(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の一面上に形成された下部反射基層と、前記下部反射基層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成された上部反射基層とを備え、
前記下部反射基層と上部反射基層とが、レーザービームが生成および増幅されるように共振させる共振器を構成し、
前記上部反射基層の上面および前記基板の下面のうち少なくとも一面に配置され、前記共振器の外に出力されるレーザービームの一部を反射させて共振器の内部にフィードバックさせるフィードバック部材を具備し、
前記フィードバック部材は、前記共振器に対して凹面鏡として作用することを特徴とする面発光レーザー。
【請求項２】
前記フィードバック部材は、レーザー発振波長に対して透明でかつ基板や基板上部の薄膜構造物質と格子整合をなす半導体物質よりなることを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザー。
【請求項３】
ゲインガイド構造である請求項１に記載の面発光レーザー。
【請求項４】
電流注入によりレーザー発振を起こすことを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザー。
【請求項５】
選択的酸化やイオン注入方法により形成されて電流の流れを制限する電流制限構造をさらに具備することを特徴とする請求項４に記載の面発光レーザー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は面発光レーザーに係り、より詳細には単一基本横モードが圧倒的に発振されうる面発光レーザーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
面発光レーザーは円形レーザービームを出射することによる光ファイバとの高い結合効率、アレイ製作の容易性及びウェーハ状態でのエラー有無及び特性測定可能性のために光通信及び光連結に望ましい光源として注目されている。特に、選択的酸化により電流が通過する開口を制限するインデックス−ガイド（ｉｎｄｅｘ−ｇｕｉｄｅｄ）面発光レーザーはスレショルド電流及び消費電力が非常に低く、高効率で電流−光出力の線形性に優れて近距離通信用送受信器モジュール、コンピュータとデジタルディスプレー装置との光連結に採用でき、一部の商品化が進行中にある。
【０００３】
ところが、インデックス−ガイド面発光レーザーは酸化された部分とそうでない部分との屈折率差が非常に大きいために原理的に多数の横方向モード発振が可能なだけでなく、また酸化された部分が電流注入を制限する構造であるために酸化された領域により取り囲まれた開口の外側への電流注入が容易で、結果的に低い光出力から高次横モードに発振する傾向がある。もちろん、酸化された領域により取り囲まれた開口をより小さくすれば単一横モード発振効率をある程度増加させることはあるが、その場合、面発光レーザー素子の抵抗が過度に大きくなるだけではなくレーザー発振のための断面積が減少して全体的な光出力が低下し、光通信用素子に適用し難い。したがって、インデックス−ガイド面発光レーザーの多重横モード発振を抑制して、単一横モード発振出力を向上させるためのいろいろな方案が提案されてきた。単一横モード発振出力を向上させるために提案された方法としては、発振されたレーザービームが出射されるウィンドウの外郭一部をイオンビームを利用してエッチングする方法、選択的酸化工程にイオン注入工程を併行する方法、活性層が含まれた共振器をより長く形成する方法などがある。しかし、いままで提案された方法は工程が多少難しくて再現性が劣る短所があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような点を考慮して案出されたものであって、単一基本横モードが圧倒的に発振でき、製作工程が簡単でかつ再現性に優れた面発光レーザーを提供することにその目的がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明による面発光レーザーは、基板と、前記基板の一面上に形成された下部反射基層と、前記下部反射基層上に形成された活性層と、前記活性層上に形成された上部反射基層とを備え、前記下部反射基層と上部反射基層とが、レーザービームが生成および増幅されるように共振させる共振器を構成し、前記上部反射基層の上面および前記基板の下面のうち少なくとも一面に配置され、前記共振器の内部にフィードバックさせるフィードバック部材を具備することを特徴とする。
【０００６】
ここで、前記フィードバック部材は、前記共振器に対して凹面鏡として作用することが望ましい。
【０００７】
本発明による面発光レーザー構造の構成物質はＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＧａＮ、ＩｎＰ、ＺｎＳｅのうちいずれか一つよりなることが望ましい。
【０００８】
前記フィードバック部材は、レーザー発振波長に対して透明でかつ基板や基板上部の薄膜構造物質と格子整合をなす半導体物質よりなることがある。
【０００９】
また、前記フィードバック部材は、レーザー発振波長に対して透明な有機物や無機物のうちいずれか一つの物質よりなることがある。
【００１０】
本発明による面発光レーザーは、ゲインガイド構造であることが望ましい。
【００１１】
前記上部反射基層の上面に位置するフィードバック部材の有効曲率半径は２００〜５００μｍである。
【００１２】
レーザー発振のための利得面積が広くなるようにレーザー発振口径、フィードバック部材の有効直径、フィードバック部材の曲率半径のうち少なくともいずれか一つを大きくして高出力でかつ基本横モード発振可能になっている。
【００１３】
発振される光の回折力が弱くなるように、レーザー発振口径、前記フィードバック部材の有効直径のうち少なくともいずれか一つを大きくして、前記フィードバック部材が共振器の外部に出力された光の一部を反射させて共振器の内部にフィードバックさせると同時に、共振器の外部に出力されて進行する光に対してレンズとしての役割をして集束光、発散光または平行光を出力させる。
【００１４】
電流注入によりレーザー発振を起こす。
【００１５】
この場合、選択的酸化やイオン注入方法により形成されて電流の流れを制限する電流制限構造をさらに具備することが望ましい。
【００１６】
外部から入力される光によるポンピングによりレーザー発振を起こすこともある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例について詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１実施例による面発光レーザーを概略的に示す図面である。
【００１９】
図面を参照すれば、本発明の第１実施例によるフィードバック部材一体型面発光レーザーは、基板１００と、基板１００の下面に形成された下部電極１７０と、基板１００上に順に形成された下部反射基層（ｌｏｗｅｒ ＤＢＲ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ））１１０、活性層１２０、電流制限層１３０及び上部反射基層（ｕｐｐｅｒ ＤＢＲ）１４０と、上部反射基層１４０上に形成されたフィードバック部材１５０と、フィードバック部材１５０の周辺の上部反射基層１４０上に形成された上部電極１６０とを含んで構成される。
【００２０】
前記基板１００は化合物半導体物質よりなる。例えば、前記基板１００はｎ＋型でドーピングされたガリウム−アセナイド（ＧａＡｓ）基板でありうる。
【００２１】
前記下部反射基層１１０と上部反射基層１４０とは前記活性層１２０から光を誘導放出して増幅させる共振器を構成する。前記下部反射基層１１０は前記基板１００と同型、例えば、ｎ型でドーピングされる。前記上部反射基層１４０は前記下部反射基層１１０と反対型、例えば、ｐ型でドーピングされる。
【００２２】
前記下部反射基層１１０と上部反射基層１４０とは相異なる屈折率を有する化合物半導体物質を交互に積層して形成される。この時、図１に示されたように発生したレーザービームが上部反射基層１４０を通じて出射される構造の場合、上部反射基層１４０は相対的に低い反射率を有し、下部反射基層１１０は上部反射基層１４０より高い反射率を有するように形成される。このような反射率は化合物半導体物質の積層数によって変わるので、前記上部反射基層１４０が下部反射基層１１０より小さな積層数を有するように形成すれば上部反射基層１４０の反射率を下部反射基層１１０より小さくしうる。
【００２３】
本実施例において、前記上部反射基層１４０と下部反射基層１１０とは上、下部電極１６０、１７０を通じて印加された電流によって電子と正孔の流れを誘導し、活性層１２０で発生した光を反射させてその共振条件に合う光だけを前記上部反射基層１４０を通じて出射させる。
【００２４】
前記活性層１２０は、前記上、下部反射基層１４０、１１０で提供された正孔と電子との再結合によるエネルギー遷移によって光を生成する領域であって、例えば、多重量子−ウェル構造を有する。
【００２５】
前記活性層１２０の上部には、前記上部電極１６０を通じて印加された電流の流れをガイドしてその電流が活性層１２０の中央部に流れるように案内する電流制限層１３０がさらに備わったことが望ましい。この電流制限層１３０は活性層１２０の上部に予備酸化層を積層し、この予備酸化層を酸化雰囲気に露出させてその外側部から酸化させる選択的酸化により形成でき、この場合、電流制限層１３０は酸化領域１３３と、それにより取り囲まれた開口１３１とよりなる。開口１３１は酸化されていない領域に電流及び光を通過させる。
【００２６】
ここで、本発明による面発光レーザーは選択的酸化により電流制限層１３０を形成する代わりにイオン注入などの方法により電流の流れを制限する電流制限構造を形成することもある。
【００２７】
前記フィードバック部材１５０は、上部反射基層１４０を透過して共振器の外部に出た出力レーザー光の一部分を図２に示されたように共振器の内部にフィードバックさせる。前記フィードバック部材１５０は図１及び図２に示されたように、凸レンズ形状のレンズ曲面１５０ａを具備して、上部反射基層１４０と下部反射基層１１０とにより構成される共振器の側面から見れば凹面鏡としての役割をするようになったことが望ましい。
【００２８】
この場合、上部反射基層１４０を透過して共振器の外部に出た出力レーザー光の一部分は図２に示されたように、この凹面鏡により反射されて共振器の内部にフィードバックされる。一応、フィードバックを通じて共振器の内部に入射された光は共振器を構成している上部反射基層１４０と下部反射基層１１０、すなわち、上部鏡ｒＵと下部鏡ｒＬとに会う度に反射によりその進行経路が折れることになる。これと同時にフィードバックされた光はフィードバック部材の凹面鏡作用により共振器の内部を往復しつつ段々小さなスポットとして集束される。この時に光集束作用による焦点距離、すなわち、最小ビームウエストの位置は凹面鏡の曲率半径により決定される。
【００２９】
本実施例において、凹面鏡として作用する前記フィードバック部材１５０の表面、すなわち、レンズ曲面１５０ａ部分の有効な曲率半径は後述するように２００〜５００μｍ範囲、より望ましくは約２５０〜３００μｍ範囲でありうる。また、前記フィードバック部材１５０はレーザー発振がおきる位置ととても近接（活性層１２０から大体上部反射基層１４０及び一部層を含む厚さだけ離れる）しているので、凹面鏡としての役割をするフィードバック部材１５０の有効直径をとても小さくしうる。すなわち、例えば電流制限層１３０の開口１３１の大きさが１５μｍであれば、前記フィードバック部材１５０の有効直径は３０μｍ程度とすることができる。
【００３０】
前記のように共振器の外部に出力されるレーザー光の一部を共振器の内部にフィードバックさせる凹面鏡としての役割をするフィードバック部材１５０は上部反射基層１４０上に、上部反射基層１４０をなす物質と格子整合されると同時に、その上部反射基層１４０を透過して出射されるレーザー光を吸収せずに透過させるように本発明による面発光レーザーで発振される波長より相対的にバンドギャップが大きい半導体物質を利用して形成できる。
【００３１】
例えば、本発明による面発光レーザーが、例えば、８５０ｎｍ波長のレーザー光を出射するようになっており、前記基板１００がガリウム−アセナイド（ＧａＡｓ）よりなる場合、前記フィードバック部材１５０はガリウム−アセナイド格子と大きさがほとんど類似して格子整合されうるインジウム−ガリウム−ホスファイド（ＩｎＧａＰ）よりなりうる。基板１００をなすガリウム−アセナイドと格子整合されるインジウムとガリウムとの組成比は約４９％と５１％である。
【００３２】
ここで、本発明による単一横方向モード発振のためのフィードバック部材１５０が結合された面発光レーザー構造の構成物質は前述したガリウム−アセナイド以外にも他の半導体物質、例えば、ガリウム−アンチモナイド（ＧａＳｂ）、ガリウム−窒素（ＧａＮ）、インジウム−ホスファイド（ＩｎＰ）、亜鉛−セレナイド（ＺｎＳｅ）よりなる構造であり、前記フィードバック部材１５０は、基板１００や基板１００上部の薄膜構造物質、例えば、上部反射基層１４０と格子整合をなす半導体物質よりなりうる。
【００３３】
フィードバック部材１５０を本発明による面発光レーザーで発振される波長より相対的にバンドギャップが大きい半導体物質を利用して形成する場合には、フィードバック部材１５０は次のように製造できる。
【００３４】
すなわち、面発光レーザー製造のための工程のうちフィードバック部材形成のための半導体物質層を積層した後、この半導体物質層を湿式拡散制御エッチングプロセスによりエッチングすればレンズ面が形成される。以外にも、フィードバック部材１５０を前述したような半導体物質を利用して形成するために多様な方法が利用されうる。
【００３５】
ここで、前記フィードバック部材１５０は必ずしも半導体物質よりなる必要はない。すなわち、前記フィードバック部材１５０は本発明による面発光レーザーで発振された波長を吸収せずに透過させうる有機物質、例えば、ポリマーや無機物質、例えば、シリカなどの多様な物質を利用して形成できる。すなわち、前記フィードバック部材１５０としては同じ効果さえ得られるものならば、特に制限はない。例えば、前記フィードバック部材１５０を形成するための層を上部反射基層１４０の上部に積層した後、エッチング工程を通じてレンズ曲面を形成してフィードバック部材１５０を得る代わりに、フィードバック部材１５０を別途に製作して、これを上部反射基層１４０の上部に付着させることも可能である。
【００３６】
本実施例ではフィードバック部材１５０が電流注入により発振する面発光レーザーに適用されるものと説明及び図示しているが、外部光源、例えば、外部から入力される他のレーザービームによる光ポンピングにより２次的に発振する面発光レーザーに対しても適用が可能である。すなわち、本発明による面発光レーザーは外部光によるポンピングによってもレーザー発振が起これる。
【００３７】
前記のように共振器に対して凹面鏡としての機能をするフィードバック部材１５０を具備した本発明による面発光レーザーは、図３及び図４の比較で分かるように、単一基本横モード出力が大きく向上する。図３は従来の面発光レーザーの光出力１.５ｍＷで測定した典型的な遠接場パターンを示したグラフである。図４は本発明による面発光レーザーが図３の結果を得るのに適用された従来の面発光レーザーと同じ口径の選択的酸化により形成された開口１３１を有する時、図３の場合と同一光出力で測定した本発明による面発光レーザーの典型的な遠接場パターンを示したグラフである。図４で分かるように、本発明による面発光レーザーは従来の面発光レーザーに比べてガウスビームパターンを有する単一基本横モード出力が大きく向上する。
【００３８】
したがって、本発明による表面光レーザーによれば、従来とは異なって高い光出力の単一基本横モードレーザーを得られる。
【００３９】
本発明者は前記のような光の一部を共振器内にフィードバックさせる凹面鏡としての機能をするフィードバック部材１５０を具備した本発明による面発光レーザーから単一基本横モード出力が圧倒的に発振できることを理論的な計算を通じても確認した。
【００４０】
面発光レーザーには構造によっていくつかの横方向モードが存在する。前記フィードバック部材１５０の存在に起因して各々の横方向モードのフィードバックされた部分では前述した光集束効果によりスポットの大きさが段々縮まる。
【００４１】
選択的酸化により形成された電流制限層１３０を有する面発光レーザー（ｏｘｉｄｅ−ｃｏｎｆｉｎｅｄ ＶＣＳＥＬ）構造での横モードのフィールドプロファイルをΨｍ（ρ、φ）（ｍ＝モード係数）とし、フィードバックされた横モードのフィールドプロファイルをΨ′ｍ（ρ、φ）とする。
【００４２】
活性層１２０はフィードバックされたレーザービームの多重パスの結果として蓄積されたフィールドプロファイルΨ′ｍ（ρ、φ）を経験するために、前記フィードバックされた横モードのフィールドプロファイルΨ′ｍ（ρ、φ）は数式１のように示しうる。
【００４３】
【数１】
0003911551.tif 000002
数式１で、ｎは整数であって光が共振器内に反射される回数、ｒＬ、ｒＵは図２に示したような共振器を構成する下部鏡と上部鏡との反射率、ｚｎはｎ回の反射後に伝播軸に沿う活性層１２０の有効位置を示し、ｚｎ＝Ｌ−（ｎ−１／２）Ｌｃｅｆｆである。
【００４４】
ここで、図２を参照すれば、Ｌは上部鏡からフィードバックされる光のガウスビームウエスト（ガウスビームが最も小さくなる部分）までの距離、Ｌｃｅｆｆは有効共振器の長さを示す。ｚ軸の原点は最小ビームウエスト、すなわち、凹面鏡の焦点になる。
【００４５】
Ｕ（ρ、ｚｎ）は光集束効果を示すガウスビーム振幅関数を示す。この時、ガウスビーム振幅関数に位相要素が要らない理由はＬｃｅｆｆの位相が２πの倍数であるからである。
【００４６】
図５は、面発光レーザーで元来存在できる最も低い４つの横方向モード及びこれに対応するフィードバックされた横方向モードのフィールドプロファイルを示すものである。図５で実線と点線との間には１８０゜の位相差が存在する。
【００４７】
図５でＬＰｍ１はフィールドプロファイルΨｍ（ρ、φ）に対応する横方向モード（ｍ＝０、１、２、３）、ＬＰ′ｍ１はフィールドプロファイルΨ′ｍ（ρ、φ）に対応するフィードバックされた横方向モード（ｍ＝０、１、２、３）を示す。
【００４８】
図５でＬＰ０１（基本１次モード）、ＬＰ１１（２次モード）、ＬＰ２１（３次モード）、ＬＰ３１（４次モード）は面発光レーザーで本来存在できる最も低い４つの横方向モードであり、ＬＰ′０１、ＬＰ′１１、ＬＰ′２１、ＬＰ′３１はこれに対応する前述した光集束効果によりスポットが縮まったフィードバックされた横方向モードである。フィードバックされた横方向モードＬＰ′０１、ＬＰ′１１、ＬＰ′２１、ＬＰ′３１に対するフィールドプロファイルΨ′ｍ（ρ、φ）は量子ウェル構造の活性層１２０により感じられる有効なフィールド強度であって、前述した光集束効果により元来の横方向モードに比べてスポットが縮まる。
【００４９】
レーザー作用は高度の非線形現象であるために、極少量の光フィードバックが結果的にレイジング行動に大きく影響を及ぼしうることは公知のものである。したがって、縮まったフィードバックモードは元来のモードに影響を及ぼしてモード間の構造的な選好度を決定するようになるが、これに対する指標として使用できるものが元来のモードとフィードバックされたモードとの重畳積分である。
【００５０】
数式２は元来のモードのフィールドプロファイルΨｍ（ρ、φ）とフィードバックされた横方向モードのフィールドプロファイルΨ′ｍ（ρ、φ）との重畳積分Ｉｍｍ′を示す。
【００５１】
【数２】
0003911551.tif 000003
図６は数式２によって４×４行列形態で本来のモードＬＰｍ１とフィードバックされたモードＬＰ′ｍ１とのあらゆる可能な組合わせに対する重畳積分Ｉｍｍ′の数的な計算結果を正規化して図式的に示した図面である。
【００５２】
図６から分かるように、同じモード係数同士の重畳積分は大きく現れる一方、モード係数が相異なるモード間の重畳積分はほとんどゼロとなる。
【００５３】
図６及び数式２を参照して説明したように、選択的酸化法により形成された電流制限層を有する面発光レーザー構造に対するモデル計算結果例によれば、フィードバック時に基本モードは２次、３次、４次の高次モードに比べて相対的に４倍、１７倍、６７倍選好度が大きく現れる。
【００５４】
したがって、本発明による面発光レーザーは中心で光度が最大である基本モードを構造的に好んで本レーザー発振を基本モードでロッキングできる。
【００５５】
一方、図７はフィードバック部材１５０のレンズ曲面１５０ａの曲率半径変化による２次、３次及び４次モード間の重畳積分Ｉ２２、Ｉ３３、Ｉ４４を基本モード間の重畳積分Ｉ１１で正規化して示したグラフである。
【００５６】
図７に示したように、フィードバック部材１５０の曲率半径によって基本モード間の重畳積分に対する高次モード間の重畳積分の比率が変わる。
【００５７】
したがって、重畳積分計算結果を利用すれば高次モードを抑制しつつ基本モードでロッキングを最大化できる最適のフィードバック部材１５０の曲率半径を求めうる。
【００５８】
図７から分かるように、フィードバック部材１５０の有効曲率半径を約２００〜５００μｍ範囲、例えば、約３００μｍにすれば、基本モード間の重畳積分に比べて２次モード間の重畳積分が最小化するので、２次モードに比べて基本モードが圧倒的に大きくてレーザーが基本モードで発振する可能性が非常に高まる。
【００５９】
ここで、本発明による面発光レーザーでフィードバック部材１５０の曲率半径は２００〜５００μｍ範囲に限定されることではなく、面発光レーザーの構造によって変わりうる。
【００６０】
以上で、本発明による面発光レーザーが上部反射基層１４０を通じてレーザービームを出射させる上部発光型（ｔｏｐ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｔｙｐｅ）であり、フィードバック部材が上部反射基層１４０の上部に形成されると説明及び図示したが、本発明がこれに限定されることではない。
【００６１】
すなわち、本発明による面発光レーザーは図８に示したように、上部発光型でかつレーザーの横モードを基本モードでロッキングするフィードバック部材１５０が基板１００の下部に位置する構造となることもある。この時、上部電極１６０と下部電極１７０の構造及び材質は適切に変更できる。
【００６２】
また、本発明による面発光レーザーは基板１００を通じてレーザービームを出射させる底部発光型でかつレーザーの横モードを基本モードでロッキングするためのフィードバック部材１５０は図２及び図８に示したように、上部反射基層１４０の上部に位置するか、基板１００の下部に位置しうる。
【００６３】
一方、図８のように、基板１００の下面にフィードバック部材１５０が形成される場合、活性層１２０とフィードバック部材１５０との距離が基板１００の厚さだけ離れるために、フィードバック部材１５０の曲率半径や口径の大きさなど構造的な変更が伴われねばならないが、基本モードでロッキングする作動原理はフィードバック部材１５０が上部反射基層１４０の上部に形成される時と実質的に同一である。
【００６４】
一方、本発明による面発光レーザーでは、面発光レーザーの発振口径、フィードバック部材１５０の有効直径及びフィードバック部材１５０の曲率半径のうち少なくともいずれか一つをレーザー発振に寄与する利得面積を十分に広めるように数百μｍ以上に広めうるが、このように利得面積が広くなる場合には高出力でありつつ基本横モード発振が可能になる。すなわち、本発明による面発光レーザーは利得面積が十分に広くなる構造で形成できるが、この場合、本発明による面発光レーザーは基本横モード発振が可能な高出力レーザーで製作が可能な利点がある。ここで、前記レーザー発振口径は、例えば、電流制限層１３０の開口１３１の直径になりうる。
【００６５】
ここで、面発光レーザーの発振口径やフィードバック部材１５０の有効直径を、例えば、数百μｍ程度に大きくすればレーザー発振がおきる利得面積が広くなることは当然である。また、例えば、フィードバック部材１５０が基板１００の下面に位置する場合、構造的に共振器とフィードバック部材１５０との距離が基板１００の厚さだけ離れたので凹面鏡の曲率半径をそれに応じて広め、このように広がった曲率半径によってガウスビームのウエストが非常に緩慢に減るために、ガウスビームが活性層１２０の相当する面積をカバーできるようになって利得面積が自然に広がる。
【００６６】
前記のような高出力レーザー用に適用されるためには、本発明による面発光レーザーはインデックスガイドよりは相対的に少数の横方向モードを支援するゲインガイド（ｇａｉｎ−ｇｕｉｄｅｄ）構造になることがさらに望ましい。
【００６７】
本発明による面発光レーザーから出射される光の回折が弱くなるように、レーザー発振口径及びフィードバック部材１５０の有効直径を大きくして、レーザービームが出射される口径を大きくすれば、フィードバック部材１５０は共振器の外部に出力された光の一部を反射させて共振器の内部にフィードバックさせると同時に、共振器の外部に出力されて進行する光に対してレンズとしての役割をして集束光や発散光、あるいは平行光にすることができる。
【００６８】
ここで、レーザービームが出射される口径が小さすぎればレンズの集束力が発振される光の回折力により相殺されてしまうので、光がレンズにより集束され難い。反対にレーザービームが放出される口径が十分に大きくて発振される光の回折力が弱ければ、発振される光はレンズの集束力により集束光、発散光または平行光になりうる。
【００６９】
したがって、レーザー発振口径及びフィードバック部材の直径が大きい構造の本発明による面発光レーザーを光通信に応用する時には、光ファイバとの結合のための集束レンズをなくすことができ、これにより面発光レーザーから出射されたレーザービームと集束レンズを光軸整列させる過程を省略できる。
【００７０】
以上で、本発明による面発光レーザーが上部反射基層１４０の上部及び基板１００の下面のうちいずれか一面のみにフィードバック部材１５０を具備すると説明及び図示したが、本発明による面発光レーザーは上部反射基層１４０の上部及び基板１２０の下面の各々に出力される光の一部をフィードバックさせるためのフィードバック部材１５０を具備することもある。
【００７１】
【発明の効果】
前記のような本発明による面発光レーザーは共振器の外部に出力される光の一部を反射させて共振器の内部にフィードバックさせ、共振器に対して凹面鏡としての機能をするフィードバック部材を具備するので、単一基本横モードが圧倒的に発振されて中心での強度が最も強い光出力を得られる。
【００７２】
このような本発明による面発光レーザーは、いままで提案された方法に比べて製造工程が簡単で再現性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例による面発光レーザーを概略的に示す図面である。
【図２】  本発明による面発光レーザーから単一横モードが向上したレーザービームが出力される原理を説明するための図面である。
【図３】  従来の面発光レーザーの光出力１.５ｍＷで測定した典型的な遠接場パターンを示すグラフである。
【図４】  本発明によるマイクロレンズ一体型面発光レーザーが図３に適用される従来の面発光レーザーと同じ口径の選択的酸化により形成された開口を有する時、図３の場合と同一光出力で測定した本発明による面発光レーザーの典型的な遠接場パターンを示すグラフである。
【図５】  面発光レーザーで存在できる最も低い４つの横方向モード及びこれに対応するフィードバックされた横方向モードのフィールドプロファイルを示す図面である。
【図６】  数式２によって４×４行列形態で本来のモードＬＰｍ１とフィードバックされたモードＬＰ′ｍ１とのあらゆる可能な組合わせに対する重畳積分Ｉｍｍの数的な計算結果を正規化して図式的に示した図面である。
【図７】  フィードバック部材のレンズ曲面の曲率半径変化による２次、３次及び４次モード間の重畳積分Ｉ２２、Ｉ３３、Ｉ４４を基本モード間の重畳積分Ｉ１１に正規化して示したグラフである。
【図８】  本発明の他の実施例による面発光レーザーを概略的に示す図面である。
【符号の説明】
１００  基板
１１０  下部反射基層
１２０  活性層
１３０  電流制限層
１３１  開口
１３３  酸化領域
１４０  上部反射基層
１５０  フィードバック部材
１５０ａ  レンズ曲面
１６０  上部電極
１７０  下部電極
【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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