JP7036553B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態1について図1~図3に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図1は、本実施形態に係る発光装置11の構成を示すブロック図である。
光源モジュール4について、詳細に説明する。図2は、発光装置11における光源モジュール4の構成を示す平面図である。
ここで、光源モジュール4による光の取り出しについて説明する。図3は、励起光源1を構成するSLDの波長に対する光強度の特性を示す図である。
本実施形態の発光装置11は、光源モジュール4において、このように3つの異なる励起波長にて共振する微小共振器41~43を備えている。また、発光装置11は、その3つの微小共振器41~43のそれぞれの共振モード(励起モード)に対応する波長を含むブロードなスペクトルを有する励起光源1としてSLDを用いている。
本発明の実施形態2について、図4~図8に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態1にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図4は、本実施形態に係る発光装置12の構成を示すブロック図である。
図5は、発光装置12の励起光源5として好適に用いられる半導体発光素子7の構成を示す上面図である。
光源モジュール6について、詳細に説明する。図6は、発光装置12における光源モジュール6の構成を示す平面図である。
ここで、光源モジュール6における空孔の間隔を部分的に異ならせることの効果について説明する。図7の(a)は、光源モジュール6を構成するフォトニック結晶の構造を微小共振器61,62(点欠陥領域)を中心に拡大して示す平面図である。図7の(b)は、フォトニック結晶における空孔6bの間隔が異なる領域に対応するエネルギー準位を示す図である。
ここで、光源モジュール6による光の取り出しについて説明する。図8は、半導体発光素子7の波長に対する光強度の特性を示す図である。
続いて、半導体発光素子7のフィードバックによる光増幅の効果について説明する。図8は、上記半導体発光素子の波長に対する光強度の特性を示す図である。
本実施形態の発光装置12は、ブロードな波長を発する励起光源5として半導体発光素子7を用い、特定の波長のみにより励起される複数の微小共振器61,62を備えている。半導体発光素子7は、導波路構造71を有することにより、半導体レーザと同様の導波路型の発光素子である。また、半導体発光素子7は、前端面に低反射率コーティング72を有するとともに、後端面に高反射率コーティング73を有している。
本発明の態様1に係るフォトニック結晶光回路は、基板(シリコン基板4a,6a)に多数の空孔4b,6bが形成されたフォトニック結晶構造体を備え、前記フォトニック結晶構造体には複数の共振器(微小共振器41~43,61,62)が設けられており、前記複数の共振器が、単一の励起光源1,5から発されて前記基板に入射する入射光により同時に励起され、かつ異なる励起波長で共振する励起共振モードをそれぞれ有し、前記入射光が、前記複数の共振器に対する複数の異なる前記励起波長を連続的に含むスペクトルを有する。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することが出来る。
4,6 光源モジュール(フォトニック結晶光回路)
4a,6a シリコン基板(基板)
4b,6b 空孔
7 半導体発光素子
11,12 発光装置
41~43 微小共振器(共振器)
61,62 微小共振器(共振器)
71 導波路構造
72 低反射率コーティング(前端面)
73 高反射率コーティング(後端面)
Claims (8)
- 単一の励起光源と、
基板に多数の空孔が形成されたフォトニック結晶構造体を備え、
前記フォトニック結晶構造体には複数の共振器が設けられており、
前記複数の共振器は、前記励起光源から発されて前記基板に入射する入射光により同時に励起され、かつ異なる励起波長で共振する励起共振モードをそれぞれ有するフォトニック結晶光回路と
を備え、
前記励起光源は、
前記複数の共振器に対する複数の異なる前記励起波長を連続的に含むスペクトルを有する前記入射光を発し、
前記励起光源は、
複数の前記共振器によって、それぞれの前記励起共振モードで生じた光の一部がフィードバックされ、フィードバックされた光を増幅することを特徴とする発光装置。 - 前記共振器は、前記入射光により生じたラマン散乱光に対するラマン共振モードを有することを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記共振器はレーザ発振することを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記共振器は、前記フォトニック結晶構造体に形成されているフォトニック結晶における空孔の周期性が、前記フォトニック結晶における前記共振器が形成されていない部分の空孔の周期性と異なることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記共振器は、フォトニックバンドギャップによって形成される一対の光反射面を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記入射光は、複数の前記共振器にそれぞれ対応する前記励起波長で強度が極大となるスペクトルを有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記励起光源は、導波路構造を含む発光領域を有し、
前記導波路構造は、光を出射する低反射率の前端面と、高反射率の後端面とを有し、
当該後端面と前記共振器との間には、前記励起光源に光をフィードバックさせるフィードバック経路が形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の発光装置。 - 前記励起光源は前記励起波長の光を増幅することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の発光装置。
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