(57)【要約】【課題】高出力動作時における信頼性の高く、動作電圧の低い半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】半導体レーザ装置は、活性層の片面毎にそれぞれ直接接するように配置して活性層を挟持する第１導電型クラッド層側ガイド層および第２導電型クラッド層側ガイド層、第１導電型クラッド層側ガイド層に直接接するように配置される第１導電型クラッド層、第２導電型クラッド層側ガイド層に直接接するように配置される第２導電型クラッド層を有する半導体レーザ装置であって、第１導電型クラッド層側ガイド層および第２導電型クラッド層側ガイド層は、ＧａＡｓに格子整合し、Ａｓ組成比が０を超えて０．３以下のＩｎＧａＡｓＰであり、第１導電型クラッド層および第２導電型クラッド層は、Ａｌ組成比がＩｎＧａＡｓＰの屈折率より小さい屈折率となるＡｌ組成比以上１．０未満のＡｌＧａＡｓである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層の片面毎にそれぞれ直接接するように配置して前記活性層を挟持する第１導電型クラッド層側ガイド層および第２導電型クラッド層側ガイド層、前記第１導電型クラッド層側ガイド層に直接接するように配置される第１導電型クラッド層、前記第２導電型クラッド層側ガイド層に直接接するように配置される第２導電型クラッド層を有する半導体レーザ装置であって、
前記第１導電型クラッド層側ガイド層および前記第２導電型クラッド層側ガイド層は、ＧａＡｓに格子整合し、Ａｓ組成比が０を超えて０．３以下のＩｎＧａＡｓＰであり、
前記第１導電型クラッド層および前記第２導電型クラッド層は、Ａｌ組成比が前記ＩｎＧａＡｓＰの屈折率より小さい屈折率となるＡｌ組成比以上１．０未満のＡｌＧａＡｓであることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
少なくともいずれか一方の前記第１導電型クラッド層側ガイド層または前記第２導電型クラッド層側ガイド層は、Ａｓ組成比が異なる複数のＩｎＧａＡｓＰ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装置。
【請求項３】
前記第１導電型クラッド層側ガイド層または前記第２導電型クラッド層側ガイド層は、膜厚が１００ｎｍ以上であ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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＮｄドープＹＡＧレーザやＹｂドープＹＡＧレーザなどの固体レーザ、Ｙｂドープファイバーレーザ、Ｅｒドープファイバアンプなどの励起光源として用いられる半導体レーザ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高出力動作時における信頼性の高い半導体レーザ装置を提供するために、光学損傷しきい値が高く、且つ電気抵抗を低減できるＩｎＧａＡｓＰを活性層として採用し、そのＩｎＧａＡｓＰ活性層を両側からそれぞれＩｎＧａＰガイド層およびＡｌＧａＩｎＰクラッド層により挟持している（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】菅博文、外３名、「超高出力半導体レーザとエネルギー光源への応用」、電気学会論文集Ｃ、社団法人電気学会、２００５年、第１２５巻、第２号、ｐ．１８７−１９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、近年、消費電力を低減するために電気変換効率の高い半導体レーザの必要性が高まっている。そして、内部量子効率の向上および損失低減によるスロープ効率の向上はほぼ限界に達しつつあるので、動作電圧を低減することが課題になっている。しかし、従来の発振波長８０８ｎｍの半導体レーザのように、活性層とクラッド層の間に層厚が１２０ｎｍでＧａＡｓと格子整合するＩｎＧａＰ層を含むと、動作電圧が上昇してしまうという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、高出力動作時における信頼性の高く、動作電圧の低い半導体レーザ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる半導体レーザ装置は、活性層の片面毎にそれぞれ直接接するように配置して前記活性層を挟持する第１導電型クラッド層側ガイド層および第２導電型クラッド層側ガイド層、前記第１導電型クラッド層側ガイド層に直接接するように配置される第１導電型クラッド層、前記第２導電型クラッド層側ガイド層に直接接するように配置される第２導電型クラッド層を有する半導体レーザ装置であって、前記第１導電型クラッド層側ガイド層および前記第２導電型クラッド層側ガイド層は、ＧａＡｓに格子整合し、Ａｓ組成比が０を超えて０．３以下のＩｎＧａＡｓＰであり、前記第１導電型クラッド層および前記第２導電型クラッド層は、Ａｌ組成比が前記ＩｎＧａＡｓＰの屈折率より小さい屈折率となるＡｌ組成比以上１．０未満のＡｌＧａＡｓである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係わる半導体レーザ装置は、第１導電型クラッド層側ガイド層および第２導電型クラッド層ガイド層がＩｎＧａＡｓＰからなり、ＡｌＧａＡｓからなる第１導電型クラッド層および第２導電型クラッド層の屈折率がＩｎＧａＡｓＰの屈折率以下であるので、活性層とクラッド層との間にＧａＡｓと格子整合するＩｎＧａＰ層を含まず、ｐｎ接合に加わる電圧が低減し、高い導電性により電気抵抗が低減し、半導体レーザの動作電圧を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる半導体レーザ装置の斜視図である。
この発明の実施の形態１に係わる半導体レーザ装置は、ｎ型ＧａＡｓ基板２とこのｎ型ＧａＡｓ基板２の表面上に、ｎ型ＧａＡｓ基板２側から順次、第１導電型クラッド層としてのｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３、第１導電型クラッド層側ガイド層としてのｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４（Ａｓ組成比ｙは０を超え、０．３以下の実数）、ＧａＡｓ０．８８Ｐ０．１２活性層５、第２導電型クラッド層側ガイド層としてのｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層６（Ａｓ組成比ｙは０を超え、０．３以下の実数）、第２導電型クラッド層としてのｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８が配設されている。
【０００９】
なお、ＧａＡｓ基板２は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）から構成され、ｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３およびｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７は、ガリウムヒ素とヒ化アルミニウム（ＡｌＡｓ）の三元混晶から構成され、ｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４およびｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層６は、ガリウムヒ素、リン化インジウム（ＩｎＰ）の四元混晶から構成されている。
【００１０】
電流狭窄のためのプロトン注入領域１０は、素子幅の中央に電流が流れる領域であるストライプを残してその両側に配設され、プロトン注入領域１０の深さ方向には、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８の表面からｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７の厚みの中程までプロトンが注入されている。さらに、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８の表面上にｐ電極９が配設される。
また、ｎ型ＧａＡｓ基板２の裏面側にはｎ電極１が形成されている。
【００１１】
参考文献１（Ｔａｋａｈａｓｈｉ、他６名、「Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ＩｎＧａＡｓＰ／ＧａＡｓ  ｖｉｓｉｂｌｅ  ｌａｓｅｒ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｗｉｔｈ  ＡｌＧａＡｓ  ｂｕｒｙｉｎｇ  ｌａｙｅｒｓ  ｇｒｏｗｎ  ｂｙ  ｌｉｑｕｉｄ−ｐｈａｓｅ  ｅｐｉｔａｘｙ」、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、５９巻、３号、１９８６年２月１日、ｐ．７６１−７６８）によると、ＧａＡｓに格子整合するＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙのＡｓ組成比ｙとＧａ組成比Ｚの間には、Ｚ＝（０．２１５５＋０．１８９６ｙ）／（０．４１７６−０．０１２５ｙ）の関係が成り立つ。
【００１２】
ＧａＡｓ０．８８Ｐ０．１２活性層５は、発振波長を８０８ｎｍ程度にするため、Ｐ組成比を約０．１２、層厚を約１２ｎｍとするのが一般的であるが、これに限るものではない。
また、プロトンは注入した領域を高抵抗にする作用があるので、電流はプロトン注入領域１０を避けプロトン注入していない領域を流れる。
【００１３】
ｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３およびｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７のＡｌ組成比Ｘを０．５０、ｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４およびｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層６のＡｓ組成比ｙを０．１、Ｇａ組成比Ｚを０．５６とし、層厚２００ｎｍ、共振器長１０００μｍ、ストライプ幅１μｍとした場合の電圧−電流特性をシミュレーションした。
このシミュレーションの結果を図２に示すが、注入電流が２０ｍＡのときの動作電圧は１．６２４Ｖと求まる。
【００１４】
次に、ｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４およびｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層６のＡｓ組成比ｙを０．１０、Ｇａ組成比Ｚを０．５６とし、注入電流２０ｍＡの場合の動作電圧のガイド層厚依存性を、ｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３およびｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７のＡｌ組成比Ｘをパラメータとして求めた。Ａｌ組成比Ｘとして０．４０、０．５０、０．７０および１．０を採用した。
【００１５】
また、実施の形態１に係わる構造を従来構造と比較するため、図３に示すように、従来構造としてｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層２４およびｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層２６のＡｓ組成比ｙを０．１、Ｇａ組成比Ｚを０．５６とし、ｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．３５Ｉｎ０．５０Ｐクラッド層２３およびｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．３５Ｉｎ０．５０Ｐクラッド層２７として動作電圧のガイド層厚依存性を求めた。
このシミュレーションの結果を図４に示すが、いずれのガイド層厚であっても、従来構造の場合よりも動作電圧が低いことが分かる。
【００１６】
次に、参考文献２（伊賀健一編著、「応用物理学シリーズ半導体レーザ」、株式会社オーム社、１９９４年１０月２５日、ｐ．３５−３８）を参照して、波長８０８ｎｍにおけるｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４の屈折率とｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３の屈折率を一致するためのＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙのＡｓ組成比ｙとＡｌＸＧａ１−ＸＡｓのＡｌ組成比Ｘの関係を求めた。
【００１７】
求めた関係を図５に示すが、両者の屈折率が一致するのは、Ｘ＝−０．４０６８ｙ＋０．３８３３の条件を満たすときである。例えば、Ａｓ組成比ｙ＝０．１０のＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙの屈折率と同じ屈折率を有するＡｌＸＧａ１−ＸＡｓのＡｌ組成比Ｘは０．３４３となる。これ以下のＡｌ組成比ＸのＡｌＸＧａ１−ＸＡｓの屈折率は、Ａｓ組成比ｙが０．１０のＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙの屈折率よりも大きくなり、光をｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４に有効に閉じ込めることが出来なくなる。このため実施の形態１ではｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３のＡｌ組成比Ｘは０．３４３が下限となる。なお、ｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層６とｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７に関しても同様に、ｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７のＡｌ組成比Ｘは０．３４３が下限となる。
【００１８】
この実施の形態１においてＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層の層厚を１００μｍ以上にしているが、光をアンドープのＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層に多く閉じ込めることで光吸収による損失を低減し、高効率動作を可能にするためである。なお、キャリアの拡散長は２〜３μｍ程度であるので、Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層の層厚の上限はその半分の１〜１．５μｍが適切である。
【００１９】
このような半導体レーザ装置は、ガイド層としてＧａＡｓ基板２と格子整合するＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙを用い、クラッド層としてＡｌ組成比がガイド層の屈折率よりも小さい屈折率となるＡｌ組成比以上のＡｌＸＧａ１−ＸＡｓを用いているので、動作電圧が低い発振波長が８０８ｎｍの半導体レーザを実現することができる。
【００２０】
また、実施の形態１ではｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３とｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７とのＡｌ組成比を同一にしているが、必ずしも同一でなくてもよい。但し、Ａｌ組成比を同一にすることにより、光分布が対称となり、例えばＹＡＧロッドへの入射効率が高くなる。
【００２１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係わる半導体レーザ装置は、実施の形態１に係わる半導体レーザ装置とｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４およびｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層６のＡｓ組成比ｙとＧａ組成比Ｚが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明を省略する。
実施の形態２に係わるｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４およびｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層６のＡｓ組成比ｙは０．２０、Ｇａ組成比Ｚは０．６１である。
【００２２】
ここで、注入電流を２０ｍＡとしたときの動作電圧のガイド層厚依存性を、ｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３およびｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７のＡｌ組成比Ｘをパラメータとして求めた。パラメータの組成比Ｘとして、０．３５、０．５０、０．７０および１．００を採用した。
また、実施の形態２に係わる構造を従来構造と比較するため、図３に示すように従来構造としてｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層２４およびｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層２６のＡｓ組成比ｙを０．２、Ｇａ組成比Ｚを０．６１とし、ｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．３５Ｉｎ０．５０Ｐクラッド層２３およびｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．３５Ｉｎ０．５０Ｐクラッド層２７とした場合についても動作電圧のガイド層厚依存性を求めた。
このシミュレーションの結果を図６に示すが、いずれのガイド層厚であっても、従来構造の場合よりも動作電圧が低いことが分かる。
【００２３】
次に、参考文献２を参照して、波長８０８ｎｍにおけるｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４の屈折率とｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３の屈折率を一致するためのＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙのＡｓ組成比ｙとＡｌＸＧａ１−ＸＡｓのＡｌ組成比Ｘの関係を求めた。求めた関係から、両者の屈折率が一致するのは、Ｘ＝−０．４０６８ｙ＋０．３８３３の条件を満たすときである。例えば、Ａｓ組成比ｙ＝０．２０のＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙの屈折率と同じ屈折率を有するＡｌＸＧａ１−ＸＡｓのＡｌ組成比Ｘは０．３０２となる。これ以下のＡｌ組成比ＸのＡｌＸＧａ１−ＸＡｓの屈折率は、Ａｓ組成比ｙ＝０．２０のＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙの屈折率よりも大きくなり、光をｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４に有効に閉じ込めることが出来なくなる。このため実施の形態２ではｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３のＡｌ組成比Ｘは０．３０２が下限となる。なお、ｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層６とｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７に関しても同様に、ｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７のＡｌ組成比Ｘは０．３０２が下限となる。
【００２４】
この実施の形態２に係わる半導体レーザ装置は、ガイド層としてＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙのＡｓ組成比を０．２０、Ｇａ組成比を０．６１としても、ＧａＡｓ基板２と格子整合するｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３とｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７を用いることにより、Ａｌ０．１５Ｇａ０．３５Ｉｎ０．５０Ｐをクラッド層とする従来構造の動作電圧より低い動作電圧で動作することができる。
【００２５】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係わる半導体レーザ装置は、実施の形態１に係わる半導体レーザ装置とｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４およびｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層６のＡｓ組成比ｙとＧａ組成比Ｚが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明を省略する。
実施の形態３に係わるｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４およびｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層６のＡｓ組成比ｙは０．３０、Ｇａ組成比Ｚは０．６６である。
【００２６】
ここで、注入電流を２０ｍＡとしたときの動作電圧のガイド層厚依存性を、ｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３およびｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７のＡｌ組成比Ｘをパラメータとして求めた。パラメータの組成比Ｘとして、０．３０、０．５０、０．７０および１．００を採用した。
また、実施の形態３に係わる構造を従来構造と比較するため、図３に示すように、従来構造としてｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層２４およびｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層２６のＡｓ組成比ｙを０．３、Ｇａ組成比Ｚを０．６６とし、ｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．３５Ｉｎ０．５０Ｐクラッド層２３およびｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．３５Ｉｎ０．５０Ｐクラッド層２７とした場合についても動作電圧のガイド層厚依存性を求めた。
このシミュレーションの結果を図７に示すが、いずれのガイド層厚であっても、従来構造の場合よりも動作電圧が低いことが分かる。
【００２７】
次に、参考文献２を参照して、波長８０８ｎｍにおけるｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４の屈折率とｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３の屈折率を一致するためのＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙのＡｓ組成比ｙとＡｌＸＧａ１−ＸＡｓのＡｌ組成比Ｘの関係を求めた。求めた関係から、両者の屈折率が一致するのは、Ｘ＝−０．４０６８ｙ＋０．３８３３の条件を満たすときである。例えば、Ａｓ組成比ｙ＝０．３０のＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙの屈折率と同じ屈折率を有するＡｌＸＧａ１−ＸＡｓのＡｌ組成比Ｘは０．２６１となる。これ以下のＡｌ組成比ＸのＡｌＸＧａ１−ＸＡｓの屈折率は、Ａｓ組成比ｙ＝０．３０のＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙの屈折率よりも大きくなり、光をｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４に有効に閉じ込めることが出来なくなる。このため実施の形態３ではｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３のＡｌ組成比Ｘは０．２６１が下限となる。なお、ｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層６とｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７に関しても同様に、ｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７のＡｌ組成比Ｘは０．２６１が下限となる。
【００２８】
この実施の形態３に係わる半導体レーザ装置は、ガイド層としてＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙのＡｓ組成比ｙを０．３０、Ｇａ組成比Ｚを０．６６としても、ＧａＡｓ基板２と格子整合するｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３とｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７を用いることにより、Ａｌ０．１５Ｇａ０．３５Ｉｎ０．５０Ｐをクラッド層とする従来構造の動作電圧より低い動作電圧で動作することができる。
【００２９】
なお、上述の実施の形態１乃至３において、Ｐ組成比０．１２のＧａＡｓＰ活性層を有する発振波長８０８ｎｍの半導体レーザ装置に関して説明してきたが、活性層としてその他のＰ組成比のＧａＡｓＰまたはＡｌＧａＡｓあるいはＩｎＧａＡｓＰなどを用いた７６０ｎｍから８３０ｎｍの発振波長の半導体レーザ装置に対しても本発明の内容を適用することができる。但し、これらの場合は、ＩｎＧａＡｓＰガイド層の屈折率とＡｌＧａＡｓクラッド層の屈折率とが一致するためのＩｎＧａＡｓＰのＡｓ組成比ｙとＡｌＧａＡｓのＡｌ組成比Ｘとの関係式は、Ｘ＝−０．４０６８ｙ＋０．３８３３ではないが、参考文献２を参照すれば関係式を容易に導出することができる。
【００３０】
また、上述の実施の形態１乃至３において、Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層のＡｓ組成比ｙを０．１０、０．２０、０．３０として説明し、全体としてＡｓ組成比が０を超え、０．３以下の範囲にあるとき動作電圧を低く抑えることができることを示した。そして、Ａｓ組成比が０．３を超えるＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層であっても動作電圧を低く抑えることができる。しかし、この場合、活性層とガイド層間のバンドギャップエネルギー差が小さくなるためキャリアを有効に活性層内に閉じ込めることができなくなり効率低下というレーザ特性の悪化を招いてしまう。よって、実質的なＡｓ組成比は０．３が上限である。
【００３１】
また、上述の実施の形態１乃至３において、共振器長１０００μｍ、ストライプ幅１μｍを例として説明してきたが、これらに限るものではないことは言うまでもない。
【００３２】
実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４に係わる半導体レーザ装置の斜視図である。
この発明の実施の形態４に係わる半導体レーザ装置は、実施の形態１に係わる半導体レーザ装置の第１導電型クラッド層側ガイド層としてのｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４の代わりにｎ外側Ｉｎ１−ｔＧａｔＡｓｓＰ１−ｓ（Ａｓ組成比ｓは０を超え、０．３以下の実数）ガイド層３４およびｎ内側Ｉｎ１−ｗＧａｗＡｓｕＰ１−ｕ（Ａｓ組成比ｕはｓを超え、且つ０を超え、０．３以下の実数）ガイド層３５の２層、第２導電型クラッド層側ガイド層としてのｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層６の代わりにｐ内側Ｉｎ１−ｗＧａｗＡｓｕＰ１−ｕガイド層３６およびｐ外側Ｉｎ１−ｔＧａｔＡｓｓＰ１−ｓガイド層３７の２層で構成されていることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。例えば、ｕ＝０．３、ｓ＝０．１であれば、ｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３およびｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７のＡｌ組成比ｘは０．３４３以上、１．０以下とすればよい。
【００３３】
このように第１導電型クラッド層側ガイド層および第２導電型クラッド層側ガイド層をＡｓ組成比が異なる複数の層にしても動作電圧が低い発振波長が８０８ｎｍの半導体レーザを実現することができる。
なお、実施の形態４においては第１導電型クラッド層側ガイド層および第２導電型クラッド層側ガイド層をそれぞれＡｓ組成比が異なる２層で構成しているが、Ａｓ組成比が異なる３層以上で構成してもよい。
【００３４】
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５に係わる半導体レーザ装置の斜視図である。
この発明の実施の形態５に係わる半導体レーザ装置は、実施の形態１に係わる半導体レーザ装置の第１導電型クラッド層側ガイド層としてのｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層４の代わりにｎ外側Ｉｎ１−ｔＧａｔＡｓｓＰ１−ｓ（Ａｓ組成比ｓは０を超え、０．３以下の実数）ガイド層３４およびｎ内側Ｉｎ１−ｗＧａｗＡｓｕＰ１−ｕ（Ａｓ組成比ｕはｓ未満、且つ０を超え、０．３以下の実数）ガイド層３５の２層、第２導電型クラッド層側ガイド層としてのｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層６の代わりにｐ内側Ｉｎ１−ｗＧａｗＡｓｕＰ１−ｕガイド層３６およびｐ外側Ｉｎ１−ｔＧａｔＡｓｓＰ１−ｓガイド層３７の２層で構成されていることが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。例えば、ｕ＝０．１、ｓ＝０．３であれば、ｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層３およびｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層７のＡｌ組成比ｘは０．２６１以上、１．０以下とすればよい。
【００３５】
このように第１導電型クラッド層側ガイド層および第２導電型クラッド層側ガイド層をＡｓ組成比の異なる複数の層にしても動作電圧が低い発振波長が８０８ｎｍの半導体レーザを実現することができる。
なお、実施の形態５においては第１導電型クラッド層側ガイド層および第２導電型クラッド層側ガイド層をそれぞれＡｓ組成比が異なる２層で構成しているが、Ａｓ組成比が異なる３層以上で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる半導体レーザ装置の斜視図である。
【図２】実施の形態１に係わる半導体レーザ装置の電圧−電流特性を示すグラフである。
【図３】従来の構造の半導体レーザ装置の斜視図である。
【図４】実施の形態１に係わる半導体レーザ装置の動作電圧のガイド層厚依存性を示すグラフである。
【図５】発振波長８０８ｎｍの半導体レーザ装置のＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層の屈折率とＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層の屈折率が一致するときのＩｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙのＡｓ組成比ｙとＡｌＸＧａ１−ＸＡｓのＡｌ組成比Ｘの関係を示すグラフである。
【図６】この発明の実施の形態２に係わる半導体レーザ装置の動作電圧のガイド層厚依存性を示すグラフである。
【図７】この発明の実施の形態３に係わる半導体レーザ装置の動作電圧のガイド層厚依存性を示すグラフである。
【図８】この発明の実施の形態４に係わる半導体レーザ装置の斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態５に係わる半導体レーザ装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ｎ電極、２  ｎ型ＧａＡｓ基板、３  ｎ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層、４  ｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層、５  ＧａＡｓ０．８８Ｐ０．１２活性層、６  ｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層、７  ｐ型ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓクラッド層、８  ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、９  ｐ電極、１０  プロトン注入領域、２３  ｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．３５Ｉｎ０．５０Ｐクラッド層、２４  ｎ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層、２６  ｐ側Ｉｎ１−ＺＧａＺＡｓｙＰ１−ｙガイド層、２７  ｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．３５Ｉｎ０．５０Ｐクラッド層、３４  ｎ外側Ｉｎ１−ｔＧａｔＡｓｓＰ１−ｓガイド層、３５  ｎ内側Ｉｎ１−ｗＧａｗＡｓｕＰ１−ｕガイド層、３６  ｐ内側Ｉｎ１−ｗＧａｗＡｓｕＰ１−ｕガイド層、３７  ｐ外側Ｉｎ１−ｔＧａｔＡｓｓＰ１−ｓガイド層。
【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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