JP2005249547A - 半導体レーザジャイロ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1および第2のレーザ光を出射する半導体レーザ10と光検出器とを備える半導体レーザジャイロであって、光検出器は、前記第1および第2のレーザ光によって干渉縞が形成される位置に配置されている。半導体レーザ10は、活性層と活性層にキャリアを注入するための第1および第2の電極13および14とを備える。第1のレーザ光は、活性層内において多角形の経路上を周回するレーザ光(L1)の一部が出射されたレーザ光であり、第2のレーザ光は、上記経路上をレーザ光(L1)とは逆の方向に周回するレーザ光(L2)の一部が出射されたレーザ光である。
【選択図】 図1
Description
まず、本発明のジャイロに用いられる半導体レーザについて説明する。
本発明のジャイロは、第1および第2のレーザで干渉縞が形成された位置に配置された光検出器を備える。光検出器は、干渉縞の移動を検出できるものであれば特に限定がなく、通常は、フォトダイオードやフォトトランジスタといった半導体受光素子が用いられる。光検出器は、干渉縞の光量の強弱に応じた信号を出力する。干渉縞が移動すると、光検出器に入力される光量が周期的に変化するため、干渉縞の移動速度を算出できる。
実施形態1では、半導体レーザと光検出器とがモノリシックに形成されている半導体レーザジャイロの一例について説明する。実施形態1のジャイロ101の斜視図を図10(a)に示す。また、半導体レーザジャイロ101の半導体レーザ10および光検出器113(受光素子113aおよび113b)がモノリシックに形成された基板11の斜視図を図10(b)に示す。なお、図10(a)では、カバー111の一部を切断して内部を解放した状態を示している(以下の図においても同様である)。
実施形態2では、レンズを備える半導体レーザジャイロの一例について説明する。実施形態2のジャイロ102の斜視図を図11(a)に示す。また、ジャイロ102で用いられる半導体レーザ10の斜視図を図11(b)に示す。
実施形態3では、半導体レーザとプリズムとがモノリシックに形成されている半導体レーザジャイロの一例について説明する。実施形態3のジャイロ103の斜視図を図12(a)に示す。また、半導体レーザ10およびプリズム117が形成された基板11の斜視図を図12(b)に示す。
実施形態4では、半導体レーザとプリズムと光検出器とがモノリシックに形成されている半導体レーザジャイロの一例について説明する。実施形態4のジャイロ104の斜視図を図14(a)に示し、主要部の斜視図を図14(b)に示す。
本発明のジャイロで用いられる半導体レーザの製造方法に限定はなく、公知の半導体製造技術によって製造できる。また、本発明のジャイロは、半導体レーザと他の部材とを公知の技術で組み立てることによって容易に製造できる。以下に、半導体レーザ10を製造する方法の一例を説明する。
11 基板
12 絶縁層
12h 貫通孔
13 第1の電極
13a 第1の部分
13b 第2の部分
14 第2の電極
20 半導体層
21 バッファ層
22 バッファ層
23 グレーデッド層
24 クラッド層
25 グレーデッド層
26 活性層
26a〜26d (第1から第4の)端面
27 グレーデッド層
28 クラッド層
29 キャップ層
31、31a、31b 第2の領域
32 菱形の経路
32a〜32d (第1から第4の)角部
35 第1のレーザ光
36 第2のレーザ光
101〜104 半導体レーザジャイロ
111 カバー
112 ステム
113、116 光検出器
113a、113b、116a、116b 受光素子
114 電極
115 球面レンズ
117 プリズム
151、152 レジスト膜
L1、L2 レーザ光
Claims (22)
- 第1および第2のレーザ光を出射する半導体レーザと光検出器とを備える半導体レーザジャイロであって、
前記光検出器は、前記第1および第2のレーザ光によって干渉縞が形成される位置に配置されており、
前記半導体レーザは、活性層と前記活性層にキャリアを注入するための第1および第2の電極とを備え、
前記第1のレーザ光は、前記活性層内において多角形の経路上を周回するレーザ光(L1)の一部が出射されたレーザ光であり、
前記第2のレーザ光は、前記経路上を前記レーザ光(L1)とは逆の方向に周回するレーザ光(L2)の一部が出射されたレーザ光である半導体レーザジャイロ。 - 前記活性層の平面形状が環状ではない請求項1に記載の半導体レーザジャイロ。
- 前記多角形の経路は菱形の経路であり、
前記活性層は、前記菱形の経路の第1から第4の角部に対応する位置に形成された第1から第4の端面を有する請求項1または2に記載の半導体レーザジャイロ。 - 前記第1および第2の電極から選ばれる少なくとも1つの電極と前記半導体レーザを構成する半導体層とが、前記菱形の経路に沿って接触する請求項3に記載の半導体レーザジャイロ。
- 前記菱形の経路の対向する前記第1および第2の角部の内角は、前記第3および第4の角部の内角よりも角度が小さく、
前記第1および第2のレーザ光はともに前記第1の角部に対応する位置に形成された前記第1の端面から出射される請求項3に記載の半導体レーザジャイロ。 - 前記第1の角部と前記第2の角部とを結ぶ対角線と、前記第1および第2のレーザとが非平行である請求項5に記載の半導体レーザジャイロ。
- 前記活性層は、前記レーザ光(L1)および前記レーザ光(L2)が前記第3および第4の端面において全反射する条件を満たす請求項5に記載の半導体レーザジャイロ。
- 前記第1および第2の端面は、それぞれ、外側に凸の曲面である請求項5に記載の半導体レーザジャイロ。
- 前記活性層は、前記菱形の経路を含む第1の領域と、前記第1の領域に隣接する第2の領域とを含み、
前記第1の領域の平面形状は長方形の短辺を外側に凸の曲面とした形状である請求項8に記載の半導体レーザジャイロ。 - 前記第1の領域と前記第2の領域とによって構成される前記活性層の平面形状が略H字状である請求項9に記載の半導体レーザジャイロ。
- 前記第1の角部と前記第2の角部とを結ぶ対角線に平行な方向における前記第2の領域の長さLs(μm)と、前記第1の角部と前記第2の角部との距離L(μm)とが、L/4<Lsを満たす請求項10に記載の半導体レーザジャイロ。
- 前記光検出器が複数の受光素子を備える請求項1〜11のいずれか1項に記載の半導体レーザジャイロ。
- 前記半導体レーザと前記光検出器とが、モノリシックに形成されている請求項1〜12のいずれか1項に記載の半導体レーザジャイロ。
- 前記半導体レーザと前記光検出器とが同じ積層構造を有する請求項13に記載の半導体レーザジャイロ。
- レンズをさらに備え、
前記光検出器は、前記レンズを透過した前記第1および第2のレーザ光によって干渉縞が形成される位置に配置されている請求項1〜12のいずれか1項に記載の半導体レーザジャイロ。 - 前記半導体レーザと前記レンズとがモノリシックに形成されている請求項15に記載の半導体レーザジャイロ。
- 前記半導体レーザの半導体層と前記レンズとが同じ積層構造を有する請求項16に記載の半導体レーザジャイロ。
- プリズムをさらに備え、
前記光検出器は、前記プリズムを透過した前記第1および第2のレーザ光によって干渉縞が形成される位置に配置されている請求項1〜12のいずれか1項に記載の半導体レーザジャイロ。 - 前記半導体レーザと前記プリズムとがモノリシックに形成されている請求項18に記載の半導体レーザジャイロ。
- 前記半導体レーザの半導体層と前記プリズムとが同じ積層構造を有する請求項19に記載の半導体レーザジャイロ。
- 前記半導体レーザと前記プリズムと前記光検出器とがモノリシックに形成されている請求項18に記載の半導体レーザジャイロ。
- 前記半導体レーザの半導体層と前記プリズムと前記光検出器の半導体層とが同じ積層構造を有する請求項21に記載の半導体レーザジャイロ。
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