半導(dǎo)體激光模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光模塊，具備能夠射出主光束和副光束的面發(fā)光激光元件、能夠檢測副光束的光強(qiáng)度的監(jiān)測用光檢測元件，面發(fā)光激光元件是PCSEL，主光束和副光束被射出至面發(fā)光激光元件的上方，僅以預(yù)先確定的角度互相傾斜，相對于面發(fā)光激光元件的驅(qū)動(dòng)電流值的主光束的峰值光強(qiáng)度以及副光束的峰值光強(qiáng)度的各個(gè)的變動(dòng)互相相關(guān)。因此，如果使用表示副光束的峰值光強(qiáng)度的監(jiān)測用光檢測元件的輸出的話，則能夠推定主光束的峰值光強(qiáng)度。
【專利說明】
半導(dǎo)體激光模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻(xiàn)I公開了二維光子晶體面發(fā)光激光器。在該二維光子晶體面發(fā)光激光器中，以二維的周期將由折射率不同的第2介質(zhì)構(gòu)成的光子晶體周期結(jié)構(gòu)體21排列于由載流子的注入而發(fā)光的活性層12(第I介質(zhì))或者其附近。光子晶體20的晶格結(jié)構(gòu)為四方晶格或者正交晶格并且具備平移對稱性，但是不具備旋轉(zhuǎn)對稱性?；蛘撸庾泳w20的晶格結(jié)構(gòu)為四方晶格或者正交晶格，并且按二維模式的分類方法而為pl、pm、pg或者cm中的任一者。晶格點(diǎn)的形狀可以是大致三角形。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)I:日本專利第4484134號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0007]在專利文獻(xiàn)I所記載的二維光子晶體面發(fā)光激光器中，為了監(jiān)測主光束的光強(qiáng)度，考慮對被面發(fā)光的激光光束的一部分進(jìn)行分支。然而，如果對激光光束的一部分進(jìn)行分支的話則二維光子晶體面發(fā)光激光器的光強(qiáng)度降低，因此，光束質(zhì)量也降低。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是鑒于上述的狀況而完成的，例如提供不會(huì)使主光束的光強(qiáng)度降低且能夠進(jìn)行主光束的光強(qiáng)度的監(jiān)測(monitor)的面發(fā)光激光器。
[0008]解決問題的技術(shù)手段
[0009]PCSEL(Photonic Crystal Surface Emitting Laser:光子晶體面發(fā)光激光器)是一種面發(fā)光型激光器，具有在該面發(fā)光型激光器的光射出面的垂直方向上小于一度的光束發(fā)散角的單峰光束(主光束)作為光輸出來獲得等的特征。發(fā)明人在進(jìn)行各種類型的PCSEL的研究的過程中，發(fā)現(xiàn)了除了向設(shè)備面的垂直方向的主光束之外還從PCSEL的光射出面的上部看例如在互相成90度的角度的傾斜四個(gè)方向(或者，從PCSEL的光射出面的上部看互相成180度的角度的傾斜兩個(gè)方向)上獲得微弱的副光束的結(jié)構(gòu)。發(fā)明人對獲得該傾斜方向的副光束的物理上的主要原因進(jìn)行了悉心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了在主光束在面發(fā)光型激光器的光射出面的垂直方向上進(jìn)行衍射的時(shí)候該主光束的一部分由PCSEL的共振器即光子晶體而接受反映了光子晶體的分散關(guān)系的衍射，結(jié)果在傾斜方向上獲得副光束。再有，發(fā)明人經(jīng)悉心研究探討，結(jié)果了解到如果對使施加到面發(fā)光型激光器的電流發(fā)生變化的情況下的主光束的峰值光強(qiáng)度和副光束的峰值光強(qiáng)度進(jìn)行比較的話，則兩者互相單調(diào)增加，如果決定了一方，則可以唯一地決定另一方。即，如果通過預(yù)先測定兩者的關(guān)系而了解副光束的峰值光強(qiáng)度的話，則能夠推定主光束的峰值光強(qiáng)度。因此，如果使用測定副光束的峰值光強(qiáng)度的單元的話，則不會(huì)損壞主光束的光量并且能夠推定主光束的峰值光強(qiáng)度。
[0010]本發(fā)明的第I側(cè)面所涉及的半導(dǎo)體激光模塊，是基于上述的那樣的考察而完成的半導(dǎo)體激光模塊，其特征在于，具備面發(fā)光激光元件、監(jiān)測用光檢測元件、和容納容器;所述容納容器具備上壁和底壁;所述容納容器容納所述面發(fā)光激光元件和所述監(jiān)測用光檢測元件;所述上壁具備開口并與所述底壁相對;所述面發(fā)光激光元件具備主面、光射出區(qū)域以及二維光子晶體層且被設(shè)置于所述底壁，以從所述光射出區(qū)域射出主光束和副光束并且所述主光束通過所述開口的方式被配置;所述光射出區(qū)域被設(shè)置于所述主面;所述主光束的第I光軸沿著所述主面的垂直方向延伸;所述副光束的第2光軸在與所述垂直方向之間成為預(yù)先確定的角度α;所述二維光子晶體層具備多個(gè)孔部并沿著所述主面延伸;所述多個(gè)孔部具備相同的形狀并與所述主面相并行地沿著多個(gè)排列方向被排列成晶格狀，構(gòu)成衍射光柵；所述監(jiān)測用光檢測元件被設(shè)置于所述上壁并被配置于所述第2光軸與所述上壁相交的地方;所述監(jiān)測用光檢測元件具備光入射面;所述光入射面與所述第2光軸相交叉;所述第I光軸和所述第2光軸處于與基準(zhǔn)方向相同的面;所述基準(zhǔn)方向?yàn)樗龆鄠€(gè)排列方向中鄰接的晶格間隔最短的排列方向；所述主光束的峰值光強(qiáng)度和所述副光束的峰值強(qiáng)度均伴隨于所述面發(fā)光激光元件的驅(qū)動(dòng)電流的增加而單調(diào)增加，在決定了所述主光束的峰值光強(qiáng)度和所述副光束的峰值光強(qiáng)度中的一方的值時(shí)，能夠唯一地決定另一方的值。面發(fā)光激光元件輸出對應(yīng)于單峰光束的主光束和對應(yīng)于微弱光的副光束，監(jiān)測用光檢測元件檢測副光束的光強(qiáng)度。因此，因?yàn)槿绻褂迷摫O(jiān)測用光檢測元件的輸出的話則能夠?qū)⒏惫馐糜谥鞴馐墓鈴?qiáng)度的監(jiān)測，所以不會(huì)損壞主光束的光量并且能夠推定主光束的峰值光強(qiáng)度。
[0011]在本發(fā)明的第2側(cè)面所涉及的半導(dǎo)體激光模塊中，相對于第I側(cè)面所涉及的半導(dǎo)體激光模塊，進(jìn)一步具備驅(qū)動(dòng)裝置和顯示裝置;所述驅(qū)動(dòng)裝置被連接于所述面發(fā)光激光元件并將所述驅(qū)動(dòng)電流輸出至所述面發(fā)光激光元件;所述顯示裝置被連接于所述監(jiān)測用光檢測元件并顯示從所述監(jiān)測用光檢測元件輸出的光強(qiáng)度信號的內(nèi)容。顯示裝置因?yàn)槟軌蝻@示副光束的光強(qiáng)度，所以半導(dǎo)體激光模塊的操作者能夠一邊參照顯示裝置的顯示內(nèi)容一邊由驅(qū)動(dòng)裝置來進(jìn)行相對于面發(fā)光激光元件的驅(qū)動(dòng)信號(面發(fā)光激光元件的驅(qū)動(dòng)電流)的控制。
[0012]在本發(fā)明的第3側(cè)面所涉及的半導(dǎo)體激光模塊中，相對于第I側(cè)面所涉及的半導(dǎo)體激光模塊，進(jìn)一步具備驅(qū)動(dòng)裝置和控制裝置;所述驅(qū)動(dòng)裝置被連接于所述面發(fā)光激光元件并將所述驅(qū)動(dòng)電流輸出至所述面發(fā)光激光元件;所述控制裝置被連接于所述監(jiān)測用光檢測元件和所述驅(qū)動(dòng)裝置，并根據(jù)從所述監(jiān)測用光檢測元件輸出的光強(qiáng)度信號將所述驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號輸出至所述驅(qū)動(dòng)裝置?？刂齐娐芬?yàn)槟軌蚋鶕?jù)副光束的光強(qiáng)度控制驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)作，所以相對于面發(fā)光激光元件的驅(qū)動(dòng)信號(面發(fā)光激光元件的驅(qū)動(dòng)電流)的控制能夠根據(jù)副光束的光強(qiáng)度自動(dòng)地進(jìn)行。
[0013]在本發(fā)明的第4側(cè)面所涉及的半導(dǎo)體激光模塊中，在所述衍射光柵為四方晶格的情況下，所述衍射光柵的晶格間隔與所述面發(fā)光激光元件的振蕩波長大致一致，所述面發(fā)光激光元件在由來于四方晶格的四個(gè)光波段中從長波長側(cè)起第2個(gè)光波段下進(jìn)行振蕩。這樣，在衍射光柵為四方晶格的情況下，上述的面發(fā)光激光元件中，在由來于四方晶格的四個(gè)光波段中從長波長側(cè)起第2個(gè)光波段下進(jìn)行振蕩。
[0014]在本發(fā)明的第5側(cè)面所涉及的半導(dǎo)體激光模塊中，所述面發(fā)光激光元件具備活性層;所述孔部的底面的形狀為直角三角形;所述孔部具備與所述衍射光柵的母材的折射率不同的折射率。此時(shí)，例如在衍射光柵為四方晶格的情況下，上述的面發(fā)光激光元件中，在由來于四方晶格的四個(gè)光波段中從長波長側(cè)起第2個(gè)光波段下產(chǎn)生振蕩，上述的面發(fā)光激光元件能夠輸出主光束和副光束。在此情況下，由所述活性層的發(fā)光而產(chǎn)生于所述衍射光柵的光的駐波的電磁場的節(jié)點(diǎn)處于與所述孔部的直角三角形的重心大致相同的位置，所述電磁場中的磁場的強(qiáng)度的極值存在于所述孔部的周圍。
[0015]發(fā)明的效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明的上述的各個(gè)側(cè)面，能夠提供例如不會(huì)使主光束的光強(qiáng)度降低且能夠進(jìn)行主光束的光強(qiáng)度的監(jiān)測的面發(fā)光激光器。
【附圖說明】
[0017]圖1是概略性地表示實(shí)施方式所涉及的面發(fā)光激光元件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0018]圖2是用于說明實(shí)施方式所涉及的面發(fā)光激光元件的衍射光柵的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。
[0019]圖3是用于說明實(shí)施方式所涉及的面發(fā)光激光元件的衍射光柵的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子的圖。
[0020]圖4是用于說明實(shí)施方式所涉及的面發(fā)光激光元件的主光束的測定圖。
[0021]圖5是用于說明實(shí)施方式所涉及的面發(fā)光激光元件的主光束的測定圖。
[0022]圖6是用于說明實(shí)施方式所涉及的面發(fā)光激光元件的副光束的測定圖。
[0023]圖7是用于說明實(shí)施方式所涉及的面發(fā)光激光元件的副光束的測定圖。
[0024]圖8是表示在實(shí)施方式所涉及的面發(fā)光激光元件中主光束的峰值光強(qiáng)度與副光束的峰值光強(qiáng)度的相關(guān)的圖。
[0025]圖9是概略性地表示實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體激光模塊的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。
[0026]圖10是概略性地表示實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體激光模塊的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。
[0027]圖11是用于說明實(shí)施方式所涉及的面發(fā)光激光元件的制造方法的主要工序的圖。
[0028]圖12是用于說明實(shí)施方式所涉及的面發(fā)光激光元件的制造方法的主要工序的圖。
[0029]圖13是表示在實(shí)施方式所涉及的面發(fā)光激光元件的衍射光柵為四方晶格并且晶格點(diǎn)為直角三角形的平面形狀的孔的情況下由該衍射光柵產(chǎn)生的電磁場的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，參照附圖，對本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說明。還有，在附圖的說明中，在可能的情況下將相同符號標(biāo)注于相同要素，并省略重復(fù)的說明。以下，參照附圖并就本發(fā)明所涉及的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。還有，在附圖的說明中，在可能的情況下將相同符號標(biāo)注于相同要素，并省略重復(fù)的說明。參照圖1?圖5來說明實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體激光模塊100的結(jié)構(gòu)和面發(fā)光激光元件I的結(jié)構(gòu)。在圖1中表示有由X軸、y軸、z軸構(gòu)成的直角坐標(biāo)系。X軸、y軸、z軸和面發(fā)光激光元件1(特別是衍射光柵6ba、孔部6b)的配置在圖1?5中是相同的。
[0031 ] 面發(fā)光激光元件I是一種再生長型的PCSEL (Pho toni c Crystal SurfaceEmitting Laser:光子晶體面發(fā)光激光器)。面發(fā)光激光元件I具備半導(dǎo)體層疊la、AR涂層9a(Anti 1^;^601:;^6:無反射)、11側(cè)電極94側(cè)電極10、絕緣膜11。半導(dǎo)體層疊13的材料例如是包含GaAs的II1-V族半導(dǎo)體。半導(dǎo)體層疊Ia具備支撐基體2、層疊lbl、二維光子晶體層6、層疊lb2。層疊Ibl具備η型覆蓋(clad)層3、活性層4、電子阻擋(block)層5。層疊lb2具備p型覆蓋層7、接觸層8。層疊Ibl被設(shè)置于支撐基體2的主面2a。層疊lb2被設(shè)置于二維光子晶體層6之上。二維光子晶體層6被設(shè)置于層疊Ibl與層疊lb2之間。η側(cè)電極9被設(shè)置于面發(fā)光激光元件I的主面la2。
[0032]面發(fā)光激光元件I的主面la2是處于主面2a的相反側(cè)的支撐基體2的表面，并處于面發(fā)光激光元件I的表面Ial的相反側(cè)。η側(cè)電極9接觸于主面la2。]!側(cè)電極9具備如包圍開口9b那樣的形狀。η側(cè)電極9劃定開口 9b。開口 9b包含主面la2的中心AR涂層9a被設(shè)置于主面la2 AR涂層9a在俯視圖中被設(shè)置于主面I a2中除了 η側(cè)電極9的區(qū)域。AR涂層9a接觸于主面IaSc3P側(cè)電極10被設(shè)置于半導(dǎo)體層疊Ia的表面Ial (接觸層8的表面)。
[0033]面發(fā)光激光元件I具備光射出區(qū)域R1。光射出區(qū)域Rl被設(shè)置于主面la2。光射出區(qū)域Rl被形成于開口 ％。面發(fā)光激光元件I從光射出區(qū)域Rl射出主光束LI和副光束L2。主光束LI的第I光軸A2沿著主面la2的垂直方向進(jìn)行延伸，副光束L2的第2光軸A3在與主面la2的垂直方向(或者第I光軸A2)之間成為預(yù)先確定的角度α。如果將電壓施加于n側(cè)電極9和P側(cè)電極10并使電流流到半導(dǎo)體層Ia的話則在主面la2的上方向上主光束LI和副光束L2從光射出區(qū)域Rl被輸出。
[0034]η型覆蓋層3、活性層4、電子阻擋層5、二維光子晶體層6、p型覆蓋層7、接觸層8從主面2a在與z軸方向相反方向(主面2a的法線方向)上按順序由外延生長而被層疊。支撐基體
2、n型覆蓋層3、活性層4、電子阻擋層5、二維光子晶體層6、p型覆蓋層7、接觸層8沿著xy面進(jìn)行延伸。主面la2(支撐基體2的表面)、主面2a、二維光子晶體層6的P側(cè)表面6a、表面Ial(接觸層8的表面)沿著xy面進(jìn)行延伸。η型覆蓋層3接觸于支撐基體2和活性層4，活性層4接觸于η型覆蓋層3和電子阻擋層5，電子阻擋層5接觸于活性層4和二維光子晶體層6，二維光子晶體層6接觸于電子阻擋層5和P型覆蓋層7，ρ型覆蓋層7接觸于二維光子晶體層6和接觸層8。
[0035]二維光子晶體層6具備衍射光柵6ba。衍射光柵6ba具備四方晶格配置或者三角晶格配置的二維光子晶體結(jié)構(gòu)。在三角晶格的情況下單位晶格的晶格形狀為平行四邊形。衍射光柵6ba的二維光子晶體結(jié)構(gòu)沿著主面la2進(jìn)行延伸。衍射光柵6ba的二維光子晶體結(jié)構(gòu)為二維(xy面)的晶體結(jié)構(gòu)。衍射光柵6ba被設(shè)置于二維光子晶體層6的P側(cè)表面6a。二維光子晶體層6的折射率在衍射光柵6ba中在沿著主面la2進(jìn)行延伸的方向(xy面內(nèi))周期性地進(jìn)行變化。二維光子晶體層6具備多個(gè)孔部6b。多個(gè)孔部6b具備相同的形狀(大致三角柱狀或者圓柱狀)。多個(gè)孔部6b在衍射光柵6ba的母材中在沿著主面la2進(jìn)行延伸的xy面內(nèi)的多個(gè)排列方向上被周期性地設(shè)置。即，多個(gè)孔部6b沿著衍射光柵6ba的四方晶格或者三角晶格被配置。多個(gè)孔部6b構(gòu)成衍射光柵6ba?？撞?b對應(yīng)于衍射光柵6ba的晶格點(diǎn)?？撞?b具備與衍射光柵6ba的母材的折射率不同的折射率。衍射光柵6ba的折射率由多個(gè)孔部6b而在相同波長的光中在沿著主面la2進(jìn)行延伸的方向(xy面內(nèi))周期性地進(jìn)行變化?？撞?b被設(shè)置于二維光子晶體層6的P側(cè)表面6a，孔部6b的形狀(也可以是大致三角柱狀或者圓柱狀)從孔部6b的底面朝著P側(cè)(朝著P側(cè)表面6a)進(jìn)行延伸。孔部6b的底面的形狀和孔部6b的開口(P側(cè)表面6a上的孔部6b的開口)的形狀(孔部6b的平面形狀)具備相同的形狀，并且都可以是直角三角形或者圓，但是允許在制作工序中所產(chǎn)生的變形。
[0036]例如，在衍射光柵6ba為四方晶格的情況下，孔部6b的平面形狀(孔部6b的底面的形狀)為直角三角形(三個(gè)頂點(diǎn)的形狀被弄圓)，夾住該直角三角形的直角的兩邊的縱橫比為1.0以上2.0以下，填充因子(f i 11 ing factor)(相對于單位晶格R2的面積，孔部6b的底面的面積所占的比例(％ ))為10 %以上35 %以下，該直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)的圓度為0.1OXLa(La為晶格間隔)左右，在此情況下，在該二維光子晶體層6的四個(gè)光波段(后面所述的圖4所表示的光波段BI?B4)中從長波長側(cè)起第2個(gè)波段(后面所述的圖4所表示的B2)下得到振蕩。此時(shí)，由二維光子晶體層6的發(fā)光而產(chǎn)生于衍射光柵6ba的光的駐波的電磁場的節(jié)點(diǎn)(后面所述的圖13所表示的電磁場的節(jié)點(diǎn)R4)處于與孔部6b的直角三角形的重心大致相同的位置。在此情況下，該電磁場中的磁場的強(qiáng)度的極值存在于孔部6b的周圍。
[0037]在圖13中表示衍射光柵6ba為四方晶格，在孔部6b的平面形狀(孔部6b的底面的形狀)為直角三角形的情況下，被配置于單位晶格R2的孔部6b、單位晶格R2上的電場的朝向R3、單位晶格R2上的磁場分布Ml。磁場分布Ml包含于由活性層4的發(fā)光而產(chǎn)生于衍射光柵6ba的光的駐波的電磁場，表示磁場的強(qiáng)度的比較強(qiáng)的大致圓形狀的區(qū)域并且包含磁場的強(qiáng)度的極值。在面發(fā)光激光元件I的主光束LI中，電磁場的節(jié)點(diǎn)R4處于與孔部6b的直角三角形(孔部6b的底面的形狀)的重心大致相同的位置。在主光束LI的情況下，磁場分布Ml(由活性層4的發(fā)光而產(chǎn)生于衍射光柵6ba的電磁場中的磁場的強(qiáng)度的極值)存在于孔部6b的周圍。主光束LI的情況下的孔部6b的周圍的電場的電場成分在與孔部6b的底面的直角三角形的斜邊相交叉的方向Dr I和沿著該斜邊進(jìn)行延伸的方向Dr 2上比較大。
[0038]支撐基板2的材料例如是η型的GaAs。!!型覆蓋層3的材料例如是η型的AlGaAs。!!型覆蓋層3的厚度例如是2000[nm]左右。例如，如果作為面發(fā)光激光元件I的振蕩波長而設(shè)想980[nm]的話則η型覆蓋層3的折射率為3.11左右。
[0039]活性層4產(chǎn)生光。活性層4例如具備三個(gè)量子阱層?；钚詫?的量子阱層的材料例如是i型的InGaAs?；钚詫?的勢皇層(barrier layer)的材料例如是i型的AlGaAs?；钚詫?能夠具備接觸于η型覆蓋層3的引導(dǎo)層。該活性層4的引導(dǎo)層的材料例如是i型的AlGaAs。活性層4的厚度例如是140[nm]左右?；钚詫?的折射率例如如果設(shè)想面發(fā)光激光元件I的振蕩波長980[nm]的話則為3.49左右。
[0040]電子阻擋層5處于P型的導(dǎo)電類型的P型覆蓋層7與活性層4之間。電子阻擋層5的材料例如是i型的AlGaAs。電子阻擋層5能夠具備接觸于二維光子晶體層6的引導(dǎo)層。該電子阻擋層5的引導(dǎo)層的材料例如是i型的AlGaAs。電子阻擋層5的厚度例如是35[nm]左右。電子阻擋層5的折射率例如如果設(shè)想振蕩波長980[nm]的話則為3.33左右。
[0041]二維光子晶體層6處于P型的導(dǎo)電類型的P型覆蓋層7與活性層4之間。二維光子晶體層6具備二維光子晶體結(jié)構(gòu)的衍射光柵6ba。二維光子晶體層6進(jìn)一步具備接觸于電子阻擋層5的引導(dǎo)層。二維光子晶體層6的厚度例如是300[nm]左右。二維光子晶體層6的引導(dǎo)層的材料例如是i型的GaAs。衍射光柵6ba的母材例如是i型的GaAs、i型的AlGaAs等。衍射光柵6ba具備多個(gè)孔部6b(空洞)。多個(gè)孔部6b與主面la2并行地沿著多個(gè)排列方向被排列成晶格狀。多個(gè)孔部6b在衍射光柵6ba的母材中在xy面內(nèi)(沿著主面la2、p側(cè)表面6a)被周期性地設(shè)置。衍射光柵6ba的折射率由多個(gè)孔部6b而在相同波長的光中在沿著主面la2( P側(cè)表面6a)進(jìn)行延伸的方向上周期性地進(jìn)行變化。衍射光柵6ba的折射率，例如設(shè)想面發(fā)光激光元件I的振蕩波長980[nm]并將孔部6b假定為折射率=1的空洞，由對應(yīng)于相對于衍射光柵6ba的表面(包含于P側(cè)表面6a的面區(qū)域)的孔部6b的面積對介電常數(shù)(在此為折射率的2次方)進(jìn)行平均化而求得的介電常數(shù)的值，從而能夠做出估算。孔部6b的深度例如是200[nm]。二維光子晶體層6的厚度為300[nm]左右且孔部6b的深度為300[nm]的情況下，二維光子晶體層6不具備引導(dǎo)層。
[0042]P型覆蓋層7的材料例如是P型的AlGaAs。？型覆蓋層7的厚度例如是2000[nm]左右。P型覆蓋層7的折射率例如如果設(shè)想面發(fā)光激光元件I的振蕩波長980[nm]的話則為3.27左右。P型覆蓋層7的導(dǎo)電類型和η型覆蓋層3的導(dǎo)電類型互相不同。
[0043]接觸層8的材料例如是P型的GaAs。接觸層8的厚度例如是200[nm]左右。接觸層8的折射率例如如果設(shè)想面發(fā)光激光元件I的振蕩波長980[nm]的話則為3.52左右。
[0044]n側(cè)電極9的材料能夠利用設(shè)置于GaAs類材料的半導(dǎo)體層的電極的材料。η側(cè)電極9的材料例如可以是Au等金屬與Ge等半導(dǎo)體的混合物。η側(cè)電極例如可以是AuGe、AuGe/Au等。
[0045 ] P側(cè)電極1的材料能夠利用設(shè)置于GaAs類材料的半導(dǎo)體層的電極的材料。P側(cè)電極10的材料例如可以是Au、T1、Pt、Cr等金屬。P側(cè)電極10例如從GaAs半導(dǎo)體層側(cè)起按順序可以是Ti/Pt/Au、Ti/Au/、Cr/Au等。接觸于P側(cè)電極10的接觸層8以lX1019[cm—3]以上的高濃度添加有雜質(zhì)。P側(cè)電極10例如是正方形的形狀，面積例如是200 X 200[μπι2]左右。
[0046]參照圖2以及圖3來說明二維光子晶體層6的衍射光柵6ba的結(jié)構(gòu)。圖2的(A)部以及圖3的(A)部是從主面la2側(cè)看衍射光柵6ba的圖。圖2的(B)部表不圖2的(A)部所表不的衍射光柵6ba的反晶格空間，圖3的(B)部表示圖3的(A)部所表示的衍射光柵6ba的反晶格空間。在圖2的(B)部以及圖3的(B)部，表示有反晶格點(diǎn)6c。圖2的(A)部以及圖3的(A)部所表示的孔部6b的形狀是P側(cè)表面6a上的孔部6b的開口(xy面上的孔部6b的截面)的形狀。
[0047]圖2的(A)部所表示的衍射光柵6ba為四方晶格。圖2的(A)部所表示的衍射光柵6ba的單位晶格R2的形狀為正方形。圖2的(A)部所表示的單位晶格R2的排列方向(孔部6b的排列方向)包含Γ -X方向(Γ -Y方向)以及Γ -M方向。一個(gè)孔部6b被配置于一個(gè)單位晶格R2。圖2的(A)部所表示的單位晶格R2的正方形的邊的方向?yàn)棣?X方向(Γ-Y方向)。圖2的(A)部所表示的單位晶格R2的對角線的方向包含Γ -M方向。圖2的(A)部所表示的Γ -X方向(Γ -Y方向)與X軸或者y軸相平行。圖2的(A)部所表示的基準(zhǔn)方向Al平行于Γ -X方向(Γ -Y方向)。圖2的(A)部所表示的基準(zhǔn)方向Al是孔部6b的多個(gè)排列方向(Γ -X方向(Γ -Y方向)以及Γ -M方向)中鄰接的晶格間隔(晶格常數(shù))最短的排列方向，即，是圖2的(A)部所表示的單位晶格R2的正方形的邊的方向并且是Γ -X方向(Γ -Y方向)。在圖2的(A)部的情況下，在Γ -X方向(Γ - Y方向)上，鄰接的晶格間隔為L a。還有，在圖2的(A)部的情況下，Γ -M方向上的鄰接的晶格間隔為V 2XLa(用2的平方根乘La所得的值)，并且長于La。圖2的⑶所表示的反晶格點(diǎn)6c被配置在Γ-Χ方向(Γ-Y方向)上。在圖2的⑶部的情況下，在Γ-Χ方向(Γ-Y方向)上，鄰接的兩個(gè)反晶格點(diǎn)6c的間隔為2VLa。
[0048]圖3的(A)部所表不的衍射光柵6ba為三角晶格。圖3的(A)部所表不的衍射光柵6ba的單位晶格R2的形狀為平行四邊形。圖3的(A)部所表示的單位晶格R2的排列方向(孔部6b的排列方向)包含r -J方向以及r -X方向。一個(gè)孔部6b被配置于圖3的(A)部所表示的單位晶格R2的平行四邊形的各個(gè)頂點(diǎn)。圖3的(A)部所表示的Γ-J方向以及Γ-X方向分別與X軸、y軸相平行。圖3的(A)部所表示的單位晶格R2的平行四邊形的邊的方向?yàn)棣?J方向。垂直于圖3的(A)部所表示的單位晶格R2的平行四邊形的邊的方向?yàn)棣?X方向。圖3的(A)部所表示的基準(zhǔn)方向Al平行于Γ-J方向。圖3的(A)部所表示的基準(zhǔn)方向Al為孔部6b的多個(gè)排列方向(Γ-J方向以及Γ-Χ方向)中鄰接的晶格間隔最短的排列方向，g卩，是圖3的(A)部所表示的單位晶格R2的平行四邊形的邊的方向并且是Γ -J方向。在圖3的(A)部的情況下，在Γ -J方向上，鄰接的晶格間隔為L a。還有，在圖3的(A)部的情況下，Γ - X方向上的鄰接的晶格間隔為V 3XLa(用3的平方根乘La所得的值)，并且長于La。圖3的(B)所表示的反晶格點(diǎn)6c被配置在Γ-X方向上。在圖3的⑶部的情況下，在Γ-X方向上，鄰接的兩個(gè)反晶格點(diǎn)6c的間隔為2V(LaXsin(V3))。
[0049]接著，就面發(fā)光激光元件I的發(fā)光特性作如下說明。面發(fā)光激光元件I在具有如圖2所表示的那樣的四方晶格的衍射光柵6ba的情況下，衍射光柵6ba的晶格間隔(La)與面發(fā)光激光元件I的振蕩波長大致一致，并如圖4所示具有由來于四方晶格的四個(gè)光波段BI，B2，B3，B4( 二維光子晶體層6的四個(gè)光波段)。圖4表示面發(fā)光激光元件I的多個(gè)光波段。圖4的橫軸表示沿著光子晶體層的方向的波數(shù)[2VLa]，圖4的縱軸表示波長[nm]。還有，圖4?圖8所表示的結(jié)果是關(guān)于具有如圖2所表示的那樣的四方晶格的衍射光柵6ba的面發(fā)光激光元件I的測定結(jié)果，但是即使關(guān)于具有如圖3所表示的那樣的三角晶格的衍射光柵6ba的面發(fā)光激光元件I，同樣的主張也是可以的。在此情況下，存在六個(gè)光波段。
[0050]如圖4所示，光波段B2的沿著Γ-X方向的形狀隨著從Γ點(diǎn)離開而在一旦向長波長側(cè)彎曲之后再向短波長側(cè)彎曲(具有向下的凸形狀)。因此，了解到在光波段B2上，頻率與光波段B2的波段端(將光波段的Γ點(diǎn)上的部分稱作為波段端，以下相同)相等的地方在Γ -X方向的波數(shù)0.045 [2 VLa]附近也存在。
[0051]圖5表示面發(fā)光激光元件I的振蕩前后的分光光譜。圖5的橫軸表示波長[nm]，圖5的縱軸(左右)表示光強(qiáng)度。圖5所表示的峰值Pl，P2是將160[mA]的驅(qū)動(dòng)電流提供給面發(fā)光激光元件I的情況下(振蕩前)的峰值，并由圖5的縱軸(左)來進(jìn)行規(guī)定。圖5所表示的峰值P21是將210[mA]的驅(qū)動(dòng)電流提供給面發(fā)光激光元件I的情況下(振蕩后)的峰值，并由圖5的縱軸(右)來進(jìn)行規(guī)定。振蕩前的峰值P2和振蕩后的峰值P21都處于與光波段B2的波段端的波長相同的波長，振蕩前的峰值Pl處于與光波段BI的波段端的波長相同的波長。由此，了解到振蕩從光波段B2的波段端產(chǎn)生。即，在由來于四方晶格的四個(gè)光波段BI?B4中從長波長側(cè)起第2個(gè)光波段B2下進(jìn)行振蕩。由該面發(fā)光激光元件I的振蕩而輸出與光波段B2的波段端的波長相同的波長的兩個(gè)光束(主光束LI以及副光束L2)。此時(shí)，主光束LI是向Γ點(diǎn)即主面la2的垂直方向射出的光束，副光束L2是在由主面la2的垂直方向(主光束LI的第I光軸A2)和基準(zhǔn)方向Al (即Γ -X方向(Γ -Y方向))來進(jìn)行規(guī)定的面上在相對于主面la2的垂直方向(或者第I光軸A2)僅以角度α(α為7度以上9度以下，例如8度左右)進(jìn)行傾斜的方向上被射出的微弱的光束。
[0052]作為一個(gè)例子，將Γ-X方向上的面發(fā)光激光元件I的射出光的光強(qiáng)度的測定結(jié)果表不于圖6。圖6的橫軸表不光束方向(從主面la2的垂直方向起的傾斜)[度]，圖6的縱軸表示光強(qiáng)度。根據(jù)圖6，了解到在從主面la2的垂直方向起7度以上9度以下(更加具體來說，8.2度左右)的方向上存在微弱的峰值P3，該峰值P3對應(yīng)于副光束L2。
[0053]接著，就副光束L2的產(chǎn)生原因進(jìn)行考察。遍布全方向來測定面發(fā)光激光元件I的光波段，將切割出與光波段B2的波段端相同的頻率的截面而獲得的結(jié)果表示于圖7。圖7的縱軸表示Γ -X方向的波數(shù)[231/La]，圖6的橫軸表示Γ -Y方向的波數(shù)[2VLa]。圖7所表示的顏色的濃淡表示光強(qiáng)度。圖7所表示的結(jié)果與被實(shí)測的微弱的副光束L2的模式良好地一致，在光波段B2的波段端進(jìn)行振蕩的主光束LI被認(rèn)為通過由向Γ-X方向以及Γ-Y方向延伸的光波段B2而受到衍射并產(chǎn)生微弱的副光束L2來獲得。一般來說，在四方晶格上因?yàn)楣獠ǘ蜝2如圖4所示在沿著Γ -X方向以及Γ -Y方向一旦向長波長側(cè)彎曲之后再向短波長側(cè)彎曲，所以在Γ點(diǎn)以外的部分存在與波段端相同波長的部分。即，就光波段B2而言在從沿著Γ -X方向以及Γ-Y方向的Γ點(diǎn)離開的部分存在與Γ點(diǎn)相同波長的部分。因此，認(rèn)為在光波段B2的波段端即Γ點(diǎn)獲得振蕩，在此情況下，沿著Γ -X方向以及Γ -Y方向容易獲得微弱光。同樣，認(rèn)為在三角晶格的情況下，沿著Γ -J方向容易獲得微弱光。
[0054]可是，使面發(fā)光激光元件I的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行變化，在主面la2的垂直方向上射出的主光束LI的峰值光強(qiáng)度(光強(qiáng)度的峰值)與微弱的副光束L2的峰值光強(qiáng)度的關(guān)系如果是唯一地決定的關(guān)系話則能夠?qū)⒏惫馐鳯2用于主光束LI的峰值光強(qiáng)度的監(jiān)測。從這樣的觀點(diǎn)出發(fā)，用光譜分析儀來測定脈沖驅(qū)動(dòng)面發(fā)光激光元件I的情況下的主光束LI的峰值光強(qiáng)度和副光束L2的峰值光強(qiáng)度的電流依賴性，將測定結(jié)果表示于圖8。圖8的橫軸表示驅(qū)動(dòng)電流[mA]，圖8的縱軸表示峰值光強(qiáng)度[dBm]。如圖8所示，相對于面發(fā)光激光元件I的驅(qū)動(dòng)電流的變化的主光束LI的峰值光強(qiáng)度的變化(曲線Kl)與相對于面發(fā)光激光元件I的驅(qū)動(dòng)電流的變化的副光束L2的峰值光強(qiáng)度的變化(曲線K2)互相相關(guān)。更加具體來說，主光束LI的峰值光強(qiáng)度和副光束L2的峰值光強(qiáng)度都會(huì)伴隨于驅(qū)動(dòng)電流的增加而單調(diào)增加，并且在主光束LI的峰值光強(qiáng)度與副光束L2的峰值光強(qiáng)度之間看到唯一地決定的關(guān)系。以上，就例如進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的情況作了說明，但是在連續(xù)驅(qū)動(dòng)的情況下也是同樣的。換言之，如果決定了主光束LI的峰值光強(qiáng)度和副光束L2的峰值光強(qiáng)度中的一方的值(峰值光強(qiáng)度的值)的話則能夠唯一地決定另一方的值(峰值光強(qiáng)度的值)。因此，通過將監(jiān)測用的光電二極管配置于副光束L2的第2光軸A3并使用該監(jiān)測用的光電二極管來測定副光束L2的光強(qiáng)度，從而根據(jù)副光束L2的峰值光強(qiáng)度的監(jiān)測結(jié)果而能夠監(jiān)測主光束LI的峰值光強(qiáng)度。圖9以及圖10所表示的半導(dǎo)體激光模塊100，10a是基于相對于面發(fā)光激光元件I的發(fā)光特性的上述考察來實(shí)現(xiàn)的半導(dǎo)體激光模塊，將副光束L2用于主光束LI的峰值光強(qiáng)度的監(jiān)測。
[0055]首先，就圖9所表示的半導(dǎo)體激光模塊100作如下說明。圖9所表示的半導(dǎo)體激光模塊100具備面發(fā)光激光元件1、容納容器101、監(jiān)測用光檢測元件101d、驅(qū)動(dòng)裝置102、顯示裝置103。容納容器101具備底壁101a。容納容器101具備上壁101b。容納容器101容納面發(fā)光激光元件I和監(jiān)測用光檢測元件101d。上壁1lb具備開口 101c。上壁1lb與底壁1la相對。面發(fā)光激光元件I被設(shè)置于底壁101a。面發(fā)光激光元件I以主光束LI (第I光軸A2)通過開口101 c的方式被配置。
[0056]監(jiān)測用光檢測元件101為光電二極管。監(jiān)測用光檢測元件1ld被設(shè)置于上壁101b。監(jiān)測用光檢測元件1ld被配置于副光束L2(第2光軸A3)與上壁1lb相交的地方。監(jiān)測用光檢測元件1ld具備光入射面lOlda。光入射面1lda與第2光軸A3相交叉。第I光軸A2和第2光軸A3處于與基準(zhǔn)方向Al相同的面。
[0057]驅(qū)動(dòng)裝置102被連接于面發(fā)光激光元件I。驅(qū)動(dòng)裝置102將驅(qū)動(dòng)面發(fā)光激光元件I的驅(qū)動(dòng)信號Gl輸出到面發(fā)光激光元件I。驅(qū)動(dòng)信號Gl為驅(qū)動(dòng)電流。顯示裝置103被連接于監(jiān)測用光檢測元件101d。顯示裝置103顯示從監(jiān)測用光檢測元件1ld被輸出的光強(qiáng)度信號G2的內(nèi)容(光強(qiáng)度值或者光強(qiáng)度的分光光譜)。半導(dǎo)體激光模塊100的操作者一邊參照顯示裝置103的顯示內(nèi)容一邊操作驅(qū)動(dòng)裝置102的動(dòng)作。
[0058]圖10所表示的半導(dǎo)體激光模塊10a是圖9所表示的半導(dǎo)體激光模塊100的變形例。半導(dǎo)體激光模塊10a具備面發(fā)光激光元件1、容納容器101、監(jiān)測用光檢測元件101d、驅(qū)動(dòng)裝置102、控制裝置104。半導(dǎo)體激光模塊10a具備控制裝置104，但不具備半導(dǎo)體激光模塊100的顯示裝置103?？刂蒲b置104被連接于監(jiān)測用光檢測元件1ld和驅(qū)動(dòng)裝置102?？刂蒲b置104根據(jù)從監(jiān)測用光檢測元件1ld被輸出的光強(qiáng)度信號G2將驅(qū)動(dòng)裝置102的控制信號G3輸出至驅(qū)動(dòng)裝置102。
[0059]接著，參照圖11和圖12并就面發(fā)光激光元件I的制造方法作如下說明。通過按順序執(zhí)行從步驟SI到步驟Sll的各個(gè)工序，從而制造出具備面發(fā)光激光元件I的結(jié)構(gòu)的基板產(chǎn)品。在步驟SI中，由MOCVD法來使第I外延層結(jié)構(gòu)20生長。第I外延層結(jié)構(gòu)20的層結(jié)構(gòu)被表示于圖12的(A)部。第I外延層結(jié)構(gòu)20具備基板20a(n-GaAs基板)、覆蓋層20b(n-AlGaAs覆蓋層)、光引導(dǎo)層20c( 1-AlGaAs引導(dǎo)層)、多重量子講層20d( 1-1nGaAs/AlGaAs 3Qffs)、電子阻擋層20e(1-AlGaAs載流子阻擋層)、光引導(dǎo)層20f (i_AlGaAs引導(dǎo)層)、覆蓋層20g( i_GaAs引導(dǎo)層)?；?0a對應(yīng)于支撐基體2。覆蓋層20b對應(yīng)于η型覆蓋層3。由光引導(dǎo)層20c和多重量子阱層20d構(gòu)成的層對應(yīng)于活性層4。由電子阻擋層20e和光引導(dǎo)層20f構(gòu)成的層對應(yīng)于電子阻擋層5。覆蓋層20g是形成有衍射光柵6ba的層。第I外延層結(jié)構(gòu)20的表面201為覆蓋層20g的表面。表面201對應(yīng)于P側(cè)表面6a。
[0060]在步驟S2中，將抗蝕劑21涂布于第I外延層結(jié)構(gòu)20的表面201。在步驟S3中，使用電子束描繪裝置來將光子晶體圖形22a曝光到抗蝕劑21之上，用顯影液進(jìn)行顯影?？刮g劑21由該顯影而變成抗蝕劑22?？刮g劑22具備光子晶體圖形22a。
[0061 ]在步驟S4中，相對于第I外延層結(jié)構(gòu)20的表面201的覆蓋層20g，由干法蝕刻從表面201側(cè)起復(fù)制光子晶體圖形23a。第I外延層結(jié)構(gòu)20由該復(fù)制而成為第2外延層結(jié)構(gòu)23。第2外延層結(jié)構(gòu)23具備光子晶體圖形23a。在第2外延層結(jié)構(gòu)23中形成光子晶體圖形23a的表面對應(yīng)于圖1所表不的P側(cè)表面6a。光子晶體圖形23a和光子晶體圖形22a從垂直于表面201的方向(z軸方向)看是同樣的圖形。光子晶體圖形23a的深度在覆蓋層20g的厚度例如為300[nm]左右的情況下從表面201起可以是100?300[nm]左右，例如從表面201起為100[nm]左右，從表面201起為200[nm]左右，從表面201起為300[nm]左右。覆蓋層20g由步驟S4而成為由不含有光子晶體圖形23a的1-GaAs引導(dǎo)層和含有光子晶體圖形23a的1-GaAs引導(dǎo)層構(gòu)成的層。第I外延層結(jié)構(gòu)20由步驟4而成為第2外延層結(jié)構(gòu)23。相對于第I外延層結(jié)構(gòu)20具備覆蓋層20g，第2外延層結(jié)構(gòu)23具備由不含有光子晶體圖形23a的1-GaAs引導(dǎo)層和含有光子晶體圖形23a的1-GaAs引導(dǎo)層構(gòu)成的層且不具備覆蓋層20g。僅該不同點(diǎn)是第I外延層結(jié)構(gòu)20與第2外延層結(jié)構(gòu)23的不同點(diǎn)。在步驟S4之后，在步驟S5中，從第2外延層結(jié)構(gòu)23剝離抗蝕劑22。
[0062]在步驟S6中，在進(jìn)行了一般的前處理之后，由MOCVD法使圖12的(B)部所表示的第3外延層結(jié)構(gòu)24生長。第3外延層結(jié)構(gòu)24具備覆蓋層24a(p-AlGaAs覆蓋層)、接觸層24b(p-GaAs接觸層)。覆蓋層24a在第2外延層結(jié)構(gòu)23的1-GaAs引導(dǎo)層的表面(形成有光子晶體圖形23a的表面)上生長。在使覆蓋層24a生長的工序中，將AlGaAs附著于光子晶體圖形23a。包含于第2外延層結(jié)構(gòu)23并且含有光子晶體圖形23a的1-GaAs引導(dǎo)層伴隨于覆蓋層24a的生長而成為含有Al的光子晶體層20i (是1-GaAs/AlGaAs PC層，并對應(yīng)于衍射光柵6ba)。此時(shí)，在光子晶體層20i的內(nèi)部形成空洞(對應(yīng)于孔部6b)。第2外延層結(jié)構(gòu)23的光子晶體圖形23a伴隨于覆蓋層24a的生長而成為包含AlGaAs和空洞(對應(yīng)于孔部6b)的光子晶體圖形23al。光子晶體層20i是包含光子晶體圖形23al的層。最后，第I外延層結(jié)構(gòu)20的覆蓋層20g由光子晶體圖形23a的復(fù)制和覆蓋層24a的生長而成為由光引導(dǎo)層20h(i_GaAs引導(dǎo)層)和光子晶體層20i構(gòu)成的層，第I外延層結(jié)構(gòu)20經(jīng)過第2外延層結(jié)構(gòu)23而變成第4外延層結(jié)構(gòu)231。相對于第I外延層結(jié)構(gòu)20具備覆蓋層20g，第4外延層結(jié)構(gòu)231具備由光引導(dǎo)層20h和光子晶體層20i構(gòu)成的層，不具備覆蓋層20g。僅該不同點(diǎn)為第I外延層結(jié)構(gòu)20與第4外延層結(jié)構(gòu)231的不同點(diǎn)。由光引導(dǎo)層20h和光子晶體層20i構(gòu)成的層對應(yīng)于二維光子晶體層6。由到步驟6為止的工序而形成PCSEL的外延層結(jié)構(gòu)(對應(yīng)于面發(fā)光激光元件I的半導(dǎo)體層疊Ia)的全體。
[0063]在步驟7中，將SiN層25形成于第3外延層結(jié)構(gòu)24的表面(對應(yīng)于表面Ial)。
[0064]在步驟S8中，使用通常的曝光顯影技術(shù)和反應(yīng)性離子蝕刻(Reactive 1nEtching:RIE)，相對于SiN層25，形成對應(yīng)于P側(cè)電極27的形狀(200[μπι]見方的正方形的形狀)的開口 26a。通過開口 26a的形成，SiN層25成為SiN層26 AiN層26具備開口 26a。在開口26a，第3外延層結(jié)構(gòu)24的表面露出。
[0065]在步驟S9中，通過剝離(lift off)而在開口26a形成P側(cè)電極271側(cè)電極27經(jīng)由開口 26a而接觸于第3外延層結(jié)構(gòu)24的接觸層24b。？側(cè)電極27對應(yīng)于P側(cè)電極10。
[0066 ] P側(cè)電極2 7的材料可以使用設(shè)置于GaA s類材料的半導(dǎo)體層的電極的材料。P側(cè)電極27的材料例如可以使用Au、T1、Pt、Cr等金屬。P側(cè)電極27例如從GaAs半導(dǎo)體層側(cè)起按順序可以是打/^/^11、11/^11、0/^11等。接觸于?側(cè)電極27的第3外延層結(jié)構(gòu)24以1\1019[011—3]以上的高濃度添加有雜質(zhì)。
[0067]在步驟10中，研磨第4外延層結(jié)構(gòu)231的主面la2，使用曝光顯影技術(shù)，將SiN層28形成于研磨后的背面(對應(yīng)于主面la2)的地方(位于P側(cè)電極27的正下方的地方KSiN層28也具備作為無反射涂層的功能。SiN層28的光學(xué)膜厚為面發(fā)光激光元件I的振蕩波長的λ/4(λ為振蕩波長)。SiN層28具備開口 28a。在開口 28a，第4外延層結(jié)構(gòu)231的背面露出。
[0068]在步驟Sll中，通過剝離而以包圍第4外延層結(jié)構(gòu)231的背面上的表面射出區(qū)域的形狀形成η側(cè)電極29。η側(cè)電極29對應(yīng)于η側(cè)電極9。
[0069 ] η側(cè)電極29的材料可以使用設(shè)置于GaAs類材料的半導(dǎo)體層的電極的材料。η側(cè)電極29的材料例如可以是Au等金屬與Ge等半導(dǎo)體的混合物。11側(cè)電極例如可以是AuGe、AuGe/Au等。
[0070]以上，通過執(zhí)行步驟SI的工序到步驟Sll的工序從而制造出具備面發(fā)光激光元件I的結(jié)構(gòu)的基板廣品。在步驟SI I之后，將由到步驟SI I為止的工序制造出的基板廣品分割成多個(gè)面發(fā)光激光元件I的芯片。
[0071]根據(jù)以上說明的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光模塊100，100a，面發(fā)光激光元件I輸出對應(yīng)于單峰光束的主光束LI和對應(yīng)于微弱光的副光束L2，監(jiān)測用光檢測元件1ld檢測副光束2的峰值光強(qiáng)度。因此，因?yàn)槿绻褂迷摫O(jiān)測用光檢測元件1ld的輸出的話則能夠?qū)⒏惫馐鳯2用于主光束LI的峰值光強(qiáng)度的監(jiān)測，所以不會(huì)損壞主光束LI的光量并且能夠推定主光束LI的峰值光強(qiáng)度。
[0072]在半導(dǎo)體激光模塊100的情況下，因?yàn)轱@示裝置103能夠顯示副光束L2的光強(qiáng)度(是光強(qiáng)度的分光光譜，光強(qiáng)度信號G2的內(nèi)容)，所以半導(dǎo)體激光模塊100的操作者能夠一邊參照顯示裝置103的顯示內(nèi)容一邊通過驅(qū)動(dòng)裝置102來進(jìn)行相對于面發(fā)光激光元件I的驅(qū)動(dòng)信號Gl (面發(fā)光激光元件I的驅(qū)動(dòng)電流)的控制。
[0073]在半導(dǎo)體激光模塊10a的情況下，因?yàn)榭刂蒲b置104根據(jù)副光束L2的光強(qiáng)度控制驅(qū)動(dòng)裝置102的動(dòng)作，所以相對于面發(fā)光激光元件I的驅(qū)動(dòng)信號Gl(面發(fā)光激光元件I的驅(qū)動(dòng)電流)的控制根據(jù)副光束L2的光強(qiáng)度而能夠自動(dòng)地進(jìn)行。
[0074]以上，在實(shí)施方式中圖示說明了本發(fā)明的原理，但是，本發(fā)明只要不脫離這樣的原理就可以在配置以及細(xì)節(jié)上進(jìn)行變更，這可以被本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識到。本發(fā)明并不限定于本實(shí)施方式所公開的特定的結(jié)構(gòu)。因此，對來自權(quán)利要求的范圍及其精神的范圍的所有修正以及變更請求權(quán)利。
[0075]符號的說明
[0076]I…面發(fā)光激光元件、10，27…P側(cè)電極、100，100a...半導(dǎo)體激光模塊、101…容納容器、1la…底壁、101b...上壁、101c...開口、101d...監(jiān)測用光檢測元件、1lda…光入射面、102…驅(qū)動(dòng)裝置、103…顯示裝置、104…控制裝置、ll...絕緣膜、la...半導(dǎo)體層疊、lal，20l...表面、la2…主面、Ibl，lb2…層疊、2…支撐基體、20...第I外延層結(jié)構(gòu)、20a…基板、20b,20g,24a…覆蓋層、20c，20f，20h…光引導(dǎo)層、20d…多重量子講層、20e，5…電子阻擋層、20i…光子晶體層、21，22…抗蝕劑、22a，23a，23al...光子晶體圖形、23...第2外延層結(jié)構(gòu)、231…第4外延層結(jié)構(gòu)、24...第3外延層結(jié)構(gòu)、24b…接觸層、25，26，28…SiN層、26a，28a…開口、29，9…n側(cè)電極、2a...主面、3...n型覆蓋層、4…活性層、6…二維光子晶體層、6a...p側(cè)表面、6b...孔部、6ba…衍射光柵、6c...反晶格點(diǎn)、7".ρ型覆蓋層、8…接觸層、9a...AR涂層、9b...開口、Α1."基準(zhǔn)方向、Α2.._第I光軸、A3...第2光軸、G1...驅(qū)動(dòng)信號、G2...光強(qiáng)度信號、G3...控制信號、LI...主光束、L2...副光束、Ml...磁場分布、Kl，K2…曲線、R1...光射出區(qū)域、R2...單位晶格、R3…電場的朝向、R4...電磁場的節(jié)點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體激光模塊，其特征在于: 具備: 面發(fā)光激光元件； 監(jiān)測用光檢測元件；以及 容納容器， 所述容納容器具備上壁和底壁， 所述容納容器容納所述面發(fā)光激光元件和所述監(jiān)測用光檢測元件， 所述上壁具備開口并與所述底壁相對， 所述面發(fā)光激光元件具備主面、光射出區(qū)域以及二維光子晶體層且被設(shè)置于所述底壁，以從所述光射出區(qū)域射出主光束和副光束并且所述主光束通過所述開口的方式被配置， 所述光射出區(qū)域被設(shè)置于所述主面， 所述主光束的第I光軸沿著所述主面的垂直方向延伸， 所述副光束的第2光軸在與所述垂直方向之間成為預(yù)先確定的角度α， 所述二維光子晶體層具備多個(gè)孔部并沿著所述主面延伸， 所述多個(gè)孔部具備相同的形狀并與所述主面相并行地沿著多個(gè)排列方向被排列成晶格狀，構(gòu)成衍射光柵， 所述監(jiān)測用光檢測元件被設(shè)置于所述上壁并被配置于所述第2光軸與所述上壁相交的地方， 所述監(jiān)測用光檢測元件具備光入射面， 所述光入射面與所述第2光軸相交叉， 所述第I光軸和所述第2光軸處于與基準(zhǔn)方向相同的面， 所述基準(zhǔn)方向?yàn)樗龆鄠€(gè)排列方向中鄰接的晶格間隔最短的排列方向， 所述主光束的峰值光強(qiáng)度和所述副光束的峰值光強(qiáng)度均伴隨于所述面發(fā)光激光元件的驅(qū)動(dòng)電流的增加而單調(diào)增加，在決定了所述主光束的峰值光強(qiáng)度和所述副光束的峰值光強(qiáng)度中的一方的值時(shí)，能夠唯一地決定另一方的值。2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光模塊，其特征在于: 進(jìn)一步具備驅(qū)動(dòng)裝置和顯示裝置， 所述驅(qū)動(dòng)裝置被連接于所述面發(fā)光激光元件并將所述驅(qū)動(dòng)電流輸出至所述面發(fā)光激光元件， 所述顯示裝置被連接于所述監(jiān)測用光檢測元件并顯示從所述監(jiān)測用光檢測元件輸出的光強(qiáng)度信號的內(nèi)容。3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光模塊，其特征在于: 進(jìn)一步具備驅(qū)動(dòng)裝置和控制裝置， 所述驅(qū)動(dòng)裝置被連接于所述面發(fā)光激光元件并將所述驅(qū)動(dòng)電流輸出至所述面發(fā)光激光元件， 所述控制裝置被連接于所述監(jiān)測用光檢測元件和所述驅(qū)動(dòng)裝置，并根據(jù)從所述監(jiān)測用光檢測元件輸出的光強(qiáng)度信號將所述驅(qū)動(dòng)裝置的控制信號輸出至所述驅(qū)動(dòng)裝置。4.如權(quán)利要求1?3中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體激光模塊，其特征在于: 在所述衍射光柵為四方晶格的情況下，所述衍射光柵的晶格間隔與所述面發(fā)光激光元件的振蕩波長大致一致，所述面發(fā)光激光元件在由來于四方晶格的四個(gè)光波段中從長波長側(cè)起第2個(gè)光波段下進(jìn)行振蕩。5.如權(quán)利要求1?4中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體激光模塊，其特征在于: 所述面發(fā)光激光元件具備活性層， 所述孔部的底面的形狀為直角三角形， 所述孔部具備與所述衍射光柵的母材的折射率不同的折射率， 由所述活性層的發(fā)光而產(chǎn)生于所述衍射光柵的光的駐波的電磁場的節(jié)點(diǎn)處于與所述孔部的直角三角形的重心大致相同的位置，所述電磁場中的磁場的強(qiáng)度的極值存在于所述孔部的周圍D
【文檔編號】H01S5/022GK105960744SQ201480074880
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2014年11月10日
【發(fā)明人】渡邊明佳, 黑坂剛孝, 廣瀬和義, 杉山貴浩, 野田進(jìn)
【申請人】國立大學(xué)法人京都大學(xué), 浜松光子學(xué)株式會(huì)社