面发射激光元件

本发明涉及一种面发射激光元件，尤其涉及一种具有光子晶体的面发射激光元件。

背景技术：

1、近年来，正在推进使用光子晶体(pc：photonic crystal)的光子晶体面发射激光器(photonic-crystal surface-emitting laser)的开发。

2、例如，专利文献1公开了一种光子晶体面发射激光器，其具有al成分会变化的包层，可以增强与光子晶体层平行的光的光限制、降低损耗。

3、此外，专利文献2公开了一种面发射激光器，其在p型inxga1-xn层内形成光子晶体层，其目的是降低mg导致的光吸收，减小振荡阈值。

4、专利文件3公开了一种面发射激光器，其具备第一光子晶体层和第二光子晶体层，且使它们的光学厚度相同。即公开了一种面发射激光器，其通过干涉来削弱由各光子晶体向与光子晶体层垂直方向衍射的光，减少向垂直方向衍射的光分量。

5、另外，非专利文献1公开了光子晶体面发射激光器的衍射光的公式化和在光子晶体层中衍射并向与光子晶体层垂直的方向发出的衍射放射波曲线等。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文件1：日本特开2008-227095号公报

9、专利文献2：日本特开2010-232488号公报

10、专利文献3：日本特开2014-67945号公报

11、非专利文献

12、非专利文献1：y.liang et al.:phys.rev.b vol.84,195119(2011)

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、然而，上记专利文件1和专利文献2等记载的现有技术中，无法减少垂直方向的谐振器损耗。此外，专利文件3记载的现有技术中，难以精确控制光子晶体层的厚度，因而难以具有所需的光束形状(ffp:far field pattern，远场方向图)并降低向垂直方向衍射的光的强度。

3、此外，为了实现智能眼镜等可穿戴式设备，要求小型且能够以低电流驱动的低功耗激光源。另一方面，对于光的输出，从直接入射至人眼的观点出发，要求低输出。因此，特别是在可穿戴式设备等应用中，需要小型、低功耗且低输出的激光源。

4、本发明的目的在于提供一种可以降低射出损耗、降低振荡阈值电流、降低驱动电流的面发射激光元件。

5、用于解决课题的手段

6、本发明的一个实施方式的面发射激光元件，其具备：

7、透光性基板；

8、第一半导体层，其设置在所述基板上；

9、有源层，其设置在所述第一半导体层上；

10、第二半导体层，其设置在所述有源层上；

11、光子晶体层，其包含于所述第一半导体层，并具备在与所述有源层平行的面内具有二维周期性地配置的气孔；以及

12、光反射层，其设置在所述第二半导体层上并具有反射面，

13、所述基板的背面具有光射出面，

14、所述光子晶体层具有衍射面，该衍射面是将固定在所述光子晶体层内的光向与所述光子晶体层正交的方向衍射时的波源，

15、所述衍射面与所述反射面的隔开距离被设置为，使从所述衍射面向所述光射出面侧衍射的第一衍射光与从所述衍射面向所述光反射层侧衍射并被所述反射面反射的第二衍射光之间的干涉所产生的干涉光的光强度小于所述第一衍射光的光强度。

技术特征：

1.一种面发射激光元件，其具备：

2.根据权利要求1所述的面发射激光元件，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的面发射激光元件，其中，

4.根据权利要求1所述的面发射激光元件，其中，

5.根据权利要求1所述的面发射激光元件，其中，

6.根据权利要求1所述的面发射激光元件，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的面发射激光元件，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的面发射激光元件，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的面发射激光元件，其中，

10.根据权利要求1所述的面发射激光元件，其中，

11.根据权利要求1至10中任一项所述的面发射激光元件，其中，

技术总结本发明的面发射激光元件具有：第一半导体层，其设置在透光性基板上；有源层，其在第一半导体层上；第二半导体层，其在有源层上；光子晶体层，其包含于第一半导体层，并具备在与有源层平行的面内具有二维周期性地配置的气孔；以及光反射层，其设置在第二半导体层上，并具有反射面。基板的背面具有光射出面，光子晶体层具有衍射面，该衍射面是将固定的光向与光子晶体层正交的方向衍射时的波源，衍射面与反射面的隔开距离被设置为，使从衍射面向光射出面侧衍射的第一衍射光与从衍射面向光反射层侧衍射并被反射面反射的第二衍射光之间的干涉所产生的干涉光的光强度小于第一衍射光的光强度。技术研发人员：野田进,井上卓也,小泉朋朗,江本溪受保护的技术使用者：国立大学法人京都大学技术研发日：技术公布日：2025/1/13