(57)【要約】【課題】二次元フォトニック結晶による反射鏡を備えた垂直共振器型面発光レーザを構成するに当たり、付加的な素子等の積層が阻害されることのない構造の垂直共振器型面発光レーザを提供する。【解決手段】第１の反射鏡と第２の反射鏡との間に活性層を有する垂直共振器型面発光レーザにおいて、  前記第１および第２の反射鏡が、二次元周期構造を備えた二次元フォトニック結晶で構成され、  前記少なくとも一方の反射鏡における二次元周期構造が、高屈折率を有する物質１０１中に低屈折率を有する物質が埋め込まれた状態で二次元周期に配列された構成１０２とする。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の反射鏡と第２の反射鏡との間に活性層を有する垂直共振器型面発光レーザにおいて、
前記第１および第２の反射鏡が、二次元周期構造を備えた二次元フォトニック結晶で構成され、
前記少なくとも一方の反射鏡における二次元周期構造が、高屈折率を有する物質中に低屈折率を有する物質が埋め込まれた状態で二次元周期に配列して構成されていることを特徴とする垂直共振器型面発光レーザ。
【請求項２】
前記高屈折率を有する物質が、半導体であることを特徴とする請求項１に記載の垂直共振器型面発光レーザ。
【請求項３】
前記二次元フォトニック結晶が、前記二次元周期構造中に周期性を乱す欠陥を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の垂直共振器型面発光レーザ。
【請求項４】
前記周期性を乱す欠陥が、周期的に複数形成されていることを特徴とする請求項３に記載の垂直共振器型面発光レーザ。
【請求項５】
前記周期性を乱す欠陥が、高屈折率を有する物質中に埋め込まれた状態で二次元周期に配列された空孔の一部を欠落させ、または空孔のサイズあるいは形状を他の空孔と異ならせ、
または、前記二次元周期に配列された空孔中に屈折率の異なる物質を充填することによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の垂直共振器型面発光レーザ。
【請求項６】
前記二次元フォトニック結晶が、電磁波の周波数と波数ベクトルとの間でフォトニックバンド構造を形成し、
前記電磁波のモードが前記フォトニックバンド構造におけるライトラインの外側で記述されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の垂直共振器型面発光レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直共振器型面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
面発光レーザの一つとして、活性領域の両側を２つの反射鏡で挟み、基板面に垂直な方向に光共振器を形成し、基板面から垂直方向に光を放射する垂直共振器型面発光レーザが知られている。
この垂直共振器型面発光レーザは、つぎのような多くの特長を有することから現在盛んに研究されている。
すなわち、ビーム形状が円に近く光ファイバとの光結合が容易であること、へき開せずにウエハ検査ができること、０．１ミリアンペア前後の低しきい値で動作すること、高速変調が可能であること、面内集積化に有利であること、等多くの特長を有している。
垂直共振器型面発光レーザは、これらの多くの特長を有する反面、つぎのような問題を有している。
すなわち、垂直共振器型面発光レーザの反射鏡には、一般的に分布ブラッグ反射鏡（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ：以下、ＤＢＲと記す）が用いられる。
しかし、このようなＤＢＲが、レーザ発振に必要な高反射率を得るためには数十層の積層が必要であり、その厚さが電流注入や放熱の妨げになるという課題がある。
【０００３】
従来において、ＤＢＲ以外の反射鏡を用いた垂直共振器型面発光レーザの構成例として、例えば、非特許文献１ではつぎのような提案がなされている。
ここでは、片側のＤＢＲを回折格子（一種の一次元フォトニック結晶）に置き換えた構成の垂直共振器型面発光レーザについて、計算による検討が行われている。
その結果、両側にＤＢＲを用いた従来の構造に匹敵する、良好な共振器特性が得られていることが報告されている。
【０００４】
また、非特許文献２及び非特許文献３では、二次元フォトニック結晶スラブに、面と垂直な方向から光を入射させた場合の反射光・透過光についての検討が行われている。
そして、ある周波数の光はほぼ１００％の効率で反射されることが報告されている。
これらによれば、回折格子と同様に、二次元フォトニック結晶スラブを反射鏡として垂直共振器型面発光レーザを構成することも可能であると考えられる。
また、一次元フォトニック結晶より二次元フォトニック結晶を用いた場合の方が、より効率的に面内方向の光を制御できるため、より高性能な垂直共振器型面発光レーザを実現できると考えられる。
【非特許文献１】Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，Ｖｏｌ．１１，１７９９
【非特許文献２】Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ｂ，Ｖｏｌ．６５，２３５１１２
【非特許文献３】Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，Ｖｏｌ．１３，６５６４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した非特許文献２及び非特許文献３の検討を踏まえれば、回折格子と同様に、二次元フォトニック結晶スラブを反射鏡として、例えば、図２に示すような垂直共振器型面発光レーザを構成することも考えられる。
すなわち、図２に示すように、垂直共振器型面発光レーザの反射鏡として二次元フォトニック結晶２１０および２１２を用いれば、従来数μｍ程度の厚い多層膜で構成していた反射鏡を、数十から数百ｎｍオーダーの非常に薄い膜で構成することが可能となる。
これにより、前述したＤＢＲの厚さにより生じる電流注入や放熱の妨げ等の問題を低減することができる。
また、前述した検討を踏まえれば、一次元フォトニック結晶より二次元フォトニック結晶を用いた場合の方が、上記構成によってより効率的に面内方向の光を制御できるものと考えられることから、より高性能な垂直共振器型面発光レーザの実現が図れる。
【０００６】
しかしながら、最表面にフォトニック結晶層を作製した場合、空孔２１１等の無数の穴や溝によって、付加的な素子の積層が阻害される場合が生じる。具体的には、例えば電極や偏光子等を積層することが阻害される等の不都合が生じる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、二次元フォトニック結晶による反射鏡を備えた垂直共振器型面発光レーザを構成するに当たり、付加的な素子等の積層が阻害されることのない構造の垂直共振器型面発光レーザを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するため、次のように構成した垂直共振器型面発光レーザを提供するものである。
本発明の垂直共振器型面発光レーザは、第１の反射鏡と第２の反射鏡との間に活性層を有する垂直共振器型面発光レーザにおいて、
前記第１および第２の反射鏡が、二次元周期構造を備えた二次元フォトニック結晶で構成され、
前記少なくとも一方の反射鏡における二次元周期構造が、高屈折率を有する物質中に低屈折率を有する物質が埋め込まれた状態で二次元周期に配列して構成されていることを特徴としている。
また、本発明の垂直共振器型面発光レーザは、前記二次元フォトニック結晶が、前記二次元周期構造中に周期性を乱す欠陥を有することを特徴としている。
また、本発明の垂直共振器型面発光レーザは、前記周期性を乱す欠陥が、周期的に複数形成されていることを特徴としている。
また、本発明の垂直共振器型面発光レーザは、前記周期性を乱す欠陥が、高屈折率を有する物質中に埋め込まれた状態で二次元周期に配列された空孔の一部を欠落させ、または空孔のサイズあるいは形状を他の空孔と異ならせ、
または、前記二次元周期に配列された空孔中に屈折率の異なる物質を充填することによって形成されていることを特徴としている。
また、本発明の垂直共振器型面発光レーザは、前記二次元フォトニック結晶が、電磁波の周波数と波数ベクトルとの間でフォトニックバンド構造を形成し、
前記電磁波のモードが前記フォトニックバンド構造におけるライトラインの外側で記述されることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、二次元フォトニック結晶による反射鏡を備えた垂直共振器型面発光レーザを構成するに当たり、付加的な素子等の積層が阻害されることのない構造の垂直共振器型面発光レーザを実現することができる。
特に、表面形状が平坦で、積層に適したフォトニック結晶面発光レーザの提供が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
前述したように、一次元フォトニック結晶よりも二次元フォトニック結晶の方が、より効率的に面内方向の光を制御できると考えられることから、垂直共振器型面発光レーザの反射鏡としてこれを利用することを検討し、本発明の完成に到った。
以下に、これらの詳細について説明する。
本発明の実施の形態においては、具体的につぎのように構成することができる。反射鏡を除いた基本的な構成は従来の一般的な垂直共振器型面発光レーザと同様のものを用いることができる。
活性層およびクラッドとしては、通常の垂直共振器型面発光レーザで用いられているダブルへテロ構造、多重量子井戸構造、量子ドット構造などをそのまま適用することができる。
また、活性層厚とクラッド層厚とによる共振器長Ｌは、反射鏡の屈折率がクラッド層の屈折率より大きい場合は、ＮＬ＝ｎλ／２（Ｎ：共振器媒質の屈折率、ｎ：正の整数、λ：光波長）の関係を満たすように設計する必要がある。
また、反射鏡の屈折率がクラッド層の屈折率より小さい場合にはＮＬ＝ｎλとなる。これは共振光による定在波の腹の部分を活性層に位置させ、利得を大きくするためであり、共振器端における位相シフトの関係から、それぞれ導かれる。
構成材料としては、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ、ＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮＡｓ／ＡｌＧａＡｓ等を用いることができる。
これらについても、従来の垂直共振器型面発光レーザと、特に差異はない。
【００１１】
本実施の形態の一例として、両脇のクラッド層にｎ、ｐ型ＧａＮ層、活性層にノンドープＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸構造を用いた構成などを採ることができる。
ここで、活性層へのキャリア注入手段としては、例えば、アノード、カソード一対の電極を有し、該電極からの電流注入により、活性層へのキャリア注入を行う手法等を採ることができる。
また、電極については、通常の垂直共振器型面発光レーザにおいて用いられているようなリング電極を用い、あるいは円形、矩形など様々な形状の電極を用いることが可能である。
電極の材質については、電極を形成する部位のレーザ素子材料に依存する。例えばｎ型ＧａＡｓにはＡｕ−Ｇｅ−Ｎｉ、Ａｕ−Ｓｎ、ｐ型ＧａＡｓにはＡｕ−Ｚｎ、Ｉｎ−Ｚｎなどの材料を使用することができる。
また、ＩＴＯなどの透明電極を用いることもできる。
【００１２】
つぎに、反射鏡として用いる二次元フォトニック結晶について説明する。
二次元フォトニック結晶とは、空間座標中の２つの軸で形成される面内方向に屈折率の周期が設けられている構造体のことであり、残りの１方向には周期的な屈折率の変化はない。
二次元フォトニック結晶の一種に、図３に模式的に示すように半導体等のスラブ３０１に周期的に空孔３０２を設けた二次元フォトニック結晶スラブと呼ばれるものがある。
この二次元フォトニック結晶スラブは、作製が比較的容易であること、垂直方向の屈折率差による光閉じ込めを利用して光導波路として使用可能であること、等の特長を持ち、二次元フォトニック結晶の中で最も盛んに研究されている。
【００１３】
従来において、二次元フォトニック結晶スラブの面に、略垂直方向から光を入射して反射鏡として用いる場合、良好な特性を得るためにはスラブとその上下に隣接する物質との屈折率差による光閉じ込めが重要であると考えられてきた。
例えば、非特許文献３には、二次元フォトニック結晶スラブと基板との屈折率差が小さくなると、共鳴による反射率のピークが非常に小さくなり、屈折率差が０になると共鳴が消滅してしまう（つまり、高反射率を持たなくなる）という記述がある。
【００１４】
しかしながら、つぎに説明するように、二次元フォトニック結晶を反射鏡として用いる場合、実際には屈折率差を持ったスラブ構造であることが必須ではない。
すなわち、面に垂直方向の屈折率差を持たない場合でも反射率の高い反射鏡として動作させることが可能である。
例えば、反射鏡を構成する二次元フォトニック結晶の鉛直上下に隣接する物質を、この二次元フォトニック結晶を構成する物質のうち高屈折率を持つ物質と同一としても、反射率の高い反射鏡を得ることが可能である。
【００１５】
これらについて、図１に示す本実施の形態における二次元フォトニック結晶の模式図を用いて、更に説明する。
図１において、１０１は高屈折率物質、１０２は低屈折率物質からなる円柱である。
ここでは、高屈折率物質１０１中に低屈折率物質からなる円柱１０２が埋め込まれた状態で二次元的に配列されている。
この構造は、二次元フォトニック結晶スラブの上下に隣接する物質が、スラブを構成する高屈折率物質に置き換わった構造と同一である。
高屈折率物質中に低屈折率物質が埋め込まれた構造となっているので、以下、この構造を埋め込み型二次元フォトニック結晶と定義する。
【００１６】
ここで、高屈折率物質に用いる材料には特に制限は無いが、レーザ発振波長の光を透過する半導体や誘電体などの材料であることが好ましい。
また、光励起により発振させる場合は、半導体、誘電体いずれも用いることができるが、電流注入により発振させる場合は半導体であることが好ましい。
低屈折率物質にも特に制限は無いが、高屈折率物質との屈折率差を大きくとりたい場合には、屈折率ができるだけ小さい空気等の物質であることが好ましい。
【００１７】
図４と図５に、転送行列法を用いて計算した透過スペクトルを示す。
図４は二次元フォトニック結晶スラブに、図５は埋め込み型二次元フォトニック結晶に、面と垂直方向に光を入射した場合の透過スペクトルを計算したものである。
計算の都合上、どちらの二次元フォトニック結晶も面内方向に無限の広さを持っているものとした。
また、埋め込み型フォトニック結晶の高屈折率物質は光の進行方向、つまりフォトニック結晶面と垂直方向に無限の厚さを持っているものとした。
これらの図の横軸は規格化周波数（λ／ａ）、縦軸は透過率である。図４図５ともに、高屈折率物質の屈折率を３．４６、低屈折率物質の屈折率を１．０として計算を行った。
この値は、高屈折率物質としてＳｉやＧａＡｓ、低屈折率物質として空気を用いる場合におおよそ一致する。
格子定数ａ、半径ｒ＝０．２ａとし、円柱の高さｔを変化させて計算を行った。二次元フォトニック結晶スラブの場合、円柱の高さとスラブの厚さは一致する。
【００１８】
図４の二次元フォトニック結晶スラブの透過スペクトルは、緩やかに変化するバックグラウンドと急峻に変化するピーク（共鳴）との組合せになっている。
バックグラウンドの緩やかな変化は、スラブ界面の屈折率差によりフレネル反射が起こり一種のファブリペロー共振器を形成したことによるものである。
スラブの厚さが変化すると共振器長が変化するため、バックグラウンドの様子も変化する。
そこに屈折率の周期構造（つまり二次元フォトニック結晶）によって引き起こされる共鳴が付加された結果として図４のようなスペクトル形状となる。
ある周波数領域では透過率がほぼ０、つまり反射率がほぼ１となり、高反射率の反射鏡として機能する。
【００１９】
図５の埋め込み型二次元フォトニック結晶の場合は、バックグラウンドは全ての領域でほぼ透過率１であり、そこに二次元フォトニック結晶スラブと同様に共鳴が付加されている。
ｔ＝０．３ａやｔ＝０．５ａのグラフに着目すると、二次元フォトニック結晶スラブと同様に透過率がほぼ０、つまり反射率がほぼ１である周波数領域が存在する。
現実の埋め込み型フォトニック結晶は有限の厚さを持つので、ファブリペロー共振器を形成し、バックグラウンドは平坦ではなく緩やかに変化する。
つまり、現実の埋め込み型フォトニック結晶反射鏡は図５とは多少異なるスペクトルを示す。
しかし、ここで本質的なことは、フォトニック結晶面と垂直方向の屈折率差が必須のことではなく、埋め込み型であっても高い反射率を示す周波数領域を有する、つまり高反射率の反射鏡として使用可能であるということである。
【００２０】
なお、円柱の半径ｒや高さｔは今回用いた値に限定されるものではない。
埋め込み型フォトニック結晶の作製方法としては、リソグラフィーやエッチングにより表面にパターンを作製した後に同種のウエハと貼り合わせ、あるいは埋め込み再成長法を用いて作製することができる。
また、フェムト秒レーザ等を用いて、物質内部に構造を書き込むという方法もある。
【実施例】
【００２１】
つぎに、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１においては、本発明を適用して構成した垂直共振器型面発光レーザについて説明する。
図６に、本実施例における垂直共振器型面発光レーザの構成を示す。
図６において、６０１はｎ型ＧａＡｓ基板、６０２は二次元フォトニック結晶を含む下部クラッド層、６０５は活性層、６０６は二次元フォトニック結晶を含む上部クラッド層である。
また、６０８は下部電極、６０９は上部電極、６１０は二次元フォトニック結晶、６１１は円柱空孔、６１２は二次元フォトニック結晶である。
【００２２】
活性層６０５の上側と下側を埋め込み型二次元フォトニック結晶６１２による反射鏡および６１０ではさみ込んだ構成になっている。本実施例の垂直共振器型面発光レーザは電流注入により動作する。
本実施例の垂直共振器型面発光レーザは、ｎ型ＧａＡｓ基板６０１の上にｎ型（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.5Ｉｎ0.5Ｐと空気からなる下部フォトニック結晶６１０による反射鏡および下部クラッド層６０２が形成されている。
そして、さらにその上にＩｎ0.56Ｇａ0.44Ｐ／（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.5Ｉｎ0.5Ｐのひずみ量子井戸構造からなる活性層６０５が設けられている。
井戸の層数は３層、Ｉｎ0.56Ｇａ0.44Ｐ層、（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.5Ｉｎ0.5Ｐ層の厚さはそれぞれ６ｎｍである。
活性層の上にはｐ型（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.5Ｉｎ0.5Ｐと空気からなる上部フォトニック結晶６１２による反射鏡および上部クラッド層６０６が形成されている。活性層と反射鏡との間の距離はおよそ５００ナノメートルである。また、垂直共振器型面発光レーザの下部にはＮｉ／Ａｕ／Ｇｅからなるｎ電極６０８、上部にはＡｕ−Ｚｎからなるｐ電極６０９が形成されている。
前述した図２の構成では、上部フォトニック結晶２１２による反射鏡が最表面に位置し、その凹凸のために反射鏡直上に電極を設けることは困難であったが、本実例の構成によれば最表面が平坦になるので、上部反射鏡直上に容易に電極を形成することができる。
【００２３】
フォトニック結晶６１０および６１２は、面内方向において、円柱空孔６１１が三角格子状に周期的に配列された構造を持っている。
活性層６０５はＡｌＧａＩｎＡｓ／ＩｎＰの多重量子井戸構造を有しているため、光や電流などによって励起されると、およそ１．５３マイクロメートルを中心とした波長帯域の光を放出する。
フォトニック結晶の構造は、この波長帯域の光が面に略垂直方向に入射した場合に高反射率を持つように設計されており、特に１．５３マイクロメートル付近の光が面に垂直に入射された場合、見かけ上ほぼ１００パーセントの反射が起こる。
図９に、このフォトニック結晶のフォトニックバンド構造を示す。
図９中において点線の円９０１で示される付近でのバンド内でのモードを用いる。
この付近ではバンドは極値をもつためその傾きが非常に小さく０となる。つまり光の群速度が０または非常に小さくなる傾向があり、ここで記述される光のモードを用いることにより、二次元面内でモードがそろった定在波を形成することができる。
このモードはフォトニックバンド構造中のライトライン９０２よりも上方（外側）、つまり高周波数側にあるため、放射モードとなり外部光と結合しやすい。
【００２４】
［実施例２］
実施例２では、実施例１と異なる形態の垂直共振器型面発光レーザについて説明する。
図７に、本実施例の垂直共振器型面発光レーザの構成を示す。
図７において、７０１はｎ型ＧａＮ基板、７０２は二次元フォトニック結晶を含む下部クラッド層、７０５は活性層、７０６は二次元フォトニック結晶を含む上部クラッド層である。
また、７０８は下部電極、７０９は上部電極、７１０は二次元フォトニック結晶、７１１は円柱空孔、７１２は欠陥を設けられた二次元フォトニック結晶である。
図７に示すように、ｎ型ＧａＮ基板７０１上に二次元フォトニック結晶が備えられ、ｎ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎと空気からなる下部フォトニック結晶７１０による反射鏡および下部クラッド層７０２が形成されている。
そして、さらにその上にＩｎ0.02Ｇａ0.98Ｎ／Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ｎの多重量子井戸構造からなる活性層７０５が設けられている。
井戸の層数は３層、Ｉｎ0.02Ｇａ0.98Ｎ層、Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ｎ層の厚さはそれぞれ５ｎｍ、２．５ｎｍである。
活性層の上にはｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎと空気からなる上部フォトニック結晶７１２による反射鏡および上部クラッド層７０６が形成されている。
また、垂直共振器型面発光レーザの下部にはＴｉ／Ａｌからなるｎ電極７０８、上部にはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるｐ電極７０９が形成されている。本実施例の垂直共振器型面発光レーザは電流注入により動作する。
【００２５】
図８に本実施例のフォトニック結晶の構成を示す。
形成されたフォトニック結晶８０１は円柱空孔８０２が四角格子状に配列されたもので、本実施例で扱う波長およびモードの光はこのフォトニック結晶のフォトニックバンドギャップ内にあってほとんど存在できない。
しかし、フォトニック結晶には図中に示すように、円柱空孔が欠落した領域である欠陥８０３が周期的に配列された構造となっている。
周期的に設けられた欠陥とは、その面内においてフォトニック結晶のｍ周期に一つの間隔で設けられたものであり（ｍは自然数）、各々の欠陥は基本的に同一のサイズおよび形状を持つものである。
【００２６】
欠陥は一つであれば点欠陥として独立に機能するが、図８のようにある程度の距離で周期的に複数配置されているので、複数の欠陥のモードが互いに結合して欠陥モード１００２（図１０）を形成する。
したがって、フォトニックバンドギャップ内にある活性材料からの発光のうち、複数欠陥のモードが結合したことによる欠陥モードに対応する波長およびモードの光だけがフォトニック結晶中に存在できることになる。
この欠陥モードによりフォトニック結晶面内の広い面積においてモードの揃った光を生じさせることができる。
これにより、大面積で、かつ単一モードあるいはモードの揃った面発光レーザを実現することができる。
このことは、特にレンズで集光して使用する場合に重要な利点となる。
【００２７】
なお、活性層の上下に位置する反射鏡の両方を欠陥が導入されたフォトニック結晶で構成することもできるし、一方を欠陥が導入されていないフォトニック結晶、他方を欠陥が導入されたフォトニック結晶により構成することもできる。
また、欠陥としては、二次元フォトニック結晶の周期性を乱す局所的なものであればどのような形状のものも可能である。
前述のように空孔が欠落したものであってもよいし、空孔のサイズが他のものより大きく（あるいは小さく）なっているものであってもよい。
空孔の形状が他と異なるものであってもよい。また、屈折率の異なる物質を空孔中に充填したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態における二次元フォトニック結晶の構成を示す模式図である。
【図２】本発明における二次元フォトニック結晶を用いた垂直共振器型面発光レーザの課題を説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施の形態の説明に用いられる二次元フォトニック結晶スラブの構成を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態の説明に用いられる二次元フォトニック結晶スラブの透過スペクトル（計算値）を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の説明に用いられる二次元フォトニック結晶の透過スペクトル（計算値）を示す図である。
【図６】本発明の実施例１における垂直共振器型面発光レーザの構成を示す模式図である。
【図７】本発明の実施例２における垂直共振器型面発光レーザの構成を示す模式図である。
【図８】本発明の実施例２における二次元フォトニック結晶の構成を示す模式図である。
【図９】本発明の実施例１においてフォトニックバンド構造を説明する模式図である。
【図１０】本発明の実施例２において欠陥モードを説明する模式図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０１：高屈折率物質
１０２：低屈折率物質からなる円柱
２０３：フォトニック結晶層
２０５：活性層
２０７：フォトニック結晶層
２１０：二次元フォトニック結晶
２１１：円柱空孔
２１２：二次元フォトニック結晶
３０１：スラブ
３０２：円柱空孔
６０１：ｎ型ＧａＡｓ基板
６０２：二次元フォトニック結晶を含む下部クラッド層
６０５：活性層
６０６：二次元フォトニック結晶を含む上部クラッド層
６０８：下部電極
６０９：上部電極
６１０：二次元フォトニック結晶
６１１：円柱空孔
６１２：二次元フォトニック結晶
７０１：ｎ型ＧａＮ基板
７０２：二次元フォトニック結晶を含む下部クラッド層
７０５：活性層
７０６：二次元フォトニック結晶を含む上部クラッド層
７０８：下部電極
７０９：上部電極
７１０：二次元フォトニック結晶
７１１：円柱空孔
７１２：欠陥を設けられた二次元フォトニック結晶
８０３：欠陥
９０２：ライトライン
１００１：フォトニックバンドギャップ
１００２：欠陥モード
【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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