本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置。更特別地，本發(fā)明涉及一種超輻射發(fā)光二極管。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，超輻射發(fā)光二極管(以下被稱為SLD)已經(jīng)引人注目。

眾所周知，可以通過(guò)使放大的受激發(fā)射光諧振并且還利用低注入電流來(lái)使所發(fā)射出的光振蕩，來(lái)使半導(dǎo)體激光發(fā)射具有非常窄的譜半寬和高輸出功率的高相干光，而且可以通過(guò)利用自發(fā)發(fā)射來(lái)使發(fā)光二極管(LED)發(fā)射具有寬的照射角度的光。不像這些裝置那樣，SLD的特征在于：盡管SLD涉及受激放大，但是SLD通過(guò)使用不使所發(fā)射出的光在高電流注入的狀態(tài)下諧振的結(jié)構(gòu)來(lái)發(fā)射具有寬的譜半寬和高輸出功率的光。

在本發(fā)明的說(shuō)明書中，以下將以不在高電流注入的狀態(tài)下進(jìn)行諧振這種方式受激并放大的光稱為“SLD光”。注意，從有源層的同一區(qū)域發(fā)射出的光包括自發(fā)發(fā)射光成分和SLD光成分。

SLD應(yīng)用的領(lǐng)域已經(jīng)擴(kuò)展至包括分光器、長(zhǎng)度測(cè)量裝置、折射率分布測(cè)量裝置、斷層成像設(shè)備、激發(fā)光源和其它儀器。例如，在醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域中，已知有被稱為光學(xué)相干斷層圖像測(cè)量裝置或光學(xué)相干斷層成像設(shè)備(以下縮寫為OCT設(shè)備)的裝置。OCT設(shè)備需要寬頻帶和低相干光源。更具體地，眼底檢查用OCT設(shè)備需要具有大約850nm或1060nm的中心波長(zhǎng)并且表現(xiàn)出接近于高斯曲線的發(fā)光譜形狀的光源。

在任意上述類型的裝置中采用SLD并且要控制該裝置的光學(xué)輸出和譜形狀的情況下，針對(duì)所期望的目的，可想到的利用SLD光的技術(shù)包括：利用光纖等來(lái)對(duì)要使用的SLD進(jìn)行部分地分支的技術(shù)以及用于接收從位于與針對(duì)所期望的目的所要利用的SLD的發(fā)光側(cè)相反的一側(cè)的發(fā)光面發(fā)射出的SLD光的技術(shù)。然后，利用任意上述技術(shù)，利用通過(guò)對(duì)所分支出的光或所接收到的光的譜分布進(jìn)行分析而獲得的結(jié)果，來(lái)對(duì)光學(xué)輸出和譜形狀進(jìn)行控制。

現(xiàn)在，以下將參考圖3A和3B來(lái)說(shuō)明用于控制SLD光的具體示例技術(shù)。圖3A示意性示出用于利用分支鏡802來(lái)對(duì)從具有電流注入用的一個(gè)脊?fàn)钚蜕想姌O的SLD裝置805、即具有單電極構(gòu)造的SLD裝置發(fā)射出的SLD光806進(jìn)行分支的結(jié)構(gòu)。注意，圖3A示出當(dāng)從上電極801側(cè)觀看時(shí)SLD裝置805的平面圖。

利用分支鏡802將所發(fā)射出的SLD光806分割成針對(duì)所期望的目的所要使用的SLD光803以及要進(jìn)入檢測(cè)器811的SLD光804。還可以如此設(shè)計(jì)該結(jié)構(gòu)，以根據(jù)檢測(cè)器811所生成的檢測(cè)信號(hào)來(lái)調(diào)整正在注入至上電極801的電流。因而，作為該結(jié)構(gòu)的結(jié)果，控制了SLD裝置805的光學(xué)輸出和譜形狀等。

另一方面，圖3B示意性示出如下結(jié)構(gòu)，其中該結(jié)構(gòu)用于利用檢測(cè)器812對(duì)從與用于發(fā)射針對(duì)所期望的目的所要使用的SLD光806的SLD裝置的發(fā)光側(cè)相反的一側(cè)的端面發(fā)射出的SLD光807進(jìn)行檢測(cè)，并且用于根據(jù)檢測(cè)器812所生成的檢測(cè)信號(hào)來(lái)調(diào)整向上電極801的電流注入量。因而，作為該結(jié)構(gòu)的結(jié)果，控制了SLD裝置的光學(xué)輸出和譜形狀等。

除了圖3A和圖3B所示的結(jié)構(gòu)以外，日本特開2011-66138(以下被稱為專利文獻(xiàn)1)描述了如下結(jié)構(gòu)，其中該結(jié)構(gòu)用于監(jiān)測(cè)來(lái)自SLD裝置的端面的反射光，并且根據(jù)監(jiān)測(cè)值來(lái)調(diào)整正在注入至SLD裝置的電極的電流。另外，日本特開平6-53546(以下被稱為專利文獻(xiàn)2)描述了如下結(jié)構(gòu)，其中該結(jié)構(gòu)用于監(jiān)測(cè)來(lái)自SLD裝置的第二區(qū)域的輸出，并且根據(jù)監(jiān)測(cè)值來(lái)調(diào)整正在注入至第一區(qū)域的電流。

然而，對(duì)于需要表現(xiàn)包括寬頻帶的光譜且接近于高斯曲線的譜形狀的譜特性的SLD，在需要不僅控制光學(xué)輸出而且控制譜形狀的情況下，沒有傳統(tǒng)技術(shù)可以利用簡(jiǎn)單且容易的方式來(lái)控制這兩者。

例如，作為可想到的檢查SLD裝置的譜形狀的技術(shù)，可以以如圖3A所示的方式來(lái)對(duì)從該裝置所發(fā)射出的SLD光進(jìn)行分支，并且可以利用光譜分析器來(lái)測(cè)量所分支出的光。然而，這種技術(shù)伴隨有需要使用龐大的結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，這需要高成本并且不可避免地會(huì)減少針對(duì)所期望的目的所能夠使用的光學(xué)輸出。

此外，在用于對(duì)僅從諸如圖3A和3B所示的技術(shù)以及專利文獻(xiàn)1和2中所述的技術(shù)等的SLD的其中任一端面發(fā)射出的光進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)的情況下，除非額外采用光譜分析器或類似的儀器，否則通過(guò)任意的這些技術(shù)所能夠檢測(cè)到的信息均僅是SLD光的光學(xué)輸出。換句話說(shuō)，利用任意的這些技術(shù)，可能難以獲得精確地反映SLD光的光束特性的變化的信息。

特別地，在從SLD的第一端面發(fā)射出的光和從SLD的第二端面發(fā)射出的光表現(xiàn)出不同的光束特性，并且出射光監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成僅監(jiān)測(cè)從任一端面發(fā)射出的光的情況下，除非預(yù)先確定且預(yù)先知道從第一端面發(fā)射出的光的光束特性和從第二端面發(fā)射出的光的光束特性之間的關(guān)系，否則僅通過(guò)調(diào)整電流注入量無(wú)法控制光學(xué)輸出和譜形狀。另外，在針對(duì)電流注入設(shè)置了多個(gè)電極的情況下，會(huì)產(chǎn)生獲得分別控制各電極的注入電流所需要的信息的問(wèn)題。

注意，這里所使用的所發(fā)射出的光的光束特性的表現(xiàn)包括從SLD發(fā)射出的光(特別是SLD光)的輸出功率、光譜、照射角度以及偏振方向的平均值或隨時(shí)間的變化。

為了獲得針對(duì)SLD光的寬頻帶的譜形狀，例如有時(shí)可以組合采用從有源層的基態(tài)能級(jí)發(fā)射出的光和從有源層的激發(fā)態(tài)能級(jí)發(fā)射出的光這兩者。以下將參考圖6來(lái)說(shuō)明具有這樣的特征的SLD。

參考圖6，橫軸表示波長(zhǎng)并且縱軸表示光量。圖6中所繪制的多條曲線表示不同的載流子注入密度。在注入密度低的情況下整體的光量小，但是整體的光量趨于隨著注入密度的上升而增大。圖6還示出譜形狀根據(jù)注入密度而很大程度地改變，并且根據(jù)注入密度(特別是短波長(zhǎng)頻帶側(cè)的注入密度)的增大，可以觀察到光量的增大。

在圖6中，直線1001表示從基態(tài)能級(jí)發(fā)射出的光的波長(zhǎng)，并且虛線1002表示從激發(fā)態(tài)能級(jí)發(fā)射出的光的波長(zhǎng)。

隨著電流注入量增大，在低電流注入范圍內(nèi)從基態(tài)能級(jí)發(fā)射出的光的強(qiáng)度增大，但是從基態(tài)能級(jí)發(fā)射出的光的強(qiáng)度增長(zhǎng)變慢，而在高電流注入范圍內(nèi)從激發(fā)態(tài)能級(jí)發(fā)射出的光的強(qiáng)度開始顯著地增長(zhǎng)。

因而，如果僅監(jiān)測(cè)整體的光學(xué)輸出，則難以掌握譜形狀的變化。鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，因此本發(fā)明的目的是提供使得能夠在短時(shí)間段內(nèi)容易、精確且可靠地控制光學(xué)輸出和譜形狀的發(fā)光裝置(特別地，可以是需要表現(xiàn)出寬頻帶的譜形狀的SLD)的結(jié)構(gòu)、用于控制具有這種結(jié)構(gòu)的SLD的方法以及使用這種SLD的光學(xué)相干斷層成像設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種發(fā)光裝置，包括：光波導(dǎo)層，其通過(guò)在具有下電極的襯底上順次層疊下包層、有源層和上包層來(lái)形成，其中所述光波導(dǎo)層具有用作光出射面的第一端面和第二端面；以及上電極，用于將載流子注入至有源層，其特征在于，從所述第一端面發(fā)射出的光表現(xiàn)出與從所述第二端面發(fā)射出的光的光束特性不同的光束特性，以及所述發(fā)光裝置還包括：第一光接收部，用于接收從所述第一端面發(fā)射出的光的光功率并且生成第一光學(xué)信息；第二光接收部，用于接收從所述第二端面發(fā)射出的光的光功率并且生成第二光學(xué)信息；以及控制部，用于根據(jù)所述第一光學(xué)信息和所述第二光學(xué)信息來(lái)控制向所述上電極的電流注入量。

在本發(fā)明的另一方面，提供了一種如上限定的發(fā)光裝置的控制方法，其特征在于，所述控制部執(zhí)行以下步驟：調(diào)整步驟，用于調(diào)整向所述上電極的電流注入值以將所述第一光學(xué)信息中的特定值限制在第一預(yù)定范圍內(nèi)；判斷步驟，用于判斷所述第二光學(xué)信息中的特定值是否被限制在第二預(yù)定范圍內(nèi)；以及輸出步驟，用于在判斷為所述第二光學(xué)信息中的特定值沒有被限制在所述第二預(yù)定范圍內(nèi)的情況下輸出信號(hào)。

在本發(fā)明的另一方面，提供了一種發(fā)光裝置的控制方法，其特征在于，所述控制部執(zhí)行以下步驟：第一判斷步驟，用于判斷所述第一光學(xué)信息中的特定值是否在第一預(yù)定范圍內(nèi)；第一調(diào)整步驟，用于在所述第一光學(xué)信息中的特定值不在所述第一預(yù)定范圍內(nèi)的情況下，調(diào)整向所述兩個(gè)以上的上電極中的一個(gè)上電極的注入電流值，以將所述第一光學(xué)信息中的特定值限制在所述第一預(yù)定范圍內(nèi)；第二判斷步驟，用于判斷所述第二光學(xué)信息中的特定值是否在第二預(yù)定范圍內(nèi)；以及第二調(diào)整步驟，用于在所述第二光學(xué)信息中的特定值不在所述第二預(yù)定范圍內(nèi)的情況下，調(diào)整向所述兩個(gè)以上的上電極中的另一個(gè)上電極的注入電流值，以將所述第二光學(xué)信息中的特定值限制在所述第二預(yù)定范圍內(nèi)，其中，所述第一調(diào)整步驟和所述第二調(diào)整步驟不同時(shí)執(zhí)行。

在本發(fā)明的又一方面，提供了使用如上限定的發(fā)光裝置的光學(xué)相干斷層成像設(shè)備，該設(shè)備包括：樣品測(cè)量部，用于將從所述發(fā)光裝置發(fā)射出的光照射在樣品上并且傳輸被所述樣品反射的光；參考部，用于將從所述發(fā)光裝置發(fā)射出的光照射在參考鏡上并且傳輸被所述參考鏡反射的光；干涉部，用于使所述樣品測(cè)量部所傳輸?shù)谋凰鰳悠贩瓷涞墓夂退鰠⒖疾克鶄鬏數(shù)谋凰鰠⒖肩R反射的光相互干涉；光檢測(cè)部，用于檢測(cè)所述干涉部所生成的干涉光；以及圖像處理部，用于根據(jù)所述光檢測(cè)部所檢測(cè)到的干涉光的光學(xué)信息來(lái)獲得所述樣品的斷層圖像。

通過(guò)以下參考附圖對(duì)典型實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。

附圖說(shuō)明

圖1A和1B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖。

圖2是示例1的示意圖。

圖3A和3B是用于監(jiān)測(cè)從SLD發(fā)射出的光的示例方法的示意圖。

圖4是示例2的示意圖。

圖5是用于形成示例1的SLD的有源層的多量子阱的頻帶結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖6是示出從利用基態(tài)能級(jí)的發(fā)光和激發(fā)態(tài)能級(jí)的發(fā)光的SLD發(fā)射出的光的譜形狀的變化。

圖7A和7B是示出從示例1的SLD的第一端面發(fā)射出的光的譜分布強(qiáng)度和從示例1的SLD的第二端面發(fā)射出的光的譜分布強(qiáng)度的圖。

圖8A是示例2的SLD的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的示意圖并且圖8B是示出從示例2的SLD的第一端面發(fā)射出的光的譜強(qiáng)度分布的圖。

圖9A是示例3的SLD的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的示意圖并且圖9B是示出從示例3的SLD的第一端面發(fā)射出的光的譜強(qiáng)度分布的圖。

圖10是示例3的SLD控制方法的示意圖。

圖11是使用根據(jù)本發(fā)明的SLD作為光源的示例4的OCT裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖12A是示例3的SLD的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的示意圖并且圖12B是表示示例3的SLD的結(jié)構(gòu)的截面圖。

圖13是示例2的SLD控制方法的示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在，將根據(jù)附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。

圖1A和1B是本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖。圖1A是用于控制作為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光裝置的SLD的光學(xué)輸出和譜形狀的概念結(jié)構(gòu)的示意圖。圖1A示出SLD 100的頂視圖。圖1B示出表示本實(shí)施例的SLD的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。

當(dāng)從圖1A觀看時(shí)，在SLD 100上形成有脊?fàn)畈?08。以如下方式形成脊?fàn)畈?08：選擇脊?fàn)畈?08相對(duì)于作為有源層113中所產(chǎn)生的光的主發(fā)光面的SLD 100的第一端面101并且也是相對(duì)于位于第一端面的相反側(cè)的第二端面105的角度(該角度例如為約7°)，使得通過(guò)在配置于脊?fàn)畈肯路降陌鍫钣性磳又醒刂範(fàn)畈垦由斓膮^(qū)域中所形成的光波導(dǎo)(脊?fàn)畈▽?dǎo))而傳播的光的反射率最小。順便提及，通常將第一端面101和第二端面105稱為發(fā)光面。另外，如圖1B所示，在脊?fàn)畈?08的最上層中形成有上電極116，以向有源層113注入電流，而在SLD 100的襯底111的底面上形成下電極110。

圖1B是示出SLD 100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示例截面圖。通過(guò)從圖1A所示的SLD100的頂部向下到底部地切割SLD 100而獲得圖1B。通過(guò)從下方開始以下述順序來(lái)順次層疊下電極110、襯底111、第一導(dǎo)電型的包層112、有源層113、表現(xiàn)出與第一導(dǎo)電型不同的極性的第二導(dǎo)電型的包層114、接觸層115以及上電極116。盡管在圖1B中接觸層115和上電極116形成脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，但是決不是將本發(fā)明限制成這種結(jié)構(gòu)。例如，可選地，可以通過(guò)從上電極116部分地向下蝕刻至第二導(dǎo)電型的包層114的下表面，向下蝕刻有源層113的下表面、或者部分地向下蝕刻至第一導(dǎo)電型的包層112的下表面來(lái)形成脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。在允許模式控制的光波導(dǎo)的情況下，脊?fàn)钚凸獠▽?dǎo)的使用不是絕對(duì)必要的，并且可選地可以采用埋入型光波導(dǎo)。

現(xiàn)在，以下將參考圖1A來(lái)說(shuō)明對(duì)向具有如圖1B所示的結(jié)構(gòu)的SLD注入電流進(jìn)行控制的方法。從作為有源層113的部分區(qū)域的脊?fàn)畈▽?dǎo)的第一端面101發(fā)射SLD光102。第一光接收部104對(duì)SLD光102的分支部103的光強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。

同時(shí)，從脊?fàn)畈▽?dǎo)的第二端面105發(fā)射表現(xiàn)出光束特性與SLD光102的光束特性不同的SLD光106。SLD光106的至少一部分進(jìn)入用于對(duì)SLD光106的光強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量的第二光接收部107。盡管在圖1A中兩個(gè)光接收部與SLD 100的主體分開配置，但是決不是將本發(fā)明限制成這種結(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，可選地，兩個(gè)光接收部可以與SLD部一體地形成為單一體。

將根據(jù)所測(cè)量出的光強(qiáng)度而生成的光學(xué)信息發(fā)送至控制部120，其中控制部120用于根據(jù)在第一光接收部104處所生成的光學(xué)信息(第一光學(xué)信息)和在第二光接收部107處所生成的光學(xué)信息(第二光學(xué)信息)來(lái)對(duì)向SLD 100的電流注入量進(jìn)行控制。

從第一端面發(fā)射出的光(SLD光)表現(xiàn)出與從第二端面發(fā)射出的光(SLD光)的光束特性不同的光束特性的實(shí)例包括：脊?fàn)顚挾群偷谝浑姌O的寬度在SLD的整個(gè)表面上不恒定或者包層的厚度在SLD的整個(gè)表面上不恒定的情況、當(dāng)從截面觀看時(shí)脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)不恒定的情況、有源層不均勻(例如，有源層在厚度或化學(xué)成分方面是不均勻的，或者有源層在第一端面?zhèn)群偷诙嗣鎮(zhèn)戎g存在差別)的情況、脊?fàn)畈烤哂蟹种Р康那闆r、端面具有濾波器的情況、有源層具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換區(qū)域的情況、上電極被分割成多個(gè)部分的情況、以及電流注入狀態(tài)不均勻的情況。

現(xiàn)在，以下將說(shuō)明所發(fā)射出的光(嚴(yán)格地講為SLD光)的光束特性(特別注意譜形狀和光學(xué)輸出)。注意，盡管本實(shí)施例的所發(fā)射出的光和各實(shí)施例的所發(fā)射出的光不僅包含SLD光成分而且還包含自發(fā)發(fā)射光成分，但是由于自發(fā)發(fā)射光成分的含量比率小，因此在以下說(shuō)明中將忽視自發(fā)發(fā)射光成分。即使忽視自發(fā)發(fā)射光成分，也不會(huì)產(chǎn)生重大問(wèn)題。然而，作為意識(shí)到自發(fā)發(fā)射光成分存在的證據(jù)，除非僅要討論SLD光，否則所發(fā)射出的光將不是指SLD光而是僅指光或光束。

利用本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成第一光接收部所檢測(cè)到的光的主要因子的波長(zhǎng)成分(例如中心波長(zhǎng))與構(gòu)成第二光接收部所檢測(cè)到的光的主要因子的波長(zhǎng)成分不同。因此，利用簡(jiǎn)單且廉價(jià)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)根據(jù)在第一光接收部104中所生成的光學(xué)信息和在第二光接收部107中所生成的光學(xué)信息來(lái)調(diào)整向上電極的電流注入量，不僅可以對(duì)SLD光的光學(xué)輸出而且可以對(duì)SLD光的譜形狀進(jìn)行控制。

為了本發(fā)明的目的，作為使從第一端面發(fā)射出的光的光束特性和從第二端面發(fā)射出的光的光束特性有所差別的手段，在光波導(dǎo)層中設(shè)置發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域是有效的。發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域是指配置在脊?fàn)畈▽?dǎo)內(nèi)并且不進(jìn)行任何電流注入或者施加反向偏壓的區(qū)域。當(dāng)光束穿過(guò)這樣的區(qū)域時(shí)，光束的波長(zhǎng)成分因子改變。

示例1

在示例1中，使本示例的SLD的脊?fàn)畈▽?dǎo)包括發(fā)光區(qū)域和發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域。以下將參考圖2來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。注意，通過(guò)相同的附圖標(biāo)記來(lái)分別表示本示例中功能上與圖1A所示的組件相同或類似的組件。

本示例的SLD 200在其脊?fàn)畈▽?dǎo)內(nèi)具有發(fā)光區(qū)域(電流注入?yún)^(qū)域)201和發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域202。本示例的SLD 200在第一端面101側(cè)具有發(fā)光區(qū)域201并且在第二端面105側(cè)具有發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域202。

發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域202是通過(guò)部分地吸收光譜來(lái)對(duì)光譜進(jìn)行調(diào)制的區(qū)域。盡管可以使該區(qū)域不具有上電極，但是如果將反向偏壓施加至該區(qū)域以增大調(diào)制，則需要設(shè)置用于該目的的電極。盡管用于施加反向偏壓的電極可以具有與用于向有源層注入電流的上電極的截面形狀相同的截面形狀，但是這兩個(gè)電極的截面形狀可以不必相同。

當(dāng)從上電極向發(fā)光區(qū)域(電流注入?yún)^(qū)域)201注入電流時(shí)，與電流注入?yún)^(qū)域201相對(duì)應(yīng)的有源層的區(qū)域發(fā)射光并且產(chǎn)生光束102。該有源層區(qū)域不僅在朝向第一端面101的方向上而且還在朝向第二端面105的方向上發(fā)射光。當(dāng)后者光或者朝向第二端面105的光穿過(guò)發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域202時(shí)，光譜的短波長(zhǎng)側(cè)的部分被吸收，以變成表現(xiàn)出光束特性(譜形狀)與光束102的光束特性不同的光106，然后從第二端面105發(fā)射出光106。

當(dāng)從截面觀看時(shí)本示例的SLD 200的結(jié)構(gòu)與圖1B所示的SLD 100的結(jié)構(gòu)相同。對(duì)于襯底111，采用n型摻雜的GaAs襯底。然后，對(duì)于下包層112、有源層113、上包層114和接觸層115，分別形成n型摻雜的Al_0.5GaAs層、具有組合用作量子阱層的GaAs層和GaIn_0.066As層以及用作勢(shì)壘層的Al_0.2GaAs層的多量子阱結(jié)構(gòu)、p型摻雜的Al_0.5GaAs層、以及p型摻雜的GaAs層。當(dāng)從圖5所示的頻帶結(jié)構(gòu)觀看時(shí)，構(gòu)成有源層113的多量子阱結(jié)構(gòu)包括一個(gè)6nm厚的GaAs量子阱層和一對(duì)8nm厚的GaIn_0.066As量子阱層，其中這些阱層以各自被夾持在Al_0.2GaAs勢(shì)壘層之間的方式形成。

如圖5所示，構(gòu)成本示例的有源層的三個(gè)量子阱層中的兩個(gè)是同樣的量子阱，而第三個(gè)量子阱在阱層的組成和厚度方面不同于前兩個(gè)量子阱。如上所述的包括在組成和厚度方面不同的阱層的多量子阱被稱為非對(duì)稱量子阱，以將其與僅包括在組成和厚度方面彼此都一樣的量子阱的對(duì)稱量子阱相區(qū)別。已知非對(duì)稱量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光譜根據(jù)其載流子密度而顯著變化。因此，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇量子阱層各自的組成和厚度來(lái)使有源層發(fā)射出寬頻帶的光。

圖7A和圖7B示出利用光譜分析器通過(guò)觀察從本示例的SLD 200的第一端面101發(fā)射出的光和從第二端面105發(fā)射出的光而獲得的一些譜數(shù)據(jù)。

圖7A示意性地示出在向?qū)挾葹?.0μm并且長(zhǎng)度為0.3mm的發(fā)光區(qū)域201注入184mA的電流的情況下從第一端面101發(fā)射出的光的譜強(qiáng)度分布。

圖7B示意性地示出在與用于獲得圖7A的結(jié)果的條件相同的條件下向發(fā)光區(qū)域201注入電流的情況下從第二端面105發(fā)射出的光的譜強(qiáng)度分布。該實(shí)例的發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域202的長(zhǎng)度是0.3mm。

當(dāng)從圖7A和7B觀看時(shí)，從第一端面101所發(fā)射出的光中檢測(cè)到波長(zhǎng)分布遍布于寬波長(zhǎng)范圍并且包括短波長(zhǎng)的成分的光量，而在從第二端面105發(fā)射出的光穿過(guò)發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域202的情況下，從所發(fā)射出的光中主要吸收短波長(zhǎng)的光成分，從而從第二端面105發(fā)射出的光中檢測(cè)到波長(zhǎng)分布偏向于長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的光量。

因而，如圖2所示，利用設(shè)置有具有兩個(gè)光接收部(一個(gè)在SLD 200的前側(cè)，并且另一個(gè)在SLD 200的后側(cè))的SLD 200的結(jié)構(gòu)，第一光接收部104可以檢測(cè)到具有包括短波長(zhǎng)成分的全部光學(xué)成分的所發(fā)射出的光，而第二光接收部107實(shí)際上僅檢測(cè)到長(zhǎng)波長(zhǎng)成分。

如參考圖6所述，在SLD具有根據(jù)所注入的電流而使得譜形狀改變的特性的情況下，僅通過(guò)監(jiān)測(cè)所發(fā)射出的全部光量無(wú)法掌握譜形狀的變化。特別地，在高電流注入的條件下，作為來(lái)自激發(fā)態(tài)能級(jí)的光的短波長(zhǎng)成分的光的量快速增大，導(dǎo)致難以掌握作為來(lái)自基態(tài)能級(jí)的光的長(zhǎng)波長(zhǎng)成分的光的量。與此相對(duì)，本示例的SLD具有在第二光接收部107處便于檢測(cè)長(zhǎng)波長(zhǎng)成分的光量變化的結(jié)構(gòu)。

在示例的該情況下，在SLD 200正被驅(qū)動(dòng)的情況下，分別監(jiān)測(cè)從第一光接收部104發(fā)射出的光和從第二光接收部107發(fā)射出的光，并且控制部(未示出)根據(jù)該監(jiān)測(cè)所獲得的數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)向發(fā)光區(qū)域(電流注入?yún)^(qū)域)201的電流注入量進(jìn)行控制。

在本示例中，使從通過(guò)光纖所分支出的第一端面101所發(fā)射出的光束102的一部分光103進(jìn)入配置在光纖的端部的第一光接收部104。該一部分光103僅在光量方面與進(jìn)行分支之前的光束102不同，并且實(shí)際上該一部分光103的所有其它光束特性與進(jìn)行分支之前的光束102的所有其它光束特性相同。因此，通過(guò)觀看從該一部分光103獲得的值數(shù)據(jù)可以掌握光束102的狀況。

當(dāng)?shù)谝还饨邮詹?04接收到該一部分光103時(shí)，第一光接收部104生成用于反映所接收到的光的光功率作為第一光學(xué)信息的檢測(cè)信號(hào)并且輸出該信號(hào)。關(guān)于來(lái)自第一光接收部104的第一光學(xué)信息的輸出，假設(shè)檢測(cè)信號(hào)的初始值是A并且該信號(hào)的可容許范圍是±α。在發(fā)現(xiàn)從第一光接收部104輸出的檢測(cè)信號(hào)的值在A±α的范圍之外的情況下，調(diào)整向電極的電流注入量，以使得將檢測(cè)信號(hào)值限制在A±α的范圍內(nèi)。

另一方面，如果從第一光接收部104輸出的檢測(cè)信號(hào)的值在A±α的范圍內(nèi)，但是從第二光接收部107輸出的作為第二光學(xué)信息的檢測(cè)信號(hào)的值B超出了可容許范圍B±β，則需要抑制向光源的電力供給或者需要輸出警告信號(hào)。

因而，在不僅根據(jù)從第一光接收部104輸出的第一光學(xué)信息而且還根據(jù)從第二光接收部107輸出的第二光學(xué)信息來(lái)調(diào)整電流注入量的結(jié)構(gòu)中，作為判斷用于調(diào)整向SLD 200的電流注入的操作的因素，不僅考慮了從SLD 200所發(fā)射出的光的光學(xué)輸出，而且還考慮了所發(fā)射出的光的譜形狀。

示例2

現(xiàn)在，以下將參考圖4來(lái)說(shuō)明示例2，本示例的SLD在脊?fàn)畈▽?dǎo)內(nèi)具有兩個(gè)發(fā)光區(qū)域。

注意，通過(guò)相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示圖4A所示的功能上與圖1A所示的相應(yīng)的各組件相同的組件。

本示例的SLD 300具有沿著脊?fàn)畈▽?dǎo)308配置的第一發(fā)光區(qū)域201和第二發(fā)光區(qū)域401。第一發(fā)光區(qū)域201位于第一端面101側(cè)，而第二發(fā)光區(qū)域401位于第二端面105側(cè)。

與圖2所示的示例1的SLD相比，上述結(jié)構(gòu)可以獲得較寬的波長(zhǎng)頻帶的發(fā)光譜。

現(xiàn)在，以下將詳細(xì)說(shuō)明本示例。

首先，將通過(guò)參考圖8A和8B來(lái)說(shuō)明可以通過(guò)向第一發(fā)光區(qū)域201和第二發(fā)光區(qū)域401注入電流而獲得的發(fā)光譜。圖8A是圖4所示的本示例的SLD 300的脊?fàn)畈▽?dǎo)部的簡(jiǎn)化示意圖。圖8B是示出從具有以與本示例的SLD 300的有源層和電極同樣的方式配置的有源層和電極的SLD的第一端面101所發(fā)射出的光的譜強(qiáng)度分布根據(jù)電流注入量而變化的圖。

首先，當(dāng)向與第一發(fā)光區(qū)域201相對(duì)應(yīng)的電極注入電流時(shí)，有源層的對(duì)應(yīng)區(qū)域產(chǎn)生作為隨后從第一端面101發(fā)射出的光。如圖6所示，當(dāng)電流注入量增大時(shí)，來(lái)自激發(fā)態(tài)能級(jí)并且包含短波長(zhǎng)成分的發(fā)光強(qiáng)度增大。圖8B中的曲線501示出了該狀態(tài)。當(dāng)在該狀態(tài)下向第二發(fā)光區(qū)域401注入電流時(shí)，如圖8B中的直線502所示，相加了與從基態(tài)能級(jí)的發(fā)光相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)波長(zhǎng)成分。

因而，與僅將載流子注入第一電極(第一發(fā)光區(qū)域)的實(shí)例相比，本示例的SLD表現(xiàn)出很大不同，并且可以實(shí)現(xiàn)寬頻帶的高功率輸出。以下將簡(jiǎn)要說(shuō)明該表現(xiàn)的基本原理。

當(dāng)向第一電極注入載流子以實(shí)現(xiàn)高激發(fā)態(tài)時(shí)，不僅在基態(tài)能級(jí)而且在較高能級(jí)捕獲載流子，并且發(fā)射作為載流子再結(jié)合的結(jié)果的光。然后，在經(jīng)由光波導(dǎo)來(lái)引導(dǎo)所發(fā)射出的光時(shí)，由于受激發(fā)射而發(fā)生光學(xué)放大。

另一方面，當(dāng)向第二電極注入載流子以實(shí)現(xiàn)低激發(fā)態(tài)時(shí)，僅在基態(tài)能級(jí)捕獲載流子，并且經(jīng)由第二發(fā)光區(qū)域的光波導(dǎo)來(lái)引導(dǎo)所發(fā)射出的光。然而，由于激發(fā)密度低，因此不會(huì)發(fā)生大的光學(xué)放大。

當(dāng)經(jīng)由第二發(fā)光區(qū)域所引導(dǎo)的光到達(dá)第一發(fā)光區(qū)域時(shí)，快速發(fā)生光學(xué)放大。這是因?yàn)?，在第一發(fā)光區(qū)域中，大部分所注入的載流子由于從較高能級(jí)的受激發(fā)射而被消耗，而在基態(tài)能級(jí)所捕獲的大部分載流子由于自發(fā)發(fā)射而被消耗，因此當(dāng)引導(dǎo)與從基態(tài)能級(jí)的光發(fā)射相對(duì)應(yīng)的來(lái)自第二發(fā)光區(qū)域的光時(shí)，從基態(tài)能級(jí)的受激發(fā)射變得顯著。圖8B清楚地示出了這種情形。

通過(guò)調(diào)整向第二發(fā)光區(qū)域401的電流注入量，如曲線503所示，可以使從激發(fā)態(tài)能級(jí)的發(fā)光強(qiáng)度與從基態(tài)能級(jí)的發(fā)光強(qiáng)度實(shí)質(zhì)相等。與僅向第一發(fā)光區(qū)域201注入電流的實(shí)例相比，利用較高的輸出能級(jí)，可以獲得的較寬頻帶的發(fā)光譜。作為示例，向0.33mm長(zhǎng)的第一電極注入123.3mA的電流，并且向0.30mm長(zhǎng)的第二電極注入6.4mA的電流。然后，所發(fā)射出的光的譜半寬是85nm，并且獲得8.2mW的光學(xué)輸出。

因而，在本示例的SLD中，如上所述，從第一端面所發(fā)射出的光包括來(lái)自多個(gè)發(fā)光區(qū)域的貢獻(xiàn)。因此，為了對(duì)由于環(huán)境的變化以及隨著時(shí)間的變化而導(dǎo)致光束特性可能發(fā)生的變化進(jìn)行校正的目的，需要與任意可比較的傳統(tǒng)技術(shù)不同的反饋技術(shù)來(lái)對(duì)向各發(fā)光區(qū)域的電流注入量進(jìn)行控制。

現(xiàn)在，以下將說(shuō)明要用于本示例的SLD的反饋技術(shù)。

本示例的SLD 300的截面結(jié)構(gòu)與示例1的SLD 200的截面結(jié)構(gòu)相同。在SLD 300正被驅(qū)動(dòng)的情況下，分別監(jiān)測(cè)第一光接收部304的輸出(所檢測(cè)到的具體值、光學(xué)信息)和第二光接收部307的輸出，并且控制部320對(duì)向第一電流注入?yún)^(qū)域201的電流注入量以及向第二電流注入?yún)^(qū)域401的電流注入量進(jìn)行控制。

以下將參考圖13來(lái)更加詳細(xì)地說(shuō)明用于控制電流注入量的技術(shù)。

使從SLD 300的第一端面101側(cè)發(fā)射出的光302的分支部303進(jìn)入第一光接收部304。

這里假設(shè)從第一光接收部304輸出的初始值是A并且該輸出的可容許范圍是±α。在發(fā)現(xiàn)從第一光接收部304輸出的值在A±α的范圍之外的情況下，調(diào)整向第一發(fā)光區(qū)域201的電流注入量，以使得將該值限制在A±α的范圍內(nèi)。

如上所述，進(jìn)入第一光接收部304的光303的量很大程度上主要依賴于向第一發(fā)光區(qū)域201的電流注入量。因此，通過(guò)根據(jù)第一光接收部304的輸出值來(lái)調(diào)整向第一發(fā)光區(qū)域201的電流注入量，可以將SLD的整體發(fā)光大體上保持為恒定水平。

然而，如上所述，由于發(fā)光區(qū)域或者除了第一發(fā)光區(qū)域201以外的區(qū)域(在本實(shí)例中為第二發(fā)光區(qū)域401)會(huì)在很大程度上促使光譜半寬發(fā)生變化，因而SLD 300的發(fā)光狀態(tài)的調(diào)整需要以下控制操作。

使從SLD 300的第二端面105側(cè)發(fā)射出的光306進(jìn)入第二光接收部307。這里假設(shè)從第二光接收部307輸出的初始值是B并且該輸出的可容許范圍是±β。在發(fā)現(xiàn)從第二光接收部307輸出的值在B±β的范圍之外的情況下，調(diào)整向第二發(fā)光區(qū)域401的電流注入量，以使得將該值限制在B±β的范圍內(nèi)。

注意，不是同時(shí)而是交替地進(jìn)行向第一發(fā)光區(qū)域201的電流注入值的調(diào)整和向第二發(fā)光區(qū)域401的電流注入值的調(diào)整。在正調(diào)整向其中一個(gè)發(fā)光區(qū)域的電流注入值時(shí)，將另一個(gè)發(fā)光區(qū)域的電流注入值保持為恒定。

重復(fù)用于控制電流注入值的操作直到發(fā)現(xiàn)來(lái)自這兩個(gè)光接收部的輸出值在各自的預(yù)定范圍內(nèi)為止。如果這兩個(gè)輸出值中的至少一個(gè)最終無(wú)法限制在相關(guān)的預(yù)定范圍內(nèi)，則抑制向光源的電力供給或輸出警告信號(hào)。

當(dāng)控制部320執(zhí)行上述步驟時(shí)，可以通過(guò)將不僅觀察光學(xué)輸出而且觀察譜形狀作為用于判斷控制操作所要考慮的數(shù)據(jù)，來(lái)調(diào)整向SLD 300的電流注入。

示例3

示例3的SLD在其脊?fàn)畈▽?dǎo)部?jī)?nèi)具有多個(gè)發(fā)光區(qū)域和發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域。以下將參考圖12A和12B來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

將根據(jù)具有三個(gè)發(fā)光區(qū)域和發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域的脊?fàn)畈▽?dǎo)部來(lái)說(shuō)明本示例的SLD，但是決不是將本發(fā)明限制成這種特定結(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，在存在兩個(gè)或多于兩個(gè)的發(fā)光區(qū)域的情況下，可以正如本示例的情況那樣來(lái)控制電流注入的操作。例如，以下給出的本示例的電流注入控制的說(shuō)明還適用于如下實(shí)例：存在兩個(gè)發(fā)光區(qū)域并且不存在發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域的實(shí)例(如示例2的情況)、存在兩個(gè)發(fā)光區(qū)域并且存在一個(gè)發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域的實(shí)例、以及存在甚至更多數(shù)量的發(fā)光區(qū)域的實(shí)例。

注意，在圖12A和12B中，通過(guò)相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示具有與圖1A和1B、圖2以及圖4的各功能相同的功能的部分。

如圖12A和12B所示，本示例的SLD 400具有第一發(fā)光區(qū)域201、第二發(fā)光區(qū)域401、發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域202以及第三發(fā)光區(qū)域402。第一發(fā)光區(qū)域201位于第一端面101側(cè)，并且第三發(fā)光區(qū)域402位于第二端面105側(cè)。

利用上述結(jié)構(gòu)，與示例1和示例2相比，本示例的SLD可以提供較寬頻帶的發(fā)光譜。

由于在向第一發(fā)光區(qū)域201注入電流并且還向第二發(fā)光區(qū)域401注入電流的情況下獲得的發(fā)光譜與示例2中所述的發(fā)光譜相同，因此這里將省略這種發(fā)光譜的說(shuō)明。

發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域202是通過(guò)部分地吸收光譜來(lái)對(duì)光譜進(jìn)行調(diào)制的區(qū)域。盡管可以省略上電極，但在要施加反向偏壓以促進(jìn)調(diào)制的情況下會(huì)需要電極。盡管這種電極的截面部可以與用于向有源層施加電流的上電極的截面部相同，但是這兩個(gè)截面部可以不必相同。

不像示例1的結(jié)構(gòu)那樣，在本示例中，在針對(duì)發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域202的第二端面105側(cè)附加地設(shè)置了第三發(fā)光區(qū)域402。

利用這種結(jié)構(gòu)，可以使發(fā)光譜具有甚至更寬的頻帶。以下將參考圖9A和9B來(lái)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖9A是圖12A所示的脊?fàn)畈▽?dǎo)部的簡(jiǎn)化示意圖。圖9B中的曲線504表示在與獲得圖8B的曲線503的狀態(tài)相同的狀態(tài)下獲得的發(fā)光譜。換句話說(shuō)，圖9B示出向第一發(fā)光區(qū)域201注入高電流并且向第二發(fā)光區(qū)域401注入低電流的狀態(tài)。

當(dāng)在該狀態(tài)下向第三發(fā)光區(qū)域402附加地注入另一電流，直到實(shí)現(xiàn)了已經(jīng)注入了高電流的狀態(tài)為止時(shí)，在光譜中以直線505所表示的波長(zhǎng)為中心的長(zhǎng)波長(zhǎng)成分增大。該現(xiàn)象發(fā)生是因?yàn)椋寒?dāng)經(jīng)由發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域202來(lái)引導(dǎo)第三發(fā)光區(qū)域402所產(chǎn)生的光時(shí)，短波長(zhǎng)成分大部分被吸收，從而從第一端面101僅發(fā)射出發(fā)光譜的長(zhǎng)波長(zhǎng)成分。

因此，與示例1和示例2相比，本示例可以實(shí)現(xiàn)更寬頻帶的光譜。

作為示例，向0.33mm長(zhǎng)的第一電極注入123.3mA的電流并且向0.30mm長(zhǎng)的第二電極注入6.4mA的電流，而使發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域的長(zhǎng)度等于1.50mm并且向0.25mm長(zhǎng)的第三電極注入46.9mA的電流。然后，從第一端面101側(cè)發(fā)射出的光的譜半寬是95nm，并且獲得了10.1mW的光學(xué)輸出。

因而，在本示例的SLD中，如上所述，從第一端面所發(fā)射出的光包括來(lái)自多個(gè)發(fā)光區(qū)域的貢獻(xiàn)。因此，為了對(duì)由于環(huán)境的變化以及隨著時(shí)間的變化而導(dǎo)致光束特性可能發(fā)生的變化進(jìn)行校正的目的，需要與任意可比較的傳統(tǒng)技術(shù)不同的反饋技術(shù)來(lái)對(duì)向各發(fā)光區(qū)域的電流注入量進(jìn)行控制。

特別地，如從圖9B清楚地看到，作為第三發(fā)光區(qū)域402處所產(chǎn)生的光的光譜成分的長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)成分對(duì)光學(xué)輸出僅發(fā)揮較小的影響。然而，對(duì)于包括光學(xué)斷層相干設(shè)備的本發(fā)明的應(yīng)用，由于發(fā)光譜半寬微妙地促成了這些裝置的分辨率，因此針對(duì)第三發(fā)光區(qū)域402的電流注入量的反饋控制是十分重要的。另外，不像第二發(fā)光區(qū)域401那樣，針對(duì)第三發(fā)光區(qū)域402，需要與向第一發(fā)光區(qū)域201的電流注入同樣高的電流注入。有源層及其周邊的劣化很大程度上依賴于電流注入密度，因此用于掌握第三發(fā)光區(qū)域的狀態(tài)的操作實(shí)質(zhì)上與用于掌握第一發(fā)光區(qū)域的操作同樣重要。

現(xiàn)在，以下將說(shuō)明要用于本示例的SLD的反饋技術(shù)。

本示例的SLD 400的截面結(jié)構(gòu)與示例1的SLD 200的截面結(jié)構(gòu)大體相同。因此，以下將僅說(shuō)明與示例1的部分不同的部分。

圖12B示出沿著圖12A的虛線410截取的SLD的截面部分的結(jié)構(gòu)。盡管在本示例中針對(duì)光接收部404和407以及針對(duì)發(fā)光區(qū)域201、401和402采用了同一有源層，但是決不是將本發(fā)明限制成使用同一有源層?？蛇x地，可以通過(guò)使不同的襯底來(lái)分別制備光接收部和發(fā)光區(qū)域。還可選地，通常光接收部和發(fā)光區(qū)域可以使用一個(gè)襯底，但是可以在各個(gè)襯底上形成不同的有源層。

參考圖12B，在左側(cè)所示的截面部分的結(jié)構(gòu)是第三發(fā)光區(qū)域402的截面部分的結(jié)構(gòu)，并且在右側(cè)所示的截面部分的結(jié)構(gòu)是第二光接收部407的截面部分的結(jié)構(gòu)。通過(guò)向第二光接收部407的上電極411施加與正施加于第三發(fā)光區(qū)域402的偏壓相反的偏壓，使得能夠檢測(cè)到所接收到的光的量。

在從第三發(fā)光區(qū)域402的自發(fā)發(fā)射光成分對(duì)反饋控制有所影響的情況下，在第二光接收部407的有源層部分的位于第三發(fā)光區(qū)域402側(cè)的端面上形成蓋412，以使得不接收自發(fā)發(fā)射光成分。蓋412可以是任意類型，只要蓋412可以減少自發(fā)發(fā)射光成分的透過(guò)光量即可。在例如蓋412由與上電極411的材料相同的材料形成的情況下，蓋412需要與上電極411電隔離，以使得在蓋412與上電極411之間不發(fā)生連接。

在本示例中，光接收部形成在還形成有SLD主體的襯底上，并且針對(duì)它們使用了同一有源層。然而，決不是將本發(fā)明限制成這種結(jié)構(gòu)，并且可選地，可以通過(guò)使用與SLD主體的襯底和有源層不同的襯底和有源層來(lái)形成各光接收部。如示例1的情況那樣，光接收部可以配置在各相反端面?zhèn)取?/p>

圖10是本示例的SLD 400的反饋控制的技術(shù)的示意圖。在SLD 400正被驅(qū)動(dòng)的情況下，分別監(jiān)測(cè)第一光接收部404的輸出和第二光接收部407的輸出(第一光學(xué)信息和第二光學(xué)信息)，并且控制部602對(duì)第一電流注入?yún)^(qū)域(第一發(fā)光區(qū)域)201的電流注入量和第三電流注入?yún)^(qū)域(第三發(fā)光區(qū)域)402的電流注入量進(jìn)行控制。

從SLD 400的第一端面?zhèn)容敵龅某錾涔?05的一部分光600被第一防反射膜(半透半反鏡)403(圖12A)反射，然后進(jìn)入在該端面附近整體形成的第一光接收部404。

假設(shè)第一光接收部404的輸出的初始值是A并且該初始值的可容許范圍是±α。在發(fā)現(xiàn)第一光接收部404的輸出值在A±α的范圍以外的情況下，調(diào)整向第一發(fā)光區(qū)域201的電流注入量，以使該將輸出值限制在A±α的范圍內(nèi)。

如上所指出的，進(jìn)入第一光接收部404的光量大大依賴于向第一發(fā)光區(qū)域201的注入電流的量。因此，通過(guò)根據(jù)第一光接收部404的輸出值來(lái)調(diào)整向第一發(fā)光區(qū)域201的電流注入量，可以將整體發(fā)光水平大體上保持為恒定水平。

然而，如上所述，從除了第一發(fā)光區(qū)域201以外的發(fā)光區(qū)域發(fā)射出的光會(huì)在很大程度上促使光譜半寬變化。因此，附加地，需要如下所述的調(diào)整SLD400的發(fā)光狀態(tài)的控制操作。

從SLD 400的第二端面105側(cè)輸出的光601被第二防反射膜(半透半反鏡)406(圖12A)反射，并且進(jìn)入第二光接收部407。這里假設(shè)從第二光接收部407輸出的初始值是B并且該輸出的可容許范圍是±β。在發(fā)現(xiàn)從第二光接收部407輸出的值在范圍B±β之外的情況下，調(diào)整向第三發(fā)光區(qū)域402的電流注入量，以使得將該值限制在B±β的范圍內(nèi)。

由于發(fā)光譜調(diào)制區(qū)域202的工作，導(dǎo)致第二光接收部407所接收到的光的成分主要包括來(lái)自第一發(fā)光區(qū)域201和第二發(fā)光區(qū)域401的光的長(zhǎng)波長(zhǎng)成分以及來(lái)自第三發(fā)光區(qū)域402的整個(gè)波長(zhǎng)區(qū)域的光束。在光量方面，來(lái)自第三發(fā)光區(qū)域402的光是主要貢獻(xiàn)者。

因此，通過(guò)針對(duì)第二光接收部407的輸出來(lái)調(diào)整向第三發(fā)光區(qū)域402的電流注入量，可以將SLD的整體發(fā)光保持在恒定水平。

注意，不是同時(shí)而是交替進(jìn)行向第一發(fā)光區(qū)域201的電流注入值的調(diào)整和向第三發(fā)光區(qū)域402的電流注入值的調(diào)整。在正調(diào)整向其中一個(gè)發(fā)光區(qū)域的注入電流值時(shí)，將另一個(gè)發(fā)光區(qū)域的電流注入值保持為恒定。

重復(fù)用于控制電流注入值的操作，直到發(fā)現(xiàn)來(lái)自這兩個(gè)光接收部的輸出值在各自預(yù)定的范圍內(nèi)為止。如果這兩個(gè)輸出值中的至少一個(gè)無(wú)法被限制在相關(guān)預(yù)定范圍內(nèi)，則抑制向光源的電力供給，或者輸出警告信號(hào)。

當(dāng)進(jìn)行上述調(diào)整操作時(shí)，可以通過(guò)不僅觀察光學(xué)輸出而且還觀察譜形狀作為用于判斷控制操作所要考慮的數(shù)據(jù)，來(lái)調(diào)整向SLD 400的電流注入。

通過(guò)將長(zhǎng)波截止濾波器的特征添加至第二防反射膜406，可以降低來(lái)自第一發(fā)光區(qū)域201和第二發(fā)光區(qū)域401的光束成分對(duì)第二光接收部407所檢測(cè)到的值的貢獻(xiàn)。

為了實(shí)現(xiàn)針對(duì)SLD 400的整個(gè)光束輸出的寬譜頻帶，需要向第三發(fā)光區(qū)域402注入高電流。在這種情況下，來(lái)自第三發(fā)光區(qū)域402光學(xué)輸出主要包括如圖6所示的短波長(zhǎng)成分。

因此，通過(guò)向第二防反射膜406添加如下特征，可以更清楚地檢測(cè)并且控制第三發(fā)光區(qū)域402的狀態(tài)：減少?gòu)幕鶓B(tài)能級(jí)的發(fā)光以及較長(zhǎng)波長(zhǎng)成分的光學(xué)輸出，從而選擇性地使得短波長(zhǎng)的光進(jìn)入光電檢測(cè)器。

對(duì)于具有這種附加功能的防反射膜，例如，可以優(yōu)選采用通過(guò)層疊具有不同折射率的兩種SiO_xN_y層直至厚度為λ/4而形成的多層膜。

可以不必通過(guò)使用具有如上所述的用于截止長(zhǎng)波長(zhǎng)成分的附加功能的防反射膜來(lái)實(shí)現(xiàn)用于截止長(zhǎng)波長(zhǎng)成分的特征。僅需要在SLD的輸出端面和光接收部的光接收面之間設(shè)置用于截止長(zhǎng)波長(zhǎng)成分的特征。例如，可選地，可以在光接收部的光接收面上形成多層膜，或者可以在SLD的輸出端面和光接收部的光接收面之間配置低通濾波器。

然而，利用設(shè)置具有用于截止長(zhǎng)波長(zhǎng)成分的特征的防反射膜的結(jié)構(gòu)，可以縮小裝置的尺寸并且可以減少部件的數(shù)量。然后，可以預(yù)期減少SLD的成本。

通過(guò)在同一襯底上形成光接收部和發(fā)光區(qū)域可以縮小裝置的尺寸。另外，可以減少部件的數(shù)量，并且對(duì)于光接收部的光軸無(wú)需進(jìn)行調(diào)整操作，從而可以進(jìn)一步減少調(diào)整步驟數(shù)，以使制造成本最低。

盡管本示例的SLD具有在SLD的襯底上所形成的多個(gè)電流注入電極(發(fā)光區(qū)域)和光接收部，但是決不是將本發(fā)明限制成這種結(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，如果SLD僅具有用于向有源層注入電流的一個(gè)電流注入電極，則還可以在同一襯底上形成光接收部，以提供同樣的效果。

示例4

在本示例中，通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的SLD作為光源來(lái)制備光學(xué)相干斷層成像設(shè)備(OCT設(shè)備)。圖11是本示例的光學(xué)相干斷層成像設(shè)備的示意圖。

圖11的光學(xué)相干斷層成像設(shè)備大體包括光源部、用于利用來(lái)自光源部的光照射樣品并且傳輸被樣品反射的光的樣品測(cè)量部、用于利用光來(lái)照射參考鏡并且傳輸被參考鏡反射的光的參考部、用于使被兩個(gè)鏡反射的光波彼此相干涉的干涉部、用于檢測(cè)干涉部所獲得的光波的干涉的光檢測(cè)部、以及用于根據(jù)光檢測(cè)部所檢測(cè)到的光來(lái)執(zhí)行(用于獲得斷層圖像的)圖像處理操作的圖像處理部?，F(xiàn)在，以下將說(shuō)明上述各組件。

通過(guò)配置SLD光源1501以及用于對(duì)SLD光源進(jìn)行控制的光源控制部1512來(lái)形成光源部，其中，SLD光源1501以光照射用的光纖1501的方式連接至形成干涉部的光纖耦合器1503。

干涉部的光纖耦合器1503是在光源的波長(zhǎng)頻帶中的單一模式下進(jìn)行工作的部件。使用3dB耦合器來(lái)作為光纖耦合器。

反射鏡1504連接至用于形成參考光光路的光纖1502，以形成參考部。用于形成參考光光路的光纖1502連接至光纖耦合器1503。

通過(guò)用于形成檢查光光路的光纖1505、照射/會(huì)聚光光學(xué)系統(tǒng)1506和照射位置掃描鏡1507來(lái)形成樣品測(cè)量部，其中，用于形成檢查光光路的光纖1505連接至光纖耦合器1503。在光纖耦合器1503處，使要檢查的樣品1514內(nèi)部以及表面上所產(chǎn)生的后向散射光波和來(lái)自干涉部的返回光波彼此相干涉，以產(chǎn)生干涉光波。

通過(guò)光接收光纖1508和光電檢測(cè)器1509來(lái)形成光檢測(cè)部，并且將在光纖耦合器1503中產(chǎn)生的干涉光波引導(dǎo)至光電檢測(cè)器1509。

在信號(hào)處理器1511處，將光電檢測(cè)器1509所接收到的光轉(zhuǎn)換成譜信號(hào)，并且還進(jìn)行傅立葉變換。結(jié)果，獲得與樣品1514有關(guān)的深度信息。將所獲得的深度信息作為斷層圖像顯示在圖像輸出監(jiān)視器1513上。

可以通過(guò)使用個(gè)人計(jì)算機(jī)等來(lái)形成信號(hào)處理器1511。可以通過(guò)使用個(gè)人計(jì)算機(jī)的顯示屏等來(lái)形成圖像輸出監(jiān)視器1513。

光源控制部1512連接至還對(duì)照射位置掃描鏡1507的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和其它信號(hào)進(jìn)行控制的信號(hào)處理器1511，從而與照射位置掃描鏡1507的驅(qū)動(dòng)同步地對(duì)SLD光源1501進(jìn)行控制。

在采用示例1或2中所述的光源作為SLD光源1501的情況下，該光源可以提供在光量和光譜形狀這兩者方面穩(wěn)定的輸出，從而光學(xué)相干斷層成像設(shè)備可以獲得長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定的斷層圖像信息。另外，光學(xué)相干斷層成像設(shè)備可以立即檢測(cè)到光量和光譜形狀在各自預(yù)定的范圍以外的情形，從而該裝置可以更安全地進(jìn)行工作。

對(duì)于眼科、牙科和皮膚科等的領(lǐng)域中的斷層攝像，該OCT裝置是有效且有用的。

盡管在本示例中說(shuō)明了OCT裝置，但是決不是將本發(fā)明的應(yīng)用范圍限制成這樣的OCT裝置，并且根據(jù)本發(fā)明的SLD可以應(yīng)用于其它類型的OCT設(shè)備的光源領(lǐng)域內(nèi)。

因而，本發(fā)明提供了在短時(shí)間段內(nèi)容易且精確地控制SLD的光學(xué)輸出和譜形狀這兩者的有利效果。

盡管已經(jīng)參考典型實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于所公開的典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功能。