面發(fā)光激光器以及原子振蕩器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及面發(fā)光激光器以及原子振蕩器。
【背景技術(shù)】
[0002]面發(fā)光激光器(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser垂直腔面發(fā)射激光器)例如使用為利用了作為量子干涉效應(yīng)之一的CPT(Coherent Populat1n Trapping相干布居俘獲)的原子振蕩器的光源。
[0003]例如在專利文獻I中記載有具備構(gòu)成為包括第一反射鏡的一部分、活性層、以及第二反射鏡的柱狀部(垂直共振器)、被設(shè)置于第一反射鏡上的電極、以及被設(shè)置于第二反射鏡上的電極的面發(fā)光激光器。
[0004]專利文獻1:日本特開2007-165501號公報
[0005]然而，在專利文獻I所記載的面發(fā)光激光器中，存在被設(shè)置于第一反射鏡上的電極僅被配置于垂直共振器的一側(cè)，從而相對于垂直共振器的電場分布成為非對稱的情況。若相對于垂直共振器的電場分布成為非對稱，則例如存在從垂直共振器射出的激光的強度成為非對稱的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的幾個方式所涉及的目的之一在于提供一種能夠提高電場分布相對于共振部的對稱性的面發(fā)光激光器。另外，本發(fā)明的幾個方式所涉及的目的之一在于提供一種包括上述面發(fā)光激光器的原子振蕩器。
[0007]本發(fā)明所涉及的面發(fā)光激光器的特征在于，包括:
[0008]基板；
[0009]第一反射鏡層，其被設(shè)置于上述基板上方；
[0010]活性層，其被設(shè)置于上述第一反射鏡層上方；
[0011]第二反射鏡層，其被設(shè)置于上述活性層上方；
[0012]第一電極以及第二電極，它們電連接于上述第一反射鏡層，并被設(shè)置為相互分離；以及
[0013]第三電極，其電連接于上述第二反射鏡層，
[0014]上述第一反射鏡層、上述活性層、以及上述第二反射鏡層構(gòu)成層疊體，
[0015]上述層疊體具有使在上述活性層中產(chǎn)生的光共振的共振部，
[0016]在俯視時，設(shè)置有包圍上述層疊體的絕緣層，
[0017]在上述俯視時，上述絕緣層被設(shè)置于上述第一電極與上述第二電極之間。
[0018]在上述的面發(fā)光激光器中，包圍層疊體的絕緣層在俯視時被配置于第一電極與第二電極之間，因此例如與僅在絕緣層的一側(cè)形成有電極的情況相比，能夠提高電場分布相對于共振部的對稱性。
[0019]此外，在本發(fā)明所涉及的記載中，在將稱為“上方”的詞句例如使用為“在特定的部件(以下，稱為“A”)的“上方”形成其他的特定的部件(以下，稱為“B”)”等的情況下，包含在A上直接形成B的情況與在A上經(jīng)由其他的部件形成B的情況，對此使用稱為“上方”的詞句。
[0020]另外，在本發(fā)明所涉及的記載中，將稱為“電連接”的詞句例如使用為“電連接”于“特定的部件(以下，稱為“A部件”)的其他的特定的部件(以下，稱為“B部件等。在本發(fā)明所涉及的記載中，在該例的情況下，包括A部件與B部件直接連接而被電連接的情況以及A部件與B部件經(jīng)由其他的部件而被電連接的情況，對此使用稱為“電連接”的詞句。
[0021]在本發(fā)明所涉及的面發(fā)光激光器中，
[0022]在上述俯視時，上述共振部也可以被設(shè)置于上述第一電極與上述第二電極之間。
[0023]在上述的面發(fā)光激光器中，能夠提高電場分布相對于共振部的對稱性。
[0024]在本發(fā)明所涉及的面發(fā)光激光器中，
[0025]上述第一反射鏡層也可以具有被設(shè)置于上述基板上方的第一部分、以及被設(shè)置于上述第一部分上方并構(gòu)成上述層疊體的一部分的第二部分，
[0026]上述第一電極以及上述第二電極被設(shè)置于上述第一部分上，
[0027]上述第三電極被設(shè)置于上述層疊體上。
[0028]在上述的面發(fā)光激光器中，能夠提高電場分布相對于共振部的對稱性。
[0029]本發(fā)明所涉及的原子振蕩器的特征在于，
[0030]包括本發(fā)明所涉及的面發(fā)光激光器。
[0031]在上述的原子振蕩器中，能夠包括能夠提高電場分布相對于共振部的對稱性的面發(fā)光激光器。
【附圖說明】
[0032]圖1是示意性地表示本實施方式所涉及的面發(fā)光激光器的俯視圖。
[0033]圖2是示意性地表示本實施方式所涉及的面發(fā)光激光器的剖視圖。
[0034]圖3是示意性地表示本實施方式所涉及的面發(fā)光激光器的俯視圖。
[0035]圖4是示意性地表示本實施方式所涉及的面發(fā)光激光器的剖視圖。
[0036]圖5是示意性地表示本實施方式所涉及的面發(fā)光激光器的制造工序的剖視圖。
[0037]圖6是示意性地表示本實施方式所涉及的面發(fā)光激光器的制造工序的剖視圖。
[0038]圖7是示意性地表示本實施方式所涉及的面發(fā)光激光器的制造工序的剖視圖。
[0039]圖8是示意性地表示本實施方式所涉及的面發(fā)光激光器的制造工序的剖視圖。
[0040]圖9是本實施方式所涉及的原子振蕩器的功能框圖。
[0041]圖10是表示共振光的頻譜的圖。
[0042]圖11是表示堿金屬原子的Λ型三能級模型與第一邊帶波以及第二邊帶波的關(guān)系的圖。
【具體實施方式】
[0043]以下，使用附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式詳細地進行說明。此外，以下進行說明的實施方式中適當?shù)叵薅夹g(shù)方案所記載的本發(fā)明的內(nèi)容。另外，以下所說明的結(jié)構(gòu)的全部并不限定為本發(fā)明的必要構(gòu)成要件。
[0044]1.面發(fā)光激光器
[0045]首先，參照附圖對本實施方式所涉及的面發(fā)光激光器進行說明。圖1是示意性地表示本實施方式所涉及的面發(fā)光激光器100的俯視圖。圖2是示意性地表示本實施方式所涉及的面發(fā)光激光器100的圖1中的I1-1I線剖視圖。圖3是示意性地表示本實施方式所涉及的面發(fā)光激光器100的俯視圖。圖4是示意性地表示本實施方式所涉及的面發(fā)光激光器100的圖3中的IV-1V線剖視圖。
[0046]此外，為了方便，在圖2中，以簡化的方式圖示層疊體2。另外，在圖3中，省略了面發(fā)光激光器100的層疊體2以外的部件的圖示。另外，在圖1?圖4中，作為相互正交的三個軸，圖示了 X軸、Y軸以及Z軸。
[0047]如圖1?圖4所不，面發(fā)光激光器100包括:基板10、第一反射鏡層20、活性層30、第二反射鏡層40、電流狹窄層42、接觸層50、第一區(qū)域60、第二區(qū)域62、樹脂層(絕緣層)70、第一電極80、第二電極81以及第三電極82。
[0048]基板10例如是第一導電型(例如η型)的GaAs基板。
[0049]第一反射鏡層20被形成于基板10上。第一反射鏡層20是第一導電型的半導體層。如圖4所示，第一反射鏡層20是交替地層疊了高折射率層24與低折射率層26的分布布拉格反射型(DBR)反射鏡。高折射率層24例如是摻雜了硅的η型的Alai2Gaa88As層。低折射率層26例如是摻雜了硅的η型的Ala9GaaiAs層。高折射率層24與低折射率層26的層疊數(shù)(對數(shù))例如為10對以上50對以下，具體而言為40.5對。
[0050]活性層30被設(shè)置于第一反射鏡層20上?；钚詫?0例如具有重疊了三層由i型的Inci ci6Gatl 94As層與i型的Alci 3Gatl 7As層構(gòu)成的量子阱構(gòu)造的多層量子阱(MQW)構(gòu)造。
[0051]第二反射鏡層40被形成于活性層30上。第二反射鏡層40是第二導電型(例如P型)的半導體層。第二反射鏡層40是交替地層疊了高折射率層44與低折射率層46的分布布拉格反射型(DBR)反射鏡。高折射率層44例如是摻雜了碳的P型的Alai2Gaa88As層。低折射率層46例如是摻雜了碳的P型的Ala9GaaiAs層。高折射率層44與低折射率層46的層疊數(shù)(對數(shù))例如為3對以上40對以下，具體而言為20對。
[0052]第二反射鏡層40、活性層30、以及第一反射鏡層20構(gòu)成垂直共振器型的pin 二極管。若對電極80、81與電極82之間施加pin 二極管的順方向的電壓，則在活性層30中產(chǎn)生電子與空穴的再結(jié)合，從而產(chǎn)生發(fā)光。在活性層30中產(chǎn)生的光在第一反射鏡層20與第二反射鏡層40之間往復(fù)(多重反射)，此時產(chǎn)生受激輻射，而使強度增強。而且，若光增益超過光損失，則產(chǎn)生激光振蕩，從而激光從接觸層50的上表面沿垂直方向(沿第一反射鏡層20與活性層30的層疊方向)射出。
[0053]電流狹窄層42被設(shè)置于第一反射鏡層20與第二反射鏡層40之間。電流狹窄層42也能夠被設(shè)置于第一反射鏡層20或者第二反射鏡層40的內(nèi)部。即使在該情況下，電流狹窄層42也視為被設(shè)置于第一反射鏡層20與第二反射鏡層40之間。在圖示的例子中，電流狹窄層42被設(shè)置于活性層30上。電流狹窄層42是形成有開口部43的絕緣層。電流狹窄層42能夠防止通過電極80、81、82被注入到垂直共振器的電流沿平面方向(與第一反射鏡層20和活性層30的層疊方向正交的方向)延展。
[0054]接觸層50被設(shè)置于第二反射鏡層40上。接觸層50是第二導電型的半導體層。具體而言，接觸層50是摻雜了碳的P型的GaAs層。
[0055]如圖4所示，第一區(qū)域60被設(shè)置于構(gòu)成層疊體2的第一反射鏡層20的側(cè)面。第一區(qū)域60包括被設(shè)置為與第一反射鏡層20 (在圖示的例子中為第一反射鏡層20的一部分)連續(xù)的多個氧化層6。具體而言，第一區(qū)域60構(gòu)成為交替地層疊有與構(gòu)成第一反射鏡層20的低折射率層(例如Ala9GaaiAs層)26連續(xù)的層被氧化的氧化層6、以及與構(gòu)成第一反射鏡層20的