JP6133075B2 - 面発光レーザ素子および面発光レーザアレイ素子 - Google Patents
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また、これまでに開示されている複数波長を有する面発光レーザアレイでは、作製方法が容易でなかった。例えば非特許文献1では、多数の発振波長を実現するためには波長調整用のスペーサ層の膜厚を変える必要があり、リソグラフィーとエッチング工程を複数回繰り返して行なう必要があり、作製工程が複雑になるという問題があった。
図1は、本発明の実施の形態1に係る面発光レーザ素子の模式的な断面図である。図1に示すように、面発光レーザ素子100は、面方位(001)のn型GaAsからなる基板1上に積層された、第1の反射鏡として機能するアンドープの下部DBR(Distributed Bragg Reflector)ミラー2、n型コンタクト層3、n側電極4、n型クラッド層5、活性層6、p型クラッド層7、電流狭窄層8、p型スペーサ層9、電流拡散層10、p側電極11、波長調整層12、および第2の反射鏡として機能する上部誘電体DBRミラー13を備える。
Δλ=(λ/neffLcav)ΔL ・・・ (1)
図9は、実施の形態2に係る面発光レーザアレイ素子の模式的な断面図である。図9に示す面発光レーザアレイ素子1000は、図1に示す実施の形態1に係る面発光レーザ素子100と同様の構成を有する複数の面発光レーザ素子200、300、400、500が1次元的にアレイ状に配列した構成を有する。なお、各面発光レーザ素子200、300、400、500は、共通の基板1、下部DBRミラー2およびn型コンタクト層3を備えている。また、各面発光レーザ素子200、300、400、500は、それぞれ波長調整層212、312、412、512を備えている。
本実施の形態2では、面発光レーザが1次元的にアレイ状に配列した構成をとっているが、これに限定されず、2次元的なアレイ状に配列した構成であってもよい。本発明を用いれば、異なる波長あるいは同一波長を有する面発光レーザ素子を任意に配置した2次元的なアレイ構成を実現することが可能である。
2 下部DBRミラー
3 n型コンタクト層
4 n側電極
5 n型クラッド層
6 活性層
7 p型クラッド層
8 電流狭窄層
8a 開口部
8b 選択酸化層
9 p型スペーサ層
10 電流拡散層
11 p側電極
12、212、312、412、512 波長調整層
12a、212a、312a、412a、512a パターン形成層
12aa 凸部
12b、212b、312b、412b、512b パターン保護層
13 上部DBRミラー
100、200、300、400、500 面発光レーザ素子
1000 面発光レーザアレイ素子
L1 レーザ光
P プロファイル
S 発光領域
Claims (8)
- 光共振器を構成する第1の反射鏡および第2の反射鏡と、
前記第1の反射鏡と前記第2の反射鏡との間に配置された、発光領域を有する活性層と、
前記第1の反射鏡と前記第2の反射鏡との間に配置された波長調整層と、を備え、
前記波長調整層は、少なくとも前記光共振器内で発振するレーザ光の電界分布の幅内の領域で、層厚方向の光学長が面内位置によって異なり、第1の屈折率を有して層厚方向の実効屈折率を規定する凸部または凹部のパターンが形成されたパターン形成層を有し、
前記第2の反射鏡にキャリアを経由させないイントラキャビティ構造であって、前記波長調整層はキャリアを経由しない箇所に設けられ、
半導体層が選択酸化された電流狭窄部を有する電流狭窄層と電流狭窄をしない前記波長調整層とが、別に設けられている
ことを特徴とする面発光レーザ素子。 - 前記波長調整層は、前記パターン形成層と、前記パターン形成層を覆うように形成され、前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有するパターン保護層とが積層した構造を有することを特徴とする請求項1に記載の面発光レーザ素子。
- 前記パターン形成層および前記パターン保護層とは誘電体材料からなることを特徴とする請求項2に記載の面発光レーザ素子。
- 前記パターン形成層は半導体材料からなり、前記パターン保護層は誘電体材料からなることを特徴とする請求項2に記載の面発光レーザ素子。
- 単一モードレーザ光を出力することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の面発光レーザ素子。
- 複数の請求項1〜4のいずれか一つに記載の面発光レーザ素子を備えることを特徴とする面発光レーザアレイ素子。
- 前記複数の面発光レーザ素子は、前記電界分布の幅内の領域で層厚方向の実効光学長が互いに異なり、かつ互いにレーザ発振波長が異なることを特徴とする請求項6に記載の面発光レーザアレイ素子。
- 前記複数の面発光レーザ素子は、前記パターン形成層のパターンが互いに異なることを特徴とする請求項7に記載の面発光レーザアレイ素子。
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