多波長半導體雷射器和光學記錄/再現裝置的製作方法

2023-08-10 17:26:56 3

專利名稱：多波長半導體雷射器和光學記錄/再現裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有多個端面發光型半導體發光部的多波長半導體雷射器，以及使用 該多波長半導體雷射器的光學記錄/再現裝置，該多個端面發光型半導體發光部具有不同 的發光波長。
背景技術：
隨著光學記錄介質(optical recording medium)的規格和種類的多樣化，能在與 多個光學記錄介質對應的波長帶中記錄/再現信息的光學記錄/再現裝置得到廣泛運用。 在光學記錄/再現裝置中，端面發光型多波長半導體雷射器被用作用於記錄和用於再現的 光學讀取光源。具體而言，已經出現了能夠在與CD(緻密光碟)和DVD(數位化視頻光碟或 數位化通用光碟)這二者對應的780nm波長帶和650nm波長帶中記錄/再現信息的光學記 錄/再現裝置。在⑶和DVD用光學記錄/再現裝置中，振蕩波長在650nm波長帶和780nm 波長帶中的兩波長半導體雷射器用作記錄和再現用光學讀取光源(pickuplight source) 0多波長半導體雷射器具有單片結構，其中具有不同振蕩波長的多個半導體雷射器 元件安裝在單個半導體晶片上。每個半導體雷射器元件都具有端面發光型半導體發光部以 及設置在主出射端面(前端面)和後端面上的反射膜。該反射膜的反射率在主出射端面側 低，而在後端面側高。每個半導體雷射器元件都具有諧振腔結構，使從半導體發光部發出的 光在成對的反射膜(低反射膜和高反射膜)之間諧振。通過該諧振腔結構，諧振光作為激 光束從低反射膜側發射至外部。在這樣的多波長半導體雷射器中，當在每個半導體雷射器元件中設置與振蕩波長 對應的不同種類的反射膜時，反射膜的形成工藝複雜。因而，試圖設置多個半導體雷射器元 件共用的反射膜。例如，在日本特開第2001-257413號公報中，主出射端面側的反射膜(低反射膜) 由一種材料製成，其光學膜厚設為各振蕩波長的平均波長的1/4的整數倍。具體地，在振蕩 波長為650nm和780nm的兩波長半導體雷射器中，發光端面側的鋁膜的光學厚度為各振蕩 波長的約為715nm的平均值的1/4的整數倍。在日本特開第2001-327678號公報的多波長半導體雷射器中，通過為各半導體激 光器元件的主出射端面側公共地設置由厚度相同的三個電介質膜製成的反射膜(低反射 膜)，振蕩波長的端面反射率被設定到15%以下。具體地，在振蕩波長在650nm波長帶和 780nm波長帶中的兩波長半導體雷射器中，通過選擇反射率具有預定關係的電介質膜的材 料，來形成低反射膜。

發明內容
然而，在上述公開的技術中，難以將主出射端面側的反射膜設定到期望的反射率。具體地，在日本特開第2001-257413號公報中，由一種材料製成的低反射膜的光學膜厚的 設定是基於各振蕩波長的平均波長，因而不同振蕩波長在反射率上的變化大。因此，為了獲得適用於各振蕩波長的端面反射率，低反射膜的厚度被限制於一個狹窄的範圍，並且難以 形成具有預定反射率的低反射膜並使該預定反射率在多波長半導體雷射器中保持不變。雖 然日本特開第2001-327678號公報中的技術適合於將各振蕩波長在發光端面的反射率設 置在15%以下，但是不容易形成反射率高於此的低反射膜。期望提供一種多波長半導體雷射器以及具有該多波長半導體雷射器的光學記錄/再現裝置，在主出射端面側，該多波長半導體雷射器能夠容易地將各振蕩波長的反射率設 定在預定範圍內。根據本發明實施例的多波長半導體雷射器包括多個端面發光型半導體發光部， 該多個端面發光型半導體發光部具有不同的振蕩波長；和反射膜，公共地設置在半導體發 光部的主出射端面，反射膜從半導體發光部開始依次包括具有折射率nl的第一電介質 膜、具有折射率n2的第二電介質膜和具有折射率n3的第三電介質膜，並且折射率nl、n2和 η3滿足關係n3 < nl < η2。在根據本發明實施例的多波長半導體雷射器中，為多個半導體發光部的主出射端 面公共設置的反射膜從半導體發光部側開始依次具有第一電介質膜、第二電介質膜和第三 電介質膜，並且第一、第二和第三電介質膜的折射率nl、n2和n3滿足上述關係。通過該構 造，與由單個電介質膜形成反射膜的情形以及折射率nl、n2和n3不滿足上述關係的情形 (例如滿足關係nl = π3 < η2的情形等)相比，相對於第一至第三電介質膜的光學膜厚的 變化，各振蕩波長在反射率上的變化變得緩和。也就是，在各振蕩波長獲得預定反射率時電 介質膜的光學膜厚的容許範圍變大。而且，反射膜的反射率可以容易地設定在例如25%以 上到35%以下的範圍中，這高於15%。因此，在採用根據本發明實施例的多波長半導體激 光器的光學記錄/再現裝置中，多波長半導體雷射器還可以很好地用作再現讀取光源，該 再現讀取光源設定為比記錄讀取光源的輸出低。在根據本發明實施例的多波長半導體雷射器中，為多個半導體發光部的主出射端 面公共設置的反射膜包括具有上述折射率關係的第一、第二和第三電介質膜。結果，在主出 射端面側，振蕩波長的反射率可以容易地設定在預定的範圍中。因此，由於光源的輸出被設 定在適合的範圍中，採用根據本發明實施例的多波長半導體雷射器作為再現光源的光學記 錄/再現裝置可以很好地再現信息。本發明其他以及進一步的目的、特徵和優勢將在下面的描述中更充分地展示。


圖1是示意圖，示出根據本發明實施例的多波長半導體雷射器的平面構造。圖2是特性圖，示出實驗例1-1的光學膜厚和低反射膜的反射率的關係。圖3是特性圖，示出實驗例1-2的光學膜厚和低反射膜的反射率的關係。圖4是特性圖，示出實驗例1-3的光學膜厚和低反射膜的反射率的關係。圖5是特性圖，示出實驗例1-4的光學膜厚和低反射膜的反射率的關係。圖6是特性圖，示出實驗例1-5的光學膜厚和低反射膜的反射率的關係。圖7是特性圖，示出實驗例1-6的光學膜厚和低反射膜的反射率的關係。圖8是特性圖，示出實驗例1-7的光學膜厚和低反射膜的反射率的關係。圖9是特性圖，示出實驗例1-8的光學膜厚和低反射膜的反射率的關係。
圖10是特性圖，示出實驗例1-9的光學膜厚和低反射膜的反射率的關係。圖11是特性圖，示出實驗例1-10的光學膜厚和低反射膜的反射率的關係。圖12是特性圖，示出實驗例1-11的光學膜厚和低反射膜的反射率的關係。圖13是特性圖，示出實驗例1-12的光學膜厚和低反射膜的反射率的關係。圖14是特性圖，示出實驗例1-13的光學膜厚和低反射膜的反射率的關係。圖15是特性圖，示出實驗例2-1和2-2的光學波長和低反射膜的反射率的關係。
具體實施例方式以下將參照附圖詳細說明本發明的實施例。說明將按以下次序進行。1、多波長半導體雷射器的構造(兩波長半導體雷射器的示例)2、製造多波長半導體雷射器的方法1、多波長半導體雷射器的構造例(兩波長半導體雷射器的示例)圖1示意性地圖示根據本發明實施例的多波長半導體雷射器的平面構造。本實施 例的多波長半導體雷射器用於例如光學記錄/再現裝置等並且具有單片結構，該單片結構 由具有不同振蕩波長的端面發光型半導體雷射器元件IOA和IOB形成。也就是，本實施例 的多波長半導體雷射器是兩波長半導體雷射器。在本實施例中，半導體雷射器元件IOA的 振蕩波長設定為650nm波長帶，半導體雷射器元件IOB的振蕩波長設定為780nm波長帶。 「650nm波長帶」指640歷以上到670歷以下的波長帶，「780nm波長帶」指770歷以上到 SOOnm以下的波長帶.半導體雷射器元件IOA具有第一發光部11，半導體雷射器元件IOB具有第二發光 部12。為半導體雷射器元件IOA和IOB的主出射端面設置低反射膜14，為主出射端面相反 側的端面(後端面)設置高反射膜15。半導體雷射器元件IOA和IOB具有諧振腔結構，其 中從第一發光部U和第二發光部12發射的光在低反射膜14和高反射膜15之間諧振。由 該諧振腔結構諧振的光作為雷射束從低反射膜14側振蕩至外部。半導體發光部第一發光部11和第二發光部12設置在公共基板(未圖示)上，隔離區13夾在第 一發光部11和第二發光部12之間。第一發光部11具有由例如AlGaInP的化合物半導體 形成的層疊結構，並且具有650nm振蕩波長帶(紅色波長帶)。第二發光部12具有由例如 AlGaAs的化合物半導體形成的層疊結構，並具有780nm振蕩波長帶(紅外線波長帶)。在 第一發光部11和第二發光部12的每個的頂面上，例如設置了 ρ側電極(未圖示)。在公共 基板的背側，例如為第一發光部11和第二發光部12公共地設置了 η側電極。低反射膜為第一發光部11和第二發光部12的主出射端面公共地設置低反射膜14，該低反射膜14在半導體雷射器元件IOA和IOB的主出射端面側被第一發光部11和第二發光部12 共用。低反射膜14從第一發光部11和第二發光部12開始依次包括第一電介質膜14Α，第 二電介質膜14Β和第三電介質膜14C。假定低反射膜14具有三層結構，第一、第二和第三電 介質膜14Α、14Β和14C的折射率分別是nl、n2和n3。而且，在低反射膜14中，第一、二和 三電介質膜14Α、14Β和14C的折射率nl、n2和n3滿足關係n3 < nl < n2。結果，相對於 第一、第二和第三電介質膜14Α、14Β和14C的光學膜厚的變化，各振蕩波長在反射率上的變化變得緩和。也就是，為了獲得各振蕩波長的預定反射率，第一、第二和第三電介質膜14A、 14B和14C的物理膜厚可以設定在大的範圍內。而且，低反射膜14在各振蕩波長的反射率 能夠容易地設定在例如25%以上到35%以下的範圍中，這高於15%。因而，低反射膜14可 以在第一發光部11和第二發光部12的主出射端面側的端面上以相同的厚度同時形成。在 多波長半導體雷射器中，即使低反射膜14的物理厚度變化，由於相對於設定的反射率低反 射膜14的物理厚度的容許範圍大，所以輸出雷射束的變化得以抑制。而且，如上所述，由於 低反射膜14的反射率能容易地設定在例如25%以上到35%以下的範圍中，所以多波長半 導體雷射器適合用作CD/DVD的光學記錄/再現裝置的再現讀取光源。「光學膜厚」的表達 式如下光學膜厚=物理膜厚X膜的折射率優選地，第一電介質膜14A的折射率nl在1. 6以上到1. 7以下，第二電介質膜14B 的折射率π2在2. 0以上到2. 3以下，第三電介質膜14C的折射率η3在1. 4以上到1. 5以 下，原因如下。在各振蕩波長的低反射膜14反射率被設定至例如25%以上到35%以下的 情形下，第一、第二和第三電介質膜14Α、14Β和14C的物理膜厚的容許範圍變大。具有上述 折射率nl、n2和π3的第一、第二和第三電介質膜14Α、14Β和14C的材料示例如下。第一電 介質膜14Α的材料示例是鋁氧化物(氧化鋁，例如，Al2O3 折射率=1. 60至1. 65)和鎂氧 化物(例如，MgO:折射率=1.7)。每種材料可以單獨使用，也可混合使用各材料。第二電 介質膜14Β的材料示例是鉭氧化物(例如，Ta2O5 折射率=2. 1)、鋯氧化物(例如，ZrO2 折 射率=2. 00至2. 05)、鋅氧化物(例如，ZnO 折射率=2)、鉿氧化物(例如HfO2 折射率= 2. 2)、鈰氧化物(例如，CeO2 折射率=2. 2)、鈮氧化物(例如，Nb2O5 折射率=2. 3)、或鈦 氧化物(例如，TiO2 折射率=2. 0或TiO 折射率=2. 2至2. 3)。第三電介質膜14C的材 料的示例是矽氧化物(例如，SiO2 折射率=1. 46)。優選地，第一、第二和第三電介質膜14Α、14Β和14C具有相同的光學膜厚，也就是， 第一、第二和第三電介質膜14Α、14Β和14C的光學膜厚彼此相等，從而可以很好地設定低 反射膜14的反射率。具體地，第一至第三電介質膜14Α至14C的每個的4倍厚度優選為 560nm以上到740nm以下。也就是，第一至第三電介質膜14A至14C的每個的光學膜厚優選 為140nm以上到185nm以下。650nm振蕩波長帶的反射率變為25%以上到30%以下，780nm 振蕩波長帶的反射率變為25%以上到35%以下。第一至第三電介質膜14A至14C的優選 光學膜厚可以具有5%光學膜厚的誤差。在這樣的情形下也能獲得足夠好的效果。在650nm振蕩波長帶和780nm振蕩波長帶兩者中，低反射膜14的反射率都優選為 25%以上到35%以下。具體地，在650nm振蕩波長帶中低反射膜14的反射率優選為25% 以上到30%以下，在780nm振蕩波長帶中低反射膜14的反射率優選為25%以上到35%以 下，以使得多波長半導體雷射器可以適用於CD/DVD的光學記錄/再現裝置的再現讀取光 源。具體地，在650nm振蕩波長帶中低反射膜14的反射率優選為25%以上到30%以下，在 780nm振蕩波長帶中低反射膜14的反射率優選為30%以上到35%以下，以使得多波長半導 體雷射器可以適用於再現的讀取光源。高反射膜為第一發光部11和第二發光部12的後端面公共地設置高反射膜15，該高反射膜15在半導體雷射器元件IOA和IOB的後端面側被第一發光部11和第二發光部12共用。高反射膜15從第一發光部11和第二發光部12開始依次包括第四電介質膜15A和第五電介 質膜15B。假定高反射膜15具有第四和第五電介質膜15A和15B的兩層結構。優選地，第 四和第五電介質膜15A和15B具有相同光學膜厚，也就是，彼此相等。具體地，第四和第五 電介質膜15A和15B的光學膜厚優選為λ/4 (λ代表振蕩波長)的整數倍(1以上的整數 倍)，第四電介質膜15Α的材料例如是鋁氧化物。第五電介質膜15Β的材料例如是非晶矽 (α 矽)。在650nm振蕩波長帶和780nm振蕩波長帶兩者中，高反射膜15的反射率都優選為 70%以上到80%以下，以使得多波長半導體雷射器適用於⑶和DVD的光學記錄/再現裝置 的再現讀取光源。2、多波長半導體雷射器的製造方法例如，多波長半導體雷射器可以以下述方法製作。首先，在公共基板上形成第一發光部11和第二發光部12，隔離區13夾在第一發光 部11和第二發光部12之間。具體地，例如，通過MOCVD (金屬有機化學氣相沉積)法，形成 振蕩波長為780nm波長帶的AlGaAs基化合物半導體層。此後，在該化合物半導體層上，通 過光刻工藝，形成具有預定形狀(例如，條狀)的掩模。接下來，使用該掩模進行選擇性蝕 亥IJ，以暴露公共基板的一部分。結果，形成第二發光部12。例如，通過MOCVD法，形成振蕩 波長為650nm波長帶的AlGaInP基化合物半導體層，以覆蓋公共基板的暴露表面和第二發 光部12。在該化合物半導體層上，通過光刻工藝形成掩模，並使用該掩模進行選擇性蝕刻。 通過該工藝，第一發光部11形成為與第二發光部12相鄰，隔離區13位於它們之間。接下來，在第一發光部11和第二發光部12的每個上形成具有預定形狀的ρ型電 極。接下來，公共基板上的第一發光部11和第二發光部12被劈開(cleave)，此後，例 如在主出射端面側形成低反射膜14。具體地，在公共基板上的第一發光部11和第二發光部 12的端面上，依次形成第一電介質膜14A、第二電介質膜14B和第三電介質膜14C。接下來，例如，在與形成第一發光部11和第二發光部12的低反射膜14的端面相 反的端面上，依次層疊第四電介質膜15A和第五電介質膜15B，從而形成高反射膜15。最後，在通過適當研磨背面而調整公共基板的厚度之後，在公共基板的背面形成η 型電極。通過這樣的方式，完成圖1所示的多波長半導體雷射器。作用和效果在多波長半導體雷射器中，當在η型電極和ρ型電極之間施加預定的電壓時，在第 一發光部11和第二發光部12中通過電子和空穴的複合產生光。該光被低反射膜14和高反 射膜15反射，在半導體雷射器元件IOA的650nm波長帶中的波長和半導體雷射器元件IOB 的780nm波長帶中的波長進行雷射振蕩，並作為雷射束主要從低反射膜14側出射至外部。在本實施例的多波長半導體雷射器中，為第一發光部11和第二發光部12的主出射端面公共設置的低反射膜14從第一發光部11和第二發光部12側開始依次由第一、第二 和第三電介質膜14A、14B和14C製成。第一、二和三電介質膜14A、14B和14C的折射率nl、 n2和n3滿足關係n3 < nl < n2。與低反射膜14由單個電介質膜形成的情形以及折射率 nUn2和π3不滿足上述關係的情形(例如，滿足關係nl = η3 < η2的情形等)相比，相對 於第一至第三電介質膜14Α至14C的光學膜厚的變化，振蕩波長(650nm波長帶和780nm波長帶)在反射率上的變化變得緩和。也就是，當將低反射膜14的反射率設定為各振蕩波長的預定值或預定範圍時，第一至第三電介質膜14A至14C的光學膜厚的容許範圍變大。而 且，低反射膜14在各振蕩波長的反射率也能夠容易地設定在例如25%以上到35%以下的 範圍中，這高於15%。也就是，在本實施例的多波長半導體雷射器中，在主出射端面側可以容易地設定 各振蕩波長的預定反射率。在該情形，第一電介質膜14A的折射率nl設定在1.6 ≤ nl ≤ 1.7 的範圍。第二電介質膜148的折射率111設定在2≤112≤2.3的範圍。第三電介質膜14C 的折射率n3設定在1.4≤π3≤1.5的範圍。從而，在650nm振蕩波長帶中，反射率可以容 易地設定在25%以上到30%以下的範圍中。在780nm振蕩波長帶中，反射率可以容易地設 定在25%以上到35%以下的範圍中。在本實施例中，優選地，第一電介質膜14A由折射率nl設定在1. 6 ≤nl ≤1. 7的 範圍中的材料製成。第二電介質膜14B由折射率n2設定在2 ≤ η2 ≤2. 3的範圍中的材料 製成。第三電介質膜14C由折射率η3設定在1. 4 ≤ η3 ≤ 1. 5的範圍中的材料製成。在該 情形，具體地，第一電介質膜14Α由Al2O3和MgO中的至少一種製成，第二電介質膜由Ta205、 &02、Zn0、Hf02、Ce02、Ti02、Ti0和Nb2O5中的至少一種製成，第三電介質膜由SiO2製成。通 過這樣的方式，可以容易設定上述振蕩波長特別優選的低反射膜14反射率。當第一、第二 和第三電介質膜14A、14B和14C具有相同光學膜厚時，將更容易設定主出射端面側的反射 率。在如上所述的本實施例的多波長半導體雷射器中，在650nm振蕩波長帶和780nm振蕩波長帶中主出射端面側的反射率可以容易地設定在25%以上到35%以下的範圍中。 而且，在650nm波長帶中主出射端面側的反射率可以容易地設定在25%以上到30%以下的 範圍中，在780nm波長帶中主出射端面側的反射率可以容易地設定在25%以上到35%以下 的範圍中。因此，具體地，在將多波長半導體雷射器用於DVD和CD的光學記錄/再現裝置 的情形下，多波長半導體雷射器還可以很好地用作再現讀取光源，該再現讀取光源設定為 比記錄讀取光源的輸出低。也就是，採用多波長半導體雷射器作為再現光源的光學記錄/ 再現裝置可以很好地再現信息，因為光源的輸出被設定在了合適的範圍。示例將詳細描述本發明的具體示例。實驗例1-1模擬了圖1所示的多波長半導體雷射器的低反射膜14的各振蕩波長的反射率。具體的模擬設定為低反射膜14由第一電介質膜14A(A1203)、第二電介質膜 HB(Ta2O5)和第三電介質膜HC(SiO2)形成，這些電介質膜由表1所示的材料製成。假定第 一、第二和第三電介質膜14A、14B和14C的光學膜厚彼此相等。相對于波長λ = 650nm和 波長λ = 790nm時電介質膜在光學膜厚上的變化來模擬低反射膜14的反射率，並獲得如 圖2所示的結果。圖2所示的反射率是在具有上述波長(650nm和790nm)的光從低反射膜 14的第一電介質膜14A側入射的情形下的值。圖2中的橫軸表示三層電介質膜中的一層的 「光學膜厚X4」(各電介質膜的光學膜厚的四倍)。也就是，各電介質膜的物理膜厚按照以 下公式計算各電介質膜的物理膜厚=「橫軸值」/(4X各電介質膜的折射率)
實驗例1-2 至 1-13除了第一、第二和第三電介質膜14A、14B和14C的材料變化之外，以與實驗例1_1 相似的方式模擬的反射率示於表1中。各實驗例的結果示出在圖3 (實驗例1-2)、圖4(實 驗例1-3)、圖5 (實驗例1-4)、圖6 (實驗例1-5)、圖7 (實驗例1_6)、圖8 (實驗例1_7)、圖 9(實驗例1-8)、圖10 (實驗例1-9)、圖11 (實驗例1-10)、圖12 (實驗例1-11)、圖13(實驗 例1-12)和圖14 (實驗例1-13)中。表 1 從實驗例1-1至1-13的反射率模擬結果，評估了採用具有各實驗例的低反射膜的 多波長半導體雷射器作為CD和DVD的光學記錄/再現裝置的再現讀取光源的情形。具體 地，低反射膜的反射率的設定範圍在650nm波長時設定在25%以上到30 %以下，在790nm 波長時設定在25%以上到35%以下，並且相對於上述設定範圍評估了一層電介質膜的光 學膜厚X 4的容許範圍(以下，簡稱「光學膜厚容許範圍」)。如圖2至圖14所示，在實驗例1-1中，第一、二和三電介質膜14A、14B和14C的折 射率nl、n2和n3滿足關係n3 < nl < n2，其光學膜厚的容許範圍大於不滿足該關係的實 驗例1-2至1-13的容許範圍。具體地，在實驗例1-1中，光學膜厚的容許範圍是約200nm。 另一方面，在只設置了一層由Al2O3製成的電介質膜的實驗例1-2中，光學膜厚的容許範圍 是IOOnm以下。在實驗例1-3至1_5中，折射率nl、n2和n3滿足關係n3 = nl < n2，光學 膜厚的容許範圍是50nm以下或O。和實驗例1_3至1_5 —樣，在實驗例1_6至1_13中，各 電介質膜的折射率nl、n2和π3不滿足關係π3 < nl < n2，光學膜厚的容許範圍是50nm以 下或O。以上結果表明了以下結論。在低反射膜14中，當第一、第二和第三電介質膜14A、 14B和14C的折射率nl、n2和n3滿足關係n3 < nl < n2時，650nm振蕩波長帶的反射率設 定在25%以上到30%以下的範圍中，780nm振蕩波長帶的反射率設定在25%以上到35%以 下的範圍中。與低反射膜14由單個電介質膜形成的情形相比，相對於第一至第三電介質膜14A至14C中各膜的光學膜厚的變化，反射率的變化在650nm振蕩波長帶和780nm振蕩波長帶兩者中變得更緩和。也就是，各振蕩波長的低反射膜14反射率被設定在預定範圍時，第 一至第三電介質膜14A至14C的各光學膜厚的容許範圍變大。同樣地，和第一、第二和第三 電介質膜14AU4B和14C的折射率nl、n2和n3不滿足關係n3 < nl < n2的情形相比，容 許範圍變大。實驗例2-1檢測了與實驗例1-1構造相同的低反射膜14在400nm至IOOOnm的光波長範圍中 的反射率。具體地，在第一至第三電介質膜14A至14C的各光學膜厚X4設定為595nm的 情形下，計算了各光波長的低反射膜14反射率。結果如圖15所示。實驗例2-2以和實驗例2-1相同的方式計算了與實驗例1-2構造相同的低反射膜在各光波長 的反射率。假定低反射膜的光學膜厚X4被設為1480nm。結果如圖15所示。如圖15所示，在第一、二和三電介質膜14A、14B和14C的折射率nl、n2和n3滿足 關係n3 < nl < n2的實驗例2_1中，與低反射膜由單個電介質膜形成的實驗例2_2相比， 400nm至IOOOnm的光波長範圍中反射率的變化較小。也就是，在實驗例2_1中，與實驗例 2-2相比各光波長的反射率變化量較小，且各光波長的反射率傾斜變小。從圖2至15的結果，在多波長半導體雷射器中確認了以下結果。主出射端面處共 用的低反射膜14從第一發光部11和第二發光部12側依次包括第一電介質膜14A，第二電 介質膜14B和第三電介質膜14C。第一、二和三電介質膜14A、14B和14C的折射率nl、n2和 n3滿足關係n3 < nl < n2。結果，在主出射端面側，可以容易地設定各振蕩波長的預定反 射率。在該情形下，具體地，在650nm振蕩波長帶和780nm振蕩波長帶中主出射端面側的反 射率可以容易地設定在25%以上到35%以下的範圍中。而且，在650nm波長帶中主出射端 面側的反射率可以容易地設定在25%以上到30%以下的範圍中。在780nm波長帶中反射 率可以容易地設定在25%以上到35%以下的範圍中。因此，在將多波長半導體雷射器具體 用於DVD和CD的光學記錄/再現裝置的情形下，多波長半導體雷射器還能很好地用作輸出 設定得較低的再現讀取光源。雖然已經通過實施例和示例說明了本發明，但是本發明不限於前述實施例和實施 例中描述的方式，並且可以作各種修改。例如，本發明的多波長半導體雷射器的使用用途並 不限於光學記錄/再現裝置中的再現讀取光源，而是可以具有其他用途。其他用途的示例 是光學記錄/再現裝置中的記錄讀取光源。在上述實施例中，⑶和DVD被例舉為由光學記錄/再現裝置支持的光學記錄介質。 由光學記錄/再現裝置支持的光學記錄介質不限於CD和DVD，也可以是其他介質。其他光 學記錄介質的示例包括BD(Blu-ray Disc:藍光碟)和HD-DVD。在上述實施例和示例中，描述了多波長半導體雷射器是振蕩波長在650nm波長帶 和780nm波長帶中的兩波長半導體雷射的情形。然而，多波長半導體雷射器不限於該情形， 而可以是具有其他振蕩波長的兩波長半導體雷射器，或者是具有三個以上振蕩波長的多波 長半導體雷射器。其他振蕩波長的示例包括450nm波長帶和850nm波長帶。具有三個以上 波長的多波長半導體雷射器的示例包括四波長作為振蕩波長的多波長半導體雷射器和三 波長作為振蕩波長的多波長半導體雷射器。在該情形，可獲得與上述相同的效果。「450nm波長帶」指390nm以上到420nm以下的波長帶，「850nm波長帶」指830nm以上到870nm以下 的波長帶此外，在上述實施例和示例中，相對於第一至第三電介質膜的折射率、第一至第三電介質膜的光學膜厚、低反射膜的光學膜厚和低反射膜的反射率等，基於示例的結果等描 述了適當的數值範圍。這些描述並不完全排除第一至第三電介質膜的折射率等超出所述範 圍的可能性。上述範圍是獲得本發明效果的優選範圍。只要能夠獲得本發明的效果，第一 至第三電介質膜的折射率等可以稍微超出上述範圍。本申請包括2009年3月18日提交到日本專利局的日本優先權專利申請 JP2009-066842所涉及的主題，將其全部內容引用結合於此。本領域的技術人員應該理解的是，在所附權利要求或其等同特徵的範圍內，根據 設計要求和其他因素，可以進行各種修改、組合、部分組合和替換。
權利要求
一種多波長半導體雷射器，包括多個端面發光型半導體發光部，該多個端面發光型半導體發光部具有不同的振蕩波長；和反射膜，公共地設置在所述半導體發光部的主出射端面，其中所述反射膜從所述半導體發光部開始依次包括具有折射率n1的第一電介質膜、具有折射率n2的第二電介質膜和具有折射率n3的第三電介質膜，並且所述折射率n1、n2和n3滿足關係n3＜n1＜n2。
2.根據權利要求1所述的多波長半導體雷射器，其中所述折射率nl在1.6以上到1. 7 以下，所述折射率n2在2以上到2. 3以下，並且所述折射率n3在1. 4以上到1. 5以下。
3.根據權利要求1所述的多波長半導體雷射器，其中所述第一電介質膜由Al2O3和MgO 中的至少一種製成，所述第二電介質膜由Ta205、ZrO2, ZnO、HfO2、CeO2、TiO2、TiO和Nb2O5中 的至少一種製成，所述第三電介質膜由SiO2製成。
4.根據權利要求2所述的多波長半導體雷射器，其中所述多個半導體發光部的振蕩波 長在650nm波長帶或者780nm波長帶中，並且在上述任一振蕩波長帶中所述反射膜的反射率都在25%以上到35%以下。
5.根據權利要求4所述的多波長半導體雷射器，其中所述第一電介質膜、所述第二電 介質膜和所述第三電介質膜具有相同的光學膜厚。
6.根據權利要求2所述的多波長半導體雷射器，其中所述多個半導體發光部的振蕩波 長在650nm波長帶或者780nm波長帶中，並且在650nm振蕩波長帶中所述反射膜的反射率在25%以上到30%以下，在780nm振蕩波 長帶中所述反射膜的反射率在25%以上到35%以下。
7.根據權利要求6所述的多波長半導體雷射器，其中所述第一電介質膜、所述第二電 介質膜和所述第三電介質膜具有相同的光學膜厚。
8.根據權利要求3所述的多波長半導體雷射器，其中所述多個半導體發光部的振蕩波 長在650nm波長帶或者780nm波長帶中，並且在上述任一振蕩波長帶中所述反射膜的反射率都在25%以上到35%以下。
9.根據權利要求8所述的多波長半導體雷射器，其中所述第一電介質膜、所述第二電 介質膜和所述第三電介質膜具有相同的光學膜厚。
10.根據權利要求3所述的多波長半導體雷射器，其中所述多個半導體發光部的振蕩 波長在650nm波長帶或者780nm波長帶中，並且在650nm振蕩波長帶中所述反射膜的反射率在25%以上到30%以下，在780nm振蕩波 長帶中所述反射膜的反射率在25%以上到35%以下。
11.根據權利要求10所述的多波長半導體雷射器，其中所述第一電介質膜、所述第二 電介質膜和所述第三電介質膜具有相同的光學膜厚。
12.一種光學記錄/再現裝置，包括用作再現光源的多波長半導體雷射器，其中所述多波長半導體雷射器包括多個端面發光型半導體發光部，該多個端面發光型半導體發光部具有不同的振蕩波 長；和反射膜，公共地設置在所述半導體發光部的主出射端面，其中所述反射膜從所述半導體發光部側開始依次具有具有折射率nl的第一電介質膜、具有折射率n2的第二電介質膜和具有折射率n3的第三電介質膜，並且所述折射率nl、n2和n3滿足關係n3 < nl < n2。
全文摘要
本發明提供了多波長半導體雷射器和光學記錄/再現裝置。該多波長半導體雷射器能夠在預定的範圍中容易地設定不同振蕩波長在主出射端面的反射率。該多波長半導體雷射器包括多個端面發光型半導體發光部，該多個端面發光型半導體發光部具有不同的振蕩波長；和反射膜，公共地設置在半導體發光部的主出射端面。反射膜從半導體發光部開始依次包括具有折射率n1的第一電介質膜、具有折射率n2的第二電介質膜和具有折射率n3的第三電介質膜，並且折射率n1、n2和n3滿足關係n3＜n1＜n2。
文檔編號H01S5/00GK101841126SQ201010134278
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月11日 優先權日2009年3月18日
發明者高橋義彥 申請人:索尼公司