JP5335818B2 - フォトニック結晶面発光レーザ、該レーザを用いたレーザアレイ、該レーザアレイを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、フォトニック結晶面発光レーザに関し、特に、結晶品質向上のために横方向成長を利用したフォトニック結晶面発光レーザに関する。
近年、フォトニック結晶を半導体レーザに適用した例が多く報告されている。特許文献1には、発光材料を含む活性層を設け、その活性層の近傍に2次元フォトニック結晶を形成した面発光レーザ光源が開示されている。これは分布帰還型(DFB)レーザの一種であり、基板の面内方向に共振モードを有する。この2次元フォトニック結晶は、半導体層に円柱状の空孔が周期的に設けられ、屈折率の分布が2次元的な周期性を持っている。この周期性により、活性層で生成される光のうち特定の波長のものが共振し、定在波を形成してレーザ発振する。また、1次回折により面垂直方向に光が取り出され、面発光レーザとして動作する。
上述したフォトニック結晶面発光レーザは、これまでに様々な化合物半導体材料系で試作が行われており、窒化物半導体で形成されたフォトニック結晶面発光レーザも検討されている。
窒化物半導体レーザにおいて、コスト低減を図る場合、高価なGaN基板ではなく安価なサファイア基板等の異種基板を使用した方が有利である。しかしながら、異種基板上にそのまま結晶成長を行うと、転移の少ない良質な結晶を得ることは難しい。そこで、結晶品質向上のためにELO(Epitaxial Lateral Overgrowth)法と呼ばれる技術を利用する場合がある。ELO法は、基板上や化合物半導体層中に何らかの凹凸構造を設けて横方向に成長を行い、転移の少ない結晶を得る技術である。
ELO法を端面発光型の半導体レーザに適用した構造は、特許文献2に開示されている。
ELO法をフォトニック結晶面発光レーザに適用しようとする場合、上記した特許文献2に開示された端面発光レーザの構成では生じなかった以下のような課題が生じる。
図11に、特許文献2に開示された端面発光型の半導体レーザ構造を説明するための模式図を示す。ここで、1110は基板、1120はELO法を行うために設けた選択成長用マスク、1150は活性層である。図11に示すような端面発光レーザの場合は、レーザ光の共振方向1192および出射光1190が基板1110の面内方向に限られており、基板方向には光は出射されない。そのため、ELO法に用いる選択成長用マスク1120の光学特性はレーザ素子の特性に影響を与えない。
一方、フォトニック結晶面発光レーザは、図1に示すように共振方向192は基板110の面内方向であるが、出射光190および191は基板110に垂直な方向を向く。基板側への出射光191は、ELO法を行うために設けた選択成長用マスク120にまで到達し、基板110と選択成長用マスク120で構成された凹凸構造により反射や回折等が生じる。そのため、凹凸構造の光学特性がレーザ素子の特性に大きく影響を与えてしまう。具体的には、凹凸構造で光が回折され、基板に対して斜めの方向に反射光が生じる。斜め方向の反射光は迷光となるのでレーザ特性悪化につながってしまう。
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、フォトニック結晶面発光レーザにELO法を適用する際に、凹凸構造がレーザ特性に与える影響を低減するレーザ構造を提供することを目的とする。
本発明に係るフォトニック結晶面発光レーザは、活性層と、基板の面内方向に共振モードを有するフォトニック結晶とを有し、波長λで発振するものであって、第1の屈折率を有する第1の層と、前記第1の層の上に形成されており、第2の屈折率を有する部材が前記基板の面内方向に周期的に配されているか、または、第2の屈折率を有する部材に開口部が前記基板の面内方向に周期的に配されているマスク構造体と、前記第1の層と前記マスク構造体の上に形成され、前記第1の屈折率および前記第2の屈折率とは異なる第3の屈折率を有する第3の層と、前記第3の層の上に形成された前記フォトニック結晶と、を有し、前記フォトニック結晶から、前記第1の層と前記マスク構造体とで構成された前記凹凸周期構造に入射する光に対して、0次回折光の反射ピーク波長と、1次回折光の反射ピーク波長とが異なるように、前記マスク構造体の高さが構成され、前記波長λにおいて、前記凹凸周期構造における0次回折光の反射強度が1次回折光の反射強度よりも大きいことを特徴とする。
本発明によれば、フォトニック結晶面発光レーザにELO法を適用する際に、凹凸構造がレーザ特性に与える影響を低減するレーザ構造を提供することができる。
以下に、本発明の実施形態について説明する。
図1に、本発明を適用したフォトニック結晶面発光レーザを説明する模式図を示す。なお本明細書中では、レーザ素子の基板側を下側、基板と反対側を上側と定義する。
110は第1の屈折率を有する第1の層である。120は第2の屈折率を有し、選択成長用のマスクとして利用されるマスク構造体である。ここでは、ストライプ状の部材が面内方向に周期的に配されている。130は第3の屈折率を有する第3の層であり、ELO法により第1の層110とマスク構造体120を埋設するように配置されている。また、第1の層110、マスク構造体120により凹凸構造が構成されている。140はクラッド層、150は活性層、155は光導波層、160はフォトニック結晶である。
活性層150で発生した光のうち、特定の波長の光はフォトニック結晶160での分布帰還効果により、面内方向192で共振する共振モードと結合し、定在波を形成してレーザ発振する。また、フォトニック結晶160による1次回折効果により光の一部が面垂直方向に取り出され、面発光レーザとして動作する。
本実施形態におけるフォトニック結晶160の格子形状は、分布帰還効果により定在波を形成してレーザ発振が可能なものであればよく、1次元格子であっても2次元格子であっても良い。1次元格子の形状としては、一般的な回折格子として知られるストライプ構造を使用することができる。2次元格子の形状としては正方格子、三角格子、グラファイト格子などを使用することができる。各格子点の形状は円形、楕円形、三角形、四角形、六角形などである。格子のピッチは、光路長に換算して発振波長λの整数倍になるように設計される。
(凹凸構造の高さ)
フォトニック結晶での1次回折は上側だけでなく下側に向けても起こるため、レーザ光は上側への出射光190と下側への出射光191に分かれる。下側への出射光191は凹凸構造に到達し、反射や回折を起こす。
フォトニック結晶での1次回折は上側だけでなく下側に向けても起こるため、レーザ光は上側への出射光190と下側への出射光191に分かれる。下側への出射光191は凹凸構造に到達し、反射や回折を起こす。
基板上の部材を周期的に配置した場合、凹凸構造は回折格子として働くので、特定の方向に強く光が反射される。
図2に、基板に垂直な方向から基板210と部材220で構成された凹凸構造にフォトニック結晶から入射光291が部材230を介して入射した場合の反射の様子を説明する模式図を示す。図2に示すように、凹凸構造に入射光291が入射すると、基板面に対して垂直方向に反射する成分だけでなく、回折によって垂直方向からある程度の角度を持った斜め方向に反射する成分が生じる。本明細書中では、図2に示すように、基板面に対して垂直方向に反射する光を0次、それに近い順に±1次、±2次というように回折光の次数を定義する。
図3に、いくつかの凹凸構造と反射スペクトルの計算結果を示す。なお、本明細書中の反射スペクトルの計算には、転送行列法による電磁波シミュレーションを使用している。
図3Aは、部材310中にストライプ構造の部材320を配したものである。部材310は、屈折率2.55であり、部材320は、屈折率1.47、ピッチ6μm、高さ900nmである。
図3Bは、部材311の直上にストライプ構造の部材321を配したものであり、部材311と部材321は部材331で埋設されている。部材311は、屈折率1.79であり、部材321は、屈折率1.47、ピッチ6μm、高さ900nmである。部材331は屈折率2.55である。
図3Cは、部材312が加工されることにより、凹凸構造が形成されているものである。部材312は、屈折率1.79であり、部材312により形成されているストライプ構造は、ピッチ6μm、高さ900nmである。また、部材332は、屈折率2.55である。
図3D、図3E、図3Fはそれぞれ図3A、図3B、図3Cの構造における反射スペクトルであり、各回折次数の反射率を示している。なお、今回計算した構造は左右対称なのでマイナスの次数の計算結果は省略している。
図3D、図3E、図3Fのうち、図3Dだけが0次回折光と+1次回折光の反射ピーク波長が一致している(例えば、410nm付近)。一方、図3E及び図3Fは0次回折光と+1次回折光の反射ピーク波長がほぼ半周期ずれている。
フォトニック結晶面発光レーザでは、反射光のうち0次回折光は再利用して光利用効率向上を図ることができる。したがって、0次回折光は低減しない方が望ましい。一方、±1次以上の高次回折光は迷光となるので可能な限り低減したい。
図3D、図3E、図3Fの計算結果を見ると、いずれも2次以上の高次回折光は非常に小さく、無視できる程度である。つまり、この場合0次と±1次の回折光のみを考慮すればよいことがわかる。
ここで、0次と±1次の反射率のピーク波長が一致していると、0次回折光を残して±1次回折光だけを弱めることが困難である。一方、0次と±1次の反射ピーク波長がずれていると、適切な波長において±1次回折光を非常に小さくして0次回折光のみを残すことができる。つまり、フォトニック結晶面発光レーザにおいては、0次回折光と±1次回折光の反射ピーク波長とが異なるように構成することが望ましい。
検討の結果、0次回折光と±1次回折光の反射ピーク波長をずらすために重要なことは、凹凸構造の凹部でも凸部でも光反射を起こすことであることが分かった。つまり、図1の構造で説明すると、第1の層110と第3の層130との界面(凹部)、マスク構造体120と第3の層130との界面(凸部)で光反射が起きることが、図3Eや図3Fの結果を示す前提となる。すなわち、前記第1の屈折率と前記第3の屈折率が異なり、且つ前記第2の屈折率と前記第3の屈折率が異なることが必要となる。
凹凸構造の凹部でも凸部でも反射を起こすには、図3Bのように基板直上にマスク材を周期的に配置した構造であってもよいし、図3Cのように基板そのものを加工した構造であってもよい。
ここで、凹凸構造の凹部と凸部における反射光において、0次回折光が強めあう条件にすることで、±1次回折光を低減できる。具体的には、凹部と凸部でそれぞれ基板に対して垂直な方向に反射される光の光路差を調整して波長の整数倍となるようにすれば0次回折光の反射強度がピークを持つ。このため、図1で示したマスク構造体120の高さを調整することが必要となる。
例えば、マスク構造体120の高さの2倍に前記第3の屈折率を乗じた値と、前記凹凸構造の凸部と凹部での光反射時の位相変化の差を波長に換算した値との和(光路差)が、発振波長λの整数倍に近いほど0次回折光を強める作用を持つ。
逆に、上記した光路差が波長の整数倍から半波長分ずらすようにマスク構造体120の高さが調整されていると、0次回折光が弱まり、±1次回折光が強まる。つまり、波長と膜厚の関係を適切に設計してやれば、0次回折光の反射強度と±1次回折の反射強度のどちらを強くさせるかを決めることができる。
上記より、凹部と凸部の反射光の光路差が波長の整数倍であれば0次回折光が強まり、光路差が発振波長λの整数倍から半波長分ずれていると±1次回折光が強まることがわかる。すなわち、0次回折光が強まり、±1次回折光が弱まる条件は、凹部と凸部の反射光の光路差Lが以下の場合である。
nλ−(λ/4)<L<nλ+(λ/4) (nは整数)
また、上記の検討より、発信波長λの整数倍、すなわち、光路差Lはnλ(nは整数)であることがより好ましい。
nλ−(λ/4)<L<nλ+(λ/4) (nは整数)
また、上記の検討より、発信波長λの整数倍、すなわち、光路差Lはnλ(nは整数)であることがより好ましい。
なお、上記で波長λの整数倍とは、実質的に発振波長λの整数倍になっていることをいい、作製誤差等のばらつきがあっても本願発明の範囲内となる。
図4に凹凸構造の高さを変えた場合の比較例を示す。図4Aが凹凸構造の高さ500nm、図4Bが高さ900nmとした場合の反射スペクトル計算結果である。図4Aは、凹凸構造の高さ以外は図3Bと同様の構造として計算した。図4Bは凹凸構造の高さも図3Bと同様の構造で計算した。したがって、図4Bは図3Eと同一である。
反射時の位相変化も考慮すると、凹部と凸部での反射光の光路差が波長の整数倍になるのは、グラフの波長範囲においては、凹凸構造の高さ500nmの場合は波長364nm、425nmであり、高さ900nmの場合は波長353nm、382nm、417nmとなる。これらの波長は、図4Aおよび図4Bに示したグラフにおいて0次回折光が反射ピークを持つ波長と精度よく一致している。
なお、0次回折光を再利用する本実施形態にかかる面発光レーザは、光利用効率向上だけでなく、フォトニック結晶のQ値の制御を目的とする場合においても有効である。
(凹凸構造の周期性)
結晶成長だけを考慮すると、凹凸構造は必ずしも周期的に配置されている必要は無い。しかしながら、凹凸構造が非周期的な構造である場合は、様々な散乱や回折光が生じて、特定の方向の反射光を制御することは非常に難しくなる。そのため、本実施形態においては、凹凸構造は周期的であることが望ましい。なお、ここでの「周期的」とは、本実施形態の効果を生じる範囲において周期的であればよく、作製誤差等があってもよい。
結晶成長だけを考慮すると、凹凸構造は必ずしも周期的に配置されている必要は無い。しかしながら、凹凸構造が非周期的な構造である場合は、様々な散乱や回折光が生じて、特定の方向の反射光を制御することは非常に難しくなる。そのため、本実施形態においては、凹凸構造は周期的であることが望ましい。なお、ここでの「周期的」とは、本実施形態の効果を生じる範囲において周期的であればよく、作製誤差等があってもよい。
(凹凸構造のピッチ、デューティ比、形状等)
凹凸構造が周期構造の場合、そのピッチが光学特性に影響を及ぼす場合がある。図5A〜Dに、凹凸のピッチをそれぞれ1μm、2μm、4μm、6μmと変化させて計算した結果を示す。なお、凹凸周期構造の凸部の幅を凹凸のピッチで割ったものをデューティ比と定義し、デューティ比は50%に固定して計算を行った。ピッチ以外の構造は図3Bに示したものと同様である。
凹凸構造が周期構造の場合、そのピッチが光学特性に影響を及ぼす場合がある。図5A〜Dに、凹凸のピッチをそれぞれ1μm、2μm、4μm、6μmと変化させて計算した結果を示す。なお、凹凸周期構造の凸部の幅を凹凸のピッチで割ったものをデューティ比と定義し、デューティ比は50%に固定して計算を行った。ピッチ以外の構造は図3Bに示したものと同様である。
図5B〜Dのように比較的ピッチが大きい場合は、ピッチの変化によるスペクトル形状の変化はほとんど見られない。また、2次以上の高次回折光は非常に小さい。
しかし、図5Aのようにピッチがある程度の大きさより小さくなると、スペクトルが複雑な振る舞いを示すようになり、2次以上の高次回折光も無視できないほどに大きくなる。また、ピッチが小さいほど偏光依存性も大きくなってくると考えられる。そのため、シンプルで作製誤差に強い素子設計の観点では、凹凸のピッチは十分大きくする事が望ましい。具体的には、発振波長λより一桁程度大きいピッチに設定することが望ましい。
周期構造の場合、ピッチ以外にデューティ比が光学特性に影響を与える場合もある。凹凸周期構造のピッチを6μmに固定してデューティ比依存を計算した結果を図6に示す。図6Aはデューティ比25%、図6Bは50%、図6Cは60%の場合の計算結果である。デューティ比以外の構造は図3Bに示したものと同様である。これらの比較から、デューティ比は反射率の値には影響を及ぼすが、ピーク波長位置には影響しないことが分かる。
凹凸構造のパターンは、前述したストライプ構造に限らない。ELO法を行う際に支障が無ければ、例えば開口部が2次元的に配置されたものであっても良い。すなわち、本実施形態におけるマスク構造体は、第2の屈折率を有する部材が面内方向に周期的に配置されているものと、第2の屈折率を有する部材に開口部が面内方向に周期的に配されているものである。
また、凹凸構造の断面形状は、ELO法を行う際に支障が無ければ、必ずしも平坦である必要は無い。例えば、丸みを帯びた形状や三角形であっても良い。
(凹凸構造の屈折率依存性)
凹凸構造の屈折率依存性について説明する。具体例として、図7に、図3Bに示した凹凸構造について部材321の屈折率を変化させて反射スペクトルを計算した結果を示す。
凹凸構造の屈折率依存性について説明する。具体例として、図7に、図3Bに示した凹凸構造について部材321の屈折率を変化させて反射スペクトルを計算した結果を示す。
図7Aは屈折率1.47、図7Bは屈折率1.70、図7Cは屈折率1.90、図7Dは屈折率2.10とした場合の計算結果である。これらの計算結果より、屈折率が変化しても、反射スペクトルのピーク波長はほとんど変化しないことが確認される。つまり、凹凸構造の凸部の屈折率が変わっても、本実施形態の効果には大きな影響は与えないと言える。
(凹凸構造の作製方法)
ELO法は特定の材料系に限らず使用可能な技術であるが、現実的には窒化物半導体で使用される場合が多い。現時点では、一般にGaN基板が非常に高価であるため、異種基板を使用する割合が他の化合物半導体に比べて大きいことが原因である。
ELO法は特定の材料系に限らず使用可能な技術であるが、現実的には窒化物半導体で使用される場合が多い。現時点では、一般にGaN基板が非常に高価であるため、異種基板を使用する割合が他の化合物半導体に比べて大きいことが原因である。
窒化物半導体でELO法を行う場合、基板はサファイア基板、Si基板、SiC基板等を用いる。凹凸構造はSiO2を成膜した後にパターニングしたり、基板そのものをエッチング加工したりすることで構成される。
凹凸構造は一般的なフォトリソグラフィー、リフトオフ、ウェットエッチングやドライエッチング等を使用して作製できる。
凹凸構造の直下に位置する第1の層110は必ずしも基板でなくて良い。すなわち、基板上に基板とは別の材料を成膜し、その直上に凹凸構造を形成した構造であっても良い。例えば、GaN基板上にAlGaN層を成長し、その表面にSiO2を凹凸状にパターニングした後に、ELO法を適用して前記SiO2をGaNで埋設するような構造でも良い。
(その他の実施形態)
本発明の実施形態における活性層は、一般の半導体レーザに使用されるものを使用することができる。例えばGaAs/AlGaAs、GaInP/AlGaInP、GaN/InGaNなどの材料を用いた多重量子井戸構造である。
本発明の実施形態における活性層は、一般の半導体レーザに使用されるものを使用することができる。例えばGaAs/AlGaAs、GaInP/AlGaInP、GaN/InGaNなどの材料を用いた多重量子井戸構造である。
また、本実施形態に係る面発光レーザは任意の波長で動作することができる。
また、本実施形態に係る面発光レーザは、光励起方式や電流注入方式により駆動することができる。なお、図1において電極は省略している。
また、本実施形態に係る面発光レーザを同一平面上に複数配列してアレイ光源として使用することができる。
また、本実施形態に係る面発光レーザおよび面発光レーザアレイは、複写機、レーザプリンタなどの画像形成装置が有する感光ドラムへ描画を行うための光源としても利用することができる。
以下に、本発明の実施例について説明する。
[実施例1]
図8を用いて、本実施例におけるフォトニック結晶面発光レーザを説明する。
図8を用いて、本実施例におけるフォトニック結晶面発光レーザを説明する。
図8Aに本レーザ構造を説明する模式図を示す。サファイア基板810上に幅3μm、高さ900nmのSiO2のストライプ構造820がピッチ6μmで周期的に配置されている。それを埋設するように、ELO法で成長されたGaN830が配置されている。さらにその上にAl0.1Ga0.9Nクラッド層840、活性層850、2次元フォトニック結晶860が配置されている。2次元フォトニック結晶860は、円柱状の空孔が2次元的に配置されて形成されている。格子形状は正方格子、格子定数は165nm、孔形状は円形である。
活性層850は3周期のIn0.09Ga0.91N/In0.02Ga0.98N多重量子井戸からなる。
レーザ構造の表面にはp電極870およびn電極880が配置されており、それらの電極から電流を注入することによりレーザ発振する。
本レーザ構造は波長415nmでレーザ発振するように設計されている。
図8Bに本レーザ構造おけるSiO2ストライプ構造820の反射率計算結果を示す。波長415nmにおける反射率は0次回折光が6.1%、+1次回折光が0.3%、+2次回折光が0.0%、+3次回折光が0.0%であり、0次以外の回折光の反射率が効果的に低減できている。
したがって、本実施例のレーザ構造では、斜め方向に出射される余計な迷光である1次回折光を低減させることができる。
[実施例2]
図9を用いて、本実施例におけるフォトニック結晶面発光レーザを説明する。
図9を用いて、本実施例におけるフォトニック結晶面発光レーザを説明する。
図9Aに本レーザ構造を説明する模式図を示す。本実施例では、サファイア基板910を加工してストライプ状の凹凸構造920を形成し、その上にGaN930を成長している。
凹凸のピッチは4μm、デューティ比は50%、凸部の高さは900nmである。
このように基板を加工して凹凸構造を形成し横方向成長を行う手法は、ELO法ではなくLEPS(Lateral Epitaxy on Patterned Substrate)法とも呼ばれる。
本実施例では、凹凸構造以外の構成は実施例1と同様であり、波長415nmでレーザ発振するように設計されている。
図9Bに本レーザ構造おける凹凸構造920の反射率計算結果を示す。波長415nmにおける凹凸構造920での反射率は0次回折光が2.7%、+1次回折光が0.0%であり、実施例1と同様の効果が得られることが確認された。
[実施例3]
図10を用いて、上記で説明した面発光レーザを複数配して構成された面発光レーザアレイ光源を用いた画像形成装置について説明する。
図10を用いて、上記で説明した面発光レーザを複数配して構成された面発光レーザアレイ光源を用いた画像形成装置について説明する。
図10Aは画像形成装置の平面図であり、図10Bは同装置の側面図である。
図10において、1000は感光ドラム(感光体)、1002は帯電器、1004は現像器、1006は転写帯電器、1008は定着器、1010は回転多面鏡、1012はモータである。また、1014は面発光レーザアレイ光源、1016は反射鏡、1020はコリメータレンズ及び1022はf−θレンズである。
図10において、モータ1012は回転多面鏡1010を回転駆動するものである。
面発光レーザアレイ1014は、記録用光源となるものであり、ドライバにより画像信号に応じて点灯または消灯するように構成されている。こうして光変調されたレーザ光は、面発光レーザアレイ1014からコリメータレンズ1020を介し回転多面鏡1010に向けて照射される。
回転多面鏡1010は矢印方向に回転していて、面発光レーザアレイ1014から出力されたレーザ光は、回転多面鏡1010の回転に伴い、その反射面で連続的に出射角度を変える偏向ビームとして反射される。この反射光は、f−θレンズ1022により歪曲収差の補正等を受け、反射鏡1016を経て感光ドラム1000に照射され、感光ドラム1000上で主走査方向に走査される。
感光ドラム1000は、予め帯電器1002により帯電されており、レーザ光の走査により順次露光され、静電潜像が形成される。また、感光ドラム1000は矢印方向に回転していて、形成された静電潜像は、現像器1004により現像され、現像された可視像は転写帯電器1006により、転写紙に転写される。可視像が転写された転写紙は、定着器1008に搬送され、定着を行った後に装置の外に排出される。
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
110 第1の層
120 マスク構造体
130 第3の層
160 フォトニック結晶
190 出射光
191 出射光
192 共振方向
120 マスク構造体
130 第3の層
160 フォトニック結晶
190 出射光
191 出射光
192 共振方向
Claims (9)
- 活性層と、基板の面内方向に共振モードを有するフォトニック結晶とを有し、波長λで発振するフォトニック結晶面発光レーザであって、
第1の屈折率を有する第1の層と、
前記第1の層の上に形成されており、第2の屈折率を有する部材が前記基板の面内方向に周期的に配されているか、または、第2の屈折率を有する部材に開口部が前記基板の面内方向に周期的に配されているマスク構造体と、
前記第1の層と前記マスク構造体の上に形成され、前記第1の屈折率および前記第2の屈折率とは異なる第3の屈折率を有する第3の層と、
前記第3の層の上に形成された前記フォトニック結晶と、を有し、
前記第1の層と前記マスク構造体とで構成された凹凸周期構造は、
前記凹凸周期構造における0次回折光の反射ピーク波長と、1次回折光の反射ピーク波長とが異なり、
かつ、前記波長λにおいて、前記凹凸周期構造における0次回折光の反射強度が1次回折光の反射強度よりも大きくなるように構成されていることを特徴とするフォトニック結晶面発光レーザ。 - 前記マスク構造体の高さ、前記凹凸周期構造のピッチ、前記凹凸周期構造のデューティ比、および前記マスク構造体の屈折率の少なくとも1つは、
凹凸周期構造における0次回折光の反射ピーク波長と、1次回折光の反射ピーク波長とが異なり、
かつ、前記波長λにおいて、前記凹凸周期構造における0次回折光の反射強度が1次回折光の反射強度よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のフォトニック結晶面発光レーザ。 - 前記凹凸周期構造の凸部と凹部における反射光の光路差Lと前記波長λとが以下の式を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載のフォトニック結晶面発光レーザ。
nλ−(λ/4)<L<nλ+(λ/4) (nは整数) - 前記凹凸周期構造の凸部と凹部における反射光の光路差Lが前記波長λの整数倍であることを特徴とする請求項1または2に記載のフォトニック結晶面発光レーザ。
- 前記第3の層は、前記第1の層からエピタキシャル成長によって形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のフォトニック結晶面発光レーザ。
- 前記第1の屈折率と前記第2の屈折率とが異なることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のフォトニック結晶面発光レーザ。
- 前記第1の屈折率と前記第2の屈折率とが同一であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のフォトニック結晶面発光レーザ。
- 請求項1から7のいずれか1項に記載のフォトニック結晶面発光レーザが複数配置されているフォトニック結晶面発光レーザアレイ。
- 請求項8に記載のフォトニック結晶面発光レーザアレイと、該フォトニック結晶面発光レーザアレイからのレーザ光が照射される感光体とを備えた画像形成装置。
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