JPH0951147A

JPH0951147A - 半導体レーザ装置

Info

Publication number: JPH0951147A
Application number: JP26337595A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kawashima; 健児川島
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 1995-10-11
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】単一の基板上の複数の半導体レーザ素子夫々
から発振された単波長レーザ光を略単一のレーザ光と見
做し得る程度に集束して出射可能とする。【解決手段】単一の基板１上の中央部に多角錐形ミラ
ー２を、またその周囲に複数の半導体レーザ素子Ｌ₁〜
Ｌ₄を夫々を形成し、各半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄か
ら夫々発振された異なる発振波長のレーザ光を、多角錐
形ミラー２夫々の対応する傾斜面にて基板１と鉛直な向
きに、略単一と見做し得る程度に集束された多波長レー
ザ光として出射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発振波長が略同一又
は異なる複数の半導体レーザ素子から発振された光ビー
ムを略一本の光ビームとして集束せしめ、重畳させた状
態で出射させるようにした光通信等に用いる半導体レー
ザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１５は従来の光通信用の半導体レーザ
装置を示す模式図であり、単一の基板１上に夫々グレー
ティングパターン層１５ａ〜１５ｄを有する複数の半導
体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄を、その光出射方向を同方向に
向けて平行に形成し、各半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄か
ら出射された同一又は異なる発振波長のレーザ光を夫々
個別のレーザ光として、又は集光して一本の多波長レー
ザ光として光通信等に利用することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのような従
来装置にあっては、例えば多波長レーザ光として利用す
る場合、レンズを用いて集光すると各半導体レーザ素子
と集光点との間には光路差があるため、焦点位置がず
れ、また複数の半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄が平行に配
列されるため両側に位置する半導体レーザ素子と比較し
て中央部寄りの半導体レーザ素子Ｌ₂，Ｌ₃の放熱性が
悪く、これら半導体レーザ素子Ｌ₂，Ｌ₃が熱的影響に
よりその特性が変化し、たとえ特性が同じ半導体レーザ
素子であっても経時的に特性がばらつく等の問題があっ
た。

【０００４】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、第１の目的は複数の半導体レーザ素子から発
振されるレーザ光を簡単な光学系にて集束せしめ、単波
長又は多波長の略単一ビームと見做し得る程度に相互に
近接させたレーザ光として出射せしめることを可能とす
ることにある。第２の目的は発振波長が同一又は異なる
複数の半導体レーザ素子と、これらから発振された複数
のレーザ光を略一本のレーザ光と見做し得る程度に集束
して出射するための多角錐形ミラーとを単一基板上に作
成することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る半導体
レーザ装置は、基板上に、レーザ光の出射方向が基板上
の一点又はその近傍に向かうようにして複数の半導体レ
ーザ素子を形成し、前記一点を含むその近傍に各半導体
レーザ素子からのレーザ光夫々に対向し、各レーザ光を
略同一方向に反射させる複数の反射面を形成したことを
特徴とする。

【０００６】第１の発明にあっては、複数の半導体レー
ザ素子からのレーザ光が集まる１点、又はその近傍に、
複数のレーザ光を略同一方向に反射する複数の反射面を
形成したから、複数の半導体レーザ素子夫々から出射さ
れたレーザ光を複数の反射面夫々にて略同一方向に反射
させることで略同一光路長を経たレーザ光を同一方向に
一本のレーザ光として重畳させた状態で得ることが出来
る。

【０００７】第２の発明に係る半導体レーザ装置は、前
記複数の反射面は、半導体レーザ素子とは別個に形成さ
れた多角錐形ミラーの各傾斜面にて構成されていること
を特徴とする。

【０００８】第２の発明にあっては、複数の反射面は半
導体レーザ素子とは分離形成されたえ多角錐形ミラーの
各傾斜面にて構成されるから、多角錐形ミラーによっ
て、複数のレーザ光は直ちに略一本のビームに重畳され
た状態で出射せしめ得る。

【０００９】第３の発明に係る半導体レーザ装置は、前
記複数の反射面は各半導体レーザ素子のレーザ光出射面
であることを特徴とする。

【００１０】第３の発明にあっては、複数の反射面はい
ずれも各半導体レーザ素子のレーザ光出射面に形成され
た全反射面で構成されているから、損失なく複数のレー
ザ光を略単一のレーザ光に重畳した状態で出射せしめる
ことが可能となる。

【００１１】第４の発明に係る半導体レーザ装置は、前
記複数の反射面にて複数のレーザ光を反射させるべき方
向は基板側又は基板と反射側であることを特徴とする。

【００１２】第４の発明にあっては、複数のレーザ光を
集束して反射させるべき方向を基板側としたことで、エ
ピタキシャル成長層に直接ヒートシンク等を接触固定す
ることが可能となって、放熱性が高く、特性の変化も抑
制し得る。また、基板と反対側とすることで減衰の少な
いレーザ光が得られる。

【００１３】第５の発明に係る半導体レーザ装置は、単
一の基板上に複数の半導体レーザ素子を形成してなる半
導体レーザ装置において、前記基板上に活性層を含む半
導体レーザ素子複数個分のエピタキシャル成長層を形成
し、これをエッチングしてその中央領域に多角錐形ミラ
ーを、またその周囲に素子分離された複数の半導体レー
ザ素子を形成してなることを特徴とする。

【００１４】第５発明にあっては、活性層を含むエピタ
キシャル成長層を作成し、これをエッチングすることで
素子分離された複数の半導体レーザ素子、及び多角錐形
ミラーを少ない工程数で効率的に製作することが可能と
なる。

【００１５】第６の発明に係る半導体レーザ装置は、前
記各半導体レーザ素子は発振周波数を決める略同一又は
異なるパターン周期を持つグレーティングパターン層を
備えることを特徴とする。

【００１６】第６発明にあっては、グレーティングパタ
ーン層のパターン周期を変えることで各半導体レーザ素
子から同一又は異なる発振波長のレーザ光を発振せしめ
得ることとなる。

【００１７】第７の発明に係る半導体レーザ装置は、前
記複数の半導体レーザ素子夫々から出射されるレーザ光
の発振周波数は略同一又は異なることを特徴とする。

【００１８】第７の発明にあっては、半導体レーザ素子
夫々から出射されるレーザ光を同一波長とすることで高
出力レーザ光が得られ、また異ならせることでデータ伝
送量の大きい多波長レーザ光として光通信に使用するこ
とが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）以下本発明をその実施例を示す図面に
基づき具体的に説明する。図１は本発明に係る半導体レ
ーザ装置の斜視図であり、図中１は導電性がｎ型のＧａ
Ａｓからなる基板を示している。この基板１上にはＵ形
の素子分離溝３にて区分された複数個（実施例では４
個）の半導体レーザ素子Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃，Ｌ₄が夫々
の光ビーム出射面を基板１の中央部に形成した多角錐形
ミラー２の傾斜面に対向させて形成してある。

【００２０】図２は図１のII−II線による縦断面図、図
３は図１の III−III 線による縦断面図、図４は図１の
IV−IV線による横断面図である。前記基板１の表面に導
電型がｎ型のＧａＡｓからなるバッファ層（厚さ１．０
μｍ）１１及び導電型がｎ型のＡｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓか
らなるクラッド層（厚さ１．０μｍ）１２が４個の半導
体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄にわたって共通に形成されてお
り、これより上側の層は各半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄
夫々に対して個別となるよう前記素子分離溝３にて区分
されている。

【００２１】各半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄夫々の層構
造は実質的に同じであり、前記クラッド層１２の上面に
は各半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄毎に導電型がｉ又はｐ
型のＧａＡｓからなる活性層１３、導電型がｐ型のＡｌ
_0.4Ｇａ_0.6Ａｓからなるクラッド層（厚さ０．２μ
ｍ）１４、導電型がｐ型のＡｌ_0.05Ｇａ_0.95Ａｓからな
るグレーティングパターン層（厚さ０．４μｍ）１５ａ
〜１５ｄ、導電型がｐ型のＡｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓからな
るクラッド層（厚さ１．５μｍ）１６、導電型がｐ型の
ＧａＡｓコンタクト層（厚さ０．５μｍ）１７をこの順
序に積層形成して構成されている。

【００２２】グレーティングパターン層１５ａ〜１５ｄ
は図４に示す如く基板１の周辺部側から中央部側に向け
て、所定幅の断面正三角形をなす凸条を夫々所定周期で
多数連ねて形成して構成されている。このグレーティン
グパターン層１５ａ〜１５ｄ夫々の三角形状の凸条の周
期は同じにし、また異ならせてもよい。例えば凸条のパ
ターン周期ｎｍを下欄の如くに異ならせることで、これ
による回析効果で、使用材料を同じにしたとすれば、夫
々の半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄の発振波長（２５℃で
の）μｍは右欄に示す如くに異なる値に設定される。パターン周期（ｎｍ）代表発振波長（μｍ）２５６８８７２５５８８３２５４８７９２５３８７５

【００２３】多角錐形ミラー２は半導体レーザ素子の材
料をそのまま利用して形成されており、その周囲の各傾
斜面は前記各半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄の出射面と対
向するよう形成されている。多角錐形ミラー２は実施例
では４角錐体として形成されているが、何らこれに限る
ものではなく、半導体レーザ素子の数に合わせた傾斜面
数を有すればよい。

【００２４】多角錐形ミラー２はその底辺の大きさを図
２に示す如く１０μｍ程度とし、各傾斜面の傾斜角θを
略４５°以下とし、各半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄から
発振されたレーザ光を夫々対向する傾斜面にて、略基板
１に対し鉛直に、しかも略一本のレーザ光と見做し得る
程度に集束させて周方向に反射するように構成する。こ
れによって、多角錐形ミラー２の各傾斜面で反射された
複数のレーザ光はそのままで、又は一個のレンズで集束
することで、例えば一本の光ファイバ等に入射可能な略
一本のレーザ光として扱えることとなる。なお、各半導
体レーザ素子Ｌ₂，Ｌ₄のグレーティングパターン層１
５ｂ，１５ｄの長さは２４５μｍ、基板１の同方向の幅
は５００μｍである。

【００２５】このような半導体レーザ装置の製造工程の
一例を、図５〜図８に示す工程説明図に基づいて説明す
る。なお図１に示す４個の半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄
の製造工程は実質的に同じであり、基本的に同時に形成
するから、そのうち１つの半導体素子Ｌ₁について図５
及び図６に基づき説明する。図５（ａ）は積層構造を示
す断面構造図であり、先ず図５（ａ）に示す如く前述し
たｎ−ＧａＡｓ基板１の表面に導電型がｎ形のＧａＡｓ
（以下ｎ−ＧａＡｓの如くに記す他の場合も同じであ
る。）からなるバッファ層１１、ｎ−ＡｌＧａＡｓから
なるクラッド層１２、ｉ又はｐ−ＧａＡｓからなる活性
層１３、ｐ−ＡｌＧａＡｓからなるクラッド層１４及び
ｐ−ＡｌＧａＡｓからなるグレーティングパターン層１
５をこの順序に夫々所定の厚さに積層形成（ジャンクシ
ョンダウン）する。

【００２６】次にグレーティングパターン層１５の表面
にマスクを重ねた後、これに電子ビーム露光によりグレ
ーティングパターンを描画し、ウェットエッチング法に
よりグレーティングパターン層１５をエッチングし、図
５（ｂ）、図５（ｃ）に示す如く所定幅の断面三角形の
凸条を並列に連ねて形成したグレーティングパターン層
１５ａを成形し、他の部分ではクラッド層１４の表面を
露出させる。なお、図５（ｃ）は図５（ｂ）の側面から
みた工程説明図である。このグレーティングパターン層
１５ａの形成に際しては、前述した如く各半導体レーザ
素子Ｌ₁〜Ｌ₄夫々から所定の発振波長が得られるよ
う、適正なパターン周期で形成される。勿論、半導体レ
ーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄の発振波長を同じにする場合はグレ
ーティングパターン層のパターン周期も同じにする。

【００２７】次にクラッド層１４の表面及びグレーティ
ングパターン層１５ａの表面を覆う態様で図６（ａ）に
示す如くｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層１６、ｐ−ＧａＡ
ｓコンタクト層１７をこの順序で積層する。そしてコン
タクト層１７の表面から、グレーティングパターン層１
５ａの形成領域の上部及びその近傍を除く部分にプロト
ン照射を行ない、図６（ｂ）に示す如く電流阻止領域１
８を形成する。そしてこの電流阻止領域１８を形成した
コンタクト層１７の表面にはＡｕ／Ｃｒからなるｐ電極
１９を、また基板１の下面にもＡｕ／Ｓｎからなるｎ電
極２０を夫々積層形成する。このようにして基板１の表
面には半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄の４個分及び多角錐
形ミラー２夫々の形成域に相当する面積にわたって半導
体レーザ素子層（エピタキシャル成長層）を形成する。

【００２８】図７は多角錐形ミラー２の形成工程を示す
説明図である。先ず図６（ｃ）に示す如く前述したエピ
タキシャル成長層におけるｐ電極１９の表面にＳｉＯ₂
からなるマスク２１を形成し、その基板１の中央部領域
の表面に、形成すべき多角錐形ミラー２の底辺の一辺と
略等長のスリット２１ａをフォトリソグラフィ技術によ
りパターニングする。次に図７（ｂ）に示す如く多角錐
形ミラー２の傾斜面の傾斜角θに等しい角度で前記スリ
ット２１ａを通じて活性層１３の下層にまでイオンビー
ムを用いた斜めエッチングを施し、溝２ａを形成する。
次に図７（ｃ）に示す如く基板１に対する鉛直軸に対し
逆方向から同じくスリット２１ａを通じて角度θでイオ
ンビームによる斜めエッチングを行い、同様に溝２ｂを
形成する。

【００２９】これら溝２ａ，２ｂ内に有機系ポリマー２
ｃを埋め込み、一旦表面を平坦化し、マスク２１を除去
し、再び図７（ａ）に示す如くＳｉＯ₂からなるマスク
を形成し、これに先のスリット２１ａと直交する向きの
スリット２１ｂ（図７（ａ）に破線で示す）を形成し、
有機系ポリマー２ｃを溶融して除去した後、前述の図７
（ｂ），図７（ｃ）の工程と同様の工程を行って溝を形
成する。そしてこれらの溝にも有機系ポリマー２ｃを埋
め込んでおく。これによって多角錐形ミラー２の外周が
溝２ａ，２ｂ…で仕切られた状態となる。

【００３０】次に図８（ａ），（ｂ）に示す如く表面に
素子分離のためのマスク２２をパターニング形成し、図
８（ｃ）に示す如くイオンビームエッチングにより活性
層１３よりも深い層までエッチングし、素子分離を行う
と共に、多角錐形ミラー２の周辺部に形成されている層
を除去し、多角錐形ミラー２を形成する。最後にマスク
２２を除去すれば図１に示す如き半導体レーザ装置が得
られる。

【００３１】次にこのような本発明装置の動作を説明す
る。ｐ電極１９、ｎ電極２０に所定の電圧を印加するこ
とで、電流阻止領域１８で規制された領域に所定の電流
が通流され、各半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄の活性層１
３から夫々矢符方向に発振波長の異なるレーザ光（波長
λ₁〜λ₄：図１参照）が出射され、多角錐形ミラー２
の各対応する傾斜面に入射し、略９０°その向きを変向
されて、基板１に対し鉛直方向であって基板１と反対側
に略単一のレーザ光と見做し得る程度に相互に近接した
状態で出射される。

【００３２】なお上記した実施例にあっては、基板１上
に各半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄と、多角錐形ミラー２
とをＭＯＣＶＤ法により同時的に形成する構成を示した
が、特にこれに限らず、例えば多角錐形ミラー２は別製
して基板１上に設置することとしてもよい。また実施例
では基板１上に４個の半導体レーザ素子を形成する場合
を示したが、特にこれに限らず、例えば２個以上の数が
目的に応じて形成される。

【００３３】（実施の形態２）この実施の形態２にあっ
ては、複数の半導体レーザ素子から出射されたレーザ光
は、これらの中央部に形成した多角錐形ミラー（この実
施の形態では四角錐形ミラー）の各傾斜面にて透光性基
板１と直交する向きに透光性基板１側に向けて反射さ
れ、略一本のレーザ光と見做し得る程度に集束され、透
光性基板１を透過して出射されるようにしてある。

【００３４】図９は、本発明の他の実施の形態を示す半
導体レーザ装置の模式的斜視図、図１０は、図９のＸ−
Ｘ線による断面図、図１１は一の半導体レーザ素子Ｌ₁
の拡大断面構造図であり、図中１はｎ型のＧａＡｓから
なる透光性基板、４はエピタキシャル成長層、５はヒー
トシンクを示している。透光性基板１の下面に実施の形
態１で示したのと同様に、素子分離溝３により分離され
た複数（この実施の形態では４個）の半導体素子Ｌ₁〜
Ｌ₄が形成され、夫々のレーザ光出射面がレーザ光を全
反射するよう傾斜せしめられ、しかもこれら複数の出射
面が多角錐形ミラー６の各傾斜面をなすように設定して
ある。

【００３５】多角錐形ミラー２は、エピタキシャル成長
層４の中央部にその表面から少なくとも活性層を貫通す
る、ここでは透光性基板１内に達する深さに多角錐形の
凹孔として形成され、多角錐形の各周囲壁の夫々は各半
導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄のレーザ光出射面であって、
且つ出射されるレーザ光に対し全反射面となるよう傾斜
角を設定され、各半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄から出射
されたレーザ光は多角錐形の周囲壁にて略９０°その出
射方向を透光性基板１側に変向され、ヒートシンク５と
反射側である透光性基板１を透過して出射されるように
してある。

【００３６】エピタキシャル成長層４は、図１１に示す
如く導電性がｎ型のＧａＡｓからなる透光性基板１の表
面に導電性がｎ型のＧａＡｓバッファ層３１を厚さ１．
０μｍ、導電性がｎ型のＡｌ_0.3Ｇａ_0.7Ａｓからなる
クラッド層３２を厚さ１．０μｍ、導電性がｉ又はｐ型
のＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓからなる量子井戸活性層
３３、導電性がｐ型のＡｌ_0.3Ｇａ_0.7Ａｓからなるク
ラッド層３４を厚さ０．２μｍ、導電性がｐ型のＧａＡ
ｓからなるグレーティングパターン層３５を厚さ０．４
μｍ、導電性がｐ型のＡｌ_0.3Ｇａ_0.7Ａｓからなるク
ラッド層３６を厚さ０．２μｍ、導電性がｐ型のＧａＡ
ｓからなるコンタクト層３７を厚さ１．０μｍをこの順
序に積層して構成してある。なお量子井戸活性層３３は
そのエネルギバンドギャップを透光性基板１のそれより
も小さい材料を用いて形成することで、レーザ光の基板
の透光性を確保している。

【００３７】次にこのような実施の形態２の形成工程を
図１２，１３に基づいて説明する。透光性基板１表面へ
のエピタキシャル成長層４の形成過程は実施の形態１に
おけるそれと実質的に同じである。次に多角錐形ミラー
６を形成する。先ず、エピタキシャル成長層４を形成し
た後、その表面全面にマスク３８としてＳｉＯ₂膜を所
定厚さに形成し、多角錐形ミラー６を形成すべき領域で
あってその底辺の一辺と対応する位置に図１２（ａ）に
示す如くこれよりも短い長方形の窓３８ａをパターンニ
ングし、図１２（ｂ）に示す如く角度θ（半導体レーザ
素子の出射面がレーザ光を全反射させ、且つ透光性基板
１に対し可及的に直角に近い角度でレーザ光を反射させ
る角）で、多角錐形ミラー６の中心部側に向けてイオン
ビームを用いた斜めエッチングを行い、透光性基板１の
表面下に達する深さの斜め溝６ａを形成する。

【００３８】溝６ａの形成が終了するとこの溝に有機系
ポリマー６ｐを充填し（図１３（ｂ）参照）、エピタキ
シャル成長層４の表面を一旦平坦にする。この作業を図
１２（ｃ）に示す如く多角錐形ミラー６を形成すべき領
域であって、底辺の他の三辺についても各辺夫々に対応
する位置毎に窓３８ｂ〜３８ｄをパターンニングし、イ
オンビームエッチングを施して、斜め溝６ｂ〜６ｄを形
成する。

【００３９】次に一旦ＳｉＯ₂のマスク３８を全て除去
し、図１３（ａ）に示す如く素子分離パターン用のマス
ク３９を形成し、図１３（ｂ）に示す如きイオンビーム
エッチングによる素子分離と溝６ａ〜６ｄにより囲われ
た内側の多角錐体を分離除去し、多角錐形ミラー６の形
成を行う。最後にマスク３９及び有機ポリマー６ｐを除
去すれば、図１３（ｃ）に示す如き半導体レーザ装置が
形成される。なお、この実施の形態２において、量子井
戸活性層３３としてＩｎ_0.15Ｇａ_0. ₈₅Ａｓ／Ａｌ_0.15Ｇ
ａ_0.85Ａｓを１０ｎｍ／２５ｎｍの比率で形成した場
合、グレーティングパターン層３５の周期（ｎｍ）と発
振波長（ｎｍ）との関係は下欄の如くになる。

【００４０】パターン周期（ｎｍ）発振波長（ｎｍ）２７５９５３２７４９４９２７３９４５２７２９４１

【００４１】このような実施の形態２にあっては、実施
の形態１におけるのと同様にレーザ光の強度を高め、ま
た伝送可能な情報量、距離が向上する他、ヒートシンク
５を半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄の表面に接して直接こ
れと広い面積にわたって接触せしめることが出来、放熱
効果が高く、半導体レーザ素子Ｌ₁〜Ｌ₄の受ける熱的
影響を低減出来、特性が安定する効果がある。また多角
錐形ミラー６の周囲壁の形成がイオンによる複数回の斜
めエッチングによって行うことが出来、形成が容易とな
る効果も得られる。

【００４２】なお、上述の実施の形態では半導体レーザ
素子を４個配設し、中央に四角錐形ミラーを設置した構
成を説明したが、何らこれに限るものではなく、例えば
半導体レーザ素子を２個向かい合わせに形成し、その間
にＶ形溝を形成してこの溝壁にて全反射させてもよい。
また、三角錐形ミラーの各傾斜面に対向させて３個の半
導体レーザ素子を配設することとしてもよい。

【００４３】（実施の形態３）図１４（ａ）は本発明の
実施の形態３の構成を示す模式的断面図であり、ｎ型の
ＧａＡｓからなる透光性基板１の下面にエピタキシャル
成長層４をジャンクションダウンし、このエピタキシャ
ル成長層４に実施の形態２と同様の加工を施して中央部
に多角錐形ミラー６を、またその周囲に複数の半導体レ
ーザ素子を作成する一方、前記透光性基板１の上面であ
って、少なくともレーザ光の透過域の全面にわたる領域
に、フレネルレンズ４１を加工成形してある。フレネル
レンズ４１は透光性基板１の表面の所定の領域に通常の
露光法を用いて同心円状の凸条パターンを形成し、反応
性イオンエッチングにより、透光性基板１の表面にグレ
ーティングを作成することで成形する。

【００４４】このような実施の形態３にあっては、各半
導体レーザ素子からのレーザ光は多角錐形ミラー６の各
傾斜面にて全反射され、透光性基板１を透過しフレネル
レンズ４１の集光機能によって集光され、略１本の重畳
されたレーザ光として出射されることとなる。他の構成
及び作用は実施の形態２と実質的に同じであり、説明を
省略する。

【００４５】（実施の形態４）図１４（ｂ）は、本発明
の実施の形態４の模式的断面図であり、この実施の形態
にあっては、実施の形態３におけるフレネルレンズ４１
に代えて透光性基板１の上面であってレーザ光が透過し
てくる領域に直接凸レンズ４２を加工した構成としてあ
る。この凸レンズ４２の加工は透光性基板１の表面の所
定位置にフォトレジストを用いた凸面状のマスクを形成
し、反応性イオンエッチング法によりマスク及び透光性
基板１上面をエッチングすることにより形成する。この
ような実施の形態４にあっては、透光性基板１を透過し
たレーザ光は凸レンズ４２にて集光され、略一本の重レ
ーザ光に集束されて出射せしめられることとなり、別に
集光用のレンズを用いる必要がない。

【００４６】このような実施の形態４にあってはレーザ
光は透光性基板を透過し、その凸レンズ部４２にて集光
され略一本のレーザ光に集束されて出射される。他の構
成及び作用は実施の形態２，３と実質的に同じであり、
説明を省略する。なお実施の形態１において用いる多角
錐形ミラー２、また実施の形態２〜４において用いる多
角錐形ミラー６については、図８（ｃ）に示す如き完全
な多角錐形に限らず、図１、図２、図１０、図１３
（ｃ）、図１４に示す如き頭部が切断された截頭多角錐
形であってもよいことは勿論である。

【００４７】

【発明の効果】第１の発明にあっては、周囲の各半導体
レーザ素子から出射されたレーザ光は夫々中央部側に配
した各反射面にて略同方向に反射され、集光されて、そ
のまま重畳された略単一のレーザ光として扱うことが可
能となり、また各半導体レーザ素子は反射面の周囲に分
散配置されるため放熱性がよく、熱影響が小さく特性の
ばらつきを生じることが少ない。

【００４８】第２の発明にあっては、複数の反射面は別
体の多角錐形ミラーの各面にて構成することとしたか
ら、複数の半導体レーザ素子に対し一個の多角錐形ミラ
ーにて対応可能となり、構成が簡略化される。また、反
射面は、各半導体レーザ素子を形成する半導体層をエッ
チング等することにより形成することもでき、また別体
の多角錐形ミラーを設けることによっても形成できる。

【００４９】第３の発明にあっては、反射面は各半導体
レーザ素子のレーザ光出射面にて構成されるから、レー
ザ素子の共振器ミラー面と方向変換用反射面が共通にな
り、構成が簡単化すると共に、ジャンクションダウン設
置も可能となる。

【００５０】第４の発明にあっては、光出力方向を基板
側、基板と反対側とも適宜選択できるが、基板側とした
場合、半導体レーザ素子をジャンクションダウンにて設
置できるので、放熱特性が改善され、この結果、高出力
化が可能となる。また、この構成では、ミラー面にゴミ
等が付着する虞れがない。

【００５１】第５の発明にあっては、複数の半導体レー
ザ素子と多角錐形ミラーとを少ない工数で、位置合わせ
した状態に同時的に作製出来る。

【００５２】第６の発明にあっては、グレーティングパ
ターン層のパターン周期を調節する簡単な処理で発振波
長を同一に設定することで、高出力のレーザ光が得ら
れ、また発振波長を広範囲に異ならせた多波長レーザ光
を得ることが可能となる。

【００５３】第７の発明にあっては、複数の半導体レー
ザ素子の発振波長を同じにすることで高出力のレーザ光
が得られ、また発振波長を異ならせることで夫々の波長
でデータを同時的に送信することが可能となって、デー
タ送信量を格段に増大し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体レーザ装置の斜視図であ
る。

【図２】図１のII−II線による縦断面図である。

【図３】図１の III−III 線による縦断面図である。

【図４】図１のIV−IV線による横断面図である。

【図５】製造工程を示す工程説明図である。

【図６】製造工程を示す工程説明図である。

【図７】製造工程を示す工程説明図である。

【図８】製造工程を示す工程説明図である。

【図９】実施の形態２の構成を示す模式的斜視図であ
る。

【図１０】図９のＸ−Ｘ線による断面図である。

【図１１】半導体レーザ素子Ｌ₁の拡大断面構造図であ
る。

【図１２】製作工程を示す工程説明図である。

【図１３】製作工程を示す工程説明図である。

【図１４】実施の形態３，４の構成を示す模式的断面図
である。

【図１５】従来装置の模式図である。

【符号の説明】

１透光性基板２多角錐形ミラー３素子分離溝４エピタキシャル成長層５ヒートシンク６多角錐形ミラー１１バッファ層１２クラッド層１３活性層１４クラッド層１５グレーティングパターン層１５ａ〜１５ｄグレーティングパターン１６クラッド層１７コンタクト層１８電流阻止領域１９ｐ電極２０ｎ電極２１，２２マスクＬ₁，Ｌ₂，Ｌ₃，Ｌ₄ 半導体レーザ素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、レーザ光の出射方向が基板上
の一点又はその近傍に向かうようにして複数の半導体レ
ーザ素子を形成し、前記一点を含むその近傍に各半導体
レーザ素子からのレーザ光夫々に対向し、各レーザ光を
略同一方向に反射させる複数の反射面を形成したことを
特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】前記複数の反射面は、半導体レーザ素子
とは別個に形成された多角錐形ミラーの各傾斜面にて構
成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体レ
ーザ装置。
【請求項３】前記複数の反射面は各半導体レーザ素子
のレーザ光出射面であることを特徴とする請求項１記載
の半導体レーザ装置。
【請求項４】前記複数の反射面にて複数のレーザ光を
反射させるべき方向は基板側又は基板と反射側であるこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】単一の基板上に複数の半導体レーザ素子
を形成してなる半導体レーザ装置において、前記基板上に活性層を含む半導体レーザ素子複数個分の
エピタキシャル成長層を形成し、これをエッチングして
その中央領域に多角錐形ミラーを、またその周囲に素子
分離された複数の半導体レーザ素子を形成してなること
を特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項６】前記各半導体レーザ素子は発振周波数を
決める略同一又は異なるパターン周期を持つグレーティ
ングパターン層を備えることを特徴とする請求項１、
２、３、４又は５記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】前記複数の半導体レーザ素子夫々から出
射されるレーザ光の発振周波数は略同一又は異なること
を特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の半導体
レーザ装置。