[发明专利]半导体激光元件、半导体激光装置及使用其的光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体激光元件、半导体激光装置及使用了该半导体激光装置的光装置，特别是涉及一种在谐振器面上形成有端面涂覆膜的半导体激光元件、半导体激光装置及使用了该半导体激光装置的光装置。

背景技术

目前，公知有在谐振器面上形成有端面涂覆膜的半导体激光元件。这样的半导体激光元件例如公示于日本特开2000-349389号公报及日本特开2006-186228号公报。

日本特开2000-349389号公报及日本特开2006-186228号公报公示了在激光射出侧的谐振器面上形成有端面涂覆膜的半导体激光元件。该端面涂覆膜按照接近谐振器面的顺序层叠有由Al₂O₃形成的光学薄膜层和由TiO₂形成的光催化剂层。另外，其构成为：通过光学薄膜层，将谐振器面的激光出射光的反射率设定为规定大小，并且，通过光催化剂层分解附着在端面涂覆膜的最表面的污染物质(有机物)。

在日本特开2000-349389号公报及日本特开2006-186228号公报中公开的半导体激光元件中，由于在端面涂覆膜的最表面设置有光催化剂层，因此，认为是通过光催化作用在一定程度上除去附着于端面涂覆膜的最表面的污染物质。但是，在振荡波长短至约405nm的蓝紫色半导体激光元件等中，有随着光能(光密度)的增大而显著地促进射出端面上的污染物质的附着的趋势。因此，在具备只由控制反射率的光学薄膜层及光催化剂层构成的端面涂覆膜的半导体激光元件中，存在如下问题：污染物质的堆积量可能超过污染物质的除去量，不能可靠地抑制污染物质在射出端面的最表面附着。

发明内容

本发明的第一方面提供一种半导体激光元件，具备：包含活性层，具有射出侧谐振器面和反射侧谐振器面的半导体元件层；和在射出侧谐振器面的表面上的端面涂覆膜，端面涂覆膜包括：配置于端面涂覆膜的最表面的光催化剂层；和配置于光催化剂层与射出侧谐振器面之间的电介质层，在活性层发出的激光的波长为λ，电介质层的折射率为n的情况下，电介质层的厚度设定为由m×λ/(2×n)规定的厚度，并且为1μm以上，其中，m为整数。另外，在本发明中，射出侧谐振器面通过分别从形成为一对的谐振器面射出的激光强度的大小关系来区分。即，激光的射出强度相对大的一侧为射出侧谐振器面。另外，激光的射出强度相对小的一侧为反射侧谐振器面。

在本发明的第一方面的半导体激光元件中，如上所述，构成为：端面涂覆膜包括：配置于该端面涂覆膜的最表面的光催化剂层；和配置于光催化剂层与射出侧谐振器面之间的电介质层，电介质层的厚度设定为由m×λ/(2×n)(其中，m为整数)规定的厚度，并且为1μm以上。由此，由于从射出侧谐振器面射出的激光在厚度大的电介质层中透射，因此，能够有效地降低在紧接着透射后的电介质层的最表层上的激光的光密度。由此，能够抑制因大气中的水分子和大气中微量存在的低分子硅氧烷、挥发性有机气体等与激光射出光反应，而导致的在射出侧谐振器面的最表面(光催化剂层的表面)上形成污染物质。另外，通过设置于端面涂覆膜的最表面的光催化剂层的光催化作用，能够进一步抑制污染物质向最表面的附着，因此，能够可靠地抑制在射出侧谐振器面的最表面上形成污染物质。其结果是，能够使半导体激光元件稳定地工作。另外，优选电介质层的厚度为1.32μm以上。

另外，在第一方面的半导体激光元件中，如上所述，污染物质难以附着在射出侧谐振器面的最表面，因此，能够不使用气密密封半导体激光元件的密闭型封装，而构成搭载有该半导体激光元件的半导体激光装置。

在所述第一方面的半导体激光元件中，优选光催化剂层的厚度比电介质层的厚度小。利用该结构，则能够极力地抑制通过电介质层光密度适当降低的激光的向光催化剂层中的吸收量。由此，能够抑制射出侧谐振器面的最表面(光催化剂层的表面)的异常发热，因此，能够更可靠地抑制在射出侧谐振器面的最表面形成污染物质。

在所述光催化剂层的厚度比电介质层的厚度小的结构中，优选光催化剂层设定为由m×λ/(2×n)(其中，m为整数)规定的厚度。利用该结构，则能够极力地抑制光密度通过电介质层适当降低的激光的向光催化剂层中的吸收量。由此，能够抑制端面涂覆膜的最表面(光催化剂层)的异常发热，因此，能够更可靠地抑制在端面涂覆膜的最表面形成污染物质。

在所述光催化剂层的厚度比电介质层的厚度小的结构中，优选光催化剂层的折射率比电介质层的折射率大。利用该结构，则能够容易地将光催化剂层的厚度形成为比电介质层的厚度小(薄)。