面发光激光器以及原子振荡器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及面发光激光器以及原子振荡器。
【背景技术】
[0002]面发光激光器(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser垂直腔面发射激光器)例如作为利用了作为量子干涉效应之一的CPT (Coherent Populat1n Trapping相干布居俘获)的原子振荡器的光源而被使用。
[0003]对于面发光激光器而言，通常，共振器具有各向同性的构造，因此从共振器射出的激光的偏振方向的控制较困难。例如在专利文献I中记载有面发光激光器，该面发光激光器通过变形施加部使共振器产生变形而产生双折射，由此使通过激光振荡获得的激光的偏振方向稳定化。
[0004]专利文献1:日本特开平11-54838号公报
[0005]然而，在专利文献I所记载的面发光激光器中，未考虑变形施加部的侧面与基板所成的角。因此，在专利文献I所记载的面发光激光器中，存在施加于垂直共振器的应力不充分，而无法使激光的偏振方向稳定化的情况。
【发明内容】
[0006]本发明的几个方式所涉及的目的之一在于提供一种能够实现偏振方向的稳定化的面发光激光器。另外，本发明的几个方式所涉及的目的之一在于提供一种包括上述面发光激光器的原子振荡器。
[0007]本发明所涉及的面发光激光器包括:
[0008]基板；以及
[0009]层叠体，其设置于上述基板上方，
[0010]上述层叠体包括:设置于上述基板上方的第一反射镜层、设置于上述第一反射镜层上方的活性层、以及设置于上述活性层上方的第二反射镜层，
[0011]在俯视观察下，上述层叠体具有:第一变形施加部、第二变形施加部、以及设置于上述第一变形施加部与上述第二变形施加部之间并使在上述活性层产生的光共振的共振部，
[0012]上述第一变形施加部的侧面与上述基板的上表面所成的角度以及上述第二变形施加部的侧面与上述基板的上表面所成的角度，比上述共振部的侧面与上述基板的上表面所成的角度大。
[0013]在上述的面发光激光器中，第一变形施加部的侧面与基板的上表面所成的角度以及第二变形施加部的侧面与基板的上表面所成的角度比共振部的侧面与基板的上表面所成的角度大，因此能够使由第一变形施加部以及第二变形施加部施加于共振部的应力增大，因此能够使共振部的活性层产生较大的变形。因此，在上述的面发光激光器中，能够实现激光的偏振方向的稳定化。
[0014]此外，在本发明所涉及的记载中，在将称为“上方”的词句例如使用为“在特定的部件(以下，称为“A”)的“上方”形成其他特定的部件(以下，称为“B”)”等的情况下，包括在A上直接形成B的情况与在A上经由其他的部件形成B的情况，对此使用称为“上方”的词句。
[0015]在本发明所涉及的面发光激光器中，
[0016]上述第一变形施加部具有第一宽度，
[0017]上述第二变形施加部具有第二宽度，
[0018]上述共振部具有比上述第一宽度以及上述第二宽度中的至少一方宽的第三宽度。
[0019]在上述的面发光激光器中，能够使由第一变形施加部以及第二变形施加部施加于共振部的应力增大，因此能够使共振部的活性层产生较大的变形。因此，在上述的面发光激光器中，能够实现激光的偏振方向的稳定化。
[0020]本发明所涉及的原子振荡器包括本发明所涉及的面发光激光器。
[0021]在上述的原子振荡器中，包括本发明所涉及的面发光激光器，因此例如能够经由入/4板向气室(gas cell)稳定地照射圆偏振光,从而能够提高原子振荡器的频率稳定性。
【附图说明】
[0022]图1是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器的俯视图。
[0023]图2是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器的剖视图。
[0024]图3是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器的俯视图。
[0025]图4是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器的剖视图。
[0026]图5是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器的俯视图。
[0027]图6是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器的剖视图。
[0028]图7是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器的剖视图。
[0029]图8是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器的剖视图。
[0030]图9是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器的制造工序的剖视图。
[0031]图10是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器的制造工序的剖视图。
[0032]图11是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器的制造工序的剖视图。
[0033]图12是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器的制造工序的剖视图。
[0034]图13是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器的制造工序的剖视图。
[0035]图14是本实施方式所涉及的原子振荡器的功能框图。
[0036]图15是表示共振光的频谱的图。
[0037]图16是表示碱金属原子的Λ型三能级模型与第一边带波(sideband wave)以及第二边带波的关系的图。
【具体实施方式】
[0038]以下，使用附图对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。此外，以下进行说明的实施方式适当地限定权利要求书所记载的本发明的内容。另外，以下所说明的结构的全部不限定为本发明的必要构成要件。
[0039]1.面发光激光器
[0040]首先，参照附图对本实施方式所涉及的面发光激光器进行说明。图1是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器100的俯视图。图2是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器100的沿图1的I1-1I线的剖视图。图3是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器100的俯视图。图4是示意性地表示本实施方式所涉及的面发光激光器100的沿图3的IV-1V线的剖视图。
[0041]此外，为了方便，在图2中，以简化的方式图示层叠体2。另外，在图3中，省略了面发光激光器100的层叠体2以外的部件的图不。另外，在图1?图4中，作为相互正交的三个轴，图示了 X轴、Y轴以及Z轴。
[0042]如图1?图4所示，面发光激光器100包括:基板10、第一反射镜层20、活性层30、第二反射镜层40、电流狭窄层42、接触层50、第一区域60、第二区域62、树脂层(绝缘层)70、第一电极80以及第二电极82。
[0043]基板10例如是第一导电型(例如η型)的GaAs基板。
[0044]第一反射镜层20形成于基板10上。第一反射镜层20是第一导电型的半导体层。如图4所示，第一反射镜层20是交替地层叠高折射率层24与低折射率层26而得的分布布拉格反射型(DBR)反射镜。高折射率层24例如是掺杂了硅的η型的Alai2Gaa88As层。低折射率层26例如是掺杂了硅的η型的Ala9GaaiAs层。高折射率层24与低折射率层26的层叠数(对数)例如为10对以上且50对以下，具体而言为40.5对。
[0045]活性层30设置于第一反射镜层20上。活性层30例如具有重叠了三层由i型的Inatl6Gaa94As层与i型的Ala3Gaa7As层构成的量子阱构造的多层量子阱(MQW)构造。
[0046]第二反射镜层40形成于活性层30上。第二反射镜层40是第二导电型(例如P型)的半导体层。第二反射镜层40是交替地层叠高折射率层44与低折射率层46而得的分布布拉格反射型(DBR)反射镜。高折射率层44例如是掺杂了碳的P型的Alai2Gaa88As层。低折射率层46例如是掺杂了碳的P型的Ala9GaaiAs层。高折射率层44与低折射率层46的层叠数(对数)例如为3对以上且40对以下，具体而言为20对。
[0047]第二反射镜层40、活性层30、以及第一反射镜层20构成垂直共振器型的pin 二极管。若对第一电极80与第二电极82之间施加pin 二极管的顺方向的电压，则在活性层30引起电子与空穴的再结合，产生发光。在活性层30产生的光在第一反射镜层20与第二反射镜层40之间往复(多重反射)，此时引起受激发射，而使强度增幅。而且，若光增益超过光损失，则引起激光振荡，从而激光从接触层50的上表面沿垂直方向(沿第一反射镜层20与活性层30的层叠方向)射出。
[0048]电流狭窄层42设置于第一反射镜层20与第二反射镜层40之间。在图示的例子中，电流狭窄层42设置于活性层30上。电流狭窄层42也能够设置于第一反射镜层20或者第二反射镜层40的内部。即使在该情况下，电流狭窄层42也视为设置于第一反射镜层20与第二反射镜层40之间。电流狭窄层42是形成有开口部43的