(57)【要約】この発明の半導体レーザ素子（１００）は、或る形状の断面をもって一方向に延びる高屈折率部（１０４）と、この高屈折率部（１０４）の周りを囲む低屈折率部（１０２，１０５）とを有する共振器を備える。高屈折率部（１０４）の断面の寸法（Ｄ，Ｗ）は、共振器が出射するレーザ光の近視野像の面積が極小となるような値またはその値の近傍に設定されている。これにより、既存の化合物半導体材料を用いつつ青色半導体レーザ素子よりも小さな光スポットを得ることができる。また、近接記録方式に用いられる金属アパーチャを備えた半導体レーザ素子よりも実用上十分な光出力で微小な光スポット（近視野像）を得ることができる。また、この発明の半導体レーザ素子は簡単に構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
或る形状の断面をもって一方向に延びる高屈折率部と、この高屈折率部の周りを囲む低屈折率部とを有する共振器を備え、
上記高屈折率部の上記断面の寸法は、上記共振器が出射するレーザ光の近視野像の面積が極小となるような値またはその値の近傍に設定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】
請求項１に記載の半導体レーザ素子において、
上記高屈折率部の上記断面の厚さＤ及び横幅Ｗは、厚さ方向及び横方向に関して、上記共振器が出射するレーザ光の近視野像の寸法がそれぞれ極小となるような値またはその値の近傍に設定されていることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体レーザ素子において、
上記高屈折率部、低屈折率部の屈折率をそれぞれｎａ、ｎｃと表し、それらの屈折率の差Δｎｒを
Δｎｒ＝（ｎａ−ｎｃ）／ｎｃ×１００＝Δｎ／ｎｃ×１００
で定義したとき、
上記高屈折率部の上記断面の厚さＤおよび横幅Ｗは、それぞれ
Ｃ−｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２≦Ｄ≦Ｃ＋｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２
Ｃ−｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２≦Ｗ≦Ｃ＋｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２
（ただし、Ａ＝１８０２５×λ−１．２６であり、
Ｂ＝８２０３６７×λ−１．２６であり、
Ｃ＝０．６６２８×λ−０．１４であり、
λはこの半導体レーザ素子の発振波長である。
また、ＤおよびＷの単位はそれぞれμｍであり、
λの単位はｎｍである。）
なる関係を満たすことを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体レーザ素子において、
上記高屈折率部の厚さＤと横幅Ｗとが同じ値であることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体レーザ素子において、
上記高屈折率部が発光層であることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体レーザ素子において、
上記高屈折率部の内部に量子井戸構造を有することを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体レーザ素子において、
上記低屈折率部がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０＜ｘ≦１である。）からなることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項８】
請求項１に記載の半導体レーザ素子において、
上記高屈折率部は、窒素と窒素以外のＶ族元素とを組成に含むことを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項９】
請求項１に記載の半導体レーザ素子において、
上記高屈折率部または上記高屈折率部及びこの高屈折率部に隣接する部分の材料は、アルミニウムを組成として含まない化合物半導体からなることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体レーザ素子において、
上記アルミニウムを組成として含まない化合物半導体はＧａｘＩｎ１−ｘＡｓｙＰ１−ｙ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）であることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項１１】
基板上に、基板表面に対して平行な一方向に延び、端面からレーザ光を出射する共振器を備え、
上記レーザ光の近視野像の上記基板表面に対する垂直方向及び平行方向の光強度分布の半値全幅が、いずれも０．２８μｍ以下であることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体レーザ素子において、
上記近視野像の上記垂直方向の光強度分布の半値全幅と上記平行方向の光強度分布の半値全幅とが同じ値であることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項１３】
請求項１に記載の半導体レーザ素子において、
上記低屈折率部は、上記一方向に沿って延びる境界面で互いに分けられたｐ型領域とｎ型領域とを含み、
上記高屈折率部は上記低屈折率部の上記ｐ型領域とｎ型領域との間に挟まれていることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項１４】
請求項１３に記載の半導体レーザ素子において、
上記高屈折率部の両側に相当する、上記低屈折率部の上記ｐ型領域とｎ型領域との間の境界面に沿って、絶縁体層が介挿されていることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項１５】
請求項１４に記載の半導体レーザ素子において、
上記絶縁体層は酸化アルミニウムからなることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項１６】
請求項１５に記載の半導体レーザ素子において、
上記絶縁体層をなす酸化アルミニウムは、砒化アルミニウムを熱酸化して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１７】
請求項１に記載の半導体レーザ素子を備え、この半導体レーザ素子が出射するレーザ光によって記録媒体に対する情報の記録または再生を行う光学ヘッド。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光学ヘッドにおいて、
上記半導体レーザ素子の光出射端面と上記記録媒体との間の距離が１μｍ未満に近接して配置されることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項１９】
請求項１７に記載の光学ヘッドにおいて、
上記半導体レーザ素子の光出射端面と上記記録媒体との間の距離が１μｍ未満に近接して配置されるように、上記半導体レーザ素子と記録媒体との間の距離を制御するための制御機構を有することを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２０】
請求項１に記載の半導体レーザ素子を備えた情報記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は半導体レーザ素子に関する。また、本発明は半導体レーザ素子を搭載した光学ヘッド及び情報記録装置に関する。
【背景技術】  図１８に示すように、コンパクトディスク（ＣＤ）用光学ヘッドのピックアップの光源として実用されているＡｌＧａＡｓ系赤外半導体レーザ素子であって、水平横モードの安定化のために埋め込みヘテロ型の導波路構造を備えたものが知られている（例えば、ＫＡＺＵＴＯＳＨＩ  ＳＡＩＴＯら著、「埋め込みヘテロ構造ＡｌＧａＡｓレーザ（Ｂｕｒｉｅｄ−Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ＡｌＧａＡｓ  Ｌａｓｅｒｓ）」，（米国），アイ・トリプルイー・ジャーナル・オブ・クワァンタム・エレクトロニクス（ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ），Ｖｏｌ．ＱＥ−１６，Ｎｏ．２，１９８０年２月，ｐｐ．２０５−２１５を参照。）。この半導体レーザ素子９００は、ｎ型ＧａＡｓ基板９０１、ｎ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓｎ型クラッド層９０２、Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ埋め込み層９０３、ノンドープＡｌ０．０７Ｇａ０．９３Ａｓ活性層（層厚Ｄ９＝０．１２μｍ）９０４、ｐ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓクラッド層９０５、ｎ型用電極９０８およびｐ型用電極９０７を備えている。活性層の横幅はＷ９＝１μｍである。この半導体レーザ素子は波長０．８１２μｍでレーザ発振を生じたと報告されている。本発明者の解析によると、このレーザ素子９００のレーザ発振時の近視野像の光強度分布の半値全幅は、平行方向が０．７８μｍ、垂直方向が０．２５μｍであり、スポット形状は楕円形となる。また、遠視野像の広がり角度は、平行方向が２４度、垂直方向が３７度となる。このように半導体レーザ素子から出射されるレーザ光は或る角度で空間に広がる（遠視野像）ため、通常のピックアップでは、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光はレンズ系を介して記録媒体に集光される。
光ディスクの記録密度を高めるために、赤外半導体レーザ素子に比してスポットサイズを小さくできる青色半導体レーザ素子の開発が進められており、波長４０５ｎｍの青色半導体レーザ素子とＮＡ（開口数）＝０．８５のレンズ系を用いた「Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ」なる規格が提案されている。ただし、青色半導体レーザ素子のＧａＮ系材料の量産化技術が確立されておらず、また、青色半導体レーザ素子の信頼性が十分とは言えず、実用化には問題がある。
これに対して、光ディスクの記録密度を高めるために、光源と記録媒体との間の距離を非常に小さな距離（数十ｎｍ〜数百ｎｍ）に設定して、レンズ系を介さず、近接場光を用いて記録を行うようにした光メモリが提案されている（例えば、小山二三夫ら著、「面発光レーザーによる近接場光生成」，応用物理，応用物理学会，第６８巻，第１２号，１９９９年，ｐｐ．１３８０−１３８３を参照。このように、レンズ系を介さず、光源と記録媒体との間の距離が１μｍ未満になるような方式を「近接記録方式」と呼ぶ。）。この光メモリでは、光源の一例として、数十から数百ｎｍ程度の微小な開口を有する金属アパーチャを出射端に備えた面発光レーザなどが用いられている。このような近接記録方式は、光の回折限界を超えた微小なサイズの光スポットを得ることができ、青色半導体レーザ素子を用いた高密度光ディスクよりも更に小さな光スポットを得ることができることから、より高密度な光メモリを実現できる可能性を持つ。しかしながら、光の利用効率が著しく低いために光出力が非常に弱いという問題がある。
【発明の開示】
そこで、本発明の課題は、既存の化合物半導体材料を用いつつ青色半導体レーザ素子よりも小さな光スポットを得ることができ、かつ近接記録方式に用いられる金属アパーチャを備えた半導体レーザ素子よりも実用上十分な光出力で微小な光スポット（近視野像）を得ることができ、かつ簡単に構成される半導体レーザ素子を提供することにある。
また、本発明の課題は、そのような半導体レーザ素子を備えた、光ディスクまたは光磁気ディスクに記録再生を行うための光学ヘッド及び情報記録装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の半導体レーザ素子は、或る形状の断面をもって一方向に延びる高屈折率部と、この高屈折率部の周りを囲む低屈折率部とを有する共振器を備え、上記高屈折率部の上記断面の寸法は、上記共振器が出射するレーザ光の近視野像の面積が極小となるような値またはその値の近傍に設定されていることを特徴とする。
高屈折率部が延びる「一方向」は、この半導体レーザ素子の共振器長の方向を意味する。
この発明の半導体レーザ素子では、高屈折率部の断面の寸法は、上記共振器が出射するレーザ光の近視野像の面積が極小となるような値またはその値の近傍に設定されている。この結果、既存の化合物半導体材料を用いつつ青色半導体レーザを用いた非近接記録方式によって得られるよりも小さな光スポットを得ることができる。また、近接記録方式に用いられる金属アパーチャを備えた従来の半導体レーザ素子よりも実用上十分な光出力で微小な光スポット（近視野像）を得ることができる（後述）。したがって、この発明の半導体レーザ素子は、微小スポットを利用する光学システム、例えば近接記録方式の光学システムへ好ましく適用される。また、この発明の半導体レーザ素子は、従来の半導体レーザ素子に対して上記高屈折率部の断面の寸法を適切に設定するだけで、簡単に構成される。
上記高屈折率部や低屈折率部はそれぞれ複数種類の材料からなっていても良い。
上記高屈折率部の断面の形状は、三角形、矩形、台形、正多角形または円形であるのが望ましい。上記高屈折率部の断面の形状が三角形、矩形、台形であれば公知の製造プロセスを用いて容易に作製できる。また、正多角形であれば近視野像の面積がより小さくなり、また、円形であれば近視野像の面積が最も小さくなる。
一実施形態の半導体レーザ素子では、上記高屈折率部の上記断面の厚さＤ及び横幅Ｗは、厚さ方向及び横方向に関して、上記共振器が出射するレーザ光の近視野像の寸法がそれぞれ極小となるような値またはその値の近傍に設定されているのが望ましい。
言い換えれば、この半導体レーザ素子は、或る形状の断面をもって一方向に延びる高屈折率部と、この高屈折率部の周りを囲む低屈折率部とを有する共振器を備え、上記高屈折率部の上記断面の厚さＤ及び横幅Ｗは、厚さ方向及び横方向に関して、上記共振器が出射するレーザ光の近視野像の寸法がそれぞれ極小となるような値またはその値の近傍に設定されていることを特徴とする。
上記高屈折率部の断面の「厚さ」Ｄとは、その断面内で、その高屈折率部を構成する半導体層の積層（堆積）方向の寸法を指す。上記高屈折率部の断面の「横幅」Ｗとは、その断面内で、上記積層方向に対して垂直な方向の寸法を指す。
上記「厚さ方向」、「横方向」とは、それぞれ上記高屈折率部の「厚さ」Ｄ、「横幅」Ｗに沿った方向を指す。
この発明の半導体レーザ素子では、高屈折率部の断面の厚さＤ及び横幅Ｗは、厚さ方向及び横方向に関して、上記共振器が出射するレーザ光の近視野像の寸法がそれぞれ極小となるような値またはその値の近傍に設定されている。この結果、既存の化合物半導体材料を用いつつ青色半導体レーザ素子を用いた非近接記録方式によって得られる光スポットよりも小さな光スポットを得ることができる。また、近接記録方式に用いられる金属アパーチャを備えた従来の半導体レーザ素子よりも実用上十分な光出力で微小な光スポット（近視野像）を得ることができる（後述）。したがって、この発明の半導体レーザ素子は、微小スポットを利用する光学システム、例えば近接記録方式の光学システムへ好ましく適用される。また、この発明の半導体レーザ素子は、従来の半導体レーザ素子に対して上記高屈折率部の断面の寸法を適切に設定するだけで、簡単に構成される。
一実施形態の半導体レーザ素子では、上記高屈折率部、低屈折率部の屈折率をそれぞれｎａ、ｎｃと表し、それらの屈折率の差Δｎｒを
Δｎｒ＝（ｎａ−ｎｃ）／ｎｃ×１００＝Δｎ／ｎｃ×１００
で定義したとき、
上記高屈折率部の上記断面の厚さＤおよび横幅Ｗは、それぞれ
Ｃ−｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２≦Ｄ≦Ｃ＋｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２
Ｃ−｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２≦Ｗ≦Ｃ＋｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２
（ただし、Ａ＝１８０２５×λ−１．２６であり、
Ｂ＝８２０３６７×λ−１．２６であり、
Ｃ＝０．６６２８×λ−０．１４であり、
λはこの半導体レーザ素子の発振波長である。
また、ＤおよびＷの単位はそれぞれμｍであり、λの単位はｎｍである。）
なる関係を満たすのが望ましい。なお、Δｎｒは、（ｎａ−ｎｃ）のｎｃに対する比を％で表したものであり、無次元である。
言い換えれば、この半導体レーザ素子は、
或る形状の断面をもって一方向に延びる高屈折率部と、この高屈折率部の周りを囲む低屈折率部とを有する共振器を備え、
上記高屈折率部、低屈折率部の屈折率をそれぞれｎａ、ｎｃと表し、それらの屈折率の差Δｎｒを
Δｎｒ＝（ｎａ−ｎｃ）／ｎｃ×１００＝Δｎ／ｎｃ×１００
で定義したとき、
上記高屈折率部の上記断面の厚さＤおよび横幅Ｗは、それぞれ
Ｃ−｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２≦Ｄ≦Ｃ＋｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２
Ｃ−｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２≦Ｗ≦Ｃ＋｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２
なる関係を満たすことを特徴とする。なお、各符号の定義や単位は上記と同じである。
また、上記高屈折率部の厚さＤと横幅Ｗとが同じ値であるのが望ましい。
また、上記高屈折率部が発光層であるのが望ましい。
また、上記高屈折率部の内部に量子井戸構造を有するのが望ましい。「量子井戸構造」は、バルクからなるものでも良く、量子細線若しくは量子箱を備えたものでも良い。
また、上記低屈折率部がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０＜ｘ≦１である。）からなるのが望ましい。
また、上記高屈折率部は、窒素と窒素以外のＶ族元素とを組成に含むのが望ましい。
また、上記高屈折率部または上記高屈折率部及びこの高屈折率部に隣接する部分の材料は、アルミニウムを組成として含まない化合物半導体からなるのが望ましい。上記アルミニウムを組成として含まない化合物半導体は例えばＧａｘＩｎ１−ｘＡｓｙＰ１−ｙ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）である。
また、別の局面では、この発明の半導体レーザ素子は、基板上に、基板表面に対して平行な一方向に延び、端面からレーザ光を出射する共振器を備え、上記レーザ光の近視野像の上記基板表面に対する垂直方向及び平行方向の光強度分布の半値全幅が、いずれも０．２８μｍ以下であることを特徴とする。
また、上記近視野像の上記垂直方向の光強度分布の半値全幅と上記平行方向の光強度分布の半値全幅とが同じ値であるのが望ましい。
一実施形態の半導体レーザ素子では、上記低屈折率部は、上記一方向に沿って延びる境界面で互いに分けられたｐ型領域とｎ型領域とを含み、上記高屈折率部は上記低屈折率部の上記ｐ型領域とｎ型領域との間に挟まれているのが望ましい。
ここで「ｐ型領域」とはｐ型の伝導型を示す領域を意味し、「ｎ型領域」とはｎ型の伝導型を示す領域を意味する。
この一実施形態の半導体レーザ素子では、上記ｐ型領域とｎ型領域にそれぞれ正電位、負電位を与えることによって、上記高屈折率部に容易に電流を流すことができる。したがって、上記高屈折率部を、活性層として機能させて、レーザ発振を行うことができる。
さらに一実施形態の半導体レーザ素子では、上記高屈折率部の周りの、上記低屈折率部の上記ｐ型領域とｎ型領域との間の境界面に沿って、絶縁体層が介挿されているのが望ましい。
この一実施形態の半導体レーザ素子では、上記高屈折率部の両側に相当する、上記低屈折率部の上記ｐ型領域とｎ型領域との間の境界面に沿って、絶縁体層が介挿されているので、その絶縁体層によって通電電流が遮断される。したがって、通電電流は高屈折率部を通して集中して流れ、高屈折率部への電流の注入効率が良くなる。したがって、この半導体レーザ素子の電気的特性が向上する。
さらに一実施形態の半導体レーザ素子では、上記絶縁体層は酸化アルミニウムからなるのが望ましい。その場合、酸化アルミニウムは高抵抗なので、高屈折率部への電流注入を非常に効率的に行うことができる。なお、「酸化アルミニウム」は、Ａｌ２Ｏ３だけでなく、ＡｌＯｘ（ｘはＡｌに対するＯの組成比）で表されるものを広く含む。
さらに一実施形態の半導体レーザ素子では、上記絶縁体層をなす酸化アルミニウムは、砒化アルミニウムを熱酸化して形成されているのが望ましい。そのようにした場合、酸化アルミニウムが容易に作製される。なお、「砒化アルミニウム」はＡｌＡｓで表される。
この発明の光学ヘッドは、上述の半導体レーザ素子を備え、この半導体レーザ素子が出射するレーザ光によって記録媒体に対する情報の記録または再生を行う光学ヘッドである。
この発明の光学ヘッドによれば、上記半導体レーザ素子が出射するレーザ光によって記録媒体上に、従来の青色半導体レーザ素子によるものよりも小さな光スポット（近視野像）を得ることができる。しかも、この発明の光学ヘッドによれば、近接記録方式に用いられる金属アパーチャを備えた半導体レーザ素子よりも大きい光出力で情報の記録または再生を行うことができる。
一実施形態の光学ヘッドでは、上記半導体レーザ素子の光出射端面と上記記録媒体との間の距離が１μｍ未満に近接して配置されることを特徴とする。
また、一実施形態の光学ヘッドでは、上記半導体レーザ素子の光出射端面と上記記録媒体との間の距離が１μｍ未満に近接して配置されるように、上記半導体レーザ素子と記録媒体との間の距離を制御するための制御機構を有することを特徴とする。
この発明の情報記録装置は、上述の半導体レーザ素子を備えた情報記録装置である。上述の半導体レーザ素子は、光磁気ディスク、相変化型ディスク等に対する情報の記録または再生に用いられるだけでなく、熱アシスト方式により情報を記録または再生する磁気記録装置など、様々な情報記録装置に好ましく用いられる。
【図面の簡単な説明】  図１は、第１実施形態から第６実施形態の半導体レーザ素子の、レーザ出射端面方向から見た断面図である。
図２Ａ，図２Ｂおよび図２Ｃは、第１実施形態における半導体レーザ素子の、近視野像を模式的に示す図である。
図３は、横方向のスポットサイズと、高屈折率部の横幅Ｗとの関係を示す図である。
図４は、厚さ方向のスポットサイズと、高屈折率部の厚さＤとの関係を示す図である。
図５は、低屈折率部のＡｌ混晶比ｘ（ｘ＝０から１．０まで０．１刻み）をパラメータとしたときの、スポットサイズと高屈折率部の厚さＤおよび横幅Ｗとの関係を示す図である。
図６Ａ乃至図６Ｅは、第１実施形態における半導体レーザ素子の製造工程を示す図である。
図７Ａ乃至図７Ｃは、第９，１０実施形態における半導体レーザ素子の、レーザ出射端面方向から見た断面図である。
図８は、第１１実施形態における半導体レーザ素子の、レーザ出射端面方向から見た断面図である。
図９は、第１２実施形態における半導体レーザ素子の、レーザ出射端面方向から見た断面図である。
図１０は、第１３実施形態における半導体レーザ素子の、レーザ出射端面方向から見た断面図である。
図１１は、第１４実施形態における半導体レーザ素子の、レーザ出射端面方向から見た断面図である。
図１２は、第６実施形態における、低屈折率部のＡｌ混晶比ｘ（ｘ＝０から１．０まで）をパラメータとしたときの、スポットサイズと高屈折率部の厚さＤおよび横幅Ｗとの関係を示す図である。
図１３は、第７実施形態における、低屈折率部のＡｌ混晶比ｘ（ｘ＝０から１．０まで）をパラメータとしたときの、スポットサイズと高屈折率部の厚さＤおよび横幅Ｗとの関係を示す図である。
図１４は、第１実施形態〜第５実施形態において、スポットサイズが０．２８μｍよりも小さくなる構造パラメータの範囲を示す図である。
図１５は、第６実施形態において、スポットサイズが０．２８μｍよりも小さくなる構造パラメータの範囲を示す図である。
図１６は、第７実施形態において、スポットサイズが０．２８μｍよりも小さくなる構造パラメータの範囲を示す図である。
図１７は、光磁気ディスク記録再生装置の光学ヘッドにおける半導体レーザ素子搭載部を示した図である。
図１８は、従来の半導体レーザ素子の、レーザ出射端面方向から見た断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の半導体レーザ素子（全体を符号１００で表す）の、共振器長の方向に対して垂直な断面、すなわちレーザ出射端面方向から見た断面を示している。この半導体レーザ素子１００は、ｎ型基板１０１の平坦な表面１０１ａ上に、ｎ型クラッド層１０２、絶縁体層としての電流狭窄層１０３、高屈折率部としての活性層１０４、ｐ型クラッド層１０５、コンタクト層１０６およびｐ型用電極１０７を備えるとともに、基板１０１の裏面１０１ｂにｎ型用電極１０８を備えている。活性層１０４は、この例では矩形の断面をもち、紙面に対して垂直な一方向にストライプ状に延びている。ｎ型クラッド層１０２とｐ型クラッド層１０５は、低屈折率部として、活性層１０４の周りを囲んでいる。なお、各層の結晶成長は、図１中の「下」から「上」へ向かって、基板表面５０１ａから離れる向きに行われる。この半導体レーザ素子１００の各部の導電型、材料、厚さを次の表１にまとめて示す。
2004073125.tif 000003
2004073125.tif 000004
さらに、活性層１０４の横幅Ｗを０．２５μｍとした。
分かるように、基板１０１からｎ型クラッド層１０２までがｎ型領域に相当し、ｐ型クラッド層１０５からコンタクト層１０６までがｐ型領域に相当する。
この半導体レーザ素子１００の電極１０７，１０８にそれぞれ正電位、負電位を与えて活性層１０４を通して電流を注入すると、波長約９００ｎｍにてレーザ発振を生じた。レーザ発振のしきい値電流は２ｍＡであり、片側端面からの光出力１０ｍＷまでキンクフリー（キンクなし）であった。図２Ａはこの半導体レーザ素子１００の端面から出射するレーザ光の近視野像１９０を模式的に示し、図２Ｂ，図２Ｃはそれぞれ厚さ方向（基板表面に対して垂直方向）、横方向（基板表面に対して平行方向）についての近視野像１９０の光強度分布を示している。この第１実施形態では、厚さ方向、横方向に関して、近視野像１９０の光強度分布の半値全幅（スポットサイズ）はいずれも０．２３μｍとなった。このように、非常に小さなスポットサイズをもつ真円の光分布が得られた。
（第２実施形態）
第２実施形態では、図１に示した半導体レーザ素子１００の構成において、ｎ型クラッド層１０２のＡｌ混晶比、活性層１０４の厚さ、ｐ型クラッド層１０５のＡｌ混晶比、活性層１０４の幅を、それぞれ次のように変更して半導体レーザ素子を構成した（後述する第３実施形態から第５実施形態まで、これらの変更項目は同様。）。
すなわち、この第２実施形態においては、ｎ型クラッド層１０２のＡｌ混晶比ｘ＝１．０、活性層１０４の厚さＤ＝０．２μｍ、ｐ型クラッド層１０５のＡｌ混晶比ｘ＝１．０、活性層１０４の横幅Ｗ＝０．２μｍとした。この第２実施形態では、厚さ方向、横方向に関して、近視野像の光強度分布の半値全幅（スポットサイズ）はいずれも０．２１μｍとなった。このように、非常に小さなスポットサイズをもつ真円の光分布が得られた。また、１０ｍＷ以上の光出力を得ることができた。
（第３実施形態）
第３実施形態では、ｎ型クラッド層１０２のＡｌ混晶比ｘ＝１．０、活性層１０４の厚さＤ＝０．１３μｍ、ｐ型クラッド層１０５のＡｌ混晶比ｘ＝１．０、活性層１０４の横幅Ｗ＝０．１３μｍとした。この第３実施形態では、厚さ方向、横方向に関して、近視野像の光強度分布の半値全幅（スポットサイズ）はいずれも０．２８μｍとなった。このように、非常に小さなスポットサイズをもつ真円の光分布が得られた。また、１０ｍＷ以上の光出力を得ることができた。
（第４実施形態）
第４実施形態では、ｎ型クラッド層１０２のＡｌ混晶比ｘ＝１．０、活性層１０４の厚さＤ＝０．４３μｍ、ｐ型クラッド層１０５のＡｌ混晶比ｘ＝１．０、活性層１０４の横幅Ｗ＝０．４３μｍとした。この第４実施形態では、厚さ方向、横方向に関して、近視野像の光強度分布の半値全幅（スポットサイズ）はいずれも０．２８μｍとなった。このように、非常に小さなスポットサイズをもつ真円の光分布が得られた。また、１０ｍＷ以上の光出力を得ることができた。
（第５実施形態）
第５実施形態では、ｎ型クラッド層１０２のＡｌ混晶比ｘ＝０．５、活性層１０４の厚さＤ＝０．２８μｍ、ｐ型クラッド層１０５のＡｌ混晶比ｘ＝０．５、活性層１０４の横幅Ｗ＝０．２８μｍとした。この第５実施形態では、厚さ方向、横方向に関して、近視野像の光強度分布の半値全幅（スポットサイズ）はいずれも０．２８μｍとなった。このように、非常に小さなスポットサイズをもつ真円の光分布が得られた。また、１０ｍＷ以上の光出力を得ることができた。
次に、第１実施形態から第５実施形態で得られた結果に基づいて、本発明について考察する。
図１８に示した従来の半導体レーザ素子の構成（埋め込みヘテロ構造）によれば、厚さ方向、横方向に関して、近視野像の光強度分布の半値全幅（スポットサイズ）はそれぞれ０．７８μｍ、０．２５μｍとなる。近視野像がこのように楕円形状でかつ大きなスポット面積をもつものであれば、本願の目的である近接記録方式の光学システムに搭載する光源として利用することはできない。つまり、従来の半導体レーザ素子には、本発明の目的とする微小スポットを得る意図がなく、そのための構成・工夫が施されていない。
これに対して本発明の半導体レーザ素子は、微小スポットを得るという新たな観点から半導体レーザ素子の構成を見直した結果として得られたものであり、活性層の横幅Ｗ及び厚さＤを通常の半導体レーザ素子よりも著しく小さくかつ最適に設定する（製造プロセスもそれに合わせて厳密に管理する）ことにより、微小スポットを実現している。したがって、微小スポット利用する光学システムのための光源として好適に利用することができる。このことを図３〜図５を用いてより具体的に説明する。
図３は、第２実施形態に示したようなｎ型クラッド層１０２のＡｌ混晶比ｘ＝１．０、ｐ型クラッド層１０５のＡｌ混晶比ｘ＝１．０、活性層１０４をＧａＡｓとした半導体レーザ素子における、横方向のスポットサイズの、活性層１０４の横幅Ｗに対する依存性を示している。活性層の横幅Ｗが約０．２μｍとなる付近で横方向のスポットサイズが極小となることがわかった。同様に、図４は、厚さ方向のスポットサイズの、活性層１０４の厚さＤに対する依存性を示している。活性層の厚さＤが約０．２μｍとなる付近で厚さ方向のスポットサイズが極小となることがわかった。これらの結果から、厚さ方向、横方向共にスポットサイズの極小を与えるようなＷおよびＤを用いて半導体レーザ素子を構成することが示唆される。
図５は、活性層１０４の横幅Ｗ及び厚さＤを同じ値として同時に変化させた場合の、厚さ方向、横方向のスポットサイズ（近視野像の光強度分布の半値全幅）を示している。ここで、横幅Ｗを変化させた範囲は、従来の半導体レーザ素子の横幅（１μｍ程度）よりも著しく値が小さい範囲になっている点に特徴がある。なお、第１実施形態から第５実施形態では、低屈折率部としてのｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層１０２とｐ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層１０５のＡｌ混晶比ｘを０．８，１．０，０．５としていたが、図５では、このｘを０．３〜１．０の範囲でパラメータとして０．１刻みで変化させている。また、図５中の矢印Ａは、ｘの各値に対してスポットサイズが極小となる点を結んだライン上に描かれている。この図５から、低屈折率部のＡｌ混晶比ｘを大きくする（これは、低屈折率部と高屈折率部との間の屈折率差Δｎを大きくすることに相当）につれて、スポットサイズの極小値が著しく小さくなることが見出される。本発明は、この結果から創出されたものであり、共振器の導波路をなす高屈折率部と低屈折率部との間に屈折率差Δｎが存在することを前提として、ＷおよびＤを従来の半導体レーザ素子よりも著しく小さくかつ最適に設定することにより、厚さ方向、横方向共にスポットサイズが極小値またはその値の近傍となるような構成をとる。そのような構成とすることにより、実際に近視野像の面積を極小とすることができ、近接記録方式の光記録システムに用いるのに適した半導体レーザ素子が得られるようになった。例えば、上述の第１実施形態の半導体レーザ素子１００においては、高屈折率部である活性層１０４と低屈折率部であるクラッド層１０２，１０５との屈折率の差が十分に大きく、かつ高屈折率部の横幅Ｗ，厚さＤが共に０．２５μｍと狭くかつ最適に設定されている。このような構成とすることにより、従来の半導体レーザ素子とは異なり、厚さ方向、横方向共に０．２３μｍという非常に小さなスポットサイズで発振する微小スポット半導体レーザ素子が得られた。なお、「Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ」規格で定められた波長４０５ｎｍの青色半導体レーザ素子とＮＡ＝０．８５の光学系を用いた場合、得られる光スポットは、光強度分布の半値全幅が０．２８μｍ、１／ｅ２直径が０．４８μｍのものとなる。本発明の半導体レーザ素子は、波長が９００ｎｍと長く、かつ量産化技術が確立された材料を用いつつ、これよりも小さなスポットサイズで発光する。したがって、本発明の半導体レーザ素子を光源として近接記録を行えば、「Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ」規格によるものよりも高密度な光メモリを得ることができる。また、本発明の半導体レーザ素子では、既述の公知文献（小山二三夫ら著、「面発光レーザーによる近接場光生成」，応用物理，応用物理学会，第６８巻，第１２号，１９９９年，ｐｐ．１３８０−１３８３）に示されたような金属アパーチャの類を必要としないため、数十ｍＷ級の高出力も可能である。
ここで、低屈折率部のＡｌ混晶比ｘについては、ｘ＝１．０とした場合に最も小さなスポットサイズが得られるが、ｘ≧０．５であれば、「Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ」規格に相当するスポットサイズ０．２８μｍよりも小さなスポットサイズ（図５中にＢで示した領域）を得ることができる。このＡｌ混晶比ｘ≧０．５は、すなわち高屈折率部である活性層１０４の屈折率をｎａ、低屈折率部であるクラッド層１０２，１０５の屈折率をｎｃとし、それらの屈折率の差Δｎｒを（ｎａ−ｎｃ）のｎｃに対する比（単位は％）で表して、
Δｎｒ＝（ｎａ−ｎｃ）／ｎｃ×１００＝Δｎ／ｎｃ×１００
で定義したとき、Δｎｒ≧１０［％］に相当する。
なお、第１実施形態から第５実施形態では、高屈折率部の厚さＤと横幅Ｗが同じ値である場合について説明してきたが、必ずしもＤとＷは同じ値である必要はない。Ｗがこれまでに示してきた条件を満たせば横方向のスポットサイズが、Ｄがこれまでに示してきた条件を満たせば厚さ方向のスポットサイズが、それぞれ十分に小さくなる。ただし、ＤとＷが同じ値またはその値の近傍であれば、真円またはそれに近いスポット形状が得られることから、より望ましい。
図６Ａ〜図６Ｅは、第１実施形態の半導体レーザ素子１００の製造工程を示している。図６Ａに示すように、まずｎ型ＧａＡｓ基板１０１の表面１０１ａ上に、減圧ＭＯ−ＣＶＤ法によりｎ型ＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層１０２ａ、ＡｌＡｓからなる電流狭窄層１０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓからなるｐ型クラッド層１０５ａをこの順に結晶成長する。次に図６Ｂに示すように、この上にＳｉＯ２からなるマスク１０９を蒸着し、電子ビーム露光とウエットエッチングを行って、そのマスク１０９の表面からｎ型クラッド層１０２ａの上部（途中）まで達する幅０．２５μｍのストライプ状の溝１１０を形成する。次に図６Ｃに示すように、ＭＯ−ＣＶＤ法を用い、ｎ型ＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層１０２ｂ、ノンドープＧａＡｓからなる活性層１０４、ｐ型ＡｌＧａＡｓからなるｐ型クラッド層１０５ｂを溝１１０に選択的に結晶成長する。なお、これらの選択成長された層１０２ｂ，１０４，１０５ｂがつくる積層構造の形状は、簡略化のために矩形に描かれているが、必ずしも矩形である必要はない。選択成長された層の側面に、傾斜したファセットが現れていてもよい。また、最上部に結晶成長したｐ型クラッド層１０５ｂを結晶成長する際に、活性層１０４の側面にも結晶成長が生じることがあっても問題ない。次に図６Ｄに示すようにマスク１０９を除去し、ｐ型ＡｌＧａＡｓからなるｐ型クラッド層１０５ｃ、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０６を全面に結晶成長する。次に図６Ｅに示すように、熱酸化法によって電流狭窄層１０３であるＡｌＡｓを酸化して高抵抗なＡｌＯｘに変質させる。最後に、コンタクト層１０６上に電極１０７、基板１０１の裏面１０１ｂに電極１０８をそれぞれ蒸着して素子を完成させた。
この素子では活性層１０４の横幅が非常に狭いが、活性層１０４の周りの、ｐ型クラッド層１０５とｎ型クラッド層１０２との間の境界面に沿って、高抵抗なＡｌＯｘ（ＡｌＯｘはＡｌ２Ｏ３を含む総称である。）からなる電流狭窄層１０３が介挿されているので、その電流狭窄層１０３によって通電電流が遮断される。したがって、活性層１０４への電流注入を非常に効率的に行うことができる。本発明者は、本願に示したような微小な活性層への電流の注入を効率良く行うためには、図６Ａ〜図６Ｅを参照しながら示したように、横幅が狭い活性層１０４をｐ型クラッド層１０５とｎ型クラッド層１０２との間に挟み、活性層１０４の両側に相当するｐ型クラッド層１０５とｎ型クラッド層１０２との間の境界面に沿って絶縁層（電流狭窄層１０３）を介挿する構成が望ましいことを見出した。また、その絶縁層としては、高抵抗な酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）が望ましい。そのＡｌＯｘは、ｐ型クラッド層１０５とｎ型クラッド層１０２との間の境界部分にあらかじめ配しておいたＡｌＡｓ層を熱酸化することによって、容易に作製することが可能となる。
（第６実施形態）
第１〜第５実施形態においては、活性層（高屈折率部）としてＧａＡｓを用い、クラッド層（低屈折率部）としてＡｌＧａＡｓを用いた、波長９００ｎｍで発光する半導体レーザで本発明を実施した場合について示した。それに対し、この第６実施形態では、波長がより短い６５０ｎｍで発光する材料系で本発明を実施した場合について示す。ここでは、図１に示す本発明の半導体レーザ素子１００の基本構成において、次の表２にまとめて示すように各部の導電型、材料、厚さを設定した（簡単のため、図１中の構成要素と対応する構成要素には同じ符号を用いている。）。
2004073125.tif 000005
2004073125.tif 000006
ここで、活性層１０４の厚さをＤ、横幅をＷとする。
この第６実施形態では、活性層（高屈折率部）１０４の材料としてＧａ０．５Ｉｎ０．５Ｐを用いることによって波長６５０ｎｍの発光を得ている。また、クラッド層（低屈折率部）１０２，１０５の材料として（ＡｌｘＧａ１−ｘ）０．５Ｉｎ０．５Ｐを用いている。このようにして半導体レーザ素子を構成している。
図１２は、図５に対応して、この半導体レーザ素子に関して活性層１０４の横幅Ｗ及び厚さＤを同じ値として同時に変化させた場合の、厚さ方向、横方向のスポットサイズ（近視野像の光強度分布の半値全幅）を示している。ここで、クラッド層１０２，１０５のＡｌ混晶比ｘとして０．３、０．６、１．０を選んでいる。また、図１２中の矢印Ａは、ｘの各値に対してスポットサイズが極小となる点を結んだライン上に描かれている。これから分かるように、第１〜第５実施形態の場合と同様、ＷおよびＤを従来の半導体レーザ素子よりも著しく小さくかつ最適に設定することにより、スポットサイズを極小にする構成が存在している。そのような構成とすることにより、実際に近視野像の面積を極小とすることができ、近接記録方式の光記録システムに用いるのに適した半導体レーザ素子が得られた。
（第７実施形態）
この第７実施形態では、波長がより短い４０５ｎｍ帯で発光する材料系で本発明を実施した場合について示す。ここでは、図１に示す本発明の半導体レーザ素子１００の基本構成において、次の表３にまとめて示すように各部の導電型、材料、厚さを設定した（簡単のため、図１中の構成要素と対応する構成要素には同じ符号を用いている。）。
2004073125.tif 000007
2004073125.tif 000008
ここで、活性層１０４の厚さをＤ、横幅をＷとする。
この第７実施形態では、活性層（高屈折率部）１０４の材料としてＧａＮを用いることによって波長４０５ｎｍ帯の発光を得ている。また、クラッド層（低屈折率部）１０２，１０５の材料としてＡｌｘＧａ１−ｘＮを用いている。このようにして半導体レーザ素子を構成している。
図１３は、図１２と同様に、この半導体レーザ素子に関して活性層１０４の横幅Ｗ及び厚さＤを同じ値として同時に変化させた場合の、厚さ方向、横方向のスポットサイズ（近視野像の光強度分布の半値全幅）を示している。ここで、クラッド層１０２，１０５のＡｌ混晶比ｘとして０．３、０．６、１．０を選んでいる。また、図１２中の矢印Ａは、ｘの各値に対してスポットサイズが極小となる点を結んだライン上に描かれている。これから分かるように、第１〜第６実施形態の場合と同様、ＷおよびＤを従来の半導体レーザ素子よりも著しく小さくかつ最適に設定することにより、スポットサイズを極小にする構成が存在している。そのような構成とすることにより、実際に近視野像の面積を極小とすることができ、近接記録方式の光記録システムに用いるのに適した半導体レーザ素子が得られた。
図１４は第１〜第５実施形態で示した波長９００ｎｍ帯の半導体レーザ素子について、図１５は第６実施形態で示した波長６５０ｎｍ帯の半導体レーザ素子について、図１６は第７実施形態で示した波長４０５ｎｍ帯について、それぞれスポットサイズが０．２８μｍよりも小さくなる構造パラメータ（Δｎ，Ｄ，Ｗ）の範囲を示している。なお、図１４，図１５，図１６では、それぞれそのような構造パラメータ（Δｎ，Ｄ，Ｗ）の範囲に破線で斜線を施し、それぞれの範囲の境界線をＬＡ，ＬＢ，ＬＣと表している。ここで、Ｄ＝Ｗとしている。また、Δｎ＝（ｎａ−ｎｃ）である（ｎａは活性層（高屈折率部）１０４の屈折率、ｎｃはクラッド層（低屈折率部）１０２，１０５の屈折率である。）。これらの図１４，図１５，図１６から、Δｎが大きい場合ほどＤ及びＷに対する構造許容度が大きくなることがわかる。また、波長が長いほど大きなΔｎが要求されることがわかる。つまり、本発明を実施するには、短い波長、大きなΔｎとなる材料の組み合わせが望ましい。
図１４，図１５，図１６中に示した境界線ＬＡ，ＬＢ，ＬＣは、屈折率の差Δｎｒを
Δｎｒ＝（ｎａ−ｎｃ）／ｎｃ×１００＝Δｎ／ｎｃ×１００
で定義したとき、
Ｄ＝Ｃ±｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２
Ｗ＝Ｃ±｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２
（ただし、Ａ＝１８０２５×λ−１．２６であり、
Ｂ＝８２０３６７×λ−１．２６であり、
Ｃ＝０．６６２８×λ−０．１４であり、
λはこの半導体レーザ素子の発振波長である。
また、ＤおよびＷの単位はそれぞれμｍであり、λの単位はｎｍである。）
なる関係式で表される。
つまり、活性層（高屈折率部）１０４の断面の厚さＤおよび横幅Ｗがそれぞれ
Ｃ−｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２≦Ｄ≦Ｃ＋｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２
Ｃ−｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２≦Ｗ≦Ｃ＋｛（Δｎｒ−Ａ）／Ｂ｝｝１／２
なる関係を満たすことが、０．２８μｍよりも小さい微小スポットでレーザ発振するための構造条件ということになる。
（第８実施形態）
第８実施形態では、図１に示した構成において、活性層１０４の材料をＧａ０．９３Ｉｎ０．０７Ｎ０．０２５Ａｓ０．９７５に変更して半導体レーザ素子を構成した。この第６実施形態では、厚さ方向、横方向に関して、近視野像の光強度分布の半値全幅（スポットサイズ）はいずれも０．２７μｍとなった。このように、非常に小さなスポットサイズをもつ真円の光分布が得られた。また、１０ｍＷ以上の光出力を得ることができた。
第１実施形態から第５実施形態では材料系としてＡｌＧａＡｓを選び、Ａｌ混晶比を変えることで屈折率を制御して、高屈折率部と低屈折率部とを設定していた。しかし、そのように全ての層をＡｌｘＧａ１−ｘＡｓだけで構成した場合には、Ａｌ混晶比ｘを０から１．０までの範囲で変更しても、高屈折率部と低屈折率部との間の屈折率差を大きくするのに限界がある。本発明では、上述のように高屈折率部と低屈折率部との間の屈折率差が大きいほど有利であるから、更に屈折率差が見込める材料を用いる方が望ましい。ここで高屈折率部にＩｎやＳｂを混晶化してＧａＩｎＡｓやＧａＡｓＳｂとすることは高屈折率部の屈折率をより高くすることから得策となるが、ＧａＡｓとの格子定数の違いからＩｎあるいはＳｂ混晶比に上限が生じる。一方、本実施形態のように活性層１０４の材料をＧａＩｎＮＡｓとした場合、Ｉｎによる格子定数の変化をＮの混晶化によりキャンセルすることができる。したがって、格子不整合の影響を受けることなく、高屈折率部と低屈折率部との間の屈折率差を大きくすることができる。また、「ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス（Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ）Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．３Ａ，１９９８年，７５３頁」に述べられているように、特にＧａＡｓあるいはＧａＩｎＡｓに窒素（Ｎ）を混晶化した場合の屈折率の増加率は他の材料系よりも著しく大きくなることからも、Ｎを混晶化した材料を本願の高屈折率部に用いることは、本発明にとって特に有利になる。なお、本実施形態では活性層１０４の材料をＧａＩｎＮＡｓとしたが、ＧａＳｂＮＡｓやＧａＩｎＮＡｓＳｂとしても同様の効果が得られる。
（第９実施形態および第１０実施形態）
図７Ａは、第９実施形態および第１０実施形態の半導体レーザ素子２００の断面を示している。この半導体レーザ素子２００の高屈折率部２０４を除く各部２０１〜２０３、２０５〜２０８は、第１実施形態の半導体レーザ素子１００（図１）の活性層１０４を除く各部１０１〜１０３、１０５〜１０８にそれぞれ対応し、材料・厚さ等は同一である。高屈折率部２０４のみが第１実施形態のものとは異なる。
第９実施形態では、図７Ｂに拡大して詳細に示すように、高屈折率部２０４は、量子井戸層２０４ａと障壁層２０４ｂとを交互に積層し、その積層の上下に光ガイド層２０４ｃ，２０４ｃを設けて構成されている（量子井戸活性層構造）。ここで、量子井戸２０４ａは厚さ７０ÅのＩｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ、障壁層２０４ｂは厚さ２００ÅのＧａＡｓ、光ガイド層はＧａＡｓからなる。この第７実施形態では、高屈折率部２０４の全層厚Ｄを０．２５μｍとした。
また第１０実施形態では、図７Ｃに示すように、高屈折率部２０４は、障壁層２０４ｅ中に量子ドット２０４ｄを離散した層状に配列して構成されている（量子ドット活性層構造）。ここで、量子ドット２０４ｄは約１０ｎｍ径の自己整合したＩｎＡｓドット、障壁層２０４ｅはＧａＡｓからなる。この第８実施形態では、高屈折率部２０４の全層厚Ｄを０．２５μｍとした。
第９実施形態の半導体レーザ素子は波長１μｍで、第１０実施形態の半導体レーザ素子は波長１．３μｍで、それぞれレーザ発振を生じた。また、第７実施形態の半導体レーザ素子では、水平方向、厚さ方向のスポットサイズがそれぞれ０．２６μｍ，０．２６μｍであり、第８実施形態の半導体レーザ素子では、水平方向、厚さ方向のスポットサイズがそれぞれ０．２８μｍ，０．２８μｍであった。このように、いずれも十分に小さなスポットサイズが得られた。また、それぞれ、１０ｍＷ以上の光出力を得ることができた。
第１実施形態から第８実施形態では高屈折率部の全体が活性層として発光する態様であったが、第９実施形態及び第１０実施形態のように高屈折率部２０４の全体が必ずしも発光しなくてもよく、高屈折率部に発光領域（ここでは量子井戸２０４ａまたは量子ドット２０４ｄ）が内包された構成であっても良い。また、発光領域の構造は量子井戸あるいは量子ドットに限られるものではなく、量子細線であっても良いし、ＧＲＩＮ−ＳＣＨ（Ｇｒａｄｅｄ  Ｉｎｄｅｘ−Ｓｅｐａｒａｔｅ  Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒａｃｔｕｒｅ）構造であっても良い。
なお、第１実施形態から第８実施形態では高屈折率部が単一の材料であったのに対し、この第９実施形態及び第１０実施形態では量子井戸あるいは量子ドットを内包した複数の材料の積層あるいは組み合わせから成っている。このように高屈折率部の構造が単一でなく、複数の材料の積層あるいは組み合わせからなる場合には低屈折率部と高屈折率部との屈折率差として定義したΔｎの値を特定することが困難となるが、この場合でも、高屈折率部２０４全体の断面の厚さＤ及び横幅Ｗが、水平方向、厚さ方向のスポットサイズ（近視野像の光強度分布の半値全幅）が概ね極小値となるように設定されていれば、本発明に包含されていると考えることができる。なお、高屈折率部２０４の内部の量子井戸あるいは量子ドットの体積が、高屈折率部２０４の全体に対して小さければ、高屈折率部２０４の屈折率はほぼ光ガイド層２０４ｃあるいは障壁層２０４ｂ、２０４ｅの屈折率で決定される。したがって、光ガイド層あるいは障壁層の屈折率とクラッド層の屈折率との差をΔｎとして扱えばよい。また、高屈折率部２０４の実効的な屈折率（内包されている量子井戸や量子ドットの構成を考慮に入れた平均的な屈折率）とクラッド層の屈折率との差をΔｎとして扱ってもよい。
（第１１実施形態）
図８は、本発明の第１１実施形態の半導体レーザ素子（全体を符号３００で表す）の、共振器長の方向に対して垂直な断面、すなわちレーザ出射端面方向から見た断面を示している。この半導体レーザ素子３００は、ｎ型基板３０１の平坦な表面３０１ａ上に、ｎ型クラッド層３０２ａ，３０２ｂ、絶縁体層としての電流狭窄層３０３、高屈折率部としての活性層３０４、ｐ型クラッド層３０５ｂ，３０５ａ、コンタクト層３０６およびｐ型用電極３０７を備えるとともに、基板３０１の裏面３０１ｂにｎ型用電極３０８を備えている。活性層３０４は、この例では矩形の断面をもち、紙面に対して垂直な一方向にストライプ状に延びている。ｎ型クラッド層３０２ａ，３０２ｂとｐ型クラッド層３０５ｂ，３０５ａは、低屈折率部として、活性層３０４の周りを囲んでいる。この半導体レーザ素子３００の各部の導電型、材料、厚さを次の表４にまとめて示す。
2004073125.tif 000009
2004073125.tif 000010
すなわち、第１１実施形態では、高屈折率部３０４に近い低屈折率部３０２ｂ及び３０５ｂを厚さ０．３μｍのＧａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐとし、高屈折率部３０４から遠い低屈折率部３０２ａ及び３０５ａを厚さ０．５μｍの（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐとした。
この第１１実施形態の半導体レーザ素子は波長９２０ｎｍでレーザ発振を生じた。また、厚さ方向、横方向に関して、近視野像の光強度分布の半値全幅（スポットサイズ）はいずれも０．２８μｍとなった。このように、十分に小さなスポットサイズをもつ真円の光分布が得られた。また、２０ｍＷ以上の光出力を得ることができた。
本実施形態では、活性層３０４をＩｎＧａＡｓとし、それを直接取り囲むクラッド層３０２ｂ，３０５ｂをＧａＩｎＰとし、更にその外側を取り囲むクラッド層３０２ａ，３０５ａをＡｌＧａＩｎＰとした。この構成では、活性層３０４およびそれを直接取り囲むクラッド層３０２ｂ，３０５ｂの材料にアルミニウム（Ａｌ）が含まれていない点に特徴がある。すなわち、本発明の半導体レーザ素子のように近視野像のスポットサイズが小さくなる場合には、活性層での光密度が著しく高くなり、高い光密度によってレーザ出射端面あるいはレーザ共振器内部の損傷が起こりやすくなる。特に結晶にＡｌが含まれる場合、共振器端面でのＡｌの酸化、共振器内部でのＡｌが関与する欠陥の誘発が生じ易く、それによって半導体レーザ素子の劣化が生じ易くなる。そこで本実施形態では、上述のように、最も光密度が高くなる活性層（高屈折率部）３０４およびそれを直接取り囲むクラッド層３０２ｂ，３０５ｂの材料にアルミニウム（Ａｌ）が含まれないものとしている。この結果、そのような劣化が生じるのを防止でき、高出力まで安定した動作ができるようになる。なお、本実施形態ではＡｌが含まれていない混晶結晶としてＩｎＧａＡｓおよびＧａＩｎＰを用いた例を示したが、ＧａｘＩｎ１−ｘＡｓｙＰ１−ｙ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１）で記述される任意の混晶系で構成することができる。
また、本実施形態では、活性層（高屈折率部）３０４およびそれを直接取り囲むクラッド層（低屈折率部の一部）３０２ｂ，３０５ｂの材料としてアルミニウムを含まないＧａＩｎＡｓＰ系材料（ＩｎＧａＡｓ及びＧａＩｎＰ）を用いているが、この材料系では両者の間の屈折率差を大きくとることができない。そこで本実施形態では、クラッド層３０２ｂ，３０５ｂの外側（光密度が低くなる領域）にさらに低屈折率のＡｌＧａＩｎＰからなるクラッド層３０２ａ，３０５ａを設けて、高屈折率部と低屈折率部との間の屈折率差を実効的に大きくとることにより、近視野像のスポットサイズがより小さくなる構成としている。すなわち、第１実施形態から第１０実施形態では低屈折率部が１種類の材料で構成されていたのに対し、本実施形態では低屈折率部は屈折率が異なる２種類の材料からなる構成となっている。このように低屈折率部の構造が単一でなく、複数の材料からなる場合には、高屈折率部と低屈折率部との間の屈折率差Δｎの値を特定することが困難となるが、この場合でも、高屈折率部の断面の厚さＤ及び横幅Ｗが、厚さ方向、水平方向に関して近視野像のスポットサイズがそれぞれ極小となるような値またはその値の近傍に設定されていれば、本発明に包含される。
（第１２実施形態）
図９は、本発明の第１２実施形態の半導体レーザ素子（全体を符号４００で表す）の、共振器長の方向に対して垂直な断面、すなわちレーザ出射端面方向から見た断面を示している。この半導体レーザ素子４００は、基板４０１の平坦な表面４０１ａ上に、ｎ型クラッド層４０２、電流狭窄層４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃ、高屈折率部としての活性層４０４、ｐ型クラッド層４０５、コンタクト層４０６ａ，４０６ｂおよびｐ型用電極４０７を備えるとともに、基板４０１の裏面４０１ｂにｎ型用電極４０８を備えている。活性層４０４、ｐ型クラッド層４０５およびコンタクト層４０６ａは、この例では同じ横幅の矩形の断面をもち、紙面に対して垂直な一方向にストライプ状に延びている。ｎ型クラッド層４０２のうち活性層４０４の両側に相当する部分は、湾曲した斜面（下に凸）をなすように加工されている。電流狭窄層４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃは、ｎ型クラッド層４０２活性層４０４、ｐ型クラッド層４０５およびコンタクト層４０６ａの両側を埋めるように設けられている。この結果、ｎ型クラッド層４０２、ｐ型クラッド層４０５、電流狭窄層４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃは、低屈折率部として、活性層４０４の周りを囲んでいる。この半導体レーザ素子４００の各部の導電型、材料、厚さを次の表５にまとめて示す。
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さらに、活性層４０４の横幅Ｗを０．３３μｍとした。
この半導体レーザ素子４００に電極４０７，４０８を通して電流を注入すると、波長約９００ｎｍにてレーザ発振を生じた。この第１０実施形態では、厚さ方向、横方向に関して、近視野像の光強度分布の半値全幅（スポットサイズ）はいずれも０．３μｍとなった。このように、非常に小さなスポットサイズをもつ真円の光分布が得られた。また、１０ｍＷ以上の光出力を得ることができた。
第１から第１１実施形態では、高屈折率部の周りに関して低屈折率部の混晶比が均一であった。これに対して、本実施形態では、高屈折率部としての活性層４０４に対して上下に接するＡｌＧａＡｓクラッド層４０２，４０５の混晶比と左右に接するＡｌＧａＡｓ電流狭窄層４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃの混晶比とが異なっており、高屈折率部の周りに関して低屈折率部の混晶比が異なっている。このように高屈折率部の周りに関して低屈折率部が均一ではなく、複数種類の材料からなる場合にも、高屈折率部の断面の厚さＤ及び横幅Ｗが、厚さ方向及び横方向に関して、近視野像のスポットサイズがそれぞれ極小となるような値またはその値の近傍に設定されていれば、本発明に包含される。
また、本発明のように高屈折率部をなす活性層の横幅Ｗが従来の半導体レーザ素子のものに比べて著しく小さい場合、活性層へ効率的な電流注入を行うことができる構造とすることが重要となる。第１実施形態などのように絶縁体（ＡｌＯｘ）を用いて電流狭窄を行っても良いし、第１２実施形態のようにｐｎ逆接合を用いて電流狭窄を行ってもよい。また、Ｃｒ−Ｏドープ結晶あるいはアンドープ結晶などの高抵抗半導体材料を用いて電流狭窄を行ってもよい。
なお、第１２実施形態の半導体レーザ素子は、選択成長を用いて活性層が結晶成長された第１実施形態などの半導体レーザ素子と異なり、次のようにして作製される。すなわち、基板４０１の表面４０１ａ上にｎ型クラッド層４０２、活性層４０４、ｐ型クラッド層４０５、コンタクト層４０６ａまでを連続的に１回で結晶成長した後、ストライプ状のマスクを用いてこれらの層がストライプ状になりｎ型クラッド層４０２の両側に相当する部分が湾曲した斜面になるまでメサエッチングを施す。そして、それらの層４０２，４０４，４０５，４０６ａの両側を埋めるように電流狭窄層４０３ａ，４０３ｂ，４０４ｃを選択的に積層する。その後、コンタクト層４０６ｂを全面に積層した後、コンタクト層４０６ｂ上に電極４０７、基板４０１の裏面４０１ｂに電極４０８をそれぞれ蒸着して素子を完成する。
（第１３実施形態）
図１０は、本発明の第１３実施形態の半導体レーザ素子（全体を符号５００で表す）の、共振器長の方向に対して垂直な断面、すなわちレーザ出射端面方向から見た断面を示している。この半導体レーザ素子５００は、基板５０１の、Ｖ字状の溝（横幅Ｗ１）が形成された表面５０１ａ上に、ｎ型クラッド層５０２、高屈折率部としての活性層５０４、ｐ型クラッド層５０５、コンタクト層５０６、電流狭窄層５０３およびｐ型用電極５０７を備えるとともに、基板５０１の裏面５０１ｂにｎ型用電極５０８を備えている。ｎ型クラッド層５０２、ｐ型クラッド層５０５等は、基板表面５０１ａのＶ形状を反映してそれぞれ断面略Ｖ字状に屈曲して形成され、クラッド層５０２，５０５の屈曲部の間に活性層５０４が設けられている。活性層５０４は、この例では逆三角形（３面５０４ａ，５０４ｂ，５０４ｃからなる）の断面をもち、紙面に対して垂直な一方向にストライプ状に延びている。この結果、ｎ型クラッド層５０２、ｐ型クラッド層５０５は、低屈折率部として、活性層５０４の周りを囲んでいる。この半導体レーザ素子５００の各部の導電型、材料、厚さを次の表６にまとめて示す。
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逆三角形形状の活性層５０４の横幅Ｗ（最も広い面５０４ｃの横幅）は０．３５μｍとした。
この半導体レーザ素子５００に電極５０７，５０８を通して電流を注入すると、波長約６５０ｎｍにてレーザ発振を生じた。この第１３実施形態では、厚さ方向、横方向に関して、近視野像の光強度分布の半値全幅（スポットサイズ）はいずれも０．３μｍとなった。このように、非常に小さなスポットサイズをもつ真円の光分布が得られた。また、１０ｍＷ以上の光出力を得ることができた。
第１実施形態から第１２実施形態では、幅の狭いマスクを使った選択成長、あるいは幅の狭いマスクによるメサエッチングを用いて作製した幅の狭い活性層を有する半導体レーザ素子について、その構成と製造方法を示した。しかし、それらを製造するためには幅がサブミクロン程度の狭いマスクが要求される。それに対して本実施形態では、基板表面５０１ａに比較的広い横幅Ｗ１をもつＶ溝を形成しておき、その上に各層を結晶成長して形成することにより、幅の狭いマスクを用いることなく、著しく幅の狭い横幅Ｗを有する活性層５０４を容易に得ることができる。
詳しくは、ＧａＡｓ基板５０１の表面５０１ａに比較的広い横幅Ｗ１をもつＶ溝を形成し、そのＶ溝を有する基板表面５０１ａの上に、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）によって、まずＡｌＧａＡｓクラッド層５０２を形成する。続いてＧａＡｓ活性層５０４を結晶成長する。この結晶成長を行う際に成長速度を著しく下げることにより、Ｖ溝の底部に相当する箇所（屈曲部）に厚く、Ｖ溝の側面に相当する箇所（斜面）に薄く結晶成長させることができ、断面逆三角形状の活性層５０４を作製できる。続いて、その上に残りの各層５０５，５０６，…を結晶成長してゆく。このように作製することにより、所望の狭い横幅Ｗ、厚さＤを有する小さな体積の活性層５０４を、幅の狭いマスクを用いることなく制御性良く作製することができる。なお、Ｖ溝の側面に相当する箇所（斜面）にも薄く活性層と同じ材料であるＧａＡｓが体積するが、この部分は体積が少ないため、形成された導波路構造への影響は非常に小さい。
活性層５０４の形状は逆三角形となるが、Ｗ及びＤを最適に設定することにより、厚さ方向及び横方向に関して、近視野像のスポットサイズがそれぞれ極小となるように設定できた。
また、これまでの実施形態では赤外光を発する半導体レーザ素子の構成例について説明してきたが、本実施形態のように可視光を発する半導体レーザ素子で構成することもできる。また、サファイア基板などを用いて窒化物系半導体材料によって半導体レーザ素子を構成し、緑色・青色・紫外で発振する半導体レーザ素子で構成することも可能である。
（第１４実施形態）
図１１は、本発明の第１４実施形態の半導体レーザ素子（全体を符号６００で表す）の、共振器長の方向に対して垂直な断面、すなわちレーザ出射端面方向から見た断面を示している。この半導体レーザ素子６００は、基板６０１の、台形状のメサ（横幅Ｗ２）が形成された表面６０１ａ上に、ｎ型クラッド層６０２、高屈折率部としての活性層６０４、ｐ型クラッド層６０５、コンタクト層６０６、電流狭窄層６０３およびｐ型用電極６０７を備えるとともに、基板６０１の裏面６０１ｂにｎ型用電極６０８を備えている。ｎ型クラッド層６０２、ｐ型クラッド層６０５等は、基板表面６０１ａの台形形状を反映してそれぞれ断面略逆Ｖ状に屈曲して形成され、クラッド層６０２，６０５の屈曲部の間に活性層６０４が設けられている。活性層６０４は、この例では台形（下底面６０４ａ，斜面６０４ｂ，６０４ｃおよび上底面６０４ｄからなる）の断面をもち、紙面に対して垂直な一方向にストライプ状に延びている。この結果、ｎ型クラッド層６０２、ｐ型クラッド層６０５は、低屈折率部として、活性層６０４の周りを囲んでいる。この半導体レーザ素子６００の各部の導電型、材料、厚さを次の表７にまとめて示す。
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さらに、台形形状の活性層６０４の横幅Ｗ（最も広い面５０４ａの横幅）を０．２５μｍとした。
この半導体レーザ素子５００に電極６０７，６０８を通して電流を注入すると、波長約９００ｎｍにてレーザ発振を生じた。この第１２実施形態では、厚さ方向、横方向に関して、近視野像の光強度分布の半値全幅（スポットサイズ）はいずれも０．２５μｍとなった。このように、非常に小さなスポットサイズをもつ真円の光分布が得られた。また、１０ｍＷ以上の光出力を得ることができた。
他の実施形態と異なり、本実施形態では、基板表面６０１ａに比較的広い横幅Ｗ２をもつＶ溝を形成しておき、その上に各層を結晶成長して形成することにより、幅の狭いマスクを用いることなく、著しく幅の狭い横幅Ｗを有する活性層６０４を容易に得ることができる。
詳しくは、ＧａＡｓ基板６０１の表面６０１ａに比較的広い横幅Ｗ２をもつ台形メサを形成し、その台形メサを有する基板表面６０１ａの上に、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）によって、まずＡｌＧａＡｓクラッド層６０２を形成する。続いてＧａＡｓ活性層６０４を結晶成長する。この結晶成長を行う際に成長速度を著しく下げることにより、台形の頂部に相当する箇所（屈曲部）に厚く、台形の側面に相当する箇所（斜面）に薄く結晶成長させることができ、断面台形状の活性層６０４を作製できる。続いて、その上に残りの各層６０５，６０６，…を結晶成長してゆく。このように作製することにより、所望の狭い横幅Ｗ、厚さＤを有する小さな体積の活性層６０４を、幅の狭いマスクを用いることなく制御性良く作製することができる。なお、台形の側面に相当する箇所（斜面）にも薄く活性層と同じ材料であるＧａＡｓが体積するが、この部分は体積が少ないため、形成された導波路構造への影響は非常に小さい。
活性層６０４の形状は台形となるが、Ｗ及びＤを最適に設定することにより、厚さ方向及び横方向に関して、近視野像のスポットサイズがそれぞれ極小となるように設定できた。
これまでに示した各実施形態の半導体レーザ素子は、近接記録方式で光ディスクまたは光磁気ディスクに記録再生を行うための光学ヘッドに好ましく適用できる特性を示している。特に微小スポットでありながら十分に大きな光出力を得ることができるので、光磁気ディスク等への高速書き込みを行うのに十分な特性である。
なお、活性層の断面形状は上記の各実施形態に示したものに限られることはない。活性層の断面形状を円形とすれば、最も小さなスポットサイズの円形のスポットが得られ、より好ましい。完全な円形でなくとも、六角形などの多角形の断面形状としてもよい。
なお、半導体レーザ素子の作製方法・構成・材料・混晶の組成などについては、上述の各実施形態に例示した方法に限られるものではない。特に、本発明では横幅の狭い活性層が要求されるが、その幅の狭い活性層を得るための方法には様々な手段を適用することができる。例えば、結晶成長室内で収束イオンビームや電子線描画を行いながら選択成長を行う「その場」での選択成長は、幅の狭い活性層を得るための有効な手段である。また、近接場リソグラフィやＸ線リソグラフィ、電子線リソグラフィ、位相シフトマスクを利用した露光などの公知の手段を適用することが可能である。結晶成長方法、成長条件、各構成元素の原料についても、実施形態に記述した特定の方法、条件、原料、あるいは例示された特定の組み合わせに限定されるものではない。
本願の実施形態では、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてＡｌＧａＡｓ，ＧａＩｎＮＡｓＳｂなどで記述される混晶系を一例として取り上げたが、実施形態として説明した以外のＩＩＩ族元素（Ｂ，Ｔｌ等）やＶ族元素（Ｐ，Ｂｉ）が適宜混晶化されていてもよいし、不純物元素（Ｚｎ，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｔｅ，Ｓ，Ｓｅ，Ｓｉ等）が適宜含まれていてもよい。また、基板についても実施形態に示したものに限定されるものではなく、別の基板を用いても同様の効果が得られる。例えばＩｎＰ，ＩｎＧａＡｓ，ＧａＳｂ，ＧａＮ基板などのその他のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板、ＺｎＳｅ，ＺｎＳ基板などのＩＩ−ＶＩ族化合物半導体基板、Ｇｅ，Ｓｉ，ＳｉＣ基板などのＩＶ族半導体基板、ガラス・プラスチック・セラミックス・サファイア・スピネル等を用いることができる。また、レーザの発振波長についても、赤外に限らず、赤色、青色、紫色、紫外など、任意の波長を選択することができる。
（第１５実施形態）
本実施形態では、上述してきた半導体レーザ素子を搭載した情報記録装置の一つである光磁気ディスク記録再生装置における光学ヘッドについて説明する。
図１７は、第１実施形態のものと同じ半導体レーザ素子２５０１を搭載した光磁気ディスク記録再生装置の光学ヘッドを斜めから見たところを示している。この光学ヘッドは、アクチュエータ２５０５に取り付けられたサスペンション２５０４と、サスペンション２５０４に取り付けられたスライダ２５０３と、このスライダ２５０３の端面に、レーザ光出射端面がディスク状の記録媒体２５０２に対向するように取り付けられた半導体レーザ素子２５０１とを備えている。
半導体レーザ２５０１のレーザ光出射端面から記録媒体２５０２までの距離は１μｍ未満、この例では数十ナノメートルに保たれて、回転するディスク状の記録媒体２５０２の上を滑走する。また、スライダ２５０３はサスペンション２５０４によって支持され、アクチュエータ２５０５によって、記録媒体２５０２の上の所望の記録トラックに追従したり、アクセスを行う。半導体レーザ２５０１のレーザ光出射端面は記録媒体２５０２に近接しており、記録媒体２５０２には半導体レーザ素子２５０１の近視野像（ニアフィールドパターン）が転写される。そのために、アクチュエータ２５０５とサスペンション２５０４は、半導体レーザ素子２５０１の光出射端面と記録媒体２５０２との間の距離が１μｍ未満に近接した一定間隔となるように制御するための制御機構として働く。
半導体レーザ素子２５０１として第１実施形態で述べたのと同じ物を用いることによって、実際に微小なスポットを記録媒体２５０２上に形成することができた。また、従来の近接場光を光源に用いた場合と比較して、本発明の半導体レーザは出力を格段に大きくすることができたため、記録に要する時間を大幅に短縮することができた。なお、記録媒体としては、光磁気ディスク、相変化型ディスク等を用いることができる。
ここでは、本発明の半導体レーザ素子を搭載した情報記録装置の一例としてとして光磁気ディスク記録再生装置を例示したが、本発明の半導体レーザ素子は他の種々の情報記録装置に搭載することが可能であることは言うまでもない。例えば、本発明の半導体レーザ素子は、熱アシスト方式により情報を記録または再生する磁気記録装置などに搭載することができる。
以上に述べたように、この発明の半導体レーザ素子は、既存の化合物半導体材料を用いつつ青色半導体レーザ素子よりも小さな光スポットを得ることができ、かつ近接記録方式に用いられる金属アパーチャを備えた半導体レーザ素子よりも実用上十分な光出力で微小な光スポット（近視野像）を得ることができ、かつ簡単に構成される。
また、この発明の光学ヘッドは、そのような半導体レーザ素子、つまり微小スポットでありながら十分に大きな光出力を得ることができる半導体レーザ素子を備えることによって、光ディスクまたは光磁気ディスクに近接記録方式で記録再生を行うことができる。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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