KR20080049740A - 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원 - Google Patents

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다이 오오니시
와타루 쿠니시
에이지 미야이
스스무 노다
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고쿠리츠 다이가쿠 호진 교토 다이가쿠
로무 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 불필요한 사이드 로브를 수반하지 않는 빔을 형성할 수 있는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원을 제공한다. 면발광을 취출하는 측의 소자 기판(31)의 표면에, 중앙에 전극 재료가 없는 창(361)을 형성한 창 형상 전극(36)을 마련한다. 실장면(38)에, 창(361)을 포함한 창 형상 전극(36)의 면적보다 작은 면적을 갖는 실장면 전극(37)을 마련한다. 또, 소자 기판(31)과 활성층(32)의 거리는 실장면(38)과 활성층(32)의 거리보다 크게 한다. 전극간에 전압을 인가하면, 전하가 활성층(32)에 주입되어 발광이 얻어지고, 2차원 포토닉 결정(33)에서 소정 파장의 광이 증폭되는 것에 의해 레이저 광이 발진하고, 레이저 광은 창(361)으로부터 외부로 취출된다. 창 형상 전극(36)이 광의 출사를 차단하지 않기 때문에, 출사광이 간섭에 의해 사이드 로브를 형성하는 것을 막을 수 있다. 또, 활성층(32)가 실장면(38)에 가깝기 때문에, 높은 방열 효과도 얻어진다.

Description

2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원{TWO-DIMENSIONAL PHOTONIC CRYSTAL SURFACE EMISSION LASER LIGHT SOURCE}
본 발명은 평면 형상의 광원으로부터 면에 수직인 방향으로 레이저 광을 방사하는 면발광 레이저 광원에 관한 것이다.
종전부터, 패브리ㆍ패로(Fabry-Perot) 공진기를 이용한 패브리ㆍ패로형 레이저 광원이나, 회절 격자를 이용한 분포 귀환(Distributed Feedback; DFB)형 레이저 광원이 이용되고 있다. 이들 레이저 광원은 모두 공진이나 회절에 의해 소정 파장의 광을 증폭하여 레이저 광을 발진시킨 것이다.
이에 대하여, 최근, 포토닉 결정을 이용한 새로운 타입의 레이저 광원이 개발되고 있다. 포토닉 결정이란 유전체로 이루어진 모재(母材)에 주기(周期) 구조를 인공적으로 형성한 것이다. 주기 구조는 일반적으로, 모재와는 굴절률이 다른 영역(이굴절률 영역(異屈折率 領域))을 모재내에 주기적으로 마련하는 것에 의해 형성된다. 이 주기 구조에 의해, 결정내에서 브래그 회절이 발생하고, 소정 파장의 광을 증폭하여 레이저 발진을 얻은 것이다. 특허 문헌 1에는 2매의 전극 사이에 발광 재료를 포함한 활성층을 마련하고, 그 활성층의 근방에 2차원 포토닉 결정을 마련한 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원이 기재되어 있다.
도 1을 이용하여, 종래의 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원을 상세하게 설명한다. 하부 클래드층(기판; 11)상에, 스페이서층(161)을 통하여 활성층(12)을 마련하고, 활성층(12)상에 스페이서층(162)을 통하여 2차원 포토닉 결정(13)을 마련한다. 활성층(12)에는 전류의 주입에 의해 발광하는 재료를 이용한다. 그러한 재료의 일례에, 인듐ㆍ갈륨비소(InGaAs)／갈륨비소(GaAs)로 이루어진 다중 양자 우물(Multiple-Quantum Well; MQW)이 있다. 2차원 포토닉 결정(13)은 판재(板材)에 원주 형상의 빈 구멍(14)을 정방 격자 형상으로 주기적으로 배치한 것이다. 2차원 포토닉 결정(13)상에 스페이서층(163), 상부 클래드층(17), 컨택트층(18)을 순서대로 적층한다. 그리고 컨택트층(18)의 위에 상부 전극(191)을, 하부 클래드층(11)의 아래에 하부 전극(192)을 각각 마련한다. 하부 전극(192)은 하부 클래드층(11)의 하면 전체에 형성하는데 반해, 상부 전극(191)은 컨택트층(18) 상면의 중심 부근에만 형성한다. 또한, 도 1에서는 2차원 포토닉 결정(13)의 구조를 나타내기 위해서, 2차원 포토닉 결정(13)과 스페이서층(163)의 사이를 비워 도시하였으나, 실제로 양자는 밀착하고 있다.
종래의 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원으로부터 얻은 레이저 광을 컨택트층(18)으로부터 충분히 떨어진 위치에서 관측하면, 중심 빔의 주위에 그것보다 강도가 약한 수반(隨伴) 빔을 볼 수 있다. 이 수반 빔을 사이드 로브(side-lobe)라고 부른다. 사이드 로브가 출현하는 원인 중 하나로서, 상부 전극(191)의 존재를 들 수 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 컨택트층(18)의 표면으로부터 레이저 광이 면적(面的)으로 출사할 때에, 상부 전극(191)이 형성되어 있는 영역에 있어서 출사가 차단된다. 그 때문에, 상부 전극(191)을 사이에 둔 양측으로부터 출사되는 광이 빔의 중심으로부터 어긋난 위치에 있어서 간섭하여 서로 강해지는 것에 의해, 메인 피크(21)로부터 떨어진 위치에 사이드 로브(22)가 형성된다.
투광성을 갖는 재료로 이루어진 전극을 이용하면 사이드 로브의 형성을 방지할 수 있다고 생각된다. 그러나, 전극의 재료는 활성층에 전하를 주입하는 효율이 높을 필요가 있는데, 양호한 투광성과 높은 전하 주입 효율이라고 하는 2개의 조건을 겸비한 재료는 현재로서 발견되지 않았다.
특허 문헌 1: 일본 특개 2000-332351호 공보([0037] ~ [0056],도 1)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 불필요한 사이드 로브를 수반하는 일이 없는 빔을 형성할 수 있는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명에 관한 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원은,
a) 목적 파장에 대해서 투광성을 갖는 재료로 이루어진 기판과,
b) 상기 기판의 하측에 마련한 활성층과,
c) 상기 기판과 상기 활성층의 사이 또는 상기 활성층보다 하측에 마련한, 판 형상의 모재내에 모재와는 굴절률이 다른 영역을 다수, 주기적으로 배치하여 이루어지는, 상기 목적 파장의 광을 증폭하는 2차원 포토닉 결정과,
d) 상기 2차원 포토닉 결정 및 상기 활성층보다 하측에 마련한 층으로서, 상기 층의 하면으로부터 상기 활성층까지의 거리가 상기 기판의 상면으로부터 상기 활성층까지의 거리보다 짧아지도록 마련한, 실장시에 외부의 부재와 접하는 실장층과,
e) 상기 기판의 상면에 마련한, 상기 목적 파장의 레이저 광을 통과시키는 창(window)을 갖는 창 형상 전극과,
f) 상기 실장층의 하면에 마련한, 상기 창을 포함한 상기 창 형상 전극보다 면적이 좁은 실장면 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에서는 각 구성 요소의 위치 관계를 나타내기 위해서 편의상, 기판을 기준으로 하여 활성층측을 「아래」측이라고 표현하지만, 이것은 단지 하나의 방향성을 나타내기 위한 편의상의 표기로서 본 발명의 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원의 실장시 방향을 그렇게 규정하는 것은 아니다.
(1) 본 발명에 관한 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원의 구성
이하, 본 발명에 관한 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원의 구성을 상세하게 설명한다. 이 광원은 기판의 한 쪽측에 활성층과 2차원 포토닉 결정을 마련하고, 또 그 상하에 한 쌍의 전극을 마련한다는 점에 있어서는 종래의 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원과 동양(同樣)이다. 활성층과 2차원 포토닉 결정의 적층 순서는 상관없다. 또한, 이하, 활성층과 2차원 포토닉 결정의 적층체를 적당히 레이저 발진부라고도 부른다. 본 발명에 관한 레이저 광원에서는 레이저 발진부보다 하측에 실장층을 마련한다. 따라서 이 광원은 기판과 실장층의 사이에 레이저 발진부(2차원 포토닉 결정과 활성층)가 개삽(介揷)되어 이루어진다. 이들 각층의 사이(2차원 포토닉 결정과 활성층의 사이를 포함)에는 스페이서 등의 부재가 삽입되어 있어도 된다.
상술한 바와 같이 실장층측에 외부 기판 등을 장착하므로, 레이저 광은 기판(본원에서는 단지 「기판」이라고 부르는 경우, 레이저 광원의 기판을 나타냄)의 상면측으로부터 외부로 출사시킬 필요가 있다. 그 때문에, 기판에는 목적 파장의 광, 즉 외부로 취출되는 레이저 광을 투과할 수 있는 투광성의 재료를 이용한다. 본원에서는 기판의 상면을 「출사면」이라고 부른다.
활성층 및 2차원 포토닉 결정에는 종래와 동양인 것을 이용할 수 있다. 2차원 포토닉 결정은 판 형상의 모재내에 그것과는 굴절률이 다른 이굴절률 영역을 다수, 주기적으로 배치하는 것에 의해 형성된다. 이굴절률 영역은 모재에 그것과는 굴절률이 다른 부재를 매립하는 것에 의해서도 형성할 수 있지만, 모재에 빈 구멍을 마련하는 것에 의해 형성하는 쪽이, 모재와의 굴절률차를 크게 취할 수 있고, 제조도 간단하기 때문에 바람직하다. 단, 제조시에 2차원 포토닉 결정과 다른 층을 고온으로 융착할 필요가 있는 경우, 고온에 의해 빈 구멍이 변형되는 일이 있다. 그러한 경우에는 빈 구멍이 아니고, 모재에 어떠한 부재를 매립하는 것에 의해 이굴절률 영역을 형성하도록 해도 된다.
실장층은 이 레이저 광원을 외부의 기판 등에 장착하기 위한 층이다. 실장층의 하면(실장면)은 외부 기판 등에 접하는 것에 의해 레이저 광원내(특히 활성층)에 발생한 열을 방열하는 역할을 갖는다.
한 쌍의 전극 중 한 쪽은 기판의 상면에 마련한다. 이 전극에는 목적 파장의 레이저 광을 통과시키는 창을 갖는 것을 이용한다. 이 전극을 「창 형상 전극」이라고 부른다. 창 형상 전극의 창에는 예를 들어 판 형상 전극의 중앙부를 도려낸 것을 이용할 수 있다. 전극의 재료는 발진되는 레이저 광을 투과하지 않아도 된다. 따라서, 이 전극 재료에는 종래의 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원의 전극에 이용되고 있던, 전하의 주입에 적절한 재료를 그대로 이용할 수 있다.
다른 쪽의 전극은 실장층의 하면에 마련한다. 이 전극을 「실장면 전극」이라고 부른다. 실장면 전극의 면적은 창의 부분을 포함한 창 형상 전극의 면적보다 작아지도록 한다. 또, 기판이나 실장층 등의 두께를 조정하는 것에 의해, 실장면 전극(실장면)과 활성층의 거리가 창 형상 전극(출사면)과 활성층의 거리보다 작아지도록 한다.
이와 같이 실장면 전극의 면적 및 각 전극과 활성층의 거리를 설정하는 이유를 설명한다. 본 발명에서는 창 형상 전극을 이용하는 것에 의해, 사이드 로브의 발생을 방지할 수 있다. 그러나, 창을 포함한 창 형상 전극의 면적은 창이 없는 통상의 전극보다 커지기 때문에, 종래와 동일한 양의 전하를 전극으로부터 주입하면, 전하는 종래보다 넓게 활성층내에 분포하여, 발광 효율이 낮아진다. 여기서, 실장면 전극의 면적을 창을 포함한 창 형상 전극의 면적보다 작게 한다. 이것에 의해, 전류는 실장면 전극으로부터 창 형상 전극을 향해서 펼쳐지는 추(錐) 형상 영역을 흐르게 된다. 그리고, 창 형상 전극과 활성층 사이의 거리 및 활성층과 실장면 전극 사이의 거리를 상술한 바와 같이 정하여 활성층을, 면적이 작은 실장면 전극보다 가깝게 배치하는 것에 의해, 활성층에 있어서 전류 밀도를 높게 할 수 있다. 이것에 의해 발광 강도를 높일 수 있다.
활성층에 있어서 전류 밀도를 충분히 높게 하여 발광 강도를 종래의 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원보다 높게 하기 위해서는 창의 부분을 포함한 창 형상 전극의 면적과 실장면 전극의 면적 비율을 2:1 ~ 400:1 로 하는 동시에, 출사면으로부터 활성층까지 거리와 실장면으로부터 활성층까지의 거리 비율을 2:1 ~ 400:1 로 하는 것이 바람직하다.
또, 활성층이 보다 실장면 전극에 접근한 것에 의해, 다음과 같은 효과가 얻어진다.
종래의 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원에서는 기판측을 실장면으로 하고 있었지만, 기판의 두께가 레이저 광원 소자 전체의 두께의 대부분을 차지하고 있기 때문에, 활성층과 실장면이 떨어져 있었다. 이와 같은 구성에서는 정공과 전자의 재결합에 의해 생기는 열이 외부로 방출되기 어렵고, 레이저 광의 발광 효율(발광 강도와 주입 전류 비율)이 낮았다. 그에 대해, 본 발명의 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원에서는 활성층이 실장면(실장층의 하면)의 근처에 마련되어 있므로, 활성층의 열이 외부로 방산하기 쉬워져, 발광 효율을 종래보다 높일 수 있다.
(2) 반사부를 갖는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원
레이저 발진부의 하측(즉, 레이저 발진부와 실장면 전극 사이)에, 목적 파장의 레이저 광을 반사시키는 반사부를 마련하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 발광 효율을 높일 수 있다.
또, 실장층을 도전성 재료로 제작하여, 그 하면의 일부 영역(도전성 영역)의 주위에 절연성 영역을 형성하고, 실장면 전극을, 상기 도전성 영역을 덮도록 배치하는 동시에, 목적 파장의 레이저 광을 반사하는 재료로 제작하도록 해도 된다.
이 경우, 실장면 전극 중 활성층으로의 전류 주입에 기여하는 영역, 즉 실장면 전극으로서 기능하는 영역은 도전성 영역의 바로 아래로 된다. 이것에 의해, 활성층의 전류 밀도를 높게 할 수 있는 동시에, 실장면 전극이 레이저를 반사하여 발광 효율을 높인다. 절연성 영역은 실장층에 전기 저항을 높이기 위한 이온을 주입하는 것에 의해 형성할 수 있다.
2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원에서는 레이저 발진부는 상하 모든 방향으로 레이저 광을 방출한다. 이 중, 출사면의 반대측(본 발명에서는 실장면측)으로 방출된 광은 그대로 출사면으로부터 출사시키지 못하고 손실된다. 종래의 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원에서는 일반적으로, 출사면의 반대측에 마련된 하부 전극에는 비교적 면적이 큰 것이 이용되기 때문에, 레이저 발진부의 반대측으로 방출된 광의 일부는 하부 전극에 의해 반사되어, 출사면으로부터 취출되고 있었다. 그러나, 이와 같은 하부 전극은 광의 반사 자체를 목적으로 한 것은 아니기 때문에, 그 반사의 효율이 충분한 것은 아니었다. 또한, 본 발명에서는 하부 전극에 해당하는 실장면 전극의 면적을 작게 하기 때문에, 그대로는 반사 효율이 더욱 저하하고, 출사면으로부터의 취출 효율도 저하한다. 그 때문에, 본 발명에서는 레이저 발진부의 하측, 즉 창 형상 전극의 반대측에 반사부를 마련하는 것에 의해, 창 형상 전극측에서의 취출 효율을 높일 수 있다.
레이저 발진부와 반사부의 거리는 레이저 발진부로부터 출사하여 반사부에 의해 반사되는 반사광과 레이저 발진부로부터 창 형상 전극측으로 출사하는 직접 출사광이 간섭에 의해 강해지도록 설정하는 것이 바람직하다. 이 거리는 레이저 발진부와 반사부의 사이에 마련되어 있는 버퍼층이나 클래드층 등의 거리 조정층의 두께를 조정하는 것에 의해 설정할 수 있다.
또한, 이 거리는 2차원 포토닉 결정의 반사부측의 면과 반사부의 반사면 사이의 거리로 정의된다.
본 발명에 관한 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원에서, 레이저 발진부로부터 출사하는 레이저 광은 실장층의 반대측에 있는, 창을 갖는 창 형상 전극측으로부터 외부로 취출되고 전극에 의해 차단되는 일이 없다. 그 때문에, 종래의 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원과 같이 전극에서 차단되게 되는 것에 의해 그 전극을 사이에 둔 양측으로부터 출사된 광이 간섭하여 불필요한 사이드 로브가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원에서, 실장면으로부터 활성층까지의 거리가 출사면으로부터 상기 활성층까지의 거리보다 짧기 때문에, 정공(正孔)과 전자의 재결합에 의해 활성층으로부터 생기는 열을 외부로 방출하기 쉬워져, 레이저 광의 발광 효율(발광 강도와 주입 전류 비율)을 종래보다 높게 할 수 있다.
실장면 전극의 면적을 창 형상 전극의 면적보다 충분히 작게 하는 것에 의해, 창 형상 전극보다 실장면 전극에 가까운 위치에 있는 활성층에는 전류가 좁은 영역에 집중하여 주입된다. 이것에 의해 발광 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원에 반사부를 마련하는 것에 의해, 레이저 발진부로부터 실장면 전극측으로 출사된 광은 반사부에 의해 반사되고, 직접 출사광과 함께 출사면으로부터 취출할 수 있다. 그 때문에, 면적이 작아 출사광을 충분히 반사시킬 수 없는 실장면 전극을 이용하고 있어도, 레이저 광의 손실을 억제할 수 있고, 그것에 의해 외부로 취출되는 레이저 광의 강도를 크게 할 수 있다.
반사광과 직접 출사광이 간섭에 의해 강해지도록 레이저 발진부와 반사부의 거리를 설정하는 것에 의해, 레이저 광의 강도를 한층 강하게 할 수 있다.
도 1은 종래의 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원을 나타내는 사시도.
도 2는 사이드 로브의 발생 원인을 나타내는 도.
도 3은 본 발명에 관한 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원의 제1 실시 형태를 나타내는 사시도.
도 4는 제1 실시 형태에 있어서 2차원 포토닉 결정의 구성을 나타내는 사시도.
도 5는 제1 실시 형태의 레이저 광원의 동작을 나타내는 종단면도.
도 6은 제1 실시 형태의 레이저 광원의 실장 상태를 나타내는 종단면도.
도 7은 제1 실시 형태의 레이저 광원에 있어서 주입 전류 I - 광 출력 L 특성의 그래프.
도 8은 본 발명에 관한 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원의 제2 실시 형태를 나타내는 사시도.
도 9는 제2 실시 형태에 있어서 2차원 포토닉 결정의 구성을 나타내는 사시도.
도 10은 제2 실시 형태 및 반사부가 없는 예에 있어서 레이저 광의 진폭 및 강도의 설명도.
도 11은 제2 실시 형태 및 반사부가 없는 예의 면발광 레이저의 Q치(値)를 계산한 결과를 나타내는 그래프.
도 12는 반사부가 없는 예의 면발광 레이저의 외부 미분 양자 효율
Figure 112008018400814-PCT00001
1과 제2 실시 형태의 면발광 레이저의 외부 미분 양자 효율
Figure 112008018400814-PCT00002
2의 비교를 나타내는 그래프.
도 13은 제3 실시 형태에 있어서 2차원 포토닉 결정의 구성을 나타내는 사시도.
도 14는 제3 실시 형태의 2차원 포토닉 결정의 종단면의 개략도.
<부호의 설명>
11ㆍㆍㆍ하부 클래드층
12, 32, 42ㆍㆍㆍ활성층
13, 33, 43ㆍㆍㆍ2차원 포토닉 결정
14, 332, 432ㆍㆍㆍ빈 구멍
161, 162, 163ㆍㆍㆍ스페이서층
17ㆍㆍㆍ상부 클래드층
18ㆍㆍㆍ컨택트층
191ㆍㆍㆍ상부 전극
192ㆍㆍㆍ하부 전극
21ㆍㆍㆍ메인 피크
22ㆍㆍㆍ사이드 로브
31, 41ㆍㆍㆍ소자 기판
331, 431ㆍㆍㆍ모재
341, 342, 441, 442ㆍㆍㆍ클래드층
35ㆍㆍㆍ실장층
36, 46ㆍㆍㆍ창 형상 전극
361, 461ㆍㆍㆍ창
37, 47ㆍㆍㆍ실장면 전극
38ㆍㆍㆍ실장면
39, 49ㆍㆍㆍ스페이서
401ㆍㆍㆍ전류가 흐르는 영역
402ㆍㆍㆍ소자 외부의 부재
45ㆍㆍㆍ반사부
51, 52, 53, 54ㆍㆍㆍ레이저 광
61ㆍㆍㆍ판 형상 부재
611ㆍㆍㆍ판 형상 부재(61) 중 도전성 영역(621) 바로 아래의 영역
62ㆍㆍㆍ도전성 영역 한정층
621ㆍㆍㆍ도전성 영역
622ㆍㆍㆍ절연성 영역
(1) 제1 실시 형태(반사부가 없는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원)
본 발명에 관한 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원(이하, 「레이저 광원」이라고 함)의 제1 실시 형태를, 도 3 ~ 도 7을 이용하여 설명한다. 도 3은 제1 실시 형태의 레이저 광원의 사시도이다. n형 반도체의 갈륨비소(GaAs)로 이루어진 소자 기판(31)의 아래에, 클래드층(341) 및 스페이서(39)를 사이에 두고, 인듐ㆍ갈륨비소(InGaAs)／갈륨비소(GaAs)로 이루어진 다중 양자 우물을 갖는 활성층(32)을 마련한다. 그리고, 활성층(32)의 아래에 2차원 포토닉 결정(33)을 마련한다. 제1 실시 형태로 이용한 2차원 포토닉 결정(33)은 p형 GaAs로 이루어진 판 형상의 모재(331)에 원주 형상의 빈 구멍(332)을 정방 격자 형상으로 주기적으로 배치한 것이고(도 4), 그 정방 격자의 한 변 길이는 285nm이다. 2차원 포토닉 결정(33)의 아래에, 클래드층(342)을 통하여 실장층(35)을 마련한다. 실장층(35)의 하면이 실장면(38)으로 된다. 이 실장층(35)은 GaAs로 이루어진 판재의 실장면(38)측에 절연막(예를 들어 SiO2)을 형성한 것이다.
소자 기판(31)의 상면(출사면)에, 중앙에 정사각형의 창(361)을 갖고 금ㆍ게르마늄ㆍ니켈 합금으로 이루어진 정사각형의 프레임 형상 부재에 의해 형성된 창 형상 전극(36)을 마련한다. 또, 실장면(38)에 금ㆍ아연 합금으로 이루어진 정사각형의 판 형상의 부재에 의해 형성된 실장면 전극(37)을 마련한다. 또한, 도 3에서 실장면 전극(37)은 도면에 명시하기 위해서 실장면(38)으로부터 분리시켜 도시하였으나, 실제로는 실장면(38)에 밀착하고 있다. 제1 실시 형태의 레이저 광원에서 반사부는 마련되지 않았다.
제1 실시 형태의 레이저 광원에 있어서 각 구성 요소의 주된 치수는 이하와 같다. 창 형상 전극(36)의 한 변 길이는 400㎛, 창(361)의 한 변 길이는 300㎛이다. 한편, 실장면 전극(37)의 한 변 길이는 50㎛이다. 또, 소자 기판(31)의 상면과 활성층(32)의 거리는 약 80㎛(소자 기판(31)의 두께가 약 80㎛, 클래드층(341)과 스페이서(39)를 맞춘 두께가 약 1㎛), 활성층(32)과 실장면(38)의 거리는 약 1㎛(2차원 포토닉 결정의 두께가 0.12㎛, 클래드층(342)과 실장층(35)을 맞춘 두께가 약 1㎛)이다. 또한, 도 3에서는 각 구성 요소를 명시하기 위해서, 실제의 소자와는 다른 치수 비율로 각 구성 요소를 도시하였다.
제1 실시 형태의 레이저 광원의 동작을 설명한다. 창 형상 전극(36)과 실장면 전극(37)의 사이에 전압을 인가하여 양전극간에 전류를 흘린다. 이 전류에 의해 소자내에 도입된 전자 및 정공은 활성층(32)내에 있어서 재결합하여 발광한다. 이 때, 창 형상 전극(36)의 면적이 실장면 전극(37)의 면적보다 크기 때문에, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 전류는 실장면 전극(37)측으로부터 창 형상 전극(36)으로 향함에 따라 펼쳐지도록 영역(401)내를 흐른다. 이것에 의해, 실장면 전극(37) 근처에 있는 활성층(32)의 위치에서 창 형상 전극(36) 근처의 위치보다 영역(401)은 좁은 범위로 좁혀지기 때문에, 활성층(32)에 있어서 전류의 밀도를 높일 수 있다.
활성층(32)에 있어서 발광한 광 중 특정 파장의 광은 2차원 포토닉 결정(33)내에 있어서 간섭에 의해 강해지고, 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원과 동양인 작용에 의해 레이저 발진이 생긴다. 생성된 레이저 광은 소자 기판(31)의 표면으로부터 소자 외부로 출사한다. 이 때, 소자 기판(31)의 표면에 있는 창 형상 전극(36)에 창(361)이 마련되어 있기 때문에, 출사광은 창 형상 전극(36)에 차단되는 일 없이, 창(361)으로부터 출사한다(도 5(b)). 그 때문에, 종래의 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원과 같이 전극의 주위로부터 레이저 광이 출사하여 간섭에 의해 불필요한 사이드 로브가 빔에 형성되는 일은 본 실시 형태의 레이저 광원에서 생기지 않는다.
또, 본 실시 형태의 레이저 광원에서는 도 6에 나타내는 바와 같이, 소자의 실장은 소자 외부의 부재(30)에 실장면(38)이 접하도록 장착하여 행한다. 그리고 본 실시 형태의 레이저 광원에서는 소자 기판(31)측이 아니고, 그 이측(裏側)에 있는 실장층(35)의 하면을 실장면(38)으로 하기 때문에, 활성층(32)과 실장면(38)의 거리를 충분히 작게 할 수 있다. 그 때문에, 본 실시 형태의 레이저 광원은 소자내로부터의 방열 효과가 높고, 열에 의한 악영향을 막을 수 있어 발광 효율이 높다.
도 7에, 제1 실시 형태의 레이저 광원에 있어서 실험에 의해 구한 주입 전류 I(단위：mA)와 광 출력 L(단위：W)의 관계를 나타내는 I-L 특성의 그래프를 나타낸 다. 본 실시 형태의 레이저 광원에 의해, 15 mW 이상이라고 하는 종래의 2차원 포토닉 결정 레이저 광원보다 높은 광 출력을 얻을 수 있다. 이와 같은 광 출력은 정션다운(junction-down) 실장에 의해 방열성이 높아진 것에 의해 얻어진다고 생각된다.
(2) 제2 실시 형태(반사부를 갖는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원)
다음에, 반사부를 갖는 면발광 레이저의 일 실시 형태(제2 실시 형태)를, 도 8 ~ 도 12를 이용하여 설명한다. 도 8은 제2 실시 형태의 면발광 레이저의 사시도이다. n형 반도체의 갈륨비소(GaAs)로 이루어진 소자 기판(41)의 아래에, n형의 알루미늄ㆍ갈륨비소(AlGaAs)로 이루어진 클래드층(441) 및 스페이서(49)를 사이에 두고, InGaAs／GaAs로 이루어지고, 다중 양자 우물을 갖는 활성층(42)을 마련한다. 그리고, 활성층(42)의 아래에 2차원 포토닉 결정(43)을 마련한다. 제2 실시 형태에서는 2차원 포토닉 결정(43)에는 p형 GaAs로 이루어진 판 형상의 모재(431)에 정삼각형의 빈 구멍(432)을 정방 격자 형상으로 주기적으로 배치한 것(도 9)을 이용했다. 이러한 활성층(42) 및 2차원 포토닉 결정(43)에 의해 레이저 발진부가 구성된다. 여기서, 활성층(42)과 2차원 포토닉 결정(43)은 서로의 위치를 바꿔 배치해도 된다.
상술한 정삼각형과 같이, 빈 구멍의 형상을 정방 격자의 적어도 한 쪽의 축에 대해 비대칭인 형상으로 하는 것에 의해, 레이저 발진부(활성층(42)과 2차원 포토닉 결정(43))로부터 출사되는 레이저 광의 간섭을 억제하여, 사이드 로브의 발생을 한층 억제할 수 있다. 또한, 제1 실시 형태에 있어서도 정삼각형 빈 구멍을 갖 는 2차원 포토닉 결정(43)을 이용할 수 있다. 또, 제2 실시 형태에 있어서 상술한 원주 형상 빈 구멍을 갖는 2차원 포토닉 결정(33)을 이용해도 된다.
2차원 포토닉 결정(43)의 아래에, p형의 AlGaAs로 이루어진 클래드층(442)을 개재하여 반사부(45)를 마련한다. 반사부(45)에는 예를 들어 GaAs/AlGaAs 다층막을 이용할 수 있다. 반사부(45)의 상면에는 제2 실시 형태의 면발광 레이저가 방출하는 레이저 광을 반사하는 반사면이 형성되어 있다.
소자 기판(41)의 상면에, 중앙에 정사각형의 창(461)을 갖고 정사각형의 프레임 형상 부재에 의해 형성된 창 형상 전극(46)을 마련한다. 또, 반사부(45)의 하면에, 정사각형의 판 형상이며 창 형상 전극(46)보다 좁은 면적을 갖는 실장면 전극(47)을 마련한다. 또한, 도 8에서는 실장면 전극(47)을 도면에 명시하기 위해서 반사부(45)로부터 분리시켜 도시하였으나, 실제로는 반사부(45)에 밀착하고 있다.
2차원 포토닉 결정(43)의 하면과 반사부(45)의 상면의 거리 L은 2차원 포토닉 결정(43)의 하면과 소자 기판(41)의 상면의 거리 L'보다 충분히 작아지도록 소자 기판(41), 클래드층(441 및 442)의 두께를 조정한다. 제2 실시 형태의 면발광 레이저에서 거리 L은 약 1.2㎛로 하고, 거리 L'는 약 80㎛로 했다. 또, 광이 반사부(45)에서 반사될 때의 위상 변화를 고려하고, 2차원 포토닉 결정(43)의 상면으로부터 방출되는 광과 2차원 포토닉 결정(43)의 하면으로부터 방출되어 반사부(45)에서 반사되는 광이 간섭에 의해 강해지도록, 거리 L을 미세 조정한다. 또한, 도 8에서는 각 구성 요소를 명시하기 위해서, 실제의 소자와는 다른 치수 비율로 각 구성 요소를 도시하였다.
제2 실시 형태의 면발광 레이저의 동작을 설명한다. 창 형상 전극(46)과 실장면 전극(47)의 사이에 전압을 인가하여 양전극간에 전류를 흘린다. 이 전류에 의해 소자내에 도입된 전자 및 정공은 활성층(42)내에 있어서 재결합하여 발광한다. 활성층(42)에 있어서 발광한 광 중 특정 파장의 광은 2차원 포토닉 결정(43)내에 있어서 간섭에 의해 강해져, 레이저 발진한다.
이렇게 하여 얻어진 레이저 광 중에서, 강도 비율로 약 50％분은 직접 출사광으로서 창 형상 전극(46)측으로 향하고, 나머지 약 50％분은 반사부(45)로 향하여, 각각 2차원 포토닉 결정(43)으로부터 방출된다. 반사부(45)로 향한 레이저 광은 반사부(45)의 상면에 있어서 반사되고, 창 형상 전극(46)측으로 향해 전파한다. 이 반사광과 직접 출사광은 2차원 포토닉 결정(43)보다 상측에 있어서 간섭한다. 이 간섭은 상술한 바와 같이 거리 L을 미세 조정해 두는 것에 의해, 레이저 광의 강도를 강하게 하도록 작용한다. 이렇게 하여 얻어진 간섭광은 창 형상 전극(46)의 창(461)으로부터 출사한다.
제2 실시 형태의 면발광 레이저와 반사부가 없는 점을 제외하고 제2 실시 형태와 동일한 구성을 갖는 면발광 레이저에 있어서, 창(461)으로부터 외부로 출사하는 레이저 광의 진폭 및 강도에 대해서, 도 10의 모식도를 이용하여 설명한다. 도 10(a)는 반사부가 없는 예를, 도 10(b)는 제2 실시 형태를 각각 나타낸다.
반사부가 없는 것에서는 2차원 포토닉 결정(43)의 상면으로부터 레이저 광(51)이, 하면으로부터 레이저 광(52)이 각각 동일한 진폭 A로 출사한다. 창(461)에서는 진폭 A의 레이저 광(51)만이 취출된다. 그 강도(단위 시간당의 에너지) P는 진폭의 2승에 비례한다. 한편, 동일한 진폭이 A, 강도가 P인 레이저 광(52)은 창(461)으로부터 취출하지 못하여, 손실된다. 따라서, 이 예에서, 레이저 발진부로부터 방출된 레이저 광의 단위 시간당의 에너지는 2P로 된다.
이에 대하여, 제2 실시 형태에서는 2차원 포토닉 결정(43)의 상면으로부터 레이저 광(직접 출사광)(53)이, 하면으로부터 레이저 광(반사광)(54)이 각각 반사부가 없는 경우와 동일한 진폭 A로 출사한다. 이 중 레이저 광(54)은 반사부(45)에서 반사되어 창(461)측에 전파하여, 레이저 광(53)과 간섭하고, 이 간섭광이 출사면으로부터 취출된다. 그 간섭광의 진폭은 레이저 광(53)의 진폭과 레이저 광(54)의 진폭의 합인 2A로 되고, 간섭광의 강도는 이 진폭의 2승이기 때문에 4P로 된다. 따라서, 제2 실시 형태에서 출사면으로부터 출사하는 레이저 광의 강도는 반사부가 없는 경우의 4배로 된다. 제2 실시 형태의 레이저 발진부로부터 방출되는 레이저 광의 에너지는 4P로 된다.
다음에, 제2 실시 형태에 있어서, 거리 L의 값을 상술한 8.5 파장분에 한정하지 않고 여러가지 값으로 변화시켜 면발광 레이저의 Q치를 3 차원 FDTD법으로 계산했다. 이 계산에서는 계산 용량의 형편상, 2차원 포토닉 결정의 구조는 한 방향만 무한 주기 구조를 갖는다고 가정했다. 여기서, 면발광 레이저의 Q치는 2차원 포토닉 결정에 대해서 수직 방향의 Q치인 Q⊥와, 평행 방향의 Q치인 Q//를 이용하여,
1/Q=1/Q⊥+1/Q// (1)
로 나타난다.
Q// 및 Q⊥의 계산 결과를 도 11에 나타낸다. 도 11의 횡축은 거리 L을 레이저 광의 파장을 단위로서 나타낸 것이다. 거리 L의 2배가 직접 출사광과 반사광의 광로차로 되기 때문에, 여기서 횡축은 광로차의 1 파장분의 범위를 나타내고 있다.
Q//는 거리 L에 상관없이 거의 동일한 값을 나타낸다. 이것은 제2 실시 형태와 반사부가 없는 예의 사이에, 2차원 포토닉 결정에 대해서 평행한 방향에는 구조상의 상위가 없기 때문이다. 그에 대한 Q⊥는 반사부(45)의 유무에 기인하여, L에 의존한 값을 나타낸다.
Q⊥는 거리 L이 4.25 파장일 때에 최소치로 되고, 그 값은 반사부가 없는 경우 면발광 레이저에서의 값의 약 1/2 로 된다. 이것은 비교예의 면발광 레이저가 레이저 발진부로부터 방출하는 에너지가 2P 인데 반해, 반사부가 없는 면발광 레이저에 있어서 거리 L이 4.25 파장인 것이 레이저 발진부로부터 방출하는 에너지가 반사부가 없는 경우의 2배인 4P에 대응하고 있다. 거리 L이 약 4.13 파장으로부터 약 4.37 파장의 범위내에 있을 때, 비교예보다 Q⊥가 작아져, 그것에 의해 큰 강도의 레이저 광을 출사할 수 있다.
또한, 도 11에서는 거리 L이 4.0 파장 ~ 4.5 파장의 범위내에서의 Q// 및 Q⊥만을 나타냈지만, 이 범위외에 있어서도, Q//는 거리 L에 거의 의존하지 않는데 반해, Q⊥는 상술한 간섭에 의한 작용에 의해, 0.5 파장분을 단위로 하여 주기적으로 변화한다.
다음에, 제2 실시 형태 중에서, 거리 L이 4.25 파장분일 때에 대해서, 면발광 레이저의 외부 미분 양자 효율에 대해 기술한다. 외부 미분 양자 효율은 활성층에 주입된 캐리어수를 분모로 하여, 외부로 방출된 레이저 광의 광자수를 분자로 하는 값이고, 이 값이 클수록, 작은 전류로 효율적으로 레이저 광을 얻는다는 것을 나타낸다. 외부 미분 양자 효율
Figure 112008018400814-PCT00003
d는 2차원 포토닉 결정의 상면측으로 방출되는 에너지에 관한 Q치인 Q⊥+, 동일한 하면측으로 방출되는 에너지에 관한 Q치인 Q⊥-, 2차원 포토닉 결정에 평행한 방향에 관한 Q치인 Q//, 및 면발광 레이저의 내부 손실에 관한 Q치인 Qi를 이용하여,
[식 1]
Figure 112008018400814-PCT00004
로 나타낸다. 반사부가 없는 경우에는 Q⊥+=Q⊥-(이 값을 Q0로 함)로 되고, 그 경우의 외부 미분 양자 효율
Figure 112008018400814-PCT00005
1은
[식 2]
Figure 112008018400814-PCT00006
된다. 한편, 제2 실시 형태에서는 반사부가 있기 때문에, 1/Q⊥-=0 으로 되는 동시에 Q⊥+는 비교예의 1/4 로 되므로, 제2 실시 형태의 외부 미분 양자 효율
Figure 112008018400814-PCT00007
2 는
[식 3]
Figure 112008018400814-PCT00008
된다. 여기서, 반사부가 없는 예와 본 실시예에서 Q0 및 Q//는 공통이고, Qi를 공통이라고 가정하면, (3) 및 (4) 식에 의해,
Figure 112008018400814-PCT00009
1과
Figure 112008018400814-PCT00010
2는 다음의 관계를 만족한다.
[식 4]
Figure 112008018400814-PCT00011
도 12에, (5) 식의
Figure 112008018400814-PCT00012
1과
Figure 112008018400814-PCT00013
2의 관계를 그래프로 나타낸다. 반사부가 없는 예에서는 2차원 포토닉 결정으로부터 방출되는 레이저 광의 반만큼(2차원 포토닉 결정의 하면으로부터 방출되는 만큼)이 손실로 되기 때문에,
Figure 112008018400814-PCT00014
1의 최대치는 0.5 이다.
Figure 112008018400814-PCT00015
1=0.5 는 반사부가 없는 경우에 있어서 2차원 포토닉 결정의 하면으로부터 방출되는 분을 제외하고 레이저 광의 손실이 없는 것을 나타내고 있고,
Figure 112008018400814-PCT00016
1=0.5 에 대응하는
Figure 112008018400814-PCT00017
2의 값이 1인 것은 이와 같이 다른 손실이 없는 면발광 레이저에 반사부를 마련하는 것에 의해, 손실을 0 으로 할 수 있다는 것을 나타내고 있다. 이 때 의
Figure 112008018400814-PCT00018
2/
Figure 112008018400814-PCT00019
1 의 값이 2 인데 반해,
Figure 112008018400814-PCT00020
1<0.5 에서
Figure 112008018400814-PCT00021
2/
Figure 112008018400814-PCT00022
1의 값은 2 보다 커진다. 예를 들어,
Figure 112008018400814-PCT00023
1 이 0.3 일 때에
Figure 112008018400814-PCT00024
2/
Figure 112008018400814-PCT00025
1은 2.5, 1이 0.1일 때에
Figure 112008018400814-PCT00027
2/
Figure 112008018400814-PCT00028
1은 3.3 이다.
Figure 112008018400814-PCT00029
1이 0.5보다 작게 하는 것은 2차원 포토닉 결정의 하면으로부터의 레이저 광의 방출에 더하여, 2차원 포토닉 결정에 평행한 방향으로의 손실이나 내부 손실 등이 존재한다는 것을 나타내고 있다.
Figure 112008018400814-PCT00030
1이 0.5 보다 작을 때에
Figure 112008018400814-PCT00031
2/
Figure 112008018400814-PCT00032
1이 2 를 넘고 있다는 것은 이러한 손실이 클수록, 면발광의 효율이 향상한다는 것을 나타내고 있다.
(3) 제3 실시 형태(실장면 전극의 부재를 반사부로서 이용한 것)
다음에, 실장면 전극을 반사부로서 이용하는 면발광 레이저의 일 실시 형태(제3 실시 형태)를, 도 13 및 도 14를 이용하여 설명한다. 도 13은 제3 실시 형태의 면발광 레이저의 사시도이다. 여기서, 상술한 제2 실시 형태의 면발광 레이저와 동일한 구성 요소에는 제2 실시 형태의 것(도 8)과 동일한 부호를 부여했다. 본 실시 형태의 면발광 레이저에서는 제2 실시 형태에 있어서 반사부(45) 대신에, 실장면 전극(47)과 동일한 재료로 이루어진 판 형상 부재(61)를 마련한다. 또, 클래드층(442) 대신에, 실장층으로서 도전성 영역 한정층(62)을 마련한다. 그 이외의 구성은 제2 실시 형태의 면발광 레이저와 동일하다.
판 형상 부재(61) 및 도전성 영역 한정층(62)에 대해서, 도 14의 종단면도를 이용하여 상세하게 설명한다. 도전성 영역 한정층(62)은 그 하면 부근에 있어서 중앙 부근의 영역만이 도전성을 갖고(도전성 영역(621)), 그 주위의 영역은 절연성을 갖는다(절연성 영역(622)). 도전성 영역(621)의 면적은 창(461)을 포함한 창 형상 전극(46)의 면적보다 충분히 작다. 판 형상 부재(61)는 도전성을 갖는 동시에 목적 파장의 광을 반사하는 재료로 이루어진다. 그리고, 판 형상 부재(61)는 도전성 영역(621)의 전체와 절연성 영역(622)의 일부를 덮고 있다.
판 형상 부재(61)와 창 형상 전극(46) 사이의 전류는 판 형상 부재(61) 중 도전성 영역(621) 바로 아래의 영역(611) 및 도전성 영역(621)만을 통과하도록 흐른다. 그 때문에, 판 형상 부재(61) 중 영역(611)만이 실장면 전극으로서 기능한다. 도전성 영역(621)의 면적이 창 형상 전극(46)의 면적보다 충분히 작기 때문에, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 경우와 동양으로, 전류를 활성층의 좁은 영역에 집중할 수 있다.
또, 판 형상 부재(61)는 그 전체가 반사부로서 기능한다. 그 때문에, 별도 반사부를 마련하는 경우보다 면발광 레이저의 구성을 간소화할 수 있다. 또, 활성층에 전류를 주입하는 영역(611)의 면적보다 판 형상 부재(61)의 면적이 크기 때문에, 별도 반사부를 마련하는 일 없이 실장면 전극을 구성하는 부재를 작게 하는 경우보다, 실장면 전극의 구성 부재에 의해 반사할 수 있는 면적을 크게 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 불필요한 사이드 로브를 수반하는 일이 없는 빔을 형성할 수 있는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원을 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. a) 목적 파장에 대해서 투광성을 갖는 재료로 이루어진 기판과,
    b) 상기 기판의 하측에 마련한 활성층과,
    c) 상기 기판과 상기 활성층의 사이 또는 상기 활성층보다 하측에 마련한, 판 형상의 모재(母材)내에 모재와는 굴절률이 다른 영역(이하, "이굴절률 영역(異屈折率 領域)"이라 함)을 다수, 주기적으로 배치하여 이루어진, 상기 목적 파장의 광을 증폭하는 2차원 포토닉 결정과,
    d) 상기 2차원 포토닉 결정 및 상기 활성층보다 하측에 마련한 층으로서, 상기 층의 하면으로부터 상기 활성층까지의 거리가 상기 기판의 상면으로부터 상기 활성층까지의 거리보다 짧아지도록 마련한, 실장시에 외부의 부재와 접하는 실장층과,
    e) 상기 기판의 상면에 마련한, 상기 목적 파장의 레이저 광을 통과시키는 창(window)을 갖는 창 형상 전극과,
    f) 상기 실장층의 하면에 마련한, 상기 창을 포함한 상기 창 형상 전극보다 면적이 좁은 실장면 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 창을 포함한 상기 창 형상 전극의 면적과 상기 실장면 전극의 면적 비 율이 2:1 ~ 400:1 이고,
    상기 기판 상면으로부터 상기 활성층까지 거리와 상기 실장면 하면으로부터 활성층까지의 거리 비율이 2:1 ~ 400:1 인 것을 특징으로 하는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 이굴절률 영역이 정방 격자 형상으로 배치되고, 상기 정방 격자의 적어도 한 쪽의 축에 대해 상기 이굴절률 영역의 형상이 비대칭인 것을 특징으로 하는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 이굴절률 영역의 형상이 정삼각형인 것을 특징으로 하는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성층 및 상기 2차원 포토닉 결정으로 이루어진 레이저 발진부의 하측에, 상기 목적 파장의 레이저 광을 반사시키는 반사부를 구비하는 것을 특징으로 하는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 반사부가 상기 레이저 발진부와 상기 실장면 전극의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 실장층이 도전성 재료로 이루어지고, 상기 실장층의 하면의 일부 영역인 도전성 영역의 주위에 절연성 영역이 형성되어 있고,
    상기 실장면 전극이 상기 절연성 영역을 덮도록 마련되어 있고, 또 상기 목적 파장의 레이저 광을 반사하는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 절연성 영역이, 전기 저항을 높이기 위한 이온이 실장층에 주입되는 것에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원.
  9. 청구항 5 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 발진부로부터 출사하여 상기 반사부에 의해 반사되는 반사광과 상기 레이저 발진부로부터 상기 창 형상 전극측으로 출사하는 직접 출사광이 간섭에 의해 강해지도록, 상기 레이저 발진부와 상기 반사부의 거리가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 레이저 발진부와 상기 반사부의 거리가, 상기 레이저 발진부와 상기 반사부의 사이에 배치되는 하나 또는 복수의 거리 조정층에 의해 조정되고 있는 것을 특징으로 하는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성층이 InGaAs와 GaAs의 다중 양자 우물이고, 상기 기판이 n형의 GaAs인 것을 특징으로 하는 2차원 포토닉 결정 면발광 레이저 광원.
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