发光装置及其制造方法制造方法及图纸

本实施方式涉及一种分别关联的不同折射率区域的重心位置与晶格点的位置关系与现有的发光装置不同的发光装置及其制造方法。在该发光装置中，在基板上设置有包含发光部和与该发光部光学耦合的相位调制层的层叠体。相位调制层包含基本层和设置于该基本层内的多个不同折射率区域。各不同折射率区域的重心位置配置于通过设定于基本层的设计面上的假想的正方晶格的晶格点中的对应的基准晶格点的假想直线上。另外，基准晶格点与不同折射率区域的重心的沿该假想直线的距离以从该发光装置输出形成光学图像的光的方式对多个不同折射率区域的各个个别地设定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光装置及其制造方法
本专利技术涉及一种发光装置及其制造方法。
技术介绍
在专利文献1中记载了涉及作为发光装置的半导体发光元件的技术。该半导体发光元件具备活性层、夹持该活性层的一对包覆层、以及与活性层光学耦合的相位调制层。相位调制层包含基本层和分别具有与基本层的折射率不同的折射率的多个不同折射率区域。在设定了使相位调制层的厚度方向与Z轴方向一致的XYZ正交坐标系，进一步在相当于该相位调制层的设计面的X-Y平面上设定了晶格间隔a的假想的正方晶格的情况下，不同折射率区域分别以各重心位置从假想的正方晶格中的晶格点(关联于不同折射率区域的任一者的晶格点)偏移距离r的方式配置。距离r满足0<r≤0.3a。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2016/148075号
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术人们对现有的发光装置进行了研究，结果发现了以下问题。即，研究通过控制从二维状地排列的多个发光点输出的光的相位谱和强度谱来输出任意的光学图像的发光装置。作为这样的发光装置的构造之一，存在一种包含设置于基板上的相位调制层的构造。相位调制层包含基本层和分别具有与基本层的折射率不同的折射率的多个不同折射率区域。在正交于该相位调制层的厚度方向的面(设计面)上设定有假想的正方晶格的情况下，以各重心位置分别对应于应当输出的光学图像而从假想的正方晶格的相对应的晶格点的位置偏移的方式，分别配置不同折射率区域。这种发光装置被称为S-iPM(静态可积分相位调制(Static-integrablePhaseModulating))激光器，沿相对于基板的主面的法线方向倾斜的方向输出形成任意形状的光学图像的光。一直以来，作为这种发光装置，如上述专利文献1所记载的半导体发光元件那样，已知有一种在不同折射率区域的重心位置的各个离开假想的正方晶格的对应的晶格点的状态下，以构成对应于在该对应的晶格点周围应当输出的光学图像的旋转角度的方式配置的发光装置。然而，只要可以实现分别关联的不同折射率区域的重心位置与晶格点的位置关系与现有不同的新的发光装置，则相位调制层的设计的宽度扩大，是极为有用的。本专利技术为了解决上述问题而完成，其目的在于，提供一种分别关联的不同折射率区域的重心位置与晶格点的位置关系与现有不同的新的发光装置及其制造方法。解决问题的技术手段本专利技术所涉及的发光装置是一种沿主面的法线方向以及相对于该法线方向倾斜的倾斜方向中的至少任一者的方向输出用于形成光学图像的光的发光装置，具备用于解决上述问题的构造。即，该发光装置具备：基板，其具有主面；发光部，其设置于基板上；相位调制层，其在与发光部光学耦合的状态下设置于基板上。相位调制层包含基本层、以及具有与该基本层的折射率不同的折射率的多个不同折射率区域。当在垂直于相位调制层的厚度方向的该相位调制层的设计面上设定有假想的正方晶格时，多个不同折射率区域的重心位置的各个配置于通过假想的正方晶格的对应的晶格点，并且相对于该正方晶格倾斜的直线上。另外，不同折射率区域的重心位置与对应的晶格点的各距离以形成光学图像的光从该发光装置输出的方式个别地设定。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种分别关联的不同折射率区域的重心位置与晶格点的位置关系与现有的发光装置不同的发光装置。附图说明图1是示出作为本专利技术的第一实施方式所涉及的发光装置的半导体发光元件的结构的立体图。图2是示出半导体发光元件的层叠构造的截面图。图3是示出在包覆层11和活性层12之间设置有相位调制层的情况下的半导体发光元件的层叠构造的图。图4是相位调制层的俯视图。图5是示出相位调制层中的不同折射率区域的位置关系的图。图6是示出仅在相位调制层的特定区域内应用了折射率大致周期构造的例子的俯视图。图7是用于说明半导体发光元件的输出光束图案成像而得到的光学图像与相位调制层中的距离的分布的关系的图。图8是用于说明从球面坐标向XYZ正交坐标系的坐标的坐标转换的图。图9是用于说明从光学图像的傅里叶变换结果求得相位角分布来决定不同折射率区域的配置时的注意点的图。图10是示出从半导体发光元件输出的光束图案(光学图像)的例子的图和包含与半导体发光元件的发光面交叉并垂直于发光面的轴线的截面中的光强度分布的图表。图11是示出对应于图10的(a)所示的光束图案的相位分布的图、以及图11的(a)的局部放大图。图12是概念性地示出各方向的行波的光束图案的例子的图(在该例子中，相对于X轴和Y轴的直线D的倾斜角被设定为45°)。图13是示出使不同折射率区域在晶格点的周围旋转的现有的方式的图和示出行波AU、AD、AR、AL的图。图14是示出在通过晶格点并相对于正方晶格倾斜的轴线上不同折射率区域移动的方式的图和示出行波AU、AD、AR、AL的图。图15是示出0次光、-1次光以及1次光(+1次光)的振幅与值R0的关系的图表。图16是示出0次光、-1次光以及1次光(+1次光)的光强度与值R0的关系的图表。图17是放大图16的一部分并示出的图表。图18是示出-1次光的光强度I-1与1次光的光强度I1的比(I1/I-1)与值R0的关系的图表。图19是示出设置于X-Y平面(设计面)上的不同折射率区域的平面形状的例子的图(其1)。图20是示出X-Y平面(设计面)上的不同折射率区域的平面形状的例子的图(其2)。图21是示出X-Y平面(设计面)上的不同折射率区域的平面形状的例子的图(其3)。图22是示出X-Y平面(设计面)上的不同折射率区域的平面形状的例子的图(其4)。图23是示出第二变形例所涉及的发光装置的结构的图。图24是示出作为第二实施方式所涉及的发光装置的半导体发光元件的截面构造的图。图25是示出相位调制层设置于包覆层11和活性层12之间的情况下的半导体发光元件的层叠构造的图。图26是从表面侧观察半导体发光元件的俯视图。图27是示出半导体发光元件由GaAs类化合物半导体构成的情况(发光波长940nm带)的层构造的表。图28是具备图27所示的层构造的半导体发光元件的折射率分布和模式分布。图29是示出半导体发光元件由InP类化合物半导体构成的情况(发光波长1300nm带)的层构造的表。图30是具备图29所示的层构造的半导体发光元件的折射率分布和模式分布。图31是示出在半导体发光元件由氮化物类化合物半导体构成的情况(发光波长405nm带)的层构造的表。图32是具备图31所示的层构造的半导体发光元件的折射率分布和模式分布。图33是用于说明通过6层平板型波导来近似波导构造的情况的截面图和折射率分布。图34是用于说明通过5层平板型波导来近似波导构造的情况的截面图和折射率分布。图35是示出在6层平板型波导中关于光波导层的3层平板构造的截面图和折射率分布。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光装置的制造方法，其特征在于，/n是包含具有主面的基板，并且沿所述主面的法线方向以及相对于所述法线方向倾斜的倾斜方向中的至少一者的方向输出形成光学图像的光的发光装置的制造方法，/n具备：/n准备工序，其准备所述基板；以及/n层叠工序，其将发光部和与所述发光部光学耦合的相位调制层设置于所述基板上，/n所述层叠工序包含：/n第一工序，其将具有规定的折射率并且构成所述相位调制层的一部分的基本层设置于所述基板上；以及/n第二工序，其在由所述第一工序设置的所述基本层内设置具有与所述基本层的折射率不同的折射率的多个不同折射率区域，/n所述第二工序包含：/n第一设定工序，其在正交于所述法线方向的所述基本层的设计面上，设定由分别互相平行地配置的多个第一基准线和在分别正交于所述多个第一基准线的状态下互相平行地配置的多个第二基准线规定的假想的正方晶格；/n第二设定工序，其特定所述多个第一基准线的任一者与所述多个第二基准线的任一者的交点来作为所述正方晶格的晶格点中的成为从所述多个不同折射率区域选择的不同折射率区域的配置基准的基准晶格点；/n第三设定工序，其在所述基本层的所述设计面上，设定通过所述基准晶格点且相对于在所述基准晶格点正交的第一基准线或第二基准线具有规定的倾斜角度，并且配置有所述选择的不同折射率区域的重心的假想直线；/n第四设定工序，其在所述基本层的所述设计面上，以输出形成所述光学图像的光的至少一部分的方式，设定从所述基准晶格点到所述选择的不同折射率区域的重心的所述假想直线上的距离；以及/n区域形成工序，其相对于所述多个不同折射率区域的各个进行所述第二～第四设定工序，在所述基本层内形成所述多个不同折射率区域。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171208 JP 2017-236198;20180314 JP 2018-047102;201.一种发光装置的制造方法，其特征在于，
是包含具有主面的基板，并且沿所述主面的法线方向以及相对于所述法线方向倾斜的倾斜方向中的至少一者的方向输出形成光学图像的光的发光装置的制造方法，
具备：
准备工序，其准备所述基板；以及
层叠工序，其将发光部和与所述发光部光学耦合的相位调制层设置于所述基板上，
所述层叠工序包含：
第一工序，其将具有规定的折射率并且构成所述相位调制层的一部分的基本层设置于所述基板上；以及
第二工序，其在由所述第一工序设置的所述基本层内设置具有与所述基本层的折射率不同的折射率的多个不同折射率区域，
所述第二工序包含：
第一设定工序，其在正交于所述法线方向的所述基本层的设计面上，设定由分别互相平行地配置的多个第一基准线和在分别正交于所述多个第一基准线的状态下互相平行地配置的多个第二基准线规定的假想的正方晶格；
第二设定工序，其特定所述多个第一基准线的任一者与所述多个第二基准线的任一者的交点来作为所述正方晶格的晶格点中的成为从所述多个不同折射率区域选择的不同折射率区域的配置基准的基准晶格点；
第三设定工序，其在所述基本层的所述设计面上，设定通过所述基准晶格点且相对于在所述基准晶格点正交的第一基准线或第二基准线具有规定的倾斜角度，并且配置有所述选择的不同折射率区域的重心的假想直线；
第四设定工序，其在所述基本层的所述设计面上，以输出形成所述光学图像的光的至少一部分的方式，设定从所述基准晶格点到所述选择的不同折射率区域的重心的所述假想直线上的距离；以及
区域形成工序，其相对于所述多个不同折射率区域的各个进行所述第二～第四设定工序，在所述基本层内形成所述多个不同折射率区域。


2.根据权利要求1所述的发光装置的制造方法，其特征在于，
关于所述多个不同折射率区域中的至少以所述基准晶格点为配置基准的所述选择的不同折射率区域、以及以与所述基准晶格点以最短距离邻接的晶格点为配置基准的周边不同折射率区域的各个，在固定了所述倾斜角度的状态下，进行所述第二工序所包含的所述第二～第四设定工序。


3.根据权利要求1所述的发光装置的制造方法，其特征在于，
关于所述多个不同折射率区域的各个，在固定了所述倾斜角度的状态下，进行所述第二工序所包含的所述第二～第四设定工序。


4.根据权利要求2或3所述的发光装置的制造方法，其特征在于，
以包含于在所述基准晶格点正交的所述第一基准线或所述第二基准线且连结所述基准晶格点和邻接于所述基准晶格点的晶格点的线段为基准的所述倾斜角度为除了0°、90°、180°和270°以外的角度。


5.根据权利要求2或3所述的发光装置的制造方法，其特征在于，
以包含于在所述基准晶格点正交的所述第一基准线或所述第二基准线且连结所述基准晶格点和邻接于所述基准晶格点的晶格点的线段为基准的所述倾斜角度为45°、135°、225°或315°。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，
所述发光部是设置于所述基板上的活性层。


7.一种发光装置，其特征在于，
通过权利要求1～6中任一项所述的发光装置的制造方法来制造。


8.一种发光装置，其特征在于，
是沿主面的法线方向以及相对于所述法线方向倾斜的倾斜方向中的至少一者的方向输出形成光学图像的光的发光装置，
具备：
基板，其具有所述主面；
发光部，其设置于所述基板上；
相位调制层，其在与所述发光部光学耦合的状态下设置于所述基板上，且包含具有规定的折射率的基本层、以及具有与所述基本层的折射率不同的折射率的多个不同折射率区域，
在正交于所述法线方向的所述相位调制层的设计面上，所述多个不同折射率区域分别以与假想的正方晶格的任一晶格点一对一对应的方式配置，
并且在构成所述假想的正方晶格的晶格点中的所述多个不同折射率区域所关联的多个有效晶格点中，连结任意的特定晶格点与关联于所述特定晶格点的特定不同折射率区域的重心的线段分别相对于连结相对于所述特定晶格点以最短距离邻接的多个周边晶格点和分别关联于所述多个周边晶格点的多个周边不同折射率区域的重心的线段平行。


9.根据权利要求8所述的发光装置，其特征在于，
在构成所述假想的正方晶格的晶格点中的所述多个不同折射率区域所关联的多个有效晶格点中，连结任意的特定晶格点与关联于所述特定晶格点的特定不同折射率区域的重心的线段分别相对于连结除了所述特定晶格点的其余的有效晶格点和分别关联于所述其余的有效晶格点的其余的不同折射率区域的线段平行。


10.一种发光装置，其特征在于，
是沿主面的法线方向以及相对于所述法线方向倾斜的倾斜方向中的至少一者的方向输出形成光学图像的光的发光装置，
具备：
基板，其具有所述主面；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：广瀬和义，黑坂刚孝，泷口优，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