[發(fā)明專利]表面發(fā)射激光器元件、陣列、光學(xué)掃描裝置和成像設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910145943.2
• 申請(qǐng)日: 2009-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN101604819A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 菅原悟;石井稔浩;原坂和宏;佐藤俊一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社理光
• 主分類號(hào): H01S5/183
• 分類號(hào): H01S5/183;H01S5/02;H01S5/125;H01S5/42;G02B26/10;G03G15/00;B41J2/47;G03G15/01
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 王 冉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及在垂直于表面發(fā)射激光器的襯底表面的方向發(fā)射激 光束的表面發(fā)射激光器元件、其中安置有表面發(fā)射激光器元件的表面發(fā)射 激光器陣列、使用表面發(fā)射激光器元件或者表面發(fā)射激光器陣列的光學(xué)掃 描裝置以及利用光學(xué)掃描裝置的成像設(shè)備。

背景技術(shù)

VCSEL(垂直腔表面發(fā)射激光器)在垂直于VCSEL的襯底表面的方向發(fā) 射激光束，并且VCSEL與邊緣發(fā)射激光器相比，具有低成本、低能耗、小 尺寸和高效率，并且適合用于二維裝置。因此，VCSEL已經(jīng)被廣泛研究。

對(duì)于VCSEL的應(yīng)用領(lǐng)域，有打印機(jī)的光學(xué)寫入系統(tǒng)的光源(振蕩波長 在780nm波段)、光盤裝置的記錄和再現(xiàn)光源(振蕩波長在780nm波段和 850nm波段)和利用光纖的光學(xué)傳輸系統(tǒng)例如LAN(局域網(wǎng))的光源(振蕩波長 在13μm波段和15μm波段)。此外，VCSEL已經(jīng)期望用作LSI(大規(guī)模集成) 的板之間、板內(nèi)部、芯片之間以及LSI的芯片內(nèi)部的光源。

在VCSEL的應(yīng)用領(lǐng)域中，在很多情形下，從VCSEL輸出的激光束(在 此及后，在一些情形中稱為輸出激光束)要求具有恒定的偏振模式和圓形截 面形狀。

關(guān)于偏振模式的控制，在利用襯底(非傾斜襯底)的VCSEL的制造中， 該襯底的主表面是(100)表面，電流通過區(qū)域(電流通道區(qū)域)具有各向異性 的形狀(例如，參見專利文獻(xiàn)1-3)。

此外，偏振模式通過利用所謂的傾斜襯底進(jìn)行控制(參見專利文獻(xiàn)4和 非專利文獻(xiàn)1)。

再者，關(guān)于輸出激光束的截面形狀，通過調(diào)節(jié)諧振器結(jié)構(gòu)體的柱形狀 (臺(tái)面形狀)，電流通過區(qū)域的形狀被確定為圓形或者方形(參見專利文獻(xiàn)5)。

但是，當(dāng)電流通過區(qū)域具有各向異性的形狀時(shí)，輸出激光束的截面形 狀難以為圓形的。此外，當(dāng)簡單使用傾斜襯底時(shí)，電流通過區(qū)域的形狀變 得不對(duì)稱(見圖17A)，并且輸出激光束的截面形狀難以為圓形的。在圖17B 中，示出形狀關(guān)于二軸對(duì)稱的電流通過區(qū)域。

[專利文獻(xiàn)1]日本未審查專利申請(qǐng)公開說明書第H9-172218號(hào)

[專利文獻(xiàn)2]日本專利第2891133號(hào)

[專利文獻(xiàn)3]日本未審查專利申請(qǐng)公開說明書第2008-28424號(hào)

[專利文獻(xiàn)4]日本專利第4010095號(hào)

[專利文獻(xiàn)5]日本專利第3762765號(hào)

[非專利文獻(xiàn)1]T.Ohtoshi，T.Kuroda，A.Niwa和S.Tsuji的“Dependence of?optical?gain?on?crystal?orientation?in?surface?emitting?lasers?with?strained quantum?wells”，Appl.Phys.Lett.65(15)，pp.1886-1877，1994。

通過制造具有傾斜襯底的表面發(fā)射激光器元件，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng) 詳細(xì)研究了電流通過區(qū)域的形狀與輸出激光束的偏振抑制比和照射角之間 的關(guān)系。結(jié)果，本發(fā)明人已經(jīng)新發(fā)現(xiàn)以下情況。也就是，在一些情形中， 僅通過使得電流通過區(qū)域的形狀為圓形或者方形的，輸出激光束的截面形 狀難以是圓形的。

本發(fā)明人已經(jīng)詳細(xì)研究了以上結(jié)果的原因，并新發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用傾斜襯 底時(shí)，圍繞電流通過區(qū)域的氧化物的厚度大大地影響輸出激光束的照射角。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，提供一種在垂直于表面發(fā)射激光器元件的 襯底表面的方向發(fā)射激光束的表面發(fā)射激光器元件、表面發(fā)射激光器元件 安置在其中的表面發(fā)射激光器陣列、利用表面發(fā)射激光器元件或者表面發(fā) 射激光器陣列的光學(xué)掃描裝置和利用光學(xué)掃描裝置的成像設(shè)備，其中可以 獲得穩(wěn)定的輸出激光束偏振方向而不會(huì)導(dǎo)致高成本，并且輸出激光束的截 面形狀可以基本上為圓形的。

本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)在下面的描述中提出，并且部分地從該描述以及 附圖將變得明顯，或者可以通過根據(jù)該描述中提供的教導(dǎo)實(shí)踐本發(fā)明而獲 得。本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將通過在垂直于表面發(fā)射激光器元件的襯底表面 的方向發(fā)射激光束的表面發(fā)射激光器元件、其中安置有表面發(fā)射激光器元 件的表面發(fā)射激光器陣列、利用表面發(fā)射激光器元件或者表面激光器陣列 的光學(xué)掃描裝置和利用光學(xué)掃描裝置的成像設(shè)備而實(shí)現(xiàn)和獲得，其在說明 書中以如此全面、清楚、簡潔和確切的術(shù)語特別地指出，以使得本領(lǐng)域技 術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。