本发明专利技术公开了一种表面发射激光器元件、表面发射激光器阵列、光学扫描装置和成像设备。在表面发射激光器元件中，在倾斜的衬底上，包括有源层的谐振器结构体和夹住谐振器结构体的下半导体ＤＢＲ和上半导体ＤＢＲ堆叠。在上半导体ＤＢＲ的氧化物限制结构中的电流通过区域的形状关于穿过电流通过区域的中心并平行于Ｘ轴的轴对称，并且关于穿过电流通过区域中心并平行于Ｙ轴的轴对称，并且围绕电流通过区域的氧化层的厚度在＋Ｙ轴方向比在＋Ｘ和－Ｘ方向大。光输出部分在Ｘ轴方向的开口宽度小于光输出部分在Ｙ轴方向的另一开口宽度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总'光束的表面发射激光器元件、其中安置有表面发射激光器元件的表面发射 激光器阵列、使用表面发射激光器元件或者表面发射激光器阵列的光学扫 描装置以及利用光学扫描装置的成像设备。
技术介绍
VCSEL(垂直腔表面发射激光器)在垂直于VCSEL的衬底表面的方向发 射激光束，并且VCSEL与边缘发射激光器相比，具有低成本、低能耗、小 尺寸和高效率，并且适合用于二维装置。因此，VCSEL已经被广泛研究。对于VCSEL的应用领域，有打印机的光学写入系统的光源(振荡波长 在780nm波段)、光盘装置的记录和再现光源(振荡波长在780nm波段和 850nm波段)和利用光纤的光学传输系统例如LAN(局域网)的光源(振荡波长 在13pm波段和15pm波段)。此外，VCSEL已经期望用作LSI(大规;溪集成) 的板之间、板内部、芯片之间以及LSI的芯片内部的光源。在VCSEL的应用领域中，在很多情形下，从VCSEL输出的激光束(在 此及后，在一些情形中称为输出激光束)要求具有恒定的偏振模式和圓形截 面形状。关于偏振模式的控制，在利用衬底(非倾斜衬底)的VCSEL的制造中， 该衬底的主表面是(l OO)表面，电流通过区域(电流通道区域)具有各向异性 的形状(例如，参见专利文献1-3)。此外，偏振模式通过利用所谓的倾斜衬底进行控制(参见专利文献4和 非专利文献1)。再者，关于输出激光束的截面形状，通过调节谐振器结构体的柱形状 (台面形状)，电流通过区域的形状被确定为圆形或者方形(参见专利文献5)。 但是，当电流通过区域具有各向异性的形状时，输出激光束的截面形5状难以为圆形的。此外，当简单使用倾斜村底时，电流通过区域的形状变得不对称(见图17A),并且输出激光束的截面形状难以为圆形的。在图17B 中，示出形状关于二轴对称的电流通过区域。曰本未审查专利申请公开说明书第H9-l72218号曰本专利第2891133号日本未审查专利申请公开说明书第2008-28424号 日本专利第4010095号 日本专利第3762765号 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。通过制造具有倾斜衬底的表面发射激光器元件，本专利技术的专利技术人已经 详细研究了电流通过区域的形状与输出激光束的偏振抑制比和照射角之间 的关系。结果，本专利技术人已经新发现以下情况。也就是，在一些情形中， 仅通过使得电流通过区域的形状为圆形或者方形的，输出激光束的截面形 状难以是圓形的。本专利技术人已经详细研究了以上结果的原因，并新发现，当使用倾斜衬 底时，围绕电流通过区域的氧化物的厚度大大地影响输出激光束的照射角。
技术实现思路
在本专利技术的优选实施例中，提供一种在垂直于表面发射激光器元件的 衬底表面的方向发射激光束的表面发射激光器元件、表面发射激光器元件 安置在其中的表面发射激光器阵列、利用表面发射激光器元件或者表面发 射激光器阵列的光学扫描装置和利用光学扫描装置的成像设备，其中可以 获得稳定的输出激光束偏振方向而不会导致高成本，并且输出激光束的截 面形状可以基本上为圆形的。本专利技术的特征和优点在下面的描述中提出，并且部分地从该描述以及 附图将变得明显，或者可以通过根据该描述中提供的教导实践本专利技术而获 得。本专利技术的特征和优点将通过在垂直于表面发射激光器元件的衬底表面 的方向发射激光束的表面发射激光器元件、其中安置有表面发射激光器元 件的表面发射激光器阵列、利用表面发射激光器元件或者表面激光器阵列的光学扫描装置和利用光学扫描装置的成像设备而实现和获得，其在说明 书中以如此全面、清楚、简洁和确切的术语特别地指出，以使得本领域技 术人员能够实施本专利技术。为了实现这些以及其它优点的一个或多个，根据本专利技术的一方面，提供一种表面发射激光器元件。该表面发射激光器元件包括衬底，其主表 面的法线方向相对于晶体取向的一个方向朝向晶体取向的一个 方向倾斜；谐振器结构体，该谐振器结构体包括有源层；第一和第二半导 体分布布拉格(Bragg)反射器，其夹住谐振器结构体并包括限制结构，在该 限制结构中电流通过区域由氧化层围绕；堆叠在衬底上的多个半导体层； 和具有开口部分的金属层，该开口部分成为该多个半导体层上的光输出部 分。其截面形状具有较长的长度方向的激光束通过氧化物限制结构输入到 金属层，并且光输出部分在垂直于激光束的较长的长度方向的第一方向上 的开口宽度小于光输出部分在平行于激光束的较长的长度方向的第二方向 上的另一开口宽度。附图说明当结合附图阅读时，本专利技术的特征和优点从下面的详细描述将变得更加明显，其中图1是根据本专利技术的实施例的成像设备的剖视图；图2是图1所示的光学扫描装置的剖视图；图3A是根据本专利技术的实施例的表面发射激光器元件的剖视图；图3B是图3A所示的表面发射激光器元件的俯视图;图4A是示出图3A所示的村底的倾斜的图形；图4B是示出图3A所示的衬底的位置的图形；图5是示出图3A所示的表面发射激光器元件的台面的外形的图形；图6是表面发射激光器元件沿着图3A的线A-A的剖视图；图7是图6所示的氧化物限制结构沿着图6的线A-A的剖视图；图8是图6所示的氧化物限制结构沿着图6的线B-B的剖视图；图9是示出在所制造的表面发射激光器元件中的电流通过区域的长宽比(rectangular ratio)和偏振抑制比之间的关系的曲线；图IO是示出使用类似于图3A所示的倾斜衬底的表面发射激光器元件的电流通过区域长宽比与输出激光束照射角之间的关系的曲线；图ll是示出利用类似于图3A所示的衬底的倾斜衬底的表面发射激光 器元件的光输出部分的开口宽度和在X轴方向的输出激光束照射角之间的 关系的曲线；图12A是示出激光束和电流通过区域的形状的图形；图12B是示出激光束和光输出部分的形状的图形；图13是示出根据本专利技术的实施例的表面发射激光器阵列的图形；图14是示出图13所示的光发射部分的二维阵列的图形；图15是沿着图14的线A-A的剖视图；图16是彩色打印机的剖视图；图17A是示出台面的外形和电流通过区域的形状的图形；以及图17B是示出台面的外形和关于二轴对称的电流通过区域的形状的图形。具体实施方式参照附图描述实施本专利技术的最佳方式。 参照图1-11,描述本专利技术的实施例。图1是根据本专利技术的实施例的成像设备的剖视图。在图1中，作为成 像设备，激光打印机1000被示出。如图1所示，激光打印机1000包括光学扫描装置1010、光导鼓1030、 充电器1031、显影辊1032、转印充电器1033、放电单元1034、清洁单元 1035、调色剂盒1036、纸张馈送辊1037、纸张馈送托盘1038、"对配准辊 1039、定影辊1041、纸张^T出辊1042、纸张输出^Jt 1043、通信控制器 1050和用于控制总体在打印机拒1044中的相应的预定位置的上的部件的打 印机控制器1060。通信控制器1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种表面发射激光器元件，包括： 衬底，该衬底的主表面的法线方向相对于［１００］晶体取向的一个方向朝［１１１］晶体取向的一个方向倾斜； 谐振器结构体，该谐振器结构体包括有源层； 第一和第二半导体分布布拉格反射器，所述第一和第 二半导体分布布拉格反射器夹住所述谐振器结构体并包括限制结构，在该限制结构中电流通过区域由氧化层围绕； 堆叠在所述衬底上的多个半导体层；和 金属层，该金属层具有开口部分，所述开口部分成为在所述多个半导体层上的光输出部分，其中 截面形状具有较长的长度方向的激光束经由所述氧化物限制结构输入到所述金属层；并且 所述光输出部分在垂直于所述激光束的所述较长的长度方向的第一方向上的开口宽度小于所述光输出部分在平行于所述激光束的所述较长的长度方向的第二方向上的另一开口 宽度。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：菅原悟，石井稔浩，原坂和宏，佐藤俊一，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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