[发明专利]半导体发光元件

权利要求书

1.一种半导体发光元件，其特征在于，

包括：

活性层；

夹着所述活性层的一对包层；和

与所述活性层光学结合的相位调制层，

所述相位调制层包括：

基本层；和

与所述基本层折射率不同的多个差异折射率区域，在规定连接最靠近而相邻的所述差异折射率区域的重心位置间的线段，并将由该线段的垂直平分线围成的最小的区域作为各个单位构成区域时，

多个所述差异折射率区域配置成，在所述相位调制层中的倒易晶格空间上的单位构成区域的内侧且明线的外侧的区域，形成具有扩散的强度不为0的图案。

2.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：

设定以所述相位调制层的厚度方向为Z轴方向的XYZ直角坐标系，在XY平面内设定了晶格常数a的假想的四方晶格的情况下，

各个所述差异折射率区域配置成，

其重心位置从所述假想的四方晶格中的晶格点位置偏离距离r，

距离r为0＜r≤0.005a。

3.如权利要求2所述的半导体发光元件，其特征在于：

距离r为0.002a≤r。

4.如权利要求1～3中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于：

所述图案是将与所述相位调制层中的XY平面平行的光出射面上形成的实空间上的二维电场强度分布作二维傅里叶变换而得到的远视野像，

关于对所述远视野像作二维逆傅里叶变换而得到并且是被给定复振幅的电磁场f(x,y)，在将虚数单位设为j，将振幅项设为A(x,y)，并将相位项设为P(x,y)时，

给定为f(x,y)＝A(x,y)×exp[jP(x,y)]，

规定连接最靠近而相邻的所述差异折射率区域的重心位置间的线段，由该线段的垂直平分线围成的最小的区域是各个单位构成区域，

关于在各个所述单位构成区域内，连结所述差异折射率区域的重心位置和晶格点位置的线段与X轴所成的角度φ，在将比例常数设为C，将常数设为B时，

给定为φ(x,y)＝C×P(x,y)+B。

5.如权利要求4所述的半导体发光元件，其特征在于：

所述远视野像中，在将实空间上的二维电场强度分布作二维傅里叶变换而得到的波数空间中的坐标(k_x,k_y)中，由多个图像区域构成、各个图像区域中的光的电磁场的复数振幅为FR(k_x,k_y)、且给定所述光的电磁场FR(k_x,k_y)的图像区域，以各自为正方形、且在给定波数空间中的归一化后的波数k_x的Kx轴方向上排列M2个、在给定归一化后的波数k_y的Ky轴方向上排列N2个的方式二维配置，其中，M2、N2为1以上的整数，

给定光的电磁场f(x,y)的所述二维逆傅里叶变换以下式给定：

6.如权利要求5所述的半导体发光元件，其特征在于：

关于表示XYZ直角坐标系的坐标(x,y,z)的球面坐标(r,θ_tilt,θ_rot)，使用矢径的长度r、所述矢径从Z轴起的倾角θ_tilt、以及所述矢径投影在所述XY平面上的线段从所述X轴起的旋转角θ_rot，满足以下的关系：

x＝r·sinθ_tilt·cosθ_rot；

y＝r·sinθ_tilt·sinθ_rot；

z＝r·cosθ_tilt；

如果将从所述半导体发光元件以倾角θ_tilt和旋转角θ_rot出射的光束群形成的亮点的集合作为远视野像，

则Kx-Ky平面上的所述远视野像中，Kx轴上的归一化后的波数k_x和Ky轴上的归一化后的波数k_y在将所述半导体发光元件的振荡波长设为λ时满足以下的关系：

k_x＝(a/λ)·sinθ_tilt·cosθ_rot；

k_y＝(a/λ)·sinθ_tilt·sinθ_rot。