モノリシック半導体レーザ装置
【課題】第１，第２レーザ発振部を同時に駆動させたときばかりでなく、第１，第２レーザ発振部のそれぞれを独立駆動させたときにも、第１，第２レーザ発振部の出力変動を低減できるモノリシック半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】
ｎ型ＧａＡｓ基板１００上には、第１レーザ発振部１０１を形成すると共に、第１レーザ発振部１０１の側方に分離溝１０３を介して位置するように、第２レーザ発振部１０２を形成している。第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの幅方向の中心から、分離溝１０３の第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂ側の側面までの距離α１，α２は、５μｍを越えるように設定されている。これにより、第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの漏出光を減らすことができる。
【解決手段】
ｎ型ＧａＡｓ基板１００上には、第１レーザ発振部１０１を形成すると共に、第１レーザ発振部１０１の側方に分離溝１０３を介して位置するように、第２レーザ発振部１０２を形成している。第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの幅方向の中心から、分離溝１０３の第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂ側の側面までの距離α１，α２は、５μｍを越えるように設定されている。これにより、第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの漏出光を減らすことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモノリシック半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザ装置としては、例えば光ディスク等の光学記録媒体に対する記録再生を行う光学装置の光源、または、レーザビームプリンタの光源として用いられているものがある。この半導体レーザ装置の中には、高速記録再生または高速プリントをできるように、複数のレーザビームを用いて複数のドットを同時に書き込むマルチビーム型半導体レーザ装置がある。
【０００３】
上記マルチビーム型半導体レーザ装置は、単数のレーザビームを出射する半導体レーザ素子を複数並べて形成することもできるが、このように形成する場合は、部品数が多く、また、組み立て精度の問題がある。このため、近年では、マルチビーム型モノリシック半導体レーザ装置が要求されている。
【０００４】
以下、上記マルチビーム型モノリシック半導体レーザ装置の一例である２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置について説明する。
【０００５】
上記２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置では、１つの半導体基板上に、第１，第２レーザ発振部を分離溝を介して隣り合うように形成している。この第１，第２レーザ発振部は、それぞれ、エアリッジ構造を有している。また、上記第１レーザ発振部のエアリッジ構造と、第２レーザ発振部のエアリッジ構造とは、互いに同一の半導体材料からなっている。また、上記第１，第２レーザ発振部上にｐ側電極を形成し、半導体基板下にｎ側電極を形成している。
【０００６】
このような構成の２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置は、ｐ側電極とｎ側電極との間に所定の電圧が印加されることにより、第１，第２レーザ発振部の各活性層に電流が注入され、電子−正孔再結合による発光が各活性層で起こる。この各活性層において発生した光は、活性層の一方の端面と活性層の他方の端面との間を往復して増幅され、活性層の一方の端面から外部に出射されるようになっている。
【０００７】
また、上記２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置の分離溝は、第１レーザ発振部と第２レーザ発振部との電気的絶縁を図るためのもので、ｐ側電極から半導体基板に至る深さまで形成されている。これにより、上記第１，第２レーザ発振部を個別に出力制御できるようになっている。
【０００８】
上述したような分離溝は、特開平１１−３５４８８８号公報（特許文献１）、特開平６−２９６１８号公報（特許文献２）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３５４８８８号公報
【特許文献２】特開平６−２９６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置では、第１レーザ発振部の活性層が分離溝を介して第２レーザ発振部の活性層と対向する位置関係にある。このため、上記第１，第２レーザ発振部を同時に駆動させたり、第１，第２レーザ発振部のそれぞれを独立に駆動させたりしたときに、第１，第２レーザ発振部の一方の活性層から漏れ出た光が第１，第２レーザ発振部の他方の活性層へ入射してしまう。その結果、上記第１，第２レーザ発振部の他方の発振動作に悪影響が生じて、レーザ出力が変動するという問題があった。
【００１１】
また、上記２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置を小型化するため、分離溝の幅を狭くすると、レーザ出力の変動が大きくなってしまう。
【００１２】
このようなレーザ出力の変動がレーザビームプリンタで起きた場合、「白スジ」と称される色ムラを発生させる場合がある。
【００１３】
また、上記レーザ出力の変動は、特開平１１−３５４８８８号公報および特開平６−２９６１８号公報でも発生する。
【００１４】
より詳しく説明すると、特開平１１−３５４８８８号公報では、ポリイミド等の絶縁体で分離溝を埋めている一方、特開平６−２９６１８号公報では、分離溝の側面および底面を窒化シリコン膜で覆っている。
【００１５】
しかしながら、上記絶縁体および窒化シリコン膜は光透過性であるので、一方のレーザ発振部の活性層からの漏出光が他方のレーザ発振部の活性層に入射するのを規制できない。したがって、特開平１１−３５４８８８号公報および特開平６−２９６１８号公報でも、レーザ出力の変動が起きてしまう。
【００１６】
そこで、本発明の課題は、レーザ出力の変動を低減できるモノリシック半導体レーザ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明のモノリシック半導体レーザ装置は、
半導体基板と、
上記半導体基板上に形成され、第１リッジ部を有する第１レーザ発振部と、
上記半導体基板上に形成されて、上記第１レーザ発振部の側方に分離溝を介して位置し、第２リッジ部を有する第２レーザ発振部と、
上記第１リッジ部の側面を覆う第１誘電体膜と、
上記第１リッジ部上および上記第１誘電体膜上に形成された第１電極と、
上記第２リッジ部の側面を覆う第２誘電体膜と、
上記第２リッジ部上および上記第２誘電体膜上に形成された第２電極と
を備え、
上記第１リッジ部の幅方向の中心から、上記分離溝の上記第１リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越え、かつ、上記第２リッジ部の幅方向の中心から、上記分離溝の上記第２リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越えている
ことを特徴としている。
【００１８】
上記構成によれば、上記第１リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第１リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越え、かつ、第２リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第２リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越えているので、第１，第２レーザ発振部の一方の漏出光が第１，第２レーザ発振部の他方に入射するのを防ぐことができる。したがって、上記第１，第２レーザ発振部の他方の発振動作に悪影響が生じないようにして、レーザ出力の変動を低減することができる。
【００１９】
また、上記第１リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第１リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越え、かつ、第２リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第２リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越えているので、分離溝の幅を狭くしても、レーザ出力の変動を低減でき、その上、放射特性が悪くなるのも防ぐことができる。
【００２０】
一実施形態のモノリシック半導体レーザ装置では、
上記第１誘電体膜の膜厚が０．０５μｍ以下であり、かつ、上記第２誘電体膜の膜厚が０．０５μｍ以下である。
【００２１】
上記実施形態によれば、上記第１誘電体膜の膜厚が０．０５μｍ以下であり、かつ、第２誘電体膜の膜厚が０．０５μｍ以下であるので、第１，第２電極を光吸収部として機能させることができる。したがって、上記第１，第２リッジ部において横方向の光閉じ込め作用が働くため、第１，第２リッジ部内への光閉じ込めの温度依存性が弱くなる結果、レーザ出力の変動を効果的に防ぐことができる。
【００２２】
一実施形態のモノリシック半導体レーザ装置では、
上記半導体基板上には、上記第１レーザ発振部および第２レーザ発振部とは別に少なくとも１つのレーザ発振部が形成されている。
【００２３】
上記実施形態によれば、上記第１レーザ発振部および第２レーザ発振部とは別に、半導体基板上に少なくとも１つのレーザ発振部が形成されているので、光学記録媒体に対する記録再生や、被印刷体へのプリントを高速化することができる。
【００２４】
一実施形態のモノリシック半導体レーザ装置では、
上記第１レーザ発振部が発振するレーザビームの波長は、上記第２レーザ発振部が発振するレーザビームの波長と異なる。
【００２５】
上記実施形態によれば、上記第１レーザ発振部が発振するレーザビームの波長は、第２レーザ発振部が発振するレーザビームの波長と異なるので、例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）／ＤＶＤ（デジタル万能ディスク）兼用光ピックアップに使用できる。
【００２６】
一実施形態のモノリシック半導体レーザ装置では、
上記分離溝の両側面は露出している。
【００２７】
上記実施形態によれば、上記分離溝の両側面は露出しているので、例えば光透過膜や光透過膜といった他の膜で分離溝の両側面を覆わなくてもよく、製造コストを低減できる。
【００２８】
一実施形態のモノリシック半導体レーザ装置では、
上記第１リッジ部の幅方向の中心から、上記分離溝の上記第１リッジ部側の側面までの距離が４０μｍ以下であり、かつ、上記第２リッジ部の幅方向の中心から、上記分離溝の上記第２リッジ部側の側面までの距離が４０μｍ以下である。
【００２９】
上記実施形態によれば、上記第１リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第１リッジ部側の側面までの距離が４０μｍ以下であり、かつ、第２リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第２リッジ部側の側面までの距離が４０μｍ以下であるので、半導体基板上に第１，第２レーザ発振部を良好に形成することができる。
【００３０】
一実施形態のモノリシック半導体レーザ装置では、
上記第１誘電体膜の膜厚が０．０３０μｍ以上であり、かつ、上記第２誘電体膜の膜厚が０．０３０μｍ以上である。
【００３１】
上記実施形態によれば、上記第１誘電体膜の膜厚が０．０３０μｍ以上であり、かつ、第２誘電体膜の膜厚が０．０３０μｍ以上であるから、半導体基板上に第１，第２レーザ発振部を良好に形成することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のモノリシック半導体レーザ装置によれば、上記第１リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第１リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越え、かつ、第２リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第２リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越えているので、第１，第２レーザ発振部の一方の漏出光が第１，第２レーザ発振部の他方に入射するのを防ぐことができる。したがって、上記第１，第２レーザ発振部の他方の発振動作に悪影響が生じないようにして、レーザ出力の変動を低減することができる。
【００３３】
また、上記第１リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第１リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越え、かつ、第２リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第２リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越えているので、分離溝の幅を狭くしても、レーザ出力の変動を低減でき、その上、放射特性が悪くなるのも防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は本発明の一実施形態の２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置の断面の模式図である。
【図２】図２は第１，第２誘電体膜の膜厚とリッジ幅との関係を示すグラフである。
【図３Ａ】図３Ａはα１，α２を５μｍに設定したときの屈折率差の横方向の変化を示すグラフである。
【図３Ｂ】図３Ｂはα１，α２を１３μｍに設定したときの屈折率差の横方向の変化を示すグラフである。
【図４Ａ】図４Ａはリッジ中心からの位置と光強度の関係を示すグラフである。
【図４Ｂ】図４Ｂは図４Ａの楕円内およびその周辺部の拡大図である。
【図５Ａ】図５Ａはα１，α２を５μｍに設定したときの光出力と注入電流との関係を示すグラフである。
【図５Ｂ】図５Ｂはα１，α２を１３μｍに設定したときの光出力と注入電流との関係を示すグラフである。
【図６】図６はキンクレベルとリッジ幅−カット幅との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明のモノリシック半導体レーザ装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施形態の２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置を振器長方向に垂直な面で切った断面を模式的に示す図である。
【００３７】
上記２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置は、半導体基板の一例としてのｎ型ＧａＡｓ基板１００と、エアリッジ構造を有する第１レーザ発振部１０１と、エアリッジ構造を有する第２レーザ発振部１０２とを備え、チップ幅方向（図１の左右方向）の長さが２００μｍとなっている。
【００３８】
また、上記チップ幅方向において、第１レーザ発振部１０１と第２レーザ発振部１０２を、分離溝１０３によって、電気的に分離している。この分離溝１０３の形成は、ドライエッチングまたはウエットエッチングなどの一般的な方法で行っている。また、上記分離溝１０３は、幅βが４μｍで、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層１０７Ａ，１０７Ｂ
からｎ型ＩｎＧａＰバッファ層１０４Ａ，１０４Ｂよりも深くまで達している。このような分離溝１０３の形成により、第１，第２レーザ発振部１０１，１０２のそれぞれを独立して駆動制御ができるようになっている。勿論、上記第１，第２レーザ発振部１０１，１０２の同時駆動もできる。なお、上記チップ幅方向において第１レーザ発振部１０１と第２レーザ発振部１０２とが互いに電気的に絶縁できるのであれば、分離溝１０３の深さは本実施形態と異なるようにしてもよい。
【００３９】
上記第１，第２レーザ発振部１０１，１０２は、ｎ型ＧａＡｓ基板１００上に順次積層されたｎ型ＩｎＧａＰバッファ層１０４Ａ，１０４Ｂ、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０５Ａ，１０５Ｂ、ＭＱＷ（Multiple Quantum Well：多重量子井戸）活性層１０６Ａ，１０６Ｂ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層１０７Ａ，１０７Ｂ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層１０８Ａ，１０８Ｂおよびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０９Ａ，１０９Ｂを有して、ＭＱＷ活性層１０６Ａ，１０６Ｂから７８０ｎｍ帯のレーザビームを出射できるようになっている。ここで、上記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層１０８Ａ，１０８Ｂおよびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０９Ａ，１０９Ｂは、共振器長方向（図１の紙面に垂直な方向）に延びる第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂを構成している。
【００４０】
上記ＭＱＷ活性層１０６Ａ，１０６Ｂは、図示しないが、アンドープＡｌＧａＡｓバリア層、アンドープＧａＡｓウェル層、アンドープＡｌＧａＡｓバリア層、アンドープＧａＡｓウェル層およびアンドープＡｌＧａＡｓバリア層をこの順で積層して得ている。また、上記ＭＱＷ活性層１０６Ａ，１０６Ｂにおいて、共振器長方向に垂直な端面近傍の部分は、量子井戸構造が無秩序化された窓構造を有している。
【００４１】
上記第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの下端の幅方向の中心から、分離溝１０３の第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂ側の側面までの距離α１，α２は５μｍを越えるように設定されている。好ましくは、上記距離α１，α２は７μｍ以上とする。より好ましくは、上記距離α１，α２は１３μｍ以上とする。本実施形態では、上記距離α１，α２は、第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの上端の幅方向の中心から、分離溝１０３の第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂ側の側面までの距離と一致している。
【００４２】
また、上記２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置では、第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの側面の大部分を、ＳｉＯ２（酸化シリコン）からなる第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂで覆っている。そして、上記第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂ上および第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂ上にｐ側第１電極１１２Ａ，ｐ側第２電極１１２Ｂを形成して、第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂにｐ側第１電極１１２Ａ，ｐ側第２電極１１２Ｂを電気的に接続している。このｐ側第１電極１１２Ａ，ｐ側第２電極１１２Ｂは、第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂおよび第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂ上に形成されたＴｉ層と、このＴｉ層上に形成されたＡｕ層とから成っている。
【００４３】
上記第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂの膜厚は、水平方向の屈折率に影響し、リッジ外１次モード光損失との相関より０．０４５μｍとしている。これにより、上記第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂに接触するＴｉ層がリッジ導波路のロスとして働き、このロスによる横方向閉じ込め作用が働くため、第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂ内への光閉じ込めの温度依存性が弱くなる結果、レーザ出力の変動を低減できるようになっている。ただし、上記第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂは、材料をＳｉＯ２以外にすれば、上述の相関とは異なる相関が生じるので、設定すべき膜厚が異なる。
【００４４】
また、図示しないが、上記２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置には、共振器長方向に垂直な第１，第２端面があり、第１端面を反射率３０％のコーティング膜で覆うと共に、第２端面を反射率６５％のコーティング膜で覆っている。これらのコーティング膜は、目的の反射率を得るために一般的な材料（Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、および、これらの酸化物または窒化物または酸窒化物）の中から適宜選択して形成している。なお、上記分離溝１０３は上記第１端面から上記第２端面まで延びている。
【００４５】
また、上記ｎ型ＧａＡｓ基板１００下にはｎ側電極１１３を形成している。このｎ側電極１１３は、ＡｕＧｅ層と、このＡｕＧｅ層下に形成されたＮｉ層と、このＮｉ層下に形成されたＴｉ層と、このＴｉ層下に形成されたＡｕ層とから成っている。
【００４６】
図２は、上記第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂの膜厚とリッジ幅との関係を示すグラフである。このリッジ幅は屈折率差と高次モードの有無で定まる幅である。
【００４７】
上記第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂの膜厚を０．０５μｍ以下にすると、リッジ幅が大きくなっている。これは、上記第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂに接触するＴｉ層がリッジ導波路のロスとして働いていることを示す。
【００４８】
図３Ａは、上記距離α１，α２を５μｍに設定した場合の屈折率差の横方向（チップ幅方向）の変化を示すグラフである。また、図３Ｂは、上記距離α１，α２を１３μｍに設定した場合の屈折率差の横方向の変化を示すグラフである。なお、図３Ａ，図３Ｂのグラフの横軸の０の位置は、２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置の横方向のほぼ真ん中の位置に対応する。
【００４９】
上記距離α１，α２を５μｍに設定した場合、図３Ａに示すように、ハッチング部で示すＮＦＰ（Near Field Pattern）の形状が崩れ、キンクが発生してしまう。これに対して、上記距離α１，α２を１３μｍに設定した場合、図３Ｂに示すように、ハッチング部で示すＮＦＰ（Near Field Pattern）の形状は崩れず、キンクの発生を防ぐことができる。
【００５０】
図４Ａは、上記第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの下端の幅方向の中心からの位置と光強度との関係を示すグラフである。また、図４Ｂは、図４Ａの楕円で囲んだ部分およびその周辺部を拡大した図である。
【００５１】
図４Ａ，図４Ｂに示すように、上記第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの下端の幅方向の中心からの位置が５μｍの箇所では、光強度が２０（ａｒｂ．）である。そして、上記箇所からさらに上記中心から離れていくと、光強度が急激に減少し、第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの下端の幅方向の中心からの位置が７μｍの箇所では、光強度がおよそ２０（ａｒｂ．）となる。したがって、上記距離α１，α２を５μｍを越えるように設定することにより、第１，第２レーザ発振部１０１，１０２から分離溝１０３に漏れ出る光をできるのである。
【００５２】
図５Ａは、上記距離α１，α２を５μｍに設定した場合の光出力と注入電流との関係を示すグラフである。また、図５Ｂは、上記距離α１，α２を１３μｍに設定した場合の光出力と注入電流との関係を示すグラフである。
【００５３】
上記距離α１，α２を５μｍを設定した場合、横方向の光広がりが分離溝１０３外の屈折率変化に影響を受けて、図５Ａに示すように、キンクが発生してしまう。一方、上記距離α１，α２を１３μｍを設定した場合、横方向の光広がりが分離溝１０３外の屈折率変化に影響を受けず、図５Ａに示すように、キンクは発生せず、安定した光出力を得ることができる。このような効果は、上記距離α１，α２を５μｍを越えるように設定すると得ることができる。
【００５４】
以上から明らかなように、上記距離α１，α２を５μｍを越えるように設定することによって、第１，第２レーザ発振部１０１，１０２の一方から分離溝１０３側へ漏れ出る光を低減できる。したがって、上記第１，第２レーザ発振部１０１，１０２の一方の漏出光が第１，第２レーザ発振部１０１，１０２の他方に入射するのを防いで、第１，第２レーザ発振部１０１，１０２の他方の発振動作に悪影響が生じないようにすることができる。したがって、上記第１，第２レーザ発振部１０１，１０２を同時に駆動させても、第１，第２レーザ発振部１０１，１０２をそれぞれ独立に駆動させても、レーザ出力の変動を低減できる。
【００５５】
また、上記分離溝１０３の幅βを４μｍを大きくしても、レーザ出力の変動を低減できる。
【００５６】
また、上述したようなレーザ出力の変動の低減効果は、分離溝１０３を例えば光吸収層で埋めなくても得られている。したがって、上記光吸収層を設ける場合に比べて、製造工程が少なくなるので、２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置を安価に製造することができる。
【００５７】
また、図６に示すように、上記第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂの膜厚を０．０４５μｍと設定した場合、第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂの膜厚を０．２μｍと設定した場合よりも、キンクレベルを上げることができた。
【００５８】
上記実施形態の第１，第２レーザ発振部１０１，１０２に換えて、第１，第２レーザ発振部１０１，１０２の材料とは異なる材料で形成した第１，第２レーザ発振部を用いてもよい。この場合、上記第１レーザ発振部の材料は、第２レーザ発振部の材料と同じにしてもよいし、第２レーザ発振部の材料と異なるようにしてもよい。このようにする場合で４も、第１，第２リッジ部の下端の幅方向の中心から、分離溝の第１，第２リッジ部側の側面までの距離を５μｍを越えるように設定することにより、レーザ出力の変動を低減することができる。
【００５９】
上記実施形態の第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂに換えて、例えばＳｉＮ（窒化シリコン）やＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等からなる第１，第２誘電体膜を用いてもよい。この場合、上記第１誘電体膜の材料は、第２誘電体膜の材料と同じにしてもよいし、第２誘電体膜の材料と異なるようにしてもよい。
【００６０】
上記実施形態の第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂに換えて、互いに材料が異なる複数の誘電体層で構成した第１，第２誘電体膜を用いてもよい。この場合、上記第１誘電体膜の層構成は、第２誘電体膜の層構成と同じにしてもよいし、第２誘電体膜の層構成と異なるようにしてもよい。
【００６１】
上記実施形態のＭＱＷ活性層１０６Ａ，１０６Ｂに換えて、窓構造を有さないＭＱＷ活性層を用いてもよい。
【００６２】
本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、同一半導体基板上に、同一波長のレーザビームを出射する第１，第２レーザ発振部を設けると共に、上記半導体基板上に、上記波長と同一波長のレーザビームを出射する単数または複数のレーザ発振部を設けてもよい。また、同一半導体基板上に、互いに異なる波長のレーザビームを出射する第１，第２レーザ発振部を設けてもよい。また、同一半導体基板上に、互いに異なる波長のレーザビームを出射する３つ以上のレーザ発振部を設けてもよい。そして、これらのレーザ発振部間には分離溝を設けてもよい。また、上記レーザ発振部のリッジの側面の側面を覆う誘電体膜を０．０５μｍ以下としてもよい。
【００６３】
言うまでもなく、本発明の半導体積層構造は、ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法やＭＢＥ（分子線エピタキシー）法といった半導体成長方法以外の、一般的に知られている方法で形成しても構わない。
【符号の説明】
【００６４】
１００…ｎ型ＧａＡｓ基板
１０１…第１レーザ発振部
１０２…第２レーザ発振部
１０３…分離溝
１０４Ａ，１０４Ｂ…ｎ型ＩｎＧａＰバッファ層
１０５Ａ，１０５Ｂ…ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
１０６Ａ，１０６Ｂ…ＭＱＷ活性層
１０７Ａ，１０７Ｂ…ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層
１０８Ａ，１０８Ｂ…ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層
１０９Ａ，１０９Ｂ…ｐ型ＧａＡｓキャップ層
１１０Ａ…第１リッジ部
１１０Ｂ…第２リッジ部
１１１Ａ…第１誘電体膜
１１１Ｂ…第２誘電体膜
１１２Ａ…ｐ側第１電極
１１２Ｂ…ｐ側第２電極
１１３…ｎ側電極
【技術分野】
【０００１】
本発明はモノリシック半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザ装置としては、例えば光ディスク等の光学記録媒体に対する記録再生を行う光学装置の光源、または、レーザビームプリンタの光源として用いられているものがある。この半導体レーザ装置の中には、高速記録再生または高速プリントをできるように、複数のレーザビームを用いて複数のドットを同時に書き込むマルチビーム型半導体レーザ装置がある。
【０００３】
上記マルチビーム型半導体レーザ装置は、単数のレーザビームを出射する半導体レーザ素子を複数並べて形成することもできるが、このように形成する場合は、部品数が多く、また、組み立て精度の問題がある。このため、近年では、マルチビーム型モノリシック半導体レーザ装置が要求されている。
【０００４】
以下、上記マルチビーム型モノリシック半導体レーザ装置の一例である２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置について説明する。
【０００５】
上記２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置では、１つの半導体基板上に、第１，第２レーザ発振部を分離溝を介して隣り合うように形成している。この第１，第２レーザ発振部は、それぞれ、エアリッジ構造を有している。また、上記第１レーザ発振部のエアリッジ構造と、第２レーザ発振部のエアリッジ構造とは、互いに同一の半導体材料からなっている。また、上記第１，第２レーザ発振部上にｐ側電極を形成し、半導体基板下にｎ側電極を形成している。
【０００６】
このような構成の２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置は、ｐ側電極とｎ側電極との間に所定の電圧が印加されることにより、第１，第２レーザ発振部の各活性層に電流が注入され、電子−正孔再結合による発光が各活性層で起こる。この各活性層において発生した光は、活性層の一方の端面と活性層の他方の端面との間を往復して増幅され、活性層の一方の端面から外部に出射されるようになっている。
【０００７】
また、上記２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置の分離溝は、第１レーザ発振部と第２レーザ発振部との電気的絶縁を図るためのもので、ｐ側電極から半導体基板に至る深さまで形成されている。これにより、上記第１，第２レーザ発振部を個別に出力制御できるようになっている。
【０００８】
上述したような分離溝は、特開平１１−３５４８８８号公報（特許文献１）、特開平６−２９６１８号公報（特許文献２）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３５４８８８号公報
【特許文献２】特開平６−２９６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置では、第１レーザ発振部の活性層が分離溝を介して第２レーザ発振部の活性層と対向する位置関係にある。このため、上記第１，第２レーザ発振部を同時に駆動させたり、第１，第２レーザ発振部のそれぞれを独立に駆動させたりしたときに、第１，第２レーザ発振部の一方の活性層から漏れ出た光が第１，第２レーザ発振部の他方の活性層へ入射してしまう。その結果、上記第１，第２レーザ発振部の他方の発振動作に悪影響が生じて、レーザ出力が変動するという問題があった。
【００１１】
また、上記２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置を小型化するため、分離溝の幅を狭くすると、レーザ出力の変動が大きくなってしまう。
【００１２】
このようなレーザ出力の変動がレーザビームプリンタで起きた場合、「白スジ」と称される色ムラを発生させる場合がある。
【００１３】
また、上記レーザ出力の変動は、特開平１１−３５４８８８号公報および特開平６−２９６１８号公報でも発生する。
【００１４】
より詳しく説明すると、特開平１１−３５４８８８号公報では、ポリイミド等の絶縁体で分離溝を埋めている一方、特開平６−２９６１８号公報では、分離溝の側面および底面を窒化シリコン膜で覆っている。
【００１５】
しかしながら、上記絶縁体および窒化シリコン膜は光透過性であるので、一方のレーザ発振部の活性層からの漏出光が他方のレーザ発振部の活性層に入射するのを規制できない。したがって、特開平１１−３５４８８８号公報および特開平６−２９６１８号公報でも、レーザ出力の変動が起きてしまう。
【００１６】
そこで、本発明の課題は、レーザ出力の変動を低減できるモノリシック半導体レーザ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明のモノリシック半導体レーザ装置は、
半導体基板と、
上記半導体基板上に形成され、第１リッジ部を有する第１レーザ発振部と、
上記半導体基板上に形成されて、上記第１レーザ発振部の側方に分離溝を介して位置し、第２リッジ部を有する第２レーザ発振部と、
上記第１リッジ部の側面を覆う第１誘電体膜と、
上記第１リッジ部上および上記第１誘電体膜上に形成された第１電極と、
上記第２リッジ部の側面を覆う第２誘電体膜と、
上記第２リッジ部上および上記第２誘電体膜上に形成された第２電極と
を備え、
上記第１リッジ部の幅方向の中心から、上記分離溝の上記第１リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越え、かつ、上記第２リッジ部の幅方向の中心から、上記分離溝の上記第２リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越えている
ことを特徴としている。
【００１８】
上記構成によれば、上記第１リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第１リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越え、かつ、第２リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第２リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越えているので、第１，第２レーザ発振部の一方の漏出光が第１，第２レーザ発振部の他方に入射するのを防ぐことができる。したがって、上記第１，第２レーザ発振部の他方の発振動作に悪影響が生じないようにして、レーザ出力の変動を低減することができる。
【００１９】
また、上記第１リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第１リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越え、かつ、第２リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第２リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越えているので、分離溝の幅を狭くしても、レーザ出力の変動を低減でき、その上、放射特性が悪くなるのも防ぐことができる。
【００２０】
一実施形態のモノリシック半導体レーザ装置では、
上記第１誘電体膜の膜厚が０．０５μｍ以下であり、かつ、上記第２誘電体膜の膜厚が０．０５μｍ以下である。
【００２１】
上記実施形態によれば、上記第１誘電体膜の膜厚が０．０５μｍ以下であり、かつ、第２誘電体膜の膜厚が０．０５μｍ以下であるので、第１，第２電極を光吸収部として機能させることができる。したがって、上記第１，第２リッジ部において横方向の光閉じ込め作用が働くため、第１，第２リッジ部内への光閉じ込めの温度依存性が弱くなる結果、レーザ出力の変動を効果的に防ぐことができる。
【００２２】
一実施形態のモノリシック半導体レーザ装置では、
上記半導体基板上には、上記第１レーザ発振部および第２レーザ発振部とは別に少なくとも１つのレーザ発振部が形成されている。
【００２３】
上記実施形態によれば、上記第１レーザ発振部および第２レーザ発振部とは別に、半導体基板上に少なくとも１つのレーザ発振部が形成されているので、光学記録媒体に対する記録再生や、被印刷体へのプリントを高速化することができる。
【００２４】
一実施形態のモノリシック半導体レーザ装置では、
上記第１レーザ発振部が発振するレーザビームの波長は、上記第２レーザ発振部が発振するレーザビームの波長と異なる。
【００２５】
上記実施形態によれば、上記第１レーザ発振部が発振するレーザビームの波長は、第２レーザ発振部が発振するレーザビームの波長と異なるので、例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）／ＤＶＤ（デジタル万能ディスク）兼用光ピックアップに使用できる。
【００２６】
一実施形態のモノリシック半導体レーザ装置では、
上記分離溝の両側面は露出している。
【００２７】
上記実施形態によれば、上記分離溝の両側面は露出しているので、例えば光透過膜や光透過膜といった他の膜で分離溝の両側面を覆わなくてもよく、製造コストを低減できる。
【００２８】
一実施形態のモノリシック半導体レーザ装置では、
上記第１リッジ部の幅方向の中心から、上記分離溝の上記第１リッジ部側の側面までの距離が４０μｍ以下であり、かつ、上記第２リッジ部の幅方向の中心から、上記分離溝の上記第２リッジ部側の側面までの距離が４０μｍ以下である。
【００２９】
上記実施形態によれば、上記第１リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第１リッジ部側の側面までの距離が４０μｍ以下であり、かつ、第２リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第２リッジ部側の側面までの距離が４０μｍ以下であるので、半導体基板上に第１，第２レーザ発振部を良好に形成することができる。
【００３０】
一実施形態のモノリシック半導体レーザ装置では、
上記第１誘電体膜の膜厚が０．０３０μｍ以上であり、かつ、上記第２誘電体膜の膜厚が０．０３０μｍ以上である。
【００３１】
上記実施形態によれば、上記第１誘電体膜の膜厚が０．０３０μｍ以上であり、かつ、第２誘電体膜の膜厚が０．０３０μｍ以上であるから、半導体基板上に第１，第２レーザ発振部を良好に形成することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のモノリシック半導体レーザ装置によれば、上記第１リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第１リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越え、かつ、第２リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第２リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越えているので、第１，第２レーザ発振部の一方の漏出光が第１，第２レーザ発振部の他方に入射するのを防ぐことができる。したがって、上記第１，第２レーザ発振部の他方の発振動作に悪影響が生じないようにして、レーザ出力の変動を低減することができる。
【００３３】
また、上記第１リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第１リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越え、かつ、第２リッジ部の幅方向の中心から、分離溝の第２リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越えているので、分離溝の幅を狭くしても、レーザ出力の変動を低減でき、その上、放射特性が悪くなるのも防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は本発明の一実施形態の２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置の断面の模式図である。
【図２】図２は第１，第２誘電体膜の膜厚とリッジ幅との関係を示すグラフである。
【図３Ａ】図３Ａはα１，α２を５μｍに設定したときの屈折率差の横方向の変化を示すグラフである。
【図３Ｂ】図３Ｂはα１，α２を１３μｍに設定したときの屈折率差の横方向の変化を示すグラフである。
【図４Ａ】図４Ａはリッジ中心からの位置と光強度の関係を示すグラフである。
【図４Ｂ】図４Ｂは図４Ａの楕円内およびその周辺部の拡大図である。
【図５Ａ】図５Ａはα１，α２を５μｍに設定したときの光出力と注入電流との関係を示すグラフである。
【図５Ｂ】図５Ｂはα１，α２を１３μｍに設定したときの光出力と注入電流との関係を示すグラフである。
【図６】図６はキンクレベルとリッジ幅−カット幅との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明のモノリシック半導体レーザ装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施形態の２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置を振器長方向に垂直な面で切った断面を模式的に示す図である。
【００３７】
上記２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置は、半導体基板の一例としてのｎ型ＧａＡｓ基板１００と、エアリッジ構造を有する第１レーザ発振部１０１と、エアリッジ構造を有する第２レーザ発振部１０２とを備え、チップ幅方向（図１の左右方向）の長さが２００μｍとなっている。
【００３８】
また、上記チップ幅方向において、第１レーザ発振部１０１と第２レーザ発振部１０２を、分離溝１０３によって、電気的に分離している。この分離溝１０３の形成は、ドライエッチングまたはウエットエッチングなどの一般的な方法で行っている。また、上記分離溝１０３は、幅βが４μｍで、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層１０７Ａ，１０７Ｂ
からｎ型ＩｎＧａＰバッファ層１０４Ａ，１０４Ｂよりも深くまで達している。このような分離溝１０３の形成により、第１，第２レーザ発振部１０１，１０２のそれぞれを独立して駆動制御ができるようになっている。勿論、上記第１，第２レーザ発振部１０１，１０２の同時駆動もできる。なお、上記チップ幅方向において第１レーザ発振部１０１と第２レーザ発振部１０２とが互いに電気的に絶縁できるのであれば、分離溝１０３の深さは本実施形態と異なるようにしてもよい。
【００３９】
上記第１，第２レーザ発振部１０１，１０２は、ｎ型ＧａＡｓ基板１００上に順次積層されたｎ型ＩｎＧａＰバッファ層１０４Ａ，１０４Ｂ、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０５Ａ，１０５Ｂ、ＭＱＷ（Multiple Quantum Well：多重量子井戸）活性層１０６Ａ，１０６Ｂ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層１０７Ａ，１０７Ｂ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層１０８Ａ，１０８Ｂおよびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０９Ａ，１０９Ｂを有して、ＭＱＷ活性層１０６Ａ，１０６Ｂから７８０ｎｍ帯のレーザビームを出射できるようになっている。ここで、上記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層１０８Ａ，１０８Ｂおよびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０９Ａ，１０９Ｂは、共振器長方向（図１の紙面に垂直な方向）に延びる第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂを構成している。
【００４０】
上記ＭＱＷ活性層１０６Ａ，１０６Ｂは、図示しないが、アンドープＡｌＧａＡｓバリア層、アンドープＧａＡｓウェル層、アンドープＡｌＧａＡｓバリア層、アンドープＧａＡｓウェル層およびアンドープＡｌＧａＡｓバリア層をこの順で積層して得ている。また、上記ＭＱＷ活性層１０６Ａ，１０６Ｂにおいて、共振器長方向に垂直な端面近傍の部分は、量子井戸構造が無秩序化された窓構造を有している。
【００４１】
上記第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの下端の幅方向の中心から、分離溝１０３の第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂ側の側面までの距離α１，α２は５μｍを越えるように設定されている。好ましくは、上記距離α１，α２は７μｍ以上とする。より好ましくは、上記距離α１，α２は１３μｍ以上とする。本実施形態では、上記距離α１，α２は、第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの上端の幅方向の中心から、分離溝１０３の第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂ側の側面までの距離と一致している。
【００４２】
また、上記２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置では、第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの側面の大部分を、ＳｉＯ２（酸化シリコン）からなる第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂで覆っている。そして、上記第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂ上および第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂ上にｐ側第１電極１１２Ａ，ｐ側第２電極１１２Ｂを形成して、第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂにｐ側第１電極１１２Ａ，ｐ側第２電極１１２Ｂを電気的に接続している。このｐ側第１電極１１２Ａ，ｐ側第２電極１１２Ｂは、第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂおよび第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂ上に形成されたＴｉ層と、このＴｉ層上に形成されたＡｕ層とから成っている。
【００４３】
上記第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂの膜厚は、水平方向の屈折率に影響し、リッジ外１次モード光損失との相関より０．０４５μｍとしている。これにより、上記第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂに接触するＴｉ層がリッジ導波路のロスとして働き、このロスによる横方向閉じ込め作用が働くため、第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂ内への光閉じ込めの温度依存性が弱くなる結果、レーザ出力の変動を低減できるようになっている。ただし、上記第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂは、材料をＳｉＯ２以外にすれば、上述の相関とは異なる相関が生じるので、設定すべき膜厚が異なる。
【００４４】
また、図示しないが、上記２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置には、共振器長方向に垂直な第１，第２端面があり、第１端面を反射率３０％のコーティング膜で覆うと共に、第２端面を反射率６５％のコーティング膜で覆っている。これらのコーティング膜は、目的の反射率を得るために一般的な材料（Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、および、これらの酸化物または窒化物または酸窒化物）の中から適宜選択して形成している。なお、上記分離溝１０３は上記第１端面から上記第２端面まで延びている。
【００４５】
また、上記ｎ型ＧａＡｓ基板１００下にはｎ側電極１１３を形成している。このｎ側電極１１３は、ＡｕＧｅ層と、このＡｕＧｅ層下に形成されたＮｉ層と、このＮｉ層下に形成されたＴｉ層と、このＴｉ層下に形成されたＡｕ層とから成っている。
【００４６】
図２は、上記第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂの膜厚とリッジ幅との関係を示すグラフである。このリッジ幅は屈折率差と高次モードの有無で定まる幅である。
【００４７】
上記第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂの膜厚を０．０５μｍ以下にすると、リッジ幅が大きくなっている。これは、上記第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂに接触するＴｉ層がリッジ導波路のロスとして働いていることを示す。
【００４８】
図３Ａは、上記距離α１，α２を５μｍに設定した場合の屈折率差の横方向（チップ幅方向）の変化を示すグラフである。また、図３Ｂは、上記距離α１，α２を１３μｍに設定した場合の屈折率差の横方向の変化を示すグラフである。なお、図３Ａ，図３Ｂのグラフの横軸の０の位置は、２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置の横方向のほぼ真ん中の位置に対応する。
【００４９】
上記距離α１，α２を５μｍに設定した場合、図３Ａに示すように、ハッチング部で示すＮＦＰ（Near Field Pattern）の形状が崩れ、キンクが発生してしまう。これに対して、上記距離α１，α２を１３μｍに設定した場合、図３Ｂに示すように、ハッチング部で示すＮＦＰ（Near Field Pattern）の形状は崩れず、キンクの発生を防ぐことができる。
【００５０】
図４Ａは、上記第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの下端の幅方向の中心からの位置と光強度との関係を示すグラフである。また、図４Ｂは、図４Ａの楕円で囲んだ部分およびその周辺部を拡大した図である。
【００５１】
図４Ａ，図４Ｂに示すように、上記第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの下端の幅方向の中心からの位置が５μｍの箇所では、光強度が２０（ａｒｂ．）である。そして、上記箇所からさらに上記中心から離れていくと、光強度が急激に減少し、第１，第２リッジ部１１０Ａ，１１０Ｂの下端の幅方向の中心からの位置が７μｍの箇所では、光強度がおよそ２０（ａｒｂ．）となる。したがって、上記距離α１，α２を５μｍを越えるように設定することにより、第１，第２レーザ発振部１０１，１０２から分離溝１０３に漏れ出る光をできるのである。
【００５２】
図５Ａは、上記距離α１，α２を５μｍに設定した場合の光出力と注入電流との関係を示すグラフである。また、図５Ｂは、上記距離α１，α２を１３μｍに設定した場合の光出力と注入電流との関係を示すグラフである。
【００５３】
上記距離α１，α２を５μｍを設定した場合、横方向の光広がりが分離溝１０３外の屈折率変化に影響を受けて、図５Ａに示すように、キンクが発生してしまう。一方、上記距離α１，α２を１３μｍを設定した場合、横方向の光広がりが分離溝１０３外の屈折率変化に影響を受けず、図５Ａに示すように、キンクは発生せず、安定した光出力を得ることができる。このような効果は、上記距離α１，α２を５μｍを越えるように設定すると得ることができる。
【００５４】
以上から明らかなように、上記距離α１，α２を５μｍを越えるように設定することによって、第１，第２レーザ発振部１０１，１０２の一方から分離溝１０３側へ漏れ出る光を低減できる。したがって、上記第１，第２レーザ発振部１０１，１０２の一方の漏出光が第１，第２レーザ発振部１０１，１０２の他方に入射するのを防いで、第１，第２レーザ発振部１０１，１０２の他方の発振動作に悪影響が生じないようにすることができる。したがって、上記第１，第２レーザ発振部１０１，１０２を同時に駆動させても、第１，第２レーザ発振部１０１，１０２をそれぞれ独立に駆動させても、レーザ出力の変動を低減できる。
【００５５】
また、上記分離溝１０３の幅βを４μｍを大きくしても、レーザ出力の変動を低減できる。
【００５６】
また、上述したようなレーザ出力の変動の低減効果は、分離溝１０３を例えば光吸収層で埋めなくても得られている。したがって、上記光吸収層を設ける場合に比べて、製造工程が少なくなるので、２ビーム型モノリシック半導体レーザ装置を安価に製造することができる。
【００５７】
また、図６に示すように、上記第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂの膜厚を０．０４５μｍと設定した場合、第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂの膜厚を０．２μｍと設定した場合よりも、キンクレベルを上げることができた。
【００５８】
上記実施形態の第１，第２レーザ発振部１０１，１０２に換えて、第１，第２レーザ発振部１０１，１０２の材料とは異なる材料で形成した第１，第２レーザ発振部を用いてもよい。この場合、上記第１レーザ発振部の材料は、第２レーザ発振部の材料と同じにしてもよいし、第２レーザ発振部の材料と異なるようにしてもよい。このようにする場合で４も、第１，第２リッジ部の下端の幅方向の中心から、分離溝の第１，第２リッジ部側の側面までの距離を５μｍを越えるように設定することにより、レーザ出力の変動を低減することができる。
【００５９】
上記実施形態の第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂに換えて、例えばＳｉＮ（窒化シリコン）やＡｌ２Ｏ３（アルミナ）等からなる第１，第２誘電体膜を用いてもよい。この場合、上記第１誘電体膜の材料は、第２誘電体膜の材料と同じにしてもよいし、第２誘電体膜の材料と異なるようにしてもよい。
【００６０】
上記実施形態の第１，第２誘電体膜１１１Ａ，１１１Ｂに換えて、互いに材料が異なる複数の誘電体層で構成した第１，第２誘電体膜を用いてもよい。この場合、上記第１誘電体膜の層構成は、第２誘電体膜の層構成と同じにしてもよいし、第２誘電体膜の層構成と異なるようにしてもよい。
【００６１】
上記実施形態のＭＱＷ活性層１０６Ａ，１０６Ｂに換えて、窓構造を有さないＭＱＷ活性層を用いてもよい。
【００６２】
本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、同一半導体基板上に、同一波長のレーザビームを出射する第１，第２レーザ発振部を設けると共に、上記半導体基板上に、上記波長と同一波長のレーザビームを出射する単数または複数のレーザ発振部を設けてもよい。また、同一半導体基板上に、互いに異なる波長のレーザビームを出射する第１，第２レーザ発振部を設けてもよい。また、同一半導体基板上に、互いに異なる波長のレーザビームを出射する３つ以上のレーザ発振部を設けてもよい。そして、これらのレーザ発振部間には分離溝を設けてもよい。また、上記レーザ発振部のリッジの側面の側面を覆う誘電体膜を０．０５μｍ以下としてもよい。
【００６３】
言うまでもなく、本発明の半導体積層構造は、ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法やＭＢＥ（分子線エピタキシー）法といった半導体成長方法以外の、一般的に知られている方法で形成しても構わない。
【符号の説明】
【００６４】
１００…ｎ型ＧａＡｓ基板
１０１…第１レーザ発振部
１０２…第２レーザ発振部
１０３…分離溝
１０４Ａ，１０４Ｂ…ｎ型ＩｎＧａＰバッファ層
１０５Ａ，１０５Ｂ…ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
１０６Ａ，１０６Ｂ…ＭＱＷ活性層
１０７Ａ，１０７Ｂ…ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層
１０８Ａ，１０８Ｂ…ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層
１０９Ａ，１０９Ｂ…ｐ型ＧａＡｓキャップ層
１１０Ａ…第１リッジ部
１１０Ｂ…第２リッジ部
１１１Ａ…第１誘電体膜
１１１Ｂ…第２誘電体膜
１１２Ａ…ｐ側第１電極
１１２Ｂ…ｐ側第２電極
１１３…ｎ側電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
上記半導体基板上に形成され、第１リッジ部を有する第１レーザ発振部と、
上記半導体基板上に形成されて、上記第１レーザ発振部の側方に分離溝を介して位置し、第２リッジ部を有する第２レーザ発振部と、
上記第１リッジ部の側面を覆う第１誘電体膜と、
上記第１リッジ部上および上記第１誘電体膜上に形成された第１電極と、
上記第２リッジ部の側面を覆う第２誘電体膜と、
上記第２リッジ部上および上記第２誘電体膜上に形成された第２電極と
を備え、
上記第１リッジ部の幅方向の中心から、上記分離溝の上記第１リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越え、かつ、上記第２リッジ部の幅方向の中心から、上記分離溝の上記第２リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越えている
ことを特徴とするモノリシック半導体レーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモノリシック半導体レーザ装置において、
上記第１誘電体膜の膜厚が０．０５μｍ以下であり、かつ、上記第２誘電体膜の膜厚が０．０５μｍ以下である
ことを特徴とするモノリシック半導体レーザ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモノリシック半導体レーザ装置において、
上記半導体基板上には、上記第１レーザ発振部および第２レーザ発振部とは別に少なくとも１つのレーザ発振部が形成されている
ことを特徴とするモノリシック半導体レーザ装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載のモノリシック半導体レーザ装置において、
上記第１レーザ発振部が発振するレーザビームの波長は、上記第２レーザ発振部が発振するレーザビームの波長と異なる
ことを特徴とするモノリシック半導体レーザ装置。
【請求項１】
半導体基板と、
上記半導体基板上に形成され、第１リッジ部を有する第１レーザ発振部と、
上記半導体基板上に形成されて、上記第１レーザ発振部の側方に分離溝を介して位置し、第２リッジ部を有する第２レーザ発振部と、
上記第１リッジ部の側面を覆う第１誘電体膜と、
上記第１リッジ部上および上記第１誘電体膜上に形成された第１電極と、
上記第２リッジ部の側面を覆う第２誘電体膜と、
上記第２リッジ部上および上記第２誘電体膜上に形成された第２電極と
を備え、
上記第１リッジ部の幅方向の中心から、上記分離溝の上記第１リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越え、かつ、上記第２リッジ部の幅方向の中心から、上記分離溝の上記第２リッジ部側の側面までの距離が５μｍを越えている
ことを特徴とするモノリシック半導体レーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモノリシック半導体レーザ装置において、
上記第１誘電体膜の膜厚が０．０５μｍ以下であり、かつ、上記第２誘電体膜の膜厚が０．０５μｍ以下である
ことを特徴とするモノリシック半導体レーザ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモノリシック半導体レーザ装置において、
上記半導体基板上には、上記第１レーザ発振部および第２レーザ発振部とは別に少なくとも１つのレーザ発振部が形成されている
ことを特徴とするモノリシック半導体レーザ装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載のモノリシック半導体レーザ装置において、
上記第１レーザ発振部が発振するレーザビームの波長は、上記第２レーザ発振部が発振するレーザビームの波長と異なる
ことを特徴とするモノリシック半導体レーザ装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５６６８８（Ｐ２０１２−２５６６８８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２８３９７（Ｐ２０１１−１２８３９７）
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月８日（２０１１．６．８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]