[发明专利]半导体激光装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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Al₂O₃、SiO₂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λ，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λ/4的整数倍±α(利用α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3λ/4±α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α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

发明内容

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。

本发明是借鉴了这样的问题点而提出。即本发明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。

本发明的其他目的和优点通过以下记载应可变得清楚明白。

本发明是一种具备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。

借助于本发明，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。