(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに導電型が異なる第１および第２導電型半導体層と、
前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層とに挟まれ、キャリア注入によって光を発生する活性層と、
互いに異なる第１および第２方向で第１および第２周期の第１および第２屈折率分布を備える第１および第２の２次元フォトニック結晶領域を有し、前記活性層で発生する光の波長を選択する２次元フォトニック結晶とを備え、
前記第１の２次元フォトニック結晶領域と前記第２の２次元フォトニック結晶領域とは、直線状に延在する接合の領域で接合されており、
前記第１および第２の２次元フォトニック結晶領域のそれぞれは、互いに前記第１および第２周期が同じであって、前記接合の領域において互いに異なる第３および第４方向の両方向に第１および第２所定距離だけずれており、
前記第１および第２所定距離は、前記接合の領域において前記第１の２次元フォトニック結晶領域と前記第２の２次元フォトニック結晶領域とで電界の主成分が連続となるように、前記第１および第２方向で共振している光の媒質内波長の半波長の奇数倍であること
を特徴とする２次元フォトニック結晶面発光レーザ。
【請求項２】
前記第１および第２の２次元フォトニック結晶領域のそれぞれは、正方格子で構成され、
前記第１および第２方向は、それぞれ、前記格子における基本格子の互いに直交する２辺の各方向であり、
前記第１および第２周期は、それぞれ、前記格子における基本格子の互いに直交する２辺の各辺の長さであり、
前記第１および第２方向で共振している光の媒質内波長は、それぞれ、前記第１および第２周期であり、
前記第３および第４方向は、それぞれ、前記第１および第２方向であり、
前記第１および第２所定距離は、それぞれ、前記第１および第２周期の半分であること
を特徴とする請求項１に記載の２次元フォトニック結晶面発光レーザ。
【請求項３】
前記接合の領域は、前記第１の方向に沿った直線状に延在すること
を特徴とする請求項２に記載の２次元フォトニック結晶面発光レーザ。
【請求項４】
前記接合の領域は、前記第１および第２の２次元フォトニック結晶領域を構成する正方格子対角方向に沿った直線状に延在すること
を特徴とする請求項２に記載の２次元フォトニック結晶面発光レーザ。
【請求項５】
前記２次元フォトニック結晶は、格子の２次元文様が１９５２年の国際結晶学連合の分類法においてｐ４ｍ、ｐｍｍ、ｃｍｍ、ｐｍおよびｃｍのうちのいずれかの対称性を備えていること
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の２次元フォトニック結晶面発光レーザ。
【請求項６】
前記２次元フォトニック結晶は、格子点が円柱形状、楕円柱形状および三角柱形状のうちの何れかであること
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の２次元フォトニック結晶面発光レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元フォトニック結晶で共振することによって面発光する２次元フォトニック結晶面発光レーザに関し、特に、より安定して発振することができる２次元フォトニック結晶面発光レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光レーザは、基板面から略垂直にレーザ光を射出することができる、複数のレーザ素子を２次元に集積すること（２次元アレー化）ができる、および、各レーザ素子からコヒーレントな光を並列的に射出することができるなどの様々な特徴から、例えば、ストレージ分野、通信分野および情報処理分野などの各分野へ様々な応用が期待され、研究、開発が進んでいる。
【０００３】
面発光レーザでは、キャリア注入によって光を発生する活性層を多層膜反射鏡（ＤＢＲ）で上下に挟み込む構造が一般な基本構造として採用されるが、この他、例えば、特許文献１に開示されているように、２次元フォトニック結晶を用いるものがある。フォトニック結晶は、一般的に光の波長と同程度もしくはより小さい周期的な屈折率分布を内部に備える光学素子であり、３次元的な屈折率分布を持つ３次元フォトニック結晶や、２次元的な屈折率分布を持つ２次元フォトニック結晶などがある。フォトニック結晶は、半導体において原子核の周期ポテンシャルによって電子（電子波）がブラック反射を受けバンドギャップが形成される現象と同様に、周期的な屈折率分布によって光波がブラック反射を受け、光に対するバンドギャップ（フォトニックバンドギャップ）が形成されるという特徴を有している。このフォトニックバンドギャップでは、光の存在自体が不可能となるので、フォトニック結晶によって光の制御が可能になると期待されている。
【０００４】
この特許文献１に開示の２次元フォトニック結晶面発光レーザは、基板と、基板の主面上に設けられた下部クラッド層として機能するｎ型ＩｎＰ層と、ｎ型ＩｎＰ層上に設けられキャリアの注入によって光を発生する活性層と、活性層上に設けられた上部クラッド層として機能するｐ型ＩｎＰ層と、ｐ型ＩｎＰ層上および基板の他主面上に設けられた第１および第２電極と、活性層の近傍であってｎ型ＩｎＰ層内に形成される２次元フォトニック結晶とを備えて構成される。このような構成の面発光レーザでは、第１および第２電極間に所定値以上の電圧が印加されると、活性層が発光し、この光が活性層から２次元フォトニック結晶に入射される。２次元フォトニック結晶に入射された光は、２次元フォトニック結晶の格子定数に一致する波長の光が共振することによって増幅され、発振し、面方向からレーザ光が射出される。
【０００５】
図１９は、２次元フォトニック結晶面発光レーザにおける２次元フォトニック結晶の構造を示す平面図である。図２０ないし図２３は、共振モードを説明するための図であり、図２０は、Ａモードを示し、図２１は、Ｂモードを示し、図２２は、Ｃモードを示し、そして、図２３は、Ｄモードを示す。図２０ないし図２３の（Ａ）は、マックスウェルの方程式を解くことによって得られた近視野の電界分布を示す図であり、矢印が電界の方向および大きさを示している。図２０ないし図２３の（Ｂ）は、図２０ないし図２３の（Ａ）の概念図であり、矢印が格子点の±Ｘ方向および±Ｙ方向における電界方向を示している。図２４は、２次元フォトニック結晶面発光レーザにおける面発光の様子を示す図である。
【０００６】
この２次元フォトニック結晶における共振作用をさらに説明すると、例えば、図１９に示すように、２次元フォトニック結晶１００が第１屈折率を持つ第１媒質１０１内に円柱状の第１屈折率とは異なる第２屈折率を持つ第２媒質（格子点）１０２を互いに直交する２方向に同じ周期（格子間隔、格子定数）ａで形成した正方格子から成っている場合では、格子間隔ａに一致する媒質内波長λを持つ光Ｌは、正方格子の辺方向であるΓ−Ｘ方向に進行すると、格子点１０２で回折される。この回折された光Ｌは、光Ｌの進行方向に対して０度、±９０度、１８０度の方向に回折された光Ｌのみがブラッグ条件（２×ａ×ｓｉｎθ＝ｍ×λ（ｍ＝０、±１、・・・））を満たすことになる。０度、±９０度、１８０度の方向に回折された光Ｌは、その進行方向にも格子点１０２が存在するため、さらに、再度進行方向に対して０度、±９０度、１８０度の方向に回折される。そして、Γ−Ｘ方向に進行する光Ｌは、１回または複数回のこのような回折を繰り返すことによって元の格子点１０２に戻る。このため、２次元フォトニック結晶１００で共振作用が生じることになる。なお、正方格子の場合には、その代表的な方向として対角方向Γ−Ｍも存在する。
【０００７】
このような共振作用で発振可能な共振モードには、４つのモードが存在する。任意の格子点１０２の中心を座標原点として２次元フォトニック結晶１００の２次元平面にｘｙ座標系を設定すると、共振作用によって形成される定在波は、図２０ないし図２３の（Ｂ）に示すように、格子点１０２において各モードに対し次のようになる。
【０００８】
第１のモード（以下、「Ａモード」と呼称する。）では、ｘ軸方向に形成される電界のｙ方向成分の定在波の主成分Ｅｙは、＋ｓｉｎで始まり（Ａ１）、ｙ軸方向に形成される電界のｘ方向成分の定在波の主成分Ｅｘは、−ｓｉｎで始まる（Ａ２）。この結果、電界分布は、図２０（Ａ）に示すようになる。
【０００９】
第２のモード（以下、「Ｂモード」と呼称する。）では、ｘ軸方向に形成される電界のｙ方向成分の定在波の主成分Ｅｙは、＋ｓｉｎで始まり（Ｂ１）、ｙ軸方向に形成される電界のｘ方向成分の定在波の主成分Ｅｘは、＋ｓｉｎで始まる（Ｂ２）。この結果、電界分布は、図２１（Ａ）に示すようになる。
【００１０】
第３のモード（以下、「Ｃモード」と呼称する。）では、ｘ軸方向に形成される電界のｙ方向成分の定在波の主成分Ｅｙは、＋ｃｏｓで始まり（Ｃ１）、ｙ軸方向に形成される電界のｘ方向成分の定在波の主成分Ｅｘは、＋ｃｏｓで始まる（Ｃ２）。この結果、電界分布は、図２２（Ａ）に示すようになる。
【００１１】
第４のモード（以下、「Ｄモード」と呼称する。）では、ｘ軸方向に形成される電界のｙ方向成分の定在波の主成分Ｅｙは、＋ｃｏｓで始まり（Ｄ１）、ｙ軸方向に形成される電界のｚ方向成分の定在波の主成分Ｅｘは、−ｃｏｓで始まる（Ｄ２）。この結果、電界分布は、図２３（Ａ）に示すようになる。
【００１２】
図２２（Ａ）および図２３（Ａ）を見ると分かるように、これらの電界分布は、９０度回転すると同じになるので、ＣモードとＤモードとは、縮退していることになる。
【００１３】
そして、２次元フォトニック結晶１００の面に垂直な方向にもブラッグ条件が満たされるため、これら面内の電界分布を反映した状態で、面に垂直な方向にレーザ光が射出される。ＡモードおよびＢモードでは、２次元フォトニック結晶１００の格子に対して奇関数の電界分布となるため、垂直方向の回折波が互いに打ち消す結果（消失性干渉）、理論的には、面に垂直な方向にはレーザ光が射出されない。一方、ＣモードおよびＤモードでは、２次元フォトニック結晶１００の格子に対して偶関数の電界分布となるため、消失性干渉となることはなく、面に垂直な方向にはレーザ光が射出される。このことを、波を閉じ込めることができるという共振器の性能から見ると、共振器の性能は、ＡモードおよびＢモードに対して高く、ＣモードおよびＤモードに対して低い。この結果、図１９に示す２次元フォトニック結晶１００を備える２次元フォトニック結晶面発光レーザは、Ａモードが最も発振し易く、次にＢモードが発振し易く、ＣモードおよびＤモードは、ほとんど発振しないという特性を有している。
【００１４】
実際のデバイスでは、２次元フォトニック結晶１００の格子数（周期数）は、有限であるため、Ａモードに関して図２０（Ｂ）に示すように、２次元フォトニック結晶１００の周辺部における互いに対向する辺では、電界Ｅ１、Ｅ２；Ｅ３、Ｅ４は、消失性干渉を引き起こすための電界成分の打ち消し合いが完全ではなくなり、２次元フォトニック結晶１００の終端部では、面に垂直な方向における消失性干渉が不完全となる。この結果、Ａモードでも面に垂直な方向にレーザ光が漏れ出てくることになって、図１９に示す２次元フォトニック結晶１００を備える２次元フォトニック結晶面発光レーザは、図２４に示すように、円環状（リング状、ドーナツ状）に面発光する。
【００１５】
このような円環状の面発光は、一般的なレーザ素子が発光する直線偏光であって単峰の光強度分布を持つレーザ光と異なるため、通常の使用用途には、不向きである。そのため、特許文献２では、２次元フォトニック結晶における格子点を楕円柱状で構成することが提案され、特許文献３では、２次元フォトニック結晶における正方格子を、２次元文様に関する１９５２年の国際結晶学連合（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｕｎｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙ  ｉｎ  １９５２、以下、「ＩＵＣ」と略記する。）の分類法においてｐ１、ｐｍ、ｐｇおよびｃｍのうちのいずれかの対称性で構成することが提案されている。このような手法によって上記不都合は、改善されるが、まだ上記不都合の改善に余地がある。
【００１６】
一方、特許文献１には、位相をシフトする位相シフト構造を２次元フォトニック結晶に設けることも提案されている。
【００１７】
図２５は、従来の位相シフト構造を備える２次元フォトニック結晶の構造を示す平面図である。図２５には、格子点の周近傍におけるｘ軸に沿った方向の電界方向が矢印付きの細い直線で表され、格子点の周近傍におけるｙ軸に沿った方向の電界方向が矢印付きの細い直線で表され、そして、代表的に４個の格子点についてその格子点の周近傍における電界方向が矢印付きの曲線で表されている。図２６は、２次元フォトニック結晶に従来の位相シフト構造を備える２次元フォトニック結晶面発光レーザにおける面発光の様子を示す図である。
【００１８】
図２５において、位相シフト構造を備える２次元フォトニック結晶２００は、同じ周期ａを備える第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ２０１、ＤＭ２０２を備え、第１の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ２０１と第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ２０２は、その接合において、ｘ軸方向に半周期の整数倍だけずれている。このずれている部分が位相シフト構造ＰＳとなる。このような位相シフト構造ＰＳを２次元フォトニック結晶２００に導入することによって、位相シフト構造ＰＳを挟んで電界のｙ軸方向の主成分Ｅｙが左右で反転するので、図２５に矢印付きの太い直線で示すように、２次元フォトニック結晶２００の周辺部におけるｙ軸方向に沿った左右の辺では電界Ｅ５、Ｅ６が同相になる。この結果、２次元フォトニック結晶面発光レーザは、図２６に示すように、サイドローブを有するが、左右対称な単峰の直線偏光でレーザ光を発光する。
【００１９】
なお、特許文献１には、ｙ軸方向に半周期の整数倍だけずれる位相シフト構造も開示されているが、何れにおいても、１個の位相シフト構造では、一方向に半周期の整数倍だけずれる構成のみが開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３３２３５１号公報
【特許文献２】特開２００３−０２３１９３号公報
【特許文献３】特開２００４−２９６５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
ところで、背景技術にかかる位相シフト構造ＰＳでは、ｘ軸方向に半周期の整数倍だけずらす場合、電界のｘ軸方向の主成分Ｅｘに関し、位相シフト構造ＰＳを挟んで第１の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ２０１と第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ２０２とで電界が不連続となってしまう。このため、２次元フォトニック結晶における共振器の性能が劣化し、その結果、レーザ発振が不安定になってしまう。
【００２１】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、より安定して発振することができる２次元フォトニック結晶面発光レーザを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。即ち、本発明の一態様にかかる２次元フォトニック結晶面発光レーザは、互いに導電型が異なる第１および第２導電型半導体層と、前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層とに挟まれ、キャリア注入によって光を発生する活性層と、互いに異なる第１および第２方向で第１および第２周期の第１および第２屈折率分布を備える第１および第２の２次元フォトニック結晶領域を有し、前記活性層で発生する光の波長を選択する２次元フォトニック結晶とを備え、前記第１の２次元フォトニック結晶領域と前記第２の２次元フォトニック結晶領域とは、直線状に延在する接合の領域で接合されており、前記第１および第２の２次元フォトニック結晶領域のそれぞれは、互いに前記第１および第２周期が同じであって、前記接合の領域において互いに異なる第３および第４方向の両方向に第１および第２所定距離だけずれている。
【００２３】
そして、上述の構成において、前記第１および第２所定距離は、前記接合の領域において前記第１の２次元フォトニック結晶領域と前記第２の２次元フォトニック結晶領域とで電界の主成分が連続となるように、前記第１および第２方向で共振している光の媒質内波長の半波長の奇数倍である。
【００２４】
また、最低次の共振を得るべく、好ましくは、前記第１および第２の２次元フォトニック結晶領域のそれぞれは、正方格子で構成され、前記第１および第２方向は、それぞれ、前記格子における基本格子の互いに直交する２辺の各方向であり、前記第１および第２周期は、それぞれ、前記格子における基本格子の互いに直交する２辺の各辺の長さであり、前記第１および第２方向で共振している光の媒質内波長は、それぞれ、前記第１および第２周期であり、前記第３および第４方向は、それぞれ、前記第１および第２方向であり、前記第１および第２所定距離は、それぞれ、前記第１および第２周期の半分である。
【００２５】
また、好ましくは、前記接合の領域は、前記第１の方向に沿った直線状に延在する。あるいは、好ましくは、前記接合の領域は、前記第１および第２の２次元フォトニック結晶領域を構成する正方格子対角方向に沿った直線状に延在する。
【００２６】
このような構成の２次元フォトニック結晶面発光レーザでは、複数の２次元フォトニック結晶領域のそれぞれがその接合において互いに異なる第３および第４方向の両方向に予め設定された第１および第２所定距離だけずれているので、電界のｙ軸方向の主成分Ｅｙにおける位相をずらすことが可能となり、かつ、電界のｘ軸方向の主成分Ｅｘを連続とすることが可能となる。この結果、２次元フォトニック結晶面発光レーザは、より安定して発振することができる。
【００２７】
また、これら上述の２次元フォトニック結晶面発光レーザにおいて、前記２次元フォトニック結晶は、格子の２次元文様が１９５２年の国際結晶学連合の分類法においてｐ４ｍ、ｐｍｍ、ｃｍｍ、ｐｍおよびｃｍのうちのいずれかの対称性を備えていることを特徴とする。
【００２８】
このような構成の２次元フォトニック結晶面発光レーザは、ｐ４ｍ、ｐｍｍ、ｃｍｍ、ｐｍおよびｃｍのうちのいずれかの対称性を備えているので、サイドローブが抑制され、より単峰の光強度分布でレーザ光を発光することができる。
【００２９】
また、好ましくは、これら上述の２次元フォトニック結晶面発光レーザにおいて、前記２次元フォトニック結晶は、格子点が円柱形状、楕円柱形状および三角柱形状のうちの何れかである。
【００３０】
このような構成の２次元フォトニック結晶面発光レーザは、格子点を楕円柱形状や三角柱形状とすることによって直線偏光で発振が可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明にかかる２次元フォトニック結晶面発光レーザは、より安定して発振することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明に係る実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００３３】
図１は、実施形態における２次元フォトニック結晶面発光レーザの構成を示す部分断面斜視図である。
【００３４】
図１において、実施形態における２次元フォトニック結晶面発光レーザＬＤは、基板１と、基板１の一方の主面上に形成された第１導電型の第１導電型半導体層２と、第１導電型半導体層２上に形成された活性層３と、活性層３上に形成され、導電型が第１導電型とは異なる第２導電型の第２導電型半導体層４と、活性層３で発生する光の波長を選択する２次元フォトニック結晶１０と、第２導電型半導体層４上に形成された円環状（リング状、ドーナツ状）の第１電極５と、基板１における前記一方の主面に対向する他方の主面上の全面に形成された第２電極６とを備えて構成される。
【００３５】
第１導電型半導体層２は、例えば電子をキャリアとするｎ型の半導体層であり、例えば、ｎ型ＩｎＰで形成されている。第２導電型半導体層４は、例えばホール（正孔）をキャリアとするｐ型の半導体層であり、例えば、ｐ型ＩｎＰで形成されている。
【００３６】
活性層３は、前記のように基板１上に各層２、３、４が積層されることによって、第１導電型半導体層２と第２導電型半導体層４とに挟まれており、キャリア注入によって光を発生（発光）する。活性層３は、公知の一般的な構造を採用することができ、例えば、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ系の半導体材料を用いた多重量子井戸構造で構成される。
【００３７】
第１および第２導電型半導体層２、４は、活性層３の屈折率よりも低い屈折率の材料で形成され、下部および上部クラッド層の機能を兼ね備えており、活性層３を挟んでダブルへテロ接合を形成し、キャリアを閉じ込めて、発光に寄与するキャリアを活性層３に集中させている。上記ＩｎＰは、活性層３が上記のようにＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰ系の半導体材料を用いた多重量子井戸構造で構成される場合に、活性層３よりも低屈折率の材料であり、この他、上記ＩｎＰに代え、同じＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体である例えばＩｎＧａＡｓＰ，ＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓなども好適に用いることができる。あるいは、例えば、８−キノリノールＡｌ錯体（Ａｉｑ３）などの有機半導体を用いることもできる。
【００３８】
なお、第１導電型半導体層２と活性層３との間に他の層が介在していてもよく、あるいは、第２導電型半導体層４と活性層３との間に他の層が介在していてもよく、あるいは、第１導電型半導体層２と活性層３との間および第２導電型半導体層４と活性層３との間に他の層が介在していてもよい。
【００３９】
第１および第２電極５、６は、金系電極などから構成され、第１および第２電極５、６間に電圧を印加することによって活性層３にキャリアが注入され、所定値以上の電圧値で活性層が発光するようになっている。一方の電極５（６）を他方の電極６（５）よりも面積を小さくすることによって、その小さい面積の電極５（６）が形成された面から選択的にレーザ光が射出される。本実施形態では、第１電極５が第２電極６よりその面積が小さくされおり、第２導電型半導体層４の上面がレーザ光を射出する射出面となっている。なお、第１電極５は、この２次元フォトニック結晶面発光レーザＬＤが発光するレーザ光の波長に対して透明な導電性の材料であることが好ましい。
【００４０】
２次元フォトニック結晶１０は、フォトニックバンドギャップを形成するように２次元の周期的な屈折率分布を備え、活性層１３で発生する光の波長を選択する光学素子であり、例えば、本実施形態では、活性層３の近傍における第１導電型半導体層２内に形成されている。２次元フォトニック結晶１０は、第２導電型半導体層４内に形成されてもよく、あるいは、活性層３の両側に、すなわち、第１および第２導電型半導体層２、４内にそれぞれ形成されてもよく、あるいは、活性層３内に形成されてもよい。
【００４１】
ここで、注目すべきは、２次元フォトニック結晶１０は、互いに異なる第１および第２方向で第１および第２周期の第１および第２屈折率分布を少なくとも備える複数の２次元フォトニック結晶領域から成り、これら複数の２次元フォトニック結晶領域のそれぞれは、互いに第１および第２周期が同じであって、その接合において互いに異なる第３および第４方向の両方向に予め設定された第１および第２所定距離だけずれていることである。
【００４２】
第１および第２屈折率分布は、第１導電型半導体層２を形成する材料の屈折率と異なる屈折率の材料が格子点として第１および第２方向で第１および第２周期で配列されることによって形成されている。より具体的には、本実施形態では、第１導電型半導体層２に柱状の凹部（空孔）が格子点として形成されている。なお、第１導電型半導体層２を形成する材料の屈折率と異なる屈折率の材料が柱状の凹部（空孔）内に充填されてもよい。例えば、第１導電型半導体層２が上述のようにｎ型ＩｎＰで形成される場合には、柱状の凹部（空孔）内にはＳｉＮなどが充填される。
【００４３】
このような構成の２次元フォトニック結晶１０を備える２次元フォトニック結晶面発光レーザＬＤでは、複数の２次元フォトニック結晶領域のそれぞれがその接合において第３および第４方向の両方向に予め設定された第１および第２所定距離だけずれているので、電界のｙ軸方向の主成分Ｅｙにおける位相をずらすことが可能となり、かつ、電界のｘ軸方向の主成分Ｅｘを連続とすることが可能となる。この結果、２次元フォトニック結晶面発光レーザＬＤは、より安定して発振することが可能となる。
【００４４】
以下、このような２次元フォトニック結晶１０（１０Ａ〜１０Ｆ）の各構成を例示し、より具体的に説明する。
【００４５】
図２は、実施形態における２次元フォトニック結晶の第１の構成を示す平面図である。図３は、図２に示す２次元フォトニック結晶における電界分布を説明するための図である。図３には、格子点１１Ａの周近傍におけるｘ軸に沿った方向の電界方向が矢印付きの細い直線で表され、格子点１１Ａの周近傍におけるｙ軸に沿った方向の電界方向が矢印付きの細い直線で表され、２次元フォトニック結晶１０Ａの周辺部における各軸に沿った方向の電界方向が矢印付きの太い直線で表され、そして、代表的に５個の格子点１１Ａについてその格子点１１Ａの周近傍における電界方向が矢印付きの曲線で表されている。以下の図７、図８、図１０、図１１、図１３および図１４も同様である。図４は、図２に示す２次元フォトニック結晶を備える２次元フォトニック結晶面発光レーザにおける面発光の様子を示す図である。
【００４６】
このような構成の２次元フォトニック結晶１０Ａは、例えば、図２に示すように、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ａ、ＤＭ１２Ａを備える。図２では、第１の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ａにおける各格子点１１Ａを“●”で表し、第１および第２方向を実線で表している。そして、第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１２Ａにおける各格子点１１Ａを“○”で表し、第１および第２方向を破線で表している。以下の図５および図６も同様である。
【００４７】
第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ａ、ＤＭ１２Ａのそれぞれは、ｘ軸に沿った方向を第１方向とする第１周期ａを持つ第１屈折率分布と、ｘ軸と直交するｙ軸に沿った方向を第２方向とする第１周期ａと同じ第２周期ａを持つ第２屈折率分布とを備える正方格子で構成されている。第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ａ、ＤＭ１２Ａの各格子点１１Ａは、図２に示す例では、同じ媒質から成る円柱形状となっている。そして、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ａ、ＤＭ１２Ａのそれぞれは、その接合の領域ＣＤａにおいてｘ軸に沿った第３方向に半周期ａ／２だけずれていると共にｙ軸に沿った第４方向に半周期ａ／２だけずれている。すなわち、図２に示す２次元フォトニック結晶１０Ａでは、第３および第４方向のぞれぞれは、第１および第２方向とされている。言い換えれば、２次元フォトニック結晶１０Ａ中の光学的距離において第１方向における基本並進ベクトルの長さの略半分だけずれていると共に、２次元フォトニック結晶１０Ａ中の光学的距離において第２方向における基本並進ベクトルの長さの略半分だけずれている。この接合の領域ＣＤａが位相をシフトする位相シフト構造となっている。光学的距離（光路長）は、媒質内で光が感じる実効的な屈折率に真空中の距離を乗じたものである。図２に示す２次元ニック結晶１０Ａでは、この接合の領域ＣＤａは、ｙ軸に沿って直線状に延在するように構成されている。このような構成の２次元フォトニック結晶１０Ａの各２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１ＡおよびＤＭ１２Ａは、共に、ＩＵＣの分類法においてｐ４ｍの対称性を有している。ｐ４ｍでは、９０度回転が含まれ、９０度回転の中心を通る鏡映がある。
【００４８】
このような構成の２次元フォトニック結晶１０Ａでは、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ａ、ＤＭ１２Ａのそれぞれがその接合の領域ＣＤａにおいて第１および第２方向の両方向にそれぞれ半周期ａ／２だけずれているので、図３に示すように、この接合の領域ＣＤａを挟んで電界のｙ軸方向の主成分Ｅｙが左右で反転することによって２次元フォトニック結晶１０Ａの周辺部におけるｙ軸方向に沿った左右の辺では電界Ｅ５、Ｅ６が同相になると共に、電界のｘ軸方向の主成分Ｅｘが連続となる（例えば、代表的に５個の格子点１１Ａについて示す格子点１１Ａの周近傍における電界方向を参照）。この結果、この２次元フォトニック結晶１０Ａを備える２次元フォトニック結晶面発光レーザＬＤは、より安定して発振することができ、図４に示すように、サイドローブを有するが、左右対称な直線偏光でレーザ光を発光する。
【００４９】
ここで、図２に示す例では、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ａ、ＤＭ１２Ａのそれぞれは、その接合の領域ＣＤａにおいて第３（第１）および第４（第２）方向に半周期ａ／２だけそれぞれずれているが、その接合の領域ＣＤａにおいて、第１方向で共振している光の媒質内波長の半波長の奇数倍であって、第２方向で共振している光の媒質内波長の半波長の奇数倍であってもよい。
【００５０】
図５および図６は、実施形態における２次元フォトニック結晶の第１の構成における変形形態を示す平面図である。
【００５１】
ここで、図２に示す例では、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ａ、ＤＭ１２Ａは、ｙ軸に沿った直線状に延在する領域ＣＤａで接合したが、図５に示すように、ｘ軸から反時計回りに＋４５度の直線に沿った直線状に延在する領域ＣＤｂで接合してもよく、あるいは、図６に示すように、ｙ軸に沿った直線状に延在する一方でその途中でｘ軸から反時計回りに＋４５度の直線に沿った直線状に延在する部分を備えた領域ＣＤｃで接合してもよい。また、図示しないが、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ａ、ＤＭ１２Ａは、ｘ軸から反時計回りに−４５度の直線に沿った直線状に延在する領域で接合してもよく、あるいは、ｙ軸に沿った直線状に延在する一方でその途中でｘ軸から反時計回りに−４５度の直線に沿った直線状に延在する部分を備えた領域で接合してもよい。このような構造でも、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ａ、ＤＭ１２Ａのそれぞれは、その接合の領域ＣＤｂ、ＣＤｃにおいてｘ軸に沿った第３（第１）方向に半周期ａ／２だけずれていると共にｙ軸に沿った第４（第２）方向に半周期ａ／２だけずれている。
【００５２】
図７および図８は、実施形態における２次元フォトニック結晶の第２および第３の構成を示す平面図である。図９は、図８に示す２次元フォトニック結晶を備える２次元フォトニック結晶面発光レーザにおける面発光の様子を示す図である。
【００５３】
また、図２に示す２次元フォトニック結晶１０Ａは、格子点１１Ａが円柱形状であるが、図７に示すように、格子点１１Ｂが楕円柱形状である２次元フォトニック結晶１０Ｂであってもよい。図７に示す例では、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｂ、ＤＭ１２Ｂのそれぞれにおいて、楕円柱形状の横断面（ｘｙ平面）で、楕円の長軸は、ｙ軸方向に沿っている。このように格子点１１Ｂが楕円柱形状で構成されることによって、各２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１ＢおよびＤＭ１２Ｂは、共に、ＩＵＣの分類法においてｐｍｍの対称性を有し、円柱形状である場合に較べて、サイドローブが抑制される。ｐｍｍでは、１８０度回転が含まれるが９０度回転および６０度回転が含まれず、鏡映が含まれ、すべり鏡映軸が必ず鏡映軸でもある。
【００５４】
また、図２に示す２次元フォトニック結晶１０Ａは、図８に示すように、格子点１１Ｃ（１１Ｃ１、１１Ｃ２）が三角柱形状であって、ＩＵＣの分類法においてｐｍの対称性を有する第１の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｃと、第１の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｃを鏡映軸に対し垂直な軸に対して折り返して得られるｐｍの対称性を有する第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１２Ｃとを備える２次元フォトニック結晶１０Ｃであってもよい。図８に示す例では、第１の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｃでは、格子点１１Ｃ１は、三角柱形状の横断面（ｘｙ平面）で、三角形の一辺がｙ軸方向に沿っており、このｙ軸方向に沿う一辺から他の２辺によって形成される頂点へ向かう向きが−ｘ軸方向となっている。そして、第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１２Ｃでは、格子点１１Ｃ２は、三角柱形状の横断面（ｘｙ平面）で、三角形の一辺がｙ軸方向に沿っており、このｙ軸方向に沿う一辺から他の２辺によって形成される頂点へ向かう向きが＋ｘ軸方向となっている。このような構成の２次元フォトニック結晶１０Ｃを備える２次元フォトニック結晶面発光レーザＬＤは、より安定して発振することができ、図９に示すように、サイドローブが抑制された左右対称な単峰の直線偏光でレーザ光を発光する。ｐｍでは、回転が含まれず、鏡映が含まれ、すべり鏡映軸が必ず鏡映軸でもある。
【００５５】
図１０は、Ｂモードに対する２次元フォトニック結晶における電界の様子を示す図である。
【００５６】
また、図２ないし図９に示す例では、Ａモードについて説明したが、Ｂモードについても同様である。図２に示す２次元フォトニック結晶１０Ａの場合について、Ｂモードに対する２次元フォトニック結晶１０Ａにおける電界の様子を図１０に示す。図１０に示すように、Ｂモードにおいても、接合の領域ＣＤａを挟んで電界のｙ軸方向の主成分Ｅｙが左右で反転することによって２次元フォトニック結晶１０Ａの周辺部におけるｙ軸方向に沿った左右の辺では電界Ｅ５、Ｅ６が同相になると共に、電界のｘ軸方向の主成分Ｅｘが連続となる（例えば、代表的に５個の格子点１１Ａについて示す格子点１１Ａの周近傍における電界方向を参照）。この結果、この２次元フォトニック結晶１０Ａを備える２次元フォトニック結晶面発光レーザＬＤは、Ｂモードにおいても、より安定して発振することができ、左右対称な単峰の直線偏光でレーザ光を発光する。
【００５７】
このように２次元フォトニック結晶１０Ａ〜１０Ｃでは、２個の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ａ〜ＤＭ１１Ｃ、ＤＭ１２Ａ〜ＤＭ１２Ｃのそれぞれは、正方格子で構成されており、２個の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ａ〜ＤＭ１１Ｃ、ＤＭ１２Ａ〜ＤＭ１２Ｃの接合面は、正方格子における互いに直交する２辺の各辺方向に平行であり、そして、その接合において正方格子における互いに直交する２辺の各辺方向のそれぞれに予め設定された第１および第２所定距離だけ、図２（図１０）、図３、図５〜図８に示す例では、半周期ａ／２だけずれている。
【００５８】
図１１は、実施形態における２次元フォトニック結晶の第４の構成を示す平面図である。図１２は、図１１に示す２次元フォトニック結晶を備える２次元フォトニック結晶面発光レーザにおける面発光の様子を示す図である。
【００５９】
また、図２に示す２次元フォトニック結晶１０Ａは、正方格子で構成され、各２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ａ、ＤＭ１２Ａの接合面が正方格子における互いに直交する２辺の各辺方向に平行であり、第３および第４方向のそれぞれが正方格子における互いに直交する２辺の各辺方向（ｘ軸に沿う方向およびｙ軸に沿う方向）であったが、図１１に示すように、正方格子で構成され、各２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｄ、ＤＭ１２Ｄの接合面が正方格子における２対角の各対角方向に平行であり、第３および第４方向のそれぞれが正方格子における互いに直交する２辺の各辺方向である２次元フォトニック結晶１０Ｄであってもよい。第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｄ、ＤＭ１２Ｄの各格子点１１Ｄは、図１１に示す例では、同じ媒質から成る円柱形状となっている。このような構成の２次元フォトニック結晶１０Ｄを備える２次元フォトニック結晶面発光レーザＬＤは、より安定して発振することができ、図１２に示すように、光強度分布および偏光が略同じの二重ドーナツの光強度分布を持つレーザ光を発光する。
【００６０】
図１３および図１４は、実施形態における２次元フォトニック結晶の第５および第６の構成を示す平面図である。図１５は、図１４に示す２次元フォトニック結晶を備える２次元フォトニック結晶面発光レーザにおける面発光の様子を示す図である。
【００６１】
また、図１１に示す２次元フォトニック結晶１０Ｄは、格子点１１Ｄが円柱形状であるが、図１３に示すように、格子点１１Ｅが楕円柱形状である２次元フォトニック結晶１０Ｅであってもよい。図１３に示す例では、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｅ、ＤＭ１２Ｅのそれぞれにおいて、楕円柱形状の横断面（ｘｙ平面）で、楕円の長軸は、ｙ軸方向に沿っている。このように格子点１１Ｅが楕円柱形状で構成されることによって、各２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１ＥおよびＤＭ１２Ｅは、共に、ＩＵＣの分類法においてｃｍｍの対称性を有し、円柱形状である場合に較べて、サイドローブが抑制される。ｃｍｍでは、１８０度回転が含まれるが９０度回転および６０度回転が含まれず、鏡映が含まれ、鏡映軸ではないすべり鏡映軸があり、すべり鏡映軸には必ずそれに平行な鏡映軸がある。
【００６２】
また、図１１に示す２次元フォトニック結晶１０Ｄは、図１４に示すように、格子点１１Ｆ（１１Ｆ１、１１Ｆ２）が三角柱形状であって、ＩＵＣの分類法においてｃｍの対称性を有する第１の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｆと、第１の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｆを鏡映軸に対し垂直な軸に対して折り返して得られるｃｍの対称性を有する第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１２Ｆとを備える２次元フォトニック結晶１０Ｆであってもよい。図１４に示す例では、第１の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｆでは、格子点１１Ｆ１は、三角柱形状の横断面（ｘｙ平面）で、三角形の一辺がｙ軸方向に沿っており、このｙ軸方向に沿う一辺から他の２辺によって形成される頂点へ向かう向きが−ｘ軸方向となっている。そして、第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１２Ｆでは、格子点１１Ｆ２は、三角柱形状の横断面（ｘｙ平面）で、三角形の一辺がｙ軸方向に沿っており、このｙ軸方向に沿う一辺から他の２辺によって形成される頂点へ向かう向きが＋ｘ軸方向となっている。このような構成の２次元フォトニック結晶１０Ｆを備える２次元フォトニック結晶面発光レーザＬＤは、より安定して発振することができ、図１５に示すように、サイドローブがより一層抑制された左右対称な単峰の直線偏光でレーザ光を発光する。すなわち、この２次元フォトニック結晶１０Ｆを備える２次元フォトニック結晶面発光レーザＬＤでは、光強度分布の対称性、単峰の直線偏光性およびモードの安定性のすべてが両立可能となる。ｃｍでは、回転が含まれず、鏡映が含まれ、鏡映軸ではないすべり鏡映軸がある。
【００６３】
このように２次元フォトニック結晶１０Ｄ〜１０Ｆでは、２個の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｄ〜ＤＭ１１Ｆ、ＤＭ１２Ｄ〜ＤＭ１ＦＣのそれぞれは、正方格子で構成されており、２個の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｄ〜ＤＭ１１Ｆ、ＤＭ１２Ｄ〜ＤＭ１２Ｆの接合面は、正方格子における２対角の各対角方向に平行であり、そして、その接合において正方格子における互いに直交する２辺の各辺方向のそれぞれに予め設定された第１および第２所定距離だけ、図１１、図１３、図１４に示す例では、半周期ａ／２だけずれている。
【００６４】
図１６は、実施形態における２次元フォトニック結晶の第７の構成を示す平面図である。
【００６５】
また、図２（図３、図１０）、図５ないし図８、図１１、図１３および図１４に示す２次元フォトニック結晶１０Ａ〜１０Ｆでは、正方格子であるが、図１６に示すように、長方形格子であってもよい。
【００６６】
図１６に示す２次元フォトニック結晶２０は、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ２１、ＤＭ２２を備える。図１６では、第１の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ２１における各格子点２１を“●”で表し、第１および第２方向を実線で表している。そして、第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ２２における各格子点を“○”で表し、第１および第２方向を破線で表している。
【００６７】
第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ２１、ＤＭ２２のそれぞれは、ｘ軸に沿った方向を第１方向とする第１周期ｂ１を持つ第１屈折率分布と、ｘ軸と直交するｙ軸に沿った方向を第２方向とする第１周期ｂ１と異なる第２周期ｂ２（≠ｂ１）を持つ第２屈折率分布とを備える長方形格子で構成されている。第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ２１、ＤＭ２２の各格子点２１は、図１６に示す例では、同じ媒質から成る円柱形状となっている。そして、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ２１、ＤＭ２２のそれぞれは、その接合の領域ＣＤ２においてｘ軸に沿った第３方向に半周期ｂ１／２だけずれていると共にｙ軸に沿った第４方向に半周期ｂ２／２だけずれている。すなわち、図１６に示す２次元フォトニック結晶２０では、第３および第４方向のぞれぞれは、第１および第２方向とされている。この接合の領域ＣＤ２が位相をシフトする位相シフト構造となっている。図１６に示す２次元ニック結晶２０では、この接合の領域ＣＤ２は、ｙ軸に沿って直線状に延在するように構成されている。
【００６８】
このような構成の２次元フォトニック結晶２０を備える２次元フォトニック結晶面発光レーザＬＤも、図２に示す２次元フォトニック結晶１０Ａを備える２次元フォトニック結晶面発光レーザＬＤと同様に、より安定して発振することができる。
【００６９】
ここで、第１周期ｂ１と第２周期ｂ２とに大きな差があると、格子点２１で回折する光の結合が弱くなるので、第１周期ｂ１に対する両周期ｂ１、ｂ２の差の絶対値（＝｜（ｂ１−ｂ２）／ｂ１｜）が２０％以下であることが好ましい。
【００７０】
このような長方形格子の場合においても、図２に示す正方格子に対する図５や図６に示す変形形態と同様な変形形態を採用することができる。そして、このような長方形格子の場合においても、図２に示す正方格子の２次元フォトニック結晶１０Ａに対する図７、図８、図１１、図１３および図１４に示す他の構成の２次元フォトニック結晶１０Ｂ〜１０Ｆと同様な他の構成を採用することができる。また、このような長方形格子の場合においても、図２（図３）に示す正方格子の２次元フォトニック結晶１０Ａが図１０に示すようにＡモードおよびＢモードをとり得るように、ＡモードおよびＢモードをとり得る。
【００７１】
なお、上述では、本発明の実施形態として最低次の場合について例示したが、より高い次数についても同様に、本発明は、適用可能である。その一例として、２次元フォトニック結晶１０の２次元フォトニック結晶領域ＤＭが正方格子であってＡモードの場合について以下に説明する。
【００７２】
図１７は、実施形態における２次元フォトニック結晶の第８の構成を示す平面図である。図１８は、第８の構成の２次元フォトニック結晶における近視野の電界分布を示す図である。図１７には、格子点１１Ｇの周近傍における、基本格子の対角方向の電界方向が矢印付きの細い直線で表され、２次元フォトニック結晶１０Ｇの周辺部における各軸に沿った方向の電界方向が矢印付きの太い直線で表され、そして、代表的に４個の格子点１１Ｇについてその格子点１１Ｇの周近傍における電界方向が矢印付きの曲線で表されている。
【００７３】
図１７において、２次元フォトニック結晶１０Ｇは、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｇ、ＤＭ１２Ｇを備える。
【００７４】
第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｇ、ＤＭ１２Ｇのそれぞれは、ｘ軸に沿った方向に周期ａを持つ屈折率分布と、ｘ軸と直交するｙ軸に沿った方向に周期ａを持つ屈折率分布とを備える正方格子で構成され、その基本格子は、一辺ａの長さの正方形である。そして、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｇ、ＤＭ１２Ｇのそれぞれには、基本格子の２対角の各対角方向を第１および第２方向として基本格子の２対角の各対角線の長さａ√２を第１および第２周期とする第１および第２屈折率分布が形成されている。第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｇ、ＤＭ１２Ｇの各格子点１１Ｇは、図１７に示す例では、同じ媒質から成る円柱形状となっている。そして、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｇ、ＤＭ１２Ｇのそれぞれは、その接合において基本格子の２対角の各対角方向へそれぞれ、第１および第２周期ａ√２の四分の一周期であるａ／２√２だけずれている。
【００７５】
このような構成の２次元フォトニック結晶１０Ｇでは、光が基本格子の対角方向においてａ／√２の媒質内波長で共振しており、第１および第２の２次元フォトニック結晶領域ＤＭ１１Ｇ、ＤＭ１２Ｇのそれぞれがその接合において基本格子の２対角の各対角方向へそれぞれ四分の一周期ａ／２√２だけずれているので、図１７および図１８に示すように、接合面を挟んで電界のｙ軸方向の主成分Ｅｙが左右で反転することによって２次元フォトニック結晶１０Ｇの周辺部におけるｙ軸方向に沿った左右の辺では電界Ｅ５’、Ｅ６’が同相になると共に、電界のｘ軸方向の主成分Ｅｘが連続となる（例えば、代表的に４個の格子点１１Ｇについて示す格子点１１Ｇの周近傍における電界方向を参照）。この結果、この２次元フォトニック結晶１０Ｇを備える２次元フォトニック結晶面発光レーザＬＤは、より安定して発振することができる。
【００７６】
また、上述の実施形態では、２次元フォトニック結晶１０、２０の２次元フォトニック結晶領域ＤＭは、第１および第２の２個の場合について説明したが、３個以上であってもよい。
【００７７】
また、上述の実施形態では、２次元フォトニック結晶１０、２０の２次元フォトニック結晶領域ＤＭは、第１および第２の２個の屈折率分布で構成されたが、３個以上であってもよい。
【００７８】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更及び/又は改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。従って、当業者が実施する変更形態又は改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態又は当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施形態における２次元フォトニック結晶面発光レーザの構成を示す部分断面斜視図である。
【図２】実施形態における２次元フォトニック結晶の第１の構成を示す平面図である。
【図３】図２に示す２次元フォトニック結晶における電界分布を説明するための図である。
【図４】図２に示す２次元フォトニック結晶を備える２次元フォトニック結晶面発光レーザにおける面発光の様子を示す図である。
【図５】実施形態における２次元フォトニック結晶の第１の構成における変形形態を示す平面図である。
【図６】実施形態における２次元フォトニック結晶の第１の構成における変形形態を示す平面図である。
【図７】実施形態における２次元フォトニック結晶の第２の構成を示す平面図である。
【図８】実施形態における２次元フォトニック結晶の第３の構成を示す平面図である。
【図９】図８に示す２次元フォトニック結晶を備える２次元フォトニック結晶面発光レーザにおける面発光の様子を示す図である。
【図１０】Ｂモードに対する２次元フォトニック結晶における電界の様子を示す図である。
【図１１】実施形態における２次元フォトニック結晶の第４の構成を示す平面図である。
【図１２】図１１に示す２次元フォトニック結晶を備える２次元フォトニック結晶面発光レーザにおける面発光の様子を示す図である。
【図１３】実施形態における２次元フォトニック結晶の第５の構成を示す平面図である。
【図１４】実施形態における２次元フォトニック結晶の第６の構成を示す平面図である。
【図１５】図１４に示す２次元フォトニック結晶を備える２次元フォトニック結晶面発光レーザにおける面発光の様子を示す図である。
【図１６】実施形態における２次元フォトニック結晶の第７の構成を示す平面図である。
【図１７】実施形態における２次元フォトニック結晶の第８の構成を示す平面図である。
【図１８】第８の構成の２次元フォトニック結晶における近視野の電界分布を示す図である。
【図１９】２次元フォトニック結晶面発光レーザにおける２次元フォトニック結晶の構造を示す平面図である。
【図２０】共振モードを説明するための図である。
【図２１】共振モードを説明するための図である。
【図２２】共振モードを説明するための図である。
【図２３】共振モードを説明するための図である。
【図２４】２次元フォトニック結晶面発光レーザにおける面発光の様子を示す図である。
【図２５】従来の位相シフト構造を備える２次元フォトニック結晶の構造を示す平面図である。
【図２６】２次元フォトニック結晶に従来の位相シフト構造を備える２次元フォトニック結晶面発光レーザにおける面発光の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
ＬＤ  ２次元フォトニック結晶面発光レーザ
ＤＭ１１Ａ〜ＤＭ１１Ｆ、ＤＭ２１  第１の２次元フォトニック結晶領域
ＤＭ１２Ａ〜ＤＭ１２Ｆ、ＤＭ２２  第２の２次元フォトニック結晶領域
ＣＤａ〜ＣＤｃ、ＣＤ２  接合の領域（位相シフト構造）
１０、１０Ａ〜１０Ｆ、２０  ２次元フォトニック結晶
１１Ａ〜１１Ｆ、２１  格子点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２５】
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【図４】
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【図９】
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【図１２】
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【図１５】
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【図２４】
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【図２６】
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