(57)【要約】【課題】電気変換効率を十分に向上させた半導体レーザ装置を得る。【解決手段】ｎ型クラッド層７３、ｎ型クラッド層側ガイド層７４、活性層５４、ｐ型クラッド層側ガイド層７６、および、ｐ型クラッド層７７を有し、ｎ型クラッド層側ガイド層７４およびｐ型クラッド層側ガイド層７６を介して、活性層５４に対し垂直方向に電子およびホールが注入される半導体レーザ装置であって、ｎ型クラッド層側ガイド層７４およびｐ型クラッド層側ガイド層７６は、ＩｎＧａＡｓＰにより構成され、ｎ型クラッド層７３およびｐ型クラッド層７７は、Ａｌ組成比が０．１未満のＡｌＧａＩｎＰにより構成される。【選択図】図２２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型クラッド層、ｎ型クラッド層側ガイド層、活性層、ｐ型クラッド層側ガイド層、および、ｐ型クラッド層を有し、
前記ｎ型クラッド層側ガイド層および前記ｐ型クラッド層側ガイド層を介して、前記活性層に対し垂直方向に電子およびホールが注入される半導体レーザ装置であって、
前記ｎ型クラッド層側ガイド層および前記ｐ型クラッド層側ガイド層は、ＩｎＧａＡｓＰにより構成され、
前記ｎ型クラッド層およびｐ型クラッド層は、Ａｌ組成比が０．１未満のＡｌＧａＩｎＰにより構成されたことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記ｐ型クラッド層側ガイド層の層厚は、前記ｎ型クラッド層側ガイド層の層厚よりも薄く設定され、
前記ｐ型クラッド層側ガイド層の屈折率は、前記ｎ型クラッド層側ガイド層の屈折率よりも高い値に設定されたことを特徴とする請求項１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、ＤＶＤ書き込み用の情報処理用の半導体レーザ装置、または、ＮｄドープＹＡＧ（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザやＹｂドープＹＡＧ（Ｙｂ：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用または光通信用の半導体レーザ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高出力動作を可能とする半導体レーザ装置を提供するために、ＧａＡｓＰ活性層を、厚さおよび組成が同じであるＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ光ガイド層で挟んだ構造が提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。
また、この種の半導体レーザ装置において、ｐ側ガイド層内のキャリア分布の傾きは、ｎ側ガイド層内キャリア分布の傾きのμｎ／μｐとなる（たとえば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ｊ．Ｓｅｂａｓｔｉａｎ  ｅｔ．ａｌ．，「Ｈｉｇｈ−Ｐｏｗｅｒ  ８１０−ｎｍ  ＧａＡｓＰ−ＡｌＧａＡｓ  Ｄｉｏｄｅ  Ｌａｓｅｒｓ  Ｗｉｔｈ  Ｎａｒｒｏｗ  Ｂｅａｍ  Ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ」ＩＥＥＥ  Ｊ．Ｓｅｌｅｃｔ．  Ｔｏｐｉｃｓ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．，ｖｏｌ．７，Ｎｏ．２，ｐｐ．３３４−３３９，２００１
【非特許文献２】Ｍ．Ａｌａｍａｎｄ  Ｍ．Ｌｕｎｄｓｔｒｏｍ，「Ｓｉｍｐｌｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ａｎｄ  Ｂｕｉｌｄｕｐ  ｉｎ  Ｓｅｐａｒａｔｅ  Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ  Ｌａｓｅｒｓ」ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ．、ｖｏｌ．６、Ｎｏ．１２、ｐｐ．１４１８−１４２０、１９９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の半導体レーザ装置では、消費電力を低減するために、電気変換効率（光出力／入力電力）を向上させる要求が高まっているが、ガイド層厚を厚くすることによって光吸収を低減してスロープ効率を向上する技術も限界に達しつつあるという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記の要求を満たすために、電気変換効率を十分に向上させた半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る半導体レーザ装置は、ｎ型クラッド層、ｎ型クラッド層側ガイド層、活性層、ｐ型クラッド層側ガイド層、および、ｐ型クラッド層を有し、ｎ型クラッド層側ガイド層およびｐ型クラッド層側ガイド層を介して、活性層に対し垂直方向に電子およびホールが注入される半導体レーザ装置であって、ｎ型クラッド層側ガイド層およびｐ型クラッド層側ガイド層は、ＩｎＧａＡｓＰにより構成され、ｎ型クラッド層およびｐ型クラッド層は、Ａｌ組成比が０．１未満のＡｌＧａＩｎＰにより構成されたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、活性層をｐ型クラッド層側に近づけるとともに、ｐ型クラッド層側ガイド層の屈折率を高い値に設定することにより、活性層への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、ガイド層内の光吸収を減少させて、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る半導体レーザ装置におけるキャリア分布および光強度分布を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１と比較するための一般的な半導体レーザ装置におけるキャリア分布および光強度分布を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態５に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態６に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態７に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態８に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態８に係る半導体レーザ装置におけるキャリア分布および光強度分布を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態９に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態１０に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図１４】この発明の実施の形態１１に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図１５】この発明の実施の形態１２に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図１６】この発明の実施の形態１３に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図１７】この発明の実施の形態１４に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図１８】この発明の実施の形態１５に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図１９】この発明の実施の形態１６に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図２０】この発明の実施の形態１７に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図２１】この発明の実施の形態１８に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図２２】この発明の実施の形態１９に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図２３】この発明の実施の形態２０に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す斜視図であり、たとえば発振波長８１０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
図１において、半導体レーザ装置は、下層から順に、ｎ電極１と、ｎ型ＧａＡｓ基板２と、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（ｎ型クラッド層）３と、ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層（ｎ型クラッド層側ガイド層）４と、ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ活性層（活性層）５と、ｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層（ｐ型クラッド層側ガイド層）６と、ｐ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓクラッド層７（ｐ型クラッド層）と、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８と、ｐ電極９とを備えている。
また、ｐ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓクラッド層７およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層８の側部には、Ｚ軸（レーザ光出射方向）に延長されたプロトン注入領域１０が形成されている。
【００１０】
ｎ型クラッド層３は、Ａｌ組成比ｘ＝０．５５、層厚＝１．５μｍであり、ｎ型クラッド層側ガイド層（ｎ側ガイド層）４は、Ａｌ組成比ｙ＝０．３５、層厚＝７００ｎｍであり、活性層５は、Ａｌ組成比ｚ＝０．１０、層厚＝１０ｎｍであり、ｐ型クラッド層側ガイド層（ｐ側ガイド層）６は、Ａｌ組成比ｓ＝０．３０、層厚＝３００ｎｍであり、ｐ型クラッド層７は、Ａｌ組成比ｔ＝０．５５、層厚＝１．５μｍである。
ｎ側ガイド層４およびｐ側ガイド層６は、結晶成長およびウエハプロセスにおいて不純物のドーピングが意識的に行われることがないので、アンドープか、またはアンドープに近いドーピング状態となっている。
【００１１】
ここで、図１に示した半導体レーザ装置の基本的な動作について説明する。
まず、ｐ電極９およびｎ電極１に順方向のバイアス（ｐ電極９に正電圧、ｎ電極１に正電圧以下の電圧たとえば負電圧）を印加する。
【００１２】
この状態で、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層３から、ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層４を介して、ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ活性層５に対し垂直方向に電子を注入するとともに、ｐ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓクラッド層７から、ｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層６を介して、ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ活性層５に対し垂直方向にホール（正孔）を注入する。
これにより、ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ活性層５からＺ軸方向（正負２方向）にレーザ光が出射される。
【００１３】
図２は図１の半導体レーザ装置の光強度分布（１点鎖線参照）を模式的に示す説明図であり、ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層（ｎ側ガイド層）４およびｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層（ｐ側ガイド層）６の各層内でのキャリア（電子およびホール）分布（太実線参照）および屈折率分布により決定される近視野像（ＮＦＰ）の光強度分布を示している。
【００１４】
図２において、破線は伝導帯（各クラッド層３、７、各ガイド層４、６、および、活性層５）のバンド構造を示し、太実線は電子およびホールのキャリア分布（キャリア濃度）を示し、１点鎖線は光強度分布を示している。
【００１５】
一般に、各ガイド層４、６内では、それぞれ電荷中性条件が保たれる必要性から、Ｙ軸の任意位置（ｙ）での電子密度ｎ（ｙ）とホール密度ｐ（ｙ）とが同じ値となる。
すなわち、各ガイド層４、６内の任意位置（ｙ）で、電子およびホールの存在数は常に同数であり、ｎ（ｙ）＝ｐ（ｙ）の関係が成り立つ。
また、図２のように、活性層５の中心をＹ軸方向の原点とすると、キャリア密度（太実線参照）は、活性層５に接する場所で最も小さくなり、各クラッド層３、７に向かうにつれて直線的に増加する。
【００１６】
さらに、電子およびホールの各移動度を、それぞれμｎ、μｐとすると、ｐ側ガイド層６内のキャリア分布（図２内の左側の太実線参照）の傾きは、ｎ側ガイド層４内のキャリア分布（図２内の右側の太実線参照）の傾きのμｎ／μｐ倍となる（たとえば、前述の非特許文献２参照）。
また、図２において、光強度分布（１点鎖線参照）は、活性層５およびｐ側ガイド層６（屈折率が高い値に設定されている）に引き寄せられた状態で非対称形となる。
【００１７】
図３は一般的な半導体レーザ装置におけるキャリア分布および光強度分布を模式的に示す説明図であり、この発明の実施の形態１による光強度分布（図２参照）と比較するための図である。
図３においては、ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層４と、ｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層６とが、それぞれ等しいＡｌ組成比ｙ、ｓおよび層厚を有する場合（Ａｌ組成比ｙ＝ｓ＝０．３０、層厚＝５００ｎｍ）のキャリア分布および光強度分布を示している。
【００１８】
図３において、キャリア密度（キャリア分布：太実線参照）は、図２と同様に、活性層５に接する場所で最も小さくなり、各クラッド層３、７に向かうにつれて直線的に増加する。ただし、図３の場合、ｐ側ガイド層６の層厚（５００ｎｍ）がこの発明の実施の形態１（図１および図２）の場合（３００ｎｍ）よりも大きいので、ｐ側ガイド層６内のキャリア分布の傾きがｎ側ガイド層４内キャリア分布の傾きのμｎ／μｐ倍となることから、図２と比べて、ｐ側ガイド層６内に多くのキャリアが存在することが分かる。また、光強度分布（１点鎖線参照）は、図２とは異なり、活性層５を中心として対称形に分布している。
【００１９】
一方、この発明の実施の形態１においては、ｐ側ガイド層６の層厚（３００ｎｍ）が薄く設定され、ｎ側ガイド層４の層厚（７００ｎｍ）が厚く設定されているので、図２のように、ｐ側ガイド層６内のキャリア密度を大幅に低減することができる。
これにより、各ガイド層４、６内のキャリアによる光吸収を低減することができ、ひいてはスロープ効率（単位駆動電流当たりの光出力増加分の傾き）を向上させることができる。
【００２０】
また、ｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層（ｓ＝０．３０）６の屈折率を、ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層（ｙ＝０．３５）４の屈折率よりも高い値に設定して、光強度分布（図２内の１点鎖線参照）の中心を活性層５の近傍に設定するとともに、光強度分布自体を非対称形状とすることにより、光閉じ込め率（活性層５に閉じ込められる光密度の割合）の低下を抑制することができる。
これにより、しきい値電流の増加を招くことなく、電気変換効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【００２１】
また、ｎ側およびｐ側の各ガイド層４、６は、ｐ型またはｎ型のドーパント（不純物）の意識的なドーピングが行われておらず、アンドープ（または、アンドープに近い）状態となっている。これは、意図的なドーピングが行われない状態を意味しており、完全なアンドープでなくてもよく、アンドープに近い状態も含まれる。よって、ｎ側およびｐ側の各ガイド層４、６は、ドーパント濃度に起因した損失を回避することができ、さらに電気変換効率を向上させることができる。
【００２２】
なお、図１においては、プロトン注入領域１０を形成し、発振効率を高めるための電流狭窄方法としてプロトン注入による方法を適用したが、この方法に限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、または、リッジ形成などの導波路による方法を適用することもでき、さらに、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などを適用可能なことは言うまでもない。
また、上記各層３〜７の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【００２３】
実施の形態２．
上記実施の形態１（図１）では、活性層としてＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ活性層５を用い、ｐ側ガイド層としてｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層６を用いたが、図４のように、ＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ活性層１３およびｐ側ＧａＡｓガイド層（Ａｌ組成比＝０）１４を用いてもよい。
図４はこの発明の実施の形態２を示す斜視図であり、たとえば発振波長９８０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【００２４】
図４において、前述（図１）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層１、２、８〜１０に加えて、前述の各層３〜７とは異なる組成の層として、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層１１と、ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層１２と、ＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ活性層１３と、ｐ側ＧａＡｓガイド層１４と、ｐ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓクラッド層１５とを備えている。
【００２５】
ｎ型クラッド層１１は、Ａｌ組成比ｘ＝０．３０、層厚＝１．５μｍであり、ｎ側ガイド層１２は、Ａｌ組成比ｙ＝０．０５、層厚＝７００ｎｍであり、活性層１３は、Ｉｎ組成比ｚ＝０．２０、層厚＝１０ｎｍであり、ｐ側ガイド層１４は、層厚＝３００ｎｍであり、ｐ型クラッド層１５は、Ａｌ組成比ｔ＝０．３０、層厚＝１．５μｍである。
【００２６】
図４においても、ｐ側ＧａＡｓガイド層１４の層厚（＝３００ｎｍ）が、ｎ側ガイド層（ＡｌＧａＡｓ）１２の層厚（＝７００ｎｍ）よりも薄く設定されており、活性層１３の中心位置がｐ型クラッド層１５側にシフトされているので、ｐ側ガイド層１４内のキャリアは減少する。
これにより、レーザ光のキャリアによる吸収が減少して、スロープ効率が向上する。
【００２７】
また、ｐ側ＧａＡｓガイド層１４の屈折率は、ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層（ｙ＝０．０５）１２の屈折率よりも高い値に設定されているので、光強度分布は、前述（図２参照）のように、ｐ側ガイド層１４に偏った非対称形となり、光閉じ込め率の低下を招くことはない。
これにより、しきい値電流の増加がなく、電気変換効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【００２８】
以上のように、この発明の実施の形態２（図４）によれば、前述の実施の形態１と同様に、ｐ型クラッド層側ガイド層１４の層厚（３００ｎｍ）を、ｎ型クラッド層側ガイド層１２の層厚（７００ｎｍ）よりも薄く設定して、活性層１３の中心位置をｐ型クラッド層１５に近づけるとともに、ｐ型クラッド層側ガイド層１４の屈折率を、ｎ型クラッド層側ガイド層１２の屈折率よりも高い値に設定したので、活性層１３への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層１２、１４内のキャリアによる光吸収を減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【００２９】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法として、前述と同様のプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層１１〜１５の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【００３０】
実施の形態３．
上記実施の形態２（図４）では、ｐ側ガイド層としてｐ側ＧａＡｓガイド層１４を用いたが、図５のように、ｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層１９を用いてもよい。
図５はこの発明の実施の形態３を示す斜視図であり、たとえば発振波長９４０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【００３１】
図５において、前述（図４）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層１、２、８〜１０に加えて、前述の各層１１〜１５とは異なる組成の層として、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層１６と、ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層１７と、ＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ活性層１８と、ｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層１９と、ｐ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓクラッド層２０とを備えている。
【００３２】
ｎ型クラッド層１６は、Ａｌ組成比ｘ＝０．４０、層厚＝１．５μｍであり、ｎ側ガイド層１７は、Ａｌ組成比ｙ＝０．１０、層厚＝７００ｎｍであり、活性層１８は、Ｉｎ組成比ｚ＝０．１０、層厚＝１０ｎｍであり、ｐ側ガイド層１９は、Ａｌ組成比ｓ＝０．０５、層厚＝３００ｎｍであり、ｐ型クラッド層２０は、Ａｌ組成比ｔ＝０．４０、層厚＝１．５μｍである。
【００３３】
図５においても、前述の実施の形態２と同様に、ｐ側ガイド層１９の層厚（３００ｎｍ）が、ｎ側ガイド層１７の層厚（７００ｎｍ）よりも薄く設定されており、ＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ活性層１８の中心位置がｐ型クラッド層２０側にシフトされているので、ｐ側ガイド層１９内のキャリアは減少する。
これにより、レーザ光のキャリアによる吸収が減少して、スロープ効率が向上する。
【００３４】
また、ｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層（ｓ＝０．０５）１９の屈折率は、ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層（ｙ＝０．１０）１７の屈折率よりも高い値に設定されているので、光強度分布は、前述（図２参照）と同様に、ｐ側ガイド層１９に偏った非対称形となり、光閉じ込め率の低下を招くことはない。
これにより、しきい値電流の増加がなく、電気変換効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【００３５】
以上のように、この発明の実施の形態３（図５）によれば、前述の実施の形態１、２と同様に、ｐ型クラッド層側ガイド層１９の層厚（３００ｎｍ）を、ｎ型クラッド層側ガイド層１７の層厚（７００ｎｍ）よりも薄く設定して、ＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ活性層１８の中心位置をｐ型クラッド層２０に近づけるとともに、ｐ側ガイド層１９の屈折率を、ｎ側ガイド層１７の屈折率よりも高い値に設定したので、活性層１８への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層１７、１９内のキャリアによる光吸収を減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【００３６】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法として、前述と同様のプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層１６〜２０の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【００３７】
実施の形態４．
上記実施の形態３（図５）では、各クラッド層としてｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層１６およびｐ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓクラッド層２０を用い、各ガイド層としてｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層１７およびｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層１９を用いたが、図６のように、ｎ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層２１およびｐ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層２５と、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層２２およびｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層２４とを用いてもよい。
図６はこの発明の実施の形態４を示す斜視図であり、たとえば発振波長９４０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【００３８】
図６において、前述（図５）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層１、２、８〜１０に加えて、前述の各層１６〜２０とは異なる組成の層として、ｎ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層２１と、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層２２と、ＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ活性層２３と、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層２４と、ｐ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層２５とを備えている。
【００３９】
ｎ型クラッド層２１は、層厚＝１．５μｍであり、ｎ側ガイド層２２は、Ｇａ組成比ｘ＝０．８０、Ａｓ組成比ｙ＝０．６０、層厚＝８００ｎｍであり、活性層２３は、Ｉｎ組成比ｚ＝０．１０、層厚＝１２ｎｍであり、ｐ側ガイド層２４は、Ｇａ組成比ｘ＝０．８５、ｙ＝０．７０、層厚＝４００ｎｍであり、ｐ型クラッド層２５は、層厚＝１．５μｍである。
【００４０】
図６においても、ｐ側ガイド層（ＩｎＧａＡｓＰ）２４の層厚（４００ｎｍ）が、ｎ側ガイド層（ＩｎＧａＡｓＰ）２２の層厚（８００ｎｍ）よりも薄く設定されており、ＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ活性層２３の中心位置がｐ型クラッド層２５側にシフトされているので、ｐ側ガイド層２４内のキャリアは減少する。
これにより、レーザ光のキャリアによる吸収が減少してスロープ効率が向上する。
【００４１】
また、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．８５、ｙ＝０．７０）２４の屈折率は、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．８０、ｙ＝０．６０）２２の屈折率よりも高い値に設定されているので、光強度分布は、前述（図２参照）のように、ｐ側ガイド層２４に偏った非対称形となり、光閉じ込め率の低下を招くことはない。
これにより、しきい値電流の増加がなく、電気変換効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。なお、各ガイド層（ＩｎＧａＡｓＰ）２２、２４のＡｓ組成比およびＧａ組成比は、ＧａＡｓとほぼ格子定数が一致するように設定されている。
【００４２】
以上のように、この発明の実施の形態４（図６）によれば、前述の実施の形態１〜３と同様に、ｐ型クラッド層側ガイド層２４の層厚（４００ｎｍ）を、ｎ型クラッド層側ガイド層２２の層厚（８００ｎｍ）よりも薄く設定して、ＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ活性層２３の中心位置をｐ型クラッド層２５に近づけるとともに、ｐ側ガイド層２４の屈折率を、ｎ側ガイド層２２の屈折率よりも高い値に設定したので、活性層２３への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層２２、２４内のキャリアによる光吸収を減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【００４３】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法として、前述と同様のプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層２１〜２５の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【００４４】
実施の形態５．
上記実施の形態４（図６）では、各クラッド層としてｎ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層２１およびｐ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層２５を用い、活性層としてＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ活性層２３を用いたが、図７のように、ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層２６およびｐ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層３０と、ＧａＡｓ１−ｚＰｚ活性層２８とを用いてもよい。
図７はこの発明の実施の形態５を示す斜視図であり、たとえば発振波長８１０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【００４５】
図７において、前述（図６）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層１、２、８〜１０に加えて、前述の各層２１〜２５とは異なる組成の層として、ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層２６と、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層２７と、ＧａＡｓ１−ｚＰｚ活性層２８と、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層２９と、ｐ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層３０とを備えている。
【００４６】
ｎ型クラッド層２６は、Ａｌ組成比ｘ＝０．１５、層厚＝１．５μｍであり、ｎ側ガイド層２７は、Ｇａ組成比ｘ＝０．５６、Ａｓ組成比ｙ＝０．１０、層厚＝７００ｎｍであり、活性層２８は、Ｐ組成比ｚ＝０．１２、層厚＝１２ｎｍであり、ｐ側ガイド層２９は、Ｇａ組成比ｘ＝０．６１、Ａｓ組成比ｙ＝０．２０、層厚＝３００ｎｍであり、ｐ型クラッド層３０は、Ａｌ組成比ｘ＝０．１５、層厚＝１．５μｍである。
【００４７】
図７においても、ｐ側ガイド層（ＩｎＧａＡｓＰ）２９の層厚（３００ｎｍ）が、ｎ側ガイド層（ＩｎＧａＡｓＰ）２７の層厚（７００ｎｍ）よりも薄く設定されており、ＧａＡｓ１−ｚＰｚ活性層２８の中心位置がｐ型クラッド層３０側にシフトされているので、ｐ側ガイド層２９内のキャリアは減少する。
これにより、レーザ光のキャリアによる吸収が減少して、スロープ効率が向上する。
【００４８】
また、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．６１、ｙ＝０．２０）２９の屈折率は、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０）２７の屈折率よりも高い値に設定されているので、光強度分布は、前述（図２参照）のようにｐ側ガイド層に偏った非対称形となり、光閉じ込め率の低下を招くことはない。
これにより、しきい値電流の増加がなく、電気変換効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【００４９】
以上のように、この発明の実施の形態５（図７）によれば、前述の実施の形態１〜４と同様に、ｐ型クラッド層側ガイド層２９の層厚（３００ｎｍ）を、ｎ型クラッド層側ガイド層２７の層厚（７００ｎｍ）よりも薄く設定して、ＧａＡｓ１−ｚＰｚ活性層２８の中心位置をｐ型クラッド層３０に近づけるとともに、ｐ側ガイド層２９の屈折率を、ｎ側ガイド層２７の屈折率よりも高い値に設定したので、活性層３０への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層２７、２９内のキャリアによる光吸収を減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【００５０】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法として、前述と同様のプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層２６〜３０の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【００５１】
実施の形態６．
上記実施の形態５（図７）では、各ガイド層としてｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層２７およびｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層２９を用い、活性層としてＧａＡｓ１−ｚＰｚ活性層２８を用いたが、図８のように、ｎ側ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐガイド層３２およびｐ側ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐ３４と、Ｉｎ１−ｚＧａｚＰ活性層３３とを用いてもよい。
図８はこの発明の実施の形態６を示す斜視図であり、たとえば発振波長６７０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【００５２】
図８において、前述（図７）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層１、２、８〜１０に加えて、前述の各層２６〜３０とは異なる組成の層として、ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層３１と、ｎ側ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐガイド層３２と、Ｉｎ１−ｚＧａｚＰ活性層３３と、ｐ側ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐガイド層３４と、ｐ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層３５とを備えている。
【００５３】
ｎ型クラッド層３１は、Ａｌ組成比ｘ＝０．３５、層厚＝１．５μｍであり、ｎ側ガイド層３２は、Ａｌ組成比ｘ＝０．２３、層厚＝７００ｎｍであり、活性層３３は、Ｇａ組成比ｚ＝０．４４、層厚＝１０ｎｍであり、ｐ側ガイド層３４は、Ａｌ組成比ｘ＝０．２０、層厚＝３００ｎｍであり、ｐ型クラッド層３５は、Ａｌ組成比ｘ＝０．３５、層厚＝１．５μｍである。
【００５４】
図８においても、ｐ側ガイド層（ＡｌＧａＩｎＰ）３４の層厚（３００ｎｍ）をｎ側ガイド層（ＡｌＧａＩｎＰ）３２の層厚（７００ｎｍ）よりも薄く設定されており、Ｉｎ１−ｚＧａｚＰ活性層３３の中心位置がｐ型クラッド層３５側にシフトされているので、ｐ側ガイド層３４内のキャリアは減少する。
これにより、レーザ光のキャリアによる吸収が減少して、スロープ効率が向上する。
【００５５】
また、ｐ側ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐガイド層（ｘ＝０．２０）３４の屈折率は、ｎ側ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐガイド層（ｘ＝０．２３）３２の屈折率よりも高い値に設定されているので、光強度分布は、前述（図２参照）のように、ｐ側ガイド層３４に偏った非対称形となり、光閉じ込め率の低下を招くことはない。
これにより、しきい値電流の増加がなく、電気変換効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【００５６】
以上のように、この発明の実施の形態６（図８）によれば、前述の実施の形態１〜５と同様に、ｐ型クラッド層側ガイド層３４の層厚（３００ｎｍ）を、ｎ型クラッド層側ガイド層３４の層厚（７００ｎｍ）よりも薄く設定して、Ｉｎ１−ｚＧａｚＰ活性層３３の中心位置をｐ型クラッド層３５に近づけるとともに、ｐ側ガイド層３４の屈折率を、ｎ側ガイド層３２の屈折率よりも高い値に設定したので、活性層３３への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層３２、３４内のキャリアによる光吸収を減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【００５７】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法として、前述と同様のプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層３１〜３５の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【００５８】
実施の形態７．
上記実施の形態１〜６（図１、図４〜図８）では、各電極１、９に隣接する層としてｎ型ＧａＡｓ基板２、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８およびプロトン注入領域１０を用いたが、図９のように、ｎ型ＩｎＰ基板３６、ｐ型ＩｎＰコンタクト層４２およびＳｉＮ膜４３を用いてもよい。
図９はこの発明の実施の形態７を示す斜視図であり、たとえば発振波長１３００ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【００５９】
図９において、前述（図１、図４〜図８）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述のｎ電極１とｐ電極９との間に、下層から順に、ｎ型ＩｎＰ基板３６と、ｎ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙクラッド層３７と、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層３８と、量子井戸活性層３９と、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層４０と、ｐ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙクラッド層４１と、ｐ型ＩｎＰコンタクト層４２と、ＳｉＮ膜４３とを備えている。
【００６０】
ｎ型クラッド層３７は、Ｇａ組成比ｘ＝０．１８３、Ａｓ組成比ｙ＝０．４０、層厚＝１．５μｍであり、ｎ側ガイド層３８は、ｇａ組成比ｘ＝０．２６２、Ａｓ組成比ｙ＝０．５６８、層厚＝７００ｎｍであり、ｐ側ガイド層４０は、Ｇａ組成比ｘ＝０．３４８、Ａｓ組成比ｙ＝０．７５０、層厚＝３００ｎｍであり、ｐ型クラッド層４１は、Ｇａ組成比ｘ＝０．１８３、Ａｓ組成比ｙ＝０．４０、層厚＝１．５μｍである。
【００６１】
また、量子井戸活性層３９は、５つのＩｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ活性層の間に、４つのＩｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙバリア層が挿入された構成からなる。
量子井戸活性層３９において、各Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ活性層（×５）は、Ｇａ組成比ｘ＝０．４４３、Ａｓ組成比ｙ＝０．９５、層厚＝１０ｎｍであり、各Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙバリア層（×４）は、Ｇａ組成比ｘ＝０．１８３、Ａｓ組成比ｙ＝０．４０、層厚＝１０ｎｍである。
【００６２】
図９においても、ｐ側ガイド層（ＩｎＧａＡｓＰ）４０の層厚（３００ｎｍ）が、ｎ側ガイド層（ＩｎＧａＡｓＰ）３８の層厚（７００ｎｍ）よりも薄く設定されており、量子井戸活性層３９の中心位置がｐ型クラッド層４１側にシフトされているので、ｐ側ガイド層４０内のキャリアは減少する。
これにより、レーザ光のキャリアによる吸収が減少してスロープ効率が向上する。
【００６３】
また、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．３４８、ｙ＝０．７５０）４０の屈折率は、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．２６２、ｙ＝０．５６８）の屈折率よりも高い値に設定されているので、光強度分布は、前述（図２参照）のように、ｐ側ガイド層に偏った非対称形となり、光閉じ込め率の低下を招くことはない。
これにより、しきい値電流の増加がなく、電気変換効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【００６４】
以上のように、この発明の実施の形態７（図９）によれば、前述の実施の形態１〜６と同様に、ｐ型クラッド層側ガイド層４０の層厚（３００ｎｍ）を、ｎ型クラッド層側ガイド層３８の層厚（７００ｎｍ）よりも薄く設定して、量子井戸活性層３９の中心位置をｐ型クラッド層４１に近づけるとともに、ｐ側ガイド層４０の屈折率を、ｎ側ガイド層３８の屈折率よりも高い値に設定したので、量子井戸活性層３９への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層３８、４０内のキャリアによる光吸収を減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【００６５】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法として、ＳｉＮ膜４３による方法を示したが、これに限定されることはなく、前述の実施の形態１〜６と同様のプロトンなどのイオン注入方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＩｎＰ半導体層やｐ−ＩｎＰ半導体層を多層に埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層３７〜４１の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【００６６】
実施の形態８．
上記実施の形態１〜７（図１、図４〜図９）では、ｎ型クラッド層の屈折率について特に考慮しなかったが、図１０のように、ｎ型クラッド層としてｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（Ａｌ組成比ｘ＝０．５０、層厚＝２．０μｍ）４４を用い、ｎ型クラッド層４４の屈折率を、ｐ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓクラッド層７の屈折率よりも高い値に設定してもよい。
図１０はこの発明の実施の形態８を示す斜視図であり、たとえば発振波長８１０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【００６７】
図１０において、前述（図１）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層１〜１０のうち、ｎ型クラッド層３に代えて、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（Ａｌ組成比ｘ＝０．５０、層厚＝２．０μｍ）４４を備えている。
【００６８】
図１０の半導体レーザ装置において、順方向のバイアスを印加し、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層４４から、ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層４を介して、ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ活性層５に対し垂直方向に電子を注入するとともに、ｐ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓクラッド層７から、ｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層６を介して、ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ活性層５に対し垂直方向にホール（正孔）を注入すると、前述と同様に、Ｚ軸方向（正負の２方向）にレーザ光が出射される。
【００６９】
図１１は図１０の半導体レーザ装置の光強度分布（１点鎖線参照）を模式的に示す説明図であり、ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層４およびｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層６の各層内でのキャリア（電子およびホール）分布（太実線参照）および屈折率分布により決定される近視野像（ＮＦＰ）の光強度分布を示している。
図１１において、破線は伝導帯（各クラッド層４４、７、各ガイド層４、６、および、活性層５）のバンド構造を、太実線は電子およびホールのキャリア濃度を、１点鎖線は光強度分布を示している。
【００７０】
図１１に示すように、各ガイド層４、６内のキャリア分布（太実線）に関しては、前述の実施の形態１と同様の作用効果が得られる。
また、光強度分布（１点鎖線）に関しては、ｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層（Ａｌ組成比ｓ＝０．３０）６の屈折率が、ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層（Ａｌ組成比ｙ＝０．３５）４の屈折率よりも高い値に設定されているので、光強度分布がｐ側ガイド層６に偏った非対称形となり、光閉じ込め率の低下を招くことはなく、しきい値電流の増加を防止することができる。
【００７１】
さらに、光強度分布に関して、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（Ａｌ組成比ｘ＝０．５０）４４の屈折率は、ｐ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓクラッド層（Ａｌ組成比ｔ＝０．５５）７の屈折率よりも高い値に設定されているので、クラッド層内光強度は、ｐ型クラッド層７よりもｎ型クラッド層４４に多く分布することになる。
【００７２】
通常、電子はホールよりも移動度が高いので、ｎ型クラッド層４４のキャリア濃度は、ｐ型クラッド層７のキャリア濃度よりも大幅に小さい値に設定される。この結果、ｐ型クラッド層７よりもｎ型クラッド層４４に光強度分布が多いということは、クラッド層でのキャリア吸収が低減されることになる。
これにより、スロープ効率の向上が実現して、しきい値電流の増加がなく、電気変換効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【００７３】
以上のように、この発明の実施の形態８（図１０）によれば、前述と同様に、活性層５の中心位置をｐ型クラッド層７側に近づけるとともに、ｐ型クラッド層側ガイド層６の屈折率を高い値に設定したので、活性層５への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層４、６内の光吸収を減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
また、ｎ型クラッド層４４の屈折率をｐ型クラッド層７の屈折率よりも高い値に設定したので、ｐ型クラッド層７内の光吸収も低減することができるので、半導体レーザ装置の電気変換効率をさらに高めることができる。
【００７４】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法としてプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層４４、４〜７の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【００７５】
実施の形態９．
上記実施の形態８（図１０）では、前述の実施の形態１（図１）の構成にｎ型クラッド層４４を適用した場合を示したが、図１２に示すように、前述の実施の形態２（図４）の構成にｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（Ａｌ組成比ｘ＝０．２５、層厚＝２．０μｍ）４５を適用してもよい。
図１２はこの発明の実施の形態９を示す斜視図であり、たとえば発振波長９８０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【００７６】
図１２において、前述（図４）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層１、２、８〜１５のうち、ｎ型クラッド層１１に代えて、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（Ａｌ組成比ｘ＝０．２５、層厚＝２．０μｍ）４５を備えている。
【００７７】
図１２の半導体レーザ装置により、各ガイド層１２、１４内のキャリア分布に関しては、前述の実施の形態２と同様の作用効果が得られる。
また、光強度分布に関しては、ｐ側ＧａＡｓガイド層１４の屈折率が、ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層（Ａｌ組成比ｙ＝０．０５）１２の屈折率よりも高い値に設定されているので、光強度分布がｐ側ガイド層１２に偏った非対称形となり、光閉じ込め率の低下を招くことはなく、しきい値電流の増加を防止することができる。
【００７８】
さらに、光強度分布に関して、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（Ａｌ組成比ｘ＝０．２５）４５の屈折率は、ｐ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓクラッド層（Ａｌ組成比ｔ＝０．５５）１５の屈折率よりも高い値に設定されているので、クラッド層内光強度は、ｐ型クラッド層１５よりもｎ型クラッド層４５に多く分布することになる。
また、キャリア濃度の低いｎ型クラッド層４５に多くの光が分布するので、クラッド層でのキャリア吸収が低減される。
これにより、スロープ効率の向上が実現して、しきい値電流の増加がなく、電気変換効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【００７９】
以上のように、この発明の実施の形態９（図１２）によれば、前述と同様に、活性層１３の中心位置をｐ型クラッド層１５側に近づけるとともに、ｐ型クラッド層側ガイド層１４の屈折率を高い値に設定したので、活性層１３への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層１２、１４内の光吸収を減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
また、ｎ型クラッド層４５の屈折率をｐ型クラッド層１５の屈折率よりも高い値に設定したので、ｐ型クラッド層１５内の光吸収も低減することができるので、半導体レーザ装置の電気変換効率をさらに高めることができる。
【００８０】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法としてプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層４５、１２〜１５の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【００８１】
実施の形態１０．
上記実施の形態９（図１２）では、前述の実施の形態２（図４）の構成にｎ型クラッド層４５を適用した場合を示したが、図１３に示すように、前述の実施の形態３（図５）の構成にｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（Ａｌ組成比ｘ＝０．３５、層厚＝２．０μｍ）４６を適用してもよい。
図１３はこの発明の実施の形態１０を示す斜視図であり、たとえば発振波長９４０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【００８２】
図１３において、前述（図５）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層１、２、８〜１０、１６〜２０のうち、ｎ型クラッド層１６に代えて、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（Ａｌ組成比ｘ＝０．３５、層厚＝２．０μｍ）４６を備えている。
【００８３】
図１３の半導体レーザ装置により、各ガイド層１７、１９内のキャリア分布に関しては、前述の実施の形態３と同様の作用効果が得られる。
また、光強度分布に関しては、ｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層（ｓ＝０．０５）１９の屈折率が、ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層（ｙ＝０．１０）１７の屈折率よりも高い値に設定されているので、光強度分布がｐ側ガイド層１９に偏った非対称形となり、光閉じ込め率の低下を招くことはなく、しきい値電流の増加を防止することができる。
【００８４】
さらに、光強度分布に関して、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（Ａｌ組成比ｘ＝０．３５）４６の屈折率は、ｐ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓクラッド層（ｔ＝０．４０）２０の屈折率よりも高い値に設定されているので、クラッド層内光強度は、ｐ型クラッド層２０よりもｎ型クラッド層４６に多く分布することになる。
また、キャリア濃度の低いｎ型クラッド層４６に多くの光が分布するので、クラッド層でのキャリア吸収が低減される。
これにより、スロープ効率の向上が実現して、しきい値電流の増加がなく、電気変換効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【００８５】
以上のように、この発明の実施の形態１０（図１３）によれば、前述と同様に、活性層１８の中心位置をｐ型クラッド層２０側に近づけるとともに、ｐ型クラッド層側ガイド層１９の屈折率を高い値に設定したので、活性層１８への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層１７、１９内の光吸収を減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
また、ｎ型クラッド層４６の屈折率をｐ型クラッド層２０の屈折率よりも高い値に設定したので、ｐ型クラッド層２０内の光吸収も低減することができ、半導体レーザ装置の電気変換効率をさらに高めることができる。
【００８６】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法としてプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層４６、１７〜２０の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【００８７】
実施の形態１１．
上記実施の形態１０（図１３）では、前述の実施の形態３（図５）の構成にｎ型クラッド層４６を適用した場合を示したが、図１４に示すように、前述の実施の形態４（図６）の構成にｎ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙクラッド層（Ｇａ組成比ｘ＝０．５６、Ａｓ組成比ｙ＝０．１０、層厚＝２．０μｍ）４７を適用してもよい。
図１４はこの発明の実施の形態１１を示す斜視図であり、たとえば発振波長９４０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【００８８】
図１４において、前述（図６）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層１、２、８〜１０、２１〜２５のうち、ｎ型クラッド層２１に代えて、ｎ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙクラッド層（Ｇａ組成比ｘ＝０．５６、Ａｓ組成比ｙ＝０．１０、層厚＝２．０μｍ）４７を備えている。
【００８９】
図１４の半導体レーザ装置により、各ガイド層２２、２４内のキャリア分布に関しては、前述の実施の形態４と同様の作用効果が得られる。
また、光強度分布に関しては、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．８５、ｙ＝０．７０）２４の屈折率が、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．８０、ｙ＝０．６０）２２の屈折率よりも高い値に設定されているので、光強度分布がｐ側ガイド層２４に偏った非対称形となり、光閉じ込め率の低下を招くことはなく、しきい値電流の増加を防止することができる。
【００９０】
さらに、光強度分布に関して、ｎ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙクラッド層（Ｇａ組成比ｘ＝０．５６、Ａｓ組成比ｙ＝０．１０）４７の屈折率は、ｐ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層２５の屈折率よりも高い値に設定されているので、クラッド層内光強度は、ｐ型クラッド層２５よりもｎ型クラッド層４７に多く分布することになる。
また、キャリア濃度の低いｎ型クラッド層４７に多くの光が分布するので、クラッド層でのキャリア吸収が低減される。
これにより、スロープ効率の向上が実現して、しきい値電流の増加がなく、電気変換効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【００９１】
以上のように、この発明の実施の形態１１（図１４）によれば、前述と同様に、活性層２３の中心位置をｐ型クラッド層２５側に近づけるとともに、ｐ型クラッド層側ガイド層２４の屈折率を高い値に設定したので、活性層２３への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層２２、２４内の光吸収を減少させ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
また、ｎ型クラッド層４７の屈折率をｐ型クラッド層２５の屈折率よりも高い値に設定したので、ｐ型クラッド層２５内の光吸収も低減することができ、半導体レーザ装置の電気変換効率をさらに高めることができる。
【００９２】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法としてプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層４７、２２〜２５の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【００９３】
実施の形態１２．
上記実施の形態１１（図１４）では、前述の実施の形態４（図６）の構成にｎ型クラッド層４７を適用した場合を示したが、図１５に示すように、前述の実施の形態５（図７）の構成にｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（Ａｌ組成比ｘ＝０．１０、層厚＝２．０μｍ）４８を適用してもよい。
図１５はこの発明の実施の形態１２を示す斜視図であり、たとえば発振波長８１０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【００９４】
図１５において、前述（図７）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層１、２、８〜１０、２６〜３０のうち、ｎ型クラッド層２６に代えて、ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（Ａｓ組成比ｘ＝０．１０、層厚＝２．０μｍ）４８を備えている。
【００９５】
図１５の半導体レーザ装置により、各ガイド層２２、２４内のキャリア分布に関しては、前述の実施の形態５と同様の作用効果が得られる。
また、光強度分布に関しては、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．６１、ｙ＝０．２０）２９の屈折率が、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０）２７の屈折率よりも高い値に設定されているので、光強度分布がｐ側ガイド層２９に偏った非対称形となり、光閉じ込め率の低下を招くことはなく、しきい値電流の増加を防止することができる。
【００９６】
さらに、光強度分布に関して、ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．１０）４８の屈折率は、ｐ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．１５）３０の屈折率よりも高い値に設定されているので、クラッド層内光強度は、ｐ型クラッド層３０よりもｎ型クラッド層４８に多く分布することになる。
また、キャリア濃度の低いｎ型クラッド層４８に多くの光が分布するので、クラッド層でのキャリア吸収が低減される。
これにより、スロープ効率の向上が実現して、しきい値電流の増加がなく、電気変換効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【００９７】
以上のように、この発明の実施の形態１２（図１５）によれば、前述と同様に、活性層２８の中心位置をｐ型クラッド層３０側に近づけるとともに、ｐ型クラッド層側ガイド層２９の屈折率を高い値に設定したので、活性層２８への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層２７、２９内の光吸収を減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
また、ｎ型クラッド層４８の屈折率をｐ型クラッド層３０の屈折率よりも高い値に設定したので、ｐ型クラッド層３０内の光吸収も低減することができ、半導体レーザ装置の電気変換効率をさらに高めることができる。
【００９８】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法としてプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層４８、２７〜３０の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【００９９】
実施の形態１３．
上記実施の形態１２（図１５）では、前述の実施の形態５（図７）の構成にｎ型クラッド層４８を適用した場合を示したが、図１６に示すように、前述の実施の形態６（図８）の構成にｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（Ａｌ組成比ｘ＝０．３０、層厚＝２．０μｍ）４９を適用してもよい。
図１６はこの発明の実施の形態１３を示す斜視図であり、たとえば発振波長６７０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【０１００】
図１６において、前述（図８）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層１、２、８〜１０、３１〜３５のうち、ｎ型クラッド層３１に代えて、ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（Ａｌ組成比ｘ＝０．３０、層厚＝２．０μｍ）４９を備えている。
【０１０１】
図１６の半導体レーザ装置により、各ガイド層３２、３４内のキャリア分布に関しては、前述の実施の形態６と同様の作用効果が得られる。
また、光強度分布に関しては、ｐ側ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐガイド層（ｘ＝０．２０）３４の屈折率が、ｎ側ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐガイド層（ｘ＝０．２３）３２の屈折率よりも高い値に設定されているので、光強度分布がｐ側ガイド層３４に偏った非対称形となり、光閉じ込め率の低下を招くことはなく、しきい値電流の増加を防止することができる。
【０１０２】
さらに、光強度分布に関して、ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．３０）４９の屈折率は、ｐ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．３５）３５の屈折率よりも高い値に設定されているので、クラッド層内光強度は、ｐ型クラッド層３５よりもｎ型クラッド層４９に多く分布することになる。
また、キャリア濃度の低いｎ型クラッド層４９に多くの光が分布するので、クラッド層でのキャリア吸収が低減される。
これにより、スロープ効率の向上が実現して、しきい値電流の増加がなく、電気変換効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【０１０３】
以上のように、この発明の実施の形態１３（図１６）によれば、前述と同様に、活性層３３の中心位置をｐ型クラッド層３５側に近づけるとともに、ｐ型クラッド層側ガイド層３４の屈折率を高い値に設定したので、活性層３３への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層３２、３４内の光吸収を減少させ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
また、ｎ型クラッド層４９の屈折率をｐ型クラッド層３５の屈折率よりも高い値に設定したので、ｐ型クラッド層３５内の光吸収も低減することができ、半導体レーザ装置の電気変換効率をさらに高めることができる。
【０１０４】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法としてプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層４９、３２〜３５の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【０１０５】
実施の形態１４．
上記実施の形態１３（図１６）では、前述の実施の形態６（図８）の構成にｎ型クラッド層４９を適用した場合を示したが、図１７に示すように、前述の実施の形態７（図９）の構成にｎ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙクラッド層（Ｇａ組成比ｘ＝０．２３０、Ａｓ組成比ｙ＝０．５０、層厚＝１．５μｍ）５０を適用してもよい。
図１７はこの発明の実施の形態１４を示す斜視図であり、たとえば発振波長１３００ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【０１０６】
図１７において、前述（図９）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層１、９、３６〜４３のうち、ｎ型クラッド層３７に代えて、ｎ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙクラッド層（ｘ＝０．２３０、ｙ＝０．５０、層厚＝１．５μｍ）５０を備えている。
【０１０７】
図１７の半導体レーザ装置により、各ガイド層３８、４０内のキャリア分布に関しては、前述の実施の形態７と同様の作用効果が得られる。
また、光強度分布に関しては、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．３４８、ｙ＝０．７５０）４０の屈折率が、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．２６２、ｙ＝０．５６８）３８の屈折率よりも高い値に設定されているので、光強度分布がｐ側ガイド層４０に偏った非対称形となり、光閉じ込め率の低下を招くことはなく、しきい値電流の増加を防止することができる。
【０１０８】
さらに、光強度分布に関して、ｎ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙクラッド層（ｘ＝０．２３０、ｙ＝０．５０）５０の屈折率は、ｐ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙクラッド層（ｘ＝０．１８３、ｙ＝０．４０）４１の屈折率よりも高い値に設定されているので、クラッド層内光強度は、ｐ型クラッド層４１よりもｎ型クラッド層５０に多く分布することになる。
また、キャリア濃度の低いｎ型クラッド層５０に多くの光が分布するので、クラッド層でのキャリア吸収が低減される。
これにより、スロープ効率の向上が実現して、しきい値電流の増加がなく、電気変換効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【０１０９】
以上のように、この発明の実施の形態１４（図１７）によれば、前述と同様に、量子井戸活性層３９の中心位置をｐ型クラッド層４１側に近づけるとともに、ｐ型クラッド層側ガイド層４０の屈折率を高い値に設定したので、量子井戸活性層３９への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層３８、４０内の光吸収を減少させ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
また、ｎ型クラッド層５０の屈折率をｐ型クラッド層４１の屈折率よりも高い値に設定したので、ｐ型クラッド層４１内の光吸収も低減することができ、半導体レーザ装置の電気変換効率をさらに高めることができる。
【０１１０】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法として、ＳｉＮ膜４３による方法を示したが、これに限定されることはなく、プロトンなどのイオン注入方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＩｎＰ半導体層やｐ−ＩｎＰ半導体層を多層に埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層５０、３７〜４１の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【０１１１】
実施の形態１５．
上記実施の形態１〜１４では、ｎ型クラッド層側ガイド層およびｐ型クラッド層側ガイド層を各１層で構成したが、図１５のように、それぞれ、Ａｓ組成比の異なる複数層（２層以上）のＩｎＧａＡｓＰガイド層５２、５３、５５、５６により構成してもよい。
図１８はこの発明の実施の形態１５を示す斜視図であり、たとえば発振波長８１０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【０１１２】
図１８において、前述と同様の各層１、２、８〜１０については、詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述のｎ型ＧａＡｓ基板２とプロトン注入領域１０との間に、下層から順に、ｎ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層５１と、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層（ｎ側外側ガイド層）５２と、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層（ｎ側内側ガイド層）５３と、ＧａＡｓ１−ｚＰｚ活性層５４と、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層（ｐ側内側ガイド層）５５と、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層（ｐ側外側ガイド層）５６と、ｐ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層５７とを備えている。
【０１１３】
ｎ型クラッド層５１は、層厚＝１．５μｍであり、ｎ側外側ガイド層５２は、Ｇａ組成比ｘ＝０．５６、Ａｓ組成比ｙ＝０．１０、層厚＝３００ｎｍであり、ｎ側内側ガイド層５３は、Ｇａ組成比ｘ＝０．６１、Ａｓ組成比ｙ＝０．２０、層厚＝３００ｎｍであり、活性層５４は、Ｐ組成比ｚ＝０．１２、層厚＝１４ｎｍであり、ｐ側内側ガイド層５５は、Ｇａ組成比ｘ＝０．６１、Ａｓ組成比ｙ＝０．２０、層厚＝３００ｎｍであり、ｐ側外側ガイド層５６は、Ｇａ組成比ｘ＝０．５６、Ａｓ組成比ｙ＝０．１０、層厚＝３００ｎｍであり、ｐ型クラッド層５７は、層厚＝１．５μｍである。
【０１１４】
図１８において、ｎ側およびｐ側の各ガイド層は、それぞれ、外側および内側の２層構造（５２、５３、および、５５、５６）からなり、いずれも同一の層厚（３００ｎｍ）を有している。
なお、ｎ型クラッド層５１およびｐ型クラッド層５７は、ＩｎＧａＰにより構成されているが、前述のようにＡｌＧａＩｎＰにより構成されてもよい。
【０１１５】
一般に、電気変換効率（光出力／入力電力）を高めるためには、前述の実施の形態１〜１４のようにスロープ効率を向上させて光出力を増大させる方法と、この発明の実施の形態１５（図１８）のように入力電力を低減させる方法とがある。
入力電力は、動作電流と動作電圧との積で表されるので、動作電流および動作電圧の少なくとも一方を低減させると、電気変換効率が向上する。ここでは、動作電圧を低減させる場合を例にとって説明する。
【０１１６】
図１８のように各ガイド層が２層構造の半導体レーザ装置において、共振器長＝１０００μｍ、ストライプ幅＝１μｍとして、電圧−電流特性をシミュレーションしたところ、「２０ｍＡ」の電流注入時の動作電圧は「１．７２５Ｖ」であった。
【０１１７】
一方、各２層構造のｎ側ガイド層５２、５３およびｐ側ガイド層５５、５６を、それぞれ１層構造として、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０、層厚＝６００ｎｍ）およびｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０、層厚＝６００ｎｍ）として、上記条件における電圧−電流特性をシミュレーションしたところ、動作電圧は「１．７５４Ｖ（＞１．７２５Ｖ）」であった。
したがって、各ガイド層を１層構造から２層構造とすることにより、動作電圧が低減することが分かる。
【０１１８】
以上のように、この発明の実施の形態１５（図１８）によれば、ｎ側およびｐ側の各ガイド層を、それぞれＡｓ組成比の異なる複数層のＩｎＧａＡｓＰ（５２、５３、および、５５、５６）とし、各クラッド層５１、５７をＩｎＧａＰ（または、ＡｌＧａＩｎＰ）としたので、ジャンクション電圧を低減し、ひいては動作電圧を低減することができるので、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【０１１９】
なお、ｎ側およびｐ側の各２層のガイド層５２、５３、５５、５６は、結晶成長およびウエハプロセスにおいて不純物を意識的にドーピングしない構造としてもよいが、各外側層にドーピングを施してもよい。
【０１２０】
すなわち、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０、層厚＝３００ｎｍ）５２をｎ型にドーピングし、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０、層厚＝３００ｎｍ）５６をｐ型にドーピングしてもよい。
これにより、さらに動作電圧を低減させることができる。
【０１２１】
また、発振効率を高めるための電流狭窄方法としてプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層５１〜５７の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【０１２２】
実施の形態１６．
上記実施の形態１５（図１８）では、ｎ側ガイド層５２、５３およびｐ側ガイド層５５、５６を、それぞれ同一の層厚で構成したが、図１９のように、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層６０の層厚（４５０ｎｍ）よりも、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層６１の層厚（１５０ｎｍ）を薄く設定してもよい。
図１９はこの発明の実施の形態１６を示す斜視図であり、たとえば発振波長８１０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【０１２３】
図１９において、前述（図１８）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層５３、５５に代えて、それぞれ層厚の異なるｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層６０およびｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層６１を備えている。
ｎ側内側ガイド層６０は、Ｇａ組成比ｘ＝０．６１、Ａｓ組成比ｙ＝０．２０、層厚＝４５０ｎｍであり、ｐ側内側ガイド層６１は、Ｇａ組成比ｘ＝０．６１、Ａｓ組成比ｙ＝０．２０、層厚＝１５０ｎｍである。
【０１２４】
図１９のように、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層６０の層厚（４５０ｎｍ）よりも、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層６１の層厚（１５０ｎｍ）が薄く設定されることにより、前述の実施の形態１〜１４と同様に、活性層５４の中心位置がｐ型クラッド層５７側にシフトされるので、ｐ側ガイド層６１、５６内のキャリアは減少する。
これにより、レーザ光のキャリアによる吸収が減少して効率が向上する。
【０１２５】
なお、半導体レーザ装置の動作電圧をさらに低減させるために、ｎ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層５２およびｐ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層５６に対して、それぞれ、ｎ型ドーピングおよびｐ型ドーピングを施してもよい。
【０１２６】
また、図１９において、ｎ側およびｐ側の各ガイド層５２、６０、６１、５６および各クラッド層５１、５７の屈折率は、いずれも同じ値に設定されていてもよい。なぜなら、ｎ側およびｐ側の各ガイド層を、それぞれ内側と外側との２層構造（５２、６０、および、６１、５６）としたことから、光が各内側ガイド層６０、６１内に強く閉じ込められるので、図１９のように活性層５４の中心位置をシフトしても、光閉じ込め率が大きく変化することがないからである。
【０１２７】
ただし、前述の実施の形態１〜１４のように、２層構造のｐ側ガイド層５６、６１の一方または両方の屈折率を高い値に設定することにより、また、さらにｎ型クラッド層５１の屈折率を高い値に設定することにより、しきい値電流増加が抑制されるとともに、スロープ効率が向上し、そのうえ動作電圧も低くすることができる。
【０１２８】
以上のように、この発明の実施の形態１６（図１９）によれば、各ガイド層をそれぞれＡｓ組成比の異なる複数層のＩｎＧａＡｓＰ（２層構造）とし、各クラッド層５１、５７をＩｎＧａＰ（または、ＡｌＧａＩｎＰ）としたことにより、前述の実施の形態１５と同様に、ジャンクション電圧を低減し、ひいては動作電圧を低減することができるので、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【０１２９】
また、活性層５４をｐ型クラッド層５７側に近づけるとともに、ｐ型クラッド層側ガイド層５６、６１の屈折率を高い値に設定したので、活性層５４への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層５２、６０、６１、５６内の光吸収を減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【０１３０】
さらに、ｎ型クラッド層５１の屈折率をｐ型クラッド層５７の屈折率よりも高い値に設定したので、活性層５４への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層内の光吸収を減少させるとともに、ｐ型クラッド層５７内の光吸収も減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【０１３１】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法としてプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層５１、５２、５４、５６、５７、６０、６１の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【０１３２】
実施の形態１７．
上記実施の形態１５、１６（図１８、図１９）では、各クラッド層として、ｎ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層５１およびｐ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層５７を用いたが、図２０のように、ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層６２およびｐ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層６７を用いてもよい。
図２０はこの発明の実施の形態１７を示す斜視図であり、たとえば発振波長８１０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【０１３３】
図２０において、前述（図１８、図１９）と同様の各層１、２、８〜１０、５４については、詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述（図１８）の各層５１〜５３、５５〜５７に代えて、ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層６２と、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層６３と、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層６４と、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層６５と、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層６６と、ｐ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層６７とを備えている。
【０１３４】
ｎ型クラッド層６２は、Ａｌ組成比ｘ＝０．１５、層厚＝１．５μｍであり、ｎ側外側ガイド層６３は、Ｇａ組成比ｘ＝０．５１、Ａｓ組成比ｙ＝０、層厚＝３００ｎｍであり、ｎ側内側ガイド層６４は、Ｇａ組成比ｘ＝０．５６、Ａｓ組成比ｙ＝０．１０、層厚＝３００ｎｍであり、ｐ側内側ガイド層６５は、Ｇａ組成比ｘ＝０．５６、Ａｓ組成比ｙ＝０．１０、層厚＝３００ｎｍであり、ｐ側外側ガイド層６６は、Ｇａ組成比ｘ＝０．５１、Ａｓ組成比ｙ＝０、層厚＝３００ｎｍであり、ｐ型クラッド層６７は、Ａｌ組成比ｘ＝０．１５、層厚＝１．５μｍである。
【０１３５】
図２０において、それぞれ外側層および内側層の２層構造からなるｎ側およびｐ側の各ガイド層６３〜６６は、いずれも同一の層厚（３００ｎｍ）を有している。
図２０のように、ｎ側およびｐ側の各ガイド層をそれぞれ２層構造とすることにより、前述の実施の形態１５、１６と同様に、動作電圧の低減を実現することができる。
【０１３６】
また、ｎ側およびｐ側の各２層のガイド層６３〜６６は、いずれもドーピングを施さない構造としてもよいが、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０、層厚＝３００ｎｍ）６３をｎ型にドーピングし、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０、層厚＝３００ｎｍ）６６をｐ型にドーピングしてもよい。
これにより、さらに動作電圧の低減を実現することができる。
【０１３７】
以上のように、この発明の実施の形態１７（図２０）によれば、各ガイド層を、それぞれＡｓ組成比の異なる複数層（２層構造）のＩｎＧａＡｓＰ（６３、６４、および６５、６６）により構成し、各クラッド層６２、６７をＡｌＧａＩｎＰ（または、ＩｎＧａＰ）により構成したので、ジャンクション電圧を低減し、ひいては動作電圧を低減することができるので、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【０１３８】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法としてプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層５４、６２〜６７の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【０１３９】
実施の形態１８．
上記実施の形態１７（図２０）では、各２層構造からなるｎ側およびｐ側の各ガイド層６３〜６６を、すべて同一の層厚（３００ｎｍ）で構成したが、図２１のように、ｎ側ガイド層６９、７０の層厚（４００ｎｍ、４５０ｎｍ）よりも、ｐ側ガイド層７１、７２の層厚（１５０ｎｍ、２００ｎｍ）を薄く設定してもよい。
図２１はこの発明の実施の形態１８を示す斜視図であり、たとえば発振波長８１０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【０１４０】
図２１において、前述（図２０）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層６２〜６６に代えて、ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層６８と、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層６９と、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層７０と、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層７１と、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層７２とを備えている。
【０１４１】
ｎ型クラッド層６８は、Ａｌ組成比ｘ＝０．１０、層厚は１．５μｍであり、ｎ側外側ガイド層６９は、Ｇａ組成比ｘ＝０．５１、Ａｓ組成比ｙ＝０、層厚＝４００ｎｍであり、ｎ側内側ガイド層７０は、Ｇａ組成比ｘ＝０．５６、Ａｓ組成比ｙ＝０．１０、層厚＝４５０ｎｍであり、ｐ側内側ガイド層７１は、Ｇａ組成比ｘ＝０．５９、Ａｓ組成比ｙ＝０．１５、層厚＝１５０ｎｍであり、ｐ側外側ガイド層７２は、Ｇａ組成比ｘ＝０．５４、Ａｓ組成比ｙ＝０．０５、層厚＝２００ｎｍである。
【０１４２】
図２１のように、内側および外側のｐ側ガイド層７１、７２の層厚（１５０ｎｍ、２００ｎｍ）を、内側および外側のｎ側ガイド層７０、６９の層厚（４５０ｎｍ、４００ｎｍ）よりも薄く設定することにより、前述と同様に、活性層５４の中心位置がｐ型クラッド層６８側にシフトされるので、各ｐ側ガイド層７１、７２内のキャリアは減少する。
これにより、レーザ光のキャリアによる吸収が減少してスロープ効率が向上する。
【０１４３】
また、各ｐ側ガイド層７１、７２の屈折率は、各ｎ側ガイド層６９、７０の屈折率よりも高い値に設定されるとともに、ｎ型クラッド層６８の屈折率は、ｐ型クラッド層６７の屈折率よりも高い値に設定されている。
これにより、活性層５４の光閉じ込め率を変えることなく、光強度分布をｎ型クラッド層６８に拡大することができ、スロープ効率を向上させるとともに、動作電圧の低い半導体レーザを実現することができる。
【０１４４】
以上のように、この発明の実施の形態１８（図２１）によれば、活性層５４をｐ型クラッド層６７側に近づけるとともに、２層構造のｐ側ガイド層７１、７２の屈折率を高い値に設定したので、活性層５４への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層６９〜７２内の光吸収を減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【０１４５】
また、ｎ型クラッド層６８の屈折率も高い値に設定したので、活性層５４への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層６９〜７２内の光吸収を減少させるとともに、ｐ型クラッド層６７内の光吸収も減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
さらに、各ガイド層６９〜７２を、それぞれＡｓ組成比の異なる複数層のＩｎＧａＡｓＰにより構成し、各クラッド層６７、６８をＡｌＧａＩｎＰ（または、ＩｎＧａＰ）により構成したので、ジャンクション電圧を低減し、ひいては動作電圧を低減することができるので、半導体レーザ装置の電気変換効率をさらに高めることができる。
【０１４６】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法としてプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層５４、６７〜７２の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【０１４７】
実施の形態１９．
上記各実施の形態では、各クラッド層のＡｌ組成比を０．１以上に設定したが、図２２のように、各ガイド層７４、７６をＩｎＧａＡｓＰにより構成し、各クラッド層（ＡｌＧａＩｎＰ）７３、７７のＡｌ組成比を０．１未満に設定してもよい。
図２２はこの発明の実施の形態１９を示す斜視図であり、たとえば発振波長８１０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【０１４８】
図２２において、前述（図７、図２１）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層１、２、８〜１０、５４に加えて、ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層７３と、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層７４と、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層７６と、ｐ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層７７とを備えている。
【０１４９】
ｎ型クラッド層７３は、Ａｌ組成比ｘ＝０．０７５、層厚＝１．５μｍであり、ｎ側ガイド層７４は、Ｇａ組成比ｘ＝０．５９、Ａｓ組成比ｙ＝０．１５、層厚＝６００ｎｍであり、ｐ側ガイド層７６は、Ｇａ組成比ｘ＝０．５９、Ａｓ組成比ｙ＝０．１５、層厚＝６００ｎｍであり、ｐ型クラッド層７７は、Ａｌ組成比ｘ＝０．０７５、層厚＝１．５μｍである。
【０１５０】
図２２のように、各ガイド層７４、７６をＩｎＧａＡｓＰにより構成することにより、動作電圧の低減を実現することができ、また、各クラッド層７３、７７をＡｌ組成比ｘ＝０．０７５（＜０．１）のＡｌＧａＩｎＰにより構成することにより、垂直方向の発散角を小さくすることができる。
【０１５１】
以上のように、この発明の実施の形態１９（図２２）によれば、ｎ型クラッド層側ガイド層７４およびｐ型クラッド層側ガイド層７６は、ＩｎＧａＡｓＰにより構成され、ｎ型クラッド層７３およびｐ型クラッド層７７は、Ａｌ組成比ｘ＝０．０７５（＜０．１）のＡｌＧａＩｎＰにより構成されているので、動作電圧の低減を実現するとともに、垂直方向の発散角を小さくすることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【０１５２】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法としてプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層５４、７３、７４、７６、７７の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【０１５３】
実施の形態２０．
上記実施の形態１９（図２２）では、各ガイド層７４、７６を同一層厚（６００ｎｍ）に設定したが、図２３のように、ｐ側ガイド層７９の層厚（３００ｎｍ）をｎ側ガイド層７８の層厚（９００ｎｍ）よりも薄く設定してもよい。
図２３はこの発明の実施の形態２０を示す斜視図であり、たとえば発振波長８１０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を示している。
【０１５４】
図２３において、前述（図２２）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、半導体レーザ装置は、前述の各層７４、７６に代えて、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層７８と、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層７９とを備えている。
【０１５５】
ｎ側ガイド層７８は、Ｇａ組成比ｘ＝０．５９、Ａｌ組成比ｙ＝０．１５、層厚＝９００ｎｍであり、ｐ側ガイド層７９は、Ｇａ組成比ｘ＝０．６１、Ａｌ組成比ｙ＝０．２０、層厚＝３００ｎｍである。
また、ｐ側ガイド層７９の屈折率は、ｎ側ガイド層７８の屈折率よりも高い値に設定されている。
【０１５６】
図２３の半導体レーザ装置においては、ｐ側ガイド層（ＩｎＧａＡｓＰ）７９の層厚（３００ｎｍ）ｎ側ガイド層（ＩｎＧａＡｓＰ）７８の層厚（９００ｎｍ）よりも薄く設定されており、活性層５４の中心位置がｐ型クラッド層７７側にシフトされているので、ｐ側ガイド層７８内のキャリアは減少する。
これにより、レーザ光のキャリアによる吸収が減少して効率が向上する。
【０１５７】
また、ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．６１、ｙ＝０．２０）の屈折率は、ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．５９、ｙ＝０．１５）の屈折率よりも高い値に設定されているので、光強度分布はｐ側ガイド層７９に偏った非対称形となり、光閉じ込め率の低下を招くことはない。
これにより、しきい値電流の増加がなく、スロープ効率の高い半導体レーザ装置を実現することができる。
【０１５８】
以上のように、この発明の実施の形態２０（図２３）によれば、活性層５４をｐ型クラッド層７７側に近づけるとともに、ｐ型クラッド層側ガイド層７９の屈折率を高い値に設定したので、活性層５４への光閉じ込め率の低減を抑制しつつ、各ガイド層７８、７９内の光吸収を減少させることができ、半導体レーザ装置の電気変換効率を高めることができる。
【０１５９】
なお、発振効率を高めるための電流狭窄方法としてプロトン注入による方法を示したが、これに限定されることはなく、絶縁膜によるストライプ形成方法、リッジ形成などの導波路による方法、ｎ−ＧａＡｓ半導体層を埋め込むなどの電流ブロック層を挿入する方法などでも実現できることは言うまでもない。
また、上記各層５４、４３、７７〜７９の層厚および組成は一例であり、これに限定されることはない。
【符号の説明】
【０１６０】
１  ｎ電極、２  ｎ型ＧａＡｓ基板、３  ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（ｘ＝０．５５、１．５μｍ）、４  ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層（ｙ＝０．３５、７００ｎｍ）、５  ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ活性層（ｚ＝０．１０、１０ｎｍ）、６  ｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層（ｓ＝０．３０、３００ｎｍ）、７  ｐ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓクラッド層（ｔ＝０．５５、１．５μｍ）、８  ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、９  ｐ電極、１０  プロトン注入領域、１１  ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（ｘ＝０．３０、１．５μｍ）、１２  ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層（ｙ＝０．０５、７００ｎｍ）、１３  ＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ活性層（ｚ＝０．２０、１０ｎｍ）、１４  ｐ側ＧａＡｓガイド層（３００ｎｍ）、１５  ｐ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓクラッド層（ｔ＝０．３０、１．５μｍ）、１６  ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（ｘ＝０．４０、１．５μｍ）、１７  ｎ側ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓガイド層（ｙ＝０．１０、７００ｎｍ）、１８  ＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ活性層（ｚ＝０．１０、１０ｎｍ）、１９  ｐ側ＡｌｓＧａ１−ｓＡｓガイド層（ｓ＝０．０５、３００ｎｍ）、２０  ｐ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓクラッド層（ｔ＝０．４０、１．５μｍ）、２１  ｎ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層（１．５μｍ）、２２  ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．８０、ｙ＝０．６０、８００ｎｍ）、２３  ＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ活性層（ｚ＝０．１０、１２ｎｍ）、２４  ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．８５、ｙ＝０．７０、４００ｎｍ）、２５  ｐ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層（１．５μｍ）、２６  ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．１５、１．５μｍ）、２７  ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０、７００ｎｍ）、２８  ＧａＡｓ１−ｚＰｚ活性層（ｚ＝０．１２、１２ｎｍ）、２９  ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．６１、ｙ＝０．２０、３００ｎｍ）、３０  ｐ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．１５、１．５μｍ）、３１  ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．３５、１．５μｍ）、３２  ｎ側ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐガイド層（ｘ＝０．２３、７００ｎｍ）、３３  Ｉｎ１−ｚＧａｚＰ活性層（ｚ＝０．４４、１０ｎｍ）、３４  ｐ側ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐガイド層（ｘ＝０．２０、３００ｎｍ）、３５  ｐ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．３５、１．５μｍ）、３６  ｎ型ＩｎＰ基板、３７  ｎ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙクラッド層（ｘ＝０．１８３、ｙ＝０．４０、１．５μｍ）、３８  ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．２６２、ｙ＝０．５６８、７００ｎｍ）、３９  Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ活性層（ｘ＝０．４４３、ｙ＝０．９５、１０ｎｍ）×５／Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙバリア層（ｘ＝０．１８３、ｙ＝０．４０、１０ｎｍ）×４、４０  ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．３４８、ｙ＝０．７５０、３００ｎｍ）、４１  ｐ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡ��ｙＰ１−ｙクラッド層（ｘ＝０．１８３、ｙ＝０．４０、１．５μｍ）、４２  ｐ型ＩｎＰコンタクト層、４３  ＳｉＮ膜、４４  ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（ｘ＝０．５０、２．０μｍ）、４５  ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（ｘ＝０．２５、２．０μｍ）、４６  ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層（ｘ＝０．３５、２．０μｍ）、４７  ｎ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙクラッド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０、２．０μｍ）、４８  ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．１０、２．０μｍ）、４９  ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．３０、２．０μｍ）、５０  ｎ型Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙクラッド層（ｘ＝０．２３０、ｙ＝０．５０、１．５μｍ）、５１  ｎ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層（１．５μｍ）、５２  ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０、３００ｎｍ）、５３  ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層（ｘ＝０．６１、ｙ＝０．２０、３００ｎｍ）、５４  ＧａＡｓ１−ｚＰｚ活性層（ｚ＝０．１２、１４ｎｍ）、５５  ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層（ｘ＝０．６１、ｙ＝０．２０、３００ｎｍ）、５６  ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０、３００ｎｍ）、５７  ｐ型Ｉｎ０．４９Ｇａ０．５１Ｐクラッド層（１．５μｍ）、６０  ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層（ｘ＝０．６１、ｙ＝０．２０、４５０ｎｍ）、６１  ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層（ｘ＝０．６１、ｙ＝０．２０、１５０ｎｍ）、６２  ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．１５、１．５μｍ）、６３  ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層（ｘ＝０．５１、ｙ＝０、３００ｎｍ）、６４  ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０、３００ｎｍ）、６５  ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０、３００ｎｍ）、６６  ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層（ｘ＝０．５１、ｙ＝０、３００ｎｍ）、６７  ｐ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．１５、１．５μｍ）、６８  ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．１０、１．５μｍ）、６９  ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層（ｘ＝０．５１、ｙ＝０、４００ｎｍ）、７０  ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層（ｘ＝０．５６、ｙ＝０．１０、４５０ｎｍ）、７１  ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ内側ガイド層（ｘ＝０．５９、ｙ＝０．１５、１５０ｎｍ）、７２  ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ外側ガイド層（ｘ＝０．５４、ｙ＝０．０５、２００ｎｍ）、７３  ｎ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０．４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．０７５、１．５μｍ）、７４  ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．５９、ｙ＝０．１５、６００ｎｍ）、７６  ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．５９、ｙ＝０．１５、６００ｎｍ）、７７  ｐ型ＡｌｘＧａ０．５１−ｘＩｎ０���４９Ｐクラッド層（ｘ＝０．０７５、１．５μｍ）、７８  ｎ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．５９、ｙ＝０．１５、９００ｎｍ）、７９  ｐ側Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙガイド層（ｘ＝０．６１、ｙ＝０．２０、３００ｎｍ）。
【図１】
2012156559.tif 000003
【図２】
2012156559.tif 000004
【図３】
2012156559.tif 000005
【図４】
2012156559.tif 000006
【図５】
2012156559.tif 000007
【図６】
2012156559.tif 000008
【図７】
2012156559.tif 000009
【図８】
2012156559.tif 000010
【図９】
2012156559.tif 000011
【図１０】
2012156559.tif 000012
【図１１】
2012156559.tif 000013
【図１２】
2012156559.tif 000014
【図１３】
2012156559.tif 000015
【図１４】
2012156559.tif 000016
【図１５】
2012156559.tif 000017
【図１６】
2012156559.tif 000018
【図１７】
2012156559.tif 000019
【図１８】
2012156559.tif 000020
【図１９】
2012156559.tif 000021
【図２０】
2012156559.tif 000022
【図２１】
2012156559.tif 000023
【図２２】
2012156559.tif 000024
【図２３】
2012156559.tif 000025