JP6729079B2 - 発光部品及び発光装置 - Google Patents
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Description
そこで本発明は、レーザダイオードを含む発光部とレーザダイオードを順にオン状態に移行させる設定部とを備える構成において、論理値“0”にみなされるオン状態を有しない場合に比べ、発光させるレーザダイオードを高速に切り替えできる発光部品などを提供することを目的とする。
請求項2に記載の発明は、前記設定部は、複数の前記レーザ素子が複数の組に分けられ、ある組のレーザ素子が論理値“m”のオン状態である間に、他の組のレーザ素子が論理値“0”とみなされるオン状態となるように組毎に複数の前記転送サイリスタを有する転送路を備えることを特徴とする請求項1に記載の発光部品である。
請求項3に記載の発明は、前記設定部における前記転送路は、複数の前記転送サイリスタのオン状態が伝播する方向を配列の方向と配列の逆方向とに切り替えられることを特徴とする請求項2に記載の発光部品である。
請求項4に記載の発明は、前記設定部は、複数の前記レーザ素子のそれぞれと、複数の前記制御サイリスタのそれぞれとは、トンネル接合層又は金属的な導電性を有するIII−V族化合物層を介して積層されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の発光部品である。
請求項5に記載の発明は、論理値“m(mは1以上の整数)”のオン状態及び論理値“0”にみなされるオン状態の二つのオン状態と、オフ状態とに設定される複数のレーザ素子と、当該レーザ素子をオン状態に移行可能な状態に設定し、オン状態に移行可能な状態になった当該レーザ素子を論理値“m”のオン状態とするタイミング毎に、当該タイミングの前にオフ状態から論理値“0”とみなされるオン状態に設定する設定部と、を備える発光部品と、前記発光部品における前記設定部に、前記レーザ素子のオン状態に移行可能な状態を順に転送させる転送信号と、当該レーザ素子を論理値“m”のオン状態とするタイミング毎に、当該タイミングの前にオフ状態から論理値“0”のオン状態に設定する点灯信号とを供給する駆動部と、を備え、前記発光部品における前記設定部は、複数の前記レーザ素子のそれぞれに接続され、当該レーザ素子をオン状態に移行可能な状態に設定する複数の制御サイリスタと、複数の前記制御サイリスタのそれぞれに接続された複数の転送サイリスタであって、当該転送サイリスタは、前記転送信号に基づいてオン状態になることにより当該制御サイリスタをオン状態に設定するとともに、当該転送サイリスタのオン状態が順に伝播する複数の転送サイリスタと、を有することを特徴とする発光装置である。
請求項2の発明によれば、複数の組に分けない場合に比べ、発光させるレーザ素子を高速に切り替えできる。
請求項3の発明によれば、配列された方向と逆方向との両方に切り替えて転送させない場合に比べ、発光させるレーザ素子の選択が速くできる。
請求項4の発明によれば、積層しない場合に比べ、レーザ素子の特性と設定部の素子の特性とを独立して設定できる。
請求項5の発明によれば、論理値“0”にみなされるオン状態を有しない場合に比べ、発光させるレーザ素子を高速に切り替えできる。
なお、以下では、アルミニウムをAlとするなど、元素記号を用いて表記する。
(発光装置)
図1は、第1の実施の形態に係る自己走査型発光素子アレイ(SLED:Self-Scanning Light Emitting Device)が搭載された発光装置を説明する等価回路図である。
発光装置は、発光部品Cと発光部品Cを駆動するための信号を供給する駆動部の一例としての信号発生回路100とを備える。
発光部品Cは、例えば、GaAsなどの基板80上にモノリシック(エピタキシャル)に積層されたGaAs、GaAlAs、AlAsなどの化合物半導体層による集積回路チップとして構成されている。発光部品Cにおける基板80の裏面に設けられたVsub端子を、基板80の外に引き出して示している。
ここでは、信号発生回路100との関係において発光部品Cを説明する。
そして、レーザダイオードLD1、LD2、LD3、…と制御サイリスタS1、S2、S3、…とは、後述するように、基板80上に列状に配列された制御サイリスタS上に同じ番号のレーザダイオードLDが積層されることで、直列接続されている(後述する図2(b)、図3参照)。よって、レーザダイオードLDの数を、例えば128個であるとすると、制御サイリスタSの数は、例えば、レーザダイオードLDと同じ128個である。
レーザダイオードLDは、レーザ素子の一例である。
なお、ここでは転送素子の一例として転送サイリスタTを用いて説明するが、順にオン状態となる素子であれば他の回路素子であってもよく、例えば、シフトレジスタや複数のトランジスタを組み合わせた回路素子であってもよい。
さらに、発光部品Cは、電源線抵抗Rg1、Rg2、Rg3、…(区別しない場合は、電源線抵抗Rgと表記する。)を備える。電源線抵抗Rgの数は、例えば、レーザダイオードLDと同じ128個である。
ここでは、転送サイリスタT1、T2、T3、…、制御サイリスタS1、S2、S3、…、電源線抵抗Rg1、Rg2、Rg3、…、結合ダイオードD1、D2、D3、…、複数の電流制限抵抗R1〜R6、転送信号線72−1〜72−4、スタート信号線73−1、73−2、後述する点灯信号線75−1、75−2などにより設定部102が構成され、レーザダイオードLD1、LD2、LD3、…による発光素子アレイにより発光部101が構成される。
なお、後述するように、レーザダイオードLD、サイリスタ(制御サイリスタS、転送サイリスタT)、結合ダイオードDは、電極として構成されたアノード端子、ゲート端子、カソード端子を必ずしも備えない場合がある。よって、以下では、端子を略して( )内で表記する場合がある。
ここで、制御サイリスタS1、S2、S3、…は、それぞれゲートGs1、Gs2、Gs3、…(区別しない場合は、ゲートGsと表記する。)を備えるとする。また、転送サイリスタT1、T2、T3、…は、それぞれゲートGt1、Gt2、Gt3、…(区別しない場合は、ゲートGtと表記する。)を備えるとする。
次に、信号発生回路100を説明する。信号発生回路100は、転送サイリスタTを順にオン状態に設定する信号を発生する転送信号発生部120a、120b、レーザダイオードLDをオン(点灯)状態にする信号を発生する点灯信号発生部140、基準電位(後述する基準電位H(0V))を供給する基準電位供給部160、駆動のための電源電位(後述する電源電位Vgk1、Vgk2)を供給する電源電位供給部170a、170bを備える。
転送信号発生部120aは、転送信号φ1、φ2、スタート信号φs1を、転送信号発生部120bは、転送信号φ3、φ4、スタート信号φs2を発生する。なお、図1では、図示を容易にするために、転送信号発生部120aと転送信号発生部120bとを分けて示している。これらを区別しない場合は、転送信号発生部120と表記することがある。また、転送信号φ1〜φ4をそれぞれ区別しない場合は転送信号φと表記することがある。
点灯信号発生部140は、点灯信号φI1、φI2を供給する。なお、点灯信号φI1、φI2を区別しない場合は、φIと表記することがある。
電源電位供給部170aは、電源電位Vgk1を、電源電位供給部170bは、電源電位Vgk2を供給する。なお、図1では、図示を容易にするために、電源電位供給部170aと電源電位供給部170bとを分けて示している。これらを区別しない場合は、電源電位供給部170と表記することがある。なお、電源電位Vgk1、Vgk2を区別しない場合は、Vgkと表記することがある。
次に、発光部品Cにおける各素子の電気的な接続について説明する。
転送サイリスタT、制御サイリスタSのそれぞれのアノードは、発光部品Cの基板80に接続される(アノードコモン)。
そして、これらのアノードは、基板80の裏面に設けられたVsub端子である裏面電極91(後述の図2(b)参照)を介して、基準電位供給部160から基準電位Vsubが供給される。
なお、この接続はp型の基板80を用いた際の構成であり、n型の基板を用いる場合には極性が逆となり、不純物を添加していないイントリンシック(i)型(半絶縁性又は絶縁性)の基板を用いる場合は、発光部101及び設定部102が設けられる側に、基準電位Vsubと接続される端子が設けられる。
制御サイリスタSのゲートGsは、同じ番号の転送サイリスタTのゲートGtに接続される。
また、奇数番号の転送サイリスタT1、T3、T5、T7、…の内、3+4×(n−1)の番号の転送サイリスタT(図1では転送サイリスタT3、T7、…)のカソードは、転送信号線72−2に接続される。そして、転送信号線72−2は、電流制限抵抗R2を介してφ2端子に接続されている。このφ2端子には、転送信号発生部120aから転送信号φ2が送信される。
そして、1+4×(n−1)の番号の転送サイリスタT(図1では転送サイリスタT1、T5、…)のゲートGtは、同じ番号の結合ダイオードDのアノードに接続される。
この結合ダイオードDのカソードは、3+4×(n−1)の番号の転送サイリスタT(図1では転送サイリスタT3、T7、…)のゲートGtに接続される。
なお、ゲートGt1のアノードは、電流制限抵抗R5を介してφs1端子に接続される。このφs1端子には、転送信号発生部120aからスタート信号φs1が送信される。
また、偶数番号の転送サイリスタT2、T4、T6、T8、…の内、4+4×(n−1)の番号の転送サイリスタT(図1では転送サイリスタT4、T8、…)のカソードは、転送信号線72−4に接続される。そして、転送信号線72−4は、電流制限抵抗R4を介してφ4端子に接続されている。このφ4端子には、転送信号発生部120bから転送信号φ4が送信される。
そして、2+4×(n−1)の番号の転送サイリスタT(図1では転送サイリスタT2、T6、…)のゲートGtは、同じ番号の結合ダイオードDのアノードに接続される。
この結合ダイオードDのカソードは、4+4×(n−1)の番号の転送サイリスタT(図1では転送サイリスタT4、T8、…)のゲートGtに接続される。
なお、ゲートGt2のアノードは、電流制限抵抗R6を介してφs2端子に接続される。このφs2端子には、転送信号発生部120bからスタート信号φs2が送信される。
また、偶数番号の転送サイリスタT2、T4、T6、T8、…のゲートGt2、Gt4、Gt6、Gt8、…は、同じ番号の電源線抵抗Rgを介して、電源線71−2に接続される。電源線71−2は、Vgk2端子に接続される。このVgk2端子には、電源電位供給部170bから電源電位Vgk2が送信される。
偶数番号のレーザダイオードLD2、LD4、LD6、LD8、…のカソードは、点灯信号線75−2を介して、φI2端子に接続される。このφI2端子には、発光部品Cの外側に設けられた電流制限抵抗RI2を介して、点灯信号発生部140から点灯信号φI2が供給される。
なお、点灯信号線75−1、75−2を区別しない場合は、点灯信号線75と表記する。
そして、電流制限抵抗RI1、RI2は、発光部品Cの内部に設けられてもよい。電流制限抵抗RI1、RI2は、電流制限抵抗RIと表記することがある。
図2は、第1の実施の形態に係る発光部品Cの平面レイアウト図及び断面図の一例である。図2(a)は、発光部品Cの平面レイアウト図、図2(b)は、図2(a)のIIB−IIB線での断面図である。ここでは、発光部品Cと信号発生回路100との接続関係を示さない。
図2(a)では、レーザダイオードLD1〜LD4、制御サイリスタS1〜S4、転送サイリスタT1〜T4を中心とした部分を示している。なお、レーザダイオードLDの光の出射方向を白抜きの矢印で示している。
そして、図2(a)、(b)の図中には、主要な素子や端子を名前により表記している。
p型の基板80(基板80)上に、制御サイリスタS及び転送サイリスタTのアノードとして機能するp型のアノード層81(pアノード層81)、ゲートとして機能するn型のゲート層82(nゲート層82)、同様にゲートとして機能するp型のゲート層83(pゲート層83)及びカソードとして機能するn型のカソード層84(nカソード層84)が順に設けられている。なお、以下では、( )内の表記を用いる。他の場合も同様とする。
そして、nカソード層84上に、トンネル接合(トンネルダイオード)層85が設けられている。
さらに、トンネル接合層85上に、レーザダイオードLDのクラッド層として機能するp型のアノード層86(p(クラッド)アノード層86)、発光層87、同様にクラッド層として機能するn型のカソード層88(n(クラッド)カソード層88)が設けられている。
なお、pアノード層81が基板80を兼ねてもよい。
ここでは、pアノード層81、nゲート層82、pゲート層83、nカソード層84の表記は、制御サイリスタS及び転送サイリスタTを構成する場合の機能(働き)に対応させている。すなわち、制御サイリスタS及び転送サイリスタTの場合、pアノード層81はアノード、nゲート層82及びpゲート層83はゲート、nカソード層84はカソードとして働く。結合ダイオードD、電源線抵抗Rgを構成する場合には、後述するように異なる機能(働き)をする。
そして、p(クラッド)アノード層86、n(クラッド)カソード層88の表記も同様であって、レーザダイオードLDを構成する場合の機能(働き)に対応させている。すなわち、p(クラッド)アノード層86とn(クラッド)カソード層88とは、レーザダイオードLDのクラッドとして働く。
また、複数のアイランドは、層の一部を備えていないものを含む。例えば、アイランド301の転送サイリスタT1の部分はnカソード層84を備えるが、その周囲はnカソード層84を備えない。
発光部品Cは、レーザダイオードLD1、制御サイリスタS1、転送サイリスタT1及び結合ダイオードDが設けられたアイランド301、及び、電源線抵抗Rg1が設けられたアイランド302を備える。
そして、発光部品Cは、アイランド301、302と同様な複数のアイランドを、並列して備える。アイランド301と同様なアイランドには、レーザダイオードLD2、LD3、LD4、…、制御サイリスタS2、S3、S4、…、転送サイリスタT2、T3、T4、…及び結合ダイオードD2、D3、D4、…が設けられる。又、アイランド302と同様なアイランドには、電源線抵抗Rg2、Rg3、Rg4、…が設けられる。
これらのアイランドについての説明は省略する。
図2(a)、(b)に示すように、アイランド301に設けられた制御サイリスタS1は、pアノード層81、nゲート層82、pゲート層83、nカソード層84から構成される。そして、nカソード層88、発光層87、pアノード層86、トンネル接合層85、nカソード層84を除去して露出させたpゲート層83上に設けられたp型のオーミック電極331(pオーミック電極331)をゲートGs1の端子(ゲート端子Gs1)とする。
なお、p(クラッド)アノード層86には、電流狭窄層86b(後述する図3参照)が含まれる。電流狭窄層86bは、レーザダイオードLDに流れる電流を、レーザダイオードLDの中央部に集中させるために設けられている。すなわち、レーザダイオードLDの周辺部は、アイランドを形成するためのメサエッチングに起因して欠陥が多い。このため、周辺部では、非発光再結合が起こりやすい。そこで、レーザダイオードLDの中央部を電流の流れやすい電流通過部(領域)αとし、周辺部を電流の流れにくい電流阻止部(領域)βとなるように、電流狭窄層86bが設けられている。図2(a)のレーザダイオードLD1に示すように、破線の内側が電流通過部α、破線の外側が電流阻止部βである。
なお、電流狭窄層86bについては、後述する。
同じく、アイランド301に設けられた結合ダイオードD1は、pゲート層83、nカソード層84から構成される。つまり、nカソード層88、発光層87、pアノード層86、トンネル接合層85を除去して露出させたnカソード層84(領域313)上に設けられたnオーミック電極323をカソード端子とする。さらに、nカソード層84を除去して露出させたpゲート層83上に設けられたpオーミック電極331をアノード端子とする。ここでは、結合ダイオードD1のアノード端子は、転送サイリスタT1のゲートGt1(ゲート端子Gt1)、及び、制御サイリスタS1のゲートGs1(ゲート端子Gs1)と同じである。
よって、以下では、pオーミック電極331をゲートGs1/Gt1(ゲート端子Gs1/Gt1)と表記する。
点灯信号線75−1は、アイランド301に設けられたレーザダイオードLD1のカソード端子であるnオーミック電極321及びアイランド301と同様なアイランドに設けられた奇数番号のレーザダイオードのカソード端子であるnオーミック電極に接続されている。点灯信号線75−1は、φI1端子に接続されている。
点灯信号線75−2は、アイランド301と同様なアイランドに設けられた偶数番号のレーザダイオードのカソード端子であるnオーミック電極に接続されている。点灯信号線75−2は、φI2端子に接続されている。
転送信号線72−2は、アイランド301と同様なアイランドに設けられた、3+4×(n−1)の番号の転送サイリスタTのカソード端子であるnオーミック電極に接続されている。転送信号線72−2は、電流制限抵抗R2を介して、φ2端子に接続されている。
転送信号線72−3は、アイランド301と同様なアイランドに設けられた、2+4×(n−1)の番号の転送サイリスタTのカソード端子であるnオーミック電極に接続されている。転送信号線72−3は、電流制限抵抗R3を介して、φ3端子に接続されている。
転送信号線72−4は、アイランド301と同様なアイランドに設けられた、4+4×(n−1)の番号の転送サイリスタTのカソード端子であるnオーミック電極に接続されている。転送信号線72−4は、電流制限抵抗R4を介して、φ4端子に接続されている。
スタート信号線73−2は、アイランド301と同様なアイランドに設けられたゲートGs2/Gt2に接続されている。スタート信号線73−2は、電流制限抵抗R6を介して、φs2端子に接続されている。
接続線77は、結合ダイオードD2のカソード端子(nオーミック電極)と、電源線抵抗Rg2のpオーミック電極と、ゲートGt4/Gs4とを接続する。
発光部品Cは、接続線76、77を例として説明したが、接続線76、77と同様の接続関係で設けられた複数の接続線を備える。
図3は、レーザダイオードLD及び制御サイリスタSの拡大断面図である。図3の拡大断面図は、図2(a)のIIB−IIB線での断面図であって、図2(b)に示した断面図のレーザダイオードLD及び制御サイリスタSの部分である。なお、保護層90を省略している。以下同様である。
前述したように、制御サイリスタS上にトンネル接合層85を介してレーザダイオードLDが積層されている。制御サイリスタSとレーザダイオードLDとは直列接続されている。
トンネル接合層85は、n型の不純物(ドーパント)を高濃度に添加(ドープ)したn++層85aと、p型の不純物を高濃度に添加したp++層85bとで構成されている。
レーザダイオードLDは、p(クラッド)アノード層86、発光層87、n(クラッド)カソード層88で構成されている。なお、発光層87は、井戸(ウエル)層と障壁(バリア)層とが交互に積層された量子井戸構造である。なお、発光層87は、不純物を添加していないイントリンシック(i)層であってもよい。
図3においては、p(クラッド)アノード層をpクラッドと、n(クラッド)カソード層をnクラッドと表記する。以下同様である。
そして、p(クラッド)アノード層86は、積層された下側p(クラッド)アノード層86aと電流狭窄層86bと上側p(クラッド)アノード層86cとで構成されている。電流狭窄層86bは、電流通過部αと電流阻止部βとで構成されている。図2(a)で示したように、電流通過部αは、レーザダイオードLDの中央部に、電流阻止部βは、レーザダイオードLDの周辺部に設けられている。
p(クラッド)アノード層86、n(クラッド)カソード層88は、発光層87より屈折率が小さい層である。発光層87とp(クラッド)アノード層86、n(クラッド)カソード層88との界面で、発光層87から出射した光を反射させ、発光層87内に光を閉じ込める。そして、発光層87の側面間で構成される共振器で共振させて、レーザ発振させる。よって、光は、発光層87に平行な方向(図3において、−y方向)に出射する。発光層87は、活性層と表記されることがある。
図4は、制御サイリスタSとレーザダイオードLDとの積層構造をさらに説明する図である。図4(a)は、制御サイリスタSとレーザダイオードLDとの積層構造における模式的なエネルギーバンド図、図4(b)は、トンネル接合層85の逆バイアス状態におけるエネルギーバンド図、図4(c)は、トンネル接合層85の電流電圧特性を示す。
図4(a)のエネルギーバンド図に示すように、図3のnオーミック電極321と裏面電極91との間に、レーザダイオードLD及び制御サイリスタSが順バイアスになるように電圧を印加すると、トンネル接合層85のn++層85aとp++層85bとの間が逆バイアスになる。
一方、図4(b)に示すように、トンネル接合層85(トンネル接合)は、逆バイアス(−V)されると、p++層85b側の価電子帯(バレンスバンド)の電位Evが、n++層85a側の伝導帯(コンダクションバンド)の電位Ecより上になる。そして、p++層85bの価電子帯(バレンスバンド)から、n++層85a側の伝導帯(コンダクションバンド)に電子がトンネルする。そして、逆バイアス電圧(−V)が増加するほど、電子がトンネルしやすくなる。すなわち、図4(c)に示すように、トンネル接合層85(トンネル接合)は、逆バイアスにおいて、電流が流れやすい。
なお、後述するように、制御サイリスタSは、接続された転送サイリスタTがターンオンしてオン状態になると、オン状態へ移行可能な状態(移行可能状態)になる。そして、レーザダイオードLDのnオーミック電極321に印加された点灯信号φI(点灯信号φI1又は点灯信号φI2)が予め定められた電圧になると、制御サイリスタSがターンオンしてオン状態になるとともに、レーザダイオードLDを点灯させる。よって、本明細書では、制御サイリスタSがレーザダイオードLDを制御することから「制御サイリスタ」と表記する。
次に、サイリスタ(転送サイリスタT、制御サイリスタS)の基本的な動作を説明する。サイリスタは、前述したように、アノード端子(アノード)、カソード端子(カソード)、ゲート端子(ゲート)の3端子を有する半導体素子であって、例えば、GaAs、GaAlAs、AlAsなどによるp型の半導体層(pアノード層81、pゲート層83)、n型の半導体層(nゲート層82、nカソード層84)を基板80上に積層して構成されている。つまり、サイリスタは、pnpn構造を成している。ここでは、p型の半導体層とn型の半導体層とで構成されるpn接合の順方向電位(拡散電位)Vdを一例として1.5Vとして説明する。
サイリスタのアノードは、裏面電極91に供給される基準電位Vsub(「H」(0V))である。
アノードとカソードとの間に電流が流れていないオフ状態のサイリスタは、しきい電圧より低い電位(絶対値が大きい負の電位)がカソードに印加されるとオン状態に移行(ターンオン)する。ここで、サイリスタのしきい電圧は、ゲートの電位からpn接合の順方向電位Vd(1.5V)を引いた値である。
オン状態になると、サイリスタのゲート(ゲートGs及びゲートGt)は、アノードの電位に近い電位になる。ここでは、アノードを基準電位Vsub(「H」(0V))に設定しているので、ゲートは、0V(「H」)になるとする。また、オン状態のサイリスタのカソードは、アノードの電位からpn接合の順方向電位Vd(1.5V)を引いた電位に近い電位となる。ここでは、アノードを基準電位Vsub(「H」(0V))に設定しているので、オン状態のサイリスタのカソードは、−1.5Vに近い電位(絶対値が1.5Vより大きい負の電位)となる。なお、カソードの電位は、オン状態のサイリスタに電流を供給する電源との関係で設定される。
一方、オン状態のサイリスタのカソードに、オン状態を維持するために必要な電位より低い電位(絶対値が大きい負の電位)が継続的に印加され、オン状態を維持しうる電流(維持電流)が供給されると、サイリスタはオン状態を維持する。
なお、レーザダイオードLDに印加する電圧により光量が変わる。
説明を簡素化するため、制御サイリスタSに印加される電圧を−3.3Vとして説明を行うが、実際には制御サイリスタSが“On”した際、その電圧の大半がレーザダイオードLDに印加され急激に電流が流れ、発光強度が大きく揺らぐため、制御サイリスタSとレーザダイオードLDに印加される点灯信号φIの電圧は素子構成やシステム構成によって最適な値に設定する必要がある。
図5は、レーザダイオードLDの光強度Pの時間変化を示す図である。縦軸は、光強度P、横軸は、時間tである。なお、ここでの光強度は、放射強度をいう。
時間tにおける“On”のタイミングで、レーザダイオードLDに電圧印加され、“Off”のタイミングで、レーザダイオードLDへの電圧印加が停止されたとする。このとき、理想的な応答波形Riは、“On”のタイミングから“Off”のタイミングまで、予め定められた光強度Pが維持されることである。
例えば、発振遅れ時間tdと緩和振動持続時間trとを合わせた時間は、約5nsecである。このため、単に、発光するレーザダイオードLDを順にオフ状態からオン状態にする場合には、約200Mbps以上の速度で、レーザダイオードLDを切り替えられない。なお、高速に動かす場合としては、1Gbps以上が求められる。
また、発振遅れや緩和振動などのため、“On”のタイミングと“Off”のタイミングとの間の時間を短くしづらい。すなわち、高速な光のスイッチングが行いにくい。
図6(a)に示すように、レーザダイオードLDは、電流Iがしきい値電流Ithを超えると、発振を開始する。そこで、しきい値電流Ith以上で光強度Pが論理値“0”のに対応する電流I(“0”)と、光強度Pが論理値“1”に対応する電流I(“1”)とを供給するとする。なお、電流I(“0”)とする際にレーザダイオードLDに印加する電圧を、V(“0”)であり、電流I(“1”)とする際にレーザダイオードLDに印加する電圧を、V(“1”)とする。例えば、V(“0”)を1.5Vとし、V(“1”)を2.0Vとする。
V(“0”)が印加されたレーザダイオードLDにV(“1”)の電圧を印加することで、直ちに、論理値“1”の状態になる。そして、論理値“1”の期間(図6(b)の期間τ)には、発振遅れや緩和振動の影響を受けない。なお、期間τの前の論理値“0”である期間σにおいて、発振遅れや緩和振動を吸収している。
次に、発光部品Cの動作について説明する。
図7は、第1の実施の形態に係る発光部品Cの動作を説明するタイミングチャートである。
図7のタイミングチャートは、発光部品Cの8個のレーザダイオードLD1〜LD8の点灯又は非点灯を制御(点灯制御と表記する。)する部分を示す。
そして、例えば、レーザダイオードLD2が点灯制御される期間T(2)の後半の時刻eから時刻kの間は、レーザダイオードLD3が点灯制御される期間T(3)の前半と重なっている。つまり、奇数番号のレーザダイオードLDの組の点灯制御の期間Tと、偶数番号のレーザダイオードLDの組の点灯制御の期間Tとは、期間Tの1/2ずれている。
スタート信号φs1は、時刻aにおいて「H」、時刻gで「H」から「L」に移行し、その後「L」を維持する。
スタート信号φs2は、時刻aにおいて「L」で時刻bで「L」から「H」に移行する。そして、時刻lで「H」から「L」に移行し、その後「L」を維持する。
転送信号φ2は、時刻aにおいて「H」、時刻fで「H」から「L」に移行する。そして、時刻qで「L」から「H」に移行し、時刻sで「H」から「L」に移行する。以後同様に繰り返す。すなわち、時刻aから開始する期間T(1)と時刻pで終了する期間T(3)とを繰り返し単位とする。
転送信号φ2は、転送信号φ1の繰り返し波形を期間Tずらした波形である。
期間T(3)で説明すると、点灯信号φI1は、時刻fで「H」である。そして、時刻hで「H」から「L(“0”)」に移行する。そして、時刻nで「L(“0”)」から「L(“1”)」に移行し、時刻oで「L(“1”)」から「H」に移行する。そして、時刻pで「H」を維持する。これを期間T毎に繰り返す。なお、時刻hから時刻nまでの期間が論理値“0”のオン状態である期間σ、時刻nから時刻oまでの期間が論理値“1”のオン状態である期間τである。
点灯信号φI2は、点灯信号φI1を期間Tの1/2ずらした波形である。
なお、後述するように、「H」(0V)の期間の代わりに、正(+)の電位とした期間「H(+)」としてもよい。
まず、奇数番号のレーザダイオードLDの組の点灯制御を説明する。
(時刻a)
時刻aにおいて、スタート信号φs1が「H」であると、転送サイリスタT1のゲートGt1が「H」(0V)になる。前述したように、サイリスタのしきい電圧は、ゲートの電位からpn接合の順方向電位Vd(1.5V)を引いた値であるので、転送サイリスタT1のしきい電圧は、−1.5Vになる。
なお、転送サイリスタT3のゲートGt3は、結合ダイオードD1を介して、−1.5Vになる。よって、転送サイリスタT3のしきい電圧は、−3.0Vになる。また、転送サイリスタT5のゲートGt5は、結合ダイオードD3を介して、−3Vになる。よって、転送サイリスタT5のしきい電圧は、−4.5Vになる。また、番号が7以上の転送サイリスタTは、ゲートGtが電源線抵抗Rgを介して、電源電位Vgk1の「L(−3.3V)」であるので、しきい電圧が−4.8Vである。
このとき、点灯信号φI1は、論理値“0”のオン状態でレーザダイオードLD1を点灯させる「L(“0”)」(−4.8V)である。よって、レーザダイオードLD1は、論理値“0”のオン状態となる。この論理値“0”のオン状態の期間において、レーザダイオードLD1に発振遅れ及び緩和振動を生じさせて安定な状態にする。
時刻b、cは、奇数番号のレーザダイオードLDには関係しない。
時刻dにおいて、点灯信号φI1が、論理値“1”のオン状態でレーザダイオードLD1を点灯させる「L(“1”)」(−5.3V)となると、レーザダイオードLD1は、論理値“1”のオン状態になる。このとき、レーザダイオードLD1は、論理値“0”のオン状態の期間において、発振遅れが解消され且つ緩和振動が減衰しているので、光強度Pの変動や光エネルギのばらつきが抑制される。
時刻eにおいて、点灯信号φI1を「L(“1”)」から「H」(0V)にすると、レーザダイオードLD1のカソードと制御サイリスタS1のアノード(基板80)とがともに「H」(0V)になるため、制御サイリスタS1がターンオフするとともに、レーザダイオードLD1がオフ状態となって消灯する。
このとき、点灯信号φI1を「H」(0V)より+側の電位(図7の点灯信号φI1において破線で示す「H(+)」。)に設定してもよい。+側の電位にすることで、制御サイリスタSのゲート層82、83から電荷(キャリア)が引き抜かれ、より高速にレーザダイオードLD1が消灯する。
時刻fにおいて、転送信号φ2を「H」(0V)から「L」(−3.3V)にすると、しきい電圧が−3.0Vである転送サイリスタT3がターンオンする。そして、ゲートGt2を0Vにする。これにより、制御サイリスタS3のゲートGs3が0Vになる。すると、制御サイリスタS3は、しきい電圧が−1.5Vになり、オン状態へ移行可能な状態に設定される。
また、転送サイリスタT5のゲートGt5が、結合ダイオードD3を介して、−1.5Vになるので、転送サイリスタT5のしきい電圧が−3Vになる。
このとき、点灯信号φI1は、「H」であるので、制御サイリスタS3はターンオンせず、レーザダイオードLD3は点灯しない。
ここでは、転送サイリスタT1、T3が共にオン状態になる。
時刻gにおいて、スタート信号φs1を「H」から「L」にするとともに、転送信号φ1を「L」から「H」にする。
すると、転送サイリスタT1は、カソードとアノードとがともに「H」になり、ターンオフする。また、ゲートGt1が「L」(−3.3V)になって、転送サイリスタT1のしきい電圧が−4.8Vになる。
すなわち、転送サイリスタT1がオフ状態になることから、転送サイリスタT1から転送サイリスタT3へオン状態が伝播する。
時刻hにおいて、点灯信号φI1が「H」から「L(“0”)」になると、制御サイリスタS3がターンオンするとともに、レーザダイオードLD3が論理値“0”のオン状態になる。
時刻i〜mは、奇数番号のレーザダイオードLDには関係しない。
時刻nにおいて、点灯信号φI1が「L(“0”)」から「L(“1”)」になると、レーザダイオードLD3が論理値“1”のオン状態(点灯状態)になる。
時刻oにおいて、点灯信号φI1を「L(“1”)」から「H」(0V)にすると、時刻eと同様に、レーザダイオードLD3のカソードと制御サイリスタS3のアノード(基板80)とがともに「H」(0V)になるため、制御サイリスタS3がターンオフするとともに、レーザダイオードLD3がオフ状態となって消灯する。
時刻pにおいて、転送信号φ1が「H」から「L」になると、しきい電圧が−3Vである転送サイリスタT5がターンオンする。そして、ゲートGt5及びゲートGs5が0Vになって、制御サイリスタS5がオン状態へ移行可能な状態になる。
時刻qにおいて、転送信号φ2を「L」から「H」にする。すると、転送サイリスタT3は、カソードとアノードとがともに「H」になり、ターンオフする。また、ゲートGt3が「L」(−3.3V)になって、転送サイリスタT3のしきい電圧が−4.8Vになる。
すなわち、転送サイリスタT3がオフ状態になることから、オン状態が転送サイリスタT3から転送サイリスタT5へ伝播する。
(時刻a)
時刻aにおいて、スタート信号φs2が「L」、転送信号φ3が「H」、転送信号φ4が「H」である。すると、図1から分かるように、転送サイリスタT2のゲートGt2が「L」(−3.3V)であるので、転送サイリスタT2のしきい電圧が−4.8Vである。同様に、制御サイリスタS2のゲートGt2も「L」(−3.3V)であって、制御サイリスタS2のしきい電圧が−4.8Vである。
転送信号φ3が「H」であるために、転送サイリスタT3の転送信号φ3が供給されるカソードとアノード(基板80)がともに「H」(0V)であるので、転送サイリスタT3はオフ状態である。
また、点灯信号φI2が「H」(0V)であるので、制御サイリスタS3及びレーザダイオードLD3はオフ状態である。
なお、着目するレーザダイオードLDに関係しない他のサイリスタ(転送サイリスタT、制御サイリスタS)、他のレーザダイオードLDについては、奇数番号のレーザダイオードLDで説明したのと同様であるので、説明を省略する。
スタート信号φs2が「L」から「H」になると、転送サイリスタT2のゲートGt2及び制御サイリスタS2のゲートGs2がともに、「H」(0V)となって、転送サイリスタT2及び制御サイリスタS2のしきい電圧が−1.5Vになる。
そして、転送サイリスタT2のカソードに供給される転送信号φ3が「H」から「L」(−3.3V)になるので、転送サイリスタT2がターンオンする。
なお、点灯信号φI2が「H」に維持されているので、制御サイリスタS2はターンオンせず、レーザダイオードLD2もオフ状態である。
時刻cにおいて、点灯信号φI2が「H」から「L(“0”)」になると、制御サイリスタS2がターンオンして、レーザダイオードLD2が論理値“0”のオン状態になる。
時刻d〜hは、偶数番号のレーザダイオードLDの点灯制御には関係しない。
時刻iにおいて、点灯信号φI2が「L(“0”)」から「L(“1”)」になると、レーザダイオードLD2が論理値“1”のオン状態(点灯状態)になる。
時刻jにおいて、点灯信号φI2が「L(“1”)」から「H」になると、レーザダイオードLD2のカソードと制御サイリスタS2のアノード(基板80)とがともに「H」(0)になるので、制御サイリスタS2がターンオフするとともに、レーザダイオードLD2がオフ状態(消灯状態)になる。
そして、オン状態の転送サイリスタTのゲートGtにゲートGsが接続された制御サイリスタSは、しきい電圧が−1.5Vであるので、点灯信号φI(点灯信号φI1、φI2)が「H」(0V)から「L(“0”)」に移行するとターンオンし、論理値“0”のオン状態になる。そして、点灯信号φI(点灯信号φI1、φI2)が「L(“0”)」から「L(“1”)」に移行するとレーザダイオードLDは、論理値“1”のオン状態(点灯状態)になる。
ここでは、転送路を奇数番号のレーザダイオードLDの組と偶数番号のレーザダイオードLDの組との二つ(二段)設けたが、より高速に応答させるために転送路を三つ(三段)以上としてもよい。
この場合、高速に切り替えよう(応答させよう)として、例えば、時刻hにおいて、点灯信号φI1を「H」から「L(“1”)」とすると、図5に示したように、論理値“1”のオン状態において発振の遅れや緩和振動が発生し、光強度の変動や光エネルギのばらつきが生じることになる。
なお、上記では論理値“1/0”で説明したが、論理値“m(mは1以上の整数)”と論理値“0”との組み合わせであってもよい。
発光部品Cの製造方法について説明する。ここでは、図3に示した制御サイリスタSとレーザダイオードLDとが積層されたアイランド301の一部分の断面図で説明する。
なお、図8(a)〜(f)では、複数の工程をまとめて示す場合がある。
以下順に説明する。
ここでは、基板80は、p型のGaAsを例として説明するが、n型のGaAs、不純物を添加していないイントリンシック(i)のGaAsでもよい。また、InP、GaN、InAs、その他III−V族・II−VI族材料からなる半導体基板、サファイア、Si、Geなどでもよい。基板を変更した場合、基板上にモノリシックに積層される材料は、基板の格子定数に略整合(歪構造、歪緩和層、メタモルフィック成長を含む)する材料を用いる。一例として、InAs基板上には、InAs、InAsSb、GaInAsSbなどを使用し、InP基板上にはInP、InGaAsPなどを使用し、GaN基板上又はサファイア基板上には、GaN、AlGaN、InGaNを使用し、Si基板上にはSi、SiGe、GaPなどを使用する。ただし、結晶成長後に他の支持基板に貼りつける場合は、支持基板に対して半導体材料が略格子整合している必要はない。また、半導体材料にとどまらず、半導体材料と同様にp型、n型の導電性を有する有機材料を用いた発光部品にも適用してもよい。
nゲート層82は、例えば不純物濃度1×1017/cm3のn型のAl0.9GaAsである。Al組成は、0〜1の範囲で変更してもよい。なお、GaInPなどでもよい。
pゲート層83は、例えば不純物濃度1×1017/cm3のp型のAl0.9GaAsである。Al組成は、0〜1の範囲で変更してもよい。なお、GaInPなどでもよい。
nカソード層84は、例えば不純物濃度1×1018/cm3のn型のAl0.9GaAsである。Al組成は、0〜1の範囲で変更してもよい。なお、GaInPなどでもよい。
下側p(クラッド)アノード層86a、上側p(クラッド)アノード層86cは、例えば、不純物濃度1×1018/cm3のp型のAl0.9GaAsである。Al組成は、0〜1の範囲で変更してもよい。なお、GaInPなどでもよい。
電流狭窄層86bは、例えばAlAs又はAlの不純物濃度が高いp型のAlGaAsである。Alが酸化されてAl2O3が形成されることにより、電気抵抗が高くなって、電流経路を狭窄するものであればよい。
nオーミック電極321は、例えばnカソード層88などn型の半導体層とオーミックコンタクトが取りやすいGeを含むAu(AuGe)などである。
そして、nオーミック電極321は、例えばリフトオフ法などにより形成される。
このエッチングは、硫酸系のエッチング液(重量比において硫酸:過酸化水素水:水=1:10:300)などを用いたウェットエッチングで行ってもよく、例えば塩化ホウ素などを用いた異方性ドライエッチング(RIE)で行ってもよい。
電流狭窄層86bの側面からの酸化は、例えば、300〜400℃での水蒸気酸化により、AlAs、AlGaAsなどである電流狭窄層86bのAlを酸化させる。このとき、酸化は、露出した側面から進行し、レーザダイオードLDの周囲にAlの酸化物であるAl2O3による電流阻止部βが形成される。
なお、電流阻止部βは、AlAsの酸化の代わりに、水素(H2)を打ち込みによって行ってもよい。すなわち、p(クラッド)アノード層86を下側p(クラッド)アノード層86aと上側p(クラッド)アノード層86cとに分けずに連続して堆積し、電流阻止部βとする部分に水素(H2)イオンを打ち込めばよい。これにより、Al0.9GaAsなどが絶縁性となって、電流阻止部βとなる。
このエッチングは、硫酸系のエッチング液(重量比において硫酸:過酸化水素水:水=1:10:300)を用いたウェットエッチングで行ってもよく、例えば塩化ホウ素を用いた異方性ドライエッチングで行ってもよい。
なお、図8(c)に示したトンネル接合層85出しエッチング工程において、トンネル接合層85を露出させる代わりにpゲート層83を露出させると、図8(d)における電流阻止部β形成工程において、pゲート層83に含まれるAlが酸化されるおそれがある。このため、pゲート層83に含まれるAlが酸化されると、表面が荒れたり、後述するpオーミック電極331の接着性が悪くなったりする。そこで、トンネル接合層85を露出させた状態で、電流阻止部β形成工程を行っている。
pオーミック電極331は、例えばpゲート層83などp型の半導体層とオーミックコンタクトが取りやすいZnを含むAu(AuZn)などである。
そして、pオーミック電極331は、例えばリフトオフ法などにより形成される。この際、他のpオーミック電極が同時に形成されてもよい。
裏面電極91は、pオーミック電極331と同様に、例えばAuZnである。
上記では、制御サイリスタSとレーザダイオードLDとが積層されたアイランド301の一部において、発光部品Cの製造方法を説明した。
転送サイリスタT、結合ダイオードDが含まれるアイランド301の他の部分や、電源線抵抗Rg1、電流制限抵抗R1〜R6が含まれるアイランド302〜308など他のアイランドは、上記の工程に、nカソード層84の表面を露出させる工程と、露出させたnカソード層84上にnオーミック電極322、323などを形成する工程とを付加することで形成される。
なお、トンネル接合層85を設けないと、レーザダイオードLDと制御サイリスタSとの間の接合が逆バイアスになる。このため、レーザダイオードLDと制御サイリスタSとに電流を流すためには、逆バイアスの接合が降伏する電圧を印加することになる。すなわち、駆動電圧が高くなってしまう。
すなわち、レーザダイオードLDと制御サイリスタSとをトンネル接合層85を介して積層することで、トンネル接合層85を介さない場合に比べ、駆動電圧が低く抑えられる。
また、前述したように、トンネル接合層85は、逆バイアス状態において電流が流れやすい。しかし、トンネル接合でないnカソード層84とp(クラッド)アノード層86との接合は、降伏を生じない逆バイアスの状態において電流が流れにくい。そこで、電流通過部αに対応する部分にトンネル接合層85を形成し、電流阻止部βにトンネル接合層85を形成しないようにしてもよい。この場合、トンネル接合層85を堆積した後、トンネル接合層85の一部をエッチングし、そののち、残したトンネル接合層85の周囲を埋めるようにp(クラッド)アノード層86をエピタキシャル成長させることになる。その後、残したトンネル接合層85の周囲を埋めるようにpアノード層86を積層する。なお、p(クラッド)アノード層86の代わりに、残したトンネル接合層85の周囲をnカソード層84で埋めてもよい。この構成は、水蒸気酸化が適用しづらい半導体材料を用いる場合に適用されてもよい。
図9は、金属的導電性III−V族化合物層を構成する材料を説明する図である。図9(a)は、InNの組成比xに対するInNAsのバンドギャップ、図9(b)は、InNの組成比xに対するInNSbのバンドギャップ、図9(c)は、VI族元素及びIII−V族化合物の格子定数をバンドギャップに対して示す図である。
図9(a)は、組成比x(x=0〜1)のInNと組成比(1−x)のInAsとの化合物であるInNAsに対するバンドギャップエネルギ(eV)を示す。
図9(b)は、組成比x(x=0〜1)のInNと組成比(1−x)のInSbとの化合物であるInNSbに対するバンドギャップエネルギ(eV)を示す。
図9(a)に示すように、InNAsは、例えばInNの組成比xが約0.1〜約0.8の範囲において、バンドギャップエネルギが負になる。
図9(b)に示すように、InNSbは、例えばInNの組成比xが約0.2〜約0.75の範囲において、バンドギャップエネルギが負になる。
すなわち、InNAs及びInNSbは、上記の範囲において、金属的な導電特性(導電性)を示すことになる。
なお、上記の範囲外のバンドギャップエネルギが小さい領域では、熱エネルギによって電子がエネルギを有するため、わずかなバンドギャップを遷移することが可能であり、バンドギャップエネルギが負の場合や金属と同様に電位に勾配がある場合には電流が流れやすい特性を有している。
そして、InNAs及びInNSbに、Al、Ga、Ag、Pなどが含まれても、組成次第でバンドギャップエネルギを0近傍もしくは負に維持することができ、電位に勾配があれば電流が流れる。
これに対して、同様にIII−V族化合物であるInNの格子定数は、閃亜鉛鉱構造において約5.0Å、InAsの格子定数は、約6.06Åである。よって、InNとInAsとの化合物であるInNAsの格子定数は、GaAsなどの5.6Å〜5.9Åに近い値になりうる。
また、III−V族化合物であるInSbの格子定数は、約6.48Åである。よって、InNの格子定数は約5.0Åであるので、InSbとInNとの化合物であるInNSbの格子定数を、GaAsなど5.6Å〜5.9Åに近い値になりうる。
図10は、第1の実施の形態に係る発光部品Cの他の変形例におけるレーザダイオードLD及び制御サイリスタSの拡大断面図である。
他の変形例の発光部品CのレーザダイオードLDは、発光層87が2つのDBR層(p(DBR)アノード層86とn(DBR)カソード層88)とで挟まれている。なお、図10では、p(DBR)アノード層をpDBR、n(DBR)カソード層をnDBRと表記する。以下同様である。
そして、2つのDBR層(p(DBR)アノード層86とn(DBR)カソード層88)で、光を共振させてレーザ発振させている。2つのDBR層(p(DBR)アノード層86及びn(DBR)カソード層88)の反射率が例えば99%以上になるとレーザ発振する。すると、光は、発光層87に垂直な方向に出射する。よって、このレーザダイオードLDは、垂直共振器面発光レーザVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)と呼ばれる。
なお、p(DBR)アノード層86は、電流狭窄層86bを含んでいる。すなわち、p(DBR)アノード層86は、下側p(DBR)アノード層86a、電流狭窄層86b、上側p(DBR)アノード層86cの順で積層され、下側p(DBR)アノード層86a、上側p(DBR)アノード層86cがDBR層として構成されている。
なお、p(DBR)アノード層86に設けられる電流狭窄層86bの膜厚(光路長)は、採用する構造によって決定される。取り出し効率やプロセス再現性を重要視する場合は、DBR層を構成する低屈折率層及び高屈折率層の膜厚(光路長)の整数倍に設定されるのがよく、例えば中心波長の0.75(3/4)に設定されている。なお、奇数倍の場合は、電流狭窄層86bは、高屈折率層と高屈折率層とで挟まれるとよい。また、偶数倍の場合は、電流狭窄層86bは、高屈折率層と低屈折率層とで挟まれるとよい。すなわち、電流狭窄層86bは、DBR層による屈折率の周期の乱れを抑制するように設けられるとよい。逆に、酸化された部分の影響(屈折率や歪)を低減したい場合は、電流狭窄層86bの膜厚は、数十nmが好ましく、DBR層内に立つ定在波の節の部分に挿入されるのが好ましい。
なお、トンネル接合層85を金属的導電性III−V族化合物層としてもよく、電流狭窄層86bの代わりに、電流通過部αにトンネル接合層85又は金属的導電性III−V族化合物層を設けてもよい。
第1の実施の形態に係る発光部品Cに搭載された自己走査型発光素子アレイでは、番号の順にレーザダイオードLDが点灯制御される。これに対して、第2の実施の形態では、点灯制御の途中において、次に点灯制御するレーザダイオードLDの順番を番号順又は逆番号順に切り替えられる。
第2の実施の形態に係る発光部品Cは、以下に説明する部分を除くと、第1の実施の形態と同様である。よって、異なる部分を説明し、同様な部分は同じ符号を付して説明を省略する。
図11では、レーザダイオードLD1〜LD9、制御サイリスタS1〜S9、転送サイリスタT1〜T9の部分を示している。これ以降は繰り返しである。
第2組の転送サイリスタTのゲートGtは、電源線抵抗Rgを介して電源線71−2に接続されている。電源線71−2は、電源電位Vgk2が供給される。
第3組の転送サイリスタTのゲートGtは、電源線抵抗Rgを介して電源線71−3に接続されている。電源線71−3は、電源電位Vgk3が供給される。
第1組のレーザダイオードLDのカソード(図2のnオーミック電極321に相当)は、点灯信号線75−1に接続されている。点灯信号線75−1は、点灯信号φI1が供給される。
第2組のレーザダイオードLDのカソードは、点灯信号線75−2に接続されている。点灯信号線75−2は、点灯信号φI2が供給される。
第3組のレーザダイオードLDのカソードは、点灯信号線75−3に接続されている。点灯信号線75−3は、点灯信号φI3が供給される。
また、第2組の転送サイリスタTのカソードは、転送サイリスタT2、T5、T8、…の番号順に循環するように転送信号φ4、φ5、φ6に接続されている。なお、転送サイリスタT2のゲートGt2に接続された結合ダイオードD2のアノード及び結合ダイオードD′2のカソードは、スタート信号φs2に接続されている。
同様に、第3組の転送サイリスタTのカソードは、転送サイリスタT3、T6、T9、…の番号順に循環するように転送信号φ7、φ8、φ9に接続されている。なお、転送サイリスタT3のゲートGt3に接続された結合ダイオードD3のアノード及び結合ダイオードD′3のカソードは、スタート信号φs3に接続されている。
また、電流制限抵抗R、RIと表記する。
図12は、第2の実施の形態に係る発光部品Cの動作を説明するタイミングチャートである。
図12のタイミングチャートは、発光部品Cの9個のレーザダイオードLD1〜LD9を点灯制御する部分を示す。
転送信号φ2は、時刻aで「H」、時刻eで「H」から「L」に移行し、時刻lで「L」から「H」に移行する。
転送信号φ3は、時刻aで「H」、時刻kで「H」から「L」に移行し、時刻pで「L」から「H」に移行する。
転送信号φ1〜φ3は、時刻aから時刻qまでを繰り返す。
一方、スタート信号φs1は、時刻aで「H」、時刻fにおいて、転送信号φ1が「L」から「H」に移行する際に「H」から「L」に移行し、その後、「L」を維持する。
また、第3組の転送信号φ7、φ8、φ9は、第2組の転送信号φ4、φ5、φ6を時間軸上で後ろに期間Uずらしたものである。
すなわち、点灯信号φI1は、そのレーザダイオードLDが論理値“1”のオン状態(点灯状態)になる期間U(「L(“1”)」の期間τ)の前(時刻hから時刻iまでの期間に相当する期間σ1)において、論理値“0”のオン状態となり、期間Uの後(時刻cから時刻gまでの期間に相当する期間σ2)において、論理値“0”のオン状態となる。そして、期間σ2と期間σ1との間において、「H」になる期間を有している。
そして、点灯信号φI1は、3×期間Uの周期で繰り返す。
(時刻a)
時刻aにおいて、スタート信号φs1が「H」(0V)であるので、転送サイリスタT1のしきい電圧は、−1.5Vである。このとき、転送信号φ1が「L」(−3.3V)であるので、転送サイリスタT1がターンオンする。また、制御サイリスタS1もしきい電圧が−1.5Vである。そして、点灯信号φI1が「L(“1”)」であるので、レーザダイオードLD1は、論理値“1”のオン(点灯)状態となる。
このとき、順方向の結合ダイオードD1で接続された転送サイリスタT4は、しきい電圧が−3.0Vになっている。
同様に、転送サイリスタT2もターンオンする。
なお、転送サイリスタT3は、スタート信号φs3が「H」であるので、しきい電圧が−1.5Vである。しかし、転送サイリスタT3は、転送信号φ7が「H」であるので、オフ状態である。
時刻bにおいて、点灯信号φI2が「H」から「L(“0”)」に移行すると、レーザダイオードLD2は、論理値“0”のオン状態になる。
時刻cにおいて、転送信号φ7が「H」から「L」になるので、転送サイリスタT3がターンオンする。
このとき、点灯信号φI1が「L(“1”)」から「L(“0”)」に移行すると、レーザダイオードLD1は、論理値“0”のオン状態になる。
また、点灯信号φI2が「L(“0”)」から「L(“1”)」に移行すると、レーザダイオードLD1は、論理値“1”のオン(点灯)状態になる。
時刻dにおいて、点灯信号φI3が「H」から「L(“0”)」に移行すると、レーザダイオードLD3は、論理値“0”のオン状態になる。
時刻eにおいて、転送信号φ2が「H」から「L」(−3.3V)になる。すると、しきい電圧が−3.0Vであった転送サイリスタT4がターンオンする。そして、結合ダイオードD4を介して、転送サイリスタT7のしきい電圧が−3.0Vになる。
また、点灯信号φI2が「L(“1”)」から「L(“0”)」になって、レーザダイオードLD2が、オフ状態から論理値“0”のオン状態になる。
さらに、点灯信号φI3が「L(“0”)」から「L(“1”)」になると、レーザダイオードLD3は、論理値“0”のオン状態から論理値“1”のオン状態(点灯状態)になる。
時刻fにおいて、転送信号φ1が「L」から「H」になると、転送サイリスタT1のカソードが「H」なるので、転送サイリスタT1がターンオフする。このとき、スタート信号φs1が「H」から「L」になる。
ここで、転送サイリスタT1のゲートGt1は、結合ダイオードD′1により、転送サイリスタT4のゲートGt4と接続されている。結合ダイオードD1は逆方向となるが、結合ダイオードD′1が順方向になって、ゲートGt1は、−1.5Vとなる。よって、転送サイリスタT1は、しきい電圧が−3.0Vとなる。すなわち、転送サイリスタT4がオン状態となると、並列に接続された逆方向きの結合ダイオードD1、D′1とにより、転送サイリスタT1、T7のしきい電圧が−3.0Vになる。
なお、制御サイリスタS1のゲートGs1も−1.5Vとなるが、点灯信号φI1が「L(“0”)」であるので、オン状態を継続する。
時刻gにおいて、点灯信号φI1が「L(“0”)」から「H」になると、レーザダイオードLD1が論理値“0”のオン状態からオフ状態になる。これにより、制御サイリスタS1もオン状態からオフ状態になる。そして、制御サイリスタS1はしきい電圧が−3.0Vになる。
時刻hにおいて、点灯信号φI1が「H」から「L(“0”)」になると、しきい電圧が−1.5Vの制御サイリスタS4がターンオンして、レーザダイオードLD4がオフ状態から論理値“0”のオン状態になる。
時刻iにおいて、転送信号φ5が「H」から「L」になると、転送サイリスタT5がターンオンする。
また、点灯信号φI1が「L(“0”)」から「L(“1”)」になると、レーザダイオードLD4が論理値“0”のオン状態から論理値“1”のオン(点灯)状態になる。
すなわち、「H」から「L」への移行を転送信号φ1、φ2、φ3の順で循環させて行うことで、第1組の転送サイリスタT(転送サイリスタT1、T4、T7、…)において番号順にオン状態が伝播する。他の組でも同様である。
そして、オン状態になった転送サイリスタTに対応する制御サイリスタSのしきい電圧が絶対値において小さくなった状態での点灯信号φIの電位(「L(“0”)」又は「L(“1”)」)によって、レーザダイオードLDが論理値“0”のオン状態又は論理値“1”のオン状態(点灯状態)になる。
なお、オフ状態を維持する場合は、点灯信号φIの電位を「H」に維持すればよい。
そして、例えば、転送信号φ7は、時刻kにおいて、転送信号φ4は、時刻mにおいて、転送信号φ1は時刻nにおいてのように、転送信号φ7、φ4、φ1、φ9、φ6、φ3、φ8、φ5、φ2の順に「H」から「L」にするタイミングが循環するように転送信号φを調整することで、番号の逆順に転送サイリスタTのオン状態を伝播させるとともに、レーザダイオードLDにおいて番号の逆順にオン状態(点灯状態)が伝播させられる。
上記では、論理値“1”のオン状態(点灯状態)を番号の順に伝播させる途中から、番号の逆順に伝播させたが、配列された方向(番号の順)と逆方向(番号の逆順)とを交互に繰り返すように制御してもよい。また、あるレーザダイオードLDからの発光を継続した後、温度の変化などによって波長が変動した際に、他のレーザダイオードLDに切り替えるようにしてもよい。すなわち、番号の最後まで転送させた後に、番号の最初から転送させて発光させるレーザダイオードLDを選択する場合に比べ、発光させるレーザダイオードLDの選択が速くできる。
第1の実施の形態に係る発光部品C及び第2の実施の形態に係る発光部品Cは、レーザダイオードLDを論理値“1”のオン状態(点灯状態)にする前に論理値“0”のオン状態を設けた。これにより、レーザダイオードLDは、発振遅れや緩和振動の影響を受けないようにした。
第3の実施の形態に係る発光部品Cでは、レーザダイオードLDを常に論理値“0”のオン状態とし、レーザダイオードLDが論理値“1”のオン状態に移行する場合に、発振遅れや緩和振動の影響を受けないようにする。
図13は、第3の実施の形態に係る自己走査型発光素子アレイ(SLED)が搭載された発光部品Cの回路構成及び信号発生回路100を説明する等価回路図である。
発光部品Cは、第1の実施の形態及び第2の実施の形態に係る発光部品Cと同様に、例えば、GaAsなどの基板80上にモノリシック(エピタキシャル)に積層されたGaAs、GaAlAs、AlAsなどの化合物半導体層による集積回路チップとして構成されている。
ただし、後述する図14(b)、図15に示すように、第1の実施の形態の発光部品Cと異なり、レーザダイオードLD上に制御サイリスタSが積層されている。これに伴い、転送サイリスタT1、T2、T3…の下部には、下部ダイオードUD1、UD2、UD3、…(区別しない場合は、下部ダイオードUDと表記する。)が積層されている。すなわち、下部ダイオードUDと転送サイリスタTとは電気的に直列接続されている。
次に、信号発生回路100を説明する。
信号発生回路100も、図1に示した第1の実施の形態に係る発光部品Cに対応する信号発生回路100において、奇数番号のレーザダイオードLDに対する部分に対応する。よって、詳細な説明を省略する。
ただし、バイアス電圧信号V0を供給するバイアス電圧供給部180を備えている。
次に、発光部品Cにおける各素子の電気的な接続について説明する。
レーザダイオードLDのアノード及び下部ダイオードUDのアノードは、それぞれ発光部品Cの基板80に接続される(アノードコモン)。
そして、これらのアノードは、基板80の裏面に設けられたVsub端子である裏面電極91(後述の図14(b)参照)を介して、基準電位供給部160から基準電位Vsubが供給される。
なお、この接続はp型の基板80を用いた際の構成であり、他の基板を用いる場合は、第1の実施の形態で説明したのと同様である。
制御サイリスタSのゲートGsは、同じ番号の転送サイリスタTのゲートGtに接続されている。
転送サイリスタTの配列に沿って、奇数番号の転送サイリスタT1、T3、…のカソードは、転送信号線72−1に接続されている。そして、転送信号線72−1は、電流制限抵抗R1を介してφ1端子に接続されている。このφ1端子には、転送信号発生部120から転送信号φ1が送信される。偶数番号の転送サイリスタT2、T4、…のカソードは、転送信号線72−2に接続されている。そして、転送信号線72−2は、電流制限抵抗R2を介してφ2端子に接続されている。このφ2端子には、転送信号発生部120から転送信号φ2が送信される。
そして、転送サイリスタTのゲートGtは、同じ番号の結合ダイオードDのアノードに接続されている。結合ダイオードDのカソードは、次の番号の転送サイリスタTのゲートGtに接続されている。
なお、ゲートGt1は、電流制限抵抗R3を介して、φs端子に接続されている。このφs端子には、転送信号発生部120からスタート信号φsが送信される。
なお、電流制限抵抗RIは、発光部品Cの内部に設けられてもよい。
図14は、第3の実施の形態に係る発光部品Cの平面レイアウト図及び断面図の一例である。図14(a)は、発光部品Cの平面レイアウト図、図14(b)は、図14(a)のXIVB−XIVB線での断面図である。
第3の実施の形態に係る発光部品Cは、前述したように、第1の実施の形態に係る発光部品Cの奇数番号のレーザダイオードLDの組であるので、図2に示した第1の実施の形態に係る発光部品Cと同様の部分には、同じ符号を付して説明を省略する。
なお、pアノード層86及びnカソード層88は、後述する図15に示すように、DBR層である。そこで、pアノード層86、nカソード層88をp(DBR)アノード層86、n(DBR)カソード層88と表記することがある。
また、p(DBR)アノード層86は、後述する図15に示すように、電流狭窄層86bを含んでいる。すなわち、p(DBR)アノード層86は、下側p(DBR)アノード層86a、電流狭窄層86b、上側p(DBR)アノード層86cの順で積層され、下側p(DBR)アノード層86a、上側p(DBR)アノード層86cがDBR層として構成されている。
すなわち、第3の実施の形態に係る発光部品CのレーザダイオードLDは、図10で示したのと同様の垂直共振器面発光レーザVCSELである。
なお、図14(b)では、光が出射する面に、光出射口保護層89が設けられている。
また、アイランド301aにおいて、nカソード層84を除去して露出させたpゲート層83上に設けられたpオーミック電極334は、アイランド301bに設けられたpオーミック電極331と接続線78により接続されている。
なお、同じ構成である下部ダイオードUDが出射する光は、用いられないので、転送サイリスタTのカソード(領域312など)の面積を小さくするか、nオーミック電極(例えばnオーミック電極322など)で覆うことがよい。
図16は、第3の実施の形態に係る発光部品Cの動作を説明するタイミングチャートである。図16は、図7のタイミングチャートにおいて、奇数番号のレーザダイオードLDに関する部分を取り出したものである。すなわち、図7において、偶数番号のレーザダイオードLDに関する部分を削除し、番号を順に並べ替えている。よって、時刻aから時刻wは、図7と同じである。
そして、点灯信号φIは、「H」と「L(“1”)」との電位を有する信号である。すなわち、点灯信号φIは、「L(“0”)」を有しなくてもよい。
図16においても、レーザダイオードLDのオン状態(論理値“0”のオン状態及び論理値“1”のオン状態)を斜線で示す。なお、論理値“0”のオン状態は、すべてのレーザダイオードLDで常時生じている。
よって、バイアス電圧信号V0が電位V0であると、いずれのレーザダイオードLDも、論理値“0”のオン状態になっている。
そのタイミング(例えば、時刻d)において、点灯信号φIが、レーザダイオードLDを論理値“1”のオン状態にする電位「L(“1”)」になると、レーザダイオードLD(この場合、レーザダイオードLD1)が論理値“1”のオン状態(点灯状態)に移行する。
なお、点灯信号φIは、「H」(0V)と「L(“1”)」とで構成するとした。しかし、制御サイリスタSのゲート層82、83の電荷を急激に引き抜き、制御サイリスタSを確実且つ速やかにオフ状態にするために、「H」(0V)の代わりに、+側の電位(「H(+)」)としてもよい。
ここでは詳細に説明しないが、転送信号φ1、φ2、スタート信号φsの「L」及び電源電位Vgaなどは、転送サイリスタTが下部ダイオードUDと積層され、直列接続されていることから、転送サイリスタTに分圧される電圧が、転送サイリスタTの動作を可能にするように設定される。
第3の実施の形態に係る発光部品Cでは、レーザダイオードLDと制御サイリスタSとの接続点に、レーザダイオードLDを論理値“0”のオン状態とするバイアス電圧を供給した。
第4の実施の形態に係る発光部品Cでは、レーザダイオードLDを論理値“0”のオン状態とするとともに、レーザダイオードLDが逆バイアスになることを抑制する。
図13に示した第3の実施の形態に係る発光部品Cの回路構成において、逆流防止素子の一例としての逆流防止ダイオードDS1、DS2、DS3、…(区別しない場合は、逆流防止ダイオードDSと表記する。)を設ける。逆流防止ダイオードDSの接続の向きは、逆流防止ダイオードDSとレーザダイオードLDとの接続において、レーザダイオードLDに電流が流れる方向である。
そして、レーザダイオードLDと逆流防止ダイオードDSとの直列接続には、バイアス電圧線73を介して、V0 ′端子に接続されている。このV0 ′端子には、バイアス電圧供給部180から、常にV0′の電位(電位V0′)のバイアス電圧信号V0′が供給される。なお、電位V0′は、レーザダイオードLD及び逆流防止ダイオードDSを順バイアスするとともに、レーザダイオードLDを論理値“0”のオン状態に維持する電圧である。電位V 0 ′は、例えば3Vである。
なお、図13では、レーザダイオードLD毎に、電源を分けてバイアス電圧V0を供給し、それぞれのレーザダイオードLD毎に電流が流れるようにした。しかし、図17に示すように、第4の実施の形態に係る発光部品Cでは、逆流防止ダイオードDSを設けているので、いずれかのレーザダイオードLDが論理値“1”のオン状態になっても、互いに影響を及ぼすことがない。
ここでも、レーザダイオードLDは、論理値“0”のオン状態に維持されるので、発振遅れや緩和振動を生じにくいとともに、レーザダイオードLDの切り替え期間が短くなる。
よって、第4の実施の形態に係る発光部品Cは、第3の実施の形態と同様に製造され、動作する。
第1の実施の形態から第4の実施の形態では、点灯信号φIは、複数のレーザダイオードLDに共通に接続されていた。このような場合、複数のレーザダイオードLDがオン状態/オフ状態であっても、点灯信号φIの負荷となる。よって、点灯信号φIを高速に切り替えても、レーザダイオードLDの切り替えが高速に行えない。
そこで、第5の実施の形態では、点灯信号φI1、φI2、φI3、…(区別しない場合は、点灯信号φIと表記する。)を、レーザダイオードLD毎に設ける。
ここでは、点灯信号発生部140は、レーザダイオードLD毎に、点灯信号φIを供給する。
第4の実施の形態と同様に、逆流防止ダイオードDSを設けているが、設けなくともよい。
点灯信号φIをレーザダイオードLD毎に分けたことで、点灯信号φIの負荷が低減し、高速動作が可能になる。また、レーザダイオードLD毎に点灯可能な期間(例えば、レーザダイオードLD2における時刻gから時刻pまでの期間)において、オン/オフさせられる。
図中では、「H」(0V)と「L(“1”)」でオン/オフする表記となっているが、「H」(0V)をサイリスタがオフにならない電圧L(“サイリスタ保持”)として、電圧L(“サイリスタ保持”)と「L(“1”)」で電圧変動を繰り返してもよい。この場合、サイリスタのオン/オフのスイッチング応答速度による制限を受けず高速に動作することが可能となる。
これまでは、発光素子(レーザダイオードLD)と制御サイリスタSとが積層された構成で説明した。このようにすることで、発光部101の発光素子の発光特性と、設定部102の制御サイリスタS、転送サイリスタTなどで決まる転送特性とを、独立して(個別に)設定される。
しかし、第1の実施の形態に係る発光部品Cにおいて、制御サイリスタSをレーザサイリスタLとして構成してもよい。例えば、pアノード層81とnカソード層84とをクラッド層として、レーザ発振させてもよい。このようにすることで、図2、図8(a)において、トンネル接合層85、p(クラッド)アノード層86、発光層87、n(クラッド)カソード層88を積層することを要しない。よって、発光チップCの製造が容易になる。
図21では、図1におけるレーザダイオードLD1、LD2、LD3、…がなく、制御サイリスタS1、S2、S3、…を、レーザサイリスタL1、L2、L3、…としている。そして、制御サイリスタS1、S2、S3、…のゲートGs1、Gs2、Gs3、…をレーザサイリスタL1、L2、L3、…のゲートGl1、Gl2、Gl3、…としている。
レーザサイリスタLは、レーザ素子の他の一例である。
他の構成は、第1の実施の形態に係る発光部品Cと同様であるので、説明を省略する。
第7の実施の形態に係る発光部品Cは、第6の実施の形態に係る発光部品Cにおいて、記憶端子φmをさらに備えた構成である。
図22は、第7の実施の形態に係る自己走査型発光素子アレイ(SLED)が搭載された発光部品Cの回路構成及び信号発生回路100を説明する等価回路図である。
発光部品Cでは、転送サイリスタT1、T2、T3、…とレーザサイリスタL1、L2、L3、…とのそれぞれの間に、設定部102に属する記憶サイリスタM1、M2、M3、…(区別しない場合は、記憶サイリスタMと表記する。)が挿入されている。なお、ここでは、ダイオード及び抵抗については、符号を付記することを省略する。
そして、信号発生回路100は、記憶信号φmを供給する記憶信号供給部190をさらに備えている。
記憶サイリスタMは、記憶信号線79を介して供給される記憶信号φmによりオン状態になると、オン状態を維持するように設定される。そして、予め定められた数の記憶サイリスタMを駆動した後に、点灯信号を「H」(0V)から「L」(例えば−3.3V)に移行することで、オン状態の記憶サイリスタMに接続されたレーザサイリスタLが同時に点灯する。
このような構成の発光部品Cであっても、発振遅れや緩和振動の影響を受けにくい。
また、転送サイリスタTの間を結合ダイオードDで接続したが、抵抗など電位の変化を伝達できる部材で接続してもよい。
pアノード層81は、例えば不純物濃度1×1018/cm3のp型のAl0.9GaNである。Al組成は、0〜1の範囲で変更してもよい。
nゲート層82は、例えば不純物濃度1×1017/cm3のn型のAl0.9GaNである。Al組成は、0〜1の範囲で変更してもよい。
pゲート層83は、例えば不純物濃度1×1017/cm3のp型のAl0.9GaNである。Al組成は、0〜1の範囲で変更してもよい。
nカソード層84は、例えば不純物濃度1×1018/cm3のn型のAl0.9GaNである。Al組成は、0〜1の範囲で変更してもよい。
下側p(クラッド)アノード層86a、上側p(クラッド)アノード層86cは、例えば、不純物濃度1×1018/cm3のp型のAl0.9GaNである。Al組成は、0〜1の範囲で変更してもよい。
GaN基板上では酸化狭窄層を電流狭窄層として使用することが困難であるため、電流通過部αにトンネル接合層又は金属的導電性III−V族化合物層を設けた構造や、リッジ型構造、埋め込み型としたn(クラッド)カソード層88の構造が望ましい。もしくはイオン注入を電流狭窄方法として使用することも有効である。
pアノード層81は、例えば不純物濃度1×1018/cm3のp型のInGaAsPである。Ga組成、Al組成は、0〜1の範囲で変更してもよい。
nゲート層82は、例えば不純物濃度1×1017/cm3のn型のInGaAsPである。Ga組成、Al組成は、0〜1の範囲で変更してもよい。
pゲート層83は、例えば不純物濃度1×1017/cm3のp型のInGaAsPである。Ga組成、Al組成は、0〜1の範囲で変更してもよい。
nカソード層84は、例えば不純物濃度1×1018/cm3のn型のInGaAsPである。Ga組成、Al組成は、0〜1の範囲で変更してもよい。
下側p(クラッド)アノード層86a、上側p(クラッド)アノード層86cは、例えば不純物濃度1×1018/cm3のp型のInGaAsPである。Ga組成、Al組成は、0〜1の範囲で変更してもよい。
InP基板上では酸化狭窄層を電流狭窄層として使用することが困難であるため、電流通過部αにトンネル接合層又は金属的導電性III−V族化合物層を設けた構造や、リッジ型構造、埋め込み型としたn(クラッド)カソード層88の構造が望ましい。もしくはイオン注入を電流狭窄方法として使用することも有効である。
Claims (5)
- 論理値“m(mは1以上の整数)”のオン状態及び論理値“0”にみなされるオン状態の二つのオン状態と、オフ状態とに設定される複数のレーザ素子と、
前記レーザ素子をオン状態に移行可能な状態に設定し、オン状態に移行可能な状態になった当該レーザ素子を論理値“m”のオン状態とするタイミング毎に、当該タイミングの前にオフ状態から論理値“0”とみなされるオン状態に設定する設定部と、を備え、
前記設定部は、
複数の前記レーザ素子のそれぞれに接続され、当該レーザ素子をオン状態に移行可能な状態に設定する複数の制御サイリスタと、
複数の前記制御サイリスタのそれぞれに接続された複数の転送サイリスタであって、当該転送サイリスタは、オン状態になることにより当該制御サイリスタをオン状態に設定するとともに、当該転送サイリスタのオン状態が順に伝播する複数の転送サイリスタと、
を有することを特徴とする発光部品。 - 前記設定部は、
複数の前記レーザ素子が複数の組に分けられ、ある組のレーザ素子が論理値“m”のオン状態である間に、他の組のレーザ素子が論理値“0”とみなされるオン状態となるように組毎に複数の前記転送サイリスタを有する転送路を備えることを特徴とする請求項1に記載の発光部品。 - 前記設定部における前記転送路は、複数の前記転送サイリスタのオン状態が伝播する方向を配列の方向と配列の逆方向とに切り替えられることを特徴とする請求項2に記載の発光部品。
- 前記設定部は、
複数の前記レーザ素子のそれぞれと、複数の前記制御サイリスタのそれぞれとは、トンネル接合層又は金属的な導電性を有するIII−V族化合物層を介して積層されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の発光部品。 - 論理値“m(mは1以上の整数)”のオン状態及び論理値“0”にみなされるオン状態の二つのオン状態と、オフ状態とに設定される複数のレーザ素子と、当該レーザ素子をオン状態に移行可能な状態に設定し、オン状態に移行可能な状態になった当該レーザ素子を論理値“m”のオン状態とするタイミング毎に、当該タイミングの前にオフ状態から論理値“0”とみなされるオン状態に設定する設定部と、を備える発光部品と、
前記発光部品における前記設定部に、前記レーザ素子のオン状態に移行可能な状態を順に転送させる転送信号と、当該レーザ素子を論理値“m”のオン状態とするタイミング毎に、当該タイミングの前にオフ状態から論理値“0”のオン状態に設定する点灯信号とを供給する駆動部と、を備え、
前記発光部品における前記設定部は、
複数の前記レーザ素子のそれぞれに接続され、当該レーザ素子をオン状態に移行可能な状態に設定する複数の制御サイリスタと、
複数の前記制御サイリスタのそれぞれに接続された複数の転送サイリスタであって、当該転送サイリスタは、前記転送信号に基づいてオン状態になることにより当該制御サイリスタをオン状態に設定するとともに、当該転送サイリスタのオン状態が順に伝播する複数の転送サイリスタと、
を有することを特徴とする発光装置。
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Family Cites Families (13)
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US6801556B2 (en) * | 2001-11-09 | 2004-10-05 | Agere Systems Inc. | Optical source driver with output load detection circuit |
JP4217490B2 (ja) * | 2003-01-17 | 2009-02-04 | 株式会社リコー | 半導体レーザ駆動装置、光書き込み装置、画像形成装置及び半導体レーザ駆動方法 |
JP2007521595A (ja) * | 2003-06-27 | 2007-08-02 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 光記憶システムで使用するダイオード装置の制御方法 |
US7443896B2 (en) * | 2003-07-09 | 2008-10-28 | Agere Systems, Inc. | Optical midpoint power control and extinction ratio control of a semiconductor laser |
US7354780B2 (en) * | 2003-08-22 | 2008-04-08 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Semiconductor light emitting devices and methods |
US6949891B2 (en) * | 2003-11-28 | 2005-09-27 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Light quantity adjusting method, light quantity adjusting apparatus, and image forming apparatus |
JP2009286048A (ja) | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Fuji Xerox Co Ltd | 光源ヘッド、及び画像形成装置 |
CN103647217A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-03-19 | 中国科学院半导体研究所 | 一种PiNiN结构晶闸管激光器 |
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