【事件の表示】
　特許第３３５４１０６号「半導体レーザ装置及びその製造方法」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３３５４１０６号の請求項１、２に係る特許を維持する。
【理　由】
【1】手続の経緯
　特許第3354106号の請求項1、2に係る発明は、平成8年12月26日(先の出願に基づく優先日:平成7年12月28日、平成8年9月12日)に国際出願された特願平9-524190号の一部を、平成10年11月19日に特許法第44条第1項の規定に基づいて新たな出願としたものであって、平成14年9月27日に設定登録がなされ、その後、日本電信電話株式会社より特許異議申立がなされ、平成15年8月19日付け取消理由通知に対して、応答期間内である平成15年10月28日に特許異議意見書の提出と共に訂正請求がなされたものである。
　
【2】訂正の適否についての判断
【2-1】訂正の要旨
　特許権者が求めている訂正の内容は、以下のとおりである。
a.特許明細書中の発明の名称「半導体レーザ装置及びその製造方法」を、明りようでない記載の釈明を目的として「半導体レーザ装置の製造方法」と訂正する。
b.特許明細書中の特許請求の範囲の減縮を目的として、特許請求の範囲の【請求項1】を、
　「【請求項1】テーパ形状を一部に有するストライプの全領域に渡って活性層が形成されている半導体レーザ装置の製造方法において、基板上に、活性層を有する光導波領域を形成する工程と、該光導波路領域を、一定のストライプ幅W1を備えた第1の領域と、ストライプ幅がW1からW2(W1＜W2)まで連続的に増加する第2の領域と、一定のストライプ幅W2を備えた第3の領域と、ストライプ幅がW2からW1まで連続的に減少する第4の領域とが連続して設けられたストライプ形状がストライプ長方向に繰り返し形成されるようにエッチング加工する工程と、該第1の領域および該第3の領域それぞれにおいて、該光導波領域を切断する工程と、を包含する、半導体レーザ装置の製造方法。」と訂正する。
　これに伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を図るため、明りょうでない記載の釈明を目的として、明細書の段落【0014】を、「【0014】本発明の本発明の別の局面において、本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、テーパ形状を一部に有するストライプの全領域に渡って活性層が形成されている半導体レーザ装置の製造方法において、基板上に、活性層を有する光導波領域を形成する工程と、該光導波路領域を、一定のストライプ幅W1を備えた第1の領域と、ストライプ幅がW1からW2(W1＜W2)まで連続的に増加する第2の領域と、一定のストライプ幅W2を備えた第3の領域と、ストライプ幅がW2からW1まで連続的に減少する第4の領域とが連続して設けられたストライプ形状がストライプ長方向に繰り返し形成されるようにエッチング加工する工程と、該第1の領域および該第3の領域それぞれにおいて、該光導波領域を切断する工程と、を包含し、そのことにより上記課題が解決される。」と訂正する。
　
【2-2】訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項bにおいて、半導体レーザ装置から「テーパ形状を一部に有するストライプの全領域に渡って活性層が形成されている半導体レーザ装置」への訂正、及び加工から「エッチング加工」への訂正は、特許請求の範囲の減縮を目的として、それぞれ、特許明細書の図21、23、24、26、30、32、段落【0122】、段落【0123】、及び段落【0123】に記載された事項の範囲内においてする訂正である。
　また、上記訂正事項aは、明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書に記載された事項の範囲内においてする訂正である。
　よって、上記訂正は、特許請求の範囲の減縮及び不明りょうとなる記載の釈明を目的とし、願書に添付した明細書及び図面に記載した事項の範囲でする訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
　
【2-3】むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第120条の4第2項ただし書並びに同条第3項で準用する第126条第2項及び第3項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
【3】特許異議の申立てについての判断
【3-1】本件発明
　訂正された本件の請求項1、2に係る発明(以下、「本件発明1」、「本件発明2」という。)は、全文訂正明細書の特許請求の範囲に記載された以下のものである。
　「【請求項1】テーパ形状を一部に有するストライプの全領域に渡って活性層が形成されている半導体レーザ装置の製造方法において、基板上に、活性層を有する光導波領域を形成する工程と、該光導波路領域を、一定のストライプ幅W1を備えた第1の領域と、ストライプ幅がW1からW2(W1＜W2)まで連続的に増加する第2の領域と、一定のストライプ幅W2を備えた第3の領域と、ストライプ幅がW2からW1まで連続的に減少する第4の領域とが連続して設けられたストライプ形状がストライプ長方向に繰り返し形成されるようにエッチング加工する工程と、該第1の領域および該第3の領域それぞれにおいて、該光導波領域を切断する工程と、を包含する、半導体レーザ装置の製造方法。」及び
　「【請求項2】 前記第2の領域のストライプ長方向の長さと前記第4の領域のストライプ長方向の長さが等しく、前記第1の領域のストライプ長方向の長さおよび前記第3領域のストライプ長方向の長さが、それぞれ、前記第2の領域のストライプ長方向の長さまたは前記第4の領域のストライプ長方向の長さの15%以下である請求項1に記載の半導体レーザ装置の製造方法。」
　
【3-2】申立ての理由の概要
　特許異議申立人は、訂正前の請求項1、2に係る発明は、下記刊行物1〜3に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであり、特許法第2 9条第1項及び第2項の規定により特許を受けることができないものであるから、取り消されるべきものである旨主張する。
　
刊行物1: 特開平7-211981号公報
刊行物2: K. Kaneko, K. Shigihara, T. Aoyagi, S. Hinata, Y. Nagai, Y. Mihashi, Y. Seiwa, K. Ikeda and W. Susaki, IEDM 88 315-318
刊行物3: 特開平7-176827号公報
　
【3-3】刊行物の開示事項
刊行物1:特開平7-211981号公報
【0001】
　「【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体レーザ、特に高出力及び低しきい値電流で動作する横モード単一型の半導体レーザ及びその製造方法に関するものである。」
【0027】
　「【0027】次に、この基板10上にMOCVD法(有機金属気相成長法)を用いて第一導電型の下層クラッド層12、光ガイド層14、エッチングストップ層16、活性層18及び第二導電型の保護層20を順次形成する(図1)。なお、光ガイド層14の組成及び膜厚は、半導体レーザの発振特性に影響を与える因子であるため、任意好適に設定する必要がある。この実施例では以下の通りとする。」
【0035】〜【0036】
　「【0035】次に、コンタクト層26上に、ストライプ状保護層20aのストライプ方向に対して直交する方向に延在し、かつ保護層20a上では幅広で保護層20a間の領域では幅狭の第二エッチングマスクパタン28を形成する(図3の(B))。なお、好ましくは、第二エッチングマスクパタン28の材料をSiO2 とする。
【0036】その後、この第二エッチングマスクパタン28を用いて図3の(B)の構造体に対し、等方エッチングを行ってコンタクト層26から下側クラッド層12の一部の深さまでを除去してメサストライプ状の光共振器層27とメサストライプ状の非光共振器層29とを形成する。…」
【0040】〜【0041】
　「【0040】然る後、基板10の上面にはp型電極(図示せず)を形成し、かつ基板10の下面にはn型電極(図示せず)を形成する。その後、メサストライプ状の光共振器層27及び非光共振器層29の配列方向、すなわち基板の＜011＞方向に対して直交させてコンタクト層26a間を例えばダイシングによって切断して半導体レーザのチップを形成する(図示せず。)。このとき切り出された半導体チップの一方の劈開面に低反射膜を形成し、他方の劈開面に高反射膜を形成する(図示せず)。上述した製造方法を経て半導体レーザが完成する。
【0041】上述したこの発明の半導体レーザの製造方法から理解できるように、ストライプ状のエッチングマスクパタン22が延在する方向を基板の＜01-1＞方向に一致させて、保護層20と活性層18を部分的に選択エッチングすることによって多数のストライプ状の保護層20a及び活性層18aを形成できる。」
　
刊行物2: IEDM 88 315-318
　「モードフィル夕の導入による広い単一ストライプレーザにおける横モード制御」と題する国際会議論文であり、高出力かつ単一ピークの出射パターンを得るために、図1に示すようにフレア状(朝顔状、テーパ状)のストライプを有する半導体レーザに関する。
　315頁右欄下から8行目から5行目、及びF i g.1には半導体レーザが第1のストライプ幅1.6μmの領域(領域の長さ20μm)と、第1のストライプ幅から第2のストライプ幅5.4μmの領域まで連続的に増加する領域(領域の長さ460μm)と、第2のストライプ幅5.4μmの領域(領域の長さ20μm)で構成されていることが記載されている。
　315頁右欄下から5行目から1行目にかけて、半導体レーザのキャビティ長が500μmであり、かつキャビテイの製造工程にへき開が含まれることが記載されている。またF i g.1より、キャビテイの両端のストライプの幅が各々1.6μm、及び5.4μmであることが示されている。
　F i g.1よりストライプ幅が1.6μmの第1の領域の長さが20μm、ストライプ幅が1.6μmから5.4μmまで連続的に増加する第2の領域の長さが460μm、ストライプ幅が5.4μmの第3の領域の長さが20μmであることが記載されている。
　
刊行物3:特開平7-176827号公報
　刊行物3は、変調器付半導体レーザ装置の製造方法に関するものである。
　図3(b)には、矩形状の1つのデバイスチップに、誘電体膜マスクにより挟まれたストライプの幅が狭い領域に半導体レーザが、また誘電体膜マスクが存在せずストライプの幅が広い領域に光変調器が形成されていることが記載されている。さらに、図1(a)に示すように、これらのチップがウエハ内でストライプ方向に交互に繰り返して形成され、各々の領域の中央で、図1に示されている破線にそって半導体レーザを切断して、複数のチップが製造できることが示されている。また隣接する1対のチップは、切断する線に対して互いに対称であることが示されている。
　
【3-4】対比・判断
　本件発明1、2は、「テーパ形状を一部に有するストライプの全領域に渡って活性層が形成されている」こと、「ストライプ幅がW1からW2(W1＜W2)まで連続的に増加する第2の領域と、一定のストライプ幅W2を備えた第3の領域と、ストライプ幅がW2からW1まで連続的に減少する第4の領域とが連続して設けられたストライプ形状がストライプ長方向に繰り返し形成されるようにエッチング加工する工程」、「第1の領域および第3の領域それぞれにおいて、光導波領域を切断する工程」を技術事項としている。そして、このような工程により、ストライプ幅が両端で異なる半導体レーザ装置を切断して多数個取りする際の切断の位置精度が緩和され、放射角の狭い半導体レーザ装置を制御性よく作成できるという効果を奏するものである。
　これに対して、刊行物1は、導波領域がテーパ形状を一部に有するものではあるが、ストライプの全領域に渡って活性層が形成されていない。また、刊行物1は、本件発明1、2の第1の領域に対応する領域において切断するものであり、「第1の領域および第3の領域それぞれにおいて、該光導波領域を切断する工程」を備えていない。
　また、刊行物2は、切断する工程によって得られた本件発明1、2の個々の半導体レーザ装置の構造を示唆しているが、「ストライプ幅がW1からW2(W1＜W2)まで連続的に増加する第2の領域と、一定のストライプ幅W2を備えた第3の領域と、ストライプ幅がW2からW1まで連続的に減少する第4の領域とが連続して設けられたストライプ形状がストライプ長方向に繰り返し形成されるようにエッチング加工する工程」、「該第1の領域および該第3の領域それぞれにおいて、該光導波領域を切断する工程」を示唆する記載はない。
　さらに、刊行物3は、チップ領域に選択成長により形成されたテーパ部を有する変調器付き半導体レーザチップを、ウエハ上にテーパ部の幅の広い部分を向かい合わせて形成し、個々に切断することが記載されているが、「テーパ形状を一部に有するストライプの全領域に渡って活性層が形成されている」こと、「ストライプ幅がW1からW2(W1＜W2)まで連続的に増加する第2の領域と、一定のストライプ幅W2を備えた第3の領域と、ストライプ幅がW2からW1まで連続的に減少する第4の領域とが連続して設けられたストライプ形状がストライプ長方向に繰り返し形成されるようにエッチング加工する工程」、「第1の領域および第3の領域それぞれにおいて、光導波領域を切断する工程」を示唆する記載はない。
　そして、刊行物3は、選択成長により活性領域を形成する際の問題を解決するためにテーパ部の幅の広い部分を向かい合わせて形成するものであり、刊行物3のウエハ上にテーパ部の幅の広い部分を向かい合わせて形成し個々に切断する点を、エッチングによりパターニングする刊行物1,2に適用することは、当業者が容易に想到できたということはできない。
　よって、刊行物1〜3に記載された発明を根拠として、本件発明が、特許法第29条第2項に違反して特許されたものということはできない。
　
【3-5】むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立の理由及び証拠方法によっては、本件の請求項1、2に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件の請求項1、2に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１５年１２月２４日（２００３．１２．２４）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
半導体レーザ装置
の製造方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　
テーパ形状を一部に有するストライプの全領域に渡って活性層が形成されている半導体レーザ装置の製造方法において、
基板上に、活性層を有する光導波領域を形成する工程と、
該光導波路領域を、一定のストライプ幅Ｗ１を備えた第１の領域と、ストライプ幅がＷ１からＷ２（Ｗ１＜Ｗ２）まで連続的に増加する第２の領域と、一定のストライプ幅Ｗ２を備えた第３の領域と、ストライプ幅がＷ２からＷ１まで連続的に減少する第４の領域とが連続して設けられたストライプ形状がストライプ長方向に繰り返し形成されるように
エッチング
該第１の領域および該第３の領域それぞれにおいて、該光導波領域を切断する工程と、
を包含する、半導体レーザ装置の製造方法。
　【請求項２】　前記第２の領域のストライプ長方向の長さと前記第４の領域のストライプ長方向の長さが等しく、前記第１の領域のストライプ長方向の長さおよび前記第３領域のストライプ長方向の長さが、それぞれ、前記第２の領域のストライプ長方向の長さまたは前記第４の領域のストライプ長方向の長さの１５％以下である請求項１に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ装置及びその製造方法に関し、特に、光通信の光源に適した半導体レーザ装置及びその製造方法に関する。また、本発明は、上記のような半導体レーザ装置を光源として含む光通信システムに関する。
　【０００２】
　【従来の技術】半導体レーザから出射された光を光ファイバに結合する際に問題となるのは、半導体レーザと光ファイバとの間の結合効率及び位置合わせ精度である。通常の光通信用半導体レーザの出射角は約２０度から約３０度と広いため、光ファイバにレーザ光を直接に結合させると、数％という非常に低い結合効率しか実現できない。
　【０００３】半導体レーザと光ファイバとの間にレンズを挿入すれば、高い結合効率が得られる。しかし、位置合わせ精度は約１μｍになり、非常に高い精度で位置合わせをする必要を生じて、コストを上げる要因となっている。
　【０００４】
　【発明が解決しようとする課題】この問題を解決するために、半導体レーザの出射角を約１０度程度に狭くして、光ファイバにレーザ光を直接に結合させる方法が考えられている。この様な狭い出射角を実現する半導体レーザの従来構造の例を、図１（ａ）に示す（Ｈ．Ｆｕｋａｎｏ　ｅｔ　ａｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．３１，ｐｐ．１４３９−１４４０，１９９５）。
　【０００５】本構造は、活性層を含むストライプ１０１（以下では、「ストライプ状活性層１０１」とも称する）、及びその回りのＩｎＰ埋め込み層１０２から構成されている。ストライプ状活性層１０１は、テーパ領域１０３及び平行領域１０４を含んでいる。レーザ光１０５は、テーパ領域１０３の端面から出射される。
　【０００６】ストライプ状活性層１０１の平行領域１０４からテーパ領域１０３へ伝搬する光は、テーパ領域１０３を伝搬する際に活性層１０１への光閉じ込めが連続的に減少する。そのために、活性層１０１から埋め込み層１０２への光のしみだしが大きくなり、出射端におけるレーザ光１０５のスポットサイズは、平行領域１０４におけるスポットサイズよりも拡大される。このようにレーザ光１０５のスポットサイズが大きくなることは、出射角が狭くなることを意味している。
　【０００７】上記の従来構造では、ストライプ状活性層１０１が、幅が一定の平行領域１０４と幅が連続的に変化しているテーパ領域１０３とに分かれている。この様な構成では、図１（ｂ）に示すようにテーパ領域１０３の長さが比較的長い場合は、ストライプ幅の変化は緩やかで放射モードが出射光パターンに及ぼす影響が小さくなる。そのため、平行領域１０４からテーパ領域１０３を経て出射されるレーザ光１０５については、図１（ｃ）に示す様な単峰性の出射光パターンが得られる。しかし、全体の共振器長が長くなるため、半導体レーザの動作特性の観点からは、しきい値電流の増大やスロープ効率の低下などの問題が発生する。また、同一サイズの基板から得られるレーザ素子の個数が少なくなり、１素子当たりの作製コストが高くなる。
　【０００８】一方、図１（ｄ）に示すようにテーパ領域１０３が短い場合には、全体の共振器長は短くなるが、放射モードが出射光パターンに及ぼす影響が大きくなり、図１（ｅ）に示すように複数のピークを有する出射光パターンとなる。このため、半導体レーザと光ファイバとの間の結合効率が低下する。
　【０００９】以上の点を考慮すれば、半導体レーザ装置において、しきい値電流やスロープ効率などの動作特性を劣化させることなく、狭い出射角で単峰性の出射光パターンを実現する必要がある。
　【００１０】本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、（１）低しきい値電流及び高スロープ効率特性を有し、且つ出射角が狭い半導体レーザ装置を提供すること、（２）その製造方法を提供すること、及び（３）上記のような半導体レーザ装置を光源として含む光通信システムを提供すること、である。
　【００１１】
　【課題を解決するための手段】本発明のある半導体レーザ装置は、基板と、該基板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザ装置であって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅Ｗ１と後端面における幅Ｗ２とがＷ１＜Ｗ２なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長方向に対して該幅Ｗ１と該Ｗ２との間で連続的に変化して、広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レーザ装置であって、該光導波領域の該ストライプ幅は該共振器長方向に直線的に変化し、且つその変化の傾きが該共振器長方向に対して約０．１４度以下であり、そのことにより上記課題が解決される。
　【００１２】本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザ装置であって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅Ｗ１と後端面における幅Ｗ２とがＷ１＜Ｗ２なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長方向に対して該幅Ｗ１と該Ｗ２との間で連続的に変化して、広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レーザ装置であって、該光導波領域の平均屈折率ｎ１と該埋め込み層の屈折率ｎ２とが、（ｎ１−ｎ２）＜０．２なる関係を満たし、そのことにより上記課題が解決される。
　【００１３】本発明の更に他の半導体レーザ装置は、基板と、該基板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザ装置であって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅Ｗ１と後端面における幅Ｗ２とがＷ１＜Ｗ２なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長方向に対して該幅Ｗ１と該Ｗ２との間で連続的に変化して、広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レーザ装置であって、該光導波領域の平均屈折率ｎ１と該埋め込み層の屈折率ｎ２とが、（ｎ１−ｎ２）＜０．１５なる関係を満たし、そのことにより上記課題が解決される。さらに本発明の半導体レーザ装置は、基板と、該基板上に形成された多層構造と、を備えた半導体レーザであって、該多層構造は、少なくとも活性層を有する光導波領域と、該光導波領域の周囲を埋め込む埋め込み層と、を含み、該光導波領域は共振器長方向に対してストライプ状に形成されており、該光導波領域のストライプ幅は、前端面における幅Ｗ１と後端面における幅Ｗ２とがＷ１＜Ｗ２なる関係を満たし、該ストライプ幅は、該共振器長方向に対して該幅Ｗ１と該Ｗ２との間で連続的に変化して、広がり角が非常に狭いレーザ光を発生させる、半導体レーザ装置であって、該光導波領域は、一定値である該幅Ｗ１を有する第１の領域と、一定値である該幅Ｗ２を有する第２の領域と、該共振器長方向に対して該幅Ｗ１と該Ｗ２との間で連続的に変化する幅を有する第３の領域と、を備えており、該第１の領域が該前端面側に配置され、該第２の領域が該後端面側に配置されており、該第１の領域と該第３の領域との間、及び該第２の領域と該第３の領域との間が、それぞれ滑らかに接続されている。
　【００１４】本発明の別の局面において、本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、
テーパ形状を一部に有するストライプの全領域に渡って活性層が形成されている半導体レーザ装置の製造方法において、
エッチング
　【００１５】上記多層構造を上記ストライプ形状に形成する工程は、該多層構造を、上記ストライプ幅が連続的に増加する第１の領域と、該ストライプ幅が連続的に減少する第２の領域と、該第１の領域と該第２の領域との間に配設されたストライプ幅が一定である領域と、を有する該ストライプ形状に加工することを含んでもよい。
　【００１６】上記基板及び上記埋め込み層がＩｎＰで形成され、上記活性層及び上記光閉じ込め層がＩｎＧａＡｓＰで形成されていてもよい。
　【００１７】
　【発明の実施の形態】上記した従来技術における課題は、図２（ａ）〜（ｃ）を参照して以下に説明するように、レーザ光を発生するストライプ状活性層の幅を共振器のほぼ全体に渡って連続的に変化させ、レーザ光を取り出す前端面における活性層の幅をＷ１、及びその反対側の後端面における活性層の幅をＷ２としたときに、Ｗ２＞Ｗ１なる関係を満たすことによって解決する。上記の関係が成立する場合、半導体レーザの前端面においては、活性層の幅が狭く、光が活性層以外に広がるために、光強度分布の広がりは大きい。一方、半導体レーザの後端面においては、活性層の幅が広く、光が活性層の内部に閉じ込められるために、光強度分布の広がりは小さい。
　【００１８】図３（ａ）〜（ｃ）は、図２（ａ）〜（ｃ）の半導体レーザ装置の構成における、活性層の幅に対する光強度分布の広がりを示す。
　【００１９】図３（ａ）〜（ｃ）では、光が閉じ込められる活性層（光導波領域）の厚さは、０．２μｍで一定としており、活性層（光導波領域）の幅を横軸としている。また、光導波領域は、通常は活性層及び光閉じ込め層から形成されているが、ここでは、それらの平均の屈折率をｎ１としている。また、光導波領域を取り囲む周囲の領域は、均一な屈折率ｎ２（ｎ１＞ｎ２）を有すると仮定している。
　【００２０】図３（ａ）〜（ｃ）は、Δｎ＝ｎ１−ｎ２の値をパラメータとしており、それぞれΔｎ＝０．２０、０．１５、及び０．１０の場合の結果を示している。また、縦軸はスポット径を示し、光強度が最大値の１／ｅ２となる時点での光強度の広がりを示す（近視野像、ｅ：自然定数）。さらに、図３（ａ）〜（ｃ）の中の実線は垂直方向のスポット径を示し、破線は、水平方向のスポット径を示す。
　【００２１】図３（ａ）に示すΔｎ＝０．２０の場合には、活性層の幅を狭くしても、垂直方向及び水平方向ともにスポット径は変化しない。一方、図３（ｂ）に示すΔｎ＝０．１５の場合及び図３（ｃ）に示すΔｎ＝０．１０の場合には、活性層の幅を狭くすると、垂直方向及び水平方向ともにスポット径は広くなる。これは、Δｎが小さくなるほど光の閉じ込めが弱くなるので、活性層の幅が狭くなっていくと光が活性層から染み出して、スポット径が広がるからである。
　【００２２】図４は、Δｎをパラメータとして、活性層の幅に対する垂直方向の放射角を計算した結果を示す。具体的には、Δｎ＝０．２０、０．１５、０．１２及び０．１０の４通りとしている。
　【００２３】これより、Δｎ＝０．２０の場合には、活性層の幅を狭くしても放射角の変化は非常に小さいが、Δｎ＝０．１５以下の場合には、活性層の幅を１．０μｍ以下に狭くすると放射角が急激に狭くなることがわかる。
　【００２４】以上のことから、光導波領域とその周囲領域との間の屈折率差Δｎを０．２未満とし、半導体レーザの前端面における活性層の幅Ｗ１を約１．０μｍ以下とすれば、非常に狭い放射角が実現可能である。但し、幅Ｗ１が狭すぎると光が光導波領域に閉じ込められなくなるので、幅Ｗ１は、導波光の基本モードが存在可能な大きさに設定する必要がある。
　【００２５】一方、半導体レーザの後端面における活性層の幅Ｗ２は、Ｗ２＞Ｗ１なる関係を満たすように設定する。しかし、Ｗ２が小さいと、上記の関係式からＷ１が非常に小さくなり、光導波領域全体における光の閉じ込めや利得が小さくなって、しきい値電流が高くなる。共振器長の全体に渡って一定の幅を有する従来技術の半導体レーザにおいては、活性層の幅は、基本モードのみが導波可能な値に設定するが、本発明では、好ましくは幅Ｗ２を高次モードも導波可能な値に設定して、光導波領域全体における光の閉じ込めや利得が小さくならないようにする。この場合でも、半導体レーザの前端面付近では活性層幅Ｗ１が狭く、基本モードのみが導波可能であるため、高次モードで発振することは無い。但し、本発明の構成では、必ずしも、幅Ｗ２を高次モードも導波可能な値に設定しなくてもよい。
　【００２６】以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態の半導体レーザ装置１００を前面から見た図であり、図２（ｂ）は、半導体レーザ装置１００を後面から見た図である。また、図２（ｃ）は、半導体レーザ装置１００を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるようにしてある。さらに、図２（ｄ）は、半導体レーザ装置１００の改変された構成を示す上面からみた透視図である。半導体レーザ装置１００の発振波長は、１．３μｍ近傍である。
　【００２７】半導体レーザ装置１００では、ｎ型ＩｎＰ基板１の上に、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層（厚さ約１５０ｎｍ、λｇ＝約１．０５μｍ）２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層（厚さ約３０ｍｍ、λｇ＝約１．０５μｍ）４、及びｐ型ＩｎＰクラッド層（厚さ約４００ｎｍ）５がメサ状に形成されており、共振器長方向に対してストライプ状に伸びている。なお、図２（ｃ）及び（ｄ）における斜線部はストライプ１４であり、このストライプ１４は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層４、及びｐ型ＩｎＰクラッド層５で構成されている。
　【００２８】また、このストライプ状メサの両側は、ｐ型ＩｎＰ電流ブロック層６、及びｎ型ＩｎＰ電流ブロック層７で埋め込まれており、さらにその上部には、ｐ型ＩｎＰ埋め込み層８、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層（λｇ＝約１．３μｍ）９が形成されている。
　【００２９】ｎ型ＩｎＰ基板１の裏面には、Ａｕ／Ｓｎ合金からなるｎ側電極１０が形成されている。一方、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９の上部には、ストライプ状の窓を有するＳｉＯ２絶縁膜１１が形成されており、さらにその上部に形成されたＡｕ／Ｚｎ合金からなる電極１２は、ＳｉＯ２絶縁膜１１のストライプ状の窓を通してｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９に接触している。電極１２の上部には、Ｔｉ／Ａｕ合金からなるｐ側電極１３が形成されている。
　【００３０】また、多重量子井戸活性層３は、５対の井戸層及び障壁層から構成されている。井戸層は、約０．７％の範囲で圧縮歪が導入された厚さ約６ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ井戸層であり、障壁層は、意図的に歪は導入されていない厚さ約１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ障壁層（λｇ＝約１．０５μｍ）である。
　【００３１】レーザ共振器の長さは約３００μｍであり、活性層３を含むストライプ１４の幅が、共振器長方向に対して変化している。具体的には、半導体レーザの前端面から長さ約２５μｍの領域Ａにおけるストライプ幅Ｗ１は約０．６μｍであり、一方、半導体レーザの後端面から長さ約２５μｍの領域Ｃにおけるストライプ幅Ｗ２は、約１．６μｍ〜約２．６μｍの範囲に設定されている。残りの領域Ｂ（以下では、「テーパ領域」とも称する）では、ストライプ幅は領域Ａと領域Ｃとを結ぶように直線的に変化している。
　【００３２】図５は、本実施形態の半導体レーザ装置１００で、領域Ｃにおけるストライプ幅Ｗ２＝約１．６μｍの場合における電流−光出力特性の測定結果である。レーザ端面は、前端面及び後端面ともに劈開面である。図５より、しきい値電流は約２０ｍＡ、スロープ効率は約０．３５ｍＷ／ｍＡであって、優れた特性を示している。
　【００３３】図６（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の半導体レーザ装置１００で、領域Ｃにおけるストライプ幅Ｗ２＝約１．６μｍの場合における遠視野像の測定結果である。これより、基板１に対して水平方向（図６（ａ）の場合）及び垂直方向（図６（ｂ）の場合）ともに、約１２度という非常に狭い放射角が実現できている。
　【００３４】図７は、領域Ｃにおけるストライプ幅Ｗ２＝約１．６μｍ、約２．１μｍ、及び約２．６μｍの３通りの場合における、しきい値電流の測定結果である。レーザ端面は、前端面及び後端面ともに劈開面である。これより、領域Ｃにおけるストライプ幅Ｗ２を広くすることによって、低しきい値化が実現できている。
　【００３５】図８（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の半導体レーザ装置１００で、領域Ｃにおけるストライプ幅Ｗ２＝約２．１μｍの場合における遠視野像の測定結果である。これより、基板１に対して水平方向（図８（ａ）の場合）及び垂直方向（図８（ｂ）の場合）ともに、約１５度という非常に狭い放射角が実現できている。また、ストライプ幅Ｗ２が高次モードを許容する値であるにもかかわらず、単峰性のピークが実現できている。これは、前述したように、領域Ａにおけるストライプ幅Ｗ１が約０．６μｍであり、高次モードを許容しないためである。
　【００３６】本実施形態では、レーザ共振器の前端面及び後端面の一部の領域Ａ及び領域Ｃでストライプの幅Ｗ１及びＷ２を一定としているが、領域Ａ及び領域Ｃの長さは共振器全体に比較して非常に短く、領域Ａ及び領域Ｃを省略し、図２（ｄ）のように幅Ｗ１の辺と幅Ｗ２の辺とを有する台形形状の領域Ｂのみを含む構成としても、同様の効果が得られる。また、領域Ａ及び領域Ｃの形状は必ずしも直線状である必要はなく、曲線状であってもよい。さらに、領域Ａ及び領域Ｃの長さは、それぞれ必ずしも約２５μｍである必要はない。本願発明者らによれば、上述のように領域Ａと領域Ｃとの設置が省略された場合である０μｍから、全共振器長の１０％までの長さの範囲内であれば、同様な効果が実現できることが確認されている。
　【００３７】本実施形態では、領域Ａにおけるストライプ幅Ｗ１を約０．６μｍとしているが、約１．０μｍ未満であれば、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、及びｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層４の厚さ或いは組成を適切に選択して、同様の効果を得ることが可能である。
　【００３８】さらに、本実施形態では、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、及びｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層４からなる光導波領域の平均屈折率が、波長約１．３μｍの光に対して約３．３１である。一方、その周辺領域は全て、波長約１．３μｍの光に対して約３．２の屈折率を有するＩｎＰで構成されており、光導波領域と周辺領域との間の屈折率差が、約０．１１となっている。或いは、屈折率差が約０．１５未満であれば、領域Ａにおけるストライプ幅Ｗ１を約１．０μｍ未満で且つ基本モードを許容可能な値に適切に設定することにより、同様の効果を得ることが可能である。
　【００３９】さらに、本実施形態の半導体レーザ装置１００の発振波長は１．３μｍ帯であるが、１．５５μｍ帯或いはその他の発振波長であってもよい。また、本実施形態の半導体レーザ装置１００はファブリペロー型の構成を有しているが、活性層近傍（例えば活性層近傍の基板）に回折格子が形成された分布帰還型レーザ（ＤＦＢレーザ）の構成を有していてもよい。
　【００４０】（第２の実施形態）図１０（ａ）は、本発明の第２の実施形態の半導体レーザ装置２００を前面から見た図であり、図１０（ｂ）は、半導体レーザ装置２００を後面から見た図である。また、図１０（ｃ）は、半導体レーザ装置２００を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるようにしてある。なお、図１０（ｃ）における斜線部はストライプ１４であり、このストライプ１４は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層４、及びｐ型ＩｎＰクラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置２００の発振波長は、１．３μｍ近傍である。
　【００４１】半導体レーザ装置２００の基本的な構成は、第１の実施形態における半導体レーザ装置１００の構成と同じである。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
　【００４２】本実施形態の半導体レーザ装置２００では、ストライプ幅が直線的に変化している領域Ｂ（テーパ領域）において、その変化の傾き、すなわちストライプ幅方向の広がり角度（θ）１７（図１０（ｃ）参照）が、共振器長方向に対して約０．１４度以下となっている。以下に、図１１（ａ）及び（ｂ）、ならびに図１２を参照して、本実施形態の効果を説明する。
　【００４３】図１１（ａ）には、領域Ａにおけるストライプ幅Ｗ１を約０．６μｍとし、領域Ｃにおけるストライプ幅Ｗ２を約１．６μｍ、約２．１μｍ、或いは約２．６μｍとし、領域Ｂのストライプ方向の長さＬｂを約２５０μｍ（ａ１、ａ２及びａ３のグループのプロットに対応する）或いは約３５０μｍ（ｂ１、ｂ２及びｂ３のグループのプロットに対応する）として作製した半導体レーザ２００の放射角（遠視野像の半値全幅）の測定結果を示す。
　【００４４】また、図１１（ａ）の結果を、ストライプ幅の変化の傾きθ＝ｔａｎ−１｛（Ｗ２−Ｗ１）／（２・Ｌｂ）｝を横軸とし、放射角（遠視野像の半値全幅）を縦軸として描いたグラフを、図１１（ｂ）に示す。このような座標関係では、図１１（ａ）のａ１、ａ２、ａ３、ｂ１、ｂ２及びｂ３の各グループのプロットは、図１１（ｂ）のようにプロットされる。
　【００４５】図１１（ｂ）から、傾きθを約０．１４度以下とすることにより、放射角が著しく低減されることがわかる。
　【００４６】一方、図１２は、傾きθが約０．１１度（（ａ）の場合）及び約０．２３度（（ｂ）の場合）における、基板に対して水平方向の遠視野像の測定結果である。傾きθ＝約０．１１度（ａ）では単峰性のピークであるのに対して、傾きθ＝約０．２３度（ｂ）では複数のピークが複合された形状となっており、放射角が広がっている。これは、傾きθの増大に伴って放射モードが生じやすくなり、出射光パターンに影響を及ぼすためである。この影響を避けるためには、図１１（ｂ）より、傾きθ＝約０．１４度以下とする必要がある。
　【００４７】（第３の実施形態）図１３（ａ）は、本発明の第３の実施形態の半導体レーザ装置３００を前面から見た図であり、図１３（ｂ）は、半導体レーザ装置３００を後面から見た図である。また、図１３（ｃ）は、半導体レーザ装置３００を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるようにしてある。なお、図１３（ｃ）における斜線部はストライプ１４であり、このストライプ１４は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層４、及びｐ型ＩｎＰクラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置３００の発振波長は、１．３μｍ近傍である。
　【００４８】半導体レーザ装置３００の基本的な構成は、第１の実施形態における半導体レーザ装置１００の構成と同じである。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
　【００４９】本実施形態の半導体レーザ装置３００では、ストライプ幅が直線的に変化しているテーパ領域が領域Ｂ１及び領域Ｂ２の２領域から形成されており、領域Ｂ１と領域Ｂ２とでは、その変化の傾きが異なっている。具体的には、領域Ｂ１での変化の傾き（θ１）１８と領域Ｂ２での変化の傾き（θ２）１９との間にθ１＜θ２なる関係があり、θ１は約０．１４度以下となっている。
　【００５０】この様な構成とすることにより、低しきい値電流特性及び狭放射角特性の実現が可能になる。
　【００５１】テーパ領域の前端面に近い部分からの放射モード光ほど、出射光パターンに大きな影響を及ぼす。そこで、本実施形態では、前端面に近い領域Ｂ１のストライプ幅の変化の傾き（θ１）１８を約０．１４度以下として、狭放射角特性の実現を可能としている。一方、前端面から離れた領域Ｂ２のストライプ幅の変化の傾き（θ２）１９を大きくすることによって、光導波領域の全体における光閉じ込めや利得を大きくして、低しきい値電流特性の実現を可能としている。
　【００５２】なお、本実施形態では、ストライプ幅が直線的に変化しているテーパ領域を、変化の傾きが異なる２つの領域Ｂ１及びＢ２から形成しているが、３つ以上の領域で形成しても、その効果は同じである。
　【００５３】（第４の実施形態）図１４（ａ）は、本発明の第４の実施形態の半導体レーザ装置４００を前面から見た図であり、図１４（ｂ）は、半導体レーザ装置４００を後面から見た図である。また、図１４（ｃ）は、半導体レーザ装置４００を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるようにしてある。また、図１４（ｄ）は、半導体レーザ装置４００の構成の一部の拡大図である。なお、図１４（ｃ）における斜線部はストライプ１４であり、このストライプ１４は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層４、及びｐ型ＩｎＰクラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置４００の発振波長は、１．３μｍ近傍である。
　【００５４】半導体レーザ装置４００の基本的な構成は、第１の実施形態における半導体レーザ装置１００の構成と同じである。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
　【００５５】本実施形態の半導体レーザ装置４００では、領域Ａと領域Ｂとの間の境界２０、及び領域Ｃと領域Ｂとの間の境界２１が、各々滑らかに接続されている。ここで、「滑らか」という意味を数学的に表現すれば、領域Ａと領域Ｂとの間の境界２０、及び領域Ｂと領域Ｃとの間の境界２１で、それぞれの領域における傾きの微分係数が一致することを言う。従って、図１４（ｄ）の拡大図に示すように、領域Ａにおけるストライプ幅Ｗ１は、境界２０での微分係数の不連続が生じないように、領域Ｂに向かって徐々にＷ１から広がっていく。同様に、領域Ｂのストライプ幅は、境界２１での微分係数の不連続が生じないように、領域Ｃに向かって徐々にＷ２になっていく。
　【００５６】この様な構成にすることにより、領域Ａと領域Ｂ、及び領域Ｂと領域Ｃの各々の境界２０及び２１において、屈折率の変化が緩やかになる。これによって、各々の境界２０及び２１における光の反射が抑制されて、複合共振器モードの発生が抑制され、レーザの雑音が増大しない。
　【００５７】図１５（ａ）〜（ｄ）ならびに図１６（ａ）及び（ｂ）を参照して、本実施形態の効果を説明する。
　【００５８】図１５（ａ）に模式的に示すように、領域Ａと領域Ｂとの間の境界２０、及び領域Ｂと領域Ｃとの間の境界２１においてストライプ幅が急激に変化している場合は、各境界２０及び２１で屈折率も急激に変化している。このため、各境界２０及び２１での光反射量が大きくなり、領域Ａの内部或いは領域Ｃの内部において、光の帰還２２が生じる。この結果、領域Ａの共振器長或いは領域Ｃの共振器長に対応する間隔で、局所的な発振モードが存在する。利得曲線のピーク近傍において、これらの局所的な発振モードと全共振器長に対応する発振モード（メイン発振モード）とが一致すると、図１５（ｂ）の様な発振スペクトルとなる。ここで、参照番号２４は、全共振器長に対応するメイン発振モードであり、参照番号２３は、全共振器長に対応するメイン発振モードに領域Ａの共振器長或いは領域Ｃの共振器長に対応する間隔での局所的な発振モードが重なったものである。このように２種類の発振モードからなる発振モードを、複合共振器モードと呼ぶ。さらに、注入電流量が変化すると、図１５（ｃ）或いは図１５（ｄ）のように発振スペクトルが変化し、レーザを変調した場合の雑音の原因となる。
　【００５９】一方、図１６（ａ）は、本実施形態の半導体レーザ装置４００の構成を模式的に示す図であるが、領域Ａと領域Ｂとの間の境界２０、及び領域Ｂと領域Ｃとの間の境界２１を滑らかに接続することにより、各境界２０及び２１における屈折率の変化が緩やかになり、境界２０及び２１での光反射が抑制される。この結果、図１６（ｂ）に示すように、領域Ａの共振器長或いは領域Ｃの共振器長に対応する間隔での発振モードは現われず、複合共振器モードが抑制されて、レーザの雑音は増大しない。
　【００６０】（第５の実施形態）図１７（ａ）は、本発明の第５の実施形態の半導体レーザ装置５００を前面から見た図であり、図１７（ｂ）は、半導体レーザ装置５００を後面から見た図である。また、図１７（ｃ）は、半導体レーザ装置５００を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるようにしてある。さらに、図１７（ｄ）は、半導体レーザ装置５００の改変された構成を示す上面からみた透視図である。なお、図１７（ｃ）及び（ｄ）における斜線部はストライプ１４であり、このストライプ１４は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層４、及びｐ型ＩｎＰクラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置５００の発振波長は、１．３μｍ近傍である。
　【００６１】半導体レーザ装置５００の基本的な構成は、第１の実施形態における半導体レーザ装置１００の構成と同じである。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
　【００６２】本実施形態の半導体レーザ装置５００では、領域Ａ及び領域Ｃにおいて、領域Ｂと接する側でのストライプ両側面の長さが異なり、領域Ａと領域Ｂとの間の境界２５及び領域Ｃと領域Ｂとの問の境界２６が、共振器長方向に対してそれぞれ４５度傾斜している。
　【００６３】この様な構成にすることにより、図１７（ｃ）に示すように、領域Ａと領域Ｂとの間の境界２５及び領域Ｃと領域Ｂとの間の境界２６で発生する反射光２７は、ストライプの外に向けられる。このため、領域Ａ及び領域Ｃは、それ自体では共振器として作用しないので、複合共振器モードが抑制され、レーザの雑音が増大しない。
　【００６４】なお、境界２５及び２６の傾斜角度は必ずしも４５度である必要は無く、約１５度から約７５度の範囲であれば、ほぼ同等の効果が得られる。また、境界２５の傾斜角度と境界２６の傾斜角度とは、必ずしも同じ値に設定される必要はなく、お互いに異なった値に設定してもよい。
　【００６５】また、図１７（ｃ）の構成では、境界２５と境界２６とは、共振器長方向に対してお互いに逆向きに傾いているが、図１７（ｄ）のように、共振器長方向に対してお互いに同じ向きに傾いてお互いに平行になっていてもよい。
　【００６６】（第６の実施形態）図１８（ａ）は、本発明の第６の実施形態の半導体レーザ装置６００を前面から見た図であり、図１８（ｂ）は、半導体レーザ装置６００を後面から見た図である。また、図１８（ｃ）は、半導体レーザ装置６００を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるようにしてある。なお、図１８（ｃ）における斜線部はストライプ１４であり、このストライプ１４は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層４、及びｐ型ＩｎＰクラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置６００の発振波長は、１．３μｍ近傍である。
　【００６７】半導体レーザ装置６００の基本的な構成は、第１の実施形態における半導体レーザ装置１００の構成と同じである。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
　【００６８】本実施形態の半導体レーザ装置６００では、領域Ａ及び領域Ｃの長さを約５μｍ以下としている。これにより、図１９に示すように、得られる発振スペクトルにおいて、半導体レーザ装置６００の発振波長である１．３μｍ近傍には、領域Ａの共振器長及び領域Ｃの共振器長に相当する局所的な共振器モード２３は存在せず、全共振器長に相当する発振モード２４のみが存在する。この結果、複合共振器モードが抑制され、レーザの雑音が増大しない。一方、領域Ａ及び領域Ｃの長さが上記の値より長くなると、領域Ａの共振器長或いは領域Ｃの共振器長に対応する局所的な共振器モードの間隔が短くなって、全共振器長に対応するメイン発振モードに影響を及ぼす可能性がある。
　【００６９】（第７の実施形態）図２０（ａ）は、本発明の第７の実施形態の半導体レーザ装置７００を前面から見た図であり、図２０（ｂ）は、半導体レーザ装置７００を後面から見た図である。また、図２０（ｃ）は、半導体レーザ装置７００を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるようにしてある。なお、図２０（ｃ）における斜線部はストライプ１４であり、このストライプ１４は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層４、及びｐ型ＩｎＰクラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置７００の発振波長は、１．３μｍ近傍である。
　【００７０】半導体レーザ装置７００の基本的な構成は、第１の実施形態における半導体レーザ装置１００の構成と同じである。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
　【００７１】本実施形態の半導体レーザ装置７００では、後端面に、反射率が約６０％以上、典型的には約８０％の高反射膜２８が形成されているとともに、領域Ａ及び領域Ｃの長さをそれぞれ約２５μｍ及び約５μｍ以下としている。後端面に高反射膜２８が形成されると、後端面側に位置する領域Ｃで複合共振器モードが生じ易くなるが、上記のように領域Ｃの長さを短くすることにより、領域Ｃでの共振器モードの発生が抑制され、レーザの雑音が増大しない。また、領域Ａの長さが約２５μｍであるので、劈開時の位置ずれによる領域Ａの消失は生じない。
　【００７２】（第８の実施形態）図２１は、本発明の第８の実施形態の半導体レーザ装置８００の中央部分における共振器長方向に沿った断面図である。半導体レーザ装置８００の発振波長は、１．３μｍ近傍である。
　【００７３】半導体レーザ装置８００の基本的な構成は、第１の実施形態における半導体レーザ装置１００の構成と同じである。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
　【００７４】本実施形態の半導体レーザ装置８００では、ｐ側のＡｕ／Ｚｎ電極１２及びＴｉ／Ａｕ電極１３が、端面と平行な関係にある５つの分離溝２９〜３３によって分離されている。分離溝２９〜３３では、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９、及びコンタクト層９の直下のｐ型ＩｎＰクラッド層８の一部が、さらに除去されている。
　【００７５】分離溝２９〜３３は、共振器長に沿って後端面に近いほど、広い幅を有している。すなわち、分離溝３０は分離溝２９よりも幅が広く、分離溝３１は分離溝３０よりも幅が広い。具体的には、前端面に最も近い分離溝２９の幅は、典型的には約５μｍであり、分離溝３０〜３２の幅は、典型的にはそれぞれ約１０μｍ、約１５μｍ及び約２０μｍであり、後端面に最も近い分離溝３２の幅は、典型的には約２５μｍである。
　【００７６】本実施形態のような分離溝が設けられずに、ｐ側電極１２及び１３がレーザ素子の上面に全面的に形成されていると、後端部に近くストライプ幅が広い領域ほど活性領域への注入電流量が実質的に大きくなって、図２２（ａ）に示すように後端部に近いほど光強度が高くなる。この様な場合、後端部に近く光強度が高い領域ほどキャリア密度が減少し図２２（ｂ）に示すように共振器長方向にキャリア密度が変化する。この結果、利得スペクトルの半値幅が広がって微分利得の減少が生じ、しきい値電流が増大する。
　【００７７】これに対して、本実施形態のように分離溝２９〜３３を有する構成にすることにより、ストライプ幅が広い後端面に近いほどｐ側電極１２及び１３の面積が実質的に狭くなるので、注入電流量が結果的に減少する。従って、ストライプ幅が広いことによる光強度の増大が抑制され、光強度の分布は、図２２（ｃ）に示すように共振器長方向に一定となる。
　【００７８】なお、本実施形態では分離溝２９〜３３の数を５としたが、具体的な分離溝の数は必ずしも５である必要はなく、２つ以上であれば同様の効果が得られる。
　【００７９】（第９の実施形態）図２３は、本発明の第９の実施形態の半導体レーザ装置９００の中央部分における共振器長方向に沿った断面図である。半導体レーザ装置９００の発振波長は、１．３μｍ近傍である。
　【００８０】半導体レーザ装置９００の基本的な構成は、第１の実施形態における半導体レーザ装置１００の構成と同じである。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
　【００８１】本実施形態の半導体レーザ装置９００では、ｐ側のＡｕ／Ｚｎ電極１２及びＴｉ／Ａｕ電極１３が、端面と平行な関係にある４つの分離溝３４によって分離されている。各分離溝３４では、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９、及びコンタクト層９の直下のｐ型ＩｎＰクラッド層８の一部が、さらに除去されている。また、各分離溝３４の幅は、約５μｍで一定である。
　【００８２】共振器は、分離溝３４によって、それぞれ長さ約６０μｍの５つの領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥに分けられており、各領域Ａ〜Ｅに注入する電流ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ、ＩＤ及びＩＥの間には、ＩＡ＞ＩＢ＞ＩＣ＞ＩＤ＞ＩＥなる関係が成立している。これによって、ストライプ幅が広い後端面に近いほど、注入電流量が減少する。従って、第８の実施形態の場合と同様に、ストライプ幅が広いことによる光強度の増大が抑制され、光強度は共振器長方向に一定となる。
　【００８３】なお、本実施形態では分離溝３４の数を４としたが、具体的な分離溝３４の数は必ずしも４である必要はなく、２つ以上であれば同様の効果が期待される。
　【００８４】（第１０の実施形態）図２４は、本発明の第１０の実施形態の半導体レーザ装置１０００の中央部分における共振器長方向に沿った断面図である。半導体レーザ装置１０００の発振波長は、１．３μｍ近傍である。
　【００８５】半導体レーザ装置１０００の基本的な構成は、第１の実施形態における半導体レーザ装置１００の構成と同じである。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
　【００８６】本実施形態の半導体レーザ装置１０００では、ｎ型ＩｎＰ基板１とｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２との間に、ピッチが約２００ｎｍである回折格子３５が形成されている。回折格子３５は、半導体レーザ装置１０００の前端面から共振器長の約３分の１の範囲に形成されており、その結合係数は約６０ｃｍ−１である。さらに、半導体レーザ装置１０００の前端面には、反射率が典型的には約５％の無反射膜３６がコーティングされており、一方、後端面には、反射率が典型的には約８０％の高反射膜３７がコーティングされている。
　【００８７】図２５（ａ）及び（ｂ）は、半導体レーザ装置の共振器長に渡る光強度分布を模式的に示す。
　【００８８】図２５（ａ）には、比較例として、共振器長の全体に回折格子が形成されている場合の結果を示す。この場合には、共振器の内部における光強度分布は、曲線Ａのように前端面から後端面に向けて次第に増加し、後端面近傍で著しく光強度が強くなる。これは、回折格子の存在に起因する内部の光帰還による後端面近傍での光強度の集中、及び後端面近傍でストライプ幅が広くなっていることに起因する後端面部での光強度の増大という、２つの要因が重なるためにより生じる現象である。このように後端面近傍で著しく光強度が強くなると、前端面から取り出せる光強度が低くなる。
　【００８９】これに対して本実施形態の半導体レーザ装置１０００の構造では、回折格子３５を前端面の近傍のみに形成することにより、光帰還による後端面近傍における光強度の集中を低減している。この結果、図２５（ｂ）の曲線Ｂに示すように、共振器長の全体に渡ってほぼ均一な光強度分布が実現され、前端面から取り出せる光強度が高くなる。
　【００９０】なお、上記の説明では、第１の実施形態の半導体レーザ装置の構成に回折格子３５を付加した構造について説明しているが、第２〜第９の実施形態における半導体レーザ装置の構成に回折格子を組み合わせても、上記と同様の効果が得られる。
　【００９１】（第１１の実施形態）図２６（ａ）は、本発明の第１１の実施形態の半導体レーザ装置１１００の中央部分における共振器長方向に沿った断面図である。また、図２６（ｂ）は、半導体レーザ装置１１００を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるようにしてある。なお、図２６（ｂ）におけるハッチング部はストライプ１４であり、このストライプ１４は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層４、及びｐ型ＩｎＰクラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置１１００の発振波長は、１．３μｍ近傍である。
　【００９２】半導体レーザ装置１１００の基本的な構成は、第１の実施形態における半導体レーザ装置１００の構成と同じである。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
　【００９３】本実施形態の半導体レーザ装置１１００では、ｎ型ＩｎＰ基板１の上に、共振器長の全体に渡ってピッチが約２００ｍｍのほぼ台形状の断面を有する凹凸形状１０７が形成されている。そして、凹凸形状１０７の凹部の内部のみに、厚さが約３０ｎｍから約５０ｎｍのＩｎＡｓＰ層１０８が形成されている。さらに、ｎ型ＩｎＰ基板１とｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２との間には、凹凸形状１０７及びＩｎＡｓＰ層１０８を覆うように、厚さ約５０ｎｍのｎ型ＩｎＰバッファ層１０６が形成されている。
　【００９４】図２７は、ＩｎＡｓＰ層１０８の組成をＩｎＡｓｙＰ１−ｙと表現した場合のＡｓの組成比ｙと、ＩｎＡｓＰ層１０８のバンドギャップエネルギー波長との関係を示す。これより、ＩｎＡｓＰ層１０８では、そのＡｓの組成比ｙを変化させることにより、バンドギャップエネルギー波長を変化させることが可能である。
　【００９５】なお、図２７におけるバンドギャップエネルギー波長は、ＩｎＰ層の上にＩｎＡｓＰ層がコヒーレント成長した状態、すなわちＩｎＡｓＰ層が平面方向でＩｎＰ層に格子整合して成長した状態を仮定した計算によって得られている。
　【００９６】図２７より、ＩｎＡｓｙＰ１−ｙ層１０８におけるＡｓの組成比ｙを約０．３５以下とすると、そのバンドギャップエネルギー波長は、本実施形態の半導体レーザ装置１１００の発振波長である約１．３μｍよりも短波長になり、ＩｎＡｓｙＰ１−ｙ層１０８は活性層から放射されるレーザ光を吸収しない。しかし、ＩｎＡｓｙＰ１−ｙ層１０８は、図２８に示すように、ＩｎＰ（すなわちｙ＝０）と比較して同一波長の光に関して大きな屈折率を有する。このため、図２９（ａ）に示すようなＩｎＡｓｙＰ１−ｙ層１０８の配置に対して、図２９（ｂ）に示すように実効屈折率が共振器長方向に周期的に変化する。この結果、屈折率結合型の分布帰還型（ＤＦＢ）レーザが実現されて、単一波長発振が可能となる。
　【００９７】一方、ＩｎＡｓｙＰ１−ｙ層１０８におけるＡｓの組成比ｙを約０．３５以上とすると、そのバンドギャップエネルギー波長は本実施形態の半導体レーザ装置１１００の発振波長である約１．３μｍより長波長になり、ＩｎＡｓｙＰ１−ｙ層１０８は活性層から放射されるレーザ光を吸収する。この場合、図２９（ａ）に示すようなＩｎＡｓｙＰ１−ｙ層１０８の配置に対して、図２９（ｃ）に示すように利得が共振器長方向に変化する。この結果、利得結合型の分布帰還型（ＤＦＢ）レーザが実現されて、単一波長発振が可能となる。
　【００９８】本実施形態の構成における基板１の表面の凹凸形状１０７及びＩｎＡｓＰ層１０８は、実質的に回折格子として機能する。上記のように、回折格子の構成材料としてＩｎＡｓｙＰ１−ｙ結晶を用いれば、そのＡｓの組成比ｙを制御することにより、屈折率結合型分布帰還型レーザ或いは利得結合型分布帰還レーザのいずれもが実現可能となる。屈折率結合型分布帰還レーザを実現する場合には、ＩｎＡｓＰ層１０８のＡｓの組成比ｙを制御してＩｎＡｓＰ層１０８の屈折率を変化させることができるので、屈折率結合係数を正確に制御することが可能となる。一方、利得結合型分布帰還レーザを実現する場合には、ＩｎＡｓＰ層１０８のＡｓの組成比ｙを制御してＩｎＡｓＰ層１０８の吸収係数を変化させることができるので、利得結合係数を正確に制御することが可能となる。
　【００９９】さらに、利得結合型分布帰還レーザは、屈折率結合型分布帰還レーザと比較して、反射戻り光がレーザに入射しても、雑音は比較的に小程度にしか増大しない。このため、半導体レーザ装置から出射した光を光ファイバに直接に光結合する場合に、光ファイバの端面で反射した光がレーザの出射面に戻っても、レーザの雑音は増大しにくいという利点を有する。
　【０１００】なお、本実施形態では、基板１と光閉じ込め層２との間にｎ型ＩｎＰバッファ層１０６を設けている。このバッファ層１０６は、ＩｎＡｓｙＰ１−ｙ層１０８のＡｓ組成ｙが比較的大きい場合にＩｎＡｓｙＰ１−ｙ層１０８に大きな圧縮歪が加えられることを考慮して、さらにその上部に形成される活性層３への歪の影響を小さくするために設けられている。ＩｎＡｓｙＰ１−ｙ層１０８のＡｓ組成ｙが約０．３５以下と比較的小さい場合は、バッファ層１０６の設置は省略できる。
　【０１０１】さらに、ＩｎＡｓＰ層１０８は、Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓ層或いはＩｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ層であっても良い。これらの組成における組成比ｘ或いは／及びｙの値を適当に選択することにより、ＩｎＡｓＰ層１０８と同様な効果が得られる。
　【０１０２】（第１２の実施形態）図３０（ａ）は、本発明の第１２の実施形態の半導体レーザ装置１２００の中央部分における共振器長方向に沿った断面図である。また、図３０（ｂ）は、半導体レーザ装置１２００を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるようにしてある。なお、図３０（ｂ）におけるハッチング部はストライプ１４であり、このストライプ１４は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層４、及びｐ型ＩｎＰクラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置１２００の発振波長は、１．３μｍ近傍である。
　【０１０３】半導体レーザ装置１２００の基本的な構成は、第１１の実施形態における半導体レーザ装置１１００の構成と同じである。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
　【０１０４】本実施形態の半導体レーザ装置１２００では、ｎ型ＩｎＰ基板１の表面に形成された凹凸形状１１７のピッチが、共振器長方向に次第に変化している。これにともなって、凹凸形状１１７の凹部に形成されたＩｎＡｓＰ層１０８からなる回折格子のピッチが、共振器長方向に次第に変化している。
　【０１０５】本実施形態の半導体レーザ装置１２００の特徴を、図３１（ａ）〜（ｆ）を参照して説明する。
　【０１０６】図３１（ａ）は、半導体レーザ装置１２００における活性層のストライプ構造１４を上部から見た図であり、図３１（ｂ）は、その実効屈折率ｎｅｆｆの共振器長方向の分布を示す。図３１（ｃ）に示すように回折格子のピッチΛｇが共振器長方向に一定であるとした場合のブラッグ波長λｂの共振器長方向の分布を、図３１（ｄ）に示す。
　【０１０７】図３１（ａ）に示すように、前端面（出射面）側の領域Ａではストライプ幅は約０．６μｍで一定であり、一方、後端面側の領域Ｃではストライプ幅は約２．１μｍで一定である。両者の間の領域Ｂでは、ストライプ幅が直線的に変化している。このとき、図３１（ｂ）に示すように、実効屈折率ｎｅｆｆは領域Ａでは約３．２０、領域Ｃでは約３．２２となり、両者の間の領域Ｂでは、実効屈折率ｎｅｆｆは約３．２０から約３．２２に直線的に変化している。ブラッグ波長λｂはλｂ＝２×Λｇ×ｎｅｆｆの式で与えられるので、図３１（ｃ）に示すように回折格子のピッチΛｇが共振器長方向に対してΛｇ＝約２０３．０ｍｍで一定であれば、ブラッグ波長λｂは、図３１（ｄ）に示すように約１．３０１μｍから約１．３０６μｍの間で変化する。このように、共振器長方向のブラッグ波長λｂがある範囲内で変化すると、単一波長で発振する確率が低下する。
　【０１０８】これに対して、図３２（ｅ）に示すように、回折格子のピッチΛｇを領域ＡではΛｇ＝約２０４．４ｍｍ、領域ＣではΛｇ＝約２０３．７ｍｍとし、領域Ｂでは約２０４．４ｎｍから約２０３．７ｎｍの範囲で直線的に変化する構成とすれば、ブラッグ波長λｂは、図３１（ｆ）に示すように共振器長方向に対してλｂ＝約１．３１０μｍで一定になる。このようにブラッグ波長λｂが共振器長方向で一定であれば、単一波長で発振する確率は低下しない。
　【０１０９】（第１３の実施形態）図３２（ａ）は、本発明の第１３の実施形態の半導体レーザ装置１３００の中央部分における共振器長方向に沿った断面図である。また、図３２（ｂ）は、半導体レーザ装置１３００を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるようにしてある。なお、図３２（ｂ）におけるハッチング部はストライプ１４であり、このストライプ１４は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層４、及びｐ型ＩｎＰクラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置１３００の発振波長は、１．３μｍ近傍である。
　【０１１０】半導体レーザ装置１３００の基本的な構成は、第１１の実施形態における半導体レーザ装置１１００の構成と同じである。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
　【０１１１】本実施形態の半導体レーザ装置１３００では、ｎ型ＩｎＰ基板１の上に共振器長の全体に渡って形成されているピッチ約２００ｎｍの凹凸形状１０７の上に、直接にｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２が形成されている。このような構成であっても、ｎ型ＩｎＰ基板１の上に形成された凹凸形状１０７の存在により、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２の厚さが共振器長方向に周期的に変化する。これによって、半導体レーザ装置１３００は屈折率結合型の分布帰還型レーザとなり、単一波長発振が可能となる。
　【０１１２】（第１４の実施形態）図３３（ａ）は、本発明の第１４の実施形態の半導体レーザ装置１４００の中央部分における共振器長方向に沿った断面図である。また、図３３（ｂ）は、半導体レーザ装置１４００を上部から見た透視図であり、内部構造がわかるようにしてある。なお、図３３（ｂ）におけるハッチング部はストライプ１４であり、このストライプ１４は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層４、及びｐ型ＩｎＰクラッド層５で構成されている。半導体レーザ装置１４００の発振波長は、１．３μｍ近傍である。
　【０１１３】半導体レーザ装置１４００の基本的な構成は、第１２の実施形態における半導体レーザ装置１２００の構成と同じである。同じ構成要素には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省略する。
　【０１１４】本実施形態の半導体レーザ装置１４００では、ｎ型ＩｎＰ基板１に形成された可変ピッチの凹凸形状１１７の上に、直接にｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２が形成されている。このような構成であっても、第１２の実施形態における半導体レーザ装置１２００と同様の効果を得ることができる。
　【０１１５】（第１５の実施形態）図３４（ａ）は、本発明の第１５の実施形態における光通信システム１５００の構成図である。
　【０１１６】具体的には、この光通信システム１５００では、電気信号発生器３８からの電気信号により、半導体レーザ３９を直接的に強度変調し、半導体レーザ３９の前端面から放射されるレーザ光を直接的に光ファイバ４０に集光する。そして、光ファイバ４０からの出力光を光検出器４１で電気信号に変換することにより、音声信号や映像信号やデータを伝送する。この構成における半導体レーザ３９として、本発明の第１〜第１４の実施形態における半導体レーザ装置１００〜１４００のいずれかを使用する。
　【０１１７】上記の光通信システム１５００の構成の特徴は、半導体レーザ３９からの放射光を、直接、光ファイバ４０に集光している点である。
　【０１１８】従来技術による光通信システム１５５０では、図３４（ｂ）に示すように、半導体レーザ４２と光ファイバ４０との間にレンズ４４が挿入される。これは、従来技術の光通信システム１５５０では、半導体レーザ４２が広い放射角を有するために、放射光４３を直接に光ファイバ４０に集光できないためである。
　【０１１９】これに対して、本発明による光通信システム１５００の構成では、これまでの各実施形態で説明した半導体レーザ装置１００〜１４００を、半導体レーザ３９として使用している。これらの半導体レーザ装置１００〜１４００は、いずれも放射角が非常に狭いので、図３４（ａ）に示す構成のように、半導体レーザ３９の出射光をレンズを介さずに直接に光ファイバ４０に集光することが可能となる。この結果、レンズの製造に必要になるコスト及びレンズの位置決めを行うために必要になるコストが削減できて、結果的には、システム全体のコストを低減することが可能となる。
　【０１２０】（第１６の実施形態）図９（ａ）〜（ｄ）を参照して、本発明における半導体レーザ装置の作製方法を説明する。図９（ａ）〜（ｄ）のそれぞれにおいて、図の左側には、半導体レーザ装置の共振器長に垂直な方向における断面図が示されており、図の右側には、半導体レーザ装置の上面図が示されている。
　【０１２１】まず、図９（ａ）に示すように、ｎ型ＩｎＰ基板１の全面上に、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層（厚さ約１５０ｎｍ、λｇ＝約１．０５μｍ）２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層（厚さ約３０ｎｍ，λｇ＝約１．０５μｍ）４、ｐ型ＩｎＰクラッド層（厚さ約４００ｎｍ）５、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層（厚さ約１００ｎｍ、λｇ＝約１．３μｍ）１５を、例えば有機金属気相成長法により堆積する。
　【０１２２】続いて、図９（ｂ）に示すように、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１５の表面に、ストライプ状のＳｉＮ膜１６を形成する。このストライプ状ＳｉＮ膜１６は、図９（ｂ）の上面図に示すように、領域ＭＣ、領域ＭＢ、領域ＭＡ、及び領域ＭＢが、ストライプ長方向（共振器長方向）に順に存在するように形成される。領域ＭＡは、一定のストライプ幅ＷＭ１を有する領域であり、領域ＭＣは、一定のストライプ幅ＷＭ２（但し、ＷＭ１＜ＷＭ２）を有する領域である。また、領域ＭＢは、領域ＭＡと領域ＭＣとを結ぶ領域であって、そのストライプ幅はＷＭ１とＷＭ２との間で連続的に変化している。ストライプ長方向の領域ＭＡ及び領域ＭＣの長さは、例えばそれぞれ約５０μｍとし、ストライプ長方向の領域ＭＢの長さは、例えば約２５０μｍとする。
　【０１２３】続いて、図９（ｃ）に示すように、場所によって変化する幅を有するストライプ状ＳｉＮ膜１６をマスクとするドライエッチング或いはウエットエッチングを行って、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧＥＡｓＰ光閉じ込め層４、ｐ型ＩｎＰクラッド層５、及びｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１５をストライプ状に加工し、さらにその後にＳｉＮ膜１６を除去する。これによって、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層４を含むストライプ状メサが形成される。ストライプ状メサは、先のストライプ状ＳｉＮ膜１６の形状に対応して、図９（ｃ）の上面図に示すように、領域Ｃ、領域Ｂ、領域Ａ、及び領域Ｂが、ストライプ長方向（共振器長方向）に順に存在するように形成される。領域Ａは、一定のストライプ幅Ｗ１を有する領域であり、領域Ｃは、一定のストライプ幅Ｗ２（但し、Ｗ１＜Ｗ２）を有する領域である。また、領域Ｂは、領域Ａと領域Ｃとを結ぶ領域であって、そのストライプ幅はＷ１とＷ２との間で連続的に変化している。ストライプ長方向の領域Ａ及び領域Ｃの長さは、例えば．それぞれ約５０μｍとなり、ストライプ長方向の領域Ｂの長さは、例えば約２５０μｍとなる。なお、ここで、領域Ａにおけるストライプ幅Ｗ１は、約１．０μｍ未満で且つ基本モードを許容する値に設定する。
　【０１２４】続いて、図９（ｄ）に示すように、液相成長法により、上記で形成したストライプ状メサを埋め込むように、ｐ型ＩｎＰ電流ブロック層６、ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層７、ｐ型ＩｎＰ埋め込み層８、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層（λｇ＝約１．３μｍ）９を、順次堆積する。
　【０１２５】なお、上記の液相成長工程では、キャップ層１５が使用される溶媒中に溶出して、失われる。或いは、液相成長法に代わって、化学的気相成長法によって上記の埋め込みプロセスを行うこともできる。その場合には、キャップ層１５の形成は、当初から省略される。
　【０１２６】さらに、形成されたｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９の上には、ＳｉＯ２絶縁膜１１を堆積する。そして、ＳｉＯ２絶縁膜１１にストライプ状に窓を開け、この窓を介してｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９に接触するように、Ａｕ／Ｚｎ電極１２を蒸着する。さらに、ＳｉＯ２絶縁膜１１及びＡｕ／Ｚｎ電極１２の上には、Ｔｉ／Ａｕ電極１３を蒸着する。一方、ｎ型ＩｎＰ基板１の裏面には、Ａｕ／Ｓｎ電極１０を蒸着する。
　【０１２７】その後に、図９（ｄ）の上面図に示すような複数の劈開面に沿って劈開を行って、本発明の半導体レーザ装置を形成する。なお、この複数の劈開面は、好ましくは図９（ｃ）の上面図に示した領域Ａ及び領域Ｃの中央部に位置させる。
　【０１２８】以上の製造工程では、領域Ａ及び領域Ｃの長さをそれぞれ約５０μｍとしているので、図９（ｄ）に示す劈開面の位置が領域Ａ及び領域Ｃの中央部から最大で２５μｍまでずれても、作製される半導体レーザ装置の前端面及び後端面における活性層を含むストライプ幅は、劈開位置のずれの影響を受けない。
　【０１２９】以上の説明では、領域Ａ及び領域Ｃの長さをそれぞれ約５０μｍとしているが、これらは、それぞれ領域Ｂの長さの約１５％よりも短ければ、上記と同様の特性が得られる。
　【０１３０】なお、これまでの各実施形態で説明したストライプ１４の様々な形状は、エッチングマスクとして機能するＳｉＮ膜１６を適切なパターンに形成することで実現される。また、端面への高反射膜や無反射膜のコーティングは、当該技術分野で公知の方法によって行うことができる。
　【０１３１】さらに、第１１の実施形態において、ｎ型ＩｎＰ基板１の表面に凹凸形状１０７を設けて、この凹凸形状１０７の凹部にＩｎＡｓＰ層１０８を形成する方法について説明する。具体的には、図３５（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、図２６（ａ）及び（ｂ）に示す半導体レーザ装置（ＤＦＢレーザ）１１００の製造方法を説明する。
　【０１３２】まず、図３５（ａ）に示すように、ｎ型ＩｎＰ基板１の表面に、ピッチが約２０３ｎｍで深さが約１００ｎｍである凹凸形状（回折格子）１０７を、２光束干渉露光法により形成する。
　【０１３３】次に、水素雰囲気中に１００％のフォスフィン（ＰＨ３）約１００ｃｃ／ｍｉｎ及び１０％のアルシン（ＡｓＨ３）約１０ｃｃ／ｍｉｎを導入し、この雰囲気中で、ｎ型ＩｎＰ基板１を約６００℃で熱処理する。その結果、図３５（ｂ）に示すように、凹凸形状（回折格子）１０７の凹部に、厚さが約５０ｎｍのＩｎＡｓＰ層１０８を形成する。その後、図３５（ｃ）に示すように、続けて有機金属気相成長法によりｎ型ＩｎＰクラッド層１０６、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ導波路層（厚さ約５０ｎｍ、λｇ＝約１．０５ｎｍ）２、多重量子井戸活性層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ導波路層４、ｐ型ＩｎＰクラッド層（厚さ約４００ｍｍ）５を順次堆積する。
　【０１３４】この後、図３５（ｄ）に示すように、ストライプ状のメサをエッチングにより形成する。次に液相成長法により、ｐ型ＩｎＰ電流ブロック層６、ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層７、ｐ型ＩｎＰ埋め込み層８、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層（λｇ＝約１．３μｍ）９を順次堆積する。
　【０１３５】さらに、形成されたｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９の上には、ＳｉＯ２絶縁膜１１を堆積する。そして、ＳｉＯ２絶縁膜１１にストライプ状に窓を開け、この窓を介してｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層９に接触するように、Ａｕ／Ｚｎ電極１２を蒸着する。さらに、ＳｉＯ２絶縁膜１１及びＡｕ／Ｚｎ電極１２の上には、Ｔｉ／Ａｕ電極１３を蒸着する。一方、ｎ型ＩｎＰ基板１の裏面には、Ａｕ／Ｓｎ電極１０を蒸着する。
　【０１３６】その後に、適切な箇所で劈開して、図３５（ｅ）に示すようなＤＦＢレーザ装置を作製する。
　【０１３７】上記製造方法の重要な工程を、図３６（ａ）〜（ｂ）を参照して、詳細に説明する。
　【０１３８】図３６（ａ）は、エッチングにより凹凸形状（回折格子）１０７が形成されたｎ型ＩｎＰ基板１の断面を示している。凹凸形状（回折格子）１０７が形成されたｎ型ＩｎＰ基板１を、フォスフィン（ＰＨ３）とアルシン（ＡｓＨ３）とが混合された雰囲気中で熱処理すると、図３６（ｂ）に示されるように、熱処理中のマストランスポート現象によって、凹凸形状（回折格子）１０７の凹部に、ＩｎＡｓＰ層１０８が堆積される。この後にｎ型ＩｎＰクラッド層１０６を続けて成長すると、図３６（ｃ）に示されるように、ｎ型ＩｎＰ層１０６の中に周期的に配列された逆三角形状のＩｎＡｓＰ層１０８を形成することが可能である。
　【０１３９】図３７は、１００％フォスフィンの流量を約１００ｃｃ／ｍｉｎとし、温度を約６００℃としたときの、アルシンの流量に対するフォトルミネッセンス波長の変化を示している。図３７に示されるように、フォスフィン（ＰＨ３）の流量を一定にしてアルシン（ＡｓＨ３）の流量を変化させると、ＩｎＡｓＰ層１０８からのフォトルミネッセンス波長が連続的に変化する。これは、アルシン（ＡｓＨ３）の流量を変化させることによって、ＩｎＡｓＰ層１０８のバンドギャップエネルギーを変化させることが可能であることを示している。
　【０１４０】また、ＩｎＡｓＰ層１０８のバンドギャップエネルギーを、形成される半導体レーザ装置の活性層３から光分布帰還を経て放出される光エネルギーよりも大きく設定すれば、すなわち、ＩｎＡｓＰ層１０８のフォトルミネッセンス波長を半導体レーザ装置の発振波長よりも短波長側に設定すれば、ＩｎＡｓＰ層１０８は、活性層３から放出される光に対して透明になる。その結果、ＩｎＡｓＰ層１０８が周囲のＩｎＰ層に対して屈折率が高いことから屈折率の周期的変動が生じ、屈折率結合型のＤＦＢレーザが作製できる。
　【０１４１】一方、ＩｎＡｓＰ層１０８のバンドギャップエネルギーを、形成される半導体レーザ装置の活性層３から光分布帰還を経て放出される光エネルギーよりも小さく設定すれば、すなわち、ＩｎＡｓＰ層１０８のフォトルミネッセンス波長を半導体レーザ装置の発振波長よりも長波長側に設定それば、ＩｎＡｓＰ層１０８は、活性層３から放出される光を吸収する吸収層として機能する。このため、利得の周期的変動が生じて、利得結合型のＤＦＢレーザが作製できる。
　【０１４２】
　【発明の効果】以上に説明したように、本発明の半導体レーザ装置は、非常に簡単な構成にあるにもかかわらず、放射角が非常に狭く、低しきい値電流で高い光出力を発生することが可能である。
　【０１４３】また、本発明の半導体レーザ装置の製造方法を用いることにより、上記特徴を有する本発明の半導体レーザ装置を、制御性良く作製することが可能である。
【図面の簡単な説明】
　【図１】図１（ａ）は、従来技術による半導体レーザ装置の構成の一例を示す斜視図であり、図１（ｂ）〜（ｅ）は、図１（ａ）の構成におけるテーパ領域の長さと特性との関係を説明する図である。
　【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面からみた透視図であり、図２（ｄ）は、本発明の第１の実施形態における半導体レーザ装置の改変された構成を示す上面からみた透視図である。
　【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の半導体レーザ装置における、活性層の異なる幅に対する光強度分布の広がり（スポット径）の計算結果を示す図である。
　【図４】図４は、本発明の第１の実施形態の半導体レーザ装置における、活性層の幅に対する垂直方向の放射角の計算結果を示す図である。
　【図５】図５は、本発明の第１の実施形態の半導体レーザ装置における、電流−光出力特性の測定結果の一例を示す図である。
　【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の半導体レーザ装置における、遠視野像の測定結果の一例を示す図である。
　【図７】図７は、本発明の第１の実施形態の半導体レーザ装置における、しきい値電流の測定結果の一例を示す図である。
　【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の半導体レーザ装置における、遠視野像の測定結果の他の一例を示す図である。
　【図９】図９（ａ）〜（ｄ）は、本発明の半導体レーザ装置の製造方法を説明する断面図及び上面からみた透視図である。
　【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面からみた透視図である。
　【図１１】図１１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の効果を説明するために遠視野像の特性を示す図である。
　【図１２】図１２は、本発明の第２の実施形態の効果を説明するために遠視野像の特性を示す他の図である。
　【図１３】図１３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面からみた透視図である。
　【図１４】図１４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第４の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面からみた透視図であり、図１４（ｄ）は、その部分拡大図である。
　【図１５】図１５（ａ）は、比較例としての半導体レーザ装置の構成を模式的に示す図であり、図１５（ｂ）〜（ｄ）は、図１５（ａ）の構成における発振モード特性を示す図である。
　【図１６】図１６（ａ）は、本発明の第４の実施形態における半導体レーザ装置の構成を模式的に示す図であり、図１６（ｂ）は、本発明の第４の実施形態の効果を説明するために図１６（ａ）の構成における発振モード特性を示す図である。
　【図１７】図１７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第５の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面からみた透視図であり、図１７（ｄ）は、本発明の第５の実施形態における半導体レーザ装置の改変された構成を示す上面からみた透視図である。
　【図１８】図１８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第６の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面からみた透視図である。
　【図１９】図１９は、本発明の第６の実施形態の効果を説明するためにその構成における発振モード特性を示す図である。
　【図２０】図２０（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第７の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面からみた透視図である。
　【図２１】図２１は、本発明の第８の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示す断面図である。
　【図２２】図２２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第８の実施形態の効果を説明するために、共振器内部での光強度分布或いはキャリア密度分布を示す図である。
　【図２３】図２３は、本発明の第９の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示す断面図である。
　【図２４】図２４は、本発明の第１０の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示す断面図である。
　【図２５】図２５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１０の実施形態の効果を説明するために、共振器内部での光強度分布を示す図である。
　【図２６】図２６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１１の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面からみた透視図である。
　【図２７】図２７は、本発明の第１１の実施形態の効果を説明するために、ＩｎＡｓＰ層におけるＡｓの組成比とバンドギャップエネルギー波長との関係を示す図である。
　【図２８】図２８は、ＩｎＡｓＰ層におけるＡｓの組成比をパラメータとして、光波長に対する屈折率特性を示す図である。
　【図２９】図２９（ａ）は、本発明の第１１の実施形態の半導体レーザ装置における共振器内部での回折格子（ＩｎＡｓＰ層）の形状を示す断面図であり、図２９（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の第１１の実施形態の効果を説明するために、本発明の第１１の実施形態の半導体レーザ装置における共振器内部での実効屈折率分布及び利得分布を示す図である。
　【図３０】図３０（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１２の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面からみた透視図である。
　【図３１】図３１（ａ）は、本発明の第１２の実施形態における半導体レーザ装置の構成を模式的に示す図であり、図３１（ｂ）〜（ｆ）は、本発明の第１２の実施形態の効果を説明するために共振器内部での実効屈折率、回折格子のピッチ、或いはブラッグ波長の分布を示す図である。
　【図３２】図３２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１３の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面からみた透視図である。
　【図３３】図３３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１４の実施形態における半導体レーザ装置の構成を示す断面図及び上面からみた透視図である。
　【図３４】図３４（ａ）は、本発明による光通信システムの構成を模式的に示す図であり、図３４（ｂ）は、従来技術による光通信システムの構成を模式的に示す図である。
　【図３５】図３５（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１１の実施形態における半導体レーザ装置の製造方法を説明する斜視図である。
　【図３６】図３６（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１１の実施形態における半導体レーザ装置の製造方法の一部工程をさらに詳細に説明する断面図である。
　【図３７】図３７は、本発明の第１１の実施形態における半導体レーザ装置の製造方法における、アルシン（ＡｓＨ３）の流量とフォトルミネッセンス波長との関係を示す図である。
　【符号の説明】
　１　　ｎ型ＩｎＰ基板
　２　　ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層
　３　　多重量子井戸活性層
　４　　ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層
　５　　ｐ型ＩｎＰクラッド層
　６　　ｐ型ＩｎＰ電流ブロック層
　７　　ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層
　８　　ｐ型ＩｎＰ埋め込み層
　９　　ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層
　１０　ｎ側電極
　１１　ＳｉＯ２絶縁膜
　１２　ｐ側電極
　１３　ｐ側電極
　１４　ストライプ
　１７　ストライプ幅方向の広がり角度（θ）
　Ｗ１　領域Ａにおけるストライプ幅
　Ｗ２　領域Ｃにおけるストライプ幅
　２００　半導体レーザ装置