特許7931158IP Force 特許公報全文掲載

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レーザー光を発光するためのVCSEL

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 図1、2、4~7は、ファセット列の様々な例示的な実施形態を示す。
【図2】 図1、2、4~7は、ファセット列の様々な例示的な実施形態を示す。
【図3】 例示的なレーザーモードのグラフを示す。
【図4】 図1、2、4~7は、ファセット列の様々な例示的な実施形態を示す。
【図5】 図1、2、4~7は、ファセット列の様々な例示的な実施形態を示す。
【図6】 図1、2、4~7は、ファセット列の様々な例示的な実施形態を示す。
【図7】 図1、2、4~7は、ファセット列の様々な例示的な実施形態を示す。
【図8】 下降領域で囲まれた出力カップリングファセットを示す。
これらの図は、本体12を有するVCSEL10(vertical-cavity surface-emitting lasers、垂直共振器型面発光レーザー)を示す。本体12は、2つのBragg反射鏡によって形成される共振器14を備え、内部Bragg反射鏡及び出力カップリング鏡は、Bragg反射鏡として提供される。出力カップリング鏡は、本体12の外側の面16に接する。共振器14内で、Bragg反射鏡の間に配置された活性層からの光によって供給される特有のレーザーモード18が形成される。 図3は、複数の強度の極大値19が想像線32に沿って配置される、そのようなレーザーモード18を示す。想像線32は、x軸33を表し、長さ軸26は、図3のグラフのy軸を表す。グラフ内のカーブは、軸33、35に沿った強度分布を示す。 Bragg反射鏡及び活性層は、別のものの上に重ねられ、積み重ねの方向は、Bragg反射鏡及び活性層の層の主な拡張平面に直角に向けられる。 外側の面16上に、少なくとも2つの出力カップリングファセット22を有する発光領域20が提供される。レーザーモード18の光は、出力カップリングファセット22から、出てくる。出力カップリングファセット22は、外側の面16上の位置に配置され、レーザーモード18の強度の極大値19と同じ位置にある。出力カップリングファセット22は、外側の面16上の位置に配置され、共振器14の空間容積に接し、レーザーモード18の根底にある定在波の腹点を有する。図3における例示的な表現のそれぞれの強度の極大値はまた、これらの空間容積に位置する。 出力カップリングファセット22は、残りの発光領域20の表面反射率よりも高いファセット反射率を有する。この結果、対応する強度の極大値が促進されるので、特有のレーザーモード18は安定化される。 出力カップリングファセット22は、円形の外側の輪郭24を有しない。出力カップリングファセット22は、外側の輪郭24によって残りの発光領域20から隔てられる。外側の輪郭24は、高いファセット反射率と低い表面反射率を有するエリアを隔てる。 図1において、外側の輪郭24は、それぞれの出力カップリングファセット22の長さ軸26に沿って、出力カップリングファセット22の幅軸28に沿ってよりも大きな拡張を有する。長さ軸26は、幅軸28に直角に揃えられ、外側の面16と並行かつ積み重ねの方向と直角に揃えられる。 好ましくは、幅軸28は、最大の幅に沿って配置され、長さ軸26は、外側の輪郭24の最大長に沿って配置される。その結果は、楕円形の外側の輪郭24になる。長方形又は菱形のような他の形状もまた考えられる。 図3は、強度の極大値19の周りに、円形でない強度の分布が存在していることを示す。出力カップリングファセット22及び外側の輪郭24は、それに応じて選択される。 図1の出力カップリングファセット22は、想像線32に沿って3つ以上の出力カップリングファセット22が並んだファセット列30に配置されている。想像線32は、直線である。幅軸28は、想像線32上に位置する。想像線は、特に、出力カップリングファセット22の共通の対称軸に沿っている。 図3のレーザーモード18が、8つの強度の極大値19を有するので、図1において、例として8つの出力カップリングファセット22が提供されている。 図2は、直接隣接する外側の輪郭24が、互いに交わるように、交差することを示す。その結果、出力カップリングファセット22は、互いに重なる。出力カップリングファセット22の重なっているエリアは、想像線32上に位置する。したがって、出力カップリングファセット22は、互いに結合して、連続したファセット列30を形成する。 図4において、ファセット列30の長手方向の両端における一番外側の出力カップリングファセット221の、それぞれの外側の輪郭24は、一番外側の出力カップリングファセット221の間の出力カップリングファセット22の外側の輪郭24とは異なった形状である。例えば、幅軸281の寸法は、一番外側の出力カップリングファセット221の外側の輪郭241の長さ軸261よりも長くてもよいが、幅軸28の寸法は、残りの出力カップリングファセット22の外側の輪郭24の長さ軸26よりも短い。 図3によれば、レーザーモード18は、一番外側の強度の極大値19において、強度の分布を有し、これは、一番外側の強度の極大値191の間に位置するそれぞれの強度の極大値19の残りの強度の分布とは異なる。 好ましくは、それぞれの長手方向軸26、261に沿ったファセット列30の出力カップリングファセット22の寸法は、同じサイズである。特に、出力カップリングファセット22、221の幅軸28、281に沿った寸法のみが異なる。特に、好ましくは、一番外側の外側の輪郭241の間の外側の輪郭24の形状は、互いに同一である。 図5は、一番外側の外側の輪郭241が、楕円形の形状を有しなくて、図4における一番外側の外側の輪郭241の場合と同様であるが想像線32と並行に揃えられた直線の輪郭部242を有する、更なる実施形態を示す。 図6は、隣接する出力カップリングファセット22の長さ軸26の間の間隔38が、異なるサイズである更なる実施形態を示す。特に、中央出力カップリングファセット22の2つの長手方向軸26の間の間隔380が、残りの出力カップリングファセット22の間隔381、382、383よりも小さくなるように、間隔38は中心40に向かって小さくなっていってもよい。一番外側の間隔383が一番大きくなるように、間隔38は、中心から徐々に大きくなっていくことができる。 外側の輪郭22の間の間隔(すなわち輪郭の間隔)はまた、変動してもよい。例えば、輪郭の間隔は、隣接する外側の輪郭24の2つの反対の最も近い点の間で、想像線32に沿って測定することができる。隣の点はまた、外側の輪郭22と想像線32との交差点であり得る。間隔38のように、輪郭の間隔は、中心から外側に向けてどんどん大きくなっていってもよい。 2つの隣接する出力カップリングファセット22の交差の間隔が、幅軸28に沿って隣接する出力カップリングファセット22のうちの1つの拡張よりも小さい場合、出力カップリングファセット22は、重なり、隣接する出力カップリングファセット22の外側の輪郭24は、次々に、互いに交差点を形成していく。次いで、隣接する外側の輪郭24は、図3に示されるように、互いに交わる。 図7は、2つの中央出力カップリングファセット22が、偏光格子42を有する更なる実施形態を示す。代わりに、3つ以上の出力カップリングファセット22は、偏光格子42を有し得る。更に、代わりに、外側の出力カップリングファセット22のみが、偏光格子42又は他の分散して配置された出力カップリングファセット22を有することができる。 図8は、外側の輪郭24の領域内に配置された下降部50を有する出力カップリングファセット22を示す。 下降部50に沿って、ファセット反射率は、残りの発光領域20の表面反射率のレベルまで、連続して減少する。 図8の例示的な実施形態において、反射率は、最短寸法52に沿って減少する。下降部50の寸法52は、好ましくは、0.1~3マイクロメーターである。 下降部50は、出力カップリングファセット22の周りを縫い目のように形成され、外側の輪郭24に沿って延びる。寸法52は、常に一定であり、好ましくは、外側の輪郭24に直角であってもよい。 実施形態の特徴は、互いに結びつけることができる。したがって、偏光格子は、どのような実施形態においても使用することができる。更に、出力カップリングファセットの間の間隔は、実施形態ごとに変動してもよい。同様に、個々の出力カップリングファセットの形状は、それに応じて変動することができる。例えば互いに並行又は横断して配置される複数のファセット列を作成することも可能である。

代表図 図1本件の代表的な図

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