TWI404283B - 面射型雷射元件，面射型雷射陣列，光學掃描裝置以及影像形成設備 - Google Patents

面射型雷射元件，面射型雷射陣列，光學掃描裝置以及影像形成設備 Download PDF

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Toshihiro Ishii
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Description

面射型雷射元件，面射型雷射陣列，光學掃描裝置以及影像形成設備
本發明通常關於面射型雷射元件，其在正交於該面射型雷射元件之基材表面的方向上發射雷射光束、面射型雷射陣列，該等面射型雷射元件排列於其中、光學掃描裝置，其使用該面射型雷射元件或該面射型雷射陣列、及影像形成設備，其使用該光學掃描裝置。
當VCSEL(垂直空腔面射型雷射)與邊射型雷射相較時，VCSEL在正交於該VCSEL之基材表面的方向上發射雷射光束並具有低成本、低電流消耗、小尺寸、及高效率，且適用於二維裝置。因此，已大量研究該VCSEL。
該VCSEL的應用領域有，印表機之光學寫出系統的光源(振盪波長在780nm能帶中)、光碟裝置的寫入光源(振盪塗佈在780nm能帶及850nm能帶中)、使用光纖之光學傳輸系統的光源，例如，LAN(區域網路)(振盪波長在1.3μm能帶及1.5μm能帶中)。此外，已預期將該VCSEL使用為電路板之間、電路板內側、晶片及LSI(大型積體電路)之間、及LSI內側的光源。
在該VCSEL的應用領域中，在許多情況中，來自該VCSEL的雷射光束輸出(在下文的部分例子中，指稱為輸出雷射光束)需要該輸出雷射光束的極化模式固定且該輸出雷射光束的橫剖面形狀為圓形。
關於該極化模式的控制，在使用其主表面係(100)表面之基材(非傾斜基材)的VCSEL製造中，電流穿越區域(電流通道區域)具有各向異性形狀(例如，參閱專利文件1至3)。
此外，該極化模式係藉由使用所謂的傾斜基材而控制(參閱專利文件4及非專利文件1)。
另外，關於該輸出雷射光束的橫剖面形狀，藉由調整共振器結構體之列形狀(台面形狀)，將該電流穿越區域的形狀決定為圓形或正方形(參閱專利文件5)。
然而，當該電流穿越區域具有各向異性形狀時，該輸出雷射光束的橫剖面形狀難以成為圓形。此外，當簡單地使用傾斜基材時，電流穿越區域的形狀變成非對稱(見圖27A)，且該輸出雷射光束的橫剖面形狀難以成為圓形。在圖27B中，顯示其形狀對稱於二軸之電流穿越區域。
[專利文件1]日本未審查專利公報第H9-172218號
[專利文件2]日本專利申請案案號第2891133號
[專利文件3]日本未審查專利公報第2008-28424號
[專利文件4]日本專利申請案案號第4010095號
[專利文件5]日本專利申請案案號第3762765號
[非專利文件1]T.Ohtoshi、T.Kuroda、A.Niwa、及S.Tsuji「光學增益在具有應變量子阱之面射型雷射中的晶體定向上的相依性」，Appl.Phys.Lett.65(15),pp.1886-1877,1994
本發明之發明人已藉由製造具有傾斜基材之面射型雷射元件，詳細研究電流穿越區域之形狀，及輸出雷射光束的極化抑制比例及照射角度之間的關係。然後，本發明人已新發現下列事項。亦即，在部分情況下，僅藉由使電流穿越區域的形狀成為圓形或正方形，難以使輸出雷射光束之形狀的橫剖面成為圓形。
本發明人已詳細研究上述結果之原因，且已新發現當使用傾斜基材時，圍繞該電流穿越區域的氧化層極度影響輸出雷射光束的照射角度。
在本發明之較佳實施例中，提供一種面射型雷射元件，其在正交於該面射型雷射元件之基材表面的方向上發射雷射光束、面射型雷射陣列，該等面射型雷射元件排列於其中、光學掃描裝置，其使用該面射型雷射元件或該面射型雷射陣列、及影像形成設備，其使用該光學掃描裝置，在該實施例中，可在輸出雷射光束的極化方向上得到穩定性而不導致高成本且輸出雷射光束的橫剖面形狀可近似圓形。
在下文之描述中陳述本發明之特性及優點，且將從該描述及該等隨附圖式而部分地變得明顯，或可能根據該描述中提供的教示藉由本發明的實行而習得。本發明的特性及優點將藉由以此種完整、清楚、簡潔、及精確的方式在該規格書中特別指出之面射型雷射元件，其在正交於該面射型雷射元件之基材表面的方向上發射雷射光束、面射型雷射陣列，該等面射型雷射元件排列於其中、光學掃描裝置，其使用該面射型雷射元件或該面射型雷射陣列、及影像形成設備，其使用該光學掃描裝置而實現及完成，以使熟悉本發明之人士能實行本發明。
為達成一個或多個此等或其他優點，根據本發明之一實施樣態，提供一種面射型雷射元件，其在正交於該面射型雷射元件之基材表面的方向上發射一雷射光束。該面射型雷射元件包含該基材，其主表面的法線方向相對於[1 0 0]晶體定向之一方向被傾斜至[1 1 1]晶體定向之一方向，一共振器結構體，其包含一主動層、第一及第二半導體分散式布瑞格反射器，其包夾該共振器結構體並包含一侷束結構，在該侷束結構中，一電流穿越區域係由一氧化層所圍繞，該氧化層係藉由將至少包含鋁之待選擇性氧化的一層之一部份氧化而形成、以及堆疊在該基材上的複數半導體層。該電流穿越區域的形狀對稱於第一軸而該第一軸正交於該[1 0 0]晶體定向的一方向及該[1 1 1]晶體定向之一方向、平行於該基材的表面、並穿越該電流穿越區域的中心，以及對稱於第二軸而該第二軸正交於該法線方向及該第一軸，並穿越該電流穿越區域的中心，該電流穿越區域在該第一軸方向上的長度與在該第二軸方向上的長度不同，圍繞該電流穿越區域之該氧化層的厚度在平行於該第二軸之方向上與平行於該第一軸之方向上之間不同，且該雷射光束在該第一軸方向上的照射角與該雷射光束在該第二軸方向上的照射角相同。
 [實現本發明的最佳模式]
茲參考該等隨附圖式以描述實現本發明的最佳模式。
參考至圖1至11，彼等描述本發明之實施例。
圖1係根據本發明實施例之影像形成設備的剖側視圖。在圖1中，顯示作為該影像形成設備之雷射印表機1000。
如圖1所示，雷射印表機1000包含在印表機櫃1044中的對應預定位置之光學掃描裝置1010、光導鼓1030、充電器1031、顯影滾筒1032、轉移充電器1033、放電單元1034、清潔單元1035、調色劑匣1036、饋紙滾筒1037、饋紙盤1038、一對定位滾筒1039、固定滾筒1041、輸出紙滾筒1042、輸出紙盤1043、通訊控制器1050、及用於整體地控制上述元件之印表機控制器1060。
通訊控制器1050經由，例如網路，控制與外部設備(例如，個人電腦)的交互通訊。
光導鼓1030(影像載體)係圓柱形構件且光導層形成在光導鼓1030的表面上。亦即，光導鼓1030的表面係待掃描之表面。光導鼓1030係在圖1所顯示之箭號方向上旋轉。
充電器1031、顯影滾筒1032、轉移充電器1033、放電單元1034、及清潔單元1035係設置在接近光導鼓1030的表面處。充電器1031、顯影滾筒1032、轉移充電器1033、放電單元1034、及清潔單元1035係以此次序沿著光導鼓1030的旋轉方向循序設置。
充電器1031均勻地對光導鼓1030充電。
光學掃描裝置1010將基於自該外部設備傳輸之影像資訊而調變的光通量(雷射光束)照射至藉由充電器1031充電之光導鼓1030上。使用此方式，將基於該影像資訊之靜電潛像形成至光導鼓1030的表面上。將形成的靜電潛像移至對應於光導鼓1030之旋轉的顯影滾筒1032。光學掃描裝置1010在下文中詳細描述。
調色劑儲存在調色劑匣1036中並將儲存之該等調色劑供應至顯影滾筒1032。
顯影滾筒1032將從調色劑匣1036供應的調色劑黏附至在光導鼓1030之表面上形成的靜電潛影上。使用此方式，顯影該靜電潛影並導致該影像資訊顯現。將調色劑黏附於其上之靜電潛影(調色劑影像)移至對應於光導鼓1030之旋轉的轉移充電器1033。
記錄紙1040儲存在饋紙盤1038中。將饋紙滾筒1037設置為接近饋紙匣1038，饋紙滾筒1037從饋紙匣1038一張張地拾起記錄紙1040，並將拾取之記錄紙1040輸送至該對定位滾筒1039。該對定位滾筒1039暫時地保持由饋紙滾筒1037拾取之記錄紙1040，並將記錄紙1040輸送至光導鼓1030及對應於光導鼓1030之旋轉的充電器1033之間的位置(間隙)。
將極性與該等調色劑之極性相反的電壓施用至轉移充電器1033上，使得在光導鼓1030上的調色劑影像電性地吸引至記錄紙1040上。藉由該電壓將光導鼓1030之表面上的調色劑影像轉移至記錄紙1040上。將該調色劑影像已轉移至其上的記錄紙1040輸送至固定滾筒1041。
藉由固定滾筒1041將熱及壓力施用至記錄紙1040。使用此方式，將記錄紙1040上的該調色劑影像固定。將該調色劑影像係藉由固定滾筒1041固定於其上的記錄紙1040經由輸出紙滾筒1042輸送至輸出紙盤1043，且將記錄紙1040堆疊在輸出紙盤1043上。
放電單元1034將光導鼓1030的表面放電。
清潔單元1035移除殘留在光導鼓1030之表面上的該等調色劑。將已移除其上殘留之調色劑的光導鼓1030之表面轉回至面對充電器1031的位置。
其次，描述光學掃描裝置1010的結構。圖2係光學掃描裝置1010的剖側視圖。
如圖2所示，例如，光學掃描裝置1010包含在機殼30中的對應預定位置之偏向器側掃描鏡頭11a、影像面側掃描鏡頭11b、多邊形鏡13、光源14、耦合鏡頭15、孔徑板16、變形鏡頭17、反射鏡18、及掃描控制器(未圖示)。
在下文中，將對應主掃描的方向稱為主掃描對應方向並將對應於次掃描之方向稱為次掃描對應方向。
耦合鏡頭15導致從光源14輸出的光通量成為近似平行光。將光源14及耦合鏡頭15固定至由鋁形成的支撐構件並整合在一起。
孔徑板16包含孔徑部並控制從耦合鏡頭15傳送之光通量的光束直徑。
變形鏡頭17將來自穿越孔徑板16之孔徑部的光通量，經由在次掃描對應方向上的反射鏡18，形成接近多邊形鏡13之偏向反射表面的影像。
將設置在光源14及多邊形鏡13之間的光學光路上的光學系統稱為偏向前的光學系統。在本實施例中，偏向前的光學系統係由耦合鏡頭15、孔徑板16、變形鏡頭17、及反射鏡18所形成。
多邊形鏡(偏向器)13具有其內切圓半徑為，例如18mm之六側鏡，且各鏡為偏向反射表面。多邊形鏡13以固定速度繞著平行於該次掃描對應方向之輪軸旋轉，且將來自反射鏡18的光通量偏向。
偏向側掃描鏡頭11a在藉由多邊形鏡13偏向之光通量的光學光路中。
影像面側掃描鏡頭11b在自偏向側掃描鏡頭11a來的光學光路中。將來自影像側掃描鏡頭11b之光通量照射至光導鼓1030的表面上，且光點形成在光導鼓1030的表面上。該光點在對應於多邊形鏡13之旋轉的光導鼓1030之長長度方向上移動。亦即，該光點掃描光導鼓1030的表面。該光點的移動方向係主掃描方向，且光導鼓1030的旋轉方向係次掃描方向。
將在多邊形鏡13及光導鼓1030之間的光學光路上的光學系統稱為掃描光學系統。在本實施例中，掃描光學系統係由偏向器側掃描鏡頭11a及影像面側掃描鏡頭11b所形成。在此，可將至少一個光軸折疊鏡設置在偏向側掃描鏡頭11a及影像面側掃描鏡頭11b之間的光學光路及影像面側掃描鏡頭11b及光導鼓1030之間的光學光路之一者上。
圖3係根據本發明實施例之面射型雷射元件100的剖側視圖。例如，光源14包含圖3所顯示之面射型雷射元件100。
在本發明的描述中，雷射光束(光通量)照射方向係Z軸方向，且在正交於Z軸的表面上彼此垂直的二方向分別為X軸方向及Y軸方向。
面射型雷射元件100的設計振盪波長係在780nm能帶中。面射型雷射元件100包含基材101、緩衝層102、下半導體DBR(分散式布瑞格反射器)103、下隔片層104、主動層105、及上隔片層106、上半導體DBR107、接觸層109等。
圖4A係顯示基材101之傾斜的圖。圖4B係顯示基材101之位置的圖。
基材101的表面係鏡面拋光表面，且基材101係n-GaAs單晶基材。如圖4A所示，基材101之主鏡面拋光表面(主表面)的法線方向相對於該[1 0 0]晶體定向以15度(θ=15度)被傾斜至該[1 1 1]晶體定向A方向。亦即，基材101係所謂的傾斜基材。在此，如圖4B所示，設置基材101使得[0 1 -1]晶體定向係-X方向，且[0 -1 1]晶體定向係+X方向。
返回至圖3，緩衝層102堆疊於基材101的+Z側表面上，且由n-GaAs形成。
下半導體DBR103在緩衝層102的+Z側堆疊，並包含40.5對之由n-AlAs形成的低折射率層及由n-Al0.3 Ga0.7 As形成之高折射率層。
此外，為減少電阻值，在該等折射率層之間形成厚度為20nm的組成梯度層，在該組成梯度層中，組成物係從一組成物逐漸地改變為其他組成物。當振盪波長為λ時，藉由包含1/2的相鄰組成梯度層，將該等折射率層各者決定為具有λ/4的光學厚度。
下列關係存在於該光學厚度及實際厚度之間。當該光學厚度為λ/4時，該實際厚度「h」=λ/4N(N係該層之媒體的折射率)。
下隔片層104在下半導體DBR103的+Z側上堆疊，並由非摻雜之(Al0.1 Ga0.9 )0.5 In0.5 P形成。
主動層105在下隔片層104的+Z側上堆疊，並具有三量子井結構，該三量子井結構具有三層量子井層及四層障壁層。該等量子井層各者係由GaInAsP形成並具有約780nm之能帶間隙波長，該GaInAsP的組成物引起0.7%的壓縮應變。該等障壁層各者係由GaInP形成，該GaInP的組成物引起0.6%之張應變。
上隔片層106在主動層105的+Z側上堆疊，並由非摻雜之(Al0.1 Ga0.9 )0.5 In0.5 P形成。
由下隔片層104、主動層105、及上隔片層106形成的部位稱為共振器結構體，並將該共振器結構體的厚度決定為一波長的光學厚度。為得到高受激發射機率，主動層105係在該共振器結構體的中心，該中心對應於電場之駐波分佈的反節點位置。
上半導體DBR107包含第一上半導體DBR1071 (未圖示)及第二上半導體DBR1072 (未圖示)。
第一上半導體DBR1071 在上隔片層106的+Z側堆疊，並包含一對由p-(Al0.7 Ga0.3 )0.5 In0.5 P形成的低折射率層及由p-(Al0.1 Ga0.9 )0.5 In0.5 P形成之高折射率層。為減少電阻值，在該低折射率層及該高折射率層之間形成組成梯度層，在該組成梯度層中，組成物係從一組成物逐漸地改變為其他組成物。當振盪波長為λ時，藉由包含1/2的相鄰組成梯度層，將該等低及高折射率層各者決定為具有λ/4的光學厚度。
第二上半導體DBR1072 在第一上半導體DBR1071 的+Z側堆疊，並包含23對之由p-Al0.9 Ga0.1 As形成的低折射率層及由p-Al0.3 Ga0.7 As形成之高折射率層。為減少電阻值，在該等折射率層之間形成組成梯度層，在該組成梯度層中，組成物係從一組成物逐漸地改變為其他組成物。當振盪波長為λ時，藉由包含1/2的相鄰組成梯度層，將該等低及高折射率層各者決定為具有λ/4的光學厚度。
將由p-AlAs形成之厚度為30nm的選擇性地待氧化層108插入第二上半導體DBR1072 的該等低折射率層之一者中。選擇性地待氧化層108的插入位置在從上隔片層106算起之第3對低折射率層中，並在與電場的駐波分佈之節點對應的位置。
接觸層109在第二上半導體DBR1072 的+z側堆疊，並由p-GaAs形成。
在下文中，在部分例子中，將複數半導體層堆疊於基材101上之結構稱為層堆疊體。
其次，簡單地描述面射型雷射元件100的製造方法。
(1)：層堆疊體藉由使用MOCVD(金屬有機氣相沈積)方法，或MBE(分子束磊晶)方法之晶體成長形成。
在上文中，將TMA(三甲基鋁)、TMG(三甲基鎵)、或TMI(三甲基銦)使用為第三族原料，並將膦(PH3 )或胂(AsH3 )使用為第五族原料。此外，將四溴化碳(CBr4 )或二甲基鋅(DMZn)使用為p-型摻雜劑的原料，並將硒化氫(H2 Se)使用為n-型摻雜劑的原料。
(2)：將具有其在X軸方向上的長度「aX」為25.1μm且其在Y軸方向上的長度「aY」為24.9μm之矩形形狀的光阻樣型形成於該層堆疊體的表面上(參見圖5)。在下文中，在部分例子中，將aY/aX值稱為台面矩形長寬比。圖5係顯示面射型雷射元件100之台面矩形長寬比的圖。
(3)：當使用上述光阻樣型作為光遮罩的同時，具有四稜柱形狀之台面藉由使用使用C12 氣體之ECR(電子迴旋加速器共振)蝕刻方法而形成。在此，將該蝕刻的底表面定位在下隔片層104中。
(4)：移除該光遮罩。
(5)：在水蒸氣中對該層堆疊體施用熱處理。使用此方法，從該台面的外部將選擇性地待氧化層108中的鋁(Al)選擇性地氧化，由Al之氧化層108a所圍繞的非氧化區域108b殘留在該台面的中心部(參見圖3)。亦即，形成所謂的氧化層侷束結構，在該氧化層侷束結構中，將面射型雷射元件100之發光部的驅動電流路徑侷束至該台面之中心部。非氧化區域108b係電流穿越區域(電流注入區域)。
(6)：藉由使用CVD(化學氣相沈積)方法形成SiN或SiO2 保護層111。
(7)：該層堆疊體係藉由聚醯亞胺層112而平坦化。
(8)：在該台面的上部打開用於p-電極接點之窗。在此，形成光阻的遮罩，該光阻的開口部係藉由曝光在該台面之上部的開口部而移除，且該窗係藉由使用BHF(經緩衝氫氟酸)蝕刻聚醯亞胺層112及保護層111而打開。
(9)：在區域形成邊長為10μm之正方形光阻樣型，其變成在該台面之上部的發光部，並藉由氣相沈積沈積p-電極材料。將由Cr/AuZn/Au或Ti/Pt/Au形成之多層膜使用為該p-電極材料。
(10)：p-電極113係藉由在該發光部將該電極材料剝離而形成。
(11)：拋光基材101的底表面，使得基材101的厚度變為，例如100μm，且n-電極114在基材101的底表面上形成。n-電極114係由AuGe/Ni/Au之多層膜形成。
(12)：在p-電極113及n-電極114之間的電阻接點藉由退火而得到。使用此方法，該台面變成發光部。
(13)：面射型雷射元件100藉由切割而形成為晶片。
在藉由上述方法製造的面射型雷射元件100中，輸出雷射光束的極化方向為係期望方向之X軸方向，且極化抑制比例為20dB或以上且係穩定的。極化抑制比例係期望極化方向上的光強度對正交於該期望極化方向之方向上的光強度之比例，且據說要求諸如複印設備之影像形成設備具有約20dB之極化抑制比例。此外，在面射型雷射元件100中，輸出雷射光束在X軸方向上及Y軸方向上的照射角度之間的差為0.1°或以下，且該輸出雷射光束的橫剖面形狀實質上為圓形。
圖6係沿著圖3之A-A線取得之該面射型雷射元件100的剖側視圖。亦即，面射型雷射元件100的氧化層侷束結構顯示於圖6中。在圖6中，界定以下各者。亦即，從氧化層108a的+Y側終端至電流穿越區域108b(該非氧化層)之+Y側終端的距離為「dy1」、從氧化層108a的-Y側終端至電流穿越區域108b之-Y側終端的距離為「dy2」、從氧化層108a的+X側終端至電流穿越區域108b之+X側終端的距離為「dx1」、且從氧化層108a的-X側終端至電流穿越區域108b之-X側終端的距離為「dx2」。當藉由使用IR(紅外線)顯微鏡量測該等距離時，經量測結果為dy2>dy1，且dx2dx1>dy1。顯示在-Y方向的氧化率小於+Y、+X、及-X方向上的氧化率。
此外，在圖6中，界定以下各者。亦即，電流穿越區域108b在Y軸方向上的長度為「bY」，且電流穿越區域108b在X軸方向上的長度為「bX」。然後量測該等長度且經量測結果為「bY」=4.1μm、「bX」=3.9μm，且「bY/bX」(電流穿越區域108b的矩形長寬比)為1.05。
圖7係沿著圖6之A-A線取得之圖6所顯示的氧化層侷束結構之剖側視圖。在圖7中，界定以下各者。亦即，氧化層108a在電流穿越區域108b之+Y側的厚度為「Sy1」，且氧化層108a在電流穿越區域108b之-Y側的厚度為「Sy2」。然後當在Y軸方向上的數個位置量測該等厚度時，即使與該等氧化終端部的距離相同，例如，在圖7中的距離「d」，「Sy1」大於「Sy2」約2nm。亦即，本發明人已發現氧化層108a的厚度在氧化率較小之區域中相對較大。
圖8係沿著圖6之B-B線取得之圖6所顯示的氧化層侷束結構之剖側視圖。在圖8中，界定以下各者。亦即，氧化層108a在電流穿越區域108b之-X側的厚度為「Sx1」，且氧化層108a在電流穿越區域108b之+X側的厚度為「Sx2」。然後當在X軸方向上的數個位置量測該等厚度時，當與該等氧化終端部的距離相同時，例如，在圖8中的距離「d」，「Sx1」實質等同於「Sx2」。此外，即使與該等氧化終端部的距離相同，「Sx1」及「Sx2」的厚度小於「Sy1」之厚度。
通常，在面射型雷射元件中，當側方向上有大光侷束(在下文中，在部分例子中，簡單地指稱為光侷束)時，輸出雷射光束的照射角度傾向於變大。此外，當電流穿越區域具有小寬度且該氧化層具有大厚度時，該光侷束的角度變大。
在面射型雷射元件100中，導致電流穿越區域108b寬度變小之氧化層108a具有小厚度「dx1」及「dx2」，且導致電流穿越區域108b寬度變大之氧化層108a具有大厚度「dy2」。使用此方式，即使電流穿越區域108b不具有正方形，該輸出雷射光束的橫剖面形狀實質上可為圓形。
亦即，在氧化層108a之厚度導致小光侷束的方向上(在X軸方向上)，導致非氧化層108b(該電流穿越區域)的寬度變小，導致光侷束的角度變大，且該輸出雷射光束的照射角度可係各向同性。
圖9係顯示電流穿越區域之矩形長寬比及使用與基材101相似之傾斜基材的面射型雷射元件之輸出雷射光束的照射角度之間的關係之圖。當該電流穿越區域具有正方形形狀時(bY/bX=1.0)，X及Y軸方向之間的照射角度差(在下文中，在部分例子中，簡單地指稱為照射角度差)為0.2°，且該輸出雷射光束的橫剖面形狀為橢圓形。
然而，在本發明之面射型雷射元件100中，由具有大厚度之氧化層108a所圍繞的電流穿越區域108b之寬度(在Y方向上)大於由具有小厚度的氧化層108a所圍繞之電流穿越區域108b的寬度。因此，照射角度差可小於圖9所示之面射型雷射元件的照射角度差。
圖10係顯示電流穿越區域的矩形長寬比及使用與基材101相似的傾斜基材之面射型雷射元件的照射角度差之間的關係之圖。如圖10所示，在該電流穿越區域的矩形長寬比及該照射角度差之間具有線性關連。當該電流穿越區域的矩形長寬比大於1.0且小於1.17時，該照射角度差可小於該電流穿越區域具有正方形形狀的例子。
圖11係顯示電流穿越區域的矩形長寬比(bY/bX)及使用與基材101相似的傾斜基材之面射型雷射元件的台面矩形長寬比(aY/aX)(參見圖5)之間的關係之圖。如圖11所示，在該電流穿越區域的矩形長寬比及該台面矩形長寬比之間具有線性關連。當該台面矩形長寬比大於0.988且小於1.014時，該電流穿越區域的矩形長寬比可大於1.0且小於1.17。在本發明之面射型雷射元件100中，該台面矩形長寬比(aY/aX)為0.992。
如上文所述，根據本實施例之面射型雷射元件100，在該主表面(該鏡面拋光表面)的法線方向相對於[1 0 0]晶體定向以15度被傾斜至[1 1 1]晶體定向A方向之基材101上，堆疊包含主動層105之共振器結構體及包含包夾該共振器結構體的下半導體DBR103及上半導體DBR107之複數半導體層。
此外，上半導體DBR107中的氧化層侷束結構之電流穿越區域108b的形狀對稱於穿越該電流穿越區域108b之中心且平行於X軸的一軸(第一軸)，並對稱於穿越該電流穿越區域108b之中心且平行於Y軸的另一軸(第二軸)。另外，電流穿越區域108b在Y軸方向上的長度大於電流穿越區域108b在X軸方向上的長度。
此外，在圍繞電流穿越區域108b的氧化層108a中，-Y方向上的氧化厚度大於+X及-X方向上的氧化厚度。
因此，根據本實施例之面射型雷射元件100，可增加該輸出雷射光束在該極化方向上的穩定性而不導致高成本，且該輸出雷射光束的橫剖面形狀幾乎為橢圓形。
此外，根據本實施例之光學掃描裝置1010，因為光源14包含面射型雷射元件100，可能實施高精確光學掃描而不導致高成本。
此外，根據本實施例之雷射印表機1000，因為雷射印表機1000包含光學掃描裝置1010，可形成高品質影像而不導致高成本。
在上述之本發明實施例中，光學掃描裝置1010的光源14可包含圖12所示之面射型雷射元件100A，取代包含圖3所示之面射型雷射元件100。
圖12係根據本發明實施例之面射型雷射元件100A的剖側視圖。
面射型雷射元件100A的設計振盪波長係在780nm能帶中。面射型雷射元件100A包含基材201、緩衝層202、下半導體DBR203、下隔片層204、主動層205、及上隔片層206、上半導體DBR207、接觸層209等。
與基材101相似，基材201係傾斜基材。
緩衝層202堆疊於基材201的+Z側表面上，且由n-GaAs形成。
下半導體DBR203在緩衝層202的+Z側堆疊，並包含40.5對之由n-Al0.9 Ga0.1 As形成的低折射率層及由n-Al0.3 Ga0.7 As形成之高折射率層。
此外，為減少電阻值，在該等折射率層之間形成厚度為20nm的組成梯度層，在該組成梯度層中，組成物係從一組成物逐漸地改變為其他組成物。當振盪波長為λ時，藉由包含1/2的相鄰組成梯度層，將該等折射率層各者決定為具有λ/4的光學厚度。
下隔片層204在下半導體DBR203的+Z側上堆疊，並由非摻雜之(Al0.1 Ga0.9 )0.5 In0.5 P形成。
主動層205在下隔片層204的+Z側上堆疊，並具有三量子井結構，該三量子井結構具有三層量子井層及四層障壁層。該等量子井層各者係由GaInAsP形成，該GaInAsP的組成物引起1.1%的壓縮應變，且該等障壁層各者係由GaInP形成，該GaInP之張應變為0.0%。
上隔片層206在主動層205的+Z側上堆疊，並由非摻雜之(Al0.1 Ga0.9 )0.5 In0.5 P形成。
由下隔片層204、主動層205、及上隔片層206形成的部位稱為共振器結構體，並將該共振器結構體的厚度決定為一波長的光學厚度。為得到高受激發射機率，主動層205係在該共振器結構體的中心，該中心對應於電場之駐波分佈的反節點位置。
上半導體DBR207包含第一上半導體DBR2071 (未圖示)及第二上半導體DBR2072 (未圖示)。
第一上半導體DBR2071 在上隔片層206的+Z側堆疊，並包含一對由p-(A10.7 Ga0.3 )0.5 In05 P形成的低折射率層及由p-(Al0.1 Ga0.9 )0.5 In05 P形成之高折射率層。為減少電阻值，在該低折射率層及該高折射率層之間形成組成梯度層，在該組成梯度層中，組成物係從一組成物逐漸地改變為其他組成物。當振盪波長為λ時，藉由包含1/2的相鄰組成梯度層，將該等低及高折射率層各者決定為具有λ/4的光學厚度。
第二上半導體DBR2072 在第一上半導體DBR2071的+Z側堆疊，並包含23對之由p-Al0.9 Ga0.1 As形成的低折射率層及由p-Al0.3 Ga0.7 As形成之高折射率層。為減少電阻值，在該等折射率層之間形成組成梯度層，在該組成梯度層中，組成物係從一組成物逐漸地改變為其他組成物。當振盪波長為λ時，藉由包含1/2的相鄰組成梯度層，將該等低及高折射率層各者決定為具有λ/4的光學厚度。
將由p-AlAs形成之厚度為30nm的選擇性地待氧化層208插入第二上半導體DBR2072 的該等低折射率層之一者中。選擇性地待氧化層208的插入位置在從上隔片層206算起之第3對低折射率層中，並在與電場的駐波分佈之節點對應的位置。
接觸層209在第二上半導體DBR2072 的+Z側堆疊，並由p-GaAs形成。
面射型雷射元件100A另外包含保護層211、聚醯亞胺層212、p-電極213、及n-電極214。然而，保護層211、聚醯亞胺層212、p-電極213、及n-電極214的功能各者分別與面射型雷射元件100之保護層111、聚醯亞胺層112、p-電極113、及n-電極114的功能各者相似。因此，省略上述元件的描述。
面射型雷射元件100A可藉由與面射型雷射元件100之製造方法相似的製造方法製造。
在面射型雷射元件100A中，輸出雷射光束的極化方向為係期望方向之Y軸方向，且極化抑制比例為20dB或以上且係穩定的。此外，在面射型雷射元件100A中，輸出雷射光束在X軸方向上及Y軸方向上的照射角度之間的差為0.1°或以下，且該輸出雷射光束的橫剖面形狀實質上為圓形。
圖13係沿著圖12之A-A線取得之該面射型雷射元件100A的剖側視圖。亦即，面射型雷射元件100A的氧化層侷束結構顯示於圖13中。在圖13中，界定以下各者。亦即，從氧化層208a的+Y側終端至電流穿越區域208b(該非氧化層)之+Y側終端的距離為「dy1'」、從氧化層208a的-Y側終端至電流穿越區域208b之-Y側終端的距離為「dy2'」、從氧化層208a的+X側終端至電流穿越區域208b之+X側終端的距離為「dx1'」、且從氧化層208a的-X側終端至電流穿越區域208b之-X側終端的距離為「dX2'」。當藉由使用IR顯微鏡量測該等距離時，經量測結果為dy2'>dy1'，且dX2'dx1'>dy1'。顯示在-Y方向的氧化率小於+Y、+X、及-X方向上的氧化率。
此外，在圖13中，界定以下各者。亦即，電流穿越區域208b在Y軸方向上的長度為「bY'」，且電流穿越區域208b在X軸方向上的長度為「bX'」。然後量測該等長度且經量測結果係「bY'」=4.1μm、「bX'」=3.9μm，且「bY'/bX'」(電流穿越區域208b的矩形長寬比)為1.05。
圖14係沿著圖13之A-A線取得之圖13所顯示的氧化層侷束結構之剖側視圖。在圖14中，界定以下各者。亦即，氧化層208a在電流穿越區域208b之+Y側的厚度為「Sy1'」，且氧化層208a在電流穿越區域208b之-Y側的厚度為「Sy2'」。然後當在Y軸方向上的數個位置量測該等厚度時，即使與該等氧化終端部的距離相同，例如，在圖14中的距離「d」，「Sy1'」大於「Sy2'」約2nm。
圖15係沿著圖13之B-B線取得之圖13所顯示的氧化層侷束結構之剖側視圖。在圖15中，界定以下各者。亦即，氧化層208a在電流穿越區域208b之-X側的厚度為「Sx1'」，且氧化層208a在電流穿越區域208b之+X側的厚度為「Sx2'」。然後當在X軸方向上的數個位置量測該等厚度時，當與該等氧化終端部的距離相同時，例如，在圖15中的距離「d」，「Sx1'」實質等同於「Sx2'」。此外，即使與該等氧化終端部的距離相同，「Sx1'」及「Sx2'」的厚度小於「Sy1'」之厚度。
圖16係顯示電流穿越區域之矩形長寬比(bY'/bX')及具有結構相似於面射型雷射元件100A之面射型雷射元件中的極化抑制比例之間的關係之圖。在圖16中，製造面射型雷射元件之晶圓A及B並量測該等關係。如圖16所示，關於該電流穿越區域的基於，當Y軸方向上的長度大於X軸方向上的長度時(bY'/bX'>1)，可具有大極化抑制比例。
在上述之本發明實施例中，光學掃描裝置1010的光源14可包含圖17所示之面射型雷射元件100B，取代包含圖3所示之面射型雷射元件100。
圖17係根據本發明實施例之面射型雷射元件100B的剖側視圖。
在面射型雷射元件100B中，選擇性地待氧化層308的厚度大於面射型雷射元件100中的選擇性地待氧化層108之厚度。
面射型雷射元件100B的設計振盪波長係在780nm能帶中。面射型雷射元件100B包含基材301、緩衝層302、下半導體DBR303、下隔片層304、主動層305、及上隔片層306、上半導體DBR307、接觸層309等。
與基材101相似，基材301係傾斜基材。
緩衝層302堆疊於基材301的+Z側表面上，且由n-GaAs形成。
下半導體DBR303在緩衝層302的+Z側堆疊，並包含40.5對之由n-AlAs形成的低折射率層及由n-Al0.3 Ga0.7 As形成之高折射率層。
此外，為減少電阻值，在該等折射率層之間形成厚度為20nm的組成梯度層，在該組成梯度層中，組成物係從一組成物逐漸地改變為其他組成物。當振盪波長為λ時，藉由包含1/2的相鄰組成梯度層，將該等折射率層各者決定為具有λ/4的光學厚度。
下隔片層304在下半導體DBR303的+Z側上堆疊，並由非摻雜之(Al0.1 Ga0.9 )0.5 In0.5 P形成。
主動層305在下隔片層304的+Z側上堆疊，並具有三量子井結構，該三量子井結構具有三層量子井層及四層障壁層。該等量子井層各者係由GaInAsP形成並具有約780nm之能帶間隙波長，該GaInAsP的組成物引起0.7%的壓縮應變。此外，該等障壁層各者係由其張應變為0.6%之GaInP形成。
上隔片層306在主動層305的+Z側上堆疊，並由非摻雜之(Al0.1 Ga0.9 )0.5 In0.5 P形成。
由下隔片層304、主動層305、及上隔片層306形成的部位稱為共振器結構體，並將該共振器結構體的厚度決定為一波長的光學厚度。為得到高受激發射機率，主動層305係在該共振器結構體的中心，該中心對應於電場之駐波分佈的反節點位置。
上半導體DBR307包含第一上半導體DBR3071 (未圖示)及第二上半導體DBR3072 (未圖示)。
第一上半導體DBR3071 在上隔片層306的+Z側堆疊，並包含一對由p-(Al0.7 Ga0.3 )0.5 In0.5 P形成的低折射率層及由p-(Al0.1 Ga0.9 )0.5 In0.5 P形成之高折射率層。為減少電阻值，在該低折射率層及該高折射率層之間形成組成梯度層，在該組成梯度層中，組成物係從一組成物逐漸地改變為其他組成物。當振盪波長為λ時，藉由包含1/2的相鄰組成梯度層，將該等低及高折射率層各者決定為具有λ/4的光學厚度。
第二上半導體DBR3072 在第一上半導體DBR3071 的+Z側堆疊，並包含23對之由p-Al0.9 Ga0.1 As形成的低折射率層及由p-Al0.3 Ga0.7 As形成之高折射率層。為減少電阻值，在該等折射率層之間形成組成梯度層，在該組成梯度層中，組成物係從一組成物逐漸地改變為其他組成物。當振盪波長為λ時，藉由包含1/2的相鄰組成梯度層，將該等低及高折射率層各者決定為具有λ/4的光學厚度。
將由p-AlAs形成之厚度為34nm的選擇性地待氧化層308插入第二上半導體DBR3072 的該等低折射率層之一者中。選擇性地待氧化層308的插入位置在從上隔片層306算起之第3對低折射率層中，並在與電場的駐波分佈之節點對應的位置。
接觸層309在第二上半導體DBR3072 的+Z側堆疊，並由p-GaAs形成。
面射型雷射元件100B另外包含保護層311、聚醯亞胺層312、p-電極313、及n-電極314。然而，保護層311、聚醯亞胺層312、p-電極313、及n-電極314的功能各者分別與面射型雷射元件100之保護層111、聚醯亞胺層112、p-電極113、及n-電極114的功能各者相似。因此，省略上述元件的描述。
面射型雷射元件100B可藉由與面射型雷射元件100之製造方法相似的製造方法製造。然而，將待形成於該層堆疊體之表面上的光阻樣型的形狀決定成在X軸方向上的長度「aX」係25.2μm且在Y軸方向上的長度「aY」係24.8μm。亦即，長度「aX」及「aY」與面射型雷射元件100的該等長度不同(參見圖5)。
在面射型雷射元件100B中，輸出雷射光束的極化方向為係期望方向之X軸方向，且極化抑制比例為20dB或以上且係穩定的。此外，在面射型雷射元件100B中，輸出雷射光束在X軸方向上及Y軸方向上的照射角度之間的差為0.1°或以下，且該輸出雷射光束的橫剖面形狀實質上為圓形。
圖18係沿著圖17之A-A線取得之該面射型雷射元件100B的剖側視圖。亦即，面射型雷射元件100B的氧化層侷束結構顯示於圖18中。在圖18中，界定以下各者。亦即，從氧化層308a的+Y側終端至電流穿越區域308b(該非氧化層)之+Y側終端的距離為「dy1'」、從氧化層308a的-Y側終端至電流穿越區域308b之-Y側終端的距離為「dy2'」、從氧化層308a的+X側終端至電流穿越區域308b之+X側終端的距離為「dx1'」、且從氧化層308a的-X側終端至電流穿越區域308b之-X側終端的距離為「dx2'」。亦即，在圖18中，使用與圖13中所顯示之該等符號相同的符號。當藉由使用IR顯微鏡量測該等距離時，經量測結果為dy2'>dy1'，且dy2'>dX2'dx1'。顯示在+Y方向的氧化率大於-Y、+X、及-X方向上的氧化率。
此外，在圖18中，界定以下各者。亦即，電流穿越區域308b在Y軸方向上的長度為「bY'」，且電流穿越區域308b在X軸方向上的長度為「bX'」。然後量測該等長度且「"bY'/bX'」(電流穿越區域308b的矩形長寬比)為0.95。
圖19係沿著圖18之A-A線取得之圖18所顯示的氧化層侷束結構之剖側視圖。在圖19中，界定以下各者。亦即，氧化層308a在電流穿越區域308b之+Y側的厚度為「Sy1'」，且氧化層308a在電流穿越區域308b之-Y側的厚度為「Sy2'」。然後當在Y軸方向上的數個位置量測該等厚度時，即使與該等氧化終端部的距離相同，例如，在圖19中的距離「d」，「Sy2'」小於「Sy1'」。
圖20係沿著圖18之B-B線取得之圖18所顯示的氧化層侷束結構之剖側視圖。在圖20中，界定以下各者。亦即，氧化層308a在電流穿越區域308b之-X側的厚度為「Sx1'」，且氧化層308a在電流穿越區域308b之+X側的厚度為「Sx2'」。亦即，在圖20中，使用與圖15中所顯示之該等符號相同的符號。然後當在X軸方向上的數個位置量測該等厚度時，當與該等氧化終端部的距離相同時，例如，在圖20中之距離「d」的位置，「Sx1'」實質等同於「Sx2'」。此外，即使與該等氧化終端部的距離相同，「Sx1'」及「Sx2'」的厚度大於「Sy2'」之厚度。
圖21係顯示電流穿越區域的矩形長寬比及具有相似於面射型雷射元件100B的結構之結構的面射型雷射元件之輸出雷射光束的照射角度之間的關係之圖。如圖21所示，當該電流穿越區域具有正方形形狀時(bY'/bX'=1.0)，X及Y軸方向之間的照射角度之差(照射角度差)為0.17°，且該輸出雷射光束的橫剖面形狀為橢圓形。此係因為「Sy2'」的厚度小於「Sx1'」之厚度及「Sx2'」的厚度。
圖22係顯示電流穿越區域之矩形長寬比(bY'/bX')及具有相似於面射型雷射元件100B之結構的結構之面射型雷射元件的照射角度差之間的關係之圖。如圖21所示，在該電流穿越區域的矩形長寬比及該照射角度差之間具有線性關連。當該電流穿越區域的矩形長寬比係0.9或以上且小於1.0時，該照射角度差可小於該電流穿越區域具有正方形形狀的例子。
如上文所述，本發明人已發現在相同的氧化條件下，由於該選擇性地待氧化層的厚度所導致之氧化率的平面定向相依性不同。
在上述實施例中，該發光部的振盪波長係在780nm能帶中。然而，可對應於該光導體(光導鼓)之特徵改變該發光部的振盪波長。
此外，面射型雷射元件100(100A、100B)可使用在影像形成設備以外的設備中。在此例子中，取決於指定用途，該振盪波長可在650nm能帶、850nm能帶、980nm能帶、1.3μm能帶、1.5μm能帶等中。
圖23係顯示根據本發明實施例之面射型雷射陣列500的圖。
在圖2所示之光學掃描裝置1010中的光源14可包含圖23所示之面射型雷射陣列500，取代包含面射型雷射元件100(100A、100B)。
在面射型雷射陣列500中，複數發光部設置在基材上。在圖23中，設置32個發光部。在圖23中，M方向係主掃描對應方向且S方向係次掃描對應方向。發光部的數量不限制為32，且可少於32或多於32。
圖24係顯示圖23所顯示的發光部之二維陣列的圖。如圖24所示，面射型雷射陣列500包含四個發光部陣列，在該等陣列中，八個發光部係以在具有從M方向朝向S方向之傾斜角度的T方向上以該等發光部之間的相同間隔設置。設置一陣列中的該八個發光部，使得該八個發光部中心之間在S方向上的間隔為「c」，且設置四個發光部陣列，使得該四個發光部陣列之間在S方向上的間隔為「e」(二發光部陣列中心之間的距離)。亦即，該32個發光部係二維排列的。
在圖24中，間隔「c」係3μm、間隔「e」係24μm，且該等發光部之間在M方向上的間隔「m」係30μm。
圖25係沿著圖24的A-A線取得之剖側視圖。如圖25所示，該發光部與面射型雷射元件100相同。亦即，面射型雷射陣列500可藉由與面射型雷射元件100之製造方法相似的方法製造。
面射型雷射陣列500係由面射型雷射元件100形成。因此，面射型雷射陣列500可具有與面射型雷射元件100之效果相同的效果。
在面射型雷射陣列500中，當將該等發光部各者正常地投影於在次掃描對應方向上延伸之虛擬線上時，在該等發光部之間的間隔「c」係固定的；因此，當調整該等發光部的發光時序時，可說該等發光部以相同間隔在次掃描方向上排列在光導鼓1030上。
此外，因為間隔「c」為3μm，當將光學掃描裝置1010的倍率決定為約1.8倍時，可實施4800dpi(每英吋點數)之高密度寫出。當在主掃描對應方向上增加發光部的數量時，實施藉由窄化間隔「e」或減少該光學系統的倍率以更加減少間隔「c」之陣列配置；可實施更高密度的寫出，且可實施更高品質的列印。在此，可藉由調整該等發光部的發光時序而輕易地控制在主掃描方向上的寫出間隔。
在此例子中，在雷射印表機1000中，即使增加寫出點密度，可實施該列印而不降低列印速度。此外，當不改變寫出點密度時，列印速度可更行增加。
此外，在此例子中，來自該等發光部的雷射光束(光通量)的極化方向係穩定且相等的；因此，雷射印表機1000可穩定地形成高質影像。
在面射型雷射陣列500中，二相鄰發光部(面射型雷射元件100)之間的距離(溝槽)係5μm或以上為佳，使得該等發光部彼此電性地及空間地分離。當該距離太小時，在製造面射型雷射陣列500時不容易控制蝕刻。此外，台面的尺寸(一側的長度)為10μm或以上為佳。當該長度太短時，熱停駐在面射型雷射陣列500的內側且該等特徵可能降低。
此外，在面射型雷射陣列500中，可能使用面射型雷射元件100A或100B，取代面射型雷射元件100的使用。
此外，在面射型雷射陣列中，面射型雷射元件100(100A、100B)可一維地排列。
此外，基材101(201、301)之主鏡面拋光表面(主表面)的法線方向相對於該[1 0 0]晶體定向以15度被傾斜至該[1 1 1]晶體定向A方向。然而，可用15度以外的角度將基材101(201、301)之主鏡面拋光表面(主表面)的法線方向相對於該[1 0 0]晶體定向傾斜至該[1 1 1]晶體定向A方向。
在本實施例中，描述該台面矩形長寬比為0.992之例子。然而，如上文所述，當該台面矩形長寬比大於0.988且小於1.014時，該輸出雷射光束的照射角度可小於該電流穿越區域具有正方形形狀的例子。
此外，在本實施例中，將雷射印表機1000使用為影像形成設備；然而，該影像形成設備不限制為雷射印表機1000，且可係包含光學掃描裝置1010之影像形成設備。
例如，在本實施例中，將指示對應顏色之雷射光束直接照射至記錄媒體上的影像形成設備可使用為該影形成設備。
此外，在本實施例中，將銀鹽膜使用為影像載子之影像形成設備使用為該影像形成設備。在此例子中，潛影影像藉由光學掃描形成在該銀鹽膜上，且該潛影影像可藉由普通銀鹽攝影程序的顯影程序而視覺化。另外，該可視影像可藉由普通銀鹽攝影程序的列印程序轉移至攝影印表紙上。該影像形成設備可使用為顯示CT(電腦化斷層掃瞄)掃描影像等的光學再生裝置或光學影像形成設備。
此外，如圖26所示，具有複數光導鼓之彩色印表機2000可使用為該影像形成設備。圖26係彩色印表機2000的剖側視圖。
彩色印表機2000係藉由重疊四種顏色(黑色、青色、洋紅色、及黃色影像)形成全彩影像之串接式彩色印表機。彩色印表機2000包含用於黑色影像之光導鼓K1、充電裝置K2、顯影裝置K4、清潔單元K5、及轉移裝置K6；用於青色影像之光導鼓C1、充電裝置C2、顯影裝置C4、清潔單元C5、及轉移裝置C6；用於洋紅色影像之光導鼓M1、充電裝置M2、顯影裝置M4、清潔單元M5、及轉移裝置M6；用於黃色影像之光導鼓Y1、充電裝置Y2、顯影裝置Y4、清潔單元Y5、及轉移裝置Y6；光學掃描裝置2010、傳送帶2080、固定單元2030等。
在下文中，因為該等元件的操作在四種顏色上均相同，將黑色影像的操作描述為代表性操作。
光導鼓K1係在圖26所顯示之箭號方向上旋轉。沿著光導鼓K1的旋轉方向循序地設置充電裝置K2、顯影裝置K4、轉移裝置K6、及清潔單元K5以圍繞光導鼓K1。充電裝置K2均勻地對光導鼓K1的表面充電。光學掃描裝置2010將光束照射至藉由充電裝置K2充電之光導鼓K1的表面上。使用此方式，將該靜電潛像形成至光導鼓K1的表面上。顯影裝置K4顯影該靜電潛影並在光導鼓K1的表面上形成調色劑影像。轉移裝置K6將該調色劑影像轉移至在傳送帶2080上的記錄媒體(紙)上，且已轉移影像藉由固定單元2030固定。當對所有顏色的影像實施上述操作時，全彩影像列印在該記錄媒體上。
光學掃描裝置2010在各顏色包含與光源14相似的光源。因此，光學掃描裝置2010可得到與光學掃描裝置1010之效果相同的效果。此外，因為彩色印表機2000包含光學掃描裝置2010，該彩色印表機2000可得到與雷射印表機1000之效果相同的效果。
在彩色印表機2000中，可能由於各組件的製造誤差及該組件的定位誤差，產生色品誤差。然而，在光學掃描裝置2010之光源各者包含與面射型雷射陣列500相似之面射型雷射陣列的例子中，當選擇待發亮之發光部時，可減少色品誤差。
如上文所述，根據本發明之實施例，在面射型雷射元件100(100A、100B)及面射型雷射陣列500中，輸出雷射光束在極化方向上可具有高穩定性且該輸出雷射光束的橫剖面形狀可幾乎係橢圓形而不導致高成本。此外，在光學掃描裝置1010(2010)中，可實施精確掃描而不導致高成本。此外，影像形成設備1000(2000)可形成高品質影像而不導致高成本。
另外，本發明並不限於具體地揭示之實施例，且變化及修改可不脫離本發明之範圍而產生。
本發明係基於向日本特特廳於2008年5月15日提出申請之日本優先專利申請案號第2008-128303號，及於2009年3月30日提出申請之日本優先專利申請案號第2009-081664號，該等專利之教示全文以提及之方式併入本文中。
11a．．．偏向器側掃描鏡頭
11b．．．影像面側掃描鏡頭
13．．．多邊形鏡
14．．．光源
15．．．耦合鏡頭
16．．．孔徑板
17．．．變形鏡頭
18．．．反射鏡
30．．．機殼
100、100A、100B．．．面射型雷射元件
101、201、301．．．基材
102、202、302．．．緩衝層
103、203、303．．．下半導體DBR
104、204、304．．．下隔片層
105、205、305．．．主動層
106、206、306．．．上隔片層
107、207、307．．．上半導體DBR
108、208、308．．．選擇性地待氧化層
108a、208a、308a．．．氧化層
108b、208b、308b．．．非氧化區域
109、209、309．．．接觸層
111、211、311．．．保護層
112、212、312．．．聚醯亞胺層
113、213、313．．．p-電極
114、214、314．．．n-電極
500．．．面射型雷射陣列
1000．．．雷射印表機
1010、2010．．．光學掃描裝置
1030、K1、C1、M1、Y1．．．光導鼓
1031．．．充電器
1032．．．顯影滾筒
1033．．．轉移充電器
1034．．．放電單元
1035、K5、C5、M5、Y5．．．清潔單元
1036．．．調色劑匣
1037．．．饋紙滾筒
1038．．．饋紙盤
1039．．．定位滾筒
1040．．．記錄紙
1041‧‧‧固定滾筒
1042‧‧‧輸出紙滾筒
1043‧‧‧輸出紙盤
1044‧‧‧印表機櫃
1050‧‧‧通訊控制器
1060‧‧‧印表機控制器
2000‧‧‧彩色印表機
2030‧‧‧固定單元
2080‧‧‧傳送帶
K2、C2、M2、Y2‧‧‧充電裝置
K4、C4、M4、Y4‧‧‧顯影裝置
K6、C6、M6、Y6‧‧‧轉移裝置
當連同該等隨附圖式閱讀下列詳細描述時，本發明之特性及優點將變得更明顯，在該等圖式中：圖1係根據本發明實施例之影像形成設備的剖側視圖；圖2係圖1所示之光學掃描裝置的剖側視圖；圖3係根據本發明實施例之面射型雷射元件的剖側視圖；圖4A係顯示圖3所顯示的基材之傾斜的圖；圖4B係顯示圖3所顯示的基材之位置的圖；圖5係顯示圖3所顯示的面射型雷射元件之台面矩形長寬比的圖；圖6係沿著圖3之A-A線取得之該面射型雷射元件的剖側視圖；圖7係沿著圖6之A-A線取得之圖6所顯示的氧化層侷束結構之剖側視圖；圖8係沿著圖6之B-B線取得之圖6所顯示的氧化層侷束結構之剖側視圖；圖9係顯示電流穿越區域之矩形長寬比及使用與圖3所顯示的基材相似之傾斜基材的面射型雷射元件之輸出雷射光束的照射角度之間的關係之圖；圖10係顯示電流穿越區域的矩形長寬比及使用與圖3所顯示之基材相似的傾斜基材之面射型雷射元件的照射角度差之間的關係之圖；圖11係顯示電流穿越區域的矩形長寬比及使用與圖3所顯示之基材相似的傾斜基材之面射型雷射元件的台面矩形長寬比之間的關係之圖；圖12係根據本發明實施例之另一面射型雷射元件的剖側視圖；圖13係沿著圖12之A-A線取得之該面射型雷射元件的剖側視圖；圖14係沿著圖13之A-A線取得之圖13所顯示的氧化層侷束結構之剖側視圖；圖15係沿著圖13之B-B線取得之圖13所顯示的氧化層侷束結構之剖側視圖；圖16係顯示電流穿越區域之矩形長寬比及具有結構相似於圖12所顯示的面射型雷射元件之面射型雷射元件中的極化抑制比例之間的關係之圖；圖17係根據本發明實施例之另一面射型雷射元件的剖側視圖；圖18係沿著圖17之A-A線取得之該面射型雷射元件的剖側視圖；圖19係沿著圖18之A-A線取得之圖18所顯示的氧化層侷束結構之剖側視圖；圖20係沿著圖18之B-B線取得之圖18所顯示的氧化層侷束結構之剖側視圖；圖21係顯示電流穿越區域的矩形長寬比及具有相似於圖17顯示之面射型雷射元件的結構之結構的面射型雷射元件之輸出雷射光束的照射角度之間的關係之圖；圖22係顯示電流穿越區域之矩形長寬比及具有相似於圖17所顯示的面射型雷射元件之結構的結構之面射型雷射元件的照射角度差之間的關係之圖；圖23係顯示根據本發明實施例之面射型雷射陣列的圖；圖24係顯示圖23所顯示的發光部之二維陣列的圖；圖25係沿著圖24的A-A線取得之剖側視圖；圖26係彩色印表機的剖側視圖；圖27A係顯示台面的外部形狀及電流穿越區域之形狀的圖；以及圖27B係顯示台面之外部形狀及對稱於二軸的電流穿越區域之形狀的圖。
108a．．．氧化層
108b．．．非氧化區域
111．．．保護層
112．．．聚醯亞胺層

Claims (14)

  1. 一種面射型雷射元件，其在正交於該面射型雷射元件之基材的表面的方向上發射一雷射光束，其中：該基材之主表面的法線方向相對於[1 0 0]晶體定向之一方向被傾斜至[1 1 1]晶體定向之一方向，且該面射型雷射元件包含一共振器結構體，其包含一主動層；第一及第二半導體分散式布瑞格反射器，其包夾該共振器結構體並包含一侷束結構，在該侷束結構中，一電流穿越區域係由一氧化層所圍繞，該氧化層係藉由將至少包含鋁之待選擇性氧化的一層之一部份氧化而形成；以及堆疊在該基材上的複數半導體層，其中該電流穿越區域的形狀對稱於第一軸而該第一軸正交於該[1 0 0]晶體定向的一方向及該[1 1 1]晶體定向之一方向、平行於該基材的該表面、並穿越該電流穿越區域的中心；以及對稱於第二軸而該第二軸正交於該法線方向及該第一軸，並穿越該電流穿越區域的中心；該電流穿越區域在該第一軸方向上的長度與在該第二軸方向上的長度不同；圍繞該電流穿越區域之該氧化層的厚度在平行於該第二軸方向之方向上與平行於該第一軸方向之方向上之間不同；且 該雷射光束在該第一軸方向上的照射角與該雷射光束在該第二軸方向上的照射角相同。
  2. 如申請專利範圍第1項之面射型雷射元件，其中：該電流穿越區域在該第二軸方向上的長度大於該電流穿越區域在該第一軸方向上的長度；以及圍繞該電流穿越區域之該氧化層在平行於該第二軸的該等方向之一者上的厚度大於平行於該第一軸的該方向上的厚度。
  3. 如申請專利範圍第1項之面射型雷射元件，其中：該基材之主表面的法線方向相對於該[1 0 0]晶體定向方向被傾斜至該[1 1 1]晶體定向A方向；且平行於該第一軸方向之該方向係該[0 -1 1]晶體定向方向及該[0 1 -1]晶體定向方向。
  4. 如申請專利範圍第3項之面射型雷射元件，其中：當將該電流穿越區域在該第一軸方向上的長度決定為「1」時，該電流穿越區域在該第二軸方向上的長度大於「1」且小於「1.17」。
  5. 如申請專利範圍第2項之面射型雷射元件，其中：該複數半導體層具有台面形狀，在該台面形狀中，藉由蝕刻而曝露待選擇性氧化之該層的至少一側；且 當將該台面在該第一軸方向上的長度決定為「1」時，該台面在該第二軸方向上的長度係0.988或以上及1.014或以下。
  6. 如申請專利範圍第1項之面射型雷射元件，其中：該電流穿越區域在該第二軸方向上的長度小於在該第一軸方向上的長度；且圍繞該電流穿越區域之該氧化層在平行於該第二軸方向的該等方向之一者上的厚度大於平行於該第一軸方向的該方向上的厚度。
  7. 如申請專利範圍第1項之面射型雷射元件，其中：當將該電流穿越區域在該第一軸方向上的長度決定為「1」時，該電流穿越區域在該第二軸方向上的長度小於「1」且為0.90或以上。
  8. 如申請專利範圍第1項之面射型雷射元件，其中：該第二軸方向係該輸出雷射光束的偏振方向。
  9. 如申請專利範圍第1項之面射型雷射元件，其中：該第一軸方向係該輸出雷射光束的偏振方向。
  10. 一種面射型雷射陣列，包含：複數個如申請專利範圍第1項之面射型雷射元件。
  11. 一種光學掃描裝置，其藉由一雷射光束掃描待掃 描之一表面，包含：一光源，其包含如申請專利範圍第1項之面射型雷射元件；一偏向單元，其偏向來自該光源之該雷射光束；以及一掃描光學系統，其將藉由該偏向單元偏向之該雷射光束聚集至待掃描的該表面上。
  12. 一種光學掃描裝置，其藉由一雷射光束掃描待掃描之一表面，包含：一光源，其包含如申請專利範圍第10項之面射型雷射陣列；一偏向單元，其偏向來自該光源之該雷射光束；以及一掃描光學系統，其將藉由該偏向單元偏向之該雷射光束聚集至待掃描的該表面上。
  13. 一種影像形成設備，包含：至少一影像載體；以及如申請專利範圍第11項之光學掃描裝置的至少一者，其將包含影像資訊之該雷射光束掃描至該影像載體上。
  14. 如申請專利範圍第13項之影像形成設備，其中：該影像資訊係多色影像資訊。
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