JP2020181863A - Semiconductor laser and atomic oscillator - Google Patents

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JP2020181863A JP2019082689A JP2019082689A JP2020181863A JP 2020181863 A JP2020181863 A JP 2020181863A JP 2019082689 A JP2019082689 A JP 2019082689A JP 2019082689 A JP2019082689 A JP 2019082689A JP 2020181863 A JP2020181863 A JP 2020181863A
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純一 岡本
Junichi Okamoto
純一 岡本
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Abstract

To provide a semiconductor laser capable of increasing a tensile stress generated in a resonance part regardless of a width of an oxidation region.SOLUTION: A semiconductor laser includes a first mirror layer, a second mirror layer, an active layer, a current constriction layer, a first region, and a second region. The first mirror layer, the second mirror layer, the active layer, the current constriction layer, the first region, and the second region constitute a laminate. The first region and the second region constitute an oxidation region of the laminate. In a plan view, the laminate includes a first portion, a second portion, and a third portion arranged between the first portion and the second portion and resonates light generated in the active layer. In the plan view, the first portion, the second portion, and the third portion are arranged along a first axis passing through the center of the third portion. In the plan view, the oxidation region of the first portion crosses a second axis orthogonal to the first axis at least three times.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、半導体レーザーおよび原子発振器に関する。 The present invention relates to semiconductor lasers and atomic oscillators.

面発光型半導体レーザーは、例えば、量子干渉効果のひとつであるCPT(Coherent Population Trapping)を利用した原子発振器の光源として用いられる。このような半導体レーザーは、2つのミラー層と、2つのミラー層の間に配置された活性層と、を有している。さらに、半導体レーザーは、活性層に注入される電流が活性層の面内に広がることを防ぐための電流狭窄層を有している。 The surface emitting semiconductor laser is used, for example, as a light source of an atomic oscillator using CPT (Coherent Population Trapping), which is one of the quantum interference effects. Such a semiconductor laser has two mirror layers and an active layer arranged between the two mirror layers. Further, the semiconductor laser has a current constriction layer for preventing the current injected into the active layer from spreading in the plane of the active layer.

このような半導体レーザーとして、例えば、特許文献1には、n型のGaAs基板上に、n型のAl0.12Ga0.88As層およびn型のAl0.9Ga0.1As層の40.5ペアからなる第1ミラー層、活性層、およびp型のAl0.12Ga0.88As層およびp型のAl0.9Ga0.1As層の20ペアからなる第2ミラーを有する積層構造を備えている半導体レーザーが開示されている。 As such a semiconductor laser, for example, Patent Document 1 describes an n-type Al 0.12 Ga 0.88 As layer and an n-type Al 0.9 Ga 0.1 As layer on an n-type GaAs substrate. A first mirror layer consisting of 40.5 pairs, an active layer, and a second layer consisting of 20 pairs of a p-type Al 0.12 Ga 0.88 As layer and a p-type Al 0.9 Ga 0.1 As layer. A semiconductor laser having a laminated structure with a mirror is disclosed.

特許文献1では、第2ミラーの一層を、Alの組成比が大きい層に変えて、当該層を側面から酸化することにより、電流狭窄層を形成している。電流狭窄層を形成する際に、第1ミラーおよび第2ミラーを構成するAl0.9Ga0.1As層も酸化されて酸化領域が形成される。 In Patent Document 1, the layer of the second mirror is changed to a layer having a large composition ratio of Al, and the layer is oxidized from the side surface to form a current constriction layer. When the current constriction layer is formed, the Al 0.9 Ga 0.1 As layer constituting the first mirror and the second mirror is also oxidized to form an oxidized region.

また、面発光型半導体レーザーは、一般的に、共振器が等方的な構造を有するため、共振器から出射される光の偏光方向の制御が困難である。そこで、特許文献1では、共振部に歪みを付与する歪付与部を設け、光を偏光させている。 Further, in a surface emitting semiconductor laser, since the resonator generally has an isotropic structure, it is difficult to control the polarization direction of the light emitted from the resonator. Therefore, in Patent Document 1, a distortion applying portion that imparts distortion to the resonance portion is provided to polarize the light.

特開2015−119138号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-119138

酸化領域は、Al0.9Ga0.1As層のヒ素が酸素に置き換わって形成されるが、その際に体積が減少する。そのため、歪付与部の酸化領域の幅を大きくすれば、共振部に生じる引っ張り応力を大きくすることができる。 The oxidized region is formed by replacing arsenic in the Al 0.9 Ga 0.1 As layer with oxygen, but the volume is reduced at that time. Therefore, if the width of the oxidation region of the strain applying portion is increased, the tensile stress generated in the resonance portion can be increased.

しかしながら、歪付与部の酸化領域の幅を大きくすると、共振部の酸化領域の幅も大きくなる。そのため、共振部に生じる応力が大きくなり、共振部に欠陥が生じる場合がある。共振部に欠陥が生じると、半導体レーザーの特性が変化してしまう。 However, when the width of the oxidized region of the strain applying portion is increased, the width of the oxidized region of the resonance portion is also increased. Therefore, the stress generated in the resonance portion becomes large, and a defect may occur in the resonance portion. If a defect occurs in the resonance portion, the characteristics of the semiconductor laser will change.

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following aspects or application examples.

本適用例に係る半導体レーザーは、第1ミラー層と、第2ミラー層と、前記第1ミラー層と前記第2ミラー層との間に配置された活性層と、前記第1ミラー層と前記第2ミラー層との間に配置された電流狭窄層と、前記第1ミラー層と連続して設けられ、複数の第1酸化層を含む第1領域と、前記第2ミラー層と連続して設けられ、複数の第2酸化層を含む第2領域と、を含み、前記第1ミラー層、前記第2ミラー層、前記活性層、前記電流狭窄層、前記第1領域、および前記第2領域は、積層体を構成し、前記第1領域および前記第2領域は、前記積層体の酸化領域を構成し、前記積層体は、平面視において、第1部分と、第2部分と、前記第1部分と前記第2部分との間に配置され、前記活性層で発生した光を共振させる第3部分と、を有し、前記第1部分、前記第2部分、および前記第3部分は、平面視において、前記第3部分の中心を通る第1軸に沿って配置され、前記第1部分の前記酸化領域は、平面視において、前記第1軸と直交する第2軸と少なくとも3回交差する。 The semiconductor laser according to this application example includes a first mirror layer, a second mirror layer, an active layer arranged between the first mirror layer and the second mirror layer, the first mirror layer, and the above. A current constriction layer arranged between the second mirror layer, a first region continuously provided with the first mirror layer and containing a plurality of first oxide layers, and a continuous second mirror layer. The first mirror layer, the second mirror layer, the active layer, the current constriction layer, the first region, and the second region, which are provided and include a second region including a plurality of second oxide layers. Consists of a laminated body, the first region and the second region constitute an oxidized region of the laminated body, and the laminated body has a first portion, a second portion, and the first portion in a plan view. The first portion, the second portion, and the third portion are arranged between the first portion and the second portion and have a third portion that resonates the light generated in the active layer. Arranged along a first axis passing through the center of the third portion in plan view, the oxidized region of the first portion intersects a second axis orthogonal to the first axis at least three times in plan view. To do.

本適用例に係る半導体レーザーにおいて、前記第1部分には凹部があり、前記第2軸は、前記凹部を構成する壁部の前記酸化領域と交差してもよい。 In the semiconductor laser according to the present application example, the first portion has a recess, and the second axis may intersect the oxidation region of the wall portion constituting the recess.

本適用例に係る半導体レーザーにおいて、前記凹部の空間の前記第1軸に沿った長さは、前記凹部の空間の前記第2軸に沿った長さよりも大きくてもよい。 In the semiconductor laser according to the present application example, the length of the recessed space along the first axis may be larger than the length of the recessed space along the second axis.

本適用例に係る半導体レーザーにおいて、前記凹部の深さと前記積層体の高さとは、等しくてもよい。 In the semiconductor laser according to this application example, the depth of the recess and the height of the laminate may be equal.

本適用例に係る半導体レーザーにおいて、前記凹部の深さは、前記積層体の高さよりも大きくてもよい。 In the semiconductor laser according to this application example, the depth of the recess may be larger than the height of the laminate.

本適用例に係る半導体レーザーにおいて、前記第1部分の前記第2軸に沿った長さは、前記第3部分の前記第2軸に沿った長さよりも大きくてもよい。 In the semiconductor laser according to the present application example, the length of the first portion along the second axis may be larger than the length of the third portion along the second axis.

本適用例に係る原子発振器は、半導体レーザーと、前記半導体レーザーから出射された光が照射される、アルカリ金属原子が収容された原子セルと、前記原子セルを透過した光の強度を検出して、検出信号を出力する受光素子と、を含み、前記半導体レーザーは、第1ミラー層と、第2ミラー層と、前記第1ミラー層と前記第2ミラー層との間に配置された活性層と、前記第1ミラー層と前記第2ミラー層との間に配置された電流狭窄層と、前記第1ミラー層と連続して設けられ、複数の第1酸化層を含む第1領域と、前記第2ミラー層と連続して設けられ、複数の第2酸化層を含む第2領域と、を含み、前記第1ミラー層、前記第2ミラー層、前記活性層、前記電流狭窄層、前記第1領域、および前記第2領域は、積層体を構成し、前記第1領域および前記第2領域は、前記積層体の酸化領域を構成し、前記積層体は、平面視において、第1部分と、第2部分と、前記第1部分と前記第2部分との間に配置され、前記活性層で発生した光を共振させる第3部分と、を有し、前記第1部分、前記第2部分、および前記第3部分は、平面視において、前記第3部分の中心を通る第1軸に沿って配置され、前記第1部分の前記酸化領域は、平面視において、前記第1軸と直交する第2軸と少なくとも3回交差する。 The atomic oscillator according to this application example detects the intensity of the semiconductor laser, the atomic cell containing the alkali metal atom irradiated with the light emitted from the semiconductor laser, and the light transmitted through the atomic cell. The semiconductor laser includes a light receiving element that outputs a detection signal, and the semiconductor laser is an active layer arranged between a first mirror layer, a second mirror layer, and the first mirror layer and the second mirror layer. A current constriction layer arranged between the first mirror layer and the second mirror layer, and a first region continuously provided with the first mirror layer and containing a plurality of first oxide layers. The first mirror layer, the second mirror layer, the active layer, the current constriction layer, and the like, which are provided continuously with the second mirror layer and include a second region including a plurality of second oxide layers. The first region and the second region constitute a laminated body, the first region and the second region constitute an oxidation region of the laminated body, and the laminated body is a first portion in a plan view. And a third portion arranged between the first portion and the second portion and resonating the light generated in the active layer, the first portion and the second portion. The portion and the third portion are arranged along a first axis passing through the center of the third portion in plan view, and the oxidized region of the first portion is orthogonal to the first axis in plan view. Crosses the second axis at least three times.

第1実施形態に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。The plan view which shows typically the semiconductor laser which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体レーザーを模式的に示す断面図。The cross-sectional view which shows typically the semiconductor laser which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。The plan view which shows typically the semiconductor laser which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体レーザーを模式的に示す断面図。The cross-sectional view which shows typically the semiconductor laser which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図。The cross-sectional view which shows typically the manufacturing process of the semiconductor laser which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図。The cross-sectional view which shows typically the manufacturing process of the semiconductor laser which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図。The cross-sectional view which shows typically the manufacturing process of the semiconductor laser which concerns on 1st Embodiment. 比較例に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。The plan view which shows typically the semiconductor laser which concerns on a comparative example. 第1実施形態の第1変形例に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。The plan view which shows typically the semiconductor laser which concerns on 1st modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第2変形例に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。The plan view which shows typically the semiconductor laser which concerns on the 2nd modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の第3変形例に係る半導体レーザーを模式的に示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor laser according to a third modification of the first embodiment. 第2実施形態に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。The plan view which shows typically the semiconductor laser which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態の第1変形例に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。The plan view which shows typically the semiconductor laser which concerns on 1st modification of 2nd Embodiment. 第2実施形態の第2変形例に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。The plan view which shows typically the semiconductor laser which concerns on the 2nd modification of 2nd Embodiment. 第2実施形態の第3変形例に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。The plan view which shows typically the semiconductor laser which concerns on the 3rd modification of 2nd Embodiment. 第2実施形態の第4変形例に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。The plan view which shows typically the semiconductor laser which concerns on 4th modification of 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。The plan view which shows typically the semiconductor laser which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る半導体レーザーを模式的に示す断面図。The cross-sectional view which shows typically the semiconductor laser which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態の変形例に係る半導体レーザーを模式的に示す平面図。The plan view which shows typically the semiconductor laser which concerns on the modification of 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る原子発振器の構成を示す図。The figure which shows the structure of the atomic oscillator which concerns on 4th Embodiment. 第5実施形態に係る周波数信号生成システムの一例を説明するための図。The figure for demonstrating an example of the frequency signal generation system which concerns on 5th Embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below do not unreasonably limit the contents of the present invention described in the claims. Moreover, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

1. 第1実施形態
1.1. 半導体レーザー
まず、第1実施形態に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る半導体レーザー100を模式的に示す平面図である。図2は、第1実施形態に係る半導体レーザー100を模式的に示す図1のII−II線断面図である。図3は、第1実施形態に係る半導体レーザー100を模式的に示す平面図である。図4は、第1実施形態に係る半導体レーザー100を模式的に示す図3のIV−IV線断面図である。
1. 1. First Embodiment 1.1. Semiconductor Laser First, the semiconductor laser according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view schematically showing the semiconductor laser 100 according to the first embodiment. FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 1 schematically showing the semiconductor laser 100 according to the first embodiment. FIG. 3 is a plan view schematically showing the semiconductor laser 100 according to the first embodiment. FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3 schematically showing the semiconductor laser 100 according to the first embodiment.

なお、便宜上、図2では、積層体2を簡略化して図示している。また、図3では、半導体レーザー100の積層体2以外の部材の図示を省略している。また、図1〜図4では、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸、およびZ軸を図示している。また、本明細書においては、半導体レーザー100における位置関係を、相対的に第2電極82側を上、基板10側を下として説明する。 For convenience, FIG. 2 shows the laminated body 2 in a simplified manner. Further, in FIG. 3, the members other than the laminated body 2 of the semiconductor laser 100 are not shown. Further, in FIGS. 1 to 4, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are illustrated as three axes orthogonal to each other. Further, in the present specification, the positional relationship in the semiconductor laser 100 will be described with the second electrode 82 side as the upper side and the substrate 10 side as the lower side.

半導体レーザー100は、例えば、垂直共振器面発光レーザー(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)である。半導体レーザー100は、図1〜図4に示すように、基板10と、第1ミラー層20と、活性層30と、第2ミラー層40と、電流狭窄層42と、コンタクト層50と、第1領域60と、第2領域62と、樹脂層70と、第1電極80と、第2電極82と、を含む。 The semiconductor laser 100 is, for example, a Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL). As shown in FIGS. 1 to 4, the semiconductor laser 100 includes a substrate 10, a first mirror layer 20, an active layer 30, a second mirror layer 40, a current constriction layer 42, a contact layer 50, and a third layer. It includes one region 60, a second region 62, a resin layer 70, a first electrode 80, and a second electrode 82.

基板10は、例えば、第1導電型のGaAs基板である。第1導電型は、例えば、n型である。 The substrate 10 is, for example, a first conductive type GaAs substrate. The first conductive type is, for example, n type.

第1ミラー層20は、基板10上に配置されている。第1ミラー層20は、活性層30に対して基板10側に配置されている。第1ミラー層20は、基板10と活性層30との間に配置されている。第1ミラー層20は、例えば、n型の半導体層である。第1ミラー層20は、分布ブラッグ反射型(DBR:Distributed Bragg Reflector)ミラーである。第1ミラー層20は、図4に示すように、高屈折率層24と低屈折率層26とが交互に積層されて構成されている。高屈折率層24は、例えば、シリコンがドープされたn型のAl0.12Ga0.88As層である。低屈折率層26は、例えば、0.85≦x≦0.90とした場合に、シリコンがドープされたn型のAlGa1−xAs層である。高屈折率層24と低屈折率層26との積層数は、例えば、10ペア以上50ペア以下である。 The first mirror layer 20 is arranged on the substrate 10. The first mirror layer 20 is arranged on the substrate 10 side with respect to the active layer 30. The first mirror layer 20 is arranged between the substrate 10 and the active layer 30. The first mirror layer 20 is, for example, an n-type semiconductor layer. The first mirror layer 20 is a Distributed Bragg Reflector (DBR) mirror. As shown in FIG. 4, the first mirror layer 20 is configured by alternately laminating high refractive index layers 24 and low refractive index layers 26. The high refractive index layer 24 is, for example, an n-type Al 0.12 Ga 0.88 As layer doped with silicon. The low refractive index layer 26 is, for example, an n-type Al x Ga 1-x As layer doped with silicon when 0.85 ≦ x ≦ 0.90. The number of layers of the high refractive index layer 24 and the low refractive index layer 26 is, for example, 10 pairs or more and 50 pairs or less.

活性層30は、第1ミラー層20上に配置されている。活性層30は、第1ミラー層20と第2ミラー層40との間に配置されている。活性層30は、例えば、i型のIn0.06Ga0.94As層とi型のAl0.3Ga0.7As層とから構成される量子井戸構造を3層重ねた多重量子井戸(MQW:Multi Quantum Well)構造を有している。 The active layer 30 is arranged on the first mirror layer 20. The active layer 30 is arranged between the first mirror layer 20 and the second mirror layer 40. The active layer 30 is, for example, a multiple quantum well in which three quantum well structures composed of an i-type In 0.06 Ga 0.94 As layer and an i-type Al 0.3 Ga 0.7 As layer are stacked. It has a (MQW: Multi Quantum Well) structure.

第2ミラー層40は、活性層30上に配置されている。第2ミラー層40は、活性層30に対して基板10とは反対に配置されている。第2ミラー層40は、活性層30とコンタクト層50との間に配置されている。第2ミラー層40は、例えば、第2導電型の半導体層である。第2導電型は、例えば、p型である。第2ミラー層40は、分布ブラッグ反射型ミラーである。第2ミラー層40は、高屈折率層44と低屈折率層46とが交互に積層されて構成されている。高屈折率層44は、例えば、炭素がドープされたp型のAl0.12Ga0.88As層である。低屈折率層46は、例えば、0.85≦x≦0.90とした場合に、炭素がドープされたp型のAlGa1−xAs層である。高屈折率層44と低屈折率層46との積層数は、例えば、3ペア以上40ペア以下である。 The second mirror layer 40 is arranged on the active layer 30. The second mirror layer 40 is arranged opposite to the substrate 10 with respect to the active layer 30. The second mirror layer 40 is arranged between the active layer 30 and the contact layer 50. The second mirror layer 40 is, for example, a second conductive type semiconductor layer. The second conductive type is, for example, a p type. The second mirror layer 40 is a distributed Bragg reflection type mirror. The second mirror layer 40 is configured by alternately laminating high refractive index layers 44 and low refractive index layers 46. The high refractive index layer 44 is, for example, a carbon-doped p-type Al 0.12 Ga 0.88 As layer. The low refractive index layer 46 is, for example, a carbon-doped p-type Al x Ga 1-x As layer when 0.85 ≦ x ≦ 0.90. The number of layers of the high refractive index layer 44 and the low refractive index layer 46 is, for example, 3 pairs or more and 40 pairs or less.

第2ミラー層40、活性層30、および第1ミラー層20は、垂直共振器型のpinダイオードを構成している。第1電極80と第2電極82との間にpinダイオードの順方向の電圧を印加すると、活性層30において電子と正孔との再結合が起こり、発光が生じる。活性層30で生じた光は、第1ミラー層20と第2ミラー層40との間を多重反射し、その際に誘導放出が起こって、強度が増幅される。そして、光利得が光損失を上回ると、レーザー発振が起こり、コンタクト層50の上面から、レーザー光が出射される。 The second mirror layer 40, the active layer 30, and the first mirror layer 20 form a vertical resonator type pin diode. When a forward voltage of the pin diode is applied between the first electrode 80 and the second electrode 82, recoupling of electrons and holes occurs in the active layer 30, and light emission occurs. The light generated in the active layer 30 is multiplely reflected between the first mirror layer 20 and the second mirror layer 40, and stimulated emission occurs at that time, and the intensity is amplified. Then, when the light gain exceeds the light loss, laser oscillation occurs, and the laser light is emitted from the upper surface of the contact layer 50.

電流狭窄層42は、第1ミラー層20と第2ミラー層40との間に配置されている。電流狭窄層42は、活性層30と第2ミラー層40との間に配置されている。電流狭窄層42は、例えば、活性層30上に配置されてもよいし、第2ミラー層40の内部に配置されてもよい。電流狭窄層42は、例えば、x≧0.95とした場合に、AlGa1−xAs層が酸化された層である。電流狭窄層42には、電流の経路となる開口部43が設けられている。電流狭窄層42によって、活性層30に注入される電流が活性層30の面内に広がることを防ぐことができる。 The current constriction layer 42 is arranged between the first mirror layer 20 and the second mirror layer 40. The current constriction layer 42 is arranged between the active layer 30 and the second mirror layer 40. The current constriction layer 42 may be arranged, for example, on the active layer 30 or inside the second mirror layer 40. The current constriction layer 42 is, for example, a layer in which the Al x Ga 1-x As layer is oxidized when x ≧ 0.95. The current constriction layer 42 is provided with an opening 43 that serves as a current path. The current constriction layer 42 can prevent the current injected into the active layer 30 from spreading in the plane of the active layer 30.

コンタクト層50は、第2ミラー層40上に配置されている。コンタクト層50は、p型の半導体層である。具体的には、コンタクト層50は、炭素がドープされたp型のGaAs層である。 The contact layer 50 is arranged on the second mirror layer 40. The contact layer 50 is a p-type semiconductor layer. Specifically, the contact layer 50 is a carbon-doped p-type GaAs layer.

第1領域60は、図4に示すように、積層体2を構成する第1ミラー層20の側方に設けられている。第1領域60は、第1ミラー層20と連続して設けられた、複数の第1酸化層6を含む。具体的には、第1領域60は、第1ミラー層20を構成している低屈折率層26と連続する層が酸化された第1酸化層6と、第1ミラー層20を構成している高屈折率層24と連続する層4と、が交互に積層されて構成されている。 As shown in FIG. 4, the first region 60 is provided on the side of the first mirror layer 20 constituting the laminated body 2. The first region 60 includes a plurality of first oxide layers 6 provided continuously with the first mirror layer 20. Specifically, the first region 60 comprises a first oxide layer 6 in which a layer continuous with the low refractive index layer 26 constituting the first mirror layer 20 is oxidized, and a first mirror layer 20. The high-refractive index layer 24 and the continuous layer 4 are alternately laminated.

第2領域62は、積層体2を構成する第2ミラー層40の側方に設けられている。第2領域62は、第2ミラー層40と連続して設けられた、複数の第2酸化層16を含む。具体的には、第2領域62は、第2ミラー層40を構成している低屈折率層46と連続する層が酸化された第2酸化層16と、第2ミラー層40を構成している高屈折率層44と連続する層14と、が交互に積層されて構成されている。 The second region 62 is provided on the side of the second mirror layer 40 constituting the laminated body 2. The second region 62 includes a plurality of second oxide layers 16 provided continuously with the second mirror layer 40. Specifically, the second region 62 comprises a second oxide layer 16 in which a layer continuous with the low refractive index layer 46 constituting the second mirror layer 40 is oxidized, and a second mirror layer 40. The high refractive index layer 44 and the continuous layer 14 are alternately laminated.

第1領域60および第2領域62は、酸化領域8を構成している。酸化領域8は、図3に示すように、積層体2の外縁に沿って設けられている。図4に示すように、酸化領域8の上面63は、第2ミラー層40の上面48に対して傾斜している。酸化領域8の幅Wは、例えば、0.5μm以上2.0μm以下である。幅Wは、低屈折率層26,46のAl組成比に依存し、Al組成比が大きくなるほど、幅Wは、大きくなる。 The first region 60 and the second region 62 constitute an oxidation region 8. As shown in FIG. 3, the oxidation region 8 is provided along the outer edge of the laminated body 2. As shown in FIG. 4, the upper surface 63 of the oxidation region 8 is inclined with respect to the upper surface 48 of the second mirror layer 40. The width W of the oxidation region 8 is, for example, 0.5 μm or more and 2.0 μm or less. The width W depends on the Al composition ratio of the low refractive index layers 26 and 46, and the larger the Al composition ratio, the larger the width W.

なお、酸化領域8の幅Wとは、図4に示すように、積層体2の側面において、複数の酸化層のうち最下層の端9aと、複数の酸化層のうち最上層の端9bと、の間の距離のことである。端9aは、複数の酸化層のうち、最下層の酸化層の端であって、最下層の酸化層と連続する低屈折率層とは反対の端である。端9aは、積層体2の側面を構成している。端9bは、複数の酸化層のうち、最上層の酸化層の端であって、最上層の酸化層と連続する低屈折率層側の端である。 As shown in FIG. 4, the width W of the oxidation region 8 is the end 9a of the lowest layer among the plurality of oxide layers and the end 9b of the uppermost layer of the plurality of oxide layers on the side surface of the laminated body 2. , Is the distance between. The end 9a is the end of the lowermost oxide layer among the plurality of oxide layers, and is the end opposite to the low refractive index layer continuous with the lowermost oxide layer. The end 9a constitutes the side surface of the laminated body 2. The end 9b is the end of the uppermost oxide layer among the plurality of oxide layers, and is the end on the low refractive index layer side continuous with the uppermost oxide layer.

第1ミラー層20の一部、活性層30、第2ミラー層40、電流狭窄層42、コンタクト層50、第1領域60、および第2領域62は、積層体2を構成している。図2に示すように、積層体2は、柱状である。積層体2は、第1ミラー層20上に配置され、第1ミラー層20から上方に突出している。積層体2は、樹脂層70によって囲まれている。 A part of the first mirror layer 20, the active layer 30, the second mirror layer 40, the current constriction layer 42, the contact layer 50, the first region 60, and the second region 62 constitute the laminated body 2. As shown in FIG. 2, the laminated body 2 is columnar. The laminated body 2 is arranged on the first mirror layer 20 and projects upward from the first mirror layer 20. The laminate 2 is surrounded by the resin layer 70.

積層体2は、図3に示すように、平面視において、第1部分2aと、第2部分2bと、第3部分2cと、を有している。なお、平面視とは、基板10に垂直な軸に沿って見ることをいい、図示の例では、Z軸に沿って見ることをいう。また、Z軸は、基板10に垂直な軸であり、X軸およびY軸は、Z軸に垂直、かつ、互いに垂直な軸である。 As shown in FIG. 3, the laminated body 2 has a first portion 2a, a second portion 2b, and a third portion 2c in a plan view. In addition, the plan view means to see along the axis perpendicular to the substrate 10, and in the illustrated example, it means to see along the Z axis. The Z-axis is an axis perpendicular to the substrate 10, and the X-axis and the Y-axis are axes perpendicular to the Z-axis and perpendicular to each other.

第1部分2a、第2部分2b、および第3部分2cは、平面視において、第1軸A1に沿って配置されている。第1部分2a、第2部分2b、および第3部分2cは、平面視において、第1軸A1上に配置されている。第1軸A1は、第3部分2cの中心Cを通る軸である。図示の例では、第1軸A1は、Y軸に平行である。 The first portion 2a, the second portion 2b, and the third portion 2c are arranged along the first axis A1 in a plan view. The first portion 2a, the second portion 2b, and the third portion 2c are arranged on the first axis A1 in a plan view. The first axis A1 is an axis passing through the center C of the third portion 2c. In the illustrated example, the first axis A1 is parallel to the Y axis.

第1部分2a、第3部分2c、および第2部分2bは、この順で第1軸A1に沿って並んでいる。第1部分2aは、第3部分2cから第1軸A1に沿って、一方側に突出している。第2部分2bは、第3部分2cから第1軸A1に沿って、他方側に突出している。第1部分2aおよび第2部分2bは、平面視において、同じ形状を有している。 The first portion 2a, the third portion 2c, and the second portion 2b are arranged in this order along the first axis A1. The first portion 2a projects from the third portion 2c along the first axis A1 to one side. The second portion 2b projects from the third portion 2c along the first axis A1 to the other side. The first portion 2a and the second portion 2b have the same shape in a plan view.

第1部分2aは、第3部分2cに接続されている。第2部分2bは、第3部分2cに接続されている。すなわち、第1部分2a、第2部分2b、および第3部分2cは、一体に設けられている。第1部分2aと第2部分2bとは、第3部分2cの中心Cに関して点対称である。 The first portion 2a is connected to the third portion 2c. The second portion 2b is connected to the third portion 2c. That is, the first portion 2a, the second portion 2b, and the third portion 2c are integrally provided. The first portion 2a and the second portion 2b are point-symmetric with respect to the center C of the third portion 2c.

第3部分2cは、活性層30で発生した光を共振させる。すなわち、第3部分2cでは、共振器が形成される。第3部分2cの平面形状は、例えば、円である。 The third portion 2c resonates the light generated in the active layer 30. That is, in the third portion 2c, a resonator is formed. The planar shape of the third portion 2c is, for example, a circle.

半導体レーザー100では、第1部分2aおよび第2部分2bによって、活性層30に歪みを付与することができる。第1部分2aおよび第2部分2bが活性層30に歪みを付与することによって、活性層30には所定の方向に引っ張り応力が生じる。この結果、共振器を構成する第3部分2cは、光学的に等方的でなくなり、活性層30で発生する光が偏光する。よって、活性層30で発生する光の偏光を安定させることができる。ここで、光が偏光するとは、光の電場の振動方向が一定であることをいう。 In the semiconductor laser 100, the active layer 30 can be distorted by the first portion 2a and the second portion 2b. When the first portion 2a and the second portion 2b give strain to the active layer 30, tensile stress is generated in the active layer 30 in a predetermined direction. As a result, the third portion 2c constituting the resonator is not optically isotropic, and the light generated in the active layer 30 is polarized. Therefore, the polarization of the light generated in the active layer 30 can be stabilized. Here, when light is polarized, it means that the vibration direction of the electric field of light is constant.

図3および図4に示すように、第1部分2aには凹部90がある。図3に示す例では、第1部分2aには2つの凹部90があり、2つの凹部90は、第1軸A1に沿って配置されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the first portion 2a has a recess 90. In the example shown in FIG. 3, the first portion 2a has two recesses 90, and the two recesses 90 are arranged along the first axis A1.

凹部90は、図4に示すように、壁部92と、空間94と、を有している。壁部92は、酸化領域8を有している。図示の例では、第1ミラー層20は、基部20aと、基部20a上に設けられた突起部20bと、を有している。空間94は、壁部92および基部20aによって規定されている。突起部20bは、積層体2を構成し、積層体2は、基部20a上に配置されている。図示の例では、凹部90は、平面視において空間94が壁部92によって囲まれた穴部である。なお、図示はしないが、凹部90には、樹脂層70が充填されていてもよい。 As shown in FIG. 4, the recess 90 has a wall portion 92 and a space 94. The wall portion 92 has an oxidation region 8. In the illustrated example, the first mirror layer 20 has a base portion 20a and a protrusion 20b provided on the base portion 20a. The space 94 is defined by a wall portion 92 and a base portion 20a. The protrusion 20b constitutes the laminated body 2, and the laminated body 2 is arranged on the base 20a. In the illustrated example, the recess 90 is a hole in which the space 94 is surrounded by the wall portion 92 in a plan view. Although not shown, the recess 90 may be filled with the resin layer 70.

凹部90の深さHと、積層体2の高さTとは、例えば、等しい。ここで、「凹部90の深さH」とは、凹部90の空間94のZ軸に沿った最大の長さである。また、「積層体2の高さT」とは、積層体2の上面4aと基部20aとの間の最短距離である。「積層体2の上面4a」とは、積層体2の基板10から最も遠い面である。図示の例では、積層体2の高さTは、積層体2の上面4aと積層体2の側面4bとがなす角部4cと、第1ミラー層20の基部20aと、の間のZ軸に沿った距離である。なお、図示はしないが、深さHは、積層体2の高さTより小さくてもよい。 The depth H of the recess 90 and the height T of the laminated body 2 are, for example, equal. Here, the "depth H of the recess 90" is the maximum length of the space 94 of the recess 90 along the Z axis. Further, the "height T of the laminated body 2" is the shortest distance between the upper surface 4a of the laminated body 2 and the base portion 20a. The “upper surface 4a of the laminated body 2” is the surface of the laminated body 2 farthest from the substrate 10. In the illustrated example, the height T of the laminated body 2 is the Z axis between the corner portion 4c formed by the upper surface 4a of the laminated body 2 and the side surface 4b of the laminated body 2 and the base portion 20a of the first mirror layer 20. The distance along. Although not shown, the depth H may be smaller than the height T of the laminated body 2.

図3に示すように、凹部90の空間94の第1軸A1に沿った長さL1は、例えば、凹部90の空間94の第2軸A2に沿った長さL2と等しい。「長さL1」は、凹部90の空間94の第1軸A1に沿った最大の長さである。「長さL2」は、凹部90の空間94の第2軸A2に沿った最大の長さである。凹部90が穴部の場合、長さL1および長さL2は、図4に示すように、角部4cで規定される凹部90の開口の長さである。第2軸A2は、第1軸A1と直交する軸であり、図示の例では、X軸と平行である。 As shown in FIG. 3, the length L1 along the first axis A1 of the space 94 of the recess 90 is equal to, for example, the length L2 along the second axis A2 of the space 94 of the recess 90. The "length L1" is the maximum length along the first axis A1 of the space 94 of the recess 90. The "length L2" is the maximum length along the second axis A2 of the space 94 of the recess 90. When the recess 90 is a hole, the length L1 and the length L2 are the lengths of the openings of the recess 90 defined by the corners 4c, as shown in FIG. The second axis A2 is an axis orthogonal to the first axis A1 and is parallel to the X axis in the illustrated example.

図3に示すように、第1部分2aの第2軸A2に沿った長さL3は、第3部分2cの第2軸A2に沿った長さL4よりも小さい。ここで、「長さL3」は、第1軸A1の一方側において、第1部分2aの第2軸A2と交差する側面と、第1軸A1の他方側において、第1部分2aの第2軸A2と交差する側面と、の間の最大の距離である。また、同様に、「長さL4」は、第3部分2cの第2軸A2に沿った最大の長さである。 As shown in FIG. 3, the length L3 of the first portion 2a along the second axis A2 is smaller than the length L4 of the third portion 2c along the second axis A2. Here, the "length L3" refers to the side surface of the first portion 2a that intersects the second axis A2 on one side of the first axis A1 and the second side of the first portion 2a on the other side of the first axis A1. The maximum distance between the side surface intersecting the axis A2. Similarly, the "length L4" is the maximum length along the second axis A2 of the third portion 2c.

第1部分2aの酸化領域8は、図3に示すように、平面視において、第2軸A2と少なくとも3回交差する。第2軸A2は、第1軸A1と直交し、かつ、第1部分2aと交差すれば、任意の位置に設定可能である。 As shown in FIG. 3, the oxidized region 8 of the first portion 2a intersects the second axis A2 at least three times in a plan view. The second axis A2 can be set at an arbitrary position as long as it is orthogonal to the first axis A1 and intersects the first portion 2a.

図示の例では、第2軸A2は、凹部90を通り、酸化領域8と4回交差している。具体的には、第2軸A2は、第1軸A1の一方側において、第1部分2aの外縁を構成する酸化領域8aと、第1軸A1の一方側において、凹部90の壁部92を構成する酸化領域8bと、第1軸A1の他方側において、凹部90の壁部92を構成する酸化領域8cと、第1軸A1の他方側において、第1部分2aの外縁を構成する酸化領域8dと、交差している。このように半導体レーザー100では、第2軸A2は、第1部分2aの外縁を構成する酸化領域8a,8dに加えて、さらに凹部90の壁部92を構成する酸化領域8b,8cと交差する。 In the illustrated example, the second axis A2 passes through the recess 90 and intersects the oxidation region 8 four times. Specifically, the second axis A2 has an oxidation region 8a forming the outer edge of the first portion 2a on one side of the first axis A1 and a wall portion 92 of the recess 90 on one side of the first axis A1. Oxidation region 8b constituting the oxide region 8b forming the wall portion 92 of the recess 90 on the other side of the first axis A1 and the oxidation region forming the outer edge of the first portion 2a on the other side of the first axis A1. It intersects with 8d. As described above, in the semiconductor laser 100, the second axis A2 intersects the oxidation regions 8b and 8c forming the wall portion 92 of the recess 90 in addition to the oxidation regions 8a and 8d forming the outer edge of the first portion 2a. ..

なお、第2部分2bの酸化領域8についても、第1部分2aと同様に、第1軸A1と直交する図示しない軸と少なくとも3回交差する。 The oxidation region 8 of the second portion 2b also intersects an axis (not shown) orthogonal to the first axis A1 at least three times, similarly to the first portion 2a.

また、上記では、AlGaAs系の半導体レーザーについて説明したが、本実施形態に係る半導体レーザーでは、発振波長に応じて、例えば、GaInP系、ZnSSe系、InGaN系、AlGaN系、InGaAs系、GaInNAs系、GaAsSb系の半導体材料を用いてもよい。 Further, although the AlGaAs-based semiconductor laser has been described above, in the semiconductor laser according to the present embodiment, for example, GaInP-based, ZnSSe-based, InGaN-based, AlGaN-based, InGaAs-based, GaInNAs-based, depending on the oscillation wavelength, A GaAsSb-based semiconductor material may be used.

1.2. 半導体レーザーの製造方法
次に、第1実施形態に係る半導体レーザー100の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図5〜図7は、第1実施形態に係る半導体レーザー100の製造工程を模式的に示す断面図である。
1.2. Manufacturing Method of Semiconductor Laser Next, the manufacturing method of the semiconductor laser 100 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. 5 to 7 are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of the semiconductor laser 100 according to the first embodiment.

図5に示すように、基板10上に、第1ミラー層20、活性層30、酸化されて電流狭窄層42となる被酸化層42a、第2ミラー層40、およびコンタクト層50を、エピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法が挙げられる。 As shown in FIG. 5, the first mirror layer 20, the active layer 30, the oxidized layer 42a which is oxidized to become the current constriction layer 42, the second mirror layer 40, and the contact layer 50 are epitaxially grown on the substrate 10. .. Examples of the method for epitaxial growth include a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method and an MBE (Molecular Beam Epitaxy) method.

次に、コンタクト層50、第2ミラー層40、被酸化層42a、活性層30、および第1ミラー層20をパターニングして、積層体2を形成する。さらに、図4に示すように、凹部90を形成する。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって行われる。 Next, the contact layer 50, the second mirror layer 40, the oxidized layer 42a, the active layer 30, and the first mirror layer 20 are patterned to form the laminated body 2. Further, as shown in FIG. 4, a recess 90 is formed. Patterning is performed, for example, by photolithography and etching.

図6に示すように、被酸化層42aを酸化して、電流狭窄層42を形成する。被酸化層42aは、例えば、x≧0.95とした場合、AlGa1−xAs層である。例えば、400℃程度の水蒸気雰囲気中に、積層体2が設けられた基板10を投入することにより、AlGa1−xAs層を側面から酸化して、電流狭窄層42を形成する。 As shown in FIG. 6, the oxidized layer 42a is oxidized to form the current constriction layer 42. The oxidized layer 42a is, for example, an Al x Ga 1-x As layer when x ≧ 0.95. For example, the substrate 10 provided with the laminated body 2 is put into a water vapor atmosphere at about 400 ° C. to oxidize the Al x Ga 1-x As layer from the side surface to form the current constriction layer 42.

被酸化層42aを酸化して電流狭窄層42を形成する酸化工程において、例えば、0.85≦x≦0.90とした場合、第1ミラー層20を構成するAlGa1−xAs層のヒ素が酸素に置き換わり、図4に示すように、第1酸化層6が形成される。この結果、第1領域60が形成される。同様に、第2ミラー層40を構成するAlGa1−xAs層のヒ素が酸素に置き換わり、図4に示すように、第2酸化層16が形成される。この結果、第2領域62が形成される。図4に示すように、酸化領域8を構成する第1領域60および第2領域62は、積層体2の外縁および凹部90の壁部92に形成される。 In the oxidation step of oxidizing the oxidized layer 42a to form the current constriction layer 42, for example, when 0.85 ≦ x ≦ 0.90, the Al x Ga 1-x As layer constituting the first mirror layer 20 is formed. Arsenic is replaced with oxygen, and the first oxide layer 6 is formed as shown in FIG. As a result, the first region 60 is formed. Similarly, the arsenic in the Al x Ga 1-x As layer constituting the second mirror layer 40 is replaced with oxygen, and the second oxide layer 16 is formed as shown in FIG. As a result, the second region 62 is formed. As shown in FIG. 4, the first region 60 and the second region 62 constituting the oxidation region 8 are formed on the outer edge of the laminated body 2 and the wall portion 92 of the recess 90.

第1領域60および第2領域62は、ヒ素が酸素に置き換わることによって、体積が減少する。これにより、第2領域62の上面63が傾斜する。具体的には、第1領域60および第2領域62は、ヒ素が酸素に置き換わることによって、強い電気陰性度のために格子間距離の縮小が起こり、体積が約30%減少する。このように、酸化工程において、第1領域60および第2領域62からなる酸化領域8は、体積が収縮するため、第1部分2aおよび第2部分2bの酸化領域8の体積が大きいほど、第1部分2aおよび第2部分2bによって第3部分2cに生じる引っ張り応力を大きくすることができる。 The volumes of the first region 60 and the second region 62 are reduced by the replacement of arsenic with oxygen. As a result, the upper surface 63 of the second region 62 is inclined. Specifically, the volume of the first region 60 and the second region 62 is reduced by about 30% due to the reduction of the interstitial distance due to the strong electronegativity due to the replacement of arsenic with oxygen. As described above, in the oxidation step, the volume of the oxidation region 8 including the first region 60 and the second region 62 contracts. Therefore, the larger the volume of the oxidation region 8 of the first portion 2a and the second portion 2b, the higher the volume. The tensile stress generated in the third portion 2c by the first portion 2a and the second portion 2b can be increased.

図7に示すように、積層体2を取り囲むように樹脂層70を形成する。樹脂層70は、例えば、スピンコート法等を用いて第1ミラー層20の上面および積層体2の全面にポリイミド樹脂等からなる層を形成し、該層をパターニングすることにより形成される。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって行われる。次に、樹脂層70を加熱処理することにより硬化させる。 As shown in FIG. 7, the resin layer 70 is formed so as to surround the laminated body 2. The resin layer 70 is formed by forming a layer made of polyimide resin or the like on the upper surface of the first mirror layer 20 and the entire surface of the laminate 2 by using, for example, a spin coating method, and patterning the layer. Patterning is performed, for example, by photolithography and etching. Next, the resin layer 70 is cured by heat treatment.

図2に示すように、コンタクト層50上および樹脂層70上に第2電極82を形成し、第1ミラー層20上に第1電極80を形成する。第1電極80および第2電極82は、例えば、真空蒸着法およびリフトオフ法の組合せ等により形成される。なお、第1電極80および第2電極82を形成する順序は、特に限定されない。また、第2電極82を形成する工程で、図1に示すパッド84および引き出し配線86を形成してもよい。 As shown in FIG. 2, the second electrode 82 is formed on the contact layer 50 and the resin layer 70, and the first electrode 80 is formed on the first mirror layer 20. The first electrode 80 and the second electrode 82 are formed by, for example, a combination of a vacuum deposition method and a lift-off method. The order in which the first electrode 80 and the second electrode 82 are formed is not particularly limited. Further, in the step of forming the second electrode 82, the pad 84 and the lead-out wiring 86 shown in FIG. 1 may be formed.

以上の工程により、半導体レーザー100を製造することができる。 By the above steps, the semiconductor laser 100 can be manufactured.

1.3. 効果
半導体レーザー100は、例えば、以下の効果を有する。
1.3. Effect The semiconductor laser 100 has, for example, the following effects.

半導体レーザー100では、第1部分2aの酸化領域8は、平面視において、第1軸A1と直交する第2軸A2と少なくとも3回交差する。そのため、半導体レーザー100では、図8に示すように、積層体2の外縁にのみ酸化領域8が設けられ酸化領域8が第2軸A2と2回交差する場合に比べて、少なくとも1回多く酸化領域8は、第2軸A2と交差する。したがって、半導体レーザー100では、図8に示す積層体2の外縁以外にも、酸化領域8が設けられているので、その分、第1部分2aの酸化領域8の体積を大きくすることができる。よって、第1部分2aによって第3部分2cに生じる引っ張り応力を大きくすることができる。さらに、半導体レーザー100では、酸化領域8の幅Wを大きくしなくても、第1部分2aの酸化領域8の体積を大きくすることができる。そのため、幅Wを大きくした場合に比べて、第3部分2cに欠陥が生じる可能性を低くすることができる。このように、半導体レーザー100では、酸化領域8の幅Wによらず、第1部分2aによって第3部分2cに生じる引っ張り応力を大きくすることができる。その結果、長寿命で、かつ偏光が安定した半導体レーザー100を提供できる。これにより、例えば、原子発振器に好適な、波長変動や光量変動が少ない半導体レーザー100を提供できる。 In the semiconductor laser 100, the oxidation region 8 of the first portion 2a intersects the second axis A2 orthogonal to the first axis A1 at least three times in a plan view. Therefore, in the semiconductor laser 100, as shown in FIG. 8, the oxidation region 8 is provided only on the outer edge of the laminate 2, and the oxidation region 8 is oxidized at least once more than when the oxidation region 8 intersects the second axis A2 twice. The region 8 intersects the second axis A2. Therefore, in the semiconductor laser 100, since the oxidation region 8 is provided in addition to the outer edge of the laminate 2 shown in FIG. 8, the volume of the oxidation region 8 of the first portion 2a can be increased by that amount. Therefore, the tensile stress generated in the third portion 2c by the first portion 2a can be increased. Further, in the semiconductor laser 100, the volume of the oxidation region 8 of the first portion 2a can be increased without increasing the width W of the oxidation region 8. Therefore, it is possible to reduce the possibility that a defect will occur in the third portion 2c as compared with the case where the width W is increased. As described above, in the semiconductor laser 100, the tensile stress generated in the third portion 2c by the first portion 2a can be increased regardless of the width W of the oxidation region 8. As a result, it is possible to provide a semiconductor laser 100 having a long life and stable polarization. This makes it possible to provide, for example, a semiconductor laser 100 that is suitable for an atomic oscillator and has little fluctuation in wavelength and light intensity.

なお、図8は、比較例として、第1部分2aの酸化領域8が平面視において第2軸A2と2回交差する半導体レーザーを模式的に示す平面図である。図8の半導体レーザーにおいて酸化領域8の体積を増やすには、酸化領域の幅Wを大きくする必要がある。第1部分2aと第3部分2cとは、各層の構成が同じである。そのため、第1部分2aの酸化領域8の幅Wを大きくするために低屈折率層26,46のAl組成比を大きくすると、第3部分2cの低屈折率層26,46のAl組成比も大きくなり、第3部分2cの酸化領域8の幅も大きくなってしまう。その結果、第3部分2cに欠陥が生じやすくなってしまう。 As a comparative example, FIG. 8 is a plan view schematically showing a semiconductor laser in which the oxidation region 8 of the first portion 2a intersects the second axis A2 twice in a plan view. In order to increase the volume of the oxidation region 8 in the semiconductor laser of FIG. 8, it is necessary to increase the width W of the oxidation region. The first portion 2a and the third portion 2c have the same layer structure. Therefore, if the Al composition ratio of the low refractive index layers 26 and 46 is increased in order to increase the width W of the oxidation region 8 of the first portion 2a, the Al composition ratio of the low refractive index layers 26 and 46 of the third portion 2c also increases. As the size increases, the width of the oxidation region 8 of the third portion 2c also increases. As a result, defects are likely to occur in the third portion 2c.

また、第1部分2aと第2部分2bとは、第3部分2cの中心Cに関して点対称である。そのため、第2部分2bでは、第1部分2aと同様に、第1部分2aによって第3部分2cに生じる引っ張り応力を大きくすることができる。 Further, the first portion 2a and the second portion 2b are point-symmetric with respect to the center C of the third portion 2c. Therefore, in the second portion 2b, the tensile stress generated in the third portion 2c by the first portion 2a can be increased as in the case of the first portion 2a.

半導体レーザー100では、低屈折率層26,46であるAlGaAs層のAl組成比は、例えば、0.85である。上記のように、低屈折率層26,46は、酸化されて酸化領域8を構成する。Al組成比を0.85とすると、例えばAl組成比が0.90の場合に比べて、酸化領域8の幅Wを小さくすることができる。そのため、第3部分2cの酸化領域8によって第3部分2cに生じる応力を小さくすることできる。これにより、第3部分2cに欠陥が生じる可能性を低くすることができる。さらに、半導体レーザー100では、上記のように、第1部分2aの酸化領域8は少なくとも1回多く第2軸A2と交差するため、酸化領域8の幅Wが小さくなったとしても、第1部分2aによって第3部分2cに生じる引っ張り応力が小さくならないようにすることができる。 In the semiconductor laser 100, the Al composition ratio of the AlGaAs layers, which are the low refractive index layers 26 and 46, is, for example, 0.85. As described above, the low refractive index layers 26 and 46 are oxidized to form the oxidation region 8. When the Al composition ratio is 0.85, the width W of the oxidation region 8 can be reduced as compared with the case where the Al composition ratio is 0.90, for example. Therefore, the stress generated in the third portion 2c by the oxidation region 8 of the third portion 2c can be reduced. This makes it possible to reduce the possibility of defects in the third portion 2c. Further, in the semiconductor laser 100, as described above, since the oxidation region 8 of the first portion 2a intersects the second axis A2 at least once more, even if the width W of the oxidation region 8 becomes smaller, the first portion It is possible to prevent the tensile stress generated in the third portion 2c from being reduced by 2a.

半導体レーザー100では、第1部分2aには凹部90があり、第2軸A2は、凹部90を構成する壁部92の酸化領域8と交差する。上記のように、電流狭窄層42を形成する酸化工程において、凹部90の壁部92には、酸化領域8が形成される。そのため、半導体レーザー100では、第1部分2aに凹部90がない場合に比べて、第1部分2aの酸化領域8の体積を大きくすることができる。したがって、第1部分2aによって第3部分2cに生じる引っ張り応力を大きくすることができる。 In the semiconductor laser 100, the first portion 2a has a recess 90, and the second axis A2 intersects the oxidation region 8 of the wall portion 92 constituting the recess 90. As described above, in the oxidation step of forming the current constriction layer 42, the oxidation region 8 is formed on the wall portion 92 of the recess 90. Therefore, in the semiconductor laser 100, the volume of the oxidation region 8 of the first portion 2a can be increased as compared with the case where the first portion 2a does not have the recess 90. Therefore, the tensile stress generated in the third portion 2c by the first portion 2a can be increased.

半導体レーザー100では、凹部90の深さHと、積層体2の高さTとは、等しい。そのため、半導体レーザー100では、積層体2を形成する工程において、凹部90を形成することができる。そのため、積層体2を形成する工程とは別に、凹部90を形成する場合に比べて、製造工程の簡素化を図ることができる。 In the semiconductor laser 100, the depth H of the recess 90 and the height T of the laminate 2 are equal. Therefore, in the semiconductor laser 100, the recess 90 can be formed in the step of forming the laminated body 2. Therefore, apart from the step of forming the laminated body 2, the manufacturing process can be simplified as compared with the case of forming the recess 90.

1.4. 変形例
1.4.1. 第1変形例
次に、第1実施形態の第1変形例に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図9は、第1実施形態の第1変形例に係る半導体レーザー110を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図9では、積層体2以外の部材の図示を省略している。
1.4. Modification example 1.4.1. First Modified Example Next, the semiconductor laser according to the first modified example of the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a plan view schematically showing the semiconductor laser 110 according to the first modification of the first embodiment. For convenience, the members other than the laminated body 2 are not shown in FIG.

以下、第1実施形態の第1変形例に係る半導体レーザー110において、上述した第1実施形態に係る半導体レーザー100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。このことは、後述する第1実施形態の第2,第3変形例に係る半導体レーザーにおいて同様である。 Hereinafter, in the semiconductor laser 110 according to the first modification of the first embodiment, the same reference numerals are given to the members having the same functions as the constituent members of the semiconductor laser 100 according to the first embodiment described above, and the details thereof are given. Explanation is omitted. This is the same for the semiconductor laser according to the second and third modifications of the first embodiment described later.

上述した半導体レーザー100では、図3に示すように、凹部90の空間94の第1軸A1に沿った長さL1は、凹部90の空間94の第2軸A2に沿った長さL2と等しかった。 In the semiconductor laser 100 described above, as shown in FIG. 3, the length L1 of the recess 90 along the first axis A1 of the space 94 is equal to the length L2 of the recess 90 along the second axis A2. It was.

これに対し、半導体レーザー110では、図9に示すように、凹部90の空間94の第1軸A1に沿った長さL1は、凹部90の空間94の第2軸A2に沿った長さL2よりも大きい。上記のように、第1部分2aは、第3部分2cから第1軸A1に沿って、突出している。すなわち、凹部90は、平面視において、第1部分2aの突出方向に沿った長さL1が、第2軸A2に沿った長さL2よりも大きい形状を有している。 On the other hand, in the semiconductor laser 110, as shown in FIG. 9, the length L1 along the first axis A1 of the space 94 of the recess 90 is the length L2 along the second axis A2 of the space 94 of the recess 90. Greater than. As described above, the first portion 2a protrudes from the third portion 2c along the first axis A1. That is, the recess 90 has a shape in which the length L1 along the protruding direction of the first portion 2a is larger than the length L2 along the second axis A2 in a plan view.

図示の例では、第1部分2aにおいて、2つの凹部90は、第2軸A2に沿って配置されている。第1部分2aの酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と6回交差している。 In the illustrated example, in the first portion 2a, the two recesses 90 are arranged along the second axis A2. The oxidized region 8 of the first portion 2a intersects the second axis A2 six times in a plan view.

半導体レーザー110では、平面視において、凹部90の第1軸A1に沿った長さL1は、凹部90の第2軸A2に沿った長さL2よりも大きい。そのため、凹部90の壁部92に形成される酸化領域8の第1軸A1に沿った長さを、第2軸A2に沿った長さよりも大きくすることができる。そのため、半導体レーザー110では、平面視において、長さL1が長さL2以下の場合に比べて、酸化工程においてヒ素が酸素に置き換わることによる酸化領域8の、第1軸A1に沿った収縮量を大きくすることができる。したがって、第1部分2aによって第3部分2cに生じる引っ張り応力を、より大きくすることができる。 In the semiconductor laser 110, the length L1 of the recess 90 along the first axis A1 is larger than the length L2 of the recess 90 along the second axis A2 in a plan view. Therefore, the length of the oxidation region 8 formed on the wall portion 92 of the recess 90 along the first axis A1 can be made larger than the length along the second axis A2. Therefore, in the semiconductor laser 110, the amount of contraction of the oxidation region 8 due to the replacement of arsenic with oxygen in the oxidation step along the first axis A1 is reduced as compared with the case where the length L1 is the length L2 or less in a plan view. Can be made larger. Therefore, the tensile stress generated in the third portion 2c by the first portion 2a can be further increased.

1.4.2. 第2変形例
次に、第1実施形態の第2変形例に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図10は、第1実施形態の第2変形例に係る半導体レーザー120を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図10では、積層体2以外の部材の図示を省略している。
1.4.2. Second Modified Example Next, the semiconductor laser according to the second modified example of the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a plan view schematically showing the semiconductor laser 120 according to the second modification of the first embodiment. For convenience, the members other than the laminated body 2 are not shown in FIG.

上述した半導体レーザー100では、図3に示すように、第1部分2aの第2軸A2に沿った長さL3は、第3部分2cの第2軸A2に沿った長さL4よりも小さかった。 In the semiconductor laser 100 described above, as shown in FIG. 3, the length L3 of the first portion 2a along the second axis A2 is smaller than the length L4 of the third portion 2c along the second axis A2. ..

これに対し、半導体レーザー120では、図10に示すように、第1部分2aの第2軸A2に沿った長さL3は、第3部分2cの第2軸A2に沿った長さL4よりも大きい。 On the other hand, in the semiconductor laser 120, as shown in FIG. 10, the length L3 of the first portion 2a along the second axis A2 is larger than the length L4 of the third portion 2c along the second axis A2. large.

第1部分2aは、第2軸A2沿った長さが第3部分2cよりも小さい幅狭部122と、第2軸A2沿った長さが第3部分2cよりも大きい幅広部124と、を有している。幅狭部122は、平面視において、第3部分2cと幅広部124との間に配置されている。幅狭部122は、第3部分2cおよび幅広部124と接続されている。 The first portion 2a includes a narrow portion 122 having a length along the second axis A2 smaller than the third portion 2c and a wide portion 124 having a length along the second axis A2 larger than the third portion 2c. Have. The narrow portion 122 is arranged between the third portion 2c and the wide portion 124 in a plan view. The narrow portion 122 is connected to the third portion 2c and the wide portion 124.

幅広部124には、凹部90がある。図示の例では、幅広部124において、2つの凹部90は、第2軸A2に沿って配置されている。第1部分2aの酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と6回交差している。 The wide portion 124 has a recess 90. In the illustrated example, in the wide portion 124, the two recesses 90 are arranged along the second axis A2. The oxidized region 8 of the first portion 2a intersects the second axis A2 six times in a plan view.

半導体レーザー120では、第1部分2aの第2軸A2に沿った長さL3は、第3部分2cの第2軸A2に沿った長さL4よりも大きい。そのため、半導体レーザー120では、長さL3が長さL4以下の場合に比べて、第1部分2aに凹部90を形成し易い。例えば、長さL3が長さL4以下の場合、凹部90の数によっては凹部90の第2軸A2に沿った長さを小さくしなければならず、凹部90の形成が困難になる場合がある。 In the semiconductor laser 120, the length L3 of the first portion 2a along the second axis A2 is larger than the length L4 of the third portion 2c along the second axis A2. Therefore, in the semiconductor laser 120, the recess 90 is more likely to be formed in the first portion 2a than in the case where the length L3 is the length L4 or less. For example, when the length L3 is the length L4 or less, the length of the recess 90 along the second axis A2 must be reduced depending on the number of the recess 90, which may make it difficult to form the recess 90. ..

1.4.3. 第3変形例
次に、第1実施形態の第3変形例に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図11は、第1実施形態の第3変形例に係る半導体レーザー130を模式的に示す断面図である。なお、便宜上、図11では、積層体2を簡略化して図示している。
14.3. Third Modified Example Next, the semiconductor laser according to the third modified example of the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing the semiconductor laser 130 according to the third modification of the first embodiment. For convenience, FIG. 11 shows the laminated body 2 in a simplified manner.

上述した半導体レーザー100では、図4に示すように、凹部90の深さHと、積層体2の高さTとは、等しかった。 In the semiconductor laser 100 described above, as shown in FIG. 4, the depth H of the recess 90 and the height T of the laminate 2 were equal.

これに対し、半導体レーザー130では、図11に示すように、凹部90の深さHは、積層体2の高さTよりも大きい。半導体レーザー130の製造方法では、例えば、積層体2を形成した後に、深さHが高さTよりも大きくなるように、積層体2に凹部90を形成する。 On the other hand, in the semiconductor laser 130, as shown in FIG. 11, the depth H of the recess 90 is larger than the height T of the laminated body 2. In the method for manufacturing the semiconductor laser 130, for example, after the laminate 2 is formed, the recess 90 is formed in the laminate 2 so that the depth H is larger than the height T.

半導体レーザー130では、凹部90の深さHは、積層体2の高さTよりも大きいため、深さHが高さT以下の場合に比べて、凹部90の壁部92に形成される酸化領域8の体積を大きくすることができる。そのため、半導体レーザー130では、第1部分2aによって第3部分2cに生じる引っ張り応力を、より大きくすることができる。 In the semiconductor laser 130, since the depth H of the recess 90 is larger than the height T of the laminated body 2, the oxidation formed on the wall portion 92 of the recess 90 is more than the case where the depth H is the height T or less. The volume of the region 8 can be increased. Therefore, in the semiconductor laser 130, the tensile stress generated in the third portion 2c by the first portion 2a can be further increased.

2. 第2実施形態
2.1. 半導体レーザー
次に、第2実施形態に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図12は、第2実施形態に係る半導体レーザー200を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図12では、積層体2以外の部材の図示を省略している。
2. Second Embodiment 2.1. Semiconductor laser Next, the semiconductor laser according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a plan view schematically showing the semiconductor laser 200 according to the second embodiment. For convenience, in FIG. 12, members other than the laminated body 2 are not shown.

以下、第2実施形態に係る半導体レーザー200において、上述した第1実施形態に係る半導体レーザー100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。 Hereinafter, in the semiconductor laser 200 according to the second embodiment, the same reference numerals are given to the members having the same functions as the constituent members of the semiconductor laser 100 according to the first embodiment described above, and detailed description thereof will be omitted. ..

上述した半導体レーザー100では、図3に示すように、凹部90は、空間94が壁部92によって囲まれた穴部であった。 In the semiconductor laser 100 described above, as shown in FIG. 3, the recess 90 is a hole in which the space 94 is surrounded by the wall portion 92.

これに対し、半導体レーザー200では、図12に示すように、凹部90は、一端が開放された切り欠き部である。凹部90は、平面視において、第1軸A1と交差する側面を有する壁部が開放された形状を有している。これにより、第1部分2aは、分岐した構造を有している。 On the other hand, in the semiconductor laser 200, as shown in FIG. 12, the recess 90 is a notch portion with one end open. The recess 90 has a shape in which a wall portion having a side surface intersecting with the first axis A1 is opened in a plan view. As a result, the first portion 2a has a branched structure.

半導体レーザー200では、第1部分2aの酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と少なくとも3回交差するため、上述した半導体レーザー100と同様に、第1部分2aによって第3部分2cに生じる引っ張り応力を大きくすることができる。 In the semiconductor laser 200, the oxidation region 8 of the first portion 2a intersects the second axis A2 at least three times in a plan view. Therefore, similarly to the semiconductor laser 100 described above, the first portion 2a forms the third portion 2c. The tensile stress generated can be increased.

さらに、半導体レーザー200では、凹部90の空間94の第1軸A1に沿った長さL1は、凹部90の空間94の第2軸A2に沿った長さL2よりも大きいため、上述した半導体レーザー110と同様に、第1部分2aによって第3部分2cに生じる引っ張り応力を、より大きくすることができる。 Further, in the semiconductor laser 200, since the length L1 along the first axis A1 of the space 94 of the recess 90 is larger than the length L2 along the second axis A2 of the space 94 of the recess 90, the above-mentioned semiconductor laser Similar to 110, the tensile stress generated by the first portion 2a in the third portion 2c can be further increased.

凹部90が切り欠き部の場合、図12に示すように、長さL1は、凹部90の空間94を規定する積層体2の側面であって、第1軸A1と交差する側面4b1がなす角部4cと、凹部90の開口が設けられた積層体2の側面4b2がなす角部4cと、の間の第1軸A1に沿った距離である。 When the recess 90 is a notch, as shown in FIG. 12, the length L1 is the side surface of the laminated body 2 that defines the space 94 of the recess 90, and the angle formed by the side surface 4b1 intersecting the first axis A1. It is a distance along the first axis A1 between the portion 4c and the corner portion 4c formed by the side surface 4b2 of the laminated body 2 provided with the opening of the recess 90.

2.2. 半導体レーザーの製造方法
次に、第2実施形態に係る半導体レーザー200の製造方法について説明する。
2.2. Manufacturing Method of Semiconductor Laser Next, a manufacturing method of the semiconductor laser 200 according to the second embodiment will be described.

第2実施形態に係る半導体レーザー200の製造方法は、上述した第1実施形態に係る半導体レーザー100の製造方法と基本的に同様である。したがって、その詳細な説明を省略する。 The method for manufacturing the semiconductor laser 200 according to the second embodiment is basically the same as the method for manufacturing the semiconductor laser 100 according to the first embodiment described above. Therefore, the detailed description thereof will be omitted.

2.3. 変形例
2.3.1. 第1変形例
次に、第2実施形態の第1変形例に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図13は、第2実施形態の第1変形例に係る半導体レーザー210を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図13では、積層体2以外の部材の図示を省略している。
2.3. Modification example 23.1. First Modified Example Next, the semiconductor laser according to the first modified example of the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a plan view schematically showing the semiconductor laser 210 according to the first modification of the second embodiment. For convenience, in FIG. 13, members other than the laminated body 2 are not shown.

以下、第2実施形態の第1変形例に係る半導体レーザー210において、上述した第2実施形態に係る半導体レーザー200の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。このことは、後述する第1実施形態の第2,第3,第4変形例に係る半導体レーザーにおいて同様である。 Hereinafter, in the semiconductor laser 210 according to the first modification of the second embodiment, the same reference numerals are given to the members having the same functions as the constituent members of the semiconductor laser 200 according to the second embodiment described above, and the details thereof are given. Explanation is omitted. This is the same for the semiconductor laser according to the second, third, and fourth modifications of the first embodiment described later.

上述した半導体レーザー200では、図12に示すように、第1部分2aの酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と4回交差した。 In the semiconductor laser 200 described above, as shown in FIG. 12, the oxidation region 8 of the first portion 2a intersects the second axis A2 four times in a plan view.

これに対し、半導体レーザー200では、図13に示すように、第1部分2aの酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と6回交差している。そのため、半導体レーザー210では、例えば半導体レーザー200と比べて、第1部分2aによって第3部分2cに生じる引っ張り応力を、より大きくすることができる。半導体レーザー210では、第1部分2aに2つの凹部90があり、2つの凹部90は、第2軸A2に沿って配置されている。 On the other hand, in the semiconductor laser 200, as shown in FIG. 13, the oxidation region 8 of the first portion 2a intersects the second axis A2 six times in a plan view. Therefore, in the semiconductor laser 210, the tensile stress generated in the third portion 2c by the first portion 2a can be made larger than that in the semiconductor laser 200, for example. In the semiconductor laser 210, the first portion 2a has two recesses 90, and the two recesses 90 are arranged along the second axis A2.

2.3.2. 第2変形例
次に、第2実施形態の第2変形例に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図14は、第2実施形態の第2変形例に係る半導体レーザー220を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図14では、積層体2以外の部材の図示を省略している。
2.3.2. Second Modified Example Next, the semiconductor laser according to the second modified example of the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is a plan view schematically showing the semiconductor laser 220 according to the second modification of the second embodiment. For convenience, the members other than the laminated body 2 are not shown in FIG.

上述した半導体レーザー200では、図12に示すように、第1部分2aの酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と4回交差した。 In the semiconductor laser 200 described above, as shown in FIG. 12, the oxidation region 8 of the first portion 2a intersects the second axis A2 four times in a plan view.

これに対し、半導体レーザー220では、図14に示すように、第1部分2aの酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と3回交差している。例えば、第1部分2aの第2軸A2に沿った長さ、および凹部90の空間94の第2軸A2に沿った長さを調整することにより、図13に示すように、平面視において第1部分2aの全体が酸化領域8と重なるように酸化領域8を形成することができる。 On the other hand, in the semiconductor laser 220, as shown in FIG. 14, the oxidation region 8 of the first portion 2a intersects the second axis A2 three times in a plan view. For example, by adjusting the length of the first portion 2a along the second axis A2 and the length of the recess 90 along the second axis A2 of the space 94, as shown in FIG. The oxidation region 8 can be formed so that the entire portion 2a overlaps the oxidation region 8.

2.3.3. 第3変形例
次に、第2実施形態の第3変形例に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図15は、第2実施形態の第3変形例に係る半導体レーザー230を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図15では、積層体2以外の部材の図示を省略している。
2.3.3. Third Modified Example Next, the semiconductor laser according to the third modified example of the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a plan view schematically showing the semiconductor laser 230 according to the third modification of the second embodiment. For convenience, the members other than the laminated body 2 are not shown in FIG.

上述した半導体レーザー200では、図12に示すように、第1部分2aの酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と4回交差した。 In the semiconductor laser 200 described above, as shown in FIG. 12, the oxidation region 8 of the first portion 2a intersects the second axis A2 four times in a plan view.

これに対し、半導体レーザー230では、図15に示すように、第1部分2aの酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と14回交差している。そのため、半導体レーザー230では、例えば半導体レーザー200と比べて、第1部分2aによって第3部分2cに生じる引っ張り応力を、より大きくすることができる。 On the other hand, in the semiconductor laser 230, as shown in FIG. 15, the oxidation region 8 of the first portion 2a intersects the second axis A2 14 times in a plan view. Therefore, in the semiconductor laser 230, the tensile stress generated in the third portion 2c by the first portion 2a can be made larger than that in the semiconductor laser 200, for example.

半導体レーザー230では、第1部分2aに7つの凹部90があり、7つの凹部90は、第2軸A2に沿って配置されている。半導体レーザー230では、上述した半導体レーザー120と同様に、第1部分2aの第2軸A2に沿った長さL3は、第3部分2cの第2軸A2に沿った長さL4よりも大きい。そのため、第1部分2aに、凹部90を第2軸A2に沿って多くを形成することができる。 In the semiconductor laser 230, the first portion 2a has seven recesses 90, and the seven recesses 90 are arranged along the second axis A2. In the semiconductor laser 230, similarly to the semiconductor laser 120 described above, the length L3 of the first portion 2a along the second axis A2 is larger than the length L4 of the third portion 2c along the second axis A2. Therefore, many recesses 90 can be formed in the first portion 2a along the second axis A2.

2.3.4. 第4変形例
次に、第2実施形態の第4変形例に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図16は、第2実施形態の第4変形例に係る半導体レーザー240を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図16では、積層体2以外の部材の図示を省略している。
2.3.4. Fourth Modified Example Next, the semiconductor laser according to the fourth modified example of the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 16 is a plan view schematically showing the semiconductor laser 240 according to the fourth modification of the second embodiment. For convenience, the members other than the laminated body 2 are not shown in FIG.

半導体レーザー240では、図16に示すように、凹部90の空間94の第2軸A2に沿った長さが、第3部分2cから離れるについて大きくなっている点において、上述した半導体レーザー200と異なる。第1部分2aに2つの凹部90があり、2つの凹部90は、第2軸A2に沿って配置されている。第1部分2aは、図16に示すように、平面視において、テーパー状の形状を有している。 As shown in FIG. 16, the semiconductor laser 240 differs from the above-mentioned semiconductor laser 200 in that the length of the recess 90 along the second axis A2 of the space 94 increases with respect to the distance from the third portion 2c. .. The first portion 2a has two recesses 90, and the two recesses 90 are arranged along the second axis A2. As shown in FIG. 16, the first portion 2a has a tapered shape in a plan view.

3. 第3実施形態
3.1. 半導体レーザー
次に、第3実施形態に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図17は、第3実施形態に係る半導体レーザー300を模式的に示す平面図である。図18は、第3実施形態に係る半導体レーザー300を模式的に示す図17のXVIII−XVIII線断面図である。
3. 3. Third Embodiment 3.1. Semiconductor laser Next, the semiconductor laser according to the third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a plan view schematically showing the semiconductor laser 300 according to the third embodiment. FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the line XVIII-XVIII of FIG. 17 schematically showing the semiconductor laser 300 according to the third embodiment.

以下、第3実施形態に係る半導体レーザー300において、上述した第2実施形態に係る半導体レーザー200の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。 Hereinafter, in the semiconductor laser 300 according to the third embodiment, the members having the same functions as the constituent members of the semiconductor laser 200 according to the second embodiment described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. ..

半導体レーザー300では、図17および図18に示すように、柱状部301を含む点において、上述した半導体レーザー200と異なる。なお、便宜上、図17では、積層体2および柱状部301以外の部材の図示を省略している。また、図18では、積層体2および柱状部301を簡略化して図示している。 As shown in FIGS. 17 and 18, the semiconductor laser 300 differs from the above-mentioned semiconductor laser 200 in that it includes a columnar portion 301. For convenience, in FIG. 17, members other than the laminated body 2 and the columnar portion 301 are not shown. Further, in FIG. 18, the laminated body 2 and the columnar portion 301 are shown in a simplified manner.

柱状部301は、図18に示すように、例えば、第1層302と、第2層303と、第3層304と、第4層305と、第5層306と、酸化領域8と、を有している。 As shown in FIG. 18, the columnar portion 301 includes, for example, the first layer 302, the second layer 303, the third layer 304, the fourth layer 305, the fifth layer 306, and the oxidation region 8. Have.

第1層302は、第1ミラー層20上に配置されている。第1層302の材質は、積層体2を構成する第1ミラー層20と同じである。第2層303は、第1層302上に配置されている。第2層303の材質は、積層体2を構成する活性層30と同じである。第3層304は、第2層303上に配置されている。第3層304の材質は、積層体2を構成する電流狭窄層42と同じである。第4層305は、第3層304上に配置されている。第4層305の材質は、積層体2を構成する第2ミラー層40と同じである。第5層306は、第4層305上に配置されている。第5層306の材質は、積層体2を構成するコンタクト層50と同じである。酸化領域8は、電流狭窄層42を形成するための酸化工程において、第1層302および第4層305が側面から酸化されて形成される。このように、柱状部301は、積層体2と同じ層構造を有している。 The first layer 302 is arranged on the first mirror layer 20. The material of the first layer 302 is the same as that of the first mirror layer 20 constituting the laminated body 2. The second layer 303 is arranged on the first layer 302. The material of the second layer 303 is the same as that of the active layer 30 constituting the laminated body 2. The third layer 304 is arranged on the second layer 303. The material of the third layer 304 is the same as that of the current constriction layer 42 constituting the laminated body 2. The fourth layer 305 is arranged on the third layer 304. The material of the fourth layer 305 is the same as that of the second mirror layer 40 constituting the laminated body 2. The fifth layer 306 is arranged on the fourth layer 305. The material of the fifth layer 306 is the same as that of the contact layer 50 constituting the laminated body 2. The oxidation region 8 is formed by oxidizing the first layer 302 and the fourth layer 305 from the side surface in the oxidation step for forming the current constriction layer 42. As described above, the columnar portion 301 has the same layer structure as the laminated body 2.

図17に示すように、柱状部301には凹部90がある。柱状部301の酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と少なくとも3回交差する。図示の例では、柱状部301の酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と4回交差する。柱状部301の第1軸A1に沿った長さは、柱状部301の第2軸A2に沿った長さよりも大きい。柱状部301は、平面視において、回転対称な形状を有している。 As shown in FIG. 17, the columnar portion 301 has a recess 90. The oxidized region 8 of the columnar portion 301 intersects the second axis A2 at least three times in a plan view. In the illustrated example, the oxidized region 8 of the columnar portion 301 intersects the second axis A2 four times in a plan view. The length of the columnar portion 301 along the first axis A1 is larger than the length of the columnar portion 301 along the second axis A2. The columnar portion 301 has a rotationally symmetric shape in a plan view.

柱状部301は、積層体2と離間されて配置されている。柱状部301は、2つ配置されている。積層体2は、平面視において、2つの柱状部301の間に配置されている。平面視において、2つの柱状部301は、第3部分2cの中心Cに関して点対称である。 The columnar portion 301 is arranged so as to be separated from the laminated body 2. Two columnar portions 301 are arranged. The laminated body 2 is arranged between the two columnar portions 301 in a plan view. In plan view, the two columnar portions 301 are point symmetric with respect to the center C of the third portion 2c.

半導体レーザー300では、柱状部301の第1軸A1に沿った長さは、柱状部301の第2軸A2に沿った長さよりも大きく、柱状部301の酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と少なくとも3回交差する。そのため、柱状部301によって第3部分2cに生じる引っ張り応力を大きくすることができる。 In the semiconductor laser 300, the length of the columnar portion 301 along the first axis A1 is larger than the length of the columnar portion 301 along the second axis A2, and the oxidized region 8 of the columnar portion 301 is the third in a plan view. It intersects the 2-axis A2 at least 3 times. Therefore, the tensile stress generated in the third portion 2c by the columnar portion 301 can be increased.

3.2. 半導体レーザーの製造方法
次に、第3実施形態に係る半導体レーザー300の製造方法について説明する。
3.2. Manufacturing Method of Semiconductor Laser Next, a manufacturing method of the semiconductor laser 300 according to the third embodiment will be described.

第3実施形態に係る半導体レーザー300の製造方法は、積層体2を形成する工程において、さらに柱状部301を形成すること以外は、上述した第2実施形態に係る半導体レーザー200の製造方法と基本的に同様である。したがって、その詳細な説明を省略する。 The method for manufacturing the semiconductor laser 300 according to the third embodiment is the same as the method for manufacturing the semiconductor laser 200 according to the second embodiment described above, except that the columnar portion 301 is further formed in the step of forming the laminate 2. Is similar. Therefore, the detailed description thereof will be omitted.

3.3. 変形例
次に、第3実施形態の変形例に係る半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図19は、第3実施形態に係る半導体レーザー310を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図19では、積層体2および柱状部301以外の部材の図示を省略している。
3.3. Modification Example Next, the semiconductor laser according to the modification of the third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 19 is a plan view schematically showing the semiconductor laser 310 according to the third embodiment. For convenience, in FIG. 19, members other than the laminated body 2 and the columnar portion 301 are not shown.

以下、第3実施形態に係る半導体レーザー310において、上述した第3実施形態に係る半導体レーザー300の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。 Hereinafter, in the semiconductor laser 310 according to the third embodiment, the members having the same functions as the constituent members of the semiconductor laser 300 according to the third embodiment described above are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. ..

上述した半導体レーザー300では、柱状部301の酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と4回交差した。 In the semiconductor laser 300 described above, the oxidation region 8 of the columnar portion 301 intersects the second axis A2 four times in a plan view.

これに対して、半導体レーザー310では、柱状部301の酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と6回交差する。さらに、第1部分2aの酸化領域8は、平面視において、第2軸A2と6回交差する。そのため、半導体レーザー310では、例えば半導体レーザー300と比べて、第1部分2aおよび柱状部301によって第3部分2cに生じる引っ張り応力を、より大きくすることができる。 On the other hand, in the semiconductor laser 310, the oxidation region 8 of the columnar portion 301 intersects the second axis A2 six times in a plan view. Further, the oxidized region 8 of the first portion 2a intersects the second axis A2 six times in a plan view. Therefore, in the semiconductor laser 310, the tensile stress generated in the third portion 2c by the first portion 2a and the columnar portion 301 can be made larger than that in the semiconductor laser 300, for example.

4. 第4実施形態
次に、第4実施形態に係る原子発振器について、図面を参照しながら説明する。図20は、第4実施形態に係る原子発振器400の構成を示す図である。
4. Fourth Embodiment Next, the atomic oscillator according to the fourth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 20 is a diagram showing the configuration of the atomic oscillator 400 according to the fourth embodiment.

原子発振器400は、アルカリ金属原子に対して特定の異なる波長の2つの共鳴光を同時に照射したときに当該2つの共鳴光がアルカリ金属原子に吸収されずに透過する現象が生じる量子干渉効果(CPT:Coherent Population Trapping)を利用した原子発振器である。なお、この量子干渉効果による現象は、電磁誘起透明化(EIT:Electromagnetically Induced Transparency)現象とも言う。また、本実施形態に係る原子発振器は、光およびマイクロ波による二重共鳴現象を利用した原子発振器であってもよい。 The atomic oscillator 400 has a quantum interference effect (CPT) in which when an alkali metal atom is simultaneously irradiated with two resonance lights having specific different wavelengths, the two resonance lights are transmitted without being absorbed by the alkali metal atoms. : Coherent Population Trapping) is used as an atomic oscillator. The phenomenon due to this quantum interference effect is also called an electromagnetically induced transparency (EIT) phenomenon. Further, the atomic oscillator according to the present embodiment may be an atomic oscillator utilizing a double resonance phenomenon caused by light and microwaves.

原子発振器400は、第1実施形態に係る半導体レーザー100を含む。 The atomic oscillator 400 includes the semiconductor laser 100 according to the first embodiment.

原子発振器400は、図20に示すように、発光素子モジュール410と、減光フィルター422と、レンズ424と、1/4波長板426と、原子セル430と、受光素子440と、ヒーター450と、温度センサー460と、コイル470と、制御回路480と、を含む。 As shown in FIG. 20, the atomic oscillator 400 includes a light emitting element module 410, a neutral density filter 422, a lens 424, a 1/4 wave plate 426, an atomic cell 430, a light receiving element 440, and a heater 450. It includes a temperature sensor 460, a coil 470, and a control circuit 480.

発光素子モジュール410は、半導体レーザー100と、ペルチェ素子412と、温度センサー414と、を有している。半導体レーザー100は、周波数の異なる2種の光を含んでいる直線偏光の光LLを出射する。温度センサー414は、半導体レーザー100の温度を検出する。ペルチェ素子412は、半導体レーザー100の温度を制御する。 The light emitting element module 410 includes a semiconductor laser 100, a Peltier element 412, and a temperature sensor 414. The semiconductor laser 100 emits linearly polarized light LL containing two types of light having different frequencies. The temperature sensor 414 detects the temperature of the semiconductor laser 100. The Peltier element 412 controls the temperature of the semiconductor laser 100.

減光フィルター422は、半導体レーザー100から出射された光LLの強度を減少させる。レンズ424は、光LLの放射角度を調整する。具体的には、レンズ424は、光LLを平行光にする。1/4波長板426は、光LLに含まれる周波数の異なる2種の光を、直線偏光から円偏光に変換する。 The neutral density filter 422 reduces the intensity of the light LL emitted from the semiconductor laser 100. The lens 424 adjusts the emission angle of the light LL. Specifically, the lens 424 makes the light LL parallel light. The quarter wave plate 426 converts two types of light contained in the light LL having different frequencies from linearly polarized light to circularly polarized light.

原子セル430は、半導体レーザー100から出射された光が照射される。原子セル430は、半導体レーザー100から出射される光LLを透過する。原子セル430には、アルカリ金属原子が収容されている。アルカリ金属原子は、互いに異なる2つの基底準位と励起準位とからなる3準位系のエネルギー準位を有する。原子セル430には、半導体レーザー100から出射された光LLが減光フィルター422、レンズ424、および1/4波長板426を介して入射する。 The atomic cell 430 is irradiated with the light emitted from the semiconductor laser 100. The atomic cell 430 transmits the light LL emitted from the semiconductor laser 100. Alkali metal atoms are housed in the atomic cell 430. The alkali metal atom has an energy level of a three-level system consisting of two different basis levels and an excited level. The light LL emitted from the semiconductor laser 100 is incident on the atomic cell 430 via the neutral density filter 422, the lens 424, and the quarter wave plate 426.

受光素子440は、原子セル430を透過した励起光LLの強度を検出し、光の強度に応じた検出信号を出力する。受光素子440としては、例えば、フォトダイオードを用いることができる。 The light receiving element 440 detects the intensity of the excitation light LL that has passed through the atomic cell 430, and outputs a detection signal according to the intensity of the light. As the light receiving element 440, for example, a photodiode can be used.

ヒーター450は、原子セル430の温度を制御する。ヒーター450は、原子セル430に収容されたアルカリ金属原子を加熱し、アルカリ金属原子の少なくとも一部をガス状態にする。 The heater 450 controls the temperature of the atomic cell 430. The heater 450 heats the alkali metal atoms contained in the atomic cell 430 and puts at least a part of the alkali metal atoms into a gas state.

温度センサー460は、原子セル430の温度を検出する。コイル470は、原子セル430内のアルカリ金属原子の縮退した複数のエネルギー準位をゼーマン分裂させる磁場を発生させる。コイル470は、ゼーマン分裂により、アルカリ金属原子の縮退している異なるエネルギー準位間のギャップを拡げて、分解能を向上させることができる。この結果、原子発振器400の発振周波数の精度を高めることができる。 The temperature sensor 460 detects the temperature of the atomic cell 430. The coil 470 generates a magnetic field that Zeeman splits a plurality of degenerate energy levels of alkali metal atoms in the atomic cell 430. Coil 470 can improve resolution by widening the gap between different degenerate energy levels of alkali metal atoms due to Zeeman splitting. As a result, the accuracy of the oscillation frequency of the atomic oscillator 400 can be improved.

制御回路480は、温度制御回路482と、温度制御回路484と、磁場制御回路486と、光源制御回路488と、を有している。 The control circuit 480 includes a temperature control circuit 482, a temperature control circuit 484, a magnetic field control circuit 486, and a light source control circuit 488.

温度制御回路482は、温度センサー414の検出結果に基づいて、半導体レーザー100の温度が所望の温度となるように、ペルチェ素子412への通電を制御する。温度制御回路484は、温度センサー460の検出結果に基づいて、原子セル430の内部が所望の温度となるように、ヒーター450への通電を制御する。磁場制御回路486は、コイル470が発生する磁場が一定となるように、コイル470への通電を制御する。 The temperature control circuit 482 controls the energization of the Peltier element 412 so that the temperature of the semiconductor laser 100 becomes a desired temperature based on the detection result of the temperature sensor 414. The temperature control circuit 484 controls the energization of the heater 450 so that the inside of the atomic cell 430 has a desired temperature based on the detection result of the temperature sensor 460. The magnetic field control circuit 486 controls the energization of the coil 470 so that the magnetic field generated by the coil 470 is constant.

光源制御回路488は、受光素子440の検出結果に基づいて、EIT現象が生じるように、半導体レーザー100から出射された光LLに含まれる2種の光の周波数を制御する。ここで、これら2種の光が原子セル430に収容されたアルカリ金属原子の2つの基底準位間のエネルギー差に相当する周波数差の共鳴光対となったとき、EIT現象が生じる。光源制御回路488は、2種の光の周波数の制御に同期して安定化するように発振周波数が制御される電圧制御型発振器を備えており、この電圧制御型発振器(VCO:Voltage Controlled Oscillator)の出力信号を原子発振器400のクロック信号として出力する。 The light source control circuit 488 controls the frequencies of two types of light contained in the light LL emitted from the semiconductor laser 100 so that the EIT phenomenon occurs based on the detection result of the light receiving element 440. Here, the EIT phenomenon occurs when these two types of light become a resonance light pair having a frequency difference corresponding to an energy difference between two base levels of an alkali metal atom contained in an atomic cell 430. The light source control circuit 488 includes a voltage-controlled oscillator whose oscillation frequency is controlled so as to stabilize in synchronization with the control of two types of light frequencies, and this voltage-controlled oscillator (VCO: Voltage Controlled Oscillator). Is output as a clock signal of the atomic oscillator 400.

制御回路480は、例えば、不図示の基板に実装されたIC(Integrated Circuit)チップに設けられている。制御回路480は、単一のICであってもよいし、複数のデジタル回路またはアナログ回路の組み合わせであってもよい。 The control circuit 480 is provided, for example, on an IC (Integrated Circuit) chip mounted on a substrate (not shown). The control circuit 480 may be a single IC, or may be a combination of a plurality of digital circuits or analog circuits.

なお、半導体レーザー100の用途は、原子発振器の光源に限定されない。半導体レーザー100は、例えば、通信や距離測定用のレーザーとして用いられてもよい。 The application of the semiconductor laser 100 is not limited to the light source of the atomic oscillator. The semiconductor laser 100 may be used, for example, as a laser for communication or distance measurement.

5. 第5実施形態
次に、第5実施形態に係る周波数信号生成システムについて、図面を参照しながら説明する。以下のタイミングサーバーとしてのクロック伝送システムは、周波数信号生成システムの一例である。図21は、クロック伝送システム900を示す概略構成図である。
5. Fifth Embodiment Next, the frequency signal generation system according to the fifth embodiment will be described with reference to the drawings. The following clock transmission system as a timing server is an example of a frequency signal generation system. FIG. 21 is a schematic configuration diagram showing a clock transmission system 900.

クロック伝送システム900は、第4実施形態に係る原子発振器400を含む。 The clock transmission system 900 includes the atomic oscillator 400 according to the fourth embodiment.

クロック伝送システム900は、時分割多重方式のネットワーク内の各装置のクロックを一致させるものであって、N(Normal)系およびE(Emergency)系の冗長構成を有す
るシステムである。
The clock transmission system 900 is a system that matches the clocks of each device in the time division multiplexing network, and has an N (Normal) system and an E (Emergency) system redundant configuration.

クロック伝送システム900は、図21に示すように、A局のクロック供給装置901およびSDH(Synchronous Digital Hierarchy)装置902と、B局のクロック供給装置903およびSDH装置904と、C局のクロック供給装置905およびSDH装置906,907と、を備える。クロック供給装置901は、原子発振器400を有し、N系のクロック信号を生成する。クロック供給装置901は、原子発振器400からの周波数信号が入力される端子910を有する。クロック供給装置901内の原子発振器400は、セシウムを用いた原子発振器を含むマスタークロック908,909からのより高精度なクロック信号と同期して、クロック信号を生成する。 As shown in FIG. 21, the clock transmission system 900 includes a clock supply device 901 and an SDH (Synchronous Digital Hierarchy) device 902 of station A, a clock supply device 903 and SDH device 904 of station B, and a clock supply device of station C. 905 and SDH devices 906 and 907 are provided. The clock supply device 901 has an atomic oscillator 400 and generates an N-system clock signal. The clock supply device 901 has a terminal 910 into which a frequency signal from the atomic oscillator 400 is input. The atomic oscillator 400 in the clock supply device 901 generates a clock signal in synchronization with a more accurate clock signal from the master clocks 908 and 909 including the atomic oscillator using cesium.

SDH装置902は、クロック供給装置901からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行うとともに、N系のクロック信号を主信号に重畳し、下位のクロック供給装置905に伝送する。クロック供給装置903は、原子発振器400を有し、E系のクロック信号を生成する。クロック供給装置903は、原子発振器400からの周波数信号が入力される端子911を有する。クロック供給装置903内の原子発振器400は、セシウムを用いた原子発振器を含むマスタークロック908,909からのより高精度なクロック信号と同期して、クロック信号を生成する。 The SDH device 902 transmits and receives a main signal based on the clock signal from the clock supply device 901, superimposes the N system clock signal on the main signal, and transmits the N system clock signal to the lower clock supply device 905. The clock supply device 903 has an atomic oscillator 400 and generates an E-system clock signal. The clock supply device 903 has a terminal 911 into which a frequency signal from the atomic oscillator 400 is input. The atomic oscillator 400 in the clock supply device 903 generates a clock signal in synchronization with a more accurate clock signal from the master clocks 908 and 909 including the atomic oscillator using cesium.

SDH装置904は、クロック供給装置903からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行うとともに、E系のクロック信号を主信号に重畳し、下位のクロック供給装置905に伝送する。クロック供給装置905は、クロック供給装置901,903からのクロック信号を受信し、その受信したクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。 The SDH device 904 transmits and receives a main signal based on the clock signal from the clock supply device 903, superimposes the E system clock signal on the main signal, and transmits the clock signal to the lower clock supply device 905. The clock supply device 905 receives the clock signals from the clock supply devices 901 and 903, and generates a clock signal in synchronization with the received clock signal.

クロック供給装置905は、通常、クロック供給装置901からのN系のクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。そして、N系に異常が発生した場合、クロック供給装置905は、クロック供給装置903からのE系のクロック信号に同期して、クロック信号を生成する。このようにN系からE系に切り換えることにより、安定したクロック供給を担保し、クロックパス網の信頼性を高めることができる。SDH装置906は、クロック供給装置905からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行う。同様に、SDH装置907は、クロック供給装置905からのクロック信号に基づいて、主信号の送受信を行う。これにより、C局の装置をA局またはB局の装置と同期させることができる。 The clock supply device 905 usually generates a clock signal in synchronization with the N-system clock signal from the clock supply device 901. Then, when an abnormality occurs in the N system, the clock supply device 905 generates a clock signal in synchronization with the clock signal of the E system from the clock supply device 903. By switching from the N system to the E system in this way, stable clock supply can be ensured and the reliability of the clock path network can be improved. The SDH device 906 transmits and receives a main signal based on the clock signal from the clock supply device 905. Similarly, the SDH device 907 transmits and receives a main signal based on the clock signal from the clock supply device 905. As a result, the device of station C can be synchronized with the device of station A or station B.

第5実施形態に係る周波数信号生成システムは、クロック伝送システムに限定されない。周波数信号生成システムは、原子発振器が搭載され、原子発振器の周波数信号を利用する各種の装置および複数の装置から構成されるシステムを含む。周波数信号生成システムは、原子発振器を制御する制御部を含む。 The frequency signal generation system according to the fifth embodiment is not limited to the clock transmission system. The frequency signal generation system includes a system in which an atomic oscillator is mounted and is composed of various devices and a plurality of devices that utilize the frequency signal of the atomic oscillator. The frequency signal generation system includes a control unit that controls an atomic oscillator.

第5実施形態に係る周波数信号生成システムは、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計、携帯電話機、デジタルスチルカメラ、インクジェットプリンターなどの液体吐出装置、パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS(point of sales)端末、医療機器、魚群探知機、GNSS(Global Navigation Satellite System)周波数標準器、各種測定機器、計器類、フライトシミュレーター、地上デジタル放送システム、携帯電話基地局、移動体であってもよい。 The frequency signal generation system according to the fifth embodiment includes, for example, a liquid discharge device such as a smartphone, a tablet terminal, a clock, a mobile phone, a digital still camera, an inkjet printer, a personal computer, a television, a video camera, a video tape recorder, and a car navigation system. Equipment, pagers, electronic notebooks, electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, word processors, workstations, videophones, security TV monitors, electronic binoculars, POS (point of sales) terminals, medical equipment, fish finder, GNSS (Global) Navigation Satellite System) It may be a frequency standard, various measuring devices, instruments, a flight simulator, a terrestrial digital broadcasting system, a mobile phone base station, or a mobile body.

上記医療機器としては、例えば、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡、心磁計が挙げられる。上記計器類としては、例えば、自動車、航空機、船舶などの計器類が挙げられる。上記移動体としては、例えば、自動車、航空機、船舶などが挙げられる。 Examples of the medical device include an electronic thermometer, a sphygmomanometer, a blood glucose meter, an electrocardiogram measuring device, an ultrasonic diagnostic device, an electronic endoscope, and a magnetocardiograph. Examples of the above-mentioned instruments include instruments such as automobiles, aircrafts, and ships. Examples of the moving body include automobiles, aircrafts, ships and the like.

本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。 In the present invention, some configurations may be omitted, or each embodiment or modification may be combined within the range having the features and effects described in the present application.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the present invention includes substantially the same configuration as that described in the embodiments. A substantially identical configuration is, for example, a configuration having the same function, method, and result, or a configuration having the same purpose and effect. The present invention also includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. The present invention also includes a configuration that exhibits the same effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. The present invention also includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

2…積層体、2a…第1部分、2b…第2部分、2c…第3部分、4a…上面、4b,4b1,4b2…側面、4c…角部、6…第1酸化層、8,8a,8b,8c,8d…酸化領域、9a,9b…端、10…基板、14…層、16…第2酸化層、20…第1ミラー層、20a…基部、20b…突起部、24…高屈折率層、26…低屈折率層、30…活性層、40…第2ミラー層、42…電流狭窄層、42a…被酸化層、43…開口部、44…高屈折率層、46…低屈折率層、48…上面、50…コンタクト層、60…第1領域、62…第2領域、63…上面、70…樹脂層、80…第1電極、82…第2電極、84…パッド、86…引き出し配線、90…凹部、92…壁部、94…空間、100,110,120…半導体レーザー、122…幅狭部、124…幅広部、130,200,210,220,230,240,300…半導体レーザー、301…柱状部、302…第1層、303…第2層、304…第3層、305…第4層、306…第5層、310…半導体レーザー、400…原子発振器、410…発光素子モジュール、412…ペルチェ素子、414…温度センサー、422…減光フィルター、424…レンズ、426…1/4波長板、430…原子セル、440…受光素子、450…ヒーター、460…温度センサー、470…コイル、480…制御回路、482…温度制御回路、484…温度制御回路、486…磁場制御回路、488…光源制御回路、900…クロック伝送システム、901…クロック供給装置、902…SDH装置、903…クロック供給装置、904…SDH装置、905…クロック供給装置、906,907…SDH装置、908,909…マスタークロック、910,911…端子 2 ... Laminated body, 2a ... 1st part, 2b ... 2nd part, 2c ... 3rd part, 4a ... Top surface, 4b, 4b1, 4b2 ... Side surface, 4c ... Corner part, 6 ... First oxide layer, 8,8a , 8b, 8c, 8d ... Oxidation region, 9a, 9b ... Edge, 10 ... Substrate, 14 ... Layer, 16 ... Second oxide layer, 20 ... First mirror layer, 20a ... Base, 20b ... Projection, 24 ... High Refractive electrode layer, 26 ... Low refractive electrode layer, 30 ... Active layer, 40 ... Second mirror layer, 42 ... Current constriction layer, 42a ... Oxidized layer, 43 ... Opening, 44 ... High refractive electrode layer, 46 ... Low Refractory layer, 48 ... top surface, 50 ... contact layer, 60 ... first region, 62 ... second region, 63 ... top surface, 70 ... resin layer, 80 ... first electrode, 82 ... second electrode, 84 ... pad, 86 ... lead-out wiring, 90 ... recess, 92 ... wall part, 94 ... space, 100, 110, 120 ... semiconductor laser, 122 ... narrow part, 124 ... wide part, 130, 200, 210, 220, 230, 240, 300 ... semiconductor laser, 301 ... columnar part, 302 ... first layer, 303 ... second layer, 304 ... third layer, 305 ... fourth layer, 306 ... fifth layer, 310 ... semiconductor laser, 400 ... atomic oscillator, 410 ... light emitting element module, 412 ... Pelche element, 414 ... temperature sensor, 422 ... dimming filter, 424 ... lens, 426 ... 1/4 wave plate, 430 ... atomic cell, 440 ... light receiving element, 450 ... heater, 460 ... Temperature sensor, 470 ... Coil, 480 ... Control circuit, 482 ... Temperature control circuit, 484 ... Temperature control circuit, 486 ... Magnetic field control circuit, 488 ... Light source control circuit, 900 ... Clock transmission system, 901 ... Clock supply device, 902 ... SDH device, 903 ... clock supply device, 904 ... SDH device, 905 ... clock supply device, 906, 907 ... SDH device, 908, 909 ... master clock, 910, 911 ... terminal

Claims (7)

第1ミラー層と、
第2ミラー層と、
前記第1ミラー層と前記第2ミラー層との間に配置された活性層と、
前記第1ミラー層と前記第2ミラー層との間に配置された電流狭窄層と、
前記第1ミラー層と連続して設けられ、複数の第1酸化層を含む第1領域と、
前記第2ミラー層と連続して設けられ、複数の第2酸化層を含む第2領域と、
を含み、
前記第1ミラー層、前記第2ミラー層、前記活性層、前記電流狭窄層、前記第1領域、および前記第2領域は、積層体を構成し、
前記第1領域および前記第2領域は、前記積層体の酸化領域を構成し、
前記積層体は、平面視において、
第1部分と、
第2部分と、
前記第1部分と前記第2部分との間に配置され、前記活性層で発生した光を共振させる第3部分と、
を有し、
前記第1部分、前記第2部分、および前記第3部分は、平面視において、前記第3部分の中心を通る第1軸に沿って配置され、
前記第1部分の前記酸化領域は、平面視において、前記第1軸と直交する第2軸と少なくとも3回交差する、半導体レーザー。
With the first mirror layer
With the second mirror layer
An active layer arranged between the first mirror layer and the second mirror layer,
A current constriction layer arranged between the first mirror layer and the second mirror layer,
A first region which is continuously provided with the first mirror layer and includes a plurality of first oxide layers,
A second region that is continuously provided with the second mirror layer and includes a plurality of second oxide layers,
Including
The first mirror layer, the second mirror layer, the active layer, the current constriction layer, the first region, and the second region constitute a laminated body.
The first region and the second region constitute an oxidation region of the laminate.
The laminated body is in a plan view.
The first part and
The second part and
A third portion, which is arranged between the first portion and the second portion and resonates the light generated in the active layer,
Have,
The first portion, the second portion, and the third portion are arranged along a first axis passing through the center of the third portion in a plan view.
A semiconductor laser in which the oxidized region of the first portion intersects a second axis orthogonal to the first axis at least three times in a plan view.
請求項1において、
前記第1部分には凹部があり、
前記第2軸は、前記凹部を構成する壁部の前記酸化領域と交差する、半導体レーザー。
In claim 1,
The first part has a recess
The second axis is a semiconductor laser that intersects the oxidation region of the wall portion forming the recess.
請求項2において、
前記凹部の空間の前記第1軸に沿った長さは、前記凹部の空間の前記第2軸に沿った長さよりも大きい、半導体レーザー。
In claim 2,
A semiconductor laser in which the length of the recessed space along the first axis is greater than the length of the recessed space along the second axis.
請求項2または3において、
前記凹部の深さと前記積層体の高さとは、等しい、半導体レーザー。
In claim 2 or 3,
A semiconductor laser in which the depth of the recess and the height of the laminate are equal.
請求項2または3において、
前記凹部の深さは、前記積層体の高さよりも大きい、半導体レーザー。
In claim 2 or 3,
A semiconductor laser in which the depth of the recess is larger than the height of the laminate.
請求項1ないし5のいずれか1項において、
前記第1部分の前記第2軸に沿った長さは、前記第3部分の前記第2軸に沿った長さよりも大きい、半導体レーザー。
In any one of claims 1 to 5,
A semiconductor laser in which the length of the first portion along the second axis is larger than the length of the third portion along the second axis.
半導体レーザーと、
前記半導体レーザーから出射された光が照射される、アルカリ金属原子が収容された原子セルと、
前記原子セルを透過した光の強度を検出して、検出信号を出力する受光素子と、
を含み、
前記半導体レーザーは、
第1ミラー層と、
第2ミラー層と、
前記第1ミラー層と前記第2ミラー層との間に配置された活性層と、
前記第1ミラー層と前記第2ミラー層との間に配置された電流狭窄層と、
前記第1ミラー層と連続して設けられ、複数の第1酸化層を含む第1領域と、
前記第2ミラー層と連続して設けられ、複数の第2酸化層を含む第2領域と、
を含み、
前記第1ミラー層、前記第2ミラー層、前記活性層、前記電流狭窄層、前記第1領域、および前記第2領域は、積層体を構成し、
前記第1領域および前記第2領域は、前記積層体の酸化領域を構成し、
前記積層体は、平面視において、
第1部分と、
第2部分と、
前記第1部分と前記第2部分との間に配置され、前記活性層で発生した光を共振させる第3部分と、
を有し、
前記第1部分、前記第2部分、および前記第3部分は、平面視において、前記第3部分の中心を通る第1軸に沿って配置され、
前記第1部分の前記酸化領域は、平面視において、前記第1軸と直交する第2軸と少なくとも3回交差する、原子発振器。
With a semiconductor laser
An atomic cell containing an alkali metal atom, which is irradiated with the light emitted from the semiconductor laser, and
A light receiving element that detects the intensity of light transmitted through the atomic cell and outputs a detection signal.
Including
The semiconductor laser is
With the first mirror layer
With the second mirror layer
An active layer arranged between the first mirror layer and the second mirror layer,
A current constriction layer arranged between the first mirror layer and the second mirror layer,
A first region which is continuously provided with the first mirror layer and includes a plurality of first oxide layers,
A second region that is continuously provided with the second mirror layer and includes a plurality of second oxide layers,
Including
The first mirror layer, the second mirror layer, the active layer, the current constriction layer, the first region, and the second region constitute a laminated body.
The first region and the second region constitute an oxidation region of the laminate.
The laminated body is in a plan view.
The first part and
The second part and
A third portion, which is arranged between the first portion and the second portion and resonates the light generated in the active layer,
Have,
The first portion, the second portion, and the third portion are arranged along a first axis passing through the center of the third portion in a plan view.
An atomic oscillator in which the oxidized region of the first portion intersects a second axis orthogonal to the first axis at least three times in a plan view.
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