本发明专利技术公开了一种表面发射激光器元件、表面发射激光器阵列、光学扫描装置和成像设备。所述表面发射激光器元件包括发射激光束的发射区域和高反射率区域，该高反射率区域包括具有第一折射率的第一电介质膜和具有不同于第一折射率的第二折射率的第二电介质膜，所述第一电介质膜和第二电介质膜叠置在所述发射区域内，以提供高反射率。在表面发射激光器元件中，所述高反射率区域形成在包括发射区域的中心部分的区域内，并且被构造成在平行于发射区域的平面内的两个正交方向上具有形状各向异性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总的涉及一种表面发射激光器元件、表面发射激光器阵列、光学扫描装置 和成像设备，并尤其是涉及能够在垂直于衬底的方向上发射激光束的表面发射激光器元 件、其中包括多个这种表面发射激光器元件的表面发射激光器阵列、具有这种表面发射激 光器阵列的光学扫描装置和具有这种光学扫描装置的成像设备。
技术介绍
已经对能够在垂直于衬底的方向上造成激光振荡的表面发射激光器元件(即，表 面发射半导体激光器元件)进行了各种研究。与边缘发射半导体元件相比，表面发射激光 器元件包括用于振荡的低阈值电流，以发出具有高质量圆形出射光束形状的激光束。另外， 由于表面发射激光器元件能够在垂直于衬底的方向上发射激光束，容易高密度地二维集成 激光束。于是，已经研究将表面发射激光器元件应用于并行光学互连或者高速高精度电子 照相系统的光源。表面发射激光器元件通常包括限制结构来提高电流进入效率。这种限制结构是 Al(铝)选择性氧化物限制结构(下面为了方便称为氧化物限制结构)。氧化物限制结构 的示例在 Applied Physics Letters, vol. 66，No. 25，pp. 3413-3415，1995 (K. D. Choquette, K.L.Lear, R. P. Schneider, Jr. , K. M. Geib, "Cavity characteristics of selectively oxidized vertical-cavity lasers，，，Applied Physics Letters, vol. 66, No. 25, pp 3413-3415，1995 也称为非专利文件 1)以及 Electronics Letters, No. 24，vol. 30， pp. 2043-2044,1994 (K. D. Choquette, R. P. Schneider, Jr. K. L. Lear, K. M. Geib, "Low threshold voltage vertical-cavity lasers fabricated by selective oxidation", Electronics Letters, No. 24，vol. 30，pp. 2032-2044，1994 也称为非专利文件 2)中公开。此夕卜，在 Electronic Components and Technology Conference Proceedings, vol.2,2004,pp.1371-1375(H. Nakayama,T. Nakamura,M. Funada，Y. 0hashi，M. Kato，“780nm VCSELs for Home Networks and Printers，，，Electronics Components and Technology Conference Proceedings, 54th, vol. 2, June, 2004, pp. 1371-1375 也称为非专利文件 3)中 公开了引入780nmVCSEL阵列(表面发射激光器阵列)的激光打印机。日本专利申请公开说明书第11-48520号(以下称为专利文件1)公开了具有多光 束光源的成像设备。在将表面发射激光器元件应用于如打印机的成像设备中时，光束的小的光斑尺寸 优选的会聚在感光体上。此外，由于光学系统的反射率和透射率是偏振相关的，光束的偏振 需要对齐于特定方向，以便防止在感光体上激光的强度变化。此外，在进行快速写入(记 录)方面，较高的激光输出功率是优选的。即，在将表面发射激光器元件应用于成像设备的 情况下，需要获得在单个基础横模(transverse mode)(即，单模)操作中的高输出功率，并 且将光束的偏振方向对齐于特定方向。要指出的是，在表面发射激光器元件的其他应用中， 获得高单模输出功率和将偏振方向对齐于特定方向也是优选的。从而，已经对增强单模输出和稳定光束偏振进行了扩展研究。日本专利申请公开说明书第2001-156395(以下称为专利文件2)公开了一种表面 发射半导体激光器元件，其中，在衬底上形成半导体材料的层结构。半导体材料的层结构包 括上和下反射器层结构以及夹在上和下反射器层结构之间的发射层。位于上反射器层结构 之上的开口用上电极层覆盖，该上电极层具有圆形平面图，并且对于激光的振荡波长是透 明的。日本专利第3955925号(以下称为专利文件幻公开了一种垂直腔表面发射激光 器件，其包括开口部分和在该器件的主体内在远离开口部分的边缘的位置处形成的半导体 非连续部分。该半导体非连续部分由狭缝形成，该狭缝被填充与半导体材料不同的材料，并 且半导体非连续部分的侧壁具有狭缝的开口，其形成为侧壁在从激光器件发射的激光的理 想偏振方向上延伸，该方向基本上与非连续部分的边界对齐。此外，日本专利申请公开说明书第2007-201398号(以下称为专利文件4)公开了 一种表面发射半导体激光器元件，其包括衬底、在衬底上的第一多层反射膜、形成在第一多 层反射膜上的具有光发射中心区域的有源层、形成在具有光发射中心区域的有源层上的第 二多层反射膜、以及形成在第二多层反射膜上的激光横模调节层。第一多层反射膜和第二 多层反射膜中的至少一个包括四边形的电流注入区域，该电流注入区域的对角线的交点设 置在有源层的光发射中心区域处，并且第二多层反射膜包括设置在与电流注入区域的其中 一条对角线相对应的区域中的光发射窗口以及位于光发射窗口两侧的一对沟槽。激光横模 调节层对应于光发射窗口设置，且其光发射窗口的中心区域之外的四周区域的反射因数低 于对应于有源层的光发射中心区域的光发射窗口的区域的反射因数。日本专利申请公开说明书第2004-289033号(以下称为专利文件5)公开了一种 表面发射半导体激光器元件，其包括第一多层反射膜、形成在第一多层反射膜上的有源层、 和形成在有源层上的第二多层反射膜。第一多层反射膜和第二多层反射膜中的至少一个 包括第一区域和第二区域，所述第一区域至少设置在对应于一部分有源层的区域的一部分 处，并且厚度基本上为λ/4η (λ 振荡波长，η:折射率)，而第二区域设置在第一区域之外 的区域上并且厚度基本上为λ/如之外。但是，虽然在专利文件3中公开的垂直腔表面发射激光器件能够调整偏振方向， 由于根据沟槽的深度在横向上的激光限制效果变化，它难于抑制激光束的高阶横模的振 荡。此外，在专利文件4的表面发射半导体激光器元件中，如果在沟槽之间的间隙被 做得比用于调整偏振方向的电流限制区域窄，电流通过区域会被相当大地减小(缩窄)。这 会增大电阻或者电流密度，由此减少激光器元件的寿命。此外，在专利文件5中公开的表面发射半导体激光器元件中，在允许晶体生长到 有源层附近的层之后，晶体的生长被暂时停止。然后在进行抗蚀剂构图并且薄膜蚀刻之后， 允许晶体再次生长。在这种情况下，当晶体生长再次开始时，薄膜的蚀刻表面会影响晶体生 长，这会在激光器元件的特性或者激光束的横模的控制特性方面带来变化。由此，激光器元 件可能不适于大规模生产。本申请的申请人已经进行各种试验来检验激光束的高阶振荡横模的控制以及激 光束的偏振方向在理想方向上的调本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种表面发射激光器元件，包括：发射区域，该发射区域被构造成发射激光束；以及高反射率区域，该高反射率区域包括具有第一折射率的第一电介质膜和具有不同于第一折射率的第二折射率的第二电介质膜，所述第一电介质膜和第二电介质膜叠置在所述发射区域内，以提供高反射率；其中，所述高反射率区域形成在包括发射区域的中心部分的区域内，并且被构造成在平行于发射区域的平面内的两个正交方向上具有形状各向异性。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：轴谷直人，原坂和宏，菅原悟，佐藤俊一，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：JP
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