JP2003347638A - 垂直共振器型有機レーザアレイデバイス - Google Patents
垂直共振器型有機レーザアレイデバイスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ミクロンサイズの有機レーザピクセルの２次
元アレイからの位相固定レーザ発光が可能な面発光有機
レーザデバイスを提供する。 【解決手段】 垂直共振器型有機レーザアレイデバイス
１００は、基板１１０と、ピクセル２００とピクセル間
隔２１０とを画定しており、前記基板の上に配置されて
いるパターニングされた反射率変調器１５０と、前記パ
ターニングされた反射率変調器の上に配置され、所定範
囲の波長を超える光を反射する底部誘電体積層体１２０
と、レーザ発光のために前記底部誘電体積層体の上に配
置されている有機活性領域１３０と、離間されたレーザ
ピクセルのアレイが画定されるように前記底部誘電体層
と離間されており、ピクセルがピクセル間領域より高い
反射率を有し、アレイがコヒーレントな位相固定レーザ
光を発するように、所定範囲の波長を超える光を反射す
る頂部誘電体積層体１４０とを備える。
元アレイからの位相固定レーザ発光が可能な面発光有機
レーザデバイスを提供する。 【解決手段】 垂直共振器型有機レーザアレイデバイス
１００は、基板１１０と、ピクセル２００とピクセル間
隔２１０とを画定しており、前記基板の上に配置されて
いるパターニングされた反射率変調器１５０と、前記パ
ターニングされた反射率変調器の上に配置され、所定範
囲の波長を超える光を反射する底部誘電体積層体１２０
と、レーザ発光のために前記底部誘電体積層体の上に配
置されている有機活性領域１３０と、離間されたレーザ
ピクセルのアレイが画定されるように前記底部誘電体層
と離間されており、ピクセルがピクセル間領域より高い
反射率を有し、アレイがコヒーレントな位相固定レーザ
光を発するように、所定範囲の波長を超える光を反射す
る頂部誘電体積層体１４０とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、垂直共振器型有機
レーザ光デバイスに関する。
レーザ光デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】ケイス（Keith B. Kahen）によって米国
特許庁に２０００年２月４日に出願された米国特許出願
第１０／０６６、８２９号を本願明細書の一部をなすも
のとしてここに挙げておく。
特許庁に２０００年２月４日に出願された米国特許出願
第１０／０６６、８２９号を本願明細書の一部をなすも
のとしてここに挙げておく。
【０００３】ＡｌＧａＡｓ等の無機半導体を用いた垂直
共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）は、８０年代半ば
以来、開発されている（K. Kinoshita et al., IEEE J.
Quant. Electron. QE-23, 882 [1987]）。それによっ
て、波長８５０ｎｍの光を発光するＡｌＧａＡｓベース
の垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）が多くの会
社によって製造され、それらは１００年を超える寿命に
達している（K. D. Choquette et al., Proc. IEEE 85,
1730 [1997]）。近年の近赤外レーザにおける成功に乗
って、可視波長領域で発光する垂直共振器型面発光レー
ザを製造するため、他の無機材料の系統へ注意が向けら
れている（C. Wilmsen et al., Vertical-Cavity Surfa
ce-Emitting Lasers, Cambridge University Press, Ca
mbridge,2001）。可視光領域レーザには、ディスプレ
イ、光記録媒体の読み出し／書き込み、レーザプリン
ト、それにプラスチック光ファイバを用いた短距離通信
等の多くの用途がある（T. Ishigure et al., Electro
n. Lett. 31, 467 [1995]）。世界中の産学の研究所に
よる努力にもかかわらず、端面発光型レーザであれ垂直
共振器型面発光レーザであれ、可視スペクトルにかかる
可視光領域レーザダイオードを生み出すにとどまってい
る。
共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）は、８０年代半ば
以来、開発されている（K. Kinoshita et al., IEEE J.
Quant. Electron. QE-23, 882 [1987]）。それによっ
て、波長８５０ｎｍの光を発光するＡｌＧａＡｓベース
の垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）が多くの会
社によって製造され、それらは１００年を超える寿命に
達している（K. D. Choquette et al., Proc. IEEE 85,
1730 [1997]）。近年の近赤外レーザにおける成功に乗
って、可視波長領域で発光する垂直共振器型面発光レー
ザを製造するため、他の無機材料の系統へ注意が向けら
れている（C. Wilmsen et al., Vertical-Cavity Surfa
ce-Emitting Lasers, Cambridge University Press, Ca
mbridge,2001）。可視光領域レーザには、ディスプレ
イ、光記録媒体の読み出し／書き込み、レーザプリン
ト、それにプラスチック光ファイバを用いた短距離通信
等の多くの用途がある（T. Ishigure et al., Electro
n. Lett. 31, 467 [1995]）。世界中の産学の研究所に
よる努力にもかかわらず、端面発光型レーザであれ垂直
共振器型面発光レーザであれ、可視スペクトルにかかる
可視光領域レーザダイオードを生み出すにとどまってい
る。
【０００４】可視光領域の垂直共振器型面発光レーザを
生み出す努力のなかで、有機ベースのゲイン材料（gain
material）は、低い非励起散乱／吸収損失と高い量子
効率の特性を有しているので、無機ベースの材料を断念
し、有機ベースのレーザシステムに絞ることは有利とな
る。無機系レーザシステムと比較すると、有機レーザ
は、相対的に安価に製造でき、可視光領域全体にわたっ
て発光させることができ、任意の大きさにすることがで
き、最も重要なこととしては、一つのチップから赤、
緑、青等の複数波長の光を発光させることができること
である。
生み出す努力のなかで、有機ベースのゲイン材料（gain
material）は、低い非励起散乱／吸収損失と高い量子
効率の特性を有しているので、無機ベースの材料を断念
し、有機ベースのレーザシステムに絞ることは有利とな
る。無機系レーザシステムと比較すると、有機レーザ
は、相対的に安価に製造でき、可視光領域全体にわたっ
て発光させることができ、任意の大きさにすることがで
き、最も重要なこととしては、一つのチップから赤、
緑、青等の複数波長の光を発光させることができること
である。
【０００５】レーザダイオードシステムの普通の製造方
法では、光励起よりも電子注入を行ってデバイスの活性
領域に必要な反転分布を生み出している。これは、無機
システムにおける広範囲のデバイスについて光励起のし
きい値は１０４Ｗ／ｃｍ２程度の大きさを持つためであ
る（P. L. Gourley et al）。このような高出力密度
は、励起光源としての他のレーザを用いることによって
のみ達成でき、その結果、共振器型無機系レーザを用い
る道は除外される。非励起有機レーザシステムは、特
に、能動媒質（active media）としてホスト−ドーパン
トの組み合わせを用いた場合には、レーザ波長における
散乱及び吸収損失を大幅に減らすことができる（〜０．
５ｃｍ−１）。その結果、特に、活性体積（active vol
ume）を最小にするために、微細な共振器の垂直共振器
型面発光レーザを用いた場合、５Ｗ／ｃｍ２より低い光
励起パワー密度の閾値を達成できる。５Ｗ／ｃｍ２より
低いパワー密度の閾値の重要性とは、安価な、オフ・ザ
・シェルフ（off-the-shelf）の、非コヒーレントＬＥ
Ｄの光励起レーザ共振器を得ることができる可能性があ
るということである。
法では、光励起よりも電子注入を行ってデバイスの活性
領域に必要な反転分布を生み出している。これは、無機
システムにおける広範囲のデバイスについて光励起のし
きい値は１０４Ｗ／ｃｍ２程度の大きさを持つためであ
る（P. L. Gourley et al）。このような高出力密度
は、励起光源としての他のレーザを用いることによって
のみ達成でき、その結果、共振器型無機系レーザを用い
る道は除外される。非励起有機レーザシステムは、特
に、能動媒質（active media）としてホスト−ドーパン
トの組み合わせを用いた場合には、レーザ波長における
散乱及び吸収損失を大幅に減らすことができる（〜０．
５ｃｍ−１）。その結果、特に、活性体積（active vol
ume）を最小にするために、微細な共振器の垂直共振器
型面発光レーザを用いた場合、５Ｗ／ｃｍ２より低い光
励起パワー密度の閾値を達成できる。５Ｗ／ｃｍ２より
低いパワー密度の閾値の重要性とは、安価な、オフ・ザ
・シェルフ（off-the-shelf）の、非コヒーレントＬＥ
Ｄの光励起レーザ共振器を得ることができる可能性があ
るということである。
【０００６】垂直共振器型面発光有機レーザデバイスか
らシングルモードのミリワット出力を得るために、通
常、発光領域の直径として１０μｍ程度の大きさが必要
である。そのため、出力１ｍＷのためには、デバイスを
光源によって〜６０００Ｗ／ｃｍ２（出力変換効率とし
て２５％を仮定している）に励起する必要がある。この
パワー密度レベル（及びピクセルサイズ）は、ＬＥＤの
能力をはるかに超えており、さらに、連続波（continuo
us wave（ｃｗ））で駆動した場合には、有機材料の劣
化を引き起こすという問題が生じると思われる。その問
題を避ける方法は、有機レーザ発光領域の直径を約３５
０μｍに大きくすることであり、それによって、１ｍＷ
の出力を得るための励起パワー密度を４Ｗ／ｃｍ２程度
の大きさに減らすことができる。このパワー密度の大き
さとピクセルサイズとは、既成の波長４００ｎｍ用の無
機ＬＥＤによって達成できる。しかし残念ながら、発光
領域の直径３５０μｍの広範囲用デバイスは、マルチモ
ード出力であって、低いパワー変換効率を招き、その結
果、光はフィラメント状になってしまう。そこで、良好
なパワー変換効率とシングルモード出力が得られる大面
積の垂直共振器型面発光有機レーザデバイスを作製する
ことには非常に大きな利点がある。
らシングルモードのミリワット出力を得るために、通
常、発光領域の直径として１０μｍ程度の大きさが必要
である。そのため、出力１ｍＷのためには、デバイスを
光源によって〜６０００Ｗ／ｃｍ２（出力変換効率とし
て２５％を仮定している）に励起する必要がある。この
パワー密度レベル（及びピクセルサイズ）は、ＬＥＤの
能力をはるかに超えており、さらに、連続波（continuo
us wave（ｃｗ））で駆動した場合には、有機材料の劣
化を引き起こすという問題が生じると思われる。その問
題を避ける方法は、有機レーザ発光領域の直径を約３５
０μｍに大きくすることであり、それによって、１ｍＷ
の出力を得るための励起パワー密度を４Ｗ／ｃｍ２程度
の大きさに減らすことができる。このパワー密度の大き
さとピクセルサイズとは、既成の波長４００ｎｍ用の無
機ＬＥＤによって達成できる。しかし残念ながら、発光
領域の直径３５０μｍの広範囲用デバイスは、マルチモ
ード出力であって、低いパワー変換効率を招き、その結
果、光はフィラメント状になってしまう。そこで、良好
なパワー変換効率とシングルモード出力が得られる大面
積の垂直共振器型面発光有機レーザデバイスを作製する
ことには非常に大きな利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特
に、ミクロンサイズの有機レーザピクセルの２次元アレ
イからの位相固定レーザ発光が可能な面発光有機レーザ
デバイスを提供することである。
に、ミクロンサイズの有機レーザピクセルの２次元アレ
イからの位相固定レーザ発光が可能な面発光有機レーザ
デバイスを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の本発
明に係る垂直共振器型有機レーザアレイデバイスによっ
て解決できる。このデバイスは、基板と、ピクセルとピ
クセル間隔とを画定しており、前記基板の上に配置され
ているパターニングされた反射率変調器と、前記パター
ニングされた反射率変調器の上に配置され、所定範囲の
波長を超える光を反射する底部誘電体積層体と、レーザ
発光のために前記底部誘電体積層体の上に配置されてい
る有機活性領域と、離間されたレーザピクセルのアレイ
が画定されるように前記底部誘電体層と離間されてお
り、ピクセルがピクセル間領域より高い反射率を有し、
アレイがコヒーレントな位相固定レーザ光を発するよう
に、所定範囲の波長を超える光を反射する頂部誘電体積
層体とを備える。
明に係る垂直共振器型有機レーザアレイデバイスによっ
て解決できる。このデバイスは、基板と、ピクセルとピ
クセル間隔とを画定しており、前記基板の上に配置され
ているパターニングされた反射率変調器と、前記パター
ニングされた反射率変調器の上に配置され、所定範囲の
波長を超える光を反射する底部誘電体積層体と、レーザ
発光のために前記底部誘電体積層体の上に配置されてい
る有機活性領域と、離間されたレーザピクセルのアレイ
が画定されるように前記底部誘電体層と離間されてお
り、ピクセルがピクセル間領域より高い反射率を有し、
アレイがコヒーレントな位相固定レーザ光を発するよう
に、所定範囲の波長を超える光を反射する頂部誘電体積
層体とを備える。
【０００９】
【発明の実施の形態】シングルモードで発光する面積を
大きくするために、図１に典型的に示されるように、本
発明に係る２次元位相固定レーザアレイデバイス１００
を構成する必要がある。光励起及びレーザ発振の方向に
応じて、基板１１０は、光伝導性、又は、不透明のいず
れであってもよい。基板１１０は、透明なガラス又はプ
ラスチックであってもよい。別の場合として、光励起す
る面と同じ面からレーザ発振する場合に、シリコン等の
半導体材料又はセラミック材料を含む不透明な基板を用
いてもよい。
大きくするために、図１に典型的に示されるように、本
発明に係る２次元位相固定レーザアレイデバイス１００
を構成する必要がある。光励起及びレーザ発振の方向に
応じて、基板１１０は、光伝導性、又は、不透明のいず
れであってもよい。基板１１０は、透明なガラス又はプ
ラスチックであってもよい。別の場合として、光励起す
る面と同じ面からレーザ発振する場合に、シリコン等の
半導体材料又はセラミック材料を含む不透明な基板を用
いてもよい。
【００１０】図２に示すように、２次元位相固定レーザ
アレイデバイス１００を形成するために、ＶＣＳＥＬの
表面には、ピクセル間領域２１０によって分離されたレ
ーザピクセル２００を画定する必要がある。位相固定を
行うために、強度及び位相情報をピクセル間で変換しな
ければならない。これは、レーザ発振をわずかな内蔵イ
ンデックス又はゲインを導くピクセル領域に弱く制限す
ることにより最も行うことができる。２次元無機レーザ
アレイに適用されているように、この弱制限（weak con
finement）を行う方法は、金属を加える（E. Kapon and
M. Orenstein,米国特許第5,086,430号）か、頂部の誘
電体層を深くエッチングして（P. L. Gourley et al.,
Appl. Phys. Lett. 58, 890[1991]）、頂部の誘電体層
の反射率を調整することである。どちらの無機レーザア
レイの場合にも、レーザピクセルは、幅が３〜５μｍで
あって、シングルモードで動作させることができ、ピク
セル間隔が１〜２μｍであった。有機物層はいったん成
膜するとレーザ構造体の上にミクロンサイズのパターン
を形成することは非常に困難なため、上記の結果を有機
レーザシステムに応用するには注意が必要である。その
ため、好ましい実施の形態において、底部の誘電体層１
２０の成膜前に基板の上にパターニングされた反射率調
整器１５０を形成するため、反射率の調整は金属又は金
属合金の成膜及びパターニングによって影響を受ける。
金属は従来の加熱蒸発、スパッタリング、又は、電子ビ
ーム成膜法のいずれによって成膜してもよい。金属は、
通常のフォトリソグラフィ法とエッチング法を用いてパ
ターニングされ、基板の表面に円形の金属ピットの２次
元アレイを形成することができる。図２を参照すると、
金属はレーザピクセル領域２００から除去され、一方、
ピクセル間領域２１０には金属が残留している。
アレイデバイス１００を形成するために、ＶＣＳＥＬの
表面には、ピクセル間領域２１０によって分離されたレ
ーザピクセル２００を画定する必要がある。位相固定を
行うために、強度及び位相情報をピクセル間で変換しな
ければならない。これは、レーザ発振をわずかな内蔵イ
ンデックス又はゲインを導くピクセル領域に弱く制限す
ることにより最も行うことができる。２次元無機レーザ
アレイに適用されているように、この弱制限（weak con
finement）を行う方法は、金属を加える（E. Kapon and
M. Orenstein,米国特許第5,086,430号）か、頂部の誘
電体層を深くエッチングして（P. L. Gourley et al.,
Appl. Phys. Lett. 58, 890[1991]）、頂部の誘電体層
の反射率を調整することである。どちらの無機レーザア
レイの場合にも、レーザピクセルは、幅が３〜５μｍで
あって、シングルモードで動作させることができ、ピク
セル間隔が１〜２μｍであった。有機物層はいったん成
膜するとレーザ構造体の上にミクロンサイズのパターン
を形成することは非常に困難なため、上記の結果を有機
レーザシステムに応用するには注意が必要である。その
ため、好ましい実施の形態において、底部の誘電体層１
２０の成膜前に基板の上にパターニングされた反射率調
整器１５０を形成するため、反射率の調整は金属又は金
属合金の成膜及びパターニングによって影響を受ける。
金属は従来の加熱蒸発、スパッタリング、又は、電子ビ
ーム成膜法のいずれによって成膜してもよい。金属は、
通常のフォトリソグラフィ法とエッチング法を用いてパ
ターニングされ、基板の表面に円形の金属ピットの２次
元アレイを形成することができる。図２を参照すると、
金属はレーザピクセル領域２００から除去され、一方、
ピクセル間領域２１０には金属が残留している。
【００１１】好ましい実施の形態において、レーザピク
セルの形状は円形であるが、矩形等の他の形状であって
もよい。レーザピクセルの直径は、それより大きなピク
セル径では座出力がマルチモードになるので、２〜５μ
ｍの範囲である。ピクセル間隔は０．２５〜４μｍの範
囲である。また、位相固定アレイの動作はより大きなピ
クセル間隔について生じるが、その場合には光励起エネ
ルギーの非効率な消費を招くことになる。パターニング
された反射率調整器１５０の上に画定しているピクセル
及びピクセル間領域は、高い屈折率の誘電体と低い屈折
率の誘電体とをそれぞれ交互に重ねた底部の誘電体層１
２０の上に成膜されている。底部の誘電体層１２０は、
所定範囲の波長を超えるレーザ光を反射するように設け
られている。通常の屈折率を持つ材料として、酸化チタ
ンＴｉＯ２及び酸化ケイ素ＳｉＯ ２がある。底部の誘電
体層１２０は、通常、成膜温度が２４０℃の電子ビーム
成膜法によって成膜される。金属がピクセル間領域に残
存するので、底部の誘電体層１２０は、金属が存在しな
い場合の反射に対して金属の存在によって積層反射が減
るように底部の誘電体層１２０が設けられている。した
がって、正味のゲインはレーザピクセル領域において最
大となり、その結果、レーザ発振する。また、反射率調
整に影響することに加えて、ピクセル間領域の金属は、
励起しているデバイスからのレーザ発振の方向への自発
的な発振の抑制を補助している。
セルの形状は円形であるが、矩形等の他の形状であって
もよい。レーザピクセルの直径は、それより大きなピク
セル径では座出力がマルチモードになるので、２〜５μ
ｍの範囲である。ピクセル間隔は０．２５〜４μｍの範
囲である。また、位相固定アレイの動作はより大きなピ
クセル間隔について生じるが、その場合には光励起エネ
ルギーの非効率な消費を招くことになる。パターニング
された反射率調整器１５０の上に画定しているピクセル
及びピクセル間領域は、高い屈折率の誘電体と低い屈折
率の誘電体とをそれぞれ交互に重ねた底部の誘電体層１
２０の上に成膜されている。底部の誘電体層１２０は、
所定範囲の波長を超えるレーザ光を反射するように設け
られている。通常の屈折率を持つ材料として、酸化チタ
ンＴｉＯ２及び酸化ケイ素ＳｉＯ ２がある。底部の誘電
体層１２０は、通常、成膜温度が２４０℃の電子ビーム
成膜法によって成膜される。金属がピクセル間領域に残
存するので、底部の誘電体層１２０は、金属が存在しな
い場合の反射に対して金属の存在によって積層反射が減
るように底部の誘電体層１２０が設けられている。した
がって、正味のゲインはレーザピクセル領域において最
大となり、その結果、レーザ発振する。また、反射率調
整に影響することに加えて、ピクセル間領域の金属は、
励起しているデバイスからのレーザ発振の方向への自発
的な発振の抑制を補助している。
【００１２】なお、Ｍｏｒｇａｎらの無機位相固定レー
ザシステムは、（頂部の誘電体層）誘電体層のいずれか
一つに金属を用いてより低い反射率とし、金属パターン
を介して位相固定レーザ発振を得ていた（Morgan et a
l., Apply. Phys. Lett. 61,1160 [1992]）。頂部の誘
電体１４０の下に有機活性領域１３０が設けられている
ために、誘電体層１４０の頂部にミクロンサイズの金属
を作製することは非常に困難なのでこれらの設計は有機
レーザシステムには応用されていない。パターニングさ
れた反射率調整器１５０の形成の結果、レーザ発振はレ
ーザピクセル２００に弱く制限され、ピクセル間領域２
１０からはレーザ光は照射されず、コヒーレントな位相
固定レーザ光がアレイ１００によって発振される。
ザシステムは、（頂部の誘電体層）誘電体層のいずれか
一つに金属を用いてより低い反射率とし、金属パターン
を介して位相固定レーザ発振を得ていた（Morgan et a
l., Apply. Phys. Lett. 61,1160 [1992]）。頂部の誘
電体１４０の下に有機活性領域１３０が設けられている
ために、誘電体層１４０の頂部にミクロンサイズの金属
を作製することは非常に困難なのでこれらの設計は有機
レーザシステムには応用されていない。パターニングさ
れた反射率調整器１５０の形成の結果、レーザ発振はレ
ーザピクセル２００に弱く制限され、ピクセル間領域２
１０からはレーザ光は照射されず、コヒーレントな位相
固定レーザ光がアレイ１００によって発振される。
【００１３】有機活性領域１３０は、底部誘電体層１２
０にわたって成膜される。活性領域は、低分子有機材
料、共役の高分子有機材料、又は、その２つの結合体か
らなる。低分子有機材料は、高真空（１０−６Ｔｏｒｒ
（＝１．３３×１０−４Ｐａ））加熱蒸着法で成膜さ
れ、一方、共役高分子材料は通常回転成膜法（spin cas
ting）によって成膜される。図１には、有機活性領域１
３０がバルク層でなく、多層複合体であることが示され
ている。無機レーザについてのＢｒｕｅｃｋらによる示
唆によれば、有機活性領域１３０には有機スペーサ層１
７０で分離された一以上の周期的ゲイン領域１６０が含
まれている（米国特許第4,881,236号）。周期的なゲイ
ン領域１６０の厚さは、通常、５０ｎｍ未満であり、好
ましくは１０〜３０ｎｍである。有機スペーサ層１７０
の厚さは、周期的なゲイン領域がレーザ共振器の受けて
いる電磁場の波腹（antinode）に並べられるように選択
される。活性層に周期的なゲイン領域を用いることによ
って、より大きなパワー変換効率が得られ、望まれてい
ない自発的な発振を大幅に減らすことができる。そこ
で、活性領域１３０には、一以上の周期的なゲイン領域
１６０と、周期的なゲイン領域のいずれか一方の側に配
置され、周期的なゲイン領域がレーザ共振器の受けてい
る電磁場の波腹（antinode）に並べられている有機スペ
ーサ層１７０が含まれるように設けられている。
０にわたって成膜される。活性領域は、低分子有機材
料、共役の高分子有機材料、又は、その２つの結合体か
らなる。低分子有機材料は、高真空（１０−６Ｔｏｒｒ
（＝１．３３×１０−４Ｐａ））加熱蒸着法で成膜さ
れ、一方、共役高分子材料は通常回転成膜法（spin cas
ting）によって成膜される。図１には、有機活性領域１
３０がバルク層でなく、多層複合体であることが示され
ている。無機レーザについてのＢｒｕｅｃｋらによる示
唆によれば、有機活性領域１３０には有機スペーサ層１
７０で分離された一以上の周期的ゲイン領域１６０が含
まれている（米国特許第4,881,236号）。周期的なゲイ
ン領域１６０の厚さは、通常、５０ｎｍ未満であり、好
ましくは１０〜３０ｎｍである。有機スペーサ層１７０
の厚さは、周期的なゲイン領域がレーザ共振器の受けて
いる電磁場の波腹（antinode）に並べられるように選択
される。活性層に周期的なゲイン領域を用いることによ
って、より大きなパワー変換効率が得られ、望まれてい
ない自発的な発振を大幅に減らすことができる。そこ
で、活性領域１３０には、一以上の周期的なゲイン領域
１６０と、周期的なゲイン領域のいずれか一方の側に配
置され、周期的なゲイン領域がレーザ共振器の受けてい
る電磁場の波腹（antinode）に並べられている有機スペ
ーサ層１７０が含まれるように設けられている。
【００１４】周期的なゲイン領域１６０は、高い量子効
率で蛍光を発する低分子有機材料又は高分子有機材料の
いずれかからなる。高分子材料としては、例えば、米国
特許第6,194,119号に記載の、ポリフェニレンビニレン
誘導体、ジアルコキシ−ポリフェニレンビニレン、ポリ
−パラフェニレン誘導体、それにポリフルオレン誘導体
である。この実施の形態では、ホスト−ドーパントの組
み合わせが直ちに利用でき、（Ｆｏｒｓｔｅｒエネルギ
ー遷移機構を介し）その結果、レーザ発振波長でのゲイ
ン媒体について、非励起バンド間の吸収係数が１ｃｍ
−１より非常に低くなるので、低分子有機材料が好まし
い（M. Berggren et al., Nature 389, 466 [1997]）。
赤色発光レーザについてのホスト−ドーパントの組み合
わせの有用な例として、ホストとしてのアルミニウム・
トリス（８−ヒドロキシキノリン）（Ａｌｑ）と、体積
比で１．０％のドーパントとしての［４−（ジシアノメ
チレン）−２−ｔ−ブチル−６（１，１，７，７−テト
ラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン］
（ＤＣＪＴＢ：[4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-
(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran]）
が挙げられる。青や緑等の他の波長での発振について他
のホスト−ドーパントの組み合わせを用いてもよい。有
機スペーサ層１７０について、レーザ発光１９０と励起
ビーム１８０との両方に対して透明度が高い材料を用い
ることが好ましい。この実施の形態において、１，１−
ビス−（４−ビス（４−メチル−フェニル）−アミノフ
ェニル）−シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）は、可視及び近
紫外スペクトルにわたって吸収が非常に低く、その屈折
率がほとんどの有機ホスト材料よりわずかに低いので、
スペーサ材料として選択される。この屈折率の差は、受
けている電場の波腹（アンチノード（antinode））と周
期的なゲイン領域１６０との間の重なりを最大にするよ
うに働く。
率で蛍光を発する低分子有機材料又は高分子有機材料の
いずれかからなる。高分子材料としては、例えば、米国
特許第6,194,119号に記載の、ポリフェニレンビニレン
誘導体、ジアルコキシ−ポリフェニレンビニレン、ポリ
−パラフェニレン誘導体、それにポリフルオレン誘導体
である。この実施の形態では、ホスト−ドーパントの組
み合わせが直ちに利用でき、（Ｆｏｒｓｔｅｒエネルギ
ー遷移機構を介し）その結果、レーザ発振波長でのゲイ
ン媒体について、非励起バンド間の吸収係数が１ｃｍ
−１より非常に低くなるので、低分子有機材料が好まし
い（M. Berggren et al., Nature 389, 466 [1997]）。
赤色発光レーザについてのホスト−ドーパントの組み合
わせの有用な例として、ホストとしてのアルミニウム・
トリス（８−ヒドロキシキノリン）（Ａｌｑ）と、体積
比で１．０％のドーパントとしての［４−（ジシアノメ
チレン）−２−ｔ−ブチル−６（１，１，７，７−テト
ラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン］
（ＤＣＪＴＢ：[4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-
(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran]）
が挙げられる。青や緑等の他の波長での発振について他
のホスト−ドーパントの組み合わせを用いてもよい。有
機スペーサ層１７０について、レーザ発光１９０と励起
ビーム１８０との両方に対して透明度が高い材料を用い
ることが好ましい。この実施の形態において、１，１−
ビス−（４−ビス（４−メチル−フェニル）−アミノフ
ェニル）−シクロヘキサン（ＴＡＰＣ）は、可視及び近
紫外スペクトルにわたって吸収が非常に低く、その屈折
率がほとんどの有機ホスト材料よりわずかに低いので、
スペーサ材料として選択される。この屈折率の差は、受
けている電場の波腹（アンチノード（antinode））と周
期的なゲイン領域１６０との間の重なりを最大にするよ
うに働く。
【００１５】次の活性領域１３０は、頂部誘電体層１４
０に成膜される。頂部誘電体層１４０は、底部誘電体層
から離間されており、所定波長の範囲を超えるレーザ光
を反射する。その組成は、底部誘電体層１２０の組成と
類似する。頂部誘電体層は有機ベースの活性領域にわた
って成膜されているので、有機材料の溶融を避けるため
に成膜温度は低く保たなければならない。その結果、通
常、頂部誘電体層１４０についての成膜温度は７０℃で
ある。良好なレーザ特性を得るために、頂部及び底部誘
電体層１４０、１２０のピーク反射率は、それ以下の値
の場合に広いレーザ光の線幅となる９９％を超えている
ことが好ましい。
０に成膜される。頂部誘電体層１４０は、底部誘電体層
から離間されており、所定波長の範囲を超えるレーザ光
を反射する。その組成は、底部誘電体層１２０の組成と
類似する。頂部誘電体層は有機ベースの活性領域にわた
って成膜されているので、有機材料の溶融を避けるため
に成膜温度は低く保たなければならない。その結果、通
常、頂部誘電体層１４０についての成膜温度は７０℃で
ある。良好なレーザ特性を得るために、頂部及び底部誘
電体層１４０、１２０のピーク反射率は、それ以下の値
の場合に広いレーザ光の線幅となる９９％を超えている
ことが好ましい。
【００１６】図２のレーザピクセル２００は、位相固定
動作において、各要素がその４つの最近傍について１８
０°の位相のずれを持つ正方形の２次元アレイ状に配置
されている（E. Kapon and M. Orenstein, 米国特許第
5,086,430号）。レーザピクセル２００は、ピクセルの
線形アレイや他の２次元周期的配置等の別の配置であっ
てもよい。しかし、米国特許第5,086,430号に記載され
ているように、（六方格子アレイ等の）最密充填された
２次元配置では、近接するピクセル間の位相関係がより
複雑になる。
動作において、各要素がその４つの最近傍について１８
０°の位相のずれを持つ正方形の２次元アレイ状に配置
されている（E. Kapon and M. Orenstein, 米国特許第
5,086,430号）。レーザピクセル２００は、ピクセルの
線形アレイや他の２次元周期的配置等の別の配置であっ
てもよい。しかし、米国特許第5,086,430号に記載され
ているように、（六方格子アレイ等の）最密充填された
２次元配置では、近接するピクセル間の位相関係がより
複雑になる。
【００１７】２次元位相固定レーザアレイデバイス１０
０は、投射励起ビーム光源１８０によって光学的に駆動
され、位相固定されたレーザ発光１９０を発する。有機
レーザ共振器のレーザパワー密度しきい値に応じて、励
起ビームは合焦されたレーザ光又はインコヒーレントな
ＬＥＤ光であってもよい。図１には、底部誘電体層１２
０を介してのレーザ発光が示されている。別の例では、
シリコン等の不透明な基板の場合には、光励起及びレー
ザ発光のいずれについても頂部誘電体層１４０を介して
行われる。光学的に励起された有機レーザアレイデバイ
スの動作は以下の手段によって行われる。励起ビーム１
８０は、頂部誘電体層１４０を介して伝達され、周期的
なゲイン領域１６０で吸収され、励起ビームエネルギー
の幾分かはより長い波長のレーザ光として再発光する。
励起ビーム１８０が頂部誘電体層１４０を介して入射し
た場合には、主に底部誘電体層１２０及び基板１１０を
介してのレーザ出力を確保するために、ピーク反射率が
底部誘電体層の反射率よりも大きな頂部誘電体層１２０
を選ぶ必要がある。デバイスのパワー変換効率を改善す
るため、両方の誘電体層に別の誘電体層を追加すること
は常識であり、それによって頂部誘電体層１４０は励起
ビーム１８０をほとんど透過させ、底部誘電体層１２０
は励起ビームをほとんど反射する。レーザ光は、レーザ
ピクセル２００によって発せられ、その結果、弱制限と
なり、位相及び強度の情報はピクセル間で交換される。
そして、コヒーレントな位相固定レーザ発光が基板１１
０を介して生じる。
０は、投射励起ビーム光源１８０によって光学的に駆動
され、位相固定されたレーザ発光１９０を発する。有機
レーザ共振器のレーザパワー密度しきい値に応じて、励
起ビームは合焦されたレーザ光又はインコヒーレントな
ＬＥＤ光であってもよい。図１には、底部誘電体層１２
０を介してのレーザ発光が示されている。別の例では、
シリコン等の不透明な基板の場合には、光励起及びレー
ザ発光のいずれについても頂部誘電体層１４０を介して
行われる。光学的に励起された有機レーザアレイデバイ
スの動作は以下の手段によって行われる。励起ビーム１
８０は、頂部誘電体層１４０を介して伝達され、周期的
なゲイン領域１６０で吸収され、励起ビームエネルギー
の幾分かはより長い波長のレーザ光として再発光する。
励起ビーム１８０が頂部誘電体層１４０を介して入射し
た場合には、主に底部誘電体層１２０及び基板１１０を
介してのレーザ出力を確保するために、ピーク反射率が
底部誘電体層の反射率よりも大きな頂部誘電体層１２０
を選ぶ必要がある。デバイスのパワー変換効率を改善す
るため、両方の誘電体層に別の誘電体層を追加すること
は常識であり、それによって頂部誘電体層１４０は励起
ビーム１８０をほとんど透過させ、底部誘電体層１２０
は励起ビームをほとんど反射する。レーザ光は、レーザ
ピクセル２００によって発せられ、その結果、弱制限と
なり、位相及び強度の情報はピクセル間で交換される。
そして、コヒーレントな位相固定レーザ発光が基板１１
０を介して生じる。
【００１８】本発明の別の実施の形態においては、頂部
誘電体層１４０に代えて、反射性の金属鏡面層を成膜し
ている。金属膜は、通常、反射率が９０％を超える銀又
はアルミニウムである。下に設けられている有機層にダ
メージを与えないように、金属は真空加熱蒸着によって
成膜することが好ましい。別の実施の形態では、励起ビ
ーム１８０とレーザ発光１９０の両方が基板１１０を介
して進む。
誘電体層１４０に代えて、反射性の金属鏡面層を成膜し
ている。金属膜は、通常、反射率が９０％を超える銀又
はアルミニウムである。下に設けられている有機層にダ
メージを与えないように、金属は真空加熱蒸着によって
成膜することが好ましい。別の実施の形態では、励起ビ
ーム１８０とレーザ発光１９０の両方が基板１１０を介
して進む。
【００１９】以下に本発明の理解を用意にするために実
施例を用いて説明する。なお、これは本発明を制限する
ものと解釈してはならない。
施例を用いて説明する。なお、これは本発明を制限する
ものと解釈してはならない。
【００２０】実施例１．図１及び図２の２次元位相固定
レーザアレイのレーザ特性を測定するために、レーザ構
造体は、あらかじめ清浄にされた６インチ径のクオーツ
基板の上に形成された。厚さ１００ｎｍのＴｉＡｌ３金
属合金膜が通常のマグネトロンスパッタリングによって
基板１１０の上にわたって成膜された。次いで、通常の
フォトリソグラフィ法で金属をパターニングして、エッ
ジ間隔が１μｍであって、径５μｍの円形ピットの２次
元正方形アレイを作成した。通常の塩素ベースプラズマ
で金属を介してレーザピクセル領域２００にエッチング
した。パターニングされた反射率変調器１５０の上にわ
たって、屈折率が高低のＴｉＯ２とＳｉＯ２がそれぞれ
交互に重なる頂部誘電体層１２０を通常の電子ビーム成
膜法で成膜した。そうして得られた誘電体鏡面は、６６
０ｎｍで反射率が〜９９．４４％のピーク反射率が測定
された。底部誘電体層１２０の上に、高真空加熱蒸着に
よって、厚さ１７３ｎｍのＴＡＰＣ、厚さ３０ｎｍの１
５のＤＣＪＴＢを含むＡｌｑ、厚さ１８５ｎｍのＴＡＰ
Ｃの順に有機活性領域１３０を成膜した。最後に、頂部
誘電体層１４０を、クオーツ基板の測定温度を７２℃以
下に保持して低温電子ビーム成膜法で成膜した。それ
は、屈折率が高低のＴｉＯ２とＳｉＯ２がそれぞれ交互
に重ねられている。得られた誘電体鏡面は、６６０ｎｍ
でピーク反射率が９９．９８％であった。
レーザアレイのレーザ特性を測定するために、レーザ構
造体は、あらかじめ清浄にされた６インチ径のクオーツ
基板の上に形成された。厚さ１００ｎｍのＴｉＡｌ３金
属合金膜が通常のマグネトロンスパッタリングによって
基板１１０の上にわたって成膜された。次いで、通常の
フォトリソグラフィ法で金属をパターニングして、エッ
ジ間隔が１μｍであって、径５μｍの円形ピットの２次
元正方形アレイを作成した。通常の塩素ベースプラズマ
で金属を介してレーザピクセル領域２００にエッチング
した。パターニングされた反射率変調器１５０の上にわ
たって、屈折率が高低のＴｉＯ２とＳｉＯ２がそれぞれ
交互に重なる頂部誘電体層１２０を通常の電子ビーム成
膜法で成膜した。そうして得られた誘電体鏡面は、６６
０ｎｍで反射率が〜９９．４４％のピーク反射率が測定
された。底部誘電体層１２０の上に、高真空加熱蒸着に
よって、厚さ１７３ｎｍのＴＡＰＣ、厚さ３０ｎｍの１
５のＤＣＪＴＢを含むＡｌｑ、厚さ１８５ｎｍのＴＡＰ
Ｃの順に有機活性領域１３０を成膜した。最後に、頂部
誘電体層１４０を、クオーツ基板の測定温度を７２℃以
下に保持して低温電子ビーム成膜法で成膜した。それ
は、屈折率が高低のＴｉＯ２とＳｉＯ２がそれぞれ交互
に重ねられている。得られた誘電体鏡面は、６６０ｎｍ
でピーク反射率が９９．９８％であった。
【００２１】スペクトルとパワー特性についてデバイス
をテストするため、デバイスの頂部側に日亜化学工業
（株）製の５ｍＷのレーザダイオードレーザから４０３
ｎｍの出力を与えて、共振器を光学的に励起した。励起
レーザによって５ＫＨｚの反復率で５０ナノ秒のレーザ
パルスを発生させた。励起エネルギー強度は、２つのニ
ュートラル・デンシティ・ホイール（neutral density
wheel）の組み合わせによって調整され、１０００ｍｍ
のレンズを用いてレーザ共振器の表面に合焦された。そ
の結果、励起ビームのデバイス表面におけるスポットサ
イズは、１７７×２４３μｍの大きさの楕円形であっ
た。共振器からのレーザ出力１９０は、スリット近傍の
５０ｍｍｆ２レンズと１００ｍｍｆ４レンズの組み合わ
せ（その結果、レーザのニアフィールドイメージが２倍
になった）によるダブルモノクロメータ（０．２２ｍ）
の入口スリットに合焦された。モノクロメータの解像度
は、およそ０．４５ｎｍであり、その出力は、冷却され
たハママツ製の光電子増倍管によって検出された。
をテストするため、デバイスの頂部側に日亜化学工業
（株）製の５ｍＷのレーザダイオードレーザから４０３
ｎｍの出力を与えて、共振器を光学的に励起した。励起
レーザによって５ＫＨｚの反復率で５０ナノ秒のレーザ
パルスを発生させた。励起エネルギー強度は、２つのニ
ュートラル・デンシティ・ホイール（neutral density
wheel）の組み合わせによって調整され、１０００ｍｍ
のレンズを用いてレーザ共振器の表面に合焦された。そ
の結果、励起ビームのデバイス表面におけるスポットサ
イズは、１７７×２４３μｍの大きさの楕円形であっ
た。共振器からのレーザ出力１９０は、スリット近傍の
５０ｍｍｆ２レンズと１００ｍｍｆ４レンズの組み合わ
せ（その結果、レーザのニアフィールドイメージが２倍
になった）によるダブルモノクロメータ（０．２２ｍ）
の入口スリットに合焦された。モノクロメータの解像度
は、およそ０．４５ｎｍであり、その出力は、冷却され
たハママツ製の光電子増倍管によって検出された。
【００２２】図３と図４（２つのレーザ特性の高分解能
スキャン）には、開口数ＮＡ０．２５のレンズによって
集光されたレーザスペクトルが示されている。この例で
は２つのレーザピークがあり、６６３．１ｎｍのＴＥＭ
０，０と６５９．６ｎｍのＴＥＭ１、０があり、半値幅
（ＦＷＨＭ）がそれぞれ０．６６ｎｍと０．７８ｎｍで
ある。ＴＥＭ０、０ピークの長波長側には自発性発光の
信号がスペクトロメータのノイズの中にある。ＴＥＭ
１，０の短波長側には、ＴＥＭ０，０のレーザピーク強
度より２０ｄＢ小さい平均強度のより大きな自発性発光
の信号がある。
スキャン）には、開口数ＮＡ０．２５のレンズによって
集光されたレーザスペクトルが示されている。この例で
は２つのレーザピークがあり、６６３．１ｎｍのＴＥＭ
０，０と６５９．６ｎｍのＴＥＭ１、０があり、半値幅
（ＦＷＨＭ）がそれぞれ０．６６ｎｍと０．７８ｎｍで
ある。ＴＥＭ０、０ピークの長波長側には自発性発光の
信号がスペクトロメータのノイズの中にある。ＴＥＭ
１，０の短波長側には、ＴＥＭ０，０のレーザピーク強
度より２０ｄＢ小さい平均強度のより大きな自発性発光
の信号がある。
【００２３】図５には、励起ビームパワーとレーザパワ
ー出力との関係が示されている。図５に示されているよ
うに、ＶＣＳＥＬアレイは、〜０．０３Ｗ／ｃｍ２のパ
ワー密度しきい値を持つ。この結果は、小さい径（２．
５μｍ）の広範囲デバイスについて得られる結果より大
きさが２段階低く、有機レーザの文献（Berggren eta
l。、Nature 389, 466 [1997]）で報告されているより
も大きさが３段階分は優れている。小径の広範囲デバイ
スについて、しきい値における大きな落差（drop）は、
およそ少ない局所的な加熱、及び、大きく減少した回折
損失（diffraction losses）によると思われる。図に
は、レーザしきい値を超えると鋭い上昇が示されてお
り、その傾きは、レーザ発光を超えて入力パワー密度が
１段階のところで再び落ち始めることが示されている。
広範囲デバイスについて同じ傾向が生じた。即ち、その
効果は、そのアレイに特有のものではなく、一般の有機
ＶＣＳＥＬについてのものである。現在、それは主に熱
効果によると考えられている。レーザ遷移領域のクロー
ズアップ画像を得るために、レーザ出力曲線を図６に実
スケールで再プロットした。図には、非常に鋭いターン
オンを持ち、レーザしきい値を超えてほぼ１段階の大き
さで線形のレーザ出力を持つアレイが示されている。
ー出力との関係が示されている。図５に示されているよ
うに、ＶＣＳＥＬアレイは、〜０．０３Ｗ／ｃｍ２のパ
ワー密度しきい値を持つ。この結果は、小さい径（２．
５μｍ）の広範囲デバイスについて得られる結果より大
きさが２段階低く、有機レーザの文献（Berggren eta
l。、Nature 389, 466 [1997]）で報告されているより
も大きさが３段階分は優れている。小径の広範囲デバイ
スについて、しきい値における大きな落差（drop）は、
およそ少ない局所的な加熱、及び、大きく減少した回折
損失（diffraction losses）によると思われる。図に
は、レーザしきい値を超えると鋭い上昇が示されてお
り、その傾きは、レーザ発光を超えて入力パワー密度が
１段階のところで再び落ち始めることが示されている。
広範囲デバイスについて同じ傾向が生じた。即ち、その
効果は、そのアレイに特有のものではなく、一般の有機
ＶＣＳＥＬについてのものである。現在、それは主に熱
効果によると考えられている。レーザ遷移領域のクロー
ズアップ画像を得るために、レーザ出力曲線を図６に実
スケールで再プロットした。図には、非常に鋭いターン
オンを持ち、レーザしきい値を超えてほぼ１段階の大き
さで線形のレーザ出力を持つアレイが示されている。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、大面積の光源を用いて
電気的又は光学的に駆動可能であって、位相固定レーザ
出力を生み出すミクロンサイズのレーザピクセルを用い
た２次元有機レーザアレイデバイスを提供する。このデ
バイスは、頂部及び底部反射器用の高反射率の誘電体層
と、低分子有機材料を含むゲイン媒体とを組み込んだマ
イクロ共振器を用いている。デバイスのミクロンサイズ
のレーザピクセルは、底部誘電体層を変形して設けられ
ている。ピクセルからの発光は位相固定され、デバイス
は大面積の光源によって駆動でき、その上レーザ出力は
シングルモードにほぼ維持されている。低パワー密度の
しきい値を大面積の光源と組み合わせることによって、
安価なインコヒーレントＬＥＤによってデバイスを光学
的に駆動させることができる。
電気的又は光学的に駆動可能であって、位相固定レーザ
出力を生み出すミクロンサイズのレーザピクセルを用い
た２次元有機レーザアレイデバイスを提供する。このデ
バイスは、頂部及び底部反射器用の高反射率の誘電体層
と、低分子有機材料を含むゲイン媒体とを組み込んだマ
イクロ共振器を用いている。デバイスのミクロンサイズ
のレーザピクセルは、底部誘電体層を変形して設けられ
ている。ピクセルからの発光は位相固定され、デバイス
は大面積の光源によって駆動でき、その上レーザ出力は
シングルモードにほぼ維持されている。低パワー密度の
しきい値を大面積の光源と組み合わせることによって、
安価なインコヒーレントＬＥＤによってデバイスを光学
的に駆動させることができる。
【図１】 本発明による光励起２次元位相固定の垂直共
振器型有機レーザアレイの側面概略図である。
振器型有機レーザアレイの側面概略図である。
【図２】 本発明による光励起２次元位相固定の垂直共
振器型有機レーザアレイの平面概略図である。
振器型有機レーザアレイの平面概略図である。
【図３】 強度と波長との関係を示すグラフであって、
光励起２次元位相固定の垂直共振器型有機レーザアレイ
からのレーザ発光スペクトルを表している。
光励起２次元位相固定の垂直共振器型有機レーザアレイ
からのレーザ発光スペクトルを表している。
【図４】 図３と同様の、２次元位相固定の垂直共振器
型有機レーザアレイからのより高い解像度を有する集光
されたレーザ発光スペクトルのグラフである。
型有機レーザアレイからのより高い解像度を有する集光
されたレーザ発光スペクトルのグラフである。
【図５】 ２次元位相固定の垂直共振器型有機レーザア
レイに関する光出力と入力との関係を示すグラフであ
る。
レイに関する光出力と入力との関係を示すグラフであ
る。
【図６】 ２次元位相固定の垂直共振器型有機レーザア
レイに関する励起パワーとレーザ遷移領域近傍でのレー
ザ出力との関係を示す図５と同様のグラフである。
レイに関する励起パワーとレーザ遷移領域近傍でのレー
ザ出力との関係を示す図５と同様のグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 リガダハリ・ジー・シャンタラマ
アメリカ合衆国80534コロラド州ジョンズ
タウン、カウンティ・ロード17、20700番
Ｆターム(参考） 5F072 AB20 AK09 JJ04 JJ20 KK06
KK07 PP07 RR03 SS01
Claims (4)
- 【請求項１】 基板と、 ピクセルとピクセル間隔とを画定しており、前記基板の
上に配置されているパターニングされた反射率変調器
と、 前記パターニングされた反射率変調器の上に配置され、
所定範囲の波長を超える光を反射する底部誘電体積層体
と、 レーザ発光のために前記底部誘電体積層体の上に配置さ
れている有機活性領域と、 離間されたレーザピクセルのアレイが画定されるように
前記底部誘電体層と離間されており、ピクセルがピクセ
ル間領域より高い反射率を有し、アレイがコヒーレント
な位相固定レーザ光を発するように、所定範囲の波長を
超える光を反射する頂部誘電体積層体とを備える、垂直
共振器型有機レーザアレイデバイス。 - 【請求項２】 前記活性領域は、 一以上の周期的なゲイン領域と、 前記周期的なゲイン領域のいずれか一方の側に配置さ
れ、前記周期的なゲイン領域が前記デバイスの受けてい
る電磁場の波の波腹に並べられるように設けられた有機
スペーサ層とを含む、請求項１に記載の垂直共振器型有
機レーザアレイデバイス。 - 【請求項３】 励起ビーム光は、前記頂部誘電体積層体
を介して伝送され、前記有機活性領域に導かれる、請求
項１に記載の垂直共振器型有機レーザアレイデバイス。 - 【請求項４】 基板と、 ピクセルとピクセル間隔とを画定しており、前記基板の
上に配置されているパターニングされた反射率変調器
と、 前記パターニングされた反射率変調器の上に配置され、
所定範囲の波長を超える光を反射する底部誘電体積層体
と、 レーザ発光のために前記底部誘電体積層体の上に配置さ
れている有機活性領域と、 離間されたレーザピクセルのアレイが画定されるように
前記底部誘電体層と離間されており、ピクセルがピクセ
ル間領域より高い反射率を有し、アレイがコヒーレント
な位相固定レーザ光を発し、所定範囲の波長を超える光
を反射する金属層とを備える、垂直共振器型有機レーザ
アレイデバイス。
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