JP6651144B2 - 2次元フォトニック結晶面発光レーザ - Google Patents
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Description
前記第1電極の面内位置により異なる密度で電流を前記活性層に供給するように該第1電極が形成されていることを特徴とする。
各実施例の2次元フォトニック結晶面発光レーザ10Xはいずれも、第1電極15X、第1クラッド層141、活性層11、スペーサ層13、2次元フォトニック結晶層12、第2クラッド層142、及び第2電極16がこの順で積層された構成を有する(図1)。但し、活性層11と2次元フォトニック結晶層12の順番は、上記のものとは逆であってもよい。図1では便宜上、第1電極15Xを上側、第2電極16を下側として示しているが、各実施例の2次元フォトニック結晶面発光レーザ10Xの使用時における向きは、この図で示したものは限定されない。以下、各層及び電極の構成を説明する。
第1実施例の2次元フォトニック結晶面発光レーザでは、図4に示す構成を有する第1電極15Aを用いる。第1電極15Aは、全体が正方形状であって、中心付近に形成された正方形状の第1導電領域15A11と、第1導電領域15A11の周囲に形成された第2導電領域15A12の2つの領域を有する。第1導電領域15A11は、一様な導電体(p型半導体)により形成されている。それに対して第2導電領域15A12は、導電体がメッシュ状に形成されており、メッシュの線15A2の間は絶縁体から成る線間領域15A3で埋められている。線間領域15A3の材料には、SiNが用いられている。第1導電領域15A11の導電体と、第2導電領域15A12のメッシュの線15A2を構成する導電体は、一体のものであって電気的に接続されているため、等電位である。このようなメッシュ状電極は、通常のリソグラフィー法を用いて作製することができる。
第2実施例の2次元フォトニック結晶面発光レーザでは、図14に示すように、環状の導電体15B1を同心円状に複数個有し、環状導電体15B1同士の境界が環状絶縁体15B2で絶縁されているという構成を有する第1電極15Bを用いる。同心円の中心には、円形導電体15B0が設けられている。円形導電体15B0及び複数の環状導電体15B1同士は、線状導電体15B3により電気的に接続されている。環状導電体の幅15B1は、中心から離れるに従って環状絶縁体15B2の幅との比が小さくなるようにした。これにより、第1電極15Bの中心から離れるに従って小さくなるという電流密度分布が形成される。
第3実施例の2次元フォトニック結晶面発光レーザでは、図15に示す構成を有する第1電極15Cを用いる。第1電極15Cは、全体が正方形状であって、中心付近に形成された正方形状の第1導電領域15C11と、第1導電領域15C11の周囲に形成された第2導電領域15C12の2つの領域を有する。第1導電領域15C11と第2導電領域15C12の境界には、正方形の4辺のように線状に形成された、絶縁体から成る絶縁領域15C21を有する。これにより、第1導電領域15C11と第2導電領域15C12はそれぞれ、前述のサブ電極として機能する。また、第1電極15Cは、第1導電領域15C11の正方形の1頂点から第2導電領域15C12の正方形の対角線上に延び、第2導電領域15C12の1頂点に達する、導電体から成る線状の接続領域15C31を有する。接続領域15C31の線の両側にも絶縁領域15C21が設けられている。この第1電極15Cは、通常のリソグラフィー法を用いて作製することができる。
11…活性層
111…電荷注入領域
1111…中央部
1112…周囲部
12…2次元フォトニック結晶層
121…母材
122…異屈折率領域
123…2次元フォトニック結晶
13…スペーサ層
141…第1クラッド層
142…第2クラッド層
15A、15B、15C、15X…第1電極
15A11、15C11…第1導電領域
15A12、15C12…第2導電領域
15A13、15C13…第3導電領域
15A2…メッシュの線
15A3…線間領域
15B0…円形導電体
15B1…環状導電体
15B2…環状絶縁体
15B3…線状導電体
15C21、15C22…絶縁領域
15C31、15C32…接続領域
16、16A…第2電極
161A…窓部
162A…枠部
Claims (9)
- 板状の母材に該母材とは屈折率が異なる異屈折率領域が2次元状に周期的に配置されて成る2次元フォトニック結晶と、前記2次元フォトニック結晶の一方の側に設けられた活性層と、前記2次元フォトニック結晶及び前記活性層を挟んで設けられた、該活性層に電流を供給する導電体を有する第1電極及び該第1電極と同一又はそれよりも広い範囲を覆う第2電極と、を有する2次元フォトニック結晶面発光レーザであって、
前記導電体がメッシュ状に形成されているものであり、メッシュの太さ又は間隔が該第1電極の面内位置により異なることによって該メッシュ内における前記導電体の面積比が位置により異なるように該第1電極が形成されていることを特徴とする2次元フォトニック結晶面発光レーザ。 - 前記第1電極が、面内位置の中心において最も高い密度を有する分布で電流を前記活性層に供給するように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の2次元フォトニック結晶面発光レーザ。
- 前記メッシュの線の間隔が、前記活性層における面内方向の電流広がりの1.4倍以下であることを特徴とする請求項1に記載の2次元フォトニック結晶面発光レーザ。
- 前記第1電極が、メッシュ内における前記導電体の面積比が互いに異なる複数の領域を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の2次元フォトニック結晶面発光レーザ。
- 前記第1電極の面内位置の中心から離れるに従って、前記複数の領域の各々における前記面積比が漸減していることを特徴とする請求項4に記載の2次元フォトニック結晶面発光レーザ。
- 前記第1電極のうち、前記中心を含む領域が前記導電体のみから成ることを特徴とする請求項5に記載の2次元フォトニック結晶面発光レーザ。
- 前記第1電極の、メッシュ内における前記導電体の面積比が位置によって連続的に変化していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の2次元フォトニック結晶面発光レーザ。
- 前記第1電極の面内位置の中心から離れるに従って、前記メッシュ内における前記導電体の面積比が漸減していることを特徴とする請求項7に記載の2次元フォトニック結晶面発光レーザ。
- 板状の母材に該母材とは屈折率が異なる異屈折率領域が2次元状に周期的に配置されて成る2次元フォトニック結晶と、前記2次元フォトニック結晶の一方の側に設けられた活性層と、前記2次元フォトニック結晶及び前記活性層を挟んで設けられた、該活性層に電流を供給する導電体を有する第1電極及び該第1電極と同一又はそれよりも広い範囲を覆う第2電極と、を有する2次元フォトニック結晶面発光レーザであって、
前記第1電極が、同心円状に配置された複数の環状導電体と、環状導電体同士を電気的に接続する接続部を有し、
前記環状導電体の幅及び/又は間隔が中心からの距離によって異なる
ことを特徴とする2次元フォトニック結晶面発光レーザ。
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