表面发射半导体激光器及感测模块的制作方法

本技术涉及一种具有多个发射区域的表面发射半导体激光器、及感测模块。

背景技术：

每个具有多个发射区域的表面发射半导体激光器的正在发展(例如，参见专利文献1)。每个表面发射半导体激光器包括例如垂直空腔表面发射激光器(vcsel)。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未经审查专利申请公开号2005-116933

技术实现要素：

需要一种根据辐射角的方向减少光强度的差异并且使得远程模式(ffp)的强度分布更接近于均匀分布的表面发射半导体激光器。

因此，希望提供一种使得可以使远程模式的强度分布更接近于均匀分布的表面发射半导体激光器及包括表面发射半导体激光器的感测模块。

根据本技术的实施方式的第一表面发射半导体激光器包括：第一发射区域，输出第一光；和第二发射区域，与第一发射区域分开设置，第二发射区域包括相移部并且输出第二光。第一光的远场图与第二光的远程模式彼此不同。

根据本技术的实施方式的第一表面发射半导体激光器，相移部设置在第二发射区域中，由此从第二发射区域输出与第一光的远场图不同的远场图的第二光。

根据本技术的实施方式的第二表面发射半导体激光器包括：第一电流注入区域；和第二电流注入区域，与第一电流注入区域分开设置，二电流注入区域具有与第一电流注入区域的尺寸不同的尺寸。从第一电流注入区域输出的第一光的远场图与从第二电流注入区域输出的第二光的远场图彼此不同。

根据本技术的实施方式的第二表面发射半导体激光器，第二电流注入区域的尺寸与第一电流注入区域的尺寸不同，由此从第二电流注入区域输出与第一光的远场图不同的远场图的第二光。

根据本技术的实施方式的第三表面发射半导体激光器包括：第一台面区域，设置有第一电流注入区域并且输出第一光；和第二台面区域，设置有第二电流注入区域、具有与第一台面区域的平面形状不同的平面形状、并且输出第二光。第一光的远场图与第二光的远场图彼此不同。

根据本技术的实施方式的第三表面发射半导体激光器，第二台面区域的平面形状与第一台面区域的平面形状不同，由此，从第二台面区域输出与第一光的远场图不同的远场图的第二光。

根据本技术的实施方式的第一、第二、以及第三感测模块分别包括根据本技术的实施方式的第一、第二、以及第三表面发射半导体激光器。

根据本技术的实施方式的第一、第二、以及第三表面发射半导体激光器及第一、第二、以及第三感测模块，第一光的远场图与第二光的远场图彼此不同；因此，第一光与第二光的叠加使得可以根据辐射角的方向减少光强度的差异。相应地，可以使得远场图的强度分布更接近于均匀分布。

应注意，上述所述内容是本公开的实施例。本公开的效果并不局限于上述所述效果，并且可以是其他不同的效果，或可以还包括其他效果。

附图说明

[图1]是示出根据本技术的第一实施方式的半导体激光器的示意性配置的示意性平面图。

[图2a]是示意性示出沿着图1中示出的线a-a'的横截面配置的示图。

[图2b]是示意性示出沿着图1中示出的线b-b'的横截面配置的示图。

[图3a]是示出图2a中示出的发射区域的第二光反射层的一侧的反射率的示图。

[图3b]是示出图2b中示出的发射区域的第二光反射层的一侧的反射率的示图。

[图4]是用于对基本模式振荡和高阶模式振荡进行说明的示图。

[图5a]是示出从图2a中示出的发射区域输出的光的远场图的实施例的示图。

[图5b]是示出图5a中示出的远场图的平面配置的示图。

[图6]是对从图2b中示出的发射区域输出的光的基本模式和高阶模式进行说明的示图。

[图7a]是示出从图2b中示出的发射区域输出的光的远场图的实施例的示图。

[图7b]是示出图7a中示出的远场图的平面配置的示图。

[图8a]是示出产生图2a中示出的第一台面区域的方法的过程的横截面图。

[图8b]是示出与图8a中示出的过程相同的过程中的第二台面区域的配置的横截面图。

[图9a]是示出继图8a之后的过程的横截面图。

[图9b]是示出与图9a中示出的过程相同的过程中的第二台面区域的配置的横截面。

[图10a]是示出多模光的远场图的实施例的示图。

[图10b]是示出图10a中示出的远场图的另一实施例的示图。

[图11a]是示出根据比较例1的半导体激光器的示意性配置的示意性平面图。

[图11b]是示出根据比较例2的半导体激光器的示意性配置的示意性平面图。

[图12a]是示出其中从图2a和图2b中示出的发射区域输出的光的相应碎片发生叠加的光的远场图的示图。

[图12b]是示出图12a中示出的远场图的平面配置的示图。

[图13]是示出根据本技术的第二实施方式的半导体激光器的示意性配置的示意性平面图。

[图14]是示出根据本技术的第三实施方式的半导体激光器的示意性配置的示意性平面图。

[图15a]是示出图14中示出的第一台面区域的配置的示意性平面图。

[图15b]是示出从图15a中示出的第一台面区域输出的光的远场图的示图。

[图16a]是示出图14中示出的第二台面区域的配置的示意性平面图。

[图16b]是示出从图16a中示出的第一台面区域输出的光的远场图的示图。

[图17a]是示出包括图1等中示出的半导体激光器的感测模块的示意性配置的示意性横截面图。

[图17b]是示出图17a中示出的感测模块的平面配置的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本技术的一些实施方式进行详细描述。应注意，按照下列顺序给出描述。

1.第一实施方式

多个发射区域中的一些发射区域(第二发射区域)中的半导体激光器(其中设置了相移部)

2.变形例

其中相移部在第二光反射层的一侧上的反射率更高的实施例

3.第二实施方式

多个电流注入区域中的一些电流注入区域(第二电流注入区域)具有不同的尺寸的半导体激光器

4.第三实施方式

多个台面区域中的一些台面区域(第二台面区域)具有不同的平面形状的半导体激光器

[第一实施方式]

图1示出了根据本技术的第一实施方式的表面发射半导体激光器(半导体激光器1)的示意性平面配置。半导体激光器1是vcsel，并且图1示出了光输出侧的平面配置。半导体激光器1包括第一台面区域10a和第二台面区域10b，并且多条光从第一台面区域10a和第二台面区域10b输出，并且它们的相位彼此不同步。第二台面区域10b包括相移部10s。第一台面区域10a、第二台面区域10b、以及相移部10s的相应平面形状，(即，从与光输出表面平行的平面观看的第一台面区域10a、第二台面区域10b、以及相移部10s的相应形状)大致是圆形。图1示出了其中半导体激光器1设置有四个第一台面区域10a和三个第二台面区域10b的实施例；然而，第一台面区域10a和第二台面区域10b的相应数量并不局限于此。设置在半导体激光器1中的第一台面区域10a和第二台面区域10b平行地耦合至彼此。

图2a示出了沿着图1中示出的线a-a'的半导体激光器1的示意性横截面配置，并且图2b示出了沿着图1中示出的线b-b'的半导体激光器1的示意性横截面配置。半导体1在基板11上按照下述的顺序具有：第一光反射层12、半导体层13、电流限制层14、以及第二光反射层15。半导体层13从靠近第一光反射层12的位置开始依次包括：第一半导体层13a、有源层13b、以及第二半导体层13c。在第二光反射层15上设置电极16和第一电介质膜17a。焊盘电极18电耦合至电极16，并且第二电介质膜17b堆叠在第一电介质膜17a上。与电极16配对的电极19设置在基板11的背面(与设置有第一光反射层12的表面相对的表面)上。

第一台面区域10a和第二台面区域10b设置在基板11的一些区域中，并且各自具有柱状形状，例如，诸如圆柱形状等。例如，通过从第二光反射层15蚀刻至第一光反射层12中的一部分，形成第一台面区域10a和第二台面区域10b，并且第一台面区域10a的半导体层13与第二台面区域10b的半导体层13彼此分开设置。第一台面区域10a的电流限制层14设置有第一电流注入区域14ae，并且第二台面区域10b的电流限制层14设置有第二电流注入区域14be。在平面图中(当从与基板11的表面平行的平面观看时，例如，图1中的xy平面)，相移部10s设置在与第二电流注入区域14be的部分重叠的位置处。例如，在平面图中，相移部10s设置在第二电流注入区域14be的中间部分中。应注意，在本说明书中，平面图表示与基板11的表面(或光输出表面)平行的平面的视觉方向，并且平面形状表示从与基板11的表面(或光输出表面)平行的平面观看的形状。

例如，基板11包括砷化镓(gaas)基板。基板11可以包括磷化铟(inp)、氮化镓(gan)、氮化铟镓(ingan)、蓝宝石、硅(si)、碳化硅(sic)等。在使用诸如蓝宝石等非导电材料用于基板11的情况下，根据需要形成触点。

位于基板11上的第一光反射层12是设置在第一半导体层13a的一侧上的分布式布拉格反射器(dbr)，并且不间断地设置在第一台面区域10a和第二台面区域10b中。在第一台面区域10a和第二台面区域10b中，第一光反射层12隔着第一半导体层13a与有源层13b相对、并且使在有源层13b中产生的光在第一光反射层12与第二光反射层15之间发生共振。

第一光反射层12具有这样一种堆叠结构，即，其中，低折射指数层与高折射指数层交替地堆叠在彼此之上。例如，低折射指数层分别是具有λ/4的光学膜厚度的n型alx1ga(1-x1)as(0<x1<1)，其中，λ表示半导体层1的振荡波长。例如，高折射指数层分别是具有λ/4的光学膜厚度的n型alx2ga(1-x2)as(0≤x2<x1)。

半导体层13设置在第一台面区域10a和第二台面区域10b的每一个中并且包括例如砷化铝镓(algaas)基半导体材料。第一半导体层13a是设置在第一光反射层12与有源层13b之间的分隔层并且包括例如n型alx3ga(1-x3)as(0≤x3<1)。n型杂质的实施例包括硅(si)、硒(se)等。

有源层13b设置在第一半导体层13a与第二半导体层13c之间。该有源层13b接收通过第一电流注入区域14ae或第二电流注入区域14be从电极16注入的电子并且产生感应发射光。例如，可以使用未掺杂的alx4ga(1-x4)as(0≤x4<1)用于有源层13b。有源层13b可以具有例如gaas和algaas的多量子阱(mqw)结构。有源层13b还可以具有ingaas和algaas的多量子阱结构。

第二半导体层13c是设置在有源层13b与电流限制层14之间的分隔层并且包括例如p型alx5ga(1-x5)as(0≤x5<1)。p型杂质的实施例包括碳(c)、锌(zn)、镁(mg)、铍(be)等。

例如，根据基板11的组成材料，半导体层13可以包括砷化铝铟镓(alingan)基、磷化铝镓铟(algainp)基、或氮化铝铟镓(alingan)基的半导体材料。

在第一台面区域10a和第二台面区域10b的每一个中设置半导体层13与第二光反射层15之间的电流限制层14，并且第一台面区域10a的电流限制层14与第二台面区域10b的电流限制层14彼此分开。位于第一台面区域10a和第二台面区域10b的每个的外围侧上的电流限制层14的一部分被使为具有高电阻并且是电流限制区域。第一电流注入区域14ae和第二电流注入区域14be分别被设置为被电流限制区域包围。通过设置该电流限制层14，限制从电极16注入到有源层13b中的电流，这使得可以提高电流注入效率。相应地，可以降低阈值电流。

在平面图中，第一电流注入区域14ae与第二电流注入区域14be被设置成彼此分开，并且例如相应的平面形状大致是圆形。第一电流注入区域14ae和第二电流注入区域14be的相应尺寸的直径为例如5μm以上，并且从第一台面区域10a和第二台面区域10b输出多模光。例如，第一电流注入区域14ae的直径可以小于5μm，并且可以从第一台面区域10a输出单模光，并且可以从第二台面区域10b输出多模光。第一电流注入区域14ae与第二电流注入区域14be在尺寸上例如大致相同并且其相差例如为50％以下。

这使流入第一电流注入区域14ae和第二电流注入区域14be中的电流的相应密度大致相同，并且因此，可以使得第一台面区域10a和第二台面区域10b的相应发射寿命大致相同。

例如，第一电流注入区域14ae和第二电流注入区域14be的相应平面形状可以是四边形(后面描述的图15a)。例如，通过对电流限制层14的一部分进行氧化而形成第一电流注入区域14ae和第二电流注入区域14be，并且因此，可能受到基板11的晶面取向的影响。相应地，可以形成这样的第一电流注入区域14ae和第二电流注入区域14be，即，其相应的平面形状与和第一台面区域10a和第二台面区域10b相似的相应形状不同。在平面图中，与第一电流注入区域14ae和第二电流注入区域14be重叠的第一台面区域10a和第二台面区域10b的相应部分是第一台面区域10a和第二台面区域10b的发射区域(发射区域10ae和10be)。此处，发射区域10ae是根据本技术的实施方式的第一发射区域的具体实例，并且发射区域10be是根据本技术的实施方式的第二发射区域的具体实例。在平面图中，发射区域10ae和发射区域10be彼此分开设置。

例如，电流限制层14包括p型alx6ga(1-x6)as(0≤x6<1)，并且通过该alx6ga(1-x6)as的氧化而从第一台面区域10a和第二台面区域10b中的每个的外围形成电流限制区域。例如，电流限制区域包括氧化铝(al2o3)。第二光反射层15的一部分可以设置在第二半导体层13c与电流限制层14之间。

第二光反射层15是设置在第二半导体层13c的一侧上的dbr并且设置在第一台面区域10a和第二台面区域10b的每一个中。第一台面区域10a的第二光反射层15与第二台面区域10b的第二光反射层15彼此分开。第二光反射层15与第一光反射层12相对，且半导体层13和电流限制层14插入它们之间。第二光反射层15具有这样的堆叠结构，即，其中，低折射指数层与高折射指数层交替地堆叠在彼此之上。例如，低折射指数层分别是具有λ/4的光学膜厚度的p型alx1ga(1-x1)as(0<x7<1)。例如，高折射指数层分别是具有λ/4的光学膜厚度的p型alx8ga(1-x8)as(0≤x8<x7)。

位于第二光反射层15上的电极16设置在第一台面区域10a和第二台面区域10b的每一个中。电极16是环形电极并且在其中间部分具有光提取窗口。电极16的该光提取窗口设置在包括与第一电流注入区域14ae或第二电流注入区域14be相对的区域的区域中。电极16通过第二光反射层15电耦合至半导体层13。例如，电极19设置在基板11的背面的前表面上并且被设置成为第一台面区域10a和第二台面区域10b所共用。电极16和19包括金属膜，例如，诸如金(au)、锗(ge)、银(ag)、钯(pd)、铂(pt)、镍(ni)、钛(ti)、钒(v)、钨(w)、铬(cr)、铝(al)、铜(cu)、锌(zn)、锡(sn)、铟(in)等。电极16可以包括单层金属膜或可以包括堆叠结构的金属膜。

焊盘电极18使电极16的光提取窗口露出并且电耦合至电极16。焊盘电极18通过第二光反射层15、电流限制层14、以及半导体层13的相应侧表面从电极16的顶表面设置在第一台面区域10a和第二台面区域10b中的每个的周围。在第一台面区域10a和第二台面区域10b中的每个的外侧，从第二电介质膜17b露出焊盘电极18的一部分。焊盘电极18使得半导体激光器1可以电耦合至外部电极或电路。焊盘电极18包括金属，例如，诸如钛(ti)、铝(al)、铂(pt)、金(au)、镍(ni)、钯(pd)等。焊盘电极18可以包括单层金属膜、或可以包括堆叠结构的金属膜。例如，在平面图中，焊盘电极18具有六边形部分和四边形部分，并且各部分彼此耦合(图1)。例如，第一台面区域10a和第二台面区域10b设置在焊盘电极18的六边形部分中。

第一电介质膜17a覆盖第二光反射层15的顶表面及第二光反射层15、电流限制层14、以及半导体层13的相应侧表面。第一电介质膜17a设置在第二光反射层15、电流限制层14、以及半导体层13的相应侧表面与焊盘电极18之间。第一电介质膜17a防止出现电短路等。在第一台面区域10a中，第一电介质膜17a设置在从电极16露出的第二光反射层15的顶表面的整个部分(电极16的光提取窗口)上。在第二台面区域10b中，移除相移部10s的第一电介质膜17a，并且将第一电介质膜17a设置在相移部10s的周围。

第二电介质膜17b设置在第一电介质膜17a和焊盘电极18上，并且覆盖第二光反射层15的顶表面及第二光反射层15、电流限制层14、以及半导体层13的相应侧表面。第二电介质膜17b具有防止第一台面区域10a和第二台面区域10a的每一个中的焊盘电极18和半导体层13露出，并增强半导体激光器1的抗湿性的作用。在第一台面区域10a和第二台面区域10b中，第二电介质膜17b设置在从电极16露出的第二光反射层15的顶表面的部分(电极16的光提取窗口)上。第一电介质膜17a和第二电介质膜17b包括具有比空气的折射指数(约1.0)更高的折射指数的电介质材料，并且包括例如氮化硅(sin)。例如，第一电介质膜17a和第二电介质膜17b的相应光学膜厚度约为λ/4的奇数倍。

在第一台面区域10a中，第二光反射层15、第一电介质膜17a、以及第二电介质膜17b按照所述顺序堆叠在第一电流注入区域14ae(发射区域10ae)上。在第二台面区域10b的相移部10s中，第二光反射层15和第二电介质膜17b按照所述顺序堆叠在第二电流注入区域14be(发射区域10be)上；并且在相移部10s的周围，第二光反射层15、第一电介质膜17a、以及第二电介质膜17b按照所述顺序堆叠在第二电流注入区域14be上。即，在第二台面区域10b的发射区域10be中，相移部10s及其他部分的电介质膜(第一电介质膜17a和第二电介质膜17b)的厚度不同。换言之，在半导体激光器1中，通过使第二光反射层15上的电介质膜具有不同的厚度而形成相移部10s。例如，在发射区域10be中，相移部10s的电介质膜的光学膜厚度是约λ/4的奇数倍，并且例如。其他部分的电介质膜的光学膜厚度是约λ/4的偶数倍。

相移部10s设置在一部分中，例如，发射区域10be的中间部分中。例如，相移部10s的平面形状大致是圆形，并且例如，相移部10s的直径小于发射区域10be的最大直径的60％。通过设置这种尺寸的相移部10s，完全实现相移的效果。通过设置相移部10s，使得lp21(即，次级高阶模式域)的振荡占主导，lp01(即，基本模式)的振荡被抑制。

图3a示出了第二光反射层15的一侧在发射区域10ae中的光反射率，并且图3b示出了第二光反射层15的一侧在发射区域10be中的光反射率。在发射区域10ae的整个区域中，第二光反射层15的一侧的反射率高且均匀。在发射区域10be中，相比于发射区域10be的其他部分，第二光反射层15的一侧在相移部分10s中的光反射率更低。因此，在相移部10s中，例如，次级高阶模式lp21的振荡占主导。下面对此进行描述。

如图4中示出的，例如，从发射区域10ae和10be输出lp01模式(即，基本模式)的光和lp21模式(即，次级高阶模式)的光。在lp01模式中，光强度在发射区域10ae和10be的每个区域的中间部分中最高，并且随着距中间部分的距离而逐渐减小。在lp21模式中，光强度在发射区域10ae和10be的每个区域的中间部分中较低，而在发射区域10ae和10be的每个区域的外围部分中较高。

图5a和图5b示出了从发射区域10ae输出的光(第一光)的远场图。第二光反射层15的一侧在发射区域10ae的整个区域上的光反射率较高；因此，lp01模式振荡先于lp21模式振荡发生，并且lp01模式光占主导。即，形成其中中间部分的光强度较高的远场图。

图6示出了从发射区域10be输出的光(第二光)的lp01模式振荡和lp21模式振荡的各个方面。在发射区域10be中，相移部10s在第二光反射层15的一侧的光反射率较低；因此，lp01模式振荡通过这种方式被抑制，并且lp21模式光占主导。

图7a和图7b示出了从发射区域10be输出的光的远场图。在设置有相移部10s的发射区域10be中，形成中间部分的光强度较低的远场图。即，从发射区域10be输出的光的远场图与从发射区域10ae输出的光的远场图不同。

因此，在本实施方式中，多个发射区域(发射区域10ae和10be)中的一些发射区域(发射区域10be)设置有相移部10s；因此，从发射区域10ae和10be提取不同条远场图的光。如后面详细描述的，半导体激光器1叠加并且输出不同条远场图的光，由此使得可以根据辐射角的方向减少光强度的差异。

例如，可以如下制造该半导体激光器1(图8a至图9b)。

首先，第一光反射层12、半导体层13、电流限制层14、以及第二光反射层15按照所述顺序堆叠在基板11上。例如，通过使用诸如分子束外延(mbe)方法、金属有机化学气相沉积(mocvd)方法等的方法的外延晶体生长执行该堆叠体的形成。

接着，例如，在第二光反射层15上形成具有圆形平面形状的多个抗蚀膜。利用抗蚀膜作为掩膜，蚀刻从第二光反射层15至第一光反射层12的区域。例如，通过使用活性离子刻蚀(rie)方法执行蚀刻。由此，形成第一台面区域10a和第二台面区域10b。在执行蚀刻之后，移除抗蚀膜。

然后，在蒸汽气氛中，在高温下执行电流限制层14的氧化处理。通过该氧化处理，在第一台面区域10a和第二台面区域10b的每个区域的外围的特定区域中形成电流限制区域，并且在第一台面区域10a和第二台面区域10b的中间部分中分别形成第一电流注入区域14ae和第二电流注入区域14be。之后，在第二光反射层15上形成环形电极16，并且在基板11的背面上形成电极19。

接着，如图8a和图8b中示出的，第一电介质膜17a形成在第二光反射层15上，以覆盖电极16。第一电介质膜17a形成为覆盖第一台面区域10a和第二台面区域10b中的每个的顶表面及侧壁并且围绕其进行覆盖。例如，通过化学气相沉积(cvd)方法等形成第一电介质膜17a。

如图9a和图9b中示出的，在形成第一电介质膜17a之后，选择性地移除第一电介质膜17a。在第一台面区域10a中，移除位于电极16上的第一电介质膜17a，从而露出电极16。在第二台面区域10b中，在平面图中，移除了位于电极16上的第一电介质膜17a及与第二电流注入区域14be的中间部分重叠的第一电介质膜17a的一部分。由此，形成用于形成相移部10s的第一电介质膜17a的开口17h。例如，通过反应离子蚀刻执行第一电介质膜17a的选择性移除。

在选择性地移除第一电介质膜17a之后，按照所述顺序形成焊盘电极18和第二电介质膜17b。在发射区域10ae中，第一电介质膜17a和第二电介质膜17b堆叠并且形成在第二光反射层15上。在发射区域10be中，第二电介质膜17b设置在第一电介质膜17a的开口17h中，并且形成相移部10s。在相移部10s周围的发射区域10be中，第一电介质膜17a和第二电介质膜17b堆叠并且形成在第二光反射层15上。通过移除位于第一台面区域10a和第二台面区域10b中的每个区域之外的第二电介质膜17b的选择性区域(例如，通过蚀刻)而露出焊盘电极18的一部分。

在形成第二电介质膜17b之后，基板11减薄至所需厚度。最后，在已经变薄的基板11的背面上形成与电极16配对的电极(未示出)，并且完成半导体激光器1。

[操作]

在该半导体激光器1中，当在电极16与设置在基板11的背面上的电极(未示出)之间施加预定电压时，通过第一电流注入区域14ae或第二电流注入区域14be将由电流限制层14限制的电流注入到有源层13b中。由此，通过电子空穴复合发射光。该光在第一光反射层12与第二光反射层15之间发生反射并且在其间来回传播，这产生预定波长的激光振荡，并且作为激光从第二光反射层15的一侧被提取。在半导体激光器1中，从第一台面区域10a的发射区域10ae输出的光与从第二台面区域10b的发射区域10be输出的光发生叠加并且被提取。

[作用与效果]

在根据本实施方式的实施方式的半导体激光器1中，多个发射区域(发射区域10ae和10be)中的一些发射区域(发射区域10be)设置有相移部10s；因此，从发射区域10ae和10be提取不同条远场图的光。如此，通过叠加并且输出不同条远场图的光的碎片，变得可以根据辐射角的方向减少光强度的差异。下面对此进行了描述。

例如，还期望半导体激光器用作进行感测的光源。用于感测的光源需要保持辐射角的方向的广泛范围内的光强度的数量级。由此，考虑可以使得发射区域更大。然而，当使发射区域更大时，发生多模振荡，由此可能由于高阶模式的振荡而从理想的圆形形状派生出远场图的平面形状。

图10a和图10b示出了多模光的远场图的实施例，除高阶模式的振荡之外，氧化物限制层的电流注入区域的形状、基板的晶体取向等也影响远场图。由此，例如，从较大发射区域输出的光的远场图的平面形状易于成为十字形状或四边形形状。

图11a示出了具有多个小的台面区域(台面区域100a)的半导体激光器(半导体激光器101a)的平面配置。在该半导体激光器101a中，从各个台面区域100a输出高单模性质的光；然而，考虑到对眼睛的负担，其光强度易于被限制。

图11b示出了其中各个台面区域(台面区域100b)设置有相移部10s的半导体激光器(半导体激光器101b)的平面配置。在该半导体激光器101b中，通过设置相移部10s，单模性质被减弱，并且高阶模式光占主导。由此，发射区域的中间部分(0°辐射角)的光强度可能变得过低。

同时，根据本实施方式的半导体激光器1具有含高单模性质的发射区域10ae和含减弱的单模性质的发射区域10be，并且从发射区域10ae和10be输出不同条远场图的光。叠加并且输出不同条远场图的光。

图12a和图12b示出了从半导体激光器1输出的光的远场图，即，从发射区域10ae和10be输出的光的相应条的叠加光的远场图。如此，通过叠加不同条远场图的光，保持辐射角的方向的广泛范围内的均匀光强度。

如上所述，在本实施方式中，使从发射区域10ae输出的光的远场图与从发射区域10be输出的光的远场图不同；因此，从发射区域10ae和10be输出的光的相应条的叠加使得可以根据辐射角的方向减少光强度的差异。相应地，可以使远场图的强度分布更接近于均匀分布。即，半导体激光器1能够稳定地实现远场图的均匀强度分布，而与制造条件、驱动条件等无关。

进一步地，相移部10s由第一电介质膜17a的开口17h形成(图9b)，并且因此能够易于通过与未设置有相移部10s的第一台面区域10a相同的过程而形成。即，可以提高半导体激光器1的生产率。

在下文中，描述了上述第一实施方式及其他实施方式的变形例；然而，在下列描述中，上述实施方式中的相同部件被赋予相同的参考标号，并且相应地，省去其描述。

[变形例]

相比于发射区10be的其他部分，相移部10s在第二光反射层15的一侧的反射率可能更高。此时，例如，在发射区域10be中，相移部分10s的电介质膜(第一电介质膜17a和第二电介质膜17b)的光学膜的厚度为例如约λ/4的偶数倍，而其他部分的电介质膜的光学膜的厚度为例如约λ/4的奇数倍。

即使在该相移部10s设置在发射区域10be中的情况下，也可以使得从发射区域10ae输出的光的远场图与从发射区域10be输出的光的远场图彼此不同。

[第二实施方式]

图13示意性地示出了根据本技术的第二实施方式的半导体激光器(半导体激光器2)的平面配置。半导体激光器2设置有尺寸彼此不同的电流注入区域(第一电流注入区域24ae和第二电流注入区域24be)。例如，第一电流注入区域24ae较大，而第二电流注入区域24be较小。除此之外，半导体激光器2具有与半导体激光器1相似的配置，并且其作用和效果也相似。

第一电流注入区域24ae设置在第一台面区域(第一台面区域20a)的电流限制层14中(图2a)并且具有大致圆形的平面形状。例如，第一电流注入区域24ae的直径为12μm至14μm。例如，第一台面区域20a具有大致圆形的平面形状，并且例如，第一台面区域20a的直径为28μm至30μm。

第二电流注入区域24be设置在第二台面区域(第二台面区域20b)的电流限制层14中(图2b)并且具有大致圆形的平面形状。例如，第二电流注入区域24be的直径优选为5μm至7μm且比第一电流注入区域24ae的直径小1μm以上。在本实施例中，第二电流注入区域24be小于第一电流注入区域24ae；因此，在更小的第二电流注入区域24be中产生的光的远场图与在更大的第一电流注入区域24ae中产生的光的远场图不同。

例如，第二台面区域20b具有大致圆形的平面形状，并且例如，具有比第一台面区域20a更小的尺寸。例如，第二台面区域20b的直径为21μm至23μm，并且例如，比第一台面区域20a的直径小1μm以上。

例如，如上面第一实施方式中描述的，通过从第一台面区域20a和第二台面区域20b中的每个区域的外围氧化电流限制层14的一部分而形成第一电流注入区域24ae和第二电流注入区域24be。因此，例如，如果使第二台面区域20b小于第一台面区域20a，则第二电流注入区域24be小于第一电流注入区域24ae。

如同上述所述半导体激光器1，同样在本实施方式的半导体激光器2中，第一电流注入区域24ae中产生的光的远场图与第二电流注入区域24be中产生的光的远场图彼此不同；因此，从第一台面区域20a和第二台面区域20b输出的光的相应碎片的叠加使得可以根据辐射角的方向减少光强度的差异。相应地，可以使远场图的强度分布更接近于均勻分布。

进一步地，能够易于形成与第一台面区域20a具有不同尺寸的第二台面区域20b；因此，可以易于制造半导体激光器2。

[第三实施方式]

图14示意性地示出了根据本技术的第三实施方式的半导体激光器(半导体激光器3)的平面配置。半导体激光器3设置有平面形状彼此不同的台面区域(第一台面区域30a和第二台面区域30b)。例如，第一台面区域30a的平面形状大致是圆形，并且例如，第二台面区域30b的平面形状大致是正方形。除此之外，半导体激光器3具有与半导体激光器1相似的配置，并且其作用和效果也相似。

图15a示出了第一台面区域30a的平面配置。第一台面区域30a设置有第一电流注入区域34ae。第一电流注入区域34ae设置在第一台面区域30a的电流限制层14中(图2a)，并且如上面第一实施方式中描述的，通过从第一台面区域30a的外围氧化电流限制层14的一部分而形成第一电流注入区域34ae。

例如，第一电流注入区域34ae的平面形状是四边形。例如，该第一电流注入区域34ae的平面形状归因于上述所述基板11的晶面取向(图2a)。第一电流注入区域34ae的拐角设置在预定的方向(例如，图14和图15a中的x和y方向)上。

图15b示出了在第一电流注入区域34ae中产生的光的远场图的实施例。例如，在第一电流注入区域34ae的平面形状的影响下，第一电流注入区34ae中产生的光的远场图的平面形状是四边形。

图16a示出了第二台面区域30b的平面配置。第二台面区域30b设置有第二电流注入区域34be。第二电流注入区域34be设置在第二台面区域30b的电流限制层14中(图2b)，并且如上面第一实施方式中描述的，通过从第二台面区域30b的外围氧化电流限制层14的一部分而形成第二电流注入区域34be。

例如，第二电流注入区域34be的平面形状是与第二台面区域30b相似的形状并且大致是正方形。例如，第二电流注入区域34be的拐角设置在与第一电流注入区域34ae的拐角的方向相交的方向(例如，图14和图16a中的x和y方向之间的方向)上。例如，第二电流注入区域34be的拐角的方向被设置为与第一电流注入区域34ae的拐角的方向成45°角。

图16b示出了在第二电流注入区域34be中产生的光的远场图的实施例。例如，在第二电流注入区域34be的平面形状的影响下，第二电流注入区域34be中产生的光的远场图的平面形状是四边形。远场图的拐角设置在与第一电流注入区域34ae中产生的光的远场图的拐角相交的方向上。

在本实施方式中，第二台面区域30b被配置为与第一台面区域30a具有不同的平面形状；因此，与第一台面区域30a的第一电流注入区域34ae具有不同的平面形状的第二电流注入区域34be形成在第二台面区域30b中。相应地，第二电流注入区域34be中产生的光的远场图与第一电流注入区域34ae中产生的光的远场图不同。

例如，第二电流注入区域34be中产生的光的远场图与第一电流注入区域34ae中产生的光的远场图在其拐角的相应方向上相差45°；因此，通过其叠加而产生的远场图的平面形状更接近于圆形形状。因此，变得可以根据辐射角而减少光强度的差异并且使远场图的强度分布更接近于均匀分布。第一电流注入区域34ae和第二电流注入区域34be的相应平面形状可以是任何形状，并且可以是例如四边形以外的多边形。

图14示出了其中半导体激光器3设置有其平面形状不同的第一台面区域30a和第二台面区域30b的实施例；然而，半导体激光器3可以进一步设置有与第一台面区域30a和第二台面区域30b具有不同的平面形状的一个或多个台面区域。通过将更多不同形状的台面区域进行组合，变得可以使远场图的强度分布更接近于均匀分布。

进一步地，仅当从相同方向观察时，第一台面区域30a的平面形状与第二台面区域30b的平面形状才不同；例如，第一台面区域30a的平面形状与第二台面区域30b的平面形状可以具有旋转对称的关系。

如同上述所述半导体激光器3，同样在本实施方式的半导体激光器3中，第一电流注入区域34ae中产生的光的远场图与第二电流注入区域34be中产生的光的远场图彼此不同；因此，从第一台面区域30a和第二台面区域30b输出的光的相应碎片的叠加使得可以根据辐射角的方向减少光强度的差异。相应地，可以使远场图的强度分布更接近于均勻分布。

而且，能够易于形成与第一台面区域20a具有不同的平面形状的第二台面区域30b；因此，可以容易地制造半导体激光器3。

[应用例]

因为取决于辐射角的光强度的差异较小，所以本技术的半导体激光器1、2、以及3(在下文中，统称为半导体激光器1)能够适当地用作进行感测的光源。

图17a和图17b示出了包括半导体激光器1的感测模块(感测模块4)的示意性配置。图17a示出了感测模块4的示意性横截面配置，并且图17b示出了感测模块4的示意性平面配置。例如，感测模块4是测量距物体的距离的距离传感器。

例如，感测模块4包括位于配线基板41上的半导体激光器1、激光器驱动器42、信号处理器43、信号放大器44、以及检测器45，并且这些被容纳在底座46中。

首先，当从信号处理器43接收驱动信号时，激光驱动器42驱动半导体激光器1。由此，从半导体激光器1输出光l1。如果光l1撞击物体，光l1则被反射，并且作为光l2进入包括例如光电二极管等的检测器45。进入检测器45的光被转换为电信号并且通过信号放大器44进行放大。信号处理器43使用被放大的该电信号计算距物体的距离。

在上文中，通过一些实施方式对本技术进行了描述；然而，本技术并不限于上述所述实施方式，而是可以通过各种方式进行修改。例如，在上述所述实施方式中进行例证的半导体激光器1、2、以及3的相应部件、其布局和数量等仅是实施例，并且半导体激光器1、2、以及3不必包括所有的部件，而是可以还包括其他部件。例如，在上述所述第一实施方式中，描述了其中相移部10s设置在发射区域10be的中间部分的情况；然而，相移部10s可以设置在偏移发射区域10be的中间部分的位置处。

进一步地，在上述所述第一实施方式中，描述了其中发射区域10ae未设置有相移部的情况；然而，发射区域10ae和10be各自可以设置有相移部，并且相应的相移部彼此可以具有不同的配置。这可以使得从发射区域10ae输出的光的远场图与从发射区域10be输出的光的远场图彼此不同。

而且，在上述所述第一实施方式中，描述了其中通过调整第二光反射层15上的电介质膜的厚度而形成相移部10s的情况；然而，相移部10s可以具有其他配置。

此外，可以对上述所述第一至第三实施方式进行组合。例如，第一台面区域20a和30a及第二台面区域20b和30b各自可以设置有相移部，或者第二台面区域20b可以被配置为具有与第一台面区域20a不同的平面形状。

应注意，本说明书中描述的效果仅是示例性的并且不具有限制性，并且还可以存在其他效果。

应注意，本技术可以具有下列配置。

(1)一种表面发射半导体激光器，包括：

第一发射区域，输出第一光；以及

第二发射区域，被设置成与第一发射区域分开、包括相移部、并且输出第二光；

第一光的远场图与第二光的远场图彼此不同。

(2)根据(1)所述的表面发射半导体激光器，其中，第一发射区域和第二发射区域依次各自包括第一光反射层、半导体层、以及第二光反射层。

(3)根据(2)所述的表面发射半导体激光器，其中，所述第二光反射层的一侧的反射率在所述第二发射区域的所述相移部与所述第二发射区域的其他部分之间是不同的。

(4)根据(2)或(3)所述的表面发射半导体激光器，其中，相移部设置在第二发射区域的中间部分中。

(5)根据(2)至(4)中任一项所述的表面发射半导体激光器，其中，在所述第二光反射层的一侧上的所述相移部的反射率低于在所述第二光反射层的一侧上的所述第二发射区域的其他部分的反射率。

(6)根据(5)所述的表面发射半导体激光器，其中，

第二发射区域还包括堆叠在第二光反射层上的电介质膜；

相移部的电介质膜具有第一光和第二光的波长λ的四分之一的奇数倍的光学膜厚度；并且

第二发射区域的另一部分的电介质膜具有波长λ的四分之一的偶数倍的光学膜厚度。

(7)根据(2)至(4)中任一项所述的表面发射半导体激光器，其中，在所述第二光反射层的一侧上的所述相移部的反射率高于在所述第二光反射层的一侧上的所述第二发射区域的其他部分的反射率。

(8)根据(2)至(7)中任一项所述的表面发射半导体激光器，其中，所述第一发射区域在所述第二光反射层的一侧上的反射率是均匀的。

(9)一种表面发射半导体激光器，包括：

第一电流注入区域；以及

第二电流注入区域，所述第二电流注入区域与所述第一电流注入区域分开设置，并且所述第二电流注入区域具有与所述第一电流注入区域的尺寸不同的尺寸；

从所述第一电流注入区域输出的第一光的远场图与从所述第二电流注入区域输出的第二光的远场图彼此不同。

(10)根据(9)所述的表面发射半导体激光器，其中，

第一电流注入区域的平面形状与第二电流注入区域的平面形状各自大致是圆形；并且

第一电流注入区域与第二电流注入区域的直径相差1μm以上。

(11)根据(9)或(10)所述的表面发射半导体激光器，还包括：

第一台面区域，设置有第一电流注入区域；和

第二台面区域，设置有第二电流注入区域并且具有与第一台面区域的尺寸不同的尺寸。

(12)根据(11)所述的表面发射半导体激光器，其中，

第一台面区域依次包括第一光反射层、半导体层、电流限制层、以及第二光反射层，并且第二台面区域依次包括第一光反射层、半导体层、电流限制层、以及第二光反射层；并且

第一电流注入区域与第二电流注入区域设置在电流限制层中。

(13)根据(11)或(12)所述的表面发射半导体激光器，其中，

第一台面区域的平面形状与第二台面区域的平面形状均大致是圆形；并且

第一台面区域与第二台面区域的直径相差1μm以上。

(14)一种表面发射半导体激光器，包括：

第一台面区域，设置有第一电流注入区域并且输出第一光；和

第二台面区域，设置有第二电流注入区域、具有与第一台面区域的平面形状不同的平面形状、并且输出第二光；

第一光的远场图与第二光的远场图彼此不同。

(15)根据(14)所述的表面发射半导体激光器，其中，

第一电流注入区域的平面形状与第二电流注入区域的平面形状均是多边形；并且

所述第二电流注入区域的角的方向被设置成是与所述第一电流注入区域的角的方向相交的方向。

(16)根据(14)或(15)所述的表面发射半导体激光器，其中，

第一台面区域的平面形状大致是圆形；并且

第二台面区域的平面形状大致是四边形。

(17)根据(14)至(16)中任一项所述的表面发射半导体激光器，其中，

第一台面区域依次包括第一光反射层、半导体层、电流限制层、以及第二光反射层，并且第二台面区域依次包括第一光反射层、半导体层、电流限制层、以及第二光反射层；并且

第一电流注入区域与第二电流注入区域设置在电流限制层中。

(18)一种包括表面发射半导体激光器的感测模块，

表面发射半导体激光器包括：

第一发射区域，所述第一发射区域输出第一光；以及

第二发射区域，所述第二发射区域与所述第一发射区域分开设置，所述第二发射区域包括相移部并且输出第二光；

所述第一光的远场图与所述第二光的远场图彼此不同。

(19)一种包括表面发射半导体激光器的感测模块，

表面发射半导体激光器包括：

第一电流注入区域；和

第二电流注入区域，所述第二电流注入区域与所述第一电流注入

区域分开设置，并且所述第二电流注入区域具有与所述第一电流注入

区域的尺寸不同的尺寸；

从所述第一电流注入区域输出的第一光的远场图与从所述第二电流注入区域输出的第二光的远场图彼此不同。

(20)一种包括表面发射半导体激光器的感测模块，

所述表面发射半导体激光器包括：

第一台面区域，所述第一台面区域设置有第一电流注入区域并且输出第一光；以及

第二台面区域，所述第二台面区域设置有第二电流注入区域，所述第二台面区域具有与所述第一台面区域的平面形状不同的平面形状并且输出第二光；

所述第一光的远场图与所述第二光的远场图彼此不同。

本申请要求于2017年6月15日提交给日本专利局的日本优先专利申请jp2017-117852的权益，通过引用将其全部内容结合在此。

本领域技术人员应当理解的是，只要在所附权利要求或其等同物的范围内，则可以根据设计需求及其他因数做出各种改造、组合、子组合、以及更改。