JP2021114489A - Semiconductor laser and atomic oscillator - Google Patents
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Abstract
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.
特許文献1には、電流狭窄層を形成する手法として、メサポストに加工した積層構造を水蒸気雰囲気中にて酸化処理を行い、AlAs層をメサポスト外周側から酸化することで、電流狭窄層を形成する手法が記載されている。また、特許文献1には、AlAs層を酸化して電流狭窄層を形成した場合、電流狭窄層の電流流入領域となる開口の形状が、略正方形になることが記載されている。また、平面視において、電流狭窄層の開口を囲む円環状のp側電極が記載されている。
In
電流狭窄層の開口の形状が四角形である場合、電極から印加される電流が四角形の頂点に集中し、半導体レーザーを構成する半導体層に欠陥が生じることがある。このように半導体層に欠陥が生じると、この欠陥が抵抗となったり、この欠陥で光が吸収されたりして、特性の変動を引き起こす。例えば、欠陥が抵抗となり発熱すると、半導体レーザーの温度が変動し、波長が変動する。また、例えば、欠陥で光が吸収されると光出力が低下する。 When the shape of the opening of the current constriction layer is quadrangular, the current applied from the electrodes is concentrated on the vertices of the quadrangle, which may cause defects in the semiconductor layer constituting the semiconductor laser. When a defect occurs in the semiconductor layer in this way, the defect becomes a resistor or light is absorbed by the defect, causing fluctuations in characteristics. For example, when a defect acts as a resistance and generates heat, the temperature of the semiconductor laser fluctuates and the wavelength fluctuates. Further, for example, when light is absorbed by a defect, the light output decreases.
本発明に係る半導体レーザーの一態様は、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2ミラー層に配置されたコンタクト層と、前記コンタクト層に接続される接続部分を有する電極と、を含み、前記電流狭窄層は、電流の経路となる開口部を有し、前記開口部の形状は、平面視で、第1辺、第2辺、第3辺、および第4辺を有する四角形であり、平面視で、前記接続部分と前記第1辺との間の最短距離をL1とし、平面視で、前記接続部分と前記第2辺との間の最短距離をL2とし、平面視で、前記接続部分と前記第3辺との間の最短距離をL3とし、平面視で、前記接続部分と前記第4辺との間の最短距離をL4とし、平面視で、前記接続部分と、前記第1辺と前記第2辺とがなす第1頂点との間の最短距離をL12とし、平面視で、前記接続部分と、前記第2辺と前記第3辺とがなす第2頂点との間の最短距離をL23とし、平面視で、前記接続部分と、前記第3辺と前記第4辺とがなす第3頂点との間の最短距離をL34とし、平面視で、前記接続部分と、前記第4辺と前記第1辺とがなす第4頂点との間の最短距離をL41とした場合、L12>L1、L12>L2、L23>L2、L23>L3、L34>L3、L34>L4、L41>L4、L41>L1を満たす。 One aspect of the semiconductor laser according to the present invention includes a first mirror layer, a second mirror layer, an active layer arranged between the first mirror layer and the second mirror layer, and the first mirror layer. The current includes a current constriction layer arranged between the second mirror layer and the second mirror layer, a contact layer arranged in the second mirror layer, and an electrode having a connecting portion connected to the contact layer. The constriction layer has an opening that serves as a path for current, and the shape of the opening is a quadrangle having a first side, a second side, a third side, and a fourth side in a plan view, and is a plan view. The shortest distance between the connection portion and the first side is L1, the shortest distance between the connection portion and the second side is L2 in plan view, and the connection portion and the connection portion are in plan view. The shortest distance between the third side is L3, the shortest distance between the connection portion and the fourth side is L4 in plan view, and the connection portion and the first side are in plan view. Let L12 be the shortest distance between the second side and the first apex, and in plan view, the shortest distance between the connecting portion and the second apex formed by the second side and the third side. Is L23, and the shortest distance between the connecting portion and the third apex formed by the third side and the fourth side is L34 in a plan view. Assuming that the shortest distance between the side and the fourth apex formed by the first side is L41, L12> L1, L12> L2, L23> L2, L23> L3, L34> L3, L34> L4, L41> Satisfy L4, L41> L1.
本発明に係る半導体レーザーの一態様は、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2ミラー層に配置されたコンタクト層と、前記コンタクト層に接続される接続部分を有する電極と、を含み、前記電流狭窄層は、電流の経路となる開口部を有し、前記開口部の形状は、平面視で、四角形であり、平面視で、前記接続部分と、前記四角形の対角線の延長線とは、交差しない。 One aspect of the semiconductor laser according to the present invention includes a first mirror layer, a second mirror layer, an active layer arranged between the first mirror layer and the second mirror layer, and the first mirror layer. The current includes a current constriction layer arranged between the second mirror layer and the second mirror layer, a contact layer arranged in the second mirror layer, and an electrode having a connecting portion connected to the contact layer. The constriction layer has an opening that serves as a path for electric current, and the shape of the opening is a quadrangle in a plan view, and the connection portion and an extension line of the diagonal line of the quadrangle intersect in a plan view. do not.
本発明に係る原子発振器の一態様は、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2ミラー層に配置されたコンタクト層と、前記コンタクト層に接続される接続部分を有する電極と、を含み、前記電流狭窄層は、電流の経路となる開口部を有し、前記開口部の形状は、平面視で、第1辺、第2辺、第3辺、および第4辺を有する四角形であり、平面視で、前記接続部分と前記第1辺との間の最短距離をL1とし、平面視で、前記接続部分と前記第2辺との間の最短距離をL2とし、平面視で、前記接続部分と前記第3辺との間の最短距離をL3とし、平面視で、前記接続部分と前記第4辺との間の最短距離をL4とし、平面視で、前記接続部分と、前記第1辺と前記第2辺とがなす第1頂点との間の最短距離をL12とし、平面視で、前記接続部分と、前記第2辺と前記第3辺とがなす第2頂点との間の最短距離をL23とし、平面視で、前記接続部分と、前記第3辺と前記第4辺とがなす第3頂点との間の最短距離をL34とし、平面視で、前記接続部分と、前記第4辺と前記第1辺とがなす第4頂点との間の最短距離をL41とした場合、L12>L1、L12>L2、L23>L2、L23>L3、L34>L3、L34>L4、L41>L4、L41>L1を満たす。 One aspect of the atomic oscillator according to the present invention detects a semiconductor laser, an atomic cell containing an alkali metal atom irradiated with light emitted from the semiconductor laser, and the intensity of light transmitted through the atomic cell. The semiconductor laser is arranged between the first mirror layer, the second mirror layer, the first mirror layer, and the second mirror layer, including a light receiving element that outputs a detection signal. An active layer, a current constriction layer arranged between the first mirror layer and the second mirror layer, a contact layer arranged in the second mirror layer, and a connection portion connected to the contact layer. The current constriction layer has an opening that serves as a path for the current, and the shape of the opening is the first side, the second side, the third side, and the fourth side in a plan view. It is a quadrangle having sides, and the shortest distance between the connecting portion and the first side is L1 in a plan view, and the shortest distance between the connecting portion and the second side is L2 in a plan view. In plan view, the shortest distance between the connecting portion and the third side is L3, in plan view, the shortest distance between the connecting portion and the fourth side is L4, and in plan view, the above. The shortest distance between the connecting portion and the first apex formed by the first side and the second side is L12, and the connecting portion, the second side, and the third side form in a plan view. The shortest distance between the second apex and the second apex is L23, and the shortest distance between the connecting portion and the third apex formed by the third side and the fourth side is L34 in the plan view. When the shortest distance between the connecting portion and the fourth apex formed by the fourth side and the first side is L41, L12> L1, L12> L2, L23> L2, L23> L3, L34. > L3, L34> L4, L41> L4, L41> L1.
本発明に係る原子発振器の一態様は、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2ミラー層に配置されたコンタクト層と、前記コンタクト層に接続される接続部分を有する電極と、を含み、前記電流狭窄層は、電流の経路となる開口部を有し、前記開口部の形状は、平面視で、四角形であり、平面視で、前記接続部分と、前記四角形の対角線の延長線とは、交差しない。 One aspect of the atomic oscillator according to the present invention detects a semiconductor laser, an atomic cell containing an alkali metal atom irradiated with light emitted from the semiconductor laser, and the intensity of light transmitted through the atomic cell. The semiconductor laser is arranged between the first mirror layer, the second mirror layer, the first mirror layer, and the second mirror layer, including a light receiving element that outputs a detection signal. The active layer, the current constriction layer arranged between the first mirror layer and the second mirror layer, the contact layer arranged in the second mirror layer, and the connecting portion connected to the contact layer. The current constriction layer includes an electrode having an electric current, and the current constriction layer has an opening that serves as a path for electric current, and the shape of the opening is a quadrangle in a plan view, and the connection portion and the quadrangle in a plan view. Does not intersect the diagonal extension of.
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. The embodiments described below do not unreasonably limit the content 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。なお、図1および図2には、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。
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
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および図2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50と、コンタクト層60と、樹脂層70と、第1電極80と、第2電極82と、を含む。
The
Cavity Surface Emitting Laser). As shown in FIGS. 1 and 2, the
基板10は、例えば、n型のGaAs基板である。
The
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、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層されて構成されている。高屈折率層は、例えば、シリコンがドープされたn型のAl0.12Ga0.88As層である。低屈折率層は、例えば、シリコンがドープされたn型のAl0.9Ga0.1As層である。高屈折率層と低屈折率層との積層数は、例えば、10ペア以上50ペア以下である。
The
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
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側とは反対側に配置されている。第2ミラー層40は、活性層30とコンタクト層60との間に配置されている。第2ミラー層40は、例えば、p型の半導体層である。第2ミラー層40は、第1ミラー層20と導電型が異なる。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、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層されて構成されている。高屈折率層は、例えば、炭素がドープされたp型のAl0.12Ga0.88As層である。低屈折率層は、例えば、炭素がドープされたp型のAl0.9Ga0.1As層である。高屈折率層と低屈折率層との積層数は、例えば、3ペア以上40ペア以下である。
The
第1ミラー層20、活性層30、および第2ミラー層40は、活性層30で発生した光を共振させる共振器を構成している。
The
電流狭窄層50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50は、図2に示す例では、第2ミラー層40の内部に配置されている。電流狭窄層50は、例えば、活性層30上に配置されてもよい。電流狭窄層50は、例えば、AlxGa1−xAs層(x≧0.95)が酸化された層である。電流狭窄層50には、電流の経路となる開口部59が設けられている。電流狭窄層50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
コンタクト層60は、第2ミラー層40上に配置されている。コンタクト層60は、p型の半導体層である。コンタクト層60は、例えば、炭素がドープされたp型のGaAs層である。
The
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50、およびコンタクト層60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。積層体2の形状は、例えば、平面視で円である。
A part of the
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。
In addition, the plan view means to see along the axis perpendicular to the
樹脂層70は、積層体2の側面に配置されている。樹脂層70は、積層体2の上面に一部に配置されている。樹脂層70の材質は、例えば、ポリイミドである。
The
第1電極80は、第1ミラー層20上に配置されている。第1電極80は、第1ミラー層20とオーミックコンタクトしている。第1電極80は、第1ミラー層20と電気的に接続されている。第1電極80としては、例えば、第1ミラー層20側から、AuGe層、Ni層、Ti層、Au層の順序で積層したものを用いる。第1電極80は、活性層30に電流を注入するための一方の電極である。なお、図示はしないが、第1電極80は、基板10の下面に設けられていてもよい。
The
第2電極82は、コンタクト層60上に配置されている。第2電極82は、コンタクト層60とオーミックコンタクトしている。図示の例では、第2電極82は、さらに樹脂層70上に配置されている。第2電極82は、コンタクト層60を介して、第2ミラー層40と電気的に接続されている。第2電極82としては、例えば、コンタクト層60側から、AuGe層、Ni層、Ti層、Au層の順序で積層したものを用いる。第2電極82は、活性層30に電流を注入するための他方の電極である。
The
第2電極82は、パッド84と電気的に接続されている。図示の例では、第2電極82は、引き出し配線86を介して、パッド84と電気的に接続されている。パッド84および引き出し配線86は、樹脂層70上に設けられている。パッド84および引き出し配線86の材質は、例えば、第2電極82の材質と同じである。
The
図3は、第2電極82のコンタクト層60に接続される接続部分8と、電流狭窄層50の開口部59と、の位置関係を説明するための図である。なお、図3では、第2電極82およびコンタクト層60のみを図示している。
FIG. 3 is a diagram for explaining the positional relationship between the
第2電極82は、コンタクト層60に接続される接続部分8を有する。第2電極82は、図2に示すように、接続部分8において、コンタクト層60に接続されている。接続部分8は、第2電極82がコンタクト層60に接している部分であり、接続部分8からコンタクト層60に電流が印加される。接続部分8は、例えば、第2電極82がコンタクト層60とオーミックコンタクトしている部分である。
The
電流狭窄層50の開口部59の形状は、図3に示すように、平面視で、第1辺51、第2辺52、第3辺53、および第4辺54を有する四角形である。開口部59は、平面視で、第1辺51と第2辺52とがなす第1頂点55、第2辺52と第3辺53とがなす第2頂点56、第3辺53と第4辺54とがなす第3頂点57、および第4辺54と第1辺51とがなす第4頂点58を有する四角形である。
As shown in FIG. 3, the shape of the
図3に示す例では、開口部59の形状は、平面視で、正方形である。電流狭窄層50は、積層体2の側面から、後述する図4および図5に示す被酸化層50aを酸化させることで形成される。電流狭窄層50に形成される開口部59は、被酸化層50aの一部が酸化されずに残った部分である。被酸化層50aとなる半導体層は、結晶方位により酸化速度に異方性を持つため、開口部59の形状は、結晶方位による酸化速度の異方性を反映した形状となる。例えば、被酸化層50aがAlxGa1−xAs層(x≧0.95)からなる場合、開口部59の形状は、例えば、四角形となる。また、積層体2の形状が平面視で円である場合、開口部59の形状は、例えば、正方形となる。
In the example shown in FIG. 3, the shape of the
ここで、図3に示すように、平面視で接続部分8と第1辺51との間の最短距離をL1とし、平面視で接続部分8と第2辺52との間の最短距離をL2とし、平面視で接続部分8と第3辺53との間の最短距離をL3とし、平面視で接続部分8と第4辺54との間の最短距離をL4とする。また、平面視で接続部分8と第1頂点55との間の最短距離をL12とし、平面視で接続部分8と第2頂点56との間の最短距離をL23とし、平面視で接続部分8と第3頂点57との間の最短距離をL34とし、平面視で接続部分8と第4頂点58との間の最短距離をL41とする。この場合、半導体レーザー100では、接続部分8と開口部59とは、以下の位置関係(以下、「第1位置関係」ともいう)を満たす。
Here, as shown in FIG. 3, the shortest distance between the connecting
L12>L1、L12>L2
L23>L2、L23>L3
L34>L3、L34>L4
L41>L4、L41>L1
L12> L1, L12> L2
L23> L2, L23> L3
L34> L3, L34> L4
L41> L4, L41> L1
図3に示す例では、平面視で、接続部分8の開口7の内側に開口部59が位置している。接続部分8の開口7の形状は、第2電極82の開口の形状に一致する。接続部分8の開口7は、平面視で、第1辺51に平行な第1直線部8aと、第2辺52に平行な第2直線部8bと、第3辺53に平行な第3直線部8cと、第4辺54に平行な第4直線部8dと、第1直線部8aと第2直線部8bとを接続する第1曲線部9aと、第2直線部8bと第3直線部8cとを接続する第2曲線部9bと、第3直線部8cと第4直線部8dとを接続する第3曲線部9cと、第4直線部8dと第1直線部8aとを接続する第4曲線部9dと、を有する形状である。
In the example shown in FIG. 3, the
第1直線部8aは、開口部59の第1辺51と平行であり、第2直線部8bは、開口部59の第2辺52と平行である。また、第1曲線部9aは、開口部59の第1頂点55を中心とする円弧である。そのため、接続部分8と開口部59の第1頂点55との間の最短距離L12は、第1曲線部9aがつくる円弧の半径となる。また、接続部分8と第1辺51との間の最短距離L1は、第1直線部8aと第1辺51との間の最短距離となり、接続部分8と第2辺52との間の最短距離L2は、第2直線部8bと第2辺52との間の最短
距離となる。ここで、第1曲線部9aがつくる円弧の半径は、第1直線部8aと第1辺51との間の最短距離、および第2直線部8bと第2辺52との間の最短距離よりも大きい。したがって、L12>L1、L12>L2を満たす。
The first
同様に、第2直線部8bは、開口部59の第2辺52と平行であり、第3直線部8cは、開口部59の第3辺53と平行である。また、第2曲線部9bは、開口部59の第2頂点56を中心とする円弧である。そのため、接続部分8と開口部59の第2頂点56との間の最短距離L23は、第2曲線部9bがつくる円弧の半径となる。また、接続部分8と第2辺52との間の最短距離L2は、第2直線部8bと第2辺52との間の最短距離となり、接続部分8と第3辺53との間の最短距離L3は、第3直線部8cと第3辺53との間の最短距離となる。ここで、第2曲線部9bがつくる円弧の半径は、第2直線部8bと第2辺52との間の最短距離、および第3直線部8cと第3辺53との間の最短距離よりも大きい。したがって、L23>L2、L23>L3を満たす。
Similarly, the second
同様に、第3直線部8cは、開口部59の第3辺53と平行であり、第4直線部8dは、開口部59の第4辺54と平行である。また、第3曲線部9cは、開口部59の第3頂点57を中心とする円弧である。そのため、接続部分8と開口部59の第3頂点57との間の最短距離L34は、第3曲線部9cがつくる円弧の半径となる。また、接続部分8と第3辺53との間の最短距離L3は、第3直線部8cと第3辺53との間の最短距離となり、接続部分8と第4辺54との間の最短距離L4は、第4直線部8dと第4辺54との間の最短距離となる。ここで、第3曲線部9cがつくる円弧の半径は、第3直線部8cと第3辺53との間の最短距離、および第4直線部8dと第4辺54との間の最短距離よりも大きい。したがって、L34>L3、L34>L4を満たす。
Similarly, the third
同様に、第4直線部8dは、開口部59の第4辺54と平行であり、第1直線部8aは、開口部59の第1辺51と平行である。また、第4曲線部9dは、開口部59の第4頂点58を中心とする円弧である。そのため、接続部分8と開口部59の第4頂点58との間の最短距離L41は、第4曲線部9dがつくる円弧の半径となる。また、接続部分8と第4辺54との間の最短距離L4は、第4直線部8dと第4辺54との間の最短距離となり、接続部分8と第1辺51との間の最短距離L1は、第1直線部8aと第1辺51との間の最短距離となる。ここで、第4曲線部9dがつくる円弧の半径は、第4直線部8dと第4辺54との間の最短距離、および第1直線部8aと第1辺51との間の最短距離よりも大きい。したがって、L41>L4、L41>L1を満たす。
Similarly, the fourth
図3に示す例では、接続部分8と第1頂点55との間の最短距離L12と、接続部分8と第2頂点56との間の最短距離L23と、接続部分8と第3頂点57との間の最短距離L34と、接続部分8と第4頂点58との間の最短距離をL41とは、互いに等しい。すなわち、半導体レーザー100では、接続部分8と開口部59とは、L12=L23=L34=L41の位置関係(以下、「第2位置関係」ともいう)を満たす。
In the example shown in FIG. 3, the shortest distance L12 between the connecting
また、図3に示す例では、接続部分8と第1辺51との間の最短距離L1と、接続部分8と第2辺52との間の最短距離L2と、接続部分8と第3辺53との間の最短距離L3と、接続部分8と第4辺54との間の最短距離L4とは、互いに等しい。すなわち、半導体レーザー100では、接続部分8と開口部59とは、L1=L2=L3=L4の位置関係(以下、「第3位置関係」ともいう)を満たす。
Further, in the example shown in FIG. 3, the shortest distance L1 between the connecting
図3に示す例では、接続部分8の開口7は、第1延長線L10に関して対称であり、かつ、第2延長線L20に関して対称である。第1延長線L10および第2延長線L20は、開口部59が形成する四角形の2つの対角線の延長線である。図示の例では、四角形の2つの対角線のうちの一方はY軸に平行であり、他方はX軸に平行である。そのため、第
1延長線L10は、Y軸に平行であって四角形の中心を通る直線であり、第2延長線L20は、X軸に平行であって四角形の中心を通る直線である。
In the example shown in FIG. 3, the
なお、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。 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. 作用効果
半導体レーザー100では、L12>L1、L12>L2の関係を満たす。すなわち、平面視で、接続部分8と第1頂点55との間の最短距離をL12は、接続部分8と第1辺51との間の最短距離L1よりも大きく、かつ、接続部分8と第2辺52との間の最短距離L2よりも大きい。そのため、第1頂点55の電流密度を低減できる。
1.2. Action effect The
例えば、L12≦L1、L12≦L2の場合、第1頂点55に電流が集中して電流密度が高くなり、活性層30や、第1ミラー層20、第2ミラー層40等に欠陥が生じることがある。この欠陥が半導体レーザーの特性の変動を引き起こす場合がある。これに対して、半導体レーザー100では、L12>L1、L12>L2の関係を満たし、第1頂点55を第1辺51および第2辺52よりも接続部分8から遠ざけることができるため、第1頂点55の電流密度を低減できる。この結果、第1頂点55に電流が集中して欠陥が生じる可能性を低減できる。
For example, in the case of L12 ≦ L1 and L12 ≦ L2, the current concentrates on the
同様に、半導体レーザー100では、L23>L2、L23>L3の関係を満たす。すなわち、平面視で、接続部分8と第2頂点56との間の最短距離L23は、接続部分8と第2辺52との間の最短距離L2よりも大きく、かつ、接続部分8と第3辺53との間の最短距離L3よりも大きい。これにより、第2頂点56を第2辺52および第3辺53よりも接続部分8から遠ざけることができ、第2頂点56の電流密度を低減できる。
Similarly, in the
同様に、半導体レーザー100では、L34>L3、L34>L4の関係を満たす。すなわち、平面視で、接続部分8と第3頂点57との間の最短距離をL34は、接続部分8と第3辺53との間の最短距離L3よりも大きく、かつ、接続部分8と第4辺54との間の最短距離L4よりも大きい。そのため、第3頂点57を第3辺53および第4辺54よりも接続部分8から遠ざけることができ、第3頂点57の電流密度を低減できる。
Similarly, in the
同様に、半導体レーザー100では、L41>L4、L41>L1の関係を満たす。すなわち、平面視で、接続部分8と第4頂点58との間の最短距離をL41は、接続部分8と第4辺54との間の最短距離L4よりも大きく、かつ、接続部分8と第1辺51との間の最短距離L1よりも大きい。そのため、第4頂点58を第4辺54および第1辺51よりも接続部分8から遠ざけることができ、第4頂点58の電流密度を低減できる。
Similarly, in the
このように、半導体レーザー100では、電流狭窄層50の開口部59の4つの頂点の電流密度を低減できるため、欠陥が生じる可能性を低減できる。これにより、半導体レーザー100では、高い特性安定性を有することができる。
As described above, in the
例えば、原子発振器の光源として用いられる半導体レーザーには、高い特性安定性が要求される。例えば、Csガスセルを備えた原子発振器では、光源として波長が895nmの半導体レーザーが用いられる。この半導体レーザーには、一日あたりの波長の許容変動量が、数〜数十フェムトメートルであり、一日あたりの光出力の許容変動量が、10−4〜10−3%の極めて高い特性安定性が要求される。そのため、開口部59の頂点に電流が集中して微小な欠陥が生じ、その微小な欠陥によって生じる特性の小さな変動であって
も、その影響が許容できない場合がある。半導体レーザー100では、上述したように、開口部59の頂点の電流密度を低減でき、高い特性安定性を有するため、原子発振器の光源として用いることができる。
For example, a semiconductor laser used as a light source of an atomic oscillator is required to have high characteristic stability. For example, in an atomic oscillator provided with a Cs gas cell, a semiconductor laser having a wavelength of 895 nm is used as a light source. This semiconductor laser has an extremely high permissible fluctuation amount of wavelength of several to several tens of femtometres per day and an extremely high permissible fluctuation amount of light output per day of 10-4 to 10-3%. Stability is required. Therefore, the current is concentrated at the apex of the
半導体レーザー100では、L12=L23=L34=L41を満たす。そのため、開口部59の4つの頂点の電流密度の差を小さくできる。したがって、半導体レーザー100では、1つの頂点に電流が集中して欠陥が発生することを防ぐことができる。
The
1.3. 半導体レーザーの製造方法
次に、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4および図5は、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。
1.3. Manufacturing Method of Semiconductor Laser Next, a manufacturing method of the
図4に示すように、基板10上に、第1ミラー層20、活性層30、第2ミラー層40、酸化されて電流狭窄層50となる被酸化層50a、およびコンタクト層60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. 4, the
次に、コンタクト層60、第2ミラー層40、被酸化層50a、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。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
図5に示すように、被酸化層50aを酸化して、電流狭窄層50を形成する。被酸化層50aは、例えば、AlxGa1−xAs層(x≧0.95)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、AlxGa1−xAs層(x≧0.95)を側面から酸化して、開口部59を有する電流狭窄層50を形成する。AlxGa1−xAs層からなる被酸化層50aは、結晶方位により酸化速度に異方性を持つため、開口部59の形状が、例えば平面視で正方形となる。
As shown in FIG. 5, the oxidized
図2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. 2, the
次に、コンタクト層60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。第2電極82は、図3に示すように、接続部分8と開口部59とが、第1位置関係、第2位置関係、および第3位置関係を満たすようにパターニングされる。
Next, the
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。
The order in which the
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
1.4. 変形例
図6は、第1実施形態の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。図7は、第2電極82のコンタクト層60に接続される接続部分8と、開口部59と
、の位置関係を説明するための図である。なお、図6は、図1に対応し、図7は、図3に対応している。以下、本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。
1.4. Modification Example FIG. 6 is a plan view schematically showing the
上述した半導体レーザー100では、図3に示すように、開口部59の形状が、平面視で正方形であった。これに対して、半導体レーザー110では、図7に示すように、開口部59の形状が、平面視で、菱形である。
In the
半導体レーザー110では、積層体2は、図6に示すように、平面視で、第1歪付与部2aと、第2歪付与部2bと、共振部2cと、を有している。
In the
第1歪付与部2aおよび第2歪付与部2bは、平面視で、共振部2cを挟んでいる。第1歪付与部2aは、共振部2cからY軸+方向に突出している。第2歪付与部2bは、共振部2cからY軸−方向に突出している。第1歪付与部2aおよび第2歪付与部2bは、共振部2cと一体に設けられている。積層体2は、第1歪付与部2aおよび第2歪付与部2bが設けられることによって、平面視で長手方向がY軸に沿った形状を有している。
The first
共振部2cは、第1歪付与部2aと第2歪付与部2bとの間に設けられている。X軸に沿った共振部2cの長さは、X軸に沿った第1歪付与部2aの長さまたはX軸に沿った第2歪付与部2bの長さよりも大きい。共振部2cの形状は、例えば、平面視で円である。共振部2cは、活性層30で発生した光を共振させる。すなわち、共振部2cは、共振器を構成している。
The
第1歪付与部2aおよび第2歪付与部2bは、活性層30に歪みを付与して、活性層30にて発生する光を偏光させる。第1歪付与部2aおよび第2歪付与部2bが活性層30に歪みを付与することによって、活性層30には所定の方向に応力が生じる。この結果、共振器を構成する共振部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。
The first strain-imparting
半導体レーザー110では、上述したように積層体2の形状が、平面視で長手方向がY軸に沿った形状であるため、開口部59の形状は、例えば、平面視で長手方向がY軸に沿った菱形となる。
In the
半導体レーザー110では、半導体レーザー100と同様に、接続部分8の開口7は、平面視で、第1辺51に平行な第1直線部8aと、第2辺52に平行な第2直線部8bと、第3辺53に平行な第3直線部8cと、第4辺54に平行な第4直線部8dと、第1直線部8aと第2直線部8bとを接続する第1曲線部9aと、第2直線部8bと第3直線部8cとを接続する第2曲線部9bと、第3直線部8cと第4直線部8dとを接続する第3曲線部9cと、第4直線部8dと第1直線部8aとを接続する第4曲線部9dと、を有する形状である。
In the
半導体レーザー110では、半導体レーザー100と同様に、接続部分8と開口部59とは、第1位置関係を満たす。そのため、半導体レーザー110では、電流狭窄層50の開口部59の4つの頂点の電流密度を低減でき、高い特性安定性を有することができる。また、半導体レーザー110では、半導体レーザー100と同様に、接続部分8と開口部59とは、第2位置関係および第3位置関係を満たす。
In the
なお、半導体レーザー110の製造方法は、積層体2を形成する工程において、第1歪
付与部2a、第2歪付与部2b、および共振部2cを形成する点を除いて、半導体レーザー100の製造方法と同様であり、その説明を省略する。なお、積層体2が第1歪付与部2aおよび第2歪付与部2bを有するため、被酸化層50aを酸化して電流狭窄層50を形成する工程では、開口部59の形状が、例えば平面視で菱形となる。
The method for manufacturing the
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8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。図9は、第2実施形態に係る半導体レーザー200を模式的に示す図8のIX−IX線断面図である。図10は、第2実施形態に係る半導体レーザー200を模式的に示す図8のX−X線断面図である。
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. 8 is a plan view schematically showing the
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
半導体レーザー200は、図9および図10に示すように、絶縁層90を有している。絶縁層90は、コンタクト層60上に配置されている。絶縁層90は、コンタクト層60と第2電極82との間に配置されている。絶縁層90は、さらに、積層体2の側面を覆っている。絶縁層90は、例えば、タンタルや、アルミニウム、チタンなどの金属の酸化膜や窒化膜、またはシリコンの酸化膜や窒化膜である。絶縁層90は、積層体2を水分や酸素等から保護するための保護膜として機能する。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
絶縁層90は、第2電極82とコンタクト層60が接続されるコンタクトホール92を有している。第2電極82は、絶縁層90上に配置され、コンタクトホール92を介して、コンタクト層60に接続されている。すなわち、コンタクトホール92の形状が、第2電極82の接続部分8の形状を決定している。このように、半導体レーザー200では、コンタクトホール92を有する絶縁層90を用いて、第2電極82の接続部分8を形成できるため、例えばコンタクト層60上に、直接、第2電極82を形成する場合と比べて、接続部分8の形状の自由度が高い。
The insulating
図11は、第2電極82のコンタクト層60に接続される接続部分8と、開口部59と、の位置関係を説明するための図である。なお、図11は、図3に対応している。
FIG. 11 is a diagram for explaining the positional relationship between the
半導体レーザー200は、図11に示すように、接続部分8は、第1部分6a、第2部分6b、第3部分6c、および第4部分6dを有している。第1部分6a、第2部分6b、第3部分6c、および第4部分6dは、互いに離間している。
In the
平面視で、接続部分8と、開口部59が形成する四角形の2つの対角線の延長線である第1延長線L10および第2延長線L20とは、交差しない。第1延長線L10は、第4部分6dと第1部分6aとの間、および第2部分6bと第3部分6cとの間を通っている。第2延長線L20は、第3部分6cと第4部分6dとの間、および第1部分6aと第2部分6bとの間を通っている。そのため、接続部分8と、第1延長線L10および第2延長線L20とは交差しない。
In a plan view, the connecting
半導体レーザー200では、半導体レーザー100と同様に、接続部分8と開口部59とは、第1位置関係、第2位置関係、および第3位置関係を満たしている。
In the
接続部分8は、例えば、開口部59の中心を中心とする円環から第1延長線L10と重
なる部分および第2延長線L20と重なる部分を切り欠いた形状を有している。すなわち、接続部分8は、円環から開口部59の4つの頂点に近い部分を切り欠いていた形状を有している。切り欠いた部分の幅は、例えば、第1位置関係、第2位置関係、および第3位置関係を満たす大きさである。接続部分8は、例えば、平面視で、第1延長線L10に関して対称であり、かつ、第2延長線L20に関して対称である。
The connecting
2.2. 作用効果
半導体レーザー200では、平面視で、接続部分8と、開口部59が形成する四角形の対角線の延長線L10,L20と、は、交差しない。そのため、半導体レーザー200では、例えば、接続部分8と延長線L10,L20とが交差する場合と比べて、開口部59の4つの頂点の電流密度を低減できる。これにより、半導体レーザー200では、高い特性安定性を有することができる。
2.2. Action effect In the
半導体レーザー200では、接続部分8と開口部59とが第1位置関係を満たす。そのため、半導体レーザー200では、半導体レーザー100と同様に、電流狭窄層50の開口部59の4つの頂点の電流密度を低減でき、高い特性安定性を有することができる。
In the
2.3. 半導体レーザーの製造方法
次に、半導体レーザー200の製造方法について説明する。
2.3. Manufacturing Method of Semiconductor Laser Next, a manufacturing method of the
半導体レーザー200の製造方法は、電流狭窄層50を形成した後に、積層体2を覆う絶縁層90を形成し、第2電極82を形成する工程において、コンタクトホール92を介して第2電極82をコンタクト層60に接続する。その他の工程は、上述した半導体レーザー100の製造方法と同様であり、その説明を省略する。
In the method of manufacturing the
2.4. 変形例
図12は、第2実施形態の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。図13は、第2電極82のコンタクト層60に接続される接続部分8と、開口部59と、の位置関係を説明するための図である。なお、図12は、図8に対応し、図13は、図11に対応している。以下、本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。
2.4. Modification Example FIG. 12 is a plan view schematically showing the
上述した半導体レーザー200では、図11に示すように、開口部59の形状が、平面視で正方形であった。これに対して、半導体レーザー210では、図13に示すように、開口部59の形状が、平面視で菱形である。
In the
半導体レーザー210では、積層体2は、図12に示すように、平面視で、第1歪付与部2aと、第2歪付与部2bと、共振部2cと、を有している。そのため、半導体レーザー210では、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。
In the
半導体レーザー210では、半導体レーザー200と同様に、平面視で、接続部分8と延長線L10,L20とは、交差しない。そのため、半導体レーザー210では、開口部59の4つの頂点の電流密度を低減でき、高い特性安定性を有することができる。
In the
半導体レーザー210では、半導体レーザー200と同様に、第1位置関係、第2位置関係、および第3位置関係を満たす。
Similar to the
接続部分8は、例えば、開口部59の中心を中心とする楕円環から第1延長線L10と重なる部分および第2延長線L20と重なる部分を切り欠いた形状を有している。すなわ
ち、接続部分8は、楕円環から開口部59の4つの頂点に近い部分を切り欠いていた形状を有している。切り欠いた部分の幅は、例えば、第1位置関係、第2位置関係、および第3位置関係を満たす大きさである。接続部分8は、例えば、平面視で、第1延長線L10に関して対称であり、かつ、第2延長線L20に関して対称である。
The connecting
半導体レーザー210では、半導体レーザー200と同様に、平面視で、接続部分8と延長線L10,L20とは、交差しない。そのため、半導体レーザー210では、電流狭窄層50の開口部59の4つの頂点の電流密度を低減でき、高い特性安定性を有することができる。
In the
なお、半導体レーザー210の製造方法は、積層体2を形成する工程において、第1歪付与部2a、第2歪付与部2b、および共振部2cを形成する点を除いて、半導体レーザー200の製造方法と同様であり、その説明を省略する。
The method for manufacturing the
3. 第3実施形態
次に、第3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14は、第3実施形態に係る原子発振器500の構成を示す図である。
3. 3. Third Embodiment Next, the atomic oscillator according to the third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is a diagram showing the configuration of the
原子発振器500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、本発明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
原子発振器500は、光源として、第1実施形態に係る半導体レーザー100を含む。なお、原子発振器500は、図示はしないが、光源として、第2実施形態に係る半導体レーザー200を含んでいてもよい。
The
原子発振器500は、図14に示すように、発光素子モジュール510と、減光フィルター522と、レンズ524と、1/4波長板526と、原子セル530と、受光素子540と、ヒーター550と、温度センサー560と、コイル570と、制御回路580と、を含む。
As shown in FIG. 14, the
発光素子モジュール510は、半導体レーザー100と、ペルチェ素子512と、温度センサー514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514は、半導体レーザー100の温度を検出する。ペルチェ素子512は、半導体レーザー100の温度を制御する。
The light emitting
減光フィルター522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524は、光LLの放射角度を調整する。具体的には、レンズ524は、光LLを平行光にする。1/4波長板526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
原子セル530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530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530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530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522、レンズ524、および1/4波長板526を介して入射する。
The
受光素子540は、原子セル530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540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
ヒーター550は、原子セル530の温度を制御する。ヒーター550は、原子セル530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
温度センサー560は、原子セル530の温度を検出する。コイル570は、原子セル530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570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500の発振周波数の精度を高めることができる。
The
制御回路580は、温度制御回路582と、温度制御回路584と、磁場制御回路586と、光源制御回路588と、を有している。
The
温度制御回路582は、温度センサー514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512への通電を制御する。温度制御回路584は、温度センサー560の検出結果に基づいて、原子セル530の内部が所望の温度となるように、ヒーター550への通電を制御する。磁場制御回路586は、コイル570が発生する磁場が一定となるように、コイル570への通電を制御する。
The
光源制御回路588は、受光素子540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530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588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500のクロック信号として出力する。
The light
制御回路580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580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
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
4. 第4実施形態
次に、第4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15は、クロック伝送システム900を示す概略構成図である。
4. Fourth Embodiment Next, the frequency signal generation system according to the fourth 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. 15 is a schematic configuration diagram showing a
クロック伝送システム900は、第3実施形態に係る原子発振器500を含む。
The
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
クロック伝送システム900は、図15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500を有し、N系のクロック信号Nclkを生成する。クロック供給装置901は、原子発振器500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500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. 15, the
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Nclk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500を有し、E系のクロック信号Eclkを生成する。クロック供給装置903は、原子発振器500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500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Eclk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
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Nclk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Eclk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
第4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 fourth 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4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 fourth 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 equipment, 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 instruments include automobiles.
Instruments such as aircraft and ships can be mentioned. Examples of the moving body include automobiles, aircrafts, ships and the like.
5. その他
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
5. Others The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.
例えば、上述した図3に示す第1実施形態に係る半導体レーザー100の接続部分8を、図10に示すコンタクトホール92を有する絶縁層90を用いて実現してもよい。すなわち、図3に示す接続部分8の形状と同じ形状のコンタクトホール92を絶縁層90に形成して接続部分8を設けてもよい。
For example, the
また、例えば、上述した図11に示す第2実施形態に係る半導体レーザー200の接続部分8を、図2に示すようにコンタクト層60上に、直接、第2電極82を形成することで実現してもよい。すなわち、図11に示す接続部分8の形状の第2電極82を、直接、コンタクト層60上に形成してもよい。
Further, for example, the
また、例えば、第1実施形態に係る半導体レーザー100の接続部分8は、第1直線部8a、第2直線部8b、第3直線部8c、および第4直線部8dを有していたが、これらの部分はそれぞれ1本の直線に限らず、第1位置関係を満たせば、曲線、複数の直線、またはこれらを組み合わせた形状であってもよい。
Further, for example, the
また、例えば、第1実施形態に係る半導体レーザー100の接続部分8は、第1曲線部9a、第2曲線部9b、第3曲線部9c、および第4曲線部9dを有していたが、これらの部分はそれぞれ単一の円弧に限らず、第1位置関係を満たせば、曲線、複数の直線、またはこれらを組み合わせた形状であってもよい。
Further, for example, the connecting
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。 The above-described embodiments and modifications are merely examples, and the present invention is not limited thereto. For example, each embodiment and each modification can be combined as appropriate.
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の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、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又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、実施の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 includes a configuration substantially the same as the configuration described in the embodiment, 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. Further, the present invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
上述した実施形態および変形例から以下の内容が導き出される。 The following contents are derived from the above-described embodiments and modifications.
半導体レーザーの一態様は、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2ミラー層に配置されたコンタクト層と、前記コンタクト層に接続される接続部分を有する電極と、を含み、前記電流狭窄層は、電流の経路となる開口部を有し、前記開口部の形状は、平面視で、第1辺、第2辺、第3辺、および第4辺を有する四角形であり、平面視で、前記接続部分と前記第1辺との間の最短距離をL1とし、平面視で、前記接続部分と前記第2辺との間の最短距離をL2とし、平面視で、前記接続部分と前記第3辺との間の最短距離をL3とし、平面視で、前記接続部分と前記第4辺との間の最短距離をL4とし、平面視で、前記接続部分と、前記第1辺と前記第2辺とがなす第1頂点と、の間の最短距離をL12とし、平面視で、前記接続部分と、前記第2辺と前記第3辺とがなす第2頂点と、の間の最短距離をL23とし、平面視で、前
記接続部分と、前記第3辺と前記第4辺とがなす第3頂点と、の間の最短距離をL34とし、平面視で、前記接続部分と、前記第4辺と前記第1辺とがなす第4頂点と、の間の最短距離をL41とした場合、L12>L1、L12>L2、L23>L2、L23>L3、L34>L3、L34>L4、L41>L4、L41>L1を満たす。
One aspect of the semiconductor laser is an active layer arranged between the first mirror layer, the second mirror layer, the first mirror layer and the second mirror layer, the first mirror layer and the second mirror layer. The current constriction layer includes a current constriction layer arranged between the mirror layer, a contact layer arranged in the second mirror layer, and an electrode having a connection portion connected to the contact layer. It has an opening that serves as a path for current, and the shape of the opening is a quadrangle having a first side, a second side, a third side, and a fourth side in a plan view, and the connection in a plan view. The shortest distance between the portion and the first side is L1, the shortest distance between the connection portion and the second side in plan view is L2, and the connection portion and the third side in plan view. The shortest distance between the two is L3, the shortest distance between the connection portion and the fourth side is L4 in plan view, and the connection portion, the first side, and the second side are in plan view. The shortest distance between the first apex and the second apex is L12, and the shortest distance between the connecting portion and the second apex between the second side and the third side is L23 in a plan view. In plan view, the shortest distance between the connection portion and the third apex formed by the third side and the fourth side is L34, and in plan view, the connection portion and the fourth side. When the shortest distance between the first side and the fourth apex is L41, L12> L1, L12> L2, L23> L2, L23> L3, L34> L3, L34> L4, L41> Satisfy L4, L41> L1.
この半導体レーザーでは、接続部分と電流狭窄層の開口部とが上記の関係を満たすため、電流狭窄層の開口部の4つの頂点の電流密度を低減できる。したがって、この半導体レーザーでは、欠陥が生じる可能性を低減でき、高い特性安定性を有することができる。 In this semiconductor laser, since the connection portion and the opening of the current constriction layer satisfy the above relationship, the current densities of the four vertices of the opening of the current constriction layer can be reduced. Therefore, this semiconductor laser can reduce the possibility of defects and can have high characteristic stability.
半導体レーザーの一態様において、L12=L23=L34=L41を満たしてもよい。 In one aspect of the semiconductor laser, L12 = L23 = L34 = L41 may be satisfied.
この半導体レーザーでは、開口部の4つの頂点の電流密度の差を小さくできる。したがって、この半導体レーザーでは、1つの頂点に電流が集中して欠陥が発生することを防ぐことができる。 With this semiconductor laser, the difference in current density between the four vertices of the opening can be reduced. Therefore, in this semiconductor laser, it is possible to prevent the current from concentrating on one apex and causing defects.
半導体レーザーの一態様は、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2ミラー層に配置されたコンタクト層と、前記コンタクト層に接続される接続部分を有する電極と、を含み、前記電流狭窄層は、電流の経路となる開口部を有し、前記開口部の形状は、平面視で、四角形であり、平面視で、前記接続部分と、前記四角形の対角線の延長線と、は、交差しない。 One aspect of the semiconductor laser is an active layer arranged between the first mirror layer, the second mirror layer, the first mirror layer and the second mirror layer, the first mirror layer and the second mirror layer. The current constriction layer includes a current constriction layer arranged between the mirror layer, a contact layer arranged in the second mirror layer, and an electrode having a connecting portion connected to the contact layer. It has an opening that serves as a path for electric current, and the shape of the opening is a quadrangle in a plan view, and the connection portion and an extension of the diagonal line of the quadrangle do not intersect in a plan view.
この半導体レーザーでは、平面視で、接続部分と四角形の対角線の延長線とは、交差しないため、例えば接続部分と延長線とが交差する場合と比べて、開口部の4つの頂点の電流密度を低減できる。これにより、高い特性安定性を有することができる。 In this semiconductor laser, since the connecting portion and the extension line of the diagonal line of the quadrangle do not intersect in a plan view, the current densities of the four vertices of the opening are compared with the case where the connecting portion and the extension line intersect, for example. Can be reduced. Thereby, it is possible to have high characteristic stability.
半導体レーザーの一態様において、前記四角形は、第1辺、第2辺、第3辺、および第4辺を有し、平面視で、前記接続部分と前記第1辺との間の最短距離をL1とし、平面視で、前記接続部分と前記第2辺との間の最短距離をL2とし、平面視で、前記接続部分と前記第3辺との間の最短距離をL3とし、平面視で、前記接続部分と前記第4辺との間の最短距離をL4とし、平面視で、前記接続部分と、前記第1辺と前記第2辺とがなす第1頂点と、の間の最短距離をL12とし、平面視で、前記接続部分と、前記第2辺と前記第3辺とがなす第2頂点と、の間の最短距離をL23とし、平面視で、前記接続部分と、前記第3辺と前記第4辺とがなす第3頂点と、の間の最短距離をL34とし、平面視で、前記接続部分と、前記第4辺と前記第1辺とがなす第4頂点と、の間の最短距離をL41とした場合、L12>L1、L12>L2、L23>L2、L23>L3、L34>L3、L34>L4、L41>L4、L41>L1を満たしてもよい。 In one aspect of a semiconductor laser, the quadrangle has a first side, a second side, a third side, and a fourth side, and in plan view, the shortest distance between the connecting portion and the first side. L1 is defined as the shortest distance between the connecting portion and the second side in plan view, and L3 is defined as the shortest distance between the connecting portion and the third side in plan view. The shortest distance between the connecting portion and the fourth side is L4, and the shortest distance between the connecting portion and the first apex formed by the first side and the second side in a plan view. Is L12, and the shortest distance between the connecting portion and the second apex formed by the second side and the third side in a plan view is L23, and in a plan view, the connecting portion and the first The shortest distance between the three sides and the third apex formed by the fourth side is L34, and in a plan view, the connecting portion, the fourth apex formed by the fourth side and the first side, and the fourth apex formed by the fourth side and the first side. When the shortest distance between them is L41, L12> L1, L12> L2, L23> L2, L23> L3, L34> L3, L34> L4, L41> L4, and L41> L1 may be satisfied.
この半導体レーザーでは、接続部分と電流狭窄層の開口部とが上記の関係を満たすため、電流狭窄層の開口部の4つの頂点の電流密度を低減できる。 In this semiconductor laser, since the connection portion and the opening of the current constriction layer satisfy the above relationship, the current densities of the four vertices of the opening of the current constriction layer can be reduced.
半導体レーザーの一態様において、L12=L23=L34=L41を満たしてもよい。 In one aspect of the semiconductor laser, L12 = L23 = L34 = L41 may be satisfied.
この半導体レーザーでは、開口部の4つの頂点の電流密度の差を小さくできる。したがって、この半導体レーザーでは、1つの頂点に電流が集中して欠陥が発生することを防ぐことができる。 With this semiconductor laser, the difference in current density between the four vertices of the opening can be reduced. Therefore, in this semiconductor laser, it is possible to prevent the current from concentrating on one apex and causing defects.
半導体レーザーの一態様において、前記電極と前記コンタクト層との間に配置され、前
記電極と前記コンタクト層とが接続されるコンタクトホールを有する絶縁層を含んでいてもよい。
In one aspect of a semiconductor laser, an insulating layer arranged between the electrode and the contact layer and having a contact hole for connecting the electrode and the contact layer may be included.
この半導体レーザーでは、第1ミラー層、第2ミラー層、活性層、コンタクト層などを水分や酸素等から保護することができる。 In this semiconductor laser, the first mirror layer, the second mirror layer, the active layer, the contact layer and the like can be protected from moisture, oxygen and the like.
原子発振器の一態様は、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2ミラー層に配置されたコンタクト層と、前記コンタクト層に接続される接続部分を有する電極と、を含み、前記電流狭窄層は、電流の経路となる開口部を有し、前記開口部の形状は、平面視で、第1辺、第2辺、第3辺、および第4辺を有する四角形であり、平面視で、前記接続部分と前記第1辺との間の最短距離をL1とし、平面視で、前記接続部分と前記第2辺との間の最短距離をL2とし、平面視で、前記接続部分と前記第3辺との間の最短距離をL3とし、平面視で、前記接続部分と前記第4辺との間の最短距離をL4とし、平面視で、前記接続部分と、前記第1辺と前記第2辺とがなす第1頂点との間の最短距離をL12とし、平面視で、前記接続部分と、前記第2辺と前記第3辺とがなす第2頂点との間の最短距離をL23とし、平面視で、前記接続部分と、前記第3辺と前記第4辺とがなす第3頂点との間の最短距離をL34とし、平面視で、前記接続部分と、前記第4辺と前記第1辺とがなす第4頂点との間の最短距離をL41とした場合、L12>L1、L12>L2、L23>L2、L23>L3、L34>L3、L34>L4、L41>L4、L41>L1を満たす。 One aspect of the atomic oscillator is to detect and detect a semiconductor laser, an atomic cell containing an alkali metal atom irradiated with light emitted from the semiconductor laser, and the intensity of light transmitted through the atomic cell. The semiconductor laser includes a light receiving element that outputs a signal, and the semiconductor laser includes an active layer arranged between a first mirror layer, a second mirror layer, the first mirror layer, and the second mirror layer. An current constriction layer arranged between the first mirror layer and the second mirror layer, a contact layer arranged in the second mirror layer, and an electrode having a connecting portion connected to the contact layer. The current constriction layer has an opening that serves as a path for the current, and the shape of the opening is a quadrangle having a first side, a second side, a third side, and a fourth side in a plan view. In plan view, the shortest distance between the connecting portion and the first side is L1, and in plan view, the shortest distance between the connecting portion and the second side is L2, and in plan view. The shortest distance between the connecting portion and the third side is L3, the shortest distance between the connecting portion and the fourth side is L4 in plan view, and the connecting portion and the connecting portion are defined in plan view. The shortest distance between the first side and the first apex formed by the second side is L12, and in a plan view, the connecting portion and the second apex formed by the second side and the third side The shortest distance between them is L23, and the shortest distance between the connection portion and the third apex formed by the third side and the fourth side is L34 in a plan view, and the connection portion is defined as a plan view. When the shortest distance between the fourth side and the fourth apex formed by the first side is L41, L12> L1, L12> L2, L23> L2, L23> L3, L34> L3, L34. > L4, L41> L4, L41> L1 are satisfied.
原子発振器の一態様は、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2ミラー層に配置されたコンタクト層と、前記コンタクト層に接続される接続部分を有する電極と、を含み、前記電流狭窄層は、電流の経路となる開口部を有し、前記開口部の形状は、平面視で、四角形であり、平面視で、前記接続部分と、前記四角形の対角線の延長線とは、交差しない。 One aspect of the atomic oscillator is to detect and detect a semiconductor laser, an atomic cell containing an alkali metal atom irradiated with light emitted from the semiconductor laser, and the intensity of light transmitted through the atomic cell. The semiconductor laser includes a light receiving element that outputs a signal, and the semiconductor laser includes an active layer arranged between a first mirror layer, a second mirror layer, 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 contact layer arranged in the second mirror layer, and an electrode having a connecting portion connected to the contact layer. The current constriction layer has an opening that serves as a path for electric current, and the shape of the opening is a quadrangle in a plan view, and an extension of the connection portion and the diagonal line of the quadrangle in a plan view. It does not intersect the line.
2…積層体、2a…第1歪付与部、2b…第2歪付与部、2c…共振部、6a…第1部分、6b…第2部分、6c…第3部分、6d…第4部分、7…開口、8…接続部分、8a…第1直線部、8b…第2直線部、8c…第3直線部、8d…第4直線部、9a…第1曲線部、9b…第2曲線部、9c…第3曲線部、9d…第4曲線部、10…基板、20…第1ミラー層、30…活性層、40…第2ミラー層、50…電流狭窄層、50a…被酸化層、51…第1辺、52…第2辺、53…第3辺、54…第4辺、55…第1頂点、56…第2頂点、57…第3頂点、58…第4頂点、59…開口部、60…コンタクト層、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…絶縁層、92…コンタクトホール、100…半導体レーザー、110…半導体レーザー、200…半導体レーザー、210…半導体レーザー、500…原子発振器、510…発光素子モジュール、512…ペルチェ素子、514…温度センサー、522…減光フィルター、524…レンズ、526…1/4波長板、530…原子セル、540…受光素子、550…ヒーター、560…温度センサー、570…コイル、580…制御回路、582…温度制御回路、584…温度制御回路、586…磁場制御回路、588…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…SDH装置、907…SDH装置、908…マスタークロック、909…マスタークロック、910…端子、911…端子
2 ... Laminated body, 2a ... 1st strain applying portion, 2b ... 2nd strain applying portion, 2c ... Resonating portion, 6a ... 1st part, 6b ... 2nd part, 6c ... 3rd part, 6d ... 4th part, 7 ... Opening, 8 ... Connection part, 8a ... 1st straight line part, 8b ... 2nd straight line part, 8c ... 3rd straight line part, 8d ... 4th straight line part, 9a ... 1st curved part, 9b ... 2nd curved part , 9c ... 3rd curve part, 9d ... 4th curve part, 10 ... substrate, 20 ... first mirror layer, 30 ... active layer, 40 ... second mirror layer, 50 ... current constriction layer, 50a ... oxidized layer, 51 ... 1st side, 52 ... 2nd side, 53 ... 3rd side, 54 ... 4th side, 55 ... 1st vertex, 56 ... 2nd vertex, 57 ... 3rd vertex, 58 ... 4th vertex, 59 ... Opening, 60 ... contact layer, 70 ... resin layer, 80 ... first electrode, 82 ... second electrode, 84 ... pad, 86 ... lead wiring, 90 ... insulating layer, 92 ... contact hole, 100 ... semiconductor laser, 110 ... Semiconductor laser, 200 ... Semiconductor laser, 210 ... Semiconductor laser, 500 ... Atomic oscillator, 510 ... Light emitting element module, 512 ... Perche element, 514 ... Temperature sensor, 522 ... Dimming filter, 524 ... Lens, 526 ... 1/4 Wave plate, 530 ... atomic cell, 540 ... light receiving element, 550 ... heater, 560 ... temperature sensor, 570 ... coil, 580 ... control circuit, 582 ... temperature control circuit, 584 ... temperature control circuit, 586 ... magnetic field control circuit, 588 … 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 ... SDH device, 907 ... SDH device, 908 ... Master clock, 909 ... master clock, 910 ... terminal, 911 ... terminal
Claims (8)
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2ミラー層に配置されたコンタクト層と、
前記コンタクト層に接続される接続部分を有する電極と、
を含み、
前記電流狭窄層は、電流の経路となる開口部を有し、
前記開口部の形状は、平面視で、第1辺、第2辺、第3辺、および第4辺を有する四角形であり、
平面視で、前記接続部分と前記第1辺との間の最短距離をL1とし、
平面視で、前記接続部分と前記第2辺との間の最短距離をL2とし、
平面視で、前記接続部分と前記第3辺との間の最短距離をL3とし、
平面視で、前記接続部分と前記第4辺との間の最短距離をL4とし、
平面視で、前記接続部分と、前記第1辺と前記第2辺とがなす第1頂点との間の最短距離をL12とし、
平面視で、前記接続部分と、前記第2辺と前記第3辺とがなす第2頂点との間の最短距離をL23とし、
平面視で、前記接続部分と、前記第3辺と前記第4辺とがなす第3頂点との間の最短距離をL34とし、
平面視で、前記接続部分と、前記第4辺と前記第1辺とがなす第4頂点との間の最短距離をL41とした場合、
L12>L1、L12>L2
L23>L2、L23>L3
L34>L3、L34>L4
L41>L4、L41>L1
を満たす、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,
The contact layer arranged on the second mirror layer and
An electrode having a connecting portion connected to the contact layer and
Including
The current constriction layer has an opening that serves as a current path.
The shape of the opening is a quadrangle having a first side, a second side, a third side, and a fourth side in a plan view.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the first side is L1.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the second side is L2.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the third side is L3.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the fourth side is L4.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the first vertex formed by the first side and the second side is L12.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the second vertex formed by the second side and the third side is L23.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the third vertex formed by the third side and the fourth side is L34.
In a plan view, when the shortest distance between the connecting portion and the fourth vertex formed by the fourth side and the first side is L41.
L12> L1, L12> L2
L23> L2, L23> L3
L34> L3, L34> L4
L41> L4, L41> L1
A semiconductor laser that meets the requirements.
L12=L23=L34=L41を満たす、半導体レーザー。 In claim 1,
A semiconductor laser that satisfies L12 = L23 = L34 = L41.
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2ミラー層に配置されたコンタクト層と、
前記コンタクト層に接続される接続部分を有する電極と、
を含み、
前記電流狭窄層は、電流の経路となる開口部を有し、
前記開口部の形状は、平面視で、四角形であり、
平面視で、前記接続部分と、前記四角形の対角線の延長線とは、交差しない、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,
The contact layer arranged on the second mirror layer and
An electrode having a connecting portion connected to the contact layer and
Including
The current constriction layer has an opening that serves as a current path.
The shape of the opening is a quadrangle in a plan view.
A semiconductor laser in which the connection portion and the extension line of the diagonal line of the quadrangle do not intersect in a plan view.
前記四角形は、第1辺、第2辺、第3辺、および第4辺を有し、
平面視で、前記接続部分と前記第1辺との間の最短距離をL1とし、
平面視で、前記接続部分と前記第2辺との間の最短距離をL2とし、
平面視で、前記接続部分と前記第3辺との間の最短距離をL3とし、
平面視で、前記接続部分と前記第4辺との間の最短距離をL4とし、
平面視で、前記接続部分と、前記第1辺と前記第2辺とがなす第1頂点との間の最短距離をL12とし、
平面視で、前記接続部分と、前記第2辺と前記第3辺とがなす第2頂点との間の最短距離をL23とし、
平面視で、前記接続部分と、前記第3辺と前記第4辺とがなす第3頂点との間の最短距離をL34とし、
平面視で、前記接続部分と、前記第4辺と前記第1辺とがなす第4頂点との間の最短距離をL41とした場合、
L12>L1、L12>L2
L23>L2、L23>L3
L34>L3、L34>L4
L41>L4、L41>L1
を満たす、半導体レーザー。 In claim 3,
The quadrangle has a first side, a second side, a third side, and a fourth side.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the first side is L1.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the second side is L2.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the third side is L3.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the fourth side is L4.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the first vertex formed by the first side and the second side is L12.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the second vertex formed by the second side and the third side is L23.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the third vertex formed by the third side and the fourth side is L34.
In a plan view, when the shortest distance between the connecting portion and the fourth vertex formed by the fourth side and the first side is L41.
L12> L1, L12> L2
L23> L2, L23> L3
L34> L3, L34> L4
L41> L4, L41> L1
A semiconductor laser that meets the requirements.
L12=L23=L34=L41を満たす、半導体レーザー。 In claim 4,
A semiconductor laser that satisfies L12 = L23 = L34 = L41.
前記電極と前記コンタクト層との間に配置され、前記電極と前記コンタクト層とが接続されるコンタクトホールを有する絶縁層を含む、半導体レーザー。 In any one of claims 1 to 5,
A semiconductor laser comprising an insulating layer arranged between the electrode and the contact layer and having a contact hole for connecting the electrode and the contact layer.
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2ミラー層に配置されたコンタクト層と、
前記コンタクト層に接続される接続部分を有する電極と、
を含み、
前記電流狭窄層は、電流の経路となる開口部を有し、
前記開口部の形状は、平面視で、第1辺、第2辺、第3辺、および第4辺を有する四角形であり、
平面視で、前記接続部分と前記第1辺との間の最短距離をL1とし、
平面視で、前記接続部分と前記第2辺との間の最短距離をL2とし、
平面視で、前記接続部分と前記第3辺との間の最短距離をL3とし、
平面視で、前記接続部分と前記第4辺との間の最短距離をL4とし、
平面視で、前記接続部分と、前記第1辺と前記第2辺とがなす第1頂点との間の最短距離をL12とし、
平面視で、前記接続部分と、前記第2辺と前記第3辺とがなす第2頂点との間の最短距離をL23とし、
平面視で、前記接続部分と、前記第3辺と前記第4辺とがなす第3頂点との間の最短距離をL34とし、
平面視で、前記接続部分と、前記第4辺と前記第1辺とがなす第4頂点との間の最短距離をL41とした場合、
L12>L1、L12>L2
L23>L2、L23>L3
L34>L3、L34>L4
L41>L4、L41>L1
を満たす、原子発振器。 With a semiconductor laser
An atomic cell containing an alkali metal atom, which is irradiated with light emitted from the semiconductor laser, and an atomic cell containing an alkali metal atom.
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,
The contact layer arranged on the second mirror layer and
An electrode having a connecting portion connected to the contact layer and
Including
The current constriction layer has an opening that serves as a current path.
The shape of the opening is a quadrangle having a first side, a second side, a third side, and a fourth side in a plan view.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the first side is L1.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the second side is L2.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the third side is L3.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the fourth side is L4.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the first vertex formed by the first side and the second side is L12.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the second vertex formed by the second side and the third side is L23.
In a plan view, the shortest distance between the connecting portion and the third vertex formed by the third side and the fourth side is L34.
In a plan view, when the shortest distance between the connecting portion and the fourth vertex formed by the fourth side and the first side is L41.
L12> L1, L12> L2
L23> L2, L23> L3
L34> L3, L34> L4
L41> L4, L41> L1
Atomic oscillator that meets.
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2ミラー層に配置されたコンタクト層と、
前記コンタクト層に接続される接続部分を有する電極と、
を含み、
前記電流狭窄層は、電流の経路となる開口部を有し、
前記開口部の形状は、平面視で、四角形であり、
平面視で、前記接続部分と、前記四角形の対角線の延長線とは、交差しない、原子発振器。 With a semiconductor laser
An atomic cell containing an alkali metal atom, which is irradiated with light emitted from the semiconductor laser, and an atomic cell containing an alkali metal atom.
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,
The contact layer arranged on the second mirror layer and
An electrode having a connecting portion connected to the contact layer and
Including
The current constriction layer has an opening that serves as a current path.
The shape of the opening is a quadrangle in a plan view.
An atomic oscillator in which the connection portion and the extension line of the diagonal line of the quadrangle do not intersect in a plan view.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020005101A JP2021114489A (en) | 2020-01-16 | 2020-01-16 | Semiconductor laser and atomic oscillator |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020005101A JP2021114489A (en) | 2020-01-16 | 2020-01-16 | Semiconductor laser and atomic oscillator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2021114489A true JP2021114489A (en) | 2021-08-05 |
Family
ID=77077174
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020005101A Ceased JP2021114489A (en) | 2020-01-16 | 2020-01-16 | Semiconductor laser and atomic oscillator |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2021114489A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023248628A1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-12-28 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Light-emitting element, electronic device, and method for manufacturing light-emitting element |
-
2020
- 2020-01-16 JP JP2020005101A patent/JP2021114489A/en not_active Ceased
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023248628A1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-12-28 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Light-emitting element, electronic device, and method for manufacturing light-emitting element |
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