專利名稱：表面發(fā)射激光器元件、陣列、光學(xué)掃描裝置和成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總'光束的表面發(fā)射激光器元件、其中安置有表面發(fā)射激光器元件的表面發(fā)射 激光器陣列、使用表面發(fā)射激光器元件或者表面發(fā)射激光器陣列的光學(xué)掃 描裝置以及利用光學(xué)掃描裝置的成像設(shè)備。
背景技術(shù)：
VCSEL(垂直腔表面發(fā)射激光器)在垂直于VCSEL的襯底表面的方向發(fā) 射激光束，并且VCSEL與邊緣發(fā)射激光器相比，具有低成本、低能耗、小 尺寸和高效率，并且適合用于二維裝置。因此，VCSEL已經(jīng)被廣泛研究。對于VCSEL的應(yīng)用領(lǐng)域，有打印機的光學(xué)寫入系統(tǒng)的光源(振蕩波長 在780nm波段)、光盤裝置的記錄和再現(xiàn)光源(振蕩波長在780nm波段和 850nm波段)和利用光纖的光學(xué)傳輸系統(tǒng)例如LAN(局域網(wǎng))的光源(振蕩波長 在13pm波段和15pm波段)。此外，VCSEL已經(jīng)期望用作LSI(大規(guī);溪集成) 的板之間、板內(nèi)部、芯片之間以及LSI的芯片內(nèi)部的光源。在VCSEL的應(yīng)用領(lǐng)域中，在很多情形下，從VCSEL輸出的激光束(在 此及后，在一些情形中稱為輸出激光束)要求具有恒定的偏振模式和圓形截 面形狀。關(guān)于偏振模式的控制，在利用襯底(非傾斜襯底)的VCSEL的制造中， 該襯底的主表面是(l OO)表面，電流通過區(qū)域(電流通道區(qū)域)具有各向異性 的形狀(例如，參見專利文獻1-3)。此外，偏振模式通過利用所謂的傾斜襯底進行控制(參見專利文獻4和 非專利文獻1)。再者，關(guān)于輸出激光束的截面形狀，通過調(diào)節(jié)諧振器結(jié)構(gòu)體的柱形狀 (臺面形狀)，電流通過區(qū)域的形狀被確定為圓形或者方形(參見專利文獻5)。 但是，當電流通過區(qū)域具有各向異性的形狀時，輸出激光束的截面形5狀難以為圓形的。此外，當簡單使用傾斜村底時，電流通過區(qū)域的形狀變得不對稱(見圖17A),并且輸出激光束的截面形狀難以為圓形的。在圖17B 中，示出形狀關(guān)于二軸對稱的電流通過區(qū)域。[專利文獻l]曰本未審查專利申請公開說明書第H9-l72218號[專利文獻2]曰本專利第2891133號[專利文獻3]日本未審查專利申請公開說明書第2008-28424號 [專利文獻4]日本專利第4010095號 [專利文獻5]日本專利第3762765號[非專利文獻1] T, Ohtoshi, T. Kuroda， A. Niwa和S. Tsuji的"Dependence of optical gain on crystal orientation in surface emitting lasers with strained quantum wells", Appl. Phys. Lett. 65(15)， pp. 1886-1877， 1994。通過制造具有傾斜襯底的表面發(fā)射激光器元件，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng) 詳細研究了電流通過區(qū)域的形狀與輸出激光束的偏振抑制比和照射角之間 的關(guān)系。結(jié)果，本發(fā)明人已經(jīng)新發(fā)現(xiàn)以下情況。也就是，在一些情形中， 僅通過使得電流通過區(qū)域的形狀為圓形或者方形的，輸出激光束的截面形 狀難以是圓形的。本發(fā)明人已經(jīng)詳細研究了以上結(jié)果的原因，并新發(fā)現(xiàn)，當使用傾斜襯 底時，圍繞電流通過區(qū)域的氧化物的厚度大大地影響輸出激光束的照射角。發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，提供一種在垂直于表面發(fā)射激光器元件的 襯底表面的方向發(fā)射激光束的表面發(fā)射激光器元件、表面發(fā)射激光器元件 安置在其中的表面發(fā)射激光器陣列、利用表面發(fā)射激光器元件或者表面發(fā) 射激光器陣列的光學(xué)掃描裝置和利用光學(xué)掃描裝置的成像設(shè)備，其中可以 獲得穩(wěn)定的輸出激光束偏振方向而不會導(dǎo)致高成本，并且輸出激光束的截 面形狀可以基本上為圓形的。本發(fā)明的特征和優(yōu)點在下面的描述中提出，并且部分地從該描述以及 附圖將變得明顯，或者可以通過根據(jù)該描述中提供的教導(dǎo)實踐本發(fā)明而獲 得。本發(fā)明的特征和優(yōu)點將通過在垂直于表面發(fā)射激光器元件的襯底表面 的方向發(fā)射激光束的表面發(fā)射激光器元件、其中安置有表面發(fā)射激光器元 件的表面發(fā)射激光器陣列、利用表面發(fā)射激光器元件或者表面激光器陣列的光學(xué)掃描裝置和利用光學(xué)掃描裝置的成像設(shè)備而實現(xiàn)和獲得，其在說明 書中以如此全面、清楚、簡潔和確切的術(shù)語特別地指出，以使得本領(lǐng)域技 術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。為了實現(xiàn)這些以及其它優(yōu)點的一個或多個，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種表面發(fā)射激光器元件。該表面發(fā)射激光器元件包括襯底，其主表 面的法線方向相對于[l OO]晶體取向的一個方向朝向[l 1 l]晶體取向的一個 方向傾斜；諧振器結(jié)構(gòu)體，該諧振器結(jié)構(gòu)體包括有源層；第一和第二半導(dǎo) 體分布布拉格(Bragg)反射器，其夾住諧振器結(jié)構(gòu)體并包括限制結(jié)構(gòu)，在該 限制結(jié)構(gòu)中電流通過區(qū)域由氧化層圍繞；堆疊在襯底上的多個半導(dǎo)體層； 和具有開口部分的金屬層，該開口部分成為該多個半導(dǎo)體層上的光輸出部 分。其截面形狀具有較長的長度方向的激光束通過氧化物限制結(jié)構(gòu)輸入到 金屬層，并且光輸出部分在垂直于激光束的較長的長度方向的第一方向上 的開口寬度小于光輸出部分在平行于激光束的較長的長度方向的第二方向 上的另一開口寬度。
當結(jié)合附圖閱讀時，本發(fā)明的特征和優(yōu)點從下面的詳細描述將變得更加明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的成像設(shè)備的剖視圖；圖2是圖1所示的光學(xué)掃描裝置的剖視圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的表面發(fā)射激光器元件的剖視圖；圖3B是圖3A所示的表面發(fā)射激光器元件的俯視圖;圖4A是示出圖3A所示的村底的傾斜的圖形；圖4B是示出圖3A所示的襯底的位置的圖形；圖5是示出圖3A所示的表面發(fā)射激光器元件的臺面的外形的圖形；圖6是表面發(fā)射激光器元件沿著圖3A的線A-A的剖視圖；圖7是圖6所示的氧化物限制結(jié)構(gòu)沿著圖6的線A-A的剖視圖；圖8是圖6所示的氧化物限制結(jié)構(gòu)沿著圖6的線B-B的剖視圖；圖9是示出在所制造的表面發(fā)射激光器元件中的電流通過區(qū)域的長寬比(rectangular ratio)和偏振抑制比之間的關(guān)系的曲線；圖IO是示出使用類似于圖3A所示的傾斜襯底的表面發(fā)射激光器元件的電流通過區(qū)域長寬比與輸出激光束照射角之間的關(guān)系的曲線；圖ll是示出利用類似于圖3A所示的襯底的傾斜襯底的表面發(fā)射激光 器元件的光輸出部分的開口寬度和在X軸方向的輸出激光束照射角之間的 關(guān)系的曲線；圖12A是示出激光束和電流通過區(qū)域的形狀的圖形；圖12B是示出激光束和光輸出部分的形狀的圖形；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的表面發(fā)射激光器陣列的圖形；圖14是示出圖13所示的光發(fā)射部分的二維陣列的圖形；圖15是沿著圖14的線A-A的剖視圖；圖16是彩色打印機的剖視圖；圖17A是示出臺面的外形和電流通過區(qū)域的形狀的圖形；以及圖17B是示出臺面的外形和關(guān)于二軸對稱的電流通過區(qū)域的形狀的圖形。
具體實施方式
參照附圖描述實施本發(fā)明的最佳方式。 參照圖1-11,描述本發(fā)明的實施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的成像設(shè)備的剖視圖。在圖1中，作為成 像設(shè)備，激光打印機1000被示出。如圖1所示，激光打印機1000包括光學(xué)掃描裝置1010、光導(dǎo)鼓1030、 充電器1031、顯影輥1032、轉(zhuǎn)印充電器1033、放電單元1034、清潔單元 1035、調(diào)色劑盒1036、紙張饋送輥1037、紙張饋送托盤1038、"對配準輥 1039、定影輥1041、紙張^T出輥1042、紙張輸出^Jt 1043、通信控制器 1050和用于控制總體在打印機拒1044中的相應(yīng)的預(yù)定位置的上的部件的打 印機控制器1060。通信控制器1050通過例如網(wǎng)絡(luò)來控制與外部設(shè)備(例如，個人電腦)的 相互通信。光導(dǎo)鼓1030(圖像載體)是圓筒狀元件，光導(dǎo)層形成在光導(dǎo)鼓1030的表 面上。也就是，光導(dǎo)鼓1030的表面是待掃描的表面。光導(dǎo)鼓1030在圖1 所示的箭頭方向旋轉(zhuǎn)。充電器1031、顯影輥1032、轉(zhuǎn)印充電器1033、放電單元1034和清潔8單元1(B5布置在光導(dǎo)鼓1030的表面附近。充電器1031、顯影輥1032、轉(zhuǎn) 印充電器1033、放電單元1034、清潔單元1035沿著光導(dǎo)鼓1030的旋轉(zhuǎn)方 向以該順序布置。充電器1031對光導(dǎo)鼓1030的表面均勻充電。光學(xué)掃描裝置1010將基于從外部設(shè)備傳輸?shù)膱D像信息調(diào)制的光通量 (激光束)照射到由充電器1031充電的光導(dǎo)鼓1030的表面上。由此，基于圖 像信息的靜電潛象形成到光導(dǎo)鼓1030的表面上。對應(yīng)光導(dǎo)鼓1030的旋轉(zhuǎn)， 形成的靜電潛象移動到顯影輥1032。下面詳細描述光學(xué)掃描裝置1010。調(diào)色劑存儲在調(diào)色劑盒1036中并且所存儲的調(diào)色劑供應(yīng)到顯影輥 1032。顯影輥1032將從調(diào)色劑盒1036供應(yīng)的調(diào)色劑粘附到形成在光導(dǎo)鼓 1030的表面上的靜電潛象上。借助此，靜電潛象被顯影，并且使得圖像信 息被顯現(xiàn)。對應(yīng)光導(dǎo)鼓1030的旋轉(zhuǎn)，調(diào)色劑粘附到其上的靜電潛象(調(diào)色劑 圖像)移動到轉(zhuǎn)印充電器1033。記錄紙張1040存儲在紙張饋送托盤1038中。布置在紙張饋送托盤1038 附近的紙張4貴送輥1037從紙張々貴送托盤1038 —張一張地沖合取記錄紙張 1040，并將拾取的記錄紙張1040傳送到一對配準輥1039。這對配準輥1039 臨時地保持由紙張饋送輥1037拾取的記錄紙張1040，并且對應(yīng)光導(dǎo)鼓1030 的旋轉(zhuǎn)將記錄紙張1040傳送到光導(dǎo)鼓1030和轉(zhuǎn)印充電器1033之間的位置 (間隙)。極性與調(diào)色劑極性相反的電壓施加到轉(zhuǎn)印充電器1033上以使得光導(dǎo)鼓 1030上的調(diào)色劑圖像被電吸引到記錄紙張1040上。光導(dǎo)鼓1030的表面上 的調(diào)色劑圖像通過該電壓轉(zhuǎn)印到記錄紙張1040上。調(diào)色劑圖像已經(jīng)轉(zhuǎn)印到 其上的記錄紙張104(H皮傳遞到定影輥1041。熱和壓力通過定影輥1041施加到記錄紙張1040。借助此，記錄紙張 1040上的調(diào)色劑圖像被定影。調(diào)色劑圖像已經(jīng)通過定影輥1041固定到其上 的記錄紙張1040經(jīng)由紙張輸出輥1042傳遞到紙張輸出托盤1043，并且記 錄紙張1040堆疊在紙張輸出托盤1043上。放電單元1034對光導(dǎo)鼓1030的表面放電。清潔單元1035移除光導(dǎo)鼓1030表面上剩余的調(diào)色劑。其上的剩余調(diào) 色劑已經(jīng)被移除的光導(dǎo)鼓1030的表面返回到面對充電器1031的位置。接著，描述光學(xué)掃描裝置1010的結(jié)構(gòu)。圖2是光學(xué)掃描裝置1010的 剖一見圖。
如圖2所示，作為一個例子，光學(xué)掃描裝置1010包括在殼體30中的 對應(yīng)預(yù)定位置處的偏轉(zhuǎn)器側(cè)掃描透鏡lla、圖像面?zhèn)葤呙柰哥Rllb、多角鏡 13(偏轉(zhuǎn)單元)、光源14、耦合透鏡15、光圈擋片16、變形透鏡17、反射鏡 18和掃描控制器(未示出)。
在下面，對應(yīng)主掃描方向的方向稱作主掃描對應(yīng)方向，對應(yīng)副掃描方 向的方向稱作副掃描對應(yīng)方向。
耦合透鏡15使得從光源14輸出的光通量(激光束)為大致平行的光。光 源14和耦合透鏡15固定到由鋁形成的支撐件并集成在一起。
光圈擋片16包括光圈部分并控制從耦合透鏡15發(fā)出的光通量的光束 直徑。
變形透鏡17在副掃描對應(yīng)方向上經(jīng)由反射鏡18從通過光圈擋片16的 光圏部分的光通量在多角鏡13的偏轉(zhuǎn)反射面附近形成圖像。
布置在光源14和多角鏡13之間的光路上的光學(xué)系統(tǒng)稱作在偏轉(zhuǎn)器前 的光學(xué)系統(tǒng)。在本實施例中，在偏轉(zhuǎn)器前的光學(xué)系統(tǒng)由耦合透鏡l5、光圈 擋片16、變形透鏡17和反射鏡18形成。
多角鏡13是具有六個側(cè)面的鏡子，其內(nèi)切圓半徑為例如18毫米，并 且每個鏡子是偏轉(zhuǎn)反射表面。多角鏡13以恒定速度圍繞平行于副掃描對應(yīng) 方向的軸旋轉(zhuǎn)并偏轉(zhuǎn)來自反射鏡18的光通量。
偏轉(zhuǎn)器側(cè)掃描透鏡lla位于通過多角鏡13偏轉(zhuǎn)的光通量的光路中。
圖像面?zhèn)葤呙柰哥Rlib位于來自偏轉(zhuǎn)器側(cè)掃描透鏡lla的光路中。來 自圖像面?zhèn)葤呙柰哥Rlib的光通量照射到光導(dǎo)鼓1030的表面上，光斑形成 在光導(dǎo)鼓1030的表面上。對應(yīng)多角鏡13的旋轉(zhuǎn)，光斑在光導(dǎo)鼓1030的較 長的長度方向(寬度方向)移動。也就是，光斑掃描光導(dǎo)鼓1030的表面。光 斑的移動方向是主掃描方向，光導(dǎo)鼓1030的旋轉(zhuǎn)方向是副掃描方向。
在多角鏡13和光導(dǎo)鼓1030之間的光路上的光學(xué)系統(tǒng)稱作掃描光學(xué)系 統(tǒng)。在本實施例中，掃描光學(xué)系統(tǒng)由偏轉(zhuǎn)器側(cè)掃描透鏡lla和圖像面?zhèn)葤呙?透鏡lib形成。此外，至少一個光軸折疊鏡可以布置在偏轉(zhuǎn)器側(cè)掃描透鏡 lla和圖像面?zhèn)葤呙柰哥Rllb之間的光路和圖像面?zhèn)葤呙柰哥Rllb和光導(dǎo)鼓 1030之間的光^各中的至少一個上。圖3A是根據(jù)本本發(fā)明的實施例的表面發(fā)射激光器元件100的剖視圖。 圖3B是表面發(fā)射激光器元件100的俯視圖。作為一個例子，光源14包括 如圖3A和3B所示的表面發(fā)射激光器元件100。
在本發(fā)明的描述中，激光束(光通量)照射方向是Z軸方向，在垂直于Z
表面發(fā)射激光器元件100的設(shè)計振蕩波長為780nm波段。表面發(fā)射激 光器元件100包括襯底101、緩沖層102、下半導(dǎo)體DBR(分布布拉格反射 器)103、下間隔層104、有源層105、上間隔層106、上半導(dǎo)體DBR107、接 觸層109等。
下面描述在圖3A和3B中的具有相應(yīng)的標記108、 108a、 108b、 112、 113、 114、和115的部件。
圖4A是示出襯底101的傾斜的圖形。圖4B是示出襯底101的位置的 圖形。
襯底101的表面是鏡面拋光表面，襯底101是n-GaAs單晶襯底。如圖 4A所示，襯底101的鏡面拋光表面(主表面)的法線方向相對于[l OO]晶體取 向方向朝[l 1 l]A晶體取向方向傾斜15度(0=15度)。也就是，襯底101是 所謂的傾斜襯底。如圖4B所示，襯底101布置成使得[O 1 -l]晶體取向方向 是-X方向，而[O-l 1]晶體取向方向是+X方向。
返回圖3A,緩沖層102堆疊在襯底101的+Z側(cè)表面上并由n-GaAs形成。
下半導(dǎo)體DBR 103堆疊在緩沖層102的+Z側(cè)上并包括40.5對由n-AlAs 形成的低折射率層和由n-Ala3Gao.7As形成的高折射率層。
此外，為了降低電阻值，在折射率層之間形成20nm厚的組分梯度層， 在該組分梯度層中，組分逐漸從一種組分變化為另一組分。當振蕩波長為人 時，通過包括1/2的相鄰的組分梯度層，每一折射率層確定為具有X/4的光 學(xué)厚度。
在光學(xué)厚度和實際厚度之間存在以下關(guān)系。當光學(xué)厚度為A74時，實際 厚度"h" =^/41^(>}是層的介質(zhì)的折射率)。
下間隔層104堆疊在下半導(dǎo)體DBR103的+Z側(cè)上并且由非摻雜的 (Al0.iGa0.9)0.5In0.5P形成。
有源層105堆疊在下間隔層104的+Z側(cè)上并且具有三量子阱結(jié)構(gòu)，該
ii三量子阱結(jié)構(gòu)具有三層的量子阱層和四層的阻擋層。量子阱層的每一層由
GalnAsP形成，其組分引起0.7%的壓縮應(yīng)變，并具有大約780nrn的帶隙波 長。每一阻擋層由GalnP形成，其組分引起0.6%的拉伸應(yīng)變。
上間隔層106堆疊在有源層105的+Z側(cè)上并由非摻雜的 (Alo.iGao.9)o.5ln。.5P開j成。
由下間隔層104、有源層105和上間隔層106形成的部分稱作諧振器結(jié) 構(gòu)體，并且該諧振器結(jié)構(gòu)體的厚度確定為一個波長的光學(xué)厚度。為了獲得 高受激發(fā)射概率，有源層105位于諧振器結(jié)構(gòu)體的中心，該中心對應(yīng)電場 的駐波分布的反節(jié)點位置。
上半導(dǎo)體DBR107包括第一上半導(dǎo)體DBR(未示出)和第二上半導(dǎo)體 DBR(未示出)。
第一上半導(dǎo)體DBR堆疊在上間隔層106的+Z側(cè)上并包括一對由 p-(Alo.7Gaa3)a5Ina5P形成的低折射率層和由p-(Al(uGao.9)o.5lno.5P形成的高折 射率層。
第二上半導(dǎo)體DBR堆疊在第一上半導(dǎo)體DBR的+Z側(cè)上并包括23對 由p-Alo.9GacuAs形成的^f氐折射率層和由p-Alo.3Gao.7As形成的高折射率層。
為了降低電阻值，在上半導(dǎo)體DBR107的折射率層之間形成組分梯度 層，其中組分從一種組分逐漸變化為另一組分。當振蕩波長為人時，通過 包括1/2的相鄰的組分梯度層，低和高折射率層的每一層確定為具有X/4的 光學(xué)厚度。
由p-AlAs形成的30nm厚的待選擇性氧化的層108被插入到第二上半 導(dǎo)體DBR的低折射率層之一中。待選擇性氧化的層108的插入位置是在從 上間隔層106起的第三對低折射率層中并位于對應(yīng)電場的駐波分布的節(jié)點 位置。
接觸層109堆疊在第二上半導(dǎo)體DBR的+Z側(cè)上并由p-GaAs形成。 在下面，在一些情形中，其中多個半導(dǎo)體層堆疊在襯底101上的結(jié)構(gòu)
稱作層堆疊體。
接著，簡單描述表面發(fā)射激光器元件100的制造方法。
(1)層堆疊體借助于MOCVD(金屬有機化學(xué)蒸氣淀積)方法或者
MBE(分子束外延)方法通過晶體生長而形成。
在上面，作為族m原材料，使用TMA(三曱基鋁)、TMG(三甲基鎵)或者TMI(三曱基銦)，并且，作為族V原材料，使用磷化氫(PH3)或者月申(AsH3)。 此外，作為p類型摻雜物的原材料，使用四溴化碳(CBr4)或者二甲基鋅 (DMZn),并且作為n類型摻雜物的原材料，使用硒化氫(H2Se)。
(2) 具有矩形形狀的抗蝕圖案(resist pattem)形成在層堆疊體的表面上 (見圖5),其中該矩形形狀在X軸方向的長度"aX，，為25.5pm,在Y軸方向 的長度"aY"為25.0pm。
圖5是示出表面發(fā)射激光器元件IOO的臺面的外形的圖形。
(3) 具有四角柱形狀的臺面通過利用ECR(電子回旋加速器共振)蝕刻 法借助于Cl2氣體同時利用上面的抗蝕圖案作為光掩膜而形成。蝕刻的底部 表面定位在下間隔層104中。
(4) 光掩膜被去除。
(5) 熱處理在水蒸氣中施加到層堆疊體。借助此，在待選擇性氧化的層 108中的鋁(A)從臺面的外部被選擇性地氧化，而由Al的氧化層108a圍繞 的非氧化層108b保留在臺面的中心部分(見圖3A)。也就是，形成所謂的氧 化物限制結(jié)構(gòu)，其中表面發(fā)射激光器元件100的光發(fā)射部分的激勵電流路 線:被限制到臺面的中心部分。非氧化區(qū)域108b是電流通過區(qū)域(電流注入?yún)^(qū) 域)。
(6) SiN或者Si02的防護層111通過利用CVDG匕學(xué)蒸氣淀積)方法形成。
(7) 層堆疊體通過聚酰亞胺層112平整。
(8) 用于p電極接觸的窗開口于臺面的上部。形成光阻材料掩膜，光阻 材料的開口部分通過將開口部分暴露在臺面的上部而被去除，窗借助于 BHF(緩沖氫氟酸)通過蝕刻聚酰亞胺層112和防護層111而^C打開。
(9) 矩形形狀的抗蝕圖案形成在臺面的上部、成為光輸出部分(金屬層 的開口部分)的區(qū)域上，所述矩形形狀在X軸方向的長度為10pm,在Y軸 方向的長度為11.5pm,并且p電極材^H皮淀積。作為p電才及材沖+,由 Cr/AuZn7Au或者Ti/Pt/Au形成的多層薄膜被使用。
(10) p電極113通過在光輸出部分剝離(lifting off)電極材料而形成。由 p電極113圍繞的部分是光輸出部分115。 p電極113是金屬層。
(11) 襯底101的底面被拋光以使得襯底101的厚度變?yōu)槔?00|_im， n 電極114形成在襯底101的底面上。n電極114由AuGe/Ni/Au多層薄膜形 成。
13(12) p電極113和n電極114之間的歐姆接觸通過退火獲得，借助此， 臺面變?yōu)楣獍l(fā)射部分。
(13) 表面發(fā)射激光器元件IOO通過被切除而形成為芯片。 在通過上面的方法制造的表面發(fā)射激光器元件100中，輸出激光束的
偏振方向是X軸方向，其是期望的方向，偏振抑制比是20dB或者更大并且 穩(wěn)定。偏振抑制比是在期望偏振方向的光強與在垂直于期望偏振方向的方 向上的光強的比率，也就是說，成像設(shè)備例如復(fù)印機要求具有大約20dB。 此外，在表面發(fā)射激光器元件100中，在X軸方向和Y軸方向的輸出激光 束的照射角度之間的差為0.1。或者更小，并且輸出激光束的截面形狀為大致 圓形。
圖6是表面發(fā)射激光器元件100沿著圖3A的線A-A的剖視圖。也就 是，表面發(fā)射激光器元件100的氧化物限制結(jié)構(gòu)在圖6中示出。在圖6中， 限定以下內(nèi)容。也就是，從氧化層108a的+Y側(cè)末端到電流通過區(qū)域108b(非 氧化層)的+Y側(cè)末端的距離為"dyl",從氧化層108a的-Y側(cè)末端到電流通過 區(qū)域108b的-Y側(cè)末端的距離為"dy2"，從氧化層108a的+X側(cè)末端到電流 通過區(qū)域108b的+X側(cè)末端的距離為"dxl"，并且從氧化層108a的-X側(cè)末 端到電流通過區(qū)域108b的-X側(cè)末端的距離為"dx2"。當通過利用IR(紅外線) 顯微鏡測量距離時，測量結(jié)果為dy2>dyl， dx2 dxl>dyl。這表明在-Y方 向的氧化速率小于在+Y、十X和-X方向的氧化速率。
此外，在圖6中，限定以下內(nèi)容。也就是，電流通過區(qū)域在Y軸方向 的寬度為"bY，，，電流通過區(qū)域108b在X軸方向的寬度為"bX"。然后，測量 該寬度，并且測量結(jié)果為"bY"-4.0pm, "bX"=4.5^im，并且"bY/bX"(電流通 過區(qū)域108b的長寬比)是0.89。
圖7是圖6所示的氧化物限制結(jié)構(gòu)沿著圖6的線A-A的剖視圖。在圖 7中，限定以下內(nèi)容。也就是，氧化層108a在電流通過區(qū)域108b的+Y側(cè) 的厚度為"Syl"，氧化層108a在電流通過區(qū)域108b的-Y側(cè)的厚度為"Sy2"。 然后，當在Y軸方向的數(shù)個位置測量該厚度時，"Syl"大于"Sy2"大約2nm, 即使距氧化末端部分的距離是相同的，例如在圖7中的距離"d"。
圖8是圖6所示的氧化物限制結(jié)構(gòu)沿圖6的線B-B的剖視圖。在圖8 中，限定以下內(nèi)容。也就是，氧化層108a在電流通過區(qū)域108b的-X側(cè)的 厚度為"Sxl",氧化層108a在電流通過區(qū)域雨b的+X側(cè)的厚度為"Sx2"。那么當在X軸方向的數(shù)個位置測量該厚度時，當距氧化末端部分的距離是
相同的例如在圖8中的距離"d"時，"Sx 1"大致等于"Sx2"。此外，"Sx 1 ，，和"Sx2" 的厚度小于"Syl"的厚度，即使距氧化末端部分的距離是相同的。
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)制造了多個表面發(fā)射激光器元件100，其電流通過 區(qū)域108b的長寬比彼此不同，并獲得長寬比和偏振抑制比之間的關(guān)系。
圖9是示出在所制造的表面發(fā)射激光器元件100中的電流通過區(qū)域 108b的長寬比(bY/bX)和偏振抑制比之間的關(guān)系的曲線。在圖9中，表面發(fā) 射激光器元件100的偏振方向是X軸方向；也就是，相同的方向。在圖9 中，黑色圓圈示出第一組的多個表面發(fā)射激光器元件，白色圓圈示出第二 組的多個表面發(fā)射激光器元件，并且第一和第二組的結(jié)構(gòu)彼此部分不同。 如圖9所示，在第一和第二組的任一中，當長寬比(bY/bX)小于1.0時，也 就是，當在電流通過區(qū)域108b中在X軸方向的長度大于在Y軸方向的長度 時，偏振抑制比可以是較大的。
通常，在表面發(fā)射激光器元件中，當在橫向方向的光限制(在此及后， 在一些情形中，簡稱為光限制)大時，輸出激光束的照射角趨于為大的。當 電流通過區(qū)域的寬度小且氧化層的厚度大時，光限制的程度變大。也就是， 當電流通過區(qū)域的寬度小且氧化層的厚度大時，輸出激光束的照射角趨于 變大。
圖IO是示出利用類似于襯底101的傾斜襯底的表面發(fā)射激光器元件的 電流通過區(qū)域的長寬比和輸出激光束的照射角之間的關(guān)系的曲線，其中光 輸出部分的形狀是方形的。如圖IO所示，當電流通過區(qū)域的長寬比(bY/bX) 變大時，在X軸方向的照射角變大，并且在Y軸方向的照射角變小。此外， 當電流通過區(qū)域的長寬比(bY/bX)為大約1.1時，在X和Y軸方向的照射角 變?yōu)橄嗤摹?br>
也就是，當電流通過區(qū)域的長寬比小于大約1.1時，輸出激光束的截面 形狀為橢圓的，其中Y軸方向是較長的長度方向。此外，當電流通過區(qū)域 的長寬比大于大約1.1時，輸出激光束的截面形狀為橢圓的，其中X軸方 向為較長的長度方向。當電流通過區(qū)域的長寬比是1.0,也就是，電流通過 區(qū)域的形狀為正方形時，在X和Y軸方向的照射角由于氧化層的"Sxl" Sx2〈Syl"的關(guān)系而是不同的。
當電流通過區(qū)域的長寬比小于大約1.1時，電流通過區(qū)域的長寬比越小，在X軸方向和Y軸方向的照射角之間的差異越大(在此及后，在一些情 形中，簡稱為照射角差異)。
如上所述，為了增大偏振抑制比，電流通過區(qū)域的長寬比制造得為小
的是有效的。特別地，當電流通過區(qū)域的長寬比被制造得小于1.0時，可以
獲得高于傳統(tǒng)情形的偏振抑制比。但是，當電流通過區(qū)域的長寬比被制造
得小于1.0時，照射角差異變得比傳統(tǒng)情形的更大。
例如，當電流通過區(qū)域的長寬比是1.0時，照射角差異為大約0.2。，當 電流通過區(qū)域的長寬比為0.89時，照射角差異為大約0.4°(見圖10中的Arl)。
圖11是示出利用類似于村底101的傾斜襯底的表面發(fā)射激光器元件的 光輸出部分的開口寬度和在X軸方向的輸出激光束的照射角之間的關(guān)系的 曲線，其中，光輸出部分和電流通過區(qū)域的形狀為方形的。
如圖ll所示，輸出激光束的照射角取決于光輸出部分的開口寬度。當 開口寬度小時，輸出激光束的照射角趨于變大。該趨勢與在Y軸方向的照 射角是相同的。
通過上面，通過利用在X和Y軸方向的光輸出部分的開口寬度之間的 數(shù)值關(guān)系，輸出激光束的截面形狀的較長的長度方向可以確定為X軸方向 或者Y軸方向。此外，照射角差異的大小可以通過在X軸方向和Y軸方向 的光輸出部分的開口寬度之間的差異(絕對值)而調(diào)節(jié)。
因此，由于電流通過區(qū)域108b的形狀和氧化物限制結(jié)構(gòu)中的氧化層 108a的厚度的不均一所致的照射角差異的增大可以通過光輸出部分U5的 形狀補償。
在本實施例中，在光輸出部分115中，在X和Y軸方向的開口寬度被 確定成使得在X軸方向的開口寬度小于在Y軸方向的開口寬度，"在X軸 方向的照射角 >在Y軸方向的照射角"，照射角差異的大小為接近值A(chǔ)r 1的值 (圖11中的Ar2)。具體地，在X軸方向的開口寬度確定為10.0|Lim，在Y軸 方向的開口寬度確定為11.5jim。
借助此，即使電流通過區(qū)域108b的形狀不是方形的并且圍繞電流通過 區(qū)域108b的氧化層108a的厚度不是均一的，輸出激光束的截面形狀可以大 致為圓形。
如上所述，根據(jù)本實施例中的表面發(fā)射激光器元件100，在襯底101 中，主表面(鏡面拋光表面)的法線方向相對于[l OO]晶體取向方向在[l 1 l]A晶體取向方向上傾斜15度，在該襯底101上包括有源層105的諧振器結(jié)構(gòu) 體和多個半導(dǎo)體層被堆疊，其中多個半導(dǎo)體層包括夾住諧振器結(jié)構(gòu)體的下 半導(dǎo)體DBR103和上半導(dǎo)體DBR107。
此外，在上半導(dǎo)體DBR107中的氧化物限制結(jié)構(gòu)中，電流通過區(qū)域108b 的長寬比是0.89,且在圍繞電流通過區(qū)域108b的氧化層108a中，在+Y軸 方向的氧化厚度大于在+X和-X軸方向的氧化厚度。
此外，電流通過區(qū)域108b的形狀關(guān)于穿過電流通過區(qū)域108b的中心 并平行于X軸的軸(第一軸)是對稱的，并且關(guān)于穿過電流通過區(qū)域108b的 中心并平行于Y軸的另一軸(第二軸)是對稱的。
此外，在光輸出部分115中，在X軸方向的開口寬度小于在Y軸方向 的開口寬度。
因此，根據(jù)本實施例的表面發(fā)射激光器元件100,輸出激光束在偏振方 向的穩(wěn)定性可以提高而不會導(dǎo)致高成本，并且輸出激光束的截面形狀可以 大致為圓形。
此外，根據(jù)本實施例的光學(xué)掃描裝置1010,因為光源14包括表面發(fā)射 激光器元件100，高精度的光學(xué)掃描可以得以執(zhí)行而不會導(dǎo)致高成本。
此外，根據(jù)本實施例的激光打印機1000,因為激光打印機1000包括光 學(xué)掃描裝置1010,高質(zhì)量的圖像可以得以形成而不會導(dǎo)致高成本。
在上面，描述了其中電流通過區(qū)域108b的長寬比為0.89且氧化層1(^a 的厚度不是均一的情形。但是，所述情形并不限于本實施例的上面情況。 例如，本實施例可以應(yīng)用到其中電流通過區(qū)域108b的長寬比為1.0并且氧 化層108a的厚度不是均一的情形，以及其中電流通過區(qū)域108b的長寬比小 于l.O并且氧化層108a的厚度為均一的情形。也就是，在截面形狀是具有 較長長邊的非方形的激光束經(jīng)由氧化物限制結(jié)構(gòu)輸入到光輸出部分115的 情形中，當光輸出部分115的形狀被適當?shù)卮_定時，可以獲得以上效果。
在上面，表面發(fā)射激光器元件100的振蕩波長是在780nm波段。但是， 表面發(fā)射激光器元件100的振蕩波長可以對應(yīng)光導(dǎo)體(光導(dǎo)鼓)的特征而變 化。
此外，表面發(fā)射激光器元件100可被用于成像設(shè)備之外的設(shè)備。在這 種情形中，振蕩波長可以為在650nm波段、850nm波段、980nm波段、1.3pm 波段、1.5pm波段等，取決于意在的用途。在這樣的情形中，作為用于形成
17有源層105的半導(dǎo)體材料，可以對應(yīng)振蕩波長使用混晶半導(dǎo)體材料。
例如，當振蕩波長是在650nm波段時，基于AlGalnP的混晶半導(dǎo)體材 料可以被使用，當振蕩波長是在980nm波段時，基于InGaAs的混晶半導(dǎo)體 材料可以被使用，并且，當振蕩波長是在1.3)tim或者1.5pm波段時，基于 GalnNAs(Sb)的混晶半導(dǎo)體材料可以被使用。
此外，當每個半導(dǎo)體DBR的材料和結(jié)構(gòu)對應(yīng)振蕩波長被選取時，可以 形成對應(yīng)任意的振蕩波長的表面發(fā)射激光器元件。作為半導(dǎo)體DBR的材料， 除了基于AlGaAs的混晶材料之外，基于AlGaI叩的混晶材料可以被使用。 期望地，低和高折射率層對應(yīng)振蕩波長是可透射的，低和高折射率層之間 的折射率差異盡可能大。
此外，表面發(fā)射激光器元件100的光輸出部分115的形狀可以關(guān)于穿 過光^r出部分115的中心并平^f亍于Y軸方向的軸對稱，并且可以關(guān)于穿過 光輸出部分115并平行于X軸方向的軸不對稱。此時，光輸出部分115在 +Y側(cè)的開口寬度可以大于在-Y側(cè)的開口寬度。
如上所述，因為電流通過區(qū)域108b的+Y側(cè)的氧化層108a厚度大于在 其它部分的厚度，光限制在+Y側(cè)變大。因為光限制的不對稱具有二維分布， 激光束的形狀變得稍微變形的橢圓形狀。也就是，激光束的形狀在+Y側(cè)面 稍微較小，并在Y軸方向具有非對稱的變形(見圖12A)。圖12A是示出激 光束和電流通過區(qū)域108b的形狀的圖形。
激光束形狀的變形產(chǎn)生關(guān)于X軸方向不對稱的光束強度分布；因此， 當從表面發(fā)射激光器元件發(fā)出的激光束通過光圈擋片的開口部分時，通過 開口部分的激光束的光量分布變?yōu)殛P(guān)于X軸方向不對稱。但是，當在光輸 出部分中，在+Y側(cè)面的開口寬度調(diào)節(jié)為大于在-Y側(cè)面時，激光束的形狀的 變形可以被校正。
詳細的變形校正在原理上可以通過精細調(diào)節(jié)光輸出部分的形狀而執(zhí) 行。但是，實際上，即使執(zhí)行粗略的校正，也可以獲得足夠的效果。因此， 如圖12B所示，光輸出部分115的形狀優(yōu)選地為梯形的，其可以容易設(shè)計 和制造。圖12B是示出激光束和光輸出部分115的形狀的圖形。在該情形 中，在光輸出部分115處，激光束的形狀在+Y側(cè)稍大，水平地長，并具有 在Y軸方向的不對稱變形，在氧化物限制結(jié)構(gòu)中反映激光束形狀的變形。 為了解決上面的問題，當光輸出部分115的形狀確定為梯形時，其開口寬度在+Y側(cè)大時，激光束形狀可以為具有低變形的大致圓形。
在本實施例中，描述其中氧化層108a在電流通過區(qū)域108b的+Y側(cè)上 的厚度大于其它部分的情形。也就是，在這種情形中，dy2>dyl， dx2 dxl>dyl。但是，本發(fā)明人的另一實驗中，存在其中dy2>dyl,dy2>dx2 dxl 的情形，這取決于待選擇性氧化的層108的厚度和氧化條件的組合。在這 樣的情形中，已經(jīng)理解，如圖9所示的電流通過區(qū)域108b的長寬比和偏振 抑制比之間的關(guān)系具有相反的關(guān)系。但是，即使在這樣的情形中，當電流 通過區(qū)域108b的長寬比確定為增大偏振抑制比并且光輸出部分115的開口 寬度確定為對于待輸入到光輸出部分115的激光束的較長的長度方向為較 長時，激光束的形狀也可以為大致圓形的。
圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的表面發(fā)射激光器陣列500的圖形。
在如圖2所示的光學(xué)掃描裝置1010中的光源14可以包括如圖13所示 的表面發(fā)射激光器陣列500，而非包括表面發(fā)射激光器元件100。
在表面發(fā)射激光器陣列500中，多個光發(fā)射部分布置在襯底上。在圖 13中，設(shè)置32個光發(fā)射部分。在圖13中，M方向是主掃描對應(yīng)方向，S 方向是副掃描對應(yīng)方向。光發(fā)射部分的數(shù)量并不限制于32，并且可以小于 32或者大于32。
圖14是示出如圖13所示的光發(fā)射部分的二維陣列的圖形。如圖14所 示，表面發(fā)射激光器陣列500包括四個光發(fā)射部分陣列，其中八個光發(fā)射 部分以在光發(fā)射部分之間在從M方向向S方向具有傾斜角度的T方向上以 相同間隔布置。 一個陣列中的八個光發(fā)射部分布置成使得在八個光發(fā)射部 分的中心之間在S方向的間隔為"c，，，四個光發(fā)射部分陣列布置成使得在四 個光發(fā)射部分陣列之間在S方向的間隔為"e"(兩個光發(fā)射部分陣列的中心 之間的距離)。也就是，32個光發(fā)射部分是二維排列的。
在圖14中，間隔"c"為3pm,間隔"e"為24nm,在M方向在光發(fā)射部 分之間的間隔"m"為30|am。
圖15是沿著圖14的線A-A的剖視圖。如圖15所示，光發(fā)射部分與表 面發(fā)射激光器元件IOO是相同的。也就是，表面發(fā)射激光器陣列500可以 通過類似于表面發(fā)射激光器元件100的制造方法的方法制造。
表面發(fā)射激光器陣列500由表面發(fā)射激光器元件100形成。因此，表 面發(fā)射激光器陣列500可以具有與表面發(fā)射激光器元件100的效果相同的效果。
在表面發(fā)射激光器陣列500中，當每個光發(fā)射部分垂直地投影于在副 掃描方向延伸的虛擬線上時，在光發(fā)射部分之間的間隔"c"為恒定的；因此， 當光發(fā)射部分的光發(fā)射時序被調(diào)節(jié)時，可以說，光發(fā)射部分沿著副掃描方 向在光導(dǎo)鼓1030上具有相同間隔排列。
此外，因為間隔"c"為3pm，當光學(xué)掃描裝置1010的光學(xué)系統(tǒng)的放大 率確定為大約1.8倍時，可以執(zhí)行4800dpi(點每英寸)的高密度寫入。當光發(fā) 射部分的數(shù)量在主掃描對應(yīng)方向增大時，執(zhí)行陣列布置，其中間隔"c"通過 縮窄間隔"e"而進一步減小，或者光學(xué)系統(tǒng)的放大率降低；可以執(zhí)行進一步 的高密度寫入，并且可以執(zhí)行更高質(zhì)量的打印。此外，在主掃描方向的寫
在這種情形中，在激光打印機1000中，即使寫入點密度增大，打印也 可得以執(zhí)行而不會降低打印速度。再者，當寫入點密度不變時，打印速度 可以進一步提高。
此外，在這種情形中，來自光發(fā)射部分的激光束(光通量)的偏振方向是 穩(wěn)定且相等的；因此，激光打印機IOOO可以穩(wěn)定地形成高質(zhì)量的圖像。
在表面發(fā)射激光器陣列500中，兩個相鄰光發(fā)射部分(表面發(fā)射激光器 元件IOO)之間的距離(凹槽)優(yōu)選地為5pm或者更大，以使得光發(fā)射部分彼 此電分離和空間分離。當該距離太小時，當制造表面發(fā)射激光器陣列500 時蝕刻不容易控制。此外，臺面的尺寸(一條邊的長度)優(yōu)選地為10pm或者 更大。當該長度太短時，熱量滯留在表面發(fā)射陣列500內(nèi)部并且性能會降 低。
此外，在表面發(fā)射激光器陣列中，可以一維地排列具有類似于表面發(fā) 射激光器元件100結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的表面發(fā)射激光器元件。
此外，在本實施例中，襯底101的鏡面拋光表面(主表面)的法線方向相 對于[l 0 O]晶體取向方向朝[l 1 l]A晶體取向方向傾斜15度。但是，襯底 101的鏡面拋光表面(主表面)的法線方向可以相對于[l 0 O]晶體取向方向在 [1 1 1]A晶體取向方向上傾斜15度之外的角度。
此外，在本實施例中，作為成像設(shè)備，使用激光打印機1000;但是， 成像設(shè)備并不限于激光打印機1000,可以是包括光學(xué)掃描裝置1010的成像 設(shè)備。
20例如，在本實施例中，作為成像設(shè)備，可使用其中表示相應(yīng)顏色的激 光束直接照射到記錄介質(zhì)上的成像設(shè)備。
此外，在本實施例中，作為成像設(shè)備，其中銀鹽薄膜用作圖像載體的 成像設(shè)備可被使用。在這種情形中，潛象通過光學(xué)掃描形成在銀鹽薄膜上， 并且潛象可以通過傳統(tǒng)的4艮鹽照相工藝的顯影處理而可一見化。再者，可視 的圖像可以通過傳統(tǒng)的銀鹽照相工藝的印刷處理轉(zhuǎn)印到照相相紙上。成像
設(shè)備可用作光學(xué)再現(xiàn)設(shè)備或者光學(xué)成像設(shè)備，其顯示CT(計算機斷層掃描)
所掃描的圖像等。
此外，如圖16所示，作為成像設(shè)備，具有多個光導(dǎo)鼓的彩色打印機2000 可以被使用。圖16是彩色打印機2000的剖視圖。
彩色打印機2000是串列式多色打印機，其通過重疊四種顏色的圖像(黑 色、青色、品紅色和黃色圖像)而形成全色圖像。彩色打印機2000包括用于 黑色圖像的光導(dǎo)鼓K1、充電裝置K2、顯影裝置K4、清潔單元K5和轉(zhuǎn)印 裝置K6;用于青色圖像的光導(dǎo)鼓C1、充電裝置C2、顯影裝置C4、清潔單 元C5和轉(zhuǎn)印裝置C6;用于品紅色圖像的光導(dǎo)鼓M1、充電裝置M2、顯影 裝置M4、清潔單元M5和轉(zhuǎn)印裝置M6;用于黃色圖像的光導(dǎo)鼓Yl 、充電 裝置Y2、顯影裝置Y4、清潔單元Y5和轉(zhuǎn)印裝置Y6;光學(xué)掃描裝置2010、 轉(zhuǎn)印帶2080;定影單元2030等。
在下面，因為在四種顏色的圖像中部件的操作是相同的，所以描述黑 色圖像的操作作為代表。
光導(dǎo)鼓Kl在如圖16所示的箭頭方向旋轉(zhuǎn)。充電裝置K2、顯影裝置 K4、轉(zhuǎn)印裝置K6和清潔單元K5沿著光導(dǎo)鼓K1方向依次布置以圍繞光導(dǎo) 鼓K1。
充電裝置K2對光導(dǎo)鼓K1的表面均勾充電。光學(xué)掃描裝置2010將激 光束照射到由充電裝置K2充電的光導(dǎo)鼓K1的表面上。借助此，靜電潛象 形成在光導(dǎo)鼓K1的表面上。顯影裝置K4顯影靜電潛象并在光導(dǎo)鼓K1的 表面上形成調(diào)色劑圖像。轉(zhuǎn)印裝置K6將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶2080上 的記錄介質(zhì)(紙張)上，并且轉(zhuǎn)印的圖像通過定影單元2030固定。當上面的 操作被執(zhí)行用于所有顏色的圖像時，全色圖像印刷在記錄介質(zhì)上。
光學(xué)掃描裝置2010在每種顏色中包括類似于光源14的光源。因此， 光學(xué)掃描裝置2010可以獲得與光學(xué)掃描裝置1010的效果相同的效果。此
21外，因為彩色打印機2000包括光學(xué)掃描裝置2010,彩色打印機2000可以 獲得與激光打印機1000的效果相同的效果。
在彩色打印機2000中，彩色套準誤差會由于每個部件的制造誤差和部 件的定位誤差而產(chǎn)生。但是，在光學(xué)掃描裝置2010的每一光源包括類似于 表面發(fā)射激光器陣列500的表面發(fā)射激光器陣列的情形中，當待發(fā)光的光 發(fā)射部分被選取時，彩色套準誤差可以降低。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例，在表面發(fā)射激光器元件100和表面 發(fā)射激光器陣列500中，輸出激光束在偏振方向的穩(wěn)定性可以是高的，并 且輸出激光束的截面形狀可以為大致圓形的而不會導(dǎo)致高成本。此外，在 光學(xué)掃描裝置1010(2010)中，精確的光學(xué)掃描可以得以執(zhí)行而不會導(dǎo)致高成 本。此外，成像設(shè)備1000(2000)可以形成高質(zhì)量的圖^象而不會導(dǎo)致高成本。
再者，本發(fā)明并不限于特定公開的實施例，可以進行各種變化和修改，
其并不超出本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明基于于2008年6月11日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利 申請No.2008-153382和于2009年4月7日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán) 專利申請No.2009-092551,其整個內(nèi)容在此通過？ 1用作為參考。
權(quán)利要求
1.一種表面發(fā)射激光器元件，包括襯底，該襯底的主表面的法線方向相對于[100]晶體取向的一個方向朝[111]晶體取向的一個方向傾斜；諧振器結(jié)構(gòu)體，該諧振器結(jié)構(gòu)體包括有源層；第一和第二半導(dǎo)體分布布拉格反射器，所述第一和第二半導(dǎo)體分布布拉格反射器夾住所述諧振器結(jié)構(gòu)體并包括限制結(jié)構(gòu)，在該限制結(jié)構(gòu)中電流通過區(qū)域由氧化層圍繞；堆疊在所述襯底上的多個半導(dǎo)體層；和金屬層，該金屬層具有開口部分，所述開口部分成為在所述多個半導(dǎo)體層上的光輸出部分，其中截面形狀具有較長的長度方向的激光束經(jīng)由所述氧化物限制結(jié)構(gòu)輸入到所述金屬層；并且所述光輸出部分在垂直于所述激光束的所述較長的長度方向的第一方向上的開口寬度小于所述光輸出部分在平行于所述激光束的所述較長的長度方向的第二方向上的另一開口寬度。
2. 如權(quán)利要求1所述的表面發(fā)射激光器元件，其中 所述電流通過區(qū)域在所述第一方向上的長度大于所述電流通過區(qū)域在所述第二方向上的長度。
3. 如權(quán)利要求1所述的表面發(fā)射激光器元件，其中圍繞所述電流通 過區(qū)域的所述氧化層的厚度在平行于所述第二方向的其中一個方向上大于 在平行于所述第一方向的方向上的。
4. 如權(quán)利要求3所述的表面發(fā)射激光器元件，其中所述金屬層的所述光輸出部分的形狀關(guān)于穿過所述光輸出部分的中心 平行于所述第二方向的軸對稱，并且關(guān)于通過所述光輸出部分的中心平行 于所述第一方向的軸不對稱；以及與圍繞所述電流通過區(qū)域的所述氧化層的厚度比其它部分大的部分相 對應(yīng)的所述光輸出部分的開口寬度大于所述光輸出部分的其他開口寬度。
5. 如權(quán)利要求1所述的表面發(fā)射激光器元件，其中 所述第一方向平行于所述襯底的表面，并垂直于所述[l OO]晶體取向的一個方向和所述[l 1 l]晶體取向的一個方向；以及所述第二方向是垂直于所述襯底的所述主表面的所述法線方向和第一方向的方向。
6. 如權(quán)利要求1所述的表面發(fā)射激光器元件，其中 所述電流通過區(qū)域的形狀關(guān)于穿過所述電流通過區(qū)域的中心平行于所述第一方向的第一軸對稱，并且關(guān)于穿過所述電流通過區(qū)域中心平行于所 述第二方向的第二軸對稱。
7. 如權(quán)利要求1所述的表面發(fā)射激光器元件，其中 所述第一方向平行于輸出激光束的偏振方向。
8. 如權(quán)利要求1所述的表面發(fā)射激光器元件，其中 所述襯底的所述主表面的所述法線方向相對于所述[l 0 O]晶體取向方向朝向[l 1 l]A晶體取向方向傾斜；以及平行于所述第一方向的方向是[O -1 l]晶體取向方向和[O 1 -l]晶體取向方向。
9. 一種表面發(fā)射激光器陣列，包括 多個如權(quán)利要求1所述的表面發(fā)射激光器元件。
10. —種光學(xué)掃描裝置，該光學(xué)掃描裝置通過激光束掃描待掃描的表 面，包4舌光源，該光源包括如權(quán)利要求l所述的表面發(fā)射激光器元件； 偏轉(zhuǎn)單元，該偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)來自所述光源的激光束；和 掃描光學(xué)系統(tǒng)，該掃描光學(xué)系統(tǒng)將由所述偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)的激光束聚集 到所述待掃描的表面上。
11. 一種光學(xué)掃描裝置，該光學(xué)掃描裝置通過激光束掃描待掃描的表面，包括光源，該光源包括如權(quán)利要求9所述的表面發(fā)射激光器陣列； 偏轉(zhuǎn)單元，該偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)來自所述光源的激光束；和 掃描光學(xué)系統(tǒng)，該掃描光學(xué)系統(tǒng)將由所述偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)的激光束聚集 到所述待掃描的表面上。
12. —種成像設(shè)備，包括 至少一個圖像載體；和如權(quán)利要求IO所述的光學(xué)掃描裝置，該光學(xué)掃描裝置將包括圖像信息的激光束掃描到所述圖像載體上。
13. —種成像設(shè)備，包括 至少一個圖像載體；和如權(quán)利要求11所述的光學(xué)掃描裝置，該光學(xué)掃描裝置將包括圖像信息 的激光束掃描到所述圖像載體上。
14. 如權(quán)利要求12所述的成像設(shè)備，其中 所述圖像信息是多顏色圖像信息。
15. 如權(quán)利要求13所述的成像設(shè)備，其中 所述圖像信息是多顏色圖像信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種表面發(fā)射激光器元件、表面發(fā)射激光器陣列、光學(xué)掃描裝置和成像設(shè)備。在表面發(fā)射激光器元件中，在傾斜的襯底上，包括有源層的諧振器結(jié)構(gòu)體和夾住諧振器結(jié)構(gòu)體的下半導(dǎo)體DBR和上半導(dǎo)體DBR堆疊。在上半導(dǎo)體DBR的氧化物限制結(jié)構(gòu)中的電流通過區(qū)域的形狀關(guān)于穿過電流通過區(qū)域的中心并平行于X軸的軸對稱，并且關(guān)于穿過電流通過區(qū)域中心并平行于Y軸的軸對稱，并且圍繞電流通過區(qū)域的氧化層的厚度在+Y軸方向比在+X和-X方向大。光輸出部分在X軸方向的開口寬度小于光輸出部分在Y軸方向的另一開口寬度。
文檔編號H01S5/02GK101604819SQ20091014594
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者佐藤俊一, 原坂和宏, 石井稔浩, 菅原悟 申請人:株式會社理光