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半導体発光装置 - 富士写真フイルム株式会社
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発明の名称 半導体発光装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−77426(P2001−77426A)
公開日 平成13年3月23日(2001.3.23)
出願番号 特願2000−119344(P2000−119344)
出願日 平成12年4月20日(2000.4.20)
代理人 【識別番号】100073184
【弁理士】
【氏名又は名称】柳田 征史 (外1名)
【テーマコード(参考)】
5F041
【Fターム(参考)】
5F041 AA11 AA13 AA14 CA34 CA40 CB11 EE25 
発明者 早川 利郎
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 InGaN系半導体からなる活性層とストライプ構造とを有し、レーザ発振しない半導体発光素子および、この半導体発光素子から出射する光を共振させる、波長選択手段を有する光共振器からなる半導体発光装置。
【請求項2】 前記光共振器が、前記半導体発光素子の外部に設けられた外部光共振器であることを特徴とする請求項1記載の半導体発光装置。
【請求項3】 前記外部光共振器が、前記波長選択手段としてバンドパスフィルタを備えたものであることを特徴とする請求項2記載の半導体発光装置。
【請求項4】 前記外部光共振器が、前記波長選択手段としてグレーティングを備えたものであることを特徴とする請求項2記載の半導体発光装置。
【請求項5】 前記外部光共振器が、前記波長選択手段としてファイバブラッググレーティングを備えたものであることを特徴とする請求項2記載の半導体発光装置。
【請求項6】 前記外部光共振器が、前記波長選択手段としてブラッグ反射鏡を備えたものであることを特徴とする請求項2記載の半導体発光装置。
【請求項7】 前記光共振器が、前記半導体発光素子の内部に設けられた内部光共振器であることを特徴とする請求項1記載の半導体発光装置。
【請求項8】 InGaN系半導体からなる活性層とストライプ構造とを有し、レーザ発振しない半導体発光素子、この半導体発光素子から出射した光の光路に配されて、所定波長域の光のみを通過させる波長選択手段、この波長選択手段を通過した光の強度を検出する光検出器、および、この光検出器が検出する光強度を一定化するように前記半導体発光素子を駆動するAPC(Automatic Power Control)回路からなる半導体発光装置。
【請求項9】 前記波長選択手段が、前記半導体発光素子の光出射端面に形成されたバンドパスフィルタであることを特徴とする請求項8記載の半導体発光装置。
【請求項10】 前記光出射端面に形成されたバンドパスフィルタが光学多層薄膜からなるものであることを特徴とする請求項9記載の半導体発光装置。
【請求項11】 前記光出射端面に形成されたバンドパスフィルタが光学吸収性材料からなるものであることを特徴とする請求項9記載の半導体発光装置。
【請求項12】 前記バンドパスフィルタが形成された光出射端面が、前記半導体発光素子のストライプの方向に対して垂直な面から1°以上傾いていることを特徴とする請求項9から11いずれか1項記載の半導体発光装置。
【請求項13】 前記波長選択手段が、前記半導体発光素子と別体に配置されたバンドパスフィルタ素子であることを特徴とする請求項8記載の半導体発光装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、InGaN系半導体からなる活性層とストライプ構造とを有し、レーザ発振しない半導体発光素子を用いた半導体発光装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、カラー感光材料を3色の記録光により走査露光して、そこにカラー画像を記録する光走査記録装置が種々提供されている。この種の光走査記録装置は、赤、緑、青の3色の記録光を使用して通常の可視光露光用のカラー感光材料を露光するタイプのものと、上記3色にとらわれない波長域(例えば赤〜赤外域)の3波長の各記録光をそれぞれ赤、緑、青色情報を担う画像情報に基づいて変調し、それらの記録光により、各記録光の波長に感度を有する3種の感光層を各々走査露光するタイプのものとに大別される。
【0003】これらの光走査記録装置のうち前者のタイプのものは、特性が安定していて安価でもある一般的なカラー感光材料を使用可能であるので、記録コストを低く抑えることができるという利点を有する。このタイプの光走査記録装置においては、赤、緑、青色の光を発する光源が必要とされるが、装置を小型軽量化する上では、ガスレーザ等よりも小型の半導体レーザを用いるのが有利である。
【0004】しかし、赤色光を発する半導体レーザは既に実用化されているものの、緑色光やあるいは青色光を発する半導体レーザは未だ実用可能な段階に達していないのが現状である。
【0005】以上の状況に鑑みて本出願人は先に、青色や緑色で発光可能で、しかも微小スポット発光、狭いビーム放射角度を実現する半導体発光素子を提案した(特開平11−74559号参照)。この半導体発光素子は、InGaN系半導体からなる活性層を有してストライプ構造を備えるものであるが、レーザ発振しないいわゆるSLD(Super Luminescent Diode)である。この半導体発光素子においては、発光領域がストライプ構造によって制限されているため、微小発光径でかつビーム放射角度の狭い緑色光もしくは青色光を出力することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の半導体発光素子においては、発光波長が変化しやすいという問題が認められている。これは、活性層を構成するInGaNの材料物性に起因した問題である。
【0007】すなわちInGaNにおいては、In組成が増すほどエネルギーギャップが低下して発光波長が長波長化するので、青色領域や緑色領域で発光させるためには、In組成をある程度大きくする必要がある。しかしながら、平均In組成が増すほどIn組成の空間的不均一が増大するため、例えば電流注入により活性層を励起した場合、In組成の大きい低エネルギーの領域にキャリアが移動し、エネルギー緩和して発光再結合する傾向がある。ただしその場合、エネルギーが低いローカルな領域で発光するため、発光に寄与する体積が限られ、高励起にするほどIn組成の低い部分へキャリアが溢れて、発光波長の短波長シフトを生じる。
【0008】このような発光波長の変化は、前述したカラーの光走査記録においては極めて不都合である。すなわち、銀塩材料を含むカラー感光材料は分光感度を有するので、同一の露光量で感光材料を露光しても、露光光の波長が変化すれば実質的な露光量が変化することになる。
【0009】このようにカラーの光走査記録においては、光量制御とともに記録光の波長変化を抑制することが重要であり、また、特に高精度の階調制御が望まれる医療画像の光走査記録等にあっても同様の要求がある。
【0010】本発明は上記の事情に鑑みて、前述のようにInGaN系半導体からなる活性層とストライプ構造とを有し、レーザ発振しない半導体発光素子を用いて、出射する光の波長の変化を効果的に抑制できる半導体発光装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明による第1の半導体発光装置は、上記のようにInGaN系半導体からなる活性層とストライプ構造とを有し、レーザ発振しない半導体発光素子に加えて、この半導体発光素子から出射する光を共振させる、波長選択手段を有する光共振器が設けられてなるものである。
【0012】なお上記の光共振器は、例えば半導体発光素子の外部に設けられた外部光共振器から構成することができる。この外部光共振器が適用される場合は、波長選択手段としてバンドパスフィルタや、グレーティングや、ファイバブラッググレーティングや、さらにはブラッグ反射鏡等が好適に用いられ得る。
【0013】また上記の光共振器は、半導体発光素子の内部に設けられた内部光共振器から構成されてもよい。
【0014】また、本発明による第2の半導体発光装置は、上記のようにInGaN系半導体からなる活性層とストライプ構造とを有し、レーザ発振しない半導体発光素子に加えて、この半導体発光素子から出射した光の光路に配されて、所定波長域の光のみを通過させる波長選択手段、この波長選択手段を通過した光の強度を検出する光検出器、および、この光検出器が検出する光強度を一定化するように前記半導体発光素子を駆動するAPC回路が設けられてなるものである。
【0015】なおこの「光強度を一定化する」とは、ある一定の駆動信号値に対して光強度を一定にするという意味であり、光強度変調の場合等において、一定化する光強度は当然変わるものである。
【0016】また上記の波長選択手段としては、半導体発光素子の光出射端面に形成されたバンドパスフィルタや、半導体発光素子と別体に配置されたフィルタ素子を好適に用いることができる。
【0017】そして、上述のように半導体発光素子の光出射端面に形成されるバンドパスフィルタとしては、例えば光学多層薄膜からなるものや、光学吸収材料からなるものを好適に用いることができる。
【0018】一方、上記のようなバンドパスフィルタが形成された光出射端面は、半導体発光素子のストライプの方向に対して垂直な面から1°以上傾いていることが好ましい。
【0019】
【発明の効果】上記構成を有する本発明の第1の半導体発光装置においては、半導体発光素子から出射する光を共振させる光共振器が設けられたことにより、半導体発光素子の発光波長はこの光共振器の共振波長に合わせられ、そしてこの共振波長は波長選択手段の選択波長にロックされるから、発光波長の変化が効果的に抑制される。
【0020】また、本発明による第2の半導体発光装置においては、半導体発光素子から出射した光の光路に配されて、所定波長域の光のみを通過させる波長選択手段が設けられたことにより、たとえ発光波長が変化しても、この波長選択手段から出射して所定の用途に使用される光については波長変化が抑えられるようになる。
【0021】なお、このような波長選択手段を設けると、半導体発光素子の発光波長が変化した場合、該波長選択手段から出射する光の強度が変動してしまう。すると、前述したカラーの光走査記録においては、露光光の波長変化は抑えられるものの、結局、露光量が変化してしまうことになる。
【0022】しかしここで、この本発明による第2の半導体発光装置においては、波長選択手段を通過した光の強度を検出する光検出器と、この光検出器が検出する光強度を一定化するように半導体発光素子を駆動するAPC回路とが設けられているので、たとえ半導体発光素子の発光波長が変化しても、波長選択手段を通過した光の強度は一定に維持されるようになる。そこで、この波長選択手段を通過した光を上述の露光光等の使用光とすれば、使用光の強度変動による問題を防止可能となる。
【0023】また本発明の半導体発光装置で用いられている半導体発光素子は、発光領域がストライプ構造によって制限されているため、微小発光径でかつビーム放射角度の狭い緑色光もしくは青色光を出力可能である。
【0024】したがって本発明の半導体発光装置によれば、現状、半導体レーザが得られていない緑、青の短波長可視領域において微小発光径でかつビーム放射角度が狭い状態で発光する、波長の安定した光源を実現できる。これにより本装置は、赤、緑、青の3原色光によるカラー画像記録や、あるいは高階調銀塩写真の露光や、さらにはレーザディスプレイ等への応用が可能となる。
【0025】また本発明の半導体発光装置は、従来ガスレーザを用いていた蛍光分析の励起用光源等、その他の多くのレーザ応用分野における従来の光源に置き換えて使用され得るものとなる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態による半導体発光装置の概略平面形状を示すものであり、図2はそこに用いられた半導体発光素子20の縦断面形状を模式的に示すものである。
【0027】まず図2を参照して、半導体発光素子20について詳しく説明する。この半導体発光素子20は、一般のストライプ型半導体レーザと同様の、活性層7をクラッド層6、8で挟むダブルヘテロ構造を有し、また光の閉じ込めのためストライプ状の電流注入窓(キャップ層10の部分)が設けられたものである。そして素子の劈開面は反射面とされて、光反射構造が形成されている。
【0028】以下、この半導体発光素子20の層構成を作製方法と併せて簡単に説明する。サファイアc面基板1上にMOCVD法を用いて、n-GaN 低温バッファ層2を成長させた後、ストライプ状のSiOマスク14を形成する。次にこの上に、n-GaNバッファ層3(Siドープ、5μm)、n-In0.05Ga0.95N バッファ層4(Siドープ、0.1 μm)、n-Al0.1Ga0.9N クラッド層5(Siドープ、0.5 μm)、n-GaN 光ガイド層6(Siドープ、0.1 μm)、アンドープ活性層7、p-GaN 光ガイド層8(Mgドープ、0.1 μm)、p-Al0.1Ga0.9N クラッド層9(Mgドープ、0.5 μm)およびp-GaN キャップ層10(Mgドープ、0.3 μm)を順次成長する。その後、窒素ガス雰囲気中で熱処理によりp型不純物を活性化する。
【0029】なお活性層7は、アンドープln0.05Ga0.95N (10nm)、アンドープIn0.28Ga0.72N 量子井戸層(2.5nm、波長488nm )、アンドープIn.05Ga0.95N(5nm)、アンドープIn0.28Ga0.72N 量子井戸層(2.5nm)、アンドープln0.05Ga0.95N (5nm)、アンドープIn0.28Ga0.72N 量子井戸層(2.5nm)、アンドープln0.05Ga0.95N(5nm)、アンドープAl0.1Ga0.9N(10nm)からなる3重量子井戸構造である。
【0030】次に、6μm幅のリッジストライプを形成するため、リッジストライプ部以外のエピタキシャル層をキャップ層10からクラッド層9の途中まで塩素イオンを用いたRIBE(reactive ion beam etching )により除去する。次にプラズマCVDにより、リッジストライプ部上部を含む露出面上にSiN 膜11を製膜する。その後、n側電極を形成するために、フォトリソグラフィと塩素を用いたRIBEにより、リッジストライプ部を含む発光領域部以外のエピタキシャル層をn-GaNバッファ層3が露出するまでエッチング除去する。なお、この際に共振器端面を形成する。
【0031】その後、リッジ部上面のSiN 膜11に電流注入のためのストライプ状窓(幅10μm)を作製し、該ストライプ窓を覆うようにp側電極12としてNi/Au を、またn-GaN バッファ層3の露出部にn側電極13としてTi/Al を真空蒸着した後、窒素中でアニールしてオーミック電極を形成する。
【0032】この半導体発光素子20はレーザ発振しないが、層構成およびリッジ型屈折率導波構造からなる光導波構造と両光出射端面によって形成される光反射構造により、いわゆるスーパーラディアンス(Super Radiance)にて波長488nm の青色光ビームを発するSLD(Super Luminescent Diode)となる。
【0033】上記のようにして作製された半導体発光素子20は、図1に示す外部共振器と組み合わされて、発光波長変化を抑制可能な半導体発光装置を構成する。以下、この図1の構成について詳しく説明する。
【0034】半導体発光素子20は前述のようにして形成されたリッジストライプ21を有し、前端面にはSiOからなる反射率20%のコーティング22が、また後端面には同じくSiOからなる反射率5%程度のコーティング23が施される。
【0035】半導体発光素子20の後方端面側には、この素子20から発せられた後方出射光24Rを平行光化するコリメーターレンズ25と、平行光化された後方出射光24Rを反射させて半導体発光素子20にフィードバックさせるミラー26と、このミラー26およびコリメーターレンズ25の間に配された波長選択素子としての狭帯域バンドパスフィルタ27とが配されている。なおバンドパスフィルタ27としては、図3に示す分光透過率特性を有するものが用いられている。
【0036】上記構成の半導体発光装置においては、ミラー26と半導体発光素子20の前方端面(図1中の右方の端面)とによって該素子20の外部共振器が構成されている。半導体発光素子20はこの外部共振器の共振波長で発光する。そしてこの外部共振器の中に配された狭帯域バンドパスフィルタ27により、フィードバックされる後方出射光24Rの波長が選択されるので、半導体発光素子20の発光波長はこの選択された波長にロックされる。なお、上述のような外部共振器を備えない場合は、駆動電流の増加に伴って発光波長が短波長側にシフトする。
【0037】半導体発光素子20から前方に出射する青色光ビーム24は、上記のようにして波長が選択、ロックされて、所定の用途に利用される。
【0038】本例では、使用する電流領域にて外部共振器が無い場合に発光する波長に合わせて狭帯域バンドパスフィルタ27の透過波長を選択する。この透過波長は狭帯域バンドパスフィルタ27の回転位置(図1中の矢印A方向の回転位置)に応じて変化するので、この狭帯域バンドパスフィルタ27を適宜回転させることにより、発光波長を選択、ロックすることができる。
【0039】SLDであるこの半導体発光素子20においては、選択波長に一致したエネルギーにおいて光増幅が生じるため、上記のような波長シフトが無く、極めて幅の狭い発光スペクトルを得ることができる。またSLDの特徴として、数μm程度の小さい発光スポットと、半値全角で水平20°以下、垂直50°以下程度と放射角度での発光が得られる。
【0040】以上、波長 488nmの青色光ビームを得るように構成された実施形態について説明したが、本発明の半導体発光装置は、InGaN活性層のIn組成を変えるとともに外部共振器による選択波長を変えることにより、 430〜 600nm程度の幅広い波長領域中の任意波長で発光させることが可能である。
【0041】次に、図4を参照して本発明の第2実施形態について説明する。なおこの図4において、図1中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は省略する(以下、同様)。
【0042】この第2実施形態の半導体発光装置においては、半導体発光素子20の後方端面側に、この素子20から発せられた後方出射光24Rを平行光化するコリメーターレンズ25と、平行光化された後方出射光24Rを反射させる反射型のバルクグレーティング30とが設けられている。
【0043】ここでは、反射型のバルクグレーティング30と半導体発光素子20の前方端面(図4中の右方の端面)とによって半導体発光素子20の外部共振器が構成されている。またこのバルクグレーティング30は波長選択素子として機能するものであり、それを矢印A方向に適宜回転させることにより、半導体発光素子20の発光波長を所望値に選択、ロックすることができる。
【0044】次に、図5を参照して本発明の第3実施形態について説明する。この第3実施形態の半導体発光装置においては、半導体発光素子20の後方端面側に、この素子20から発せられた後方出射光24Rを平行光化するコリメーターレンズ25と、平行光化された後方出射光24Rを集光する集光レンズ40と、ファイバブラッググレーティング41とが設けられている。
【0045】ファイバブラッググレーティング41は、クラッド内にそれよりも高屈折率のコアが埋め込まれてなり、そしてコアには複数の屈折率変化部が等間隔に形成された光ファイバである。集光レンズ40により集光された後方出射光24Rは、このファイバブラッググレーティング41の端面において収束し、そこからファイバ内に入射して伝搬する。
【0046】上記コアに形成された屈折率変化部は、後方出射光24Rの伝搬方向に沿ったグレーティング(回折格子)を構成している。このグレーティングは、コアを伝搬する光のうち、その周期に対応した特定波長の光のみを反射回折させ、半導体発光素子20にフィードバックさせる。つまりこの装置では、ファイバブラッググレーティング41に形成されたグレーティングと半導体発光素子20の前方端面(図5中の右方の端面)とによって該素子20の外部共振器が構成されている。
【0047】したがって、上記ファイバブラッググレーティング41のグレーティング周期を所定値に設定しておくことにより、半導体発光素子20の発光波長を所望値に選択、ロックすることができる。
【0048】次に、図6を参照して本発明の第4実施形態について説明する。この第4実施形態の半導体発光装置においては、半導体発光素子20の後方端面側に、この素子20から発せられた後方出射光24Rを平行光化するコリメーターレンズ25と、平行光化された後方出射光24Rを集光する集光レンズ40と、ブラッグ反射鏡50とが設けられている。
【0049】集光レンズ40により集光された後方出射光24Rは、ブラッグ反射鏡50に入射する。ブラッグ反射鏡50は、後方出射光24Rの伝搬方向に沿ったグレーティング(回折格子)を有するものであり、このグレーティングの周期に対応した特定波長の光のみを反射回折させ、半導体発光素子20にフィードバックさせる。つまりこの装置では、ブラッグ反射鏡50に形成されたグレーティングと半導体発光素子20の前方端面(図6中の右方の端面)とによって該素子20の外部共振器が構成されている。
【0050】したがって、上記ブラッグ反射鏡50のグレーティング周期を所定値に設定しておくことにより、半導体発光素子20の発光波長を所望値に選択、ロックすることができる。
【0051】次に、図7を参照して本発明の第5実施形態について説明する。この第5実施形態の半導体発光装置においては、半導体発光素子20の後方端面に、図6のものと同様のブラッグ反射鏡50が直接結合されている。
【0052】半導体発光素子20から発せられた後方出射光24Rは、ブラッグ反射鏡50に直接入射する。ブラッグ反射鏡50は、そのグレーティングの周期に対応した特定波長の光のみを反射回折させ、半導体発光素子20にフィードバックさせる。つまりこの装置でも、ブラッグ反射鏡50に形成されたグレーティングと半導体発光素子20の前方端面(図7中の右方の端面)とによって該素子20の外部共振器が構成されている。
【0053】したがってこの場合も、ブラッグ反射鏡50のグレーティング周期を所定値に設定しておくことにより、半導体発光素子20の発光波長を所望値に選択、ロックすることができる。
【0054】次に、図8を参照して本発明の第6実施形態について説明する。この第6実施形態の半導体発光装置においては、半導体発光素子60のストライプ21に沿う形でDBR(distributed Bragg reflector :分布ブラッグ反射)領域61が形成され、このDBR領域61および半導体発光素子60の前方端面によって内部共振器が構成されている。DBR領域61は図9に概略断面形状を示すように、活性層7に沿った光ガイド層8に所定周期のグレーティング(回折格子)8aが形成されてなるものである。
【0055】DBR領域61では、上記グレーティング8aの周期に対応した特定波長の光のみが反射回折する。そこで、このグレーティング周期を所定値に設定しておくことにより、半導体発光素子60の発光波長を所望値に選択、ロックすることができる。
【0056】次に、図10を参照して本発明の第7実施形態について説明する。この第7実施形態の半導体発光装置においては、半導体発光素子70のストライプ(図示せず)に沿う形でDFB(distributed feedback :分布帰還)領域71が形成され、このDFB領域71によって内部共振器が構成されている。DFB領域71は、図9に示したグレーティング8aと同様のグレーティングがストライプ全長に亘って形成されてなるものである。なお半導体発光素子70の前方端面および後方端面には、それぞれ無反射コーティング72、73が形成されている。
【0057】DFB領域71では、上記グレーティングの周期に対応した特定波長の光のみが反射回折して共振する。そこで、このグレーティング周期を所定値に設定しておくことにより、半導体発光素子70の発光波長を所望値に選択、ロックすることができる。
【0058】なお、以上説明した各実施形態においては、ストライプが前、後方端面に対して直角に形成された半導体発光素子が用いられているが、本発明においては、図11に示すようにストライプ21が前、後方端面に対して斜めに形成された半導体発光素子80を用いることも可能である。このような半導体発光素子80においては、ストライプ21が前、後方端面に対して傾いていることにより、それらの端面における発光光の反射率が自ずと低くなる。
【0059】次に、本発明の第8実施形態について説明する。図12は本発明の第8実施形態による半導体発光装置の側面形状を示すものであり、また図13はこの半導体発光装置に用いられた半導体発光素子100の平面形状を示すものである。
【0060】この半導体発光素子100は、活性層が、アンドープln0.05Ga0.95N (10nm)、アンドープIn0.28Ga0.72N 量子井戸層(2.5nm、波長488nm)、アンドープIn0.05Ga0.95N(5nm)、アンドープIn0.28Ga0.72N 量子井戸層(2.5nm)、アンドープln0.05Ga0.95N (10nm)、アンドープIn0.28Ga0.72N 量子井戸層(2.5nm)、アンドープln.05Ga0.95N (5nm)、アンドープAl0.1Ga0.9N(10nm)からなる3重量子井戸構造である以外、基本的には図2に示した半導体発光素子20と同様の層構成を有するものである。
【0061】そしてこの半導体発光素子100の後方端面100aはストライプ21に対して垂直に形成されて、そこには、例えばSiOおよびTiOからなり反射率が90%程度となる多層コーティング101が施されている。またこの半導体発光素子100の前方端面100bは、RIBEによりストライプ21に対して5゜傾けて形成され、そこには光学多層薄膜コーティングからなる狭帯域バンドパスフィルタ102が形成されている。このバンドパスフィルタ102は、第1の実施形態で用いられたバンドパスフィルタ27と同様の分光透過率特性(図3に示したもの)を有するものである。以上の構成を有する半導体発光素子100も前述のSLDとして動作し、波長488nmの青色光ビーム24を発する。
【0062】なお狭帯域バンドパスフィルタ102を構成するコーティングとしては、上述の光学多層薄膜コーティングの他に、色素等の光学吸収性材料を含有したもの等、種々のものを使用することが可能である。
【0063】この半導体発光素子100においても、極めて幅の狭い発光スペクトルを得ることができる。またSLDの特徴として、数μm程度の小さい発光スポットと、半値全角で水平20°以下、垂直50°以下程度と放射角度での発光が得られる。またこの場合も、InGaN活性層のIn組成を変えることにより、 430〜 600nm程度の幅広い波長領域中の任意波長で発光させることが可能である。
【0064】この実施形態では、狭帯域バンドパスフィルタ102として、光学多層薄膜コーティングからなるものを用いているので、SLD内部から見た反射スペクトルの誘導放出への影響を低減するため(すなわち透過率の高いところで、反射率が下がって発光し難くならないよう)、前方端面100bではできるだけ反射光がストライプ21に結合しないよう、この前方端面100bを斜めに形成している。なお、このように前方端面100bを斜めに形成する代わりに、図11に示した構成を採用してもよい。
【0065】図12に示す半導体発光装置は、上記半導体発光素子100と、そこから発散光状態で発せられた光ビーム24を平行光化するコリメーターレンズ103と、平行光となった光ビーム24を一部反射させ、残余は透過させるビームスプリッタ104と、このビームスプリッタ104で反射した光ビーム24を集光する集光レンズ105と、集光された光ビーム24を検出する例えばフォトダイオード等の光検出器106と、この光検出器107の出力信号を受けてそれに基づいて半導体発光素子100を駆動するAPC(Automatic Power Control)回路107とから構成されている。
【0066】SLDである半導体発光素子100においては、駆動電流増加とともに発光波長が短波長側にシフトするが、その前方端面100bに形成された狭帯域バンドパスフィルタ102で透過波長が選択されるので、該素子100から出射する光ビーム24の波長は極めて狭い所定範囲に制限される。
【0067】ただ、半導体発光素子100の発光波長が変化した場合、狭帯域バンドパスフィルタ102における透過率が変化するので、発光強度を変えるために半導体発光素子100の駆動電流を変化させた際に、光ビーム24の光強度が単調に変化しない場合がある。さらに、周囲の温度により発光波長やさらには発光強度が変化することもあり、そのような要因のために、半導体発光素子100から出射する光ビーム24の光強度が変動するおそれがある。
【0068】しかしここで、上記APC回路107は、光検出器106の出力信号を受けてその信号値、つまり検出光強度を一定化(この「一定化」の意味は先に述べた通りである)するように半導体発光素子100を駆動するので、半導体発光素子100から出射する光ビーム24の光強度が一定化され、ひいては、ビームスプリッタ104を透過する使用光としての光ビーム24の光強度が一定化される。
【0069】次に、本発明の第9実施形態について説明する。図14は本発明の第9実施形態による半導体発光装置の側面形状を示すものであり、また図15はこの半導体発光装置に用いられた半導体発光素子200の平面形状を示すものである。
【0070】この半導体発光素子200は、基本的には図13に示した半導体発光素子100と同様の層構成を有するものである。そしてこの半導体発光素子200の後方端面200aはストライプ21に対して垂直に形成されて、そこには、例えばSiOおよびTiOからなり反射率が90%程度となる多層コーティング201が施されている。またこの半導体発光素子200の前方端面200bもストライプ21に対して垂直に形成されて、そこには、例えばSiOからなり反射率が24%程度となる単層コーティング202が施されている。
【0071】図14に示す半導体発光装置は、上記半導体発光素子200と、そこから発せられた光ビーム24の光路に配された狭帯域バンドパスフィルタ203とに加えて、図12の装置において設けられたものとそれぞれ同様のコリメーターレンズ103、ビームスプリッタ104、集光レンズ105、光検出器106およびAPC回路107を設けて構成されている。
【0072】上記狭帯域バンドパスフィルタ203は、図12の半導体発光素子100に形成された狭帯域バンドパスフィルタ102と同様の分光透過率特性を有するものであり、それによりこの実施形態の半導体発光装置においても、図12の半導体発光装置におけるのと同様の作用、効果が得られる。
【0073】なお、以上説明した第8、9実施形態では、それぞれ透過型の狭帯域バンドパスフィルタ102、203が用いられているが、半導体発光素子と別体に設けるフィルタ素子を用いる場合は、図16に示すように反射型の波長選択ミラー300を用いることも可能である。その場合も、APCのための構成としては、図12や図14に示したものを適用すればよい。




 

 


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