JP2007235090A - 面発光レーザ素子、それを備えた面発光レーザアレイ、面発光レーザアレイを備えた画像形成装置、面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えた光ピックアップ装置、面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えた光送信モジュール、面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えた光送受信モジュールおよび面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えた光通信システム。 - Google Patents
面発光レーザ素子、それを備えた面発光レーザアレイ、面発光レーザアレイを備えた画像形成装置、面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えた光ピックアップ装置、面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えた光送信モジュール、面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えた光送受信モジュールおよび面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えた光通信システム。 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】面発光レーザ素子は、共振器スペーサー層103,105と、活性層104とを備える。活性層104は、共振器スペーサー103,105間に共振器スペーサー層103,105に接して形成される。共振器スペーサー層103は、格子整合するGa0.5In0.5Pからなる。活性層104は、GaInPAsからなる井戸層104B,104D,104Fと、Ga0.5In0.5Pからなる障壁層104A,104C,104E,104Gとが交互に積層された量子井戸構造からなる。共振器スペーサー層105は、(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pからなる。
【選択図】図2
Description
図1は、この発明の実施の形態1による面発光レーザ素子の概略断面図である。図1を参照して、この発明の実施の形態1による面発光レーザ素子100は、基板101と、反射層102,106と、共振器スペーサー層103,105と、活性層104と、選択酸化層107と、コンタクト層108と、SiO2層109と、絶縁性樹脂110と、p側電極111と、n側電極112とを備える。なお、面発光レーザ素子100は、780nm帯の面発光レーザ素子である。
図9は、実施の形態2による面発光レーザ素子の概略断面図である。図9を参照して、実施の形態2による面発光レーザ素子100Aは、図1に示す面発光レーザ素子100の共振器スペーサー層103を共振器スペーサー層103Aに代えたものであり、その他は、面発光レーザ素子100と同じである。
図10は、実施の形態3による面発光レーザ素子の概略断面図である。図10を参照して、実施の形態3による面発光レーザ素子100Bは、図1に示す面発光レーザ素子100の共振器スペーサー層103を共振器スペーサー層103Bに代えたものであり、その他は、面発光レーザ素子100と同じである。
図12は、実施の形態4による面発光レーザ素子の概略断面図である。図12を参照して、実施の形態4による面発光レーザ素子100Cは、図1に示す面発光レーザ素子100の共振器スペーサー層103を共振器スペーサー層103Cに代え、活性層104を活性層104Aに代え、共振器スペーサー層105を共振器スペーサー層105Aに代え、反射層106を反射層106Aに代えたものであり、その他は、面発光レーザ素子100と同じである。
図15は、実施の形態5による面発光レーザ素子の概略断面図である。図15を参照して、実施の形態5による面発光レーザ素子100Dは、図1に示す面発光レーザ素子100の反射層102を反射層102Aに代えたものであり、その他は、面発光レーザ素子100と同じである。反射層102Aは、基板101および共振器スペーサー層103に接して形成される。なお、実施の形態5においては、メサのエッチング底面は、選択酸化層107よりも深く、反射層102Aに至らないように形成される。
図17は、実施の形態6による面発光レーザ素子の概略断面図である。図17を参照して、実施の形態6による面発光レーザ素子100Eは、図12に示す面発光レーザ素子100Cの反射層102を反射層102Aに代えたものであり、その他は、面発光レーザ素子100Cと同じである。反射層102Aは、図16に示すとおりである。
図18は、実施の形態7による面発光レーザ素子の概略断面図である。図18を参照して、実施の形態7による面発光レーザ素子100Fは、図1に示す面発光レーザ素子100の反射層102を反射層102Bに代えたものであり、その他は、面発光レーザ素子100と同じである。
図20は、図1に示す面発光レーザ素子100を用いた面発光レーザアレイの平面図である。図20を参照して、面発光レーザアレイ200は、面発光レーザ素子201〜210と、電極パッド211〜220とを備える。
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Claims (24)
- ヒートシンクに接続された基板と、
半導体分布ブラッグ反射器からなり、前記基板上に形成された第1の反射層と、
前記第1の反射層に接して形成された第1の共振器スペーサー層と、
前記第1の共振器スペーサー層に接して形成された活性層と、
前記活性層に接して形成された第2の共振器スペーサー層と、
前記半導体分布ブラッグ反射器からなり、前記第2の共振器スペーサー層に接して形成された第2の反射層とを備え、
前記第1の共振器スペーサー層を構成する少なくとも1つの半導体材料は、前記第2の共振器スペーサー層を構成する半導体材料の熱伝導率よりも大きい、面発光レーザ素子。 - 前記第1の共振器スペーサー層を構成する半導体材料は、前記活性層を中心にして前記第2の共振器スペーサー層を構成する半導体材料と非対称である、請求項1に記載の面発光レーザ素子。
- 前記第2の共振器スペーサー層を構成する半導体材料は、(AldGa1−d)fIn1−fP(0<d≦1,0≦f≦1)からなる、請求項1または請求項2に記載の面発光レーザ素子。
- 前記第1の共振器スペーサー層は、前記(AldGa1−d)fIn1−fPの熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する半導体材料からなる、請求項3に記載の面発光レーザ素子。
- 前記第1の共振器スペーサー層は、バンドギャップが前記(AldGa1−d)fIn1−fPよりも小さい(AlgGa1−g)hIn1−hP(0≦g≦1,0≦h≦1)からなる、請求項4に記載の面発光レーザ素子。
- 前記第1の共振器スペーサー層は、AlzGa1−zAs(0≦z≦1)からなる、請求項4に記載の面発光レーザ素子。
- 前記第1の共振器スペーサー層は、
前記第1の反射層に接して形成され、第1の熱伝導率を有する第1のスペーサー層と、
前記第1のスペーサー層および前記活性層に接して形成して、前記第1の熱伝導率よりも小さい第2の熱伝導率を有する第2のスペーサー層とを含む、請求項1に記載の面発光レーザ素子。 - 前記第1の反射層のうち前記活性層に最も近い位置に配置された半導体材料の熱伝導率は、前記第2の反射層のうち前記活性層に最も近い位置に配置された半導体材料の熱伝導率よりも大きい、請求項1に記載の面発光レーザ素子。
- 前記第1の反射層は、AlxGa1−xAs(0<x≦1)からなる層を少なくとも含み、
前記第2の反射層は、前記活性層を中心にして前記AlxGa1−xAs(0<x≦1)からなる層と対称の位置に配置され、かつ、(AldGa1−d)fIn1−fP(0<d≦1,0≦f≦1)からなる層を含む、請求項1に記載の面発光レーザ素子。 - 前記AlxGa1−xAsは、AlAsである、請求項9に記載の面発光レーザ素子。
- ヒートシンクに接続された基板と、
半導体分布ブラッグ反射器からなり、前記基板上に形成された第1の反射層と、
前記第1の反射層に接して形成された第1の共振器スペーサー層と、
前記第1の共振器スペーサー層に接して形成された活性層と、
前記活性層に接して形成された第2の共振器スペーサー層と、
前記半導体分布ブラッグ反射器からなり、前記第2の共振器スペーサー層に接して形成された第2の反射層とを備え、
前記活性層は、
GaaIn1−aPbAs1−b(0≦a≦1,0≦b≦1)からなる井戸層と、
前記井戸層よりもバンドギャップが大きいGacIn1−cPdAs1−d(0≦c≦1,0≦d≦1)からなる障壁層とを含み、
前記第1の反射層は、
AlxGa1−xAs(0<x≦1)からなる低屈折率層と、
AlyGa1−yAs(0<y<x≦1)からなる高屈折率層とを含み、
少なくとも前記第1および/または第2の共振器スペーサー層の一部は、AlGaInPからなり、
前記第2の反射層を構成する前記低屈折率層のうちで前記活性層に最も近い位置に配置された低屈折率層は、(AleGa1−e)fIn1−fP(0<e≦1,0≦f≦1)からなり、
前記第1の反射層を構成する前記低屈折率層のうちで前記活性層に最も近い位置に配置された低屈折率層は、熱伝導率が前記(AleGa1−e)fIn1−fPよりも大きいAlxGa1−xAs(0<x≦1)からなる、面発光レーザ素子。 - ヒートシンクに接続された基板と、
半導体分布ブラッグ反射器からなり、前記基板上に形成された第1の反射層と、
前記第1の反射層に接して形成された第1の共振器スペーサー層と、
前記第1の共振器スペーサー層に接して形成された活性層と、
前記活性層に接して形成された第2の共振器スペーサー層と、
前記半導体分布ブラッグ反射器からなり、前記第2の共振器スペーサー層に接して形成された第2の反射層とを備え、
前記活性層は、
GaaIn1−aPbAs1−b(0≦a≦1,0≦b≦1)からなる井戸層と、
前記井戸層よりもバンドギャップが大きいGacIn1−cPdAs1−d(0≦c≦1,0≦d≦1)からなる障壁層とを含み、
前記第1の反射層は、
AlxGa1−xAs(0<x≦1)からなる低屈折率層と、
AlyGa1−yAs(0<y<x≦1)からなる高屈折率層とを含み、
前記第2の共振器スペーサー層の一部は、(AleGa1−e)fIn1−fP(0<e≦1,0≦f≦1)からなり、
前記第1の共振器スペーサー層は、前記第2の共振器スペーサー層が前記(AleGa1−e)fIn1−fPを含む位置と前記活性層を中心にして対称な位置に前記(AleGa1−e)fIn1−fPよりも熱伝導率が大きい半導体材料を含む、面発光レーザ素
子。 - 前記第1の反射層に含まれる低屈折率層の全ては、AlAsからなる、請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の面発光レーザ素子。
- 前記第2の反射層は、電流狭窄部を含み、
前記第1の反射層は、
前記基板に接して形成され、AlAsからなる低屈折率層を含む第1の反射部と、
前記第1の反射部よりも前記活性層側に形成され、AljGa1−jAs(0<j<1)からなる低屈折率層を含む第2の反射部とからなる、請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の面発光レーザ素子。 - ヒートシンクに接続された基板と、
半導体分布ブラッグ反射器からなり、前記基板上に形成された第1の反射層と、
前記第1の反射層に接して形成された第1の共振器スペーサー層と、
前記第1の共振器スペーサー層に接して形成された活性層と、
前記活性層に接して形成された第2の共振器スペーサー層と、
前記半導体分布ブラッグ反射器からなり、前記第2の共振器スペーサー層に接して形成された第2の反射層とを備え、
前記第1の反射層内のうちで前記活性層に最も近い低屈折率層を構成する半導体材料の熱伝導率は、前記第2の反射層内のうちで前記活性層に最も近い低屈折率層を構成する半導体材料の熱伝導率よりも大きい、面発光レーザ素子。 - 前記第2の反射層を構成する前記低屈折率層のうちで前記活性層に最も近い位置に配置された低屈折率層は、(AleGa1−e)fIn1−fP(0<e≦1,0≦f≦1)からなり、
前記第1の反射層を構成する前記低屈折率層のうちで前記活性層に最も近い位置に配置された低屈折率層は、熱伝導率が前記(AleGa1−e)fIn1−fPよりも大きいAlxGa1−xAs(0<x≦1)からなる、請求項15に記載の面発光レーザ素子。 - 前記AlxGa1−xAsは、AlAsである、請求項16に記載の面発光レーザ素子。
- 前記第1および/または第2の共振器スペーサー層の一部は、AlGaInPからなる、請求項15から請求項17のいずれか1項に記載の面発光レーザ素子。
- 複数の面発光レーザ素子を備え、
前記複数の面発光レーザ素子の各々は、請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の面発光レーザ素子からなる、面発光レーザアレイ。 - 請求項19に記載の面発光レーザアレイを書き込み光源として備える画像形成装置。
- 請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の面発光レーザ素子または請求項19に記載の面発光レーザアレイを光源として備える光ピックアップ装置。
- 請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の面発光レーザ素子または請求項19に記載の面発光レーザアレイを光源として備える光送信モジュール。
- 請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の面発光レーザ素子または請求項19に記載の面発光レーザアレイを光源として備える光送受信モジュール。
- 請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の面発光レーザ素子または請求項19に記載の面発光レーザアレイを光源として備える光通信システム。
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