(57)【要約】【課題】信頼性を損なうことを抑制でき、かつ、高出力化を実現でき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１０は、発光層１０３と、発光層１０３の互いに対向する一対の端面に対応する位置にそれぞれ配置され、共振器を構成する二つのミラー面１５１及び１５２と、発光層１０３に電流を供給し、共振器におけるレーザ発振方向に配列される複数の電極（パッド電極１０９ａ〜１０９ｆ）とを有する半導体レーザ素子１００と、複数の電極のそれぞれに供給する電流量を、順次増減させる駆動部１７０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層と、前記発光層の互いに対向する一対の端面に対応する位置にそれぞれ配置され、共振器を構成する二つのミラー面と、前記発光層に電流を供給し、前記共振器におけるレーザ発振方向に配列される複数の電極とを有する半導体レーザ素子と、
前記複数の電極のそれぞれに供給する電流量を、順次増減させる駆動部とを備える
半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記半導体レーザ素子は、前記レーザ発振方向に配列される複数の素子要素を含み、
前記発光層は、前記複数の電極からそれぞれ電流が供給され、前記レーザ発振方向に配列される複数の発光層要素を含み、
前記複数の素子要素のそれぞれは、前記複数の発光層要素のうち一つの発光層要素と、前記複数の電極のうちの一つの電極とを有し、
前記複数の素子要素のそれぞれは、前記レーザ発振方向における端面のうち、隣り合う他の素子要素と対向する端面に配置される反射抑制膜を有する
請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記複数の素子要素のうち、隣り合う二つの素子要素の間に配置される光学レンズをさらに備える
請求項２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記駆動部は、前記複数の電極のうち一部の電極に供給する電流密度を、第１閾値以上、第２閾値未満とし、かつ、前記複数の電極のうち、前記一部の電極以外の電極に供給する電流密度を、前記第２閾値以上とし、
前記複数の電極のうち、前記第１閾値以上の電流密度で電流が供給される電極に対応する前記発光層の領域において、前記発光層が生成する光が減衰せず、
前記第２閾値は、前記半導体レーザ素子のレーザ発振閾値である
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記発光層は、ＩｎＧａＮ層を含み、
前記第１閾値は、７５０Ａ／ｃｍ２であり、
前記第２閾値は、１３００Ａ／ｃｍ２である
請求項４に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記複数の電極にそれぞれ接続され、前記駆動部によって制御される複数の独立した電源をさらに備える
請求項１〜５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】
従来、加工品質が高いレーザ加工が注目されている。特に、発光波長を制御可能であり、かつ、高効率という利点から、半導体レーザ素子を光源として用いるダイレクトダイオードレーザ方式のレーザ加工が期待されている。レーザ加工においては、光源の高出力化が求められるが、半導体レーザ素子においては、発熱に伴う利得低下に起因して高出力化が妨げられる。
【０００３】
特許文献１に記載された半導体レーザ装置においては、リッジ部上の電極を、レーザ発振方向に分割し、前方端面（つまり、レーザ光出射側端面）に近い電極の抵抗値を低減することによって、前方端面に近い領域により多くの電流が流れるように工夫している。光強度分布が前方端面で強いというレーザ装置の特徴を鑑みると、このような構成を採用することで、光とキャリア（つまり電流）分布とを一致させることができる。これにより、特許文献１では、半導体レーザ装置の効率を高めようとしている。
【０００４】
また、他の先行技術文献においては、レーザ光のレーザ発振方向に電極を分割することにより、波長安定性を向上させたり（特許文献２参照）、絶温特性を向上させたり（特許文献３参照）、光波形を整形したり（特許文献４参照）、スペクトル分布を制御したり（特許文献５参照）しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００５／０６２４３３号
【特許文献２】特開平１−１５２７８４号公報
【特許文献３】特開２０００−１７４３８３号公報
【特許文献４】特開２００７−１１１０６号公報
【特許文献５】特開２００７−１８４５５７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Microelectronics Reliability, 76-77(2017)579-583
【非特許文献２】J. Appl. Phys., Vol.84, No.3(1196)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された半導体レーザ装置によれば、電流の光への変換が旺盛に生じる前方端面近傍においてキャリア密度を高めることができるため、光量に対するキャリア密度の不足を補うことは可能である。一方、前方端面近傍の温度が局所的に増加する。このことから、前方端面近傍で半導体結晶欠陥の増殖を促進したり、電極破壊を生じたりするため、半導体レーザ装置の信頼性が損なわれる。このため、特許文献１に記載された半導体レーザ装置によっては、十分な高出力化を実現できない。なお、特許文献２〜５に記載された発明は、いずれも高出力化には寄与しない。
【０００８】
本開示は、このような課題を解決するものであり、信頼性を損なうことを抑制でき、かつ、高出力化を実現できる半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様は、発光層と、前記発光層の互いに対向する一対の端面に対応する位置にそれぞれ配置され、共振器を構成する二つのミラー面と、前記発光層に電流を供給し、前記共振器におけるレーザ発振方向に配列される複数の電極とを有する半導体レーザ素子と、前記複数の電極のそれぞれに供給する電流量を、順次増減させる駆動部とを備える。
【００１０】
このように、複数の電極のそれぞれに供給する電流量を、順次増減させることで、各電極に連続的に大電流が流れることを抑制できる。したがって、各電極に対応する発光層の温度の上昇を抑制できるため、半導体レーザ素子の破損を抑制できる。また、発光層の温度上昇を抑制することで、発光層における増幅利得の低下を抑制できる。したがって、本開示に係る半導体レーザ装置によれば、信頼性を損なうことを抑制でき、かつ、高出力化を実現できる。
【００１１】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記半導体レーザ素子は、前記レーザ発振方向に配列される複数の素子要素を含み、前記発光層は、前記複数の電極からそれぞれ電流が供給され、前記レーザ発振方向に配列される複数の発光層要素を含み、前記複数の素子要素のそれぞれは、前記複数の発光層要素のうち一つの発光層要素と、前記複数の電極のうちの一つの電極とを有し、前記複数の素子要素のそれぞれは、前記レーザ発振方向における端面のうち、隣り合う他の素子要素と対向する端面に配置される反射抑制膜を有してもよい。
【００１２】
このように、半導体レーザ素子を複数の素子要素に分離することによって、各素子要素間の熱干渉を低減できる。したがって、半導体レーザ装置の信頼性を高め、かつ、より一層の高出力化が可能となる。
【００１３】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記複数の素子要素のうち、隣り合う二つの素子要素の間に配置される光学レンズをさらに備えてもよい。
【００１４】
これにより、各素子要素から出力されるレーザ光を集光できるため、隣接する素子要素に入射されないレーザ光を低減できる。したがって、半導体レーザ装置の効率を高めることができる。
【００１５】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記駆動部は、前記複数の電極のうち一部の電極に供給する電流密度を、第１閾値以上、第２閾値未満とし、かつ、前記複数の電極のうち、前記一部の電極以外の電極に供給する電流密度を、前記第２閾値以上とし、前記複数の電極のうち、前記第１閾値以上の電流密度で電流が供給される電極に対応する前記発光層の領域において、前記発光層が生成する光が減衰せず、前記第２閾値は、前記半導体レーザ素子のレーザ発振閾値であってもよい。
【００１６】
このように、第１閾値以上の電流が発光層に供給されることで、発光層において光が減衰することを抑制できる。また、一部の電極では、第２閾値未満の電流が供給されることから、当該電極に対応する発光層における発熱を低減できる。また、当該一部の電極以外の電極では、レーザ発振閾値以上の電流が供給されることから、半導体レーザ素子にて、レーザ発振させることができる。
【００１７】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記発光層は、ＩｎＧａＮ層を含み、前記第１閾値は、７５０Ａ／ｃｍ２であり、前記第２閾値は、１３００Ａ／ｃｍ２であってもよい。
【００１８】
このように、第１閾値及び第２閾値を設定することで、ＩｎＧａＮ層を含む発光層における発熱の低減と、確実なレーザ発振とを実現できる。
【００１９】
また、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様において、前記複数の電極にそれぞれ接続され、前記駆動部によって制御される複数の独立した電源をさらに備えてもよい。
【００２０】
これにより、各電源を制御するだけで、各電極に供給する電流を容易に調整できる。
【発明の効果】
【００２１】
本開示によれば、信頼性を損なうことを抑制でき、かつ、高出力化を実現できる半導体レーザ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式的な平面図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るレーザモジュールの構成を示す模式的な平面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式的な平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式的な第１の断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式的な第２の断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子に供給する電流密度と、モード利得との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、実施の形態１に係る複数の電源が出力する電流のシーケンスを示すグラフである。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第一工程を示す模式的な断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第二工程を示す模式的な断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第三工程を示す模式的な断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第四工程を示す模式的な断面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第五工程を示す模式的な断面図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の製造方法の第六工程を示す模式的な断面図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係る半導体レーザ装置が備えるレーザモジュールの構成を示す模式的な平面図である。
【図８】図８は、実施の形態２に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式的な平面図である。
【図９】図９は、実施の形態２に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に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。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、及び、構成要素の配置位置や接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。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は、任意の構成要素として説明される。
【００２４】
また、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、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。なお、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、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００２５】
また、本明細書において、「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）を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。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接する状態で配置される場合にも適用される。
【００２６】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る半導体レーザ装置について説明する。
【００２７】
［１−１．全体構成］
まず、本実施の形態に係る半導体レーザ装置の全体構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０の全体構成を示す模式的な平面図である。
【００２８】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０は、レーザ光を出射する装置であり、レーザモジュール１２と、駆動部１７０と、複数の電源Ｓ１〜Ｓ６とを備える。
【００２９】
レーザモジュール１２は、半導体レーザ素子１００と、他の光学素子などとを有するモジュールである。レーザモジュール１２の詳細構成について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係るレーザモジュール１２の構成を示す模式的な平面図である。図２に示されるように、レーザモジュール１２は、半導体レーザ素子１００と、サブマウント１８６と、光学レンズ１８４と、パッケージ１８０と、ワイヤＷｂと、光出力窓１８２とを備える。
【００３０】
半導体レーザ素子１００は、レーザ光を出射する半導体素子である。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１００について、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１００の構成を示す模式的な平面図、第１の断面図及び第２の断面図である。図３Ｂ及び図３Ｃには、それぞれ、図３Ａに示されるＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線及びＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線における断面が示されている。
【００３１】
図３Ｃに示されるように、半導体レーザ素子１００は、発光層１０３と、二つのミラー面１５１及び１５２と、複数のパッド電極１０９ａ〜１０９ｆとを有する。本実施の形態では、半導体レーザ素子１００は、さらに、基板１０１と、ｎ側クラッド層１０２と、電子障壁層１０４と、ｐ側クラッド層１０５と、ｐ型コンタクト層１０６と、絶縁層１０７と、ｐ電極１０８ａ〜１０８ｆと、ｎ電極１１０とを有する。
【００３２】
二つのミラー面１５１及び１５２は、発光層１０３の互いに対向する一対の端面に対応する位置にそれぞれ配置され、共振器を構成する共振器ミラーである。本実施の形態では、ミラー面１５１及び１５２は、図３Ｃに示されるように、基板１０１、ｎ側クラッド層１０２、発光層１０３、電子障壁層１０４、ｐ側クラッド層１０５、ｐ型コンタクト層１０６及び絶縁層１０７で構成される積層構造体の劈開面からなる端面に形成される。
【００３３】
ミラー面１５１は、共振器を構成するミラーのうち、レーザ光を出射するフロント側ミラーである。ミラー面１５１は、反射膜を含む。ミラー面１５１が含む反射膜の構成は特に限定されないが、本実施の形態では、反射膜は、誘電体多層膜で構成される。ミラー面１５１の反射率は、特に限定されないが、本実施の形態では、約５％である。ミラー面１５１の反射率は、例えば、誘電体多層膜の材料、膜数、膜厚などのパラメータを調整することにより所望の値に調整される。
【００３４】
ミラー面１５２は、共振器を構成するミラーのうち、レーザ光を反射するリア側ミラーである。ミラー面１５２は、反射膜を含む。ミラー面１５２が含む反射膜の構成は特に限定されないが、本実施の形態では、反射膜は、誘電体多層膜で構成される。ミラー面１５２の反射率は、ミラー面１５１より高ければ特に限定されないが、本実施の形態では、約９５％である。ミラー面１５２の反射率は、例えば、誘電体多層膜の材料、膜数、膜厚などのパラメータを調整することにより所望の値に調整される。
【００３５】
ミラー面１５１及び１５２の反射率について、ミラー面１５１の反射率を２％以上、１８％以下とし、ミラー面１５１の反射率を９０％以上、１００％以下としてもよい。これにより、半導体レーザ素子１００の特性を高効率化できる。
【００３６】
基板１０１は、半導体レーザ素子１００の基材である。本実施の形態では、基板１０１は、主面が（０００１）面であるｎ型六方晶ＧａＮ基板である。基板１０１は、ＧａＮ基板に限定されず、半導体層を積層し得る基板であればよい。例えば、基板１０１は、ＳｉＣ基板、サファイア基板などであってもよい。
【００３７】
ｎ側クラッド層１０２は、基板１０１の上方に配置され、第１導電型のクラッド層である。ｎ側クラッド層１０２は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）からなる。本実施の形態では、ｎ側クラッド層１０２は、Ｓｉがドープされ、２μｍの膜厚を有するＡｌｘＧａ１−ｘＮ（ｘ＝０．０３）層である。ｎ側クラッド層１０２におけるＳｉ濃度は１×１０１７ｃｍ−３である。ｎ側クラッド層１０２の構成はこれに限定されない。ｎ側クラッド層１０２は、１μｍ以上の膜厚を有するｎ型のＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）層であればよい。
【００３８】
発光層１０３は、ｎ側クラッド層１０２の上方に配置され、光を生成する層である。本実施の形態では、発光層１０３は、第１ｎ側光ガイド層１２１と、第２ｎ側光ガイド層１２２と、第３ｎ側光ガイド層１２３と、活性層１３０と、第１ｐ側光ガイド層１４１と、第２ｐ側光ガイド層１４２と、第３ｐ側光ガイド層１４３と、第４ｐ側光ガイド層１４４とを含む。
【００３９】
第１ｎ側光ガイド層１２１、第２ｎ側光ガイド層１２２及び第３ｎ側光ガイド層１２３は、ｎ側クラッド層１０２の上方に配置される光ガイド層である。第１ｎ側光ガイド層１２１、第２ｎ側光ガイド層１２２及び第３ｎ側光ガイド層１２３は、ｎ側クラッド層１０２より高い屈折率を有し、光をガイドする。第１ｎ側光ガイド層１２１は、ｉ−ＧａＮ層からなり、０．２μｍの膜厚を有する。第２ｎ側光ガイド層１２２は、アンドープＩｎｘＧａ１−ｘＮ（ｘ＝０．００８）からなり、４０ｎｍの膜厚を有する。第３ｎ側光ガイド層１２３は、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ（ｘ＝０．０２）からなり、１３ｎｍの膜厚を有する。
【００４０】
活性層１３０は、第３ｎ側光ガイド層１２３の上方に配置された層である。本実施の形態では、ＩｎＧａＮ層を含み、単一の井戸層からなる単一量子井戸構造を有する。より詳しくは、活性層１３０は、アンドープＩｎｘＧａ１−ｘＮ（ｘ＝０．０７）からなり、７．５ｎｍの膜厚を有する。
【００４１】
第１ｐ側光ガイド層１４１、第２ｐ側光ガイド層１４２、第３ｐ側光ガイド層１４３及び第４ｐ側光ガイド層１４４は、活性層１３０の上方に配置される光ガイド層である。第１ｐ側光ガイド層１４１、第２ｐ側光ガイド層１４２、第３ｐ側光ガイド層１４３及び第４ｐ側光ガイド層１４４は、ｐ側クラッド層１０５より高い屈折率を有し、光をガイドする。第１ｐ側光ガイド層１４１は、アンドープＩｎｘＧａ１−ｘＮ（ｘ＝０．０２）からなり、１３ｎｍの膜厚を有する。第２ｐ側光ガイド層１４２は、アンドープＩｎｘＧａ１−ｘＮ（ｘ＝０．００８）からなり、４０ｎｍの膜厚を有する。第３ｐ側光ガイド層１４３は、アンドープＩｎｘＧａ１−ｘＮ（ｘ＝０．０００３）からなり、６０ｎｍの膜厚を有する。第４ｐ側光ガイド層１４４は、ＧａＮからなり、５ｎｍの膜厚を有する。
【００４２】
電子障壁層１０４は、発光層１０３からｐ側クラッド層１０５への電子の漏れを抑制する層である。本実施の形態では、電子障壁層１０４は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（ｘ＝０．３５）からなり、５ｎｍの膜厚を有する。なお、電子障壁層１０４の構成はこれに限定されず、発光層１０３からｐ側クラッド層１０５への電子の漏れを抑制する機能を実現できる構成であればよい。
【００４３】
ｐ側クラッド層１０５は、発光層１０３の上方に配置された第１導電型と異なる第２導電型の層である。本実施の形態では、ｐ側クラッド層１０５は、Ｍｇがドープされたｐ型のＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子層を含む。ｐ側クラッド層１０５におけるＭｇ濃度は１×１０１９ｃｍ−３である。ＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子層は、Ａｌの平均組成比が３％であり、１．５ｎｍの膜厚を有するＡｌＧａＮ層と、１．５ｎｍの膜厚を有するＧａＮ層とが交互にそれぞれ２００層積層された層である。ｐ側クラッド層１０５の構成はこれに限定されない。ｐ側クラッド層１０５は、０．１μｍ以上、１μｍ以下の膜厚を有する第２導電型（本実施の形態ではｐ型）の層であればよい。また、ｐ側クラッド層１０５には、積層方向及びレーザ発振方向に垂直な方向に光を閉じ込める光閉じ込め構造として、幅１５μｍのリッジ部１１１が形成されている。
【００４４】
ｐ型コンタクト層１０６は、ｐ側クラッド層１０５の上方に配置された、第２導電型の層である。本実施の形態では、ｐ型コンタクト層１０６は、Ｍｇがドープされ、５０ｎｍの膜厚を有するＧａＮ層である。ｐ型コンタクト層１０６におけるＭｇ濃度は１×１０２０ｃｍ−３である。ｐ型コンタクト層１０６の構成はこれに限定されない。ｐ型コンタクト層１０６は、Ｍｇがドープされた第２導電型の層であればよい。
【００４５】
絶縁層１０７は、ｐ側クラッド層１０５の上方に配置された、絶縁材料からなる層である。本実施の形態では、絶縁層１０７は、ｐ型コンタクト層１０６の上面の一部及び側面と、ｐ側クラッド層１０５の上面に配置され、０．３μｍの膜厚を有するＳｉＯ２からなる層である。絶縁層１０７の構成は、これに限定されない。絶縁層１０７は、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の膜厚を有する絶縁材料で形成された層であればよい。
【００４６】
ｐ電極１０８ａ〜１０８ｆは、ｐ型コンタクト層１０６の上方に配置される導電材料からなる層である。ｐ電極１０８ａ〜１０８ｆは、ｐ型コンタクト層１０６と接触する。本実施の形態では、ｐ電極１０８ａ〜１０８ｆは、ｐ型コンタクト層１０６側から順に膜厚４０ｎｍのＰｄ及び膜厚３５ｎｍのＰｔが積層された積層膜である。ｐ電極１０８ａ〜１０８ｆの各金属膜の膜厚及び膜構成はこれに限定されない。ｐ電極１０８ａ〜１０８ｆは、例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ及びＡｕの少なくとも一つで形成された単層膜又は多層膜であってもよい。また、ｐ電極１０８ａ〜１０８ｆは、絶縁層１０７上にも形成されてもよい。
【００４７】
パッド電極１０９ａ〜１０９ｆは、発光層１０３に電流を供給し、共振器におけるレーザ発振方向に配列される複数の電極の一例であり、それぞれ、ｐ電極１０８ａ〜１０８ｆの上方に配置されたパッド状の電極である。本実施の形態では、パッド電極１０９ａ〜１０９ｆの各々の、リッジ部１１１の長手方向（つまり、レーザ発振方向）における寸法は９００μｍであり、リッジ部１１１の幅方向（つまり、基板１０１の主面に平行でレーザ発振方向に垂直な方向）における寸法は１５０μｍである。パッド電極１０９ａ〜１０９ｆは、それぞれ、ｐ電極１０８ａ〜１０８ｆ側から順に膜厚１００ｎｍのＴｉ、膜厚３５ｎｍのＰｔ及び膜厚１５００ｎｍのＡｕが積層された積層膜である。パッド電極１０９ａ〜１０９ｆの各金属膜の膜厚及び膜構成はこれに限定されない。パッド電極１０９ａ〜１０９ｆは、例えば、Ｔｉ及びＡｕなどの積層膜であってもよい。
【００４８】
ｎ電極１１０は、基板１０１の下方に配置される電極である。本実施の形態では、ｎ電極１１０は、基板１０１側から順に膜厚５ｎｍのＴｉ、膜厚１０ｎｍのＰｔ及び膜厚１０００ｎｍのＡｕが積層された積層膜である。ｎ電極１１０の各金属膜の膜厚及び膜構成はこれに限定されない。ｎ電極１１０は、例えば、Ｔｉ及びＡｕなどの積層膜であってもよい。
【００４９】
図２に示されるレーザモジュール１２のサブマウント１８６は、半導体レーザ素子１００が実装される基台である。サブマウント１８６は、ヒートシンクとしても機能する。サブマウント１８６として、例えば、Ａｕコートが施されたＳｉＣ基板などを用いることができる。
【００５０】
光学レンズ１８４は、半導体レーザ素子１００から出射されたレーザ光を集光するレンズである。本実施の形態では、光学レンズ１８４は、半導体レーザ素子１００のミラー面１５１に対向する位置に配置され、半導体レーザ素子１００から出射されたレーザ光をコリメートするコリメートレンズである。光学レンズ１８４として、例えば、非球面レンズ、シリンドリカルレンズなどを用いることができる。
【００５１】
パッケージ１８０は、半導体レーザ素子１００などを密閉する容器である。本実施の形態では、パッケージ１８０は、リードピンＰ１〜Ｐ８を備えるバタフライ型のパッケージである。
【００５２】
リードピンＰ１〜Ｐ８は、半導体レーザ素子１００の複数の電極に接続される端子である。本実施の形態では、リードピンＰ１〜Ｐ６は、それぞれパッド電極１０９ａ〜１０９ｆにワイヤＷｂを介して接続される。リードピンＰ７及びＰ８は、ワイヤＷｂ及びサブマウント１８６を介してｎ電極１１０に接続される。
【００５３】
ワイヤＷｂは、リードピンＰ１〜Ｐ８と半導体レーザ素子１００の各電極とを接続する導線である。ワイヤＷｂは、例えば、各リードピン及び各電極とボンディングによって接続される。
【００５４】
光出力窓１８２は、半導体レーザ素子１００から出射されたレーザ光をパッケージ１８０から出力する透光性部材である。光出力窓１８２は、図２に示されるように、パッケージ１８０のうち、レーザ光の光路上に位置する部分に取り付けられる。
【００５５】
図１に示される半導体レーザ装置１０の駆動部１７０は、レーザモジュール１２が有する複数の電極のそれぞれに供給する電流量を、順次増減させる。本実施の形態では、駆動部１７０は、半導体レーザ素子１００の六つの電極のそれぞれに接続される六つの独立した電源Ｓ１〜Ｓ６を制御することによって、各電極に供給する電流量を調整する。駆動部１７０の動作の詳細については、後述する。駆動部１７０は、例えば、マイコン（ＭＣＵ；Micro-Controller Unit）などによって実現できる。マイコンは、プログラムが格納されたＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリと、プログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ；Central Processing Unit）と、タイマと、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器などを含む入出力回路とを有する１チップの半導体集積回路である。なお、駆動部１７０は、マイコン以外の電気回路などを用いて実現されてもよい。
【００５６】
電源Ｓ１〜Ｓ６は、駆動部１７０によって制御され、半導体レーザ素子１００に電力を供給する。電源Ｓ１〜Ｓ６は、パルス電流を各電極に供給できる。本実施の形態では、電源Ｓ１〜Ｓ６は、それぞれ、半導体レーザ素子１００のパッド電極１０９ａ〜１０９ｆに電力を供給する。電源Ｓ１〜Ｓ６は、駆動部１７０によって、各電極に供給する電流量を制御される。本実施の形態では、複数の電源Ｓ１〜Ｓ６は、それぞれ複数の電極に一対一で接続され、駆動部１７０によって制御される独立した電源である。これにより、駆動部１７０によって各電源を制御するだけで、各電極に供給する電流を容易に調整できる。
【００５７】
［１−１．動作］
次に、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０の動作について図４及び図５を用いて説明する。図４は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１００に供給する電流密度と、モード利得（つまり、増幅利得）との関係を示すグラフである。図４には、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１００のように、発光層がＩｎＧａＮ層を含む半導体レーザ素子の特性が示されている。なお、図４は、非特許文献１に記載された手法で測定した光学利得に、非特許文献２にされた手法で求められた光閉じ込め係数を乗じることで得られたグラフである。図５は、本実施の形態に係る複数の電源が出力する電流のシーケンスを示すグラフである。図５には、電源Ｓ１〜Ｓ６の各々が出力する駆動電流の時間波形が示されている。
【００５８】
上述したように駆動部１７０は、レーザモジュール１２が有する複数の電極のそれぞれに供給する電流量を、順次増減させる。このように、複数の電極のそれぞれに供給する電流量を、順次増減させることで、各電極に連続的に大電流が流れることを抑制できる。したがって、各電極に対応する発光層１０３の温度の上昇を抑制できるため、半導体レーザ素子１００の破損を抑制できる。また、発光層１０３の温度上昇を抑制することで、発光層１０３における増幅利得の低下を抑制できる。したがって、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０によれば、信頼性を損なうことを抑制でき、かつ、高出力化を実現できる。
【００５９】
ここで、電極に供給される電流密度が少なすぎる場合、図４に示されるように、利得が負となり得る。図４に示される例では、電流密度が第１閾値Ｉ１（７５０Ａ／ｃｍ２）未満の領域は、利得が負となる吸収領域である。吸収領域では、半導体レーザ素子１００によって光が吸収される。また、電流密度が第１閾値Ｉ１以上、第２閾値Ｉ２（１３００Ａ／ｃｍ２）未満の半導体光増幅装置（Semiconductor Optical Amplifier；ＳＯＡ）領域では、半導体レーザ素子１００において光が吸収されないが、レーザ発振に至る増幅利得は得られない。また、電流密度が第２閾値Ｉ２以上のＬＤ（Laser Diode）領域では、半導体レーザ素子１００においてレーザ発振させることができる。つまり、第２閾値Ｉ２は、半導体レーザ素子１００のレーザ発振閾値である。なお、第２閾値Ｉ２は、半導体レーザ素子１００の光損失を１５．５ｃｍ−１として算出した。
【００６０】
本実施の形態に係る駆動部１７０は、半導体レーザ素子１００において、光が吸収されることを抑制するために、複数の電極のうち一部の電極に供給する電流密度を、第１閾値Ｉ１以上、第２閾値Ｉ２未満とし、かつ、複数の電極のうち、当該一部の電極以外の電極に供給する電流密度を、第２閾値Ｉ２以上とする。このように、複数の電極のすべてに第１閾値Ｉ１以上の電流が発光層１０３に供給されることで、発光層１０３においてレーザ光が減衰することを抑制できる。また、一部の電極では、第２閾値未満の電流が供給されることから、当該電極に対応する発光層における発熱を低減できる。また、当該一部の電極以外の電極では、レーザ発振閾値以上の電流が供給されることから、半導体レーザ素子１００にて、レーザ発振させることができる。
【００６１】
具体的には、図５に示されるように、駆動部１７０は、電源Ｓ１〜Ｓ６から第１閾値Ｉ１以上、第２閾値Ｉ２未満の電流密度の電流ＩＯＡ、又は、第２閾値Ｉ２以上の電流密度の電流ＩＬＤのいずれかを各電極に供給させる。図５に示される例では、駆動部１７０は、電源Ｓ１、電源Ｓ３、電源Ｓ５、電源Ｓ６、電源Ｓ４、電源Ｓ２、電源Ｓ１の順に、各電源から電流ＩＬＤを出力させる。電源Ｓ１〜Ｓ６から電流ＩＬＤを出力させる順序は、図５に示される例に限定されない。例えば、駆動部１７０は、電源Ｓ１、電源Ｓ４、電源Ｓ２、電源Ｓ５、電源Ｓ３、電源Ｓ６、電源Ｓ１の順に、各電源から電流ＩＬＤを出力させてもよい。このように隣り合う電極に順次電流ＩＬＤを供給しないようにしてもよい。つまり、ある電極に電流ＩＬＤが供給された場合、次に電流ＩＬＤが供給される電極として当該電極と隣り合う電極以外の電極を選択してもよい。これにより、各電極に対応する発光層１０３の領域同士の熱干渉をより一層抑制できる。
【００６２】
また、上述のとおり、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０において、発光層１０３は、ＩｎＧａＮ層を含み、第１閾値Ｉ１は、７５０Ａ／ｃｍ２であり、第２閾値Ｉ２は、１３００Ａ／ｃｍ２である。このように第１閾値Ｉ１及び第２閾値Ｉ２を設定することで、ＩｎＧａＮ層を含む発光層１０３における発熱の低減と、確実なレーザ発振とを実現できる。
【００６３】
［１−３．製造方法］
次に、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０の製造方法について、図６Ａ〜図６Ｆを用いて説明する。図６Ａ〜図６Ｆは、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１００の製造方法の各工程を示す模式的な断面図である。
【００６４】
まず、図６Ａに示されるように、基板１０１を準備し、基板１０１上に、基板１０１側から順に、ｎ側クラッド層１０２、発光層１０３、電子障壁層１０４、ｐ側クラッド層１０５及びｐ型コンタクト層１０６を形成する。本実施の形態では、有機金属気相成長法（Ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＭＯＣＶＤ）により、各層の成膜を行う。
【００６５】
次に、図６Ｂに示されるように、ｐ型コンタクト層１０６上に、ＳｉＯ２などからなるマスク１０７Ａを形成する。本実施の形態では、例えば熱ＣＶＤにより、膜厚３００ｎｍ程度のマスク１０７Ａを形成する。
【００６６】
続いて、図６Ｃに示されるように、マスク１０７Ａをパターニングする。本実施の形態では、フォトリソグラフィ法及びフッ化水素酸を用いるエッチング法により、マスク１０７Ａの一部を選択的に除去する。これにより、例えば幅１５μｍの帯状のマスク１０７Ａを形成する。このとき、六方晶ＧａＮである基板１０１の自然へき開面（ｍ面）を利用して共振端面を形成することを考慮して、マスク１０７Ａの帯状の部分の長手方向（つまり、レーザ発振方向）は六方晶ＧａＮのｍ軸方向に平行とする。
【００６７】
次に、図６Ｄに示されるように、帯状に形成されたマスク１０７Ａを用いて、ｐ型コンタクト層１０６及びｐ側クラッド層１０５をエッチングすることで、ｐ型コンタクト層１０６及びｐ側クラッド層１０５にリッジ部１１１を形成する。ｐ型コンタクト層１０６及びｐ側クラッド層１０５のエッチングとしては、例えば、誘導結合プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ；ＩＣＰ）エッチング法を用いるとよい。
【００６８】
次に、マスク１０７Ａを、フッ化水素酸などを用いたエッチング法によって除去した後、ｐ型コンタクト層１０６及びｐ側クラッド層１０５を覆うように、絶縁層１０７を成膜する。絶縁層１０７としては、プラズマＣＶＤにより、例えば膜厚２００ｎｍのＳｉＯ２を形成する。続いて、フォトリソグラフィ法とエッチング法とにより、図６Ｅに示されるようにリッジ部１１１上の絶縁層１０７の一部を除去することで、図３Ｃに示されるように、レーザ発振方向に沿って六分割された開口を形成する。これにより、当該開口から、ｐ型コンタクト層１０６の上面を露出させることができる。
【００６９】
次に、ｐ型コンタクト層１０６の露出部以外にレジストパターンを形成する。続いて、例えば電子ビーム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ；ＥＢ）蒸着法により、少なくともリッジ部１１１上において露出したｐ型コンタクト層１０６の上に、ＰｄとＰｔとが積層された金属積層膜を形成する。その後、リフトオフ法により、レジストパターンとレジストパターン上の金属積層膜とを除去して、ｐ電極１０８ａ〜１０８ｆを形成する。続いて、ｐ電極１０８ａ〜１０８ｆのそれぞれとその周辺の絶縁層１０７とを覆うようにパッド電極１０９ａ〜１０９ｆを形成する。具体的には、パッド電極１０９ａ〜１０９ｆを形成しない部分にフォトリソグラフィ法によってレジストをパターニングし、基板１０１の上方の全面に真空蒸着法などによってＴｉ、Ｐｔ及びＡｕが積層された金属積層膜を形成し、リフトオフ法を用いて不要な部分を除去する。このように、所定形状のパッド電極１０９ａ〜１０９ｆを形成する。さらに、基板１０１の下面（つまり、リッジ部１１１が形成された面とは反対側の面）にｎ電極１１０を形成する。具体的には、例えば基板１０１の下面をダイヤモンドスラリにより研磨して、基板１０１の厚さが１００μｍ程度になるまで薄膜化する。その後、例えばＥＢ蒸着法により、基板１０１の下面に、Ｔｉ、Ｐｔ及びＡｕが積層された金属積層膜からなるｎ電極１１０を形成する。
【００７０】
以上の工程により、ウェハ状態の半導体レーザ素子を製造できる。
【００７１】
次に、ウェハ状態の半導体レーザ素子を、ＧａＮ結晶からなる基板１０１のｍ軸方向のン傘が例えば、１０００μｍとなるように、ｍ面に沿って劈開（一次劈開）する。続いて、例えば、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）スパッタ法を用いて、レーザ光が出射する劈開面に対してミラー面１５１を形成し、反対側の劈開面に対してミラー面１５２を形成する。
【００７２】
続いて、一次劈開された半導体レーザ素子を、例えば、ＧａＮ結晶からなる基板１０１のａ軸方向の長さが４００μｍピッチとなるように劈開（二次劈開）することで、図６Ｆに示されるような半導体レーザ素子１００が製造される。
【００７３】
続いて、半導体レーザ素子１００をサブマウント１８６に実装する（図２参照）。具体的には、サブマウントのＡｕコートされた面にＡｕＳｎ半田層を形成し、半導体レーザ素子１００のｎ電極１１０をＡｕＳｎ半田層に融着させる。
【００７４】
続いて、サブマウント１８６及びサブマウント１８６に実装された半導体レーザ素子１００をパッケージ１８０に実装する（図２参照）。具体的には、サブマウント１８６をパッケージ１８０の内部に実装する。続いて、リードピンＰ１〜Ｐ６を、それぞれパッド電極１０９ａ〜１０９ｆにワイヤＷｂを用いて接続し、リードピンＰ７及びＰ８をそれぞれサブマウント１８６のＡｕコートされた面にＷｂを用いて接続する。
【００７５】
続いて、レーザモジュールのリードピンＰ１〜Ｐ６に、それぞれ、電源Ｓ１〜Ｓ６を接続し、リードピンＰ７を接地する。
【００７６】
以上のような工程により、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０を製造できる。
【００７７】
（実施の形態２）
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。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子の構成において、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置について、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０との相違点を中心に図７〜図９を用いて説明する。
【００７８】
図７は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置が備えるレーザモジュール２２の構成を示す模式的な平面図である。図８及び図９は、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザ素子２００の構成を示す模式的な平面図及び断面図である。図９には、図８のＩＸ−ＩＸ線における断面が示されている。
【００７９】
図７に示されるように、レーザモジュール２２は、半導体レーザ素子２００と、三つのサブマウント１８６と、光学レンズ１８４と、三つの光学レンズ２８４と、パッケージ１８０と、ワイヤＷｂと、光出力窓１８２とを備える。
【００８０】
本実施の形態に係る半導体レーザ素子２００は、レーザ発振方向に配列される複数の素子要素を含む。本実施の形態では、半導体レーザ素子２００は、三つの素子要素２００ａ〜２００ｃを含む。図９に示されるように、半導体レーザ素子２００は、発光層２０３を有する。発光層２０３は、複数の電極からそれぞれ電流が供給され、レーザ発振方向に配列される複数の発光層要素を含む。本実施の形態では、発光層２０３は、三つの発光層要素２０３ａ〜２０３ｃを含む。
【００８１】
また、半導体レーザ素子２００は、発光層２０３に電流を供給し、共振器におけるレーザ発振方向に配列される複数の電極を有する。本実施の形態では、半導体レーザ素子２００は、三つの電極として、パッド電極２０９ａ〜２０９ｃを有する。
【００８２】
複数の素子要素２００ａ〜２００ｃのそれぞれは、複数の発光層要素２０３ａ〜２０３ｃのうち一つの発光層要素と、複数の電極のうちの一つの電極とを有する。本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、半導体レーザ素子２００は、発光層２０３の互いに対向する一対の端面に対応する位置にそれぞれ配置され、共振器を構成する二つのミラー面２５１及び２５２を有する。なお、本実施の形態に係る半導体レーザ素子２００のように、複数の発光層要素を有する場合には、発光層２０３の互いに対向する一対の端面とは、レーザ発振方向の両端に位置する発光層要素２０３ａ及び２０３ｃの外側の端面を意味する。ミラー面２５１は、共振器を構成するミラーのうち、レーザ光を出射するフロント側ミラーであり、実施の形態１に係るミラー面１５１と同様の構成を有する。ミラー面２５２は、共振器を構成するミラーのうち、レーザ光を反射するリア側ミラーであり、実施の形態１に係るミラー面１５２と同様の構成を有する。
【００８３】
また、複数の素子要素２００ａ〜２００ｃのそれぞれは、レーザ発振方向における端面のうち、隣り合う他の素子要素と対向する端面に配置される反射抑制膜２５３を有する。反射抑制膜２５３は、レーザ光の反射を抑制する膜であり、反射抑制膜２５３として、例えば、ミラー面２５１及び２５２などと同様に誘電体多層膜を用いることができる。
【００８４】
素子要素２００ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子１００と同様に、基板２０１ａと、ｎ側クラッド層２０２ａと、発光層要素２０３ａと、電子障壁層２０４ａと、ｐ側クラッド層２０５ａと、ｐ型コンタクト層２０６ａと、絶縁層２０７ａと、ｐ電極２０８ａと、パッド電極２０９ａと、ｎ電極２１０ａとを有する。素子要素２００ａは、上述したように、共振器のリア側に配置されたミラー面２５２と、素子要素２００ｂと対向する端面に配置された反射抑制膜２５３とを有する。
【００８５】
素子要素２００ｂは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子１００と同様に、基板２０１ｂと、ｎ側クラッド層２０２ｂと、発光層要素２０３ｂと、電子障壁層２０４ｂと、ｐ側クラッド層２０５ｂと、ｐ型コンタクト層２０６ｂと、絶縁層２０７ｂと、ｐ電極２０８ｂと、パッド電極２０９ｂと、ｎ電極２１０ｂとを有する。素子要素２００ｂは、素子要素２００ａ及び２００ｃと対向する端面に配置された反射抑制膜２５３とを有する。
【００８６】
素子要素２００ｃは、実施の形態１に係る半導体レーザ素子１００と同様に、基板２０１ｃと、ｎ側クラッド層２０２ｃと、発光層要素２０３ｃと、電子障壁層２０４ｃと、ｐ側クラッド層２０５ｃと、ｐ型コンタクト層２０６ｃと、絶縁層２０７ｃと、ｐ電極２０８ｃと、パッド電極２０９ｃと、ｎ電極２１０ｃとを有する。素子要素２００ｃは、上述したように、共振器のフロント側に配置されたミラー面２５１と、素子要素２００ｂと対向する端面に配置された反射抑制膜２５３とを有する。
【００８７】
図７に示されるレーザモジュール２２の三つのサブマウント１８６は、それぞれ、三つの素子要素２００ａ、２００ｂ及び２００ｃが実装される基台である。サブマウント１８６は、実施の形態１に係るサブマウント１８６と同様の構成を有する。
【００８８】
光学レンズ２８４は、各素子要素から出射されたレーザ光をコリメートし、かつ、素子要素に入射するコリメートされたレーザ光を、発光層要素に集光するコリメートレンズである。
【００８９】
本実施の形態に係るパッケージ１８０は、四つのリードピンＰ１〜Ｐ４を有する。リードピンＰ１〜Ｐ３は、それぞれ、パッド電極２０９ａ〜２０９ｃに、ワイヤＷｂを介して接続される。また、リードピンＰ４は、三つのサブマウント１８６にそれぞれワイヤＷｂを介して接続される。また、リードピンＰ１〜Ｐ３は、実施の形態１に係る電源Ｓ１〜Ｓ３にそれぞれ接続される。リードピンＰ４は、接地される。また、電源Ｓ１〜Ｓ３は、実施の形態１と同様に駆動部１７０によって制御される。
【００９０】
以上のような構成を有するレーザモジュール２２を備える半導体レーザ装置においても、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１０と同様の効果が奏される。
【００９１】
さらに、本実施の形態では、上述のとおり、半導体レーザ素子２００は、レーザ発振方向に配列される複数の素子要素２００ａ〜２００ｃを含み、発光層２０３は、複数のパッド電極２０９ａ〜２０９ｃからそれぞれ電流が供給され、レーザ発振方向に配列される複数の発光層要素２０３ａ〜２０３ｃを含む。複数の素子要素２００ａ〜２００ｃのそれぞれは、複数の発光層要素２０３ａ〜２０３ｃのうち一つの発光層要素と、複数のパッド電極２０９ａ〜２０９ｃのうちの一つのパッド電極とを有する。複数の素子要素２００ａ〜２００ｃのそれぞれは、レーザ発振方向における端面のうち、隣り合う他の素子要素と対向する端面に配置される反射抑制膜を有する。
【００９２】
このように、半導体レーザ素子２００を複数の素子要素２００ａ〜２００ｃに分離することによって、各素子要素間の熱干渉を低減できる。したがって、半導体レーザ装置の信頼性を高め、かつ、より一層の高出力化が可能となる。
【００９３】
また、本実施の形態では、複数の素子要素２００ａ〜２００ｃのうち、隣り合う二つの素子要素の間に配置される光学レンズ２８４をさらに備える。
【００９４】
これにより、各素子要素から出力されるレーザ光を集光できるため、隣接する素子要素に入射されないレーザ光を低減できる。したがって、半導体レーザ装置の効率を高めることができる。
【００９５】
なお、本実施の形態に係る半導体レーザ素子２００の各素子要素２００ａ〜２００ｃは、ｐ電極２０８ａ〜２０８ｃ及びパッド電極２０９ａ〜２０９ｃ以外については、実施の形態１に係る半導体レーザ素子１００と同様に製造できる。また、ｐ電極２０８ａ〜２０８ｃ及びパッド電極２０９ａ〜２０９ｃについては、実施の形態１に係る製造方法に対して各素子要素に設ける個数が１である点が相違するのみであり、実施の形態１に係る半導体レーザ素子１００と同様の工程を用いて形成できる。
【００９６】
（変形例など）
以上、本開示に係る半導体発光素子について、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【００９７】
例えば、上記各実施の形態では、半導体レーザ素子は一つのリッジ部を有したが、複数のリッジ部を有するアレイ型の素子であってもよい。
【００９８】
また、上記各実施の形態では、パッケージ１８０としてバタフライ型のパッケージを用いる例を示したが、パッケージの構成は、これに限定されない。パッケージは、半導体レーザ素子１００のような多電極レーザ素子を駆動可能なパッケージであればよく、例えば、多ピン型のＣＡＮパッケージなどであってもよい。
【００９９】
また、上記各実施の形態では、駆動部１７０のパルス駆動シーケンスは、同一の順序で複数の電極の各々の電流量を増大させたが、ランダムに複数の電極の各々の電流量を増大させてもよい。
【０１００】
また、上記各実施の形態では、複数の電極のそれぞれに接続され、駆動部１７０によって制御される複数の独立した電源を備えたが、電源の個数は、必ずしも電極の個数と同一でなくてもよい。例えば、第１閾値以上、第２閾値未満の電流密度で電流を供給する第１電源と、第２閾値以上の電流密度で電流を供給する第２電源の二つを備えてもよい。この場合、第１電源からの電流を複数の電極に常時供給し、第２電源から第２閾値以上の電流密度の電流が供給される電極を、スイッチング素子などを用いて切り替えてもよい。また、第２閾値以上の電流密度の電流を同時に複数の電極に供給してもよい。この場合、これらの複数の電極として、隣り合わない複数の電極を選択してもよい。これにより、第２閾値以上の電流密度で電流が供給される発光層の領域が隣接しないため、互いに熱干渉することを抑制できる。
【０１０１】
また、上記実施の形態１及び２では、電極の個数は、それぞれ六つ及び三つであったが、電極の個数はこれらに限定されない。電極の個数は、複数であればよい。
【０１０２】
また、上記各実施の形態では、半導体レーザ素子は、ジャンクションアップ実装されたが、半導体レーザ素子はジャンクションダウン実装されてもよい。実施の形態１に係る半導体レーザ素子１００をサブマウント１８６にジャンクションダウン実装する場合、複数の電極にそれぞれ接続されるサブマウント１８６の複数のＡｕコート及び半田層を設け、複数のＡｕコートが互いに電気的に独立し、かつ、複数の半田層が互いに電気的に独立するようにパターニングすればよい。また、パッケージのリードピンと各半田層との間を、例えば、ワイヤボンディングによって接続することで、リードピンから半導体レーザ素子１００に電力を供給できる。
【０１０３】
また、上記各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本開示の半導体発光素子は、例えば、高出力かつ高効率な光源としてプロジェクタなどに適用できる。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  半導体レーザ装置
１２、２２  レーザモジュール
１００、２００  半導体レーザ素子
１０１、２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ  基板
１０２、２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ  ｎ側クラッド層
１０３、２０３  発光層
１０４、２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ  電子障壁層
１０５、２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ  ｐ側クラッド層
１０６、２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ  ｐ型コンタクト層
１０７、２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃ  絶縁層
１０７Ａ  マスク
１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ、１０８ｆ、２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ  ｐ電極
１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃ、１０９ｄ、１０９ｅ、１０９ｆ、２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ  パッド電極
１１０、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ  ｎ電極
１１１  リッジ部
１２１  第１ｎ側光ガイド層
１２２  第２ｎ側光ガイド層
１２３  第３ｎ側光ガイド層
１３０  活性層
１４１  第１ｐ側光ガイド層
１４２  第２ｐ側光ガイド層
１４３  第３ｐ側光ガイド層
１４４  第４ｐ側光ガイド層
１５１、１５２、２５１、２５２  ミラー面
１７０  駆動部
１８０  パッケージ
１８４、２８４  光学レンズ
１８６  サブマウント
１８２  光出力窓
２００ａ、２００ｂ、２００ｃ  素子要素
２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ  発光層要素
２５３  反射抑制膜
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８  リードピン
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６  電源
Ｗｂ  ワイヤ
【図１】
2020092197.tif 000003
【図２】
2020092197.tif 000004
【図３Ａ】
2020092197.tif 000005
【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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