JP2003535480A - 光学的にポンピングされる表面放出半導体レーザ装置 - Google Patents

光学的にポンピングされる表面放出半導体レーザ装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、光学的にポンピングされる表面放出半導体レーザ装置であって、少なくとも１つの、放射生成量子井戸構造（１１）と、量子井戸構造（１１）を光学的にポンピングするための少なくとも１つのポンピング放射源（２０）とを備えており、ここでポンピング放射源（２０）は縁部放出半導体構造（２１）を有している形式のものに関する。放射生成量子井戸構造（１１）および縁部放出半導体構造（２１）はそれぞれ、共通の基板（１）にエピタキシャルに順次成長されている。このモノリシックに製造された半導体レーザ装置によって有利にも、放射生成量子井戸構造の非常に効率のよくかつ均質な光学的なポンピングが可能である。更に、本発明の半導体レーザ装置を製造するための方法が提案されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、光学的にポンピングされる表面放出半導体レーザ装置であって、少
なくとも１つの、放射生成量子井戸構造と、量子井戸構造を光学的にポンピング
するための少なくとも１つのポンピング放射源とを備えており、ここでポンピン
グ放射源は縁部放出半導体構造を有している形式のものに関する。
【０００２】 本発明は更に、この形式の半導体レーザ装置を製造するための方法に関する。
【０００３】 冒頭に述べた形式の半導体レーザ装置はＵＳ５９９９１３１８号明細書から公
知である。ここには、モノリシックな表面放出半導体層構造を備えた光学的にポ
ンピングされる垂直共振器半導体レーザが記載されている。この公知の装置では
、生成されるレーザ放射の波長より短い波長を有する光学的なポンピングが縁部
放出半導体レーザダイオードから供給される。縁部放出半導体レーザダイオード
は外部で、ポンピング放射が前方から斜めに、表面放出半導体層構造の増幅領域
に入射されるように配置されている。
【０００４】 この公知の装置の特別な問題点は、ポンピングレーザが表面放出半導体層列構
造に対して正確に位置決めされなければならずかつポンピング放射を表面放出半
導体層列構造の所望の領域に正確に結像させるために、ビームフォーカシングす
る光学的な装置が付加的に必要になってくるということである。これらの処置は
著しい技術コストと結び付いている。
【０００５】 更に、光学素子での損失の他に結合損も発生し、これによりシステム全体の効
率が低下する。
【０００６】 前方からのポンピングに基づいて、ポンピング放射によりほんの僅かな量子井
戸しか励起することができないのも別の問題である。
【０００７】 本発明の課題は、ポンピング源および表面放出層構造の調整が簡単化されかつ
出力が高められた冒頭に述べた形式の半導体レーザ装置を使用できるようにする
ことである。更に、この種の装置を製造するための技術的な簡単な方法を提供し
たい。
【０００８】 最初に述べた課題は、請求項１の特徴部分に記載の構成を有する光学的にポン
ピングされる表面放出半導体レーザ装置によって解決される。本発明の装置の有
利な実施形態および発展形態は従属請求項２ないし２５の対象である。
【０００９】 本発明の半導体レーザ装置を製造するための方法は請求項２６および２８の対
象である。これらの方法の特別有利な実施形態は従属請求項２７および２９の対
象である。
【００１０】 本発明によれば、冒頭に述べた形式の光学的にポンピングされる表面放出半導
体レーザ装置において放射生成量子井戸構造および縁部放出半導体構造が１つの
共通な基板上にエピタキシャル成長されている。個々の半導体層の層厚はエピタ
キシャル成長の際に非常に正確に調整設定されるので、有利には縁部放出半導体
構造の、放射生成量子井戸構造に対する高い位置決め精度が実現される。
【００１１】 更に、本発明の装置によって、高い出力パワーに対する量子井戸構造の均質な
光学的なポンピングが基本モードにおいて実現される。
【００１２】 有利な実施形態において、表面放出量子井戸構造およびポンピング放射源は、
該ポンピング放射源の放射放出領域および量子井戸構造が基板上に同じ高さにお
いて存在しているように並んで基板上に配置されている。これにより、半導体レ
ーザ装置の作動中、ポンピング放射が側方から量子井戸構造に入力結合されるこ
とが実現される。このことは、ポンピング放射の光軸が基板表面に対して実質的
に平行であって、従って表面放出半導体レーザ装置によって生成されるレーザ放
射の光軸に対して実質的に垂直に延在していることを意味している。
【００１３】 作動中、この形式の装置において、量子井戸構造は側面からまず透過的に「ポ
ンピングされ」、最終的にはその全体のラテラルな横断面がレーザ活性となる。
側方の光学的なポンピングによって更に、量子井戸はキャリアが一様に充たされ
ることになる。
【００１４】 有利には、量子井戸構造は縁部放出半導体構造によって取り囲まれている。該
縁部放出半導体構造において、該半導体レーザ構造の表面の少なくとも１つの電
流注入パスを用いて少なくとも１つの利得主導の放射放出活性領域が実現されて
おり、該領域がポンピング放射源として用いられる。択一的にポンピング放射源
として、縁部放出半導体構造の屈折率主導の放射放出活性領域が用いられる。こ
の領域は例えば、縁部放出半導体構造の表面における少なくとも１つの電流注入
パスを用いて電流注入パスに沿って形成される、例えば半導体構造中にエッチン
グされるトレンチと関連して定められている。
【００１５】 有利には、放射生成量子井戸構造の方を向いている、電流注入パスの端部は該
量子井戸構造に対して１０μｍ〜５０μｍの距離、特別有利には約３０μｍの距
離を有している。これにより、縁部放出半導体構造と表面放出層列との間の境界
面、すなわちポンピング放射に対する入力結合面における障害となる漏れ電流お
よび別の障害となる影響は低減される。
【００１６】 上に述べた実施形態は有利には全体的に従来の半導体プロセス技術を用いて実
現される。
【００１７】 装置の作動中十分高い電流が注入路を通ってポンピング放射源の活性層に流れ
ると、増強された自然放出（スーパー放射）が行われるようになる。これらは表
面放出レーザ領域においてガイドされかつそこで吸収される。これにより生成さ
れる電子−正孔対は量子井戸に集められかつ表面放出レーザ構造の増強領域にお
ける反転を引き起こす。
【００１８】 表面放出レーザ構造の励起は量子井戸構造のポンピングによりまたは量子井戸
構造に接している閉じ込め層によって行うことができる。閉じ込め層のポンピン
グの場合、ポンピング効率は有利には、そのバンドギャップが量子井戸構造に向
かって低下していくことによって高められる。このことは例えば材料組成の変化
を用いて実現することができる。これにより閉じ込め層において内部電界が生成
され、これが活性の量子井戸領域において光学的に生成されたキャリアをドライ
ブする。
【００１９】 特別有利な実施形態において、多数のポンピング放射源が量子井戸構造を中心
に星形に配置されているので、短い時間において非常に均質に、量子井戸構造が
そのラテラルな横断面全体にわたって透過的に「ポンピングされ」かつレーザア
クティブになる。
【００２０】 縁部放出半導体構造と量子井戸構造との間の境界面は有利には少なくとも部分
的に反射性である。これにより、表面放出レーザ領域に対する縁部にて、縁部放
出半導体構造への再反射が生じ、このためにポンピング源においてレーザ放射が
形成され、ひいてはポンピング効率が高められることになる。
【００２１】 ポンピング放射としてのレーザ放射の生成、ひいては高められるポンピング効
率は択一的に、量子井戸構造の相対向している側に配置されている２つのポンピ
ング放射源がそれぞれ一緒に１つのレーザ構造を形成していることによって実現
される。縁部放出ビーム源の、量子井戸構造とは反対側に、相互に平行に位置し
ている端面はこのために鏡面として実現されておりかつ共振器ミラーとして用い
られる。これらは例えばギャップ形成および／またはエッチング（例えばドライ
エッチング）によって生成されかつパッシベーション層を備えおよび／または高
反射性に鏡面化されていてよい。
【００２２】 相対向しているポンピング放射源は作動中、透過的ににポンピングされる量子
井戸構造を介して唯一のコヒーレント発振するレーザに結合される。その場合端
部鏡面化が最適であれば、ポンピングレーザと表面放出レーザとの間の境界面に
おける損失を除いてポンピングレーザに蓄積されている光出力全部をポンピング
出力として使用することができる。
【００２３】 有利には縁部放出半導体構造は大きな光学的な空洞（Large Optical Cavity＝
ＬＯＣ）構造を有している。ここでは活性層が第１の導波路と第２の導波路との
間に埋め込まれており、これら導波路の方は第１のジャケット層と第２のジャケ
ット層との間に埋め込まれている。
【００２４】 本発明の有利な実施形態において、縁部放出半導体構造をリングレーザとして
形成するようになっている。その際リングレーザとは作動中リングモードが実現
され得るレーザ構造である。その際所属のレーザ共振器の、リング形態での形状
は以下に更に説明するように、有利ではあるが、必須ではない。
【００２５】 この種のリングレーザの共振器は全反射する境界面を用いて形成することがで
きるので、有利には、高反射性のミラーは必要でない。これによりミラーでの損
傷に基づいて放射効率が僅かになるというおそれも低減される。更に、リングレ
ーザは有利には大きなモードボリュームおよび高いモード安定性によって特徴付
けられている。
【００２６】 有利には、ポンピングすべき量子井戸構造はリング共振器の内部に配置されて
いるので、共振器内部の放射フィールド全体を量子井戸構造のポンピングのため
に使用することができる。この場合、縁部放出半導体構造の活性層および量子井
戸構造を基板上の同じ高さのところに配置すると特別有利であり、そうすればポ
ンピングすべき、量子井戸構造のボリュームと縁部放出半導体構造の放射フィー
ルドとの間に大きなオーバラップが、ひいては高いポンピング効率が生じる。
【００２７】 本発明の有利な実施形態において、リングレーザの共振器はリング形状に閉じ
られている導波路によって形成される。ここでポンピング放射フィールドのガイ
ドは導波路の境界における全反射によって行われるので、ここでも有利にも高反
射性のミラーは必要とされない。更に、リング形状に閉じられている導波路の成
形によってポンピング放射フィールドを量子井戸構造のポンピングすべきボリュ
ームに非常に申し分なく整合させることができる。
【００２８】 縁部放出半導体構造は本発明の有利な形態では、半導体構造の屈折率より僅か
である屈折率を有している媒体によって取り囲まれている。これにより半導体か
ら光学的に一層薄い、周りを取り囲んでいる媒質への移行の際に全反射する面が
生じ、これはレーザ共振器の境界として用いられる。リング形状に閉じられてい
る導波路を形成するために、縁部放出半導体構造の内部に、光学的に一層薄い媒
体が充填されている凹部が配置されているようにすることができる。
【００２９】 周囲を取り囲む媒体として、僅かな屈折率に基づいて殊に、空気または別のガ
ス状の媒体が適している。択一的に縁部放出半導体構造は、例えば比較的僅かな
屈折率を有する半導体材料、半導体酸化物または誘電体のような別の材料によっ
てによって取り囲まれていてもよい。
【００３０】 半導体構造は有利には、円形または円環形状の半導体層の円筒形状のスタック
として形成されている。このように形成されたシリンダ状の半導体ボディーは同
時にリングレーザ共振器を表しており、その套面に放射フィールドが全反射しな
がらガイドされる。
【００３１】 択一的に、半導体構造は多角形または多角形リングの形状の半導体層のスタッ
クとしてプリズム式に形成されたものであってもよい。このような成形によって
、量子井戸構造における大幅に均質な放射分布および相応に大幅に均質なポンピ
ング密度を実現することができる。
【００３２】 上述の形状の半導体層のスタックは比較的簡単に、例えばその前にエピタキシ
ャル成長により製造された半導体層列からエッチングにより形成することができ
る。有利にはこのようにして半導体ボディーの成形によって同時に、付加的な鏡
面化を必要とすることなく、縁部放出半導体構造のレーザの共振器も形成される
。
【００３３】 半導体レーザ装置の特別有利な発展形態において、量子井戸構造は１０個より
多くの量子井戸を有している。この大きな数の量子井戸は、ポンピング放射の側
方の入力結合に基づいてすべての量子井戸が直接ポンピングされるという理由で
可能である。これにより有利にも、表面放出量子井戸構造における高い増強が実
現される。
【００３４】 縁部放出半導体構造は有利には、それが基板の上方の量子井戸の高さのところ
で、特別有利には量子井戸構造の中心の高さのところで最大であるポンピング波
を生成するように実現されている。
【００３５】 特別高い出力パワーを得るために、有利な発展形態では縁部放出半導体構造は
、トンネル遷移を介して直列に接続されている複数のレーザ活性層列（例えば二
重ヘテロ構造）を有するいわゆるマルチまたはマイクロスタックレーザとして実
現されている。その場合量子井戸構造は有利には複数の量子井戸群を有しており
、これらはそれぞれが、ポンピング源のレーザ活性層列の高さのところにある。
【００３６】 上に説明した実施形態にて示した光学的にポンピングされる表面放出半導体レ
ーザ装置を製造するための有利な方法においてはまず基板に、少なくとも１つの
量子井戸構造を備えている、表面放出半導体レーザに対して適している半導体層
列を被着する。その後、設定されているレーザ領域の外側の第１の半導体層列を
除去する。第１の半導体層列の除去により露出された、基板上方の領域の除去に
続いて、縁部放出する第２の半導体層列をデポジットする。該層列はポンピング
放射を生成しかつ量子井戸構造に送射するのに適しているものである。次いで、
縁部放出半導体層列に少なくとも１つの電流注入パスを形成する。
【００３７】 有利にはまず、緩衝層が基板に被着される。この上に第１の閉じ込め層がデポ
ジットされる。第１の閉じ込め層に表面放出半導体レーザに適している量子井戸
構造が被着される。量子井戸構造に第２の閉じ込め層が続く。設定されている表
面放出半導体レーザ領域の外側で、閉じ込め層および量子井戸構造および部分的
に緩衝層が除去されてそれから、緩衝層の露出された領域に、第１のジャケット
層、第１の導波路層、活性層、第２の導波路層および第２のジャケット層が順次
被着される。それぞれの層厚は、活性層に生成されたポンピング放射が量子井戸
構造に達するように選定されている。
【００３８】 本発明の半導体レーザ装置の別の実施形態では、ビーム放射量子井戸構造およ
びポンピング放射源は基板上に上下に配置されている。この場合、量子井戸構造
は縁部放出半導体構造に光学的に結合されているので、半導体レーザ装置の作動
中、ポンピング放射源からポンピング放射が量子井戸構造にガイドされる。
【００３９】 縁部放出半導体構造は有利には第１の導波路層と、基板側から見て該第１の導
波路層の後ろに配置されている第２の導波路層とを有しており、該導波路層間に
活性層が配置されている。量子井戸構造は第２の導波路層にエピタキシャル成長
されており、縁部放出半導体構造の部分領域だけを被覆しかつ該部分領域に光学
的に結合されている。
【００４０】 ポンピング放射の、量子井戸構造への入力結合を改善するために、有利には、
第２の導波路層とこれに境を接してるジャケット層との間の境界面は表面放出す
るレーザ領域の近傍において量子井戸構造に向かって湾曲または屈曲されている
。
【００４１】 ポンピング放射の、表面放出半導体構造への入力結合を改善するために、有利
には、第２の導波路層の屈折率は第１の導波路層の屈折率より大きいおよび／ま
たは活性層は２つの導波路層によって形成されている導波路に非対称的に配置さ
れている。
【００４２】 縁部放出半導体構造においてポンピング放射源として有利には、上述した第１
の実施形態に類似して、１つまたは複数の利得主導および／または屈折率主導の
放射放出活性領域が実現されている。
【００４３】 上に述べた第２の基本的な実施形態およびその発展形態による光学的にポンピ
ングされる表面放出半導体レーザ装置の有利な製造方法においてはまず、基板上
に縁部放出半導体層列が被着される。それからこの上に、少なくとも１つの量子
井戸構造を備えている表面放出半導体レーザ層列が被着される。その後、縁部放
出半導体層列に少なくとも１つの電流注入パスを形成する前に、設定されている
レーザ領域の外側にある表面放出半導体レーザ層列が除去される。
【００４４】 有利にはこのためにまず、基板に緩衝層が被着される。引き続いて、緩衝層に
第１の導波路層、活性層および第２の導波路層が順次にデポジットされる。それ
からこのようにして製造された縁部放出半導体層列に、第１の閉じ込め層、量子
井戸構造を備えている表面放出半導体レーザ層列、第２の閉じ込め層が被着され
る。それから、設定されている表面放出レーザ領域の外側において閉じ込め層、
表面放出半導体レーザ層列および部分的に第２の導波路層が除去される。
【００４５】 ポンピング放射源としてリングレーザを備えている光学的にポンピングされる
表面放出半導体レーザ装置を製造するための本発明の方法ではまず、既に説明し
たように、基板に、少なくとも１つの量子井戸構造を備えた表面放出半導体層列
が被着され、設定されているレーザ領域外の層列が除去されかつポンピング放射
源の縁部放出半導体構造がこのようにして露出された領域上に被着される。
【００４６】 これに続いて、レーザ共振器を形作るために縁部放出半導体構造の外側領域が
除去される。その際有利には、リング共振器を形成するために半導体構造の内部
の中央の部分領域も除去される。この部分領域の除去は例えばドライエッチング
法を用いて行うことができる。有利にも、エッチングされた面の煩雑な後処理は
必要ない。
【００４７】 択一的に、工程は別の順序を適用することもできる。例えば基板にまず、縁部
放出半導体構造を被着し、それからこの構造体を（更に形成すべき）量子井戸構
造の設定されているレーザ領域において除去することができる。露出された領域
に次の工程において少なくとも１つの量子井戸構造を備えた表面放出半導体層列
を被着する。引き続いて再び、レーザ共振器を形作るために縁部放出半導体構造
の外側領域が除去される。この方法の変形形態においてレーザ共振器の成形は表
面放出半導体層列の被着の前に行うこともできる。
【００４８】 上述の２つの実施形態の有利な発展形態において、量子井戸構造の片方の側に
、表面放出レーザ構造の共振器ミラーを表している高反射性のブラッグ反射器層
列が実現されている。第２の、部分透過性の共振器ミラーとして、量子井戸構造
の反対の側に、別のブラッグ反射器層列または外部のミラーが配置されている。
【００４９】 有利には基板は、半導体レーザ装置に生成されたレーザビームを通す材料から
成っておりかつ量子井戸構造の、基板とは反対の側に高反射性のブラッグ反射器
が配置されている。これにより、半導体構造とヒートシンクとの間の短い接続、
ひいては半導体構造から良好な熱放出が可能になる。
【００５０】 障害となる横モード（＝基板に対して平行であるモード（whispering mode）
）を妨げるために、表面放出半導体層列のエッジ領域および／またはエッチング
構造中に、吸収層が配置されている。
【００５１】 本発明の半導体装置は殊に、周波数選択性エレメントおよび／または周波数２
倍器が存在している外部共振器に使用されるのに適している。
【００５２】 有利には本発明の半導体レーザ装置はポンピング電流の変調によるポンピング
レーザの変調を介してまたは表面放出半導体レーザ層列の短絡回路を介して変調
することができる。
【００５３】 本発明の装置および方法の別の有利な実施形態および発展形態は、以下に図１
ないし１４に示されている実施例との関連において明らかである。
【００５４】 その際： 図１は第１の実施例の断面の概略を示し、 図２ａないし２ｅは図１の実施例を製造するための方法のシーケンスを略示し、 図３ａは第２の実施例の断面の概略を示し、 図３ｂは図３ａの実施例の導波路の有利な形態の概略を示し、 図４ａないし４ｃは図３の実施例を製造するための方法のシーケンスを略示し、 図５は縁部放出半導体構造における電流注入パスの第１の配置構成の平面の概略
を示し、 図６は縁部放出半導体構造における電流注入パスの第２の配置構成の平面の概略
を示し、 図７は縁部放出半導体構造における電流注入パスの第３の配置構成の平面の概略
を示し、 図８ａおよびｂは吸収層を備えた半導体レーザ装置の概略を示し、 図９ａおよびｂはポンピング放射源としてリングレーザを備えている第１の実施
例の断面および平面の概略を示し、 図１０はポンピング放射源としてリングレーザを備えている第２の実施例の平面
の概略を示し、 図１１ａおよびｂはポンピング放射源としてそれぞれ２つのリングレーザを備え
ている第３および第４の実施例の平面の概略を示し、 図１２ａおよびｂは図９の実施例を製造するための方法のシーケンスの概略を示
し、 図１３は外部の共振器を備えている本発明の半導体レーザ装置の概略を示し、 図１４は本発明の変調可能な半導体レーザ装置の概略を示している。
【００５５】 同じまたは同じ作用をするエレメントは全図において同一の参照番号が付され
ている。
【００５６】 図１の実施例は例えば、１０３０ｎｍのところにレーザ放出を有する光学的に
ポンピングされる表面放出半導体レーザチップである。ここでは基板１に緩衝層
６が被着されている。基板１は例えばＧａＡｓから成りかつ緩衝層６はドーピン
グされていないＧａＡｓから成っている。
【００５７】 緩衝層６には基板の上方の真ん中に表面放出半導体レーザ構造が被着されてい
る。この構造は、表面放出レーザ領域１５を表している量子井戸構造１１を備え
ている。半導体レーザ構造１０は、緩衝層６に直接存在している第１の閉じ込め
層１２と、この上に配置されている量子井戸構造１１と、量子井戸構造１１に被
着されている第２の閉じ込め層１３とから組み合わされて成っている。
【００５８】 閉じ込め層１２，１３は例えば、ドーピングされていないＧａＡｓから成りか
つ量子井戸構造１１は例えば多数の（≧３）量子井戸を有しており、これらはド
ーピングされていないＩｎＧａＡｓから成っており、その厚さは１０３０ｎｍで
放射するように調整設定されておりかつこれらの間にＧａＡｓから成る障壁層が
存在している。
【００５９】 表面放出半導体レーザ構造の上に、例えば２８ないし３０周期のＧａＡｌＡｓ
（１０％Ａｌ）／ＧａＡｌＡｓ（９０％Ａｌ）を有するブラッグミラー３がデポ
ジットされている。これは高反射性の共振器ミラーである。
【００６０】 レーザ領域１５の周囲において緩衝層６の上に縁部放出半導体構造２１、例え
ば約１μｍで放出されるようになっている公知の大規模光学的共振器（ＬＯＣ＝
Large Optical Cavity）−単一量子井戸（ＳＱＷ＝Single Quantum Well）レー
ザ構造がデポジットされている。これは例えば、第１のジャケット層２８（例え
ばｎ−ＧａＡｌ０．６５Ａｓ）と、第１の導波路層２３（例えばｎ−ＧａＡｌ０ ．１ Ａｓ）と、活性層２５（例えばドーピングされていないＩｎＧａＡｓ−ＳＱ
Ｗ）と、第２の導波路層２４（例えばｐ−ＧａＡｌ０．１Ａｓ）と、第２のジャ
ケット層２９（例えばｐ−ＧａＡｌ０．６５Ａｓ）とから組み合わされて成って
いる。
【００６１】 第２のジャケット層２９には被覆層３０として例えばｐ＋ドーピングされたＧ
ａＡｓ層が被着されていてよい。
【００６２】 ＬＯＣ領域２２は表面放出レーザ構造１０の量子井戸領域と高さが同じに配置
されており、有利には活性層２５は基板１上で、量子井戸構造１１と同じ高さに
おいて存在している。
【００６３】 この実施例の特別な実施形態において縁部放出半導体構造２１は複数の活性層
２５を有している。これらはトンネル遷移（Tunneluebergang）を用いて直列に
接続されている。量子井戸構造１１はこれに類似して複数の量子井戸群を有して
おり、これらはそれぞれ、縁部放出半導体構造２１の活性層２５の高さのところ
にある。
【００６４】 全体の半導体層は例えば、有機金属気相エピタキシャル成長法（metallorgani
sche dampfphasenepitaxie＝ＭＯＶＰＥ）を用いて製造されている。
【００６５】 縁部放出半導体レーザ構造２１の外側の縁部の近傍において、縁部放出半導体
レーザ構造２１の層に対して垂直に延在している終端ミラー３１が存在している
。これらは被覆層３０から出発して少なくとも第１のジャケット層２８まで、こ
こでは緩衝層６まで達している。これらは縁部放出半導体構造２１の成長後例え
ば、相応のトレンチのエッチング（例えば反応性イオンエッチング）および後続
の、高反射性の材料の充填を用いて製造されている。それぞれ２つの相互に平行
なミラー３１が量子井戸構造１１の相対向する側に配置されている（図５および
６参照）。
【００６６】 択一的に、終端ミラーは公知の手法で結晶面に沿ったウェハのギャップによっ
て製造することもできる。その場合これらは必然的に、図１に示されているよう
に、チップ内に配置されてはおらず、ギャップを入れられたチップ側面によって
形成される（図７参照）。
【００６７】 被覆層３０およびブラッグミラー３の空いている表面には電気的に絶縁性のマ
スク層７、例えば窒化シリコン、酸化アルミニウムまたは酸化シリコン層が存在
しており、この層によって縁部放出半導体レーザ構造２１の電流注入パス２６が
定められている（図５および６参照）。マスク層７の上および、電流注入パス２
６に対するマスク層の切り欠きにおいて、被覆層３０上に、ｐコンタクト層３２
、例えば公知のコンタクト金属化部が被着されている。
【００６８】 ポンピング源に対して、例えば、表面放出レーザ領域１５の周りに、６個の対
称的に星形に配置されているストリップアレイが選択されている。このアレイは
１５個のストリップ（４μｍのストリップ、１０μｍのピッチ）および約１５０
μｍの活性幅を有している。
【００６９】 有利には、放射生成量子井戸構造１１の方を向いている、電流注入パス２６の
端部はこの構造に対して１０μｍ〜５０μｍの距離、特別有利には約３０μｍの
距離を有している。これにより、縁部放出半導体構造２１と表面放出層列１０と
の間の境界面、すなわちポンピング放射２に対する入力結合面での障害となる漏
れ電流および別の障害となる影響が低減される。
【００７０】 すべての電流注入パス２６は共通のｐコンタクト層３２を備えているようにす
ることができ、これにより縁部放出構造の放射放出領域は作動中並列に接続され
ている。これらの個々のビーム放射領域を別個に制御するようになっている場合
には、相応にストラクチャ化されているｐ導電型の第１のコンタクト層３２が被
着されている。これにより、表面放出構造のラテラル方向の断面を介して最適な
ポンピング光分布（例えばガウスプロフィールに類似している）を生成すること
ができる。
【００７１】 屈折率主導のポンピング領域を縁部放出構造２１に生成するために、この構造
に、電流注入パス２６に沿って例えばエッチングを用いて製造されるトレンチが
形成されているようにすることができる（図には示されていない）。この種のト
レンチは例えば、第２の導波路層２４内に０．５μｍまで達している。これによ
り、ポンピング領域の縁部における波動のガイドが改善されることになる。
【００７２】 基板１の、半導体構造とは反対側の主表面１６はレーザビームに対する出射窓
８まで（矢印５によって示されている）ｎ導電形の第２のコンタクト層９、例え
ば同じく公知のコンタクト金属化部を備えている。
【００７３】 基板の主表面１６は有利には、チップにおける再反射を低減するために出射窓
８の領域では非鏡面化されてる。
【００７４】 表面放出レーザ構造１０のレーザ共振器は、ブラッグミラー３と、基板１の反
対側に配置されている外部の別のミラー（図１には示されていない）または基板
１と量子井戸構造１１との間に配置されている別のブラッグミラーとから形成さ
れていることができる。
【００７５】 半導体チップの作動中、電流注入パス２６によって定められる、ポンピング放
射源２０を表している、縁部放出半導体構造２１の領域にポンピング放射（矢印
２によって示されている）が生成されかつ表面放出レーザ構造１０の量子井戸構
造１１に入力結合される。
【００７６】 縁部放出構造２１と表面放出構造１０との間の境界面での再反射が十分であり
かつ終端ミラー３１の位置が適当であれば、縁部放出構造２１においてレーザ放
射が生成され、これによりポンピング効率は高められる。
【００７７】 有利には終端ミラー３１は、該ミラーが、縁部放出構造２１の２つの相対向し
ている放射放出領域に対するレーザ共振器を形成するように相互配置されている
。その場合２つの相対向している放射放出領域は表面放出レーザ構造１０のトラ
ンスペアレントポンピング（透過的なポンピング）の後で結合されて唯一のコヒ
ーレント発振するレーザになる。それから終端ミラー３１が最適に鏡面化されて
いれば、縁部放出構造２１と表面放出構造１０との間の境界面における損失を除
いてポンプレーザによって生成される全部の光出力がポンピング出力として使用
することができるようになる。
【００７８】 図２ａないし２ｅに示されている、図１の実施例を製造するための方法ではま
ず、基板１上に順次、緩衝層６、第１の閉じ込め層１２、量子井戸構造１１、第
２の閉じ込め層１３およびブラッグミラー層３が例えばＭＯＶＰＥを用いて被着
される（図２ａ）。
【００７９】 その後表面放出レーザ領域１５として設けられている、この層列の領域にエッ
チングマスク１７（例えばＳｉ窒化物マスク）が被着される。続いて、設けられ
ている表面放出レーザ領域１５の外側において、ブラッグミラー層３、第１およ
び第２の閉じ込め層１２および１３、量子井戸構造１１および部分的に緩衝層６
がエッチング、例えばＣｌ化学を用いたドライエッチングによって除去される（
図２ｂ）。
【００８０】 それから緩衝層６の露出された領域に、第１のジャケット層２８、第１の導波
路層２３、活性層２５、第２の導波路層２４、第２のジャケット層２９および被
覆層３０が順次例えば今度はＭＯＶＰＥを用いて被着される（図２ｃ）。
【００８１】 それから例えば反応性イオンエッチングおよび適当な公知のマスク技術を用い
て、最後に被着された縁部放出構造２１に、終端ミラー３１に対するトレンチが
エッチングされ（図２ｄ参照）、これには後から反射を高める材料が被膜される
かまたは充填される。更にエッチングマスク１７が除去される。
【００８２】 続いて被覆層３０およびブラッグミラー３に電気的に絶縁性のマスク層７が被
着されて、次いで最後にｐコンタクト層３２およびｎコンタクト層９が製造され
る（図２ｅ）。
【００８３】 任意選択的に、絶縁性のマスク層７の被着の前に、図１と関連して上に説明し
た、エッチングを用いて屈折率主導のポンピングレーザを生成するためのトレン
チが製造される。
【００８４】 放射損失を回避するために有利には基板１はＭＯＶＰＥに従って例えば１００
μｍ以下に薄肉化されるかまたは完全に除去される。
【００８５】 図３の実施例では、基板１の上にまず全面に、緩衝層６および縁部放出半導体
レーザ構造２１が存在している。ここでの半導体レーザ構造では第１の導波路層
２３と第２の導波路層２４との間に活性層２５が配置されている。
【００８６】 基板１の真ん中の上方に設定されているレーザ領域１５では、第２の導波路層
２４に表面放出量子井戸構造１１が、続いて閉じ込め層１３およびブラッグミラ
ー層列３が成長される。
【００８７】 レーザ領域１５の周りの領域において第２の導波路層２４または場合によって
はこの上に被着されている高ドーピングされた被覆層に電気的に絶縁性のマスク
層７が被着されている。このマスク層は縁部放出構造２１の電流注入パス２６に
対する切り欠きないしチャネルを有している（図７参照）。電気的に絶縁性のマ
スク層７上でおよび第２の導波路層ないし被覆層上のマスク層の切り欠きに第１
のコンタクト層３２が配置されておりかつ基板１の、これとは反対の側において
、レーザビームに対する出射窓８を有する第２のコンタクト層９が配置されてい
る（矢印５によって示されている）。
【００８８】 縁部放出構造２１に屈折率主導のポンピング領域を生成するために、第２の導
波路層２４において電流注入パス２６に沿って例えばエッチングを用いて製造さ
れたトレンチが形成されているようにすることができる（図には示されていない
）。これにより、ポンピング領域の縁部において改善された波動ガイドが実現さ
れる。
【００８９】 縁部放出レーザ構造２１の終端ミラー３１として、ここでは例えばチップにギ
ャップを形成されて成る側面が設けられている。
【００９０】 作動中、縁部放出レーザ構造２１において、ポンピングレーザ放射が生成され
、そのうち一部はその上に位置している量子井戸層１１に入力結合される。
【００９１】 入力結合を促進するために、活性層２５が２つの導波路層２３，２４によって
形成されている導波路中に非対称に存在している。択一的にまたは付加的に、同
じ目的のために、第２の導波路層２４の屈折率が第１の導波路層２３の屈折率よ
り高いようにすることができるおよび／または第２の導波路層がレーザ領域１５
に向かって量子井戸構造１１の方向に引き上げられているようにすることができ
る（図３ｂ参照）。
【００９２】 種々様々な層に対する材料としてここでは例えば、図１の実施例の相応の層に
対して示された材料が使用される。
【００９３】 表面放出レーザ構造１０のレーザ共振器はこの実施例においてもブラッグミラ
ー３と基板１の反対の側に配置されている外部の別のミラー（図３ａには図示さ
れていない）または基板１と量子井戸構造１１との間に配置されている別のブラ
ッグミラーとから形成されていてよい。
【００９４】 図４ａないし４ｃに略示されている、図３ａの実施例の装置を製造するための
方法において、基板１にまず緩衝層６が被着される。この上に次いで、第１の導
波路層２３、活性層２５および第２の導波路層２４が相次いで成長される。その
後第２の導波路層２４に量子井戸構造１１が成長され、これに閉じ込め層１３お
よびブラッグミラー層３が続く（図４ａ）。これらの層は例えばＭＯＶＰＥを用
いて製造される。
【００９５】 次いで、成長した層列の、レーザ領域１５として設けられている部分領域に。
エッチングマスク１７が被着されかつレーザ領域１５の外側の、ブラッグミラー
層３、閉じ込め層１３、量子井戸構造１１および部分的に第２の導波路層２４が
除去される（図４ｂ）。
【００９６】 その後、電流注入パス２６を定めるために、電気的に絶縁性のマスク層７が第
２の導波路層２４上に被着されて、それから第１のコンタクト層１２がデポジッ
トされる。
【００９７】 続いて、基板１の、半導体層列とは反対側の主表面に、出射窓８を備えた第２
のコンタクト層９が被着される（図４ｃ）。
【００９８】 放射損を回避するために、ここでも有利には基板１はＭＯＶＰＥに従って例え
ば１００μｍ以下に薄肉化されるかまたは完全に除去される。
【００９９】 本発明のいわゆるディスクレーザは有利にはブラッグミラーと一緒に下方向に
ヒートシンクにはんだ付けされる。１つの電極はヒートシンク上にあり、第２の
電極はディスクレーザの表面にボンディングによって生成される。
【０１００】 障害となる横モード（＝基板に対して平行なモード＝ささやきのモード（whis
pering mode））を妨げるために、表面放出半導体レーザ層列１５の縁部領域お
よび／またはエッチング構造において吸収層１８が配置されている（図８ａおよ
び８ｂ参照）。この形式の用途に対する適当な吸収材料は周知でありそれ故にこ
こで詳細には説明しない。
【０１０１】 図９ａには、ポンピング放射源としてリングレーザを備えている光学的にポン
ピングされる表面放出半導体装置の実施例の断面図が示されている。個々の半導
体層の順序は実質的に、図１の図示の実施例の層列に相応している。
【０１０２】 図１に図示の半導体装置とは異なって、第１のジャケット層２８（例えばｎ−
ＧａＡｌ０．６５Ａｓ）と、第１の導波路層２３（例えばｎ−ＧａＡｌ０．１Ａ
ｓ）と、活性層２５（例えばＩｎＧａＡｓ−ＳＱＷ）と、第２の導波路層２４（
例えばｐ−ＧａＡｌ０．１Ａｓ）と、第２のジャケット層２９（例えばｐ−Ｇａ
Ａｌ０．６５Ａｓ）を有している縁部放出構造２１はリングレーザとして実現さ
れている。
【０１０３】 このことは図９ｂにおいて半導体基体の平面図で明らかである。図９ａの断面
図はラインＡ−Ａに沿った垂直方向の断面に相応している。
【０１０４】 縁部放出半導体構造２１は平面図において８角形の形状を有している。これは
４個の回転対象性並びに正方形の中央の切り欠き３８を有している。平面図にて
円形のポンピングすべき量子井戸構造１１はこのようにして形成された８角リン
グ内に完全に配置されている。この８角リングは全反射する、閉じられた導波路
の形のリング共振器を形成している。
【０１０５】 作動中、この導波路において循環的に回っているリングモード、例えばモード
３７ａ，ｂ，ｃに基づいて示されているリングモードが振動し始め、これらが量
子井戸構造１１を光学的にポンピングする。外面での全反射に基づいて、この実
施例における出力結合損失は極端に僅かであるので、有利にも共振器内部の放射
電磁界は量子井戸構造１１のポンピングのために使用することができる。
【０１０６】 ８角形の図示のデザインに基づいて、図示のモード３７ａ，ｂ，ｃは実質的に
同等でありかつ同形に拡がっている。従って半径方向において（ラインＢ−Ｂに
沿って）大幅に均質な放射電磁界および相応にポンピングすべき量子井戸構造１
１における大幅に均質なポンピング密度が生じる。
【０１０７】 表面放出半導体レーザ構造１０のレーザ作動のために必要である第２のミラー
が図示の実施例においては半導体基体には集積されておらず、外部ミラーとして
設けられている（図１３も参照）。択一的にこの第２のミラーはミラー３と類似
した手法で図示されていない手法で半導体基体に実現されているものであっても
よい。この場合第２のミラーは例えば、設定されているレーザ領域１５内で緩衝
層６と量子井戸構造１１との間に配置することができよう。
【０１０８】 図１０において本発明の半導体レーザ装置の別の実施例が平面にて略示されて
いる。先に説明した実施例とは異なって、ここでは全反射する導波路が円環とし
て形成されている。ポンピングすべき量子井戸構造１１はこのリング領域内に完
全に配置されている。
【０１０９】 円環形状の共振器内で多数のリングモードが振動開始することができる。図示
のモード３９は可能な一例を示しているにすぎない。量子井戸構造１１はその他
に、多数の別のモードによって高い効率でポンピングされる。
【０１１０】 図１０から明らかであるように、簡単にするために中央の切り欠き３８を設け
ないようにすることもできる。その場合共振器は横断面として全円面を有してい
る。これにより有利にも製造コストが低減される。その場合確かにある程度まで
、共振器中心を通っているモードが振動し始める可能性がある。これらモードは
共振器境界において全反射せず、それ故に比較的高い出力結合損失を有している
ので、最終的にはポンピング効率が低減されることになる。
【０１１１】 図１１ａには、量子井戸構造１１が２つの相互に独立しているリングレーザに
よってポンピングされる本発明の別の実施例が示されている。これらは基本的に
第１実施例のリングレーザのように構成されている。
【０１１２】 配属されている導波路４４，４５は２つの領域４６ａ，ｂにおいて交差してお
り、その際領域４６ａにはポンピングすべき量子井戸構造１１が配置されている
。２つのリングレーザを備えたこの配置構成によって、量子井戸構造１１におけ
るポンピング密度は一層高められる。重要なポンピングモードは図にモード３７
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆに基づいて例示されている。有利にも第１の実施例にお
いて説明したように、ここでも大幅に均質なポンピング密度が生じる。
【０１１３】 図１１ｂには図３ａに示されている装置の有利な変形例が示されているが、こ
れは殊に、交差している環状の導波路４４および４５のデザインが簡素化されて
いることによって特徴付けられている。このために中央の切り欠き４０および４
１の横断面が３角形に低減されている。中央の切り欠き４２および図１１ａに図
示の側方の切り欠き４３は設けられない。この簡素化によって有利にも、レーザ
機能を殆ど損なうことなしに、製造コストが低減される。
【０１１４】 更に図１１ｂに示されているように、第２の量子井戸構造４７が２つのリング
レーザの第２の交差領域に実現されているようにすることもできる。
【０１１５】 図１２には、本発明の半導体レーザ装置を製造するための２つの工程が略示さ
れている。
【０１１６】 プロセスは既に説明しかつ図２ａ、２ｂおよび２ｃに示されているように、例
えばＭＯＶＰＥを用いて基板１に緩衝層６、第１の閉じ込め層１２、量子井戸構
造１１、第２の閉じ込め層１３およびブラッグ層３を被着することによって始め
られる。その後、表面放出レーザ領域１５として設けられている、この層列の領
域に、エッチングマスク１７が被着されかつ設定されている表面放出レーザ領域
の外側でのブラッグミラー層３、閉じ込め層１２および１３、量子井戸構造１１
および緩衝層６の部分から成るスタック体が除去される。それから緩衝層６の露
出されている領域に、第１のジャケット層２８、第１の導波路層２３、活性層２
５，第２の導波路層２４、第２のジャケット層２９および被覆層３０がこの場合
も例えばＭＯＶＰＥを用いて順次に被着される（図示されていないが、図２ａ，
ｂ，ｃ参照）。
【０１１７】 引き続いて図１２ａに示されているように、全反射する、閉じ込められている
導波路を形成するための半導体構造の外側領域および中央領域が除去される。こ
のことは例えば、適当な、公知のマスク技術を使用して反応性イオンエッチング
によって行うことができる。
【０１１８】 このようにして製造された、縁部放出半導体構造の側面には光学的な補償加工
は必要でなくかつこの種の側面で殆ど損失のないリングレーザ共振器が形成され
る。
【０１１９】 最後にエッチングマスク１７が取り除かれ、ブラッグミラー３に電気的に絶縁
性のマスク層７が被着されかつ表面がｐコンタクト層３２によって被覆される。
基板にはｐコンタクト面３２が備えられる。基板にはｎコンタクト面９が備えら
れる（図１２ｂ）。
【０１２０】 本発明の半導体レーザ装置は殊に、外部のミラー３３および部分透過性の転向
ミラー３４を備えていて、周波数選択性のエレメント３５および／または周波数
２倍器３６が存在している外部の共振器に使用されるのに殊に適している（図１
３参照）。
【０１２１】 有利には、本発明の半導体レーザ装置はポンピング源の変調を介して（ポンピ
ング電流の変調によって）または表面放出半導体レーザ層列の短絡回路（図１４
参照）を介して変調することができる。
【０１２２】 上に説明した構造は例えば使用のＩｎＧａＡｌＡｓ系のみならず、例えばＩｎ
ＧａＮ系、ＩｎＧａＡｓＰ系またはＩｎＧａＡｌＰ系にも使用される。
【０１２３】 ４７０ｎｍで放出するようになっているＩｎＧａＮ系におけるディスクレーザ
では、量子井戸は例えば４５０ｎｍで放出するようになっているＩｎＧａＮ系か
ら成っており、閉じ込め層は低減された屈折率を有しているＩｎＧａＮ系から成
っておりかつブラッグミラーはＩｎＧａＡｌＮ系から成っている。ポンピングレ
ーザ構造は約４００ｎｍで放出するようになっているＩｎＧａＮ系から成る量子
井戸を備えている活性領域、並びにＧａＡｌＮ系から成っている導波路層および
ジャケット層を有しており、この場合Ａｌ含有物の変化を介して所望の屈折率が
調整設定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施例の断面の概略図である。
【図２】 ａないしｅは図１の実施例を製造するための方法のシーケンスの略図である。
【図３】 ３ａは第２の実施例の断面略図、３ｂは図３ａの実施例の導波路の有利な形態
の概略図である。
【図４】 ａないしｃは図３の実施例を製造するための方法のシーケンスの略図である。
【図５】 縁部放出半導体構造における電流注入パスの第１の配置構成の平面略図である
。
【図６】 縁部放出半導体構造における電流注入パスの第２の配置構成の平面略図である
。
【図７】 縁部放出半導体構造における電流注入パスの第３の配置構成の平面略図である
。
【図８】 ａおよびｂは吸収層を備えた半導体レーザ装置の略図である。
【図９】 ａおよびｂはポンピング放射源としてリングレーザを備えている第１の実施例
の断面および平面略図である。
【図１０】 ポンピング放射源としてリングレーザを備えている第２の実施例の平面略図で
ある。
【図１１】 ａおよびｂはポンピング放射源としてそれぞれ２つのリングレーザを備えてい
る第３および第４の実施例の平面略図である。
【図１２】 ａおよびｂは図９の実施例を製造するための方法のシーケンスの略図である。
【図１３】 外部の共振器を備えている本発明の半導体レーザ装置の概略図である。
【図１４】 本発明の変調可能な半導体レーザ装置の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ノルベルト リンダー ドイツ連邦共和国 グリュンタール カイ ルベルクシュトラーセ 31 (72)発明者 ヨハン ルフト ドイツ連邦共和国 ヴォルフゼグ アーホ ルンシュトラーセ １ Ｆターム(参考） 5F073 AA45 AA66 AA67 AA73 AA74 AA89 AB01 AB02 AB17 AB25 CA04 CA07 CB02 CB07 DA05 DA25 DA31 EA29

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光学的にポンピングされる表面放出半導体レーザ装置であっ
    て、 少なくとも１つの、放射生成量子井戸構造（１１）と、該量子井戸構造（１１）
    を光学的にポンピングするための少なくとも１つのポンピング放射源（２０）と
    を備えており、 ここでポンピング放射源（２０）は縁部放出半導体構造（２１）を有している 形式のものにおいて、 放射生成量子井戸構造（１１）および縁部放出半導体構造（２１）はそれぞれ、
    共通の基板（１）にエピタキシャルに順次成長されている半導体層列を有してい
    る ことを特徴とする半導体レーザ装置。
  2. 【請求項２】 放射生成量子井戸構造（１１）およびポンピング放射源（２
    ０）は、該ポンピング放射源（２０）の放射放出領域（２２）および量子井戸構
    造（１１）が前記基板（１）上に同じ高さにおいて存在しており、その結果半導
    体レーザ装置の作動中、ポンピング放射（２）が側方から量子井戸構造（１１）
    に入力結合されるように順次並んで配置されている 請求項１記載の半導体レーザ装置。
  3. 【請求項３】 量子井戸構造（１１）は縁部放出半導体構造（２１）によっ
    て取り囲まれており、該縁部放出半導体構造において、該半導体レーザ構造（２
    １）の表面の少なくとも１つの電流注入パス（２６）を用いて少なくとも１つの
    利得主導の放射放出活性領域が実現されており、該領域がポンピング放射源（２
    ０）として用いられる 請求項２記載の半導体レーザ装置。
  4. 【請求項４】 量子井戸構造（１１）は縁部放出半導体構造（２１）によっ
    て取り囲まれており、該半導体構造において該半導体構造の表面上の少なくとも
    １つの電流注入パス（２６）を用いて電流注入パス（２６）に沿って形成されて
    いるトレンチと関連して該半導体構造（２１）中に少なくとも１つの屈折率主導
    の放射放出活性領域が画定されており、該活性領域がポンピング放射源（２０）
    として用いられる 請求項２記載の半導体レーザ装置。
  5. 【請求項５】 放射生成量子井戸構造（１１）の方を向いている、電流注入
    パス（２６）の端部は該量子井戸構造に対して１０μｍ〜５０μｍの距離を有し
    ている 請求項３または４記載の半導体レーザ装置。
  6. 【請求項６】 ２つのポンピング放射源は量子井戸構造（１１）の相対向し
    ている側に配置されており、該ポンピング放射源は作動中、ポンピング放射（２
    ）を量子井戸構造（１１）に送射する 請求項１から５までのいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
  7. 【請求項７】 多数のポンピング放射源（２０）が量子井戸構造（１１）を
    中心に星形に配置されており、該ポンピング放射源は作動中、ポンピング放射（
    ２）を量子井戸構造（１１）に送射する 請求項１から５までのいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
  8. 【請求項８】 量子井戸構造（１１）の相対向している側に配置されている
    ２つのポンピング放射源（２０）はそれぞれ一緒に、レーザ放射を用いた光学的
    なポンピングのためのレーザ構造を形成している 請求項６または７記載の半導体レーザ装置。
  9. 【請求項９】 ポンピング放射源（２０）は少なくとも１つのリングレーザ
    を有している 請求項１から５までのいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
  10. 【請求項１０】 量子井戸構造（１１）はリングレーザの共振器内に配置さ
    れている 請求項９記載の半導体レーザ装置。
  11. 【請求項１１】 リングレーザの共振器はリング形状に閉じられている導波
    路によって形成されている 請求項９または１０記載の半導体レーザ装置。
  12. 【請求項１２】 縁部放出半導体構造（２１）は、該縁部放出半導体構造（
    ２１）の屈折率より僅かである屈折率を有している媒体によって取り囲まれてい
    る 請求項９から１１までのいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
  13. 【請求項１３】 縁部放出半導体構造（２１）は、空気、別のガス状の媒体
    または誘電体によって取り囲まれている 請求項９から１２までのいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
  14. 【請求項１４】 縁部放出半導体構造（２１）は、円形または円環形状の横
    断面を有するシリンダ形状のボディーとして形成されている 請求項９から１３までのいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
  15. 【請求項１５】 縁部放出半導体構造（２１）は、多角形または多角環形状
    の横断面を有するプリズム形状のボディーとして形成されている 請求項９から１３までのいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
  16. 【請求項１６】 縁部放出半導体構造（２１）は、第１の導波路（２３）と
    第２の導波路（２４）との間に埋め込まれている少なくとも１つの活性層（２５
    ）を有しており、該第１および第２の導波路の方は第１のジャケット層（２８）
    と第２のジャケット層（２９）との間に埋め込まれている 請求項１から１５までのいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
  17. 【請求項１７】 縁部放出半導体構造（２１）と量子井戸構造（１１）との
    間の境界面は少なくとも部分的に反射性である 請求項１６記載の半導体レーザ装置。
  18. 【請求項１８】 縁部放出半導体構造（２１）は複数の活性層（２５）を有
    しており、該活性層はトンネル遷移を用いて直列に接続されており、かつ 量子井戸構造は複数の量子井戸群を有しており、該量子井戸群はそれぞれ、縁部
    放出半導体構造（２１）の活性層（２５）の高さのところにある 請求項１から１７までのいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
  19. 【請求項１９】 ビーム放射量子井戸構造（１１）およびポンピング放射源
    （２０）は基板（１）上に上下に配置されておりかつ 量子井戸構造（１１）は縁部放出半導体構造（２１）に光学的に結合されている
    ので、半導体レーザ装置の作動中、ポンピング放射（２）が量子井戸構造（１１
    ）にガイドされる 請求項１記載の半導体レーザ装置。
  20. 【請求項２０】 縁部放出半導体構造（２１）は第１の導波路層（２３）と
    、基板（１）側から見て該第１の導波路層の後ろに配置されている第２の導波路
    層（２４）とを有しており、該導波路層間に活性層（２５）が配置されておりか
    つ 量子井戸構造（１１）は第２の導波路層（２４）にエピタキシャル成長されてお
    り、縁部放出半導体構造（２１）の部分領域だけを被覆しかつ該部分領域に光学
    的に結合されているので、縁部放出半導体構造（２１）に生成されたポンピング
    放射（２）の少なくとも一部が量子井戸構造（１１）にガイドされる 請求項１９記載の半導体レーザ装置。
  21. 【請求項２１】 縁部放出半導体構造（２１）において第２の導波路層（２
    ４）の表面に相応にストラクチャ化されている少なくとも１つの電流注入パス（
    ２６）を用いて、少なくとも１つの利得主導の放射放出活性領域が形成されてお
    り、該領域がポンピング放射源（２０）として用いられる 請求項２０記載の半導体レーザ装置。
  22. 【請求項２２】 縁部放出半導体構造（２１）において第２の導波路層（２
    ４）の表面に相応にストラクチャ化されている少なくとも１つの電流注入パス（
    ２６）を用いて該第２の導波路層（２４）に相応にエッチングされているトレン
    チと関連して、少なくとも１つの利得主導の放射放出活性領域が形成されており
    、該領域がポンピング放射源（２０）として用いられる 請求項２１記載の半導体レーザ装置。
  23. 【請求項２３】 該第２の導波路層（２４）の屈折率は第１の導波路層（２
    ３）の屈折率より大きい 請求項１９から２２までのいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
  24. 【請求項２４】 活性層（２５）は、２つの導波路層（２３，２４）によっ
    て形成されている導波路に非対称的に配置されている 請求項１９から２３までのいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
  25. 【請求項２５】 基板（１）は、半導体レーザ装置に生成されたレーザビー
    ム（５）を通す材料から成っておりかつ 量子井戸構造（１１）の、基板（１）とは反対の側に共振器ミラー層（３）、例
    えばできるだけ高い反射係数を有するブラッグ反射器が被着されている 請求項２から２４までのいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
  26. 【請求項２６】 光学的にポンピングされる表面放出半導体レーザ装置の製
    造方法であって、該方法は次のステップを有している： ａ） 基板（１）上に、少なくとも１つの量子井戸構造（１１）を備えている表
    面放出半導体レーザ層列（１４）を被着し、 ｂ） 該表面放出半導体レーザ層列（１４）を設定されているレーザ領域（１５
    ）の外側で除去し、 ｃ） 該第１の半導体層列（１４）の除去によって露出された、基板（１）の上
    方の領域に縁部放出半導体層列（２７）を被着し、該層列はポンピング放射（２
    ）を量子井戸構造（１１）に送射するのに適しておりかつ ｄ） 該縁部放出半導体層列（２７）に少なくとも１つの電流注入パス（２６）
    を形成する 製造方法。
  27. 【請求項２７】 前記ステップａ）ないしｃ）は次の個別ステップを有して
    いる： ａａ） 基板（１）に緩衝層（６）を被着し、 ａｂ） 該緩衝層（６）に第１の閉じ込め層（１２）を被着し、 ａｃ） 該第１の閉じ込め層（１２）に表面放出半導体レーザに適している量子
    井戸構造（１１）を被着し、 ａｄ） 該量子井戸構造（１１）に第２の閉じ込め層（１３）を被着し、 ｂａ） 設定されている表面放出半導体レーザ領域（１５）の外側で、閉じ込め
    層（１２，１３）および量子井戸構造（１１）および部分的に緩衝層（６）を除
    去し、 ｃａ） 該緩衝層（６）の露出された領域に第１のジャケット層（２８）、第１
    の導波路層（２３）、活性層（２５）、第２の導波路層（２４）および第２のジ
    ャケット層（２９）を順次被着し、ここでそれぞれの層厚は、活性層に生成され
    たポンピング放射（２）が量子井戸構造（１１）に達するように選定されている
    請求項２６記載の方法。
  28. 【請求項２８】 光学的にポンピングされる表面放出半導体レーザ装置の製
    造方法であって、該方法は次のステップを有している： ａ） 基板（１）上に縁部放出半導体層列（２７）を被着し、 ｂ） 該縁部放出半導体層列（２７）に、少なくとも１つの量子井戸構造（１１
    ）を備えている表面放出半導体レーザ層列（１４）を被着し、 ｃ） 該表面放出半導体レーザ層列（１４）を、設定されているレーザ領域（１
    ５）の外側で除去し、 ｄ） 該縁部放出半導体層列（２７）に少なくとも１つの電流注入パス（２６）
    を形成する 製造方法。
  29. 【請求項２９】 前記ステップａ）ないしｃ）は次の個別ステップを有して
    いる： ａａ） 基板（１）に緩衝層（６）を被着し、 ａｂ） 該緩衝層（６）に第１の導波路層（２３）、活性層（２５）および第２
    の導波路層（２４）を順次被着し、 ｂａ） 該第２の導波路層（２４）に第１の閉じ込め層（１２）を被着し、 ｂｂ） 第１の導波路層（２３）に表面放出半導体レーザに適している量子井戸
    構造（１１）を被着し、 ｂｃ） 該量子井戸構造（１１）に第２の閉じ込め層（１３）を被着し、 ｃａ） 設定されている表面放出レーザ領域（１５）の外側で、閉じ込め層（１
    ２，１３）および量子井戸構造（１１）および部分的に第２の導波路層（２４）
    を除去する 請求項２８記載の方法。
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