(57)【要約】【課題】従来よりも放熱性にすぐれた面発光レーザ素子を提供する。【解決手段】下部ＤＢＲにおける共振器領域に隣接する３組（１０３ａ〜１０３ｃ）では、熱抵抗率が大きいほうの屈折率層（ｎ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ）の光学的厚さを発振波長の１／４よりも小さくし、熱抵抗率が小さいほうの屈折率層（ｎ−ＡｌＡｓ）の光学的厚さを発振波長の１／４よりも大きくする。また、互いに隣接する熱抵抗率が大きいほうの屈折率層の光学的厚さと熱抵抗率が小さいほうの屈折率層の光学的厚さの和を発振波長のｍ／４（ｍは２以上の偶数）とする。【選択図】図３
2008060322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、屈折率及び熱抵抗率が互いに異なる２つの層を組とする複数の組からなる第１の半導体多層膜反射鏡、活性層を含む共振領域、並びに屈折率及び熱抵抗率が互いに異なる２つの層を組とする複数の組からなる第２の半導体多層膜反射鏡を有する垂直共振器型の面発光レーザ素子において、
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少なくとも一方の少なくとも一つの組では、熱抵抗率が小さいほうの第１の層の光学的厚さが発振波長の１／４倍よりも大きく、熱抵抗率が大きいほうの第２の層の光学的厚さが発振波長の１／４倍よりも小さく、前記第１の層の光学的厚さと前記第２の層の光学的厚さの和が、２以上の偶数ｍを用いて、発振波長のｍ／４倍であることを特徴とする面発光レーザ素子。
【請求項２】
前記各半導体多層膜反射鏡は、ＡｌＧａＡｓ系の材料で構成され、
前記第１の層は、ＡｌＡｓからなる層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】
前記各半導体多層膜反射鏡は、ＡｌＧａＡｓ系の材料で構成され、
前記発振波長は９５０ｎｍ以上であり、
前記第１の層は、ＧａＡｓからなる層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４】
前記共振領域は複数のスペーサー層を含み、
前記複数のスペーサー層のうちの少なくとも１つのスペーサー層は、インジウムを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子を複数有する面発光レーザアレイ。
【請求項６】
光ビームによって被走査面上を走査する光走査装置であって、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子を有する光源ユニットと；
前記光源ユニットからの光ビームを偏向する偏向手段と；
前記偏向された光ビームを被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置。
【請求項７】
複数の光ビームによって被走査面上を走査する光走査装置であって、
請求項５に記載の面発光レーザアレイを有する光源ユニットと；
前記光源ユニットからの複数の光ビームを偏向する偏向手段と；
前記偏向された複数の光ビームを被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置。
【請求項８】
少なくとも１つの像担持体と；
前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる光ビームを走査する少なくとも１つの請求項６に記載の光走査装置と；
前記少なくとも１つの像担持体に形成された像を転写対象物に転写する転写手段と；を備える画像形成装置。
【請求項９】
少なくとも１つの像担持体と；
前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる複数の光ビームを走査する少なくとも１つの請求項７に記載の光走査装置と；
前記少なくとも１つの像担持体に形成された像を転写対象物に転写する転写手段と；を備える画像形成装置。
【請求項１０】
光信号を用いて情報を伝達する光通信システムにおいて、
前記光信号は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子から出射される光ビームによって生成されることを特徴とする光通信システム。
【請求項１１】
光信号を用いて情報を伝達する光通信システムにおいて、
前記光信号は、請求項５に記載の面発光レーザアレイから出射される光ビームによって生成されることを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光レーザ素子、面発光レーザアレイ、光走査装置、画像形成装置及び光通信システムに係り、さらに詳しくは、基板に垂直な方向に光を発光する面発光レーザ素子、該面発光レーザ素子を複数有する面発光レーザアレイ、前記面発光レーザ素子あるいは面発光レーザアレイからの光を用いる光走査装置、画像形成装置及び光通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直共振器型の面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）は、基板に対して垂直方向に光を出射する半導体レーザであり、へき開が不要、２次元並列集積が可能、及び素子の検査が容易などの特長を有することから、光インターコネクションなどの光通信の光源、光ピックアップの光源、画像形成装置の光源などの民生用途で用いられている。
【０００３】
このような用途のＶＣＳＥＬには、活性層の利得が大きく、低しきい値、高出力であって、信頼性に優れ、偏光方向が制御されていることが求められる。しかしながら、ＶＣＳＥＬは、活性層の体積が小さいため、端面発光型半導体レーザと比較して、光出力が小さい。
【０００４】
一般に、半導体レーザでは、電流注入によって発生する熱の拡散の度合いが、光出力、光スペクトル、モード、及び寿命などに大きな影響を与える。特にＶＣＳＥＬでは、活性層が熱抵抗の大きい半導体多層膜反射鏡（ＤＢＲ）で挟まれた構造となっているために、活性層の温度上昇が大きい。
【０００５】
活性層の温度上昇を抑制する方法として、特許文献１には、ＡｌＧａＡｓ材料系からなる下部ＤＢＲの下側の大部分の低屈折率層にＡｌＧａＡｓ材料系において最も熱抵抗が小さいＡｌＡｓを用いる面発光半導体レーザ素子が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、活性領域とＤＢＲの間、あるいはＤＢＲ中に高熱伝導率層を有する垂直共振器型面発光レーザが開示されている。特許文献２に開示されている垂直共振器型面発光レーザでは、高熱伝導率層にＡｌＡｓなどを用い、更にその膜厚を厚くしている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１６４６２１号公報
【特許文献２】特開２００５−３５４０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、従来よりも放熱性にすぐれた面発光レーザ素子を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、高出力の面発光レーザ素子が高密度に配置された面発光レーザアレイを提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第３の目的は、被走査面上を高速で走査することができる光走査装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第４の目的は、高精細な画像を高速で形成することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第５の目的は、高速の光通信を行うことができる光通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、第１の観点からすると、基板上に、屈折率及び熱抵抗率が互いに異なる２つの層を組とする複数の組からなる第１の半導体多層膜反射鏡、活性層を含む共振領域、並びに屈折率及び熱抵抗率が互いに異なる２つの層を組とする複数の組からなる第２の半導体多層膜反射鏡を有する垂直共振器型の面発光レーザ素子において、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少なくとも一方の少なくとも一つの組では、熱抵抗率が小さいほうの第１の層の光学的厚さが発振波長の１／４倍よりも大きく、熱抵抗率が大きいほうの第２の層の光学的厚さが発振波長の１／４倍よりも小さく、前記第１の層の光学的厚さと前記第２の層の光学的厚さの和が、２以上の偶数ｍを用いて、発振波長のｍ／４倍であることを特徴とする面発光レーザ素子である。
【００１４】
これによれば、第１の半導体多層膜反射鏡及び第２の半導体多層膜反射鏡の少なくとも一方の半導体多層膜反射鏡では、複数の組のうち少なくとも一つの組では、熱抵抗率が小さいほうの第１の層の光学的厚さが発振波長の１／４倍よりも大きくなるように設定され、熱抵抗率が大きいほうの第２の層の光学的厚さが発振波長の１／４倍よりも小さくなるように設定されている。すなわち、熱抵抗率が小さいほうの層は従来よりも厚く、熱抵抗率が大きいほうの層は従来よりも薄い。また、第１の層の光学的厚さと第２の層の光学的厚さの和は、２以上の偶数ｍを用いて、発振波長のｍ／４倍であるため、半導体多層膜反射鏡としての機能は維持される。従って、従来よりも放熱性を向上させることが可能となる。そして、その結果として、活性層の温度上昇が抑制され、従来よりも高出力が可能となる。
【００１５】
本発明は、第２の観点からすると、本発明の面発光レーザ素子を複数有する面発光レーザアレイである。
【００１６】
これによれば、本発明の面発光レーザ素子を複数有しているため、面発光レーザ素子間の熱干渉を低減することができる。従って、高出力の面発光レーザ素子を高密度に配置することが可能となる。
【００１７】
本発明は、第３の観点からすると、光ビームによって被走査面上を走査する光走査装置であって、本発明の面発光レーザ素子を有する光源ユニットと；前記光源ユニットからの光ビームを偏向する偏向手段と；前記偏向された光ビームを被走査面上に集光する走査光学系と；を備える第１の光走査装置である。
【００１８】
これによれば、光源ユニットが本発明の面発光レーザ素子を有しているため、高出力の光ビームを光源ユニットから出射でき、結果として被走査面上を高速で走査することが可能となる。
【００１９】
本発明は、第４の観点からすると、複数の光ビームによって被走査面上を走査する光走査装置であって、本発明の面発光レーザアレイを有する光源ユニットと；前記光源ユニットからの複数の光ビームを偏向する偏向手段と；前記偏向された複数の光ビームを被走査面上に集光する走査光学系と；を備える第２の光走査装置である。
【００２０】
これによれば、光源ユニットが本発明の面発光レーザアレイを有しているため、高出力及び高密度の複数の光ビームを光源ユニットから出射でき、結果として被走査面上を高速で走査することが可能となる。
【００２１】
本発明は、第５の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と；前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる光ビームを走査する少なくとも１つの本発明の第１の光走査装置と；前記少なくとも１つの像担持体に形成された像を転写対象物に転写する転写手段と；を備える第１の画像形成装置である。
【００２２】
これによれば、少なくとも１つの本発明の第１の光走査装置を備えているため、結果として高精細な画像を高速で形成することが可能となる。
【００２３】
本発明は、第６の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と；前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる複数の光ビームを走査する少なくとも１つの本発明の第２の光走査装置と；前記少なくとも１つの像担持体に形成された像を転写対象物に転写する転写手段と；を備える第２の画像形成装置である。
【００２４】
これによれば、少なくとも１つの本発明の第２の光走査装置を備えているため、結果として高精細な画像を高速で形成することが可能となる。
【００２５】
本発明は、第７の観点からすると、光信号を用いて情報を伝達する光通信システムにおいて、前記光信号は、本発明の面発光レーザ素子から出射される光ビームによって生成されることを特徴とする第１の光通信システムである。
【００２６】
これによれば、本発明の面発光レーザ素子から出射される光ビームによって生成される光信号を用いているため、結果として高速の光通信を行うことが可能となる。
【００２７】
本発明は、第８の観点からすると、光信号を用いて情報を伝達する光通信システムにおいて、前記光信号は、本発明の面発光レーザアレイから出射される光ビームによって生成されることを特徴とする第２の光通信システムである。
【００２８】
これによれば、本発明の面発光レーザアレイから出射される光ビームによって生成される光信号を用いているため、結果として高速の光通信を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１には、本発明の第１の実施形態に係る垂直共振器型の面発光レーザ素子１００の概略構成が示されている。なお、本明細書では、レーザ発振方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な面内における互いに直交する２つの方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として説明する。
【００３０】
この面発光レーザ素子１００は、７８０ｎｍ帯の面発光レーザ素子であり、基板１０１上に、バッファー層１０２、下部半導体多層膜反射鏡（以下、便宜上「下部ＤＢＲ」ともいう）１０３、下部スペーサー層１０４、多重量子井戸活性層１０５、上部スペーサー層１０６、上部半導体多層膜反射鏡（以下、便宜上「上部ＤＢＲ」ともいう）１０７などの半導体層が、順次積層されている。なお、以下では、これら複数の半導体層が積層されているものを、便宜上「第１の積層体」ともいう。
【００３１】
前記基板１０１は、ｎ−ＧａＡｓからなる基板である。
【００３２】
前記バッファー層１０２は、ｎ−ＧａＡｓからなる層である。
【００３３】
前記下部ＤＢＲ１０３は、ｎ−ＡｌＡｓからなる低屈折率層とｎ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓからなる高屈折率層を組として、該組を４４．５組有している。すなわち、下部ＤＢＲ１０３では、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されている。また、図２に示されるように、ＡｌＡｓの熱抵抗率は、１．１ｃｍ・Ｋ／Ｗであり、Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓの熱抵抗率（８．２ｃｍ・Ｋ／Ｗ）よりも小さい。従って、低屈折率層の熱抵抗率は、高屈折率層の熱抵抗率よりも小さい。すなわち、本第１の実施形態では、低屈折率層が熱抵抗率が小さいほうの層であり、高屈折率層が熱抵抗率が大きいほうの層である。
【００３４】
前記下部スペーサー層１０４は、ノンドープ（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる層である。
【００３５】
前記多重量子井戸活性層１０５は、ＧａＩｎＰＡｓ／ＧａＩｎＰからなる層である。
【００３６】
前記上部スペーサー層１０６は、ノンドープ（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる層である。
【００３７】
前記上部ＤＢＲ１０７は、ｐ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓからなる低屈折率層とｐ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓからなる高屈折率層とを組として、該組を２６組有している。すなわち、上部ＤＢＲ１０７では、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されている。なお、低屈折率層と高屈折率層との間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた厚さ２０ｎｍの組成傾斜層が設けられている。低屈折率層及び高屈折率層の厚さは、いずれもブラッグの多重反射条件が満たされるように、発振波長をλ（ここでは、λ＝７８０ｎｍ）、屈折率層の屈折率をｎとすると、λ／４ｎの厚さ（＝光学的厚さλ／４）に設定されている。この厚さλ／４ｎは、屈折率層中における発振光の位相変化量がπ／２となる厚さである。本第１の実施形態のように、組成傾斜層を含む場合には、低屈折率層及び高屈折率層は、それぞれ屈折率層と組成傾斜層の一部（例えば、１／２）を含めた厚さが、ブラッグの多重反射条件を満たすように設定されている。なお、発振光に対する位相変化量がπ／２の奇数倍となる厚さのときにブラッグの多重反射条件が満足される。
【００３８】
この上部ＤＢＲ１０７の途中には、ｐ−ＡｌＡｓからなる選択酸化層１０８が形成されている。
【００３９】
さらに、第１の積層体の最表面には、ＧａＡｓからなるコンタクト層（図示省略）が設けられている。
【００４０】
また、下部スペーサー層１０４と多重量子井戸活性層１０５と上部スペーサー層１０６とからなる領域は、共振器領域と呼ばれており、この共振器領域における光の位相変化が２πとなるように設定されている。すなわち、共振器領域は、一波長共振器構造体を形成している。また、高い誘導放出確率を得るために、多重量子井戸活性層１０５は、一波長共振器構造体内における中央部の、発振光の定在波の腹に対応する位置に設けられている。
【００４１】
従来の半導体多層膜反射鏡（ＤＢＲ）は、一般的に屈折率の異なる２種類の材料を、発振光の位相変化量がπ／２となる厚さ（ブラッグの多重反射条件が満たされる厚さ）に交互に積層して構成されている。ＡｌＧａＡｓ系材料では、屈折率はＡｌの組成（含有量）に依存し、Ａｌの組成が大きいほど低屈折率となる。従って、一般に多層膜反射鏡は熱抵抗率の異なる材料の積層構造により構成されることになり、多層膜反射鏡の熱抵抗は、用いられるＡｌＧａＡｓ系材料の組成に大きく依存し、熱抵抗率の大きな層の特性が支配的となる。
【００４２】
特にＧａＡｓの吸収端よりも短波長を発振波長とする面発光レーザ素子では、発振光に対して透明となる組成のＡｌＧａＡｓ系材料を半導体多層膜反射鏡に用いなければならず、比較的熱抵抗の大きな中間組成のＡｌＧａＡｓ系材料を高屈折率層として用いる必要がある。このため半導体多層膜反射鏡全体の熱抵抗は、出力等のレーザ特性に大きな影響を及ぼす程に大きなものとなる。従って、従来技術がそうであるように、放熱特性を向上させるには、半導体多層膜反射鏡を構成する材料に、できるだけ熱抵抗率の小さな半導体材料を用いて、基板に垂直な方向における熱抵抗を低減することが重要である。しかし、半導体多層膜反射鏡に用いることのできる材料には制限が有るためこれには限度がある。
【００４３】
本第１の実施形態では、一例として図３に示されるように、下部ＤＢＲ１０３における共振器領域に隣接する３組（１０３ａ〜１０３ｃ）では、低屈折率層の厚さを、該低屈折率層中における発振光の位相変化量が７π／４となる厚さ（光学的厚さでは７λ／８）とし、高屈折率層の厚さを、該高屈折率層中における発振光の位相変化量がπ／４となる厚さ（光学的厚さではλ／８）としている。
【００４４】
すなわち、下部ＤＢＲ１０３における共振器領域に隣接する３組（１０３ａ〜１０３ｃ）では、熱抵抗率が小さいほうの屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも大きくし、熱抵抗率が大きいほうの屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも小さくしている。そして、熱抵抗率が小さいほうの屈折率層の光学的厚さと熱抵抗率が大きいほうの屈折率層の光学的厚さとの和を、発振波長のｍ／４（ｍは２以上の偶数、ここでは、ｍ＝４）としている。なお、図３には発振状態における発振光の定在波分布が模式的に併せて示されている。
【００４５】
ところで、下部ＤＢＲ１０３の全てにおいて、低屈折率層の光学的厚さを７λ／８とし、高屈折率層の光学的厚さをλ／８とすると、反射率が低下するおそれがある。また、活性層から離れたところの熱抵抗率を下げても熱の放散効果は小さい。そこで、本第１の実施形態では、下部ＤＢＲ１０３における共振器領域に隣接する３組に対して、低屈折率層の光学的厚さを７λ／８とし、高屈折率層の光学的厚さをλ／８とした。
【００４６】
比較のために、従来の下部ＤＢＲの構成例が図４に示されている。この従来例では、下部ＤＢＲにおける各組の低屈折率層及び高屈折率層の光学的厚さは、いずれもブラッグの多重反射条件が満たされる最も薄い光学的厚さであるλ／４としている。
【００４７】
本第１の実施形態では、下部ＤＢＲ１０３における共振器領域に隣接する３組（１０３ａ〜１０３ｃ）では、熱抵抗率が小さい低屈折率層の光学的厚さをブラッグの多重反射条件が満たされる最も薄い光学的厚さの３倍以上厚くするとともに、熱抵抗率が大きい高屈折率層の光学的厚さをブラッグの多重反射条件が満たされる最も薄い光学的厚さよりも薄くしている。
【００４８】
《製造方法》
次に、面発光レーザ素子１００の製造方法について簡単に説明する。
【００４９】
（１）上記第１の積層体を有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）による結晶成長によって作成する。III族の原料には、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）が用いられ、Ｖ族の原料にはアルシン（ＡｓＨ３）、フォスフィン（ＰＨ３）が用いられる。また、ｐ型ドーパントの原料には四臭化炭素（ＣＢｒ４）が用いられ、ｎ型ドーパントの原料にはセレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）が用いられる。
【００５０】
（２）公知の写真製版技術を用いて、第１の積層体の中央部に一辺が２０μｍの正方形状のレジストパターンを形成した後、公知のドライエッチング技術を用いて、表面のコンタクト層から下部スペーサー層１０４の途中までの各層を除去する。ドライエッチングの進行状態は、プラズマ発光モニタ等を用いて、各層に特徴的に現れるプラズマ発光種を観察することにより知ることができる。本第１の実施形態では、各スペーサー層にインジウム（Ｉｎ）が含まれているので、ドライエッチングによってメサ形状に加工する際に、Ｉｎの発光をモニタすることによって、エッチングが行われている部分（層）を知ることができる。また、各ＤＢＲにはＩｎが含まれていないので、Ｉｎが含まれる共振器領域を良好に検出することができる。従って、精密にエッチング深さを制御することが可能である。
【００５１】
（３）加熱水蒸気雰囲気中で、メサの側壁から選択酸化層１０８を酸化して電流狭窄層を形成する。なお、上記ドライエッチングが下部スペーサー層１０４の途中で停止しているので、下部ＤＢＲ１０３を構成するＡｌＡｓ層は選択酸化されない。図１では、選択酸化層１０８における酸化された領域が黒く示されている。ここでは、選択酸化層１０８における非酸化領域の一辺を４μｍとしている。
【００５２】
（４）公知の気相化学堆積法（ＣＶＤ法）を用いて、第１の積層体の全面にＳｉＯ２層１０９を形成する。
【００５３】
（５）光出射部となる領域とその周辺のＳｉＯ２層を除去する。
【００５４】
（６）絶縁性樹脂１１０のスピンコートを行う。なお、メサ上面に付着した絶縁性樹脂は除去する。
【００５５】
（７）光出射部となる領域に一辺が８μｍの開口を有するレジストパターンを形成し、ｐ側電極材料の蒸着を行った後、リフトオフによって光出射部の電極材料を除去して、ｐ側電極１１１を形成する。
【００５６】
（８）基板１０１の裏面を研磨した後、基板１０１の裏面に蒸着によってｎ側電極１１２を形成し、アニールによって、両電極のオーミック導通をとる。
【００５７】
以上説明したように、本第１の実施形態に係る面発光レーザ素子１００によると、下部ＤＢＲ１０３における共振器領域に隣接する３組（１０３ａ〜１０３ｃ）では、熱抵抗率が大きい高屈折率層の光学的厚さを従来よりも薄くしているため、活性層１０５から基板１０１の方向に関する下部ＤＢＲ１０３全体としての熱抵抗を従来よりも低減することができる（図５参照）。なお、図５における熱抵抗の値は、有限要素法による計算で得られた値である。
【００５８】
また、本第１の実施形態に係る面発光レーザ素子１００によると、下部ＤＢＲ１０３における共振器領域に隣接する３組（１０３ａ〜１０３ｃ）では、熱抵抗率が小さい低屈折率層の光学的厚さを従来よりも厚くしているため、熱が基板１０１に伝わる間に低屈折率層を介して横方向（基板１０１に平行な方向）へ拡散する割合を増やすことができる。
【００５９】
また、本第１の実施形態に係る面発光レーザ素子１００によると、下部部ＤＢＲ１０３における共振器領域に隣接する３組（１０３ａ〜１０３ｃ）では、低屈折率層の光学的厚さと高屈折率層の光学的厚さの和がλとなるため、反射波長（反射率が最も高くなる波長）が変化することを防止でき、高い反射率を維持することができる。
【００６０】
また、本第１の実施形態に係る面発光レーザ素子１００によると、熱抵抗率が小さく、光学的厚さが従来よりも厚い低屈折率層が共振器領域に隣接しているため、活性層１０５で発生した熱を効率よく横方向（基板１０１に平行な方向）に放散させることができる。
【００６１】
また、本第１の実施形態に係る面発光レーザ素子１００によると、下部スペーサー層１０４を底面とするメサ形状に形成されているため、下部ＤＢＲ１０３は、メサの側面から露出されず、選択酸化工程では酸化されない。そこで、ＡｌＧａＡｓ系材料において熱抵抗率が最も小さいＡｌＡｓを下部ＤＢＲ１０３の低屈折率層に用いることが可能となる。
【００６２】
従って、本第１の実施形態に係る面発光レーザ素子１００によると、従来よりも放熱性を向上させることが可能となり、その結果として、活性層１０５で発生した熱が効果的に取り除かれ、活性層１０５の温度上昇が抑制され、従来よりも高出力が可能となる。
【００６３】
また、本第１の実施形態に係る面発光レーザ素子１００によると、下部スペーサー層１０４がＩｎを含んでいるため、Ｉｎの発光をモニタしながらエッチングすることにより、エッチング深さを精密に制御することが可能となる。そして、活性層１０５部分もエッチング除去され、隣接する素子部と電気的に分離することができる。
【００６４】
なお、上記第１の実施形態において、エッチングを上部スペーサー層１０６中で停止して、活性層１０５を残しても良い。この場合には、活性層１０５がエッチングされずに横につながっていることから、熱を横方向（基板１０１に平行な方向）に逃がしやすくなる。しかしながら、活性層１０５が横につながっていると隣接する素子部と導通するおそれがある。この場合には、公知の写真製版技術を用いて、メサ上部全体に正方形状のレジストパターンを形成した後、公知のイオン注入技術を用いてメサの周辺の領域に水素イオンを注入し、イオン注入された領域を高抵抗化し、隣接する素子部と絶縁する方法をとることができる（図６参照）。
【００６５】
また、上記第１の実施形態では、ドライエッチングによってメサ形状に加工する場合について説明したが、これに限らず、ウエットエッチングによってメサ形状に加工しても良い。
【００６６】
また、上記第１の実施形態では、各スペーサー層がいずれもＩｎを含む場合について説明したが、これに限らず、例えば下部スペーサー層１０４のみがＩｎを含んでいても良い。この場合には、下部スペーサー層１０４をウエットエッチングの際のエッチングストップ層として用いることができ、硫酸系のエッチャントによる選択エッチングによりエッチング深さを精密に制御することができる。但し、エッチング異方性により、非対称な形状のメサができやすいのでドライエッチングとの併用が好ましい。なお、コンタクト層から下部スペーサー層１０４までの各層を全てウエットエッチングにより除去することも可能である。
【００６７】
また、上記第１の実施形態では、上部ＤＢＲ１０７にのみ組成傾斜層を設ける場合について説明したが、これに限らず、一例として図７に示されるように、下部ＤＢＲ１０３にも組成傾斜層を設けても良い。これにより、下部ＤＢＲ１０３の電気抵抗を更に低減させることができる。この場合には、低屈折率層と組成傾斜層の一部とを含めた領域における発振光の位相変化量が７π／８、高屈折率層と組成傾斜層の一部とを含めた領域における発振光の位相変化量がπ／８となるように構成される。また、低屈折率層と組成傾斜層と高屈折率層とからなる領域における発振光の位相変化量が２πとなるようにすることで、高い反射率を維持することができる。
【００６８】
また、上記第１の実施形態では、下部ＤＢＲ１０３における共振器領域に隣接する３組の各低屈折率層の光学的厚さが７λ／８の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図８に示されるように、共振器領域に最も近い組１０３ａの低屈折率層の光学的厚さを１５λ／８とし、高屈折率層の光学的厚さをλ／８としても良い。これにより、横方向（基板１０１に平行な方向）への放熱をより促進することができる。この場合には、共振器領域に最も近い組１０３ａでは、低屈折率層の光学的厚さと高屈折率層の光学的厚さの和は２λ（前記ｍ＝８）となり、高い反射率を維持することができる。
【００６９】
また、図８では、更に共振器領域に２番目に近い組１０３ｂの低屈折率層の光学的厚さを７λ／８とし、高屈折率層の光学的厚さをλ／８としている。このように、共振器領域に隣接する複数組において、各低屈折率層の光学的厚さが互いに異なっても良い。
【００７０】
また、一例として図９に示されるように、下部ＤＢＲ１０３における共振器領域に隣接する３組の各低屈折率層の光学的厚さをいずれも３λ／８とし、各高屈折率層の光学的厚さをいずれもλ／８としても良い。この場合には、下部部ＤＢＲ１０３における共振器領域に隣接する３組では、低屈折率層の光学的厚さと高屈折率層の光学的厚さの和はλ／２（前記ｍ＝２）となり、高い反射率を維持することができる。
【００７１】
また、上記第１の実施形態では、下部ＤＢＲ１０３における共振器領域に隣接する３組で、熱抵抗率が大きい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも薄くし、熱抵抗率が小さい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも厚くする場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、下部ＤＢＲ１０３における共振器領域に隣接する１組で、熱抵抗率が大きい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも薄くし、熱抵抗率が小さい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも厚くしても良い。また、例えば、下部ＤＢＲ１０３における共振器領域に隣接する５組で、熱抵抗率が大きい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも薄くし、熱抵抗率が小さい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも厚くしても良い。
【００７２】
ところで、図１０は、高屈折率層の光学的厚さを相対的に薄く設ける事による熱抵抗の低減の効果を示したものである。具体的に図１０は、光学的厚さλ／４をもって界面を急峻に形成した（つまり、組成傾斜層を設けていない）４０．５ペアのＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ／ＡｌＡｓの多層膜射反射鏡を基板側の反射鏡に用いた面発光レーザ素子において、該基板側多層膜反射鏡の活性層側に当たるペアを、上記第１の実施形態の構成に置き換えた場合の熱抵抗を、反射率と併せて見積もった結果である。
【００７３】
ここで、図１０の横軸は、上記第１の実施形態の構成に置き換えたペアの数を示したものである。また、上記第１の実施形態の構成とは、熱抵抗が相対的に大きな高屈折率層の光学的厚さを、λ／４よりも薄く設ける構成であり、この例では、Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ（高屈折率層）の光学的厚さをλ／８、ＡｌＡｓ（低屈折率層）の光学的厚さを７λ／８としている。また、ペアとなる２層の光学的厚さは、λ／２の整数倍（この例ではλ）を満たしている。
【００７４】
また、図１０における熱抵抗は、比較として活性層側に当たるペアを、同数だけ従来技術（特許文献２）の構成で置き換えた結果（白抜きのプロット）を併せて示している。ここで、従来技術の構成とは、高屈折率層の光学的厚さをλ／４、低屈折率層の光学的厚さを３λ／４とした構成のことである。
【００７５】
図１０において、これら２つの構成の熱抵抗を比較すると、本発明の構成の方が、従来の構成よりも熱抵抗が低減できていることが分かる。また、この効果は、置き換える全てのペア数において得られている。つまり、全てのペアを本発明の構成のペアとすると最も熱抵抗を低減することができる。
【００７６】
以上のように、本第１の実施形態の多層膜反射鏡を面発光レーザ素子の反射鏡として用いると、熱抵抗が低減できることによって、従来の面発光レーザ素子よりも高出力動作が可能な面発光レーザ素子が得られる。
【００７７】
ところで、図１０に示されるように、置き換えるペアを増加させると、これに伴って反射率が低下する傾向があり、本第１の実施形態の構成のペアを極端に多くすることは、反射率の点から好ましくないと言える。しかし、熱抵抗の変化（低減）は１０ペア目まで顕著に起こり、２０ペア以上で飽和傾向を示しているので、本第１の実施形態の構成のペアに置き換える数を凡そ２０ペア以内とすることによって、高い反射率を保ったまま熱抵抗を効果的に低減できることが分かる。
【００７８】
このように、凡そ２０ペア程度以内を本第１の実施形態の構成のペアに置き換えた多層膜反射鏡を、面発光レーザ素子の反射鏡として用いることで、閾値電流を低く保ったまま高出力動作が可能な面発光レーザ素子を得ることができる。
【００７９】
《第２の実施形態》
以下、本発明の第２の実施形態を図１１及び図１２に基づいて説明する。図１１には、本発明の第２の実施形態に係る垂直共振器型の面発光レーザ素子２００の概略構成が示されている。
【００８０】
この面発光レーザ素子２００は、１．３μｍ帯の面発光レーザ素子であり、基板２０１上に、バッファー層２０２、第１下部ＤＢＲ２０３ａ、第２下部ＤＢＲ２０３ｂ、下部スペーサー層２０４、多重量子井戸活性層２０５、上部スペーサー層２０６、上部ＤＢＲ２０７などの半導体層が、順次積層されている。なお、以下では、これら複数の半導体層が積層されているものを、便宜上「第２の積層体」ともいう。
【００８１】
前記基板２０１は、ｎ−ＧａＡｓからなる基板である。
【００８２】
前記バッファー層２０２は、ｎ−ＧａＡｓからなる層である。
【００８３】
前記第１下部ＤＢＲ２０３ａは、ｎ−ＡｌＡｓからなる低屈折率層とｎ−ＧａＡｓからなる高屈折率層を組として、該組を３２．５組有している。すなわち、第１下部ＤＢＲ２０３ａでは、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されている。
【００８４】
前記第２下部ＤＢＲ２０３ｂは、ｎ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓからなる低屈折率層とｎ−ＧａＡｓからなる高屈折率層を組として、該組を３組有している。すなわち、第２下部ＤＢＲ２０３ｂでは、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されている。Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓの熱抵抗率は３．９ｃｍ・Ｋ／Ｗであり、ＧａＡｓの熱抵抗率（２．３ｃｍ・Ｋ／Ｗ）よりも大きい。従って、第２下部ＤＢＲ２０３ｂでは、低屈折率層の熱抵抗率は、高屈折率層の熱抵抗率より大きい。すなわち、本第２の実施形態では、低屈折率層が熱抵抗率が大きいほうの層であり、高屈折率層が熱抵抗率が小さいほうの層である。なお、Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ及びＧａＡｓはいずれも酸化速度が遅い材料である。
【００８５】
前記下部スペーサー層２０４は、ノンドープＧａＡｓからなる層である。
【００８６】
前記多重量子井戸活性層２０５は、ＧａＩｎＮＡｓ／ＧａＡｓからなる層である。
【００８７】
前記上部スペーサー層２０６は、ノンドープＧａＡｓからなる層である。
【００８８】
前記上部ＤＢＲ２０７は、ｐ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓからなる低屈折率層とｐ−ＧａＡｓからなる高屈折率層とを組として、該組を２６組有している。すなわち、上部ＤＢＲ１０７では、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されている。なお、低屈折率層と高屈折率層との間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた厚さ２０ｎｍの組成傾斜層が設けられている。低屈折率層及び高屈折率層の厚さは、それぞれ組成傾斜層の一部を含めた厚さが、ブラッグの多重反射条件を満たすように設定されている。
【００８９】
この上部ＤＢＲ２０７の途中には、ｐ−ＡｌＡｓからなる選択酸化層２０８が形成されている。
【００９０】
さらに、第２の積層体の最表面には、ＧａＡｓからなるコンタクト層（図示省略）が設けられている。
【００９１】
本第２の実施形態では、一例として図１２に示されるように、第２下部ＤＢＲ２０３ｂの３組では、低屈折率層の厚さを、該低屈折率層中における発振光の位相変化量がπ／４となる厚さ（光学的厚さではλ／８）とし、高屈折率層の厚さを、該高屈折率層中における発振光の位相変化量が７π／４となる厚さ（光学的厚さでは７λ／８）としている。
【００９２】
すなわち、第２下部ＤＢＲ２０３ｂの３組では、熱抵抗率が小さいほうの屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも大きくし、熱抵抗率が大きいほうの屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも小さくしている。そして、熱抵抗率が小さいほうの屈折率層の光学的厚さと熱抵抗率が大きいほうの屈折率層の光学的厚さとの和を、発振波長の４／４（前記ｍ＝４）としている。なお、図１２には発振状態における発振光の定在波分布が模式的に併せて示されている。
【００９３】
面発光レーザ素子２００は、前述した第１の実施形態に係る面発光レーザ素子１００と同様な方法で製造することができる。なお、図１１における符号２０９はＳｉＯ２層、符号２１０は絶縁性樹脂、符号２１１はｐ側電極、符号２１２はｎ側電極である。
【００９４】
以上説明したように、本第２の実施形態に係る面発光レーザ素子２００によると、第２下部ＤＢＲ２０３ｂの３組では、熱抵抗率が大きい低屈折率層の光学的厚さを従来よりも薄くしているため、活性層２０５から基板２０１の方向に関する下部ＤＢＲ全体としての熱抵抗を従来よりも低減することができる。
【００９５】
また、本第２の実施形態に係る面発光レーザ素子２００によると、第２下部ＤＢＲ２０３ｂの３組では、熱抵抗率が小さい高屈折率層の光学的厚さを従来よりも厚くしているため、熱が基板２０１に伝わる間に高屈折率層を介して横方向（基板２０１に平行な方向）へ拡散する割合を増やすことができる。
【００９６】
また、本第２の実施形態に係る面発光レーザ素子２００によると、第２下部ＤＢＲ２０３ｂの３組では、低屈折率層の光学的厚さと高屈折率層の光学的厚さの和がλとなるため、反射波長が変化することを防止でき、高い反射率を維持することができる。
【００９７】
また、本第２の実施形態に係る面発光レーザ素子２００によると、第２下部ＤＢＲ２０３ｂの３組は、低屈折率層にｎ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓが用いられ、高屈折率層にｎ−ＧａＡｓが用いられているため、選択酸化工程ではほとんど酸化されない。
【００９８】
また、本第２の実施形態に係る面発光レーザ素子２００によると、第２下部ＤＢＲ２０３ｂを底面とするメサ形状に形成されているため、第１下部ＤＢＲ２０３ａは、メサの側面から露出されず、選択酸化工程では酸化されない。そこで、ＡｌＧａＡｓ系材料において熱抵抗率が最も小さいＡｌＡｓを第１下部ＤＢＲ２０３ａの低屈折率層に用いることが可能となる。
【００９９】
従って、本第２の実施形態に係る面発光レーザ素子２００によると、従来よりも放熱性を向上させることが可能となり、その結果として、活性層２０５で発生した熱が効果的に取り除かれ、活性層２０５の温度上昇が抑制され、従来よりも高出力が可能となる。
【０１００】
なお、上記第２の実施形態では、第２下部ＤＢＲ２０３ｂが３組から構成される場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１０１】
ところで、ＤＢＲでは用いる半導体材料が使用する波長帯で透明である必要がある。すなわち半導体材料中で吸収が起きないように、使用する半導体材料のバンドギャップを発振波長のバンドギャップよりも小さくする必要がある。ＧａＡｓのバンドギャップは１．４２ｅＶであるため、透過できる光の波長は８７２ｎｍ以上である。従って８７２ｎｍ以上の面発光レーザ素子のＤＢＲに用いることができるが、余裕を見ていくぶん長波で用いる必要がある。９８０ｎｍ帯の面発光レーザ素子では、ＧａＡｓを高屈折率層に用いたＡｌＧａＡｓ系材料からなるＤＢＲが用いられている。９８０ｎｍの光は１．２６ｅＶであり、ＧａＡｓの吸収端よりも１６０ｍｅＶ長波で用いていることがわかる。例えば、文献「Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｅｒ  ｌａｓｅｒ  ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  １９９８  ＩＳＬＣ  ＩＥＥＥ  ＮＡＲＡ  １６ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ４−８  Ｏｃｔ．」には、低屈折率層にＡｌＡｓ、高屈折率層にＧａＡｓを用い、９５０ｎｍで使用した例が報告されている。そこで、発振波長が９５０ｎｍ程度まではＧａＡｓを面発光レーザ素子のＤＢＲの高屈折率層として用いることができる。
【０１０２】
従って、本第２の実施形態に係る面発光レーザ素子２００と同等の構成にすることにより、発振波長が９５０ｎｍ以上の面発光レーザ素子において、ＤＢＲにＧａＡｓを用いることができ、それにより熱抵抗の小さいＤＢＲを得ることができる。このことから放熱特性の優れた、歩留まりのよい、高出力動作が可能な面発光レーザ素子が得られる。
【０１０３】
ところで、下部ＤＢＲにＡｌＡｓを用いる構成では、ＡｌＡｓをメサ形成時のエッチングにより露出させないよう、エッチング深さを正確に制御する技術が重要となる。しかしながら、下部ＤＢＲの全部または一部の構成を本第２の実施形態に係る面発光レーザ素子２００の下部ＤＢＲのような構成にすることにより、エッチングによって下部ＤＢＲの端面が露出したとしても、高屈折率層、低屈折率層ともに酸化速度が遅い材料で構成されているため、選択酸化工程で酸化されてしまう恐れはなく、歩留まりを上げることができる。
【０１０４】
また、この場合に、本第２の実施形態に係る面発光レーザ素子２００における下部ＤＢＲの構成を上部ＤＢＲの構成に用いることができる。特に活性層近傍の上部ＤＢＲの構成を、本第２の実施形態に係る面発光レーザ素子２００における第２下部ＤＢＲ２０３ｂのような構成とすることによって、熱源となる活性層から基板側に広がりながらヒートシンクへと放熱する経路の熱抵抗が下がることになり、活性層からの熱を横方向に効率良く逃がすことができる。
【０１０５】
《第３の実施形態》
以下、本発明の第３の実施形態を図１３及び図１４に基づいて説明する。図１３には、本発明の第３の実施形態に係る垂直共振器型の面発光レーザ素子３００の概略構成が示されている。
【０１０６】
この面発光レーザ素子３００は、１．３μｍ帯の裏面出射型（ジャンクションダウン型）の面発光レーザ素子であり、基板３０１上に、バッファー層３０２、下部ＤＢＲ３０３、下部スペーサー層３０４、ＤＱＷ量子井戸活性層３０５、上部スペーサー層３０６、上部ＤＢＲ３０７などの半導体層が、順次積層されている。なお、以下では、これら複数の半導体層が積層されているものを、便宜上「第３の積層体」ともいう。
【０１０７】
裏面出射型の面発光レーザ素子では、発光層のある基板表面側にヒートシンクが接合されており、発熱源となる活性層とヒートシンクとの間に基板がないため、基板裏面側にヒートシンクが実装されている面発光レーザ素子と比べて、発熱源からヒートシンクまでの距離が大幅に短くなり、発熱源とヒートシンクとの間の熱抵抗が小さいという特徴がある。
【０１０８】
前記基板３０１は、ｎ−ＧａＡｓからなる基板である。
【０１０９】
前記バッファー層３０２は、ｎ−ＧａＡｓからなる層である。
【０１１０】
前記下部ＤＢＲ３０３は、ｎ−ＡｌＡｓからなる低屈折率層とｎ−ＧａＡｓからなる高屈折率層を組として、該組を３５．５組有している。すなわち、下部ＤＢＲ３０３では、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されている。なお、低屈折率層と高屈折率層との間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた厚さ２０ｎｍの組成傾斜層（図示省略）が設けられている。低屈折率層及び高屈折率層の厚さは、それぞれ組成傾斜層の一部を含めた厚さが、ブラッグの多重反射条件を満たすように設定されている。
【０１１１】
前記下部スペーサー層３０４は、ノンドープＧａＡｓからなる層である。
【０１１２】
前記ＤＱＷ量子井戸活性層３０５は、Ｇａ０．７Ｉｎ０．３Ｎ０．０１Ａｓ０．９９／ＧａＡｓからなる層である。
【０１１３】
前記上部スペーサー層３０６は、ノンドープＧａＡｓからなる層である。
【０１１４】
前記上部ＤＢＲ３０７は、ｐ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓからなる低屈折率層とｐ−ＧａＡｓからなる高屈折率層とを組として、該組を２６組有している。すなわち、上部ＤＢＲ３０７では、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されている。なお、低屈折率層と高屈折率層との間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた厚さ２０ｎｍの組成傾斜層（図示省略）が設けられている。Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓの熱抵抗率は３．９ｃｍ・Ｋ／Ｗであり、ＧａＡｓの熱抵抗率（２．３ｃｍ・Ｋ／Ｗ）よりも大きい。従って、上部ＤＢＲ３０７では、低屈折率層の熱抵抗率は、高屈折率層の熱抵抗率より大きい。すなわち、本第３の実施形態では、低屈折率層が熱抵抗率が大きいほうの層であり、高屈折率層が熱抵抗率が小さいほうの層である。
【０１１５】
この上部ＤＢＲ３０７の途中には、ｐ−ＡｌＡｓからなる選択酸化層３０８が形成されている。
【０１１６】
なお、基板３０１には、その裏面に、エッチングによりバッファー層３０２近傍に達する凹部が形成されており、この凹部を介して発振光が取り出される。そして、凹部表面（出射面）は、該凹部表面で反射された戻り光がレーザの動作に悪影響を及ぼすのを防ぐため、反射防止膜（ＡＲコート）３１３で被覆されている。
【０１１７】
本第３の実施形態では、一例として図１４に示されるように、上部ＤＢＲ３０７における共振器領域に最も近い組３０７ａでは、高屈折率層の厚さを、該高屈折率層中における発振光の位相変化量が７π／４となる厚さ（光学的厚さでは７λ／８）とし、低屈折率層の厚さを、該低屈折率層中における発振光の位相変化量がπ／４となる厚さ（光学的厚さではλ／８）としている。なお、図１４には発振状態における発振光の定在波分布が模式的に併せて示されている。
【０１１８】
また、上部ＤＢＲ３０７における共振器領域に２番目に近い組３０７ｂでは、高屈折率層の厚さを、該高屈折率層中における発振光の位相変化量が３π／４となる厚さ（光学的厚さでは３λ／８）とし、低屈折率層の厚さを、該低屈折率層中における発振光の位相変化量がπ／４となる厚さ（光学的厚さではλ／８）としている。
【０１１９】
すなわち、上部ＤＢＲ３０７における共振器領域に隣接する２組（３０７ａ、３０７ｂ）では、熱抵抗率が小さいほうの屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも大きくし、熱抵抗率が大きいほうの屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも小さくしている。
【０１２０】
そして、上部ＤＢＲ３０７における共振器領域に最も近い組３０７ａでは、熱抵抗率が小さいほうの屈折率層の光学的厚さと熱抵抗率が大きいほうの屈折率層の光学的厚さとの和を、発振波長の４／４（前記ｍ＝４）としている。
【０１２１】
また、上部ＤＢＲ３０７における共振器領域に２番目に近い組３０７ｂでは、熱抵抗率が小さいほうの屈折率層の光学的厚さと熱抵抗率が大きいほうの屈折率層の光学的厚さとの和を、発振波長の２／４（前記ｍ＝２）としている。
【０１２２】
なお、図１３における符号３０９はＳｉＯ２層、符号３１１はｐ側電極、符号３１２はｎ側電極である。
【０１２３】
また、本第３の実施形態では、ｐ側電極３１１に、導電性樹脂を介してヒートシンクが貼り付けられている。
【０１２４】
以上説明したように、本第３の実施形態に係る面発光レーザ素子３００によると、上部ＤＢＲ３０７における共振器領域に隣接する２組（３０７ａ、３０７ｂ）では、熱抵抗率が大きい低屈折率層の光学的厚さを従来よりも薄くしているため、活性層３０５からｐ側電極３１１の方向に関する上部ＤＢＲ３０７全体としての熱抵抗を従来よりも低減することができる。
【０１２５】
また、本第３の実施形態に係る面発光レーザ素子３００によると、上部ＤＢＲ３０７における共振器領域に隣接する２組（３０７ａ、３０７ｂ）では、熱抵抗率が小さい高屈折率層の光学的厚さを従来よりも厚くしているため、熱が高屈折率層を介して横方向（基板３０１に平行な方向）へ拡散する割合を増やすことができる。
【０１２６】
また、本第３の実施形態に係る面発光レーザ素子３００によると、上部ＤＢＲ３０７における共振器領域に最も近い組３０７ａでは、低屈折率層の光学的厚さと高屈折率層の光学的厚さの和がλとなり、共振器領域に２番目に近い組３０７ｂでは、低屈折率層の光学的厚さと高屈折率層の光学的厚さの和がλ／２となるため、反射波長が変化することを防止でき、高い反射率を維持することができる。
【０１２７】
また、本第３の実施形態に係る面発光レーザ素子３００によると、上部ＤＢＲ３０７に酸化速度の遅いＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓを用いているため、選択酸化工程ではほとんど酸化されない。
【０１２８】
また、本第３の実施形態に係る面発光レーザ素子３００によると、下部ＤＢＲ３０３に熱抵抗率が非常に小さいＡｌＡｓ及びＧａＡｓを用いているため、下部ＤＢＲ３０３全体としての熱抵抗を低くすることができる。
【０１２９】
従って、本第３の実施形態に係る面発光レーザ素子３００によると、従来よりも放熱性を向上させることが可能となり、その結果として、活性層３０５で発生した熱が効果的に取り除かれ、活性層３０５の温度上昇が抑制され、従来よりも高出力が可能となる。
【０１３０】
なお、上記第３の実施形態では、上部ＤＢＲ３０７における共振器領域に近い２組で、熱抵抗率が大きい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも薄くし、熱抵抗率が小さい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも厚くする場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上部ＤＢＲ３０７における共振器領域に近い３組で、熱抵抗率が大きい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも薄くし、熱抵抗率が小さい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも厚くしても良い。
【０１３１】
《第４の実施形態》
以下、本発明の第４の実施形態を図１５及び図１６に基づいて説明する。図１５には、本発明の第４の実施形態に係る垂直共振器型の面発光レーザ素子４００の概略構成が示されている。
【０１３２】
この面発光レーザ素子４００は、７８０ｎｍ帯の面発光レーザ素子であり、基板４０１上に、バッファー層４０２、下部ＤＢＲ４０３、エッチングストップ層４１３、下部スペーサー層４０４、多重量子井戸活性層４０５、上部スペーサー層４０６、上部ＤＢＲ４０７などの半導体層が、順次積層されている。なお、以下では、これら複数の半導体層が積層されているものを、便宜上「第４の積層体」ともいう。
【０１３３】
前記基板４０１は、ｎ−ＧａＡｓからなる基板である。
【０１３４】
前記バッファー層４０２は、ｎ−ＧａＡｓからなる層である。
【０１３５】
前記下部ＤＢＲ４０３は、ｎ−ＡｌＡｓからなる低屈折率層とｎ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓからなる高屈折率層を組として、該組を４０．５組有している。すなわち、下部ＤＢＲ１０３では、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されている。また、ＡｌＡｓの熱抵抗率は、Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓの熱抵抗率よりも小さい。従って、低屈折率層の熱抵抗率は、高屈折率層の熱抵抗率よりも小さい。すなわち、本第４の実施形態では、低屈折率層が熱抵抗率が小さいほうの層であり、高屈折率層が熱抵抗率が大きいほうの層である
【０１３６】
前記エッチングストップ層４１３は、膜厚が２０ｎｍのＧａＩｎＰからなる層である。
【０１３７】
前記下部スペーサー層４０４は、ノンドープＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓからなる層である。
【０１３８】
前記多重量子井戸活性層４０５は、Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ／Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓからなる層である。
【０１３９】
前記上部スペーサー層４０６は、ノンドープＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓからなる層である。
【０１４０】
前記上部ＤＢＲ４０７は、ｐ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓからなる低屈折率層とｐ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓからなる高屈折率層とを組として、該組を２６組有している。すなわち、上部ＤＢＲ４０７では、低屈折率層と高屈折率層とが交互に積層されている。なお、低屈折率層と高屈折率層との間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた厚さ２０ｎｍの組成傾斜層が設けられている。低屈折率層及び高屈折率層は、それぞれ組成傾斜層の一部を含めた厚さが、ブラッグの多重反射条件を満たすように設定されている。
【０１４１】
この上部ＤＢＲ４０７の途中には、ｐ−ＡｌＡｓからなる選択酸化層４０８が形成されている。
【０１４２】
さらに、第４の積層体の最表面には、ＧａＡｓからなるコンタクト層（図示省略）が設けられている。
【０１４３】
本第４の実施形態では、一例として図１６に示されるように、下部ＤＢＲ４０３における共振器領域に隣接する３組（４０３ａ〜４０３ｃ）では、低屈折率層の厚さを、該低屈折率層中における発振光の位相変化量が１３π／８となる厚さ（光学的厚さでは１３λ／１６）とし、高屈折率層の厚さを、該高屈折率層中における発振光の位相変化量が３π／８となる厚さ（光学的厚さでは３λ／１６）としている。なお、図１６には発振状態における発振光の定在波分布が模式的に併せて示されている。
【０１４４】
すなわち、下部ＤＢＲ４０３における共振器領域に隣接する３組（４０３ａ〜４０３ｃ）では、熱抵抗率が小さいほうの屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも大きくし、熱抵抗率が大きいほうの屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも小さくしている。そして、熱抵抗率が小さいほうの屈折率層の光学的厚さと熱抵抗率が大きいほうの屈折率層の光学的厚さとの和を、発振波長の４／４（前記ｍ＝４）としている。
【０１４５】
本第４の実施形態では、硫酸水溶液又は燐酸水溶液による選択エッチングが可能である。具体的には、先ず、加工精度に優れるドライエッチングを用いて、エッチングストップ層４１３の手前までをエッチングし、メサの形状に近い柱状体を高い精度で形成する。次いで、材料に対するエッチング選択性の高いウエットエッチングを用いて、エッチングストップ層４１３に至るまでエッチングし、エッチングストップ層４１３を底面とするメサを形成する。この際、エッチング深さを厳密に制御しなくても、エッチングはエッチングストップ層４１３の上面で自動的に停止する。
【０１４６】
この場合には、エッチングストップ層４１３より上側にある層は完全にエッチングされて、且つ寸法精度の高いメサが形成される。また、エッチングストップ層４１３より下側にある層がエッチングされるのを防ぐことができる。
【０１４７】
以上説明したように、本第４の実施形態に係る面発光レーザ素子４００によると、下部ＤＢＲ４０３における共振器領域に隣接する３組（４０３ａ〜４０３ｃ）では、熱抵抗率が大きい高屈折率層の光学的厚さを従来よりも薄くしているため、活性層４０５から基板４０１の方向に関する下部ＤＢＲ４０３全体としての熱抵抗を従来よりも低減することができる。
【０１４８】
また、本第４の実施形態に係る面発光レーザ素子４００によると、下部ＤＢＲ４０３における共振器領域に隣接する３組（４０３ａ〜４０３ｃ）では、熱抵抗率が小さい低屈折率層の光学的厚さを従来よりも厚くしているため、熱が基板４０１に伝わる間に低屈折率層を介して横方向（基板４０１に平行な方向）へ拡散する割合を増やすことができる。
【０１４９】
また、本第４の実施形態に係る面発光レーザ素子４００によると、下部部ＤＢＲ４０３における共振器領域に隣接する３組（４０３ａ〜４０３ｃ）では、低屈折率層の光学的厚さと高屈折率層の光学的厚さの和がλとなるため、反射波長が変化することを防止でき、高い反射率を維持することができる。
【０１５０】
また、本第４の実施形態に係る面発光レーザ素子４００によると、熱抵抗率が小さく、光学的厚さが従来よりも厚い低屈折率層が共振器領域に隣接しているため、活性層５０５で発生した熱を効率よく横方向（基板４０１に平行な方向）に放散させることができる。
【０１５１】
また、本第４の実施形態に係る面発光レーザ素子４００によると、エッチングストップ層４１３を有しているため、下部ＤＢＲ４０３は、メサの側面から露出されず、選択酸化工程では酸化されない。そこで、下部ＤＢＲ４０３に熱抵抗率が格段に小さいＡｌＡｓを用いることが可能となる。
【０１５２】
従って、本第４の実施形態に係る面発光レーザ素子４００によると、従来よりも放熱性を向上させることが可能となり、その結果として、活性層４０５で発生した熱が効果的に取り除かれ、活性層４０５の温度上昇が抑制され、従来よりも高出力が可能となる。
【０１５３】
なお、上記第４の実施形態では、下部ＤＢＲ４０３における共振器領域に隣接する３組で、熱抵抗率が大きい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも薄くし、熱抵抗率が小さい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも厚くする場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、下部ＤＢＲ４０３における共振器領域に隣接する１組で、熱抵抗率が大きい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも薄くし、熱抵抗率が小さい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも厚くしても良い。また、例えば、下部ＤＢＲ４０３における共振器領域に隣接する５組で、熱抵抗率が大きい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも薄くし、熱抵抗率が小さい屈折率層の光学的厚さを発振波長の１／４よりも厚くしても良い。
【０１５４】
また、上記各実施形態では、結晶成長方法としてＭＯＣＶＤ法を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）等のその他の結晶成長法を用いることもできる。
【０１５５】
《面発光レーザアレイ》
図１７には、本発明の一実施形態に係る面発光レーザアレイＬＡの概略構成が示されている。この面発光レーザアレイＬＡは、前記面発光レーザ素子１００〜４００のうちのいずれかの面発光レーザ素子と同様な構成の面発光レーザ素子が同一基板上に複数個（ここでは、一例として４０（＝４×１０）個）集積されている。前記面発光レーザ素子１００〜４００のうちのいずれかの面発光レーザ素子は、従来よりも放熱性が向上しているため、面発光レーザアレイＬＡによれば、複数の面発光レーザ素子を同時に動作させたときの、面発光レーザ素子間の熱干渉を従来よりも低減することができる。従って、高出力の面発光レーザ素子を高密度に配置することが可能となる。また、複数の面発光レーザ素子を同時に動作させても、各面発光レーザ素子間での温度むらはほとんどなく、各面発光レーザ素子の光出力特性を揃えることができる。
【０１５６】
そして、本実施形態に係る面発光レーザアレイＬＡを機器の中に組み込んで用いる場合には、機器の温度上昇を従来よりも低減することができる。
【０１５７】
なお、面発光レーザアレイＬＡは、２次元アレイだけでなく、１次元アレイであっても良い。
【０１５８】
《レーザプリンタ》
図１８には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ５００の概略構成が示されている。
【０１５９】
このレーザプリンタ５００は、光走査装置９００、感光体ドラム９０１、帯電チャージャ９０２、現像ローラ９０３、トナーカートリッジ９０４、クリーニングブレード９０５、給紙トレイ９０６、給紙コロ９０７、レジストローラ対９０８、転写チャージャ９１１、除電ユニット９１４、定着ローラ９０９、排紙ローラ９１２、及び排紙トレイ９１０などを備えている。
【０１６０】
帯電チャージャ９０２、現像ローラ９０３、転写チャージャ９１１、除電ユニット９１４及びクリーニングブレード９０５は、それぞれ感光体ドラム９０１の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム９０１の回転方向に関して、帯電チャージャ９０２→現像ローラ９０３→転写チャージャ９１１→除電ユニット９１４→クリーニングブレード９０５の順に配置されている。
【０１６１】
感光体ドラム９０１の表面には、感光層が形成されている。ここでは、感光体ドラム９０１は、図１８における面内で時計回り（矢印方向）に回転するようになっている。
【０１６２】
帯電チャージャ９０２は、感光体ドラム９０１の表面を均一に帯電させる。
【０１６３】
光走査装置９００は、帯電チャージャ９０２で帯電された感光体ドラム９０１の表面に、上位装置（例えばパソコン）からの画像情報に基づいて変調された光を照射する。これにより、感光体ドラム９０１の表面では、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム９０１の表面に形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム９０１の回転に伴って現像ローラ９０３の方向に移動する。なお、この光走査装置９００の構成については後述する。
【０１６４】
トナーカートリッジ９０４にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ９０３に供給される。
【０１６５】
現像ローラ９０３は、感光体ドラム９０１の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ９０４から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着された潜像は、感光体ドラム９０１の回転に伴って転写チャージャ９１１の方向に移動する。
【０１６６】
給紙トレイ９０６には記録紙９１３が格納されている。この給紙トレイ９０６の近傍には給紙コロ９０７が配置されており、該給紙コロ９０７は、記録紙９１３を給紙トレイ９０６から１枚づつ取り出し、レジストローラ対９０８に搬送する。該レジストローラ対９０８は、転写ローラ９１１の近傍に配置され、給紙コロ９０７によって取り出された記録紙９１３を一旦保持するとともに、該記録紙９１３を感光体ドラム９０１の回転に合わせて感光体ドラム９０１と転写チャージャ９１１との間隙に向けて送り出す。
【０１６７】
転写チャージャ９１１には、感光体ドラム９０１の表面上のトナーを電気的に記録紙９１３に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム９０１の表面の潜像が記録紙９１３に転写される。ここで転写された記録紙９１３は、定着ローラ９０９に送られる。
【０１６８】
この定着ローラ９０９では、熱と圧力とが記録紙９１３に加えられ、これによってトナーが記録紙９１３上に定着される。ここで定着された記録紙９１３は、排紙ローラ９１２を介して排紙トレイ９１０に送られ、排紙トレイ９１０上に順次スタックされる。
【０１６９】
除電ユニット９１４は、感光体ドラム９０１の表面を除電する。
【０１７０】
クリーニングブレード９０５は、感光体ドラム９０１の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム９０１の表面は、再度帯電チャージャ９０２の位置に戻る。
【０１７１】
《光走査装置》
次に、前記光走査装置９００の構成及び作用について図１９を用いて説明する。
【０１７２】
この光走査装置９００は、前記面発光レーザアレイＬＡを含む光源ユニット１０、カップリングレンズ１１、アパーチャ１２、シリンドリカルレンズ１３、ポリゴンミラー１４、ｆθレンズ１５、トロイダルレンズ１６、２つのミラー（１７、１８）、及び上記各部を統括的に制御する不図示の主制御装置を備えている。
【０１７３】
前記カップリングレンズ１１は、光源ユニット１０から出射された光ビームを略平行光に整形する。
【０１７４】
前記アパーチャ１２は、カップリングレンズ１１を介した光ビームのビーム径を規定する。
【０１７５】
前記シリンドリカルレンズ１３は、アパーチャ１２を通過した光ビームをミラー１７を介してポリゴンミラー１４の反射面に集光する。
【０１７６】
前記ポリゴンミラー１４は、高さの低い正六角柱状部材からなり、側面には６面の偏向面が形成されている。そして、不図示の回転機構により、図１９に示される矢印の方向に一定の角速度で回転されている。したがって、光源ユニット１０から出射され、シリンドリカルレンズ１３によってポリゴンミラー１４の偏向面に集光された光ビームは、ポリゴンミラー１４の回転により一定の角速度で偏向される。
【０１７７】
前記ｆθレンズ１５は、ポリゴンミラー１４からの光ビームの入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー１４により一定の角速度で偏向される光ビームの像面を、主走査方向に対して等速移動させる。
【０１７８】
前記トロイダルレンズ１６は、ｆθレンズ１５からの光ビームをミラー１８を介して、感光体ドラム９０１の表面上に結像する。
【０１７９】
この場合に、面発光レーザアレイＬＡが図２０に示されるように配置されていると、面発光レーザアレイＬＡでは、各面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）の中心から副走査方向に対応する方向に垂線を下ろした時の副走査方向に対応する方向における各面発光レーザ素子の位置関係が等間隔（間隔ｄ２とする）となるので、点灯のタイミングを調整することで感光体ドラム９０１上では副走査方向に等間隔で光源が並んでいる場合と同様な構成と捉えることができる。例えば、副走査方向に対応した方向に関する面発光レーザ素子のピッチｄ１が２６．５μｍであれば、前記間隔ｄ２は２．６５μｍとなる。そして、光学系の倍率を２倍とすれば、感光体ドラム９０１上では副走査方向に５．３μｍ間隔で書き込みドットを形成することができる。これは、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）に対応している。すなわち、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）の高密度書込みができる。もちろん、主走査方向に対応する方向の面発光レーザ数を増加したり、前記ピッチｄ１を狭くして間隔ｄ２を更に小さくするアレイ配置としたり、光学系の倍率を下げる等を行えばより高密度化でき、より高品質の印刷が可能となる。なお、主走査方向の書き込み間隔は、光源の点灯のタイミングで容易に制御できる。
【０１８０】
また、この場合には、レーザプリンタ５００では書きこみドット密度が上昇しても印刷速度を落とすことなく印刷することができる。また、同じ書きこみドット密度の場合には印刷速度を更に速くすることができる。
【０１８１】
面発光レーザアレイＬＡでは、各面発光レーザ素子の放熱性が従来よりも向上しているため、ピッチｄ１＝２６．５μｍ、間隔ｄ２＝２．６５μｍであっても、各面発光レーザ素子から高出力で光ビームをそれぞれ出射することが可能である。また、複数の面発光レーザ素子を同時に動作させても、各面発光レーザ素子の光出力特性にばらつきが少ないため、レーザプリンタ５００では高精細な画像を高速で形成することが可能となる。
【０１８２】
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置９００によると、光源ユニット１０は前記面発光レーザアレイＬＡを含んでいるため、従来よりも高出力で動作することができ、結果として感光体ドラム９０１の表面上を高速で走査することが可能となる。
【０１８３】
また、本実施形態に係るレーザプリンタ５００によると、前記面発光レーザアレイＬＡを含む光走査装置９００を備えているため、高精細な画像を高速で形成することが可能となる。
【０１８４】
なお、上記実施形態に係る光走査装置９００において、前記光源ユニット１０は前記面発光レーザアレイＬＡに代えて、前記面発光レーザ素子１００〜４００のうちのいずれかの面発光レーザ素子と同様な構成を有する面発光レーザ素子を含んでいても良い。
【０１８５】
また、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ５００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、前記面発光レーザ素子１００〜４００のうちのいずれかの面発光レーザ素子あるいは前記面発光レーザアレイＬＡを有する画像形成装置であれば、高精細な画像を高速で形成することが可能となる。
【０１８６】
また、カラー画像を形成する画像形成装置であっても、カラー画像に対応した光走査装置を用いることにより、高精細な画像を高速で形成することが可能となる。
【０１８７】
また、画像形成装置として、カラー画像に対応し、例えばブラック（Ｋ）用の感光体ドラム、シアン（Ｃ）用の感光体ドラム、マゼンダ（Ｍ）用の感光体ドラム、イエロー（Ｙ）用の感光体ドラムのように複数の感光体ドラムを備えるタンデムカラー機であっても良い。
【０１８８】
《光通信システム》
図２１には、本発明の一実施形態に係る光通信システム１０００の概略構成が示されている。
【０１８９】
この光通信システム１０００は、機器１と機器２との間を、光ファイバアレイを用いて接続したものである。送信側である機器１には、前記面発光レーザ素子１００〜４００のうちのいずれかの面発光レーザ素子と同様な構成を有する面発光レーザ素子が１次元に複数集積されている面発光レーザアレイと、該面発光レーザアレイの駆動回路とを含む面発光レーザアレイモジュールが設けられている。また、受信側である機器２には、受光素子が１次元に複数集積されているＰＤアレイと、該ＰＤアレイの出力信号を増幅及び整形する信号処理回路とを含むフォトダイオードアレイモジュールが設けられている。
【０１９０】
本実施形態に係る光通信システム１０００によると、前記面発光レーザ素子１００〜４００のうちのいずれかの面発光レーザ素子と同様な構成を有する面発光レーザ素子を複数用いているため、各面発光レーザ素子から光出力特性の揃った高出力の光ビームを出射することができる。従って、高速伝送を行った場合でも伝送誤りが少ないデータ伝送が可能となり、結果として高速で信頼性の高い光通信を行うことができる。また、高速で信頼性の高い遠距離通信も可能である。
【０１９１】
また、前記面発光レーザ素子１００〜４００のうちのいずれかの面発光レーザ素子と同様な構成を有する面発光レーザ素子は放熱性に優れているため、面発光レーザアレイモジュールでは冷却装置が不要となり、低コスト化を図ることができる。
【０１９２】
なお、上記実施形態に係る光通信システム１０００は、面発光レーザアレイを用いる場合について説明したが、前記面発光レーザ素子１００〜４００のうちのいずれかの面発光レーザ素子と同様な構成を有する単一の面発光レーザ素子を用いても良い。この場合には、伝送誤りが少なく信頼性の高いシリアル伝送システムを構成することが可能である。
【０１９３】
また、機器間の光通信だけでなく、ボード間、チップ間、及びチップ内の光通信（光インターコネクション）に応用することも可能である。さらに、複数のコンピュータシステム等を接続した場合、超高速ネットワークシステムが構築できる。特に、面発光レーザ素子は、端面発光型半導体レーザに比べて桁違いに低消費電力化でき２次元アレイ化が容易なので、並列伝送型の光通信システムに適している。
【産業上の利用可能性】
【０１９４】
以上説明したように、本発明の面発光レーザ素子によれば、従来よりも放熱性を向上させるのに適している。また、本発明の面発光レーザアレイによれば、高出力の面発光レーザ素子を高密度に配置するのに適している。また、本発明の光走査装置によれば、被走査面上を高速で走査するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高精細な画像を高速で形成するのに適している。また、本発明の光通信システムによれば、高速の光通信を行うのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１９５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る面発光レーザ素子の概略構成を説明するための図である。
【図２】ＡｌＧａＡｓ混晶の混晶比と熱抵抗率との関係を示すグラフである。
【図３】図１の面発光レーザ素子の共振器領域近傍を説明するための図である。
【図４】従来の面発光レーザ素子の共振器領域近傍を説明するための図である。
【図５】図１の面発光レーザ素子及び従来例における各下部ＤＢＲの熱抵抗を説明するための図である。
【図６】水素イオン注入による高抵抗領域を説明するための図である。
【図７】図１の面発光レーザ素子の変形例１を説明するための図である。
【図８】図１の面発光レーザ素子の変形例２を説明するための図である。
【図９】図１の面発光レーザ素子の変形例３を説明するための図である。
【図１０】高屈折率層の光学的厚さを相対的に薄くすることによる熱抵抗の低減を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る面発光レーザ素子の概略構成を説明するための図である。
【図１２】図１１の面発光レーザ素子の共振器領域近傍を説明するための図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る面発光レーザ素子の概略構成を説明するための図である。
【図１４】図１３の面発光レーザ素子の共振器領域近傍を説明するための図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係る面発光レーザ素子の概略構成を説明するための図である。
【図１６】図１５の面発光レーザ素子の共振器領域近傍を説明するための図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る面発光レーザアレイの概略構成を説明するための図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。
【図１９】図１８のレーザプリンタにおける光走査装置の概略構成を説明するための図である。
【図２０】図１７の面発光レーザアレイを用いたときの解像度を説明するための図である。
【図２１】本発明の一実施形態に係る光通信システムの概略構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１９６】
１０…光源ユニット、１４…ポリゴンミラー（偏向手段）、１５…ｆθレンズ（走査光学系の一部）、１６…トロイダルレンズ（走査光学系の一部）、１００…面発光レーザ素子、１０１…基板、１０３…下部半導体多層膜反射鏡、１０４…下部スペーサー層、１０５…多重量子井戸活性層、１０６…上部スペーサー層、１０７…上部半導体多層膜反射鏡、２００…面発光レーザ素子、２０１…基板、２０３…下部半導体多層膜反射鏡、２０４…下部スペーサー層、２０５…多重量子井戸活性層、２０６…上部スペーサー層、２０７…上部半導体多層膜反射鏡、３００…面発光レーザ素子、３０１…基板、３０３…下部半導体多層膜反射鏡、３０４…下部スペーサー層、３０５…ＤＱＷ量子井戸活性層、３０６…上部スペーサー層、３０７…上部半導体多層膜反射鏡、４００…面発光レーザ素子、４０１…基板、４０３…下部半導体多層膜反射鏡、４０４…下部スペーサー層、４０５…多重量子井戸活性層、４０６…上部スペーサー層、４０７…上部半導体多層膜反射鏡、５００…レーザプリンタ、９００…光走査装置、９０１…感光体ドラム（像担持体）、９０３…現像ローラ（転写手段の一部）、９１１…転写チャージャ（転写手段の一部）、１０００…光通信システム、ＬＡ…面発光レーザアレイ。
【図１】
2008060322.tif 000003
【図２】
2008060322.tif 000004
【図３】
2008060322.tif 000005
【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】
2008060322.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2008060322.tif 000012
【図１１】
2008060322.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2008060322.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2008060322.tif 000017
【図１６】
2008060322.tif 000018
【図１７】
2008060322.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2008060322.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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