JPH09214048A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光の活性層外へのしみ出し量を抑制しつつ、
ストライプ窓を通る垂直方向の光強度分布を広げて、垂
直方向の光閉じ込め係数を維持したままで垂直方向のレ
ーザ光のビーム放射角を低減することができるようにす
る。 【解決手段】 ＧａＡｓ基板１の上に、ＧａＡｓバッフ
ァ層２、第２クラッド層３、第３低屈折率層４、量子井
戸構造の活性層５、第１低屈折率層６、光ガイド層７及
び電流ブロック層８が順次形成され、光ガイド層７と電
流ブロック層８との上に第２低屈折率層９、第１クラッ
ド層１０及びコンタクト層１１が順次形成されている。
第２クラッド層３、第３低屈折率層４、第１低屈折率層
６、電流ブロック層８、第２低屈折率層９及び第１クラ
ッド層１０の各層は、それぞれＡｌＡｓ混晶比がＸc2，
Ｘl3，Ｘl1，Ｘb ，Ｘl2及びＸc1のＧａＡｌＡｓ混晶体
により構成されており、混晶比の間にＸb ＞Ｘl1≧Ｘl2
＞Ｘc1，Ｘb ＞Ｘl3＞Ｘc2の関係が成立している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク等の光源
として最適な低放射角と低閾値とを有する半導体レーザ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の半導体レーザ装置について
説明する。

【０００３】図７は、特開平６−１９６８０１号公報に
開示されている従来の半導体レーザ装置の断面図であ
る。図７に示すように、ｎ型のガリウム砒素（ＧａＡ
ｓ）よりなる基板２１の上に、ｎ型のＧａＡｓよりなる
バッファ層２２、ｎ型のＧａ_0.5Ａｌ_0.5 Ａｓよりなる
第１クラッド層２３、Ｇａ_0.85Ａｌ_0.15Ａｓよりなる活
性層２４、ｐ型のＧａ_0.5 Ａｌ_0.5 Ａｓよりなる第１光
ガイド層２５及びｐ型のＧａ_0.8 Ａｌ_0.2 Ａｓよりなる
第２光ガイド層２６が順次形成されている。第２光ガイ
ド層２６の上には、電流狭窄のために、電流チャンネル
となるストライプ窓４０以外の領域にはｎ型のＧａ_0.4
Ａｌ_0.6 Ａｓよりなる電流ブロック層２７が形成されて
いる。電流ブロック層２７の上にはＧａ_0.8 Ａｌ_0.2 Ａ
ｓよりなる保護層２８が形成され、ストライプ窓４０と
保護層２８との上にはｐ型のＧａ_0.5Ａｌ_0.5 Ａｓより
なる第２クラッド層２９とｐ型のＧａＡｓよりなるコン
タクト層３０とが順次形成されている。

【０００４】図７に示す従来の半導体レーザ装置におい
て、ｐ型のＧａＡｓよりなるコンタクト層３０から注入
される電流は電流ブロック層２７により狭窄されてスト
ライプ窓４０内に集中し第２光ガイド層２６と第１光ガ
イド層２５とを経て、ストライプ窓４０の下側の活性層
２４に達して電流が活性層２４内でとどめられてレーザ
発振が起こる。

【０００５】一般に、Ｇａ_1-X Ａｌ_X Ａｓで表される化
合物層の屈折率はＡｌＡｓ混晶比Ｘを大きくすると小さ
くなる。この構造では、電流ブロック層２７のＡｌＡｓ
混晶比は第２クラッド層２９よりも大きいので、電流ブ
ロック層２７の屈折率が第２クラッド層２９の屈折率よ
りも小さくなる。そのため、ストライプ窓４０の下の活
性層２４中の光に対する実効屈折率が、電流ブロック層
２７の下の活性層２４中の光に対する実効屈折率より高
くなり、レーザ光はストライプ窓４０の下の活性層２４
内に有効に閉じ込められる。また、電流ブロック層２７
の禁制帯幅は活性層２４の禁制帯幅より十分に大きいの
で電流ブロック層２７はレーザ光に対して透明となり、
内部損失が少ない低動作電流の半導体レーザ装置が得ら
れる。

【０００６】また、第２光ガイド層２６のＡｌＡｓ混晶
比が小さいことから、電流ブロック層２７を形成した後
にストライプ窓４０内に露出している第２光ガイド層２
６の上に第２クラッド層２９を再成長させるプロセスに
おいて表面酸化により第２クラッド層２９の結晶性が悪
化することがないので、良好な電流−電圧特性が得られ
る。しかも、第２光ガイド層２６があるために、ｐ型の
Ｇａ_0.5 Ａｌ_0.5 Ａｓよりなる第１光ガイド層２５のＡ
ｌＡｓ混晶比を後の再成長プロセスを考慮することなく
大きくすることができる。したがって、レーザの発振波
長７８０ｎｍ帯を実現するために活性層２４をＧａ_0.85
Ａｌ_0.15Ａｓで構成しＡｌＡｓ混晶比を０．１５として
も温度特性が悪化することがない。

【０００７】

【解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の半
導体レーザ装置の構造では、活性層２４の主面に垂直な
方向（以下、単に「垂直方向」という）のビーム放射角
θv が約２５°で主面に平行な方向（以下、単に「水平
方向」という）のビーム放射角θh が約１０°となるた
め、ビームの形状はアスペクト比（θv/θh ）が約２．
５の楕円となる。また、通常の光ディスク用光源に結合
する外部光学系におけるレンズの大きさ等には制限があ
るため、半導体レーザ装置を光源とする場合には水平側
放射角θh を基準として外部光学系の外部レンズの開口
数を決定する。このように、垂直側放射角θv より小さ
い水平側放射角θh を基準としているため、外部レンズ
内には出射されるレーザ光の水平方向のビーム全てが取
り込まれるが、垂直方向のビームについては水平側放射
角θh より大きい角度のビームは取り込むことができな
いので一部がカットされる。

【０００８】また、光ファイバーからなる外部光学系に
半導体レーザ装置を光源として結合させる場合でも、ビ
ーム形状を円形とし且つビーム放射角を小さくしなけれ
ば、レーザ光を効率よく光ファイバーに取り込むことが
できない。

【０００９】このように、半導体レーザ装置から出射さ
れるレーザ光の垂直側放射角θv が水平側放射角θh に
比べ２倍以上大きいため従来の半導体レーザ装置におい
ては、外部光学系との結合効率が悪くなるという問題が
あった。

【００１０】ここで、従来の半導体レーザ装置の構造に
おける上記問題に対処する方法は次の２つである。

【００１１】第１の方法は、活性層２４の厚さを薄くす
ることにより、光の活性層２４から第１クラッド層２３
と第２クラッド層２９とへのしみ出し量を増大させてス
トライプ窓４０を通る垂直方向の光強度分布を広げる方
法である。こうすることにより、光が出力する端面にお
ける光の広がりを抑制してビームの垂直方向の放射角θ
v を低減することができる。

【００１２】第２の方法は、第１クラッド層２３、第１
光ガイド層２５及び第２クラッド層２９のＡｌＡｓ混晶
比を小さくして各々の屈折率を大きくすることにより光
の活性層２４から第１クラッド層２３、第１光ガイド層
２５及び第２クラッド層２９へのしみ出し量を増大させ
てストライプ窓４０を通る垂直方向の光強度分布を広げ
る方法である。これにより、前記第１の方法と同様に、
出射されるレーザ光の垂直側放射角θv を低減すること
ができる。

【００１３】ところが、このような第１及び第２の方法
を用いることにより光の活性層２４から第１クラッド層
２３、第１光ガイド層２５及び第２クラッド層２９への
しみ出し量が増大しすぎると、活性層２４内に光が閉じ
込められる割合が低下するため活性層２４における垂直
方向の光閉じ込め係数Γv が大幅に減少して動作電流値
が大幅に増大するという好ましくない現象が生じる。

【００１４】本発明はかかる問題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、光の活性層外へのしみ出し量を抑
制しつつ、ストライプ窓を通る垂直方向の光強度分布を
広げる手段を講ずることにより、垂直方向の光閉じ込め
係数の低下を招くことなく垂直方向のレーザ光のビーム
放射角を低減し、もって動作電流の上昇がなくかつ外部
光学系との結合効率の高い半導体レーザ装置を提供する
ことにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、発明が講じた手段は、半導体レーザ装置において、
活性層とクラッド層との間に低屈折率層を介し、各層の
屈折率の大きさが活性層，クラッド層，低屈折率層の順
に小さくなるような構成とすることによりストライプ領
域の光強度分布をクラッド層にまで十分に広げると同時
に活性層での光閉じ込め係数を高く保持するものであ
る。

【００１６】具体的に請求項１の発明が講じた解決手段
は、半導体基板の主面上に活性層を設け、該活性層を挾
んで両側に２つのクラッド層を設けるとともに、前記各
層に亘るストライプ領域を形成するようにした半導体レ
ーザ装置を前提とし、前記活性層と前記２つのクラッド
層のうち少なくともいずれか一方のクラッド層との間
に、第１導電型かつ屈折率ｎl1の半導体からなる第１低
屈折率層と、前記ストライプ領域を規定するためのスト
ライプ窓を有するように形成され、前記第１導電型とは
逆導電型の第２導電型かつ屈折率ｎb の半導体からなる
電流ブロック層と、一部が前記ストライプ窓の内部を満
たすように形成され、第１導電型かつ屈折率ｎl2の半導
体からなる第２低屈折率層とを前記活性層の側から順次
介在させるとともに、前記活性層の屈折率をｎa 、前記
少なくともいずれか一方のクラッド層の屈折率をｎc1と
したときに、各層の屈折率ｎa ，ｎl1，ｎb ，ｎl2，及
びｎc1の間に、ｎb ＜ｎl1≦ｎl2＜ｎc1＜ｎa の関係が
成立している構成とするものである。

【００１７】請求項１の構成により、ストライプ領域に
おける垂直方向の光強度分布は次のようになる。すなわ
ち、第１低屈折率層及び第２低屈折率層の屈折率は活性
層及びクラッド層の屈折率よりも小さく設定されている
ので、第１低屈折率層及び第２低屈折率層に分布する光
は抑制されてクラッド層だけでなく活性層にも押し出さ
れる。このクラッド層に押し出される光により光強度分
布が広げられるため垂直方向の放射角が低減される。ま
た、活性層に押し出される光により垂直方向の光閉じ込
め係数を高く保持し得るので、動作電流の上昇を招くこ
とはない。

【００１８】請求項２の発明は、請求項１記載の半導体
レーザ装置を前提とし、前記各活性層，第１低屈折率
層，電流ブロック層，第２低屈折率層及び少なくともい
ずれか一方のクラッド層は、それぞれＡｌＡｓ混晶比が
Ｘa ，Ｘl1，Ｘb ，Ｘl2及びＸc1のＧａＡｌＡｓにより
構成されており、前記第１低屈折率層と前記電流ブロッ
ク層との間に、ＡｌＡｓ混晶比がＸg のＧａＡｌＡｓか
らなる光ガイド層をさらに備えるとともに、前記混晶比
Ｘa ，Ｘl1，Ｘg ，Ｘl2，Ｘc1及びＸb の間に、Ｘb ＞
Ｘl1≧Ｘl2＞Ｘc1＞Ｘa ≧０、かつＸb ＞Ｘg の関係が
成立している構成とするものである。

【００１９】請求項２の構成により、請求項１における
各層の半導体をＧａＡｌＡｓ混晶体で構成しながら、請
求項１と同様に、外部光学系との結合効率の良好な半導
体レーザ装置を得ることができる。

【００２０】請求項３の発明は、半導体基板の主面上に
活性層を設け、該活性層を挾んで両側に各々第１，第２
導電型の半導体からなる第１，第２クラッド層を設ける
とともに、前記各層に亘るストライプ領域を形成するよ
うにした半導体レーザ装置を前提とし、前記活性層と前
記第１クラッド層との間に、第１導電型かつ屈折率ｎl1
の半導体からなる厚さｄl1の第１低屈折率層と、前記ス
トライプ領域を規定するためのストライプ窓を有するよ
うに形成され、前記第１導電型とは逆導電型の第２導電
型かつ屈折率ｎb の半導体からなる電流ブロック層と、
一部が前記ストライプ窓の内部を満たすように形成さ
れ、第１導電型かつ屈折率ｎl2の半導体からなる厚さｄ
l2の第２低屈折率層とを前記活性層の側から順次介在さ
せる一方、前記活性層と前記第２クラッド層との間に、
前記第１導電型とは逆導電型の第２導電型かつ屈折率ｎ
l3の半導体からなる厚さｄl3の第３低屈折率層を介在さ
せるとともに、前記活性層の屈折率をｎa 、前記第１ク
ラッド層の屈折率をｎc1、前記第２クラッド層の屈折率
をｎc2としたときに、各層の屈折率ｎa ，ｎl1，ｎl2，
ｎc1，ｎb ，ｎl3及びｎc2と厚さｄl1，ｄl2及びｄl3と
の間に、ｎb ＜ｎl1≦ｎl2＜ｎc1＜ｎa かつｎb ＜ｎl3
＜ｎc2＜ｎa の関係が成立し、かつｎl1≦ｎl3，ｎl2≦
ｎl3及びｄl1＋ｄl2≧ｄl3のうち少なくともいずれか１
つの関係が成立している構成とするものである。

【００２１】請求項３の構成により、ｎb ＜ｎl1≦ｎl2
＜ｎc1＜ｎa の関係が成立しているので請求項１と同じ
作用が得られる。加えて、活性層と第２クラッド層との
間に介在する第３低屈折率層の屈折率が活性層及び第２
クラッド層より小さく設定されているので、第３低屈折
率層に分布する光は抑制されて活性層と第２クラッド層
とに押し出されて、活性層の第２クラッド層側にも光強
度分布が広げられる。したがって、第１クラッド層と第
２クラッド層とに光がバランスよく押し出されて光強度
分布が十分に広げられるので、垂直方向の放射角を確実
に低減することができる。また、第１低屈折率層及び第
２低屈折率層と第３低屈折率層とから活性層に押し出さ
れる光により光閉じ込め係数がより高く保持される。

【００２２】一方、ｎl1≦ｎl3又はｎl2≦ｎl3又はｄl1
＋ｄl2≧ｄl3としているので、電流ブロック層の直下で
第３低屈折率層内の光を半導体基板側へ押し出す効果が
過大となることはない。そのため、電流ブロック層の直
下における垂直方向の光強度分布が半導体基板側へ広が
ることによる影響でストライプ領域における垂直方向の
光強度分布が半導体基板側へ広がり過ぎるのを防止でき
る。したがって、光閉じ込め係数の低下を招くことな
く、垂直方向の放射角をほぼ円形のビーム形状が得られ
る程度まで低減できる。

【００２３】請求項４の発明は、請求項３記載の半導体
レーザ装置を前提とし、前記各活性層，第１低屈折率
層，電流ブロック層，第２低屈折率層，第１クラッド
層，第３低屈折率層及び第２クラッド層は、それぞれＡ
ｌＡｓ混晶比がＸa ，Ｘl1，Ｘb，Ｘl2，Ｘc1，Ｘl3及
びＸc2のＧａＡｌＡｓにより構成されており、前記第１
低屈折率層と前記電流ブロック層との間に、ＡｌＡｓ混
晶比がＸg のＧａＡｌＡｓからなる光ガイド層をさらに
備えるとともに、前記混晶比Ｘa ，Ｘl1，Ｘg ，Ｘb ，
Ｘl2，Ｘc1，Ｘl3及びＸc2と厚さｄl1，ｄl2及びｄl3と
の間に、Ｘb ＞Ｘl1≧Ｘl2＞Ｘc1＞Ｘa ≧０、Ｘb ＞Ｘ
g 及びＸb ＞Ｘl3＞Ｘc2＞Ｘa ≧０の関係が成立し、か
つＸl1≧Ｘl3，Ｘl2≧Ｘl3及びｄl1＋ｄl2≧ｄl3のうち
少なくともいずれか１つの関係が成立している構成とす
るものである。

【００２４】請求項４の構成により、請求項３における
各層の半導体をＧａＡｌＡｓ混晶体で構成しながら、請
求項３と同様に、外部光学系との結合効率の良好な半導
体レーザ装置を得ることができる。

【００２５】請求項５の発明は、半導体基板の主面上に
量子井戸構造を有する活性層を設け、該活性層を挾んで
両側に２つのクラッド層を設けるとともに、前記各層に
亘るストライプ領域を形成するようにした半導体レーザ
装置を前提とし、前記活性層と前記２つのクラッド層の
うち少なくともいずれか一方のクラッド層との間に、第
１導電型かつ屈折率ｎl1の半導体からなる第１低屈折率
層と、前記ストライプ領域を規定するためのストライプ
窓を有するように形成され、前記第１導電型とは逆導電
型の第２導電型かつ屈折率ｎb の半導体からなる電流ブ
ロック層と、一部が前記ストライプ窓の内部を満たすよ
うに形成され、第１導電型かつ屈折率ｎl2の半導体から
なる第２低屈折率層とを前記活性層の側から順次介在さ
せるとともに、前記少なくともいずれか一方のクラッド
層の屈折率をｎc1としたときに、各層の屈折率ｎl1，ｎ
b ，ｎl2，及びｎc1の間に、ｎb ＜ｎl1≦ｎl2＜ｎc1の
関係が成立している構成とするものである。

【００２６】請求項５の構成により、ストライプ領域に
おける垂直方向の光強度分布は次のようになる。すなわ
ち、第１低屈折率層及び第２低屈折率層の屈折率はクラ
ッド層の屈折率よりも小さく設定されているので、第１
低屈折率層及び第２低屈折率層に分布する光は抑制され
てクラッド層に押し出される。このクラッド層に押し出
される光により光強度分布が広げられるため垂直方向の
放射角が低減される。特に、活性層が量子井戸構造を有
しているので第１低屈折率層及び第２低屈折率層におけ
る光の分布が抑制されて活性層に押し出され垂直方向の
光閉じ込め係数を極めて高く保持し得る。したがって、
請求項１の作用が顕著に得られる。

【００２７】請求項６の発明は、請求項５記載の半導体
レーザ装置を前提とし、前記活性層は量子井戸構造を有
するＧａＡｌＡｓにより構成され、前記各第１低屈折率
層，電流ブロック層，第２低屈折率層及び少なくともい
ずれか一方のクラッド層は、それぞれＡｌＡｓ混晶比が
Ｘl1，Ｘb ，Ｘl2及びＸc1のＧａＡｌＡｓにより構成さ
れており、前記第１低屈折率層と前記電流ブロック層と
の間に、ＡｌＡｓ混晶比がＸg のＧａＡｌＡｓからなる
光ガイド層をさらに備えるとともに、前記混晶比Ｘl1，
Ｘg ，Ｘl2，Ｘc1及びＸb の間に、Ｘb ＞Ｘl1≧Ｘl2＞
Ｘc1かつＸb ＞Ｘg の関係が成立している構成とするも
のである。

【００２８】請求項６の構成により、請求項５における
各層の半導体をＧａＡｌＡｓ混晶体で構成しながら、請
求項５と同様に、外部光学系との結合効率の一層良好な
半導体レーザ装置を得ることができる。

【００２９】請求項７の発明は、半導体基板の主面上に
量子井戸構造を有する活性層を設け、該活性層を挾んで
両側に各々第１，第２導電型の半導体からなる第１，第
２クラッド層を設けるとともに、前記各層に亘るストラ
イプ領域を形成するようにした半導体レーザ装置を前提
とし、前記活性層と前記第１クラッド層との間に、第１
導電型かつ屈折率ｎl1の半導体からなる厚さｄl1の第１
低屈折率層と、前記ストライプ領域を規定するためのス
トライプ窓を有するように形成され、前記第１導電型と
は逆導電型の第２導電型かつ屈折率ｎb の半導体からな
る電流ブロック層と、一部が前記ストライプ窓の内部を
満たすように形成され、第１導電型かつ屈折率ｎl2の半
導体からなる厚さｄl2の第２低屈折率層とを前記活性層
の側から順次介在させる一方、前記活性層と前記第２ク
ラッド層との間に、前記第１導電型とは逆導電型の第２
導電型かつ屈折率ｎl3の半導体からなる厚さｄl3の第３
低屈折率層を介在させるとともに、前記第１クラッド層
の屈折率をｎc1、前記第２クラッド層の屈折率をｎc2と
したときに、各層の屈折率ｎl1，ｎl2，ｎc1，ｎb，ｎl
3及びｎc2と厚さｄl1，ｄl2及びｄl3との間に、ｎb ＜
ｎl1≦ｎl2＜ｎc1かつｎb ＜ｎl3＜ｎc2の関係が成立
し、かつｎl1≦ｎl3，ｎl2≦ｎl3及びｄl1＋ｄl2≧ｄl3
のうち少なくともいずれか１つの関係が成立している構
成とするものである。

【００３０】請求項７の構成により、ｎb ＜ｎl1≦ｎl2
＜ｎc1の関係が成立しているので請求項５と同じ作用が
得られる。加えて、第３低屈折率層に分布する光は抑制
されて第２クラッド層に光強度分布が広げられる。特
に、活性層が量子井戸構造を有しているので垂直方向の
光閉じ込め係数を極めて高く保持し得る。したがって、
垂直方向の光強度分布が一層十分に広げられるので、垂
直方向の放射角を確実に低減することができる。また、
第１低屈折率層及び第２低屈折率層と第３低屈折率層と
から活性層に押し出される光により光閉じ込め係数が極
めて高く保持される。

【００３１】一方、ｎl1≦ｎl3又はｎl2≦ｎl3又はｄl1
＋ｄl2≧ｄl3の任意の構成の１つがとられていることに
より、請求項３と同様の作用が得られる。したがって、
光閉じ込め係数の低下を招くことなく、垂直方向の放射
角をほぼ円形のビーム形状が得られる程度まで確実に低
減できる。

【００３２】請求項８の発明は、請求項７記載の半導体
レーザ装置を前提とし、前記各第１低屈折率層，電流ブ
ロック層，第２低屈折率層，第１クラッド層，第３低屈
折率層及び第２クラッド層は、それぞれＡｌＡｓ混晶比
がＸl1，Ｘb ，Ｘl2，Ｘc1，Ｘl3及びＸc2のＧａＡｌＡ
ｓにより構成されており、前記第１低屈折率層と前記電
流ブロック層との間に、ＡｌＡｓ混晶比がＸg のＧａＡ
ｌＡｓからなる光ガイド層をさらに備えるとともに、前
記混晶比Ｘl1，Ｘg ，Ｘb ，Ｘl2，Ｘc1，Ｘl3及びＸc2
と厚さｄl1，ｄl2及びｄl3との間に、Ｘb ＞Ｘl1≧Ｘl2
＞Ｘc1、Ｘb ＞Ｘg 及びＸb ＞Ｘl3＞Ｘc2の関係が成立
し、かつＸl1≧Ｘl3，Ｘl2≧Ｘl3及びｄl1＋ｄl2≧ｄl3
のうち少なくともいずれか１つの関係が成立している構
成とするものである。

【００３３】請求項８の構成により、請求項７における
各層の半導体をＧａＡｌＡｓ混晶体で構成しながら、請
求項７と同様に、外部光学系との結合効率の一層良好な
半導体レーザ装置を得ることができる。

【００３４】請求項９の発明は、請求項１、２、３、
４、５、６、７又は８記載の半導体レーザ装置を前提と
し、前記第１クラッド層は前記第１クラッド層内部の屈
折率の変化が第２低屈折率層側から段階的に増大するよ
うに構成されているものである。

【００３５】請求項９の構成により、第２低屈折率層か
ら第１クラッド層へ押し出された光は第１クラッド層に
おいて、ストライプ領域の活性層に垂直な方向の光強度
分布を第２低屈折率層側から屈折率の変化に合わせてな
めらかに広げつつ減衰させるようにすることができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）以下、本発明の第１の実施形態に係
る半導体レーザ装置の構成について、図面を参照しなが
ら説明する。

【００３７】図１は本発明の第１の実施形態に係る半導
体レーザ装置の断面図である。図１において、ｎ型のＧ
ａＡｓよりなる基板１の上に、ｎ型のＧａＡｓよりなる
バッファ層２、２．５μｍの厚さをもつｎ型のＧａ_0.52
Ａｌ_0.48Ａｓよりなる第２クラッド層３、０．１５μｍ
の厚さをもつｎ型のＧａ_0.49Ａｌ_0.51Ａｓよりなる第３
低屈折率層４が順次形成されており、第３低屈折率層４
の上にＧａ_0.7 Ａｌ_{0. 3} Ａｓ層、Ｇａ_0.9 Ａｌ_0.1 Ａｓ
層、Ｇａ_0.7 Ａｌ_0.3 Ａｓ層、Ｇａ_0.9 Ａｌ_{0. 1} Ａｓ層
及びＧａ_0.7 Ａｌ_0.3 Ａｓ層が順次形成されてなる量子
井戸構造を有する活性層５が形成されている。活性層５
の上に、０．１２５μｍの厚さをもつｐ型のＧａ_0.49Ａ
ｌ_0.51Ａｓよりなる第１低屈折率層６を介してｐ型のＧ
ａ_0.8 Ａｌ_0.2 Ａｓよりなる光ガイド層７が形成されて
おり、光ガイド層７の上には、電流狭窄のために、電流
チャンネルとなるストライプ窓２０以外の部分にはｎ型
のＧａ_0.4 Ａｌ_0.6 Ａｓよりなる電流ブロック層８が形
成されている。ストライプ窓２０内に露出している光ガ
イド層７と電流ブロック層８との上には、０．０２５μ
ｍの厚さをもつｐ型のＧａ_0.49Ａｌ_0.51Ａｓよりなる第
２低屈折率層９、２．５μｍの厚さをもつｐ型のＧａ
_0.52Ａｌ_0.48Ａｓよりなる第１クラッド層１０及びｐ型
のＧａＡｓよりなるコンタクト層１１が順次形成されて
いる。そして、第１クラッド層１０から第２クラッド層
３に至る領域でストライプ窓２０に入る部分がストライ
プ領域となっている。

【００３８】また、第２クラッド層３、第３低屈折率層
４、第１低屈折率層６、光ガイド層７、電流ブロック層
８、第２低屈折率層９及び第１クラッド層１０における
各々のＧａＡｌＡｓ層のＡｌＡｓ混晶比をＸc2，Ｘl3，
Ｘl1，Ｘg ，Ｘb ，Ｘl2及びＸc1とすると、Ｘc2＝０．
４８，Ｘl3＝０．５１，Ｘl1＝０．５１，Ｘg ＝０．
２，Ｘb ＝０．６，Ｘl2＝０．５１及びＸc1＝０．４８
となるように設定されている。この場合、ＡｌＡｓ混晶
比Ｘc2，Ｘl3，Ｘl1，Ｘg ，Ｘb ，Ｘl2及びＸc1の間
に、Ｘb ＞Ｘl1≧Ｘl2＞Ｘc1、Ｘb ＞Ｘg 及びＸb ＞Ｘ
l3＞Ｘc2の関係が成立している。

【００３９】この構成により、垂直方向の光強度分布は
次のようになる。すなわち、第１低屈折率層６及び第２
低屈折率層９のＡｌＡｓ混晶比は第１クラッド層１０の
ＡｌＡｓ混晶比よりも大きく設定されているので、Ａｌ
Ａｓ混晶比と屈折率との間の相関関係により、第１低屈
折率層６及び第２低屈折率層９に分布する光は抑制され
て第１クラッド層１０に押し出される。この第１クラッ
ド層１０に押し出される光によりストライプ領域におけ
る垂直方向の光強度分布が広げられる。

【００４０】さらに、本実施形態では、活性層５と第２
クラッド層３との間に介在する第３低屈折率層４のＡｌ
Ａｓ混晶比が第２クラッド層３より大きく設定されてい
るので、ＡｌＡｓ混晶比と屈折率との間の相関関係によ
り、第３低屈折率層４に分布する光は抑制されて第２ク
ラッド層３に押し出されて、この第２クラッド層３に押
し出される光によりストライプ領域における垂直方向の
光強度分布も広げられる。

【００４１】すなわち、第１クラッド層１０と第２クラ
ッド層３とに光がバランスよく押し出されてストライプ
領域における垂直方向の光強度分布が十分に広げられ
る。これにより、光の出力端面からの光の広がりを抑制
して垂直方向のビームの放射角θv が低減できるので、
外部光学系に半導体レーザ装置を光源として結合させる
場合、ビーム形状はほぼ円形となるためレーザ光を効率
よく外部光学系の外部レンズ内に取り込むことができ
る。

【００４２】また、活性層５の両側の第１低屈折率層６
及び第２低屈折率層９と第３低屈折率層４とから活性層
５に光が押し出されて、垂直方向の光閉じ込め係数Γv
を高く保持し得る。これにより、活性層５における垂直
方向の光閉じ込め係数Γv が減少することはないので、
動作電流の上昇がない効率のよい半導体レーザ装置を実
現できる。

【００４３】また、特に本実施形態のごとく、活性層５
が量子井戸構造を有する場合には、第１低屈折率層６、
第２低屈折率層９及び第３低屈折率層４に分布する光は
抑制されて活性層５にも押し出されるため光が活性層５
内に閉じ込められる割合つまり光閉じ込め係数Γv を極
めて高く保持し得る。ただし、活性層５を量子井戸構造
に代えて、バルク結晶により構成してもよい。その場
合、活性層のＡｌＡｓ混晶比をＸa として、Ｘc1＞Ｘa
及びＸc2＞Ｘa とすることで本実施形態とほぼ同様の効
果が得られる。

【００４４】尚、基板１をｎ型のＧａＡｓに代えて、ｐ
型のＧａＡｓを用いた場合でも本実施形態と同じ効果が
得られる。

【００４５】次に、図２及び図３は、本実施形態におけ
る半導体レーザ装置から出射されるレーザ光の特性を示
す。図２は、光の出力端面からの垂直方向の広がりを示
す遠視野像であり、図３は半導体レーザ装置における電
流−光出力特性を示す。

【００４６】まず、図２に示すように、レーザ光の垂直
方向の放射角θv が低減されて垂直方向のビームの放射
角θv が１４°となると共に水平方向のビームの放射角
θhが１０°となる遠視野像が得られる。

【００４７】また、図３に示すように、活性層５におけ
る垂直方向の光閉じ込め係数Γv が減少することがない
ので動作電流値は大きくならないため光出力が３０ｍＷ
の場合における動作電流値を７０ｍＡに抑制することが
できる。

【００４８】従来の半導体レーザ装置の構造では、例え
ば垂直側放射角θv が約２５°で水平側放射角θh が１
０°であり、光出力が３０ｍＷの場合における動作電流
値が約６５ｍＡである。この場合、垂直側放射角θv を
約２５°から１４°へ低減すると、活性層における垂直
方向の光閉じ込め係数Γv が大幅に減少するため光出力
が３０ｍＷの場合における動作電流値は１６０ｍＡまで
大きく上昇してしまう。 それに対し、本実施形態で
は、図１に示す構造を採ることによって、ほぼ円形のビ
ーム形状を実現しながら動作電流を極めて小さくできる
ことがわかる。

【００４９】本実施形態においては、垂直側放射角θv
が１４°となる半導体レーザ装置の構造を示したが、垂
直側放射角θv はｎ型の第３低屈折率層４、ｐ型の第１
低屈折率層６及びｐ型の第２低屈折率層９の各々のＡｌ
Ａｓ混晶比及び厚さを変えることで適宜変化させること
ができる。

【００５０】次に、図４は、垂直方向の放射角θv と垂
直方向の光閉じ込め係数Γv との関係を計算して結果を
プロットしたものである。ただし、図４においては、ｎ
型のＧａ_1-X Ａｌ_X Ａｓよりなる第３低屈折率層４の厚
さをｄμｍ，ＡｌＡｓ混晶比をＸとし、ｐ型のＧａ_1-X
Ａｌ_X Ａｓよりなる第１低屈折率層６の厚さを０．１２
５μｍ，ＡｌＡｓ混晶比をＸとし、ｐ型のＧａ_1-X Ａｌ
_X Ａｓよりなる第２低屈折率層９の厚さを（ｄ−０．１
２５）μｍ，ＡｌＡｓ混晶比をＸとして、ｄとＸとをパ
ラメータとして変化させている。

【００５１】図４に示すように、ＡｌＡｓ混晶比Ｘを大
きくするにつれて垂直側放射角θvが小さくなってい
る。すなわち、第３低屈折率層４、第１低屈折率層６及
び第２低屈折率層９の各々の屈折率を小さくしたことに
よって、上述の作用により垂直側放射角θv を低減し得
ることがわかる。また、厚さｄを大きくするにつれて、
光を活性層５、第１クラッド層３及び第２クラッド層１
０へ押し出す効果が増大するのでストライプ領域におけ
る垂直方向の光強度分布が広げられ垂直側放射角θv が
低減されることもわかる。

【００５２】また、図４に示す計算結果のプロットか
ら、光閉じ込め係数Γv が低下することを抑えながら垂
直側放射角θv を１０°くらいまで低減するには、第３
低屈折率層４、第１低屈折率層６及び第２低屈折率層９
の各層のＡｌＡｓ混晶比を大きくし且つ各層の厚さを大
きくすればよいことがわかる。ただし、図５に示すよう
に、ｎ型の第３低屈折率層４における光を層外へ押し出
す効果を増大しすぎると、電流ブロック層８の直下にお
いて光強度分布が基板１側へ広がることになる。このよ
うな光強度分布の広がりの影響はストライプ領域に及ぶ
ためストライプ領域における垂直方向の光強度分布が基
板１側へ広がり過ぎることになる。そのため、光が活性
層５内に閉じ込められる割合が低下するため活性層５に
おける光閉じ込め係数Γv が低下して動作電流値が大き
くなる。

【００５３】この現象に対処するためには、ｎ型のＧａ
_1-Xl3 Ａｌ_Xl3 Ａｓよりなる第３低屈折率層４における
屈折率をｎl3、厚さをｄl3及びＡｌＡｓ混晶比をＸl3と
し、ｐ型のＧａ_1-Xl1 Ａｌ_Xl1 Ａｓよりなる第１低屈折
率層６における屈折率をｎl1、厚さをｄl1、ＡｌＡｓ混
晶比をＸl1とし、ｐ型のＧａ_1-Xl2 Ａｌ_Xl2 Ａｓよりな
る第２低屈折率層９における屈折率をｎl2、厚さをｄl
2、ＡｌＡｓ混晶比をＸl2とする場合に、これらの間
に、Ｘl1≧Ｘl3又はＸl2≧Ｘl3の任意の構成の１つをと
ればよい。

【００５４】すなわち、まず、Ｘl1≧Ｘl3つまりｎl1≦
ｎl3の場合は第３低屈折率層４に分布する光を層外に押
し出す効果が第１低屈折率層６より弱められ、逆に第１
低屈折率層６における光を層外に押し出す効果が第３低
屈折率層４より強められることになる。次に、Ｘl2≧Ｘ
l3つまりｎl2≦ｎl3の場合は第３低屈折率層４に分布す
る光を層外に押し出す効果が第２低屈折率層９より弱め
られ、逆に第２低屈折率層９における光を層外に押し出
す効果が第３低屈折率層４より強められることになるの
で、いずれの場合によっても第３低屈折率層４内の光を
電流ブロック層８の直下で基板１側へ押し出す効果が過
大になるのを防止することができる。

【００５５】また、図４に示すように、前述の構成の他
に厚さｄを大きくしても光を層外へ押し出す効果が増大
するので、ｄl1＋ｄl2≧ｄl3の構成をとることによって
も前述同様に、第３低屈折率層４内の光を電流ブロック
層８の直下で基板１側へ押し出す効果が過大になるのを
防止することができる。

【００５６】（第２の実施形態）次に、第２の実施形態
に係る半導体レーザ装置の構成について説明する。

【００５７】本実施形態では、第１の実施形態に係る半
導体レーザ装置におけるｐ型の第１クラッド層１０の構
造を、第１クラッド層１０の内部の屈折率が第２低屈折
率層９側からＧａＡｓよりなるコンタクト層１１側に向
かって段階的に増加するように形成する。このような構
造とすることにより、屈折率の段階的な変化と対応する
ようにして垂直方向の光強度分布を第２低屈折率層９側
からコンタクト層１１側へなめらかに広げつつ減衰させ
ることができる。そのため、コンタクト層１１における
光の吸収を無視できる程度に抑えつつ、光を第１クラッ
ド層１０内で十分に垂直方向へ広げることができるので
垂直方向の放射角θv を低減することができる。また、
第１クラッド層１０の内部の屈折率の変化がコンタクト
層１１側から活性層５へ向かって段階的に減少している
構造でもあり垂直方向の光強度分布は必要以上に大きく
広がることがないため活性層５における垂直方向の光閉
じ込め係数Γv が減少することはないので、動作電流の
増大を抑えることができる。

【００５８】次に、本実施形態による作用・効果を具体
的に示す。

【００５９】図６は、ｐ型のＧａＡｌＡｓ層からなる第
１クラッド層１０をその内部のＡｌＡｓ混晶比が第２低
屈折率層９側からコンタクト層１１側へ０．４８から
０．４７まで段階的に変化するように形成した場合にお
ける垂直方向の光強度分布を示している。また、ｎ型の
第３低屈折率層４を０．１５μｍの厚さをもつＧａ_0.49
Ａｌ_0.51Ａｓ層で構成し、ｐ型の第１低屈折率層６を
０．１２５μｍの厚さをもつＧａ_0.49Ａｌ_0.51Ａｓ層で
構成し、ｐ型の第２低屈折率層９を０．３２５μｍの厚
さをもつＧａ_0.49Ａｌ_0.51Ａｓ層で構成している。

【００６０】このように、第１クラッド層１０の内部の
ＡｌＡｓ混晶比が第２低屈折率層９からコンタクト層１
１に向かって段階的に減少するように形成されている場
合は、第１クラッド層１０の内部における屈折率が段階
的に増加するので、第１クラッド層１０内に第２低屈折
率層９からコンタクト層１１へなめらかに広がるプロフ
ァイルをもつ光強度分布が得られる。そして、垂直方向
の光強度分布を第１クラッド層１０内で十分に広げるこ
とができるので垂直方向の放射角θv を１０°とするこ
とができ、水平方向の放射角θh は１０°となるのでほ
ぼ円形のビーム形状を得ることができる。また、垂直方
向の光強度分布は必要以上に大きく広がることがないた
め活性層５における垂直方向の光閉じ込め係数Γv を減
少させることなく、動作電流の大幅な上昇を抑えること
ができる。これにより、光出力が３０ｍＷの場合におけ
る動作電流値を７０ｍＡに抑制することができる。

【００６１】本実施形態では、基板１にｎ型のＧａＡｓ
よりなる半導体を用いているが、ｐ型の半導体基板を用
いた場合でも同様に本発明の効果を得ることができる。

【００６２】本実施形態では、基板１にｎ型のＧａＡｓ
よりなる半導体を用いているが、基板１を絶縁体材料層
の上に半導体層が形成されてなる基板とする場合でも同
様に本発明の効果を得ることができる。

【００６３】本実施形態では、活性層５の片側に電流ブ
ロック層８が形成されているが、活性層５の両側に電流
ブロック層が形成されるダブルコンファインメント構造
としてもよい。ダブルコンファインメント構造とするこ
とにより本発明の効果が顕著に得られることはいうまで
もない。

【００６４】本実施形態では、ＧａＡｌＡｓ系混晶を材
料とした半導体レーザ装置について説明したが、ＩｎＧ
ａＡｌＰ系混晶、ＩｎＧａＡｓＰ系混晶、ＡｌＧａＮ系
混晶、ＩｎＧａＮ系混晶など他の半導体材料を用いても
同様に本発明の効果を得ることができる。

【００６５】本実施形態では、半導体レーザ装置の形成
にＭＯＣＶＤ結晶成長法を用いたが、ＭＢＥ法等の結晶
成長方法を用いても同様に本発明の効果を得ることがで
きる。

【００６６】

【発明の効果】請求項１又は請求項２によれば、活性層
とクラッド層との間に第１低屈折率層と電流ブロック層
と第２低屈折率層とを介在させ、屈折率にｎb ＜ｎl1≦
ｎl2＜ｎc1＜ｎa 又はＡｌＡｓ混晶比にＸb ＞Ｘl1≧Ｘ
l2＞Ｘc1＞Ｘa ≧０という関係を成立させたので、垂直
方向の光閉じ込め係数を高く保持したまま垂直方向の放
射角を低減することができ、よって、動作電流の上昇が
なくかつ外部光学系との結合効率のよい半導体レーザ装
置の提供を図ることができる。

【００６７】また、請求項３又は請求項４によれば、第
１クラッド層と第２クラッド層との間に第１低屈折率層
と電流ブロック層と第２低屈折率層と第３低屈折率層と
を介在させ、屈折率にｎb ＜ｎl1≦ｎl2＜ｎc1＜ｎa か
つｎb ＜ｎl3＜ｎc2＜ｎa 又はＡｌＡｓ混晶比にＸb ＞
Ｘl1≧Ｘl2＞Ｘc1＞Ｘa ≧０、かつＸb ＞Ｘl3＞Ｘc2＞
Ｘa ≧０という関係を成立させたので、第１低屈折率層
と第２低屈折率層とから第１クラッド層に光を押し出す
作用と、第３低屈折率層から第２クラッド層に光を押し
出す作用により、垂直方向の放射角をほぼ円形のビーム
形状が得られる程度まで低減でき、また、活性層の上下
から活性層に光を押し出す作用により、動作電流の大幅
な増大を抑えることができる。

【００６８】また、請求項５，６，７，８によれば、そ
れぞれ請求項１，２，３，４における活性層を量子井戸
構造としたので、請求項１，２，３，４の効果を顕著に
発揮することができる。

【００６９】また、請求項９によれば、請求項１，２，
３，４，５，６，７，８におけるクラッド層の内部の屈
折率が段階的に変化するように形成したので、垂直方向
の光強度分布をなめらかに広げつつ減衰させるようにす
ることができ、よって、著効を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ装
置の断面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ装
置の出力端面からの光の広がりを示す遠視野像である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ装
置の電流−光出力特性を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ装
置による放射角θv と光閉じ込め係数Γv との関係を厚
さｄとＡｌＡｓ混晶比Ｘとをパラメータとして計算して
結果をプロットした図である。

【図５】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ装
置の第３低屈折率層による光の押し出し効果が過大とな
る場合の光強度分布の概念を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施形態に係る半導体レーザ装
置の第１クラッド層の屈折率を段階的に変化させた場合
の光強度分布を示す図である。

【図７】従来の半導体レーザ装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ バッファ層 ３ 第２クラッド層 ４ 第３低屈折率層 ５ 活性層 ６ 第１低屈折率層 ７ 光ガイド層 ８ 電流ブロック層 ９ 第２低屈折率層 １０ 第１クラッド層 １１ コンタクト層 ２０ ストライプ窓 ２１ 基板 ２２ バッファ層 ２３ 第１クラッド層 ２４ 活性層 ２５ 第１光ガイド層 ２６ 第２光ガイド層 ２７ 電流ブロック層 ２８ 保護層 ２９ 第２クラッド層 ３０ コンタクト層 ４０ ストライプ窓

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板の主面上に活性層を設け、該
   活性層を挾んで両側に２つのクラッド層を設けるととも
   に、前記各層に亘るストライプ領域を形成するようにし
   た半導体レーザ装置において、 前記活性層と前記２つのクラッド層のうち少なくともい
   ずれか一方のクラッド層との間に、 第１導電型かつ屈折率ｎl1の半導体からなる第１低屈折
   率層と、 前記ストライプ領域を規定するためのストライプ窓を有
   するように形成され、前記第１導電型とは逆導電型の第
   ２導電型かつ屈折率ｎb の半導体からなる電流ブロック
   層と、 一部が前記ストライプ窓の内部を満たすように形成さ
   れ、第１導電型かつ屈折率ｎl2の半導体からなる第２低
   屈折率層とを前記活性層の側から順次介在させるととも
   に、 前記活性層の屈折率をｎa 、前記少なくともいずれか一
   方のクラッド層の屈折率をｎc1としたときに、各層の屈
   折率ｎa ，ｎl1，ｎb ，ｎl2，及びｎc1の間に、ｎb ＜
   ｎl1≦ｎl2＜ｎc1＜ｎa の関係が成立していることを特
   徴とする半導体レーザ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体レーザ装置におい
   て、 前記各活性層，第１低屈折率層，電流ブロック層，第２
   低屈折率層及び少なくともいずれか一方のクラッド層
   は、それぞれＡｌＡｓ混晶比がＸa ，Ｘl1，Ｘb，Ｘl2
   及びＸc1のＧａＡｌＡｓにより構成されており、 前記第１低屈折率層と前記電流ブロック層との間に、Ａ
   ｌＡｓ混晶比がＸg のＧａＡｌＡｓからなる光ガイド層
   をさらに備えるとともに、 前記混晶比Ｘa ，Ｘl1，Ｘg ，Ｘl2，Ｘc1及びＸb の間
   に、Ｘb ＞Ｘl1≧Ｘl2＞Ｘc1＞Ｘa ≧０、かつＸb ＞Ｘ
   g の関係が成立していることを特徴とする半導体レーザ
   装置。
3. 【請求項３】 半導体基板の主面上に活性層を設け、該
   活性層を挾んで両側に各々第１，第２導電型の半導体か
   らなる第１，第２クラッド層を設けるとともに、前記各
   層に亘るストライプ領域を形成するようにした半導体レ
   ーザ装置において、 前記活性層と前記第１クラッド層との間に、 第１導電型かつ屈折率ｎl1の半導体からなる厚さｄl1の
   第１低屈折率層と、 前記ストライプ領域を規定するためのストライプ窓を有
   するように形成され、前記第１導電型とは逆導電型の第
   ２導電型かつ屈折率ｎb の半導体からなる電流ブロック
   層と、 一部が前記ストライプ窓の内部を満たすように形成さ
   れ、第１導電型かつ屈折率ｎl2の半導体からなる厚さｄ
   l2の第２低屈折率層とを前記活性層の側から順次介在さ
   せる一方、 前記活性層と前記第２クラッド層との間に、前記第１導
   電型とは逆導電型の第２導電型かつ屈折率ｎl3の半導体
   からなる厚さｄl3の第３低屈折率層を介在させるととも
   に、 前記活性層の屈折率をｎa 、前記第１クラッド層の屈折
   率をｎc1、前記第２クラッド層の屈折率をｎc2としたと
   きに、各層の屈折率ｎa ，ｎl1，ｎl2，ｎc1，ｎb ，ｎ
   l3及びｎc2と厚さｄl1，ｄl2及びｄl3との間に、ｎb ＜
   ｎl1≦ｎl2＜ｎc1＜ｎa かつｎb ＜ｎl3＜ｎc2＜ｎa の
   関係が成立し、かつｎl1≦ｎl3，ｎl2≦ｎl3及びｄl1＋
   ｄl2≧ｄl3のうち少なくともいずれか１つの関係が成立
   していることを特徴とする半導体レーザ装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の半導体レーザ装置におい
   て、 前記各活性層，第１低屈折率層，電流ブロック層，第２
   低屈折率層，第１クラッド層，第３低屈折率層及び第２
   クラッド層は、それぞれＡｌＡｓ混晶比がＸa，Ｘl1，
   Ｘb ，Ｘl2，Ｘc1，Ｘl3及びＸc2のＧａＡｌＡｓにより
   構成されており、 前記第１低屈折率層と前記電流ブロック層との間に、Ａ
   ｌＡｓ混晶比がＸg のＧａＡｌＡｓからなる光ガイド層
   をさらに備えるとともに、 前記混晶比Ｘa ，Ｘl1，Ｘg ，Ｘb ，Ｘl2，Ｘc1，Ｘl3
   及びＸc2と厚さｄl1，ｄl2及びｄl3との間に、Ｘb ＞Ｘ
   l1≧Ｘl2＞Ｘc1＞Ｘa ≧０、Ｘb ＞Ｘg 及びＸb ＞Ｘl3
   ＞Ｘc2＞Ｘa ≧０の関係が成立し、かつＸl1≧Ｘl3，Ｘ
   l2≧Ｘl3及びｄl1＋ｄl2≧ｄl3のうち少なくともいずれ
   か１つの関係が成立していることを特徴とする半導体レ
   ーザ装置。
5. 【請求項５】 半導体基板の主面上に量子井戸構造を有
   する活性層を設け、該活性層を挾んで両側に２つのクラ
   ッド層を設けるとともに、前記各層に亘るストライプ領
   域を形成するようにした半導体レーザ装置において、 前記活性層と前記２つのクラッド層のうち少なくともい
   ずれか一方のクラッド層との間に、 第１導電型かつ屈折率ｎl1の半導体からなる第１低屈折
   率層と、 前記ストライプ領域を規定するためのストライプ窓を有
   するように形成され、前記第１導電型とは逆導電型の第
   ２導電型かつ屈折率ｎb の半導体からなる電流ブロック
   層と、 一部が前記ストライプ窓の内部を満たすように形成さ
   れ、第１導電型かつ屈折率ｎl2の半導体からなる第２低
   屈折率層とを前記活性層の側から順次介在させるととも
   に、 前記少なくともいずれか一方のクラッド層の屈折率をｎ
   c1としたときに、各層の屈折率ｎl1，ｎb ，ｎl2，及び
   ｎc1の間に、ｎb ＜ｎl1≦ｎl2＜ｎc1の関係が成立して
   いることを特徴とする半導体レーザ装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の半導体レーザ装置におい
   て、 前記活性層は量子井戸構造を有するＧａＡｌＡｓにより
   構成され、前記各第１低屈折率層，電流ブロック層，第
   ２低屈折率層及び少なくともいずれか一方のクラッド層
   は、それぞれＡｌＡｓ混晶比がＸl1，Ｘb ，Ｘl2及びＸ
   c1のＧａＡｌＡｓにより構成されており、 前記第１低屈折率層と前記電流ブロック層との間に、Ａ
   ｌＡｓ混晶比がＸg のＧａＡｌＡｓからなる光ガイド層
   をさらに備えるとともに、 前記混晶比Ｘl1，Ｘg ，Ｘl2，Ｘc1及びＸb の間に、Ｘ
   b ＞Ｘl1≧Ｘl2＞Ｘc1かつＸb ＞Ｘg の関係が成立して
   いることを特徴とする半導体レーザ装置。
7. 【請求項７】 半導体基板の主面上に量子井戸構造を有
   する活性層を設け、該活性層を挾んで両側に各々第１，
   第２導電型の半導体からなる第１，第２クラッド層を設
   けるとともに、前記各層に亘るストライプ領域を形成す
   るようにした半導体レーザ装置において、 前記活性層と前記第１クラッド層との間に、 第１導電型かつ屈折率ｎl1の半導体からなる厚さｄl1の
   第１低屈折率層と、 前記ストライプ領域を規定するためのストライプ窓を有
   するように形成され、前記第１導電型とは逆導電型の第
   ２導電型かつ屈折率ｎb の半導体からなる電流ブロック
   層と、 一部が前記ストライプ窓の内部を満たすように形成さ
   れ、第１導電型かつ屈折率ｎl2の半導体からなる厚さｄ
   l2の第２低屈折率層とを前記活性層の側から順次介在さ
   せる一方、 前記活性層と前記第２クラッド層との間に、前記第１導
   電型とは逆導電型の第２導電型かつ屈折率ｎl3の半導体
   からなる厚さｄl3の第３低屈折率層を介在させるととも
   に、 前記第１クラッド層の屈折率をｎc1、前記第２クラッド
   層の屈折率をｎc2としたときに、各層の屈折率ｎl1，ｎ
   l2，ｎc1，ｎb ，ｎl3及びｎc2と厚さｄl1，ｄl2及びｄ
   l3との間に、ｎb ＜ｎl1≦ｎl2＜ｎc1かつｎb ＜ｎl3＜
   ｎc2の関係が成立し、かつｎl1≦ｎl3，ｎl2≦ｎl3及び
   ｄl1＋ｄl2≧ｄl3のうち少なくともいずれか１つの関係
   が成立していることを特徴とする半導体レーザ装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の半導体レーザ装置におい
   て、 前記各第１低屈折率層，電流ブロック層，第２低屈折率
   層，第１クラッド層，第３低屈折率層及び第２クラッド
   層は、それぞれＡｌＡｓ混晶比がＸl1，Ｘb ，Ｘl2，Ｘ
   c1，Ｘl3及びＸc2のＧａＡｌＡｓにより構成されてお
   り、 前記第１低屈折率層と前記電流ブロック層との間に、Ａ
   ｌＡｓ混晶比がＸg のＧａＡｌＡｓからなる光ガイド層
   をさらに備えるとともに、 前記混晶比Ｘl1，Ｘg ，Ｘb ，Ｘl2，Ｘc1，Ｘl3及びＸ
   c2と厚さｄl1，ｄl2及びｄl3との間に、Ｘb ＞Ｘl1≧Ｘ
   l2＞Ｘc1、Ｘb ＞Ｘg 及びＸb ＞Ｘl3＞Ｘc2の関係が成
   立し、かつＸl1≧Ｘl3，Ｘl2≧Ｘl3及びｄl1＋ｄl2≧ｄ
   l3のうち少なくともいずれか１つの関係が成立している
   ことを特徴とする半導体レーザ装置。
9. 【請求項９】 請求項１、２、３、４、５、６、７又は
   ８記載の半導体レーザ装置において、 前記第１クラッド層は前記第１クラッド層内部の屈折率
   の変化が第２低屈折率層側から段階的に増大するように
   構成されていることを特徴とする半導体レーザ装置。