JPH02249283A - スーパールミネッセントダイオード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光応用計測機器の一つである光フアイバジャ
イロの光源として用いられるスーパールミネッセントダ
イオードに関するものである。

（従来の技術） 光フアイバジャイロは、光による回転角速度の検出原理
（Ｓａｇｎａｃ効果）を用いた光ジヤイロの一種で、光
ファイバを用いて光路の十分長い高感度の干渉計を構成
している。光源としては通常レーザダイオード、あるい
はスーパールミネッセントダイオードを用いるが、コヒ
ーレンス長の長いレーザダイオードでは、光フアイバ中
でのレイリー散乱により、その一部が後方散乱光となっ
て、位相ノイズを発生させてしまう、したがって、光源
には、コヒーレンス長の短いスーパールミネッセントダ
イオードの方が望ましいが、従来、低コヒーレンスで、
かつ十分な光出力の得られるスーパールミネッセントダ
イオードは実用化されておらず、半導体レーザが用いら
れている。

第４図は従来のスーパールミネッセントダイオードの一
例を示す斜視図である。同図において、１１はｎ−Ｇａ
Ａｓ基板、１２はｎ　−Ｇａ、、、、　ｌ、、４１Ａｓ
層、１３はｐ−Ｇａ、、、、Ａｌ１゜、６＠Ａｓ層、１
４はｐ−Ｇａ、、、、ＡＪ、、、、Ａｓ層、１５はｐ−
ＧａＡｓ層、１６はプロトン照射高抵抗領域、１７は低
反射率コーティングを施したオーミック電極であり、１
８は同じく低反射率コーティングを施したオーミック電
極である。

（発明が解決しようとする課題） 光フアイバジャイロの位相ノイズ低減のためには低コヒ
ーレンスのスーパールミネッセントダイオードが必要で
あり、かつその回転角速度検出感度向上のためには高出
力化が必要である。しかし、第４図に示すような従来構
造のスーパールミネッセントダイオードでは、端面に低
反射率コーティングを施しても、レーザ発振を抑えるに
十分な低い反射率を再現性良く得ることは難かしく、第
３図に示すように、低い出力光レベルでレーザ発振を起
こしてしまい、高出力のスーパールミネッセント光が得
られない欠点があった。

本発明の目的は、従来の欠点を解消し、高出力のスーパ
ールミネッセント光を発光することができるスーパール
ミネッセントダイオードを提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明のスーパールミネッセントダイオードは、導電性
半導体基板上に、基板と反対の導電性を有する電流ブロ
ッキング層が積層されており、このブロッキング層には
、一方の端面から内部に向かってもう一方の端面に達し
ない長さのストライプ状の基板に達する溝が設けられて
おり、さらにこの上に基板と同じ導電型のクラッド層、
活性層を含む各層が形成されているものであり、さらに
ブロッキング層に溝の設けられているストライプ領域に
おける活性層と基板との閣の距離よりも、ストライプ領
域と溝の設けられていない側の端面との間における活性
層とブロッキング層との間の距離の方が、活性層からの
光のしみ出し効果が大きくなる程度に小さくなっている
ものである。

（作　用） ブロッキング層の設けられた側の端面近傍の領域は電流
非注入となっている。また活性層とブロッキング層との
距離を小さくすることにより、活性層からの光のしみ出
しを大きくすればブロッキング層は光の吸収層ともなる
。これらの効果によって、端面近傍の領域はＬ　ａｓｓ
領域を形成し５これによって、キャビティ全体のＧ　ａ
ｉｎがレーザ発振に達しにくくなり高い出力光レベルま
で発振以前の状態のスーパールミネッセント光を得るこ
とができる６さらに端面近傍はＬ　ｏｓｓ領域を設ける
ことは（第２図に示すように）、実効的に反射率を低下
させる効果を発揮し、　Ｇａ１ｎ領域で発生したスーパ
ールミネッセント光を効率的に外部に取り出し、かつ内
部すなわちＧａ１ｎ領域へのフィードバックを減らすこ
とができる。

これらの効果によって、レーザ発振を抑圧し、高出力の
スーパールミネッセントダイオードを得ることができる
。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
する。

第１図は本発明の実施例によるスーパールミネッセント
ダイオードの構造図で（ａ）は（ｂ）（ｃ）のＡ−Ａ’
断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図、（ｃ）は（
ａ）のｃ−ｃ’断面図を示す。導電型Ｐ−ＧａＡｓ基板
１上に、ｐ−Ｇａ、、、、Ａａ、、ｏ、Ａｓ活性層４と
、これを上下からはさむ、基板と同じ導電型のｐ　−Ｇ
ａ、、、ＡＪｏ、ｓＡｓのクラッド層３と基板１と反対
の導電型のｎ　−Ｇａａ　、、　Ａｌ１゜、、Ａｓのク
ラッド層５があり、これらの−層と基板１の間には、電
流注入領域を制御する基板と反対の導電型を有するｎ−
Ｇ　ａ　Ａ　ｓ電流ブロッキング層２が存在する。また
、最上層にはｎ−ＧａＡｓコンタクト層６がある。−方
の端面から内部に向かってストライプ状に溝が設けられ
ている領域と、もう一方の端面である光取り出し面側端
面近傍では、ストライプに垂直な面の断面構造が異なっ
ている（第１図（ｂＬ　（ｅ）参照）、基板に達する溝
のない側の端面近傍ではｎ−ＧａＡｓ電流ブロッキング
層２の存在により。

活性層４ａには電流は注入されない、また、ｎ−Ｇ　ａ
　Ａ　ｓ電流ブロッキング層２は光吸収層となるため、
活性層中を４ｂから４８に導波してきた光は吸収を受け
る。これらの効果により端面近傍の活性層はＬ　ａｓｓ
領域となり、他の領域がＧ　ａｉｎを得る状態になって
も、レーザ発振が抑圧され、第２図に示す原理により高
出力のスーパールミネッセント光が得られる。すなわち
、Ａの境界をＧ　ａｉｎ領域からみると極めて導波光の
反射が小さくなっており、光分布が非対称になる。この
ため、Ｌ　ｏｓｓ領域があっても外部に取り出される誘
導放出光は通常のキャビティ構造に比べて大きい（Ｉ、
≧■３）。

また、　Ｌｏｓｓ領域の存在により、Ｉ２＜Ｌとなり、
Ｇａ１ｎ領域へのフィードバック量は通常の構造より小
さく、レーザ発振はより高いフォトン密度まで抑圧され
、高出力のスーパールミネッセント光が得られる。

念のためここで第２図について説明する。

本発明の構造では、ｎ−ＧａＡｓブロッキング層２は、
活性層４ａと近い距離にあるため、導波される光に対し
て光吸収効果を持ち、また活性層４ａは、電流非注入で
あるためＬ　ｏｓｓ領域になっている。第２図（ａ）の
Ｂは、活性層に電流が十分注入され、Ｇａ１ｎ状態にな
ったときのストライプ方向の光強度分布を表している。

Ｇａ１ｎ状態では。

活性層中の光は導波されるに従って増幅されるため、右
方向および左方向に導波される光は、おのおの第２図（
ｂ）のように分布しており、これらを加えると、第２図
（ａ）の右図のようになる。この分布状態はＧ　ａｉｎ
領域両端での反射率によって大きく変化し１本発明のよ
うにＧ　ａｉｎ領域の左端の反射率がＯに極めて近いと
結果的に第２図（ａ）の左図のような光強度分布となり
、左側の光強度が大きくなる。従ってＬ　ａｓｓ領域で
やや減衰するものの外部出力光重□は工、より大きくと
れる。工、。

Ｉ□はデバイス内部の光強度の９５％である（反射率５
％とする）、また、減衰の効果により、活性層のＧ　ａ
ｉｎ領域へのフィードバック貴重２も工、より小さくで
き、レーザ発振抑制にも効果を発揮する。

第３図は本発明のスーパールミネッセントダイオードと
従来のスーパールミネッセントダイオードの電流−出力
光特性を示す図である。

（発明の効果） 本発明によれば、高出力のスーパールミネッセント光を
発光することができ、光フアイバジャイロ用としてその
実用上の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるスーパールミネッセ
ントダイオードの断面図、第２図は本発明の構造により
高出力のスーパールミネッセント光が得られる原理を説
明する図、第３図は電流−出力光特性および発光スペク
トル特性図、第４図は従来のスーパールミネッセントダ
イオードの斜視図である。 １　　’＝　　ｐ　　ＧａＡｓ基板、　２−ｎ−Ｇ　ａ
　Ａ　ｓ電流ブロッキング層、　３　・・・　ｐ−Ｇａ
、、５Ａ（ｌａ、ｓＡｓクラッド層、　４−Ｐ−Ｇａ、
、、、Ａ＋２．、、、Ａｓ活性層、　５−ｎ−Ｇａ０．
、ＡＪｏ、、Ａｓクラッド層、　６　・・・ｎ−ＧａＡ
ｓコンタクト層。 第１図 ｆｂ） 第 図 （ｂ） 第 図 八λ１≦３ｎｍ （４λ２８．。。。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性半導体基板上に、基板と反対の導電性を有
   する電流ブロッキング層が積層されており、前記ブロッ
   キング層には、一方の端面から内部に向かってもう一方
   の端面に達しない長さのストライプ状の基板に達する溝
   が設けられており、さらにこの上に基板と同じ導電型の
   クラッド層、活性層を含む各層が形成されていることを
   特徴とするスーパールミネッセントダイオード。
2. （２）ブロッキング層に溝の設けられているストライプ
   領域における活性層と基板との間の距離よりも、前記ス
   トライプ領域と溝の設けられていない側の端面との間に
   おける活性層とブロッキング層との間の距離の方が活性
   層からの光のしみ出し効果が大きくなる程度に小さくな
   っている請求項（１）記載のスーパールミネッセントダ
   イオード。