[发明专利]表面发光激光器和图像形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及表面发光激光器和使用该表面发光激光器的图像形成装置。

背景技术

垂直空腔表面发光激光器（VCSEL）被用作电子照相图像形成装置中的扫描光学装置的光源。在这种类型的扫描光学装置中，来自光源的出射光通过光阑被整形。出射光通过光偏转器（例如，多面镜）照射到作为扫描表面的感光体上，以形成潜像。

当表面发光激光器被用作图像形成装置的光源时，从感光体中的潜像的单模性（monomodality）和稳定性的观点来看，希望表面发光激光器仅在基本横向模式中振荡。日本专利申请公开No.2001-284722讨论了如下技术，即，通过在表面发光激光器的光出射面上设置阶梯结构（stepped structure）来使表面发光激光器在单一横向模式中振荡。阶梯结构被构造为使得发光区域的中心部分的反射率比周边部分的反射率高。由于与高次横向模式相比，光强度在基本横向模式中分布在中心部分中，因此可通过设置阶梯结构选择性使基本横向模式中的光振荡。

日本专利申请公开No.2001-284722的阶梯结构的特征在于，发光区域的中心部分中的反射率与周边部分中的反射率不同。当设置阶梯结构时，除了反射率以外，光在发光区域的中心部分中的透射率与在其周边部分中的透射率也不同。发光区域的中心部分中的光路长度差与其周边部分中的光路长度差不同。

在中心部分的反射率比周边部分的反射率高的阶梯结构中，从周边部分透过的激光的强度高于在不存在阶梯结构的情况下的激光的强度。透过周边部分的光的相位与透过中心部分的光的相位不同。作为结果，近视野光强度分布接近环状。

图9示出与近视野光强度分布对应的远视野光强度分布。与不设置阶梯结构时的远视野光强度分布920相比，在设置阶梯结构时的远视野光强度分布910中，发散角度的中心（例如：-5度至+5度）处的远视野光强度分布的半值宽度变细。当使用该表面发光激光器作为图像形成装置的光源时，该表面发光激光器附接到图像形成装置的扫描光学系统的角度（光源的出射表面法线和光学系统的光轴的轴向对准）所需要的精度是更严苛的。因此，不希望使用该表面发光激光器。

发明内容

本发明针对表面发光激光器和使用该表面发光激光器的图像形成装置，所述表面发光激光器包括被设置来执行用于横向模式控制的反射率控制的阶梯结构，并具有远视野光强度分布的改进的发散角度。

根据本发明的一方面，表面发光激光器包含叠层结构，叠层结构包含基板以及在基板上形成的下部镜、有源层和上部镜，表面发光激光器被配置为以波长λ振荡，表面发光激光器包括：第一阶梯结构，第一阶梯结构被设置在上部镜的上部上的光出射区域中，并包含布置在光出射区域的中心部分中的第一区域与设置在第一区域外的第二区域之间所形成的级差（level difference）；以及第二阶梯结构，第二阶梯结构被设置在上部镜的上部上的光出射区域中，并包含设置在第一区域外的第三区域与设置在第三区域外的第四区域之间所形成的级差，其中，第二阶梯结构的级差存在于第二区域中；对于垂直入射到基板并具有波长λ的光，包含上部镜、第一阶梯结构和第二阶梯结构的结构的反射率在第一区域中比在第二区域中高；以及第三区域的透射光与第四区域的透射光之间的相位差比第一区域的透射光与第三区域的透射光之间的相位差大。

从参照附图对示例性实施例的以下详细描述中，本发明的其它特征和方面将变得明显。

附图说明

包含于说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的示例性实施例、特征和方面，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据第一示例性实施例的表面发光激光器的示意性断面图。

图2A、图2B、图2C和图2D是包含于根据第一示例性实施例的表面发光激光器中的第一阶梯结构的示意性断面图。

图3A和图3B是包含于根据第一示例性实施例的表面发光激光器中的第二阶梯结构的示意性断面图。

图4是根据第二示例性实施例的表面发光激光器的示意性断面图。

图5A、图5B、图5C、图5D、图5E和图5F是包含于根据第二示例性实施例的表面发光激光器中的第一阶梯结构的示意性断面图。

图6A和图6B是包含于根据第二示例性实施例的表面发光激光器中的第二阶梯结构的示意性断面图。

图7示出根据第一示例性实施例的表面发光激光器的远视野光强度分布。

图8A和图8B是根据第三示例性实施例的图像形成装置的示意图。