JP2891133B2 - Surface emitting laser, surface emitting laser array, and optical information processing device - Google Patents

Surface emitting laser, surface emitting laser array, and optical information processing device

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JP2891133B2 JP7049638A JP4963895A JP2891133B2 JP 2891133 B2 JP2891133 B2 JP 2891133B2 JP 7049638 A JP7049638 A JP 7049638A JP 4963895 A JP4963895 A JP 4963895A JP 2891133 B2 JP2891133 B2 JP 2891133B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光通信及び光コンピュー
タに用いられる面発光レーザ及び面発光レーザアレイに
関し、特に偏光方向を任意に制御できる面発光レーザ及
び面発光レーザアレイ及び光情報処理装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface emitting laser and a surface emitting laser array used for optical communication and an optical computer, and more particularly to a surface emitting laser, a surface emitting laser array capable of arbitrarily controlling a polarization direction, and an optical information processing apparatus. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信、光コンピュータの光源として高
密度化された半導体レーザアレイが必要となっている。
半導体レーザアレイはいくつかの半導体レーザを適当な
ピッチで並べ、各々独立に駆動させている。
2. Description of the Related Art A high-density semiconductor laser array is required as a light source for optical communications and optical computers.
In a semiconductor laser array, several semiconductor lasers are arranged at an appropriate pitch, and each is independently driven.

【0003】従来用いられている半導体レーザアレイの
主な作製方法としては、一つに別々に作製した半導体レ
ーザを整列させてハンダ、AuSn等の低融点合金によ
り同一のヒートシンクに融着させて作製するフリップチ
ップボンディングによる方法がある。この場合、アライ
メントは機械的な方式になるため、ピッチを詰められな
い、精度が悪いという欠点がある。
[0003] As a main method of fabricating a semiconductor laser array conventionally used, semiconductor lasers fabricated separately are aligned and fused to the same heat sink using a low melting point alloy such as solder or AuSn. There is a method by flip chip bonding. In this case, since the alignment is performed by a mechanical method, there are disadvantages that the pitch cannot be reduced and the accuracy is poor.

【0004】これに対して、一枚の基板上に作り込むモ
ノリシックな作製方法がある。これは端面出射型ストラ
イプレーザでは図22に示すように、適当な間隔でメサ
ストライプを並べて作製するものである。電極を個々に
分割することで、個々のレーザを別々に移動することが
可能となっている。また、このタイプの半導体レーザア
レイは互いの半導体レーザのピッチ、位置精度は光学露
光で決定されるためμm オーダーの精度が得られる。
[0004] On the other hand, there is a monolithic fabrication method in which a single substrate is fabricated. As shown in FIG. 22, the edge-emitting type stripe laser is manufactured by arranging mesa stripes at appropriate intervals. By dividing the electrodes individually, it is possible to move each laser separately. Further, in this type of semiconductor laser array, the pitch and position accuracy of the semiconductor lasers are determined by optical exposure, so that an accuracy of μm order can be obtained.

【0005】しかしながら端面出射型レーザアレイで
は、1次元の配列しかできないため、アレイの数、密度
には限界があり、光情報処理の光源として求められてい
る多くの半導体レーザを集積化した半導体レーザアレイ
には不向きであった。
[0005] However, since the edge emitting type laser array can perform only one-dimensional array, there is a limit in the number and density of the array, and a semiconductor laser in which many semiconductor lasers required as a light source for optical information processing are integrated. Not suitable for arrays.

【0006】これに対して図23に示す面発光レーザで
は、基板に対して垂直方向に光を出射するため、2次元
の配列が容易で高密度なマトリックスアレイが作製され
る利点があり、ファイバ等光学部品への結合効率にも優
れている。したがって光スイッチ、光インターコネクシ
ョン等には光学素子やファイバへの結合あるいはアレイ
素子の大きさを考慮すると、高精度かつ高密度化が可能
な面発光レーザアレイが有望視されている。
On the other hand, the surface emitting laser shown in FIG. 23 emits light in a direction perpendicular to the substrate, and thus has an advantage that a two-dimensional array is easy and a high-density matrix array is manufactured. Excellent coupling efficiency to optical components. Therefore, for an optical switch, an optical interconnection, or the like, a surface emitting laser array capable of high precision and high density is considered to be promising in consideration of coupling to an optical element or a fiber or the size of an array element.

【0007】さらに半導体レーザアレイの光通信、光コ
ンピュータへの応用上、偏光方向は安定であることが望
ましい。これは光情報処理のシステム構成で偏光依存性
のある光学素子を用いるためだけではなく、素子の端面
反射等でどんな系でも偏光依存性が存在するため、偏光
の不安定性が系全体を不安定にするためである。
[0007] Further, it is desirable that the polarization direction be stable in application of the semiconductor laser array to optical communication and optical computers. This is not only due to the use of polarization-dependent optical elements in the optical information processing system configuration, but also polarization instability in the entire system due to polarization dependence in any system due to the end face reflection of the elements. In order to

【0008】光通信や光コンピュータで重要となる半導
体レーザアレイの偏光については、端面出射型の半導体
レーザはピッチが波長程度に小さくモードカップリング
が起きる場合を除けば、アレイであることによる特別な
偏光制限効果は存在せず個々の素子の偏光特性を保持す
る。そのため、アレイでは、TEモードに起因する基板
に平行な偏光が優勢となる。
Regarding the polarization of a semiconductor laser array, which is important in optical communications and optical computers, the end-emitting type semiconductor laser is a special array-based laser except that the pitch is as small as the wavelength and mode coupling occurs. There is no polarization limiting effect and the polarization characteristics of each element are maintained. Therefore, in the array, the polarization parallel to the substrate due to the TE mode predominates.

【0009】一方、面発光レーザでは偏光に対して制限
要因が無いため、個々の素子でランダムな方向に偏光が
現れ、かつその偏光方向は不安定で駆動電流や温度等に
よりスイッチングが起きる場合がある。
On the other hand, in the case of a surface emitting laser, since there is no limiting factor for the polarization, polarization may appear in a random direction in each element, and the polarization direction may be unstable, and switching may occur due to driving current or temperature. is there.

【0010】面発光レーザの1つである垂直共振器型面
発光レーザは、特願平3−34754号にあるように上
下2組の半導体多層反射膜で共振器を形成し、基板に対
して垂直方向に光を出射する半導体レーザである。端面
出射型ストライプレーザに較べて、出射角が狭い、縦モ
ード間隔が大きい、アレイにしやすい等の特徴を持つ。
A vertical cavity surface emitting laser, which is one of the surface emitting lasers, has a resonator formed by two sets of upper and lower semiconductor multilayer reflective films as disclosed in Japanese Patent Application No. 3-34754, and is formed on a substrate. This is a semiconductor laser that emits light in the vertical direction. Compared to edge-emitting stripe lasers, they have features such as a narrower emission angle, a larger vertical mode interval, and easier arraying.

【0011】現在、半導体レーザを光源とする光通信等
のシステムでは、偏光の方向に依存するビームスプリッ
タや偏光子などの使用が不可欠なので、面発光レーザに
おいても偏光を制御することが応用上極めて重要であ
る。
At present, in a system such as an optical communication system using a semiconductor laser as a light source, it is indispensable to use a beam splitter or a polarizer depending on the direction of polarization. is important.

【0012】垂直共振器型面発光レーザにおいて偏光を
制御しようとする試みはいくつか報告があるが大きく分
けて2種類ある。
There have been several reports on attempts to control the polarization of a vertical cavity surface emitting laser, but there are two main types.

【0013】ひとつは多層反射膜の反射率に異方性を持
たせようという試みでMitsuaki Shimiz
uらがジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド
フィジックス30巻L1015−L1017ページ(J
apanese Journal of Applie
d Physics Vol.30,PP.L1015
−1017,1991)に示したように、上部の半導体
多層膜の側面のうち向かいあう2面のみを高反射率の金
属で覆った例があるが実験結果からはこの方法の有効性
は確認されていない。
One is an attempt to impart anisotropy to the reflectivity of the multilayer reflective film by Mitsuaki Shimiz.
u et ga Japanese Journal of Applied
Physics Vol.30, page L1015-L1017 (J
aperture Journal of Applier
d Physics Vol. 30, PP. L1015
As shown in (10-17, 1991), there is an example in which only two opposing sides of the upper semiconductor multilayer film are covered with a metal having a high reflectance, but the experimental results have confirmed the effectiveness of this method. Absent.

【0014】もうひとつの方法は、活性層に異方的なス
トレスを与える方法でToshikazu Mukai
haraらがジャパニーズ ジャーナル オブ アプラ
イドフィジックス31巻1389−1390ページ(J
apanese Journal of Applie
d Physics,31,pp.1389−139
0,1992)に示したように基板を楕円に掘りこんで
異方的なストレスを与えることで長軸に平行な偏光を得
ようというものだが、基板へのストレスを用いると、温
度変化による熱膨張や、パッケージング、取扱い時に発
生するストレスの影響を受け易く現実的でない。
Another method is to apply anisotropic stress to the active layer by using Toshikazu Mukai.
Hara et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 31, pp. 1389-1390 (J
aperture Journal of Applier
d Physics, 31, pp. 1389-139
0, 1992), the substrate is dug into an ellipse and anisotropic stress is applied to obtain polarized light parallel to the long axis. However, when stress is applied to the substrate, heat due to temperature change is obtained. It is not realistic because it is susceptible to swelling, packaging, and stress generated during handling.

【0015】その他では特開平1−265584号公報
にあるような、光出射部に矩形の高屈折率導波部を設
け、その長辺に平行な偏光を通す試みがあるが、高屈折
率導波部へ有効に光が閉じ込められるかは疑問で、それ
を用いた偏光制御効果も強くないと考えられる。
In other cases, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-265584, there is an attempt to provide a rectangular high-refractive-index waveguide in the light-emitting portion and pass polarized light parallel to its long side. It is questionable whether light is effectively confined in the wave part, and it is considered that the polarization control effect using the light is not strong.

【0016】また特開平4−242989号公報にある
ように、異方形状を有する電極により、異方的な利得を
与える利得閉じ込め型レーザの一種の例があるが、利得
閉じ込め型においては閉じ込めが弱く光は発散してお
り、電極下部に閉じ込められている割合(光閉じ込め係
数)は非常に小さいので、電極形状の変化で与えられる
利得の異方性は非常に弱い。従って、それを利用した偏
波制御効果も小さいと思われる。
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-242989, there is an example of a type of gain confinement type laser in which anisotropic gain is provided by an electrode having an anisotropic shape. Since the light is weakly diverging and the ratio (light confinement coefficient) confined under the electrode is very small, the anisotropy of the gain given by the change in the electrode shape is very weak. Therefore, it is considered that the polarization control effect using this is small.

【0017】特開平4−144183号公報には垂直共
振器部分を2軸を有する異方的な形状にして偏光制御を
試みた例がある。図10にこの素子を上面から見た図を
示す。この公報には偏光制御の物理的な根拠に関しては
何も記載されておらず、ただ長軸に平行な偏波が得られ
ると記されている。図10(b)のようなひし形断面の
面発光レーザが偏光制御効果が無いことは、アイイーイ
ーイー フォトニクステクノロジー レターズ第6巻4
1ページ(IEEE Photonics Techn
ology Letters,6,pp.40−42,
1994)により、また、他の実施例である楕円形状の
断面(図10(a))を有する面発光レーザについて
も、特開平1−266584号公報の[従来の技術]の
中の記載に十分な偏光制御効果が無いことが記されてお
り、単に共振器の断面形状を異方的にしただけでは偏光
方向の制御を行うことはできなかった。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-144183 discloses an example in which the polarization control is attempted by making the vertical resonator portion anisotropically having two axes. FIG. 10 shows a view of this element as viewed from above. This publication does not disclose anything about the physical basis of polarization control, but only states that a polarization parallel to the long axis can be obtained. The fact that a surface emitting laser having a rhombic cross section as shown in FIG. 10 (b) has no polarization control effect is disclosed in IEE Photonics Technology Letters Vol.
One page (IEEE Photonics Techn)
logic Letters, 6, pp. 40-42
1994), a surface emitting laser having an elliptical cross section (FIG. 10A), which is another embodiment, is sufficiently described in [Prior Art] of JP-A-1-266584. It is described that there is no significant polarization control effect, and it was not possible to control the polarization direction simply by making the cross-sectional shape of the resonator anisotropic.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】別々に作製した半導体
レーザを並べて半導体レーザアレイを作製する場合、端
面出射型半導体レーザアレイでは、基板に平行な偏光を
有する端面出射型レーザを、目的の方向へそれぞれ基板
を傾けさせて配置することにより、レーザアレイの偏光
を任意に設定することができるが、この場合、通常の基
板面を基準とした同一ヒートシンクへの融着による配置
が難しく、作製が非常に困難となる。
When a semiconductor laser array is manufactured by arranging separately manufactured semiconductor lasers, in the case of an edge-emitting semiconductor laser array, an edge-emitting laser having polarization parallel to a substrate is moved in a desired direction. The polarization of the laser array can be set arbitrarily by arranging the substrates in an inclined manner. However, in this case, it is difficult to arrange the laser array by fusion to the same heat sink with reference to the normal substrate surface, and the fabrication is extremely difficult. Will be difficult.

【0019】また、従来の半導体レーザアレイの偏光方
向は同一基板上にモノリシックに作製した場合、端面出
射型半導体レーザアレイでは偏光方向が基板に平行な成
分だけになり、面発光レーザの偏光制御についてはいろ
いろな試みがなされているにも関わらず、十分な偏光制
御を行うことができていないために面発光レーザアレイ
で個々のレーザ素子ごとには全くばらばらの偏光となっ
ていた。
When the polarization direction of the conventional semiconductor laser array is monolithically fabricated on the same substrate, the polarization direction of the edge-emitting type semiconductor laser array is only a component parallel to the substrate. Although various attempts have been made, polarization control has not been sufficiently performed, and thus the surface-emitting laser array has completely different polarizations for individual laser elements.

【0020】さらに従来例では数個の素子についてのデ
ータしか示されておらず、実際は素子作製時の引っかき
傷、ストレスや素子評価時の戻り光等の再現性の乏しい
要因による数十個の素子について偏光方向が揃うことで
ある。したがって偏光制御の評価で、少なくとも50個
程度の素子についてその偏光方向を調べても、なお良好
な偏光制御が確認できるものでなければならない。
Further, in the conventional example, only data on a few elements are shown. Actually, several tens of elements due to poor reproducibility factors such as scratches at the time of device fabrication, stress and return light at the time of device evaluation. Are that the polarization directions are aligned. Therefore, in the evaluation of the polarization control, even if the polarization direction of at least about fifty elements is examined, it is necessary that the polarization control be still good.

【0021】上記の従来の面発光レーザは偏光を制御で
きていないこと以外にも問題がある。ひとつには半導体
レーザが直線偏光を示していないので、偏光方向が定ま
らない。また、光の導波方向に垂直な断面の径が大き
く、このため横モードあるいは縦モードが単一となって
いない場合がある。多モードの場合、偏波は各モードで
同じ向きとは限らない。従って偏光の制御は直線偏光を
示し、かつ、単一モードが得られる程度の小さい素子で
実現される必要がある。
The above-mentioned conventional surface emitting laser has another problem in addition to the inability to control the polarization. For one, the semiconductor laser does not show linearly polarized light, so that the polarization direction is not determined. In addition, the diameter of the cross section perpendicular to the light waveguide direction is large, so that the transverse mode or longitudinal mode may not be single. In the case of multiple modes, the polarization is not necessarily in the same direction in each mode. Therefore, the control of the polarization needs to be realized with a device that exhibits linear polarization and is small enough to obtain a single mode.

【0022】さらに偏光方向が任意に設定されたレーザ
アレイという概念が無かったためにそれを利用したシス
テムの実例も無いが、後で述べるように、1アレイ内で
偏光方向が任意に設定されれば、偏光を利用した光路制
御、偏光多重通信等様々なシステム応用が考えられる。
Further, since there is no concept of a laser array in which the polarization direction is arbitrarily set, there is no actual example of a system using the laser array. However, as will be described later, if the polarization direction is arbitrarily set in one array, Various system applications, such as optical path control using polarization and polarization multiplexing communication, can be considered.

【0023】本発明の目的は、少なくとも50個以上の
面発光素子の偏波方向をある一方向に揃えることができ
る単一横モードで発振する面発光レーザを提供しさらに
これを用いてモノリシックな一つのアレイ内の各素子の
偏光方向を任意に設定できる面発光レーザアレイを提供
することである。
An object of the present invention is to provide a surface emitting laser which oscillates in a single transverse mode in which the polarization direction of at least 50 or more surface emitting elements can be aligned in a certain direction, and further, a monolithic laser using the same. An object of the present invention is to provide a surface emitting laser array in which the polarization direction of each element in one array can be set arbitrarily.

【0024】また、レーザアレイの任意に設定された偏
光を利用した光路制御、偏光多重通信等様々な光情報処
理装置を提供することである。
It is another object of the present invention to provide various optical information processing devices such as optical path control using polarization set arbitrarily in a laser array and polarization multiplexing communication.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明の面発光レーザは
半導体基板上に活性層と前記活性層をはさむ光閉じ込め
層からなる中間層と、前記中間層の上下に第1及び第2
半導体多層反射膜とを有する面発光レーザにおいて、前
記第1半導体多層反射膜のみポスト構造を有し、ポスト
構造最下部と活性層との距離が光学長で一波長程度で、
前記第1半導体多層反射膜の側面は1組の互いに平行な
平面を持ち、基板と平行な前記第1半導体多層反射膜の
断面の径は第2半導体反射膜の断面の径より小さく、か
つ単一横モード(0次モード)及び単一縦モード(0次
モード)で発振する大きさで、前記第1半導体多層反射
膜の断面を構成する辺の内、前記一組の互いに平行な平
面上にある辺が最も長く、この辺に平行な偏光を有する
ことを特徴とする。
A surface emitting laser according to the present invention comprises an intermediate layer comprising an active layer and a light confinement layer sandwiching the active layer on a semiconductor substrate, and first and second layers above and below the intermediate layer.
A surface emitting laser having a semiconductor multilayer reflective film, wherein only the first semiconductor multilayer reflective film has a post structure;
The distance between the bottom of the structure and the active layer is about one wavelength in optical length,
The side surface of the first semiconductor multilayer reflective film has a set of planes parallel to each other, the cross-sectional diameter of the first semiconductor multilayer reflective film parallel to the substrate is smaller than the cross-sectional diameter of the second semiconductor reflective film, and Oscillations in one transverse mode (0th mode) and single longitudinal mode (0th mode) are formed on the pair of mutually parallel planes, among sides constituting a cross section of the first semiconductor multilayer reflective film. most rather long, sides in, characterized <br/> have a polarized light parallel to the sides.

【0026】本発明の面発光レーザは半導体周期的多層
膜からなる上下一組の分布反射型(DBR;Distr
ibuted Bragg Reflector)反射
鏡により垂直共振器を構成し、前記上下の反射鏡にはさ
まれた中間層が活性層と光閉じ込め層からなり、上部反
射鏡のみ側壁が基板に対して垂直、または垂直に近い角
度となるポスト構造を有し、ポスト構造の下部以外の活
性層が不活性領域を有し、前記ポスト構造の断面積は十
分小さく基本単一横モード(0次モード)及び単一縦モ
ードで発振する大きさで出射された光は直線偏光であ
り、ポスト構造最下部と活性層との距離が光学長で一波
長程度で、基板に平行なポスト構造の断面は向かい合う
一組の平行な辺を有し、平行な辺は直線であり、平行な
辺はその向かい合う端点どうしを結んだ直線よりも長
く、平行な辺と同じかそれより長い直線は断面の中に存
在なく、直線とは直線及び光が直線と感じる程度に直線
に類似した図形であり、この平行な辺に平行な偏光を有
することを特徴とする。
The surface emitting laser according to the present invention is a pair of upper and lower distributed reflection type (DBR; Distr) comprising a semiconductor periodic multilayer film.
A vertical resonator is constituted by an integrated Bragg Reflector reflector, an intermediate layer sandwiched between the upper and lower reflectors comprises an active layer and a light confinement layer, and only the upper reflector has side walls perpendicular or perpendicular to the substrate. And the active layer other than the lower portion of the post structure has an inactive region, and the cross-sectional area of the post structure is sufficiently small to have a fundamental single transverse mode (zero order mode) and a single longitudinal mode. The light emitted in the mode that oscillates in the mode is linearly polarized light, and the distance between the bottom of the post structure and the active layer is one wave at the optical length.
The cross-section of the post structure, which is approximately long and parallel to the substrate, has a pair of parallel sides facing each other, the parallel sides are straight lines, and the parallel sides are longer and parallel than the straight lines connecting their opposite end points. equal to or longer linear than the side without the presence in the cross section, straight and Ri graphic der linearly and light is similar to a straight line to the extent that feel straight line, have a polarized light parallel to the parallel sides
Characterized in that it.

【0027】また前記上部反射鏡のポスト構造最下部と
活性層との距離が1波長程度であることを特徴とする。
Further, the distance between the lowermost portion of the post structure of the upper reflector and the active layer is about one wavelength.

【0028】本発明の面発光レーザアレイはモノリシッ
クな一つの面発光レーザアレイ内で各素子の偏光が任意
の方向に設定されていることを特徴とする。
The surface emitting laser array of the present invention is characterized in that the polarization of each element is set in an arbitrary direction in one monolithic surface emitting laser array.

【0029】また前記面発光レーザアレイの各面発光レ
ーザは、半導体基板上に活性層と前記活性層をはさむ光
閉じこめ層からなる中間層と、前記中間層の上下に第1
及び第2半導体多層反射膜とを有する面発光レーザであ
って、前記第1半導体多層反射膜のみポスト構造を有
し、前記第1半導体多層反射膜の断面は単一基本横モー
ドで発振する程度に小さく、前記ポスト構造の断面形状
が非等方的で横モード形状に異方性を与える形状で、前
記上部反射膜のポスト構造最下部と活性層との距離が光
学長1波長程度であり、前記ポストの方向が各素子ごと
に任意に設定されていることを特徴とする。
Each surface emitting laser of the surface emitting laser array has an intermediate layer comprising an active layer and a light confinement layer sandwiching the active layer on a semiconductor substrate, and first and second layers above and below the intermediate layer.
And a second semiconductor multilayer reflective film, wherein only the first semiconductor multilayer reflective film has a post structure, and a cross section of the first semiconductor multilayer reflective film oscillates in a single fundamental transverse mode. The cross-sectional shape of the post structure is anisotropic and imparts anisotropy to the transverse mode shape, and the distance between the lowermost portion of the post structure of the upper reflective film and the active layer is about one optical length. The direction of the post is arbitrarily set for each element.

【0030】また前記面発光レーザアレイの各面発光レ
ーザは隣どうしで交互に偏光が90度異なることを特徴
とする。
Each surface emitting laser of the surface emitting laser array is characterized in that the polarization is alternately different by 90 degrees between adjacent lasers.

【0031】また前記面発光レーザアレイの各面発光レ
ーザは偏光方向が30度づつずれていることを特徴とす
る。
Each of the surface emitting lasers in the surface emitting laser array is characterized in that the polarization direction is shifted by 30 degrees.

【0032】また前記面発光レーザアレイは偏光方向の
揃った一群の面発光レーザアレイと、前記偏光方向の揃
った一群の面発光レーザアレイとは偏光方向が異なる一
個または数個の面発光レーザとを1単位とし、複数単位
のアレイ群で構成されることを特徴とする。
The surface emitting laser array includes a group of surface emitting laser arrays having the same polarization direction, and one or several surface emitting lasers having different polarization directions from the group of surface emitting laser arrays having the same polarization direction. Is defined as one unit, and is configured by an array group of a plurality of units.

【0033】本発明の光インターコネクション装置は各
発光素子の偏光が任意の方向に設定されている面発光レ
ーザアレイと、前記面発光レーザアレイからの光を互い
の異なる偏光成分に分離する偏光素子とを有することを
特徴とする。
An optical interconnection device according to the present invention comprises a surface emitting laser array in which the polarization of each light emitting element is set in an arbitrary direction, and a polarizing element for separating light from the surface emitting laser array into mutually different polarized components. And characterized in that:

【0034】本発明の光インターコネクション装置は前
記面発光レーザアレイと、前記面発光レーザアレイから
の光を伝送用信号光と制御用信号光とに分割する偏光ビ
ームスプリッタとを有することを特徴とする。
An optical interconnection apparatus according to the present invention includes the surface emitting laser array, and a polarization beam splitter for splitting light from the surface emitting laser array into transmission signal light and control signal light. I do.

【0035】また前記制御用信号光が面発光レーザアレ
イ用のモニター光であることを特徴とする。
Further, the control signal light is monitor light for a surface emitting laser array.

【0036】本発明の自由空間光接続方法は面発光レー
ザアレイ内で各発光素子の偏光が任意の方向に設定さ
れ、前記面発光レーザから出射される光を偏光成分を分
割する偏光光学素子に入射させ、前記偏光方向の設定に
より個々の発光素子の光路決定を行うことを特徴とす
る。
According to the free space optical connection method of the present invention, the polarization of each light emitting element is set in an arbitrary direction in the surface emitting laser array, and the light emitted from the surface emitting laser is divided into a polarization optical element for dividing a polarization component. Light is incident, and the optical path of each light emitting element is determined by setting the polarization direction.

【0037】本発明の立体映像ディスプレイ装置は偏光
が交互に90度異なるレーザマトリックスアレイを光源
に用いることを特徴とする。
The stereoscopic image display apparatus of the present invention is characterized in that a laser matrix array whose polarization is alternately different by 90 degrees is used as a light source.

【0038】本発明の光スイッチ網は互いに偏光方向が
90度異なり直線偏光を示す少なくとも2つのレーザ光
を出射する半導体レーザアレイと前記半導体レーザの各
々に対応した受光素子を有するスイッチノードと、前記
スイッチノードから出射された1偏光成分を反射させ光
路を変えて異なるスイッチノード内の受光素子へと導く
偏光反射手段とを有することを特徴とする。
An optical switch network according to the present invention includes a switch node having a semiconductor laser array for emitting at least two laser beams having polarization directions different from each other by 90 degrees and exhibiting linear polarization, and a light receiving element corresponding to each of the semiconductor lasers; A polarization reflection unit that reflects one polarized light component emitted from the switch node to guide the light to a light receiving element in a different switch node by changing an optical path.

【0039】本発明の偏光多重伝送装置は互いに偏光方
向が90度異なり直線偏光を示す少なくとも2つのレー
ザ光を出射する半導体レーザアレイと、前記2つのレー
ザ光を伝送する1本の光ファイバと、前記2つのレーザ
光を集光し前記1本のファイバへ導く光学素子とで構成
されることを特徴とする。
A polarization multiplexing transmission apparatus according to the present invention comprises: a semiconductor laser array for emitting at least two laser beams having polarization directions different from each other by 90 degrees and exhibiting linear polarization; one optical fiber for transmitting the two laser beams; And an optical element for condensing the two laser lights and guiding the laser light to the one fiber.

【0040】本発明の偏光シフトキーイング方式コヒー
レント光通信装置は面発光レーザアレイ内で各発光素子
の偏光方向が90度異なる直線偏光を示す2つのレーザ
光を交互に変調する光源を有することを特徴とする。
The polarization shift keying type coherent optical communication device of the present invention is characterized in that it has a light source that alternately modulates two laser lights showing linearly polarized light whose polarization directions of the respective light emitting elements are different by 90 degrees in the surface emitting laser array. And

【0041】[0041]

【作用】例えばマックス ボルンとエミル ウォルフ
著、平川徹と横田英司訳「光学の原理I」(東海大学出
版会、1988年第6刷51〜73ページ)にあるよう
に一般に、平面での反射は平面に平行偏光は透過率が低
く、垂直な偏光は透過率が高い。従って、本発明のよう
な、断面に直線を有するポスト構造、すなわち側面に平
面を有するポスト構造では、側面に平行な偏光成分はポ
スト外へ光が透過することによる回折損失が小さい。逆
に、側面に垂直な偏光成分はポスト外へ光が透過するこ
とによる回折損失が大きい。その結果、平面側面に平行
な偏光が優勢となる。本来DBRを利用した垂直共振器
では、光は上下に往復し、ポスト側面での影響は小さ
い。しかし本発明ではポストサイズが基本横モードが得
られる程度に小さいので、ポスト側面での回折損失の影
響を受ける。さらに本発明では、上側DBRはポスト加
工され横方向の光閉じ込めがなされているが、下側のD
BR反射鏡は加工されていないために、光の横方向閉じ
込めが下部DBRで小さく光が広がる。その結果、往復
している光の進行方向に斜め成分があらわれるので、ポ
スト側面の回折損失の影響をより受け易くなる。
For example, as described in Max Born and Emil Wolf, "Principles of Optics I" translated by Toru Hirakawa and Eiji Yokota (Tokai University Press, 1988, 6th pp. 51-73), reflection on a plane is generally Polarized light parallel to the plane has low transmittance, and perpendicular polarized light has high transmittance. Therefore, in a post structure having a straight line in a cross section, that is, a post structure having a flat surface on the side surface as in the present invention, a polarization component parallel to the side surface has a small diffraction loss due to transmission of light out of the post. Conversely, a polarization component perpendicular to the side surface has a large diffraction loss due to transmission of light outside the post. As a result, polarized light parallel to the plane side surface becomes dominant. Originally, in a vertical resonator using a DBR, light reciprocates up and down, and the influence on the side of the post is small. However, in the present invention, since the post size is small enough to obtain the fundamental transverse mode, the post size is affected by the diffraction loss on the side surface of the post. Further, in the present invention, the upper DBR is post-processed to confine the light in the lateral direction, but the lower DBR is post-processed.
Since the BR reflector is not processed, the lateral confinement of light is small at the lower DBR and the light spreads. As a result, an oblique component appears in the traveling direction of the reciprocating light, and the post is more susceptible to the diffraction loss on the side surface.

【0042】また、本発明では、ポスト構造の底部と活
性層との距離が光学長一波長程度と短いので、光強度が
強い位置において上記の平面側面の影響を及ぼすことが
可能となる。
Further, in the present invention, since the distance between the bottom of the post structure and the active layer is as short as about one optical length, the above-mentioned plane side surface can be affected at a position where the light intensity is strong.

【0043】本発明では面発光レーザの偏光方向を一方
の方向に設定することができるので、高密度、高精度の
モノリシックな半導体レーザアレイで、一つのアレイ内
の各素子の偏光方向を任意に設定できる半導体レーザア
レイを得ることができる。
In the present invention, since the polarization direction of the surface emitting laser can be set to one direction, a monolithic semiconductor laser array of high density and high precision can arbitrarily change the polarization direction of each element in one array. A semiconductor laser array that can be set can be obtained.

【0044】また、偏光方向が任意なので偏光ビームス
プリッタ等の偏光依存光学部品との組み合わせで、さま
ざまな機能をもたせることが可能となる。
Further, since the polarization direction is arbitrary, various functions can be provided in combination with a polarization dependent optical component such as a polarization beam splitter.

【0045】[0045]

【実施例】以下図面を用いて本発明の面発光レーザの実
施例を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the surface emitting laser according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0046】図1に本発明の面発光レーザの実施例を示
す。上下2組のGaAs/AlAs半導体多層反射膜
2、6で共振器を形成し、基板に対して垂直方向に光を
出射するレーザである。中間層はInGaAs活性層3
とAlGaAs光閉じ込め層4よりなる。上側の、陽極
側半導体多層反射膜2は反応性イオンビームエッチング
により、ポスト形状に加工する。ポスト下部以外の活性
層3はプロトン注入により不活性化領域5に変性され
る。また下部陰極側半導体多層反射膜6まで貫いてエッ
チングを行い、そこに陰極7をとる。陽極1はポスト全
体を電極材で覆う。陰極7と陽極1間に電流を流し、レ
ーザ発振を行う。この面発光レーザの断面8を6μm ×
5μm の矩形とする。
FIG. 1 shows an embodiment of the surface emitting laser of the present invention. This is a laser that forms a resonator with upper and lower two sets of GaAs / AlAs semiconductor multilayer reflective films 2 and 6 and emits light in a direction perpendicular to the substrate. The intermediate layer is an InGaAs active layer 3
And an AlGaAs light confinement layer 4. The upper, anode-side semiconductor multilayer reflective film 2 is processed into a post shape by reactive ion beam etching. The active layer 3 other than the lower portion of the post is modified into the inactive region 5 by proton implantation. Further, etching is performed to penetrate to the lower cathode side semiconductor multilayer reflective film 6, and the cathode 7 is taken there. The anode 1 covers the entire post with an electrode material. A current flows between the cathode 7 and the anode 1 to perform laser oscillation. The cross section 8 of this surface emitting laser is 6 μm ×
Use a rectangle of 5 μm.

【0047】この構造の面発光レーザでは、ポスト断面
のサイズが6.5μm ×6.5μmより小さくなると横
モード、縦モードともに単一モードとなり、直線偏光を
示す。例えば大久保勝彦著「ISDN自体の光ファイバ
技術(理工学社)1−17ページに示されているよう
に、シングルモード光ファイバの場合、単一モードが得
られたコア径9のサイズでは、図2に示すとおりモード
サイズ11がコア径9より少しだけ大きい状態である。
In the surface emitting laser having this structure, when the size of the cross section of the post is smaller than 6.5 μm × 6.5 μm, both the horizontal mode and the vertical mode become single modes, and show linearly polarized light. For example, as shown in Kikuhiko Okubo, "Optical Fiber Technology of ISDN itself (Rigaku Corporation), page 1-17, in the case of a single mode optical fiber, the size of the core diameter 9 at which a single mode is obtained is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the mode size 11 is slightly larger than the core diameter 9.

【0048】同様に本実施例では図3のように単一モー
ドが得られる程度にポスト径を小さくしているのでポス
ト構造により閉じ込められている光のモードサイズ11
はポストサイズ12より少しだけ大きい。そのためポス
ト側面の構造による影響を受け、ポスト形状による偏光
制御が有効に働く。
Similarly, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the post diameter is so small that a single mode can be obtained.
Is slightly larger than post size 12. Therefore, it is affected by the structure of the post side surface, and the polarization control by the post shape works effectively.

【0049】逆に従来例のような、単一モードの得られ
ない大きい径のポストではこのようなポスト側面の構造
による偏光制御は本質的に起こることはない。
Conversely, in the case of a post having a large diameter where a single mode cannot be obtained as in the conventional example, the polarization control by the structure of the post side surface does not occur essentially.

【0050】本来単一モードでは光は直進するので側面
の影響は小さいが、実施例では上部のDBRのみ加工し
てあるため、下部のDBRには横方向に光を閉じ込める
要因が無い。従って図5のように光は下部で広がり斜め
成分を有するようになる。このためポスト側面の影響を
より受け易い構造となっている。
Originally, in the single mode, light travels straight, so that the influence of the side surface is small. However, in the embodiment, only the upper DBR is processed, so that the lower DBR has no factor to confine light in the lateral direction. Therefore, as shown in FIG. 5, the light spreads at the lower part and has an oblique component. Therefore, the structure is more susceptible to the influence of the post side surface.

【0051】本発明のポスト断面8は矩形である。従っ
てポスト側面は平面で囲まれている。図5のようにポス
ト内13からポスト外14へ漏れる光はポスト側面の平
面17ではその面に垂直な偏光15の方が平行な偏光1
6より大きいことは上述のとおりである。
The post section 8 of the present invention is rectangular. Therefore, the post side is surrounded by a plane. As shown in FIG. 5, the light leaking from the inside of the post 13 to the outside of the post is the polarized light 1 that is parallel to the polarized light 15 that is perpendicular to the plane of the post side surface 17.
The value greater than 6 is as described above.

【0052】本実施例の6×5μm の矩形ポスト構造の
面発光レーザでは、長辺側18、短辺側19ともにその
辺に垂直な偏光15の損失が大きくなる。一方図6のよ
うに各辺からの損失の総計の比は単純に長さの比にほぼ
等しいので、長辺側18での、長辺に垂直な偏光の損失
が大きくなる。その結果短辺に垂直、すなわち長辺に平
行な偏光(短辺に垂直な偏光)が優勢となる。
In the surface emitting laser of the present embodiment having a rectangular post structure of 6 × 5 μm, the loss of the polarized light 15 perpendicular to the long side 18 and the short side 19 increases on both the long side 18 and the short side 19. On the other hand, as shown in FIG. 6, since the ratio of the total loss from each side is simply substantially equal to the length ratio, the loss of polarized light perpendicular to the long side on the long side 18 increases. As a result, polarized light perpendicular to the short side, that is, parallel to the long side (polarized light perpendicular to the short side) becomes dominant.

【0053】本実施例で用いた構造の面発光レーザでは
KosakaらがIEEE フォトニクス テクノロジ
ー レターズ6巻323ページ(H.Kosaka e
tal.,IEEE Photonics Lette
rs 6,323,1994)に示したように一辺の長
さが6μm より小さくなると急激に回折損が増加する。
そのために損失を利用した本発明では、サイズを6μm
径を基準に小さくするのが非常に有効となる。
In the surface emitting laser having the structure used in this embodiment, Kosaka et al., IEEE Photonics Technology Letters, vol. 6, p. 323 (H. Kosakae).
tal. , IEEE Photonics Lette
(rs 6,323, 1994), when the length of one side is smaller than 6 μm, the diffraction loss sharply increases.
Therefore, in the present invention utilizing the loss, the size is set to 6 μm
It is very effective to reduce the diameter based on the diameter.

【0054】光のフィールドを考えると、図4に示すよ
うに活性層3がもっとも強く離れると弱くなる。従っ
て、実施例で最良の効果を得るためには、ポスト底部2
4と活性層3の距離が短いことが望ましい。しかし、近
すぎると、電流がポストの端だけを流れ中心部まで注入
されなくなってしまう。その結果レーザ発振のために高
注入を必要とするようになり、横モードが不安定にな
る。従ってこのポストと活性層の距離には最適値が存在
し、実施例で示した光学長1程度波長で良好な結果が得
られている。
Considering the light field, as shown in FIG. 4, when the active layer 3 is farthest away, it becomes weak. Therefore, in order to obtain the best effect in the embodiment, the post bottom 2
It is desirable that the distance between 4 and the active layer 3 be short. However, if it is too close, current will only flow through the end of the post and will not be injected into the center. As a result, high injection is required for laser oscillation, and the transverse mode becomes unstable. Therefore, there is an optimum value for the distance between the post and the active layer, and good results are obtained at the optical length of about 1 shown in the embodiment.

【0055】図7に断面のサイズを6×6μm から6×
3.5μm まで0.25μm おきに変化させた面発光レ
ーザ8×8マトリックスアレイ(64素子)について、
偏光の方向の割合を示す。短辺のサイズが6μm から減
ると、一旦短辺に平行な偏光が増える。これは、例えば
阿部英太郎著「マイクロ波」(東京大学出版会:198
3年初版)54頁に記されている一般の矩形マイクロ導
波管でよく知られているように、もともと矩形導波路で
は基本モードの偏波は、図8のように短辺に平行になる
からである(図は導波管外への漏れ損失がない場合)。
しかも長辺と短辺のサイズがさほど変わらないところで
は、長辺と短辺、各々の辺に垂直な偏光の側面での損失
の差があまりないので偏光制御効果は小さく、矩形形状
による基本偏光方向が優勢となるためである。さらに短
辺の長を小さくしていくこと、長辺における側面での垂
直方向の偏光の損失が増すので、次第に長辺に平行な偏
光が優勢となり長辺に平行な偏光が残る。
FIG. 7 shows that the cross-sectional size is changed from 6 × 6 μm to 6 × 6 μm.
For a surface emitting laser 8 × 8 matrix array (64 elements) changed to 3.5 μm every 0.25 μm,
The ratio of the direction of polarized light is shown. When the size of the short side is reduced from 6 μm, the polarization parallel to the short side once increases. This is, for example, “Microwave” by Eitaro Abe (University of Tokyo Press: 198
As is well known in a general rectangular micro waveguide described on page 54, 3rd edition, the polarization of the fundamental mode is originally parallel to the short side in the rectangular waveguide as shown in FIG. (The figure shows the case where there is no leakage loss outside the waveguide.)
Moreover, where the size of the long side and the short side does not change much, there is not much difference in the loss on the side of the polarized light perpendicular to the long side and the short side, so the polarization control effect is small, and the basic polarized light by the rectangular shape This is because the direction becomes dominant. Further shortening the length of the short side increases the loss of polarized light in the vertical direction on the side surface of the long side, so that polarized light parallel to the long side gradually becomes dominant, and polarized light parallel to the long side remains.

【0056】また、活性層とポストとの距離の最適化を
はかることにより、ポスト部での光の場を強くし、損失
の影響を大きくすることができる。本実施例では5μm
以下で100%長辺に平行となり完全に偏光制御を実現
することができた。図7中で矩形形状が6×4.25μ
m のもので100%でなかったのは、素子の作成時に一
部のポスト形状を壊してしまったためと考えられる。
Further, by optimizing the distance between the active layer and the post, the light field at the post can be strengthened and the influence of the loss can be increased. 5 μm in this embodiment
In the following, the polarization became 100% parallel to the long side, and complete polarization control was realized. The rectangular shape is 6 × 4.25μ in FIG.
It is considered that the reason why the value of m was not 100% was that some of the post shapes were broken during the fabrication of the device.

【0057】本発明の実施例の矩形以外のポスト構造の
断面を図9に示す。図に示したとおり本実施例のポスト
形状は矩形に限られたものではなく断面の中で最も長い
1組の辺が他の辺より長ければよい。
FIG. 9 shows a cross section of a post structure other than a rectangle according to the embodiment of the present invention. As shown in the figure, the shape of the post in this embodiment is not limited to a rectangle, and it is sufficient that the longest set of sides in the cross section is longer than the other sides.

【0058】本実施例ではGaAs/AlAs系材料で
あったが、他の材料系でもかまわない。その場合、断面
サイズは、発振波長の光学長にともなって変化する。
In this embodiment, the GaAs / AlAs material is used, but another material may be used. In that case, the cross-sectional size changes with the optical length of the oscillation wavelength.

【0059】また本実施例の基板に平行なポスト構造の
断面を構成する辺は光が直線と感じることができる範囲
内(1波長未満)であれば直線でなくともよい。
The sides constituting the cross section of the post structure parallel to the substrate of the present embodiment need not be straight as long as the light is within a range in which light can be felt as straight (less than one wavelength).

【0060】以下、図面を用いて本発明の面発光レーザ
アレイの実施例を説明する。
An embodiment of the surface emitting laser array of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0061】図11は本発明の面発光レーザアレイの第
1の実施例の配置を示したもので、個々の半導体レーザ
は上記実施例の面発光レーザを用いている。ポスト構造
を用いた屈折率導波型面発光レーザで、ポスト断面を基
本横モードが得られる6μm程度に十分小さくし、さら
に矩形形状にすることで偏光を一方向に規定させてい
る。
FIG. 11 shows the arrangement of the first embodiment of the surface emitting laser array according to the present invention. The individual semiconductor lasers use the surface emitting laser of the above embodiment. In a refractive index guided surface emitting laser using a post structure, the cross section of the post is made sufficiently small to be about 6 μm at which a fundamental transverse mode can be obtained, and the post is cross-sectioned so that polarization is defined in one direction.

【0062】基板は研磨により100μm の厚さ、ドー
ピングは電極コンタクト部は4×1018cm-3半導体多層
反射膜は1×1018cm-3以下となっている。この矩形ポ
ストを図11に示すように隣どうしで90度異なるよう
に配置している。
The substrate is polished to a thickness of 100 μm, and the doping is 4 × 10 18 cm -3 for the electrode contact portion and 1 × 10 18 cm -3 or less for the semiconductor multilayer reflective film. As shown in FIG. 11, the rectangular posts are arranged so as to be different from each other by 90 degrees.

【0063】図12は本発明のアレイ内の偏光方向を示
す図である。図12に示す通り偏光方向2は125μm
ピッチの8×8の64マトリックスアレイ内で交互にほ
ぼ90度異なる偏光が得られている。
FIG. 12 is a diagram showing the polarization direction in the array of the present invention. The polarization direction 2 is 125 μm as shown in FIG.
Alternating polarizations of approximately 90 degrees are obtained alternately in an 8 × 8 64 matrix array with a pitch.

【0064】このアレイに対して図13に示すようなフ
ァイバアレイ103を結合する場合、偏光子をレーザア
レイとファイバアレイの間に挟むことで、クロストーク
を大幅に削減できるので、ファイバとレーザの位置ずれ
の許容度を少なくとも21/2倍にすることができる。
When a fiber array 103 as shown in FIG. 13 is coupled to this array, crosstalk can be greatly reduced by interposing a polarizer between the laser array and the fiber array. The tolerance for the displacement can be at least 21/2 times.

【0065】図14に本発明の面発光レーザアレイの第
2の実施例を示す。
FIG. 14 shows a second embodiment of the surface emitting laser array according to the present invention.

【0066】図14は面発光レーザアレイの第1の実施
例で用いた矩形ポストの面発光レーザを偏光方向を30
度ずつずらした面発光レーザアレイである。このとき、
偏光子を通過させると、透過光強度は最初のレーザ光の
出力に対してcos30度、cos60度、cos90
度、すなわち0.87、0.5、0倍となるので、特別
な駆動回路を必要とせずにアレイ内の光強度を変化させ
ることができる。
FIG. 14 shows a rectangular post surface emitting laser used in the first embodiment of the surface emitting laser array having a polarization direction of 30.
This is a surface emitting laser array shifted by degrees. At this time,
When the light passes through the polarizer, the transmitted light intensity becomes cos 30 degrees, cos 60 degrees, and cos 90 degrees with respect to the output of the first laser light.
Degree, that is, 0.87, 0.5, and 0 times, so that the light intensity in the array can be changed without requiring a special driving circuit.

【0067】本実施例では矩形ポストの面発光レーザの
偏光方向のずれ角を30度としたが、これに限られるこ
とはなく、例えば15度づつであればcos15、co
s30、cos45、・・・、cos90倍すなわち
0.97、0.87、0.7、・・・、0倍とすること
ができる。
In the present embodiment, the deviation angle of the polarization direction of the surface emitting laser of the rectangular post is set to 30 degrees. However, the present invention is not limited to this.
s30, cos45,..., cos90 times, that is, 0.97, 0.87, 0.7,.

【0068】以下、本発明の面発光レーザアレイを適用
した光情報処理装置の例を示す。
Hereinafter, an example of an optical information processing apparatus to which the surface emitting laser array of the present invention is applied will be described.

【0069】図15に本発明の面発光レーザアレイを適
用した光インターコネクションの第1の実施例を示す。
FIG. 15 shows a first embodiment of the optical interconnection to which the surface emitting laser array of the present invention is applied.

【0070】図15において、光源の構成は8個の縦偏
光レーザ123からなる伝送信号用アレイに、1つの横
偏光レーザ120からなる制御信号用のレーザを加えて
1単位とし、これを並列に8個並べられている。光源か
ら出射された光は偏光ビームスプリッタ(PBS)11
8において、伝送信号用アレイからのレーザ光は透過
し、伝送用信号光122と偏光方向が90度異なる制御
用信号光123は別個に取り出される。半導体レーザの
駆動は8素子からなる伝送信号用アレイ1列ごとにまと
めて行っている。制御信号としては、その列が伝送中で
あることを示す信号等の集中管理に使われる信号として
送信される。
In FIG. 15, the structure of the light source is such that a transmission signal array composed of eight longitudinally polarized lasers 123 is added with a control signal laser composed of one horizontal polarized laser 120 to make one unit, and these are arranged in parallel. Eight are arranged. The light emitted from the light source is a polarizing beam splitter (PBS) 11.
At 8, the laser light from the transmission signal array is transmitted, and the control signal light 123 having a polarization direction different from that of the transmission signal light 122 by 90 degrees is separately extracted. Driving of the semiconductor lasers is performed collectively for each row of the transmission signal array including eight elements. The control signal is transmitted as a signal used for centralized management such as a signal indicating that the column is being transmitted.

【0071】図16に本発明の面発光レーザアレイを適
用した光インターコネクションの第2の実施例を示す。
FIG. 16 shows a second embodiment of the optical interconnection to which the surface emitting laser array of the present invention is applied.

【0072】本実施例の面発光レーザアレイでは9個の
レーザアレイからなる1列を同時に駆動している。この
うちの真ん中の1素子のみ偏光方向を15度ずらしてモ
ノリシックに形成されている。これにより偏光ビームス
プリッタ(PBS)118により約3%の光出力を分離
でき、分離されたAPC用モニタ光125を自動出力制
御装置(APC:Auto Power Contro
ller)のモニタ光に用いている。
In the surface emitting laser array of the present embodiment, one row composed of nine laser arrays is simultaneously driven. Of these, only the middle one is monolithically formed with the polarization direction shifted by 15 degrees. As a result, an optical output of about 3% can be separated by the polarizing beam splitter (PBS) 118, and the separated monitor light 125 for APC is converted into an automatic output control device (APC: Auto Power Control).
ller) monitor light.

【0073】図17に本発明の面発光レーザアレイを適
用した光インターコネクションの第3の実施例を示す。
FIG. 17 shows a third embodiment of the optical interconnection to which the surface emitting laser array of the present invention is applied.

【0074】本実施例の面発光レーザアレイでは中央の
2素子の偏光方向を45度ずらしたレーザアレイが形成
されている。偏光ビームスプリッタ(PBS)118に
より横偏光レーザ120の出力光はPBS118上部へ
分離され、また縦偏光レーザ123の出力光は偏光ビー
ムスプリッタ118を透過する。また45度偏光レーザ
133の出力光は透過及びPBS上部への反射に二等分
され異なる偏光方向ごとの1/2強度光134に分離さ
れる。
In the surface emitting laser array of this embodiment, a laser array in which the polarization directions of the two central elements are shifted by 45 degrees is formed. The output light of the horizontally polarized laser 120 is split by the polarizing beam splitter (PBS) 118 to the upper part of the PBS 118, and the output light of the vertically polarized laser 123 passes through the polarizing beam splitter 118. Further, the output light of the 45-degree polarized laser 133 is divided into two equal parts, ie, transmission and reflection to the upper part of the PBS, and is separated into half intensity lights 134 for different polarization directions.

【0075】この実施例では列ごとの偏光設定で、1段
階であるが、個々の素子ごとの設定や多段階の接続を行
うことにより光インターコネクションにおいて更に複雑
な自由空間光路決定が実現することは言うまでもない。
In this embodiment, the polarization is set for each column in one stage. However, by setting each individual element and performing multi-stage connection, more complicated free space optical path determination can be realized in the optical interconnection. Needless to say.

【0076】図18に本発明の面発光レーザアレイを適
用した立体映像ディスプレイ装置の実施例を示す。
FIG. 18 shows an embodiment of a stereoscopic video display apparatus to which the surface emitting laser array of the present invention is applied.

【0077】本発明の立体映像ディスプレイ装置の発光
部135はレーザマトリックスアレイ136で構成され
ていて個々の素子は偏光方向が互いに垂直になるように
配置され、レーザ駆動回路は個々の素子ごとにマトリッ
クスアレイ状に作りつけられている。
The light emitting section 135 of the stereoscopic video display apparatus of the present invention is constituted by a laser matrix array 136, and the individual elements are arranged so that the polarization directions are perpendicular to each other. It is built in an array.

【0078】例えば右視野像を縦の偏光、左視野像を横
の偏光で表示することにより、偏光メガネを用いて立体
映像を見ることができる。本発明の面発光レーザアレイ
を用いることにより従来必要であったマトリックス状の
偏光フィルタを用いないで済み、よって偏光フィルタで
の光吸収によるフィルタの熱劣化とスクリーンの明度の
低下を防ぐことができる。
For example, by displaying the right-view image with vertical polarization and the left-view image with horizontal polarization, a stereoscopic image can be viewed using polarized glasses. By using the surface emitting laser array of the present invention, it is not necessary to use a matrix-type polarizing filter, which has been conventionally required, and therefore, it is possible to prevent thermal deterioration of the filter due to light absorption by the polarizing filter and decrease in brightness of the screen. .

【0079】図19に本発明の光スイッチ網である4×
4のシャッフル網の実施例を示す。
FIG. 19 shows a 4 × optical switch network of the present invention.
4 shows an embodiment of the shuffle network of FIG.

【0080】図19においてスイッチノード119は、
紙面に平行な偏光115を出射する面発光レーザと紙面
に垂直な偏光116を出射する面発光レーザ及びそれぞ
れの半導体レーザに対応する図示していないフォトディ
テクタを1単位として構成されている。
In FIG. 19, the switch node 119 is
A surface emitting laser that emits polarized light 115 parallel to the paper surface, a surface emitting laser that emits polarized light 116 perpendicular to the paper surface, and a photodetector (not shown) corresponding to each semiconductor laser are configured as one unit.

【0081】上記構成のスイッチノード119が4行3
列に配置されていて、スイッチノード119とスイッチ
ノード119間には偏光ビームスプリッタ(PBS)1
18が配置されているものと、偏光ビームスプリッタ1
18と全反射鏡117が配置されているものがあり、偏
光ビームスプリッタ118により対面するスイッチノー
ド119の隣のスイッチノード119へレーザ光を入射
させている。また全反射鏡117により、対面するスイ
ッチノード119の2つ隣のスイッチノード119へと
レーザ光を入射させている。
The switch node 119 having the above configuration has four rows and three rows.
Are arranged in a row, and a polarizing beam splitter (PBS) 1 is disposed between the switch nodes 119.
18 and the polarization beam splitter 1
18 and a total reflection mirror 117 are arranged, and a laser beam is made incident on a switch node 119 adjacent to the switch node 119 facing by the polarizing beam splitter 118. The total reflection mirror 117 causes the laser light to be incident on the switch node 119 adjacent to the switch node 119 facing the switch node 119.

【0082】本実施例では光路の振り分けが、2つの偏
光方向が異なる半導体レーザに対して1つの偏光ビーム
スプリッタ118、もしくは1つの偏光ビームスプリッ
タ118と全反射鏡117の組み合わせからなる単純な
光学系で構成することができる。
In this embodiment, the optical path is distributed by a simple optical system composed of one polarization beam splitter 118 or a combination of one polarization beam splitter 118 and a total reflection mirror 117 for two semiconductor lasers having different polarization directions. Can be configured.

【0083】本実施例ではスイッチノードのレーザの数
を2つとしたが、これに限られるわけではなく2つ以上
でも可能である。
In this embodiment, the number of lasers at the switch node is two. However, the number of lasers is not limited to two, and two or more lasers are possible.

【0084】本実施例では紙面平行方向の光スイッチ網
であるが、これに加えて紙面垂直方向にも光スイッチ網
を構成することができる。
In this embodiment, the optical switch network is in the direction parallel to the plane of the paper. In addition to this, the optical switch network can also be configured in the direction perpendicular to the plane of the paper.

【0085】図20に本発明の偏光多重伝送装置の実施
例を示す。
FIG. 20 shows an embodiment of the polarization multiplex transmission apparatus of the present invention.

【0086】光源は紙面に平行な偏光115を出射する
半導体レーザ及び紙面に垂直な偏光116を出射する半
導体レーザで構成されている。各々の半導体レーザから
出射された光はPML(平行平板レンズ)126により
それぞれコリメートされ、さらに集光用凸レンズで集光
されてシングルモードファイバ(SMF:Single
Mode Fiber)128へ入射している。SM
F128では偏光の直交関係が維持されるので、偏光方
向が90度異なる偏光を有する2個のレーザを別々に変
調し、一本のSMF128により偏光多重伝送が行え
る。
The light source is composed of a semiconductor laser that emits polarized light 115 parallel to the paper and a semiconductor laser that emits polarized light 116 perpendicular to the paper. Light emitted from each of the semiconductor lasers is collimated by a PML (parallel plate lens) 126 and further condensed by a converging convex lens to form a single mode fiber (SMF: Single).
(Mode Fiber) 128. SM
Since the orthogonal relationship of polarization is maintained in F128, two lasers having polarizations whose polarization directions are different by 90 degrees are separately modulated, and polarization multiplexing transmission can be performed by one SMF128.

【0087】SMF128伝送中に直線偏光ではなくな
るが、直交関係は保持されるので、受信側にソレイユバ
ビネ位相補償板129を通すことで元の2つの直線偏光
に直せ、更に偏光ビームスプリッタ118により分離さ
れ、フォトディテクタ130で受光している。
Although the light is no longer linearly polarized during the transmission of the SMF 128, the orthogonal relationship is maintained. Therefore, the original two linearly polarized lights can be converted by passing the Soleil-Ubbine phase compensator 129 to the receiving side, and further separated by the polarizing beam splitter 118. The light is received by the photodetector 130.

【0088】図21に本発明の光通信装置の実施例を示
す。本実施例では2つのレーザ素子を用いた偏光シフト
キーイング(polarization shift
keying)伝送装置を例として用いた。
FIG. 21 shows an embodiment of the optical communication apparatus according to the present invention. In the present embodiment, polarization shift keying (polarization shift) using two laser elements is performed.
keying) transmission device was used as an example.

【0089】コヒーレント光通信の一種である偏光シフ
トキーイング伝送では従来、送信側の信号変調は液晶を
用いた偏光変調素子を用いている。液晶を用いた偏光変
調素子を用いた場合、変調速度はせいぜい1000bi
s/sと遅く、光情報処理の高速化の問題となってい
た。
In polarization shift keying transmission, which is a type of coherent optical communication, conventionally, the signal modulation on the transmission side uses a polarization modulation element using liquid crystal. When a polarization modulation element using liquid crystal is used, the modulation speed is at most 1000 bi.
s / s, which is slow, which has been a problem of speeding up optical information processing.

【0090】これに対し、本発明では偏光が互いに垂直
な2つの半導体レーザよりなるレーザアレイを、交互に
光らせて変調を行うので、個々のレーザの変調速度が数
Gbit/sと速く、高速変調が可能である。
On the other hand, in the present invention, the laser array composed of two semiconductor lasers whose polarizations are perpendicular to each other is alternately illuminated to perform modulation. Therefore, the modulation speed of each laser is as high as several Gbit / s, and high-speed modulation is performed. Is possible.

【0091】シングルモードファイバ(SMF)128
を伝搬後、合流器32により局地光131と合流させ、
偏光ビームスプリッタ118を通過後それぞれフォトデ
ィテクタ130でうなり成分を検出することで偏光シフ
トキーイング方式の伝送を行っている。
Single mode fiber (SMF) 128
Is propagated, and the local light 131 is merged by the merger 32,
After passing through the polarization beam splitter 118, the photodetector 130 detects a beat component, thereby performing transmission by the polarization shift keying method.

【0092】[0092]

【発明の効果】本発明の面発光レーザは偏光制御を完全
に行うことができるので素子どうしの偏光をそろえるた
めの偏光素子等の光学素子を用いなくても光コンピュー
ティングや光通信等に適用でき、システムを簡素化する
ことができる。
Since the surface emitting laser of the present invention can completely control the polarization, it can be applied to optical computing and optical communication without using an optical element such as a polarizing element for aligning the polarization of the elements. And the system can be simplified.

【0093】本発明に示した偏光方向が任意に設定され
たレーザアレイを用いることにより、偏光多重伝送装
置、自由空間光路決定方法等様々な機能が実現される。
By using the laser array according to the present invention in which the polarization direction is arbitrarily set, various functions such as a polarization multiplexing transmission device and a free space optical path determination method are realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】矩形断面を有する面発光レーザの構造を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a surface emitting laser having a rectangular cross section.

【図2】シングルモードファイバにおけるコア径とモー
ドサイズの関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a core diameter and a mode size in a single mode fiber.

【図3】矩形断面ポストにおけるポストサイズとモード
サイズの関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a post size and a mode size in a rectangular section post.

【図4】ポスト側面における漏れ損失の偏光依存性を説
明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining polarization dependence of leakage loss on a side surface of a post.

【図5】損失の総計は長辺側で多いことを示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing that the total loss is large on the long side.

【図6】面発光レーザ垂直断面での光のフィールドの形
状を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a shape of a light field in a vertical cross section of the surface emitting laser.

【図7】偏波の割合のポストサイズ依存性を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing post-size dependence of the ratio of polarization.

【図8】矩形導波管での基本モードの偏波方向を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a polarization direction of a fundamental mode in a rectangular waveguide.

【図9】本発明に適用できる、矩形以外の断面形状の例
を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a cross-sectional shape other than a rectangle applicable to the present invention.

【図10】従来の面発光レーザの断面形状を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a cross-sectional shape of a conventional surface emitting laser.

【図11】交互に90度異なる偏光を有する本発明の面
発光レーザマトリックスアレイを示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a surface emitting laser matrix array of the present invention having polarizations that differ by 90 degrees alternately.

【図12】図11に示されたレーザアレイの偏光方向を
示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a polarization direction of the laser array shown in FIG.

【図13】二次元ファイバアレイを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a two-dimensional fiber array.

【図14】30度ずつ異なる偏光を有する本発明の面発
光レーザアレイを示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a surface emitting laser array of the present invention having polarizations different by 30 degrees.

【図15】8個の伝送用レーザと1個の偏光方向の異な
る制御用レーザの1次元アレイの列からなるレーザマト
リックスアレイを示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a laser matrix array including columns of a one-dimensional array of eight transmission lasers and one control laser having different polarization directions.

【図16】9個のレーザのうち1個をAPC用モニタ光
として用いるレーザの1次元アレイの列からなるレーザ
マトリックスアレイを示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a laser matrix array composed of columns of a one-dimensional array of lasers using one of nine lasers as APC monitor light.

【図17】偏光を列ごとに設定したレーザマトリックス
アレイを用いた自由空間光路決定を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing free-space optical path determination using a laser matrix array in which polarization is set for each column.

【図18】交互に垂直な偏光を有するレーザマトリック
スアレイを用いた立体ディスプレイ装置を示す図であ
る。
FIG. 18 is a diagram illustrating a stereoscopic display device using a laser matrix array having alternately perpendicular polarizations.

【図19】垂直な偏光を有するアレイを光源に用いた本
発明の4×4シャッフル網を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a 4 × 4 shuffle net of the present invention using an array having vertically polarized light as a light source.

【図20】本発明の偏光多重伝送を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating polarization multiplexing transmission of the present invention.

【図21】垂直な偏光を有する1アレイを光源に用いた
本発明の偏光シフトキーイング方式の光伝送装置を示す
図である。
FIG. 21 is a diagram showing a polarization shift keying type optical transmission device of the present invention using one array having vertical polarization as a light source.

【図22】従来のモノリシックな端面出射型ストライプ
レーザアレイを示す図である。
FIG. 22 is a view showing a conventional monolithic edge-emitting stripe laser array.

【図23】ポスト構造を有する面発光レーザを示す図で
ある。
FIG. 23 is a diagram illustrating a surface emitting laser having a post structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 陽極 2 ポスト状陽極側多層反射膜 3 InGaAs活性層 4 光閉じ込め層 5 イオン注入による不活性化領域 6 陰極側半導体多層反射膜 7 陰極 8 面発光レーザ断面 9 コア 10 クラッド 11 モードサイズ 12 ポストサイズ 13 ポスト内 14 ポスト外 15 側面に垂直な偏光 16 側面に平行な偏光 17 ポスト側面 18 長辺 19 短辺 20 ポスト断面 21 長辺で損失が多い長辺に垂直な偏光 22 短辺で損失が多い短辺に垂直な偏光 23 光のフィールド 24 ポスト構造底面 25 矩形導波管 26 偏波方向 101 矩形ポスト 102 偏光方向 103 光ファイバアレイ 104 電極 105 酸化シリコン 106 メサストライプ 107 活性層 108 陽極 109 陽極側半導体多層反射膜 110 InGaAs活性層 111 光閉じこめ層 112 不活性化領域 113 陰極側半導体多層膜 114 陰極 115 紙面に平行な偏光 116 紙面に垂直な偏光 117 全反射鏡 118 偏光ビームスプリッタ 119 スイッチノード 120 横偏光レーザ 121 制御用信号光 122 伝送用信号光 123 縦偏光レーザ 124 15度偏光レーザ 125 APC(Auto Power Contro
ller)用モニタ光 126 PML(Planar Micro Len
s) 127 集光用凸レンズ 128 SMF(Single Mode Fibe
r) 129 バビネーソレイユ位相補償板 130 PD(Photo Detector) 131 局地光 132 合流器 133 45度偏光レーザ 134 1/2強度光 135 発光部 136 偏光が交互に垂直なレーザマトリックスアレイ
REFERENCE SIGNS LIST 1 anode 2 post-shaped anode-side multilayer reflective film 3 InGaAs active layer 4 light confinement layer 5 inactive region by ion implantation 6 cathode-side semiconductor multilayer reflective film 7 cathode 8 surface emitting laser cross section 9 core 10 clad 11 mode size 12 post size 13 Inside post 14 Outside post 15 Polarization perpendicular to the side 16 Polarization parallel to the side 17 Post side 18 Long side 19 Short side 20 Post cross section 21 Loss on the long side Polarization perpendicular to the long side 22 Loss on the short side Polarization perpendicular to the short side 23 Field of light 24 Post structure bottom surface 25 Rectangular waveguide 26 Polarization direction 101 Rectangular post 102 Polarization direction 103 Optical fiber array 104 Electrode 105 Silicon oxide 106 Mesa stripe 107 Active layer 108 Anode 109 Anode semiconductor Multilayer reflective film 110 InGaAs active layer 111 light Confinement layer 112 Passivation region 113 Cathode-side semiconductor multilayer film 114 Cathode 115 Polarization parallel to the paper 116 Polarization perpendicular to the paper 117 Total reflection mirror 118 Polarization beam splitter 119 Switch node 120 Horizontally polarized laser 121 Control signal light 122 Transmission Signal light 123 Vertically polarized laser 124 15-degree polarized laser 125 APC (Auto Power Contro)
monitor light 126 PML (Planar Micro Lens)
s) 127 Converging convex lens 128 SMF (Single Mode Five)
r) 129 Babinet Soleil phase compensator 130 PD (Photo Detector) 131 Local light 132 Combiner 133 45 degree polarized laser 134 1/2 intensity light 135 Light emitting unit 136 Laser matrix array with alternately perpendicular polarization

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 1994年(平成6年)秋季第55回応物学 会予稿集22p−S−5 p.975 Appl.Phys.Lett.66 [8](1995)p.908−910 Electron,Lett.31[18 ](1995)p.1573−1574 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01S 3/18 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References Proceedings of the 55th Annual Meeting of the Japan Society for the Study of Natural Sciences, Fall 22p-S-5 p. 975 Appl. Phys. Lett. 66 [8] (1995) p. 908-910 Electron, Lett. 31 [18] (1995) p. 1573-1574 (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01S 3/18

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板上に活性層と前記活性層をはさ
む光閉じ込め層からなる中間層と、前記中間層の上下に
第1及び第2半導体多層反射膜とを有する面発光レーザ
において、前記第1半導体多層反射膜のみポスト構造を
有し、ポスト構造最下部と活性層との距離が光学長で一
波長程度で、前記第1半導体多層反射膜の側面は1組の
互いに平行な平面を持ち、基板と平行な前記第1半導体
多層反射膜の断面の径は第2半導体反射膜の断面の径よ
り小さく、かつ単一横モード(0次モード)及び単一縦
モード(0次モード)で発振する大きさで、前記第1半
導体多層反射膜の断面を構成する辺の内、前記一組の互
いに平行な平面上にある辺が最も長く、この辺に平行な
偏光を有することを特徴とする面発光レーザ。
1. A surface emitting laser comprising: an intermediate layer comprising an active layer and a light confinement layer sandwiching the active layer on a semiconductor substrate; and first and second semiconductor multilayer reflective films above and below the intermediate layer. Only the first semiconductor multilayer reflective film has a post structure, and the distance between the lowermost portion of the post structure and the active layer is equal to the optical length.
At about the wavelength, the side surface of the first semiconductor multilayer reflective film has a set of planes parallel to each other, and the cross-sectional diameter of the first semiconductor multilayer reflective film parallel to the substrate is larger than the cross-sectional diameter of the second semiconductor reflective film. The pair of mutually small sides, which are small and oscillate in a single transverse mode (0th-order mode) and a single longitudinal mode (0th-order mode), and constitute a cross section of the first semiconductor multilayer reflective film, rather longest sides in the plane parallel, parallel to the sides
A surface emitting laser having polarized light .
【請求項2】半導体周期的多層膜からなる上下一組の分
布反射型(DBR;Distributed Brag
g Reflector)反射鏡により垂直共振器を構
成し、前記上下の反射鏡にはさまれた中間層が活性層と
光閉じ込め層からなり、上部反射鏡のみ側壁が基板に対
して垂直、または垂直に近い角度となるポスト構造を有
し、ポスト構造の下部以外の活性層が不活性領域を有
し、前記ポスト構造の断面積は十分小さく基本単一横モ
ード(0次モード)及び単一縦モードで発振する大きさ
で出射された光は直線偏光であり、ポスト構造最下部と
活性層との距離が光学長で一波長程度で、基板に平行な
ポスト構造の断面は向かい合う一組の平行な辺を有し、
平行な辺は直線であり、平行な辺はその向かい合う端点
どうしを結んだ直線よりも長く、平行な辺と同じかそれ
より長い直線は断面の中に存在なく、直線とは直線及び
光が直線と感じる程度に直線に類似した図形であり、こ
の平行な辺に平行な偏光を有することを特徴とする面発
光型レーザ。
2. A pair of distributed reflection type (DBR; Distributed Bragg) comprising a semiconductor periodic multilayer film.
g Reflector) A vertical resonator is constituted by a reflector, an intermediate layer sandwiched between the upper and lower reflectors comprises an active layer and a light confinement layer, and only the upper reflector has a side wall perpendicular or perpendicular to the substrate. The post structure has a close angle, the active layer other than the lower part of the post structure has an inactive region, and the cross-sectional area of the post structure is sufficiently small to be a fundamental single transverse mode (zero order mode) and a single longitudinal mode. the light emitted by the magnitude of oscillation in is linear polarized light, and the post structure bottom
The distance from the active layer is about one wavelength in optical length, and the cross section of the post structure parallel to the substrate has a pair of parallel sides facing each other,
A parallel side is a straight line, a parallel side is longer than a straight line connecting its opposite end points, and a straight line equal to or longer than the parallel side does not exist in the cross section. graphic der similar to the straight line to the extent that the feel is, this
A surface-emitting laser having a polarization parallel to a parallel side of the surface-emitting laser.
【請求項3】モノリシックな一つの面発光レーザアレイ
内で各素子の偏光が任意の方向に設定されていることを
特徴とする面発光レーザアレイ。
3. A surface emitting laser array, wherein the polarization of each element is set in an arbitrary direction in one monolithic surface emitting laser array.
【請求項4】前記面発光レーザアレイの各面発光レーザ
は、半導体基板上に活性層と前記活性層をはさむ光閉じ
こめ層からなる中間層と、前記中間層の上下に第1及び
第2半導体多層反射膜とを有する面発光レーザであっ
て、前記第1半導体多層反射膜のみポスト構造を有し、
前記第1半導体多層反射膜の断面は単一基本横モードで
発振する程度に小さく、前記ポスト構造の断面形状が非
等方的で横モード形状に異方性を与える形状で、前記上
部反射膜のポスト構造最下部と活性層との距離が光学長
1波長程度であり、前記ポストの方向が各素子ごとに任
意に設定されていることを特徴とする請求項4記載の面
発光レーザアレイ。
4. The surface emitting laser of the surface emitting laser array comprises an intermediate layer comprising an active layer and a light confinement layer sandwiching the active layer on a semiconductor substrate, and first and second semiconductors above and below the intermediate layer. A surface emitting laser having a multilayer reflective film, wherein only the first semiconductor multilayer reflective film has a post structure,
The cross section of the first semiconductor multilayer reflective film is small enough to oscillate in a single fundamental transverse mode, and the cross-sectional shape of the post structure is anisotropic and gives anisotropy to the transverse mode shape. 5. The surface emitting laser array according to claim 4, wherein the distance between the lowermost portion of the post structure and the active layer is about one optical length, and the direction of the post is arbitrarily set for each element.
【請求項5】前記面発光レーザアレイの各面発光レーザ
は隣どうしで交互に偏光が90度異なることを特徴とす
る請求項4記載の面発光レーザアレイ。
5. The surface emitting laser array according to claim 4, wherein the surface emitting lasers of the surface emitting laser array alternately differ in polarization by 90 degrees between adjacent ones.
【請求項6】前記面発光レーザアレイの各面発光レーザ
は偏光方向が30度づつずれていることを特徴とする請
求項4記載の面発光レーザアレイ。
6. The surface emitting laser array according to claim 4, wherein the polarization directions of the surface emitting lasers of the surface emitting laser array are shifted by 30 degrees.
【請求項7】前記面発光レーザアレイは偏光方向の揃っ
た一群の面発光レーザアレイと、前記偏光方向の揃った
一群の面発光レーザアレイとは偏光方向が異なる一個ま
たは数個の面発光レーザとを1単位とし、複数単位のア
レイ群で構成されることを特徴とする請求項4記載の面
発光レーザアレイ。
7. A surface-emitting laser array comprising a group of surface-emitting laser arrays having the same polarization direction and one or several surface-emitting lasers having different polarization directions from the group of surface-emission laser arrays having the same polarization direction. 5. The surface-emitting laser array according to claim 4, wherein the unit is a unit, and the array comprises a plurality of units.
【請求項8】各発光素子の偏光が任意の方向に設定され
ている面発光レーザアレイと、前記面発光レーザアレイ
からの光を互いの異なる偏光成分に分離する偏光素子と
を有することを特徴とする光インターコネクション装
置。
8. A surface emitting laser array in which the polarization of each light emitting element is set in an arbitrary direction, and a polarizing element for separating light from the surface emitting laser array into mutually different polarized components. Optical interconnection device.
【請求項9】請求項8に記載の前記面発光レーザアレイ
と、前記面発光レーザアレイからの光を伝送用信号光と
制御用信号光とに分割する偏光ビームスプリッタとを有
することを特徴とする光インターコネクション装置。
9. A surface emitting laser array according to claim 8, further comprising: a polarizing beam splitter for splitting light from the surface emitting laser array into transmission signal light and control signal light. Optical interconnection equipment.
【請求項10】前記制御用信号光が面発光レーザアレイ
用のモニター光であることを特徴とする請求項10記載
の光インターコネクション装置。
10. The optical interconnection device according to claim 10, wherein said control signal light is monitor light for a surface emitting laser array.
【請求項11】面発光レーザアレイ内で各発光素子の偏
光が任意の方向に設定され、前記面発光レーザから出射
される光を偏光成分を分割する偏光光学素子に入射さ
せ、前記偏光方向の設定により個々の発光素子の光路決
定を行うことを特徴とする自由空間光接続方法。
11. The polarization of each light emitting element is set in an arbitrary direction in a surface emitting laser array, and light emitted from the surface emitting laser is made incident on a polarization optical element for dividing a polarization component. A free space optical connection method, wherein an optical path of each light emitting element is determined by setting.
【請求項12】偏光が交互に90度異なるレーザマトリ
ックスアレイを光源に用いることを特徴とする立体映像
ディスプレイ装置。
12. A three-dimensional image display apparatus characterized in that a laser matrix array whose polarization is alternately different by 90 degrees is used as a light source.
【請求項13】互いに偏光方向が90度異なり直線偏光
を示す少なくとも2つのレーザ光を出射する半導体レー
ザアレイと前記半導体レーザの各々に対応した受光素子
を有するスイッチノードと、前記スイッチノードから出
射された1偏光成分を反射させ光路を変えて異なるスイ
ッチノード内の受光素子へと導く偏光反射手段とを有す
ることを特徴とする光スイッチ網。
13. A switch node having at least two laser beams having polarization directions different from each other by 90 degrees and exhibiting linearly polarized light, a switch node having a light receiving element corresponding to each of the semiconductor lasers, and a switch node emitted from the switch node. An optical switch network, comprising: a polarization reflection unit that reflects one polarized component and changes the optical path to guide the light to a light receiving element in a different switch node.
【請求項14】互いに偏光方向が90度異なり直線偏光
を示す少なくとも2つのレーザ光を出射する半導体レー
ザアレイと、前記2つのレーザ光を伝送する1本の光フ
ァイバと、前記2つのレーザ光を集光し前記1本のファ
イバへ導く光学素子とで構成されることを特徴とする偏
光多重伝送装置。
14. A semiconductor laser array for emitting at least two laser beams having polarization directions different from each other by 90 degrees and exhibiting linear polarization, one optical fiber for transmitting the two laser beams, and transmitting the two laser beams. A polarization multiplexing transmission device comprising: an optical element for condensing and guiding the light to the one fiber.
【請求項15】面発光レーザアレイ内で各発光素子の偏
光方向が90度異なる直線偏光を示す2つのレーザ光を
交互に変調する光源を有することを特徴とする偏光シフ
トキーイング方式コヒーレント光通信装置。
15. A polarization shift keying type coherent optical communication device comprising: a light source that alternately modulates two laser lights having linear polarizations of 90 degrees different from each other in a surface emitting laser array. .
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