【手続補正書】
【提出日】平成27年9月30日(2015.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる波長のレーザビームを各々出射する複数の面発光レーザを有する面発光レーザ素子であって、
各々の面発光レーザは、
活性層を含む共振器と、
前記共振器を挟んで配置される上部ブラッグ反射鏡および下部ブラッグ反射鏡と、
を有し、
前記複数の面発光レーザは、前記上部ブラッグ反射鏡または前記下部ブラッグ反射鏡内に形成された波長調整層を有する面発光レーザを含み、
前記波長調整層は、Ｍ層の調整層（Ｍは正の整数）を含むことを特徴とする面発光レーザ素子。
【請求項２】
Ｍ≧２である前記Ｍ層の調整層は、複数の異なる材料が積層されたもの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素子。
【請求項３】
前記波長調整層における光学的な厚さＰは、λを前記面発光レーザの波長、Ｎを正の整数とした場合に、
（２Ｎ−１）λ／４≦Ｐ＜Ｎλ／２
であることを特徴とする請求項１または２に記載の面発光レーザ素子。
【請求項４】
前記波長調整層における光学的な膜厚が、前記活性層が設けられている側よりλ／４となる位置は、Ｍが奇数の場合には、上から（Ｍ＋１）／２番目の調整層であり、Ｍが偶数の場合には、上からＭ／２番目または、（Ｍ／２）+１番目の調整層であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の面発光レーザ素子。
【請求項５】
前記波長調整層は、前記Ｍ層の調整層により構成される波長調整領域と、位相調整領域とを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の面発光レーザ素子。
【請求項６】
前記波長調整層は、前記波長調整領域よりも前記共振器に近い側に形成されたコンタクト層を含むものであって、
前記コンタクト層は、一方の電極と接続されていることを特徴とする請求項５に記載の面発光レーザ素子。
【請求項７】
前記波長調整層が、１組形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の面発光レーザ素子。
【請求項８】
前記波長調整層は、前記上部ブラッグ反射鏡中に１組形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の面発光レーザ素子。
【請求項９】
前記波長調整層において、前記調整層の層数が異なることにより前記波長調整層の膜厚が異なるものであって、
前記複数の異なる材料は、
第１のエッチング液により除去される材料と、前記第１のエッチング液とは異なる第２のエッチング液により除去される材料と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の面発光レーザ素子。
【請求項１０】
前記複数の異なる材料の一方はＧａＩｎＰであり、他方はＧａＡｓＰまたはＧａＡｓであることを特徴とする２または９に記載の面発光レーザ素子。
【請求項１１】
前記上部ブラッグ反射鏡には、前記活性層が形成されている側より順に、第１の上部ブラッグ反射鏡、前記波長調整層、第２の上部ブラッグ反射鏡が形成されているものを含むものであって、
前記第２の上部ブラッグ反射鏡は、屈折率の異なる誘電体を交互に積層形成することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の面発光レーザ素子。
【請求項１２】
前記複数の波長のうちいずれか１つは、８９３．６ｎｍ〜８９５．６ｎｍ、８５１．３ｎｍ〜８５３．３ｎｍ、７９４．０ｎｍ〜７９６．０ｎｍ、７７９．２ｎｍ〜７８１．２ｎｍの範囲に含まれるものであることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の面発光レーザ素子。
【請求項１３】
半導体基板の上に形成された下部ブラッグ反射鏡と、
前記下部ブラッグ反射鏡の上に形成された活性層を含む共振器と、
前記共振器の上に形成された上部ブラッグ反射鏡と、
を有する面発光レーザ素子の製造方法において、
前記上部ブラッグ反射鏡または前記下部ブラッグ反射鏡内には、波長調整層が形成されており、
前記波長調整層の厚さを変えることにより、異なる波長を各々出射する複数の面発光レーザを有するものであって、
前記波長調整層は、２の種類の異なる材料により形成される各々の調整層を積層することにより形成されており、
前記波長調整層の厚さは、前記波長調整層における前記調整層を前記調整層ごとに除去し層数を変えることにより、変えたものであって、
前記波長調整層における２の種類の異なる材料により形成される各々の調整層のうち、一方の調整層を第１のエッチング液により除去する工程と、
前記波長調整層における２の種類の異なる材料により形成される各々の調整層のうち、他方の調整層を第２のエッチング液により除去する工程と、
を有し、前記第１のエッチング液と前記第２のエッチング液とが異なるものであることを特徴とする面発光レーザ素子の製造方法。
【請求項１４】
前記波長調整層における２の種類の異なる材料により形成される各々の調整層のうち、一方の調整層はＧａＩｎＰにより形成されており、他方の調整層はＧａＡｓＰまたはＧａＡｓにより形成されているものであることを特徴とする請求項１３に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
【請求項１５】
前記上部ブラッグ反射鏡には、前記活性層が形成されている側より順に、第１の上部ブラッグ反射鏡、波長調整層、第２の上部ブラッグ反射鏡が形成されているものを含むものであって、
前記第２の上部ブラッグ反射鏡は、屈折率の異なる誘電体を交互に積層形成することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１３または１４のいずれかに記載の面発光レーザ素子の製造方法。
【請求項１６】
請求項１から１２のいずれかに記載の面発光レーザ素子と、
アルカリ金属を封入したアルカリ金属セルと、
前記面発光レーザ素子における面発光レーザより前記アルカリ金属セルに照射した光のうち、前記アルカリ金属セルを透過した光を検出する光検出器と、
を有し、前記面発光レーザより出射したサイドバンドを含む光のうち、２つの異なる波長の光を前記アルカリ金属セルに入射させることにより、２種類の共鳴光による量子干渉効果による光吸収特性により発振周波数を制御することを特徴とする原子発振器。
【請求項１７】
前記アルカリ金属は、ルビジウム、または、セシウムであることを特徴とする請求項１６に記載の原子発振器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明は、異なる波長のレーザビームを各々出射する複数の面発光レーザを有する面発光レーザ素子であって、各々の面発光レーザは、活性層を含む共振器と、前記共振器を挟んで配置される上部ブラッグ反射鏡および下部ブラッグ反射鏡と、を有し、前記複数の面発光レーザは、前記上部ブラッグ反射鏡または前記下部ブラッグ反射鏡内に形成された波長調整層を有する面発光レーザを含み、前記波長調整層は、Ｍ層の調整層（Ｍは正の整数）を含むことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
〔第１の実施の形態〕
（面発光レーザ素子の構造）
第１の実施の形態における面発光レーザ素子について説明する。本実施の形態における面発光レーザ素子１０は、図１及び図２に示すように、複数の面発光レーザを有しており、具体的には、第１の面発光レーザ１１、第２の面発光レーザ１２、第３の面発光レーザ１３、第４の面発光レーザ１４を有している。尚、図１は本実施の形態の説明のため簡略化されており、便宜上コンタクト層等の記載は省略されている。また、図２は、図１における一点鎖線１Ａ−１Ｂにおいて切断した断面図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
また、第４の面発光レーザ１４には、波長調整領域１２０は形成されないため、コンタクト層１１０の厚さと等しい波長調整層１３０の厚さに対応した波長λ４の光が出射される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
また、波長調整領域１２０の厚さが薄く、波長調整領域１２０とコンタクト層１１０の光学的な厚さの和がλ／４未満の場合には、図７（ａ）に示すように波長調整層１３０に位相調整領域１３１を設けてもよい。これにより、波長調整層１３０における光学的な厚さＰをλ／４≦Ｐ＜λ／２、一般的には、（２Ｎ−１）λ／４≦Ｐ＜２Ｎλ／４とすることができ、図７（ｂ）に示されるように、第１の面発光レーザ１１、第２の面発光レーザ１２、第３の面発光レーザ１３、第４の面発光レーザ１４における上部ブラッグ反射鏡の反射率を略一定にすることができる。尚、この場合、波長調整層１３０は、コンタクト層１１０、波長調整領域１２０、位相調整領域１３１により形成される。また、位相調整領域１３１は、ＡｌＧａＡｓにより形成されており、図７（ａ）に示すように、位相調整領域１３１は、コンタクト層１１０の下に形成してもよく、図８に示すように、位相調整領域１３１は、コンタクト層１１０と波長調整領域１２０との間に形成してもよい。更には、図９に示すように、位相調整領域１３１ａをＧａＡｓＰとＧａＩｎＰとを交互に積層した積層膜により形成してもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態における面発光レーザ素子について説明する。尚、本実施の形態における面発光レーザ素子は、波長が８９４．６ｎｍの面発光レーザであって、波長調整領域が下部ブラッグ反射鏡に設けられている構造のものである。本実施の形態における面発光レーザ素子１５０は、図１０及び図１１に示すように、複数の面発光レーザを有しており、具体的には、第１の面発光レーザ１５１、第２の面発光レーザ１５２、第３の面発光レーザ１５３、第４の面発光レーザ１５４を有している。尚、図１０は本実施の形態の説明のため簡略化されており、便宜上コンタクト層等の記載は省略されている。また、図１１は、図１０における一点鎖線１０Ａ−１０Ｂにおいて切断した断面図である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２０】
一方、図１８（ａ）に示すように、第１の波長調整層２５０に位相調整領域２５４を形成することにより、第１の波長調整層２５０における光学的な厚さがλ／４となる位置をＧａＡｓＰからなる第２の調整層２５２が形成されている位置にすることができる。これにより、図１８（ｂ）に示されるように、反射率の変化を少なくすることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
また、第１の面発光レーザ３１１から第８の面発光レーザ３１８は、同じ波長のものが２個ずつとなるように形成されている。具体的には、第１の面発光レーザ３１１及び第２の面発光レーザ３１２より出射される光は同じ波長λ１、第３の面発光レーザ３１３及び第４の面発光レーザ３１４より出射される光は同じ波長λ２、第５の面発光レーザ３１５及び第６の面発光レーザ３１６より出射される光は同じ波長λ３、第７の面発光レーザ３１７及び第８の面発光レーザ３１８より出射される光は同じ波長λ４であり、波長λ１からλ４は、相互に異なる波長である。このように各々の面発光レーザにおいて異なる波長の光を出射させるために、第１の実施の形態と同様に波長調整層を設け、各々の面発光レーザごとに、波長調整層の厚さを変えて形成している。尚、電極パッド３２１から３２８の大きさは、各々約５０μｍ角であり、基板３０１は３００μｍ角の大きさの半導体チップである。