JP5911003B2 - 面発光レーザ素子、面発光レーザアレイ、光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、面発光レーザ素子、面発光レーザアレイ、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、基板に垂直な方向にレーザ光を射出する面発光レーザ素子、面発光レーザアレイ、前記面発光レーザ素子又は面発光レーザアレイを有する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。

垂直共振器型の面発光レーザ素子（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）は、基板に垂直な方向に光を射出するものであり、基板に平行な方向に光を射出する端面発光型の半導体レーザ素子よりも低価格、低消費電力、小型、２次元デバイスに好適、かつ、高性能であることから、近年、注目されている。

面発光レーザ素子の応用分野としては、プリンタにおける光書き込み系の光源（発振波長：７８０ｎｍ帯）、光ディスク装置における書き込み用光源（発振波長：７８０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯）、光ファイバを用いるＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの光伝送システムの光源（発振波長：７８０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯、１．３μｍ帯、１．５μｍ帯）が挙げられる。さらには、ボード間、ボード内、集積回路（ＬＳＩ：Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）のチップ間、及び集積回路のチップ内の光伝送用の光源としても期待されている。

これらの応用分野においては、面発光レーザ素子から射出される光（以下では、「射出光」ともいう）は、横モードが単一で高出力であることが望まれている。特に、基本横モード発振で高出力である用途が多い。このためには、高次横モードの発振を抑制することが必要であり、様々な試みがなされている。

例えば、特許文献１には、下部多層膜反射鏡、活性層領域、及び下部多層膜反射鏡と共に共振器を構成する上部多層膜反射鏡が順次積層された半導体基板と、該上部多層膜反射鏡の上層に設けられ、且つ活性層領域で発生したレーザ光の出射領域を形成する開口部が穿設された上部電極と、上部電極と下部多層膜反射鏡との間に設けられ、電流流路の周縁部を絶縁化して形成された電流狭窄部と、を備え、上部電極に対応する領域の共振器の反射率に基づいて、レーザ光の高次横モードにおける共振器の光学損失とレーザ光の基本横モードにおける共振器の光学損失との差が大きくなるように、上部電極の開口部径及び電流狭窄部の開口部径を定めた面発光型半導体レーザが開示されている。この面発光型半導体レーザは、少なくとも射出領域中心から離れた領域で光強度が強い高次横モードにロスを与えて、射出領域中心部で光強度が強く中心から離れた領域で弱い基本横モードを選択的に発振させるものである。具体的には電流狭窄部より電極開口径が０．５μｍ大きい。

また、レーザ光が射出される射出面上に、射出領域を取り囲んで設けられた上部電極を有し、更に射出領域内で中心部と周辺部との反射率が異なるように設計された透明な誘電体膜によるモード選択用のフィルタを設けたものが提案されている（例えば、特許文献２〜４参照）。具体的には、射出領域内で中心部の反射率が周辺部より高く、基本横モード動作をしやすくさせて基本モード出力を高くしたものや、周辺部の反射率が中心部より高く、高次横モード動作をしやすくさせたものがある。

また、射出光の偏光方向を制御する点についても様々な試みがなされている（例えば、特許文献５及び特許文献６参照）。

さらに、高次横モードの発振制御と偏光方向の制御とを両立させることが検討された（例えば、特許文献７及び特許文献８参照）。

しかしながら、特許文献１に開示されている面発光型半導体レーザでは、上部電極の開口部径及び電流狭窄部の開口部径に関するそれぞれの最適な寸法範囲がいずれも狭いため、量産が難しく実用的ではなかった。特に、アレイ素子では、複数の発光部の発光特性を均一にするのが困難であった。更に、射出領域の周辺部が金属部材によって遮光されているため、弱いとはいえ光強度のある基本横モードに対する損失が大きく、高出力化に不利であった。

一方、特許文献２〜特許文献４に開示されている面発光型半導体レーザでは、フィルタが透明なので、射出領域の周辺部における基本横モードに対する損失は小さい。しかしながら、該面発光型半導体レーザでは、高い出力を安定して得ることが困難であった。

また、特許文献５に開示されているレーザ装置及び特許文献６に開示されている面発光半導体レーザでは、高次横モードの発振制御と偏光方向の制御とを両立させるのは困難であるという不都合があった。

また、特許文献７に開示されている面発光型半導体レーザでは、電気抵抗の増加、及び電流密度の増加により、寿命が低下するおそれがあった。

さらに、特許文献８に開示されている面発光型半導体レーザ素子では、製造の際に複数回の結晶成長が必要であり、量産が困難であるという不都合があった。

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、高次横モードの発振を制御しつつ、偏光方向が安定している面発光レーザ素子及び面発光レーザアレイを提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、安定した光走査を行うことができる光走査装置を提供することにある。

また、本発明の第３の目的は、高品質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、活性層を含む共振器構造体と、該共振器構造体を挟んで設けられた半導体多層膜反射鏡と、光が射出される射出面上に、射出領域を取り囲んで設けられ、少なくとも一部がコンタクト層に接している電極とを備える面発光レーザ素子において、前記射出領域内に設けられ、周辺部の反射率と中心部の反射率を異ならせる誘電体膜を更に備え、前記電極における前記コンタクト層に接している部分は、前記射出領域の中心部を挟む複数の領域からなり、前記射出面に垂直な方向から見たとき、前記射出領域内の反射率の高い部分及び前記複数の領域それぞれは、第１の方向の長さが該第１の方向に直交する第２の方向の長さよりも長いことを特徴とする面発光レーザ素子である。

これによれば、高次横モードの発振を制御しつつ、偏光方向を安定させることができる。

本発明は、第２の観点からすると、本発明の面発光レーザ素子が集積された面発光レーザアレイである。

これによれば、高次横モードの発振を制御しつつ、偏光方向を安定させることができる。

本発明は、第３の観点からすると、光によって被走査面を走査する光走査装置であって、本発明の面発光レーザ素子を有する光源と、前記光源からの光を偏向する偏向器と、前記偏向器で偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と、を備える光走査装置である。

これによれば、光源が本発明の面発光レーザ素子を有しているため、安定した光走査を行うことができる。

本発明は、第４の観点からすると、光によって被走査面を走査する光走査装置であって、本発明の面発光レーザアレイを有する光源と、前記光源からの光を偏向する偏向器と、前記偏向器で偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と、を備える光走査装置である。

これによれば、光源が本発明の面発光レーザアレイを有しているため、安定した光走査を行うことができる。

本発明は、第５の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と、前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する少なくとも１つの本発明の光走査装置と、を備える画像形成装置である。

これによれば、本発明の光走査装置を備えているため、結果として、高品質の画像を形成することができる。

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。 図１における光走査装置を示す概略図である。 光源に含まれる面発光レーザ素子を説明するための図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ傾斜基板を説明するための図である。 面発光レーザ素子における複数の半導体層の積層状態を説明するための図である。 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、それぞれ面発光レーザ素子の製造方法を説明するための図（その１）である。 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、それぞれ面発光レーザ素子の製造方法を説明するための図（その２）である。 エッチングマスクを説明するための図である。 図１０の一部を拡大した図である。 図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、それぞれ面発光レーザ素子の製造方法を説明するための図（その３）である。 ｐ側の電極材料を蒸着する際のレジストパターンを説明するための図である。 図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、それぞれ面発光レーザ素子の製造方法を説明するための図（その４）である。 ｐ側電極とコンタクト層とが接している部分を説明するための図である。 面発光レーザ素子の製造方法を説明するための図（その５）である。 電流通過領域の面積と基本横モード出力との関係に及ぼすモードフィルタの影響を説明するための図である。 従来の面発光レーザ素子Ａを説明するための図（その１）である。 従来の面発光レーザ素子Ａを説明するための図（その２）である。 従来の面発光レーザ素子Ｂを説明するための図（その１）である。 従来の面発光レーザ素子Ｂを説明するための図（その２）である。 従来の面発光レーザ素子Ｃを説明するための図（その１）である。 従来の面発光レーザ素子Ｃを説明するための図（その２）である。 低反射率領域及び高反射率領域の変形例１を説明するための図である。 図２４におけるｐ側電極とコンタクト層とが接している部分を説明するための図である。 低反射率領域及び高反射率領域の変形例２を説明するための図である。 低反射率領域及び高反射率領域の変形例３を説明するための図である。 低反射率領域及び高反射率領域の変形例４を説明するための図である。 面発光レーザ素子の変形例１を説明するための図である。 図２９のＡ−Ａ断面図である。 面発光レーザ素子の変形例１におけるｐ側電極とコンタクト層とが接している部分を説明するための図である。 面発光レーザ素子の変形例２を説明するための図である。 図３２のＡ−Ａ断面図である。 面発光レーザ素子の変形例３を説明するための図である。 図３４のＡ−Ａ断面図である。 図３４のＢ−Ｂ断面図である。 面発光レーザ素子の変形例３における低反射率領域及び高反射率領域の変形例１を説明するための図である。 面発光レーザ素子の変形例３における低反射率領域及び高反射率領域の変形例２を説明するための図である。 面発光レーザ素子の変形例４を説明するための図である。 図３９のＡ−Ａ断面図である。 面発光レーザ素子の変形例４におけるｐ側電極とコンタクト層とが接している部分を説明するための図である。 面発光レーザアレイを説明するための図である。 図４２のＡ−Ａ断面図である。 カラープリンタの概略構成を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２３を用いて説明する。図１には、一実施形態に係るレーザプリンタ１０００の概略構成が示されている。

このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングユニット１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、排紙トレイ１０４３、通信制御装置１０５０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置１０６０などを備えている。なお、これらは、プリンタ筐体１０４４の中の所定位置に収容されている。

通信制御装置１０５０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

感光体ドラム１０３０は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム１０３０は、図１における矢印方向に回転するようになっている。

帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングユニット１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に沿って、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングユニット１０３５の順に配置されている。

帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。

光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面を、上位装置からの画像情報に基づいて変調された光束により走査し、感光体ドラム１０３０の表面に画像情報に対応した潜像を形成する。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。

トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ１０３２に供給される。

現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。

給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、該給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚づつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。該レジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、該記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。

転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。

定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。

除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。

クリーニングユニット１０３５は、感光体ドラム１０３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラム１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１に対向する位置に戻る。

次に、前記光走査装置１０１０の構成について説明する。

この光走査装置１０１０は、一例として図２に示されるように、偏向器側走査レンズ１１ａ、像面側走査レンズ１１ｂ、ポリゴンミラー１３、光源１４、カップリングレンズ１５、開口板１６、シリンドリカルレンズ１７、反射ミラー１８、及び走査制御装置（図示省略）などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング３０の所定位置に組み付けられている。

なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

カップリングレンズ１５は、光源１４から出力された光束を略平行光とする。

開口板１６は、開口部を有し、カップリングレンズ１５を介した光束のビーム径を規定する。

シリンドリカルレンズ１７は、開口板１６の開口部を通過した光束を、反射ミラー１８を介してポリゴンミラー１３の偏向反射面近傍に副走査対応方向に関して結像する。

光源１４とポリゴンミラー１３との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ１５と開口板１６とシリンドリカルレンズ１７と反射ミラー１８とから構成されている。

ポリゴンミラー１３は、一例として内接円の半径が１８ｍｍの６面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー１３は、副走査対応方向に平行な軸の周りを等速回転しながら、反射ミラー１８からの光束を偏向する。

偏向器側走査レンズ１１ａは、ポリゴンミラー１３で偏向された光束の光路上に配置されている。

像面側走査レンズ１１ｂは、偏向器側走査レンズ１１ａを介した光束の光路上に配置されている。そして、この像面側走査レンズ１１ｂを介した光束が、感光体ドラム１０３０の表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１３の回転に伴って感光体ドラム１０３０の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０３０上を走査する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」である。また、感光体ドラム１０３０の回転方向が「副走査方向」である。

ポリゴンミラー１３と感光体ドラム１０３０との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂとから構成されている。なお、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂの間の光路上、及び像面側走査レンズ１１ｂと感光体ドラム１０３０の間の光路上の少なくとも一方に、少なくとも１つの折り返しミラーが配置されても良い。

光源１４は、一例として図３〜図５に示されるように、面発光レーザ素子１００を有している。本明細書では、レーザ発振方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な面内における互いに直交する２つの方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として説明する。なお、図４は、図３のＡ−Ａ断面図であり、図５は、図３のＢ−Ｂ断面図である。

面発光レーザ素子１００は、発振波長が７８０ｎｍ帯の面発光レーザであり、基板１０１、下部半導体ＤＢＲ１０３、下部スペーサ層１０４、活性層１０５、上部スペーサ層１０６、上部半導体ＤＢＲ１０７、コンタクト層１０９、ｐ側電極１１３、ｎ側電極１１４、及びモードフィルタ１１５などを有している。

基板１０１は、一例として図６（Ａ）に示されるように、表面の鏡面研磨面（主面）の法線方向が、結晶方位［１ ０ ０］方向に対して、結晶方位［１ １ １］Ａ方向に向かって１５度（θ＝１５度）傾斜したｎ−ＧａＡｓ単結晶半導体基板である。すなわち、基板１０１は、いわゆる傾斜基板である。ここでは、一例として図６（Ｂ）に示されるように、結晶方位［０ −１ １］方向が＋Ｘ方向、結晶方位［０ １ −１］方向が−Ｘ方向となるように配置されている。

下部半導体ＤＢＲ１０３は、基板１０１の＋Ｚ側に不図示のバッファ層を介して積層され、ｎ−ＡｌＡｓからなる低屈折率層と、ｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる高屈折率層のペアを４０．５ペア有している。各屈折率層の間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた厚さ２０ｎｍの組成傾斜層（図４及び図５では図示省略、図７参照）が設けられている。そして、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、発振波長をλとするとλ／４の光学的厚さとなるように設定されている。なお、光学的厚さがλ／４のとき、その層の実際の厚さＤは、Ｄ＝λ／４ｎ（但し、ｎはその層の媒質の屈折率）である。

下部スペーサ層１０４は、下部半導体ＤＢＲ１０３の＋Ｚ側に積層され、ノンドープの（Ａｌ_０．１Ｇａ_０．９）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなる層である。

活性層１０５は、下部スペーサ層１０４の＋Ｚ側に積層され、３層の量子井戸層と４層の障壁層とを有する３重量子井戸構造の活性層である。各量子井戸層は、０．７％の圧縮歪みを誘起する組成であるＧａＩｎＡｓＰからなり、バンドギャップ波長が約７８０ｎｍである。また、各障壁層は、０．６％の引張歪みを誘起する組成であるＧａＩｎＰからなる。

上部スペーサ層１０６は、活性層１０５の＋Ｚ側に積層され、ノンドープの（Ａｌ_０．１Ｇａ_０．９）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなる層である。

下部スペーサ層１０４と活性層１０５と上部スペーサ層１０６とからなる部分は、共振器構造体とも呼ばれており、その厚さが１波長の光学的厚さとなるように設定されている。なお、活性層１０５は、高い誘導放出確率が得られるように、電界の定在波分布における腹に対応する位置である共振器構造体の中央に設けられている。

上部半導体ＤＢＲ１０７は、上部スペーサ層１０６の＋Ｚ側に積層され、ｐ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓからなる低屈折率層とｐ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる高屈折率層のペアを２４ペア有している。各屈折率層の間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層（図４及び図５では図示省略、図７参照）が設けられている。そして、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、λ／４の光学的厚さとなるように設定されている。

上部半導体ＤＢＲ１０７における低屈折率層の１つには、ｐ−ＡｌＡｓからなる被選択酸化層１０８が厚さ３０ｎｍで挿入されている。この被選択酸化層１０８の挿入位置は、電界の定在波分布において、活性層１０５から３番目となる節に対応する位置である。

コンタクト層１０９は、上部半導体ＤＢＲ１０７の＋Ｚ側に積層され、ｐ−ＧａＡｓからなる層である。

モードフィルタ１１５は、コンタクト層１０９の＋Ｚ側であって、射出領域内でその中心部から外れた部分に設けられ、該部分の反射率を中心部の反射率よりも低くする透明な誘電体膜からなる。

次に、面発光レーザ素子１００の製造方法について簡単に説明する。なお、上記のように、基板１０１上に複数の半導体層が積層されたものを、以下では、便宜上「積層体」ともいう。

（１）上記積層体を有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）あるいは分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ法）による結晶成長によって作成する（図８（Ａ）参照）。

ここでは、ＭＯＣＶＤ法の場合には、ＩＩＩ族の原料には、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）を用い、Ｖ族の原料には、フォスフィン（ＰＨ_３）、アルシン（ＡｓＨ_３）を用いている。また、ｐ型ドーパントの原料には四臭化炭素（ＣＢｒ_４）、ジメチルジンク（ＤＭＺｎ）を用い、ｎ型ドーパントの原料にはセレン化水素（Ｈ_２Ｓｅ）を用いている。

（２）積層体の表面に一辺がＬ１（ここでは、２５μｍ）の正方形状のレジストパターンを形成する。

（３）Ｃｌ_２ガスを用いるＥＣＲエッチング法で、上記レジストパターンをフォトマスクとして略四角柱状のメサ構造体（以下では、便宜上「メサ」と略述する）を形成する。ここでは、エッチングの底面は下部スペーサ層１０４中に位置するようにした。

（４）フォトマスクを除去する（図８（Ｂ）参照）。

（５）積層体を水蒸気中で熱処理する。これにより、被選択酸化層１０８中のＡｌ（アルミニウム）がメサの外周部から選択的に酸化され、メサの中央部に、Ａｌの酸化層１０８ａによって囲まれた酸化されていない領域１０８ｂが残留する（図９（Ａ）参照）。すなわち、発光部の駆動電流の経路をメサの中央部だけに制限する、いわゆる酸化狭窄構造体が形成される。上記酸化されていない領域１０８ｂが電流通過領域である。このようにして、例えば幅４μｍ〜６μｍ程度の略正方形状の電流通過領域が形成される。

（６）気相化学堆積法（ＣＶＤ法）を用いて、ＳｉＮからなる保護層１１１を形成する（図９（Ｂ）参照）。ここでは、保護層１１１の光学的厚さがλ／４となるようにした。具体的には、ＳｉＮの屈折率ｎが１．８６、発振波長λが７８０ｎｍであるため、実際の膜厚（＝λ／４ｎ）は約１０５ｎｍに設定した。

（７）レーザ光の射出面となるメサ上部にｐ側電極コンタクトの窓開けを行うためのエッチングマスク（マスクＭという）を作製する。ここでは、一例として図１０及び該図１０におけるメサのみを取り出して拡大した図１１に示されるように、メサの周囲、メサの側面、メサ上面の周囲、及びメサ上面の中心部を挟んで所望の偏光方向Ｐ（ここでは、Ｘ軸方向）に平行な方向に関して対向している２つの小領域（第１の小領域と第２の小領域）がエッチングされないようにマスクＭを作成する。図１１におけるＬ２は２０μｍ、Ｌ３は１３μｍ、Ｌ４は５μｍ、Ｌ５は２μｍである。

（８）ＢＨＦにて保護層１１１をエッチングし、ｐ側電極コンタクトの窓開けを行う。

（９）マスクＭを除去する（図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）参照）。そして、第１の小領域に残存している保護層１１１がモードフィルタ１１５Ａとなり、第２の小領域に残存している保護層１１１がモードフィルタ１１５Ｂとなる。すなわち、モードフィルタ１１５は、モードフィルタ１１５Ａとモードフィルタ１１５Ｂから構成されている。そして、モードフィルタ１１５Ａとモードフィルタ１１５Ｂによって挟まれる領域は、形状異方性を有している。

（１０）メサ上部の光射出部となる領域に、レジストパターンＭを形成し、ｐ側の電極材料の蒸着を行なう。ここでは、該レジストパターンＭは、図１３に示されるように、２つのモードフィルタが覆われる直径Ｌ３の円形状のパターンと、Ｘ軸方向の長さＬ５、Ｙ軸方向の長さＬ２の長方形のパターンとが重なった形状のレジストパターンである。

ｐ側の電極材料としてはＣｒ／ＡｕＺｎ／Ａｕからなる多層膜、もしくはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる多層膜が用いられる。

（１１）射出領域に蒸着された電極材料をリフトオフし、ｐ側電極１１３を形成する（図１４（Ａ）参照）。このｐ側電極１１３で囲まれた領域が射出領域である。なお、図１４（Ａ）におけるメサのみを取り出して拡大した図が図１４（Ｂ）に示されている。

本実施形態では、射出領域内の２つの小領域（第１の小領域、第２の小領域）に、光学的厚さがλ／４のＳｉＮからなる透明な誘電体膜としてモードフィルタ１１５Ａとモードフィルタ１１５Ｂが存在している。これにより、２つの小領域（第１の小領域、第２の小領域）の反射率は、射出領域の中心部の反射率よりも低くなる。すなわち、本実施形態では、射出領域内に低反射率領域（周辺部）と高反射率領域（中心部）とが存在することとなる。

そして、高反射率領域は、射出面（ここでは、ＸＹ面）内において、Ｘ軸方向の長さとＹ軸方向に長さとが異なっている。すなわち、高反射率領域は、形状異方性を有している。

また、ｐ側電極１１３とコンタクト層１０９とが接している領域（以下では、「電流注入領域」ともいう）は、図１５に示されるように、２つの領域からなり、該２つの領域は、射出領域の中心を挟んでＸ軸方向に対向している。そして、電流注入領域は、射出面（ここでは、ＸＹ面）内において、Ｙ軸方向の長さＬ１１とＸ軸方向に長さ（Ｌ１２＋Ｌ１３）とが異なっている。すなわち、電流注入領域は、形状異方性を有している。

（１２）基板１０１の裏側を所定の厚さ（例えば１００μｍ程度）まで研磨した後、ｎ側電極１１４を形成する（図１６参照）。ここでは、ｎ側電極１１４はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる多層膜である。

（１３）アニールによって、ｐ側電極１１３とｎ側電極１１４のオーミック導通をとる。これにより、メサは発光部となる。

（１４）チップ毎に切断する。

そして、種々の後工程を経て、面発光レーザ素子１００となる。

このようにして製造された面発光レーザ素子１００について、基本横モードに対する高次横モードの抑圧比ＳＭＳＲ（Ｓｉｄｅ Ｍｏｄｅ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｒａｔｉｏ）が２０ｄＢとなる光出力（基本横モード出力）と電流通過領域の面積との関係を求めた。その結果が、モードフィルタがない比較例とともに図１７に示されている。なお、ＳＭＳＲは、複写機などでは、２０ｄＢ程度以上であることが望ましいとされている。

比較例では、電流通過領域の面積を大きくしていくと、基本横モード出力が著しく低下している。これは、射出領域の周辺部に光出力のピークを持つ高次横モードが発振しやすくなるためである。

一方、面発光レーザ素子１００では、基本モード出力は比較例よりも大きく、特に電流通過領域の面積が３０μｍ^２でも２．５ｍＷ以上の基本横モード出力が得られている。

ところで、電流通過領域の面積が小さいと、動作時の電流密度が高く、素子抵抗も高く、熱特性が悪くなる。また寿命が短いなど多くの不都合がある。また、複写機などでは基本横モード出力は１ｍＷ以上あることが好ましい。

図１７から明らかなように、比較例では、基本横モード出力が１ｍＷ以上という条件を満たす電流通過領域の面積範囲が狭い。この場合には、電流通過領域の面積を再現性良く、及び均一性良く作ることは極めて困難であり、製造時の歩留りが悪い。

これに対し、面発光レーザ素子１００では、上記条件を満たす電流通過領域の面積範囲が広い。そこで、高い基本横モード出力を維持しつつ、電流通過領域の面積を大きくすることが可能となる。その結果、素子抵抗が低く、熱特性に優れ、寿命が長く、製造時の歩留りの高い面発光レーザ素子を得ることができる。

一般に、基本横モードの光出力は射出領域の中心付近で最も大きく、周辺になるにつれて低下する傾向がある。これに対して、高次横モードはモードにもよるが少なくとも射出領域の周辺部で大きくなる。通常、基本横モードの次に発振し始め、基本横モードの出力に最も影響を与える一次の横モードでは、周辺が最も強く中心に近づくにつれて弱くなる傾向がある。面発光レーザ素子１００では、射出領域の周辺部の反射率を、中心部の反射率よりも低くしているため、基本横モードに対する反射率を低下させずに高次横モードの反射率を低下させることとなり、高次横モードの発振を抑制することができる。

図１８及び図１９には、モードフィルタが設けられていない従来の標準的なデバイス構造の面発光レーザ素子（面発光レーザ素子Ａという）が示されている。

図２０及び図２１には、面発光レーザ素子Ａよりも電極の開口径を狭くした面発光レーザ素子（面発光レーザ素子Ｂという）が示されている（特許文献１参照）。この面発光レーザ素子Ｂでは、面発光レーザ素子Ａに比べて、高次横モードの発振が抑制される。更に、面発光レーザ素子Ｂでは、面発光レーザ素子Ａに比べて、ｐ側電極１１３とコンタクト層１０９との接触面積が広く、素子抵抗が低い。しかしながら、射出面の周辺領域を金属（ｐ側電極）で完全に遮光しているので出力は小さくなってしまう。

図２２及び図２３には、誘電体膜による円環状のモードフィルタが設けられている従来の面発光レーザ素子（面発光レーザ素子Ｃという）が示されている（特許文献２〜４参照）。この面発光レーザ素子Ｃでは、モードフィルタが透明な誘電体膜であるため、面発光レーザ素子Ｂに比べて、基本横モード出力は高くなる。

次に、偏光抑圧比ＰＭＳＲ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｒａｔｉｏ）について調べた。なお、偏光抑圧比ＰＭＳＲとは、所望の偏光方向における光強度とそれに直交する方向における光強度との比であり、複写機などでは１０ｄＢ以上あれば良いが、好ましくは２０ｄＢ以上あると良い。

傾斜基板を用いると偏光方向が安定し偏光抑圧比ＰＭＳＲが高くなる。面発光レーザ素子１００と同様な構造でモードフィルタがない面発光レーザ素子（面発光レーザ素子Ｄという）では、主としては傾斜基板の効果であるが、活性層などでの歪の効果も加わって、結果として傾斜軸方向（ここでは、Ｘ軸方向、図６（Ａ）参照）に偏光しやすくなる。この場合の偏光抑圧比ＰＭＳＲは、２０〜３０ｄＢであった。

一方、上記面発光レーザ素子Ｃでは、面発光レーザ素子Ｄの場合と偏光方向が９０度異なり、基板の傾斜軸に直交する方向（ここでは、Ｙ軸方向）に偏光している。そして、面発光レーザ素子Ｃでは、偏光抑圧比ＰＭＳＲは１０〜２０ｄＢであった。

これに対して、面発光レーザ素子１００では、面発光レーザ素子Ｄと同様に基板の傾斜軸方向に偏光し、偏光抑圧比ＰＭＳＲは２０〜３０ｄＢであった。すなわち、面発光レーザ素子１００は、面発光レーザ素子Ｃに対して、偏光抑圧比ＰＭＳＲが改善されている。

なお、面発光レーザ素子１００では、面発光レーザ素子Ｃに対して、モードフィルタの一部が欠損しているため、基本モード出力は面発光レーザ素子Ｃよりも若干低下したもののほとんど同程度であった。

このように、面発光レーザ素子１００は、基本横モード出力が高く、素子抵抗が低いことに加えて、偏光抑圧比ＰＭＳＲが高い。

ところで、面発光レーザ素子１００が面発光レーザ素子Ｃよりも偏光安定性に優れている要因として、面発光レーザ素子１００では、互いに直交する２方向（ここでは、Ｘ軸方向とＹ軸方向）における光閉じ込め作用に異方性が生じていることが考えられる。

面発光レーザ素子１００では、偏光方向が基板の傾斜軸方向（ここでは、Ｘ軸方向）と一致する光を、射出領域内における相対的に反射率の高い中心部に閉じ込めようとする作用が働く。そこで、偏光方向が基板の傾斜軸方向と一致する光の発振しきい値が、偏光方向が基板の傾斜軸に直交する方向と一致する光よりも低下する。その結果、偏光抑圧比ＰＭＳＲが、面発光レーザ素子Ｃに対して、向上したと考えられる。

このように、モードフィルタを複数に分割し、中心部の相対的に反射率の高い領域に形状異方性をもたせることにより、横方向の閉じ込め作用に異方性を生じさせることが可能となる。その結果、閉じ込め作用の強い方向の偏光成分は閉じ込め作用の弱い方向の偏光成分に比べて発振しやすくなり、偏光方向を閉じ込め作用の強い方向に制御することができる。

また、ｐ側電極におけるコンタクト層と接している電流注入領域は、形状異方性を有しているため、電流の流れにも異方性が生じ、偏光方向を更に安定にすることができた。

以上説明したように、本実施形態に係る面発光レーザ素子１００によると、基板１０１上に、下部半導体ＤＢＲ１０３、下部スペーサ層１０４、活性層１０５、上部スペーサ層１０６、上部半導体ＤＢＲ１０７、コンタクト層１０９が積層されている。そして、レーザ光が射出される射出面上に、射出領域を取り囲んで設けられたｐ側電極１１３を有している。また、射出領域内には、該射出領域の中心部を取り囲んで設けられた光学的に透明な誘電体膜であるモードフィルタ１１５がλ／４の光学的厚さで形成されている。

そして、射出領域の中心部の反射率が相対的に高い部分は、射出面内の互いに直交する２方向（ここでは、Ｘ軸方向とＹ軸方向）に関して、長さが異なっている。さらに、ｐ側電極１１３におけるコンタクト層１０９に接している電流注入領域は、形状異方性を有している。

そこで、高次横モードの発振を制御しつつ、偏光方向を安定させることができる。

本実施形態に係る光走査装置１０１０によると、光源１４が面発光レーザ素子１００を有しているため、安定した光走査を行うことができる。

本実施形態に係るレーザプリンタ１０００によると、光走査装置１０１０を備えているため、高品質の画像を形成することが可能となる。

なお、上記実施形態では、傾斜基板による偏光制御作用が、偏光方向を傾斜軸方向（Ｘ軸方向）に安定させようとする作用の場合について説明したが、偏光方向を傾斜軸に直交する方向（Ｙ軸方向）に安定させようとする作用であっても良い。この場合には、所望の偏光方向を傾斜軸に直交する方向とし、図２４に示されるように、相対的に反射率の高い領域の形状が、傾斜軸方向を長手方向とするように、モードフィルタを分割すると良い。このとき、ｐ側電極におけるコンタクト層と接している部分も、Ｙ軸方向に対向するように２分割すると良い（図２５参照）。傾斜基板による偏光制御作用は、活性層の歪を含む歪状態を変えることで制御できる。

また、上記実施形態では、２分割されたモードフィルタが、射出領域の中心を通りＹ軸に平行な軸に対して対称に設けられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。射出領域の中心を通りＹ軸に平行な軸の一側と他側にそれぞれモードフィルタがあれば良い。

また、上記実施形態では、各モードフィルタの形状がドーナツを２つに割ったような形状の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、各モードフィルタの形状が、長方形状、半円形状、及び楕円形状など任意の形状であっても良い（図２６参照）。

また、上記実施形態では、２つのモードフィルタが設けられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図２７に示されるように、長楕円形状で、互いに直交する２つの方向で幅が異なっている１つのモードフィルタが設けられても良い。また、図２８に示されるように、円環状の一部が欠損した形状の１つのモードフィルタが設けられても良い。

要するに、中心部の相対的に反射率が高い領域が、所望の偏光方向とそれと垂直方向とで形状異方性を有していれば良い。

また、上記実施形態では、２つのモードフィルタが同じ材質の場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、基板の主面の法線方向が、結晶方位［１ ０ ０］方向に対して、結晶方位［１ １ １］Ａ方向に向かって１５度傾斜している場合について説明したが、これに限定されるものではない。基板の主面の法線方向が、結晶方位＜１ ０ ０＞の一の方向に対して、結晶方位＜１ １ １＞の一の方向に向かって傾斜していれば良い。

なお、上記実施形態では、保護層及びモードフィルタがＳｉＮの場合について説明したが、これに限らず、例えば、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘ、ＴｉＯｘ及びＳｉＯＮのいずれかであっても良い。それぞれの材料の屈折率に合わせて膜厚を設計することで同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、モードフィルタの光学的厚さがλ／４の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、モードフィルタの光学的厚さが３λ／４であっても良い。要するに、モードフィルタの光学的厚さがλ／４の奇数倍であれば、面発光レーザ素子１００と同様な効果を得ることができる。

また、上記実施形態において、前記面発光レーザ素子１００に代えて、図２９及び図３０に示される面発光レーザ素子１００＿１を用いても良い。なお、図３０は、図２９のＡ−Ａ断面図である。この面発光レーザ素子１００＿１は、中心部の相対的に反射率が高い領域のＹ軸方向の長さが、面発光レーザ素子１００よりも短い。そして、Ｚ軸方向からみたとき、ｐ側電極の形状は等方性を有している。しかしながら、図３１に示されるように、ｐ側電極におけるコンタクト層に接している電流注入領域は、形状異方性を保っており、面発光レーザ素子１００と同様の偏光方向制御性を有している。また、射出領域の形状異方性がなくなった分、光の発散角の異方性が小さい。

また、上記実施形態において、前記面発光レーザ素子１００に代えて、一例として図３２及び図３３に示されるように、面発光レーザ素子１００の射出領域全面に、更に光学的厚さが２λ／４のＳｉＮからなる誘電体膜１１６が積層された面発光レーザ素子１００＿２を用いても良い。この誘電体膜１１６の実際の膜厚（＝２λ／４ｎ）は、ＳｉＮの屈折率ｎが１．８６、発振波長λが７８０ｎｍであるため、約２１０ｎｍに設定される。

このとき、射出領域の中心部は、光学的厚さが２λ／４のＳｉＮからなる誘電体膜１１６で被覆される。また、モードフィルタは、光学的厚さがλ／４のＳｉＮからなる誘電体膜１１１と光学的厚さが２λ／４のＳｉＮからなる誘電体膜１１６とから構成される。すなわち、モードフィルタは、光学的厚さが３λ／４のＳｉＮからなる誘電体膜から構成されることとなる。また、射出領域の周辺部でモードフィルタを除く領域、つまり、ｐ側電極が欠けた部分（２ヶ所）も、光学的厚さが２λ／４の保護層（誘電体膜）で被覆されている。

この場合は、射出領域全部が誘電体膜１１６に被覆されていることとなるため、射出領域の酸化や汚染を抑制することができる。なお、射出領域の中心部は、誘電体膜１１６に覆われているが、その光学的厚さをλ／２の偶数倍としているため、反射率を低下させることがなく、誘電体膜１１６がない場合と同等の光学特性が得られた。

すなわち、反射率を低下させたい部分の光学的厚さがλ／４の奇数倍、それ以外の部分の光学的厚さがλ／４の偶数倍であれば、面発光レーザ素子１００と同様の効果が得られる。

また、上記実施形態において、前記面発光レーザ素子１００に代えて、一例として図３４〜図３６に示されるように、素子の中心部に２層の透明な誘電体層からなる高反射率領域が設けられ、中心部から外れた領域に１層の誘電体層からなる低反射率領域が設けられた面発光レーザ素子１００＿３を用いても良い。それぞれの誘電体層の厚さは、光学的厚さがλ／４の奇数倍に設定されている。また、メサ上面の周辺部も、２層の透明な誘電体層で被覆されている。

ここでは、中心部は、コンタクト層１０９上に、下層から順にＳｉＯ_２、ＳｉＮの２種の誘電体が積層されている。この場合、下層の誘電体層１１７の屈折率が上層の誘電体層１１１の屈折率よりも小さくなるように設定する必要がある。成膜条件にも依るが、ここでは、下層の誘電体層１１７であるＳｉＯ_２の屈折率は約１．５であり、上層の誘電体層１１１であるＳｉＮの屈折率は約１．８６である。

一方、素子の中心周辺部から外れた領域には、ＳｉＮのみが積層されている。

このように誘電体層の厚さを設定すると、中心部は通常の多層膜反射鏡と同じ構成となり、反射率が高くなる。また、中心部から外れた領域では、半導体多層膜反射鏡上に光学的厚さがλ／４の１層の誘電体層が設けられる構成となる。そして、ＳｉＮの屈折率は半導体層の屈折率に対して小さいので、この領域の反射率は低くなる。

また、面発光レーザ素子１００＿３では、中心部の反射率が高くなることにより、中心部と周辺部との反射率差を面発光レーザ素子１００よりも大きくすることができる。

この場合も、高次横モードの抑制効果が高く、基本横モード出力を高くすることができる。なお、中心部の反射率が高くなると、発振しやすくなるが光取り出し効率は低減する。そこで、例えば中心部の反射率が面発光レーザ素子１００と同じになるように、半導体ＤＢＲのペア数を低減しても良い。

すなわち、反射率を低下させたい部分の誘電体膜の光学的厚さがλ／４の奇数倍、それ以外の部分は屈折率の異なる２種類の誘電体材料を用い、それぞれの光学的厚さがλ／４の奇数倍であれば、同様の高次横モードの抑制効果が得られる。

ところで、Ｚ軸方向から見たときに、電流通過領域の中心とモードフィルタの重心位置とがずれるとレーザ光の放射角が非対称になるが、面発光レーザ素子１００＿３では、ＳｉＯ_２を成膜した後、メサ形状を確定させるエッチング用マスク形成時に同時にモードフィルタパターンを形成しているため、両者の位置合わせが自動的に行われる。そこで、電流通過領域の中心とモードフィルタの重心位置とを容易に略一致させることが可能であり、放射角を対称にすることができる。

この場合に、図３７及び図３８に示されるように、射出領域が楕円形状であっても良い。この場合も、射出面全部が誘電体膜で被覆されていることとなるため、射出面の酸化や汚染を抑制することができる。

なお、中心部の反射率が高い領域における２層の誘電体膜は、ＳｉＯ_２とＳｉＮに限定されるものではなく、例えば、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘ、ＴｉＯｘ及びＳｉＯＮのいずれかであっても良い。それぞれの材料の屈折率に合わせて膜厚を設計することで同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態において、前記面発光レーザ素子１００に代えて、一例として図３９及び図４０に示される面発光レーザ素子１００＿４を用いても良い。この面発光レーザ素子１００＿４は、中心部の相対的に反射率が高い領域のＹ軸方向の長さが、面発光レーザ素子１００＿３よりも短い。そして、Ｚ軸方向からみたとき、ｐ側電極の形状は等方性を有している。しかしながら、図４１に示されるように、ｐ側電極におけるコンタクト層に接している電流注入領域は、形状異方性を保っており、面発光レーザ素子１００＿３と同様の偏光方向制御性を有している。また、射出領域の形状異方性がなくなった分、光の発散角の異方性が小さい。

また、上記実施形態において、光源１４は、前記面発光レーザ素子１００に代えて、一例として図４２に示される面発光レーザアレイ１００Ｍを有しても良い。

この面発光レーザアレイ１００Ｍは、複数（ここでは２１個）の発光部が同一基板上に配置されている。ここでは、図４２におけるＸ軸方向は主走査対応方向であり、Ｙ軸方向は副走査対応方向である。複数の発光部は、すべての発光部をＹ軸方向に伸びる仮想線上に正射影したときに、隣接する発光部間隔が等間隔ｄ２となるように配置されている。すなわち、２１個の発光部は、２次元的に配列されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいう。また、発光部の数は２１個に限定されるものではない。

各発光部は、図４２のＡ−Ａ断面図である図４３に示されるように、前述した面発光レーザ素子１００と同様な構造を有している。そして、この面発光レーザアレイ１００Ｍは、前述した面発光レーザ素子１００と同様な方法で製造することができる。そこで、各発光部間で均一な偏光方向を持ち、高いシングルモード出力で複数のレーザ光を得ることができる。従って、円形で且つ光密度の高い微小な光スポットを２１個同時に感光体ドラム１０３０上に形成することが可能である。

また、面発光レーザアレイ１００Ｍでは、各発光部を副走査対応方向に延びる仮想線上に正射影したときの発光部間隔が等間隔ｄ２であるので、点灯のタイミングを調整することで感光体ドラム１０３０上では副走査方向に等間隔で発光部が並んでいる場合と同様な構成と捉えることができる。

そして、例えば、上記間隔ｄ２を２．６５μｍ、光走査装置１０１０の光学系の倍率を２倍とすれば、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）の高密度書込みができる。もちろん、主走査対応方向の発光部数を増加したり、副走査対応方向のピッチｄ１を狭くして間隔ｄ２を更に小さくするアレイ配置としたり、光学系の倍率を下げる等を行えばより高密度化でき、より高品質の印刷が可能となる。なお、主走査方向の書き込み間隔は、発光部の点灯のタイミングで容易に制御できる。

また、この場合には、レーザプリンタ１０００では書きこみドット密度が上昇しても印刷速度を落とすことなく印刷することができる。また、同じ書きこみドット密度の場合には印刷速度を更に速くすることができる。また、本発明の面発光レーザ素子はシングルモード出力が高いので、高速なプリント速度と、高精細な画質を得ることができる。

また、この場合には、各発光部からの光束の偏光方向が安定して揃っているため、レーザプリンタ１０００では、高品質の画像を安定して形成することができる。

また、上記実施形態において、前記面発光レーザ素子１００に代えて、面発光レーザ素子１００と同様の発光部が１次元配列された面発光レーザアレイを用いても良い。

また、上記実施形態では、発光部の発振波長が７８０ｎｍ帯の場合について説明したが、これに限定されるものではない。感光体の特性に応じて、発光部の発振波長を変更しても良い。

また、上記各面発光レーザ素子は、画像形成装置以外の用途にも用いることができる。その場合には、発振波長は、その用途に応じて、６５０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯、９８０ｎｍ帯、１．３μｍ帯、１．５μｍ帯等の波長帯であっても良い。この場合に、活性層を構成する半導体材料は、発振波長に応じた混晶半導体材料を用いることができる。例えば、６５０ｎｍ帯ではＡｌＧａＩｎＰ系混晶半導体材料、９８０ｎｍ帯ではＩｎＧａＡｓ系混晶半導体材料、１．３μｍ帯及び１．５μｍ帯ではＧａＩｎＮＡｓ（Ｓｂ）系混晶半導体材料を用いることができる。

また、各反射鏡の材料及び構成を発振波長に応じて選択することにより、任意の発振波長に対応した発光部を形成することができる。例えば、ＡｌＧａＩｎＰ混晶などのＡｌＧａＡｓ混晶以外のものを用いることができる。なお、低屈折率層及び高屈折率層は、発振波長に対して透明で、かつ可能な限り互いの屈折率差が大きく取れる組み合わせが好ましい。

なお、上記実施形態では、光走査装置１０１０がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも用いることができる。

また、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。

例えば、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。

また、一例として図４４に示されるように、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ２０００であっても良い。

このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、ブラック用の「感光体ドラムＫ１、帯電装置Ｋ２、現像装置Ｋ４、クリーニングユニットＫ５、及び転写装置Ｋ６」と、シアン用の「感光体ドラムＣ１、帯電装置Ｃ２、現像装置Ｃ４、クリーニングユニットＣ５、及び転写装置Ｃ６」と、マゼンタ用の「感光体ドラムＭ１、帯電装置Ｍ２、現像装置Ｍ４、クリーニングユニットＭ５、及び転写装置Ｍ６」と、イエロー用の「感光体ドラムＹ１、帯電装置Ｙ２、現像装置Ｙ４、クリーニングユニットＹ５、及び転写装置Ｙ６」と、光走査装置２０１０と、転写ベルト２０８０と、定着ユニット２０３０などを備えている。

各感光体ドラムは、図４４中の矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転方向に沿って、それぞれ帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニングユニットが配置されている。各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光走査装置２０１０により光が照射され、各感光体ドラムに潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像装置により各感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写装置により、転写ベルト２０８０上の記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着ユニット２０３０により記録紙に画像が定着される。

光走査装置２０１０は、前記面発光レーザ素子１００、面発光レーザ素子１００＿１〜１００＿４のいずれかと同様な面発光レーザ素子、あるいは前記面発光レーザアレイ１００Ｍと同様な面発光レーザアレイのいずれかを含む光源を、色毎に有している。そこで、上記光走査装置１０１０と同様の効果を得ることができる。また、カラープリンタ２０００は、この光走査装置２０１０を備えているため、上記レーザプリンタ１０００と同様の効果を得ることができる。

ところで、カラープリンタ２０００では、各部品の製造誤差や位置誤差等によって色ずれが発生する場合がある。このような場合であっても、光走査装置２０１０の各光源が前記面発光レーザアレイ１００Ｍと同様な面発光レーザアレイを有していると、点灯させる発光部を選択することで色ずれを低減することができる。

以上説明したように、本発明の面発光レーザ素子及び面発光レーザアレイによれば、高次横モードの発振を制御しつつ、偏光方向を安定させるのに適している。また、本発明の光走査装置によれば、安定した光走査を行うのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高品質の画像を形成するのに適している。

１１ａ…偏向器側走査レンズ（走査光学系の一部）、１１ｂ…像面側走査レンズ（走査光学系の一部）、１３…ポリゴンミラー（偏向器）、１４…光源、１００…面発光レーザ素子、１００＿１〜１００＿４…面発光レーザ素子、１００Ｍ…面発光レーザアレイ、１０１…基板、１０３…下部半導体ＤＢＲ（半導体多層膜反射鏡の一部）、１０４…下部スペーサ層（共振器構造体の一部）、１０５…活性層、１０６…上部スペーサ層（共振器構造体の一部）、１０７…上部半導体ＤＢＲ（半導体多層膜反射鏡の一部）、１０９…コンタクト層、１１３…ｐ側電極（電極）、１１５…モードフィルタ（誘電体膜）、１０００…レーザプリンタ（画像形成装置）、１０１０…光走査装置、１０３０…感光体ドラム（像担持体）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）。

特開２００２−２０８７５５号公報 特開２００１−１５６３９５号公報 米国特許第５，９４０，４２２号明細書 特開２００６−２１０４２９号公報 特許第３９５５９２５号公報 特開平９−８３０６６号公報 特開２００７−２０１３９８号公報 特開２００４−２８９０３３号公報

Claims (11)

1. 活性層を含む共振器構造体と、該共振器構造体を挟んで設けられた半導体多層膜反射鏡と、光が射出される射出面上に、射出領域を取り囲んで設けられ、少なくとも一部がコンタクト層に接している電極とを備える面発光レーザ素子において、
   前記射出領域内に設けられ、周辺部の反射率と中心部の反射率を異ならせる誘電体膜を更に備え、
   前記電極における前記コンタクト層に接している部分は、前記射出領域の中心部を挟む複数の領域からなり、
   前記射出面に垂直な方向から見たとき、前記射出領域内の反射率の高い部分及び前記複数の領域それぞれは、第１の方向の長さが該第１の方向に直交する第２の方向の長さよりも長いことを特徴とする面発光レーザ素子。
2. 前記反射率の低い部分は、複数の小部分からなり、該複数の小部分は、前記射出領域の中心部を挟んで対向していることを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザ素子。
3. 前記反射率の高い部分の中央の幅は、前記反射率の高い部分の端部の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の面発光レーザ素子。
4. 前記射出面に垂直な方向から見たとき、前記反射率の高い部分の長手方向の端は、前記電極と隣り合うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子。
5. 前記射出面に垂直な方向から見たとき、前記反射率の高い部分の長手方向の端は、前記反射率の低い部分と隣り合うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子。
6. 前記反射率の低い部分は、光学的厚さが「発振波長／４」の奇数倍の誘電体膜を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子。
7. 前記反射率の高い部分は、光学的厚さが「発振波長／４」の偶数倍の透明な誘電体膜を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子が集積された面発光レーザアレイ。
9. 光によって被走査面を走査する光走査装置であって、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子を有する光源と、
   前記光源からの光を偏向する偏向器と、
   前記偏向器で偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と、を備える光走査装置。
10. 光によって被走査面を走査する光走査装置であって、
    請求項８に記載の面発光レーザアレイを有する光源と、
    前記光源からの光を偏向する偏向器と、
    前記偏向器で偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と、を備える光走査装置。
11. 少なくとも１つの像担持体と、
    前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する少なくとも１つの請求項９又は１０に記載の光走査装置と、を備える画像形成装置。
    
    

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