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面発光レーザーアレイの開発-プリンター用光源および光通信モジュールへの応用-

乙間 広己 ニュービジネスセンター
中山 秀生 同上
大森 誠也 同上
坂本 朗 同上
村上 朱実 同上
植木 伸明 同上
桜井 淳 同上
宮本 育昌 同上
山本 将央 同上
石井 亮次 同上
吉川 昌宏 同上
中村 毅 同上

 850nmの面発光レーザー(Vertical Cavity Surface Emitting Laser:VCSEL)が通信用光源として米国を中心に実用化されつつある。VCSELの中でも、酸化型は電気光学特性やスイッチング特性に優れているため、我々も、プリンターをはじめいくつかのアプリケーション向けに酸化型VCSELの研究開発に取り組んできた。高速高解像度レーザープリンター用の光源として、酸化アパーチャ径を小さく絞ったシングルモード6×6素子独立配線780nm酸化型VCSELアレイと、また、ポリゴンスキャナーが不要な新たな ROS(Raster Output Scanner)システム用に42μm間隔の120×12マトリクス配線780nm酸化型VCSELアレイを試作した。これらのVCSELアレイは、特性均一性が高く、レーザープリンター用光源として実用的な特性を示した。また、基本単一横モード(シングルモード)での高出力化が課題である 780nmVCSELにおいて、電極アパーチャを採用した結果、高次モードを対0次モードとの出力比20dB以上に抑圧し、3.4mW(世界最高値)まで基本単一横モード発振させることができた。一方、通信用途としてマルチモード850nm酸化型VCSELも試作し、5Gbpsまでの高速変調を確認した。この素子を3インチ基板上に1万素子作製したときの素子のしきい値電流は、平均0.736mA、標準偏差(σ)は、0.0524mAであった。これは、酸化型VCSELの3インチプロセスでの量産可能性を示す。今後、VCSELはさらに改良を重ね、多くのアプリケーションに適用されることが期待される。

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