JP6116367B2 - Semiconductor laser device - Google Patents
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Description
本発明は、テラヘルツ波を出射する半導体レーザ装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device that emits terahertz waves.
テラヘルツカスケードレーザは、小型で駆動が容易なテラヘルツ光源として期待されている。しかしながら、テラヘルツカスケードレーザの出射端面から出射されるテラヘルツ波には、出射端面における出射領域に対して波長が非常に長いため、回折の影響が顕著に現れて広がり角が大きくなり、その結果、テラヘルツカスケードレーザの発振光として有効に利用し得る割合(取出し効率)を高くしにくい。 The terahertz cascade laser is expected as a terahertz light source that is small and easy to drive. However, since the wavelength of the terahertz wave emitted from the emission end face of the terahertz cascade laser is very long with respect to the emission region at the emission end face, the influence of diffraction appears remarkably and the spread angle becomes large. It is difficult to increase the ratio (extraction efficiency) that can be effectively used as the oscillation light of the cascade laser.
テラヘルツ波の広がり角を抑制する方法として、テラヘルツカスケードレーザの表面にリング状の回折格子構造を形成し、その表面から出射される高次の回折モードを利用する方法が知られている(非特許文献1及び2参照)。また、テラヘルツ波の広がり角を抑制する別の方法として、テラヘルツカスケードレーザとメタマテリアル構造の一次元漏れ波アンテナとを組み合わせる方法が知られている(非特許文献3及び4参照)。
As a method for suppressing the spread angle of a terahertz wave, a method is known in which a ring-shaped diffraction grating structure is formed on the surface of a terahertz cascade laser and a higher-order diffraction mode emitted from the surface is used (non-patent document).
しかしながら、非特許文献1及び2記載の方法では、高次の回折モードを利用するため、テラヘルツ波の取出し効率は必ずしも高くない。また、非特許文献3及び4記載の方法では、メタマテリアル構造の一次元漏れ波アンテナを用いるため、一次元方向においてテラヘルツ波の広がり角を抑制することができるだけである。
However, in the methods described in
そこで、本発明は、広がり角が二次元方向において抑制されたテラヘルツ波を高い取出し効率で出射することができる半導体レーザ装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor laser device that can emit a terahertz wave whose divergence angle is suppressed in a two-dimensional direction with high extraction efficiency.
本発明の半導体レーザ装置は、量子カスケードレーザ構造を有し、テラヘルツ波を発振する半導体積層体と、環状に並んだ複数の伝送線路型メタマテリアル単位構造を有し、半導体積層体から入射されたテラヘルツ波を環状に導波しながら外部に漏れ波を出射する伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体と、を備える。 The semiconductor laser device of the present invention has a quantum cascade laser structure, a semiconductor laminate that oscillates terahertz waves, and a plurality of transmission line type metamaterial unit structures arranged in a ring, and is incident from the semiconductor laminate A transmission line type metamaterial leakage wave structure that emits leakage waves to the outside while guiding terahertz waves in a ring shape.
この半導体レーザ装置では、伝送線路型メタマテリアル単位構造が環状に並んでいるため、伝送線路型メタマテリアル単位構造が並ぶ平面に対して垂直な方向において漏れ波の電界強度が互いに強め合い、広がり角が二次元方向において抑制されることになる。よって、この半導体レーザ装置によれば、広がり角が二次元方向において抑制されたテラヘルツ波を高い取出し効率で出射することができる。 In this semiconductor laser device, since the transmission line type metamaterial unit structures are arranged in a ring shape, the electric field strengths of leakage waves strengthen each other in the direction perpendicular to the plane in which the transmission line type metamaterial unit structures are arranged, and the spread angle Will be suppressed in the two-dimensional direction. Therefore, according to this semiconductor laser device, the terahertz wave whose divergence angle is suppressed in the two-dimensional direction can be emitted with high extraction efficiency.
ここで、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体における光路長は、テラヘルツ波の波長の70〜130%であってもよい。この場合、環状に並ぶ複数の伝送線路型メタマテリアル単位構造において、放射強度に最も寄与する電界強度最大の位置が、環の中心部に関して対向する位置を占めるため、本来は逆位相であったテラヘルツ波が同位相化される。このため、電界強度が互いに一層強め合い、広がり角が二次元方向において抑制されることになる。 Here, the optical path length in the transmission line type metamaterial leakage wave structure may be 70 to 130% of the wavelength of the terahertz wave. In this case, in a plurality of transmission line type metamaterial unit structures arranged in a ring shape, the position where the electric field strength that contributes most to the radiation intensity occupies the opposite position with respect to the center portion of the ring, and thus the terahertz that was originally in antiphase The waves are phased. For this reason, the electric field strengths further strengthen each other, and the spread angle is suppressed in the two-dimensional direction.
複数の伝送線路型メタマテリアル単位構造は、テラヘルツ波の導波の始点となる第1の伝送線路型メタマテリアル単位構造と、第1の伝送線路型メタマテリアル単位構造と離間し、テラヘルツ波の導波の終点となる第2の伝送線路型メタマテリアル単位構造と、第1の伝送線路型メタマテリアル単位構造と第2の伝送線路型メタマテリアル単位構造とを結ぶ複数の第3の伝送線路型メタマテリアル単位構造と、を含んでいてもよい。これによれば、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体におけるテラヘルツ波の導波及び外部への出射が良好となる。 The plurality of transmission line type metamaterial unit structures are separated from the first transmission line type metamaterial unit structure which is a starting point of terahertz wave guiding and the first transmission line type metamaterial unit structure, A plurality of third transmission line type metamaterial unit structures connecting the second transmission line type metamaterial unit structure serving as an end point of the wave, the first transmission line type metamaterial unit structure, and the second transmission line type metamaterial unit structure. And a material unit structure. According to this, the terahertz wave is guided and emitted to the outside in the transmission line type metamaterial leakage wave structure.
また、複数の伝送線路型メタマテリアル単位構造は、円形状に並んでいてもよい。これによれば、円形状のパターンをなすテラヘルツ波を出射することができる。 The plurality of transmission line type metamaterial unit structures may be arranged in a circular shape. According to this, a terahertz wave forming a circular pattern can be emitted.
複数の伝送線路型メタマテリアル単位構造は、テラヘルツ波の波長の4分の1未満の周期で並んでいてもよい。これにより、メタマテリアルとして有効に機能することができる。 The plurality of transmission line type metamaterial unit structures may be arranged with a period of less than a quarter of the wavelength of the terahertz wave. Thereby, it can function effectively as a metamaterial.
伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体は、半導体積層体に電圧を印加するための第1の電極及び第2の電極のうち第1の電極上に設けられた環状体と、第1の電極と対向するように、且つ環状に並ぶように環状体上に設けられた複数の第3の電極と、第3の電極のそれぞれと第1の電極とを電気的に接続する第4の電極と、を有していてもよく、この場合、第4の電極は、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体において外側の側面に形成されていてもよい。また、環状体は、誘電体からなっていてもよい。本発明ではこれらの構成を適宜選択することができるため、テラヘルツ波の分散特性を平衡系とするか非平衡系とするかの調整、及び、位相定数の調整の自由度が高い。 The transmission line type metamaterial leaky wave structure includes a first electrode for applying a voltage to the semiconductor multilayer body, an annular body provided on the first electrode among the second electrodes, a first electrode, A plurality of third electrodes provided on the annular body so as to face each other in an annular manner, a fourth electrode electrically connecting each of the third electrodes and the first electrode, In this case, the fourth electrode may be formed on the outer side surface of the transmission line type metamaterial leakage wave structure. The annular body may be made of a dielectric. In the present invention, since these configurations can be appropriately selected, there is a high degree of freedom in adjusting whether the dispersion characteristic of the terahertz wave is a balanced system or an unbalanced system and adjusting the phase constant.
ここで、環状体は、半導体積層体と同じ積層構造を有していてもよい。これによれば、半導体レーザ装置の製造時に、半導体積層体と環状体とを同じ工程で作製することができる。 Here, the annular body may have the same stacked structure as the semiconductor stacked body. According to this, at the time of manufacturing the semiconductor laser device, the semiconductor stacked body and the annular body can be manufactured in the same process.
また、本発明の半導体レーザ装置は、半導体積層体及び伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体を支持する基板を更に備え、第1の電極は、基板上に設けられていてもよい。これによれば、半導体レーザ装置の各構成の安定化を図ることができる。 The semiconductor laser device of the present invention may further include a substrate that supports the semiconductor laminate and the transmission line type metamaterial leakage wave structure, and the first electrode may be provided on the substrate. According to this, each component of the semiconductor laser device can be stabilized.
本発明によれば、広がり角が二次元方向において抑制されたテラヘルツ波を高い取出し効率で出射することができる半導体レーザ装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor laser device that can emit a terahertz wave whose divergence angle is suppressed in a two-dimensional direction with high extraction efficiency.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same part or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1及び図2に示されるように、半導体レーザ装置1は、InPからなる矩形板状の基板2を備えている。基板2の表面2aには、金及びインジウムからなる共通電極(第1の電極)3が設けられている。共通電極3の表面3aには、半導体積層体4及び略円形状の伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11が設けられている。つまり、基板2は、半導体積層体4及び伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11を支持している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
半導体積層体4は、InGaAs/InAlAsからなる量子カスケードレーザ構造を有している。半導体積層体4は、その長手方向を基板2の長手方向と一致させた状態で基板2の表面2a上に配置されている。半導体積層体4の表面4aには、共通電極3と対向するように、金からなる対向電極(第2の電極)6が設けられている。半導体積層体4は、共通電極3と対向電極6とに挟まれることで、金属導波路によるファブリペロー共振器を構成しており、共通電極3と対向電極6との間に電圧が印加されることにより、出射端面4bからテラヘルツ波を発振する。なお、半導体積層体4の両端面のうち、出射端面4bと反対側の端面には、テラヘルツ波を全反射する反射膜が形成されていてもよい。
The semiconductor stacked
伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11は、共通電極3上に設けられた環状体50を有している。環状体50は、InP等の誘電体からなり、半導体積層体4と隣り合うように基板2の表面2a上に配置されている。環状体50は、半導体積層体4からテラヘルツ波が入射する部分である導入部51、及び、導入部51から一体的に延びテラヘルツ波が導波される経路を構成する本体部52からなる。本体部52は、導入部51を始点として平面視円形を描くように延びて周回しており、その端部が導入部51に近接した位置に留まっている。すなわち、本体部52は、一部を欠いた円形をなしている。
The transmission line type metamaterial
ここで、環状体50の両端面のうち、導入部51が設けられている側の端面50aは、テラヘルツ波の光軸が通るように、半導体積層体4の出射端面4bに対向している。環状体50の両端部のうち、導入部51が設けられていない側の端面50bには、導波したテラヘルツ波が反射しないように、無反射コーティング又は斜め加工が施されている。なお、出射端面4bと環状体50の端面50aとの距離は、環状体50の半径方向の厚さよりも小さい距離とされている。
Here, of the both end faces of the
図1〜図3に示されるように、本体部52の表面52a上には、共通電極3と対向するように、且つ円環状に並ぶように、金からなる複数の分割電極(第3の電極)8が設けられている。各分割電極8は、ギャップ9によって互いに離間されている。また、導入部51の表面51a上にも、共通電極3と対向するように、金からなる分割電極8が設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 3, a plurality of divided electrodes (third electrodes) made of gold are arranged on the
本体部52の外側の側面52bには、金からなる複数の接続電極(第4の電極)10が形成されている。各接続電極10は、各分割電極8(導入部51上の分割電極8を除く)と共通電極3とを電気的に接続している。つまり、接続電極10は、各分割電極8を共通電極3に短絡させる。
A plurality of connection electrodes (fourth electrodes) 10 made of gold are formed on the
共通電極3と、一つの分割電極8と、共通電極3及び分割電極8に挟まれた本体部52の一部と、一つの接続電極10とにより伝送線路型メタマテリアル単位構造(以下、単に「単位構造」ともいう。)7が構成されている。そして、複数の単位構造7が環状に並ぶことにより、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11が構成されている。ここで、単位構造7は、テラヘルツ波の導波の始点となる第1の単位構造と、これと離間した位置に設けられ、テラヘルツ波の導波の終点となる第2の単位構造と、これらの単位構造を結ぶ複数の第3の単位構造とを含んでいる。
A transmission line type metamaterial unit structure (hereinafter simply referred to as “a”) is constituted by the
複数の単位構造7が環状に並ぶ周期は、対象とするテラヘルツ波の波長の4分の1未満とされている。ここで周期とは、各分割電極8及びギャップ9が並ぶ周方向における一つの分割電極8及び一つのギャップ9の大きさの合計値、つまり単位構造7の長さΔZに相当する。例えば、環状体50の本体部52の中心を通る円周の長さを、分割電極8(又はギャップ9)の数で除した値といえる(但し、導入部51が設けられている部分は計算から除く)。
The period in which the plurality of
伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11における光路長は、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11においてテラヘルツ波が導波される経路の光学的な長さであり、図4において一点鎖線で示されるとおり、環状体50における端面50aから、導入部51、及びこれに続く本体部52を経た反対側の端面50bまでの距離に屈折率を掛けた値をいう。この光路長は、テラヘルツ波の波長の長さとされている。なお、ここでは、光路長は、環状体50の半径方向の厚さの中心部を通った場合の長さとしている。また、図4において、矢印はテラヘルツ波が導波する方向を示している。
The optical path length in the transmission line type metamaterial
次に、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11の分散特性について説明する。
Next, the dispersion characteristic of the transmission line type metamaterial
図5は、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11を構成する単位構造7の等価回路を示している。単位構造7の等価回路は、隣り合う分割電極8の間(つまりギャップ9)に形成される直列キャパシタンスCLと、接続電極10に相当する並列インダクタンスLLと、分割電極8と共通電極3との間に形成される並列キャパシタンスCRと、分割電極8に相当する直列インダクタンスLRとの4つの要素からなる。この等価回路は、左手/右手系複合線路と考えることができ、いわゆる伝送線路型メタマテリアルの単位セルをなしているといえる。
FIG. 5 shows an equivalent circuit of the
この単位セルは、上記4つの要素(CL,LL,CR,LR)を調整することで分散特性を制御することができる。ここで分散特性とは、位相定数βとテラヘルツ波の角周波数ωとの関係を表す特性であり、単位セル(長さをΔZとする)の分散特性は、次の式(1)で表される。
横軸をβ・ΔZ、縦軸をωとした場合のグラフの概形は図6に示されるとおりである。また、図6に示されるように、各要素の値によって、右手系ブランチ(第一象限側)と左手系ブランチ(第二象限側)がβ=0においてギャップがない平衡系(すなわちCL・LR=CR・LLとなる場合)の分散特性や、ギャップが存在する非平衡系(すなわちCL・LR≠CR・LLとなる場合)の分散特性をとることができる。そして、図6において「air line」(大気中での光の分散特性)で囲まれた領域(放射領域)では、屈折率の絶対値が1よりも小さくなり、漏れモードとして外部への放射が可能となる。この特性を利用することにより、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11を漏れ波アンテナとして動作させることができる。
The outline of the graph when the horizontal axis is β · ΔZ and the vertical axis is ω is as shown in FIG. Also, as shown in FIG. 6, depending on the value of each element, the right-handed branch (first quadrant side) and the left-handed branch (second quadrant side) are balanced systems in which there is no gap when β = 0 (ie, C L · L R = and dispersion characteristics of C if the R · L L), can take the dispersion characteristics of the non-equilibrium systems that there is a gap (i.e. if the C L · L R ≠ C R · L L). In the region (radiation region) surrounded by “air line” (light dispersion characteristics in the atmosphere) in FIG. 6, the absolute value of the refractive index becomes smaller than 1, and the radiation to the outside is caused as a leakage mode. It becomes possible. By utilizing this characteristic, the transmission line type metamaterial
具体的には、共通電極3、環状体50、分割電極8及び接続電極10を構成する部材の形状や材質等、並びに、隣り合う分割電極8の間の距離(すなわちギャップ9の幅)等を種々変更することにより、分散特性を変化させることができる。例えば、単位構造7の高さ、幅、長さをそれぞれ10μmとし、ギャップ9の幅を0.2μm、接続電極10の幅を2μm程度とすれば、2THz前後の領域で漏れモードが形成され放射が可能となり、単位構造7が複数並んで形成された伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11の光路長が、入射するテラヘルツ波の波長程度であるため、単位構造7が並ぶ基板2の表面2aの平面に垂直な方向(環状体50の円形状がなす平面に対して垂直な方向)にテラヘルツ波を出射することができる。
Specifically, the shape and material of the members constituting the
以上のように構成された半導体レーザ装置1では、共通電極3と対向電極6との間に電圧が印加されると、量子カスケードレーザ構造を有する半導体積層体4からテラヘルツ波が発振され、当該テラヘルツ波が伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11に入射する。このとき、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11においては、単位構造7が環状に並んでおり、且つ光路長が入射するテラヘルツ波の波長程度であるため、単位構造7が並ぶ平面に対して垂直な方向に、テラヘルツ波が漏れ波として外部に出射される。このとき、当該出射方向において漏れ波の電界強度が互いに強め合い、広がり角が二次元方向において抑制されることになる。よって、この半導体レーザ装置によれば、広がり角が二次元方向において抑制されたテラヘルツ波を高い取出し効率で出射することができる。
In the
またこのとき、半導体積層体4と伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11とは互いに隣り合うように配置されており、更に環状体50の端面のうち導入部51が設けられた側の端面50aが半導体積層体4の出射端面4bに対向しているため、半導体積層体4から伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11にテラヘルツ波が高効率で入射する。このため、この半導体レーザ装置1によれば、テラヘルツ波を一層高い取出し効率で出射することができる。
Further, at this time, the
また、外部に出射するテラヘルツ波は、円形状のパターンをなしているため、中空ファイバとの結合が良好である。 Further, since the terahertz wave emitted to the outside has a circular pattern, the coupling with the hollow fiber is good.
また、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11における光路長は、テラヘルツ波の波長の長さとされているため、環状に並ぶ複数の単位構造7において、図4に示されるように、放射強度に最も寄与する電界強度Eが最大となる位置が、環の中心部に関して対向する位置を占め、本来は逆位相であったテラヘルツ波が同位相化される。このため、電界強度が互いに一層強め合い、広がり角が二次元方向において抑制されることになる。
Further, since the optical path length in the transmission line type metamaterial
また、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11は、環状体50と、複数の分割電極8と、接続電極10とを有しており、接続電極10は、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11において外側の側面に形成されているため、これらの部材の形状や材質等を適宜選択することにより、テラヘルツ波の分散特性を平衡系とするか非平衡系とするかの調整、及び、位相定数を調整することができる。つまり、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11の設計の自由度が高い。
The transmission line type metamaterial
また、半導体レーザ装置1では、複数の単位構造7がテラヘルツ波の波長の4分の1未満の周期で並んでいるため、メタマテリアルとして有効に機能することができる。
Further, in the
また、半導体レーザ装置1では、半導体積層体4及び伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11を支持する基板2を更に備え、共通電極3が基板2の表面2a上に設けられているため、半導体レーザ装置1の各構成の安定化が図られている。
The
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、環状体50が誘電体からなる態様を示したが、環状体50が半導体積層体4と同じ積層構造を有するものであってもよい。この場合、半導体レーザ装置1の製造時に、半導体積層体4と環状体50とを同じ工程で作製することができる。
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では光路長をテラヘルツ波の波長の長さとしたが、これを波長の70〜130%の長さとしてもよい。光路長をこの範囲の長さとした場合でも、漏れ波の電界強度が互いに強め合い、単位構造7が並ぶ平面に垂直な方向への放射強度が高くなる。
Moreover, in the said embodiment, although the optical path length was made into the length of the wavelength of a terahertz wave, this may be made into the length of 70 to 130% of a wavelength. Even when the optical path length is within this range, the electric field strengths of the leaky waves strengthen each other, and the radiation strength in the direction perpendicular to the plane on which the
また、図7に示されるように、上記実施形態における半導体積層体4の出射端面4bと反対側の端面の側にも伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11を設けてもよい。この場合、同時に2箇所からテラヘルツ波を出射させることができる。
In addition, as shown in FIG. 7, the transmission line type metamaterial
また、図8に示されるように、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11は六角形その他の多角形であってもよい。この場合、テラへツル波の出射形状が、伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体11の形状に応じたものとなる。
Further, as shown in FIG. 8, the transmission line type metamaterial
また、単位構造7には、直列キャパシタンスCLと並列インダクタンスLLとが必ずしも両方設けられている必要はない。例えば、図9に示されるように、上記実施形態において並列インダクタンスLLを構成していた接続電極10を有しない構成としてもよい。この場合、分散特性は右手系ブランチのみとなる。また、例えば、図10に示されるように、上記実施形態において直列キャパシタンスCLを構成していたギャップ9を有しない構成としてもよい。この場合、分散特性は右手系ブランチのみとなる。
Further, the
1…半導体レーザ装置、2…基板、3…共通電極(第1の電極)、4…半導体積層体、6…対向電極(第2の電極)、7…伝送線路型メタマテリアル単位構造、8…分割電極(第3の電極)、9…ギャップ、10…接続電極(第4の電極)、11…伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体、50…環状体。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
環状に並んだ複数の伝送線路型メタマテリアル単位構造を有し、前記半導体積層体から入射された前記テラヘルツ波を環状に導波しながら外部に漏れ波を出射する伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体と、を備え、
前記半導体積層体及び前記伝送線路型メタマテリアル漏れ波構造体は、互いに別体とされている、半導体レーザ装置。 A semiconductor laminate having a quantum cascade laser structure and emitting terahertz waves;
A transmission line type metamaterial leakage wave structure having a plurality of transmission line type metamaterial unit structures arranged in a ring and emitting a leakage wave to the outside while guiding the terahertz wave incident from the semiconductor laminate in a ring shape With body ,
The semiconductor stacked body and the transmission line metamaterial leaky wave structure, that is separate from each other, the semiconductor laser device.
前記テラヘルツ波の導波の始点となる第1の伝送線路型メタマテリアル単位構造と、
前記第1の伝送線路型メタマテリアル単位構造と離間し、前記テラヘルツ波の導波の終点となる第2の伝送線路型メタマテリアル単位構造と、
前記第1の伝送線路型メタマテリアル単位構造と前記第2の伝送線路型メタマテリアル単位構造とを結ぶ複数の第3の伝送線路型メタマテリアル単位構造と、を含む、請求項1又は2記載の半導体レーザ装置。 The plurality of transmission line type metamaterial unit structures are:
A first transmission line type metamaterial unit structure that is a starting point of the terahertz wave guide;
A second transmission line type metamaterial unit structure that is spaced apart from the first transmission line type metamaterial unit structure and serves as an end point of the terahertz wave guide;
3. A plurality of third transmission line type metamaterial unit structures connecting the first transmission line type metamaterial unit structure and the second transmission line type metamaterial unit structure, according to claim 1 or 2. Semiconductor laser device.
前記半導体積層体に電圧を印加するための第1の電極及び第2の電極のうち前記第1の電極上に設けられた環状体と、
前記第1の電極と対向するように、且つ環状に並ぶように前記環状体上に設けられた複数の第3の電極と、
前記第3の電極のそれぞれと前記第1の電極とを電気的に接続する第4の電極と、を有する、請求項1〜5のいずれか一項記載の半導体レーザ装置。 The transmission line type metamaterial leakage wave structure is
An annular body provided on the first electrode among the first electrode and the second electrode for applying a voltage to the semiconductor laminate;
A plurality of third electrodes provided on the annular body so as to be opposed to the first electrode and arranged in an annular shape;
The semiconductor laser device according to claim 1, further comprising a fourth electrode that electrically connects each of the third electrodes and the first electrode.
前記第1の電極は、前記基板上に設けられている、請求項6〜9のいずれか一項記載の半導体レーザ装置。 Further comprising a substrate for supporting the semiconductor laminate and the transmission line type metamaterial leakage wave structure,
The semiconductor laser device according to claim 6, wherein the first electrode is provided on the substrate.
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