JP2017139255A - Surface emission laser element and atomic oscillator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow for generation of high quality laser light, even when multiple surface emission lasers, having wavelength adjustment regions of different thickness, are formed in one surface emission laser element.SOLUTION: A surface emission laser element includes a lower reflector 22, an upper reflector 24 placed at a position closer to the laser light exit than the lower reflector 22, a resonator 23 placed between the lower reflector 22 and upper reflector 24, and resonating the light, and wavelength adjustment regions 25 formed in the upper reflector 24, and adjusting the wavelength of the light. The wavelength adjustment region 25 includes a first wavelength adjustment layer 61 containing indium, and a second wavelength adjustment layer 62 not containing indium, and the first wavelength adjustment layer 61 is thinner than the second wavelength adjustment layer 62.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、面発光レーザ素子及び原子発振器に関する。   The present invention relates to a surface emitting laser element and an atomic oscillator.

レーザ光源として、複数の面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)が平面的に配置された面発光レーザ素子が用いられる。面発光レーザは、基板面に対し垂直方向に光を出射する半導体レーザである。面発光レーザは、端面発光型の半導体レーザと比較して、低価格化、低消費電力化、小型化、2次元的集積化等の点で有利である。   As the laser light source, a surface emitting laser element in which a plurality of surface emitting lasers (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser) are arranged in a plane is used. A surface emitting laser is a semiconductor laser that emits light in a direction perpendicular to a substrate surface. A surface emitting laser is advantageous in terms of cost reduction, power consumption, miniaturization, two-dimensional integration, and the like, compared to an edge emitting semiconductor laser.

例えば、上下のブラッグ反射鏡間に共振器が配置される面発光レーザにおいて、ブラッグ反射鏡内に1層以上の波長調整層を含む波長調整領域を形成し、波長調整領域の厚さを変化させることにより、レーザ光の波長を調整する技術がある(特許文献1)。1つの面発光レーザ素子上に波長調整領域の厚さが異なる複数の面発光レーザを形成することにより、1つの面発光レーザ素子において複数の波長のレーザ光を射出することが可能となる。   For example, in a surface emitting laser in which a resonator is disposed between upper and lower Bragg reflectors, a wavelength adjustment region including one or more wavelength adjustment layers is formed in the Bragg reflector, and the thickness of the wavelength adjustment region is changed. Thus, there is a technique for adjusting the wavelength of laser light (Patent Document 1). By forming a plurality of surface emitting lasers having different wavelength adjustment regions on one surface emitting laser element, it becomes possible to emit laser light having a plurality of wavelengths in one surface emitting laser element.

面発光レーザは、通常、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法等により基板上に各種の半導体層をエピタキシャル結晶成長させた後、エッチングによりメサ形状に形成される。このとき、上記のように1つの面発光レーザ素子に波長調整領域の厚さが異なる複数の面発光レーザが形成される場合には、複数の面発光レーザ間でエッチングの深さが不均一になりやすい。エッチングの深さが不均一になると、共振器の残膜厚が不均一になり、レーザ光の品質が低下する場合がある。   A surface emitting laser is usually formed in a mesa shape by etching after various semiconductor layers are epitaxially grown on a substrate by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method, MBE (Molecular Beam Epitaxy) method or the like. At this time, when a plurality of surface-emitting lasers having different wavelength adjustment regions are formed in one surface-emitting laser element as described above, the etching depth is uneven among the plurality of surface-emitting lasers. Prone. If the etching depth is non-uniform, the remaining film thickness of the resonator becomes non-uniform, and the quality of the laser beam may be reduced.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、波長調整領域の厚さが異なる複数の面発光レーザが形成された面発光レーザ素子のレーザ光の品質を向上させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to improve the quality of laser light of a surface emitting laser element in which a plurality of surface emitting lasers having different thicknesses of wavelength adjustment regions are formed.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、下部反射鏡と、前記下部反射鏡よりレーザ光の射出口に近い位置に配置された上部反射鏡と、前記下部反射鏡と前記上部反射鏡との間に配置され、光を共振させる共振器と、前記上部反射鏡内に形成され、前記光の波長を調整する波長調整領域とを備え、前記波長調整領域は、インジウムを含む第1の波長調整層と、インジウムを含まない第2の波長調整層とを含み、前記第1の波長調整層の厚さは、前記第2の波長調整層の厚さより薄い面発光レーザ素子である。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a lower reflecting mirror, an upper reflecting mirror disposed nearer to a laser beam exit than the lower reflecting mirror, and the lower reflecting mirror. A resonator disposed between the upper reflector and resonating light; and a wavelength adjustment region formed in the upper reflector for adjusting the wavelength of the light, wherein the wavelength adjustment region comprises indium. A surface-emitting laser element including a first wavelength adjustment layer including a second wavelength adjustment layer not including indium, wherein the thickness of the first wavelength adjustment layer is smaller than the thickness of the second wavelength adjustment layer It is.

本発明によれば、波長調整領域の厚さが異なる複数の面発光レーザが形成された面発光レーザ素子のレーザ光の品質を向上させることが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to improve the quality of the laser beam of the surface emitting laser element in which the several surface emitting laser from which the thickness of a wavelength adjustment area | region differs was formed.

図1は、第1の実施の形態にかかる面発光レーザの構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the surface emitting laser according to the first embodiment. 図2は、第1の実施の形態にかかる面発光レーザ素子の構成を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing the configuration of the surface emitting laser element according to the first embodiment. 図3は、第1の実施の形態にかかる第1の面発光レーザ、第2の面発光レーザ、及び第3の面発光レーザの具体的な構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a specific configuration example of the first surface emitting laser, the second surface emitting laser, and the third surface emitting laser according to the first embodiment. 図4は、共振器の残膜厚と特性変化率との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the remaining film thickness of the resonator and the characteristic change rate. 図5は、第1の実施の形態にかかる波長調整領域のエッチング方法の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the wavelength adjusting region etching method according to the first embodiment. 図6は、第1の実施の形態の第1の例にかかるレジストパターニング及び選択エッチングを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing resist patterning and selective etching according to the first example of the first embodiment. 図7は、第1の実施の形態の第2の例にかかるレジストパターニング及び選択エッチングを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing resist patterning and selective etching according to a second example of the first embodiment. 図8は、第1の実施の形態にかかる第1の面発光レーザの波長調整領域の縦モードにおける腹節の位置を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the position of the abdominal node in the longitudinal mode of the wavelength adjustment region of the first surface emitting laser according to the first embodiment. 図9は、第1の実施の形態にかかる上部ブラッグ反射鏡内における波長調整領域の置き換え位置を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a replacement position of the wavelength adjustment region in the upper Bragg reflector according to the first embodiment. 図10は、第2の実施の形態にかかる第1の面発光レーザの波長調整領域の縦モードにおける腹節の位置を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the position of the abdominal node in the longitudinal mode of the wavelength adjustment region of the first surface emitting laser according to the second embodiment. 図11は、第2の実施の形態にかかる上部ブラッグ反射鏡内における波長調整領域の置き換え位置を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a replacement position of the wavelength adjustment region in the upper Bragg reflector according to the second embodiment. 図12は、第3の実施の形態にかかる原子発振器の構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of an atomic oscillator according to the third embodiment. 図13は、CPTに関連する原子エネルギー準位の構造例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a structure of atomic energy levels related to CPT. 図14は、レーザ光を変調した際に生じるサイドバンドの例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a side band generated when laser light is modulated. 図15は、変調周波数と透過光量との関係の例を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the relationship between the modulation frequency and the amount of transmitted light.

(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態にかかる面発光レーザ11の構成を示す断面図である。面発光レーザ11は、半導体基板21、下部ブラッグ反射鏡22(下部反射鏡)、共振器23、上部ブラッグ反射鏡24(上部反射鏡)、波長調整領域25、コンタクト層26、上部電極27、下部電極28、エッチング領域29、保護層30、及びポリイミド層31を含む。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the surface emitting laser 11 according to the first embodiment. The surface emitting laser 11 includes a semiconductor substrate 21, a lower Bragg reflector 22 (lower reflector), a resonator 23, an upper Bragg reflector 24 (upper reflector), a wavelength adjustment region 25, a contact layer 26, an upper electrode 27, and a lower portion. An electrode 28, an etching region 29, a protective layer 30, and a polyimide layer 31 are included.

n−GaAs等からなる半導体基板21上には下部ブラッグ反射鏡22が形成されている。下部ブラッグ反射鏡22は、酸化物、窒化物、フッ化物等からなる誘電体膜であり、屈折率が異なる半導体材料からなる層(低屈折率層及び高屈折率層)を交互に積層することにより形成されている。下部ブラッグ反射鏡22上には活性層を含む共振器23が形成されている。   A lower Bragg reflector 22 is formed on a semiconductor substrate 21 made of n-GaAs or the like. The lower Bragg reflector 22 is a dielectric film made of oxide, nitride, fluoride, or the like, and is formed by alternately laminating layers made of semiconductor materials having different refractive indexes (low refractive index layer and high refractive index layer). It is formed by. A resonator 23 including an active layer is formed on the lower Bragg reflector 22.

共振器23上には上部ブラッグ反射鏡24が形成されている。上部ブラッグ反射鏡24内には波長調整領域25が形成されている。上部ブラッグ反射鏡24は、酸化物、窒化物、フッ化物等からなる誘電体膜であり、屈折率が異なる半導体材料からなる層(低屈折率層及び高屈折率層)を交互に積層することにより形成されている。本実施の形態にかかる波長調整領域25は、上部ブラッグ反射鏡24の高屈折率層を置き換えることにより形成されている。   An upper Bragg reflector 24 is formed on the resonator 23. A wavelength adjustment region 25 is formed in the upper Bragg reflector 24. The upper Bragg reflector 24 is a dielectric film made of oxide, nitride, fluoride, or the like, and is formed by alternately laminating layers (low refractive index layers and high refractive index layers) made of semiconductor materials having different refractive indexes. It is formed by. The wavelength adjustment region 25 according to the present embodiment is formed by replacing the high refractive index layer of the upper Bragg reflector 24.

上部ブラッグ反射鏡24上にはコンタクト層26が形成されている。コンタクト層26上には上部電極27が形成されている。上部電極27はコンタクト層26の一部が露出するように形成されており、当該コンタクト層26が露出した部分がレーザ光の射出口32となる。半導体基板21の下面側には下部電極28が形成されている。   A contact layer 26 is formed on the upper Bragg reflector 24. An upper electrode 27 is formed on the contact layer 26. The upper electrode 27 is formed so that a part of the contact layer 26 is exposed, and a portion where the contact layer 26 is exposed serves as a laser light emission port 32. A lower electrode 28 is formed on the lower surface side of the semiconductor substrate 21.

面発光レーザ11は、エッチング領域29によりメサ形状に形成されている。エッチング領域29は、射出口32の周囲の上部ブラッグ反射鏡24(波長調整領域25を含む)及び共振器23を積層方向にエッチングすることにより形成される。エッチング領域29の深さは、共振器23のスペーサ層が所定の厚さだけ残留するように形成される。   The surface emitting laser 11 is formed in a mesa shape by the etching region 29. The etching region 29 is formed by etching the upper Bragg reflector 24 (including the wavelength adjustment region 25) and the resonator 23 around the emission port 32 in the stacking direction. The depth of the etching region 29 is formed so that the spacer layer of the resonator 23 remains by a predetermined thickness.

エッチング領域29には、保護層30及びポリイミド層31が形成されている。保護層30は、SiN等を主成分とする層であり、エッチングにより露出した電流狭窄層(選択酸化領域)を保護する作用を有する。   A protective layer 30 and a polyimide layer 31 are formed in the etching region 29. The protective layer 30 is a layer mainly composed of SiN or the like, and has a function of protecting the current confinement layer (selective oxidation region) exposed by etching.

上記構成の面発光レーザ11の上部電極27に電流が供給されることにより、波長調整領域25により調整された波長を有する光が共振器23により増幅され、射出口32からレーザ光として射出される。   By supplying a current to the upper electrode 27 of the surface emitting laser 11 having the above-described configuration, light having a wavelength adjusted by the wavelength adjustment region 25 is amplified by the resonator 23 and emitted from the emission port 32 as laser light. .

図2は、第1の実施の形態にかかる面発光レーザ素子1の構成を示す上面図である。面発光レーザ素子1は、第1の発光領域41、第2の発光領域42、第3の発光領域43、第4の発光領域44、第1の電極パッド45、第2の電極バッド46、第3の電極パッド47、及び第4の電極パッド48を含む。   FIG. 2 is a top view showing the configuration of the surface emitting laser element 1 according to the first embodiment. The surface emitting laser element 1 includes a first light emitting region 41, a second light emitting region 42, a third light emitting region 43, a fourth light emitting region 44, a first electrode pad 45, a second electrode pad 46, a second 3 electrode pads 47 and a fourth electrode pad 48.

第1の発光領域41には複数の面発光レーザ11Aがアレイ状に配置されている。第2の発光領域42には複数の面発光レーザ11Bがアレイ状に配置されている。第3の発光領域43には複数の面発光レーザ11Cがアレイ状に配置されている。第4の発光領域44には複数の面発光レーザ11Dがアレイ状に配置されている。第1の電極パッド45は第1の発光領域41内の各面発光レーザ11Aに電流を供給する。第2の電極パッド46は第2の発光領域42内の各面発光レーザ11Bに電流を供給する。第3の電極パッド47は第3の発光領域43内の各面発光レーザ11Cに電流を供給する。第4の電極パッド48は第4の発光領域44内の各面発光レーザ11Dに電流を供給する。   In the first light emitting region 41, a plurality of surface emitting lasers 11A are arranged in an array. In the second light emitting region 42, a plurality of surface emitting lasers 11B are arranged in an array. In the third light emitting region 43, a plurality of surface emitting lasers 11C are arranged in an array. In the fourth light emitting region 44, a plurality of surface emitting lasers 11D are arranged in an array. The first electrode pad 45 supplies a current to each surface emitting laser 11A in the first light emitting region 41. The second electrode pad 46 supplies a current to each surface emitting laser 11B in the second light emitting region 42. The third electrode pad 47 supplies a current to each surface emitting laser 11 </ b> C in the third light emitting region 43. The fourth electrode pad 48 supplies a current to each surface emitting laser 11D in the fourth light emitting region 44.

各面発光レーザ11A,11B,11C,11Dは、基本的に図1に示す面発光レーザ11と同様の構成を有するものであるが、それぞれ波長調整領域25の厚さが異なっている。そのため、各面発光レーザ11A,11B,11C,11D(各発光領域41〜45)から射出されるレーザ光の波長は互いに異なっている。所定の制御ユニットによりいずれの電極パッド45〜48に電流を供給するかを制御することにより、所望の波長のレーザ光を射出することが可能となる。なお、図2に示す構成は例示であり、面発光レーザ素子1の構成はこれに限られるものではない。例えば、発光領域41〜44及び電極パッド45〜48の個数、形状、位置等は適宜設計されるべき事項である。   Each of the surface emitting lasers 11A, 11B, 11C, and 11D basically has the same configuration as that of the surface emitting laser 11 shown in FIG. 1, but the thickness of the wavelength adjustment region 25 is different. Therefore, the wavelengths of the laser beams emitted from the surface emitting lasers 11A, 11B, 11C, and 11D (each of the light emitting regions 41 to 45) are different from each other. By controlling which electrode pads 45 to 48 are supplied with current by a predetermined control unit, it becomes possible to emit laser light having a desired wavelength. The configuration shown in FIG. 2 is an example, and the configuration of the surface emitting laser element 1 is not limited to this. For example, the number, shape, position, and the like of the light emitting regions 41 to 44 and the electrode pads 45 to 48 are matters that should be appropriately designed.

図3は、第1の実施の形態にかかる第1の面発光レーザ11A、第2の面発光レーザ11B、及び第3の面発光レーザ11Cの具体的な構成例を示す図である。ここでは3種の面発光レーザ11A〜11Cを例にとって説明する。   FIG. 3 is a diagram illustrating a specific configuration example of the first surface emitting laser 11A, the second surface emitting laser 11B, and the third surface emitting laser 11C according to the first embodiment. Here, three types of surface emitting lasers 11A to 11C will be described as an example.

共振器23は、下部ブラッグ反射鏡22及び上部ブラッグ反射鏡24の間に配置されている。共振器23は、下部スペーサ層51、活性層52、及び上部スペーサ層53を含む。下部スペーサ層51及び上部スペーサ層53は、例えばAl0.2Ga0.8Asを主成分とする層である。活性層52は、例えばGaInAs量子井戸層/GaInPAs障壁層を含む層である。なお、上下のスペーサ層51,53及び活性層52を構成する成分は上記に限られるものではない。 The resonator 23 is disposed between the lower Bragg reflector 22 and the upper Bragg reflector 24. The resonator 23 includes a lower spacer layer 51, an active layer 52, and an upper spacer layer 53. The lower spacer layer 51 and the upper spacer layer 53 are layers mainly composed of, for example, Al 0.2 Ga 0.8 As. The active layer 52 is a layer including, for example, a GaInAs quantum well layer / GaInPAs barrier layer. In addition, the component which comprises the upper and lower spacer layers 51 and 53 and the active layer 52 is not restricted above.

波長調整領域25は、上部ブラッグ反射鏡24内に形成されている。図3に示すように、各面発光レーザ11A〜11Cの波長調整領域25の各厚さTは互いに異なっている。   The wavelength adjustment region 25 is formed in the upper Bragg reflector 24. As shown in FIG. 3, the thicknesses T of the wavelength adjustment regions 25 of the surface emitting lasers 11A to 11C are different from each other.

第1の面発光レーザ11Aの波長調整領域25は、下部位相調整層55、上部位相調整層56、第1の波長調整層61、及び第2の波長調整層62を含む。第1の面発光レーザ11Aの波長調整領域25は、2層の第1の波長調整層61と1層の第2の波長調整層62とを含んでおり、下から、下部位相調整層55、第1の波長調整層61、第2の波長調整層62、第1の波長調整層61、及び上部位相調整層56の順に積層されて構成されている。   The wavelength adjustment region 25 of the first surface emitting laser 11A includes a lower phase adjustment layer 55, an upper phase adjustment layer 56, a first wavelength adjustment layer 61, and a second wavelength adjustment layer 62. The wavelength adjustment region 25 of the first surface emitting laser 11A includes two first wavelength adjustment layers 61 and one second wavelength adjustment layer 62. From the bottom, the lower phase adjustment layer 55, The first wavelength adjustment layer 61, the second wavelength adjustment layer 62, the first wavelength adjustment layer 61, and the upper phase adjustment layer 56 are laminated in this order.

第2の面発光レーザ11Bの波長調整領域25は、下部位相調整層55、上部位相調整層56、第1の波長調整層61、及び第2の波長調整層62を含む。第2の面発光レーザ11Bの波長調整領域25は、1層の第1の波長調整層61と1層の第2の波長調整層62とを含んでおり、下から、下部位相調整層55、第1の波長調整層61、第2の波長調整層62、及び上部位相調整層56の順に積層されて構成されている。   The wavelength adjustment region 25 of the second surface emitting laser 11B includes a lower phase adjustment layer 55, an upper phase adjustment layer 56, a first wavelength adjustment layer 61, and a second wavelength adjustment layer 62. The wavelength adjustment region 25 of the second surface emitting laser 11B includes one first wavelength adjustment layer 61 and one second wavelength adjustment layer 62. From the bottom, the lower phase adjustment layer 55, The first wavelength adjustment layer 61, the second wavelength adjustment layer 62, and the upper phase adjustment layer 56 are laminated in this order.

第3の面発光レーザ11Cの波長調整領域25は、下部位相調整層55、上部位相調整層56、及び第1の波長調整層61を含む。第3の面発光レーザ11Cの波長調整領域25は、1層の第1の波長調整層61を含んでおり、下から、下部位相調整層55、第1の波長調整層61、及び上部位相調整層56の順に積層されて構成されている。   The wavelength adjustment region 25 of the third surface emitting laser 11 </ b> C includes a lower phase adjustment layer 55, an upper phase adjustment layer 56, and a first wavelength adjustment layer 61. The wavelength adjustment region 25 of the third surface emitting laser 11C includes a single first wavelength adjustment layer 61. From the bottom, the lower phase adjustment layer 55, the first wavelength adjustment layer 61, and the upper phase adjustment are arranged. The layers 56 are stacked in this order.

上記のように、波長調整領域25の厚さTは、第1の波長調整層61又は第2の波長調整層62の層数を変化させることにより調整されている。   As described above, the thickness T of the wavelength adjustment region 25 is adjusted by changing the number of layers of the first wavelength adjustment layer 61 or the second wavelength adjustment layer 62.

下部位相調整層55及び上部位相調整層56は、共振器23により増幅される光の位相を調整する層であり、例えばp−Al0.1Ga0.9Asを主成分とする層である。なお、上下の位相調整層55,56を構成する成分は上記に限られるものではない。 Lower phase adjusting layer 55 and the upper phase adjusting layer 56 is a layer for adjusting the phase of the light to be amplified by the resonator 23, for example a layer mainly composed of p-Al 0.1 Ga 0.9 As . In addition, the component which comprises the upper and lower phase adjustment layers 55 and 56 is not restricted above.

第1の波長調整層61及び第2の波長調整層62は、共振器23により増幅される光の波長を調整する層である。第1の波長調整層61は、インジウムを含む層であり、例えばAlGaInPを主成分とする層である。第2の波長調整層62は、インジウムを含まない層であり、例えばAlGaAsを主成分とする層である。   The first wavelength adjustment layer 61 and the second wavelength adjustment layer 62 are layers that adjust the wavelength of light amplified by the resonator 23. The first wavelength adjustment layer 61 is a layer containing indium, for example, a layer containing AlGaInP as a main component. The second wavelength adjustment layer 62 is a layer that does not contain indium, for example, a layer mainly composed of AlGaAs.

図3に示すように、第1の波長調整層61の厚さT1は、第2の波長調整層62の厚さT2より小さい。インジウムは難エッチング材料であるため、インジウムを含む第1の波長調整層61はインジウムを含まない第2の波長調整層62よりエッチング領域29の形成に大きな影響を与える。そこで、本実施の形態のように、第1の波長調整層61の厚さT1を第2の波長調整層62の厚さT2より薄くすることにより、インジウムによるエッチングへの悪影響を抑制することが可能となる。1つの面発光レーザ素子1に波長調整領域25の厚さTが異なる複数の面発光レーザ11A〜11Dを形成する場合には、各面発光レーザ11A〜11Dのエッチング領域29の深さ(共振器23の残膜厚)が不均一になりやすい。しかし、上記のように、波長調整領域25全体の厚さTに対する第1の波長調整層61の厚さT1の比率を小さくすることにより、エッチング領域29の深さの不均一化を抑制することが可能となる。   As shown in FIG. 3, the thickness T <b> 1 of the first wavelength adjustment layer 61 is smaller than the thickness T <b> 2 of the second wavelength adjustment layer 62. Since indium is a difficult-to-etch material, the first wavelength adjustment layer 61 containing indium has a greater influence on the formation of the etching region 29 than the second wavelength adjustment layer 62 not containing indium. Therefore, as in the present embodiment, by making the thickness T1 of the first wavelength adjustment layer 61 thinner than the thickness T2 of the second wavelength adjustment layer 62, adverse effects on etching due to indium can be suppressed. It becomes possible. When a plurality of surface emitting lasers 11A to 11D having different thicknesses T of the wavelength adjustment region 25 are formed in one surface emitting laser element 1, the depth (resonator) of the etching region 29 of each of the surface emitting lasers 11A to 11D is formed. The remaining film thickness of 23 is likely to be non-uniform. However, as described above, by reducing the ratio of the thickness T1 of the first wavelength adjustment layer 61 to the thickness T of the entire wavelength adjustment region 25, the unevenness of the depth of the etching region 29 is suppressed. Is possible.

図3に示すように、本実施の形態においては、全て面発光レーザ11A〜11Cのエッチング領域29の下端部が共振器23の下部スペーサ層51内に収まっている。エッチング領域29の下端部が下部ブラッグ反射鏡22にまで達したり、活性層52内に留まったりする場合には、共振器23による光の増幅効果のばらつきが大きくなり、面発光レーザ素子1の品質が低下しやすい。   As shown in FIG. 3, in this embodiment, the lower end portions of the etching regions 29 of the surface emitting lasers 11 </ b> A to 11 </ b> C are all contained in the lower spacer layer 51 of the resonator 23. When the lower end portion of the etching region 29 reaches the lower Bragg reflector 22 or stays in the active layer 52, the variation of the light amplification effect by the resonator 23 increases, and the quality of the surface emitting laser element 1 is increased. Is prone to decline.

図4は、共振器23の残膜厚と特性変化率との関係を示すグラフである。特性変化率が大きい程、射出されるレーザ光の特性にばらつきが生じやすい。従って、エッチング領域29の下端部が下部スペーサ層51内に収まっている場合であっても、所定の残膜厚が確保されるように設計されることが好ましい。図4に示す例においては、共振器23(下部スペーサ層51)の残膜厚が200nm以上であることが好ましいといえる。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the remaining film thickness of the resonator 23 and the characteristic change rate. As the characteristic change rate is larger, the characteristics of the emitted laser light are more likely to vary. Therefore, even when the lower end portion of the etching region 29 is accommodated in the lower spacer layer 51, it is preferable to design so as to ensure a predetermined remaining film thickness. In the example shown in FIG. 4, it can be said that the remaining film thickness of the resonator 23 (lower spacer layer 51) is preferably 200 nm or more.

波長調整領域25の厚さTの調整は、第1の波長調整層61又は第2の波長調整層62を選択的にエッチングし、両層61,62の層数を調整することにより行われる。本実施の形態においては、第1の波長調整層61の厚さT1と第2の波長調整層62の厚さT2とが異なるため、両層61,62のどちらをエッチングするかによって波長調整領域25の厚さTの変化が異なる。また、上部位相調整層56を形成する際に、第1の波長調整層61から結晶成長させる場合と第2の波長調整層62から結晶成長させる場合とで、上部位相調整層56の品質に差が生じる場合がある。   The adjustment of the thickness T of the wavelength adjustment region 25 is performed by selectively etching the first wavelength adjustment layer 61 or the second wavelength adjustment layer 62 and adjusting the number of layers 61 and 62. In the present embodiment, since the thickness T1 of the first wavelength adjustment layer 61 and the thickness T2 of the second wavelength adjustment layer 62 are different, the wavelength adjustment region depends on which of the two layers 61 and 62 is etched. 25 changes in thickness T. Further, when the upper phase adjustment layer 56 is formed, there is a difference in the quality of the upper phase adjustment layer 56 between the case where the crystal is grown from the first wavelength adjustment layer 61 and the case where the crystal is grown from the second wavelength adjustment layer 62. May occur.

上記のような問題は、波長調整領域25のエッチング方法により解決することができる。図5は、第1の実施の形態にかかる波長調整領域25のエッチング方法の例を示す図である。本例のエッチング方法においては、第1の波長調整層61及び第2の波長調整層62を1ペアとし、1ペア毎にエッチングが行われる。例えば、第1の波長調整層61の厚さT1を6nm、第2の波長調整層62の厚さT2を9nmとする場合、1ペアの厚さは15nmとなる。1ペア毎にエッチングすることにより、共振波長を1nmずつ調整することができる。なお、このようなエッチング方法は必ず実行されなければならないものではなく、第1の波長調整層61又は第2の波長調整層62を単独で残留させてもよい。   The above problems can be solved by an etching method for the wavelength adjustment region 25. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the etching method of the wavelength adjustment region 25 according to the first embodiment. In the etching method of this example, the first wavelength adjustment layer 61 and the second wavelength adjustment layer 62 are paired, and etching is performed for each pair. For example, when the thickness T1 of the first wavelength adjustment layer 61 is 6 nm and the thickness T2 of the second wavelength adjustment layer 62 is 9 nm, the thickness of one pair is 15 nm. By etching every pair, the resonance wavelength can be adjusted by 1 nm. Such an etching method is not necessarily executed, and the first wavelength adjustment layer 61 or the second wavelength adjustment layer 62 may be left alone.

以下に、面発光レーザ11の製造方法を例示する。面発光レーザ11を構成する各層はMOCVD法又はMBE法により形成される。MOCVD法等により波長調整領域25の各層を結晶成長させる際に、ウエハ上の共振波長が計測される。計測された共振波長が狙いの波長となるように、波長調整領域25内の第1の波長調整層61及び第2の波長調整層62の層数が調整される。この層数の調整は、両層61,62を所定の層数まで積層した後、レジストパターニング及び選択エッチングを所定の層数となるまで繰り返すことにより行われる。   Below, the manufacturing method of the surface emitting laser 11 is illustrated. Each layer constituting the surface emitting laser 11 is formed by MOCVD method or MBE method. When each layer of the wavelength adjustment region 25 is grown by MOCVD or the like, the resonance wavelength on the wafer is measured. The number of layers of the first wavelength adjustment layer 61 and the second wavelength adjustment layer 62 in the wavelength adjustment region 25 is adjusted so that the measured resonance wavelength becomes the target wavelength. The adjustment of the number of layers is performed by repeating the resist patterning and the selective etching until the predetermined number of layers are obtained after the layers 61 and 62 are laminated to the predetermined number.

図6は、第1の実施の形態の第1の例にかかるレジストパターニング及び選択エッチングを示す図である。本例は、第1の面発光レーザ11A、第2の面発光レーザ11B、及び第3の面発光レーザ11Cの各波長調整領域25の層構造を図3に示す状態にする方法を例示するものである。本例においては、先ず、第2の発光領域42の第2の面発光レーザ11B及び第3の発光領域43の第3の面発光レーザ11Cにレジスト70が形成されないようにレジストパターニングした後、第1の波長調整層61を選択エッチングする(エッチング1)。その後、第3の面発光レーザ11Cにレジスト70が形成されないようにレジストパターニングした後、第2の波長調整層62を選択エッチングする(エッチング2)。その後、レジスト70を除去する(レジスト除去)。   FIG. 6 is a diagram showing resist patterning and selective etching according to the first example of the first embodiment. In this example, the layer structure of each wavelength adjustment region 25 of the first surface-emitting laser 11A, the second surface-emitting laser 11B, and the third surface-emitting laser 11C is illustrated as a method shown in FIG. It is. In this example, the resist patterning is first performed so that the resist 70 is not formed on the second surface emitting laser 11B in the second light emitting region 42 and the third surface emitting laser 11C in the third light emitting region 43. 1 wavelength adjustment layer 61 is selectively etched (etching 1). Thereafter, resist patterning is performed so that the resist 70 is not formed on the third surface emitting laser 11C, and then the second wavelength adjustment layer 62 is selectively etched (etching 2). Thereafter, the resist 70 is removed (resist removal).

図7は、第1の実施の形態の第2の例にかかるレジストパターニング及び選択エッチングを示す図である。本例も図6に示す第1の例と同様に、各波長調整領域25の層構造を図3に示す状態にする方法を例示するものである。本例においては、先ず、第2の発光領域42の第2の面発光レーザ11Bにレジスト70が形成されないようにレジストパターニングした後、第1の波長調整層61を選択エッチングする(エッチング1)。その後、第3の面発光レーザ11Cにレジスト70が形成されないようにレジストパターニングした後、第1の波長調整層61及び第2の波長調整層62を順番に選択エッチングする(エッチング2)。その後、レジスト70を除去する(レジスト除去)。   FIG. 7 is a diagram showing resist patterning and selective etching according to a second example of the first embodiment. Similar to the first example shown in FIG. 6, this example also illustrates a method of setting the layer structure of each wavelength adjustment region 25 to the state shown in FIG. 3. In this example, first, after resist patterning is performed so that the second surface emitting laser 11B in the second light emitting region 42 is not formed with the resist 70, the first wavelength adjustment layer 61 is selectively etched (etching 1). Thereafter, resist patterning is performed so that the resist 70 is not formed on the third surface emitting laser 11C, and then the first wavelength adjustment layer 61 and the second wavelength adjustment layer 62 are selectively etched in order (etching 2). Thereafter, the resist 70 is removed (resist removal).

GaAsP(GaAsの場合も同様)のエッチング液として、例えば、硫酸、過酸化水素、及び水の混合液を用いることができる。GaInPのエッチング液として、例えば、塩酸及び水の混合液を用いることができる。   For example, a mixed solution of sulfuric acid, hydrogen peroxide, and water can be used as an etching solution of GaAsP (the same applies to GaAs). As a GaInP etching solution, for example, a mixed solution of hydrochloric acid and water can be used.

上記のように形成された第1の波長調整層61又は第2の波長調整層62上に、上部位相調整層56、上部ブラッグ反射鏡24(波長調整領域25より上部)、及びコンタクト層26が順番に結晶成長される。その後、共振器23の深さまで各層をエッチングする(エッチング領域29を形成する)ことによりメサを形成する。メサを形成する際のエッチングとしては、ドライエッチング法を用いることができる。メサの形状は特に限定されるべきものではないが、例えば、上面視円形、楕円形、矩形、多角形等の形状とすることができる。   On the first wavelength adjustment layer 61 or the second wavelength adjustment layer 62 formed as described above, the upper phase adjustment layer 56, the upper Bragg reflector 24 (above the wavelength adjustment region 25), and the contact layer 26 are provided. Crystals are grown in order. Thereafter, each layer is etched to the depth of the resonator 23 (etching region 29 is formed) to form a mesa. As the etching for forming the mesa, a dry etching method can be used. The shape of the mesa is not particularly limited. For example, the shape of the mesa may be a circular shape, an elliptical shape, a rectangular shape, a polygonal shape, or the like when viewed from above.

メサの側面に露出したAlAsからなる電流狭窄層を、水蒸気中での熱処理により、選択酸化領域であるAlからなる絶縁層に変える。これにより、電流の経路を中心部の酸化されていないAlAsからなる電流狭窄領域だけに制限する電流狭窄構造を形成することができる。その後、絶縁層上に保護層30を形成し、保護層30上にポリイミド層31を形成することにより、面発光レーザ11の上面を平坦化する。このとき、一旦コンタクト層26上に保護層30及びポリイミド層31が形成されることとなる。その後、コンタクト層26の上の保護層30及びポリイミド層31を除去し、コンタクト層26上にp側電極となる上部電極27を形成する。保護層30としてSiNを用いれば、メサを形成する際のエッチングにより露出した腐食されやすいAlを含む層の側面や底面を誘電体で保護することができるため、信頼性を向上させることができる。 The current confinement layer made of AlAs exposed on the side surface of the mesa is changed to an insulating layer made of Al x O y which is a selective oxidation region by heat treatment in water vapor. Thereby, it is possible to form a current confinement structure that restricts the current path only to the current confinement region made of non-oxidized AlAs at the center. Thereafter, the protective layer 30 is formed on the insulating layer, and the polyimide layer 31 is formed on the protective layer 30, thereby planarizing the upper surface of the surface emitting laser 11. At this time, the protective layer 30 and the polyimide layer 31 are once formed on the contact layer 26. Thereafter, the protective layer 30 and the polyimide layer 31 on the contact layer 26 are removed, and an upper electrode 27 serving as a p-side electrode is formed on the contact layer 26. If SiN is used as the protective layer 30, the side and bottom surfaces of the layer containing Al that is easily corroded and exposed by etching when the mesa is formed can be protected with a dielectric, so that the reliability can be improved.

図8は、第1の実施の形態にかかる第1の面発光レーザ11Aの波長調整領域25の縦モードにおける腹節の位置を示す図である。第1の波長調整層61及び第2の波長調整層62は半導体層である。半導体層の屈折率は誘電体層より大幅に低い。従って、波長調整領域25より上部の上部ブラッグ反射鏡24が誘電体である場合には、波長調整領域25と当該上部ブラッグ反射鏡24との界面81が縦モードの腹位置に配置される必要がある。界面81が節位置に配置されると、界面81において光が逆相で反射することとなるからである。一方、波長調整領域25より上部の上部ブラッグ反射鏡24が半導体である場合には、波長調整層61,62を縦モードの節位置に配置することにより、波長調整機能が損なわれることなく、発振閾値電流の低減等を実現することができる。これは、第1の波長調整層61に含まれるGaInPの屈折率3.3と第2の波長調整層62に含まれるGaAsPの屈折率3.5とが異なっていることに起因する散乱損失による影響が、波長調整層61,62が節位置に配置されることによって低減されるからである。   FIG. 8 is a diagram illustrating the position of the abdominal node in the longitudinal mode of the wavelength adjustment region 25 of the first surface-emitting laser 11A according to the first embodiment. The first wavelength adjustment layer 61 and the second wavelength adjustment layer 62 are semiconductor layers. The refractive index of the semiconductor layer is significantly lower than that of the dielectric layer. Therefore, when the upper Bragg reflector 24 above the wavelength adjustment region 25 is a dielectric, the interface 81 between the wavelength adjustment region 25 and the upper Bragg reflector 24 needs to be arranged at the antinode position of the longitudinal mode. is there. This is because when the interface 81 is arranged at the node position, light is reflected at the interface 81 in a reverse phase. On the other hand, when the upper Bragg reflector 24 above the wavelength adjustment region 25 is a semiconductor, the wavelength adjustment function is not impaired by disposing the wavelength adjustment layers 61 and 62 at the node positions of the longitudinal mode. Reduction of the threshold current and the like can be realized. This is due to scattering loss caused by the difference between the refractive index 3.3 of GaInP included in the first wavelength adjustment layer 61 and the refractive index 3.5 of GaAsP included in the second wavelength adjustment layer 62. This is because the influence is reduced by arranging the wavelength adjustment layers 61 and 62 at the node positions.

また、波長調整領域25より下部の上部ブラッグ反射鏡24が半導体である場合には、波長調整領域25に電気伝導性を持たせるためにドーピングが必要である。このとき、波長調整層61,62のバンド構造に生じるヘテロスパイク等により、電気抵抗が大きくなる。そのため、電気抵抗を低減するために、波長調整層61,62にのみ高濃度ドーピングを行う必要が生じる場合がある。しかしながら、縦モードの腹位置に高濃度ドーピングを行うと、光吸収が大きくなり、発振閾値閾電流の増加、スロープ効率の低下等の問題が生じる場合がある。そこで、波長調整層61,62を節位置に配置することにより、波長調整層61,62に高濃度ドーピングを行っても、発振閾値電流の増加、スロープ効率の低下等を起こすことなく、電気抵抗を低減させることができる。電気抵抗が低減すると、最高光出力が増加する。   When the upper Bragg reflector 24 below the wavelength adjustment region 25 is a semiconductor, doping is necessary to make the wavelength adjustment region 25 electrically conductive. At this time, the electrical resistance increases due to a hetero spike or the like generated in the band structure of the wavelength adjustment layers 61 and 62. Therefore, in order to reduce the electrical resistance, it may be necessary to perform high concentration doping only on the wavelength adjustment layers 61 and 62. However, if high concentration doping is applied to the antinode position in the longitudinal mode, light absorption increases, and problems such as an increase in oscillation threshold threshold current and a decrease in slope efficiency may occur. Therefore, by arranging the wavelength adjusting layers 61 and 62 at the node positions, even if the wavelength adjusting layers 61 and 62 are subjected to high concentration doping, the electric resistance is not increased without causing an increase in oscillation threshold current, a decrease in slope efficiency, or the like. Can be reduced. As the electrical resistance decreases, the maximum light output increases.

図9は、第1の実施の形態にかかる上部ブラッグ反射鏡24内における波長調整領域25の置き換え位置を示す図である。本実施の形態にかかる下部ブラッグ反射鏡22及び上部ブラッグ反射鏡24は、低屈折率層85と高屈折率層86とが交互に積層された構造を有している。本実施の形態にかかる波長調整領域25は、高屈折率層86が置き換えられることにより形成されている。   FIG. 9 is a diagram showing a replacement position of the wavelength adjustment region 25 in the upper Bragg reflector 24 according to the first embodiment. The lower Bragg reflector 22 and the upper Bragg reflector 24 according to the present embodiment have a structure in which low refractive index layers 85 and high refractive index layers 86 are alternately stacked. The wavelength adjustment region 25 according to the present embodiment is formed by replacing the high refractive index layer 86.

低屈折率層85及び高屈折率層86は、共にn−AlGaAsを主成分とする層である。低屈折率層85及び高屈折率層86の相違点はAl含有率にある。低屈折率層85のAl含有率は比較的大きく、高屈折率層86のAl含有率は比較的小さい。低屈折率層85は、例えばn−Al0.9Ga0.1Asを主成分とする層である。高屈折率層86は、例えばn−Al0.1Ga0.9Asを主成分とする層である。低屈折率層85及び高屈折率層86の各層は、例えばλ/4の光学的厚さを有する。下部ブラッグ反射鏡22は、例えば35.5ペアの低屈折率層85/高屈折率層86から構成される。共振器23から波長調整領域25までの間の上部ブラッグ反射鏡24は、例えば5ペアの低屈折率層85/高屈折率層86から構成される。 Both the low refractive index layer 85 and the high refractive index layer 86 are layers mainly composed of n-AlGaAs. The difference between the low refractive index layer 85 and the high refractive index layer 86 is in the Al content. The Al content of the low refractive index layer 85 is relatively large, and the Al content of the high refractive index layer 86 is relatively small. The low refractive index layer 85 is a layer containing, for example, n-Al 0.9 Ga 0.1 As as a main component. The high refractive index layer 86 is a layer containing, for example, n-Al 0.1 Ga 0.9 As as a main component. Each of the low refractive index layer 85 and the high refractive index layer 86 has an optical thickness of λ / 4, for example. The lower Bragg reflector 22 includes, for example, 35.5 pairs of a low refractive index layer 85 / a high refractive index layer 86. The upper Bragg reflector 24 between the resonator 23 and the wavelength adjustment region 25 is composed of, for example, five pairs of a low refractive index layer 85 and a high refractive index layer 86.

図9に示すように、波長調整領域25は、下部位相調整層55、波長調整層61,62、及び上部位相調整層56を含む。下部位相調整層55及び上部位相調整層56は、高屈折率層86と同様に、Al含有率が比較的小さいp−AlGaAsを主成分とする層である。下部位相調整層55及び上部位相調整層56は、例えばn−Al0.16GaAsを主成分とする層であってもよい。 As shown in FIG. 9, the wavelength adjustment region 25 includes a lower phase adjustment layer 55, wavelength adjustment layers 61 and 62, and an upper phase adjustment layer 56. Similar to the high refractive index layer 86, the lower phase adjustment layer 55 and the upper phase adjustment layer 56 are layers mainly composed of p-AlGaAs having a relatively small Al content. The lower phase adjustment layer 55 and the upper phase adjustment layer 56 may be layers mainly composed of, for example, n-Al 0.16 GaAs.

波長調整層61,62が第1の波長調整層61(p++GaInP)/第2の波長調整層62(p++GaAsP)/第1の波長調整層61(p++GaInP)の3層から構成される場合、波長調整領域25全体の光学的厚さは3λ/4となる。このとき、波長調整領域25の下端部から中央の第2の波長調整層62の積層方向中心位置までの光学的厚さはλ/2となる。また、波長調整領域25全体の光学的厚さが5λ/4となるとき、波長調整領域61,62の下端部から中央の第2の波長調整層62の積層方向中心部までの光学的厚さはλ/2又はλとなる。また、波長調整領域25全体の光学的厚さが7λ/4となるとき、波長調整領域25の下端部から中央の第2の波長調整層62の積層方向中心部までの光学的厚さはλ/2、λ、又は3λ/2となる。   When the wavelength adjustment layers 61 and 62 are composed of three layers of the first wavelength adjustment layer 61 (p ++ GaInP) / the second wavelength adjustment layer 62 (p ++ GaAsP) / the first wavelength adjustment layer 61 (p ++ GaInP), the wavelength adjustment is performed. The optical thickness of the entire region 25 is 3λ / 4. At this time, the optical thickness from the lower end of the wavelength adjustment region 25 to the center position in the stacking direction of the second wavelength adjustment layer 62 at the center is λ / 2. Further, when the optical thickness of the entire wavelength adjustment region 25 is 5λ / 4, the optical thickness from the lower end of the wavelength adjustment regions 61 and 62 to the central portion of the central second wavelength adjustment layer 62 in the stacking direction. Becomes λ / 2 or λ. When the optical thickness of the entire wavelength adjustment region 25 is 7λ / 4, the optical thickness from the lower end portion of the wavelength adjustment region 25 to the central portion of the central second wavelength adjustment layer 62 in the stacking direction is λ. / 2, λ, or 3λ / 2.

すなわち、λをレーザ光の波長、Nを1以上の整数、Mを1以上N以下の整数とするとき、波長調整領域25の光学的厚さは、(2N+1)×λ/4により算出される。また、波長調整領域25の下端部(共振器23側の端部)から積層方向中心位置までの光学的厚さは、波長調整領域25の下端部からM×λ/2により算出される。   That is, when λ is the wavelength of the laser beam, N is an integer of 1 or more, and M is an integer of 1 to N, the optical thickness of the wavelength adjustment region 25 is calculated by (2N + 1) × λ / 4. . The optical thickness from the lower end of the wavelength adjustment region 25 (the end on the resonator 23 side) to the center position in the stacking direction is calculated from the lower end of the wavelength adjustment region 25 by M × λ / 2.

なお、波長調整層61,62の1層あたりの厚さT1,T2は、成膜技術の限界から、通常5nm以上となる場合が多い。また、波長調整層61,62の層数の調整は、通常成膜誤差による発振波長の微調整が目的であることから、波長調整層61,62の1層あたりの光学的厚さは、0.1λ以下であることが適当である。   In many cases, the thicknesses T1 and T2 of the wavelength adjustment layers 61 and 62 are usually 5 nm or more due to the limitations of the film formation technique. The adjustment of the number of the wavelength adjustment layers 61 and 62 is usually intended to finely adjust the oscillation wavelength due to a film formation error. Therefore, the optical thickness per layer of the wavelength adjustment layers 61 and 62 is 0. .1λ or less is appropriate.

上記のように、上部ブラッグ反射鏡24の高屈折率層86を波長調整領域25に置き換えることにより、Alを多く含む結晶を波長調整層61,62の材料として使用せずに済む。これにより、波長調整層61,62の選択エッチング時に酸化、腐食等を防止することができ、面発光レーザ素子1の信頼性を向上させることができる。   As described above, by replacing the high refractive index layer 86 of the upper Bragg reflector 24 with the wavelength adjustment region 25, it is not necessary to use a crystal containing a large amount of Al as the material of the wavelength adjustment layers 61 and 62. Thereby, oxidation, corrosion, etc. can be prevented at the time of selective etching of the wavelength adjusting layers 61, 62, and the reliability of the surface emitting laser element 1 can be improved.

上述したように、本実施の形態によれば、エッチングへの影響が大きいインジウムを含む第1の波長調整層61の厚さT1がインジウムを含まない第2の波長調整層62の厚さT2より薄く形成される。これにより、波長調整領域25の厚さTが異なる複数の面発光レーザ11A〜11Dが1つの面発光レーザ素子1に形成される場合であっても、エッチング領域29の深さのばらつきを抑えることができ、高い品質のレーザ光を生成することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the thickness T1 of the first wavelength adjustment layer 61 containing indium having a large influence on etching is larger than the thickness T2 of the second wavelength adjustment layer 62 not containing indium. Thinly formed. Thereby, even when a plurality of surface emitting lasers 11A to 11D having different thicknesses T of the wavelength adjusting region 25 are formed in one surface emitting laser element 1, variation in the depth of the etching region 29 is suppressed. Therefore, it becomes possible to generate high-quality laser light.

以下に、他の実施の形態について図を参照して説明するが、上記第1の実施の形態と同一又は同様の箇所については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。   Other embodiments will be described below with reference to the drawings. However, the same or similar portions as those in the first embodiment may be denoted by the same reference numerals and the description thereof may be omitted.

(第2の実施の形態)
図10は、第2の実施の形態にかかる第1の面発光レーザ11Aの波長調整領域91の縦モードにおける腹節の位置を示す図である。図11は、第2の実施の形態にかかる上部ブラッグ反射鏡24内における波長調整領域91の置き換え位置を示す図である。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a diagram illustrating the position of the abdominal node in the longitudinal mode of the wavelength adjustment region 91 of the first surface emitting laser 11A according to the second embodiment. FIG. 11 is a diagram showing a replacement position of the wavelength adjustment region 91 in the upper Bragg reflector 24 according to the second embodiment.

本実施の形態にかかる波長調整領域91は、上部ブラッグ反射鏡24の低屈折率層85が置き換えられることにより形成されている。   The wavelength adjustment region 91 according to the present embodiment is formed by replacing the low refractive index layer 85 of the upper Bragg reflector 24.

本実施の形態にかかる波長調整領域91は、下部位相調整層95、波長調整層97,98、及び上部位相調整層96を含む。下部位相調整層95及び上部位相調整層96は、低屈折率層85と同様に、Al含有率が比較的大きいp−AlGaAsを主成分とする層である。下部位相調整層95及び上部位相調整層96は、例えばn−Al0.7Ga0.3Asを主成分とする層であってもよい。 The wavelength adjustment region 91 according to the present embodiment includes a lower phase adjustment layer 95, wavelength adjustment layers 97 and 98, and an upper phase adjustment layer 96. Similar to the low refractive index layer 85, the lower phase adjustment layer 95 and the upper phase adjustment layer 96 are layers mainly composed of p-AlGaAs having a relatively high Al content. The lower phase adjustment layer 95 and the upper phase adjustment layer 96 may be layers mainly composed of, for example, n-Al 0.7 Ga 0.3 As.

第1の波長調整層97は、例えばp++(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pを主成分とする層である。第2の波長調整層98は、例えばp++Al0.7Ga0.3Asを主成分とする層である。波長調整層97,98が第1の波長調整層97/第2の波長調整層98/第1の波長調整層97の3層から構成される場合、波長調整領域91全体の光学的厚さは3λ/4となる。このとき、波長調整領域91の下端部から中央の第2の波長調整層98の積層方向中心位置までの光学的厚さはλ/4となる。また、波長調整領域91全体の光学的厚さが5λ/4となるとき、波長調整領域91の下端部から中央の第2の波長調整層98の積層方向中心部までの光学的厚さはλ/4又は3λ/4となる。また、波長調整領域25全体の光学的厚さが7λ/4となるとき、波長調整領域91の下端部から中央の第2の波長調整層98の積層方向中心部までの光学的厚さはλ/4、3λ/4、又は5λ/4となる。 The first wavelength adjustment layer 97 is, for example p ++ (Al 0.7 Ga 0.3) is a layer composed mainly of 0.5 In 0.5 P. The second wavelength adjustment layer 98 is a layer containing, for example, p ++ Al 0.7 Ga 0.3 As as a main component. When the wavelength adjustment layers 97 and 98 are composed of three layers of the first wavelength adjustment layer 97 / the second wavelength adjustment layer 98 / the first wavelength adjustment layer 97, the optical thickness of the entire wavelength adjustment region 91 is 3λ / 4. At this time, the optical thickness from the lower end of the wavelength adjustment region 91 to the central position in the stacking direction of the second wavelength adjustment layer 98 at the center is λ / 4. When the optical thickness of the entire wavelength adjustment region 91 is 5λ / 4, the optical thickness from the lower end portion of the wavelength adjustment region 91 to the central portion in the stacking direction of the central second wavelength adjustment layer 98 is λ. / 4 or 3λ / 4. When the optical thickness of the entire wavelength adjustment region 25 is 7λ / 4, the optical thickness from the lower end portion of the wavelength adjustment region 91 to the central portion in the stacking direction of the central second wavelength adjustment layer 98 is λ. / 4, 3λ / 4, or 5λ / 4.

すなわち、λをレーザ光の波長、Nを1以上の整数、Mを0以上(N−1)以下の整数とするとき、波長調整領域91の光学的厚さは、(2N+1)×λ/4により算出される。また、波長調整領域91の下端部から積層方向中心位置までの光学的厚さは、(2M+1)×λ/4により算出される。   That is, when λ is the wavelength of the laser beam, N is an integer of 1 or more, and M is an integer of 0 or more and (N−1) or less, the optical thickness of the wavelength adjustment region 91 is (2N + 1) × λ / 4. Is calculated by Further, the optical thickness from the lower end of the wavelength adjustment region 91 to the center position in the stacking direction is calculated by (2M + 1) × λ / 4.

上記のように、上部ブラッグ反射鏡24の低屈折率層85を波長調整領域91に置き換えた場合には、第1の波長調整層97と第2の波長調整層98との組み合わせは、例えば(Al0.7Ga0.30.5In0.5PとAl0.7Ga0.3Asとになる。(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pの屈折率及びAl0.7Ga0.3Asの屈折率は、共に3.1程度である。従って、第2の実施の形態によれば、エッチング領域29の深さのばらつきを抑えるという効果に加え、波長調整領域91における散乱損失を減少させるという効果を得ることができる。 As described above, when the low refractive index layer 85 of the upper Bragg reflector 24 is replaced with the wavelength adjustment region 91, the combination of the first wavelength adjustment layer 97 and the second wavelength adjustment layer 98 is, for example, ( Al 0.7 Ga 0.3) becomes and 0.5 an in 0.5 P and Al 0.7 Ga 0.3 as. The refractive index of (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P and the refractive index of Al 0.7 Ga 0.3 As are both about 3.1. Therefore, according to the second embodiment, in addition to the effect of suppressing the variation in the depth of the etching region 29, the effect of reducing the scattering loss in the wavelength adjustment region 91 can be obtained.

(第3の実施の形態)
図12は、第3の実施の形態にかかる原子発振器101の構成を示す図である。原子発振器101は、第1又は第2の実施の形態にかかる面発光レーザ素子1が射出したレーザ光を変調して得られる光により原子を励起するCPT(Coherent Population Trapping)方式を利用した発振器である。原子発振器101は、光源111、コリメートレンズ112、λ/4波長板113、アルカリ金属セル114(封入部)、光検出器115(検出部)、及び変調器116(変調部)を含む。
(Third embodiment)
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of an atomic oscillator 101 according to the third embodiment. The atomic oscillator 101 is an oscillator using a CPT (Coherent Population Trapping) system that excites atoms by light obtained by modulating the laser light emitted from the surface emitting laser element 1 according to the first or second embodiment. is there. The atomic oscillator 101 includes a light source 111, a collimating lens 112, a λ / 4 wavelength plate 113, an alkali metal cell 114 (encapsulation unit), a photodetector 115 (detection unit), and a modulator 116 (modulation unit).

光源111は、第1又は第2の実施の形態にかかる面発光レーザ素子1を含み、面発光レーザ素子1から射出されるレーザ光を変調した光を射出する装置である。アルカリ金属セル114には、アルカリ金属としてのCs原子ガスが封入されている。CPTにおいて、例えばCsのD1ラインの遷移を利用することができる。光検出器115は、アルカリ金属セル114を透過した光の光量を検出する装置である。光検出器115は、例えばフォトダイオードを利用して構成される。変調器116は、光検出器115の検出結果に基づいて、面発光レーザ素子1が射出するレーザ光を変調する装置である。   The light source 111 is a device that includes the surface-emitting laser element 1 according to the first or second embodiment and emits light obtained by modulating the laser light emitted from the surface-emitting laser element 1. The alkali metal cell 114 is filled with Cs atomic gas as an alkali metal. In CPT, for example, the transition of the D1 line of Cs can be used. The photodetector 115 is a device that detects the amount of light transmitted through the alkali metal cell 114. The photodetector 115 is configured using, for example, a photodiode. The modulator 116 is a device that modulates the laser light emitted from the surface emitting laser element 1 based on the detection result of the photodetector 115.

光源111から出射されコリメートレンズ112及びλ/4波長板113により調整された光は、アルカリ金属セル114に照射される。当該光により、Csの電子が励起される。アルカリ金属セル114を透過した光の光量は光検出器115により検出される。光検出器115の検出信号は変調器116にフィードバックされる。変調器116は当該フィードバックに基づいて光源111内の面発光レーザ素子1のレーザ光を変調する。   Light emitted from the light source 111 and adjusted by the collimating lens 112 and the λ / 4 wavelength plate 113 is irradiated to the alkali metal cell 114. The light excites Cs electrons. The amount of light transmitted through the alkali metal cell 114 is detected by the photodetector 115. The detection signal of the photodetector 115 is fed back to the modulator 116. The modulator 116 modulates the laser light of the surface emitting laser element 1 in the light source 111 based on the feedback.

図13は、CPTに関連する原子エネルギー準位の構造例を示す図である。二つの基底準位から励起準位に電子が同時に励起されると、光の吸収率が低下する電磁誘導透過が発生する。本実施の形態にかかる面発光レーザ素子1は、搬送波波長が894.6nmに近いレーザ光を射出する。搬送波波長は、面発光レーザ素子1の温度又は出力を変化させることによりチューニングすることができる。温度や出力を上げると、搬送波波長は長波長側にシフトする。搬送波波長のチューニングには温度変化を利用することが好ましい。波長の温度依存性は0.05nm/℃程度である。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a structure of atomic energy levels related to CPT. When electrons are excited from the two ground levels to the excited level simultaneously, electromagnetically induced transmission in which the light absorption rate decreases occurs. The surface emitting laser element 1 according to the present embodiment emits a laser beam having a carrier wave wavelength close to 894.6 nm. The carrier wave wavelength can be tuned by changing the temperature or output of the surface emitting laser element 1. When the temperature and output are increased, the carrier wavelength shifts to the longer wavelength side. It is preferable to use a temperature change for tuning the carrier wavelength. The temperature dependence of the wavelength is about 0.05 nm / ° C.

図14は、レーザ光を変調した際に生じるサイドバンドの例を示す図である。レーザ光に変調をかけることにより搬送波波長の両側にサイドバンドが発生する。本例では、Cs原子の固有振動数である9.2GHzに対応するように、搬送波波長とサイドバンドとの周波数差が4.6GHzとなるように変調された状態が示されている。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a side band generated when laser light is modulated. By modulating the laser light, sidebands are generated on both sides of the carrier wavelength. In this example, a state is shown in which the frequency difference between the carrier wave wavelength and the sideband is 4.6 GHz so as to correspond to 9.2 GHz which is the natural frequency of the Cs atom.

図15は、変調周波数と透過光量との関係の例を示す図である。励起されたCs原子ガスを透過する光の光量は、サイドバンド周波数差がCs原子の固有周波数差に一致したときに最大となる。変調器116は、光検出器115により検出される光量が最大値を保持するように、光源111の面発光レーザ素子1が射出するレーザ光を変調する。このとき取得される変調周波数は、Cs原子の固有振動数は極めて安定であるため、安定した値となる。取得された変調周波数は外部にアウトプットされ、基準周波数等として利用される。なお、CsのD1ラインの波長894.6nmの遷移を用いる場合には、光源111から射出される光の波長の範囲が894.6nm±1nmである必要がある。すなわち、893.6nm〜895.6nmの範囲の波長の光が必要となる。   FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the relationship between the modulation frequency and the amount of transmitted light. The amount of light passing through the excited Cs atom gas is maximized when the sideband frequency difference matches the natural frequency difference of Cs atoms. The modulator 116 modulates the laser light emitted from the surface emitting laser element 1 of the light source 111 so that the light amount detected by the photodetector 115 maintains the maximum value. The modulation frequency obtained at this time is a stable value because the natural frequency of the Cs atom is extremely stable. The acquired modulation frequency is output to the outside and used as a reference frequency or the like. In addition, when the transition of the wavelength 894.6 nm of the Ds line of Cs is used, the wavelength range of the light emitted from the light source 111 needs to be 894.6 nm ± 1 nm. That is, light having a wavelength in the range of 893.6 nm to 895.6 nm is required.

なお、上記実施の形態においては、CsのD1ラインの波長を用いたが、CsのD2ラインの波長852.3nmを用いることもできる。また、アルカリ金属としてRbを用いることもできる。Rbを用いる場合には、そのD1ラインの波長795.0nm又はD2ラインの波長780.2nmの遷移を用いることができる。面発光レーザ11の活性層52の材料組成をこれらの波長に応じて設計することができる。87Rbを用いる場合には3.4GHz、85Rbを用いる場合には1.5GHzでレーザ光を変調させればよい。これらの波長(852.3nm、795.0nm、又は780.2nm)を用いる場合にも、光源111から射出される光の波長の範囲は、これらの波長±1nmである必要がある。すなわち、CsのD2ラインを利用する場合には851.3nm〜853.3nmの範囲の波長の光が必要となる。また、RbのD1ラインを利用する場合には794.0nm〜796.0nmの範囲の波長の光が必要となる。また、RbのD2ラインを利用する場合には779.2nm〜781.2nmの範囲の波長の光が必要となる。   In the above embodiment, the wavelength of the Cs D1 line is used, but the wavelength of 852.3 nm of the Cs D2 line can also be used. Rb can also be used as the alkali metal. When Rb is used, the transition of the wavelength 795.0 nm of the D1 line or the wavelength 780.2 nm of the D2 line can be used. The material composition of the active layer 52 of the surface emitting laser 11 can be designed according to these wavelengths. When 87Rb is used, the laser beam may be modulated at 3.4 GHz, and when 85Rb is used, the laser beam may be modulated at 1.5 GHz. Even when these wavelengths (852.3 nm, 795.0 nm, or 780.2 nm) are used, the wavelength range of light emitted from the light source 111 needs to be these wavelengths ± 1 nm. That is, when the Cs D2 line is used, light having a wavelength in the range of 851.3 nm to 853.3 nm is required. When the Rb D1 line is used, light having a wavelength in the range of 794.0 nm to 796.0 nm is required. When the Rb D2 line is used, light having a wavelength in the range of 779.2 nm to 781.2 nm is required.

上記本実施の形態にかかる原子発振器101によれば、光源111に第1又は第2の実施の形態にかかる面発光レーザ素子1が用いられるため、高い品質のレーザ光に基づいて正確な周波数を取得することが可能となる。   According to the atomic oscillator 101 according to the present embodiment, since the surface-emitting laser element 1 according to the first or second embodiment is used as the light source 111, an accurate frequency is obtained based on high-quality laser light. It can be acquired.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記実施の形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図するものではない。この新規な実施の形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施の形態及びその変形は発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 面発光レーザ素子
11 面発光レーザ
11A 第1の面発光レーザ
11B 第2の面発光レーザ
11C 第3の面発光レーザ
11D 第4の面発光レーザ
21 半導体基板
22 下部ブラッグ反射鏡
23 共振器
24 上部ブラッグ反射鏡
25,91 波長調整領域
26 コンタクト層
27 上部電極
28 下部電極
29 エッチング領域
30 保護層
31 ポリイミド層
32 射出口
41 第1の発光領域
42 第2の発光領域
43 第3の発光領域
44 第4の発光領域
45 第1の電極パッド
46 第2の電極パッド
47 第3の電極パッド
48 第4の電極パッド
51 下部スペーサ層
52 活性層
53 上部スペーサ層
55,95 下部位相調整層
56,96 上部位相調整層
61,97 第1の波長調整層
62,98 第2の波長調整層
70 レジスト
81 界面
85 低屈折率層
86 高屈折率層
101 原子発振器
111 光源
112 コリメートレンズ
113 λ/4波長板
114 アルカリ金属セル
115 光検出器
116 変調器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface emitting laser element 11 Surface emitting laser 11A 1st surface emitting laser 11B 2nd surface emitting laser 11C 3rd surface emitting laser 11D 4th surface emitting laser 21 Semiconductor substrate 22 Lower Bragg reflector 23 Resonator 24 Upper part Bragg reflector 25, 91 Wavelength adjustment region 26 Contact layer 27 Upper electrode 28 Lower electrode 29 Etching region 30 Protective layer 31 Polyimide layer 32 Exit port 41 First light emitting region 42 Second light emitting region 43 Third light emitting region 44 4 light emitting region 45 first electrode pad 46 second electrode pad 47 third electrode pad 48 fourth electrode pad 51 lower spacer layer 52 active layer 53 upper spacer layer 55, 95 lower phase adjusting layer 56, 96 upper Phase adjustment layer 61, 97 First wavelength adjustment layer 62, 98 Second wavelength adjustment layer 70 Regis G 81 Interface 85 Low refractive index layer 86 High refractive index layer 101 Atomic oscillator 111 Light source 112 Collimate lens 113 λ / 4 wave plate 114 Alkali metal cell 115 Photo detector 116 Modulator

特開2013−138176号公報JP 2013-138176 A

Claims (10)

下部反射鏡と、
前記下部反射鏡よりレーザ光の射出口に近い位置に配置された上部反射鏡と、
前記下部反射鏡と前記上部反射鏡との間に配置され、光を共振させる共振器と、
前記上部反射鏡内に形成され、前記光の波長を調整する波長調整領域と、
を備え、
前記波長調整領域は、インジウムを含む第1の波長調整層と、インジウムを含まない第2の波長調整層とを含み、
前記第1の波長調整層の厚さは、前記第2の波長調整層の厚さより薄い、
面発光レーザ素子。
A lower reflector,
An upper reflecting mirror disposed at a position closer to the exit of the laser beam than the lower reflecting mirror;
A resonator disposed between the lower reflecting mirror and the upper reflecting mirror to resonate light;
A wavelength adjustment region that is formed in the upper reflector and adjusts the wavelength of the light;
With
The wavelength adjustment region includes a first wavelength adjustment layer containing indium and a second wavelength adjustment layer not containing indium,
The thickness of the first wavelength adjustment layer is thinner than the thickness of the second wavelength adjustment layer,
Surface emitting laser element.
前記上部反射鏡は、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されて構成され、
前記波長調整領域は、前記高屈折率層が置き換えられることにより構成される、
請求項1に記載の面発光レーザ素子。
The upper reflector is configured by alternately laminating low refractive index layers and high refractive index layers,
The wavelength adjustment region is configured by replacing the high refractive index layer,
The surface emitting laser element according to claim 1.
前記上部反射鏡は、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されて構成され、
前記波長調整領域は、前記低屈折率層が置き換えられることにより構成される、
請求項1に記載の面発光レーザ素子。
The upper reflector is configured by alternately laminating low refractive index layers and high refractive index layers,
The wavelength adjustment region is configured by replacing the low refractive index layer,
The surface emitting laser element according to claim 1.
λを前記レーザ光の波長、Nを1以上の整数、Mを1以上N以下の整数とするとき、
前記波長調整領域の光学的厚さは、(2N+1)×λ/4により算出され、
前記波長調整領域の下端部から積層方向中心位置までの光学的厚さは、M×λ/2により算出される、
請求項2に記載の面発光レーザ素子。
When λ is the wavelength of the laser beam, N is an integer of 1 or more, and M is an integer of 1 to N,
The optical thickness of the wavelength adjustment region is calculated by (2N + 1) × λ / 4,
The optical thickness from the lower end of the wavelength adjustment region to the center position in the stacking direction is calculated by M × λ / 2.
The surface emitting laser element according to claim 2.
λを前記レーザ光の波長、Nを1以上の整数、Mを0以上(N−1)以下の整数とするとき、
前記波長調整領域の光学的厚さは、(2N+1)×λ/4により算出され、
前記波長調整領域の下端部から積層方向中心位置までの光学的厚さは、(2M+1)×λ/4により算出される、
請求項3に記載の面発光レーザ素子。
When λ is the wavelength of the laser beam, N is an integer of 1 or more, and M is an integer of 0 or more and (N−1) or less,
The optical thickness of the wavelength adjustment region is calculated by (2N + 1) × λ / 4,
The optical thickness from the lower end of the wavelength adjustment region to the center position in the stacking direction is calculated by (2M + 1) × λ / 4.
The surface emitting laser element according to claim 3.
前記第1の波長調整層及び前記第2の波長調整層の1層あたりの光学的厚さは、0.1λ以下である、
請求項4又は5に記載の面発光レーザ素子。
The optical thickness per layer of the first wavelength adjustment layer and the second wavelength adjustment layer is 0.1λ or less.
The surface emitting laser element according to claim 4 or 5.
前記第1の波長調整層は、AlGaInPを主成分とし、
前記第2の波長調整層は、AlGaAsを主成分とする、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の面発光レーザ素子。
The first wavelength adjustment layer is mainly composed of AlGaInP,
The second wavelength adjustment layer is mainly composed of AlGaAs.
The surface emitting laser element according to claim 1.
互いに厚さが異なる複数の前記波長調整領域を含み、
複数の前記波長調整領域間において、前記第1の波長調整層又は前記第2の波長調整層の層数が異なっている、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の面発光レーザ素子。
A plurality of wavelength adjustment regions having different thicknesses from each other;
Between the plurality of wavelength adjustment regions, the number of the first wavelength adjustment layer or the second wavelength adjustment layer is different,
The surface emitting laser element according to claim 1.
請求項1〜7のいずれか1項に記載の面発光レーザ素子を含む光源と、
アルカリ金属を封入した封入部と、
前記光源から射出され前記封入部を透過した光の光量を検出する検出部と、
検出された前記光量に基づいて、前記アルカリ金属が電磁誘起透過状態を維持するように前記面発光レーザ素子から射出されるレーザ光を変調する変調部と、
を備える原子発振器。
A light source comprising the surface-emitting laser element according to claim 1;
An encapsulating part enclosing an alkali metal;
A detection unit for detecting the amount of light emitted from the light source and transmitted through the enclosing unit;
A modulation unit that modulates laser light emitted from the surface-emitting laser element so that the alkali metal maintains an electromagnetically induced transmission state based on the detected light amount;
An atomic oscillator comprising:
前記アルカリ金属は、ルビジウム又はセシウムである、
請求項9に記載の原子発振器。
The alkali metal is rubidium or cesium,
The atomic oscillator according to claim 9.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020097771A1 (en) * 2000-12-06 2002-07-25 Wen-Yen Hwang Modified distributed bragg reflector (DBR) for vertical cavity surface-emitting laser (VCSEL) resonant wavelength tuning sensitivity control
JP2003347671A (en) * 2002-05-28 2003-12-05 Ricoh Co Ltd Surface emission semiconductor laser, optical transmission module, optical exchange device, and optical transmission system
JP2003347679A (en) * 2002-05-28 2003-12-05 Fuji Photo Film Co Ltd Semiconductor laser device
JP2012209534A (en) * 2011-03-17 2012-10-25 Ricoh Co Ltd Surface-emitting laser element, atomic oscillator, and method for checking surface-emitting laser element
JP2013138176A (en) * 2011-12-02 2013-07-11 Ricoh Co Ltd Surface-emitting laser element, method for manufacturing surface-emitting laser element, and atomic oscillator
JP2013172144A (en) * 2012-02-23 2013-09-02 Sharp Corp Movpe growth method of compound semiconductor
JP2014041997A (en) * 2012-07-23 2014-03-06 Ricoh Co Ltd Surface light-emitting laser element and atomic oscillator
JP2015177000A (en) * 2014-03-14 2015-10-05 株式会社リコー Surface emission laser, surface emission laser element and atomic oscillator

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020097771A1 (en) * 2000-12-06 2002-07-25 Wen-Yen Hwang Modified distributed bragg reflector (DBR) for vertical cavity surface-emitting laser (VCSEL) resonant wavelength tuning sensitivity control
JP2003347671A (en) * 2002-05-28 2003-12-05 Ricoh Co Ltd Surface emission semiconductor laser, optical transmission module, optical exchange device, and optical transmission system
JP2003347679A (en) * 2002-05-28 2003-12-05 Fuji Photo Film Co Ltd Semiconductor laser device
JP2012209534A (en) * 2011-03-17 2012-10-25 Ricoh Co Ltd Surface-emitting laser element, atomic oscillator, and method for checking surface-emitting laser element
JP2013138176A (en) * 2011-12-02 2013-07-11 Ricoh Co Ltd Surface-emitting laser element, method for manufacturing surface-emitting laser element, and atomic oscillator
JP2013172144A (en) * 2012-02-23 2013-09-02 Sharp Corp Movpe growth method of compound semiconductor
JP2014041997A (en) * 2012-07-23 2014-03-06 Ricoh Co Ltd Surface light-emitting laser element and atomic oscillator
JP2015177000A (en) * 2014-03-14 2015-10-05 株式会社リコー Surface emission laser, surface emission laser element and atomic oscillator

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