(57)【要約】  面発光レーザ１は、出力部４を備える。出力部４は、横長のＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）構造を有する。出力部４は、発振しきい値より大きな電流が注入された発振状態で動作し、ＶＣＳＥＬ構造の長手方向の一端の結合面３にコヒーレントなシード光を受け、シード光をＶＣＳＥＬ構造内で垂直方向に多重反射させながら、ＶＣＳＥＬ構造の長手方向にスローライト伝搬させ、ＶＣＳＥＬ構造の上面から出力光Ｌ２を取り出す。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横長のＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）構造の出力部と、
前記ＶＣＳＥＬ構造に、発振しきい値より大きな電流を注入し、発振状態を維持する駆動回路と、
を備え、
前記出力部は、前記ＶＣＳＥＬ構造の長手方向の一端にコヒーレントなシード光を受け、前記シード光を前記ＶＣＳＥＬ構造内で垂直方向に多重反射させながら、前記ＶＣＳＥＬ構造の長手方向にスローライト伝搬させ、前記ＶＣＳＥＬ構造の上面から出力光を取り出すことを特徴とする面発光レーザ。
【請求項２】
前記シード光の波長λ１と前記出力部のＶＣＳＥＬ構造の発振波長λ２は、λ１≠λ２を満たすことを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザ。
【請求項３】
前記シード光を生成するシード光源は、前記出力部と前記ＶＣＳＥＬ構造を共有して前記長手方向に隣接して集積化されることを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザ。
【請求項４】
前記シード光の波長λ１と前記出力部のＶＣＳＥＬ構造の発振波長λ２は、λ１＜λ２を満たすことを特徴とする請求項３に記載の面発光レーザ。
【請求項５】
前記シード光源および前記出力部の前記ＶＣＳＥＬ構造は、エアギャップ層を有し、マイクロマシン構造により、前記シード光源側の前記エアギャップ層の厚みが可変に構成されることを特徴とする請求項３または４に記載の面発光レーザ。
【請求項６】
前記出力部の前記ＶＣＳＥＬ構造の上部ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）は、前記シード光源の前記ＶＣＳＥＬ構造の上部ＤＢＲよりも層数が多いことを特徴とする請求項３または４に記載の面発光レーザ。
【請求項７】
前記シード光源の前記ＶＣＳＥＬ構造は、低屈折率層を含むことを特徴とする請求項３または４に記載の面発光レーザ。
【請求項８】
前記シード光源は、複合共振器構造を有することを特徴とする請求項３または４に記載の面発光レーザ。
【請求項９】
前記出力部は、ジグザグに折り曲げられていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の面発光レーザ。
【請求項１０】
前記活性層ＶＣＳＥＬ構造を構成する光閉じ込め層の屈折率は、前記上部ＤＢＲ、前記下部ＤＢＲの平均屈折率よりも小さく、全反射による導波モードをカットオフにすることを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザ。
【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に関し、特にその高出力化に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、面発光レーザの単一波長出力は、ｍＷレベルに制限されてきた。ワット級高出力動作が可能になれば、光断層像（OCT：Optical Coherence Tomography）用の波長掃引用光源、中長距離光通信用光源、自動車、ドローン、ロボットなどに搭載されるレーザレーダー（LIDAR）用光源、監視システム、製造現場での自動検査装置、プリンタのレーザ乾燥器など様々な応用展開が可能になる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】A. Haglund、 "Single Fundamental-Mode Output Power Exceeding 6 mW From VCSELs With a Shallow Surface Relief、" IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 16, NO. 2, FEBRUARY 2004.
【非特許文献２】Jean-Francois Seurin et al., "High-power vertical-cavity surface-emitting lasers for solid-state laser pumping," Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers XVI, edited by Chun Lei, Kent D. Choquette、 Proc. of SPIE Vol. 8276, 2012.
【非特許文献３】Kazuyoshi Hirose, et. al., "Watt-class high-power, high-beam-quality photonic-crystal lasers," NATURE PHOTONICS, VOL 8, p.406 MAY 2014.
【非特許文献４】Toshikazu Shimada, et. al., "Lateral integration of vertical-cavity surface-emitting laser and slow light Bragg reflector waveguide devices," APPLIED OPTICS, Vol. 53, No. 9, p.1766, March 2014.
【非特許文献５】M. Nakahama, "Lateral integration of MEMS VCSEL and slow light amplifier boosting single mode power," IEICE ELEX, vol. 9, no.6, pp.544-551, 2012.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
面発光レーザの高出力化を実現するために、表面加工を行い、高次モード発振を抑圧する構造（非特許文献１）が提案されているが、１０ミクロン以下のエリアサイズが限界であり、出力１０ｍＷを越えることができない。また、多数の面発光レーザを２次元的に集積したアレイ構造（非特許文献２）では、１０Ｗ以上の高出力化が可能であるが、個々の素子の位相、波長が揃っていないため、発振スペクトル幅が広く、ビーム広がり角が大きく、レンズを使っても集光できないなどの課題がある。【０００５】
２次元フォトニック結晶を用いた面発光レーザ（非特許文献３）では、ワット級高出力と良質なビーム品質を実現しているが、半導体内に微細な周期構造を形成する必要があるなど、製造上、信頼性の観点から課題がある。【０００６】
本発明者らはこれらの問題を解決するために、基板横方向にＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）とスローライトＳＯＡ（半導体光増幅器）を配置した光増幅機能付き面発光レーザについて提案している（非特許文献４、５）。非特許文献４の面発光レーザの最大光出力は６ｍＷであり、ワット級出力は得られていない。【０００７】
本発明はかかる状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、高出力を有する面発光レーザの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は面発光レーザに関する。面発光レーザは、横長のＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）構造の出力部と、出力部のＶＣＳＥＬ構造に、発振しきい値より大きな電流を注入し、発振状態を維持する駆動回路と、を備える。出力部は、ＶＣＳＥＬ構造の長手方向の一端にコヒーレントなシード光を受け、シード光をＶＣＳＥＬ構造内で垂直方向に多重反射させながら、ＶＣＳＥＬ構造の長手方向にスローライト伝搬させ、ＶＣＳＥＬ構造の上面から出力光を取り出す。
なお、本明細書における上下、横方向、水平方向、垂直方向は、実動作時における方向とは無関係な便宜的なものである。【０００９】
この態様によると、ＶＣＳＥＬ構造の出力部をレーザ発振させた状態で、外部からのシード光を増幅する増幅器として動作させることにより、高出力を得ることができる。【００１０】
シード光の波長λ１と出力部のＶＣＳＥＬ構造の発振波長λ２は、λ１≠λ２を満たしてもよい。これにより出力部の端部（結合端）に結合した光が、結合端から再放射されるのを抑制できる。【００１１】
シード光を生成するシード光源は、出力部とＶＣＳＥＬ構造を共有して長手方向に隣接して集積化されてもよい。これにより、面発光レーザをより一層、小型化、低コスト化できる。【００１２】
シード光の波長λ１と出力部のＶＣＳＥＬ構造の発振波長λ２は、λ１＜λ２を満たしてもよい。これにより、出力部からシード光源への戻り光の抑圧（アイソレーション）を高めることができ、ビームクオリティを改善できる。【００１３】
シード光源および出力部のＶＣＳＥＬ構造は、エアギャップ層を有し、マイクロマシン構造により、シード光源側のエアギャップ層の厚みが可変に構成されてもよい。これによりλ１＜λ２を実現できる。【００１４】
シード光源および出力部のＶＣＳＥＬ構造は、シード光源と出力部において、層数が異なっていてもよい。より詳しくは、出力部のＶＣＳＥＬ構造の上部ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）は、シード光源のＶＣＳＥＬ構造の上部ＤＢＲよりも層数が多くてもよい。これによりλ１＜λ２を実現できる。【００１５】
シード光源側のＶＣＳＥＬ構造は、低屈折率層を含んでもよい。これによりλ１＜λ２を実現できる。【００１６】
シード光源は、複合共振器構造を有してもよい。これによりλ１＜λ２を実現できる。【００１７】
出力部は、ジグザグに折り曲げられていてもよい。これにより狭い面積でさらに高出力が得られる。【００１８】
前記活性層ＶＣＳＥＬ構造を構成する光閉じ込め層の屈折率は、上部ＤＢＲ、下部ＤＢＲの平均屈折率よりも小さくてもよい。これにより全反射による導波モードをカットオフすることができる。【００１９】
なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本発明の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のある態様によれば、良好なビーム品質、狭いスペクトル幅、高出力の少なくともひとつ得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係る面発光レーザの断面図である。
【図２】図１の面発光レーザの出力部の入出力特性を示す図である。
【図３】実験に用いた測定系を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、出力部の増幅特性を、図４（ｂ）は、出力光のスペクトルを、図４（ｃ）は、ビーム角およびビーム幅を示す図である。
【図５】出力部の増幅特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】第１実施例に係る面発光レーザの断面図である。
【図７】第２実施例に係る面発光レーザの断面図である。
【図８】第３実施例に係る面発光レーザの断面図である。
【図９】第４実施例に係る面発光レーザの平面図である。
【図１０】第５実施例に係る面発光レーザのレイアウト図である。
【図１１】第６実施例に係る面発光レーザの断面図である。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）は、図１１の面発光レーザのシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】図１１の面発光レーザのシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２３】
（概要）
はじめに実施の形態に係る面発光レーザの概要を説明する。この面発光レーザは、横長のＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）構造の出力部を備える。出力部は、発振しきい値より大きな電流が注入された発振状態で動作する。出力部は、ＶＣＳＥＬ構造の長手方向の一端にコヒーレントなシード光を受け、シード光をＶＣＳＥＬ構造内で垂直方向に多重反射させながら、ＶＣＳＥＬ構造の長手方向にスローライト伝搬させ、ＶＣＳＥＬ構造の上面から出力光を取り出す。
【００２４】
この面発光レーザによれば、発振状態に維持することで、高効率な光増幅が可能となり、高出力を得ることができる。またシード光として、単一波長の波面の揃ったコヒーレント光を入射することにより、高出力でかつ波面の揃ったビームクオリティの高い出力光を得ることができる。
【００２５】
（実施の形態）
図１は、実施の形態に係る面発光レーザ１の断面図である。この面発光レーザ１は、第１の面発光レーザ（以下、シード光源２と称する）と第２の面発光レーザ（以下、出力部４と称する）を、同一半導体基板上に、横方向に形成したものである。概要で述べたように出力部４は、横長のＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）構造４０を有している。出力部４の長さは、シード光源２の長さの１０００倍程度としてもよい。ＶＣＳＥＬ構造４０は、半導体基板１０上に形成された下部ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）２６、活性層４２、上部ＤＢＲ４４を備える。
【００２６】
シード光源２は、出力部４と共通のＶＣＳＥＬ構造２０を有しており、コヒーレントなシード光Ｌ１を発生する。シード光源２の内部において、光は垂直方向に反射を繰り返して誘導放出によって増幅され、その一部が、シード光Ｌ１として隣接する出力部４のＶＣＳＥＬ構造の長手方向の一端（結合面３）に結合する。
【００２７】
具体的にはシード光源２側のＶＣＳＥＬ構造２０は、半導体基板１０上に形成される下部ＤＢＲ２６、活性層２２、上部ＤＢＲ２４を備える。ＶＣＳＥＬ構造２０の縦型共振器の上側ミラーの反射率を１００％に近づけるために、上部ＤＢＲ２４の上面には、高反射ミラー３０を形成することが望ましい。高反射ミラー３０は、たとえば金（Ａｕ）などの金属や誘電体多層膜鏡が好適である。
【００２８】
駆動回路５は、出力部４のＶＣＳＥＬ構造４０に、発振しきい値ＩＴＨより大きな電流ＩＤＲＶを注入し、発振状態で動作させる。出力部４は、その結合面３にシード光Ｌ１を受け、シード光Ｌ１をＶＣＳＥＬ構造内で垂直方向に多重反射させながら、ＶＣＳＥＬ構造４０の長手方向にスローライト伝搬させる。そしてＶＣＳＥＬ構造４０の上面から、出力光Ｌ２が取り出される。出力部４のキャビティの上側の反射面すなわち上部ＤＢＲ４４は、たとえば反射率９５〜９９％程度で設計してもよい。
【００２９】
ここで、出力部４からシード光源２への戻り光が存在すると、シード光源２内のモードが乱され、シード光Ｌ１のビームクオリティが悪化し、ひいては出力光Ｌ２のクオリティも悪化する。そこでシード光Ｌ１の波長λ１と出力部４のＶＣＳＥＬ構造の発振波長λ２は、λ１≠λ２を満たすことが望ましく、特に図１に示したように、シード光源２と出力部４が横方向に集積化される構造においては、λ１＜λ２を満たすことが好ましい。これにより出力部４からシード光源２への戻り光が抑制され、ビームクオリティを改善することができる。
【００３０】
以上が面発光レーザ１の基本構造である。続いていくつかの具体的な構成例を説明する。ＶＣＳＥＬ構造および材料は公知技術を用いればよく、特に限定されないが、一例を説明する。たとえば半導体基板１０は、III-V族半導体でありＧａＡｓ基板であってもよい。半導体基板１０の裏面には、ｎ側電極（不図示）が形成される。下部ＤＢＲ２６（４６）は、ｎ型不純物であるシリコンがドープされたＡｌ０．９２Ｇａ０．０８Ａｓ層とＡｌ０．１６Ｇａ０．８４Ａｓ層（ＡｌＧａＡｓ＝アルミニウムガリウムヒ素）の積層構造となっており、１００％近い反射率を有する。
【００３１】
活性層２２（４２）は、Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ／ＧａＡｓ（インジウムガリウムヒ素／ガリウムヒ素）の多重量子井戸構造を有する。たとえば活性層２２（４２）は、３層量子井戸構造を有してもよい。多重量子井戸構造の両側には、必要に応じてアンドープのＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ層である下部スペーサ層および上部スペーサ層が形成される。上部ＤＢＲ２４（４４）は、炭素がドープされたＡｌ０．９２Ｇａ０．０８Ａｓ層とＡｌ０．１６Ｇａ０．８４Ａｓ層（ＡｌＧａＡｓ＝アルミニウムガリウムヒ素）の積層構造であってもよい。
【００３２】
続いて図１の面発光レーザ１の動作を説明する。シード光源２を発振させると、符号１００で示すような光強度分布が発生し、その一部が出力部４側にシード光Ｌ１として染み出す。一方、出力部４においても、しきい値電流ＩＴＨより大きな電流Ｉが注入されて発振状態となる。シード光Ｌ１が結合しない状態では、一点鎖線で示すように、出力部４で発生する自然放出光と、それを種とする誘導放出光が垂直方向で反射して増幅され、波長λ２の光Ｌ３が放射される。
【００３３】
図１の面発光レーザ１においては、自然放出光に代えて、出力部４の結合面３に結合したシード光Ｌ１を種とした発振が支配的となり、したがって波長λ２の光Ｌ３は抑制される。そしてシード光Ｌ１が、図中、垂直方向に多重反射しながら、右方向にスローライト伝搬しながら、増幅される。増幅された光Ｌ２は、出力部４の上面から出射する。
【００３４】
図２は、図１の面発光レーザ１の出力部４の入出力特性を示す図である。横軸は、結合光、すなわちシード光Ｌ１の強度であり、縦軸は面発光レーザ１の光出力である。比較のために、従来技術（非特許文献４，５）における増幅特性を点線で示す。従来では、結合光に比例した出力光を得るために、スローライトＳＯＡにはしきい値電流ＩＴＨより小さな電流が供給されており、これが光出力を小さいレベルに制限していた。これに対して本実施の形態では、出力部４を発振動作させて、結合光強度に対して利得を飽和させることにより、高出力動作が実現できる。
【００３５】
面発光レーザ１の増幅特性を検証するために、出力部４の部分のみを作製し、その入出力特性を測定した。図３は、実験に用いた測定系を示す図である。出力部４の上面には、電流注入用の電極５０が形成される。出力部４の結合面３には、出力部４の外部に形成された光源からのシード光Ｌ１が適切な角度で入射する。実験ではシード光Ｌ１を、光ファイバを用いて出力部４に結合させた。出力光Ｌ２は、フォトディテクタ６によって測定される。出力部４のうち、増幅に寄与するのは、電極５０に挟まれる領域である。作製した出力部４の横方向の長さＬは１ｍｍである。出力光Ｌ２の出射角は、シード光Ｌ１の波長λ１に依存する。出力部４の発振波長λ２は９８０ｎｍである。
【００３６】
図４（ａ）は、出力部４の増幅特性を、図４（ｂ）は、出力光Ｌ２のスペクトルを、図４（ｃ）は、ビーム角およびビーム幅を示す図である。図４（ａ）〜（ｃ）はいずれも測定結果である。
【００３７】
図４（ａ）の横軸は結合光（シード光）Ｌ１の強度、縦軸は出力光Ｌ２の強度を示す。注入電流は１８０ｍＡである。ゲインの飽和特性から、出力部４が発振状態で動作していることがわかる。１ｍＷの結合光強度に対して、３０ｍＷを超える出力光Ｌ２が得られており、類似した構造を有する従来技術に比べて格段に高出力を得ることができている。
【００３８】
図４（ｂ）にしめすように、出力光Ｌ２は、狭スペクトル幅の単一波長を有していることが確認されている。また、図４（ｃ）に示すように、レンズなどの光学系で集光することなく、ビーム幅０．１°程度の高いビームクオリティが得られている。
【００３９】
このように実験結果からも、出力部４を発振状態で動作させる面発光レーザ１の有用性が裏付けられている。
【００４０】
図５は、出力部４の増幅特性のシミュレーション結果を示す図である。出力部４の横方向の長さは、Ｌ＝５００μｍおよび１０００μｍとしている。また出力部４の上方への放射損失αｒ＝２００ｃｍ−１、結合光強度１ｍＷ、活性領域の井戸層数５、出力部４の導波路幅ｗ＝１０μｍ、光閉じ込め係数Γ＝６．３６％を仮定している。この場合、１０Ａの注入電流で８Ｗ以上の高出力動作が実現できることがわかる。
【００４１】
上述の実験では、１００ｍＡ程度の注入電流によって数十ｍＷの出力を得たが、シミュレーション結果から、１Ａあるいはそれ以上の電流を注入することにより、数Ｗの出力を得ることが可能であることが確認される。
【００４２】
続いて、シード光源２および出力部４とで、同一のＶＣＳＥＬ構造２０（４０）を有しながら、λ１＜λ２とするための具体的な構成を説明する。
【００４３】
（第１実施例）
図６は、第１実施例に係る面発光レーザ１ａの断面図である。この面発光レーザ１ａにおいて、シード光源２ａおよび出力部４ａのＶＣＳＥＬ構造２０，４０は、エアギャップ層２８，４８を有し、マイクロマシン構造、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）構造により、シード光源２ａ側のエアギャップ層２８の厚みが可変に構成される。エアギャップ層２８の厚みを変化させることで、高反射ミラー３０の位置を制御でき、これによりシード光源２ａのキャビティ長が変化し、発振波長λ１を短くできる。なお以降の図では、駆動回路５を省略する。
【００４４】
（第２実施例）
図７は、第２実施例に係る面発光レーザ１ｂの断面図である。この面発光レーザ１ｂにおいて、出力部４ｂのＶＣＳＥＬ構造４０の上部ＤＢＲ４４は、シード光源２ｂのＶＣＳＥＬ構造の上部ＤＢＲ２４よりも層数が多くてもよい。上部ＤＢＲ４４と上部ＤＢＲ２４の差分は、位相制御層５２として示されている。位相制御層５２は、選択成長によって形成することができる。第２実施例によれば、出力部４ｂのキャビティ長を長くすることにより、λ１＜λ２を実現できる。
【００４５】
（第３実施例）
図８は、第３実施例に係る面発光レーザ１ｃの断面図である。この面発光レーザ１ｃにおいて、シード光源２ｃのＶＣＳＥＬ構造２０は、低屈折率層５４を含む。低屈折率層５４は、上部ＤＢＲ２４の一部であり、選択酸化により形成することができる。上部ＤＢＲ２４の一部の層の屈折率を低く形成することにより、シード光源２ｃの実効的なキャビティ長を短くでき、λ１＜λ２を実現できる。
【００４６】
（第４実施例）
図９は、第４実施例に係る面発光レーザ１ｄの平面図である。この面発光レーザ１ｄにおいて、シード光源２ｄは複合共振器構造を有する。複合共振器は、酸化開口５６の形状によって設計できる。複合共振器の干渉状態を制御することにより、具体的には、２個の共振器のＦＳＲ（自由スペクトル間隔）を異ならしめることによって、シード光源２ｄの波長を変調し（バーニア効果）、λ１＜λ２とすることができる。
【００４７】
（第５実施例）
図５に示したように、出力部４の横方向の長さＬを長くするほど、高出力を取り出すことが可能である。図１０は、第５実施例に係る面発光レーザ１ｅのレイアウト図である。出力部４ｅは、２次元的にレイアウトされる。たとえば出力部４ｅは、ジグザグに折り曲げられており、これにより長さＬが伸ばされている。図４（ｃ）に示したように、出力部４ｅからは、広がり角のきわめて小さな出力光Ｌ２を得ることができ、したがって出力部４ｅを２次元的に配置することで、２次元的狭出射で高出力なビームを生成できる。このようなビームは、レンズやミラー等の光学系８で集光することにより、回折限界近くまで絞ることも可能であり、多くの用途が期待される。
【００４８】
（第６実施例）
図１１は、第６実施例に係る面発光レーザ１ｆの断面構造を示す図である。この実施例では、活性層４２を構成する光閉じ込め層の屈折率が、上部ＤＢＲ層４４、下部ＤＢＲ層４６の平均屈折率よりも小さくなっている。これにより、全反射による導波モードをカットオフにすることができる。導波モードをカットオフにすることで、導波モードによる横方向の寄生発振、あるいは増幅自然放出光Ｌ４の成長によるエネルギーの消費を抑制することができる。その結果、当該面発光レーザの長さを長くすることで、面発光レーザからの出力光を増大できる。
【００４９】
図１２（ａ）、（ｂ）は、図１１の面発光レーザの屈折率分布および電界分布のシミュレーション結果を示す図である。図１２（ｂ）は図１２（ａ）を拡大したものである。図１２（ａ）、（ｂ）の横軸は積層方向の相対位置を表す。
【００５０】
図１３は、図１１の面発光レーザの光閉じ込め係数のシミュレーション結果を示す図である。横軸は活性領域のＡｌ組成を、縦軸は光閉じ込め係数を示す。光閉じ込め係数は、導波モードの光（i）とスローライトモードの光（ii）それぞれについて計算した。
【００５１】
光閉じ込め層の屈折率を上部ＤＢＲ、下部ＤＢＲの平均屈折率よりも小さすることで、全反射による導波モードをカットオフにすることができる。たとえば光閉じ込め層のＡｌ組成を０．５５程度にすることで、導波モードの光閉じ込め係数がほぼゼロになり、シード光に対する光閉じ込め係数は４％(0.04)の一定値を保持できることを示している。これによって、導波モードによる増幅自然放出光を抑圧し、シード光の増幅をすることができる。
【００５２】
（第７実施例）
シード光源２と出力部４は必ずしも集積化される必要はなく、図３に示したように、それらは分離していてもよい。
【００５３】
実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【００５４】
１…面発光レーザ、２…シード光源、４…出力部、５…駆動回路、６…フォトディテクタ、８…光学系、１０…半導体基板、２０…ＶＣＳＥＬ構造、２２…活性層、２４…上部ＤＢＲ、２６…下部ＤＢＲ、２８…エアギャップ層、３０…高反射ミラー、４０…ＶＣＳＥＬ構造、４２…活性層、４４…上部ＤＢＲ、４６…下部ＤＢＲ、４８…エアギャップ層、５０…電極、５２…位相制御層、５４…低屈折率層、Ｌ１…シード光、Ｌ２…出力光。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、レーザ装置に利用可能である。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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