(57)【要約】【課題】簡便な構成で、半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射端面への付着物の付着を抑制する半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】半導体レーザ装置１００は、レーザ光９を出射する光出射面３０Ｆ、及び、先端部（例えば、先端部８０Ｌ）が尖った凸部（例えば、凸部７０Ｌ）が複数設けられた凹凸部（例えば、凹凸部８Ｌ）を有する半導体レーザ素子１と、光出射面３０Ｆに対向して配置された光学素子１０と、を備える。半導体レーザ素子１は、半導体レーザ素子１の上部に位置し、外部から電力が供給されるリッジ部６と、半導体レーザ素子１の上部に位置し、外部から電力が供給されず、且つ、光学素子１０で反射されたレーザ光９（具体的には、反射レーザ光１２Ｌ）が照射される凹凸部（例えば、凹凸部８Ｌ）が光出射面３０Ｆ側に設けられたダミーリッジ部（例えば、ダミーリッジ部７Ｌ）と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する前面、及び、先端部が尖った凸部が複数設けられた凹凸部を有する半導体レーザ素子と、
前記前面に対向して配置されたレンズと、を備え、
前記半導体レーザ素子は、
前記半導体レーザ素子の上部に位置し、外部から電力が供給されるリッジ部と、
前記半導体レーザ素子の上部に位置し、外部から電力が供給されず、且つ、前記レンズで反射された前記レーザ光が照射される前記凹凸部が前記前面側に設けられたダミーリッジ部と、を有する
半導体レーザ装置。
【請求項２】
レーザ光を出射する前面を有する半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子が載置され、且つ、先端部が尖った凸部が複数設けられた凹凸部を前記前面側に有する載置部材と、
前記前面に対向して配置され、前記レーザ光の一部を反射して前記先端部に照射するレンズと、を備える
半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記載置部材は、サブマウントである
請求項２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
さらに、サブマウントを備え、
前記載置部材は、ヒートシンクであり、
前記半導体レーザ素子は、前記サブマウントを介して前記載置部材に載置されている
請求項２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記凹凸部は、前記レーザ光が前記半導体レーザ素子から出射される方向に前記凸部に設けられた先端部が尖るジグザグ形状である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
複数の前記凸部の先端部はそれぞれ、上面視で前記前面と一致する
請求項５に記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前面及び前記前面とは反対側に位置する後面を有し、前記前面及び前記後面からレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、
前記前面に配置され、前記レーザ光を透過する第１反射膜と、
前記後面に配置され、前記レーザ光を透過し、且つ、前記第１反射膜よりも光反射率の高い第２反射膜と、
前記第２反射膜と対向して配置された、先端部が尖った凸部が複数設けられた凹凸部と、を備える
半導体レーザ装置。
【請求項８】
さらに、前記凹凸部を有する凹凸素子を備える
請求項７に記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記凹凸素子は、半導体、又は、金属である
請求項８に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
さらに、前記半導体レーザ素子が載置されるヒートシンクを備え、
前記凹凸部は、ヒートシンクに設けられている
請求項７に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】
前記凹凸部は、前記凸部に設けられた先端部のそれぞれが前記半導体レーザ素子側へ尖るジグザグ形状である
請求項７〜１０のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１２】
隣り合う前記先端部の間隔は、０．５μｍであり、
前記凸部の高さは、０．５μｍであり、
前記凹凸部の厚みは、１μｍである
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１３】
前記凸部の先端部の曲率半径は、前記レーザ光の波長未満である
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工は、金属、樹脂、炭素繊維等の加工対象素材に対して、制御性良く、且つ、クリーンに溶接、切断、改質等をできる手段として注目されている。レーザ加工によれば、例えば、アーク放電に比べて小さなスポット溶接が可能な点、金型を使った切断に比べて切り屑の発生を抑制できる点等により、従来の加工手段より高品質な加工を実現できる。レーザ加工用のレーザ光として、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を直接用いるＤＤＬ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｄｉｏｄｅ  Ｌａｓｅｒ）方式は、レーザ光を変換しないため高効率、及び、半導体レーザ素子の材料を選ぶことにより紫外から赤外までのレーザ光で加工が可能、という二つの特徴を有するため、特に注目されている。
【０００３】
ところで、紫外から青色にかけての短波長を発する半導体レーザ素子を備える半導体レーザ装置の場合、ケイ素及び酸素を骨格とする化合物、より具体的には、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有する化合物であるシロキサン（ｓｉｌｏｘａｎｅ）等の付着物が、半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射端面に付着することが知られている。その付着物によりレーザ光の出力が低下する、つまり、半導体レーザ素子におけるレーザ光の出力特性が劣化する。また、このような付着物は、半導体レーザ装置の動作時間とともに付着量が増えるので、信頼性に悪影響を与える。
【０００４】
付着物が半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射端面に付着する理由は、その出射端面で光密度が高いためである。このため、通常は、半導体レーザ素子を、当該半導体レーザ素子が出射するレーザ光を透過するガラス窓を有するキャップを用いて封止することで、つまり、半導体レーザ素子をキャップ封止することで、雰囲気中の付着物が半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射端面に付着することを防いでいる。
【０００５】
一方、このようなキャップ封止が困難な場合がある。例えば、半導体レーザ素子が有するひとつの半導体レーザ共振器（エミッタ）の光出力はせいぜい数ワットである。そのため、レーザ加工に用いるために、複数のエミッタをひとつに集積した半導体レーザアレイ素子を用いて、レーザ光の光出力を向上させる場合がある。このような半導体レーザアレイ素子をキャップ封止すると、封止後の半導体レーザアレイ装置は、サイズが大きくなり、コリメートレンズ等の光学系との結合が難しくなる。そのため、なんらかの手法で、付着物が半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射端面に集まらないよう工夫が必要になる。
【０００６】
特許文献１には、半導体レーザ素子のレーザ光の出射端面の付着物を取り除く手法が開示されている。特許文献１に開示されている半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子と、当該半導体レーザ素子のレーザ光の出射端面に形成された付着防止膜（より具体的には、ＴｉＯ２膜）と、を備える。付着防止膜は、高いエネルギーの光が照射されることで、付着物を分解して除去する。
【０００７】
また、特許文献１に開示されている半導体レーザ装置は、さらに、反射鏡と波長変換器とを備える。反射鏡は、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の一部を反射して、付着防止膜に照射する。波長変換器は、半導体レーザ素子の光を、付着防止膜が活性化させることで、付着物を分解除去する機能を発現するエネルギーまで高める役目を担う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２６７１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示されている半導体レーザ装置では、下記の問題がある。第１に、付着物を分解除去する付着防止膜を、半導体レーザ素子の端面に形成しなければならない問題がある。この付着防止膜のため、半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射端面では、反射率が変化する。その反射率は、半導体レーザ装置におけるレーザ光の出力特性に重要な影響を及ぼす。そのため、所望のレーザ光の出力特性が得られなくなってしまう問題がある。第２に、レーザ光を波長変換するために波長変換器を用いる必要がある問題がある。特許文献１に開示されている半導体素子は、近赤外光を出射する。また、特許文献１には、波長変換器として、物質中で光が受ける非線形光学効果を利用して近赤外光の波長を変換するための材料が開示されている。波長変換器に用いられる材料として、例えば、ＫＤＰ（ＫＨ２ＰＯ４）結晶、ＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ６Ｏ１０）結晶、ＫＮｂＯ３（ニオブ酸カリウム）結晶等の非線形光学結晶が特許文献１には開示されている。しかしながら、これらの結晶は高価なものであり、コストアップに直結する。
【００１０】
本開示は、簡便な構成で、半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射端面への付着物の付着を抑制する半導体レーザ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の一態様に係る半導体レーザ装置は、レーザ光を出射する前面、及び、先端部が尖った凸部が複数設けられた凹凸部を有する半導体レーザ素子と、前記前面に対向して配置されたレンズと、を備え、前記半導体レーザ素子は、前記半導体レーザ素子の上部に位置し、外部から電力が供給されるリッジ部と、前記半導体レーザ素子の上部に位置し、外部から電力が供給されず、且つ、前記レンズで反射された前記レーザ光が照射される前記凹凸部が前記前面側に設けられたダミーリッジ部と、を有する。
【００１２】
また、本開示の一態様に係る半導体レーザ装置は、レーザ光を出射する前面を有する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子が載置され、且つ、先端部が尖った凸部が複数設けられた凹凸部を前記前面側に有する載置部材と、前記前面に対向して配置され、前記レーザ光の一部を反射して前記先端部に照射するレンズと、を備える。
【００１３】
また、本開示の一態様に係る半導体レーザ装置は、前面及び前記前面とは反対側に位置する後面を有し、前記前面及び前記後面からレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、前記前面に配置され、前記レーザ光を透過する第１反射膜と、前記後面に配置され、前記レーザ光を透過し、且つ、前記第１反射膜よりも光反射率の高い第２反射膜と、前記第２反射膜と対向して配置された、先端部が尖った凸部が複数設けられた凹凸部と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本開示の一態様に係る半導体レーザ装置によれば、簡便な構成で、半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射端面への付着物の付着を抑制する半導体レーザ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の凹凸部の寸法を説明するための図である。
【図３】図３は、ラジカルが生成される過程を説明するための図である。
【図４】図４は、実施の形態１の変形例に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図５】図５は、実施の形態２に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図６】図６は、実施の形態３に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図７】図７は、実施の形態４に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図８】図８は、実施の形態５に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図９】図９は、実施の形態５に係る半導体レーザ装置を示す側面図である。
【図１０】図１０は、実施の形態５の変形例に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本開示の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。本開示は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素について説明される。
【００１７】
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺等は必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、実質的に同一の構成に対する重複説明は省略又は簡略化する場合がある。
【００１８】
また、以下の実施の形態において、凸部の寸法等について記載されている数値は、完全に当該数値であることを意味するだけでなく、数％程度、例えば、５％の差異を含むことを意味する。
【００１９】
また、以下の実施の形態において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではない。また、「上方」及び「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔をあけて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに密着して配置されて２つの構成要素が接する場合にも適用される。
【００２０】
また、以下で説明する実施の形態において、Ｚ軸正方向を上方と記載し、Ｙ軸正方向を前方と記載し、Ｙ軸負方向を後方と記載する場合がある。
【００２１】
また、以下で説明する実施の形態において、「上面視」とは、半導体レーザ素子に設けられたリッジ部側から、当該半導体素子を見たときのことをいう。
【００２２】
（実施の形態１）
［構成］
図１は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１００を示す概略斜視図である。図２は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１００の凹凸部８Ｌ、８Ｒの寸法を説明するための図である。
【００２３】
半導体レーザ装置１００は、レーザ光９を出射する。半導体レーザ装置１００は、例えば、レーザ加工する加工機器の光源として利用される。
【００２４】
半導体レーザ装置１００は、凹凸部８Ｌ、８Ｌと、半導体レーザ素子１と、光学素子（レンズ）１０と、を備える。半導体レーザ素子１と光学素子１０とは、例えば、図示しない筐体に収容されている。
【００２５】
凹凸部８Ｌ、８Ｒは、先端部８０Ｌ、８０Ｒが尖った凸部７０Ｌ、７０Ｒが複数設けられた凹凸形状である。凹凸部８Ｌ、８Ｒは、例えば、ジグザグ形状となっている。より具体的には、凹凸部８Ｌ、８Ｒは、レーザ光９が半導体レーザ素子１から出射される方向に凸部７０Ｌ、７０Ｒに設けられた先端部８０Ｌ、８０Ｒが尖るジグザグ形状である。また、本実施の形態では、凹凸部８Ｌ、８Ｒは、上面視でジグザグ形状となっている。また、本実施の形態では、複数の凸部７０Ｌ、７０Ｒの先端部８０Ｌ、８０Ｒはそれぞれ、上面視で光出射面３０Ｆとほぼ一致する。また、本実施の形態では、凹凸部８Ｌ、８Ｒは、半導体レーザ素子１の上部に形成されている。より具体的には、凹凸部８Ｌ、８Ｒは、半導体レーザ素子１が有する第２クラッド層５に形成されている。
【００２６】
半導体レーザ素子１は、レーザ光９を出射する光源である。より具体的には、半導体レーザ素子１は、レーザ光９を出射する光出射面３０Ｆ、及び、先端部８０Ｌ、８０Ｒが尖った凸部７０Ｌ、７０Ｒが複数設けられた凹凸部８Ｌ、８Ｒを有する。半導体レーザ素子１は、レーザ光９を出射し、光学素子１０と対向する面である光出射面（前面）３０Ｆを有する半導体素子である。なお、半導体レーザ素子１の光出射面３０Ｆと、光出射面３０Ｆとは反対側に位置する光反射面（後面）３０Ｒ（例えば、図８参照）とには、それぞれ、第１反射膜６０（例えば、図８参照）と、第２反射膜６１（例えば、図８参照）とが形成されている。図１〜図７においては、第１反射膜６０（例えば、図８参照）と、第２反射膜６１（例えば、図８参照）との図示を省略している。
【００２７】
半導体レーザ素子１は、基板２と、第１クラッド層３と、活性層４と、第２クラッド層と、を備える。
【００２８】
基板２は、上面にレーザ光９を出射する活性層４を含む半導体層が形成される成長基板である。基板２は、例えば、ｎ−ＧａＮ基板である。
【００２９】
第１クラッド層３及び第２クラッド層５は、活性層４で生成されたレーザ光９を活性層４に閉じ込めるための半導体層である。第１クラッド層３及び第２クラッド層５は、活性層４を上下から挟むように基板２上に層状に配置されている。
【００３０】
第１クラッド層３は、例えば、ｎ−ＡｌＧａＮからなる半導体層である。また、第２クラッド層５は、例えば、ｐ−ＡｌＧａＮからなる半導体層である。
【００３１】
活性層４は、レーザ光９を生成する半導体層である。活性層４は、例えば、量子井戸構造を有するＩｎＧａＮからなる層である。
【００３２】
基板２、第１クラッド層３、活性層４、及び、第２クラッド層５は、この順に積層されている。つまり、半導体レーザ素子１は、基板２、第１クラッド層３、活性層４、及び、第２クラッド層５がこの順に積層された半導体素子である。本実施の形態では、ｎ−ＧａＮからなる基板２上に、ｎ−ＡｌＧａＮからなる第１クラッド層３、ＩｎＧａＮからなる量子井戸構造を有する活性層４、及び、ｐ−ＡｌＧａＮからなる第２クラッド層５がこの順に積層されて形成されることで、半導体レーザ素子１となっている。なお、説明のため、電子オーバーフロー抑制層、光ガイド層、コンタクト層等の半導体レーザ素子１が有する構成要素の一部の図示は、省略している。
【００３３】
また、半導体レーザ素子１は、上部にリッジ部６と、２つのダミーリッジ部７Ｌ、７Ｒと、を有する。具体的には、第２クラッド層５には、リッジ部６と、ダミーリッジ部７Ｌ、７Ｒと、が形成されている。より具体的には、ｐ−ＡｌＧａＮからなる第２クラッド層５の一部は、電流が供給されるエミッタを構成するリッジ部６に分割されており、且つ、他の一部は電流が供給されないダミーリッジ部７Ｌ、７Ｒに分割されている。つまり、第２クラッド層５には、外部から電力が供給されるリッジ部６と、外部から電力が供給されないダミーリッジ部７Ｌ、７Ｒとが形成されている。より具体的には、本実施の形態では、半導体レーザ素子１は、半導体レーザ素子１の上部に位置し、外部から電力が供給されるリッジ部６と、半導体レーザ素子１の上部に位置し、外部から電力が供給されず、且つ、光学素子１０で反射されたレーザ光９が照射される凹凸部８Ｌ、８Ｒが光出射面３０Ｆ側に設けられたダミーリッジ部７Ｌ、７Ｒと、を有する。
【００３４】
リッジ部６は、図示しない外部商用電源等の電源と電気的に接続される半導体層である。リッジ部６に電力が供給されることで、半導体レーザ素子１は、光出射面３０Ｆ側からレーザ光９を出射する。より具体的には、リッジ部６に電力が供給されることで、半導体レーザ素子１が有する活性層４におけるリッジ部６の下方に位置する箇所からは、光出射面３０Ｆ側からレーザ光９を出射する。つまり、リッジ部６の下方が、レーザ光９を出射するエミッタとして機能する。リッジ部６には、例えば、外部から電力が供給される配線等と接続される電極層６ａが形成されている。
【００３５】
なお、以下の説明における、図１以外の各図においては、リッジ部６に形成されている電極層６ａの図示を省略している。
【００３６】
ダミーリッジ部７Ｌ、７Ｒは、それぞれ第２クラッド層５の一部である半導体層であり、外部から電力が供給されない。ダミーリッジ部７Ｌ、７Ｒはそれぞれ、例えば、外部からの電力の供給を受けるための電極層６ａが形成されていない。なお、ダミーリッジ部７Ｌ、７Ｒには、それぞれ電極層６ａが形成されていてもよいが、外部から電力が供給される構成（例えば、配線が接続される等）でなければよい。
【００３７】
本実施の形態では、２つのダミーリッジ部７Ｌ、７Ｒは、上面視でリッジ部６を挟んで配置されている。なお、半導体レーザ素子１には、１以上のダミーリッジ部が設けられていればよい。
【００３８】
ダミーリッジ部７Ｌ、７Ｒの、半導体レーザ素子１におけるレーザ光９の出射側（本実施の形態では、Ｙ軸正方向側）には、レーザ光９が出射される方向に先が尖った先端部８０Ｌ、８０Ｒを有する凸部７０Ｌ、７０Ｒが複数設けられた凹凸部８Ｌ、８Ｒが形成されている。具体的には、ダミーリッジ部７Ｌにおける光出射面３０Ｆ側には、レーザ光９が出射される方向に先が尖った先端部８０Ｌを有する凸部７０Ｌが複数設けられた凹凸部８Ｌが形成されている。また、ダミーリッジ部７Ｒにおける光出射面３０Ｆ側には、レーザ光９が出射される方向に先が尖った先端部８０Ｒを有する凸部７０Ｒが複数設けられた凹凸部８Ｒが形成されている。本実施の形態では、ダミーリッジ部７Ｌには、３つの凸部７０Ｌが形成されており、ダミーリッジ部７Ｒには、３つの凸部７０Ｒが形成されている。
【００３９】
なお、ダミーリッジ部に形成される凸部の数は、複数であればよい。ダミーリッジ部に形成される凸部の数は、２でもよいし、４以上でもよい。
【００４０】
また、先端部８０Ｌ、８０Ｒの曲率半径は、特に限定されない。後述する反射レーザ光１２Ｌ、１２Ｒが照射された際に、近接場光２００を発することができればよい。例えば、凸部７０Ｌ、７０Ｒの先端部８０Ｌ、８０Ｒの曲率半径Ｒは、半導体レーザ素子１が出射するレーザ光９の波長未満である。
【００４１】
また、本実施の形態では、凸部７０Ｌ、７０Ｒの突出部分の形状は、鋭角であるが、先端部８０Ｌ、８０Ｒの曲率半径が近接場光２００を発することができる形状であればよく、特に限定されない。凸部７０Ｌ、７０Ｒの突出部分は、例えば、鋭角でもよいし、４５度以下でもよいし、３０度以下でもよい。凸部７０Ｌ、７０Ｒの突出部分の角度を、より小さくすることで、より多くの凸部７０Ｌ、７０Ｒをダミーリッジ部７Ｌ、７Ｒ（及び、後述するサブマウント３８（例えば、図６参照）、ヒートシンク４１（例えば、図７参照）、後述する凹凸素子５０（例えば、図８参照）等に設けることができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、凹凸部８Ｌ、８Ｒの先端部８０Ｌ、８０Ｒの位置は、レーザ光９が半導体レーザ素子１から出射される光出射面３０Ｆとほぼ一致しているが、これに限定されない。凹凸部８Ｌ、８Ｒの先端部８０Ｌ、８０Ｒの位置は、半導体レーザ素子１の光出射面３０Ｆよりも上面視で奥まっていてもよい。
【００４３】
図２に示すように、凹凸部８Ｌにおける、隣り合う先端部８０Ｌの間隔（周期）Ｐは、例えば、０．５μｍである。また、凹凸部８Ｌにおける、凸部７０Ｌの高さ（言い換えると隣り合う凸部７０Ｌによって形成される凹部の深さ）Ｄは、例えば、０．５μｍである。また、凹凸部８Ｌの厚み（つまり、Ｚ軸方向の高さ）Ｈは、例えば、１μｍである。本実施の形態では、厚みＨは、ダミーリッジ部７Ｌの厚みと同一である。このような形状にすることは、例えば、フォトマスクを用いた一般的な半導体プロセスで容易に実現できる。なお、図示しないが、本実施の形態において、凹凸部８Ｒは、例えば、凹凸部８Ｌと同じ寸法である。
【００４４】
半導体レーザ素子１におけるレーザ発振は、上面視でリッジ部６と重なる位置に位置する活性層４で生じる。本実施の形態では、半導体レーザ素子１の発振波長、つまり、レーザ光９の中心波長は、４０５ｎｍである。活性層４でレーザ発振されることにより、半導体レーザ素子１における光出射面３０Ｆからレーザ光９が光学素子１０に向けて出射される。
【００４５】
なお、以下の説明においては、半導体レーザ素子が有する活性層におけるリッジ部の下方に位置し、レーザ光を出射する箇所を、単にリッジ部のエミッタと記載する場合がある。
【００４６】
光学素子１０は、半導体レーザ素子１から出射されたレーザ光９の配光を制御する。本実施の形態では、光学素子１０は、レーザ光９をコリメートするコリメートレンズである。レーザ光９は、コリメートレンズ等の光学素子１０で集光化されたビーム１１になる。光学素子１０は、半導体レーザ素子１と、光出射面３０Ｆに対向して配置されている。
【００４７】
また、光学素子１０は表面でレーザ光９の一部を反射する光反射性を有する。本実施の形態では、光学素子１０は、波長が４０５ｎｍのレーザ光９の１％を反射する。半導体レーザ装置１００は、光学素子１０で反射された一部のレーザ光９、つまり、反射レーザ光１２Ｌ、１２Ｒを用いて、空気中に存在し、且つ、半導体レーザ素子１におけるレーザ光９の光出射面３０Ｆに付着する可能性のある、ケイ素と酸素とを骨格とする化合物（具体的には、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有する化合物）であるシロキサン（ｓｉｌｏｘａｎｅ）等の浮遊物を分解する。
【００４８】
図３は、ラジカルが生成される過程を説明するための図である。
【００４９】
図３に示すように、凹凸部８Ｌでは、凹凸部８Ｌの先端部８０Ｌに照射された反射レーザ光１２Ｌによって、近接場光２００が発生される。発生された近接場光２００は、凹凸部８Ｌの周囲の酸素を分解してラジカルを生成する。近接場光２００によって生成されるラジカルは、例えば、オゾン（Ｏ３）である。近接場光２００によって生成されたラジカルは、雰囲気中（空気中）に浮遊している浮遊物を分解する。
【００５０】
このように、半導体レーザ素子１から出射された一部のレーザ光９は、光学素子１０の表面で反射されて反射レーザ光１２Ｌ、１２Ｒとなり、凹凸部８Ｌ、８Ｒに入射する。このように凹凸部８Ｌ、８Ｒに入射された反射レーザ光１２Ｌ、１２Ｒによって、凹凸部８Ｌ、８Ｒには、近接場光２００が発生される。発生された近接場光２００は、凹凸部８Ｌ、８Ｒの周囲の酸素を分解してラジカルを生成する。近接場光２００によって生成されるラジカルは、例えば、オゾン（Ｏ３）である。近接場光２００によって生成されたラジカルは、空気中に浮遊している浮遊付着物を分解する。この結果、リッジ部６におけるレーザ光９の光出射面３０Ｆへの付着物が減り、レーザ光９の出力特性（具体的には、光出力或いは光取り出し効率）の劣化を抑制することができる。
【００５１】
なお、光学素子１０の光反射率は、特に限定されない。例えば、光学素子１０の光反射率は、５％でもよいし、１０％でもよい。
【００５２】
また、本実施の形態では、光学素子１０は、コリメートレンズであるが、レーザ光９の一部を透過し、且つ、他部を反射する性質を有していればよく、光学素子１０に採用されるレンズの形状、レンズの数等は、特に限定されない。
【００５３】
（変形例）
なお、凹凸部８Ｌ、８Ｒの形状は、レーザ光９、より具体的には、反射レーザ光１２Ｌ、１２Ｒが照射される位置で先端部が尖っていればよく、特に限定されない。
【００５４】
図４は、実施の形態１の変形例に係る半導体レーザ装置１０１を示す斜視図である。なお、図４においては、光学素子１０の図示を省略している。
【００５５】
半導体レーザ装置１０１が備える半導体レーザ素子１ａは、半導体レーザ素子１とは、凹凸部の形状のみが異なる。具体的には、変形例に係る半導体レーザ素子１ａの上部、より具体的には半導体レーザ素子１ａが有する第２クラッド層５ａの上部に形成されているダミーリッジ部１７Ｌ、１７Ｒが有する凹凸部１８Ｌ、１８Ｒは、レーザ光９が出射される方向に直交する方向に尖った先端部８１Ｌ、８１Ｒを有する凸部７１Ｌ、７１Ｒが複数設けられている。このように、半導体レーザ素子１ａにおける第２クラッド層５ａの上面には、当該上面に対して垂直に突出した凸部７１Ｌ、７１Ｒが形成されてもよい。
【００５６】
図１に示す凹凸部８Ｌ、８Ｒの形状は、半導体リソグラフィーにおけるマスクパターン、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ）描画パターン等で実現できる。
【００５７】
また、図４に示す凹凸部１８Ｌ、１８Ｒの形状は、結晶面の異方性エッチング等を用いて実現できる。
【００５８】
なお、凹凸部８Ｌ、８Ｒと凹凸部１８Ｌ、１８Ｒとのどちらの形状を選択するかは、反射レーザ光１２Ｌ、１２Ｒの光分布、半導体レーザ素子１、１ａの製造工程の加工精度等を総合的に考慮して、任意に選択されてよい。
【００５９】
［効果等］
以上説明したように、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１００は、レーザ光９を出射する光出射面３０Ｆ、及び、先端部（例えば、先端部８０Ｌ）が尖った凸部（例えば、凸部７０Ｌ）が複数設けられた凹凸部（例えば、凹凸部８Ｌ）を有する半導体レーザ素子１と、光出射面３０Ｆに対向して配置された光学素子１０と、を備える。半導体レーザ素子１は、半導体レーザ素子１の上部に位置し、外部から電力が供給されるリッジ部６と、半導体レーザ素子１の上部に位置し、外部から電力が供給されず、且つ、光学素子１０で反射されたレーザ光９（具体的には、反射レーザ光１２Ｌ、１２Ｒ）が照射される凹凸部（例えば、凹凸部８Ｌ）が光出射面３０Ｆ側に設けられたダミーリッジ部（例えば、ダミーリッジ部７Ｌ）と、を有する。
【００６０】
このような構成によれば、半導体レーザ素子１が出射したレーザ光９の一部（反射レーザ光１２Ｌ、１２Ｒ）が、先が尖った先端部８０Ｌ、８０Ｒに照射されることで、近接場光２００が発生される。発生された近接場光２００によって、空気中の酸素からラジカルが生成される。生成されたラジカルが、接触したシロキサン等の光出射面３０Ｆに付着し得る付着物を分解する。これにより、光出射面３０Ｆに付着物が付着されることは、抑制され得る。そのため、半導体レーザ装置１００によれば、従来技術のように、ＴｉＯ２膜等の付着防止膜、非線形光学素子等の特殊な結晶を設けることなく簡便な構成で、半導体レーザ素子１におけるレーザ光９の光出射面３０Ｆへの付着物の付着を抑制できる。また、凹凸部８Ｌ、８Ｒをダミーリッジ部７Ｌ、７Ｒに設けることで、半導体レーザ素子１におけるレーザ発振への影響を与えることなく、且つ、光出射面３０Ｆに近い位置で、近接場光２００を発生させることができる。また、ダミーリッジ部７Ｌ、７Ｒにおける、光出射面３０Ｆ側に凹凸部８Ｌ、８Ｒを設けることにより、凹凸部８Ｌ、８Ｒと光学素子１０とが対向して位置することとなるため、光学素子１０で反射されたレーザ光９（反射レーザ光１２Ｌ、１２Ｒ）を凹凸部８Ｌ、８Ｒに照射させやすくすることができる。
【００６１】
また、例えば、凹凸部（例えば、凹凸部８Ｌ）は、レーザ光９が半導体レーザ素子１から出射される方向に凸部（例えば、凸部７０Ｌ）に設けられた先端部（例えば、先端部８０Ｌ）が尖るジグザグ形状である。
【００６２】
このような構成によれば、レーザ光９（反射レーザ光１２Ｌ、１２Ｒ）が照射されることで近接場光２００を発する複数の先端部８０Ｌ、８０Ｒのそれぞれは、光学素子１０に向けて突出しているために、レーザ光９（反射レーザ光１２Ｌ、１２Ｒ）が照射されやすくなる。そのため、複数の先端部８０Ｌ、８０Ｒのそれぞれから、近接場光２００を発生させやすくすることができる。
【００６３】
また、例えば、複数の凸部７０Ｌ、７０Ｒの先端部８０Ｌ、８０Ｒはそれぞれ、上面視で光出射面３０Ｆと一致する。
【００６４】
このような構成によれば、レーザ光９（反射レーザ光１２Ｌ、１２Ｒ）が照射されることで近接場光２００を発する複数の先端部８０Ｌ、８０Ｒのそれぞれは、光出射面３０Ｆの近傍に位置することになる。そのため、複数の先端部８０Ｌ、８０Ｒのそれぞれから発生された近接場光２００によって、光出射面３０Ｆの近傍にラジカルを発生させて、光出射面３０Ｆの近傍の付着物を分解させることができる。これにより、光出射面３０Ｆへの付着物の付着を、さらに抑制することができる。
【００６５】
また、例えば、隣り合う先端部（例えば、先端部８０Ｌ）の間隔は、０．５μｍであり、凸部（例えば、凸部７０Ｌ）の高さは、０．５μｍであり、凹凸部（例えば、凹凸部８Ｌ）の厚みは、１μｍである。
【００６６】
このような構成によれば、既存の半導体プロセスによって、凹凸部８Ｌ、８Ｒをダミーリッジ部７Ｌ、７Ｒに形成することができる。
【００６７】
また、例えば、凸部（例えば、凸部７０Ｌ）の先端部（例えば、先端部８０Ｌ）の曲率半径は、レーザ光９の波長未満である。
【００６８】
このような構成によれば、さらに効果的に先端部８０Ｌ、８０Ｒから近接場光２００を発生させることができる。
【００６９】
（実施の形態２）
続いて、実施の形態２に係る半導体レーザ装置について説明する。なお、実施の形態２に係る半導体レーザ装置の説明においては、実施の形態１に係る半導体レーザ装置との差異点を中心に説明する。実施の形態２に係る半導体レーザ装置の説明においては、実施の形態１に係る半導体レーザ装置と同様の構成について同様の符号を付し、説明を一部省略又は簡略化する場合がある。
【００７０】
［構成］
図５は、実施の形態２に係る半導体レーザ装置１０２を示す斜視図である。
【００７１】
半導体レーザ装置１０２は、半導体レーザアレイ素子（半導体レーザ素子）２０と、シリンドリカルレンズ（レンズ）２８と、を備える。
【００７２】
半導体レーザアレイ素子２０は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子１と同様に、ＧａＮ系材料からなる。半導体レーザアレイ素子２０は、複数のエミッタを有する。つまり、半導体レーザアレイ素子２０においては、複数のリッジ部が、１つの半導体レーザアレイ素子２０上に集積されている。このように、半導体レーザアレイ素子２０は、アレイ構造を有する半導体レーザ素子である。本実施の形態では、半導体レーザアレイ素子２０は、３つのリッジ部２１、２２、２３を有する。また、半導体レーザアレイ素子２０は、３つのリッジ部２１、２２、２３の間、並びに、半導体レーザアレイ素子２０におけるリッジ部２１、２２、２３の並び方向における端部に、ダミーリッジ部２４、２５、２６、２７を有する。つまり、半導体レーザアレイ素子２０が有する第２クラッド層５ｂには、リッジ部２１、２２、２３と、ダミーリッジ部２４、２５、２６、２７とが形成されている。これらのダミーリッジ部２４、２５、２６、２７における光出射面３０Ｆ側には、先が尖った先端部２４Ｃ、２５Ｃ、２６Ｃ、２７Ｃを有する凸部２４Ｂ、２５Ｂ、２６Ｂ、２７Ｂが設けられた凹凸部２４Ａ、２５Ａ、２６Ａ、２７Ａが形成されている。
【００７３】
リッジ部２１、２２、２３それぞれのエミッタからは、それぞれレーザ光２１Ｃ、２２Ｃ、２３Ｃが出射される。レーザ光２１Ｃ、２２Ｃ、２３Ｃは、シリンドリカルレンズ２８に入射してコリメートされる。つまり、レーザ光２１Ｃ、２２Ｃ、２３Ｃは、コリメートされてシリンドリカルレンズ２８を透過する。ここで、レーザ光２１Ｃ、２２Ｃ、２３Ｃの一部は、シリンドリカルレンズ２８を透過せずに反射されて図５の破線で示す反射レーザ光２１Ｄ、２２Ｄ、２３Ｄとなる。反射レーザ光２１Ｄ、２２Ｄ、２３Ｄは、凹凸部２４Ａ、２５Ａ、２６Ａ、２７Ａに入射し近接場光２００を発生させる。発生した近接場光２００は、半導体レーザアレイ素子２０の周囲の酸素をラジカルにさせる。そのラジカル（酸素ラジカル）によって、半導体レーザアレイ素子２０の周囲の浮遊付着物が分解されることで、当該周囲の浮遊付着物の量は、低減される。そのため、半導体レーザアレイ素子２０の動作時に出射されるレーザ光９の出力特性の劣化は、抑制され得る。
【００７４】
なお、半導体レーザアレイ素子２０が有するリッジ部及びダミーリッジ部の数は、特に限定されない。リッジ部の数は、２でもよいし、４以上でもよい。また、ダミーリッジ部の数は、３以下でもよいし、５以上でもよい。また、ダミーリッジ部に形成される凹凸部は、リッジ部の間に位置するダミーリッジ部にのみ形成されていてもよいし、半導体レーザアレイ素子２０におけるリッジ部２１、２２、２３の並び方向における端部に位置するダミーリッジ部にのみ形成されていてもよい。
【００７５】
［効果等］
以上説明したように、実施の形態２に係る半導体レーザ装置１０２は、複数のリッジ部２１、２２、２３が形成され、複数個所からレーザ光を出射するアレイ構造を有する半導体レーザアレイ素子２０を有する。
【００７６】
半導体レーザアレイ素子２０は、複数のリッジ部のエミッタを有するマルチエミッタであるために、１つのリッジ部のエミッタを有するシングルエミッタの半導体レーザ素子と比較して、サイズが大型化される。そのために、筐体等に収容して半導体レーザアレイ素子２０を気密封止することは、困難である。そのために、例えば、気密封止されていない実施の形態２に係る半導体レーザ装置１０２であっても、シロキサン等の付着物が光出射面３０Ｆに付着されることを抑制することができる。
【００７７】
（実施の形態３）
続いて、実施の形態３に係る半導体レーザ装置について説明する。なお、実施の形態３に係る半導体レーザ装置の説明においては、実施の形態１又は実施の形態２に係る半導体レーザ装置との差異点を中心に説明する。実施の形態３に係る半導体レーザ装置の説明においては、実施の形態１又は実施の形態２に係る半導体レーザ装置と同様の構成について同様の符号を付し、説明を一部省略又は簡略化する場合がある。
【００７８】
［構成］
図６は、実施の形態３に係る半導体レーザ装置１０３を示す斜視図である。
【００７９】
半導体レーザ装置１０３は、半導体レーザアレイ素子３０と、シリンドリカルレンズ２８と、サブマウント３８（載置部材）と、を備える。
【００８０】
ＧａＮ系半導体からなる半導体レーザアレイ素子３０が備える第２クラッド層５ｃには、リッジ部３１、３２、３３、及び、ダミーリッジ部３４、３５、３６、３７が形成されている。ここで、第２クラッド層５ｃに形成されているダミーリッジ部３４、３５、３６、３７には、凹凸部が形成されていない点が、実施の形態１の半導体レーザ素子１及び実施の形態２の半導体レーザアレイ素子２０とは異なる。実施の形態３においては、凹凸部３８Ａは、サブマウント３８に形成されている。このように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０３は、レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃを出射する光出射面３０Ｆを有する半導体レーザアレイ素子３０と、半導体レーザアレイ素子３０が載置され、且つ、先端部３８Ｃが尖った凸部３８Ｂが複数設けられた凹凸部３８Ａを光出射面３０Ｆ側に有する載置部材と、光出射面３０Ｆに対向して配置され、レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃの一部を反射して先端部３８Ｃに照射するシリンドリカルレンズ２８と、を備える。また、本実施の形態では、当該載置部材は、サブマウント３８である。
【００８１】
サブマウント３８は、半導体レーザアレイ素子３０が載置される板状の載置部材である。また、サブマウント３８には、半導体レーザアレイ素子３０の光出射面３０Ｆ側に位置する面に、先が尖った先端部３８Ｃを有する凸部３８Ｂが複数設けられた凹凸部３８Ａが形成されている。
【００８２】
なお、サブマウント３８とは、半導体レーザアレイ素子３０が図示しないヒートシンクに載置される場合に、半導体レーザアレイ素子３０と図示しないヒートシンクとの熱膨張係数差を緩和するために設けられるものである。
【００８３】
サブマウント３８に採用される材料は、半導体レーザアレイ素子３０と、半導体レーザアレイ素子３０が載置される図示しないヒートシンクとの熱膨張係数の差を抑制することができればよく、特に限定されない。サブマウント３８には、例えば、半導体材料が採用される。本実施の形態では、サブマウント３８は、ＳｉＣを用いて形成されている。
【００８４】
リッジ部３１、３２、３３のエミッタからのレーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃの一部が、レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃをコリメートするためのシリンドリカルレンズ２８で反射されて、サブマウント３８に形成されている凹凸部３８Ａに入射し、近接場光２００を発生させる。この近接場光２００が半導体レーザアレイ素子３０周囲の酸素をラジカルにさせる。そのラジカルによって、半導体レーザアレイ素子３０の周囲の浮遊付着物が分解されることで、当該周囲の浮遊付着物の量は、低減される。そのため、半導体レーザアレイ素子３０の動作時に出射されるレーザ光９の出力特性の劣化は、抑制され得る。
【００８５】
［効果等］
以上説明したように、実施の形態３に係る半導体レーザ装置１０３は、レーザ光（例えば、レーザ光３１Ｃ）を出射する光出射面３０Ｆを有する半導体レーザアレイ素子３０と、半導体レーザアレイ素子３０が載置され、且つ、先端部３８Ｃが尖った凸部３８Ｂが複数設けられた凹凸部３８Ａを光出射面３０Ｆ側に有する載置部材と、光出射面３０Ｆに対向して配置され、レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃの一部を反射して先端部３８Ｃに照射するシリンドリカルレンズ２８と、を備える。
【００８６】
また、例えば、載置部材は、サブマウント３８である。
【００８７】
凹凸部３８Ａが載置部材に設けられることで、凹凸部３８Ａは、半導体レーザアレイ素子３０を製造するための半導体プロセスに影響を与えず、且つ、光出射面３０Ｆの近傍に形成される。そのため、凹凸部３８Ａを設けることによる半導体レーザアレイ素子３０の構造への影響を与えることなく、且つ、光出射面３０Ｆの近傍で、近接場光２００を発生させることができる。
【００８８】
また、凹凸部３８Ａがサブマウント３８に設けられることで、半導体レーザアレイ素子３０以外で、且つ、光出射面３０Ｆの近傍に凹凸部３８Ａをさらに設けやすくすることができる。
【００８９】
（実施の形態４）
続いて、実施の形態４に係る半導体レーザ装置について説明する。なお、実施の形態４に係る半導体レーザ装置の説明においては、実施の形態１〜３に係る半導体レーザ装置との差異点を中心に説明する。実施の形態４に係る半導体レーザ装置の説明においては、実施の形態１〜３に係る半導体レーザ装置と同様の構成について同様の符号を付し、説明を一部省略又は簡略化する場合がある。
【００９０】
［構成］
図７は、実施の形態４に係る半導体レーザ装置１０４を示す斜視図である。
【００９１】
半導体レーザ装置１０４は、半導体レーザアレイ素子３０と、シリンドリカルレンズ２８と、サブマウント４０と、ヒートシンク（載置部材）４１と、を備える。
【００９２】
サブマウント４０は、サブマウント３８と同様に、半導体レーザアレイ素子３０が載置される板状の部材である。ここで、サブマウント４０は、サブマウント３８とは異なり、凹凸部を有さない。
【００９３】
ヒートシンク４１は、半導体レーザアレイ素子３０が載置されたサブマウント４０が載置される基台である。つまり、本実施の形態では、半導体レーザアレイ素子３０は、サブマウント４０を介して、ヒートシンク４１に載置されている。
【００９４】
ヒートシンク４１は、半導体レーザアレイ素子３０で発生された熱を放熱するための部材である。ヒートシンク４１に用いられる材料は、レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃ（より具体的には、反射レーザ光３４Ｃ、３５Ｃ、３６Ｃ）が照射されることで近接場光２００を発することができる材料であればよい。ヒートシンク４１に用いられる材料は、例えば、半導体、又は、金属である。本実施の形態では、ヒートシンクに採用されている材料は、Ｃｕ（銅）である。
【００９５】
また、ヒートシンク４１には、凹凸部４１Ａが形成されている。具体的には、ヒートシンク４１には、半導体レーザアレイ素子３０の光出射面３０Ｆ側に、レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃが出射される方向に先端部４１Ｃが尖った凸部４１Ｂが複数設けられた凹凸部４１Ａが形成されている。このように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０４は、レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃを出射する光出射面３０Ｆを有する半導体レーザアレイ素子３０と、半導体レーザアレイ素子３０が載置され、且つ、先端部４１Ｃが尖った凸部４１Ｂが複数設けられた凹凸部４１Ａを光出射面３０Ｆ側に有する載置部材と、光出射面３０Ｆに対向して配置され、レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃの一部を反射して先端部４１Ｃに照射するシリンドリカルレンズ２８と、を備える。また、本実施の形態では、当該載置部材は、ヒートシンクである４１である。
【００９６】
半導体レーザアレイ素子３０からのレーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃの一部は、レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃをコリメートするためのシリンドリカルレンズ２８で反射されて、破線矢印で示す方向に向けて反射レーザ光３４Ｃ、３５Ｃ、３６Ｃとなる。反射レーザ光３４Ｃ、３５Ｃ、３６Ｃは、ヒートシンク４１の凹凸部４１Ａに入射し、近接場光２００を発生させる。この近接場光２００が半導体レーザアレイ素子３０の周囲の酸素をラジカルにさせる。そのラジカルによって、半導体レーザアレイ素子３０の周囲の浮遊付着物が分解されることで、当該周囲に位置する浮遊付着物の量は、低減される。そのため、半導体レーザアレイ素子３０の動作時に出射されるレーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃの出力特性の劣化は、抑制され得る。
【００９７】
［効果等］
以上説明したように、実施の形態４に係る半導体レーザ装置１０４は、実施の形態３に係る半導体レーザ装置１０３と同様に、レーザ光（例えば、レーザ光３１Ｃ）を出射する光出射面３０Ｆを有する半導体レーザアレイ素子３０と、半導体レーザアレイ素子３０が載置され、且つ、先端部４１Ｃが尖った凸部４１Ｂが複数設けられた凹凸部４１Ａを光出射面３０Ｆ側に有する載置部材と、光出射面３０Ｆに対向して配置され、レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃの一部を反射して先端部４１Ｃに照射するシリンドリカルレンズ２８と、を備える。ここで、半導体レーザ装置１０４は、凹凸部４１Ａが設けられていないサブマウント４０と、凹凸部４１Ａが設けられたヒートシンク４１と、を備える。また、半導体レーザ装置１０４において、半導体レーザアレイ素子３０は、サブマウント４０を介してヒートシンク４１に載置されている。つまり、半導体レーザ装置１０４は、サブマウント４０を備える。また、半導体レーザ装置１０４において、半導体レーザアレイ素子３０が載置される載置部材は、ヒートシンクである。また、半導体レーザ装置１０４において、半導体レーザアレイ素子３０は、サブマウント４０を介して載置部材に載置されている。
【００９８】
このような構成によれば、凹凸部３８Ａは、半導体レーザアレイ素子３０を製造するための半導体プロセスに影響を与えず、且つ、光出射面３０Ｆの近傍に形成される。そのため、凹凸部３８Ａを設けることによる半導体レーザアレイ素子３０の構造への影響を与えることなく、且つ、光出射面３０Ｆの近傍で、近接場光２００を発生させることができる。また、ヒートシンク４１は、サブマウント４０よりも、厚み等のサイズが大きくなるように設けられる場合が多い。そのため、ヒートシンク４１に凹凸部４１Ａが設けられることで、実施の形態４に係る半導体レーザ装置１０３のように、凹凸部３８Ａがサブマウント３８に設けられる場合と比較して、凹凸部３８Ａを広範囲に、より具体的には、先端部４１Ｃをより多く形成しやすい。そのため、多くの先端部４１Ｃが設けられた半導体レーザ装置１０４によれば、近接場光２００がより多く発生され得る。
【００９９】
（実施の形態５）
続いて、実施の形態５に係る半導体レーザ装置について説明する。なお、実施の形態５に係る半導体レーザ装置の説明においては、実施の形態１〜４に係る半導体レーザ装置との差異点を中心に説明する。実施の形態５に係る半導体レーザ装置の説明においては、実施の形態１〜４に係る半導体レーザ装置と同様の構成について同様の符号を付し、説明を一部省略又は簡略化する場合がある。
【０１００】
［構成］
図８は、実施の形態５に係る半導体レーザ装置１０５を示す斜視図である。図９は、実施の形態５に係る半導体レーザ装置１０５を示す側面図である。
【０１０１】
図８及び図９に示すように、半導体レーザ装置１０５は、半導体レーザアレイ素子３０と、シリンドリカルレンズ２８と、凹凸素子５０と、第１反射膜６０と、第２反射膜６１と、を備える。
【０１０２】
凹凸素子５０は、先端部５０Ｃが尖った凸部５０Ｂが複数設けられた凹凸部５０Ａを有する部材である。凹凸素子５０に採用される材料は、例えば、半導体、又は、金属である。凹凸素子５０は、半導体レーザアレイ素子３０の光反射面３０Ｒ、より具体的には、光反射面３０Ｒに形成されている第２反射膜６１と対向して配置されている。
【０１０３】
半導体レーザアレイ素子３０は、光出射面３０Ｆ及び光出射面３０Ｆとは反対側に位置する光反射面３０Ｒを有する。また、光出射面３０Ｆ及び光反射面３０Ｒからは、レーザ光（レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃ、及び、後面レーザ光３１Ｒ、３２Ｒ、３３Ｒ）が出射される。
【０１０４】
第１反射膜６０は、半導体レーザアレイ素子３０の光出射面３０Ｆ（より具体的には、シリンドリカルレンズ２８に近い面）に形成されている、レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃの一部を透過して半導体レーザアレイ素子３０の外部に出射させ、他部を反射して半導体レーザアレイ素子３０の内部に閉じ込めるための光学膜である。より具体的には、第１反射膜６０は、誘電体多層膜を用いた低反射率コーティング部材である。例えば、第１反射膜６０は、第２反射膜６１よりも半導体レーザアレイ素子３０が出射するレーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃに対する光反射率が低い。
【０１０５】
第２反射膜６１は、半導体レーザアレイ素子３０の光出射面３０Ｆとは反対側に位置する面である光反射面（後面）３０Ｒに形成されている、後面レーザ光（レーザ光）３１Ｒ、３２Ｒ、３３Ｒの一部を透過して半導体レーザアレイ素子３０の外部に出射させ、他部を反射して半導体レーザアレイ素子３０の内部に閉じ込めるための光学膜である。より具体的には、第２反射膜６１は、誘電体多層膜を用いた高反射率コーティング部材である。
【０１０６】
第１反射膜６０のレーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃに対する光反射率は、例えば、３％程度であり、第２反射膜６１の後面レーザ光３１Ｒ、３２Ｒ、３３Ｒに対する光反射率は、例えば、９７％程度である。第２反射膜６１は、第１反射膜６０よりも高い光反射率を有する。このように、第１反射膜６０が光出射面３０Ｆに形成されており、且つ、第２反射膜６１が光反射面３０Ｒに形成されていることで、リッジ部３１、３２、３３のエミッタそれぞれから出射されるレーザ光の多くは、光出射面３０Ｆから放出され、レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃになる。
【０１０７】
ここで、光反射面３０Ｒに形成されている第２反射膜６１が半導体レーザアレイ素子３０から出射されるレーザ光に対する反射率が１００％ではないために、光反射面３０Ｒ側からも僅かにレーザ光が後面レーザ光３１Ｒ、３２Ｒ、３３Ｒが放出される。
【０１０８】
そこで、半導体レーザ装置１０５は、半導体レーザアレイ素子３０の光反射面３０Ｒ側に凹凸素子５０を備える。これにより、凹凸素子５０が有する凹凸部５１Ａ（より具体的には、凹凸部５１Ａに設けられた複数の凸部５０Ｂそれぞれに形成されている先が尖った先端部５０Ｃ）に入射した後面レーザ光３１Ｒ、３２Ｒ、３３Ｒによって、近接場光２００が発生される。この近接場光２００が半導体レーザアレイ素子２０の周囲の酸素をラジカルにさせる。そのラジカルによって、半導体レーザアレイ素子３０の周囲の浮遊付着物が分解されることで、低減される。そのため、半導体レーザアレイ素子３０の動作時に出射されるレーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃの出力特性の劣化は、抑制され得る。
【０１０９】
なお、図８には、凸部５０Ｂの突出方向が上方、より具体的には、Ｚ軸正方向である場合を例示しているが、先端部５０Ｃが、後面レーザ光３１Ｒ、３２Ｒ、３３Ｒが照射される位置に設けられていればよく、凸部５０Ｂの突出方向は、特に限定されない。例えば、凹凸部５０Ａには、半導体レーザアレイ素子３０に向けて尖る先端部５０Ｃを有する凸部５０Ｂが複数設けられていてもよい。
【０１１０】
［効果等］
以上説明したように、実施の形態５に係る半導体レーザ装置１０５は、光出射面３０Ｆ及び光出射面３０Ｆとは反対側に位置する光反射面３０Ｒを有し、光出射面３０Ｆ及び光反射面３０Ｒからレーザ光（レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃ、及び、後面レーザ光３１Ｒ、３２Ｒ、３３Ｒ）を出射する半導体レーザアレイ素子３０と、光出射面３０Ｆに配置され、レーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃを透過する第１反射膜６０と、光反射面３０Ｒに配置され、レーザ光（後面レーザ光３１Ｒ、３２Ｒ、３３Ｒ）を透過し、且つ、第１反射膜６０よりも光反射率の高い第２反射膜６１と、第２反射膜６１と対向して配置された、先端部５０Ｃが尖った凸部５０Ｂが複数設けられた凹凸部５０Ａと、を備える。
【０１１１】
このような構成によれば、半導体レーザ装置１０５の外部に出射されてレーザ加工等に用いられるレーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃだけでなく、従来用いられてこなかった光反射面３０Ｒから出射される後面レーザ光３１Ｒ、３２Ｒ、３３Ｒを用いて、近接場光２００を発生させることができる。そのため、レーザ加工等に用いられるレーザ光３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃを損失させずに、近接場光２００を発生させることができる。
【０１１２】
また、例えば、半導体レーザ装置１０５は、さらに、凹凸部５０Ａを有する凹凸素子５０を備える。
【０１１３】
このような構成によれば、凹凸部５０Ａが半導体レーザアレイ素子３０とは別部材で構成されているために、凹凸部５０Ａと半導体レーザアレイ素子３０との位置関係、より具体的には、凹凸部５０Ａに設けられた複数の凸部５０Ｂそれぞれが有する先端部５０Ｃと後面レーザ光３１Ｒ、３２Ｒ、３３Ｒとの位置関係が調整されやすくなる。
【０１１４】
また、例えば、凹凸素子５０は、半導体、又は、金属である。
【０１１５】
このような構成によれば、さらに効果的に先端部８０Ｌ、８０Ｒから近接場光２００を発生させることができる。
【０１１６】
（変形例）
実施の形態５に係る半導体レーザ装置は、光反射面３０Ｒ側に凹凸部が形成されていればよく、凹凸素子５０を備えなくてもよい。
【０１１７】
図１０は、実施の形態５の変形例に係る半導体レーザ装置１０６を示す斜視図である。
【０１１８】
半導体レーザ装置１０６は、半導体レーザアレイ素子３０と、シリンドリカルレンズ２８と、ヒートシンク５１と、を備える。
【０１１９】
ヒートシンク５１は、実施の形態４に係る半導体レーザ装置１０４が備えるヒートシンク４１と同様に、半導体レーザアレイ素子３０で発生した熱を半導体レーザアレイ素子３０の外部へ放出しやすくするための部材である。
【０１２０】
また、ヒートシンク５１は、先端部５１Ｃが尖った凸部５１Ｂが複数設けられた凹凸部５１Ａを備える。
【０１２１】
このように、実施の形態５の変形例に係る半導体レーザ装置１０６は、第２反射膜６１と対向して配置された、先端部５１Ｃが尖った凸部５１Ｂが複数設けられた凹凸部５１Ａを有するヒートシンク５１を備える。
【０１２２】
このような構成によれば、ヒートシンク５１における、半導体レーザアレイ素子３０が有する光反射面３０Ｒに隣接して、より具体的には、対向して凹凸部５１Ａが形成されているため、実施の形態５に係る半導体レーザ装置１０５が備える凹凸素子５０のように、追加部品が不要となる。そのため、実施の形態５の変形例に係る半導体レーザ装置１０６は、実施の形態５に係る半導体レーザ装置１０５よりも低コストで実現され得る。
【０１２３】
なお、図１０に示す本変形例では、光反射面３０Ｒに対向する凹凸部５１Ａは、ヒートシンク５１に形成されている。しかしながら、光反射面３０Ｒに対向する凹凸部５１Ａは、サブマウント４０に形成されてもよい。
【０１２４】
（その他の実施の形態）
以上、本開示の実施の形態及び変形例に係る半導体レーザ装置について、各実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を各実施の形態に施したもの、又は、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０１２５】
例えば、上記実施の形態では、半導体レーザアレイ素子２０、３０として、リッジ部のエミッタが３本の場合を示したが、半導体レーザアレイ素子に設けられるリッジ部の数は、２本又は４本以上でも適用可能である。
【０１２６】
また、上記実施の形態３〜５に示す半導体レーザ装置は、半導体レーザアレイ素子を備えたが、単一エミッタの半導体レーザ素子にも適用可能である。更には、各実施の形態を組み合わせて、半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射端面への付着物の付着を抑制する効果を高めてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本開示の半導体レーザ装置は、レーザ光を出射する光出射面が設けられている固体半導体レーザ素子を有する装置に適用でき、例えば、レーザ加工に用いられる加工装置の光源として適用される。
【符号の説明】
【０１２８】
１、１ａ  半導体レーザ素子
２  基板
３  第１クラッド層
４  活性層
５、５ａ、５ｂ、５ｃ  第２クラッド層
６、２１、２２、２３、３１、３２、３３  リッジ部
６ａ  電極層
７Ｌ、７Ｒ、１７Ｌ、１７Ｒ、２４、２５、２６、２７、３４、３５、３６、３７  ダミーリッジ部
８Ｌ、８Ｒ、１８Ｌ、１８Ｒ、２４Ａ、２５Ａ、２６Ａ、２７Ａ、３８Ａ、４１Ａ、５０Ａ、５１Ａ  凹凸部
９、２１Ｃ、２２Ｃ、２３Ｃ、３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃ  レーザ光
１０  光学素子（レンズ）
１１  ビーム
１２Ｌ、１２Ｒ、２１Ｄ、２２Ｄ、２３Ｄ、３４Ｃ、３５Ｃ、３６Ｃ  反射レーザ光
２０、３０  半導体レーザアレイ素子（半導体レーザ素子）
２４Ｂ、２５Ｂ，２６Ｂ、２７Ｂ、３８Ｂ、４１Ｂ、５０Ｂ、５１Ｂ、７０Ｌ、７０Ｒ、７１Ｌ、７１Ｒ  凸部
２４Ｃ、２５Ｃ、２６Ｃ、２７Ｃ、３８Ｃ、４１Ｃ、５０Ｃ、５１Ｃ、８０Ｌ、８０Ｒ、８１Ｌ、８１Ｒ  先端部
２８  シリンドリカルレンズ（レンズ）
３０Ｆ  光出射面（前面）
３０Ｒ  光反射面（後面）
３１Ｒ、３２Ｒ、３３Ｒ  後面レーザ光（レーザ光）
３８  サブマウント（載置部材）
４０  サブマウント
４１  ヒートシンク
５０  凹凸素子
５１  ヒートシンク（載置部材）
６０  第１反射膜
６１  第２反射膜
１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６  半導体レーザ装置
２００  近接場光
Ｄ  高さ
Ｈ  厚み
Ｐ  間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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