(57)【要約】  ＶＣＳＥＬなどのシングルモードの高出力レーザ・デバイスには、活性領域すなわち共振器の夫々の側における２つの酸化物開口が形成される。上記各開口のサイズ、および、共振器中心からの上記各開口の距離は、最適な準ガウス電流密度分布に対して選択される。この様に形成されたＶＣＳＥＬの高出力は、基板を通るバイアと（バイアを含む）ＶＣＳＥＬの頂部および底部上における金メッキとを形成することにより、または、ＶＣＳＥＬ構造を基板から取り外して熱シンク上に配置することにより、良好な除熱により更に改善される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１開口を画成する第１酸化物層と、
（ｂ）第２開口を画成する第２酸化物層と、
（ｃ）上記各開口間に配置された活性領域と、
を含み、上記各開口は、準ガウス形状の空間的電流密度分布を誘起するためのサイズおよび上記活性領域の中心からの距離を有する、半導体レーザ・デバイス。
【請求項２】
当該レーザ・デバイスは前記活性領域の一側上のｐ−ミラーおよび上記活性領域の他側上のｎ−ミラーを有し、且つ、前記第１酸化物層はｐ−ミラー酸化物層であり且つ前記第２酸化物層はｎ−ミラー酸化物層である、請求項１記載のレーザ・デバイス。
【請求項３】
前記第１および第２酸化物層および画成された前記第１および第２開口は、前記活性領域の中心からの距離が異なる、請求項２記載のレーザ・デバイス。
【請求項４】
前記第１開口のサイズは前記第２開口のサイズより小さい、請求項２記載のレーザ・デバイス。
【請求項５】
前記第１開口のサイズは前記第２開口のサイズより小さい、請求項３記載のレーザ・デバイス。
【請求項６】
前記ミラーの各々はミラー対の積層体を構成し、前記第１開口は前記活性領域から実質的に３〜２０ミラー対だけ離間され、且つ、前記第２開口は上記活性領域から実質的に１〜４ミラー対だけ離間される、請求項３記載のレーザ・デバイス。
【請求項７】
前記ミラーの各々はミラー対の積層体を構成し、前記第１開口は前記活性領域から実質的に３〜２０ミラー対だけ離間され、且つ、前記第２開口は上記活性領域から実質的に１〜４ミラー対だけ離間される、請求項４記載のレーザ・デバイス。
【請求項８】
前記第１開口は直径が実質的に３〜２０μｍであり且つ前記第２開口は直径が約５〜３０μｍである、請求項３記載のレーザ・デバイス。
【請求項９】
前記第１開口は直径が実質的に３〜２０μｍであり且つ前記第２開口は直径が約５〜３０μｍである、請求項４記載のレーザ・デバイス。
【請求項１０】
前記第１開口は直径が実質的に３〜２０μｍであり且つ前記第２開口は直径が約５〜３０μｍである、請求項７記載のレーザ・デバイス。
【請求項１１】
活性領域と、該活性領域の一側上のミラー対の第１積層体と、上記活性領域の第２側上のミラー対の第２積層体と、を有するＶＣＳＥＬにおいて、上記活性領域の上記一側上の第１サイズの第１酸化物開口であって上記活性領域の中心から第１距離に在る第１酸化物開口と、上記活性領域の上記第２側上の第２サイズの第２酸化物開口であって上記活性領域の中心から第２距離に在る第２酸化物開口と、を具備する改良型ＶＣＳＥＬ。
【請求項１２】
前記第１開口サイズは前記第２開口サイズと異なり、且つ、前記第１距離は前記第２距離と異なる、請求項１１記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項１３】
前記第１開口サイズは前記第２開口サイズより小さく、且つ、前記第１距離は前記第２距離より大きい、請求項１２記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項１４】
前記第１開口サイズは直径が実質的に５〜３０μｍであり、前記第１距離は前記第１ミラー対積層体に沿い実質的に３〜２０ミラー対であり、且つ、前記第２距離は前記第２ミラー積層体に沿い実質的に１〜４ミラー対である、請求項１３記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項１５】
当該基板上で前記活性領域および前記第１および第２ミラー積層体が成長されるという基板と、上記基板内へ且つ上記ミラー積層体の一方の近傍に配設されたバイアと、外側面から上記バイア内へと延在する熱伝導メッキと、を更に含む、請求項１１記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項１６】
当該基板上で前記活性領域および前記第１および第２ミラー積層体が成長されるという基板と、上記基板内へ且つ上記ミラー積層体の一方の近傍に配設されたバイアと、外側面から上記バイア内へと延在する熱伝導メッキと、を更に含む、請求項１４記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項１７】
前記活性領域および前記第１および第２ミラー積層体を支持する熱シンクであって上記ミラー積層体の一方内へと熱伝導関係で延在する熱シンクを更に備えて成る、請求項１１記載のＶＣＳＥＬ。
【請求項１８】
前記活性領域および前記第１および第２ミラー積層体を支持する熱シンクであって上記ミラー積層体の一方内へと熱伝導関係で延在する熱シンクを更に備えて成る、請求項１３記載のＶＣＳＥＬ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対する相互参照
本出願は、ニガマナンダ・サマル、ヨン・ハン・ツァンおよびシェーン・ジョンソンの名義で２００４年３月１９日に出願されると共に“シングルモード高出力ＶＣＳＥＬ”と称された米国仮出願第60/554,865号の優先権を主張する。上記出願は、言及したことにより本明細書中に援用される。
【背景技術】
【０００２】
背景
ＶＣＳＥＬすなわち面発光レーザ（vertical cavity surface emitting laser）は、作製されたウェハの表面から垂直に円筒状ビーム形態で発光する半導体マイクロレーザ・ダイオードであって、光ファイバ通信システムの大部分において現在使用されている端面発光式のレーザと比較されたときに相当な利点を提供するという半導体マイクロレーザ・ダイオードである。端面発光器と比較されたときにＶＣＳＥＬは、低いスレッショルド電流、低発散の円形出力ビーム、更に高い直接的変調速度、縦方向におけるシングルモードの発光、２Ｄ配列を形成する上での一体化の場合、および、光ファイバ内への高い結合効率を提供する。しかし、ファイバに対する高い結合効率は低い光出力においてのみ達成される、と言うのも、増大した出力パワーによると高次の横モードが共振器（cavity）によりサポートされるからである。概略的に、高い励起速度（pump rate）におけるＶＣＳＥＬの複雑な横モード挙動は、多くの実際的応用に対する主な欠点である。ＶＣＳＥＬの他の重要な特性の多くと同様に、モード挙動は閉込め機構に強く依存する。競合品との比較における多くの特有の利点に関わらず、ＶＣＳＥＬには多くの弱点もある。最も顕著なのは、“出力が限られ”、且つ、“モード純度”を欠くことである。これらの未解決の問題の故に、ＶＣＳＥＬは半導体レーザ市場全体の１０％のみのシェアを享受している。
【０００３】
典型的な用途としては、光学的データリンク、近接センサ、エンコーダ、レーザ距離計、レーザ印刷、バーコード走査、および、最後に重要なものとして、光学的記憶装置が挙げられる。
【０００４】
レーザのモード挙動に影響する共振器における種々の効果
不均一な空間的利得分布によるマルチモード挙動：
デーゲン等[1]によれば、キャリヤ分布に関し、励起により誘起された電流の広がり、空間的ホールバーニング、および、共振器の内側における熱勾配などの種々の効果の相違が論じられている。これらの複雑で部分的に対抗する効果は、光共振器内で高次横モードを生成し易い。励起により誘起された不均一さは主として、レーザにおけるキャリヤ分布を支配する[1]。これらの不均一さは、共振器における光学場との相互作用によってではなく、単に閉込め領域を通る電流から生ずる。この結論は、ナクアスキ[2]による理論的シミュレーションの結果により支持される。キャリヤ閉込め領域の内側における電流密度の分布におけるナクアスキのモデル化の結果によれば、ＶＣＳＥＬの境界部における明確な最大値および中央における深いディップ（dip）が示される。本発明者等によるモデル化の結果もまた、同一の挙動を示している。これらの分布は、デーゲン等[1]の実験結果と良く一致すると共に、不均一な空間的利得分布に起因する高次モードの発光を強く肯定している。
【０００５】
空間的ホールバーニングに依るマルチモード挙動：
高次モードの発光に対する傾向は、共振器内における光学場とキャリヤ・リザーバとの間の相互作用による空間的ホールバーニングにより更に増進される。キャリヤ分布とレーザ近接場とに対するこれらの効果の影響は、ツァオ等[3]およびナクアスキ等[4]により詳細にモデル化されている。空間的ホールバーニングの影響は電流の広がりの効果よりも相当に小さいが、それは高次モード発光に対する傾向を更に増進する[3][4]。
【０００６】
共振器の内側における強い熱勾配によるマルチモード挙動：
レーザを高次モード発光とさせる第３の効果は共振器内における強い熱勾配である。これらの勾配はナクアスキ等[4]によってもモデル化されており、且つ、ＶＣＳＥＬの中央と境界領域との間には３０Ｋより大きな温度差が予測される。これらの差は、ジュール加熱、および、非放射再結合プロセスによる加熱に由来する。故に温度差は、熱的転換点より大きな注入電流に対して最大となる、と言うのも、注入電流は既に大きく且つ非放射再結合は増加中だからである。この熱勾配の結果として、キャリヤは熱的に励起され且つ更に高いエネルギに向けて再分布される。このスペクトル的なキャリヤ再分布の効果は、ＶＣＳＥＬの高温の中央おいて更に強く、且つ、更に低温の周縁部において更に弱い。ＶＣＳＥＬの中央におけるキャリヤの強い再分布は明らかに、キャリヤ分布の広幅なディップに繋がり、最終的にはマルチモード・スペクトルに繋がる。
【０００７】
上記効果は、幾人かの著者[1]、[3]、[4]により良好に説明かつ実験的に例証されている。不均一なキャリヤ分布の効果は、共振器内におけるモード挙動の決定に向けた支配的機構と思われる。活性領域におけるキャリヤの拡散およびキャリヤ再結合などの、幾つかの付加的な二次的効果が在る。これらの効果の影響は、不均一な励起プロフィルまたはキャリヤ分布による効果との比較において最小限であると仮定される。
【０００８】
数件の先行技術は、本発明が対処せんとする問題に対処している：
１．2000年２月２日付のジアング等の米国特許第6,021,146号は、レーザ・ビーム経路の中央領域に強いドーピングを行うことで中央における電流閉込めを促進し、開口の縁部における過密さを抑制するという着想を使用している。この手法は、活性層を劣化させると共にキャリヤ吸収を増大することからパワー出力が制限されるというリスクを伴う。
【０００９】
２．2000年２月２５日付のジアング等の米国特許第6,026,111号は、高次レーザ・モードに対しては高いモード損失を導入する一方で低次モードをサポートするという延伸された共振器を使用するという着想に頼りシングルモード動作を実現している。この手法は、共振器の丈が非常に長いのでデバイスが低速となることが問題である。
【００１０】
３．2003年２月４日付のアナンダ・ゴピナスの米国特許第6,515,305B2号は、ＶＣＳＥＬの頂部に光子バンドギャップ結晶を作製するという着想を用いている。これは、屈折率を制御することでモードの閉込めを促進している。この手法は複雑な処理段階を伴うことから、コストが付加され、デバイスの有効サイズが制限され、最終的には出力シングルモード・パワーが制限される。
【００１１】
故に、複数の高次横モードの問題および更に大きなシングルモード・パワーに対する制限の問題に対処すると共に、速度もしくはサイズを低減せずに且つ作製コストを増大させずに斯かる対処を行うシングルモード半導体レーザ・デバイスに対する要望が在る。
【００１２】
参考文献：
［１］シー・デーゲン、ダブリュ・エルセーバおよびアイ・フィッシャ、“酸化物により閉込められたＶＣＳＥＬにおける横モード：励起プロフィル、空間的ホールバーニングおよび熱効果の影響”、光学エクスプレス、第５号、第３８〜４７頁、（１９９９年）、http://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=OPEX-5-3-38（C. Degen, W. Elsaber and I. Fischer, “Transverse modes in oxide confined VCSELs: Influence of pump profile, spatial hole burning, and thermal effects,” Opt. Express 5, 38-47 (1999), http://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=OPEX-5-3-38)。
【００１３】
［２］ダブリュ・ナクアスキ、“陽子注入された面発光レーザの電流の広がりおよび直列抵抗”、応用物理、Ａ６１、第１２３〜１２７頁（１９９５年）（W. Nakwaski, “Current spreading and series resistance of proton-implanted vertical-cavity top-surface-emitting lasers,” Appl. Phys. A 61, 123-127 (1995)）。
【００１４】
［３］ワイ・ジー・ツァオおよびジェイ・マキナリ、“面発光レーザの横モード制御”、ＩＥＥＥ刊行物、量子エレクトロニクス、第３２巻、第１９５０〜１９５８頁（１９９６年）（Y. G. Zhao and I. McInerny, “Transverse-Mode Control of Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers,” IEEE J. Quantum Electron. 32, 1950-1958 (1996)）。
【００１５】
［４］ダブリュ・ナクアスキおよびアール・ピー・サーザラ、“利得制御された面発光レーザにおける横モード”、光学通信、第１４８号、第６３〜６９頁（１９９８年）（W. Nakwaski and R. P. Sarzala, “Transverse modes in gain-guided vertical-cavity surface-emitting lasers,” Opt. Commun. 148,63-69 (1998)）。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
発明の要約
本発明に係る手法において、半導体レーザ・デバイスの共振器におけるモード挙動は、空間的電流分布のプロフィル設定と堅牢な熱管理方式とによる更に多くの注入および更なる高温の両方により制御される。該手法は、変動サイズの複数の酸化物開口と活性層からの変動距離とを使用することによる注入電流プロフィルの空間的分布の処理操作に立脚している。
【００１７】
而して、先行技術との比較における本発明の目的は、更に簡素なデバイスの設計態様および成長、更に簡素なデバイスの処理、レーザの更に良好な歩留まり、更に低いコストおよび更に良好な性能である。
【００１８】
本発明の好適な代表的実施例に依るモード制御式ＶＣＳＥＬの特徴は以下のひとつ以上を含む：
ａ．制御された空間的キャリヤ分布を提供する複数の酸化物開口。
ｂ．各開口の好適な相対載置による空間的キャリヤ分布の最適化。
ｃ．各開口の好適な相対サイズによる空間的キャリヤ分布の最適化。
ｄ．複数の酸化物開口を備えたＤＢＲミラーのドーピング・プロフィルの適合調整による大型デバイスのキャリヤ分布の最適化。
【００１９】
本発明の好適実施例のＶＣＳＥＬは異なるサイズおよび箇所による最小限の２個の酸化物開口を用いることで電流注入プロフィルを適合調整し、光学場分布プロフィルの基本モードに整合する。利得は注入電流の空間的分布Ｊ（ｙ）の対数関数であることから、鐘状もしくは準ガウス形状の空間的電流分布は共振器内における準ガウス基本モードのみの持続を助力し、他の高次モードを阻止または抑制する。上記デバイスにおいて最適に載置された２個の開口を用いると、電流の空間的分布は適合調整されることで、空間的ホールバーニングの不都合な効果は相殺され得る。予備モデルにおいては、共振器における拡散、キャリヤ再結合および既存の光学場などの二次的効果は無視される。
【００２０】
本発明に係る高電流密度のシングルモードＶＣＳＥＬは、以下の項目により達成される：
１．ＶＣＳＥＬもしくは端面発光デバイスにおいて側方酸化技術もしくはイオン注入またはそれらの組み合わせによる変動サイズの複数開口を使用したことにより横モードを抑制したこと。
２．活性領域におけるキャリヤの空間的分布の形状を適合調整すべくデバイスにおける最適化箇所において複数開口を使用したこと。
３．ウェハ上における一定の熱管理方式、すなわち、ａ）電気メッキされたバイア・ホール、または、ｂ）エピタキシャル・リフトオフおよび熱シンク載置と共に複数開口を使用することで、デバイスにおける高出力を生成したこと。
【００２１】
特にＶＣＳＥＬに対して開発されてはいるが、上記特徴は、幾つかの例を挙げるとＦＰ端面発光レーザ、ＤＦＢおよびＤＢＲレーザ、端面発光レーザ（horizontal cavity surface emitting laser）、および、最後に重要なものとして、量子カスケード・レーザなどの他の多くの光電子的デバイスにおいて使用され得る。
【００２２】
上記で論じられた先行特許との比較において、本発明者等による変動サイズの複数開口の使用によれば、シングルモードの高出力ＶＣＳＥＬに対して非常に高信頼性の技術が提供される。該技術は、成長または処理のいずれに対しても複雑さを一切付加しない。上記各開口の異なるサイズは幾つかの様式、すなわち、自己整列メサ・プロセス、単純な内部共振器デバイス処理もしくは成長、酸化物層におけるＡ１モード割合の異なる濃度、全ての公知作製技術により実現され得る。
【００２３】
本発明の上記のおよび更なる目的および利点は、添付図面を考慮した以下における本発明の少なくともひとつの好適実施例の詳細な説明から更に良好に理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
詳細な説明
図１には、本発明に係る一対の開口の箇所の概略図が示される。ＶＣＳＥＬ構造２０においては、活性領域２６の各側にて、該活性領域の各側におけるＤＢＲすなわちミラー積層体内であって該活性領域から変動距離にて、異なるサイズの少なくとも２個の酸化物開口２２および２４が配置される。共振器内における電流の閉込めおよび広がりは、上記酸化物開口のサイズおよび位置により制御される。もし各開口のサイズおよび上記活性領域からの該開口の距離が最適に選択されるなら、電流分布はシングルモード動作を強く促進する。ＤＢＲ作成において公知の如く上記ミラー積層体はミラーの対を単位として構築されることから、上記活性領域に対する酸化物層および酸化物開口の距離は、“ミラー対”を単位として測定され且つ言及される。
【００２５】
空間的キャリヤ分布をプロフィル設定する上で二重の酸化物開口の効果を調べるために、一般的な有限要素ツールであるＦｅｍｌａｂを用いて詳細な３Ｄモデル化が行われた。図２は習用のＶＣＳＥＬ設計態様に対する理論的モデル化の結果を示しており、その場合に酸化物層は、ｐ−ミラー積層体における電界の第１零位であって各ミラー積層体間において共振器すなわち活性領域から略々１ミラー対だけ離間して載置された第１零位に位置する。習用のＶＣＳＥＬ設計態様において当業者は、電界の第１零位に対して可及的に接近して酸化物層を載置することで、酸化物層により屈折率制御を促進し且つ活性領域における電流閉込めを増進する傾向がある。開口が小さく注入が少ないと光学的な導波効果が支配的となり、シングルモードがサポートされる。しかし図２からは、屈折率制御効果の助力にも関わらずに電流分布はシングルモード動作に有利でないことが明確に理解される、と言うのも、キャリヤ分布は開口領域の周縁部において明確な最大値を有するからである。故にこの習用の構造設計態様は、略々〜５μｍの小寸開口においてのみシングルモード動作をサポート可能であり、１〜２ｍＷの非常に小さな出力パワーに帰着する。
【００２６】
図３は、本発明者等によりモデル化されたＶＣＳＥＬの多くの最適設計態様の内のひとつの設計態様であって、準ガウス形状の空間的電流分布を誘起するために制御様式でキャリヤが集中かつ拡開される様に相対的に適切な位置に載置された２個の酸化物開口を使用するという設計態様を示している。この特定の設計態様においてｐ−ミラー酸化物開口（すなわち活性領域のｐ−ミラー積層体側における酸化物開口）は共振器すなわち活性領域から６ミラー対だけ離間されると共に５μｍの直径を有し、且つ、ｎ−ミラー開口（すなわち活性領域のｎ−ミラー積層体側における酸化物開口）は共振器すなわち活性領域から２ミラー対だけ離間されると共に１５μｍの直径を有している。曲線２８は、共振器中心における電流密度を与えている。曲線３０はｐ−酸化物開口における電流密度を与え、且つ、曲線３２はｎ−酸化物開口の入口における電流密度を与えている。図４は、この設計態様における表面電流密度および外郭形状ラインを示している。この最適な位置およびサイズは、各ミラー積層体におけるエピタキシャル層（epi-layer）におけるドーピング密度の関数でもある。
【００２７】
予備モデル化の結果からの幾つかの考察が在る：
１．（有効デバイス・サイズを決定する）各組の相対サイズの酸化物開口に対し、準ガウス形状の空間的電流分布を与える最適な相対位置が在る。
２．酸化物層の各相対位置に対し、最適な組の相対サイズの開口が在る。
３．ドーピングを調節することにより、最適な空間的電流分布の形状は微調整され得る。
【００２８】
上述のモード制御は、端面発光式のファブリーペロー・レーザ、ＤＦＢレーザおよびＤＢＲレーザにおいても採用され得る。
【００２９】
図５においては、十分に大寸のデバイスに対する最適設計態様がモデル化されている。デバイス・サイズは約１７ミクロンである。電流密度は、準ガウス・プロフィルを示している。曲線３６は、活性領域における空間的電流分布である。曲線３４は、ｐ−酸化物開口の出口における空間的電流分布である。また曲線３８は、ｎ−酸化物開口の入口における空間的電流分布である。上記ｐ−酸化物開口は直径が１３μｍであり、且つ、共振器すなわち活性領域から１３ミラー対だけ離間されている。上記ｎ−酸化物開口は直径が２５μｍであり、且つ、共振器すなわち活性領域から１ミラー対だけ離間されている。
【００３０】
図６には、本発明の特徴に従い作成された代表的な二重開口ＶＣＳＥＬ４０が示される。活性領域または層４６の上方（または一側上）には、ｐ−ミラー積層体４２および頂部酸化物開口４４が配置される。活性領域または層４６の下方（または他側上）には、底部開口４８およびｎ−ミラー積層体５０が配置される。電気メッキされた金製のｐ−接点５４から上述の各特定形状を分離する窒化物絶縁層５２も示される。食刻を制限する食刻停止層５６であって上記ＶＣＳＥＬが構築される約１００μｍの研磨済み基板６０内へとバイア５８を形成する食刻停止層５６が示される。バイア５８は、ｎ−接点６４も形成する６２にて金により電気メッキされる。
【００３１】
ＶＣＳＥＬに対する熱効果に対処するために、此処では幾つかの方式が提案されている。ＶＣＳＥＬのウェハ上での熱管理に対するひとつの様式は、図６に示された如くである。それは、基板６０を通して深いバイア５８を食刻すると共に、ウェハの前後側を厚寸の金５４、６２および６４で電気メッキすることで、熱を分散し且つ接合部温度を低下させることである。
【００３２】
熱を分散させる別の様式は、基板からデバイスの各層をリフトオフすると共に、これらの層を、熱伝導的な金属もしくはセラミックのいずれかである熱シンク基板６６上に良好な熱伝導関係で結合することである。これは、図６Ａに示される。
【００３３】
実験結果
本発明の概念に基づき、ＭＢＥを用いて数枚の１０５０ｎｍのＶＣＳＥＬウェハが成長され、デバイスへと作製された。此処で試験結果は、概念の証明として示される。
【００３４】
図７は、１７ミクロンのｐ−開口および２７ミクロンのｎ−開口を備えた二重開口ＶＣＳＥＬのＬＩＶ特性を示している。ピーク出力は、３３ｍＡにて２０ｍＷである。ピーク励起効率（peak wall plug efficiency）は３０％より大きい。スレッショルド電流は２ｍＡより小さいと測定され、且つ、スレッショルド電圧は１ボルトよりも僅かに大きく見える。図８に示される如く、約６ミクロン厚みの金の電気メッキの後では約１５％のピーク出力の増進が在る。このＶＣＳＥＬはｐ−ミラーにおける第３ミラー対にｐ−開口を有し、且つ、ｎ−開口はｎ−ミラーにおける第１ミラー対上である。上記ｐ−開口は最適化位置ではないので、上記スペクトルには酸化物ピークが示される。結果として、上記ＶＣＳＥＬはシングルモードではない。しかし、ｐ−開口を活性領域から更に離間移動させることにより、スペクトル純度は図１０に示された如く更に良好となる。
【００３５】
図９は、ｐ−開口はｐ−ＤＢＲの第７ミラー対に在り且つｎ−開口はｎ−ＤＢＲの第１ミラー対に在るという二重開口ＶＣＳＥＬのＬＩＶ特性を示している。スレッショルド電流は１２ｍＡより大きく、且つ、スレッショルド電圧は７ボルトより大きい。記録ピーク出力は１２Ｖにて７ｍＷより大きい。スレッショルド値が更に大きく且つピーク出力が更に低いのは、この成長に関してドーピングはＭＢＥにおける幾つかの問題の故に１／３とされたという事実に依るものである。図１０は上記ＶＣＳＥＬのスペクトルを示しており、これは、ピーク出力において、２０ｍＡの電流注入幅に亙りシングルモード動作を示している。この一連の実験によれば、本発明は、空間的電流注入プロフィルを適合調整することでＶＣＳＥＬのモード挙動を制御することによりレーザの利得を適合調整し得ることが立証された。
【００３６】
本発明の好適実施例が詳細に記述されたが、当業者であれば、開示された本発明の実施例に対する更なる改変、変更および付加は、添付の各請求項に示された本発明の精神および有効範囲から逸脱せずに為され得ることを容易に理解し得よう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明に従い構成されたＶＣＳＥＬの概略図である。
【図２】図２は、習用の設計態様の特定のＶＣＳＥＬに関する共振器中心からの距離に対する電流密度のプロットである。
【図３】図３は、図１の構造を備える本発明のＶＣＳＥＬの好適実施例における３つの箇所に関する共振器中心からの距離に対する電流密度の３つのプロットのグラフである。
【図４】図４は、本発明に係るＶＣＳＥＬの全体に亙る電流密度および電流外郭形状のグラフである。
【図５】図５は、図１の構造を備える本発明のＶＣＳＥＬの更なる好適実施例における３つの箇所に関する共振器中心からの距離に対する電流密度の３つのプロットのグラフである。
【図６】図６は、本発明に従い構成されたＶＣＳＥＬの概略図であり、除熱のための金メッキを示している。
【図６Ａ】図６Ａは、除熱のための熱シンクを採用した本発明の更なる実施例の図６と同様の概略図である。
【図７】図７は、本発明に従い構成されたＶＣＳＥＬのＬＩＶ特性のプロットである。
【図８】図８は、本発明に従い構成されたＶＣＳＥＬのＬＩＶ特性のプロットであり、除熱のための金メッキの効果を示している。
【図９】図９は、本発明に従い構成されると共に異なる開口箇所およびドーピングとされた別のＶＣＳＥＬ実施例のＬＩＶ特性のプロットである。
【図１０】図１０は、本発明に従い構成されると共に図９のＶＣＳＥＬにおけるのと同様に配置された開口を備えるＶＣＳＥＬの種々の注入電流におけるスペクトルのプロットである。
【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６Ａ】
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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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【国際調査報告】
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