JPH0676844U - 発光素子評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光素子の評価装置において、発光素子のル
ミネッセンス光の分布状態の測定が短時間にできるよう
にする。 【構成】 発光素子９を、温度制御が可能な発熱体を組
み込んだ台１４の上に置き、発熱体の温度を一定に制御
することによって、発光素子９の温度を一定に保つ。そ
して、光ファイバ温度計７に接続した光ファイバ８をフ
ァイバ固定金具１１の光ファバ固定部１２に固定し、光
ファイバ８の先端部８ａを発光素子９の発光面９ａに近
接さる。そして、発光素子９のルミネッセンス光を光フ
ァイバ温度計７によって、温度という数値に変換された
値で測定する。また、光ファイバ８を固定するためのフ
ァイバ固定金具１１の下にはＸＹステ−ジ１０を設け、
このＸＹステ−ジ１０を移動させることにより、多点測
定を可能とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光ルミネッセンスの発光波長と強度の温度依存性を利用した光ファ イバ−を用いた温度計用の発光素子の評価装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

光ルミネッセンスの発光波長と強度の温度依存性を利用した光ファイバ−を用 いた温度計（以下、光ファイバ温度計と記す）の測定原理を図４に示す。 この光ファイバ温度計は、光ファイバ温度計１８とこれにつながれた光ファイ バ１９とこの光ファイバ１９の先端に取り付けられたセンサ２０とから構成され る。 ここで、センサ２０には約０．２ｍｍ角の発光素子２１が接着剤２２で光ファ イバ１９の先端に取り付けられる。 光ファイバ温度計１８内にある発光ダイオ−ド２３から発せられた光が光ファ イバ１９を通り、センサ２０の発光素子２１に達すると、発光素子２１は光ルミ ネッセンスによってこの光を吸収し、吸収した光とは全く別の波長を有した光を 発光する（以下この光をルミネッセンス光と記す）。この光は、光ファイバ１９ を通って光ファイバ温度計１８へ返信される。 このルミネッセンス光の波長は図３に示すように、発光素子２１の温度によっ て変化する。 ルミネッセンス光は波長分波器２４と二つのフォトダイオ−ド２５により検知 され、光ファイバ温度計１８に内蔵されたマイクロプロセッサ２６で、その検知 信号を比較演算して温度を求め、光ファイバ温度計１８に取り付けられたディス プレイに温度として表示する。

【０００３】 ここで用いられる発光素子２１は、約０．２ｍｍ角の大きさで、ウエハ−より 切り出す。 ウエハ−の大きさは、例えば液相エピタキシ−法などによって製作する場合は 、通常１０ｍｍ×８ｍｍである。しかし、約０．２ｍｍ角に切り出して取りだす 場合、この取り出した位置により、その発光するルミネッセンス光の光スペクト ルは異なることがある。このために、同一温度を測定しても温度計の表示が異な ってしまうことがある。これを未然に防ぐため、製作したウエハ−内のルミネッ センス光についての分布状態を知ることが重要である。

【０００４】 ここで従来、エピタキシ−法などによって製作した光ファイバ−温度計用の発 光素子を評価するには、図２に示すように、レ−ザなどの光源１より発した光を コリメ−タ−レンズ２で平行光線にして集光し、この集光された光を発光素子３ の発光面にスポットとしてあてる（以下この光を励起光と記す）。 発光素子３はこの励起光を吸収し、図３に示すように、光ルミネッセンス現象 により、吸収した光とは全く別の波長を有した光を発光する。

【０００５】 この発光素子３のルミネッセンス光を、テレスコ−プ４などで集光し、検出器 ５（たとえば、光スペクトラムアナライザ）でこのルミネッセンス光の光スペク トルを測定する。測定した値は、パ−ソナルコンピュ−タなどにデ−タとして記 録される。 この領域での測定が終わると、パ−ソナルコンピュ−タにより、ＸＹステ−ジ ６が移動し、別の測定領域を測定する。この動作を繰り返し、発光素子３の全領 域での多点測定を行う。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述した従来の測定方法では、検出器５に光スペクトラムアナ ライザ−を用いているために、測定する波長全域に渡って走査しなければならな いため、ある一点を測定するのに約１分と時間がかかる。そして、発光素子３の ルミネッセンス光の分布状態を知るためには、この測定を発光素子３全体にわた って、多点測定をしなければならない。このため、発光素子３のルミネッセンス 光の分布状態を知るためには多大な時間がかかる。

【０００７】 そこで本考案は、発光素子３のルミネッセンス光の測定が短時間に測定できる ようにする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案では、発光素子を、温度制御が可能な発熱体を組み込んだ台の上に置き 、発熱体の温度を一定に制御することによって、発光素子の温度を一定に保つ。 そして、光ファイバ温度計に接続した光ファイバをファイバ固定治具に固定する 。そして、この光ファイバの先端をファイバ軸に対して垂直にカットし、カット した光ファイバの端面を発光素子の発光面に近接さる。この状態で、発光素子の ルミネッセンス光を光ファイバ温度計によって、温度という数値に変換した値で 測定する。 そして、ファイバ固定治具の下にはＸＹステ−ジを設け、このＸＹステ−ジを 移動させることにより、多点測定を可能とする。

【０００９】

【作用】

上記のように構成された発光素子評価装置は、先端を垂直にカットした光ファ イバとこれにつながれた光ファイバ温度計を用いて発光素子のルミネッセンス光 の光スペクトルの波形を温度という数値に変換して測定しているため、従来方法 に比べ著しく短い測定時間で測定することが可能である。

【００１０】

【実施例】

図１は本考案の発光素子評価装置の一例である。 高岳製作所製の光ファイバ−温度計７に接続した光ファイバ８の先端部８ａを 光ファイバの軸に対して垂直にカットする。カットされた先端部８ａの端面を、 測定する発光素子９の発光面９ａに近接させる。先端部８ａは、ＸＹステ−ジ１ ０の上に取り付けられた光ファイバ固定金具１１の光ファイバ固定部１２に取り 付ける。一方、発光素子９は温度制御装置１３で制御される発熱体を組み込んだ 金属製の台１４の上部に取り付ける。そして、発熱体の温度を温度制御装置１３ で制御することにより、発光素子９の温度は一定の温度に保たれる。 そして、ＸＹステ−ジ１０は通信ケ−ブル１６によってパ−ソナルコンピュ− タ１５につながれ、パ−ソナルコンピュ−タ１５によってＸＹステ−ジ１０の移 動が制御される。また、光ファイバ温度計７も通信ケ−ブル１６によってパ−ソ ナルコンピュ−タ１５につながれる。

【００１１】 この状態で、光ファイバ−温度計７から光ファイバ８を通じて、発光素子９を 発光させる励起光を送り込むと、発光素子９より発するルミネッセンス光の光ス ペクトルの波形は、発熱体を組み込んだ金属製の台１４の表面温度によって変化 する。このルミネッセンス光を光ファイバ８を通じて光ファイバ温度計７に送り 、光ファイバ温度計７でこのルミネッセンス光の光スペクトルの波形を分析し、 温度という数値で測定する。

【００１２】 ある一点での測定が終わると、パ−ソナルコンピュ−タ１５により、ＸＹステ −ジ１０が移動し、別の測定点を測定する。この動作を繰り返し、発光素子９で の多点測定を行う。光ファイバ温度計７で測定した値は、デ−タとして通信ケ− ブル１６によってパ−ソナルコンピュ−タ１５に送って集計し、発光素子９上で の分布状態をプロッタ１７などに出力する。そして、結果として発光素子９上で の光ファイバ温度計７で測定された温度の分布状態を測定する。

【００１３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、発光素子のルミネッセンス光の光スペ クトルの波形を温度という数値に変換して測定するため、従来方法に比べて著し く短い測定時間で測定することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の発光素子評価装置の一例を示し、
（Ｂ）は全体の構成図、（Ａ）は、（Ｂ）のＡ部分の拡
大図である。

【図２】従来の発光素子評価装置を示す図である。

【図３】励起光の波長と発光素子より発光する光の波長
と光の強度との関係を示す図である。

【図４】光ルミネッセンスの発光波長と強度の温度依存
性を利用した光ファイバ−を用いた温度測定器の測定原
理を示す図である。

【符号の説明】

７ 光ファイバ温度計 ８ 光ファイバ ９ 発光素子 １０ ＸＹステ−ジ １１ 光ファイバ固定金具 １２ 光ファイバ固定部 １３ 温度制御装置 １４ 発熱体 １５ パ−ソナルコンピュ−タ １６ 通信ケ−ブル １７ プロッタ １８ 光ファイバ温度計 １９ 光ファイバ ２０ センサ ２１ 発光素子 ２２ 接着剤 ２３ 発光ダイオ−ド ２４ 波長分離器 ２５ フォトダイオ−ド ２６ マイクロプロセッサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】発光素子を上面に置くことを可能とした発
   熱体を組み込んだ台と、 この発熱体の温度を一定に制御する温度制御装置と、 光ルミネッセンスの発光波長を利用した光ファイバ−を
   用いた温度計に接続した光ファイバの先端部をＸＹステ
   −ジの上に置かれたファイバ固定治具に取り付け、上記
   光ファイバの先端部を発光素子に近接させ、発光素子の
   発光面に沿って移動させるＸＹステ−ジと、 上記ＸＹステ−ジを制御し、温度計からのデ−タを集計
   するためのパ−ソナルコンピュ−タを有した発光素子評
   価装置。