(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、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第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共振器延長領域と、
前記共振器延長領域上に形成された活性領域と、
前記活性領域域上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡とを有し、
前記第１の半導体多層膜反射鏡、前記共振器延長領域、前記活性領域および前記第２の半導体多層膜反射鏡によって規定される共振器の長さが発振波長よりも大きく、かつ前記共振器の反射帯域内に少なくとも２つの共振波長を含み、
前記共振波長での反射率の小さい方の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差は、共振波長での反射率が大きい方の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差よりも小さく、
前記反射率の小さい方の半導体多層膜反射鏡には、反射率が９９％以上の共振波長が１つだけ存在し、かつ他の共振波長の反射率は９９％未満である、面発光型半導体レーザ。
【請求項２】
基板と、
前記基板上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第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共振器延長領域と、
前記共振器延長領域上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡とを有し、
前記第１の半導体多層膜反射鏡、前記活性領域、前記共振器延長領域、および前記第２の半導体多層膜反射鏡によって規定される共振器の長さが発振波長よりも大きく、かつ前記共振器の反射帯域内に少なくとも２つの共振波長を含み、
前記共振波長での反射率の小さい方の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差は、共振波長での反射率が大きい方の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差よりも小さく、
前記反射率の小さい方の半導体多層膜反射鏡には、反射率が９９％以上の共振波長が１つだけ存在し、かつ他の共振波長の反射率は９９％未満である、面発光型半導体レーザ。
【請求項３】
前記他の共振波長は発振されない、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】
基板と、
前記基板上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第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共振器延長領域と、
前記共振器延長領域上に形成された活性領域と、
前記活性領域域上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡とを有し、
前記第１の半導体多層膜反射鏡、前記共振器延長領域、前記活性領域および前記第２の半導体多層膜反射鏡によって規定される共振器の長さが発振波長よりも大きく、かつ前記共振器の反射帯域内に少なくとも２つの共振波長を含み、
前記共振波長での反射率が小さい方の半導体多層膜反射鏡は、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第３の半導体多層膜反射鏡と、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第４の半導体多層膜反射鏡を有し、前記第３の半導体多層膜反射鏡は、前記第４の半導体多層膜反射鏡よりも前記活性領域から離れた位置にあり、
第３の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差は、第４の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差よりも小さく、
前記反射率の小さい方の半導体多層膜反射鏡には、反射率が９９％以上の共振波長が１つだけ存在し、かつ他の共振波長の反射率は９９％未満である、面発光型半導体レーザ。
【請求項５】
基板と、
前記基板上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第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共振器延長領域と、
前記共振器延長領域上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡とを有し、
前記第１の半導体多層膜反射鏡、前記共振器延長領域、前記活性領域および前記第２の半導体多層膜反射鏡によって規定される共振器の長さが発振波長よりも大きく、かつ前記共振器の反射帯域内に少なくとも２つの共振波長を含み、
前記共振波長での反射率が小さい方の半導体多層膜反射鏡は、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第３の半導体多層膜反射鏡と、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第４の半導体多層膜反射鏡を有し、前記第３の半導体多層膜反射鏡は、前記第４の半導体多層膜反射鏡よりも前記活性領域から離れた位置にあり、
第３の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差は、第４の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差よりも小さく、
前記反射率の小さい方の半導体多層膜反射鏡には、反射率が９９％以上の共振波長が１つだけ存在し、かつ他の共振波長の反射率は９９％未満である、面発光型半導体レーザ。
【請求項６】
前記第３の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差は、前記活性領域と前記共振器延長領域を挟んだ反対側の前記第１の半導体多層膜反射鏡及び前記第２の半導体多層膜反射鏡のうちで前記共振波長での反射率が大きい方の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差よりも小さい、請求項４または５に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項７】
前記活性領域は、１つまたは２つの量子井戸層を含む、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】
前記共振器延長領域は、前記第１の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の範囲内の屈折率を有する第１導電型の単一もしくは複数の半導体層である、請求項１または４に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項９】
前記共振器延長領域は、前記第２の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の範囲内の屈折率を有する第２導電型の単一もしくは複数の半導体層である、請求項２または５に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項１０】
請求項１ないし９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、
を備えた面発光型半導体レーザ装置。
【請求項１１】
請求項１０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１２】
請求項１ないし１１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。このような光源に利用される面発光型半導体レーザとっては、単一横モードにおいて光出力やＥＳＤ（Electro Static Discharge）耐性を向上させ、他方、抵抗値や放熱性を低減させることで、素子の寿命を延ばすことが要求されている。
【０００３】
選択酸化型の面発光型半導体レーザでは、電流狭窄層の酸化アパーチャ径を約３ミクロン程度にまで小さくすることで単一横モードを得ているが、酸化アパーチャ径を小さくすれば、素子の抵抗が高くなり、発熱温度も高くなり、これが要因となって寿命が短くなる。また、酸化アパーチャ径を小さくすれば、光出力も小さくなってしまう。面発光型半導体レーザの高光出力および長寿命を実現するための１つの方法に、共振器長を長くすることが考えられている。長共振器の面発光型半導体レーザは、典型的に、共振器長を３〜４ミクロン程度（発振波長の１０倍ないし２０倍程度）長くしたキャビティを備えている。共振器長が長くなると、広がり角が小さい基本横モードと広がり角が大きい高次横モードとの間の光学的損失の差が大きくなり、その結果、酸化アパーチャ径を大きくしても単一横モードを得ることができる。長共振器の面発光型半導体レーザであれば、酸化アパーチャ径を８ミクロン程度まで大きくすることが可能であり、光出力も５ｍＷぐらいまで高くすることが可能である。
【０００４】
例えば、非特許文献１や２は、長いモノリシックなキャビティを用いた選択酸化型の長共振器の面発光型半導体レーザを開示している。また、特許文献３は、ミラー間に空洞の延長領域を介在させた長共振器の面発光型半導体レーザを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】H. J. Unoid, el al, ”Improving Single-Mode VCSEL performance by Introducing a Long Monolithic Cavity”, IEEE, PHOTONICS TECHNOLOGIES LETTERS, VOL. 12, NO. 8, AUGUST 2000
【非特許文献２】S. W. Z. Mahmoud, “Analysis of longitudinal mode wave guiding in vertical-cavity surface-emitting lasers with long monolithic cavity”, APPLIED PHYSICS LETTERS, VOL. 78, NUMERE 5
【特許文献１】特開２００５−１２９９６０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、安定したレーザ発振をする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】
【０００７】
請求項１に係る面発光型半導体レーザは、基板と、前記基板上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第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共振器延長領域と、前記共振器延長領域上に形成された活性領域と、前記活性領域域上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡とを有し、前記第１の半導体多層膜反射鏡、前記共振器延長領域、前記活性領域および前記第２の半導体多層膜反射鏡によって規定される共振器の長さが発振波長よりも大きく、かつ前記共振器の反射帯域内に少なくとも２つの共振波長を含み、
前記共振波長での反射率の小さい方の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差は、共振波長での反射率が大きい方の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差よりも小さく、前記反射率の小さい方の半導体多層膜反射鏡には、反射率が９９％以上の共振波長が１つだけ存在し、かつ他の共振波長の反射率は９９％未満である。
請求項２に係る面発光型半導体レーザは、基板と、前記基板上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第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共振器延長領域と、前記共振器延長領域上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡とを有し、前記第１の半導体多層膜反射鏡、前記活性領域、前記共振器延長領域、および前記第２の半導体多層膜反射鏡によって規定される共振器の長さが発振波長よりも大きく、かつ前記共振器の反射帯域内に少なくとも２つの共振波長を含み、前記共振波長での反射率の小さい方の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差は、共振波長での反射率が大きい方の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差よりも小さく、前記反射率の小さい方の半導体多層膜反射鏡には、反射率が９９％以上の共振波長が１つだけ存在し、かつ他の共振波長の反射率は９９％未満である。
請求項３において、前記他の共振波長は発振されない。
請求項４に係る面発光型半導体レーザは、基板と、前記基板上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第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共振器延長領域と、前記共振器延長領域上に形成された活性領域と、前記活性領域域上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡とを有し、前記第１の半導体多層膜反射鏡、前記共振器延長領域、前記活性領域および前記第２の半導体多層膜反射鏡によって規定される共振器の長さが発振波長よりも大きく、かつ前記共振器の反射帯域内に少なくとも２つの共振波長を含み、前記共振波長での反射率が小さい方の半導体多層膜反射鏡は、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第３の半導体多層膜反射鏡と、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第４の半導体多層膜反射鏡を有し、前記第３の半導体多層膜反射鏡は、前記第４の半導体多層膜反射鏡よりも前記活性領域から離れた位置にあり、第３の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差は、第４の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差よりも小さく、前記反射率の小さい方の半導体多層膜反射鏡には、反射率が９９％以上の共振波長が１つだけ存在し、かつ他の共振波長の反射率は９９％未満である。
請求項５に係る面発光型半導体レーザは、基板と、前記基板上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第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共振器延長領域と、前記共振器延長領域上に形成され、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡とを有し、前記第１の半導体多層膜反射鏡、前記共振器延長領域、前記活性領域および前記第２の半導体多層膜反射鏡によって規定される共振器の長さが発振波長よりも大きく、かつ前記共振器の反射帯域内に少なくとも２つの共振波長を含み、前記共振波長での反射率が小さい方の半導体多層膜反射鏡は、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第３の半導体多層膜反射鏡と、相対的に屈折率が高い高屈折率層と屈折率が低い低屈折率層の対を積層した第４の半導体多層膜反射鏡を有し、前記第３の半導体多層膜反射鏡は、前記第４の半導体多層膜反射鏡よりも前記活性領域から離れた位置にあり、第３の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差は、第４の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差よりも小さく、前記反射率の小さい方の半導体多層膜反射鏡には、反射率が９９％以上の共振波長が１つだけ存在し、かつ他の共振波長の反射率は９９％未満である。
請求項６において、前記第３の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差は、前記活性領域と前記共振器延長領域を挟んだ反対側の前記第１の半導体多層膜反射鏡及び前記第２の半導体多層膜反射鏡のうちで前記共振波長での反射率が大きい方の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の屈折率差よりも小さい。
請求項７において、前記活性領域は、１つまたは２つの量子井戸層を含む。
請求項８において、前記共振器延長領域は、前記第１の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の範囲内の屈折率を有する第１導電型の単一もしくは複数の半導体層である。
請求項９において、前記共振器延長領域は、前記第２の半導体多層膜反射鏡の高屈折率層と低屈折率層の範囲内の屈折率を有する第２導電型の単一もしくは複数の半導体層である。
請求項１０に係る面発光型半導体レーザ装置は、請求項１ないし９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１１に係る光伝送装置は、請求項１０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１２に係る情報処理装置は、請求項１ないし１１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】
【０００８】
請求項１によれば、本構成を持たない面発光型半導体レーザと比べて、縦モードのスイッチングを抑制した単一横モードのレーザ発振を得ることができる。
請求項２によれば、本構成を持たない面発光型半導体レーザと比べて、縦モードのスイッチングを抑制した単一横モードのレーザ発振を得ることができる。
請求項３によれば、所望の共振波長の単一横モード発振を得ることができる。
請求項４によれば、本構成を持たない面発光型半導体レーザと比べて、縦モードのスイッチングを抑制した単一横モードのレーザ発振を得ることができる。
請求項５によれば、本構成を持たない面発光型半導体レーザと比べて、縦モードのスイッチングを抑制した単一横モードのレーザ発振を得ることができる。
請求項６によれば、単一横モードにおけるレーザ発振を安定化させることができる。
請求項４、５によれば、共振波長間のスペクトル波長差が小さくなるのを抑え、他の共振波長へのスイッチングを抑制することができる。
請求項７によれば、所望の共振波長以外の他の共振波長の発振を効果的に抑制することができる。
請求項８によれば、モノリシックな層を一連の半導体プロセスで形成することができる。
請求項９ないし１２によれば、レーザ発振が安定化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】
【０００９】
【図１Ａ】本発明の第１の実施例に係る長共振器ＶＣＳＥＬの概略断面図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施例の変形例に係る長共振器ＶＣＳＥＬの概略断面図である。
【図２】通常のＶＣＳＥＬと長共振器ＶＣＳＥＬの共振波長の関係を説明する図である。
【図３】ＤＢＲの屈折率差と反射帯域との関係を説明するグラフである。
【図４】本発明の第１の実施例に係る長共振器ＶＣＳＥＬの上部ＤＢＲと下部ＤＢＲの反射帯域と共振波長との関係を説明する図である。
【図５】サイド縦モードの共振波長の反射率が低下したときに発振が抑制されることを説明するグラフである。
【図６Ａ】本発明の第２の実施例に係る長共振器ＶＣＳＥＬの概略断面図である。
【図６Ｂ】本発明の第２の実施例の変形例に係る長共振器ＶＣＳＥＬの概略断面図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係る長共振器ＶＣＳＥＬの上部ＤＢＲの反射帯域を示すグラフである。
【図８】本発明の第３の実施例に係る長共振器ＶＣＳＥＬの量子井戸数としきい値電流との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例に係る長共振器ＶＣＳＥＬの共振器延長領域の変形例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に光学部材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１１】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１２】図１０Ａ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】
【００１０】
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】
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施例に係るＶＣＳＥＬの概略断面図である。同図に示すように、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型の下部分布ブラック型反射鏡（Distributed Bragg Reflector：以下、ＤＢＲという）１０２、下部ＤＢＲ１０２上に形成された、共振器長を延長する共振器延長領域１０４、共振器延長領域１０４上に形成された、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１０６、活性領域１０６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ＤＢＲ１０８を積層している。
【００１２】
ｎ型の下部ＤＢＲ１０２は、Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層とのペアの複数層積層体で、各層の厚さはλ／４ｎｒ（但し、λは発振波長、ｎｒは媒質の屈折率）であり、これらを交互に４０周期で積層してある。ｎ型不純物であるシリコンをドーピングした後のキャリア濃度は、例えば、３×１０18ｃｍ-3である。
【００１３】
本実施例のＶＣＳＥＬ１０は、長共振器構造を有しており、そのために、下部ＤＢＲ１０２上に共振器延長領域１０４を備えている。共振器延長領域１０４の膜厚は、３ないし４ミクロン程度であり、ここでは、発振波長をλとしたとき、光学的膜厚は１６λである。通常のＶＣＳＥＬは、共振器延長領域１０４を備えておらず、下部ＤＢＲ１０２上に活性領域１０６が形成される。この共振器延長領域１０４は、空洞延長領域またはキャビティスペースとして参照され得る。
【００１４】
共振器延長領域１０４は、一連のエピタキシャル成長により形成されたモノリシックな層である。従って、共振器延長領域１０４は、ＧａＡｓ基板と格子定数が一致しまたは整合するような、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓまたはＡｌＡｓから構成される。共振器延長領域１０４がＡｌＧａＡｓから構成される場合、Ａｌ組成は、下部ＤＢＲ１０２のＡｌ組成の範囲０．３〜０．９内で選択される。言い換えれば、共振器延長領域１０４の屈折率は、下部ＤＢＲ１０２のＡｌ組成が低い高屈折率層とＡｌ組成が高い低屈折率の間にある。また、共振器延長領域１０４は、素子の電気的抵抗を低減するようにｎ型であることが望ましいが、不純物による光の吸収を抑制するために不純物濃度を低くしたり、あるいは不純物が注入されていないｉ型（真性）であってもよい。後者の場合、キャリアは、電界ドリフトによって活性領域内に注入される。
【００１５】
活性領域１０６の下部スペーサ層は、アンドープのＡｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ層であり、量子井戸活性層は、アンドープＡｌ0.１１Ｇａ0.８９Ａｓ量子井戸層およびアンドープのＡｌ0.３Ｇａ0.７Ａｓ障壁層であり、上部スペーサ層は、アンドープのＡｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ層である。
【００１６】
ｐ型の上部ＤＢＲ１０８は、ｐ型のＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とＡｌ0.４Ｇａ0.６Ａｓ層との積層体で、各層の厚さはλ／４ｎｒであり、これらを交互に２９周期積層してある。ｐ型不純物であるカーボンをドーピングした後のキャリア濃度は、例えば、３×１０18ｃｍ-3である。好ましくは、上部ＤＢＲ１０８の最上層には、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０８Ａが形成され、上部ＤＢＲ１０８の最下層もしくはその内部には、ｐ型ＡｌＡｓの電流狭窄層１１０が形成される。後述するように、上部ＤＢＲ１０８は、下部ＤＢＲ１０２と比べて、ペアの一方の層のＡｌ組成を異にしている。
【００１７】
上部ＤＢＲ１０８から下部ＤＢＲ１０２に至るまで半導体層をエッチングすることにより、基板１００上に円筒状のメサ（柱状構造）Ｍが形成される。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、酸化領域１１０Ａ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。このため、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の外形を反映した円形状となり、その中心は、メサＭの軸方向の光軸とほぼ一致する。長共振器のＶＣＳＥＬ１０では、基本横モードを得るために、通常のＶＣＳＥＬと比べて導電領域１１０Ｂの径を大きくすることができ、例えば、導電領域１１０Ｂの径を７ないし８ミクロン程度まで大きくすることができる。
【００１８】
メサＭの最上層には、Ｔｉ／Ａｕなどを積層した金属製の環状のｐ側電極１１２が形成され、ｐ側電極１１２は、上部ＤＢＲ１０８のコンタクト層にオーミック接続される。ｐ側電極１１２には、円形状の開口すなわち光を出射する光出射口１１２Ａが形成される。光出射口１１２Ａの中心は、メサＭの光軸に一致する。さらに基板１００の裏面には、ｎ側電極１１４が形成される。
【００１９】
次に、本実施例の長共振器のＶＣＳＥＬの原理について説明する。図２は、通常のＶＣＳＥＬと長共振器のＶＣＳＥＬの共振波長を対比する図である。図３は、ＤＢＲの屈折率差（ここではＡｌ組成の差）と反射帯域との関係を示すグラフである。図４は、本発明の第１の実施例に係る長共振器のＶＣＳＥＬの上部ＤＢＲおよび下部ＤＢＲの反射帯域と共振波長の関係を示す図である。これらのグラフに示されたものは、ＤＢＲを構成するペアの反射プロファイルから計算により求めたものである。
【００２０】
図２の上段のグラフは、通常のＶＣＳＥＬ、すなわち本実施例のような共振器延長領域１０４をもたないＶＣＳＥＬのＤＢＲの反射帯域を示している。縦軸は、反射率であり、横軸は、波長である。通常のＶＣＳＥＬは、単一横モードで動作するとき、共振器長が短いので、１つの共振波長、すなわち１つの縦モードを有する。図の例では、約７８０ｎｍの共振波長が生じていることを示している。図２の下段のグラフは、長共振器のＶＣＳＥＬのＤＢＲの共振波長を示している。長共振器のＶＣＳＥＬでは、共振器長を長くするため、複数の共振波長が発生し、発生する共振波長の数は、共振器長の大きさに比例する。図の例では、約７６０ｎｍ、７８０ｎｍ、および７９７ｎｍの３つの共振波長が生じていることを示している。このため、長共振器のＶＣＳＥＬでは、動作電流の変動などに伴い共振波長のスイッチング（縦モードのスイッチング）が生じ易く、ＩＬ特性にキンクを発生させることがある。また、波長のスイッチングは、ＶＣＳＥＬの高速変調に適合しない。
【００２１】
図３の上段のグラフは、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層とＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層のペアを２４ペア積層したときの反射帯域を示し、下段のグラフでは、Ａｌ0.６Ｇａ0.４Ａｓ層とＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層のペアを４７ペア積層したときの反射帯域を示している。上段に示すＤＢＲは、下段に示すＤＢＲと比較して、ペアの屈折率差（Ａｌ組成の差）が大きいため、７５０ｎｍから８１０ｎｍまでの広範囲で反射率が約９５％を越えている。そして、９５％を越える反射帯域には、３つの共振波長λｓ１、λｃ、λｓ２（破線で示す位置）が生じている。但し、ＶＣＳＥＬの共振器として利用するには、少なくとも９９％以上の反射率が必要である。下段に示すＤＢＲは、上段のものよりもペアの屈折率差が小さいため、約９５％以上の反射率の帯域は、７７０ｎｍ〜７９０ｎｍとなり、反射帯域が狭くなっていることが分かる。
【００２２】
図４の上段のグラフは、図１に示すＶＣＳＥＬのｐ型の上部ＤＢＲ１０８の反射帯域を示し、図４の下段のグラフは、そのｎ型の下部ＤＢＲ１０２の反射帯域を示している。上部ＤＢＲ１０６は、ペアのＡｌ組成がそれぞれ４０％と９０％であり、下部ＤＢＲ１０２のペアのＡｌ組成はそれぞれ３０％と９０％であり、上部ＤＢＲのペアの屈折率差は、下部ＤＢＲのペアの屈折率差よりも小さい。従って、上部ＤＢＲ１０８において、共振器として利用し得る、約９９％を超える反射率の帯域は、約７７０ｎｍ〜７９０ｎｍとなり、下部ＤＢＲにおけるその反射率の帯域（約７６０ｎｍ〜８００ｎｍ）よりも狭くなる。このように、本実施例では、上部ＤＢＲ１０８の共振器として利用し得る反射帯域を下部ＤＢＲ１０２のそれに比べて狭くすることで、長共振器のＶＣＳＥＬに特有の縦モードのスイッチングを抑制する。
【００２３】
図３の上段に示すようなＤＢＲを長共振器のＶＣＳＥＬの上部ＤＢＲに用いたとき、センターの共振波長λｃは、両サイドの共振波長λｓ１、λｓ２のほぼ中間にあり、センター共振波長λｃとサイドの共振波長λｓ１、ｓ２のスペクトル波長差は、１６．３４ｎｍとなる。また、センター共振波長λｃの反射率Ｒｃとサイド共振波長λｓ１、λｓ２の反射率Ｒｓの差（Ｒｃ−Ｒｓ）は、０．６２％となる。
【００２４】
本実施例の長共振器のＶＣＳＥＬ１０において、上部ＤＢＲ１０８は、図３の上段のＤＢＲと比べてペアの屈折率差が小さく、センター共振波長λｃとサイドの共振波長λｓ１、ｓ２のスペクトル波長差は、１５．９８ｎｍとなる。また、センター共振波長λｃの反射率Ｒｃとサイド共振波長λｓ１、λｓ２の反射率Ｒｓの差（Ｒｃ−Ｒｓ）は、１．０１％であり、これは、図３の上段のＤＢＲの約２倍である。仮に、センター波長の反射率Ｒｃが９９．７％であるならば、サイドの波長の反射率は、９８．７％であり、この値は、共振器として利用するのは低い値であり、その結果、サイドの共振波長が抑制される。このように、センター波長とサイド波長の利得差が大きくなれば、サイド波長へのスイッチングが抑制される。なお、上部ＤＢＲ１０８は、センター共振波長λｃの反射率Ｒｃを、図３の上段のＤＢＲの反射率と同程度にするために、ペア数を２９に増加させている。
【００２５】
次に、本実施例の長共振器ＶＣＳＥＬと、センター共振波長λｃおよびサイド共振波長λｓ１、ｓ２の反射率がともに９９％以上をもつＶＣＳＥＬとの対比説明を行う。仮に、センター縦モードの波長でのｎ側反射率が９９．８９％、ｐ側反射率が９９．６７％、サイド縦モードの波長でのｎ側反射率が９９．８７％、ｐ側反射率が９９．２１％としたとき、３層量子井戸構造の場合、センター縦モードのしきい値電流は、０．６１６ｍＡ、サイド縦モードのしきい値電流は、０．８５ｍＡとなり、両者に大きな違いが生じず、サイド縦モードへのスイッチングが起きてしまう。
【００２６】
これに対し、本実施例のＶＣＳＥＬは、上記したように一方のサイド縦モードの波長の反射率を９９％未満になるようＤＢＲのＡｌ組成を変化させている。一例として、サイド縦モードの反射率が９８％、９７％であるとき、しきい値電流は、それぞれ１．８９６ｍＡ、３．７６８ｍＡとなり、センター縦モードのしきい値電流（０．６１６ｍＡ）よりもおおよそ３倍以上、６倍以上となる。これらの値は、個々のモードのみが独立で発振するための値であり、センター縦モードが発振している状態では、理論上ではキャリア密度は、しきい値以上で一定であり、実際にはわずかずつ増加していく程度であるため、ここまでしきい値電流の差があると、サイド縦モードが発振に至ることは難しくなる。
【００２７】
これを図５を参照して説明する。図５は、ＶＣＳＥＬに電流を注入した時の量子井戸内のキャリアの増加量を示し、横軸は注入電流、縦軸はキャリア密度である。図中の破線Ｋは、現実的なキャリア濃度の変化を示している。電流を注入していくと、キャリア濃度はリニアに増加をしていくが、Nthcまで増加したところでレーザ発振が始まる（点a）。その後、理論的に熱等の影響を考えなければキャリア濃度はクランプされ一定となるが（実線２）、実際にはわずかながら増加し続ける。その後、熱によってキャリアのオーバーフローが顕著になりキャリア濃度が低下する。ここで、Nthcは、所望する共振波長λｃ(センター縦モード)でのしきい値キャリア濃度、Nths1、Nths2は、サイド縦モードのしきい値キャリア濃度を示している。この値は、反射率の関数であり、反射率が低下すると、しきい値キャリア濃度は増加する。Nths1は、従来の長共振器構造ＶＣＳＥＬのサイド縦モードのしきい値キャリア濃度を示している。実線１は、センター縦モードでの発振が無かった時のキャリア濃度の増加をしており、点ｂは、サイド縦モードで最初に発振するためのしきい値電流を示している。しかしながら、実際はセンター縦モードにおいて最初に発振するため、サイド縦モードの発振条件は点ｃまで注入電流が増える。この点ｃでサイド縦モードの発振条件が満たされるため、縦モードがスイッチングしてしまう。
【００２８】
本実施例では、サイド縦モードでの反射率を９９％未満に低下させているため、サイド縦モードのしきい値キャリア濃度はNths2となる。センター縦モードでの発振が無ければ、実線１の点ｄで発振することが可能であるが、実際は、センター縦モードにおいて最初に発振する。この時、破線Ｋは、Nths2まで増加することが無いので、サイド縦モードでの発振できず、スイッチングが起きなくなる。上記でのサイド縦モードのしきい値電流は、点ｂ、ｄを表しており、センター縦モード発振状態下でのサイド縦モードのしきい値電流は、大幅に増加もしくは存在しなくなる。
【００２９】
次に、本発明の第１の実施例の変形例を図１Ｂに示す。図１Ｂに示すＶＣＳＥＬは、図１Ａに示すＶＣＳＥＬと異なりｐ型のＧａＡｓ基板を用いている。図１Ｂに示すＶＣＳＥＬ１０は、ｐ型のＧａＡｓ基板１００上に、Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層のペアを交互に４０周期積層したｐ型の下部ＤＢＲ１０２、活性領域１０６、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓまたはＡｌＡｓから構成される共振器延長領域１０４、およびＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とＡｌ0.４Ｇａ0.６Ａｓ層のペアを交互に２９周期積層したｎ型の上部ＤＢＲ１０８を含んで構成される。下部ＤＢＲ１０２の最上層または活性領域１０６に隣接して電流狭窄層１１０が形成され、メサＭは、少なくとも電流狭窄層１１０にまで到達する。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図６Ａは、本発明の第２の実施例に係るＶＣＳＥＬＬ０Ａの概略断面図を示している。第１の実施例のＶＣＳＥＬとの差異は、第２の実施例のＶＣＳＥＬ１０Ａは、ペアの屈折率差が異なる２種類の第１のｐ型のＤＢＲαと第２のｐ型のＤＢＲβとからなる上部ＤＢＲ１０８Ａを備えている点である。第１のＤＢＲαは、Ａｌ0.６Ｇａ0.４Ａｓ層とＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層からなるペアを１０周期含み、第２のＤＢＲβは、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層とＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層からなるペアを１９周期含んでいる。つまり、第１のＤＢＲαの高屈折率層と低屈折率層の屈折率差は、第２のＤＢＲβの高屈折率層と低屈折率層の屈折率差よりも小さい。また、第１の実施例と同様に、第２のＤＢＲβの最下層または活性領域１０６に近接する位置に電流狭窄層１１０が形成され、第１のＤＢＲαの最上層にはｐ型のＧａＡｓコンタクト層が形成される。
【００３１】
図７に、第１のＤＢＲαおよび第２のＤＢＲβを含む上部ＤＢＲ１０８Ａの反射帯域を示す。上部ＤＢＲ１０８Ａのセンター共振波長λｃとサイドの共振波長λｓ１、λｓ２のスペクトル波長差は、１６．２ｎｍであり、この値は、第１の実施例の波長差よりも大きく、図３の上段に示したＤＢＲのスペクトル波長差（１６．３４ｎｍ）とほぼ等しい。また、上部ＤＢＲ１０８Ａのセンター共振波長λｃの反射率Ｒｃとサイドの共振波長λｓ１、λｓ２の反射率Ｒｓの反射率差（Ｒｃ−Ｒｓ）は、１．１５％である。
【００３２】
第１の実施例では、上部ＤＢＲ１０８のペアの屈折率差が小さいため、光の閉じ込め能力が小さくなり、共振器の実効的な長さが大きくなる。このため、センター共振波長λｃとサイド共振波長λｓ１、λｓ２間のスペクトル波長差（フリースペクトルレンジ）が小さくなり、言い換えれば、利得差が小さくなるため、縦モードのスイッチングが生じ易い。これに対し、第２の実施例では、第１のＤＢＲαのペアの屈折率差を第２のＤＢＲβの屈折率差よりも小さくすることで、センター共振波長λｃとサイド共振波長λｓ１、λｓ２間のスペクトル波長差を大きくしつつ、反射率差（Ｒｃ−Ｒｓ）を１．１５％に維持することができる。このため、サイドの共振波長λｓ１、λｓ２の利得が抑制され、それらの波長へのスイッチングが生じにくくなる。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施例の変形例を図６Ｂに示す。図６Ｂに示すＶＣＳＥＬは、図６Ａに示すＶＣＳＥＬと異なりｐ型のＧａＡｓ基板を用いている。すなわち、図６Ｂに示すように、ＶＣＳＥＬ１０Ａは、ｐ型のＧａＡｓ基板１００上に、Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層のペアを交互に４０周期積層したｐ型の下部ＤＢＲ１０２、活性領域１０６、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓまたはＡｌＡｓから構成される共振器延長領域１０４、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ層とＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層のペアを交互に１９周期積層したｎ型の第２のＤＢＲβ、Ａｌ0.６Ｇａ0.４Ａｓ層とＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層のペアを交互に１０周期積層したｎ型の第１のＤＢＲαとを含んで構成される。下部ＤＢＲ１０２の最上層または活性領域１０６に隣接して電流狭窄層１１０が形成される。
【００３４】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。典型的な長共振器ＶＣＳＥＬでは、活性領域１０６は、高出力化が容易となるように３つもしくはそれ以上の量子井戸層を含んでいる。これに対し、本実施例のような長共振器のＶＣＳＥＬにおいてサイド縦モードの共振波長λｓ１、λｓ２を抑制する場合には、量子井戸数を３つ未満、すなわち１つまたは２つにすることが好ましい。
【００３５】
図８は、第１の実施例の長共振器のＶＣＳＥＬにおける量子井戸数としきい値電流の関係（出射側上部ＤＢＲの反射率変化）を示すグラフであり、◆は反射率が９９．７０％、■は反射率が９９．００％、▲は反射率が９８．００％、×は反射率が９７．００％を示している。◆は、センター縦モードであり、他の■、▲、×は、それぞれサイド縦モードである。図からも明らかなように、サイド縦モードのしきい値電流は、量子井戸数が２から大きくなり始め、センター縦モードとサイド縦モードのしきい値電流の差は量子井戸数が１の時に一番大きくなる。このため、サイド縦モードの反射率を小さくした場合に、一番効果的なのは量子井戸数が１である。
【００３６】
上記実施例では、共振器延長領域１０４がモノリシックな単一の層から構成される例を示したが（図１、図６）、共振器延長領域１０４は、複数の層から構成されるものであってもよい。図９に示すＶＣＳＥＬ１０Ｂの共振器延長領域１０４は、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＡｓまたはＧａＡｓからなるモノリシックな層１０４Ａと、当該層１０４Ａ上に形成されたＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓからなるキャリアブロック層１０４Ｂとを有する。キャリアブロック１０４Ｂの光学的膜厚は、λ／４ｍｎｒB（但し、λは発振波長、ｍは整数、ｎｒBは媒質の屈折率）であり、層１０４Ａの光学的膜厚は、λ／４(２ｌ−ｍ)ｎｒA（但し、λは発振波長、ｌは整数、ｎｒAは媒質の屈折率）である。活性領域１０６に近接してキャリアブロック層１０４Ｂを挿入することで、活性領域１０６からのキャリアリークを防止することができる。
【００３７】
次に、第１の実施例で説明した長共振器のＶＣＳＥＬの製造工程について説明する。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、ｎ型の下部ＤＢＲ１０２、ｎ型の共振器延長領域１０４、活性領域１０６、ｐ型の上部ＤＢＲ１０８が順次積層される。下部ＤＢＲ１０２の各層の膜厚は、媒質内波長の１／４となるように形成され、共振器延長領域１０４の膜厚は、媒質内波長の１６λとなるように形成される。上部ＤＢＲ１０８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ＤＢＲ１０８の最上層にｐ型のＧａＡｓコンタクト層が形成される。
【００３８】
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、基板上に円柱状のメサＭが形成される。メサＭは、下部ＤＢＲ１０２に至る深さを有し、メサＭによって電流狭窄層１１０が露出される。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の径は、通常のＶＣＳＥＬのものよりも大きく、例えば８ミクロンもしくはそれ以上にすることができる。
【００３９】
次に、リフトオフ工程により、上部ＤＢＲ１０８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を形成する前に上部ＤＢＲ１０８のコンタクト層上に形成しておいてもよい。次に、メサを含む基板全面にＳｉＯＮ膜がＣＶＤによって形成され、ＳｉＯＮ膜をエッチングして光出射口上に異方性の絶縁膜を形成する。そして、基板の裏面にｎ側電極１１４を形成する。
【００４０】
上記実施例では、共振器延長領域１０４の光学的膜厚を１６λとしたが、これは一例であって、例えば１０λないし２０λの範囲内から選択される。但し、共振器長が大きくなれば、それに比例して共振波長の数が増加することに留意すべきである。また、上部ＤＢＲを構成する高屈折率層と低屈折率層の屈折率差（本例では、Ａｌ組成の差）は、発生する共振波長との関係から適宜選択される。つまり、サイドの共振波長での反射率が低下するような反射帯域を得ることができるような屈折率差が選択される。
【００４１】
また、上記実施例では、選択酸化型のＶＣＳＥＬを例示したが、電流狭窄層は、いわゆるプロトンイオン注入によって形成することも可能である。この場合には、メサは必ずしも必要とされない。また、上記実施例では、ＡｌＡｓの電流狭窄層を例示したが、電流狭窄層は、Ａｌ組成を９０％よりも高くしたＡｌＧａＡｓ層であってもよい。さらに、電流狭窄層の酸化アパーチャの径は、要求される光出力などに応じて適宜変更することができる。さらに上記実施例では、ＧａＡｓ系のＶＣＳＥＬを例示したが、本発明は、他のＩＩＩ−Ｖ族の化合物半導体を用いた長共振器のＶＣＳＥＬにも適用することができる。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。
【００４２】
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１０Ａは、ＶＣＳＥＬと光学部材を実装（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、長共振器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。
【００４３】
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内に光学部材のボールレンズ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。
【００４４】
図１０Ｂ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。
【００４５】
図１１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１０Ａまたは図１０Ｂのように長共振器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。
【００４６】
図１２は、図１０Ａ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。
【００４７】
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。
【００４８】
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】
【００４９】
１０、１０Ａ、１０Ｂ：長共振器ＶＣＳＥＬ
１００：基板
１０２：下部ＤＢＲ
１０４：共振器延長領域
１０４Ｂ：キャリアブロック層
１０６：活性領域
１０８：上部ＤＢＲ
ＤＢＲα：第１のＤＢＲ
ＤＢＲβ：第２のＤＢＲ
１１０：電流狭窄層
１１０Ａ：酸化領域
１１０Ｂ：導電領域
１１２：ｐ側電極
１１２Ａ：光出射口
１１４：ｎ側電極
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【図１２】
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