发光装置及其控制方法和光学相干断层成像设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种发光装置及其控制方法和光学相干断层成像设备。发光装置、特别是超辐射发光二极管包括设置在用于向有源层注入电流的上电极和下电极之间的该有源层。有源层用作光波导并且具有用于发射光的第一端面和第二端面。发光装置还包括第一光接收部、第二光接收部以及控制部，其中该第一光接收部和第二光接收部分别用于接收从第一端面和第二端面发射出的光，并且分别生成第一光学信息和第二光学信息，该控制部用于根据第一光学信息和第二光学信息对从上电极至有源层的电流注入量进行控制。可以在短时间段内容易、精确且可靠地控制发光装置的光学输出和谱形状。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体发光装置。更特别地，本专利技术涉及一种超辐射发光二极管。
技术介绍
近年来，超辐射发光二极管(以下被称为SLD)已经引人注目。众所周知，可以通过使放大的受激发射光谐振并且还利用低注入电流来使所发射出的光振荡，来使半导体激光发射具有非常窄的谱半宽和高输出功率的高相干光，而且可以通过利用自发发射来使发光二极管(LED)发射具有宽的照射角度的光。不像这些装置那样，SLD的特征在于：尽管SLD涉及受激放大，但是SLD通过使用不使所发射出的光在高电流注入的状态下谐振的结构来发射具有宽的谱半宽和高输出功率的光。在本专利技术的说明书中，以下将以不在高电流注入的状态下进行谐振这种方式受激并放大的光称为“SLD光”。注意，从有源层的同一区域发射出的光包括自发发射光成分和SLD光成分。SLD应用的领域已经扩展至包括分光器、长度测量装置、折射率分布测量装置、断层成像设备、激发光源和其它仪器。例如，在医疗应用领域中，已知有被称为光学相干断层图像测量装置或光学相干断层成像设备(以下缩写为OCT设备)的装置。OCT设备需要宽频带和低相干光源。更具体地，眼底检查用OCT设备需要具有大约850nm或1060nm的中心波长并且表现出接近于高斯曲线的发光谱形状的光源。在任意上述类型的装置中采用SLD并且要控制该装置的光学输出和谱形状的情况下，针对所期望的目的，可想到的利用SLD光的技术包括：利用光纤等来对要使用的SLD进行部分地分支的技术以及用于接收从位于与针对所期望的目的所要利用的SLD的发光侧相反的一侧的发光面发射出的SLD光的技术。然后，利用任意上述技术，利用通过对所分支出的光或所接收到的光的谱分布进行分析而获得的结果，来对光学输出和谱形状进行控制。现在，以下将参考图3A和3B来说明用于控制SLD光的具体示例技术。图3A示意性示出用于利用分支镜802来对从具有电流注入用的一个脊状型上电极的SLD装置805、即具有单电极构造的SLD装置发射出的SLD光806进行分支的结构。注意，图3A示出当从上电极801侧观看时SLD装置805的平面图。利用分支镜802将所发射出的SLD光806分割成针对所期望的目的所要使用的SLD光803以及要进入检测器811的SLD光804。还可以如此设计该结构，以根据检测器811所生成的检测信号来调整正在注入至上电极801的电流。因而，作为该结构的结果，控制了SLD装置805的光学输出和谱形状等。另一方面，图3B示意性示出如下结构，其中该结构用于利用检测器812对从与用于发射针对所期望的目的所要使用的SLD光806的SLD装置的发光侧相反的一侧的端面发射出的SLD光807进行检测，并且用于根据检测器812所生成的检测信号来调整向上电极801的电流注入量。因而，作为该结构的结果，控制了SLD装置的光学输出和谱形状等。除了图3A和图3B所示的结构以外，日本特开2011-66138(以下被称为专利文献1)描述了如下结构，其中该结构用于监测来自SLD装置的端面的反射光，并且根据监测值来调整正在注入至SLD装置的电极的电流。另外，日本特开平6-53546(以下被称为专利文献2)描述了如下结构，其中该结构用于监测来自SLD装置的第二区域的输出，并且根据监测值来调整正在注入至第一区域的电流。然而，对于需要表现包括宽频带的光谱且接近于高斯曲线的谱形状的谱特性的SLD，在需要不仅控制光学输出而且控制谱形状的情况下，没有传统技术可以利用简单且容易的方式来控制这两者。例如，作为可想到的检查SLD装置的谱形状的技术，可以以如图3A所示的方式来对从该装置所发射出的SLD光进行分支，并且可以利用光谱分析器来测量所分支出的光。然而，这种技术伴随有需要使用庞大的结构的问题，这需要高成本并且不可避免地会减少针对所期望的目的所能够使用的光学输出。此外，在用于对仅从诸如图3A和3B所示的技术以及专利文献1和2中所述的技术等的SLD的其中任一端面发射出的光进行检测的技术的情况下，除非额外采用光谱分析器或类似的仪器，否则通过任意的这些技术所能够检测到的信息均仅是SLD光的光学输出。换句话说，利用任意的这些技术，可能难以获得精确地反映SLD光的光束特性的变化的信息。特别地，在从SLD的第一端面发射出的光和从SLD的第二端面发射出的光表现出不同的光束特性，并且出射光监测结构被设计成仅监测从任一端面发射出的光的情况下，除非预先确定且预先知道从第一端面发射出的光的光束特性和从第二端面发射出的光的光束特性之间的关系，否则仅通过调整电流注入量无法控制光学输出和谱形状。另外，在针对电流注入设置了多个电极的情况下，会产生获得分别控制各电极的注入电流所需要的信息的问题。注意，这里所使用的所发射出的光的光束特性的表现包括从SLD发射出的光(特别是SLD光)的输出功率、光谱、照射角度以及偏振方向的平均值或随时间的变化。为了获得针对SLD光的宽频带的谱形状，例如有时可以组合采用从有源层的基态能级发射出的光和从有源层的激发态能级发射出的光这两者。以下将参考图6来说明具有这样的特征的SLD。参考图6，横轴表示波长并且纵轴表示光量。图6中所绘制的多条曲线表示不同的载流子注入密度。在注入密度低的情况下整体的光量小，但是整体的光量趋于随着注入密度的上升而增大。图6还示出谱形状根据注入密度而很大程度地改变，并且根据注入密度(特别是短波长频带侧的注入密度)的增大，可以观察到光量的增大。在图6中，直线1001表示从基态能级发射出的光的波长，并且虚线1002表示从激发态能级发射出的光的波长。随着电流注入量增大，在低电流注入范围内从基态能级发射出的光的强度增大，但是从基态能级发射出的光的强度增长变慢，而在高电流注入范围内从激发态能级发射出的光的强度开始显著地增长。因而，如果仅监测整体的光学输出，则难以掌握谱形状的变化。鉴于现有技术的上述问题，因此本专利技术的目的是提供使得能够在短时间段内容易、精确且可靠地控制光学输出和谱形状的发光装置(特别地，可以是需要表现出宽频带的谱形状的SLD)的结构、用于控制具有这种结构的SLD的方法以及使用这种SLD的光学相干断层成像设备。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，提供了一种发光装置，包括：光波导层，其通过在具有下电极的衬底上顺次层叠下包层、有源层和上包层来形成，其中所述光波导层具有用作光出射面的第一端面和第二端面；以及上电极，用于将载流子注入至有源层，其特征在于，从所述第一端面发射出的光表现出与从所述第二端面发射出的光的光束特性不同的光束特性，以及所述发光装置还包括：第一光接收部，用于接收从所述第一端面发射出的光的光功率并且生成第一光学信息；第二光接收部，用于接收从所述第二端面发射出的光的光功率并且生成第二光学信息；以及控制部，用于根据所述第一光学信息和所述第二光学信息来控制向所述上电极的电流注入量。在本专利技术的另一方面，提供了一种如上限定的发光装置的控制方法，其特征在于，所述控制部执行以下步骤：调整步骤，用于调整向所述上电极的电流注入值以将所述第一光学信息中的特定值限制在第一预定范围内；判断步骤，用于判断所述第二光学信息中的特定值是否被限制在第二预定范围内；以及输出步骤，用于在判断为所述第二光学信息中的特定值没有被限制在所述第二预定范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光装置，包括：光波导层，其通过在具有下电极的衬底上顺次层叠下包层、有源层和上包层来形成，其中所述光波导层具有用作光出射面的第一端面和第二端面；以及上电极，用于将载流子注入至有源层，其特征在于，从所述第一端面发射出的光表现出与从所述第二端面发射出的光的光束特性不同的光束特性，以及所述发光装置还包括：第一光接收部，用于接收从所述第一端面发射出的光的光功率并且生成第一光学信息；第二光接收部，用于接收从所述第二端面发射出的光的光功率并且生成第二光学信息；以及控制部，用于根据所述第一光学信息和所述第二光学信息来控制向所述上电极的电流注入量。

【技术特征摘要】
2015.08.13 JP 2015-1597911.一种发光装置，包括：光波导层，其通过在具有下电极的衬底上顺次层叠下包层、有源层和上包层来形成，其中所述光波导层具有用作光出射面的第一端面和第二端面；以及上电极，用于将载流子注入至有源层，其特征在于，从所述第一端面发射出的光表现出与从所述第二端面发射出的光的光束特性不同的光束特性，以及所述发光装置还包括：第一光接收部，用于接收从所述第一端面发射出的光的光功率并且生成第一光学信息；第二光接收部，用于接收从所述第二端面发射出的光的光功率并且生成第二光学信息；以及控制部，用于根据所述第一光学信息和所述第二光学信息来控制向所述上电极的电流注入量。2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述光波导层具有发光谱调制区域。3.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述发光装置包括两个以上的上电极。4.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述第一光接收部和所述第二光接收部中的至少一个将从所述第一端面或所述第二端面发射出的光会聚至光纤，利用配置在从所述光纤所分支出的末端的光电检测器来接收所会聚的光的光功率，并且根据所述光电检测器所接收到的光来生成光学信息。5.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述第一光接收部和所述第二光接收部中的至少一个利用半透半反镜来对从所述第一端面或所述第二端面发射出的光进行分支，利用光电检测器来接收所分支出的光的光功率，并且根据所述光电检测器所接收到的光来生成光学信息。6.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述第一光接收部和所述第二光接收部中的至少一个包括所述第一端面或所述第二端面附近整体形成的光电检测器，以接收被所述第一端面或所述第二端面反射的光。7.根据权利要求4～6中任一项所述的发光装置，其中，所述发光装置设置有用于选择进入所述光电检测器的光的光学波长的波长滤波器。8.根据权利要求1所述的发光...

【专利技术属性】
技术研发人员：须贺贵子，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP