JPH10256671A - Gain measuring method, gain measuring specimen and gain measuring equipment - Google Patents

Gain measuring method, gain measuring specimen and gain measuring equipment

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JPH10256671A
JPH10256671A JP6261997A JP6261997A JPH10256671A JP H10256671 A JPH10256671 A JP H10256671A JP 6261997 A JP6261997 A JP 6261997A JP 6261997 A JP6261997 A JP 6261997A JP H10256671 A JPH10256671 A JP H10256671A
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JP
Japan
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gain
light
sample
intensity
measurement
Prior art date
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Pending
Application number
JP6261997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keizo Takemasa
敬三 武政
Hiroshi Wada
浩 和田
Takeshi Kamijo
健 上條
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simply obtain intensity dependency of gain and gain spectrum, in a non-destructive manner, by obtaining the gain from the ratio of the transmission light intensity of a part where gain medium exists to the transmission light intensity of the part where gain medium does not exist. SOLUTION: A measurement light Lprobe and a pumping light Lpump are mixed by, e.g. an optical combiner 13. A specimen 30 is irradiated with the combined light L, by using, e.g. a tip sphere fiber 14. Out of a transmitted light Lt, a transmitted measurement light which has passed through a spectroscope 16 is only selected, and is detected with a light intensity measuring apparatus 17. The tip sphere fiber 14, the spectroscope 16 and the measuring apparatus 17 are not moved but only the specimen 30 is moved. Intensity of the transmitted measurement light Ltprobe1 of the part where an active layer 33 exists, and intensity of the transmitted measurement light Ltprobe2 of the part where the active layer 33 does not exist are measured. The logarithm (base: natural logarithm (e)) of the ratio of Ltprobe1 to Ltprobe2 is obtained. Thereby the real gain of the active layer 33 can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、利得測定方法、利
得測定試料および利得測定装置に関し、詳しくは面発光
レーザに用いられる活性層の面方向利得の測定方法、測
定に用いる試料およびその測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gain measuring method, a gain measuring sample, and a gain measuring device, and more particularly, to a method of measuring a surface direction gain of an active layer used for a surface emitting laser, a sample used for measurement, and a measuring device therefor. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】利得の測定方法として一般に知られてい
るのは、Journal of Applied Physics(USA),27 [8] (19
73) Basil W.Hakki, Thomas L.Paoli, p4113-4119 に開
示されているHakki−Paoli法である。この方
法は、エッジ−エミッティング(edge-emitting )レー
ザ構造に試料を加工し、電流注入により利得媒質を励起
させて利得を調べるという方法である。
2. Description of the Related Art Generally known as a method for measuring gain is the Journal of Applied Physics (USA), 27 [8] (19)
73) The Hakki-Paoli method disclosed in Basil W. Hakki, Thomas L. Paoli, p4113-4119. In this method, a sample is processed into an edge-emitting laser structure, and a gain medium is excited by current injection to check a gain.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記H
akki−Paoli法では、いわゆるエッジ−エミッ
ティングレーザ構造を使用するため、試料をレーザ構造
に加工(例えば、研磨、へき開、電極形成など)する必
要があった。また電流注入により利得媒質を励起するた
め、励起を上げていくとレーザ発振が起きる。そのた
め、それ以上の利得を測定することができなくなり、利
得の飽和レベルまで測定を行うことは困難であった。
However, the above H
In the akki-Paoli method, since a so-called edge-emitting laser structure is used, it is necessary to process a sample into a laser structure (for example, polishing, cleaving, forming an electrode, etc.). Further, since the gain medium is excited by current injection, laser oscillation occurs when the excitation is increased. For this reason, it is not possible to measure a further gain, and it has been difficult to measure up to the saturation level of the gain.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた利得測定方法、利得測定試料およ
び利得測定装置である。すなわち、利得測定方法は、利
得媒質の利得を測定したい波長を有する測定光および利
得媒質の遷移エネルギーより高いエネルギーを有する励
起光のビームを利得媒質を含む試料に照射し、その試料
に照射した光の透過光強度から利得媒質の利得を求める
利得測定方法において、試料面に利得媒質が形成されて
いるとともに、この利得媒質の少なくとも一部分が上記
ビームの一照射領域よりも広い領域にわたって除去され
ている試料を用いる。そして励起光と測定光とを合波し
た光を試料に照射し、その試料を透過した光のうち測定
光の透過光強度のみを測定する。その測定光の透過光強
度の測定を、利得媒質が存在している部分と、利得媒質
が存在していない部分とで行い、利得媒質が存在してい
る部分の測定光の透過光強度と、利得媒質が存在してい
ない部分の透過光強度との比から利得を求める。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a gain measuring method, a gain measuring sample, and a gain measuring device which have been made to solve the above-mentioned problems. That is, the gain measuring method irradiates a sample including the gain medium with a beam of measurement light having a wavelength at which the gain of the gain medium is to be measured and an excitation light having energy higher than the transition energy of the gain medium, and irradiates the sample with the light. In the gain measuring method for obtaining the gain of the gain medium from the transmitted light intensity, the gain medium is formed on the sample surface, and at least a part of the gain medium is removed over an area wider than one irradiation area of the beam. Use a sample. Then, the sample is irradiated with light obtained by combining the excitation light and the measurement light, and only the transmitted light intensity of the measurement light among the light transmitted through the sample is measured. The measurement of the transmitted light intensity of the measurement light is performed in a portion where the gain medium is present and in a portion where the gain medium is not present, and the transmitted light intensity of the measurement light in the portion where the gain medium is present, The gain is obtained from the ratio with the transmitted light intensity in the portion where the gain medium does not exist.

【0005】上記利得測定方法では、利得媒質を励起す
る手段として光励起を用いているため、利得媒質に電流
注入を行う必要がない。したがって、レーザ装置の構造
を作製する必要がない。そのため、ウエハレベルで非破
壊で簡便に利得を測定することができ、利得測定後に同
ウエハを用いてレーザ装置を作製することも可能にな
る。また、飽和レベルまで利得を測定できるという利点
もある。
In the above gain measurement method, since light excitation is used as a means for exciting the gain medium, it is not necessary to inject a current into the gain medium. Therefore, there is no need to fabricate the structure of the laser device. Therefore, the gain can be easily measured nondestructively at the wafer level, and a laser device can be manufactured using the same wafer after the gain measurement. Another advantage is that the gain can be measured up to the saturation level.

【0006】利得測定試料は、利得媒質の存在する部分
と利得媒質の存在しない部分とを同一試料面に有するも
のである。
The gain measurement sample has a portion where a gain medium exists and a portion where no gain medium exists on the same sample surface.

【0007】上記利得測定試料では、同一試料面に利得
媒質の存在する部分と利得媒質の存在しない部分とが存
在することから、利得測定試料を移動させることによ
り、利得を測定するための光を利得媒質が存在している
部分と利得媒質の存在していない部分とに照射し易くな
る。
In the above gain measurement sample, since a portion where the gain medium exists and a portion where the gain medium does not exist on the same sample surface, the light for measuring the gain is moved by moving the gain measurement sample. It becomes easier to irradiate the part where the gain medium exists and the part where the gain medium does not exist.

【0008】利得測定装置は、利得媒質を含む試料に測
定光および励起光のビームを照射して、その試料に照射
した光の透過光強度から利得媒質の利得を求めるもので
ある。すなわち、利得測定装置には、利得媒質の利得を
測定したい波長を有する測定光を発振する測定光源と、
利得媒質の遷移エネルギーより高いエネルギーを有する
励起光を発振する励起光源とが備えられ、測定光源から
発振した測定光および励起光源から発振した励起光を合
波して合波光を射出する光合波器が備えられている。さ
らに試料を固着するとともに、その光合波器から射出さ
れる合波光の光路に、試料の利得媒質が存在している部
分と利得媒質が存在していない部分とを移動させる試料
移動手段が備えられている。また試料を透過した合波光
のうちから測定光を分光する分光器が備えられ、その分
光器により分光された測定光の強度を測定する光強度測
定器が備えられている。
The gain measuring device irradiates a sample containing a gain medium with a beam of measurement light and excitation light, and obtains the gain of the gain medium from the transmitted light intensity of the light applied to the sample. That is, the gain measurement device includes a measurement light source that oscillates measurement light having a wavelength at which the gain of the gain medium is to be measured,
An excitation light source that oscillates excitation light having energy higher than the transition energy of the gain medium; and an optical multiplexer that combines the measurement light oscillated from the measurement light source and the excitation light oscillated from the excitation light source to emit multiplexed light. Is provided. Further, a sample moving means for fixing the sample and moving a portion of the sample where the gain medium exists and a portion where the gain medium does not exist on the optical path of the multiplexed light emitted from the optical multiplexer is provided. ing. Further, a spectroscope for dispersing the measurement light from the combined light transmitted through the sample is provided, and a light intensity measurement device for measuring the intensity of the measurement light separated by the spectroscope is provided.

【0009】上記利得測定装置では、利得媒質の遷移エ
ネルギーより高いエネルギーを有する励起光を発振する
励起光源を備えていることから、この励起光源から発振
される励起光によって利得媒質が励起される。そのた
め、利得媒質に電流注入を行う必要がない。したがっ
て、試料にレーザ構造を作製する必要もない。そのた
め、ウエハレベルで非破壊で簡便に利得を測定すること
ができ、利得測定後に同ウエハを用いてレーザを作製す
ることも可能になる。また、飽和レベルまで利得を測定
できるという利点も兼ね備えている。
In the above gain measuring device, since the excitation light source oscillating the excitation light having energy higher than the transition energy of the gain medium is provided, the gain medium is excited by the excitation light oscillated from the excitation light source. Therefore, it is not necessary to inject a current into the gain medium. Therefore, there is no need to fabricate a laser structure on the sample. Therefore, the gain can be easily measured nondestructively at the wafer level, and a laser can be manufactured using the wafer after the gain measurement. It also has the advantage that the gain can be measured up to the saturation level.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の利得測定方法に係わる一
実施形態を、以下に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment according to the gain measuring method of the present invention will be described below.

【0011】まず、利得測定試料(以下、試料という)
の一例を、図2の概略構成断面図によって説明する。こ
こでは一例として、インジウムリン(InP)系の半導
体構造を示すが、ガリウムヒ素(GaAs)などの他の
半導体材料系の試料でも同様なことがいえる。
First, a gain measurement sample (hereinafter, referred to as a sample)
Will be described with reference to the schematic configuration sectional view of FIG. Here, an indium phosphide (InP) -based semiconductor structure is shown as an example, but the same can be said for other semiconductor material-based samples such as gallium arsenide (GaAs).

【0012】図2に示すように、InP基板31上に
は、例えばMOVPE装置を用いて結晶成長させて形成
した第1InPクラッド層32、利得媒質の活性層3
3、第2InPクラッド層34が順に積層されている。
上記InP基板31の裏面は、光の散乱を抑えるために
鏡面研磨が施されている(なお、初めから基板が鏡面研
磨されている場合には鏡面研磨を施す必要はない)。
As shown in FIG. 2, on an InP substrate 31, a first InP cladding layer 32 formed by crystal growth using, for example, a MOVPE apparatus, and an active layer 3 of a gain medium.
Third, the second InP cladding layer 34 is sequentially stacked.
The back surface of the InP substrate 31 is mirror-polished to suppress scattering of light (when the substrate is mirror-polished from the beginning, there is no need to perform mirror polishing).

【0013】上記第2InPクラッド層34および活性
層33には第1InPクラッド層32の上面を底部とす
る穴部(または溝部)35が形成されている。この穴部
35は、例えば通常のリソグラフィー技術およびエッチ
ング技術を用いて、上側の第2InPクラッド層34お
よび活性層33を、ウエットエッチング〔InPのウエ
ットエッチング:塩酸(HCl)、InGaAsPのウ
エットエッチング:硫酸(H2 SO4 )+過酸化水素水
(H2 2 +H2 O)〕を用いて選択的に除去すること
により形成する。その除去面積は、例えば、後述の合波
光のビーム径(例えば20μm)の少なくとも一照射領
域、好ましくはビームの一照射領域の3倍程度以上の領
域とする。このようにして、少なくとも上記ビームの一
照射領域を除く試料面に活性層33が形成されている試
料30、すなわち、同一試料30中に活性層33が存在
している部分とそれが存在していない部分とをを有する
試料30を形成する。
In the second InP cladding layer 34 and the active layer 33, a hole (or groove) 35 having the upper surface of the first InP cladding layer 32 as a bottom is formed. This hole 35 is formed by wet etching of the upper second InP cladding layer 34 and the active layer 33 using, for example, a usual lithography technique and etching technique [wet etching of InP: hydrochloric acid (HCl), wet etching of InGaAsP: sulfuric acid. (H 2 SO 4 ) + aqueous hydrogen peroxide (H 2 O 2 + H 2 O)]. The removal area is, for example, at least one irradiation area of the beam diameter (for example, 20 μm) of the multiplexed light described later, and preferably an area that is about three times or more of one irradiation area of the beam. In this way, the sample 30 in which the active layer 33 is formed on the sample surface excluding at least one irradiation area of the beam, that is, the portion where the active layer 33 exists in the same sample 30 and the portion where the active layer 33 exists. A sample 30 having a non-portion is formed.

【0014】その後、試料30の両面(表面と裏面)に
おける多重反射の効果を取り除くためのコーティング膜
36,37を試料30の両面に厚さλ/(4n)で形成
する(ここで、λ:測定波長、n:コーティング膜の屈
折率とする)。このコーティング膜36,37は、例え
ば酸化アルミニウム(Al2 3 )などで形成する。
Thereafter, coating films 36 and 37 for removing the effect of multiple reflection on both surfaces (front and back surfaces) of the sample 30 are formed on both surfaces of the sample 30 with a thickness λ / (4n) (where λ: Measurement wavelength, n: the refractive index of the coating film). The coating films 36 and 37 are formed of, for example, aluminum oxide (Al 2 O 3 ).

【0015】上記利得を測定するための試料30では、
同一試料面に利得媒質の存在している部分と利得媒質の
存在していない部分とが存在することから、試料30を
移動させるだけで、利得を測定するための光を利得媒質
である活性層33が存在している部分と活性層33が存
在していない部分(除去部35)とに照射することが容
易になる。
In the sample 30 for measuring the gain,
Since there is a portion where the gain medium exists and a portion where the gain medium does not exist on the same sample surface, the light for measuring the gain can be transmitted only by moving the sample 30 to the active layer which is the gain medium. It becomes easy to irradiate the part where the active layer 33 does not exist and the part where the active layer 33 does not exist (removed part 35).

【0016】次に本発明に係わる一実施形態を、図1の
利得測定方法の説明図によって説明する。図1では、
(1)に利得媒質が存在している部分の測定を示し、
(2)に利得媒質が存在していない部分の測定を示す。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG.
(1) shows the measurement of the portion where the gain medium exists,
(2) shows a measurement of a portion where no gain medium exists.

【0017】図1の(1),(2)に示すように、利得
を測定したい波長をもつレーザ光からなる測定光L
probe と利得媒質の遷移エネルギーよりも高いエネルギ
ーを持つレーザ光からなる励起光Lpumpを、例えば光合
波器13で混波し、例えば先球ファイバ14で合波光L
を直径が10μm〜20μmに絞り込んで、前記図2に
よって説明した試料30に照射する。その際、例えば先
球ファイバ14の光射出端を試料30に15μm程度ま
で近づける。また、測定光Lprobe および励起光Lpump
は、例えば活性層33の利得帯域が1.55μm近傍に
ある場合は、測定光Lprobe の波長は1.55μm、励
起光Lpumpの波長は1.48μmなどとなる。
As shown in FIGS. 1 (1) and 1 (2), a measurement light L composed of a laser light having a wavelength whose gain is to be measured.
The pump and the pumping light L pump composed of a laser beam having energy higher than the transition energy of the gain medium are mixed by, for example, an optical multiplexer 13, and the combined light L
Is squeezed to a diameter of 10 μm to 20 μm to irradiate the sample 30 described with reference to FIG. At that time, for example, the light emitting end of the spherical fiber 14 is brought close to the sample 30 to about 15 μm. The measurement light L probe and the excitation light L pump
For example, when the gain band of the active layer 33 is near 1.55 μm, the wavelength of the measurement light L probe is 1.55 μm, and the wavelength of the pump light L pump is 1.48 μm.

【0018】試料30を透過してきた透過光Ltのうち
分光器16(または波長フィルタなど)を用いて透過し
てきた測定光(透過測定光)のみを選択して、それを光
強度測定器17で検出する。先球ファイバ14、分光器
16、光強度測定器17は動かさず、試料30だけを微
動ステージ(例えば、マイクロメータ型式の微動ステー
ジ)(図示省略)で移動させ、活性層33が存在してい
る部分と活性層33が存在していない部分におけるそれ
ぞれの透過測定光Ltprobe1,Ltprobe2の強度を測定
する。
From the transmitted light Lt transmitted through the sample 30, only the measuring light (transmitted measuring light) transmitted by using the spectroscope 16 (or a wavelength filter) is selected, and is selected by the light intensity measuring device 17. To detect. The tip fiber 14, the spectroscope 16, and the light intensity measuring device 17 are not moved, and only the sample 30 is moved by a fine movement stage (for example, a micrometer type fine movement stage) (not shown), and the active layer 33 is present. The intensity of each of the transmission measurement lights Lt probe1 and Lt probe2 in the portion and the portion where the active layer 33 is not present is measured.

【0019】試料30に入る直前の測定光Lprobe の強
度をIprobe 、励起光Lpumpの強度をIpump、活性層3
3が存在している部分を透過した透過測定光Ltprobe1
の強度をI1 、活性層33が存在していない部分を透過
してきた透過測定光Ltprob e2の強度をI2 とする。
The intensity of the measurement light L probe immediately before entering the sample 30 is I probe , the intensity of the excitation light L pump is I pump ,
Transmission measurement light Lt probe1 transmitted through the portion where 3 exists
Is I 1 , and the intensity of the transmission measurement light Lt probe 2 transmitted through the portion where the active layer 33 is not present is I 2 .

【0020】図1の(1)に示すように、活性層33が
存在している部分を透過してきた透過測定光Ltprobe1
の強度I1 は、励起光Lpumpの強度Ipumpに応じた利得
と第1,第2クラッド層32,34の各InP層での吸
収の効果が合わさった式(1)の形で検出される。
As shown in FIG. 1A, the transmission measuring light Lt probe1 transmitted through the portion where the active layer 33 exists.
Intensity I 1 of is detected in the form of gain and first in accordance with the intensity I pump of the excitation light L pump, the effect of absorption in the InP layer of the second cladding layer 32, 34 together formula (1) You.

【0021】[0021]

【数1】 (Equation 1)

【0022】一方、図1の(2)に示すように、活性層
33が存在していない部分を透過してきた透過測定光L
probe2の強度I2 は、利得がなく第1,第2クラッド
層32,34の各InP層での吸収効果のみで表される
式(2)の形で検出される。
On the other hand, as shown in FIG. 1B, the transmission measurement light L transmitted through the portion where the active layer 33 does not exist.
intensity I 2 of t probe2 is first no gain is detected in the form of absorption effect only represented by formula in the InP layer of the second cladding layer 32 (2).

【0023】[0023]

【数2】 (Equation 2)

【0024】そして上記I1 とI2 との比は、式(3)
のように近似できる。
The ratio of I 1 to I 2 is given by the following equation (3).
Can be approximated as follows.

【0025】[0025]

【数3】 (Equation 3)

【0026】上記式(3)の対数(底:自然対数e)を
取ることで活性層33の正味の利得が得られる。それを
式(4)に表す。
By taking the logarithm (base: natural logarithm e) of the above equation (3), a net gain of the active layer 33 can be obtained. It is expressed in equation (4).

【0027】[0027]

【数4】 (Equation 4)

【0028】以上によりI1 とI2 との比から簡便に正
味の利得を求めることができる。
As described above, a net gain can be easily obtained from the ratio between I 1 and I 2 .

【0029】上記利得測定方法では、利得媒質である活
性層33を励起する手段として光励起を用いているた
め、活性層33に電流注入を行う必要がない。したがっ
て、レーザ装置を作製する必要がない。そのため、ウエ
ハレベルで非破壊で簡便に利得を測定することができ、
利得測定後に同ウエハを用いてレーザ装置を作製するこ
とも可能になる。また、飽和レベルまで利得を測定でき
るという利点もある。1また、活性層33が存在してい
ない部分を合波光Lのビーム径の3倍程度以上とするこ
とにより、合波光Lの照射領域が多少ずれても、その照
射領域が活性層33にかかることがなくなる。そのた
め、高い精度の測定が可能になる。
In the above gain measurement method, since light excitation is used as a means for exciting the active layer 33 as a gain medium, there is no need to inject current into the active layer 33. Therefore, there is no need to manufacture a laser device. Therefore, gain can be measured easily and nondestructively at the wafer level,
After the gain measurement, a laser device can be manufactured using the same wafer. Another advantage is that the gain can be measured up to the saturation level. (1) By setting the portion where the active layer 33 is not present to be approximately three times or more the beam diameter of the combined light L, even if the irradiation region of the combined light L is slightly shifted, the irradiated region is applied to the active layer 33. Disappears. Therefore, highly accurate measurement is possible.

【0030】さらに励起光Lpumpの強度Ipumpを順次変
化させて、利得の励起強度依存性を求めることができ
る。例えば、測定光Lprobe の波長λprobe を一定にし
ておき、活性層33が存在している部分に合波光Lを照
射してその時の透過測定光Ltprobe1の強度I1 を測定
し、その値を記憶する。次いで、活性層33が存在して
いない部分に合波光Lを照射してその時の透過測定光L
probe2の強度I2 を測定し、その値を記憶する。そし
て上記記憶した各強度I1 ,I2 より正味の利得を求め
る。この測定手順を励起光Lpumpの強度Ipumpを順次変
化させる毎に行うことにより、利得の励起強度依存性が
求まる。
Further, the pump intensity dependence of the gain can be obtained by sequentially changing the intensity I pump of the pump light L pump . For example, the measurement light L leave a constant wavelength lambda probe of probe, by irradiating the portion where the active layer 33 is present the combined light L by measuring the intensity I 1 of transmitted measuring light Lt probe1 at that time, the value Is stored. Next, the portion where the active layer 33 is not present is irradiated with the combined light L to transmit the transmission measurement light L at that time.
measuring the intensity I 2 of t probe2, and stores the value. Then, a net gain is obtained from the stored intensities I 1 and I 2 . By performing this measurement procedure each time the intensity I pump of the pump light L pump is sequentially changed, the pump intensity dependence of the gain is obtained.

【0031】利得の励起強度依存性の一例を、図3によ
って説明する。図3では、縦軸に利得を示し、横軸に励
起光強度を示す。図3に示すように、利得Gが0になる
励起光強度、すなわち、活性層が透明になる励起光強度
0 を求めることができる。さらに最大利得Gmax が得
られる励起光強度(キャリア密度が飽和状態になる励起
光強度)Imax を求めることができる。
An example of the dependence of the gain on the pumping intensity will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the vertical axis represents the gain, and the horizontal axis represents the pump light intensity. As shown in FIG. 3, the excitation light intensity gain G becomes 0, i.e., it is possible to obtain an excitation light intensity I 0 of the active layer becomes transparent. Further, it is possible to obtain the excitation light intensity (maximum excitation light intensity at which the carrier density becomes saturated) Imax at which the maximum gain Gmax is obtained.

【0032】また、測定光Lprobe の波長λprobe を変
えることにより利得の波長依存性(利得スペクトル)も
求めることが可能である。例えば、励起光Lpumpの強度
pumpを一定にしておき、活性層33が存在している部
分に合波光Lを照射してその時の透過測定光Ltprobe1
の強度I1 を測定し、その値を記憶する。次いで、活性
層33が存在していない部分に合波光Lを照射してその
時の透過測定光Ltprobe2の強度I2 を測定し、その値
を記憶する。そして上記記憶した各強度I1 ,I2 より
利得(正味の利得)を求める。この測定手順を測定光L
probe の波長λprobe を順次変化させる毎に行うことに
より、利得の波長依存性が求まる。
Further, the wavelength dependency (gain spectrum) of the gain by changing the wavelength lambda probe of the measuring light L probe also can be determined. For example, the excitation light L pump intensity I pump the Leave constant, transmission measurement light Lt at that time by irradiating the multiplexed light L in the portion where the active layer 33 is present probe1
The intensity I 1 is measured, and stores that value. Then, the active layer 33 by irradiating the multiplexed light L in a portion does not exist by measuring the intensity I 2 of the transmitted measuring light Lt probe2 at that time, and stores that value. Then, a gain (net gain) is obtained from the stored intensities I 1 and I 2 . This measurement procedure is referred to as measurement light L
By performing each sequentially changing the wavelength lambda probe of probe, the wavelength dependence of the gain is obtained.

【0033】利得の波長依存性、すなわち利得スペクト
ルの一例を、図4によって説明する。図4では、縦軸に
利得を示し、縦軸の矢印方向に向かうにしたがって利得
は大きくなる。一方、横軸に測定光の波長を示し、横軸
の矢印方向に向かうにしたがって波長は長くなる。図4
に示すように、利得と測定光の波長とから波長プロファ
イルを求めることが可能になる。この一例では、測定光
の波長を長くしていくと利得は高くなり、ある一定の波
長で最大利得となる。そしてさらに波長を長くしていく
と利得は低くなる。このように、利得スペクトルが容易
に求められる。
An example of the wavelength dependence of the gain, that is, an example of the gain spectrum will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the vertical axis indicates the gain, and the gain increases in the direction of the arrow on the vertical axis. On the other hand, the wavelength of the measurement light is shown on the horizontal axis, and the wavelength becomes longer in the direction of the arrow on the horizontal axis. FIG.
As shown in (1), a wavelength profile can be obtained from the gain and the wavelength of the measurement light. In this example, the gain increases as the wavelength of the measurement light increases, and reaches a maximum gain at a certain wavelength. As the wavelength is further increased, the gain decreases. Thus, the gain spectrum is easily obtained.

【0034】上記図3および図4に示すような関係を求
めることによって、実際にレーザ装置を構成しなくと
も、活性領域の重要なパラメータである最大利得(キャ
リア密度が飽和状態になる励起光強度)、活性層が透明
になる励起光強度(キャリア密度)を知ることができ
る。それにより、活性層の最適化を容易に行うことが可
能になる。
By obtaining the relationships shown in FIGS. 3 and 4, it is possible to obtain the maximum gain (the excitation light intensity at which the carrier density becomes saturated) which is an important parameter of the active region without actually configuring the laser device. ), The excitation light intensity (carrier density) at which the active layer becomes transparent can be known. This makes it possible to easily optimize the active layer.

【0035】次に本発明の利得測定装置に係わる一実施
形態を、図5の概略構成図によって説明する。
Next, an embodiment of the gain measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the schematic configuration diagram of FIG.

【0036】図5に示すように、利得測定装置10は、
以下のような構成をなす。利得媒質の利得を測定したい
波長を有する測定光Lprobe を発振する測定光源11と
利得媒質の遷移エネルギーより高いエネルギーを有する
励起光Lpumpを発振する励起光源12とが備えられてい
る。上記測定光源11には例えば波長が可変な光源とし
て、例えば波長可変レーザ発振装置を用いる。他方上記
励起光源12には例えば印加電流によって発振強度が変
化するようなレーザ発振装置を用いる。
As shown in FIG. 5, the gain measuring device 10
The configuration is as follows. A measurement light source 11 for oscillating measurement light L probe having a wavelength at which the gain of the gain medium is to be measured and an excitation light source 12 for oscillating excitation light L pump having energy higher than the transition energy of the gain medium are provided. As the measurement light source 11, for example, a wavelength-variable laser oscillator is used as a light source whose wavelength is variable. On the other hand, for the excitation light source 12, for example, a laser oscillation device whose oscillation intensity is changed by an applied current is used.

【0037】さらに上記測定光源11から発振した測定
光Lprobe および上記励起光源12から発振した励起光
pumpを合波して合波光Lを射出する光合波器13が備
えられている。この光合波器13によって、測定光L
probe と励起光Lpumpとを同一箇所より同時に射出する
ことが容易になる。なお、測定光源11から測定光L
probe を光合波器13に導くには、例えば光ファイバ
(図示省略)を用いてもよい。同様に励起光源12励起
光Lpumpを光合波器13に導くには、例えば光ファイバ
(図示省略)を用いてもよい。
The more the measurement light source 11 optical coupler 13 for emitting the combined light L multiplexes the pumping light L pump oscillated from the measurement light L probe and said excitation light source 12 oscillated from is provided. This optical multiplexer 13 allows measurement light L
It becomes easy to simultaneously emit the probe and the excitation light L pump from the same place. Note that the measurement light source 11 outputs the measurement light L
In order to guide the probe to the optical multiplexer 13, for example, an optical fiber (not shown) may be used. Similarly, an optical fiber (not shown) may be used to guide the pump light L pump to the pump light source 12 to the optical multiplexer 13.

【0038】上記光合波器13の合波光Lが射出される
側には先球ファイバ14が接続され、その先端より合波
光Lが射出される。この先球ファイバ14によって、合
波光Lを集光して所望の位置に照射し易くなる。
A spherical fiber 14 is connected to the side of the optical multiplexer 13 from which the combined light L is emitted, and the combined light L is emitted from the tip. With the forward spherical fiber 14, the combined light L can be easily collected and irradiated to a desired position.

【0039】そして上記先球ファイバ14から射出され
る合波光Lの光路には、試料30を固着するとともに、
試料30の利得媒質である活性層33が存在している部
分と活性層33が存在していない部分とを上記合波光L
の光路上に移動させる試料移動手段15が備えられてい
る。この試料移動手段15は、例えばxy軸ステージ
(またはxyz軸ステージ)と各軸方向にステージを移
動させる駆動手段(図示省略)とからなる。各ステージ
には、試料30を透過した光が遮られることなく通過で
きる孔(図示省略)が設けられている。また上記駆動手
段は、例えば各ステージをμmレベルで移動可能なステ
ッピングモータ(図示省略)からなる。または手動で駆
動される様な駆動手段であってもよい。このような試料
移動手段15を備えることによって、試料30の移動が
容易になり、その結果測定位置の選択が容易になる。
The sample 30 is fixed on the optical path of the combined light L emitted from the spherical fiber 14, and
The portion where the active layer 33 as the gain medium of the sample 30 exists and the portion where the active layer 33 does not exist are separated by the combined light L.
The sample moving means 15 for moving the sample on the optical path is provided. The sample moving means 15 includes, for example, an xy axis stage (or an xyz axis stage) and a driving means (not shown) for moving the stage in each axis direction. Each stage is provided with a hole (not shown) through which light transmitted through the sample 30 can pass without being blocked. The driving means is composed of, for example, a stepping motor (not shown) capable of moving each stage at a level of μm. Alternatively, a driving unit that is driven manually may be used. By providing such a sample moving means 15, the movement of the sample 30 is facilitated, and as a result, the selection of the measurement position is facilitated.

【0040】上記試料30を透過した透過光Ltの光路
上には、その透過光Ltのうちから特定の波長の光(こ
こでは試料30を透過した透過光のうちの測定光の透過
成分である透過測定光Ltprobe )を分光する分光器1
6が備えられている。このような分光器16が備えられ
ていることによって、測定したい波長のみを取り出すこ
とが容易になる。そのため、特定の波長に対する透過光
Lt(例えば透過測定光Ltprobe )を取り出すことが
できる。
On the optical path of the transmitted light Lt that has passed through the sample 30, light having a specific wavelength from the transmitted light Lt (here, a transmission component of the measurement light of the transmitted light that has passed through the sample 30). Spectroscope 1 for dispersing transmission measurement light Lt probe )
6 are provided. The provision of such a spectroscope 16 makes it easy to extract only the wavelength to be measured. Therefore, transmitted light Lt (for example, transmitted light Lt probe ) for a specific wavelength can be extracted.

【0041】さらに上記分光器16により分光されて射
出される透過測定光Ltprobe の光路上には、その透過
測定光Ltprobe の強度Iを測定する光強度測定器17
が備えられている。この光強度測定器17は、例えば、
フォトダイオード、フォトトランジスタ等の光電変換素
子を用いたものからなる。このような光強度測定器17
が備えられていることによって、透過測定光Lt probe
強度Iを測定することが容易になる。
Further, the light is separated by the spectroscope 16 and emitted.
Transmitted measurement light LtprobeOn the optical path of the
Measurement light LtprobeLight intensity measuring device 17 for measuring the intensity I of light
Is provided. This light intensity measuring device 17 is, for example,
Photoelectric conversion elements such as photodiodes and phototransistors
Consists of children. Such a light intensity measuring device 17
Is provided, the transmission measurement light Lt is provided. probe
It becomes easy to measure the intensity I.

【0042】さらに、上記光強度測定器17で測定した
上記試料30の活性層33が存在している部分を透過し
た透過測定光Ltprobe1 の強度I1 の信号と、試料3
0の活性層33が存在していない部分を透過した透過測
定光Ltprobe2の強度I2 の信号とを受けて、それらの
信号量の比から利得を求める計算機21が備えられてい
る。上記計算機21は、例えば、透過測定光Lt
probe1 の強度I1 、透過測定光Ltprobe2の強度I2
の各値を記憶する第1の記憶部と、記憶部に記憶された
各強度I1 ,I2 に基づいて正味の利得の計算を行う計
算部と、その計算結果を記憶する第2の記憶部と、計算
結果を出力する出力部と構成されている。
Further, the signal of the intensity I 1 of the transmission measurement light Lt probe 1 transmitted through the portion where the active layer 33 of the sample 30 is measured by the light intensity measuring device 17 and the sample 3
It receives 0 of the signal intensity I 2 of the transmitted measuring light Lt probe2 the active layer 33 is transmitted through the portion that is not present, the computer 21 is provided for obtaining a gain from the ratio of their signal quantity. The computer 21 is, for example, a transmission measurement light Lt.
intensity I 1 of probe1, the intensity of the transmitted measuring light Lt probe2 I 2
, A calculation unit that calculates a net gain based on the intensities I 1 and I 2 stored in the storage unit, and a second storage that stores the calculation result And an output unit for outputting a calculation result.

【0043】さらに上記測定光源11の波長λprobe
よび上記励起光源12の強度Ipumpを指示するととも
に、上記試料移動手段15の移動位置を指示する制御器
22が備えられている。上記制御器22は、例えば測定
光源11に対しては測定光Lprobe の発振波長λprobe
を指示する信号を送る手段、例えば励起光源12に対し
ては励起光Lpu mpの発振強度(Ipump)の値を指示する
信号を送る手段、例えば試料移動手段15に対しては試
料30の活性層33が存在している部分と活性層33が
存在していない部分とを順に合波光Lの光路上に移動さ
せるべく、試料30を固着するステージの駆動手段であ
る例えばステッピングモータ(図示省略)にそのステー
ジの移動量を指示する信号を送る手段を備えている。
Further, a controller 22 for indicating the wavelength λ probe of the measurement light source 11 and the intensity I pump of the excitation light source 12 and for indicating the moving position of the sample moving means 15 is provided. The controller 22 controls, for example, the oscillation wavelength λ probe of the measurement light L probe for the measurement light source 11.
Means for sending a signal instructing, for example, means for sending a signal instructing the values of the oscillation intensity of the excitation light L pu mp for the excitation light source 12 (I pump), the sample 30 for example sample moving means 15 For example, a stepping motor (not shown) which is a driving means of a stage for fixing the sample 30 so that a portion where the active layer 33 is present and a portion where the active layer 33 is not present are sequentially moved on the optical path of the combined light L. ) Is provided with means for sending a signal indicating the amount of movement of the stage.

【0044】上記利得測定装置10では、試料30を固
着した試料移動手段15は制御器22によって、試料3
0の活性層33が存在している部分または活性層33が
存在していない部分を合波光Lの光路上に自動的に移動
させる。
In the gain measuring device 10, the sample moving means 15 to which the sample 30 is fixed is controlled by the controller 22 so that the sample 3
The part where the active layer 33 is present or the part where the active layer 33 is not present is automatically moved on the optical path of the combined light L.

【0045】ここで透過測定光の強度とステージ位置と
の関係を図6によって説明する。以下の説明では、利得
測定装置の各構成部品には上記図5で説明した符号を付
記している。図6に示すように、合波光Lの光路上に活
性層33が存在している部分が位置するときの試料移動
手段15のステージ位置をX1 とする。このとき、光強
度測定器17で測定した透過測定光Ltprobe1は強度I
1 を示す。そしてステージ位置X1 と強度I1 を対応さ
せて計算機21に記憶させる。次いで試料移動手段15
によって、活性層33が存在していない部分が合波光L
の光路上になるように試料30を移動して行く。その
際、合波光Lの光路上に活性層33が存在している部分
が位置する間は、強度I1 なる透過測定光Ltpr obe1
光強度測定器17で受光される。
Here, the relationship between the intensity of the transmission measurement light and the stage position will be described with reference to FIG. In the following description, each component of the gain measuring device is denoted by the reference numeral described in FIG. As shown in FIG. 6, the stage position of the sample moving means 15 when the portion active layer 33 is present on the optical path of the combined beam L located to X 1. At this time, the transmission measurement light Lt probe1 measured by the light intensity measuring device 17 has the intensity I
Indicates 1 . Then, the computer 21 stores the stage position X 1 and the intensity I 1 in association with each other. Next, the sample moving means 15
As a result, the portion where the active layer 33 does not exist becomes the combined light L
The sample 30 is moved so as to be on the optical path. At that time, while the portion of the active layer 33 is present on the optical path of the combined beam L is located, the intensity I 1 becomes transmitted measuring light Lt pr obe1 is received by the optical intensity measurement device 17.

【0046】そして合波光Lの光路上に活性層33が存
在していない部分を移動させる。そのときの試料移動手
段15のステージ位置をX2 とする。このとき、光強度
測定器17で測定した透過測定光Ltprobe2は強度I2
を示す。そしてステージ位置X2 と強度I2 を対応させ
て計算機21に記憶させる。さらに試料移動手段15に
よって、活性層33が存在していない部分が合波光Lの
光路上になるように試料30を移動して行く。その際、
合波光Lの光路上に活性層33が存在していない部分が
位置する間は、強度I2 なる透過測定光Lt probe2が光
強度測定器17で受光される。
An active layer 33 exists on the optical path of the combined light L.
Move the part that does not exist. Sample moving hand at that time
Set the stage position of stage 15 to XTwoAnd At this time, the light intensity
Transmission measurement light Lt measured by measuring instrument 17probe2Is the intensity ITwo
Is shown. And stage position XTwoAnd strength ITwoCorrespond
And store it in the computer 21. Further, the sample moving means 15
Therefore, the portion where the active layer 33 does not exist is
The sample 30 is moved so as to be on the optical path. that time,
The portion where the active layer 33 does not exist on the optical path of the combined light L
While located, the intensity ITwoTransmission measurement light Lt probe2Is light
The light is received by the intensity measuring device 17.

【0047】そして合波光Lの光路上に活性層33が存
在している部分が再び位置する。そのときの試料移動手
段15のステージ位置をX3 とする。このとき、光強度
測定器17で測定した透過測定光Ltprobe1は再び強度
1 を示す。その後計算機21で記憶させた強度I1
強度I2 との比を求めることにより、自動的に正味の利
得を求めることができる。なお、上記図6において、強
度Iが傾きを有する部分は、合波光Lがある程度のビー
ム径を有するため、活性層33が存在している部分と存
在していない部分との両方にかかっているときに生じ
る。また上記強度I1 ,I2 の測定は、活性層33が存
在している部分、活性層33が存在していない部分のど
ちらから始めても差し支えはない。
The portion where the active layer 33 exists on the optical path of the combined light L is located again. The stage position of the sample moving means 15 at that time and X 3. In this case, transmission measurement light Lt was measured by light intensity measuring device 17 probe1 is intensity I 1 again. Thereafter, by calculating the ratio between the intensity I 1 and the intensity I 2 stored by the computer 21, the net gain can be automatically obtained. In FIG. 6, the portion where the intensity I has a gradient covers both the portion where the active layer 33 exists and the portion where the active layer 33 does not exist because the combined light L has a certain beam diameter. Occurs sometimes. The measurement of the intensities I 1 and I 2 may be started from either the portion where the active layer 33 exists or the portion where the active layer 33 does not exist.

【0048】また上記制御器22は、試料30の活性層
33が存在している部分と活性層33が存在していない
部分とにおける透過測定光Ltprobe の強度Iの一発振
強度における測定が終了したことを、例えば上記計算機
21より受けて、励起光Lpu mpの発振強度(Ipump)を
変える指示を行う手段を備えているものであってもよ
い。このような手段を備えることによって、前記図3に
よって説明したような利得の励起強度依存性を自動的に
求めることが可能になる。
The controller 22 completes the measurement at one oscillation intensity of the intensity I of the transmission measurement light Lt probe in the portion of the sample 30 where the active layer 33 exists and in the portion where the active layer 33 does not exist. that was, for example, it receives from the computer 21, or may be provided with means for performing an instruction to change the oscillation intensity of the excitation light L pu mp (I pump). By providing such means, it becomes possible to automatically determine the excitation intensity dependency of the gain as described with reference to FIG.

【0049】さらに上記制御器22は、試料30の活性
層33が存在している部分と活性層33が存在していな
い部分とにおける透過測定光Ltprobe の強度Iの一発
振波長における測定が終了したことを、例えば上記計算
機21より受けて、測定光L probe の発振波長(λ
probe )を変える指示を行う手段を備えているものであ
ってもよい。このような手段を備えることによって、前
記図4によって説明したような利得の波長依存性(利得
スペクトル)を自動的に求めることが可能になる。
Further, the controller 22 controls the activity of the sample 30.
The portion where the layer 33 exists and the active layer 33 do not exist
Measurement light LtprobeOne shot of strength I
Completion of measurement at the vibration wavelength
Measuring light L probeOscillation wavelength (λ
probe) Means for giving instructions to change
You may. By providing such means,
As described with reference to FIG.
Spectrum) can be automatically obtained.

【0050】通常、面発光レーザ装置がレーザ発振する
ためには、ミラー反射率と活性層の利得バランスが重要
である。そこで、面発光レーザを作製する基板に上記試
料30のような活性層33が存在している部分と活性層
33が存在していない部分とを作り分け、上記利得測定
装置10を用いて上記利得測定方法によって活性層33
の利得を測定することにより、予め活性層33の利得が
分かることになる。そのため、レーザ装置の反射ミラー
の設計が容易となる。また基板上にクラッド層、活性層
を結晶成長した後、上記説明したようにウエハレベルで
活性層の利得を測定し、その利得の測定値からレーザ発
振に必要な反射率を設計して、レーザ装置を作製するこ
とで、そのウエハに最も適した条件でレーザ装置を作製
することが可能になる。
Normally, in order for the surface emitting laser device to perform laser oscillation, the balance between the mirror reflectance and the gain of the active layer is important. Therefore, a portion where the active layer 33 exists such as the sample 30 and a portion where the active layer 33 does not exist are separately formed on the substrate on which the surface emitting laser is manufactured, and the gain is measured using the gain measuring device 10. Active layer 33 depending on the measurement method
By measuring the gain of the active layer 33, the gain of the active layer 33 can be known in advance. Therefore, the design of the reflection mirror of the laser device becomes easy. After the crystal growth of the cladding layer and active layer on the substrate, the gain of the active layer is measured at the wafer level as described above, and the reflectance required for laser oscillation is designed from the measured value of the gain. By manufacturing the device, a laser device can be manufactured under conditions most suitable for the wafer.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上、説明したように本発明の利得測定
方法によれば、利得媒質の一部を除去し、利得媒質が存
在している部分とそれが存在していない部分とに励起光
および測定光の合波光を照射することにより利得を測定
するので、二つの部分を透過した透過光の比から正味の
利得を求めることができる。それにより、非破壊で簡便
に利得の強度依存性および利得スペクトルを求めること
ができる。また利得媒質を光励起により励起するため、
利得媒質に電流注入を行う必要がないので、レーザ装置
構造を作製する必要がない。よって、ウエハレベルでし
かも非破壊で簡便に利得の測定が行え、利得測定後に同
ウエハを用いてレーザ装置を作製することが可能にな
る。さらに、飽和レベルまで利得の測定を行うことが可
能になる。
As described above, according to the gain measuring method of the present invention, a part of the gain medium is removed, and the pump light is changed to the part where the gain medium exists and the part where the gain medium does not exist. Since the gain is measured by irradiating the combined light of the measurement light, the net gain can be obtained from the ratio of the transmitted light transmitted through the two portions. Thereby, the intensity dependence of the gain and the gain spectrum can be easily obtained nondestructively. Also, since the gain medium is excited by optical excitation,
There is no need to inject current into the gain medium, so there is no need to fabricate a laser device structure. Therefore, the gain can be easily measured at the wafer level and nondestructively, and the laser device can be manufactured using the wafer after the gain measurement. Further, it is possible to measure the gain up to the saturation level.

【0052】本発明の利得測定試料によれば、同一試料
面に利得媒質が存在している部分と利得媒質が存在して
いない部分とが存在することから、利得測定試料を移動
させることにより、利得を測定するための光を利得媒質
の存在している部分と利得媒質の存在していない部分と
に照射し易くなる。
According to the gain measurement sample of the present invention, since the portion where the gain medium exists and the portion where the gain medium does not exist exist on the same sample surface, by moving the gain measurement sample, Light for measuring the gain is easily irradiated to the portion where the gain medium exists and the portion where the gain medium does not exist.

【0053】本発明の利得測定装置によれば、利得媒質
の遷移エネルギーより高いエネルギーを有する励起光を
発振する励起光源を備えているので、この励起光源から
発振される励起光によって利得媒質を励起することがで
きる。さらに、利得媒質が存在している部分と利得媒質
が存在していない部分とを透過してきた透過光強度から
利得を求める計算機が備えられ、試料移動手段、測定光
源の波長および励起光源の強度等を制御する制御器が備
えられているので、利得スペクトルの測定、利得の励起
光強度依存性を自動的に求めることができる。
According to the gain measuring apparatus of the present invention, since the excitation light source that oscillates the excitation light having energy higher than the transition energy of the gain medium is provided, the gain medium is excited by the excitation light oscillated from the excitation light source. can do. Further, there is provided a computer for calculating the gain from the intensity of transmitted light transmitted through the portion where the gain medium exists and the portion where the gain medium does not exist. The sample moving means, the wavelength of the measurement light source, the intensity of the excitation light source, and the like are provided. Is provided, the gain spectrum can be measured, and the pump light intensity dependence of the gain can be automatically obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる一実施形態の利得測定方法の説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a gain measuring method according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の利得測定試料の概略構成断面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the configuration of a gain measurement sample of the present invention.

【図3】利得と励起光強度との関係図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between gain and pump light intensity.

【図4】利得と測定光波長との関係(利得スペクトル)
図である。
FIG. 4 shows the relationship between gain and measurement light wavelength (gain spectrum).
FIG.

【図5】本発明の利得測定装置に係わる一実施形態の概
略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an embodiment according to a gain measurement device of the present invention.

【図6】測定位置Xにおける透過測定光の強度Iの説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of an intensity I of transmission measurement light at a measurement position X.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 試料 33 活性層 L 合波光 Lprobe 測定光 Lpump 励起光 Ltprobe1 透過測定光(活性層が存在している部分) Ltprobe2 透過測定光(活性層が存在していない部
分)
30 Sample 33 Active layer L Combined light L probe measurement light L pump excitation light Lt probe1 transmission measurement light (part where active layer is present) Lt probe2 transmission measurement light (part where no active layer is present)

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 利得媒質の利得を測定したい波長を有す
る測定光および利得媒質の遷移エネルギーより高いエネ
ルギーを有する励起光のビームを利得媒質を含む試料に
照射し、該試料に照射した光の透過光強度から該利得媒
質の利得を求める利得測定方法において、 試料面に利得媒質が形成されているとともに、該利得媒
質の少なくとも一部分が前記ビームの一照射領域よりも
広い領域にわたって除去されている試料を用い 、前記励起光と前記測定光とを合波した光を前記試料に
照射した際に、該試料を透過した光のうち前記測定光の
透過光強度のみを測定し、 前記測定光の透過光強度の測定を、前記利得媒質が存在
している部分と、前記利得媒質が存在していない部分と
で行い、 前記利得媒質が存在している部分を透過した測定光の透
過光強度と、前記利得媒質が存在していない部分を透過
した測定光の透過光強度との比から該利得媒質の利得を
求めることを特徴とする利得測定方法。
1. A sample including a gain medium is irradiated with a beam of measurement light having a wavelength at which the gain of the gain medium is to be measured and excitation light having energy higher than the transition energy of the gain medium. In a gain measuring method for obtaining a gain of the gain medium from light intensity, a sample in which a gain medium is formed on a sample surface and at least a part of the gain medium is removed over an area wider than one irradiation area of the beam. When irradiating the sample with light obtained by combining the excitation light and the measurement light, of the light transmitted through the sample, only the transmitted light intensity of the measurement light is measured, and the transmission of the measurement light is performed. The measurement of the light intensity is performed in a portion where the gain medium is present and in a portion where the gain medium is not present, and transmission of the measurement light transmitted through the portion where the gain medium is present. Strength and gain measurement method characterized by determining the gain of the gain medium from the ratio of the transmitted light intensity of the measuring beam transmitted through the portion where the gain medium is not present.
【請求項2】 請求項1記載の利得測定方法において、 前記励起光の強度を変化させることにより前記利得の励
起光強度依存性を求めることを特徴とする利得測定方
法。
2. The gain measuring method according to claim 1, wherein the pump light intensity dependence of the gain is obtained by changing the intensity of the pump light.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の利得測定
方法において、 前記測定光の波長を変えることにより前記利得の波長依
存性を求めることを特徴とする利得測定方法。
3. The gain measurement method according to claim 1, wherein the wavelength dependence of the gain is obtained by changing a wavelength of the measurement light.
【請求項4】 利得媒質が存在する部分と利得媒質が存
在しない部分とを同一試料面に有することを特徴とする
利得測定試料。
4. A gain measurement sample having a portion where a gain medium exists and a portion where no gain medium exists on the same sample surface.
【請求項5】 利得媒質を含む試料に測定光および励起
光のビームを照射し、該試料に照射した光の透過光強度
から該利得媒質の利得を求める利得測定装置において、 前記利得媒質の利得を測定したい波長を有する測定光を
発振する測定光源と、 前記利得媒質の遷移エネルギーより高いエネルギーを有
する励起光を発振する励起光源と、 前記測定光源から発振した測定光および前記励起光源か
ら発振した励起光を合波して合波光を射出する光合波器
と、 前記試料を固着するとともに、前記光合波器から射出さ
れる合波光の光路に、前記試料の利得媒質が存在してい
る部分と利得媒質が存在していない部分とを移動させる
試料移動手段と、 前記試料を透過した合波光のうちから測定光を分光する
分光器と、 前記分光器により分光された測定光の強度を測定する光
強度測定器とを備えたことを特徴とする利得測定装置。
5. A gain measuring apparatus for irradiating a sample containing a gain medium with a beam of measurement light and excitation light and obtaining a gain of the gain medium from a transmitted light intensity of the light applied to the sample, wherein the gain of the gain medium is A measurement light source that oscillates measurement light having a wavelength to be measured, an excitation light source that oscillates excitation light having energy higher than the transition energy of the gain medium, a measurement light that oscillates from the measurement light source, and an oscillation that oscillates from the excitation light source An optical multiplexer that multiplexes the excitation light and emits multiplexed light, and a section where the sample is fixed and a portion where the gain medium of the sample exists in the optical path of the multiplexed light emitted from the optical multiplexer. A sample moving means for moving a portion where no gain medium is present, a spectroscope for splitting the measurement light from the combined light transmitted through the sample, and a measurement light split by the spectroscope And a light intensity measuring device for measuring the intensity of the light.
【請求項6】 請求項5記載の利得測定装置において、 前記光強度測定器で測定した前記試料の利得媒質が存在
している部分を透過した測定光の透過光強度と、前記試
料の利得媒質が存在していない部分を透過した測定光の
透過光強度との比から利得を求める計算機を備えたこと
を特徴とする利得測定装置。
6. The gain measuring apparatus according to claim 5, wherein the transmitted light intensity of the measurement light transmitted through the portion of the sample where the gain medium exists, measured by the light intensity measuring device, and the gain medium of the sample. A gain measuring device comprising a calculator for calculating a gain from a ratio of transmitted light intensity of measurement light transmitted through a portion where no light exists.
【請求項7】 請求項5または請求項6記載の利得測定
装置において、 前記測定光源は波長可変光源であることを特徴とする利
得測定装置。
7. The gain measuring device according to claim 5, wherein the measuring light source is a variable wavelength light source.
【請求項8】 請求項7記載の利得測定装置において、 前記測定光源の波長および前記励起光源の発光強度を指
示するとともに、前記試料移動手段の移動位置を指示す
る制御器を備えたことを特徴とする利得測定装置。
8. The gain measuring apparatus according to claim 7, further comprising a controller for instructing a wavelength of the measurement light source and an emission intensity of the excitation light source, and instructing a moving position of the sample moving unit. Gain measuring device.
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