半导体激光元件及半导体激光元件阵列制造技术

半导体激光元件（３）具有ｎ型包层（１３）、活性层（１５）及ｐ型包层（１７）。ｐ型包层（１７）具有在活性层（１５）中形成波导管（４）的脊形部（９）。波导管（４）沿着以大致一定的曲率（曲率半径Ｒ）弯曲的中心轴线（Ｂ）延伸。在这样的波导管（４）中，在波导管（４）内共振的光中的空间横向模式的次数越高的光损失就越大。因此，可以维持横向低次模式的激光振荡而抑制横向高次模式的激光振荡。由此实现了可以使较大强度的激光出射而抑制横向高次模式的半导体激光元件及半导体激光元件阵列。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种半导体激光元件及半导体激光元件阵列。
技术介绍
一直以来，作为半导体激光元件的结构已知的有空间横向单模式型和多模式型。其中，在单模式型的半导体激光元件中，由于将波导管内的横向(x轴方向)的振荡模式仅限于单一模式，因此形成的波导管的宽度狭窄。但是，波导管的宽度狭窄会导致出射端的面积变小。此外，出射端的激光的光密度过大时，会影响半导体激光元件的可靠性。因此，单模式型的半导体激光元件适用于使用较低输出的激光的场合。另外，作为这种单模式型的半导体激光元件的例子，专利文献1(特开平10-41582号公报)中公开了一种半导体激光装置。该半导体激光装置的目的是扩大单模式型的半导体激光中的波导管的宽度，提高激光的强度。另一方面，在多模式型的半导体激光元件中，由于在波导管中可以有多个空间横向模式混合存在，可以形成具有较大宽度的波导管。因此，可以使出射端具有大面积，可以出射较大强度的激光。这种多模式型的半导体激光元件，适用于需要输出较大强度的激光的场合。专利文献1特开平10-41582号公报
技术实现思路
但是，在多模式型的半导体激光元件中存在以下问题。即，由于在波导管内混合存在多个空间横向模式，从出射端出射的激光的出射图案的出射角的混乱很大。因此，用于对该激光进行聚光或校准(collimate)的透镜的形状变得复杂，可能会出现得不到预想的激光或透镜造价高等不利情况。为了避免这些不利情况，优选尽量抑制横向高次模式。本专利技术考虑了上述问题，目的在于提供一种可以出射较大强度的激光，并且可以抑制横向高次模式的半导体激光元件及半导体激光元件阵列。为解决上述问题，本专利技术的半导体激光元件具有如下特征具有第1导电型包层(clad layer)、第2导电型包层、设置于第1导电型包层与第2导电型包层之间的活性层、相互面对的光出射面及光反射面、以及形成于活性层中的在光出射面和光反射面之间使激光共振的波导管，波导管沿弯曲的轴线延伸。在这样的波导管中，在波导管内共振的光中的空间横向模式的次数越高的光，光损失就越大。因此，在该半导体激光元件中，可以维持横向低次模式的激光振荡，并且可以抑制横向高次模式的激光振荡，可以提高横向空间相关(coherence)特性，即光束质量(beam quality)。此外，与现有的单模式型不同，该半导体激光元件由于通过使波导管弯曲来抑制横向高次模式光，因此可以进一步扩大波导管的宽度。因此可以出射较大强度的激光。本专利技术所涉及的半导体激光元件阵列具有如下特征具有多个上述半导体激光元件，多个半导体激光元件沿光出射面及光反射面的方向上并列配置，并且被形成为一体。根据上述半导体激光元件阵列，通过具备上述半导体激光元件，可以提供能够出射较大强度的激光、抑制横向高次模式的半导体激光元件阵列。本专利技术可以提供能够出射较大强度的激光、抑制横向高次模式的半导体激光元件及半导体激光元件阵列。附图说明图1为本专利技术所涉及的半导体激光元件阵列的第1实施方式的概略立体结构示意图。图2为图1所示半导体激光元件阵列的I-I截面的放大截面示意图。图3为包含p型包层的叠层体的立体图。图4中，(a)为叠层体的平面图；(b)为叠层体的II-II截面的截面示意图。图5为对应于脊形(ridge)部形成的波导管的形状的平面示意图。图6为弯曲的波导管的曲率半径和在波导管内传送的光的损失的关系示意图。图7为弯曲的波导管的曲率半径和在波导管内传送的光的损失的关系示意图。图8为各制造工序中半导体激光元件阵列的截面放大示意图。图9为第1变形例的半导体激光元件所具有的波导管的平面示意图。图10为第2变形例的半导体激光元件所具有的波导管的平面示意图。图11为第3变形例的半导体激光元件所具有的波导管的平面示意图。符号说明1半导体激光元件阵列；1a光出射面；1b光反射面；3半导体激光元件；4波导管；4e激光出射端；4f激光反射端；4g，4h侧面；8叠层体；9脊形部；9e，9f端面；9g，9h侧面；10薄厚度区域；11基板；13n型包层；15活性层；17p型包层；19盖帽层；21绝缘层；21a开口部；23p侧电极层；25凸起部；29n侧电极层；51保护罩。具体实施例方式以下，参照附图详细说明本专利技术所涉及的半导体激光元件及半导体激光元件阵列的实施方式。另外，在附图说明中对同样要素赋予同一符号，省略重复说明。(第1实施方式)图1为根据本专利技术的半导体激光元件阵列的第1实施方式的结构的概略立体示意图。如图1所示，半导体激光元件阵列1由多个半导体激光元件3一体化而形成。半导体激光元件阵列1所具备的半导体激光元件3的数目为几个都可以，只具有一个的情况下，不成为阵列而是单个半导体激光元件。半导体激光元件阵列1具有相互面对的光出射面1a及光反射面1b，在光出射面1a上多个半导体激光元件3的各自的激光出射端4e并列设置在水平方向上。此外，多个半导体激光元件3分别具有呈脊状形成的凸起部25。凸起部25从光出射面1a一直延伸至光反射面1b，其长度方向向沿着光出射面1a及光反射面1b的方向弯曲。此外，在半导体激光元件3中对应于凸起部25而形成了折射率型波导管(后述)。激光出射端4e为该折射率型波导管的光出射面1a侧的端面。多个半导体激光元件3沿光出射面1a及光反射面1b的方向并列配置，并被形成为一体。图2为图1所示的半导体激光元件阵列1的I-I截面的放大截面示意图。如图2所示，构成半导体激光元件阵列1的半导体激光元件3具有基板11和由3层半导体层层叠而成的叠层体8。叠层体8由n型包层(第2导电型包层)13、活性层15及p型包层(第1导电型包层)17这3层半导体层依次层叠而构成。在p型包层17上设置有脊形部9。在脊形部9的外侧的层上设置有与p型包层17电连接的盖帽层19。脊形部9与盖帽层19构成了凸起部25。在更外侧的层上设置有注入来自外部的电流的p侧电极层23。p型包层17及盖帽层19与p侧电极层23之间设置有绝缘层21，绝缘层21在与凸起部25对应的部分上具有开口部21a。由于p侧电极层23在开口部21a上只与盖帽层19电接触，因此来自外部的电流的注入只限于盖帽层19。此外，在基板11的与叠层体8相对的一侧的反面上形成有n侧电极层29。举例说明各组成材料的话，基板11例如由n-GaAs形成，n型包层13例如由n-AlGaAs形成，活性层15例如由GaInAs/AlGaAs形成，p型包层17例如由p-AlGaAs形成，盖帽层19例如由p-GaAs形成，p侧电极层23例如由Ti/Pt/Au形成，n侧电极层29例如由AuGe/Au形成，绝缘层21例如由SiN形成。向盖帽层29注入电流，则与凸起部25对应的活性层15的区域(换言之，与脊形部9对应的区域)就变为活性区域。此时，由于脊形部9与其外部的折射率差而在活性层15上产生有效折射率差，因此对应于凸起部25在活性层15内形成波导管4。此外，半导体激光元件也可以在活性层与n型包层之间及活性层与p型包层之间具有光导层，用以将光封闭于折射率型波导管中。在此，参照图3及图4说明p型包层17。图3为包含p型包层17的叠层体8的立体图。图4(a)为叠层体8的平面图，图4(b)为图4(a)所示的叠层体8的II-II截面的截面示意图。如上所述，叠层体8由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光元件，其特征在于：具有：第１导电型包层；第２导电型包层；在所述第１导电型包层与第２导电型包层之间设置的活性层；相互面对的光出射面及光反射面；在所述活性层中构成的，在所述光出射面与 所述光反射面之间使激光共振的波导管，所述波导管沿着弯曲的轴线延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：王，宫岛博文，渡边明佳，菅博文，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]