(57)【要約】【課題】反射率の波長依存性が抑制された半導体レーザ素子および半導体レーザ装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体レーザ素子１０は、共振器端面の少なくとも一方に設けられた反射膜２１、２２を備える。反射膜２１、２２は、共振器端面から数えて１番目に配置される屈折率ｎ１を有するＬ1層と、Ｌ1層上に、共振器端面から数えて２Ｎ番目（Ｎは正の整数）に配置される屈折率ｎ２を有するＬ2N層と、共振器端面から数えて２Ｎ＋１番目（Ｎは正の整数）に配置されるｎ２＜ｎ３なる屈折率ｎ３を有するＬ2N+1層との組が、複数組積層された周期構造と、を備える。Ｌ1層は、線膨張係数が基板１１の線膨張係数に対し±３０％であり、光学膜厚がλ／４よりも薄い膜からなる。共振器端面から数えて２番目に配置されたＬ2層は、光学膜厚がλ／４よりも薄い膜からなる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された、少なくとも活性層を含む多層の半導体層と、
前記基板と前記半導体層とによって構成された共振器端面の少なくとも一方に設けられた反射膜と、を備え、
前記反射膜は、
前記共振器端面から数えて１番目に配置される屈折率ｎ１を有するＬ1層と、前記Ｌ1層上に、前記共振器端面から数えて２Ｎ番目（Ｎは正の整数）に配置される屈折率ｎ２を有するＬ2N層と、前記共振器端面から数えて２Ｎ＋１番目（Ｎは正の整数）に配置されるｎ２＜ｎ３なる屈折率ｎ３を有するＬ2N+1層との組が、複数組積層された周期構造と、を備えた半導体レーザ素子であって、
前記Ｌ1層は、線膨張係数が前記基板の線膨張係数に対し±３０％であり、光学膜厚がλ／４よりも薄い膜からなり、
前記共振器端面から数えて２番目に配置されたＬ2層は、光学膜厚がλ／４よりも薄い膜からなることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記Ｌ1層の光学膜厚と、前記Ｌ2層の光学膜厚との合計がλ／４または略λ／４であることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記周期構造上に配置され、ｎ２≦ｎ４＜ｎ３なる屈折率ｎ４を有する最上層をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記Ｌ1層の光学膜厚が、１０ｎｍ以上９０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記Ｌ1層の屈折率が、１．５〜１．８の範囲内であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記Ｌ1層は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）により構成されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体レーザ素子。
【請求項７】
前記Ｌ2N層の屈折率が、１．４〜３．５の範囲内であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項８】
前記Ｌ2N層は、二酸化珪素（ＳｉＯ2）により構成されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体レーザ素子。
【請求項９】
前記Ｌ2N+1層の屈折率が、１．５〜４．０の範囲内であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１０】
前記Ｌ2N+1層は、窒化シリコン（ＳｉＮx）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯx）、酸化チタン（ＴｉＯx）、およびアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）から選択される一以上の物質により構成されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１１】
前記Ｌ1層の屈折率ｎ１と前記Ｌ2層の屈折率ｎ２とは、ｎ１＞ｎ２の関係を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１２】
前記周期構造上に配置され、ｎ２≦ｎ４＜ｎ３なる屈折率ｎ４を有する最上層を有し、
前記最上層の屈折率が、１．４〜３．５の範囲内であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１３】
前記最上層は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）により構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１４】
前記周期構造上に配置され、ｎ２≦ｎ４＜ｎ３なる屈折率ｎ４を有する最上層を有し、
前記最上層は、前記Ｌ2N層と同一物質により構成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１５】
前記反射膜の反射率が４０％以上であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１６】
基板と、
前記基板上に形成された、少なくとも活性層を含む多層の半導体層と、
前記基板と前記半導体層とによって構成された共振器端面の少なくとも一方に設けられた反射膜と、を備えた半導体レーザ素子であって、
前記反射膜は、
中心波長の±１０ｎｍの範囲における反射率の変化量が０．１０％以内となる多層反射膜であることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子と、
前記共振器端面から前記反射膜を介して出射されるレーザ光を受光する受光部と、を備え、
前記受光部によって受光されたレーザ光を電流に変換し、前記電流の値に基づいて前記半導体レーザ素子に供給する電流を制御する外部制御装置による前記制御に供することを特徴とする半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子および半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザの高出力化や低しきい値電流の実現等を目的として、端面に低屈折率膜と高屈折率膜とが交互に複数積層された多層高反射膜をコーティングした半導体レーザが広く用いられている。
特許文献１には、線膨張係数が半導体レーザの結晶基板が有する線膨張係数の±３０％以内で光学膜厚がλ／４、すなわち膜厚がλ／４ｎ（λ：レーザの発振波長、ｎ：屈折率）の第一の低屈折率膜上に、第一の高屈折率膜と第二の低屈折率膜とを交互に複数積層した、総層数が９層以下である多層高反射膜が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９７１４３５号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】久保田広著、「応用光学」、岩波全書、１９５９年、ｐ．９２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の半導体レーザ素子は、端面反射膜の反射率の波長依存性が大きいという問題がある。つまり、上記従来の半導体レーザ素子は、端面反射膜の反射率が波長に依存して大きく変動する。半導体レーザ素子の発振波長は温度により変化するため、反射率の波長依存性が大きいと、温度によって発振波長に対応する反射率が変動してしまう。すると、半導体レーザ素子における光出力、スロープ効率、しきい値電流、モニタ電流等の特性に悪影響を及ぼし、所望の性能が得られない。したがって、発振波長に対応する端面反射膜の反射率を、温度によらずに高精度に設計値に管理する必要があり、反射率の波長依存性を抑制する必要がある。
そこで、本発明は、端面反射膜の反射率の波長依存性が抑制された半導体レーザ素子および半導体レーザ装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る半導体レーザ素子の一態様は、基板と、前記基板上に形成された、少なくとも活性層を含む多層の半導体層と、前記基板と前記半導体層とによって構成された共振器端面の少なくとも一方に設けられた反射膜と、を備え、前記反射膜は、前記共振器端面から数えて１番目に配置される屈折率ｎ１を有するＬ1層と、前記Ｌ1層上に、前記共振器端面から数えて２Ｎ番目（Ｎは正の整数）に配置される屈折率ｎ２を有するＬ2N層と、前記共振器端面から数えて２Ｎ＋１番目（Ｎは正の整数）に配置されるｎ２＜ｎ３なる屈折率ｎ３を有するＬ2N+1層との組が、複数組積層された周期構造と、を備えた半導体レーザ素子であって、前記Ｌ1層は、線膨張係数が前記基板の線膨張係数に対し±３０％であり、光学膜厚がλ／４よりも薄い膜からなり、前記共振器端面から数えて２番目に配置されたＬ2層は、光学膜厚がλ／４よりも薄い膜からなる。
【０００７】
半導体レーザ材料としては、例えばＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰ系、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ系などの化合物半導体があり、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＧａＮなどの結晶基板が使用されることが多い。そのため、このような結晶基板が有する線膨張係数に近い線膨張係数を有する材料によりＬ1層を構成することで、反射膜が共振器端面から剥がれることを抑制したり、結晶にかかる応力を抑制したりすることができ、信頼性を向上させることができる。
このように、Ｌ1層の材料を適宜選択することにより共振器端面との密着性を向上させるとともに、Ｌ1層およびＬ2層の光学膜厚をλ／４よりも薄くすることによって、反射膜剥がれの防止と反射膜の反射率の波長依存性の抑制の両立が実現可能である。したがって、光出力、スロープ効率、しきい値電流、モニタ電流等の特性が低下することを抑制することができる。
さらに、上記の半導体レーザ素子において、Ｌ1層の光学膜厚と、共振器端面から数えて２番目に配置されたＬ2層の光学膜厚との合計は約λ／４（λ／４または略λ／４）とすることができる。これにより、より適切に反射膜の反射率の波長依存性を抑制することができる。
【０００８】
また、上記の半導体レーザ素子において、前記周期構造上に配置され、ｎ２≦ｎ４＜ｎ３なる屈折率ｎ４を有する最上層をさらに有してもよい。この場合、最上層の低屈折率膜により、上に凸の傾向となる反射率スペクトルの曲線が打ち消され、反射率スペクトルの曲線のピークをフラットに近づけることができる。したがって、適切に反射膜の反射率の波長依存性を抑制することができる。
また、上記の半導体レーザ素子において、前記Ｌ1層の膜厚が、１０ｎｍ以上９０ｎｍ以下であってもよい。なお、Ｌ1層の膜厚は、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。このように、Ｌ1層をできるだけ薄く構成することで、Ｌ1層とＬ2層との組合せの屈折率とＬ3層の屈折率との屈折率差を大きくすることができ、反射膜の反射率の波長依存性の抑制と高反射率を両立して実現することが可能となる。
【０００９】
さらに、上記の半導体レーザ素子において、前記Ｌ1層の屈折率は、１．５〜１．８の範囲内とすることができる。例えば、前記Ｌ1層は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）により構成されていてもよい。
半導体レーザ材料としては、例えばＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰ系、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ系などの化合物半導体があり、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＧａＮなどの結晶基板が使用されることが多い。そのため、このような結晶基板が有する線膨張係数に近い線膨張係数を有するＡｌ2Ｏ3によりＬ1層を構成することで、反射膜が共振器端面から剥がれることを抑制したり、結晶にかかる応力を抑制したりすることができ、信頼性を向上させることができる。
【００１０】
また、上記の半導体レーザ素子において、前記Ｌ2N層の屈折率は、１．４〜３．５の範囲内とすることができる。さらに、上記の半導体レーザ素子において、前記Ｌ2N+1層の屈折率は、１．５〜４．０の範囲内とすることができる。前記Ｌ2N層、前記Ｌ2N+1層の材料は、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（ＳｉＮx）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯx）、酸化チタン（ＴｉＯx）、およびアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）等から、Ｌ2N層とＬ2N+1層との屈折率差を十分に確保するように選択することができる。これにより、Ｌ2N層／Ｌ2N+1層一対あたりの反射率の増加を大きくすることができる。
さらに、上記の半導体レーザ素子において、Ｌ1層の屈折率ｎ１とＬ2層の屈折率ｎ２とは、ｎ１＞ｎ２の関係を有することができる。この場合、共振器端面から数えて２番目に配置されたＬ2層の屈折率ｎ２と、共振器端面から数えて３番目に配置されたＬ3層の屈折率ｎ３との屈折率差を、Ｌ1層の屈折率ｎ１とＬ3層の屈折率ｎ３との屈折率差よりも大きくすることができる。したがって、高反射率に寄与することができる。
【００１１】
さらにまた、上記の半導体レーザ素子において、前記最上層の屈折率は、１．４〜３．５の範囲内とすることができる。例えば、前記最上層は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）により構成されていてもよい。これにより、反射膜の反射率を適切に設計値にすることができる。また、最上層を、周期構造を構成するＬ2N層と同一物質により構成することで、反射膜の製造コストを削減することができる。
また、上記の半導体レーザ素子において、前記反射膜の反射率が４０％以上であってよい。これにより、共振器端面に高反射膜が形成された半導体レーザ素子を実現することができる。
【００１２】
さらに、本発明に係る半導体レーザ素子の一態様は、基板と、前記基板上に形成された、少なくとも活性層を含む多層の半導体層と、前記基板と前記半導体層とによって構成された共振器端面の少なくとも一方に設けられた反射膜と、を備えた半導体レーザ素子であって、前記反射膜は、中心波長の±１０ｎｍの範囲における反射率の変化量が０．１０％以内となる多層反射膜である。ここで、上記中心波長は、反射率スペクトルの極大点または極小点の波長である。
このように、反射膜の反射率の波長依存性を抑制することで、光出力、スロープ効率、しきい値電流、モニタ電流等の特性が低下することを抑制することができる。
【００１３】
また、本発明に係る半導体レーザ装置の一態様は、上記のいずれかの半導体レーザ素子と、前記共振器端面から前記反射膜を介して出射されるレーザ光を受光する受光部（受光素子）と、を備える。前記受光部（受光素子）は、受光されたレーザ光を電流に変換し、その電流の値に基づいて前記半導体レーザ素子に供給する電流量を制御するために備えられる。
これにより、信頼性が高く、光出力および供給電流の制御精度がすぐれた半導体レーザ装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の半導体レーザ素子によれば、反射率の波長依存性を抑制することができる。そのため、光出力、スロープ効率、しきい値電流、モニタ電流等の特性が低下することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態における半導体レーザ素子の構成例を示す断面図である。
【図２】コーティング膜（反射膜）の構成を示す図である。
【図３】半導体レーザ装置の構成例を示す図である。
【図４】実施例１における反射膜の構成である。
【図５】実施例１における反射率スペクトルである。
【図６】実施例２における反射膜の構成である。
【図７】実施例２における反射率スペクトルである。
【図８】実施例３における反射膜の構成である。
【図９】実施例３における反射率スペクトルである。
【図１０】実施例４における反射膜の構成である。
【図１１】実施例４における反射率スペクトルである。
【図１２】実施例５における反射膜の構成である。
【図１３】実施例５における反射率スペクトルである。
【図１４】比較例１における反射膜の構成である。
【図１５】比較例１における反射率スペクトルである。
【図１６】比較例２における反射膜の構成である。
【図１７】比較例２における反射率スペクトルである。
【図１８】実施例６における反射膜の構成である。
【図１９】実施例６における反射率スペクトルである。
【図２０】実施例７における反射膜の構成である。
【図２１】実施例７における反射率スペクトルである。
【図２２】比較例３における反射膜の構成である。
【図２３】比較例３における反射率スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
以下の実施の形態では、半導体レーザ素子の発振波長が６００ｎｍから７００ｎｍ帯の赤色レーザの場合を例として説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本実施形態における半導体レーザ素子１０の構成例を示す断面図である。
半導体レーザ素子１０は、半導体レーザ装置に組み付けられて所定の注入電流が供給された場合に、レーザ光を出射する。
半導体レーザ素子１０は、基板１１を備える。例えば、基板１１は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ガリウム（ＧａＮ）などの結晶基板とすることができる。
【００１７】
半導体レーザ素子１０は、基板１１上に、多層の半導体層を備える。半導体層は、基板１１上に、少なくとも第１導電型半導体層１２、活性層１３および第２導電型半導体層１４が、この順に積層された構成を有する。本実施形態では、活性層１３を挟んで、図１における下方に第１導電型半導体層１２であるｎ型クラッド層（例えば、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰ）が形成され、図１における上方に第２導電型半導体層１４であるｐ型クラッド層（例えば、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ）が形成されているものとする。
活性層１３は、例えばＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｌＰ等を用いた多重量子井戸（ＭＱＷ：Multi-Quantum-Well）構造、または単一量子井戸（ＳＱＷ：Single-Quantum-Well）構造からなる。活性層１３の材料や組成比等は、半導体レーザ素子１０の発光波長に応じて適宜選択することができる。
【００１８】
また、半導体レーザ素子１０は、基板１１における上記半導体層が形成された面とは反対側の面に形成された第１電極（ｎ電極）１６と、半導体層上（図１では半導体層の上側）に、絶縁層１５を介して形成された第２電極（ｐ電極）１７と、を備える。
さらに、半導体レーザ素子１０の第２電極１７側、具体的にはｐ型クラッド層１４には、リッジ（突出部）が形成されたリッジ部１８が設けられており、絶縁層１５には、リッジ部１８の頂部において開口が設けられている。そして、リッジ部１８の頂部における絶縁層１５の開口には、第２導電型コンタクト層としてのｐ型コンタクト層１９が形成されている。ここで、リッジ部１８は、発光部となる活性層１３の特定領域に電流を集中して注入するための電流狭窄部である。つまり、図１においては、活性層１３におけるリッジ部１８に対応する領域２０が発光点となり、この発光点２０から図１における紙面垂直方向にレーザ光が出射される。
【００１９】
半導体レーザ素子１０は、図２に示すように、その両端面（共振器端面）１０ａからレーザ光Ｌを出射することができる。半導体レーザ素子１０は、図２に示すように、共振器端面１０ａの一方に形成されたコーティング膜（反射膜）２１と、共振器端面１０ａの他方に形成された反射膜２２とを備える。反射膜２１および２２は、屈折率の異なる層が積層された膜である。
本実施形態では、半導体レーザ素子１０は、主に前方（図２の左方向）からレーザ光Ｌを出射するものとし、反射膜２２は、例えば反射率が４０％以上である多層反射膜とする。なお、反射膜２１および２２は、層数や膜材料、膜厚など、反射率を決定する条件が異なることを除いては同様の構成を有する。したがって、以下、反射膜２２の構成について説明する。
【００２０】
反射膜２２は、共振器端面１０ａからＬ1層、Ｌ2層、Ｌ3層、…が順に積層された構成を有する。具体的には、端面に接するＬ1層（最下層）は、屈折率ｎ１の第一低屈折率膜２３であって、基板１１の線膨張係数に対して±３０％以内の線膨張係数を有する。また、Ｌ2層は、屈折率ｎ２の第二低屈折率膜２４であり、Ｌ3層は、屈折率ｎ３の高屈折率膜２５である。Ｌ4層以降は、第二低屈折率膜２４と高屈折率膜２５とが複数周期に亘り交互に積層されている。つまり、Ｌ2層以降は、第二低屈折率膜２４と高屈折率膜２５との組が複数組積層された周期構造となっている。そして、最上層には、屈折率ｎ４の第三低屈折率膜２６が配置されている。ここで、ｎ１＜ｎ３、ｎ２＜ｎ３、ｎ２≦ｎ４＜ｎ３である。また、ｎ１＞ｎ２とすることができる。例えば、Ｌ1層の屈折率ｎ１は１．５〜１．８の範囲内、Ｌ2N層の屈折率ｎ２は１．４〜３．５の範囲内、Ｌ2N+1層の屈折率は１．５〜４．０の範囲内、最上層の屈折率ｎ４は１．４〜３．５の範囲内とすることができる。
なお、周期構造を構成する第二低屈折率膜２４（Ｌ2層、Ｌ4層、Ｌ6層、…）は、すべて同一材質である必要はない。また、周期構造を構成する高屈折率膜２５（Ｌ3層、Ｌ5層、Ｌ7層、…）も、すべて同一材質である必要はない。
【００２１】
Ｌ1層となる第一低屈折率膜２３の材質は、線膨張係数が３．９×１０-6（１／Ｋ）〜８．４×１０-6（１／Ｋ）のものから選択され、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3、線膨張係数６×１０-6〜８×１０-6（１／Ｋ）、屈折率１．５〜１．８）等である。第二低屈折率膜２４の材質は、例えば二酸化珪素（ＳｉＯ2、屈折率１．４〜１．６）やＡｌ2Ｏ3等である。但し、Ｌ2層となる第二低屈折率膜２４は、Ｌ1層とは異なる材質によって構成する。また、Ｌ３層となる高屈折率膜２５の材質は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮx、屈折率１．７〜２．３）やアモルファスシリコン（α−Ｓｉ、屈折率２．０〜４．０）、酸化チタン（ＴｉＯx、屈折率２．０〜３．０）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯx、屈折率１．８〜２．２）等である。最上層となる第三低屈折率膜２６の材質は、例えばＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2等であり、第一低屈折率膜２３の材質や第二低屈折率膜２４の材質と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
上記屈折率の値は、波長の基準として一般的なＨｅ−Ｎｅレーザの発振波長６３３ｎｍでの値とした。
【００２２】
なお、各層を構成する膜の材質は、半導体レーザ素子１０の基板１１の材質や発振波長、層数等に応じて適宜選択することができる。また、反射膜２２を構成する層の層数に制限はなく、当該反射膜２２の設計値等に応じて適宜設定することができる。さらに、各層を構成する膜を形成するための成膜装置にも制限はなく、例えばマグネトロン、ＥＣＲスパッタ装置等を用いることができる。
【００２３】
Ｌ1層となる第一低屈折率膜２３の光学膜厚、およびＬ2層となる第二低屈折率膜２４の光学膜厚は、それぞれλ／４（λは半導体レーザ素子１０の発振波長）よりも薄く設定されている。例えば、Ｌ1層となる第一低屈折率膜２３の光学膜厚とＬ2層となる第二低屈折率膜２４の光学膜厚との合計が、約λ／４［ｎｍ］となるよう設定することができる。ここで、「約λ／４」とは、λ／４または略λ／４のことであり、具体的には、λ／４に対して±１０％以内であることを意味する。
なお、Ｌ1層となる第一低屈折率膜２３（Ａｌ2Ｏ3）の膜厚は、１０ｎｍ以上９０ｎｍ以下に設定する。好ましくは、第一低屈折率膜２３（Ａｌ2Ｏ3）の膜厚は、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下（例えば３０ｎｍ）に設定する。このＬ1層の膜厚は、反射膜２２の設計値等に応じて適宜設定することができる。
また、Ｌ2層以外の第二低屈折率膜２４、高屈折率膜２５および最上層の第三低屈折率膜２６の光学膜厚は、それぞれλ／４に設定されている。
【００２４】
このように、本実施形態の半導体レーザ素子１０は、共振器端面に反射膜２２を備える。反射膜２２は、共振器端面に接して形成されるＬ1層として、線膨張係数および光学膜厚が上記の数値範囲を満たす第一低屈折率膜２３（屈折率ｎ１）を備える。また、反射膜２２は、Ｌ1層の上面に、Ｌ2N層（Ｎは正の整数）となる第二低屈折率膜２４（屈折率ｎ２）とＬ2N+1層（Ｎは正の整数）となる高屈折率膜２５（屈折率ｎ３）との組を、複数組積層した周期構造を備える。さらに、反射膜２２は、周期構造上に、最上層として、第三低屈折率膜２６（屈折率ｎ４）を備える。
以上の構成により、反射膜２２の反射率の波長依存性を小さくすることができる。つまり、縦軸に反射率、横軸に波長をとった反射率曲線（反射率スペクトルの曲線）のピークをよりフラットにすることができる。この点については後で詳述する。
具体的には、本実施形態では、中心波長（反射率スペクトルの極大点または極小点）の±１０ｎｍの範囲で反射率の変化量（最大値−最小値）が０．１０％以下である。
【００２５】
次に、半導体レーザ素子１０が実装される半導体レーザ装置とその製造方法について、図３を参照しながら説明する。
半導体レーザ装置５０の製造に際しては、先ず半導体レーザ素子１０をサブマウント３０に接合する。サブマウント３０の本体部は、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）によって構成されている。なお、サブマウント３０の本体部は、放熱性、絶縁性、半導体レーザ素子１０との線膨張係数差およびコストなどを考慮して適宜選択することができる。例えば、放熱性のよい絶縁性材料では、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ダイヤモンドなど、導電性材料では、Ｃｕ、ＣｕＷ、ＣｕＭｏなど、また比較的安価な材料ではＳｉ、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）などがある。また、サブマウント３０の本体部は、例えば、ＳｉＣなどの絶縁性材料とＣｕなどの導電性材料とを組み合わせた複層構造により構成されていてもよい。
【００２６】
サブマウント３０の表面には、例えば金（Ａｕ）などによって不図示の電極配線が形成されており、半導体レーザ素子１０は、その電極配線上に、例えば、金スズ（ＡｕＳｎ）はんだを介して接合される。接合方式は、ジャンクションダウン方式であってもよいし、ジャンクションアップ方式であってもよい。これにより、半導体レーザ素子１０の表面電極（第１電極または第２電極）とサブマウント３０の電極配線とが電気的に導通される。なお、サブマウント３０の表面の接合材は、スズ銀銅（ＳｎＡｇＣｕ）、スズ銀（ＳｎＡｇ）、スズ金（ＳｎＡｕ）などのはんだ材のほか、インジウム（Ｉｎ）などの低融点金属材料でもよく、または銀(Ａｇ)ペーストでもよい。
【００２７】
半導体レーザ素子１０がサブマウント３０に接合された後は、半導体レーザ素子１０をサブマウント３０と共に半導体レーザ装置５０を構成する円盤状のステム４０に接合する。ステム４０は、その中央部近傍にヒートシンク部４１を有しており、半導体レーザ素子１０が接合されたサブマウント３０は、はんだを介してヒートシンク部４１に接合される。このとき、サブマウント３０は、半導体レーザ素子１０から出射されるレーザ光の出射方向が、ステム４０の円盤状の表面に対して垂直な方向に一致する向きとなるよう、ヒートシンク部４１に接合される。
【００２８】
なお、ここでは、半導体レーザ素子１０をサブマウント３０に接合した後、半導体レーザ素子１０が接合されたサブマウント３０をステム４０に接合する場合について説明したが、製造手順は上記に限定されない。例えば、サブマウント３０をステム４０に接合した後、サブマウント３０上に半導体レーザ素子１０を載置し、サブマウント３０と半導体レーザ素子１０とを接合してもよい。さらに、サブマウント３０とステム４０との接合と、サブマウント４０と半導体レーザ素子１０との接合とを、一度の処理で同時に行ってもよい。
【００２９】
ステム４０は、例えば、Ｆｅ合金により構成することができる。このステム４０は、例えば、金めっきした鉄（Ｆｅ）および金めっきした銅（Ｃｕ）であってもよい。ヒートシンク部４１は、例えば、銅（Ｃｕ）などの熱伝導の良い金属によって構成することができる。また、ステム４０には、リード４２ａ〜４２ｃが固定されている。リード４２ａおよび４２ｃは、それぞれステム４０を貫通しステム４０とは電気的に絶縁されている。また、リード４２ｂは、ステム４０の下面に固定され、ステム４０と電気的に等電位状態になっている。
リード４２ａは、Ａｕワイヤ４３ａを介して半導体レーザ素子１０の一方の表面電極（サブマウント３０と接続されていない側の電極）と電気的に接合（ワイヤボンディング）される。また、リード４２ｂは、それと等電位状態になっているステム４０、Ａｕワイヤ４３ｂおよびヒートシンク部４１を介して半導体レーザ素子１０の他方の表面電極（サブマウント３０と接続されている側の電極）と電気的に接合される。
【００３０】
さらに、ステム４０の円盤状の表面の一部には傾斜面４０ａが設けられており、この傾斜面４０ａにレーザの光出力モニタ用のフォトダイオード４６が設置される。リード４２ｃは、Ａｕワイヤ４３ｃを介してフォトダイオード４６の表面電極と電気的に接合されている。なお、フォトダイオード４６の裏面電極は、銀(Ａｇ)ペースト等によってステム４０に接合され、ステムを介してリード４２ｂに電気的に接続されている。
フォトダイオード４６は、半導体レーザ素子１０の後方（図３の下方）から出射する光を受光し、電流に変換する受光素子（受光部）であり、フォトダイオード４６から出力される電流値をモニタすることで、半導体レーザ素子１０の出射光量を制御することができる。
【００３１】
最後に、ステム４０の円盤状の表面に円筒状のキャップ４４を装着し、溶接などにより気密封止する。これにより、ステム４０のヒートシンク部４１、リード４２ａおよび４２ｃ、サブマウント３０、半導体レーザ素子１０、フォトダイオード４６、ならびにＡｕワイヤ４３ａ〜４３ｃがキャップ４４によって覆われる。キャップ４４は、例えば金属製であり、上記の半導体レーザ素子１０やＡｕワイヤ４３ａ〜４３ｃなどを保護することを目的として装着される。キャップ４４上面の中央部には、半導体レーザ素子１０から出射されるレーザ光を透過するための光取出し窓４５が形成されている。
【００３２】
以上の工程により、半導体レーザ装置５０が製造される。半導体レーザ装置５０において、リード４２ａとリード４２ｂとの間に所定の電圧を印加すると、半導体レーザ素子１０に電力が供給されて、半導体レーザ素子１０の端面からレーザ光が出射される。このとき、半導体レーザ素子１０の前方（図３の上方）から出射されたレーザ光は、光取出し窓４５を透過してステム４０の外部に放射される。
また、半導体レーザ素子１０の後方から出射されたレーザ光は、フォトダイオード４６に入射される。リード４２ｂとリード４２ｃとの間に逆バイアスが印加されることで、フォトダイオード４６は受光時に電流が流れて受光信号を出力する。
【００３３】
（実施例）
次に、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。
共振器端面に以下の仕様を有する反射膜を形成し、反射率の波長依存性を評価した。
ここで、半導体レーザ素子の基板はＧａＡｓ、活性層はＩｎＧａＰ、クラッド層はＩｎＧａＡｌＰとした。なお、基板のＧａＡｓの線膨張係数は、約６.４×１０-6（１／Ｋ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の線膨張係数は、６×１０-6〜８×１０-6（１／Ｋ）である。
半導体レーザの発振波長λは、２５℃において６７０（ｎｍ）との前提条件を設け、これに対応させて反射率スペクトルの中心波長、すなわち横軸が波長で縦軸が反射率のグラフの極大点（グラフの平坦性が非常に良く、平坦部が非常に緩やかな下に凸の形状となる場合は、その極小点）が６７０（ｎｍ）になるように設計した。
また、各材料の屈折率ｎは以下の値とした。
アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）：１．６７、二酸化珪素（ＳｉＯ2）：１．５０、窒化シリコン（ＳｉＮx）：２．００、酸化チタン（ＴｉＯx）：２．５１、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ）：４．００、半導体端面：３．２８。
そして、反射膜を構成する各層のうち、共振器端面に接する最下層のＬ1層は、半導体レーザ素子の基板に線膨張係数が近い材料で構成した。
【００３４】
＜実施例１＞
反射膜は、図４に示すように１０層とした。具体的には、反射膜は、最下層のＡｌ2Ｏ3層（Ｌ1層）と、低屈折率膜（ＳｉＯ2）／高屈折率膜（ＳｉＮx）が交互に４周期積層された周期構造（Ｌ2層〜Ｌ9層）と、最上層の低屈折率膜であるＡｌ2Ｏ3層（Ｌ10層）とを有する構成とした。
Ｌ1層の膜厚は３０．０［ｎｍ］、Ｌ2層の膜厚は８２．０［ｎｍ］とした。つまり、Ｌ1層の光学膜厚とＬ2層の光学膜厚との合計を約λ／４［ｎｍ］とした。まず、Ｌ1層の膜厚を３０．０（ｎｍ）に固定し、Ｌ2層の膜厚については、反射率スペクトルの中心波長が６７０（ｎｍ）になるように設計した。Ｌ1層、Ｌ2層の膜厚の設計方法は他の実施例においても同様である。
Ｌ3層〜Ｌ10層の膜厚は、それぞれλ／４ｎ［ｎｍ］とした。なお、ｎは、対応する層の屈折率である。
この実施例１における反射率スペクトルを図５に示す。図５において、縦軸は反射率、横軸は波長である。実施例１では、波長６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍでの反射率は、それぞれ７０．２０６％、７０．１３６％、７０．１８９％、であり、この波長範囲内での反射率差（最大値−最小値）は０．０７０％であった。
【００３５】
＜実施例２＞
反射膜は、図６に示すように１２層とした。具体的には、反射膜は、最下層のＡｌ2Ｏ3層（Ｌ1層）と、低屈折率膜（ＳｉＯ2）／高屈折率膜（ＳｉＮx）が交互に５周期積層された周期構造（Ｌ2層〜Ｌ11層）と、最上層の低屈折率膜であるＡｌ2Ｏ3層（Ｌ12層）とを有する構成とした。すなわち、実施例２は、実施例１に対して周期構造が１周期多い構造である。
実施例１と同様に、Ｌ1層の膜厚は３０．０［ｎｍ］、Ｌ2層の膜厚は８４．０［ｎｍ］とした。つまり、Ｌ1層の光学膜厚とＬ2層の光学膜厚との合計を約λ／４［ｎｍ］とした。Ｌ3層〜Ｌ12層の膜厚は、それぞれλ／４ｎ［ｎｍ］とした。
この実施例２における反射率スペクトルを図７に示す。実施例２では、波長６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍでの反射率は、それぞれ８１．８８２％、８１．９４３％、８１．９１８％、であり、この波長範囲内での反射率差（最大値−最小値）は０．０６０％であった。
【００３６】
＜実施例３＞
反射膜は、図８に示すように１６層とした。具体的には、反射膜は、最下層のＡｌ2Ｏ3層（Ｌ1層）と、低屈折率膜（ＳｉＯ2）／高屈折率膜（ＴｉＯ2）が交互に７周期積層された周期構造（Ｌ2層〜Ｌ15層）と、最上層の低屈折率膜であるＡｌ2Ｏ3層（Ｌ16層）とを有する構成とした。すなわち、実施例３は、実施例１および２に対して、周期構造を形成する高屈折率膜の材質と層数とが異なる構造である。
Ｌ1層の膜厚は３０．０［ｎｍ］、Ｌ2層の膜厚は８９．０［ｎｍ］とした。つまり、Ｌ1層の光学膜厚とＬ2層の光学膜厚との合計を約λ／４［ｎｍ］とした。Ｌ3層〜Ｌ16層の膜厚は、それぞれλ／４ｎ［ｎｍ］とした。
この実施例３における反射率スペクトルを図９に示す。実施例３では、波長６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍでの反射率は、それぞれ９９．７３４％、９９．７３７％、９９．７３０％、であり、この波長範囲内での反射率差（最大値−最小値）は０．００７％であった。
【００３７】
＜実施例４＞
反射膜は、図１０に示すように１６層とした。具体的には、反射膜は、最下層のＡｌ2Ｏ3層（Ｌ1層）と、低屈折率膜（ＳｉＯ2）／高屈折率膜（ＴｉＯ2）が交互に７周期積層された周期構造（Ｌ2層〜Ｌ15層）と、最上層の低屈折率膜であるＳｉＯ2層（Ｌ16層）とを有する構成とした。すなわち、実施例４は、実施例３に対して、最上層の材質が異なる構造であり、最上層の低屈折率膜と周期構造を形成する低屈折率膜とを、同一材質により構成した構造である。
Ｌ1層の膜厚は３０．０［ｎｍ］、Ｌ2層の膜厚は８９．０［ｎｍ］とした。つまり、Ｌ1層の光学膜厚とＬ2層の光学膜厚との合計を約λ／４［ｎｍ］とした。Ｌ3層〜Ｌ16層の膜厚は、それぞれλ／４ｎ［ｎｍ］とした。
この実施例４における反射率スペクトルを図１１に示す。実施例４では、波長６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍでの反射率は、それぞれ９９．７８５％、９９．７８８％、９９．７８１％、であり、この波長範囲内での反射率差（最大値−最小値）は０．００６％であった。
【００３８】
＜実施例５＞
反射膜は、図１２に示すように６層とした。具体的には、反射膜は、最下層のＡｌ2Ｏ3層（Ｌ1層）と、低屈折率膜（ＳｉＯ2）／高屈折率膜（ＴｉＯ2）が交互に２周期積層された周期構造（Ｌ2層〜Ｌ5層）と、最上層の低屈折率膜であるＳｉＯ2層（Ｌ6層）とを有する構成とした。すなわち、実施例５は、実施例４に対して層数が異なる構造である。
Ｌ1層の膜厚は５０．０［ｎｍ］、Ｌ2層の膜厚は６５．０［ｎｍ］とした。つまり、Ｌ1層の光学膜厚とＬ2層の光学膜厚との合計を約λ／４［ｎｍ］とした。このように、Ｌ1層の膜厚とＬ2層の膜厚とを、実施例４に対して異なる膜厚とした。Ｌ3層〜Ｌ6層の膜厚は、それぞれλ／４ｎ［ｎｍ］とした。
この実施例５における反射率スペクトルを図１３に示す。実施例５では、波長６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍでの反射率は、それぞれ６７．８７９％、６７．８９２％、６７．８７６％、であり、この波長範囲内での反射率差（最大値−最小値）は０．０１６％であった。
【００３９】
＜比較例１＞
反射膜は、図１４に示すように９層とした。具体的には、反射膜は、最下層のＡｌ2Ｏ3層（Ｌ1層）と、高屈折率膜（ＳｉＮx）／低屈折率膜（ＳｉＯ2）が交互に４周期積層された周期構造（Ｌ2層〜Ｌ9層）とを有する構成とした。
Ｌ1層〜Ｌ9層の膜厚は、それぞれλ／４ｎ［ｎｍ］とした。
この比較例１における反射率スペクトルを図１５に示す。比較例１では、波長６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍでの反射率は、それぞれ７０．９７２％、７１．０８３％、７０．９７８％、であり、この波長範囲内での反射率差（最大値−最小値）は０．１１１％であった。
【００４０】
＜比較例２＞
反射膜は、図１６に示すように９層とした。具体的には、反射膜は、最下層のＡｌ2Ｏ3層（Ｌ1層）と、高屈折率膜（ＳｉＮx）／低屈折率膜（ＳｉＯ2）が交互に４周期積層された周期構造（Ｌ2層〜Ｌ9層）とを有する構成とした。
Ｌ1層〜Ｌ8層の膜厚は、それぞれλ／４ｎ［ｎｍ］とした。Ｌ9層の膜厚は、λ／２ｎ［ｎｍ］とした。すなわち、比較例２は、比較例１に対して、最上層の膜厚が異なる構造である。
この比較例２における反射率スペクトルを図１７に示す。比較例２では、波長６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍでの反射率は、それぞれ８５．６８１％、８５．９５０％、８５．６９７％、であり、この波長範囲内での反射率差（最大値−最小値）は０．２６９％であった。
【００４１】
以上の反射率の測定結果からも明らかなように、実施例１〜５においては、比較例１、２と比較して、広い波長帯域に亘り反射率曲線のピークがほぼフラットであることがわかる。すなわち、実施例１〜５においては、反射率の波長依存性を小さく抑えることができることが確認できた。
このように、最下層に膜厚λ／４ｎよりも薄い低屈折率膜（第一低屈折率膜２３）を形成し、最上層に膜厚λ／４ｎの低屈折率膜（第三低屈折率膜２６）を形成することが、反射率曲線のピークをフラットに近づけるために好ましい。
λ／４ｎ単層の低屈折率膜では、反射率曲線が下に凸の傾向となる。そのため、最上層に膜厚λ／４ｎの低屈折率膜を配置することで、上に凸の傾向となる反射率曲線が打ち消され、反射率曲線のピークをフラットに近づけることができる。この点については、最上層に膜厚λ／４ｎの低屈折率膜を配置した場合（図１５の比較例１）に対して、最上層に膜厚λ／２ｎの低屈折率膜を配置した場合（図１７の比較例２）の方が、反射率曲線の平坦性が失われていることからも明らかである。
【００４２】
そして、実施例１〜５においては、上述したように、最下層に膜厚λ／４ｎよりも薄い低屈折率膜（第一低屈折率膜２３）を形成した。具体的には、最下層の膜厚をλ／４ｎ（１００ｎｍ程度）に対して３０ｎｍと薄く形成した。さらに、実施例１〜５においては、最下層（Ｌ1層）の上面に低屈折率層（Ｌ2層）を形成し、Ｌ1層の光学膜厚とＬ2層の光学膜厚との合計が約λ／４となるように形成した。これにより、単に最上層に膜厚λ／４ｎの低屈折率膜を形成するだけの場合（比較例１）と比較して、より効果的に反射率スペクトルの平坦性を向上させることができる。
【００４３】
さらに、Ａｌ2Ｏ3層（Ｌ1層）の上面に、当該Ｌ1層よりも屈折率の低いＳｉＯ2層（Ｌ2層）を形成することで、ＳｉＯ2層（Ｌ2層）とその上面に接する高屈折率層（Ｌ3層）との間での屈折率差を、できるだけ大きくすることができるため、高反射率の反射膜を実現することができる。
さらに、実施例１〜５のいずれにおいても、膜剥がれや素子端面劣化は生じないことが確認できた。これは、共振器端面と接合する最下層として、半導体レーザ素子の基板に対し、線膨張係数の近い材質からなるＡｌ2Ｏ3層（Ｌ1層）を設けたためである。このように、Ｌ1層を、線膨張係数が半導体レーザ素子の基板の線膨張係数に対し±３０％である膜により構成することで、半導体レーザ素子の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
特に、実施例１〜４においては、反射膜の層数が１０層以上であるが膜剥がれは生じなかった。反射膜の層数を増やしても膜剥がれが生じないため、例えば実施例１から実施例２のように層数を増やすことで反射率を向上させることができる。また、周期構造を構成する高屈折率膜（Ｌ3層、Ｌ5層、Ｌ7層、…）を適切に選択することにより、実施例３、４のように、より反射率を向上させることができる。このように、反射率の波長依存性の抑制と反射率の向上との両立が可能である。
【００４５】
また、最上層は、実施例１、２のようなＡｌ2Ｏ3層でも、実施例３〜５のようなＳｉＯ2層でも、同様に反射率の波長依存性を抑制することができる。但し、最上層を、周期構造を構成する低屈折率膜（第二低屈折率膜２５）と同一物質により構成することにより、反射膜の製造コストを削減することができる。
なお、周期構造を構成する低屈折率膜（Ｌ2層、Ｌ4層、Ｌ6層、…）は、すべて同一材質である必要はない。また、周期構造を構成する高屈折率膜（Ｌ3層、Ｌ5層、Ｌ7層、…）も、すべて同一材質である必要はない。
そこで、周期構造の高屈折率膜として、屈折率の異なる（より屈折率の高い）膜を挿入し、反射率の波長依存性を確認した。より屈折率の高い膜を構成する材質としては、α−Ｓｉを用いた。
【００４６】
＜実施例６＞
反射膜は、図１８に示すように１２層とした。具体的には、反射膜は、最下層のＡｌ2Ｏ3層（Ｌ1層）と、低屈折率膜（ＳｉＯ2）／高屈折率膜（ＳｉＮxまたはα−Ｓｉ）が交互に５周期積層された周期構造（Ｌ2層〜Ｌ11層）と、最上層の低屈折率膜であるＳｉＯ2層（Ｌ12層）とを有する構成とした。ここで、周期構造のうち、Ｌ11層の高屈折率膜をα−Ｓｉ層とした。すなわち、実施例６は、実施例２に対して、Ｌ11層およびＬ12層の材質が異なる構造である。
Ｌ1層の膜厚は３０．０［ｎｍ］、Ｌ2層の膜厚は８４．０［ｎｍ］とした。つまり、Ｌ1層の光学膜厚とＬ2層の光学膜厚との合計を約λ／４［ｎｍ］とした。Ｌ3層〜Ｌ12層の膜厚は、それぞれλ／４ｎ［ｎｍ］とした。
この実施例６における反射率スペクトルを図１９に示す。実施例６では、波長６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍでの反射率は、それぞれ９５．９７４％、９６．０６５％、９６．００１％、であり、この波長範囲内での反射率差（最大値−最小値）は０．０９２％であった。
【００４７】
＜実施例７＞
反射膜は、図２０に示すように１２層とした。具体的には、反射膜は、最下層のＡｌ2Ｏ3層（Ｌ1層）と、低屈折率膜（ＳｉＯ2）／高屈折率膜（ＳｉＮxまたはα−Ｓｉ）が交互に５周期積層された周期構造（Ｌ2層〜Ｌ11層）と、最上層の低屈折率膜であるＳｉＯ2層（Ｌ12層）とを有する構成とした。ここで、周期構造のうち、Ｌ3層の高屈折率膜をα−Ｓｉ層とした。すなわち、実施例７は、実施例６に対して、α−Ｓｉ層の配置位置が異なる構造である。
Ｌ1層の膜厚は３０．０［ｎｍ］、Ｌ2層の膜厚は８４．０［ｎｍ］とした。つまり、Ｌ1層の光学膜厚とＬ2層の光学膜厚との合計を約λ／４［ｎｍ］とした。Ｌ3層〜Ｌ12層の膜厚は、それぞれλ／４ｎ［ｎｍ］とした。
この実施例７における反射率スペクトルを図２１に示す。実施例７では、波長６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍでの反射率は、それぞれ９６．０２４％、９６．０６５％、９６．０４２％、であり、この波長範囲内での反射率差（最大値−最小値）は０．０４１％であった。
【００４８】
＜比較例３＞
反射膜は、図２２に示すように９層とした。具体的には、反射膜は、最下層のＡｌ2Ｏ3層（Ｌ1層）と、高屈折率膜（ＳｉＮxまたはα−Ｓｉ）／低屈折率膜（ＳｉＯ2）が交互に４周期積層された周期構造（Ｌ2層〜Ｌ9層）とを有する構成とした。ここで、周期構造のうち、Ｌ8層の高屈折率膜をα−Ｓｉ層とした。
Ｌ1層〜Ｌ9層の膜厚は、それぞれλ／４ｎ［ｎｍ］とした。
この比較例３における反射率スペクトルを図２３に示す。比較例３では、波長６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍでの反射率は、それぞれ９１．７３３％、９１．８３９％、９１．７３９％、であり、この波長範囲内での反射率差（最大値−最小値）は０．１０６％であった。
【００４９】
上記の結果からも明らかなように、実施例６、７においては、比較例３と比較して、広い波長帯域に亘り反射率スペクトルのピークがフラットであることがわかる。すなわち、実施例６、７においては、反射率の波長依存性を小さく抑えることができることが確認できた。また、上述した実施例２と比較して、反射率を向上させることも確認できた。さらに、α−Ｓｉ層の配置位置は、共振器端面により近い方が反射率を向上させることができることも確認できた。
屈折率の異なる膜を積層した多層膜によって反射膜を実現する原理は、一般的によく知られている（非特許文献１）。光が屈折率の異なる媒質の境界面に至るとき、反射光、透過光が生じる。光が多層膜中を通過する場合は、複数の境界面で反射、透過が起こり、多重反射した光と透過光の干渉の結果、反射膜が実現される。
ここでは、この多重反射の影響が半導体共振器端面側で大きいため、α−Ｓｉ層の配置位置が半導体共振器端面に近い方が反射率スペクトルの平坦性が向上している。
【００５０】
以上のように、本実施形態における半導体レーザ素子では、広い波長範囲において反射率の変化を抑制できることが確認できた。
このように、本実施形態における半導体レーザ素子では、半導体レーザ素子の信頼性を確保しつつ、レーザ発振波長に対する反射率の変化を小さく抑えることができる。したがって、光出力、スロープ効率、しきい値電流、モニタ電流等、端面反射膜の反射率にシビアに依存する特性の低下を抑制することができ、所望の性能を得ることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０…半導体レーザ素子、１１…基板、１３…活性層、１６…第１電極、１７…第２電極、１８…リッジ部、２０…発光点、２１，２２…反射膜、３０…サブマウント
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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