(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された第１導電型の第１の半導体多層膜反射鏡と、
前記第１の半導体多層膜反射鏡上に形成された活性領域と、
前記活性領域上に形成された第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡と、
前記第１および第２の半導体多層膜反射鏡の間であって、前記基板の主面と平行な面内において長手方向と短手方向に異方性を有する導電領域が形成された電流狭窄層と、
前記第２の半導体多層膜反射鏡上の光を出射する出射口内に形成され、前記基板の主面と平行な面内において長手方向と短手方向に異方性を有する凸状のレンズ部材とを有し、
前記導電領域の長手方向および短手方向は、前記レンズ部材の長手方向および短手方向にそれぞれ一致し、前記レンズ部材の短手方向の曲率が長手方向の曲率よりも大きい、面発光型半導体レーザ。
【請求項２】
前記レンズ部材の長手方向と短手方向の曲率がそれぞれ異なる、請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項３】
基板と、
前記基板上に形成された第１導電型の第１の半導体多層膜反射鏡と、
前記第１の半導体多層膜反射鏡上に形成された活性領域と、
前記活性領域上に形成された第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡と、
前記第１および第２の半導体多層膜反射鏡の間であって、前記基板の主面と平行な面内において長手方向と短手方向に異方性を有する導電領域が形成された電流狭窄層と、
前記第２の半導体多層膜反射鏡上の光を出射する出射口内に形成され、前記基板の主面と平行な面内において長手方向と短手方向に異方性を有する凸状のレンズ部材とを有し、
前記導電領域の長手方向および短手方向は、前記レンズ部材の長手方向および短手方向にそれぞれ一致し、
前記レンズ部材は、傾斜した側面と当該側面に接続された上面を有する光透過性の絶縁膜であり、
前記電流狭窄層の導電領域の長手方向の幅は、前記レンズ部材の長手方向の幅よりも小さく、前記導電領域の短手方向の幅は、前記レンズ部材の短手方向の幅よりも小さく、前記導電領域の長手方向の縁部の光軸方向に延長した線は、前記レンズ部材の平坦な上面に交差し、前記導電領域の短手方向の縁部の光軸方向に延長した線は、前記レンズ部材の側面に交差する、面発光型半導体レーザ。
【請求項４】
前記第２の半導体多層膜反射鏡上に、当該第２の半導体多層膜反射鏡と電気的に接続される電極が形成され、電極には、基板の主面と平行な面内において長手方向と短手方向に異方性を有する前記出射口が形成される、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５】
前記レンズ部材は、前記出射口内に液状樹脂を滴下して形成される、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６】
前記レンズ部材は、マスクを介して前記絶縁膜をドライエッチングすることにより形成される、請求項３に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項７】
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８】
請求項７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９】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）は、通信装置や画像形成装置の光源に利用されている。典型的な選択酸化型の面発光型半導体レーザは、選択酸化により酸化アパーチャが形成された電流狭窄層を垂直共振器構造内に配置している。酸化アパーチャは、電極から注入された電流を狭窄し、密度の高い電流を活性領域内に注入する働きがある。また、活性領域で発生した光を酸化アパーチャ内外の屈折率差により発光中心に閉じ込める働きを有している。さらに、光軸と垂直な基板面内において、酸化アパーチャの平面形状を楕円形状とすることで、レーザ光の偏光面を酸化アパーチャの長軸方向に制御している。
【０００３】
シングル横モードを維持するため、面発光型半導体レーザの出射口の中に屈折率が異なる２つの絶縁層を形成したり（特許文献１を参照）、出射口の上部ＤＢＲ内に凹レンズを形成して放射角を抑制したり（特許文献２を参照）、出射口に円形のレンズを形成して広がり角を抑制する（特許文献３）、技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１０４２９号
【特許文献２】特開２００５−３４７６０４号
【特許文献３】特開２０００−６７４４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、偏光の制御と広がり角の制御を同時に行うことができる面発光型半導体レーザを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の面発光型半導体レーザは、基板と、前記基板上に形成された第１導電型の第１の半導体多層膜反射鏡と、前記第１の半導体多層膜反射鏡上に形成された活性領域と、前記活性領域上に形成された第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡と、前記第１および第２の半導体多層膜反射鏡の間であって、前記基板の主面と平行な面内において長手方向と短手方向に異方性を有する導電領域が形成された電流狭窄層と、前記第２の半導体多層膜反射鏡上の光を出射する出射口内に形成され、前記基板の主面と平行な面内において長手方向と短手方向に異方性を有する凸状のレンズ部材とを有し、前記導電領域の長手方向および短手方向は、前記レンズ部材の長手方向および短手方向にそれぞれ一致し、前記レンズ部材の短手方向の曲率が長手方向の曲率よりも大きい。
請求項２において、前記レンズ部材の長手方向と短手方向の曲率がそれぞれ異なる。
請求項３に記載の面発光型半導体レーザは、基板と、前記基板上に形成された第１導電型の第１の半導体多層膜反射鏡と、前記第１の半導体多層膜反射鏡上に形成された活性領域と、前記活性領域上に形成された第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡と、前記第１および第２の半導体多層膜反射鏡の間であって、前記基板の主面と平行な面内において長手方向と短手方向に異方性を有する導電領域が形成された電流狭窄層と、前記第２の半導体多層膜反射鏡上の光を出射する出射口内に形成され、前記基板の主面と平行な面内において長手方向と短手方向に異方性を有する凸状のレンズ部材とを有し、前記導電領域の長手方向および短手方向は、前記レンズ部材の長手方向および短手方向にそれぞれ一致し、前記レンズ部材は、傾斜した側面と当該側面に接続された上面を有する光透過性の絶縁膜であり、前記電流狭窄層の導電領域の長手方向の幅は、前記レンズ部材の長手方向の幅よりも小さく、前記導電領域の短手方向の幅は、前記レンズ部材の短手方向の幅よりも小さく、前記導電領域の長手方向の縁部の光軸方向に延長した線は、レンズ部材の平坦な上面に交差し、前記導電領域の短手方向の縁部の光軸方向に延長した線は、レンズ部材の側面に交差する。
請求項４において、前記第２の半導体多層膜反射鏡上に、当該第２の半導体多層膜反射鏡と電気的に接続される電極が形成され、電極には、基板の主面と平行な面内において長手方向と短手方向に異方性を有する前記出射口が形成される。
請求項５において、前記レンズ部材は、前記出射口内に液状樹脂を滴下して形成される。
請求項６において前記レンズ部材は、マスクを介して前記絶縁膜をドライエッチングすることにより形成される。
請求項７に係る面発光型半導体レーザ装置は、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する。
請求項８に係る光伝送装置は、請求項７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る。
請求項９に係る情報処理装置は、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。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１、３によれば、基板の主面と平行な面内において長手方向と短手方向に異方性を有する凸状のレンズ部材を持たない面発光型半導体レーザと比較して、レーザ光の偏光と広がり角を制御することができる。
請求項２によれば、広がり角を曲率に応じて制御することができる。
請求項４によれば、出射口の異方性によりレンズ部材の異方性を制御することができる。
請求項５によれば、液状樹脂の異方性を出射口の形状により制御することができる。
請求項６によれば、半導体プロセスを用いて精度の高いレンズ機能をもつ絶縁膜を形成することができる。
請求項７ないし９によれば、偏光および広がり角が制御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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施例に係る面発光型半導体レーザの概略平面図、Ａ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図２】図２（ａ）は短軸方向のレンズの曲率、図２（ｂ）は長軸方向のレンズの曲率を説明する図である。
【図３】第１の実施例における広がり角の制御を説明する図である。
【図４】第１の実施例の変形例を示す面発光型半導体レーザの概略平面図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る面発光型半導体レーザの概略平面図、Ａ−Ａ線断面図、図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】第２の実施例のレンズの製造方法を説明する図である。
【図７】第２の実施例における短軸方向のレンズの曲率と長軸方向のレンズの曲率を説明する図である。
【図８】第２の実施例における広がり角の制御を説明する図である。
【図９】本実施例の面発光型半導体レーザに光学部品を実装した面発光型半導体レーザ装置の構成を示す概略断面図である。
【図１０】本実施例の面発光型半導体レーザを使用した光源装置の構成例を示す図である。
【図１１】図９に示す面発光型半導体レーザ装置を用いた光伝送装置の構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明では、選択酸化型の面発光型半導体レーザを例示し、面発光型半導体レーザをＶＣＳＥＬと称する。なお、図面のスケールは、発明の特徴を分かり易くするために強調しており、必ずしも実際のデバイスのスケールと同一ではないことに留意すべきである。
【実施例】
【００１０】
図１は、本発明の第１の実施例に係るＶＣＳＥＬの概略平面図、Ａ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図である。本実施例のＶＣＳＥＬ１０は、ｎ型のＧａＡｓ基板１００上に、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を交互に重ねたｎ型の分布ブラック型反射鏡（Distributed Bragg Reflector：以下、ＤＢＲという）１０２、上部および下部スペーサ層に挟まれた量子井戸層を含む活性領域１０４、活性領域１０４上に形成されたＡｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ層を交互に重ねたｐ型の上部ＤＢＲ１０６が積層されている。上部ＤＢＲ１０６の最上層は、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０８が形成され、上部ＤＢＲ１０６の最下層もしくはその内部にｐ型ＡｌＡｓから形成された電流狭窄層１１０が形成される。
【００１１】
上部ＤＢＲ１０６から下部ＤＢＲ１０２に至る半導体層をエッチングすることにより、基板１００上にメサ（柱状構造）Ｍが形成される。メサＭは、好ましくは基板１００の主面と平行な面内において長軸と短軸を有する楕円形状を有している。電流狭窄層１１０は、メサＭの側面で露出され、当該側面から選択的に酸化された酸化領域１１０Ａと酸化領域１１０Ａによって囲まれた導電領域（酸化アパーチャ）１１０Ｂを有する。ＶＣＳＥＬの酸化工程において、ＡｌＡｓ層はＡｌＧａＡｓ層よりも酸化速度が速く、電流狭窄層１１０は、メサＭの側面から内部に向けてほぼ一定の速度で酸化されるため、導電領域１１０Ｂの基板１００の主面と平行な面内の平面形状は、メサＭの外形を反映した楕円形状となり、その楕円形状の長軸および短軸は、メサＭの長軸および短軸に一致する。従って、導電領域１１０Ｂの中心（基板の主面と平行な面内における長軸と短軸の交点）と、メサＭの中心（基板の主面と平行な面内における長軸と短軸との交点）とは一致し、これらの中心は、ＶＣＳＥＬ１０の光軸となる。
【００１２】
コンタクト層１０８上には、ＡｕまたはＡｕ／Ｔｉ等のｐ側電極１１２が形成され、ｐ側電極１１２は、コンタクト層１０８にオーミック接続される。ｐ側電極１１２には、矩形状の開口１１２Ａが形成され、開口１１２Ａの長手方向および短手方向は、メサＭの長軸方向および短軸方向に一致し、開口１１２Ａの対角線の交点は、ほぼ光軸上にある。この開口１１２Ａは、レーザ光が出射される出射口となる。基板１００の裏面には、ｎ側電極１１４が形成されている。
【００１３】
本実施例において特徴的なことは、ｐ側電極１１２の出射口１１２Ａ内に全体的にほぼ丸みをを帯びた凸状のレンズ１２０が形成されることである。レンズ１２０は、好ましくは、出射口１１２Ａ内に、インクジェットなどの方式を用いて液状樹脂を塗布し、表面張力で全体的に球状となったものを、熱処理やＵＶ照射などで硬化させて形成される。液状樹脂として、例えば、アクリル系、エポキシ系などの樹脂を用いることができ、体積収縮率の少ないエポキシ系を用いた方がバラツキを抑制することができる。
【００１４】
図２（ａ）は短軸方向（図１のＡ−Ａ線方向）のレンズの曲率、図２（ｂ）は長軸方向(図１のＢ−Ｂ線方向)のレンズの曲率を説明する図である。出射口１１２Ａの平面形状は、長手方向と短手方向の幅を異にした長方形であり、短手方向の幅をＤＡ、長手方向の幅をＤＢで示している。導電領域１１０Ｂの短軸の幅をＤａ、長軸の幅をＤｂとすると、ＤＡ＞Ｄａ、ＤＢ＞Ｄｂの関係にある。出射口１１２Ａに塗布された液状樹脂は、ＤＡ＜ＤＢの関係の表面張力により、レンズ１２０の短手方向の屈折力（パワー）がレンズ１２０の長手方向の屈折力（パワー）よりも大きくなる。すなわち、レンズ１２０の短手方向の曲率がその長手方向の曲率よりも大きくなる。
【００１５】
図２（ａ）において、導電領域１１０Ｂの短軸方向の縁部を光軸方向に延長した線Ｐとレンズ１２０の表面との交点における曲率Ｃａ（１／曲率半径）と、図２（ｂ）において、導電領域１１０の長軸方向の縁部を光軸方向に延長した線Ｑとレンズの表面との交点における曲率Ｃｂ（１／曲率半径）とを比較すると、Ｃａ＞Ｃｂの関係にある。
【００１６】
レンズ１２０の曲率Ｃａは、図２（ｃ）に示すように、レンズの短手方向の幅（出射口１１２Ａの幅ＤＡ）および／またはレンズを構成する樹脂の粘度によって制御することができる。図２（ｃ）の縦軸は、ＦＦＰ（光軸）の方向、横軸は、レンズの短手方向の幅（または出射口の幅ＤＡ）である。レンズを構成する樹脂の粘度が、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３の順序で高くなる場合、線Ｐがレンズ１２０と交差するときの曲率Ｃａは、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３のように可変することができる。また、同一の樹脂であっても、レンズの短手方向の幅が異なれば、言い換えれば、導電領域の幅Ｄａと差が異なれば、線Ｐがレンズ１２０と交差するときの曲率Ｃａを可変することができる。従って、樹脂の粘度と幅Ｄａと幅ＤＡの差分を適切な値に選択することで、レンズ１２０の所望の曲率Ｃａを得ることができる。
【００１７】
下部ＤＢＲ１０２および上部ＤＢＲ１０６は、基板上に垂直共振器を構成する。ｐ側電極１１２およびｎ側電極１１４間に順方向の駆動電流が印加されると、活性領域１０４で発生した光が垂直共振器で増幅され、出射口１１２Ａからシングル横モードのレーザ光が出射される。レーザ光は、楕円形状の導電領域１１０Ｂにより、主として長軸方向に偏光が制御される。また、レーザ光の広がり角は、導電領域１１０Ｂの長軸方向よりも短軸方向において大きくなるが、レンズ１２０の短軸方向の曲率が長軸方向の曲率よりも大きいため、短軸方向の広がり角が抑制される。図３に示すように、導電領域１１０Ｂの短軸方向のレーザ光Ｌａの広がり角をθａ、長軸方向のレーザ光Ｌｂの広がり角をθｂ（θａ＞θｂ）とすると、レーザ光Ｌａは、レンズ１２０の曲率Ｃａによって光軸側に向けて屈折されるが、この屈折の度合いは、レーザ光Ｌｂがレンズ１２０の曲率Ｃｂによって光軸側に向けて屈折される度合いよりも大きくなる。このため、ＶＣＳＥＬ１０から出射されるレーザ光ＬａとＬｂの広がり角の差は小さくなり、結果として、広がり角は二次元的には円に近づき、ビーム形状が真円に近くなる。このように本実施例では、ＶＣＳＥＬのレーザ光の偏光を制御するとともに広がり角の制御を同時に独立して行うことができる。
【００１８】
図４は、第１の実施例の変形例を示す平面図である。図１に示す例では、ｐ側電極１１２の出射口１１２Ｂを長方形としたが、本例では、他の異方性のある形状として、出射口１１２Ｂの平面形状を楕円形状にしている。出射口１１２Ｂの長軸と短軸は、メサＭおよび導電領域１１０Ｂの長軸と短軸の方向にそれぞれほぼ一致する。出射口１１２Ｂを楕円形状とすることで、長軸から短軸にわたるレンズの曲率の変化をより滑らかにすることができる。
【００１９】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図５は、第２の実施例に係るＶＣＳＥＬの概略平面図、Ａ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図であり、図１と同一構成については同一参照番号を付してある。第２の実施例では、第１の実施例とレンズの構成を異にする。第２の実施例のレンズ１３０は、断面が台形状となる矩形状に構成されている。このレンズ１３０は、図６（ｂ）に示すように、平坦な上面１３２、上面１３２と対向する平坦な底面１３４、上面１３２および底面１３４を連結する４つの側面１３６とを有している。側面１３６は、直線状または曲面状に傾斜し、この傾斜は、後述するようにレーザ光を屈折する面として機能する。
【００２０】
レンズ１３０は、好ましくはＳｉＮ等の絶縁膜から形成される。図６(ａ)に示すように、コンタクト層１０８上にｐ側電極１１２のパターンを形成した後、これらを覆うように一定の膜厚でＳｉＮ膜１４０を形成し、次いで、レンズ１３０を形成する領域を覆うようにレジストパターンＲを形成する。次に、ＳＦ６およびＯ２を用いてレジストパターンＲをマスクに用いてＳｉＮ膜１４０を一定時間、ドライエッチングを行う。このドライエッチングによりレジスタパターンＲの側壁が徐々に後退するようにエッチングされていき、これに伴い、ＳｉＮ膜１４０の側壁がテーパ形状をもつようにエッチングされ、最終的に、図６（ｂ）に示すような側壁にテーパが形成されたレンズ１３０を得ることができる。
【００２１】
図７（ａ）、（ｂ）は、短手方向と長手方向のレーザ光の広がり角の制御を説明する図である。図７（ａ）に示すように、レンズ１３０の短手方向の幅は、出射口１１２Ａの短手方向の幅ＤＡにほぼ一致している。導電領域１１０Ｂの短軸の縁部を光軸方向に延長した線Ｐは、レンズ１３０のテーパ状の側壁１３６と交差する。他方、図７（ｂ）に示すように、レンズ１３０の長手方向の幅は、出射口１１２Ａの長手方向の幅ＤＢにほぼ一致している。導電領域１１０Ｂの長軸の縁部を光軸方向に延長した線Ｑは、レンズ１３０の平坦な上面１３２と交差する。
【００２２】
図８に示すように、導電領域１１０Ｂの短軸方向のレーザ光Ｌａの広がり角をθａ、長軸方向のレーザ光Ｌｂの広がり角をθｂ（θａ＞θｂ）とすると、短軸方向のレーザ光Ｌａは、レンズ１３０のテーパ状の側面１３６に入射することによって光軸側に向けて屈折され、その広がり角θａが小さくなるように制御される。他方、長軸方向のレーザ光Ｌｂは、レンズ１３０の平坦な上面１３２に入射されるため、その広がり角θｂは、ほとんど変わらない。このため、レーザ光ＬａとＬｂの広がり角の差は小さくなり、ビーム形状が真円に近くなる。第２の実施例では、レンズ１３０を半導体プロセスを用いることで、レンズ１３０を再現性よく高精度で製造することができる。
【００２３】
第１および第２の実施例で説明したＶＣＳＥＬの好ましい構成とその製造工程を例示する。ＶＣＳＥＬの製造は、有機金属気相成長(ＭＯＣＶＤ)法を用いて行われ、ｎ型のＧａＡｓ基板１００上に、キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3のＡｌ0.9Ｇａ0.1ＡｓとＡｌ0.12Ｇａ0.88Ａｓとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の１／４となるように交互に４０．５周期積層したｎ型の下部ＤＢＲ１０２、アンドープ下部Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓスぺーサー層、アンドープ量子井戸活性領域(膜厚７０ｎｍＧａＡｓ量子井戸層３層と膜厚５０ｎｍＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ障壁層４層、アンドープ上部Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓスぺーサー層で構成された活性領域１０４、キャリア濃度が２×１０18ｃｍ-3のｐ型のＡｌ0.9Ｇａ0.1ＡｓとＡｌ0.12Ｇａ0.88Ａｓとをそれぞれの膜厚が媒質内波長の１／４となるように交互に３０周期積層したｐ型の上部ＤＢＲ１０６が積層して形成される。上部ＤＢＲ１０６には、ｐ型のＡｌＡｓからなる電流狭窄層１１０が活性領域１０４の近傍に挿入され、上部ＤＢＲ１０６の最上層にキャリア濃度１×１０19ｃｍ-3のｐ型のＧａＡｓコンタクト層１０８が形成される。
【００２４】
次に、基板上の半導体層は、公知のフォトリソ工程を用いてエッチングされ、基板上に楕円状のメサＭが形成される。次に、酸化処理を行い、電流狭窄層１１０内に酸化領域１１０Ａとこれによって囲まれた導電領域１１０Ｂに形成する。導電領域１１０Ｂの長軸方向の径は、シングルモードとなる大きさ、例えば４μｍ以下に設定される。
【００２５】
次に、リフトオフ工程により、上部ＤＢＲ１０６上に環状のｐ側電極１１２が形成される。但し、ｐ側電極１１２は、メサＭを形成する前にコンタクト層１０８上に形成しておいてもよい。次に、ｐ側電極１１２の出射口１１２Ａ内にレンズ１２０が形成される。また、第２の実施例であれば、メサを含む基板全面にＳｉＮ膜１４０を形成し、ＳｉＮ膜１４０をエッチングし、出射口１１２Ａ内にレンズ１３０を形成する。そして、基板の裏面にｎ側電極１１４を形成することで、図１または図５に示すようなＶＣＳＥＬを得ることができる。
【００２６】
上記の例では、メサＭを楕円形状にする例を示したが、メサＭは、楕円形状に限らず、他の異方性のある形状、例えば、長手方向と短手方向の幅が異なる矩形形状やひし形形状などであってもよい。さらに第２の実施例では、ＳｉＮ膜を用いてレンズ１３０を形成したが、他の光透過性のある絶縁膜、例えばＳｉＯＮ等を用いてもよい。さらに上記実施例では、ＡｌＧａＡｓ系のＶＣＳＥＬを例示したが、他のＩＩＩ−Ｖ族の化合物半導体を用いたＶＣＳＥＬであってもよい。さらに、上記実施例では、シングルスポットのＶＣＳＥＬを例示したが、基板上に多数のメサ（発光部）が形成されたマルチスポットのＶＣＳＥＬあるいはＶＣＳＥＬアレイであってもよい。
【００２７】
次に、本実施例のＶＣＳＥＬを利用した面発光型半導体レーザ装置、光情報処理装置および光伝送装置について図面を参照して説明する。図９（ａ）は、ＶＣＳＥＬと光学部品を実装（パッケージ）した面発光型半導体レーザ装置の構成を示す断面図である。面発光型半導体レーザ装置３００は、ＶＣＳＥＬが形成されたチップ３１０を、導電性接着剤３２０を介して円盤状の金属ステム３３０上に固定する。導電性のリード３４０、３４２は、ステム３３０に形成された貫通孔（図示省略）内に挿入され、一方のリード３４０は、ＶＣＳＥＬのｎ側電極に電気的に接続され、他方のリード３４２は、ｐ側電極に電気的に接続される。
【００２８】
チップ３１０を含むステム３３０上に矩形状の中空のキャップ３５０が固定され、キャップ３５０の中央の開口３５２内にボールレンズ３６０が固定されている。ボールレンズ３６０の光軸は、チップ３１０のほぼ中心と一致するように位置決めされる。リード３４０、３４２間に順方向の電圧が印加されると、チップ３１０から垂直方向にレーザ光が出射される。チップ３１０とボールレンズ３６０との距離は、チップ３１０からのレーザ光の広がり角θ内にボールレンズ３６０が含まれるように調整される。また、キャップ内に、ＶＣＳＥＬの発光状態をモニターするための受光素子や温度センサを含ませるようにしてもよい。
【００２９】
図９（ｂ）は、他の面発光型半導体レーザ装置の構成を示す図であり、同図に示す面発光型半導体レーザ装置３０２は、ボールレンズ３６０を用いる代わりに、キャップ３５０の中央の開口３５２内に平板ガラス３６２を固定している。平板ガラス３６２の中心は、チップ３１０のほぼ中心と一致するように位置決めされる。チップ３１０と平板ガラス３６２との距離は、平板ガラス３６２の開口径がチップ３１０からのレーザ光の広がり角度θ以上になるように調整される。
【００３０】
図１０は、ＶＣＳＥＬを光情報処理装置の光源に適用した例を示す図である。光情報処理装置３７０は、図９（ａ）または図９（ｂ）のようにＶＣＳＥＬを実装した面発光型半導体レーザ装置３００または３０２からのレーザ光を入射するコリメータレンズ３７２、一定の速度で回転し、コリメータレンズ３７２からの光線束を一定の広がり角で反射するポリゴンミラー３７４、ポリゴンミラー３７４からのレーザ光を入射し反射ミラー３７８を照射するｆθレンズ３７６、ライン状の反射ミラー３７８、反射ミラー３７８からの反射光に基づき潜像を形成する感光体ドラム(記録媒体)３８０を備えている。このように、ＶＣＳＥＬからのレーザ光を感光体ドラム上に集光する光学系と、集光されたレーザ光を光体ドラム上で走査する機構とを備えた複写機やプリンタなど、光情報処理装置の光源として利用することができる。
【００３１】
図１１は、図９（ａ）に示す面発光型半導体レーザ装置を光伝送装置に適用したときの構成を示す断面図である。光伝送装置４００は、ステム３３０に固定された円筒状の筐体４１０、筐体４１０の端面に一体に形成されたスリーブ４２０、スリーブ４２０の開口４２２内に保持されるフェルール４３０、およびフェルール４３０によって保持される光ファイバ４４０を含んで構成される。ステム３３０の円周方向に形成されたフランジ３３２には、筐体４１０の端部が固定される。フェルール４３０は、スリーブ４２０の開口４２２に正確に位置決めされ、光ファイバ４４０の光軸がボールレンズ３６０の光軸に整合される。フェルール４３０の貫通孔４３２内に光ファイバ４４０の芯線が保持されている。
【００３２】
チップ３１０の表面から出射されたレーザ光は、ボールレンズ３６０によって集光され、集光された光は、光ファイバ４４０の芯線に入射され、送信される。上記例ではボールレンズ３６０を用いているが、これ以外にも両凸レンズや平凸レンズ等の他のレンズを用いることができる。さらに、光伝送装置４００は、リード３４０、３４２に電気信号を印加するための駆動回路を含むものであってもよい。さらに、光伝送装置４００は、光ファイバ４４０を介して光信号を受信するための受信機能を含むものであってもよい。
【００３３】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０：ＶＣＳＥＬ
１００：基板
１０２：下部ＤＢＲ
１０４：活性領域
１０６：上部ＤＢＲ
１０８：コンタクト層
１１０：電流狭窄層
１１０Ａ：酸化領域
１１０Ｂ：導電領域
１１２：ｐ側電極
１１２Ａ：出射口
１１４：ｎ側電極
１２０、１３０：レンズ
１４０：ＳｉＮ膜
Ｍ：メサ
Ｃａ、Ｃｂ：曲率
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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