半导体发光元件制造技术

本发明专利技术提供一种能够形成有用的光束图案的半导体发光元件。该半导体激光元件(LD)具备活性层(4)、夹持活性层(4)的一对包层(2、7)、以及与活性层(4)光学耦合的相位调制层(6)。相位调制层(6)具备基本层(6A)、以及与基本层(6A)的折射率不同的多个差异折射率区域(6B)，通过使相位调制层(6)中的差异折射率区域(6B)为期望的配置，可以出射包含有不伴随0次光的暗线的激光。

Semiconductor light-emitting element

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体发光元件
本专利技术涉及一种半导体发光元件。
技术介绍
本专利技术人提出了专利文献1中公开的半导体发光元件。专利文献1中公开的半导体发光元件具备活性层、夹持活性层的一对包层、以及与活性层光学耦合的相位调制层，相位调制层具备基本层、以及与基本层的折射率不同的多个差异折射率区域。在相位调制层设定正方格子的情况下，将差异折射率区域(主孔)以与正孔格子的格子点精确地一致的方式配置。在该差异折射率区域的周围设置有辅助的差异折射率区域(副孔)，从而可以出射规定的光束图案的光。进一步地，本专利技术人提出了专利文献2中公开的半导体发光元件。在该半导体发光元件中，通过将辅助的差异折射率区域(副孔)的配置从格子点位置仅偏移规定的距离，从而可以比现有技术更容易地获得期望的光束图案。另外，已知有专利文献3、非专利文献1、非专利文献2等作为相关技术。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开WO2014/136962号专利文献2：国际公开WO2016/148075号专利文献3：日本特许6080941号公报非专利文献非专利文献1：YoshitakaKurosaka,KazuyoshiHirose,TakahiroSugiyama,YuTakiguchi,YoshiroNomoto,“Phase-modulatinglaserstowardon-chipintegration”，[在线]，2016年7月26日公开，Nature，[2017年7月6日搜索]，因特网<URL:http://www.nature.com/articles/srep30138.pdf>非专利文献2：Y.Kurosakaetal.,"Controllingverticalopticalconfinementintwo-dimensionalsurface-emittingphotonic-crystallasersbyshapeofairholes,"Opt.Express16,18485-18494(2008).
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，至此为止，本申请的专利技术人开发了使光产生的半导体发光元件，但是与这些半导体发光元件相比，形成全新的光束图案的方法备受期待。本专利技术是鉴于这样的问题而完成的，本专利技术的目的在于提供一种现有技术中不存在的能够形成有用的光束图案的半导体发光元件。解决问题的方法本专利技术人开发了能够形成全新的光束图案的半导体发光元件。即，形成暗线的新技术。由于在明亮的部分和在黑暗的部分中，被照射的对象物的举动不同，因此可以想到本专利技术在各种测量技术等中的应用。第一半导体发光元件具备：活性层；夹持所述活性层的一对包层；以及与所述活性层光学耦合的相位调制层，在该半导体发光元件中，所述相位调制层具备：基本层；以及与所述基本层的折射率不同的多个差异折射率区域，设定有将所述相位调制层的厚度方向设为Z轴方向的XYZ正交坐标系，在XY平面内，设定(第二)虚拟正方格子，所述虚拟正方格子的格子常数a，将发光波长作为λ，满足λ＝√2×a×n(其中，n是相对于输出光的相位调制层的有效折射率)，在所述相位调制层中相邻的一对差异折射率区域，将这些差异折射率区域的间隔作为a，以仅在一个方向上仅偏移了a的情况下互相重叠的方式配置，并且以在其它的方向上不重叠的方式配置。根据该半导体发光元件，现有的技术为应当存在于出射光的中央的0次光消失，其两侧点亮，并且输出有包含不伴随0次光的暗线的光。作为上述的半导体发光元件的进一步优选的构造，第二半导体发光元件的特征在于，具备：活性层；夹持所述活性层的一对包层；以及与所述活性层光学耦合的相位调制层，在该半导体发光元件中，所述相位调制层具备：基本层；以及与所述基本层的折射率不同的多个差异折射率区域，设定有将所述相位调制层的厚度方向设为Z轴方向的XYZ正交坐标系，在XY平面内，设定第一虚拟正方格子，将所述第一虚拟正方格子的X轴方向的间隔设为a/√2，将所述第一虚拟正方格子的Y轴方向的间隔设为a/√2，将所述第一虚拟正方格子的开口的重心位置的XY坐标(xi，yj)设为(xi，yj)＝((i-0.5)a/√2，(j-0.5)a/√2)，其中，i和j为整数，连结任意的所述差异折射率区域的重心位置的XY坐标(xBi，yBj)和最接近于所述差异折射率区域的XY坐标(xi，yj)，并且从该XY坐标(xi，yj)朝向所述差异折射率区域的重心位置的XY坐标(xBi，yBj)的向量作为(Δxi，Δyj)，在将所述差异折射率区域的重心位置的坐标(xBi，yBj)在i为奇数的情况下设为存在的情况下，任意的所述差异折射率区域的重心位置的坐标(xBi，yBj)仅在i为奇数且j为奇数的情况下，以及i为偶数且j为偶数的情况下存在，在i和j为奇数(3≤i，3≤j)的情况下的坐标(xBi，yBj)＝(xi+Δxi，yj+Δyj)时的向量(Δxi，Δyj)，与向量(Δxi+1，Δyj+1)相等，并且，与向量(Δxi-1，Δyj+1)不同，并且，与向量(Δxi-1，Δyj-1)不同，并且，与向量(Δxi+1，Δyj-1)不同，相反地，在i和j为偶数(2≤i，2≤j)的情况下的坐标(xBi，yBj)＝(xi+Δxi，yj+Δyj)时的向量(Δxi，Δyj)，与向量(Δxi-1，Δyj-1)相等，并且，与向量(Δxi-1，Δyj+1)不同，并且，与向量(Δxi+1，Δyj+1)不同，并且，与向量(Δxi+1，Δyj-1)不同。此时，当想到将第一虚拟正方格子在X-Y平面内旋转45度，并且以差异折射率区域的重心位置的坐标(xBi，yBj)(其中，仅存在于i为奇数的情况且j为奇数的情况、以及i为偶数的情况且j为偶数的情况)为中心，且一边的长度为a的第二虚拟正方格子时，在第二虚拟正方格子的中心，包含有一个在第一虚拟正方格子中包含差异折射率区域的单位区域。另外，此时第二虚拟正方格子的单一的单位格子(以及其所包含的第一虚拟正方格子的的单一的单位格子)在格线的延长方向上，相对于相邻的四个方向中的一个方向的单位格子的形状一致，但是与其它三个方向的单位格子形状不一致。此外，在上述中，示出了任意的所述差异折射率区域的重心位置的坐标(xBi，yBj)仅存在于i为奇数的情况且j为奇数的情况、以及i为偶数的情况且j为偶数的情况，但是在i为奇数的情况且j为偶数的情况、以及i为偶数的情况且j为奇数的情况下也是同样的。即，第三半导体发光元件的特征在于，具备：活性层；夹持所述活性层的一对包层；以及与所述活性层光学耦合的相位调制层，在该半导体发光元件中，所述相位调制层具备：基本层；以及与所述基本层的折射率不同的多个差异折射率区域，设定有将所述相位调制层的厚度方向设为Z轴方向的XYZ正交坐标系，在XY平面内，设定第一虚拟正方格子，将所述第一虚拟正方格子的X轴方向的间隔设为a/√2，将所述第一虚拟正方格子的Y轴方向的间隔设为a/√2，将所述第一虚拟正方格子的开口的重心位置的XY坐标(xi，yj)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体发光元件，其特征在于，/n具备：/n活性层；/n夹持所述活性层的一对包层；以及/n与所述活性层光学耦合的相位调制层，/n在该半导体发光元件中，/n所述相位调制层具备：/n基本层；以及/n与所述基本层的折射率不同的多个差异折射率区域，/n设定有将所述相位调制层的厚度方向设为Z轴方向的XYZ正交坐标系，在XY平面内，设定虚拟正方格子，/n所述虚拟正方格子的格子常数a，将发光波长作为λ，满足λ＝√2×a×n，其中，n是相对于输出光的相位调制层的有效折射率，/n在所述相位调制层中相邻的一对差异折射率区域，将这些差异折射率区域的间隔作为a，以仅在一个方向上仅偏移了a的情况下互相重叠的方式配置，并且以在其它的方向上不重叠的方式配置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171020 JP 2017-2038521.一种半导体发光元件，其特征在于，
具备：
活性层；
夹持所述活性层的一对包层；以及
与所述活性层光学耦合的相位调制层，
在该半导体发光元件中，
所述相位调制层具备：
基本层；以及
与所述基本层的折射率不同的多个差异折射率区域，
设定有将所述相位调制层的厚度方向设为Z轴方向的XYZ正交坐标系，在XY平面内，设定虚拟正方格子，
所述虚拟正方格子的格子常数a，将发光波长作为λ，满足λ＝√2×a×n，其中，n是相对于输出光的相位调制层的有效折射率，
在所述相位调制层中相邻的一对差异折射率区域，将这些差异折射率区域的间隔作为a，以仅在一个方向上仅偏移了a的情况下互相重叠的方式配置，并且以在其它的方向上不重叠的方式配置。


2.一种半导体发光元件，其特征在于，
具备：
活性层；
夹持所述活性层的一对包层；以及
与所述活性层光学耦合的相位调制层，
在该半导体发光元件中，
所述相位调制层具备：
基本层；以及
与所述基本层的折射率不同的多个差异折射率区域，
设定有将所述相位调制层的厚度方向设为Z轴方向的XYZ正交坐标系，在XY平面内，设定第一虚拟正方格子，
将所述第一虚拟正方格子的X轴方向的间隔设为a/√2，
将所述第一虚拟正方格子的Y轴方向的间隔设为a/√2，
将所述第一虚拟正方格子的开口的重心位置的XY坐标(xi，yj)设为(xi，yj)＝((i-0.5)a/√2，(j-0.5)a/√2)，
其中，i和j为整数，
连结任意的所述差异折射率区域的重心位置的XY坐标(xBi，yBj)和最接近于所述差异折射率区域的XY坐标(xi，yj)，并且从该XY坐标(xi，yj)朝向所述差异折射率区域的重心位置的XY坐标(xBi，yBj)的向量作为(Δxi，Δyj)，
在将所述差异折射率区域的重心位置的坐标(xBi，yBj)在i为奇数的情况下设为存在的情况下，
任意的所述差异折射率区域的重心位置的坐标(xBi，yBj)仅在i为奇数且j为奇数的情况下，以及
i为偶数且j为偶数的情况下存在，
在i和j为奇数的情况下，其中，3≤i，3≤j，坐标(xBi，yBj)＝(xi+Δxi，yj+Δyj)时的向量(Δxi，Δyj)，
与向量(Δxi+1，Δyj+1)相等，并且，
与向量(Δxi-1，Δyj+1)不同，并且，
与向量(Δxi-1，Δyj-1)不同，并且，
与向量(Δxi+1，Δyj-1)不同，
在i和j为偶数的情况下，其中，2≤i，2≤j，坐标(xBi，yBj)＝(xi+Δxi，yj+Δyj)时的向量(Δxi，Δyj)，
与向量(Δxi-...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑坂刚孝，广瀬和义，杉山贵浩，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP