JP2891133B2 - 面発光レーザ及び面発光レーザアレイ及び光情報処理装置 - Google Patents
面発光レーザ及び面発光レーザアレイ及び光情報処理装置Info
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- H01S5/423—Arrays of surface emitting lasers having a vertical cavity
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信及び光コンピュー
タに用いられる面発光レーザ及び面発光レーザアレイに
関し、特に偏光方向を任意に制御できる面発光レーザ及
び面発光レーザアレイ及び光情報処理装置に関するもの
である。
タに用いられる面発光レーザ及び面発光レーザアレイに
関し、特に偏光方向を任意に制御できる面発光レーザ及
び面発光レーザアレイ及び光情報処理装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】光通信、光コンピュータの光源として高
密度化された半導体レーザアレイが必要となっている。
半導体レーザアレイはいくつかの半導体レーザを適当な
ピッチで並べ、各々独立に駆動させている。
密度化された半導体レーザアレイが必要となっている。
半導体レーザアレイはいくつかの半導体レーザを適当な
ピッチで並べ、各々独立に駆動させている。
【０００３】従来用いられている半導体レーザアレイの
主な作製方法としては、一つに別々に作製した半導体レ
ーザを整列させてハンダ、ＡｕＳｎ等の低融点合金によ
り同一のヒートシンクに融着させて作製するフリップチ
ップボンディングによる方法がある。この場合、アライ
メントは機械的な方式になるため、ピッチを詰められな
い、精度が悪いという欠点がある。
主な作製方法としては、一つに別々に作製した半導体レ
ーザを整列させてハンダ、ＡｕＳｎ等の低融点合金によ
り同一のヒートシンクに融着させて作製するフリップチ
ップボンディングによる方法がある。この場合、アライ
メントは機械的な方式になるため、ピッチを詰められな
い、精度が悪いという欠点がある。
【０００４】これに対して、一枚の基板上に作り込むモ
ノリシックな作製方法がある。これは端面出射型ストラ
イプレーザでは図２２に示すように、適当な間隔でメサ
ストライプを並べて作製するものである。電極を個々に
分割することで、個々のレーザを別々に移動することが
可能となっている。また、このタイプの半導体レーザア
レイは互いの半導体レーザのピッチ、位置精度は光学露
光で決定されるためμm オーダーの精度が得られる。
ノリシックな作製方法がある。これは端面出射型ストラ
イプレーザでは図２２に示すように、適当な間隔でメサ
ストライプを並べて作製するものである。電極を個々に
分割することで、個々のレーザを別々に移動することが
可能となっている。また、このタイプの半導体レーザア
レイは互いの半導体レーザのピッチ、位置精度は光学露
光で決定されるためμm オーダーの精度が得られる。
【０００５】しかしながら端面出射型レーザアレイで
は、１次元の配列しかできないため、アレイの数、密度
には限界があり、光情報処理の光源として求められてい
る多くの半導体レーザを集積化した半導体レーザアレイ
には不向きであった。
は、１次元の配列しかできないため、アレイの数、密度
には限界があり、光情報処理の光源として求められてい
る多くの半導体レーザを集積化した半導体レーザアレイ
には不向きであった。
【０００６】これに対して図２３に示す面発光レーザで
は、基板に対して垂直方向に光を出射するため、２次元
の配列が容易で高密度なマトリックスアレイが作製され
る利点があり、ファイバ等光学部品への結合効率にも優
れている。したがって光スイッチ、光インターコネクシ
ョン等には光学素子やファイバへの結合あるいはアレイ
素子の大きさを考慮すると、高精度かつ高密度化が可能
な面発光レーザアレイが有望視されている。
は、基板に対して垂直方向に光を出射するため、２次元
の配列が容易で高密度なマトリックスアレイが作製され
る利点があり、ファイバ等光学部品への結合効率にも優
れている。したがって光スイッチ、光インターコネクシ
ョン等には光学素子やファイバへの結合あるいはアレイ
素子の大きさを考慮すると、高精度かつ高密度化が可能
な面発光レーザアレイが有望視されている。
【０００７】さらに半導体レーザアレイの光通信、光コ
ンピュータへの応用上、偏光方向は安定であることが望
ましい。これは光情報処理のシステム構成で偏光依存性
のある光学素子を用いるためだけではなく、素子の端面
反射等でどんな系でも偏光依存性が存在するため、偏光
の不安定性が系全体を不安定にするためである。
ンピュータへの応用上、偏光方向は安定であることが望
ましい。これは光情報処理のシステム構成で偏光依存性
のある光学素子を用いるためだけではなく、素子の端面
反射等でどんな系でも偏光依存性が存在するため、偏光
の不安定性が系全体を不安定にするためである。
【０００８】光通信や光コンピュータで重要となる半導
体レーザアレイの偏光については、端面出射型の半導体
レーザはピッチが波長程度に小さくモードカップリング
が起きる場合を除けば、アレイであることによる特別な
偏光制限効果は存在せず個々の素子の偏光特性を保持す
る。そのため、アレイでは、ＴＥモードに起因する基板
に平行な偏光が優勢となる。
体レーザアレイの偏光については、端面出射型の半導体
レーザはピッチが波長程度に小さくモードカップリング
が起きる場合を除けば、アレイであることによる特別な
偏光制限効果は存在せず個々の素子の偏光特性を保持す
る。そのため、アレイでは、ＴＥモードに起因する基板
に平行な偏光が優勢となる。
【０００９】一方、面発光レーザでは偏光に対して制限
要因が無いため、個々の素子でランダムな方向に偏光が
現れ、かつその偏光方向は不安定で駆動電流や温度等に
よりスイッチングが起きる場合がある。
要因が無いため、個々の素子でランダムな方向に偏光が
現れ、かつその偏光方向は不安定で駆動電流や温度等に
よりスイッチングが起きる場合がある。
【００１０】面発光レーザの１つである垂直共振器型面
発光レーザは、特願平３−３４７５４号にあるように上
下２組の半導体多層反射膜で共振器を形成し、基板に対
して垂直方向に光を出射する半導体レーザである。端面
出射型ストライプレーザに較べて、出射角が狭い、縦モ
ード間隔が大きい、アレイにしやすい等の特徴を持つ。
発光レーザは、特願平３−３４７５４号にあるように上
下２組の半導体多層反射膜で共振器を形成し、基板に対
して垂直方向に光を出射する半導体レーザである。端面
出射型ストライプレーザに較べて、出射角が狭い、縦モ
ード間隔が大きい、アレイにしやすい等の特徴を持つ。
【００１１】現在、半導体レーザを光源とする光通信等
のシステムでは、偏光の方向に依存するビームスプリッ
タや偏光子などの使用が不可欠なので、面発光レーザに
おいても偏光を制御することが応用上極めて重要であ
る。
のシステムでは、偏光の方向に依存するビームスプリッ
タや偏光子などの使用が不可欠なので、面発光レーザに
おいても偏光を制御することが応用上極めて重要であ
る。
【００１２】垂直共振器型面発光レーザにおいて偏光を
制御しようとする試みはいくつか報告があるが大きく分
けて２種類ある。
制御しようとする試みはいくつか報告があるが大きく分
けて２種類ある。
【００１３】ひとつは多層反射膜の反射率に異方性を持
たせようという試みでＭｉｔｓｕａｋｉ Ｓｈｉｍｉｚ
ｕらがジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド
フィジックス３０巻Ｌ１０１５−Ｌ１０１７ページ（Ｊ
ａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ．３０，ＰＰ．Ｌ１０１５
−１０１７，１９９１）に示したように、上部の半導体
多層膜の側面のうち向かいあう２面のみを高反射率の金
属で覆った例があるが実験結果からはこの方法の有効性
は確認されていない。
たせようという試みでＭｉｔｓｕａｋｉ Ｓｈｉｍｉｚ
ｕらがジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド
フィジックス３０巻Ｌ１０１５−Ｌ１０１７ページ（Ｊ
ａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ．３０，ＰＰ．Ｌ１０１５
−１０１７，１９９１）に示したように、上部の半導体
多層膜の側面のうち向かいあう２面のみを高反射率の金
属で覆った例があるが実験結果からはこの方法の有効性
は確認されていない。
【００１４】もうひとつの方法は、活性層に異方的なス
トレスを与える方法でＴｏｓｈｉｋａｚｕ Ｍｕｋａｉ
ｈａｒａらがジャパニーズ ジャーナル オブ アプラ
イドフィジックス３１巻１３８９−１３９０ページ（Ｊ
ａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，３１，ｐｐ．１３８９−１３９
０，１９９２）に示したように基板を楕円に掘りこんで
異方的なストレスを与えることで長軸に平行な偏光を得
ようというものだが、基板へのストレスを用いると、温
度変化による熱膨張や、パッケージング、取扱い時に発
生するストレスの影響を受け易く現実的でない。
トレスを与える方法でＴｏｓｈｉｋａｚｕ Ｍｕｋａｉ
ｈａｒａらがジャパニーズ ジャーナル オブ アプラ
イドフィジックス３１巻１３８９−１３９０ページ（Ｊ
ａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，３１，ｐｐ．１３８９−１３９
０，１９９２）に示したように基板を楕円に掘りこんで
異方的なストレスを与えることで長軸に平行な偏光を得
ようというものだが、基板へのストレスを用いると、温
度変化による熱膨張や、パッケージング、取扱い時に発
生するストレスの影響を受け易く現実的でない。
【００１５】その他では特開平１−２６５５８４号公報
にあるような、光出射部に矩形の高屈折率導波部を設
け、その長辺に平行な偏光を通す試みがあるが、高屈折
率導波部へ有効に光が閉じ込められるかは疑問で、それ
を用いた偏光制御効果も強くないと考えられる。
にあるような、光出射部に矩形の高屈折率導波部を設
け、その長辺に平行な偏光を通す試みがあるが、高屈折
率導波部へ有効に光が閉じ込められるかは疑問で、それ
を用いた偏光制御効果も強くないと考えられる。
【００１６】また特開平４−２４２９８９号公報にある
ように、異方形状を有する電極により、異方的な利得を
与える利得閉じ込め型レーザの一種の例があるが、利得
閉じ込め型においては閉じ込めが弱く光は発散してお
り、電極下部に閉じ込められている割合（光閉じ込め係
数）は非常に小さいので、電極形状の変化で与えられる
利得の異方性は非常に弱い。従って、それを利用した偏
波制御効果も小さいと思われる。
ように、異方形状を有する電極により、異方的な利得を
与える利得閉じ込め型レーザの一種の例があるが、利得
閉じ込め型においては閉じ込めが弱く光は発散してお
り、電極下部に閉じ込められている割合（光閉じ込め係
数）は非常に小さいので、電極形状の変化で与えられる
利得の異方性は非常に弱い。従って、それを利用した偏
波制御効果も小さいと思われる。
【００１７】特開平４−１４４１８３号公報には垂直共
振器部分を２軸を有する異方的な形状にして偏光制御を
試みた例がある。図１０にこの素子を上面から見た図を
示す。この公報には偏光制御の物理的な根拠に関しては
何も記載されておらず、ただ長軸に平行な偏波が得られ
ると記されている。図１０（ｂ）のようなひし形断面の
面発光レーザが偏光制御効果が無いことは、アイイーイ
ーイー フォトニクステクノロジー レターズ第６巻４
１ページ（ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，６，ｐｐ．４０−４２，
１９９４）により、また、他の実施例である楕円形状の
断面（図１０（ａ））を有する面発光レーザについて
も、特開平１−２６６５８４号公報の［従来の技術］の
中の記載に十分な偏光制御効果が無いことが記されてお
り、単に共振器の断面形状を異方的にしただけでは偏光
方向の制御を行うことはできなかった。
振器部分を２軸を有する異方的な形状にして偏光制御を
試みた例がある。図１０にこの素子を上面から見た図を
示す。この公報には偏光制御の物理的な根拠に関しては
何も記載されておらず、ただ長軸に平行な偏波が得られ
ると記されている。図１０（ｂ）のようなひし形断面の
面発光レーザが偏光制御効果が無いことは、アイイーイ
ーイー フォトニクステクノロジー レターズ第６巻４
１ページ（ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，６，ｐｐ．４０−４２，
１９９４）により、また、他の実施例である楕円形状の
断面（図１０（ａ））を有する面発光レーザについて
も、特開平１−２６６５８４号公報の［従来の技術］の
中の記載に十分な偏光制御効果が無いことが記されてお
り、単に共振器の断面形状を異方的にしただけでは偏光
方向の制御を行うことはできなかった。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】別々に作製した半導体
レーザを並べて半導体レーザアレイを作製する場合、端
面出射型半導体レーザアレイでは、基板に平行な偏光を
有する端面出射型レーザを、目的の方向へそれぞれ基板
を傾けさせて配置することにより、レーザアレイの偏光
を任意に設定することができるが、この場合、通常の基
板面を基準とした同一ヒートシンクへの融着による配置
が難しく、作製が非常に困難となる。
レーザを並べて半導体レーザアレイを作製する場合、端
面出射型半導体レーザアレイでは、基板に平行な偏光を
有する端面出射型レーザを、目的の方向へそれぞれ基板
を傾けさせて配置することにより、レーザアレイの偏光
を任意に設定することができるが、この場合、通常の基
板面を基準とした同一ヒートシンクへの融着による配置
が難しく、作製が非常に困難となる。
【００１９】また、従来の半導体レーザアレイの偏光方
向は同一基板上にモノリシックに作製した場合、端面出
射型半導体レーザアレイでは偏光方向が基板に平行な成
分だけになり、面発光レーザの偏光制御についてはいろ
いろな試みがなされているにも関わらず、十分な偏光制
御を行うことができていないために面発光レーザアレイ
で個々のレーザ素子ごとには全くばらばらの偏光となっ
ていた。
向は同一基板上にモノリシックに作製した場合、端面出
射型半導体レーザアレイでは偏光方向が基板に平行な成
分だけになり、面発光レーザの偏光制御についてはいろ
いろな試みがなされているにも関わらず、十分な偏光制
御を行うことができていないために面発光レーザアレイ
で個々のレーザ素子ごとには全くばらばらの偏光となっ
ていた。
【００２０】さらに従来例では数個の素子についてのデ
ータしか示されておらず、実際は素子作製時の引っかき
傷、ストレスや素子評価時の戻り光等の再現性の乏しい
要因による数十個の素子について偏光方向が揃うことで
ある。したがって偏光制御の評価で、少なくとも５０個
程度の素子についてその偏光方向を調べても、なお良好
な偏光制御が確認できるものでなければならない。
ータしか示されておらず、実際は素子作製時の引っかき
傷、ストレスや素子評価時の戻り光等の再現性の乏しい
要因による数十個の素子について偏光方向が揃うことで
ある。したがって偏光制御の評価で、少なくとも５０個
程度の素子についてその偏光方向を調べても、なお良好
な偏光制御が確認できるものでなければならない。
【００２１】上記の従来の面発光レーザは偏光を制御で
きていないこと以外にも問題がある。ひとつには半導体
レーザが直線偏光を示していないので、偏光方向が定ま
らない。また、光の導波方向に垂直な断面の径が大き
く、このため横モードあるいは縦モードが単一となって
いない場合がある。多モードの場合、偏波は各モードで
同じ向きとは限らない。従って偏光の制御は直線偏光を
示し、かつ、単一モードが得られる程度の小さい素子で
実現される必要がある。
きていないこと以外にも問題がある。ひとつには半導体
レーザが直線偏光を示していないので、偏光方向が定ま
らない。また、光の導波方向に垂直な断面の径が大き
く、このため横モードあるいは縦モードが単一となって
いない場合がある。多モードの場合、偏波は各モードで
同じ向きとは限らない。従って偏光の制御は直線偏光を
示し、かつ、単一モードが得られる程度の小さい素子で
実現される必要がある。
【００２２】さらに偏光方向が任意に設定されたレーザ
アレイという概念が無かったためにそれを利用したシス
テムの実例も無いが、後で述べるように、１アレイ内で
偏光方向が任意に設定されれば、偏光を利用した光路制
御、偏光多重通信等様々なシステム応用が考えられる。
アレイという概念が無かったためにそれを利用したシス
テムの実例も無いが、後で述べるように、１アレイ内で
偏光方向が任意に設定されれば、偏光を利用した光路制
御、偏光多重通信等様々なシステム応用が考えられる。
【００２３】本発明の目的は、少なくとも５０個以上の
面発光素子の偏波方向をある一方向に揃えることができ
る単一横モードで発振する面発光レーザを提供しさらに
これを用いてモノリシックな一つのアレイ内の各素子の
偏光方向を任意に設定できる面発光レーザアレイを提供
することである。
面発光素子の偏波方向をある一方向に揃えることができ
る単一横モードで発振する面発光レーザを提供しさらに
これを用いてモノリシックな一つのアレイ内の各素子の
偏光方向を任意に設定できる面発光レーザアレイを提供
することである。
【００２４】また、レーザアレイの任意に設定された偏
光を利用した光路制御、偏光多重通信等様々な光情報処
理装置を提供することである。
光を利用した光路制御、偏光多重通信等様々な光情報処
理装置を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明の面発光レーザは
半導体基板上に活性層と前記活性層をはさむ光閉じ込め
層からなる中間層と、前記中間層の上下に第１及び第２
半導体多層反射膜とを有する面発光レーザにおいて、前
記第１半導体多層反射膜のみポスト構造を有し、ポスト
構造最下部と活性層との距離が光学長で一波長程度で、
前記第１半導体多層反射膜の側面は１組の互いに平行な
平面を持ち、基板と平行な前記第１半導体多層反射膜の
断面の径は第２半導体反射膜の断面の径より小さく、か
つ単一横モード（０次モード）及び単一縦モード（０次
モード）で発振する大きさで、前記第１半導体多層反射
膜の断面を構成する辺の内、前記一組の互いに平行な平
面上にある辺が最も長く、この辺に平行な偏光を有する
ことを特徴とする。
半導体基板上に活性層と前記活性層をはさむ光閉じ込め
層からなる中間層と、前記中間層の上下に第１及び第２
半導体多層反射膜とを有する面発光レーザにおいて、前
記第１半導体多層反射膜のみポスト構造を有し、ポスト
構造最下部と活性層との距離が光学長で一波長程度で、
前記第１半導体多層反射膜の側面は１組の互いに平行な
平面を持ち、基板と平行な前記第１半導体多層反射膜の
断面の径は第２半導体反射膜の断面の径より小さく、か
つ単一横モード（０次モード）及び単一縦モード（０次
モード）で発振する大きさで、前記第１半導体多層反射
膜の断面を構成する辺の内、前記一組の互いに平行な平
面上にある辺が最も長く、この辺に平行な偏光を有する
ことを特徴とする。
【００２６】本発明の面発光レーザは半導体周期的多層
膜からなる上下一組の分布反射型（ＤＢＲ；Ｄｉｓｔｒ
ｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）反射
鏡により垂直共振器を構成し、前記上下の反射鏡にはさ
まれた中間層が活性層と光閉じ込め層からなり、上部反
射鏡のみ側壁が基板に対して垂直、または垂直に近い角
度となるポスト構造を有し、ポスト構造の下部以外の活
性層が不活性領域を有し、前記ポスト構造の断面積は十
分小さく基本単一横モード（０次モード）及び単一縦モ
ードで発振する大きさで出射された光は直線偏光であ
り、ポスト構造最下部と活性層との距離が光学長で一波
長程度で、基板に平行なポスト構造の断面は向かい合う
一組の平行な辺を有し、平行な辺は直線であり、平行な
辺はその向かい合う端点どうしを結んだ直線よりも長
く、平行な辺と同じかそれより長い直線は断面の中に存
在なく、直線とは直線及び光が直線と感じる程度に直線
に類似した図形であり、この平行な辺に平行な偏光を有
することを特徴とする。
膜からなる上下一組の分布反射型（ＤＢＲ；Ｄｉｓｔｒ
ｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）反射
鏡により垂直共振器を構成し、前記上下の反射鏡にはさ
まれた中間層が活性層と光閉じ込め層からなり、上部反
射鏡のみ側壁が基板に対して垂直、または垂直に近い角
度となるポスト構造を有し、ポスト構造の下部以外の活
性層が不活性領域を有し、前記ポスト構造の断面積は十
分小さく基本単一横モード（０次モード）及び単一縦モ
ードで発振する大きさで出射された光は直線偏光であ
り、ポスト構造最下部と活性層との距離が光学長で一波
長程度で、基板に平行なポスト構造の断面は向かい合う
一組の平行な辺を有し、平行な辺は直線であり、平行な
辺はその向かい合う端点どうしを結んだ直線よりも長
く、平行な辺と同じかそれより長い直線は断面の中に存
在なく、直線とは直線及び光が直線と感じる程度に直線
に類似した図形であり、この平行な辺に平行な偏光を有
することを特徴とする。
【００２７】また前記上部反射鏡のポスト構造最下部と
活性層との距離が１波長程度であることを特徴とする。
活性層との距離が１波長程度であることを特徴とする。
【００２８】本発明の面発光レーザアレイはモノリシッ
クな一つの面発光レーザアレイ内で各素子の偏光が任意
の方向に設定されていることを特徴とする。
クな一つの面発光レーザアレイ内で各素子の偏光が任意
の方向に設定されていることを特徴とする。
【００２９】また前記面発光レーザアレイの各面発光レ
ーザは、半導体基板上に活性層と前記活性層をはさむ光
閉じこめ層からなる中間層と、前記中間層の上下に第１
及び第２半導体多層反射膜とを有する面発光レーザであ
って、前記第１半導体多層反射膜のみポスト構造を有
し、前記第１半導体多層反射膜の断面は単一基本横モー
ドで発振する程度に小さく、前記ポスト構造の断面形状
が非等方的で横モード形状に異方性を与える形状で、前
記上部反射膜のポスト構造最下部と活性層との距離が光
学長１波長程度であり、前記ポストの方向が各素子ごと
に任意に設定されていることを特徴とする。
ーザは、半導体基板上に活性層と前記活性層をはさむ光
閉じこめ層からなる中間層と、前記中間層の上下に第１
及び第２半導体多層反射膜とを有する面発光レーザであ
って、前記第１半導体多層反射膜のみポスト構造を有
し、前記第１半導体多層反射膜の断面は単一基本横モー
ドで発振する程度に小さく、前記ポスト構造の断面形状
が非等方的で横モード形状に異方性を与える形状で、前
記上部反射膜のポスト構造最下部と活性層との距離が光
学長１波長程度であり、前記ポストの方向が各素子ごと
に任意に設定されていることを特徴とする。
【００３０】また前記面発光レーザアレイの各面発光レ
ーザは隣どうしで交互に偏光が９０度異なることを特徴
とする。
ーザは隣どうしで交互に偏光が９０度異なることを特徴
とする。
【００３１】また前記面発光レーザアレイの各面発光レ
ーザは偏光方向が３０度づつずれていることを特徴とす
る。
ーザは偏光方向が３０度づつずれていることを特徴とす
る。
【００３２】また前記面発光レーザアレイは偏光方向の
揃った一群の面発光レーザアレイと、前記偏光方向の揃
った一群の面発光レーザアレイとは偏光方向が異なる一
個または数個の面発光レーザとを１単位とし、複数単位
のアレイ群で構成されることを特徴とする。
揃った一群の面発光レーザアレイと、前記偏光方向の揃
った一群の面発光レーザアレイとは偏光方向が異なる一
個または数個の面発光レーザとを１単位とし、複数単位
のアレイ群で構成されることを特徴とする。
【００３３】本発明の光インターコネクション装置は各
発光素子の偏光が任意の方向に設定されている面発光レ
ーザアレイと、前記面発光レーザアレイからの光を互い
の異なる偏光成分に分離する偏光素子とを有することを
特徴とする。
発光素子の偏光が任意の方向に設定されている面発光レ
ーザアレイと、前記面発光レーザアレイからの光を互い
の異なる偏光成分に分離する偏光素子とを有することを
特徴とする。
【００３４】本発明の光インターコネクション装置は前
記面発光レーザアレイと、前記面発光レーザアレイから
の光を伝送用信号光と制御用信号光とに分割する偏光ビ
ームスプリッタとを有することを特徴とする。
記面発光レーザアレイと、前記面発光レーザアレイから
の光を伝送用信号光と制御用信号光とに分割する偏光ビ
ームスプリッタとを有することを特徴とする。
【００３５】また前記制御用信号光が面発光レーザアレ
イ用のモニター光であることを特徴とする。
イ用のモニター光であることを特徴とする。
【００３６】本発明の自由空間光接続方法は面発光レー
ザアレイ内で各発光素子の偏光が任意の方向に設定さ
れ、前記面発光レーザから出射される光を偏光成分を分
割する偏光光学素子に入射させ、前記偏光方向の設定に
より個々の発光素子の光路決定を行うことを特徴とす
る。
ザアレイ内で各発光素子の偏光が任意の方向に設定さ
れ、前記面発光レーザから出射される光を偏光成分を分
割する偏光光学素子に入射させ、前記偏光方向の設定に
より個々の発光素子の光路決定を行うことを特徴とす
る。
【００３７】本発明の立体映像ディスプレイ装置は偏光
が交互に９０度異なるレーザマトリックスアレイを光源
に用いることを特徴とする。
が交互に９０度異なるレーザマトリックスアレイを光源
に用いることを特徴とする。
【００３８】本発明の光スイッチ網は互いに偏光方向が
９０度異なり直線偏光を示す少なくとも２つのレーザ光
を出射する半導体レーザアレイと前記半導体レーザの各
々に対応した受光素子を有するスイッチノードと、前記
スイッチノードから出射された１偏光成分を反射させ光
路を変えて異なるスイッチノード内の受光素子へと導く
偏光反射手段とを有することを特徴とする。
９０度異なり直線偏光を示す少なくとも２つのレーザ光
を出射する半導体レーザアレイと前記半導体レーザの各
々に対応した受光素子を有するスイッチノードと、前記
スイッチノードから出射された１偏光成分を反射させ光
路を変えて異なるスイッチノード内の受光素子へと導く
偏光反射手段とを有することを特徴とする。
【００３９】本発明の偏光多重伝送装置は互いに偏光方
向が９０度異なり直線偏光を示す少なくとも２つのレー
ザ光を出射する半導体レーザアレイと、前記２つのレー
ザ光を伝送する１本の光ファイバと、前記２つのレーザ
光を集光し前記１本のファイバへ導く光学素子とで構成
されることを特徴とする。
向が９０度異なり直線偏光を示す少なくとも２つのレー
ザ光を出射する半導体レーザアレイと、前記２つのレー
ザ光を伝送する１本の光ファイバと、前記２つのレーザ
光を集光し前記１本のファイバへ導く光学素子とで構成
されることを特徴とする。
【００４０】本発明の偏光シフトキーイング方式コヒー
レント光通信装置は面発光レーザアレイ内で各発光素子
の偏光方向が９０度異なる直線偏光を示す２つのレーザ
光を交互に変調する光源を有することを特徴とする。
レント光通信装置は面発光レーザアレイ内で各発光素子
の偏光方向が９０度異なる直線偏光を示す２つのレーザ
光を交互に変調する光源を有することを特徴とする。
【００４１】
【作用】例えばマックス ボルンとエミル ウォルフ
著、平川徹と横田英司訳「光学の原理Ｉ」（東海大学出
版会、１９８８年第６刷５１〜７３ページ）にあるよう
に一般に、平面での反射は平面に平行偏光は透過率が低
く、垂直な偏光は透過率が高い。従って、本発明のよう
な、断面に直線を有するポスト構造、すなわち側面に平
面を有するポスト構造では、側面に平行な偏光成分はポ
スト外へ光が透過することによる回折損失が小さい。逆
に、側面に垂直な偏光成分はポスト外へ光が透過するこ
とによる回折損失が大きい。その結果、平面側面に平行
な偏光が優勢となる。本来ＤＢＲを利用した垂直共振器
では、光は上下に往復し、ポスト側面での影響は小さ
い。しかし本発明ではポストサイズが基本横モードが得
られる程度に小さいので、ポスト側面での回折損失の影
響を受ける。さらに本発明では、上側ＤＢＲはポスト加
工され横方向の光閉じ込めがなされているが、下側のＤ
ＢＲ反射鏡は加工されていないために、光の横方向閉じ
込めが下部ＤＢＲで小さく光が広がる。その結果、往復
している光の進行方向に斜め成分があらわれるので、ポ
スト側面の回折損失の影響をより受け易くなる。
著、平川徹と横田英司訳「光学の原理Ｉ」（東海大学出
版会、１９８８年第６刷５１〜７３ページ）にあるよう
に一般に、平面での反射は平面に平行偏光は透過率が低
く、垂直な偏光は透過率が高い。従って、本発明のよう
な、断面に直線を有するポスト構造、すなわち側面に平
面を有するポスト構造では、側面に平行な偏光成分はポ
スト外へ光が透過することによる回折損失が小さい。逆
に、側面に垂直な偏光成分はポスト外へ光が透過するこ
とによる回折損失が大きい。その結果、平面側面に平行
な偏光が優勢となる。本来ＤＢＲを利用した垂直共振器
では、光は上下に往復し、ポスト側面での影響は小さ
い。しかし本発明ではポストサイズが基本横モードが得
られる程度に小さいので、ポスト側面での回折損失の影
響を受ける。さらに本発明では、上側ＤＢＲはポスト加
工され横方向の光閉じ込めがなされているが、下側のＤ
ＢＲ反射鏡は加工されていないために、光の横方向閉じ
込めが下部ＤＢＲで小さく光が広がる。その結果、往復
している光の進行方向に斜め成分があらわれるので、ポ
スト側面の回折損失の影響をより受け易くなる。
【００４２】また、本発明では、ポスト構造の底部と活
性層との距離が光学長一波長程度と短いので、光強度が
強い位置において上記の平面側面の影響を及ぼすことが
可能となる。
性層との距離が光学長一波長程度と短いので、光強度が
強い位置において上記の平面側面の影響を及ぼすことが
可能となる。
【００４３】本発明では面発光レーザの偏光方向を一方
の方向に設定することができるので、高密度、高精度の
モノリシックな半導体レーザアレイで、一つのアレイ内
の各素子の偏光方向を任意に設定できる半導体レーザア
レイを得ることができる。
の方向に設定することができるので、高密度、高精度の
モノリシックな半導体レーザアレイで、一つのアレイ内
の各素子の偏光方向を任意に設定できる半導体レーザア
レイを得ることができる。
【００４４】また、偏光方向が任意なので偏光ビームス
プリッタ等の偏光依存光学部品との組み合わせで、さま
ざまな機能をもたせることが可能となる。
プリッタ等の偏光依存光学部品との組み合わせで、さま
ざまな機能をもたせることが可能となる。
【００４５】
【実施例】以下図面を用いて本発明の面発光レーザの実
施例を説明する。
施例を説明する。
【００４６】図１に本発明の面発光レーザの実施例を示
す。上下２組のＧａＡｓ／ＡｌＡｓ半導体多層反射膜
２、６で共振器を形成し、基板に対して垂直方向に光を
出射するレーザである。中間層はＩｎＧａＡｓ活性層３
とＡｌＧａＡｓ光閉じ込め層４よりなる。上側の、陽極
側半導体多層反射膜２は反応性イオンビームエッチング
により、ポスト形状に加工する。ポスト下部以外の活性
層３はプロトン注入により不活性化領域５に変性され
る。また下部陰極側半導体多層反射膜６まで貫いてエッ
チングを行い、そこに陰極７をとる。陽極１はポスト全
体を電極材で覆う。陰極７と陽極１間に電流を流し、レ
ーザ発振を行う。この面発光レーザの断面８を６μm ×
５μm の矩形とする。
す。上下２組のＧａＡｓ／ＡｌＡｓ半導体多層反射膜
２、６で共振器を形成し、基板に対して垂直方向に光を
出射するレーザである。中間層はＩｎＧａＡｓ活性層３
とＡｌＧａＡｓ光閉じ込め層４よりなる。上側の、陽極
側半導体多層反射膜２は反応性イオンビームエッチング
により、ポスト形状に加工する。ポスト下部以外の活性
層３はプロトン注入により不活性化領域５に変性され
る。また下部陰極側半導体多層反射膜６まで貫いてエッ
チングを行い、そこに陰極７をとる。陽極１はポスト全
体を電極材で覆う。陰極７と陽極１間に電流を流し、レ
ーザ発振を行う。この面発光レーザの断面８を６μm ×
５μm の矩形とする。
【００４７】この構造の面発光レーザでは、ポスト断面
のサイズが６．５μm ×６．５μmより小さくなると横
モード、縦モードともに単一モードとなり、直線偏光を
示す。例えば大久保勝彦著「ＩＳＤＮ自体の光ファイバ
技術（理工学社）１−１７ページに示されているよう
に、シングルモード光ファイバの場合、単一モードが得
られたコア径９のサイズでは、図２に示すとおりモード
サイズ１１がコア径９より少しだけ大きい状態である。
のサイズが６．５μm ×６．５μmより小さくなると横
モード、縦モードともに単一モードとなり、直線偏光を
示す。例えば大久保勝彦著「ＩＳＤＮ自体の光ファイバ
技術（理工学社）１−１７ページに示されているよう
に、シングルモード光ファイバの場合、単一モードが得
られたコア径９のサイズでは、図２に示すとおりモード
サイズ１１がコア径９より少しだけ大きい状態である。
【００４８】同様に本実施例では図３のように単一モー
ドが得られる程度にポスト径を小さくしているのでポス
ト構造により閉じ込められている光のモードサイズ１１
はポストサイズ１２より少しだけ大きい。そのためポス
ト側面の構造による影響を受け、ポスト形状による偏光
制御が有効に働く。
ドが得られる程度にポスト径を小さくしているのでポス
ト構造により閉じ込められている光のモードサイズ１１
はポストサイズ１２より少しだけ大きい。そのためポス
ト側面の構造による影響を受け、ポスト形状による偏光
制御が有効に働く。
【００４９】逆に従来例のような、単一モードの得られ
ない大きい径のポストではこのようなポスト側面の構造
による偏光制御は本質的に起こることはない。
ない大きい径のポストではこのようなポスト側面の構造
による偏光制御は本質的に起こることはない。
【００５０】本来単一モードでは光は直進するので側面
の影響は小さいが、実施例では上部のＤＢＲのみ加工し
てあるため、下部のＤＢＲには横方向に光を閉じ込める
要因が無い。従って図５のように光は下部で広がり斜め
成分を有するようになる。このためポスト側面の影響を
より受け易い構造となっている。
の影響は小さいが、実施例では上部のＤＢＲのみ加工し
てあるため、下部のＤＢＲには横方向に光を閉じ込める
要因が無い。従って図５のように光は下部で広がり斜め
成分を有するようになる。このためポスト側面の影響を
より受け易い構造となっている。
【００５１】本発明のポスト断面８は矩形である。従っ
てポスト側面は平面で囲まれている。図５のようにポス
ト内１３からポスト外１４へ漏れる光はポスト側面の平
面１７ではその面に垂直な偏光１５の方が平行な偏光１
６より大きいことは上述のとおりである。
てポスト側面は平面で囲まれている。図５のようにポス
ト内１３からポスト外１４へ漏れる光はポスト側面の平
面１７ではその面に垂直な偏光１５の方が平行な偏光１
６より大きいことは上述のとおりである。
【００５２】本実施例の６×５μm の矩形ポスト構造の
面発光レーザでは、長辺側１８、短辺側１９ともにその
辺に垂直な偏光１５の損失が大きくなる。一方図６のよ
うに各辺からの損失の総計の比は単純に長さの比にほぼ
等しいので、長辺側１８での、長辺に垂直な偏光の損失
が大きくなる。その結果短辺に垂直、すなわち長辺に平
行な偏光（短辺に垂直な偏光）が優勢となる。
面発光レーザでは、長辺側１８、短辺側１９ともにその
辺に垂直な偏光１５の損失が大きくなる。一方図６のよ
うに各辺からの損失の総計の比は単純に長さの比にほぼ
等しいので、長辺側１８での、長辺に垂直な偏光の損失
が大きくなる。その結果短辺に垂直、すなわち長辺に平
行な偏光（短辺に垂直な偏光）が優勢となる。
【００５３】本実施例で用いた構造の面発光レーザでは
ＫｏｓａｋａらがＩＥＥＥ フォトニクス テクノロジ
ー レターズ６巻３２３ページ（Ｈ．Ｋｏｓａｋａ ｅ
ｔａｌ．，ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ ６，３２３，１９９４）に示したように一辺の長
さが６μm より小さくなると急激に回折損が増加する。
そのために損失を利用した本発明では、サイズを６μm
径を基準に小さくするのが非常に有効となる。
ＫｏｓａｋａらがＩＥＥＥ フォトニクス テクノロジ
ー レターズ６巻３２３ページ（Ｈ．Ｋｏｓａｋａ ｅ
ｔａｌ．，ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ ６，３２３，１９９４）に示したように一辺の長
さが６μm より小さくなると急激に回折損が増加する。
そのために損失を利用した本発明では、サイズを６μm
径を基準に小さくするのが非常に有効となる。
【００５４】光のフィールドを考えると、図４に示すよ
うに活性層３がもっとも強く離れると弱くなる。従っ
て、実施例で最良の効果を得るためには、ポスト底部２
４と活性層３の距離が短いことが望ましい。しかし、近
すぎると、電流がポストの端だけを流れ中心部まで注入
されなくなってしまう。その結果レーザ発振のために高
注入を必要とするようになり、横モードが不安定にな
る。従ってこのポストと活性層の距離には最適値が存在
し、実施例で示した光学長１程度波長で良好な結果が得
られている。
うに活性層３がもっとも強く離れると弱くなる。従っ
て、実施例で最良の効果を得るためには、ポスト底部２
４と活性層３の距離が短いことが望ましい。しかし、近
すぎると、電流がポストの端だけを流れ中心部まで注入
されなくなってしまう。その結果レーザ発振のために高
注入を必要とするようになり、横モードが不安定にな
る。従ってこのポストと活性層の距離には最適値が存在
し、実施例で示した光学長１程度波長で良好な結果が得
られている。
【００５５】図７に断面のサイズを６×６μm から６×
３．５μm まで０．２５μm おきに変化させた面発光レ
ーザ８×８マトリックスアレイ（６４素子）について、
偏光の方向の割合を示す。短辺のサイズが６μm から減
ると、一旦短辺に平行な偏光が増える。これは、例えば
阿部英太郎著「マイクロ波」（東京大学出版会：１９８
３年初版）５４頁に記されている一般の矩形マイクロ導
波管でよく知られているように、もともと矩形導波路で
は基本モードの偏波は、図８のように短辺に平行になる
からである（図は導波管外への漏れ損失がない場合）。
しかも長辺と短辺のサイズがさほど変わらないところで
は、長辺と短辺、各々の辺に垂直な偏光の側面での損失
の差があまりないので偏光制御効果は小さく、矩形形状
による基本偏光方向が優勢となるためである。さらに短
辺の長を小さくしていくこと、長辺における側面での垂
直方向の偏光の損失が増すので、次第に長辺に平行な偏
光が優勢となり長辺に平行な偏光が残る。
３．５μm まで０．２５μm おきに変化させた面発光レ
ーザ８×８マトリックスアレイ（６４素子）について、
偏光の方向の割合を示す。短辺のサイズが６μm から減
ると、一旦短辺に平行な偏光が増える。これは、例えば
阿部英太郎著「マイクロ波」（東京大学出版会：１９８
３年初版）５４頁に記されている一般の矩形マイクロ導
波管でよく知られているように、もともと矩形導波路で
は基本モードの偏波は、図８のように短辺に平行になる
からである（図は導波管外への漏れ損失がない場合）。
しかも長辺と短辺のサイズがさほど変わらないところで
は、長辺と短辺、各々の辺に垂直な偏光の側面での損失
の差があまりないので偏光制御効果は小さく、矩形形状
による基本偏光方向が優勢となるためである。さらに短
辺の長を小さくしていくこと、長辺における側面での垂
直方向の偏光の損失が増すので、次第に長辺に平行な偏
光が優勢となり長辺に平行な偏光が残る。
【００５６】また、活性層とポストとの距離の最適化を
はかることにより、ポスト部での光の場を強くし、損失
の影響を大きくすることができる。本実施例では５μm
以下で１００％長辺に平行となり完全に偏光制御を実現
することができた。図７中で矩形形状が６×４．２５μ
m のもので１００％でなかったのは、素子の作成時に一
部のポスト形状を壊してしまったためと考えられる。
はかることにより、ポスト部での光の場を強くし、損失
の影響を大きくすることができる。本実施例では５μm
以下で１００％長辺に平行となり完全に偏光制御を実現
することができた。図７中で矩形形状が６×４．２５μ
m のもので１００％でなかったのは、素子の作成時に一
部のポスト形状を壊してしまったためと考えられる。
【００５７】本発明の実施例の矩形以外のポスト構造の
断面を図９に示す。図に示したとおり本実施例のポスト
形状は矩形に限られたものではなく断面の中で最も長い
１組の辺が他の辺より長ければよい。
断面を図９に示す。図に示したとおり本実施例のポスト
形状は矩形に限られたものではなく断面の中で最も長い
１組の辺が他の辺より長ければよい。
【００５８】本実施例ではＧａＡｓ／ＡｌＡｓ系材料で
あったが、他の材料系でもかまわない。その場合、断面
サイズは、発振波長の光学長にともなって変化する。
あったが、他の材料系でもかまわない。その場合、断面
サイズは、発振波長の光学長にともなって変化する。
【００５９】また本実施例の基板に平行なポスト構造の
断面を構成する辺は光が直線と感じることができる範囲
内（１波長未満）であれば直線でなくともよい。
断面を構成する辺は光が直線と感じることができる範囲
内（１波長未満）であれば直線でなくともよい。
【００６０】以下、図面を用いて本発明の面発光レーザ
アレイの実施例を説明する。
アレイの実施例を説明する。
【００６１】図１１は本発明の面発光レーザアレイの第
１の実施例の配置を示したもので、個々の半導体レーザ
は上記実施例の面発光レーザを用いている。ポスト構造
を用いた屈折率導波型面発光レーザで、ポスト断面を基
本横モードが得られる６μm程度に十分小さくし、さら
に矩形形状にすることで偏光を一方向に規定させてい
る。
１の実施例の配置を示したもので、個々の半導体レーザ
は上記実施例の面発光レーザを用いている。ポスト構造
を用いた屈折率導波型面発光レーザで、ポスト断面を基
本横モードが得られる６μm程度に十分小さくし、さら
に矩形形状にすることで偏光を一方向に規定させてい
る。
【００６２】基板は研磨により１００μm の厚さ、ドー
ピングは電極コンタクト部は４×１０18cm-3半導体多層
反射膜は１×１０18cm-3以下となっている。この矩形ポ
ストを図１１に示すように隣どうしで９０度異なるよう
に配置している。
ピングは電極コンタクト部は４×１０18cm-3半導体多層
反射膜は１×１０18cm-3以下となっている。この矩形ポ
ストを図１１に示すように隣どうしで９０度異なるよう
に配置している。
【００６３】図１２は本発明のアレイ内の偏光方向を示
す図である。図１２に示す通り偏光方向２は１２５μm
ピッチの８×８の６４マトリックスアレイ内で交互にほ
ぼ９０度異なる偏光が得られている。
す図である。図１２に示す通り偏光方向２は１２５μm
ピッチの８×８の６４マトリックスアレイ内で交互にほ
ぼ９０度異なる偏光が得られている。
【００６４】このアレイに対して図１３に示すようなフ
ァイバアレイ１０３を結合する場合、偏光子をレーザア
レイとファイバアレイの間に挟むことで、クロストーク
を大幅に削減できるので、ファイバとレーザの位置ずれ
の許容度を少なくとも２1/2倍にすることができる。
ァイバアレイ１０３を結合する場合、偏光子をレーザア
レイとファイバアレイの間に挟むことで、クロストーク
を大幅に削減できるので、ファイバとレーザの位置ずれ
の許容度を少なくとも２1/2倍にすることができる。
【００６５】図１４に本発明の面発光レーザアレイの第
２の実施例を示す。
２の実施例を示す。
【００６６】図１４は面発光レーザアレイの第１の実施
例で用いた矩形ポストの面発光レーザを偏光方向を３０
度ずつずらした面発光レーザアレイである。このとき、
偏光子を通過させると、透過光強度は最初のレーザ光の
出力に対してｃｏｓ３０度、ｃｏｓ６０度、ｃｏｓ９０
度、すなわち０．８７、０．５、０倍となるので、特別
な駆動回路を必要とせずにアレイ内の光強度を変化させ
ることができる。
例で用いた矩形ポストの面発光レーザを偏光方向を３０
度ずつずらした面発光レーザアレイである。このとき、
偏光子を通過させると、透過光強度は最初のレーザ光の
出力に対してｃｏｓ３０度、ｃｏｓ６０度、ｃｏｓ９０
度、すなわち０．８７、０．５、０倍となるので、特別
な駆動回路を必要とせずにアレイ内の光強度を変化させ
ることができる。
【００６７】本実施例では矩形ポストの面発光レーザの
偏光方向のずれ角を３０度としたが、これに限られるこ
とはなく、例えば１５度づつであればｃｏｓ１５、ｃｏ
ｓ３０、ｃｏｓ４５、・・・、ｃｏｓ９０倍すなわち
０．９７、０．８７、０．７、・・・、０倍とすること
ができる。
偏光方向のずれ角を３０度としたが、これに限られるこ
とはなく、例えば１５度づつであればｃｏｓ１５、ｃｏ
ｓ３０、ｃｏｓ４５、・・・、ｃｏｓ９０倍すなわち
０．９７、０．８７、０．７、・・・、０倍とすること
ができる。
【００６８】以下、本発明の面発光レーザアレイを適用
した光情報処理装置の例を示す。
した光情報処理装置の例を示す。
【００６９】図１５に本発明の面発光レーザアレイを適
用した光インターコネクションの第１の実施例を示す。
用した光インターコネクションの第１の実施例を示す。
【００７０】図１５において、光源の構成は８個の縦偏
光レーザ１２３からなる伝送信号用アレイに、１つの横
偏光レーザ１２０からなる制御信号用のレーザを加えて
１単位とし、これを並列に８個並べられている。光源か
ら出射された光は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１
８において、伝送信号用アレイからのレーザ光は透過
し、伝送用信号光１２２と偏光方向が９０度異なる制御
用信号光１２３は別個に取り出される。半導体レーザの
駆動は８素子からなる伝送信号用アレイ１列ごとにまと
めて行っている。制御信号としては、その列が伝送中で
あることを示す信号等の集中管理に使われる信号として
送信される。
光レーザ１２３からなる伝送信号用アレイに、１つの横
偏光レーザ１２０からなる制御信号用のレーザを加えて
１単位とし、これを並列に８個並べられている。光源か
ら出射された光は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１
８において、伝送信号用アレイからのレーザ光は透過
し、伝送用信号光１２２と偏光方向が９０度異なる制御
用信号光１２３は別個に取り出される。半導体レーザの
駆動は８素子からなる伝送信号用アレイ１列ごとにまと
めて行っている。制御信号としては、その列が伝送中で
あることを示す信号等の集中管理に使われる信号として
送信される。
【００７１】図１６に本発明の面発光レーザアレイを適
用した光インターコネクションの第２の実施例を示す。
用した光インターコネクションの第２の実施例を示す。
【００７２】本実施例の面発光レーザアレイでは９個の
レーザアレイからなる１列を同時に駆動している。この
うちの真ん中の１素子のみ偏光方向を１５度ずらしてモ
ノリシックに形成されている。これにより偏光ビームス
プリッタ（ＰＢＳ）１１８により約３％の光出力を分離
でき、分離されたＡＰＣ用モニタ光１２５を自動出力制
御装置（ＡＰＣ：Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏ
ｌｌｅｒ）のモニタ光に用いている。
レーザアレイからなる１列を同時に駆動している。この
うちの真ん中の１素子のみ偏光方向を１５度ずらしてモ
ノリシックに形成されている。これにより偏光ビームス
プリッタ（ＰＢＳ）１１８により約３％の光出力を分離
でき、分離されたＡＰＣ用モニタ光１２５を自動出力制
御装置（ＡＰＣ：Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏ
ｌｌｅｒ）のモニタ光に用いている。
【００７３】図１７に本発明の面発光レーザアレイを適
用した光インターコネクションの第３の実施例を示す。
用した光インターコネクションの第３の実施例を示す。
【００７４】本実施例の面発光レーザアレイでは中央の
２素子の偏光方向を４５度ずらしたレーザアレイが形成
されている。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１８に
より横偏光レーザ１２０の出力光はＰＢＳ１１８上部へ
分離され、また縦偏光レーザ１２３の出力光は偏光ビー
ムスプリッタ１１８を透過する。また４５度偏光レーザ
１３３の出力光は透過及びＰＢＳ上部への反射に二等分
され異なる偏光方向ごとの１／２強度光１３４に分離さ
れる。
２素子の偏光方向を４５度ずらしたレーザアレイが形成
されている。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１８に
より横偏光レーザ１２０の出力光はＰＢＳ１１８上部へ
分離され、また縦偏光レーザ１２３の出力光は偏光ビー
ムスプリッタ１１８を透過する。また４５度偏光レーザ
１３３の出力光は透過及びＰＢＳ上部への反射に二等分
され異なる偏光方向ごとの１／２強度光１３４に分離さ
れる。
【００７５】この実施例では列ごとの偏光設定で、１段
階であるが、個々の素子ごとの設定や多段階の接続を行
うことにより光インターコネクションにおいて更に複雑
な自由空間光路決定が実現することは言うまでもない。
階であるが、個々の素子ごとの設定や多段階の接続を行
うことにより光インターコネクションにおいて更に複雑
な自由空間光路決定が実現することは言うまでもない。
【００７６】図１８に本発明の面発光レーザアレイを適
用した立体映像ディスプレイ装置の実施例を示す。
用した立体映像ディスプレイ装置の実施例を示す。
【００７７】本発明の立体映像ディスプレイ装置の発光
部１３５はレーザマトリックスアレイ１３６で構成され
ていて個々の素子は偏光方向が互いに垂直になるように
配置され、レーザ駆動回路は個々の素子ごとにマトリッ
クスアレイ状に作りつけられている。
部１３５はレーザマトリックスアレイ１３６で構成され
ていて個々の素子は偏光方向が互いに垂直になるように
配置され、レーザ駆動回路は個々の素子ごとにマトリッ
クスアレイ状に作りつけられている。
【００７８】例えば右視野像を縦の偏光、左視野像を横
の偏光で表示することにより、偏光メガネを用いて立体
映像を見ることができる。本発明の面発光レーザアレイ
を用いることにより従来必要であったマトリックス状の
偏光フィルタを用いないで済み、よって偏光フィルタで
の光吸収によるフィルタの熱劣化とスクリーンの明度の
低下を防ぐことができる。
の偏光で表示することにより、偏光メガネを用いて立体
映像を見ることができる。本発明の面発光レーザアレイ
を用いることにより従来必要であったマトリックス状の
偏光フィルタを用いないで済み、よって偏光フィルタで
の光吸収によるフィルタの熱劣化とスクリーンの明度の
低下を防ぐことができる。
【００７９】図１９に本発明の光スイッチ網である４×
４のシャッフル網の実施例を示す。
４のシャッフル網の実施例を示す。
【００８０】図１９においてスイッチノード１１９は、
紙面に平行な偏光１１５を出射する面発光レーザと紙面
に垂直な偏光１１６を出射する面発光レーザ及びそれぞ
れの半導体レーザに対応する図示していないフォトディ
テクタを１単位として構成されている。
紙面に平行な偏光１１５を出射する面発光レーザと紙面
に垂直な偏光１１６を出射する面発光レーザ及びそれぞ
れの半導体レーザに対応する図示していないフォトディ
テクタを１単位として構成されている。
【００８１】上記構成のスイッチノード１１９が４行３
列に配置されていて、スイッチノード１１９とスイッチ
ノード１１９間には偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１
１８が配置されているものと、偏光ビームスプリッタ１
１８と全反射鏡１１７が配置されているものがあり、偏
光ビームスプリッタ１１８により対面するスイッチノー
ド１１９の隣のスイッチノード１１９へレーザ光を入射
させている。また全反射鏡１１７により、対面するスイ
ッチノード１１９の２つ隣のスイッチノード１１９へと
レーザ光を入射させている。
列に配置されていて、スイッチノード１１９とスイッチ
ノード１１９間には偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１
１８が配置されているものと、偏光ビームスプリッタ１
１８と全反射鏡１１７が配置されているものがあり、偏
光ビームスプリッタ１１８により対面するスイッチノー
ド１１９の隣のスイッチノード１１９へレーザ光を入射
させている。また全反射鏡１１７により、対面するスイ
ッチノード１１９の２つ隣のスイッチノード１１９へと
レーザ光を入射させている。
【００８２】本実施例では光路の振り分けが、２つの偏
光方向が異なる半導体レーザに対して１つの偏光ビーム
スプリッタ１１８、もしくは１つの偏光ビームスプリッ
タ１１８と全反射鏡１１７の組み合わせからなる単純な
光学系で構成することができる。
光方向が異なる半導体レーザに対して１つの偏光ビーム
スプリッタ１１８、もしくは１つの偏光ビームスプリッ
タ１１８と全反射鏡１１７の組み合わせからなる単純な
光学系で構成することができる。
【００８３】本実施例ではスイッチノードのレーザの数
を２つとしたが、これに限られるわけではなく２つ以上
でも可能である。
を２つとしたが、これに限られるわけではなく２つ以上
でも可能である。
【００８４】本実施例では紙面平行方向の光スイッチ網
であるが、これに加えて紙面垂直方向にも光スイッチ網
を構成することができる。
であるが、これに加えて紙面垂直方向にも光スイッチ網
を構成することができる。
【００８５】図２０に本発明の偏光多重伝送装置の実施
例を示す。
例を示す。
【００８６】光源は紙面に平行な偏光１１５を出射する
半導体レーザ及び紙面に垂直な偏光１１６を出射する半
導体レーザで構成されている。各々の半導体レーザから
出射された光はＰＭＬ（平行平板レンズ）１２６により
それぞれコリメートされ、さらに集光用凸レンズで集光
されてシングルモードファイバ（ＳＭＦ：Ｓｉｎｇｌｅ
Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ）１２８へ入射している。ＳＭ
Ｆ１２８では偏光の直交関係が維持されるので、偏光方
向が９０度異なる偏光を有する２個のレーザを別々に変
調し、一本のＳＭＦ１２８により偏光多重伝送が行え
る。
半導体レーザ及び紙面に垂直な偏光１１６を出射する半
導体レーザで構成されている。各々の半導体レーザから
出射された光はＰＭＬ（平行平板レンズ）１２６により
それぞれコリメートされ、さらに集光用凸レンズで集光
されてシングルモードファイバ（ＳＭＦ：Ｓｉｎｇｌｅ
Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ）１２８へ入射している。ＳＭ
Ｆ１２８では偏光の直交関係が維持されるので、偏光方
向が９０度異なる偏光を有する２個のレーザを別々に変
調し、一本のＳＭＦ１２８により偏光多重伝送が行え
る。
【００８７】ＳＭＦ１２８伝送中に直線偏光ではなくな
るが、直交関係は保持されるので、受信側にソレイユバ
ビネ位相補償板１２９を通すことで元の２つの直線偏光
に直せ、更に偏光ビームスプリッタ１１８により分離さ
れ、フォトディテクタ１３０で受光している。
るが、直交関係は保持されるので、受信側にソレイユバ
ビネ位相補償板１２９を通すことで元の２つの直線偏光
に直せ、更に偏光ビームスプリッタ１１８により分離さ
れ、フォトディテクタ１３０で受光している。
【００８８】図２１に本発明の光通信装置の実施例を示
す。本実施例では２つのレーザ素子を用いた偏光シフト
キーイング（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｈｉｆｔ
ｋｅｙｉｎｇ）伝送装置を例として用いた。
す。本実施例では２つのレーザ素子を用いた偏光シフト
キーイング（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｈｉｆｔ
ｋｅｙｉｎｇ）伝送装置を例として用いた。
【００８９】コヒーレント光通信の一種である偏光シフ
トキーイング伝送では従来、送信側の信号変調は液晶を
用いた偏光変調素子を用いている。液晶を用いた偏光変
調素子を用いた場合、変調速度はせいぜい１０００ｂｉ
ｓ／ｓと遅く、光情報処理の高速化の問題となってい
た。
トキーイング伝送では従来、送信側の信号変調は液晶を
用いた偏光変調素子を用いている。液晶を用いた偏光変
調素子を用いた場合、変調速度はせいぜい１０００ｂｉ
ｓ／ｓと遅く、光情報処理の高速化の問題となってい
た。
【００９０】これに対し、本発明では偏光が互いに垂直
な２つの半導体レーザよりなるレーザアレイを、交互に
光らせて変調を行うので、個々のレーザの変調速度が数
Ｇｂｉｔ／ｓと速く、高速変調が可能である。
な２つの半導体レーザよりなるレーザアレイを、交互に
光らせて変調を行うので、個々のレーザの変調速度が数
Ｇｂｉｔ／ｓと速く、高速変調が可能である。
【００９１】シングルモードファイバ（ＳＭＦ）１２８
を伝搬後、合流器３２により局地光１３１と合流させ、
偏光ビームスプリッタ１１８を通過後それぞれフォトデ
ィテクタ１３０でうなり成分を検出することで偏光シフ
トキーイング方式の伝送を行っている。
を伝搬後、合流器３２により局地光１３１と合流させ、
偏光ビームスプリッタ１１８を通過後それぞれフォトデ
ィテクタ１３０でうなり成分を検出することで偏光シフ
トキーイング方式の伝送を行っている。
【００９２】
【発明の効果】本発明の面発光レーザは偏光制御を完全
に行うことができるので素子どうしの偏光をそろえるた
めの偏光素子等の光学素子を用いなくても光コンピュー
ティングや光通信等に適用でき、システムを簡素化する
ことができる。
に行うことができるので素子どうしの偏光をそろえるた
めの偏光素子等の光学素子を用いなくても光コンピュー
ティングや光通信等に適用でき、システムを簡素化する
ことができる。
【００９３】本発明に示した偏光方向が任意に設定され
たレーザアレイを用いることにより、偏光多重伝送装
置、自由空間光路決定方法等様々な機能が実現される。
たレーザアレイを用いることにより、偏光多重伝送装
置、自由空間光路決定方法等様々な機能が実現される。
【図１】矩形断面を有する面発光レーザの構造を示す図
である。
である。
【図２】シングルモードファイバにおけるコア径とモー
ドサイズの関係を示す図である。
ドサイズの関係を示す図である。
【図３】矩形断面ポストにおけるポストサイズとモード
サイズの関係を示す図である。
サイズの関係を示す図である。
【図４】ポスト側面における漏れ損失の偏光依存性を説
明するための図である。
明するための図である。
【図５】損失の総計は長辺側で多いことを示す図であ
る。
る。
【図６】面発光レーザ垂直断面での光のフィールドの形
状を示す図である。
状を示す図である。
【図７】偏波の割合のポストサイズ依存性を示す図であ
る。
る。
【図８】矩形導波管での基本モードの偏波方向を示す図
である。
である。
【図９】本発明に適用できる、矩形以外の断面形状の例
を示す図である。
を示す図である。
【図１０】従来の面発光レーザの断面形状を示す図であ
る。
る。
【図１１】交互に９０度異なる偏光を有する本発明の面
発光レーザマトリックスアレイを示す図である。
発光レーザマトリックスアレイを示す図である。
【図１２】図１１に示されたレーザアレイの偏光方向を
示す図である。
示す図である。
【図１３】二次元ファイバアレイを示す図である。
【図１４】３０度ずつ異なる偏光を有する本発明の面発
光レーザアレイを示す図である。
光レーザアレイを示す図である。
【図１５】８個の伝送用レーザと１個の偏光方向の異な
る制御用レーザの１次元アレイの列からなるレーザマト
リックスアレイを示す図である。
る制御用レーザの１次元アレイの列からなるレーザマト
リックスアレイを示す図である。
【図１６】９個のレーザのうち１個をＡＰＣ用モニタ光
として用いるレーザの１次元アレイの列からなるレーザ
マトリックスアレイを示す図である。
として用いるレーザの１次元アレイの列からなるレーザ
マトリックスアレイを示す図である。
【図１７】偏光を列ごとに設定したレーザマトリックス
アレイを用いた自由空間光路決定を示す図である。
アレイを用いた自由空間光路決定を示す図である。
【図１８】交互に垂直な偏光を有するレーザマトリック
スアレイを用いた立体ディスプレイ装置を示す図であ
る。
スアレイを用いた立体ディスプレイ装置を示す図であ
る。
【図１９】垂直な偏光を有するアレイを光源に用いた本
発明の４×４シャッフル網を示す図である。
発明の４×４シャッフル網を示す図である。
【図２０】本発明の偏光多重伝送を示す図である。
【図２１】垂直な偏光を有する１アレイを光源に用いた
本発明の偏光シフトキーイング方式の光伝送装置を示す
図である。
本発明の偏光シフトキーイング方式の光伝送装置を示す
図である。
【図２２】従来のモノリシックな端面出射型ストライプ
レーザアレイを示す図である。
レーザアレイを示す図である。
【図２３】ポスト構造を有する面発光レーザを示す図で
ある。
ある。
１ 陽極 ２ ポスト状陽極側多層反射膜 ３ ＩｎＧａＡｓ活性層 ４ 光閉じ込め層 ５ イオン注入による不活性化領域 ６ 陰極側半導体多層反射膜 ７ 陰極 ８ 面発光レーザ断面 ９ コア １０ クラッド １１ モードサイズ １２ ポストサイズ １３ ポスト内 １４ ポスト外 １５ 側面に垂直な偏光 １６ 側面に平行な偏光 １７ ポスト側面 １８ 長辺 １９ 短辺 ２０ ポスト断面 ２１ 長辺で損失が多い長辺に垂直な偏光 ２２ 短辺で損失が多い短辺に垂直な偏光 ２３ 光のフィールド ２４ ポスト構造底面 ２５ 矩形導波管 ２６ 偏波方向 １０１ 矩形ポスト １０２ 偏光方向 １０３ 光ファイバアレイ １０４ 電極 １０５ 酸化シリコン １０６ メサストライプ １０７ 活性層 １０８ 陽極 １０９ 陽極側半導体多層反射膜 １１０ ＩｎＧａＡｓ活性層 １１１ 光閉じこめ層 １１２ 不活性化領域 １１３ 陰極側半導体多層膜 １１４ 陰極 １１５ 紙面に平行な偏光 １１６ 紙面に垂直な偏光 １１７ 全反射鏡 １１８ 偏光ビームスプリッタ １１９ スイッチノード １２０ 横偏光レーザ １２１ 制御用信号光 １２２ 伝送用信号光 １２３ 縦偏光レーザ １２４ １５度偏光レーザ １２５ ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏ
ｌｌｅｒ）用モニタ光 １２６ ＰＭＬ（Ｐｌａｎａｒ Ｍｉｃｒｏ Ｌｅｎ
ｓ） １２７ 集光用凸レンズ １２８ ＳＭＦ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅ
ｒ） １２９ バビネーソレイユ位相補償板 １３０ ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ） １３１ 局地光 １３２ 合流器 １３３ ４５度偏光レーザ １３４ １／２強度光 １３５ 発光部 １３６ 偏光が交互に垂直なレーザマトリックスアレイ
ｌｌｅｒ）用モニタ光 １２６ ＰＭＬ（Ｐｌａｎａｒ Ｍｉｃｒｏ Ｌｅｎ
ｓ） １２７ 集光用凸レンズ １２８ ＳＭＦ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅ
ｒ） １２９ バビネーソレイユ位相補償板 １３０ ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ） １３１ 局地光 １３２ 合流器 １３３ ４５度偏光レーザ １３４ １／２強度光 １３５ 発光部 １３６ 偏光が交互に垂直なレーザマトリックスアレイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 1994年（平成６年）秋季第55回応物学 会予稿集22ｐ−Ｓ−５ ｐ．975 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．66 ［８］（1995）ｐ．908−910 Ｅｌｅｃｔｒｏｎ，Ｌｅｔｔ．31［18 ］（1995）ｐ．1573−1574 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18
Claims (15)
- 【請求項１】半導体基板上に活性層と前記活性層をはさ
む光閉じ込め層からなる中間層と、前記中間層の上下に
第１及び第２半導体多層反射膜とを有する面発光レーザ
において、前記第１半導体多層反射膜のみポスト構造を
有し、ポスト構造最下部と活性層との距離が光学長で一
波長程度で、前記第１半導体多層反射膜の側面は１組の
互いに平行な平面を持ち、基板と平行な前記第１半導体
多層反射膜の断面の径は第２半導体反射膜の断面の径よ
り小さく、かつ単一横モード（０次モード）及び単一縦
モード（０次モード）で発振する大きさで、前記第１半
導体多層反射膜の断面を構成する辺の内、前記一組の互
いに平行な平面上にある辺が最も長く、この辺に平行な
偏光を有することを特徴とする面発光レーザ。 - 【請求項２】半導体周期的多層膜からなる上下一組の分
布反射型（ＤＢＲ；Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇ
ｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）反射鏡により垂直共振器を構
成し、前記上下の反射鏡にはさまれた中間層が活性層と
光閉じ込め層からなり、上部反射鏡のみ側壁が基板に対
して垂直、または垂直に近い角度となるポスト構造を有
し、ポスト構造の下部以外の活性層が不活性領域を有
し、前記ポスト構造の断面積は十分小さく基本単一横モ
ード（０次モード）及び単一縦モードで発振する大きさ
で出射された光は直線偏光であり、ポスト構造最下部と
活性層との距離が光学長で一波長程度で、基板に平行な
ポスト構造の断面は向かい合う一組の平行な辺を有し、
平行な辺は直線であり、平行な辺はその向かい合う端点
どうしを結んだ直線よりも長く、平行な辺と同じかそれ
より長い直線は断面の中に存在なく、直線とは直線及び
光が直線と感じる程度に直線に類似した図形であり、こ
の平行な辺に平行な偏光を有することを特徴とする面発
光型レーザ。 - 【請求項３】モノリシックな一つの面発光レーザアレイ
内で各素子の偏光が任意の方向に設定されていることを
特徴とする面発光レーザアレイ。 - 【請求項４】前記面発光レーザアレイの各面発光レーザ
は、半導体基板上に活性層と前記活性層をはさむ光閉じ
こめ層からなる中間層と、前記中間層の上下に第１及び
第２半導体多層反射膜とを有する面発光レーザであっ
て、前記第１半導体多層反射膜のみポスト構造を有し、
前記第１半導体多層反射膜の断面は単一基本横モードで
発振する程度に小さく、前記ポスト構造の断面形状が非
等方的で横モード形状に異方性を与える形状で、前記上
部反射膜のポスト構造最下部と活性層との距離が光学長
１波長程度であり、前記ポストの方向が各素子ごとに任
意に設定されていることを特徴とする請求項４記載の面
発光レーザアレイ。 - 【請求項５】前記面発光レーザアレイの各面発光レーザ
は隣どうしで交互に偏光が９０度異なることを特徴とす
る請求項４記載の面発光レーザアレイ。 - 【請求項６】前記面発光レーザアレイの各面発光レーザ
は偏光方向が３０度づつずれていることを特徴とする請
求項４記載の面発光レーザアレイ。 - 【請求項７】前記面発光レーザアレイは偏光方向の揃っ
た一群の面発光レーザアレイと、前記偏光方向の揃った
一群の面発光レーザアレイとは偏光方向が異なる一個ま
たは数個の面発光レーザとを１単位とし、複数単位のア
レイ群で構成されることを特徴とする請求項４記載の面
発光レーザアレイ。 - 【請求項８】各発光素子の偏光が任意の方向に設定され
ている面発光レーザアレイと、前記面発光レーザアレイ
からの光を互いの異なる偏光成分に分離する偏光素子と
を有することを特徴とする光インターコネクション装
置。 - 【請求項９】請求項８に記載の前記面発光レーザアレイ
と、前記面発光レーザアレイからの光を伝送用信号光と
制御用信号光とに分割する偏光ビームスプリッタとを有
することを特徴とする光インターコネクション装置。 - 【請求項１０】前記制御用信号光が面発光レーザアレイ
用のモニター光であることを特徴とする請求項１０記載
の光インターコネクション装置。 - 【請求項１１】面発光レーザアレイ内で各発光素子の偏
光が任意の方向に設定され、前記面発光レーザから出射
される光を偏光成分を分割する偏光光学素子に入射さ
せ、前記偏光方向の設定により個々の発光素子の光路決
定を行うことを特徴とする自由空間光接続方法。 - 【請求項１２】偏光が交互に９０度異なるレーザマトリ
ックスアレイを光源に用いることを特徴とする立体映像
ディスプレイ装置。 - 【請求項１３】互いに偏光方向が９０度異なり直線偏光
を示す少なくとも２つのレーザ光を出射する半導体レー
ザアレイと前記半導体レーザの各々に対応した受光素子
を有するスイッチノードと、前記スイッチノードから出
射された１偏光成分を反射させ光路を変えて異なるスイ
ッチノード内の受光素子へと導く偏光反射手段とを有す
ることを特徴とする光スイッチ網。 - 【請求項１４】互いに偏光方向が９０度異なり直線偏光
を示す少なくとも２つのレーザ光を出射する半導体レー
ザアレイと、前記２つのレーザ光を伝送する１本の光フ
ァイバと、前記２つのレーザ光を集光し前記１本のファ
イバへ導く光学素子とで構成されることを特徴とする偏
光多重伝送装置。 - 【請求項１５】面発光レーザアレイ内で各発光素子の偏
光方向が９０度異なる直線偏光を示す２つのレーザ光を
交互に変調する光源を有することを特徴とする偏光シフ
トキーイング方式コヒーレント光通信装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7049638A JP2891133B2 (ja) | 1994-10-24 | 1995-03-09 | 面発光レーザ及び面発光レーザアレイ及び光情報処理装置 |
| US08/528,886 US5778018A (en) | 1994-10-13 | 1995-09-15 | VCSELs (vertical-cavity surface emitting lasers) and VCSEL-based devices |
| US09/017,038 US6154479A (en) | 1994-10-13 | 1998-02-02 | VCSELs (vertical-cavity surface emitting lasers) and VCSEL-based devices |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-258069 | 1994-10-24 | ||
| JP25806994 | 1994-10-24 | ||
| JP7049638A JP2891133B2 (ja) | 1994-10-24 | 1995-03-09 | 面発光レーザ及び面発光レーザアレイ及び光情報処理装置 |
Publications (2)
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Families Citing this family (9)
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|---|---|---|---|---|
| JP3546628B2 (ja) * | 1997-02-07 | 2004-07-28 | 富士ゼロックス株式会社 | 面発光型半導体レーザ装置 |
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| JPH0637300A (ja) * | 1992-07-15 | 1994-02-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光集積回路 |
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Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| １９９４年（平成６年）秋季第５５回応物学会予稿集２２ｐ−Ｓ−５ ｐ．９７５ |
| Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６６［８］（１９９５）ｐ．９０８−９１０ |
| Ｅｌｅｃｔｒｏｎ，Ｌｅｔｔ．３１［１８］（１９９５）ｐ．１５７３−１５７４ |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7668219B2 (en) | 2006-07-20 | 2010-02-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Surface emitting semiconductor device |
| US7675956B2 (en) | 2007-03-27 | 2010-03-09 | Sony Corporation | Vertical cavity surface emitting laser and method for manufacturing the same |
| EP2120303A2 (en) | 2008-05-13 | 2009-11-18 | Ricoh Company, Limited | Surface-emitting laser, surface-emitting laser array, optical scanning device, and image forming apparatus |
| US8111725B2 (en) | 2008-05-13 | 2012-02-07 | Ricoh Company, Ltd. | Surface-emitting laser, surface-emitting laser array, optical scanning device, and image forming apparatus |
| EP2120302A2 (en) | 2008-05-15 | 2009-11-18 | Ricoh Company, Ltd. | Surface emitting laser element, surface emitting laser array, optical scanning device, and image forming apparatus |
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