(57)【要約】【課題】ＮＦＰやＦＦＰの光強度分布が均一で、θ／／を制御できる構成の半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】本半導体レーザ素子５０のリブガイド構造部５８は、広幅帯状のリブ本体部５４と、リブ本体部５４の両側に対称的に設けられた縞状構造部５６とから構成され、ｐ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓガイド層５２の発光領域３２上の領域に設けてある。半導体レーザ素子５０では、縞状構造部５６を構成する溝及び帯状凸部の位置及び幅が、フレネル帯板の明暗パターンの規則性に則して設けられている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
広幅のストライプ状発光領域を有するブロードエリア型半導体レーザであって、
２種類の相互に異なる構造の第１及び第２の帯状部を交互に隣接してレーザ共振器方向に延在させてなる帯状構造部が、発光領域の上側又は下側の化合物半導体層に形成されていることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
帯状構造部は、発光領域の上側の化合物半導体層の発光領域上の領域、又は発光領域の下側の化合物半導体層の発光領域下の領域に形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。
【請求項３】
帯状構造部は、帯状凸部及び溝状凹部のいずれか一方からなる第１の帯状部と他方からなる第２の帯状部とを交互に隣接してレーザ共振器方向に延在させてなる帯状構造部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
帯状構造部は、不純物濃度が相互に異なる第１及び第２の帯状部を交互に隣接してレーザ共振器方向に延在させてなる帯状構造部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
帯状構造部は、屈折率が相互に異なる第１及び第２の帯状部を交互に隣接してレーザ共振器方向に延在させてなる帯状構造部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体レーザ素子。
【請求項６】
発光領域の上側の化合物半導体層が活性層上のガイド層であり、発光領域の下側の化合物半導体層が活性層下のガイド層であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体レーザ素子。
【請求項７】
帯状構造部がリブガイド構造を構成していることを特徴とする請求項６に記載の半導体レーザ素子。
【請求項８】
リブガイド構造を構成する帯状構造部が、レーザ共振器方向に延在する広幅帯状のリブ本体部と、リブ本体部の両側に対称的に設けられ、複数列で交互に隣接してレーザ共振器方向に延在する２種類の相互に異なる構造の第１及び第２の帯状部からなる縞状構造部とから構成され、
縞状構造部を構成する第１及び第２の帯状部のリブ本体部の中心線からの位置及び幅が、フレネル帯板（Ｆｒｅｓｎｅｌ  ｚｏｎｅ  ｐｌａｔｅ）の明暗パターンの規則性に従って規定されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体レーザ素子。
【請求項９】
リブ本体部は、平面を上面とする広幅帯状の台地形として形成され、
第１の帯状部は、溝状凹部形として形成され、
第２の帯状部は、リブ本体部の上面と同じ平面に上面を有する帯状凸部形として形成されて第１の帯状部の間に位置し、
第１の帯状部及び第２の帯状部が、リブ本体部の両側に交互に対称的に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１０】
リブ本体部は、平面を底面とする広幅帯状のＵ字溝形として形成され、
第１の帯状部は、帯状凸部形として形成され、
第２の帯状部は、リブ本体部の底面と同じ平面に底面を有する帯状凹部形として形成されて第１の帯状部の間に位置し、
第１の帯状部及び第２の帯状部が、リブ本体部の両側に交互に対称的に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザ素子。
【請求項１１】
ストライプ状発光領域をそれぞれ有する複数個の半導体レーザ素子を分離溝又は電流ブロック層により分離して並列に配列してなるアレイ型半導体レーザ素子であって、
発光領域の幅が最も広い中央半導体レーザ素子と、
中央半導体レーザ素子の両側に対称的に配置され、中央半導体レーザ素子の発光領域幅より狭い発光領域幅の側部半導体レーザ素子と
を備え、
中央半導体レーザ素子及び側部半導体レーザ素子の発光領域幅は、中央半導体レーザ素子及び側部半導体レーザ素子を区画する分離溝又は電流ブロック層によって規定され、中央半導体レーザ素子の中心線からの分離溝又は電流ブロック層の位置及び幅は、フレネル帯板（Ｆｒｅｓｎｅｌ  ｚｏｎｅ  ｐｌａｔｅ）の明暗パターンの規則性に従って規定されていることを特徴とするアレイ型半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブロードエリア型半導体レーザ素子及びアレイ型半導体レーザ素子に関し、更に詳細には、近視野像（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ、以下、ＮＦＰと言う）や遠視野像（Ｆａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ  、以下ＦＦＰと言う）の光強度分布が均一で、しかも広がり角度θ／／を制御できる構成のブロードエリア型半導体レーザ素子及びアレイ型半導体レーザ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ストライプ幅が１０μｍよりも大きなブロードエリア型半導体レーザ素子は、高出力型半導体レーザ素子として、レーザ印刷機やディスプレイ装置の光源として多用されている。
【０００３】
ここで、図１２を参照して、従来のＡｌＧａＡｓ系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１２はＡｌＧａＡｓ系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ＡｌＧａＡｓ系ブロードエリア型半導体レーザ素子１０（以下、従来の半導体レーザ素子１０と言う）は、波長が７８０μｍのレーザ光を発振させる半導体レーザ素子であって、図１２に示すように、ｎ＋  −ＧａＡｓ基板１２上に、ｎ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層１４、ｎ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層１６、Ａｌ０．１  Ｇａ０．９  Ａｓ活性層１８、ｐ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層２０、ｐ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層２２、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層２４の積層構造を備えている。
【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状リッジとして加工され、リッジの両側はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２６で埋め込まれている。
ｐ側電極２８がｐ−ＧａＡｓキャップ層２４及びｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２６上に形成され、ｎ側電極３０がｎ＋  −ＧａＡｓ基板１２の裏面に形成されている。
発光領域３２は、両側がｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２６で挟まれたストライプ状のｐ−ＧａＡｓキャップ層２４下に存在する。
【０００５】
上述した従来の半導体レーザ素子を作製する際には、ｎ＋  −ＧａＡｓ基板１２上に、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）などによって、順次、ｎ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層１４、ｎ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層１６、Ａｌ０．１  Ｇａ０．９  Ａｓ活性層１８、ｐ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層２０、ｐ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層２２、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層２４をエピタキシャル成長させ、積層構造を形成する。
【０００６】
次いで、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の上部層をエッチングして、ストライプ状リッジに加工する。続いて、リッジの両側にｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２６を埋め込み成長させ、リッジを埋め込む。
次に、ｐ側電極２８をｐ−ＧａＡｓキャップ層２４及びｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２６上に形成し、ｎ＋  −ＧａＡｓ基板１２の裏面を研磨して基板厚さを調整した後、裏面にｎ側電極３０を形成する。
【０００７】
また、従来のＡｌＧａＡｓ系ブロードエリア型半導体レーザ素子の別例として、リブガイド構造部のブロードエリア型半導体レーザ素子がある。
ここで、図１３を参照して、リブガイド構造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１３はリブガイド構造のＡｌＧａＡｓ系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。
従来のリブガイド構造部のＡｌＧａＡｓ系ブロードエリア型半導体レーザ素子４０（以下、従来の半導体レーザ素子４０と言う）は、波長が７８０μｍのレーザ光を発振させる半導体レーザ素子であって、図１３に示すように、ｐ−ＡｌＧａＡｓガイド層４２の発光領域３２上の領域がリブガイド構造部４４として加工されていることを除いて、図１３に示す従来の半導体レーザ素子１０と同じ構成を備えている。
【０００８】
発光領域３２は、両側がｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２６で挟まれたｐ−ＧａＡｓキャップ層２４とほぼ同じ幅で、ｐ−ＧａＡｓキャップ層２４の直下にある。
リブガイド構造部４４は、ｐ−ＡｌＧａＡｓガイド層４２の発光領域３２上の領域に形成された層厚の厚い凸部として形成されていて、これにより、横方向の屈折率差を生じさせることができ、深さ方向と横方向に光を閉じ込めることができる。
【０００９】
半導体レーザ素子から発光するレーザ光の横モードは、半導体レーザ素子の利用上で、半導体レーザ素子の適不適に大きく影響する。つまり、半導体レーザ素子から発光するレーザ光の横方向の光モードを基本（０次）モードに安定に制御するという横モード制御は、半導体レーザ素子の制御にとって重要なポイントの一つである。
特に、上述のようなブロードエリア型半導体レーザ素子では、ストライプ幅が広く、横モードがマルチモードになってしまい勝ちであるために、ＮＦＰやＦＦＰの光強度分布が均一になり難い。
ＮＦＰやＦＦＰの光強度分布が均一でない半導体レーザ素子を印刷などの光源として利用すると、光強度のムラが発生して印字ムラが生じ、また、ディスプレイに応用すると、表示画像の画質を悪化させる。
【００１０】
また、上述のブロードエリア型半導体レーザでは、ｐｎ接合面に平行な面でのＦＦＰの広がり角度（θ／／）の制御も難しい。光学系との結合効率などを考慮すると、θ／／を自在に、即ち所望の値に制御できることが望ましい。
【００１１】
【非特許文献１】
Ｓ．Ｈｉｒａｔａ  ｅｔ  ａｌ．，Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．４，８０７，２４５（Ｆｅｂ．２１，１９８９）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、ＮＦＰやＦＦＰの光強度分布が均一で、θ／／を制御できる構成の半導体レーザ素子を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
ところで、ブロードエリア型半導体レーザ素子のＮＦＰやＦＦＰの光強度不均一性は、横モードのマルチモード発振に起因していることに加えて、導波面が湾曲してしまうことにより生じると考えられている。すなわち、導波面の湾曲により、ストライプの両側の縁部に光強度が集中し易くなることが、ＮＦＰやＦＦＰの光強度不均一性の一因となる。そして、導波面が湾曲することの原因の一つは、ストライプの両縁部で光の損失が生じるために、導波の進行が遅れることである。
そこで、本発明者は、ストライプの両縁部での光の損失を抑えて、導波面の湾曲を抑制することにより、ブロードエリア型半導体レーザのＮＦＰやＦＦＰの光強度分布を均一にし、かつθ／／を制御することができると考えた。
【００１４】
そこで、本発明者は、ブロードエリア型半導体レーザの発光領域であるストライプの近傍に、共振器と平行な方向または平行に近い方向に延在する複数条の帯状部からなる帯状構造部を作り付けることによって、ストライプ内を導波する光の強度や進み方、特にストライプの両縁部での光の導波状態を制御し、その結果として、ＮＦＰやＦＦＰの強度分布をより均一にし、θ／／を制御することを着想した。そして、この着想が有効であることを実験により確認して、本発明を発明するに到った。
【００１５】
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（以下、第１の発明と言う）は、広幅のストライプ状発光領域を有するブロードエリア型半導体レーザであって、
２種類の相互に異なる構造の第１及び第２の帯状部を交互に隣接してレーザ共振器方向に延在させてなる帯状構造部が、発光領域の上側又は下側の化合物半導体層に形成されていることを特徴としている。
【００１６】
第１の発明で、ブロードエリア型半導体レーザ素子とは、広幅の、例えば１０μｍ以上ストライプ状発光領域を有する半導体レーザ素子を言う。また、レーザ共振器方向に延在するとは、レーザ共振器方向に平行な方向又はレーザ共振器方向に±５度以内の方向に延在することを言う。
第１の発明では、帯状構造部を発光領域の上側又は下側の化合物半導体層に設けて、ストライプ状発光領域内を導波する光の強度や進み方、特にストライプの両縁部での光の導波状態を制御することにより、ＮＦＰやＦＦＰの強度分布をより均一にし、θ／／を制御する。
【００１７】
好適には、帯状構造部は、発光領域の上側の化合物半導体層の発光領域上の領域、又は発光領域の下側の化合物半導体層の発光領域下の領域に形成されている。
これにより、ストライプ状発光領域の中を導波する光の強度や進み方、特にストライプの両縁部での光の導波状態を一層効果的に制御することができるからである。
【００１８】
帯状構造部として、帯状凸部及び溝状凹部のいずれか一方からなる第１の帯状部と他方からなる第２の帯状部とを交互に隣接してレーザ共振器方向に延在させてなる帯状構造部でも良く、また、不純物濃度が相互に異なる第１及び第２の帯状部を交互に隣接してレーザ共振器方向に延在させてなる帯状構造部で良く、更には、屈折率が相互に異なる第１及び第２の帯状部を交互に隣接してレーザ共振器方向に延在させてなる帯状構造部で良い。
【００１９】
第１の発明の好適な実施態様では、発光領域の上側の化合物半導体層が活性層上のガイド層であり、発光領域の下側の化合物半導体層が活性層下のガイド層であって、更に好適には、帯状構造部が発光領域に対するリブガイド構造を構成している。
具体的には、リブガイド構造を構成する帯状構造部が、レーザ共振器方向に延在する広幅帯状のリブ本体部と、リブ本体部の両側に対称的に設けられ、複数列で交互に隣接してレーザ共振器方向に延在する２種類の相互に異なる構造の第１及び第２の帯状部からなる縞状構造部とから構成され、
縞状構造部を構成する第１及び第２の帯状部のリブ本体部の中心線からの位置及び幅が、フレネル帯板（Ｆｒｅｓｎｅｌ  ｚｏｎｅ  ｐｌａｔｅ）の明暗パターンの規則性に従って規定されている。
【００２０】
フレネル帯板とは、透明なガラス板又はフィルムに、半径が中心から数えた順番の整数の平方根に比例する多数の同心円を描き、これらが作る輪帯を交互に透明、不透明にした光学素子である。本発明でフレネル帯板の明暗パターンの規則性とは、以下に詳述するように、半径が中心から数えた順番の整数の平方根に比例するという関係を半径方向の直線上に援用した規則性を言う。
フレネル帯板のレンズ効果によって、所望通りに、焦点距離を短くしたり、長くしたりすることができるので、ＮＦＰやＦＦＰの光強度分布をより均一にし、θ／／を制御することができる。
【００２１】
第１の発明の具体的な実施態様では、リブ本体部は、平面を上面とする広幅帯状の台地形として形成され、
第１の帯状部は、溝状凹部形として形成され、
第２の帯状部は、リブ本体部の上面と同じ平面に上面を有する帯状凸部形として形成されて第１の帯状部の間に位置し、
第１の帯状部及び第２の帯状部が、リブ本体部の両側に交互に対称的に設けられている。
【００２２】
また、逆に、リブ本体部は、平面を底面とする広幅帯状のＵ字溝形として形成され、
第１の帯状部は、帯状凸部形として形成され、
第２の帯状部は、リブ本体部の底面と同じ平面に底面を有する帯状凹部形として形成されて第１の帯状部の間に位置し、
第１の帯状部及び第２の帯状部が、リブ本体部の両側に交互に対称的に設けられていても良い。
【００２３】
ここでは、図１４を参照して、第１の発明に係る半導体レーザ素子に設けるリブガイド構造を構成する帯状構造部を説明する。図１４（ａ）から（ｃ）は、それぞれ、本発明に係る半導体レーザ素子のリブガイド層に設けた帯状構造部の平面図、図１４（ａ）の線ＩＩ−ＩＩでの断面図、及びフレネル帯板の円の明暗パターンの平面図である。図１４（ａ）で、黒色部分は溝を示し、白色部分は凸部を示す。
帯状構造部１１０は、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、レーザ共振器方向に延在する広幅帯状のリブ本体部１１２と、リブ本体部１１２の両側に対称的に設けられた縞状構造部１１８とで構成されている。縞状構造部１１８は、交互に隣接してレーザ共振器方向に延在する２種類の相互に異なる構造の第１の帯状部１１４及び第２の帯状部１１６の複数列として構成されている。
縞状構造部１１８を構成する第１の帯状部１１４及び第２の帯状部１１６のリブ本体部１１２の中心線Ｍからの位置が、フレネル帯板（Ｆｒｅｓｎｅｌ  ｚｏｎｅ  ｐｌａｔｅ）の明暗パターンの規則性に従って規定されている。
【００２４】
ここで、フレネル帯板の明暗パターンの規則性に基づいて規定される縞状構造部１１８の構造を説明する。
帯状構造部１１０の一つの例では、図１４（ｂ）に示すように、リブ本体部１１２は、広幅帯状の台地形として形成され、第１の帯状部１１４は、溝状凹部形として形成され、第２の帯状部１１６は、リブ本体部１１２の上面と同じ平面に上面を有する帯状凸部形として形成され、第１の帯状部１１４の間に位置している。
複数列の第１の帯状部１１４及び第２の帯状部１１６は、リブ本体部１１２の両側に交互に対称的に設けられている。
【００２５】
縞状構造部１１８は、以下のような幅及び位置条件で規定される溝状凹部形の第１の帯状部１１４と、帯状凸部形の第２の帯状部１１６とから構成される。
即ち、リブ本体部１１２の中心線Ｍからの距離をｒとし、ｃをある定数としたとき、
ｍを正の偶数（２、４、６、・・・）とすると、
ｃ√（ｍ−１）≦ｒ≦ｃ√ｍ    ・・・・（１）
を満たす縞状構造部１１８の領域は、溝状凹部形の第１の帯状部１１４となり、満たさない縞状構造部１１８の領域は第１の帯状部１１４の間に存在する帯状凸部形の第２の帯状部１１６となる。
【００２６】
逆に、ｍを３以上の正の奇数（３、５、７、・・）とすると、
ｃ√（ｍ−１）≦ｒ≦ｃ√ｍ  ・・・・・（２）
を満たさない縞状構造部１１８の領域は溝状凹部形の第１の帯状部１１４となり、満たす縞状構造部１１８の領域は第１の帯状部１１４の間に存在する帯状凸部形の第２の帯上部１１６となる。
【００２７】
図１４（ａ）及び（ｂ）で、リブ本体部１１２の中心線Ｍからリブ本体部１１２脇の第１溝（第１番目の第１の帯状部１１４）までの距離をｃとし、ｍを正の偶数とすると、リブ本体部１１２脇の第１溝は、ｍ＝２として、リブ本体部１１２の中心線Ｍからｃの距離の位置とｃ√２の距離の位置との間に（ｃ√２−ｃ）の溝幅で形成されている。
第１溝の外側の第２溝（第２番目の第１の帯状部１１４）は、ｍ＝４として、リブ本体部の中心線Ｍからｃ√３の距離の位置とｃ√４＝２ｃの距離の位置との間に（２ｃ−ｃ√３）の溝幅で形成されている。
【００２８】
第１溝と第２溝との間の第１の凸部（第１番目の第２の帯状部１１６）は、リブ本体部の中心線Ｍからｃ√２の距離の位置とｃ√３の距離の位置との間に（ｃ√３−ｃ√２）の凸部幅で形成されている。
第２溝の外側の第３溝（第３番目の第１の帯状部１１４）は、ｍ＝６として、リブ本体部の中心線Ｍからｃ√５の距離の位置とｃ√６の距離の位置との間に（ｃ√６−ｃ√５）の溝幅で形成されている。
第２溝と第３溝との間の第２の凸部（第２番目の第２の帯状部１１６）は、リブ本体部の中心線Ｍから２ｃの距離の位置とｃ√５の距離の位置との間に（ｃ√５−２ｃ）の凸部幅で形成されている。
以下、同様な規則で溝と凸部が形成されている。
【００２９】
また、上記（１）又は（２）の幅条件の縞状構造部１１８は、図１４（ｃ）に示すような中央円板の半径がｃのフレネル帯板（Ｆｒｅｓｎｅｌ  ｚｏｎｅ  ｐｌａｔｅ）の円の明暗パターンと同じ規則性で規定されている。つまり、縞状構造部１１８の第１及び第２の帯状部１１４、１１６の位置及び間隔は、上述のフレネル帯板の直径に沿った明暗パターンの間隔と相似であって、同じ規則性で形成されている。
フレネル帯板は、最内周の円の半径をｃとしたときに、波長λの光に対して焦点距離がｃ２  ／λのレンズとして作用するものである。
【００３０】
本発明に係る半導体レーザ素子に設けた縞状構造部は、フレネル帯板の明暗間隔と相似な縞状（凹凸）構造が形成されており、その縞状構造の延在方向が共振器の方向と同じであるから、本発明に係る半導体レーザ素子では、活性層を導波する光は、縞状構造部の影響を感じ、結果として、フレネル帯板を通過する場合と同様の振る舞いを示す。
【００３１】
すなわち、焦点距離がｃ２  ／λのレンズを通過した場合に良く似た状態となり、半導体レーザ素子の出射端面から放射された光は、図１５に示すように、端面からの距離がｃ２  ／λに相当する点に結像するように進む。
ここで、ｃは任意の定数であるから、ｃの値を変えて、縞状構造部を構成する第１の帯状部及び第２の帯状部の幅及び位置を前述の式（１）又は（２）に従って変えることにより、図１５に示した焦点距離ｃ２  ／λを変化させることができる。
したがって、ｃを適切に選定することにより、焦点距離を制御することができるので、θ／／で表されるＦＦＰの広がり角度成分を制御することができる。
【００３２】
尚、分布帰還型半導体レーザ素子（ＤＦＢレーザ）は、回折格子、即ち一種の縞状構造部を活性層近傍に備えているが、本発明に係る半導体レーザ素子に設けた縞状構造部は、縞状構造の延在方向が半導体レーザ素子の共振器長方向と平行であること、また縞状構造を構成する第１及び第２の帯状部の間隔が等間隔でないこと等の理由からＤＦＢレーザの構造とは全く異なるものである。
【００３３】
本発明に係るアレイ型半導体レーザ素子は、ストライプ状発光領域をそれぞれ有する複数個の半導体レーザ素子を分離溝又は電流ブロック層により分離して並列に配列してなるアレイ型半導体レーザ素子であって、
発光領域の幅が最も広い中央半導体レーザ素子と、
中央半導体レーザ素子の両側に対称的に配置され、中央半導体レーザ素子の発光領域幅より狭い発光領域幅の側部半導体レーザ素子と
を備え、
中央半導体レーザ素子及び側部半導体レーザ素子の発光領域幅は、中央半導体レーザ素子及び側部半導体レーザ素子を区画する分離溝又は電流ブロック層によって規定され、中央半導体レーザ素子の中心線からの分離溝又は電流ブロック層の位置及び幅は、フレネル帯板（Ｆｒｅｓｎｅｌ  ｚｏｎｅ  ｐｌａｔｅ）の明暗パターンの規則性に従って規定されていることを特徴としている。
【００３４】
本発明に係るアレイ型半導体レーザ素子では、分離溝で分割された各半導体レーザ素子のストライプが、一次元的なフレネル帯板の明暗と相似なパターンを形成しているので、活性層において発光する領域は、そのパターンを反映（投影）した分布形状となる。従って、発せられた光は互いの干渉・回折により、レンズを通過した場合と同様の振る舞いを示す。
そのレンズの焦点距離は、上記条件（１）又は（２）のｃの値を変えることにより制御できるので、本発明に係るアレイ型半導体レーザ素子でも、θ／／で表されるＦＦＰの広がり角度成分を制御することができる。
【００３５】
第１の発明及び第２の発明は、基板の種類、半導体レーザ素子の積層構造を構成する化合物半導体層の組成に制約無く適用でき、例えばＡｌＧａＡｓ系、ＧａＮ系、ＩｎＰ系等の半導体レーザ素子に好適に適用できる。
【００３６】
【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。尚、以下の実施形態例で示す成膜方法、化合物半導体層の組成及び膜厚、リッジ幅、プロセス条件等は、本発明の理解を容易にするための一つの例示であって、本発明はこの例示に限定されるものではない。
半導体レーザ素子の実施形態例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る。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、図２（ａ）は縞状構造部の平面図、及び図２（ｂ）は図２（ａ）の線Ｉ−Ｉでの縞状構造部の断面図である。
本実施形態例の半導体レーザ素子５０は、発振波長が７００μｍでリブガイド構造を備えた半導体レーザ素子であって、従来のリブガイド構造を備えた半導体レーザ素子４０のリブを有するｐ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓガイド層４２に代えて、リブガイド構造部５８を有するｐ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓガイド層５２を設けている。これを除いて、半導体レーザ素子５０は、従来のリブガイド構造の半導体レーザ素子４０と同じ構成を備えている。
リブガイド構造部５８は、リブ本体部５４と、リブ本体５４の両側に設けられた縞状構造部５６とから構成されており、縞状構造部５６の外側は、縞状構造部５６の第１の帯状部を構成する溝の溝底と同じ平面に延在する平坦部６０になっている。
【００３７】
即ち、本実施形態例の半導体レーザ素子５０は、リブガイド構造を備えたＡｌＧａＡｓ系ブロードエリア型半導体レーザ素子であって、ｎ＋  −ＧａＡｓ基板１２上に、ｎ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層１４、ｎ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層１６、Ａｌ０．１  Ｇａ０．９  Ａｓ活性層１８、リブガイド構造部５８を有するｐ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層５２、ｐ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層２２、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層２４の積層構造を備えている。
【００３８】
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状リッジとして加工され、リッジの両側はｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２６で埋め込まれている。
ｐ側電極２８がｐ−ＧａＡｓキャップ層２４及びｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２６上に形成され、ｎ側電極３０がｎ＋  −ＧａＡｓ基板１２の裏面に形成されている。
【００３９】
リブガイド構造部５８は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、リブ本体部５４と、リブ本体部５４の両側に対称的に設けられ、第１の帯状部として形成された溝５７Ａと第２の帯状部として形成された凸部５７Ｂからなる縞状構造部５６とから構成されている。溝５７Ａ及び凸部５７Ｂの幅及び位置は、上述の式（１）に従って規定されている
本実施形態例の半導体レーザ素子５０は、発振波長が７００μｍであるから、ｃ＝２０μｍとすると、焦点距離ｃ２  ／λは０．５７ｍｍとなるのに対し、同じ波長でもｃ＝５０μｍとすると、焦点距離は３．５７ｍｍ、さらにｃ＝１００μｍとすると、焦点距離は１４．３ｍｍとなる。
つまり、ｃを適切に選定することにより、焦点距離を所望の焦点距離に制御することができる。従って、ｃを適切な値に選定することにより、θ／／で表されるＦＦＰの広がり角度成分を制御することができる。
【００４０】
半導体レーザ素子５０では、図２（ａ）及び（ｂ）で、ｃ＝２０μｍとすると、リブ本体部５４の中心線Ｍからリブ本体部脇の第１溝５７Ａまでの距離は２０μｍとなる。
ｍを正の偶数とすると、前述の式（１）に従って、リブ本体部５４脇の第１溝５７Ａ１  は、ｍ＝２として、リブ本体部５４の中心線Ｍから２０μｍの距離の位置とｃ√２＝√２×２０μｍ＝２８．３μｍの距離の位置との間にｃ√２−ｃ＝８．３μｍの溝幅で形成されている。
【００４１】
第１溝５７Ａ１  の外側の第２溝５７Ａ２  は、ｍ＝４として、リブ本体部５４の中心線Ｍからｃ√３＝√３×２０μｍ＝３４．６の距離の位置とｃ√４＝２×２０μｍ＝４０μｍの距離の位置との間に２ｃ−ｃ√３＝５．４μｍの溝幅で形成されている。
第１溝５７Ａ１  と第２溝５７Ａ２  との間の第１の凸部５７Ｂ１  は、リブ本体部５４の中心線Ｍからｃ√２＝２８．３μｍの距離の位置とｃ√３＝３４．６μｍの距離の位置との間に、ｃ√３−ｃ√２＝６．３μｍの凸部幅で形成されている。
【００４２】
第２溝５７Ａ２  の外側の第３溝５７Ａ３  は、ｍ＝６として、リブ本体部５４の中心線Ｍからｃ√５＝√５×２０μｍ＝４４．７μｍの距離の位置とｃ√６＝√６×２０μｍ＝５０．０μｍの距離の位置との間にｃ√６−ｃ√５＝５．３μｍの溝幅で形成されている。
第２溝５７Ａ２  と第３溝５７Ａ３  との間の第２の凸部５７Ｂ２  は、リブ本体部５４の中心線Ｍから２ｃ＝４０μｍの距離の位置とｃ√５＝４４．７μｍの距離の位置との間にｃ√５−２ｃ＝４．７μｍの凸部幅で形成されている。
以下、同様な規則で溝と凸部が形成されている。
【００４３】
本実施形態例では、ｃ＝２０μｍに設定して、上述のように、リブガイド構造部５８を形成することにより、焦点距離を出射端面から（２０）２  ／（７００）の位置に制御できる。よって、これにより、θ／／で表されるＦＦＰの広がり角度成分を制御して、ＦＦＰの光強度分布を均一化することができる。
【００４４】
半導体レーザ素子の製造方法の実施形態例
次に、図３を参照して、半導体レーザ素子５０の製造方法を説明する。図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、半導体レーザ素子５０を製造する際の主要工程の基板断面図である。
上述した従来の半導体レーザ素子を作製する際には、図３（ａ）に示すように、ｎ＋  −ＧａＡｓ基板１２上に、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）などによって、順次、ｎ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層１４、ｎ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層１６、Ａｌ０．１  Ｇａ０．９  Ａｓ活性層１８、及びリブガイド構造のｐ−ＡｌＧａＡｓ層５２を形成するｐ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層６２をエピタキシャル成長させ、積層構造を形成する。
【００４５】
次いで、上述の溝５７Ａ１  、Ａ２  、Ａ３  、・・の形成領域を露出させるパターンを有するエッチングマスク（図示せず）をｐ−ＡｌＧａＡｓガイド層６２上に形成し、次いでｐ−ＡｌＧａＡｓガイド層６２をエッチングして、図３（ｂ）に示すように、中央にリブ本体部５４を有し、リブ本体部５４の両側に縞状構造部５６をそれぞれ有するリブガイド構造部５８を備えがｐ−ＡｌＧａＡｓガイド層５２を形成する。
続いて、従来と同様にして、ｐ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層２２、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層２４をｐ−ＡｌＧａＡｓガイド層５２上にエピタキシャル成長させ、積層構造を形成する。
【００４６】
次いで、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の上部層をエッチングして、ストライプ状リッジを形成する。続いて、リッジの両側にｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２６を埋め込み成長させ、リッジを埋め込む。
次に、ｐ側電極２８をｐ−ＧａＡｓキャップ層２４及びｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層２６上に形成し、ｎ＋  −ＧａＡｓ基板１２の裏面を研磨して基板厚さを調整した後、裏面にｎ側電極３０を形成する。
以上の工程を経ることにより、図１に示す半導体レーザ素子５０を作製することができる。
【００４７】
半導体レーザ素子の実施形態例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４は本実施形態例の半導体レーザ素子に設けたリブガイド構造部の構成を示す平面図、及び図５は半導体レーザ素子内でリブガイド構造部の作用による光の進み方を示す模式的平面図である。
本実施形態例の半導体レーザ素子は、図４に示すように、実施形態例１の半導体レーザ素子５０に設けたリブガイド構造部５８と同じ構成のリブガイド構造部６４をｐ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓガイド層の両端面近傍のみに、つまり出射端面及び裏側端面近傍に形成し、端面から離れた領域ではリブガイド構造部６４の縞状構造部に相当する領域及びリブ本体部に相当する領域の双方がリブ本体部の上面と同じ面に上面を有する凸部６６として存在している。
【００４８】
これを除いて、本実施形態例の半導体レーザ素子は、実施形態例１の半導体レーザ素子５０と同じ構成を備えている。
リブガイド構造部６４及び凸部６６の外側領域は実施形態例１の半導体レーザ素子５０の平坦部６０と同じ構成の平坦部６８となっている。
【００４９】
上述のリブガイド構造部６４を有する本実施形態例の半導体レーザ素子では、共振器の両端にフレネル帯板が存在していて、その影響を光が感じる結果、光は、図５に示すように、あたかも共振器の両端部にレンズが存在しているかのように振る舞う。図５から判るように、リブガイド構造部６４によって光がリブ領域（ストライプ部）全体に安定して平行に導波されるような状態が得られる。
本実施形態例でも、実施形態例１と同様に、ある波長に対するレンズの焦点距離はｃの値によって制御することが可能であるから、θ／／で表されるＦＦＰの広がり角度成分を制御して、ＦＦＰの光強度分布を均一化することができる。
【００５０】
半導体レーザ素子の実施形態例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６は本実施形態例の半導体レーザ素子に設けたリブガイド構造部の構成を示す平面図、及び図７は半導体レーザ素子内でリブガイド構造部の作用による光の進み方を示す模式的平面図である。
本実施形態例の半導体レーザ素子は、図６に示すように、実施形態例１の半導体レーザ素子５０に設けたリブガイド構造部５８と同じ構成のリブガイド構造部７０をｐ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓガイド層の両端部近傍領域を除く中央領域に形成し、両端部近傍領域では、リブガイド構造部７０の縞状構造部に相当する領域及びリブ本体部に相当する領域の双方がリブ本体部の上面と同じ面に上面を有する凸部７２として存在している。
これを除いて、本実施形態例の半導体レーザ素子は、実施形態例１の半導体レーザ素子５０と同じ構成を備えている。また、リブガイド構造部７０及び凸部７２の外側領域は、実施形態例１の半導体レーザ素子５０の平坦部６０と同じ構成の平坦部７４となっている。
【００５１】
上述のリブガイド構造７０を有する本実施形態例の半導体レーザ素子では、共振器の途中にフレネル帯板が存在していて、その影響を光が感じる結果、光は、図７に示すように、あたかも共振器の途中にレンズが存在しているかのように振る舞う。図７から判るように、リブガイド構造部７０により光がリブ領域（ストライプ部）全域に安定して平行に導波されるような状態が得られる。
本実施形態例でも、実施形態例１と同様に、ある波長に対するレンズの焦点距離をｃの値によって制御することが可能である。したがって、θ／／で表されるＦＦＰの広がり角度成分を制御して、ＦＦＰの光強度分布を均一化することができる。
【００５２】
半導体レーザ素子の実施形態例４
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８は本実施形態例の半導体レーザ素子に設けたリブガイド構造部の構成を示す平面図、及び図９は半導体レーザ素子内でリブガイド構造部の作用による光の進み方を示す模式的平面図である。
本実施形態例の半導体レーザ素子は、実施形態例３の半導体レーザ素子に設けたリブガイド構造７０の凹凸を反転させた凹凸からなるリブガイド構造７６を備えていることを除いて、実施形態例３と同じ構成を備えている。
本実施形態例の半導体レーザ素子では、リブガイド構造７６のレンズとしての作用が凹レンズ的になり、発光領域を導波した光は出射端面から発散する方向に出射する。
本実施形態例でも、ｃの値でレンズとしての焦点距離を制御できるので、その結果として、θ／／で表されるＦＦＰの広がり角度成分を制御して、ＦＦＰの光強度分布を均一化することができる。
【００５３】
アレイ型半導体レーザ素子の実施形態例
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る。図１０は本実施形態例のアレイ型半導体レーザ素子の構成を示す断面図であり、図１１は本実施形態例のアレイ型半導体レーザ素子の分離溝の溝幅と配置の関係を規定するフレネル帯板の明暗パターン図である。図１１の破線は、図１０の破線に連続するものである。
本実施形態例のアレイ型半導体レーザ素子８０は、分離溝８４で分離して並列に配置した複数個の半導体レーザ素子８１を有するアレイ型半導体レーザ素子である。
各半導体レーザ素子８１は、それぞれ、ストライプ状発光領域を有する発振波長７００μｍの半導体レーザ素子であって、図１０に示すように、ｎ＋  −ＧａＡｓ基板８６上に、ｎ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層８８、ｎ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層９０、Ａｌ０．１  Ｇａ０．９  Ａｓ活性層９２、ｐ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層９４、ｐ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層９６、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層９８の積層構造を備えている。
【００５４】
積層構造のうち、ｐ−ＧａＡｓキャップ層９８及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層９６の上部層は、分離溝８４によって分割され、これにより隣合う半導体レーザ素子８１は相互に分離されている。図１０中、１００は各半導体レーザ素子８１の発光領域を示す。
複数個の半導体レーザ素子８１は、発光領域の幅が最も広い中央半導体レーザ素子８２と、中央半導体レーザ素子８２の両側に対称的に配置され、中央半導体レーザ素子８２の発光領域幅より狭い発光領域幅の複数個の側部半導体レーザ素子８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ、・・・・とに区別される。つまり、アレイ型半導体レーザ素子８０は、中央半導体レーザ素子８２と側部半導体レーザ素子８３との集合体である。
【００５５】
中央半導体レーザ素子８２及び側部半導体レーザ素子８３の発光領域幅は、中央半導体レーザ素子８２と側部半導体レーザ素子８３Ａとを、側部半導体レーザ素子８３Ａと８３Ｂとを、８３Ｃと８３Ｄとを、更に・・・とを区画する第１の分離溝８４Ａ、第２の分離溝８４Ｂ、第３の分離溝８４Ｃ、・・・によって規定され、各分離溝の位置及び幅は、フレネル帯板の明暗パターンの規則性に従って規定されている。
図示しないが、ｐ側電極が各半導体レーザ素子８２のｐ−ＧａＡｓキャップ層９６上に形成され、ｎ側電極がｎ＋  −ＧａＡｓ基板８４の裏面に共通電極として形成されている。
【００５６】
ここで、フレネル帯板の明暗パターンの規則性に基づいて規定される分離溝８４の構成を説明する。
中央半導体レーザ素子８２の中心線Ｍからの距離をｒとし、ｃをある定数としたとき、分離溝８４は、以下のような溝幅及び位置条件で規定されている。
即ち、ｍを正の偶数（２、４、６、・・・）とすると、
ｃ√（ｍ−１）≦ｒ≦ｃ√ｍ    ・・・・（１）
を満たす領域は分離溝となり、満たさない領域は半導体レーザ素子の形成領域、つまり発光領域となる。
【００５７】
逆に、ｍを３以上の正の奇数（３、５、７、・・）とすると、
ｃ√（ｍ−１）≦ｒ≦ｃ√ｍ  ・・・・・（２）
を満たさない領域は分離溝となり、満たす領域は半導体レーザ素子の形成領域、つまり発光領域となる。
【００５８】
図１０で、中央半導体レーザ素子８２Ａの中心線Ｍから第１の分離溝８４Ａまでの距離をｃとし、ｍを正の偶数とすると、第１の分離溝８４Ａ、第１の分離溝８４Ａの外側の第２の分離溝８４Ｂ、第２の分離溝８４Ｂの外側の第３の分離溝８４Ｃ、・・・は、以下のようになる。
第１の分離溝８４Ａは、ｍ＝２として、中央半導体レーザ素子８２の中心線Ｍからｃの距離の位置とｃ√２の距離の位置との間に（ｃ√２−ｃ）の溝幅で形成されている。
第２の分離溝８４Ｂは、ｍ＝４として、中央半導体レーザ素子８２の中心線Ｍからｃ√３の距離の位置とｃ√４＝２ｃの距離の位置との間に（２ｃ−ｃ√３）の溝幅で形成されている。
【００５９】
第１の分離溝８４Ａと第２の分離溝８４Ｂとの間の第１の側部半導体レーザ素子８３Ａは、中央半導体レーザ素子８２の中心線Ｍからｃ√２の距離の位置とｃ√３の距離の位置との間に（ｃ√３−ｃ√２）の幅で形成されている。
第３の分離溝８４Ｃは、ｍ＝６として、中央半導体レーザ素子８２Ａの中心線Ｃからｃ√５の距離の位置とｃ√６の距離の位置との間に（ｃ√６−ｃ√５）の溝幅で形成されている。
第２の分離溝８４Ｂと第３の分離溝８４Ｃとの間の第２の側部半導体レーザ素子８３Ｂは、中央半導体レーザ素子８２の中心線Ｍから２ｃの距離の位置とｃ√５の距離の位置との間に（ｃ√５−２ｃ）の凸部幅で形成されている。
以下、同様な規則性で分離溝８４と側部半導体レーザ素子８３が形成されている。
以上の分離溝８４の位置及び幅は、図１１に示すフレネル帯板の明暗パターンの規則性と同じ規則性で規定されているので、図１１に示すフレネル帯板のレンズ効果により、アレイ型半導体レーザ素子８０の焦点距離を制御することができる。
【００６０】
本実施形態例のアレイ型半導体レーザ素子８０を作製する際には、ｎ＋  −ＧａＡｓ基板８６上に、ＭＯＣＶＤ法等により、順次、ｎ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層８８、ｎ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層９０、Ａｌ０．１  Ｇａ０．９  Ａｓ活性層９２、ｐ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層９４、ｐ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層９６、及びｐ−ＧａＡｓキャップ層９８をエピタキシャル成長させて、積層構造を形成する。
次いで、上述の規定に従って、分離溝８４を形成する。分離溝８４を形成した後、分離溝８４を電流ブロック層で埋め込んでも良い。
【００６１】
本実施形態例のアレイ型半導体レーザ素子８０では、分離溝８４で分割されたｐ−ＧａＡｓキャップ層９８及びｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層９６の上層部が、一次元的なフレネル帯板の明暗と相似なパターンを形成しているので、活性層９２において発光する領域は、そのパターンを反映（投影）した分布形状となる。従って、発せられた光は互いの干渉・回折により、レンズを通過した場合と同様の振る舞いを示す。
上述の式（１）又は（２）のｃの値を変えることにより、そのレンズの焦点距離を制御することができるので、本実施形態例のアレイ型半導体レーザ素子８０でも、θ／／で表されるＦＦＰの広がり角度成分を制御することができる。
【００６２】
実施形態例１から４の半導体レーザ素子、及び実施形態例のアレイ型半導体レーザ素子では、ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ素子を例に挙げて説明しているが、本発明は、半導体レーザ素子の積層構造を構成する化合物半導体層に制約されることなく適用でき、例えばＧａＮ系半導体レーザ素子にも好適に適用できる。
【００６３】
【発明の効果】
以上に述べたように、第１の発明によれば、２種類の相互に異なる構造の第１及び第２の帯状部を交互に隣接してレーザ共振器方向に延在してなる帯状構造部を発光領域の上側又は下側の化合物半導体層に、好ましくは発光領域であるストライプの近傍に形成することにより、ストライプを導波する光の強度や進み方、特にストライプの両縁部での光の導波状態を制御し、その結果としてＮＦＰやＦＦＰの強度分布がより均一で、しかも広がり角度θ／／を制御できる、ブロードエリア型半導体レーザ素子を実現している。
【００６４】
また、第２の発明によれば、ストライプ状発光領域をそれぞれ有する複数個の半導体レーザ素子を分離溝又は電流ブロック層により分離して並列に配列してなるアレイ型半導体レーザ素子の分離溝又は電流ブロック層の配置及び幅をフレネル帯板の明暗パターンの規則性に従って規定することにより、θ／／で表されるＦＦＰの広がり角度成分を制御することができるアレイ型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）は縞状構造部の平面図、及び図２（ｂ）は図２（ａ）の線Ｉ−Ｉでの縞状構造部の断面図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、実施形態例１の半導体レーザ素子を製造する際の工程での基板断面図である。
【図４】実施形態例２の半導体レーザ素子に設けたリブガイド構造部の構成を示す平面図である。
【図５】実施形態例２の半導体レーザ素子内でリブガイド構造部の作用による光の進み方を示す模式的平面図である。
【図６】実施形態例３の半導体レーザ素子に設けたリブガイド構造部の構成を示す平面図である。
【図７】実施形態例３の半導体レーザ素子内でリブガイド構造部の作用による光の進み方を示す模式的平面図である。
【図８】実施形態例４の半導体レーザ素子に設けたリブガイド構造部の構成を示す平面図である。
【図９】実施形態例４の半導体レーザ素子内でリブガイド構造部の作用による光の進み方を示す模式的平面図である。
【図１０】実施形態例のアレイ型半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。
【図１１】実施形態例のアレイ型半導体レーザ素子の分離溝の溝幅と配置の関係を規定するフレネル帯板の明暗パターン図である。
【図１２】従来の半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。
【図１３】従来のリブガイド構造の半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。
【図１４】図１４（ａ）から（ｃ）は、それぞれ、本発明に係る半導体レーザ素子のリブガイド層に設けた帯状構造部の平面図、図１４（ａ）の線ＩＩ−ＩＩでの断面図、及びフレネル帯板の円の明暗パターンの平面図である。
【図１５】半導体レーザ素子から放射されるレーザ光の進み方を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１０……従来の半導体レーザ素子、１２……ｎ＋  −ＧａＡｓ基板、１４……ｎ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層、１６……ｎ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層、１８……Ａｌ０．１  Ｇａ０．９  Ａｓ活性層、２０……ｐ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層、２２……ｐ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層、２４……ｐ−ＧａＡｓキャップ層、２６……ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層、２８……ｐ側電極、３０……ｎ側電極、３２……発光領域、５０……実施形態例１の半導体レーザ素子、５２……リブ構造のｐ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層、５４……リブ本体部、５６……縞状構造部、５８……リブガイド構造部、６０……平坦部、６２……ｐ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層、６４……リブガイド構造部、６６……凸部、６８……平坦部、７０……リブガイド構造部、７２……凸部、７４……平坦部、７６……リブガイド構造部、８０……実施形態例のアレイ型半導体レーザ素子、８１……半導体レーザ素子、８２……中央半導体レーザ素子、８３……側部半導体レーザ素子、８４……分離溝、８６……ｎ＋  −ＧａＡｓ基板、８８……ｎ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層、９０……ｎ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層、９２……Ａｌ０．１  Ｇａ０．９  Ａｓ活性層、９４……ｐ−Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓガイド層、９６……ｐ−Ａｌ０．７  Ｇａ０．３  Ａｓクラッド層、９８……ｐ−ＧａＡｓキャップ層、１１０……帯状構造部、１１２……リブ本体部、１１４……第１の帯状部、１１６……第２の帯状部、１１８……縞状構造部。
【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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【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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