【手続補正書】
【提出日】平成17年3月4日(2005.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ＧaＮからなる下地層の上部に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド層および電極がこの順に積層し、活性層と下部クラッド層の間および／または前記活性層と上部クラッド層の間に、一または二以上の光ガイド層が設けられ、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長で発振する窒化ガリウム系半導体レーザであって、光ガイド層の合計層厚をh（μｍ）、下部クラッド層の層厚をd１（μｍ）、下部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｘ、上部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｙとした場合に、
０．１５≦h、
｜ｘ−ｙ｜≦０．０２、
０．０２≦ｘ≦０．０６、および、
０．３４ｘ−０．４９≦d１＋２h
の条件を満たすことを特徴とする窒化ガリウム系半導体レーザ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
ＡｌＧaＮまたはＧａＮからなる基板上に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド層および電極がこの順に積層し、活性層と下部クラッド層の間および／または前記活性層と上部クラッド層の間に、一または二以上の光ガイド層が設けられ、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長で発振する窒化ガリウム系半導体レーザであって、光ガイド層の合計層厚をh（μｍ）、上部クラッド層の層厚をd２（μｍ）、下部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｘ、上部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｙとした場合に、
０．１５≦h、
｜ｘ−ｙ｜≦０．０２、
０．０２≦ｘ≦０．０６、および、
０．２１ｙ−０．４２≦d２＋h
の条件を満たすことを特徴とする窒化ガリウム系半導体レーザ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
ＧaＮからなる下地層の上部に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド層および電極がこの順に積層し、活性層と下部クラッド層の間および／または前記活性層と上部クラッド層の間に、一または二以上の光ガイド層が設けられ、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長で発振する窒化ガリウム系半導体レーザであって、光ガイド層の合計層厚をh（μｍ）、下部クラッド層の層厚をd１（μｍ）、下部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｘ、上部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｙとした場合に、
０．１５≦h、
ｙ−ｘ≧０．０２、
０．０３≦ｘ≦０．０６、および、
０．４７ｘ−０．５≦d１＋４h
の条件を満たすことを特徴とする窒化ガリウム系半導体レーザ。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
ＡｌＧaＮまたはＧａＮからなる基板上に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド層および電極がこの順に積層し、活性層と下部クラッド層の間および／または前記活性層と上部クラッド層の間に、一または二以上の光ガイド層が設けられ、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長で発振する窒化ガリウム系半導体レーザであって、光ガイド層の合計層厚をh（μｍ）、上部クラッド層の層厚をd２（μｍ）、下部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｘ、上部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｙとした場合に、
０．１５≦h、
ｙ−ｘ≧０．０２、
０．０３≦ｘ≦０．０６、および、
０．２ｙ−０．３３≦d２＋０．５h
の条件を満たすことを特徴とする窒化ガリウム系半導体レーザ。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
（ｉ）ＧaＮからなる下地層の上部に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド層および電極がこの順に積層し、活性層と下部クラッド層の間および／または前記活性層と上部クラッド層の間に、一または二以上の光ガイド層が設けられ、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長で発振する窒化ガリウム系半導体レーザであって、光ガイド層の合計層厚をh（μｍ）、下部クラッド層の層厚をd１（μｍ）、下部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｘ、上部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｙとした場合に、
０．１５≦h、
｜ｘ−ｙ｜≦０．０２、
０．０２≦ｘ≦０．０６、および、
０．３４ｘ−０．４９≦d１＋２h
の条件を満たすことを特徴とする窒化ガリウム系半導体レーザ。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
（ｉｉ）ＡｌＧaＮまたはＧａＮからなる基板上に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド層および電極がこの順に積層し、活性層と下部クラッド層の間および／または前記活性層と上部クラッド層の間に、一または二以上の光ガイド層が設けられ、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長で発振する窒化ガリウム系半導体レーザであって、光ガイド層の合計層厚をh（μｍ）、上部クラッド層の層厚をd２（μｍ）、下部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｘ、上部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｙとした場合に、
０．１５≦h、
｜ｘ−ｙ｜≦０．０２、
０．０２≦ｘ≦０．０６、および、
０．２１ｙ−０．４２≦d２＋h
の条件を満たすことを特徴とする窒化ガリウム系半導体レーザ。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
（iii）ＧaＮからなる下地層の上部に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド層および電極がこの順に積層し、活性層と下部クラッド層の間および／または前記活性層と上部クラッド層の間に、一または二以上の光ガイド層が設けられ、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長で発振する窒化ガリウム系半導体レーザであって、光ガイド層の合計層厚をh（μｍ）、下部クラッド層の層厚をd１（μｍ）、下部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｘ、上部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｙとした場合に、
０．１５≦h、
ｙ−ｘ≧０．０２、
０．０３≦ｘ≦０．０６、および、
０．４７ｘ−０．５≦d１＋４h
の条件を満たすことを特徴とする窒化ガリウム系半導体レーザ。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
（ｉｖ）ＡｌＧaＮまたはＧａＮからなる基板上に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド層および電極がこの順に積層し、活性層と下部クラッド層の間および／または前記活性層と上部クラッド層の間に、一または二以上の光ガイド層が設けられ、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長で発振する窒化ガリウム系半導体レーザであって、光ガイド層の合計層厚をh（μｍ）、上部クラッド層の層厚をd２（μｍ）、下部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｘ、上部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｙとした場合に、
０．１５≦h、
ｙ−ｘ≧０．０２、
０．０３≦ｘ≦０．０６、および、
０．２ｙ−０．３３≦d２＋０．５h
の条件を満たすことを特徴とする窒化ガリウム系半導体レーザ。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
上記（ｉ）は、下部クラッド層と上部クラッド層がほぼ同じ屈折率を有する対称クラッド構造の場合に、垂直放射角を低減しかつ活性層光閉込係数を小さくしすぎず、かつ放射損失を抑制するためのレーザ層構造条件である。レーザ層構造の条件は、ＧaＮからなる下地層の上部に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド層および電極がこの順に積層し、活性層と下部クラッド層の間および／または前記活性層と上部クラッド層の間に、一または二以上の光ガイド層が設けられ、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長で発振する窒化ガリウム系半導体レーザであって、光ガイド層の合計層厚をh（μｍ）、下部クラッド層の層厚をd１（μｍ）、下部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｘ、上部クラッド層の平均屈折率と等しい屈折率を有するＡｌＧaＮバルク結晶のＡｌ組成をｙとした場合に、上記条件を満たすことである。ｎ型、上部クラッド層において重要なパラメータは屈折率と層厚であるので、屈折率はこれと等しい屈折率を持つＡｌＧaＮバルクのＡｌ組成で置き換えている。
上記の条件のなかで、
０．１５≦h、
｜ｘ−ｙ｜≦０．０２、
０．０２≦ｘ≦０．０６、および、
の条件は、垂直放射角が小さくかつ活性層光閉込係数を小さくしすぎないための条件であり、
０．３４ｘ−０．４９≦d１＋２h
の条件は放射損失が２cm−１以下である条件である。放射損失抑制条件では、上部クラッド層厚の影響は無視でき、ｘが小さいほどd１＋２hを大きくする必要があること、ガイド層厚の増加は下部クラッド層厚の増加に比べて２倍効果が大きいことを示している。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
上記（ｉｉ）は、下部クラッド層と上部クラッド層がほぼ同じ屈折率を有する対称クラッド構造の場合に、垂直放射角を低減しかつ活性層光閉込係数を小さくしすぎず、かつｐ電極損失を抑制するためのレーザ層構造条件である。ｎ型、上部クラッド層において重要なパラメータは屈折率と層厚であるので、屈折率はこれと等しい屈折率を持つＡｌＧaＮバルクのＡｌ組成で置き換えている。上記の条件のなかで、
０．１５≦h、
｜ｘ−ｙ｜≦０．０２、
０．０２≦ｘ≦０．０６、および、
の条件は、垂直放射角が小さくかつ活性層光閉込係数を小さくしすぎないための条件であり、
０．２１ｙ−０．４２≦d２＋h
の条件はｐ電極損失が５cm−１以下である条件である。ｐ電極損失抑制条件では、下部クラッド層厚の影響は無視でき、ｙが小さいほどd２＋hを大きくする必要があること、ガイド層厚の増加は上部クラッド層厚の増加と同じ効果があることを示している。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
上記（iii）は、下部クラッド層より上部クラッド層の屈折率が小さい非対称クラッド構造の場合に、垂直放射角を低減しかつ活性層光閉込係数を小さくしすぎず、かつ放射損失を抑制するためのレーザ層構造条件である。このような非対称クラッド構造は、下部クラッド層の屈折率が比較的小さい領域では、対称クラッド構造に比べて垂直放射角を低減しやすい、上部クラッド層（ｐクラッド層）厚が薄くてもｐ電極損失が抑制できる、というメリットがある反面、放射損失抑制の為のｎクラッド層厚が厚くなるというデメリットもある。レーザ層構造の条件は上記したとおりである。ｎ型、上部クラッド層において重要なパラメータは屈折率と層厚であるので、屈折率はこれと等しい屈折率を持つＡｌＧaＮバルクのＡｌ組成で置き換えている。
上記の条件のなかで、
０．１５≦h、
ｙ−ｘ≧０．０２、
０．０３≦ｘ≦０．０６
の条件は垂直放射角が小さくかつ活性層光閉込係数を小さくしすぎないための条件であり、
０．４７ｘ−０．５≦d１＋４h
の条件は放射損失が２cm−１以下である条件である。放射損失抑制条件では、上部クラッド層厚の影響は無視でき、ｘが小さいほどd１＋４hを大きくする必要があること、ガイド層厚の増加は下部クラッド層厚の増加に比べて４倍効果が大きいことを示している。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
上記（ｉｖ）は、下部クラッド層より上部クラッド層の屈折率が小さい非対称クラッド構造の場合に、垂直放射角を低減しかつ活性層光閉込係数を小さくしすぎず、かつｐ電極損失を抑制するためのレーザ層構造条件である。このような非対称クラッド構造は、下部クラッド層の屈折率が比較的小さい領域では、対称クラッド構造に比べて垂直放射角を低減しやすい、ｐクラッド層厚が薄くてもｐ電極損失が抑制できる、というメリットがある反面、放射損失抑制の為のｎクラッド層厚が厚くなるというデメリットもある。レーザ層構造の条件は、上記したとおりである。
上記の条件のなかで、
０．１５≦h、
ｙ−ｘ≧０．０２、
０．０３≦ｘ≦０．０６
の条件は垂直放射角が小さくかつ活性層光閉込係数を小さくしすぎないための条件であり、
０．２ｙ−０．３３≦d２＋０．５h
の条件はｐ電極損失が５cm−１以下である条件である。ｐ電極損失抑制条件では、下部クラッド層厚の影響は無視でき、ｙが小さいほどd２＋０．５hを大きくする必要があること、ガイド層厚の増加は上部クラッド層厚の増加の半分の効果があることを示している。