ミラー６が設けられている点が異なる。図１０に示す外部共振器型半導体レーザ装置１Ｂもリットマン型の半導体レーザ装置である。

ストライプ状の第１の活性層21ａから出射した光は，コリメート・レンズ２を経て，光路調整ミラー６に入射する。光路調整ミラー６によって反射された光が回折格子３に入射する。回折格子３からの回折光のうちの特定の波長の光が光帰還ミラー４によって反射され，回折格子３，光路調整ミラー６，コリメート・レンズ２を経てゲイン・チップ20の活性層21ａに帰還する。光帰還ミラー４と，ゲイン・チップ20の後方端面20ｂ（反射膜13）との間で光反射が繰返されてレーザ発振が生じ，レーザ光Ｌ₁ が所定方向に出射される。

ストライプ状の第２の活性層21ｂから出射する光についても，上述と同様に，コリメート・レンズ２，光路調整ミラー６および回折格子３を経て，光帰還ミラー４によって反射される。アレイ型ゲイン・チップ20の後方端面20ｂ（反射膜13）と光帰還ミラー４との間で光反射が繰返されてレーザ発振が生じ，レーザ光Ｌ₂が所定方向に出射される。

光路調整ミラー６は回転軸７を中心にチルト（回転駆動）する。光路調整ミラー６の回転駆動も，回転駆動用のアクチュエータ（たとえば，ステップ・モータ，圧電素子など）（図示略）によって行われる。光路調整ミラー６が回転駆動することによって，活性層21ａ，21ｂのいずれからの光も回折格子３のほぼ同じ位置に入射させることができ，ほぼ同じ光軸をもつレーザ光Ｌ₁，Ｌ₂を出射させることができる。光路調整ミラー６をチルト（回転駆動）させるのに代えて，光路調整ミラー６をその法線方向に平行移動させるようにしてもよい。２つのレーザ光Ｌ₁，Ｌ₂のいずれもを同じ入射角度によって回折格子３に入射させることができる。

上述した実施例では，チルト（回転駆動）可能な光帰還ミラー４を備えたリットマン型の半導体レーザ装置にアレイ型ゲインチップ10，15，20を用いる例を例示したが，回折格子３自体がチルト（回転駆動）可能なリトロー型の半導体レーザ装置に，アレイ型ゲインチップ10，15，20を用いてもよいのは言うまでもない。

外部共振器型半導体レーザ装置の構成を概略的に示す。ゲイン・チップの斜視図を示す。（Ａ）および（Ｂ）は，ゲイン・チップの製造工程を示す。（Ａ）および（Ｂ）は，ゲイン・チップの製造工程を示す。（Ａ）および（Ｂ）は，ゲイン・チップの製造工程を示す。（Ａ）および（Ｂ）は，ゲイン・チップの製造工程を示す。（Ａ）および（Ｂ）は，ゲイン・チップの製造工程を示す。（Ａ）および（Ｂ）は，ゲイン・チップの製造工程を示す。他の実施例による外部共振器型半導体レーザ装置の構成を概略的に示す。他の実施例による外部共振器型半導体レーザ装置の構成を概略的に示す。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ外部共振器型半導体レーザ装置
２コリメート・レンズ
３回折格子
４光帰還ミラー
６光路調整ミラー
10，15，20 アレイ型ゲイン・チップ
11ａ，11ｂ，16ａ，16ｂ，21ａ，21ｂ活性層
41ａ，41ｂ上面電極
42 下面電極

Claims

バンドギャップ・エネルギが互いに異なる２本のストライプ状の活性層が，後方端面から出射端面にかけて，半導体基板の基板面と平行な面内において互いに間隔をあけて形成されているアレイ型ゲイン・チップ，および
前記出射端面から出射される光が入射する回折格子を含み，前記回折格子によって回折された回折光のうちの所定波長の回折光を，光を出射したストライプ状の活性層に帰還させる，波長選択性を有する光帰還機構を備え，
前記２本の活性層が，前記後方端面の位置において前記活性層を導波される光の光軸線が前記後方端面と直交するように形成されるとともに，前記出射端面の位置において前記活性層を導波される光の光軸線が前記出射端面の法線方向に対して斜めでかつ互いに向かい合う方向に前記半導体基板の基板面と平行な面内において曲がって形成されており，
前記アレイ型ゲイン・チップの後方端面および前記光帰還機構によって光共振器が構成されている，
外部共振器型半導体レーザ装置。
前記２本の活性層のそれぞれに独立に電流を注入するための電極を備えている，
請求項１に記載の外部共振器型半導体レーザ装置。