(57)【要約】      （修正有）【課題】ＴＥモード光に対する偏光比の高い発振状態で動作する半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】ｎ−ＧａＡｓ基板１２上にｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層１４、ＡｌＧａＡｓ障壁層１６、ＡｌＧａＡｓ井戸層１８、ＡｌＧａＡｓ障壁層２０、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層２４の積層構造を有する。ｐ−ＧａＡｓキャップ層及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層の上部層２２ａは、幅Ｗ０  のストライプ状のリッジ２６として形成されている。リッジの両側はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２８で埋め込まれている。ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層の上部層の更に上部の最上層２２ｂが、リッジ幅より狭い幅Ｗ１  のストライプ状小リッジ４２として形成され、小リッジの外側はｐ−ＧａＡｓキャップ層の下部層２４ａで埋め込まれている。ｐ−ＧａＡｓキャップ層が発振波長に対して光吸収層となり、ＴＭモード導波抑制領域として機能する。【選択図】        図１
2004327680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストライプ状の発光領域と、発光領域の外側に延在する非発光領域との境界に沿って境界上のレーザストライプ内に、ＴＥモード光に比べてＴＭモード光をより速やかに減衰させて、ＴＭモード光の導波を抑制するＴＭモード導波抑制領域を備えていることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
ＴＭモード導波抑制領域のクラッド層の膜厚が、ＴＭモード導波抑制領域で挟まれた非ＴＭモード導波抑制領域のクラッド層の膜厚に比べて薄く、クラッド層の減厚分に等しい膜厚の光吸収層がＴＭモード導波抑制領域のクラッド層上に設けて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】
ＴＭモード導波抑制領域のクラッド層内に、光吸収層がストライプ状に延在す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４】
ＴＭモード導波抑制領域の導波光の近視野像が、ＴＭモード導波抑制領域で挟まれた非ＴＭモード導波抑制領域の導波光の近視野像に比べて大きくなるように、ＴＭモード導波抑制領域が構成されてい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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ素子に関し、更に詳細には、ＴＭモードの導波を抑制する構成を備え、偏光比の高い発振状態を実現する半導体レーザ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、記録装置、ディスプレイ装置、半導体励起固体レーザ装置等の分野では、装置の光源として用いられている半導体レーザ素子の高光出力化が要求されている。それに伴い、ストライプ幅が広い、例えばストライプ幅が５０μｍから５００μｍに及ぶブロードエリア型半導体レーザ素子、複数個のブロードエリア型エミッターを有するバーレーザ、或いはバーレーザを積層したスタックレーザ等が注目されている。
【０００３】
ここで、図７を参照し、従来のブロードエリア型半導体レーザ素子の構成を説明する。図７は従来のブロードエリア型半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。
従来のブロードエリア型半導体レーザ素子１０は、図７に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１２上に、順次、成膜されたｎ−Ａｌ０．４７ＧａＡｓクラッド層１４、Ａｌ０．３０ＧａＡｓ障壁層１６、Ａｌ０．１２ＧａＡｓ井戸層１８、Ａｌ０．３０ＧａＡｓ障壁層２０、ｐ−Ａｌ０．４７ＧａＡｓクラッド層２２、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層２４の積層構造を有する。
【０００４】
積層構造のうち、ｐ−ＧａＡｓキャップ層２４及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の上部層は、ストライプ幅が５０μｍ以上のリッジ２６として形成されている。リッジ２６の両側はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２８で埋め込まれている。
また、ｐ−ＧａＡｓキャップ層２４上にはｐ側電極３０が、ｎ−ＧａＡｓ基板１２の裏面にはｎ側電極３２が、それぞれ、形成されている。
【０００５】
ところで、媒体中を進行する光の偏光状態は、一般的には、進行方向に垂直な面内で互いに直交する成分が合成されたものとして考えられている。そして、応用分野によっては、進行する光が、直線偏光で、直交する成分が少ない光源が必要である。
そのために、偏光分離素子等の光学素子を光軸上に配置し、直交成分を分離して、直線偏光成分のみを進行させることが行われているものの、原理的には、予め、半導体レーザ素子から出射される光の所望のモード光に対する偏光比を高めておくことが望ましい。例えば、ＭＯディスク等の記録再生装置の光源として用いられる半導体レーザ素子には、ＴＥ偏光のみが要求されているので、高い偏光比〔ＴＥモードの光強度／（ＴＥモードの光強度＋ＴＭモードの光強度〕が必要である。
【０００６】
そこで、例えば特開平１０−１７３２７９号公報は、偏光子を備え、出力制御を確実に行って高い偏光比を得るようにした半導体レーザ装置を提案していて、半導体レーザ素子の前方出射光の光出力を後方出射光の検出によって制御する半導体レーザ装置において、半導体レーザ素子の前方出射光及び後方出射光に対して、それぞれ、同一モードのＴＥモード或いはＴＭモードの偏光子を配置した構成になっている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１７３２７９号公報（図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のブロードエリア型半導体レーザ素子１０では、半導体レーザ素子１０を動作させたとき、レーザ出射光の偏光比が小さい、つまりＴＭモード光も同時に出射されるという問題があった。
また、前掲公報で提案されている半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子の前方出射光及び後方出射光に対して、それぞれ、同一モードのＴＥモード或いはＴＭモードの偏光子を必要としているので、装置の構成が複雑になる。
そこで、本発明の目的は、ＴＥモード光出射で偏光比の高い発振状態を動作する半導体レーザ素子を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、ＴＭモード光は、発光領域の熱ストレスにより発生し易いことに注目した。
例えば、図７に示すストライプ幅の広い高出力のブロードエリア型半導体レーザ素子１０では、発振状態のとき、電極間に注入された電流により熱ストレスがストライプ内及びその周辺部に生じ、その結果、ＴＭモード光が発生する。
熱ストレスは、ストライプとストライプ外側との境界付近が最も大きくなり、またストライプ幅が広くなるほど大きくなる傾向がある。例えば、上半導体レーザ素子１０では、図７に示すように、井戸層１８のリッジ２６下の活性層領域１８ａ（発光領域）とその外側の領域１８ｂとの境界領域３４で、大きなストレスが発生する。その結果、ＴＭモード光がそこで発生する。
そのため、従来のブロードエリア型半導体レーザ素子１０では、レーザストライプ内部でＴＥモード直線偏光と、熱ストレスに起因する９０度偏波方向が異なるＴＭモードが発生する。この結果、半導体レーザ素子１０から出射される光の偏光比が悪化する。
【００１０】
そこで、本発明者は、熱ストレスによりＴＭモード光が発生し易い、発光領域と非発光領域との境界に沿って境界上に種々の構成のＴＭモード導波抑制領域を設けてＴＭモードを減衰させることを着想し、実験により本着想の有効性を確認して、本発明を発明するに到った。
【００１１】
上記目的を達成するために、上述の知見に基づいて、本発明に係る半導体レーザ素子は、ストライプ状の発光領域と、発光領域の外側に延在する非発光領域との境界に沿って境界上のレーザストライプ内に、ＴＥモード光に比べてＴＭモード光をより速やかに減衰させてＴＭモード光の導波を抑制するＴＭモード導波抑制領域を備えていることを特徴としている。
【００１２】
本発明では、ストライプ状の発光領域と発光領域の外側に延在する非発光領域との境界に沿って境界上のレーザストライプ内にＴＭモード導波抑制領域を設けることにより、発光領域と非発光領域との境界に沿って熱ストレスにより選択的に発生するＴＭモード光をＴＥモード光に比べて速やかに減衰させてＴＭモード光の導波を抑制し、偏光比の高いレーザ光を出射する半導体レーザ素子を実現している。
【００１３】
一般的に、光導波路を構成するクラッド層の外側に光吸収層が存在するとき、光吸収層による光吸収のために、導波損失が発生する。光導波路を導波するＴＥモード光とＴＭモード光の光吸収層による導波損失とを比較すると、ＴＭモード光の導波損失の方は大きい。また、クラッド層の厚みを減らしていくと、クラッド層を導波するＴＥモード光とＴＭモード光ともに導波損失が増えるが、ＴＭモード光の方が導波損失が大きくなる。
つまり、光導波路を構成するクラッド層の外側の光吸収層は、ＴＭモード導波抑制領域として機能するので、熱ストレス発生領域上に光吸収層からなるＴＭモード導波抑制領域を設けることにより、熱ストレス発生領域で発生したＴＭモード光の導波を抑制することができる。
【００１４】
そこで、本発明の好適な実施態様では、ＴＭモード導波抑制領域のクラッド層の膜厚が、ＴＭモード導波抑制領域で挟まれた非ＴＭモード導波抑制領域のクラッド層の膜厚に比べて薄く、クラッド層の減厚分に等しい膜厚の光吸収層がＴＭモード導波抑制領域のクラッド層上に設けてある。
【００１５】
本発明の別の好適な実施態様では、ＴＭモード導波抑制領域のクラッド層内に、光吸収層がストライプ状に延在する。
クラッド層内に延在する光吸収層は、発振波長に対する光吸収層を構成するものの、クラッド層を導波するＴＥモード光とＴＭモード光の光吸収層による導波損失とを比較すると、ＴＭモード光の導波損失の方は大きいので、ＴＭモード導波抑制領域として機能する。
【００１６】
本発明の更に別の好適な実施態様では、ＴＭモード導波抑制領域の導波光の近視野像が、ＴＭモード導波抑制領域で挟まれた非ＴＭモード導波抑制領域の導波光の近視野像に比べて大きくなるように、ＴＭモード導波抑制領域が構成されている。
例えば、クラッド層に光ガイド層を設けた領域と、クラッド層に光ガイド層を設けない領域とを形成することにより、光ガイド層を設けない領域の導波光の近視野像が光ガイド層を設けた領域の導波光の近視野像より大きくなる。換言すれば、光ガイド層を設けない領域の導波光の光損失が大きい。光損失はＴＭモード光がＴＥモード光に比べて大きいので、従って、光ガイド層を設けない領域はＴＭモード導波抑制領域として機能し、光ガイド層を設けた領域を非ＴＭモード導波抑制領域として機能する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、実施形態例を挙げ、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
実施形態例１
本実施形態例は本発明に係る半導体レーザ素子の実施形態の一例であって、図１は本実施形態例の半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。図１に示す部位のうち、図７に示すものと同じものには同じ符号を付している。
本実施形態例の半導体レーザ素子４０は、発振波長７８０ｎｍのブロードエリア型半導体レーザ素子であって、図１に示すように、従来のブロードエリア型半導体レーザ素子１０と同様に、ｎ−ＧａＡｓ基板１２上に、順次、成膜されたｎ−Ａｌ０．４７ＧａＡｓクラッド層１４、Ａｌ０．３０ＧａＡｓ障壁層１６、Ａｌ０．１２ＧａＡｓ井戸層１８、Ａｌ０．３０ＧａＡｓ障壁層２０、ｐ−Ａｌ０．４７ＧａＡｓクラッド層２２、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層２４の積層構造を有する。
【００１８】
積層構造のうち、ｐ−ＧａＡｓキャップ層２４及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の上部層２２ａは、ストライプ幅Ｗ０  のストライプ状のリッジ２６として形成されている。リッジ２６の両側はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２８で埋め込まれている。
【００１９】
本実施形態例では、更に、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の上部層２２ａの更に上部の最上層２２ｂが、リッジ２６のストライプ幅より狭いストライプ幅Ｗ１  のストライプ状小リッジ４２として形成され、小リッジ４２の外側はｐ−ＧａＡｓキャップ層２４の下部層２４ａで埋め込まれている。
ｐ−ＧａＡｓキャップ層２４上にはｐ側電極３０が、ｎ−ＧａＡｓ基板１２の裏面にはｎ側電極３２が、それぞれ、形成されている。
【００２０】
ＡｌＧａＡｓ障壁層２０からの、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の最上層２２ｂの上面までの厚さをＨ１  、上部層２２ａまでの厚さをＨ２  、リッジ２６脇のｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の残り層２２ｃの厚さをＨ３  とすると、
Ｈ１  ＞Ｈ２  ＞Ｈ３  
の関係にあって、Ｈ１  が１５００ｎｍ、Ｈ３  が１０００ｎｍのとき、小リッジ４２の高さ、ΔＨ＝Ｈ１  −Ｈ２  は５００ｎｍである。
【００２１】
リッジ２６のストライプ幅をＷ０  、小リッジ４２のストライプ幅をＷ１  、及びリッジ２６の外縁と小リッジ４２の外縁との距離をＷ２  とすると、
Ｗ０  ＝Ｗ１  ＋２・Ｗ２  
の関係が成立し、Ｗ０  は１０μｍ以上１ｍｍ以下、Ｗ２  はＷ０  ／４０以上Ｗ０  ／３以下の範囲が望ましい。
【００２２】
光導波路を構成するクラッド層の外側に光吸収層が存在するとき、光吸収層による光吸収のために、光導波路を導波する光の導波損失が発生する。クラッド層を導波するＴＥモード光とＴＭモード光の導波損失とを比較すると、ＴＭモード光の導波損失の方は大きい。また、クラッド層の厚みを減らしていくと、クラッド層を導波するＴＥモード光とＴＭモード光ともに導波損失が増えるが、ＴＭモード光の方が導波損失が大きくなる。
つまり、光導波路を構成するクラッド層の外側の光吸収層は、ＴＭモード導波抑制領域として機能するので、発光領域と非発光領域との境界近傍の熱ストレス発生領域上に光吸収層からなるＴＭモード導波抑制領域を設けることにより、熱ストレス発生領域で発生したＴＭモード光の導波を抑制することができる。
【００２３】
上述のＴＭモード光の導波抑制原理に基づくと、本実施形態例では、ｐ−ＧａＡｓキャップ層２４が発振波長に対して光吸収層として機能するので、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の最上層２２ｂの外側に存在する幅Ｗ２  のｐ−ＧａＡｓキャップ層２４の下部層２４ａが光吸収部を構成し、ＴＭモード導波抑制領域として機能する。
また、本実施形態例では、ストライプ幅Ｗ０  のリッジ２６の下方領域内で、幅Ｗ２  のＴＭモード導波抑制領域２４ａが、熱ストレス集中領域（発光領域１８ａと非発光領域１８ｂとの境界領域）上に重ねて配置されている。
そこで、本半導体レーザ素子４０を動作させたとき、熱ストレスにより熱ストレス集中領域で集中的に発生したＴＭモードは、ＴＭモード導波抑制領域２４ａでの選択的な吸収損失によって減衰するので、本半導体レーザ素子４０は、従来のブロードエリア型半導体レーザ素子１０に比べて、格段に高い偏光比を実現することができる。
【００２４】
次に、図２を参照して、本実施形態例の半導体レーザ素子４０の作製方法を説明する。図２（ａ）から（ｃ）は、半導体レーザ素子４０作製の主要工程での層構造を示す断面図である。
従来と同様に、図２（ａ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１２上にＭＯＣＶＤ法等により、順次、ｎ−Ａｌ０．４７ＧａＡｓクラッド層１４、Ａｌ０．３０ＧａＡｓ障壁層１６、Ａｌ０．１２ＧａＡｓ井戸層１８、Ａｌ０．３０ＧａＡｓ障壁層２０、及び膜厚Ｈ１  のｐ−Ａｌ０．４７ＧａＡｓクラッド層２２をエピタキシャル成長させて、積層構造を形成する。
【００２５】
次いで、本実施形態例では、図２（ｂ）に示すように、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の膜厚がＨ２  になるまで、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２をエッチングして、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の最上層２２ｂからなるストライプ幅Ｗ１  の小リッジ４２を形成する。続いて、基板全面にｐ−ＧａＡｓキャップ層２４をエピタキシャル成長させて、小リッジ４２の両側をｐ−ＧａＡｓキャップ層２４ａで埋め込むと共に、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の最上層２２ｂ上にｐ−ＧａＡｓキャップ層２４を成膜する。
続いて、図２（ｃ）に示すように、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の残り層２２ｃの膜厚がＨ３  になるまで、ｐ−ＧａＡｓキャップ層２４及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の上部層２２ａをエッチングして、ストライプ幅Ｗ０  のリッジ２６を形成する。
【００２６】
図示しないが、以下、従来と同様にして、リッジ２６をｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２８で埋め込む。続いて、ｐ−ＧａＡｓキャップ層２４上にｐ側電極３０を、ｎ−ＧａＡｓ基板１２の裏面にｎ側電極３２を形成する。
以上の工程を経て、半導体レーザ素子４０を作製することができる。
【００２７】
実施形態例２
本実施形態例は本発明に係る半導体レーザ素子の実施形態の別の例であって、図３は本実施形態例の半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。図３に示す部位のうち、図７に示すものと同じものには同じ符号を付している。
本実施形態例の半導体レーザ素子５０は、発振波長７８０ｎｍのブロードエリア型半導体レーザ素子であって、図２に示すように、ＡｌＧａＡｓ障壁層２０から上方にＨ２  の位置のｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２内に、帯幅がＷ２  で、膜厚が６５ｎｍの２本の帯状のｐ−ＧａＡｓ吸収層５２をＷ１  の間隔で設けていることを除いて、従来のブロードエリア型半導体レーザ素子１０と同じ構成を備えている。
【００２８】
リッジ２６のストライプ幅をＷ０  、ｐ−ＧａＡｓ吸収層５２の間隔をＷ１  、及び帯状のｐ−ＧａＡｓ吸収層５２の幅をＷ２  とすると、
Ｗ０  ＝Ｗ１  ＋２・Ｗ２  
の関係が成立し、Ｗ０  は１０μｍ以上１ｍｍ以下、Ｗ２  はＷ０  ／４０以上Ｗ０  ／３以下の範囲が望ましい。
【００２９】
また、ＡｌＧａＡｓ障壁層２０の上面から、それぞれ、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２内のｐ−ＧａＡｓ吸収層５２の下面までの高さをＨ２  、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の上面までの高さをＨ１  、及びリッジ２６脇のｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の残り層の上面までの高さＨ３  とすると、
Ｈ１  ＞Ｈ２  ＞Ｈ３  
の関係にあって、Ｈ１  が１５００ｎｍ、Ｈ３  が３５０ｎｍのとき、Ｈ２  は１０００ｎｍである。
【００３０】
ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２内に延在するｐ−ＧａＡｓ吸収層５２は、発振波長に対して光吸収層を構成し、ＴＭモード導波抑制領域として機能する。
また、本実施形態例では、ストライプ幅Ｗ０  のリッジ２６の下方領域内で、幅Ｗ２  のＴＭモード導波抑制領域５２が、熱ストレス集中領域（発光領域１８ａと非発光領域１８ｂとの境界領域）上に重ねて配置されている。
これにより、本半導体レーザ素子５０を動作させたとき、熱ストレスにより熱ストレス集中領域で集中的に発生したＴＭモードは、ＴＭモード導波抑制領域５２での吸収損失によって減衰するので、半導体レーザ素子５０は、従来のブロードエリア型半導体レーザ素子１０に比べて、ＴＥモード光に対する格段に高い偏光比を実現することができる。
【００３１】
次に、図４を参照して、本実施形態例の半導体レーザ素子５０の作製方法を説明する。図４（ａ）から（ｃ）は、半導体レーザ素子４０作製の主要工程での層構造を示す断面図である。
先ず、図４（ａ）に示すように、従来と同様に、ｎ−ＧａＡｓ基板１２上にＭＯＣＶＤ法等により、順次、ｎ−Ａｌ０．４７ＧａＡｓクラッド層１４、Ａｌ０．３０ＧａＡｓ障壁層１６、Ａｌ０．１２ＧａＡｓ井戸層１８、及びＡｌ０．３０ＧａＡｓ障壁層２０をエピタキシャル成長させる。
次いで、本実施形態例では、膜厚Ｈ２  のｐ−Ａｌ０．４７ＧａＡｓクラッド層２２Ａ及び膜厚６５ｎｍのｐ−ＧａＡｓ吸収層５２をエピタキシャル成長させて、積層構造を形成する。
【００３２】
次いで、図４（ｂ）に示すように、ストライプ幅Ｗ１  の窓を有するエッチングマスク（図示せず）をｐ−ＧａＡｓ吸収層５２上に形成してｐ−ＧａＡｓ吸収層５２をエッチングし、幅Ｗ１  の開口部５３をｐ−ＧａＡｓ吸収層５２に形成し、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２Ａを露出させる。
次いで、露出したｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２Ａ上及びｐ−ＧａＡｓ吸収層５２上に再びｐ−ＡｌＧａＡｓ層をエピタキシャル成長させて、総膜厚Ｈ１  のｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２を形成し、更にその上に、ｐ−ＧａＡｓキャップ層２４をエピタキシャル成長させる。
次いで、図４（ｃ）に示すように、リッジ脇のｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の残り層の膜厚がＨ３  になるまで、ｐ−ＧａＡｓキャップ層２４、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２、ｐ−ＧａＡｓ吸収層５２、及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２をエッチングして、ストライプ幅Ｗ０  のリッジ２６を形成する。
【００３３】
以下、従来と同様にして、リッジ２６をｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２８で埋め込む。続いて、ｐ−ＧａＡｓキャップ層２４上にｐ側電極３０を、ｎ−ＧａＡｓ基板１２の裏面にｎ側電極３２を形成する。
以上の工程を経て、半導体レーザ素子５０を作製することができる。
【００３４】
実施形態例３
本実施形態例は本発明に係る半導体レーザ素子の実施形態の更に別の例であって、図５は本実施形態例の半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。図５に示す部位のうち、図７に示すものと同じものには同じ符号を付している。
本実施形態例の半導体レーザ素子６０は、発振波長７８０ｎｍのブロードエリア型半導体レーザ素子であって、図５に示すように、ＡｌＧａＡｓ障壁層２０から上方にＨ２  の位置のｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２内に、ストライプ幅がＷ１  で、膜厚が６５ｎｍの帯状のｐ−ＡｌＧａＡｓ光ガイド層６２を有することを除いて、従来のブロードエリア型半導体レーザ素子１０と同じ構成を備えている。
【００３５】
リッジ２６のストライプ幅をＷ０  、ｐ−ＡｌＧａＡｓ光ガイド層６２のストライプ幅をＷ１  、及びｐ−ＡｌＧａＡｓ光ガイド層６２の側縁からリッジ２６までの距離をＷ２  とすると、
Ｗ０  ＝Ｗ１  ＋２・Ｗ２  
の関係が成立し、Ｗ０  は１０μｍ以上１ｍｍ以下、Ｗ２  はＷ０  ／４０以上Ｗ０  ／３以下の範囲が望ましい。
【００３６】
ＡｌＧａＡｓ障壁層２０の上面から、それぞれ、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２内のｐ−ＡｌＧａＡｓ光ガイド層６２の下面までの高さをＨ２  、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の上面までの高さをＨ１  、及びリッジ２６脇のｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の残り層の上面までの高さＨ３  とすると、
Ｈ１  ＞Ｈ２  ＞Ｈ３  
の関係が成立し、Ｈ１  が１５００ｎｍ、Ｈ３  が３５０ｎｍのとき、Ｈ２  は３６０ｎｍである。
【００３７】
本実施形態例では、ｐ−ＧａＡｓキャップ層２４が発振波長に対して光吸収層である。また、ストライプＷ１  の領域、及びその外側の幅Ｗ２  の領域ともに、ＡｌＧａＡｓ活性層（ＳＱＷ，ＭＱＷ）１８からｐ−ＧａＡＳキャップ層２４まで同じＡｌＧａＡｓ層であるものの、ストライプ幅Ｗ１  の領域では、ｐ−ＡｌＧａＡｓ光ガイド層６２が存在するので、光のニアフィールド形状が幅Ｗ２  の領域と比較して小さくなる。
換言すれば、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２を導波する光のｐ−ＧａＡｓキャップ層２４による光損失は、Ｗ１  とＷ２  の領域を比べると、Ｗ２  の領域で大きくなる。光損失はＴＭモード光がＴＥモード光に比べて大きいので、従って、Ｗ２  の領域がＴＭモード吸収領域、つまりＴＭモード導波抑制領域として機能する。また、リッジ２６の下方領域で、幅Ｗ２  のＴＭモード導波抑制領域が、熱ストレス集中領域と重ねて配置されている。
【００３８】
これにより、本半導体レーザ素子６０を動作させたとき、熱ストレスにより熱ストレス集中領域で集中的に発生したＴＭモードは、ＴＭモード導波抑制領域での吸収損失によって減衰するので、半導体レーザ素子６０は、従来のブロードエリア型半導体レーザ素子１０に比べて、格段に高い偏光比を実現することができる。
【００３９】
次に、図６を参照して、本実施形態例の半導体レーザ素子６０の作製方法を説明する。図６（ａ）から（ｃ）は、半導体レーザ素子６０作製の主要工程での層構造を示す断面図である。
先ず、図６（ａ）に示すように、従来と同様に、ｎ−ＧａＡｓ基板１２上にＭＯＣＶＤ法等により、順次、ｎ−Ａｌ０．４７ＧａＡｓクラッド層１４、Ａｌ０．３０ＧａＡｓ障壁層１６、Ａｌ０．１２ＧａＡｓ井戸層１８、及びＡｌ０．３０ＧａＡｓ障壁層２０をエピタキシャル成長させる。
次いで、本実施形態例では、膜厚Ｈ２  のｐ−Ａｌ０．４７ＧａＡｓクラッド層２２Ａ及び膜厚６５ｎｍのｐ−Ａｌ０．３０Ｇａ０．７０Ａｓ光ガイド層６２をエピタキシャル成長させて、積層構造を形成する。
【００４０】
次いで、図６（ｂ）に示すように、ストライプ幅Ｗ１  のマスク（図示せず）をｐ−ＡｌＧａＡｓ光ガイド層６２に形成し、マスクから露出したｐ−ＡｌＧａＡｓ光ガイド層６２をエッチングして、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２を露出させる。
続いて、再び、基板全面にｐ−ＡｌＧａＡｓ層をエピタキシャル成長させて、膜厚Ｈ１  のｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２を形成し、更にその上にｐ−ＧａＡｓキャップ層２４をエピタキシャル成長させる。
次いで、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２の残り層の膜厚がＨ３  になるまで、ｐ−ＧａＡｓキャップ層２４及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２をエッチングして、リッジ２６を形成する。
【００４１】
以下、従来と同様にして、リッジ２６をｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２８で埋め込む。続いて、ｐ−ＧａＡｓキャップ層２４上にｐ側電極３０を、ｎ−ＧａＡｓ基板１２の裏面にｎ側電極３２を形成する。
以上の工程を経て、半導体レーザ素子６０を作製することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、ストライプ状の発光領域と、発光領域の外側に延在する非発光領域との境界に沿って境界上のレーザストライプ内にＴＭモード導波抑制領域を設けることにより、発光領域と非発光領域との境界に沿って熱ストレスにより選択的に発生するＴＭモード光をＴＥモード光に比べて速やかに減衰させてＴＭモード光の導波を抑制し、偏光比の高いレーザ光を出射する半導体レーザ素子を実現している。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１のブロードエリア型半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）から（ｃ）は、実施形態例１の半導体レーザ素子作製の主要工程での層構造を示す断面図である。
【図３】実施形態例２のブロードエリア型半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）から（ｃ）は、実施形態例２の半導体レーザ素子作製の主要工程での層構造を示す断面図である。
【図５】実施形態例３のブロードエリア型半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）から（ｃ）は、実施形態例２の半導体レーザ素子作製の主要工程での層構造を示す断面図である。
【図７】従来のブロードエリア型半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０……従来のブロードエリア型半導体レーザ素子、１２……ｎ−ＧａＡｓ基板、１４……ｎ−Ａｌ０．４７ＧａＡｓクラッド層、１６……Ａｌ０．３０ＧａＡｓ障壁層、１８……Ａｌ０．１２ＧａＡｓ井戸層、１８ａ……リッジ下の発光領域、１８ｂ……非発光領域、２０……Ａｌ０．３０ＧａＡｓ障壁層、２２……ｐ−Ａｌ０．４７ＧａＡｓクラッド層、２４……ｐ−ＧａＡｓキャップ層、２６……リッジ、２８……ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層、３０……ｐ側電極、３２……ｎ側電極、３４……発光領域と非発光領域との境界領域（ストレス発生領域）、４０……実施形態例１のブロードエリア型半導体レーザ素子、４２……小リッジ、５０……実施形態例２のブロードエリア型半導体レーザ素子、５２……ｐ−ＧａＡｓ吸収層／ＴＭモード導波抑制領域、６０……実施形態例３のブロードエリア型半導体レーザ素子、６２……ｐ−ＡｌＧａＡｓ光ガイド層。
【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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