專利名稱：表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列及使用其的光傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其可應(yīng)用于光互連、光存儲(chǔ)器、光交換、光信息處理、激光束打印機(jī)和復(fù)印機(jī)等的光源，本發(fā)明還涉及使用該陣列的光傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
垂直腔表面發(fā)射激光器二極管(下文稱為VCSEL)是這樣一種光學(xué)器件，其具有以垂直于半導(dǎo)體基板的方向形成的諧振腔，并且在此垂直方向上發(fā)射光。多個(gè)VCSEL作為能夠以高度集成的方式排列成一維或者二維陣列的平行排列的光源而受到關(guān)注。
在VCSEL中，載流子和光被限制在垂直腔中，以高效發(fā)射激光。有幾種在基板的水平方向上實(shí)現(xiàn)限制結(jié)構(gòu)的方式，這些方式的示例典型地為氣柱(air post)型、選擇性氧化型、質(zhì)子投射(proton projection)型以及質(zhì)子反射(proton reflection)型。氣柱型在基板上具有細(xì)柱，并且該柱自身用作電流通路。在選擇性氧化型中，在基板上形成柱結(jié)構(gòu)，并且將稱為控制層的AlAs層的一部分進(jìn)行氧化，從而可以形成受限的電流通路。在質(zhì)子型中，通過質(zhì)子注入來限定一絕緣區(qū)域，從而形成受限的電流通路。在各種VCSEL中，選擇性氧化型VCSEL具有低閾值電流和優(yōu)良的光-電流特性。因此，正非常積極地縮短其實(shí)用化進(jìn)程。
日本特開2004-23087號(hào)公報(bào)公開了一種VCSEL，其中接觸層、上多層膜反射鏡以及電流限制部的側(cè)表面與臺(tái)體(mesa)頂部上設(shè)置的金屬接觸層對(duì)齊。該布局改進(jìn)了具有發(fā)光孔的金屬接觸層與電流限制部的對(duì)齊精度，并且即使激光振蕩為基橫模(fundamental lateral mode)，也將實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的光輸出。
空間傳輸?shù)墓庠葱枰鄬?duì)大的功率。從而，使用了多光點(diǎn)(multi-spot)型VCSEL，其中在基板上形成有用作平行排列光源的多個(gè)發(fā)光單元(多個(gè)光點(diǎn))。通過來自驅(qū)動(dòng)電路的同一驅(qū)動(dòng)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)光點(diǎn)，并且合成從所述多個(gè)光點(diǎn)發(fā)射的激光。
日本特開平10-65266號(hào)公報(bào)公開了一種VCSEL，其中上半導(dǎo)體多層反射鏡和下半導(dǎo)體多層反射鏡中的至少一個(gè)被制造為在半導(dǎo)體基板平面的方向上長于另外一個(gè)反射鏡，使得發(fā)射光束具有方向性的強(qiáng)度圖案。該申請(qǐng)描述了一種激光器件，如圖20所例示，其中按一維或者二維排列這些VCSEL，使得具有矩形或橢圓形狀的發(fā)光圖案的短軸沿方向n排列。這使得可以實(shí)現(xiàn)均勻發(fā)光。
日本特開平10-52941號(hào)公報(bào)公開了一種光源，如圖21所例示，其中將光源排列為使得發(fā)光孔(近場(chǎng)圖形尺寸)從主掃描方向Y的中心到陣列的相對(duì)端部逐漸變小。從中央處的光源發(fā)射的光束在位于感光部件的平面上的焦點(diǎn)處形成圖像。相對(duì)地，從端部處的光源發(fā)射的光束在不到感光部件的焦點(diǎn)處形成圖像，并且這些光束逐漸變粗。隨后，這些光束形成與在感光部件的平面上的中央處可得到的光點(diǎn)尺寸一樣大的光點(diǎn)尺寸。
然而，上述多光點(diǎn)型VCSEL具有以下缺點(diǎn)。圖22示意性示出了傳統(tǒng)多光點(diǎn)型VCSEL的兩個(gè)相鄰發(fā)光部。參照該圖，在n型半導(dǎo)體基板910上，設(shè)置有按序?qū)盈B的n型下反射鏡911、有源層912、p型電流狹窄(current funneling)部913以及p型上反射鏡。在該疊層上形成有p側(cè)電極層915。在基板上形成有圓柱狀柱(臺(tái)體)916，并且該圓柱狀柱916包括上反射鏡914、電流狹窄部913、有源層912以及下反射鏡911。選擇性氧化區(qū)域913a形成在各柱916中的電流狹窄部913的外周部分中。其余未氧化部分是圓形的并且為導(dǎo)電區(qū)域的孔913b。p側(cè)電極層915具有圓形發(fā)光孔917，這些圓形發(fā)光孔917分別在軸向上與孔913b的中心C1和C2對(duì)齊。在半導(dǎo)體基板910的背面設(shè)置有多個(gè)柱(發(fā)光部)916共用的n側(cè)電極918。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)VCSEL時(shí)，按照孔913b的直徑以及電極層915中的發(fā)光孔917的直徑，從基板910沿垂直方向發(fā)射相對(duì)于中心軸C1和C2具有發(fā)散角θ的激光。此時(shí)，柱916的發(fā)光孔917中的近場(chǎng)圖形(NFP)920具有對(duì)稱的單峰，并且組合激光束的近場(chǎng)剖面分布921具有功率下降的部分922。這是因?yàn)?，由于制造限制使得難于對(duì)柱916進(jìn)行比給定間隔更小的靠近排列。功率減小的部分922在傳輸光的光學(xué)系統(tǒng)中是不利的。
當(dāng)激光入射到光隙、透鏡以及受光元件時(shí)，激光的發(fā)散角優(yōu)選地是穩(wěn)定且狹窄的。單光點(diǎn)VCSEL可以容易地滿足以上要求。相反，多光點(diǎn)型激光器陣列如上所述由于制造限制而難于將光點(diǎn)間隔減小到低于給定距離。激光的發(fā)光點(diǎn)在空間上散布，并且組合激光束的發(fā)散角很難變得像單點(diǎn)的發(fā)散角那樣窄。特別是，來自位于陣列端部的柱(發(fā)光部)的激光束經(jīng)過諸如透鏡的光學(xué)部件后會(huì)變暗。這使得難于減小來自陣列端部的激光束的發(fā)散角。
日本特開平10-65266號(hào)公報(bào)中描述的發(fā)射近場(chǎng)圖形具有與上述類似的缺點(diǎn)。日本特開平10-52941號(hào)公報(bào)中描述的近場(chǎng)圖形是對(duì)稱的，即使發(fā)光孔具有不同尺寸。組合激光場(chǎng)具有在中心處具有輸出減小部分的近場(chǎng)圖形或光束剖面分布，并且不能消除上述缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到以上情況提出本發(fā)明，本發(fā)明提供了一種表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列及使用該陣列的光傳輸系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有與其它發(fā)光部的近場(chǎng)圖形不同的近場(chǎng)圖形。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有如下發(fā)光孔，該發(fā)光孔的中心偏離電流狹窄部中的氧化生成孔。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種模塊，其包括半導(dǎo)體芯片，該半導(dǎo)體芯片上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有與其它發(fā)光部的近場(chǎng)圖形不同的近場(chǎng)圖形。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種模塊，其包括半導(dǎo)體芯片，該半導(dǎo)體芯片上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有如下發(fā)光孔，該發(fā)光孔的中心偏離電流狹窄部中的氧化生成孔。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種表面發(fā)射半導(dǎo)體激光裝置，其包括具有半導(dǎo)體芯片的模塊和驅(qū)動(dòng)電路，所述半導(dǎo)體芯片上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，所述驅(qū)動(dòng)電路將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有與其它發(fā)光部的近場(chǎng)圖形不同的近場(chǎng)圖形。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種表面發(fā)射半導(dǎo)體激光裝置，其包括具有半導(dǎo)體芯片的模塊和驅(qū)動(dòng)電路，所述半導(dǎo)體芯片上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，所述驅(qū)動(dòng)電路將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有如下發(fā)光孔，該發(fā)光孔的中心偏離電流狹窄部中的氧化生成孔。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種光傳輸裝置，其包括具有半導(dǎo)體芯片的模塊和傳輸單元，所述半導(dǎo)體芯片上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，所述傳輸單元傳送從所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列發(fā)射的激光，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有與其它發(fā)光部的近場(chǎng)圖形不同的近場(chǎng)圖形。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種光傳輸裝置，其包括具有半導(dǎo)體芯片的模塊和傳輸單元，所述半導(dǎo)體芯片上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，所述傳輸單元傳送從所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列發(fā)射的激光，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有如下發(fā)光孔，該發(fā)光孔的中心偏離電流狹窄部中的氧化生成孔。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種光傳輸系統(tǒng)，其包括具有半導(dǎo)體芯片的模塊和傳輸單元，所述半導(dǎo)體芯片上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，所述傳輸單元傳送從所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列發(fā)射的激光，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有與其它發(fā)光部的近場(chǎng)圖形不同的近場(chǎng)圖形。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種光傳輸系統(tǒng)，其包括具有半導(dǎo)體芯片的模塊和傳輸單元，所述半導(dǎo)體芯片上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，所述傳輸單元傳送從所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列發(fā)射的激光，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有如下發(fā)光孔，該發(fā)光孔的中心偏離電流狹窄部中的氧化生成孔。


基于以下附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1A是其中以直線形式排列多個(gè)發(fā)光部的VCSEL陣列的平面圖；圖1B是其中以行列形式排列多個(gè)發(fā)光部的VCSEL陣列的平面圖；圖2是用于多光點(diǎn)型VCSEL陣列的驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的多光點(diǎn)型VCSEL陣列；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的多光點(diǎn)型VCSEL陣列；圖5A是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的多光點(diǎn)型VCSEL陣列的剖視圖；圖5B是第三實(shí)施例的變型例的剖視圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的多光點(diǎn)型VCSEL陣列的平面圖；圖6B是根據(jù)第四實(shí)施例的VCSEL陣列的剖視圖；圖7示出了FFP變化率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該FFP變化率為接觸金屬中的發(fā)光孔與氧化生成孔的直徑比的函數(shù)；圖8示出了當(dāng)接觸金屬的中心相對(duì)于氧化生成孔偏移時(shí)所觀察到的FFP(發(fā)散角)變化率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；圖9是封裝模塊的剖視圖，該封裝模塊中并入了其上安裝有多光點(diǎn)型VCSEL陣列的半導(dǎo)體芯片；圖10是另一封裝模塊的示意性剖視圖；圖11是應(yīng)用了任一實(shí)施例的VCSEL陣列的狹縫聚光透鏡(slit-condensing lens)系統(tǒng)的示意性剖視圖；圖12示出了應(yīng)用了任一實(shí)施例的VCSEL陣列的分束器-光敏二極管入射系統(tǒng)；圖13是應(yīng)用了圖8中所示的封裝的光傳輸裝置的剖視圖；圖14示出了應(yīng)用了圖9中所示的封裝的自由空間光傳輸系統(tǒng)；
圖15是光傳輸系統(tǒng)的框圖；圖16示出了光傳輸裝置的外觀；圖17A是切除了上部的光傳輸裝置的平面圖；圖17B是切除了側(cè)部的光傳輸裝置的側(cè)視圖；圖18示出了應(yīng)用了圖15中示出的光傳輸系統(tǒng)的視頻傳輸系統(tǒng)；圖19示出了從背面觀察的視頻傳輸系統(tǒng)；圖20示出了傳統(tǒng)多光點(diǎn)型VCSEL的發(fā)光圖案；圖21示出了傳統(tǒng)多光點(diǎn)型VCSEL的發(fā)光孔；以及圖22示出了傳統(tǒng)多光點(diǎn)型VCSEL的缺陷。
具體實(shí)施例方式
下面參照

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多光點(diǎn)型VCSEL。
圖1A和1B示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的VCSEL的平面圖。更具體地，圖1A示出了其中將發(fā)光部1-1、1-2、……、1-n(n為等于或大于2的整數(shù))排列形成一維陣列的VCSEL陣列10。圖1B示出了m行n列的二維VCSEL陣列12，這里m和n為等于或大于2的整數(shù)。這些發(fā)光部形成在半導(dǎo)體基板上，如下文將說明的，并且由一驅(qū)動(dòng)電路同時(shí)驅(qū)動(dòng)。對(duì)從陣列的發(fā)光部同時(shí)發(fā)射的激光束進(jìn)行組合，從而可以獲得高功率的激光束。
圖2示出了驅(qū)動(dòng)多光點(diǎn)型VCSEL陣列的電路的電路圖。如圖2所示，激光二極管驅(qū)動(dòng)器(LDD)20從微計(jì)算機(jī)等接收驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，并且接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)被提供給由該驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)并發(fā)射激光束的發(fā)光部1-1、1-2、……、1-n。然后，將這些激光束合成為單個(gè)激光束，將該激光束例如施加到光纖。
圖3示出了根據(jù)本實(shí)施例的VCSEL陣列的發(fā)光部的剖視圖。在圖3中只示例性地示出了兩個(gè)發(fā)光部。參照?qǐng)D3，在n型半導(dǎo)體基板30上層疊有n型下反射鏡31、活性區(qū)域32、p型電流狹窄部33，以及p型上反射鏡34。在該疊層上設(shè)置有p側(cè)電極層35。在p側(cè)電極層35中形成有發(fā)光孔36。在基板30的背面形成有n側(cè)電極層37。p型電流狹窄部33用作對(duì)電流進(jìn)行限制的電流限制區(qū)域。
優(yōu)選地，在基板30上的圓柱狀柱或臺(tái)體中形成有兩個(gè)發(fā)光部S1和S2。通過刻蝕為從上反射鏡34延伸到下反射鏡31的一部分來形成各柱。在各柱的外周形成通過選擇性氧化限定的氧化區(qū)域33a，以反映柱的形狀。未被氧化的剩余區(qū)域限定了孔33b，該孔33b是圓形的導(dǎo)電區(qū)域。
本VCSEL具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，其中形成在柱的p側(cè)電極層35中的發(fā)光孔36的軸心E1和E2從氧化生成孔33b的軸心C1和C2偏離距離d。換言之，發(fā)光部S1的發(fā)光孔36沿方向A上偏向發(fā)光部S2，而發(fā)光部S2的發(fā)光孔36則沿方向B偏向發(fā)光部S1。優(yōu)選地，發(fā)光孔36的周緣P與孔33b的周緣重合。優(yōu)選地，偏移距離d大約等于孔33b的最大直徑的20％。當(dāng)這些柱具有圓柱形狀時(shí)，這些柱的軸心基本上與孔33b的中心重合。
發(fā)光孔36的偏移導(dǎo)致從活性區(qū)域32發(fā)射的激光被發(fā)光孔36的周緣P向內(nèi)反射，從而可以在與周緣P相對(duì)的周緣Q中促進(jìn)光發(fā)射。由此，從發(fā)光部S1發(fā)射的激光具有非對(duì)稱近場(chǎng)圖形，其中相對(duì)于柱的軸心C1或者氧化生成孔的中心，激光在邊緣P側(cè)以受限制的θ1角前進(jìn)，而在邊緣Q側(cè)上以經(jīng)擴(kuò)展的θ2角前進(jìn)。換言之，發(fā)散角θ2限定了朝相鄰發(fā)光部S2傾斜的近場(chǎng)圖形。從發(fā)光部S2發(fā)射的激光具有非對(duì)稱近場(chǎng)圖形，其中P邊緣側(cè)的發(fā)散角θ1受到限制，而Q邊緣側(cè)的發(fā)散角θ2受到擴(kuò)展。
由此，從發(fā)光部S1和S2發(fā)射的光束的交疊區(qū)域可以增大，并且發(fā)光部S1和S2的中央處的組合光具有增加的強(qiáng)度。在圖3中示出了組合激光束的光束剖面分布38，其中可以抑制中心處的輸出減小。組合激光的光束剖面分布半徑R(在強(qiáng)度等于峰值強(qiáng)度的1/e2處的半徑)小于圖2所示的傳統(tǒng)光束剖面分布的半徑。從而，可以縮小從該陣列發(fā)射的激光的發(fā)散角或束斑。
上述實(shí)施例具有設(shè)置在p側(cè)電極層中的發(fā)光孔，并且通過該p側(cè)電極層的背面反射激光。本發(fā)明并不限于以上結(jié)構(gòu)，而是可以具有一反光層，振蕩激光由該反光層進(jìn)行反射從而向柱傳播。發(fā)光部S1的偏移距離d等于發(fā)光部S2的偏移距離。然而，發(fā)光部S1和S2的偏移距離d也可以互不相同。
下面將說明本發(fā)明的第二實(shí)施例。在第一實(shí)施例中，發(fā)光孔具有與通過選擇性氧化限定的孔類似的形狀(在平面圖上，這些孔為圓形)。與之相對(duì)，如圖4中所示，第二實(shí)施例采用具有矩形形狀的發(fā)光孔40。除了發(fā)光孔40的形狀以外，第二實(shí)施例具有與第一實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)。與第一實(shí)施例類似，第二實(shí)施例具有偏移得相互接近的非對(duì)稱近場(chǎng)圖形，并且組合光束的所得光束剖面分布38使得中心處的凹退(功率下降)得到抑制，并且使圖案半徑R縮小。
下面將說明本發(fā)明的第三實(shí)施例。圖5A是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的VCSEL陣列的剖視圖。更具體地，圖5A示出了形成在半導(dǎo)體基板上的發(fā)光部S1、S2以及S3。位于該排列的中央處的發(fā)光部S2的發(fā)光孔的中心與通過選擇性氧化限定的柱的軸心C2或者孔的中心相重合。與之相對(duì)，發(fā)光部S1的發(fā)光孔的中心在方向A上從氧化生成孔的中心C1偏向發(fā)光部S2，而發(fā)光部S3的發(fā)光孔的中心在方向B上從氧化生成孔的中心C3偏向發(fā)光部S2。
下面將進(jìn)一步說明該結(jié)構(gòu)。多光點(diǎn)型VCSEL陣列50具有n型GaAs基板110，該n型GaAs基板110上按序?qū)盈B有n型緩沖層111、n型下DBR(分布式布拉格反射器)層112、活性區(qū)域113以及p型上DBR層114。有源區(qū)域113具有無摻雜的下間隔體層、無摻雜的量子阱有源層以及無摻雜的上間隔體層。層疊在半導(dǎo)體基板110上的半導(dǎo)體被各向異性地刻蝕到給定深度，以在基板110上形成柱102、104以及106。柱102、104以及106具有圓柱形狀以及大體相同的外部尺寸。
各柱102、104以及106中的上DBR層114的最下層是p型AlAs層115。上DBR層114的最上層可以具有p型接觸層。AlAs層115具有氧化區(qū)域116和由氧化區(qū)域116包圍的圓形氧化生成孔(導(dǎo)電區(qū)域)117，該氧化區(qū)域116是通過從柱102、104以及106的側(cè)面起對(duì)各柱進(jìn)行選擇性氧化而限定的。各柱102、104以及106中的AlAs層115用作限制光和載流子的電流狹窄部。柱102、104以及106的氧化生成孔117具有相等的直徑，并且可以例如大約為12μm。這些氧化生成孔的直徑是在與基板的主表面平行的平面上測(cè)量的。
在柱102、104以及106的頂部上形成具有圓形發(fā)光孔118的經(jīng)構(gòu)圖的接觸金屬119。柱102、104以及106的上表面和側(cè)表面覆蓋有層間絕緣膜120，在該層間絕緣膜120中形成有用于露出接觸金屬119的接觸孔。p側(cè)電極層121被構(gòu)圖為進(jìn)入層間絕緣膜120中的接觸孔。n側(cè)電極122形成在基板110的背面。
在發(fā)光部S1的柱102中，接觸金屬119的發(fā)光孔118在方向A上從氧化生成孔117的軸心C1偏向發(fā)光部S2。在發(fā)光部S3的柱106中，接觸金屬119的發(fā)光孔118在方向B上從氧化生成孔117的軸心C3偏向發(fā)光部S2。在位于中央的發(fā)光部S2的柱104中，發(fā)光孔118的中心與氧化生成孔117的軸心C2重合。
根據(jù)第三實(shí)施例，將來自位于相對(duì)側(cè)的發(fā)光部S1和S3的激光的近場(chǎng)圖形導(dǎo)向中心處的發(fā)光部S2，從而可以使組合激光的發(fā)散角變窄。同時(shí)，可以防止光束剖面分布中的局部功率減小。
第三實(shí)施例采用了通過對(duì)AlAs層的選擇性氧化而限定的電流狹窄部。本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而是可以通過質(zhì)子注入形成擴(kuò)散區(qū)域130來形成導(dǎo)電孔131，如圖5B所示。在這種情況下，可能需要發(fā)光部S1、S2以及S3的柱或臺(tái)體。
下面將說明本發(fā)明的第四實(shí)施例。第四實(shí)施例采用利用反光膜形成的發(fā)光部中的發(fā)光孔。圖6A是在多光點(diǎn)型VCSEL陣列中使用的發(fā)光部的平面圖，圖6B是其剖視圖。在圖6A和圖6B中，與第三實(shí)施例中所采用的部分(圖5A和圖5B)相同的部分被賦予相同標(biāo)號(hào)。在第四實(shí)施例中，在上DBR層114(其可包括作為上DBR層114的最上層的p型接觸層)上形成有單層或多層反射膜層140。在反射膜層140上設(shè)置有用于露出上DBR層114的接觸孔141。p側(cè)電極層121通過接觸孔141電連接到上DBR層114。
發(fā)光孔142形成在反射膜140的中央。發(fā)光孔142的位置可以根據(jù)該陣列的發(fā)光部的位置而偏移。圖6A和圖6B示出了發(fā)光孔142的中心與柱的軸心(即氧化生成孔131的中心)重合時(shí)的情況。反射膜140用來調(diào)整發(fā)光孔142的位置，以將在柱中發(fā)射的激光反射到柱的內(nèi)部。通過這種方式，可以調(diào)整發(fā)光孔的近場(chǎng)圖形。
圖7示出了表示FFP(遠(yuǎn)場(chǎng)圖案)變化率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該FFP變化率為第三實(shí)施例中的接觸金屬中的發(fā)光孔與氧化生成孔的直徑比的函數(shù)。橫軸表示ΦA(chǔ)/ΦB，其中ΦA(chǔ)是接觸金屬中的發(fā)光孔的直徑，ΦB是氧化生成孔的直徑，縱軸表示FFP變化率。FFP是峰值強(qiáng)度的1/e2處的半徑的變化率。當(dāng)FFP變化率為1時(shí)，沒有FFP或發(fā)散角的變化。隨著比率ΦA(chǔ)/ΦB的增加，F(xiàn)FP更為緩慢地變化并接近1。即，隨著接觸金屬的直徑與氧化生成孔的直徑相比變大，F(xiàn)FP變化更為緩慢。根據(jù)以上情況，優(yōu)選地，減小ΦA(chǔ)/ΦB，并使近場(chǎng)圖形偏向中心。
圖8示出了當(dāng)接觸金屬的中心相對(duì)于氧化生成孔偏移時(shí)所觀察到的FFP(發(fā)散角)變化率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。橫軸表示接觸金屬的中心的偏移距離與氧化生成孔的半徑(ΦB/2)的比，而縱軸表示FFP變化率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明偏移距離d與氧化生成孔的半徑的比變大并接近于1.3，F(xiàn)FP變化率變得接近于1。由此，優(yōu)選地，偏移距離d與氧化生成孔的半徑的比等于或小于1.1。即，偏移距離d優(yōu)選地等于或小于約20％。
下面將說明制造根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的VCSEL陣列的方法。通過MOCVD(金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積)以1×1018cm-3的載流子濃度將n型GaAs緩沖層111在n型GaAs基板110上層疊到約0.2μm的厚度。接下來，在緩沖層111上形成下n型DBR層112，在該n型DBR層112中將Al0.9Ga0.1As層和Al0.3Ga0.7As層交替層疊40.5個(gè)周期。各Al0.9Ga0.1As層和Al0.3Ga0.7As層的厚度為λ/4nr，其中λ是振蕩頻率，nr是介質(zhì)的折射率。下n型DBR層112的載流子濃度為1×1018cm-3。在下n型DBR層112上形成活性區(qū)域113。有源區(qū)域113包括無摻雜的下Al0.5Ga0.5As間隔體層、無摻雜的量子阱有源層以及無摻雜的上Al0.5Ga0.5As層。
在有源區(qū)域113上形成上DBR層114，使得Al0.9Ga0.1As層和Al0.3Ga0.7As層交替層疊30個(gè)周期。各Al0.9Ga0.1As層和Al0.3Ga0.7As層的厚度等于介質(zhì)中的波長的1/4。上n型DBR層114的載流子濃度為1×1018cm-3。上p型DBR層113的最下層包括低電阻p型AlAs層115。以1×1019cm-3的載流子濃度將p型接觸層淀積為上DBR層114的最上層，厚度達(dá)大約10nm。
通過利用給定掩模進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕，對(duì)疊層進(jìn)行刻蝕至下n型DBR層112的一部分，來限定柱102、104以及106。這產(chǎn)生了具有相同外直徑的圓形或矩形柱102、104以及106?？梢园创蠹s50μm的間隔設(shè)置柱102、104以及106。
通過氧化處理來限定柱102、104以及106中的電流狹窄部。在氧化處理過程中，將具有高Al成分的AlSaAs和具有高Al成分的AlAs變?yōu)殇X氧化物(AlxOy)。然而，AlAs比AlGaAs氧化得快很多。由此，只有AlAs的氧化有選擇地從柱側(cè)壁朝著柱中心進(jìn)行。最終，形成了反映臺(tái)的外形的氧化區(qū)域116。在各柱中被氧化區(qū)域116包圍的氧化生成孔(導(dǎo)電區(qū)域)可以具有大致相等的直徑。各柱中的氧化區(qū)域117的導(dǎo)電性降低，由此該氧化區(qū)域117成為電流限制部。電流限制部的光學(xué)折射率(～1.6)是周圍半導(dǎo)體層的一半，并且該電流限制部用作光限制區(qū)域。從而，將載流子和光限制在氧化生成孔117內(nèi)。
各柱的底部、側(cè)部以及一部分頂部覆蓋有層間絕緣膜120，該層間絕緣膜120可由SiN或SiON制成。p側(cè)電極層121可以由Au制成?；灞趁娴膎側(cè)電極122可以為Au/Ge。
圖9是其中并入了具有多光點(diǎn)型VCSEL陣列的半導(dǎo)體芯片的模塊的剖視圖。參照?qǐng)D9，封裝300具有包括多光點(diǎn)型VCSEL陣列的芯片310，通過導(dǎo)電粘合劑(electrically conductive submount)320將該芯片置于并固定到盤狀金屬管座330。將引線340和342插入在管座330中形成的孔(未示出)中。通過接合導(dǎo)線等將引線340電連接到形成在芯片310的背面上的n側(cè)電極，將引線342電連接到形成在芯片310的主表面上的p側(cè)電極。
矩形中空蓋350固定到配備有芯片310的管座330。球狀透鏡360固定到蓋350，以插入形成在蓋350中央處的開口中。球狀透鏡360的光軸被設(shè)置得與芯片310的中心基本重合。當(dāng)在引線340與342之間施加正向電壓時(shí)，從芯片310的臺(tái)發(fā)射激光。對(duì)芯片310與球狀透鏡360之間的距離進(jìn)行調(diào)整，從而將球狀透鏡360包括在從芯片310呈放射角θ的激光束中。在蓋350中可以包括用于監(jiān)測(cè)VCSEL的發(fā)射狀況的受光元件。
圖10示出了其中封裝有半導(dǎo)體芯片的另一模塊。封裝302具有平板玻璃362，該平板玻璃362代替了球狀透鏡360并被固定得覆蓋所述蓋350中央處的開口。平板玻璃362的中心被設(shè)置為基本上與其中以行列形式排列有多個(gè)發(fā)光部的芯片上的陣列的中心相重合。當(dāng)在引線340與342之間施加正向電壓時(shí)，從芯片310上的發(fā)光部發(fā)射激光。對(duì)芯片310與平板玻璃362之間的距離進(jìn)行調(diào)整，以使得平板玻璃362的孔直徑等于或大于激光束的發(fā)散角θ。該封裝可被合適地應(yīng)用于自由空間光傳輸系統(tǒng)，下面將對(duì)其進(jìn)行說明。
圖11示出了應(yīng)用了圖9或圖10所示的封裝的狹縫聚光透鏡系統(tǒng)。以發(fā)散角θ從包括VCSEL陣列的封裝300的上表面發(fā)射組合激光。發(fā)散角θ處的激光穿過使光點(diǎn)尺寸變窄的狹縫380，并進(jìn)入聚光透鏡390。由此，可以實(shí)現(xiàn)光束尺寸減小的高功率光傳輸。
圖12示出了應(yīng)用了圖9或圖10中所示的封裝的分束器-光敏二極管光學(xué)入射系統(tǒng)。以發(fā)散角θ從封裝300的上表面發(fā)射的激光入射到分束器390或半反鏡(half mirror)，并且激光的一部分入射到光敏二極管392。圖12所示的系統(tǒng)可以應(yīng)用于用于監(jiān)控VCSEL的激光量的光學(xué)系統(tǒng)。
圖13是應(yīng)用了圖9中所示的封裝或模塊的光傳輸裝置的剖面圖。光傳輸裝置400包括外殼410、套管420、套圈430以及光纖440。外殼410固定到管座330。套管420與外殼410的端面形成為一體。套圈430保持在套管420的開口422中。光纖440由套圈430保持。
外殼410的一端部固定到形成在管座330的周向上的凸緣332。套圈430準(zhǔn)確地置于套管420的開口422，并且光纖440的光軸與球狀透鏡360的光軸對(duì)齊。光纖440的芯線保持在套圈430的通孔432中。
從芯片310的表面發(fā)射的激光被球狀透鏡360聚光，并且經(jīng)聚光的光入射到光纖440的芯線以進(jìn)行傳輸。球狀透鏡360可以由雙面凸透鏡、平凸透鏡或其它透鏡所替代。光傳輸裝置400可以包括對(duì)施加在引線340與342之間的電信號(hào)進(jìn)行處理的驅(qū)動(dòng)電路。光傳輸裝置400可以具有接收經(jīng)由光纖440傳送的光信號(hào)的功能。
圖14示出了將圖9所示的封裝應(yīng)用于自由空間光傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。自由空間光傳輸系統(tǒng)500包括封裝300、聚光透鏡510、漫射板520以及反射鏡530。自由空間光傳輸系統(tǒng)500采用聚光透鏡510，來代替在封裝300中使用的球狀透鏡360。聚光透鏡510所會(huì)聚的光經(jīng)由反射鏡530的開口532而被漫射板520反射，并朝著反射鏡520傳播。反射鏡520沿給定方向反射入射光以進(jìn)行光傳輸。使用根據(jù)本發(fā)明的多光點(diǎn)型VCSEL陣列實(shí)現(xiàn)了具有高功率、單峰值激光束的光傳輸。
圖15示出了應(yīng)用了該VCSEL陣列的光傳輸系統(tǒng)。光傳輸系統(tǒng)600包括光源610、光學(xué)系統(tǒng)620、受光單元630以及控制單元640。光源610包括其上形成有多光點(diǎn)型VCSEL陣列的芯片310。光學(xué)系統(tǒng)620對(duì)從光源610發(fā)射的激光束進(jìn)行聚光。受光單元630接收從光學(xué)系統(tǒng)620輸出的激光束?？刂茊卧?40控制對(duì)光源610的驅(qū)動(dòng)?？刂茊卧?40將用于驅(qū)動(dòng)VCSEL陣列的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)提供給光源610。光纖及用于自由空間光傳輸?shù)姆瓷溏R將從光源610發(fā)射的光經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng)620導(dǎo)向受光單元630。受光單元630通過光電探測(cè)器等檢測(cè)所接收的光。受光單元630可以響應(yīng)于控制信號(hào)650對(duì)控制單元640的操作(例如，光傳輸?shù)钠鹗级〞r(shí))進(jìn)行控制。根據(jù)本發(fā)明的多光點(diǎn)型VCSEL陣列實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)區(qū)域上沒有明顯的輸出減小的光束剖面分布。這使得受光單元630可以恰當(dāng)?shù)貦z測(cè)出該范圍的任何位置處的激光。
下面對(duì)為該光傳輸系統(tǒng)使用的光傳輸裝置進(jìn)行說明。圖16示出了該光傳輸裝置的外形，圖17A和圖17B示出了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。光傳輸裝置700包括箱體710、光信號(hào)發(fā)送/接收連接器接合單元720、發(fā)光/受光元件730、電信號(hào)電纜接合單元740、功率輸入單元750、指示正在進(jìn)行操作的LED760、指示錯(cuò)誤的LED 770、DVI連接器780，以及發(fā)送電路板/接收電路板790。
在圖18和圖19中示出了配備有光傳輸裝置700的視頻傳輸系統(tǒng)。參照這些圖，視頻傳輸系統(tǒng)800配備有圖16和圖17所示的光傳輸裝置，以將視頻信號(hào)發(fā)生器810產(chǎn)生的視頻信號(hào)傳送到諸如液晶顯示器的圖像顯示裝置820。該視頻傳輸系統(tǒng)800包括視頻信號(hào)發(fā)生器810、圖像顯示裝置820、DVI電纜830、發(fā)送模塊840、接收模塊850、用于視頻信號(hào)傳輸?shù)墓鈱W(xué)連接器、光纖870、在控制中使用的電纜連接器880、功率適配器890，以及DVI電纜900。
在以上視頻傳輸系統(tǒng)中，通過電纜830和900，使用電信號(hào)在視頻信號(hào)發(fā)生器810與發(fā)送模塊840之間進(jìn)行傳送，并且在接收模塊850與視頻顯示裝置820之間進(jìn)行傳送?？梢圆捎霉鈧鬏攣砣〈娎|。例如，可以用具有配備有電光轉(zhuǎn)換器和光電轉(zhuǎn)換器的連接器的信號(hào)傳輸纜線代替電纜830和900?？梢允褂霉庑盘?hào)在光纖870或其它光纖上傳輸控制信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的多光點(diǎn)型表面發(fā)射激光器件可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括打印機(jī)和復(fù)印機(jī)的光源，以及光網(wǎng)絡(luò)的光源。
本發(fā)明并不限于具體說明的實(shí)施例，可以在不脫離權(quán)利要求所要求的本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行各種變型和修改。
本發(fā)明基于2005年4月8日提交的日本特開2005-112405號(hào)公報(bào)，在此通過引用并入其全部公開。
權(quán)利要求
1.一種表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部的激光束中的至少一個(gè)具有與其它發(fā)光部的激光束的近場(chǎng)圖形不同的近場(chǎng)圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中，所述多個(gè)發(fā)光部中的所述至少一個(gè)位于陣列的端部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中，所述多個(gè)發(fā)光部中的所述至少一個(gè)的近場(chǎng)圖形相對(duì)于發(fā)光孔的中心軸不對(duì)稱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中，從所述多個(gè)發(fā)光部中位于陣列的端部處的發(fā)光部發(fā)射的激光束的近場(chǎng)圖形偏向陣列的中心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中，當(dāng)把所述多個(gè)發(fā)光部排列成二維陣列時(shí)，所述多個(gè)發(fā)光部中位于陣列的外周處的發(fā)光部的光束具有偏向陣列的中心的近場(chǎng)圖形。
6.一種表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有如下發(fā)光孔，該發(fā)光孔的中心偏離電流狹窄部中的氧化生成孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中，所述多個(gè)發(fā)光部中的所述至少一個(gè)位于陣列的端部。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中，所述多個(gè)發(fā)光部中位于陣列的端部處的發(fā)光部的中心從氧化生成孔的中心偏向陣列的中心。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中所述多個(gè)發(fā)光部包括形成在基板上的柱；所述發(fā)光孔形成在各柱的頂部；并且在各柱中的電流狹窄部中形成有氧化生成孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中所述多個(gè)發(fā)光部包括形成在基板上的柱；所述發(fā)光孔形成在各柱的頂部；并且在各柱中的電流狹窄部中形成有氧化生成孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中，所述電流狹窄部包括AlAs層，并且所述氧化生成孔是通過從各柱的側(cè)面選擇性地氧化AlAs層而形成的。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中，所述電流狹窄部包括AlAs層，并且所述氧化生成孔是通過從各柱的側(cè)面選擇性地氧化AlAs層而形成的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中，所述發(fā)光孔形成在電極層中，電流通過所述電極層注入所述多個(gè)發(fā)光部中的對(duì)應(yīng)一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中，所述發(fā)光孔形成在電極層中，電流通過所述電極層注入所述多個(gè)發(fā)光部中的對(duì)應(yīng)一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中，所述發(fā)光孔包括單層和多層反射膜中的一個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中，所述發(fā)光孔包括單層和多層反射膜中的一個(gè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中，從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的激光束被組合成單個(gè)光信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，其中，從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的激光束被組合成單個(gè)光信號(hào)。
19.一種模塊，包括半導(dǎo)體芯片，其上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有與其它發(fā)光部的近場(chǎng)圖形不同的近場(chǎng)圖形。
20.一種模塊，包括半導(dǎo)體芯片，其上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有如下發(fā)光孔，該發(fā)光孔的中心偏離電流狹窄部中的氧化生成孔。
21.一種表面發(fā)射半導(dǎo)體激光裝置，包括具有半導(dǎo)體芯片的模塊，所述半導(dǎo)體芯片上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列；和驅(qū)動(dòng)電路，其將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有與其它發(fā)光部的近場(chǎng)圖形不同的近場(chǎng)圖形。
22.一種表面發(fā)射半導(dǎo)體激光裝置，包括具有半導(dǎo)體芯片的模塊，所述半導(dǎo)體芯片上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列；和驅(qū)動(dòng)電路，其將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有如下發(fā)光孔，該發(fā)光孔的中心偏離電流狹窄部中的氧化生成孔。
23.一種光傳輸裝置，包括具有半導(dǎo)體芯片的模塊，所述半導(dǎo)體芯片上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列；和傳輸單元，其傳送從所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列發(fā)射的激光，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有與其它發(fā)光部的近場(chǎng)圖形不同的近場(chǎng)圖形。
24.一種光傳輸裝置，包括具有半導(dǎo)體芯片的模塊，所述半導(dǎo)體芯片上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列；和傳輸單元，其傳送從所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列發(fā)射的激光，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有如下發(fā)光孔，該發(fā)光孔的中心偏離電流狹窄部中的氧化生成孔。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光傳輸裝置，其中，所述傳輸單元利用自由空間光傳輸來傳送激光。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的光傳輸裝置，其中，所述傳輸單元利用自由空間光傳輸來傳送激光。
27.一種光傳輸系統(tǒng)，包括具有半導(dǎo)體芯片的模塊，所述半導(dǎo)體芯片上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列；和傳輸單元，其傳送從所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列發(fā)射的激光，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有與其它發(fā)光部的近場(chǎng)圖形不同的近場(chǎng)圖形。
28.一種光傳輸系統(tǒng)，包括具有半導(dǎo)體芯片的模塊，所述半導(dǎo)體芯片上安裝有表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列；和傳輸單元，其傳送從所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列發(fā)射的激光，所述表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的，所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有如下發(fā)光孔，該發(fā)光孔的中心偏離電流狹窄部中的氧化生成孔。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的光傳輸系統(tǒng)，其中，所述傳輸單元利用自由空間光傳輸來傳送激光。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的光傳輸系統(tǒng)，其中，所述傳輸單元利用自由空間光傳輸來傳送激光。
全文摘要
表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列及使用其的光傳輸系統(tǒng)。表面發(fā)光半導(dǎo)體激光器陣列包括排列成一維或二維陣列的多個(gè)發(fā)光部，各發(fā)光部在基板上包括第一反射鏡與第二反射鏡之間的活性區(qū)域和電流狹窄部，和第二反射鏡上方的發(fā)光孔，激光束是同時(shí)從所述多個(gè)發(fā)光部發(fā)射的。所述多個(gè)發(fā)光部中的至少一個(gè)具有與其它發(fā)光部的近場(chǎng)圖形不同的近場(chǎng)圖形。
文檔編號(hào)H01S5/18GK1845407SQ200510134658
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者大森誠也, 坂本朗, 宮本育昌, 吉川昌宏, 半田孝太郎 申請(qǐng)人:富士施樂株式會(huì)社