(57)【要約】【課題】レンズ系を介して高強度のレーザ光を出力できる半導体レーザおよび半導体レーザモジュールを提供すること。【解決手段】屈折率導波構造を有する導波路の出力端面側から出力したレーザ光を、レンズ系を介して出力する半導体レーザであって、前記導波路は、前記出力端面とは反対側の後端面側から順次、等幅に形成された第１狭幅部と、前記第１狭幅部よりも幅広の広幅部と、前記広幅部よりも幅狭の第２狭幅部と、前記第１狭幅部と前記広幅部との間に形成された、前記広幅部に向かって拡幅する第１テーパ部と、前記広幅部と前記第２狭幅部との間に形成された、前記第２狭幅部に向かって縮幅する第２テーパ部と、を有する。【選択図】図３
2011171606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率導波構造を有する導波路の出力端面側から出力したレーザ光を、レンズ系を介して出力する半導体レーザであって、
前記導波路は、前記出力端面とは反対側の後端面側から順次、等幅に形成された第１狭幅部と、前記第１狭幅部よりも幅広の広幅部と、前記広幅部よりも幅狭の第２狭幅部と、前記第１狭幅部と前記広幅部との間に形成された、前記広幅部に向かって拡幅する第１テーパ部と、前記広幅部と前記第２狭幅部との間に形成された、前記第２狭幅部に向かって縮幅する第２テーパ部と、を有することを特徴とする半導体レーザ。
【請求項２】
前記導波路の前記広幅部の幅と前記第２狭幅部の幅との差をΔＷとし、前記第２テーパ部の長さをＬｔ２とした場合に、Θ＝ａｒｃｔａｎ［（ΔＷ／２）／Ｌｔ２］で表される傾斜角度Θが０．６度以下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。
【請求項３】
前記第２狭幅部の長さをＬｎ２とした場合に、Ｌｎ２≧１０６Θ−０．００６８１（ただし、０．４７＜Θ≦０．６０）、Ｌｎ２≧３１７Θ−１００（ただし、０．３２＜Θ≦０．４７）、Ｌｎ２＞０（ただし、Θ≦０．３２）が成り立つことを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ。
【請求項４】
前記導波路の前記第１狭幅部の長さが、前記出力端面と前記後端面によって形成された共振器長の３０％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体レーザ。
【請求項５】
前記導波路の前記広幅部の幅と前記第２狭幅部の幅との差が１．０μｍ〜３．３μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体レーザ。
【請求項６】
前記導波路の前記第２テーパ部の長さが５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の半導体レーザ。
【請求項７】
前記出力端面と前記後端面によって形成された共振器長が１０００μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の半導体レーザ。
【請求項８】
前記導波路の前記第２狭幅部および前記第２テーパ部の少なくとも一部への電流の注入を防止する電流非注入構造を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の半導体レーザ。
【請求項９】
前記導波路は、前記後端面側に等幅に形成された、前記第２狭幅部と略同じ幅の第３狭幅部と、前記第３狭幅部と前記第１狭幅部との間に形成された、前記第１狭幅部に向かって縮幅する第３テーパ部とを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の半導体レーザ。
【請求項１０】
ＤＦＢレーザであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の半導体レーザ。
【請求項１１】
位相シフト回折格子によるＤＦＢレーザであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の半導体レーザ。
【請求項１２】
屈折率導波構造を有する導波路の出力端面側から出力したレーザ光を、レンズ系を介して出力する半導体レーザであって、
前記導波路は、前記出力端面とは反対側の後端面側から順次、等幅に形成された第１狭幅部と、前記第１狭幅部よりも幅広の広幅部と、前記第１狭幅部と前記広幅部との間に形成された、前記広幅部に向かって拡幅する第１テーパ部と、前記広幅部から前記出力端に向かって縮幅するように形成された第２テーパ部と、を有し、
前記導波路の前記広幅部の幅と前記第２テーパ部の前記出力端側の幅との差をΔＷとし、前記第２テーパ部の長さをＬｔ２とした場合に、Θ＝ａｒｃｔａｎ［（ΔＷ／２）／Ｌｔ２］で表される傾斜角度Θが０．３２度以下であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一つに記載の半導体レーザと、
前記半導体レーザから出力するレーザ光が結合される結合対象と、
前記レーザ光を前記結合対象に結合させるレンズ系と、
を備えることを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項１４】
前記結合対象が光ファイバであり、該光ファイバから出力されるレーザ光の強度が３００ｍＷ以上であることを特徴とする請求項１３に記載の半導体レーザモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈折率導波構造を有し、レンズ系を介してレーザ光を出力する半導体レーザおよび半導体レーザモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体レーザは、屈折率導波構造によって、活性層に光を閉じ込めて増幅しながら導波しつつ、当該光を光共振器内で往復させて、レーザ発振を行っている。半導体レーザから出力した後のレーザ光は、ビーム径が広がりながら空間を伝播する。したがって、出力したレーザ光は、通常はレンズ系によって集光され、光ファイバや、光ディスクの記録面等の結合対象と光学的に結合され、その使用に供される。
【０００３】
半導体レーザの飽和光出力を向上させるためには、導波路の幅を広げてその電気抵抗を低減することが有効である。しかし、導波路の幅を広げ過ぎると、導波モードの横モードがマルチモードとなってしまい好適ではない。そこで、たとえば特許文献１では、導波路の幅を、レーザ光が出力する出力端面側のみで広げつつ、出力端面とは反対側の後端面側の幅は導波モードが単一モードになるような幅に維持して、単一モードかつ高強度のレーザ光を出力するようにしている。
【０００４】
なお、特許文献１では、導波路の幅が異なる部分の間を、連続的に幅が変化するテーパ状の部分で接続している。本明細書ではこのようなテーパ部が形成された構造の導波路をテーパ型導波路と記載するものとする。一方、導波路が光導波方向にわたって等幅である構造の導波路を、ストレート型導波路と記載するものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２８０６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、テーパ型導波路において、出力端面側の導波路の幅を広げすぎると、出力するレーザ光の遠視野像（Far  Field  Pattern：ＦＦＰ）のビーム形状が楕円形に近付くため、レンズ系によって結合対象と高効率で結合することが困難になるという問題がある。その結果、半導体レーザから出力するレーザ光の強度（光出力）を高くしても、使用することができるレーザ光の光出力が意図したほどには高くならないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レンズ系を介して高強度のレーザ光を出力できる半導体レーザおよび半導体レーザモジュール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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る半導体レーザは、屈折率導波構造を有する導波路の出力端面側から出力したレーザ光を、レンズ系を介して出力する半導体レーザであって、前記導波路は、前記出力端面とは反対側の後端面側から順次、等幅に形成された第１狭幅部と、前記第１狭幅部よりも幅広の広幅部と、前記広幅部よりも幅狭の第２狭幅部と、前記第１狭幅部と前記広幅部との間に形成された、前記広幅部に向かって拡幅する第１テーパ部と、前記広幅部と前記第２狭幅部との間に形成された、前記第２狭幅部に向かって縮幅する第２テーパ部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る半導体レーザは、上記の発明において、前記導波路の前記広幅部の幅と前記第２狭幅部の幅との差をΔＷとし、前記第２テーパ部の長さをＬｔ２とした場合に、Θ＝ａｒｃｔａｎ［（ΔＷ／２）／Ｌｔ２］で表される傾斜角度Θが０．６度以下であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る半導体レーザは、上記の発明において、前記第２狭幅部の長さをＬｎ２とした場合に、Ｌｎ２≧１０６Θ−０．００６８１（ただし、０．４７＜Θ≦０．６０）、Ｌｎ２≧３１７Θ−１００（ただし、０．３２＜Θ≦０．４７）、Ｌｎ２＞０（ただし、Θ≦０．３２）が成り立つことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る半導体レーザは、上記の発明において、前記導波路の前記第１狭幅部の長さが、前記出力端面と前記後端面によって形成された共振器長の３０％以上であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る半導体レーザは、上記の発明において、前記導波路の前記広幅部の幅と前記第２狭幅部の幅との差が１．０μｍ〜３．３μｍであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る半導体レーザは、上記の発明において、前記導波路の前記第２テーパ部の長さが５０μｍ以上であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る半導体レーザは、上記の発明において、前記出力端面と前記後端面によって形成された共振器長が１０００μｍ以上であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る半導体レーザは、上記の発明において、前記第２狭幅部および前記第２テーパ部の少なくとも一部への電流の注入を防止する電流非注入構造を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る半導体レーザは、上記の発明において、前記導波路は、前記後端面側に等幅に形成された第３狭幅部と、前記第３狭幅部と前記第１狭幅部との間に形成された、前記第１狭幅部に向かって縮幅する第３テーパ部とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る半導体レーザは、上記の発明において、ＤＦＢレーザであることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る半導体レーザは、上記の発明において、位相シフト回折格子によるＤＦＢレーザであることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る半導体レーザは、屈折率導波構造を有する導波路の出力端面側から出力したレーザ光を、レンズ系を介して出力する半導体レーザであって、前記導波路は、前記出力端面とは反対側の後端面側から順次、等幅に形成された第１狭幅部と、前記第１狭幅部よりも幅広の広幅部と、前記第１狭幅部と前記広幅部との間に形成された、前記広幅部に向かって拡幅する第１テーパ部と、前記広幅部から前記出力端に向かって縮幅するように形成された第２テーパ部と、を有し、前記導波路の前記広幅部の幅と前記第２テーパ部の前記出力端側の幅との差をΔＷとし、前記第２テーパ部の長さをＬｔ２とした場合に、Θ＝ａｒｃｔａｎ［（ΔＷ／２）／Ｌｔ２］で表される傾斜角度Θが０．３２度以下であることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る半導体レーザモジュールは、上記発明のいずれか一つに記載の半導体レーザと、前記半導体レーザから出力するレーザ光が結合される結合対象と、前記レーザ光を前記結合対象に結合させるレンズ系と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る半導体レーザモジュールは、上記の発明において、前記結合対象が光ファイバであり、該光ファイバから出力されるレーザ光の強度が３００ｍＷ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、キンクの発生が抑制され、飽和光出力が向上し、かつ遠視野像のビーム形状が円形に近付けることができるので、レンズ系を介して高強度のレーザ光を出力できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、実施の形態１に係る半導体レーザを用いた半導体レーザモジュールの模式的な一部断面側面図である。
【図２】図２は、図１に示す半導体レーザの光導波方向と垂直な面における模式的な断面および等価屈折率分布を示す図である。
【図３】図３は、図２に示す半導体レーザの導波路構造を示すＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る半導体レーザにおける導波路と、従来のテーパ型導波路である導波路との、導波路から出力するレーザ光の広がりを模式的に示す図である。
【図５】図５は、キンク電流を説明する図である。
【図６】図６は、飽和光出力を説明する図である。
【図７】図７は、比較形態１、２に係る半導体レーザの導波路構造を示す図である。
【図８】図８は、第１狭幅部の長さの共振器長に対する割合と飽和光出力との関係を示す図である。
【図９】図９は、ファブリーペロー型光共振器の導波路の光導波方向における光強度分布を示す図である。
【図１０】図１０は、広幅部の幅と第２狭幅部の幅との差ΔＷとキンク電流との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、傾斜角度とＦＦＰｈとの関係を示す図である。
【図１２】図１２は、好ましいΔＷの上下限値における、第２テーパ部の長さと傾斜角度との関係の計算値を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１、比較形態１、２について、第２狭幅部の幅と、駆動電流が１８００ｍＡの場合の光出力との関係を示す図である。
【図１４】図１４は、第２狭幅部の幅とＦＦＰｈとの関係を示す図である。
【図１５】図１５は、第２狭幅部の幅とＦＦＰｖとの関係を示す図である。
【図１６】図１６は、第２狭幅部の幅とＦＦＰｖ／ＦＦＰｈとの関係を示す図である。
【図１７】図１７は、ＦＦＰｖ／ＦＦＰｈと結合効率との関係を示す図である。
【図１８】図１８は、第２狭幅部の幅と結合効率との関係を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態１、比較形態１、２についての、第２狭幅部の幅と、駆動電流が１８００ｍＡの場合の光ファイバへの光結合後の光出力との関係を示す図である。
【図２０】図２０は、Ｌｔ２を変えた場合に干渉現象がなくなるのに必要なＬｎ２を示す図である。
【図２１】図２１は、図２０の横軸を傾斜角度Θで表した図である。
【図２２】図２２は、傾斜角度と導波路の面積との関係を示す図である。
【図２３】図２３は、Ｌｔ２と導波路の面積との関係を示す図である。
【図２４】図２４は、実施の形態２に係る半導体レーザの導波路構造を示す断面図である。
【図２５】図２５は、基板上の導波路構造を上方から見た状態を示す図である。
【図２６】図２６は、実施の形態３に係る半導体レーザの導波路構造を示す断面図である。
【図２７】図２７は、位相シフト回折格子によるＤＦＢレーザの共振器内部の光強度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、図面を参照して本発明に係る半導体レーザおよび半導体レーザモジュールの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する構成要素には適宜同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各層の厚みと幅との関係、各層の比率などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体レーザを用いた半導体レーザモジュールの模式的な一部断面側面図である。
【００２６】
図１に示すように、この半導体レーザモジュール１００は、Ｃｕ−Ｗ合金などによって形成された筐体であるパッケージ１と、パッケージ１の内部底面上に配置された温度制御装置としてのペルチェモジュール２と、ペルチェモジュール２上に配置されたベース３と、ベース３上に順次配置された、モニタフォトダイオード４、ヒートシンク５、レンズホルダ６に保持された第１レンズ７ａ、およびアイソレータ８と、ヒートシンク５上に配置されたサーミスタ９および半導体レーザ１０と、パッケージ１の突出部１ａ内に保持された第２レンズ７ｂおよびフェルール１１と、フェルール１１内に挿通固定された光ファイバ１２と、を備えている。
【００２７】
半導体レーザ１０は、不図示の制御装置から駆動電流を与えられて、出力端面からレーザ光ＬＬを出力する。第１レンズ７ａ、アイソレータ８、第２レンズ７ｂ、光ファイバ１２は、レーザ光ＬＬの光軸上に配置している。第１レンズ７ａは、たとえば球面レンズであり、レーザ光ＬＬを平行光とする。アイソレータ８は、レーザ光ＬＬを第２レンズ７ｂ側に透過させつつ、反射等によって半導体レーザ１０に光が戻るのを防止する。第２レンズ７ｂは、たとえば球面レンズであり、レーザ光ＬＬを光ファイバ１２の端面に集光し、光ファイバ１２に光学的に結合する。光ファイバ１２は、集光されたレーザ光ＬＬを導波し、所定の目的に使用されるようにする。この半導体レーザモジュール１００においては、第１レンズ７ａ、第２レンズ７ｂがレンズ系７を構成している。
【００２８】
また、モニタフォトダイオード４は、半導体レーザ１０の出力端面とは反対側の後端面の後方に配置されおり、後端面から出力するモニタ用レーザ光を受光する。制御装置は、モニタフォトダイオード４の受光量によってレーザ光ＬＬの光強度を検知し、駆動電流量を調整することによって、レーザ光ＬＬの光強度を所望の値に制御する。
【００２９】
また、サーミスタ９は、半導体レーザ１０の近傍に配置されている。制御装置は、サーミスタ９が検出する温度に基づいて半導体レーザ１０の温度を検知し、ペルチェモジュール２に供給する電流を調整することによって、半導体レーザ１０を所望の温度に制御する。なお、ペルチェモジュール２の冷却、加熱効率を高めるために、ベース３、ヒートシンク５は、Ｃｕ−Ｗ合金やダイヤモンド等の高熱伝導率をもつ材質によって形成することが望ましい。
【００３０】
つぎに、図２を用いて、図１に示す半導体レーザ１０の構造を説明する。図２は、半導体レーザ１０の光導波方向と垂直な面における模式的な断面および等価屈折率分布を示す図である。図２に示すように、この半導体レーザ１０は、ｎ−ＩｎＰからなる基板１０１の（１００）面上に、順次、ｎ−ＩｎＰによるバッファ層と下部クラッド層とを兼ねたｎ−ＩｎＰからなる下部クラッド層１０２、ＩｎＧａＡｓＰ系材料からなるＳＣＨ−ＭＱＷ（Separate  Confinement  Heterostructure  Multi  Quantum  Well：分離閉込め多重量子井戸）構造の活性層１０３およびｐ−ＩｎＰからなる上部クラッド層１０４が順次積層した構造を有する。なお、ＳＣＨ−ＭＱＷ構造とは、量子井戸層と障壁層とが、最上層と最下層とが障壁層になるように交互に積層し、この量子井戸層と障壁層との積層構造を、積層方向の上下から、２つの分離閉じ込め（ＳＣＨ）層で挟んだ構造を有する。
【００３１】
下部クラッド層１０２の上部、活性層１０３、および上部クラッド層１０４は、メサストライプ状に加工され、メサストライプの両側は、電流ブロッキング層として形成されたｐ−ＩｎＰからなる下部ブロッキング層１０５とｎ−ＩｎＰからなる上部ブロッキング層１０６とによって埋め込まれている。したがって、半導体レーザ１０は埋め込みヘテロ（Buried  Heterostructure：ＢＨ）構造となっている。また、上部クラッド層１０４と上部ブロッキング層１０６との上には、ｐ−ＩｎＰからなる上部クラッド層１０７、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰからなるコンタクト層１０８が順次積層している。さらに、コンタクト層１０８の上面には、ｐ側電極１０９が形成され、ｎ−ＩｎＰ基板１０１の裏面には、ｎ側電極１１０が形成されている。
【００３２】
ここで、図２に示す等価屈折率とは、その位置における半導体層の積層方向（垂直方向）に対する等価屈折率を意味する。図２に示すように、この半導体レーザ１０において、活性層１０３を含む領域の等価屈折率ｎａは、その側部の等価屈折率ｎｃよりも高く、活性層１０３の幅方向（水平方向）において屈折率導波構造が形成されている。
【００３３】
つぎに、半導体レーザ１０の幅方向の導波構造について説明する。図３は、図２に示す半導体レーザ１０の導波路構造を示すＡ−Ａ線断面図である。
【００３４】
図３に示すように、半導体レーザ１０の光導波方向における出力端面１１２には、レーザ光の波長において反射率が０．０１％〜５％、好ましくは０．０１％〜１％の低光反射率をもつ出力側反射膜１１３が形成されている。また、出力端面１１２とは反対側の後端面１１４には、レーザ光の波長において反射率が８０％〜１００％、好ましくは９０％〜９９％の高光反射率をもつ高反射率反射膜１１５が形成されている。出力側反射膜１１３が形成された出力端面と高反射率反射膜１１５が形成された後端面によってファブリーペロー型の光共振器が構成されている。
【００３５】
その結果、駆動電流の注入によって活性層１０３内に発生した光は、活性層１０３を導波する間に受ける光増幅作用と、光共振器の作用とによってレーザ発振し、出力側反射膜１１３を介し、レーザ光ＬＬとして出力する。
【００３６】
つぎに、活性層１０３によって形成される導波路の構造について具体的に説明する。活性層１０３によって形成される導波路は、後端面１１４側から順次、等幅に形成された第１狭幅部１０３ａ、第１狭幅部１０３ａよりも幅広の広幅部１０３ｃ、および広幅部１０３ｃよりも幅狭の第２狭幅部１０３ｅと、第１狭幅部１０３ａと広幅部１０３ｃとの間に形成された、広幅部１０３ｃに向かって拡幅する第１テーパ部１０３ｂと、広幅部１０３ｃと第２狭幅部１０３ｅとの間に形成された、第２狭幅部１０３ｅに向かって縮幅する第２テーパ部１０３ｄと、を有する。
【００３７】
第１狭幅部１０３ａは、幅Ｗｎ１、長さＬｎ１を有する。広幅部１０３ｃは、幅Ｗｂ、長さＬｂを有する。第２狭幅部１０３ｅは、幅Ｗｎ２、長さＬｎ２を有する。また、第１テーパ部１０３ｂは、長さＬｔ１を有する。第２テーパ部１０３ｄは、長さＬｔ２を有する。なお、第１テーパ部１０３ｂおよび第２テーパ部１０３ｄの幅は、これらと各部との接続部において、当該各部と同じ幅となっている。たとえば、第１テーパ部１０３ｂは、第１狭幅部１０３ａとの接続部では第１狭幅部１０３ａと同じ幅であり、広幅部１０３ｃとの接続部では広幅部１０３ｃと同じ幅である。
【００３８】
つぎに、第１狭幅部１０３ａから第２狭幅部１０３ｅまでの機能を順次説明する。まず、第１狭幅部１０３ａは、広幅部１０３ｃの幅が広いことによって導波路内に発生しやすくなった高次の導波モードをフィルタリングして、導波路の導波モードのシングルモード性を確保する機能を有する。すなわち、広幅部１０３ｃの幅が、高次の導波モードを許容できるくらい広い幅であっても、その高次の導波モードは第１狭幅部１０３ａでは許容されない。したがって、導波路内の全体で許容される導波モードは、基本モードのみであるから、導波路はシングルモード性を有することとなる。
【００３９】
つぎに、第１テーパ部１０３ｂは、第１狭幅部１０３ａと広幅部１０３ｃとを導波路損失が少ない状態で接続する機能を有する。また、第２テーパ部１０３ｄは、広幅部１０３ｃと第２狭幅部１０３ｅとを導波路損失が少ない状態で接続する機能を有する。
【００４０】
つぎに、広幅部１０３ｃは、導波路幅が広いことによって電気抵抗が低減されており、これによって飽和光出力強度を向上させる機能を有する。
【００４１】
つぎに、第２狭幅部１０３ｅは、出力するレーザ光ＬＬの遠視野像を等方的な形状に近づけて、レンズ系７によって光ファイバ１２と高効率で結合できるようにする機能を有する。
【００４２】
図４は、本実施の形態１に係る半導体レーザ１０における活性層１０３と、従来のテーパ型導波路構造である活性層１０３´との、各活性層が形成する導波路から出力するレーザ光の広がり、および遠視野像を模式的に示す図である。なお、活性層１０３´の形状は、破線で示した部分以外は、活性層１０３と同様の形状を有しているものとする。また、符号Ｂ１、Ｂ２は、それぞれ活性層１０３´、１０３から出力するレーザ光の、幅方向（水平方向）のビーム径を示している。
【００４３】
図４に示すように、活性層１０３´の場合は、レーザ光の出力端において導波路幅が広いので、ビーム径Ｂ１の広がりは小さくなる。一方、活性層１０３´の厚さは幅よりも狭いため、ビーム径の広がりは大きくなる。その結果、活性層１０３´から出力するレーザ光の遠視野像のビーム形状は楕円となる。
【００４４】
このように遠視野像のビーム形状が楕円である状態は、水平方向と垂直方向とでビームの広がりが異なった状態であるから、球面レンズからなるレンズ系を用いて光ファイバ等の結合対象にレーザ光を結合した場合、結合効率が低下する。なお、非対称レンズを使用すれば結合効率の低下は低減されるが、非対称レンズは、例えば、半導体レーザのＦＦＰの値に対する結合効率のトレランスが狭いため、工業製品として製造する上でメリットが小さい。
【００４５】
これに対して、活性層１０３の場合は、第２狭幅部１０３ｅの作用によって、ビーム径Ｂ２の水平方向の広がりは大きくなる。その結果、活性層１０３の遠視野像のビーム形状が円形に近付く。その結果、球面レンズからなるレンズ系を用いても、結合対象にレーザ光を、より高効率で結合できる。
【００４６】
そして、この活性層１０３は、上述したように、広幅部１０３ｃの存在によって飽和光出力強度が向上しているので、レンズ系７によって高強度のレーザ光ＬＬを一層高効率で光ファイバ１２に結合させて、より高強度のレーザ光を出力できるのである。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態１に係る半導体レーザ１０は、レンズ系７を介して高強度のレーザ光を出力でき、これを用いた半導体レーザモジュール１００は、光ファイバ１２から高強度のレーザ光を出力できるものとなる。
【００４８】
（好ましい構造の態様）
以下、主に実験データをもとに、本実施の形態１に係る半導体レーザ１０において、活性層１０３が形成する導波路のより好ましい構造パラメータ（各部の長さ、幅等）について具体的に説明する。なお、以下の説明において、キンク電流（Ｉkink）とは、図５に示すように、半導体レーザの電流−光出力特性を示す曲線にキンク（屈曲）が発生する電流値である。キンクは、最高光出力を制限する要因の１つであり、本発明のような高出力を志向した半導体レーザでは、適切に制御する必要がある。
また、飽和光出力（Ｐsat）とは、図６に示すように、半導体レーザの光出力の最大値である。
【００４９】
また、以下では適宜、比較形態１、２に係る半導体レーザを参照して説明を行なう。図７（ａ）は、比較形態１に係る半導体レーザの導波路Ｓのストレート型導波路構造を示し、図７（ｂ）は、比較形態２に係る半導体レーザの導波路Ｔのテーパ型導波路構造を示している。なお、比較形態１、２のいずれも、本実施の形態１に係る半導体レーザと同一材料からなり、同一の断面構造を有し、出力するレーザ光の中心波長は１．４８μｍとする。また、図７（ａ）に示すように比較形態１の場合の等幅の導波路Ｓの幅を幅ＷＳとする。また、図７（ｂ）に示すように比較形態２の場合、導波路Ｔは順次等幅に形成された狭幅部Ｔｎおよび広幅部Ｔｂと、狭幅部Ｔｎと広幅部Ｔｂとの間に形成された、広幅部Ｔｂに向かって拡幅するテーパ部Ｔｔとからなる。狭幅部Ｔｎは、幅ＷＴｎ、長さＬＴｎを有する。広幅部Ｔｂは、幅ＷＴｂ、長さＬＴｂを有する。テーパ部Ｔｔは長さＬＴｔを有する。また、本実施の形態１に係る半導体レーザの導波路構造を、適宜バレル型導波路と記載する。
【００５０】
はじめに、活性層１０３が形成する導波路の全長の好ましい範囲について説明する。図３に示すように、本実施の形態１では、導波路の全長は出力端面１１２と後端面１１４とが構成する光共振器の共振器長と等しい。導波路の全長は、高い飽和光出力を得るためには、１０００μｍ以上が好ましく、十分なスロープ効率を得るためには、４０００μｍ以下であることが好ましい。特に、本発明のように、例えば、光ファイバからの光出力が３００ｍＷ以上というような高出力を志向した半導体レーザの場合、共振器長は１０００μｍ以上が好ましい。
【００５１】
つぎに、第１狭幅部１０３ａの長さＬｎ１の好ましい範囲について説明する。図８は、第１狭幅部１０３ａの長さＬｎ１の共振器長に対する割合と飽和光出力との関係を示す図である。なお、図８の場合は、共振器長を２５００μｍとしている。また、その他の構造パラメータの値については、長さＬｔ１を３００μｍ、長さＬｔ２を３００μｍ、長さＬｎ２を３０μｍ、幅Ｗｎ１、Ｗｎ２を３．０μｍ、幅Ｗｂを５．０μｍとしている。長さＬｎの値ごとに長さＬｂを変えて特性を確認した。また、破線はガイド線である。
【００５２】
図８に示すように、長さＬｎ１の共振器長に対する割合を、１０％から増加させていくと、高次モードに対するフィルタリング効果が増大するため、飽和光出力が増大していく。そして、割合が３０％以上になると高次モードは略除去される。したがって、第１狭幅部１０３ａの長さＬｎ１の共振器長に対する割合は３０％以上が好ましい。なお、広幅部１０３ｃの存在による電気抵抗の低減、飽和光出力の向上の効果を十分にするためには、当該割合は例えば６５％以下が好ましい。広幅部１０３ｃと第１狭幅部１０３ａの共振器長内における割合が、特性に重要な影響を及ぼすので、図８の横軸は、Ｌｎ１の長さの値ではなくて、割合で表されている。
【００５３】
第２狭幅部１０３ｅの長さＬｎ２、第２テーパ部１０３ｄの長さＬｔ２の好ましい範囲の詳細については後述するが、ここでは、長さＬｎ２、Ｌｔ２が短い方が好ましい理由について述べる。
まず、長さＬｎ２、Ｌｔ２は、広幅部１０３ｃの存在による電気抵抗の低減、飽和光出力の向上の効果を十分にするためには、短い方が好ましい。長さＬｎ２は、２００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましく、たとえば３０μｍである。
更に長さＬｎ２、Ｌｔ２を短くすると、導波路の光導波方向における光強度の分布とキャリアの分布とがより一致することとなるので好ましい。
すなわち、この半導体レーザ１０のようなファブリーペロー型光共振器を有する場合、導波路の光導波方向における光強度は、図９に示すように、後端面側から出力端面に向かって増加するように分布している。それに伴い、出力端面に近付くにつれて必要なキャリア数が多くなる。テーパ型導波路の場合、特に出力端面近傍において、ファブリーペロー型共振器の本来の光強度分布から必要とされるキャリア数がストレート型導波路の場合よりも供給されやすいので、高出力化が実現される。もちろん、広幅部１０３ｃによる低抵抗化も高出力化に寄与している。広幅部１０３ｃの先に、第２狭幅部１０３ｅ、第２テーパ部１０３ｄを付加すると、後端面から出力端面に向けて増加してきた光が幅の狭い領域に閉じ込められるため、光強度から必要とされるキャリア数の供給が十分ではなくなる。そのため、ホールバーニングなど、キンクの原因となる現象がおこりやすくなる。したがって、広幅部１０３ｃよりも幅狭であり、キャリア数が少ない第２狭幅部１０３ｅの長さＬｎ２、第２テーパ部１０３ｄの長さＬｔ２が短い方が、光強度の分布とキャリア数の分布との不整合がより少なくなり、キンクの発生が抑制されるので好ましい。
【００５４】
また、半導体レーザ１０の出力端面１１２は、通常は基板上に図２に示すような半導体の積層構造や電極等を形成した後に、基板をへき開して形成される。したがって、長さＬｎ２は、このへき開の位置精度のばらつきよりも長くすることが好ましく、たとえば１０μｍ以上とすることが好ましい。
【００５５】
つぎに、第１テーパ部１０３ｂの長さＬｔ１の好ましい範囲について説明する。
第１テーパ部１０３ｂの長さＬｔ１については、導波路幅の急激な拡大による導波路損失を防止するためには１００μｍ以上が好ましく、たとえば３００μｍである。なお、広幅部１０３ｃの存在による電気抵抗の低減、飽和光出力の向上の効果を十分にするためには、例えば、１０００μｍ以下が好ましい。
【００５６】
つぎに、第１狭幅部１０３ａの幅Ｗｎ１、広幅部１０３ｃの幅Ｗｂ、および第２狭幅部１０３ｅの幅Ｗｎ２の好ましい範囲について説明する。幅Ｗｎ１は、第１狭幅部１０３ａの電気抵抗を低減するために２．０μｍ以上が好ましく、たとえば２．７μｍであり、高次の導波モードによるキンクの発生を抑制するために４．０μｍ以下が好ましい。また、幅Ｗｂは、広幅部１０３ｃによる電気抵抗の低減効果を十分に発揮するために４．０μｍ以上、特には５．０μｍ以上が好ましく、キンクの発生を抑制するために８．０μｍ以下、特には６．０μｍ以下が好ましい。また、幅Ｗｎ２は、光出力の低下、および結合効率の低下を防止するために２．０μｍ以上、特には２．５μｍ以上が好ましく、たとえば２．７μｍであり、結合効率の低下を防止するために５．０μｍ以下、特には４．０μｍ以下が好ましい。なお、第２狭幅部１０３ｅの幅Ｗｎ２の好ましい範囲については後にさらに具体的に説明する。
【００５７】
つぎに、広幅部１０３ｃの幅Ｗｂと第２狭幅部１０３ｅの幅Ｗｎ２との差ΔＷの好ましい範囲について説明する。図１０は、幅の差ΔＷとキンク電流との関係を示す図である。なお、図１０において、共振器長を２０００μｍとしている。また、その他の構造パラメータの値については、長さＬｎ１を共振器長の３８％である７５０μｍとし、長さＬｔ１、Ｌｔ２を３００μｍとし、長さＬｎ２を３０μｍとし、長さＬｂを６２０μｍとし、幅Ｗｎ１を２．７μｍとし、幅Ｗｎ２を１．０〜５．０μｍの範囲でサンプルごとに変えており、幅Ｗｂを５．０μｍまたは６．０μｍとしている。また、測定の最大電流値は、２０００ｍＡであるので、キンクが発生していない場合は、キンク電流を２０００ｍＡとしてデータ点をプロットしている。そのため、キンク電流が２０００ｍＡの場合はデータ点が重なっている場合があるが、各ΔＷに対して、サンプル数を３以上としている。また、破線はガイド線である。
【００５８】
ここで、ΔＷが大きくなると、広幅部１０３ｃと第２狭幅部１０３ｅとの間での導波モードの不整合が大きくなり、キンクの発生原因となる。図１０に示すように、ΔＷが４μｍの場合は、キンク電流が実用上問題のないレベルである１８００ｍＡ未満となる場合がある。一方、ΔＷが３．３μｍ以下、特には２．５μｍ以下であれば、キンク電流がより確実に１８００ｍＡ以上となり、好ましい。また、第２狭幅部１０３ｅを形成した効果を十分に発揮するために、ΔＷは１．０μｍ以上であることが好ましい。
【００５９】
つぎに、第２テーパ部１０３ｄの第２狭幅部１０３ｅに向かって縮幅している程度を、図１に示す傾斜角度Θで表した場合の、好ましい傾斜角度Θの範囲について説明する。なお、Θ＝ａｒｃｔａｎ［（ΔＷ／２）／Ｌｔ２］で表される。この傾斜角度Θが大きい場合、導波路幅の急激な減少によって導波状態が異常となり、出力するレーザ光の遠視野像の乱れが発生し、キンクも発生する。
【００６０】
図１１は、傾斜角度Θと水平方向における遠視野像の広がり角（ＦＦＰｈ）との関係を示す図である。なお、図１１において、共振器長を２０００μｍとしている。また、その他の構造パラメータの値については、長さＬｎ１を共振器長の３８％である７５０μｍとし、長さＬｔ１を３００μｍとし、長さＬｎ２を３０μｍとし、長さＬｔ２を５０μｍ、１００μｍ、または３００μｍとし、幅Ｗｎ１を２．７μｍとし、幅Ｗｎ２を１．０〜４．０μｍの範囲でサンプルごとに変えており、幅Ｗｂを５．０μｍまたは６．０μｍとし、ΔＷを１．０〜５．０μｍの範囲でサンプルごとに変えている。
【００６１】
また、図１１において、データ点群Ｇは、ストレート型導波路である比較形態１におけるＦＦＰｈを仮に傾斜角度Θの値を０と仮定して図示している。比較形態１の導波路Ｓ（図７（ａ）参照）の共振器長は２０００μｍとし、導波路幅ＷＳを２．０〜４．０μｍの範囲でサンプルごとに変えている。これは、図１１に図示したバレル型導波路の幅Ｗｎ２の範囲内となっている。また、破線はガイド線である。
【００６２】
図１１に示すように、比較形態１のデータであるデータ点群ＧのＦＦＰｈの平均値は略１２度である。比較形態１の場合には導波路幅の急激な変化は無いので、ＦＦＰｈが１２度の場合は、ＦＦＰｈに乱れが発生していないとみなすことができる。
【００６３】
一方、本実施の形態１の場合は、傾斜角度Θの値が大きくなると、ＦＦＰｈの乱れによって値が増大している。傾斜角度Θが０〜０．４８度の範囲では、中心値が１２度で、全ての点のＦＦＰｈの値が１３度以下となっている。よってＦＦＰｈが１２度から、１度以上大きくなれば異常と考えられる。傾斜角度Θが０．５７度の場合には、ＦＦＰｈが１３度以下のものがあることが分かる。更にガイド線から、傾斜角度Θが０．６度以下であれば、ＦＦＰｈが１３度以下のものができることが分かる。以上より、傾斜角度Θが０．６度以下、更には０．５７度以下、さらには０．４８度以下であれば、ＦＦＰｈの乱れの発生が抑制され、その結果レーザ光の結合対象との結合効率も低下せず、好ましい。
【００６４】
つぎに、第２テーパ部１０３ｄの長さＬｔ２の好ましい範囲について説明する。図１２は、好ましいΔＷの上下限値（１．０μｍ、３．３μｍ）における、第２テーパ部１０３ｄの長さＬｔ２と傾斜角度Θとの関係の計算値を示す図である。ここで、ΔＷが１．０〜３．３μｍという条件と、傾斜角度Θが０．６度以下という条件とが両立すれば、上述した理由によってキンクの発生がより一層抑制されるので特に好ましい。図１２に示すように、長さＬｔ２が５０μｍ未満の場合には、２つの条件を両立することができない。したがって、長さＬｔ２は５０μｍ以上であることが特に好ましい。また、長さＬｔ２が１５０μｍ以上であればこの２つの条件がより確実に満たされるのでさらに好ましく、たとえば４００μｍ以下であるところの３００μｍとするのが好ましい。なお、広幅部１０３ｃの存在による電気抵抗の低減、飽和光出力の向上の効果を十分にするため、および上述した光強度の分布とキャリアの分布との不一致を低減するためには、長さＬｔ２はなるべく短く、例えば１００μｍ程度が好ましい。このように、長さＬｔ２を５０〜１５０μｍにする場合には、ΔＷが１．０〜３．３μｍという条件だけに注目していると、傾斜角度Θが０．６度から大きく外れてしまうので、ΔＷとΘの両方の条件を満たすようにＬｔ２の値を設定した方がより好ましい。
以上のように、Ｌｔ２は、５０〜４００μｍ程度が好ましい。好ましい範囲のなかでもＬｔ２が長ければ、導波路幅の急激な変化による導波モードの乱れがより抑制され、Ｌｔ２が短いと、電気抵抗の低減効果がより得られたり、光強度とキャリアの分布の不一致がより抑制されるという効果がある。
【００６５】
なお、本実施の形態１においては、第１テーパ部１０３ｂ、第２テーパ部１０３ｄのいずれも、導波路幅が光導波方向に対して直線的に変化している。しかしながら、第１テーパ部１０３ｂ、第２テーパ部１０３ｄの形状はこれに限られず、第１狭幅部１０３ａ、広幅部１０３ｃ、および第２狭幅部１０３ｅの間をなめらかに接続するものであれば、導波路幅の変化の仕方はたとえば指数関数的もよいし、その他の変化の仕方でもよい。ただし、その変化の仕方は、単調増加または単調減少であることが好ましい。なお、第２テーパ部１０３ｄの導波路幅の変化の仕方が直線的でなかったとしても、傾斜角度Θの値は上記した直線的な変化の場合と同様に定義する。つまり、広幅部１０３ｃ、第２狭幅部１０３ｅを直線で結んだ時にできる角度を傾斜角度Θと定義する。
【００６６】
つぎに、第２狭幅部１０３ｅの幅Ｗｎ２の好ましい範囲についてさらに具体的に説明する。図１３は、本実施の形態１、比較形態１、２について、第２狭幅部の幅と、駆動電流が１８００ｍＡの場合の光出力との関係を示す図である。図１３では、本実施の形態１の場合のΔＷの値も示している。また、細い実線は本実施の形態１のデータ点のガイド線である。
【００６７】
なお、図１３において、共振器長を２０００μｍとしている。また、その他の構造パラメータの値については、長さＬｎ１を共振器長の３８％である７５０μｍとし、長さＬｔ１を３００μｍとし、長さＬｎ２を３０μｍとし、長さＬｔ２を５０μｍ、１００μｍ、または３００μｍとし、幅Ｗｎ１を２．７μｍとし、幅Ｗｎ２を０．６〜４．８μｍの範囲でサンプルごとに変えており、幅Ｗｂを５．０μｍとしている。
【００６８】
また、比較形態１の導波路Ｓ（図７（ａ）参照）の共振器長は２０００μｍとし、導波路幅ＷＳを２．７μｍとしている。また、比較形態２の導波路Ｔ（図７（ｂ）参照）の共振器長は２０００μｍとし、狭幅部Ｔｎの長さＬＴｎを共振器長の３８％である７５０μｍとし、テーパ部Ｔｔの長さＬＴｔを３００μｍとし、広幅部Ｔｂの長さＬＴｂを９５０μｍとし、狭幅部Ｔｎの幅ＷＴｎ１を２．７μｍとし、広幅部Ｔｂの幅ＷＴｂを５．０μｍとしている。
【００６９】
図１３に示すように、テーパ型導波路である比較形態２の方が、ストレート型導波路である比較形態１よりも光出力が高くなっている。一方、本実施の形態１については、幅Ｗｎ２が２．７μｍ以上の場合は、比較形態２と同程度の光出力が得られており、好ましい。一方、幅Ｗｎ２が狭くなるにつれて光出力は低下し、１μｍ以下の場合は、比較形態１よりも光出力が低くなる場合があり、幅Ｗｎ２が０．６μｍの場合には平均的に比較形態１と同程度の光出力となっている。なお、この光出力の低下はキンクの発生によるものと考えられる。なお、ΔＷが３．３μｍ以下の場合は、上述したようにキンクの発生が抑制されるので、光出力が比較形態２と同程度に高く好ましいことが、図１３からも確認できる。
【００７０】
つぎに、図１４〜図１９を参照して、レーザ光と光ファイバ１２との結合効率の点から好ましい第２狭幅部１０３ｅの幅Ｗｎ２の範囲について、計算結果と実験データとを用いて説明する。なお、以下に示す結合効率は、２レンズ系であるレンズ系７の第１レンズ７ａ、第２レンズ７ｂがいずれも球面レンズである場合を示している。
【００７１】
また、以下では、活性層１０３の構造が異なる２つの場合（レーザ構造ａ、レーザ構造ｂ）について説明する。レーザ構造ａは、量子井戸層が３層、活性層１０３の層厚が０．１２９μｍであり、等価屈折率差Δｎ（＝ｎａ−ｎｃ）が０．００４という特性を有する。また、レーザ構造ｂは、量子井戸層が５層、活性層１０３の層厚が０．１４１μｍであり、等価屈折率差Δｎが０．０１という特性を有する。
【００７２】
また、図１４〜図１６は計算結果を示している。計算には、活性層１０３の構造と出射端の幅が考慮されている。図１４〜図１６は、第２狭幅部１０３ｅの幅Ｗｎ２とＦＦＰの関係の計算値である。半導体レーザがきちんと動作している場合には、本発明のようなバレル型導波路であってもストレート型導波路であっても、ＦＦＰは出力端面の導波路幅に依存する（図１２における（傾斜角度）＞０．６度の領域は、異常である）。よって、図１４〜図１６、図１８、１９で、横軸は第２狭幅部１０３ｅの幅Ｗｎ２となっているが、本発明のようなバレル型導波路の場合の呼び名であって出力端面に接している部分の導波路幅を表す。従って、横軸は、ストレート型導波路の場合は、その導波路幅ＷＳ、テーパー型導波路の場合は、広幅部の導波路幅ＷＴｂと解釈して問題がない。
【００７３】
図１４は、第２狭幅部１０３ｅの幅Ｗｎ２とＦＦＰｈとの関係を示す図である。また、図１５は、第２狭幅部１０３ｅの幅Ｗｎ２と垂直方向における遠視野像の広がり角（ＦＦＰｖ）との関係を示す図である。また、図１６は、第２狭幅部１０３ｅの幅Ｗｎ２と、ＦＦＰｖとＦＦＰｈとの比（ＦＦＰｖ／ＦＦＰｈ）との関係を示す図である。
【００７４】
図１４〜図１６に示すように、ＦＦＰｈは幅Ｗｎ２の変化に対して極大値を有するように変化し、ＦＦＰｖは幅Ｗｎ２の増加に応じて単調増加するように変化している。その結果、ＦＦＰｖ／ＦＦＰｈは幅Ｗｎ２の変化に対して極小値を有するように変化する。
【００７５】
また、図１７は、ＦＦＰｖ／ＦＦＰｈと光ファイバに対する結合効率との関係を示した図である。この図１７の各データ点は実験により求めたデータであり、実線の直線はレータ点の最小自乗法による近似直線である。図１７を見れば分かるように、ＦＦＰｖ／ＦＦＰｈが１に近付くと結合効率が高くなる。ＦＦＰｖ／ＦＦＰｈが１というのは、出射光のビーム形状が円形であるということである。
また、斜線を付した領域Ｒは、比較形態１に係るストレート型導波路の導波路Ｓ（幅ＷＳを２μｍ〜３．５μｍとしたもの）を有する半導体レーザにおける実験データが分布する領域を示している。図１７に示すように、領域Ｒは、多くのデータが含まれているので、例えばレンズや半導体レーザのばらつきなどの影響も含まれているが、結合効率が８５％程度またはそれ以上であれば、従来構造である比較形態１に係るストレート型導波路の導波路Ｓと同等の結合効率といえる。
【００７６】
つぎに、図１８は、図１６に示すデータと図１７に示す近似直線のデータとを組み合わせて得られた、第２狭幅部１０３ｅの幅Ｗｎ２と結合効率との関係を示す図である。図１８に示すように、幅Ｗｎ２が２．０μｍ〜５．０μｍであれば、レーザ構造ａ、ｂのいずれであっても結合効率が８５％程度またはそれ以上となり好ましい。
【００７７】
また、たとえば、図１８をもとに、レーザ構造ｂを採用した場合に、比較形態２のテーパ型導波路の広幅部Ｔｂの幅ＷＴｂを６．０μｍとしたもの（すなわち、図１８における横軸の値が６．０μｍの場合）と、本実施の形態１において第２狭幅部１０３ｅの幅Ｗｎ２を２．５μｍにしたものとを比較してみる。すると、結合効率は比較形態２の場合は８３．５％であり、本実施の形態１は８７．５％であるから、結合効率を４％向上させることができることが確認できる。
【００７８】
なお、上記の結合効率は、レンズ系７が球面レンズの２レンズ系である場合を示しているが、他のレンズ系を用いる場合であっても、第２狭幅部１０３ｅの幅Ｗｎ２と結合効率との関係は略同様の傾向を示すため、幅Ｗｎ２は２．０μｍ〜５．０μｍであることが好ましい。
【００７９】
ところで、たとえば図１４においてＦＦＰｈが極大値となる第２狭幅部１０３ｅの幅Ｗｎ２の値は、おおよそ、高次の導波モードがカットオフされる幅の上限値であり、これよりも幅Ｗｎ２の値が１μｍ程度大きくなると、高次導波モードが顕著になると考えられる。その高次導波モードが顕著になる境界値は、図１４より、レーザ構造ａの場合３．５＋１＝４．５μｍ、レーザ構造ｂの場合２．５＋１＝３．５μｍである。
【００８０】
よって、ストレート型導波路で半導体レーザを構成する場合には上述の幅よりも狭い幅となるように設計する。ところが、図１０、１３の説明の記載からも分かるように、バレル型導波路、若しくは、テーパ型導波路では、通常のストレート型導波路では実現できない、幅Ｗｂの値が５．０〜６．０μｍという導波路幅の半導体レーザを実現できることが分かる。これは、第１狭幅部１０３ａのフィルタリング効果による。
【００８１】
また、図１８に示すように、レーザ構造ａとレーザ構造ｂとでは、レーザ構造ｂの方が結合効率が高い。しかしながら、上述した高次モードがカットオフされる導波路の幅の上限はレーザ構造ａの方が広い。したがって、抵抗への影響が大きい幅Ｗｎ１、Ｗｂについては、レーザ構造ａの方がレーザ構造ｂよりも広く設定することができるため、結合効率を考えずに半導体レーザ自体の光出力を向上させるには、レーザ構造ａの方が有利である。
【００８２】
ここで、図１８において、結合効率が最大となるような幅Ｗｎ２をそれぞれのレーザ構造ａ、ｂで選択した場合には、結合効率の差は１％程度である。したがって、この結合効率の差を解消できるほどに半導体レーザ自体の光出力を向上させることができる場合には、結合効率の差を考慮しても、レーザ構造ａの方が有利となる。また、広幅部１０３ｃの幅Ｗｂおよび第１狭幅部１０３ａの幅Ｗｎ１を、レーザ構造ａとレーザ構造ｂとで同一の幅にした場合には、レーザ構造ａの方が、キンク発生が抑制されるので好適である。
よってＳＣＨ−ＭＱＷ構造の活性層の量子井戸層の層数は特に限定されないが、３層以下であれば好ましい。
【００８３】
また、ＢＨ構造の場合、一般的にΔｎが大きく、０．００２＜Δｎ＜０．０２程度である。
Δｎ=０．１０〜０．２０程度のΔｎが更に大きな半導体レーザも存在する。このようなΔnの値は、本願で想定しているΔｎの値とは１０倍程度、又はそれ以上異なっており、光導波の挙動も本明細書内で述べた傾向と異なる場合もある。大きなΔｎを採用している半導体レーザは、Δｎを大きくすることによって光閉じ込めの効果を高め、低閾値電流を志向している。本発明のように、例えば、光ファイバからの光出力が３００ｍＷ以上というような高出力を志向した半導体レーザの場合、Δn＝０．１０〜０．２０となるような大きなΔｎは好適ではない。これは、光閉じ込め効果による光吸収の影響が顕著となるからである。ちなみに、上述した高出力と低閾値電流の志向というのは、どちらにより重点を置くかということであって、高出力レーザであっても低閾値電流の方が好適であるのは言うまでもない。
【００８４】
半導体レーザが、ＢＨ構造で、Δｎが、０．００２＜Δｎ＜０．０２程度、ストレート型導波路である場合、ＦＦＰｖ／ＦＦＰｈの値は、おおよそ１．１〜１．６程度であり、半導体レーザからの出射ビームは、もともと円形に比較的近い。そのため、レンズ系にも球面レンズが使われることが多い。本発明は、このような、元々円形に比較的近い出射ビームを持つストレート型導波路の半導体レーザに対して、球面レンズでレンズ結合させるように設計されたレンズ系に対して特に好適な半導体レーザを提供するものである。高出力化のためのテーパ型導波路の採用によって、ＦＦＰｖ／ＦＦＰｈの値の増大、結果として結合効率が低下した状態となるが、第２テーパ部１０３ｄと第２狭幅部１０３ｅの付加によって、ＦＦＰｖ／ＦＦＰｈの値や結合効率をストレート型導波路の値に近づけるという効果がある。よって高出力化と良好な結合効率が同時に得られ好適である。
また、半導体レーザがＢＨ構造でない場合にも、上記のΔｎ、ＦＦＰｖ／ＦＦＰｈの範囲であれば、球面レンズ系を用いて光ファイバにレーザ光を結合するのに好適である。
【００８５】
また、上記実施の形態では、レンズ系が２レンズ系であるが、１レンズ系でもよいし、レンズ系として光ファイバの先端がレンズ加工されたものを用いてもよい。光ファイバの先端がレンズ加工されたレンズ系を用いる場合には、いわゆる先球ファイバと言われる、光ファイバの先が球面レンズに近い形に加工されたものが好適である。
【００８６】
また、上記実施の形態では、半導体レーザの導波路構造はＢＨ構造であるが、導波路構造は特に限定されず、その他の導波路構造、たとえばリッジ型導波路でもよい。なお、半導体レーザがリッジ型導波路の場合は、導波路の幅はリッジ部の幅として定義される。
【００８７】
半導体レーザが、リッジ導波路型や、ＳＡＳ（self-aligned  structure）型の場合は、幅方向におけるΔｎが０．００２以下程度となり、幅方向における光の閉じ込めが弱くなる。この場合、ＦＦＰｖ／ＦＦＰｈの値は、２〜４程度となることが多く、レンズ系として非対称レンズを用いたり、光ファイバの先端がシリンドリカルレンズ状に加工されたＣＬＦ（cylindrical  lensed  fiber）を用いたりすることが多い。
しかしながら、このようなＦＦＰｖ／ＦＦＰｈの値が大きい構造の半導体レーザでも、比較形態２のようなテーパ型導波路を活性層に採用した場合、従来の比較形態１のようなストレート型導波路の活性層の半導体レーザ用に設計されたレンズ系をそのまま適用すると、結合効率が低下する。従って、本実施の形態１のようにバレル型導波路構造を活性層に採用することによって、従来のストレート型導波路用に設計されたレンズ系でも結合効率よく製品を製造することができる。
【００８８】
つぎに、図１９は、図１３に示す実験データに図１８に示す計算結果を適用して算出した、本実施の形態１、比較形態１、２についての、第２狭幅部の幅と、駆動電流が１８００ｍＡの場合の光ファイバへの光結合後の光出力（すなわち、光ファイバからの光出力）との関係を示す図である。図１９では、本実施の形態１の場合のΔＷの値も示している。また、細い実線は本実施の形態１のデータ点のガイド線である。
【００８９】
図１３に示す光出力については、本実施の形態１において幅Ｗｎ２が２．７μｍ以上の場合は、比較形態２と同程度の光出力が得られていた。これに対して、図１９に示す光結合後の光出力については、本実施の形態１の場合は、結合効率の向上によって比較形態２よりも高い光出力が得られることがわかる。なお、図中上側の横軸に注目すると、ΔＷが１．０μｍ〜２．５μｍの範囲の場合、本実施の形態１の比較形態２に対する光出力の増加量は平均的に１０ｍＷ以上となるので好ましい。
【００９０】
つぎに、第２テーパ部１０３ｄと第２狭幅部１０３ｅが導波モードに与える影響を調べるために、Ｗｎ２＝２．７μｍ、Ｗｂ＝６．０μｍ、Ｌｎ２＝４００μｍとして、光の導波状態をＢＰＭ（ビーム伝播法：beam  propagation  method）により計算した。なお、Ｌｔ２は、３０から４５０μｍまで変化させた。また、第２テーパ部１０３ｄと第２狭幅部１０３ｅが導波モードに与える影響を調べるということがこの計算の目的であるので、広幅部１０３の一部から第１狭幅部１０３へ向けての後端面側の構造を計算上、割愛している。また、Ｌｎ２は、状態を調べるために計算上４００μｍと長く設定している。
【００９１】
計算の結果、第２狭幅部１０３ｅ内の共振器長方向に、ほぼ等間隔で光分布が弱くなる部分が出てくる干渉現象が見られた。光強度が弱くなり光強度分布が乱れた部分は、約３０μｍの間隔で発生し、出力端面に近付くにつれて乱れが収まっていく計算結果となった。第２テーパ部１０３ｄで発生した放射モードと導波モードが干渉した結果、このような現象が見られると考えられる。また、図１１に見られたようなＦＦＰｈの乱れは、このような干渉現象が原因で発生しているのではないかと予想される。
【００９２】
上記のように出力端面に近付くにつれて干渉現象が徐々に弱くなっているので、干渉現象の影響を受けない出射光を得るためには、第２狭幅部１０３ｅが、干渉現象が収まる程度にまで長いことが必要であることが本発明者らの詳細な検討により初めて分かった。
【００９３】
したがって、このような干渉現象を考慮して導波路を設計し、干渉現象の発生を防止した導波路とすれば、出射光のＦＦＰｈが図１１に見られるように乱れず、良好な光結合が得られる。なお、光強度分布の乱れは第２狭幅部１０３ｅ内で周期的に一部でのみ発生しているので、第２狭幅部１０３ｅを干渉現象が収まる程度にまで長くしなくても、乱れていない部分が出力端面になるように設定し、良好なＦＦＰパターンを得ようとすることも考えられる。しかし、そのような導波路設計では、例えば、最大１０μｍ程度ある端面劈開の位置精度のばらつきにより、第２狭幅部１０３ｅの長さが変わった場合、良好なＦＦＰパターンが得られないことがあるので好適ではない。
【００９４】
ここで、図２０は、上記計算において、Ｌｔ２を変えた場合に干渉現象がなくなるのに必要なＬｎ２を示す図である。図２０により、Ｌｔ２が短く、放射モードの影響が大きい場合には、干渉現象を除去するのに必要なＬｎ２が長くなることが分かる。一方、Ｌｔ２が３００μｍ以上とある程度長い場合は、Ｌｎ２は０μｍでもよい、第２狭幅部１０３ｅが無くてもよいという結果であった。但し、このような場合でも、劈開の精度、例えば１０μｍ程度の長さの第２狭幅部１０３ｅが存在した方が、出力端の幅のばらつきが抑えられ、より好適である。
【００９５】
つぎに、干渉現象は、放射モードと導波モードの干渉と考えられるので、より物理的には、第２テーパ部１０３ｄの長さＬｔ２ではなくて、傾斜角度Θによって、必要なＬｎ２が決まってくる。
【００９６】
図２１は、図２０の横軸を傾斜角度Θで表した図である。図２１より、Ｌｎ２の好適な範囲は下記のような式（１）〜（４）に示す範囲となる。
Ｌｎ２≧１０６Θ−０．００６８１（ただし、０．４７＜Θ≦０．６０）・・・（１）
Ｌｎ２≧３１７Θ−１００（ただし、０．３２＜Θ≦０．４７）・・・（２）
Ｌｎ２≧０（ただし、Θ≦０．３２）・・・（３）
ここで、Θ≦０．６０は、図１１により決められている。
【００９７】
なお、図２０、２１は、以下のデータをプロットしたものである。
（Ｌｔ２、Ｌｎ２、Θ）＝（  ３０、２００、３．１５）
（  ５０、１５０、１．８９）
（１００、１００、０．９５）
（２００、  ５０、０．４７）
（３００、    ０、０．３２）
（３５０、    ０、０．２７）
（４００、    ０、０．２４）
（４５０、    ０、０．２１）
【００９８】
上記の式（１）は、０．４７＜Θ≦０．６０において、（Ｌｔ２、Ｌｎ２）＝（１００、１００)と（２００、５０)の点を結んだ直線である。また、式（２）は、０．３２＜Θ≦０．４７において、（Ｌｔ２、Ｌｎ２）＝（２００、５０)と（３００、０)の点を結んだ直線である。
【００９９】
図２２は、傾斜角度と導波路の面積との関係を示す図である。また、図２３は、Ｌｔ２と導波路の面積との関係を示す図である。なお、図２２、２３の面積を計算するときのＬｔ２、Ｌｎ２以外のパラメータは、つぎの値を使用した。すなわち、共振器長を２０００μｍとし、Ｗｎ１＝Ｗｎ２＝２．７μｍ、Ｗｂ＝６μｍ、Ｌｔ１＝３００μｍ、Ｌｎ１＝７５０μｍとした。また、面積の値自体は、上記の各パラメータをどのような値にするかで変わってきてしまうので、より一般化するために、図２２、２３の縦軸は、計算した条件内での最大面積との比で表している。
Ｌｔ２が短い場合は、Ｌｎ２が長い必要があり、Ｌｎ２が短い場合には、Ｌｔ２が長い必要がある。よって図２２、２３を見れば分かるようにＬｔ２が長すぎても短すぎても導波路の面積は小さくなってしまう。
【０１００】
導波路の面積が小さいと飽和光出力が小さくなるというのは、これまで述べてきた通りであり、高出力化に対して好適ではない。図２３より、１つの目安として、導波路の面積が最大面積の９８％以上となるようにＬｔ２を４００μｍ以下にすると、面積がそれほど小さくならず好適である。また、面積が最大面積の９９％以上となるようにＬｔ２を３５０μｍ以下にすると更に好適である。
【０１０１】
また、Ｌｔ２、Ｌｎ２が長すぎると、これまで述べてきたように光強度の分布とキャリア数の分布との不整合が助長されるので好適ではない。
【０１０２】
以上、本発明者らが初めて明らかにしたように、Θを適切に設定しないと、Ｌｎ２＝０μｍとした場合に、導波モードの不安定性が発現すると予想される。つまり、Ｌｎ２＝０とできるのは、面積や傾斜角度の点から、極限られた状態のみであり、本発明者らが明らかにした範囲内で適切に設計する必要がある。
【０１０３】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２に係る半導体レーザについて説明する。本実施の形態２に係る半導体レーザは、実施の形態１に係る半導体レーザと同様の積層構造を有するが、その活性層の光導波方向における幅方向の形状が異なるので、以下では主にこの相違点について説明する。
【０１０４】
図２４は、本実施の形態２に係るに示す半導体レーザの導波路構造を示す断面図であり、図３と対比されるべきものである。
【０１０５】
図２４に示すように、この半導体レーザ２０は、半導体レーザ１０と同様に、活性層２０３と、活性層２０３の両側に配置されたｐ−ＩｎＰからなる下部ブロッキング層とｎ−ＩｎＰからなる上部ブロッキング層２０５を備えている。なお、半導体レーザ２０の光導波方向における出力端面２１２、および出力端面２１２とは反対側の後端面２１４には、それぞれ不図示の出力側反射膜、高反射率反射膜が形成されている。出力側反射膜が形成された出力端面と高反射率反射膜が形成された後端面によってファブリーペロー型の光共振器が構成されている。
【０１０６】
ここで、活性層２０３は、後端面２１４側から順次等幅に形成された、第１狭幅部２０３ａ、第１狭幅部２０３ａよりも幅広の広幅部２０３ｃ、および広幅部２０３ｃよりも幅狭の第２狭幅部２０３ｅと、第１狭幅部２０３ａと広幅部２０３ｃとの間に形成された、広幅部２０３ｃに向かって拡幅する第１テーパ部２０３ｂと、広幅部２０３ｃと第２狭幅部２０３ｅとの間に形成された、第２狭幅部２０３ｅに向かって縮幅する第２テーパ部２０３ｄと、を有する。
【０１０７】
さらに、この活性層２０３は、後端面２１４側に等幅に形成された、第２狭幅部２０３ｅと略同じ幅の第３狭幅部２０３ｆと、第３狭幅部２０３ｆと第１狭幅部２０３ａとの間に形成された、第１狭幅部２０３ａに向かって縮幅する第３テーパ部２０３ｇとを有する。まず、この第３テーパ部２０３ｇは第３狭幅部２０３ｆと第１狭幅部２０３ａとを導波路損失が少ない状態で接続する機能を有する。
【０１０８】
つぎに、第３狭幅部２０３ｆの機能について説明する。通常半導体レーザ２０を製造する場合には、基板上に複数の半導体レーザを同時に形成した後に、基板をへき開して個別の半導体レーザに分離する。したがって、基板上の導波路構造を上方から見た場合には、図２５に示すように基板上に活性層２０３のパターンが連続して形成されている。この場合、仮に、隣接する活性層２０３の第１狭幅部２０３ａと第２狭幅部２０３ｅとが直接接続して形成されていると、へき開する位置ＣＰがずれた場合に、第１狭幅部２０３ａの後端に狭幅の第２狭幅部２０３ｅの一部が残留したり、第２狭幅部２０３ｅの先端に広幅の第１狭幅部２０３ａの一部が残留したりして、活性層２０３の導波路に段差が発生するので、製造した半導体レーザ２０の特性が設計値からずれるおそれがある。
【０１０９】
これに対して、本実施の形態２に係る半導体レーザ２０では、後端面２１４側に第２狭幅部２０３ｅと略同じ幅の第３狭幅部２０３ｆが形成されているため、へき開する位置ＣＰがずれたとしても、第２狭幅部２０３ｅの先端や第３狭幅部２０３ｆの後端に段差が発生する幅というおそれがなくなる。
【０１１０】
なお、第３狭幅部２０３ｆの長さは、へき開の位置精度のばらつきよりも長くすることが好ましく、たとえば、１０μｍ以上であり、５０μｍとすることが好ましい。また、第３テーパ部２０３ｇの長さもたとえば５０μｍとすればよい。
【０１１１】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３に係る半導体レーザについて説明する。本実施の形態３に係る半導体レーザは、実施の形態１に係る半導体レーザと同様の積層構造、および活性層の光導波方向における幅方向の形状を有するが、電流非注入構造を有する点が異なるので、以下では主にこの相違点について説明する。
【０１１２】
図２６は、本実施の形態３に係る半導体レーザの導波路構造を示す断面図であり、図３と対比されるべきものである。
【０１１３】
図２６に示すように、この半導体レーザ３０は、半導体レーザ１０と同様に、活性層３０３と、活性層３０３の両側に配置されたｐ−ＩｎＰからなる下部ブロッキング層とｎ−ＩｎＰからなる上部ブロッキング層３０５を備えている。なお、半導体レーザ３０の光導波方向における出力端面３１２、および出力端面３１２とは反対側の後端面３１４には、それぞれ不図示の出力側反射膜、高反射率反射膜が形成されている。出力側反射膜が形成された出力端面と高反射率反射膜が形成された後端面によってファブリーペロー型の光共振器が構成されている。
【０１１４】
活性層３０３は、半導体レーザ１０の活性層１０３と同様に、後端面３１４側から順次等幅に形成された、第１狭幅部３０３ａ、第１狭幅部３０３ａよりも幅広の広幅部３０３ｃ、および広幅部３０３ｃよりも幅狭の第２狭幅部３０３ｅと、第１狭幅部３０３ａと広幅部３０３ｃとの間に形成された、広幅部３０３ｃに向かって拡幅する第１テーパ部３０３ｂと、広幅部３０３ｃと第２狭幅部３０３ｅとの間に形成された、第２狭幅部３０３ｅに向かって縮幅する第２テーパ部３０３ｄと、を有する。
【０１１５】
ここで、この半導体レーザ３０は、活性層３０３の上方に、第２狭幅部３０３ｅと第２テーパ部３０３ｄとを覆うように形成された電流非注入構造としての電流非注入層３１６を備えている。この電流非注入層３１６によって、第２狭幅部３０３ｅと第２テーパ部３０３ｄに電流が注入されるのを防止することによって、活性層３０３の光導波路方向における光強度の分布とキャリア数の分布との不整合が解消され、キンクの発生が抑制され、飽和光出力の低下が抑制される。
【０１１６】
なお、この電流非注入層３１６は、たとえばｎ−ＩｎＰからなるｎ型半導体層やＳｉＮなどからなる誘電体層等を、コンタクト層とｐ側電極との間（図２参照）に形成することによって実現されるが、電流を非注入とできる構造であれば特に限定はされない。
【０１１７】
また、本実施の形態３では、電流非注入層３１６を第２狭幅部３０３ｅと第２テーパ部３０３ｄとを覆うように形成しているが、さらに形成領域を長くして、広幅部３０３ｃの一部にわたるまで覆うように形成してもよいし、形成領域を短くして、第２狭幅部３０３ｅと第２テーパ部３０３ｄの一部とを覆うように形成してもよい。
【０１１８】
また、本発明において、レンズ系によるレーザ光の結合対象は光ファイバに限定されない。たとえば、本発明に係る半導体レーザまたは半導体レーザモジュールを光ディスク用に用いる場合は、レンズ系によってレーザ光を結合させる対象は光ディスクの記録面等である。
【０１１９】
また、本発明に係る半導体レーザまたは半導体レーザモジュールは、高強度のレーザ光を出力できるので、光通信等に用いられる光ファイバ増幅器（ラマン増幅器やエルビウム添加光ファイバ増幅器）や光ファイバレーザ等に用いられる、レーザ発振波長が１．４８μｍ帯域（１．３８μｍ〜１．５２μｍ程度）の励起光源（いわゆるポンプレーザ）として特に適するものである。また、本発明は、レーザ発振波長が０．９８μｍ帯（０．９２〜０．９９μｍ程度）の励起光源にも好適に利用できる。また本発明は、活性層の材料としてＡｌＧａＩｎＰ系材料を用いた６５０ｎｍ帯の半導体レーザまたは半導体レーザモジュールや、活性層の材料として窒化物半導体を用いた青色〜紫外帯域の半導体レーザまたは半導体レーザモジュールにも同様に好適に利用できる。
【０１２０】
また、本発明に係る半導体レーザモジュールを用いる場合、レーザ光を出力するための光ファイバからの光出力強度が３００ｍＷ以上であることが好ましい。
【０１２１】
ところで、励起光源用の半導体レーザまたは半導体レーザモジュールにおいて、レーザ光を出力するための光ファイバに波長選択反射フィルタとしてのファイバ・ブラッグ・グレーティング（ＦＢＧ）を設けて、レーザ発振波長の駆動電流依存性を小さくするようにしてもよい。なお、このようにＦＢＧを設けた場合、ＦＢＧと、半導体レーザ内の光共振器とで複合共振器が形成される。ここで、半導体レーザ内に、さらに反射点や光の干渉が発生するような構造が存在すると、半導体レーザの光学特性はより複雑な挙動を示すようになり好ましくない。しかしながら、本発明に係る半導体レーザは、広幅部と狭幅部が徐々に幅が変化するようにテーパ部によって接続されているため、従来のストレート型導波路構造のものと同様に、内部には複雑な反射点や光の干渉が発生するような構造が存在しない。その結果、本発明に係る半導体レーザまたは半導体レーザモジュールは、高出力化が達成されるとともに、ストレート型導波路構造の半導体レーザと比べて遜色無い特性を有するものとなる。
【０１２２】
これまで、本発明の実施形態としてファブリーペロー型半導体レーザに関して説明してきたが、本発明は回折格子を内蔵したＤＦＢレーザ（分布帰還型レーザ：Distributed  Feed  Back  laser）に適用することもできる。特に、位相シフト回折格子によるＤＦＢレーザの共振器内部の光強度分布は、図２７のようになる。図２７において横軸は共振器内の位置を示し、縦軸は光強度を示している。また、回折格子の結合係数κは、例えば１５ｃｍ-1である。図２７に示すように、位相シフト回折格子によるＤＦＢレーザでは、共振器の中央部分の光強度が高く、端面側で光強度が低くなるような傾向がある。このため、本発明のようなバレル型導波路を適用すると、光強度分布とキャリア分布が一致するので、高出力化に適している。また、光強度分布とキャリア分布が一致するので、ホールバーニングが抑制され、出力するレーザ光の線幅なども細くすることが可能である。
【０１２３】
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上記各実施形態の各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。
【０１２４】
なお、特許文献１の段落［００６５］に、図７にあるようなテーパ型導波路の出力端面と後端面を逆に設定し、出力端面側の導波路幅を狭くした例が記載されており、このような場合には、キンクが発生するという問題が記載されている。しかし、解決策は記載されていない。
【０１２５】
それに対して本発明は、まずバレル型導波路という新たな導波路構造を提示した。これまで述べてきたように、バレル型導波路では、各部分にそれぞれの機能があり、どの部分が欠けても良好な特性は得られない。
更に、バレル型導波路において導波路の各構成要素をより適切に設定することによって一層良好な導波モードを実現できるという現象を本発明者らの詳細な検討により明らかにし、各構成要素の好適な範囲を明確にした。高出力レーザで特に問題となるキンクに関しては、特許文献１にも記載されている課題ではあるが、第２狭幅部における干渉現象やそれに付随するＦＦＰの乱れは、本発明者らの詳細な検討により始めて明らかにされた課題である。本発明を検討する過程で始めて明らかになった課題であるので、その解決策となる構造も当業者が容易に想起するには至らないと推測される。
【符号の説明】
【０１２６】
１  パッケージ
１ａ  突出部
２  ペルチェモジュール
３  ベース
４  モニタフォトダイオード
５  ヒートシンク
６  レンズホルダ
７  レンズ系
７ａ、７ｂ  レンズ
８  アイソレータ
９  サーミスタ
１０〜３０  半導体レーザ
１１  フェルール
１２  光ファイバ
１００  半導体レーザモジュール
１０１  基板
１０２  下部クラッド層
１０３〜３０３、１０３´  活性層
１０３ａ〜３０３ａ  第１狭幅部
１０３ｂ〜３０３ｂ  第１テーパ部
１０３ｃ〜３０３ｃ  広幅部
１０３ｄ〜３０３ｄ  第２テーパ部
１０３ｅ〜３０３ｅ  第２狭幅部
１０４、１０７  上部クラッド層
１０５〜３０５  下部ブロッキング層
１０６  上部ブロッキング層
１０８  コンタクト層
１０９  ｐ側電極
１１０  ｎ側電極
１１２〜３１２  出力端面
１１３  出力側反射膜
１１４〜３１４  後端面
１１５  高反射率反射膜
２０３ｆ  第３狭幅部
２０３ｇ  第３テーパ部
３１６  電流非注入層
Ｂ１、Ｂ２  ビーム径
ＣＰ  位置
Ｇ  データ点群
ＬＬ  レーザ光
Ｐ１、Ｐ２  遠視野像
Ｒ  領域
【図１】
2011171606.tif 000003
【図２】
2011171606.tif 000004
【図３】
2011171606.tif 000005
【図４】
2011171606.tif 000006
【図５】
2011171606.tif 000007
【図６】
2011171606.tif 000008
【図７】
2011171606.tif 000009
【図８】
2011171606.tif 000010
【図９】
2011171606.tif 000011
【図１０】
2011171606.tif 000012
【図１１】
2011171606.tif 000013
【図１２】
2011171606.tif 000014
【図１３】
2011171606.tif 000015
【図１４】
2011171606.tif 000016
【図１５】
2011171606.tif 000017
【図１６】
2011171606.tif 000018
【図１７】
2011171606.tif 000019
【図１８】
2011171606.tif 000020
【図１９】
2011171606.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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