发光装置及其控制方法和光学相干断层成像设备与流程

本发明涉及一种半导体发光装置。更特别地，本发明涉及一种超辐射发光二极管。

背景技术：

近年来，超辐射发光二极管(以下被称为SLD)已经引人注目。

众所周知，可以通过使放大的受激发射光谐振并且还利用低注入电流来使所发射出的光振荡，来使半导体激光发射具有非常窄的谱半宽和高输出功率的高相干光，而且可以通过利用自发发射来使发光二极管(LED)发射具有宽的照射角度的光。不像这些装置那样，SLD的特征在于：尽管SLD涉及受激放大，但是SLD通过使用不使所发射出的光在高电流注入的状态下谐振的结构来发射具有宽的谱半宽和高输出功率的光。

在本发明的说明书中，以下将以不在高电流注入的状态下进行谐振这种方式受激并放大的光称为“SLD光”。注意，从有源层的同一区域发射出的光包括自发发射光成分和SLD光成分。

SLD应用的领域已经扩展至包括分光器、长度测量装置、折射率分布测量装置、断层成像设备、激发光源和其它仪器。例如，在医疗应用领域中，已知有被称为光学相干断层图像测量装置或光学相干断层成像设备(以下缩写为OCT设备)的装置。OCT设备需要宽频带和低相干光源。更具体地，眼底检查用OCT设备需要具有大约850nm或1060nm的中心波长并且表现出接近于高斯曲线的发光谱形状的光源。

在任意上述类型的装置中采用SLD并且要控制该装置的光学输出和谱形状的情况下，针对所期望的目的，可想到的利用SLD光的技术包括：利用光纤等来对要使用的SLD进行部分地分支的技术以及用于接收从位于与针对所期望的目的所要利用的SLD的发光侧相反的一侧的发光面发射出的SLD光的技术。然后，利用任意上述技术，利用通过对所分支出的光或所接收到的光的谱分布进行分析而获得的结果，来对光学输出和谱形状进行控制。

现在，以下将参考图3A和3B来说明用于控制SLD光的具体示例技术。图3A示意性示出用于利用分支镜802来对从具有电流注入用的一个脊状型上电极的SLD装置805、即具有单电极构造的SLD装置发射出的SLD光806进行分支的结构。注意，图3A示出当从上电极801侧观看时SLD装置805的平面图。

利用分支镜802将所发射出的SLD光806分割成针对所期望的目的所要使用的SLD光803以及要进入检测器811的SLD光804。还可以如此设计该结构，以根据检测器811所生成的检测信号来调整正在注入至上电极801的电流。因而，作为该结构的结果，控制了SLD装置805的光学输出和谱形状等。

另一方面，图3B示意性示出如下结构，其中该结构用于利用检测器812对从与用于发射针对所期望的目的所要使用的SLD光806的SLD装置的发光侧相反的一侧的端面发射出的SLD光807进行检测，并且用于根据检测器812所生成的检测信号来调整向上电极801的电流注入量。因而，作为该结构的结果，控制了SLD装置的光学输出和谱形状等。

除了图3A和图3B所示的结构以外，日本特开2011-66138(以下被称为专利文献1)描述了如下结构，其中该结构用于监测来自SLD装置的端面的反射光，并且根据监测值来调整正在注入至SLD装置的电极的电流。另外，日本特开平6-53546(以下被称为专利文献2)描述了如下结构，其中该结构用于监测来自SLD装置的第二区域的输出，并且根据监测值来调整正在注入至第一区域的电流。

然而，对于需要表现包括宽频带的光谱且接近于高斯曲线的谱形状的谱特性的SLD，在需要不仅控制光学输出而且控制谱形状的情况下，没有传统技术可以利用简单且容易的方式来控制这两者。

例如，作为可想到的检查SLD装置的谱形状的技术，可以以如图3A所示的方式来对从该装置所发射出的SLD光进行分支，并且可以利用光谱分析器来测量所分支出的光。然而，这种技术伴随有需要使用庞大的结构的问题，这需要高成本并且不可避免地会减少针对所期望的目的所能够使用的光学输出。

此外，在用于对仅从诸如图3A和3B所示的技术以及专利文献1和2中所述的技术等的SLD的其中任一端面发射出的光进行检测的技术的情况下，除非额外采用光谱分析器或类似的仪器，否则通过任意的这些技术所能够检测到的信息均仅是SLD光的光学输出。换句话说，利用任意的这些技术，可能难以获得精确地反映SLD光的光束特性的变化的信息。

特别地，在从SLD的第一端面发射出的光和从SLD的第二端面发射出的光表现出不同的光束特性，并且出射光监测结构被设计成仅监测从任一端面发射出的光的情况下，除非预先确定且预先知道从第一端面发射出的光的光束特性和从第二端面发射出的光的光束特性之间的关系，否则仅通过调整电流注入量无法控制光学输出和谱形状。另外，在针对电流注入设置了多个电极的情况下，会产生获得分别控制各电极的注入电流所需要的信息的问题。

注意，这里所使用的所发射出的光的光束特性的表现包括从SLD发射出的光(特别是SLD光)的输出功率、光谱、照射角度以及偏振方向的平均值或随时间的变化。

为了获得针对SLD光的宽频带的谱形状，例如有时可以组合采用从有源层的基态能级发射出的光和从有源层的激发态能级发射出的光这两者。以下将参考图6来说明具有这样的特征的SLD。

参考图6，横轴表示波长并且纵轴表示光量。图6中所绘制的多条曲线表示不同的载流子注入密度。在注入密度低的情况下整体的光量小，但是整体的光量趋于随着注入密度的上升而增大。图6还示出谱形状根据注入密度而很大程度地改变，并且根据注入密度(特别是短波长频带侧的注入密度)的增大，可以观察到光量的增大。

在图6中，直线1001表示从基态能级发射出的光的波长，并且虚线1002表示从激发态能级发射出的光的波长。

随着电流注入量增大，在低电流注入范围内从基态能级发射出的光的强度增大，但是从基态能级发射出的光的强度增长变慢，而在高电流注入范围内从激发态能级发射出的光的强度开始显著地增长。

因而，如果仅监测整体的光学输出，则难以掌握谱形状的变化。鉴于现有技术的上述问题，因此本发明的目的是提供使得能够在短时间段内容易、精确且可靠地控制光学输出和谱形状的发光装置(特别地，可以是需要表现出宽频带的谱形状的SLD)的结构、用于控制具有这种结构的SLD的方法以及使用这种SLD的光学相干断层成像设备。

技术实现要素：

在本发明的一个方面，提供了一种发光装置，包括：光波导层，其通过在具有下电极的衬底上顺次层叠下包层、有源层和上包层来形成，其中所述光波导层具有用作光出射面的第一端面和第二端面；以及上电极，用于将载流子注入至有源层，其特征在于，从所述第一端面发射出的光表现出与从所述第二端面发射出的光的光束特性不同的光束特性，以及所述发光装置还包括：第一光接收部，用于接收从所述第一端面发射出的光的光功率并且生成第一光学信息；第二光接收部，用于接收从所述第二端面发射出的光的光功率并且生成第二光学信息；以及控制部，用于根据所述第一光学信息和所述第二光学信息来控制向所述上电极的电流注入量。

在本发明的另一方面，提供了一种如上限定的发光装置的控制方法，其特征在于，所述控制部执行以下步骤：调整步骤，用于调整向所述上电极的电流注入值以将所述第一光学信息中的特定值限制在第一预定范围内；判断步骤，用于判断所述第二光学信息中的特定值是否被限制在第二预定范围内；以及输出步骤，用于在判断为所述第二光学信息中的特定值没有被限制在所述第二预定范围内的情况下输出信号。

在本发明的另一方面，提供了一种发光装置的控制方法，其特征在于，所述控制部执行以下步骤：第一判断步骤，用于判断所述第一光学信息中的特定值是否在第一预定范围内；第一调整步骤，用于在所述第一光学信息中的特定值不在所述第一预定范围内的情况下，调整向所述两个以上的上电极中的一个上电极的注入电流值，以将所述第一光学信息中的特定值限制在所述第一预定范围内；第二判断步骤，用于判断所述第二光学信息中的特定值是否在第二预定范围内；以及第二调整步骤，用于在所述第二光学信息中的特定值不在所述第二预定范围内的情况下，调整向所述两个以上的上电极中的另一个上电极的注入电流值，以将所述第二光学信息中的特定值限制在所述第二预定范围内，其中，所述第一调整步骤和所述第二调整步骤不同时执行。

在本发明的又一方面，提供了使用如上限定的发光装置的光学相干断层成像设备，该设备包括：样品测量部，用于将从所述发光装置发射出的光照射在样品上并且传输被所述样品反射的光；参考部，用于将从所述发光装置发射出的光照射在参考镜上并且传输被所述参考镜反射的光；干涉部，用于使所述样品测量部所传输的被所述样品反射的光和所述参考部所传输的被所述参考镜反射的光相互干涉；光检测部，用于检测所述干涉部所生成的干涉光；以及图像处理部，用于根据所述光检测部所检测到的干涉光的光学信息来获得所述样品的断层图像。

通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1A和1B是根据本发明的实施例的示意图。

图2是示例1的示意图。

图3A和3B是用于监测从SLD发射出的光的示例方法的示意图。

图4是示例2的示意图。

图5是用于形成示例1的SLD的有源层的多量子阱的频带结构的示意图。

图6是示出从利用基态能级的发光和激发态能级的发光的SLD发射出的光的谱形状的变化。

图7A和7B是示出从示例1的SLD的第一端面发射出的光的谱分布强度和从示例1的SLD的第二端面发射出的光的谱分布强度的图。

图8A是示例2的SLD的波导结构的示意图并且图8B是示出从示例2的SLD的第一端面发射出的光的谱强度分布的图。

图9A是示例3的SLD的波导结构的示意图并且图9B是示出从示例3的SLD的第一端面发射出的光的谱强度分布的图。

图10是示例3的SLD控制方法的示意图。

图11是使用根据本发明的SLD作为光源的示例4的OCT装置的结构的示意图。

图12A是示例3的SLD的波导结构的示意图并且图12B是表示示例3的SLD的结构的截面图。

图13是示例2的SLD控制方法的示意图。

具体实施方式

现在，将根据附图来详细说明本发明的优选实施例。

图1A和1B是本发明的实施例的示意图。图1A是用于控制作为根据本发明的实施例的发光装置的SLD的光学输出和谱形状的概念结构的示意图。图1A示出SLD 100的顶视图。图1B示出表示本实施例的SLD的结构的示意性截面图。

当从图1A观看时，在SLD 100上形成有脊状部108。以如下方式形成脊状部108：选择脊状部108相对于作为有源层113中所产生的光的主发光面的SLD 100的第一端面101并且也是相对于位于第一端面的相反侧的第二端面105的角度(该角度例如为约7°)，使得通过在配置于脊状部下方的板状有源层中沿着脊状部延伸的区域中所形成的光波导(脊状波导)而传播的光的反射率最小。顺便提及，通常将第一端面101和第二端面105称为发光面。另外，如图1B所示，在脊状部108的最上层中形成有上电极116，以向有源层113注入电流，而在SLD 100的衬底111的底面上形成下电极110。

图1B是示出SLD 100的内部结构的示例截面图。通过从图1A所示的SLD100的顶部向下到底部地切割SLD 100而获得图1B。通过从下方开始以下述顺序来顺次层叠下电极110、衬底111、第一导电型的包层112、有源层113、表现出与第一导电型不同的极性的第二导电型的包层114、接触层115以及上电极116。尽管在图1B中接触层115和上电极116形成脊状结构，但是决不是将本发明限制成这种结构。例如，可选地，可以通过从上电极116部分地向下蚀刻至第二导电型的包层114的下表面，向下蚀刻有源层113的下表面、或者部分地向下蚀刻至第一导电型的包层112的下表面来形成脊状结构。在允许模式控制的光波导的情况下，脊状型光波导的使用不是绝对必要的，并且可选地可以采用埋入型光波导。

现在，以下将参考图1A来说明对向具有如图1B所示的结构的SLD注入电流进行控制的方法。从作为有源层113的部分区域的脊状波导的第一端面101发射SLD光102。第一光接收部104对SLD光102的分支部103的光强度进行测量。

同时，从脊状波导的第二端面105发射表现出光束特性与SLD光102的光束特性不同的SLD光106。SLD光106的至少一部分进入用于对SLD光106的光强度进行测量的第二光接收部107。尽管在图1A中两个光接收部与SLD 100的主体分开配置，但是决不是将本发明限制成这种结构。换句话说，可选地，两个光接收部可以与SLD部一体地形成为单一体。

将根据所测量出的光强度而生成的光学信息发送至控制部120，其中控制部120用于根据在第一光接收部104处所生成的光学信息(第一光学信息)和在第二光接收部107处所生成的光学信息(第二光学信息)来对向SLD 100的电流注入量进行控制。

从第一端面发射出的光(SLD光)表现出与从第二端面发射出的光(SLD光)的光束特性不同的光束特性的实例包括：脊状宽度和第一电极的宽度在SLD的整个表面上不恒定或者包层的厚度在SLD的整个表面上不恒定的情况、当从截面观看时脊状结构不恒定的情况、有源层不均匀(例如，有源层在厚度或化学成分方面是不均匀的，或者有源层在第一端面侧和第二端面侧之间存在差别)的情况、脊状部具有分支部的情况、端面具有滤波器的情况、有源层具有波长转换区域的情况、上电极被分割成多个部分的情况、以及电流注入状态不均匀的情况。

现在，以下将说明所发射出的光(严格地讲为SLD光)的光束特性(特别注意谱形状和光学输出)。注意，尽管本实施例的所发射出的光和各实施例的所发射出的光不仅包含SLD光成分而且还包含自发发射光成分，但是由于自发发射光成分的含量比率小，因此在以下说明中将忽视自发发射光成分。即使忽视自发发射光成分，也不会产生重大问题。然而，作为意识到自发发射光成分存在的证据，除非仅要讨论SLD光，否则所发射出的光将不是指SLD光而是仅指光或光束。

利用本实施例的结构，构成第一光接收部所检测到的光的主要因子的波长成分(例如中心波长)与构成第二光接收部所检测到的光的主要因子的波长成分不同。因此，利用简单且廉价的结构，通过根据在第一光接收部104中所生成的光学信息和在第二光接收部107中所生成的光学信息来调整向上电极的电流注入量，不仅可以对SLD光的光学输出而且可以对SLD光的谱形状进行控制。

为了本发明的目的，作为使从第一端面发射出的光的光束特性和从第二端面发射出的光的光束特性有所差别的手段，在光波导层中设置发光谱调制区域是有效的。发光谱调制区域是指配置在脊状波导内并且不进行任何电流注入或者施加反向偏压的区域。当光束穿过这样的区域时，光束的波长成分因子改变。

示例1

在示例1中，使本示例的SLD的脊状波导包括发光区域和发光谱调制区域。以下将参考图2来进行说明。注意，通过相同的附图标记来分别表示本示例中功能上与图1A所示的组件相同或类似的组件。

本示例的SLD 200在其脊状波导内具有发光区域(电流注入区域)201和发光谱调制区域202。本示例的SLD 200在第一端面101侧具有发光区域201并且在第二端面105侧具有发光谱调制区域202。

发光谱调制区域202是通过部分地吸收光谱来对光谱进行调制的区域。尽管可以使该区域不具有上电极，但是如果将反向偏压施加至该区域以增大调制，则需要设置用于该目的的电极。尽管用于施加反向偏压的电极可以具有与用于向有源层注入电流的上电极的截面形状相同的截面形状，但是这两个电极的截面形状可以不必相同。

当从上电极向发光区域(电流注入区域)201注入电流时，与电流注入区域201相对应的有源层的区域发射光并且产生光束102。该有源层区域不仅在朝向第一端面101的方向上而且还在朝向第二端面105的方向上发射光。当后者光或者朝向第二端面105的光穿过发光谱调制区域202时，光谱的短波长侧的部分被吸收，以变成表现出光束特性(谱形状)与光束102的光束特性不同的光106，然后从第二端面105发射出光106。

当从截面观看时本示例的SLD 200的结构与图1B所示的SLD 100的结构相同。对于衬底111，采用n型掺杂的GaAs衬底。然后，对于下包层112、有源层113、上包层114和接触层115，分别形成n型掺杂的Al_0.5GaAs层、具有组合用作量子阱层的GaAs层和GaIn_0.066As层以及用作势垒层的Al_0.2GaAs层的多量子阱结构、p型掺杂的Al_0.5GaAs层、以及p型掺杂的GaAs层。当从图5所示的频带结构观看时，构成有源层113的多量子阱结构包括一个6nm厚的GaAs量子阱层和一对8nm厚的GaIn_0.066As量子阱层，其中这些阱层以各自被夹持在Al_0.2GaAs势垒层之间的方式形成。

如图5所示，构成本示例的有源层的三个量子阱层中的两个是同样的量子阱，而第三个量子阱在阱层的组成和厚度方面不同于前两个量子阱。如上所述的包括在组成和厚度方面不同的阱层的多量子阱被称为非对称量子阱，以将其与仅包括在组成和厚度方面彼此都一样的量子阱的对称量子阱相区别。已知非对称量子阱结构的发光谱根据其载流子密度而显著变化。因此，可以通过适当地选择量子阱层各自的组成和厚度来使有源层发射出宽频带的光。

图7A和图7B示出利用光谱分析器通过观察从本示例的SLD 200的第一端面101发射出的光和从第二端面105发射出的光而获得的一些谱数据。

图7A示意性地示出在向宽度为3.0μm并且长度为0.3mm的发光区域201注入184mA的电流的情况下从第一端面101发射出的光的谱强度分布。

图7B示意性地示出在与用于获得图7A的结果的条件相同的条件下向发光区域201注入电流的情况下从第二端面105发射出的光的谱强度分布。该实例的发光谱调制区域202的长度是0.3mm。

当从图7A和7B观看时，从第一端面101所发射出的光中检测到波长分布遍布于宽波长范围并且包括短波长的成分的光量，而在从第二端面105发射出的光穿过发光谱调制区域202的情况下，从所发射出的光中主要吸收短波长的光成分，从而从第二端面105发射出的光中检测到波长分布偏向于长波长侧的光量。

因而，如图2所示，利用设置有具有两个光接收部(一个在SLD 200的前侧，并且另一个在SLD 200的后侧)的SLD 200的结构，第一光接收部104可以检测到具有包括短波长成分的全部光学成分的所发射出的光，而第二光接收部107实际上仅检测到长波长成分。

如参考图6所述，在SLD具有根据所注入的电流而使得谱形状改变的特性的情况下，仅通过监测所发射出的全部光量无法掌握谱形状的变化。特别地，在高电流注入的条件下，作为来自激发态能级的光的短波长成分的光的量快速增大，导致难以掌握作为来自基态能级的光的长波长成分的光的量。与此相对，本示例的SLD具有在第二光接收部107处便于检测长波长成分的光量变化的结构。

在示例的该情况下，在SLD 200正被驱动的情况下，分别监测从第一光接收部104发射出的光和从第二光接收部107发射出的光，并且控制部(未示出)根据该监测所获得的数据来对向发光区域(电流注入区域)201的电流注入量进行控制。

在本示例中，使从通过光纤所分支出的第一端面101所发射出的光束102的一部分光103进入配置在光纤的端部的第一光接收部104。该一部分光103仅在光量方面与进行分支之前的光束102不同，并且实际上该一部分光103的所有其它光束特性与进行分支之前的光束102的所有其它光束特性相同。因此，通过观看从该一部分光103获得的值数据可以掌握光束102的状况。

当第一光接收部104接收到该一部分光103时，第一光接收部104生成用于反映所接收到的光的光功率作为第一光学信息的检测信号并且输出该信号。关于来自第一光接收部104的第一光学信息的输出，假设检测信号的初始值是A并且该信号的可容许范围是±α。在发现从第一光接收部104输出的检测信号的值在A±α的范围之外的情况下，调整向电极的电流注入量，以使得将检测信号值限制在A±α的范围内。

另一方面，如果从第一光接收部104输出的检测信号的值在A±α的范围内，但是从第二光接收部107输出的作为第二光学信息的检测信号的值B超出了可容许范围B±β，则需要抑制向光源的电力供给或者需要输出警告信号。

因而，在不仅根据从第一光接收部104输出的第一光学信息而且还根据从第二光接收部107输出的第二光学信息来调整电流注入量的结构中，作为判断用于调整向SLD 200的电流注入的操作的因素，不仅考虑了从SLD 200所发射出的光的光学输出，而且还考虑了所发射出的光的谱形状。

示例2

现在，以下将参考图4来说明示例2，本示例的SLD在脊状波导内具有两个发光区域。

注意，通过相同的附图标记来表示图4A所示的功能上与图1A所示的相应的各组件相同的组件。

本示例的SLD 300具有沿着脊状波导308配置的第一发光区域201和第二发光区域401。第一发光区域201位于第一端面101侧，而第二发光区域401位于第二端面105侧。

与图2所示的示例1的SLD相比，上述结构可以获得较宽的波长频带的发光谱。

现在，以下将详细说明本示例。

首先，将通过参考图8A和8B来说明可以通过向第一发光区域201和第二发光区域401注入电流而获得的发光谱。图8A是图4所示的本示例的SLD 300的脊状波导部的简化示意图。图8B是示出从具有以与本示例的SLD 300的有源层和电极同样的方式配置的有源层和电极的SLD的第一端面101所发射出的光的谱强度分布根据电流注入量而变化的图。

首先，当向与第一发光区域201相对应的电极注入电流时，有源层的对应区域产生作为随后从第一端面101发射出的光。如图6所示，当电流注入量增大时，来自激发态能级并且包含短波长成分的发光强度增大。图8B中的曲线501示出了该状态。当在该状态下向第二发光区域401注入电流时，如图8B中的直线502所示，相加了与从基态能级的发光相对应的长波长成分。

因而，与仅将载流子注入第一电极(第一发光区域)的实例相比，本示例的SLD表现出很大不同，并且可以实现宽频带的高功率输出。以下将简要说明该表现的基本原理。

当向第一电极注入载流子以实现高激发态时，不仅在基态能级而且在较高能级捕获载流子，并且发射作为载流子再结合的结果的光。然后，在经由光波导来引导所发射出的光时，由于受激发射而发生光学放大。

另一方面，当向第二电极注入载流子以实现低激发态时，仅在基态能级捕获载流子，并且经由第二发光区域的光波导来引导所发射出的光。然而，由于激发密度低，因此不会发生大的光学放大。

当经由第二发光区域所引导的光到达第一发光区域时，快速发生光学放大。这是因为，在第一发光区域中，大部分所注入的载流子由于从较高能级的受激发射而被消耗，而在基态能级所捕获的大部分载流子由于自发发射而被消耗，因此当引导与从基态能级的光发射相对应的来自第二发光区域的光时，从基态能级的受激发射变得显著。图8B清楚地示出了这种情形。

通过调整向第二发光区域401的电流注入量，如曲线503所示，可以使从激发态能级的发光强度与从基态能级的发光强度实质相等。与仅向第一发光区域201注入电流的实例相比，利用较高的输出能级，可以获得的较宽频带的发光谱。作为示例，向0.33mm长的第一电极注入123.3mA的电流，并且向0.30mm长的第二电极注入6.4mA的电流。然后，所发射出的光的谱半宽是85nm，并且获得8.2mW的光学输出。

因而，在本示例的SLD中，如上所述，从第一端面所发射出的光包括来自多个发光区域的贡献。因此，为了对由于环境的变化以及随着时间的变化而导致光束特性可能发生的变化进行校正的目的，需要与任意可比较的传统技术不同的反馈技术来对向各发光区域的电流注入量进行控制。

现在，以下将说明要用于本示例的SLD的反馈技术。

本示例的SLD 300的截面结构与示例1的SLD 200的截面结构相同。在SLD 300正被驱动的情况下，分别监测第一光接收部304的输出(所检测到的具体值、光学信息)和第二光接收部307的输出，并且控制部320对向第一电流注入区域201的电流注入量以及向第二电流注入区域401的电流注入量进行控制。

以下将参考图13来更加详细地说明用于控制电流注入量的技术。

使从SLD 300的第一端面101侧发射出的光302的分支部303进入第一光接收部304。

这里假设从第一光接收部304输出的初始值是A并且该输出的可容许范围是±α。在发现从第一光接收部304输出的值在A±α的范围之外的情况下，调整向第一发光区域201的电流注入量，以使得将该值限制在A±α的范围内。

如上所述，进入第一光接收部304的光303的量很大程度上主要依赖于向第一发光区域201的电流注入量。因此，通过根据第一光接收部304的输出值来调整向第一发光区域201的电流注入量，可以将SLD的整体发光大体上保持为恒定水平。

然而，如上所述，由于发光区域或者除了第一发光区域201以外的区域(在本实例中为第二发光区域401)会在很大程度上促使光谱半宽发生变化，因而SLD 300的发光状态的调整需要以下控制操作。

使从SLD 300的第二端面105侧发射出的光306进入第二光接收部307。这里假设从第二光接收部307输出的初始值是B并且该输出的可容许范围是±β。在发现从第二光接收部307输出的值在B±β的范围之外的情况下，调整向第二发光区域401的电流注入量，以使得将该值限制在B±β的范围内。

注意，不是同时而是交替地进行向第一发光区域201的电流注入值的调整和向第二发光区域401的电流注入值的调整。在正调整向其中一个发光区域的电流注入值时，将另一个发光区域的电流注入值保持为恒定。

重复用于控制电流注入值的操作直到发现来自这两个光接收部的输出值在各自的预定范围内为止。如果这两个输出值中的至少一个最终无法限制在相关的预定范围内，则抑制向光源的电力供给或输出警告信号。

当控制部320执行上述步骤时，可以通过将不仅观察光学输出而且观察谱形状作为用于判断控制操作所要考虑的数据，来调整向SLD 300的电流注入。

示例3

示例3的SLD在其脊状波导部内具有多个发光区域和发光谱调制区域。以下将参考图12A和12B来进行说明。

将根据具有三个发光区域和发光谱调制区域的脊状波导部来说明本示例的SLD，但是决不是将本发明限制成这种特定结构。换句话说，在存在两个或多于两个的发光区域的情况下，可以正如本示例的情况那样来控制电流注入的操作。例如，以下给出的本示例的电流注入控制的说明还适用于如下实例：存在两个发光区域并且不存在发光谱调制区域的实例(如示例2的情况)、存在两个发光区域并且存在一个发光谱调制区域的实例、以及存在甚至更多数量的发光区域的实例。

注意，在图12A和12B中，通过相同的附图标记来表示具有与图1A和1B、图2以及图4的各功能相同的功能的部分。

如图12A和12B所示，本示例的SLD 400具有第一发光区域201、第二发光区域401、发光谱调制区域202以及第三发光区域402。第一发光区域201位于第一端面101侧，并且第三发光区域402位于第二端面105侧。

利用上述结构，与示例1和示例2相比，本示例的SLD可以提供较宽频带的发光谱。

由于在向第一发光区域201注入电流并且还向第二发光区域401注入电流的情况下获得的发光谱与示例2中所述的发光谱相同，因此这里将省略这种发光谱的说明。

发光谱调制区域202是通过部分地吸收光谱来对光谱进行调制的区域。尽管可以省略上电极，但在要施加反向偏压以促进调制的情况下会需要电极。尽管这种电极的截面部可以与用于向有源层施加电流的上电极的截面部相同，但是这两个截面部可以不必相同。

不像示例1的结构那样，在本示例中，在针对发光谱调制区域202的第二端面105侧附加地设置了第三发光区域402。

利用这种结构，可以使发光谱具有甚至更宽的频带。以下将参考图9A和9B来进行详细说明。

图9A是图12A所示的脊状波导部的简化示意图。图9B中的曲线504表示在与获得图8B的曲线503的状态相同的状态下获得的发光谱。换句话说，图9B示出向第一发光区域201注入高电流并且向第二发光区域401注入低电流的状态。

当在该状态下向第三发光区域402附加地注入另一电流，直到实现了已经注入了高电流的状态为止时，在光谱中以直线505所表示的波长为中心的长波长成分增大。该现象发生是因为：当经由发光谱调制区域202来引导第三发光区域402所产生的光时，短波长成分大部分被吸收，从而从第一端面101仅发射出发光谱的长波长成分。

因此，与示例1和示例2相比，本示例可以实现更宽频带的光谱。

作为示例，向0.33mm长的第一电极注入123.3mA的电流并且向0.30mm长的第二电极注入6.4mA的电流，而使发光谱调制区域的长度等于1.50mm并且向0.25mm长的第三电极注入46.9mA的电流。然后，从第一端面101侧发射出的光的谱半宽是95nm，并且获得了10.1mW的光学输出。

因而，在本示例的SLD中，如上所述，从第一端面所发射出的光包括来自多个发光区域的贡献。因此，为了对由于环境的变化以及随着时间的变化而导致光束特性可能发生的变化进行校正的目的，需要与任意可比较的传统技术不同的反馈技术来对向各发光区域的电流注入量进行控制。

特别地，如从图9B清楚地看到，作为第三发光区域402处所产生的光的光谱成分的长波长侧成分对光学输出仅发挥较小的影响。然而，对于包括光学断层相干设备的本发明的应用，由于发光谱半宽微妙地促成了这些装置的分辨率，因此针对第三发光区域402的电流注入量的反馈控制是十分重要的。另外，不像第二发光区域401那样，针对第三发光区域402，需要与向第一发光区域201的电流注入同样高的电流注入。有源层及其周边的劣化很大程度上依赖于电流注入密度，因此用于掌握第三发光区域的状态的操作实质上与用于掌握第一发光区域的操作同样重要。

现在，以下将说明要用于本示例的SLD的反馈技术。

本示例的SLD 400的截面结构与示例1的SLD 200的截面结构大体相同。因此，以下将仅说明与示例1的部分不同的部分。

图12B示出沿着图12A的虚线410截取的SLD的截面部分的结构。尽管在本示例中针对光接收部404和407以及针对发光区域201、401和402采用了同一有源层，但是决不是将本发明限制成使用同一有源层。可选地，可以通过使不同的衬底来分别制备光接收部和发光区域。还可选地，通常光接收部和发光区域可以使用一个衬底，但是可以在各个衬底上形成不同的有源层。

参考图12B，在左侧所示的截面部分的结构是第三发光区域402的截面部分的结构，并且在右侧所示的截面部分的结构是第二光接收部407的截面部分的结构。通过向第二光接收部407的上电极411施加与正施加于第三发光区域402的偏压相反的偏压，使得能够检测到所接收到的光的量。

在从第三发光区域402的自发发射光成分对反馈控制有所影响的情况下，在第二光接收部407的有源层部分的位于第三发光区域402侧的端面上形成盖412，以使得不接收自发发射光成分。盖412可以是任意类型，只要盖412可以减少自发发射光成分的透过光量即可。在例如盖412由与上电极411的材料相同的材料形成的情况下，盖412需要与上电极411电隔离，以使得在盖412与上电极411之间不发生连接。

在本示例中，光接收部形成在还形成有SLD主体的衬底上，并且针对它们使用了同一有源层。然而，决不是将本发明限制成这种结构，并且可选地，可以通过使用与SLD主体的衬底和有源层不同的衬底和有源层来形成各光接收部。如示例1的情况那样，光接收部可以配置在各相反端面侧。

图10是本示例的SLD 400的反馈控制的技术的示意图。在SLD 400正被驱动的情况下，分别监测第一光接收部404的输出和第二光接收部407的输出(第一光学信息和第二光学信息)，并且控制部602对第一电流注入区域(第一发光区域)201的电流注入量和第三电流注入区域(第三发光区域)402的电流注入量进行控制。

从SLD 400的第一端面侧输出的出射光405的一部分光600被第一防反射膜(半透半反镜)403(图12A)反射，然后进入在该端面附近整体形成的第一光接收部404。

假设第一光接收部404的输出的初始值是A并且该初始值的可容许范围是±α。在发现第一光接收部404的输出值在A±α的范围以外的情况下，调整向第一发光区域201的电流注入量，以使该将输出值限制在A±α的范围内。

如上所指出的，进入第一光接收部404的光量大大依赖于向第一发光区域201的注入电流的量。因此，通过根据第一光接收部404的输出值来调整向第一发光区域201的电流注入量，可以将整体发光水平大体上保持为恒定水平。

然而，如上所述，从除了第一发光区域201以外的发光区域发射出的光会在很大程度上促使光谱半宽变化。因此，附加地，需要如下所述的调整SLD400的发光状态的控制操作。

从SLD 400的第二端面105侧输出的光601被第二防反射膜(半透半反镜)406(图12A)反射，并且进入第二光接收部407。这里假设从第二光接收部407输出的初始值是B并且该输出的可容许范围是±β。在发现从第二光接收部407输出的值在范围B±β之外的情况下，调整向第三发光区域402的电流注入量，以使得将该值限制在B±β的范围内。

由于发光谱调制区域202的工作，导致第二光接收部407所接收到的光的成分主要包括来自第一发光区域201和第二发光区域401的光的长波长成分以及来自第三发光区域402的整个波长区域的光束。在光量方面，来自第三发光区域402的光是主要贡献者。

因此，通过针对第二光接收部407的输出来调整向第三发光区域402的电流注入量，可以将SLD的整体发光保持在恒定水平。

注意，不是同时而是交替进行向第一发光区域201的电流注入值的调整和向第三发光区域402的电流注入值的调整。在正调整向其中一个发光区域的注入电流值时，将另一个发光区域的电流注入值保持为恒定。

重复用于控制电流注入值的操作，直到发现来自这两个光接收部的输出值在各自预定的范围内为止。如果这两个输出值中的至少一个无法被限制在相关预定范围内，则抑制向光源的电力供给，或者输出警告信号。

当进行上述调整操作时，可以通过不仅观察光学输出而且还观察谱形状作为用于判断控制操作所要考虑的数据，来调整向SLD 400的电流注入。

通过将长波截止滤波器的特征添加至第二防反射膜406，可以降低来自第一发光区域201和第二发光区域401的光束成分对第二光接收部407所检测到的值的贡献。

为了实现针对SLD 400的整个光束输出的宽谱频带，需要向第三发光区域402注入高电流。在这种情况下，来自第三发光区域402光学输出主要包括如图6所示的短波长成分。

因此，通过向第二防反射膜406添加如下特征，可以更清楚地检测并且控制第三发光区域402的状态：减少从基态能级的发光以及较长波长成分的光学输出，从而选择性地使得短波长的光进入光电检测器。

对于具有这种附加功能的防反射膜，例如，可以优选采用通过层叠具有不同折射率的两种SiO_xN_y层直至厚度为λ/4而形成的多层膜。

可以不必通过使用具有如上所述的用于截止长波长成分的附加功能的防反射膜来实现用于截止长波长成分的特征。仅需要在SLD的输出端面和光接收部的光接收面之间设置用于截止长波长成分的特征。例如，可选地，可以在光接收部的光接收面上形成多层膜，或者可以在SLD的输出端面和光接收部的光接收面之间配置低通滤波器。

然而，利用设置具有用于截止长波长成分的特征的防反射膜的结构，可以缩小装置的尺寸并且可以减少部件的数量。然后，可以预期减少SLD的成本。

通过在同一衬底上形成光接收部和发光区域可以缩小装置的尺寸。另外，可以减少部件的数量，并且对于光接收部的光轴无需进行调整操作，从而可以进一步减少调整步骤数，以使制造成本最低。

尽管本示例的SLD具有在SLD的衬底上所形成的多个电流注入电极(发光区域)和光接收部，但是决不是将本发明限制成这种结构。换句话说，如果SLD仅具有用于向有源层注入电流的一个电流注入电极，则还可以在同一衬底上形成光接收部，以提供同样的效果。

示例4

在本示例中，通过使用根据本发明的SLD作为光源来制备光学相干断层成像设备(OCT设备)。图11是本示例的光学相干断层成像设备的示意图。

图11的光学相干断层成像设备大体包括光源部、用于利用来自光源部的光照射样品并且传输被样品反射的光的样品测量部、用于利用光来照射参考镜并且传输被参考镜反射的光的参考部、用于使被两个镜反射的光波彼此相干涉的干涉部、用于检测干涉部所获得的光波的干涉的光检测部、以及用于根据光检测部所检测到的光来执行(用于获得断层图像的)图像处理操作的图像处理部。现在，以下将说明上述各组件。

通过配置SLD光源1501以及用于对SLD光源进行控制的光源控制部1512来形成光源部，其中，SLD光源1501以光照射用的光纤1501的方式连接至形成干涉部的光纤耦合器1503。

干涉部的光纤耦合器1503是在光源的波长频带中的单一模式下进行工作的部件。使用3dB耦合器来作为光纤耦合器。

反射镜1504连接至用于形成参考光光路的光纤1502，以形成参考部。用于形成参考光光路的光纤1502连接至光纤耦合器1503。

通过用于形成检查光光路的光纤1505、照射/会聚光光学系统1506和照射位置扫描镜1507来形成样品测量部，其中，用于形成检查光光路的光纤1505连接至光纤耦合器1503。在光纤耦合器1503处，使要检查的样品1514内部以及表面上所产生的后向散射光波和来自干涉部的返回光波彼此相干涉，以产生干涉光波。

通过光接收光纤1508和光电检测器1509来形成光检测部，并且将在光纤耦合器1503中产生的干涉光波引导至光电检测器1509。

在信号处理器1511处，将光电检测器1509所接收到的光转换成谱信号，并且还进行傅立叶变换。结果，获得与样品1514有关的深度信息。将所获得的深度信息作为断层图像显示在图像输出监视器1513上。

可以通过使用个人计算机等来形成信号处理器1511。可以通过使用个人计算机的显示屏等来形成图像输出监视器1513。

光源控制部1512连接至还对照射位置扫描镜1507的驱动信号和其它信号进行控制的信号处理器1511，从而与照射位置扫描镜1507的驱动同步地对SLD光源1501进行控制。

在采用示例1或2中所述的光源作为SLD光源1501的情况下，该光源可以提供在光量和光谱形状这两者方面稳定的输出，从而光学相干断层成像设备可以获得长时间的稳定的断层图像信息。另外，光学相干断层成像设备可以立即检测到光量和光谱形状在各自预定的范围以外的情形，从而该装置可以更安全地进行工作。

对于眼科、牙科和皮肤科等的领域中的断层摄像，该OCT装置是有效且有用的。

尽管在本示例中说明了OCT装置，但是决不是将本发明的应用范围限制成这样的OCT装置，并且根据本发明的SLD可以应用于其它类型的OCT设备的光源领域内。

因而，本发明提供了在短时间段内容易且精确地控制SLD的光学输出和谱形状这两者的有利效果。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。