JP2001077426A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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、発光波長の変化を抑制できる半導体発光装置を得
る。 【解決手段】 InGaN系半導体からなる活性層とストラ
イプ構造21とを有し、レーザ発振しない半導体発光素子
20に対して、例えばミラー26およびコリメーターレンズ
25からなり、半導体発光素子20から出射する光24Ｒを共
振させる光共振器を組み合わせ、この光共振器に例えば
狭帯域バンドパスフィルタ27からなる波長選択手段を設
ける。
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、発光波長の変化を抑制できる半導体発光装置を得
る。 【解決手段】 InGaN系半導体からなる活性層とストラ
イプ構造21とを有し、レーザ発振しない半導体発光素子
20に対して、例えばミラー26およびコリメーターレンズ
25からなり、半導体発光素子20から出射する光24Ｒを共
振させる光共振器を組み合わせ、この光共振器に例えば
狭帯域バンドパスフィルタ27からなる波長選択手段を設
ける。
Description
【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。
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。
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。
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。
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。
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In
GaNの材料物性に起因した問題である。
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In
GaN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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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ＡＰ
Ｃ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。
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ＡＰ
Ｃ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。
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。
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。
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。
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。
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SiO２ 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。
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SiO２ 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ln０．０５Ga
０．９５N （10ｎｍ）、アンドープIn０．２８Ga
０．７２N 量子井戸層（2.5ｎｍ、波長488nm ）、アン
ドープIn０ ．０５Ga０．９５N（5ｎｍ）、アンドープIn
０．２８Ga０．７２N 量子井戸層（2.5ｎｍ）、アンド
ープln０．０５Ga０．９５N （５ｎｍ）、アンドープIn
０． ２８Ga０．７２N 量子井戸層（2.5ｎｍ）、アンド
ープln０．０５Ga０．９５N（５ｎｍ）、アンドープAl
０．１Ga０．９N（10ｎｍ）からなる３重量子井戸構造
である。
０．９５N （10ｎｍ）、アンドープIn０．２８Ga
０．７２N 量子井戸層（2.5ｎｍ、波長488nm ）、アン
ドープIn０ ．０５Ga０．９５N（5ｎｍ）、アンドープIn
０．２８Ga０．７２N 量子井戸層（2.5ｎｍ）、アンド
ープln０．０５Ga０．９５N （５ｎｍ）、アンドープIn
０． ２８Ga０．７２N 量子井戸層（2.5ｎｍ）、アンド
ープln０．０５Ga０．９５N（５ｎｍ）、アンドープAl
０．１Ga０．９N（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。
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/A
l 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。
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/A
l 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 Radianc
e）にて波長488nm の青色光ビームを発するＳＬＤ（Sup
er Luminescent Diode）となる。
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 Radianc
e）にて波長488nm の青色光ビームを発するＳＬＤ（Sup
er 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。
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SiO２
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SiO２ からなる反射率５％程度のコーティン
グ23が施される。
されたリッジストライプ21を有し、前端面にはSiO２
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SiO２ 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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）。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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８
ａ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。
ａ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。
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。
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。
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。
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4
88nm）、アンドープIn０．０５Ga０．９５N（5ｎｍ）、
アンドープIn０．２８Ga０． ７２N 量子井戸層（2.5ｎ
ｍ）、アンドープln０．０５Ga０．９５N （10ｎｍ）、
アンドープIn０．２８Ga０．７２N 量子井戸層（2.5ｎ
ｍ）、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。
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4
88nm）、アンドープIn０．０５Ga０．９５N（5ｎｍ）、
アンドープIn０．２８Ga０． ７２N 量子井戸層（2.5ｎ
ｍ）、アンドープln０．０５Ga０．９５N （10ｎｍ）、
アンドープIn０．２８Ga０．７２N 量子井戸層（2.5ｎ
ｍ）、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1
00ａ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SiO２およびTiO２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2
4を発する。
00ａ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SiO２およびTiO２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2
4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。
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Ｓ
ＬＤ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。
て幅の狭い発光スペクトルを得ることができる。またＳ
ＬＤ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。
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。
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1
00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。
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1
00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。
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。
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。
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SiO２およびTiO２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SiO２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。
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SiO２およびTiO２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SiO２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。
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。
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、2
03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１
４に示したものを適用すればよい。
は、それぞれ透過型の狭帯域バンドパスフィルタ102、2
03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１
４に示したものを適用すればよい。
【図１】本発明の第１実施形態による半導体発光装置を
示す概略平面図
示す概略平面図
【図２】上記半導体発光装置に用いられた半導体発光素
子の縦断面形状を示す概略図
子の縦断面形状を示す概略図
【図３】上記半導体発光装置に用いられたバンドパスフ
ィルタの分光透過率特性を示すグラフ
ィルタの分光透過率特性を示すグラフ
【図４】本発明の第２実施形態による半導体発光装置を
示す概略平面図
示す概略平面図
【図５】本発明の第３実施形態による半導体発光装置を
示す概略平面図
示す概略平面図
【図６】本発明の第４実施形態による半導体発光装置を
示す概略平面図
示す概略平面図
【図７】本発明の第５実施形態による半導体発光装置を
示す概略平面図
示す概略平面図
【図８】本発明の第６実施形態による半導体発光装置を
示す概略平面図
示す概略平面図
【図９】上記第６実施形態の半導体発光装置に用いられ
た半導体発光素子の一部の縦断面形状を示す概略図
た半導体発光素子の一部の縦断面形状を示す概略図
【図１０】本発明の第７実施形態による半導体発光装置
を示す概略平面図
を示す概略平面図
【図１１】本発明に用いられ得る半導体発光素子の別の
例を示す概略平面図
例を示す概略平面図
【図１２】本発明の第８実施形態による半導体発光装置
を示す概略側面図
を示す概略側面図
【図１３】図１２の半導体発光装置に用いられた半導体
発光素子の平面図
発光素子の平面図
【図１４】本発明の第９実施形態による半導体発光装置
を示す概略側面図
を示す概略側面図
【図１５】図１４の半導体発光装置に用いられた半導体
発光素子の平面図
発光素子の平面図
【図１６】本発明に用いられ得る波長選択手段の別の例
を示す概略側面図
を示す概略側面図
１ サファイアｃ面基板 ２ n-GaN 低温バッファ層 ３ n-GaN バッファ層 ４ n-In０．０５Ga０．９５N バッファ層 ５ n-Al０．１Ga０．９N クラッド層 ６ n-GaN 光ガイド層 ７ アンドープ活性層 ８ p-GaN 光ガイド層 ９ p-Al０．１Ga０．９N クラッド層 10 p-GaN キャップ層 11 SiN 膜 12 ｐ側電極 13 ｎ側電極 14 SiO２ マスク 20 半導体発光素子 21 リッジストライプ 22、23 コーティング 24 青色光ビーム 24Ｒ 後方出射光 25 コリメーターレンズ 26 ミラー 27 狭帯域バンドパスフィルタ 30 反射型バルクグレーティング 40 集光レンズ 41 ファイバブラッググレーティング 50 ブラッグ反射鏡 60 半導体発光素子 61 ＤＢＲ領域 70 半導体発光素子 71 ＤＦＢ領域 72、73 無反射コーティング 80 半導体発光素子 100 半導体発光素子 100ａ 半導体発光素子の後方端面 100ｂ 半導体発光素子の前方端面 101 多層コーティング 102 狭帯域バンドパスフィルタ 103 コリメーターレンズ 104 ビームスプリッタ 105 集光レンズ 106 光検出器 107 ＡＰＣ回路 200 半導体発光素子 200ａ 半導体発光素子の後方端面 200ｂ 半導体発光素子の前方端面 203 狭帯域バンドパスフィルタ 300 波長選択ミラー
Claims (13)
- 【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 Co
ntrol）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。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000119344A JP2001077426A (ja) | 1999-06-30 | 2000-04-20 | 半導体発光装置 |
| US09/604,433 US6560264B1 (en) | 1999-06-30 | 2000-06-28 | Stripe type semiconductor light emitting element having InGaN active layer, combined with optical resonator including wavelength selection element |
| US10/360,655 US6728285B2 (en) | 1999-06-30 | 2003-02-10 | Stripe type semiconductor light emitting element having InGan active layer, combined with optical resonator including wavelength selection element |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18501999 | 1999-06-30 | ||
| JP11-185019 | 1999-06-30 | ||
| JP2000119344A JP2001077426A (ja) | 1999-06-30 | 2000-04-20 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001077426A true JP2001077426A (ja) | 2001-03-23 |
Family
ID=26502849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000119344A Pending JP2001077426A (ja) | 1999-06-30 | 2000-04-20 | 半導体発光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6560264B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001077426A (ja) |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2009164423A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Nichia Corp | 発光素子 |
| JP2011187581A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Nec Corp | 半導体発光素子、半導体発光素子の製造方法、画像表示装置用光源および画像表示装置 |
| JP2017017248A (ja) * | 2015-07-03 | 2017-01-19 | セイコーエプソン株式会社 | 発光装置およびプロジェクター |
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