JP2017216285A - Surface emitting laser array device, light source unit, and laser device - Google Patents
Surface emitting laser array device, light source unit, and laser device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017216285A JP2017216285A JP2016107371A JP2016107371A JP2017216285A JP 2017216285 A JP2017216285 A JP 2017216285A JP 2016107371 A JP2016107371 A JP 2016107371A JP 2016107371 A JP2016107371 A JP 2016107371A JP 2017216285 A JP2017216285 A JP 2017216285A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- surface emitting
- emitting laser
- metal film
- laser array
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、面発光レーザアレイ素子、光源ユニット及びレーザ装置に関する。 The present invention relates to a surface emitting laser array element, a light source unit, and a laser apparatus.
面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting LASER)は、基板面に対し垂直方向に光を射出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、低価格、低消費電力、小型、高性能、2次元的に集積化しやすいといった特徴を有している。また、複数の面発光レーザを2次元的に配置し、金属膜により複数の面発光レーザを電気的に並列に接続した面発光レーザアレイ素子が知られている。 A surface emitting laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting LASER) is a semiconductor laser that emits light in a direction perpendicular to a substrate surface. The surface emitting laser has features such as low cost, low power consumption, small size, high performance, and easy integration in two dimensions, compared to the edge emitting semiconductor laser. There is also known a surface emitting laser array element in which a plurality of surface emitting lasers are two-dimensionally arranged and a plurality of surface emitting lasers are electrically connected in parallel by a metal film.
このような面発光レーザアレイ素子の光出力は、面発光レーザの数に比例するため、高い出力の面発光レーザアレイ素子が求められる場合には、複数の面発光レーザを発光領域の全体にわたって高密度に配置する。 Since the optical output of such a surface emitting laser array element is proportional to the number of surface emitting lasers, when a high output surface emitting laser array element is required, a plurality of surface emitting lasers are increased over the entire light emitting region. Arrange for density.
しかしながら、複数の面発光レーザを高密度に配置した場合、面発光レーザアレイ素子の発光領域において不均衡な温度分布が生じ、それぞれの面発光レーザの光出力、寿命にばらつきが生じる虞がある。 However, when a plurality of surface emitting lasers are arranged at a high density, an unbalanced temperature distribution is generated in the light emitting region of the surface emitting laser array element, and there is a possibility that the light output and life of each surface emitting laser vary.
そこで、従来では、発光領域の中央部を除く領域に面発光レーザを配置したり、発光領域の温度上昇が高い領域と低い領域との間でメサ形状を異ならせたりすることで、面発光レーザの光出力、寿命のばらつきを低減している(例えば、特許文献1、2参照)。 Therefore, conventionally, a surface emitting laser is provided by arranging a surface emitting laser in a region other than the central portion of the light emitting region, or by changing the mesa shape between a region where the temperature rise of the light emitting region is high and a region where the temperature rises is low. Variation in the light output and life of the light is reduced (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、大電流を要する面発光レーザアレイ素子では、発光領域において不均衡な電位分布が生じ、面発光レーザの出力、寿命にばらつきが生じる場合がある。これは、発光領域に設けられる金属膜の外周部に配線部材を接続し、発光領域の複数の面発光レーザに電圧を印加するため、金属膜の抵抗により、発光領域の外周部から中央部に向けて電位が小さくなるといった不均衡な電位分布が生じるからである。 However, in a surface-emitting laser array element that requires a large current, an unbalanced potential distribution occurs in the light-emitting region, and the output and life of the surface-emitting laser may vary. This is because the wiring member is connected to the outer peripheral portion of the metal film provided in the light emitting region, and a voltage is applied to a plurality of surface emitting lasers in the light emitting region. This is because an unbalanced potential distribution occurs in which the potential decreases toward the target.
このように発光領域の外周部から中央部に向けて電位が小さくなる不均衡な電位分布が生じると、発光領域の中央部に配置される面発光レーザの駆動電流が外周部に配置される面発光レーザの駆動電流よりも小さくなる。このため、発光領域の中央部に配置される面発光レーザの光出力が外周部に配置される面発光レーザの光出力よりも小さくなり、光出力の均一性が悪くなる。 Thus, when an unbalanced potential distribution is generated in which the potential decreases from the outer periphery to the center of the light emitting region, the surface on which the driving current of the surface emitting laser disposed at the center of the light emitting region is disposed at the outer periphery. It becomes smaller than the drive current of the light emitting laser. For this reason, the light output of the surface emitting laser disposed in the central portion of the light emitting region is smaller than the light output of the surface emitting laser disposed in the outer peripheral portion, and the uniformity of the light output is deteriorated.
そこで、上記課題を鑑み、発光領域における電位分布の均一性を向上させることが可能な面発光レーザアレイ素子を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a surface emitting laser array element capable of improving the uniformity of potential distribution in the light emitting region.
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る面発光レーザアレイ素子は、複数の面発光レーザが金属膜により電気的に並列に接続された発光領域を備え、前記発光領域の一部の前記金属膜内に絶縁膜を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a surface emitting laser array element according to an aspect of the present invention includes a light emitting region in which a plurality of surface emitting lasers are electrically connected in parallel by a metal film, and a part of the light emitting region is provided. The metal film includes an insulating film.
開示の技術によれば、発光領域における電位分布の均一性を向上させることが可能な面発光レーザアレイ素子を提供することができる。 According to the disclosed technology, it is possible to provide a surface emitting laser array element capable of improving the uniformity of the potential distribution in the light emitting region.
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, the duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
〔第1実施形態〕
(面発光レーザアレイ素子)
第1実施形態の面発光レーザアレイ素子について説明する。図1は、第1実施形態の面発光レーザアレイ素子の概略図である。図1(a)はこの面発光レーザアレイ素子の上面図であり、図1(b)は図1(a)における一点鎖線1A−1Bにおいて切断した断面図であり、図1(c)は発光領域を説明するための図である。
[First Embodiment]
(Surface emitting laser array element)
The surface emitting laser array element according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic view of the surface emitting laser array element of the first embodiment. FIG. 1A is a top view of the surface emitting laser array element, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the alternate long and
面発光レーザアレイ素子100は、放熱板101の上に、金属膜パターン102、下部電極213、面発光レーザアレイ103、上部電極211、絶縁膜212が形成されている。そして、上部電極211と下部電極213との間に電圧が印加されることにより、面発光レーザアレイ103に電圧が印加され、レーザ光が射出される。
In the surface emitting
放熱板101は、例えば窒化アルミニウム(AlN)等の絶縁性材料により形成されている。
The
金属膜パターン102は、放熱板101の上面に形成されている。金属膜パターン102は、面発光レーザアレイ103に電流を供給する配線であり、p側領域102pと、n側領域102nとを含む。p側領域102pは正(+)の電極端子と接続される領域であり、n側領域102nは負(−)の電極端子と接続される領域である。
The
下部電極213は、接合剤104により金属膜パターン102のn側領域102nの上に接合されている。接合剤104としては、導電性を有する材料を用いることができ、例えば金錫(AuSn)合金を含む材料、銀(Ag)やインジウム(In)を含む材料を用いることができる。
The
面発光レーザアレイ103は、下部電極213の上面に形成されている。面発光レーザアレイ103は、2次元的に配列した複数(例えば、数千〜数万個)の面発光レーザ200を含み、複数の面発光レーザ200が配置された領域が発光領域LAを形成している。なお、面発光レーザ200の詳細については後述する。
The surface emitting
上部電極211は、第1の上部電極211aと、第2の上部電極211bとを含む。第1の上部電極211aは、面発光レーザアレイ103の上面に形成されており、複数の面発光レーザ200を電気的に並列に接続する共通電極として機能する。第2の上部電極211bは、第1の上部電極211aの上に、第1の上部電極211aと接触するように、又は、絶縁膜212を介して第1の上部電極211aと接触しないように形成されている。第2の上部電極211bは、発光領域LAの外周部において、ボンディングワイヤ105により、金属膜パターンの102のp側領域102pと電気的に接続されている。
The
発光領域LAは、図1(c)に示されるように、第1の領域S11と、第2の領域S12とを含む。第1の領域S11は、ボンディングワイヤ105が接続されている位置を含む外周部に形成されている。第2の領域S12は、一方の方向(Y方向)において第1の領域S11に挟まれるように矩形状に形成されている。
As shown in FIG. 1C, the light emitting area LA includes a first area S11 and a second area S12. 1st area | region S11 is formed in the outer peripheral part containing the position where the
第1の領域S11は、図1(b)に示されるように、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとの間に絶縁膜212が形成されている領域であり、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとが絶縁膜212により電気的に絶縁されている。即ち、第1の領域S11においては、第1の上部電極211a、絶縁膜212及び第2の上部電極211bがこの順番で積層されている。これに対し、第2の領域S12は、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとの間に絶縁膜212が形成されていない領域であり、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとが電気的に接続されている。これにより、発光領域LAの外周部において第2の上部電極211bに供給される電流は、第2の領域S12では第2の上部電極211bを流れる。そして、第1の領域S11において第2の上部電極211bから第1の上部電極211aに流れ、複数の面発光レーザに供給される。
As shown in FIG. 1B, the first region S11 is a region in which an
ところで、発光領域の外周部に電圧を印加し、複数の面発光レーザの上面に形成された上部電極を介して複数の面発光レーザに電流を供給する場合、上部電極の抵抗により、発光領域の外周部から中央部に向けて電位が小さくなる。特に、大電流(例えば、数百アンペア)を要する面発光レーザアレイ素子では、上部電極の抵抗に起因する電位の低下の影響が大きくなる。このように発光領域の外周部から中央部に向けて電位が小さくなる不均衡な電位分布が生じると、発光領域の中央部に配置される面発光レーザの駆動電流が外周部に配置される面発光レーザの駆動電流よりも小さくなる。このため、発光領域の中央部に配置される面発光レーザの光出力が外周部に配置される面発光レーザの光出力よりも小さくなり、光出力の均一性が悪くなる。また、発光領域の外周部に配置される面発光レーザが中央部に配置される面発光レーザよりも負荷が大きくなるため、複数の面発光レーザの各々の寿命にばらつきが生じる。 By the way, when a voltage is applied to the outer peripheral portion of the light emitting region and current is supplied to the plurality of surface emitting lasers via the upper electrodes formed on the upper surfaces of the plurality of surface emitting lasers, The potential decreases from the outer periphery toward the center. In particular, in a surface emitting laser array element that requires a large current (for example, several hundred amperes), the effect of a decrease in potential due to the resistance of the upper electrode becomes large. Thus, when an unbalanced potential distribution is generated in which the potential decreases from the outer periphery to the center of the light emitting region, the surface on which the driving current of the surface emitting laser disposed at the center of the light emitting region is disposed at the outer periphery. It becomes smaller than the drive current of the light emitting laser. For this reason, the light output of the surface emitting laser disposed in the central portion of the light emitting region is smaller than the light output of the surface emitting laser disposed in the outer peripheral portion, and the uniformity of the light output is deteriorated. In addition, since the surface emitting laser disposed in the outer peripheral portion of the light emitting region has a larger load than the surface emitting laser disposed in the central portion, the life of each of the plurality of surface emitting lasers varies.
そこで、本実施形態の面発光レーザアレイ素子100では、発光領域LAにおけるボンディングワイヤ105が接続されている部分を含む第1の領域S11において、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとの間に絶縁膜212を形成している。これにより、上部電極211内に絶縁膜212が形成されていない場合(図2参照)と比較して、上部電極211と面発光レーザアレイ103とが電気的に接続される位置が発光領域LAの中央部に近づく。このため、発光領域LAにおける電位分布の均一性が向上する。その結果、発光領域LAにおける面発光レーザアレイ素子100より射出されるレーザ光の光出力の均一性が向上する。また、発光領域LAにおける複数の面発光レーザ200のそれぞれに供給される電流のばらつきが小さくなるため、それぞれの面発光レーザ200の寿命のばらつきを低減できる。なお、図2は、従来の面発光レーザアレイ素子の概略断面図である。
Therefore, in the surface emitting
次に、図1の面発光レーザアレイ素子100における発光領域LAの他の例について説明する。図3は、図1の面発光レーザアレイ素子における発光領域の他の例を説明するための図である。
Next, another example of the light emitting region LA in the surface emitting
図3(a)に示されるように、発光領域LAは、第1の領域S21と、複数の分離した第2の領域S221、S222、S223とを含んでいてもよい。第1の領域S21は、発光領域LAにおけるボンディングワイヤ105が接続されている位置を含む外周部に形成されている。第2の領域S221は、第2の領域S12と同様、第1の領域S21に挟まれるように矩形状に形成されている。第2の領域S222及び第2の領域S223は、それぞれ第2の領域S221と発光領域LAの角部との間に、第1の領域S21に囲まれるように円形状に形成されている。このように発光領域LAが、第1の領域S21と、複数の第2の領域S221、S222、S223とを含む場合、複数の第2の領域S221、S222、S223において、第2の上部電極211bから第1の上部電極211aに電流が流れる。このため、発光領域LAの中央部と外周部との間の電位分布が図1(a)の場合よりも小さくなる。より具体的には、図1(a)の場合には、発光領域LAの中央部での電位降下が低減される反面、発光領域LAの外周部付近における電位降下が大きくなる可能性がある。これに対し、図3(a)の場合には、発光領域LAの外周部付近においても第2の上部電極211bから第1の上部電極211aへの電流経路が形成されているので、発光領域LAの中央部と外周部との間の電位分布をより小さくできる。
As shown in FIG. 3A, the light emitting area LA may include a first area S21 and a plurality of separated second areas S221, S222, and S223. 1st area | region S21 is formed in the outer peripheral part containing the position where the
また、図3(b)に示されるように、発光領域LAは、複数の分離した第1の領域S311、S312、S313と、第2の領域S32とを含んでいてもよい。第1の領域S311、S312、S313は、発光領域LAにおけるボンディングワイヤ105が接続されている位置を含む外周部に形成されている。第2の領域S32は、複数の第1の領域S311、S312、S313を分割するように形成されている。第2の領域S32は、第2の領域S12と同様に矩形状に形成された領域と、矩形状に形成された領域から発光領域LAの角部に向かう方向に延在する領域とを含む。このように第2の領域S32が矩形状に形成された領域と、矩形状に形成された領域から発光領域LAの角部に向かう方向に延在する領域とを含む場合、これらの領域において、第2の上部電極211bから第1の上部電極211aに電流が流れる。このため、発光領域LAの中央部と外周部との間の電位分布が図1(a)の場合よりも小さくなる。より具体的には、図1(a)の場合には、発光領域LAの中央部での電位降下が低減される反面、発光領域LAの外周部付近における電位降下が大きくなる可能性がある。これに対し、図3(b)の場合には、発光領域LAの外周部付近においても第2の上部電極211bから第1の上部電極211aへの電流経路が形成されているので、発光領域LAの中央部と外周部との間の電位分布をより小さくできる。
Further, as shown in FIG. 3B, the light emitting area LA may include a plurality of separated first areas S311, S312, and S313, and a second area S32. The first regions S311, S312, and S313 are formed on the outer peripheral portion including the position where the
また、図3(c)に示されるように、発光領域LAは、第1の領域S41と、第2の領域S42とを含んでいてもよい。第1の領域S41は、発光領域LAにおけるボンディングワイヤ105が接続されている位置を含む外周部に形成されている。第2の領域S42は、第1の領域S41に囲まれるように円形状に形成されている。この場合においても、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとの間に絶縁膜212が形成されていない場合と比較して、上部電極211と面発光レーザアレイ103とが電気的に接続される位置が発光領域LAの中央部に近づく。このため、発光領域LAにおける電位分布の均一性が向上する。
Further, as shown in FIG. 3C, the light emitting area LA may include a first area S41 and a second area S42. The first region S41 is formed on the outer peripheral portion including the position where the
(面発光レーザ)
次に、本実施形態の面発光レーザについて説明する。図4は、図1の面発光レーザアレイ素子における面発光レーザの概略断面図である。図4(a)は第1の領域S11に配置される面発光レーザを示し、図4(b)は第1の領域S11と第2の領域S12との境界部分に配置される面発光レーザを示し、図4(c)は第2の領域S12に配置される面発光レーザを示している。なお、図4(a)、図4(b)及び図4(c)では、便宜上、複数の面発光レーザのうちの1つの面発光レーザのみを示しているが、他の面発光レーザについても同様の構成とすることができる。また、図4においては、レーザ光が射出される方向を上方向とする。
(Surface emitting laser)
Next, the surface emitting laser of this embodiment will be described. FIG. 4 is a schematic sectional view of a surface emitting laser in the surface emitting laser array element of FIG. FIG. 4A shows a surface emitting laser arranged in the first region S11, and FIG. 4B shows a surface emitting laser arranged in the boundary portion between the first region S11 and the second region S12. FIG. 4C shows a surface emitting laser arranged in the second region S12. 4 (a), 4 (b), and 4 (c), only one surface emitting laser among a plurality of surface emitting lasers is shown for convenience, but other surface emitting lasers are also shown. It can be set as the same structure. In FIG. 4, the direction in which the laser light is emitted is the upward direction.
まず、第1の領域S11に配置される面発光レーザについて説明する。 First, the surface emitting laser disposed in the first region S11 will be described.
図4(a)に示されるように、面発光レーザ200aは、発振波長が例えば808nm帯であり、基板201、バッファ層202、下部ブラッグ反射鏡203、下部スペーサ層204、活性層205、上部スペーサ層206、上部ブラッグ反射鏡207、電流狭窄層208、コンタクト層209、保護膜210、上部電極211、絶縁膜212、下部電極213等を有する。本実施形態においては、ブラッグ反射鏡には、DBR(Distributed Bragg Reflector)が含まれているものとする。また、発振波長は808nm帯に限定されず、用途に応じて選択することができる。
As shown in FIG. 4A, the surface emitting laser 200a has an oscillation wavelength in the 808 nm band, for example, and includes a
基板201は、n型半導体であるn−GaAs基板により形成されている。
The
バッファ層202は、基板201の上面に積層され、n−GaAsにより形成されている。
The
下部ブラッグ反射鏡203は、バッファ層202の上面に積層されている。下部ブラッグ反射鏡203は、n−Al0.9Ga0.1Asにより形成される低屈折率層とn−Al0.3Ga0.7Asにより形成される高屈折率層とをn−Al0.9Ga0.1Asから始まり、40.5ペア交互に積層することにより形成されている。低屈折率層と高屈折率層との間には、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層が設けられていてもよい。組成傾斜層を設けることにより、電気抵抗を低減することができる。低屈折率層及び高屈折率層は、隣接する組成傾斜層の膜厚の1/2を含み、発振波長λに対して光学膜厚がλ/4となるように設計されている。なお、光学膜厚がλ/4の場合、その層の実際の膜厚Dは、D=λ/4n(但し、nはその層の媒質の屈折率)である。
The
下部スペーサ層204は、下部ブラッグ反射鏡203の上面に積層され、ノンドープのAl0.6Ga0.4Asにより形成されている。
The
活性層205は、下部スペーサ層204の上面に積層されている。活性層205は、Al0.05Ga0.95As量子井戸層とAl0.3Ga0.7As障壁層とを3ペア交互に積層することにより形成される三重量子井戸構造(TQW:Triple Quantum Well)を有する。なお、活性層205は、三重量子井戸構造以外の多重量子井戸構造(MQW:Multi Quantum Well)であってもよい。
The
上部スペーサ層206は、活性層205の上面に積層され、ノンドープのAl0.6Ga0.4Asにより形成されている。上部スペーサ層206は、発振波長が808nmとなるように設計されている。
The
本実施形態の面発光レーザにおいては、下部スペーサ層204、活性層205及び上部スペーサ層206により光学長さが1波長となる共振器領域が形成されている。なお、活性層205は、高い誘導放出確率が得られるように、電界の定在波分布における腹に対応する位置である共振器領域の中央に設けられている。
In the surface emitting laser of this embodiment, a resonator region having an optical length of one wavelength is formed by the
上部ブラッグ反射鏡207は、上部スペーサ層206の上面に積層され、p−Al0.9Ga0.1Asにより形成される低屈折率層とp−Al0.3Ga0.7Asにより形成される高屈折率層とを25ペア交互に積層することにより形成されている。低屈折率層と高屈折率層との間には、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層が設けられていてもよい。組成傾斜層を設けることにより、電気抵抗を低減することができる。低屈折率層及び高屈折率層は、隣接する組成傾斜層の膜厚の1/2を含んで、発振波長λに対して光学膜厚がλ/4となるように設計されている。上部ブラッグ反射鏡207における低屈折率層の1つには、AlAsにより形成される電流狭窄層208が例えば30nmの膜厚で挿入されている。なお、電流狭窄層208の膜厚は30nmに限定されるものではない。
The
電流狭窄層208は、後述するメサの周囲より選択酸化することにより形成される選択酸化領域208aと、選択酸化されなかったメサの中央部の領域である電流狭窄領域208bとを含む。
The
コンタクト層209は、上部ブラッグ反射鏡207の上面に積層され、p−GaAsにより形成されている。
The
なお、このように基板201上に複数の半導体層が積層されたものを、以下では、便宜上「積層体」ともいう。また、基板201の上において、コンタクト層209、電流狭窄層208、上部ブラッグ反射鏡207、上部スペーサ層206、活性層205、下部スペーサ層204の一部を除去することによりメサが形成されている。
Note that a structure in which a plurality of semiconductor layers are stacked on the
保護膜210は、メサの側面及びメサを形成する際に半導体材料が除去された領域の上面に積層されており、SiN、SiON、SiO2等の絶縁性材料により形成されている。保護膜210には、メサの上面において開口部A1が形成されている。
The
上部電極211は、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとを含むp側電極である。第1の上部電極211aは、メサの上面における外周部のコンタクト層209の上面及び保護膜210の上面に積層されており、Ti/Pt/Au積層膜により形成されている。第1の上部電極211aには、メサの上面において開口部A2が形成されている。第2の上部電極211bは、第1の上部電極211aの上に絶縁膜212を介して積層されており、Ti/Pt/Au積層膜により形成されている。第2の上部電極211bには、メサの上面において開口部A4が形成されている。
The
絶縁膜212は、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとの間に形成されている。絶縁膜212は、SiN、SiON、SiO2等の絶縁性材料により形成されている。絶縁膜212には、メサの上面において開口部A3が形成されている。
The insulating
なお、図4(a)の例では、第1の上部電極211aの開口部A2の開口径D2、絶縁膜212の開口部A3の開口径D3及び第2の上部電極211bの開口部A4の開口径D4は同一である。
In the example of FIG. 4A, the opening diameter D2 of the opening A2 of the first
下部電極213は、基板201の下面に積層されており、AuGe/Ni/Au積層膜により形成されている。下部電極213は、n側電極である。
The
このように、第1の領域S11に配置される面発光レーザ200aでは、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとの間に絶縁膜212が形成されている。
As described above, in the surface emitting laser 200a disposed in the first region S11, the insulating
次に、第1の領域S11と第2の領域S12との境界部分に配置される面発光レーザについて説明する。第1の領域S11と第2の領域S12との境界部分に配置される面発光レーザ200bは、面発光レーザ200aと異なり、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとの間に絶縁膜212が形成されている部分と、形成されていない部分とを有する。以下、第1の領域S11に配置される面発光レーザ200aと異なる点を中心に説明する。
Next, the surface emitting laser arranged at the boundary between the first region S11 and the second region S12 will be described. Unlike the surface emitting laser 200a, the
図4(b)に示されるように、面発光レーザ200bは、発振波長が808nm帯であり、基板201、バッファ層202、下部ブラッグ反射鏡203、下部スペーサ層204、活性層205、上部スペーサ層206、上部ブラッグ反射鏡207、電流狭窄層208、コンタクト層209、保護膜210、上部電極211、絶縁膜212、下部電極213等を有する。
As shown in FIG. 4B, the
基板201、バッファ層202、下部ブラッグ反射鏡203、下部スペーサ層204、活性層205、上部スペーサ層206、上部ブラッグ反射鏡207、電流狭窄層208、コンタクト層209、保護膜210、下部電極213については、面発光レーザ200aと同様の構成とすることができる。
上部電極211は、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとを含むp側電極である。第1の上部電極211aは、メサの上面における外周部のコンタクト層209の上面及び保護膜210の上面に積層されており、Ti/Pt/Au積層膜により形成されている。第2の上部電極211bは、第1の上部電極211aの上に絶縁膜212を介して、又は、絶縁膜212を介することなく積層されており、Ti/Pt/Au積層膜により形成されている。即ち、第2の上部電極211bは、一部の領域(第1の領域S11)において絶縁膜212の上面に形成されることにより第1の上部電極211aと電気的に絶縁されている。また、第2の上部電極211bは、他の領域(第2の領域S12)において第1の上部電極211aの上面に積層されることにより第1の上部電極211aと電気的に接続されている。
The
絶縁膜212は、第1の上部電極211aの一部の上面に積層され、SiN、SiON、SiO2等の絶縁性材料により形成されている。
Insulating
次に、第2の領域S12に配置される面発光レーザ200cについて説明する。第2の領域S12に配置される面発光レーザ200cは、面発光レーザ200aと異なり、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとの間に絶縁膜212が形成されていない。以下、第1の領域S11に配置される面発光レーザ200aと異なる点を中心に説明する。
Next, the
図4(c)に示されるように、面発光レーザ200cは、発振波長が808nm帯であり、基板201、バッファ層202、下部ブラッグ反射鏡203、下部スペーサ層204、活性層205、上部スペーサ層206、上部ブラッグ反射鏡207、電流狭窄層208、コンタクト層209、保護膜210、上部電極211、下部電極213等を有する。
As shown in FIG. 4C, the
基板201、バッファ層202、下部ブラッグ反射鏡203、下部スペーサ層204、活性層205、上部スペーサ層206、上部ブラッグ反射鏡207、電流狭窄層208、コンタクト層209、保護膜210、下部電極213については、面発光レーザ200aと同様の構成とすることができる。
上部電極211は、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとを含むp側電極である。第1の上部電極211aは、メサの上面における外周部のコンタクト層209の上面及び保護膜210の上面に積層されており、Ti/Pt/Au積層膜により形成されている。第2の上部電極211bは、第1の上部電極211aの上面に積層されており、Ti/Pt/Au積層膜により形成されている。即ち、第2の上部電極211bは、第1の上部電極211aの上面に積層されることにより第1の上部電極211aと電気的に接続されている。
The
次に、第1の領域S11に配置される面発光レーザの変形例について説明する。図5は、図1の面発光レーザにおける面発光レーザの他の例を示す概略断面図である。 Next, a modification of the surface emitting laser arranged in the first region S11 will be described. FIG. 5 is a schematic sectional view showing another example of the surface emitting laser in the surface emitting laser of FIG.
図5(a)に示されるように、変形例の面発光レーザ200dは、前述の面発光レーザ200aと異なり、第2の上部電極211bの開口部A4の開口径D4が、絶縁膜212の開口部A3の開口径D3よりも大きい。これにより、第1の領域S11において第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとが絶縁膜212の開口部A3の内面を介して電気的に短絡することを抑制できる。なお、第1の領域S11と第2の領域S12との境界部分に配置される面発光レーザについても同様の構成としてもよい。
As shown in FIG. 5A, the
また、図5(b)に示されるように、変形例の面発光レーザ200eは、前述の面発光レーザ200aと異なり、絶縁膜212に開口部が形成されていない。即ち、絶縁膜212は、コンタクト層209を覆うように形成されている。これにより、第1の領域S11において第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとが電気的に短絡することを抑制できる。また、絶縁膜212に開口部を形成しなくてよいので、製造工程を短縮することができる。なお、第1の領域S11と第2の領域S12との境界部分に配置される面発光レーザについても同様の構成としてもよい。
Further, as shown in FIG. 5B, the
(面発光レーザアレイ素子の製造方法)
次に、本実施形態の面発光レーザアレイ素子の製造方法について、図4に示される面発光レーザを製造する場合を例に挙げて説明する。
(Manufacturing method of surface emitting laser array element)
Next, a method for manufacturing the surface emitting laser array element of the present embodiment will be described by taking as an example the case of manufacturing the surface emitting laser shown in FIG.
(1)図6に示されるように、基板201の上に、バッファ層202、下部ブラッグ反射鏡203、下部スペーサ層204、活性層205、上部スペーサ層206、上部ブラッグ反射鏡207、電流狭窄層208、コンタクト層209を含む半導体層を積層して積層体を形成する。半導体層は、有機金属気相成長(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、分子線エピタキシャル成長(MBE:Molecular Beam Epitaxy)法等により形成される。なお、III族の原料としてはトリメチルアルミニウム(TMA)、トリメチルガリウム(TMG)を用いることができ、V族の原料としてはアルシン(AsH3)を用いることができる。p型ドーパントの原料としては四臭化炭素(CBr4)を用いることができ、n型ドーパントの原料としてはセレン化水素(H2Se)を用いることができる。
(1) As shown in FIG. 6, on a
(2)コンタクト層209の上面に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、所望のメサ形状に対応する1辺が25μmの正方形状のレジストパターンをアレイ状に形成する。
(2) A photoresist is applied to the upper surface of the
(3)レジストパターンをエッチングマスクとして、電流狭窄層208の側面が露出するまで、レジストパターンが形成されていない領域における半導体層をドライエッチングにより除去し、四角柱のメサを形成する。ドライエッチングとしては、例えば誘導結合型プラズマ(ICP::Inductive Coupled Plasma)を用いたドライエッチングを用いることができる。その後、レジストパターンを除去する。このように形成されたメサの側面においては、上部ブラッグ反射鏡207の側面が露出している。なお、メサの上面における形状は、例えば円形、楕円形、矩形等の形状であってもよく、他の任意の形状であってもよい。
(3) Using the resist pattern as an etching mask, the semiconductor layer in the region where the resist pattern is not formed is removed by dry etching until the side surface of the
(4)図7に示されるように、メサの側面において露出している電流狭窄層208であるAlAs膜を水蒸気中で熱処理し、周辺より酸化してAlxOyを形成することにより選択酸化領域208aを形成する。これにより、電流狭窄層208において選択酸化されなかった領域が電流狭窄領域208bとなり、発光部の駆動電流の経路をメサの中央部だけに制限する電流狭窄(酸化アパーチャ)構造が形成される。
(4) As shown in FIG. 7, the AlAs film, which is the
(5)外周部溝形成部のみを露出させるようフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成し、ICPを用いたドライエッチングにより溝を形成する。その後、レジストパターンを除去する。 (5) A resist pattern is formed by photolithography so that only the outer peripheral groove forming portion is exposed, and a groove is formed by dry etching using ICP. Thereafter, the resist pattern is removed.
(6)積層体を加熱容器に入れ、窒素雰囲気中に380〜400℃の温度で3分間保持する。これにより、大気中で表面に付着した酸素や水、もしくは加熱容器内の微量な酸素や水による自然酸化膜が、窒素雰囲気中での熱処理により安定した不動態皮膜になる。 (6) The laminate is placed in a heating container and held in a nitrogen atmosphere at a temperature of 380 to 400 ° C. for 3 minutes. As a result, a natural oxide film formed by oxygen or water adhering to the surface in the atmosphere or a trace amount of oxygen or water in the heating container becomes a stable passive film by heat treatment in a nitrogen atmosphere.
(7)図8に示されるように、化学気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法により、SiN、SiON、SiO2等の絶縁性材料を成膜することにより保護膜210を形成する。
(7) As shown in FIG. 8, a
(8)保護膜210の上面に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、コンタクト層209と第1の上部電極211aとを電気的に接続するための開口部を形成する位置に対応するレジストパターンを形成する。その後、レジストパターンをエッチングマスクとして、コンタクト層209の上面が露出するまで、レジストパターンが形成されていない領域における保護膜210をバッファードフッ酸(BHF)により除去し、開口部A1を形成する。その後、レジストパターンを除去することにより、図9に示されるように、開口部A1を有する保護膜210が形成される。
(8) An opening for electrically connecting the
(9)コンタクト層209及び保護膜210の上面に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、メサの上部の光射出部となる領域に一辺が10μmの正方形状のレジストパターンを形成する。その後、真空蒸着法により、Ti/Pt/Au積層膜を形成する。
(9) By applying a photoresist on the upper surface of the
(10)アセトン等の有機溶媒中において超音波洗浄を行うことによりリフトオフを行い、図10に示されるように、光射出部となる領域に開口部A2を有する第1の上部電極211aを形成する。
(10) Lift-off is performed by performing ultrasonic cleaning in an organic solvent such as acetone, and as shown in FIG. 10, the first
(11)CVD法により、第1の上部電極211aの上面及びコンタクト層209の上面に、SiN、SiON、SiO2等の絶縁性材料を成膜することにより絶縁膜212を形成する。
(11) An insulating
(12)図11に示されるように、発光領域LAの外周部に絶縁膜212を残存させるように、前述の(8)と同様の方法により、絶縁膜212をエッチングする。このとき、図12に示されるように、絶縁膜212を残存させる領域では、メサの上部における第1の上部電極211aに形成された開口部A2と対応する位置に開口部A3を形成する。このとき、絶縁膜212を残存させない領域では、絶縁膜212が除去されるため、図10に示されるように、第1の上部電極211aの上面が露出した状態となる。
(12) As shown in FIG. 11, the insulating
(13)メサの上部の光射出部となる領域に一辺が10μmの正方形状のレジストパターンを形成する。その後、真空蒸着法により、Ti/Pt/Au積層膜を形成する。 (13) A square resist pattern having a side of 10 μm is formed in a region to be a light emitting portion on the top of the mesa. Thereafter, a Ti / Pt / Au laminated film is formed by vacuum deposition.
(14)アセトン等の有機溶媒中において超音波洗浄を行うことによりリフトオフを行い、開口部A4を有する第2の上部電極211bを形成する。これにより、絶縁膜212が残存する領域では、図13(a)に示されるように、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとが絶縁膜212により絶縁されるように第2の上部電極211bが形成される。また、絶縁膜212が残存する領域と絶縁膜が残存しない領域との境界部分では、図13(b)に示されるように、絶縁膜212が残存する領域において絶縁膜212により第1の上部電極211aと電気的に絶縁されるように第2の上部電極211bが形成される。また、絶縁膜が残存しない領域において第1の上部電極211aと電気的に接続されるように第2の上部電極211bが形成される。さらに、絶縁膜212が残存しない領域では、図13(c)に示されるように、第1の上部電極211aと第2の上部電極211bとが電気的に接続されるように第2の上部電極211bが形成される。
(14) Lift-off is performed by performing ultrasonic cleaning in an organic solvent such as acetone to form the second
(15)基板201の裏面を研磨し、研磨した裏面に、真空蒸着法、スパッタリング法等により、AuGe/Ni/Au積層膜を形成することにより、下部電極213を形成する。基板201を研磨した後の板厚は、例えば100μm〜300μmとすることができ、200μmであることが好ましい。
(15) The back surface of the
(16)下部電極213が形成された基板201を熱処理し、コンタクト層209と第1の上部電極211aとの間、及び、基板201と下部電極213との間のオーミック接触を形成し、導通させる。
(16) The
上記(1)から(16)の工程により、図4(a)、図4(b)及び図4(c)に示される面発光レーザを製造することができる。 By the steps (1) to (16), the surface emitting laser shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C can be manufactured.
(17)スクライブ・ブレーキングにより、チップ毎に切断する。 (17) Cut by chip by scribing and braking.
(18)200〜250℃に加熱したホットプレート上において、金属膜パターン102が形成された放熱板101と上記積層体とを接合剤104により接合する。金属膜パターン102は、例えば厚さが1μmのAuにより形成されたものを用いることができる。
(18) On the hot plate heated to 200 to 250 ° C., the
(19)Auにより形成されたボンディングワイヤ105を用いて、第2の上部電極211bと金属膜パターン102のp側領域102pとを電気的に接続する。
(19) Using the
上記(1)から(19)の工程により、図1に示される面発光レーザアレイ素子100を製造することができる。
The surface emitting
〔第2実施形態〕
第2実施形態では、第1実施形態の面発光レーザアレイ素子を有するレーザ装置について説明する。図14は、第2実施形態のレーザ装置の概略構成図である。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, a laser apparatus having the surface emitting laser array element of the first embodiment will be described. FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a laser apparatus according to the second embodiment.
図14に示されるように、本実施形態のレーザ装置は、光源ユニット410と、集光レンズ420と、光ファイバ430とを有する。レーザ装置では、光源ユニット410から射出された光が集光レンズ420により集光された後、光ファイバ430の一端に入射し、光ファイバ430の他端からレーザ光が射出される。
As shown in FIG. 14, the laser device of this embodiment includes a
光源ユニット410は、面発光レーザ411が2次元的に複数配列した面発光レーザアレイ412と、複数の面発光レーザ411から射出される光の光路上にそれぞれ配置される複数のマイクロレンズが配列した2次元のマイクロレンズアレイ413とを有する。面発光レーザアレイ412は、前述の第1実施形態の面発光レーザアレイ素子である。面発光レーザアレイ412から射出された光は、面発光レーザ411ごとに放射角を持ったレーザ光であり、マイクロレンズアレイ413を通ることによって平行光となる。平行光となった光は、集光レンズ420に入射する。
In the
集光レンズ420は、光源ユニット410から射出された光を小さなスポットに効率よく集光し、光ファイバ430に入射させる光学系である。
The condensing
光ファイバ430は、集光レンズ420により集光された光を伝送する。光ファイバ430は、中央部のコア431と、その周囲を覆うクラッド432とを含む二層構造になっている。光ファイバ430のコア431には、集光レンズ420で集光された光が入射する。
The
第2実施形態の光源ユニット410では、発光領域LAにおける電位分布の均一性を向上させることが可能な第1実施形態の面発光レーザアレイ素子100より射出されたレーザ光をマイクロレンズアレイ413で平行光にする。これにより、面内における光出力が均一な平行光のレーザ光を出力することができる。
In the
〔第3実施形態〕
第3実施形態では、第1実施形態の面発光レーザアレイ素子を有する点火装置について説明する。図15は、第3実施形態の点火装置の概略構成図である。図16は、図15の点火装置におけるレーザ共振器を説明するための図である。
[Third Embodiment]
In the third embodiment, an ignition device having the surface emitting laser array element of the first embodiment will be described. FIG. 15 is a schematic configuration diagram of the ignition device according to the third embodiment. FIG. 16 is a diagram for explaining a laser resonator in the ignition device of FIG.
点火装置1301は、一例として図15に示されるように、レーザ装置1200、射出光学系1210、及び保護部材1212などを有している。
As shown in FIG. 15 as an example, the
射出光学系1210は、レーザ装置1200から射出される光を集光する。これにより、集光点で高いエネルギー密度を得ることができる。
The emission
保護部材1212は、燃焼室に臨んで設けられた透明の窓である。ここでは、一例として、保護部材1212の材料としてサファイアガラスが用いられている。
The
レーザ装置1200は、面発光レーザアレイ1201、第1集光光学系1203、光ファイバ1204、第2集光光学系1205、及びレーザ共振器1206を備えている。なお、本明細書では、XYZ3次元直交座標系を用い、面発光レーザアレイ1201からの光の射出方向を+Z方向として説明する。
The
面発光レーザアレイ1201は、励起用光源であり、複数の発光部を有している。面発光レーザアレイ1201は、前述の第1実施形態の面発光レーザアレイ素子である。面発光レーザアレイ1201から射出される光の波長は808nmである。
The surface emitting
面発光レーザアレイ1201は、射出される光の温度による波長ずれが非常に少ないため、励起波長のずれによって特性が大きく変化するQスイッチレーザを励起するのに有利な光源である。そこで、面発光レーザアレイ1201を励起用光源に用いると、環境の温度制御を簡易なものにできるという利点がある。
The surface-emitting
第1集光光学系1203は、面発光レーザアレイ1201から射出される光を集光する。
The first condensing
光ファイバ1204は、第1集光光学系1203によって光が集光される位置にコアの−Z側端面の中心が位置するように配置されている。ここでは、光ファイバ1204として、コア径が1.5mm、NAが0.39の光ファイバ(Thorlabs社製、型番:FT1500UMT)が用いられている。
The
光ファイバ1204を設けることによって、面発光レーザアレイ1201をレーザ共振器1206から離れた位置に置くことができる。これにより配置設計の自由度を増大させることができる。また、レーザ装置1200を点火装置に用いる際に、熱源から面発光レーザアレイ1201を遠ざけることができるため、エンジンを冷却する方法の幅を広げることが可能である。
By providing the
光ファイバ1204に入射した光はコア内を伝播し、コアの+Z側端面から射出される。
The light incident on the
第2集光光学系1205は、光ファイバ1204から射出された光の光路上に配置され、該光を集光する。第2集光光学系1205で集光された光は、レーザ共振器1206に入射する。
The second condensing
レーザ共振器1206は、Qスイッチレーザであり、一例として図16に示されるように、レーザ媒質1206a、及び可飽和吸収体1206bを有している。
The
レーザ媒質1206aは、3mm×3mm×8mmの直方体形状のNd:YAG結晶であり、Ndが1.1%ドーピングされている。可飽和吸収体1206bは、3mm×3mm×2mmの直方体形状のCr:YAG結晶であり、初期透過率が30%のものである。
The
なお、ここでは、Nd:YAG結晶とCr:YAG結晶は接合されており、いわゆるコンポジット結晶となっている。また、Nd:YAG結晶及びCr:YAG結晶は、いずれもセラミックスである。 Here, the Nd: YAG crystal and the Cr: YAG crystal are joined to form a so-called composite crystal. Both the Nd: YAG crystal and the Cr: YAG crystal are ceramics.
第2集光光学系1205からの光は、レーザ媒質1206aに入射される。すなわち、第2集光光学系1205からの光によってレーザ媒質1206aが励起される。なお、面発光レーザアレイ1201から射出される光の波長は、YAG結晶において最も吸収効率の高い波長である。そして、可飽和吸収体1206bは、Qスイッチの動作を行う。
The light from the second condensing
レーザ媒質1206aの入射側(−Z側)の面、及び可飽和吸収体1206bの射出側(+Z側)の面は光学研磨処理がなされ、ミラーの役割を果たしている。なお、以下では、便宜上、レーザ媒質1206aの入射側の面を「第1の面」とも称し、可飽和吸収体1206bの射出側の面を「第2の面」とも称する(図16参照)。
The surface on the incident side (−Z side) of the
そして、第1の面及び第2の面には、面発光レーザアレイ1201から射出される光の波長、及びレーザ共振器1206から射出される光の波長に応じた誘電体膜がコーティングされている。
The first surface and the second surface are coated with a dielectric film corresponding to the wavelength of light emitted from the surface emitting
具体的には、第1の面には、波長が808nmの光に対して99.5%の高い透過率を示し、波長が1064nmの光に対して99.5%の高い反射率を示すコーティングがなされている。また、第2の面には、波長が1064nmの光に対して50%の反射率を示すコーティングがなされている。 Specifically, the first surface has a high transmittance of 99.5% for light with a wavelength of 808 nm and a high reflectance of 99.5% for light with a wavelength of 1064 nm. Has been made. In addition, the second surface is coated with a reflectivity of 50% for light having a wavelength of 1064 nm.
これにより、レーザ共振器1206内で光が共振し増幅される。ここでは、レーザ共振器1206の共振器長は10(=8+2)mmである。
Thereby, the light resonates and is amplified in the
図15に戻り、駆動装置1220は、エンジン制御装置1222の指示に基づいて、面発光レーザアレイ1201を駆動する。すなわち、駆動装置1220は、エンジンの動作における着火のタイミングで点火装置から光が射出されるように、面発光レーザアレイ1201を駆動する。なお、面発光レーザアレイ1201における複数の発光部は、同時に点灯及び消灯される。
Returning to FIG. 15, the
上記の実施形態において、面発光レーザアレイ1201をレーザ共振器1206から離れた位置に置く必要がない場合は、光ファイバ1204が設けられなくてもよい。
In the above embodiment, when it is not necessary to place the surface emitting
また、第1集光光学系1203、第2集光光学系1205、及び射出光学系1210は、いずれも単一のレンズからなっていてもよいし、複数のレンズからなっていてもよい。
Also, each of the first condensing
また、エンジンとしては、燃焼ガスによってピストンを運動させるエンジン(ピストンエンジン)であってもよく、ロータリーエンジンや、ガスタービンエンジンや、ジェットエンジンであってもよい。要するに、燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する内燃機関であればよい。 Further, the engine may be an engine (piston engine) that moves a piston by combustion gas, or may be a rotary engine, a gas turbine engine, or a jet engine. In short, any internal combustion engine that burns fuel and generates combustion gas may be used.
また、排熱を利用して、動力や温熱や冷熱を取り出し、総合的にエネルギー効率を高めるシステムであるコジェネレーションに、点火装置を用いてもよい。 Moreover, you may use an ignition device for the cogeneration which is a system which takes out heat, takes out power, heat, and cold, and improves an energy efficiency comprehensively.
また、ここでは、点火装置が内燃機関に用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。 Although the case where the ignition device is used in an internal combustion engine has been described here, the present invention is not limited to this.
また、ここでは、レーザ装置1200が点火装置に用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、レーザ加工機、レーザピーニング装置、テラヘルツ発生装置等に用いることができる。
Although the case where the
なお、上記の各実施形態において、上部電極211は金属膜の一例であり、第1の上部電極211aは第1の金属膜の一例であり、第2の上部電極211bは第2の金属膜の一例である。また、ボンディングワイヤ105は配線部材の一例である。
In each of the above embodiments, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the said content does not limit the content of invention, Various deformation | transformation and improvement are possible within the scope of the present invention.
100 面発光レーザアレイ素子
101 放熱板
102 金属膜パターン
102p p側領域
102n n側領域
103 面発光レーザアレイ
104 接合剤
105 ボンディングワイヤ
200 面発光レーザ
201 基板
202 バッファ層
203 下部ブラッグ反射鏡
204 下部スペーサ層
205 活性層
206 上部スペーサ層
207 上部ブラッグ反射鏡
208 電流狭窄層
208a 選択酸化領域
208b 電流狭窄領域
209 コンタクト層
210 保護膜
211 上部電極
211a 第1の上部電極
211b 第2の上部電極
212 絶縁膜
213 下部電極
410 光源ユニット
411 面発光レーザ
412 面発光レーザアレイ
413 マイクロレンズアレイ
420 集光レンズ
430 光ファイバ
LA 発光領域
S11 第1の領域
S12 第2の領域
100 surface emitting
Claims (10)
前記発光領域の一部の前記金属膜内に絶縁膜を含むことを特徴とする面発光レーザアレイ素子。 A plurality of surface emitting lasers have a light emitting region electrically connected in parallel by a metal film,
A surface emitting laser array element comprising an insulating film in the metal film in a part of the light emitting region.
前記第2の領域は、前記第1の領域に囲まれている、又は、挟まれていることを特徴とする請求項1に記載の面発光レーザアレイ素子。 The light emitting region includes a first region in which the insulating film is provided in the metal film, and a second region in which the insulating film is not provided in the metal film,
The surface emitting laser array element according to claim 1, wherein the second region is surrounded by or sandwiched between the first regions.
前記第1の領域は、前記金属膜と前記配線部材とが接続されている位置を含むことを特徴とする請求項2に記載の面発光レーザアレイ素子。 A wiring member that supplies current to the light emitting region is connected to the metal film,
The surface emitting laser array device according to claim 2, wherein the first region includes a position where the metal film and the wiring member are connected.
前記複数の面発光レーザを電気的に並列に接続する第1の金属膜と、
前記第1の金属膜の上に形成される第2の金属膜と、
を有し、
前記絶縁膜は、前記第1の領域において前記第1の金属膜と前記第2の金属膜との間に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の面発光レーザアレイ素子。 The metal film is
A first metal film electrically connecting the plurality of surface emitting lasers in parallel;
A second metal film formed on the first metal film;
Have
4. The surface emitting laser array element according to claim 3, wherein the insulating film is formed between the first metal film and the second metal film in the first region.
基板の上に半導体材料により形成された下部ブラッグ反射鏡と、
前記下部ブラッグ反射鏡の上に形成された活性層を含む共振器領域と、
前記共振器領域の上に半導体材料により形成された上部ブラッグ反射鏡と、
前記上部ブラッグ反射鏡の上に形成されたコンタクト層と、
を有し、
前記第1の領域において、前記コンタクト層の上に、前記第1の金属膜、前記絶縁膜及び前記第2の金属膜がこの順番で積層されていることを特徴とする請求項4に記載の面発光レーザアレイ素子。 The surface emitting laser is
A lower Bragg reflector formed of a semiconductor material on the substrate;
A resonator region including an active layer formed on the lower Bragg reflector;
An upper Bragg reflector formed of a semiconductor material on the resonator region;
A contact layer formed on the upper Bragg reflector;
Have
The said 1st area | region WHEREIN: The said 1st metal film, the said insulating film, and the said 2nd metal film are laminated | stacked in this order on the said contact layer. Surface emitting laser array element.
前記面発光レーザアレイ素子より射出される光を平行光とするマイクロレンズアレイと、
を有することを特徴とする光源ユニット。 A surface-emitting laser array element according to any one of claims 1 to 8,
A microlens array in which light emitted from the surface emitting laser array element is parallel light;
A light source unit comprising:
前記光源ユニットより射出される光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光された光を伝送する光ファイバと、
を有することを特徴とするレーザ装置。 The light source unit according to claim 9;
A condensing lens that condenses the light emitted from the light source unit;
An optical fiber that transmits light collected by the condenser lens;
A laser device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016107371A JP2017216285A (en) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | Surface emitting laser array device, light source unit, and laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016107371A JP2017216285A (en) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | Surface emitting laser array device, light source unit, and laser device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017216285A true JP2017216285A (en) | 2017-12-07 |
Family
ID=60577173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016107371A Pending JP2017216285A (en) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | Surface emitting laser array device, light source unit, and laser device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017216285A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200005724A (en) * | 2018-07-06 | 2020-01-16 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | Semiconductor device and method |
WO2020023626A1 (en) | 2018-07-27 | 2020-01-30 | Ut-Battelle, Llc | Methods of improving mycorrhization in plants and genetically modified plants with improved mycorrhization |
WO2020105411A1 (en) | 2018-11-20 | 2020-05-28 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Light emitting device and light emitting apparatus |
JP2021081234A (en) * | 2019-11-15 | 2021-05-27 | 株式会社リコー | Light source device, detection device, and electronic apparatus |
-
2016
- 2016-05-30 JP JP2016107371A patent/JP2017216285A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200005724A (en) * | 2018-07-06 | 2020-01-16 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | Semiconductor device and method |
KR102278327B1 (en) | 2018-07-06 | 2021-07-21 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | Semiconductor device and method |
WO2020023626A1 (en) | 2018-07-27 | 2020-01-30 | Ut-Battelle, Llc | Methods of improving mycorrhization in plants and genetically modified plants with improved mycorrhization |
WO2020105411A1 (en) | 2018-11-20 | 2020-05-28 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Light emitting device and light emitting apparatus |
JP2021081234A (en) * | 2019-11-15 | 2021-05-27 | 株式会社リコー | Light source device, detection device, and electronic apparatus |
US11965981B2 (en) | 2019-11-15 | 2024-04-23 | Ricoh Company, Ltd. | Light-source device, detection device, and electronic apparatus |
JP7476519B2 (en) | 2019-11-15 | 2024-05-01 | 株式会社リコー | Light source device, detection device and electronic device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4872987B2 (en) | Surface emitting semiconductor laser | |
US7813402B2 (en) | Surface emitting laser and method of manufacturing the same | |
JP5593700B2 (en) | Surface emitting semiconductor laser, surface emitting semiconductor laser device, optical transmission device, and information processing device | |
JP6743436B2 (en) | Surface emitting laser array and laser device | |
US10033158B1 (en) | Semiconductor laser, laser assembly and method of making a semiconductor laser | |
JP6662013B2 (en) | Surface emitting laser, surface emitting laser array, laser device, ignition device, internal combustion engine, optical scanning device, image forming device, optical transmission module, and optical transmission system | |
JP6579488B2 (en) | Surface emitting laser, surface emitting laser array, laser device, ignition device, and internal combustion engine | |
JP2017216285A (en) | Surface emitting laser array device, light source unit, and laser device | |
CN111869022A (en) | Surface emitting laser array, detection apparatus and laser apparatus | |
US10498108B2 (en) | Surface-emitting laser array, laser apparatus, ignition device and internal combustion engine | |
JP2017204618A (en) | Surface emitting laser element, surface emitting laser array, image formation device, image display device, laser working machine, laser annealing device, ignition device, and method for manufacturing surface emitting laser element | |
JP6252222B2 (en) | Surface emitting laser array and laser apparatus | |
JP6593770B2 (en) | Surface emitting laser, surface emitting laser array, laser device, ignition device, and internal combustion engine | |
JP6828272B2 (en) | Surface emitting laser, surface emitting laser array, light source unit and laser device | |
JP2011155143A (en) | Surface-emitting semiconductor laser, surface-emitting semiconductor laser device, optical transmission device, and information processing device | |
JP2017017266A (en) | Surface emitting laser array chip, surface emitting laser array, laser device, ignition device, and internal combustion engine | |
JP6938977B2 (en) | Surface emitting laser element, surface emitting laser array element, light source unit, laser device, ignition device | |
JP2017011174A (en) | Surface light emitting laser array, laser device, ignition device, and internal combustion engine | |
JP5261201B2 (en) | Surface emitting laser, surface emitting laser array and manufacturing method thereof | |
CN113491045A (en) | Vertical cavity surface light emitting device | |
JP2015028995A (en) | Surface-emitting laser array and method of manufacturing the same | |
JP2017092204A (en) | Surface emission laser array, surface emission laser, laser device, ignition device, and internal combustion engine | |
JP2017011175A (en) | Surface light emitting laser array, laser device, ignition device, and internal combustion engine | |
JP2016018943A (en) | Surface-emitting laser array and laser device | |
JP2018037601A (en) | Laminate, light emitting device, light source unit, laser device, and ignition device |