专利名称：外部共振器型半导体激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有蓝光激光二极管的外部共振器型半导体激光器。
背景技术：
近年来，由于半导体激光器体积小、功耗低，因此已被用于许多信息装置。其中，存在发射其波长通过具有预定波长的外部光束稳定的光束的外部共振器型半导体激光器。
下面，将参照图1说明典型的立特鲁(Littrow)型半导体激光器。从诸如激光二极管100的半导体激光器件发射的多纵向模式激光束被透镜(准直透镜)101准直化。准直的光束到达光栅102。光栅102输出具有预定波长的光束作为与光栅102的配置角度对应的一阶衍射光束103。一阶衍射光束103通过透镜101被反向射入激光二极管100中。结果，激光二极管100与射入的一阶衍射光束共振并发射单模式光束。从激光二极管100发射的光束的波长与从光栅102输出的一阶衍射光束103的波长相同。其余的到达光栅102的激光束是0阶光束104。0阶光束104以与入射角相同的角度被反射。
下面，参照图2和图3，说明具有可在商业上得到的典型外部共振器型半导体激光器的激光系统的结构。图2是表示激光系统120的平面图。图3是表示沿图2中由C表示的方向观察时看到的激光系统120的前视图。激光系统120的结构与期刊文章L.Ricci等的“Acompact grating-stabilized diode laser system for atomic physics”，Optics Communication，1171995，第541～549页中说明的激光系统的结构相同。
图2和图3中所示的激光系统120由以下部分构成具有激光二极管121、透镜(准直透镜)122、光栅123、第一支撑部分124、第一螺钉125、第一槽沟126、第二支撑部分127、第二螺钉128和第二槽沟129的激光器部分130；珀尔帖(Peltier)器件141；和具有散热片142的温度控制部分143。
从图2和图3可以清楚地看到，诸如透镜122和光栅123的光学部分被沿水平方向配置在激光系统120的安装表面上。激光束的光路大致与安装表面平行。温度控制部分143被设置在激光器部分130下面。温度控制部分143控制诸如激光二极管121和透镜122的激光器部分130的结构部件的温度。温度控制部分143使激光二极管121的温度保持恒定。结果，作为激光二极管121的光源被稳定。
如图1所示，当激光系统120的光栅123的配置角度被改变时，从光栅123行进到激光二极管121的一阶衍射光束的波长改变。结果，激光二极管121的振荡光束的波长得到调整。在光栅123上反射的0阶光束D射向外面。
光栅123被第一支撑部分124夹持。第一支撑部分124具有第一槽沟126。当安装在第一支撑部分124中的第一螺钉125被旋转时，第一槽沟126的间隙部分地变宽或变窄。结果，光栅123的水平配置角度轻微变化。
设置调整光栅123的垂直角度的类似的机构。支撑光栅123的第一支撑部分124由第二支撑部分127支撑。第二支撑部分127具有第二槽沟129。类似地，当安装在第二支撑部分127中的第二螺钉128被旋转时，第二槽沟129的间隙部分地变宽或变窄。结果，第一支撑部分124和光栅123的垂直配置角度轻微变化。
作为激光二极管121的蓝光激光二极管已由几个制造商开发。这些制造商已开始使用这些激光二极管用于光盘等。另外，如上所述，外部共振器型激光系统已被用于需要单模式激光束的全息存储记录器。
同一类型的商业上可得到的激光系统的最大输出作为目录(catalog)值高达15mW。
但是，当外部共振器型半导体激光器被用于全息存储记录器等时，需要30mW或更高的激光输出。常规的外部共振器型半导体激光器还没有实现这种输出水平。
外部共振器型半导体激光器用外部共振器实现单模式。但是，由于各种因素，它们不能实现足够的单模式特性。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供与常规的外部共振器型半导体激光器相比具有更大的输出和更优良的单模式特性两种特征的外部共振器型半导体激光器、或具有这两种特征中的一种的外部共振器型半导体激光器。
本发明的另一目的在于，提供具有30mW或更高的激光束输出并能够被用于全息存储记录器等的外部共振器型半导体激光器。
本发明是一种外部共振器型半导体激光器，该外部共振器型半导体激光器包括具有多个包括活性层的层的半导体激光器件；被设置为与半导体激光器件的光束发射表面相对的窗玻璃；通过窗玻璃接收从半导体激光器件发射的光束并将具有预定波长的光束返回半导体激光器件的光栅；和被设置在半导体激光器件和光栅之间并聚集从半导体激光器件发射的光束的透镜，其中，窗玻璃以第一状态或第二状态被配置，在第一状态中，窗玻璃与第一轴平行，该第一轴基本上垂直于与半导体激光器件的活性层和其它层的边界表面中的至少一个平行的表面，窗玻璃与半导体激光器件的活性层和其它层的边界表面中的至少一个基本平行，窗玻璃与半导体激光器件的光束发射表面基本平行，窗玻璃不与垂直于第一轴的第二轴平行，在第二状态中，窗玻璃不与第一轴平行，窗玻璃与第二轴基本平行。
本发明是一种外部共振器型半导体激光器，该外部共振器型半导体激光器包括具有多个包括活性层的层的激光二极管；被设置为与激光二极管的光束发射表面相对的窗玻璃；通过窗玻璃接收从激光二极管发射的光束并将具有预定波长的光束返回激光二极管的光栅；和被设置在激光二极管和光栅之间并聚集从激光二极管发射的光束的透镜，其中，窗玻璃以第一状态或第二状态被配置，在第一状态中，窗玻璃与第一轴平行，该第一轴基本上垂直于与激光二极管的活性层和其它层的边界表面中的至少一个平行的表面，窗玻璃与激光二极管的活性层和其它层的边界表面中的至少一个基本平行，窗玻璃与激光二极管的光束发射表面基本平行，窗玻璃不与垂直于第一轴的第二轴平行，在第二状态中，窗玻璃不与第一轴平行，窗玻璃与第二轴基本平行，激光二极管和光栅被配置为使得激光二极管向光栅供给S波，其中激光二极管具有至少45mW的输出功率，其中当激光二极管发射45mW或更低的输出功率的光束时，不出现扭曲，激光二极管的光束发射表面的反射率为3％或更小，其中透镜的数值孔径为0.3～0.7，其中外部共振器长度为10mm～30mm，以及其中光栅的一阶衍射光束的反射率为10％～30％。
图1是说明外部共振器型半导体激光器的操作原理的示意图。
图2是表示常规的激光系统的结构的示意图。
图3是表示图2中所示的激光系统的一侧的结构的示意图。
图4是表示常规的激光二极管和相关部分的示意图。
图5是表示从与图4中所示的角度不同的角度观察时看到的激光二极管和相关部分的示意图。
图6是表示在没有实现单模式的情况下波长和输出功率之间关系的曲线图。
图7是表示根据本发明的外部共振器型半导体激光器的例子的示意图。
图8是表示根据本发明的外部共振器型半导体激光器的另一例子的示意图。
图9是表示在根据本发明实现单模式的情况下波长和输出功率之间的关系的曲线图。
图10是表示出现扭曲的例子的示图。
图11是表示抑制出现扭曲的激光二极管的结构的例子的示意图。
具体实施例方式
本发明是具有半导体激光器件以增加激光输出并提高单模式特性的改进的外部共振器型半导体激光器。在本例子中，外部共振器型半导体激光器是具有例如使用半导体激光器件的半导体激光器的装置，该半导体激光器件诸如设置在图1中所示的位置上的激光二极管、透镜和光栅。激光二极管例如是发射波长范围为例如395nm～415nm的光束的蓝光激光二极管。下面，将依次说明本发明中的变更方式。
作为第一变更方式，半导体激光器的窗玻璃沿预定方向被倾斜预定的角度。图4表示常规的激光二极管(半导体激光器件)1及其相关的结构部分。激光二极管1由包含激光束发射部分的活性层2和设置在活性层2之上和之下的两个层3和4构成。层3由例如P型包覆层和接触层等构成。层4由例如N型包覆层和引导层等构成。为了实现低纵横比的半导体激光器件，可以在P型包覆层和活性层2之间设置电子阻挡层和中间层。
散热片5被设置在激光二极管1下面。散热片5通过热传导散掉从激光二极管1产生的热。散热片5需要由热传导性高、电绝缘性高且热膨胀性高的材料制成。
激光束7通过窗玻璃6从活性层2的光束发射表面8被发射到外面。具有红光激光二极管等的外部共振器型半导体激光器不需要窗玻璃6。但是，当具有蓝光激光二极管的外部共振器型半导体激光器不使用窗玻璃6时，激光二极管会劣化。为防止这种情况，窗玻璃6屏蔽激光二极管1使其与大气隔开。
图5表示从与图4中所示的角度不同的角度观察时看到的激光二极管1、散热片5和窗玻璃6等。图4是这些部分的平面图，而图5是其前视图。换句话说，在图4中示出图2中所示的激光系统120的激光二极管121的结构，而在图5中示出图3中所示的激光系统120的激光二极管121的结构。激光束7通过窗玻璃6从激光二极管1被发射到外面。当图4中所示的活性层2的光束发射表面8的形状为矩形时，由于短边的扩展角变大，因此，激光束7的断面形状一般为椭圆。
常规而言，如图4和图5所示，由于窗玻璃6和活性层2的光束发射表面8(激光边缘表面)被平行配置，因此激光束被窗玻璃反射。由于激光束被多次反射，因此单模式特性劣化。图6表示在单模式特性劣化的情况下激光二极管1的波长和输出功率之间的关系。图6的水平轴和垂直轴分别代表波长(nm)和输出功率(μW)。垂直轴上的值代表作为测量仪表的输入部分的光纤接收的光束的功率。该值约为激光实际发射的光束的功率值的几千分之一。
如图6所示，输出功率在约408.00nm的波长上出现峰值。该部分表示光束具有较好的单模式特性。但是，在408.00nm～408.50nm的波长上存在几个输出功率为0.1μW(最大值)的激光束。作为结果，很清楚没有实现单模式。
因此，根据本发明，要抑制由窗玻璃导致的多次反射，将其沿预定方向倾斜预定的角度。图7表示以上述方式改进的外部共振器型半导体激光器的第一例子。在第一例子中，从激光二极管11发射并穿过窗玻璃16的激光束沿与图4中所示的(即，图7A中所示的)方向相同的方向到达如图2所示倾斜的光栅123。
激光二极管11由包含激光束发射部分的活性层12和设置在活性层12之上和之下的层13和14构成。层13由例如P型包覆层和接触层等构成。层14由例如N型包覆层和引导层等构成。为了实现低纵横比的半导体激光器件，可以在P型包覆层和活性层12之间设置电子阻挡层和中间层。
散热片15被设置在激光二极管11下面。散热片15通过热传导散掉从激光二极管11产生的热。散热片15需要由热传导性高、电绝缘性高且热膨胀性高的材料制成。
激光束17通过窗玻璃16从活性层12的光束发射表面19被发射到外面。具有红光激光二极管等的外部共振器型半导体激光器不需要窗玻璃16。但是，当具有蓝光激光二极管的外部共振器型半导体激光器不使用窗玻璃16时，激光二极管会劣化。为防止这种情况，激光二极管11被任意容纳于圆筒罩21中，使得窗玻璃16屏蔽激光二极管11使其与大气隔开。
图7B是表示本发明的第一例子的示意图。图7B中所示的第一轴18A与平行于激光二极管11的活性层12和其它层的边界面中的至少一个的表面大致垂直。第二轴18B与激光二极管11的活性层12和其它层的边界面中的至少一个大致平行。第二轴18B与激光二极管11的光束发射表面19大致平行。另外，第二轴18B与第一轴18A垂直。
在本例子中，窗玻璃16的表面与激光二极管11的光束发射表面19倾斜，使得窗玻璃16的表面与第二轴18B平行，但不与第一轴18A平行。在本例子中，假定第一轴18A和窗玻璃16之间的角度由A表示。在本例子中，A是例如1°的小角度。
当窗玻璃16的表面与第一轴18A倾斜例如1.6°即A ＝1.6°时，由于波前像差的大小为0.15λP-V(峰到谷)，这在实际中不可用。因此，窗玻璃16的表面的倾角A的容许范围非常窄。在图7B中所示的例子中，虽然窗玻璃16被倾斜使得窗玻璃16的上部分接近激光二极管11。作为替代方案，窗玻璃16的下部分可接近激光二极管11。
下面，将说明波前像差。从点光源发射的光束作为同相球面波传播。但是，当光学系统具有像差时，同相波面在图像空间中不是球面波。与球面波的偏差一般被称为球面像差。“P-V”意思是波前畸变的顶部和底部之间的差值。“0.15λP-V”意思是该差值为一个波长λ(例如，410nm)的0.15倍。
图8表示窗玻璃沿预定方向被倾斜预定角度的第二例子。如图8A所示，在第二例子中，激光束通过窗玻璃16从激光二极管11发射到图3所示倾斜的光栅123上。另外，与图7中所示的激光二极管11类似，图8中所示的激光二极管11具有与活性层12以及层13和14对应的多个层。
图8B是表示本发明的第二例子的示意图。图8B中所示的第一轴18A与平行于激光二极管11的活性层和其它层的边界面中的至少一个的表面大致垂直。第二轴18B与激光二极管11的活性层和其它层的边界面中的至少一个大致平行。第二轴18B与激光二极管11的光束发射表面19大致平行。另外，第二轴18B与第一轴18A垂直。
在第二例子中，窗玻璃16的表面被倾斜，使得窗玻璃16的表面与第一轴18A平行，但不与第二轴18B平行。在本例子中，假定第二轴18B和窗玻璃16的表面之间的角度由B表示。
当B为例如5°或更大时，由于多次反射减少，因此可以获得优良的单模式特性。但是，当窗玻璃16被过度倾斜时，窗玻璃16的像差变大。结果，激光的像差特性劣化。
在1/e2的区域中，即在光强下降到1/e2的区域中，为了满足0.15λP-V或更小的波前像差，需要12°或更小的倾角。为了满足0.1λP-V或更小的波前像差，需要8°或更小的倾角。在图8中所示的例子中，窗玻璃16被倾斜使得窗玻璃16的上部分接近激光二极管11。作为替代方案，窗玻璃16可被倾斜使得窗玻璃16的下部分接近激光二极管11。
如上所述，蓝光激光二极管需要与大气屏蔽以防止二极管劣化。因此，窗玻璃是必不可少的结构部分。该变更方式使得可以在上述结构中实现优良的单模式特性。
图9是表示在窗玻璃在图8中所示的结构中被倾斜6°即B＝6°的情况下波长和输出功率之间的关系的曲线图。该曲线图表示在约406.94的波长上实现优良的单模式特性。
从激光二极管发射的激光束被光栅反射成0阶光束。0阶光束射出到外面。0阶光束被用于诸如全息存储记录器的各种应用。因此，优选0阶光束的功率较大。由于0阶光束如镜子那样被反射，因此其反射率主要取决于0阶光束是S波还是P波。
P波具有布鲁斯特(Brewstar)角。当P波如上述外部共振器型半导体激光器那样以与光栅的某一倾角到达光栅时，0阶光束的反射率较低。相反，当S波以与光栅的某一倾角到达光栅时，0阶光束的反射率较高。因此，当S波到达光栅时，可以获得较大的功率。要使S波到达光栅，需要相对于半导体激光器的偏振方向和光栅的反射方向调整半导体激光器和光栅的配置。
最终获得的单模式激光束的光源是图4中所示的激光二极管1。因此，激光二极管1需要具有比所需的激光功率高的输出功率。换句话说，激光二极管1只需要在自由运行状态中发射具有比所需的激光功率高的激光功率的激光束。
试验表明，由于激光束穿过窗玻璃、透镜(准直透镜)和光栅，因此射出到外面的激光束的功率是激光二极管1的输出功率的约2/3。当激光束如上所述被用于全息存储记录器时，在单模式中需要30mW或更高的功率。可通过下面的公式1获得激光二极管所需的输出功率。
30(mW)×3/2＝45(mW)...(公式1)激光二极管1的剩余1/3输出功率中的大部分作为光栅的一阶衍射光束返回激光二极管1。因此，该光束不射出到外面。
如上所述，要获得30mW或更高功率的最终获得的单模式激光束，激光二极管1需要具有45mW或更高的输出功率。但是，输出激光束应在所有的功率中都没有扭曲。扭曲是模式的边界。在扭曲出现前，光束以单侧向模式被发射。在扭曲出现后，出现多侧向模式。在多侧向模式中，难以用外部共振器实现单模式。因此，优选在激光二极管1所需的所有的45mW的功率中都不出现扭曲。
图10是表示激光二极管1的电流(mA)和输出功率(mW)之间的关系的曲线图。在该例子中，在约20mW的输出功率上出现扭曲。从该图可清楚地看出，当施加到激光二极管1上的电流增加到某种程度时，激光二极管1的输出功率是零。当电流变为约30mA时，输出功率开始增加。然后，随着电流增加。输出功率按比例增加。但是，当输出功率变为约20mW(电流变为约50mA)时，存在随着电流增加输出功率不增加的点。这意味着，当激光二极管1输出具有相同的波长的激光束时，激光二极管1发射激光束的模式改变。该点为扭曲。
如上所述，扭曲对于单模式来说是不希望有的。因此，必须去除扭曲或使其出现在45mW或更高的输出功率上。
要做到这一点，如图11所示构造激光二极管30的芯片。在Takashi Mizuno等的“100mW kink-free，low aspect ratio，blue-violetsemiconductor laser”，Proceedings of the 11th Sony Research Forum(2001)中已提出这种结构。
在该结构中，通过ELO(外延侧向附晶生长(Epitaxial LateralOvergrowth))在蓝宝石衬底31上制作具有低缺陷密度区域的n型GaN层33。然后，依次结晶N型包覆层34、引导层35、活性层36、中间层37、电子阻挡层38、P型包覆层39和接触层41。在本例子中，N型包覆层34是n型AlGaN包覆层；引导层35是n型GaN引导层；活性层36是GaInN多量子阱活性层；中间层37是GaInN中间层；电子阻挡层38是p型AlGaN电子阻挡层；P型包覆层39是p型GaN/AlGaN超晶格包覆层；接触层41是p型GaN接触层。P型电极43由例如Pd/Pt/Au构成。N型电极42由Ti/Pt/Au构成。
在该结构中，形成脊侧表面埋藏层40。在脊侧表面埋藏层40中，用作为例如SiO2层和Si层的两层绝缘膜埋藏接触层(脊)41的侧面。单侧向模式激光束很难沿激光二极管30的各层的边界方向扩散(传播)，多侧向模式激光束沿该方向扩散。因此，脊侧表面埋藏层40很难吸收单侧向模式激光束，但选择性地吸收多侧向模式激光束。结果，扭曲被抑制。在最坏的情况下，在高功率区域出现扭曲。
在本例子中，优选与接触层的宽度对应的条带宽度W为1.6μm或更小。当该宽度较窄时，多侧向模式激光束很难出现。
由于图4中所示的激光二极管1的光束发射部分的材料具有高折射率，因此光束发射表面8反射从外面到达的光束。但是，当光束发射表面8的前表面被涂敷时，反射率可被降至几乎为0％。光束发射表面8是接收从光栅返回激光二极管1的一阶衍射光束的表面。光束发射表面8的反射率越高，则被接收的一阶衍射光束的光量越少。
试验结果表明，具有0～10％范围的反射率的光束发射表面实现单模式激光束。但是，当光束发射表面具有高反射率时，难以实现单模式。另外，从光栅返回的一阶衍射光束的大部分被浪费。相反，当需要具有非常低反射率的光束反射表面时，产量将由于涂敷处理而减少。因此，针对这些情况，优选激光二极管1的光束发射表面的反射率为3％或更小。
如图2和图3所示，准直透镜被设置在激光二极管和光栅之间。当准直透镜的数值孔径(NA)较小例如为0.19时，从光栅返回的一阶衍射光束不被准直透镜阻止。因此，一阶衍射光束被传播并被激光二极管的光束发射表面8接收。因此，只有一部分一阶衍射光束返回激光二极管。结果，实现单模式变得困难。
相反，当准直透镜的数值孔径为例如0.4或0.6时，容易实现单模式。可以期望具有比0.4或0.6高的数值孔径的透镜使得可实现单模式。但是，制造具有高数值孔径的透镜较为困难。针对这些情况，优选准直透镜的数值孔径为约0.3～0.7的范围。
从图2和图3中所示的外部共振器型半导体激光器的诸如激光二极管的半导体激光器件到光栅的距离被称为外部共振器长度。试验结果表明，当外部共振器长度为10mm、15mm、20mm、25mm和30mm时，稳定性较高。因此，优选外部共振器长度为10mm～30mm的范围。在本例子中，外部共振器长度代表考虑窗玻璃和透镜的折射率等的光学距离。
另外，在理论上，外部共振器长度越短，则出现从当前的模式改变为另一模式的模式跳跃的可能性就越小。因此，针对这些情况，更优选外部共振器长度为10mm～20mm的范围。
试验结果表明，当使用反射率为20％～40％的一阶衍射光束的光栅时，获得基本上相同的单模式特性。如上所述，一阶衍射光束返回激光二极管以发射单模式激光束。因此，需要预定光量的一阶衍射光束。但是，当一阶衍射光束的光量过量时，它将损伤激光二极管并减少发射光束(0阶光束)。因此，适当的反射率为10％～30％的范围。
在以上的说明中，例示了具有蓝光激光二极管的外部共振器型半导体激光器。除了第三变更方式(激光二极管的结构优化-去除扭曲)，所有的变更方式都可被用于具有其它类型半导体激光器件的外部共振器型半导体激光器。
另外，上述的变更方式目的在于，与常规的外部共振器型半导体激光器相比，实现更大的输出和/或更优良的单模式。要实现理想的外部共振器型半导体激光器，希望所有的变更方式被组合。但是，当变更方式中的一种或两种或更多种的组合被使用时，可以在一定程度上实现上述目的。
根据本发明，提供与常规外部共振器型半导体激光器相比具有更大的输出和更优良的单模式特性两种特征的外部共振器型半导体激光器、或具有这两种特征中的一种的外部共振器型半导体激光器。另外，根据本发明，提供具有30mW或更高的激光束输出并能够被用于全息存储记录器等的外部共振器型半导体激光器。
权利要求
1.一种外部共振器型半导体激光器，包括具有多个包括活性层的层的半导体激光器件；被设置为与所述半导体激光器件的光束发射表面相对的窗玻璃；通过所述窗玻璃接收从所述半导体激光器件发射的光束并将具有预定波长的光束返回所述半导体激光器件的光栅；和被设置在所述半导体激光器件和所述光栅之间并聚集从所述半导体激光器件发射的所述光束的透镜，其中，所述窗玻璃以第一状态或第二状态被配置，在所述第一状态中，所述窗玻璃与第一轴平行，该第一轴基本上垂直于与所述半导体激光器件的活性层和其它层的边界表面中的至少一个平行的表面，所述窗玻璃与所述半导体激光器件的所述活性层和其它层的边界表面中的至少一个基本平行，所述窗玻璃与所述半导体激光器件的所述光束发射表面基本平行，所述窗玻璃不与垂直于所述第一轴的第二轴平行，在所述第二状态中，所述窗玻璃不与所述第一轴平行，所述窗玻璃与所述第二轴基本平行。
2.如权利要求1所述的外部共振器型半导体激光器，其中所述窗玻璃以所述第一状态被配置，以及其中所述窗玻璃的表面和所述第二轴之间的角度为5°～12°的范围。
3.如权利要求1所述的外部共振器型半导体激光器，其中所述窗玻璃以所述第二状态被配置，以及其中所述窗玻璃的表面和所述第一轴之间的角度为1°～1.6°的范围。
4.如权利要求1所述的外部共振器型半导体激光器，其中所述半导体激光器件和所述光栅被配置为使得所述半导体激光器件向所述光栅供给S波。
5.如权利要求1所述的外部共振器型半导体激光器，其中所述半导体激光器件具有至少45mW的输出功率，以及其中当所述半导体激光器件发射45mW或更低输出功率的光束时，不出现扭曲。
6.如权利要求5所述的外部共振器型半导体激光器，其中所述半导体激光器件为激光二极管，其中用两层绝缘膜埋藏所述激光二极管的脊侧面以抑制扭曲并且条带宽度W为1.6μm或更小。
7.如权利要求1所述的外部共振器型半导体激光器，其中所述半导体激光器件为激光二极管，以及所述激光二极管的光束发射表面的反射率为3％或更小。
8.如权利要求1所述的外部共振器型半导体激光器，其中所述透镜的数值孔径为0.3～0.7的范围。
9.如权利要求1所述的外部共振器型半导体激光器，其中外部共振器长度为10mm～30mm的范围。
10.如权利要求9所述的外部共振器型半导体激光器，其中外部共振器长度为10mm～20mm的范围。
11.如权利要求1所述的外部共振器型半导体激光器，其中所述光栅的一阶衍射光束的反射率为10％～30％的范围。
12.如权利要求1所述的外部共振器型半导体激光器，其中所述半导体激光器件为蓝光激光二极管。
13.一种外部共振器型半导体激光器，包括具有多个包括活性层的层的激光二极管；被设置为与所述激光二极管的光束发射表面相对的窗玻璃；通过所述窗玻璃接收从所述激光二极管发射的光束并将具有预定波长的光束返回所述激光二极管的光栅；和被设置在所述激光二极管和所述光栅之间并聚集从所述激光二极管发射的所述光束的透镜，其中，所述窗玻璃以第一状态或第二状态被配置，在所述第一状态中，所述窗玻璃与第一轴平行，该第一轴基本上垂直于与所述激光二极管的活性层和其它层的边界表面中的至少一个平行的表面，所述窗玻璃与所述激光二极管的所述活性层和其它层的边界表面中的至少一个基本平行，所述窗玻璃与所述激光二极管的所述光束发射表面基本平行，所述窗玻璃不与垂直于所述第一轴的第二轴平行，在所述第二状态中，所述窗玻璃不与所述第一轴平行，所述窗玻璃与所述第二轴基本平行，其中所述激光二极管和所述光栅被配置为使得所述激光二极管向所述光栅供给S波，其中所述激光二极管具有至少45mW的输出功率，当所述激光二极管发射45mW或更低输出功率的光束时，不出现扭曲，其中所述激光二极管的光束发射表面的反射率为3％或更小，其中所述透镜的数值孔径为0.3～0.7的范围，其中外部共振器长度为10mm～30mm的范围，以及其中所述光栅的一阶衍射光束的反射率为10％～30％的范围。
14.如权利要求13所述的外部共振器型半导体激光器，其中所述激光二极管是蓝光激光二极管。
15.如权利要求13所述的外部共振器型半导体激光器，其中所述窗玻璃以所述第一状态被配置，以及其中所述窗玻璃的表面和所述第二轴之间的角度为5°～12°的范围。
16.如权利要求13所述的外部共振器型半导体激光器，其中所述窗玻璃以所述第二状态被配置，以及其中所述窗玻璃的表面和所述第一轴之间的角度为1°～1.6°的范围。
17.如权利要求13所述的外部共振器型半导体激光器，其中用两层绝缘膜埋藏所述激光二极管的脊侧面以抑制扭曲并且条带宽度W为1.6μm或更小。
18.如权利要求13所述的外部共振器型半导体激光器，其中外部共振器长度为10mm～20mm的范围。
全文摘要
本发明提供外部共振器型半导体激光器，其提供与常规的外部共振器型半导体激光器相比具有更大的输出和更优良的单模式特性。外部共振器型半导体激光器包括激光二极管(11)、窗玻璃(16)、光栅和透镜，并具有一些改进。第一种改进是，窗玻璃(16)相对于激光二极管(11)的光发射表面(19)倾斜预定的角度。第二种改进是，激光二极管(11)等的配置被调整使得S波被施加到光栅。第三种改进是，激光二极管(11)被配置为使得当输出功率为45mW或更低时抑制扭曲的产生。其它改进是，分别将激光二极管(11)的光发射表面的反射率、透镜的数值孔径、外部共振器长度和光栅的一阶光反射率设置为最佳值。
文档编号H01S5/22GK1890848SQ20048003589
公开日2007年1月3日 申请日期2004年11月30日 优先权日2003年12月3日
发明者田中富士, 高桥和夫, 竹谷元伸 申请人:索尼株式会社