JP2009076900A - フォトニック結晶レーザ - Google Patents

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Abstract

【課題】複数のレーザビームを出射させることができるレーザを提供する。
【解決手段】本発明に係る２次元フォトニック結晶レーザは、活性層と１１、第１周期で周期的屈折率分布を有する第１フォトニック結晶層１２１と、前記第１周期とは異なる第２周期で周期的屈折率分布を有する第２フォトニック結晶層１２２と、を含む積層構造を有する。この２次元フォトニック結晶レーザによれば、２次元フォトニック結晶層に垂直な方向に進行する主ビームと、主ビームに対して傾斜した方向に進行する副ビームとを得ることができる。このようなビームは、例えば光ディスクによる記録／再生装置において、主ビームを記録／再生用に、副ビームをトラックへの追従のために、それぞれ用いることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のビームを出射させることができるレーザに関する。このようなレーザは、例えば光ディスクによる情報の記録再生用の光源に用いることができる。
例えば、光ディスクに情報を記録する、あるいは光ディスクから情報を再生する装置では、情報を記録する／情報が記録されたトラックに対して、１本の記録再生用レーザビームが照射されると共に、記録再生用レーザビームを軸として対称である２本の位置検出用レーザビームが照射される。これらのビームは、１個の光源（レーザ）から１本のレーザビームを回折格子で分割することにより得られている（例えば特許文献１、非特許文献１参照）。
一般的に、１個のレーザ光源からは１本のレーザビームが所定の方向に向かって出射される。従って、複数のレーザビームが必要な場合には、回折格子等の分光素子を用いて光源から出射される１本のレーザビームを分離したり、複数個の光源を設けたりする必要がある。
そこで、１個の素子から複数のレーザビームを出射させることができれば、回折格子が不要になるため、装置の小型化やコストダウンを図ることができると期待される。
一方、２次元フォトニック結晶を用いたレーザでは、通常は２次元フォトニック結晶に垂直な方向に１本のレーザビームが出射する（例えば特許文献２参照）が、２次元フォトニック結晶に設ける孔の形状を制御することにより、出射されるレーザビームの方向を制御できることが知られている（非特許文献２参照）。これは、孔の形状によって、２次元フォトニック結晶に平行な方向の波数成分k//がΓ点以外の時、即ちk//が0以外の時に群速度が0となるフォトニックバンドでの該平行方向に関する光閉じ込め特性（Q//値）が大きくなることによる。
但し、非特許文献２には、レーザから出射されるレーザビームの本数については記載がなく、複数のレーザビームが必要な装置（例えば上述の光ディスク記録再生装置）においては十分に有用ではない。
米国特許第3876842号公報 特開2000-332351号公報 伊藤良一、中村道治 著、「半導体レーザ[基礎と応用]」(1989年4月25日発行)、培風館、pp. 305-306 宮井英次 他 著、「フォトニック結晶面発光レーザのΓ点以外での発振の可能性の検討」、第67回応用物理学会学術講演会講演予稿集（2006年8月29日発行）、応用物理学会、第３分冊、p. 968
本発明が解決しようとする課題は、複数のレーザビームを出射させることができるレーザを提供することである。
併せて、上記レーザビームの出射方向を制御することができるレーザを提供する。
上記課題を解決するために成された本発明に係るフォトニック結晶レーザは、
電流が注入されることにより所定の波数域の光を生じさせる活性層と、
前記活性層で生じた光のうち前記所定波数域内にある第１波数の光の定在波を形成する第１フォトニック結晶層と、
前記活性層で生じた光のうち前記所定波数域内にあり前記第１波数とは異なる第２波数の光の定在波を形成する第２のフォトニック結晶層と、
を備えることを特徴とする。
以下、本発明に係るフォトニック結晶レーザにおいて複数のレーザビームを出射させることができる理由を説明する。
従来のフォトニック結晶レーザでは、活性層とフォトニック結晶層が１層ずつ設けられており、活性層で生じた光のうちフォトニック結晶層の周期構造により定まる特定の波数の光がフォトニック結晶層で定在波を形成する。これにより、その特定波数の光のみが増幅され、レーザ発振する。一方、本発明に係るフォトニック結晶レーザでは、第１フォトニック結晶層で形成される定在波の波数（第１波数）と第２フォトニック結晶層で形成される定在波の波数（第２波数）が異なるため、それらの光が重ね合わされることにより空間的なうなりが生じる。これにより、Γ点以外（k//が0以外）でのレーザ発振が生じ、フォトニック結晶層の垂線に対して傾斜した方向に進行するビームを得ることができる。フォトニック結晶内で定在波が１方向に形成されている場合にはその方向について正方向及び負方向の２本の傾斜ビームが形成され、定在波が２以上の方向に形成されている場合には、各方向毎に２本の傾斜ビームが形成される。このようにして、本発明に係るフォトニック結晶レーザは複数本のレーザビームを出射させることができる。第１波数と第２波数の差が大きくなるほど、フォトニック結晶層の垂線に対する傾斜角は大きくなる。
Γ点（波数成分k//が0）でのレーザ発振が得られる場合には、上記傾斜ビームに加えて、フォトニック結晶層に垂直な方向に進行するビームを得ることができる。以下では、このような垂直ビームと傾斜ビームが得られる場合、垂直ビームを「主ビーム」、傾斜ビームを「副ビーム」と呼ぶ。
第１フォトニック結晶層と第２フォトニック結晶層は、共に活性層の一方の側（同じ側）に設けてもよいが、構造の対称性が高い方がより効率よくレーザ発振を得ることができるため、前記第１フォトニック結晶層を前記活性層の一方の側に備え、前記第２フォトニック結晶層を前記活性層の他方の側に備えることが望ましい。また、第１フォトニック結晶層と第２フォトニック結晶層を共に活性層の一方の側に設ける場合には、例えば１枚の板状部材の表側に第１フォトニック結晶層を、裏側に第２フォトニック結晶層を設けること等により、それら２つのフォトニック結晶層を一体のものとすることができる。
本発明に係るフォトニック結晶レーザにおいては、前記第１フォトニック結晶層が第１周期で周期的屈折率分布を有し、前記第２フォトニック結晶層が前記第１周期とは異なる第２周期で周期的屈折率分布を有するように、第１及び第２フォトニック結晶層を構成することができる。これにより、第１フォトニック結晶層では第１周期に対応した第１波数の定在波が、第２フォトニック結晶層では第２周期に対応し第１波数とは異なる第２波数の定在波が形成される。
このような第１フォトニック結晶層及び第２フォトニック結晶層は、板状の部材内に該板状部材とは屈折率が異なる異屈折率部を周期的に配置した２次元フォトニック結晶により形成することができる。例えば、第１フォトニック結晶層の異屈折率部は直交格子（正方格子又は長方格子）又は三角格子の格子点上に配置し、第２フォトニック結晶層の異屈折率部は第１フォトニック結晶層の異屈折率部と同種の格子上に配置することができる。
前記第１フォトニック結晶層と前記第２フォトニック結晶層のうち、いずれか一方は異屈折率部を正方格子状に配置したものとし、他方は異屈折率部を長方格子状に配置したものであって、該長方格子のうちの１方向の周期が前記正方格子の周期と同じであり、該１方向に直交する方向の周期が前記正方格子の周期と異なる、という構成を取ることができる。この構成によれば、第１フォトニック結晶層及び第２フォトニック結晶層が同じ周期を有する方向には副ビームが出射されず、異なる周期を有する方向に、主ビームに関して対称の１対（２本）の副ビームが出射される。これら主ビーム及び２本の副ビームは前述の光ディスク記録／再生装置用の光源として好適に用いることができる。
第１フォトニック結晶層及び第２フォトニック結晶層を共に、異屈折率部を長方格子状に配置したものにした場合にも、１方向の周期を異なる値とし、それ以外の方向の周期を同じ値とすることにより、同様に主ビームと２本の副ビームを得ることができる。しかし、構造の対称性をできるだけ高くするために、前述のように２つのフォトニック結晶層のうちの一方は異屈折率部を正方格子状に配置することが望ましい。
なお、第１フォトニック結晶層及び第２フォトニック結晶層を共に異屈折率部を正方格子状に配置したものにすれば、主ビームの周りに90°毎に副ビーム（合わせて４本）を得ることができる。また、第１フォトニック結晶層及び第２フォトニック結晶層を共に異屈折率部を三角格子状に配置したものにすれば、主ビームの周りに120°毎に副ビーム（合わせて３本）を得ることができる。
前記第１フォトニック結晶層には、板状の部材内に該板状部材とは屈折率が異なるロッドを該板状部材に対して平行に並べて埋設した第１ロッド群を備えるものを用い、前記第２フォトニック結晶層には、板状の部材内に該板状部材とは屈折率が異なるロッドを該板状部材に対して平行且つ第１ロッド群のロッドに対して90°の方向に平行に並べて埋設した第２ロッド群を備え、第１ロッド群又は第２ロッド群のうち少なくとも一方の周期構造に欠陥が設けられているものを用いることができる。
このようなロッドを有するフォトニック結晶層を用いた場合の動作を、第２ロッド群に欠陥がある場合を例に説明する（第１ロッド群に欠陥がある場合も同様である）。第２フォトニック結晶層には、ロッドに垂直な方向の波数成分k2⊥に加えて、k2⊥よりも十分に小さい、ロッドに平行な方向の波数成分k2//を持つ定在波が形成される。この波数成分k2//を持つ定在波と、第１フォトニック結晶層においてロッドに垂直な方向に形成される波数k1⊥（≠k2//）の定在波により、主ビーム、及び主ビームに対して傾斜した２本の副ビームが得られる。
次に、複数のレーザビームの出射方向を制御することができるフォトニック結晶レーザ（以下、「出射方向可変フォトニック結晶レーザ」とする）について説明する。本発明に係る出射方向可変フォトニック結晶レーザは、本発明に係る上記フォトニック結晶レーザにおいて
前記第２周期が前記第２フォトニック結晶層内の位置により異なり、
前記電流が前記活性層の一部にのみ注入され、該注入位置が制御可能である、
ことを特徴とする。
本発明に係る出射方向可変フォトニック結晶レーザの動作を説明する。活性層の一部分（電流注入部分）にのみ電流を注入することにより、その電流注入部分に対向する第１フォトニック結晶層及び第２フォトニック結晶層の一部分において、互いに異なる波数で定在波が形成されて増幅される。それらの光が重ね合わされて空間的なうなりが生じることにより、前述のように傾斜ビームが生成される。その際、第２フォトニック結晶層内の位置により第２周期が異なるため、電流注入部分の位置により第２波数を変化させることができる。前述のように第１波数と第２波数の差により傾斜ビームの出射方向が変化するため、このように第２波数を変化させることにより傾斜ビームの出射方向を制御することができる。
本発明に係る出射方向可変フォトニック結晶レーザにおいて、第２フォトニック結晶層には、第２周期が異なる複数の領域（異周期領域）を有するものを用いることができる。この場合、活性層に電流を注入する手段（電流注入手段）として、前記活性層、前記第１フォトニック結晶層及び前記第２フォトニック結晶層を挟む１対の電極であって、該１対の電極のいずれか一方が前記異周期領域毎に分割された複数個の分割電極を用いることができる。このような態様の出射方向可変フォトニック結晶レーザでは、複数個の分割電極から電流の注入に用いる電極を選択することにより、第２フォトニック結晶層内において定在波が形成される異周期領域及びそれにより定まる第２波数を選択することができ、傾斜ビームの出射方向を制御することができる。
複数の異周期領域を有する第２フォトニック結晶層の例として、異屈折率部を長方格子状に配置したものであって、該長方格子において直交する２方向の格子点列のうち、(1)１方向の格子点間隔が前記異周期領域毎に異なるものや、(2)２方向共に格子点間隔が前記異周期領域毎に異なるものが挙げられる。
また、本発明に係る出射方向可変フォトニック結晶レーザにおいて、前記第２フォトニック結晶層には、前記第２周期が該第２フォトニック結晶層内で連続的に変化しているものを用いることができる。この場合、電流注入手段には、前記活性層、前記第１フォトニック結晶層及び前記第２フォトニック結晶層を挟む１対の電極であって、該１対の電極のいずれか一方が複数個に分割された分割電極を好適に用いることができる。このような分割電極を用いる場合には、分割電極を１個又は隣接する複数個を活性層への電流の注入に用いる電極として選択することにより、活性層における電流の注入位置を制御することができる。そして、このように電流注入位置を制御することにより、第２フォトニック結晶層内において定在波が形成される異周期領域及びそれにより定まる第２波数を選択することができ、傾斜ビームの出射方向を制御することができる。
第２周期が連続的に変化している第２フォトニック結晶層の例として、異屈折率部を長方格子状に配置したものであって、(1)該長方格子の１方向の格子点間隔が連続的に変化するものや、(2)該長方格子の２方向の格子点間隔が連続的に変化するものが挙げられる。
本発明に係るフォトニック結晶レーザによれば、フォトニック結晶層の垂線に対して傾斜した方向に進行する複数のレーザビームを得ることができる。
Γ点（波数成分k//が0）でのレーザ発振が生じる場合には、フォトニック結晶層に垂直な方向に進行する主ビームと、主ビームに対して傾斜した方向に進行する副ビームを、回折格子などを用いることなく１個の素子のみにより出射することができる。そのため、例えば、光ディスクに対する情報の記録／再生を行う際の記録再生用レーザ光（主ビーム）及び位置検出用レーザ光（副ビーム）の光源として好適に用いることができる。
本発明に係る出射方向可変フォトニック結晶レーザは、活性層への電流の注入位置を変化させることにより、副ビームの出射方向を制御することができる。この出射方向の制御は、機械的な走査機構を用いることなく、１個のレーザ素子だけで行うことができる。そのため、本発明に係る出射方向可変フォトニック結晶レーザはレーザビームの走査を行う必要がある超小型デバイスに好適に用いることができる。そのような超小型デバイスには、例えば医療用カプセル内蔵レーザメス（患者にカプセルを飲み込ませ、カプセルから出射されるレーザ光を走査することにより消化器内に対する施術を行うレーザメス）や超小型のディスプレイなどがある。
(1) 本発明に係るフォトニック結晶レーザの一実施形態の構成
本発明に係るフォトニック結晶レーザ（２次元フォトニック結晶レーザ）の一実施形態を、図１〜図１４を用いて説明する。図１は本実施形態の２次元フォトニック結晶レーザ１０の縦断面図である。２次元フォトニック結晶レーザ１０は、電子及び正孔が注入されることにより所定の波長域の光を発光する活性層１１を有する。また、活性層１１の一方の側（図の上側）に、第１キャリアブロック層１３１を挟んで第１フォトニック結晶層１２１を有し、活性層１１の他方の側（図１の下側）に、第２キャリアブロック層１３２を挟んで第２フォトニック結晶層１２２を有する。これら２次元フォトニック結晶層の構成は後述する。第１フォトニック結晶層１２１の上側にはp型半導体から成る第１クラッド層１４１を、第２フォトニック結晶層１２２の下側にはn型半導体から成る第２クラッド層１４２を、それぞれ有する。また、第１クラッド層１４１の上側には第１コンタクト層１５１を、第２クラッド層１４２の下側には第２コンタクト層１５２を、それぞれ有する。第１コンタクト層１５１の表面には第１電極１６１を、第２コンタクト層１５２の表面には第２電極１６２を、それぞれ有する。
図２に、第１フォトニック結晶層１２１及び第２フォトニック結晶層１２２の斜視図を示す。第１フォトニック結晶層１２１は、誘電体から成る第１板状部材１２１Ａに、第１空孔１２１Ｂを正方格子状に配列して成る。正方格子の周期はa1である。第２フォトニック結晶層１２２は、第１板状部材１２１Ａと同じ材料から成る第２板状部材１２２Ａに、第１空孔１２１Ｂと同じ形状を有する第２空孔１２２Ｂを長方格子状に配列して成る。長方格子のうちの１方向（y軸方向）の周期は前記正方格子の周期と同じa1とし、それに直交する方向（x軸方向）の周期はa2(≠a1)とする。周期a1とa2の大小関係は問わない。前記正方格子と前記長方格子はx軸とy軸が同じ方向を向くようにする。
活性層１１の材料には、例えばInGaAsを用いることができる。また、第１フォトニック結晶層１２１及び第２フォトニック結晶層１２２の板状部材の材料にはGaAsを、それぞれ用いることができる。なお、異屈折率部として、空孔の代わりに、板状部材とは屈折率が異なる異屈折率部材を用いることもできる。空孔は容易に加工することができるという点において優れているのに対して、異屈折率部材は加工時の加熱などにより板状部材が変形するおそれがある場合に有利である。
(2) 本実施形態の２次元フォトニック結晶レーザの製造方法
図３及び図４を用いて、２次元フォトニック結晶レーザ１０の製造方法を説明する。図３は本実施形態の製造方法を示す縦断面図であり、図４は本実施形態の製造方法において使用するレジストに描画された状態を示す上面図である。
まず、第１の基板２１１を用意し、第１基板２１１上に、第１エッチストップ層２２１、第２板状部材１２２Ａ、第２キャリアブロック層１３２、活性層１１、第１キャリアブロック層１３１、第１板状部材１２１Ａの順に積層した積層体２０を作製する（図３(a)）。積層体２０は、各層を順にMO-CVD法等により形成することにより作製することができる。なお、第１板状部材１２１Ａ及び第２板状部材１２２Ａには未だ空孔は形成されていない。
次に、第１板状部材１２１Ａの上に第１レジスト２３１を塗布し、第１レジスト２３１の四隅に十字のマーク２５１を描画（図４(a)）した後、誘導結合プラズマ(ICP)等を用いて十字マーク２５１から積層体２０をエッチングすることにより、積層体２０を貫く位置合わせ用マーク２６を形成する（図３(b)）。第１レジスト２３１を除去した後、新たに第２レジスト２３２を塗布する。第２レジスト２３２を透過して見える位置合わせ用マーク２６の位置を基準として、空孔１２１Ｂに対応する位置に円形孔２７１を描画する（図４(b)）。そして、ICP等を用いて円形孔２７１から第１板状部材１２１Ａをエッチングし、第１板状部材１２１Ａに空孔１２１Ｂを形成することにより、第１フォトニック結晶層１２１を作製する（図３(c)）。その後、第２レジスト２３２を除去する。
別途、第２の基板２１２上に第２エッチストップ層２２２、第１コンタクト層１５１、第１クラッド層１４１、第１板状部材１２１Ａと同じ材料から成る第１融着層１２１Ｃをこの順に形成する。そして、第１板状部材１２１Ａと第１融着層１２１Ｃを融着する（図３(d)）。次に、研磨法及びウエットエッチング法により第１基板２１１を除去し、更にエッチング剤を変えて第１エッチストップ層２２１を除去する（図３(e)）。そして、第１基板２１１及び第１エッチストップ層２２１の除去により露出した第２板状部材１２２Ａの表面に第３レジスト２３３を塗布し、第３レジスト２３３を透過して見える位置合わせ用マーク２６の位置を基準として、空孔１２１Ｂと空孔１２２Ｂについてx軸方向（図２）の列の位置が一致するように、空孔１２２Ｂに対応する位置に円形孔２７２を描画する（図４(c)）。そして、ICP等を用いて円形孔２７２から第２板状部材１２２Ａをエッチングし、第２板状部材１２２Ａに空孔１２２Ｂを形成することにより、第２フォトニック結晶層１２２を作製する（図３(f)）。その後、第３レジスト２３３を除去する。
別途、第２コンタクト層１５２と同じ材料から成る第３の基板２１３上に、第２クラッド層１４２、及び第２板状部材１２２Ａと同じ材料から成る第２融着層１２２Ｃをこの順に形成する。そして、第２板状部材１２２Ａと第２融着層１２２Ｃを融着する（図３(g)）。その後、研磨法及びウエットエッチング法により第２基板２１２を除去し、更にエッチング剤を変えて第２エッチストップ層２２２を除去する。また、第３基板２１３を鏡面研磨することにより所定の厚さまで減厚する。減厚後の第３基板２１３は第２コンタクト層１５２となる。更に、第１コンタクト層１５１の表面に第１電極１６１を形成し、第２コンタクト層１５２の表面に第２電極１６２を形成することにより、２次元フォトニック結晶レーザ１０を得ることができる（図３(h)）。
(3) 本実施形態の２次元フォトニック結晶レーザの動作
本実施形態の２次元フォトニック結晶レーザ１０では、第１電極１６１と第２電極１６２の間に電圧を印加すると、活性層１１に電子と正孔が供給され、それら電子と正孔が再結合することにより、所定の波長域の発光が生じる。その光は、第１フォトニック結晶層１２１及び第２フォトニック結晶層１２２に導入される。そして、第１フォトニック結晶層１２１において、異屈折率部の周期に対応した波数k1の光が増幅されると共に、第２フォトニック結晶層１２２において、異屈折率部の周期に対応した、波数k1とは異なる波数k2の光が増幅される。これら波数k1の光と波数k2の光によって光の空間的なうなりが生成され、それにより、Γ点以外（k//≠0）でのレーザ発振が生じ、斜め方向の副ビームが生成される。
以下、具体例を用いて、斜め方向の副ビームが生成されることを示す。ここではまず、２次元フォトニック結晶レーザ１０においてa1=a, a2=1.02aとした場合を例にして説明する。この場合、第１フォトニック結晶層１２１の周期a1と第２フォトニック結晶層１２２の周期a2が異なることにより、各２次元フォトニック結晶層において互いに異なる波数の定在波が形成され、それら２つの定在波の光が重ね合わされることにより、電界強度のx方向成分Exに、空間分布を有するうなりが生じる。図５に、ある時刻におけるExをFDTD法による計算で求めた結果を示す。この計算結果から、Exは周期ab〜51aの空間的うなりを有することがわかる。この計算で求めた空間的うなりの周期abは1/a1-1/a2=1/abの関係を満たしている。計算で求めたExをフーリエ変換することにより、波数のx方向成分であるkxのスペクトルを求めることができる。図５で得られたExをフーリエ変換した結果を図６に示す。ここではkxが正の場合のみ示したが、kxが負の場合にも同様の結果が得られる。この結果によれば、ピークがkx=±0.0196×(2π/a)に見られ、それよりも弱いピークがkx=±0.0392×(2π/a)に見られる。なお、y方向には２次元フォトニック結晶層間の周期の違いがないため、波数のy方向成分kyについては、ky=0の場合にのみピークが生じる。
２次元フォトニック結晶層に対する垂線と波数ベクトルの成す角度をθとすると、θとkxは、
kx=ksinθ=(a/λ)sinθ …(1)
の関係を満たす（図７）。(1)式に、InGaAsから成る活性層１１により得られる光の波長λ=980nm、この波長λの光を増幅させるさせることができる２次元フォトニック結晶の周期a=296nm（板状部材がGaAsの場合）及び図６においてピークが見られたkxの値を代入することにより、この例ではθ=3.8°（kx=0.0196×(2π/a)）及び7.6°（kx=0.0392×(2π/a)）の方向の副ビームが生成されることがわかる。
図６には主ビーム、即ち２次元フォトニック結晶に垂直な方向（θ=0, k=0）に出射するレーザビームに対応するピークがほとんど現れていない。しかし、実際には、図６はkx=0.0196×(2π/a)におけるピークが最大になる時刻のスペクトルのみを示したものであり、それ以外の時刻ではk=0にもピークが見られる。図８に、kx=0, 0.0196×(2π/a), 0.0392×(2π/a)におけるExのフーリエ変換像についてピーク値の時間変化を計算で求めた結果を示す。実際に出射されるレーザ光の強弱は、この計算結果を時間平均した値の強弱に対応する。この結果から、最も強度が強いレーザビームはkx=0、即ち主ビームであり、次に強いレーザビームはkx=0.0196×(2π/a)における副ビームであることがわかる。
図９に、２次元フォトニック結晶レーザ１０においてa1=a, a2=1.04aとした場合についてExの空間分布を計算により求めた結果を、図１０に、そのExの空間分布のフーリエ変換像を、それぞれ示す。この例ではkx=0.0392×(2π/a)においてピークが見られることから、(1)式よりθ=7.6°の方向の副ビームが生成されることがわかる。
(4) ２次元フォトニック結晶レーザ１０の実験例
次に、a1=0.288μmであって、(a)a2=1.06a1（0.305μm）及び(b)a2=1.08a1（0.311μm）である２種類の２次元フォトニック結晶レーザ１０を作製し、レーザビームの遠視野像を撮影する実験を行った。この実験で得られた遠視野像を図１１に示す。(a), (b)いずれにおいても、２本の傾斜ビームが観測された。２本の傾斜ビームの間隔から2θを見積もると、(a)では2θ=9.5°、(b)では2θ=14.4°であった。併せて、得られたレーザ光のスペクトルを図１２に示す。(a)a2=1.06a1、(b)a2=1.08a1のいずれにおいても単一波長（中心波長：(a)973.5nm、(b)973.8nm）のレーザ光が得られた。
(5) ２次元フォトニック結晶レーザ１０以外の実施形態の例
本発明に係る２次元フォトニック結晶レーザの構成は上述の実施形態（２次元フォトニック結晶レーザ１０）に限られない。例えば、長方格子を有する第２フォトニック結晶層１２２の代わりに、周期a2の正方格子を有する２次元フォトニック結晶層を用いれば、x方向及びy方向に空間的なうなりが生成され、それによりx方向に傾斜した副ビームとy方向に傾斜した副ビームを出射する２次元フォトニック結晶レーザを得ることができる。また、x方向の周期をa2、y方向の周期をa3（≠a1, a2）とすることにより、x方向に傾斜した副ビームと、x方向とは異なる角度でy方向に傾斜した副ビームを出射する２次元フォトニック結晶レーザを得ることができる。あるいは、第１フォトニック結晶層と第２フォトニック結晶層を共に活性層の上側（あるいは下側）に設けることもできる。
(6) 本発明に係る２次元フォトニック結晶レーザの使用例
図１３及び図１４を用いて、本発明に係る２次元フォトニック結晶レーザの使用例として、光ディスク記録／再生装置３０を示す。図１３(a)は本発明に係る２次元フォトニック結晶レーザ３１を用いた光ディスク記録／再生装置３０の概略構成図であり、(b)は従来の光ディスク記録／再生装置３０Ｐの概略構成図である。この従来の光ディスク記録／再生装置３０Ｐは特許文献２及び非特許文献２に記載されているものである。
光ディスク記録／再生装置３０は、主ビーム３６０とその主ビーム３６０の軸に関して対称な第１副ビーム３６１と第２副ビーム３６２を出射する、本発明に係る２次元フォトニック結晶レーザ３１を有する。２次元フォトニック結晶レーザ３１には例えば上記実施形態の２次元フォトニック結晶レーザ１０を用いることができる。また、光ディスク記録／再生装置３０は、２次元フォトニック結晶レーザ３１から出射される主ビーム３６０、第１副ビーム３６１と第２副ビーム３６２を光ディスク３９に照射させるためのレンズ等から成る光学系３３と、光ディスク３９により反射されたレーザ光を検出する検出器３４と、を備える。光学系３３は、光ディスク３９に照射されるレーザビームのスポットの位置を調節するために移動可能なトラック追従鏡３３１を有する。
光ディスク記録／再生装置３０の動作を、主に光ディスクのトラックに主ビーム３６０を追従させるための動作を中心に説明する。２次元フォトニック結晶レーザ３１から出射される主ビーム３６０、第１副ビーム３６１と第２副ビーム３６２は、光学系３３により光ディスク３９の記録面に照射され、その記録面により反射され、検出器３４により検出される。その際、記録面にある情報トラック３７の形状が左右対称であることから、第１副ビーム３６１と第２副ビーム３６２の検出強度は、主ビーム３６０が情報トラック３７の中心に正しく照射されていれば（図１４(a)）同じ値になり、中心からずれて照射されていれば（図１４(b)）異なる値になる。位置ずれが検出された場合には、第１副ビーム３６１と第２副ビーム３６２の検出強度が同じ値になるようにトラック追従鏡３３１を移動させることにより、主ビーム３６０が正しい位置に照射されるように修正することができる。
一方、従来の光ディスク記録／再生装置３０Ｐでは、ビームを１本のみ出射するレーザ３２Ａと、この１本のビームを回折させることにより３本に分割するための回折格子３２Ｂを備える。それ以外の構成は上記光ディスク記録／再生装置３０と同様である。従って、本実施形態の光ディスク記録／再生装置３０の方が、回折格子が不要であるため、装置の小型化やコストダウンを図ることができる。
(7) 本発明に係る出射方向可変フォトニック結晶レーザの第１実施形態
図１５及び図１６を用いて、第１実施形態の出射方向可変フォトニック結晶レーザ４０について説明する。図１５は出射方向可変フォトニック結晶レーザ４０の縦断面図である。出射方向可変フォトニック結晶レーザ４０は、上記２次元フォトニック結晶レーザ１０と同様の活性層１１、第１キャリアブロック層１３１、第２キャリアブロック層１３２、第１クラッド層１４１、第２クラッド層１４２、第１コンタクト層１５１及び第２コンタクト層１５２を有する。また、活性層１１の一方の側（図の上側）に第１キャリアブロック層１３１を挟んで第１フォトニック結晶層４２１を有し、活性層１１の他方の側（図の下側）に第２キャリアブロック層１３２を挟んで第２フォトニック結晶層４２２を有する。ここで、第１フォトニック結晶層４２１は上記２次元フォトニック結晶レーザ１０のものと同様の構成を有するのに対して、第２フォトニック結晶層４２２は、以下に述べるように２次元フォトニック結晶レーザ１０における第２フォトニック結晶層１２２と異なる構成を有する。
第２フォトニック結晶層４２２は、１枚の板状部材４２２Ａに第１異周期領域４２２１、第２異周期領域４２２２、第３異周期領域４２２３...を有する。各異周期領域では他の異周期領域とは異なる周期で空孔（異屈折率部）４２２Ｂが配置されている。本実施例では、図１６(a)に上面図で示すように、板状部材４２２Ａ内に円形の平面形状を有する空孔４２２Ｂを長方格子状に配置した。そして、長方格子のうちの１方向（y軸方向）の周期は第１フォトニック結晶層４２１と同じa1とし、それに直交する方向（x軸方向）の周期は第１異周期領域４２２１ではa21、第２異周期領域４２２２ではa22、第３異周期領域４２２３ではa23、...とした。
第１コンタクト層１５１の上面であって第１異周期領域４２２１、第２異周期領域４２２２、第３異周期領域４２２３、...の直上の位置に、それぞれ第１上部電極４６１１、第２上部電極４６１２、第３上部電極４６１３、...を設ける。第２コンタクト層１５２の下面には下部電極４６２を１枚設ける。
第１実施形態の出射方向可変フォトニック結晶レーザ４０の動作を説明する。まず、複数の上部電極（第１上部電極４６１１、第２上部電極４６１２、第３上部電極４６１３、...）のうちのいずれか１つと下部電極４６２の間に電圧を印加する。以下ではまず、第１上部電極４６１１と下部電極４６２の間にに電圧を印加した場合を例に説明する。この電圧の印加により、活性層１１のうち第１上部電極４６１１の直下にある部分に電子と正孔が供給され、その部分において所定の波長域の発光が生じる。その光は、第１フォトニック結晶層４２１に導入されると共に、第２フォトニック結晶層４２２のうち第１上部電極４６１１の直下にある第１異周期領域４２２１に導入される。これにより、第１フォトニック結晶層４２１において周期a1に対応した波数k1の光が増幅されると共に、第１異周期領域４２２１においてx方向に該方向の周期a21に対応した波数k21(≠k1)の光が増幅される。これにより、２次元フォトニック結晶レーザ１０の場合と同様に、光の空間的なうなりが生成され、波数の差に対応した角度でx方向に傾斜した副ビームが生成される。
次に、電圧を印加する上部電極を第１上部電極４６１１から他の上部電極（ここでは第２上部電極４６１２とする）に切り替える。これにより、第１上部電極４６１１の場合と同様に、第２上部電極４６１２の直下にある第２異周期領域４２２２においてx方向の周期a22(≠a21)に対応してx方向に波数k22(≠k1, k21)の光が増幅される。このように、第１上部電極４６１１を用いた場合とは異なる波数の光が増幅されることにより、第１上部電極４６１１を用いた場合と異なる角度でx方向に傾斜した副ビームが生成される。第３上部電極４６１３...と下部電極４６２の間に電圧を印加した場合にも同様に、上部電極の直下にある異周期領域の周期に対応して、他の上部電極を用いた場合と異なる角度でx方向に傾斜した副ビームが生成される。
図１６(b)〜(d)に、第２フォトニック結晶層４２２の他の構成例を平面図で示す。(b)は各異周期領域においてx方向の周期を第１フォトニック結晶層４２１の周期と同じa1とし、y方向の周期を異周期領域毎にa21、a22、a23...と異なる値にしたものである。この場合、電圧を印加する上部電極を切り替えることにより、その上部電極の直下にある異周期領域異周期領域の周期に対応した角度でy方向に傾斜した副ビームが生成される。(c)は、各異周期領域においてx方向とy方向の周期を同じ値（即ち正方格子）にし、異周期領域毎に周期を異なる値にしたものである。この場合、電圧を印加する上部電極を切り替えることにより、その上部電極の直下にある異周期領域の周期に対応した角度でx方向に傾斜した副ビーム及びy方向に傾斜した副ビームが出射される。(d)は、(a)における円形の平面形状を有する空孔を正三角形の平面形状を有する空孔に変更したものである。このように空孔の形状を変えても、副ビームが出射する方向には変化はない。
ここまでは上部電極のみを異周期領域毎に設けた例を示したが、下部電極のみを異周期領域毎に設けることや、上部電極と下部電極の双方を異周期領域毎に設けることもできる。
(8) 本発明に係る出射方向可変フォトニック結晶レーザの第２実施形態
図１７〜図２０を用いて、第２実施形態の出射方向可変フォトニック結晶レーザ５０について説明する。図１７は出射方向可変フォトニック結晶レーザ５０の縦断面図である。出射方向可変フォトニック結晶レーザ５０は、第１実施形態の出射方向可変フォトニック結晶レーザ４０における第２フォトニック結晶層４２２及び上部電極の代わりに、後述の第２フォトニック結晶層５２２及び上部電極を有し、それ以外の点では出射方向可変フォトニック結晶レーザ４０と同様の構成を有する。
第２フォトニック結晶層５２２は、図１８に上面図で示すように、板状部材５２２Ａ内に円形の空孔５２２Ｂを直交格子状に配置したものである。空孔５２２Ｂは、y方向には第１フォトニック結晶層４２１の空孔と同じ周期a1で配置されているのに対して、x方向には、隣接空孔間の距離a21, a22, a23,...が正の方向に向って徐々に大きくなる（a21<a22<a23<...）、即ち周期が連続的に変化するように配置されている。例えば、隣接空孔間の距離を正の方向に向って0.1%ずつ大きくすれば、100個の空孔で隔てられた２箇所を比較すると10%の距離の差が生じる。
上部電極５６１は、第１コンタクト層１５１の上に配置され、x方向に並んだ多数の電極（第１上部電極５６１１、第２上部電極５６１２、...に分割されている（図１７）。
図１９を用いて、出射方向可変フォトニック結晶レーザ５０の動作を説明する。まず、上部電極５６１のうち隣接する複数のものと下部電極４６２の間に電圧を印加する。ここでは一例として、第１上部電極５６１１、第２上部電極５６１２及び第３上部電極５６１３の３個の電極と下部電極４６２の間に電圧を印加した場合（図１９(a)）を例に説明する。この電圧印加により、第１〜第３上部電極５６１１〜５６１３の直下にある部分（第１電流供給領域５７１）に電子と正孔が供給され、その部分において所定の波長域の発光が生じる。その光は、第１フォトニック結晶層４２１及び第２フォトニック結晶層５２２のうち第１〜第３上部電極５６１１〜５６１３の直下にある部分（第１光増幅領域５８１）に導入される。これにより、第１フォトニック結晶層４２１において周期a1に対応した波数k1の光が増幅されると共に、第２フォトニック結晶層５２２において第１光増幅領域５８１内での平均周期に対応した波数の光が増幅される。ここで、第２フォトニック結晶層５２２で増幅される光の波数は、x方向の周期の違いにより、x方向において第１フォトニック結晶層４２１における波数k1と異なる値になる。これにより、光の空間的なうなりが生成され、波数の差に対応した角度でx方向に傾斜した副ビームが生成される。
次に、電圧印加に用いる上部電極を第２上部電極５６１２、第３上部電極５６１３及び第４上部電極５６１４に変更する（図１９(b)）。これにより、電流供給領域及び光増幅領域がx方向に移動する（第２電流供給領域５７２、第２光増幅領域５８２）。第２光増幅領域５８２内での第２フォトニック結晶層５２２の平均周期は第１光増幅領域５８１内のものとは異なるため、このような光増幅領域の移動により第２フォトニック結晶層５２２で増幅される光の波数及びこの波数により定まる副ビームの傾斜角を変化させることができる。同様にして、順次、電圧印加に用いる上部電極を変化させて光増幅領域を移動させることにより、副ビームの傾斜角を連続的に変化させることができる。
図２０に、第２実施形態の出射方向可変フォトニック結晶レーザ５０における第２フォトニック結晶層５２２の他の例（第２フォトニック結晶層５２２Ｘ）を示す。第２フォトニック結晶層５２２Ｘは、隣接空孔間の距離を、x方向について正の方向に向って徐々に大きくなる（a21<a22<a23<...）ようにすると共に、y方向についても正の方向に向って徐々に大きくなる（a21<a22<a23<...）ようにしたものである。これにより、x方向及びy方向にそれぞれ、傾斜した副ビームが生成される。このような第２フォトニック結晶層５２２Ｘを用いた場合には、上部電極はx方向、y方向共に分割されたものを用いる。なお、第２フォトニック結晶層５２２及び５２２Ｘにおいては円形の空孔を用いたが、正三角形などの他の形状の空孔を用いることもできる。
ここまでに示したように、本発明に係る出射方向可変フォトニック結晶レーザでは複数本のレーザビームが出射される。それら複数本のビームのうちの一部のビーム４９１のみを使用する場合には、それ以外のビーム４９２を遮蔽部４９３により遮蔽すればよい（図２１）。例えば、図２１に示すように、１本の副ビーム（第１副ビーム４９１）をθa〜θbの角度範囲で走査する場合には、フォトニック結晶層に対する垂線４９３が走査範囲の中央から(θa+θb)/2だけ傾くように出射方向可変フォトニック結晶レーザ４９を配置し、不要なビームが出射する方向に遮蔽板４９２を置けばよい。
(9) 板状部材内にロッドを１方向に並べたフォトニック結晶を用いたフォトニック結晶レーザの例
図２２に板状部材内にロッドを１方向に並べたフォトニック結晶を用いたフォトニック結晶レーザ６０の縦断面図を、図２３にフォトニック結晶レーザ６０における第１フォトニック結晶層６２１及び第２フォトニック結晶層６２２の横断面図を示す。第１フォトニック結晶層６２１には、第１板状部材６２１Ａ内に、x方向に延びるロッド状の空孔６２１Ｂが多数、y方向に並ぶように周期的に配置されている。一方、第１フォトニック結晶層６２１には、第２板状部材６２２Ａ内に、y方向に延びるロッド状の空孔６２２Ｂが多数、x方向に並ぶように周期的に配置されている。そして、第２板状部材６２２Ａ内のロッドのうち１周期分だけ、ロッドが設けられず、ロッドの欠陥６２２Ｃが形成されている。それ以外の構成は上述の２次元フォトニック結晶レーザ１０と同様である。
本実施例のフォトニック結晶レーザ６０では、第１電極１６１−第２電極１６２から活性層１１に電流が注入されることにより生じる光が第１フォトニック結晶層６２１及び第２フォトニック結晶層６２２に導入される点は、他の実施例のフォトニック結晶レーザと同様である。第１フォトニック結晶層６２１に導入された光は、ロッド状空孔６２１Ｂによるy方向の周期的により、y方向の定在波を形成する。それに対して第２フォトニック結晶層６２２に導入された光は、ロッドの欠陥６２２Ｃが存在することにより、ロッド状空孔６２２Ｂが周期性を持つ方向であるx方向だけではなく、y方向にも成分を持つ定在波が形成される。これら第１フォトニック結晶層６２１内のy方向の定在波と、第２フォトニック結晶層６２２内の定在波のy方向成分により、うなりが形成され、それにより主ビーム、及び主ビームに対してy方向に傾斜した２本の副ビームが形成される。
板状部材内にロッドを１方向に並べたフォトニック結晶は、出射方向可変フォトニック結晶レーザにも用いることができる。例えば、図２４に示すように、第１フォトニック結晶層７２１には、x方向に延びるロッド状の空孔７２１Ｂをy方向に等間隔a1に並べると共に、ロッドの欠陥７２１Ｃを設け、第２フォトニック結晶層７２２には、y方向に延びるロッド状の空孔７２２Ｂを、x方向について正の方向に向って徐々に間隔が大きくなる（a21<a22<a23<...）ように並べたものを用いることができる。これにより、第２実施形態の出射方向可変フォトニック結晶レーザ５０ど同様に、副ビームの出射方向を制御することができる。
本発明の一実施形態に係る２次元フォトニック結晶レーザ１０の縦断面図。 ２次元フォトニック結晶レーザ１０における第１フォトニック結晶層１２１及び第２フォトニック結晶層１２２の斜視図。 ２次元フォトニック結晶レーザ１０の製造方法を示す縦断面図。 本実施形態の製造方法において使用するレジストに描画された状態を示す上面図。 a1=a, a2=1.02aの場合における電界強度のx方向成分Exの空間分布を計算により求めた結果を示すグラフ。 a1=a, a2=1.02aの場合におけるExのフーリエ変換像を計算により求めた結果を示すグラフ。 出射角θと波数のx方向成分kxの関係を示す図。 a1=a, a2=1.02aの場合におけるExのフーリエ変換像についてピーク値の時間変化を計算で求めた結果を示すグラフ。 a1=a, a2=1.04aの場合におけるExの空間分布を計算により求めた結果を示すグラフ。 a1=a, a2=1.04aの場合におけるExのフーリエ変換像を計算により求めた結果を示すグラフ。 a1=a, a2=1.06a及び1.08aである２次元フォトニック結晶レーザ１０に対する実験で得られた副ビームの遠視野像の写真。 a1=a, a2=1.06a及び1.08aである２次元フォトニック結晶レーザ１０に対する実験で得られた副ビームのスペクトル。 本発明に係る２次元フォトニック結晶レーザを用いた光ディスク記録／再生装置の一例(a)及び従来の光ディスク記録／再生装置の一例(b)を示す概略構成図。 光ディスク記録／再生装置の動作を説明するための概略図。 第１実施形態の出射方向可変フォトニック結晶レーザ４０の縦断面図。 出射方向可変フォトニック結晶レーザ４０における第２フォトニック結晶層４２２を示す平面図。 第２実施形態の出射方向可変フォトニック結晶レーザ５０の縦断面図。 出射方向可変フォトニック結晶レーザ５０における第２フォトニック結晶層５２２を示す平面図。 出射方向可変フォトニック結晶レーザ５０の動作を説明するための縦断面図。 第２フォトニック結晶層５２２の他の例を示す平面図。 レーザビームの一部を遮蔽する例を示す概略図。 板状部材内にロッドを１方向に並べたフォトニック結晶を用いたフォトニック結晶レーザ６０の縦断面図。 フォトニック結晶レーザ６０におけるフォトニック結晶層を示す横断面図。 出射方向可変フォトニック結晶レーザに、板状部材内にロッドを１方向に並べたフォトニック結晶を用いる例を示す横断面図。
符号の説明
１０、３１、６０…フォトニック結晶レーザ
１１…活性層
１２１、４２１、５２１、６２１、７２１…第１フォトニック結晶層
１２１Ａ…第１板状部材
１２１Ｂ…第１空孔
１２１Ｃ…第１融着層
１２２、４２２、５２２、５２２Ｘ、６２２、７２２…第２フォトニック結晶層
１２２Ａ…第２板状部材
１２２Ｂ…第２空孔
１２２Ｃ…第２融着層
１３１…第１キャリアブロック層
１３２…第２キャリアブロック層
１４１…第１クラッド層
１４２…第２クラッド層
１５１…第１コンタクト層
１５２…第２コンタクト層
１６１…第１電極
１６２…第２電極
２０…積層体
２１１…第１基板
２１２…第２基板
２１３…第３基板
２２１…第１エッチストップ層
２２２…第２エッチストップ層
２３１…第１レジスト
２３２…第２レジスト
２３３…第３レジスト
２５１…十字マーク
２６…位置合わせ用用マーク
２７１、２７２…円形孔
３０…光ディスク記録／再生装置
３０Ｐ…従来の光ディスク記録／再生装置
３２Ａ…レーザ
３２Ｂ…回折格子
３３…光学系
３３１…トラック追従鏡
３４…検出器
３６０…主ビーム
３６１…第１副ビーム
３６２…第２副ビーム
３７…情報トラック
３９…光ディスク
４０、５０…出射方向可変フォトニック結晶レーザ
４２２Ａ、５２２Ａ…板状部材
４２２Ｂ、５２２Ｂ…空孔
４２２１…第１異周期領域
４２２２…第２異周期領域
４２２３…第３異周期領域
４６１１…第１上部電極
４６１２…第２上部電極
４６１３…第３上部電極
４６２…下部電極
５６１…上部電極
５６１１…第１上部電極
５６１２…第２上部電極
５６１３…第３上部電極
５６１４…第４上部電極
５７１…第１電流供給領域
５７２…第２電流供給領域
５８１…第１光増幅領域
５８２…第２光増幅領域
６２１Ａ…第１板状部材
６２２Ａ…第２板状部材
６２１Ｂ、６２２Ｂ、７２１Ｂ、７２２Ｂ…ロッド状空孔
６２２Ｃ、７２１Ｃ…ロッド状空孔の欠陥

Claims (15)

  1. 電流が注入されることにより所定の波数域の光を生じさせる活性層と、
    前記活性層で生じた光のうち前記所定波数域内にある第１波数の光の定在波を形成する第１フォトニック結晶層と、
    前記活性層で生じた光のうち前記所定波数域内にあり前記第１波数とは異なる第２波数の光の定在波を形成する第２のフォトニック結晶層と、
    を備えることを特徴とするフォトニック結晶レーザ。
  2. 前記第１フォトニック結晶層を前記活性層の一方の側に備え、前記第２フォトニック結晶層を前記活性層の他方の側に備えることを特徴とする請求項１に記載のフォトニック結晶レーザ。
  3. 前記第１フォトニック結晶層が第１周期で周期的屈折率分布を有し、前記第２フォトニック結晶層が前記第１周期とは異なる第２周期で周期的屈折率分布を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のフォトニック結晶レーザ。
  4. 前記第１フォトニック結晶層と前記第２フォトニック結晶層が、板状の部材内に該板状部材とは屈折率が異なる異屈折率部を周期的に配置した２次元フォトニック結晶であることを特徴とする請求項３に記載のフォトニック結晶レーザ。
  5. 前記第１フォトニック結晶層の異屈折率部が直交格子又は三角格子の格子点上に配置されており、
    前記第２フォトニック結晶層の異屈折率部が前記第１フォトニック結晶層の異屈折率部と同種の格子の格子点上に配置されている、
    ことを特徴とする請求項４に記載のフォトニック結晶レーザ。
  6. 前記第１フォトニック結晶層と前記第２フォトニック結晶層のうち、
    いずれか一方が異屈折率部を正方格子状に配置したものであり、
    他方が異屈折率部を長方格子状に配置したものであって、該長方格子のうちの１方向の周期が前記正方格子の周期と同じであり、該１方向に直交する方向の周期が前記正方格子の周期と異なる、
    ことを特徴とする請求項５に記載のフォトニック結晶レーザ。
  7. 前記第１フォトニック結晶層が、板状の部材内に該板状部材とは屈折率が異なるロッドを該板状部材に対して平行に並べて埋設した第１ロッド群を有し、
    前記第２フォトニック結晶層が、板状の部材内に該板状部材とは屈折率が異なるロッドを該板状部材に対して平行且つ第１ロッド群のロッドに対して90°の方向に平行に並べて埋設した第２ロッド群を有し、
    第１ロッド群又は第２ロッド群のうち少なくとも一方の周期構造に欠陥が設けられている、
    ことを特徴とする請求項３に記載のフォトニック結晶レーザ。
  8. 前記電流を前記活性層の一部にのみ注入し、該注入位置が制御可能である電流注入手段を備え、
    前記第２フォトニック結晶層が該層内の位置により異なる第２周期を有する、
    ことを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のフォトニック結晶レーザ。
  9. 前記第２フォトニック結晶層が、前記第２周期が異なる複数の異周期領域を有し、
    前記電流注入手段が前記活性層、前記第１フォトニック結晶層及び前記第２フォトニック結晶層を挟む１対の電極であって、該１対の電極のいずれか一方が前記異周期領域毎に分割された複数個の分割電極である、
    ことを特徴とする請求項８に記載のフォトニック結晶レーザ。
  10. 前記第２フォトニック結晶層が異屈折率部を長方格子状に配置したものであり、該長方格子の１方向の格子点間隔が前記異周期領域毎に異なることを特徴とする請求項９に記載のフォトニック結晶レーザ。
  11. 前記第２フォトニック結晶層が異屈折率部を長方格子状に配置したものであり、該長方格子の２方向の格子点間隔が前記異周期領域毎に異なることを特徴とする請求項９に記載のフォトニック結晶レーザ。
  12. 前記第２周期が前記第２フォトニック結晶層内で連続的に変化していることを特徴とする請求項８に記載のフォトニック結晶レーザ。
  13. 前記電流注入手段が前記活性層、前記第１フォトニック結晶層及び前記第２フォトニック結晶層を挟む１対の電極であって、該１対の電極のいずれか一方が複数個に分割された分割電極であることを特徴とする請求項１２に記載のフォトニック結晶レーザ。
  14. 前記第２フォトニック結晶層が異屈折率部を長方格子状に配置したものであり、該長方格子の１方向の格子点間隔が連続的に変化することを特徴とする請求項１２又は１３に記載のフォトニック結晶レーザ。
  15. 前記第２フォトニック結晶層が異屈折率部を長方格子状に配置したものであり、該長方格子の２方向の格子点間隔が連続的に変化することを特徴とする請求項１２又は１３に記載のフォトニック結晶レーザ。
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