表面发射激光器器件、表面发射激光器阵列、光学扫描仪和成像设备制造技术

一种表面发射激光器器件，包括设置在发射区域内并被构造成导致在发生区域内在周边部分的反射率不同于在中心部分的反射率的透明介电层。在表面发射激光器器件中，在发射区域中，接触层的厚度在具有相对高反射率的区域和具有相对低反射率的区域之间不同。接触层设置在上部多层膜反射镜的高折射率层上，并且在具有相对低反射率的区域内，高折射率层和接触层的总光学厚度偏离从发射区域发射的激光的四分之一振荡波长的奇数倍。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种表面发射激光器器件、表面发射激光器阵列、光学扫描仪、成像设备和用于制造表面发射激光器器件的方法。尤其是，本专利技术涉及一种在垂直于衬底前表面的方向发射激光的表面发射激光器器件和表面发射激光器阵列、具有表面发射激光器器件或表面发射激光器阵列的光学扫描仪、具有光学扫描仪的成像设备和用于制造在垂直于衬底前表面的方向发射激光的表面发射激光器器件的方法。
技术介绍
在VCSEL(垂直腔表面发射激光器)中，在其应用方面抑制高阶横模的振荡是至关重要的。因此，已经作出各种尝试来实现这个特征。其中，尤其有效的是在发射区域的中心部分和周边部分之间形成反射率差，以抑制高阶横模的振荡。在这个方面，已经公开了各种方法。例如，专利文件1公开了一种表面发射激光器器件，其中，半导体材料制成并且具有布置在上部反射镜层结构和下部反射镜层结构之间的发光层的层结构形成在衬底上。在平面图中为圆形的上电极形成在上部反射镜层结构之上。开口部分形成在上电极的内侧并且局部覆盖开口结构的前表面的透明层相对于振荡激光的振荡波长形成。在此，光学厚度为λ/4的奇数倍的圆形SiN膜形成在发射表面上，由此，减少发射区域的周边部分的反射率。此外，专利文件2公开了一种表面发射激光器，其具有如下的激光器结构，即：其中，第一多层膜反射镜、具有发光中心区域的有源层、第二多层膜反射镜和横模控制层以这个顺序层叠在衬底上。在激光器结构中，第一多层膜反射镜和第二多层膜反射镜中的一个具有方形电流注入区域，其中，对角线的交点对应于发光中心区域。第二多层膜反射镜具有发光端口并具有设置在发光端口两侧上的一对沟槽部分，该发光端口设置在对应于电流区域中的其中一个对角线的区域内。横模控制层设置成对应于发光端口并且构造成使得对应于发光端口内的发光中心区域的中心区域之外的周边区域的反射率低于中心区域的。在此，作为横模控制层，公开了其中多种类型的介电膜彼此交替层叠的结构以及利用一种类型的介电膜的结构(例如，见专利文件2的第五实施方式)。此外，在发光端口的周边区域内的第二多层膜反射镜通过蚀刻去除，以减小周边区域的反射率(例如，见专利文件2的第四实施方式)。此外，专利文件3公开了一种表面发射激光器器件，其具有层结构，其中下部反射镜、有源层和上部反射镜以这个顺序层叠，并且具有设置在下部反射镜或上部反射镜内侧的电流限制层。这个表面发射激光器器件具有半导体层，该半导体层设置在上部反射镜上并在至少由电流限制区域所限定的电流限制区域的边界表面的内侧具有第一区域和第二区域，该第一区域相对于振荡激光呈现出第一反射率，第二区域相对于振荡激光呈现出第二反射率。在此，在输出表面的GaAs层的厚度被形成为在中心部分和周边部分之间相差大约λ/4作为光学厚度，由此，减少周边部分的反射率。但是，专利文件1公开的表面发射半导体激光器器件在抑制高阶横模振荡的效果方面存在限制。此外，在专利文件2中公开了的表面发射半导体激光器中，其中多种类型的介电膜交替层叠以形成横模控制层的结构增加了制造表面发射半导体层的过程的数量，这在大规模生产和制造成本方面是不理想的。此外，在专利文件2中公开的表面发射半导体激光器中，当发光端口的周边区域内的第二多层反射镜通过蚀刻被去除时，每一对中，多层反射镜具有比介电层小的反射率。因此，为了获得大发射率差，需要去除很多层。此时，如果层通过湿蚀刻去除，导致层的横截面倾斜并且反射率差易于在高反射率区域和低反射率区域之间的边界处变得不稳定。此外，在专利文件3中公开的表面发射激光器器件中，当GaAs层增加到具有大约λ/4的光学厚度以形成大反射率差时，由于增加了吸收损失，而发生诸如发光效率降低的不便。专利文件1：JP-A-2001-156395专利文件2：JP-A-2007-201398专利文件3：JP-A-2003-115634
技术实现思路
本专利技术已经在这种情况下作出，并且具有第一方面，即：提供了一种表面发射激光器器件和表面发射激光器阵列，其能够抑制高阶横模上的振荡，而不会降低在基础横模上的光输出。此外，本专利技术具有第二方面，即：提供了一种能够高精度执行光学扫描的光学扫描仪。此外，本专利技术具有第三方面，即：提供了一种能够形成高质量图像的成像设备。此外，本专利技术具有第四方面，即：提供了一种制造表面发射激光器器件的方法，该表面发射激光器器件能够抑制高阶横模上的振荡，而不会降低在基础横模上的光输出。根据本专利技术的第一方面，提供了一种表面发射激光器器件。该表面发射激光器器件包括下部多层膜反射镜、具有有源层的谐振器结构、上部多层膜反射镜、其上设置电极的接触层、以及衬底，下部多层膜反射镜、谐振器结构、上部多层膜反射镜和接触层层叠在该衬底上。透明介电层设置在电极围绕的发射区域内，并且被构造成导致在发射区域中，周边部分的反射率不同于中心部分的反射率。在发射区域中，接触层的厚度在具有相对高反射率的区域和具有相对低反射率的区域之间不同。接触层设置在上部多层膜反射镜的高折射率层上，在具有相对低反射率的区域内、接触层和高折射率层的总光学厚度偏离从发射区域发射的激光的四分之一振荡波长的奇数倍，并且具有相对高反射率的区域和具有相对的反射率的区域之间的反射率差大于高折射率层和接触层的总光学厚度是四分之一振荡波长的奇数倍的情况下的。根据本专利技术的第二方面，提供了一种表面发射激光器器件。该表面发射激光器器件包括下部多层膜反射镜；具有有源层的谐振器结构；上部多层膜反射镜；其上层叠多层膜反射镜、谐振器结构和上部多层膜反射镜的衬底；以及透明介电层，该透明介电层设置在由电极围绕的发射区域内，并且被构造成导致发射区域中周边部分的反射率不同于中心部分的反射率。透明介电层设置在上部多层膜反射镜的高折射率层上，在发射区域中，高折射率层的厚度在具有相对高反射率的区域和具有相对低反射率的区域之间不同，并且在具有相对低反射率的区域内的高折射率层的光学厚度偏离从发射区域发出的激光的四分之一振荡波长的奇数倍。具有相对高反射率的区域和具有相对低反射率的区域之间的反射率差大于高折射率层的光学厚度是四分之一振荡波长的奇数倍的情况下的。附图说明图1是用于解释根据本专利技术的实施方式的激光打印机的示意性结构的视图；图2是示出图1的光学扫描仪的视图；图3A和3B是用于解释根据第一结构实施例的表面发射激光器器件100的视图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.25 JP 2010-118940;2011.03.09 JP 2011-050961.一种表面发射激光器器件，包括：
下部多层膜反射镜；
具有有源层的谐振器结构；
上部多层膜反射镜；
其上设置电极的接触层；
衬底，在衬底上层叠所述下部多层膜反射镜、谐振器结构、上部多层
膜反射镜和接触层；以及
透明介电层，该透明介电层设置在由电极围绕的发射区域内，并且构
造成导致在发射区域中，在周边部分的反射率与在中心部分的反射率不
同，
其中，在发射区域中，接触层的厚度在具有相对高反射率的区域和具
有相对低反射率的区域之间不同，
其中，接触层设置在上部多层膜反射镜的高折射率层上，
其中，在具有相对低反射率的区域内，所述高折射率层和接触层的总
光学厚度偏离从发射区域发射的激光的振荡波长的四分之一的奇数倍，并
且
在具有相对高反射率的区域和具有相对低反射率的区域之间的反射率
差大于其中高折射率层和接触层的总光学厚度是四分之一振荡波长的奇数
倍的情况下的。
2.一种表面发射激光器器件，包括：
下部多层膜反射镜；
具有有源层的谐振器结构；
上部多层膜反射镜；
衬底，在衬底上层叠所述下部多层膜反射镜、谐振器结构和上部多层
膜反射镜；以及
透明介电层，该透明介电层设置在由电极围绕的发射区域内，并且构
造成导致在发射区域中，在周边部分的反射率与在中心部分的反射率不
同，
其中，透明介电层设置在上部多层膜反射镜的高折射率层上，
其中，在发射区域中，在具有相对高反射率的区域和具有相对低反射
率的区域之间，高折射率层的厚度不同，
其中，在具有相对低反射率的区域内所述高折射率层的光学厚度偏离
从发射区域发射的激光的振荡波长的四分之一的奇数倍，并且
在具有相对高反射率的区域和具有相对低反射率的区域之间的反射率
差大于其中高折射率层的光学厚度是振荡波长的四分之一的奇数倍的情况
下的。
3.如权利要求1或2所述的表面发射激光器器件，其中，所述透明介
电层至少设置在具有相对高反射率的区域中，并包括多个彼此层叠的不同
材料的介电膜，并且
其中，在具有相对高反射率的区域内设置在透明介电层正下方的半导
体层的厚度大于在具有相对低反射率的区域内的半导体层的厚度。
4.如权利要求3所述的表面发射激光器器件，其中，在具有相对低反
射率的区域内，设置在透明介电层正下方的半...

【专利技术属性】
技术研发人员：原坂和宏，佐藤俊一，林昌弘，伊藤彰浩，花冈克成，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：