(57)【要約】【課題】本発明は、高反射率で熱抵抗の低いＤＢＲを有する面発光型半導体レーザを提供する。【解決手段】基板１０と、基板１０上に設けられ、ＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hとＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２h（ａ＜ｂ＜１）を交互に積層して形成されたｎ型ＤＢＲ２０と、ｎ型ＤＢＲ２０上に設けられたｎ型クラッド層３０と、第１導電型クラッド層３０上に設けられた活性層３２と、活性層３２上に設けられたｐ型クラッド層３４と、ｎ型クラッド層３０、活性層３２、及びｐ型クラッド層３４を第１導電型ＤＢＲとで挟むように設けられ、ＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kとＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kを交互に積層して形成されたｐ型ＤＢＲ５０とを備える。【選択図】図１
2009182210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、ＡｌaＧａ1-aＡｓ層とＡｌbＧａ1-bＡｓ層（ａ＜ｂ＜１）を交互に積層して形成された第１導電型ＤＢＲと、
前記第１導電型ＤＢＲ上に設けられた第１導電型クラッド層と、
前記第１導電型クラッド層上に設けられた活性層と、
前記活性層上に設けられた第２導電型クラッド層と、
前記第１導電型クラッド層、前記活性層、及び前記第２導電型クラッド層を前記第１導電型ＤＢＲとで挟むように設けられ、ＡｌaＧａ1-aＡｓ層とＡｌbＧａ1-bＡｓ層を交互に積層して形成された第２導電型ＤＢＲ
とを備え、前記第１導電型ＤＢＲ及び前記第２導電型ＤＢＲそれぞれの前記ＡｌaＧａ1-aＡｓ層と前記ＡｌbＧａ1-bＡｓ層の合計膜厚はレーザ発振波長の１／２の光学距離であり、前記ＡｌaＧａ1-aＡｓ層の膜厚は前記ＡｌbＧａ1-bＡｓ層の膜厚より薄いことを特徴とする面発光型半導体レーザ。
【請求項２】
前記ＡｌaＧａ1-aＡｓ層の膜厚は、レーザ発振波長の３／２０の光学距離より厚く、レーザ発振波長の１／４の光学距離より薄いことを特徴とする請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項３】
前記ＡｌaＧａ1-aＡｓ層のＡｌ組成比は、４５％≦ａ≦５０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項４】
前記ＡｌbＧａ1-bＡｓ層のＡｌ組成比は、９０％≦ｂ≦９５％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の面発光型半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光型半導体レーザに関し、特に赤色光を発光する面発光型半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）は、端面発光型半導体レーザに比べて、製造コストが低いこと、製造の歩留まりが高いこと、２次元アレイ化が容易なこと、などの多くの利点を有していることから、近年、多くの用途において実用化され、更なる検討も続けられている。例えば、波長６３０〜６６０ｎｍの赤色面発光型半導体レーザは、プラスチックファイバ（ＰＯＦ）通信用光源、光インターコネクション、高密度光ディスク用光源、アレイ光源、マウス光源等として用いられている。
【０００３】
面発光型半導体レーザは、端面発光型半導体レーザと比べて共振器長が短いことから高い共振器反射率が必要とされ、共振器ミラーとして１００％近い反射率が得られる多層膜反射鏡（ＤＢＲ）が用いられている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
ＤＢＲは、屈折率が異なる２種のアルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）等の半導体層（または誘電体層）をそれぞれレーザ発振波長の１／４の光学距離に交互に積層して形成されている。ＤＢＲは、共振器による吸収損失を低減し効率を向上させなければならないので、ＤＢＲを構成する半導体層としては、レーザ発振波長に対し透明である必要がある。そこで、ＤＢＲを構成する半導体層としては、上記の条件を満たす、例えばアルミニウム（Ａｌ）組成比が異なる２種類のＡｌＧａＡｓを用いている。
【０００５】
しかしながら、Ａｌ組成比が異なる２種類のＡｌＧａＡｓでＤＢＲを作製すると、一方のＡｌ組成比のＡｌＧａＡｓにおいて赤色波長帯で熱抵抗が大きくなることがある。熱抵抗が大きくなることによって放熱性も悪くなってしまい、面発光型半導体レーザの動作に支障をきたしてしまう可能性があるという問題があった。
【特許文献１】特開２００１−２５７４２４号公報
【特許文献２】特開２００３−８６８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記問題点を鑑み、本発明は、高反射率で熱抵抗の低いＤＢＲを有する面発光型半導体レーザを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の一態様によれば、基板と、基板上に設けられ、ＡｌaＧａ1-aＡｓ層とＡｌbＧａ1-bＡｓ層（ａ＜ｂ＜１）を交互に積層して形成された第１導電型ＤＢＲと、第１導電型ＤＢＲ上に設けられた第１導電型クラッド層と、第１導電型クラッド層上に設けられた活性層と、活性層上に設けられた第２導電型クラッド層と、第１導電型クラッド層、活性層、及び第２導電型クラッド層を第１導電型ＤＢＲとで挟むように設けられ、ＡｌaＧａ1-aＡｓ層とＡｌbＧａ1-bＡｓ層を交互に積層して形成された第２導電型ＤＢＲとを備え、第１導電型ＤＢＲ及び第２導電型ＤＢＲそれぞれのＡｌaＧａ1-aＡｓ層とＡｌbＧａ1-bＡｓ層の合計膜厚はレーザ発振波長の１／２の光学距離であり、ＡｌaＧａ1-aＡｓ層の膜厚はＡｌbＧａ1-bＡｓ層の膜厚より薄い面発光型半導体レーザであることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、本発明は、高反射率で熱抵抗の低いＤＢＲを有する面発光型半導体レーザを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１０】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る面発光型半導体レーザは、図１〜図３に示すように、基板１０と、基板１０上に設けられ、ＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hとＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２h（ａ＜ｂ＜１）を交互に積層して形成された（図２参照）ｎ型（第１導電型）ＤＢＲ２０と、ｎ型ＤＢＲ２０上に設けられたｎ型クラッド層３０と、第１導電型クラッド層３０上に設けられた活性層３２と、活性層３２上に設けられたｐ型（第２導電型）クラッド層３４と、ｎ型クラッド層３０、活性層３２、及びｐ型クラッド層３４を第１導電型ＤＢＲとで挟むように設けられ、ＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kとＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kを交互に積層して形成された（図３参照）ｐ型ＤＢＲ５０とを備える。ｎ型ＤＢＲ２０及びｐ型ＤＢＲ５０それぞれのＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１h、５１1，５１2，・・・・・５１kとＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２h、５２1，５２2，・・・・・５２kの合計膜厚は、レーザ発振波長の１／２程度の光学距離であり、ＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１h、５１1，５１2，・・・・・５１kの膜厚はＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２h、５２1，５２2，・・・・・５２kの膜厚より薄い。
【００１１】
基板１０は、例えば、ｎ型のドーパントとしてシリコン（Ｓｉ）がドープされた導電性のｎ型（第１導電型）のガリウム砒素（ＧａＡｓ）等からなる半導体基板である。
【００１２】
ｎ型ＤＢＲ２０は、図２に示すように、ペア数ｈが５０〜８０程度となるように、ＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hとＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２h（ａ＜ｂ＜１）を交互に積層して形成される。ＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hのＡｌ組成比ａは、４５％≦ａ≦５０％であることが好ましい。ＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hのＡｌ組成比は、４５％以下であると図４に示すようにレーザ発振波長（６６０ｎｍ）において吸収係数が高くなり光を吸収してしまうので好ましくなく、５０％以上であると高い共振器反射率を得るために好ましくない。また、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hのＡｌ組成比ｂは、９０％≦ｂ≦９５％であることが好ましい。ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hのＡｌ組成比は、上記の範囲以外であるときは、２種の半導体層の屈折率差が小さくなってしまい高反射率が得られなくなるので、高い共振器反射率を得るために好ましくない。
【００１３】
ｐ型ＤＢＲ５０は、図３に示すように、ペア数ｋが３０〜５０程度となるように、ＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kとＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２k（ａ＜ｂ＜１）を交互に積層して形成される。ＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kのＡｌ組成比ａは、４５％≦ａ≦５０％であることが好ましい。ＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kのＡｌ組成比は、４５％以下であると図４に示すようにレーザ発振波長（６６０ｎｍ）において吸収係数が高くなり光を吸収してしまうので好ましくなく、５０％以上であると高い共振器反射率を得るために好ましくない。また、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kのＡｌ組成比ｂは、９０％≦ｂ≦９５％であることが好ましい。ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kのＡｌ組成比は、上記の範囲以外であるときは、２種の半導体層の屈折率差が小さくなってしまい高反射率が得られなくなるので、高い共振器反射率を得るために好ましくない。
【００１４】
ｎ型ＤＢＲ２０とｐ型ＤＢＲ５０を構成する半導体層のそれぞれの膜厚は、低い熱抵抗、且つ、高い反射率となるように決定される。そこで、低い熱抵抗、且つ、高い反射率を得るためにｎ型ＤＢＲ２０とｐ型ＤＢＲ５０を構成する半導体層のうちＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１h、５１1，５１2，・・・・・５１kの膜厚は、レーザ発振波長の３／２０の光学距離より厚く、レーザ発振波長の１／４の光学距離より薄いことが好ましい。
【００１５】
ｎ型ＤＢＲ２０とｐ型ＤＢＲ５０の熱抵抗については、以下に示す式（１）によって求められる。
【００１６】
熱抵抗(K/W)=[1/熱伝導率(W/μm・K)]×[膜厚(μm)/伝熱断面積(μm2)]・・・（１）
ｎ型ＤＢＲ２０及びｐ型ＤＢＲ５０を構成する層の熱抵抗は、図５のグラフに示すように、Ａｌ組成比が５０％近傍のときに最大となる。つまり、Ａｌ組成比が５０％近傍の層の厚さをなるべく減少させることが好ましい。
【００１７】
ｎ型ＤＢＲ２０とｐ型ＤＢＲ５０の反射率については、ｎ型ＤＢＲ２０とｐ型ＤＢＲ５０を構成する層がＡｌを含む半導体層であるので、Ａｌ組成比の増加に伴ってワイドギャップ化し屈折率が小さくなる特徴を有する。そこで、ｎ型ＤＢＲ２０とｐ型ＤＢＲ５０が高い反射率を得るためには、ｎ型ＤＢＲ２０及びｐ型ＤＢＲ５０を構成する層のうち、Ａｌ組成比が大きい半導体層の厚さをなるべく減少させて構成することが好ましい。
【００１８】
ｎ型ＤＢＲ２０とｐ型ＤＢＲ５０を構成する層の膜厚と熱抵抗の関係を示すための実施例を後述する実施例１〜３に、膜厚と反射率の関係を示すための実施例を後述する実施例４，５において詳述する。
【００１９】
ｎ型クラッド層３０は、例えば、ｎ型のドーパントとしてＳｉがドープされたＩｎＧａＡｌＰからなる。ｎ型クラッド層３０上には、ｎ型のドーパントとしてＳｉがドープされたＩｎＧａＡｌＰからなり、活性層３２内の光密度を調整する機能を有するｎ型光ガイド層（図示略）を設けても構わない。
【００２０】
活性層３２は、ｎ型クラッド層３０から供給される電子とｐ型クラッド層３４から供給される正孔が再結合し光を発生する。活性層３２は、例えば、井戸層（ウェル層）を井戸層よりもバンドギャップの大きなバリア層（層障壁層）でサンドイッチ状に挟んだ量子井戸(ＱＷ)構造とすることができる。なお、この量子井戸構造は、井戸層が１つではなく多重化してもよく、活性層３２を多重量子井戸構造（ＭＱＷ）にすることもできる。ＭＱＷである活性層３２は、ＩｎＧａＡｌＰとインジウム・ガリウム・リン（ＩｎＧａＰ）とが交互に２〜４ペア積層された構造とすることができる。活性層３２上には、例えば、ｐ型のドーパントとしてマグネシウム（Ｍｇ）がドープされたＩｎＧａＡｌＰからなり、活性層３２内の光密度を調整する役割を持つｐ型光ガイド層（図示略）を設けることができる。
【００２１】
ｐ型クラッド層３４は、例えば、ｐ型のドーパントとしてＭｇがドープされたＩｎＧａＡｌＰからなる。ｐ型クラッド層３４上には、酸化狭窄層４０が設けられている。酸化狭窄層４０は、導波路となる領域に選択的に電流を流すために電流狭窄構造を有する層である。酸化狭窄層４０は一例として、図１に示すように、ｐ型クラッド層３４上に設けられるが、活性層３２とｐ側コンタクト層との間にあればよい。酸化狭窄層４０の電流狭窄構造は、酸化速度が異なるアルミニウムの組成層を選択的に酸化することによって形成することができる。
【００２２】
実施の形態に係る面発光型半導体レーザは、更に、ｎ型クラッド層３０に電圧を印加するｎ型電極（カソード電極）６０と、ｐ型クラッド層３４に電圧を印加するｐ型電極（アノード電極）６２を備える。図１に示すように、ｎ型電極６０は基板１０の裏面側に、ｐ型電極６２はｐ型ＤＢＲ５０の表面に配置される。ｎ型電極６０は、例えばＡｌ金属からなり、ｐ型電極６２は、例えばパラジウム（Ｐｄ）−金（Ａｕ）合金からなる。ｐ型電極６２は、リング状の形状であり、８μｍ〜２５μｍ程度のアパーチャ径を持ったレーザの出射領域である開口部を有する。そして、ｎ型電極６０は基板１０に、ｐ型電極６２はｐ型ＤＢＲ５０に、それぞれオーミック接続される。なお、基板１０とｎ型電極６０の間に、ｎ型のｎ側コンタクト層を配置してもよい。また、ｐ型ＤＢＲ５０とｐ型電極６２の間に、ｐ型のｐ側コンタクト層を配置してもよい。
【００２３】
以下に、実施の形態に係る面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０とｐ型ＤＢＲ５０を構成する層の膜厚と熱抵抗の関係について、実施例１〜３において説明する。実施例１〜３では、ｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層のペア数は固定して、構成する半導体層の膜厚を３パターン変更した面発光型半導体レーザをそれぞれ用意して検証する。
【００２４】
（実施例１）
実施例１で用いる面発光型半導体レーザはすべて、図１に示すようなメサ構造の面発光型半導体レーザである。ここで用いる面発光型半導体レーザのメサ直径は１０μｍであり、伝熱断面積が７８．５μｍ2となる。実施例１で用いる第１〜第３パターンの面発光型半導体レーザの各数値は、それぞれ図６（ａ）〜（ｃ）の表に示される。
【００２５】
まず、第１パターンにおける面発光型半導体レーザは、従来の面発光型半導体レーザと同様でｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の膜厚がそれぞれレーザ発振波長の約１／４の光学距離で交互に積層して形成されているものである。
【００２６】
第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が４７．７８ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kと、Ａｌ組成比が９０％で膜厚が５３．１６ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kとの３８ペアで構成される。ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの合計膜厚は１．８１６μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの合計膜厚は２．０２０μｍとなる。Ａｌ組成比が５０％の熱伝導率は０．１１Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９０％の熱伝導率は０．６５１Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの熱抵抗値は０．２１２Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの熱抵抗値は０．１０１Ｋ／Ｗとなる。よって、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値は、０．３１３Ｋ／Ｗとなる。
【００２７】
第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が４７．７８ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hと、Ａｌ組成比が９０％で膜厚が５３．１６ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hとの５８ペアで構成される。ｎ型ＤＢＲ２０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの合計膜厚は２．７７１μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの合計膜厚は３．０８０μｍとなる。Ａｌ組成比が５０％の熱伝導率は０．１１Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９０％の熱伝導率は０．６５１Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの熱抵抗値は０．３２４Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの熱抵抗値は０．１５４Ｋ／Ｗとなる。よって、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値は０．４７８Ｋ／Ｗとなる。
【００２８】
次に、第２パターンにおける面発光型半導体レーザは、ｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の１ペアの合計光学膜厚をほぼ同一に保ったまま、ｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の膜厚をそれぞれ変化させたものである。
【００２９】
第２パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が４０．０ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kと、Ａｌ組成比が９０％で膜厚が６０．９４ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kとの３８ペアで構成される。ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの合計膜厚は１．５２０μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの合計膜厚は２．３１６μｍとなる。Ａｌ組成比が５０％の熱伝導率は０．１１Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９０％の熱伝導率は０．６５１Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの熱抵抗値は０．１７８Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの熱抵抗値は０．１１６Ｋ／Ｗとなる。よって、第２パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値は０．２９３Ｋ／Ｗとなり、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値と比して６．３％改善されたことになる。
【００３０】
第２パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が４０．０ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hと、Ａｌ組成比が９０％で膜厚が６０．９４ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hとの５８ペアで構成される。ｎ型ＤＢＲ２０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの合計膜厚は２．３２０μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの合計膜厚は３．５３５μｍとなる。Ａｌ組成比が５０％の熱伝導率は０．１１Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９０％の熱伝導率は０．６５１Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの熱抵抗値は０．２７１Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの熱抵抗値は０．１７６Ｋ／Ｗとなる。よって、第２パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値は０．４４８Ｋ／Ｗとなり、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値と比して６．３％改善されたことになる。
【００３１】
次に、第３パターンにおける面発光型半導体レーザは、ｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の１ペアの合計光学膜厚をほぼ同一に保ったまま、ｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の膜厚をそれぞれ第２パターンにおける面発光型半導体レーザよりも更に変化させたものである。
【００３２】
第３パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が３５．０ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kと、Ａｌ組成比が９０％で膜厚が６７．０ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kとの３８ペアで構成される。ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの合計膜厚は１．３３０μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの合計膜厚は２．５４６μｍとなる。Ａｌ組成比が５０％の熱伝導率は０．１１Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９０％の熱伝導率は０．６５１Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの熱抵抗値は０．１５６Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの熱抵抗値は０．１２７Ｋ／Ｗとなる。よって、第３パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値は０．２８３Ｋ／Ｗとなり、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値と比して９．７％改善されたことになる。
【００３３】
第３パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が３５．０ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hと、Ａｌ組成比が９０％で膜厚が６７．０ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hとの５８ペアで構成される。ｎ型ＤＢＲ２０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの合計膜厚は２．０３０μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの合計膜厚は３．８８６μｍとなる。Ａｌ組成比が５０％の熱伝導率は０．１１Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９０％の熱伝導率は０．６５１Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの熱抵抗値は０．２３８Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの熱抵抗値は０．１９４Ｋ／Ｗとなる。よって、第３パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値は０．４３１Ｋ／Ｗとなり、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値と比して９．７％改善されたことになる。
【００３４】
（実施例２）
実施例２で用いる面発光型半導体レーザはすべて、図１に示すようなメサ構造の面発光型半導体レーザである。ここで用いる面発光型半導体レーザのメサ直径は１０μｍであり、伝熱断面積が７８．５μｍ2となる。実施例２で用いる第１〜第３パターンの面発光型半導体レーザの各数値は、それぞれ図７（ａ）〜（ｃ）の表に示される。
【００３５】
まず、第１パターンにおける面発光型半導体レーザは、従来の面発光型半導体レーザと同様でｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の膜厚がそれぞれレーザ発振波長の約１／４の光学距離で交互に積層して形成されているものである。
【００３６】
第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が４７．７８ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が５３．４０ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kとの３８ペアで構成される。ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの合計膜厚は１．８１６μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの合計膜厚は１．８６９μｍとなる。Ａｌ組成比が５０％の熱伝導率は０．１１Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９５％の熱伝導率は０．７７４Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの熱抵抗値は０．２１２Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの熱抵抗値は０．０６２Ｋ／Ｗとなる。よって、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値は、０．２７４Ｋ／Ｗとなる。
【００３７】
第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が４７．７８ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が５３．４０ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hとの５８ペアで構成される。ｎ型ＤＢＲ２０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの合計膜厚は２．７７１μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの合計膜厚は３．０９７μｍとなる。Ａｌ組成比が５０％の熱伝導率は０．１１Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９５％の熱伝導率は０．７７４Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの熱抵抗値は０．３２４Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの熱抵抗値は０．１０２Ｋ／Ｗとなる。よって、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値は０．４２６Ｋ／Ｗとなる。
【００３８】
次に、第２パターンにおける面発光型半導体レーザは、ｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の１ペアの合計光学膜厚をほぼ同一に保ったまま、ｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の膜厚をそれぞれ変化させたものである。
【００３９】
第２パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が４０．０ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が６２．５ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kとの３８ペアで構成される。ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの合計膜厚は１．５２０μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの合計膜厚は２．３７５μｍとなる。Ａｌ組成比が５０％の熱伝導率は０．１１Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９５％の熱伝導率は０．７７４Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの熱抵抗値は０．１７８Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの熱抵抗値は０．０７８Ｋ／Ｗとなる。よって、第２パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値は０．２５６Ｋ／Ｗとなり、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値と比して８．３％改善されたことになる。
【００４０】
第２パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が４０．０ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が６２．５ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hとの５８ペアで構成される。ｎ型ＤＢＲ２０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの合計膜厚は２．３２０μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの合計膜厚は３．６２５μｍとなる。Ａｌ組成比が５０％の熱伝導率は０．１１Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９５％の熱伝導率は０．７７４Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの熱抵抗値は０．２７１Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの熱抵抗値は０．１１９Ｋ／Ｗとなる。よって、第２パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値は０．３９１Ｋ／Ｗとなり、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値と比して８．３％改善されたことになる。
【００４１】
次に、第３パターンにおける面発光型半導体レーザは、ｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の１ペアの合計光学膜厚をほぼ同一に保ったまま、ｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の膜厚をそれぞれ第２パターンにおける面発光型半導体レーザよりも更に変化させたものである。
【００４２】
第３パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が３５．０ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が６８．０ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kとの３８ペアで構成される。ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの合計膜厚は１．３３０μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの合計膜厚は２．５８４μｍとなる。Ａｌ組成比が５０％の熱伝導率は０．１１Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９５％の熱伝導率は０．７７４Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの熱抵抗値は０．１５６Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの熱抵抗値は０．０８５Ｋ／Ｗとなる。よって、第３パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値は０．２４１Ｋ／Ｗとなり、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値と比して１３．８％改善されたことになる。
【００４３】
第３パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が３５．０ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が６８．０ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hとの５８ペアで構成される。ｎ型ＤＢＲ２０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの合計膜厚は１．９２５μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの合計膜厚は３．７４０μｍとなる。Ａｌ組成比が５０％の熱伝導率は０．１１Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９５％の熱伝導率は０．７７４Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの熱抵抗値は０．２２５Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの熱抵抗値は０．１２３Ｋ／Ｗとなる。よって、第３パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値は０．３４８Ｋ／Ｗとなり、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値と比して１３．８％改善されたことになる。
【００４４】
（実施例３）
実施例３で用いる面発光型半導体レーザはすべて、図１に示すようなメサ構造の面発光型半導体レーザである。ここで用いる面発光型半導体レーザのメサ直径は１０μｍであり、伝熱断面積が７８．５μｍ2となる。実施例３で用いる第１〜第３パターンの面発光型半導体レーザの各数値は、それぞれ図６（ａ）〜（ｃ）の表に示される。
【００４５】
まず、第１パターンにおける面発光型半導体レーザは、従来の面発光型半導体レーザと同様でｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の膜厚がそれぞれレーザ発振波長の約１／４の光学距離で交互に積層して形成されているものである。
【００４６】
第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０は、Ａｌ組成比が４５％で膜厚が４７．２２ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が５３．４０ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kとの３８ペアで構成される。ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの合計膜厚は１．６５３μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの合計膜厚は１．８６９μｍとなる。Ａｌ組成比が４５％の熱伝導率は０．０９８Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９５％の熱伝導率は０．７７４Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの熱抵抗値は０．１９３Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの熱抵抗値は０．０６２Ｋ／Ｗとなる。よって、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値は、０．２５５Ｋ／Ｗとなる。
【００４７】
第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０は、Ａｌ組成比が４５％で膜厚が４７．２２ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が５３．４０ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hとの５８ペアで構成される。ｎ型ＤＢＲ２０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの合計膜厚は２．７３９μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの合計膜厚は３．０９７μｍとなる。Ａｌ組成比が４５％の熱伝導率は０．０９８Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９５％の熱伝導率は０．７７４Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの熱抵抗値は０．３２０Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの熱抵抗値は０．１０２Ｋ／Ｗとなる。よって、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値は０．４２２Ｋ／Ｗとなる。
【００４８】
次に、第２パターンにおける面発光型半導体レーザは、ｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の１ペアの合計光学膜厚をほぼ同一に保ったまま、ｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の膜厚をそれぞれ変化させたものである。
【００４９】
第２パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０は、Ａｌ組成比が４５％で膜厚が４０．０ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が６１．０ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kとの３８ペアで構成される。ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの合計膜厚は１．５２０μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの合計膜厚は２．３１８μｍとなる。Ａｌ組成比が４５％の熱伝導率は０．０９８Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９５％の熱伝導率は０．７７４Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの熱抵抗値は０．１７８Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの熱抵抗値は０．０７６Ｋ／Ｗとなる。よって、第２パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値は０．２５４Ｋ／Ｗとなり、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値と比して０．３％改善されたことになる。
【００５０】
第２パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０は、Ａｌ組成比が４５％で膜厚が４０．０ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が６１．０ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hとの５８ペアで構成される。ｎ型ＤＢＲ２０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの合計膜厚は２．３２０μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの合計膜厚は３．５３８μｍとなる。Ａｌ組成比が４５％の熱伝導率は０．０９８Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９５％の熱伝導率は０．７７４Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの熱抵抗値は０．２７１Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの熱抵抗値は０．１１６Ｋ／Ｗとなる。よって、第２パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値は０．３８７Ｋ／Ｗとなり、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値と比して０．３％改善されたことになる。
【００５１】
次に、第３パターンにおける面発光型半導体レーザは、ｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の１ペアの合計光学膜厚をほぼ同一に保ったまま、ｐ型ＤＢＲ５０とｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の膜厚をそれぞれ第２パターンにおける面発光型半導体レーザよりも更に変化させたものである。
【００５２】
第３パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０は、Ａｌ組成比が４５％で膜厚が３５．０ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が６７．０ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kとの３８ペアで構成される。ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの合計膜厚は１．３３０μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの合計膜厚は２．５４６μｍとなる。Ａｌ組成比が４５％の熱伝導率は０．０９８Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９５％の熱伝導率は０．７７４Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの熱抵抗値は０．１５５Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの熱抵抗値は０．０８４Ｋ／Ｗとなる。よって、第３パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値は０．２３９Ｋ／Ｗとなり、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の合計熱抵抗値と比して６．４％改善されたことになる。
【００５３】
第３パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０は、Ａｌ組成比が４５％で膜厚が３５．０ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が６７．０ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hとの５８ペアで構成される。ｎ型ＤＢＲ２０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの合計膜厚は１．９２５μｍ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの合計膜厚は３．６８５μｍとなる。Ａｌ組成比が４５％の熱伝導率は０．０９８Ｗ／μｍＫ、Ａｌ組成比が９５％の熱伝導率は０．７７４Ｗ／μｍＫである。式（１）より、ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの熱抵抗値は０．２２５Ｋ／Ｗ、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの熱抵抗値は０．１２１Ｋ／Ｗとなる。よって、第３パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値は０．３４６Ｋ／Ｗとなり、第１パターンにおける面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の合計熱抵抗値と比して６．４％改善されたことになる。
【００５４】
以上、実施例１〜３より、図５のグラフで示したように熱抵抗値が大きいＡｌ組成比が４５％〜５０％の膜厚を減らして、Ａｌ組成比９０％〜９５％の膜厚を増やすことで、１ペアの合計光学膜厚をほぼ同一に保ったままｐ型ＤＢＲ５０及びｎ型ＤＢＲ２０の熱抵抗を減少させることができる。
【００５５】
以下に、実施の形態に係る面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０とｐ型ＤＢＲ５０を構成する層の膜厚と反射率の関係について、実施例４，５において説明する。
【００５６】
（実施例４）
実施例４で用いる面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が４７．７８ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が５３．４ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kとの３８ペアで構成される。ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの屈折率は３．４５３、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの屈折率は３．０９である。実施例４における面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の反射率は、図９（ａ）のグラフに示すように、赤色面発光型半導体レーザの発振波長である波長６４０〜６８０ｎｍで高い反射率を有する。ちなみに、主な赤色面発光型半導体レーザのレーザ発振波長である６６０ｎｍにおいて、ｐ型ＤＢＲ５０の反射率は９９．８７％である。
【００５７】
実施例４で用いる面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が４７．７８ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hと、Ａｌ組成比が９０％で膜厚が５３．１６ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hとの５８ペアで構成される。ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの屈折率は３．４５３であり、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの屈折率は３．１０４である。実施例４における面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の反射率は、図９（ｂ）のグラフに示すように、赤色面発光型半導体レーザの発振波長である波長６４０〜６８０ｎｍで高い反射率を有する。ちなみに、主な赤色面発光型半導体レーザのレーザ発振波長である６６０ｎｍにおいて、ｎ型ＤＢＲ２０の反射率は９９．９９％である。
【００５８】
（実施例５）
実施例５で用いる面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が３５．０ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が６８．０ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kとの３８ペアで構成される。ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層５１1，５１2，・・・・・５１kの屈折率は３．４５３、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層５２1，５２2，・・・・・５２kの屈折率は３．０９である。実施例５における面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ５０の反射率は、図１０（ａ）のグラフに示すように、赤色面発光型半導体レーザの発振波長である波長６４０〜６８０ｎｍで高い反射率を有する。ちなみに、主な赤色面発光型半導体レーザのレーザ発振波長である６６０ｎｍにおいて、ｐ型ＤＢＲ５０の反射率は９９．８３％である。
【００５９】
実施例５で用いる面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０は、Ａｌ組成比が５０％で膜厚が４７．７８ｎｍのＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hと、Ａｌ組成比が９５％で膜厚が６８．０ｎｍのＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hとの５８ペアで構成される。ｐ型ＤＢＲ５０のＡｌaＧａ1-aＡｓ層２１1，２１2，・・・・・２１hの屈折率は３．４５３であり、ＡｌbＧａ1-bＡｓ層２２1，２２2，・・・・・２２hの屈折率は３．０９である。実施例５における面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲ２０の反射率は、図１０（ｂ）のグラフに示すように、赤色面発光型半導体レーザの発振波長である波長６４０〜６８０ｎｍで高い反射率を有する。ちなみに、主な赤色面発光型半導体レーザのレーザ発振波長である６６０ｎｍにおいて、ｎ型ＤＢＲ２０の反射率は９９．９９％である。
【００６０】
以上、実施例４，５より、ｐ型ＤＢＲ５０及びｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の１ペアの合計光学膜厚はレーザ発振波長の１／２の光学距離を維持しつつ、Ａｌ組成比が５０％の膜厚を減らしても高反射率が得られる。
【００６１】
本発明の実施の形態に係る面発光型半導体レーザによれば、ｐ型ＤＢＲ５０及びｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の１ペアの合計光学膜厚はレーザ発振波長の１／２の光学距離を維持しつつ、熱抵抗値が大きいＡｌ組成比４５％〜５０％の膜厚を減らして、Ａｌ組成比９０％〜９５％の膜厚を増やすことでｐ型ＤＢＲ５０及びｎ型ＤＢＲ２０の熱抵抗を減少させることができる。実施の形態に係る面発光型半導体レーザは、ｐ型ＤＢＲ５０及びｎ型ＤＢＲ２０の熱抵抗を減少させることによって放熱性を高めることができるので、高電流注入時にも活性層の温度の上昇を抑制して高出力動作が可能となる。
【００６２】
更に、本発明の実施の形態に係る面発光型半導体レーザによれば、ｐ型ＤＢＲ５０及びｎ型ＤＢＲ２０を構成する半導体層の１ペアの合計光学膜厚はレーザ発振波長の１／２の光学距離を維持しつつ、Ａｌ組成比４５％〜５０％の膜厚を減らしても高反射率が得られるので、高い共振器反射率を得ることができる。
【００６３】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
【００６４】
例えば、実施の形態においては、面発光型半導体レーザを単数で記載したが、複数の面発光型半導体レーザを２次元アレイ状に配置して用いることもできる。複数の面発光型半導体レーザをアレイ状に配置することで、単体のときよりも高光出力を実現することができる。
【００６５】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る面発光型半導体レーザのｎ型ＤＢＲの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ及びｎ型ＤＢＲを構成する半導体層のＡｌ組成比と屈折率又は吸収係数の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態に係る面発光型半導体レーザのｐ型ＤＢＲ及びｎ型ＤＢＲを構成する半導体層のＡｌ組成比と熱抵抗の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態の実施例１で用いる第１〜第３パターンの面発光型半導体レーザの各数値を示す表である。
【図７】本発明の実施の形態の実施例２で用いる第１〜第３パターンの面発光型半導体レーザの各数値を示す表である。
【図８】本発明の実施の形態の実施例３で用いる第１〜第３パターンの面発光型半導体レーザの各数値を示す表である。
【図９】本発明の実施の形態の実施例４で用いる面発光型半導体レーザの発振波長におけるｐ型ＤＢＲ及びｎ型ＤＢＲの反射率を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態の実施例５で用いる面発光型半導体レーザの発振波長におけるｐ型ＤＢＲ及びｎ型ＤＢＲの反射率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１０…基板
２０…ｎ型ＤＢＲ
３０…ｎ型クラッド層
３２…活性層
３４…ｐ型クラッド層
５０…ｐ型ＤＢＲ
６０…ｎ型電極
６２…ｐ型電極
２１，５１…ＡｌaＧａ1-aＡｓ層
２２，５２…ＡｌbＧａ1-bＡｓ層
【図１】
2009182210.tif 000003
【図２】
2009182210.tif 000004
【図３】
2009182210.tif 000005
【図４】
2009182210.tif 000006
【図５】
2009182210.tif 000007
【図６】
2009182210.tif 000008
【図７】
2009182210.tif 000009
【図８】
2009182210.tif 000010
【図９】
2009182210.tif 000011
【図１０】
2009182210.tif 000012