JP2018527755A - 半導体レーザおよび半導体レーザの加工方法 - Google Patents
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Claims (16)
- 半導体レーザであって、
共振キャビティに入射する光子が利得を得ることを可能とするよう構成された共振キャビティであって、前記共振キャビティは、半導体材料で作製された上側反射層および下側反射層を有し、前記上側反射層は、前記下側反射層の上方に位置し、前記上側反射層を水平面上に投影したものは、その全体が、前記下側反射層を前記水平面上に投影した範囲に収まり、前記上側反射層の側面の一部または全体および前記下側反射層の側面の一部または全体が、前記半導体レーザの劈開面を形成し、前記劈開面は、前記水平面に垂直である、共振キャビティと、
ビームを放出するよう構成された活性層であって、前記活性層は、半導体材料で作製され、前記活性層は、前記上側反射層と前記下側反射層との間に位置し、前記活性層を前記水平面上に投影したものは、その全体が、前記下側反射層を前記水平面上に前記投影した前記範囲に収まり、酸化孔が、前記活性層の上方に配され、前記酸化孔は、前記ビームの横モードを制限するよう構成される、活性層と
を備え、
少なくとも2つの凹部が、前記上側反射層または前記下側反射層の少なくとも一方に配され、
前記少なくとも2つの凹部を前記水平面上に投影したものは、第1軸上に位置し、
前記第1軸は、前記劈開面の接線方向に垂直であり、かつ前記第1軸は、前記活性層の中心を前記水平面上に投影したものを通過し、または前記第1軸は、前記劈開面に垂直であり、
前記劈開面が前記第1軸と交差する2つの点の間の距離LVは、前記ビームの波長λおよび自由スペクトル領域FSRに従って定められ、
前記少なくとも2つの凹部の各々と前記劈開面との間の最短距離L1は、前記距離LVおよび前記酸化孔の半径ROに従って定められ、
これにより、前記活性層によって前記第1軸に平行な方向に放出され、前記劈開面に達した後に反射される第1ビームと、前記活性層によって前記第1軸に平行な前記方向に放出される第2ビームとが、光子共振を生じさせる、
半導体レーザ。 - 前記距離LVは、
請求項1に記載の半導体レーザ。 - 前記最短距離L1は、
請求項1または2に記載の半導体レーザ。 - 各凹部を前記水平面上に投影したものと、前記活性層の前記中心を前記水平面上に前記投影したものとの間の距離L2、および同一の凹部が前記第1軸と交差する2つの点の間の距離Wは、RO>W+L2>RSを満たし、式中、RSは、前記半導体レーザのシングル横モードスポットの半径である、
請求項1または2に記載の半導体レーザ。 - 前記酸化孔の前記半径ROは、Aよりも大きく、これにより前記半導体レーザは、マルチ横モード状態であり、Aは、前記半導体レーザがシングル横モード状態であるか前記マルチ横モード状態であるかを定める予め設定された拘束因子であり、
各凹部の深さHは、前記波長λに従って定められ、これにより前記半導体レーザは、前記マルチ横モード状態から前記シングル横モード状態に切り替えられる、
請求項1から4のいずれか一項に記載の半導体レーザ。 - 前記深さHは、
請求項5に記載の半導体レーザ。 - 各凹部を前記水平面上に前記投影したものと、前記活性層の前記中心を前記水平面上に前記投影したものとの間の前記距離L2は、
請求項1から6のいずれか一項に記載の半導体レーザ。 - 前記上側反射層は、分布ブラッグ反射器であり、前記下側反射層は、分布ブラッグ反射器であり、前記半導体レーザは、垂直共振器面発光レーザである、
請求項1から7のいずれか一項に記載の半導体レーザ。 - 半導体レーザの加工方法であって、
共振キャビティを形成する段階であって、前記共振キャビティは、前記共振キャビティに入射する光子が利得を得ることを可能とするよう構成され、前記共振キャビティは、半導体材料で作製された上側反射層および下側反射層を有し、前記上側反射層は、鉛直方向において前記下側反射層の上方に位置し、前記上側反射層を水平面上に投影したものは、その全体が、前記下側反射層を前記水平面上に投影した範囲に収まり、前記上側反射層の側面の一部または全体および前記下側反射層の側面の一部または全体が、前記半導体レーザの劈開面を形成し、前記劈開面は、前記水平面に垂直である、段階と、
活性層を形成する段階であって、前記活性層は、ビームを放出するよう構成され、前記活性層は、半導体材料で作製され、前記活性層は、前記上側反射層と前記下側反射層との間に位置し、前記活性層を前記水平面上に投影したものは、その全体が、前記下側反射層を前記水平面上に前記投影した前記範囲に収まり、酸化孔が、前記活性層の上方に配され、前記酸化孔は、前記ビームの横モードを制限するよう構成される、段階と、
少なくとも2つの凹部を前記上側反射層または前記下側反射層の少なくとも一方に加工する段階であって、前記少なくとも2つの凹部を前記水平面上に投影したものは、第1軸上に位置し、前記第1軸は、前記劈開面の接線方向に垂直であり、かつ前記第1軸は、前記活性層の中心を前記水平面上に投影したものを通過し、または前記第1軸は、前記劈開面に垂直であり、前記劈開面が前記第1軸と交差する2つの点の間の距離LVは、前記ビームの波長λおよび自由スペクトル領域FSRに従って定められ、前記少なくとも2つの凹部の各々と前記劈開面との間の最短距離L1は、前記距離LVおよび前記酸化孔の半径ROに従って定められ、これにより、前記活性層によって前記第1軸に平行な方向に放出され、前記劈開面に達した後に反射される第1ビームと、前記活性層によって前記第1軸に平行な前記方向に放出される第2ビームとが、光子共振を生じさせる、段階と
を備える、
方法。 - 前記距離LVは、
請求項9に記載の加工方法。 - 前記最短距離L1は、
請求項9または10に記載の加工方法。 - 各凹部を前記水平面上に投影したものと、前記活性層の前記中心を前記水平面上に前記投影したものとの間の距離L2、および同一の凹部が前記第1軸と交差する2つの点の間の距離Wは、RO>W+L2>RSを満たし、式中、RSは、前記半導体レーザのシングル横モードスポットの半径である、
請求項9または10に記載の加工方法。 - 前記酸化孔の前記半径ROは、Aよりも大きく、これにより前記半導体レーザは、マルチ横モード状態であり、Aは、前記半導体レーザがシングル横モード状態であるか前記マルチ横モード状態であるかを定める予め設定された拘束因子であり、
少なくとも2つの凹部を前記上側反射層または前記下側反射層の少なくとも一方に加工する前記段階はさらに、
各凹部の深さHを前記波長λに従って定める段階と、
前記深さHに従って前記少なくとも2つの凹部を前記上側反射層または前記下側反射層の少なくとも一方に加工する段階であって、これにより前記半導体レーザは、前記マルチ横モード状態から前記シングル横モード状態に切り替えられる、段階と
を有する、
請求項9から12のいずれか一項に記載の加工方法。 - 前記波長λに従って深さHを定める前記段階は、
前記深さHを
を有する、
請求項13に記載の加工方法。 - 各凹部を前記水平面上に前記投影したものと、前記活性層の前記中心を前記水平面上に前記投影したものとの間の前記距離L2は、
請求項9から14のいずれか一項に記載の加工方法。 - 前記上側反射層は、分布ブラッグ反射器であり、前記下側反射層は、分布ブラッグ反射器であり、前記半導体レーザは、垂直共振器面発光レーザである、
請求項9から15のいずれか一項に記載の加工方法。
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