JP6015220B2 - 面発光型半導体レーザ、面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置および情報処理装置 - Google Patents
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Description
を提供することを目的とする。
請求項2は、面発光型半導体レーザはさらに、レーザ光を出射する出射面上の基本横モードが発生する領域に形成された基本横モード促進層を含み、前記基本横モード促進層は、前記高次横モード抑制層の内側に位置し、基本横モード促進層は、前記第1の絶縁膜によって露出された出射面上に前記第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上の前記第3の絶縁膜とを有する、請求項1に記載の面発光型半導体レーザ。
請求項3は、前記高次横モード抑制層は、前記出射面を露出する内径D0を有し、前記電流狭窄層の導電領域の径D1は、D1>D0の関係にある、請求項1または2に記載の面発光型半導体レーザ。
請求項4は、前記第1の絶縁膜の膜厚h1は、発振波長λ、第1の絶縁膜の屈折率n1、空気の屈折率n0に対して、以下の関係式を満たす膜厚である、請求項1ないし3いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザ。
請求項6は、面発光型半導体レーザはさらに、前記電流狭窄層に至る柱状構造を含み、前記第3の絶縁膜は、前記柱状構造の底面、側面および頂部の周縁を覆う、請求項1ないし5いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザ。
請求項7は、前記電流狭窄層は、選択酸化領域によって囲まれた導電領域を有し、前記導電領域の径D1は少なくとも3μmよりも大きい、請求項1ないし6いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザ。
請求項8は、基板上に、第1導電型の第1の半導体多層膜反射鏡、活性領域、第2導電型の第2の半導体多層膜反射鏡、および高抵抗領域によって囲まれた導電領域を有する電流狭窄層を含む面発光型半導体レーザの製造方法であって、レーザ光を出射する出射面上に、発振波長を透過可能な第1の屈折率を有する第1の絶縁膜を形成し、前記出射面上の高次横モードが発生する領域に前記第1の絶縁膜が残存するように内径D0の開口を前記第1の絶縁膜に形成し、前記開口を含む第1の絶縁膜上に、発振波長を透過可能な第2の屈折率を有する第2の絶縁膜を形成し、前記第2の絶縁膜上に、発振波長を透過可能な第3の屈折率を有する第3の絶縁膜を形成する工程を含み、第2の屈折率は、第1の屈折率よりも小さく、第3の屈折率は、第2の屈折率よりも大きく、前記第1の絶縁膜、前記第2の絶縁膜および前記第3の絶縁膜の光学膜厚は、発振波長の1/4の奇数倍である、面発光型半導体レーザの製造方法。
請求項9は、製造方法はさらに、前記電流狭窄層に至る柱状構造を形成し、柱状構造の側面から前記電流狭窄層を選択的に酸化し、前記高抵抗領域を形成する工程を含み、前記導電領域の径D1は、D1>D0の関係にある、請求項8に記載の製造方法。
請求項10は、前記第1の絶縁膜の光学膜厚は、発振波長の1/4の奇数倍である、請求項8または9に記載の製造方法。
請求項11は、製造方法はさらに、少なくとも前記第3の絶縁膜を加工する工程を含み、当該加工された第3の絶縁膜は、前記高次横モードが発生する領域、および前記柱状構造の底面、側面および頂部の周縁を覆う、請求項8ないし10いずれか1つに記載の製造方法。
請求項12は、請求項1ないし8いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザと、前記面発光型半導体レーザからの光を入射する光学部材と、を実装した面発光型半導体レーザ装置。
請求項13は、請求項12に記載された面発光型半導体レーザ装置と、前記面発光型半導体レーザ装置から発せられたレーザ光を光媒体を介して伝送する伝送手段と、を備えた光伝送装置。
請求項14は、請求項1ないし8いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザと、前記面発光型半導体レーザから出射されるレーザ光を記録媒体に集光する集光手段と、前記集光手段により集光されたレーザ光を前記記録媒体上で走査する機構と、を有する情報処理装置。
請求項2によれば、第2および第3の絶縁膜の基本横モード促進層を持たない構成の面発光型半導体レーザと比較して、基本横モード発振を促進することができる。
請求項3、9によれば、効果的に高次横モード発振を抑制することができる。
請求項4、10によれば、高次横モード発振で発生する光と基本横モード発振で発生する光の位相差を抑制することができる。
請求項5によれば、電流狭窄層の導電領域の径D1を大きくすることができる。
請求項6、11によれば、第3の絶縁膜を、高次横モード抑制層と柱状構造の保護の双方に利用することができる。
請求項7によれば、高出力の基本横モードの光を得ることができる。
請求項12ないし14によれば、高出力の基本横モード発振された面発光型半導体レーザを利用した面発光型半導体レーザ装置、光伝送装置および情報処理装置を提供することができる。
100:基板
102:下部DBR
104:活性領域
106:上部DBR
106A:コンタクト層
108:電流狭窄層
108A:酸化領域
108B:導電領域
110:p側電極
110A:光出射口
120:高次横モード抑制層
121、131:第1の絶縁膜
122、132:第2の絶縁膜
123、133:第3の絶縁膜
130:反射率調整層
Claims (14)
- 基板上に、第1導電型の第1の半導体多層膜反射鏡、活性領域、第2導電型の第2の半導体多層膜反射鏡、および高抵抗領域によって囲まれた導電領域を有する電流狭窄層を含む面発光型半導体レーザであって、
前記第2の半導体多層膜反射鏡上に形成される高次横モード抑制層であって、前記第2の半導体多層膜反射鏡の最上層は平坦な面を有しており、レーザ光を出射する出射面上の高次横モードが発生する領域に形成された高次横モード抑制層を含み、
前記高次横モード抑制層は、発振波長を透過可能な第1の屈折率を有する第1の絶縁膜と、第1の絶縁膜上に形成されかつ発振波長を透過可能な第2の屈折率を有する第2の絶縁膜と、第2の絶縁膜上に形成されかつ発振波長を透過可能な第3の屈折率を有する第3の絶縁膜とを含み、
第2の屈折率は、第1の屈折率よりも小さく、第3の屈折率は、第2の屈折率よりも大きく、第1の絶縁膜、第2の絶縁膜および第3の絶縁膜の光学膜厚は、発振波長の1/4の奇数倍であり、前記第1、第2および第3の絶縁膜は、前記第2の半導体多層膜反射鏡を構成する材料と異なる材料から構成されている、面発光型半導体レーザ。 - 面発光型半導体レーザはさらに、レーザ光を出射する出射面上の基本横モードが発生する領域に形成された基本横モード促進層を含み、
前記基本横モード促進層は、前記高次横モード抑制層の内側に位置し、基本横モード促進層は、前記第1の絶縁膜によって露出された出射面上に前記第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上の前記第3の絶縁膜とを有する、請求項1に記載の面発光型半導体レーザ。 - 前記高次横モード抑制層は、前記出射面を露出する内径D0を有し、前記電流狭窄層の導電領域の径D1は、D1>D0の関係にある、請求項1または2に記載の面発光型半導体レーザ。
- 前記高次横モード抑制層が形成された領域の前記高次モード抑制層を含む第2の半導体多層膜反射鏡の反射率は、第2の半導体多層膜反射鏡の反射率、または前記基本横モード促進層が形成された領域の前記基本横モード促進層を含む第2の半導体多層膜反射鏡の反射率よりも少なくとも2%以上小さい、請求項1ないし4いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザ。
- 面発光型半導体レーザはさらに、前記電流狭窄層に至る柱状構造を含み、前記第3の絶縁膜は、前記柱状構造の底面、側面および頂部の周縁を覆う、請求項1ないし5いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザ。
- 前記電流狭窄層は、選択酸化領域によって囲まれた導電領域を有し、前記導電領域の径D1は少なくとも3μmよりも大きい、請求項1ないし6いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザ。
- 基板上に、第1導電型の第1の半導体多層膜反射鏡、活性領域、第2導電型の第2の半導体多層膜反射鏡、および高抵抗領域によって囲まれた導電領域を有する電流狭窄層を含む面発光型半導体レーザの製造方法であって、
レーザ光を出射する出射面上に、発振波長を透過可能な第1の屈折率を有する第1の絶縁膜を形成し、
前記出射面上の高次横モードが発生する領域に前記第1の絶縁膜が残存するように内径D0の開口を前記第1の絶縁膜に形成し、
前記開口を含む第1の絶縁膜上に、発振波長を透過可能な第2の屈折率を有する第2の絶縁膜を形成し、
前記第2の絶縁膜上に、発振波長を透過可能な第3の屈折率を有する第3の絶縁膜を形成する工程を含み、
第2の屈折率は、第1の屈折率よりも小さく、第3の屈折率は、第2の屈折率よりも大きく、前記第1の絶縁膜、前記第2の絶縁膜および前記第3の絶縁膜の光学膜厚は、発振波長の1/4の奇数倍である、面発光型半導体レーザの製造方法。 - 製造方法はさらに、前記電流狭窄層に至る柱状構造を形成し、柱状構造の側面から前記電流狭窄層を選択的に酸化し、前記高抵抗領域を形成する工程を含み、前記導電領域の径D1は、D1>D0の関係にある、請求項8に記載の製造方法。
- 前記第1の絶縁膜の光学膜厚は、発振波長の1/4の奇数倍である、請求項8または9に記載の製造方法。
- 製造方法はさらに、少なくとも前記第3の絶縁膜を加工する工程を含み、当該加工された第3の絶縁膜は、前記高次横モードが発生する領域、および前記柱状構造の底面、側面および頂部の周縁を覆う、請求項8ないし10いずれか1つに記載の製造方法。
- 請求項1ないし8いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザと、
前記面発光型半導体レーザからの光を入射する光学部材と、
を実装した面発光型半導体レーザ装置。 - 請求項12に記載された面発光型半導体レーザ装置と、
前記面発光型半導体レーザ装置から発せられたレーザ光を光媒体を介して伝送する伝送手段と、
を備えた光伝送装置。 - 請求項1ないし8いずれか1つに記載の面発光型半導体レーザと、
前記面発光型半導体レーザから出射されるレーザ光を記録媒体に集光する集光手段と、
前記集光手段により集光されたレーザ光を前記記録媒体上で走査する機構と、
を有する情報処理装置。
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