KR20040027411A - 반도체 광소자 - Google Patents
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Abstract
넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율을 갖는 반사막을 구비한 반도체 광소자를 제공한다. 반도체 광소자는, 활성층과, 상기 활성층을 사이에 끼우는 2장의 클래드층으로 이루어진 도파층(10)을 포함하는 적층 구조체와, 상기 적층 구조체의 한쌍이 서로 대향하는 단면부 중 적어도 한쪽의 단면부에 형성된 다층 반사막(20)을 구비하고, 상기 다층 반사막은, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 ∑nidi가, 상기 도파층을 도파하는 광의 파장 λ에 대해, ∑nidi>λ/4의 관계를 만족함과 동시에, 상기 다층 반사막은, 반사율이 상기 파장 λ의 경우의 반사율 R(λ)을 기준으로 하여 -1% 내지 +2.0%의 범위 내로 되는 상기 파장 λ를 포함하는 연속되는 파장대역폭 Δλ를, 상기 파장 λ로 나눈 값 Δλ/λ가 0.062 이상이다.
Description
본 발명은, 광정보처리용의 광원, 광통신의 신호 및 파이버 앰프의 여기광원 등으로서 사용되는 반도체 레이저소자 및 광 신호를 증폭하는 반도체 증폭기 및 광 신호를 변조하는 광변조기 등의 반도체 광소자에 관한 것이다.
반도체 레이저소자나, 광변조기 등의 반도체 광소자의 단면부의 도파층에는, 통상, 반사막이 코팅되어 있다. 이 반도체 광소자의 단면부에 설치된 반사막(코팅막 : 굴절률 n1)의 막두께 d를 t/(4n1)의 홀수배로 하면, 반사막의 반사율은 극소값을 취한다. 또한, 단면부에 도파층을 포함하는 적층 구조체의 굴절률 nc의 평방근의 굴절률을 갖는 코팅막을 형성함으로써 무반사막을 얻을 수 있다. 예를 들면, 반도체 레이저의 단면의 반사막을 무반사막으로 한 예(예를 들면, 비특허문헌 1을 참조)가 알려져 있다.
반도체 광소자의 단면부의 도파층을 포함하는 적층 구조체(실효굴절률 nc=3.37)에 막두께를 변경하여 형성된 단층 반사막(굴절률 n1=1.449)의 반사율의 파장의존성을 생각한다. 여기서, 설정파장 λ=980nm에서 반사율의 최소값을 취하도록 설정한다. 반사율이 최소값을 취하는 경우란, λ/(4n1)의 홀수배의 막두께인 경우이다. 그래서, 막두께 λ/(4n1)의 단층 반사막인 경우와, 막두께 5λ/(4n1)의 단층 반사막의 각각인 경우에 대해 검토하면, 막두께 λ/(4n1)의 단층 반사막 쪽이 막두께 5λ/(4n1)의 단층 반사막보다 반사율의 극소값 근방에서의 평탄부분이 넓다.
구체적으로는 이하와 같다. 두께 d1=λ/(4n1)인 경우는, 파장 980nm에서 극소반사율값 4%가 되고, 극소반사율값 +2%의 파장대역은 848nm 내지 1161nm의 313nm로 넓다. 한편, 두께 d1=5λ/(4n1)인 경우는, 파장 980nm에서 극소반사율값 4%는 동일하지만, 극소반사율값 +2%의 파장대역은 951nm 내지 1011nm의 60nm로 극단적으로좁아진다. 이때, 파장대역을 소정의 파장으로 나눈 값은 0.061이 된다. 또한, 극소반사율값 +2.5%의 파장대역은 949nm 내지 1013nm의 64nm이고, 이 파장대역을 소정파장 980nm로 나눈 값은 0.065가 된다.
[비특허문헌 1]
I. Ladany, et al., "Scandium oxide antireflection coatings for superluminescent LED", Appl. Opt. Vol. 25, No. 4, pp.472-473, (1986)
상기한 바와 같이 반도체 광소자의 단면부의 반사막의 막두께 d를 λ/(4n1)의 홀수배로 막두께화한 경우에는, 반사율의 극소값 근방에서의 저반사율영역의 파장대역이 좁아져, 반도체 레이저 특성이 반사막의 반사율의 파장의존성의 영향을 받아 크게 변화한다는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명의 목적은, 극소반사율 근방의 파장대역이 넓은 반사막을 구비한 반도체 광소자를 제공하는 것이다.
도 1은 복소수표시에 의한 진폭반사율을 나타내는 복소 평면도이다.
도 2는 단면에 가상 단층 반사막을 갖는 반도체 광소자의 구조를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 도 2의 가상 단층 반사막을 2층막으로 치환한 경우의 본 발명에 관한 반도체 광소자의 구조를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4는 도 2의 가상 단층 반사막을 4층막으로 치환한 경우의 본 발명에 관한 반도체 광소자의 구조를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 관한 반도체 광소자의 단면부의 구조를 나타내는 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 단면부에 형성된 가상 단층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예 3에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예 4에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예 5에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예 6에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시예 7에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 14는 본 발명의 실시예 8에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 15는 본 발명의 실시예 9에 관한 반도체 광소자의 단면부의 구조를 나타내는 개략 단면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예 9에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 17은 본 발명의 실시예 10에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 18은 본 발명의 실시예 11에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 19는 본 발명의 실시예 12에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 20은 본 발명의 실시예 13에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 21은 본 발명의 실시예 14에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 22는 본 발명의 실시예 15에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 23은 본 발명의 실시예 16에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 24는 본 발명의 실시예 17에 관한 반도체 광소자의 단면부의 구조를 나타내는 개략 단면도이다.
도 25는 본 발명의 실시예 17에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 26은 본 발명의 실시예 18에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 27은 본 발명의 실시예 19에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 28은 본 발명의 실시예 20에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 29는 본 발명의 실시예 21에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 30은 본 발명의 실시예 22에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 31은 본 발명의 실시예 23에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
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도 33은 본 발명의 실시예 25에 관한 반도체 광소자의 단면부의 구조를 나타내는 개략 단면도이다.
도 34는 본 발명의 실시예 25에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
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도 36은 본 발명의 실시예 27에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
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도 42는 본 발명의 실시예 33에 관한 반도체 광소자의 단면부의 구조를 나타내는 개략 단면도이다.
도 43은 본 발명의 실시예 33에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
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도 69는 본 발명의 실시예 59에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 70은 본 발명의 실시예 60에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 71은 본 발명의 실시예 61에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 72는 본 발명의 실시예 62에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 73은 본 발명의 실시예 63에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 74는 본 발명의 실시예 64에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 75는 본 발명의 실시예 65에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 76은 본 발명의 실시예 66에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 77은 본 발명의 실시예 67에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 78은 본 발명의 실시예 68에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 79는 본 발명의 실시예 69에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 80은 본 발명의 실시예 70에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 81은 본 발명의 실시예 71에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 82는 본 발명의 실시예 72에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 83은 본 발명의 실시예 73에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 84는 본 발명의 실시예 74에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 85는 본 발명의 실시예 75에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 86은 본 발명의 실시예 76에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 77에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 88은 본 발명의 실시예 78에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 89는 본 발명의 실시예 79에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 90은 본 발명의 실시예 80에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 91은 본 발명의 실시예 81에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 92는 본 발명의 실시예 82에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 93은 본 발명의 실시예 83에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 94는 본 발명의 실시예 84에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 95는 본 발명의 실시예 85에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 96은 본 발명의 실시예 86에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 97은 본 발명의 실시예 87에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 98은 본 발명의 실시예 88에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 99는 본 발명의 실시예 89에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 100은 본 발명의 실시예 90에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 101은 본 발명의 실시예 91에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 102는 본 발명의 실시예 92에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 103은 본 발명의 실시예 93에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 104는 본 발명의 실시예 94에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 105는 본 발명의 실시예 95에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 106은 본 발명의 실시예 96에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 107은 본 발명의 실시예 97에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 108은 본 발명의 실시예 98에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 109는 본 발명의 실시예 99에 관한 반도체 광소자의 단면부의 구조를 나타내는 개략 단면도이다.
도 110은 본 발명의 실시예 99에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 111은 본 발명의 실시예 100에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 112는 본 발명의 실시예 101에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 113은 본 발명의 실시예 102에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 114는 본 발명의 실시예 103에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 115는 본 발명의 실시예 104에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 116은 본 발명의 실시예 105에 관한 반도체 광소자의 단면부의 구조를 나타내는 개략 단면도이다.
도 117은 본 발명의 실시예 105에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 118은 본 발명의 실시예 106에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 119는 본 발명의 실시예 107에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 120은 본 발명의 실시예 108에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 121은 본 발명의 실시예 109에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
도 122는 본 발명의 실시예 110에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막에서의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 제1층막2 : 제2층막
3 : 제3층막4 : 제4층막
5 : 자유공간(공기)10 : 도파층
11, 21, 31, 41, 51 : 제1층막
12, 22, 32, 42, 52 : 제2층막
13, 23, 33, 43, 53 : 제3층막
14, 24, 34, 44, 54 : 제4층막
15, 25, 35, 45, 55 : 제5층막
16, 26, 36, 46, 56 : 제6층막
17, 27, 47, 57 : 제7층막
20 : 7층 반사막(제1층막:알루미나)
30 : 7층 반사막(제1층막:산화탄탈)
40 : 6층 반사막
50 : 7층 반사막(질화알루미늄막을 포함함)
58 : 제8층막59 : 제9층막
60 : 9층 반사막70, 80 : 8층 반사막
71, 81 : 제1층막72, 82 : 제2층막
73, 83 : 제3층막74, 84 : 제4층막
75, 85 : 제5층막76, 86 : 제6층막
77, 87 : 제7층막78, 88 : 제8층막
100 : 도파층101 : 반사막
103 : 단층 반사막(막두께 d=λ/(4n1))
104 : 단층 반사막(막두께 d=5λ/(4n1)):
본 발명에 관한 반도체 광소자는, 활성층과, 상기 활성층을 사이에 끼우는 2장의 클래드층으로 이루어진 도파층을 포함하는 적층 구조체와,
상기 적층 구조체의 한쌍의 서로 대향하는 단면부 중 적어도 한쪽의 단면부에 형성된 다층 반사막을 구비하고,
상기 다층 반사막은, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi가, 상기 도파층을 도파하는 광의 파장 λ에 대해, Σnidi>λ/4의 관계를 만족함과 동시에,
상기 다층 반사막은, 상기 파장 λ의 경우의 반사율 R(λ)을 기준으로 하여, +2.0% 이하가 되는 상기 파장 λ의 경우의 반사율 R'(λ)에 대해, 하기의 관계식,
R'(λ)=((nc-nf 2)/(nc+nf 2))2
를 만족하는 굴절률 nf의 가상 단층 반사막을 두께 5λ/(4nf)만큼 상기 단면부에 형에 형성한 경우의 반사율 R'를 기준으로 하여, +2.0% 이하가 되는 상기 파장 λ를 포함하는 연속된 파장대역폭 Δ'λ보다도 넓은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 반도체 광소자는, 활성층과, 상기 활성층을 사이에 끼우는 2장의 클래드층으로 이루어진 도파층을 포함하는 적층 구조체와,
상기 적층 구조체의 한쌍의 서로 대향하는 단면부 중 적어도 한쪽의 단면부에 형성된 다층 반사막을 구비하고,
상기 다층 반사막은, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합Σnidi가, 상기 도파층을 도파하는 광의 파장 λ에 대해, Σnidi>λ/4의 관계를 만족함과 동시에,
상기 다층 반사막은, 반사율이 상기 파장 λ의 경우의 반사율 R(λ)을 기준으로 하여 -1.0% 내지 +2.0%의 범위 내로 되는 상기 파장 λ를 포함하는 연속되는파장대역폭 Δλ를, 상기 파장 λ로 나눈 값 Δλ/λ가 0.062 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 반도체 광소자는, 활성층과, 상기 활성층을 사이에 끼우는 2장의 클래드층으로 이루어진 도파층을 포함하는 적층 구조체와,
상기 적층 구조체의 한쌍의 서로 대향하는 단면부 중 적어도 한쪽의 단면부에 형성된 다층 반사막을 구비하고,
상기 다층 반사막은, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi가, 상기 도파층을 도파하는 광의 파장 λ에 대해, Σnidi>λ/4의 관계를 만족함과 동시에,
상기 다층 반사막은, 반사율이 상기 파장 λ의 경우의 반사율 R(λ)을 기준으로 하여 -1.5% 내지 +1.0%의 범위 내로 되는 상기 파장 λ를 포함하는 연속되는 파장대역폭 Δλ를, 상기 파장 λ로 나눈 값 Δλ/λ가 0.066 이상인 것을 특징으로 한다.
이때, Σnidi에 대해, 바람직하게는 Σnidi>5λ/4의 관계를 만족하는 것이다. 이것에 의해 더 두꺼운 반사막으로 할 수 있다. 또한, 상기 파장대역폭 Δλ를, 상기 파장 λ로 나눈 값 Δλ/λ는, 바람직하게는, 0.070 이상이고, 더 바람직하게는 0.10 이상이다. 저반사율의 파장대역폭 Δλ가 넓으면, 반사율의 파장의존성이 작기 때문에, 도파광의 파장이 변화한 경우에도 특성변화를 억제할 수 있다.
본 발명에 관한 반도체 광소자에 의하면, 다층 반사막의 각각의 막의 굴절률ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 도파층을 도파하는 광의 소정파장, 예를 들면 980nm의 1/4 파장보다 크다. 또한, 이 다층 반사막의 Σnidi는, 도파광의 약 5/4 파장보다도 크고, 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 다층 반사막은, 파장의 함수인 반사율이, 설정파장 λ에서의 반사율 -1% 내지 +2%의 범위 내로 되어 연속하는 파장대역폭 Δλ를, 상기 파장 λ로 나눈 값 Δλ/λ가 0.062 이상이다. 또는, 다층 반사막은, 파장의 함수인 반사율이, 설정파장 λ에서의 반사율 -1.5% 내지 +1.0%의 범위 내로 되어 연속하는 파장대역폭 Δλ'를, 상기 파장 λ로 나눈 값 Δλ'/λ가 0.066 이상이다. 이것에 의해, 매우 두꺼운 막임에도 관계없이, 일정 반사율의 파장대역 Δλ(Δλ')가 넓어진다.
[발명을 실시예]
본 발명의 실시예에 관한 반도체 광소자에 대해, 첨부도면을 사용하여 설명한다. 이때, 도면에서, 실질적으로 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 있다.
우선, 본 발명의 실시예에 관한 반도체 광소자의 단면부에 형성된 다층 반사막의 반사율의 산출에 대해, 도 1 내지 도 5를 사용하여 설명한다. 도 1은, 복소수 표시된 진폭반사율 r을 나타내는 복소 평면도이다. 도 2는, 반도체 광소자의 단면부의 단층 반사막을 나타내는 개략 단면도이다. 도 3은, 도 2의 단층 반사막 대신에 2층 반사막을 설치한 경우의 개략 단면도이다. 도 4는 도 2의 단층 반사막 대신에 4층 반사막을 설치한 경우의 개략 단면도이다. 도 5는, 단층 반사막 대신에 7층 반사막을 설치한 경우의 개략 단면도이다. 파장 λ의 광에 대한 복소수 표시된 진폭반사율 r은, 다음 식 (1)로 표시되고, 도 1의 복소 평면도 상에 나타낼 수 있는
r=rr(λ)+iri(λ)(1)
여기서 i는 허수단위(i=(-1)1/2)이고, rr(λ)는, 실수부이며, ri(λ)는, 허수부이다. 통상 사용되는 반사율은, 상기한 진폭반사율의 2승으로서, 이 반사율이 제로(0)가 되는 경우란, 하기 식 (2a), (2b)와 같이 진폭반사율의 실수부 및 허수부가 모두 제로가 되는 경우이다. 이들 관계식을 푸는 것에 의해 반사율이 제로가 되는 조건을 얻을 수 있다.
rr(λ)=0(2a)
ri(λ)=0(2b)
한편, 제로가 아닌 반사율을 구하고자 하는 경우에는, 도 1의 복소평면 상에서 원주상의 각 점의 진폭반사율이 해당하게 되므로, 상기한 바와 같은 조건식이 일정하게는 정해지지 않는다. 여기서 도파하는 광의 파장 λ에 대해 원하는 반사율을 얻을 수 있는 가상적인 단층 반사막을 생각한다. 도 2는 반도체 광소자의 도파층(10)의 단면에 단층 반사막(1)을 설치한 가상 단층 반사막의 개략 단면도이다. 반사막(1)은 대기 등의 자유공간(5)에 접하고 있다. 단층 반사막(1)의 진폭반사율 r을 최소로 하는 조건은 반도체 광소자의 도파층(10)을 도파하는 광의 파장 λ, 단층 반사막(1)의 굴절률 nf및 막두께 df를 사용하여, 하기 식 (3)으로 표시된다.
여기서, m=0, 1, 2, 3 등의 부(-)가 아닌 정수이다.
이 가상 단층막의 진폭반사율 r의 최소값은, 하기 식 (4)로 표시된다.
이때, 반사율 R은, 진폭반사율 r에 대해, │r│2로 표시된다. 요컨대, R=((nc-nf 2)/(nc+nf 2))2로 표시된다. 따라서, 반사율 R=4%를 얻고자 하면, 반도체 광소자의 도파층의 실효굴절률 nc=3.37인 경우에는, 상기 식을 풀어, 단층 반사막(1)의 굴절률 nf로서, 2.248 또는 1.499를 얻을 수 있다. 그러나, 통상, 이러한 굴절률을 갖는 단층막은 얻을 수 없는 경우가 많다. 그래서, 상기 가상 단층 반사막을 다층 반사막으로 치환하는 것에 대해 검토한다.
상기한 단층 반사막 대신에, 2층 반사막을 설치한 경우의 반사율에 대해 검토한다. 도 3은, 가상 단층 반사막 대신에, 단면부에 2층 반사막을 사용한 경우의 개략 단면도이다. 이 2층 반사막의 반사율의 극소값을 소정값으로 설정하는 조건에 대해, 본 발명자들에 의한 검토결과를 설명한다. 2층 반사막을 구성하는제1층막(1) 및 제2층막(2)의 위상변화를 각각 φ1, φ2로 하면, 하기 식 (5) 및 (6)과 같이 정의된다.
이 경우에, 복소수 표시에 의한 진폭반사율 r은 다음 식 (7)로 표시된다.
여기서, i는 허수단위이고, Re1 및 Re2는 각각 분자·분모의 실수부이며, Im1, Im2는 각각 분자·분모의 허수부이다.
상기 식 (7)의 분자·분모에서의 실수부 Re1, Re2와 허수부 Im1, Im2는, 각각 다음 식 (8a) 내지 식 (8d)와 같이 표시된다.
또한, 전력반사율 R은, 상기 진폭반사율 r을 사용하여 │r│2로 표시된다. 이 식 (7)로 표시되는 진폭반사율이, 식 (4)로 표시되는 상기 가상 단층 반사막의 진폭반사율과 같아지도록 두께 d1 및 d2를 정하면 된다.
도 4는, 단층 반사막 대신에, 단면부에 4층 반사막을 설치하는 경우의 개략 단면도이다.
여기서, mij(i, j는 1 또는 2)는 하기 식 (10)으로 표시된다.
이때, A, B는, 제1층막(1)의 막두께 Ad1, 제2층막(2)의 막두께 Ad2,제3층막(3)의 막두께 Bd1, 제4층막(4)의 막두께 Bd2로 한 경우의, 각각의 2층막(pair)의 기여율을 나타내는 파라미터이다.
도 5는, 단층 반사막 대신에, 도파층(10)의 단면부에 7층 반사막(20)을 설치한 경우의 개략 단면도이다. 이 7층 반사막(20)의 반사율이 상기 가상 단층막의 반사율과 동일하게 되도록 설정하는 조건에 대해 검토한다. 7층 반사막(20)인 경우에는, 진폭반사율은, 4층 반사막과 동일하게 하기 식 (11)로 표시된다.
여기서, mij(i, j는 1 또는 2)는 하기 식 (12)로 표시된다.
이때, ,O A, B, C는, 제1층막(11)의 막두께 Od2, 제2층막(12)의 막두께 Ad1, 제3층막(13)의 막두께 Ad2, 제4층막(14)의 막두께 Bd1, 제5층막(15)의 막두께 Bd2,제6층막(16)의 막두께 Cd1, 제7층막(17)의 막두께 Cd2로 한 경우의, 각각의 2층막(pair)의 기여율을 나타내는 파라미터이다.
(실시예 1)
본 발명의 실시예 1에 관한 반도체 광소자에 대해, 도 5 및 도 6을 사용하여 설명한다. 도 5는, 단층 반사막 대신에 7층 반사막을 설치한 경우의 개략 단면도이다. 이 반도체 광소자는, 예를 들면, 반도체 레이저소자, 광변조기, 광스위치 등이다. 이 반도체 광소자는, 광이 도파하는 도파층의 단면부에 소정파장을 중심으로 한 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율을 갖는 다층 반사막을 설치하고 있다. 이와 같이 저반사율의 다층 반사막을 설치함으로써, 예를 들면, 반도체 레이저소자인 경우에는 소위 귀환광에 의한 노이즈 등의 발생을 감소할 수 있다. 또한, 광변조기 및 광스위치인 경우에는, 신호를 저손실로 투과시킬 수 있다. 또한, 이 다층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율을 가지기 때문에, 발진파장이 변화된 경우나, 신호의 중심파장이 변화된 경우에도 반사특성의 파장의존성을 억제할 수 있다.
이하, 반도체 광소자의 단면부에 설치한 7층 반사막(20)에 대해 도 5를 사용하여 설명한다. 도 5는, 반도체 광소자의 단면부에 설치한 7층 반사막(20)의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 이 반도체 광소자로서는, 도파층(10)(등가굴절률 nc=3.37)의 단면부에, 알루미나인 제1층막(11)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Od2), 산화탄탈인 제2층막(12)(굴절률 n1=2.057, 막두께 Ad1), 알루미나인 제3층막(13)(굴절률n2=1.62, 막두께 Ad2), 산화탄탈인 제4층막(14)(굴절률 n1=2.057, 막두께 Bd1), 알루미나인 제5층막(15)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Bd2), 산화탄탈인 제6층막(16)(굴절률 n1=2.057, 막두께 Cd1), 알루미나인 제7층막(17)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Cd2)이 순서대로 적층되어 있다. 또한, 제7층막(17)은 대기 등의 자유공간(5)과 접하고 있다.
이 반도체 광소자의 단면부에 설치된 7층 반사막(20)의 반사특성에 대해 설명한다. 우선, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 2%로 한다. 각 파라미터를, O=0.2, A=2.2, B=2.0, C=2.0으로 한 경우, 산화탄탈 및 알루미나의 위상변화 φ1및 φ2가, 각각 φ1=0.45844, φ2=1.14932인 경우에 파장 980nm에서 반사율 2%를 얻을 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는, Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=22.13nm/76.47nm/243.44nm/69.52nm/221.31nm/69.52nm/221.31nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 923.7nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1590.57nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.49배로 매우 두껍다. 즉, 도파하는 광의 소정파장 980nm에 대해, 그 5/4 파장보다도 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 6은, 이 7층 반사막(20)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 여기서 설정반사율의 약 +1%가 목표반사율이다. 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 목표반사율의 3% 전후의 평탄부분을 얻을 수 있다. 즉, 파장 968nm로부터 1210nm에 걸쳐 반사율은 극소값의 1.3% 내지 4.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 2.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 1.0%∼4.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 242nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 λ(=980nm)로 나눈 값은 약 0.246이다.
여기서, 비교를 위해 도파광의 소정파장 980nm에 대해 5/4 파장의 두께의 가상 단층 반사막을 가정한다. 설정조건은, 파장 980nm에서 극소반사율 4%를 취하도록, nc=3.37, n1=1.449이다. 이 경우, 극소반사율을 기준으로 하여 +2%, 즉 반사율 4%∼6%의 파장범위는 951nm∼1011nm이고, 그 파장대역폭은 60nm이다. 이 파장대역폭의 넓이의 목표로서, 도파광의 소정파장 980nm로 나누면 0.061을 얻을 수 있다.
그래서, 이 실시예 1에 관한 7층 반사막에 대해, 상기 가상 단층 반사막과 비교하면, 도파광의 파장에서의 반사율 +2%가 되는 파장대역폭을 그 파장으로 나눈 몫은, 0.246이고, 가상 단층 반사막의 0.061보다 훨씬 크다. 따라서, 이 7층 반사막은 전술한 바와 같이 도파광의 소정파장 980nm에 대해 5/4 파장보다 두꺼운 막두께임에도 관계없이, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 2)
본 발명의 실시예 2에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도7을 사용하여 설명한다. 도 7은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 다층막의 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ가 879nm에서 설정반사율 R(λ)을 2.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 각 파라미터를, O=0.2, A=2.2, B=2.0, C=2.0으로 한 경우, 산화탄탈 및 알루미나의 위상변화 φ1및 φ2가, 각각 φ1=0.45844, φ2=1.14932인 경우에 파장 879nm에서 반사율 2%를 얻을 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=19.85nm/68.59nm/218.35nm/62.36nm/198.50nm/62.36nm/198.50nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 828.51nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1426.66nm이고, 소정파장 980nm에 대해 1/4 파장(=245nm)의 약 5.82배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 7은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 3% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 861nm로부터 1098nm에 걸쳐 반사율은 극소값의 1.3% 내지 4.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 이 경우, 도파광의 소정파장 980nm를 대략 중심으로 하여 평탄부분을 얻을 수 있다. 또한, 설정파장 879nm의 반사율 2.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 1.0%∼4.0%의 범위의 연속한 파장대역폭 Δλ는 237nm이다. 이 파장대역폭을설정파장 879nm로 나눈 값은 약 0.270이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 전술한 바와 같이 도파광의 소정파장 980nm에 대해 5/4 파장보다 두꺼운 막두께임에도 관계없이, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다. 이때, 여기서 「소정파장」이란, 도파층을 도파하는 광의 파장으로서, 이 경우에는 980nm의 광으로 하고 있다. 한편, 「설정파장」이란, 상기 소정파장을 저반사율의 평탄부의 대략 중심이 되도록 설정하는 파장이다.
다음에, 극소반사율을 기준으로 하여 +2.0%가 되는 파장대역의 넓이에 대해, 이 7층 반사막과 가상 단층 반사막을 비교 검토한다. 이 7층 반사막의 극소반사율은 1.3%이다. 그래서, 극소반사율을 기준으로 하여 +2.0%가 되는 파장범위, 요컨대 반사율 3.3% 이하의 범위는 파장 866nm 내지 1089nm이다. 즉, 파장대역폭으로서는 223nm이다. 한편, 가상 단층 반사막에 의해 동일한 극소반사율을 실현하고자 하는 경우, 실효굴절률 nc=3.37이기 때문에, 단층막의 굴절률 nf는 1.637 또는 2.058로 하면 된다. 예를 들면, 도 8에 굴절률 nf=1.637로서, 막두께 d=5λ/(4nf)인 가상 단층 반사막의 파장의존성을 나타낸다. 이 가상 단층 반사막의 극소반사율 1.3%를 기준으로 하여 극소반사율 +2.0% 이내로 되는 범위는, 파장 952nm 내지 1009nm이다. 즉, 파장대역폭으로서는 57nm이다. 따라서, 7층 반사막은, 막두께 d=5λ/(4nf)인 가상 단층 반사막에 비해 저반사율의 파장대역이 매우 넓다.
(실시예 3)
본 발명의 실시예 3에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 9를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 3.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.2, A=2.4, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.518834, φ2=0.789695로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 3.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=15.21nm/94.42nm/182.47nm/78.68nm/152.06nm/78.68nm/152.06nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 753.58nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1330.83nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.43배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면 온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 9는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 3% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 841nm로부터 1014nm에 걸쳐 반사율은 2.5% 내지 5.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 3.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 2,0%∼5%의 범위의 연속한 파장대역폭은 173nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.177이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 4)
본 발명의 실시예 4에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 10을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 3에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1035nm에서 설정반사율 R(λ)을 3.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.2, A=2.4, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.518834, φ2=0.789695로 함으로써 파장 1035nm에서 반사율 3.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=16.06nm/99.72nm/192.72nm/83.10nm/160.60nm/83.10nm/160.60nm이다. 전체의 막두께(Dtotal=Σdi)는 795.9nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1405.57nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=258.75nm)의 약 5.43배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 10은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 3%전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 888nm로부터 1071nm에 걸쳐 반사율은 2.5% 내지 5.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1035nm의 설정반사율 3.0%를 기준으로 하여, 11.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 2.0%∼5.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 183nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1035nm로 나눈 값은 약 0.177이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 5)
본 발명의 실시예 5에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도면 11을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 4.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.15, A=2.5, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.52082, φ2=0.767337로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 4.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=11.08nm/98.73nm/184.70nm/7898nm/147.76nm/78.98nm/147.76nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 747.99nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1323.92nm이고, 소정파장 980nm의 1/4파장(2245nm)의 약 5.40배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 11은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 5% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 834nm로부터 10121nm에 걸쳐 반사율은 3.5% 내지 6.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 설정반사율 4.0%를 기준으로 하여, 11.0%에서 +2.0%의 범위, 즉, 13.0%∼6.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 178nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.182이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 6)
본 발명의 실시예 6에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 12를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 5에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1040nm에서 설정반사율 R(λ)을 4.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.15, A=2.5, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.52082, φ2=0.767337로 함으로써 파장 1040nm에서 반사율 4.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=11.76nm/104.77nm/196.00nm/83.82nm/156.80nm/83.82nm/156.80nm이다. 전체의. 막두께(dtotal=Σdi)는 793.77nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1404.95nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.73배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 12는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 5% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 885nm로부터 1074nm에 걸쳐 반사율은 3.5% 내지 6.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1040nm의 설정반사율 4.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 3.0%∼6.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 189nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1040nm로 나눈 값은 0.182이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.06보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 7)
본 발명의 실시예 7에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 13을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 980nm에서 목표반사율 5.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.15, A=2.5, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.541022, φ2=0.741397로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 5.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=10.71nm/102.56nm/178.45nm/82.05nm/142.76nm/82.05nm/142.76nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 741.34nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1391.41nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.38배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 13은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 843nm로부터 1013nm에 걸쳐 반사율은 4.6% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 설정반사율 5.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2,0%의 범위, 즉, 4.0%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 170nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.173이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 8)
본 발명의 실시예 8에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 14를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 7에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 1035nm에서 설정반사율 5.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.15, A=2.5, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.541022, φ2=0.741397로 함으로써 파장 1035nm에서 반사율 5.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는, Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=11.31nm/108.31nm/188.47nm/86.65nm/150.77nm/86.65nm/150O.77nm이다. 전체의 막두께(dtotal =Σdi)는 782.93nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합=nidi는, 1391.41nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.68배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 14는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 890nm로부터 1070nm에 걸쳐 반사율은 4.6% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1035nm의 설정반사율 5.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 4.0%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 170nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장1035nm로 나눈 값은 약 0.164이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다
(실시예 9)
본 발명의 실시예 9에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 15 및 도 16을 사용하여 설명한다. 도 15는, 이 반도체 광소자의 단면부의 반사막으로서, 제1층막에 산화탄탈막을 사용한 7층 반사막(30)을 설치한 경우의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 7층 반사막(30)이 도파층(10)측으로부터 산화탄탈(21)/알루미나(22)/산화탄탈(23)/알루미나(24)/산화탄탈(25)/알루미나(26)/산화탄탈(27)의 순서대로 적층되어 있고, 도파층(10)측의 제1층막(21)이 산화탄탈인 점에서 상위하다. 구체적으로는, 7층 반사막(30)은, 도파층(10)측으로부터 순서대로, 산화탄탈인 제1층막(21)(굴절률 n2=2.037, 막두께 Od2), 알루미나인 제2층막(22)(굴절률 n1=1.62, 막두께 Ad1), 산화탄탈인 제3층막(23)(굴절률 n2=2.037, 막두께 Ad2), 알루미나인 제4층막(24)(굴절률 n1=1.62, 막두께 Bd1), 산화탄탈인 제5층막(25)(굴절률 n2=2.037, 막두께 Bd2), 알루미나인 제6층막(26)(굴절률 n1=1.62, 막두께 Cd1), 산화탄탈인 제7층막(27)(굴절률 n2=2.037, 막두께 Cd2)이 적층되어 있다. 이때, 알루미나와 산화탄탈이 교대로 적층되어 있는 점에서 실시예 1에 관한 반도체 광소자와공통한다.
이 반도체 광소자의 단면부의 7층 반사막(30)에서, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 2.0%로 한다. 이 경우, 각 파라미터를 O=1.15, A=1.82, B=1.97, C=2.06으로 하면, 알루미나 및 산화탄탈의 위상변화 φ1및 φ2가 각각 φ1=0.645821, φ2=1.452041인 경우에 파장 980nm에서 반사율을 2%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는, Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=126.62nm/113.17nm/200.38nm/122.49nm/216.90nm/128.09nm/226, 81nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1134.46nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2174.63nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 8.88배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 16은, 이 7층 반사막(30)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 3% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 996nm로부터 1119nm에 걸쳐 반사율은 1.5% 내지 4.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 설정반사율 2.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 1.0%∼4.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 157nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.160이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알수 있다.
(실시예 10)
본 발명의 실시예 10에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 17을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 9에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=908nm에서 설정반사율 R(λ)을 2.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=1.15, A=1.82, B=1.97, C=2.06으로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.645821, φ2=1.452041로 함으로써 파장 908nm에서 반사율 2.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=117.31nm/104.85nm/185.66nm/113.49nm/200.96nm/118.68nm/210.14nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1051.09nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2014.81nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 8.22배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 17은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 3% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 924nm로부터 1037nm에 걸쳐 반사율은 1.5% 내지 4.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 908nm의 설정반사율 2.0%를 기준으로 하여, -1,0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 1.0%∼4.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 145nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 908nm로 나눈 값은 약 0.160이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 안다.
(실시예 11)
본 발명의 실시예 11에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 18을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 9에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 다층 반사막의 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 3.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=1.15, A=21.82, B=1.97, C=2.06으로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.893399, φ2=1.26984로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 3.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=110.73nm/156.55nm/175.24nm/169.45nm/189.68nm/177.19nm/198.35nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1177.19nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2201.59nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 8.99배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 18은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 약 4% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 962nm로부터 1053nm에 걸쳐 반사율은 2.6% 내지 5.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 설정반사율 3.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 2.0%∼5.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 91nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.093이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 12)
본 발명의 실시예 12에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 19를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 11에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=953nm에서 설정반사율 R(λ)을 3.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=1.15, A=1.82, B=1.97, C=2.06으로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.893399, φ2=1.26984로 함으로써 파장 953nm에서 반사율 3.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=103.16nm/145.85nm/163.26nm/157.87nm/176.72nm/165.08nm/184.79nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1096.73nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2140.93nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 8.74배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 19는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 약 4% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 962nm로부터 1053nm에 걸쳐 반사율은 2.6% 내지 5.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 953nm의 설정반사율 3.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 2.0%∼5.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 89nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 953nm로 나눈 값은 약 0.093이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 13)
본 발명의 실시예 13에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 20을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 9에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 4.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=1.09, A=1, 80, B=1.98, C=2.05로 하고 있다. 또한,알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2는, φ1=0.922613, φ2=1.26872로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 4.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=104.86nm/159.89nm/173.16nm/175.88nm/190.48nm/182.99nm/198.17nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1185.43nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2211.73nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 9.03배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 20은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 약 5% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 반사율은 3.7% 내지 6.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 파장 980nm의 설정반사율 4.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 3.0%∼6.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 190nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.093이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 14)
본 발명의 실시예 14에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도21을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 13에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=912nm에서 설정반사율 R(λ)을 4.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=1.09, A=1.80, B=1.98, C=2.05로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.922613, φ2=1.26872로 함으로써 파장 912nm에서 반사율 4.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=97.58nm/148.80nm/161.15nm/163.68nm/177.26nm/170.29nm/184.42nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1103.18nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2059.26nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 8.41배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 21은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 약 5% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 891nm로부터 1069nm에 걸쳐 반사율은 3.7% 내지 6.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 912nm의 설정반사율 4.0%를 기준으로 하여, -1.0%에서 +2.0%의 범위, 즉, 3.0%∼6.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 178nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 912nm로 나눈 값은 약 0.195이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알수 있다.
(실시예 15)
본 발명의 실시예 15에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 22를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 9에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 5.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=1.13, A=1.76, B=1.98, C=2.06으로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=10252, φ2=1.18958로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 5.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=101.93nm/173.72nm/158.75nm/195.44nm/178.60nm/203.33nm/185.81nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1103.18nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2213.24nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(2245nm)의 약 9.03배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 22는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 약 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 반사율은 4.7% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 설정반사율 5.0%를기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 4.0%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 19nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.194이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 16)
본 발명의 실시예 16에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 23을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 15에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=910nm에서 설정반사율 R(λ)을 5.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=1.13, A=1.76, B=1.98, C=2.06으로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.0252, φ2=1.18958로 함으로써 파장 910nm에서 반사율 5.0%로 할 수 있다. 그것에 따라, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=94.65nm/161.31nm/147.41nm/181.48nm/165.84nm/188.81nm/172.54nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1112.04nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2055.16nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(2245nm)의 약 8.39배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 23은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 약 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 891nm로부터 1068nm에 걸쳐 반사율은 4.7% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 910nm의 설정반사율 5.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 14.0%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 177nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 910nm로 나눈 값은 약 0.195고, 가사단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
이하에, 실시예 1 내지 실시예 16에 관한 반도체 광소자의 다층 반사막의 특성에 대해, 표 1에 나타내었다. 표 1에는, 다층 반사막의 특성으로서, 다층 반사막의 구성, 설정파장 λ및 설정반사율 R(λ), 극소반사율, Σnidi및 소정파장 980nm의 1/4 파장(245nm)과의 대비, R(λ)의 11.0∼+2.0%의 범위가 되는 파장대역폭 Δλ, Δλ/λ에 대해 나타내었다.
(실시예 17)
본 발명의 실시예 17에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해 도 24 및 도 25를 사용하여 설명한다. 도 24는, 반도체 광소자의 단면부의 반사막으로서, 단층 반사막 대신에 6층 반사막(40)을 설치한 경우의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 다층 반사막이 6층 반사막(40)으로 구성되어 있는 점에서 상위하다. 이 6층 반사막(40)의 반사율이 소정파장으로 상기 가상 단층막의 반사율과 동일하게 설정하는 조건에 대해 검토한다. 6층 반사막(40)인 경우에도 상기 7층 반사막과 같이, 진폭반사율은 하기 식(13)으로 표시된다.
여기서, mij(i, j는 1 또는 2)는 하기 식 (14)로 표시된다.
이때, A, B, C는, 제1층막(31)의 막두께 Ad1, 제2층막(32)의 막두께 Ad2, 제3층막(33)의 막두께 Bd1, 제4층막(34)의 막두께 Bd2, 제5층막(35)의 막두께 Cd1, 제6층막(36)의 막두께 Cd2로 한 경우의, 각각의 2층막(pair)의 기여율을 나타내는 파라미터이다.
이하, 반도체 광소자의 단면부에 6층 반사막(40)을 설치한 경우에 대해 설명한다. 도 24는, 단면부에 설치한 6층 반사막(40)의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 이 반도체 광소자로서는, 도파층(10)(등가굴절률 nc=3.37)의 단면부에 순서대로, 산화탄탈인 제1층막(31)(굴절률 n1=2.057, 막두께 Ad1), 알루미나인 제2층막(32)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Ad2), 산화탄탈인 제3층막(33)(굴절률 n1=2.057, 막두께 Bd1), 알루미나인 제4층막(34)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Bd2), 산화탄탈인 제5층막(35)(굴절률 n1=2.057, 막두께 Cd1), 알루미나인 제6층막(36)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Cd2)이 적층되어 있다. 또한, 이 6층 반사막(40)은, 공기 등의 자유공간(5)에 접하고 있다.
이 반도체 광소자의 단면부의 6층 반사막(40)의 반사특성에 대해 설명한다. 우선, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 2%로 한다. 각 파라미터를, A=2.0, B=2.0, C=2.0으로 한 경우, 산화탄탈 및 알루미나의 위상변화 φ1및 φ`가, 각각 φ1=0.792828, φ2=0.715471인 경우에 반사율 2%를 얻을 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는, Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=120.23nm/137.77nm/120.23nm/137.77nm/120.23nm/137.77nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 774.0nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1411.50nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.76배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 25는, 이 6층 반사막(40)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다.그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 목표반사율의 3% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 877nm로부터 1017nm에 걸쳐 반사율은 극소값의 1.4% 내지 4.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 소정파장 980nm의 반사율 2.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 1.0%∼4.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 140nm이다. 이 파장대역폭을 소정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.143이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 18)
본 발명의 실시예 18에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 26을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 17에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1014nm에서 설정반사율 R(λ)을 2.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=2.0, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.792828, φ2=0.715471로 함으로써 파장 1014nm에서 반사율 2.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=124.40nm/142.55nm/124.40nm/142.55nm/124.40nm/142.55nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 800.85nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1460.47nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(2245nm)의 약 5.96배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 26은, 이 6층 반사막(40)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 목표반사율의 약 3% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 907nm로부터 1053nm에 걸쳐 반사율은 1.4% 내지 4.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1014nm의 설정반사율 2.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 1.0%∼4.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 146nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1014nm로 나눈 값은 약 0.144이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막(40)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 19)
본 발명의 실시예 19에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 27을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 17에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 3.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.94, B=1.90, C=2.2로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.948585, φ2=0.4,76939로 함으로써파장 980nm에서 반사율 3.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=139.54nm/89.08nm/136.66nm/87.25nm/158.24nm/101.02nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 711.79nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1342.95nm이며, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.48배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 27은, 이 6층 반사막(40)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 목표반사율의 약 4% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 806nm로부터 1009nm에 걸쳐 반사율은 2.3% 내지 5.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 설정반사율 3.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 2.0%∼5.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 203nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.207이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막(40)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 20)
본 발명의 실시예 20에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 28을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 19에 관한 반도체 광소자와비교하면, 설정파장 λ=1052nm에서 설정반사율 R(λ)을 3.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.94, B=1.90, C=2.2로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.948585, φ2=0.476939로 함으로써 파장 1052nm에서 반사율 3.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=150.64nm/96.17nm/147.54nm/94.19nm/170, 83nm/109.06nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 768.43nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1449.81nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.92배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 28은, 이 6층 반사막(40)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 목표반사율의 약 4% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 반사율은 2.3% 내지 5.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1052nm의 설정반사율 3.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 2.0%∼5.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 218nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1052nm로 나눈 값은 약 0.207이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막(40)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 21)
본 발명의 실시예 21에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 29를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 17에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 4.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.94, B=1.90, C=2.2로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.98561, φ2=0.417545로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 4.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=144.98nm/77.99nm/141.99nm/76.38nm/164.41nm/188.44nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 794.19nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1483.84nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.06배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 29는, 이 6층 반사막(40)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 목표반사율의 약 5% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 791nm로부터 1020nm에 걸쳐 반사율은 3.3% 내지 6.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 설정반사율 4.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 3.0%∼6.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 229nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.234이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막(40)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 22)
본 발명의 실시예 22에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 30을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 21에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1075nm에서 설정반사율 R(λ)을 4.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.94, B=1.90, C=2.2로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.98561, φ2=0.417545로 함으로써 파장 1075nm에서 반사율 4.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=159.04nm/85.55nm/155.76nm/83.79nm/180.35nm/97.02nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 761.51nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1450.03nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.92배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 30은, 이 6층 반사막(40)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 목표반사율의 약 5% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 854nm로부터 1105nm에 걸쳐 반사율은 3.3% 내지 6.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1075nm의 설정반사율 4.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 3.0%∼6.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 251nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1075nm로 나눈 값은 약 0.233이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막(40)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 23)
본 발명의 실시예 23에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 31을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 17에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 5.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=2.04, B=1.92, C=2.2로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.93793, φ2=10.433879로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 5.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=145.08nm/85.22nm/136.55nm/80.21nm/156.46nm/91.90nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 695.42nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1318.03nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(2245nm)의 약 5.38배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 31은, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 목표반사율의 약 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 787nm로부터 1009nm에 걸쳐 반사율은 4.6% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 98.0nm의 설정반사율 5.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 4.0%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 222nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.227이고, 가상 단층반사인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막(40)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 24)
본 발명의 실시예 24에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 32를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 23에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1069nm에서 설정반사율 R(λ)을 5.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=2.04, B=1.92, C=2.2로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.93793, φ2=0.433879로 함으로써 파장 1069nm에서 반사율 5.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=158.26nm/92.96nm/148,95nm/87.49nm/170.67nm/100.25nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 758.58nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1437.73nm이며, 소정파장 980nm의 1/4 파장(2245nm)의 약 5.87배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 32는, 이 6층 반사막(40)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 목표반사율의 약 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 858nm에서 1101nm에 걸쳐 반사율은 4.6% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1069nm의 설정반사율 5.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 4.0%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 243nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1069nm로 나눈 값은 약 0.227이고, 가상 단층 반사막인 경우 90.031보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막(40)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
이하에, 실시예 17 내지 실시예 24에 관한 반도체 광소자의 다층 반사막의 특성에 대해, 표 2에 나타내었다. 표 2에는, 다층 반사막의 특성으로서, 다층 반사막의 구성, 설정파장 λ 및 설정반사율 R(λ), 극소반사율, Σnidi및 소정파장 980nm의 1/4 파장(245nm)과의 대비, R(λ)의 -1.0∼+2.0%의 범위가 되는 파장대역폭 Δλ, Δλ/λ에 대해 나타내었다.
(실시예 25)
본 발명의 실시예 25에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해 도 33및 도 34를 사용하여 설명한다. 도 33은, 반도체 광소자의 단면부의 반사막으로서, 단층 반사막 대신에 3종류의 막으로 이루어진 7층 반사막(50)을 설치한 경우의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 다층 반사막이 3종류의 막으로 이루어진 7층 반사막(50)으로 구성되어 있는 점에서 상위하다. 더 상세하게는, 도파층(10)에 접하는 제1층막이 질화알루미늄막(41)인 점에서 상위하다. 이때, 제2층막으로부터 제7층막에 걸쳐서는 산화탄탈 및 알루미나가 교대로 적층되어 있는 점에서 공통한다.
이 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막(50)의 반사율이 소정파장으로 상기 가상 단층막의 반사율과 동일하게 설정하는 조건에 대해 검토한다. 여기서는, 도파층(10)에 접하는 제1층막에 제3의 종류의 막을 사용한 경우에 대해 검토한다. 이 제3 막의 위상변화 φ3은, 하기 식 (15)로 표시된다.
그래서, 이 3종류의 막으로 이루어진 7층 반사막(50)의 진폭반사율은, 상기 7층 반사막, 6층 반사막과 마찬가지로 하기 식 (16)으로 표시된다.
여기서, mij(i, j는 1 또는 2)는 하기 식 (17)로 표시된다.
이때, A, B, C는, 제2층막(42)의 막두께 Ad1, 제3층막(43)의 막두께 Ad2,제4층막(44)의 막두께 Bd1, 제5층막(45)의 막두께 Bd2, 제6층막(46)의 막두께 Cd1, 제7층막(47)의 막두께 Cd2로 한 경우의, 각각의 2층막(pair)의 기여율을 나타내는 파라미터이다.
이하, 반도체 광소자의 단면부에 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막(50)을 설치한 경우에 대해 설명한다. 도 33은, 단면부에 설치한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 이 반도체 광소자에서는, 도파층(10)(등가굴절률 nc=3.37)의 단면부에 순서대로, 질화알루미늄(AlN)의 제1층막(41)(굴절률 n3=2.072, 막두께 d3=50nm), 산화탄탈인 제2층막(42)(굴절률 n1=2.057, 막두께 Ad1), 알루미나인 제3층막(43)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Ad2), 산화탄탈인 제4층막(44)(굴절률 n1=2.057, 막두께 Bd1), 알루미나인 제5층막(45)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Bd2), 산화탄탈인 제6층막(46)(굴절률 n1=2.057, 막두께 Cd1), 알루미나인 제7층막(47)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Cd2)이 적층되어 있다. 또한, 이 7층 반사막(50)은, 공기 등의 자유공간(5)에 접하고 있다.
우선, 질화알루미늄, 산화탄탈, 알루미나의 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막의 열특성에 대해 설명한다. 이 3종류의 막의 열전도율은, 순서대로, 약 1.8W/(cm·K), 약 0.1W/(cm·K), 약 0.2W/(cm·K)이기 때문에, 질화알루미늄이 가장 열전도율이 높다. 이 때문에 도파층(10)의 열을 신속히 외부에 방열시킬 수 있다.
다음에, 이 반도체 광소자의 단면부의 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막(50)의 반사특성에 대해 설명한다. 우선, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 2.0%로 한다. 각 파라미터를, A=1.0, B=2.0, C=2.0으로 한 경우, 산화탄탈 및 알루미나의 위상변화 φ1및 φ2가, 각각 φ1=1.23574, φ2=0.727856인 경우에 파장 980nm에서 반사율 2%를 얻을 수 있다. 또, 질화알루미늄의 제1층막(41)의 두께 d3은 미리 50nm로 하고, φ3은 기지의 정수로서 사용하며, 변수에는 φ1및 φ2만을 사용하였다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는, d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/93.7nm/70.08nm/187.40nm/140.15nm/187.40nm/140.15nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 868.88nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1634.92nm이고, λ/4(=245nm)의 약 6.67배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 34는, 이 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막(50)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 3% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 952nm로부터 1194nm에 걸쳐 반사율은 극소값의 1.6% 내지 4.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 소정파장 980nm의 반사율 2.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 1.0%∼4.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 242nm이다. 이 파장대역폭을 소정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.247이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 26)
본 발명의 실시예 26에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 35를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 25와 비교하면, 그 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=897nm에서 설정반사율 R(λ)을 2.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.0, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.23574, φ2=0.727856으로 함으로써 파장 897nm에서 반사율 2.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는, d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50/83.26nm/65.10nm/166.52nm/130.20nm/166.52nm/130.20nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 791.8nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1487.24nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.07배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 35는, 이 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막(50)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 약 3% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고있다. 즉, 파장 872nm로부터 1086nm에 걸쳐 반사율은 1.5% 내지 4.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 897nm의 설정반사율 2.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위 즉, 1.0%∼4.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 214nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 897nm로 나눈 값은 약 0.239이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막(50)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 27)
본 발명의 실시예 27에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 36을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 25와 비교하면, 그 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 3.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.0, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.20275, φ2=0.765599로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 3.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는, d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50/91.20nm/73.71nm/l82.40nm/147.42nm/182.40nm/147.42nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 874, 55nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1638.64nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(2245nm)의 약 6.69배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 36은, 이 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막(50)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 약 4% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 953nm로부터 1195nm에 걸쳐 반사율은 2.6% 내지 5.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 설정반사율 3.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 2.0%∼5.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 242nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.247이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막(50)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 28)
본 발명의 실시예 28에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 37을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 27과 비교하면, 그 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=2896nm에서 설정반사율 R(λ)을 3.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.0, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.23574, φ2=0.727856으로 함으로써 파장 896nm에서 반사율 3.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는,d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50/81.08nm/68.15nm/162.16nm/136.31nm/162.16nm/136.31nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 796.17nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1489.56nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.08배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 37은, 이 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막(50)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 약 4% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 872nm로부터 1089nm에 걸쳐 반사율은 2.5% 내지 5.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 896nm의 설정반사율 3.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 2.0%∼5.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 217nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 896nm로 나눈 값은 약 0.242이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막(50)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 29)
본 발명의 실시예 29에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 38을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 25와 비교하면, 그 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 4.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.0, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를 φ1=1.17459, φ2=0.798874로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 4.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는, d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50/89.06nm/76.91nm/178.13nm/153.83nm/178.13nm/153.83nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 879.89nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1642.63nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.70배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 38은, 이 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막(50)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 약 5% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 953nm로부터 1198nm에 걸쳐 반사율은 3.6% 내지 6.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 설정반사율 4.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 3.0%∼6.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 245nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.250이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막(50)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 30)
본 발명의 실시예 30에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 39를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 29에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 그 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=893nm에서 설정반사율 R(λ)을 4.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.0, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.14262, φ2=0.805876으로 함으로써 파장 893nm에서 반사율 4.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는, d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50/78.95nm/70.70nm/157.90nm/141.40nm/157.90nm/141.40nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 798.25nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1488.27nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.07배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 39는, 이 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막(50)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 약 5% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 870nm로부터 1090nm에 걸쳐 반사율은 3.4% 내지 6.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 893nm의 설정반사율 4.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위 즉, 3.0%∼6.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 220nm이다. 이파장대역폭을 설정파장 893nm로 나눈 값은 약 0.246이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막(50)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 31)
본 발명의 실시예 31에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 40을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 25와 비교하면, 그 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 5.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.0, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=. 1.14888, φ2=0.829916으로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 5.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는, d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50/87.11nm/79.90nm/174.23nm/159.81nm/174.23nm/159.81nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 885.09nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1646,79nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.72배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 40은, 이 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막(50)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층반사막은, 목표반사율의 약 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 952nm로부터 1201nm에 걸쳐 반사율은 4.6% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 설정반사율 5.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 4.0%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 249nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.254이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막(50)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 32)
본 발명의 실시예 32에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 41을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 31과 비교하면, 그 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=890nm에서 설정반사율 R(λ)을 5.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.0, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.11792, φ2=0.835299로 함으로써 파장 890nm에서 반사율 5.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는, d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50/76.98nm/73.04nm/153.96nm/146.07nm/153.96nm/146.07nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 800.08nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1486.93nm이고, 소정파장 980nm의 1/4파장(=245nm)의 약 6.07배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 41은, 이 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막(50)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 약 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 867nm로부터 1093nm에 걸쳐 반사율은 4.4% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 890nm의 설정반사율 5.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 4.0%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 226nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 890nm로 나눈 값은 약 0.254이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막(50)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
이하에, 실시예 25로부터 실시예 32에 관한 반도체 광소자의 다층 반사막의 특성에 대해, 표 3에 나타내었다. 표 3에는, 다층 반사막의 특성으로서, 다층 반사막의 구성, 설정파장 λ 및 설정반사율 R(λ), 극소반사율, Σnidi및 소정파장 980nm의 1/4 파장(245nm)과의 대비, R(λ)의 -1.0∼+2.0%의 범위가 되는 파장대역폭 Δλ, Δλ/λ에 대해 나타내었다.
(실시예 33)
본 발명의 실시예 33에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해 도 42 및 도 43을 사용하여 설명한다. 도 42는, 반도체 광소자의 단면부의 반사막으로서, 단층 반사막 대신에 9층 반사막(60)을 설치한 경우의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 다층 반사막이 9층 반사막(60)으로 구성되어 있는 점에서 상위하다. 이 9층 반사막(60)의 반사율이 소정파장으로 상기 가상 단층막의 반사율과 동일하게 하는 조건에 대해 검토한다. 9층 반사막(60)의 진폭반사율은, 상기 4층 반사막 및 7층 반사막과 마찬가지로 하기 식 (18)로 표시된다.
여기서, mij(i, j는 1 또는 2)은 하기 식 (19)로 표시된다.
이때, O, A, B, C, D는, 제1층막(51)의 막두께 Od2, 제2층막(52)의 막두께 Ad1, 제3층막(63)의 막두께 Ad2, 제4층막(54)의 막두께 Bd1, 제5층막(55)의 막두께 Bd2, 제6층막(56)의 막두께 Cd1, 제7층막(57)의 막두께 Cd2, 제8층막(58)의 막두께 Dd1, 제9층막(59)의 막두께 Dd2에서, 제1층막(31)을 제외하고, 각각의 2층막(pair)의 기여율을 나타내는 파라미터이다.
이하, 반도체 광소자의 단면부에 9층 반사막(60)을 설치한 경우에 대해 설명한다. 도 42는, 단면부에 설치한 9층 반사막의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.이 반도체 광소자에서는, 도파층(10)(등가굴절률 nc=3.37)의 단면부에 순서대로, 알루미나인 제1층막(51)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Od2), 산화탄탈인 제2층막(52)(굴절률 n1=2.057, 막두께 Ad1), 알루미나인 제3층막(53)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Ad2), 산화탄탈인 제4층막(54)(굴절률 n1=2.057, 막두께 Bd1), 알루미나인 제5층막(55)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Bd2), 산화탄탈인 제6층막(56)(굴절률 n1=2.057, 막두께 Cd1), 알루미나인 제7층막(57)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Cd2), 산화탄탈인 제6층막(56)(굴절률 n1=2.057, 막두께 Cd1), 알루미나인 제7층막(57)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Cd2), 산화탄탈인 제8층막(58)(굴절률 n1=2.057, 막두께 Cd1), 알루미나인 제9층막(59)(굴절률 n2=1.62, 막두께 Cd2)이 적층되어 있다. 또한, 이 9층 반사막(60)은, 공기 등의 자유공간(5)에 접하고 있다.
이 반도체 광소자의 단면부의 9층 반사막(60)의 반사특성에 대해 설명한다. 우선, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 2%로 한다. 각 파라미터를, O=0.2, A=2.7, B=2.0, C=2.0, D=2.0으로 한 경우, 산화탄탈 및 알루미나의 위상변화 φ1및 φ2가, 각각 φ1=0.35769, φ2=0.958077인 경우에 파장 980nm에서 반사율 2%를 얻을 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는, Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=18.45nm/73.23nm/249.06nm/54.24nm/184.49nm/54.24nm/184.49nm/54.24nm/184.49nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1056.93nm이다.또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1815.34nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.41배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 43은, 이 9층 반사막(60)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 목표반사율의 3% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 877nm로부터 1007nm에 걸쳐 반사율은 극소값의 1.6% 내지 4.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 소정파장 980nm의 반사율 2.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 1.0%∼4.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 130nm이다. 이 파장대역폭을 소정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.133이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막(60)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 34)
본 발명의 실시예 34에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 44를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 33과 비교하면, 그 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=1020nm에서 설정반사율 R(λ)을 2.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.2, A=2.7, B=2.0, C=2.0, D=2.0으로 하고 있다. 또한, 알루미나 및 산화탄탈의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.35769,φ2=0.958077로 함으로써 파장 1020nm에서 반사율 2.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는, Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=19.20nm/76.22nm/259.22nm/56.46nm/192.02nm/56.46nm/192.02nm/56.46nm/192.02nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1100.08nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1889.46nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.71배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 44는, 이 9층 반사막(60)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 목표반사율의 약 3% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 912nm로부터 1048nm에 걸쳐 반사율은 1.6% 내지 4.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1020nm의 설정반사율 2.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 1.0%∼4.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 136nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1020nm로 나눈 값은 약 0.133이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막(60)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 35)
본 발명의 실시예 35에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도45를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 33에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 그 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 3.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 각 파라미터를, O=0.2, A=2.7, B=2.0, C=2.0, D=2.0으로 한 경우, 산화탄탈 및 알루미나의 위상변화 φ1및 φ2가, 각각 φ1=0.377348, φ2=0.935416인 경우에 파장 980nm에서 반사율 3%를 얻을 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=18.01nm/77.25nm/243.16nm/57.22nm/180.12nm/57.22nm/180.12nm/57.22nm/180.12nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1050.44nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1810.49nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.49배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 45는, 이 9층 반사막(60)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 목표반사율의 4% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 882nm로부터 1007nm에 걸쳐 반사율은 극소값의 2.6% 내지 5.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 소정파장 980nm의 반사율 3.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 2.0%∼5.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 125nm이다. 이 파장대역폭을 소정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.128이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막(60)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고있는 것을 알 수 있다.
(실시예 36)
본 발명의 실시예 36에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 46을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 35에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 그 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=1017nm에서 설정반사율 R(λ)을 3.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 각 파라미터를, O=0.2, A=2.7, B=2.0, C=2.0, D=2.0으로 한 경우, 산화탄탈 및 알루미나의 위상변화 φ1및 φ2가, 각각 φ1=0.377348, φ2=0.935416인 경우에 파장 1017nm에서 반사율 3%를 얻을 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는, Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=18.69nm/80.17nm/252.35nm/59.39nm/186.92nm/59.39nm/186.92nm/59.39nm/186.92nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1090.14nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1878.92nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.67배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 46은, 이 9층 반사막(60)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 목표반사율의 4% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 915nm로부터 1045nm에 걸쳐 반사율은 극소값의 2.6% 내지 5.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 소정파장 1017nm의 반사율 3.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 2.0%∼5.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 130nm이다. 이 파장대역폭을 소정파장 1017nm로 나눈 값은 약 0.128이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막(60)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 37)
본 발명의 실시예 37에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 47을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 33에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 그 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 4.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 각 파라미터를, O=0.15, A=2.8, B=2.0, C=2.0, D=2.0으로 한 경우, 산화탄탈 및 알루미나의 위상변화 φ1및 φ2가, 각각 φ1=0.38725, φ2=0.911369인 경우에 파장 980nm에서 반사율 4%를 얻을 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는, Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=13.16nm/82.22nm/245.69nm/58.73nm/175.49nm/58.73nm/175.49nm/58.73nm/175.49nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1043.73nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1803.77nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.36배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 47은, 이 9층 반사막(60)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 목표반사율의 5% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 883nm로부터 1006nm에 걸쳐 반사율은 극소값의 3.6% 내지 6.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 소정파장 980nm의 반사율 4.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 3.0%∼6.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 123nm이다. 이 파장대역폭을 소정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.126이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 38)
본 발명의 실시예 38에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 48을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 37에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 그 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=1017nm에서 설정반사율 R(λ)을 4.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 각 파라미터를, O=0.15, A=2.8, B=2.0, C=2.0, D=2.0으로 한 경우, 산화탄탈 및 알루미나의 위상변화 φ1및 φ2가, 각각 φ1=0.38725, φ2=0.911369인 경우에 파장 1017nm에서 반사율 4%를 얻을 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는, Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=13.66nm/85.32nm/245.96nm/60.94nm/182.12nm/60.94nm/182.12nm/60.94nm/182.12nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1083.12nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1871.83nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.64배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 48은, 이 9층 반사막(60)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 목표반사율의 5% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 916nm로부터 1044nm에 걸쳐 반사율은 극소값의 3.6% 내지 6.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 소정파장 1017nm의 반사율 4.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 3.0%∼6.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 128nm이다. 이 파장대역폭을 소정파장 1017nm로 나눈 값은 약 0.126이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 39)
본 발명의 실시예 39에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 49를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 33에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 그 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 5.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 각 파라미터를, O=0.10, A=2.9,B=2.0, C=2.0, D=2.0으로 한 경우, 산화탄탈 및 알루미나의 위상변화 φ1및 φ2가, 각각 φ1=0.397519, φ2=0.886992인 경우에 파장 980nm에서 반사율 5%를 얻을 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는, Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=8.54nm/87.41nm/247.66nm/60.28nm/170.80nm/60.28nm/170.80nm/60.28nm/170.80nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1036.85nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1801.04nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.35배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 49는, 이 9층 반사막(60)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 목표반사율의 약 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 890nm로부터 1006nm에 걸쳐 반사율은 극소값의 4.6% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 소정파장 980nm의 반사율 5.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 4.0%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 116nm이다. 이 파장대역폭을 소정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.118이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 40)
본 발명의 실시예 40에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 50을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 39에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 그 구성에 있어서 공통하지만, 설정파장 λ=1013nm에서 설정반사율 R(λ)을 5.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 각 파라미터를, O=0.10, A=2.9, B=2.0, C=2.0, D=2.0으로 한 경우, 산화탄탈 및 알루미나의 위상변화 φ1및 φ2가, 각각 φ1=0.397519, φ2=0.886992인 경우에 파장 1013nm에서 반사율 5%를 얻을 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는, Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=8.83nm/90.35nm/256.00nm/62.31nm/176.55nm/62.31nm/176.55nm/62.31nm/176.55nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1071.76nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1857.42nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.58배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 50은, 이 9층 반사막(60)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 목표반사율의 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 920nm로부터 1040nm에 걸쳐 반사율은 극소값의 4.6% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1013nm의 반사율 5.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 4.0%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭 Δλ는 120nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 λ=1013nm로 나눈 값은 약 0.118이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.061보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
이하에, 실시예 33 내지 실시예 40에 관한 반도체 광소자의 다층 반사막의 특성에 대해, 표 4에 나타내었다. 표 4에는, 다층 반사막의 특성으로서, 다층 반사막의 구성, 설정파장 λ 및 설정반사율 R(λ), 극소반사율, Σnidi및 소정파장 980nm의 1/4 파장(245nm)과의 대비, R(λ)의 -1.0∼+2.0%의 범위가 되는 파장대역폭 Δλ, Δλ/λ에 대해 나타내었다.
(실시예 41)
본 발명의 실시예 3에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 51을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 6.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.15, A=1.95, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.845348, φ2=0.578286으로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 6.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=8.35nm/124.99nm/108.57nm/128.20nm/111.35nm/128.20nm/111.35nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 721.01nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 nidi는, 1334.70nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.45배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 51은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 7% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 828nm로부터 1009nm에 걸쳐 반사율은 5.4% 내지 8.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 6.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 5.0%∼8.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 181nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.185이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.062보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 42)
본 발명의 실시예 42에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 52를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 41에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1045nm에서 설정반사율 R(λ)을 6.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.15, A=1.95, B=2.0, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.541022, φ2=0.741397로 함으로써 파장 1045nm에서 반사율 6.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=8.91nm/133.28nm/115.77nm/136.70nm/118.74nm/136.70nm/118.74nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 768.84nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1423.24nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.81배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 52는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 7% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 883nm로부터 1076nm에 걸쳐 반사율은 5.4% 내지 8.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1045nm의 설정반사율 6.0%를 기준으로 하여, -1.0% 내지 +2.0%의 범위, 즉, 반사율 5.0%∼8.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 193nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1045nm로 나눈 값은 약 0.185이며, 가상 단층 반사막인 경우의 0.062보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
이하에, 실시예 41과 실시예 42에 관한 반도체 광소자의 다층 반사막의 특성에 대해, 표 5에 나타내었다. 표 5에는, 다층 반사막의 특성으로서, 다층 반사막의 구성, 설정파장 λ 및 설정반사율 R(λ), 극소반사율, Σnidi및 소정파장 980nm의 1/4 파장(245nm)과의 대비, R(λ)의 -1.0∼+2.0%의 범위가 되는 파장대역폭 Δλ, Δλ/λ에 대해 나타내었다.
(실시예 43)
본 발명의 실시예 43에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 53을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 6.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.20, A=1.97, B=2.35, C=2.10으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.79703, φ2=0.528684로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 6.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=10.18nm/119.06nm/100.28nm/145.02nm/119.62nm/126.91nm/106.89nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 727.96nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1350.16nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.51배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 53은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 7% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 813nm로부터 994nm에 걸쳐 반사율은 5.0% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 6.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 4.5%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 181nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.185이다.
여기서, 비교를 위해 도파광의 소정파장 980nm에 대해 5/4 파장의 두께의 가상 단층 반사막을 가정한다. 설정조건은, 파장 980nm에서 극소반사율 4%를 취하도록, nc=3.37, n1=1.449이다. 이 경우, 극소반사율을 기준으로 하여 +2.5%, 즉 반사율 4%∼6.5%의 파장범위는 949nm∼1013nm이고, 그 파장대역폭은 64nm이다. 이 파장대역폭의 넓이의 목표로서, 도파광의 소정파장 980nm로 나누면 0.065를 얻을 수 있다.
그래서, 이 실시예 43에 관한 7층 반사막에 대해, 상기 가상 단층 반사막과 비교하면, 도파광의 파장에서의 반사율 +2.5%가 되는 파장대역폭을 그 파장으로 나눈 몫은, 0.185이고, 가상 단층 반사막의 0.065보다 훨씬 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 44)
본 발명의 실시예 44에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 54를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 43에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1063nm에서 설정반사율 R(λ)을 6.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.20, A=1.97, B=2.35, C=2.10으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.79703, φ2=0.528684로 함으로써 파장 1063nm에서 반사율 6.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=11.04nm/129.14nm/108.77nm/154.05nm/129.75nm/137.66nm/115.95nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 786.36nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1457.82nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.95배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 54는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 목표반사율의 7% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 882nm로부터 1078nm에 걸쳐 반사율은 5.0% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1063nm의 설정반사율 6.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 4.5%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 196nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1063nm로 나눈 값은 약 0.184이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 45)
본 발명의 실시예 45에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 55를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 7.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.17, A=1.97, B=2.35, C=2.05로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.80763, φ2=0.525803으로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 7.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=8.61nm/120.64nm/99.73nm/143.91nm/118.97nm/125.54nm/103.78nm이다. 전체의 막두께(dtota1=Σdi)는 721.18nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1338.78nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.46배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 55는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 7% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 797nm로부터 993nm에 걸쳐 반사율은 5.9% 내지 8.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 6.0%를 기준으로 하여, -1.5%에서 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 5.5%∼8.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 196nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.200이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 46)
본 발명의 실시예 46에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 56을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 45에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1073nm에서 설정반사율 R(λ)을 7.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를,φ1=0.80763, φ2=0.525803으로 함으로써 파장 1073nm에서 반사율 7.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=9.42nm/132.09nm/109.19nm/157.57nm/130.26nm/137.45nm/113.63nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 789.61nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는1465.82nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.98배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 56은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 7% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 872nm로부터 1088nm에 걸쳐 반사율은 5.9% 내지 8.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1073nm의 설정반사율 7.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 5.5%∼8.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 196nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1073nm로 나눈 값은 약 0.183이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 47)
본 발명의 실시예 47에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도57을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 8.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.17, A=1.97, B=2.35, C=2.0으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.806965, φ2=0.531203으로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 8.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=8.69nm/120.54nm/100.75nm/143.79nm/120.19nm/122.38nm/102.29nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 718.63nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1333.17nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.44배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 57은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 8% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 786nm로부터 994nm에 걸쳐 반사율은 7.0% 내지 9.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 8.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 6.5%∼9.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 208nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.212이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는것을 알 수 있다.
(실시예 48)
본 발명의 실시예 48에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 58을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 47에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1079nm에서 설정반사율 R(λ)을 8.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.806965, φ2=0.531203으로 함으로써 파장 1079nm에서 반사율 8.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=9.57nm/132.72nm/110.93nm/158.32nm/132.33nm/134.74nm/112.62nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 791.23nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1467.86nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.99배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 58은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 8% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 866nm로부터 1094nm에 걸쳐 반사율은 7.0% 내지 9.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1079nm의 설정반사율 8.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 6.5%∼9.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 228nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1079nm로 나눈 값은 약 0.211이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸쳐 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 49)
본 발명의 실시예 49에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 59를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 9.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.20, A=2.05, B=2.40, C=1.95로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.734549, φ2=0.580342로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 9.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=11.17nm/114.18nm/114.54nm/133.67nm/134.10nm/108.61nm/108.96nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 725.23nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1330.65nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.43배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 59는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 9% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 793nm로부터 994nm에 걸쳐 반사율은 8.1% 내지 10.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 8.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 7.5%∼10.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 202nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.206이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 50)
본 발명의 실시예 50에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 60을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 49에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1075nm에서 설정반사율 R(λ)을 9.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.734549, φ2=0.580342로 함으로써 파장 1075nm에서 반사율 9.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=12.26nm/125.25nm/125.65nm/146.63nm/147.10nm/119.14nm/119.52nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 795.55nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1459.67nm이고, 소정파장 980nm의 1/4파장(=245nm)의 약 5.96배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 60은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 9% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 870nm로부터 1090nm에 걸쳐 반사율은 8.1% 내지 10.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1075nm의 설정반사율 9.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 7.5%∼10.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 220nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1075nm로 나눈 값은 약 0.205이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸쳐 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 51)
본 발명의 실시예 51에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 61을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 10.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.17, A=2.10, B=2.45, C=1.95로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.729549, φ2=0.564265로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 10.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=9.24nm/116.17nm/114.09nm/135.53nm/133.10nm/107.87nm/105.94nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 721.94nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1326.67nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.41배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 61은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 10% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 773nm로부터 994nm에 걸쳐 반사율은 9.0% 내지 11.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 10.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 8.5%∼11.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 221nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.226이며, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 52)
본 발명의 실시예 52에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 62를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 51에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1087nm에서 설정반사율 R(λ)을 10.0%로 하고 있는 점에서상위하다. 이때, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.729549, φ2=0.564265로 함으로써 파장 1087nm에서 반사율 10.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=10.24nm/128.85nm/126.54nm/150.33nm/147.63nm/119.65nm/117.50nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 800.74nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1471.49nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.01배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 62는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 10% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 857nm로부터 1102nm에 걸쳐 반사율은 9.0% 내지 11.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1087nm의 설정반사율 10.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 8.5%∼11.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 245nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1087nm로 나눈 값은 약 0.225이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 53)
본 발명의 실시예 53에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 63을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 11.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.20, A=2.20, B=2.55, C=1.95로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.674425, φ2=0.572301로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 11.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=11.02nm/112.50nm/121.22nm/130.40nm/140.51nm/99.72nm/107.45nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 722.82nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1320.69nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.39배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 63은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 11% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 764nm로부터 994nm에 걸쳐 반사율은 10.2% 내지 12.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 11.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 9.5%∼12.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 230nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.235이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다.그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 54)
본 발명의 실시예 54에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 64를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 53에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1092nm에서 설정반사율 R(λ)을 11.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.674425, φ2=0.572301로 함으로써 파장 1092nm에서 반사율 11.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=12.28nm/125.36nm/135.08nm/145.31nm/156.56nm/111.12nm/119.73nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 805.44nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1471.66nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.01배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 64는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 11% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 851nm로부터 1108nm에 걸쳐 반사율은 10.2% 내지 12.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1092nm의 설정반사율 11.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 9.5%∼12.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 257nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1092nm로 나눈 값은 약 0.235이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 55)
본 발명의 실시예 55에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 65를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 12.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.20, A=2.35, B=2.65, C=1.95로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.614143, φ2=0.581984로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 12.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=11.21nm/109.43nm/131.68nm/123.40nm/148.49nm/90.81nm/109.26nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 724.28nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1314.76nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.37배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 65는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 12% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 751nm로부터 995nm에 걸쳐 반사율은 10.9% 내지 13.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 12.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 10.5%∼13.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 244nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.249이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 56)
본 발명의 실시예 56에 관한 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 66을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 47에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1100nm에서 설정반사율 R(λ)을 12.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.614143, φ2=0.581984로 함으로써 파장 1100nm에서 반사율 12.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=12.58nm/122.83nm/l47.80nm/138.51nm/166.67nm/101.93nm/122.64nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 812.96nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1475.74nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.02배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 66은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 12% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 842nm로부터 1117nm에 걸쳐 반사율은 10.9%에서 13.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1100nm의 설정반사율 12.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 10.5%∼13.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 275nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1100nm로 나눈 값은 약 0.250이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
이하에, 실시예 43 내지 실시예 56에 관한 반도체 광소자의 다층 반사막의 특성에 대해, 표 6에 나타내었다. 표 6에는, 다층 반사막의 특성으로서, 다층 반사막의 구성, 설정파장 λ 및 설정반사율 R(λ), 극소반사율, Σnidi및 소정파장 980nm의 1/4 파장(245nm)과의 대비, R(λ)의 -1.5∼+1.0%의 범위가 되는 파장대역폭 Δλ, Δλ/λ에 대해 나타내었다.
(실시예 57)
본 발명의 실시예 57에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 67을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 17에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 6.0%로 해 놓고, 파라미터는 A=1.50, B=1.92, C=2.2로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.16473, φ2=0.715823으로 함으로써 파장980nm에서 반사율 6.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=132.47nm/103.38nm/169.57nm/132.32nm/194.30nm/151.62nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 883.66nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1648.43nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.73배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 67은, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 설정반사율의 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 966nm로부터 1219nm에 걸쳐 반사율은 5.0% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 6.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 4.5%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 253nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.258이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 58)
본 발명의 실시예 58에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 68을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 57에 관한 반도체 광소자와비교하면, 설정파장 λ=879nm에서 설정반사율 R(λ)을 6.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.16473, φ2=0.715823으로 함으로써 파장 879nm에서 반사율 6.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=118.82nm/92.72nm/152.09nm/118.69nm/174.27nm/136.00nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 792.59nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1478.54nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.03배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 68은, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 설정반사율의 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 866nm로부터 1093nm에 걸쳐 반사율은 5.0% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 879nm의 설정반사율 6.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 4.5%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 227nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 879nm로 나눈 값은 약 0.258이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 59)
본 발명의 실시예 59에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 69를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 17에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 7.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.50, B=1.95, C=2.20으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.13181, φ2=0.744018로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 7.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=128.73nm/107.45nm/167.35nm/139.69nm/188.80nm/157.59nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 889.61nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1653.06nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.75배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 69는, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 설정반사율의 7% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 964nm로부터 1219nm에 걸쳐 반사율은 6.4% 내지 8.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 7.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 5.5%∼8.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 255nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장980nm로 나눈 값은 약 0.260이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 60)
본 발명의 실시예 60에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 70을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 59에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=880nm에서 설정반사율 R(λ)을 7.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.13181, φ2=0.744018로 함으로써 파장 880nm에서 반사율 7.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=115.59nm/96.49nm/150.27nm/125.43nm/169.54nm/141.51nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σnidi)는 798.83nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1484.37nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.06배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 70은, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 설정반사율의 7% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 866nm로부터1094nm에 걸쳐 반사율은 6.4% 내지 8.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 880nm의 설정반사율 7.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 5.5%∼8.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 228nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 880nm로 나눈 값은 약 0.259이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 61)
본 발명의 실시예 61에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 71을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 17에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 8.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.52, B=1.95, C=2.20으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.09941, φ2=0.769346으로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 8.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=126.71nm/112.59nm/162.56nm/144.44nm/183.40nm/162.96nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 892.66nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1652.67nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.75배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 71은, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 설정반사율의 8% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 964nm로부터 1223nm에 걸쳐 반사율은 7.4% 내지 9.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 8.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 6.5%∼9.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 259nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.264이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 62)
본 발명의 실시예 62에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 72를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 61에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=878nm에서 설정반사율 R(λ)을 8.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.09941, φ2=0.769346으로 함으로써 파장 878nm에서 반사율 8.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=113.52nm/100.87nm/145.64nm/129.41nm/164.31nm/146.00nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 799.75nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1480.65nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.04배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 72는, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 설정반사율의 8% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 864nm로부터 1096nm에 걸쳐 반사율은 7.4% 내지 9.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 878nm의 설정반사율 8.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 6.5%∼9.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 232nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 878nm로 나눈 값은 약 0.264이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 63)
본 발명의 실시예 63에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 73을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 17에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 9.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.55, B=1.97, C=2.25로 하고 있다. 또한, 산화탄탈및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.0677, φ2=0.772496으로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 8.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=125.49nm/115.28nm/159.49nm/146.52nm /182.16nm/167.34nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 896.28nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1656.11nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(2245nm)의 약 6.76배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 73은, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 설정반사율의 9% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 963nm로부터 1235nm에 걸쳐 반사율은 8.4% 내지 10.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율. 9.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 7.5%∼10.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 272nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.278이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 64)
본 발명의 실시예 64에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도74를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 73에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=874nm에서 설정반사율 R(λ)을 9.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.0677, φ2=0.772496으로 함으로써 파장 874nm에서 반사율 9.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=111.91nm/102.81nm/142.24nm/130.67nm/162.45nm/149.24nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 799.32nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1476.95nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.03배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 74는, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 설정반사율의 9% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 859nm로부터 1101nm에 걸쳐 반사율은 8.4% 내지 10.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 874nm의 설정반사율 9.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 7.5%∼10.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 242nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 874nm로 나눈 값은 약 0.244이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 65)
본 발명의 실시예 65에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 75를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 17에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 10.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.60, B=2.02, C=2.25로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.00317, φ2=0.803388로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 10.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=121.70nm/123.76nm/153.64nm/156.25nm/171.14nm/174.04nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 900.53nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1653.97nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.75배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 75는, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 설정반사율의 10% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 963nm로부터 1233nm에 걸쳐 반사율은 9.5% 내지 11.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 8.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위 즉, 반사율8.5%∼11.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 270nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.276이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 66)
본 발명의 실시예 66에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 76을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 65에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=874nm에서 설정반사율 R(λ)을 10.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.0031, φ2=0.803388로 함으로써 파장 874nm에서 반사율 10.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=108.53nm/110.37nm/137.02nm/139.35nm/152.63nm/155.21nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 803.11nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1475.04nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.02배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 76은, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 설정반사율의 10%전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 859nm로부터 1100nm에 걸쳐 반사율은 9.5% 내지 11.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 874nm의 설정반사율 10.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 8.5%∼11.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 241nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 874nm로 나눈 값은 약 0.276이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 67)
본 발명의 실시예 67에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 77을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 17에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 11.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.65, B=2.05, C=2.20으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.931121, φ2=0.862397로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 11.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=116.49nm/137.00nm/144.73nm/170.21nm/155.33nm/182.67nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 906.43nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1650.45nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(2245nm)의 약 6.74배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 77은, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 설정반사율의 11% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 963nm로부터 1233nm에 걸쳐 반사율은 10.4% 내지 12.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 11.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 9.5%∼12.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 270nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.276이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 68)
본 발명의 실시예 68에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 78을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 67에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=875nm에서 설정반사율 R(λ)을 11.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.931121, φ2=0.862397로 함으로써 파장 875nm에서 반사율 11.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=104.01nm/122.32nm/129.23nm/151.98nm/138.68nm/163.10nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 809.32nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1473.63nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.01배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 78은, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 설정반사율의 11% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 859nm로부터 1100nm에 걸쳐 반사율은 10.4% 내지 12.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 875nm의 설정반사율 11.0%를 기준으로 하여, -1.5%에서 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 9.5%∼12.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 241nm이다. 이 파장. 대역폭을 설정파장 875nm로 나눈 값은 약 0.275이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의, 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 69)
본 발명의 실시예 69에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 79를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 17에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 12.0%로 하고 있는 점에서상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.70, B=2.07, C=2.15로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.853386, φ2=0.935812로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 12.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=110.00nm/153.17nm/133.95nm/186.51nm/139.12nm/193.71nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 916.46nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1652.07nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.74배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 79는, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 설정반사율의 12% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 961nm로부터 1240nm에 걸쳐 반사율은 11.5% 내지 13.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 12.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 10.5%∼13.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 279nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.285이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 70)
본 발명의 실시예 70에 관한 6층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 80을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 69에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=873nm에서 설정반사율 R(λ)을 12.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.853386, φ2=0.935812로 함으로써 파장 873nm에서 반사율 12.0%로 할 수 있다. 이 경우, 6층 반사막의 각각의 막두께는 Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=97.99nm/136.45nm/119.32nm/166.14nm/123.93nm/172.56nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 816.56nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1471.67nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.01배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 80은, 이 6층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 6층 반사막은, 설정반사율의 12% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 856nm로부터 1103nm에 걸쳐 반사율은 11.5% 내지 13.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 873nm의 설정반사율 12.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 10.5%∼13.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 247nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 873nm로 나눈 값은 약 0.283이고, 가상 단층 반사막인 경우보다 크다. 그래서, 이 6층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
이하에, 실시예 57로부터 실시예 70에 관한 반도체 광소자의 다층 반사막의 특성에 대해, 표 7에 나타내었다. 표 7에는, 다층 반사막의 특성으로서, 다층 반사막의 구성, 설정파장 λ 및 설정반사율 R(λ), 극소반사율, Σnidi및 소정파장 980nm의 1/4 파장(245nm)과의 대비, R(λ)의 -1.5∼+1.0%의 범위가 되는 파장대역폭 Δλ, Δλ/λ에 대해 나타내었다.
(실시예 71)
본 발명의 실시예 71에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 81을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 25에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 6.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.05, B=2.00, C=2.00으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.09082, φ2=0.85958로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 6.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/86.85nm/86.90nm/165.42nm/165.52nm/165.42nm/165.52nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 885.63nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1639.85nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.69배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 81은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 965nm로부터 1186nm에 걸쳐 반사율은 5.4% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 6.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 4.5%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 221nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장980nm로 나눈 값은 약 0.226이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 72)
본 발명의 실시예 72에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 82를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 71에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=889nm에서 설정반사율 R(λ)을 6.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.05881, φ2=0.866436으로 함으로써 파장 889nm에서 반사율 6.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/76.47nm/79.46nm/145.66nm/151.35nm/145.66nm/151.35nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 799.95nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1479.24nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.04배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 82는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 877nm로부터1081nm에 걸쳐 반사율은 5.2% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 889nm의 설정반사율 6.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 4.5%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 204nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 889nm로 나눈 값은 약 0.229이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 73)
본 발명의 실시예 73에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 83을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 25에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 7.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.10, B=2.05, C=2.00으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=1.01208, φ2=0.896867로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 7.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/84.41nm/94.98nm/157.32nm/177.02nm/143.48nm/172.70nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 879.91nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1636.96nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.68배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 83은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 7% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 965nm로부터 1194nm에 걸쳐 반사율은 6.4%에서 8.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 7.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 5.5 %∼8.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 229nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.234이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 74)
본 발명의 실시예 74에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 84를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 73에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=886nm에서 설정반사율 R(λ)을 7.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.97974, Φ2=0.904319로 함으로써 파장 886nm에서 반사율 7.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/73.88nm/86.59nm/137.68nm/161.37nm/134.33nm/157.43nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 801.28nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1471.83nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.01배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 84는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 7% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 874nm로부터 1085nm에 걸쳐 반사율은 6.0%에서 8.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 886nm의 설정반사율 7.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 5.5%∼8.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 211nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 886nm로 나눈 값은 약 0.238이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 75)
본 발명의 실시예 75에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 85를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 25에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 8.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.10, B=2.05, C=2.00으로하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.991775, Φ2=0.923736으로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 8.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/82.72nm/97.83nm/154.16nm/182.32nm/150.40nm/177.87nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 895.3nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1642.23nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.70배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 85는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 8% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 964nm로부터 1204nm에 걸쳐 반사율은 7.5% 내지 9.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 8.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 6.5%∼9.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 240nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.245이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 76)
본 발명의 실시예 76에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 86을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 75에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=881nm에서 설정반사율 R(λ)을 8.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.958992, Φ2=0.930306으로 함으로써 파장 881nm에서 반사율 8.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/71.91nm/88.57nm/134.01nm/165.07nm/130.74nm/161.04nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 801.34nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1467.89nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.99배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 86은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 8% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 869nm로부터 1090nm에 걸쳐 반사율은 7.1%에서 9.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 881nm의 설정반사율 8.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 6.5%∼9.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 221nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 881nm로 나눈 값은 약 0.251이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는것을 알 수 있다.
(실시예 77)
본 발명의 실시예 77에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 87을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 9.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.15, B=2.10, C=2.05로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.934834, Φ2=0.927699로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 9.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/81.52nm/102.72nm/148.86nm/187.57nm/145.31nm/183.10nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 899.08nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1643.29nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.71배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 87은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 9% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 965nm로부터 1220nm에 걸쳐 반사율은 8.4% 내지 10.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 9.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 7.5%∼10.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 255nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.260이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 78)
본 발명의 실시예 78에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 88을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 77에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=874nm에서 설정반사율 R(λ)을 9.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.900337, Φ3=0.935222로 함으로써 파장 874nm에서 반사율 9.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/70.02nm/92.35nm/127.86nm/168.64nm/124.81nm/164.62nm이다. 전체의 막두께(dtotal=∑di)는 798.3nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1456.86nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.95배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 88은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 9% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 863nm로부터 1096nm에 걸쳐 반사율은 7.9% 내지 10.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 874nm의 설정반사율 9.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 7.5%∼10.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 233nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 874nm로 나눈 값은 약 0.267이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 79)
본 발명의 실시예 79에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 89를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 25에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 10.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.15, B=2.10, C=2.05로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.914148, Φ2=0.95535로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 10.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/79.71nm/105.78nm/145.56nm/193.16nm/142.10nm/188.56nm이다. 전체의 막두께(dtotal=∑di)는 904.87nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1649.03nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.73배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 89는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 10% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 963nm로부터 1235nm에 걸쳐 반사율은 9.6% 내지 11.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 10.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 8.5%∼11.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 272nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.278이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 80)
본 발명의 실시예 80에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 90을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 79에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=868nm에서 설정반사율 R(λ)을 10.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.879123, Φ2=0.96166으로 함으로써 파장 868nm에서 반사율10.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/67.90nm/94.31nm/123.99nm/172.21nm/121.03nm/168.11nm이다. 전체의 막두께(dtotal=∑di)는 797.55nm이다. 각각의 막의 굴절률 n1과 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1451.38nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.92배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 90은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 8% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 856nm로부터 1102nm에 걸쳐 반사율은 8.7% 내지 11.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 868nm의 설정반사율 10.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 8.5%∼11.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 246nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 868nm로 나눈 값은 약 0.283이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 81)
본 발명의 실시예 81에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 91을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 25에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 11.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.17, B=2.10, C=2.05로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.881444, Φ2=0.983957로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 11.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/78.20nm/110.84nm/140.35nm/198.94nm/137.01nm/194.21nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 909.55nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1651.45nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.74배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 91은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 11% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 963nm로부터 1254nm에 걸쳐 반사율은 10.4% 내지 12.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 11.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 9.5%∼12.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 291nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.297이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 82)
본 발명의 실시예 82에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 92를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 91에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 파라미터 A=1.15, B=2.10, C=2.05로 하고, 설정파장 λ=862nm에서 설정반사율 R(λ)을 11.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.856738, Φ2=0.989623으로 함으로써 파장 862nm에서 반사율 11.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/65.71nm/96.38nm/119.99nm/176.00nm/117.14nm/171.81nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 797.03nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 ∑nidi는, 1446.13nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.90배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 92는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 11% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 850nm로부터 1110nm에 걸쳐 반사율은 9.5% 내지 12.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 862nm의 설정반사율 11.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉,반사율 9.5%∼12.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 260nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 862nm로 나눈 값은 약 0.302이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 83)
본 발명의 실시예 83에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 93을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 25에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 12.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=1.22, B=2.13, C=2.05로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.815005, Φ2=1.02518로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 12.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/75.39nm/120.42nm/131.63nm/210.24nm/126.69nm/202.34nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 916.71nm이다. 각각의 막의 굴절률 n1과 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1653.50nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 6.75배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 93은, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 12% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 962nm로부터 1275nm에 걸쳐 반사율은 10.7% 내지 13.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 12.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 10.5%∼13.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 313nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.319이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 84)
본 발명의 실시예 84에 관한 3종류의 막을 포함하는 7층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 94를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 83에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 파라미터는 A=1.13, B=2.10, C=2.05로 하고, 설정파장 λ=853nm에서 설정반사율 R(λ)을 12.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.842465, Φ2=1.02038로 함으로써 파장 853nm에서 반사율 12.0%로 할 수 있다. 이 경우, 7층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2=50nm/62.83nm/96.63nm/116.76nm/179.57nm/113.98nm/175.30nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 795.07nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1438.90nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 5.87배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 94는, 이 7층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 7층 반사막은, 설정반사율의 12% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 838nm로부터 1116nm에 걸쳐 반사율은 10.6% 내지 13.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 853nm의 설정반사율 12.0%를 기준으로 하여, -1.5%에서 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 10.5%∼13.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 278nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 853nm로 나눈 값은 약 0.326이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 7층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
이하에, 실시예 71로부터 실시예 84에 관한 반도체 광소자의 다층 반사막의 특성에 대해, 표 8에 나타내었다. 표 8에는, 다층 반사막의 특성으로서, 다층 반사막의 구성, 설정파장 λ 및 설정반사율 R(λ), 극소반사율, Σnidi및 소정파장 980nm의 1/4 파장(245nm)과의 대비, R(λ)의 -1.5∼+1.0%의 범위가 되는 파장대역폭 Δλ, Δλ/λ에 대해 나타내었다.
(실시예 85)
본 발명의 실시예 85에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 95를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 33에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 6.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.10, A=2.7, B=2.1, C=2.0, D=2.0으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.429458,Φ2=0.889116으로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 6.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=8.56nm/87.92nm/231.13nm/68.38nm/179.77nm/65.13nm/171.21nm/65.13nm/171.21nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1048.44nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1823.70nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.44배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 95는, 이 9층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 설정반사율의 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 893nm로부터 993nm에 걸쳐 반사율은 5.1% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 6.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 4.5%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 100nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.102이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 86)
본 발명의 실시예 86에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도96을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 85에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1018nm에서 설정반사율 R(λ)을 6.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.429458, Φ2=0.889116으로 함으로써 파장 1018nm에서 반사율 6.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=8.89nm/91.33nm/240.09nm/71.04nm/186.74nm/67.65nm/177.85nm/67.65nm/177.85nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1089.09nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 nidi는, 1857.42nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=240nm)의 약 7.73배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 96은, 이 9층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 설정반사율의 6% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 928nm로부터 1131nm에 걸쳐 반사율은 5.1% 내지 7.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1018nm의 설정반사율 6.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 4.5%∼7.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 103nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1018nm로 나눈 값은 약 0.101이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 87)
본 발명의 실시예 87에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 97을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 33에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 7.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.10, A=2.7, B=2.15, C=1.9, D=1.9로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.413831, Φ2=0.91752로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 7.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=8.83nm/84.72nm/238.51nm/65.90nm/185.51nm/59.62nm/16617.84nm/59.62nm/167.84nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1038.39nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1800.12nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.35배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 97은, 이 9층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 설정반사율의 7% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 898nm로부터 993nm에 걸쳐 반사율은 6.3% 내지 8.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 7.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율5.5%∼8.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 95nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.097이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 88)
본 발명의 실시예 88에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 98을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 87에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1016nm에서 설정반사율 R(λ)을 7.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.413831, Φ2=0.91752로 함으로써 파장 1016nm에서 반사율 7.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=9.16nm/87.83nm/247.27nm/68.32nm/192.32nm/61.81nm/174.01nm/61.81nm/174.01nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1076.54nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1866.25nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.62배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 98은, 이 9층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 설정반사율의 7%전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 931nm로부터 1029nm에 걸쳐 반사율은 6.3% 내지 8.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1016nm의 설정반사율 7.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 5.5%∼8.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 98nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1016nm로 나눈 값은 약 0.096이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 89)
본 발명의 실시예 89에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 99를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 33에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 8.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.10, A=2.70, B=2.10, C=2.05, D=1.80으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.395103, Φ2=0.933593으로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 8.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=8.99nm/6280.89nm/242.69nm/62.91nm/188.76nm/61.42nm/184.27nm/53.93nm/161.79nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1045.65nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1807.20nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.38배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 99는, 이 9층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 설정반사율의 8% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 886nm로부터 991nm에 걸쳐 반사율은 7.0% 내지 9.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 8.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 6.5%∼9.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 105nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.107이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 90)
본 발명의 실시예 90에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 100을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 89에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1023nm에서 설정반사율 R(λ)을 8.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.395103, Φ2=0.933593으로 함으로써 파장 1023nm에서 반사율 8.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=9.38nm/84.44nm/253.34nm/65.67nm/197.04nm/64.11nm/192.35nm/56.29nm/168.89nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1091.51nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1886.46nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.70배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 100은, 이 9층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 설정반사율의 8% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 925nm로부터 1034nm에 걸쳐 반사율은 7.0% 내지 9.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1023nm의 설정반사율 8.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 6.5%∼9.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 109nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1023nm로 나눈 값은 약 0.107이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 91)
본 발명의 실시예 91에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 101을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 33에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 9.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.10, A=2.70, B=2.10, C=2.15, D=1.75로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.392646, Φ2=0.930741로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 9.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=8.96nm/80.39nm/241.95nm/62.52nm/188.16nm/64.01nm/192.66nm/52.10nm/156.82nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1047.59nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 11810.29nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.39배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 101은, 이 9층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 설정반사율의 9%전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 872nm로부터 990nm에 걸쳐 반사율은 7.8% 내지 10.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 9.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 7.5%∼10.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 118nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.120이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 92)
본 발명의 실시예 92에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 102를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 91에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1031nm에서 설정반사율 R(λ)을 9.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.392646, Φ2=0.930741로 함으로써 파장 1031nm에서 반사율 9.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=9.43nm/84.57nm/254.54nm/65.78nm/197.98nm/67.34nm/202.69nm/54.81nm/164.98nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1102.12nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1904.52nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.77배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 102는, 이 9층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 설정반사율의 9% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 918nm에서 1041nm에 걸쳐 반사율은 7.8% 내지 10.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1031nm의 설정반사율 9.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 7.5%∼10.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 123nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1031nm로 나눈 값은 약 0.119이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 93)
본 발명의 실시예 93에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 103을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 33에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 10.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.10, A=2.75, B=2.10, C=2.25, D=1.75로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.394052, Φ2=0.907302로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 10.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=8.74nm/82.17nm/240.22nm/62.75nm/183.44nm/67.33nm/196.55nm/52.29nm/152.87nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1046.36nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1810.50nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.39배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 103은, 이 9층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 설정반사율의 9%전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 866nm로부터990nm에 걸쳐 반사율은 8.7% 내지 11.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 10.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 8.5%∼11.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 124nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.127이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 94)
본 발명의 실시예 94에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 104를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 93에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1035nm에서 설정반사율 R(λ)을 10.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를, Φ1=0.394052, Φ2=0.907302로 함으로써 파장 1035nm에서 반사율 10.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=9.23nm/86.781nm/253.71nm/66.27nm/193.74nm/71.00nm/207.58nm/55.22nm/161.45nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1104.98nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1912.11nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.80배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 104는, 이 9층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 세로축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 설정반사율의 10% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 914nm로부터 1045nm에 걸쳐 반사율은 8.7% 내지 11.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1035nm의 설정반사율 10.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 8.5%∼11.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 131nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1035nm로 나눈 값은 약 0.127이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 95)
본 발명의 실시예 95에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 105를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 11.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.10, A=2.80, B=2.10, C=2.35, D=1.75로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 Φ1및 Φ2를 Φ1=0.395641, Φ2=0.88414로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 11.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=8.51nm/84.00nm/238.35nm/63.00nm/178.76nm/70.50nm/200.04nm/52.50nm/148.97nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1044.63nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1810.29nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.39배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 105는, 이 9층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 설정반사율의 11% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 856nm로부터 990nm에 걸쳐 반사율은 9.7% 내지 12.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 11.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 9.5%∼12.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 134nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.137이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 96)
본 발명의 실시예 96에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 106을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 95에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1040nm에서 설정반사율 R(λ)을 11.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를,φ1=0.395641, φ2=0.88414로 함으로써 파장 1040nm에서 반사율 11.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=9.03nm/89.14nm/252.94nm/66.86nm/189.71nm/74.81nm/212.29nm/55.71nm/158.09nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1108.58nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1921.11nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.84배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 106은, 이 9층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 설정반사율의 11% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 909nm로부터 1050nm에 걸쳐 반사율은 9.7% 내지 12.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1040nm의 설정반사율 11.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 9.5%∼12.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 141nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1040nm로 나눈 값은 약 0.136이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 97)
본 발명의 실시예 97에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도107을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=980nm에서 설정반사율 R(λ)을 12.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 O=0.10, A=2.85, B=2.10, C=2.42, D=1.75로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.39697, φ2=0.864124로 함으로써 파장 980nm에서 반사율 12.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=8.32nm/85.79nm/237.11nm/63.21nm/174.71nm/72.84nm/201.34nm/52.68nm/145.60nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1041.60nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1807.36nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.38배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 107은, 이 9층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 설정반사율의 12% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 852nm로부터 990nm에 걸쳐 반사율은 10.8% 내지 13.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 980nm의 반사율 12.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 반사율 10.5%∼13.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 138nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 980nm로 나눈 값은 약 0.141이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고있는 것을 알 수 있다.
(실시예 98)
본 발명의 실시예 98에 관한 9층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 108을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 97에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=1043nm에서 설정반사율 R(λ)을 12.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.39697, φ2=0.864124로 함으로써 파장 1043nm에서 반사율 12.0%로 할 수 있다. 이 경우, 9층 반사막의 각각의 막두께는 Od2/Ad1/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=8.85nm/91.30nm/252.35nm/67.27nm/185.95nm/77.53nm/214.28nm/56.06nm/154.95nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 1108.54nm이다. 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1923.51nm이고, 소정파장 980nm의 1/4 파장(=245nm)의 약 7.85배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 108은, 이 9층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 9층 반사막은, 설정반사율의 12% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 907nm로부터 1053nm에 걸쳐 반사율은 10.8%에서 13.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 1043nm의 설정반사율 12.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉,반사율 10.5%∼13.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 146nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 1043nm로 나눈 값은 약 0.14이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 9층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
이하에, 실시예 85로부터 실시예 98에 관한 반도체 광소자의 다층 반사막의 특성에 대해, 표 9에 나타내었다. 표 9에는, 다층 반사막의 특성으로서, 다층 반사막의 구성, 설정파장 λ및 설정반사율 R(λ), 극소반사율, Σnidi및 소정파장 980nm의 1/4 파장(245nm)과의 대비, R(λ)의 -1.5∼+1.0%의 범위가 되는 파장대역폭 Δλ, Δλ/λ에 대해 나타내었다.
(실시예 99)
본 발명의 실시예 99에 관한 8층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해 도 109 및 도 110을 사용하여 설명한다. 도 109는, 반도체 광소자의 단면부의 반사막으로서, 단층 반사막 대신에 3종류의 막으로 이루어진 8층 반사막(70)을 설치한 경우의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 이 반도체 광소자는, 실시예 1에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 다층 반사막이 3종류의 막으로 이루어진 8층 반사막(70)으로 구성되어 있는 점에서 상위하다. 더 상세하게는, 도파층(10)에 접하는 제1층막 및 제2층막이 각각 알루미나 및 석영과, 반도체 레이저의 등가굴절률보다 작은 굴절률인 점에서 상위하다. 또, 제3층막으로부터 제8층막에 걸쳐서는 산화탄탈 및 석영이 교대로 적층되어 있다.
이 3종류의 막을 포함하는 8층 반사막(70)의 반사율이 소정파장으로 상기 가상 단층막의 반사율과 동일하게 설정하는 조건에 대해 검토한다. 여기서는, 도파층(10)에 접하는 제1층막에 제3의 종류의 막을 사용한 경우에 대해 검토한다. 이 제3 막의 위상변화 φ3은, 하기 식 (20)으로 표시된다.
그래서, 이 3종류의 막으로 이루어진 8층 반사막(70)의 진폭반사율은, 상기 7층 반사막과 마찬가지로 하기 식 (21)로 표시된다.
여기서, mij(i, j는 1 또는 2)는 하기 식 (22)로 표시된다.
이때, A, B, C, D는, 제2층막(72)의 막두께 Ad2, 제3층막(73)의 막두께 Bd1, 제4층막(74)의 막두께 Bd2, 제5층막(75)의 막두께 Cd1, 제6층막(76)의 막두께 Cd2, 제7층막(77)의 막두께 Dd1, 제8층막(78)의 막두께 Dd2로 한 경우의, 각각의 2층막(pair)의 기여율을 나타내는 파라미터이다. 단지, A는 제2층막의 기여율만을 나타낸다.
이하, 반도체 광소자의 단면부에 3종류의 막을 포함하는 8층 반사막(70)을 설치한 경우에 대해 설명한다. 도 109는, 단면부에 설치한 3종류의 막을 포함하는 8층 반사막(70)의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 이 반도체 광소자로서는, 도파층(10)(등가굴절률 nc=3.37)의 단면부에 순서대로, 알루미나인 제1층막(71)(굴절률 n3=1.636, 막두께 d3=10nm), 석영인 제2층막(72)(굴절률 n2=1.457, 막두께 Ad2), 산화탄탈인 제3층막(73)(굴절률 n1=2.072, 막두께 Bd1), 석영인 제4층막(74)(굴절률n2=1.457, 막두께 Bd2), 산화탄탈인 제5층막(75)(굴절률 n1=2.072, 막두께 Cd1), 석영인 제6층막(76)(굴절률 n2=1.457, 막두께 Cd2), 산화탄탈인 제7층막(77)(굴절률 n1=2.072, 막두께 Dd1), 석영인 제8층막(78)(굴절률 n2=1.457, 막두께 Dd2)이 적층되어 있다. 또한, 이 8층 반사막(70)은, 공기 등의 자유공간(5)에 접하고 있다.
이 반도체 광소자의 단면부의 8층 반사막(70)의 반사특성에 대해 설명한다. 우선, 설정파장 λ=808nm에서 설정반사율 R(λ)을 4.0%로 한다. 각 파라미터를, A=0.32, B=1.96, C=1.85, D=2.00으로 한 경우, 산화탄탈 및 석영의 위상변화 φ1및 φ2가, 각각 φ1=0.356684, φ2=1.26875인 경우에 파장 808nm에서 반사율 4.0%를 얻을 수 있다. 이 경우, 8층 반사막의 각각의 막두께는, d3/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=10nm/35.83nm/43.39nm/219.49nm/40.95nm/207.17nm/44.27nm/223.96nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 825.06nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2108.54nm이고, 소정파장 808nm의 1/4 파장(=202nm)의 약 10.44배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 110은, 이 8층 반사막(70)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 8층 반사막은, 소정반사율의 4.0% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 802nm로부터 941nm에 걸쳐 반사율은 2.6% 내지 5.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한,설정파장 808nm의 반사율 4.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 2.5%∼5.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 139nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 808nm로 나눈 값은 약 0.172이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 8층 반사막은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 100)
본 발명의 실시예 100에 관한 8층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 111을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 99에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=744nm에서 설정반사율 R(λ)을 4.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 B=1.95로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 석영의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.361744, φ2=1.26093으로 함으로써 파장 744nm에서 반사율 4.0%로 할 수 있다. 이 경우, 8층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=10nm/32.79nm/40.31nm/199.83nm/38.25nm/189.58nm/41.35nm/204.95nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 757.06nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 1949.67nm이고, 소정파장 808nm의 1/4 파장(=202nm)의 약 9.65배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 111은, 이 8층 반사막(70)의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 8층 반사막은, 소정반사율의 4.0% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 738nm로부터 869nm에 걸쳐 반사율은 2.5% 내지 5.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 744nm의 설정반사율 4.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 2.5%∼5.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 131nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 744nm로 나눈 값은 약 0.176이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 8층 반사막(70)은, 넓은 파장대역에 걸쳐 저반사율의 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 101)
본 발명의 실시예 101에 관한 8층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 112를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 99에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=808nm에서 설정반사율 R(λ)을 8.0%로 하고 있는 점에서 상위한다. 또한, 파라미터는 A=0.20, B=2.00, C=2.00, D=2.00으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 석영의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.374385, φ2=1.26121로 함으로써 파장 808nm에서 반사율 8.0%로 할 수 있다. 이 경우, 8층 반사막의 각각의 막두께는, d3/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=10nm/22.26nm/46.47nm/222.63nm/46.47nm/222.63nm/46.47nm/222.63nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 839.56nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2177.34nm이고, 소정파장 808 nm의 1/4 파장(=202nm)의 약 10.78배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 112는, 이 8층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 8층 반사막은, 소정반사율의 8.0% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 801nm로부터 946nm에 걸쳐 반사율은 6.6% 내지 9.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 808nm의 반사율 8.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 6.5%∼9.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 145nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 808nm로 나눈 값은 약 0.179이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 8층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 102)
본 발명의 실시예 102에 관한 8층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 113을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 101에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=753nm에서 설정반사율 R(λ)을 8.0%로, 파라미터는 A=0.19로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 석영의 각각의 위상변화φ1및 φ2를, φ1=0.370822, φ2=1.26896으로 함으로써 파장 753nm에서 반사율 8.0%로 할 수 있다. 이 경우, 8층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=10nm/19.83nm/42.90nm/208.75nm/42.90nm/208.75nm/42.90nm/208.75nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 784.78nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2024.36nm이고, 소정파장 808nm의 1/4 파장(202nm)의 약 10.02배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 113은, 이 8층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 8층 반사막은, 소정반사율의 8.0% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 746nm로부터 870nm에 걸쳐 반사율은 6.7% 내지 9.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 753nm의 설정반사율 8.0%를 기준으로 하여, -1.5%에서 +1.0%의 범위, 즉, 6.5%∼9.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 124nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 753nm로 나눈 값은 약 0.165이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 8층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 103)
본 발명의 실시예 103에 관한 8층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해,도 114를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 99에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=808nm에서 설정반사율 R(λ)을 12.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=0.14, B=1.95, C=1.80, D=2.00으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 석영의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.403695, φ2=1.34024로 함으로써 파장 808nm에서 반사율 12.0%로 할 수 있다. 이 경우, 8층 반사막의 각각의 막두께는, d3/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=10nm/16.56nm/48.86nm/30.67nm/45.10nm/212.93nm/50.11nm/236.58nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 850.81nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2264.47nm이고, 소정파장 808nm의 1/4 파장(2202nm)의 약 11.21배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 114는, 이 8층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 8층 반사막은, 소정반사율의 12.0% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 801nm로부터 1037nm에 걸쳐 반사율은 10.7% 내지 13.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 808nm의 반사율 12.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 10.5%∼13.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 236nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 808nm로 나눈 값은 약 0.292이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 8층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는것을 알 수 있다.
(실시예 104)
본 발명의 실시예 104에 관한 8층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 115를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 103에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=706nm에서 설정반사율 R(λ)을 12.0%로, 파라미터는 B≡1.93으로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 석영의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.412469, φ2=1.3303으로 함으로써 파장 706nm에서 반사율 12.0%로 할 수 있다. 이 경우, 8층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=10nm/14.43nm/43.49nm/198.96nm/40.56nm/185.56nm/45.06nm/206.18nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 744.24nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2005.83nm이고, 소정파장 808nm의 1/4 파장(=202nm)의 약 9.93배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 115는, 이 8층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 8층 반사막은, 소정반사율의 12.0% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 707nm로부터 908nm에 걸쳐 반사율은 10.9% 내지 13.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 706nm의 설정반사율 12.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위,즉, 10.5%∼13.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 201nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 706nm로 나눈 값은 약 0.285이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 8층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 105)
본 발명의 실시예 105에 관한 8층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 116 및 도면 117을 사용하여 설명한다. 도 116은, 반도체 광소자의 단면부의 반사막으로서, 단층 반사막 대신에 3종류의 막으로 이루어진 8층 반사막(80)을 설치한 경우의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 이 반도체 광소자는, 실시예 99에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 도파층(10)에 접하는 제1층막 및 제2층막이 각각 석영 및 알루미나이고, 제3층막으로부터 제8층막에 걸쳐 산화탄탈 및 알루미나가 적층되어 있는 점에서 상위하다.
이하, 반도체 광소자의 단면부에 3종류의 막을 포함하는 8층 반사막(80)을 설치한 경우에 대해 설명한다. 도 116은, 단면부에 설치한 3종류의 막을 포함하는 8층 반사막의 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 이 반도체 광소자로서는, 도파층(10)(등가굴절률 nc=3.37)의 단면부에 순서대로, 석영인 제1층막(81)(굴절률 n3=1.457, 막두께 d3=5nm), 알루미나인 제2층막(82)(굴절률 n2=1.636, 막두께 Ad2), 산화탄탈인 제3층막(83)(굴절률 n1=2.072, 막두께 Bd1), 알루미나인 제4층막(84)(굴절률 n2=1.636, 막두께 Bd2), 산화탄탈인 제5층막(85)(굴절률 n1=2.072, 막두께 Cd1), 알루미나인 제6층막(86)(굴절률 n2=1.636, 막두께 Cd2), 산화탄탈인 제7층막(87)(굴절률 n1=2.072, 막두께 Dd1), 알루미나인 제8층막(88)(굴절률 n2=1.636, 막두께 Dd2)이 적층되어 있다. 또한, 이 8층막(80)은, 공기 등의 자유공간(5)에 접하고 있다.
이 반도체 광소자의 단면부의 8층 반사막(80)의 반사특성에 대해 설명한다. 우선, 여기서는 설정파장 808nm에서 설정반사율 R(λ)을 4.0%로 한다. 각 파라미터를, A=0.22, B=2.00, C=2.16, D=2.00으로 한 경우, 산화탄탈 및 알루미나의 위상변화 φ1및 φ2가, 각각 φ1=0.44218, φ2=1.18776인 경우에, 파장 808nm에서 반사율 4.0%를 얻을 수 있다. 이 경우, 8층 반사막의 각각의 막두께는, d3/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=5nm/20.54nm/54.89nm/186.73nm/59.28nm/201.67nm/54.89nm/186.73nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 769.73nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2355.68nm이고, 소정파장 808nm의 1/4 파장(=202nm)의 약 11.66배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 117은, 이 8층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 8층 반사막은, 소정반사율의 4.0% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 800nm로부터1032nm에 걸쳐 반사율은 2.7% 내지 5.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 808nm의 반사율 4.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 2.5%∼5.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 232nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 808nm로 나눈 값은 약 0.287이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 8층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 106)
본 발명의 실시예 106에 관한 8층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 118을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 105에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=716nm에서 설정반사율 R(λ)을 4.0%로, 파라미터를 A=0.17, B=2.03, C=2.24로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.455795, φ2=1.15938로 함으로써 파장 716nm에서 반사율 4.0%로 할 수 있다. 이 경우, 8층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=5nm/13.73nm/50.89nm/163.94nm/56.15nm/180.89nm/50.01nm/161.11nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 681.72nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2115.46nm이고, 소정파장 808nm의 1/4 파장(=202nm)의 약 10.47배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 118은, 이 8층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 8층 반사막은, 소정반사율의 4.0% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 709nm로부터 906nm에 걸쳐 반사율은 3.0% 내지 5.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 716nm의 설정반사율 4.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 2.5%∼5.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 197nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 716nm로 나눈 값은 약 0.275이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 8층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 107)
본 발명의 실시예 107에 관한 8층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 119를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 105에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=808nm에서 설정반사율 R(λ)을 8.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=0.20, B=2.00, C=2.60, D=2.00으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.703895, φ2=0.563728로 함으로써 파장 808nm에서 반사율 8.0%로 할 수 있다. 이 경우, 8층 반사막의 각각의 막두께는, d3/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=5nm/8.86nm/87.37nm/88.62nm/113.59nm/115.21nm/87.37nm/88.62nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 594.64nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2726.92nm이고, 소정파장 808nm의 1/4 파장(=202nm)의 약 13.50배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 119는, 이 8층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 8층 반사막은, 소정반사율의 8.0% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 647nm로부터 819nm에 걸쳐 반사율은 7.1% 내지 9.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 808nm의 반사율 8.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 6.5%∼9.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 172nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 808nm로 나눈 값은 약 0.213이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 8층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 108)
본 발명의 실시예 108에 관한 8층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 120을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 107에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=891nm에서 설정반사율 R(λ)을 8.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를,φ1=0.707082, φ2=0.56214로 함으로써 파장 891nm에서 반사율 8.0%로 할 수 있다. 이 경우, 8층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=5nm/9.75nm/96.79nm/97.45nm/125.82nm/126.69nm/96.79nm/97.45nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 655.74nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 3016.09nm이고, 소정파장 808nm의 1/4 파장(=202nm)의 약 14.93배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 120은, 이 8층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 8층 반사막은, 소정반사율의 8.0% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 712nm로부터 903nm에 걸쳐 반사율은 7.0% 내지 9.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 891nm의 설정반사율 8.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 6.5%∼9.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 191nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 891nm로 나눈 값은 약 0.214이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 8층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다
(실시예 109)
본 발명의 실시예 109에 관한 8층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해,도 121을 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 105에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=808nm에서 설정반사율 R(λ)을 12.0%로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 파라미터는 A=0.10, B=2.53, C=2.75, D=2.00으로 하고 있다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.549712, φ2=0.58774로 함으로써 파장 808nm에서 반사율 12.0%로 할 수 있다. 이 경우, 8층 반사막의 각각의 막두께는, d3/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=5nm/4.62nm/86.32nm/116.88nm/93.82nm/127.05nm/68.24nm/92.40nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 594.33nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2352.26nm이고, 소정파장 808nm의 1/4 파장(=202nm)의 약 11.64배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 121은, 이 8층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 8층 반사막은, 소정반사율의 12.0% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 617nm로부터 821nm에 걸쳐 반사율은 10.6% 내지 13.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 808nm의 반사율 12.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위, 즉, 10.5%∼13.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 204nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 808nm로 나눈 값은 약 0.252이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 8층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는것을 알 수 있다.
(실시예 110)
본 발명의 실시예 110에 관한 8층 반사막을 구비한 반도체 광소자에 대해, 도 122를 사용하여 설명한다. 이 반도체 광소자는, 실시예 109에 관한 반도체 광소자와 비교하면, 설정파장 λ=909nm에서 설정반사율 R(λ)을 12.0%로 하고, 파라미터 B=2.57로 하고 있는 점에서 상위하다. 또한, 산화탄탈 및 알루미나의 각각의 위상변화 φ1및 φ2를, φ1=0.53932, φ2=0.592482로 함으로써 파장 909nm에서 반사율 12.0%로 할 수 있다. 이 경우, 8층 반사막의 각각의 막두께는 d3/Ad2/Bd1/Bd2/Cd1/Cd2/Dd1/Dd2=5nm/5.24nm/96.78nm/134.65nm/103.56nm/144.08nm/75.31nm/104.79nm이다. 전체의 막두께(dtotal=Σdi)는 669.41nm이다. 또한, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 2618.82nm이고, 소정파장 808nm의 1/4 파장(=202nm)의 약 12.96배로 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다.
도 122는, 이 8층 반사막의 반사율의 파장의존성을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 파장이고, 종축은 반사율이다. 이 8층 반사막은, 소정반사율의 12.0% 전후의 평탄부분이 넓은 파장대역에 걸쳐 얻어지고 있다. 즉, 파장 693nm로부터 923nm에 걸쳐 반사율은 10.5% 내지 13.0%의 범위 내에 수습되어 있다. 또한, 설정파장 909nm의 설정반사율 12.0%를 기준으로 하여, -1.5% 내지 +1.0%의 범위,즉, 10.5%∼13.0%의 범위의 연속한 파장대역폭은 230nm이다. 이 파장대역폭을 설정파장 909nm로 나눈 값은 약 0.253이고, 가상 단층 반사막인 경우의 0.065보다 크다. 그래서, 이 8층 반사막은, 반사율이 넓은 파장대역에 걸치는 평탄부를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
이하에, 실시예 85 내지 실시예 98에 관한 반도체 광소자의 다층 반사막의 특성에 대해, 표 10에 나타내었다. 표 10에는, 다층 반사막의 특성으로서, 다층 반사막의 구성, 설정파장 λ및 설정반사율 R(λ), 극소반사율, Σnidi및 소정파장 808nm의 1/4 파장(202nm)과의 대비, R(λ)의 -1.5∼+1.0%의 범위가 되는 파장대역폭 Δλ, Δλ/λ에 대해 나타내었다.
이상, 본 발명을 설명하는 실시예에서, 7층 반사막, 6층 반사막, 9층 반사막 및 8층 반사막을 그 일례로서 들어 설명하였지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 다층 반사막은 이것 이외의 복수층이라도 된다. 3종류의 재료를 사용하는 경우를 나타내었지만, 4종류 이상의 재료인 경우도 미리 위상조건을 주는 것으로 동일하게 취급할 수 있다. 또, 3종류의 재료의 예로서 질화알루미늄(AlN)을 두께 50nm로 한 예, 알루미나(A12O3)를 10nm, 또는 석영(SiO2)을 5nm 설치한 경우를 각각 나타내었지만 재료 및 막두께는 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 한쌍의 알루미나 및 산화탄탈의 2층막, 산화탄탈 및 석영의 2층막 등의 기여를 나타내는 O, A,B, C, D 등의 파라미터의 값은 상기 실시예에 나타낸 값에 한정되는 것은 아니다. 또한, 반도체 광소자로서 반도체 레이저소자인 경우를 예로 들었지만, 이것에 한정되지 않고, 본 발명은 반도체 광증폭기, 수퍼루미네센스·다이오드, 광변조기, 광스위치 등의 광디바이스에도 적용할 수 있다. 또한, 파장으로서 980nm 근방 및 808nm 근방에 한정되는 것은 아니며, 가시광영역, 원적외선영역, 적외선영역에서도 적용할 수 있다. 또한, 반사율로서 약 2∼12%의 반사율인 경우에 대해 설명하였지만 그 밖의 반사율에서도 적용할 수 있다.
본 발명에 관한 반도체 광소자에 의하면, 다층 반사막의 각각의 막의 굴절률 nf와 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi는, 도파층을 도파하는 광의 소정파장, 예를 들면 980nm의 1/4 파장보다 크다. 또한, 이 다층 반사막의 Σnidi는, 도파광의 약 5/4 파장보다도 크고, 매우 두껍다. 이 때문에, 단면에서의 방열특성이 양호해져, 단면온도의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 다층 반사막은, 파장의 함수인 반사율의 극소값으로부터 그 극소값 +2%의 범위 내로 되어 연속하는 파장대역폭 Δλ/λ가 0.062 이상이다. 이것에 의해, 매우 두꺼운 막임에도 관계없이, 저반사율의 파장대역 Δλ가 넓어진다.
Claims (3)
- 활성층과, 상기 활성층을 사이에 끼우는 2장의 클래드층으로 이루어진 도파층을 포함하는 적층 구조체와,상기 적층 구조체의 한쌍의 서로 대향하는 단면부 중 적어도 한쪽의 단면부에 형성된 다층 반사막을 구비하고,상기 다층 반사막은, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi가, 상기 도파층을 도파하는 광의 파장 λ에 대해, Σnidi>λ/4의 관계를 만족함과 동시에,상기 다층 반사막은, 상기 파장 λ의 경우의 반사율 R(λ)을 기준으로 하여, +2.0% 이하가 되는 상기 파장 λ를 포함하는 연속되는 파장대역폭 Δλ가, 상기 적층 구조체의 실효굴절률 nc와 상기 파장 λ의 경우의 반사율 R'(λ)에 대해, 하기의 관계식,R'(λ)=((nc-nf 2)/(nc+nf 2))2을 만족하는 굴절률 nf의 가상 단층 반사막을 두께 5λ/(4nf)만큼 상기 단면부에 형성한 경우의 반사율 R'을 기준으로 하여, +2.0% 이하가 되는 상기 파장 λ를 포함하는 연속된 파장대역폭 Δ'λ보다도 넓은 것을 특징으로 하는 반도체 광소자.
- 활성층과, 상기 활성층을 사이에 끼우는 2장의 클래드층으로 이루어진 도파층을 포함하는 적층 구조체와,상기 적층 구조체의 한쌍의 서로 대향하는 단면부 중 적어도 한쪽의 단면부에 형성된 다층 반사막을 구비하고,상기 다층 반사막은, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi가, 상기 도파층을 도파하는 광의 파장 λ에 대해, Σnidi>λ/4의 관계를 만족함과 동시에,상기 다층 반사막은, 반사율이 상기 파장 λ의 경우의 반사율 R(λ)을 기준으로 하여 -1% 내지 +2.0%의 범위 내로 되는 상기 파장 λ를 포함하는 연속되는 파장대역폭 Δλ를, 상기 파장 λ로 나눈 값 Δλ/λ가 0.062 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 광소자.
- 활성층과, 상기 활성층을 사이에 끼우는 2장의 클래드층으로 이루어진 도파층을 포함하는 적층 구조체와,상기 적층 구조체의 한쌍의 서로 대향하는 단면부 중 적어도 한쪽의 단면부에 형성된 다층 반사막을 구비하고,상기 다층 반사막은, 각각의 막의 굴절률 ni와 막두께 di와의 곱 nidi의 총합 Σnidi가, 상기 도파층을 도파하는 광의 파장 λ에 대해, Σnidi> λ/4의 관계를 만족함과 동시에,상기 다층 반사막은, 반사율이 상기 파장 λ의 경우의 반사율 R(λ)을 기준으로 하여 -1.5% 내지 +1.0%의 범위 내로 되는 상기 파장 λ를 포함하는 연속되는 파장대역폭 Δλ를, 상기 파장 λ로 나눈 값 Δλ/λ가 0.066 이상인 것을 특징으로 하는 반도체 광소자.
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