発光装置及びプロジェクター
【課題】効率良く射出し、複数の射出面の間隔が大きい発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置１００の第１利得領域１６０は第１面１３０の垂線Ｐに対して一方側に傾いて第１面１３０と接続し、第２利得領域１７０は垂線Ｐに対して他方側に傾いて第１面１３０と接続し、第１利得領域１６０の第１面１３０側の第１端面１８０と、第２利得領域１７０の第１面１３０側の第３端面１８４とは、第１面１３０において重なり、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０は、同じ傾きで第２面１３２と接続する。曲線形状の第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２と、直線形状の第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４とは、第５利得部分１６６及び第６利得部分１７６を介して接続され、第５利得部分１６６及び第６利得部分１７６と接する場所の絶縁層１１６の屈折率がスロープ形状もしくは階段形状である第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０を有する。
【解決手段】発光装置１００の第１利得領域１６０は第１面１３０の垂線Ｐに対して一方側に傾いて第１面１３０と接続し、第２利得領域１７０は垂線Ｐに対して他方側に傾いて第１面１３０と接続し、第１利得領域１６０の第１面１３０側の第１端面１８０と、第２利得領域１７０の第１面１３０側の第３端面１８４とは、第１面１３０において重なり、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０は、同じ傾きで第２面１３２と接続する。曲線形状の第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２と、直線形状の第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４とは、第５利得部分１６６及び第６利得部分１７６を介して接続され、第５利得部分１６６及び第６利得部分１７６と接する場所の絶縁層１１６の屈折率がスロープ形状もしくは階段形状である第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
スーパールミネッセントダイオード（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ、以下「ＳＬＤ」ともいう）は、通常の発光ダイオード同様にインコヒーレント性を示し、かつ広帯域なスペクトル形状を示しながら、光出力特性では半導体レーザー同様に単一の素子で数百ｍＷ程度までの出力を得ることが可能な半導体発光素子である。
【０００３】
ＳＬＤは、例えばプロジェクターの光源として用いられるが、小型かつ高輝度なプロジェクターを実現するためには、光出力が大きくかつエテンデュの小さな光源を用いる必要がある。それには、複数の利得領域から射出される光が、同一の方向に進むことが望ましい。特許文献１では、直線状の形状を有する利得領域と、円弧の形状を有する利得領域と、を組合せることによって、２つの利得領域の射出面から射出される光を、同一の方向に進行させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９２６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、光学系の損失低減と部品点数の削減とのため、ＳＬＤをライトバルブの直下に配置し、レンズアレイを用いて集光と均一照明とを同時に行う方式のプロジェクターが提案されている。このような方式のプロジェクターでは、レンズアレイの間隔に合わせて、射出面を配置する必要がある。
【０００６】
特許文献１に記載された技術において、レンズアレイに合わせて、２つの射出面の間隔を大きく形成する方法としては、例えば、直線状の利得領域を射出面の垂線に対して大きく傾けることが考えられる。しかしながら、このような方法では、直線状の利得領域に発生する光の射出面に対する入射角が大きくなり、放射パターンが悪化することがある。その結果、ライトバルブを均一に照明することが困難となることがある。
【０００７】
また、２つの射出面の間隔を大きく形成する別の方法として、利得領域の全長を大きくすることが考えられる。しかしながら、利得領域の全長が長くなると、一般的に、高出力化を図ることはできるが、反転分布を得るために多大な電流を流さなくてはならず、その結果、所定の光出力以上で用いなければ、高効率化を図ることができない。すなわち、所定の光出力未満では発光効率が低下する。発光効率が悪化すると、発光装置から排熱することが難しくなるため、例えば小型のプロジェクターの実現が困難となる。さらに、利得領域の全長が長くなると、素子全体の面積が大きくなり、資源の無駄や製造コストの増大等の問題が生じる。
【０００８】
本発明のいくつかの態様にかかる目的の１つは、放射パターンが良好で、小型かつ高出力化を図りつつ、複数の射出面の間隔を大きく形成することができる発光装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様にかかる目的の１つは、上記発光装置を有するプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【００１０】
［適用例１］本適用例にかかる発光装置は、第１層、第２層、前記第１層と前記第２層とに挟まれた第３層、及び前記第２層の前記第３層側とは反対側に形成された第４層を有する積層体と、前記第１層に電気的に接続された第１電極と、前記第２層に電気的に接続され、前記第４層と接する第２電極と、を含み、前記第３層は、光を発生させ、かつ光が導波する、第１利得領域及び第２利得領域を有し、前記積層体の積層方向から見て、前記第１利得領域及び前記第２利得領域の形状は、前記第４層と前記第２電極との接触面と同じ形状であり、前記第１層及び前記第２層は、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の漏れを抑制する層であり、前記第４層は、前記第２電極とオーミックコンタクトする層であり、前記第３層は、互いに対向する第１面及び第２面を有し、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の波長帯において、前記第１面の反射率は、前記第２面の反射率よりも高く、前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記第１面から前記第２面まで設けられ、前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記第１面の垂線に対して一方側に傾いて前記第１面と接続し、前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記垂線に対して他方側に傾いて前記第１面と接続し、前記第１利得領域と前記第２利得領域とは、前記積層体の積層方向から見て、同じ傾きに傾いて前記第２面と接続し、前記第１利得領域の前記第１面側の端面と、前記第２利得領域の前記第１面側の端面とは、前記第１面において重なっており、前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第１の曲率を備えた第１利得部分と、直線状の第３利得部分と、前記第１利得部分と前記第３利得部分とに接続する第５利得部分と、を有し、前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第２の曲率を備えた第２利得部分と、直線状の第４利得部分と、前記第２利得部分と前記第４利得部分とに接続する第６利得部分と、を有し、前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、絶縁層に挟まれており、前記第１利得部分及び前記第２利得部分と接する前記絶縁層の有効屈折率を第１屈折率とし、前記第３利得部分及び前記第４利得部分と接する有効屈折率を第２屈折率とするとき、前記第５利得部分及び前記第６利得部分と接する屈折率は、前記第１利得部分及び前記第３利得部分から前記第２利得部分及び前記第４利得部分に接近するに従って、前記第１屈折率から前記第２屈折率に階段状に切り替わることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、第１電極と第２電極とが積層体に電圧を印加する。そして、第４層は第２電極とオーミックコンタクトし、第３層は、光を発生させかつ光が導波する。第１層及び第２層は光の漏れを抑制する。第１層〜第４層の積層体により光を発生し伝送する。第１利得領域における第１利得部分と、第２利得領域における第２利得部分とが、それぞれ第１の曲率及び第２の曲率を持って第１面で重なっている。このため、第１利得領域及び第２利得領域に発生する光の第１面に対する入射角を大きくすることなく、第１利得領域の第２面側の端面と、第２利得領域の第２面側の端面と、の間隔（射出面の間隔）を大きくすることができる。これにより、射出光の放射パターンが歪むことを抑制することができる。
【００１２】
さらに、本適用例によれば、第１利得領域における第１利得部分と、第２利得領域における第２利得部分とが、それぞれ第１の曲率及び第２の曲率を持って第１面で重なるため、射出面の間隔を大きくする場合、第１面から第２面まで直線状である利得領域を用いた例に比べて、利得領域の全長を短くすることができる。そのため、多大な電流を流す必要はなく、消費電力を抑えることができる。さらに、利得領域の全長を大きくしなくてよいので、装置全体の小型化を図ることができる。そのため、資源が無駄となることもなく、製造コストを抑えることができる。
【００１３】
また、本適用例によれば、第５利得部分及び第６利得部分と接する場所の絶縁層の屈折率が、第１利得部分及び第３利得部分から第２利得部分及び第４利得部分に接近するに従って、第１屈折率から第２屈折率に階段状に切り替わっている。これにより、第１利得領域における第１利得部分と第３利得部分との接続部で生じる反射率、及び第２利得領域における第２利得部分と第４利得部分との接続部で生じる反射率を抑制することができる。これにより、第１利得領域及び第２利得領域で発生した光が、第１利得領域における第１利得部分と第３利得部分との接続部と、第２利得領域における第２利得部分と第４利得部分との接続部とでの多重反射を抑制することができる。従って、第１利得領域及び第２利得領域で発生した光を、効率よく外部に取り出すことができる。
【００１４】
その結果、発光装置は、高効率かつ放射パターンが良好で、小型化を図りつつ、射出面の間隔を大きくすることができる。
【００１５】
［適用例２］本適用例にかかる発光装置は、第１層、第２層、前記第１層と前記第２層とに挟まれた第３層、及び前記第２層の前記第３層側とは反対側に形成された第４層を有する積層体と、前記第１層に電気的に接続された第１電極と、前記第２層に電気的に接続され、前記第４層と接する第２電極と、を含み、前記第３層は、光を発生させ、かつ光が導波する、第１利得領域及び第２利得領域を有し、前記積層体の積層方向から見て、前記第１利得領域及び前記第２利得領域の形状は、前記第４層と前記第２電極との接触面と同じ形状であり、前記第１層及び前記第２層は、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の漏れを抑制する層であり、前記第４層は、前記第２電極とオーミックコンタクトする層であり、前記第３層は、互いに対向する第１面及び第２面を有し、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の波長帯において、前記第１面の反射率は、前記第２面の反射率よりも高く、前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記第１面から前記第２面まで設けられ、前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記第１面の垂線に対して一方側に傾いて前記第１面と接続し、前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記垂線に対して他方側に傾いて前記第１面と接続し、前記第１利得領域と前記第２利得領域とは、前記積層体の積層方向から見て、同じ傾きに傾いて前記第２面と接続し、前記第１利得領域の前記第１面側の端面と、前記第２利得領域の前記第１面側の端面とは、前記第１面において重なっており、前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第１の曲率を備えた第１利得部分と、直線状の第３利得部分と、前記第１利得部分と前記第３利得部分とに接続する第５利得部分と、を有し、前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第２の曲率を備えた第２利得部分と、直線状の第４利得部分と、前記第２利得部分と前記第４利得部分とに接続する第６利得部分と、を有し、前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、絶縁層に挟まれており、前記第１利得部分及び前記第２利得部分と接する前記絶縁層の有効屈折率を第１屈折率とし、前記第３利得部分及び前記第４利得部分と接する有効屈折率を第２屈折率とするとき、前記第５利得部分及び前記第６利得部分と接する屈折率は、前記第１利得部分及び前記第３利得部分から前記第２利得部分及び前記第４利得部分に接近するに従って、前記第１屈折率から前記第２屈折率に連続して切り替わることを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、第１利得領域における第１利得部分と、第２利得領域における第２利得部分とが、それぞれ第１の曲率及び第２の曲率を持って第１面で重なるため、第１利得領域及び第２利得領域に発生する光の第１面に対する入射角を大きくすることなく、第２面に設けられた第１利得領域の端面と、第２面に設けられた第２利得領域の端面と、の間隔（射出面の間隔）を大きくすることができる。これにより、射出光の放射パターンが歪むことを抑制することができる。
【００１７】
さらに、本適用例によれば、第１利得領域における第１利得部分と、第２利得領域における第２利得部分とが、それぞれ第１の曲率及び第２の曲率を持って第１面で重なるため、射出面の間隔を大きくする場合、第１面から第２面まで直線状である利得領域を用いた例に比べて、利得領域の全長を短くすることができる。そのため、多大な電流を流す必要はなく、消費電力を抑えることができる。さらに、利得領域の全長を大きくしなくてよいので、装置全体の小型化を図ることができる。そのため、資源が無駄となることもなく、製造コストを抑えることができる。
【００１８】
また、本適用例によれば、第５利得部分及び第６利得部分と接する場所の屈折率が、第１利得部分及び第３利得部分から第２利得部分及び第４利得部分に接近するに従って、第１屈折率から第２屈折率に連続して切り替わる。これにより、第１利得領域における第１利得部分と第３利得部分との接続部で生じる反射率、及び第２利得領域における第２利得部分と第４利得部分との接続部で生じる反射率を抑制することができる。これにより、第１利得領域及び第２利得領域で発生した光が、第１利得領域における第１利得部分と第３利得部分との接続部と、第２利得領域における第２利得部分と第４利得部分との接続部とでの多重反射を抑制することができる。従って、第１利得領域及び第２利得領域で発生した光を、効率よく外部に取り出すことができる。
【００１９】
その結果、発光装置は、高効率かつ放射パターンが良好で、小型化を図りつつ、射出面の間隔を大きくすることができる。
【００２０】
［適用例３］上記適用例に記載の発光装置において、前記第１利得領域は、前記垂線に対して第１角度で傾いて前記第１面と接続し、前記第２利得領域は、前記垂線に対して第２角度で傾いて前記第１面と接続し、前記第１角度と前記第２角度とは、臨界角以上であって、同じ大きさであることが好ましい。
【００２１】
本適用例によれば、第１面は、第１利得領域及び第２利得領域に発生する光を、全反射させることができる。従って、第１面における光損失を抑制することができ、効率よく光を反射させることができる。
【００２２】
［適用例４］上記適用例に記載の発光装置において、前記第１利得領域は、前記第１面から前記第１利得部分まで、直線状に設けられた第７利得部分を有し、前記第２利得領域は、前記第１面から前記第２利得部分まで、直線状に設けられた第８利得部分を有することが好ましい。
【００２３】
本適用例によれば、第１利得領域において発生し第１面において反射する光を、より確実に第２利得領域に入射させ、第２利得領域において発生し第１面において反射する光を、より確実に第１利得領域に入射させることができる。
【００２４】
［適用例５］上記適用例に記載の発光装置において、前記第１利得部分及び前記第２利得部分は、前記積層体の積層方向から見て、円弧の形状を有することが好ましい。
【００２５】
本適用例によれば、第１利得部分及び第２利得部分が円弧の形状であることから、光の内部反射を少なくして伝送することができる。その結果、放射パターンが良好で、小型化を図りつつ、射出面の間隔を大きくすることができる。
【００２６】
尚、本発明にかかる記載では、「電気的に接続」という文言を、例えば、「特定の部材（以下「Ａ部材」という）に「電気的に接続」された他の特定の部材（以下「Ｂ部材」という）」等と用いている。本発明にかかる記載では、この例のような場合に、Ａ部材とＢ部材とが、直接接して電気的に接続されているような場合と、Ａ部材とＢ部材とが、他の部材を介して電気的に接続されているような場合とが含まれるものとして、「電気的に接続」という文言を用いている。
【００２７】
［適用例６］上記適用例に記載の発光装置において、前記第１面は、劈開面であることが好ましい。
【００２８】
本適用例によれば、例えば劈開面でない面をフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術によって形成する場合に比べて、精度よく第１面を形成することができる。従って、端面における光散乱を小さくすることができる。その結果、第１面における光損失を抑制することができ、効率よく光を反射させることができる。
【００２９】
［適用例７］本適用例にかかるプロジェクターは、上記に記載の発光装置と、前記発光装置から射出された光を集光するマイクロレンズと、前記マイクロレンズによって集光された光を、画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、を含むことを特徴とする。
【００３０】
本適用例によれば、発光装置が射出した光をマイクロレンズが集光する。集光された光を光変調装置が変調する。そして、変調した光を投射装置が投射している。発光装置は、高効率かつ放射パターンが良好で、小型化を図りつつ、射出面の間隔を大きくすることができる。従って、マイクロレンズを用いて光軸のアライメントを容易行うことができる。その結果、本適用例のプロジェクターは効率良く均一な光を射出する発光装置を備えたプロジェクターとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態１にかかる発光装置を示す模式平面図。
【図２】実施形態１にかかる発光装置を示す要部模式断面図。
【図３】実施形態１にかかる発光装置を示す要部模式断面図。
【図４】実施形態１にかかる発光装置を示す要部模式断面図。
【図５】実施形態１にかかる利得領域の有効屈折率プロファイル。
【図６】実施形態１にかかる発光装置の製造方法を説明するための模式図。
【図７】実施形態１にかかる発光装置の製造方法を説明するための模式図。
【図８】実施形態１にかかる発光装置の製造方法を説明するための模式図。
【図９】実施形態２にかかる発光装置の構造を示す模式平面図。
【図１０】実施形態２にかかる発光装置における要部断面図。
【図１１】実施形態２にかかる発光装置における有効屈折率プロファイル。
【図１２】実施形態２にかかる発光装置の形成方法を説明するための模式図。
【図１３】実施形態２にかかる発光装置の形成方法を説明するための模式図。
【図１４】実施形態２にかかる発光装置の形成方法を説明するための模式図。
【図１５】実施形態３かかる発光装置の構造を示す模式平面図。
【図１６】実施形態４にかかる発光装置の構造を示す模式平面図。
【図１７】実施形態５にかかるプロジェクターの構造を示す模式図。
【図１８】実施形態５にかかるプロジェクターの構成を示す要部模式図。
【図１９】実施形態５にかかるプロジェクターの光源を示す模式図。
【図２０】実施形態５かかるプロジェクターの光源を示す模式側断面図。
【図２１】実施形態５かかるプロジェクターの光源の変形例を示す模式側断面図。
【図２２】実施形態５かかるプロジェクターの光源の変形例を示す模式側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００３３】
（実施形態１）
１． 発光装置
まず、本実施形態にかかる発光装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態にかかる発光装置を示す模式平面図である。図２は、本実施形態にかかる発光装置を示す要部模式断面図であって、図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。図３は、本実施形態にかかる発光装置を示す要部模式断面図であって、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿う断面図である。図４は、本実施形態にかかる発光装置を示す要部模式断面図であって、図１のＩＶ−ＩＶ’線に沿う断面図である。尚、図１では、便宜上、第２電極１１４の図示を省略している。
【００３４】
以下では、発光装置１００がＩｎＧａＡｌＰ系（赤色）のＳＬＤである場合について説明する。ＳＬＤは、半導体レーザーと異なり、端面反射による共振器の形成を抑えることにより、レーザー発振を防止することができる。そのため、スペックルノイズを低減することができる。
【００３５】
図１、図２、図３及び図４に示すように、発光装置１００は積層体１２０と第１電極１１２と第２電極１１４とを含むことができる。
【００３６】
積層体１２０は、基板１０２と第１層としての第１クラッド層１０４と第３層としての活性層１０６と第２層としての第２クラッド層１０８と第４層としてのコンタクト層１１０と絶縁層１１６とを有することができる。積層体１２０の形状は、特に限定されないが例えば、直方体や立方体を採用することができる。
【００３７】
基板１０２としては、例えば、第１導電型（例えばｎ型）のＧａＡｓ基板等を用いることができる。第１クラッド層１０４は基板１０２上に形成されている。第１クラッド層１０４は、例えば、ｎ型のＩｎＧａＡｌＰ層等を用いることができる。そして、第２クラッド層１０８は第１クラッド層１０４と同様な材質にて構成されている。尚、図示はしないが、基板１０２と第１クラッド層１０４との間に、バッファー層が形成されていてもよい。バッファー層としては、例えば、ｎ型のＧａＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ層、ＩｎＧａＰ層等を用いることができる。バッファー層は、その上方に形成される層の結晶性を向上させることができる。
【００３８】
活性層１０６は第１クラッド層１０４上に形成されている。活性層１０６は、第１クラッド層１０４と第２クラッド層１０８とに挟まれている。活性層１０６は、例えば、ＩｎＧａＰウェル層とＩｎＧａＡｌＰバリア層とから構成される量子井戸構造を３つ重ねた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する。
【００３９】
発光装置１００の側面である第１面１３０、第２面１３２、第３面１３４、第４面１３６は平坦な面である。第１面１３０及び第２面１３２は互いに対向しており図示の例では平行である。第３面１３４及び第４面１３６は第１面１３０及び第２面１３２と交差して接続する面であって互いに対向しており図示の例では平行である。
【００４０】
第１面１３０は、劈開によって形成された劈開面である。第２面１３２は、第１面１３０に対向していれば、形成方法は特に限定されないが、例えば第２面１３２も劈開面とすることで、容易に第１面１３０に対向させることができる。
【００４１】
活性層１０６の一部は、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０を構成している。第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０は、光を発生させることができ、この光は、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０内を、利得を受けつつ導波することができる。
【００４２】
第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０は角柱状であり、図１に示すように、第１面１３０から第２面１３２まで設けられている。そして、第１利得領域１６０は第１面１３０に設けられた第１端面１８０と第２面１３２に設けられた第２端面１８２とを有する。第２利得領域１７０は第１面１３０に設けられた第３端面１８４と第２面１３２に設けられた第４端面１８６とを有する。
【００４３】
第１利得領域１６０の第１端面１８０と第２利得領域１７０の第３端面１８４とは第１面１３０において重なっている。図示の例では、第１端面１８０と第３端面１８４とは完全に重なっている。一方、第１利得領域１６０の第２端面１８２と、第２利得領域１７０の第４端面１８６とは、第２面１３２において、間隔Ｄで離間している。
【００４４】
第１利得領域１６０は、図１に示すように積層体１２０の積層方向から見た平面視において、第１面１３０の垂線Ｐに対して一方側（第３面１３４側）に傾いて第１面１３０と接続している。より具体的には、第１利得領域１６０は、垂線Ｐに対して第１角度α１傾いて第１面１３０と接続している。第２利得領域１７０は、平面視において垂線Ｐに対して他方側（第４面１３６側）に傾いて第１面１３０と接続していている。より具体的には、第２利得領域１７０は、垂線Ｐに対して第２角度α２傾いて第１面１３０と接続している。
【００４５】
尚、第１角度α１は、第１利得領域１６０に発生する光の第１面１３０に対する入射角である。第２角度α２は、第２利得領域１７０に発生する光の第１面１３０に対する入射角である。第１角度α１と第２角度α２とは、同じ大きさの鋭角であり、臨界角以上である。これにより、第１面１３０は、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光を、全反射させることができる。
【００４６】
第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０は、同じ向きに傾いて第２面１３２と接続している。より具体的には、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０は、垂線Ｐに対して第３角度βで傾いて第２面１３２と接続している。第３角度βは、鋭角であって臨界角より小さい角度であれば、０°であってもよい。これにより、第１利得領域１６０の第２端面１８２から射出される射出光２０と、第２利得領域１７０の第４端面１８６から射出される射出光２２とは、同一の方向に進むことができる。第２端面１８２及び第４端面１８６は射出面である。尚、第３角度βは、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光の第２面１３２に対する入射角である。
【００４７】
以上のとおり、発光装置１００は第１角度α１及び第２角度α２が臨界角以上とし、第３角度βが臨界角より小さくなるように設定されている。これにより、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光の波長帯において、第１面１３０の反射率を、第２面１３２の反射率より高くすることができる。すなわち、第１面１３０は反射面となることができ、第２面１３２は射出面とすることができる。
【００４８】
尚、図示はしないが、例えば、第１面１３０を反射膜で覆い、第２面１３２を反射防止膜で覆ってもよい。これにより、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光の波長帯において、第１面１３０の反射率を、第２面１３２の反射率よりさらに高くすることができる。反射膜及び反射防止膜としては、例えば、ＳｉＯ2層、Ｔａ2Ｏ5層、Ａｌ2Ｏ3層、ＴｉＮ層、ＴｉＯ2層、ＳｉＯＮ層、ＳｉＮ層や、これらの多層膜等を用いることができる。
【００４９】
さらに、第３角度βが０°より大きく、かつ、臨界角より小さい角度であるか、第２面１３２が反射防止膜で覆われているか、のうち少なくともいずれかであることができる。これにより、第２端面１８２と第４端面１８６との間で、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光を、多重反射させないようにすることができる。その結果、直接的な共振器を構成させないことができるため、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光のレーザー発振を抑制または防止することができる。
【００５０】
第１利得領域１６０は第１利得部分１６２を有する。同様に、第２利得領域１７０は、第２利得部分１７２を有する。第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２は、第１面１３０と接続している部分である。すなわち、第１利得部分１６２は、第１利得領域１６０の第１端面１８０を構成し、第２利得部分１７２は、第２利得領域１７０の第３端面１８４を構成している。
【００５１】
第１利得部分１６２は、積層体１２０の積層方向から見た平面視において、第１の曲率を備えた形状である。第２利得部分１７２は、平面視において、第２の曲率を備えた形状である。第１の曲率と第２の曲率とは、同じ値であってもよし、異なる値であってもよい。図示の例では、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２は円弧の形状を有し同じ曲率半径を有している。第２利得部分１７２の円弧の長さは第１利得部分１６２の円弧の長さより小さくてもよい。例えば、第１利得部分１６２は、点Ｏ１を中心とする円弧の形状を有し、第２利得部分１７２は、点Ｏ２を中心とする円弧の形状を有する。点Ｏ１は、第１端面１８０及び第３端面１８４を通る垂線Ｐに対して、第４面１３６側に位置し、点Ｏ２は、該垂線Ｐに対して、第３面１３４側に位置している。
【００５２】
第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２を含む積層体１２０の垂直断面の有効屈折率を第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の有効屈折率と称す。そして、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０を避けた積層体１２０の垂直断面の有効屈折率を第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０を避けた位置の有効屈折率と称す。このとき、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光は、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の有効屈折率と、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０を避けた位置の有効屈折率と、の差により、円弧状の第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２内を進行することができる。
【００５３】
尚、有効屈折率は第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０を伝搬する光に対する実効的な屈折率を示す。有効屈折率は実効屈折率とも称す。位相係数をβとし、自由空間波数をｋ０とするとき、有効屈折率はβ／ｋ０で定義される。
【００５４】
第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の曲率半径は、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の有効屈折率と、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０を避けた位置の有効屈折率と、の差に応じて設定される。第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の曲率半径は特に限定されないが、本実施形態では例えば、８００μｍ以上である。第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の曲率半径が８００μｍ未満であるとき、効率よく第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２内の光を導波させることができない場合がある。好ましくは、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の曲率半径は１６００μｍ程度である。これにより、不必要に発光装置１００全体を大きくすることなく、効率よく第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２内の光を導波させることができる。
【００５５】
第１利得領域１６０は、さらに、第３利得部分１６４を有することができる。同様に、第２利得領域１７０は、さらに、第４利得部分１７４を有することができる。第３利得部分１６４は、第１利得部分１６２から第２面１３２まで、直線状に設けられている。すなわち、第３利得部分１６４は、第１利得領域１６０の第２端面１８２を構成している。第３利得部分１６４は、円弧状の第１利得部分１６２と滑らかに接続されている。例えば、第３利得部分１６４は、第１利得部分１６２と第３利得部分１６４との境界上の点における接線と平行となるように設けられている。第３利得部分１６４は、垂線Ｐに対して、第３角度β（０°を含む）で傾斜している。
【００５６】
第４利得部分１７４は、第２利得部分１７２から第２面１３２まで、直線状に設けられている。すなわち、第４利得部分１７４は、第２利得領域１７０の第４端面１８６を構成している。第４利得部分１７４は、円弧状の第２利得部分１７２と滑らかに接続されている。第２利得部分１７２及び第４利得部分１７４の境界上の点において、第２利得部分１７２の接線と第４利得部分１７４の接線とは平行となるように設けられているのが好ましい。第４利得部分１７４は垂線Ｐに対して第３角度β（０°を含む）で傾斜している。
【００５７】
第３利得部分１６４と第４利得部分１７４とは互いに平行である。第４利得部分１７４の長さは、特に限定されないが、第３利得部分１６４の長さより大きくてもよい。
【００５８】
第１利得領域１６０は、さらに、第５利得部分１６６を有することができる。また、第１接続部分１４０は、第５利得部分１６６を挟むように形成される。同様に、第２利得領域１７０は、さらに、第６利得部分１７６を有することができる。また、第２接続部分１５０は、第６利得部分１７６を挟むように形成される。
【００５９】
第５利得部分１６６は、第１利得部分１６２の一部と、第３利得部分１６４の一部とで形成することができる。本実施形態では第５利得部分１６６が第１利得部分１６２の一部と第３利得部分１６４の一部との両方で形成される例を示したが、どちらか一方で形成されていてもよい。
【００６０】
第６利得部分１７６は、第２利得部分１７２の一部と、第４利得部分１７４の一部とで形成することができる。本実施形態では第６利得部分１７６が第２利得部分１７２の一部と第４利得部分１７４の一部との両方で形成される例を示したが、どちらか一方で形成されていてもよい。
【００６１】
図４に示すように、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の両側は絶縁層１１６に挟まれており、第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４の両側は積層体１２０となっている。そして、第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０の両側は絶縁層１１６から積層体１２０に切り替わる部分となっている。
【００６２】
第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２と第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０との境界位置を位置Ｘ１とする。また、第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０と第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４との境界位置を位置Ｘ３とする。第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０において絶縁層１１６と積層体１２０とは階段状に接合している。そして、位置Ｘ１と位置Ｘ３との間に形成される段差の開始位置を位置Ｘ２とする。つまり、位置Ｘ１〜位置Ｘ３は第１面１３０側から第２面１３２側に向かって並んで配置されている。
【００６３】
基板１０２の厚み方向において階段形状の最下部の位置を位置Ｙ０とする。階段形状の最上部の位置を位置Ｙ３とする。位置Ｙ０と位置Ｙ３との間を３等分した場所を位置Ｙ１、位置Ｙ２とする。従って、位置Ｙ０〜位置Ｙ３は基板１０２の厚み方向において等間隔になっている。位置Ｘ１における段差は位置Ｙ０から位置Ｙ１であり、位置Ｘ２における段差は位置Ｙ１から位置Ｙ２である。位置Ｘ３における段差は位置Ｙ２から位置Ｙ３となっている。
【００６４】
第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０の断面形状は、上面１１３を最上部とし柱状部１１１を形成するために、例えば、エッチング等の手法で露出された層を最下部とした階段形状をなしている。本実施形態では、３段の階段形状を成す例を示したが、段数は２段以上で任意にとることができる。本実施形態では、基板１０２の途中の面が最下部を成す例を示したが、例えば、第１クラッド層１０４の途中の面を階段形状の最下部としても良い。他にも、基板１０２と第１クラッド層１０４とが接する面を階段形状の最下部としても良い。
【００６５】
また、ここでは、位置Ｘ１と位置Ｘ２の間隔、及び位置Ｘ２と位置Ｘ３の間隔は等しい間隔でも良く、それぞれ異なる間隔に設定しても良い。
【００６６】
上記階段形状の１段あたりの段差は、上面１１３からなる最上部と、任意の層の途中からなる最下部との間に、任意な段数の段差を設置しても良い。本実施形態では、階段形状の段差、すなわち、位置Ｙ０と位置Ｙ１の間隔、位置Ｙ１と位置Ｙ２の間隔、位置Ｙ２と位置Ｙ３の間隔を総て等しい間隔に設定したが、それぞれ異なる間隔に設定しても良い。射出光２０及び射出光２２が効率良く射出する条件に設定しても良い。
【００６７】
第１接続部分１４０は、第１利得部分１６２と第３利得部分１６４の接続部に隣接した位置に形成されている。第１接続部分１４０は、第１利得部分１６２に隣接した位置と、第３利得部分１６４に隣接した位置と、のいずれかを含んで形成することができる。また、第１接続部分１４０は、第１利得領域１６０を挟んで、第３面１３４側と第４面１３６側との両方で同じ階段状の断面になるように形成されていることが望ましい。これにより、第１利得部分１６２と第３利得部分１６４との結合効率をより高くすることができる。
【００６８】
同様に、第２接続部分１５０は、第２利得部分１７２と第４利得部分１７４の接続部に隣接した位置に形成されている。第２接続部分１５０は、第２利得部分１７２に隣接した位置と、第４利得部分１７４に隣接した位置と、のいずれかを含んで形成することができる。また、第２接続部分１５０は、第２利得領域１７０を挟んで、第３面１３４側と第４面１３６側との両方で同じ階段状の断面になるように形成されていることが望ましい。これにより、第２利得部分１７２と第４利得部分１７４との結合効率をより高くすることができる。
【００６９】
図５は、図１のＶ−Ｖ’線に沿った利得領域の有効屈折率プロファイルである。また、図５において横軸は位置を示し位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３は、図４に示す位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３と同じ位置を示している。縦軸は有効屈折率を示し、図中上側の有効屈折率が高くなっている。屈折率ｎ１は、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の有効屈折率であり、屈折率ｎ３は第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４の有効屈折率である。屈折率ｎ１２は、位置Ｘ１と位置Ｘ２との間の有効屈折率であり、屈折率ｎ２３は、位置Ｘ２と位置Ｘ３との間の有効屈折率である。
【００７０】
図４に示すように、第１接続部分１４０の断面形状が、前記したように階段形状に形成すると、第５利得部分１６６の有効屈折率プロファイルは、図５に示すように、位置Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３を境におおよそ階段状となる。絶縁層１１６は第１クラッド層１０４、活性層１０６、第２クラッド層１０８に比べて誘電率が小さくなっている。そして、位置Ｘ１、位置Ｘ２、位置Ｘ３と移行するに従って、第１利得領域１６０の側面を絶縁層１１６が占める割合が小さくなっている。そして、第１利得領域１６０の側面を絶縁層１１６が占める割合が小さい程、有効屈折率が大きくなる。この内容は第２利得領域１７０においても同様である。
【００７１】
すなわち、有効屈折率ｎ１、ｎ１２、ｎ２３、ｎ３の大小関係は、ｎ１＜ｎ１２＜ｎ２３＜ｎ３となる。本実施形態では、屈折率ｎ１２と屈折率ｎ１との屈折率差と、屈折率ｎ２３と屈折率ｎ１２との屈折率差と、屈折率ｎ３と屈折率ｎ２３との屈折率差が、互いに等しいように設定した。これに限らず、接続部分の階段構造の取り方や、積層体１２０の構成材料の選択によって、任意に屈折率差を決定することができる。
【００７２】
第１接続部分１４０では第１利得部分１６２側から第３利得部分１６４側に移行するのに従って有効屈折率が高くなっている。そして、第１利得部分１６２では柱状部１１１が円弧状であり、第１利得領域１６０の側面を光が反射して進行している。そして、第１接続部分１４０において、第１利得領域１６０は円弧状から直線状に切り替わる。このとき、有効屈折率が急に切り替わると光が第１利得領域１６０の側面から逸脱する率が高くなる。一方、有効屈折率を階段状に切り替えることにより、光が第１利得領域１６０の側面から逸脱しないようにすることができる。
【００７３】
つまり、第１接続部分１４０を備える事で、第１利得部分１６２から第３利得部分１６４へ光が導波する際に生じる第１利得部分１６２と第３利得部分１６４との界面での反射ロスを軽減することができる。同様に、前記の第２接続部分１５０を備える事で、第２利得部分１７２から第４利得部分１７４へ光が導波する際に生じる、第２利得部分１７２と第４利得部分１７４との界面での反射ロスを軽減することができる。結果として、第２端面１８２、第４端面１８６から、効率よく光を射出させることができる。
【００７４】
第２クラッド層１０８は、図２に示すように、活性層１０６上に形成されている。第２クラッド層１０８としては、例えば、第２導電型（例えばｐ型）のＩｎＧａＡｌＰ層等を用いることができる。
【００７５】
例えば、ｐ型の第２クラッド層１０８、不純物がドーピングされていない活性層１０６、及びｎ型の第１クラッド層１０４により、ｐｉｎダイオードが構成される。第１クラッド層１０４及び第２クラッド層１０８の各々は、活性層１０６よりも禁制帯幅が大きく、屈折率が小さい層である。活性層１０６は、光を発生させ、かつ光を増幅しつつ導波させる機能を有する。第１クラッド層１０４及び第２クラッド層１０８は、活性層１０６を挟んで、注入キャリア（電子及び正孔）並びに光を閉じ込める機能（光の漏れを抑制する機能）を有する。
【００７６】
発光装置１００は、第１電極１１２と第２電極１１４との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると、活性層１０６の第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。この生じた光を起点として、連鎖的に誘導放出が起こり、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０内で光の強度が増幅される。
【００７７】
例えば、図１に示すように、第１利得領域１６０に生じる光１０の一部は、第１利得領域１６０内で増幅された後、第１面１３０において反射して、第２利得領域１７０の第４端面１８６から射出光２２として射出されるが、反射後の第２利得領域１７０内においても光強度が増幅される。同様に、第２利得領域１７０に生じる光の一部は、第２利得領域１７０内で増幅された後、第１面１３０において反射して、第１利得領域１６０の第２端面１８２から射出光２０として射出されるが、反射後の第１利得領域１６０内においても光強度が増幅される。
【００７８】
尚、第１利得領域１６０にて発生する光の中には、直接、第２端面１８２から射出光２０として射出されるものもある。同様に、第２利得領域１７０に発生する光の中には、直接、第４端面１８６から射出光２２として射出されるものもある。これらの光も同様に各第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０内において増幅される。
【００７９】
コンタクト層１１０は、図２、図３に示すように、第２クラッド層１０８上に形成されている。すなわち、コンタクト層１１０は、第２クラッド層１０８の活性層１０６側とは反対側に形成されている。コンタクト層１１０は、第２電極１１４とオーミックコンタクトすることができる。コンタクト層１１０の上面１１３は、コンタクト層１１０と第２電極１１４との接触面であるといえる。コンタクト層１１０としては、例えば、ｐ型のＧａＡｓ層等を用いることができる。
【００８０】
図２に示すように、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の柱状部１１１は、コンタクト層１１０と、第２クラッド層１０８と、活性層１０６と、第１クラッド層１０４と、基板１０２の一部と、によって構成することができる。すなわち、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２において、コンタクト層１１０の上面１１３の平面形状は、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の平面形状と同じであるといえる。例えば、柱状部１１１の平面形状によって、第１電極１１２及び第２電極１１４間の電流経路が決定され、その結果、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の平面形状が決定される。尚、図示はしないが、柱状部１１１の側面を傾斜させることもできる。
【００８１】
図３に示すように、第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４は、いわゆる利得導波型の断面形状を有することができる。すなわち、第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４の平面形状は、絶縁層１１６の開口形状（コンタクト層１１０と第２電極１１４が接する利得部分の形状）で決定される。
【００８２】
また、図示しないが、第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４が、いわゆる屈折率導波型であってもよい。すなわち、例えば、コンタクト層１１０と、第２クラッド層１０８の一部と、によって構成された柱状部を備え、第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４の平面形状が、該柱状部の平面形状で決定される構造を取ることができる。
【００８３】
図２に示すように、絶縁層１１６は、基板１０２上であって、柱状部１１１の側方に形成されている。絶縁層１１６は、柱状部１１１の側面に接していることができる。絶縁層１１６の上面は、例えば、コンタクト層１１０の上面１１３と連続している。絶縁層１１６としては、例えば、ＳｉＮ層、ＳｉＯ2層、ＳｉＯＮ層、Ａｌ2Ｏ3層、ポリイミド層等を用いることができる。図２における絶縁層１１６と、図３における絶縁層１１６は、同じ材料で形成してもよいし、別の材料で形成してもよい。また、絶縁層１１６は、単一の材料で形成されていてもよいし、複数の材料で形成してもよい。
【００８４】
絶縁層１１６として上記の材料を用いた場合、第１電極１１２及び第２電極１１４間の電流は絶縁層１１６を避けて絶縁層１１６に挟まれた柱状部１１１を流れることができる。絶縁層１１６は活性層１０６の屈折率よりも小さい屈折率を有することができる。この場合、絶縁層１１６を形成した第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の垂直断面の有効屈折率は、絶縁層１１６を形成しない利得部分、すなわち、柱状部１１１が形成された第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の垂直断面の有効屈折率よりも小さくなる。これにより、平面方向において、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０内に効率良く光を閉じ込めることができる。尚、図示はしないが、絶縁層１１６を設けないこともできる。絶縁層１１６が空気であると解釈してもよい。
【００８５】
第１電極１１２は、基板１０２の下の全面に形成されている。第１電極１１２は、該第１電極１１２とオーミックコンタクトする層（図示の例では基板１０２）と接している。第１電極１１２は基板１０２を介して第１クラッド層１０４と電気的に接続されている。第１電極１１２は発光装置１００を駆動するための一方の電極である。第１電極１１２としては、例えば、基板１０２側からＣｒ層、ＡｕＧｅ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の順序で積層したもの等を用いることができる。
【００８６】
尚、第１クラッド層１０４と基板１０２との間に、第２コンタクト層（図示せず）を設け、ドライエッチング等により該第２コンタクト層を露出させ、第１電極１１２を第２コンタクト層上に設けることもできる。これにより、片面電極構造を得ることができる。この形態は、基板１０２が絶縁性である場合に特に有効である。
【００８７】
第２電極１１４は、コンタクト層１１０の上面１１３に接して形成されている。さらに、第２電極１１４は、絶縁層１１６上に形成されていてもよい。第２電極１１４は、コンタクト層１１０を介して、第２クラッド層１０８と電気的に接続されている。第２電極１１４は、発光装置１００を駆動するための他方の電極である。第２電極１１４としては、例えば、コンタクト層１１０側からＣｒ層、ＡｕＺｎ層、Ａｕ層の順序で積層したもの等を用いることができる。
【００８８】
以上、本実施形態にかかる発光装置１００の一例として、ＩｎＧａＡｌＰ系の場合について説明したが、発光装置１００は、発光利得領域が形成可能なあらゆる材料系を用いることができる。半導体材料であれば、例えば、ＡｌＧａＮ系、ＧａＮ系、ＩｎＧａＮ系、ＧａＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＺｎＣｄＳｅ系等の半導体材料を用いることができる。
【００８９】
本実施形態にかかる発光装置１００は、例えば、プロジェクター、ディスプレイ、照明装置、計測装置等の光源に適用されることができる。
【００９０】
本実施形態にかかる発光装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
発光装置１００によれば、第１利得領域１６０は、第１の曲率を備えた第１利得部分１６２を有し、第２利得領域１７０は、第２の曲率を備えた第２利得部分１７２を有する。そのため、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光の第２面１３２に対する入射角βを大きくすることなく、第１利得領域１６０の第２端面１８２と、第２利得領域１７０の第４端面１８６と、の間隔Ｄ（射出面の間隔Ｄ）を大きくすることができる。これにより、発光装置１００に接続して設置するレンズアレイの間隔が大きいときにも、レンズアレイに合わせて配置し射出光の放射パターンが歪むことを抑制することができる。例えば発光装置をプロジェクターの光源に用いた場合に、ライドバルブを均一に照明することができる。
【００９１】
さらに、発光装置１００によれば、第１面１３０から第２面１３２まで直線状である利得領域を用いた例に比べて、間隔Ｄを大きくするために、利得領域の全長を大きくしなくてよい。そのため、多大な電流を流す必要はなく、消費電力を抑えることができる。さらに、利得領域の全長を大きくしなくてよいので、装置全体の小型化を図ることができる。そのため、資源が無駄となることもなく、製造コストを抑えることができる。
【００９２】
以上のように、発光装置１００では、放射パターンが良好で、小型化を図りつつ、間隔Ｄを大きくすることができる。より具体的には例えば、発光装置１００では、射出面の間隔Ｄを０．２６２ｍｍ以上１５０９ｍｍ以下とし、角度βを０°以上、かつ５°以下とし、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０の全長を１．５ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることができる。
【００９３】
発光装置１００によれば、第１利得領域１６０は、垂線Ｐに対して第１角度α１で傾いて第１面１３０と接続し、第２利得領域１７０は、垂線Ｐに対して第２角度α２で傾いて第１面１３０と接続することができる。そして、第１角度α１と第２角度α２とは、臨界角以上であって、同じ大きさであることができる。そのため、第１面１３０は、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光を、全反射させることができる。したがって、発光装置１００では、第１面１３０における光損失を抑制することができ、効率よく光を反射させることができる。さらに、第１面１３０に反射膜を形成する工程が不要となるので、製造コスト及び製造に必要な材料・資源を削減することができる。
【００９４】
発光装置１００によれば、第１面１３０は、劈開によって形成された劈開面であることができる。そのため、例えば、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術によって形成する場合に比べて、精度よく第１面１３０を形成することができ、端面における光散乱を小さくすることができる。したがって、発光装置１００では、第１面１３０における光損失を抑制することができ、効率よく光を反射させることができる。
【００９５】
２． 発光装置の製造方法
次に、本実施形態にかかる発光装置の製造方法について、図６〜図８を参照しながら説明する。図６〜図８は、発光装置の製造方法を説明するための模式図である。図７は、本実施形態にかかる発光装置１００における、第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０の形成工程を模式的に示す断面図であって、図４に対応している。図８は、本実施形態にかかる発光装置１００における、第１利得部分１６２、第２利得部分１７２の形成工程を模式的に示す断面図であって、図２に対応している。
【００９６】
図６に示すように、基板１０２上に、第１クラッド層１０４、活性層１０６、第２クラッド層１０８、及びコンタクト層１１０を、この順でエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法等を用いることができる。
【００９７】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０は接続部分の段数に応じて複数回のパターニングで形成される。ここでは、３段の階段形状を備えた接続部分の例を示している。その場合、例えば、図７（ａ）に示す位置Ｙ２を露出させる工程、図７（ｂ）に示す位置Ｙ１を露出させる工程、図７（ｃ）に示す位置Ｙ０を露出させる工程、の順に、３回のパターニングで形成する。パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて行われるので、詳細な説明を省略する。複数回のパターニングの順番は、特に限定されない。最終的に階段形状が形成できる範囲内で任意に選択することができる。すなわち、例えば、図７（ｃ）に示す位置Ｙ０を露出させる工程、図７（ｂ）に示す位置Ｙ１を露出させる工程、図７（ａ）に示す位置Ｙ２を露出させる工程、の順に行うこともできる。本工程により、第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０を形成することができる。
【００９８】
図８に示すように、続いて、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２は、コンタクト層１１０、第２クラッド層１０８、活性層１０６、第１クラッド層１０４、基板１０２をパターニングする事で形成される。パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて行われる。また、詳細は図示しないが、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２は、前記の接続部分を形成する過程で同時に形成されてもよいし、接続部分形成とは別工程で形成してもよい。本工程により、柱状部１１１を形成することができる。
【００９９】
図２、図３、図４に示すように、柱状部１１１の側面を覆うように絶縁層１１６を形成する。絶縁層１１６としては、上述のように、ＳｉＮ層、ＳｉＯ2層、ＳｉＯＮ層、Ａｌ2Ｏ3層等の誘電体絶縁層や、ポリイミド層等の紫外線硬化樹脂層または熱硬化樹脂層を用いることができ、これらを積層させて絶縁層１１６としてもよい。尚、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の有効屈折率と、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０を避けた利得部分の有効屈折率と、に所定の差を設けることを考慮する。そして、絶縁層１１６として、柱状部１１１との屈折率差の大きい誘電体絶縁層を用いることが望ましい。例えば、まず、誘電体絶縁層をＣＶＤ法やスパッタ法で成膜した後、ポリイミド層を塗布法により形成して、絶縁層１１６としてもよい。これにより、誘電体絶縁層を厚く成膜して絶縁層１１６とする場合に比べて、容易に（短時間で）絶縁層１１６を形成することができる。次に、例えば、公知のエッチング技術等を用いて、コンタクト層１１０の上面１１３を露出させる。以上の工程により、絶縁層１１６を形成することができる。
【０１００】
次に、コンタクト層１１０上及び絶縁層１１６上に第２電極１１４を形成する。次に、基板１０２の下面下に第１電極１１２を形成する。第１電極１１２及び第２電極１１４は、例えば、公知の真空蒸着法により形成される。尚、第１電極１１２及び第２電極１１４の形成順序は、特に限定されない。
【０１０１】
以上の工程により、本実施形態にかかる発光装置１００を製造することができる。
発光装置１００の製造方法によれば、放射パターンが良好で、小型化を図りつつ、複数の射出面の間隔を大きくすることができる発光装置１００を得ることができる。
【０１０２】
（実施形態２）
３． 発光装置の変形例
次に、実施形態２にかかる発光装置について、図面を参照しながら説明する。以下、本実施形態の変形例にかかる発光装置において、実施形態１にかかる発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０３】
３．１． 発光装置
本実施形態が実施形態１と異なる点は接続部分がスロープ形状を成している点にある。まず、実施形態２にかかる発光装置について、図面を参照しながら説明する。図９は、実施形態２にかかる発光装置の構造を示す模式平面図である。また、図１０は、実施形態２にかかる発光装置における要部断面図であり、図９のＩＶ−ＩＶ’線に沿った断面、すなわち第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０の線断面である。図１１は、実施形態２にかかる発光装置における有効屈折率プロファイルであり、図９のＶ−Ｖ’線に沿った利得領域の有効屈折率プロファイルである。図１２〜図１４は、実施形態２にかかる発光装置の形成方法を説明するための模式図である。図１４は、図１３における、ＩV−ＩV’線に沿った利得領域の模式断面図である。尚、図９では、便宜上、第２電極１１４の図示を省略している。
【０１０４】
実施形態１では発光装置１００の第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０の断面形状が階段状であった。これに対し、図９及び図１０に示すように、発光装置２００では第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０の断面形状は、位置Ｘ１から位置Ｘ３に接近するにつれて位置Ｙ０から位置Ｙ３まで連続して柱状部１１１の高さが変化するようにスロープ形状を成している。かかる構造を成すことで、図１１に示すように、第５利得部分１６６及び第６利得部分１７６の有効屈折率は、位置Ｘ１から位置Ｘ３に接近するにつれて、屈折率ｎ１から屈折率ｎ３へ、連続して変化させることができる。
【０１０５】
図１４において、（ａ）はパターニング処理前、（ｂ）はパターニング処理の途中の状態、（ｃ）はパターニング処理後の断面図を示す。
【０１０６】
まず、図１２に示すように、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２と第５利得部分１６６及び第６利得部分１７６を形成する位置に、ハードマスク１２２を形成する。
【０１０７】
その後、図１３及び図１４（ａ）に示すように、第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０を形成するために、スロープ形状を有するレジスト１１８を形成する。レジスト１１８は、例えば、公知のフォトリソグラフィー技術でレジストパターンを形成した後、基板を加熱する等の手段でレジストリフロー処理を行う事で、スロープ状に形成する事ができる。ここでは、第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４を形成する利得領域にもハードマスク１２２を形成した例を示したが、当該利得領域のマスクを、ハードマスクではなくレジストで形成してもよい。
【０１０８】
次に、上記方法で形成したレジスト１１８をマスクとして、エッチングを行う。レジスト１１８がスロープ形状を成しているため、エッチング後は、この形状がエピタキシャル結晶基板（ここでは、基板１０２と、第１クラッド層１０４と、活性層１０６と、第２クラッド層１０８と、コンタクト層１１０と、からなる多層基板をいう）に転写される。この際、レジスト１１８のエッチングレートと、エピタキシャル結晶基板とのエッチングレートが、おおよそ等しく、かつ、垂直性の高いエッチング条件を用いるのが望ましい。これにより、図１４（ｂ）の状態を経て、図１４（ｃ）のように、より正確にレジスト１１８の形状をエピタキシャル結晶基板に転写することができる。
【０１０９】
以上の工程により、断面形状がスロープ形状である第１接続部分１４０、第２接続部分１５０を形成することができる。
【０１１０】
発光装置２００によれば、発光装置１００と同じように、第１利得部分１６２から第３利得部分１６４へ光が導波する際に生じる、第１利得部分１６２と第３利得部分１６４との界面での反射ロスを軽減することができる。同様に、第２接続部分１５０を備える事で、第２利得部分１７２から第４利得部分１７４へ光が導波する際に生じる、第２利得部分１７２と第４利得部分１７４との界面での反射ロスを軽減することができる。結果として、第２端面１８２及び第４端面１８６から、効率よく光を射出させることができる。
【０１１１】
（実施形態３）
３．２． 発光装置の変形例
（直線導波路を介して反射端面に入射）
まず、実施形態３にかかる発光装置について、図面を参照しながら説明する。図１５は、実施形態３かかる発光装置の構造を示す模式平面図である。尚、図１５では、便宜上、第２電極１１４の図示を省略している。以下、本実施形態にかかる発光装置において、実施形態１にかかる発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１２】
発光装置１００の例では、曲率を有する第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２が、第１面１３０と接続していた。これに対し、発光装置３００では、図１５に示すように、直線状の第７利得部分１６８及び第８利得部分１７８が第１面１３０と接続している。
【０１１３】
すなわち、第１利得領域１６０は、第１面１３０から第１利得部分１６２まで、直線状に設けられた第７利得部分１６８を有する。つまり、第７利得部分１６８は、第１利得領域１６０の第１端面１８０を構成している。第７利得部分１６８は、垂線Ｐに対して一方側（例えば第３面１３４側）に第１角度α１で傾いている。第７利得部分１６８は、円弧状の第１利得部分１６２と滑らかに接続されている。例えば、第７利得部分１６８は、第１利得部分１６２と第７利得部分１６８との境界上の点における接線と平行となるように設けられている。
【０１１４】
第２利得領域１７０は、第１面１３０から第２利得部分１７２まで、直線状に設けられた第８利得部分１７８を有する。つまり、第８利得部分１７８は、第２利得領域１７０の第３端面１８４を構成している。第８利得部分１７８は、垂線Ｐに対して他方側（例えば第４面１３６側）に第２角度α２で傾いている。第８利得部分１７８は、円弧状の第２利得部分１７２と滑らかに接続されている。例えば、第２利得部分１７２と第８利得部分１７８との境界上の点では第２利得部分１７２の接線と第８利得部分１７８の接線とが平行となるように設けられている。第７利得部分１６８及び第８利得部分１７８は、垂線Ｐに関して対称に配置されていてもよい。
【０１１５】
発光装置３００によれば、上述のように、直線状の第７利得部分１６８及び第８利得部分１７８が、第１面１３０に設けられた第１端面１８０及び第３端面１８４を構成している。そのため、発光装置３００では、発光装置１００の例に比べて、より確実に、第１利得領域１６０において発生し第１面１３０において反射する光を第２利得領域１７０に入射させ、第２利得領域１７０において発生し第１面１３０において反射する光を第１利得領域１６０に入射させることができる。
【０１１６】
（実施形態４）
３．３． 発光装置の変形例
次に、実施形態４にかかる発光装置について、図面を参照しながら説明する。図１６は、実施形態４にかかる発光装置の構造を示す模式平面図である。尚、図１６では、便宜上、第２電極１１４の図示を省略している。以下、本実施形態にかかる発光装置において、実施形態１にかかる発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１７】
発光装置１００の例では、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０は、１つずつ設けられていた。これに対し、発光装置４００では、図１６に示すように、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０の各々は、複数設けられている。
【０１１８】
すなわち、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０は、利得領域対４５０を構成することができ、発光装置４００では、複数の利得領域対４５０が設けられている。図示の例では、３つの利得領域対４５０が設けられているが、その数は特に限定されない。
【０１１９】
複数の利得領域対４５０は、垂線Ｐの延びる方向と直交する方向に沿って、配列されている。より具体的には、隣り合う利得領域対４５０において、一方の利得領域対４５０の第４端面１８６と、他方の利得領域対４５０の第２端面１８２と、の間隔がＤとなるように（射出面の間隔となるように）配列されている。これにより、後述するレンズアレイに、簡易に射出光２０，２２を入射させることができる。
【０１２０】
発光装置４００によれば、発光装置１００の例に比べて、高出力化を図ることができる。
【０１２１】
（実施形態５）
４． プロジェクター
次に、実施形態５にかかるプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図１７は、実施形態５にかかるプロジェクターの構造を示す模式図である。図１８は、実施形態５にかかるプロジェクターの構成を示す要部模式図である。尚、図１７では、便宜上、プロジェクターを構成する筐体を省略し、さらに光源を簡略化して図示している。また、図１８では、便宜上、光源、レンズアレイ、及び液晶ライトバルブについて図示し、さらに光源を簡略化して図示している。
【０１２２】
図１７に示すように、プロジェクター７００は、赤色光、緑色光、青色光を射出する赤色光源６００Ｒ、緑色光源６００Ｇ、青色光源６００Ｂを含む。光源６００Ｒ，６００Ｇ，６００Ｂは、本実施形態にかかる発光装置１００、発光装置２００、発光装置３００、発光装置４００のいずれかを備えている。以下の例では、本発明にかかる発光装置として発光装置４００を有する光源６００Ｒ，６００Ｇ，６００Ｂについて説明する。
【０１２３】
図１９は、実施形態５にかかるプロジェクターの光源を示す模式図である。図２０は、実施形態５かかるプロジェクターの光源を示す模式側断面図であり、図１９のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。
【０１２４】
光源６００は、図１９及び図２０に示すように、発光装置４００と、ベース６１０と、サブマウント６２０と、を有している。
【０１２５】
２つの発光装置４００とサブマウント６２０とで構造体６３０を構成することができる。構造体６３０はベース６１０上に複数設けられ、図１９に示すように、発光装置４００の射出面となる第２端面１８２、第４端面１８６の配列方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に配列している。構造体６３０は、Ｘ方向の射出面の間隔とＹ方向の射出面の間隔とが同じになるように、配列されることができる。これにより、発光装置４００から射出される光を、簡易に、レンズアレイ７０２Ｒ、レンズアレイ７０２Ｇ、レンズアレイ７０２Ｂのレンズアレイ７０２に入射させることができる。
【０１２６】
構造体６３０を構成する２つの発光装置４００は、サブマウント６２０を挟んで配置されている。２つの発光装置４００は、サブマウント６２０を介して第２電極１１４同士が対向するように配置されている。サブマウント６２０の第２電極１１４と接する面には、例えば、配線が形成されている。これにより、複数の第２電極１１４の各々に個別に電圧を供給することができる。サブマウント６２０の材質としては、例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムが挙げられる。
【０１２７】
ベース６１０は、構造体６３０を支持している。図２０に示す例では、ベース６１０は、複数の発光装置４００の第１電極１１２と接続されている。これにより、ベース６１０は、複数の第１電極１１２の共通電極として機能することができる。ベース６１０の材質としては、例えば、銅、アルミニウムが挙げられる。図示はしないが、ベース６１０は、ペルチェ素子を介して、ヒートシンクと接続されていてもよい。
【０１２８】
尚、構造体６３０の形態は、図１９及び図２０に示す例に限定されない。図２１及び図２２は、実施形態５かかるプロジェクターの光源の変形例を示す模式側断面図である。例えば、図２１に示すように、構造体６３０を構成する２つの発光装置４００は、サブマウント６２０を介して、一方の発光装置４００の第１電極１１２と、他方の発光装置４００の第２電極１１４とが対向するように配置されていてもよい。また、図２２に示すように、２つの発光装置４００の第１電極１１２が、共通電極となるように配置されていてもよい。
【０１２９】
図１７に示すように、プロジェクター７００は、さらに、レンズアレイ７０２Ｒ，７０２Ｇ，７０２Ｂと、光変調装置としての透過型の液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂと、投射装置としての投射レンズ７０８と、表示面としてのスクリーン７１０と、を含む。
【０１３０】
光源６００Ｒ，６００Ｇ，６００Ｂから射出された光は、各レンズアレイ７０２Ｒ，７０２Ｇ，７０２Ｂに入射する。図１８に示すように、レンズアレイ７０２は、光源６００側に、第２端面１８２及び第４端面１８６から射出される射出光２０，２２が入射する平坦面７０１を有することができる。平坦面７０１は、複数の第２端面１８２及び第４端面１８６に対応して複数設けられ、等間隔で配置されている。平坦面７０１によって、射出光２０，２２の光軸を、液晶ライトバルブ７０４の照射面７０５に対して、直交させることができる。
【０１３１】
レンズアレイ７０２は、液晶ライトバルブ７０４側に、凸曲面７０３を有することができる。凸曲面７０３は、複数の平坦面７０１に対応して複数設けられ、等間隔で配置されている。平坦面７０１において光軸が変換された射出光２０，２２は、凸曲面７０３によって、集光される、または拡散角を小さくされることにより、重畳（一部重畳）されることができる。これにより、均一性よく液晶ライトバルブ７０４を照射することができる。
【０１３２】
以上のように、レンズアレイ７０２は、光源６００から射出される射出光２０，２２の光軸を制御して、射出光２０，２２を集光させることができる。
【０１３３】
図１７に示すように、各レンズアレイ７０２Ｒ，７０２Ｇ，７０２Ｂによって集光された光は、各液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂに入射する。各液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂは、入射した光をそれぞれ画像情報に応じて変調する。そして、投射レンズ７０８は、液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン（表示面）７１０に投射する。
【０１３４】
また、プロジェクター７００は、液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂから射出された光を合成して投射レンズ７０８に導く色光合成手段としてのクロスダイクロイックプリズム７０６を、含むことができる。
【０１３５】
各液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム７０６に入射する。このプリズムは、４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は、投射光学系である投射レンズ７０８によりスクリーン７１０上に投射され、拡大された画像が表示される。
【０１３６】
プロジェクター７００によれば、放射パターンが良好で、小型化を図りつつ、複数の射出面の間隔を所望の値に設計することができる発光装置４００を有する。そのため、プロジェクター７００では、レンズアレイ７０２のアライメントが容易で、均一性よく液晶ライトバルブ７０４を照射することができる。
【０１３７】
尚、上述の例では、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）が挙げられる。また、投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。
【０１３８】
また、光源６００を、光源６００からの光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置である走査手段を有するような走査型の画像表示装置（プロジェクター）の光源装置にも適用することが可能である。
【０１３９】
上記のプロジェクター７００が備える光源６００には発光装置４００が搭載されている。発光装置４００は効率良く射出光２０及び射出光２２を射出するので、プロジェクター７００は効率よく光を射出することができる。
【０１４０】
上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態及び各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０１４１】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。したがって、このような変形例は総て本発明の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１４２】
１０４…第１層としての第１クラッド層、１０６…第３層としての活性層、１０８…第２層としての第２クラッド層、１１０…第４層としてのコンタクト層、１１２…第１電極、１１４…第２電極、１１６…絶縁層、１２０…積層体、１３０…第１面、１３２…第２面、１６０…第１利得領域、１６２…第１利得部分、１６４…第３利得部分、１６６…第５利得部分、１６８…第７利得部分、１７０…第２利得領域、１７２…第２利得部分、１７４…第４利得部分、１７６…第６利得部分、１７８…第８利得部分、６００…発光装置としての光源、６００Ｂ…発光装置としての青色光源、６００Ｇ…発光装置としての緑色光源、６００Ｒ…発光装置としての赤色光源、７００…プロジェクター、７０２，７０２Ｂ，７０２Ｇ，７０２Ｒ…マイクロレンズとしてのレンズアレイ、７０４，７０４Ｂ，７０４Ｇ，７０４Ｒ…光変調装置としての液晶ライトバルブ、７０８…投射装置としての投射レンズ、α１…第１角度、α２…第２角度。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
スーパールミネッセントダイオード（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ、以下「ＳＬＤ」ともいう）は、通常の発光ダイオード同様にインコヒーレント性を示し、かつ広帯域なスペクトル形状を示しながら、光出力特性では半導体レーザー同様に単一の素子で数百ｍＷ程度までの出力を得ることが可能な半導体発光素子である。
【０００３】
ＳＬＤは、例えばプロジェクターの光源として用いられるが、小型かつ高輝度なプロジェクターを実現するためには、光出力が大きくかつエテンデュの小さな光源を用いる必要がある。それには、複数の利得領域から射出される光が、同一の方向に進むことが望ましい。特許文献１では、直線状の形状を有する利得領域と、円弧の形状を有する利得領域と、を組合せることによって、２つの利得領域の射出面から射出される光を、同一の方向に進行させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９２６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、光学系の損失低減と部品点数の削減とのため、ＳＬＤをライトバルブの直下に配置し、レンズアレイを用いて集光と均一照明とを同時に行う方式のプロジェクターが提案されている。このような方式のプロジェクターでは、レンズアレイの間隔に合わせて、射出面を配置する必要がある。
【０００６】
特許文献１に記載された技術において、レンズアレイに合わせて、２つの射出面の間隔を大きく形成する方法としては、例えば、直線状の利得領域を射出面の垂線に対して大きく傾けることが考えられる。しかしながら、このような方法では、直線状の利得領域に発生する光の射出面に対する入射角が大きくなり、放射パターンが悪化することがある。その結果、ライトバルブを均一に照明することが困難となることがある。
【０００７】
また、２つの射出面の間隔を大きく形成する別の方法として、利得領域の全長を大きくすることが考えられる。しかしながら、利得領域の全長が長くなると、一般的に、高出力化を図ることはできるが、反転分布を得るために多大な電流を流さなくてはならず、その結果、所定の光出力以上で用いなければ、高効率化を図ることができない。すなわち、所定の光出力未満では発光効率が低下する。発光効率が悪化すると、発光装置から排熱することが難しくなるため、例えば小型のプロジェクターの実現が困難となる。さらに、利得領域の全長が長くなると、素子全体の面積が大きくなり、資源の無駄や製造コストの増大等の問題が生じる。
【０００８】
本発明のいくつかの態様にかかる目的の１つは、放射パターンが良好で、小型かつ高出力化を図りつつ、複数の射出面の間隔を大きく形成することができる発光装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様にかかる目的の１つは、上記発光装置を有するプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【００１０】
［適用例１］本適用例にかかる発光装置は、第１層、第２層、前記第１層と前記第２層とに挟まれた第３層、及び前記第２層の前記第３層側とは反対側に形成された第４層を有する積層体と、前記第１層に電気的に接続された第１電極と、前記第２層に電気的に接続され、前記第４層と接する第２電極と、を含み、前記第３層は、光を発生させ、かつ光が導波する、第１利得領域及び第２利得領域を有し、前記積層体の積層方向から見て、前記第１利得領域及び前記第２利得領域の形状は、前記第４層と前記第２電極との接触面と同じ形状であり、前記第１層及び前記第２層は、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の漏れを抑制する層であり、前記第４層は、前記第２電極とオーミックコンタクトする層であり、前記第３層は、互いに対向する第１面及び第２面を有し、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の波長帯において、前記第１面の反射率は、前記第２面の反射率よりも高く、前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記第１面から前記第２面まで設けられ、前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記第１面の垂線に対して一方側に傾いて前記第１面と接続し、前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記垂線に対して他方側に傾いて前記第１面と接続し、前記第１利得領域と前記第２利得領域とは、前記積層体の積層方向から見て、同じ傾きに傾いて前記第２面と接続し、前記第１利得領域の前記第１面側の端面と、前記第２利得領域の前記第１面側の端面とは、前記第１面において重なっており、前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第１の曲率を備えた第１利得部分と、直線状の第３利得部分と、前記第１利得部分と前記第３利得部分とに接続する第５利得部分と、を有し、前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第２の曲率を備えた第２利得部分と、直線状の第４利得部分と、前記第２利得部分と前記第４利得部分とに接続する第６利得部分と、を有し、前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、絶縁層に挟まれており、前記第１利得部分及び前記第２利得部分と接する前記絶縁層の有効屈折率を第１屈折率とし、前記第３利得部分及び前記第４利得部分と接する有効屈折率を第２屈折率とするとき、前記第５利得部分及び前記第６利得部分と接する屈折率は、前記第１利得部分及び前記第３利得部分から前記第２利得部分及び前記第４利得部分に接近するに従って、前記第１屈折率から前記第２屈折率に階段状に切り替わることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、第１電極と第２電極とが積層体に電圧を印加する。そして、第４層は第２電極とオーミックコンタクトし、第３層は、光を発生させかつ光が導波する。第１層及び第２層は光の漏れを抑制する。第１層〜第４層の積層体により光を発生し伝送する。第１利得領域における第１利得部分と、第２利得領域における第２利得部分とが、それぞれ第１の曲率及び第２の曲率を持って第１面で重なっている。このため、第１利得領域及び第２利得領域に発生する光の第１面に対する入射角を大きくすることなく、第１利得領域の第２面側の端面と、第２利得領域の第２面側の端面と、の間隔（射出面の間隔）を大きくすることができる。これにより、射出光の放射パターンが歪むことを抑制することができる。
【００１２】
さらに、本適用例によれば、第１利得領域における第１利得部分と、第２利得領域における第２利得部分とが、それぞれ第１の曲率及び第２の曲率を持って第１面で重なるため、射出面の間隔を大きくする場合、第１面から第２面まで直線状である利得領域を用いた例に比べて、利得領域の全長を短くすることができる。そのため、多大な電流を流す必要はなく、消費電力を抑えることができる。さらに、利得領域の全長を大きくしなくてよいので、装置全体の小型化を図ることができる。そのため、資源が無駄となることもなく、製造コストを抑えることができる。
【００１３】
また、本適用例によれば、第５利得部分及び第６利得部分と接する場所の絶縁層の屈折率が、第１利得部分及び第３利得部分から第２利得部分及び第４利得部分に接近するに従って、第１屈折率から第２屈折率に階段状に切り替わっている。これにより、第１利得領域における第１利得部分と第３利得部分との接続部で生じる反射率、及び第２利得領域における第２利得部分と第４利得部分との接続部で生じる反射率を抑制することができる。これにより、第１利得領域及び第２利得領域で発生した光が、第１利得領域における第１利得部分と第３利得部分との接続部と、第２利得領域における第２利得部分と第４利得部分との接続部とでの多重反射を抑制することができる。従って、第１利得領域及び第２利得領域で発生した光を、効率よく外部に取り出すことができる。
【００１４】
その結果、発光装置は、高効率かつ放射パターンが良好で、小型化を図りつつ、射出面の間隔を大きくすることができる。
【００１５】
［適用例２］本適用例にかかる発光装置は、第１層、第２層、前記第１層と前記第２層とに挟まれた第３層、及び前記第２層の前記第３層側とは反対側に形成された第４層を有する積層体と、前記第１層に電気的に接続された第１電極と、前記第２層に電気的に接続され、前記第４層と接する第２電極と、を含み、前記第３層は、光を発生させ、かつ光が導波する、第１利得領域及び第２利得領域を有し、前記積層体の積層方向から見て、前記第１利得領域及び前記第２利得領域の形状は、前記第４層と前記第２電極との接触面と同じ形状であり、前記第１層及び前記第２層は、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の漏れを抑制する層であり、前記第４層は、前記第２電極とオーミックコンタクトする層であり、前記第３層は、互いに対向する第１面及び第２面を有し、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の波長帯において、前記第１面の反射率は、前記第２面の反射率よりも高く、前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記第１面から前記第２面まで設けられ、前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記第１面の垂線に対して一方側に傾いて前記第１面と接続し、前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記垂線に対して他方側に傾いて前記第１面と接続し、前記第１利得領域と前記第２利得領域とは、前記積層体の積層方向から見て、同じ傾きに傾いて前記第２面と接続し、前記第１利得領域の前記第１面側の端面と、前記第２利得領域の前記第１面側の端面とは、前記第１面において重なっており、前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第１の曲率を備えた第１利得部分と、直線状の第３利得部分と、前記第１利得部分と前記第３利得部分とに接続する第５利得部分と、を有し、前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第２の曲率を備えた第２利得部分と、直線状の第４利得部分と、前記第２利得部分と前記第４利得部分とに接続する第６利得部分と、を有し、前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、絶縁層に挟まれており、前記第１利得部分及び前記第２利得部分と接する前記絶縁層の有効屈折率を第１屈折率とし、前記第３利得部分及び前記第４利得部分と接する有効屈折率を第２屈折率とするとき、前記第５利得部分及び前記第６利得部分と接する屈折率は、前記第１利得部分及び前記第３利得部分から前記第２利得部分及び前記第４利得部分に接近するに従って、前記第１屈折率から前記第２屈折率に連続して切り替わることを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、第１利得領域における第１利得部分と、第２利得領域における第２利得部分とが、それぞれ第１の曲率及び第２の曲率を持って第１面で重なるため、第１利得領域及び第２利得領域に発生する光の第１面に対する入射角を大きくすることなく、第２面に設けられた第１利得領域の端面と、第２面に設けられた第２利得領域の端面と、の間隔（射出面の間隔）を大きくすることができる。これにより、射出光の放射パターンが歪むことを抑制することができる。
【００１７】
さらに、本適用例によれば、第１利得領域における第１利得部分と、第２利得領域における第２利得部分とが、それぞれ第１の曲率及び第２の曲率を持って第１面で重なるため、射出面の間隔を大きくする場合、第１面から第２面まで直線状である利得領域を用いた例に比べて、利得領域の全長を短くすることができる。そのため、多大な電流を流す必要はなく、消費電力を抑えることができる。さらに、利得領域の全長を大きくしなくてよいので、装置全体の小型化を図ることができる。そのため、資源が無駄となることもなく、製造コストを抑えることができる。
【００１８】
また、本適用例によれば、第５利得部分及び第６利得部分と接する場所の屈折率が、第１利得部分及び第３利得部分から第２利得部分及び第４利得部分に接近するに従って、第１屈折率から第２屈折率に連続して切り替わる。これにより、第１利得領域における第１利得部分と第３利得部分との接続部で生じる反射率、及び第２利得領域における第２利得部分と第４利得部分との接続部で生じる反射率を抑制することができる。これにより、第１利得領域及び第２利得領域で発生した光が、第１利得領域における第１利得部分と第３利得部分との接続部と、第２利得領域における第２利得部分と第４利得部分との接続部とでの多重反射を抑制することができる。従って、第１利得領域及び第２利得領域で発生した光を、効率よく外部に取り出すことができる。
【００１９】
その結果、発光装置は、高効率かつ放射パターンが良好で、小型化を図りつつ、射出面の間隔を大きくすることができる。
【００２０】
［適用例３］上記適用例に記載の発光装置において、前記第１利得領域は、前記垂線に対して第１角度で傾いて前記第１面と接続し、前記第２利得領域は、前記垂線に対して第２角度で傾いて前記第１面と接続し、前記第１角度と前記第２角度とは、臨界角以上であって、同じ大きさであることが好ましい。
【００２１】
本適用例によれば、第１面は、第１利得領域及び第２利得領域に発生する光を、全反射させることができる。従って、第１面における光損失を抑制することができ、効率よく光を反射させることができる。
【００２２】
［適用例４］上記適用例に記載の発光装置において、前記第１利得領域は、前記第１面から前記第１利得部分まで、直線状に設けられた第７利得部分を有し、前記第２利得領域は、前記第１面から前記第２利得部分まで、直線状に設けられた第８利得部分を有することが好ましい。
【００２３】
本適用例によれば、第１利得領域において発生し第１面において反射する光を、より確実に第２利得領域に入射させ、第２利得領域において発生し第１面において反射する光を、より確実に第１利得領域に入射させることができる。
【００２４】
［適用例５］上記適用例に記載の発光装置において、前記第１利得部分及び前記第２利得部分は、前記積層体の積層方向から見て、円弧の形状を有することが好ましい。
【００２５】
本適用例によれば、第１利得部分及び第２利得部分が円弧の形状であることから、光の内部反射を少なくして伝送することができる。その結果、放射パターンが良好で、小型化を図りつつ、射出面の間隔を大きくすることができる。
【００２６】
尚、本発明にかかる記載では、「電気的に接続」という文言を、例えば、「特定の部材（以下「Ａ部材」という）に「電気的に接続」された他の特定の部材（以下「Ｂ部材」という）」等と用いている。本発明にかかる記載では、この例のような場合に、Ａ部材とＢ部材とが、直接接して電気的に接続されているような場合と、Ａ部材とＢ部材とが、他の部材を介して電気的に接続されているような場合とが含まれるものとして、「電気的に接続」という文言を用いている。
【００２７】
［適用例６］上記適用例に記載の発光装置において、前記第１面は、劈開面であることが好ましい。
【００２８】
本適用例によれば、例えば劈開面でない面をフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術によって形成する場合に比べて、精度よく第１面を形成することができる。従って、端面における光散乱を小さくすることができる。その結果、第１面における光損失を抑制することができ、効率よく光を反射させることができる。
【００２９】
［適用例７］本適用例にかかるプロジェクターは、上記に記載の発光装置と、前記発光装置から射出された光を集光するマイクロレンズと、前記マイクロレンズによって集光された光を、画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、を含むことを特徴とする。
【００３０】
本適用例によれば、発光装置が射出した光をマイクロレンズが集光する。集光された光を光変調装置が変調する。そして、変調した光を投射装置が投射している。発光装置は、高効率かつ放射パターンが良好で、小型化を図りつつ、射出面の間隔を大きくすることができる。従って、マイクロレンズを用いて光軸のアライメントを容易行うことができる。その結果、本適用例のプロジェクターは効率良く均一な光を射出する発光装置を備えたプロジェクターとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態１にかかる発光装置を示す模式平面図。
【図２】実施形態１にかかる発光装置を示す要部模式断面図。
【図３】実施形態１にかかる発光装置を示す要部模式断面図。
【図４】実施形態１にかかる発光装置を示す要部模式断面図。
【図５】実施形態１にかかる利得領域の有効屈折率プロファイル。
【図６】実施形態１にかかる発光装置の製造方法を説明するための模式図。
【図７】実施形態１にかかる発光装置の製造方法を説明するための模式図。
【図８】実施形態１にかかる発光装置の製造方法を説明するための模式図。
【図９】実施形態２にかかる発光装置の構造を示す模式平面図。
【図１０】実施形態２にかかる発光装置における要部断面図。
【図１１】実施形態２にかかる発光装置における有効屈折率プロファイル。
【図１２】実施形態２にかかる発光装置の形成方法を説明するための模式図。
【図１３】実施形態２にかかる発光装置の形成方法を説明するための模式図。
【図１４】実施形態２にかかる発光装置の形成方法を説明するための模式図。
【図１５】実施形態３かかる発光装置の構造を示す模式平面図。
【図１６】実施形態４にかかる発光装置の構造を示す模式平面図。
【図１７】実施形態５にかかるプロジェクターの構造を示す模式図。
【図１８】実施形態５にかかるプロジェクターの構成を示す要部模式図。
【図１９】実施形態５にかかるプロジェクターの光源を示す模式図。
【図２０】実施形態５かかるプロジェクターの光源を示す模式側断面図。
【図２１】実施形態５かかるプロジェクターの光源の変形例を示す模式側断面図。
【図２２】実施形態５かかるプロジェクターの光源の変形例を示す模式側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００３３】
（実施形態１）
１． 発光装置
まず、本実施形態にかかる発光装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態にかかる発光装置を示す模式平面図である。図２は、本実施形態にかかる発光装置を示す要部模式断面図であって、図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。図３は、本実施形態にかかる発光装置を示す要部模式断面図であって、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿う断面図である。図４は、本実施形態にかかる発光装置を示す要部模式断面図であって、図１のＩＶ−ＩＶ’線に沿う断面図である。尚、図１では、便宜上、第２電極１１４の図示を省略している。
【００３４】
以下では、発光装置１００がＩｎＧａＡｌＰ系（赤色）のＳＬＤである場合について説明する。ＳＬＤは、半導体レーザーと異なり、端面反射による共振器の形成を抑えることにより、レーザー発振を防止することができる。そのため、スペックルノイズを低減することができる。
【００３５】
図１、図２、図３及び図４に示すように、発光装置１００は積層体１２０と第１電極１１２と第２電極１１４とを含むことができる。
【００３６】
積層体１２０は、基板１０２と第１層としての第１クラッド層１０４と第３層としての活性層１０６と第２層としての第２クラッド層１０８と第４層としてのコンタクト層１１０と絶縁層１１６とを有することができる。積層体１２０の形状は、特に限定されないが例えば、直方体や立方体を採用することができる。
【００３７】
基板１０２としては、例えば、第１導電型（例えばｎ型）のＧａＡｓ基板等を用いることができる。第１クラッド層１０４は基板１０２上に形成されている。第１クラッド層１０４は、例えば、ｎ型のＩｎＧａＡｌＰ層等を用いることができる。そして、第２クラッド層１０８は第１クラッド層１０４と同様な材質にて構成されている。尚、図示はしないが、基板１０２と第１クラッド層１０４との間に、バッファー層が形成されていてもよい。バッファー層としては、例えば、ｎ型のＧａＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ層、ＩｎＧａＰ層等を用いることができる。バッファー層は、その上方に形成される層の結晶性を向上させることができる。
【００３８】
活性層１０６は第１クラッド層１０４上に形成されている。活性層１０６は、第１クラッド層１０４と第２クラッド層１０８とに挟まれている。活性層１０６は、例えば、ＩｎＧａＰウェル層とＩｎＧａＡｌＰバリア層とから構成される量子井戸構造を３つ重ねた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する。
【００３９】
発光装置１００の側面である第１面１３０、第２面１３２、第３面１３４、第４面１３６は平坦な面である。第１面１３０及び第２面１３２は互いに対向しており図示の例では平行である。第３面１３４及び第４面１３６は第１面１３０及び第２面１３２と交差して接続する面であって互いに対向しており図示の例では平行である。
【００４０】
第１面１３０は、劈開によって形成された劈開面である。第２面１３２は、第１面１３０に対向していれば、形成方法は特に限定されないが、例えば第２面１３２も劈開面とすることで、容易に第１面１３０に対向させることができる。
【００４１】
活性層１０６の一部は、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０を構成している。第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０は、光を発生させることができ、この光は、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０内を、利得を受けつつ導波することができる。
【００４２】
第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０は角柱状であり、図１に示すように、第１面１３０から第２面１３２まで設けられている。そして、第１利得領域１６０は第１面１３０に設けられた第１端面１８０と第２面１３２に設けられた第２端面１８２とを有する。第２利得領域１７０は第１面１３０に設けられた第３端面１８４と第２面１３２に設けられた第４端面１８６とを有する。
【００４３】
第１利得領域１６０の第１端面１８０と第２利得領域１７０の第３端面１８４とは第１面１３０において重なっている。図示の例では、第１端面１８０と第３端面１８４とは完全に重なっている。一方、第１利得領域１６０の第２端面１８２と、第２利得領域１７０の第４端面１８６とは、第２面１３２において、間隔Ｄで離間している。
【００４４】
第１利得領域１６０は、図１に示すように積層体１２０の積層方向から見た平面視において、第１面１３０の垂線Ｐに対して一方側（第３面１３４側）に傾いて第１面１３０と接続している。より具体的には、第１利得領域１６０は、垂線Ｐに対して第１角度α１傾いて第１面１３０と接続している。第２利得領域１７０は、平面視において垂線Ｐに対して他方側（第４面１３６側）に傾いて第１面１３０と接続していている。より具体的には、第２利得領域１７０は、垂線Ｐに対して第２角度α２傾いて第１面１３０と接続している。
【００４５】
尚、第１角度α１は、第１利得領域１６０に発生する光の第１面１３０に対する入射角である。第２角度α２は、第２利得領域１７０に発生する光の第１面１３０に対する入射角である。第１角度α１と第２角度α２とは、同じ大きさの鋭角であり、臨界角以上である。これにより、第１面１３０は、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光を、全反射させることができる。
【００４６】
第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０は、同じ向きに傾いて第２面１３２と接続している。より具体的には、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０は、垂線Ｐに対して第３角度βで傾いて第２面１３２と接続している。第３角度βは、鋭角であって臨界角より小さい角度であれば、０°であってもよい。これにより、第１利得領域１６０の第２端面１８２から射出される射出光２０と、第２利得領域１７０の第４端面１８６から射出される射出光２２とは、同一の方向に進むことができる。第２端面１８２及び第４端面１８６は射出面である。尚、第３角度βは、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光の第２面１３２に対する入射角である。
【００４７】
以上のとおり、発光装置１００は第１角度α１及び第２角度α２が臨界角以上とし、第３角度βが臨界角より小さくなるように設定されている。これにより、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光の波長帯において、第１面１３０の反射率を、第２面１３２の反射率より高くすることができる。すなわち、第１面１３０は反射面となることができ、第２面１３２は射出面とすることができる。
【００４８】
尚、図示はしないが、例えば、第１面１３０を反射膜で覆い、第２面１３２を反射防止膜で覆ってもよい。これにより、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光の波長帯において、第１面１３０の反射率を、第２面１３２の反射率よりさらに高くすることができる。反射膜及び反射防止膜としては、例えば、ＳｉＯ2層、Ｔａ2Ｏ5層、Ａｌ2Ｏ3層、ＴｉＮ層、ＴｉＯ2層、ＳｉＯＮ層、ＳｉＮ層や、これらの多層膜等を用いることができる。
【００４９】
さらに、第３角度βが０°より大きく、かつ、臨界角より小さい角度であるか、第２面１３２が反射防止膜で覆われているか、のうち少なくともいずれかであることができる。これにより、第２端面１８２と第４端面１８６との間で、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光を、多重反射させないようにすることができる。その結果、直接的な共振器を構成させないことができるため、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光のレーザー発振を抑制または防止することができる。
【００５０】
第１利得領域１６０は第１利得部分１６２を有する。同様に、第２利得領域１７０は、第２利得部分１７２を有する。第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２は、第１面１３０と接続している部分である。すなわち、第１利得部分１６２は、第１利得領域１６０の第１端面１８０を構成し、第２利得部分１７２は、第２利得領域１７０の第３端面１８４を構成している。
【００５１】
第１利得部分１６２は、積層体１２０の積層方向から見た平面視において、第１の曲率を備えた形状である。第２利得部分１７２は、平面視において、第２の曲率を備えた形状である。第１の曲率と第２の曲率とは、同じ値であってもよし、異なる値であってもよい。図示の例では、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２は円弧の形状を有し同じ曲率半径を有している。第２利得部分１７２の円弧の長さは第１利得部分１６２の円弧の長さより小さくてもよい。例えば、第１利得部分１６２は、点Ｏ１を中心とする円弧の形状を有し、第２利得部分１７２は、点Ｏ２を中心とする円弧の形状を有する。点Ｏ１は、第１端面１８０及び第３端面１８４を通る垂線Ｐに対して、第４面１３６側に位置し、点Ｏ２は、該垂線Ｐに対して、第３面１３４側に位置している。
【００５２】
第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２を含む積層体１２０の垂直断面の有効屈折率を第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の有効屈折率と称す。そして、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０を避けた積層体１２０の垂直断面の有効屈折率を第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０を避けた位置の有効屈折率と称す。このとき、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光は、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の有効屈折率と、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０を避けた位置の有効屈折率と、の差により、円弧状の第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２内を進行することができる。
【００５３】
尚、有効屈折率は第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０を伝搬する光に対する実効的な屈折率を示す。有効屈折率は実効屈折率とも称す。位相係数をβとし、自由空間波数をｋ０とするとき、有効屈折率はβ／ｋ０で定義される。
【００５４】
第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の曲率半径は、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の有効屈折率と、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０を避けた位置の有効屈折率と、の差に応じて設定される。第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の曲率半径は特に限定されないが、本実施形態では例えば、８００μｍ以上である。第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の曲率半径が８００μｍ未満であるとき、効率よく第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２内の光を導波させることができない場合がある。好ましくは、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の曲率半径は１６００μｍ程度である。これにより、不必要に発光装置１００全体を大きくすることなく、効率よく第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２内の光を導波させることができる。
【００５５】
第１利得領域１６０は、さらに、第３利得部分１６４を有することができる。同様に、第２利得領域１７０は、さらに、第４利得部分１７４を有することができる。第３利得部分１６４は、第１利得部分１６２から第２面１３２まで、直線状に設けられている。すなわち、第３利得部分１６４は、第１利得領域１６０の第２端面１８２を構成している。第３利得部分１６４は、円弧状の第１利得部分１６２と滑らかに接続されている。例えば、第３利得部分１６４は、第１利得部分１６２と第３利得部分１６４との境界上の点における接線と平行となるように設けられている。第３利得部分１６４は、垂線Ｐに対して、第３角度β（０°を含む）で傾斜している。
【００５６】
第４利得部分１７４は、第２利得部分１７２から第２面１３２まで、直線状に設けられている。すなわち、第４利得部分１７４は、第２利得領域１７０の第４端面１８６を構成している。第４利得部分１７４は、円弧状の第２利得部分１７２と滑らかに接続されている。第２利得部分１７２及び第４利得部分１７４の境界上の点において、第２利得部分１７２の接線と第４利得部分１７４の接線とは平行となるように設けられているのが好ましい。第４利得部分１７４は垂線Ｐに対して第３角度β（０°を含む）で傾斜している。
【００５７】
第３利得部分１６４と第４利得部分１７４とは互いに平行である。第４利得部分１７４の長さは、特に限定されないが、第３利得部分１６４の長さより大きくてもよい。
【００５８】
第１利得領域１６０は、さらに、第５利得部分１６６を有することができる。また、第１接続部分１４０は、第５利得部分１６６を挟むように形成される。同様に、第２利得領域１７０は、さらに、第６利得部分１７６を有することができる。また、第２接続部分１５０は、第６利得部分１７６を挟むように形成される。
【００５９】
第５利得部分１６６は、第１利得部分１６２の一部と、第３利得部分１６４の一部とで形成することができる。本実施形態では第５利得部分１６６が第１利得部分１６２の一部と第３利得部分１６４の一部との両方で形成される例を示したが、どちらか一方で形成されていてもよい。
【００６０】
第６利得部分１７６は、第２利得部分１７２の一部と、第４利得部分１７４の一部とで形成することができる。本実施形態では第６利得部分１７６が第２利得部分１７２の一部と第４利得部分１７４の一部との両方で形成される例を示したが、どちらか一方で形成されていてもよい。
【００６１】
図４に示すように、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の両側は絶縁層１１６に挟まれており、第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４の両側は積層体１２０となっている。そして、第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０の両側は絶縁層１１６から積層体１２０に切り替わる部分となっている。
【００６２】
第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２と第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０との境界位置を位置Ｘ１とする。また、第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０と第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４との境界位置を位置Ｘ３とする。第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０において絶縁層１１６と積層体１２０とは階段状に接合している。そして、位置Ｘ１と位置Ｘ３との間に形成される段差の開始位置を位置Ｘ２とする。つまり、位置Ｘ１〜位置Ｘ３は第１面１３０側から第２面１３２側に向かって並んで配置されている。
【００６３】
基板１０２の厚み方向において階段形状の最下部の位置を位置Ｙ０とする。階段形状の最上部の位置を位置Ｙ３とする。位置Ｙ０と位置Ｙ３との間を３等分した場所を位置Ｙ１、位置Ｙ２とする。従って、位置Ｙ０〜位置Ｙ３は基板１０２の厚み方向において等間隔になっている。位置Ｘ１における段差は位置Ｙ０から位置Ｙ１であり、位置Ｘ２における段差は位置Ｙ１から位置Ｙ２である。位置Ｘ３における段差は位置Ｙ２から位置Ｙ３となっている。
【００６４】
第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０の断面形状は、上面１１３を最上部とし柱状部１１１を形成するために、例えば、エッチング等の手法で露出された層を最下部とした階段形状をなしている。本実施形態では、３段の階段形状を成す例を示したが、段数は２段以上で任意にとることができる。本実施形態では、基板１０２の途中の面が最下部を成す例を示したが、例えば、第１クラッド層１０４の途中の面を階段形状の最下部としても良い。他にも、基板１０２と第１クラッド層１０４とが接する面を階段形状の最下部としても良い。
【００６５】
また、ここでは、位置Ｘ１と位置Ｘ２の間隔、及び位置Ｘ２と位置Ｘ３の間隔は等しい間隔でも良く、それぞれ異なる間隔に設定しても良い。
【００６６】
上記階段形状の１段あたりの段差は、上面１１３からなる最上部と、任意の層の途中からなる最下部との間に、任意な段数の段差を設置しても良い。本実施形態では、階段形状の段差、すなわち、位置Ｙ０と位置Ｙ１の間隔、位置Ｙ１と位置Ｙ２の間隔、位置Ｙ２と位置Ｙ３の間隔を総て等しい間隔に設定したが、それぞれ異なる間隔に設定しても良い。射出光２０及び射出光２２が効率良く射出する条件に設定しても良い。
【００６７】
第１接続部分１４０は、第１利得部分１６２と第３利得部分１６４の接続部に隣接した位置に形成されている。第１接続部分１４０は、第１利得部分１６２に隣接した位置と、第３利得部分１６４に隣接した位置と、のいずれかを含んで形成することができる。また、第１接続部分１４０は、第１利得領域１６０を挟んで、第３面１３４側と第４面１３６側との両方で同じ階段状の断面になるように形成されていることが望ましい。これにより、第１利得部分１６２と第３利得部分１６４との結合効率をより高くすることができる。
【００６８】
同様に、第２接続部分１５０は、第２利得部分１７２と第４利得部分１７４の接続部に隣接した位置に形成されている。第２接続部分１５０は、第２利得部分１７２に隣接した位置と、第４利得部分１７４に隣接した位置と、のいずれかを含んで形成することができる。また、第２接続部分１５０は、第２利得領域１７０を挟んで、第３面１３４側と第４面１３６側との両方で同じ階段状の断面になるように形成されていることが望ましい。これにより、第２利得部分１７２と第４利得部分１７４との結合効率をより高くすることができる。
【００６９】
図５は、図１のＶ−Ｖ’線に沿った利得領域の有効屈折率プロファイルである。また、図５において横軸は位置を示し位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３は、図４に示す位置Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３と同じ位置を示している。縦軸は有効屈折率を示し、図中上側の有効屈折率が高くなっている。屈折率ｎ１は、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の有効屈折率であり、屈折率ｎ３は第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４の有効屈折率である。屈折率ｎ１２は、位置Ｘ１と位置Ｘ２との間の有効屈折率であり、屈折率ｎ２３は、位置Ｘ２と位置Ｘ３との間の有効屈折率である。
【００７０】
図４に示すように、第１接続部分１４０の断面形状が、前記したように階段形状に形成すると、第５利得部分１６６の有効屈折率プロファイルは、図５に示すように、位置Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３を境におおよそ階段状となる。絶縁層１１６は第１クラッド層１０４、活性層１０６、第２クラッド層１０８に比べて誘電率が小さくなっている。そして、位置Ｘ１、位置Ｘ２、位置Ｘ３と移行するに従って、第１利得領域１６０の側面を絶縁層１１６が占める割合が小さくなっている。そして、第１利得領域１６０の側面を絶縁層１１６が占める割合が小さい程、有効屈折率が大きくなる。この内容は第２利得領域１７０においても同様である。
【００７１】
すなわち、有効屈折率ｎ１、ｎ１２、ｎ２３、ｎ３の大小関係は、ｎ１＜ｎ１２＜ｎ２３＜ｎ３となる。本実施形態では、屈折率ｎ１２と屈折率ｎ１との屈折率差と、屈折率ｎ２３と屈折率ｎ１２との屈折率差と、屈折率ｎ３と屈折率ｎ２３との屈折率差が、互いに等しいように設定した。これに限らず、接続部分の階段構造の取り方や、積層体１２０の構成材料の選択によって、任意に屈折率差を決定することができる。
【００７２】
第１接続部分１４０では第１利得部分１６２側から第３利得部分１６４側に移行するのに従って有効屈折率が高くなっている。そして、第１利得部分１６２では柱状部１１１が円弧状であり、第１利得領域１６０の側面を光が反射して進行している。そして、第１接続部分１４０において、第１利得領域１６０は円弧状から直線状に切り替わる。このとき、有効屈折率が急に切り替わると光が第１利得領域１６０の側面から逸脱する率が高くなる。一方、有効屈折率を階段状に切り替えることにより、光が第１利得領域１６０の側面から逸脱しないようにすることができる。
【００７３】
つまり、第１接続部分１４０を備える事で、第１利得部分１６２から第３利得部分１６４へ光が導波する際に生じる第１利得部分１６２と第３利得部分１６４との界面での反射ロスを軽減することができる。同様に、前記の第２接続部分１５０を備える事で、第２利得部分１７２から第４利得部分１７４へ光が導波する際に生じる、第２利得部分１７２と第４利得部分１７４との界面での反射ロスを軽減することができる。結果として、第２端面１８２、第４端面１８６から、効率よく光を射出させることができる。
【００７４】
第２クラッド層１０８は、図２に示すように、活性層１０６上に形成されている。第２クラッド層１０８としては、例えば、第２導電型（例えばｐ型）のＩｎＧａＡｌＰ層等を用いることができる。
【００７５】
例えば、ｐ型の第２クラッド層１０８、不純物がドーピングされていない活性層１０６、及びｎ型の第１クラッド層１０４により、ｐｉｎダイオードが構成される。第１クラッド層１０４及び第２クラッド層１０８の各々は、活性層１０６よりも禁制帯幅が大きく、屈折率が小さい層である。活性層１０６は、光を発生させ、かつ光を増幅しつつ導波させる機能を有する。第１クラッド層１０４及び第２クラッド層１０８は、活性層１０６を挟んで、注入キャリア（電子及び正孔）並びに光を閉じ込める機能（光の漏れを抑制する機能）を有する。
【００７６】
発光装置１００は、第１電極１１２と第２電極１１４との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると、活性層１０６の第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。この生じた光を起点として、連鎖的に誘導放出が起こり、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０内で光の強度が増幅される。
【００７７】
例えば、図１に示すように、第１利得領域１６０に生じる光１０の一部は、第１利得領域１６０内で増幅された後、第１面１３０において反射して、第２利得領域１７０の第４端面１８６から射出光２２として射出されるが、反射後の第２利得領域１７０内においても光強度が増幅される。同様に、第２利得領域１７０に生じる光の一部は、第２利得領域１７０内で増幅された後、第１面１３０において反射して、第１利得領域１６０の第２端面１８２から射出光２０として射出されるが、反射後の第１利得領域１６０内においても光強度が増幅される。
【００７８】
尚、第１利得領域１６０にて発生する光の中には、直接、第２端面１８２から射出光２０として射出されるものもある。同様に、第２利得領域１７０に発生する光の中には、直接、第４端面１８６から射出光２２として射出されるものもある。これらの光も同様に各第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０内において増幅される。
【００７９】
コンタクト層１１０は、図２、図３に示すように、第２クラッド層１０８上に形成されている。すなわち、コンタクト層１１０は、第２クラッド層１０８の活性層１０６側とは反対側に形成されている。コンタクト層１１０は、第２電極１１４とオーミックコンタクトすることができる。コンタクト層１１０の上面１１３は、コンタクト層１１０と第２電極１１４との接触面であるといえる。コンタクト層１１０としては、例えば、ｐ型のＧａＡｓ層等を用いることができる。
【００８０】
図２に示すように、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の柱状部１１１は、コンタクト層１１０と、第２クラッド層１０８と、活性層１０６と、第１クラッド層１０４と、基板１０２の一部と、によって構成することができる。すなわち、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２において、コンタクト層１１０の上面１１３の平面形状は、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の平面形状と同じであるといえる。例えば、柱状部１１１の平面形状によって、第１電極１１２及び第２電極１１４間の電流経路が決定され、その結果、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の平面形状が決定される。尚、図示はしないが、柱状部１１１の側面を傾斜させることもできる。
【００８１】
図３に示すように、第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４は、いわゆる利得導波型の断面形状を有することができる。すなわち、第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４の平面形状は、絶縁層１１６の開口形状（コンタクト層１１０と第２電極１１４が接する利得部分の形状）で決定される。
【００８２】
また、図示しないが、第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４が、いわゆる屈折率導波型であってもよい。すなわち、例えば、コンタクト層１１０と、第２クラッド層１０８の一部と、によって構成された柱状部を備え、第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４の平面形状が、該柱状部の平面形状で決定される構造を取ることができる。
【００８３】
図２に示すように、絶縁層１１６は、基板１０２上であって、柱状部１１１の側方に形成されている。絶縁層１１６は、柱状部１１１の側面に接していることができる。絶縁層１１６の上面は、例えば、コンタクト層１１０の上面１１３と連続している。絶縁層１１６としては、例えば、ＳｉＮ層、ＳｉＯ2層、ＳｉＯＮ層、Ａｌ2Ｏ3層、ポリイミド層等を用いることができる。図２における絶縁層１１６と、図３における絶縁層１１６は、同じ材料で形成してもよいし、別の材料で形成してもよい。また、絶縁層１１６は、単一の材料で形成されていてもよいし、複数の材料で形成してもよい。
【００８４】
絶縁層１１６として上記の材料を用いた場合、第１電極１１２及び第２電極１１４間の電流は絶縁層１１６を避けて絶縁層１１６に挟まれた柱状部１１１を流れることができる。絶縁層１１６は活性層１０６の屈折率よりも小さい屈折率を有することができる。この場合、絶縁層１１６を形成した第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の垂直断面の有効屈折率は、絶縁層１１６を形成しない利得部分、すなわち、柱状部１１１が形成された第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の垂直断面の有効屈折率よりも小さくなる。これにより、平面方向において、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０内に効率良く光を閉じ込めることができる。尚、図示はしないが、絶縁層１１６を設けないこともできる。絶縁層１１６が空気であると解釈してもよい。
【００８５】
第１電極１１２は、基板１０２の下の全面に形成されている。第１電極１１２は、該第１電極１１２とオーミックコンタクトする層（図示の例では基板１０２）と接している。第１電極１１２は基板１０２を介して第１クラッド層１０４と電気的に接続されている。第１電極１１２は発光装置１００を駆動するための一方の電極である。第１電極１１２としては、例えば、基板１０２側からＣｒ層、ＡｕＧｅ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の順序で積層したもの等を用いることができる。
【００８６】
尚、第１クラッド層１０４と基板１０２との間に、第２コンタクト層（図示せず）を設け、ドライエッチング等により該第２コンタクト層を露出させ、第１電極１１２を第２コンタクト層上に設けることもできる。これにより、片面電極構造を得ることができる。この形態は、基板１０２が絶縁性である場合に特に有効である。
【００８７】
第２電極１１４は、コンタクト層１１０の上面１１３に接して形成されている。さらに、第２電極１１４は、絶縁層１１６上に形成されていてもよい。第２電極１１４は、コンタクト層１１０を介して、第２クラッド層１０８と電気的に接続されている。第２電極１１４は、発光装置１００を駆動するための他方の電極である。第２電極１１４としては、例えば、コンタクト層１１０側からＣｒ層、ＡｕＺｎ層、Ａｕ層の順序で積層したもの等を用いることができる。
【００８８】
以上、本実施形態にかかる発光装置１００の一例として、ＩｎＧａＡｌＰ系の場合について説明したが、発光装置１００は、発光利得領域が形成可能なあらゆる材料系を用いることができる。半導体材料であれば、例えば、ＡｌＧａＮ系、ＧａＮ系、ＩｎＧａＮ系、ＧａＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＺｎＣｄＳｅ系等の半導体材料を用いることができる。
【００８９】
本実施形態にかかる発光装置１００は、例えば、プロジェクター、ディスプレイ、照明装置、計測装置等の光源に適用されることができる。
【００９０】
本実施形態にかかる発光装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
発光装置１００によれば、第１利得領域１６０は、第１の曲率を備えた第１利得部分１６２を有し、第２利得領域１７０は、第２の曲率を備えた第２利得部分１７２を有する。そのため、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光の第２面１３２に対する入射角βを大きくすることなく、第１利得領域１６０の第２端面１８２と、第２利得領域１７０の第４端面１８６と、の間隔Ｄ（射出面の間隔Ｄ）を大きくすることができる。これにより、発光装置１００に接続して設置するレンズアレイの間隔が大きいときにも、レンズアレイに合わせて配置し射出光の放射パターンが歪むことを抑制することができる。例えば発光装置をプロジェクターの光源に用いた場合に、ライドバルブを均一に照明することができる。
【００９１】
さらに、発光装置１００によれば、第１面１３０から第２面１３２まで直線状である利得領域を用いた例に比べて、間隔Ｄを大きくするために、利得領域の全長を大きくしなくてよい。そのため、多大な電流を流す必要はなく、消費電力を抑えることができる。さらに、利得領域の全長を大きくしなくてよいので、装置全体の小型化を図ることができる。そのため、資源が無駄となることもなく、製造コストを抑えることができる。
【００９２】
以上のように、発光装置１００では、放射パターンが良好で、小型化を図りつつ、間隔Ｄを大きくすることができる。より具体的には例えば、発光装置１００では、射出面の間隔Ｄを０．２６２ｍｍ以上１５０９ｍｍ以下とし、角度βを０°以上、かつ５°以下とし、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０の全長を１．５ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることができる。
【００９３】
発光装置１００によれば、第１利得領域１６０は、垂線Ｐに対して第１角度α１で傾いて第１面１３０と接続し、第２利得領域１７０は、垂線Ｐに対して第２角度α２で傾いて第１面１３０と接続することができる。そして、第１角度α１と第２角度α２とは、臨界角以上であって、同じ大きさであることができる。そのため、第１面１３０は、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０に発生する光を、全反射させることができる。したがって、発光装置１００では、第１面１３０における光損失を抑制することができ、効率よく光を反射させることができる。さらに、第１面１３０に反射膜を形成する工程が不要となるので、製造コスト及び製造に必要な材料・資源を削減することができる。
【００９４】
発光装置１００によれば、第１面１３０は、劈開によって形成された劈開面であることができる。そのため、例えば、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術によって形成する場合に比べて、精度よく第１面１３０を形成することができ、端面における光散乱を小さくすることができる。したがって、発光装置１００では、第１面１３０における光損失を抑制することができ、効率よく光を反射させることができる。
【００９５】
２． 発光装置の製造方法
次に、本実施形態にかかる発光装置の製造方法について、図６〜図８を参照しながら説明する。図６〜図８は、発光装置の製造方法を説明するための模式図である。図７は、本実施形態にかかる発光装置１００における、第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０の形成工程を模式的に示す断面図であって、図４に対応している。図８は、本実施形態にかかる発光装置１００における、第１利得部分１６２、第２利得部分１７２の形成工程を模式的に示す断面図であって、図２に対応している。
【００９６】
図６に示すように、基板１０２上に、第１クラッド層１０４、活性層１０６、第２クラッド層１０８、及びコンタクト層１１０を、この順でエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法等を用いることができる。
【００９７】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０は接続部分の段数に応じて複数回のパターニングで形成される。ここでは、３段の階段形状を備えた接続部分の例を示している。その場合、例えば、図７（ａ）に示す位置Ｙ２を露出させる工程、図７（ｂ）に示す位置Ｙ１を露出させる工程、図７（ｃ）に示す位置Ｙ０を露出させる工程、の順に、３回のパターニングで形成する。パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて行われるので、詳細な説明を省略する。複数回のパターニングの順番は、特に限定されない。最終的に階段形状が形成できる範囲内で任意に選択することができる。すなわち、例えば、図７（ｃ）に示す位置Ｙ０を露出させる工程、図７（ｂ）に示す位置Ｙ１を露出させる工程、図７（ａ）に示す位置Ｙ２を露出させる工程、の順に行うこともできる。本工程により、第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０を形成することができる。
【００９８】
図８に示すように、続いて、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２は、コンタクト層１１０、第２クラッド層１０８、活性層１０６、第１クラッド層１０４、基板１０２をパターニングする事で形成される。パターニングは、例えば、公知のフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて行われる。また、詳細は図示しないが、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２は、前記の接続部分を形成する過程で同時に形成されてもよいし、接続部分形成とは別工程で形成してもよい。本工程により、柱状部１１１を形成することができる。
【００９９】
図２、図３、図４に示すように、柱状部１１１の側面を覆うように絶縁層１１６を形成する。絶縁層１１６としては、上述のように、ＳｉＮ層、ＳｉＯ2層、ＳｉＯＮ層、Ａｌ2Ｏ3層等の誘電体絶縁層や、ポリイミド層等の紫外線硬化樹脂層または熱硬化樹脂層を用いることができ、これらを積層させて絶縁層１１６としてもよい。尚、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２の有効屈折率と、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０を避けた利得部分の有効屈折率と、に所定の差を設けることを考慮する。そして、絶縁層１１６として、柱状部１１１との屈折率差の大きい誘電体絶縁層を用いることが望ましい。例えば、まず、誘電体絶縁層をＣＶＤ法やスパッタ法で成膜した後、ポリイミド層を塗布法により形成して、絶縁層１１６としてもよい。これにより、誘電体絶縁層を厚く成膜して絶縁層１１６とする場合に比べて、容易に（短時間で）絶縁層１１６を形成することができる。次に、例えば、公知のエッチング技術等を用いて、コンタクト層１１０の上面１１３を露出させる。以上の工程により、絶縁層１１６を形成することができる。
【０１００】
次に、コンタクト層１１０上及び絶縁層１１６上に第２電極１１４を形成する。次に、基板１０２の下面下に第１電極１１２を形成する。第１電極１１２及び第２電極１１４は、例えば、公知の真空蒸着法により形成される。尚、第１電極１１２及び第２電極１１４の形成順序は、特に限定されない。
【０１０１】
以上の工程により、本実施形態にかかる発光装置１００を製造することができる。
発光装置１００の製造方法によれば、放射パターンが良好で、小型化を図りつつ、複数の射出面の間隔を大きくすることができる発光装置１００を得ることができる。
【０１０２】
（実施形態２）
３． 発光装置の変形例
次に、実施形態２にかかる発光装置について、図面を参照しながら説明する。以下、本実施形態の変形例にかかる発光装置において、実施形態１にかかる発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１０３】
３．１． 発光装置
本実施形態が実施形態１と異なる点は接続部分がスロープ形状を成している点にある。まず、実施形態２にかかる発光装置について、図面を参照しながら説明する。図９は、実施形態２にかかる発光装置の構造を示す模式平面図である。また、図１０は、実施形態２にかかる発光装置における要部断面図であり、図９のＩＶ−ＩＶ’線に沿った断面、すなわち第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０の線断面である。図１１は、実施形態２にかかる発光装置における有効屈折率プロファイルであり、図９のＶ−Ｖ’線に沿った利得領域の有効屈折率プロファイルである。図１２〜図１４は、実施形態２にかかる発光装置の形成方法を説明するための模式図である。図１４は、図１３における、ＩV−ＩV’線に沿った利得領域の模式断面図である。尚、図９では、便宜上、第２電極１１４の図示を省略している。
【０１０４】
実施形態１では発光装置１００の第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０の断面形状が階段状であった。これに対し、図９及び図１０に示すように、発光装置２００では第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０の断面形状は、位置Ｘ１から位置Ｘ３に接近するにつれて位置Ｙ０から位置Ｙ３まで連続して柱状部１１１の高さが変化するようにスロープ形状を成している。かかる構造を成すことで、図１１に示すように、第５利得部分１６６及び第６利得部分１７６の有効屈折率は、位置Ｘ１から位置Ｘ３に接近するにつれて、屈折率ｎ１から屈折率ｎ３へ、連続して変化させることができる。
【０１０５】
図１４において、（ａ）はパターニング処理前、（ｂ）はパターニング処理の途中の状態、（ｃ）はパターニング処理後の断面図を示す。
【０１０６】
まず、図１２に示すように、第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２と第５利得部分１６６及び第６利得部分１７６を形成する位置に、ハードマスク１２２を形成する。
【０１０７】
その後、図１３及び図１４（ａ）に示すように、第１接続部分１４０及び第２接続部分１５０を形成するために、スロープ形状を有するレジスト１１８を形成する。レジスト１１８は、例えば、公知のフォトリソグラフィー技術でレジストパターンを形成した後、基板を加熱する等の手段でレジストリフロー処理を行う事で、スロープ状に形成する事ができる。ここでは、第３利得部分１６４及び第４利得部分１７４を形成する利得領域にもハードマスク１２２を形成した例を示したが、当該利得領域のマスクを、ハードマスクではなくレジストで形成してもよい。
【０１０８】
次に、上記方法で形成したレジスト１１８をマスクとして、エッチングを行う。レジスト１１８がスロープ形状を成しているため、エッチング後は、この形状がエピタキシャル結晶基板（ここでは、基板１０２と、第１クラッド層１０４と、活性層１０６と、第２クラッド層１０８と、コンタクト層１１０と、からなる多層基板をいう）に転写される。この際、レジスト１１８のエッチングレートと、エピタキシャル結晶基板とのエッチングレートが、おおよそ等しく、かつ、垂直性の高いエッチング条件を用いるのが望ましい。これにより、図１４（ｂ）の状態を経て、図１４（ｃ）のように、より正確にレジスト１１８の形状をエピタキシャル結晶基板に転写することができる。
【０１０９】
以上の工程により、断面形状がスロープ形状である第１接続部分１４０、第２接続部分１５０を形成することができる。
【０１１０】
発光装置２００によれば、発光装置１００と同じように、第１利得部分１６２から第３利得部分１６４へ光が導波する際に生じる、第１利得部分１６２と第３利得部分１６４との界面での反射ロスを軽減することができる。同様に、第２接続部分１５０を備える事で、第２利得部分１７２から第４利得部分１７４へ光が導波する際に生じる、第２利得部分１７２と第４利得部分１７４との界面での反射ロスを軽減することができる。結果として、第２端面１８２及び第４端面１８６から、効率よく光を射出させることができる。
【０１１１】
（実施形態３）
３．２． 発光装置の変形例
（直線導波路を介して反射端面に入射）
まず、実施形態３にかかる発光装置について、図面を参照しながら説明する。図１５は、実施形態３かかる発光装置の構造を示す模式平面図である。尚、図１５では、便宜上、第２電極１１４の図示を省略している。以下、本実施形態にかかる発光装置において、実施形態１にかかる発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１２】
発光装置１００の例では、曲率を有する第１利得部分１６２及び第２利得部分１７２が、第１面１３０と接続していた。これに対し、発光装置３００では、図１５に示すように、直線状の第７利得部分１６８及び第８利得部分１７８が第１面１３０と接続している。
【０１１３】
すなわち、第１利得領域１６０は、第１面１３０から第１利得部分１６２まで、直線状に設けられた第７利得部分１６８を有する。つまり、第７利得部分１６８は、第１利得領域１６０の第１端面１８０を構成している。第７利得部分１６８は、垂線Ｐに対して一方側（例えば第３面１３４側）に第１角度α１で傾いている。第７利得部分１６８は、円弧状の第１利得部分１６２と滑らかに接続されている。例えば、第７利得部分１６８は、第１利得部分１６２と第７利得部分１６８との境界上の点における接線と平行となるように設けられている。
【０１１４】
第２利得領域１７０は、第１面１３０から第２利得部分１７２まで、直線状に設けられた第８利得部分１７８を有する。つまり、第８利得部分１７８は、第２利得領域１７０の第３端面１８４を構成している。第８利得部分１７８は、垂線Ｐに対して他方側（例えば第４面１３６側）に第２角度α２で傾いている。第８利得部分１７８は、円弧状の第２利得部分１７２と滑らかに接続されている。例えば、第２利得部分１７２と第８利得部分１７８との境界上の点では第２利得部分１７２の接線と第８利得部分１７８の接線とが平行となるように設けられている。第７利得部分１６８及び第８利得部分１７８は、垂線Ｐに関して対称に配置されていてもよい。
【０１１５】
発光装置３００によれば、上述のように、直線状の第７利得部分１６８及び第８利得部分１７８が、第１面１３０に設けられた第１端面１８０及び第３端面１８４を構成している。そのため、発光装置３００では、発光装置１００の例に比べて、より確実に、第１利得領域１６０において発生し第１面１３０において反射する光を第２利得領域１７０に入射させ、第２利得領域１７０において発生し第１面１３０において反射する光を第１利得領域１６０に入射させることができる。
【０１１６】
（実施形態４）
３．３． 発光装置の変形例
次に、実施形態４にかかる発光装置について、図面を参照しながら説明する。図１６は、実施形態４にかかる発光装置の構造を示す模式平面図である。尚、図１６では、便宜上、第２電極１１４の図示を省略している。以下、本実施形態にかかる発光装置において、実施形態１にかかる発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１７】
発光装置１００の例では、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０は、１つずつ設けられていた。これに対し、発光装置４００では、図１６に示すように、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０の各々は、複数設けられている。
【０１１８】
すなわち、第１利得領域１６０及び第２利得領域１７０は、利得領域対４５０を構成することができ、発光装置４００では、複数の利得領域対４５０が設けられている。図示の例では、３つの利得領域対４５０が設けられているが、その数は特に限定されない。
【０１１９】
複数の利得領域対４５０は、垂線Ｐの延びる方向と直交する方向に沿って、配列されている。より具体的には、隣り合う利得領域対４５０において、一方の利得領域対４５０の第４端面１８６と、他方の利得領域対４５０の第２端面１８２と、の間隔がＤとなるように（射出面の間隔となるように）配列されている。これにより、後述するレンズアレイに、簡易に射出光２０，２２を入射させることができる。
【０１２０】
発光装置４００によれば、発光装置１００の例に比べて、高出力化を図ることができる。
【０１２１】
（実施形態５）
４． プロジェクター
次に、実施形態５にかかるプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図１７は、実施形態５にかかるプロジェクターの構造を示す模式図である。図１８は、実施形態５にかかるプロジェクターの構成を示す要部模式図である。尚、図１７では、便宜上、プロジェクターを構成する筐体を省略し、さらに光源を簡略化して図示している。また、図１８では、便宜上、光源、レンズアレイ、及び液晶ライトバルブについて図示し、さらに光源を簡略化して図示している。
【０１２２】
図１７に示すように、プロジェクター７００は、赤色光、緑色光、青色光を射出する赤色光源６００Ｒ、緑色光源６００Ｇ、青色光源６００Ｂを含む。光源６００Ｒ，６００Ｇ，６００Ｂは、本実施形態にかかる発光装置１００、発光装置２００、発光装置３００、発光装置４００のいずれかを備えている。以下の例では、本発明にかかる発光装置として発光装置４００を有する光源６００Ｒ，６００Ｇ，６００Ｂについて説明する。
【０１２３】
図１９は、実施形態５にかかるプロジェクターの光源を示す模式図である。図２０は、実施形態５かかるプロジェクターの光源を示す模式側断面図であり、図１９のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。
【０１２４】
光源６００は、図１９及び図２０に示すように、発光装置４００と、ベース６１０と、サブマウント６２０と、を有している。
【０１２５】
２つの発光装置４００とサブマウント６２０とで構造体６３０を構成することができる。構造体６３０はベース６１０上に複数設けられ、図１９に示すように、発光装置４００の射出面となる第２端面１８２、第４端面１８６の配列方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に配列している。構造体６３０は、Ｘ方向の射出面の間隔とＹ方向の射出面の間隔とが同じになるように、配列されることができる。これにより、発光装置４００から射出される光を、簡易に、レンズアレイ７０２Ｒ、レンズアレイ７０２Ｇ、レンズアレイ７０２Ｂのレンズアレイ７０２に入射させることができる。
【０１２６】
構造体６３０を構成する２つの発光装置４００は、サブマウント６２０を挟んで配置されている。２つの発光装置４００は、サブマウント６２０を介して第２電極１１４同士が対向するように配置されている。サブマウント６２０の第２電極１１４と接する面には、例えば、配線が形成されている。これにより、複数の第２電極１１４の各々に個別に電圧を供給することができる。サブマウント６２０の材質としては、例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムが挙げられる。
【０１２７】
ベース６１０は、構造体６３０を支持している。図２０に示す例では、ベース６１０は、複数の発光装置４００の第１電極１１２と接続されている。これにより、ベース６１０は、複数の第１電極１１２の共通電極として機能することができる。ベース６１０の材質としては、例えば、銅、アルミニウムが挙げられる。図示はしないが、ベース６１０は、ペルチェ素子を介して、ヒートシンクと接続されていてもよい。
【０１２８】
尚、構造体６３０の形態は、図１９及び図２０に示す例に限定されない。図２１及び図２２は、実施形態５かかるプロジェクターの光源の変形例を示す模式側断面図である。例えば、図２１に示すように、構造体６３０を構成する２つの発光装置４００は、サブマウント６２０を介して、一方の発光装置４００の第１電極１１２と、他方の発光装置４００の第２電極１１４とが対向するように配置されていてもよい。また、図２２に示すように、２つの発光装置４００の第１電極１１２が、共通電極となるように配置されていてもよい。
【０１２９】
図１７に示すように、プロジェクター７００は、さらに、レンズアレイ７０２Ｒ，７０２Ｇ，７０２Ｂと、光変調装置としての透過型の液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂと、投射装置としての投射レンズ７０８と、表示面としてのスクリーン７１０と、を含む。
【０１３０】
光源６００Ｒ，６００Ｇ，６００Ｂから射出された光は、各レンズアレイ７０２Ｒ，７０２Ｇ，７０２Ｂに入射する。図１８に示すように、レンズアレイ７０２は、光源６００側に、第２端面１８２及び第４端面１８６から射出される射出光２０，２２が入射する平坦面７０１を有することができる。平坦面７０１は、複数の第２端面１８２及び第４端面１８６に対応して複数設けられ、等間隔で配置されている。平坦面７０１によって、射出光２０，２２の光軸を、液晶ライトバルブ７０４の照射面７０５に対して、直交させることができる。
【０１３１】
レンズアレイ７０２は、液晶ライトバルブ７０４側に、凸曲面７０３を有することができる。凸曲面７０３は、複数の平坦面７０１に対応して複数設けられ、等間隔で配置されている。平坦面７０１において光軸が変換された射出光２０，２２は、凸曲面７０３によって、集光される、または拡散角を小さくされることにより、重畳（一部重畳）されることができる。これにより、均一性よく液晶ライトバルブ７０４を照射することができる。
【０１３２】
以上のように、レンズアレイ７０２は、光源６００から射出される射出光２０，２２の光軸を制御して、射出光２０，２２を集光させることができる。
【０１３３】
図１７に示すように、各レンズアレイ７０２Ｒ，７０２Ｇ，７０２Ｂによって集光された光は、各液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂに入射する。各液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂは、入射した光をそれぞれ画像情報に応じて変調する。そして、投射レンズ７０８は、液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン（表示面）７１０に投射する。
【０１３４】
また、プロジェクター７００は、液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂから射出された光を合成して投射レンズ７０８に導く色光合成手段としてのクロスダイクロイックプリズム７０６を、含むことができる。
【０１３５】
各液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム７０６に入射する。このプリズムは、４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は、投射光学系である投射レンズ７０８によりスクリーン７１０上に投射され、拡大された画像が表示される。
【０１３６】
プロジェクター７００によれば、放射パターンが良好で、小型化を図りつつ、複数の射出面の間隔を所望の値に設計することができる発光装置４００を有する。そのため、プロジェクター７００では、レンズアレイ７０２のアライメントが容易で、均一性よく液晶ライトバルブ７０４を照射することができる。
【０１３７】
尚、上述の例では、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）が挙げられる。また、投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。
【０１３８】
また、光源６００を、光源６００からの光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置である走査手段を有するような走査型の画像表示装置（プロジェクター）の光源装置にも適用することが可能である。
【０１３９】
上記のプロジェクター７００が備える光源６００には発光装置４００が搭載されている。発光装置４００は効率良く射出光２０及び射出光２２を射出するので、プロジェクター７００は効率よく光を射出することができる。
【０１４０】
上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態及び各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０１４１】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。したがって、このような変形例は総て本発明の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１４２】
１０４…第１層としての第１クラッド層、１０６…第３層としての活性層、１０８…第２層としての第２クラッド層、１１０…第４層としてのコンタクト層、１１２…第１電極、１１４…第２電極、１１６…絶縁層、１２０…積層体、１３０…第１面、１３２…第２面、１６０…第１利得領域、１６２…第１利得部分、１６４…第３利得部分、１６６…第５利得部分、１６８…第７利得部分、１７０…第２利得領域、１７２…第２利得部分、１７４…第４利得部分、１７６…第６利得部分、１７８…第８利得部分、６００…発光装置としての光源、６００Ｂ…発光装置としての青色光源、６００Ｇ…発光装置としての緑色光源、６００Ｒ…発光装置としての赤色光源、７００…プロジェクター、７０２，７０２Ｂ，７０２Ｇ，７０２Ｒ…マイクロレンズとしてのレンズアレイ、７０４，７０４Ｂ，７０４Ｇ，７０４Ｒ…光変調装置としての液晶ライトバルブ、７０８…投射装置としての投射レンズ、α１…第１角度、α２…第２角度。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１層、第２層、前記第１層と前記第２層とに挟まれた第３層、及び前記第２層の前記第３層側とは反対側に形成された第４層を有する積層体と、
前記第１層に電気的に接続された第１電極と、
前記第２層に電気的に接続され、前記第４層と接する第２電極と、
を含み、
前記第３層は、光を発生させ、かつ光が導波する、第１利得領域及び第２利得領域を有し、前記積層体の積層方向から見て、前記第１利得領域及び前記第２利得領域の形状は、前記第４層と前記第２電極との接触面と同じ形状であり、
前記第１層及び前記第２層は、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の漏れを抑制する層であり、
前記第４層は、前記第２電極とオーミックコンタクトする層であり、
前記第３層は、互いに対向する第１面及び第２面を有し、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の波長帯において、前記第１面の反射率は、前記第２面の反射率よりも高く、前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記第１面から前記第２面まで設けられ、
前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記第１面の垂線に対して一方側に傾いて前記第１面と接続し、
前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記垂線に対して他方側に傾いて前記第１面と接続し、
前記第１利得領域と前記第２利得領域とは、前記積層体の積層方向から見て、同じ傾きに傾いて前記第２面と接続し、
前記第１利得領域の前記第１面側の端面と、前記第２利得領域の前記第１面側の端面とは、前記第１面において重なっており、
前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第１の曲率を備えた第１利得部分と、直線状の第３利得部分と、前記第１利得部分と前記第３利得部分とに接続する第５利得部分と、を有し、
前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第２の曲率を備えた第２利得部分と、直線状の第４利得部分と、前記第２利得部分と前記第４利得部分とに接続する第６利得部分と、を有し、
前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、絶縁層に挟まれており、前記第１利得部分及び前記第２利得部分と接する前記絶縁層の有効屈折率を第１屈折率とし、前記第３利得部分及び前記第４利得部分と接する有効屈折率を第２屈折率とするとき、前記第５利得部分及び前記第６利得部分と接する屈折率は、前記第１利得部分及び前記第３利得部分から前記第２利得部分及び前記第４利得部分に接近するに従って、前記第１屈折率から前記第２屈折率に階段状に切り替わることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
第１層、第２層、前記第１層と前記第２層とに挟まれた第３層、及び前記第２層の前記第３層側とは反対側に形成された第４層を有する積層体と、
前記第１層に電気的に接続された第１電極と、
前記第２層に電気的に接続され、前記第４層と接する第２電極と、
を含み、
前記第３層は、光を発生させ、かつ光が導波する、第１利得領域及び第２利得領域を有し、前記積層体の積層方向から見て、前記第１利得領域及び前記第２利得領域の形状は、前記第４層と前記第２電極との接触面と同じ形状であり、
前記第１層及び前記第２層は、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の漏れを抑制する層であり、
前記第４層は、前記第２電極とオーミックコンタクトする層であり、
前記第３層は、互いに対向する第１面及び第２面を有し、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の波長帯において、前記第１面の反射率は、前記第２面の反射率よりも高く、前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記第１面から前記第２面まで設けられ、
前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記第１面の垂線に対して一方側に傾いて前記第１面と接続し、
前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記垂線に対して他方側に傾いて前記第１面と接続し、
前記第１利得領域と前記第２利得領域とは、前記積層体の積層方向から見て、同じ傾きに傾いて前記第２面と接続し、
前記第１利得領域の前記第１面側の端面と、前記第２利得領域の前記第１面側の端面とは、前記第１面において重なっており、
前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第１の曲率を備えた第１利得部分と、直線状の第３利得部分と、前記第１利得部分と前記第３利得部分とに接続する第５利得部分と、を有し、
前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第２の曲率を備えた第２利得部分と、直線状の第４利得部分と、前記第２利得部分と前記第４利得部分とに接続する第６利得部分と、
を有し、
前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、絶縁層に挟まれており、前記第１利得部分及び前記第２利得部分と接する前記絶縁層の有効屈折率を第１屈折率とし、前記第３利得部分及び前記第４利得部分と接する有効屈折率を第２屈折率とするとき、前記第５利得部分及び前記第６利得部分と接する屈折率は、前記第１利得部分及び前記第３利得部分から前記第２利得部分及び前記第４利得部分に接近するに従って、前記第１屈折率から前記第２屈折率に連続して切り替わることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発光装置において、
前記第１利得領域は、前記垂線に対して第１角度で傾いて前記第１面と接続し、
前記第２利得領域は、前記垂線に対して第２角度で傾いて前記第１面と接続し、
前記第１角度と前記第２角度とは、臨界角以上であって、同じ大きさであることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置において、
前記第１利得領域は、
前記第１面から前記第１利得部分まで、直線状に設けられた第７利得部分を有し、
前記第２利得領域は、
前記第１面から前記第２利得部分まで、直線状に設けられた第８利得部分を有することを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置において、
前記第１利得部分及び前記第２利得部分は、前記積層体の積層方向から見て、円弧の形状を有することを特徴とする発光装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置において、
前記第１面は、劈開面であることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置と、
前記発光装置から射出された光を集光するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズによって集光された光を、画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、
を含むことを特徴とするプロジェクター。
【請求項１】
第１層、第２層、前記第１層と前記第２層とに挟まれた第３層、及び前記第２層の前記第３層側とは反対側に形成された第４層を有する積層体と、
前記第１層に電気的に接続された第１電極と、
前記第２層に電気的に接続され、前記第４層と接する第２電極と、
を含み、
前記第３層は、光を発生させ、かつ光が導波する、第１利得領域及び第２利得領域を有し、前記積層体の積層方向から見て、前記第１利得領域及び前記第２利得領域の形状は、前記第４層と前記第２電極との接触面と同じ形状であり、
前記第１層及び前記第２層は、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の漏れを抑制する層であり、
前記第４層は、前記第２電極とオーミックコンタクトする層であり、
前記第３層は、互いに対向する第１面及び第２面を有し、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の波長帯において、前記第１面の反射率は、前記第２面の反射率よりも高く、前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記第１面から前記第２面まで設けられ、
前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記第１面の垂線に対して一方側に傾いて前記第１面と接続し、
前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記垂線に対して他方側に傾いて前記第１面と接続し、
前記第１利得領域と前記第２利得領域とは、前記積層体の積層方向から見て、同じ傾きに傾いて前記第２面と接続し、
前記第１利得領域の前記第１面側の端面と、前記第２利得領域の前記第１面側の端面とは、前記第１面において重なっており、
前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第１の曲率を備えた第１利得部分と、直線状の第３利得部分と、前記第１利得部分と前記第３利得部分とに接続する第５利得部分と、を有し、
前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第２の曲率を備えた第２利得部分と、直線状の第４利得部分と、前記第２利得部分と前記第４利得部分とに接続する第６利得部分と、を有し、
前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、絶縁層に挟まれており、前記第１利得部分及び前記第２利得部分と接する前記絶縁層の有効屈折率を第１屈折率とし、前記第３利得部分及び前記第４利得部分と接する有効屈折率を第２屈折率とするとき、前記第５利得部分及び前記第６利得部分と接する屈折率は、前記第１利得部分及び前記第３利得部分から前記第２利得部分及び前記第４利得部分に接近するに従って、前記第１屈折率から前記第２屈折率に階段状に切り替わることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
第１層、第２層、前記第１層と前記第２層とに挟まれた第３層、及び前記第２層の前記第３層側とは反対側に形成された第４層を有する積層体と、
前記第１層に電気的に接続された第１電極と、
前記第２層に電気的に接続され、前記第４層と接する第２電極と、
を含み、
前記第３層は、光を発生させ、かつ光が導波する、第１利得領域及び第２利得領域を有し、前記積層体の積層方向から見て、前記第１利得領域及び前記第２利得領域の形状は、前記第４層と前記第２電極との接触面と同じ形状であり、
前記第１層及び前記第２層は、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の漏れを抑制する層であり、
前記第４層は、前記第２電極とオーミックコンタクトする層であり、
前記第３層は、互いに対向する第１面及び第２面を有し、前記第１利得領域及び前記第２利得領域に発生する光の波長帯において、前記第１面の反射率は、前記第２面の反射率よりも高く、前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記第１面から前記第２面まで設けられ、
前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記第１面の垂線に対して一方側に傾いて前記第１面と接続し、
前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、前記垂線に対して他方側に傾いて前記第１面と接続し、
前記第１利得領域と前記第２利得領域とは、前記積層体の積層方向から見て、同じ傾きに傾いて前記第２面と接続し、
前記第１利得領域の前記第１面側の端面と、前記第２利得領域の前記第１面側の端面とは、前記第１面において重なっており、
前記第１利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第１の曲率を備えた第１利得部分と、直線状の第３利得部分と、前記第１利得部分と前記第３利得部分とに接続する第５利得部分と、を有し、
前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、第２の曲率を備えた第２利得部分と、直線状の第４利得部分と、前記第２利得部分と前記第４利得部分とに接続する第６利得部分と、
を有し、
前記第１利得領域及び前記第２利得領域は、前記積層体の積層方向から見て、絶縁層に挟まれており、前記第１利得部分及び前記第２利得部分と接する前記絶縁層の有効屈折率を第１屈折率とし、前記第３利得部分及び前記第４利得部分と接する有効屈折率を第２屈折率とするとき、前記第５利得部分及び前記第６利得部分と接する屈折率は、前記第１利得部分及び前記第３利得部分から前記第２利得部分及び前記第４利得部分に接近するに従って、前記第１屈折率から前記第２屈折率に連続して切り替わることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発光装置において、
前記第１利得領域は、前記垂線に対して第１角度で傾いて前記第１面と接続し、
前記第２利得領域は、前記垂線に対して第２角度で傾いて前記第１面と接続し、
前記第１角度と前記第２角度とは、臨界角以上であって、同じ大きさであることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置において、
前記第１利得領域は、
前記第１面から前記第１利得部分まで、直線状に設けられた第７利得部分を有し、
前記第２利得領域は、
前記第１面から前記第２利得部分まで、直線状に設けられた第８利得部分を有することを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置において、
前記第１利得部分及び前記第２利得部分は、前記積層体の積層方向から見て、円弧の形状を有することを特徴とする発光装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置において、
前記第１面は、劈開面であることを特徴とする発光装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置と、
前記発光装置から射出された光を集光するマイクロレンズと、
前記マイクロレンズによって集光された光を、画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、
を含むことを特徴とするプロジェクター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図９】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図９】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２４４０２８（Ｐ２０１２−２４４０２８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４４２２（Ｐ２０１１−１１４４２２）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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