KR20220038333A - 발광 소자 및 측거 장치 - Google Patents

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KR20220038333A
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다카시 고바야시
가즈야 와카바야시
모토이 기무라
다츠야 오이와
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

수직 공진기형 면 발광 레이저 구조를 갖고, 원거리로의 광 조사에 적합한 발광 소자 및 측거 장치를 제공하는 것. 본 기술에 관한 발광 소자는, 복수의 발광부와, 제1 전극 단자와, 제2 전극 단자를 구비한다. 복수의 발광부는, 수직 공진기형 면 발광 레이저 소자이며, 제1 전극과 제2 전극을 구비하고, 제1 전극으로부터 제2 전극으로 흐르는 전류에 의해 발광하는 발광부가, 발광부로부터 출사되는 광의 광축에 수직인 방향을 따라서 1차원상 또는 2차원상으로 배열되어 있다. 제1 전극 단자는, 제1 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 전극 단자는, 제2 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 전극 단자로부터 복수의 발광부 중 하나의 발광부를 통과하여 제2 전극 단자에 이르는 전류 경로의 전기 저항은, 제1 전극 단자로부터 복수의 발광부 중 다른 발광부를 통과하여 제2 전극 단자에 이르는 전류 경로의 전기 저항과 다르다.

Description

발광 소자 및 측거 장치
본 기술은, 수직 공진기형 면 발광 레이저 구조를 갖는 발광 소자 및 측거 장치에 관한 것이다.
측거 방법의 하나로 공간 전반 시간 계측(Time of Flight; TOF)법이 있다. TOF법에서는, 발광부로부터 광을 출사하고, 측정 대상물에 의해 반사된 광을 검출기에 의해 검출함으로써, 측정 대상물의 3차원 형상을 계측할 수 있다.
예를 들어, 복수의 발광부로부터 출사된 광을 확산판으로 확산시켜 측정 대상 범위에 조사하고, 반사광을 2차원상으로 배열하는 수발광부를 구비하는 광 검출기로 검출하는 측거 방법이 알려져 있다. 이 측거 방법에서는, 출사광을 확산판으로 확산하기 때문에, 근거리를 광범위에 걸쳐 측정할 수 있지만, 원거리의 측정에는 부적합하다.
한편, 특허문헌 1에는, 복수의 발광부로부터 출사된 광을 렌즈로 콜리메이트(평행화)하고, 각각의 발광부로부터 출사된 광의 빔을 조사 범위 전체면에 조사하는 측거 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 출사광을 빔으로 하기 때문에, 원거리의 측정에 적합하다.
미국 특허 제2007/0181810호
그러나, 측정 대상물에서 반사된 광을 검출하는 검출기는, 검출기에 대하여 수직 방향으로부터 입사하는 광의 수광 감도는 높지만, 검출기에 대하여 경사 방향으로부터 입사하는 광의 수광 감도는 낮아진다고 하는 특성을 갖는다. 이 때문에, 측정 대상 범위 중, 주변부의 측거 정밀도가 저하된다는 문제가 있다.
이상과 같은 사정을 감안하여, 본 기술의 목적은, 수직 공진기형 면 발광 레이저 구조를 갖고, 원거리로의 광 조사에 적합한 발광 소자 및 측거 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 기술의 일 형태에 관한 발광 소자는, 복수의 발광부와, 제1 전극 단자와, 제2 전극 단자를 구비한다.
상기 복수의 발광부는, 수직 공진기형 면 발광 레이저 소자이며, 제1 전극과 제2 전극을 구비하고, 상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극으로 흐르는 전류에 의해 발광하는 발광부가, 상기 발광부로부터 출사되는 광의 광축에 수직인 방향을 따라서 1차원상 또는 2차원상으로 배열되어 있다.
상기 제1 전극 단자는, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속되어 있다.
상기 제2 전극 단자는, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속되어 있다.
상기 제1 전극 단자로부터 상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부를 통과하여 상기 제2 전극 단자에 이르는 전류 경로의 전기 저항은, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부를 통과하여 상기 제2 전극 단자에 이르는 전류 경로의 전기 저항과 다르다.
상기 발광 소자는, 상기 광축에 평행한 방향으로부터 보아, 상기 복수의 발광부 중 내측에 위치하는 발광부를 포함하는 중앙 영역과, 상기 복수의 발광부 중 외측에 위치하는 발광부를 포함하는 주변 영역을 갖고,
상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부를 통과하는 전류 경로의 전기 저항은, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부를 통과하는 전류 경로의 전기 저항보다 커도 된다.
상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 DBR(Distributed Bragg Reflector)층과, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 DBR층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치된 전류 협착층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치되며, 상기 전류 협착층에 의해 협착된 전류에 의해 발광하는 활성층을 갖고,
상기 전류 협착층은, 협착 영역과, 상기 협착 영역보다 도전성이 큰 주입 영역을 갖고,
상기 복수의 발광부는, 상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부의 사이에서 상기 주입 영역의 직경인 개구 직경이 다름으로써, 상기 전류 경로의 전기 저항이 달라도 된다.
상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 적어도 상기 제1 DBR층, 상기 전류 협착층 및 상기 활성층이 인접하는 발광부와의 사이에서 이격된 메사 구조를 갖고, 메사 직경이 다른 발광부와의 사이에서 다름으로써, 상기 개구 직경이 달라도 된다.
상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항은, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항과 달라도 된다.
상기 발광 소자는, 상기 광축에 평행한 방향으로부터 보아, 상기 복수의 발광부 중 내측에 위치하는 발광부를 포함하는 중앙 영역과, 상기 복수의 발광부 중 외측에 위치하는 발광부를 포함하는 주변 영역을 갖고,
상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항은, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항과 달라도 된다.
상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항은, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항보다 커도 된다.
상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 길이는, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 길이보다 길어도 된다.
상기 복수의 발광부는, 복수의 열상으로 배열되고, 각 열을 구성하는 상기 복수의 발광부는, 상기 제1 전극으로부터 연장되는 복수의 배선에 열마다 접속되어 있어도 된다.
상기 복수의 배선은, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 주변 영역을 통해 상기 중앙 영역으로 연장되는 배선과, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 주변 영역으로 연장되는 배선을 포함하고, 상기 중앙 영역으로 연장되는 배선과 상기 주변 영역으로 연장되는 배선은 전기 저항이 달라도 된다.
상기 주변 영역으로 연장되는 배선의 단면적은, 상기 중앙 영역으로 연장되는 배선의 단면적보다 커도 된다.
상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부가 구비하는 상기 제1 전극의 접촉 저항은, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부가 구비하는 상기 제1 전극의 접촉 저항과 달라도 된다.
상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 DBR층과, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 DBR층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치된 전류 협착층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치되며, 상기 전류 협착층에 의해 협착된 전류에 의해 발광하는 활성층을 갖고,
상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 적어도 상기 제1 DBR층, 상기 전류 협착층 및 상기 활성층이 인접하는 발광부와의 사이에서 분리 홈에 의해 이격된 메사 구조를 갖고,
상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부의 주위에 마련된 상기 분리 홈의 깊이는, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부의 주위에 마련된 상기 분리 홈의 깊이와 달라도 된다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 기술의 일 형태에 관한 발광 소자는, 복수의 발광부와, 제1 전극 단자와, 제2 전극 단자를 구비한다.
상기 복수의 발광부는, 수직 공진기형 면 발광 레이저 소자이며, 제1 전극과 제2 전극을 구비하고, 상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극으로 흐르는 전류에 의해 발광하는 발광부가, 상기 발광부로부터 출사되는 광의 광축에 수직인 방향을 따라서 1차원상 또는 2차원상으로 배열되어 있다.
상기 제1 전극 단자는, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속되어 있다.
상기 제2 전극 단자는, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속되어 있다.
상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부의 광 취출 효율은, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부의 광 취출 효율과 다르다.
상기 발광 소자는, 상기 광축에 평행한 방향으로부터 보아, 상기 복수의 발광부 중 내측에 위치하는 발광부를 포함하는 중앙 영역과, 상기 복수의 발광부 중 외측에 위치하는 발광부를 포함하는 주변 영역을 갖고,
상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부의 광 취출 효율은, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부의 광 취출 효율보다 작아도 된다.
상기 복수의 발광부의 각각의 광 출사면에는 표면 코팅층이 형성되고,
상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부의 상기 표면 코팅층의 두께는, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부의 상기 표면 코팅층의 두께와 달라도 된다.
상기 복수의 발광부의 각각의 광 출사면에는, 제1 영역과, 상기 제1 영역과는 광학 특성이 다른 제2 영역을 갖는 표면 코팅층이 마련되고,
상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부에 있어서의 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계 위치는, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부에 있어서의 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계 위치와 달라도 된다.
상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 DBR층과, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 DBR층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치된 전류 협착층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치되며, 상기 전류 협착층에 의해 협착된 전류에 의해 발광하는 활성층을 갖고,
상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부의 상기 제1 DBR층 및 상기 제2 DBR층의 반사율은, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부의 상기 제1 DBR층 및 상기 제2 DBR층의 반사율과 달라도 된다.
상기 중앙 영역으로부터 상기 주변 영역에 걸쳐, 상기 복수의 발광부에 의한 발광 강도 분포는 cosθ의 n승으로 표시되는 형상이어도 된다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 기술의 일 형태에 관한 측거 장치는, 발광 유닛과, 수광 유닛과 측거 연산부를 구비한다.
상기 발광 유닛은, 수직 공진기형 면 발광 레이저 소자이며, 제1 전극과 제2 전극을 구비하고, 상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극으로 흐르는 전류에 의해 발광하는 발광부가, 상기 발광부로부터 출사되는 광의 광축에 수직인 방향을 따라서 1차원상 또는 2차원상으로 배열되는 복수의 발광부와, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 전극 단자와, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 전극 단자를 구비하고, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부를 통과하여 상기 제2 전극 단자에 이르는 전류 경로의 전기 저항은, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부를 통과하여 상기 제2 전극 단자에 이르는 전류 경로의 전기 저항과 다른 발광 소자를 구비한다.
상기 수광 유닛은, 상기 발광 유닛으로부터 출사된 광의 반사광을 검출한다.
상기 측거 연산부는, 상기 수광 유닛의 검출 결과에 기초하여 측정 대상과의 거리를 산출한다.
도 1은 본 기술의 실시 형태에 관한 측거 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 상기 측거 장치가 구비하는 발광 유닛 및 수광 유닛과 측정 대상의 위치 관계를 도시하는 모식도이다.
도 3은 상기 발광 유닛의 모식도이다.
도 4는 상기 발광 유닛이 구비하는 발광 소자의 사시도이다.
도 5는 상기 발광 소자로부터 출사되는 광을 도시하는 모식도이다.
도 6은 상기 발광 소자의 단면도이다.
도 7은 상기 발광 소자의 일부 구성의 단면도이다.
도 8은 상기 발광 소자가 구비하는 발광부의 평면도이다.
도 9는 상기 발광 소자가 구비하는 애노드를 도시하는 평면도이다.
도 10은 상기 발광 소자가 구비하는 캐소드를 도시하는 평면도이다.
도 11은 상기 측거 장치에 있어서의 수광 유닛에 대한 반사광의 입사 각도를 도시하는 모식도이다.
도 12는 상기 발광 소자에 있어서의 영역(이차원상)을 도시하는 모식도이다.
도 13은 상기 발광 소자에 있어서의 영역(일차원상)을 도시하는 모식도이다.
도 14는 상기 발광 소자에 있어서의 하나의 발광부의 등가 회로를 도시하는 회로도이다.
도 15는 상기 발광 소자에 있어서의 각 영역의 발광부의 등가 회로를 도시하는 회로도이다.
도 16은 상기 발광 소자가 구비하는 발광부의 개구 직경을 도시하는 모식도이다.
도 17은 상기 발광부의 개구 직경에 의한 전류와 전압의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 18은 상기 발광부의 개구 직경에 의한 전류와 광 출력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 19는 상기 발광부의 개구 직경에 의한 전압과 광 출력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 20은 상기 발광부의, 각 영역에 있어서의 개구 직경을 도시하는 모식도이다.
도 21은 상기 발광부의, 협착 영역의 폭에 의한 개구 직경의 차이를 도시하는 모식도이다.
도 22는 상기 발광부의, 메사 직경에 의한 개구 직경의 차이를 도시하는 모식도이다.
도 23은 상기 발광 소자에 있어서의, 애노드와 각 발광부를 접속하는 배선을 도시하는 평면도이다.
도 24는 상기 발광 소자에 있어서의, 각 영역의 발광부의 배선 저항을 추가한 등가 회로를 도시하는 회로도이다.
도 25는 상기 발광 소자에 있어서의, 애노드와 각 발광부를 접속하는 배선을 도시하는 평면도이다.
도 26은 상기 발광부의, p 전극의 접촉 면적 및 분리 홈 깊이를 도시하는 모식도이다.
도 27은 상기 발광부의 광 출사면에 있어서의 표면 코팅층의 두께를 도시하는 모식도이다.
도 28은 상기 표면 코팅층의 두께에 의한, 전류와 광 출력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 29는 상기 발광부의 광 출사면에 있어서의 표면 코팅층의 영역의 경계 위치를 도시하는 모식도이다.
도 30은 상기 발광부의 광 출사면에 있어서의 표면 코팅층의 영역의 경계 위치를 도시하는 모식도이다.
도 31은 상기 발광 소자의 발광 강도 분포(cos- 1θ: 곡선상)를 나타내는 그래프이다.
도 32는 상기 발광 소자의 발광 강도 분포(cos- 3θ: 곡선상)를 나타내는 그래프이다.
도 33은 상기 발광 소자의 발광 강도 분포(cos- 5θ: 곡선상)를 나타내는 그래프이다.
도 34는 상기 발광 소자의 발광 강도 분포(cos- 7θ: 곡선상)를 나타내는 그래프이다.
도 35는 상기 발광 소자의 발광 강도 분포(cos- 1θ: 스텝상)를 나타내는 그래프이다.
도 36은 상기 발광 소자의 발광 강도 분포(cos- 3θ: 스텝상)를 나타내는 그래프이다.
도 37은 상기 발광 소자의 발광 강도 분포(cos- 5θ: 스텝상)를 나타내는 그래프이다.
도 38은 상기 발광 소자의 발광 강도 분포(cos- 7θ: 스텝상)를 나타내는 그래프이다.
본 기술의 실시 형태에 관한 측거 장치에 대하여 설명한다.
[측거 장치의 구성]
도 1은 본 실시 형태에 관한 측거 장치(100)의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 측거 장치(100)는, 발광 유닛(101), 발광 제어부(102), 수광 유닛(103) 및 측거 연산부(104)를 구비한다.
발광 유닛(101)은, 주기적으로 밝기가 변동되는 조사광 LI를 측정 대상 P에 대하여 조사한다. 발광 유닛(101)은, 발광 제어부(102)로부터 발광 제어 신호 S가 공급되면, 발광 제어 신호 S에 동기하여 조사광 LI를 발생시킨다. 발광 유닛(101)의 구성에 대해서는 후술한다.
발광 제어부(102)는, 발광 유닛(101)의 발광을 제어한다. 발광 제어부(102)는, 발광 제어 신호 S를 생성하여, 발광 유닛(101) 및 수광 유닛(103)에 공급한다. 발광 제어 신호 S는 예를 들어 주파수 100㎒의 구형파로 할 수 있다.
수광 유닛(103)은, 조사광 LI가 측정 대상 P에 의해 반사된 반사광 LR을 수광하여, 수광량을 검출한다. 수광 유닛(103)은, 수직 동기 신호를 수신하고, 수직 동기 신호의 주기가 경과할 때마다, 그 주기 내의 수광량을 검출할 수 있다. 수직 동기 신호는 예를 들어 60Hz의 주기 신호이다. 수광 유닛(103)은, 2차원 격자상으로 배열된 수광 소자를 구비하고, 각 수광 소자의 수광량에 따른 화상 데이터 G를 측거 연산부(104)에 공급한다.
측거 연산부(104)는, 수광 유닛(103)으로부터 공급된 화상 데이터 G에 기초하여, 수광 유닛(103)으로부터 측정 대상 P까지의 거리를 산출한다. 측거 연산부(104)는, 수광 소자마다 측정 대상 P와의 거리를 계조값으로 나타내는 뎁스맵 M을 생성할 수 있다.
도 2는 발광 유닛(101), 수광 유닛(103) 및 측정 대상 P의 위치 관계를 도시하는 모식도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 발광 유닛(101)과 수광 유닛(103)은 인접하여 배치되고, 발광 유닛(101)과 수광 유닛(103)의 거리는 예를 들어 수㎜ 정도이다. 발광 유닛(101) 및 수광 유닛(103)과 측정 대상 P의 거리는 수십㎝ 내지 수m 정도로 할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 발광 유닛(101)은, 조사광 LI를 원거리로 조사하는 것이 가능하여, 원거리의 측거가 가능하다.
이하, 도 2에 도시한 바와 같이, 조사광 LI의 광축 방향을 Z 방향으로 하고, Z 방향에 수직 또한 서로 수직인 방향을 각각 X 방향 및 Y 방향으로 한다.
[발광 유닛의 구성]
도 3은 발광 유닛(101)의 구성을 도시하는 모식도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 발광 유닛(101)은, 발광 소자(111), 발광 소자 지지부(112), 기부(113), 콜리메이터 렌즈(114) 및 렌즈 지지부(115)를 구비한다.
발광 소자(111)는, 복수의 발광부를 구비한다. 도 4는 발광 소자(111)의 사시도이다. 도 4에 도시한 바와 같이 발광 소자(111)에는 광축 방향(Z 방향)에 수직인 방향(X-Y 방향)을 따라서 2차원상으로 배열된 복수의 발광부(111a)가 마련되어 있다. 또한, 발광부(111a)는 X-Y 평면 상의 일방향을 따라서 일렬로 배열되며, 즉 1차원상으로 배열된 것이어도 된다.
발광 소자(111)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 발광 소자 지지부(112)를 통해 기부(113)에 고정되어 있다. 콜리메이터 렌즈(114)는, 렌즈 지지부(115)에 의해 지지되며, 출사광 LI를 콜리메이트(평행화)한다.
도 5는 발광 유닛(101)으로부터 출사되는 조사광 LI를 도시하는 모식도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 조사광 LI는 각 발광부(111a)로부터 출사되면, 콜리메이터 렌즈(114)에 의해 콜리메이트되어, 빔화된다. 조사광 LI를 빔화함으로써, 조사광 LI를 원거리까지 도달시키는 것이 가능하다. 또한, 콜리메이터 렌즈(114)의 주변부를 통과하는 광빔은, 콜리메이터 렌즈(114)를 통과함으로써 광빔의 방향이 기울고, 이에 의해 광범위로의 조사가 가능해진다.
또한, 발광 유닛(101)의 구성은 여기에 나타내는 것에 한하지 않는다. 예를 들어, 콜리메이터 렌즈(114)의 끝에 회절 격자(DOE: Diffractive Optical Element)를 배치하여 조사광 LI를 회절시켜, 타일링시켜도 된다. 이에 의해, 조사 스폿수를 증가시켜, 조사 범위를 더욱 확대하는 것이 가능하다.
[발광 소자의 구성]
발광 소자(111)가 구비하는 복수의 발광부(111a)는 각각이 수직 공진기형 면 발광 레이저(VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 소자이다. 도 6은 발광 소자(111)의 일부의 단면도이며, 3개의 발광부(111a)를 나타낸다. 도 7은 3개의 발광부(111a)의 단면도이며, 일부 구성의 도시를 생략하고 있다.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 발광 소자(111)는, 기판(121), n-DBR층(122), n-클래드층(123), 활성층(124), p-클래드층(125), 전류 협착층(126), p-DBR층(127), 콘택트층(128), 절연층(129), p 전극(130) 및 n 전극(131)을 구비한다.
기판(121)은 발광 소자(111)의 각 층을 지지한다. 기판(121)은, 예를 들어 n-Gas 기판으로 할 수 있지만 다른 재료를 포함하는 것이어도 된다.
n-DBR층(122)은, 기판(121) 상에 마련되며, 파장 λ의 광을 반사하는 DBR(Distributed Bragg Reflector: 분포 브래그 반사경)로서 기능한다. n-DBR층(122)은, p-DBR층(127)과 함께 레이저 발진을 위한 공진기를 구성한다.
n-DBR층(122)은, 저굴절률층과 고굴절률층을 교호로 복수 적층한 것으로 할 수 있다. 저굴절률층은 예를 들어 n형 Alx1Ga1 - X1As(0<X1<1)를 포함하고, 고굴절률층은 예를 들어 n형 Alx2Ga1-x2As(0<X2<X1)를 포함한다.
n-클래드층(123)은, n-DBR층(122) 상에 적층되며, 광 및 전류를 활성층(124)에 가두는 층이다. n-클래드층(123)은 예를 들어, n형 Alx3Ga1 - x3As(0<X3<1)를 포함한다.
활성층(124)은, n-클래드층(123) 상에 마련되며, 자연 방출광의 방출 및 증폭을 행한다. 활성층(124)은 예를 들어, 언도프의 InX4Ga1 - X4As 또는 Alx4Ga1 -x4As(0<X4<1)를 포함한다.
p-클래드층(125)은, 활성층(124) 상에 마련되며, 광 및 전류를 활성층(124)에 가두는 층이다. p-클래드층(125)은 예를 들어, p형 Alx5Ga1 - x5As(0<X5<1)를 포함한다.
전류 협착층(126)은, p-클래드층(125) 상에 마련되며, 전류에 협착 작용을 부여한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 전류 협착층(126)은 협착 영역(126a)과 주입 영역(126b)을 구비한다. 협착 영역(126a)은 예를 들어 산화된 AlAs 등을 포함하고, 도전성 및 굴절률이 작고, 광 가둠 영역으로서 기능한다. 주입 영역(126b)은, 예를 들어 산화되지 않은 AlAs 등을 포함하고, 협착 영역(126a)보다 도전성이 큰 영역이다.
p-DBR층(127)은 전류 협착층(126) 상에 마련되며, 파장 λ의 광을 반사하는 DBR으로서 기능한다. p-DBR층(127)은, n-DBR층(122)과 함께 레이저 발진을 위한 공진기를 구성한다.
p-DBR층(127)은, 저굴절률층과 고굴절률층을 교호로 복수 적층한 것으로 할 수 있다. 저굴절률층은 예를 들어 p형 Alx1Ga1 - X6As(0<X6<1)를 포함하고, 고굴절률층은 예를 들어 p형 Alx7Ga1-x7As(0<X7<X6)를 포함한다.
콘택트층(128)은, p-DBR층(127) 상에 마련되며, p 전극(131)이 접합되는 층이다. 콘택트층(128)은 예를 들어, p형 GaAs 또는 p형 Alx8Ga1 - x8As(0<X8<1)를 포함한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 발광부(111a)는, n-DBR층(122)의 일부, n-클래드층(123), 활성층(124), p-클래드층(125), 전류 협착층(126), p-DBR층(127) 및 콘택트층(128)이 분리 홈 C에 의해 인접하는 발광부(111a)로부터 이격되어 구성되며, 메사(MESA: 다이상 형상) 구조를 형성하고 있다.
절연층(129)은, 도 6에 도시한 바와 같이 분리 홈 C의 내주면에 형성되어, 인접하는 발광부(111a)의 사이를 절연한다. 절연층(129)은 예를 들어 SiO2를 포함한다.
p 전극(130)은, 콘택트층(128) 및 절연층(129) 상에 형성되며, 각 발광부(111a)의 p 전극으로서 기능한다. p 전극(130)은 임의의 도전성 재료를 포함한다.
n 전극(131)은, 기판(121) 상에 형성되며, 각 발광부(111a)의 n 전극으로서 기능한다. n 전극(131)은 임의의 도전성 재료를 포함한다.
도 8은 하나의 발광부(111a)를 광 출사 방향(Z 방향)으로부터 본 도면이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 콘택트층(128)의 표면 중 주변 부분은 p 전극(130)에 의해 피복되어 있다. 또한 콘택트층(128)의 표면 중 중앙 부분은 p 전극(130)에 의해 피복되어 있지 않고, 발광부(111a)에 의해 생성된 레이저광이 출사되는 면이 된다. 도 6 및 도 8에 도시한 바와 같이, 이하, 이 면을 「광 출사면 H」라 한다. 또한, 광 출사면 H에는, 후술하는 바와 같이 광학 특성을 제어하기 위한 표면 코팅층이 마련되어도 된다.
도 9는 발광 소자(111)의 표면의 평면도이다. 도 9에 도시한 바와 같이, 발광 소자(111)의 표면의 양단부에는 「제1 전극 단자」로서 애노드(141)가 마련되어 있다. 애노드(141)는, 발광 소자(111)의 구동원이 와이어 본딩에 의해 접속되는 부분이며, 각 발광부(111a)가 구비하는 p 전극(130)이 접속된다. 애노드(141)의 구성은 도 9에 도시한 것에 한하지 않고, 구동원과 p 전극(130)을 전기적으로 접속 가능한 것이면 된다.
도 10은 발광 소자(111)의 이면의 평면도이다. 도 10에 도시한 바와 같이, 발광 소자(111)의 이면에는 「제2 전극 단자」로서 캐소드(151)가 마련되어 있다. 캐소드(151)는, 발광 소자(111)의 접지 배선이 땜납 접속이나 도전성 페이스트에 의해 접속되는 부분이며, 각 발광부(111a)가 구비하는 n 전극(131)이 접속된다. 캐소드(151)의 구성은 도 10에 도시한 것에 한하지 않고, 발광 소자(111)의 접지와 n 전극(131)을 전기적으로 접속 가능한 것이면 된다.
발광 소자(111)는 이상과 같은 구성을 갖는다. 또한, 발광 소자(111)의 구성은 여기에 나타내는 것에 한하지 않고, 각 발광부(111a)가 VCSEL로서 기능하는 것이면 된다. 예를 들어 발광 소자(111)는, 발광 방향이 기판 방향으로 되어 있는 VCSEL, 소위 이면 출사형 VCSEL이어도 된다.
[발광 소자의 동작]
애노드(141)와 캐소드(151) 사이에 전압을 인가하면, 각 발광부(111a)에 있어서 p 전극(130)으로부터 n 전극(131)에 전류가 흐른다. 전류는 전류 협착층(126)에 의한 협착 작용을 받아, 주입 영역(126b)에 주입된다.
이 주입 전류에 의해 활성층(124) 중 주입 영역(126b)에 근접하는 영역에 있어서 자연 방출광이 발생한다. 자연 방출광은 발광 소자(111)의 적층 방향(Z 방향)으로 진행하여, n-DBR층(122) 및 p-DBR층(127)에 의해 반사된다.
n-DBR층(122) 및 p-DBR층(127)은 발진 파장 λ를 갖는 광을 반사하도록 구성되어 있다. 자연 방출광 중 발진 파장 λ의 성분은 n-DBR층(122) 및 p-DBR층(127) 사이에서 정재파를 형성하고, 활성층(124)에 의해 증폭된다.
주입 전류가 역치를 초과하면 정재파를 형성하는 광이 레이저 발진하여, p-클래드층(125), 전류 협착층(126), p-DBR층(127) 및 콘택트층(128)을 투과하여 광 출사면 H로부터 출사된다. 이에 의해, 각 발광부(111a)로부터 Z축 방향을 광축 방향으로 하는 광이 출사되고, 발광 유닛(101)으로부터 Z축 방향을 광축 방향으로 하는 광 LI가 출사된다(도 5 참조).
[발광 강도 분포에 대하여]
측거 장치(100)에서는 상술한 바와 같이, 발광 유닛(101)으로부터 조사광 LI가 출사되고, 측정 대상 P에 의한 반사광 LR을 수광 유닛(103)이 수광함으로써 측정 대상 P까지의 거리가 측정된다. 도 11은 반사광 LR의 입사 각도를 도시하는 모식도이다.
본 실시 형태에 관한 발광 소자(111)는, 각 발광부(111a)로부터 방출되는 조사광 LI의 강도(이하, 발광 강도)가 균일하지 않고, 소정의 발광 강도 분포를 갖도록 구성되어 있다. 만약 각 발광부(111a)의 발광 강도가 균일한 경우, 콜리메이터 렌즈(114)에 의해 형성되는 조사 스폿의 밝기도 균일해진다.
여기서, 수광 유닛(103)은, 광화각 영역으로부터 입사하는 광(도 11 중, 반사광 LR1)의 수광 감도가, 협화각 영역으로부터 입사하는 광(도 11 중, 반사광 LR2)의 수광 감도보다 낮아지는 특성을 갖는다. 따라서, 조사 스폿의 밝기가 균일한 경우, 측정 대상 범위 중, 주변 영역의 측거 정밀도가 저하될 우려가 있다.
도 12는 본 실시 형태에 관한 발광 소자(111)를, 출사광의 광축에 평행한 방향(Z 방향)으로부터 본 평면도이다. 도 12에 도시한 바와 같이, 발광 소자(111)의 표면을 복수의 영역으로 구분하고, 제1 영역 A1, 제2 영역 A2 및 제3 영역 A3으로 한다.
제1 영역 A1은 복수의 발광부(111a) 중 내측에 위치하는 발광부(111a)를 포함하고, 발광 소자(111)의 중앙부에 위치하는 영역이다. 제3 영역 A3은 복수의 발광부(111a) 중 외측에 위치하는 발광부(111a)를 포함하고, 발광 소자(111)의 주변부에 위치하는 영역이다. 제2 영역 A2는 제1 영역 A1과 제3 영역 A3 사이의 영역이며, 제1 영역 A1과 제3 영역 A3 사이에 위치하는 발광부(111a)를 포함한다.
발광 소자(111)에서는, 후술하는 바와 같이, 제3 영역 A3의 발광 강도가 가장 크고, 다음으로 제2 영역 A2의 발광 강도가 크고, 제1 영역 A1 발광 강도가 가장 작아지도록 구성되어 있다. 이에 의해, 수광 유닛(103)에 광화각 영역으로부터 입사하는 광(도 11 중, 반사광 LR1)의 수광 감도의 감소를 보충하여, 측정 대상 범위 중 주변 영역의 측거 정밀도의 저하를 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 도 12에서는, X 방향 및 Y 방향의 2방향을 따라서, 즉 2차원상으로 제1 영역 A1 내지 제3 영역 A3이 분포하는 것으로 하였지만, 제1 영역 A1 내지 제3 영역 A3은 X 방향만을 따라서, 즉 1차원상으로 제1 영역 A1 내지 제3 영역 A3이 분포하는 것이어도 된다.
도 13은 1차원상으로 분포하는 제1 영역 A1 내지 제3 영역 A3을 도시하는 평면도이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 제1 영역 A1은 발광 소자(111)의 중앙부에 위치하는 영역이며, 제3 영역 A3은 발광 소자(111)의 주변부에, 제2 영역 A2는 제1 영역 A1과 제3 영역 A3 사이에 위치하는 영역으로 할 수 있다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 제1 영역 A1에 포함되는 발광부(111a)를 제1 발광부(111a1), 제2 영역 A2에 포함되는 발광부(111a)를 제2 발광부(111a2), 제3 영역 A3에 포함되는 발광부(111a)를 제3 발광부(111a3)로 한다. 제1 발광부(111a1), 제2 발광부(111a2) 및 제3 발광부(111a3)의 수는 특별히 한정되지 않는다.
제1 영역 A1 내지 제3 영역 A3 사이에서 발광부(111a)의 발광 강도에 차이를 발생시키기 위해, 발광 소자(111)는 이하와 같은 구성을 갖는다. 또한, 영역의 분할수는, 이 예에 한정되는 것은 아니다.
<1. 전기 저항에 의한 발광 강도의 차이에 대하여>
상기한 바와 같이, 각 발광부(111a)는, 애노드(141) 및 캐소드(151)에 전기적으로 접속되며, 애노드(141)와 캐소드(151) 사이는, 애노드(141)로부터 각 발광부(111a)를 통과하여, 캐소드(151)에 이르는 전류 경로가 형성된다.
도 14는 하나의 발광부(111a)에 있어서의 전류 경로의 등가 회로를 도시하는 회로도이다. 도 14에 있어서 Vcc(전원 전위)는 애노드(141)의 전위이며, GND(접지 전위)는 캐소드(151)의 전위이다. 저항 Rf는, 발광부(111a)와 애노드(141) 사이의 저항이며, 저항 Rb는, 발광부(111a)와 캐소드(151) 사이의 저항이다. 도 14에 도시한 바와 같이, 애노드(141)로부터 발광부(111a)를 통과하여 캐소드(151)에 이르는 전류 경로를 전류 경로 E라 하고, 전류 경로 E의 저항을 경로 저항 RE라 한다.
도 15는 제1 발광부(111a1), 제2 발광부(111a2) 및 제3 발광부(111a3)의 전류 경로의 등가 회로를 도시하는 회로도이다. 도 15에 도시한 바와 같이, 애노드(141)로부터 제1 발광부(111a1)를 통과하여 캐소드(151)에 이르는 전류 경로를 제1 전류 경로 E1이라 하고, 마찬가지로 제2 발광부(111a2)를 통과하는 전류 경로를 제2 전류 경로 E2, 제3 발광부(111a3)를 통과하는 전류 경로를 제3 전류 경로 E3이라 한다.
도 15에 도시한 바와 같이, 제1 전류 경로 E1에 있어서의 저항 Rf를 저항 Rf1이라 하고, 제2 전류 경로 E2에 있어서의 저항 Rf를 저항 Rf2, 제3 전류 경로 E3에 있어서의 저항 Rf를 저항 Rf3이라 한다. 또한, 제1 전류 경로 E1에 있어서의 저항 Rb를 저항 Rb1이라 하고, 제2 전류 경로 E2에 있어서의 저항 Rb를 저항 Rb2, 제3 전류 경로 E3에 있어서의 저항 Rb를 저항 Rb3이라 한다.
제1 전류 경로 E1의 전체의 저항은 저항 Rf1과 저항 Rb1의 합이며, 제2 전류 경로 E2의 전체의 저항은 저항 Rf2와 저항 Rb2의 합이다. 제3 전류 경로 E3의 전체의 저항은, 저항 Rf3과 저항 Rb3의 합이다. 이하, 제1 전류 경로 E1의 전체의 저항을 제1 경로 저항 RE1이라 하고, 제2 전류 경로 E2의 전체의 저항을 제2 경로 저항 RE2, 제3 전류 경로 E3의 전체의 저항을 제3 경로 저항 RE3이라 한다.
발광 소자(111)에서는, 발광 소자(111)의 표면에 있어서 중앙에 위치하는 영역일수록, 영역 내의 전류 경로의 저항이 커지도록 구성되어 있다. 즉, 제1 경로 저항 RE1, 제2 경로 저항 RE2 및 제3 경로 저항 RE3은 서로 다르고, 제1 경로 저항 RE1은 제2 경로 저항 RE2보다 크고, 제2 경로 저항 RE2는 제3 경로 저항 RE3보다 커지도록 구성되어 있다.
경로 저항 RE가 작은 전류 경로일수록 흐르는 전류가 많아져, 발광부(111a)의 발광 강도가 커지기 때문에, 제3 발광부(111a3)는 가장 발광 강도가 커지고, 다음으로 제2 발광부(111a2)의 발광 강도가 크고, 제1 발광부(111a1)의 발광 강도는 가장 작아진다.
이에 의해, 수광 유닛(103)에 광화각 영역으로부터 입사하는 광(도 11 중, 반사광 LR1)의 수광 감도의 저하를 보충하여, 측정 대상 범위 중 주변 영역의 측거 정밀도의 저하를 방지할 수 있다.
제1 경로 저항 RR1, 제2 경로 저항 RE2 및 제3 경로 저항 RE3에 차이를 발생시키는 구체적 방법에 대하여, 이하에 설명한다.
{1-1. 0A 직경에 의한 경로 저항의 제어}
발광 소자(111)에서는, 각 발광부(111a)의 개구 직경(OA(Optical Aperture) 직경)에 의해 발광부(111a)의 내부 저항을 제어하여, 전류 경로의 저항에 차이를 발생시킬 수 있다.
도 16은 발광부(111a)의 일부 구성의 단면도이며, OA 직경 D를 도시하는 도면이다. 도 16에 도시한 바와 같이, OA 직경 D는, 전류 협착층(126)에 있어서의 주입 영역(126b)의 직경이다. 상술한 바와 같이 발광부(111a)에서는, 발광부(111a)에 인가된 전류는 주입 영역(126b)에 주입되고, 활성층(124) 중 주입 영역(126b)에 근접하는 영역에 있어서 자연 방출광이 발생된다. 즉, 주입 영역(126b)은 광학 개구(Optical Aperture)로서 기능한다.
도 17은 발광부(111a)의 OA 직경마다의 전압과 전류의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 17에 화살표로 나타낸 바와 같이, OA 직경이 커짐에 따라서, 동량의 전류를 흘리기 위해 필요한 전압은 작아진다.
도 18은 발광부(111a)의 OA 직경마다의 전류와 광 출력의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 18에 화살표로 나타낸 바와 같이, OA 직경이 커짐에 따라서 포화 광 출력은 커지는 것, 포화 광 출력보다 작은 광 출력에서는 OA 직경에 의존하지 않고, 동일한 전류에서의 광 출력은 거의 동일해진다.
도 19는 발광부(111a)의 OA 직경마다의 전압과 광 출력의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 19에 화살표로 나타낸 바와 같이, OA 직경이 커짐에 따라서, 동일한 전압에서의 광 출력은 증대된다.
따라서, 발광 소자(111)에서는 제1 영역 A1 내지 제3 영역 A3의 영역마다 발광부(111a)의 OA 직경을 다른 것으로 함으로써, 전압에 의한 전류의 흐르기 어려움, 즉 발광부(111a)의 저항을 제어하여, 경로 저항 RE에 차이를 발생시키는 것이 가능하다.
구체적으로는, 제3 발광부(111a3)의 OA 직경을 가장 크게 하고, 다음으로 제2 발광부(111a2)의 OA 직경을 크게 하고, 제1 발광부(111a1)의 OA 직경을 가장 작게 한다. 도 20은 제1 발광부(111a1) 내지 제3 발광부(111a3)의 OA 직경 D를 도시하는 모식도이다. 도 20에 도시한 바와 같이, 제3 발광부(111a3)의 OA 직경 D3은 제2 발광부(111a2)의 OA 직경 D2보다 크고, 제2 발광부(111a2)의 OA 직경 D2는 제1 발광부(111a1)의 OA 직경 D1보다 크다. 예를 들어, OA 직경 D3은 9㎛, OA 직경 D2는 8㎛, OA 직경 D1은 7㎛로 할 수 있다.
이에 의해, 제1 경로 저항 RE1이 가장 크고, 다음으로 제2 경로 저항 RE2가 크고, 제3 경로 저항 RE3이 가장 작아지고, 따라서, 제3 발광부(111a3)의 발광 강도가 가장 크고, 다음으로 제2 발광부(111a2)의 발광 강도가 크고, 제1 발광부(111a1)의 발광 강도가 가장 작아진다.
발광부(111a)의 사이에서 OA 직경에 차이를 발생시키는 방법으로서, 하나로는 협착 영역(126a)의 메사 외주로부터의 폭을 변경하는 방법이 있다. 도 21은 협착 영역(126a)의 폭의 차이를 도시하는 모식도이다. 도 21에 도시한 바와 같이, 제1 발광부(111a1)의 협착 영역(126a)의 폭을 폭 Wa1이라 하고, 제2 발광부(111a2)의 협착 영역(126a)의 폭을 폭 Wa2라 하고, 제3 발광부(111a3)의 협착 영역(126a)의 폭을 폭 Wa3이라 한다.
또한, 각 발광부(111a)를 형성하는 메사의 폭 Wb는 동일하다. 여기서, 폭 Wa3을 폭 Wa2보다 작게 하고, 폭 Wa2를 폭 Wa1보다 작게 함으로써, OA 직경 D3을 가장 크게, OA 직경 D1을 가장 작게 할 수 있다.
협착 영역(126a)은, 전류 협착층(126)이 되는 층의 적층 후에 산화 처리를 행함으로써 형성하는 것이 가능하지만, 이때, 산화 처리 시간 혹은 다른 산화 처리 조건을 조정함으로써, 제1 영역 A1 내지 제3 영역 A3 사이에서 협착 영역(126a)의 폭을 변경하는 것이 가능하다.
또한, 발광부(111a)의 사이에서 OA 직경에 차이를 발생시키는 다른 방법으로서, 메사의 직경(이하, 메사 직경)을 변경하는 방법이 있다. 도 22는 메사 직경의 차이를 도시하는 모식도이다. 도 22에 도시한 바와 같이, 제1 발광부(111a1)의 메사 직경을 직경 Wb1이라 하고, 제2 발광부(111a2)의 메사 직경을 직경 Wb2라 하고, 제3 발광부(111a3)의 메사 직경을 직경 Wb3이라 한다.
또한, 각 발광부(111a)의 협착 영역(126a)의 폭 Wa는 동일하다. 여기서, 직경 Wb3을 직경 Wb2보다 크게 하고, 직경 Wb2를 직경 Wb1보다 크게 함으로써, OA 직경 D3을 가장 크게, OA 직경 D1을 가장 작게 할 수 있다.
메사의 직경은 분리 홈 C(도 7 참조)의 형성 위치나 폭에 의해 조정하는 것이 가능하다. 이 방법에서는, 제1 영역 A1 내지 제3 영역 A3 사이에서 협착 영역(126a)의 폭 Wa를 동일하게 하면서, OA 직경을 변화시키는 것이 가능하기 때문에, 협착 영역(126a)을 형성하기 위한 산화 처리를 제1 영역 A1 내지 제3 영역 A3 사이에서 동일 조건으로 하는 것이 가능하다.
또한, 협착 영역(126a)의 폭 Wa와 메사 직경 Wb의 양쪽을 변경하여, 제1 영역 A1 내지 제3 영역 A3 사이에서 발광부(111a)의 OA 직경에 차이를 발생시키는 것도 가능하다.
{1-2. 배선 저항에 의한 경로 저항의 제어]
발광 소자(111)에서는, 각 발광부(111a)가 구비하는 p 전극(130)과 애노드(141)의 접속을, 전체면을 균일하게 덮는 전극이 아니라, 예를 들어 열상으로 분리된 배선 전극 구조로 하여, 그 배선의 전기 저항에 의해, 제1 경로 저항 RR1, 제2 경로 저항 RE2 및 제3 경로 저항 RE3에 차이를 발생시키는 것도 가능하다.
도 23은 발광부(111a)와 발광 소자(111)의 양단의 애노드(141)를 접속하는 배선 L을 도시하는 모식도이다. 도 23에 도시한 바와 같이, 발광부(111a)는 X 방향을 따라서 복수의 열상으로 배열되어 있다. 양단의 애노드(141)로부터는 X 방향을 따라서 복수개의 배선 L이 연신되고, 발광부(111a)는 열마다 직렬적으로 배선 L에 접속되어 있다. 또한 배선 L은, 도 6에 있어서 발광부(111a)의 사이에 형성되어 있는 p 전극(130)으로 할 수 있지만, p 전극(130)과는 다른 도전성 부재여도 된다.
이 구성에 있어서는, 제1 영역 A1, 제2 영역 A2, 제3 영역 A3을 도 13에 도시한 바와 같이 1차원상의 배치로 하였을 때 제3 영역 A3의 발광 강도를 가장 크게, 제1 영역 A1의 발광 강도를 가장 작게 할 수 있다. 도 23에 도시한 바와 같이, 각 배선 L에 있어서, 애노드(141)와 제2 영역 A2 사이의 배선 L을 배선부 La라 하고, 제1 영역 A1과 제3 영역 A3 사이의 배선 L을 배선부 Lb라 한다. 또한, 제2 영역 A2 간의 배선을 배선부 Lc라 한다.
배선 L은 도전성 재료를 포함하지만, 약간의 저항을 갖는다. 이하, 배선부 La의 저항을 저항 RLa라 하고, 배선부 Lb의 저항을 저항 RLb라 한다.
도 24는 이 발광 소자(111)의 회로도이다. 도 24에 도시한 바와 같이, 제3 전류 경로 E3의 저항인 제3 경로 저항 RE3은, 저항 Rf3 및 저항 Rb3의 합이다. 한편, 제2 전류 경로 E2의 저항인 제2 경로 저항 RE2는, 애노드(141)로부터 제2 발광부(111a2) 사이의 전류 경로에 배선부 La가 존재하기 때문에, 저항 RLa, 저항 Rf2 및 저항 Rb2의 합이 된다.
또한, 제1 전류 경로 E1의 저항인 제1 경로 저항 RE1은, 애노드(141)로부터 제1 발광부(111a1) 사이의 전류 경로에 배선부 La 및 배선부 Lb가 존재하기 때문에, 저항 RLa, 저항 Rf2 및 저항 Rb2의 합이 된다.
이와 같이, 양단의 애노드(141)에 근접하는 제3 발광부(111a3)는 애노드(141)와의 사이의 배선 L이 짧아, 제3 경로 저항 RE3은 작아진다. 한편, 양단의 애노드(141)로부터 이격되는 제2 발광부(111a2)는 애노드(141)와의 사이의 배선 L(배선부 La)이 길어, 제2 경로 저항 RE2는 커진다
또한, 양단의 애노드(141)로부터 가장 이격되는 제1 발광부(111a1)는 애노드(141)와의 사이의 배선 L(배선 La+배선 Lb)이 보다 길어, 제1 경로 저항 RE1은 최대가 된다. 이상과 같이, 제1 영역 A1, 제2 영역 A2 및 제3 영역 A3 사이에서 애노드(141)와 각 발광부(111a) 사이의 배선 L의 길이를 변화시켜, 각 영역간에서 경로 저항 RE를 다른 것으로 하는 것이 가능하다.
또한, 배선 L의 단면적은 균일하지 않아도 되고, 예를 들어 배선부 La의 단면적을 배선부 Lb의 단면적보다 크게 하고, 배선부 Lb의 단면적을 배선부 Lc의 단면적보다 크게 해도 된다. 배선 L의 단면적은 배선 L의 폭 또는 두께 중 적어도 한쪽을 변화시킴으로써 조정하는 것이 가능하다.
또한, 발광 소자(111)에서는, 제1 영역 A1, 제2 영역 A2, 제3 영역 A3을 도 12에 도시한 바와 같이 2차원상의 배치로 하여, 제3 영역 A3의 발광 강도를 가장 크게, 제1 영역 A1의 발광 강도를 가장 작게 하는 것도 가능하다. 도 25는 발광부(111a)와 발광 소자(111)의 양단의 애노드(141)를 접속하는 배선 L을 도시하는 모식도이다. 도 25에 도시한 바와 같이, 발광부(111a)는 X 방향을 따라서 복수의 열상으로 배열되고, 양단의 애노드(141)로부터는 X 방향을 따라서 복수개의 배선 L이 연신되어 있다. 발광부(111a)는 열마다 배선 L에 직렬적으로 접속되어 있다.
여기서, 배선 L은, 배선 L1, 배선 L2 및 배선 L3을 포함한다. 배선 L1은, 제3 영역 A3, 및 제2 영역 A2를 통해 제1 영역 A1로 연장되는 배선이며, 배선 L2는, 제3 영역 A3을 통해 제2 영역 A2로 연장하는 배선이다. 배선 L3은, 제3 영역 A3으로 연장되는 배선이다. 또한, 배선 L1, 배선 L2 및 배선 L3의 각각 수는 임의이며, 도 25에 도시한 것에 한하지 않는다.
배선 L1, 배선 L2 및 배선 L3은 전기 저항이 다르고, 배선 L3의 전기 저항이 가장 작고, 배선 L1의 전기 저항이 가장 크다. 배선 L1, 배선 L2 및 배선 L3의 전기 저항은, 단면적에 의해 제어할 수 있고, 배선 L3은 배선 L2보다 단면적이 크고, 배선 L2는 배선 L1보다 단면적이 큰 것으로 할 수 있다.
배선 L의 단면적은 배선 L의 폭 또는 두께 중 적어도 한쪽을 변화시킴으로써 조정하는 것이 가능하고, 도 25에 도시한 바와 같이, 배선 L의 두께는 일정하게 하고, 배선 L3의 폭은 배선 L2의 폭보다 크고, 배선 L2의 폭은 배선 L1의 폭보다 큰 것으로 할 수 있다.
또한, 배선 L의 폭을 일정하게 하고, 배선 L3의 두께를 배선 L2의 두께보다 크고, 배선 L2의 두께를 배선 L1의 두께보다 큰 것으로 해도 된다. 이 밖에도 배선 L의 두께와 폭의 양쪽을 조정하여, 배선 L3의 단면적은 배선 L2의 단면적보다 크고, 배선 L2의 단면적은 배선 L1의 단면적보다 큰 것으로 하는 것이 가능하다. 또한, 배선 L은, 단면적이 다른 배선으로서 배선 L1, 배선 L2 및 배선 L3의 3종류에 한하지 않고, 2종류 또는 4종류 이상으로 해도 된다.
이 구성에서는, 배선 L의 연신 방향인 X 방향에 있어서는, 각 발광부(111a)와 애노드(141)를 접속하는 배선 L의 길이에 의해, 중앙부에 있어서 경로 저항 RE가 커진다. 또한, Y 방향에 있어서는, 배선 L의 전기 저항의 차이에 의해 중앙부에 있어서 경로 저항 RE가 커진다. 따라서, 제1 영역 A1, 제2 영역 A2, 제3 영역 A3을 2차원상의 배치로 하고, 제1 경로 저항 RE1을 가장 크게 하고, 다음으로 제2 경로 저항 RE2를 가장 크게 하고, 제3 경로 저항 RE3을 가장 작게 하는 것이 가능하다.
이상과 같이, 배선 L의 저항에 의해 제1 영역 A1, 제2 영역 A2 및 제3 영역 A3의 경로 저항 RE에 차이를 발생시켜, 주변 영역(제3 영역 A3)의 발광 강도가 중앙 영역(제1 영역 A1)의 발광 강도보다 높은 발광 소자(111)를 실현하는 것이 가능하다. 이 구성에서는 각 발광부(111a)는 동일한 구성이기 때문에, 각 발광부(111a)의 작성 조건을 동일하게 하면서, 배선 폭의 변경만으로 발광 강도의 분포를 형성 가능하다.
또한, 도 23 및 도 25에서는, 복수의 발광부(111a)를 접속하는 배선 L이 마련되는 예를 나타내고 있지만, 배선 L 대신에 평면상의 전극(솔리드 전극)을 마련해도 된다. 이 경우, 애노드(141)로부터 각 발광부(111a)까지의 배선 저항이 다르게 구성됨으로써, 경로 저항의 차이를 발생시키는 것이 가능하다.
{1-3. 접촉 저항에 의한 경로 저항의 제어}
또한, 발광 소자(111)에서는, 각 발광부(111a)에 있어서의 접촉 저항, 즉 반도체와 금속 계면의 저항에 의해, 경로 저항 RE에 차이를 발생시키는 것도 가능하다.
도 26은 발광부(111a)를 도시하는 단면도이다. 도 26 및 도 8에 도시한 바와 같이 콘택트층(128)에 접촉하는 p 전극(130)의 폭 Wp를 조정함으로써, p 전극(130)과 콘택트층(128)의 접촉 면적을 변경하는 것이 가능하다. 이에 의해, 발광부(111a)에 있어서의 저항 Rf(도 14 참조)를 증감시키는 것이 가능하여, 제1 경로 저항 RR1, 제2 경로 저항 RE2 및 제3 경로 저항 RE3의 차이를 실현하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 제3 발광부(111a3)에 있어서 폭 Wp를 소정의 폭으로 하여, 저항 Rf3(도 15 참조)으로 할 수 있다. 또한, 제2 발광부(111a2)에 있어서 폭 Wp를 제3 발광부(111a3)보다 작은 폭으로 하여, 저항 Rf2를 저항 Rf3보다 큰 값으로 할 수 있다. 또한, 제1 발광부(111a1)에 있어서 폭 Wp를 제2 발광부(111a2)보다 작은 폭으로 하여, 저항 Rf1을 저항 Rf2보다 큰 값으로 할 수 있다.
또한, 폭 Wp의 제어 이외에도, p 전극(130)의 형상을 변경하여 p 전극(130)과 콘택트층(128)의 접촉 면적을 조정하여, 저항 Rf를 증감시키는 것도 가능하다.
또한, 도 26에 도시한 바와 같이 분리 홈 C(도 7 참조)의 깊이 M을 조정함으로써, 저항 Rb(도 14 참조)를 증감시키는 것이 가능하여, 제1 경로 저항 RR1, 제2 경로 저항 RE2 및 제3 경로 저항 RE3의 차이를 실현하는 것이 가능하다.
구체적으로는, 제3 발광부(111a3)의 주위의 분리 홈 C에 있어서 깊이 M을 소정의 깊이로 하여, 저항 Rb3(도 15 참조)으로 할 수 있다. 또한, 제2 발광부(111a2)의 주위의 분리 홈 C의 깊이 M을 제3 발광부(111a3)의 주위의 분리 홈 C의 깊이 M보다 깊게 하여, 저항 Rb2를 저항 Rb3보다 큰 값으로 할 수 있다. 또한, 제1 발광부(111a1)의 주위의 분리 홈 C의 깊이 M을 제2 발광부(111a2)의 주위의 분리 홈 C의 깊이 M보다 깊게 하여, 저항 Rb1을 저항 Rb2보다 큰 값으로 할 수 있다.
또한, 제1 발광부(111a1), 제2 발광부(111a2) 및 제3 발광부(111a3) 사이에서 폭 Wp와 깊이 M의 양쪽을 변경하여, 제1 경로 저항 RR1을 가장 크게 하고, 제3 경로 저항 RE3을 가장 작게 하는 것도 가능하다.
이와 같이, 폭 Wp 및 깊이 M을 조정하여, 제1 영역 A1, 제2 영역 A2 및 제3 영역 A3 사이에서 경로 저항 RE에 차이를 발생시키는 것이 가능하다. 이 구성에 있어서도 발광부(111a)는 균일한 적층 구조를 형성한 후에, p 전극(130)의 형상 또는 분리 홈 C의 깊이에 의해 발광 강도의 분포를 형성하는 것이 가능하다.
이상과 같이, 제1 영역 A1, 제2 영역 A2 및 제3 영역 A3 사이에서 경로 저항 RE의 차이에 의해 주변 영역(제3 영역 A3)의 발광 강도가 중앙 영역(제1 영역 A1)의 발광 강도보다 높은 발광 소자(111)를 실현하는 것이 가능하다.
또한, 제1 경로 저항 RR1, 제2 경로 저항 RE2 및 제3 경로 저항 RE3 사이에서 경로 저항 RE를 변경하는 방법으로서, 상술한 OA 직경에 의한 제어, 배선 저항에 의한 제어 및 접촉 저항에 의한 제어 중 어느 하나만을 사용해도 되고, 2개 이상을 조합해도 된다. 예를 들어, 배선 저항에 의한 제어에 의해 1차원상의 발광 강도 분포(도 13 참조)를 형성한 후에, OA 직경에 의한 제어에 의해 2차원상의 발광 강도 분포(도 12 참조)를 형성하는 것도 가능하다.
또한, 배선 L의 재료의 변경 등, 상기 각 방법과는 다른 방법에 의해, 제1 경로 저항 RR1이 가장 크고, 다음으로 제2 경로 저항 RE2가 크고, 제3 경로 저항 RE3이 가장 작은 발광 소자(111)를 실현하는 것도 가능하다.
<2. 광 취출 효율에 의한 발광 강도의 차이에 대하여>
발광 소자(111)에서는, 각 발광부(111a)의 광 취출 효율을 제어함으로써 제1 영역 A1, 제2 영역 A2 및 제3 영역 A3(도 12 및 도 13 참조)의 발광 강도에 차이를 발생시키는 것이 가능하다. 또한, 발광부(111a)의 광 취출 효율에 의해 발광 강도에 차이를 발생시키는 경우, 상술한 경로 저항은 각 발광부(111a)의 사이에서 동일하게 할 수 있다.
구체적으로는 발광 소자(111)에서는, 제1 영역 A1, 제2 영역 A2 및 제3 영역 A3 사이에서 발광부(111a)의 광 취출 효율이 서로 다르고, 발광 소자(111)의 표면에 있어서 중앙에 위치하는 영역일수록, 발광부(111a)의 광 취출 효율이 커지도록 구성되어 있다. 즉, 제3 발광부(111a3)의 광 출 효율이 가장 크고, 다음으로 제2 영역 A2에 포함되는 제2 발광부(111a2)의 광 취출 효율이 크고, 제1 발광부(111a1)의 광 취출 효율이 가장 작아지도록 구성되어 있다. 이에 의해, 제3 영역 A3의 발광 강도가 가장 크고, 다음으로 제2 영역 A2의 발광 강도가 크고, 제1 영역 A1의 발광 강도가 가장 작아진다.
따라서, 상술한 바와 같이, 수광 유닛(103)에 광화각 영역으로부터 입사하는 광(도 11 중, 반사광 LR1)의 수광 감도의 저하를 보충하여, 측정 대상 범위 중 주변 영역의 측거 정밀도의 저하를 방지하는 것이 가능해진다.
각 발광부(111a)의 광 취출 효율에 차이를 발생시키는 구체적 구조에 대하여, 이하에 설명한다.
{2-1. 표면 코팅층의 두께에 의한 광 취출 효율의 제어}
발광 소자(111)에서는, 각 발광부(111a)가 구비하는 표면 코팅층의 두께에 의해 발광부(111a)의 광 취출 효율에 차이를 발생시키는 것이 가능하다.
도 27은 발광부(111a)의 확대 단면도이며, 발광부(111a)가 구비하는 표면 코팅층(135)을 도시하는 도면이다. 도 27에 도시한 바와 같이, 표면 코팅층(135)은 콘택트층(128) 상에 형성되어 있다. 표면 코팅층(135)은, 광 출사면 H의 반사율을 제어하기 위한 광학 박막이며, 예를 들어 SiN을 포함하는 것으로 할 수 있다. 표면 코팅층(135)의 두께 T를 변화시킴으로써, 역치 전류 및 슬로프 효율을 변화시키는 것이 가능하여, 특정 전류값에서의 광 출력이 변화된다.
도 28은 표면 코팅층(135)의 두께 T와 광 출력의 관계의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 28에 도시한 바와 같이 표면 코팅층(135)의 두께 T에 의해 발광부(111a)의 광 출력이 변화되고, 즉 광 취출 효율을 조정하는 것이 가능하다. 또한, 도 28에서는, 두께 T가 증가됨으로써 광 출력이 저하되는 예를 나타냈지만, 광 취출 효율은 두께 T에 의해 주기적으로 변화되고, 두께 T가 감소함으로써 광 출력이 증가되는 경우도 있다.
발광 소자(111)에서는, 제1 발광부(111a1), 제2 발광부(111a2) 및 제3 발광부(111a3)의 사이에서 표면 코팅층(135)의 두께 T를 다른 것으로 하여, 제3 영역 A3의 광 취출 효율이 가장 크고, 다음으로 제2 영역 A2의 광 취출 효율이 크고, 제1 영역 A1의 광 취출 효율이 가장 작아지도록 할 수 있다.
이에 의해, 제3 영역 A3의 발광 강도가 가장 크고, 다음으로 제2 영역 A2의 발광 강도가 크고, 제1 영역 A1의 발광 강도가 가장 작아져, 주변 영역의 발광 강도가 중앙 영역의 발광 강도보다 높은 발광 소자(111)를 실현하는 것이 가능하다. 이 구성에서는 각 발광부(111a)는 표면 코팅층(135)의 두께를 제외하고 동일한 구성이기 때문에, 각 발광부(111a)의 작성 조건을 동일하게 하면서, 표면 코팅층(135)의 두께의 조제에 의해 발광 강도 분포를 형성 가능하다.
{2-2. 표면 코팅층의 경계 위치에 의한 광 취출 효율의 제어}
발광 소자(111)에서는, 각 발광부(111a)의 표면 코팅층의 경계 위치에 의해 발광부(111a)의 광 취출 효율에 차이를 발생시키는 것도 가능하다.
도 29는 발광부(111a)의 확대 단면도이며, 발광부(111a)가 구비하는 표면 코팅층(136) 및 표면 코팅층(137)을 도시하는 도면이다. 도 29의 (a) 및 도 29의 (b)에 도시한 바와 같이, 표면 코팅층(136)은 콘택트층(128) 상에 형성되고, 표면 코팅층(137)은 표면 코팅층(136)의 일부 영역 상에 형성되어 있다. 표면 코팅층(136) 및 표면 코팅층(137)은 광 출사면 H의 반사율을 제어하기 위한 광학 박막이며, 예를 들어 SiN을 포함하는 것으로 할 수 있다.
광 출사면 H에 있어서, 표면 코팅층(136) 및 표면 코팅층(137)이 형성되어 있는 영역을 영역 Ha로 하고, 표면 코팅층(136)만이 형성되어 있는 영역을 영역 Hb로 한다. 또한, 영역 Ha와 영역 Hb의 경계를 경계 K로 한다.
도 30은 영역 Ha 및 영역 Hb를 도시하는 모식도이며, 도 30의 (a)는 도 29의 (a)의 평면도, 도 30의 (b)는 도 29의 (b)의 평면도이다. 발광부(111a)에서는, 경계 K의 위치에 의해 광의 발진 모드를 전환할 수 있어, 역치 전류 및 슬로프 효율을 변화시키는 것이 가능해진다. 따라서, 도 29의 (a) 및 (b), 도 30의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 제1 발광부(111a1), 제2 발광부(111a2) 및 제3 발광부(111a3) 사이에서 경계 K의 위치를 다른 것으로 하여, 제3 영역 A3의 광 취출 효율이 가장 크고, 다음으로 제2 영역 A2의 광 취출 효율이 크고, 제1 영역 A1의 광 취출 효율이 가장 작아지도록 할 수 있다.
이에 의해, 제3 영역 A3의 발광 강도가 가장 크고, 다음으로 제2 영역 A2의 발광 강도가 크고, 제1 영역 A1의 발광 강도가 가장 작아져, 주변 영역의 발광 강도가 중앙 영역의 발광 강도보다 높은 발광 소자(111)를 실현하는 것이 가능하다. 이 구성에 있어서도 각 발광부(111a)는 표면 코팅층의 구성을 제외하고 동일한 구성이기 때문에, 각 발광부(111a)의 작성 조건을 동일하게 하면서, 표면 코팅층의 경계 위치의 조제에 의해, 발광 강도의 분포를 형성 가능하다.
또한, 영역 Ha와 영역 Hb는 표면 코팅층의 층수가 다른 영역에 한하지 않고, 표면 코팅층의 두께가 다른 영역이나 표면 코팅층의 재질이 다른 영역 등, 표면 코팅층의 광학 특성이 다른 영역이면 된다. 영역의 수도 2개에 한하지 않고, 3개 이상이어도 된다.
{2-3. DBR층 반사율에 의한 광 취출 효율의 제어}
발광 소자(111)에서는, n-DBR층(122) 및 p-DBR층(127) 중 어느 한쪽 또는 양쪽의 반사율에 의해 발광부(111a)의 광 취출 효율에 차이를 발생시키는 것도 가능하다.
상기와 같이, 발광부(111a)에 있어서는, 애노드(141)와 캐소드(151) 사이에 전압을 인가하면, 활성층(124)에 있어서 방출된 자연 방출광은 n-DBR층(122) 및 p-DBR층(127)에 의해 반사되고, 레이저 발진에 의해 광 출사면 H로부터 방출된다. 따라서, 제1 영역 A1 내지 제3 영역 A3 사이에서 각 발광부(111a)의 n-DBR층(122) 및 p-DBR층(127)의 반사율을 변화시킴으로써, 제3 영역 A3의 광 취출 효율이 가장 크고, 다음으로 제2 영역 A2의 광 취출 효율이 크고, 제1 영역 A1의 광 취출 효율이 가장 작아지도록 할 수 있다.
이에 의해, 제3 영역 A3의 발광 강도가 가장 크고, 다음으로 제2 영역 A2의 발광 강도가 크고, 제1 영역 A1의 발광 강도가 가장 작아져, 주변 영역의 발광 강도가 중앙 영역의 발광 강도보다 높은 발광 소자(111)를 실현하는 것이 가능하다.
이상과 같이, 제1 영역 A1, 제2 영역 A2 및 제3 영역 A3 사이에서 광 취출 효율의 차이에 의해 주변 영역의 발광 강도가 중앙 영역의 발광 강도보다 높은 발광 소자(111)를 실현하는 것이 가능하다.
또한, 제1 발광부(111a1), 제2 발광부(111a2) 및 제3 발광부(111a3) 사이에서 광 취출 효율을 변경하는 방법으로서, 상술한 표면 코팅층의 두께에 의한 제어, 표면 코팅층의 경계 위치에 의한 제어 및 DBR층 반사율 제어 중 어느 하나만을 사용해도 되고, 2개 이상을 조합해도 된다.
또한, 상기 각 방법과는 다른 방법에 의해, 제3 영역 A3의 광 취출 효율이 가장 크고, 다음으로 제2 영역 A2의 광 취출 효율이 크고, 제1 영역 A1의 광 취출 효율이 가장 작은 발광 소자(111)를 실현하는 것도 가능하다.
[발광 강도 분포의 형상에 대하여]
발광 소자(111)에 의한 발광 강도 분포의 예에 대하여 설명한다. 도 31은 발광 소자(111)의 발광 강도 분포의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 31에 도시한 바와 같이, 발광 소자(111)의 발광 강도 분포는, 중앙 영역인 제1 영역 A1의 발광 강도가 작게, 주변 영역인 제3 영역 A3의 발광 강도가 크게 되어 있다.
여기서, 도 31에 도시한 발광 강도 분포는 cosθ의 -1승으로 표시되는 형상을 갖고 있다. 발광 소자(111)의 발광 강도 분포는 cosθ의 -1승으로 표시되는 형상에 한하지 않고, cosθ의 n승으로 표시되는 형상이 적합하다. 도 32 내지 도 34는, 발광 소자(111)의 발광 강도 분포의 다른 예를 나타내는 그래프이다.
도 32에 도시한 바와 같이, 발광 소자(111)의 발광 강도 분포는 cosθ의 -3승으로 표시되는 형상을 갖고 있어도 되고 도 33에 도시한 바와 같이 cosθ의 -5승으로 표시되는 형상을 가져도 된다. 또한, 도 34에 도시한 바와 같이, cosθ의 -7승으로 표시되는 형상을 가져도 된다.
또한, 발광 소자(111)의 발광 강도 분포는, 도 31 내지 도 34에 도시한 바와 같이 곡선상에 한하지 않는다. 도 35 내지 도 38은, 발광 소자(111)의 발광 강도 분포의 다른 예를 나타내는 모식도이다. 이들 도면에 도시한 바와 같이, 발광 소자(111)의 발광 강도 분포는, cosθ의 n승에 근사하는 스텝상이어도 된다.
[발광 소자에 의한 효과]
이상과 같이, 발광 소자(111)에 있어서는, 각 발광부(111a)를 통과하는 전류 경로의 저항 또는 각 발광부(111a)로부터 방출되는 광의 취출 효율을 제어함으로써, 제3 영역 A3의 발광 강도를 가장 크게, 다음으로 제2 영역 A2의 발광 강도를 크게, 제1 영역 A1의 발광 강도를 가장 작게 하는 것이 가능하다. 이에 의해, 수광 유닛(103)에 광화각 영역으로부터 입사하는 광(도 11 중, 반사광 LR1)의 수광 감도의 저하를 보충하여, 측정 대상 범위 중 주변 영역의 측거 정밀도의 저하를 방지하는 것이 가능해진다. 그리고, 이와 같은 발광 강도 분포를 실현하기 위해, 부품의 추가, 부품 비용의 증가 및 부품 사이즈의 증가가 필요없다.
또한, 각 발광부(111a)는 공통의 애노드(141)와 캐소드(151)에 전기적으로 접속되어 있으면서, 경로 저항의 차이 또는 광 취출 효율의 차이에 의해 상기와 같은 발광 강도 분포를 형성하는 것이 가능하다. 환언하면, 발광 강도 분포를 형성하기 위해, 각 발광부(111a)에 개별로 애노드와 캐소드를 접속하여 인가 전력을 조정할 필요가 없다. 이 때문에, 발광부(111a)의 구동원을 복수 배치할 필요가 없고, 이것에 의한 부품 비용의 증가 및 측거 장치(100)의 사이즈의 증가를 방지하는 것도 가능하다.
또한, 각 발광부(111a)에 개별로 애노드와 캐소드를 접속하여, 각 발광부(111a)를 개별로 구동하는 경우에 있어서도 본 기술은 유효하다. 각 발광부(111a)를 구동하는 드라이버에는 개별로 전력을 설정하는 파라미터를 갖고 있지 않거나, 또는 통일된 파라미터만 이용할 수 있는 경우가 있다. 이와 같은 경우에 대해서도, 발광 소자(111)에서는 각 발광부(111a)용의 애노드(141)와 캐소드(151)에 동등한 전력을 공급하여, 발광 강도 분포를 형성 가능하다.
[변형예]
상기 실시 형태에 있어서, 발광부(111a)는 제1 영역 A1, 제2 영역 A2 및 제3 영역 A3의 3개의 영역 사이에서 발광 강도가 다른(도 12 및 도 13 참조) 것으로 하였지만, 영역의 수는 3개에 한하지 않고, 2개 또는 4개 이상이어도 된다. 영역의 수에 상관없이, 발광 소자(111)의 중앙 영역에 있어서 발광 강도가 작고, 주변 영역에 있어서 발광 강도가 큰 것이면, 수광 유닛(103)의 측정 대상 범위 중 주변 영역의 측거 정밀도의 저하를 방지하는 것이 가능하다.
또한, 발광 소자(111)에 있어서, 기판(121)측(도 6 중, 하방)을 n형, 광 출사면 H측(도 6 중, 상방)을 p형으로 하였지만, n형과 p형은 반대여도 된다. 또한, 기판(121)은 고저항 기판을 사용하여, p형층 및 n형층을 그 위에 마련하고, 편면으로부터 양쪽의 전극을 취출해도 된다. 또한, 발광 소자(111)는 발광 방향이 기판 방향으로 되어 있는 이면 출사형 VCSEL이어도 된다. 또한, 상기 실시 형태에서는, GaAs 기판의 예를 나타냈지만, 목적으로 하는 광 출사 파장에 따라서는, GaN 기판이나 InP 기판을 사용하는 것도 가능하다.
게다가, 발광 소자(111)는, 측거 장치(100)의 발광 유닛(101)에 탑재되는 것으로 하였지만 이것에 한하지 않는다. 예를 들어, 발광 소자(111)는 측거 장치의 스트럭처드 라이트(구조화광)용 광원으로서 이용하는 것도 가능하고, 확산판을 사용하지 않는 경우의 균일 조사에도 응용하는 것이 가능하다.
또한, 발광 소자(111)는, 측거 장치 이외에도 조명용 광원으로서도 이용 가능하다. 발광 파장은 적외광, 자외광 또는 가시광으로 할 수 있고, 노광에도 적용 가능하다. 이 경우에도, 조명 광학계에 있어서의 광학부(렌즈 등)의 투과율의 각도 의존성을 보정하는(이 경우도 경사입사가 되는 주변부의 광 강도가 낮아지기 쉬운) 것이 가능해진다.
이상 설명한 본 기술에 관한 특징 부분 중, 적어도 2개의 특징 부분을 조합하는 것도 가능하다. 즉 각 실시 형태에서 설명한 다양한 특징 부분은, 각 실시 형태의 구별없이, 임의로 조합되어도 된다. 또한 상기에서 기재한 다양한 효과는, 어디까지나 예시이며 한정되는 것은 아니고, 또 다른 효과가 발휘되어도 된다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1)
수직 공진기형 면 발광 레이저 소자이며, 제1 전극과 제2 전극을 구비하고, 상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극으로 흐르는 전류에 의해 발광하는 발광부가, 상기 발광부로부터 출사되는 광의 광축에 수직인 방향을 따라서 1차원상 또는 2차원상으로 배열된 복수의 발광부와,
상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 전극 단자와,
상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 전극 단자를 구비하고,
상기 제1 전극 단자로부터 상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부를 통과하여 상기 제2 전극 단자에 이르는 전류 경로의 전기 저항은, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부를 통과하여 상기 제2 전극 단자에 이르는 전류 경로의 전기 저항과 다른 발광 소자.
(2)
상기 (1)에 기재된 발광 소자이며,
상기 발광 소자는, 상기 광축에 평행한 방향으로부터 보아, 상기 복수의 발광부 중 내측에 위치하는 발광부를 포함하는 중앙 영역과, 상기 복수의 발광부 중 외측에 위치하는 발광부를 포함하는 주변 영역을 갖고,
상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부를 통과하는 전류 경로의 전기 저항은, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부를 통과하는 전류 경로의 전기 저항보다 큰 발광 소자.
(3)
상기 (1) 또는 (2)에 기재된 발광 소자이며,
상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 DBR(Distributed Bragg Reflector)층과, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 DBR층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치된 전류 협착층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치되며, 상기 전류 협착층에 의해 협착된 전류에 의해 발광하는 활성층을 갖고,
상기 전류 협착층은, 협착 영역과, 상기 협착 영역보다 도전성이 큰 주입 영역을 갖고,
상기 복수의 발광부는, 상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부의 사이에서 상기 주입 영역의 직경인 개구 직경이 다름으로써, 상기 전류 경로의 전기 저항이 다른 발광 소자.
(4)
상기 (3)에 기재된 발광 소자이며,
상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 적어도 상기 제1 DBR층, 상기 전류 협착층 및 상기 활성층이 인접하는 발광부와의 사이에서 이격된 메사 구조를 갖고, 메사 직경이 다른 발광부와의 사이에서 다름으로써, 상기 개구 직경이 다른 발광 소자.
(5)
상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 발광 소자이며,
상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항은, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항과 다른 발광 소자.
(6)
상기 (5)에 기재된 발광 소자이며,
상기 발광 소자는, 상기 광축에 평행한 방향으로부터 보아, 상기 복수의 발광부 중 내측에 위치하는 발광부를 포함하는 중앙 영역과, 상기 복수의 발광부 중 외측에 위치하는 발광부를 포함하는 주변 영역을 갖고,
상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항은, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항과 다른 발광 소자.
(7)
상기 (6)에 기재된 발광 소자이며,
상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항은, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항보다 큰 발광 소자.
(8)
상기 (7)에 기재된 발광 소자이며,
상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 길이는, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 길이보다 긴 발광 소자.
(9)
상기 (8)에 기재된 발광 소자이며,
상기 복수의 발광부는, 복수의 열상으로 배열되고, 각 열을 구성하는 상기 복수의 발광부는, 상기 제1 전극으로부터 연장되는 복수의 배선에 열마다 접속되어 있는 발광 소자.
(10)
상기 (9)에 기재된 발광 소자이며,
상기 복수의 배선은, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 주변 영역을 통해 상기 중앙 영역으로 연장되는 배선과, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 주변 영역으로 연장되는 배선을 포함하고, 상기 중앙 영역으로 연장되는 배선과 상기 주변 영역으로 연장되는 배선은 전기 저항이 다른 발광 소자.
(11)
상기 (10)에 기재된 발광 소자이며,
상기 주변 영역으로 연장되는 배선의 단면적은, 상기 중앙 영역으로 연장되는 배선의 단면적보다 큰 발광 소자.
(12)
상기 (5) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 발광 소자이며,
상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부가 구비하는 상기 제1 전극의 접촉 저항은, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부가 구비하는 상기 제1 전극의 접촉 저항과 다른 발광 소자.
(13)
상기 (5) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 발광 소자이며,
상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 DBR층과, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 DBR층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치된 전류 협착층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치되며, 상기 전류 협착층에 의해 협착된 전류에 의해 발광하는 활성층을 갖고,
상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 적어도 상기 제1 DBR층, 상기 전류 협착층 및 상기 활성층이 인접하는 발광부와의 사이에서 분리 홈에 의해 이격된 메사 구조를 갖고,
상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부의 주위에 마련된 상기 분리 홈의 깊이는, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부의 주위에 마련된 상기 분리 홈의 깊이와 다른 발광 소자.
(14)
수직 공진기형 면 발광 레이저 소자이며, 제1 전극과 제2 전극을 구비하고, 상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극으로 흐르는 전류에 의해 발광하는 발광부가, 상기 발광부로부터 출사되는 광의 광축에 수직인 방향을 따라서 1차원상 또는 2차원상으로 배열된 복수의 발광부와,
상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 전극 단자와,
상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 전극 단자를 구비하고,
상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부의 광 취출 효율은, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부의 광 취출 효율과 다른 발광 소자.
(15)
상기 (14)에 기재된 발광 소자이며,
상기 발광 소자는, 상기 광축에 평행한 방향으로부터 보아, 상기 복수의 발광부 중 내측에 위치하는 발광부를 포함하는 중앙 영역과, 상기 복수의 발광부 중 외측에 위치하는 발광부를 포함하는 주변 영역을 갖고,
상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부의 광 취출 효율은, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부의 광 취출 효율보다 작은 발광 소자.
(16)
상기 (14) 또는 (15)에 기재된 발광 소자이며,
상기 복수의 발광부의 각각의 광 출사면에는 표면 코팅층이 형성되고,
상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부의 상기 표면 코팅층의 두께는, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부의 상기 표면 코팅층의 두께와 다른 발광 소자.
(17)
상기 (14) 내지 (16) 중 어느 하나에 기재된 발광 소자이며,
청구항 14에 기재된 발광 소자이며,
상기 복수의 발광부의 각각의 광 출사면에는, 제1 영역과, 상기 제1 영역과는 광학 특성이 다른 제2 영역을 갖는 표면 코팅층이 마련되고,
상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부에 있어서의 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계 위치는, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부에 있어서의 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계 위치와 다른 발광 소자.
(18)
상기 (14) 내지 (17) 중 어느 하나에 기재된 발광 소자이며,
청구항 14에 기재된 발광 소자이며,
상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 DBR층과, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 DBR층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치된 전류 협착층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치되며, 상기 전류 협착층에 의해 협착된 전류에 의해 발광하는 활성층을 갖고,
상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부의 상기 제1 DBR층 및 상기 제2 DBR층의 반사율은, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부의 상기 제1 DBR층 및 상기 제2 DBR층의 반사율과 다른 발광 소자.
(19)
상기 (2) 또는 (15)에 기재된 발광 소자이며,
상기 중앙 영역으로부터 상기 주변 영역에 걸쳐, 상기 복수의 발광부에 의한 발광 강도 분포는 cosθ의 n승으로 표시되는 형상인 발광 소자.
(20)
수직 공진기형 면 발광 레이저 소자이며, 제1 전극과 제2 전극을 구비하고, 상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극으로 흐르는 전류에 의해 발광하는 발광부가, 상기 발광부로부터 출사되는 광의 광축에 수직인 방향을 따라서 1차원상 또는 2차원상으로 배열된 복수의 발광부와, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 전극 단자와, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 전극 단자를 구비하고, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부를 통과하여 상기 제2 전극 단자에 이르는 전류 경로의 전기 저항은, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부를 통과하여 상기 제2 전극 단자에 이르는 전류 경로의 전기 저항과 다른 발광 소자를 구비하는 발광 유닛과,
상기 발광 유닛으로부터 출사된 광의 반사광을 검출하는 수광 유닛과,
상기 수광 유닛의 검출 결과에 기초하여 측정 대상과의 거리를 산출하는 측거 연산부를 구비하는 측거 장치.
100: 측거 장치
101: 발광 유닛
102: 발광 제어부
103: 수광 유닛
104: 측거 연산부
111: 발광 소자
111a: 발광부
111a1: 제1 발광부
111a2: 제2 발광부
111a3: 제3 발광부
122: n-DBR층
123: n-클래드층
124: 활성층
125: p-클래드층
126: 전류 협착층
126a: 협착 영역
126b: 주입 영역
127: p-DBR층
128: 콘택트층
129: 절연층
130: p 전극
131: n 전극
135: 표면 코팅층
136: 표면 코팅층
137: 표면 코팅층
141: 애노드
151: 캐소드

Claims (20)

  1. 수직 공진기형 면 발광 레이저 소자이며, 제1 전극과 제2 전극을 구비하고, 상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극으로 흐르는 전류에 의해 발광하는 발광부가, 상기 발광부로부터 출사되는 광의 광축에 수직인 방향을 따라서 1차원상 또는 2차원상으로 배열된 복수의 발광부와,
    상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 전극 단자와,
    상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 전극 단자를 구비하고,
    상기 제1 전극 단자로부터 상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부를 통과하여 상기 제2 전극 단자에 이르는 전류 경로의 전기 저항은, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부를 통과하여 상기 제2 전극 단자에 이르는 전류 경로의 전기 저항과 다른 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는, 상기 광축에 평행한 방향으로부터 보아, 상기 복수의 발광부 중 내측에 위치하는 발광부를 포함하는 중앙 영역과, 상기 복수의 발광부 중 외측에 위치하는 발광부를 포함하는 주변 영역을 갖고,
    상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부를 통과하는 전류 경로의 전기 저항은, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부를 통과하는 전류 경로의 전기 저항보다 큰 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 DBR(Distributed Bragg Reflector)층과, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 DBR층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치된 전류 협착층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치되며, 상기 전류 협착층에 의해 협착된 전류에 의해 발광하는 활성층을 갖고,
    상기 전류 협착층은, 협착 영역과, 상기 협착 영역보다 도전성이 큰 주입 영역을 갖고,
    상기 복수의 발광부는, 상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부의 사이에서 상기 주입 영역의 직경인 개구 직경이 다름으로써, 상기 전류 경로의 전기 저항이 다른 발광 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 적어도 상기 제1 DBR층, 상기 전류 협착층 및 상기 활성층이 인접하는 발광부와의 사이에서 이격된 메사 구조를 갖고, 메사 직경이 다른 발광부와의 사이에서 다름으로써, 상기 개구 직경이 다른 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항은, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항과 다른 발광 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 발광 소자는, 상기 광축에 평행한 방향으로부터 보아, 상기 복수의 발광부 중 내측에 위치하는 발광부를 포함하는 중앙 영역과, 상기 복수의 발광부 중 외측에 위치하는 발광부를 포함하는 주변 영역을 갖고,
    상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항은, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항과 다른 발광 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항은, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 전기 저항보다 큰 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 길이는, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부와 상기 제1 전극 단자를 접속하는 배선의 길이보다 긴 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 발광부는, 복수의 열상으로 배열되고, 각 열을 구성하는 상기 복수의 발광부는, 상기 제1 전극으로부터 연장되는 복수의 배선에 열마다 접속되어 있는 발광 소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 배선은, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 주변 영역을 통해 상기 중앙 영역으로 연장되는 배선과, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 주변 영역으로 연장되는 배선을 포함하고, 상기 중앙 영역으로 연장되는 배선과 상기 주변 영역으로 연장되는 배선은 전기 저항이 다른 발광 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 주변 영역으로 연장되는 배선의 단면적은, 상기 중앙 영역으로 연장되는 배선의 단면적보다 큰 발광 소자.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부가 구비하는 상기 제1 전극의 접촉 저항은, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부가 구비하는 상기 제1 전극의 접촉 저항과 다른 발광 소자.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 DBR층과, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 DBR층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치된 전류 협착층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치되며, 상기 전류 협착층에 의해 협착된 전류에 의해 발광하는 활성층을 갖고,
    상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 적어도 상기 제1 DBR층, 상기 전류 협착층 및 상기 활성층이 인접하는 발광부와의 사이에서 분리 홈에 의해 이격된 메사 구조를 갖고,
    상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부 주위에 마련된 상기 분리 홈의 깊이는, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부의 주위에 마련된 상기 분리 홈의 깊이와 다른 발광 소자.
  14. 수직 공진기형 면 발광 레이저 소자이며, 제1 전극과 제2 전극을 구비하고, 상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극으로 흐르는 전류에 의해 발광하는 발광부가, 상기 발광부로부터 출사되는 광의 광축에 수직인 방향을 따라서 1차원상 또는 2차원상으로 배열된 복수의 발광부와,
    상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 전극 단자와,
    상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 전극 단자를 구비하고,
    상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부의 광 취출 효율은, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부의 광 취출 효율과 다른 발광 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 발광 소자는, 상기 광축에 평행한 방향으로부터 보아, 상기 복수의 발광부 중 내측에 위치하는 발광부를 포함하는 중앙 영역과, 상기 복수의 발광부 중 외측에 위치하는 발광부를 포함하는 주변 영역을 갖고,
    상기 복수의 발광부 중 상기 중앙 영역에 위치하는 발광부의 광 취출 효율은, 상기 복수의 발광부 중 상기 주변 영역에 위치하는 발광부의 광 취출 효율보다 작은 발광 소자.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 발광부의 각각의 광 출사면에는 표면 코팅층이 형성되고,
    상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부의 상기 표면 코팅층의 두께는, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부의 상기 표면 코팅층의 두께와 다른 발광 소자.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 발광부의 각각의 광 출사면에는, 제1 영역과, 상기 제1 영역과는 광학 특성이 다른 제2 영역을 갖는 표면 코팅층이 마련되고,
    상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부에 있어서의 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계 위치는, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부에 있어서의 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계 위치와 다른 발광 소자.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 발광부 중 각각의 발광부는, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 DBR층과, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 DBR층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치된 전류 협착층과, 상기 제1 DBR층과 상기 제2 DBR층 사이에 배치되며, 상기 전류 협착층에 의해 협착된 전류에 의해 발광하는 활성층을 갖고,
    상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부의 상기 제1 DBR층 및 상기 제2 DBR층의 반사율은, 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부의 상기 제1 DBR층 및 상기 제2 DBR층의 반사율과 다른 발광 소자.
  19. 제2항 또는 제15항에 있어서,
    상기 중앙 영역으로부터 상기 주변 영역에 걸쳐, 상기 복수의 발광부에 의한 발광 강도 분포는 cosθ의 n승으로 표시되는 형상인 발광 소자.
  20. 수직 공진기형 면 발광 레이저 소자이며, 제1 전극과 제2 전극을 구비하고, 상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극으로 흐르는 전류에 의해 발광하는 발광부가, 상기 발광부로부터 출사되는 광의 광축에 수직인 방향을 따라서 1차원상 또는 2차원상으로 배열된 복수의 발광부와, 상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 제1 전극 단자와, 상기 제2 전극에 전기적으로 접속된 제2 전극 단자를 구비하고, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 복수의 발광부 중 하나의 발광부를 통과하여 상기 제2 전극 단자에 이르는 전류 경로의 전기 저항은, 상기 제1 전극 단자로부터 상기 복수의 발광부 중 다른 발광부를 통과하여 상기 제2 전극 단자에 이르는 전류 경로의 전기 저항과 다른 발광 소자를 구비하는 발광 유닛과,
    상기 발광 유닛으로부터 출사된 광의 반사광을 검출하는 수광 유닛과,
    상기 수광 유닛의 검출 결과에 기초하여 측정 대상과의 거리를 산출하는 측거 연산부를 구비하는 측거 장치.
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