能级的光，而从第二发光区域以外的一个发光区域(多个发光区域)发射较低能级的光。
[0069]当有源层具有非对称多量子阱结构时，可以在比具有单量子阱结构的有源层的情况低的电流密度发射较高能级的量。这是由于，当有源层具有非对称多量子阱结构时，能够在具有多个发光级位的同时形成浅的发光级位。单量子阱结构需要高的载流子密度用于发射较高能级的光。另一方面，在即使在基底级位也存在较高能级的浅阱的非对称多量子阱结构中，即使在低载流子密度也能够发射较高能级的光。
[0070]在本实施例中，由于通过从一个发光区域到另一发光区域改变电流密度而产生不同的谱，因此，不必根据发光区域改变有源层的结构。这简化器件的制造过程，并且提高产量。
[0071][第二实施例]
[0072]参照图3A和图3B描述根据本发明的第二实施例的光源。
[0073]在上述的第一实施例中，第一电极110和第二电极120在波导方向上具有相同的长度。在本实施例中，第一电极110在波导方向上比第二电极120长。
[0074]对于用于实现较高输出和较宽发射波长范围的多电极SLD，从第二发光区域发射较高能级的光，并且，从第二发光区域以外的一个发光区域(多个发光区域)发射较低能级的光。具体而言，可从第二发光区域发射较高能级的光，并且可从第一发光区域发射较低能级的光。这里，对于第一和第二发光区域以外的发光区域没有特别的限制。
[0075]当第一电极110沿波导方向较长时，不仅能够降低第一发光区域中的电流密度，而且能够有利于电流密度的精细调节。由于来自第一发光区域的光通过穿过第二发光区域而被放大，因此，发光谱根据通过第一电极110注入到第一发光区域中的电流的密度而显著改变。因此，由于需要在观察谱的同时精细调节第一电极110中的电流密度，因此，第一电极110沿波导方向较长是非常有利的。
[0076][第三实施例]
[0077]描述根据本发明的第三实施例的光源。
[0078]本实施例的光源的特征在于，它包括控制注入到两个发光区域即第一发光区域和第二发光区域中的电流的控制单元(由图1中的附图标记150表示)，使得注入到第一发光区域中的电流的密度小于注入到第二发光区域中的电流的密度的44%。
[0079]将描述增加根据本实施例的光源的发光谱的半最大值全宽度的机制。
[0080]第二发光区域的功能是发射较高能级的光。这意味着，如果有源层结构是单量子阱结构或者包含同一级位的多个阱的阱结构，那么发射高阶(一阶)级位的光，而如果有源层结构是非对称多量子阱结构，那么从其发射较高能级的光。非对称多量子阱结构可包含能够发射高阶级位的光的阱。因此，第二发光区域的有源层可包含能够发射两个或更多个不同的量子级位的光的量子阱，或者包含能够发射单个但高阶级位的光的量子阱。此外，允许发射较高能级的电流(相对较大的电流)可被注入到第二发光区域中。较高能级的谱出现于短波长范围中。
[0081]第一发光区域的功能是发射基底(零阶)级位的光。如果存在多个级位的阱，那么第一发光区域的功能是发射较低能级的光。较低能级的谱出现于长波长范围中。这里，注入到第一发光区域中的电流的量需要保持为低。这是由于，如果注入到第一发光区域中的电流的量增加，那么沿较高能级的发光成分增加的方向出现波长偏移。一般地，少量的电流注入产生非常小的光输出。但是，在诸如本实施例的光源的具有多电极结构的SLD中，从第一发光区域发射的少量的低能级光通过穿过第二发光区域而被放大。这导致在长波长范围中出现大输出的谱。作为结果，较高能级的谱覆盖短波长范围，并且，较低能级的谱覆盖长波长范围。因此，可以获得宽的发光谱。
[0082]较高能级谱和较低能级谱平衡的状态与本实施例中的“注入到第一发光区域中的电流的密度小于注入到第二发光区域中的电流的密度的44%”的状态对应。当光源在这种状态下发光时，发射的光具有大致呈高斯(Gaussian)形状且具有宽的半最大值全宽度(full width at half maximum)的发光谱。
[0083]如果电流密度大于或等于第二发光区域中的电流的密度的44%的电流被注入到第一发光区域中，那么较低能级的谱成分迅速增加(响应于放大)。因此，发光谱的主要成分偏移到长波长侧，并且，半最大值全宽度变窄。或者，发光谱可分成高能级峰和低能级峰，这形成具有多模态(multimodal)形状而不是大致高斯形状的光谱。不管有源层结构是单量子阱结构还是多量子阱结构，上述的行为都基本上相同。
[0084]如上所述，第一发光区域的功能是发射较低能级的光。但是，已知的是，即使注入到第一发光区域中的电流是电流密度小于注入到第二发光区域中的电流的电流密度的44%的弱电流，在第一发光区域中产生的谱也包含一些较高能级的成分并且向短波长侧偏移。如果存在与第一和第二发光区域不同的第三、第四和后续的发光区域，那么第三、第四和后续的发光区域可允许长波长侧的较低能级的一部分(即，最接近长波长范围的增益谱的一部分)出现并且在第一和第二发光区域中被放大，使得长波长侧可被覆盖。
[0085]控制单元可控制注入到第一发光区域和第二发光区域中的电流，使得注入到第一发光区域中的电流的密度与注入到第二发光区域中的电流的密度之比小于或等于14%、优选大于或等于0%、更优选小于或等于11%、再更优选大于或等于3%。
[0086]发光谱的输出和形状主要由上述的注入到第一和第二发光区域中的电流的密度之间的比值确定。通过将电流注入到第三和后续的发光区域中，能够进一步增加谱的半最大值全宽度，并且进行光输出和谱形状的精细调节。注意，对于注入到第三和后续的发光区域中的电流的密度的比值没有特别的限制。
[0087][大致高斯形状]
[0088]以上的描述陈述了发光谱具有大致高斯形状。这意味着，发光谱的点扩散函数的第二最大峰值小于或等于最大峰值的30%。第二最大峰值优选小于或等于最大峰值的20%、更优选小于或等于最大峰值的10%。
[0089]发光谱的点扩散函数(横轴代表波长，纵轴代表发光强度)是通过将发光谱的横轴转换成波数并且应用傅立叶变换而获得的函数。
[0090]点扩散函数的包含最大峰值以外的峰的部分被称为旁瓣。如果旁瓣的峰较大，那么对于OCT装置来说，难以获得精确的层析成像图像。
[0091][第一发光区域、第二发光区域]
[0092]在本实施例中，第一发光区域是有源层的通过第一电极110被注入电流的区域。并且，在本实施例中，注入到第一发光区域中的电流的密度是通过将注入到第一电极110中的电流的值除以第一电极110的面积(或脊部宽度111的值与元件长度112的值之积)而获得的值。
[0093]类似地，在本实施例中，第二发光区域是有源层的通过第二电极120被注入电流的区域。并且，在本实施例中，注入到第二发光区域中的电流的密度是通过将注入到第二电极120中的电流的值除以第二电极120的面积(或脊部宽度121的值与元件长度122的值之积)而获得的值。
[0094]在本实施例中，第一发光区域和第二发光区域各自独立地具有单量子阱结构、多量子阱结构和非对称多量子阱结构中的任一种，并且包含能够发射两个或更多个不同的量子级位的光的量子阱。
[0095][有源层]
[0096]在本实施例中，用作发光区域的有源层可具有量子阱结构。具体而言，本实施例的有源层可具有单量子阱结构或多量子阱结构(对称或非对称多量子阱结构)。产生最大半最大值全宽度的最佳电流密度比根据有源层结构和元件长度而变。但是，在这些条件中的任一个下，只要注入到第一发光区域中的电流的密度小于注入到第二发光区域中的电流的密度的44 %，就可获得具有大致高斯形状和宽的半最大值全宽度的发光谱。即，可通过考虑半最大值全宽度、发光谱的形状和光输出的强度来确定电流密度比，使得注入到第一发光区域中的电流的密度小于注入到第二发光区域中的电流的密度的44%。
[0097]适于有源层的量子阱结构根据发射的光的波长而不同。量子阱结构的发光波长由阱层和势皇层的材料以及阱层的厚度确定。在以下的例子中，作为发射具有适当的波长的光的量子阱，主要描述量子阱结构的基底级位发光的波长。
[0098]例如，对于位于800nm?850nm的波长范围中的基底级位发光，可以使用Al成分X的范围为O?0.15的AlxGa(1_x)As来形成讲层。可以使用Al成分高于讲层的Al成分的AlGaAs来形成势皇层。这里，量子讲层可以为5nm?1nm厚。基底级位发光的波长由讲层的厚度和材料确定。因此，也可相应通过使得阱层厚度小于5nm且使用具有与较小的带隙(band bap)对应的波长的材料，实现上述的波长范围。
[0099]对于位于850nm?900nm的波长范围中的基底级位发光，可以使用In成分范围为O?0.1的InxGa(1_x)As来形成讲层。可以使用GaAs或AlGaAs来形成势皇层。讲层可以为5nm?1nm厚。基底级位发光的波长由阱层的厚度和材料确定。因此，也可相应通过使得阱层厚度小于5nm且使用具有与较小的带隙对应的波长的材料，实现上述的波长范围。
[0100]用于实现SOOnm?900nm波长范围的材料不限于上述的材料，并且，可以使用发射该波长范围中的光的任何其它材料。例如，可以使用GaInAsP来形成阱层并且基于上述的概念实现量子讲结构。
[0101]对于其它的波长范围，也可通过使用发射各波长范围中的光的阱层和由带隙比阱层的宽度宽的材料制成的势皇层并且调整阱层的宽度，实现有源层。例如，对于980nm范围，可以使用In成分为约0.2的InGaAs来形成讲层。对于1550nm范围，可以使用与InP基板晶格匹配且In成分为约0.68的InGaAs来形成阱层。
[0102]上述的量子阱结构中的一个或更多个可被用作SLD的有源层。当使用多量子阱层时，可通过使用具有多个不同的发光波长的量子阱结构在更宽的波长范围中发光。
[0103]由于其增益特性和制造便利性，上述的有源层具有适用于SLD中的量子阱结构。但是，SLD的有源层结构不限于量子阱结构。例如，可以使用具有其厚度可减小量子效应的所谓的块体(bulk)结构的有源层或者具有量子线(wire)或量子点结构的有源层。
[0104][电流密度控制的例子]
[0105]将描述电流密度控制的例子，该电流密度控制被执行，使得注入到第一发光区域中的电流的密度小于注入到第二发光区域中的电流的密度的44%。
[0106](例子I)图4是沿与图2A相同的方向观看的根据本实施例的光源的平面图。在本例子中，第一电极110和第二电极120通过诸如Au线的金属线301相互电连接，该金属线301是电阻线。即，除了第一电极对和第二电极对通过电阻线相互电连接以外，图4所示的配置与图2A和图2B所示的配置相同。金属线301用作电阻。即，图4所示的光源被配置为使得通过用于从电源到第二发光区域的电流注入的金属线和从该金属线延伸的电阻线，将电流注入到第一发光区域中。当金属线的长度被适当地设定并且电流被注入到第二电极120中时，比注入到第二电极120中的电流少的电流被注入到第一电极110中。因此，可使得注入到第一发光区域中的电流的密度小于注入到第二发光区域中的电流的密度的44%。
[0107](例子2)图5A是沿与图2A相同的方向观看的根据本实施例的光源的平面图。图5B是沿图5A的线VB-VB切取的截面图。在图5B所示的例子中，作为半导体层的接触层404不被分成单独的部分。即，除了第一电极对和第二电极对通过半导体层相互电连接以外，图5A和图5B所示的配置与图2A和图2B所示的配置相同。如图4的例子中的金属线的情况那样，接触层404的电阻用作电阻。图5A和图5B所示的光源被配置为使得通过用于从电源到第二发光区域的电流注入的金属线和从该金属线延伸的电阻线将电流注入到第一发光区域中。因此，通过适当地设定接触层404的成分和尺寸，如图4的例子I那样，可