JP2009135497A - 同軸線型構造を有するレーザーダイオードの製造方法とその発光装置 - Google Patents

同軸線型構造を有するレーザーダイオードの製造方法とその発光装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 本発明は同軸レーザーダイオード構造を延長し、同軸線型構造を有するレーザーダイオードを製造するものである。
【解決手段】 長い同軸管状の活性層とより均一的な電界を有するので、多い駆動発光光子とより高い量子効果をもち、より強い誘導放出のレーザー拡大作用を発生するようになる。その製造方法は形成した線型同軸レーザー結晶バーにより軸性ベクトルで同距離に区切り同軸線型構造を有するレーザーダイオードを形成し、ウエハーで材料損耗を防止するためのカット方法である。一致する方向のハイライトを出力するのは同軸発光ファイバーから分散して射出し、白光の照明装置を合成する。ハイライトをより強くし、電力をより節約し、使用時間をより長くし、より安いレーザー発光の方法がこの世紀に電力節約可能な照明装置となる。
【選択図】 図８Ａ

Description

本発明は、同軸線型構造を有するレーザーダイオードの製造方法とその発行光装置に関するものである。
固体半導体光源は体積が小さい割に効率が高く便利に使用できるため、現在、光通信、工業観測及び白光照明の節約に重要な製品である。従来の発光ダイオードが放つ光は、電子と正孔が再結合して生産する自然発光(Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ)によるものである。その位相、分極化及び放射方向はみな一致せず、図１Ａに示すようにランダムに生産する光であり、インコヒーレント光(Ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｌｉｇｈｔ)という。半導体レーザー光に対する、空洞共振器(Ｃａｖｉｔｙ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ)を利用し、自然発光する光波は空洞共振器の両端レンズ面の間で定常波振動(Ｓｔａｎｄｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ)を生産し、 誘導放出(Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ)を形成し、光拡大(Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ)のレーザー作用(Ｌａｓｅｒ Ａｃｔｉｏｎ)原理を繰り返し、このように一致する位相、分極化及び放射方向が同じコーヒレント光(Ｃｏｈｅｒｅｎｔ Ｌｉｇｈｔ)を励起し発射することが図１Ｂにより示される。図２は異質な構成の発光ダイオードはＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔレーザーを製造することを示し、２００は生電圧供給電極を表し、２０１はｐ型ＡｌＧａＡｓ半導体を表し、２０２はｎ型ＡｌＧａＡｓ半導体を表し、２０１と２０２は２０６の活性層ｐ型ＧａＡｓ半導体の制限層(Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ Ｌａｙｅｒ)或いは被覆層(Ｃｌａｄｄｉｎｇ Ｌａｙｅｒ)を上下から囲み込んで構成し、その目的は活性層内でキャリヤーを制限し発光させる。２０３はｎ+型ＧａＡｓ基板を表し、２０４はｐ+型ＧａＡｓ基板を表し、２０５は負電圧供給電極を表す。レーザー作用が拡大した後の光線の方向が一致することにより、ηex(Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ)は比較的高くなる。仮に、発光ダイオードが頻繁に用いるηwp (Wall-Plug Efficiency )を表すとすると、発光ダイオードの効率転換効率は光出力効率と入力効率の比率となる。さらにηwp =ηint xηex x ηv 、ηv は電圧効率で、ηv = h υ/qV となる。そしてηint 内部量子効率は光子数と電子及び正孔を結合した数の比率で、ηint=(ledP opt/hυ)/(I/q)となり，このhはプランク定数、υは光子周波数、ｑは電荷、Ｖは電圧、Ｉは電流、ledP optは発光ダイオードの光出力効率とする。すなわち
ηwp =ηint xηex x ηv
=( ledPopt / hυ)/( I/ q ) x ηex x (hυ/qV)
= ( ledPopt x ηex ) / IV (1)
こうして一定の出力パワーＩＶのとき、比較的高い転換効率ηwpを得るには、高い光出力パワーledPopt及びさらに高い光抽出効率ηexを得るために内部量子効率を増加しなければならない。
公知の電流に対する固体半導体の発光効率の関係(Ｐ−Ｉ特性)を図３で示す。図中において自然発光域の発光ダイオードと誘導放出のレーザーダイオードの特性を比較する。特殊な構成をする発光ダイオードでは、ＤＦＢレーザーあるいはＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔレーザーのように、正方向電流が起動電流に達すると注入する電流が全てレーザー光へ流れ、半導体内部から発射する。もし、レーザーが作用する前に自然発光域の注入電流ユニットを１ｉｕと仮定し、発光出力電源が１ｐｕ計算として比較すると、レーザー作用域において電流を２ｉｕへ２倍注入し、１６ｐｕの出力光を生産し、およそ１５ｐｕ電源ユニット多く出る、ということが式(2)からわかる。
I-Ith = e U B (Ne-No) Np = ( e U / τp ) Np (2)
Ｉは起動電流後に流れる電流を表し、Ithは起動電流を表し、Ｕは活性作用層の体積を表し、Ｂは注入した電子が生産する誘導放出が消失する確立を表し、ｅは電子電荷量を表し、Npは最小の起動キャリヤー（電子）密度を表す。Npは誘導放出の光子密度を表し、τpは光子平均寿命を表し、以下の式で表せる。
τp = ( n / c )(α + L-1 ln R-1 ) -1 (3)
ｎは活性作用層回折率を表し、ｃは光速度を表し、αは長さ毎の光波吸収率に対する活性作用層材料の吸収値を表し、Ｌは空洞共振器長を表し、Ｒは両端面の反射率を表す。(２)の式は電流がスター電流Ithを超えると、流れ込んだ電子は全て誘導放出へ向かい、その発光電源は図３の誘導放出域の傾斜率によって示され、(I-Ith)と正比例になる。(２)式を微分して以下の式を得る。
d Np / d I = τp / e U (4)
この式はレーザーダイオードが流す電流は誘導発光の光子密度を生産することを表し、誘導発光光子の平均寿命τpがますます長くなり、傾斜率が大きくなることが分かる。(３)の式から活性作用層の材料吸収αは小さく、空洞共振器長は長く、傾斜率は大きくなり、さらに高い光出力を生産することがわかる。
レーザーダイオードの発光効率には、ηi (Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ)、ηd (Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ)、ηt (Ｔｏｔａｌ Ｄｅｖｉｃｅ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ)及びηl (Ｌａｓｅｒ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ)の４種類の表示法式がある。
内部効率の定義は正方向バイアスが生産する誘導放出光子数Ｎｐに対する注入電子数Ｎｅのパーセントとなり、すなわち
ηi =( Np / Ne )x 100 % (5)
微分量子効率は毎時間生産する誘導放出光子数に対する毎時間注入する電子数のパーセントとなり、すなわち
ηd =( d (ldPopt / hν )) / d ( I/ e )
= ( d ldPopt / d I ) / Eg (6)
式中のＥｇは採用された発光材料発の発光波長の最小禁止帯幅(Ｅｇ＝Ｅｃ−Ｅｖ)を表し、ldPoptは図３が示すようにレーザーダイオードの発光効率を表し、その傾斜率は以下の式となる。
tanα = d ldPopt / d I = ηd x Eg (7)
全素子効率の定義は外向け発射の光子数と注入電子数の比率で、以下(８)の式で表される。
ηt = (ldPopt / h υ) / ( I / e )
= ld Popt / I Eg
=ηd ( 1- ( Ith / I )) (8)
レーザー効率の定義は出力光電源と入力電源の比率で、すなわち
ηl = ldPopt / IV = ηt x ( Eg / V ) (9)
Ｖはレーザーダイオードの電圧を加えることを表し、このレーザー効率と発光ダイオードの電源効率の表示法式は同じである。発光ダイオードの電源転換効率ηwp (ηwp = (ledPopt x ηex ) / IV)、とレーザーダイオードのレーザー効率ηl (ηl = ldPopt / IV) は光の出力電源と入力電源の比率であるが、しかしその傾斜率を比較するとレーザーダイオードは発光ダイオードの傾斜率より大幅に高い。主な違いは自然拡散発光の抽出効率ηexは比較的低く、空洞共振器の電流と比較して、スター電流Ithを超えると、誘導放出は増加した電流(I - Ith)(再注入したキャリヤー)全てが誘導放出へと流れ、傾斜率が大幅に増す。また、式(２)からＵ即ち活性層体積を増加し、さらに電子を注入することで出力電源の目的が増すことが分かる。最高の光エネルギー或いは電力節約を目的とするには、空洞共振器定常波を使用して振動し、高い効率の抽出レーザー作用及び活性層発光体積の発光構造を得ることが唯一の選択である。ただし、現在、最高電源効率のレーザー光を電光高能量転換の照明機能として使用した場合欠点があり、その欠点は以下のとおり、
一、光点集中は大面積を照らす目的が達成できず、さらにエネルギーが集中して被照体が、破壊網膜或いは制御できずに燃焼する危険をもたらすような破壊力を生産するに至る。
二、公知のレーザー結晶粒子は従来の半導体ウエハースでのエピタクシーから分割して生成され、レーザー結晶粒子は発光する活性作用層を有し、その体積が所定に限定され、限定された自然発光の初期光エネルギーにより、レーザー拡大作用の電光高能転換を有し、発揮しても拡大は限定される。なお、高価な体積回路設備を利用した工程と高価なウエハースの平面での沈殿或いはエピタクシー工程を有するレーザー結晶粒子のカット方法は、製造コストが高くなり、当然ながら大衆が使用できるほど大量に提供することはできない。
以上の欠点を一つ一つ解決すると照明の目的として高い効率で固体レーザーが実現できる。同時に従来の白色発光ダイオードの固体照明装置に起こる、自然発光の低い外部量子効率により、内部熱の吸収損失を生産して引き起こされる各種の問題も解決でき、徹底的抜本的に解決することで半導体を使用した真の白光照明の効果となる。
昼夜問わず建物内では照明が必須であり、安全に行動及び作業できることが求められている。従来の電力照明装置は日夜問わず地球上の資源を消耗しており、改善が必須である。上述のとおり以前の技術が製造する従来の白光ダイオードを照明に提供すると、比較的低い抽出効率の欠点により、その拡散発光及び抽出されない光子が重なる等で吸収損失が熱を生み、長時間使用する照明の節約目的にそぐわない。仮に高抽出効率のレーザーを改良し、照明用途に用いるとしても、高いコストでは大衆化できず、また出力等方性の高いレーザー光を有し白光を均一に照らすように分散できないという欠点がある。
本発明は自身の特許請求「台湾特許請求番号：０９５１４６９６３」の特許名称「半径の同軸光ガイドファイバー及その同軸半導体光源と検出器共用の同軸光ガイドシステムにおける回折率分布」を利用し、この同軸半導体光源の構造原理及び同軸光ガイドファイバーの原理は、延長した線型同軸レーザーダイオード及び同軸発光ファイバーを発明し、組み合わせることで上述の問題を解決する。詳細は以下のとおり、
１、同軸半導体光源構造は同軸レーザー結晶バーを延長して完成し、それを区切って同軸線型構造を有するレーザーダイオードを完成し、両面を切削さえすれば、容易に材料を節約しコストを低くおとすことができる。同軸半導体光源はプラスマイナス同軸が等しい距離で給電する二つの電極で、中心に向けて発光する環状半導体層を構成し、同軸方式で給電する同軸半導体光源で、同軸発光ダイオードと同軸レーザーダイオードを含む。図４で示しているのは、通信用波長光源の同軸半導体レーザー構造について例をあげた説明であり、同軸円環状半導体層の同心共用体が分布するフィードバック形異種接合半導体レーザー(Ｃｏａｘｉａｌ ＤＦＢ Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｌａｓｅｒ)構造の局部断面図を示し、この構造は従来のフラット型構造を有するＤＦＢ異種接合レーザーを修正し、革新する同軸型レーザーである。この例はウエハース基板で同軸レーザーダイオードを製造すること表す。本同軸半導体レーザーはその間の各層の環状半導体層はホモ接合(Ｈｏｍｏｊｕｎｃｔｉｏｎ) 或は同位型(Ｉｓｏｔｙｐｅ)異種接合（Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ）或いは非同位型(Ｕｎｉｓｏｔｙｐｅ)異種接合等、各種の半導体材料が構成し、組み合わせて自然発光が誘導放出のレーザー作用を成す。これらのレーザー発光作用は従来の技術がブラッグ回折格子(Ｂｒａｇｇ‘ｓ Ｇｒａｔｉｎｇ)のフィードバック作用を採用するように、分布フィードバック型レーザーダイオード(Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ,ＤＦＢ)或は分布型ブラッグレフレクター(Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ,ＤＢＲ)レーザーを作成する。
本例の同軸半導体レーザー光源は、上記の中の一つである同軸分布帰還型異種接合レーザーダイオードＤＦＢを取り上げて説明する。同軸分布フィードバック型異種接合半導体レーザー構造は陽極を提供する導体軸心電極４０７及び陰極を提供する同軸外環給電電極４０８導体を含み、その間の多層環状同心半導体層は共に設置され、ｎ型ＩｎＰ基板４０９で完成する。４０４は円環状活性作用層ＩｎＧａＡｓＰ層を表し、４０５は円環状半導体層のp型ＩｎＧａＡｓＰ層を表し、４０６は反射層を表し、４０３はブラッグ分布フィードバック層回折格子を表す。４０３の回折格子は４０１ｎ-型環状ＩｎＰ半導体層及び４０２ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ環状半導体層によって形成され、ブラッグ回折格子のフィードバック波長λBは以下の式により取得できる。
λB = 2nΛ/m ( 10 )
ｎは半導体材料回折率を表し、Λはブラッグ回折格子の周期の長さを表し、ｍは１或いは２の値、回折序数(Ｏｒｄｅｒ ｏｆ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ,通常は１)を表す。まず先に発光波長λBを決め、従来の製作したウエハー基板のフラット沈殿技術において、即ちブラッグ回折格子を製造することは、周期の長さλ(厚)を繰り返す工程のコストを多額に消費する。本表面射出型のレーザーは４０１ｎ-型円環状ＩｎＰ半導体層でブラッグ回折格子を製作することにより、その後、再度沈殿或いはエピタクシーして相互に形成される内部ブラッグ回折格子４０２ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ円環状半導体層を生成し、ブラッグ分布フィードバック型レーザーＤＦＢレーザーを完成する。このレーザーは光通信の光源となり、その製造コストは比較的高く、発光効率は高いが、大衆の安い照明光源として普及するには適さない。また図５において示すのは従来の垂直共振器面発光レーザー光源(Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ，ＶＣＳＥＬ或は共振空洞発光ダイオードＲｅｓｏｎａｔｅ Ｃａｖｉｔｙ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ,ＲＣＬＥＤｓともいう)であり、図中の５０１は下端ブラッグ反射ミラーを表し、５０２は作用層を表し、５０３はバッファ層を表し、５０５は上端ブラッグ反射ミラーを表し、５０６は環状電極を表す。このレーザーのＤＢＲ分布型ブラッグレフレクターの製造は、上下層それぞれのＤＢＲ反射体において厚みを決め、繰り返し沈殿する。それゆえＶＣＳＥＬレーザーの産出率を低く、コストを割高にし、さらに上下に分布するブラッグ反射鏡ＤＢＲ回折格子は超細層の沈殿槽で、そのエピタクシー成長層５０１及び５０５は、ブラッグ回折格子が生産するλ/４高曲折率及びλ/４低回折率は材料エピタクシー層で素子が正方向バイアスするとき、これらの超細層を通過した電圧は下がる。特に異質接合面は非連続のエネルギー帯が電流の流れを阻止する。
こうして引き起こされた不安定な電流は、パワーの上昇に不都合であり、ＶＣＳＥＬレーザーは高パワーの出力ができず、そのために大パワー出力レーザーは図６のＤＦＢレーザーダイオード横断面図が示すように、対面型レーザーを製造する。
以上のフラット沈殿が生産する端面型レーザー或いは面発光レーザーは、すべて従来の半導体ウエハーで沈殿して製造し、その後四面に区切って研磨することで完成し、本発明の面発光型同軸レーザーも例外ではない。ウェハー(Ｗａｆｅｒ)はごくゆっくりとした速度で成長した純材質結晶バー(Ｉｎｇｏｔ)において上下両面を削り研磨して完成する。このように低い産出率で高価な材料は、現在、半導体科学技術の集積回路及び光電発光照明や太陽電池を造る科学技術において大量に求められている状況にあり、既にやりくりが難しく大幅に材料が足りない状態である。すでに光電科学技術の発展に影響を及ぼしており、間接的に人が節約する努力を妨害している。仮に、上下左右六面をカットして研磨する工程を経て、このレーザー製品を得るのであれば、大変物を粗末にしていることになり、残念なことである。
同軸レーザーダイオードの高量子効率の長所を維持し、高いコストのウエハー沈殿を避けるためには、六面カットの材料消耗による損失を妨げる。本発明は自ら特許請求している「台湾特許請求番号０９６１１６９６１号」、特許名称「同軸線型発光ダイオード構造を有する固体照明装置」を利用し、この中の同軸線型半導体構造が沈殿して同軸半導体光源を製造する方法は、軸心電極を増加し、ブラッグ回折格子を先に製作した後の沈殿エピタクシーはレーザー結晶バーとなり、断片の長さで最小回数および最小量にカットして本発明の同軸線型レーザーを完成する。この種の同軸線型半導体の沈殿製造方法は、直立かつ真空の制御可能な円筒形誘電体(Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）内部に、めっきした半導体材料(或いは金属軸心胴体上にて先に製作したブラッグ回折格子の周期の長さΛの刻み目或いは沈殿槽)の軸心導体線或いはむき出しの軸心金属線を陰極として配置し、またそれを誘電体筒の外側にはめ込み、上下に回転しながら移動する高い電圧のリング状コイルを陽極として配置し、直流或いは高周波の高圧プラズマ発射装置を構成し、また、誘電体筒内外で形成する同軸両電極間の直流或いは高周波プラズマ放電(ＲＦ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｌａｓｍａ)によって、筒内を通過する化学反応対放電電離のエネルギーを提供し、軸心電極表面において反応イオン或いはエピタクシーを有する沈殿方法である。 リング陽極は誘電対筒の外側の両端で一度移動し、即ち誘電体筒内部の軸心陰電極線の表面に沿って、化学気相を通過した一層の材料の同心環状半導体層の沈殿薄膜層の発達を完成し、このことを図７Ａにて示す。その沈殿エピタクシーの厚さは移動速度、反応体の流出量或いは流速、温度圧力或いは各種工程での要素によって制御される。各層の半導体は繰り返し一つ一つ材料の厚み及び異なる種類の沈殿を予め決めることにより、同軸線型半導体が構成する各層の同心環状半導体或いは導体層を有するようになる。一歩一歩の工程は長い沈殿工程の同軸線型半導体レーザー光源ベースバー構造の製造をなす。この長い同軸線型半導体光源ベースバーの構成は、単にレーザー結晶バー（Ｌａｓｅｒ Ｉｎｇｏｔ）という。その後、レーザー結晶バーを筒の外取り出し、区分して端を研磨し、電流を通して使用できる同軸線型レーザーダイオードとなり、これを図８Ａに示す。８０１は同軸の軸心電極を表し、８０２はP+型InPを表し、８０１と８０２はブラッグ回折格子分布フィードバック層ベースバーを形成し、８０３はAlxGal-xAsのＰ型環状制限層を表し、８０４はＧａＡｓであるＰ型活性作用層を表し、８０５はＮ型制限層のAlxGal-xAs材料を表し、８０６は外層外環給電電極を表し、８０７は絶縁反射層を表し、８０８は保護反射層を表す。図８Ｂは、同軸線型レーザーダイオードの製造フローチャートを表し、８０９は沈殿前の予め製作したブラッグ回折格子ベースバーを表し、８１０は沈殿が完成したレーザー結晶バーを表し、８１１は区切ってカットした同軸線型レーザー結晶バーを表し、８１２は給電台座をそれぞれに完成するパッケージを表す。
この種の同軸線型半導体レーザー結晶バーの工程は沈殿前に予め製作したブラッグ回折格子、或いは行程中にブラッグ回折格子を製作するために取り出し、その後再度筒内に入れて継続して沈殿する工程を含む。同軸レーザーの光線射出口は電極で阻害されていないので、同軸レーザーは比較的長く多めの発光活性層体積のレーザー光を生成する。また、レーザー結晶バーは同軸線型レーザーを生成することにより、上下両面をカットし、そのカット量は極めて低い。従来のレーザーの六面カット量と比較して、貴重な半導体材料の消耗を大幅に減らし、コストを大幅に低減し普及することを目的にする。再度自らが特許請求している「台湾特許請求請求番号：０９６１１６９６１号」、特許名称「同軸線型発光ダイオード構造を有する固体照明装置」のＶＬＳＥＤ法で垂直で大量の同意線型エピタクシー沈殿法(Ｖｅｒｔｉｃａｌ,Ｌａｒｇｅ-ｎｕｍｂｅｒ,Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｉｎｇ ａｎｄ Ｌｉｎｅ-Ｓｈａｐｅ Ｅｐｉｔａｘｉａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ)を図７Ｂで示すように利用する。これは同調して大量に同軸線型レーザー結晶バーを製造し、かつ簡素化して製造することはブラッグ回折工程を選択する同軸ハイライトレーザー製造法で、実施例１にて説明しているように、上記問題を解決する最良の技術方法である。
２、同軸発光ファイバー(Ｃｏａｘｉａｌ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ)は同軸レーザーを均一に発光し、照明の目的をなしている。同軸光ガイドファイバー(Ｃｏａｘｉａｌ Ｌｉｇｈｔ-Ｇｕｉｄｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ)は、回折率分布によって半径で製造され、直径のファイバーにある従来の回折率分布と異なる。同軸の外からと軸心部の回折率の構成は同じで、光ガイドに従って回折率分布は軸心から移動して半径の光ファイバーに達し、光改は軸心とその同軸の外殻間を伝道するが、軸心中では伝道せず、軸心回折率と外殻回折率は同じため、，光波は従来集中する光ファイバー軸心のコア転送の配列から、各半径の中間が形成する環状帯状コア伝播に移動し、このことを図９Ａ、９Ｂ、９Ｃが示す。図９Ａは同軸單模態環状コアの伝播での光を示す。図９Ｂは同軸多形態傾斜率光ファイバーの環状コア自我焦点調整方法の的傳播方式。図９Ｃは同軸多模様ステップ率光ファイバーの環状コアの伝播法式の光を示す。射入した光ファイバー内の光波は遠距離通信を伝送し同軸光ガイドファイバーを目的とする。
本発明はハイライトレーザーを短距離で均一に発射するために照明の目的をなし、同軸発光ファイバーを再度新しく生成し、その回折率分布と構造を図１０Ａ、１０Ｂに示す。図１０Ａが示すように、同軸ステップ率多模様発光ファイバー構成について例を挙げて以下のとおり説明する、１００１は環状コア層(Ａｎｎｕｌａｒ Ｃｏｒｅ)といい、生産する回折率が比較的低く、その回折率をn1で表す。１００２は外殻(Ｏｕｔｃｌａｄｄｉｎｇ)を表し、外殼折射率はon2で表示する。１００３は軸殼(Ａｘｉａｌ Ｃｌａｄｄｉｎｇ)、或いは内殻(Ｉｎｔｅｒｃｌａｄｄｉｎｇ)を表示し、内殻回折率をin2で表示する。内外殼回折率は同じでiｎ2 = on2。１００１環状コア層回折率は比較的低く、完全に照合して放射する１００１のレーザー光は，光ファイバーの外へ射出し、これを光ファイバー内の光波導図が示す。比較的低い回折率環状コア層１００１は内殼１００３を含み、その回折率は環状コア層と比べて高く、従来の光ガイドファイバー構造を有する。軸殻に進入した全ての反射光は、光ファイバーの外へ均一に射出できず、同軸発光ファイバーの末端で反射面１００４をカットし、内チャンネルの光波は光ファイバーの外へ射出するようになる。発射方向により末尾の反射面を研磨してそれぞれの角度或いは円錐形状にする必要があり、内殼伝道の光を利用し、分散して射出する。図１０Ｂは同軸単一形態ステップ率の発光ファイバー構造を表す。
本発明は同軸ファイバー構造における光ガイドの高回折率環状コアを利用し、回折率は比較的低く発散する光波の環状コア構造を変え、同軸レーザー半導体環状活性作用層が射出するレーザー光により、完全に照合して同軸発光ファイバーの形状コアの中に放射し、自然法則に適合する。環状コアは屈折率不純物材料を低下することにより例えばホウ素、フッ素沈殿し完成し、その回折率n1は内殼と外殼の二つの回折率in2 と on2よりも低い。環状コアチャンネルに進入するハイライトレーザー光は全て光ファイバーの外部へ発散して射出し、レーザー光波を分散並びに均一に射出する照明の目的をなす。
要約すると、問題を解決する方法を提供する上述２つの本発明は、同時に上述の従来の技術が持つ欠点を以下のように解決する。
一、本発明の同軸発光ファイバーは均一に分散して一致する方向のハイライトレーザーは大面積の照明目的をなす。アメリカ照明協会ＣＩＥは１９３１年、赤緑青色の同軸レーザーが出力する三色波長光によって、それぞれ同軸発光ファイバーの中に放射し、発散型回折率分布の配列により、充分な合成発光と均一に射出ことを達成した。発散型回折率分布の内部波動配列以外に、同軸発光ファイバーの曲げし配列する組みを通して、合成発光照明或いはＬＣＤバックライト構造を製造する。
二、本発明の同軸線型レーザーダイオード及び同軸線型半導体構造を有する沈殿の同軸線型レーザーを製造する方法は、体積が限定されたレーザー結晶粒子と限定された発光量及びそのカット材料の消耗でコストが上がる問題を解決する。同軸線型半導体構造を有する沈殿の同軸線型レーザーを製造する方法はレーザー結晶バーを製造し、その同軸レーザー方式のカットは既に材料の消耗を大幅に減らし、これによりコストを大幅に下げる。垂直で同時に大量に製造する同軸レーザー結晶バーにより、さらにコストを節約し沈殿を何倍も速め、同じ工程で製造するという価値がある。また、強い誘導発光エネルギーを生産する必要があるなら、高い効率かつ大量に自然発光エネルギーを生産するベースダイオード発光構造を構築しなければならない。明らかに本発明は活性作用層を延長し初期自然発光光子量を増やし、レーザー拡大作用の電光エネルギーを転換し、結果的にさらに大きく有効なパワー出力の価値がある。
発光ダイオードは電気エネルギーを光エネルギーへ流す半導体素子のため、電流の注入を必要とし、特に全体の発光ダイオードにおいてどのように電流を均一に促進及び拡散して注入するかが重要であり、特に発光活性作用層へ均一に進入する。発光を生産する電流は沿う軸心の陽極によって提供され、半径で放射状への等距離により外環導体を駆動(DRIFT)、拡散擴散する作業で、同軸給電両電極が提供する電圧が形成する電界の駆動配下で、正孔と電子は環状発光の活性層で異なる発光作業(Ｈｏｐｐｉｎｇ、Ｅｘｃｉｔｉｎｇ．．．)が生産する自然発光(Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ)は四方へと発光を射出する。同軸給電を形成する両電極は、両電極が提供する電子と正孔に対し、その間の環状発光層に流れ、最短距離を移動し、ちょうど各半径の電界極に向けて、即ち最大半径となる電界の作用に，キャリアーは最大半径となる電界駆動方向に移動し電流を注入する要素となる。本発明軸心電極を延長して、中心が製造する同心半導体の環状層の厚みが一致し、電子或いは正孔はみなその半径に沿って最短経路をとおり均一にＰＮ内で構成した電位障壁を，それぞれは外環電極及び軸心電極まで促進及び拡散し，並在穿透過電位障壁後発光層の結合発光(電子或いは正孔が有機半導体のなかでポーラロンＰｏｌａｒｏｎにより躍動式Ｈｏｐｐｉｎｇに移動してユニットを変形し、従来のフラット層給電電界よりも高い内部量子効率の光を生産する。こうして、従来の発光ダイオードが無效結合する熱電流を拡散する生産を減らし、温度を低下し、また従来の照明光源が熱を散乱して引き起こす各種の問題を解決する。
本発明は同軸線型レーザーダイオードに関係し、特に照明用途及び特殊なハイライトレーザーダイオードが製造する固体発光装置及製造方法に使用される。以下に例をあげて本発明の実施例を説明する。
実施例１は図７Ｂが示すＶＬＳＥＤ法により、垂直で大量に同調する線型エピタクシー沈殿法は、このＶＬＳＥＤ法を利用して、一台の機器でそれぞれ一メートルの同軸線型異種構成を有するレーザー結晶バーを同時に１０本沈殿でき、再度それぞれ製造したレーザー結晶バーを分けて区切り、図８Ｂの同軸線型レーザーダイオードを製造する。製造工程は、１０本の石英管内に設けた一メートルかつ外部直径２ｍｍの軸心ベースバー(Ｓｕｂｒｏｄ)６０６により開始し、これを図７Ａにて示す。軸心ベースバーは図１２Ａが示す垂直段階冷却式によりＶＧＦ結晶法により完成する。この軸心ベースバーＶＧＦ結晶法は下記のステップを含む：
１.ブラッグ回折格子でカットした軸心金属バー１２０１の根元はInPシード１２０２に接続され、るつぼ１２０３の底部で固定する。
２．るつぼでInPポリシリコン角材を注入する。
３．ボイラーチューブ１２０６は温度の高低位置により曲線ａを制御し徐々に上昇する。
４．ボイラーチューブは温度が制御する曲線ｂにより調整され、低い温度は１２０４固体‐液体１２０５の境界面をゆるやかに上昇する。
５．InP原始シード固体の初期の長さは徐々に延長し、液体区域は徐々になくなり、全体のInPベースバーを完全に覆うまで成長する。
６．InPベースバーを取り出し、ＶＬＳＥＤの石英管内で製作する同軸線型レーザー結晶バーへ移す。
レーザー結晶バーは、InPベースバーにおいて、まず先にエピタクシー、AlxGal-xAsのP型環状制限層材料を、その後エピタクシーGaAsでP型活性作用層とし，その後再度エピタクシーN型極限層のAlxGal-xAs材料、最後に再度外環給電電極を導電する層を沈殿し、 同時に線型レーザー結晶バーを１０本完成する。本例ＶＬＳＥＤ‐Ｐ１０沈殿設備を図７Ｂに示し、コンピューター制御システムが指示して制御する各種共用のガス供給の定温供給タンクを含み，この中で、第一石英管のチェンバー(Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｃｈａｍｂｅｒ)を例とし，その他各支石英管内の気体供給は方法は同一である。２０は液体ＴＢＡｓの定温供給タンクを表し、ＴＢＡｓは定温氣化を分別して流量制御装置１６へ流れる。流量制御装置１６はコンピューター制御システムに接続して一定量を制御して出力すると，６０１ＴＭＧａ と、６０２ＴＭＡＩ、６０３水素(Ｈ2)、或いはその他必要なドーピング量が制御する気体(たとえばInGaAs及InPが成長するとき、TEAl及びTEInを交換、或いはＧａＩｎＮ系の材料で製作。)流出量制御システムが一定量で出力する化学気相反応体は、混合器１９内で混合され、それぞれは、コネクタから10本の石英管内へ進入する。簡潔に実施例を説明するため、装備するフレームと保温機については列挙しない。外部直径が２ｍｍの線型かつカットされたブラッグ回折格子はめっきされた反射銀層の導体バー(或いはInPベースバー)が石英管軸心内に装入される。再度、各石英管はつながった両端チャック１３及びＲＦ環状極コイル６０７をあけて進入する。十個の並列連動したＲＦパワー発生装置１１は、コンピューター設定により多少同調して上下等しい長さと同じ速度でエピタクシー沈殿工程を開始する。各石英管内部の圧力は固定チャック１４下の観測機及び圧力制御装置１５により制御される。その排気及び沈殿されていない粒子は、フィルタを通して末尾の排気プロセッサー２２が一緒に処理する。負圧条件は共同ポンプ２１が提供する。高周波プラズマ放電(ＲＦ ＤＩＳＣＨＡＲＧＥ ＰＬＡＳＭＡ) はＭＯＣＶＤを製作する工程において化学反応対が放電電離のエネルギー(またはＰＥＣＶＤ)を提供する。陰極に接地するそれぞれの石英管軸心内導体バー６０６（或いはInPベースバー）と、石英管1が移動するＲＦ環状陽極コイル６０７が構成する高周波高圧プラズマ誘導装置は、同時に導入する高圧電界を共振体、各管内で流れるＲＦ環状陽極コイル６０７と石英管軸心内導体バー６０６の気体反応体にたいして超過した気体の崩潰電界提供す。両電極間において高圧アーク灯を生成する。アーク灯は大量のイオン及び自由電子を誘導放出し、環状プラズマ６０８を起動する。ＲＦ環状陽極コイル６０７と軸心内導体バー６０６構成する電界において、電子は正の陽極に向けて加速し、イオンは負の陰極に向けて加速して移動する。電子に質量が小さいことにより、その加速度は緩やかに移動するイオンより大変大きい。イオンは石英反応管内を移動し、最後に軸心電極を衝撃並びに沈殿する。この種の衝撃は、もし電極間の電圧が充分大きくなると、その衝撃陰極材料が生産する二次電子は情報の中性原子或いは分子は非弾力衝撃、さらに多くのイオンを生産する。プラズマは２回電子放出により、イオンはが生産する工程を維持する。このとき、内部を通過する化学氣相材料は軸心電極上で既にエピタクシーおよび沈殿し、ＲＦパワー発生装置１１はＲＦ環状陽極コイル６０７を移動して同心環状半導体層６０９の沈殿を完成する。各ＲＦ環状陽極コイル６０７地面に垂直にそって設置された各石英管を並列し、同調しながら同じ速度で上下に移動し、各石英管内で生成する環状プラズマ６０８は製造された沈殿物をとおり、線型同軸発光ダイオードが構成する半導体膜厚または単結晶層が成長する。沈殿エピタクシーの厚みは移動速度、反応体の流出量、流速、温度圧力、及び各種工程の要素により制御される。一つ一つを繰り返し、各半導体がは予め材料の厚み、種類の異なる沈殿を決めることにより、最後に各長さが１メートルの同軸線型レーザー結晶バーが１０本、沈殿工程一回で完成する。取り出した線型レーザー結晶バーは必要な長さに切断し、保護して両端面を給電した線型同軸線型レーザーダイオードを製造する。これを図８Ａ，８Ｂにて示す。こうしたブラッグ回折格子ベースバーのＶＬＳＥＤ法は固体線型レーザーを何倍も量産する方法で、コストを下げて、大量にハイライト光源を製造する。
InPベースバーの軸心導体上でカットしたブラッグ回折格子は、その結晶が完成し、取り出した後、回折格子をエッチングする。或いは組み合わせてブラッグ回折格子のるつぼからInPブラッグ回折格子ベースバーが製造され、これを図１２で示す。
実施例２は、同軸線型レーザーダイオードと同軸発光ファイバーを組み合わせた固体白光照明である。
実施１の分けて製造する３本の同軸線型赤緑青色のレーザーダイオードと同軸白光ファイバーの組み合わせは、白光固体照明装置を合成できる。図１１は三色の白光ファイバー三つ芯を形成し、一つに合成する白光トップ図である。 １１０１は赤い白光ファイバーを表し、１１０２は緑色白光ファイバーを表し、１１０３は青色白光ファイバーを表し、１１０４は三色合成白色がそれぞれ照射する点を表す。1本の青色同軸船レーザーと１本の黄色同軸線型レーザーは分けて二本の同軸発光ファイバーに向けて射出し、相互に発射する白光固体照明装置を形成する。
実施例３は、同軸線型レーザーダイオード及び同軸白光ファイバーを配合して蛍光粉が形成する白光の照明装置である。
同軸線型レーザーダイオードは同軸白光ファイバーに向けて射出して組み合わせ、蛍光管内に装入して白光照明装置を形成する。これを図１３に示す。１３０１は青色白光ファイバー、１３０２は第二予備用の白光ファイバー(発色を調整する構造)、１３０３は黄色蛍光粉内の被覆箇所、１３０４は同軸線型構造を有するレーザーダイオードの外部給電台座を表す。同軸線型レーザーダイオードは白光ファイバーの外部被覆蛍光粉管を組み合わせて、発色照明をごうせいして発光する方法で、従来の蛍光灯が使用する蛍光粉(Ｐｈｏｓｐｏｒ)が生産する発光発光技術で、異なるのは管内において気体を電離する必要がなく、極めて高い電離電圧を提供する必要がないことである。従来の発光ダイオードＬＥＤは蛍光粉を加え固体照明を形成する方式により、最も簡単な一つのＬＥＤは蛍光粉を一つくわえ、青色ＬＥＤが黄色い蛍光粉ＹＡＧ：Ｃｅ(化学(Y1-aGda)3(Al1-bGab)O12材料)を加え、波長４６５ｎｍの青色誘電ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光粉とし、黄色５５５ｎｍ光譜の光を生成する。この黄色とＬＥＤはまだ吸収する青色合成発光ではない、これはLED吸収される青色で白光を合成されてなく、これは最も簡単で、１−ＰＣＬＥＤ(Ｐｈｏｓｐｈｏｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｄ ＬＥＤ)という。そのＬＥＤ誘導放出の蛍光粉方式は二個、三個、四個、五個以上と増加することにより、ＬＥＤは一種、二種、三種、またはそれ以上に異なる発色を誘導放出しする蛍光粉は発光照明を目的とする。以上の各種の組み合わせ目的は、すべて優れた発光照明を調整する特性で、色彩表現性ＣＲＩ(Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ Ｉｎｄｅｘ、Ｒａユニット)、色温ＣＣＴ(Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｃｏｌｏｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ、Ｋ)、発光効率(Ｌｕｍｉｎｏｕｓ Ｅｆｆｉｃａｃｙ、ｌｍ/Ｗ)等がある。また、紫色或いは紫外線ＵＶのＬＥＤに蛍光粉方式を加えて発光照明方法を得る。本実施例は同軸線型ＬＥＤを代わり：改めて二本の同軸線型レーザーダイオードを採用し、例のように青色同軸線型レーザー或いは一本の高いＣＲＩの同軸線型レーザーを生産し、二本の同軸発光ファイバーに分けて射出し、再度外套内を黄色の蛍光粉管で覆い、線型発光照明装置を生産する方法である。本発明は長さの線型発光層を有し、長く、おおきな発光面積を生産し、同軸線型レーザー構造によりさらに強く効率的に発光し、従来の蛍光灯に取って代わる発明となる。
実施例４はレーザーピストルである。 同軸線型レーザーダイオードが集中して束状発射構造は固体の高いエネルギー光源を製造し、レーザーピストルという。図１４は本実施例のレーザーピストル光源単体である。この同軸柱型構造を有するレーザーダイオード１４０１は熱を拡散及び保護作用のパイプ１４０２内に装入し、電池と制御回路台座１４０３に装入され、レーザーピストルを完成する。本レーザーピストル単体は３６本の同軸線型レーザー束状を集めて合成することにより、それぞれの外部環境電極同電位(負電接地)は容易に製造される。それぞれの同軸線型レーザーは１ワットけいさんで射出し、３６ワット集中して極小さな面積で作業し、極めて大きな作用が働く。パワー集中の目的は、波長を使用した種類を定めることである。また、集中した線型レーザーの数量は多く増長し、倍数に拡大したパワーは使用目的に到達し、同軸線型レーザー直径は極めて小さいため、数量が増加しても、すぐに整体長筒管の半径が粗く、攜帶に不便になる。
もし射撃目標で十分遠く前面に焦点調整装置を取り付け、或いは、機械構造が直線に発射するレーザー同調光の制御装置を製造すると、さらに確かなハイライト或いは高熱を集中する効果を得る。また、同軸光源構造は延長して製造でき、線型レーザーは容易に、体積は小さく、重量は軽く製造でき、攜帶便利で、前端を同軸光ガイドファイバーにつなげると、醫療或いは美容機器として製作できる。その操作は便利で点或いは面を精準に射出し、仮に工業或いは探測機能として製作するのであれば、国防戦力の優れた武器を配備できる。安全層組が求められ、１８ヶ月後レーザーピストル部分は公開しないでください。
以上本発明の各実施例は参考案件を引用して詳述しており、みな相同或いは機能上類似した案件であり、極簡潔な図解方式により実施例が示す主要な点を説明しており、この図が示す実際の実施例ではなく、即ち、実際の図面に係る素子サイズと数により絵図することはないので，示す図面が比率により絵図してなく，本発明の同軸線型雷射ダイオードの基本精神で絵図する。
以上、例をあげてまた図において示す本発明の同軸線型レーザーダイオードと製造する照明装置は、本発明同軸半導体光源を有する構造を取り上げて、主な精神の同軸共用を主張するばかりでなく、その他等しく同軸共用の発光機能および各種の応用を説明する。
実施例において説明したように、本同軸線型レーザーダイオード及び同軸発光ファイバーが形成する各種の発光固体照明装置及び同軸線型レーザーダイオードの製造方法は、高い発光効率(lm/W)、発光強度(lm/lamp)及び単一工程を有し、高度な同軸線型レーザー結晶バーの長さをえるだけでなく、各種応用する場合の照明製品および低いコストでの量産性において、同軸化の節電構造はエネルギーを節約する目的となる。
上述した機能およびその同軸使用発光機能は二個あるいはそれ以上の機能および同軸同調して量産する方法は、単独あるいはまとめて有効に応用し、上述と異なる例の同軸共用発光システムおよび工程システムにおいて、有益なものとなる。
本文は同軸線型レーザーダイオード及び同軸発行ファイバーが形成する白光固定照明の構成を図でもって説明し、本発明を詳述する、ただし本発明はこれらの図示を限定するものではなく、本発明の精神においていかなる前提のもと、本発明の実施は各種修正及び構成の変更が可能である。
以上の説明のとおり本発明の要旨を全て示し、従来の技術の観点により知識を有する人であれば応用が可能で、本発明の一般的具体的な基本的特徴の前提のもと、各種応用したりその他の材料で本発明を応用するなど本発明を改修することは容易であるが、これらの修正は本発明の特許請求の範囲の意義及び範囲内に含まれるものとする。
非同調自然発光ダイオードの概略図。 同調誘導発光レーザーダイオードの概略図。 異質構成発光ダイオードがＦａｂｒｙ-Ｐｅｒｏｔレーザーを製造する概略図。 電流に対する固体半導体発光パワーの関係特性図。 同軸半導体レーザ構成の断面外略図。 垂直共振器面型レーザー光源ＶＣＳＥＬ断面の概略図。 ＤＦＢ端面型レーザーダイオード横断面の概略図。 プラズマを利用して石英管内で軸心銅電極がエピタクシー沈殿を開始する概略図。 ＶＬＳＥＤ同軸線型レーザー結晶バーのエピタクシー沈殿工程システムの概略図 同軸線型レーザーダイオードの概略図 同軸線型レーザーダイオードの製造フロー 同軸ファイバー單模態ステップ率ファイバーの概略図 同軸ファイバーの多模様傾斜率ファイバーの概略図 同軸ファイバーの同軸多模様ステップ率ファイバーの概略図 同軸ステップ率多模様発光ファイバー構造の概略図 同軸単一形態ステップ率の発光ファイバー構造の概略図 三色発光ファイバー三つ芯からなる束合成発光するの俯瞰図。 ＶＧＦ結晶成長法が製造する軸心完成するブラッグ回折格子ベースバーの概略図 ＶＧＦ結晶成長法が製造する完成するブラッグ回折格子軸心ベースバーの概略図 同軸線型レーザー及び同軸発光ファイバーが装入する蛍光管装置の概略図 レーザーピストル光源単体立体構造装置の概略図
符号の説明
１１ ＲＦパワー発生装置
１３ 両端チャック
１４ 固定チャック
１５ 圧力制御装置
２２ 排気プロセッサー
２１ 共同ポンプ
２００ 正電圧供給電極
２０１ ｐ型ＡｌＧａＡｓ半導体
２０２ ｎ型ＡｌＧａＡｓ半導体
２０３ ｎ+型ＧａＡｓ基板
２０４ ｐ+型ＧａＡｓ基板
２０５ 負電圧供給電極
２０６ 活性層ｐ型ＧａＡｓ半導体の制限層或いは被覆層
４０３ ブラッグ分布フィードバック層回折格子
４０４ 環状半導体層
４０６ 反射層
４０７ 導体軸心電極
４０８ 同軸外環給電電極
４０９ ｎ型ＩｎＰ基板
５０１ 下端ブラッグ反射ミラー
５０２ 作用層
５０３ バッファ層
５０５ 上端ブラッグ反射ミラー
５０６ 環状電極
６０６ 石英管軸心内導体バー
６０７ ＲＦ環状陽極コイル
６０８ 環状プラズマ
８０１ 同軸の軸心電極
８０２ ｐ+型ＩｎＰ
８０３ ｐ型環状制限層
８０４ ｐ型活性作用層
８０５ ｎ型制限層のAlxGal-xAs材料
８０６ 外層外環給電電極
８０７ 絶縁反射層
８０８ 保護反射層
８０９ 形成しておくブラッグ回折格子ベースバーを沈殿
８１０ 完成したレーザー結晶バーを沈殿
８１１ 同軸線型レーザー結晶バーを区切り
８１２ 給電台座をそれぞれに完成するパッケージ
１００１ 環状コア層
１００２ 外殻
１００３ 軸殻或いは内殻
１１０１ 赤色発光照明装置
１１０２ 緑色発光照明装置
１１０３ 青色発光照明装置
１１０４ 三色合成白色がそれぞれ照射する点
１２０１ 軸心金属バー
１２０２ ＩｎＰシード
１２０３ るつぼ
１２０６ ボイラーチューブ
１３０１ 青色発光ファイバー
１３０２ 第二予備用の発光ファイバー
１３０３ 黄色蛍光粉内の被覆箇所
１３０４ 同軸線型構造を有するレーザーダイオードの外部給電台座
１４０１ 同軸柱型構造を有するレーザーダイオード
１４０２ 長いパイプ
１４０３ 制御回路台座

Claims (8)

  1. 半導体光源構造は同軸レーザーダイオードにより軸性ベクトルへ延長し、同軸線型レーザーダイオードを完成する同軸線型構造を有するレーザーダイオードであって、
    同軸給電を形成する軸心電極と外環導体は多層同心環状半導体層により間隔をとり、軸性ベクトル誘導放出（Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）のレーザー拡大を形成し、軸性ベクトルに沿って分布される同軸環状ブラッグ回折格子のフィードバック或いは両端面の反射作用による同軸レーザーダイオードを延長することを特徴とする同軸線型構造を有するレーザーダイオード光源の製造方法。
  2. 大量に平行に配列して束を組むことにより、強光同軸線型構造を有するレーザーダイオードを形成する請求項1に記載する同軸線型構造を有するレーザーダイオード光源の製造方法。
  3. 集中的に厚いウェハーで大量に平行に配列して束を組むことにより、強光同軸線型構造を有するレーザーダイオードを形成する請求項1に記載する同軸線型構造を有するレーザーダイオード光源の製造方法。
  4. 垂直で大量の同時線型エピタクシー沈殿法によりブラッグ回折格子を刻む軸心金属導体或いは軸心ベースバー（Ｓｕｂｒｏｄ）において、一層ずつ積み重なる同心環状半導体或いは導体層を沈殿、エピタクシーし、これに同調して大量に同軸線型レーザー結晶バーを製造し、さらにそれを区切り、ユニット長さの同軸線型構造を有するレーザーダイオードを構成する、同軸線型構造を有するレーザーダイオード光源の製造方法であって、同軸線型構造を有するレーザーダイオードは、一本或いは一本以上の完成した線型同軸レーザー結晶バーにより、それに沿って区切り形成されることを特徴とする、同軸線型構造を有するレーザーダイオード光源の製造方法。
  5. 内軸ケース、環状コア層と外殻のからなり、主な分散光線の環状コア層は内軸ケースと外殻を介して、回折率は内軸ケースと外殻による同軸ファイバー構造よりも小さい同軸発光ファイバー構造であって、ファイバー分散光ガイドの回折率分布は半径によって規定され、光が環状コア層に進入した後、高く回折率が一致する２個の内軸ケースと外殻による同軸分散光ガイド構造から回折率分布が配列される波ガイド方法により、同軸発光ファイバー構造を分散して伝送することを特徴とする同軸発光ファイバー構造。
  6. 白光照明が必要とする光波長の各レーザーを混合し、光学がそれぞれ各発光ファイバーに入射して形成されるレーザー照明装置を接続し、異なる波長のレーザー光波は発光ファイバーのコア位置に進入し、その回折率は外囲殻の回折率より小さく、各波長のレーザー光がファイバー内から放射状に射出し混合して白光照明を発生するレーザー照明装置であって、発光ファイバーはレーザー同時放射、レーザー拡大作用且つ方向が一致する光波を受け、元光波が相同の方向での経路を変更し、発光を均一に分散する発光装置或いは照明装置を図ることを特徴とするレーザー照明装置。
  7. 相互に形成される白光２色発光照明装置である請求項６に記載するレーザー照明装置。
  8. １色或いは１色以上のレーザー発光装置で、蛍光体を蛍光管に被覆する白光照明装置に装入する請求項６に記載するレーザー照明装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8989232B2 (en) * 2012-08-23 2015-03-24 The Regents Of The University Of California Nanoscale coaxial lasers
US20150226386A1 (en) * 2012-08-30 2015-08-13 The Regents Of The University Of California High-power, laser-driven, white light source using one or more phosphors
PL220754B1 (pl) * 2012-10-02 2015-12-31 Telekomunikacja Polska Spółka Akcyjna Światłowód współosiowy
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ES2657386T3 (es) * 2014-11-18 2018-03-05 L'oreal Kit para iluminar el cabello de un usuario y procedimiento asociado
US10758415B2 (en) * 2018-01-17 2020-09-01 Topcon Medical Systems, Inc. Method and apparatus for using multi-clad fiber for spot size selection
US11984526B2 (en) 2019-12-12 2024-05-14 Brolis Sensor Technology, Uab Optical device having an out-of-plane arrangement for light emission and detection

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60202979A (ja) * 1984-03-28 1985-10-14 Univ Tohoku 接合型半導体発光素子
JPS62137886A (ja) * 1985-12-12 1987-06-20 Fumio Inaba 光フアイバ構造物
JP2006303508A (ja) * 2005-04-22 2006-11-02 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi 超格子のナノデバイス及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5663979A (en) * 1995-11-22 1997-09-02 Light Solutions Corporation Fiber stub end-pumped laser
US7589880B2 (en) * 2005-08-24 2009-09-15 The Trustees Of Boston College Apparatus and methods for manipulating light using nanoscale cometal structures

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60202979A (ja) * 1984-03-28 1985-10-14 Univ Tohoku 接合型半導体発光素子
JPS62137886A (ja) * 1985-12-12 1987-06-20 Fumio Inaba 光フアイバ構造物
JP2006303508A (ja) * 2005-04-22 2006-11-02 Kofukin Seimitsu Kogyo (Shenzhen) Yugenkoshi 超格子のナノデバイス及びその製造方法

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