[发明专利]二维光子晶体面发射激光器

说明书

二维光子晶体面发射激光器(10)具有：二维光子晶体(二维光子晶体层12)，在具有给定的大小的板状的母材(121)内呈二维状周期性地配置折射率与其不同的异折射率区域(122)而成；活性层(11)，设置在所述二维光子晶体的一侧；以及第一电极(15)以及第二电极(16)，夹着所述二维光子晶体以及活性层(11)而设置，并对活性层(11)供给电流，该异折射率区域(122)设置为，随着从作为所述电流通过二维光子晶体的范围的电流通过范围(21)的外缘朝向中央，母材(121)中的异折射率区域(122)的面内占有率变大，或周期长度变小。通过该结构，即使在二维光子晶体内形成中央高且周缘低这样的温度分布，也能够得到稳定的激光振荡。

技术领域

本发明涉及半导体激光器，特别涉及使用二维光子晶体对光进行放大的二维光子晶体面发射激光器。

背景技术

半导体激光器具有小型、廉价、低消耗电力、长寿命等许多优点，在光记录用光源、通信用光源、激光显示器、激光打印机、激光指示器等广泛的领域中得到普及。另一方面，在激光加工的领域中，需要光输出至少超过1W的激光器，但是当前实用化的半导体激光器并未达到该输出，因此目前使用二氧化碳激光器等气体激光器。

最近，由作为本发明的发明人中的一部分的野田等开发了光输出超过1W的二维光子晶体面发射激光器(非专利文献1以及2)。二维光子晶体面发射激光器具有活性层、二维光子晶体、以及夹着它们的一对电极。二维光子晶体是在板状的母材内周期性地配置折射率与该母材不同的异折射率区域而成的，由此形成了折射率的周期性的分布。在二维光子晶体面发射激光器中，通过从电极注入电流，从而在该活性层产生光，该光中仅与异折射率区域的周期对应的给定的波长的光被放大而进行激光振荡，并在与二维光子晶体垂直的方向上作为激光束而射出。二维光子晶体面发射激光器从二维光子晶体中的一定范围内进行发光(面发光)，因此出射面积比以往的半导体激光器大，容易提高光输出。二维光子晶体面发射激光器本身从以前起就为人所知(例如，专利文献1)，但是在非专利文献1以及2记载的发明中，通过将平面形状为直角三角形的异折射率区域配置在与该直角三角形的正交边平行的正方格子的格点上，从而能够将光输出提高至1.5W左右。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-023193号公报

非专利文献

非专利文献1：Kazuyoshi Hirose及其他5人著，“Watt-class high-power，high-beam-quality photonic-crystal lasers”(瓦级高输出高束流品质光子晶体激光器)、Nature Photonics(自然光子学)，(英国)，第8卷，第406～411页，2014年4月13日发行

非专利文献2：国立大学法人京都大学，浜松光子株式会社著，“瓦级高输出光子晶体激光器：世界率先实现-世界首例通过面发光型激光器以高束流品质达成瓦级的高输出化”，[online]，国立大学法人京都大学网页，[2015年7月23日检索]，互联网http：//www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2014/documents/140414_1/01.pdf、2014年4月10日

发明内容

发明要解决的课题