本发明专利技术提供一种即使用于构成在半导体激光器端面上形成的反射膜的电介质膜的膜厚和折射率发生变动也能够稳定地控制反射率的半导体激光装置。半导体激光装置具备折射率小于等于３．５的ＧａＮ基板（１）和层叠在基板（１）上的半导体层，同时，在与层叠方向垂直的方向上具有一对相向的共振器端面。一个共振器端面上设置有低反射膜（６），低反射膜（６）由第１电介质膜（８）、第２电介质膜（９）、第３电介质膜（１０）和第４电介质膜（１１）构成。如果将它们的折射率表示为ｎ↓［１］、ｎ↓［２］、ｎ↓［３］、ｎ↓［４］，则其满足ｎ↓［１］＝ｎ↓［３］、ｎ↓［２］＝ｎ↓［４］的关系。另外，在第１电介质膜（８）及第３电介质膜（１０）、第２电介质膜（９）及第４电介质膜（１１）之间，ｎｄ＋ｎ’ｄ’＝ｐλ／４（ｐ：整数，λ：激光的振荡波长）的关系成立。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体激光装置，特别是涉及一种在光出射端面上形成 有反射膜的半导体激光装置。
技术介绍
在半导体激光装置中，为了达到减少动作电流、防止光回馈、提高输出功率等目的，通常如专利文献1-4中公开的那样，在其共振器的两个端面上粘附被称为涂膜的绝缘膜。特别地，在要求有高输出功率的半导体激光装置中，在前端面一侧 (光出射端一侧)形成低反射率的涂膜，在后端面一侧形成高反射率的涂膜，由此实现高输出功率。后端面涂膜的反射率大于等于60%、优选 是大于等于80%。前端面涂膜的反射率并不只是越低越好，应根据半导 体激光装置所要求的特性对其数值加以选择。例如，在与纤维光栅同时 使用的光纤放大器激励用半导体激光装置中，反射率选择0.01 ~ 3%左右 的数值，而在通常的高输出功率半导体激光装置中则选择3 ~ 7%左右的 数值，进而，在需要应对回馈光的情况下选择7~ 10%左右的数值。例如，在使用了 GaN基板的50mW以上的高功率蓝紫色半导体激 光装置中，其光出射前端面的反射率要求是5%~15%左右的数值。如 果假定需要得到6%的反射率，则反射率的可控性要求是6±1%。通常， 半导体激光装置中有激光射出的前端面的反射率通过单层电介质膜的 厚度和折射率，例如八1203、 Si02等电介质膜的厚度和折射率来控制。图25中表示了现有的振荡波长为405nm的半导体激光装置的结构 图。图中，101是GaN基板、102是有源层(Active Layer )、 103是上下 镀层、104是电极、105是激光、112是在激光器前端面上形成的低反射 膜，107是在激光器后端面上形成的高反射膜。如果将真空中的激光振 荡波长表示为人，则应用于激光器前端面上的低反射膜通常使用光学膜 厚为入/4的整数倍土a (利用a控制反射率)的单层膜。在半导体激光器 的前端面，激光密度高、温度容易上升，因此，该低反射膜也起到散热 板(Heat Spreader)的作用。因此，通常是氧化铝的3A74 ± a膜。一般地，反射率是以基板的折射率和在基板上形成的涂膜的厚度及 折射率和自由空间(一般是折射率为1的空气)作为参数、通过矩阵法求得的。图26中表示了在振荡波长为405nm的蓝紫色半导体激光装置(GaN 基板折射率2.5)的前端面上设置将a设定为21.5nm (膜厚204nm) 时的氧化铝膜(折射率1.664)的情况下的反射率对波长的依赖性。另 外，图27表示其对膜厚的依赖性。由图27可知，如果要实现6±1%, 就必须将膜厚控制在设计值204nm的±1%的精度范围内。这样，在 405nm这样的短波长的蓝紫色半导体激光器中，与现有的680nm带的 DVD用激光器或780nm带的CD用激光器相比，涂层膜厚相应于波长 比的数值而变薄，因此，必须精密地控制膜厚。因此，如果使用在形成 光学薄膜时通常所使用的蒸镀法或溅射法等只能进行± 5%大小的膜厚控制的成膜方法，就难以控制反射率，导致成品率下降。专利文献1第3080312号专利说明书专利文献2特开2002-100830号公报专利文献3特开2003-101126号公报专利文献4特开2004-296903号公报
技术实现思路
由于现有的半导体激光装置采用如上所述的结构，因此，在试图实 现例如6±1%的反射率的情况下，如果使用上述氧化铝单层膜，就必须 将膜厚的偏差控制在±1%范围以内，存在着反射率可控性降低、成品率 变差的问题。因此，根据半导体激光器的目的，当务之急是对其光出射 端面的反射率实现切实的、具有良好的再现性的选定。本专利技术是借鉴了这样的问题点而提出。即本专利技术的目的是获得一种 即使用于构成在半导体激光器端面上形成的反射膜的电介质膜的膜厚 和折射率发生变动也能够稳定地控制反射率的半导体激光装置。本专利技术的其他目的和优点通过以下记载应可变得清楚明白。 本专利技术是一种具备GaN基板和层叠在该基板上的半导体层、同时在 与层叠方向垂直的方向上具有一对相向的共振器端面的半导体激光器， 其特征在于，上述一个共振器端面上设置有反射膜，该反射膜是由材料 互不相同的第1电介质膜和第2电介质膜交替层叠4层以上而形成的。借助于本专利技术，能够获得一种即使用于构成在半导体激光器端面上 形成的反射膜的电介质膜的膜厚和折射率发生变动也能够稳定地控制 反射率的半导体激光装置。附图说明图1是本实施方式中的半导体激光装置的示意性剖视图。 图2是图1的低反射膜的反射率的波长依赖性。图3是图1的低反射膜的反射率的膜厚依赖性。图4是图1的低反射膜的反射率的膜厚依赖性。图5是图1的低反射膜的反射率的膜厚依赖性。图6是图1的低反射膜的反射率的膜厚依赖性。图7是图1的低反射膜的反射率的波长依赖性的另一个实例。图8是图1的低反射膜的反射率的膜厚依赖性的另一个实例。图9是图1的低反射膜的反射率的膜厚依赖性的另一个实例。图IO是图1的低反射膜的反射率的膜厚依赖性的另一个实例。图ll是图1的低反射膜的反射率的膜厚依赖性的另一个实例。图12是图1的低反射膜的反射率的波长依赖性的再一个实例。图13是图1的低反射膜的反射率的膜厚依赖性的再一个实例。图14是图1的低反射膜的反射率的膜厚依赖性的再一个实例。图15是图1的低反射膜的反射率的膜厚依赖性的再一个实例。图16是图1的低反射膜的反射率的膜厚依赖性的再一个实例。图17是本实施方式中的另 一个半导体激光装置的示意性剖视图。图18是图17的低反射膜的反射率的波长依赖性。图19是图17的低反射膜的反射率的膜厚依赖性。图20是图17的低反射膜的反射率的膜厚依赖性。图21是图17的低反射膜的反射率的膜厚依赖性。图22是图17的低反射膜的反射率的膜厚依赖性。图23是图17的低反射膜的反射率的膜厚依赖性。图24是图17的低反射膜的反射率的膜厚依赖性。图25是现有的半导体激光装置的构造图。图26是图25的低反射膜的反射率的波长依赖性。图27是图25的低反射膜的反射率的膜厚依赖性。符号说明1 GaN基板 2有源层 3上下镀层 4电极 5激光6、 61低反射膜 7高反射膜 8第1电介质膜 9第2电介质膜 10第3电介质膜 11第4电介质膜 12第5电介质膜 13第6电介质膜具体实施方式 第1实施方式.下面使用图1 ~图24说明本专利技术的一个实施方式。 图1是本实施方式中的半导体激光装置的示意性剖视图。在该图中， l是GaN基板，2是有源层，3是上下镀层，4是电极，5是激光，6是 形成在前端面上的低反射膜，7是形成在后端面上形成的高反射膜。形 成在有激光5射出的前端面上的低反射膜6由折射率各不相同的第1电 介质膜8、第2电介质膜9、第3电介质膜10和第4电介质膜11构成。 如果将第1电介质膜8、第2电介质膜9、第3电介质膜10和第4 电介质膜11的折射率分别表示为m、 n2、 n3、 n4,则所选择的膜种类使 各层的折射率满足以下关系ni=n3在本实施方式中，可以使用振荡波长为405nm的蓝紫色半导体激光 装置作为半导体激光装置。在这种情况下，基板可以使用折射率为2.5 的GaN基板。另外，笫1电介质膜8和笫3电介质膜10中使用折射率 为1.664的氧化铝，第2电介质膜9和第4电介质膜11中使用折射率为1.507的氧化硅，能够构成低反射膜6。第本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体激光装置，是一种具备ＧａＮ基板和层叠在该基板上的半导体层、同时在与层叠方向垂直的方向上具有一对相向的共振器端面的半导体激光器，其特征在于，上述一个共振器端面上设置有反射膜，该反射膜是由材料互不相同的第１电介质膜和第２电介质膜交替层叠４层以上而形成的。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：川崎和重，中川康幸，松冈裕益，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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