JP4479803B2 - 面発光型半導体レーザ - Google Patents

Description

本発明は、光情報処理あるいは高速光通信の光源として利用される面発光型半導体レーザに関する。

近年、光通信や光記録等の技術分野において、面発光型半導体レーザ（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser：以下ＶＣＳＥＬと呼ぶ）への関心が高まっている。ＶＣＳＥＬは、しきい値電流が低く消費電力が小さい、円形の光スポットが容易に得られる、ウエハ状態での評価や光源の二次元アレイ化が可能であるといった、端面発光型半導体レーザにはない優れた特長を有する。これらの特長を生かし、通信分野における光源としての需要がとりわけ期待されている。

特許文献１の面発光レーザは、第１導電型の第１のＤＢＲ、第１導電型の第２のＤＢＲ、活性層、第２導電型の第３のＤＢＲ、第２導電型の第４のＤＢＲを順次積層した構造を有する。そして、同じ導電型のＤＢＲでは活性層に近い側のＤＢＲの不純物ドープ濃度が遠い側のＤＢＲの不純物ドープ濃度よりも低く、同じ導電型のＤＢＲでは活性層に近い側のＤＢＲの高屈折率層のバンドギャップが遠い側のＤＢＲの高屈折率層のバンドギャップよりも大きく、第４のＤＢＲを貫き第３のＤＢＲまで達するエッチングによるローメサ構造を有している。これにより、低しきい値化、高効率化、高信頼性および低コスト化を目的としている。

特許文献２の面発光レーザは、下部反射鏡に新規な構成を提案している。すなわち、下部反射鏡は、低屈折率膜として設けられたｐ−ＡｌＡｓ膜と高屈折率膜として設けられたｐ−Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ膜の２５．５ペアからなる下部多層膜と、この下部多層膜上に形成され、ｐ−Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ膜とｐ−Ａｌ_0.9 Ｇａ_0.1 Ａｓ膜の１０ペアからなる上部多層膜とから構成される。上部多層膜の最上層は、ｐ−Ａｌ_0.9 Ｇａ_0.1 Ａｓ膜に代えて電流狭窄領域としてＡｌ酸化層を形成したｐ−ＡｌＡｓ膜が成膜されている。

特開２００１−９４２０８号 特開２００２−１６４６２１号

従来のＶＣＳＥＬにおいて、高温の光出力の低下を改善するために、活性層周辺の高屈折率側（低Ａｌ組成側）のAlGaAs層のバンドギャップを大きくし、また、活性層周辺の不純物ドープ濃度を下げることが提案されている。しかし、このような従来の方法では、活性層周辺の不純物ドープ濃度が低いために、低温において電流狭窄の中心まで充分にキャリアが拡散できないという課題が発生する。また、低温においてキャリアを充分拡散させるために、活性層から遠い領域全体の不純物ドープ濃度を上昇させると、その部分におけるフリーキャリア吸収が大きくなり、光出力が低下するという課題が生じる。

本発明は、上記従来の課題を解決し、広い温度範囲で光出力の低下を改善した面発光型半導体レーザを提供することを目的とする。

本発明に係る面発光型半導体レーザは、基板と、前記基板上に形成され、第１導電型の第１の不純物濃度を有する第１の半導体多層膜反射鏡と、前記第１の半導体多層膜反射鏡上に形成される活性領域と、前記活性領域上に近接して形成され、第２導電型の第２の不純物濃度を有する第２の半導体多層膜反射鏡と、前記第２の半導体多層膜反射鏡上に形成され、第２導電型の第３の不純物濃度を有する第３の半導体多層膜反射鏡と、前記第３の半導体多層膜反射鏡上に形成され、第２導電型の第４の不純物濃度を有する第４の半導体多層膜反射鏡とを有し、前記第１、第２、第３および第４の半導体多層膜反射鏡は、相対的にＡｌ組成の低い低Ａｌ半導体層と相対的にＡｌ組成の高い高Ａｌ半導体層との対を含んでおり、前記第２の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のＡｌ組成は、前記第４の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のＡｌ組成よりも高く、かつ前記第２の不純物濃度は前記第４の不純物濃度よりも低く、前記第３の不純物濃度は、前記第２の不純物濃度よりも高いものである。

好ましくは前記第３の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のＡｌ組成は、前記第４の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のＡｌ組成よりも高く、かつ前記第３の不純物濃度は、前記第４の不純物濃度よりも高い。

好ましくは前記第３の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のＡｌ組成は、前記第２の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層の低Ａｌ組成に等しい。

好ましくは面発光型半導体レーザはさらに、前記第１の半導体多層膜反射鏡と前記活性領域との間であって前記活性領域に近接して形成された、第１導電型の第５の不純物濃度を有する第５の半導体多層反射膜を含み、前記第５の不純物濃度は前記第１の不純物濃度よりも低い。好ましくは前記第５の半導体多層反射膜の低Ａｌ半導体層のＡｌ組成は、前記第１の半導体多層反射膜の低Ａｌ半導体層のＡｌ組成よりも高い。

好ましくは前記第１の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ半導体層とＡｌ_y1Ga_1-y1As半導体層（Ｘ１＞Ｙ１）の対を含み、前記第２の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓ半導体層とＡｌ_y2Ga_1-y2As半導体層（Ｘ２＞Ｙ２）の対を含み、前記第３の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x3Ｇａ_1-x3Ａｓ半導体層とＡｌ_y3Ga_1-y3As半導体層（Ｘ３＞Ｙ３）の対を含み、前記第４の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x4Ｇａ_1-x4Ａｓ半導体層とＡｌ_y4Ga_1-y4As半導体層（Ｘ４＞Ｙ４）の対を含む。

好ましくは前記第２の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓ半導体層とＡｌ_y2Ga_1-y2As半導体層の対を３以上５以下含み、前記第３の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x3Ｇａ_1-x3Ａｓ半導体層とＡｌ_y3Ga_1-y3As半導体層の対を１以上３以下含む。好ましくは前記第５の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x5Ｇａ_1-x5Ａｓ半導体層とＡｌ_y5Ga_1-y5As半導体層（Ｘ５＞Ｙ５）の対を含む。

好ましくは前記第２の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のバンドギャップエネルギーと前記活性領域のバンドギャップエネルギーとの差分は、０．１２ｅＶ以上０．３ｅＶ以下である。好ましくは前記第５の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のバンドギャップエネルギーと前記活性領域のバンドギャップエネルギーとの差分は、０．１２ｅＶ以上０．３ｅＶ以下である。活性領域のバンドギャップエネルギーは、その組成で決まる利得ピーク波長であり、共振器波長は、室温（２５℃）において、活性層に電流注入されたときの利得ピーク波長と一致するように設定される。このため、低Ａｌ半導体層のバンドギャップエネルギーは、共振器波長との差分が、０．１２ｅＶ以上０．３ｅＶ以下とすることが好ましい。

好ましくは面発光型半導体レーザはさらに、前記活性領域と前記第２の半導体多層膜反射鏡との間に第２導電型の電流狭窄層を含む。好ましくは面発光型半導体レーザはさらに、前記第４の半導体多層膜反射鏡から少なくとも前記活性領域に至るメサを含み、前記電流狭窄層は、前記メサ側面から一部が酸化された酸化領域を含む。好ましくは面発光型半導体レーザはさらに、前記メサ上の前記第４の半導体多層膜反射鏡上に形成された第２導電型のコンタクト層と、前記コンタクト層上に形成された電極層とを含み、前記電極層の中央にはレーザ光を出射する開口が形成されている。

本発明によれば、上部ＤＢＲの間に、不純物濃度の高い第３の半導体多層膜反射鏡を挿入することで、第３の半導体多層膜反射鏡において横方向にキャリアを拡散させることにより、低温であっても電流狭窄の中心までキャリアを供給することができる。また、不純物濃度が高い第３の半導体多層膜反射鏡は数ペアのみであるために光吸収の影響は少ない。

高温における光出力の減少は、光強度の高い活性層近傍の高屈折率側（低Ａｌ組成側）のAlGaAs層における吸収が問題である。この問題を解決するためには、活性層周辺の高屈折率側のAlGaAs層のバンドギャップを大きく、且つ、活性層周辺の不純物ドープ濃度を下げることが有効である。しかし、この方法では、活性層周辺の不純物ドープ濃度が低くなるために、低温において電流狭窄の中心まで充分にキャリアが拡散できないという問題が発生する。逆に、低温においてキャリアを充分拡散させるために活性層周辺以外の半導体多層膜反射鏡の不純物ドープ濃度を上昇させると、その部分におけるフリーキャリア吸収が大きくなり、高温において光出力が低下するという問題が発生する。

そこで、半導体多層膜反射鏡において、活性層近傍の不純物濃度の低い第２の半導体多層膜反射鏡の直上に、不純物ドープ濃度の高い第３の半導体多層膜反射鏡を挿入することにより、その領域においてキャリアを横方向に拡散することができる。これにより、低温であっても電流狭窄の中心までキャリアを供給することができるようになる。また、不純物ドープ濃度が高い第３の半導体多層膜反射鏡は数ペアのみであるために、高温における光吸収も少ない。以上のことから、低温から高温まで光出力の低下が少ない面発光レーザを実現することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。ここでは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層としてAlGaAs、GaAs基板を例に用いる。また、ｎ側の電極は、基板裏面に形成し、基板の上方からレーザ光を出射する構成のＶＣＳＥＬを例示する。

図１は本発明の実施例に係るＶＣＳＥＬの平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。ＶＣＳＥＬ１００は、図１および図２に示すように、ｎ型のＧａＡｓ基板１０２の裏面にｎ側電極１５０を含み、さらに基板１０２上に、ｎ型のＧａＡｓバッファ層１０４、ｎ型のＡｌＧａＡｓの半導体多層膜からなる下部ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector:分布ブラッグ型反射鏡）１０６、活性領域１０８、ｐ型のＡｌＡｓからなる電流狭窄層１１０、ｐ型のＡｌＧａＡｓの半導体多層膜からなる上部ＤＢＲ１１２、ｐ型のＧａＡｓコンタクト層１１４を含む半導体層が積層されている。

基板１０２には、半導体層をエッチングして形成されたリング状の溝１１６が形成され、溝１１６は、コンタクト層１１４から下部ＤＢＲ１０６の一部に到達する深さを有している。この溝１１６により、レーザ光の発光部である円筒状のポスト（メサ）Ｐが規定され、また、ポストＰと隔てられたパッド形成領域１１８が形成されている。ポストＰは、下部ＤＢＲ１０６と上部ＤＢＲ１１２により共振器構造を構成し、これらの間に、活性領域１０８および電流狭窄層１１０を介在させている。電流狭窄層１１０は、ポストＰの側面において露出されたＡｌＡｓの外縁を選択的に酸化させた酸化領域１１０ａと酸化領域によって包囲された導電領域を含み、導電領域内に電流および光の閉じ込めを行う。導電領域を平面的に見た形状は、ポストＰの外形を反映した円形である。

溝１１６を含む基板全面に層間絶縁膜１２０が形成されている。すなわち、層間絶縁膜１２０は、ポストＰの頂部の一部、溝１１６、パッド形成領域１１８の側面を覆っている。ポストＰの頂部において、層間絶縁膜１２０には環状のコンタクトホールが形成され、コンタクトホールを介してｐ側の円形状の上部電極１３０がコンタクト層１１４に電気的に接続されている。ｐ側の上部電極１３０は、金またはチタン／金から成り、その中央にレーザ光の出射領域を規定する円形状の開口１３２が形成されている。図２の例では、開口１３２は層間絶縁膜１２０によって塞がれ、ＧａＡｓコンタクト層１１４が外部に露出されないように保護されているが、開口１３２は、必ずしも層間絶縁膜１２０により塞がれず、露出されていてもよい。

パッド形成領域１１８の層間絶縁膜１２０上は、例えば、円形状の電極パッド１３４が形成されている。電極パッド１３４は、溝１１６を延在する引き出し電極配線１３６を介してｐ側の上部電極１３０に接続されている。今回は、電極バット形状を円形としたが、円形に限定されるものではない。

次に、本発明の第１の実施例に係るＶＣＳＥＬの詳細を説明する。図３は、第１の実施例における下部ＤＢＲ、活性領域および上部ＤＢＲの構成を示す概略断面図である。下部ＤＢＲ１０６は、キャリア濃度2×10¹⁸cm^-3のAl_0.9Ga_0.1AsとAl_0.12Ga_0.88Asとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の1/4となるように交互に３７．５周期積層したＤＢＲ１０６Ａと、その上に、キャリア濃度1×10¹⁸cm^-3のAl_0.9Ga_0.1AsとAl_0.12Ga_0.88Asとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の1/4となるように交互に３周期積層した不純物濃度が低い低濃度ＤＢＲ１０６Ｂとを有する。

活性領域１０８は、アンドープ下部Ａｌ_0.6Ｇａ_0.4Ａｓスぺーサー層１０８ａと、アンドープ量子井戸活性層１０８ｂ(膜厚７０ｎｍＧａＡｓ量子井戸層３層と膜厚５０ｎｍＡｌ_0.3Ｇａ_0.7Ａｓ障壁層４層とで構成されている)と、アンドープ上部Ａｌ_0.6Ｇａ_0.4Ａｓスぺーサー層１０８ｃとで構成される。活性領域１０８の膜厚は媒質内波長である。量子井戸活性層１０８ｂの組成で決まる利得ピーク波長は、８３５ｎｍであり、そのときのバンドギャップエネルギーは、１．４８５ｅＶである。

活性領域１０８上には、隣接する高Aｌ組成の層と合わせた膜厚が媒質内波長の1/4となる膜厚のAlAsからなる電流狭窄層１１０が形成される。電流狭窄層１１０の周縁には、上記したようにポストＰの側面から酸化された酸化領域１１０ａが形成され、酸化領域１１０ａによって包囲された導電領域１１０ｂが形成されている。導電領域１１０ｂの径は、シングルモードのレーザ光の場合、例えば、５μｍ未満である。

電流狭窄層１１０上には、キャリア濃度1×10¹⁸cm^-3のAl_0.9Ga_0.1AsとAl_0.20Ga_0.80Asとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の1/4となるように交互に３周期積層した不純物濃度が低い低濃度ＤＢＲ１１２Ａと、キャリア濃度6×10¹⁸cm^-3のAl_0.9Ga_0.1AsとAl_0.20Ga_0.80Asとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の1/4となるように交互に１周期積層した不純物濃度が高い高濃度ＤＢＲ１１２Ｂと、キャリア濃度2×10¹⁸cm^-3のAl_0.9Ga_0.1AsとAl_0.12Ga_0.88Asとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の1/4となるように交互に２６周期積層したＤＢＲ１１２Ｃとを有する。上部ＤＢＲ１１２の最上層には、キャリア濃度1×10¹⁹cm^-3のとなる膜厚が20nm程度のｐ型GaAsコンタクト層１１４が形成される。

下部ＤＢＲ１０６の低濃度ＤＢＲ１０６Ｂと、上部ＤＢＲ１１２の低濃度ＤＢＲ１１２Ａは、活性領域１０８の近傍にそれぞれ３周期(対)積層されている。活性領域の近傍は、光出力が大きく、ここでの不純物濃度が高いと光吸収が大きくなってしまう。このため、活性領域近傍に配置される低濃度ＤＢＲ１０６Ｂ、１１２Ａの不純物濃度を、ＤＢＲ１０６Ａ、ＤＢＲ１１２Ｃの不純物濃度よりも低くしている。さらに、上部ＤＢＲの低濃度ＤＢＲ１１２Ａの場合には、Ａｌ組成が低Ａｌ半導体層（高屈折率の半導体層）のＡｌ組成を０．２０とし、ＤＢＲ１１２ＣのＡｌ組成０．１２よりも高くしている。Ａｌ組成が低い半導体層は、そのバンドギャップエネルギーが小さく、活性層とのバンドキャップエネルギーとの差分が小さくなり、高温駆動時に光が吸収されてしまう。これを抑制するため、低濃度ＤＢＲ１１２Ａの低Ａｌ半導体層のＡｌ組成を０．２０に高くしている。

さらに、低濃度ＤＢＲ１１２Ａの上には、１周期の高濃度ＤＢＲ１１２Ｂが形成されている。高濃度ＤＢＲ１１２Ｂは、特に、ＶＣＳＥＬの低温駆動時におけるキャリアの横方向の拡散を促進させる。ＶＣＳＥＬを低温、例えば、−４０ないし−２０℃で駆動する場合、キャリアの拡散長は温度に依存して短くなり、低濃度ＤＢＲ１１２Ａにおけるキャリアの移動度が低下する。つまり、図２に示すように、ポストＰの頂部において、環状の電極１３０から注入されたキャリアは、電界によって活性領域へ移動するが、低温駆動時には、低濃度ＤＢＲ１１２Ａにおけるキャリアの横方向の拡散が十分でないために、ポストＰの光軸（中心）にキャリアが注入されず、電流狭窄層１１０の導電領域１１０ｂを介して活性領域１０８へ注入されるキャリアが低減することになる。この結果、光軸の光出力のプロフィールが低下してしまうという不具合を生じる。高濃度ＤＢＲ１１２Ｂを低濃度ＤＢＲ１１２Ａ上に形成することで、低温駆動時におけるキャリアの横方向の拡散が促進され、導電領域１１０ｂを介して活性領域１０８へ注入されるキャリアを増加させることができる。

高濃度ＤＢＲ１１２Ｂの低Ａｌ半導体層のＡｌ組成は、低濃度ＤＢＲ１１２Ａと同様に０．２０と高くし、活性層１０８ｂとのバンドギャップエネルギー差分を大きくすることで光吸収を抑制している。その一方、高濃度ＤＢＲ１１２Ｂの不純物ドープ濃度は６×１０^１８と高いが、高濃度ＤＢＲ１１２Ｂは、活性領域１０８から低濃度ＤＢＲ１１２Ａの距離だけ離間されており、かつ１周期であるため、高濃度ＤＢＲ１１２Ｂ自身による光吸収は最小限に抑制される。ここでは、高濃度ＤＢＲ１１２Ｂを１周期としているが、高濃度ＤＢＲ１１２Ｂの周期数が多くなると、キャリアの横方向の拡散による光出力の向上よりも、不純物による光吸収の損失が大きくなってしまうため、高濃度ＤＢＲ１１２Ｂは、最大でも３周期以下とすることが好ましい。さらに、上記例では、活性領域に近接して低濃度ＤＢＲ１０６Ｂ、１１２Ａを３周期形成しているが、好ましくは５周期以下である。活性領域から５周期ぐらいまでの光出力が大きいため、この範囲でバンドギャップエネルギー差分を大きくすることが有効だからである。

図４は、ＤＢＲのペア数を同じにして、共振器波長のエネルギーとＤＢＲを構成する低Ａｌ半導体層のＡｌ組成のバンドギャップエネルギーの差を変化させたときの一定駆動電流における室温(２５℃)に対する８５℃での光出力比を示したグラフである。共振器波長は、温度が上昇すると活性層の利得ピーク波長が大きくなることを考慮し、活性層の組成で決まる利得ピーク波長８３５ｎｍ（エネルギーは、１．４８５ｅＶ）よりも幾分大きく設定されている。

低濃度ＤＢＲ１１２Ａの低Ａｌ半導体層のＡｌ組成が０．２０のときのバンドギャップエネルギーは、１．６７３ｅＶであり、共振器波長のエネルギーとの差分は、約０．１８８ｅＶとなる。このときの８５℃での光出力比は、約０．６８である。他方、低Ａｌ半導体層のＡｌ組成を、ＤＢＲ１１２Ｃと同様に、０．１２としたときのバンドギャップエネルギーは、１．５７４ｅＶであり、共振器波長とのエネルギー差分は、約０．０８９ｅＶとなる。このとき、８５℃における光出力の割合は、約０．６０である。

図４に示すように、エネルギーの差分が０．１ｅＶ未満の場合は、ＤＢＲを構成するＡｌ組成の低いＡｌＧａＡｓ半導体層による光吸収により発熱が増加し、高温時における光出力の割合が０．６よりも減少する。他方、エネルギーの差分が０．３ｅＶを越える場合は、ＤＢＲを構成する各半導体層の屈折率差が低減することで反射率が低くなり閾値が上昇するため、一定駆動電流における高温時の光出力が低下し、その割合が０．６を下回る。通常、光出力の低下量が２ｄＢ以上になると、システムとして動作することが出来ない。このため、好ましくは、高温時における光出力の低下が２ｄＢ以下となるように、低Ａｌ組成のＡｌＧａＡｓ層のバンドギャップエネルギーと共振器波長（または、活性層１０８ｂの利得ピーク波長）のエネルギーとの差分を、０．１ｅＶ以上０．３ｅＶ以下とすることが望ましい。これにより、ＶＣＳＥＬを一定駆動電流で駆動したとき、室温に対する高温での光出力比の低下を抑制することができる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。図５は、本発明の第２の実施例における下部ＤＢＲ、活性領域および上部ＤＢＲの構成を示す図である。第２の実施例は、下部ＤＢＲの低濃度ＤＢＲを除き、他の構成は第１の実施例と同様である。すなわち、第２の実施例において、下部ＤＢＲ１０６の低濃度ＤＢＲ１０６Ｃは、不純物ドープ濃度を低くすることに加えて、低Ａｌ半導体層のＡｌ組成を０．２０とし、ＤＢＲ１０６ＡのＡｌ組成０．１２よりも高くしている。活性領域近傍において、低濃度ＤＢＲ１０６Ｃの低Ａｌ半導体層のバンドギャップエネルギー差分を大きくすることで、ｎ側の下部ＤＢＲにおける光吸収を抑制している。

次に、第２の実施例に係るＶＣＳＥＬの製造方法について図６ないし図８を参照して説明する。先ず、図６Ａに示すように、有機金属気相成長(ＭＯＣＶＤ)法により、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２上に、キャリア濃度２×１０¹⁸ｃｍ^-3、膜厚０．２μｍ程度のｎ型ＧａＡｓバッファ層１０４を積層し、その上に、キャリア濃度２×１０¹⁸ｃｍ^-3のＡｌ_0.9Ｇａ_0.1ＡｓとＡｌ_0.12Ｇａ_0.88Ａｓとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の１／４となるように交互に３７．５周期積層する。その上に、キャリア濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3のＡｌ_0.9Ｇａ_0.1ＡｓとＡｌ組成を増加させたＡｌ_0.20Ｇａ_0.80Ａｓとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の１／４となるように交互に３周期積層する。上記２種類の半導体ミラー層の層膜厚が４μｍであるｎ型下部ＤＢＲ１０６が積層される。その上に、アンドープ下部Ａｌ_0.6Ｇａ_0.4Ａｓスぺーサー層とアンドープ量子井戸活性層(膜厚７０ｎｍＧａＡｓ量子井戸層３層と膜厚５０ｎｍＡｌ_0.3Ｇａ_0.7Ａｓ障壁層４層とで構成されている)とアンドープ上部Ａｌ_0.6Ｇａ_0.4Ａｓスぺーサー層とで構成された膜厚が媒質内波長となる活性領域１０８、酸化による電流狭窄を可能とするためのＡｌＡｓ層１１０、その上にキャリア濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3のｐ型のＡｌ_0.9Ｇａ_0.1ＡｓとＡｌ_0.20Ｇａ_0.80Ａｓとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の１／４となるように交互に３周期積層し、更にその上にキャリア濃度が６×１０¹⁸ｃｍ^-3のｐ型のＡｌ_0.9Ｇａ_0.1ＡｓとＡｌ_0.20Ｇａ_0.80Ａｓとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の１／４となるように交互に１周期積層し、最後にキャリア濃度が２×１０¹⁸ｃｍ^-3のｐ型のＡｌ_0.9Ｇａ_0.1ＡｓとＡｌ_0.12Ｇａ_0.88Ａｓとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の１／４となるように交互に２６周期積層し上部ＤＢＲ１１２を形成する。但し、ＡｌＡｓ層に隣接したキャリア濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3のｐ型のＡｌ_0.9Ｇａ_0.1Ａｓ層の膜厚は、ＡｌＡｓ層とＡｌ_0.9Ｇａ_0.1Ａｓ層を合わせた膜厚が、媒質内波長の１／４となるように調整されている。上記３つの半導体ミラー層から形成されるｐ型上部ＤＢＲ１１２は、層膜厚が約２μｍである。最後に、キャリア濃度１×１０¹⁹ｃｍ^-3となる膜厚２０ｎｍ程のｐ型のＧａＡｓコンタクト層１１４が最上部に積層される。

さらに、詳しくは述べないが、ＤＢＲ層の電気的抵抗を下げるために、Ａｌ_0.9Ｇａ_0.1ＡｓとＡｌ_0.20Ｇａ_0.80ＡｓおよびＡｌ_0.12Ｇａ_0.88Ａｓの界面にＡｌ組成を９０％から２０％または１２％に段階的に変化させた膜厚が２０ｎｍ程度の領域を設けることも可能である。原料ガスとしては、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、アルシン、ドーパント材料としては，ｐ型用にシクロペンタジニウムマグネシウム、カーボン、ｎ型用にシランを用い、成長時の基板温度は７５０℃とし、真空を破ることなく、原料ガスを順次変化し、連続して成膜を行った。

次に、図６Ｂに示すように、フォトリソ工程により結晶成長層上にレジストマスクＲを形成し、三塩化ホウ素をエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチングにより下部ＤＢＲ１０６の途中までエッチングし、図６Ｃに示すように、環状の溝１１６を形成する。これにより、基板上に複数の１０〜３０μｍ程度の径の円柱もしくは角柱の半導体柱（ポスト）Ｐと、その周囲にパッド形成領域１１８を形成する。

次に、図７Ａに示すように、例えば３４０℃の水蒸気雰囲気に基板を一定時間晒し、酸化処理を行う。電流狭窄層１１０を構成するＡｌＡｓ層は、同じくその一部を構成するＡｌ_0.9Ｇａ_0.1Ａｓ層やＡｌ_0.12Ｇａ_0.88Ａｓ層、Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ａｓ層と比べ著しく酸化速度が速いため、ポストＰの側面からポスト形状を反映した酸化領域１１０ａが形成され、酸化されずに残った非酸化領域(導電領域)が電流注入領域あるいは導電領域となる。

次に、レジストＲを除去した後、図７Ｂに示すように、プラズマＣＶＤ装置を用いて、溝１１６を含む基板全面にＳｉＮ等からなる層間絶縁膜１２０を蒸着する。その後、図７Ｃに示すように、通常のフォトリソ工程およびドライエッチング法を用いて層間絶縁膜１２０をエッチングし、ポストＰの頂部の層間絶縁膜１２０を除去し、そこに円形状のコンタクトホール１２０ａを形成する。あるいは、コンタクトホール１２０ａをリング状とし、図２に示したように、出射領域となる上部ＤＢＲのコンタクト層をＳｉＮで保護するようにしてもよい。

その後、図８Ａに示すように、フォトリソ工程を用いてポストＰの上部中央にレジストパターンＲ１を形成し、その上方からＥＢ蒸着機を用いて、ｐ側電極材料としてＡｕを１００〜１０００ｎｍ、望ましくは６００ｎｍ蒸着する。次に、レジストパターンＲ１を剥離すると、図８Ｂに示すように、レジストパターンＲ１上のＡｕが取り除かれ、上部電極１３０、電極パッド１３４および引き出し配線１３６が完成する。ｐ側電極のない部分、すなわちポスト中央部の開口１３２からレーザ光が出射されるが、この開口１３２の口径は３〜２０μｍぐらいが好ましい。ここでは詳しく述べないが、ポストＰ上に形成される金属の開口部は、ポスト形成前に作成されても良い。

そして、基板裏面には、ｎ電極としてＡｕ／Ｇｅが蒸着される。その後、アニール温度２５０℃〜５００℃、望ましくは３００℃〜４００℃で１０分間アニールを行う。尚、アニール時間は１０分に限定されるわけではなく、０〜３０分の間であればよい。また、蒸着方法としてＥＢ蒸着機に限定されるものではなく、抵抗加熱法、スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、ＣＶＤ法を用いてもよい。また、アニール方法として通常の電気炉を用いた熱アニールに限定されるものではなく、赤外線によるフラッシュアニールやレーザアニール、高周波加熱、電子ビームによるアニール、ランプ加熱によるアニールにより、同等の効果を得ることも可能である。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば上記実施例では、化合物半導体層としてＡｌＧａＡｓを例示したが、これ以外のIII−V族半導体を用いることも可能である。また、Ａｌ組成やドーパント濃度は設計に応じて適宜変更することが可能である。また、ｎ側電極を基板裏面に形成したが、基板上に積層されたｎ型半導体層と電気的に接続するｎ側電極を形成してもよい。この場合、基板は電気的に絶縁性であってもよく、さらに基板側からレーザ光を出射するようにしてもよい。

次に、本実施例のＶＣＳＥＬを利用したモジュール、光送信装置、空間伝送システム、光伝送装置等について図面を参照して説明する。図９Ａは、ＶＣＳＥＬを実装したパッケージ（モジュール）の構成を示す断面図である。パッケージ３００は、ＶＣＳＥＬが形成されたチップ３１０を、導電性接着剤３２０を介して円盤状の金属ステム３３０上に固定する。導電性のリード３４０、３４２は、ステム３３０に形成された貫通孔（図示省略）内に挿入され、一方のリード３４０は、ＶＣＳＥＬのｎ側電極に電気的に接続され、他方のリード３４２は、ｐ側電極に電気的に接続される。

チップ３１０を含むステム３３０上に矩形状の中空のキャップ３５０が固定され、キャップ３５０の中央の開口３５２内にボールレンズ３６０が固定されている。ボールレンズ３６０の光軸は、チップ３１０のほぼ中心と一致するように位置決めされる。リード３４０、３４２間に順方向の電圧が印加されると、チップ３１０から垂直方向にレーザ光が出射される。チップ３１０とボールレンズ３６０との距離は、チップ３１０からのレーザ光の広がり角θ内にボールレンズ３６０が含まれるように調整される。また、キャップ内に、ＶＣＳＥＬの発光状態をモニターするための受光素子や温度センサを含ませるようにしてもよい。

図９Ｂは、他のパッケージの構成を示す図であり、同図に示すパッケージ３０２は、ボールレンズ３６０を用いる代わりに、キャップ３５０の中央の開口３５２内に平板ガラス３６２を固定している。平板ガラス３６２の中心は、チップ３１０のほぼ中心と一致するように位置決めされる。チップ３１０と平板ガラス３６２との距離は、平板ガラス３６２の開口径がチップ３１０からのレーザ光の広がり角度θ以上になるように調整される。

図１０は、ＶＣＳＥＬを光源として適用した例を示す図である。光源装置３７０は、図９Ａまたは図９ＢのようにＶＣＳＥＬを実装したパッケージ３００、パッケージ３００からのマルチビームのレーザ光を入射するコリメータレンズ３７２、一定の速度で回転し、コリメータレンズ３７２からの光線束を一定の広がり角で反射するポリゴンミラー３７４、ポリゴンミラー３７４からのレーザ光を入射し反射ミラー３７８を照射するｆθレンズ３７６、ライン状の反射ミラー３７８、反射ミラー３７８からの反射光に基づき潜像を形成する感光体ドラム３８０を備えている。このように、ＶＣＳＥＬからのレーザ光を感光体ドラム上に集光する光学系と、集光されたレーザ光を光体ドラム上で走査する機構とを備えた複写機やプリンタなど、光情報処理装置の光源として利用することができる。

図１１は、図９Ａに示すモジュールを光送信装置に適用したときの構成を示す断面図である。光送信装置４００は、ステム３３０に固定された円筒状の筐体４１０、筐体４１０の端面に一体に形成されたスリーブ４２０、スリーブ４２０の開口４２２内に保持されるフェルール４３０、およびフェルール４３０によって保持される光ファイバ４４０を含んで構成される。ステム３３０の円周方向に形成されたフランジ３３２には、筐体４１０の端部が固定される。フェルール４３０は、スリーブ４２０の開口４２２に正確に位置決めされ、光ファイバ４４０の光軸がボールレンズ３６０の光軸に整合される。フェルール４３０の貫通孔４３２内に光ファイバ４４０の芯線が保持されている。

チップ３１０の表面から出射されたレーザ光は、ボールレンズ３６０によって集光され、集光された光は、光ファイバ４４０の芯線に入射され、送信される。上記例ではボールレンズ３６０を用いているが、これ以外にも両凸レンズや平凸レンズ等の他のレンズを用いることができる。さらに、光送信装置４００は、リード３４０、３４２に電気信号を印加するための駆動回路を含むものであってもよい。さらに、光送信装置４００は、光ファイバ４４０を介して光信号を受信するための受信機能を含むものであってもよい。

図１２は、図９に示すモジュールを空間伝送システムに用いたときの構成を示す図である。空間伝送システム５００は、パッケージ３００と、集光レンズ５１０と、拡散板５２０と、反射ミラー５３０とを含んでいる。集光レンズ５１０によって集光された光は、反射ミラー５３０の開口５３２を介して拡散板５２０で反射され、その反射光が反射ミラー５３０へ向けて反射される。反射ミラー５３０は、その反射光を所定の方向へ向けて反射させ、光伝送を行う。

図１３Ａは、ＶＣＳＥＬを光源に利用した光伝送システムの一構成例を示す図である。光伝送システム６００は、ＶＣＳＥＬが形成されたチップ３１０を含む光源６１０と、光源６１０から放出されたレーザ光の集光などを行う光学系６２０と、光学系６２０から出力されたレーザ光を受光する受光部６３０と、光源６１０の駆動を制御する制御部６４０とを有する。制御部６４０は、ＶＣＳＥＬを駆動するための駆動パルス信号を光源６１０に供給する。光源６１０から放出された光は、光学系６２０を介し、光ファイバや空間伝送用の反射ミラーなどにより受光部６３０へ伝送される。受光部６３０は、受光した光をフォトディテクターなどによって検出する。受光部６３０は、制御信号６５０により制御部６４０の動作（例えば光伝送の開始タイミング）を制御することができるものであってもよい。

図１３Ｂは、光伝送システムに利用される光伝送装置の概観構成を示す図である。光伝送装置７００は、ケース７１０、光信号送信／受信コネクタ接合部７２０、発光／受光素子７３０、電気信号ケーブル接合部７４０、電源入力部７５０、動作中を示すＬＥＤ７６０、異常発生を示すＬＥＤ７７０、ＤＶＩコネクタ７８０を含み、内部に送信回路基板／受信回路基板を有している。

光伝送装置７００を用いた映像伝送システムを図１４に示す。映像伝送システム８００は、映像信号発生装置８１０で発生された映像信号を、液晶ディスプレイなどの画像表示装置８２０に伝送するため、図１３Ｂに示す光伝送装置を利用している。すなわち、映像伝送システム８００は、映像信号発生装置８１０、画像表示装置８２０、ＤＶＩ用電気ケーブル８３０、送信モジュール８４０、受信モジュール８５０、映像信号伝送光信号用コネクタ８６０、光ファイバ８７０、制御信号用電気ケーブルコネクタ８８０、電源アダプタ８９０、ＤＶＩ用電気ケーブル９００を含んでいる。

本発明に係る面発光型半導体レーザ装置は、光情報処理や光高速データ通信の分野で利用することができる。

本発明の実施例に係るＶＣＳＥＬの概略平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第１の実施例における下部ＤＢＲ、活性領域および上部ＤＢＲの構成を示す図である。 一定駆動電流における室温に対する高温でのレーザ光の光出力比を示すグラフであり、Ａｌ組成と共振器波長のバンドギャップ差と光出力比の関係を示す。 本発明の第２の実施例における下部ＤＢＲ、活性領域および上部ＤＢＲの構成を示す図である。 本発明の第２の実施例に係るＶＣＳＥＬの製造方法を説明する工程断面図である。 本発明の第２の実施例に係るＶＣＳＥＬの製造方法を説明する工程断面図である。 本発明の第２の実施例に係るＶＣＳＥＬの製造方法を説明する工程断面図である。 本実施例に係るＶＣＳＥＬに光学部品を実装したモジュールの構成を示す概略断面図である。 ＶＣＳＥＬを使用した光源装置の構成例を示す図である。 図９に示すモジュールを用いた光送信装置の構成を示す概略断面図である。 図９に示すモジュールを空間伝送システムに用いたときの構成を示す図である。 図１３Ａは、光伝送システムの構成を示すブロック図、図１３Ｂは、光伝送装置の外観構成を示す図である。 図１３Ｂの光伝送装置を利用した映像伝送システムを示す図である。

符号の説明

１００：ＶＣＳＥＬ １０２：基板
１０４：バッファ層 １０６：下部ＤＢＲ
１０６Ｂ：低濃度ＤＢＲ １０８：活性領域
１１０：電流狭窄層 １１０ａ：酸化領域
１１０ｂ：導電領域 １１２：上部ＤＢＲ
１１２Ａ：低濃度ＤＢＲ １１２Ｂ：高濃度ＤＢＲ
１１４：コンタクト層 １１６：溝
１２０：層間絶縁膜 １３０：上部電極
１３４：電極パッド １３６：配線電極
１５０：ｎ側下部電極 Ｐ：ポスト（メサ）

Claims (25)

1. 基板と、
   前記基板上に形成され、第１導電型の第１の不純物濃度を有する第１の半導体多層膜反射鏡と、
   前記第１の半導体多層膜反射鏡上に形成される活性領域と、
   前記活性領域上に近接して形成され、第２導電型の第２の不純物濃度を有する第２の半導体多層膜反射鏡と、
   前記第２の半導体多層膜反射鏡上に形成され、第２導電型の第３の不純物濃度を有する第３の半導体多層膜反射鏡と、
   前記第３の半導体多層膜反射鏡上に形成され、第２導電型の第４の不純物濃度を有する第４の半導体多層膜反射鏡とを有し、
   前記第１、第２、第３および第４の半導体多層膜反射鏡は、相対的にＡｌ組成の低い低Ａｌ半導体層と相対的にＡｌ組成の高い高Ａｌ半導体層との対を含んでおり、
   前記第２の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のＡｌ組成は、前記第４の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のＡｌ組成よりも高く、かつ前記第２の不純物濃度は前記第４の不純物濃度よりも低く、
   前記第３の不純物濃度は、前記第２の不純物濃度よりも高く、かつ前記第３の不純物濃度は、前記第４の不純物濃度よりも高い、
   面発光型半導体レーザ。
2. 前記第３の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のＡｌ組成は、前記第４の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のＡｌ組成よりも高い、請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
3. 前記第３の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のＡｌ組成は、前記第２の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層の低Ａｌ組成に等しい、請求項１または２に記載の面発光型半導体レーザ。
4. 面発光型半導体レーザはさらに、前記第１の半導体多層膜反射鏡と前記活性領域との間であって前記活性領域に近接して形成された、第１導電型の第５の不純物濃度を有する第５の半導体多層反射膜を含み、
   前記第５の不純物濃度は前記第１の不純物濃度よりも低い、請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
5. 前記第５の半導体多層反射膜の低Ａｌ半導体層のＡｌ組成は、前記第１の半導体多層反射膜の低Ａｌ半導体層のＡｌ組成よりも高い、請求項４に記載の面発光型半導体レーザ。
6. 前記第１の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ半導体層とＡｌ_y1Ga_1-y1As半導体層（Ｘ１＞Ｙ１）の対を含み、前記第２の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓ半導体層とＡｌ_y2Ga_1-y2As半導体層（Ｘ２＞Ｙ２）の対を含み、前記第３の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x3Ｇａ_1-x3Ａｓ半導体層とＡｌ_y3Ga_1-y3As半導体層（Ｘ３＞Ｙ３）の対を含み、前記第４の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x4Ｇａ_1-x4Ａｓ半導体層とＡｌ_y4Ga_1-y4As半導体層（Ｘ４＞Ｙ４）の対を含む、請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
7. 前記第２の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓ半導体層とＡｌ_y2Ga_1-y2As半導体層の対を３以上５以下含み、前記第３の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x3Ｇａ_1-x3Ａｓ半導体層とＡｌ_y3Ga_1-y3As半導体層の対を１以上３以下含む、請求項６に記載の面発光型半導体レーザ。
8. 前記第５の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x5Ｇａ_1-x5Ａｓ半導体層とＡｌ_y5Ga_1-y5As半導体層（Ｘ５＞Ｙ５）の対を含む、請求項４に記載の面発光型半導体レーザ。
9. 前記第２の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のバンドギャップエネルギーは、前記活性領域のバンドギャップエネルギーよりも大きく、両者のバンドギャップエネルギーの差分は、０．１２ｅＶ以上０．３ｅＶ以下である、請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
10. 前記第５の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のバンドギャップエネルギーは、前記活性領域のバンドギャップエネルギーよりも大きく、両者のバンドギャップエネルギーの差分は、０．１２ｅＶ以上０．３ｅＶ以下である、請求項４に記載の面発光型半導体レーザ。
11. 面発光型半導体レーザはさらに、前記活性領域と前記第２の半導体多層膜反射鏡との間に第２導電型の電流狭窄層を含む、請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
12. 面発光型半導体レーザはさらに、前記第４の半導体多層膜反射鏡から少なくとも前記活性領域に至るメサを含み、前記電流狭窄層は、前記メサ側面から一部が酸化された酸化領域を含む、請求項１１に記載の面発光型半導体レーザ。
13. 面発光型半導体レーザはさらに、前記メサ上の前記第４の半導体多層膜反射鏡上に形成された第２導電型のコンタクト層と、前記コンタクト層上に形成された電極層とを含み、前記電極層の中央にはレーザ光を出射する開口が形成されている、請求項１２に記載の面発光型半導体レーザ。
14. 基板と、
    前記基板上に形成され、第１導電型の第１の不純物濃度を有する第１の半導体多層膜反射鏡と、
    前記第１の半導体多層膜反射鏡上に形成される活性領域と、
    前記活性領域上に近接して形成され、第２導電型の第２の不純物濃度を有する第２の半導体多層膜反射鏡と、
    前記第２の半導体多層膜反射鏡上に形成され、第２導電型の第３の不純物濃度を有する第３の半導体多層膜反射鏡と、
    前記第３の半導体多層膜反射鏡上に形成され、第２導電型の第４の不純物濃度を有する第４の半導体多層膜反射鏡とを有し、
    前記第１、第２、第３および第４の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ半導体層とＡｌ_y1Ga_1-y1As半導体層（Ｘ１＞Ｙ１）の対、Ａｌ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓ半導体層とＡｌ_y2Ga_1-y2As半導体層（Ｘ２＞Ｙ２）の対、Ａｌ_x3Ｇａ_1-x3Ａｓ半導体層とＡｌ_y3Ga_1-y3As半導体層（Ｘ３＞Ｙ３）の対、Ａｌ_x4Ｇａ_1-x4Ａｓ半導体層とＡｌ_y4Ga_1-y4As半導体層（Ｘ４＞Ｙ４）の対をそれぞれ含んでおり、
    前記第２の半導体多層膜反射鏡のＡｌ組成Ｙ２は、前記第４の半導体多層膜反射鏡のＡｌ組成Ｙ４よりも高く、かつ前記第２の不純物濃度は前記第４の不純物濃度よりも低く、
    前記第３の半導体多層膜反射鏡のＡｌ組成Ｙ３は、前記第４の半導体多層膜反射鏡のＡｌ組成Ｙ４よりも高く、かつ前記第３の不純物濃度は前記第４の不純物濃度よりも高く、
    前記第３の不純物濃度は、前記第２の不純物濃度よりも高い、
    面発光型半導体レーザ。
15. 面発光型半導体レーザはさらに、前記第１の半導体多層膜反射鏡と前記活性領域との間であって前記活性領域に近接して形成された、第１導電型の第５の不純物濃度を有する第５の半導体多層反射膜を含み、前記第５の半導体多層膜反射鏡は、Ａｌ_x5Ｇａ_1-x5Ａｓ半導体層とＡｌ_y5Ga_1-y5As半導体層（Ｘ５＞Ｙ５）の対を含み、
    前記第５の半導体多層反射膜のＡｌ組成Ｙ５は、前記第１の半導体多層反射膜のＡｌ組成Ｙ１よりも高く、前記第５の不純物濃度は前記第１の不純物濃度よりも低い、請求項１４に記載の面発光型半導体レーザ。
16. 前記第２の半導体多層膜反射鏡の対は５周期以下であり、前記第３の半導体多層膜反射鏡の対は１周期以上３周期以下である、請求項１４に記載の面発光型半導体レーザ。
17. 前記活性領域は、下部ＡｌＧａＡｓスペーサ層、量子井戸活性層、および上部ＡｌＧａＡｓスペーサ層とを含み、前記第２の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のバンドギャップエネルギーは、前記活性領域のバンドギャップエネルギーよりも大きく、両者のバンドギャップエネルギーの差分は、０．１２ｅＶ以上０．３ｅＶ以下である、請求項１４に記載の面発光型半導体レーザ。
18. 前記活性領域は、下部ＡｌＧａＡｓスペーサ層、量子井戸活性層、および上部ＡｌＧａＡｓスペーサ層とを含み、前記第５の半導体多層膜反射鏡の低Ａｌ半導体層のバンドギャップエネルギーは、前記活性領域のバンドギャップエネルギーよりも大きく、両者のバンドギャップエネルギーの差分は、０．１２ｅＶ以上０．３ｅＶ以下である、請求項１５に記載の面発光型半導体レーザ。
19. 面発光型半導体レーザはさらに、前記活性領域と前記第２の半導体多層膜反射鏡との間に第２導電型の電流狭窄層を含み、前記電流狭窄層は、周縁を酸化させた酸化領域と酸化領域によって取り囲まれた導電領域とを含む、請求項１４に記載の面発光型半導体レーザ。
20. 前記第１導電型は、ｎ型であり、前記第２導電型はｐ型である、請求項１ないし１９いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザ。
21. 請求項１ないし２０いずれか１つに記載の面発光型半導体レーザと光学部材を実装したモジュール。
22. 請求項２１に記載されたモジュールと、モジュールから発せられたレーザ光を光媒体を介して送信する送信手段とを備えた、光送信装置。
23. 請求項２１に記載されたモジュールと、モジュールから発せられた光を空間伝送する伝送手段とを備えた、光空間伝送装置。
24. 請求項２１に記載されたモジュールと、モジュールから発せられたレーザ光を送信する送信手段とを備えた、光送信システム。
25. 請求項２１に記載されたモジュールと、モジュールから発せられた光を空間伝送する伝送手段とを備えた、光空間伝送システム。