JP2003163369A - 半導体発光素子及び光伝送装置 - Google Patents
半導体発光素子及び光伝送装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 、ＧａＮ系緑色発光ダイオードから出力され
た光信号の立ち下がり時間を短縮して、応答特性を向上
させる。 【解決手段】 半導体発光素子１０は、ＧａＮ系緑色Ｌ
ＥＤ１１と、所定の波長成分のみを選択して出力する波
長選択素子１２と、を備えている。波長選択素子１２
は、干渉フィルタ又はエタロンにより構成され、ＧａＮ
系緑色ＬＥＤ１１で発光された緑色光から５２０ｎｍ以
下の波長成分のみを選択して出力する。さらに高速化を
図る場合には、発光スペクトルの波長中心よりも短波長
側のみ（５１５ｎｍ）を選択して出力してもよい。
た光信号の立ち下がり時間を短縮して、応答特性を向上
させる。 【解決手段】 半導体発光素子１０は、ＧａＮ系緑色Ｌ
ＥＤ１１と、所定の波長成分のみを選択して出力する波
長選択素子１２と、を備えている。波長選択素子１２
は、干渉フィルタ又はエタロンにより構成され、ＧａＮ
系緑色ＬＥＤ１１で発光された緑色光から５２０ｎｍ以
下の波長成分のみを選択して出力する。さらに高速化を
図る場合には、発光スペクトルの波長中心よりも短波長
側のみ（５１５ｎｍ）を選択して出力してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子及
び光伝送装置に係り、特にプラスチック光ファイバ（以
下「ＰＯＦ（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂ
ｅｒ ）」という。）を用いて光通信を行うのに好適な
半導体発光素子及び光伝送装置に関する。
び光伝送装置に係り、特にプラスチック光ファイバ（以
下「ＰＯＦ（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂ
ｅｒ ）」という。）を用いて光通信を行うのに好適な
半導体発光素子及び光伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】装置間
のような比較的短距離（〜１００ｍ）の光通信では、光
伝送媒体であるＰＯＦを介して光信号を送受信する光伝
送装置が用いられている。光伝送装置は、光信号を発光
する発光素子と、他の光伝送装置からの光信号を受光す
る受光素子と、を備えている。
のような比較的短距離（〜１００ｍ）の光通信では、光
伝送媒体であるＰＯＦを介して光信号を送受信する光伝
送装置が用いられている。光伝送装置は、光信号を発光
する発光素子と、他の光伝送装置からの光信号を受光す
る受光素子と、を備えている。
【０００３】発光素子としては、高速に応答することが
できるＡｌＧａＩｎＰ系赤色発光ダイオードが用いられ
る。しかし、ＡｌＧａＩｎＰ系赤色発光ダイオードは、
温度変動によって発光出力が大きく低下（例えば温度１
００℃の変動に対して発光出力は６０％程度に低下）し
たり、発光波長も大きく変動（例えば温度１００℃の変
動に対して発光波長は２０ｎｍ程度変動）する問題があ
った。このため、ＰＯＦにおける伝送損失の変動が大き
く、伝送距離は５０ｍ程度に制限されていた。
できるＡｌＧａＩｎＰ系赤色発光ダイオードが用いられ
る。しかし、ＡｌＧａＩｎＰ系赤色発光ダイオードは、
温度変動によって発光出力が大きく低下（例えば温度１
００℃の変動に対して発光出力は６０％程度に低下）し
たり、発光波長も大きく変動（例えば温度１００℃の変
動に対して発光波長は２０ｎｍ程度変動）する問題があ
った。このため、ＰＯＦにおける伝送損失の変動が大き
く、伝送距離は５０ｍ程度に制限されていた。
【０００４】一方、近年表示用として、ＰＯＦの低損失
波長域である緑色を発光するＧａＮ系緑色発光ダイオー
ド（波長５２０ｎｍ）が市販されている。ＧａＮ系緑色
発光ダイオードは、ＰＯＦの低損失波長域の緑色を発光
するだけでなく、赤色発光ダイオードに比して、温度変
動に対する発光出力の低下が小さく（例えば温度１００
℃の変動に対して発光出力は７５％程度低下）、発光波
長の変動も小さい（例えば温度１００℃の変動に対して
発光波長は３．３ｎｍ程度変動）という特性を有してい
る。このため、ＧａＮ系緑色発光ダイオードは、１００
ｍ以上の光伝送が可能であると思われたが、立ち下がり
特性が悪いという問題があった。
波長域である緑色を発光するＧａＮ系緑色発光ダイオー
ド（波長５２０ｎｍ）が市販されている。ＧａＮ系緑色
発光ダイオードは、ＰＯＦの低損失波長域の緑色を発光
するだけでなく、赤色発光ダイオードに比して、温度変
動に対する発光出力の低下が小さく（例えば温度１００
℃の変動に対して発光出力は７５％程度低下）、発光波
長の変動も小さい（例えば温度１００℃の変動に対して
発光波長は３．３ｎｍ程度変動）という特性を有してい
る。このため、ＧａＮ系緑色発光ダイオードは、１００
ｍ以上の光伝送が可能であると思われたが、立ち下がり
特性が悪いという問題があった。
【０００５】図６は、ＧａＮ系緑色発光ダイオードの立
ち下がり時間の測定波形を示す図である。上トレースは
ＧａＮ系緑色発光ダイオードの駆動電流波形を示す図で
あり、下トレースは発光出力波形を示す図である。同図
によると、ＧａＮ系緑色発光ダイオードのディジタル動
作における光出力の立ち下がり特性（出力が９０％から
１０％まで変化するのに要する時間ｔf）は３８ｎｓｅ
ｃ程度になっている。この場合、ＧａＮ系緑色発光ダイ
オードは、２０Ｍｂｐｓ程度までの光信号しか出力する
ことができなず、高速の光通信用デバイスとして用いる
ことができなかった。
ち下がり時間の測定波形を示す図である。上トレースは
ＧａＮ系緑色発光ダイオードの駆動電流波形を示す図で
あり、下トレースは発光出力波形を示す図である。同図
によると、ＧａＮ系緑色発光ダイオードのディジタル動
作における光出力の立ち下がり特性（出力が９０％から
１０％まで変化するのに要する時間ｔf）は３８ｎｓｅ
ｃ程度になっている。この場合、ＧａＮ系緑色発光ダイ
オードは、２０Ｍｂｐｓ程度までの光信号しか出力する
ことができなず、高速の光通信用デバイスとして用いる
ことができなかった。
【０００６】本発明は、上述した課題を解決するために
提案されたものであり、ＧａＮ系緑色発光ダイオードか
ら出力された光信号の立ち下がり時間を短縮して、応答
特性を向上させることができる半導体発光素子及び光伝
送装置を提供することを目的とする。
提案されたものであり、ＧａＮ系緑色発光ダイオードか
ら出力された光信号の立ち下がり時間を短縮して、応答
特性を向上させることができる半導体発光素子及び光伝
送装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＧａＮ系緑色
発光ダイオードで発光される緑色光の長波長成分が発光
出力の立ち下がり時間を遅くする性質を利用することに
よって、上述した課題を解決した。
発光ダイオードで発光される緑色光の長波長成分が発光
出力の立ち下がり時間を遅くする性質を利用することに
よって、上述した課題を解決した。
【０００８】すなわち、請求項１記載の発明は、緑色光
を発光するＧａＮ系緑色発光ダイオードと、前記ＧａＮ
系緑色発光ダイオードの発光出力の立ち下がり時間が平
均値以下になる波長の光のみを選択して出力する波長選
択手段と、を備えている。
を発光するＧａＮ系緑色発光ダイオードと、前記ＧａＮ
系緑色発光ダイオードの発光出力の立ち下がり時間が平
均値以下になる波長の光のみを選択して出力する波長選
択手段と、を備えている。
【０００９】これにより、発光出力の立ち下がり時間を
短縮することができるので、応答特性が向上し、光信号
の伝送速度を上げることができる。
短縮することができるので、応答特性が向上し、光信号
の伝送速度を上げることができる。
【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記波長選択手段は、緑色光から５２０ｎ
ｍ以下の波長の光のみを選択して出力することを特徴と
する。
明において、前記波長選択手段は、緑色光から５２０ｎ
ｍ以下の波長の光のみを選択して出力することを特徴と
する。
【００１１】波長変換手段から出力される緑色光は波長
が５２０ｎｍ以下になるので、立ち下がり時間を５０ｎ
ｓｅｃ以下まで短縮することができ、応答速度を向上さ
せることができる。
が５２０ｎｍ以下になるので、立ち下がり時間を５０ｎ
ｓｅｃ以下まで短縮することができ、応答速度を向上さ
せることができる。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記波長選択手段は、緑色光の発光スペク
トルの中心波長以下の波長の光のみを選択して出力する
ことを特徴とする。
明において、前記波長選択手段は、緑色光の発光スペク
トルの中心波長以下の波長の光のみを選択して出力する
ことを特徴とする。
【００１３】上記緑色光の発光スペクトルの中心波長
は、約５１５ｎｍである。そこで、波長選択手段は、Ｇ
ａＮ系緑色発光ダイオードで発光された緑色光から５１
５ｎｍ以下の波長の光を選択して出力する。これによ
り、立ち下がり時間を約４０ｎｓｅｃ以下まで短縮する
ことができるので、請求項１記載の発明よりも応答速度
を向上させることができる。
は、約５１５ｎｍである。そこで、波長選択手段は、Ｇ
ａＮ系緑色発光ダイオードで発光された緑色光から５１
５ｎｍ以下の波長の光を選択して出力する。これによ
り、立ち下がり時間を約４０ｎｓｅｃ以下まで短縮する
ことができるので、請求項１記載の発明よりも応答速度
を向上させることができる。
【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１から３の
いずれか１項記載の半導体発光素子を備えている。これ
により、応答速度の向上した緑色光を用いて光通信を行
うことができるので、光ファイバにおいて光信号の損失
を抑制し、かつ温度変動による出力低下を少なくするこ
とができ、従来の赤色発光ダイオードでは不可能であっ
た長距離伝送を行うことができる。
いずれか１項記載の半導体発光素子を備えている。これ
により、応答速度の向上した緑色光を用いて光通信を行
うことができるので、光ファイバにおいて光信号の損失
を抑制し、かつ温度変動による出力低下を少なくするこ
とができ、従来の赤色発光ダイオードでは不可能であっ
た長距離伝送を行うことができる。
【００１５】請求項５記載の発明は、緑色光を発光する
第１のＧａＮ系緑色発光ダイオードと、前記第１のＧａ
Ｎ系緑色発光ダイオードと異なる第２のＧａＮ系緑色発
光ダイオードからの緑色光を受光する受光素子と、前記
第１のＧａＮ系緑色発光ダイオードの発光面側、前記受
光素子の受光面側の少なくとも一方に設けられ、第１又
は第２のＧａＮ系緑色発光ダイオードの発光出力の立ち
下がり時間が平均値以下になる波長の光のみを選択して
出力する波長選択手段と、を備えている。
第１のＧａＮ系緑色発光ダイオードと、前記第１のＧａ
Ｎ系緑色発光ダイオードと異なる第２のＧａＮ系緑色発
光ダイオードからの緑色光を受光する受光素子と、前記
第１のＧａＮ系緑色発光ダイオードの発光面側、前記受
光素子の受光面側の少なくとも一方に設けられ、第１又
は第２のＧａＮ系緑色発光ダイオードの発光出力の立ち
下がり時間が平均値以下になる波長の光のみを選択して
出力する波長選択手段と、を備えている。
【００１６】これにより、他の光伝送装置の半導体発光
素子に波長変換手段が設けられていなくても、他の光伝
送装置から伝送された光信号の応答特性を向上させるこ
とができる。なお、より高速化を図る場合には、前記波
長選択手段は、緑色光から５２０ｎｍ以下の波長の光、
又は緑色光の発光スペクトルの中心波長以下の波長の光
のみを選択して出力してもよい。
素子に波長変換手段が設けられていなくても、他の光伝
送装置から伝送された光信号の応答特性を向上させるこ
とができる。なお、より高速化を図る場合には、前記波
長選択手段は、緑色光から５２０ｎｍ以下の波長の光、
又は緑色光の発光スペクトルの中心波長以下の波長の光
のみを選択して出力してもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、最初に本発明の原理を説明
し、次に本発明の好ましい実施の形態について図面を参
照しながら詳細に説明する。
し、次に本発明の好ましい実施の形態について図面を参
照しながら詳細に説明する。
【００１８】図１は、ＧａＮ系緑色発光ダイオード（以
下「ＧａＮ系緑色ＬＥＤ」という。）の発光波長から各
波長を分離したときの応答特性（各波長に対する立ち上
がり時間ｔr［ｍｓｅｃ］、立ち下がり時間ｔf［ｍｓｅ
ｃ］及び出力振幅［ｍＶ］）を示す図である。なお、Ｇ
ａＮ系緑色ＬＥＤの発光スペクトルの中の各波長に対し
て半値全幅で０．６ｎｍ分のスペクトルを分光器で取り
出した。
下「ＧａＮ系緑色ＬＥＤ」という。）の発光波長から各
波長を分離したときの応答特性（各波長に対する立ち上
がり時間ｔr［ｍｓｅｃ］、立ち下がり時間ｔf［ｍｓｅ
ｃ］及び出力振幅［ｍＶ］）を示す図である。なお、Ｇ
ａＮ系緑色ＬＥＤの発光スペクトルの中の各波長に対し
て半値全幅で０．６ｎｍ分のスペクトルを分光器で取り
出した。
【００１９】出力振幅値は、ＧａＮ系緑色ＬＥＤの発光
スペクトルの形状と同じになった。この結果より、Ｇａ
Ｎ系緑色ＬＥＤの発光スペクトルの中心波長（５１５ｎ
ｍ）より長波長側では、波長に比例して立ち下がり時間
ｔfが長くなることが観察された。これは、発光スペク
トルの中心波長より長波長側の光成分によって、立ち下
がり特性が悪くなっていることを意味する。
スペクトルの形状と同じになった。この結果より、Ｇａ
Ｎ系緑色ＬＥＤの発光スペクトルの中心波長（５１５ｎ
ｍ）より長波長側では、波長に比例して立ち下がり時間
ｔfが長くなることが観察された。これは、発光スペク
トルの中心波長より長波長側の光成分によって、立ち下
がり特性が悪くなっていることを意味する。
【００２０】同図によると、立ち下がり時間ｔfは、短
波長側で最小２０ｎｓｅｃ、長波長側で最大８０ｎｓｅ
ｃになった。ここで、応答速度を速くする１つの方法と
して、立ち下がり時間ｔfをその最小値と最大値の平均
である５０ｎｓｅｃに設定する方法がある。この場合、
ＧａＮ系緑色ＬＥＤで発光された緑色光から５２０ｎｍ
以下の波長を選択すればよい。さらに、応答速度を上げ
る場合は、発光スペクトルの中心波長より短波長側の波
長（５１５ｎｍ以下）のみを選択的に出力すればよい。
波長側で最小２０ｎｓｅｃ、長波長側で最大８０ｎｓｅ
ｃになった。ここで、応答速度を速くする１つの方法と
して、立ち下がり時間ｔfをその最小値と最大値の平均
である５０ｎｓｅｃに設定する方法がある。この場合、
ＧａＮ系緑色ＬＥＤで発光された緑色光から５２０ｎｍ
以下の波長を選択すればよい。さらに、応答速度を上げ
る場合は、発光スペクトルの中心波長より短波長側の波
長（５１５ｎｍ以下）のみを選択的に出力すればよい。
【００２１】以上のように、ＧａＮ系緑色ＬＥＤの緑色
光から短波長側の波長のみを選択して出力すれば、立ち
下がり時間ｔfを短縮して、応答速度を向上させること
ができる。
光から短波長側の波長のみを選択して出力すれば、立ち
下がり時間ｔfを短縮して、応答速度を向上させること
ができる。
【００２２】図２は、本発明の実施の形態に係る光伝送
装置１の概略的な構成を示す図である。光伝送装置１
は、光伝送媒体であるＰＯＦ２を介して光信号を送受信
するものであり、緑色光を発光する半導体発光素子１０
と、半導体発光素子１０を駆動させるＬＥＤ駆動回路２
０と、他の光伝送装置からＰＯＦ２を介して、緑色光を
受光する受光素子３０と、を備えている。
装置１の概略的な構成を示す図である。光伝送装置１
は、光伝送媒体であるＰＯＦ２を介して光信号を送受信
するものであり、緑色光を発光する半導体発光素子１０
と、半導体発光素子１０を駆動させるＬＥＤ駆動回路２
０と、他の光伝送装置からＰＯＦ２を介して、緑色光を
受光する受光素子３０と、を備えている。
【００２３】図３は、半導体発光素子１０の構成を示す
図である。半導体発光素子１０は、緑色光を発光するＧ
ａＮ系緑色ＬＥＤ１１と、所定の波長成分のみを選択し
て出力する波長選択素子１２と、を備えている。
図である。半導体発光素子１０は、緑色光を発光するＧ
ａＮ系緑色ＬＥＤ１１と、所定の波長成分のみを選択し
て出力する波長選択素子１２と、を備えている。
【００２４】ＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１は、図１に示すよ
うに、発光スペクトルと同じ形状の出力振幅［ｍＶ］の
緑色光を出射する。同図によると、この緑色光の中心波
長は約５１５ｎｍである。
うに、発光スペクトルと同じ形状の出力振幅［ｍＶ］の
緑色光を出射する。同図によると、この緑色光の中心波
長は約５１５ｎｍである。
【００２５】波長選択素子１２は、干渉フィルタ又はエ
タロンにより構成され、ＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１からの
緑色光から５２０ｎｍ以下の波長成分のみを選択して出
力する。これにより、波長選択素子１２から出力される
緑色光の立ち下がり時間ｔfを５０ｎｓｅｃ以下にする
ことができる。
タロンにより構成され、ＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１からの
緑色光から５２０ｎｍ以下の波長成分のみを選択して出
力する。これにより、波長選択素子１２から出力される
緑色光の立ち下がり時間ｔfを５０ｎｓｅｃ以下にする
ことができる。
【００２６】なお、波長５２０ｎｍは発光スペクトルの
中心波長より少し長いため、出力振幅の中に応答速度を
遅くする波長成分が少し含まれている。そこで、さらに
高速化を図る場合には、中心波長よりも短波長側の波長
（５１５ｎｍ以下）を選択して出力する波長選択素子１
２を使用すればよい。
中心波長より少し長いため、出力振幅の中に応答速度を
遅くする波長成分が少し含まれている。そこで、さらに
高速化を図る場合には、中心波長よりも短波長側の波長
（５１５ｎｍ以下）を選択して出力する波長選択素子１
２を使用すればよい。
【００２７】図４は、半導体発光素子１０の他の構成を
示す図である。半導体発光素子１０のＧａＮ系緑色ＬＥ
Ｄ１１の発光面側、すなわちＧａＮ端面上には、多層膜
フィルタ１３が形成されている。多層膜フィルタ１３
は、ＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１からの緑色光から５２０ｎ
ｍ以下の波長成分のみを選択して出力する。これによ
り、多層膜フィルタ１３から出力される緑色光の立ち下
がり時間ｔfを５０ｎｓｅｃ以下にすることができる。
さらに高速化を図る場合には、波長中心よりも短波長側
のみ（５１５ｎｍ）を選択して出力する多層膜フィルタ
１３を使用すればよい。
示す図である。半導体発光素子１０のＧａＮ系緑色ＬＥ
Ｄ１１の発光面側、すなわちＧａＮ端面上には、多層膜
フィルタ１３が形成されている。多層膜フィルタ１３
は、ＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１からの緑色光から５２０ｎ
ｍ以下の波長成分のみを選択して出力する。これによ
り、多層膜フィルタ１３から出力される緑色光の立ち下
がり時間ｔfを５０ｎｓｅｃ以下にすることができる。
さらに高速化を図る場合には、波長中心よりも短波長側
のみ（５１５ｎｍ）を選択して出力する多層膜フィルタ
１３を使用すればよい。
【００２８】なお、ＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１の電極の形
状は、特に限定されるものではないが、緑色光がＰＯＦ
２に効率よく光結合するために、例えば次のようにして
もよい。
状は、特に限定されるものではないが、緑色光がＰＯＦ
２に効率よく光結合するために、例えば次のようにして
もよい。
【００２９】図５は、ＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１の構成を
示す図である。（Ａ）はＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１を電極
側から見たときの平面図、（Ｂ）はＧａＮ系緑色ＬＥＤ
１１の断面図である。
示す図である。（Ａ）はＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１を電極
側から見たときの平面図、（Ｂ）はＧａＮ系緑色ＬＥＤ
１１の断面図である。
【００３０】透明サファイア基板４１の一方の表面上に
は、厚さ２μｍのｎ−ＧａＮ層４２、厚さ０．１μｍの
ｎ−Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ層４３、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重
量子井戸４４、厚さ０．１μｍのｐ−Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ
層４５、ｐ−ＧａＮ層４６が順に形成されている。
は、厚さ２μｍのｎ−ＧａＮ層４２、厚さ０．１μｍの
ｎ−Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ層４３、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重
量子井戸４４、厚さ０．１μｍのｐ−Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ
層４５、ｐ−ＧａＮ層４６が順に形成されている。
【００３１】ｐ−ＧａＮ層４６上にはプラス電極４７が
形成されている。なお、ｎ−ＧａＮ層４２の一部は外部
に露出され、ｎ−ＧａＮ層４２の露出部分にマイナス電
極４８が形成されている。なお、プラス電極４７やマイ
ナス電極４８の形状は、図５（Ａ）に示したものに限定
されず、他の形状であってもよい。
形成されている。なお、ｎ−ＧａＮ層４２の一部は外部
に露出され、ｎ−ＧａＮ層４２の露出部分にマイナス電
極４８が形成されている。なお、プラス電極４７やマイ
ナス電極４８の形状は、図５（Ａ）に示したものに限定
されず、他の形状であってもよい。
【００３２】このように構成されたＧａＮ系緑色ＬＥＤ
１１は、プラス電極４７及びマイナス電極４８にＬＥＤ
駆動回路２０からバイアス電流が供給されると、緑色光
を出力する。
１１は、プラス電極４７及びマイナス電極４８にＬＥＤ
駆動回路２０からバイアス電流が供給されると、緑色光
を出力する。
【００３３】以上のように、半導体発光素子１０は、Ｇ
ａＮ系緑色ＬＥＤ１１で発光された緑色光のうち短波長
のみを出力することによって、高速動作可能な発光素子
となる。したがって、半導体発光素子１０を備えた光伝
送装置１は、ＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１で発光された緑色
光のうち短波長のみを使用した光信号を伝送することに
よって、すべての緑色光を用いて伝送する場合に比べて
光信号の立ち下がり時間ｔfを短くすることができるの
で、応答速度を向上させることができる。
ａＮ系緑色ＬＥＤ１１で発光された緑色光のうち短波長
のみを出力することによって、高速動作可能な発光素子
となる。したがって、半導体発光素子１０を備えた光伝
送装置１は、ＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１で発光された緑色
光のうち短波長のみを使用した光信号を伝送することに
よって、すべての緑色光を用いて伝送する場合に比べて
光信号の立ち下がり時間ｔfを短くすることができるの
で、応答速度を向上させることができる。
【００３４】これにより、光伝送装置１は、従来の赤色
ＬＥＤと同等以上の応答速度を得ることができるので、
コストをかけることなく、ＰＯＦ２で低損失波長の光信
号を出力することができ、さらに温度変化が生じても赤
色ＬＥＤに比べて発光出力の低下や波長の変動を抑制す
ることができる。これにより、従来の赤色ＬＥＤでは実
現することができなかった１００ｍ以上伝送可能な光デ
ータリンクシステムを安価に実現することができる。
ＬＥＤと同等以上の応答速度を得ることができるので、
コストをかけることなく、ＰＯＦ２で低損失波長の光信
号を出力することができ、さらに温度変化が生じても赤
色ＬＥＤに比べて発光出力の低下や波長の変動を抑制す
ることができる。これにより、従来の赤色ＬＥＤでは実
現することができなかった１００ｍ以上伝送可能な光デ
ータリンクシステムを安価に実現することができる。
【００３５】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されるものではなく、例えば次のように構成されても
よい。
定されるものではなく、例えば次のように構成されても
よい。
【００３６】上述した実施の形態では、波長選択素子１
２は、半導体発光素子１０に設けられているものとして
説明したが、受光素子３０に設けてもよい。すなわち、
受光素子３０の受光面側に、波長選択素子１２として干
渉フィルタやエタロンを設けたり、多層膜フィルタを設
けてもよい。これにより、光伝送装置１は、他の伝送装
置が上述した波長変換素子や多層フィルタを設けていな
くても、伝送された光信号の応答速度を向上させること
ができる。
２は、半導体発光素子１０に設けられているものとして
説明したが、受光素子３０に設けてもよい。すなわち、
受光素子３０の受光面側に、波長選択素子１２として干
渉フィルタやエタロンを設けたり、多層膜フィルタを設
けてもよい。これにより、光伝送装置１は、他の伝送装
置が上述した波長変換素子や多層フィルタを設けていな
くても、伝送された光信号の応答速度を向上させること
ができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明に係る半導体発光素子は、ＧａＮ
系緑色発光ダイオードの発光出力の立ち下がり時間が平
均値以下になる波長の光のみを選択して出力する波長選
択手段を備えることにより、緑色光の立ち下がり時間を
短縮して、高速動作可能な光通信用の光源を得ることが
できる。
系緑色発光ダイオードの発光出力の立ち下がり時間が平
均値以下になる波長の光のみを選択して出力する波長選
択手段を備えることにより、緑色光の立ち下がり時間を
短縮して、高速動作可能な光通信用の光源を得ることが
できる。
【００３８】本発明に係る光伝送装置は、上記半導体発
光素子を備えることにより、光ファイバにおいて光信号
の損失を抑制し、かつ温度変動による出力低下を少なく
することができ、長距離伝送を行うことができる。
光素子を備えることにより、光ファイバにおいて光信号
の損失を抑制し、かつ温度変動による出力低下を少なく
することができ、長距離伝送を行うことができる。
【００３９】また、本発明に係る光伝送装置は、第１の
ＧａＮ系緑色発光ダイオードの発光面側、受光素子の受
光面側の少なくとも一方に設けられ、発光出力の立ち下
がり時間が平均値以下になる波長の光のみを選択して出
力する波長選択手段を備えることにより、他の光伝送装
置の半導体発光素子に波長変換手段が設けられていなく
ても、他の光伝送装置から伝送された光信号の応答特性
を向上させることができる。
ＧａＮ系緑色発光ダイオードの発光面側、受光素子の受
光面側の少なくとも一方に設けられ、発光出力の立ち下
がり時間が平均値以下になる波長の光のみを選択して出
力する波長選択手段を備えることにより、他の光伝送装
置の半導体発光素子に波長変換手段が設けられていなく
ても、他の光伝送装置から伝送された光信号の応答特性
を向上させることができる。
【図１】ＧａＮ系緑色発光ダイオードの発光波長から各
波長を分離したときの応答特性（各波長に対する立ち上
がり時間ｔr［ｍｓｅｃ］、立ち下がり時間ｔf［ｍｓｅ
ｃ］及び出力振幅［ｍＶ］）を示す図である。
波長を分離したときの応答特性（各波長に対する立ち上
がり時間ｔr［ｍｓｅｃ］、立ち下がり時間ｔf［ｍｓｅ
ｃ］及び出力振幅［ｍＶ］）を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光伝送装置の概略的
な構成を示す図である。
な構成を示す図である。
【図３】半導体発光素子の構成を示す図である。
【図４】半導体発光素子の他の構成を示す図である。
【図５】ＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１の構成を示す図であ
り、（Ａ）はＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１を電極側から見た
ときの平面図、（Ｂ）はＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１の断面
図である。
り、（Ａ）はＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１を電極側から見た
ときの平面図、（Ｂ）はＧａＮ系緑色ＬＥＤ１１の断面
図である。
【図６】ＧａＮ系緑色発光ダイオードの立ち下がり時間
の測定波形を示す図である。
の測定波形を示す図である。
１ 光伝送装置
２ ＰＯＦ
１０ 半導体発光素子
１１ ＧａＮ系緑色発光ダイオード
１２ 波長選択素子
２０ ＬＥＤ駆動回路
３０ 受光素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 加地 徹
愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番
地の１ 株式会社豊田中央研究所内
Ｆターム(参考） 5F041 AA02 AA14 CA40 EE01 FF14
Claims (7)
- 【請求項１】 緑色光を発光するＧａＮ系緑色発光ダイ
オードと、 前記ＧａＮ系緑色発光ダイオードの発光出力の立ち下が
り時間が平均値以下になる波長の光のみを選択して出力
する波長選択手段と、 を備えた半導体発光素子。 - 【請求項２】 前記波長選択手段は、緑色光から５２０
ｎｍ以下の波長の光のみを選択して出力することを特徴
とする請求項１記載の半導体発光素子。 - 【請求項３】 前記波長選択手段は、緑色光の発光スペ
クトルの中心波長以下の波長の光のみを選択して出力す
ることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれか１項記載の半
導体発光素子を備えた光伝送装置。 - 【請求項５】 緑色光を発光する第１のＧａＮ系緑色発
光ダイオードと、 前記第１のＧａＮ系緑色発光ダイオードと異なる第２の
ＧａＮ系緑色発光ダイオードからの緑色光を受光する受
光素子と、 前記第１のＧａＮ系緑色発光ダイオードの発光面側、前
記受光素子の受光面側の少なくとも一方に設けられ、第
１又は第２のＧａＮ系緑色発光ダイオードの発光出力の
立ち下がり時間が平均値以下になる波長の光のみを選択
して出力する波長選択手段と、 を備えた光伝送装置。 - 【請求項６】 前記波長選択手段は、緑色光から５２０
ｎｍ以下の波長の光のみを選択して出力することを特徴
とする請求項５記載の光伝送装置。 - 【請求項７】 前記波長選択手段は、緑色光の発光スペ
クトルの中心波長以下の波長の光のみを選択して出力す
ることを特徴とする請求項５または６記載の光伝送装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001361191A JP2003163369A (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 半導体発光素子及び光伝送装置 |
| EP02026252A EP1318550A3 (en) | 2001-11-27 | 2002-11-26 | Semiconductor light-emitting element and optical transmission device |
| US10/303,820 US20030099445A1 (en) | 2001-11-27 | 2002-11-26 | Semiconductor light-emitting element and optical transmission device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001361191A JP2003163369A (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 半導体発光素子及び光伝送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003163369A true JP2003163369A (ja) | 2003-06-06 |
Family
ID=19171892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001361191A Pending JP2003163369A (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 半導体発光素子及び光伝送装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030099445A1 (ja) |
| EP (1) | EP1318550A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003163369A (ja) |
Cited By (2)
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| JP2007287851A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Toyoda Gosei Co Ltd | 光通信に用いる発光素子およびこれを用いた通信装置 |
| JP2011077849A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光通信装置および光送信器 |
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-
2001
- 2001-11-27 JP JP2001361191A patent/JP2003163369A/ja active Pending
-
2002
- 2002-11-26 EP EP02026252A patent/EP1318550A3/en not_active Withdrawn
- 2002-11-26 US US10/303,820 patent/US20030099445A1/en not_active Abandoned
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030099445A1 (en) | 2003-05-29 |
| EP1318550A2 (en) | 2003-06-11 |
| EP1318550A3 (en) | 2004-01-07 |
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