JP2021082782A - 面発光レーザ素子、面発光レーザ、面発光レーザ装置、光源装置及び検出装置 - Google Patents

面発光レーザ素子、面発光レーザ、面発光レーザ装置、光源装置及び検出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2021082782A
JP2021082782A JP2019211382A JP2019211382A JP2021082782A JP 2021082782 A JP2021082782 A JP 2021082782A JP 2019211382 A JP2019211382 A JP 2019211382A JP 2019211382 A JP2019211382 A JP 2019211382A JP 2021082782 A JP2021082782 A JP 2021082782A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
emitting laser
surface emitting
multilayer film
refractive index
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019211382A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7367484B2 (ja
Inventor
花岡　克成
Katsunari Hanaoka
克成 花岡
将行 藤原
Masayuki Fujiwara
将行 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2019211382A priority Critical patent/JP7367484B2/ja
Priority to US17/088,599 priority patent/US11901701B2/en
Publication of JP2021082782A publication Critical patent/JP2021082782A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7367484B2 publication Critical patent/JP7367484B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18361—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors
    • H01S5/18369—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors based on dielectric materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0261—Non-optical elements, e.g. laser driver components, heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
    • H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18305—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] with emission through the substrate, i.e. bottom emission
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
    • H01S5/18311—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement using selective oxidation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18344—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] characterized by the mesa, e.g. dimensions or shape of the mesa
    • H01S5/1835—Non-circular mesa
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18361—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors
    • H01S5/18377—Structure of the reflectors, e.g. hybrid mirrors comprising layers of different kind of materials, e.g. combinations of semiconducting with dielectric or metallic layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/3202—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures grown on specifically orientated substrates, or using orientation dependent growth
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
    • H01S5/423—Arrays of surface emitting lasers having a vertical cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/16—Semiconductor lasers with special structural design to influence the modes, e.g. specific multimode
    • H01S2301/166—Single transverse or lateral mode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/17—Semiconductor lasers comprising special layers
    • H01S2301/176—Specific passivation layers on surfaces other than the emission facet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H01S5/0234—Up-side down mountings, e.g. Flip-chip, epi-side down mountings or junction down mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0239—Combinations of electrical or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • H01S5/0287—Facet reflectivity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
    • H01S5/04256—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration
    • H01S5/04257—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the configuration having positive and negative electrodes on the same side of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18308—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement
    • H01S5/18311—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement using selective oxidation
    • H01S5/18313—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a special structure for lateral current or light confinement using selective oxidation by oxidizing at least one of the DBR layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18341—Intra-cavity contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18344—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] characterized by the mesa, e.g. dimensions or shape of the mesa
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18355—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] having a defined polarisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H01S5/18358—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] containing spacer layers to adjust the phase of the light wave in the cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34313—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

【課題】高次横モード発振を抑制する効果を向上することができる面発光レーザ素子、面発光レーザ、面発光レーザ装置、光源装置及び検出装置を提供する。【解決手段】面発光レーザ素子は、第１の反射鏡と、前記第１の反射鏡上の活性層と、前記活性層上の第２の反射鏡と、前記第２の反射鏡上の多層膜と、を有する。前記多層膜の側面は、前記第２の反射鏡の主面に対して傾斜している。前記多層膜は、厚さ方向で、第１の屈折率を有する第１の膜と、前記第１の屈折率よりも高い第２の屈折率を有する第２の膜との組を２以上有する。前記多層膜は、前記主面に垂直な方向からの平面視で、中央部と、前記中央部の周囲に設けられ、前記側面を備えた周辺部と、を有する。前記多層膜の側面は単一の膜により構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、面発光レーザ素子、面発光レーザ、面発光レーザ装置、光源装置及び検出装置に関する。
垂直共振器型の面発光レーザ（vertical cavity surface emitting laser：ＶＣＳＥＬ）は、基板に対して垂直な方向にレーザ光を発振する半導体レーザである。面発光レーザは、基板に対して平行な方向に光を照射する端面発光型の半導体レーザと比較して、低閾値電流発振、単一縦モード発振、２次元アレイ化が可能であるなどの優れた特性を有している。
製造歩留まりを向上することを目的とした面発光レーザ素子が開示されている（特許文献１）。特許文献１に記載の面発光レーザ素子では、レーザ光の射出領域内に、側面が傾斜した誘電体膜が設けられている。
特許文献１に記載の面発光レーザ素子によれば、所期の目的を達成できるものの、高次横モード発振を抑制することが困難なことがある。
本発明は、高次横モード発振を抑制する効果を向上することができる面発光レーザ素子、面発光レーザ、面発光レーザ装置、光源装置及び検出装置を提供することを目的とする。
開示の技術の一態様によれば、面発光レーザ素子は、第１の反射鏡と、前記第１の反射鏡上の活性層と、前記活性層上の第２の反射鏡と、前記第２の反射鏡上の多層膜と、を有し、前記多層膜の側面は、前記第２の反射鏡の主面に対して傾斜しており、前記多層膜は、厚さ方向で、第１の屈折率を有する第１の膜と、前記第１の屈折率よりも高い第２の屈折率を有する第２の膜との組を２以上有し、前記多層膜は、前記主面に垂直な方向からの平面視で、中央部と、前記中央部の周囲に設けられ、前記側面を備えた周辺部と、を有し、前記多層膜の側面は単一の膜により構成されている。
開示の技術によれば、高次横モード発振を抑制する効果を向上することができる。
第１の実施形態に係る面発光レーザのレイアウトを示す図である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの内部構造を示す断面図（その１）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの内部構造を示す断面図（その２）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの使用例を示す模式図である。 参考例に係る面発光レーザの内部構造を示す断面図である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その１）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その２）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その３）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その４）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その５）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その６）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その７）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その８）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その９）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その１０）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その１１）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その１２）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その１３）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その１４）である。 第１の実施形態に係る面発光レーザの製造方法を示す断面図（その１５）である。 第１の実施形態の第１の変形例に係る面発光レーザの内部構造を示す断面図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係る面発光レーザの内部構造を示す断面図である。 誘電体多層膜反射鏡の平面形状の例を示す図である。 検出装置の一例としての測距装置の概要を示す図である。
以下、本開示の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。以下の説明では、レーザ発振方向（レーザ光の出射方向）をＺ軸方向とし、右手系でＺ軸方向に垂直な面内における互いに直交する２つの方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とする。また、プラスのＺ軸方向を下方とする。本説明において、平面視とは、Ｚ軸方向、すなわち基板に垂直な方向から視ることをいう。但し、面発光レーザ素子等は天地逆の状態で用いることができ、任意の角度で配置することもできる。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。第１の実施形態は、裏面出射型の面発光レーザ素子を備えた面発光レーザに関する。
［面発光レーザの基本構造］
図１は、第１の実施形態に係る面発光レーザのレイアウトを示す図である。図２及び図３は、第１の実施形態に係る面発光レーザの内部構造を示す断面図である。図２は、図１中のII-II線に沿った断面図に相当する。図３は、図１中のIII-III線に沿った断面図に相当する。
図１に示すように、第１の実施形態に係る面発光レーザ１００は、例えば９個の面発光レーザ素子１５１を有する。９個の面発光レーザ素子１５１はＸ軸方向及びＹ軸方向に３個ずつ配列し、レーザ素子アレイ１５３を構成する。図２に示すように、面発光レーザ素子１５１は基板１０１の裏面１０１Ａ側にレーザ光ＬＡを出射する。レーザ素子アレイ１５３に含まれる面発光レーザ素子１５１の数は限定されない。
レーザ素子アレイ１５３の周囲の複数箇所、例えば４箇所にｎ側電極１１３を実装基板の電極に接続するためのｎ側コンタクト領域１５６が設けられている。ｎ側コンタクト領域１５６の数は限定されない。
面発光レーザ１００は発振波長が９４０ｎｍ帯の面発光レーザである。面発光レーザ１００は、図２及び図３に示すように、基板１０１と、下部半導体多層膜反射鏡１０２と、下部スペーサ層１０３と、活性層１０４と、上部スペーサ層１０５と、上部半導体多層膜反射鏡１０６と、絶縁膜１１１と、ｐ側電極１１２と、ｎ側電極１１３と、誘電体多層膜１１４と、反射防止膜１１５とを有する。下部半導体多層膜反射鏡１０２は第１の反射鏡の一例である。活性層１０４は活性層の一例である。上部半導体多層膜反射鏡１０６は第２の反射鏡の一例である。誘電体多層膜１１４は多層膜の一例である。
基板１０１は、一例として、表面の鏡面研磨面（主面）の法線方向が、結晶方位［１００］方向に対して、結晶方位［１１１］Ａ方向に向かって１５度（θ＝１５度）傾斜したｎ−ＧａＡｓ単結晶半導体基板である。すなわち、基板１０１は、いわゆる傾斜基板である。なお、基板は上記のものに限定されない。
下部半導体多層膜反射鏡１０２は、基板１０１の−Ｚ側（上側）にバッファ層（図示せず）を介して積層され、ｎ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓからなる低屈折率層とｎ−Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ａｓからなる高屈折率層とのペアを２６ペア程度有している。各屈折率層の間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた厚さが２０ｎｍの組成傾斜層（図示せず）が設けられている。各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、発振波長をλとするλ／４の光学的厚さとなるように設定されている。なお、光学的厚さがλ／４のとき、その層の実際の厚さＤは、Ｄ＝λ／４ｎ（但し、ｎはその層の媒質の屈折率）である。例えば、下部半導体多層膜反射鏡１０２の反射率は９９．６％程度である。
下部スペーサ層１０３は、下部半導体多層膜反射鏡１０２の−Ｚ側（上側）に積層され、ノンドープのＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓからなる層である。下部スペーサ層１０３の材料はノンドープのＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓに限定されず、例えばノンドープのＡｌＧａＩｎＰでもよい。
活性層１０４は、下部スペーサ層１０３の−Ｚ側（上側）に積層され、複数の量子井戸層と複数の障壁層とを有する多重量子井戸構造の活性層である。量子井戸層はＩｎＧａＡｓからなり、各障壁層はＡｌＧａＡｓからなる。
上部スペーサ層１０５は、活性層１０４の−Ｚ側（上側）に積層され、ノンドープのＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓからなる層である。上部スペーサ層１０５の材料は、下部スペーサ層１０３と同様にノンドープのＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓに限定されず、例えばノンドープのＡｌＧａＩｎＰでもよい。
下部スペーサ層１０３と活性層１０４と上部スペーサ層１０５とからなる部分は、共振器構造体ともよばれており、その厚さが１波長分の光学的厚さとなるように設定されている。なお、活性層１０４は高い誘導放出確率が得られるように、電界の定在波分布における腹に対応する位置である共振器構造体の中央に設けられている。好ましくは、発振波長である９４０ｎｍにおいて単一縦モード発振が得られるように、下部スペーサ層１０３、活性層１０４及び上部スペーサ層１０５の各層の厚さが設定されている。また、好ましくは、面発光レーザ素子１５１の発振閾値電流が室温で最も小さくなるように、共振波長と活性層１０４の発光波長（組成）との相対関係（ディチューニング）が調整されている。
上部半導体多層膜反射鏡１０６は、上部スペーサ層１０５の−Ｚ側（上側）に積層され、ｐ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓからなる低屈折率層とｐ−Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ａｓからなる高屈折率層とのペアを３０ペア程度有している。各屈折率層の間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層（図示せず）が設けられている。各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、光学長がλ／４（λ：発振波長）になるように設定されている。上部半導体多層膜反射鏡１０６の上面にはオーミック導通をとるためのＧａＡｓコンタクト層（図示せず）が設けられている。上部半導体多層膜反射鏡１０６の反射率は下部半導体多層膜反射鏡１０２の反射率と同程度であり、例えば９９．６％程度である。
上部半導体多層膜反射鏡１０６における低屈折率層の１つには、ｐ−Ａｌ０．９８Ｇａ０．０２Ａｓからなる被選択酸化層１０８が厚さ約３０ｎｍで挿入されている。この被選択酸化層１０８の挿入位置は、例えば、電界の定在波分布において、活性層１０４から２番目となる節に対応する位置である。被選択酸化層１０８は、非酸化の領域１０８ｂとその周囲の酸化領域１０８ａとを備える。
反射防止膜１１５は、基板１０１の＋Ｚ側（下側）の面（裏面１０１Ａ）に形成されている。反射防止膜１１５は、発振波長である９４０ｎｍに対する無反射コーティング膜である。
［面発光レーザ素子１５１の構造］
面発光レーザ素子１５１において、図２に示すように、上部半導体多層膜反射鏡１０６がメサ構造体を有する。メサ構造体の底部は共振器構造体の途中にあってもよく、下部半導体多層膜反射鏡１０２に達していてもよい。非酸化の領域１０８ｂは、平面視でメサ構造体の中央に位置する。誘電体多層膜１１４は、平面視で非酸化の領域１０８ｂと重なるようにして、上部半導体多層膜反射鏡１０６の−Ｚ側（上側）に積層されている。平面視で、誘電体多層膜１１４は上部半導体多層膜反射鏡１０６よりも小さい。
誘電体多層膜１１４は、厚さ方向で、屈折率が異なる誘電体膜のペアを少なくとも２ペア有している。例えば、低屈折率膜１１４Ａと、低屈折率膜１１４Ａよりも屈折率が高い高屈折率膜１１４Ｂとのペアを２ペア有している。各ペアにおいて、低屈折率膜１１４Ａが高屈折率膜１１４Ｂよりも＋Ｚ側（下側）に位置している。つまり、誘電体多層膜１１４の表面には高屈折率膜１１４Ｂが位置する。例えば、低屈折率膜１１４Ａの材料としては酸化シリコン（ＳｉＯｘ）等を用いることができ、高屈折率膜１１４Ｂの材料としては酸化タンタル（ＴａＯｘ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）等を用いることができる。低屈折率膜１１４Ａは第１の膜の一例であり、高屈折率膜１１４Ｂは第２の膜の一例である。
誘電体多層膜１１４は、平面視で、中央部１１４Ｘと、中央部１１４Ｘの周囲に設けられた周辺部１１４Ｙとを有する。平面視で、周辺部１１４Ｙは、中央部１１４Ｘと連続するとともに、中央部１１４Ｘを包囲しており、周辺部１１４Ｙは誘電体多層膜１１４の側面１１４Ｓを有する。中央部１１４Ｘの−Ｚ側（上側）の表面は平坦であり、誘電体多層膜１１４の側面１１４Ｓは上部半導体多層膜反射鏡１０６の主面に対して傾斜している。周辺部１１４Ｙの厚さは中央部１１４Ｘから離間するほど小さくなっている。誘電体多層膜１１４は、上部半導体多層膜反射鏡１０６に近づくほど広がる錐台形状を有する。誘電体多層膜１１４は、例えば円錐台形状を有する。誘電体多層膜１１４のＸＹ平面に垂直な断面の形状は台形状である。誘電体多層膜１１４の端部の形状はテーパ形状である。
中央部１１４Ｘにおいて、低屈折率膜１１４Ａの厚さ及び高屈折率膜１１４Ｂの厚さは、発振波長をλとするλ／４の光学的厚さとなるように設定されている。例えば、酸化シリコンの屈折率は１．４６であり、酸化タンタルの屈折率は２．１８である。従って、低屈折率膜１１４Ａが酸化シリコン膜であり、高屈折率膜１１４Ｂが酸化タンタル膜である場合、中央部１１４Ｘにおいて、低屈折率膜１１４Ａの厚さは１６１ｎｍであり、高屈折率膜１１４Ｂの厚さは１０８ｎｍである。
低屈折率膜１１４Ａの厚さと高屈折率膜１１４Ｂの厚さとの比は、中央部１１４Ｘ及び周辺部１１４Ｙの全体にわたって一定である。従って、周辺部１１４Ｙの各部分において、「低屈折率膜１１４Ａの厚さ：高屈折率膜１１４Ｂの厚さ」は、「１６１：１０８」である。中央部１１４Ｘでは、第１の実施形態では、低屈折率膜１１４Ａの厚さ及び高屈折率膜１１４Ｂの厚さが一定である。周辺部１１４Ｙでは、低屈折率膜１１４Ａの厚さ及び高屈折率膜１１４Ｂの厚さのいずれもが、中央部１１４Ｘから離間するほど単純に減少している。すなわち、誘電体多層膜１１４の側面１１４Ｓは、上側のペアに含まれる単一の高屈折率膜１１４Ｂにより構成されている。
平面視で誘電体多層膜１１４の中央部１１４Ｘと上部半導体多層膜反射鏡１０６とが重なり合った部分、すなわちメサ構造体の中央部の反射率は、例えば９９．９％程度である。平面視で誘電体多層膜１１４の周辺部１１４Ｙと上部半導体多層膜反射鏡１０６とが重なり合った部分の反射率は、誘電体多層膜１１４の厚さが小さくなるに従って単調に減少する。すなわち、平面視で誘電体多層膜１１４の周辺部１１４Ｙと上部半導体多層膜反射鏡１０６とが重なり合った部分の反射率は、中央部１１４Ｘから離間するに従って９９．６％程度まで単調に減少する。
面発光レーザ素子１５１において、絶縁膜１１１は誘電体多層膜１１４、上部半導体多層膜反射鏡１０６及び上部スペーサ層１０５を覆う。絶縁膜１１１は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）膜である。絶縁膜１１１に誘電体多層膜１１４の周囲で面発光レーザ素子１５１内の上部半導体多層膜反射鏡１０６の上面の一部を露出する開口部１１１Ａが形成されている。絶縁膜１１１上にｐ側電極１１２が形成されている。ｐ側電極１１２は開口部１１１Ａを通じて上部半導体多層膜反射鏡１０６の上面に接している。ｐ側電極１１２は、例えば−Ｚ側（上側）に順に積層されたチタン（Ｔｉ）膜と、白金（Ｐｔ）膜と、金（Ａｕ）膜とを有する。フリップチップ実装により、面発光レーザ素子１５１のｐ側電極１１２はドライバＩＣ又はサブマウント等のｐ側電極に接続される。
［ｎ側コンタクト領域１５６の構造］
ｎ側コンタクト領域１５６において、図３に示すように、上部半導体多層膜反射鏡１０６に溝１２１が形成されている。また、溝１２１の内側で、上部スペーサ層１０５と、活性層１０４と、下部スペーサ層１０３と、下部半導体多層膜反射鏡１０２と、基板１０１の表層部とに溝１２２が形成されている。
ｎ側コンタクト領域１５６において、絶縁膜１１１は上部半導体多層膜反射鏡１０６、上部スペーサ層１０５、活性層１０４、下部スペーサ層１０３、下部半導体多層膜反射鏡１０２及び基板１０１を覆う。絶縁膜１１１に溝１２２の底部で基板１０１の表面１０１Ｂの一部を露出する開口部１１１Ｃが形成されている。絶縁膜１１１上にｎ側電極１１３が形成されている。ｎ側電極１１３は開口部１１１Ｃの内側で基板１０１の表面１０１Ｂに接している。ｎ側電極１１３はｎ側コンタクト領域１５６内で上部半導体多層膜反射鏡１０６の−Ｚ側（上側）に位置する部分を有する。ｎ側電極１１３は、例えば−Ｚ側（上側）に順に積層された金ゲルマニウム合金（ＡｕＧｅ）膜と、ニッケル（Ｎｉ）膜と、金（Ａｕ）膜とを有する。フリップチップ実装により、ｎ側電極１１３はｎ側コンタクト領域１５６内でドライバＩＣ又はサブマウント等のｎ側電極に接続される。
［面発光レーザ１００の実装］
面発光レーザ１００は、例えばサブマウントに実装されて使用される。図４は、面発光レーザ１００の使用例を示す模式図である。サブマウントと、サブマウントに実装された面発光レーザ１００とは面発光レーザ装置に含まれる。
この使用例では、図４に示すように、面発光レーザ１００は、フリップチップ実装によりドライバＩＣ３００上に実装されている。面発光レーザ素子１５１のｐ側電極１１２は、導電材３０１を介してドライバＩＣ３００に設けられたｐ側電極に電気的に接続されている。また、面発光レーザ素子１５１のｎ側電極１１３は、ｎ側コンタクト領域１５６にて導電材３０２を介してドライバＩＣ３００に設けられたｎ側電極に電気的に接続されている。面発光レーザ１００はドライバＩＣ３００により駆動される。ドライバＩＣ３００は面発光レーザの駆動装置の一例である。
面発光レーザ１００が実装される対象はドライバＩＣ３００に限定されない。例えば、面発光レーザ１００がサブマウント上に実装されてもよい。
［面発光レーザ１００の作用効果］
面発光レーザ素子１５１においては、基本横モードは面発光レーザ素子１５１の中心部にモード分布を有しており、これに直交する高次横モードは面発光レーザ素子１５１の周辺部に主なモード分布を有している。また、誘電体多層膜１１４の中央部１１４Ｘと上部半導体多層膜反射鏡１０６とが重なり合った、平面視でメサ構造体の中央部の反射率は、例えば９９．９％程度である。つまり、誘電体多層膜１１４が設けられている中央部の反射率は、その周辺の周辺部の反射率よりも高い。このため、面発光レーザ素子１５１の中心部にモード分布を有する基本横モード素子の反射損失は、周辺部に主なモード分布を有する高次横モードの反射損失よりも小さくなる。この結果、高次横モードの発振が抑制され、基本横モードが選択的に発振し、基板１０１の裏面１０１Ａ側からレーザ光ＬＡが出力される。また、高次横モードの発振は電流−光出力特性におけるキンクや発散角を広げる原因となるが、面発光レーザ素子１５１では高次横モードの発振が抑制されているため、電流−光出力特性の線形性に優れ、また発散角も非常に狭く抑制される。例えば、３ｍＷ出力時に個々の面発光レーザ素子１５１から放射されるレーザ光は半値全幅で５°以内の非常に狭い発散角を実現することができる。従って、高い注入レベルまで基本横モード発振が維持され、レーザ光ＬＡに単峰性の狭いビーム放射角を実現することができる。
また、誘電体多層膜１１４が低屈折率膜１１４Ａと高屈折率膜１１４Ｂとのペアを２ペア有しているため、高次横モード発振を抑制しやすい。すなわち、低屈折率膜１１４Ａと高屈折率膜１１４Ｂとのペアが多いほど、平面視で中央部１１４Ｘと上部半導体多層膜反射鏡１０６とが重なり合った部分の反射率を大きくし、高次横モード発振を抑制しやすい。裏面出射型の面発光レーザ素子では、ペアの数が５以上であることが好ましく、６以上であることがより好ましく、７以上であることが更に好ましい。
更に、誘電体多層膜１１４の側面１１４Ｓが上部半導体多層膜反射鏡１０６の主面に対して傾斜しているため、寸法余裕を大きく得ることができ、製造歩留まりを向上することができる。
但し、周辺部１１４Ｙに、光学的厚さ（波長がλのレーザ光の光路長）がλ／２の整数倍になる部分が含まれる場合、所望の大きさの寸法余裕を得られないことがある。図５は、参考例に係る面発光レーザの内部構造を示す断面図である。
参考例では、図５に示すように、第１の実施形態と同様に、誘電体多層膜１１４は、中央部１１４Ｘと、周辺部１１４Ｙとを有し、周辺部１１４Ｙが誘電体多層膜１１４の側面１１４Ｓを有する。中央部１１４Ｘ及び周辺部１１４Ｙの全体において、低屈折率膜１１４Ａの厚さ及び高屈折率膜１１４Ｂの厚さは、発振波長をλとするλ／４の光学的厚さとなるように設定されている。つまり、周辺部１１４Ｙにおいて、両ペアの低屈折率膜１１４Ａ及び高屈折率膜１１４Ｂの各厚さは、中央部１１４Ｘにおける厚さと同一である。両ペアの低屈折率膜１１４Ａ及び高屈折率膜１１４Ｂの各側面は、上部半導体多層膜反射鏡１０６の主面に対して傾斜している。また、参考例では、誘電体多層膜１１４の側面１１４Ｓの全体が空気に接触している。
他の構成は第１の実施形態と同様である。
参考例では、周辺部１１４Ｙのうち、上側のペアに含まれる低屈折率膜１１４Ａと下側のペアに含まれる高屈折率膜１１４Ｂとの境界が側面１１４Ｓに露出する境界端部１１４Ｚでは、誘電体多層膜１１４の厚さが、低屈折率膜１１４Ａの厚さと高屈折率膜１１４Ｂの厚さと和に等しい。また、側面１１４Ｓは空気に接触している。このため、境界端部１１４Ｚでは、光学的厚さ（波長がλのレーザ光の光路長）がλ／２に等しくなる。従って、境界端部１１４Ｚでは、誘電体多層膜１１４の反射率が中央部１１４Ｘにおける反射率と同程度となり、寸法ずれが生じた場合に、周辺部１１４Ｙの反射率が高くなって高次横モード発振を十分に抑制することができないことがある。
これに対し、第１の実施形態では、誘電体多層膜１１４の側面１１４Ｓが単一の高屈折率膜１１４Ｂにより構成されており、周辺部１１４Ｙの光学的厚さは、周辺部１１４Ｙの全体において、λ／２の整数倍からずらして設定されている。つまり、周辺部１１４Ｙには、光学的厚さ（波長がλのレーザ光の光路長）がλ／２の整数倍になる部分が含まれない。特に、平面視で周辺部１１４Ｙと上部半導体多層膜反射鏡１０６とが重なり合った部分の反射率は、中央部１１４Ｘから離間するに従って単調に減少する。このため、寸法ずれが生じた場合でも、高次横モード発振を十分に抑制することができる。従って、第１の実施形態によれば、高次横モード発振を抑制しながら製造歩留まりを向上することができる。
［面発光レーザ１００の製造方法］
次に、面発光レーザ１００の製造方法について説明する。なお、上記のように、基板１０１上に複数の半導体層が積層されたものを、以下では、便宜上「積層体」ともいう。図６〜図２０は、第１の実施形態に係る面発光レーザ１００の製造方法を示す断面図である。図６〜図１４には、面発光レーザ素子１５１に相当する部分を示す。図１５〜図２０には、ｎ側コンタクト領域１５６に相当する部分を示す。
まず、図６に示すように、上記積層体のうち、下部半導体多層膜反射鏡１０２から上部半導体多層膜反射鏡１０６までを有機金属気相成長（metal organic chemical vapor deposition：ＭＯＣＶＤ）法又は分子線エピタキシャル成長（molecular beam epitaxy：ＭＢＥ）法による結晶成長によって形成する。
ここでは、ＭＯＣＶＤ法の場合には、ＩＩＩ族の原料には、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）を用い、Ｖ族の原料にはフォスフィン（ＰＨ３）、アルシン（ＡｓＨ３）を用いている。ｐ型ドーパントの原料には四臭化窒素（ＣＢｒ４）、ジメチルジンク（ＤＭＺｎ）を用い、ｎ型ドーパントの原料にはセレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）を用いている。
次いで、図７に示すように、上部半導体多層膜反射鏡１０６上にオーバーハング形状のレジストマスク３１０を形成する。レジストマスク３１０は、上部半導体多層膜反射鏡１０６上の第１のレジストマスク３１１と、第１のレジストマスク３１１上の第２のレジストマスク３１２とを含む。第１のレジストマスク３１１は、平面視で、形成しようとする誘電体多層膜１１４と同程度のサイズの開口部３１１Ａを有する。第２のレジストマスク３１２は、開口部３１１Ａより狭い開口部３１２Ａを有する。レジストマスク３１０の形成では、第１の光感度を有する第１のフォトレジストをスピンコートにより上部半導体多層膜反射鏡１０６上に形成した後、第１の光感度より低い第２の光感度を有する第２のフォトレジストをスピンコートにより第１のフォトレジスト上に形成する。第１のフォトレジストの形成と第２のフォトレジストの形成との間には、第１のフォトレジストの溶出を抑制するために、第１のフォトレジストに対してホットプレートで１５０℃、９０秒間のベークを行う。そして、第２のフォトレジストの形成後に、露光及び現像により誘電体多層膜１１４を形成しようとする部分に開口部３１１Ａ及び３１２Ａを形成する。光感度が異なる第１のフォトレジスト及び第２のフォトレジストを用いているため、一度の露光及び現像により、オーバーハング形状のレジストマスク３１０を形成することができる。
その後、図８に示すように、真空蒸着により、低屈折率膜１１４Ａと高屈折率膜１１４Ｂとのペアを２ペア形成する。例えば、低屈折率膜１１４Ａとして、屈折率が１．４６で厚さが１６１ｎｍの酸化シリコン膜を形成し、高屈折率膜１１４Ｂとして、屈折率が２．１８で厚さが１０８ｎｍの酸化タンタル膜を形成する。低屈折率膜１１４Ａ及び高屈折率膜１１４Ｂの各厚さは、９４０ｎｍの波長の１／４に相当する。
続いて、図９に示すように、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いて、レジストマスク３１０をその上の低屈折率膜１１４Ａ及び高屈折率膜１１４Ｂとともに除去する。この結果、誘電体多層膜１１４が上部半導体多層膜反射鏡１０６上に得られる。
なお、誘電体多層膜１１４の側面１１４Ｓに所望の傾斜を得るために、第１のレジストマスク３１１の厚さは誘電体多層膜１１４の厚さの２〜３倍とすることが好ましい。例えば、第１のレジストマスク３１１及び第２のレジストマスク３１２の厚さは、いずれも７００ｎｍ〜７５０ｎｍとする。第１のレジストマスク３１１が過剰に薄い場合、低屈折率膜１１４Ａ及び高屈折率膜１１４Ｂを成膜する時の周り込みが少なくなる。このため、側面１１４Ｓが裾を引くような形状となって反射率の寄与度が小さくなったり、誘電体多層膜１１４の底部に十分な寸法精度を得にくくなったりすることがある。第１のレジストマスク３１１が過剰に厚い場合、低屈折率膜１１４Ａ及び高屈折率膜１１４Ｂを成膜する時の周り込みが多くなる。このため、誘電体多層膜１１４の頂部が第２のレジストマスク３１２の開口部３１２Ａよりも大きくなって誘電体多層膜１１４の頂部に十分な寸法精度を得にくくなったり、周辺部１１４Ｙの寸法が小さくなったりする。
例えば、第１のレジストマスク３１１の開口部３１１Ａの寸法をａ、第２のレジストマスク３１２の開口部３１２Ａの寸法をｂ、誘電体多層膜１１４の寸法設計値をｃとすると、「ｃ＝ｂ＋（ａ−ｂ）／２」とすることが好ましい。この関係が成り立つ場合、寸法余裕がプラスずれ方向とマイナスずれ方向とで対称となるためである。
次いで、図１０に示すように、被選択酸化層１０８を含む上部半導体多層膜反射鏡１０６をエッチングすることにより、面発光レーザ素子１５１に相当する領域において、上部半導体多層膜反射鏡１０６にメサ構造体を形成する。エッチングとしては、例えば、誘導結合プラズマ（inductively coupled plasma：ＩＣＰ）ドライエッチング、電子サイクロトロン共鳴（electron cyclotron resonance：ＥＣＲ）ドライエッチング等を行うことができる。この時、図１５に示すように、ｎ側コンタクト領域１５６に相当する領域において、上部半導体多層膜反射鏡１０６に溝１２１を形成する。
その後、図１１及び図１６に示すように、積層体を水蒸気中で熱処理する。これにより、被選択酸化層１０８中のＡｌ（アルミニウム）がメサ構造体の外周部から選択的に酸化され、メサ構造体の中央部にＡｌの酸化領域１０８ａによって囲まれた非酸化の領域１０８ｂが残留する。すなわち、発光部の駆動電流の経路をメサ構造体の中央部だけに制限する、いわゆる酸化狭窄構造体が形成される。上記酸化されていない領域１０８ｂが電流通過領域である。
続いて、図１７に示すように、上部スペーサ層１０５と、活性層１０４と、下部スペーサ層１０３と、下部半導体多層膜反射鏡１０２と、基板１０１の表層部とをエッチングすることにより、ｎ側コンタクト領域１５６に相当する領域において、上部スペーサ層１０５と、活性層１０４と、下部スペーサ層１０３と、下部半導体多層膜反射鏡１０２と、基板１０１の表層部とに溝１２２を形成する。溝１２２を形成するためのエッチングを、被選択酸化層１０８の選択酸化の後に行うことで、選択酸化前の被選択酸化層１０８にダメージが生じることを防ぐことができる。なお、面発光レーザ素子１５１に相当する領域においては、上部スペーサ層１０５と、活性層１０４と、下部スペーサ層１０３と、下部半導体多層膜反射鏡１０２と、基板１０１の表層部とをそのまま維持する（図１１）。
次いで、図１２及び図１８に示すように、基板１０１の表面１０１Ｂ側の全面に絶縁膜１１１を形成する。絶縁膜１１１は、例えば気相化学堆積（chemical vapor deposition：ＣＶＤ）法により形成することができる。
その後、図１３及び図１９に示すように、絶縁膜１１１に、開口部１１１Ａ及び１１１Ｃを形成する。開口部１１１Ａ及び１１１Ｃは、例えばバッファードフッ酸（ＢＨＦ）を用いたウェットエッチングにより形成することができる。
次いで、図１４に示すように、面発光レーザ素子１５１に相当する領域において、ｐ側電極１１２を形成する。また、図２０に示すように、ｎ側コンタクト領域１５６に相当する領域において、ｎ側電極１１３を形成する。ｐ側電極１１２及びｎ側電極１１３は、例えばリフトオフ法により形成することができる。ｐ側電極１１２、ｎ側電極１１３のどちらを先に形成してもよい。ｐ側電極１１２の形成、ｎ側電極１１３の形成では、成膜後に、還元雰囲気又は不活性雰囲気中で加熱処理を行い、半導体材料と電極材料との共晶化によりオーミック導通をとる。
その後、基板１０１の裏面１０１Ａの研磨及び鏡面化処理を行い、裏面１０１Ａに反射防止膜１１５を形成する（図２及び図３参照）。
このようにして、面発光レーザ１００を製造することができる。
なお、誘電体多層膜１１４の形成に用いるレジストマスク３１０は、第１のレジストマスク３１１及び第２のレジストマスク３１２を含む必要はなく、レジストマスク３１０として単層構造のレジストマスクを用いてもよい。
（第１の実施形態の第１の変形例）
次に、第１の実施形態の第１の変形例について説明する。第１の変形例は、主に、誘電体多層膜の構成の点で第１の実施形態と相違する。図２１は、第１の実施形態の第１の変形例に係る面発光レーザの内部構造を示す断面図である。
第１の実施形態の第１の変形例では、図２１に示すように、第１の実施形態と同様に、誘電体多層膜１１４は、中央部１１４Ｘと、周辺部１１４Ｙとを有し、周辺部１１４Ｙが誘電体多層膜１１４の側面１１４Ｓを有する。中央部１１４Ｘ及び周辺部１１４Ｙの全体において、低屈折率膜１１４Ａの厚さ及び高屈折率膜１１４Ｂの厚さは、発振波長をλとするλ／４の光学的厚さとなるように設定されている。つまり、周辺部１１４Ｙにおいて、両ペアの低屈折率膜１１４Ａ及び高屈折率膜１１４Ｂの各厚さは、中央部１１４Ｘにおける厚さと同一である。両ペアの低屈折率膜１１４Ａ及び高屈折率膜１１４Ｂの各側面は、上部半導体多層膜反射鏡１０６の主面に対して傾斜している。
第１の変形例では、誘電体多層膜１１４が、更に、両ペアの低屈折率膜１１４Ａ及び高屈折率膜１１４Ｂの各側面を覆う高屈折率膜１１４Ｃを有する。高屈折率膜１１４Ｃの材料には、例えば高屈折率膜１１４Ｂの材料と同一の組成を有する材料を用いることができる。誘電体多層膜１１４の側面１１４Ｓは単一の高屈折率膜１１４Ｃにより構成されている。高屈折率膜１１４Ｃは第３の膜の一例である。
他の構成は第１の実施形態と同様である。
第１の変形例においても、平面視で誘電体多層膜１１４の中央部１１４Ｘと上部半導体多層膜反射鏡１０６とが重なり合った部分、すなわちメサ構造体の中央部の反射率は、例えば９９．９％程度である。また、周辺部１１４Ｙの光学的厚さは、周辺部１１４Ｙの全体において、λ／２の整数倍からずらして設定されている。つまり、周辺部１１４Ｙには、光学的厚さ（波長がλのレーザ光の光路長）がλ／２の整数倍になる部分が含まれない。従って、第１の変形例によっても、高次横モード発振を抑制しながら製造歩留まりを向上することができる。
なお、高屈折率膜１１４Ｃに代えて、低屈折率膜１１４Ａの材料と同一の材料から構成された低屈折率膜が用いられ、誘電体多層膜１１４の側面１１４Ｓが低屈折率膜１１４Ａと同一の材料から構成されてもよい。
（第１の実施形態の第２の変形例）
次に、第１の実施形態の第２の変形例について説明する。第２の変形例は、主に、誘電体多層膜の構成の点で第１の実施形態と相違する。図２２は、第１の実施形態の第２の変形例に係る面発光レーザの内部構造を示す断面図である。
第１の実施形態の第２の変形例では、図２２に示すように、第１の実施形態と同様に、誘電体多層膜１１４は、中央部１１４Ｘと、周辺部１１４Ｙとを有し、周辺部１１４Ｙが誘電体多層膜１１４の側面１１４Ｓを有する。中央部１１４Ｘ及び周辺部１１４Ｙの全体において、低屈折率膜１１４Ａの厚さ及び高屈折率膜１１４Ｂの厚さは、発振波長をλとするλ／４の光学的厚さとなるように設定されている。つまり、周辺部１１４Ｙにおいて、両ペアの低屈折率膜１１４Ａ及び高屈折率膜１１４Ｂの各厚さは、中央部１１４Ｘにおける厚さと同一である。両ペアの低屈折率膜１１４Ａ及び高屈折率膜１１４Ｂの各側面は、上部半導体多層膜反射鏡１０６の主面に対して傾斜している。
第２の変形例では、誘電体多層膜１１４の側面１１４Ｓは低屈折率膜１１４Ａ及び高屈折率膜１１４Ｂにより構成されている。そして、誘電体多層膜１１４の側面１１４Ｓは単一の絶縁膜１１１により直接覆われている。
他の構成は第１の実施形態と同様である。
第２の変形例においても、平面視で誘電体多層膜１１４の中央部１１４Ｘと上部半導体多層膜反射鏡１０６とが重なり合った部分、すなわちメサ構造体の中央部の反射率は、例えば９９．９％程度である。また、側面１１４Ｓが絶縁膜１１１により直接覆われており、絶縁膜１１１の屈折率が周辺部１１４Ｙの屈折率に影響を及ぼすため、周辺部１１４Ｙには、光学的厚さ（波長がλのレーザ光の光路長）がλ／２の整数倍になる部分が含まれない。従って、第２の変形例によっても、高次横モード発振を抑制しながら製造歩留まりを向上することができる。
誘電体多層膜１１４の平面形状は特に限定されない。図２３は、誘電体多層膜１１４の平面形状の例を示す図である。
例えば、図２３（ａ）に示すように、誘電体多層膜１１４の平面形状が円形であってもよい。図２３（ｂ）に示すように、誘電体多層膜１１４の平面形状が正方形であってもよい。
誘電体多層膜１１４の平面形状が異方性形状であってもよい。本開示において、異方性形状とは、９０度回転させたときに元の形に重ならない形状のことをいう。つまり、互いに直交する２つの方向において誘電体多層膜１１４の平面形状が異なっていればよく、互いに直交する２つの方向において誘電体多層膜１１４の幅が異なることが好ましい。例えば、図２３（ｃ）に示すように、誘電体多層膜１１４の平面形状が、円形の部分と、円形の部分から＋Ｙ側に延出する部分と、円形の部分から−Ｙ側に延出する部分とを有してもよい。図２３（ｄ）に示すように、誘電体多層膜１１４の平面形状が、正方形の部分と、正方形の部分から＋Ｙ側に延出する部分と、正方形の部分から−Ｙ側に延出する部分とを有してもよい。図２３（ｅ）に示すように、誘電体多層膜１１４の平面形状がＹ軸方向を長軸方向とする楕円形であってもよい。図２３（ｆ）に示すように、誘電体多層膜１１４の平面形状がＹ軸方向を長手方向とする長方形であってもよい。
誘電体多層膜１１４の平面形状が異方性形状の場合、面発光レーザ素子１５１の光学損失に異方性が導入され、特定の偏光成分を持つモードの損失が大きくなり、発振が抑制される。この結果、偏光方向が揃ったレーザ出力を得ることが可能になる。
更に、偏向制御を行う場合は、基板１０１は傾斜基板であることが好ましい。この場合、誘電体多層膜１１４における異方性を有する方向のいずれかが傾斜基板の傾斜方向に平行であることが好ましい。
なお、誘電体多層膜１１４に代えて、半導体の多層膜が用いられてもよい。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態に係る面発光レーザ１００を備えた光源装置および検出装置に関する。図２４は、検出装置の一例としての測距装置１０の概要を示したものである。
測距装置１０は、光源装置の一例としての光源装置１１を含む。測距装置１０は、光源装置１１から検出対象物１２に対してパルス光を投光（照射）し、検出対象物１２からの反射光を受光素子１３で受光して、反射光の受光までに要した時間に基づいて検出対象物１２との距離を測定する、ＴＯＦ（time of flight）方式の距離検出装置である。
図２４に示すように、光源装置１１は、光源１４と光学系１５を有している。光源１４は、第１の実施形態に係る面発光レーザ１００を備え、光源駆動回路１６により電流が送られて発光が制御される。光源駆動回路１６は、光源１４を発光させたときに信号制御回路１７に信号を送信する。光学系１５は、光源１４から出射した光の発散角や方向を調整する光学素子（例えばレンズやＤＯＥ、プリズム等）を有し、検出対象物１２に光を照射する。
光源装置１１から投光されて検出対象物１２で反射された反射光は、集光作用を持つ受光光学系１８を通して受光素子１３に導光される。受光素子１３は光電変換素子を含み、受光素子１３で受光した光が光電変換され、電気信号として信号制御回路１７に送られる。信号制御回路１７は、投光（光源駆動回路１６からの発光信号入力）と受光（受光素子１３からの受光信号入力）の時間差に基づいて、検出対象物１２までの距離を計算する。従って、測距装置１０では、受光光学系１８および受光素子１３が、光源装置１１から発せられて検出対象物１２で反射された光が入射する検出系として機能する。また、信号制御回路１７が、受光素子１３からの信号に基づき、検出対象物１２の有無や、検出対象物１２との相対速度等に関する情報を取得するよう構成してもよい。
本実施形態では、横モードが単一で高出力な光を出射する面発光レーザ１００を用いているため、より高精度な検出や測定を行うことが可能となる。
以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
１０ 測距装置
１１ 光源装置
１３ 受光素子
１５ 光学系
１８ 受光光学系
１００ 面発光レーザ
１０２ 下部半導体多層膜反射鏡
１０４ 活性層
１０６ 上部半導体多層膜反射鏡
１０８ 被選択酸化層
１０８ａ 酸化領域
１０８ｂ 非酸化の領域
１１４ 誘電体多層膜
１５１ 面発光レーザ素子
１５３ レーザ素子アレイ
特許第５５３２２３９号公報

Claims (13)

  1. 第１の反射鏡と、
    前記第１の反射鏡上の活性層と、
    前記活性層上の第２の反射鏡と、
    前記第２の反射鏡上の多層膜と、
    を有し、
    前記多層膜の側面は、前記第２の反射鏡の主面に対して傾斜しており、
    前記多層膜は、厚さ方向で、第１の屈折率を有する第１の膜と、前記第１の屈折率よりも高い第２の屈折率を有する第２の膜との組を２以上有し、
    前記多層膜は、前記主面に垂直な方向からの平面視で、中央部と、前記中央部の周囲に設けられ、前記側面を備えた周辺部と、を有し、
    前記多層膜の側面は単一の膜により構成されている、面発光レーザ素子。
  2. 前記単一の膜は、前記２以上の組のうちで最も上方に位置する組に含まれる前記第２の膜である、請求項１に記載の面発光レーザ素子。
  3. 前記多層膜は、前記中央部及び前記周辺部の全体にわたって、前記第１の膜と、前記第２の膜との組を２以上有する、請求項１又は２に記載の面発光レーザ素子。
  4. 前記中央部における、前記第１の膜の厚さと前記第２の膜の厚さとの比は、
    前記周辺部における、前記第１の膜の厚さと前記第２の膜の厚さとの比と等しい、請求項３に記載の面発光レーザ素子。
  5. 前記単一の膜は、前記第２の膜と同一の組成を有する第３の膜を含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の面発光レーザ素子。
  6. 第１の反射鏡と、
    前記第１の反射鏡上の活性層と、
    前記活性層上の第２の反射鏡と、
    前記第２の反射鏡上の多層膜と、
    を有し、
    前記多層膜の側面は、前記第２の反射鏡の主面に対して傾斜しており、
    前記多層膜は、厚さ方向で、第１の屈折率を有する第１の膜と、前記第１の屈折率よりも高い第２の屈折率を有する第２の膜との組を２以上有し、
    前記多層膜は、前記主面に垂直な方向からの平面視で、中央部と、前記中央部の周囲に設けられ、前記側面を備えた周辺部と、を有し、
    前記周辺部の反射率は、前記中央部の反射率よりも低く、
    前記多層膜の側面は単一の膜により覆われている、面発光レーザ素子。
  7. 前記第１の反射鏡及び前記第２の反射鏡は半導体の多層膜反射鏡を含む、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の面発光レーザ素子。
  8. 前記第１の膜及び前記第２の膜は誘電体膜を含む、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の面発光レーザ素子。
  9. 前記第１の反射鏡側から光を出射する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の面発光レーザ素子。
  10. 基板と、
    前記基板上に形成された請求項１乃至９のいずれか１項に記載の複数の面発光レーザ素子と、
    を有し、
    前記第１の反射鏡は前記第２の反射鏡よりも前記基板側に位置する、面発光レーザ。
  11. 実装基板と、
    前記実装基板に実装された、請求項１０に記載の面発光レーザと、
    を有する、面発光レーザ装置。
  12. 請求項１１に記載の面発光レーザ装置と、
    前記面発光レーザ装置を駆動する駆動装置と、
    を備え、
    前記面発光レーザから外部へ光を出射する、光源装置。
  13. 請求項１２に記載の光源装置と、
    前記面発光レーザから外部へ出射され、対象物で反射された光を検出可能な受光素子と、
    を備える、検出装置。
JP2019211382A 2019-11-22 2019-11-22 面発光レーザ素子、面発光レーザ、面発光レーザ装置、光源装置及び検出装置 Active JP7367484B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019211382A JP7367484B2 (ja) 2019-11-22 2019-11-22 面発光レーザ素子、面発光レーザ、面発光レーザ装置、光源装置及び検出装置
US17/088,599 US11901701B2 (en) 2019-11-22 2020-11-04 Surface emitting laser element, surface emitting laser, surface emitting laser device, light source device, and detection apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019211382A JP7367484B2 (ja) 2019-11-22 2019-11-22 面発光レーザ素子、面発光レーザ、面発光レーザ装置、光源装置及び検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021082782A true JP2021082782A (ja) 2021-05-27
JP7367484B2 JP7367484B2 (ja) 2023-10-24

Family

ID=75963316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019211382A Active JP7367484B2 (ja) 2019-11-22 2019-11-22 面発光レーザ素子、面発光レーザ、面発光レーザ装置、光源装置及び検出装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11901701B2 (ja)
JP (1) JP7367484B2 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007157889A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 面発光レーザモジュールおよびその作製方法
US20080069168A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Young-Hyun Kim Vertical cavity surface emitting laser and fabricating method thereof
JP2011135031A (ja) * 2009-11-26 2011-07-07 Ricoh Co Ltd 面発光レーザ素子、面発光レーザアレイ、光走査装置及び画像形成装置
WO2014122709A1 (ja) * 2013-02-07 2014-08-14 シャープ株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2016146417A (ja) * 2015-02-09 2016-08-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体発光装置及びそれを用いた距離計測装置並びに距離計測装置の駆動方法
JP2019165198A (ja) * 2018-03-19 2019-09-26 株式会社リコー 面発光レーザアレイ、検出装置およびレーザ装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3566902B2 (ja) 1999-09-13 2004-09-15 古河電気工業株式会社 面発光半導体レーザ素子
JP4381017B2 (ja) 2003-03-25 2009-12-09 三洋電機株式会社 面発光型半導体レーザ素子
JP2006210429A (ja) 2005-01-25 2006-08-10 Sony Corp 面発光型半導体レーザ
JP5376104B2 (ja) 2005-07-04 2013-12-25 ソニー株式会社 面発光型半導体レーザ
JP5653625B2 (ja) 2009-01-08 2015-01-14 古河電気工業株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
JP5504784B2 (ja) 2009-03-18 2014-05-28 株式会社リコー 面発光レーザ、面発光レーザアレイ、光走査装置及び画像形成装置
JP5754624B2 (ja) 2010-05-25 2015-07-29 株式会社リコー 面発光レーザ素子、面発光レーザアレイ、光走査装置、画像形成装置及び面発光レーザ素子の製造方法
JP5839852B2 (ja) 2011-06-24 2016-01-06 古河電気工業株式会社 垂直型発光素子及びその製造方法
JP6085956B2 (ja) 2012-03-09 2017-03-01 株式会社リコー 面発光レーザアレイ素子、光走査装置及び画像形成装置
WO2016048268A1 (en) * 2014-09-22 2016-03-31 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Single mode vertical-cavity surface-emitting laser
JP6786798B2 (ja) * 2015-12-22 2020-11-18 株式会社リコー 光学センサ、光学検査装置、及び光学特性検出方法
JP6743436B2 (ja) 2016-03-17 2020-08-19 株式会社リコー 面発光レーザアレイ、及びレーザ装置
JP2017204618A (ja) 2016-05-13 2017-11-16 株式会社リコー 面発光レーザ素子、面発光レーザアレイ、画像形成装置、画像表示装置、レーザ加工機、レーザアニール装置、点火装置及び面発光レーザ素子の製造方法。

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007157889A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 面発光レーザモジュールおよびその作製方法
US20080069168A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Young-Hyun Kim Vertical cavity surface emitting laser and fabricating method thereof
JP2011135031A (ja) * 2009-11-26 2011-07-07 Ricoh Co Ltd 面発光レーザ素子、面発光レーザアレイ、光走査装置及び画像形成装置
WO2014122709A1 (ja) * 2013-02-07 2014-08-14 シャープ株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2016146417A (ja) * 2015-02-09 2016-08-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体発光装置及びそれを用いた距離計測装置並びに距離計測装置の駆動方法
JP2019165198A (ja) * 2018-03-19 2019-09-26 株式会社リコー 面発光レーザアレイ、検出装置およびレーザ装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20210159671A1 (en) 2021-05-27
US11901701B2 (en) 2024-02-13
JP7367484B2 (ja) 2023-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100046565A1 (en) Vertical cavity surface emitting laser
JP4962743B2 (ja) 発光装置
US8027370B2 (en) Semiconductor device
US8175128B2 (en) Semiconductor laser element and semiconductor laser device
JP5088498B2 (ja) 発光装置
JP2024015276A (ja) 面発光レーザ、面発光レーザ装置、光源装置及び検出装置
US20210167579A1 (en) Surface emitting laser, surface emitting laser device, light source device, and detection apparatus
US7418014B2 (en) Surface-emitting type semiconductor laser, and method for manufacturing the same, optical switch, and optical branching ratio variable element
JP2007299897A (ja) 面発光レーザ素子、それを備えた面発光レーザアレイ、面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えた画像形成装置、面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えた光インターコネクションシステムおよび面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えた光通信システム
CN113316875A (zh) 表面发射激光器模块、光学装置和表面发射激光基板
JP5411440B2 (ja) 発光装置
US20240128725A1 (en) Surface-emitting laser array, light source module, and distance-measuring apparatus
JP7367484B2 (ja) 面発光レーザ素子、面発光レーザ、面発光レーザ装置、光源装置及び検出装置
US20100237358A1 (en) Light-emitting device and light-emitting module
JP7351132B2 (ja) 面発光レーザ、面発光レーザ装置、光源装置及び検出装置
JP2009238846A (ja) 発光装置
JP5168476B2 (ja) 発光装置
JP7215266B2 (ja) 面発光レーザ素子、光源装置及び検出装置
US20110249696A1 (en) Laser diode
JP2006190762A (ja) 半導体レーザ
JP5494991B2 (ja) 発光装置
JP2009238844A (ja) 発光装置
JP2012089890A (ja) 発光装置
JP2009238827A (ja) 発光装置
JP2013012771A (ja) 発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220914

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230426

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230516

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230718

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230912

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230925

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7367484

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151