JP6662013B2 - 面発光レーザ、面発光レーザアレイ、レーザ装置、点火装置、内燃機関、光走査装置、画像形成装置、光伝送モジュール、及び光伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、面発光レーザ、面発光レーザアレイ、レーザ装置、点火装置、内燃機関、光走査装置、画像形成装置、光伝送モジュール、及び光伝送システムに係り、更に詳しくは、垂直共振器型の面発光レーザ、該面発光レーザを複数有する面発光レーザアレイ、該面発光レーザアレイを有するレーザ装置、該レーザ装置を有する点火装置、該点火装置を備える内燃機関、前記面発光レーザあるいは前記面発光レーザアレイを有する光走査装置、該光走査装置を備える画像形成装置、前記面発光レーザアレイを有する光伝送モジュール、及び該光伝送モジュールを備える光伝送システムに関する。

垂直共振器型の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）は、基板に垂直な方向に光を射出するレーザである。面発光レーザは、基板に平行な方向に光を射出する端面発光型の半導体レーザよりも低価格、低消費電力であり、また２次元アレイに好適であることから注目されている。

面発光レーザは、電流流入効率を高めるために、被選択酸化層の選択酸化によって形成された電流狭窄層を有している（例えば、特許文献１〜４、非特許文献１及び２参照）。

面発光レーザの応用分野の一例としては、プリンタにおける光書き込み系の光源（例えば、発振波長：７８０ｎｍ帯）や、光ディスク装置における読み込み及び書き込み用光源（例えば、発振波長：７８０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯）等がある。また、面発光レーザアレイは、固体レーザの励起用光源としても期待されている。これらの応用に対し、面発光レーザには低閾値、高出力が求められる。

しかしながら、従来の面発光レーザでは、低閾値化と高出力化とを両立させるのが困難であった。

本発明は、活性層と、前記活性層上にスペーサ層を介して設けられ、被選択酸化層が選択酸化されて形成された電流狭窄層を含む反射鏡とを備え、前記電流狭窄層の中心は、前記活性層で発振した光の電界の定在波分布における節の位置であって、前記スペーサ層と前記反射鏡との境界からの光学的距離が前記活性層での発振波長の１／４倍となる位置であり、前記被選択酸化層は、ＡｌＧａＡｓからなる層であり、前記反射鏡は、前記被選択酸化層に接するＡｌＧａＩｎＰ層を含む面発光レーザである。

本発明の面発光レーザによれば、低閾値化と高出力化とを両立させることができる。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、それぞれ面発光レーザアレイを説明するための図である。 面発光レーザアレイチップを説明するための図である。 １つの発光部のＹＺ断面図である。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ基板を説明するための図である。 半導体層の積層状態を説明するための図である。 電界の定在波分布を説明するための図である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、それぞれ放熱部材を説明するための図である。 面発光レーザアレイの製造方法を説明するための図（その１）である。 面発光レーザアレイの製造方法を説明するための図（その２）である。 面発光レーザアレイの製造方法を説明するための図（その３）である。 面発光レーザアレイの製造方法を説明するための図（その４）である。 面発光レーザアレイの製造方法を説明するための図（その５）である。 面発光レーザアレイの製造方法を説明するための図（その６）である。 面発光レーザアレイの製造方法を説明するための図（その７）である。 図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、それぞれ面発光レーザアレイチップと放熱部材との接合を説明するための図である。 図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、それぞれワイヤボンディングを説明するための図である。 比較例の面発光レーザを説明するための図である。 （Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ及びＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓにおけるＡｌ組成とバンドギャップエネルギーの関係を説明するための図である。 比較例の面発光レーザにおける上部スペーサ層から被選択酸化層までのバンド構造を説明するための図である。 実施例の面発光レーザにおける上部スペーサ層から被選択酸化層までのバンド構造を説明するための図である。 低屈折率層１０７ｃが（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなるときに、そのＡｌ組成ｘ２とΔＥｖ_５との関係を説明するための図である。 上部スペーサ層の（Ａｌ_ｘ３Ｇａ_１−ｘ３）_０．５Ｉｎ_０．５ＰにおけるＡｌ含有量ｘ３に対し、（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層のＡｌ含有量ｘ２を変化させたときの上部スペーサ層と（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層のバンドギャップの差分Ｅｇ_５−Ｅｇ_４を説明するための図である。 上部スペーサ層（（Ａｌ_ｘ３Ｇａ_１−ｘ３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層）におけるＡｌ含有量ｘ３に対し、（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層のＡｌ含有量ｘ２を変化させたときの上部スペーサ層と（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層の価電子帯におけるバンド不連続量の変化を説明するための図である。 上部スペーサ層（（Ａｌ_ｘ３Ｇａ_１−ｘ３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層）におけるＡｌ含有量ｘ３とＡｌＧａＩｎＰ層のＡｌ含有量ｘ２のバンドギャップ差を説明するための図である。 面発光レーザアレイチップの変形例を説明するための図である。 マイクロレンズアレイの付加を説明するための図（その１）である。 マイクロレンズアレイの付加を説明するための図（その２）である。 面発光レーザアレイの変形例を説明するための図である。 変形例の面発光レーザアレイにおける電界の定在波分布を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンの概略を説明するための図である。 点火装置を説明するための図である。 レーザ共振器を説明するための図である。 図３３（Ａ）及び図３３（Ｂ）は、それぞれレーザアニール装置を説明するための図である。 レーザ加工機を説明するための図である。 レーザプリンタを説明するための図である。 光走査装置を説明するための図である。 面発光レーザアレイ２０１Ａを説明するための図である。 面発光レーザアレイ２０１Ａにおける複数の発光部の配列状態を説明するための図である。 光伝送システムを説明するための図である。 光通信システムを説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）には、一実施形態に係る面発光レーザアレイ２０１が示されている。この面発光レーザアレイ２０１は、面発光レーザアレイチップ２３０及び放熱部材２３１などを有している。なお、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系を用い、面発光レーザアレイ２０１からの光の射出方向を＋Ｚ方向として説明する。

面発光レーザアレイチップ２３０は、図２に示されるように、複数の発光部、及び該複数の発光部が形成されている発光部領域２４０の周囲に設けられた電極パッド２４１を有している。

図３に、１つの発光部のＹＺ断面図が示されている。各発光部は、基板１０１、バッファ層１０２、下部半導体ＤＢＲ１０３、下部スペーサ層１０４、活性層１０５、上部スペーサ層１０６、上部半導体ＤＢＲ１０７、コンタクト層１０９、保護層１１１、上部電極１１３、下部電極１１４などを有している。

基板１０１は、図４（Ａ）に示されるように、基板表面の法線方向が、結晶方位［１ ０ ０］方向に対して、結晶方位［１ １ １］Ａ方向に向かって１５度（θ＝１５度）傾斜したｎ−ＧａＡｓ単結晶基板である。すなわち、基板１０１は、いわゆる傾斜基板である。ここでは、図４（Ｂ）に示されるように、結晶方位［０ −１ １］方向が＋Ｘ方向、結晶方位［０ １ −１］方向が−Ｘ方向となるように配置されている。そこで、傾斜基板の傾斜軸は、Ｘ軸方向に平行である。なお、基板表面の法線方向及び傾斜軸方向のいずれにも直交する方向を「傾斜方向」という。ここでは、Ｙ軸方向が傾斜方向である。

図３に戻り、バッファ層１０２は、基板１０１の＋Ｚ側の面上に積層され、ｎ−ＧａＡｓからなる層である。

下部半導体ＤＢＲ１０３は、バッファ層１０２の＋Ｚ側の面上に積層され、ｎ−Ａｌ_０．９Ａｓ_０．１からなる低屈折率層とｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる高屈折率層のペアが低屈折率層から始まり、該ペアを４０．５ペア有している。

各屈折率層の間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層が設けられている。

そして、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、発振波長をλとするとλ／４の光学的厚さとなるように設定されている。なお、光学的厚さがλ／４のとき、その層の実際の厚さＤは、Ｄ＝λ／４ｎ（但し、ｎはその層の媒質の屈折率）である。

下部スペーサ層１０４は、下部半導体ＤＢＲ１０３の＋Ｚ側に積層され、ノンドープの（Ａｌ_０．２Ｇａ_０．８）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなる層である。

活性層１０５は、下部スペーサ層１０４の＋Ｚ側に積層されている。活性層１０５は、例えば、３層の量子井戸層と４層の障壁層とを有する３重量子井戸構造の活性層である。各量子井戸層は例えばＧａＡｓからなり、各障壁層は例えばＡｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる。

上部スペーサ層１０６は、活性層１０５の＋Ｚ側に積層され、ノンドープの（Ａｌ_ｘ３Ｇａ_１−ｘ３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなる層、例えば、ノンドープの（Ａｌ_０．２Ｇａ_０．８）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなる層である。

下部スペーサ層１０４と活性層１０５と上部スペーサ層１０６とからなる部分は、共振器構造体とも呼ばれており、その厚さが１波長の光学的厚さとなるように設定されている。なお、活性層１０５は、高い誘導放出確率が得られるように、電界の定在波分布における腹に対応する位置である共振器構造体の中央に設けられている。

上部半導体ＤＢＲ１０７は、図５に示されるように、上部スペーサ層１０６の＋Ｚ側に積層された低屈折率層１０７ｃと、高屈折率層１０７ｂと低屈折率層１０７ａのペアを２５ペアと、を有している。

ここでは、低屈折率層１０７ａは、ｐ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓからなる層であり、高屈折率層１０７ｂは、ｐ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる層である。また、低屈折率層１０７ｃは、ｐ−（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなる層、例えば、ｐ―（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなる層である。なお、以下では、ｐ−（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなる層を、「ＡｌＧａＩｎＰ層」ともいう。

各屈折率層の間には組成傾斜層が設けられている。そして、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、λ／４の光学的厚さとなるように設定されている。

上部半導体ＤＢＲ１０７における低屈折率層１０７ｃと低屈折率層１０７ａとの間には、被選択酸化層１０８が厚さ３０ｎｍで挿入されている。被選択酸化層２０８は、ｐ−Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ａｓ（０．９５≦ｘ１≦１）からなる層、例えば、ｐ−ＡｌＡｓからなる層である。この被選択酸化層１０８の挿入位置は、電界の定在波分布における節の位置であって、活性層１０５から光学的に３λ／４の距離だけ離れた位置である（図６参照）。

被選択酸化層１０８の＋Ｚ側には、酸化ストップ層１１５が積層されている。この酸化ストップ層１１５は、ｐ−Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓからなる層である。

また、低屈折率層１０７ｃと被選択酸化層１０８と酸化ストップ層１１６と最初の低屈折率層１０７ａとからなる層の光学的厚さが３λ／４となるように設定されている（図５参照）。

コンタクト層１０９は、上部半導体ＤＢＲ１０７の＋Ｚ側に積層され、ｐ−ＧａＡｓからなる層である。

保護層１１１は、ＳｉＮ、ＳｉＯＮあるいはＳｉＯ_２からなる層である。

上部電極１１３は、コンタクト層１０９の一部及び保護層１１１上に形成される。

下部電極１１４は、基板１０１の裏面（−Ｚ側の面）上に形成される。

なお、このように基板１０１上に複数の半導体層が積層されたものを、以下では、便宜上「積層体」ともいう。

放熱部材２３１は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなり、その＋Ｚ側の面に、厚さ１μｍのＡｕによるパターン２３１ａとパターン２３１ｂが形成されている（図７（Ａ）及び図７（Ｂ）参照）。パターン２３１ａとパターン２３１ｂとは、電気的に非接続である。

ここで、面発光レーザアレイ２０１の製造方法について説明する。

（１）上記積層体を、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）あるいは分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ法）による結晶成長によって作製する（図８参照）。以下では、ＭＯＣＶＤ法を用いる場合について説明する。

ＭＯＣＶＤ法では、Ｇａの原料にトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を用い、Ａｌの原料にトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を用い、Ｉｎの原料にトリメチルインジウム（ＴＭＩ）を用い、Ａｓの原料にアルシン（ＡｓＨ_３）を用い、Ｐの原料にホスフィン（ＰＨ_３）を用いる。

この際、ＡｌＧａＡｓ層のｎ型ドーパントにはＨ_２Ｓｅを用い、ｐ型ドーパントにはＣＢｒ_４用いる。また、ＡｌＧａＩｎＰ層のｐ型ドーパントにはジメチルジンク（ＤＭＺｎ）を用いる。

（２）積層体の表面にメサ形状に対応するレジストパターンをアレイ状に作製する。具体的には、コンタクト層１０９上にフォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、メサ形状に対応した１辺が２５μｍの正方形状のレジストパターンを形成する。

（３）ＩＣＰドライエッチングによって、上記レジストパターンをフォトマスクとして四角柱のメサを形成する。

（４）レジストパターンを除去する（図９参照）。

（５）積層体を水蒸気中で熱処理する。ここでは、メサの外周部から被選択酸化層１０８中のＡｌが選択的に酸化される。そして、メサの中央部に、Ａｌの酸化層１０８ａによって囲まれた酸化されていない領域１０８ｂを残留させる（図１０参照）。これにより、発光部の駆動電流の経路をメサの中央部だけに制限する、酸化狭窄構造が形成される。上記酸化されていない領域１０８ｂが電流通過領域（電流注入領域）である。なお、酸化ストップ層１１６及び低屈折率層１０７ｃは、隣接する層の酸化を抑制する。

（６）外周部溝形成部、及び後の工程でアレイを電気的に分離させるための領域、を露出させるようリソグラフィによりレジストパターンを形成する。

（７）ＩＣＰドライエッチングを用いて分離溝を形成する。

（８）レジストパターンを除去する。

（９）積層体を加熱処理用のチャンバーに入れ、窒素雰囲気中に３８０〜４００℃の温度で３分間保持する。これにより、大気中で表面に付着した酸素や水、もしくはチャンバー内の微量な酸素や水による自然酸化膜が、窒素雰囲気中での加熱処理により安定した不動態皮膜になる。

（１０）気相化学堆積法（ＣＶＤ法）を用いて、ＳｉＮ、ＳｉＯＮあるいはＳｉＯ_２からなる保護層１１１を形成する（図１１参照）。

（１１）メサ上面にコンタクトホールを形成するためのレジストパターンを作製する。

（１２）ＢＨＦ（バッファード・フッ酸）を用いたウエットエッチングにより、レジストパターンの開口部における保護層１１１を除去する。このとき同時に、（７）で形成した分離溝の底面にあるスクライブする領域の保護層１１１も除去する。

（１３）レジストパターンを除去する（図１２参照）。

（１４）メサ構造体上部の光射出部となる領域に一辺１０μｍの正方形状のレジストパターンと、電極パッドと発光部を接続するレジストパターンとを作製する。

（１５）上部電極１１３の材料を蒸着する。ここでは、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる金属膜をＥＢ（電子ビーム）蒸着により順次積層する。

（１６）リフトオフにより、レジストパターンの形成されている領域上の金属膜を除去する。これにより、上部電極１１３が形成される（図１３参照）。

（１７）基板１０１の裏側を所定の厚さ（例えば１００μｍ程度）まで研磨した後、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる金属膜をＥＢ（電子ビーム）蒸着により順次積層し、下部電極１１４を形成する（図１４参照）。

（１８）４００℃で５分間アニールし、上部電極１１３と下部電極１１４のオーミック導通をとる。これにより、メサは発光部となる。

（１９）スクライブ・ブレーキングにより、チップ毎に切断する。これにより、面発光レーザアレイチップ２３０が製造される。

（２０）２００〜２５０℃に加熱したホットプレート上で、金錫（ＡｕＳｎ）合金を用いて放熱部材２３１と面発光レーザアレイチップ２３０を接合する。ここでは、パターン２３１ａ上に金錫（ＡｕＳｎ）合金が３μｍ成膜されている。そして、面発光レーザアレイチップ２３０は、金錫（ＡｕＳｎ）合金上に載置されるように位置決めされる（図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）参照）。接合は、チップ全面で良好な接合を得るために適切な荷重を印加しながら行う。

（２１）金（Ａｕ）からなる配線部材２３２を用いて、上部電極１１３とパターン２３１ｂを電気的に接続する（図１６参照）。

これにより、面発光レーザアレイ２０１を製造することができる。

ところで、面発光レーザにおいて低閾値化を図るには、被選択酸化層を活性層に最も近い上部半導体ＤＢＲの低屈折率層中であって、面発光レーザの発振波長がλのとき上部スペーサ層と上部半導体ＤＢＲの界面からの光学的距離がλ／４の位置であり、電界の定在波分布における節の位置とすることが有効である。

しかし、従来の面発光レーザにおいて、被選択酸化層を活性層に近づけると、被選択酸化層Ａｌ_ｘ４Ｇａ_１−ｘ４Ａｓ（０．９５≦ｘ４≦１）と酸化ストップ層Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓ、酸化ストップ層Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓと上部半導体ＤＢＲの低屈折率層Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ、上部半導体ＤＢＲの低屈折率層Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓと上部スペーサ層Ａｌ_０．６Ｇａ_０．４Ａｓ、の価電子帯におけるバンド不連続による発熱が生じる。これによって、活性層の温度が上昇し、面発光レーザの出力の低下及び信頼性の低下を招く場合があった。

本実施形態では、上部スペーサ層１０６の＋Ｚ側に上部半導体ＤＢＲ１０７の低屈折率層１０７ｃとしてＡｌＧａＩｎＰ層を設けており、この層が酸化ストップ層１１５と同様の役割を果たす構造となっている。この構造では、被選択酸化層１０８の位置は、上部スペーサ層１０６と上部半導体ＤＢＲ１０７の界面から光学的距離がλ／４の位置であり（図５参照）、かつ電界の定在波分布における節の位置となっている（図６参照）。

そこで、電流狭窄構造で狭窄された電流が再び広がる前に活性層１０５に電流を注入することができるため、低閾値発振と、無効電流の低減効果が得られる。

また、被選択酸化層１０８を電界の定在波分布における節の位置に設けていることで光の散乱損失が低く抑えられ、低閾値電流を低減することができる。

この際に、低屈折率層１０７ｃの材料としてＡｌＧａＡｓの代わりにＡｌＧａＩｎＰを用いることで、価電子帯におけるバンド不連続量を低減することができ、ヘテロ界面における抵抗を小さくすることができる。これにより、発熱を抑えることができ、活性層の近傍に被選択酸化層を設けた場合でも、活性層の温度上昇を抑制し、面発光レーザの高出力化と高信頼化を図ることができる。

また、面発光レーザが高密度に集積された面発光レーザアレイ２０１では、これまでよりも高い出力を得ることができ、また面発光レーザアレイのサイズを小さくしても従来の面発光レーザアレイと同等の出力を得ることができる。

図１７には、比較例の面発光レーザにおける下部スペーサ層１１０４から上部半導体ＤＢＲ１１０７までの構成と電界の定在波分布との関係が示されている。この比較例では、活性層１１０５の＋Ｚ側に、上部スペーサ層１１０６としてＡｌ_０．６Ｇａ_０．４Ａｓ層、上部半導体ＤＢＲの低屈折率層１１０７ａとしてＡｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ層、酸化ストップ層１１１５としてＡｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓ層、被選択酸化層１１０８としてＡｌ_ｘ４Ｇａ_１−ｘ４Ａｓ（０．９５≦ｘ４≦１）層、酸化ストップ層１１１５としてＡｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓ層、上部半導体ＤＢＲの高屈折率層１１０７ｂとしてＡｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓ層が積層されている。

本実施形態では、活性層１０５の＋Ｚ側に、上部スペーサ層１０６として（Ａｌ_ｘ３Ｇａ_１−ｘ３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層、上部半導体ＤＢＲの低屈折率層１０７ｃとして（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層、被選択酸化層１０８としてＡｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ａｓ（０．９５≦ｘ１≦１）層、酸化ストップ層１１５としてＡｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓ層、上部半導体ＤＢＲの低屈折率層１０７ａとしてＡｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ層、上部半導体ＤＢＲの高屈折率層１０７ｂとしてＡｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓ層が積層されている。

図１８には、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ及びＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓにおけるＡｌ組成ｘと、伝導帯のエネルギーＥｃ及び価電子帯のエネルギーＥｖの関係が示されている。図１８を参照すると、比較例のように、Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓ層を酸化ストップ層とし、例えば、被選択酸化層をＡｌＡｓ層とした構造では、価電子帯におけるバンド不連続量は１３４［ｍｅＶ］であることが分かる。

これに対し、酸化ストップ層（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓ層）の代わりに（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層を用いると、価電子帯におけるバンド不連続量はＡｌ含有量０．４付近においてほぼ０［ｍｅＶ］となることが分かる。

また、バンドギャップエネルギーに注目すると、上部半導体ＤＢＲの低屈折率層１０７ａであるＡｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ層のバンドギャップエネルギーが２１２［ｍｅＶ］であるのに対し、低屈折率層１０７ｃである（Ａｌ_０．４Ｇａ_０．６）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層のバンドギャップエネルギーは２１５［ｍｅＶ］であり、価電子帯におけるバンド不連続量を低減しながら、比較例よりもバンドギャップエネルギーを大きくすることができる。

スペーサ層に隣接する低屈折率層のバンドギャップエネルギーを大きくすることができると、スペーサ層からの電子のオーバーフローを抑制することができるため、低抵抗化とキャリアブロックとを同時に実現することが可能になる。

本実施形態では、ＡｌＧａＩｎＰ層は被選択酸化層の活性層側のみに設けられている。

ＡｌＧａＩｎＰ層（低屈折率層１０７ｃ）を被選択酸化層１０８の活性層１０５側のみに設けた場合、発熱を低減する効果がある。また、この場合、＋Ｚ方向に関して、被選択酸化層１０８からＡｓ系の層となるため、上部半導体ＤＢＲ１０７の積層が容易になるという利点がある。

また、上部スペーサ層１０６からλ／４の光学的距離であって、電界の定在波における節に当たる位置に被選択酸化層１０８を設け、被選択酸化層１０８の中心からｎλ／２（ｎは自然数）の光学的距離に当たる節の位置まで上部半導体ＤＢＲの低屈折率層１０７ａを設けているため、高屈折率層１０７ｂとの界面に組成傾斜層を設けることができ、ヘテロ界面における抵抗を低減することが可能となる。

更に、被選択酸化層１０８から活性層１０５側における低屈折率層１０７ｃをＡｌＧａＩｎＰ層、被選択酸化層１０８から射出側における低屈折率層１０７ａをＡｌＧａＡｓ系としている。これにより、被選択酸化層１０８から射出面までの半導体ＤＢＲの材料が全てＡｌＧａＡｓ系となる。

選択酸化型の面発光レーザでは、被選択酸化層の選択酸化のために被選択酸化層の側面が露出する様にエッチングを行う。このエッチング工程で、エッチングの面内異方性があると、側面が露出する部分と露出されない部分とが発生し、酸化工程での歩留まりが低下する。

一般にエッチングには塩素系のガスが用いられるが、Ｉｎ（インジウム）の塩化物は烝気圧が低くエッチング表面から離脱しにくいため、エッチングレートが低くなる。

本実施形態では、被選択酸化層１０８から射出面までの材料がＩｎを組成に含まないＡｌＧａＡｓ系材料から構成され、被選択酸化層１０８から活性層１０５側の材料がＩｎ組成を含むＡｌＧａＩｎＰ系材料から構成されている。

このため、ＡｌＧａＡｓ系材料のエッチング中に発生したエッチング異方性は、エッチング底面がＡｌＧａＩｎＰ系材料に到達した時点で吸収され、面内に渡って均一なエッチングとなる。この結果、被選択酸化層１０８の端面を面内に渡って確実に露出させることができ、高い歩留まりを得ることができる。

図１９には、比較例の面発光レーザにおける上部スペーサ層１１０６から被選択酸化層１１０８までのバンド構造が示されている。Ｅｃは各層における伝導帯のエネルギーであり、Ｅｖは各層における価電子帯のエネルギーである。

また、Ｅｇ_１は上部スペーサ層１１０６におけるバンドギャップであり、Ｅｇ_２は上部半導体ＤＢＲの低屈折率層１１０７ａにおけるバンドギャップである。具体的には、Ｅｇ_２−Ｅｇ_１は１０２ｍｅＶである。

さらに、ΔＥｖ_１は価電子帯における上部スペーサ層１１０６と上部半導体ＤＢＲの低屈折率層１１０７ａのバンド不連続量であり、ΔＥｖ_２は上部半導体ＤＢＲの低屈折率層１１０７ａと酸化ストップ層１１１５のバンド不連続量であり、ΔＥｖ_３は酸化ストップ層１１１５と被選択酸化層１１０８のバンド不連続量である。

具体的には、被選択酸化層１１０８がＡｌＡｓからなる場合、ΔＥｖ_１は１３４ｍｅＶであり、ΔＥｖ_２は８９ｍｅＶであり、ΔＥｖ_３は１３４ｍｅＶである。また、被選択酸化層１１０８がＡｌ_０．９５Ｇａ_０．０５Ａｓからなる場合、ΔＥｖ_１は１３４ｍｅＶであり、ΔＥｖ_２は８９ｍｅＶであり、ΔＥｖ_３は１１２ｍｅＶである。

図２０には、本実施形態の面発光レーザにおける上部スペーサ層１０６から被選択酸化層１０８までのバンド構造が示されている。

Ｅｇ_４は上部スペーサ層１０６におけるバンドギャップであり、Ｅｇ_５は上部半導体ＤＢＲの低屈折率層１０７ｃにおけるバンドギャップである。

さらに、ΔＥｖ_４は価電子帯における上部スペーサ層１０６と上部半導体ＤＢＲの低屈折率層１０７ｃのバンド不連続量であり、ΔＥｖ_５は上部半導体ＤＢＲの低屈折率層１０７ｃと被選択酸化層１０８のバンド不連続量である。

図２１には、図２０における低屈折率層１０７ｃが（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなるときに、そのＡｌ組成ｘ２とΔＥｖ_５との関係が示されている。なお、被選択酸化層１０８は、Ａｌ_０．９５Ｇａ_０．０５Ａｓからなる場合とＡｌＡｓからなる場合とについて示されている。

ここで、図２１を参照し、ΔＥｖ_５の値をΔＥｖ_３の値よりも小さくすることができる範囲について調べる。なお、比較例では、被選択酸化層１１０８がＡｌＡｓからなる場合、ΔＥｖ_３は１３４ｍｅＶであり、被選択酸化層１１０８がＡｌ_０．９５Ｇａ_０．０５Ａｓからなる場合、ΔＥｖ_３は１１２ｍｅＶである。

図２１における●印は、本実施形態での価電子帯におけるバンド不連続量が、比較例と一致する箇所を示している。そこで、ΔＥｖ_５の値がΔＥｖ_３の値よりも小さくなる範囲は、Ａｌ含有量ｘ２が低い側では０．０４で固定となる。また、Ａｌ含有量ｘ２が高い側では被選択酸化層（Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ａｓ（０．９５≦ｘ１≦１））のＡｌ含有量ｘ１に依存する。その範囲についてｘ１を用いて表記する。

まず、座標の表記として（ｘ座標（Ａｌ含有量ｘ２）、ｙ座標（バンド不連続量））を定義する。例えば、ｘ２の値が０．７４であり、そのときのバンド不連続量が１１２［ｍｅＶ］であるとき、その座標は（０．７４、１１２）と表記される。

ΔＥｖ_５の値とΔＥｖ_３の値とが一致する箇所は、座標（０．７４、１１２）と座標（０．８８、１３４）を結ぶ直線上にあり、被選択酸化層（Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ａｓ（０．９５≦ｘ１≦１））におけるＡｌ含有量ｘ１の値に依存する。ｘ１の値が０．９５から１まで変化すると、ｘ２の値は０．７４から０．８８まで変化する。これを数式で表すと次の式（１）となる。

上記（１）式から求まるｘの値はΔＥｖ_５の値とΔＥｖ_３の値とが一致する箇所を示している。そこで、ｘ２の値を上記（１）式で求まるｘの値よりも低い範囲とすることで、ΔＥｖ_５の値をΔＥｖ_３の値よりも小さくすることができる。

従って、ｘ２の範囲は、次の（２）式で示される。但し、０．９５≦ｘ１≦１、である。
０．０４≦ｘ２≦２．８０ｘ１−１．９２ ……（２）

上記（２）式が満足されるようにｘ２を選択することで、比較例に比べて、被選択酸化層と（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層との間でのバンド不連続量が低減される。そのため、面発光レーザでは、発熱が抑えられ、寿命の低下及び出力の低下を招くことなく低閾値を得ることが可能となる。

図２２には、上部スペーサ層１０６の（Ａｌ_ｘ３Ｇａ_１−ｘ３）_０．５Ｉｎ_０．５ＰにおけるＡｌ含有量ｘ３に対し、（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層のＡｌ含有量ｘ２を変化させたときの上部スペーサ層と（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層のバンドギャップの差分Ｅｇ_５−Ｅｇ_４が示されている。図２２の横軸は（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層におけるＡｌ含有量ｘ２であり、縦軸はＥｇ_５−Ｅｇ_４である。

面発光レーザの高出力化に向けては、活性層への電子の閉じ込めが重要であり、上部スペーサ層のみでなく（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層も電子の閉じ込めに関与する。そのため、比較例における上部スペーサ層１１０６と上部半導体ＤＢＲの低屈折率層１１０７ａよりもバンドギャップ差を大きくすることで、活性層への電子の閉じ込めをより強くすることができ高出力化を図ることができる。

比較例におけるバンドギャップ差Ｅｇ_２−Ｅｇ_１は１０２［ｍｅＶ］である。本実施形態におけるバンドギャップ差Ｅｇ_５−Ｅｇ_４を１０２［ｍｅＶ］よりも大きくとれる範囲で選択することにより、活性層への電子の閉じ込めを比較例よりも強くすることができ、高い出力の面発光レーザを得ることができる。

この際、被選択酸化層と（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層のバンド不連続量ΔＥｖ_５は、比較例におけるバンド不連続量ΔＥｖ_３よりも低く設けるという制限を受ける。言い換えれば、Ａｌ含有量ｘ２を０．８８以下で選択する必要がある。

図２２によると、ｘ３の値が０．０５から０．５０までは、ｘ２の値を変化させると１０２［ｍｅＶ］を超えることができる。例えば、ｘ３の値が０．４０のときは、ｘ２が０．５５のときバンドギャップ差が約１０２［ｍｅＶ］となり、ｘ２が０．５５よりも小さくなると、バンドギャップ差は比較例よりも小さくなる。

このことから、比較例に対し優位性を持たせるためには、上記（２）式で示されるｘ２の制限に加え、上部スペーサ層（（Ａｌ_ｘ３Ｇａ_１−ｘ３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層）におけるＡｌ含有量ｘ３を、０≦ｘ３≦０．５５の範囲で選択すれば良く、かつＥｇ_５−Ｅｇ_４が１０２［ｍｅＶ］を超える範囲でｘ２、ｘ３を選択すれば良い。

これにより、上部スペーサ層と低屈折率層のバンドギャップ差を比較例よりも大きくすることができる。また、被選択酸化層と（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層と間での発熱を比較例よりも抑制ができる。

つまり、価電子帯におけるバンド不連続量を低減しながら、比較例よりもバンドギャップエネルギーを大きくすることができる。これにより、低閾値でありながら高出力な面発光レーザを実現することができる。

図２３には、上部スペーサ層（（Ａｌ_ｘ３Ｇａ_１−ｘ３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層）におけるＡｌ含有量ｘ３に対し、（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層のＡｌ含有量ｘ２を変化させたときの上部スペーサ層と（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層の価電子帯におけるバンド不連続量の変化が示されている。

図２３における縦軸はΔＥｖ_４であり、横軸は（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層におけるＡｌ含有量ｘ２である。

上部スペーサ層１０６とＡｌＧａＩｎＰ層１０７ｃとの間での発熱を、比較例よりも小さくするには、比較例におけるΔＥｖ_１（＝１３４［ｍｅＶ］）よりもΔＥｖ_４を低くすれば良い。

図２３には、各ｘ３に対しΔＥｖ_４の値が１３４［ｍｅＶ］となる点が▲印で示されている。この▲点よりもｘ２が小さければ、ΔＥｖ_４の値を１３４［ｍｅＶ］よりも小さくすることができる。

図２４には、上部スペーサ層（（Ａｌ_ｘ３Ｇａ_１−ｘ３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ層）とＡｌＧａＩｎＰ層のバンドギャップ差が示されている。

そして、図２４には、ΔＥｖ_４の値が１３４［ｍｅＶ］となるときのｘ２の点が▲印で示されている。ｘ２の値を▲点よりも小さい範囲で選ぶことで、ΔＥｖ_４の値をΔＥｖ_１の値よりも小さくすることができる。

ＡｌＧａＩｎＰ層と被選択酸化層との間でのバンド不連続量ΔＥｖ_５、及び上部スペーサ層とＡｌＧａＩｎＰ層との間でのバンド不連続量ΔＥｖ_４を、比較例におけるバンド不連続量よりも小さくすることができる範囲は、
（１）Ｅｇ_５−Ｅｇ_４が１０２［ｍｅＶ］以上であり、かつ
（２）上部スペーサ層のＡｌ含有量ｘ３が０．５５以下であり、かつ
（３）ＡｌＧａＩｎＰ層のＡｌ含有量ｘ２がΔＥｖ_４≦１３４［ｍｅＶ］となる範囲（図２４に示される▲点よりもＡｌ含有量が低い側）であり、かつ
（４）ＡｌＧａＩｎＰ層のＡｌ含有量ｘ２が上記（２）式を満足すること
となる。

この範囲でそれぞれの層のＡｌ組成を選択することで、比較例に比べ、上部スペーサ層から被選択酸化層までの間での発熱を押さえることができ、かつ活性層への電子の閉じ込めを強めることが可能となる。よって、低閾値であり高出力かつ信頼性に優れた面発光レーザを得ることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る面発光レーザアレイ２０１では、各発光部において、被選択酸化層１０８はＡｌＧａＡｓからなり、その位置は、発振光の電界の定在分布における節の位置であり、かつ発振波長がλのとき上部スペーサ層１０６と上部半導体ＤＢＲ１０７の界面から光学的距離がλ／４である。また、被選択酸化層１０８に接して、ＡｌＧａＩｎＰ層１０７ｃが設けられている。

この場合は、ＡｌＧａＩｎＰ層１０７ｃが、酸化ストップ層としての役割と、上部半導体ＤＢＲ１０７における低屈折率層としての役割を果たす。そして、活性層１０５から被選択酸化層１０８にかけての価電子帯におけるバンド不連続量を低減することができ、活性層１０５に最も近い上部半導体ＤＢＲ１０７の低屈折率層１０７ｃ（ＡｌＧａＩｎＰ層）上に被選択酸化層１０８を設けることで発熱による特性への影響を低減することが可能となる。また、活性層１０５への電子の閉じ込めを強めることができ、高出力化を図ることができる。すなわち、低閾値化と高出力化とを両立させることができる。

また、本実施形態では、基板１０１として傾斜基板を用いている。傾斜基板を用いると、無傾斜基板では表面のモフォロジーが問題となるＡｌＧａＩｎＰなどのＰ系材料も表面のモフォロジーが良い状態で成長することができる。すなわち、結晶品質に優れた積層体を容易に作製することができる。

また、傾斜基板上に活性層を成長させることで、光学利得の異方性を備えた活性層を得ることができ、偏光特性の調整も行うことができる。そして、単位面積当たりの出力を、無傾斜基板を用いた場合に比べ、大きくすることが可能となる。

なお、上記実施形態では、基板１０１の表面の法線方向が、結晶方位［１ ０ ０］方向に対して、結晶方位［１ １ １］Ａ方向に向かって傾斜している場合について説明したが、これに限定されるものではない。基板１０１の表面の法線方向が、結晶方位［１ ０ ０］方向に対して、結晶方位［１ １ １］方向、結晶方位［１ ―１ ―１］方向、結晶方位［１ １ −１］方向、及び結晶方位［１ −１ １］方向のいずれかの方向に向かって傾斜していれば良い。

また、上記実施形態では、基板１０１の傾斜角度が１５度の場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、発光部の発振波長が８０８ｎｍ帯の場合について説明したが、これに限定されるものではない。レーザ媒質の吸収する波長帯など、その用途に応じて、発光部の発振波長を変更しても良い。

また、被選択酸化層１０８の厚さは、設計に応じて変更しても良い。

また、上記実施形態では、金錫（ＡｕＳｎ）合金を含む材料を用いて放熱部材２３１と面発光レーザアレイチップ２３０とを接合する場合について説明したが、これに限定されるものではない。

例えば、ペースト状のはんだを用いて放熱部材２３１と面発光レーザアレイチップ２３０とを接合しても良い。

また、例えば、銀（Ａｇ）を含む焼結材料用いて放熱部材２３１と面発光レーザアレイチップ２３０とを接合しても良い。この場合は、放熱部材２３１と面発光レーザアレイチップ２３０の熱膨張率の差に起因する熱応力を緩和することができる。

また、上記実施形態では、複数の発光部が形成される領域の形状が矩形形状の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図２５に示されるように、複数の発光部が形成される領域の形状が円形状であっても良い。一般に集光レンズは円形のものが多く、複数の面発光レーザが円形に配置された面発光レーザアレイを用いることで、出力の無駄がなく、効率的に集光することが可能となる。

また、上記実施形態では、メサの横断面の外形形状が略正方形の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、メサの横断面の外形形状を、円形、楕円形あるいは長方形など任意の形状とすることができる。

また、上記実施形態において、一例として図２６及び図２７に示されるように、面発光レーザアレイチップ２３０の＋Ｚ側の、面発光レーザアレイチップ２３０と光学的に対応する位置に、マイクロレンズアレイ２５０が設けられても良い。この場合は、高密度に集積された複数の面発光レーザから射出された光をマイクロレンズアレイ２５０によって出力密度の大きい平行光とすることができる。なお、マイクロレンズアレイ２５０は、紫外線硬化樹脂を用いて取り付けることができる。

また、上記実施形態では、被選択酸化層１０８の＋Ｚ側に酸化ストップ層１１５と上部半導体ＤＢＲ１０７の低屈折率層１０７ａを設け、ＡｌＧａＩｎｐ層１０７ｃと含めて３λ／４の光学的厚さとなる形態としたが、図２８及び図２９に示されるように、酸化ストップ層１１５と上部半導体ＤＢＲの低屈折率層１０７ａをＡｌＧａＩｎＰ層（低屈折率層１０７ｃ）で置き換えても良い。すなわち、ＡｌＧａＩｎＰ層が、被選択酸化層の両側に設けられても良い。このとき、両側のＡｌＧａＩｎＰ層と被選択酸化層とを合わせた光学的厚さが、活性層での発振波長をλとすると、（２ｎ＋１）λ／４（ｎは自然数）となるように設定される。

ＡｌＧａＩｎＰ層を被選択酸化層の両端に設けることで、被選択酸化層とＡｌＧａＩｎＰ層の価電子帯におけるバンド不連続量を低くすることができ、比較例よりも発熱を抑えることができ、面発光レーザの高出力化と高信頼化を図ることができる。

具体的には、上部スペーサ層からλ／４の光学的距離で、電界の定在波における節に当たる位置に被選択酸化層を設け、被選択酸化層の中心からｎλ／２の光学的距離に当たる節の位置までにＡｌＧａＩｎＰ層（低屈折率層２０７ｃ）を設けている。

この場合は、低屈折率層１０７ｃと高屈折率層１０７ｂの界面に、従来の上部半導体ＤＢＲにおける界面の様に組成傾斜層を設けることができるため、ヘテロ界面における抵抗を低減することができる。

被選択酸化層とＡｌＧａＩｎＰ層の光学的厚さを、仮にλ／４とした場合は、被選択酸化層に接して高屈折率層を設ける必要があるので、価電子帯の不連続量は大きくなり、抵抗が高くなってしまうが、被選択酸化層とＡｌＧａＩｎＰ層の光学的厚さを（２ｎ＋１）λ／４とすることによりこれを回避することができる。

この場合は、被選択酸化層１０８よりも＋Ｚ側の層における発熱を低減することができる。

なお、被選択酸化層１０８の＋Ｚ側に積層されたＡｌＧａＩｎＰ層（低屈折率層１０７ｃ）と上部半導体ＤＢＲの高屈折率層１０７ｂとの界面には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層が設けられている。

また、上記実施形態では、放熱部材２３１の材料として窒化アルミニウム（ＡｌＮ）が用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。放熱部材２３１の材料は、面発光レーザアレイチップ２３０を構成する半導体材料よりも熱伝導率の高い材料であれば良い。

《内燃機関》
図３０には、一実施形態に係る内燃機関としてのエンジン３００の主要部が模式図的に示されている。

このエンジン３００は、点火装置３０１、燃料噴出機構３０２、排気機構３０３、燃焼室３０４、及びピストン３０５などを備えている。

エンジン３００の動作について簡単に説明する。
（１）燃料噴出機構３０２が、燃料と空気の可燃性混合気を燃焼室３０４内に噴出させる（吸気）。
（２）ピストン３０５が上昇し、可燃性混合気を圧縮する（圧縮）。
（３）点火装置３０１が、燃焼室３０４内にレーザ光を射出する。これにより、燃料に点火される（着火）。
（４）燃焼ガスが発生し、ピストン３０５が降下する（燃焼）。
（５）排気機構３０３が、燃焼ガスを燃焼室３０４外へ排気する（排気）。

このように、吸気、圧縮、着火、燃焼、排気からなる一連の過程が繰り返される。そして、燃焼室３０４内の気体の体積変化に対応してピストン３０５が運動し、運動エネルギーを生じさせる。燃料には例えば天然ガスやガソリン等が用いられる。

なお、エンジン３００は、該エンジン３００の外部に設けられ、該エンジン３００と電気的に接続されているエンジン制御装置の指示に基づいて、上記動作を行う。

点火装置３０１は、一例として図３１に示されるように、レーザ装置２００、射出光学系２１０、及び保護部材２１２などを有している。

射出光学系２１０は、レーザ装置２００から射出される光を集光する。これにより、集光点で高いエネルギー密度を得ることができる。射出光学系２１０は、１つの光学素子で構成されても良いし、複数の光学素子で構成されても良い。

保護部材２１２は、燃焼室３０４に臨んで設けられた透明の窓である。ここでは、一例として、保護部材２１２の材料としてサファイアガラスが用いられている。

レーザ装置２００は、面発光レーザアレイ２０１、第１集光光学系２０３、光ファイバ２０４、第２集光光学系２０５、及びレーザ共振器２０６を備えている。

レーザ装置２００から射出される光のＺ軸方向に関する集光位置の調整は、射出光学系２１０の焦点距離、及びＺ軸方向に関する射出光学系２１０の配置位置を調整することにより、行うことができる。

面発光レーザアレイ２０１は、励起用光源であり、複数の発光部を有している。各発光部は、発振波長が８０８ｎｍ帯の垂直共振器型の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）である。

面発光レーザアレイは、射出される光の、温度による波長ずれが非常に少ないため、励起波長のずれによって特性が大きく変化するＱスイッチレーザを励起するのに有利な光源である。そこで、面発光レーザアレイを励起用光源に用いると、環境の温度制御を簡易なものにできるという利点がある。

第１集光光学系２０３は、面発光レーザアレイ２０１から射出される光を集光する。第１集光光学系２０３は、１つの光学素子で構成されても良いし、複数の光学素子で構成されても良い。

光ファイバ２０４は、第１集光光学系２０３によって光が集光される位置にコアの−Ｚ側端面の中心が位置するように配置されている。

光ファイバ２０４を設けることによって、面発光レーザアレイ２０１をレーザ共振器２０６から離れた位置に置くことができる。これにより配置設計の自由度を増大させることができる。また、レーザ装置２００を点火装置に用いる際に、熱源から面発光レーザアレイ２０１を遠ざけることができるため、エンジン３００を冷却する方法の幅を広げることが可能である。

光ファイバ２０４に入射した光はコア内を伝播し、コアの＋Ｚ側端面から射出される。

第２集光光学系２０５は、光ファイバ２０４から射出された光の光路上に配置され、該光を集光する。第２集光光学系２０５は、１つの光学素子で構成されても良いし、複数の光学素子で構成されても良い。第２集光光学系２０５で集光された光は、レーザ共振器２０６に入射する。

レーザ共振器２０６は、Ｑスイッチレーザであり、一例として図３２に示されるように、レーザ媒質２０６ａ、及び可飽和吸収体２０６ｂを有している。

なお、ここでは、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶とＣｒ：ＹＡＧ結晶は接合されており、いわゆるコンポジット結晶となっている。また、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶及びＣｒ：ＹＡＧ結晶は、いずれもセラミックスである。

第２集光光学系２０５からの光は、レーザ媒質２０６ａに入射される。すなわち、第２集光光学系２０５からの光によってレーザ媒質２０６ａが励起される。なお、面発光レーザアレイ２０１から射出される光の波長は、ＹＡＧ結晶において最も吸収効率の高い波長８０８ｎｍであることが望ましい。そして、可飽和吸収体２０６ｂは、Ｑスイッチの動作を行う。

レーザ媒質２０６ａの入射側（−Ｚ側）の面、及び可飽和吸収体２０６ｂの射出側（＋Ｚ側）の面は光学研磨処理がなされ、ミラーの役割を果たしている。なお、以下では、便宜上、レーザ媒質２０６ａの入射側の面を「第１の面」ともいい、可飽和吸収体２０６ｂの射出側の面を「第２の面」ともいう（図３２参照）。

そして、第１の面及び第２の面には、面発光レーザアレイ２０１から射出される光の波長、及びレーザ共振器２０６から射出される光の波長に応じた誘電体膜がコーティングされている。

具体的には、第１の面には、波長が８０８ｎｍの光に対して十分に高い透過率を示し、波長が１０６４ｎｍの光に対して十分に高い反射率を示すコーティングがなされている。また、第２の面には、波長が１０６４ｎｍの光に対して所望のしきい値が得られるように選択された反射率を示すコーティングがなされている。

これにより、レーザ共振器２０６内で光が共振し増幅される。ここでは、レーザ共振器２０６の共振器長は１０ｍｍである。

図３１に戻り、駆動装置２２０は、エンジン制御装置２２２の指示に基づいて、面発光レーザアレイ２０１を駆動する。すなわち、駆動装置２２０は、エンジン３００の動作における着火のタイミングで点火装置３０１から光が射出されるように、面発光レーザアレイ２０１を駆動する。なお、面発光レーザアレイ２０１における複数の発光部は、同時に点灯及び消灯される。

以上説明したように、本実施形態に係るレーザ装置２００によると、面発光レーザアレイ２０１を有しているため、効率良く高出力のレーザ光を射出することができる。

そして、高密度にメサ構造体が集積された面発光レーザアレイでは、面発光レーザアレイのサイズを小さくしても従来の面発光レーザアレイと同等の出力を得ることができるため、集光レンズを介して光を集光する際にそのスポット径を小さくすることができるという利点がある。

これにより、光ファイバのコア径を小さくすることが可能となり、高いビーム品質を保ったまま出力の大きい光を取り出すことが可能となる。すなわち、出力の大きい光を高いビーム品質を保ったまま伝送し、取り出すことができるレーザ装置を実現できる。

さらに、点火装置３０１は、レーザ装置２００を備えているため、安定した点火を行うことができる。

また、エンジン３００は、点火装置３０１を備えているため、結果として、安定性を向上させることができる。

なお、複数の発光部が形成される領域の形状を円形状（図２５参照）にすると、光ファイバに励起光を効率良く入射させることができる。

また、上記実施形態において、面発光レーザアレイ２０１をレーザ共振器２０６から離れた位置に置く必要がない場合は、光ファイバ２０４が設けられなくても良い。

また、上記実施形態では、内燃機関として燃焼ガスによってピストンを運動させるエンジン（ピストンエンジン）の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ロータリーエンジンや、ガスタービンエンジンや、ジェットエンジンであっても良い。要するに、燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成するものであれば良い。

また、排熱を利用して、動力や温熱や冷熱を取り出し、総合的にエネルギー効率を高めるシステムであるコジェネレーションに、点火装置３０１を用いても良い。

また、上記実施形態では、点火装置３０１が内燃機関に用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、レーザ装置２００が点火装置に用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、レーザ加工機、レーザピーニング装置、テラヘルツ発生装置などに用いることができる。

また、上記実施形態では、面発光レーザアレイ２０１が励起用光源としてレーザ装置２００に用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。面発光レーザアレイ２０１が励起用ではない光源としてレーザ装置に用いられても良い。

《レーザアニール装置》
一例として図３３（Ａ）及び図３３（Ｂ）にレーザ装置としてのレーザアニール装置２５００の概略構成が示されている。このレーザアニール装置２５００は、光源２５１０、光学系２５２０、テーブル装置２５３０、及び不図示の制御装置などを備えている。

光源２５１０は、上記実施形態で説明した面発光レーザアレイ２０１を有している。光学系２５２０は、光源２５１０から射出された光を対象物Ｐの表面に導光する。テーブル装置２０３０は、対象物Ｐが載置されるテーブルを有している。該テーブルは、少なくともＹ軸方向に沿って移動することができる。

例えば、対象物Ｐがアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）の場合、光源２５１０からの光が照射されると、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）は、温度が上昇し、その後、徐々に冷却されることによって結晶化し、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）になる。

この場合、レーザアニール装置２５００は、光源２５１０が面発光レーザアレイ２０１を有しているため、処理効率を向上させることができる。

《レーザ加工機》
一例として図３４にレーザ装置としてのレーザ加工機３０００の概略構成が示されている。このレーザ加工機３０００は、光源３０１０、光学系３１００、対象物Ｐが載置されるテーブル３１５０、テーブル駆動装置３１６０、操作パネル３１８０及び制御装置３２００などを備えている。

光源３０１０は、面発光レーザアレイ２０１を有し、制御装置３２００の指示に基づいて光を射出する。光学系３１００は、光源３０１０から射出された光を対象物Ｐの表面近傍で集光させる。テーブル駆動装置３１６０は、制御装置３２００の指示に基づいて、テーブル３１５０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に移動させる。

操作パネル３１８０は、作業者が各種設定を行うための複数のキー、及び各種情報を表示するための表示器を有している。制御装置３２００は、操作パネル３１８０からの各種設定情報に基づいて、光源３０１０及びテーブル駆動装置３１６０を制御する。

この場合、レーザ加工機３０００は、光源３０１０が面発光レーザアレイ２０１を有しているため、加工（例えば、切断や溶接）の処理効率を向上させることができる。

なお、レーザ加工機３０００は、光源３０１０を複数有しても良い。

また、面発光レーザアレイ２０１は、レーザアニール装置及びレーザ加工機以外のレーザ光を利用する装置にも好適である。例えば、面発光レーザアレイ２０１を表示装置の光源に用いても良い。

《画像形成装置》
図３５には、画像形成装置としてのレーザプリンタ５００の概略構成が示されている。

このレーザプリンタ５００は、光走査装置９００、感光体ドラム９０１、帯電チャージャ９０２、現像ローラ９０３、トナーカートリッジ９０４、クリーニングブレード９０５、給紙トレイ９０６、給紙コロ９０７、レジストローラ対９０８、転写チャージャ９１１、除電ユニット９１４、定着ローラ９０９、排紙ローラ９１２、及び排紙トレイ９１０などを備えている。

感光体ドラム９０１の表面には、感光層が形成されている。ここでは、感光体ドラム９０１は、図３５における矢印方向に回転するようになっている。

帯電チャージャ９０２、現像ローラ９０３、転写チャージャ９１１、除電ユニット９１４及びクリーニングブレード９０５は、それぞれ感光体ドラム９０１の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム９０１の回転方向に沿って、帯電チャージャ９０２→現像ローラ９０３→転写チャージャ９１１→除電ユニット９１４→クリーニングブレード９０５の順に配置されている。

帯電チャージャ９０２は、感光体ドラム９０１の表面を均一に帯電させる。

光走査装置９００は、帯電チャージャ９０２で帯電された感光体ドラム９０１の表面を、上位装置（例えばパソコン）からの画像情報に基づいて変調された光によって走査する。これにより、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム９０１の表面に形成される。すなわち、感光体ドラム９０１の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム９０１が像担持体である。ここで形成された潜像は、感光体ドラム９０１の回転に伴って現像ローラ９０３の方向に移動する。なお、この光走査装置９００の構成については後述する。

トナーカートリッジ９０４にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ９０３に供給される。

現像ローラ９０３は、感光体ドラム９０１の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ９０４から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着された潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム９０１の回転に伴って転写チャージャ９１１の方向に移動する。

給紙トレイ９０６には記録紙９１３が格納されている。この給紙トレイ９０６の近傍には給紙コロ９０７が配置されており、該給紙コロ９０７は、記録紙９１３を給紙トレイ９０６から１枚づつ取り出し、レジストローラ対９０８に搬送する。該レジストローラ対９０８は、転写ローラ９１１の近傍に配置され、給紙コロ９０７によって取り出された記録紙９１３を一旦保持するとともに、該記録紙９１３を感光体ドラム９０１の回転に合わせて感光体ドラム９０１と転写チャージャ９１１との間隙に向けて送り出す。

転写チャージャ９１１には、感光体ドラム９０１の表面上のトナーを電気的に記録紙９１３に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム９０１の表面のトナー像が記録紙９１３に転写される。ここで転写された記録紙９１３は、定着ローラ９０９に送られる。

この定着ローラ９０９では、熱と圧力とが記録紙９１３に加えられ、これによってトナーが記録紙９１３上に定着される。ここで定着された記録紙９１３は、排紙ローラ９１２を介して排紙トレイ９１０に送られ、排紙トレイ９１０上に順次積み重ねられる。

除電ユニット９１４は、感光体ドラム９０１の表面を除電する。

クリーニングブレード９０５は、感光体ドラム９０１の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム９０１の表面は、再度帯電チャージャ９０２に対向する位置に戻る。

《光走査装置》
次に、前記光走査装置９００の構成について説明する。

光走査装置９００は、一例として図３６に示されるように、光源２２００、カップリングレンズ２２０１、開口板２２０２、シリンドリカルレンズ２２０４、ポリゴンミラー２１０４、第１走査レンズ２１０５ａ、第２走査レンズ２１０５ｂ、反射ミラー２１０６ａ、折り返しミラー２１０６ｂ、及び不図示の走査制御装置などを備えている。

以下では、便宜上、各光学部材において、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

カップリングレンズ２２０１は、光源２２００から射出された光の光路上に配置され、該光を略平行光とする。

開口板２２０２は、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１を介した光を整形する。

シリンドリカルレンズ２２０４は、開口板２２０２の開口部を通過した光を、反射ミラー２１０６ａを介してポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＹ軸方向に関して結像する。

ポリゴンミラー２１０４は、Ｙ軸方向に平行な回転軸まわりに回転する回転多面鏡であり、ここでは、６つの鏡面を有している。各鏡面が偏向反射面である。ポリゴンミラー２１０４は、シリンドリカルレンズ２２０４からの光を偏向する。

ポリゴンミラー２１０４で偏向された光は、第１走査レンズ２１０５ａ、第２走査レンズ２１０５ｂ、及び折り返しミラー２１０６ｂを介して、感光体ドラム９０１に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム９０１の長手方向に移動する。なお、走査光学系２１０５は、１つのレンズで構成されていても良いし、複数のレンズで構成されていても良い。

光源２２００は、面発光レーザアレイ２０１と同様な構成、構造を有し、同様にして製造された面発光レーザアレイ２０１Ａを有している。なお、電子写真の用途に向けては、濃度ムラなどの影響を最小限にするため、各発光部における偏光を調整する必要があり、その方法として活性層に歪みを導入する。そのため、活性層をＧａＡｓ／Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７ＡｓではなくＧａＩｎＰＡｓ／ＧａＩｎＰへ変更することが好ましい。

この面発光レーザアレイ２０１Ａでは、一例として３２個の発光部が２次元配列されている（図３７参照）。

３２個の発光部は、図３８に示されるように、全ての発光部を副走査対応方向に延びる仮想線上に正射影したときに、発光部間隔が等しく（図３８では「ｄ１」）なるように配置されている。なお、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいう。

この場合、点灯のタイミングを調整することで感光体ドラム上では副走査方向に等間隔で発光部が並んでいる場合と同様な構成と捉えることができる。そこで、１回の走査で、複数の走査線を走査することができる（図３６参照）。

そして、例えば、上記間隔ｄ１を２．６５μｍ、光走査装置９００の光学系の倍率を２倍とすれば、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）の高密度書込みができる。もちろん、主走査対応方向の発光部数を増加したり、副走査対応方向のピッチｄ２（図３８参照）を狭くして間隔ｄ１を更に小さくするアレイ配置としたり、光学系の倍率を下げる等を行えばより高密度化でき、より高品質の印刷が可能となる。なお、主走査方向の書き込み間隔は、発光部の点灯のタイミングで容易に制御できる。

また、この場合に、レーザプリンタ５００では、書きこみドット密度が上昇しても、各発光部は高い単一基本横モード出力ができるので、印刷速度を落とすことなく印刷することができる。また、同じ書きこみドット密度の場合には印刷速度を更に速くすることができる。

光走査装置９００は、光源２２００が面発光レーザアレイ２０１Ａを有しているため、感光体ドラム９０１の表面上に高精細な潜像を高速で形成することが可能となる。

また、多色のカラー画像を形成する画像形成装置であっても、カラー画像に対応した光走査装置を用いることにより、高精細な画像を高速で形成することが可能となる。

この多色のカラー画像を形成する画像形成装置として、例えばブラック（Ｋ）用の感光体ドラム、シアン（Ｃ）用の感光体ドラム、マゼンダ（Ｍ）用の感光体ドラム、イエロー（Ｙ）用の感光体ドラムのように複数の感光体ドラムを備えるタンデムカラー機であっても良い。

また、面発光レーザアレイ２０１は、入力される電気信号に応じた光信号を生成する光伝送モジュールに好適である。例えば、面発光レーザアレイ２０１と、該面発光レーザアレイ２０１を、入力される電気信号に応じて駆動する駆動装置と、を備える光伝送モジュールが可能である。そして、該光伝送モジュールと、光伝送モジュールで生成された光信号を伝達する光伝達媒体と、該光伝達媒体を介した光信号を電気信号に変換する変換器と、を備える光伝送システムも可能である。

《光伝送システム》
図３９には、光伝送システム１０００の概略構成が示されている。この光伝送システム１０００は、光伝送モジュールとしての光送信モジュール１００１と、光受信モジュール１００５とが光ファイバケーブル１００４で接続されており、光送信モジュール１００１から光受信モジュール１００５への一方向の光通信が可能となっている。

光送信モジュール１００１は、面発光レーザアレイ２０１を含む光源１００２と、外部から入力された電気信号に応じて、光源１００２から出力されるレーザ光の光強度を変調する駆動回路１００３とを有している。

光源１００２から出力された光信号は、光ファイバケーブル１００４に結合し、該光ファイバケーブル１００４を導波して光受信モジュール１００５に入力される。

光受信モジュール１００５は、光信号を電気信号に変換する受光素子１００６と、受光素子１００６から出力された電気信号に対して信号増幅、及び波形整形等を行う受信回路１００７とを有している。

光送信モジュール１００１は、光源１００２が面発光レーザアレイ２０１を含んでいるため、効率良く高い出力で送信することができる。

また、光伝送システム１０００は、光送信モジュール１００１を備えているため、結果として効率良く高い精度の通信が可能となる。

なお、ここでは、単チャンネルの一方向通信の構成例を示しているが、双方向通信、並列伝送方式、波長分割多重伝送方式等の構成をとることもできる。要するに、光源１００２が面発光レーザアレイ２０１を含んでいれば良い。

図４０には、光信号の送受信を行う光通信システム４０００が示されている。この光通信システム４０００は、光ファイバ４０１０と、該光ファイバ４０１０を介して配置された２つのボード（４００３、４００６）を備えている。各ボードは光送受信モジュールである。

ボード４００３には、面発光レーザアレイ４００１、該面発光レーザアレイ４００１を駆動する駆動回路、受光素子４００２、該受光素子４００２の出力信号を処理する処理回路等が実装されている。

ボード４００６には、面発光レーザアレイ４００４、該面発光レーザアレイ４００４を駆動する駆動回路、受光素子４００５、該受光素子４００５の出力信号を処理する処理回路等が実装されている。

面発光レーザアレイ４００１から射出された光は、光ファイバ４０１０を介して、受光素子４００５で受光される。面発光レーザアレイ４００４から射出された光は、光ファイバ４０１０を介して、受光素子４００２で受光される。

各ボードは、図示しないコンピュータ装置等に接続され、データ処理が行われる。各面発光レーザアレイは、面発光レーザアレイ２０１と同様な構成、構造を有し、同様にして製造された面発光レーザアレイである。この場合は、光送受信モジュールの高性能化を図ることができ、かつ、それを用いた光通信システムの高性能化および高信頼化を図ることができる。

１０１…基板、１０２…バッファ層、１０３…下部半導体ＤＢＲ、１０４…下部スペーサ層、１０５…活性層、１０６…上部スペーサ層、１０７…上部半導体ＤＢＲ、１０７ａ…低屈折率層、１０７ｂ…高屈折率層、１０７ｃ…低屈折率層（ＡｌＧａＩｎＰ層）、１０８…被選択酸化層、１０９…コンタクト層、１１１…保護層、１１３…上部電極、１１４…下部電極、１１５…酸化ストップ層、２００…レーザ装置、２０１…面発光レーザアレイ、２０３…第１集光光学系、２０４…光ファイバ（伝送部材）、２０５…第２集光光学系、２０６…レーザ共振器、２０６ａ…レーザ媒質、２０６ｂ…可飽和吸収体、２１０…射出光学系（レーザ装置から射出されるレーザ光を集光する光学系）、２１２…保護部材、２２０…駆動装置、２２２…エンジン制御装置、２３０…面発光レーザアレイチップ、２３１…放熱部材、２３２…配線部材、２４０…発光部領域、２４１…電極パッド、２５０…マイクロレンズアレイ、３００…エンジン（内燃機関）、３０１…点火装置、３０２…燃料噴出機構、３０３…排気機構、３０４…燃焼室、３０５…ピストン、５００…レーザープリンタ（画像形成装置）、９００…光走査装置、９０１…感光体ドラム（像担持体）、９０３…現像ローラ、９１１…転写チャージャ、１０００…光伝送システム、１００１…光送信モジュール（光伝送モジュール）、１００３…駆動回路（駆動装置）、１００４…光ファイバケーブル（光伝達媒体）、１００６…受光素子（変換器の一部）、１００７…受信回路（変換器の一部）、１１０６…上部スペーサ層、１１０７ａ…上部半導体ＤＢＲの低屈折率層、１１０８…被選択酸化層、１１１５…酸化ストップ層、２１０４…ポリゴンミラー、２１０５…走査光学系、２２００…光源、２５００…レーザアニール装置、２５１０…光源、２５２０…光学系、２５３０…テーブル装置、３０００…レーザ加工機、３０１０…光源、３１００…光学系、３１５０…テーブル、３１６０…テーブル駆動装置、３１８０…操作パネル、３２００…制御装置、４０００…光通信システム（光伝送システム）、４００１…面発光レーザアレイ、４００２…受光素子、４００３…ボード（光伝送モジュール）、４００４…面発光レーザアレイ、４００５…受光素子、４００６…ボード（光伝送モジュール）、４０１０…光ファイバ（光伝達媒体）、Ｐ…対象物。

特許第４０６６６５４号公報 特許第４４１５９２４号公報 特許第５５２２４９０号公報 特許第４０８５６５５号公報

Ｇ．Ｍ．Ｙａｎｇ，ｅｔ ａｌ："Ｕｌｔｒａｌｏｗ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｖｅｒｔｉｃａｌ−ｃａｖｉｔｙ ｓｕｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｓｅｒｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ"、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．１１ ｐ．ｐ．８８６−８８８ （１９９５） Ａａｒｏｎ Ｅ．Ｂｏｎｄ，ｅｔ ａｌ："Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｌｏｗ−Ｌｏｓｓ Ｓｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ Ｖｅｒｔｉｃａｌ−Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒｓ"、ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｏｐｉｃｓ ｉｎ ｑｕａｎｔｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、ｖｏｌ．５，Ｎｏ．３，ｐ．ｐ．５７４−５８１ （１９９９）

Claims (20)

1. 活性層と、
   前記活性層上にスペーサ層を介して設けられ、被選択酸化層が選択酸化されて形成された電流狭窄層を含む反射鏡とを備え、
   前記電流狭窄層の中心は、前記活性層で発振した光の電界の定在波分布における節の位置であって、前記スペーサ層と前記反射鏡との境界からの光学的距離が前記活性層での発振波長の１／４倍となる位置であり、
   前記被選択酸化層は、ＡｌＧａＡｓからなる層であり、
   前記反射鏡は、前記被選択酸化層に接するＡｌＧａＩｎＰ層を含む面発光レーザ。
2. 前記ＡｌＧａＩｎＰ層は、前記被選択酸化層の両側に設けられ、
   該両側のＡｌＧａＩｎＰ層と前記被選択酸化層とを合わせた光学的厚さが、前記活性層での発振波長をλとすると、（２ｎ＋１）λ／４（ｎは自然数）であることを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザ。
3. 前記ＡｌＧａＩｎＰ層は、前記被選択酸化層の前記活性層側にのみ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザ。
4. 前記被選択酸化層は、Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ａｓからなり、
   Ａｌ含有量ｘ１が、０．９５≦ｘ１≦１の関係を満足し、
   前記ＡｌＧａＩｎＰ層は、（Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなり、
   Ａｌ含有量ｘ２が、０．０４≦ｘ２≦２．８０ｘ１−１．９２の関係を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の面発光レーザ。
5. 前記スペーサ層は（Ａｌ_ｘ３Ｇａ_１−ｘ３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなり、
   Ａｌ含有量ｘ３が、０≦ｘ３≦０．５５の関係を満足し、
   前記ＡｌＧａＩｎＰ層のバンドギャップエネルギーと前記スペーサ層のバンドギャップエネルギーとの差分が、１０２［ｍｅＶ］以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の面発光レーザ。
6. 前記スペーサ層と前記ＡｌＧａＩｎＰ層との価電子帯におけるバンド不連続量ΔＥｖ_４が１３４［ｍｅＶ］以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の面発光レーザ。
7. 前記活性層は、基板上に複数の半導体層を介して設けられ、
   前記基板は傾斜基板であり、法線方向が結晶方位［１ ０ ０］方向に対して、結晶方位［１ １ １］方向、結晶方位［１ ―１ ―１］方向、結晶方位［１ １ −１］方向、結晶方位［１ −１ １］方向のいずれかの方向に向かって傾斜していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の面発光レーザ。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の面発光レーザを、複数有する面発光レーザアレイ。
9. 対象物にレーザ光を照射するレーザ装置であって、
   請求項８に記載の面発光レーザアレイと、
   前記面発光レーザアレイから射出されるレーザ光を前記対象物に導光する光学系と、を備えるレーザ装置。
10. 請求項８に記載の面発光レーザアレイと、
    前記面発光レーザアレイから射出されるレーザ光を集光する光学系と、を備えるレーザ装置。
11. 前記面発光レーザアレイと前記光学系との間に設けられたマイクロレンズアレイを有することを特徴とする請求項１０に記載のレーザ装置。
12. 前記光学系を介した光を伝送する伝送部材を有することを特徴とする請求項１０又は１１に記載のレーザ装置。
13. 請求項８に記載の面発光レーザアレイと、
    前記面発光レーザアレイからのレーザ光が入射されるレーザ共振器と、を備えるレーザ装置。
14. 請求項１３に記載のレーザ装置と、
    前記レーザ装置から射出されるレーザ光を集光する光学系と、を備える点火装置。
15. 燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する内燃機関において、
    前記燃料に点火するための請求項１４に記載の点火装置を備えていることを特徴とする内燃機関。
16. 光によって被走査面上を走査する光走査装置であって、
    請求項１〜７のいずれか一項に記載の面発光レーザを有する光源と、
    前記光源からの光を偏向する光偏向器と、
    前記光偏向器で偏向された光を被走査面上に集光する走査光学系と、を備える光走査装置。
17. 光によって被走査面上を走査する光走査装置であって、
    請求項８に記載の面発光レーザアレイを有する光源と、
    前記光源からの光を偏向する光偏向器と、
    前記光偏向器で偏向された光を被走査面上に集光する走査光学系と、を備える光走査装置。
18. 像担持体と、
    前記像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する請求項１６又は１７に記載の光走査装置と、を備える画像形成装置。
19. 入力される電気信号に応じた光信号を生成する光伝送モジュールであって、
    請求項８に記載の面発光レーザアレイと、
    前記面発光レーザアレイを、前記入力される電気信号に応じて駆動する駆動装置と、を備える光伝送モジュール。
20. 請求項１９に記載の光伝送モジュールと、
    前記光伝送モジュールで生成された光信号を伝達する光伝達媒体と、
    前記光伝達媒体を介した光信号を電気信号に変換する変換器と、を備える光伝送システム。
    

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