(57)【要約】【課題】大電流時の光出力の低下が少なく、かつスロープ効率が高く、従来の半導体レーザと比較して近視野像が大きく変動しない半導体レーザを構成する。【解決手段】ｐ−ＩｎＰ基板１２上に配設されたｐ−ＩｎＰクラッド層１４と、このｐ−ＩｎＰクラッド層１４上に配設された活性領域１６と、この活性領域１６上に配設されたｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａと、このｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａの上に配設されたｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂと、ｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａとｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂとの間に挟まれて活性領域１６から発光するレーザ光の近視野像の光強度が実質的に０になる位置よりも活性領域１６側に積層されるとともに０．０５〜０．３μｍの厚さを有し光強度分布の重み中心をｎ側に移動させるｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０と、を備えたものである。【選択図】　　　　図１
2004111535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の半導体基板と、
この半導体基板上に配設された第１導電型の第１クラッド層と、
この第１クラッド層上に配設された活性層と、
この活性層上に配設された第２導電型の第２クラッド層と、
上記活性層から発光するレーザ光の近視野像の光強度が実質的に０になる位置よりも上記活性層側に積層されるとともに０．０５〜０．３μｍの厚さを有し光強度分布の重み中心をｎ側に移動させる半導体層と、
を備えた半導体レーザ装置。
【請求項２】
活性層を量子井戸構造とすると共に、さらに活性層を介して第１の光閉じ込め層と第２の光閉じ込め層とが半導体基板側から順次配設されたことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
半導体層が、活性層の境界面であって前記半導体層が有する導電型と同じ導電側の境界面からこの導電側の領域の１．５μｍ以内に積層されたことを特徴とする請求項１または２記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
第１導電型をｐ型とし、半導体層がｎ型で第２クラッド層の屈折率より大きく活性層の屈折率よりも小さい屈折率を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
第１導電型をｐ型とし、半導体層がｐ型で第１クラッド層の屈折率よりも小さい屈折率を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
第１導電型をｎ型とし、半導体層がｎ型で第１クラッド層の屈折率より大きく活性層の屈折率よりも小さい屈折率を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
第１導電型をｎ型とし、半導体層がｐ型で第２クラッド層の屈折率よりも小さい屈折率を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光通信用などに使用する半導体レーザ装置に係り、特に光強度分布を非対称にした半導体レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを用いた公衆通信網の普及に伴って、安価に大量の情報量を伝送することが益々求められている。この様な要請に応じて公衆通信網を安価に整備し、伝送情報量の増大を図るためには、既に整備された光ファイバー網との光学的な整合性がよく、しかも光出力効率の高い半導体レーザ装置の開発が必須の要件である。
図１５は従来の半導体レーザの断面図である。
図１５において、２００は半導体レーザ、２０２はｐ導電型ＩｎＰ基板（以下、ｐ導電型を“ｐ−”、ｎ導電型を“ｎ−”で表記する）、２０４はｐ−ＩｎＰクラッド層、２０６は活性領域で、ＩｎＧａＡｓＰ井戸層とＩｎＧａＡｓＰバリア層とからなる多重量子井戸構造の活性層とこの活性層を挟んで上下に設けられたＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層とから構成されている。２０８はｎ−ＩｎＰクラッド層、２１０はＩｎＰ電流阻止層、２１２はｎ−ＩｎＰコンタクト層、２１４はｎ型電極、２１６はｐ型電極である。
【０００３】
この半導体レーザ２００において、ｐ型電極２１６が正電位になるようにｐ型電極２１６とｎ型電極２１４とにバイアス電圧を印加すると、電流は有効に活性領域２０６にのみ集中して流れ、低電流で動作し、発光が可能となる。ｐ−ＩｎＰクラッド層２０４およびｎ−ＩｎＰクラッド層２０８の屈折率は活性領域２０６に比べて小さく、光は活性領域２０６を中心に分布する。
図１６は従来の半導体レーザの近視野像を示す模式図である。
図１６において縦軸は光の強度、横軸は活性領域２０６を中心とする距離である。横軸に平行な破線は光強度がピーク値の１０％になるところを示している。
図１６においては中央の活性領域２０６を中心にｎ側とｐ側の光の強度分布が左右対称になっている。図１６の例ではｎ側とｐ側の面積割合がそれぞれ０．３９７である。光の強度分布曲線が横軸に漸近し、実質的にほぼ０になる位置は中央の活性領域２０６からおおよそ２．０μｍの位置である。
【０００４】
なお、大出力のダブルへテロ構造の半導体レーザにおいて、多重量子井戸構造の活性層を間に挟んで形成されたｎ−ＡｌＧａＡｓ光ガイド層とｐ−ＡｌＧａＡｓ光ガイド層、およびこのｎ−ＡｌＧａＡｓ光ガイド層とｐ−ＡｌＧａＡｓ光ガイド層を間に挟んで形成されたｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層とｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層、それぞれの材料組成比を変えることにより、全体として屈折率の分布を活性層を中心としていずれかの側にシフトさせて、光密度分布のピークと電流分布のピークとが一致しないようにし、これにより材料の劣化を防ぎ信頼性の向上を図った例がある（例えば、特許文献１参照。）
また、光ファイバ増幅器用の励起光源などに用いられる半導体レーザにおいて、活性層を挟んで設けられた上部及び下部ガイド層、この上部及び下部ガイド層を挟んで設けられた上部及び下部クラッド層とを備え、さらに上部ガイド層と上部クラッド層との間及び下部ガイド層と下部クラッド層との間にそれぞれ、クラッド層よりも低屈折率の半導体層を配設し、これにより２０°以下の狭垂直放射角を有し横モードの安定した半導体レーザを構成した例がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２４３２５９号公報（第６頁〜第９頁、図１〜図３）
【特許文献２】
特開平８−１９５５２９号公報（第３頁〜第４頁、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
半導体レーザ２００が発光しているとき、活性領域２０６は薄い層であるためにｐ−ＩｎＰクラッド層２０４およびｎ−ＩｎＰクラッド層２０８への光の染み出しが大きくなる。一般に半導体レーザにおいて高い電流−光出力効率、すなわちスロープ効率、を得るためには、活性領域２０６外、特にｐ−ＩｎＰクラッド層２０４における光吸収量を低減することが必要である。
ｐ型半導体領域における光吸収の大きな要因は、ｐ型の添加不純物の注入領域において価電子帯間吸収が顕著なことにある。この現象は必ずしもＩｎＰ系材料独特の現象ではなく、ＡｌＧａＡｓ系材料の半導体レーザにおいても発生するものではあるが、特にＩｎＰ系材料の半導体レーザにおいて顕著である。
この現象に対する対策として、従来の方法はＰ型半導体領域、例えばｐ−ＩｎＰクラッド層２０４のキャリア濃度を低減することにより対処してきた。しかしながらｎ型半導体領域に比べて電気抵抗が高くなりがちであるＰ型半導体領域のキャリア濃度を低減することにより、さらに電気抵抗が増大する傾向となり、大電流時の発熱による光出力の低下、すなわちロールオフが問題となる。
【０００７】
さらに、既に光ファイバ網の敷設が進んでいる現状では、半導体レーザは単に高いスロープ効率を有するのみではなく、既に敷設されている光ファイバ網に対して十分な光学的な整合性を持たせることが必要である。このためには半導体レーザの近視野像が従来の半導体レーザとそれほど相異しないような近視野像を有する半導体レーザであることが必要となる。
この発明は上記の問題点を解消するためになされたもので、第１の目的は、大電流時の光出力の低下が少なく、かつスロープ効率が高く、従来の半導体レーザと比較して近視野像が大きく変動しない半導体レーザを構成することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体レーザ装置は、第１導電型の半導体基板と、この半導体基板上に配設された第１導電型の第１クラッド層と、この第１クラッド層上に配設された活性層と、この活性層上に配設された第２導電型の第２クラッド層と、活性層から発光するレーザ光の近視野像の光強度が実質０になる位置よりも活性層側に積層されるとともに０．０５〜０．３μｍの厚さを有し光強度分布の重み中心をｎ側に移動させる半導体層と、を備えたもので、近視野像を大きくは変化させずに、光の染み出しがｎ導電型のクラッド層側に偏倚し、ｐ導電型のクラッド層での光吸収が低減し、スロープ効率が向上する。
【０００９】
さらに、活性層を量子井戸構造とすると共に、さらに活性層を介して第１の光閉じ込め層と第２の光閉じ込め層とを半導体基板側から順次配設したもので、量子井戸構造の薄い活性層を有する半導体レーザ装置においてスロープ効率を効果的に向上させることができる。
【００１０】
またさらに、半導体層が、活性層の境界面であって半導体層が有する導電型と同じ導電側の境界面からこの導電側の領域の１．５μｍ以内に積層されたもので、光の染み出しを効果的にｎ導電型のクラッド層側に偏らせることができる。
【００１１】
さらに、第１導電型をｐ型とし、半導体層をｎ型とし第２クラッド層の屈折率より大きく活性層の屈折率よりも小さい屈折率を有するようにしたもので、ｐ型基板を用いた構成において光の染み出しをｎ導電型のクラッド層側に偏らせることができる。
【００１２】
またさらに、第１導電型をｐ型とし、半導体層をｐ型とし第１クラッド層の屈折率よりも小さい屈折率を有するようにしたもので、ｐ型基板を用いた構成において光の染み出しをｎ導電型のクラッド層側に偏らせることができる。
【００１３】
またさらに、第１導電型をｎ型とし、半導体層をｎ型とし第１クラッド層の屈折率より大きく活性層の屈折率よりも小さい屈折率を有するようにしたもので、ｎ型基板を用いた構成において光の染み出しをｎ導電型のクラッド層側に偏らせることができる。
【００１４】
またさらに、第１導電型をｎ型とし、半導体層をｐ型とし第２クラッド層の屈折率よりも小さい屈折率を有するようにしたもので、ｎ型基板を用いた構成においてｎ導電型のクラッド層側に偏らせることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下の実施の形態の説明においては、例えば光通信に用いられる１．３μｍ〜１．７μｍ波長帯のＩｎＰ系埋込型半導体レーザを例にして説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の一つの実施の形態に係る半導体レーザの断面図である。
図１において、１０は半導体レーザで、図１の半導体レーザ１０の断面においては、紙面に垂直の方向が光の導波方向である。１２は半導体基板としてのｐ−ＩｎＰ基板、１４はｐ−ＩｎＰ基板１２上に配設された第１のクラッド層としてのｐ−ＩｎＰクラッド層で、このｐ−ＩｎＰクラッド層１４はバンドギャップエネルギーが１．３５ｅＶ、層厚が１０００ｎｍ、キャリア濃度は１×１０１８ｃｍ−１である。１６はｐ−ＩｎＰクラッド層１４上に配設された活性領域である。
【００１６】
１８は活性領域１６上に配設された第２クラッド層としてのｎ−ＩｎＰクラッド層で、ｎ−ＩｎＰクラッド層１８は、この実施の形態１では２層に分かれ活性領域１６に隣接しているｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａとその上に配設されたｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂとから構成されている。ｎ−ＩｎＰクラッド層１８はバンドギャップエネルギーが１．３５ｅＶ、キャリア濃度は１×１０１８ｃｍ−１であり、ｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａの層厚は、例えば７００ｎｍである。
２０はｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａとｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂとの間に挿入された半導体層としてのｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層で、材料はＩｎ０．８Ｇａ０．２Ａｓ０．４４Ｐ０．５６でバンドギャップエネルギーが１．０３ｅＶ、層厚は１００ｎｍ、キャリア濃度は１×１０１８ｃｍ−１である。
ｐ−ＩｎＰクラッド層１４の一部１４ａ、活性領域１６、ｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａ、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０、及びｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂはリッジ状に形成され、光導波路リッジ２２を形成している。
【００１７】
この光導波路リッジ２２の両側はＩｎＰ層２４が配設され、電流阻止層として機能している。２６はｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂ及びＩｎＰ層２４の上に配設されたｎ−ＩｎＰコンタクト層である。２８はｎ−ＩｎＰコンタクト層２６上に配設されたｎ型電極、３０はｐ−ＩｎＰ基板１２の裏面に配設されたｐ型電極である。
図２はこの発明の一つの実施の形態に係る半導体レーザの活性領域の模式図である。図２の模式図は活性領域の断面を示している。
図２において、１６ａはｐ−ＩｎＰクラッド層１４に隣接する第１の光閉じ込め層としてのＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層で、材料はアンドープのＩｎ０．８Ｇａ０．２Ａｓ０．４４Ｐ０．５６でバンドギャップエネルギーが１．０３ｅＶ、層厚は４０ｎｍである。
【００１８】
１６ｂはＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層１６ａの上に配設された活性層で、この活性層１６ｂは、アンドープのＩｎ０．８Ｇａ０．２Ａｓ０．７４Ｐ０．２６でバンドギャップエネルギーが０．７７ｅＶ、層厚が６．５ｎｍのウエル層１６ｃとアンドープのＩｎ０．７１Ｇａ０．２９Ａｓ０．４８Ｐ０．５２でバンドギャップエネルギーが１．０３ｅＶ、層厚が９ｎｍのバリア層１６ｄとが交互に配設された多重量子井戸構造を有している。
１６ｅは活性層１６ｂ上に配設された第２の光閉じ込め層としてのＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層で、材料はアンドープのＩｎ０．８Ｇａ０．２Ａｓ０．４４Ｐ０．５６でバンドギャップエネルギーが１．０３ｅＶ、層厚が４０ｎｍである。
この実施の形態１においては、活性領域１６はＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層１６ａ、活性層１６ｂ及びＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層１６ｅで構成されている。なおｐ型半導体層の添加不純物は、例えばＺｎであり、ｎ型半導体層の添加不純物は、例えばＳである。
【００１９】
図３はこの発明の一実施の形態に係る半導体レーザのエネルギーバンド構造を示すエネルギーバンド図である。
この実施の形態１では、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０のバンドギャップエネルギーは１．０３ｅＶで、ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層１６ａ、バリア層１６ｄ及びＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層１６ｅと同じバンドギャップエネルギーであるが、必ずしも同じバンドギャップエネルギーでなくてもよい。
図４はこの発明の一実施の形態に係る半導体レーザの屈折率を示す模式図である。
図４において、ｎ−ＩｎＰクラッド層１８とｐ−ＩｎＰクラッド層１４とが最も小さい屈折率を有し、Ｉｎ０．８Ｇａ０．２Ａｓ０．７４Ｐ０．２６のウエル層１６ｃが最も大きい屈折率を有している。またこの実施の形態１では、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０の屈折率は、ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層１６ａ、バリア層１６ｄ及びＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層１６ｅと同じであるが、必ずしも同じでなくてもよい。ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０の屈折率は、ｎ−ＩｎＰクラッド層１８よりも大きくウエル層１６ｃよりも小さければよい。
【００２０】
また、活性領域１６とｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０との間隔Ｌ２は、この実施の形態１ではｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａの層厚Ｌ２と同じで、例えば７００ｎｍであり、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０の層厚Ｌ１は１００ｎｍである。
図５はこの発明の一つの実施の形態に係る半導体レーザの近視野像を示す模式図である。図５において縦軸は光の強度、横軸は活性領域１６を中心とする距離である。横軸に平行な破線は光強度がピーク値の１０％になるところを示している。
図５において光強度は、黒の縦線により示された中央の活性領域１６の近傍に分布するが、半導体レーザ１０においては、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０がｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａとｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂとに挟まれて配設されているために、光の分布が活性領域１６に対して左右対称になっていない。中央の活性領域１６から単調に減少してきた光強度の分布が、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０の部分（ｎ側の斜線の薄層で示す）で引き上げられ、光強度の分布が非対称になると共にｎ側の面積割合が増加している。
【００２１】
図５において光強度が減少して横軸に漸近し、実質的にほぼ０になる位置はｐ側ではおおよそ１．５μｍ〜２μｍ程度のところである。またｎ側ではｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０が挿入されているので光強度の分布曲線が単調に減少していないが、大略３μｍ程度のところである。
ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０をｎ−ＩｎＰクラッド層１８に挿入し、光強度の分布の重み中心がｎ側に有効に偏倚するためには、レーザ光の近視野像の光強度が実質的にほぼ０になる位置よりも活性層側に、さらに望ましくは光強度が１０％に低下する位置よりも活性層側に、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０が位置していればよい。この実施の形態１の例では、近視野像の光強度が実質的にほぼ０になるところは約１．５μｍ（１５００ｎｍ）〜２．０μｍであるのでＬ１とＬ２との和が１．５μｍ以下であればよいが、望ましくは０．７〜０．９μｍである。
【００２２】
またｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０の層厚Ｌ１は０．０５μｍ〜０．３μｍであればよく、望ましくは０．０５μｍ〜０．２μｍ、さらに望ましくは０．１μｍ近傍であればよい。
次に半導体レーザ１０の製造方法の概略について説明する。
ｐ−ＩｎＰ基板１２上にＭＯＣＶＤ法を用いて、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層１６ａ、Ｉｎ０．８Ｇａ０．２Ａｓ０．７４Ｐ０．２６のウエル層１６ｃとＩｎ０．７１Ｇａ０．２９Ａｓ０．４８Ｐ０．５２のバリア層１６ｄとが交互に配設された多重量子井戸構造の活性層１６ｂ、ｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａ、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０、及びｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂを順次形成する。
次いで、通常のフォトリソグラフィ法及び化学エッチング法を用いて幅１〜２μｍ程度で、光の導波方向に延長した光導波路リッジ２２を形成する。
この後、再びＭＯＣＶＤ法等により、光導波路リッジ２２の周囲を埋め込むようにＩｎＰ層２４を成長させて、電流阻止構造を形成する。
次いでエッチングにより、光導波路リッジ２２とＩｎＰ層２４との上面を平坦にした後、ｎ−ＩｎＰコンタクト層２６を結晶成長させる。
【００２３】
さらに、ｎ−ＩｎＰコンタクト層２６の上面にｎ型電極２８を、またｐ−ＩｎＰ基板１２の裏面上にｐ型電極３０を形成し、半導体レーザ１０を完成させる。
次に動作について説明する。
この半導体レーザ１０において、ｐ型電極３０が正電位になるようにｐ型電極３０とｎ型電極２８との間にバイアス電圧を印加すると、ＩｎＰ層２４による電流阻止構造により、電流は光導波路リッジ２２に流れ、有効に活性領域１６に集中して流れ、低電流で動作し、発光が可能となる。ｐ−ＩｎＰクラッド層１４およびｎ−ＩｎＰクラッド層１８の屈折率は活性領域１６に比べて小さく、光は活性領域１６近傍に分布する。
半導体レーザ１０のｎ−ＩｎＰクラッド層１８には、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０がｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａとｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂとに挟まれて配設されているために、中央の活性領域１６から単調に減少してきた光強度が、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０の部分（ｎ側の斜線の薄層で示す）で引き上げられ、光強度の分布がｎ側とｐ側で非対称になると共にｎ側の面積割合が増加している。
【００２４】
図１６において示した従来の半導体レーザにおけるｎ側及びｐ側の光強度分布の面積割合がそれぞれ０．３９７で左右対称であったのに対して、図５に示された半導体レーザ１０におけるｐ側の光の分布の面積割合が０．３３２と減少し、この差し引き分だけ半導体レーザ１０のｎ側の光強度分布の面積割合が増加している。
これはｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａとｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂとの間に、ＩｎＰよりも大きい屈折率を有しかつウエル層１６ｃより小さな屈折率を有するｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０が挿入されているために、ｎ側のクラッド層の屈折率の平均値がｐ側のクラッド層の屈折率の平均値よりも大きくなる。これにより光強度分布の重み中心がｎ側のクラッド側に偏倚し、光の染み出しもｎ側に偏倚することになり、ｐ側で光の染み出しが少なくなり、これに対応して光の吸収が低減する。
【００２５】
また光の染み出しがｎ側に偏倚することになり、ｐ側での不純物濃度を低くする必要は無いので、不純物濃度の低下が原因となる電気抵抗の低下を招かない。従って発熱による光出力のロールオフを起こすことなく、光の吸収を小さくすることができて光出力が大きくなると共に、スロープ効率も向上する。
図６は、この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの光出力及びスロープ効率を示すグラフである。図６においては比較のために従来構造の半導体レーザの光出力及びスロープ効率も記載している。
図６において、Ａ１及びＡ２は電流Ｉｆに対するスロープ効率ηの関係を示す曲線で、曲線Ａ１が半導体レーザ１０に関するもの、Ａ２が従来の半導体レーザに関するものである。
またＢ１及びＢ２は電流Ｉｆに対するレーザ出力Ｐ０の曲線で、曲線Ｂ１が半導体レーザ１０に関するもの、Ｂ２が従来の半導体レーザに関するものである。
図６に示されるように、従来の半導体レーザに比べて、半導体レーザ１０の光出力が大きくなると共にスロープ効率も高くなっている。
【００２６】
また、この実施の形態１においては、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０の層厚は１００ｎｍと薄く、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０と活性領域１６との間隔も７００ｎｍであるので、近視野像をそれほど大きくは変化させない。このために光ファイバーと半導体レーザとの光学的な整合性も従来の半導体レーザと同様に確保することができ、既に敷設されている光ファイバー網との整合性も良い。
【００２７】
図７はこの発明の一実施の形態に係る半導体レーザの変形例を示す断面図である。
図７において、３６は半導体レーザである。また図１と同じ符号は同じものか相当のものである。このことは以下の図面においても同様である。
半導体レーザ３６は、ｎ−ＩｎＰクラッド層１８が比較的薄い場合であって、この様な場合においては、ｎ−ＩｎＰコンタクト層２６を二つに分けて、ｎ−ＩｎＰコンタクト層２６ａとｎ−ＩｎＰコンタクト層２６ｂとの間にｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０を配設してもよい。
ただしこの場合においても、レーザ光の近視野像の光強度がほぼ０になる位置よりも活性層側に、さらに望ましくは光強度が１０％に低下する位置よりも活性層側に、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０が位置していることが必要である。
【００２８】
この実施の形態１の例では、近視野像の光強度が実質的にほぼ０になるところは約１．５μｍ（１５００ｎｍ）〜２．０μｍであるのでＬ１とＬ２との和が１．５μｍ以下であればよいが、望ましくは０．７〜０．９μｍである。
この様にｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０を配設することにより、先に述べた半導体レーザ１０と同様の効果を奏する。
以上のように、この実施の形態に係る半導体レーザにおいては、ｐ−ＩｎＰ基板を用い、ｎ−ＩｎＰクラッド層の間に０．０５μｍ〜０．３μｍの層厚、例えば１００ｎｍ程度の層厚を有するｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層を挿入することにより、ｎ側のクラッド層の屈折率の平均値がｐ側のクラッド層の屈折率の平均値よりも大きくなり、これにより光強度分布の重み中心がｎ側のクラッド側に偏倚する。このため光の染み出しがｎ側に偏倚する。これにより、ｐ側での光の吸収が低減する。
【００２９】
またｐ側で光の染み出しが減少するので、ｐ側の不純物濃度を低くする必要がなくなり、不純物濃度の低下が原因となる電気抵抗の低下を招かない。
従って発熱による光出力のロールオフを起こすことなく、光の吸収を小さくすることができて、光出力が増加すると共にスロープ効率を向上することができる。
さらに、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層を挿入することによる近視野像の変化はそれほど大きくならないので、光ファイバーと半導体レーザとの光学的な整合性も従来の半導体レーザと同様に確保することができる。このためこの実施の形態に係る半導体レーザは既に敷設されている光ファイバー網との整合性も良い。延いては、光出力効率が高く、光ファイバとの整合性も良い通信用半導体レーザを構成することができる。
【００３０】
実施の形態２．
図８は、この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの断面図である。
図８において、４０は半導体レーザで、図８の半導体レーザ４０の断面においては、紙面に垂直の方向が光の導波方向である。４２は半導体層としてのｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層である。
半導体レーザ４０は、ｐ−ＩｎＰ基板５２を用いるので、実施の形態１の半導体レーザ１０と大略同じ構成であるが、半導体レーザ１０がｎ−ＩｎＰクラッド層１８にｎ−ＩｎＰクラッド層１８よりも屈折率の高いｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０を配設しているのに対して、半導体レーザ４０においては、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４に、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４よりも屈折率の低いｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層を挿入した構成になっている。
【００３１】
半導体レーザ４０においては、ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２はｐ−ＩｎＰクラッド層１４ｄとｐ−ＩｎＰクラッド層１４ｃとの間に挿入されている。
またｎ−ＩｎＰクラッド層１８、活性領域１６、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４ｄ、ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２、及びｐ−ＩｎＰクラッド層１４ｃの一部により、光導波路リッジ２２が構成されている。
ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２の層厚Ｌ４は１００ｎｍ、添加不純物はＺｎで、キャリア濃度は１×１０１８ｃｍ−１である。
図９はこの発明の一実施の形態に係る半導体レーザの屈折率を示す模式図である。
【００３２】
図９において、ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２の屈折率は、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４の屈折率よりも小さい。そしてＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層１６ａとｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２との間隔Ｌ３は、この実施の形態ではｐ−ＩｎＰクラッド層１４ｄの層厚と同じで例えば７００ｎｍである。
ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２はレーザ光の近視野像の光強度がほぼ０になる位置よりも活性層側に、さらに望ましくは光強度が１０％に低下する位置よりも活性層側に、位置していればよい。
従ってこの実施の形態２の例では、近視野像の光強度が実質的にほぼ０になるところは約１．５μｍ（１５００ｎｍ）〜２．０μｍであるので、ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層１６ａとｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２との間隔Ｌ３とｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２の層厚Ｌ４との和が１．５μｍ以下であればよいが、望ましくは０．７〜０．９μｍである。
【００３３】
半導体レーザ４０の製造方法も実施の形態１の半導体レーザ１０の製造方法と同様で、ＭＯＣＶＤ法により積層の順序を変えて形成されるとともに、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０に変えてｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２が形成されたことが相異している。
半導体レーザ４０においては、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４よりも屈折率の小さなｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２をｐ−ＩｎＰクラッド層１４に挿入している。このためにｐ側のクラッド層の屈折率の平均値がｎクラッド側の屈折率の平均値よりも低下する。これにより光強度分布の重み中心がｎ側のクラッド側に偏倚し、光の染み出しがｎ側に偏倚することになる。従って実施の形態１と同様に、ｐ側での光吸収が低減し、スロープ効率が向上する。
【００３４】
さらに、ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２を挿入することによる近視野像の変化は大きくならないので、光ファイバーと半導体レーザとの光学的な整合性も従来の半導体レーザと同様に確保することができる。延いては、光出力効率が高く、光ファイバとの整合性も良い通信用半導体レーザを構成することができる。
図１０はこの発明の一実施の形態に係る半導体レーザの変形例を示す断面図である。
【００３５】
図１０において、４６は半導体レーザである。半導体レーザ４６においては、光導波路リッジ２２がｎ−ＩｎＰクラッド層１８、活性領域１６、およびｐ−ＩｎＰクラッド層１４ｄの一部により構成される。
これは光導波路リッジ２２のｐ−ＩｎＰクラッド層１４ｄの部分が比較的薄い場合であって、この様な場合においては、光導波路リッジ２２の内部ではなく、光導波路リッジ２２の下部において、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４ｄとｐ−ＩｎＰクラッド層１４ｃとの間にｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２を挿入してもかまわない。
ただしこの場合においても、レーザ光の近視野像の光強度がほぼ０になる位置よりも活性層側に、さらに望ましくは光強度が１０％に低下する位置よりも活性層側に、ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２が位置することが必要である。
【００３６】
この変形例では、近視野像の光強度が実質的にほぼ０になるところは約１．５μｍ（１５００ｎｍ）〜２．０μｍであるので活性領域１６とｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２との間隔とｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２の厚みとの和、すなわちＬ３とＬ４との和が１．５μｍ以下であればよいが、望ましくは０．７〜０．９μｍであることは変わらない。
この様にｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２を光導波路リッジ２２よりもｐ−ＩｎＰ基板１２側に配設しても、先に述べた半導体レーザ４０と同様の効果を奏する。
【００３７】
以上のようにこの実施の形態に係る半導体レーザにおいては、ｐ−ＩｎＰ基板を用い、例えばｐ−ＩｎＰクラッド層にｐ−ＩｎＰクラッド層よりも屈折率の低いｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層を挿入することにより、ｐ側のクラッド層の屈折率の平均値がｎクラッド側の屈折率の平均値よりも低下し、このために光強度分布の重み中心がｎ側のクラッド側に偏倚し、光の染み出しがｎ側に偏倚することになる。従って、ｐ側での光吸収が低減し、スロープ効率が向上する。
さらに、この半導体レーザは光ファイバーとの光学的な整合性も従来の半導体レーザと同様に確保することができる。
延いては、光出力効率が高く、光ファイバとの整合性も良い通信用半導体レーザを構成することができる。
【００３８】
なお、実施の形態１ではｐ−ＩｎＰ基板１２を使用し、活性領域１６のｎ側にｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０を配設したものであり、実施の形態２ではｐ−ＩｎＰ基板１２を使用し、活性領域１６のｐ側にｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２を挿入したものである。さらにｐ−ＩｎＰ基板１２を使用し、活性領域１６のｎ側にｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層を、また活性領域１６のｐ側にｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層をそれぞれ挿入した構成にしても良い。
【００３９】
実施の形態３．
図１１は、この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの断面図である。
図１１において、５０は半導体レーザで、図１１の半導体レーザ５０の断面においては、紙面に垂直の方向が光の導波方向である。
５２は半導体基板としてのｎ−ＩｎＰ基板、このｎ−ＩｎＰ基板５２上にｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂが配設され、このｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂの上に、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０が配設され、このｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０の上にｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａが配設されている。ｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａとｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂとが第１のクラッド層としてのｎ−ＩｎＰクラッド層１８を構成している。
【００４０】
さらにｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａの上に、活性領域１６が配設され、活性領域１６の上に、第２のクラッド層としてのｐ−ＩｎＰクラッド層１４が配設されている。
ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、活性領域１６、ｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａ、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０、及びｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂの一部はリッジ状に形成され、光導波路リッジ２２を形成している。
この光導波路リッジ２２の両側はＩｎＰ層２４が配設され、電流阻止層として機能している。
５４は光導波路リッジ２２とＩｎＰ層２４との上に配設されたｐ−ＩｎＰコンタクト層である。ｐ−ＩｎＰコンタクト層５４の上にはｐ型電極３０が、またｎ−ＩｎＰ基板５２の裏面上にｎ型電極２８が配設されている。
この半導体レーザ５０も、半導体レーザ１０と半導体基板や層の構成は異なるが実施の形態１と同様の製造方法で製造される。
【００４１】
活性領域１６からｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０までの距離Ｌ２は、この実施の形態３でもｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａの層厚Ｌ２と同じで、例えば７００ｎｍであり、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０の層厚Ｌ１は１００ｎｍである。
また、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０は、レーザ光の近視野像の光強度が実質的にほぼ０になる位置よりも活性層側に、さらに望ましくは光強度が１０％に低下する位置よりも活性層側に、位置していればよい。
この実施の形態３の例では、近視野像の光強度が実質的にほぼ０になるところは約１．５μｍ（１５００ｎｍ）〜２．０μｍであるのでＬ１とＬ２との和が１．５μｍ以下であればよいが、望ましくは０．７〜０．９μｍである。
またｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０の層厚Ｌ１は０．０５μｍ〜０．３μｍであればよく、さらに望ましくは０．０５μｍ〜０．２μｍ、さらに望ましくは０．１μｍ近傍であればよい。
【００４２】
この半導体レーザ５０においても、ｎ−ＩｎＰクラッド層１８に、ＩｎＰよりも大きい屈折率を有しかつウエル層１６ｃより小さな屈折率を有するｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０を挿入することにより、ｎ側のクラッド層の屈折率の平均値はｐ側のクラッド層の屈折率の平均値よりも大きくなる。このため実施の形態１と同様に、光強度分布の重み中心がｎ側のクラッド側に偏倚し、光の染み出しがｎ側に偏倚し、ｐ側での光の吸収が低減する。
ｐ側での光の吸収が低減すると、ｐ側での不純物濃度を低くする必要がなくなり、不純物濃度の低下が原因となる電気抵抗の低下を招かない。従って発熱による光出力のロールオフを起こすことなく、光の吸収を小さくすることができて、スロープ効率を向上することができる。
【００４３】
さらに、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層を挿入することによる近視野像の変化は大きくならないので、光ファイバーと半導体レーザとの光学的な整合性も従来の半導体レーザと同様に確保することができ、既に敷設されている光ファイバー網との整合性も良い。延いては、光出力効率が高く、光ファイバとの整合性も良い通信用半導体レーザを構成することができる。
図１２はこの発明の一実施の形態に係る半導体レーザの変形例を示す断面図である。
【００４４】
図１２において、５６は半導体レーザである。半導体レーザ５６においては、光導波路リッジ２２がｐ−ＩｎＰクラッド層１４、活性領域１６、およびｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａの一部により構成される。これは光導波路リッジ２２のｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａの部分が比較的薄い場合であって、この様な場合においては、光導波路リッジ２２の内部ではなく、光導波路リッジ２２の下部においてｎ−ＩｎＰクラッド層１８ａとｎ−ＩｎＰクラッド層１８ｂとの間にｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０を挿入してもかまわない。
ただしこの場合においても、レーザ光の近視野像の光強度がほぼ０になる位置よりも活性層側に、さらに望ましくは光強度が１０％に低下する位置よりも活性層側に、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０が位置することが必要である。この変形例では、近視野像の光強度が実質的にほぼ０になるところは約１．５μｍ（１５００ｎｍ）〜２．０μｍであるのでＬ１とＬ２との和が１．５μｍ以下であればよいが、望ましくは０．７〜０．９μｍである。
【００４５】
この様にｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０を配設することにより、先に述べた半導体レーザ５０と同様の効果を奏する。
以上のように、この実施の形態に係る半導体レーザは、ｎ−ＩｎＰ基板が用いられ、ｎ−ＩｎＰクラッド層の間に、０．０５μｍ〜０．３μｍの層厚、例えば１００ｎｍ程度の層厚を有するｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層を挿入することにより、ｎ側のクラッド層の屈折率の平均値がｐ側のクラッド層の屈折率の平均値よりも大きくなり、これにより光強度分布の重み中心がｎ側のクラッド側に偏倚し、光の染み出しがｎ側に偏倚することになる。従って、ｐ側での光吸収が低減し、スロープ効率が向上する。
さらに、この半導体レーザは光ファイバーとの光学的な整合性も従来の半導体レーザと同様に確保することができる。
延いては、光出力効率が高く、光ファイバとの整合性も良い通信用半導体レーザを構成することができる。
【００４６】
実施の形態４．
図１３は、この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの断面図である。
図１３において、６０は半導体レーザで、図１３の半導体レーザ６０の断面においては、紙面に垂直の方向が光の導波方向である。
半導体レーザ６０は、ｎ−ＩｎＰ基板５２を用いるので、実施の形態３の半導体レーザ５０と大略同じ構成であるが、半導体レーザ５０がｎ−ＩｎＰクラッド層１８にｎ−ＩｎＰクラッド層１８よりも屈折率の高いｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０を配設しているのに対して、半導体レーザ６０においては、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４に、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４よりも屈折率の低いｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２を挿入した構成になっている。
【００４７】
すなわち、ｎ−ＩｎＰ基板５２上にｎ−ＩｎＰクラッド層１８が配設され、このｎ−ＩｎＰクラッド層１８上に配設された活性領域１６が配設されている。この活性領域１６の上に隣接して配設されたｐ−ＩｎＰクラッド層１４ｄとこのｐ−ＩｎＰクラッド層１４ｄの上に配設されたｐ−ＩｎＰクラッド層１４ｃとの間にｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２が挿入されている。
またｎ−ＩｎＰクラッド層１８の一部、活性領域１６、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４ｄ、ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２、及びｐ−ＩｎＰクラッド層１４ｃにより、光導波路リッジ２２が構成されている。
ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２はレーザ光の近視野像の光強度がほぼ０になる位置よりも活性層側に、さらに望ましくは光強度が１０％に低下する位置よりも活性層側に、位置していればよい。
【００４８】
従ってこの実施の形態４の例では、近視野像の光強度が実質的にほぼ０になるところは約１．５μｍ（１５００ｎｍ）〜２．０μｍであるので、ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層１６ａとｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２との間隔Ｌ３とｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２の層厚Ｌ４との和が１．５μｍ以下であればよいが、望ましくは０．７〜０．９μｍである。
半導体レーザ６０においては、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４よりも屈折率の小さなｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２をｐ−ＩｎＰクラッド層１４に挿入している。このためにｐ側のクラッド層の屈折率の平均値がｎクラッド側の屈折率の平均値よりも低下する。これにより光強度分布の重み中心がｎ側のクラッド層に偏倚し、光の染み出しがｎ側に偏倚することになる。従ってｐ側での光吸収が低減し、光出力が増加し、スロープ効率が向上する。
【００４９】
さらに、ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２を挿入することによる近視野像の変化は大きくならないので、光ファイバーと半導体レーザとの光学的な整合性も従来の半導体レーザと同様に確保することができる。延いては、光出力効率が高く、光ファイバとの整合性も良い通信用半導体レーザを構成することができる。
図１４はこの発明の一実施の形態に係る半導体レーザの変形例を示す断面図である。
図１４において、６２は半導体レーザである。
半導体レーザ６２は、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４が比較的薄い場合であって、この様な場合においては、ｐ−ＩｎＰコンタクト層５４を二つに分けて、ｐ−ＩｎＰコンタクト層５４ａとｐ−ＩｎＰコンタクト層５４ｂとの間にｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２を配設したものである。
【００５０】
ただしこの場合においても、ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２はレーザ光の近視野像の光強度がほぼ０になる位置よりも活性層側に、さらに望ましくは光強度が１０％に低下する位置よりも活性層側に、位置していることが必要である。
従って変形例では、近視野像の光強度が実質的にほぼ０になるところは約１．５μｍ（１５００ｎｍ）〜２．０μｍであるので、ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層１６ａとｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２との間隔Ｌ３とｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２の層厚Ｌ４との和が１．５μｍ以下であればよいが、望ましくは０．７〜０．９μｍである。
【００５１】
この様にｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２を配設することにより、半導体レーザ６２は、先に述べた半導体レーザ６０と同様の効果を奏する。
以上のように、この実施の形態に係る半導体レーザにおいては、ｎ−ＩｎＰ基板を用い、例えばｐ−ＩｎＰクラッド層にｐ−ＩｎＰクラッド層よりも屈折率の低いｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層を挿入することにより、ｐ側のクラッド層の屈折率の平均値がｎクラッド側の屈折率の平均値よりも低下し、このために光強度分布の重み中心がｎ側のクラッド側に偏倚し、光の染み出しがｎ側に偏倚することになる。従って、ｐ側での光吸収が低減し、スロープ効率が向上する。
さらに、この半導体レーザは光ファイバーとの光学的な整合性も従来の半導体レーザと同様に確保することができる。
延いては、光出力効率が高く、光ファイバとの整合性も良い通信用半導体レーザを構成することができる。
【００５２】
なお、実施の形態３ではｎ−ＩｎＰ基板５２を使用し、活性領域１６のｎ側にｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２０を配設したものであり、実施の形態４ではｎ−ＩｎＰ基板５２を使用し、活性領域１６のｐ側にｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層４２を挿入したものである。しかしｎ−ＩｎＰ基板５２を使用し、活性領域１６のｎ側にｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層を、また活性領域１６のｐ側にｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層をそれぞれ挿入した構成にしても良い。
また実施の形態１ないし４においては多重量子井戸構造の活性層を有する半導体レーザについて説明したが、単一量子井戸構造の活性層を有する半導体レーザや、量子井戸構造ではない活性層を有するダブルへテロ構造の半導体レーザにおいても同様の効果を奏することができる。
【００５３】
【発明の効果】
この発明に係る半導体レーザ装置は以上に説明したような構成を備えているので、以下のような効果を有する。
この発明に係る半導体レーザ装置においては、第１導電型の半導体基板と、この半導体基板上に配設された第１導電型の第１クラッド層と、この第１クラッド層上に配設された活性層と、この活性層上に配設された第２導電型の第２クラッド層と、活性層から発光するレーザ光の近視野像の光強度が実質０になる位置よりも活性層側に積層されるとともに０．０５〜０．３μｍの厚さを有し光強度分布の重み中心をｎ側に移動させる半導体層と、を備えたもので、近視野像を大きくは変化させずに、光の染み出しがｎ導電型のクラッド層側に偏倚し、ｐ導電型のクラッド層での光吸収が低減し、光出力が増加しスロープ効率が向上する。延いては、大電流時の光出力の低下が少なく、光出力効率が高く、光ファイバとの整合性があまり変化しない半導体レーザを構成することができる。
【００５４】
さらに、活性層を量子井戸構造とすると共に、さらに活性層を介して第１の光閉じ込め層と第２の光閉じ込め層とを半導体基板側から順次配設したもので、量子井戸構造の薄い活性層を有する半導体レーザ装置でスロープ効率を効果的に向上させることができる。延いては、光出力効率が高く、光ファイバとの整合性があまり変化しない量子井戸構造の半導体レーザを構成することができる。
【００５５】
またさらに、半導体層が、活性層の境界面であって半導体層が有する導電型と同じ導電側の境界面からこの導電側の領域の１．５μｍ以内に積層されたもので、光の染み出しを効果的にｎ導電型のクラッド層側に偏らせることができる。延いては、光出力効率が高く、光ファイバとの整合性があまり変化しない半導体レーザを構成することができる。
【００５６】
さらに、第１導電型をｐ型とし、半導体層をｎ型とし第２クラッド層の屈折率より大きく活性層の屈折率よりも小さい屈折率を有するようにしたもので、ｐ型基板を用いた構成において光の染み出しをｎ導電型のクラッド層側に偏らせることができる。延いては、光出力効率が高く、光ファイバとの整合性があまり変化しない半導体レーザをｐ型基板を用いて構成することができる。
【００５７】
またさらに、第１導電型をｐ型とし、半導体層をｐ型とし第１クラッド層の屈折率よりも小さい屈折率を有するようにしたもので、ｐ型基板を用いた構成において光の染み出しをｎ導電型のクラッド層側に偏らせることができる。延いては、光出力効率が高く、光ファイバとの整合性があまり変化しない半導体レーザをｐ型基板を用いて構成することができる。
【００５８】
またさらに、第１導電型をｎ型とし、半導体層をｎ型とし第１クラッド層の屈折率より大きく活性層の屈折率よりも小さい屈折率を有するようにしたもので、ｎ型基板を用いた構成において光の染み出しをｎ導電型のクラッド層側に偏らせることができる。延いては、光出力効率が高く、光ファイバとの整合性があまり変化しない半導体レーザをｎ型基板を用いて構成することができる。
【００５９】
またさらに、第１導電型をｎ型とし、半導体層をｐ型とし第２クラッド層の屈折率よりも小さい屈折率を有するようにしたもので、ｎ型基板を用いた構成においてｎ導電型のクラッド層側に偏らせることができる。延いては、光出力効率が高く、光ファイバとの整合性があまり変化しない半導体レーザをｎ型基板を用いて構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの断面図である。
【図２】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの活性領域の模式図である。
【図３】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザのエネルギーバンド構造を示すエネルギーバンド図である。
【図４】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの屈折率を示す模式図である。
【図５】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの近視野像を示す模式図である。
【図６】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの光出力及びスロープ効率を示すグラフである。
【図７】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの変形例を示す断面図である。
【図８】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの断面図である。
【図９】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの屈折率を示す模式図である。
【図１０】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの変形例を示す断面図である。
【図１１】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの断面図である。
【図１２】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの変形例を示す断面図である。
【図１３】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの断面図である。
【図１４】この発明の一実施の形態に係る半導体レーザの変形例を示す断面図である。
【図１５】従来の半導体レーザの断面図である。
【図１６】従来の半導体レーザの近視野像を示す模式図である。
【符号の説明】
１２　ｐ−ＩｎＰ基板、　　５２　ｎ−ＩｎＰ基板、　　１４　ｐ−ＩｎＰクラッド層、　　１８　ｎ−ＩｎＰクラッド層、　　１６ｂ　活性層、　　２０　ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層、　　４２　ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓクラッド層、１６ａ　ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層、　　１６ｅ　ＩｎＧａＡｓＰ光閉じ込め層。
【図１】
2004111535.tif 000003
【図２】
2004111535.tif 000004
【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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