JP2002005666A - 半導体リングレーザージャイロ装置及びその駆動方法、半導体リングレーザー - Google Patents
半導体リングレーザージャイロ装置及びその駆動方法、半導体リングレーザーInfo
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- JP2002005666A JP2002005666A JP2000180252A JP2000180252A JP2002005666A JP 2002005666 A JP2002005666 A JP 2002005666A JP 2000180252 A JP2000180252 A JP 2000180252A JP 2000180252 A JP2000180252 A JP 2000180252A JP 2002005666 A JP2002005666 A JP 2002005666A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 後方散乱を抑制するためには別の光学系や制
御系が必要であるため、構成が複雑になる。 【解決手段】 リング状の光路の一部に利得領域を形成
し、その他の領域にレーザー発振した光に対して透明な
領域又は吸収領域を形成する。
御系が必要であるため、構成が複雑になる。 【解決手段】 リング状の光路の一部に利得領域を形成
し、その他の領域にレーザー発振した光に対して透明な
領域又は吸収領域を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転角速度の検知
等に用いられる半導体リングレーザージャイロ装置及び
その駆動方法、半導体リングレーザーに関するものであ
る。
等に用いられる半導体リングレーザージャイロ装置及び
その駆動方法、半導体リングレーザーに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、リングレーザージャイロの後方
散乱は、回転角速度の検出を妨げるロックイン現象の主
要な原因であると考えられている。そのため、従来から
後方散乱を抑制するための様々な技術が提案されてい
る。例えば、特開平７−７２０２号公報には、この後方
散乱を抑制する装置が提案されている。図８は同公報の
装置を示す図である。
散乱は、回転角速度の検出を妨げるロックイン現象の主
要な原因であると考えられている。そのため、従来から
後方散乱を抑制するための様々な技術が提案されてい
る。例えば、特開平７−７２０２号公報には、この後方
散乱を抑制する装置が提案されている。図８は同公報の
装置を示す図である。
【０００３】図８の装置では、レーザー共振器７１から
の２つのレーザー光７２，７３を各々独立に検出して光
強度を指示する光強度検出信号を出力する光検出手段７
４，７５と、この光強度検出信号より差信号７６を生成
するレーザー光検出回路７７と、この差信号７６を入力
する散乱光位相制御回路７８とを有し、この差信号７６
によってエネルギー非損失カップリング成分が最小とな
るようにミラー７９，８０の位置関係を制御するように
構成されている。これにより、最適な光路長制御及び散
乱光位相制御を行い、後方散乱の影響を抑制し、最良の
スケールファクタ特性が得られる。なお、８１は光路長
制御回路、８２はパワーアンプモジュールである。
の２つのレーザー光７２，７３を各々独立に検出して光
強度を指示する光強度検出信号を出力する光検出手段７
４，７５と、この光強度検出信号より差信号７６を生成
するレーザー光検出回路７７と、この差信号７６を入力
する散乱光位相制御回路７８とを有し、この差信号７６
によってエネルギー非損失カップリング成分が最小とな
るようにミラー７９，８０の位置関係を制御するように
構成されている。これにより、最適な光路長制御及び散
乱光位相制御を行い、後方散乱の影響を抑制し、最良の
スケールファクタ特性が得られる。なお、８１は光路長
制御回路、８２はパワーアンプモジュールである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報の装置では、後方散乱の抑制のために別途の光学系や
制御系が必要であるので、構成が複雑化及び大型化し、
半導体リングレーザージャイロに適用するには難点があ
った。
報の装置では、後方散乱の抑制のために別途の光学系や
制御系が必要であるので、構成が複雑化及び大型化し、
半導体リングレーザージャイロに適用するには難点があ
った。
【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たもので、その目的は、リング状光路の一部にのみ利得
領域を形成することにより、別途の光学系等を必要とす
ることなく後方散乱を抑制することが可能な半導体リン
グレーザージャイロ装置及びその駆動方法、半導体リン
グレーザーを提供することにある。
たもので、その目的は、リング状光路の一部にのみ利得
領域を形成することにより、別途の光学系等を必要とす
ることなく後方散乱を抑制することが可能な半導体リン
グレーザージャイロ装置及びその駆動方法、半導体リン
グレーザーを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、少なく
とも活性層と導波路とが半導体によって構成されている
半導体リングレーザージャイロ装置において、リング状
の光路の一部に利得領域を形成し、その他の領域にレー
ザー発振した光に対して透明な領域又は吸収領域を形成
したことを特徴とする半導体リングレーザージャイロ装
置によって達成される。
とも活性層と導波路とが半導体によって構成されている
半導体リングレーザージャイロ装置において、リング状
の光路の一部に利得領域を形成し、その他の領域にレー
ザー発振した光に対して透明な領域又は吸収領域を形成
したことを特徴とする半導体リングレーザージャイロ装
置によって達成される。
【０００７】また、本発明の目的は、リング状リッジ型
の導波路を有し、該導波路が部分的にのみ利得領域とな
っていることを特徴とする半導体リングレーザーによっ
て達成される。
の導波路を有し、該導波路が部分的にのみ利得領域とな
っていることを特徴とする半導体リングレーザーによっ
て達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の半導
体リングレーザージャイロ装置の後方散乱を抑制する原
理について説明する。半導体リングレーザーにおいて
は、後方散乱の要因としてミラー部分の他に光導波路の
側壁部分の荒れが考えられている。即ち、後方散乱はリ
ング状の光共振器のすべての部分で発生すると考えられ
る。
て図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の半導
体リングレーザージャイロ装置の後方散乱を抑制する原
理について説明する。半導体リングレーザーにおいて
は、後方散乱の要因としてミラー部分の他に光導波路の
側壁部分の荒れが考えられている。即ち、後方散乱はリ
ング状の光共振器のすべての部分で発生すると考えられ
る。
【０００９】後方散乱によって生ずる後方散乱波は、ご
く僅かに存在するだけでもロックイン現象に対して大き
な影響を持つ。通常の半導体リングレーザーにおいては
リング状の光共振器部分すべてが、電流注入により活性
層となりうる。仮に光共振器全体に電極を設け、均一に
電流を注入し、光共振器全体を利得領域とした場合、光
共振器のすべての部分で光の増幅が生じ、本来なら増幅
したくない後方散乱波も同時に増幅されてしまう。この
ようにリング状の光共振器のすべてが利得領域であるな
らば、後方散乱波がすべての領域で増幅されてしまい、
結果的に後方散乱の影響が増加し、ロックイン現象を引
き起こす確率が高くなる。
く僅かに存在するだけでもロックイン現象に対して大き
な影響を持つ。通常の半導体リングレーザーにおいては
リング状の光共振器部分すべてが、電流注入により活性
層となりうる。仮に光共振器全体に電極を設け、均一に
電流を注入し、光共振器全体を利得領域とした場合、光
共振器のすべての部分で光の増幅が生じ、本来なら増幅
したくない後方散乱波も同時に増幅されてしまう。この
ようにリング状の光共振器のすべてが利得領域であるな
らば、後方散乱波がすべての領域で増幅されてしまい、
結果的に後方散乱の影響が増加し、ロックイン現象を引
き起こす確率が高くなる。
【００１０】そこで、本発明においては、リング状の光
共振器をすべて利得領域にはせずにレーザー発振に必要
な最小限の利得領域を形成し、光共振器のその他の部分
は後方散乱波を増幅させないために、発振した光に対し
て透明な領域、もしくは吸収領域としている。このよう
な構成においては、光共振器全体を利得領域とした場合
に比べて、利得領域以外をすべて透明な領域とし、後方
散乱光が増幅されないだけでも、後方散乱光の強度はレ
ーザー光の強度に比べて充分小さくなる。従って、ロッ
クイン現象の抑制には大きな効果がある。
共振器をすべて利得領域にはせずにレーザー発振に必要
な最小限の利得領域を形成し、光共振器のその他の部分
は後方散乱波を増幅させないために、発振した光に対し
て透明な領域、もしくは吸収領域としている。このよう
な構成においては、光共振器全体を利得領域とした場合
に比べて、利得領域以外をすべて透明な領域とし、後方
散乱光が増幅されないだけでも、後方散乱光の強度はレ
ーザー光の強度に比べて充分小さくなる。従って、ロッ
クイン現象の抑制には大きな効果がある。
【００１１】また、リング状の光路の一部に吸収領域を
設けることで、更に大きな効果が得られる。即ち、光路
中に吸収領域があると、後方散乱光もレーザー光も同様
な減衰を受けるが、後方散乱光の強度が相対的に小さい
ため、吸収の度合いを適切に制御することにより、後方
散乱光の強度を相対的に無視できるほど小さくすること
ができる。よって、結果的にレーザー光のみを透過させ
るのと同様の効果が得られる。このようにして光路中に
適当な吸収領域を形成することで、後方散乱の影響を更
に低減することが可能となる。以上に述べた方法によ
り、半導体リングレーザージャイロの後方散乱を抑制す
ることができ、ロックイン現象の抑制に効果がある。
設けることで、更に大きな効果が得られる。即ち、光路
中に吸収領域があると、後方散乱光もレーザー光も同様
な減衰を受けるが、後方散乱光の強度が相対的に小さい
ため、吸収の度合いを適切に制御することにより、後方
散乱光の強度を相対的に無視できるほど小さくすること
ができる。よって、結果的にレーザー光のみを透過させ
るのと同様の効果が得られる。このようにして光路中に
適当な吸収領域を形成することで、後方散乱の影響を更
に低減することが可能となる。以上に述べた方法によ
り、半導体リングレーザージャイロの後方散乱を抑制す
ることができ、ロックイン現象の抑制に効果がある。
【００１２】そこで、このような原理をふまえて本発明
の具体的な実施の形態について説明する。図１は本発明
の第１の実施形態を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ′
線における断面図である。同図において、１は半導体リ
ングレーザージャイロ、１′はリング状光路、２はアノ
ード電極、３はカソード電極であり、両者は電気的に絶
縁がとられている。この電極２，３より電流を注入する
ことで、斜線で示す領域４が利得領域となる。これにつ
いては後述する。
の具体的な実施の形態について説明する。図１は本発明
の第１の実施形態を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ′
線における断面図である。同図において、１は半導体リ
ングレーザージャイロ、１′はリング状光路、２はアノ
ード電極、３はカソード電極であり、両者は電気的に絶
縁がとられている。この電極２，３より電流を注入する
ことで、斜線で示す領域４が利得領域となる。これにつ
いては後述する。
【００１３】次に、図２の断面図を参照しながら本実施
形態の半導体リングレーザージャイロ装置の構造につい
て説明する。まず、有機金属気相成長法を用いて絶縁性
のＩｎＰ基板５（厚み３５０μｍ）の上にＩｎＰバッフ
ァー層６（厚み０．０５μｍ）、１．３μｍ組成のアン
ドープＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層７（厚み０．１５μ
ｍ）、１．５５μｍ組成のアンドープＩｎＧａＡｓＰ活
性層８（厚み０．１μｍ）、１．３μｍ組成のアンドー
プＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層９（厚み０．１５μｍ）、
ｐ−ＩｎＰクラッド層１０（厚み２μｍ）、１．４μｍ
組成のｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１１（厚み０．３
μｍ）を成長させる。
形態の半導体リングレーザージャイロ装置の構造につい
て説明する。まず、有機金属気相成長法を用いて絶縁性
のＩｎＰ基板５（厚み３５０μｍ）の上にＩｎＰバッフ
ァー層６（厚み０．０５μｍ）、１．３μｍ組成のアン
ドープＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層７（厚み０．１５μ
ｍ）、１．５５μｍ組成のアンドープＩｎＧａＡｓＰ活
性層８（厚み０．１μｍ）、１．３μｍ組成のアンドー
プＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層９（厚み０．１５μｍ）、
ｐ−ＩｎＰクラッド層１０（厚み２μｍ）、１．４μｍ
組成のｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１１（厚み０．３
μｍ）を成長させる。
【００１４】次いで、この結晶成長後、リング共振器を
構成するようにエッチングによって光導波路を形成す
る。ストライプの幅は５μｍ、光路１辺の長さは、１５
μｍである。そして、ウエハー全体にパッシベーション
用の保護膜１２を形成する。この後、素子に電流を流す
ために、キャップ層１１の上の保護膜１２のみを除去す
る。続いて、ウエハー全面にアノード２としてＣｒ／Ａ
ｕを形成する。なお、放熱をよくするためにＣｒ／Ａｕ
の上に層厚を数ミクロン程度以上と厚膜化したＡｕメッ
キを施している。その後、フォトレジストをパターニン
グしてアノード電極２及びカソード電極３を形成する部
分以外のＣｒ／Ａｕとキャップ層をエッチングしてアノ
ード電極とカソード電極を電気的に絶縁する。
構成するようにエッチングによって光導波路を形成す
る。ストライプの幅は５μｍ、光路１辺の長さは、１５
μｍである。そして、ウエハー全体にパッシベーション
用の保護膜１２を形成する。この後、素子に電流を流す
ために、キャップ層１１の上の保護膜１２のみを除去す
る。続いて、ウエハー全面にアノード２としてＣｒ／Ａ
ｕを形成する。なお、放熱をよくするためにＣｒ／Ａｕ
の上に層厚を数ミクロン程度以上と厚膜化したＡｕメッ
キを施している。その後、フォトレジストをパターニン
グしてアノード電極２及びカソード電極３を形成する部
分以外のＣｒ／Ａｕとキャップ層をエッチングしてアノ
ード電極とカソード電極を電気的に絶縁する。
【００１５】次に、図１を参照して半導体リングレーザ
ージャイロの後方散乱を抑制する方法について説明す
る。まず、アノード電極２、カソード電極３を用いて電
流を注入すると、キャリアの大部分は最短距離であると
ころの、両電極が最も接近している部分を走っていく。
このため、４の領域にたくさんのキャリアが集中し、利
得領域となる。しかし、すべてのキャリアがこのパスで
流れるわけではなく、一部のキャリアは領域４を通ら
ず、遠回りして反対側を走っていく。
ージャイロの後方散乱を抑制する方法について説明す
る。まず、アノード電極２、カソード電極３を用いて電
流を注入すると、キャリアの大部分は最短距離であると
ころの、両電極が最も接近している部分を走っていく。
このため、４の領域にたくさんのキャリアが集中し、利
得領域となる。しかし、すべてのキャリアがこのパスで
流れるわけではなく、一部のキャリアは領域４を通ら
ず、遠回りして反対側を走っていく。
【００１６】こちらの領域では、利得を与えるほどキャ
リア密度は高くないものの、光を吸収してしまうほどで
はないため、結果的にレーザー発振した光に対して透明
な領域となる。ここで、キャリア密度が更に低ければ、
光を吸収する吸収領域にもなりうる。これらは電極の配
置及び駆動電圧により制御可能である。このように光共
振器の一部分にのみ利得領域を設けることにより、利得
領域以外での光の増幅は行われなくなる。即ち、後方散
乱波の増幅が抑制され、その結果、ロックイン現象が発
生しにくくなる。
リア密度は高くないものの、光を吸収してしまうほどで
はないため、結果的にレーザー発振した光に対して透明
な領域となる。ここで、キャリア密度が更に低ければ、
光を吸収する吸収領域にもなりうる。これらは電極の配
置及び駆動電圧により制御可能である。このように光共
振器の一部分にのみ利得領域を設けることにより、利得
領域以外での光の増幅は行われなくなる。即ち、後方散
乱波の増幅が抑制され、その結果、ロックイン現象が発
生しにくくなる。
【００１７】また、光導波路の形状は図９に示すような
非対称なテーパー領域５０を有していることも好ましい
ものである。以降の実施形態においても同様である。こ
こで、非対称なテーパー領域５０とは、互いに非対称な
第１のテーパー部分５１と第２のテーパー部分５２とか
らなる領域を意味する。
非対称なテーパー領域５０を有していることも好ましい
ものである。以降の実施形態においても同様である。こ
こで、非対称なテーパー領域５０とは、互いに非対称な
第１のテーパー部分５１と第２のテーパー部分５２とか
らなる領域を意味する。
【００１８】テーパー領域５０が設けられていると、導
波路内を左回りの周回方向に伝搬する第１のレーザー光
５３と右回りの周回方向に伝搬する第２のレーザー光５
４の間に光強度の差が生じる。
波路内を左回りの周回方向に伝搬する第１のレーザー光
５３と右回りの周回方向に伝搬する第２のレーザー光５
４の間に光強度の差が生じる。
【００１９】従って、リングレーザーが静止している際
にも第１のレーザー光５３と第２のレーザー光５４の間
にはそれぞれのレーザー光の発振周波数差による信号
（ビート信号）が得られる。そして、かかる静止時のビ
ート信号ｆ0 を用いることにより、物体の角速度のみな
らず回転方向も検知することが可能となる。これは、回
転方向は、物体が回転した時のビート信号の変化を、上
記ｆ0 と比較する事で分かるからである。なお、半導体
リングレーザーを用いて角速度を検出することに関して
は、特公昭６２−３９８３６号公報や特開平４−１７４
３１７号公報に詳しい記載がある。
にも第１のレーザー光５３と第２のレーザー光５４の間
にはそれぞれのレーザー光の発振周波数差による信号
（ビート信号）が得られる。そして、かかる静止時のビ
ート信号ｆ0 を用いることにより、物体の角速度のみな
らず回転方向も検知することが可能となる。これは、回
転方向は、物体が回転した時のビート信号の変化を、上
記ｆ0 と比較する事で分かるからである。なお、半導体
リングレーザーを用いて角速度を検出することに関して
は、特公昭６２−３９８３６号公報や特開平４−１７４
３１７号公報に詳しい記載がある。
【００２０】次に、本発明の半導体リングレーザージャ
イロの第２の実施形態について説明する。図３は第２の
実施形態の平面図、図４はそのＡ−Ａ′線における断面
図である。なお、第１の実施形態との相違点についての
み説明する。１３は全面にアノードが形成された半導体
リングレーザージャイロ、１３′はリング状光路、１４
はアノードの下層にあるキャップ層の低抵抗領域（後述
のイオン注入されていない領域）を示す。
イロの第２の実施形態について説明する。図３は第２の
実施形態の平面図、図４はそのＡ−Ａ′線における断面
図である。なお、第１の実施形態との相違点についての
み説明する。１３は全面にアノードが形成された半導体
リングレーザージャイロ、１３′はリング状光路、１４
はアノードの下層にあるキャップ層の低抵抗領域（後述
のイオン注入されていない領域）を示す。
【００２１】次に、図４の断面図を参照しながら本実施
形態の半導体リングレーザージャイロの構造について説
明する。まず、第１の実施形態とは異なり、本実施形態
では基板としてｎ−ＩｎＰ基板１５を用いている。ま
た、裏面にはカソード１６としてＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ
が形成されている。この基板１５上に第１の実施形態と
同様の方法で各層を成膜し、リング共振器を形成する。
この際、エッチングによって光導波路を形成した後、ウ
エハー全体にパッシベーション用保護膜を形成する前
に、イオン注入によりキャップ層全体を高抵抗化させる
（これを１７で示す）。但し、フォトレジストをパター
ニングして低抵抗領域１４となる部分にのみイオン注入
がなされないようにする。次いで、パッシベーションを
行った後、全面にアノード２を形成する。
形態の半導体リングレーザージャイロの構造について説
明する。まず、第１の実施形態とは異なり、本実施形態
では基板としてｎ−ＩｎＰ基板１５を用いている。ま
た、裏面にはカソード１６としてＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ
が形成されている。この基板１５上に第１の実施形態と
同様の方法で各層を成膜し、リング共振器を形成する。
この際、エッチングによって光導波路を形成した後、ウ
エハー全体にパッシベーション用保護膜を形成する前
に、イオン注入によりキャップ層全体を高抵抗化させる
（これを１７で示す）。但し、フォトレジストをパター
ニングして低抵抗領域１４となる部分にのみイオン注入
がなされないようにする。次いで、パッシベーションを
行った後、全面にアノード２を形成する。
【００２２】次に、図３を参照して半導体リングレーザ
ージャイロの後方散乱を抑制する方法について説明す
る。全面に形成されたアノード２を用いて電流を注入す
ると、電流の大部分はキャップ層の低抵抗領域１４を流
れる。即ち、この部分が第１の実施形態における利得領
域に相当する。また、電流の一部は高抵抗領域を流れる
ため、この部分が第１の実施形態における透明な領域又
は吸収領域に相当する。従って、第１の実施形態と同様
の効果が得られ、後方散乱の影響を抑制することができ
る。
ージャイロの後方散乱を抑制する方法について説明す
る。全面に形成されたアノード２を用いて電流を注入す
ると、電流の大部分はキャップ層の低抵抗領域１４を流
れる。即ち、この部分が第１の実施形態における利得領
域に相当する。また、電流の一部は高抵抗領域を流れる
ため、この部分が第１の実施形態における透明な領域又
は吸収領域に相当する。従って、第１の実施形態と同様
の効果が得られ、後方散乱の影響を抑制することができ
る。
【００２３】次に、本発明の半導体リングレーザージャ
イロの第３の実施形態について説明する。図５は第３の
実施形態の平面図、図６はそのＡ−Ａ′線における断面
図である。なお、第２の実施形態との相違点についての
み説明する。１８は全面にアノード電極が形成された半
導体リングレーザージャイロ、１８′はリング状光路で
あり、活性層を有する部分１９と、活性層をもたない部
分２０から構成されている。
イロの第３の実施形態について説明する。図５は第３の
実施形態の平面図、図６はそのＡ−Ａ′線における断面
図である。なお、第２の実施形態との相違点についての
み説明する。１８は全面にアノード電極が形成された半
導体リングレーザージャイロ、１８′はリング状光路で
あり、活性層を有する部分１９と、活性層をもたない部
分２０から構成されている。
【００２４】次に、図６に示す断面図を参照しながら本
実施形態の半導体リングレーザージャイロの構造につい
て説明する。まず、第２の実施形態との相違点は、ｎ−
ＩｎＰ基板１５上に各層を成膜した後、フォトレジスト
をパターニングしてエッチングを行い、基板の一部にお
いて活性層８までの各層を除去する点である。その後、
はじめに成膜したのと同様の手順で、エッチングした面
に再びガイド層、クラッド層、キャップ層を成膜する。
このようにして基板の一部においては、活性層が存在し
ていた部分がガイド層２１のみになる。その後、活性層
を除去した部分と除去していない部分の両方を含むよう
にリング状の光共振器をエッチングによって形成する。
実施形態の半導体リングレーザージャイロの構造につい
て説明する。まず、第２の実施形態との相違点は、ｎ−
ＩｎＰ基板１５上に各層を成膜した後、フォトレジスト
をパターニングしてエッチングを行い、基板の一部にお
いて活性層８までの各層を除去する点である。その後、
はじめに成膜したのと同様の手順で、エッチングした面
に再びガイド層、クラッド層、キャップ層を成膜する。
このようにして基板の一部においては、活性層が存在し
ていた部分がガイド層２１のみになる。その後、活性層
を除去した部分と除去していない部分の両方を含むよう
にリング状の光共振器をエッチングによって形成する。
【００２５】次に、図５を参照して半導体リングレーザ
ージャイロの後方散乱を抑制する方法について説明す
る。全面に形成されたアノード２を用いて電流を注入す
ると、電流は一様に注入される。この時、活性層を有す
る部分１９が、第１の実施形態の利得領域に相当し、活
性層をもたない部分２０が、第１の実施形態の透明な領
域もしくは吸収領域に相当する。従って、第１の実施形
態と同様の効果が得られ、後方散乱の影響を抑制するこ
とができる。
ージャイロの後方散乱を抑制する方法について説明す
る。全面に形成されたアノード２を用いて電流を注入す
ると、電流は一様に注入される。この時、活性層を有す
る部分１９が、第１の実施形態の利得領域に相当し、活
性層をもたない部分２０が、第１の実施形態の透明な領
域もしくは吸収領域に相当する。従って、第１の実施形
態と同様の効果が得られ、後方散乱の影響を抑制するこ
とができる。
【００２６】次に、本発明の半導体リングレーザージャ
イロの第４の実施形態について説明する。図７は第４の
実施形態を示す平面図である。なお、第１の実施形態と
の相違点についてのみ説明する。２５は裏面に共通のカ
ソードを有し、上面に複数のアノードを持つ半導体リン
グレーザージャイロ、２５′はリング状光路、２２は利
得領域を形成するためのアノード、２３は透明領域を形
成するためのアノード、２４は吸収領域を形成するため
のアノードである。
イロの第４の実施形態について説明する。図７は第４の
実施形態を示す平面図である。なお、第１の実施形態と
の相違点についてのみ説明する。２５は裏面に共通のカ
ソードを有し、上面に複数のアノードを持つ半導体リン
グレーザージャイロ、２５′はリング状光路、２２は利
得領域を形成するためのアノード、２３は透明領域を形
成するためのアノード、２４は吸収領域を形成するため
のアノードである。
【００２７】本実施形態の半導体リングレーザージャイ
ロ２５と、第１の実施形態の半導体リングレーザージャ
イロ１との相違点は、第一に本実施形態では絶縁性基板
ではなくｎ−ＩｎＰ基板（不図示、第２の実施形態に用
いたものと同じ）を使用しており、裏面にはカソード
（不図示、第２の実施形態と同様）が形成されている点
である。第二に上面に複数のアノードが形成されている
点である。作製方法は第１の実施形態と同様である。
ロ２５と、第１の実施形態の半導体リングレーザージャ
イロ１との相違点は、第一に本実施形態では絶縁性基板
ではなくｎ−ＩｎＰ基板（不図示、第２の実施形態に用
いたものと同じ）を使用しており、裏面にはカソード
（不図示、第２の実施形態と同様）が形成されている点
である。第二に上面に複数のアノードが形成されている
点である。作製方法は第１の実施形態と同様である。
【００２８】次に、図７を参照して半導体リングレーザ
ージャイロの後方散乱を抑制する方法について説明す
る。上面のアノード２２，２３，２４に電流を注入する
際、注入電流量を制御して、利得領域形成用のアノード
２２においては、レーザー光が利得を得るのに充分なキ
ャリア密度を確保できるように多量の電流を注入する。
透明領域形成用アノード２３においては、利得と損失の
丁度中間に当たるキャリア密度を実現し、レーザー光に
対して透明な領域となるように適度な電流量を制御して
注入する。吸収領域形成用アノード２４においては、適
当な吸収量が得られるように少量の電流を制御して注入
する。
ージャイロの後方散乱を抑制する方法について説明す
る。上面のアノード２２，２３，２４に電流を注入する
際、注入電流量を制御して、利得領域形成用のアノード
２２においては、レーザー光が利得を得るのに充分なキ
ャリア密度を確保できるように多量の電流を注入する。
透明領域形成用アノード２３においては、利得と損失の
丁度中間に当たるキャリア密度を実現し、レーザー光に
対して透明な領域となるように適度な電流量を制御して
注入する。吸収領域形成用アノード２４においては、適
当な吸収量が得られるように少量の電流を制御して注入
する。
【００２９】このように電流注入量を２２＞２３＞２４
と制御することで、利得領域、透明な領域、吸収領域を
分割することができる。従って、第１の実施形態と同様
の効果が得られ、後方散乱の影響を抑制することができ
る。なお、上記条件を満たす限り、電極の形状及びサイ
ズに制限がないことは言うまでもない。
と制御することで、利得領域、透明な領域、吸収領域を
分割することができる。従って、第１の実施形態と同様
の効果が得られ、後方散乱の影響を抑制することができ
る。なお、上記条件を満たす限り、電極の形状及びサイ
ズに制限がないことは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、リ
ング状光路の一部にのみ利得領域を形成することによ
り、半導体リングレーザーの後方散乱を抑制でき、ロッ
クイン現象が起こりにくく、低角速度域での測定感度に
優れた半導体リングレーザージャイロを実現することが
できる。
ング状光路の一部にのみ利得領域を形成することによ
り、半導体リングレーザーの後方散乱を抑制でき、ロッ
クイン現象が起こりにくく、低角速度域での測定感度に
優れた半導体リングレーザージャイロを実現することが
できる。
【図１】本発明の半導体リングレーザージャイロ装置の
第１の実施形態を示す平面図である。
第１の実施形態を示す平面図である。
【図２】図２のＡ−Ａ′線における断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ′線における断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示す平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ′線における断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態を示す平面図である。
【図８】従来例のリングレーザージャイロを示す図であ
る。
る。
【図９】非対称なテーパー形状の導波路を示す図であ
る。
る。
１ 半導体リングレーザージャイロ １′ リング状光路 ２ アノード ３ カソード ４ 利得領域 ５ 絶縁性のＩｎＰ基板 ６ ＩｎＰバッファー層 ７ ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層 ８ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 ９ ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層 １０ ｐ−ＩｎＰクラッド層 １１ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層 １２ 保護膜 １３ 半導体リングレーザージャイロ １３′ リング状光路 １４ キャップ層の低抵抗領域 １５ ｎ−ＩｎＰ基板 １６ カソード １７ イオン注入によって高抵抗化されたキャップ層 １８ 半導体リングレーザージャイロ １８′ リング状光路 １９ 光共振器において活性層を有する部分 ２０ 光共振器において活性層を持たない部分 ２１ ガイド層 ２２ 利得領域形成用アノード ２３ 透明領域形成用アノード ２４ 吸収領域形成用アノード ２５ 半導体リングレーザージャイロ ２５′ リング状光路 ５０ 非対称なテーパー領域 ５１ 第１のテーパー部分 ５２ 第２のテーパー部分
Claims (9)
- 【請求項１】 少なくとも活性層と導波路とが半導体に
よって構成されている半導体リングレーザージャイロ装
置において、リング状の光路の一部に利得領域を形成
し、その他の領域にレーザー発振した光に対して透明な
領域又は吸収領域を形成したことを特徴とする半導体リ
ングレーザージャイロ装置。 - 【請求項２】 前記リング状の光路に利得領域として抵
抗が小さい領域、透明な領域又は吸収領域として抵抗が
大きい領域を形成し、抵抗の大きさにより電流が流れる
経路を分けることにより、前記利得領域と前記透明な領
域又は吸収領域を電気的に分割して形成したことを特徴
とする請求項１に記載の半導体リングレーザージャイロ
装置。 - 【請求項３】 前記リング状の光路に、活性層が存在す
る領域と存在しない領域とを形成し、光学利得が発生す
る領域を限定することにより、利得領域と透明の領域又
は吸収領域とを分割して形成したことを特徴とする請求
項１に記載の半導体リングレーザージャイロ装置。 - 【請求項４】 前記リング状の光路に複数の電極を形成
し、電極間の間隔によって電流量を設定することによ
り、利得領域とレーザー光に対して透明な領域又は吸収
領域とを形成したことを特徴とする請求項１、２に記載
の半導体リングレーザージャイロ装置。 - 【請求項５】 活性層を有する領域に少なくとも１つの
電極が形成され、活性層部分に電流の経路が確保されて
いることを特徴とする請求項１に記載の半導体リングレ
ーザージャイロ装置。 - 【請求項６】 リング状の光路に、利得領域を形成する
ための電流を注入する第１の電極、レーザー発振した光
に対して透明な領域又は吸収領域を形成するための電流
を注入する第２の電極が形成されていることを特徴とす
る請求項１に記載の半導体リングレーザージャイロ装
置。 - 【請求項７】 請求項１又は請求項６に記載の半導体リ
ングレーザージャイロ装置の駆動方法であって、前記第
１の電極にレーザー光の利得を得るために必要な電流を
注入し、前記第２の電極にレーザー光に対し透明な領域
となる電流又は所定の吸収量が得られる電流を注入する
ことにより、リングレーザーにおける後方散乱を抑制す
ることを特徴とする半導体リングレーザージャイロ装置
の駆動方法。 - 【請求項８】 リング状リッジ型の導波路を有し、該導
波路が部分的にのみ利得領域となっていることを特徴と
する半導体リングレーザー。 - 【請求項９】 前記導波路は、非対称なテーパー形状を
有する請求項８に記載の半導体リングレーザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000180252A JP2002005666A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | 半導体リングレーザージャイロ装置及びその駆動方法、半導体リングレーザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000180252A JP2002005666A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | 半導体リングレーザージャイロ装置及びその駆動方法、半導体リングレーザー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002005666A true JP2002005666A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18681387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000180252A Pending JP2002005666A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | 半導体リングレーザージャイロ装置及びその駆動方法、半導体リングレーザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002005666A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011515688A (ja) * | 2008-03-28 | 2011-05-19 | ドリッテ パテントポートフォーリオ ベタイリグングスゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | 表面センサの製造方法、表面センサシステムおよび表面センサの使用 |
-
2000
- 2000-06-15 JP JP2000180252A patent/JP2002005666A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011515688A (ja) * | 2008-03-28 | 2011-05-19 | ドリッテ パテントポートフォーリオ ベタイリグングスゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | 表面センサの製造方法、表面センサシステムおよび表面センサの使用 |
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