(57)【要約】【課題】波長依存性のあるフォトダイオードを用い、ＡＰＣ駆動するのに十分な仕様を有する半導体レーザ装置を提供することである。【解決手段】半導体レーザ装置１０は、対向する共振器端面である出射面１００ａ及び反射面１００ｂを有する半導体レーザチップ１００と、反射面１００ｂ側から出射した光を検出するフォトダイオード４０とを備え、フォトダイオード４０は、その感度が波長が長くなるにつれて高くなる関係にある波長帯域で使用され、出射面１００ａに第１誘電体多層膜が、反射面１００ｂに第２誘電体多層膜がそれぞれ形成され、第１誘電体多層膜の反射率ピーク波長をλf、第２誘電体多層膜の反射率ピーク波長をλrとすると、λf＜λrである構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する共振器端面である出射面及び反射面を有する半導体レーザチップと、前記反射面側から出射した光を検出するフォトダイオードとを備え、前記フォトダイオードは、その感度が波長が長くなるにつれて高くなる関係にある波長帯域で使用される半導体レーザ装置において、
前記出射面に第１誘電体多層膜が、前記反射面に第２誘電体多層膜がそれぞれ形成され、
第１誘電体多層膜の反射率ピーク波長をλf、第２誘電体多層膜の反射率ピーク波長をλrとすると、λf＜λrであることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記半導体レーザチップの発振波長をλ1とすると、λ1−２０ｎｍ＜λf＜λ1＜λr＜λ1＋２０ｎｍ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３】
λr−λf＝２０ｎｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記出射面から出射した光の出力をＰf、前記反射面から出射した光の出力をＰrとすると、出力比Ｐr／Ｐfは波長が長くなるにつれて小さくなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記フォトダイオードの感度をαとすると、Ｐr／Ｐf×αは前記半導体レーザチップの発振波長λ1で極値をとることを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
第１誘電体多層膜は第３膜と第４膜とを含み、
第３膜の屈折率をｎ3、第３膜の物理膜厚をｄ3、第４膜の屈折率をｎ4、第４膜の物理膜厚をｄ4、前記半導体レーザチップの発振波長をλ1とすると、ｎ3＜ｎ4、ｄ3＝λ1／４ｎ3、ｄ4＝λ1／４ｎ4であり、第１誘電体多層膜の反射率が１０〜５０％であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
第３膜はＳｉＯ2、第４膜はＡｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5又はＳｉ3Ｎ4であることを請求項６記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
第２誘電体多層膜は第７膜と第８膜とを含み、
第７膜の屈折率をｎ7、第７膜の物理膜厚をｄ7、第８膜の屈折率をｎ8、第８膜の物理膜厚をｄ8、前記半導体レーザチップの発振波長をλ1とすると、ｎ7＜ｎ8、ｄ7＝λ1／４ｎ7、ｄ8＝λ1／４ｎ8であり、第２誘電体多層膜の反射率が８０％以上であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
第７膜はＳｉＯ2、第８膜はＡｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5又はＳｉ3Ｎ4であることを請求項８記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向する共振器端面である出射面及び反射面にコーティング膜を設けた半導体レーザチップを備えた半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光ディスクドライブに用いられる半導体レーザ素子には、半導体レーザチップに加え、レーザ出力を検出するためのフォトダイオードが内蔵されており、光電効果によりフォトダイオードで変換された電流値（モニタ電流）に基づいてレーザ出力が制御されている。従来、ＣＤ用である７８０ｎｍ帯の半導体レーザ素子やＤＶＤ用である６５０ｎｍ帯の半導体レーザ素子には、安価なＳｉを用いたフォトダイオードが用いられてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２４２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、次世代のブルーレイディスク用である４００ｎｍ帯の半導体レーザ装置においては、レーザ出力を一定に保っていても、半導体レーザ装置の温度依存性により、外部環境温度が高くなれば出力されるレーザの波長が伸び、フォトダイオードで検出されるモニタ電流が大きく変動するという問題がある。
【０００５】
この原因としては、図１２に示すように、各波長に対する電流に変換する感度がフォトダイオードの材料であるＳｉに依存して大きく変化することが挙げられる。
【０００６】
そこで、従来のフォトダイオード内蔵型の半導体レーザ装置においては、波長によってフォトダイオードの感度が変化することを前提として、制御側でモニタ電流の波長依存性を考慮して感度補正するのが一般的である。
【０００７】
しかしながら、半導体レーザチップ自体も外部温度変化によってバンドギャップの変化があり、発振するレーザの波長が変化する。そのため、フォトダイオードの感度補正だけではＡＰＣ（Auto Power Control）駆動するのに十分な仕様（外部温度変化に対して±５％以内の出力変化）に達しない。
【０００８】
本発明は、波長依存性のあるフォトダイオードを用い、ＡＰＣ駆動するのに十分な仕様を有す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】
上記目的を達成するために本発明は、対向する共振器端面である出射面及び反射面を有する半導体レーザチップと、前記反射面側から出射した光を検出するフォトダイオードとを備え、前記フォトダイオードは、その感度が波長が長くなるにつれて高くなる関係にある波長帯域で使用される半導体レーザ装置において、前記出射面に第１誘電体多層膜が、前記反射面に第２誘電体多層膜がそれぞれ形成され、第１誘電体多層膜の反射率ピーク波長をλf、第２誘電体多層膜の反射率ピーク波長をλrとすると、λf＜λrであることを特徴とする。
【００１０】
上記の半導体レーザ装置において、前記半導体レーザチップの発振波長をλ1とすると、λ1−２０ｎｍ＜λf＜λ1＜λr＜λ1＋２０ｎｍであることが好ましい。
【００１１】
また上記の半導体レーザ装置において、λr−λf＝２０ｎｍであることが好ましい。
【００１２】
また上記の半導体レーザ装置において、前記出射面から出射した光の出力をＰf、前記反射面から出射した光の出力をＰrとすると、出力比Ｐr／Ｐfは波長が長くなるにつれて小さくなることが好ましい。
【００１３】
また上記の半導体レーザ装置において、前記フォトダイオードの感度をαとすると、Ｐr／Ｐf×αは前記半導体レーザチップの発振波長λ1で極値をとることが好ましい。
【００１４】
また上記の半導体レーザ装置において、第１誘電体多層膜は第３膜と第４膜とを含み、第３膜の屈折率をｎ3、第３膜の物理膜厚をｄ3、第４膜の屈折率をｎ4、第４膜の物理膜厚をｄ4、前記半導体レーザチップの発振波長をλ1とすると、ｎ3＜ｎ4、ｄ3＝λ1／４ｎ3、ｄ4＝λ1／４ｎ4であり、第１誘電体多層膜の反射率が１０〜５０％であることが好ましい。
【００１５】
また上記の半導体レーザ装置において、第３膜はＳｉＯ2、第４膜はＡｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5又はＳｉ3Ｎ4であることが好ましい。
【００１６】
また上記の半導体レーザ装置において、第２誘電体多層膜は第７膜と第８膜とを含み、第７膜の屈折率をｎ7、第７膜の物理膜厚をｄ7、第８膜の屈折率をｎ8、第８膜の物理膜厚をｄ8、前記半導体レーザチップの発振波長をλ1とすると、ｎ7＜ｎ8、ｄ7＝λ1／４ｎ7、ｄ8＝λ1／４ｎ8であり、第２誘電体多層膜の反射率が８０％以上であることが好ましい。
【００１７】
また上記の半導体レーザ装置において、第７膜はＳｉＯ2、第８膜はＡｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5又はＳｉ3Ｎ4であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、モニタ電流の波長依存性が小さいので、外部温度が変化してもＡＰＣ駆動するのに十分な仕様（外部温度変化に対して±５％以内の出力変化）を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の半導体レーザ装置の要部断面図である。
【図２】本発明の半導体レーザチップの製造工程を説明する図である。
【図３】本発明の半導体レーザチップの製造工程を説明する図である。
【図４】本発明の半導体レーザチップの製造工程を説明する図である。
【図５】本発明の半導体レーザチップの斜視図である。
【図６】本発明の第１及び第２誘電体多層膜の反射率と波長の関係を示したグラフである。
【図７】図６を出力比Ｐr／Ｐfに換算しなおしたグラフである。
【図８】本発明のモニタ電流の波長依存性を示すグラフである。
【図９】比較例の第３及び第４誘電体多層膜の反射率と波長の関係を示したグラフである。
【図１０】図９を出力比Ｐr／Ｐfに換算しなおしたグラフである。
【図１１】比較例のモニタ電流の波長依存性を示すグラフである。
【図１２】Ｓｉを用いたフォトダイオードの感度の波長依存性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明の半導体レーザ装置の要部断面図である。半導体レーザ装置１０は、チップを搭載するための水平面と斜面とを有するステム２０と、ステム２０の水平面上に載置されたサブマウント３０と、サブマウント３０上に載置された半導体レーザチップ１００と、ステム２０の斜面に載置されたフォトダイオード４０とを備えている。
【００２１】
半導体レーザチップ１００は、対向する共振器端面である出射面１００ａ及び反射面１００ｂを有している。フォトダイオード４０は反射面１００ｂ側に配設されており、その受光部４１で反射面１００ｂから出射した光を検出する。次に、半導体レーザチップ１００の構成と製造方法について説明する。
【００２２】
（レーザウェハの作製）
図２、図３は、半導体レーザチップ１００の製造工程を説明する図である。まず、図２（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１０１の第一主面上に、０．１〜１０μｍ（例えば４μｍ）のｎ型ＧａＮ下部コンタクト層１０２、０．５〜３．０μｍ（例えば１．０μｍ）のｎ型Ａｌy1Ｇａ1-y1Ｎ（ただし０＜ｙ１＜０．２）下部クラッド層１０３、０〜０．２μｍ（例えば０．１μｍ）のｎ型ＧａＮ下部ガイド層１０４、Ｉｎx1Ｇａ1-x1Ｎの量子井戸層とＩｎx2Ｇａ1-x2Ｎ障壁層（ただしｘ１＞ｘ２）の交互積層構造からなる多重量子井戸層構造を有する活性層１０５、ｐ型Ａｌy3Ｇａ1-y3Ｎ（ただし０．０５＜ｙ３＜０．５）からなる蒸発防止層１０６、０〜０．２μｍ（例えば０．０１μｍ）のｐ型ＧａＮ上部ガイド層１０７、ｐ型Ａｌy4Ｇａ1-y4Ｎ上部クラッド層１０８、およびｐ型ＧａＮ上部コンタクト層１０９を順に積層する。
【００２３】
ここで基板１０１は、ｎ型ＧａＮ基板のみならず、サファイアやノンドープのＧａＮ、ＡｌＧａＮ等を用いてもよい。また、下部クラッド層１０３は、ｎ型ＧａＮとｎ型ＡｌＧａＮとの超格子構造や、何層かの組成の異なったＡｌＧａＮを組み合わせるなど、所望の光学特性に合うものを使用してもよい。
【００２４】
また下部ガイド層１０４あるいは上部ガイド層１０７については、ｎ型あるいはｐ型ＧａＮの他に、ｎ型あるいはｐ型のＩｎＧａＮやＡｌＧａＮを使用してもよく、設計上必要なければなくてもよい。活性層１０５は、波長約４０５ｎｍの光を放射するように組成と構造を設定すればよい。蒸発防止層１０６は、活性層成長後、上部クラッド層成長までの間に活性層が劣化するのを防止する役割を果たせるものであれば、ＡｓやＰ等の不純物が混入していても構わない。
【００２５】
上部クラッド層１０８も下部クラッド層１０３と同様、ｐ型ＧａＮとｐ型ＡｌＧａＮとの超格子構造や、何層かの組成の異なったＡｌＧａＮを組み合わせるなど、所望の光学特性に合うものを使用すればよい。上部コンタクト層１０９は、ｐ型ＧａＮにみならず、ｐ型ＩｎＧａＮやＧａＩｎＮＡｓやＧａＩｎＮＰ等を用いてもよい。
【００２６】
続いて、図２（ｂ）に示すように、エピが終わったウェハ上全面に、例えばＰｄやＮｉ等を主成分とする第１ｐ電極１１２ａを真空蒸着等により形成する。続いてフォト工程を利用して幅１〜３μｍ（例えば１．５μｍ）のストライプ状レジスト１１４を形成する。
【００２７】
続いて、図３（ａ）に示すように、第１ｐ電極１１２ａを、イオンエッチングやウェットエッチングでストライプ状レジスト１１４の下部以外の領域を除去する。なお、第１ｐ電極１１２ａは、後に形成するパッド電極と同時に作製してもよい。この場合、ウェハに直接レジスト１１４を形成し、すぐに次の工程を行なえばよい。
【００２８】
次に、ＳｉＣｌ4やＣｌ2ガスによるＲＩＥ等のドライエッチングにより、上部コンタクト層１０９と、上部クラッド層１０８の少なくとも一部までを掘り込んで、リッジストライプ１１０を形成する。この時、エッチングは、蒸発防止層１０６の下面からクラッド層の層厚方向に０．０５μｍ〜０．２μｍの位置でストップするのが好ましい。０．０５μｍ位置よりも小さくすると、素子の発振閾値は低下するがキンクレベルが低下し、高出力動作に不適である。また、０．２μｍ位置よりも大きくすると、発振閾値が非常に増加する上、レーザのファーフィールドパターン（ＦＦＰ）等の光学特性を制御することが難しくなるため好ましくない。
【００２９】
次に、図３（ｂ）に示すように、リッジストライプ１１０の形成が終わったウェハに厚さ０．１μｍ〜０．５μｍ（例えば０．３μｍ）のＳｉＯ2からなる埋め込み層１１１を成膜し、リッジを埋め込む。この時、ＳｉＯ2上に第１ｐ電極１１２ａとの密着性を向上させる層を１層若しくは複数層形成してもよい。このような層としては、ＴｉＯ2やＺｒＯ2、ＨｆＯ2、Ｔａ2Ｏ5等の酸化物、ＴｉＮやＴａＮ、ＷＮ等の窒化物、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｍｏ等の金属を使用できる。
【００３０】
続いて、図３（ｃ）に示すように、リッジストライプ１１０を形成したレジスト１１４を溶剤により溶解させ、超音波洗浄等を組み合わせることにより、第１ｐ電極１１２ａを露出させる。
【００３１】
続いて、フォト工程によりレジストで電極のパターニングを行なう。パターニングされたウェハの上に、Ｍｏ／ＡｕやＷ／Ａｕ等をこの順に真空蒸着等により成膜し、第１ｐ電極１１２ａの大部分が接触するように第２ｐ電極１１２ｂ（図５参照）を形成する。レジストの開口部のパターンは、ワイヤボンド領域等を考慮して所望の形状とすることができる。なお、リッジストライプ１１０形成前に第１ｐ電極を作製しなかった場合には、外部から電力を供給するためのｐ電極としてＮｉ／ＡｕやＰｄ／Ｍｏ／Ａｕ等を成膜すればよい。
【００３２】
ここでパターニングを行なうのは、分割面や、コーティング時に、リークなどの信頼性低下の危険性があるためである。従って、パターニングは分割予定領域を避けるように行なう。なお、第２ｐ電極１１２ｂのパターニングは、エッチングにより行なうことも可能である。この場合、電極材料をウェハ全面に蒸着し、フォト工程により電極として残したい部分をレジストで保護してから、例えば王水系のエッチング液でパターニングすればよい。
【００３３】
なお、リークなどの危険性にたいして、第１ｐ電極１１２ａが問題となる場合が考えうるが、この場合は第１ｐ電極１１２ａもパターニングすればよい。パターニングの方法としては、第１ｐ電極１１２ａの作製前にフォト工程を行い、リフトオフにより分割予定領域の金属を除去する、第１ｐ電極作製直後に、フォト工程とエッチングにより分割予定領域部分の金属を除去する、第２ｐ電極１１２ｂ作製前後にフォト工程により分割予定領域部分の金属を除去する、など、種々の方法を取り得る。
【００３４】
第２ｐ電極１１２ｂの形成後、ウェハの裏面を研磨や研削することにより厚みを６０〜１５０μｍ（例えば１００μｍ）程度に減少させる。続いて、研磨や研削を行った面をプラズマやドライエッチングにより処理し、その面上にＨｆ／ＡｌやＴｉ／Ａｌをこの順に真空蒸着などで成膜し、第１ｎ電極１１３ａ（図５参照）を形成し、熱処理によりオーム性を保障する。また、マウントを容易にするために、第１ｎ電極１１３ａの上にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ等のｎパッド層１１３ｂ（図５参照）を設ける。以上で、青色半導体レーザのウェハを作製することができる。
【００３５】
（ミラー面の作製）
続いて、ウェハをバー状に切り出し、コーティング膜（誘電体多層膜）を形成すべきミラー面を作製する。図４に示すように、リッジストライプ１１０にほぼ垂直に劈開し、ウェハを幅２５０〜１２００μｍ（例えば３００μｍ）の複数のバー１５０として、ミラー面を形成する。ウェハの厚みが薄くなっているため、劈開は容易に行うことができる。劈開を行うためには、スクライブ／ブレーク法やレーザスクライブによる活断等を用いることができる。
【００３６】
そして、図５に示すように、バー１５０の出射面に第１誘電体多層膜１６０を、反射面に第２誘電体多層膜１７０をそれぞれ形成し、その後、チップに分割して半導体レーザチップ１００を得る。図５では、透過図で示している部分を破線としている。
【００３７】
第１誘電体多層膜１６０は、第１膜、第２膜、第３膜、第４膜が順に蒸着により積層された４層の誘電体膜からなる。第１膜は、屈折率ｎ1＝２．１、物理膜厚ｄ1＝６ｎｍのＡｌＯＮであり、第２膜は、屈折率ｎ2＝１．６９、物理膜厚ｄ2＝１１７ｎｍのＡｌ2Ｏ3であり、ｄ2はｄ＝λf／２ｎに基づき決定される。λfは第１誘電体多層膜１６０の反射率ピーク波長であり、ここでは３９５ｎｍである。第１膜は半導体部に接する層であるため、半導体層の酸化を防止する目的で酸窒化アルミニウムであるＡｌＯＮを６ｎｍつけている。そして、第２膜であるＡｌ2Ｏ3をｄ＝λf／２ｎつけることで第１膜の光学的な効果を打ち消している。
【００３８】
第３膜は、屈折率ｎ3＝１．５、物理膜厚ｄ3＝６５ｎｍのＳｉＯ2であり、第４膜は、屈折率ｎ4＝１．６９、物理膜厚ｄ4＝５９ｎｍのＡｌ2Ｏ3であり、ｄ3及びｄ4はｄ＝λf／４ｎに基づき決定される。第３膜、第４膜によりレーザ出射面の反射率を２５％に設定した。一般的に光ディスクドライブ用半導体レーザ装置において出射面の反射率が低い場合、半導体レーザ装置から出射されたレーザ光がディスクに到達し、ディスクから帰ってきたコヒーレント光が、半導体レーザ装置内部に侵入し、半導体レーザ共振器内部での光子密度が変化することで、レーザ発振が不安定になる。この現象を戻り光ノイズという。この戻り光ノイズを防ぐため、出射面の反射率は１０％以上が必要となる。しかしながら出射面の反射率を高く設定しすぎると半導体レーザ装置の外部微分効率が低下するため、１０〜５０％程度が適切である。そして、外部微分効率の基準１．１±０．２（Ｗ／Ａ）を実現するためには、出射面の反射率を１０〜５０％に設定する必要がある。
【００３９】
一方、第２誘電体膜１７０は、第５膜〜第１０膜が順に蒸着により積層された６層の誘電体膜からなる。第５膜は、屈折率ｎ5＝２．１、物理膜厚ｄ5＝６ｎｍのＡｌＯＮ、第６膜は、屈折率ｎ6＝１．６９、物理膜厚ｄ6＝１２２ｎｍのＡｌ2Ｏ3であり、ｄ6はｄ＝λr／２ｎに基づき決定される。λrは第２誘電体多層膜１７０の反射率ピーク波長であり、ここでは４１５ｎｍである。第５膜及び第６膜は半導体層の保護膜としての役割を持つ。
【００４０】
第７膜は、屈折率ｎ7＝１．５、物理膜厚ｄ7＝６９ｎｍのＳｉＯ2、第８膜は、屈折率ｎ8＝２．５３、物理膜厚ｄ8＝４０ｎｍのＴｉＯ2、第９膜は、屈折率ｎ9＝１．５、物理膜厚ｄ9＝６７．５ｎｍのＳｉＯ2、第１０膜は、屈折率ｎ10＝２．５３、物理膜厚ｄ10＝４０ｎｍのＴｉＯ2であり、ｄ7〜ｄ10はｄ＝λr／４ｎに基づき決定される。一般的に誘電体多層膜の反射率を向上させる手法としては、ｎ7＜ｎ8の屈折率の関係を持つ膜をｎ7、ｎ8、ｎ9、ｎ10の順で、光学膜厚ｎｄ＝λr／４ｎの厚みで製膜することである。本実施形態においては半導体レーザ装置の閾値電流および、外部微分効率の制約から反射面の反射率を８０％と設定するため、反射面の層数を６層とする必要がある。
【００４１】
図６は、第１及び第２誘電体多層膜１６０、１７０の反射率と波長の関係を示したグラフである。λf＝３９５ｎｍ、λr＝４１５ｎｍとなっているのがわかる。ここで、出射面１００ａから出射した光の出力をＰf、反射面１００ｂから出射した光の出力をＰr、出射面１００ａの反射率をＲf、反射面１００ｂの反射率をＲrとすると、出力比Ｐr／Ｐfは、Ｐr／Ｐf＝[（１−Ｒr）／（１−Ｒf）]×（√Ｒf／√Ｒr）となる。
【００４２】
図７は、図６を出力比Ｐr／Ｐfに換算しなおしたグラフである。出力比Ｐr／Ｐfは波長が長くなるにつれて小さくなっているのがわかる。ここで、フォトダイオード４０の波長に対する感度をαとすると、モニタ電流の波長依存性はＰr／Ｐf×αで表される。フォトダイオード４０の感度αは、図１２より、波長３００〜５００ｎｍの範囲で直線近似すると、α＝０．２３×λ＋１９となる。この波長範囲においては、フォトダイオード４０のグラフの傾きが正であるため、λf＜λrを満たす必要がある。
【００４３】
図８は、モニタ電流の波長依存性を示すグラフであり、図７にαを掛けることで算出される。図８では半導体レーザチップ１００の発振波長λ1で極値をとることがわかる。また、半導体レーザチップ１００は、一般的に外部温度に対して半導体レーザチップ内の電子及びホールのフェルミ分布が変化すること、半導体材料のバンドギャップが温度に対する関数であることから、温度特性をもつ。そのため外部温度が変化すると半導体レーザ装置の発振波長が変化することが知られている。温度特性としては、例えば外部温度が２５℃の場合に４０５ｎｍの発振波長で出射面側の出力を２０ｍＷにＡＰＣ駆動するとき、外部温度が７５℃になると半導体レーザチップ１００の発振波長は約４ｎｍ伸びることがわかっている。
【００４４】
そこで、図８を見ると、発振波長が４０５ｎｍから４ｎｍ伸びた場合、モニタ電流は約２％増えている。つまり、外部温度が変化してもＡＰＣ駆動するのに十分な仕様（外部温度変化に対して±５％以内の出力変化）を有しているといえる。上述したモニタ電流の波長依存性はＰr／Ｐf×αであるため、４０５±１０ｎｍの波長範囲で±５％以内の出力変化を保障するためには、λf＜λrでかつ、λr−λf＝２０ｎｍの関係を満たす必要性がある。フォトダイオード４０の感度αは３９５ｎｍにおいて１０９．９％、４１５ｎｍにおいて１１４．９％となり、５％の差がある。したがって、出射面、反射面の反射率ピークは波長の約５％の傾きをつけるため、λr−λf＝２０ｎｍが必要となる。
【００４５】
なお、半導体レーザ装置１０において、第４膜はＴａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5又はＳｉ3Ｎ4を用いてもよく、第８膜はＡｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5又はＳｉ3Ｎ4を用いてもよい。
【００４６】
次に、比較例について説明する。比較例の半導体レーザ装置は、上記本発明と第１及び第２誘電体多層膜の構成が違うだけであり、その他の構成は上記本発明と同じである。そこで、比較例の出射面側の誘電体多層膜を第３誘電体多層膜、反射面側の誘電体多層膜を第４誘電体多層膜と称して、以下に説明する。
【００４７】
第３誘電体多層膜は、第１１膜、第１２膜、第１３膜、第１４膜が順に蒸着により積層された４層の誘電体膜からなる。第１１膜は、屈折率ｎ11＝２．１、物理膜厚ｄ11＝６ｎｍのＡｌＯＮであり、第１２膜は、屈折率ｎ12＝１．６９、物理膜厚ｄ2＝１１６ｎｍのＡｌ2Ｏ3であり、第１３膜は、屈折率ｎ13＝１．５、物理膜厚ｄ13＝６５ｎｍのＳｉＯ2であり、第１４膜は、屈折率ｎ14＝１．６９、物理膜厚ｄ4＝５９ｎｍのＡｌ2Ｏ3である。
【００４８】
一方、第４誘電体膜は、第１５膜〜第２０膜が順に蒸着により積層された６層の誘電体膜からなる。第１５膜は、屈折率ｎ15＝２．１、物理膜厚ｄ15＝６ｎｍのＡｌＯＮ、第１６膜は、屈折率ｎ16＝１．６９、物理膜厚ｄ16＝１１７ｎｍのＡｌ2Ｏ3であり、第１７膜は、屈折率ｎ17＝１．５、物理膜厚ｄ17＝６７．５ｎｍのＳｉＯ2、第１８膜は、屈折率ｎ18＝２．５３、物理膜厚ｄ18＝４０ｎｍのＴｉＯ2、第１９膜は、屈折率ｎ19＝１．５、物理膜厚ｄ19＝６７．５ｎｍのＳｉＯ2、第２０膜は、屈折率ｎ20＝２．５３、物理膜厚ｄ20＝４０ｎｍのＴｉＯ2である。
【００４９】
第３誘電体多層膜の反射率ピーク波長λf、第４誘電体多層膜の反射率ピーク波長λrはともに４０５ｎｍである。
【００５０】
図９は、第３及び第４誘電体多層膜の反射率と波長の関係を示したグラフである。λf＝４０５ｎｍ、λr＝４０５ｎｍとなっているのがわかる。そして、上記の本発明と同様に光の出力比Ｐr／Ｐfを求める。
【００５１】
図１０は、図９を出力比Ｐr／Ｐfに換算しなおしたグラフである。出力比Ｐr／Ｐfは波長の変化に対してほとんど変化しない、つまり波長依存性が小さいということがわかる。続いて、モニタ電流の波長依存性を求める。
【００５２】
図１１は、モニタ電流の波長依存性を示すグラフであり、図１０にフォトダイオード４０の波長に対する感度αを掛けることで算出される。図１１では波長が長くなるにしたがってモニタ電流の比率も大きくなっており、つまりモニタ電流は大きな波長依存性を有していることがわかる。
【００５３】
また、半導体レーザチップの温度特性としては、例えば外部温度が２５℃の場合に４０５ｎｍの発振波長で出射面側の出力を２０ｍＷにＡＰＣ駆動するとき、外部温度が７５℃になると半導体レーザチップの発振波長は約４ｎｍ伸びることがわかっている。
【００５４】
そこで、図１１を見ると、発振波長が４０５ｎｍから４ｎｍ伸びた場合、モニタ電流の増加は５％を超えている。つまり、外部温度が変化した場合、ＡＰＣ駆動するのに十分な仕様（外部温度変化に対して±５％以内の出力変化）を有していないといえる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、単体の半導体レーザ装置、ホログラム素子を備えたホログラムレーザ装置、照明用の励起光用レーザ装置、駆動もしくは信号検出等の処理のためのＩＣチップと一体化してパッケージされたオプトエレクトロニクスＩＣ装置、導波路あるいは微小光学素子と一体化してパッケージされた複合光学装置などに応用可能である。また、本発明は、これらの装置を備えた光記録システム、光ディスクシステムや、紫外から緑色領域の光源システムなどに応用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０    半導体レーザ装置
４０    フォトダイオード
１００    半導体レーザチップ
１００ａ    出射面
１００ｂ    反射面
１６０    第１誘電体多層膜
１７０    第２誘電体多層膜
【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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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年3月19日(2010.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
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