[发明专利]氮化物半导体激光装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过激光谐振射出激光束的氮化物半导体激光装置。

背景技术

近年以来，能够将地波数据播送的高精细度(High Definition：HD)映像在数据多用途圆盘(Digital Versatile Disc：DVD)中长时间记录的Blu-ray Disc(登记商标)对应的DVD设备的普及正在推进。随着Blu-rayDisc对应DVD设备的普及，市场强烈期望作为其光源的波长为405nm频带的氮化物半导体激光装置的品质的提高和低成本化。

在Blu-ray Disc等光盘用氮化物半导体激光装置中，为了实现对光盘的数据的记录速度的高速化，需要作为射出束的放射角的远视野图像(FFP：Far Field Pattem)特性的稳定化(例如，参考专利文献1、2)，以实现光输出的高输出化和数据的读出及写入稳定化。

即，在近年的Blu-ray Disc用氮化物半导体激光装置中，要求光输出在300mW以上，且作为FFP特性水平方向在8°且垂直方向在18°左右，在直至高输出状态之前稳定地动作。

图23示出现有的氮化物半导体激光装置200的剖面结构。

如图23所示，在现有的氮化物半导体激光装置200中，由如下结构构成：在由n型氮化镓(GaN)构成的基板101之上依次形成的、由n型AlGaN构成的复合层102；活性层104；由脊形部106a和其两侧的平坦部106b形成的、由p型AlGaN构成的复合层106；由p型GaN构成的接触层107；进行电流狭窄(電流狭窄)及捕光(光閉じ込ぬ)的绝缘膜108；与接触层107欧姆接合的p侧电极109；与基板101的背面接合的n侧电极110。此处，活性层104包括由n型AlGaN构成的引导层104a、由InGaN构成的活性层104b、由p型AlGaN构成的电子块层104c。另外，在绝缘膜108中采用用于进行捕光而具有比复合层106的折射率小的折射率的电介质材料。

图24是图23所示的氮化物半导体激光装置200的XXIV-XXIV线中的剖视图，表示与y轴方向垂直的方向的剖面结构。氮化物半导体激光装置200从y轴方向观察时，与图23中的z轴方向平行的谐振器长度方向(与激光束的射出方向平行的方向)的谐振器长度为L，图23的剖面结构具有从作为激光束的射出端面的前端面115到后端面116均匀的结构。

氮化物半导体激光装置200一般在高输出状态时，容易发生相对于注入电流的光输出的直线性恶化的、称之为“弯折”的现象，获得稳定的光输出特性是困难的。作为弯折的原因，伴随氮化物半导体激光装置200中的光输出的增大，复合层106的脊形部106a因光吸收及模块发热而发热。由此，一般认为是，复合层106的折射率上升，对该复合层106的光进行捕捉的能力增大。

图25A及图25B是图23及图24所示的氮化物半导体激光装置200的剖面结构，示意性表示对于激光束的低输出时及高输出时分别利用有效折射率近似将其变换为一次元的折射率分布的图。如图25A所示，作为低输出时中的脊形部106a和该脊形部106a的两侧的平坦部106b的有效折射率之差的有效折射率差ΔN_low在氮化物半导体激光装置200中，被设定成满足仅能够存在基本横模的单一横模条件的状态。

与其相对，如图25B所示，在高输出时中的脊形部106a和平坦部106b的有效折射率差ΔN_high中，脊形部106a的折射率因发热等影响而上升，故随着光输出的增大而变得不满足单一横模条件，其结果是，高次横模容易发生。由此，在氮化物半导体激光装置200中，随着其高输出化，基本横模和高次横模的干涉发生。其结果是，产生激光束的不稳定性，弯折容易发生。

因而，为了使产生弯折的光输出(以下，称之为弯折级别)上升，需要以不发生基本横模和高次横模的干涉的方式，使氮化物半导体激光装置200的单一模式条件增强。

作为强化单一模式条件的基本对策，如图23所示，通过增厚氮化物半导体激光装置200中的复合层106的平坦部106b的厚度d来降低有效折射率差ΔN，并减弱水平方向的光的捕捉能力。另外，采用通过使脊形部106a的脊形宽度W变窄，而抑制高次横模的发生的方法。

然而，对复合层106中的平坦部106b的厚度d和脊形宽度W进行调整来使弯折级别上升，相反，由于使有效折射率差ΔN降低而减弱水平方向的捕光能力，故造成水平FFP变窄的结果。