(57)【要約】【課題】共振器の共振器長を逐一変更することなく、任意の発振波長を設定することの可能な面発光型半導体レーザを提供する。【解決手段】活性層１３と、活性層１３を間にして設けられた下部クラッド層１２および上部クラッド層１４とを含み、第１波長で共振するように構成された共振器４０と、第１波長とは異なる波長で共振するように膜厚の調整された縦モード調整層１１−２を備える。これにより、共振器４０の共振器長が第１波長に基づいて設定されているにも拘わらず、共振器４０と縦モード調整層１１−２との相互作用により、第１波長とは異なる波長で発振が生じ、その結果、その発振波長のレーザ光が外部に出射される。【選択図】  図１
2006302955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層と、前記活性層を間にして設けられた第１クラッド層および第２クラッド層とを含み、第１波長で共振するように構成された第１共振器と、
前記第１波長とは異なる波長で共振するように膜厚の調整された第２共振器と
を備えたことを特徴とする面発光型半導体レーザ。
【請求項２】
前記第２共振器の光学膜厚をＬ、ａを１以上１０未満の整数とすると、Ｌは以下の式（１）または式（２）を満たすように設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
λ0 ／４＜Ｌ＜２λ0 ／４…（１）
（２ａ＋１）λ0 ／４≦Ｌ＜２（ａ＋１）λ0 ／４…（２）
【請求項３】
前記第２共振器の光学膜厚をＬ、ａを１０以上の整数とすると、Ｌは以下の式（３）を満たすように設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
（２ａ＋１）λ0 ／４≦Ｌ＜２（ａ＋１）λ0 ／４…（３）
【請求項４】
前記第２共振器の光学膜厚をＬ、ａを１以上の整数とすると、Ｌは以下の式（４）を満たすように設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
（２ａ）λ0 ／４≦Ｌ＜（２ａ＋１）λ0 ／４…（４）
【請求項５】
前記第１共振器を間にして設けられ、光学膜厚がそれぞれλ0 ／４の低屈折率層および高屈折率層をそれぞれ複数層含んで構成された一対の多層膜反射鏡を備え、
前記第２共振器は、前記一対の多層膜反射鏡の少なくとも一方の内部に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項６】
前記第２共振器は、２つの前記低屈折率層、または２つの前記高屈折率層とそれぞれ接するように設けられている
ことを特徴とする請求項５に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項７】
２つの前記低屈折率層の間に設けられた前記第２共振器は、それらの低屈折率層近傍の高屈折率層と同一の組成からなる
ことを特徴とする請求項６に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項８】
２つの前記高屈折率層の間に設けられた前記第２共振器は、それらの高屈折率層近傍の低屈折率層と同一の組成からなる
ことを特徴とする請求項６に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項９】
電極層は前記第２共振器の一部に接するように設けられている
ことを特徴とする請求項８に記載の面発光型半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上面にレーザ光の出射領域を有する面発光型半導体レーザに係り、例えば、多モード発振が要求される用途に好適に適用可能な面発光型半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型半導体レーザは、従来のファブリペロー共振器型半導体レーザとは異なり、基板に対して直交する方向に光を出射するものであり、同じ基板上に２次元アレイ状に多数の素子を配列することが可能であることから、近年、データ通信分野で注目されている。
【０００３】
ここで、一般的な面発光型半導体レーザの基本構造とその動作について簡単に説明する。面発光型半導体レーザは、特許文献１に記載されているように、半導体基板上に一対の多層膜反射鏡が形成され、その対の反射鏡の間に、発光領域となる活性層とその両側に設けられたクラッド層とからなる共振器を有するレーザ構造部を備える。一対の多層膜反射鏡は、光学膜厚がそれぞれλ0 ／４（λ0 は発光波長）の低屈折率層および高屈折率層を１組として、それを複数組分含んで構成されたものであり、一方の多層膜反射鏡には、活性層への電流注入効率を高め、しきい値電流を下げるために、電流注入領域を狭めた構造を有する電流狭窄層がさらに設けられている。また、下面側にはｎ側電極、上面側にはｐ側電極がそれぞれ設けられ、ｐ側電極にはレーザ光を出射するための開口部が設けられている。この面発光型半導体レーザでは、一方の多層膜反射鏡に設けられた電流狭窄層により狭窄された電流が活性層へ注入され、活性層で発光した光は一対の多層膜反射鏡により反射されると共に増幅され、その結果、単一縦モードのレーザ光としてｐ側電極に設けられた開口部から出射される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３２８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した面発光型半導体レーザでは、共振器の共振器長は１波長程度であるため、この共振器内に存在できる波長は、原則として基本波の波長（上記した発光波長λ0 に相当する）のみとなる。そのため、基本波の波長を変更しようとすると、共振器の共振器長や、多層膜反射鏡の膜厚を逐一変更しなければならないという問題がある。また、上記した面発光型半導体レーザでは、横モードが単一の場合、単一縦モードのレーザ光が安定に出射されるので、ファブリペロー共振器型半導体レーザとは異なり、多モードのレーザ光を出射させることは困難である。そのため、多波長のレーザ光を出射させる場合には、発光波長の互いに異なる複数の面発光型半導体レーザを用意することが必要となるという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、共振器の共振器長を逐一変更することなく、任意の発振波長を設定することの可能な面発光型半導体レーザを提供することにある。第２の目的は、多モードで発振を生じさせることの可能な面発光型半導体レーザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の面発光型半導体レーザは、活性層と、活性層を間にして設けられた第１クラッド層および第２クラッド層とを含み、第１波長で共振するように構成された第１共振器と、第１波長とは異なる波長で共振するように膜厚の調整された第２共振器とを備えたものである。
【０００８】
本発明の面発光型半導体レーザでは、第１共振器の共振器長が第１波長に基づいて設定されているにも拘わらず、第１共振器と第２共振器との相互作用により、第１波長とは異なる波長で発振が生じ、その結果、その発振波長のレーザ光が外部に出射される。
【０００９】
なお、第２共振器の光学膜厚をλ0 ／４より大きい範囲で適宜設定した場合には、第１波長とは異なる単一の波長で発振が生じるか、または、第１波長とは異なる複数の波長で発振が生じる。
【００１０】
具体的には、第２共振器の光学膜厚Ｌが、以下の式（１）または式（２）を満たすように設定されている場合には、第１波長とは異なる単一の波長で発振が生じる。なお、ここでのａは１以上１０未満の整数である。
λ0 ／４＜Ｌ＜２λ0 ／４…（１）
（２ａ＋１）λ0 ／４≦Ｌ＜２（ａ＋１）λ0 ／４…（２）
【００１１】
また、第２共振器の光学膜厚Ｌが、以下の式（３）を満たすように設定されている場合には、第１波長とは異なる複数の波長で発振が生じる。なお、ここでのａは１０以上の整数である。
（２ａ＋１）λ0 ／４≦Ｌ＜２（ａ＋１）λ0 ／４…（３）
【００１２】
また、第２共振器の光学膜厚Ｌが、以下の式（４）を満たすように設定されている場合にも、第１波長とは異なる複数の波長で発振が生じる。なお、ここでのａは１以上の整数である。
（２ａ）λ0 ／４≦Ｌ＜（２ａ＋１）λ0 ／４…（４）
【００１３】
なお、第２共振器の光学膜厚Ｌを変移させると、発振波長が第１波長とは異なる波長に変移するが、光学膜厚Ｌの値がλ0 ／４の整数倍となるとモードホップが生じ、これにより、発振波長の数も変化する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の面発光型半導体レーザによれば、第１共振器の共振器長が第１波長に基づいて設定されているにも拘わらず、第２共振器により、第１波長とは異なる１または２以上の波長で発振が生じるようにしたので、第１共振器の共振器長を逐一変更することなく、任意の発振波長を設定することができる。
【００１５】
また、第２共振器の光学膜厚を適宜設定した場合には、第１波長とは異なる複数の波長、すなわち、多モードで発振を生じさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の一実施の形態に係る面発光型半導体レーザの断面構造を表したものである。また、図２は、図１の面発光型半導体レーザの縦モード調整層１１−２（第２共振器）およびその近傍の構造を具体的に表したものである。
【００１８】
本実施の形態の面発光型半導体レーザは、基板１０の一面側に、第１下部ＤＢＲミラー層１１−１（第１多層膜反射鏡）、縦モード調整層１１−２、第２下部ＤＢＲミラー層１１−３（第１多層膜反射鏡）、下部クラッド層１２（第１クラッド層）、活性層１３、上部クラッド層１４（第２クラッド層）、上部ＤＢＲミラー層１５（第２多層膜反射鏡）およびｐ側コンタクト層１６をこの順に積層したレーザ構造部を備えている。ここで、下部クラッド層１２の一部、活性層１３、上部クラッド層１４、上部ＤＢＲミラー層１５およびｐ型コンタクト層１６は、ｐ型コンタクト層１６まで形成されたのち、上面から選択的にエッチングされることにより凸状のメサ部３０となっている。
【００１９】
また、面発光型半導体レーザは、保護膜１７およびｐ側電極１８をメサ部３０の上部または周辺部に積層して構成したものであり、ｎ側電極１９（電極層）を縦モード調整層１１−２の一部に形成したものである。
【００２０】
基板１０、第１下部ＤＢＲミラー層１１−１、縦モード調整層１１−２、第２下部ＤＢＲミラー層１１−３、下部クラッド層１２、活性層１３、上部クラッド層１４、上部ＤＢＲミラー層１５およびｐ型コンタクト層１６は、例えばＧａＡｓ（ガリウム・ヒ素）系の化合物半導体によりそれぞれ構成されている。なお、ＧａＡｓ系化合物半導体とは、短周期型周期表における３Ｂ族元素のうち少なくともガリウム（Ｇａ）と、短周期型周期表における５Ｂ族元素のうち少なくともヒ素（Ａｓ）とを含む化合物半導体のことをいう。
【００２１】
基板１０は、例えばｎ型ＧａＡｓにより構成される。
【００２２】
下部ＤＢＲミラー層１１は、第１下部ＤＢＲミラー層１１−１と、縦モード調整層１１−２と、第２下部ＤＢＲミラー層１１−３とをこの順に積層して構成される。第１下部ＤＢＲミラー層１１−１および第２下部ＤＢＲミラー層１１−３は、低屈折率層１１Ａと高屈折率層１１Ｂとを交互に積層して構成される。ここで、第１下部ＤＢＲミラー層１１−１の上面の層および第２下部ＤＢＲミラー層１１−１の下面の層、すなわち、第１下部ＤＢＲミラー層１１−１および第２下部ＤＢＲミラー層１１−１のうち縦モード調整層１１−２と接するそれぞれの層は、低屈折率層１１Ａおよび高屈折率層１１Ｂのいずれか一方の層となっている。
【００２３】
低屈折率層１１Ａは、例えば光学膜厚がλ0 ／４のｎ型Ａｌx1Ｇａ1-x1Ａｓ（０＜ｘ１＜１）により構成されており、高屈折率層１１Ｂは、例えば光学膜厚がλ0 ／４のｎ型Ａｌx2Ｇａ1-x2Ａｓ（０＜ｘ２＜ｘ１）により構成される。なお、λ0 は、後述の共振器４０に生じる定在波の波長（基本波の波長）であり、本発明の第１波長に相当する。また、ｎ型不純物は、例えばケイ素（Ｓｉ）またはセレン（Ｓｅ）などである。
【００２４】
縦モード調整層１１−２は、第１下部ＤＢＲミラー層１１−１の上面の層および第２下部ＤＢＲミラー層１１−１の下面の層が低屈折率層１１Ａとなっている場合には、縦モード調整層１１−２近傍の高屈折率層１１Ｂと同一の組成からなり、第１下部ＤＢＲミラー層１１−１の上面の層および第２下部ＤＢＲミラー層１１−１の下面の層が高屈折率層１１Ｂとなっている場合には、縦モード調整層１１−２近傍の低屈折率層１１Ａと同一の組成からなる。なお、縦モード調整層１１−２は、λ0 ／４より大きな光学膜厚、すなわち、上記した低屈折率層１１Ａおよび高屈折率層１１Ｂとは異なる光学膜厚を有する。したがって、下部ＤＢＲミラー層１１は、低屈折率の性質を有する層と高屈折率の性質を有する層とを交互に積層して構成されると共に、一部に光学膜厚の異なる層を積層して構成される。
【００２５】
ここで、縦モード調整層１１−２は、下部ＤＢＲミラー層１１のうち活性層１３寄りに設けられていることが好ましい。なお、図２には、縦モード調整層１１−２が下部ＤＢＲミラー層１１のうち活性層１３寄り、具体的には、活性層１３から２番目の高屈折率層１１Ａ2 と３番目の高屈折率層１１Ａ3 との間に設けらた場合の構成例が示されている。
【００２６】
下部クラッド層１２は、例えばＡｌx3Ｇａ1-x3Ａｓ（０＜ｘ３＜１）により構成されている。活性層１３は、例えばＧａＡｓ系材料により構成されている。上部クラッド層１４は、例えばＡｌx4Ｇａ1-x4Ａｓ（０＜ｘ４＜１）により構成されている。この下部クラッド層１２、活性層１３および上部クラッド層１４は、アンドープであることが望ましいが、ｐ型またはｎ型不純物が含まれていてもよい。
【００２７】
この下部クラッド層１２、活性層１３および上部クラッド層１４は、共振器４０（第１共振器）を構成し、例えば、活性層１３を共振器４０の定在波の腹部に置く１波長共振器、または、活性層１３を共振器の定在波の節部に置く半波長共振器などの超短共振器を構成する。このように、共振器４０の共振器長は１波長程度であるため、この共振器４０内に存在できる波長は、原則として基本波の波長のみとなる。
【００２８】
上部ＤＢＲミラー層１５は、低屈折率層１６Ａと高屈折率層１６Ｂとを交互に積層して構成される。この低屈折率層１６Ａは、例えば光学膜厚がλ0 ／４のｐ型Ａｌx5Ｇａ1-x5Ａｓ（０＜ｘ５＜１）により構成され、高屈折率層１６Ｂは、例えば光学膜厚がλ0 ／４のｐ型Ａｌx6Ｇａ1-x6Ａｓ（０＜ｘ６＜ｘ５）により構成される。ここで、ｐ型不純物は、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）などである。
【００２９】
ただし、上部ＤＢＲミラー層１５において、活性層１３側から数えて数層離れた低屈折率層１６Ａの部位には、低屈折率層１６Ａの代わりに、電流狭窄層１５Ｃが形成されている。この電流狭窄層１５Ｃは、その中央領域に設けられた電流注入領域１５Ｃ−１、および電流注入領域１５Ｃ−１を取り囲む部位に設けられた電流狭窄領域１５Ｃ−２を含んで構成されている。電流注入領域１５Ｃ−１は、例えば、Ａｌx7Ｇａ1-x7Ａｓ（ｘ５＜ｘ７＜１）により構成されており、電流狭窄領域１５Ｃ−２は、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 により構成されている。
【００３０】
ｐ側コンタクト層１６は、例えばｐ型ＧａＡｓにより構成される。このｐ側コンタクト層１６は、上記の電流注入領域１５Ｃ−１と対向する領域に例えば円形の開口部を有しており、この開口部の底部には上部ＤＢＲミラー層１５が露出している。この開口部は、レーザ光の出射領域に対応している。また、開口部のうち中央領域は、主に基本横モード発振が生じる領域に対応しており、開口部のうち中央領域以外の領域は、主に高次横モード発振が生じる領域に対応している。
【００３１】
保護膜１７は、ｐ側コンタクト層１６のうち開口部の周縁部を除く領域と、メサ部３０の側面とを覆うように形成されており、例えば酸化物または窒化物により構成されている。
【００３２】
ｐ側電極１８は、ｐ側コンタクト層１６のうち開口部の周縁部、および保護膜１７の一部の表面に形成されている。このｐ側電極１８のうち開口部の周縁部に形成された部分は、リング状の形状となっており、ｐ側電極１８のうち保護膜１７の一部の表面に形成された部分は、ワイヤーボンディングをするのに十分な表面積を有する平板状の形状となっている。ｐ側電極１８はまた、例えば、チタン（Ｔｉ）層，白金（Ｐｔ）層および金（Ａｕ）層をこの順に積層して構成されたものであり、ｐ型コンタクト層１６と電気的に接続されている。
【００３３】
ｎ側電極１９は、例えば、チタン（Ｔｉ）層，白金（Ｐｔ）層および金（Ａｕ）層をこの順に積層して構成されたものであり、基板１０の裏側に形成されている。
【００３４】
本実施の形態に係る面発光型半導体レーザは、例えば次のようにして製造することができる。
【００３５】
図３（Ａ）〜（Ｂ）および図４（Ａ）〜（Ｂ）は、その製造方法を工程順に表したものである。例えばＧａＡｓ（ガリウム・ヒ素）系の面発光型半導体レーザを製造するためには、基板１０上の化合物半導体層を、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ；有機金属化学気相成長）法により形成する。この際、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、アルシン (ＡｓＨ3)を用い、ドナー不純物の原料としては、例えば、Ｈ2 Ｓｅを用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えば、ジメチルジンク（ＤＭＺ）を用いる。
【００３６】
具体的には、まず、図３（Ａ）に示したように、基板１０上に、第１下部ＤＢＲミラー層１１−１、縦モード調整層１１−２、第２下部ＤＢＲミラー層１１−３、下部クラッド層１２，活性層１３，上部クラッド層１４，上部ＤＢＲミラー層１５およびｐ側コンタクト層１６をこの順に積層する。
【００３７】
次に、図３（Ｂ）に示したように、例えば、ｐ側コンタクト層１６の上にマスク層（図示せず）を形成し、反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching；ＲＩＥ）法により、ｐ側コンタクト層１６，上部ＤＢＲミラー層１５，上部クラッド層１４，活性層１３および下部クラッド層１２の一部を選択的に除去すると共に、ｐ側コンタクト層１６の一部をエッチングして開口部を形成する。これにより、頂上に開口部を有するメサ部３０が形成される。
【００３８】
次に、図４（Ａ）に示したように、水蒸気雰囲気中にて、高温で酸化処理を行い、メサ部３０の外側から例えば電流狭窄層１５ＣとなることとなるＡｌＡｓ層１５ＤのＡｌを選択的に酸化する。これにより、その層の中心領域に電流注入領域１５Ｃ−１が形成され、それ以外の領域には電流狭窄領域１５Ｃ−２が形成され、その結果、電流注入領域１５Ｃ−１および電流狭窄領域１５Ｃ−２からなる電流狭窄層１５Ｃが形成される。
【００３９】
次に、図４（Ｂ）に示したように、メサ部３０上およびメサ部３０の周辺基板上に例えばＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) 法により絶縁材料を積層させたのち、エッチングにより絶縁材料のうち開口部の中央領域に対応する部分を選択的に除去して上部ＤＢＲミラー層１５およびｐ側コンタクト層１６を露出させる。
【００４０】
次に、図１に示したように、例えば真空蒸着法により、メサ部３０上およびメサ部３０の周辺基板上に金属材料を積層させた後、例えば選択エッチングにより、開口部内に上部ＤＢＲミラー層１５を露出させると共に、メサ部３０の周辺基板上にワイヤーボンディング用のパッドを形成する。このようにして、ｐ側コンタクト層１６と電気的に接続されたｐ側電極１８が形成される。
【００４１】
次に、基板１１の裏面を適宜研磨して基板の厚さを調整したのち、基板１１の裏面にｎ側電極１９を形成する。このようにして面発光型半導体レーザが製造される。
【００４２】
このような構成の面発光型半導体レーザでは、ｎ側電極１９とｐ側電極１８との間に所定の電圧が印加されると、電流狭窄層１５Ｃにおける電流注入領域１５Ｃ−１を通して活性層１３に電流が注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光は、一対の下部ＤＢＲミラー層１１および上部ＤＢＲミラー層１５により反射され、素子内を一往復したときの位相の変化が２πの整数倍となる波長でレーザ発振を生じ、レーザビームとして外部に出射される。
【００４３】
ところで、縦モード調整層１１−２の光学膜厚Ｌは、λ0 ／４より大きく、その光学膜厚Ｌをλ0 ／４より大きい範囲で適宜設定した場合には、第１波長とは異なる単一の波長λ1 で発振が生じ、その発振波長λ1 のレーザ光が出射されるか、または、第１波長とは異なる複数の波長λ1 、λ2 、……λｎ（ｎは正の整数）で発振が生じ、その複数の発振波長λ1 、λ2 、……λｎのレーザ光が開口部から出射される。
【００４４】
例えば、以下の式（１）または式（２）を満たすように縦モード調整層１１−２の光学膜厚Ｌが設定されている場合には、第１波長λ0 とは異なる単一の波長λ1 で発振が生じ、その発振波長λ1 のレーザ光が開口部から出射される。なお、ここでのａは１以上１０未満の整数である。
λ0 ／４＜Ｌ＜２λ0 ／４…（１）
（２ａ＋１）λ0 ／４≦Ｌ＜２（ａ＋１）λ0 ／４…（２）
【００４５】
また、縦モード調整層１１−２の光学膜厚Ｌが、以下の式（３）を満たすように設定されている場合には、第１波長λ0 とは異なる複数の波長λ1 、λ2 、……λｎで発振が生じ、その複数の発振波長λ1 、λ2 、……λｎのレーザ光が開口部から出射される。なお、ここでのａは１０以上の整数である。
（２ａ＋１）λ0 ／４≦Ｌ＜２（ａ＋１）λ0 ／４…（３）
【００４６】
また、縦モード調整層１１−２の光学膜厚Ｌが、以下の式（４）を満たすように設定されている場合にも、第１波長λ0 とは異なる複数の波長λ1 、λ2 、……λｎで発振が生じ、その複数の発振波長λ1 、λ2 、……λｎのレーザ光が開口部から出射される。なお、ここでのａは１以上の整数である。
（２ａ）λ0 ／４≦Ｌ＜（２ａ＋１）λ0 ／４…（４）
【００４７】
図５は、縦モード調整層１１−２の光学膜厚Ｌをλ0 ／４で規格化した数値と、モード数との関係を表したものである。図５において、Ａで囲まれた線分は式（１）に、Ｂで囲まれた飛び飛びの線分は式（２）に、Ｃで囲まれた飛び飛びの線分は式（４）に、Ｄで囲まれた飛び飛びの線分は式（３）にそれぞれ対応している。また、線分における黒丸はその黒丸に対応する規格化した数値を含むことを意味しており、線分における白丸は規格化した数値を含まないことを意味している。
【００４８】
ここで、線分が飛び飛びとなっているのは、縦モード調整層１１−２の光学膜厚Ｌを変移させると、モードホップが生じることを意味している。例えば、規格化した数値を１より大きい数値から２０まで徐々に変移（規格化した数値は整数でなくてもよい）させた場合には、モード数は１から２へホップしたり、２から１へホップすることが確認できる。また、規格化した数値を２０より大きい数値から４０より小さい数値まで徐々に変移させた場合には、モード数は２から１へホップすることなく、２から３へホップしたり、３から２へホップすることが確認できる。規格化した数値が４０以上の場合についても、上記と同様の傾向があることが確認できる。
【００４９】
ところで、縦モード調整層１１−２の光学膜厚Ｌを変移させると、図６（Ａ）に例示したように、発振波長が第１波長λ0 とは異なる１または２以上の波長に変移するが、光学膜厚Ｌの値がλ0 ／４の整数倍となるとモードホップが生じ、これにより、図６（Ｂ）に例示したように、発振波長の数も変化する。
【００５０】
図６（Ａ）に例示したように、縦モード調整層１１−２の光学膜厚Ｌを変移させることにより発振波長が変移するのは、縦モード調整層１１−２の光学膜厚Ｌが変移するにつれて、縦モード調整層１１−２の端面で反射される反射光の位相が少しずつ変移し、これにより、レーザ発振する条件が変化するからである。
【００５１】
また、図６（Ｂ）に例示したように、縦モード調整層１１−２の光学膜厚Ｌを増加させることによりモード数が増加するのは、縦モード調整層１１−２の光学膜厚Ｌが増加するにつれて、縦モード調整層１１−２内に形成される定在波の波数が変化し、波数が変化したときに新たに形成された共振波長が下部ＤＢＲミラー層１１および上部ＤＢＲミラー層１５の高反射帯域Ｗ（図７（Ａ），図８（Ａ）参照）に入ることにより、新たな波長で発振（図７（Ｂ），図８（Ｂ）参照）することが可能となるからである。なお、図７（Ａ）（Ｂ）は、モード数が１の場合の、本実施の形態の面発光型半導体レーザの反射率、利得および透過光強度をそれぞれ表したものであり、図８（Ａ）（Ｂ）は、モード数が２の場合の、本実施の形態の面発光型半導体レーザの反射率、利得および透過光強度をそれぞれ表したものである。
【００５２】
以上、１つの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。
【００５３】
例えば、上記実施の形態では、縦モード調整層１１−２は、下部ＤＢＲミラー層１１のうち活性層１３寄りの部位に設けられていたが、下部ＤＢＲミラー層１１のうち活性層１３寄りの部位以外の部位（例えば、基板１０寄りの部位）や、上部ＤＢＲミラー層１５内、下部ＤＢＲミラー層１１および上部ＤＢＲミラー層１５の双方の層内に設けられていてもよい。また、下部ＤＢＲミラー層１１および上部ＤＢＲミラー層１５以外の部位、例えば、下部ＤＢＲミラー層１１と基板１０との間に設けられていてもよい。縦モード調整層１１−２の配置される部位によって、下部ＤＢＲミラー層１１や上部ＤＢＲミラー層１５の機能が損なわれることはなく、また、縦モード調整層１１−２の奏する効果が消失することはないからである。
【００５４】
ただし、縦モード調整層１１−２は、共振器４０に近づけば近づく程、活性層１３から発光した光の強度が大きくなるので、上部ＤＢＲミラー層１５および下部ＤＢＲミラー層１１の少なくとも一方のうち活性層１３寄りの部位に設けられることが好ましい。また、縦モード調整層１１−２は、低屈折率層１１Ａおよび高屈折率層１１Ｂよりも膜厚が厚いので、メサ部３０の高さを高くする必要のない部位、例えば、下部ＤＢＲミラー層１１のうち活性層１３寄りの部位にだけ設けられることがより好ましい。
【００５５】
また、上記実施の形態では、ｎ側電極１９は、基板１０の裏側に設けられていたが、図９に示したように、縦モード調整層１１−２の一部に接するように設けられていてもよい。ただし、その場合には、縦モード調整層１１−２とｎ側電極層２０とをオーミック接触させることが必要となるので、縦モード調整層１１−２のＡｌ組成の値は大きい方が好ましく、縦モード調整層１１−２近傍の高屈折率層１１Ｂのそれと同一の値であることがより好ましい。このとき、第１下部ＤＢＲミラー層１１−１の上面の層および第２下部ＤＢＲミラー層１１−１の下面の層、すなわち、第１下部ＤＢＲミラー層１１−１および第２下部ＤＢＲミラー層１１−１のうち縦モード調整層１１−２と接するそれぞれの層は、低屈折率層１１Ａである。これにより、下部ＤＢＲミラー層１１としての機能を損うことなく、縦モード調整層１１−２を下部ＤＢＲミラー層１１の内部に設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る面発光型半導体レーザの断面構成図である。
【図２】図１のレーザの要部の断面構成図である。
【図３】図１に示したレーザの製造過程を説明するための断面図である。
【図４】図３に続く過程を説明するための断面図である。
【図５】モード数の変化を説明するための概念図である。
【図６】発振波長の変移を説明するための概念図である。
【図７】単一縦モードにおける、反射率、利得、透過光強度を説明するための概念図である。
【図８】多モードにおける、反射率、利得、透過光強度を説明するための概念図である。
【図９】図１のレーザの変形例の断面構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…基板、１１…下部ＤＢＲミラー層、１１−１…第１下部ＤＢＲミラー層、１１−２…縦モード調整層、１１−３…第２下部ＤＢＲミラー層、１１Ａ，１５Ａ…低屈折率層、１１Ｂ，１５Ｂ…高屈折率層、１２…下部クラッド層、１３…活性層、１４…上部クラッド層、１５…上部ＤＢＲミラー層、１５Ｃ…電流狭窄層、１５Ｃ−１…電流注入領域、１５Ｃ−２…電流狭窄領域、１５Ｄ…ＡｌＡｓ層、１６…ｐ側コンタクト層、１７…保護膜、１８…ｐ側電極、１９…ｎ側電極、３０…メサ部、４０…共振器。
【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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