WO2021149618A1

WO2021149618A1 - 光源モジュールおよび光変調モジュール

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Publication number: WO2021149618A1
Application number: PCT/JP2021/001300
Authority: WO
Inventors: 正道山西; 黒坂　剛孝; 和義廣瀬
Original assignee: 浜松ホトニクス株式会社
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2021-07-29
Also published as: JP2021114552A; JP7445437B2

Abstract

本開示は、光の位相分布を動的に制御し得る光源モジュールおよび光変調モジュールに関する。光源モジュールは、誘導放出光を出力する発光部と、誘導放出光の強度を調整する強度調整部と、強度調整部により強度調整された誘導放出光を出力する光出力面と、を備える。光出力面は、一次元状または二次元状に配列された複数のピクセルを有する。各ピクセルは、一次元に連続して配列された少なくとも３つのサブピクセルを含む。サブピクセルの配列方向に沿って定義される各ピクセルのサイズは、誘導放出光の波長よりも短い。強度調整部は、サブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割され、各単位部分が誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能である。サブピクセルからそれぞれ出力される誘導放出光の位相は互いに揃っている。

Description

光源モジュールおよび光変調モジュール

　本開示は、光源モジュールおよび光変調モジュールに関するものである。
本願は、２０２０年１月２０日に出願された日本特許出願第２０２０－００６９０６号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。

　特許文献１には、端面発光型の半導体レーザ素子に関する技術が開示されている。この半導体レーザ素子は、基板上に形成された下部クラッド層と、上部クラッド層と、下部クラッド層と上部クラッド層との間に介在する活性層と、活性層と上部クラッド層および下部クラッド層の少なくともいずれか一方との間に介在するフォトニック結晶層と、活性層の第１領域に駆動電流を供給するための第１駆動電極と、を備える。第１駆動電極の長手方向は、半導体レーザ素子の厚み方向から見た場合、この半導体レーザ素子の光出力端面の法線に対して傾斜している。フォトニック結晶層の第１領域に対応する領域は、周囲の屈折率と異なる屈折率を有する異屈折率部の配列周期が互いに異なる第１および第２の周期構造を有する。第１および第２の周期構造におけるそれぞれの配列周期の逆数の差分に応じて、第１駆動電極の長手方向に対して所定の角度を成す２つ以上のレーザビームが半導体レーザ素子内部で生成される。これらのレーザビームのうち、光出力端面に向かう１つのレーザビームの光出力端面に対する屈折角は９０度未満である。光出力端面に向かう別の少なくとも１つのレーザビームは、光出力端面に対して全反射臨界角条件を満たす。

　非特許文献１には、コンピュータ生成ホログラム（Computer Generated Hologram：ＣＧＨ）に関する技術が開示されている。印刷で作成された、それぞれ独立した反射率を有する４つのサブピクセルで一つのピクセルが構成され、複数のピクセルに照射されたレーザ光の反射光が合成される。この場合、各ピクセルからの発光方向を任意にシフトし得ることが述べられている。非特許文献２には、非特許文献１に記載された技術において、各ピクセルが、それぞれ独立した反射率を有する３つのサブピクセルを含んでいれば、各ピクセルからの発光方向を任意にシフトし得ることが述べられている。

特開２０１３－１２０８０１号公報

Wai Hon Lee, "Sampled Fourier Transform Hologram Generated by Computer", Applied Optics, Vol. 9, No. 3, pp.639-643, March 1970 C. B. Burckhardt, "A Simplification of Lee's Method of Generating Holograms by Computer", Applied Optics, Vol. 9, No. 8, p.1949, August 1970

　発明者らは、上述の従来技術について検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、従来から、空間的な位相変調により、光の進行方向を変化させる、或いは任意の光像を生成するなどの技術が研究されている。或る技術では、半導体レーザ素子の活性層の近傍に、複数の異屈折率領域を含む位相変調層が設けられる。そして、位相変調層の厚み方向に垂直な面上において仮想的な正方格子が設定された場合に、例えば、複数の異屈折率領域の重心が、仮想的な正方格子の格子点から離れて配置されるとともに、格子点周りの回転角度が異屈折率領域ごとに個別に設定される。このような素子によれば、フォトニック結晶レーザ素子と同様にレーザ光が積層方向に沿って出力されるとともに、レーザ光の位相分布が空間的に制御され、レーザ光が任意の光像として出力され得る。

　しかしながら、この素子では、位相変調層の複数の異屈折率領域の配置が固定されているので、予め設計された一の光像のみしか出力することができない。出力光像や光の進行方向を動的に変化させるためには、出力光の位相分布を動的に制御する必要がある。

　本開示は上述のような課題を解決するためになされたものであり、光の位相分布の動的制御が可能な光源モジュールおよび光変調モジュールを提供することを目的としている。

　本開示の一形態に係る第１の光源モジュールは、誘導放出光を出力する発光部と、誘導放出光の強度を調整する第１の強度調整部と、第１の強度調整部により強度調整された誘導放出光を出力する第１の光出力面と、を備える。この構成において、第１の光出力面は、一次元状または二次元状に配列された複数の第１のピクセルを有する。複数の第１のピクセルそれぞれは、一次元に連続して配列された少なくとも３つの第１のサブピクセルを含む。少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向に沿って定義される、複数の第１のピクセルそれぞれのサイズは、誘導放出光の波長よりも短い。第１の強度調整部は、少なくとも３つの第１のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されている。また、第１の強度調整部の複数の単位部分それぞれは、誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能である。少なくとも３つの第１のサブピクセルからそれぞれ出力される誘導放出光の位相は、互いに揃っている。

　本開示によれば、光の位相分布の動的制御を可能にする光源モジュールおよび光変調モジュールを提供することが可能になる。

図１は、本開示の第１実施形態に係る光源モジュール１Ａの構成を概略的に示す平面図である。図２は、図１に示されたＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図であって、光源モジュール１ＡのＹ方向に沿った側断面を示す。図３は、図２に示された光源モジュール１Ａの変形例を示す図である。図４は、図１に示されたＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図であって、変調領域４のＸ方向に沿った側断面を示す。図５（ａ）および図５（ｂ）は、回折格子層５８における回折格子の形状の例を示す平面図である。図６は、図１に示されたＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図であって、回折領域５のＸ方向に沿った側断面を示す。図７は、第１変形例に係る光源モジュール１Ｂを示す断面図であって、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面に対応する断面を示す。図８は、第２変形例に係る光源モジュール１Ｃを示す断面図であって、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面に対応する断面を示す。図９は、第３変形例に係る光源モジュール１Ｄを示す平面図である。図１０は、第４変形例に係る光源モジュール１Ｅを示す平面図である。図１１（ａ）は実空間におけるΓ点を説明するための図であり、図１１（ｂ）は実空間におけるΓ点を説明するための図であり、図１１（ｃ）は逆格子空間におけるΓ点を説明するための図であり、図１１（ｄ）は逆格子空間におけるＭ点を説明するための図である。図１２は、第５変形例に係る光源モジュール１Ｆを示す平面図である。図１３は、本開示の第２実施形態に係る光源モジュール１Ｇの構成を概略的に示す平面図である。図１４は、図１３に示されたＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面図であって、光源モジュール１ＧのＹ方向に沿った側断面を示す。図１５は、図１３に示されたＸＶ－ＸＶ線に沿った断面図であって、ゲイン領域３ＣのＸ方向に沿った側断面を示す。図１６は、第６変形例に係る光源モジュール１Ｈを示す断面図である。図１７（ａ）は、本開示の第３実施形態に係る光源モジュール１Ｊの構成を概略的に示す平面図であり、図１７（ｂ）は、光源モジュール１ＪをＹ方向から見た概略的な側面図である。図１８は、図１７（ａ）に示されたＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線に沿った断面図であって、光源モジュール１ＪのＹ方向に沿った側断面を示す。図１９は、第７変形例に係る光源モジュール１Ｋを示す断面図である。図２０は、本開示の第４実施形態に係る光変調モジュール１Ｌの構成を概略的に示す断面図である。図２１（ａ）は、一方の光出力面２Ｂの構成を示す平面図であり、図２１（ｂ）は、他方の光出力面２Ｃの構成を示す平面図である。図２２は、第８変形例として、光変調モジュール１Ｍの構成を示す断面図である。図２３は、光変調モジュール１Ｍを含む光変調モジュール１Ｎの構成例を概略的に示す図である。図２４は、本開示の第５実施形態に係る光源モジュール１Ｐの構成を概略的に示す断面図である。図２５（ａ）～図２５（ｈ）は、非特許文献１に記載された技術を説明するための図である。図２６（ａ）および図２６（ｂ）は、非特許文献２に記載された技術を説明するための図である。

　[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施形態の内容をそれぞれ個別に列挙して説明する。

　（１）　本開示の第１の光源モジュールは、その一態様として、誘導放出光を出力する発光部と、誘導放出光の強度を調整する第１の強度調整部と、第１の強度調整部により強度調整された誘導放出光を出力する第１の光出力面と、を備える。この構成において、第１の光出力面は、一次元状または二次元状に配列された複数の第１のピクセルを有する。複数の第１のピクセルそれぞれは、一次元に連続して配列された少なくとも３つの第１のサブピクセルを含む。少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向に沿って定義される、複数の第１のピクセルそれぞれのサイズ（実施的には各第１のピクセルの幅）は、誘導放出光の波長よりも短い。第１の強度調整部は、少なくとも３つの第１のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されている。また、第１の強度調整部の複数の単位部分それぞれは、誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能である。少なくとも３つの第１のサブピクセルからそれぞれ出力される誘導放出光の位相は、互いに揃っている。

　また、本開示の第２の光源モジュールは、その一態様として、誘導放出光を出力する発光部と、誘導放出光の強度を調整する第１の強度調整部と、第１の強度調整部により強度調整された誘導放出光を出力する第１の光出力面と、第１の光出力面と光学的に結合された縮小光学系と、を備えてもよい。この構成において、第１の光出力面は、一次元状または二次元状に配列された複数の第１のピクセルを有する。複数の第１のピクセルそれぞれは、一次元に連続して配列された少なくとも３つの第１のサブピクセルを含む。縮小光学系を通過した、複数の第１のピクセルそれぞれからの光束の幅であって少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向に沿って定義される幅は、誘導放出光の波長よりも短い。第１の強度調整部は、少なくとも３つの第１のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されている。また、第１の強度調整部の複数の単位部分それぞれが誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能である。少なくとも３つの第１のサブピクセルからそれぞれ出力される誘導放出光の位相は、互いに揃っている。

　上述の第１および第２の光源モジュールでは、発光部から出力された誘導放出光が、第１の強度調整部の複数の単位部分に入力される。そして、第１の強度調整部は、各単位部分において誘導放出光の強度を個別に調整する。強度調整された誘導放出光は、各単位部分から第１の光出力面の各第２のサブピクセルを通じて出力される。したがって、第１の光源モジュールでは、各第１のピクセルに含まれる少なくとも３つの第１のサブピクセルから出力される誘導放出光の強度は、第１のサブピクセルごとに独立して制御可能になる。また、第１の光源モジュールでは、少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向に沿って定義される、各第１のピクセルのサイズは、誘導放出光の波長よりも短い。また、第２の光源モジュールでは、縮小光学系を通過した、各第１のピクセルからの光束の幅であって少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向に沿って定義される幅は、誘導放出光の波長よりも短い。これらの場合、少なくとも３つの第１のサブピクセルを纏めて、等価的に単一の位相を有する画素と見なせ、かつ、少なくとも３つの第１のサブピクセルから出力される誘導放出光の位相が互いに揃っている場合、各第１のピクセルから出力される誘導放出光の位相は、少なくとも３つの第１のサブピクセルにより実現される強度分布によって定まる。したがって、上述の第１および第２の光源モジュールによれば、光の位相分布の動的制御が可能になる。

　（２）　本開示の一態様として、上述の第１および第２の光源モジュールは、主面を有する基板を備え、該主面は第１および第２の領域を含むのが好ましい。この場合、発光部は、第１の領域上に設けられた第１の下部クラッド層、該第１の下部クラッド層上に設けられた活性層、および該活性層上に設けられた第１の上部クラッド層を含む半導体積層構造を有する。第１の強度調整部は、第２の領域上に設けられた第２の下部クラッド層、該第２の下部クラッド層上に設けられるとともに発光部の活性層と光学的に結合された光吸収層、および該光吸収層上に設けられた第２の上部クラッド層を含む半導体積層構造を有する。第１の強度調整部の光吸収層および第２の上部クラッド層は、上述の複数の単位部分に電気的に分割されてもよい。この構成により、発光部および第１の強度調整部は、半導体素子を用いて小型化され得る。

　（３）　本開示の一態様として、上述の第１および第２の光源モジュールにおいて、基板の主面は、第１の領域とそれ自体の間に第２の領域を挟む位置に設けられた第３の領域をさらに含んでもよい。当該第１および第２の光源モジュールは、第３の領域上に設けられた光回折部をさらに備えてもよい。この構成において、光回折部は、第３の領域上に設けられた第３の下部クラッド層、該第３の下部クラッド層上に設けられるとともに第１の強度調整部の光吸収層と光学的に結合された光導波層、該光導波層上に設けられた第３の上部クラッド層、および回折格子層を含む半導体積層構造を有する。さらに、光回折部は、第１の強度調整部から光導波層を介して受けた誘導放出光を主面と交差する方向に沿って出力する。第１の光出力面は、光回折部から見て誘導放出光の出力方向に位置するように設けられる。光回折部の回折格子層および第３の上部クラッド層は、少なくとも３つの第１のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されてもよい。この場合、半導体素子を用いて発光部および第１の強度調整部が構成されたときに、強度調整後の誘導放出光を基板の主面と交差する方向に沿って出力することが可能になる。故に、複数の第１のピクセルを容易に集積化することが可能になり、結果、複数の第１のピクセルの配列の自由度が高められる。

　（４）　本開示の一態様として、上述の第１および第２の光源モジュールにおいて、光回折部の半導体積層構造は、複数のスリットを有しても、光回折部の複数の単位部分と複数のスリットは、１個ずつ交互に配置される。例えばこのような構成により、光回折部の光導波層および第３の上部クラッド層は、各第１のサブピクセルにそれぞれが対応する複数の単位部分に容易に分割され得る。

　（５）　本開示の一態様として、上述の第１および第２の光源モジュールにおいて、第１の強度調整部の半導体積層構造は、複数の高抵抗領域を含んでもよく、第１の強度調整部の複数の単位部分と複数の高抵抗領域は、１個ずつ交互に配置される。例えばこのような構成により、複数の単位部分それぞれは、誘導放出光の強度調整量を個別に制御できる。

　（６）　本開示の一態様として、上述の第１および第２の光源モジュールにおいて、基板の主面は、第２の領域とそれ自体の間に第１の領域を挟む位置に設けられた第４の領域をさらに含み、当該第１および第２の光源モジュールは、第４の領域上に設けられた光吸収部をさらに備えてもよい。この構成において、光吸収部は、第４の領域上に設けられた第４の下部クラッド層、該第４の下部クラッド層上に設けられるとともに発光部の活性層と光学的に結合された光吸収層、および該光吸収層上に設けられた第４の上部クラッド層を含む半導体積層構造を有するのが好ましい。この場合、半導体素子を用いて発光部が構成された場合のレーザ発振が抑制され、誘導放出光に含まれるスペックルノイズが低減可能になる。

　（７）　本開示の一態様として、上述の第１および第２の光源モジュールは、扇形に広がる光導波路をさらに備えてもよい。この構成において、発光部は、扇形の中心点側に位置する光導波路の一端と光学的に結合される。また、第１の強度調整部は、扇形の円弧側に位置する光導波路の他端と光学的に結合される。第１の強度調整部の複数の単位部分は、光導波路を導波する誘導放出光の等位相面に沿って並んでいる。この場合、誘導放出光の位相が容易に揃えられる。

　（８）　本開示の一態様として、上述の第１および第２の光源モジュールにおいて、発光部は面光源であってもよい。第１の強度調整部は、面光源の発光面と対面する第１面と、該第１面とは反対側に位置する第２面とを有するとともに、第１面から受けた誘導放出光の強度を調整し、第２面から出力する。この場合、例えば複数のピクセルが二次元状に配置された面発光型の光源モジュールが容易に実現できる。

　（９）　本開示の一態様として、上述の第１および第２の光源モジュールにおいて、第１の光出力面は、第１の強度調整部の第２面により構成されてもよい。また、本開示の一態様として、第１の光源モジュールは、第１の光出力面上に設けられ、第１の光出力面から出力された誘導放出光の強度を調整する第２の強度調整部と、第２の強度調整部により強度調整された誘導放出光を出力する第２の光出力面と、をさらに備えてもよい。第２の光出力面は、光出力方向から見て第１の光出力面の複数の第１のピクセルとそれぞれ重なる複数の第２のピクセルを有する。また、複数の第２のピクセルそれぞれは、少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向と交差する方向に沿って一次元に配列された少なくとも３つの第２のサブピクセルを含む。少なくとも３つの第２のサブピクセルの配列方向に沿って定義される、複数の第２のピクセルそれぞれのサイズ（実施的には各第２のピクセルの幅）は、誘導放出光の波長よりも短い。第２の強度調整部は、少なくとも３つの第２のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されている。また、第２の強度調整部の複数の単位部分それぞれは、誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能である。さらに、本開示の一態様として、第２の光源モジュールにおいて、縮小光学系は、第２の光出力面と光学的に結合される。第２の光出力面は、光出力方向から見て第１の光出力面の複数の第１のピクセルとそれぞれ重なる複数の第２のピクセルを有する。第２のピクセルそれぞれは、少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向と交差する方向に沿って一次元に配列された少なくとも３つの第２のサブピクセルを含む。縮小光学系を通過した、複数の第２のピクセルそれぞれからの光束の幅であって少なくとも３つの第２のサブピクセルの配列方向に沿って定義される幅は、誘導放出光の波長よりも短い。第２の強度調整部は、少なくとも３つの第２のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されている。また、第２の強度調整部の複数の単位部分それぞれは、誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能である。例えばこのような構成により、複数のピクセルが二次元状に配置された面発光型の光源モジュールが実現され得る。

　（１０）　本開示の一態様として、第３の光源モジュールは、誘導放出光を出力する発光部と、誘導放出光を出力する光出力面と、を備えてもよい。この構成において、光出力面は、一次元状または二次元状に配列された複数のピクセルを有する。複数のピクセルそれぞれは、一次元に連続して配列された少なくとも３つのサブピクセルを含む。少なくとも３つのサブピクセルの配列方向に沿って定義される、複数のピクセルそれぞれのサイズは、誘導放出光の波長よりも短い。発光部は、少なくとも３つのサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されている。また、発光部の複数の単位部分それぞれは、誘導放出光の強度を個別に制御可能である。少なくとも３つのサブピクセルからそれぞれ出力される誘導放出光の位相は、互いに揃っている。

　（１１）　本開示の一態様として、第４の光源モジュールは、誘導放出光を出力する発光部と、誘導放出光を出力する光出力面と、光出力面と光学的に結合された縮小光学系と、を備えてもよい。この構成において、光出力面は、一次元状または二次元状に配列された複数のピクセルを有する。複数のピクセルそれぞれは、一次元に連続して配列された少なくとも３つのサブピクセルを含む。縮小光学系を通過した、複数のピクセルそれぞれからの光束の幅であって少なくとも３つのサブピクセルの配列方向に沿って定義される幅は、誘導放出光の波長よりも短い。発光部は、少なくとも３つのサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されている。また、発光部の複数の単位部分それぞれは、誘導放出光の強度を個別に制御可能である。少なくとも３つのサブピクセルからそれぞれ出力される誘導放出光の位相は、互いに揃っている。

　上述の第３および第４の光源モジュールでは、発光部の複数の単位部分それぞれから誘導放出光が出力される。その際、発光部は、各単位部分において誘導放出光の強度を個別に調整することができる。強度調整された誘導放出光は、各単位部分から光出力面の各サブピクセルを通じて出力される。したがって、これら第３および第４の光源モジュールでは、各ピクセルに含まれる少なくとも３つのサブピクセルから出力する誘導放出光の強度が、サブピクセルごとに独立して制御可能になる。また、第３の光源モジュールでは、少なくとも３つのサブピクセルの配列方向に沿って定義される、各ピクセルのサイズが、誘導放出光の波長よりも短い。また、第４の光源モジュールでは、縮小光学系を通過した、各ピクセルからの光束の幅であって少なくとも３つのサブピクセルの配列方向に沿って定義される幅は、誘導放出光の波長よりも短い。これらの場合、少なくとも３つのサブピクセルを纏めて、等価的に単一の位相を有する画素と見なせ、かつ、少なくとも３つのサブピクセルから出力される誘導放出光の位相が互いに揃っている場合、各ピクセルから出力される誘導放出光の位相は、少なくとも３つのサブピクセルにより実現される強度分布によって定まる。したがって、これら第３および第４の光源モジュールによれば、光の位相分布の動的制御が可能になる。

　（１２）　本開示の一態様として、上述の第３および第４の光源モジュールは、主面を有する基板を備え、該主面は第１の領域を含んでもよい。この構成において、発光部は、第１の領域上に設けられた第１の下部クラッド層、該第１の下部クラッド層上に設けられた活性層、および該活性層上に設けられた第１の上部クラッド層を含む半導体積層構造を有する。発光部の活性層および第１の上部クラッド層は、複数の単位部分に電気的に分割されてもよい。この場合、発光部は、半導体素子を用いて小型化され得る。

　（１３）　本開示の一態様として、上述の第３および第４の光源モジュールにおいて、基板の主面は第２の領域をさらに含んでもよく、また、これら第３および第４の光源モジュールは、第２の領域上に設けられた光回折部をさらに備えるのが好ましい。この構成において、光回折部は、第２の領域上に設けられた第２の下部クラッド層、該第２の下部クラッド層上に設けられるとともに発光部の活性層と光学的に結合された光導波層、該光導波層上に設けられた第２の上部クラッド層、および、該第２の下部クラッド層と光導波層との間または光導波層と第２の上部クラッド層との間に設けられた回折格子層を含む半導体積層構造を有する。また、光解説部は、発光部から光導波層を介して受けた誘導放出光を主面と交差する方向に沿って出力する。光出力面は、光回折部から見て誘導放出光の出力方向に位置するように設けられる。光回折部の光導波層および第２の上部クラッド層は、少なくとも３つのサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されてもよい。この場合、半導体素子を用いて発光部が構成されたときに、強度が調整された誘導放出光は、基板の主面と交差する方向に沿って出力され得る。故に、複数のピクセルが容易に集積化され、結果、複数のピクセルの配列の自由度が高められる。

　（１４）　本開示の一態様として、上述の第３および第４の光源モジュールにおいて、光回折部の半導体積層構造は、複数のスリットを有してもよい。光回折部の複数の単位部分と複数のスリットは、１個ずつ交互に配置される。例えばこのような構成により、光回折部の光導波層および上部クラッド層は、サブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に容易に分割され得る。

　（１５）　本開示の一態様として、上述の第３および第４の光源モジュールにおいて、基板の主面は、第２の領域とそれ自体の間に第１の領域を挟む位置に設けられた第３の領域をさらに含んでもよく、これら第３および第４の光源モジュールは、第３の領域上に設けられた光吸収部をさらに備えるのが好ましい。この構成において、光吸収部は、第３の領域上に設けられた第３の下部クラッド層、該第３の下部クラッド層上に設けられるとともに発光部の活性層と光学的に結合された光吸収層、および該光吸収層上に設けられた第３の上部クラッド層を含む半導体積層構造を有する。この場合、半導体素子を用いて発光部が構成された場合のレーザ発振は抑制され、結果、誘導放出光に含まれるスペックルノイズが低減され得る。

　（１６）　本開示の一態様として、上述の第３および第４の光源モジュールにおいて、発光部の半導体積層構造は、複数の高抵抗領域を含んでもよい。発光部の複数の単位部分と複数の高抵抗領域は、１個ずつ交互に配置される。例えばこのような構成により、複数の単位部分それぞれが誘導放出光の強度を個別に制御できる。

　（１７）　本開示の第１の光変調モジュールは、その一態様として、誘導放出光の強度を調整する第１の強度調整部と、第１の強度調整部により強度調整された誘導放出光を出力する第１の光出力面と、を備えてもよい。この構成において、第１の光出力面は、一次元状または二次元状に配列された複数の第１のピクセルを有する。複数の第１のピクセルそれぞれは、一次元に連続して配列された少なくとも３つの第１のサブピクセルを含む。少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向に沿って定義される、複数の第１のピクセルそれぞれのサイズは、誘導放出光の波長よりも短い。第１の強度調整部は、少なくとも３つの第１のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されている。また、第１の強度調整部の複数の単位部分それぞれは、誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能である。少なくとも３つの第１のサブピクセルからそれぞれ出力される誘導放出光の位相は、互いに揃っている。

　（１８）　本開示の第２の光変調モジュールは、その一態様として、誘導放出光の強度を調整する第１の強度調整部と、第１の強度調整部により強度調整された誘導放出光を出力する第１の光出力面と、第１の光出力面と光学的に結合された縮小光学系と、を備えてもよい。この構成において、第１の光出力面は、一次元状または二次元状に配列された複数の第１のピクセルを有する。複数の第１のピクセルそれぞれは、一次元に連続して配列された少なくとも３つの第１のサブピクセルを含む。縮小光学系を通過した、複数の第１のピクセルそれぞれからの光束の幅であって少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向に沿って定義される幅は、誘導放出光の波長よりも短い。第１の強度調整部は、少なくとも３つの第１のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されている。また、第１の強度調整部の複数の単位部分それぞれは、誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能である。少なくとも３つの第１のサブピクセルから出力される誘導放出光の位相は、互いに揃っている。

　上述の第１および第２の光変調モジュールでは、誘導放出光が、これら光変調モジュールの外部から第１の強度調整部の複数の単位部分に入力される。そして、第１の強度調整部は、各単位部分において誘導放出光の強度を個別に調整する。強度調整された誘導放出光は、各単位部分から第１の光出力面の各第１のサブピクセルを通じて出力される。したがって、この第１および第２の光変調モジュールは、各第１のピクセルに含まれる少なくとも３つの第１のサブピクセルから出力される誘導放出光の強度が、第１のサブピクセルごとに独立して制御できる。また、第１の光変調モジュールでは、少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向に沿って定義される、各第１のピクセルのサイズが、誘導放出光の波長よりも短い。また、第２の光変調モジュールでは、縮小光学系を通過した、各第１のピクセルからの光束の幅であって少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向に沿って定義される幅は、誘導放出光の波長よりも短い。これらの場合、少なくとも３つの第１のサブピクセルを纏めて、等価的に単一の位相を有する画素と見なせ、かつ、少なくとも３つの第１のサブピクセルから出力される誘導放出光の位相が互いに揃っている場合、各第１のピクセルから出力される誘導放出光の位相は、少なくとも３つの第１のサブピクセルにより実現される強度分布によって定まる。したがって、上記第１および第２の光変調モジュールによれば、光の位相分布の動的制御が可能になる。

　（１９）　本開示の一態様として、上述の第１および第２の光変調モジュールにおいて、第１の強度調整部は、誘導放出光を第１面から受け、誘導放出光の強度を調整して第１面から出力する反射型の構成を有してもよい。この場合、例えば複数のピクセルが二次元状に配置された光変調モジュールが容易に実現され得る。

　（２０）　本開示の一態様として、上述の第１および第２の光変調モジュールにおいて、第１面に入力される誘導放出光は、第１の偏光方向を有する直線偏光である。また、第１の強度調整部は、誘導放出光の偏光方向を第１の偏光方向と交差する第２の偏光方向とする偏光回転部を有する。そして、これら第１および第２の光変調モジュールは、第１面と光学的に結合され、第１面に入力される強度調整前の誘導放出光と第１面から出力される強度調整後の誘導放出光とを分離する偏光ビームスプリッタをさらに備えてもよい。例えばこのような構成によって、反射型の強度調整部に対して同軸でもって誘導放出光の入出力が可能になり、光学系の簡素化が実現できる。

　（２１）　本開示の一態様として、上述の第１および第２の光変調モジュールにおいて、第１の光出力面は、第１の強度調整部の第１面により構成されてもよい。

　（２２）本開示の一態様として、これら第１の光変調モジュールは、第１の光出力面上に設けられ、第１の光出力面から出力された誘導放出光の強度を調整する第２の強度調整部と、第２の強度調整部により強度調整された誘導放出光を出力する第２の光出力面と、をさらに備えてもよい。この構成において、第２の光出力面は、光出力方向から見て第１の光出力面の複数の第１のピクセルとそれぞれ重なる複数の第２のピクセルを有する。第２の光出力面の複数の第２のピクセルそれぞれは、第１の光出力面の少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向と交差する方向に沿って一次元に連続して配列された少なくとも３つの第２のサブピクセルを含む。少なくとも３つの第２のサブピクセルの配列方向に沿って定義される、複数の第２のピクセルそれぞれのサイズは、誘導放出光の波長よりも短い。第２の強度調整部は、第２の光出力面の少なくとも３つの第２のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されている。また、第２の強度調整部の複数の単位部分それぞれは、誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能である。例えばこのような構成により、複数のピクセルが二次元状に配置された光変調モジュールが実現され得る。

　（２２）　本開示の一態様として、上述の第２の光変調モジュールは、第１の光出力面上に設けられ、第１の光出力面から出力された誘導放出光の強度を調整する第２の強度調整部と、第２の強度調整部により強度調整された誘導放出光を出力する第２の光出力面と、をさらに備えてもよい。この構成において、縮小光学系は、第２の光出力面と光学的に結合される。第２の光出力面は、光出力方向から見て第１の光出力面の複数の第１のピクセルとそれぞれ重なる複数の第２のピクセルを有する。第２の光出力面の複数の第２のピクセルそれぞれは、第１の光出力面の少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向と交差する方向に沿って一次元に連続して配列された少なくとも３つの第２のサブピクセルからの光束の幅であって第２の光出力面の少なくとも３つの第２のサブピクセルの配列方向に沿って定義される幅は、誘導放出光の波長よりも短い。第２の強度調整部は、第２の光出力面の少なくとも３つの第２のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されており、第２の強度調整部の複数の単位部分それぞれが誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能である。例えばこのような構成により、複数のピクセルが二次元状に配置された光変調モジュールが実現され得る。

　以上、この[本開示の実施形態の説明]の欄に列挙された各態様は、残りの全ての態様のそれぞれに対して、または、これら残りの態様の全ての組み合わせに対して適用可能である。

　［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態に係る光源モジュールおよび光変調モジュールの具体的な構造を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

　（第１実施形態）
図１は、本開示の第１実施形態に係る光源モジュール１Ａの構成を概略的に示す平面図である。光源モジュール１Ａは、共通の基板上に形成された半導体積層構造を含んで構成され、光出力面２、ゲイン領域３、変調領域４、回折領域５、および吸収領域６を備える。ゲイン領域３は、本実施形態における発光部の例である。変調領域４は、本実施形態における強度調整部の例である。回折領域５は、本実施形態における光回折部の例である。吸収領域６は、本実施形態における光吸収部の例である。

　光出力面２は、回折領域５の上面により構成され、一次元状に配列された複数のピクセル２１を有する。図１において、複数のピクセル２１は太い実線により区画して示されている。本実施形態では、複数のピクセル２１は、Ｙ方向を長手方向とする長方形状を呈し、Ｙ方向と交差（例えば直交）するＸ方向に沿って並んでおり、互いに隣接している。各ピクセル２１は、一次元に配列された少なくとも３つのサブピクセル２２を含む。本実施形態では、各ピクセル２１において３つのサブピクセル２２がＸ方向に沿って配列され、互いに隣接している（連続配置）。サブピクセル２２の配列方向（Ｘ方向）に沿って定義される、各ピクセル２１のサイズ（幅）Ｌは、後述するゲイン領域３から出力される誘導放出光の波長よりも短い。

　ゲイン領域３は、複数のピクセル２１にそれぞれ対応する複数の部分３１を含む。図１において、複数の部分３１は太い実線により区画して示されている。各部分３１の平面形状は、その長手方向がＹ方向に一致している長方形である。複数の部分３１は、Ｙ方向と交差（例えば直交）するＸ方向に沿って並んでおり、互いに隣接している。各部分３１は、電極３３を介して供給される電流により発光し、誘導放出光をＹ方向に沿って出力する。

　Ｙ方向に沿って伸びた変調領域４の一端はゲイン領域３と光学的に結合され、他端は回折領域５を介して光出力面２と光学的に結合されている。変調領域４は、ゲイン領域３から出力された誘導放出光を減衰することにより、すなわち誘導放出光の強度を調整することにより、調整後の誘導放出光を、回折領域５を介して光出力面２に提供する。変調領域４は、複数のピクセル２１にそれぞれ対応する複数の部分４１を含む。図１において、複数の部分４１は太い実線により区画して示されている。各部分４１の平面形状は、その長手方向がＹ方向に一致している長方形である。複数の部分４１は、Ｘ方向に沿って並んでおり、互いに隣接している。各部分４１は、ゲイン領域３の各部分３１と一対一に対応しており、対応する各部分３１と光学的に結合されている。一例では、変調領域４の各部分４１とゲイン領域３の各部分３１とはＹ方向に沿って互いに隣接している。さらに、各部分４１は、Ｘ方向に沿って、少なくとも３つの単位部分４２に分割されている。各単位部分４２は、光出力面２の各サブピクセル２２と一対一に対応している。少なくとも３つの単位部分４２は、その長手方向がＹ方向に一致し、Ｘ方向に沿って並び、互いに隣接している。単位部分４２の配列方向（Ｘ方向）に沿って定義される各部分４１の幅は、上述のサイズＬと等しく、ゲイン領域３から出力される誘導放出光の波長よりも短い。ゲイン領域３から出力された誘導放出光は、各単位部分４２に入力される。ゲイン領域３から複数の単位部分４２に入力される誘導放出光の位相は、互いに揃っている。変調領域４は、各単位部分４２に設けられた電極４３を有する。変調領域４は、電極４３に印加される電圧に応じて、誘導放出光の強度調整量を単位部分４２ごとに個別に制御する。

　回折領域５は、変調領域４から受けた誘導放出光を、Ｘ方向およびＹ方向の双方と交差する（例えば直交する）Ｚ方向に沿って出力する。回折領域５は、複数のピクセル２１にそれぞれ対応する複数の部分５１を含む。図１において、複数の部分５１は太い実線（ピクセル２１を区画する実線と共通）により区画して示されている。各部分５１の平面形状は、その長手方向がＹ方向に一致している長方形である。複数の部分５１は、Ｘ方向に沿って並んでおり、互いに隣接している。各部分５１は、変調領域４の各部分４１と一対一に対応しており、各部分４１と光学的に結合されている。一例では、回折領域５の各部分５１と変調領域４の各部分４１とはＹ方向に沿って互いに隣接している。さらに、各部分５１は、Ｘ方向に沿って、少なくとも３つの単位部分５２に分割されている。各単位部分５２は、光出力面２の各サブピクセル２２と一対一に対応しており、各サブピクセル２２と光学的に結合されている。また、各単位部分５２は、変調領域４の各単位部分４２と一対一に対応しており、各単位部分４２と光学的に結合されている。少なくとも３つの単位部分５２は、その長手方向がＹ方向に一致し、Ｘ方向に沿って並び、互いに隣接している。単位部分５２の配列方向（Ｘ方向）に沿って定義される各部分５１の幅は、上述のサイズＬと等しく、ゲイン領域３から出力される誘導放出光の波長よりも短い。

　本実施形態では、光出力面２は回折領域５の上面（Ｚ方向に沿って伸びる回折領域５の一方の端面）により構成されている。すなわち、光出力面２の各サブピクセル２２は、回折領域５の各単位部分５２の上面により構成されている。変調領域４により強度調整された誘導放出光は、回折領域５を介して光出力面２に達し、光出力面２からＺ方向に沿って出力される。

　吸収領域６は、変調領域４とそれ自体の間にゲイン領域３を挟む位置に設けられている。換言すれば、吸収領域６、ゲイン領域３、変調領域４、および回折領域５は、Ｙ方向に沿ってこの順に並んでいる。吸収領域６は、ゲイン領域３における変調領域４とは反対側の端から出力された誘導放出光を吸収するために設けられている。この場合、ゲイン領域３はレーザ発振せず、レーザ光ではない誘導放出光を変調領域４へ出力する。なお、ゲイン領域３から変調領域４へ誘導放出光としてレーザ光を出力させる場合には、吸収領域６は無くてもよい。この場合、誘導放出光の強度を高めることができる。一例では、吸収領域６の平面形状はゲイン領域３の端面および両側面を囲むＵ字状である。図１に示されたように、ゲイン領域３の両側面を囲む部分は、ゲイン領域３の両側面を完全に囲み、変調領域４の側面の一部をさらに囲んでもよい。

　図２は、図１に示されたＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図であって、光源モジュール１ＡのＹ方向に沿った側断面を示す。図２に示されたように、光源モジュール１Ａは、基板１０を備える。基板１０は、平坦かつ互いに平行な主面１０ａおよび裏面１０ｂを有する。基板１０は、半導体のエピタキシャル成長のために好適な基板であって、例えば半導体基板である。

　主面１０ａは、領域１０ａａ（第１の領域）、領域１０ａｂ（第２の領域）、領域１０ａｃ（第３の領域）、および領域１０ａｄ（第４の領域）を含む。領域１０ａａおよび領域１０ａｂは、Ｙ方向に沿って並んでいる。領域１０ａｃは、領域１０ａａとそれ自体の間に領域１０ａｂを挟む位置に設けられ、領域１０ａａ、領域１０ａｂおよび領域１０ａｃはＹ方向に沿ってこの順に並んでいる。領域１０ａｄは、領域１０ａｂとそれ自体の間に領域１０ａａを挟む位置に設けられ、領域１０ａｄ、領域１０ａａおよび領域１０ａｂはＹ方向に沿ってこの順に並んでいる。

　ゲイン領域３は、領域１０ａａ上に設けられた半導体積層構造３０を有する。半導体積層構造３０は、領域１０ａａ上に設けられた下部クラッド層３４と、下部クラッド層３４上に設けられた活性層３５と、活性層３５上に設けられた上部クラッド層３６と、上部クラッド層３６上に設けられたコンタクト層３７と、を含む。活性層３５の屈折率は、下部クラッド層３４および上部クラッド層３６の屈折率より大きく、活性層３５のバンドギャップは、下部クラッド層３４および上部クラッド層３６のバンドギャップより小さい。また、半導体積層構造３０は、半導体層３８をさらに含む。半導体層３８は、下部クラッド層３４と活性層３５との間、または、活性層３５と上部クラッド層３６との間に設けられている。図２に示された例では、半導体層３８は、活性層３５と上部クラッド層３６との間に設けられている。コンタクト層３７上には、電極３３が設けられている。電極３３は、コンタクト層３７とオーミック接触する。基板１０の裏面１０ｂ上には、裏面電極３９が設けられている。裏面電極３９は、基板１０とオーミック接触する。

　半導体積層構造３０は、複数の高抵抗領域を含んでもよく、この場合、Ｘ方向に沿ってゲイン領域３の複数の部分３１と複数の高抵抗領域は１個ずつ交互に設けられる。高抵抗領域は、半導体積層構造３０の複数の部分３１同士を電気的に分離する。このような構成では、高抵抗領域の幅を狭くして、互いに隣り合う部分３１間の相互の光の漏れ出しおよび干渉を許容することにより、複数の部分３１から出力される誘導放出光の位相を揃えることができる。

　変調領域４は、領域１０ａｂ上に設けられた半導体積層構造４０を有する。半導体積層構造４０は、領域１０ａｂ上に設けられた下部クラッド層４４と、下部クラッド層４４上に設けられた光吸収層４５と、光吸収層４５上に設けられた上部クラッド層４６と、上部クラッド層４６上に設けられたコンタクト層４７と、を含む。光吸収層４５は、ゲイン領域３の活性層３５と同じ高さ位置に互いに隣り合って設けられ、活性層３５と光学的に結合されている。光吸収層４５の屈折率は、下部クラッド層４４および上部クラッド層４６の屈折率より大きく、光吸収層４５のバンドギャップは、下部クラッド層４４および上部クラッド層４６のバンドギャップより小さい。また、半導体積層構造４０は、半導体層４８をさらに含む。半導体層４８は、下部クラッド層４４と光吸収層４５との間、または、光吸収層４５と上部クラッド層４６との間に設けられている。図２に示された例では、半導体層４８は、光吸収層４５と上部クラッド層４６との間に設けられている。コンタクト層４７上には、電極４３が設けられている。電極４３は、コンタクト層４７とオーミック接触する。基板１０の裏面１０ｂ上には、裏面電極４９が設けられている。裏面電極４９は、基板１０とオーミック接触する。

　半導体積層構造３０と半導体積層構造４０との間には、高抵抗領域（または絶縁領域）７１が設けられている。高抵抗領域７１は、半導体積層構造３０，４０よりも高抵抗の領域である（ただし、半導体積層構造３０，４０からは後述する高抵抗領域７２を除く）。また、高抵抗領域７１は、Ｘ方向に沿って定義される、ゲイン領域３および変調領域４の全幅にわたって延在するとともに、半導体積層構造３０，４０の表面（すなわちコンタクト層３７，４７の表面）から下部クラッド層３４，４４に達している。Ｙ方向に沿って定義される、高抵抗領域７１の幅は、例えば１μｍ以上１００μｍ以下である。これは、活性層３５と光吸収層４５との光結合を妨げることなく、半導体積層構造３０，４０の電気的な分離を可能にする幅である。

　なお、図２に示された高抵抗領域７１は、活性層３５および光吸収層４５を貫通して下部クラッド層３４，４４に達しているが、図３に示されたように、高抵抗領域７１は、活性層３５および光吸収層４５に達していなくてもよい。その場合、高抵抗領域７１の最下端は、上部クラッド層３６，４６（または半導体層３８，４８）内に位置する。厚み方向に沿った上部クラッド層３６，４６の一部および半導体層３８，４８の全部、または、厚み方向に沿った半導体層３８，４８の一部が、互いに接してＹ方向に沿って連続する。或いは、高抵抗領域７１の最下端が回折格子層５８内に位置してもよい。

　図４は、図１に示されたＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図であって、変調領域４のＸ方向に沿った側断面を示す。図４に示されたように、変調領域４の光吸収層４５、半導体層４８、上部クラッド層４６およびコンタクト層４７は、複数の単位部分４２に電気的に分割されている。具体的には、変調領域４の半導体積層構造４０は、複数の高抵抗領域７２を含んでもよく、この場合、複数の単位部分４２と複数の高抵抗領域７２は１個ずつ交互に設けられる。高抵抗領域７２は、半導体積層構造４０の他の半導体層よりも高抵抗の領域である、また、高抵抗領域７２は、Ｙ方向に沿って定義される、変調領域４の全長にわたって延在するとともに、半導体積層構造４０の表面（すなわちコンタクト層４７の表面）から下部クラッド層４４に達している。隣接する単位部分４２間において互いに干渉してスーパーモードを形成し得るように、単位部分４２同士の間隔（すなわちＸ方向に沿って定義される、高抵抗領域７２の幅）は誘導放出光の波長程度となっている。これにより、複数の単位部分４２間で誘導放出光の位相が揃った状態を維持することができる。また、隣接する単位部分４２間で光が漏れ出し易くなるように、高抵抗領域７２は各層４４～４８よりも高い屈折率を有するか、または各層４４～４８と同一の屈折率を有する。

　再び図２を参照する。回折領域５は、半導体積層構造５０を有する。半導体積層構造５０は、領域１０ａｃ上に設けられた下部クラッド層５４と、下部クラッド層５４上に設けられた光導波層５５と、光導波層５５上に設けられた上部クラッド層５６と、上部クラッド層５６上に設けられた半導体層５７と、を含む。光導波層５５は、変調領域４の光吸収層４５と同じ高さ位置に互いに隣り合って設けられ、光吸収層４５と光学的に結合されている。光導波層５５の屈折率は、下部クラッド層５４および上部クラッド層５６の屈折率より大きく、光導波層５５のバンドギャップは、下部クラッド層５４および上部クラッド層５６のバンドギャップより小さい。また、半導体積層構造５０は、回折格子層５８をさらに含む。回折格子層５８は、一次元または二次元の回折格子を内部に有する。例えば、回折格子層５８は、基本層５８ａおよび複数の異屈折率領域５８ｂを含む。複数の異屈折率領域５８ｂは、基本層５８ａ内において一定の周期で配置され、基本層５８ａとは異なる屈折率を有する。複数の異屈折率領域５８ｂは、空孔であってもよく、このような空孔に基本層５８ａと異なる屈折率を有する半導体が埋め込まれることにより構成されてもよい。回折格子層５８は、下部クラッド層５４と光導波層５５との間、または光導波層５５と上部クラッド層５６との間に設けられる。図２に示された例では、回折格子層５８は光導波層５５と上部クラッド層５６との間に設けられている。半導体層５７上には、反射防止膜５３が設けられている。基板１０の裏面１０ｂ上には、反射ミラー５９が設けられている。

　図５（ａ）および図５（ｂ）は、回折格子層５８における回折格子の形状の例を示す平面図である。図５（ａ）は、異屈折率領域５８ｂがＹ方向に沿って一定の周期Ｔで配列された一次元的な回折格子を示す。また、図５（ｂ）は、異屈折率領域５８ｂがＸ方向およびＹ方向に沿って一定の周期Ｔで配列された二次元的な回折格子（フォトニック結晶）を示す。これらの例において、回折格子の周期Ｔは、例えば、ゲイン領域３から出力される誘導放出光の波長と等しい。なお、図５（ｂ）には、異屈折率領域５８ｂの平面形状が正三角形に設定された場合が例示されているが、異屈折率領域５８ｂの平面形状はこれに限られず、例えば円形、正方形、長方形等であってもよい。また、異屈折率領域５８ｂの平面形状は、例えば図５（ｂ）に示されたように、Ｙ方向に平行な軸に対して折り返し非対称な形状であってもよい。この場合、垂直方向への消失性干渉が生じにくいので、垂直方向への結合を強くすることが容易になる。

　図６は、図１に示されたＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図であって、回折領域５のＸ方向に沿った側断面を示す。図６に示されたように、回折領域５の回折格子層５８、上部クラッド層５６および半導体層５７は、各サブピクセル２２に対応する複数の単位部分５２に分割されている。具体的には、回折領域５の半導体積層構造５０は、複数のスリット５０ａを含んでもよく、この場合、Ｘ方向に沿って複数の単位部分５２と複数のスリット５０ａは１個ずつ交互に設けられる。スリット５０ａは、半導体積層構造５０に形成された溝であって、Ｙ方向に沿って定義される、回折領域５の全長にわたって延在するとともに、半導体積層構造５０の表面（すなわち半導体層５７の表面）から回折格子層５８に達している。Ｘ方向に沿って定義される、スリット５０ａの幅は、例えば１μｍ以上１０μｍ以下である。これは、複数の単位部分５２同士の光学的な分離を可能にする幅である。

　再び図２を参照する。吸収領域６は、領域１０ａｄ上に設けられた半導体積層構造６０を有する。半導体積層構造６０は、領域１０ａｄ上に設けられた下部クラッド層６４と、下部クラッド層６４上に設けられた光吸収層６５と、光吸収層６５上に設けられた上部クラッド層６６と、上部クラッド層６６上に設けられたコンタクト層６７と、を含む。光吸収層６５は、ゲイン領域３の活性層３５と同じ高さ位置に互いに隣り合って設けられ、活性層３５と光学的に結合されている。光吸収層６５の屈折率は、下部クラッド層６４および上部クラッド層６６の屈折率より大きく、光吸収層６５のバンドギャップは、下部クラッド層６４および上部クラッド層６６のバンドギャップより小さい。また、半導体積層構造６０は、半導体層６８をさらに含む。半導体層６８は、下部クラッド層６４と光吸収層６５との間、または、光吸収層６５と上部クラッド層６６との間に設けられる。図２に示された例では、半導体層６８は、光吸収層６５と上部クラッド層６６との間に設けられている。コンタクト層６７上には、電極６３が設けられている。電極６３は、コンタクト層６７とオーミック接触する。基板１０の裏面１０ｂ上には、裏面電極６９が設けられている。裏面電極６９は、基板１０とオーミック接触する。なお、吸収領域６は、複数のピクセル２１に対応する複数の部分に分割されなくてもよい。

　半導体積層構造３０と半導体積層構造６０との間には、高抵抗領域（または絶縁領域）７３が設けられている。高抵抗領域７３は、半導体積層構造３０，６０よりも高抵抗の領域であって、ゲイン領域３と吸収領域６との境界全体にわたって延在するとともに、半導体積層構造３０，６０の表面（すなわちコンタクト層３７，６７の表面）から下部クラッド層３４，６４に達している。Ｙ方向に沿って定義される、高抵抗領域７３の幅は、例えば０．１μｍ以上２μｍ以下である。これは、活性層３５と光吸収層６５との光結合を妨げることなく、半導体積層構造３０，６０の電気的な分離を可能にする幅である。

　下部クラッド層３４、４４、５４、および６４は、共通の半導体層により構成されてもよい。換言すると、下部クラッド層３４、４４、５４、および６４は、それぞれ同じ厚さおよび組成を有してもよい。活性層３５、光吸収層４５、光導波層５５、および光吸収層６５は、共通の半導体層により構成されてもよい。換言すると、活性層３５、光吸収層４５、光導波層５５、および光吸収層６５は、それぞれ同じ厚さ、層構造および組成を有してもよい。上部クラッド層３６、４６、５６、および６６は、共通の半導体層により構成されてもよい。換言すると、上部クラッド層３６、４６、５６、および６６は、それぞれ同じ厚さおよび組成を有してもよい。コンタクト層３７、４７、６７、および半導体層５７は、共通の半導体層により構成されてもよい。換言すると、コンタクト層３７、４７、６７、および半導体層５７は、それぞれ同じ厚さおよび組成を有してもよい。半導体層３８、４８、６８、および回折格子層５８の基本層５８ａは、共通の半導体層により構成されてもよい。換言すると、半導体層３８、４８、６８、および基本層５８ａは、それぞれ同じ厚さおよび組成を有してもよい。裏面電極３９、４９、６９、および反射ミラー５９は、共通の金属膜により構成されてもよい。換言すると、裏面電極３９、４９、６９、および反射ミラー５９は、それぞれ同じ厚さ、層構造および構成材料を有してもよい。電極３３、４３、および６３は、それぞれ同じ厚さ、層構造および構成材料を有してもよい。

　基板１０、並びに下部クラッド層３４、４４、５４、および６４は、第１導電型（例えばｎ型）を有する。上部クラッド層３６、４６、５６、および６６、並びにコンタクト層３７、４７、６７、および半導体層５７は、第２導電型（例えばｐ型）を有する。光源モジュール１Ａの具体例を以下に示す。
（具体例）
基板１０：ｎ型ＧａＡｓ基板
下部クラッド層３４、４４、５４、および６４：ｎ型ＡｌＧａＡｓ（屈折率３．３９、厚さ０．５μｍ以上５μｍ以下）
活性層３５、光吸収層４５、光導波層５５、および光吸収層６５：ＩｎＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸構造（ＩｎＧａＡｓ層厚さ１０ｎｍ、ＡｌＧａＡｓ層厚さ１０ｎｍ、３周期）
上部クラッド層３６、４６、５６、および６６：ｐ型ＡｌＧａＡｓ（屈折率３．３９、厚さ０．５μｍ以上５μｍ以下）
コンタクト層３７、４７、６７、および半導体層５７：ｐ型ＧａＡｓ（厚さ０．０５μｍ以上１μｍ以下）
半導体層３８、４８、６８、および基本層５８ａ：ｉ型ＧａＡｓ（厚さ０．１μｍ以上２μｍ以下）
裏面電極３９、４９、６９、および反射ミラー５９：ＧｅＡｕ／Ａｕ
電極３３、４３、および６３：Ｃｒ／ＡｕまたはＴｉ／Ａｕ
反射防止膜５３：例えばＳｉＮなどのシリコン化合物膜（厚さ０．１μｍ以上０．５μｍ以下）

　ここで、光源モジュール１Ａを作製する方法の例について説明する。まず、基板１０の主面１０ａ上に、半導体積層構造３０、４０、５０、および６０が形成される。具体的には、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition；ＭＯＣＶＤ）を用いて、まず下部クラッド層３４、４４、５４、および６４を形成するエピタキシャル成長が行われる。次に、ＭＯＣＶＤを用いて、活性層３５、光吸収層４５、光導波層５５、および光吸収層６５を形成するエピタキシャル成長が行われる。続いて、ＭＯＣＶＤを用いて、半導体層３８、４８、６８、および回折格子層５８の基本層５８ａを形成するエピタキシャル成長が行われる。

　続いて、電子線リソグラフィ技術を用いて、一次元回折格子（例えば図５（ａ）を参照）、或いは二次元回折格子（例えば図５（ｂ）を参照）に対応する開口を有するレジストマスクが形成される。そして、このレジストマスクを介してドライエッチング（例えば誘導結合プラズマエッチング）が基本層５８ａに施されることにより、一次元回折格子または二次元回折格子のパターンを有する凹部（異屈折率領域５８ｂ）が基本層５８ａに形成される。その後、ＭＯＣＶＤを用いて、上部クラッド層３６、４６、５６、および６６を形成するエピタキシャル成長が行われる。次いで、ＭＯＣＶＤを用いて、コンタクト層３７、４７、６７、および半導体層５７を形成するエピタキシャル成長が行われる。なお、上部クラッド層３６、４６、５６、および６６が形成される前に、異屈折率領域５８ｂとして、基本層５８ａの凹部に基本層５８ａと屈折率が異なる半導体を埋め込まれてもよい。

　続いて、フォトリソグラフィ技術を用いて、高抵抗領域７１～７３に対応する開口を有するレジストマスクが形成される。そして、このレジストマスクを介してイオン注入（例えば酸化イオン注入）が行われ、高抵抗領域７１～７３が形成される。なお、高抵抗領域７１～７３の形成に際しては、上述の方法に代えて、レジストマスクを介してドライエッチングによりスリット（溝）が形成された後、このスリットに該スリットを高抵抗の半導体が再成長により埋め込まれてもよい。

　続いて、プラズマＣＶＤ法を用いて反射防止膜５３の材料からなる表面保護膜が半導体積層構造３０、４０、５０、および６０の全面に成膜される。その上に、フォトリソグラフィ技術を用いて、スリット５０ａに対応する開口を有するレジストマスクが形成される。そして、このレジストマスクを介してドライエッチングを表面保護膜および半導体積層構造５０に施すことにより、スリット５０ａが形成される。

　続いて、フォトリソグラフィ技術を用いて、電極３３、４３、および６３に対応する開口を有するレジストマスクが形成される。そして、このレジストマスクを介してウェットエッチングまたはドライエッチングを施すことにより、電極３３、４３、および６３に対応する開口が表面保護膜に形成される。表面保護膜がシリコン化合物膜である場合、ウェットエッチングのエッチャントとしては例えばバッファードフッ酸が用いられ得る。また、ドライエッチングのエッチングガスとしては例えばＣＦ₄ガスが用いられ得る。

　続いて、フォトリソグラフィ技術を用いて、電極３３、４３、および６３に対応する開口を有するレジストマスクが再び形成される。そして、真空蒸着法により電極３３、４３、および６３の材料が堆積された後、リフトオフ法により電極３３、４３、および６３以外の堆積部分が除去される。続いて、真空蒸着法により基板１０の裏面１０ｂ上に裏面電極３９、４９、６９、および反射ミラー５９の材料が堆積される。最後に、アニールを行い、電極３３、４３、および６３並びに裏面電極３９、４９、および６９が合金化される。以上の工程を経て、本実施形態の光源モジュール１Ａが作製される。

　以上に説明された本実施形態による光源モジュール１Ａによって得られる作用効果について説明する。ゲイン領域３の電極３３と裏面電極３９との間にバイアス電流が供給されると、下部クラッド層３４と上部クラッド層３６との間にキャリアが集まり、活性層３５において光が効率的に発生する。この光は、活性層３５を導波し、活性層３５の両端から誘導放出光として変調領域４および吸収領域６へ出力される。このとき、誘導放出光は、変調領域４の複数の単位部分４２に、位相が揃った状態で入力される。変調領域４の電極４３と裏面電極４９との間、および、吸収領域６の電極６３と裏面電極６９との間には逆バイアス電圧が印加され、量子閉じ込めシュタルク効果（Quantum Confined Stark Effect：ＱＣＳＥ）により、光吸収層４５，６５において誘導放出光が吸収される。変調領域４においては、逆バイアス電圧の大きさを制御することにより、すなわち誘導放出光の吸収量（減衰率）を調整することにより、誘導放出光の強度が所望の大きさに調整される。電極４３が単位部分４２ごとに独立して設けられているので、このような強度調整は、各単位部分４２において個別に行われ得る。また、吸収領域６においては、逆バイアス電圧を十分な大きさに制御することにより、ゲイン領域３においてレーザ発振が生じない程度に誘導放出光が吸収される。

　変調領域４によって強度調整された誘導放出光は、変調領域４の複数の単位部分４２それぞれから、回折領域５の複数の単位部分５２それぞれに入力される。誘導放出光は、下部クラッド層５４と上部クラッド層５６との間に閉じ込められつつ回折格子層５８に達する。回折格子層５８では、基板１０の主面１０ａに沿った方向に沿って共振モードが形成され、複数の異屈折率領域５８ｂの配置に応じたモードのレーザ光が生成される。複数の単位部分５２それぞれにおいて生成されたレーザ光は、波数（位相）が揃った状態で、基板１０の主面１０ａと交差する方向（Ｚ方向）に進む。光出力面２は、回折領域５に対して該方向（本実施形態では回折領域５の上面）に設けられているので、Ｚ方向に進んだレーザ光は、そのまま光出力面２の複数のサブピクセル２２を通じて光源モジュール１Ａの外部へ出力されるか、または、反射ミラー５９において反射された後に光出力面２の複数のサブピクセル２２を通じて光源モジュール１Ａの外部へ出力される。

　ここで、図２５（ａ）～図２５（ｈ）は、非特許文献１に記載された技術を説明するための図である。図２５（ａ）～図２５（ｄ）には、一方向に沿って並ぶ４つのサブピクセル１０２からなるピクセル１０１が示されており、各サブピクセル１０２の反射率がハッチングの粗密により表現されている。ここでは、ハッチングが粗いほど反射率が大きい（すなわち反射光の光強度が大きい）ことを示す。サブピクセル１０２の配列方向に沿って定義される、ピクセル１０１のサイズ（実施的には幅に相当）が反射光の波長よりも短い場合、４つのサブピクセル１０２を纏めて、等価的に単一の位相を有する一つの画素と見なせる。そして、４つのサブピクセル１０２からの反射光の位相が互いに揃っている場合、ピクセル１０１から出力される光の位相は、４つのサブピクセル１０２の強度分布によって定まる。例えば、４つのサブピクセル１０２が左から０°、９０°、１８０°、および２７０°の各位相に対応している。この場合、図２５（ａ）に示されたように、１８０°および２７０°にそれぞれ対応する２つのサブピクセル１０２から反射光を出力せず、０°および９０°にそれぞれ対応する２つのサブピクセル１０２の反射光の強度比を制御することにより、図２５（ｅ）に示されたように、ピクセル１０１から出力される光の位相θは、０°と９０°との間の任意の値に制御できる。また、図２５（ｂ）に示されたように、９０°および１８０°にそれぞれ対応する２つのサブピクセル１０２から反射光を出力せず、０°および２７０°にそれぞれ対応する２つのサブピクセル１０２の反射光の強度比を制御することにより、図２５（ｆ）に示されたように、ピクセル１０１から出力される光の位相θは、２７０°と０°（３６０°）との間の任意の値に制御できる。また、図２５（ｃ）に示されたように、０°および９０°にそれぞれ対応する２つのサブピクセル１０２から反射光を出力せず、１８０°および２７０°にそれぞれ対応する２つのサブピクセル１０２の反射光の強度比を制御することにより、図２５（ｇ）に示されたように、ピクセル１０１から出力される光の位相θは、１８０°と２７０°との間の任意の値に制御できる。また、図２５（ｄ）に示されたように、０°および２７０°にそれぞれ対応する２つのサブピクセル１０２から反射光を出力せず、９０°および１８０°にそれぞれ対応する２つのサブピクセル１０２の反射光の強度比を制御することにより、図２５（ｈ）に示されたように、ピクセル１０１から出力される光の位相θは、９０°と１８０°との間の任意の値に制御できる。

　図２６（ａ）および図２６（ｂ）は、非特許文献２に記載された技術を説明するための図である。図２６（ａ）には、一方向に沿って並ぶ３つのサブピクセル２０２からなるピクセル２０１が示されており、各サブピクセル２０２の反射率がハッチングの粗密により表現されている。図２５（ａ）～図２５（ｈ）に示された例と同様に、サブピクセル１０２の配列方向に沿って定義される、ピクセル２０１のサイズ（実質的には幅に相当）は、入力光の波長よりも短い。非特許文献２には、３つのサブピクセル２０２からの反射光の位相が互いに揃っている場合、ピクセル２０１から出力される光の位相は、３つのサブピクセル２０２の強度分布によって定まることが述べられている。例えば、３つのサブピクセル２０２が左から０°、１２０°、および２４０°の各位相に対応しているとする。この場合、例えば、図２６（ｂ）に示されたように、１２０°に対応するサブピクセル２０２から反射光を出力せず、０°および２４０°にそれぞれ対応する２つのサブピクセル２０２の反射光の強度比を制御することにより、ピクセル２０１から出力される光の位相θは、２４０°と０°（３６０°）の間の任意の値に制御できる。なお、３つのサブピクセルのうち１つの強度は必ず０となる。

　ただし、図２５（ａ）～図２５（ｈ）、図２６（ａ）および図２６（ｂ）に示された方式では、サブピクセル１０２，２０２の光反射率は制御不能な固定値であるため、ピクセル１０１，２０１の出力位相を動的に制御することができない。これに対し、本実施形態の光源モジュール１Ａでは、各ピクセル２１に含まれる少なくとも３つのサブピクセル２２から出力する誘導放出光の強度を、サブピクセル２２ごとに独立して制御することができる。また、サブピクセル２２の配列方向（Ｘ方向）に沿って定義される各ピクセル２１のサイズＬは、誘導放出光の波長よりも短い。この場合、少なくとも３つのサブピクセル２２を纏めて、等価的に単一の位相を有する画素と見なせる。また、少なくとも３つのサブピクセル２２から出力される誘導放出光の位相が互いに揃っているので、各ピクセル２１から出力される誘導放出光の位相は、少なくとも３つのサブピクセル２２の強度分布によって定まる。したがって、本実施形態の光源モジュール１Ａによれば、光の位相分布の動的制御が可能になる。

　本実施形態のように、光源モジュール１Ａは、主面１０ａを有する基板１０を備え、主面１０ａは領域１０ａａおよび１０ａｂを含み、ゲイン領域３は、領域１０ａａ上に設けられた下部クラッド層３４、活性層３５、および上部クラッド層３６を含む半導体積層構造３０を有し、変調領域４は、領域１０ａｂ上に設けられた下部クラッド層４４、活性層３５と光学的に結合された光吸収層４５、および上部クラッド層４６を含む半導体積層構造４０を有し、光吸収層４５および上部クラッド層４６が複数の単位部分４２に電気的に分割されてもよい。この場合、ゲイン領域３および変調領域４は、半導体素子を用いて小型化できる。

　本実施形態のように、基板１０の主面１０ａは、領域１０ａａとそれ自体の間に領域１０ａｂを挟む位置に設けられた領域１０ａｃをさらに含み、光源モジュール１Ａは、領域１０ａｃ上に設けられた回折領域５を備えてもよい。そして、回折領域５は、領域１０ａｃ上に設けられた下部クラッド層５４、変調領域４の光吸収層４５と光学的に結合された光導波層５５、上部クラッド層５６、および回折格子層５８を含む半導体積層構造５０を有し、変調領域４から光導波層５５を介して受けた誘導放出光を主面１０ａと交差する方向（Ｚ方向）に出力する。光出力面２は、回折領域５から見て該方向に位置するように設けられ、回折領域５の回折格子層５８および上部クラッド層５６は、各サブピクセル２２に対応する複数の単位部分５２に分割されてもよい。この場合、半導体素子を用いてゲイン領域３および変調領域４が構成されたときに、強度調整後の誘導放出光は、基板１０の主面１０ａと交差する方向に沿って出力され得る。故に、複数のピクセル２１の集積化が容易になり、複数のピクセル２１の配列の自由度が高められる。

　本実施形態のように、回折領域５の半導体積層構造５０は、複数のスリット５０ａを有してもよく、この場合、回折領域５の複数の単位部分５２と複数のスリット５０ａは１個ずつ交互に形成される。例えばこのような構成により、回折領域５の光導波層５５および上部クラッド層５６は、各サブピクセル２２に対応する複数の単位部分５２に容易に分割され得る。

　本実施形態のように、変調領域４の半導体積層構造４０は、複数の高抵抗領域７２を含んでもよく、この場合、変調領域４の複数の単位部分４２と複数の高抵抗領域７２は１個ずつ交互に設けられる。例えばこのような構成により、複数の単位部分４２が相互に電気的に分離され、複数の単位部分４２それぞれにおいて、誘導放出光の強度調整量が個別に制御され得る。

　本実施形態のように、基板１０の主面１０ａは、領域１０ａｂとそれ自体の間に領域１０ａａを挟む位置に設けられた領域１０ａｄをさらに含み、光源モジュール１Ａは、領域１０ａｄ上に設けられた吸収領域６をさらに備えてもよい。そして、吸収領域６は、領域１０ａｄ上に設けられた下部クラッド層６４、活性層３５と光学的に結合された光吸収層６５、および上部クラッド層６６を含む半導体積層構造６０を有してもよい。この場合、半導体素子を用いてゲイン領域３が構成された場合のレーザ発振は、抑制され得る。故に、光出力面２から出力される誘導放出光に含まれるスペックルノイズが効果的に低減され得る。

　（第１変形例）
図７は、上記第１実施形態の第１変形例に係る光源モジュール１Ｂを示す断面図であって、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面に対応する断面を示す。本変形例の光源モジュール１Ｂは、第１実施形態の半導体積層構造３０、４０、５０、および６０に代えて、半導体積層構造３０Ａ、４０Ａ、５０Ａ、および６０Ａを備える。半導体積層構造３０Ａ、４０Ａ、５０Ａ、および６０Ａの層構造は、半導体層３８、４８、６８、および回折格子層５８を含まない点を除いて、第１実施形態の半導体積層構造３０、４０、５０、および６０と同様である。

　回折領域５の半導体積層構造５０Ａは、回折格子層５８を含まない代わりに、半導体積層構造５０Ａの上面（すなわち半導体層５７の上面）から上部クラッド層５６に達する複数の溝（または複数の凹部）５０ｂを有する。複数の溝または凹部５０ｂの平面形状および分布は、第１実施形態の異屈折率領域５８ｂと同様である。すなわち、上部クラッド層５６の厚さ方向の一部およびコンタクト層４７は、複数の異屈折率領域としての複数の溝または凹部５０ｂを有することにより、回折格子層として機能する。この場合であっても、第１実施形態の回折領域５と同様の作用効果を奏することができる。なお、本変形例では、活性層３５、光吸収層４５、６５、および光導波層５５を形成するエピタキシャル成長が行われた後、上部クラッド層３６、４６、５６、および６６、並びにコンタクト層３７、４７、６７、および半導体層５７を連続して形成するエピタキシャル成長が行われ得る。異屈折率領域としての溝または凹部５０ｂは、その後にドライエッチングにより形成されればよい。この場合、ＭＯＣＶＤ装置を用いた積層工程が１回で済むためプロセス工程を簡略化することが可能になる。

　（第２変形例）
図８は、上記第１実施形態の第２変形例に係る光源モジュール１Ｃを示す断面図であって、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面に対応する断面を示す。本変形例では、第１実施形態と異なり、各ピクセル２１のサイズ（幅）Ｌは、ゲイン領域３から出力される誘導放出光の波長より長い。そして、単位部分４２，５２の配列方向（Ｘ方向）に沿って定義される各部分４１，５１（図１を参照）の幅は、ゲイン領域３から出力される誘導放出光の波長よりも長い。また、本変形例の光源モジュール１Ｃは、第１実施形態の構成に加えて、光出力面２と光学的に結合された縮小光学系８０をさらに備える。縮小光学系８０は、入射側の像を出射側に結像させ、かつ出射側での像のサイズが入射側よりも小さくなるような光学系であって、例えば一対のレンズ８１，８２を含む。一対のレンズ８１，８２は、回折領域５から出力される誘導放出光の光軸に沿った方向に沿って並んでおり、レンズ８１，８２間の距離は、レンズ８１，８２の焦点距離の和に等しい。したがって、レンズ８１，８２の間において誘導放出光は一旦収束した後に発散し、レンズ８２から縮小された状態で出力される。

　本変形例では、縮小光学系８０を通過した各ピクセル２１からの光束の幅であって（例えば縮小光学系８０を通過した直後の光束の幅）サブピクセル２２の配列方向に沿って定義される幅は、ゲイン領域３から出力される誘導放出光の波長よりも短くなるように、縮小光学系８０の縮小率が設定されている。例えば本変形例のような構成であっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、この場合、各ピクセル２１のサイズＬを誘導放出光の波長より長くすることが可能になる。したがって、Ｘ方向に沿って定義される、各部分３１，４１，および５１の幅を、導波モードが十分に形成される程度に長くすることが可能になり、具体的な構造の選択肢が広がるという利点がある。

　（第３変形例）
図９は、上記第１実施形態の第３変形例に係る光源モジュール１Ｄを示す平面図である。本変形例では、ゲイン領域３Ａと、変調領域４および回折領域５とが、基板１０上において互いに離れて配置されている。本変形例のゲイン領域３Ａは、複数の部分３１（図１を参照）に分割されておらず、単一の部分で構成されている。なお、ゲイン領域３Ａの他の構成は、第１実施形態のゲイン領域３と同様である。そして、光源モジュール１Ｄは、基板１０の主面１０ａ上に設けられた光導波路１１をさらに備える。光導波路１１は、例えば主面１０ａ上に形成されたシリコン導波路であって、その平面形状は扇形に広がっている。一例では、ゲイン領域３Ａの光出力端面は、扇形の中心点側に位置する光導波路１１の一端と光学的に結合されている（ゲイン領域３Ａの光出力端面は、上述のような光導波路１１一端に位置する）。また、一例では、変調領域４の光入力端面は、扇形の円光側に位置する光導波路１１の他端と光学的に結合されている（変調領域４の光入力端面は、このような光導波路１１の他端に位置する）。そして、変調領域４の複数の単位部分４２の光入力端面４２ａは、光導波路１１を導波する誘導放出光のいずれかの等位相面Ｐに沿って並んでいる。等位相面Ｐは円弧状であるため、複数の単位部分４２の光入力端面４２ａは、Ｙ方向に沿って互いにずれた位置に設けられる。

　本変形例のように、複数の単位部分４２の光入力端面４２ａを等位相面Ｐに沿って並べることにより、複数の単位部分４２に入力される誘導放出光の位相が容易に揃えられる。したがって、少なくとも３つのサブピクセル２２から出力される誘導放出光の位相は容易に揃えられる。

　（第４変形例）
図１０は、上記第１実施形態の第４変形例に係る光源モジュール１Ｅを示す平面図である。光源モジュール１Ｅは、ゲイン領域３に代えてフォトニック結晶レーザ（ＰＣＳＥＬ）構造３Ｂを備える点で第１実施形態と相違し、他の点において第１実施形態と一致する。フォトニック結晶レーザ構造３Ｂは、本変形例における発光部である。フォトニック結晶レーザ構造３Ｂは、図２に示された半導体層３８の内部に二次元の回折格子を有する。例えば、フォトニック結晶レーザ構造３Ｂは、複数の異屈折率領域３８ｂを半導体層３８の内部に有する。異屈折率領域３８ｂの屈折率は、半導体層３８の他の部分の屈折率と異なる。複数の異屈折率領域３８ｂは、半導体層３８内においてＸ方向およびＹ方向に沿って一定の周期で配置されている。複数の異屈折率領域３８ｂは、空孔であってもよく、また、このような空孔に半導体層３８の他の部分と異なる屈折率を有する半導体が埋め込まれることにより構成されてもよい。また、フォトニック結晶レーザ構造３Ｂは、第１実施形態のゲイン領域３と異なり、複数の部分３１に分割されておらず単一の部分により構成されている。したがって、コンタクト層３７上には、単一の電極３３Ｂが設けられる。電極３３Ｂは、コンタクト層３７とオーミック接触する。

　複数の異屈折率領域３８ｂは、活性層３５の発光波長に対してＭ点発振の条件を満たす配置および間隔を有する。ここで、図１１（ａ）は実空間におけるΓ点を説明するための図であり、図１１（ｂ）は実空間におけるＭ点を説明するための図であり、図１１（ｃ）は逆格子空間におけるΓ点を説明するための図であり、図１１（ｄ）は逆格子空間におけるＭ点を説明するための図である。図１１（ａ）～図１１（ｄ）のそれぞれに示された円は、上述の異屈折率領域３８ｂを示している。

　図１１（ａ）は、ＸＹＺ三次元直交座標系を設定した実空間において、異屈折率領域３８ｂが正方格子の格子枠の開口中心に位置している場合を示す。正方格子の格子間隔はａであり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って隣接する異屈折率領域３８ｂの間の重心間間隔もａである。半導体層３８におけるΓ点での発光は、発光波長をλ、出力光の半導体層３８における実効屈折率をｎとすると、λ／ｎがａに一致した場合に生じる。このときＺ軸方向に沿ってレーザ光が出力される。図１１（ｃ）は、図１１（ａ）の格子の逆格子を示しており、縦方向（Γ－Ｙ）または横方向（Γ－Ｘ）に沿って隣接する異屈折率領域３８ｂ間の間隔は２π／ａであるが、２π／ａは２ｎπ／λに一致している（ｎは半導体層３８の実効屈折率）。

　図１１（ｂ）は、ＸＹＺ三次元直交座標系を設定した実空間において、異屈折率領域３８ｂが正方格子の格子枠の開口中心に位置している場合を示し、正方格子の格子間隔はａ、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って隣接する異屈折率領域３８ｂの間の重心間間隔は（２）^0.5・ａであり、発光波長λを実効屈折率ｎで割った値λ／ｎはａの（２）^0.5倍（λ／ｎ＝ａ×２^0.5）である。この場合、半導体層３８においては、Ｍ点での発振が生じる。このときＸ軸方向およびＹ軸方向に沿ってレーザ光が出力され、Ｚ軸方向に沿ってレーザ光は出力されない。図１１（ｄ）は、図１１（ｂ）の格子の逆格子を示しており、Γ－Ｍ方向に沿って隣接する異屈折率領域３８ｂ間の間隔は（２^0.5π）／ａであり、２ｎπ／λに一致している（ｎは半導体層３８の実効屈折率）。なお、図１１（ａ）～図１１（ｄ）のそれぞれに示された白抜きの矢印は、光の波の振動方向を示している。

　本変形例によれば、フォトニック結晶レーザ構造３ＢからＹ軸方向に沿ってレーザ光が出力されるので、複数の単位部分４２に入力される誘導放出光の位相が容易に揃えられる。本変形例においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、上記の例では異屈折率領域３８ｂが正方格子の格子枠の開口中心に位置している例が示されたが、異屈折率領域３８ｂは、他の格子（例えば三角格子）の格子枠の開口中心に位置してもよい。

　（第５変形例）
図１２は、上記第１実施形態の第５変形例に係る光源モジュール１Ｆを示す平面図である。光源モジュール１Ｆは、変調領域４の単位部分４２の配列方向（Ｘ方向）における各部分４１の幅がサイズＬより長く、フォトニック結晶レーザ構造３Ｂから出力されるレーザ光の波長よりも長い点、および縮小光学系８を備える点で第１実施形態と相違し、他の点において第１実施形態と一致する。縮小光学系８は、Ｙ方向に沿って配置された変調領域４と回折領域５との間に設けられる。Ｙ方向に沿って伸びる縮小光学系８の一端は、変調領域４と光学的に結合され、他端は回折領域５と光学的に結合されている。縮小光学系８は、変調領域４から出力された誘導放出光を回折領域５へ導波する。

　より詳細には、縮小光学系８は、複数のピクセル２１にそれぞれ対応する複数の部分８３を含む。図１２において、複数の部分８３は太い実線により区画して示されている。各部分８３の平面形状は、Ｙ方向を高さ方向とする台形である。複数の部分８３は、Ｘ方向に沿って並んでおり、互いに隣接している。各部分８３の一端は、変調領域４の各部分４１と一対一に対応しており、各部分４１と光学的に結合されている。一例では、縮小光学系８の各部分８３と変調領域４の各部分４１は、Ｙ方向に沿って互いに隣接している。また、各部分８３の他端は、回折領域５の各部分５１と一対一に対応しており、各部分５１と光学的に結合されている。一例では、縮小光学系８の各部分８３と回折領域５の各部分５１は、Ｙ方向に沿って互いに隣接している。さらに、各部分８３は、Ｘ方向に沿って、少なくとも３つの単位部分８４に分割されている。各単位部分８４は、光出力面２の各サブピクセル２２と一対一に対応している。少なくとも３つの単位部分８４は、Ｘ方向に沿って並んでおり、互いに隣接している。各部分８３の一端において、単位部分８４の配列方向（Ｘ方向）に沿って定義される各部分８３の幅は、変調領域４の各部分４１の幅と等しい。また、各部分８３の他端において、単位部分８４の配列方向（Ｘ方向）に沿って定義される各部分８３の幅は、回折領域５の各部分５１の幅（すなわちサイズＬ）と等しい。すなわち、各単位部分８４の幅は、一端側から他端側に向けて次第に縮小している。

　本変形例においても、サブピクセル２２の配列方向（Ｘ方向）に沿って定義される各ピクセル２１のサイズＬは誘導放出光の波長よりも短いので、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、縮小光学系８が設けられることによって、単位部分４２の配列方向（Ｘ方向）における各部分４１の幅を、誘導放出光の波長よりも長くすることができる。故に、変調領域４の作製を容易にできる。また、回折領域５において単位部分５２の配列方向（Ｘ方向）に沿って定義される各部分５１の幅は、誘導放出光の波長よりも短くすることが容易にできる。この場合、図８に示された縮小光学系８０を設ける必要がなく、光源モジュールの簡略化および小型化が可能になる。

　（第２実施形態）
図１３は、本開示の第２実施形態に係る光源モジュール１Ｇの構成を概略的に示す平面図である。光源モジュール１Ｇは、共通の基板上に形成された半導体積層構造を含んで構成され、光出力面２、ゲイン領域３Ｃ、回折領域５、および吸収領域６を備える。なお、光出力面２、回折領域５、および吸収領域６の構成は、上述の第１実施形態と同様である。

　ゲイン領域３Ｃは、複数のピクセル２１にそれぞれ対応する複数の部分３１を含む。図１３において、複数の部分３１は太い実線により区画して示されている。各部分３１の平面形状は、その長手方向がＹ方向に一致している長方形である。複数の部分３１は、Ｘ方向に沿って並んでおり、互いに隣接している。各部分３１は、Ｘ方向に沿って、少なくとも３つの単位部分３２に分割されている。各単位部分３２は、光出力面２の各サブピクセル２２と一対一に対応している。少なくとも３つの単位部分３２は、その長手方向がＹ方向に一致し、Ｘ方向に沿って並び、互いに隣接している。単位部分３２の配列方向（Ｘ方向）に沿って定義される各部分３１の幅は、ゲイン領域３Ｃが出力する誘導放出光の波長よりも短い。ゲイン領域３Ｃは、単位部分３２ごとに設けられた電極３３を有する。各単位部分３２は、電極３３を介して供給される電流により発光し、誘導放出光をＹ方向に沿って出力する。ゲイン領域３Ｃは、単位部分３２ごとに設けられた電極３３と裏面電極３９との間に印加される電圧に応じて、誘導放出光の強度を単位部分３２ごとに個別に制御する。

　図１４は、図１３に示されたＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面図であって、光源モジュール１ＧのＹ方向に沿った側断面を示す。図１４に示されたように、光源モジュール１Ｇにおいて、基板１０の主面１０ａは、領域１０ａａ（第１の領域）、領域１０ａｃ（第２の領域）、および領域１０ａｄ（第３の領域）を含む。領域１０ａａおよび領域１０ａｃは、Ｙ方向に沿って並んでいる。領域１０ａｄは、領域１０ａｂとそれ自体の間に領域１０ａａを挟む位置に設けられ、領域１０ａｄ、領域１０ａａおよび領域１０ａｃはＹ方向に沿ってこの順に並んでいる。回折領域５は、領域１０ａｃ上に設けられた半導体積層構造５０を有する。吸収領域６は、領域１０ａｄ上に設けられた半導体積層構造６０を有する。半導体積層構造５０，６０の構成は、上述の第１実施形態と同様である。

　ゲイン領域３Ｃは、領域１０ａａ上に設けられた半導体積層構造３０Ｃを有する。半導体積層構造３０Ｃは、次の点を除いて、第１実施形態の半導体積層構造３０と同様の構成を有する。図１５は、図１３に示されたＸＶ－ＸＶ線に沿った断面図であって、ゲイン領域３ＣのＸ方向に沿った側断面を示す。図１５に示されたように、ゲイン領域３Ｃの半導体積層構造３０Ｃにおいて、活性層３５、上部クラッド層３６およびコンタクト層３７は、複数の単位部分３２に電気的に分割されている。具体的には、半導体積層構造３０Ｃは、複数の高抵抗領域７４を含んでもよく、この場合、複数の単位部分３２と複数の高抵抗領域７４は１個ずつ交互に設けられる。高抵抗領域７４は、半導体積層構造３０Ｃの他の半導体層よりも高抵抗の領域である。また、高抵抗領域７４は、Ｙ方向に沿って定義される、ゲイン領域３Ｃの全長にわたって延在するとともに、半導体積層構造３０Ｃの表面（すなわちコンタクト層３７の表面）から下部クラッド層３４に達している。隣接する単位部分３２間において互いに干渉してスーパーモードを形成し得るように、単位部分３２同士の間隔（すなわちＸ方向に沿って定義される、高抵抗領域７４の幅）は誘導放出光の波長程度に設定されている。これにより、複数の単位部分３２間で誘導放出光の位相が揃えられる。また、隣接する単位部分３２間で光が漏れ出し易いように、高抵抗領域７４は各層３５～３８よりも高い屈折率を有するか、または各層３５～３８と同一の屈折率を有する。

　本実施形態による光源モジュール１Ｇによって得られる作用効果について説明する。ゲイン領域３Ｃの電極３３と裏面電極３９との間に駆動電流が供給されると、下部クラッド層３４と上部クラッド層３６との間にキャリアが集まり、活性層３５において光が効率的に発生する。この光は、活性層３５を導波し、活性層３５の両端から誘導放出光として回折領域５および吸収領域６へ出力される。このとき、ゲイン領域３Ｃにおいては、駆動電流の大きさを制御することで、誘導放出光の出力強度が所望の大きさに調整される。電極３３が単位部分３２ごとに独立して設けられているので、このような強度調整は、各単位部分３２において個別に行える。単位部分３２ごとに強度調整された誘導放出光は、回折領域５の各単位部分５２に、位相が揃った状態で入力される。また、吸収領域６においては、逆バイアス電圧を十分な大きさに制御することで、ゲイン領域３Ｃにおいてレーザ発振が生じない程度に誘導放出光を吸収する。回折領域５の各単位部分５２に入力した誘導放出光は、波数（位相）が揃った状態で基板１０の主面１０ａと交差する方向（Ｚ方向）に進み、光出力面２の複数のサブピクセル２２を通じて光源モジュール１Ｇの外部へ出力される。

　本実施形態の光源モジュール１Ｇにおいても、第１実施形態と同様に、各ピクセル２１に含まれる少なくとも３つのサブピクセル２２から出力する誘導放出光の強度は、サブピクセル２２ごとに独立して制御可能である。また、サブピクセル２２の配列方向（Ｘ方向）に沿って定義される各ピクセル２１のサイズＬは、誘導放出光の波長よりも短い。したがって、本実施形態の光源モジュール１Ｇによれば、光の位相分布の動的制御が可能になる。

　本実施形態のように、ゲイン領域３Ｃは、領域１０ａａ上に設けられた下部クラッド層３４、活性層３５、および上部クラッド層３６を含む半導体積層構造３０Ｃを有し、活性層３５および上部クラッド層３６が複数の単位部分３２に電気的に分割されてもよい。この場合、ゲイン領域３Ｃは、半導体素子を用いて小型化できる。

　本実施形態のように、光源モジュール１Ｇは、領域１０ａｃ上に設けられた回折領域５を備えてもよい。そして、回折領域５は、第１実施形態と同様の半導体積層構造５０を有してもよい。この場合、半導体素子を用いてゲイン領域３Ｃが構成されたときに、強度が調整された誘導放出光は、基板１０の主面１０ａと交差する方向に沿って出力され得る。故に、複数のピクセル２１の集積化が容易になり、結果、複数のピクセル２１の配列の自由度が高められる。

　本実施形態のように、ゲイン領域３Ｃの半導体積層構造３０Ｃは、複数の高抵抗領域７４を含んでもよく、個音場合、複数の単位部分３２と複数の高抵抗領域７４は１個ずつ交互に設けられる。例えばこのような構成により、複数の単位部分３２が相互に電気的に分離され、複数の単位部分３２それぞれにおいて誘導放出光の出力強度が個別に制御され得る。

　なお、本実施形態では、Ｘ方向に沿って定義される、回折領域５の各部分５１の幅（すなわちサブピクセル２２の配列方向に沿って定義される、各ピクセル２１のサイズＬ）は、誘導放出光の波長より長くすることもできる。その場合、図８に示された縮小光学系８０が用いられればよい。縮小光学系８０を通過した各ピクセル２１からの光束の幅であって光出力面２のサブピクセル２２の配列方向に沿って定義される幅を誘導放出光の波長よりも短くする（換言すれば、複数のピクセルの実効的なサイズを誘導放出光の波長よりも小さくする）ことによって、上述の効果を奏することができる。

　（第６変形例）
図１６は、上記第２実施形態の第６変形例に係る光源モジュール１Ｈを示す断面図であって、図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面に対応する断面を示す。本変形例では、第２実施形態と異なり、各ピクセル２１のサイズＬは、ゲイン領域３Ｃから出力される誘導放出光の波長より長い。そして、単位部分５２の配列方向（Ｘ方向）に沿って定義される各部分５１（図１３を参照）の幅は、ゲイン領域３Ｃから出力される誘導放出光の波長よりも長い。また、本変形例の光源モジュール１Ｈは、第２実施形態の構成に加えて、光出力面２と光学的に結合された縮小光学系８０をさらに備える。縮小光学系８０の構成は、上述の第２変形例（図８を参照）と同様である。

　本変形例では、縮小光学系８０を通過した各ピクセル２１からの光束の幅（例えば縮小光学系８０を通過した直後の光束の幅）であってサブピクセル２２の配列方向に沿って定義される幅が、ゲイン領域３Ｃから出力される誘導放出光の波長よりも短くなるように、縮小光学系８０の縮小率が設定される。例えば本変形例のような構成であっても、上記第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、この場合、Ｘ方向に沿って定義される、各部分３１，５１の各幅を誘導放出光の波長より長くすることが可能になる。したがって、各部分３１，５１の幅を、導波モードが十分に形成される程度に長くすることが可能になり、具体的な構造の選択肢が広がる。

　（第３実施形態）
図１７（ａ）は、本開示の第３実施形態に係る光源モジュール１Ｊの構成を概略的に示す平面図である。また、図１７（ｂ）は、光源モジュール１ＪをＹ方向から見た概略的な側面図である。図１８は、図１７（ａ）に示されたＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線に沿った断面図であって、光源モジュール１ＪのＹ方向に沿った側断面を示す。光源モジュール１Ｊは、光出力面２Ａ、ゲイン領域３Ｄおよび光導波領域９を備える。ゲイン領域３Ｄは、主面１０ａの領域１０ａａ（第１の領域）上に形成された半導体積層構造３０Ｄを含んで構成される。なお、ゲイン領域３Ｄの構成は、半導体積層構造３０Ｄが半導体層３８を含んでいない点を除き、上述の第２実施形態と同様である。光導波領域９は、主面１０ａの領域１０ａａに対してＹ方向に沿って並ぶ領域１０ａｅ上に形成された半導体積層構造９０を含んで構成される。半導体積層構造９０は、領域１０ａｅ上に設けられた下部クラッド層９４と、下部クラッド層９４上に設けられた光導波層９５と、光導波層９５上に設けられた上部クラッド層９６と、上部クラッド層９６上に設けられた半導体層９７とを含む。光導波層９５は、ゲイン領域３Ｄの活性層３５と同じ高さ位置に互いに隣り合って設けられ、活性層３５と光学的に結合されている。基板１０の裏面１０ｂ上には、金属膜９９が設けられている。

　下部クラッド層３４および９４は、共通の半導体層により構成されてもよい。換言すると、下部クラッド層３４および９４は、それぞれ同じ厚さおよび組成を有してもよい。活性層３５および光導波層９５は、共通の半導体層により構成されてもよい。換言すると、活性層３５および光導波層９５は、それぞれ同じ厚さ、層構造および組成を有してもよい。上部クラッド層３６および９６は、共通の半導体層により構成されてもよい。換言すると、上部クラッド層３６および９６は、それぞれ同じ厚さおよび組成を有してもよい。コンタクト層３７および半導体層９７は、共通の半導体層により構成されてもよい。換言すると、コンタクト層３７および半導体層９７は、それぞれ同じ厚さおよび組成を有してもよい。裏面電極３９および金属膜９９は、共通の金属膜により構成されてもよい。換言すると、裏面電極３９および金属膜９９は、それぞれ同じ厚さ、層構造および構成材料を有してもよい。

　本実施形態の光出力面２Ａは、Ｙ方向に沿って伸びる光導波領域９の端面により構成される。すなわち、光出力面２Ａは、光導波領域９を介してゲイン領域３Ｄと光学的に結合されている。光出力面２Ａは、一次元状に配列された複数のピクセル２３を有する。図１７（ａ）、図１７（ｂ）および図１８に示された例では、複数のピクセル２３はＸ方向に沿って並んでおり、互いに隣接している。各ピクセル２３は、一次元に配列された少なくとも３つのサブピクセル２４を含む。さらにこの例では、各ピクセル２３において３つのサブピクセル２４がＸ方向に沿って配列されている。サブピクセル２４の配列方向（Ｘ方向）に沿って定義される各ピクセル２３のサイズＬは、ゲイン領域３Ｄから出力される光の波長よりも短い。

　ゲイン領域３Ｄの電極３３と裏面電極３９との間に駆動電流が供給されると、活性層３５において光が効率的に発生する。この光は、活性層３５を導波しつつレーザ発振し、誘導放出光の一種であるレーザ光として活性層３５の一端面から出力される。ゲイン領域３Ｄにおいては、電極３３が単位部分３２ごとに独立して設けられているので、駆動電流の大きさを制御することにより、レーザ光の出力強度を各単位部分３２において個別に調整できる。単位部分３２ごとに強度調整されたレーザ光は、位相が揃った状態で、光導波層９５を通過し、光出力面２Ａの複数のサブピクセル２４を通じて光源モジュール１Ｊの外部へ出力される。

　本実施形態の光源モジュール１Ｊにおいても、第１実施形態と同様に、各ピクセル２３に含まれる少なくとも３つのサブピクセル２４から出力する誘導放出光（レーザ光）の強度が、サブピクセル２４ごとに独立して制御され得る。また、サブピクセル２４の配列方向（Ｘ方向）に沿って定義される各ピクセル２３のサイズＬは、誘導放出光（レーザ光）の波長よりも短い。したがって、本実施形態の光源モジュール１Ｊによれば、光の位相分布の動的制御が可能になる。

　なお、本実施形態では、Ｘ方向に沿って定義される、ゲイン領域３Ｄの各部分３１の幅を、誘導放出光の波長より長くすることもできる。この場合、図８に示された縮小光学系８０を用いて、複数のピクセルのサイズを誘導放出光の波長よりも短くすることによって、同様の効果を奏することができる。

　（第７変形例）
図１９は、上記第３実施形態の第７変形例に係る光源モジュール１Ｋを示す断面図であって、図１７（ａ）のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線に沿った断面に対応する断面を示す。本変形例では、第３実施形態と異なり、光出力面２において、各ピクセル２１のサイズＬは、ゲイン領域３Ｄから出力される誘導放出光の波長よりも長い。また、本変形例の光源モジュール１Ｋは、第３実施形態の構成に加えて、光出力面２と光学的に結合された縮小光学系８０をさらに備える。縮小光学系８０の構成は、上述の第２変形例（図８を参照）と同様である。

　本変形例では、縮小光学系８０を通過した各ピクセル２１からの光束の幅（例えば縮小光学系８０を通過した直後の光束の幅）であってサブピクセル２２の配列方向に沿って定義される幅が、ゲイン領域３Ｄから出力される誘導放出光の波長よりも短くなるように、縮小光学系８０の縮小率が設定されている。例えば本変形例のような構成であっても、上記第３実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、この場合、Ｘ方向に沿って定義される、ゲイン領域３Ｄの各部分３１の幅を誘導放出光の波長より長くすることが可能になる。したがって、ゲイン領域３Ｄの各部分３１の幅を、導波モードが十分に形成される程度に長くすることが可能になり、具体的な構造の選択肢が広がる。

　（第４実施形態）
図２０は、本開示の第４実施形態に係る光変調モジュール１Ｌの構成を概略的に示す断面図である。この光変調モジュール１Ｌは、Ｚ方向上方から入力された誘導放出光を反射しつつその位相分布を空間的に変調し、再びＺ方向上方へ出力する装置である。なお、入力される誘導放出光は例えばレーザ光であり、誘導放出光の波数（位相）は空間的に揃っているものとする。

　図２０に示されたように、光変調モジュール１Ｌは、Ｚ方向に沿って積み重ねられた２つの変調部４Ｂ，４Ｃと、Ｘ－Ｙ平面に沿って延在する２つの光出力面２Ｂ，２Ｃと、を備える。２つの変調部４Ｂ，４Ｃは、それぞれ本実施形態における強度調整部である。光出力面２Ｂは変調部４Ｂと光学的に結合されており、本実施形態では光出力面２Ｂは変調部４Ｂの上面により構成されている。同様に、光出力面２Ｃは変調部４Ｃと光学的に結合されており、本実施形態では光出力面２Ｃは変調部４Ｃの上面により構成される。変調部４Ｃは、外部から入力された誘導放出光の強度を調整し、調整後の誘導放射光を光出力面２Ｃから出力する。変調部４Ｂは、光出力面２Ｃ上に設けられ、光出力面２Ｃから出力された誘導放出光の強度を調整し、調整後の誘導放射光を光出力面２Ｂから出力する。

　図２１（ａ）は、一方の光出力面２Ｂの構成を示す平面図である。図２１（ｂ）は、他方の光出力面２Ｃの構成を示す平面図である。これらの光出力面２Ｂ，２Ｃは、二次元状に配列された複数のピクセル２５を有する。図２１（ａ）および図２１（ｂ）に示された例では、複数のピクセル２５はそれぞれ正方形状を呈し、Ｘ方向およびＹ方向に沿って並んでおり、互いに隣接している。各ピクセル２５は、一次元に配列された少なくとも３つのサブピクセル２６を含む。一方の光出力面２Ｂにおける少なくとも３つのサブピクセル２６の配列方向と、他方の光出力面２Ｃにおける少なくとも３つのサブピクセル２６の配列方向とは、互いに交差（例えば直交）する。また、この例では、一方の光出力面２Ｂの各ピクセル２５において、３つのサブピクセル２６はＸ方向に沿って配列されている。他方の光出力面２Ｃの各ピクセル２５において、３つのサブピクセル２６はＹ方向に沿って配列されている。

　サブピクセル２６の配列方向に沿って定義される各ピクセル２５のサイズＬは、外部から入力される誘導放出光の波長よりも短い。なお、一方の光出力面２Ｂの各ピクセル２５を構成するサブピクセル２６の個数と、他方の光出力面２Ｃの各ピクセル２５を構成するサブピクセル２６の個数とは、互いに同じであってもよいし、互いに異なってもよい。ただし、一方の光出力面２Ｂの複数のピクセル２５それぞれと、他方の光出力面２Ｃの複数のピクセル２５それぞれとは互いに一対一に対応しており、光出力方向から見て、光出力面２Ｂの複数のピクセル２５それぞれと、光出力面２Ｃの複数のピクセル２５それぞれとは互いに重なる。一方の光出力面２Ｂの各ピクセル２５のサイズおよび形状と、他方の光出力面２Ｃの各ピクセル２５のサイズおよび形状とは、互いに同一である。

　再び図２０を参照する。２つの変調部４Ｂ，４Ｃは、裏面電極の構成材料を除き、それぞれ同一の構成を備える。各変調部４Ｂ，４Ｃは、基板１２を有する。基板１２は、平坦かつ互いに平行な主面１２ａおよび裏面１２ｂを有する。基板１２は、半導体のエピタキシャル成長のために好適な基板であって、例えば半導体基板である。主面１２ａは、領域１２ａａ（第１の領域）を含む。

　各変調部４Ｂ，４Ｃは、領域１２ａａ上に設けられた半導体積層構造４０Ｂをさらに有する。半導体積層構造４０Ｂは、領域１２ａａ上に設けられた下部クラッド層４４と、下部クラッド層４４上に設けられた光吸収層４５と、光吸収層４５上に設けられた上部クラッド層４６と、上部クラッド層４６上に設けられたコンタクト層４７とを含む。

　下部クラッド層４４、光吸収層４５、上部クラッド層４６およびコンタクト層４７は、複数のピクセル２５にそれぞれ対応する複数の部分４１Ａに電気的に分割されている。具体的には、半導体積層構造４０Ｂは、Ｚ方向から見て格子状に設けられた高抵抗領域７６を含む。高抵抗領域７６は、半導体積層構造４０Ｂの他の半導体層よりも高抵抗の領域である。高抵抗領域７６は、半導体積層構造４０Ｂの表面（すなわちコンタクト層４７の表面）から基板１２に達している。

　また、下部クラッド層４４、光吸収層４５、上部クラッド層４６およびコンタクト層４７は、各部分４１Ａ内において、少なくとも３つのサブピクセル２６に対応する少なくとも３つの単位部分４２Ａに電気的に分割されている。具体的には、半導体積層構造４０Ｂは、複数の高抵抗領域７７を含んでもよく、この場合、複数の単位部分４２Ａと複数の高抵抗領域７７を含が１個ずつ交互に設けられる。高抵抗領域７７は、半導体積層構造４０Ｂの他の半導体層よりも高抵抗の領域である。高抵抗領域７７は、高抵抗領域７６と同様に、半導体積層構造４０Ｂの表面（すなわちコンタクト層４７の表面）から基板１２に達している。隣接する単位部分４２Ａ間において互いに干渉してスーパーモードを形成し得るように、高抵抗領域７７の延在方向と交差する方向の幅は、誘導放出光の波長程度に設定されている。これにより、複数の単位部分４２Ａ間で誘導放出光の位相が揃えられる。そして、隣接する単位部分４２Ａ間で光が漏れ出し易いように、高抵抗領域７７は各層４４～４７よりも高い屈折率を有するか、または各層４４～４７と同一の屈折率を有する。

　コンタクト層４７上には、光透過性を有する電極４３Ａが、単位部分４２Ａごとに設けられている。光透過性を有する電極４３Ａの構成材料は、例えば酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（Aluminum-doped Zinc Oxide：ＡＺＯ）またはＩＧＺＯ（Indium Gallium Zinc Oxide）などの酸化物半導体である。

　Ｚ方向に沿って上側に位置する変調部４Ｂは、基板１２の裏面１２ｂ上の全面に設けられた裏面電極４９Ａを有する。裏面電極４９Ａは、光透過性を有する導電体から成り、例えば電極４３Ａと同じ材料によって構成される。裏面電極４９Ａは、光透過性の接着剤１９を介して変調部４Ｃの電極４３Ａに接合されている。接着剤１９は絶縁性を有する。変調部４Ｂは、単位部分４２Ａごとに設けられた電極４３Ａと裏面電極４９Ａとの間に印加される電圧に応じて、誘導放出光の強度調整量を単位部分４２Ａごとに個別に制御する。

　Ｚ方向に沿って下側に位置する変調部４Ｃは、基板１２の裏面１２ｂ上の全面に設けられた裏面電極４９を有する。裏面電極４９は、金属から成る。裏面電極４９は、基板１２とオーミック接触するとともに、反射ミラーとして機能する。したがって、変調部４Ｃは、誘導放出光を電極４３Ａの上面（第１面）から受け、誘導放出光の強度を調整し、電極４３Ａの上面から出力する反射型の構成を有する。変調部４Ｃは、単位部分４２Ａごとに設けられた電極４３Ａと裏面電極４９との間に印加される電圧に応じて、誘導放出光の強度調整量を単位部分４２Ａごとに個別に制御する。

　本実施形態による光変調モジュール１Ｌによって得られる作用効果について説明する。Ｚ方向に沿って上方から、位相が揃った状態で誘導放射光が入力されると、誘導放射光は、変調部４Ｂを透過し、変調部４Ｃの裏面電極４９において反射され、再び変調部４Ｂを透過してＺ方向に沿って上方へ出力される。このとき、変調部４Ｂの電極４３Ａと裏面電極４９Ａとの間、および、変調部４Ｃの電極４３Ａと裏面電極４９との間には逆バイアス電圧が印加され、ＱＣＳＥにより、光吸収層４５において光が吸収される。各変調部４Ｂ，４Ｃにおいては、逆バイアス電圧の大きさを制御することにより（誘導放出光の吸収量（減衰率）を調整することにより）、誘導放出光の強度が所望の大きさに調整される。電極４３Ａが単位部分４２Ａごとに独立して設けられているので、このような強度調整は、各単位部分４２Ａにおいて個別に行える。

　変調部４Ｃによって強度調整された誘導放出光は、変調部４Ｃの複数の単位部分４２Ａそれぞれから、波数（位相）が揃った状態で、光出力面２Ｃの複数のサブピクセル２６を通じて変調部４Ｂへ出力される。そして、変調部４Ｂによって強度調整された誘導放出光は、変調部４Ｂの複数の単位部分４２Ａそれぞれから、波数（位相）が揃った状態で、光出力面２Ｂの複数のサブピクセル２６を通じて光変調モジュール１Ｌの外部へ出力される。単一の光出力面においては、原理上、サブピクセル２６が配列している方向に沿った一次元方向において空間的な位相変調が実現される。しかしながら、本実施形態では、２つの光出力面２Ｂ，２Ｃが設けられ、かつ、光出力面２Ｂ，２Ｃにおけるサブピクセル２６の配列方向が互いに交差しているので、二次元方向での空間的な位相変調が実現可能になる。

　本実施形態の光変調モジュール１Ｌにおいても、第１実施形態と同様に、各ピクセル２５に含まれる少なくとも３つのサブピクセル２６から出力する誘導放出光の強度が、サブピクセル２６ごとに独立して制御され得る。また、サブピクセル２６の配列方向に沿って定義される各ピクセル２５のサイズＬは、誘導放出光の波長よりも短い。したがって、本実施形態の光変調モジュール１Ｌによれば、光の位相分布の動的制御が可能になる。

　また、本実施形態のように、変調部４Ｃは、誘導放出光を上面から受け、誘導放出光の強度を調整して該上面から出力する反射型の構成を有してもよい。この場合、複数のピクセル２５が二次元状に配置された光変調モジュール１Ｌが容易に得られる。

　また、本実施形態のように、光出力面２Ｃが変調部４Ｃの上面により構成された場合、光変調モジュール１Ｌは、光出力面２Ｃ上に設けられた変調部４Ｂおよび光出力面２Ｂをさらに備え、光出力面２Ｃのサブピクセル２６の配列方向と、光出力面２Ｂのサブピクセル２６の配列方向とが互いに交差してもよい。例えばこのような構成により、複数のピクセル２５が二次元状に配置された光変調モジュール１Ｌが実現可能になる。

　なお、本実施形態では、変調部４Ｂ，４Ｃの各部分４１Ａの幅（すなわちサブピクセル２６の配列方向に沿って定義される各ピクセル２５のサイズＬ）は、誘導放出光の波長より長くできる。その場合、図８に示された縮小光学系８０を用いればよい。縮小光学系８０を通過した各ピクセル２５からの光束の幅であって光出力面２Ｂ，２Ｃのサブピクセル２６の配列方向に沿って定義される幅を誘導放出光の波長よりも短くすることによって、サイズＬが誘導放出光の波長より短い場合と同様の効果を奏することができる。

　（第８変形例）
図２２は、上述の第４実施形態の一変形例として、光変調モジュール１Ｍの構成を示す断面図である。この光変調モジュール１Ｍは、第４実施形態の変調部４Ｃに代えて、変調部４Ｄを備える。すなわち、光変調モジュール１Ｍは、Ｚ方向に沿って積み重ねられた２つの変調部４Ｂ，４Ｄと、Ｘ－Ｙ平面に沿って延在する２つの光出力面２Ｂ，２Ｃと、を備える。変調部４Ｄは、本変形例における強度調整部である。光出力面２Ｃは変調部４Ｄと光学的に結合されており、本実施形態では光出力面２Ｃは変調部４Ｄの上面により構成される。変調部４Ｄの構成は、下記の点を除いて、第４実施形態の変調部４Ｃと同様である。

　変調部４Ｄは、第４実施形態の変調部４Ｃの構成に加えて、１／４波長板１６をさらに有する。また、変調部４Ｄは、第４実施形態の変調部４Ｃの裏面電極４９に代えて、変調部４Ｂと同様に光透過性の裏面電極４９Ａを有する。１／４波長板１６は、本変形例における偏光回転部であって、裏面電極４９Ａの表面（基板１２とは反対側の面）上に設けられている。１／４波長板１６は、例えば水晶や雲母などの複屈折材料を主に含む。なお、１／４波長板１６に入力された誘導放出光は、反射ミラー１４において反射され、再び１／４波長板１６を通過する。すなわち、誘導放出光は１／４波長板１６を２回通過するので、１／２波長板通過時と同様の偏光状態になる。したがって１／４波長板１６の遅相軸がＸ軸から４５°傾けて配置された状態でＸ軸に沿った偏光の光が入力されることによって、１／４波長板１６を往復した誘導放出光はＹ軸に沿った偏光の光として出力される。

　図２３は、光変調モジュール１Ｍを含む光変調モジュール１Ｎの構成例を概略的に示す図である。この光変調モジュール１Ｎは、光変調モジュール１Ｍに加えて、偏光ビームスプリッタ１７および偏光板１８を備える。偏光ビームスプリッタ１７の一端は、光変調モジュール１Ｍの光入出力面Ｂ（図２２に示された変調部４Ｂの上面）と光学的に結合されている。偏光ビームスプリッタ１７の他端には、偏光板１８を介して誘導放出光Ａ₁が入力される。誘導放出光Ａ₁は、偏光板１８を通過することにより、第１の偏光方向を有する直線偏光となる。直線偏光となった誘導放出光Ａ₁は、偏光ビームスプリッタ１７を介して光変調モジュール１Ｍの光入出力面Ｂに入力される。

　光変調モジュール１Ｍにおいて強度調整された誘導放出光Ａ₂は、光入出力面Ｂから出力される。本変形例においては変調部４Ｄに１／４波長板１６が設けられているので、光入出力面Ｂから出力される誘導放出光Ａ₂の偏光方向は、上記第１の偏光方向と交差する第２の偏光方向とされる。偏光ビームスプリッタ１７は、光入出力面Ｂに入力される強度調整前の誘導放出光Ａ₁と、光入出力面Ｂから出力される強度調整後の誘導放出光Ａ₂とを相互に分離する。分離された誘導放出光Ａ₂は、誘導放出光Ａ₁の光軸方向と交差する方向に沿って出力される。

　本変形例のように、光入出力面Ｂに入力される誘導放出光Ａ₁は第１の偏光方向を有する直線偏光である。変調部４Ｄは、誘導放出光Ａ₂の偏光方向を第１の偏光方向と交差する第２の偏光方向とする１／４波長板１６を有してもよい。さらに、光変調モジュール１Ｎは、光入出力面Ｂに入力される強度調整前の誘導放出光Ａ₁と光入出力面Ｂから出力される強度調整後の誘導放出光Ａ₂とを分離する偏光ビームスプリッタ１７を備えてもよい。例えばこのような構成によって、反射型の光変調モジュール１Ｍに対して同軸でもって誘導放出光Ａ₁，Ａ₂の入出力が可能になり、光学系の簡素化が実現できる。

　（第５実施形態）
図２４は、本開示の第５実施形態に係る光源モジュール１Ｐの構成を概略的に示す断面図である。この光源モジュール１Ｐは、Ｚ方向に沿って積み重ねられた２つの変調部４Ｂ，４Ｅと、Ｘ－Ｙ平面に沿って延在する２つの光出力面２Ｂ，２Ｅと、を備える。２つの変調部４Ｂ，４Ｅは、それぞれ本実施形態における強度調整部である。光出力面２Ｂは変調部４Ｂと光学的に結合されており、本実施形態では光出力面２Ｂは変調部４Ｂの上面により構成されている。同様に、光出力面２Ｅは変調部４Ｅと光学的に結合されており、本実施形態では光出力面２Ｅは変調部４Ｅの上面により構成される。また、この光源モジュール１Ｐは、面光源である発光部３Ｅをさらに備える。変調部４Ｅは、発光部３Ｅの発光面と対向する下面と、該対向する面とは反対側の上面と、を有し、下面から受けた誘導放出光の強度を調整して上面から出力する。

　変調部４Ｅの構成は、次の点を除いて、上述の変調部４Ｃと同様である。すなわち、変調部４Ｅは、変調部４Ｃの裏面電極４９（図２０を参照）に代えて、光透過性の裏面電極４９Ａを有する。したがって、変調部４Ｅの構成は、サブピクセル２６の配列方向が異なる点を除いて、変調部４Ｂと同様である。変調部４Ｂの裏面電極４９Ａは、接着剤１９を介して変調部４Ｅの電極４３Ａに接合されている。変調部４Ｅの裏面電極４９Ａは、接着剤１５を介して発光部３Ｅの電極３３Ａ（後述）に接合されている。接着剤１５は絶縁性を有し、光透過性または光不透過性のいずれであってもよい。

　発光部３Ｅは、基板１３を備える。基板１３は、平坦かつ互いに平行な主面１３ａおよび裏面１３ｂを有する。基板１３は、半導体のエピタキシャル成長のために好適な基板であって、例えば半導体基板である。また、発光部３Ｅは、主面１３ａ上に設けられた半導体積層構造３０Ｅを有する。半導体積層構造３０Ｅは、主面１３ａ上に設けられた下部クラッド層３４と、下部クラッド層３４上に設けられた活性層３５と、活性層３５上に設けられた上部クラッド層３６と、上部クラッド層３６上に設けられたコンタクト層３７と、を含む。なお、これらの層３４～３７の詳細は、上述の第１実施形態と同様である。また、半導体積層構造３０Ｅは、フォトニック結晶層３８Ａをさらに含む。フォトニック結晶層３８Ａは、下部クラッド層３４と活性層３５との間、または、活性層３５と上部クラッド層３６との間に設けられている。図２４に示された例では、フォトニック結晶層３８Ａは活性層３５と上部クラッド層３６との間に設けられている。フォトニック結晶層３８Ａは、二次元の回折格子を内部に有する。例えば、フォトニック結晶層３８Ａは、基本層３８ａおよび複数の異屈折率領域３８ｂを含む。複数の異屈折率領域３８ｂは、基本層３８ａ内においてＸ方向およびＹ方向に沿って一定の周期で配置され、基本層３８ａとは異なる屈折率を有する。複数の異屈折率領域３８ｂは、空孔であってもよく、この空孔に基本層３８ａと異なる屈折率を有する半導体が埋め込まれることにより構成されてもよい。コンタクト層３７上には、電極３３Ａが設けられている。電極３３Ａの平面形状は、半導体積層構造３０Ｅの表面における光出力領域を囲む枠形状を呈している。電極３３Ａは、コンタクト層３７とオーミック接触する。基板１３の裏面１３ｂ上には、裏面電極３９が設けられている。裏面電極３９は、基板１３とオーミック接触する。また、裏面電極３９は反射ミラーとしても機能する。

　発光部３Ｅにおいて電極３３Ａと裏面電極３９との間にバイアス電流が供給されると、下部クラッド層３４と上部クラッド層３６との間にキャリアが集まり、活性層３５において光が効率的に発生する。フォトニック結晶層３８Ａでは、基板１３の主面１３ａに沿った方向に沿った共振モードが形成され、複数の異屈折率領域３８ｂの配置に応じたモードのレーザ光が生成される。フォトニック結晶層３８Ａにおいて生成されたレーザ光は、波数（位相）が揃った状態で、基板１３の主面１３ａと交差する方向（Ｚ方向）に進み、半導体積層構造３０Ｅの表面を通過して変調部４Ｅの下面に入力される。

　変調部４Ｂ，４Ｅの電極４３Ａと裏面電極４９Ａとの間には逆バイアス電圧が印加され、ＱＣＳＥにより、光吸収層４５においてレーザ光が吸収される。各変調部４Ｂ，４Ｅにおいては、逆バイアス電圧の大きさを制御することにより（レーザ光の吸収量（減衰率）を調整することにより）、レーザ光の強度が所望の大きさに調整される。電極４３Ａが単位部分４２Ａごとに独立して設けられているので、このような強度調整は、各単位部分４２Ａにおいて個別に行える。

　変調部４Ｅによって強度調整されたレーザ光は、変調部４Ｅの複数の単位部分４２Ａそれぞれから、波数（位相）が揃った状態で、光出力面２Ｅの複数のサブピクセル２６を通じて変調部４Ｂへ出力される。そして、変調部４Ｂによって強度調整された誘導放出光は、変調部４Ｂの複数の単位部分４２Ａそれぞれから、波数（位相）が揃った状態で、光出力面２Ｂの複数のサブピクセル２６を通じて光源モジュール１Ｐの外部へ出力される。単一の光出力面においては、原理上、サブピクセル２６が配列している方向に沿った一次元方向において空間的な位相変調が実現される。しかしながら、本実施形態においても、２つの光出力面２Ｂ，２Ｅが設けられ、かつ、光出力面２Ｂ，２Ｅにおけるサブピクセル２６の配列方向が互いに交差しているので、二次元方向での空間的な位相変調が実現され得る。

　本実施形態の光源モジュール１Ｐにおいても、各ピクセル２５に含まれる少なくとも３つのサブピクセル２６から出力するレーザ光の強度は、サブピクセル２６ごとに独立して制御され得る。また、サブピクセル２６の配列方向に沿って定義される、各ピクセル２５のサイズＬ（図２１（ａ）および図２１（ｂ）を参照）は、レーザ光の波長よりも短い。したがって、本実施形態の光源モジュール１Ｐによれば、光の位相分布の動的制御が可能になる。

　また、本実施形態のように、発光部３Ｅが面光源であり、変調部４Ｅは、発光部３Ｅの発光面と対向する下面と該下面とは反対側の上面とを有し、該下面から受けたレーザ光の強度を調整して該上面から出力してもよい。この場合、例えば複数のピクセル２５が二次元状に配置された面発光型の光源モジュール１Ｐが容易に得られる。

　また、本実施形態のように、光出力面２Ｅが変調部４Ｅの上面により構成された場合、光源モジュール１Ｐは、光出力面２Ｅ上に設けられた変調部４Ｂおよび光出力面２Ｂをさらに備え、光出力面２Ｅのサブピクセル２６の配列方向と、光出力面２Ｂのサブピクセル２６の配列方向とが互いに交差してもよい。例えばこのような構成により、複数のピクセル２５が二次元状に配置された光源モジュール１Ｐが得られる。

　なお、本実施形態においても、変調部４Ｂ，４Ｅの各部分４１Ａの幅（すなわちサブピクセル２６の配列方向に沿って定義される各ピクセル２５のサイズＬ）は、誘導放出光の波長より長くできる。その場合、図８に示された縮小光学系８０が用いられればよい。縮小光学系８０を通過した各ピクセル２５からの光束の幅であって光出力面２Ｂ，２Ｅのサブピクセル２６の配列方向に沿って定義される幅を誘導放出光の波長よりも短くすることによって、サイズＬが誘導放出光の波長より短い場合と同様の効果を奏することができる。

　本開示による光源モジュールおよび光変調モジュールは、上述の実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記第１～第３の実施形態では、光出力面の複数のピクセルが一次元状に配列された例が示されたが、これらの形態においても、複数のピクセルは二次元状に配列されてもよい。その場合、例えば上記第１～第３の実施形態に開示された発光モジュールを複数組み合わせてもよい。また、上記第４、第５の実施形態では、光出力面の複数のピクセルが二次元状に配列された例が示されたが、これらの形態においても、複数のピクセルは一次元状に配列されてもよい。

　また、上記第１実施形態および第２実施形態では、強度調整後の誘導放出光を基板１０の主面１０ａと交差する方向に沿って出力するために回折領域５が設けられているが、回折領域５に代えて、反射ミラーが設けられてもよい。また、第１実施形態においては、回折領域５を省き、Ｙ方向に沿って伸びる変調領域４の端面を光出力面としてもよい。

　１Ａ～１Ｊ，１Ｐ…光源モジュール、１Ｌ～１Ｎ…光変調モジュール、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｅ…光出力面、３，３Ａ，３Ｃ，３Ｄ…ゲイン領域（発光部）、３Ｂ…フォトニック結晶レーザ構造、３Ｅ…発光部、４…変調領域（強度調整部）、４Ｂ～４Ｅ…変調部、５…回折領域（光回折部）、６…吸収領域（光吸収部）、９…光導波領域、１０，１２，１３…基板、１０ａ，１２ａ，１３ａ…主面、１０ａａ，１０ａｂ，１０ａｃ，１０ａｄ，１０ａｅ，１２ａａ…領域、１０ｂ，１２ｂ，１３ｂ…裏面、１１…光導波路、１４…反射ミラー、１５，１９…接着剤、１６…１／４波長板、１７…偏光ビームスプリッタ、１８…偏光板、２１，２３，２５…ピクセル、２２，２４，２６…サブピクセル、３０，３０Ａ，３０Ｃ～３０Ｅ…半導体積層構造、３１…部分、３２…単位部分、３３，３３Ａ…電極、３４…下部クラッド層、３５…活性層、３６…上部クラッド層、３７…コンタクト層、３８…半導体層、３８Ａ…フォトニック結晶層、３８ａ…基本層、３８ｂ…異屈折率領域、３９…裏面電極、４０，４０Ｂ…半導体積層構造、４１，４１Ａ…部分、４２，４２Ａ…単位部分、４２ａ…光入力端面、４３，４３Ａ…電極、４４…下部クラッド層、４５…光吸収層、４６…上部クラッド層、４７…コンタクト層、４８…半導体層、４９，４９Ａ…裏面電極、５０，５０Ａ…半導体積層構造、５０ａ…スリット、５０ｂ…凹部、５１…部分、５２…単位部分、５３…反射防止膜、５４…下部クラッド層、５５…光導波層、５６…上部クラッド層、５７…半導体層、５８…回折格子層、５８ａ…基本層、５８ｂ…異屈折率領域、５９…反射ミラー、６０…半導体積層構造、６３…電極、６４…下部クラッド層、６５…光吸収層、６６…上部クラッド層、６７…コンタクト層、６８…半導体層、６９…裏面電極、７１～７４，７６，７７…高抵抗領域、８０…縮小光学系、８１，８２…レンズ、９０…半導体積層構造、９４…下部クラッド層、９５…光導波層、９６…上部クラッド層、９７…半導体層、９９…金属膜、Ａ₁，Ａ₂…誘導放出光、Ｂ…光入出力面、Ｐ…等位相面。

Claims

　誘導放出光を出力する発光部と、
　前記誘導放出光の強度を調整する第１の強度調整部と、
　前記第１の強度調整部により強度調整された前記誘導放出光を出力する第１の光出力面と、
　を備え、
　前記第１の光出力面は、一次元状または二次元状に配列された複数の第１のピクセルを有し、
　前記複数の第１のピクセルそれぞれは、一次元に連続して配列された少なくとも３つの第１のサブピクセルを含み、
　前記少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向に沿って定義される、前記複数の第１のピクセルそれぞれのサイズは、前記誘導放出光の波長よりも短く、
　前記第１の強度調整部は、前記少なくとも３つの第１のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されており、前記第１の強度調整部の前記複数の単位部分それぞれは、前記誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能であり、
　前記少なくとも３つの第１のサブピクセルからそれぞれ出力される前記誘導放出光の位相が互いに揃っている、
　光源モジュール。
　誘導放出光を出力する発光部と、
　前記誘導放出光の強度を調整する第１の強度調整部と、
　前記第１の強度調整部により強度調整された前記誘導放出光を出力する第１の光出力面と、
　前記第１の光出力面と光学的に結合された縮小光学系と、
　を備え、
　前記第１の光出力面は、一次元状または二次元状に配列された複数の第１のピクセルを有し、
　前記複数の第１のピクセルそれぞれは、一次元に連続して配列された少なくとも３つの第１のサブピクセルを含み、
　前記縮小光学系を通過した、前記複数の第１のピクセルそれぞれからの光束の幅であって前記少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向に沿って定義される幅は、前記誘導放出光の波長よりも短く、
　前記第１の強度調整部は、前記少なくとも３つの第１のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されており、前記第１の強度調整部の前記複数の単位部分それぞれは、前記誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能であり、
　前記少なくとも３つの第１のサブピクセルからそれぞれ出力される前記誘導放出光の位相が互いに揃っている、
　光源モジュール。
　主面を有する基板を備え、前記主面は第１の領域および第２の領域を含み、
　前記発光部は、前記第１の領域上に設けられた第１の下部クラッド層、前記第１の下部クラッド層上に設けられた活性層、および前記活性層上に設けられた第１の上部クラッド層を含む半導体積層構造を有し、
　前記第１の強度調整部は、前記第２の領域上に設けられた第２の下部クラッド層、前記第２の下部クラッド層上に設けられるとともに前記発光部の前記活性層と光学的に結合された光吸収層、および前記光吸収層上に設けられた第２の上部クラッド層を含む半導体積層構造を有し、
　前記第１の強度調整部の前記光吸収層および前記第２の上部クラッド層は、前記複数の単位部分に電気的に分割されている、
　請求項１または２に記載の光源モジュール。
　前記基板の前記主面は、前記第１の領域とそれ自体の間に前記第２の領域を挟む位置に設けられた第３の領域をさらに含み、
　当該光源モジュールは、前記第３の領域上に設けられた光回折部をさらに備え、
　前記光回折部は、前記第３の領域上に設けられた第３の下部クラッド層、前記第３の下部クラッド層上に設けられるとともに前記第１の強度調整部の前記光吸収層と光学的に結合された光導波層、前記光導波層上に設けられた第３の上部クラッド層、および回折格子層を含む半導体積層構造を有し、かつ、前記第１の強度調整部から前記光導波層を介して受けた前記誘導放出光を前記主面と交差する方向に沿って出力し、
　前記第１の光出力面は、前記光回折部から見て前記誘導放出光の出力方向に位置するように設けられ、
　前記光回折部の前記回折格子層および前記第３の上部クラッド層は、前記少なくとも３つの第１のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されている、
　請求項３に記載の光源モジュール。
　前記光回折部の前記半導体積層構造は、複数のスリットを有し、前記光回折部の前記複数の単位部分と前記複数のスリットは、１個ずつ交互に配置されている、
　請求項４に記載の光源モジュール。
　前記第１の強度調整部の前記半導体積層構造は、複数の高抵抗領域を含み、前記第１の強度調整部の前記複数の単位部分と前記複数の高抵抗領域は、１個ずつ交互に配置されている、
　請求項３～５のいずれか一項に記載の光源モジュール。
　前記基板の前記主面は、前記第２の領域とそれ自体の間に前記第１の領域を挟む位置に設けられた第４の領域をさらに含み、
　当該光源モジュールは、前記第４の領域上に設けられた光吸収部をさらに備え、
　前記光吸収部は、前記第４の領域上に設けられた第４の下部クラッド層、前記第４の下部クラッド層上に設けられるとともに前記発光部の前記活性層と光学的に結合された光吸収層、および前記光吸収層上に設けられた第４の上部クラッド層を含む半導体積層構造を有する、
　請求項３～６のいずれか一項に記載の光源モジュール。
　扇形に広がる光導波路をさらに備え、
　前記発光部は、前記扇形の中心点側に位置する前記光導波路の一端と光学的に結合され、
　前記第１の強度調整部は、前記扇形の円弧側に位置する前記光導波路の他端と光学的に結合され、
　前記第１の強度調整部の前記複数の単位部分は、前記光導波路を導波する前記誘導放出光の等位相面に沿って並んでいる、
　請求項１～７のいずれか１項に記載の光源モジュール。
　前記発光部は面光源であり、
　前記第１の強度調整部は、前記面光源の発光面と対面する第１面と、前記第１面とは反対側に位置する第２面とを有し、前記第１面から受けた前記誘導放出光の強度を調整し、前記第２面から出力する、
　請求項１または２に記載の光源モジュール。
　前記第１の光出力面は、前記第１の強度調整部の前記第２面により構成される、
　請求項９に記載の光源モジュール。
　前記第１の光出力面上に設けられ、前記第１の光出力面から出力された前記誘導放出光の強度を調整する第２の強度調整部と、
　前記第２の強度調整部により強度調整された前記誘導放出光を出力する第２の光出力面と、
　をさらに備え、
　前記第２の光出力面は、光出力方向から見て前記第１の光出力面の前記複数の第１のピクセルとそれぞれ重なる複数の第２のピクセルを有し、
　前記複数の第２のピクセルそれぞれは、前記少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向と交差する方向に沿って一次元に配列された少なくとも３つの第２のサブピクセルを含み、
　前記少なくとも３つの第２のサブピクセルの配列方向に沿って定義される、前記複数の第２のピクセルそれぞれのサイズは、前記誘導放出光の波長よりも短く、
　前記第２の強度調整部は、前記少なくとも３つの第２のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されており、前記第２の強度調整部の前記複数の単位部分それぞれが前記誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能である、
　請求項１に記載の光源モジュール。
　前記第１の光出力面上に設けられ、前記第１の光出力面から出力された前記誘導放出光の強度を調整する第２の強度調整部と、
　前記第２の強度調整部により強度調整された前記誘導放出光を出力する第２の光出力面と、
　をさらに備え、
　前記縮小光学系は、前記第２の光出力面と光学的に結合され、
　前記第２の光出力面は、光出力方向から見て前記第１の光出力面の前記複数の第１のピクセルとそれぞれ重なる複数の第２のピクセルを有し、
　前記第２のピクセルそれぞれは、前記少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向と交差する方向に沿って一次元に配列された少なくとも３つの第２のサブピクセルを含み、
　前記縮小光学系を通過した、前記複数の第２のピクセルそれぞれからの光束の幅であって前記少なくとも３つの第２のサブピクセルの配列方向に沿って定義される幅は、前記誘導放出光の波長よりも短く、
　前記第２の強度調整部は、前記少なくとも３つの第２のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されており、前記第２の強度調整部の前記複数の単位部分それぞれが前記誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能である、
　請求項２に記載の光源モジュール。
　誘導放出光を出力する発光部と、
　前記誘導放出光を出力する光出力面と、
　を備え、
　前記光出力面は、一次元状または二次元状に配列された複数のピクセルを有し、
　複数のピクセルそれぞれは、一次元に連続して配列された少なくとも３つのサブピクセルを含み、
　前記少なくとも３つのサブピクセルの配列方向に沿って定義される、前記複数のピクセルそれぞれのサイズは、前記誘導放出光の波長よりも短く、
　前記発光部は、前記少なくとも３つのサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されており、前記発光部の前記複数の単位部分それぞれが前記誘導放出光の強度を個別に制御可能であり、
　前記少なくとも３つのサブピクセルからそれぞれ出力される前記誘導放出光の位相が互いに揃っている、
　光源モジュール。
　誘導放出光を出力する発光部と、
　前記誘導放出光を出力する光出力面と、
　前記光出力面と光学的に結合された縮小光学系と、
　を備え、
　前記光出力面は、一次元状または二次元状に配列された複数のピクセルを有し、
　前記複数のピクセルそれぞれは、一次元に連続して配列された少なくとも３つのサブピクセルを含み、
　前記縮小光学系を通過した、前記複数のピクセルそれぞれからの光束の幅であって前記少なくとも３つのサブピクセルの配列方向に沿って定義される幅は、前記誘導放出光の波長よりも短く、
　前記発光部は、前記少なくとも３つのサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されており、前記発光部の前記複数の単位部分それぞれが前記誘導放出光の強度を個別に制御可能であり、
　前記少なくとも３つのサブピクセルからそれぞれ出力される前記誘導放出光の位相が互いに揃っている、
　光源モジュール。
　主面を有する基板を備え、前記主面は第１の領域を含み、
　前記発光部は、前記第１の領域上に設けられた第１の下部クラッド層、前記第１の下部クラッド層上に設けられた活性層、および前記活性層上に設けられた第１の上部クラッド層を含む半導体積層構造を有し、
　前記発光部の前記活性層および前記第１の上部クラッド層は、前記複数の単位部分に電気的に分割されている、
　請求項１３または１４に記載の光源モジュール。
　前記基板の前記主面は第２の領域をさらに含み、
　当該光源モジュールは、前記第２の領域上に設けられた光回折部をさらに備え、
　前記光回折部は、前記第２の領域上に設けられた第２の下部クラッド層、前記第２の下部クラッド層上に設けられるとともに前記発光部の前記活性層と光学的に結合された光導波層、前記光導波層上に設けられた第２の上部クラッド層、および、前記第２の下部クラッド層と前記光導波層との間または前記光導波層と前記第２の上部クラッド層との間に設けられた回折格子層を含む半導体積層構造を有し、かつ、前記発光部から前記光導波層を介して受けた前記誘導放出光を前記主面と交差する方向に沿って出力し、
　前記光出力面は、前記光回折部から見て前記誘導放出光の出力方向に位置するように設けられ、
　前記光回折部の前記光導波層および前記第２の上部クラッド層は、前記少なくとも３つのサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されている、
　請求項１５に記載の光源モジュール。
　前記光回折部の前記半導体積層構造は、複数のスリットを有し、前記光回折部の前記複数の単位部分と前記複数のスリットは、１個ずつ交互に配置されている、
　請求項１６に記載の光源モジュール。
　前記基板の前記主面は、前記第２の領域とそれ自体の間に前記第１の領域を挟む位置に設けられた第３の領域をさらに含み、
　当該光源モジュールは、前記第３の領域上に設けられた光吸収部をさらに備え、
　前記光吸収部は、前記第３の領域上に設けられた第３の下部クラッド層、前記第３の下部クラッド層上に設けられるとともに前記発光部の前記活性層と光学的に結合された光吸収層、および前記光吸収層上に設けられた第３の上部クラッド層を含む半導体積層構造を有する、
　請求項１６または１７に記載の光源モジュール。
　前記発光部の前記半導体積層構造は、複数の高抵抗領域を含み、前記発光部の前記複数の単位部分と前記複数の高抵抗領域は、１個ずつ交互に配置されている、
　請求項１５～１８のいずれか１項に記載の光源モジュール。
　誘導放出光の強度を調整する第１の強度調整部と、
　前記第１の強度調整部により強度調整された前記誘導放出光を出力する第１の光出力面と、
　を備え、
　前記第１の光出力面は、一次元状または二次元状に配列された複数の第１のピクセルを有し、
　前記複数の第１のピクセルそれぞれは、一次元に連続して配列された少なくとも３つの第１のサブピクセルを含み、
　前記少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向に沿って定義される、前記複数の第１のピクセルそれぞれのサイズは、前記誘導放出光の波長よりも短く、
　前記第１の強度調整部は、前記少なくとも３つの第１のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されており、前記第１の強度調整部の前記複数の単位部分それぞれが前記誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能であり、
　前記少なくとも３つの第１のサブピクセルからそれぞれ出力される前記誘導放出光の位相が互いに揃っている、
　光変調モジュール。
　誘導放出光の強度を調整する第１の強度調整部と、
　前記第１の強度調整部により強度調整された前記誘導放出光を出力する第１の光出力面と、
　前記第１の光出力面と光学的に結合された縮小光学系と、
　を備え、
　前記第１の光出力面は、一次元状または二次元状に配列された複数の第１のピクセルを有し、
　前記複数の第１のピクセルそれぞれは、一次元に連続して配列された少なくとも３つの第１のサブピクセルを含み、
　前記縮小光学系を通過した、前記複数の第１のピクセルそれぞれからの光束の幅であって前記少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向に沿って定義される幅は、前記誘導放出光の波長よりも短く、
　前記第１の強度調整部は、前記少なくとも３つの第１のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されており、前記第１の強度調整部の前記複数の単位部分それぞれが前記誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能であり、
　前記少なくとも３つの第１のサブピクセルから出力される前記誘導放出光の位相が互いに揃っている、
　光変調モジュール。
　前記第１の強度調整部は、前記誘導放出光を第１面から受け、前記誘導放出光の強度を調整して前記第１面から出力する反射型の構成を有する、
　請求項２０または２１に記載の光変調モジュール。
　前記第１面に入力される前記誘導放出光は、第１の偏光方向を有する直線偏光であり、
　前記第１の強度調整部は、前記誘導放出光の偏光方向を前記第１の偏光方向と交差する第２の偏光方向とする偏光回転部を有し、
　当該光変調モジュールは、前記第１面と光学的に結合され、前記第１面に入力される強度調整前の前記誘導放出光と前記第１面から出力される強度調整後の前記誘導放出光とを分離する偏光ビームスプリッタをさらに備える、
　請求項２２に記載の光変調モジュール。
　前記第１の光出力面は、前記第１の強度調整部の前記第１面により構成される、
　請求項２２または２３に記載の光変調モジュール。
　前記第１の光出力面上に設けられ、前記第１の光出力面から出力された前記誘導放出光の強度を調整する第２の強度調整部と、
　前記第２の強度調整部により強度調整された前記誘導放出光を出力する第２の光出力面と、
　をさらに備え、
　前記第２の光出力面は、光出力方向から見て前記第１の光出力面の前記複数の第１のピクセルとそれぞれ重なる複数の第２のピクセルを有し、
　前記第２の光出力面の前記複数の第２のピクセルそれぞれは、前記第１の光出力面の前記少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向と交差する方向に沿って一次元に連続して配列された少なくとも３つの第２のサブピクセルを含み、
　前記少なくとも３つの第２のサブピクセルの配列方向に沿って定義される、前記複数の第２のピクセルそれぞれのサイズは、前記誘導放出光の波長よりも短く、
　前記第２の強度調整部は、前記第２の光出力面の前記少なくとも３つの第２のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されており、前記第２の強度調整部の前記複数の単位部分それぞれが前記誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能である、
　請求項２０に記載の光変調モジュール。
　前記第１の光出力面上に設けられ、前記第１の光出力面から出力された前記誘導放出光の強度を調整する第２の強度調整部と、
　前記第２の強度調整部により強度調整された前記誘導放出光を出力する第２の光出力面と、
　をさらに備え、
　前記縮小光学系は、前記第２の光出力面と光学的に結合され、
　前記第２の光出力面は、光出力方向から見て前記第１の光出力面の前記複数の第１のピクセルとそれぞれ重なる複数の第２のピクセルを有し、
　前記第２の光出力面の前記複数の第２のピクセルそれぞれは、前記第１の光出力面の前記少なくとも３つの第１のサブピクセルの配列方向と交差する方向に沿って一次元に連続して配列された少なくとも３つの第２のサブピクセルからの光束の幅であって前記第２の光出力面の前記少なくとも３つの第２のサブピクセルの配列方向に沿って定義される幅は、前記誘導放出光の波長よりも短く、
　前記第２の強度調整部は、前記第２の光出力面の前記少なくとも３つの第２のサブピクセルにそれぞれが対応した複数の単位部分に分割されており、前記第２の強度調整部の前記複数の単位部分それぞれが前記誘導放出光の強度調整量を個別に制御可能である、
　請求項２１に記載の光変調モジュール。