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公開番号2025136483
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024035097
出願日2024-03-07
発明の名称面発光レーザ、レーザ装置、検出装置及び移動体
出願人株式会社リコー
代理人個人,個人
主分類H01S 5/183 20060101AFI20250911BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】酸化狭窄層の酸化領域の製造が容易な面発光レーザ、レーザ装置、検出装置及び移動体を提供する。
【解決手段】面発光レーザは、活性層を含む第1共振器と、前記活性層を挟んで対向する第1反射鏡及び第2反射鏡と、前記第1反射鏡内に設けられた第2共振器と、前記第2反射鏡内に設けられ、光の射出方向に垂直な面において、非酸化領域と、前記非酸化領域を取り囲む酸化領域とを有する酸化狭窄層と、電源装置に接続され、前記活性層に電流を注入することが可能な電極対と、を備え、前記電源装置により前記活性層に前記電流が注入される期間を電流注入期間、前記電流注入期間の後であって前記活性層に注入される電流値が前記電流注入期間における電流値よりも低下する期間を電流減少期間として、前記電流注入期間にレーザ発振せず、前記電流減少期間にレーザ発振する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
活性層を含む第１共振器と、
前記活性層を挟んで対向する第１反射鏡及び第２反射鏡と、
前記第１反射鏡内に設けられた第２共振器と、
前記第２反射鏡内に設けられ、光の射出方向に垂直な面において、非酸化領域と、前記非酸化領域を取り囲む酸化領域とを有する酸化狭窄層と、
電源装置に接続され、前記活性層に電流を注入することが可能な電極対と、
を備え、
前記電源装置により前記活性層に前記電流が注入される期間を電流注入期間、前記電流注入期間の後であって前記活性層に注入される電流値が前記電流注入期間における電流値よりも低下する期間を電流減少期間として、
前記電流注入期間にレーザ発振せず、前記電流減少期間にレーザ発振する、
面発光レーザ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
第１反射鏡は、交互に積層された複数の第１高屈折率層と前記第１高屈折率層より屈折率の低い複数の第１低屈折率層とを有し、
前記第２共振器は、前記第１反射鏡における第１高屈折率層のうち１つの厚さを前記光の波長の整数倍とした高屈折率層である、請求項１に記載の面発光レーザ。
【請求項３】
前記高屈折率層は、前記第１反射鏡のうち前記第１共振器から２番目以上かつ１０番目以下の第１高屈折率層である請求項２に記載の面発光レーザ。
【請求項４】
前記高屈折率層の厚さは、前記波長である請求項２または請求項３に記載の面発光レーザ。
【請求項５】
前記非酸化領域のうちＡｌ組成の最も大きい層の厚さは３５ｎｍ以下であり、
前記酸化領域と前記非酸化領域との境界の先端部から３μｍの位置における前記酸化領域の厚さは、前記層の厚さの２倍以下であり、
前記酸化領域と前記非酸化領域との境界の先端部で囲まれる領域の、光の射出方向に垂直な面内における面積は１２０μｍ
２
以下である、請求項１から３のいずれか一項に記載の面発光レーザ。
【請求項６】
活性層を含む第１共振器と、
前記活性層を挟んで対向する第１反射鏡及び第２反射鏡と、
前記第１反射鏡内に設けられた第２共振器と、
前記第２反射鏡内に設けられ、光の射出方向に垂直な面において、非酸化領域と、前記非酸化領域を取り囲む酸化領域とを有する酸化狭窄層と、
電源装置に接続され、前記活性層に電流を注入することが可能な電極対と、
を備え、
前記非酸化領域のうちＡｌ組成の最も大きい層の厚さは３５ｎｍ以下であり、
前記酸化領域と前記非酸化領域との境界の先端部から３μｍの位置における前記酸化領域の厚さは、前記層の厚さの２倍以下であり、
前記酸化領域と前記非酸化領域との境界の先端部で囲まれる領域の、光の射出方向に垂直な面内における面積は１２０μｍ
２
以下である、
面発光レーザ。
【請求項７】
請求項１から３のいずれか一項に記載の面発光レーザと、
前記電極対に接続され、前記面発光レーザに電流を注入する電源装置と、
を備えるレーザ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のレーザ装置と、
前記面発光レーザから発せられ対象物で反射された光を検出する検出部と、
を備える検出装置。
【請求項９】
前記検出部からの信号に基づき前記対象物との距離を検出する、請求項８に記載の検出装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の検出装置を備える移動体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光レーザ、レーザ装置、検出装置及び移動体に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
面発光レーザは、距離測定装置などに用いられている。人間の目に対するレーザの安全基準を満たすため、裾引きの小さい短パルス光を発生する面発光レーザが知られている。
【０００３】
活性層に電流が注入される期間を電流注入期間とし、電流注入期間の後であって活性層に注入される電流値が電流注入期間における電流値よりも低下する期間を電流注入期間とする。酸化狭窄層を有する面発光レーザにおいて、電流注入期間ではレーザ発振せず、電流減少期間にレーザ発振することで、短パルス光の裾引きを低減できる。特許文献１には、電流減少期間においてレーザ発振するためには、酸化狭窄層の酸化領域を薄くすることが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、酸化狭窄層の酸化領域を薄くすることは、製造上難しい場合がある。
【０００５】
本発明は、酸化狭窄層の酸化領域の製造が容易な面発光レーザ、レーザ装置、検出装置及び移動体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示の技術の１態様によれば、面発光レーザは、活性層を含む第１共振器と、前記活性層を挟んで対向する第１反射鏡及び第２反射鏡と、前記第１反射鏡内に設けられた第２共振器と、前記第２反射鏡内に設けられ、光の射出方向に垂直な面において、非酸化領域と、前記非酸化領域を取り囲む酸化領域とを有する酸化狭窄層と、電源装置に接続され、前記活性層に電流を注入することが可能な電極対と、を備え、前記電源装置により前記活性層に前記電流が注入される期間を電流注入期間、前記電流注入期間の後であって前記活性層に注入される電流値が前記電流注入期間における電流値よりも低下する期間を電流減少期間として、前記電流注入期間にレーザ発振せず、前記電流減少期間にレーザ発振する。
【０００７】
開示の技術の別の態様によれば、面発光レーザは、活性層を含む第１共振器と、前記活性層を挟んで対向する第１反射鏡及び第２反射鏡と、前記第１反射鏡内に設けられた第２共振器と、前記第２反射鏡内に設けられ、光の射出方向に垂直な面において、非酸化領域と、前記非酸化領域を取り囲む酸化領域とを有する酸化狭窄層と、電源装置に接続され、前記活性層に電流を注入することが可能な電極対と、を備え、前記非酸化領域のうちＡｌ組成の最も大きい層の厚さは３５ｎｍ以下であり、前記酸化領域と前記非酸化領域との境界の先端部から３μｍの位置における前記酸化領域の厚さは、前記層の厚さの２倍以下であり、前記酸化領域と前記非酸化領域との境界の先端部で囲まれる領域の、光の射出方向に垂直な面内における面積は１２０μｍ
２
以下である。
【発明の効果】
【０００８】
開示の技術によれば、酸化狭窄層の酸化領域の製造が容易な面発光レーザ、レーザ装置、検出装置及び移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本発明の第１実施形態に係る面発光レーザを示す断面図である。
図２は、本発明の第１実施形態に係る面発光レーザの主要部の断面図である。
図３は、参考例に係る面発光レーザの断面図である。
図４（ａ）から図４（ｃ）は、参考例の実測結果を示す図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、等価屈折率及び電界強度分布を示す図である。
図６（ａ）は、時間に対するキャリア密度Ｎ、しきい値キャリア密度Ｎｔｈ及び光出力を示す図、図６（ｂ）は、時間に対する光閉じ込め係数Γｒを示す図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれ図６（ａ）及び図６（ｂ）の拡大図である。
図８は、発振波長に対する酸化領域の厚さを示す図である。
図９は、酸化開口の直径に対する光閉じ込め係数Γｒを示す図である。
図１０は、第２共振器の位置に対する光閉じ込め係数Γｒを示す図である。
図１１は、本発明の第２実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
図１２は、パルス電流幅が２．５ｎｓの場合のデューティ比と光パルスのピーク出力との関係を示す図である。
図１３は、本発明の第３実施形態に係る距離測定装置を示す図である。
図１４は、本発明の第４実施形態に係る移動体の一例としての自動車を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。下記の実施形態は、発明の技術思想を具体化するための例示であり、本発明を記載された構成や数値に限定するものではない。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する場合がある。各図面が示す各部材の大きさ、位置関係等は、発明の理解を容易にするために誇張して描かれている場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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