光源和包括光源的光学相干层析成像装置的制造方法_3

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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%。
[0108](例子3)图6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。在图6所示的例子中,第一电极110的脊部宽度501大于第二电极120的脊部宽度502。通过适当地改变第一电极110和第二电极120的脊部宽度,能够改变注入到第一和第二发光区域中的电流的量,并且改变从光源发射的光的谱的半最大值全宽度。
[0109]增加第一电极110的面积可增加注入到第一发光区域中的电流的量。但是,增加元件长度503可产生具有多模态形状而不是大致高斯形状的发光谱。通过增加脊部宽度501,能够增加注入到第一发光区域中的电流的量并且保持大致高斯形状。
[0110][第四实施例:四电极SLD]
[0111]第一到第三实施例描述了对电流注入使用两个电极的配置。第四实施例将参照图7描述使用四个电极的配置。注意,与第一到第三实施例共同的事项的描述被省略,将描述与第一到第三实施例不同的事项。
[0112]与图2A类似,图7示出从在基板之上形成的上电极观看的光源。在本实施例中,除了上述的第一电极110和第二电极120以外,光源还包括第三电极630和第四电极640。发光谱的输出和形状主要由注入到第一和第二发光区域中的电流的密度确定。通过将电流注入到分别与第三电极630和第四电极640对应的第三和第四发光区域中,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。
[0113]通过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%,本实施例的光源也可实现具有大致高斯形状和宽的半最大值全宽度的发光谱。
[0114]此外,通过设置第三电极630和第四电极640并且将电流注入到它们之中,即使当注入到第一电极110中的电流的量较少,也能够实现高的光输出。因此,当存在三个或更多个电极时,注入到第一发光区域和第二发光区域中的电流的密度可被控制,使得注入到第一发光区域中的电流的密度小于或等于注入到第二发光区域中的电流的密度的2 %。
[0115]描述了使用四个电极的配置。即使通过使用三个、五个或更多个电极的配置,通过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%,也能够实现发射以下这样的光的光源:其发光谱具有大致高斯形状且具有宽的半最大值全宽度。
[0116][第五实施例:OCT装置]
[0117]参照图8,第五实施例将描述包括光输出单元700、光分割单元710、基准光反射单元730、测量单元720、光检测单元760、图像处理单元(信息获得单元)770和图像输出监视器780的光学相干层析成像(OCT)装置。包含于光输出单元700中的光源701是根据上述的实施例中的任一个的光源。
[0118]来自光源701的光通过光分割单元710被分成基准光和用于照射测量物体750的照射光。光分割单元710基于基准光和来自照射的测量物体750的反射光而产生干涉光。从基准光反射单元730和测量单元720返回的光穿过干涉单元715并且入射到光检测单元760。通过光检测单元760获得的信息通过用于转换成层析成像图像的图像处理单元770被转换为图像,并且通过包含例如个人计算机的显示屏的图像输出监视器780被显示为层析成像图像。
[0119]现在通过使用例子详细描述本实施例的OCT装置。
[0120]图8所示的OCT装置包括光输出单元700、将来自光输出单元700的光分成基准光和测量光的光分割单元710、基准光反射单元730、包含测量物体750和用于照射测量物体750的照射光学系统740的测量单元720、允许反射的基准光与反射的测量光的干涉的干涉单元715、检测通过干涉单元715获得的干涉光的光检测单元760、基于通过光检测单元760检测的光获得层析成像图像的信息的图像处理单元770、以及显示层析成像图像的图像输出监视器780。
[0121]来自光输出单元700的光穿过光纤到达光分割单元710,该光分割单元710将光分成基准光和测量光。基准光入射到基准光反射单元730。光分割单元710和干涉单元715使用相同的光纤耦合器。
[0122]基准光反射单元730包含准直透镜731和732以及反射镜733。在基准光反射单元730中,基准光穿过准直透镜731和732到达反射镜733,从反射镜733反射,并且返回到光纤。作为通过光分割单元710获得的两个光束中的另一个的测量光穿过光纤并且进入测量单元720。测量单元720中的照射光学系统740包含准直透镜741和742以及用于将光路弯曲90度的反射镜743。照射光学系统740将进入照射光学系统740的光引向测量物体750并且使反射光再次与光纤耦合。
[0123]从基准光反射单元730和测量单元720返回的光穿过干涉单元715并且进入光检测单元760。光检测单元760包含准直透镜761和762、分光镜(波长分散单元)763、以及用于获得通过分光镜763分散的光的谱信息的线传感器(line sensor) 764。波长分散单元763使用光栅。光检测单元760被配置为获得进入光检测单元760的光的谱信息。光输出单元700可包含透镜705。
[0124]通过光检测单元760获得的信息被传送到获得层析成像图像信息的图像处理单元770。因此,可以获得作为最终输出的层析成像图像信息。该信息在包含例如个人计算机的显示屏的图像输出监视器780上被显示为层析成像图像。
[0125]本实施例的OCT装置的特征是光源701。例如,当使用在第一实施例中描述的光源(二电极SLD)且分别将I1mA (18.3kA/cm2)的电流和14mA (1.75kA/cm2)的电流注入到第一发光区域和第二发光区域中时,能够输出宽的谱并由此获得具有高的分辨率的层析成像图像信息。该OCT装置可用于例如眼科、齿科和皮肤科中的层析成像。
[0126][第六实施例:用于控制光源的方法]
[0127]第六实施例将描述用于控制光源的方法。
[0128]根据本实施例的用于控制光源的方法是用于控制包含具有两个发光区域的超发光二极管的光源的方法。该方法的特征在于,它包括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小于注入到第二发光区域中的电流的密度的44%并且输出从第一发光区域发射并且穿过第二发光区域的光的步骤。
[0129][例子]
[0130]将描述本发明的例子。以下描述的有源层结构(类型)、脊部宽度和元件长度仅是例子并且不是为了限制。作为光源,描述作为半导体发光器件的SLD。
[0131][例子I]
[0132](非对称多量子阱结构:二电极SLD的例子)
[0133]参照图1的透视图和图2A的平面图,描述应用了本发明的SLD的配置。在例子I中,在第一实施例(图1和图2A、图2B)中,使用η型GaAs基板作为基板100,使用η型包覆层(n-AlQ.5GaAs,1.2微米厚)作为下包覆层101,使用p型包覆层(n_Ala 5GaAs,I微米厚)作为上包覆层103,并且,使用P型接触层(以5X 119CnT3的浓度掺杂碳(C)杂质的p_GaAs,0.2微米厚)作为接触层104。使用由两个深度调制量子阱构成的具有非对称多量子阱结构(非对称双量子阱结构)的有源层102。具体而言,有源层102包含交替设置的两个Snm厚 InGa(h)As (X = 0.03,0.05)阱层和两个势皇层(Al。.faAs,8nm 厚)。
[0134]通过用光刻技术形成条带状的抗蚀剂图案并然后部分地蚀刻接触层104和上包覆层103,脊部(脊部波导)106被形成为具有4微米的脊部宽度和0.8微米的高度的结构。
[0135]在通过在接触层104和上包覆层103的整个表面上溅射而形成作为绝缘膜的0.4微米厚的S1J莫105之后,只有接触层104的处于脊部上部的部分被露出,并且,通过剥离处理形成上电极108。然后,在基板100的整个下表面上形成下电极107。通过真空蒸镀方法形成分别为 Ti (50nm) /Au (300nm)层叠膜和 AuGe (150nm) /Ni (30nm) /Au (200nm)层叠膜的上电极108和下电极107。
[0136]最后,为了允许独立地驱动第一电极110和第二电极120,通过在光刻和蚀刻处理中在分割部分109处蚀刻,部分地去除上电极108和接触层104。因此,上电极108被分成第一电极110和第二电极120。
[0137]相互电气分开的第一电极110和第二电极120的元件长度分别为0.2mm和0.15mm。电极之间的分离宽度为10微米。
[0138]为了防止发射光的反射,脊部106被构建为使得其纵向从其端面(解理面(cleavage plane))的法线倾斜7度。
[0139]在图9A和图9B中表示通过上述的处理形成的光源的发光特性。图9A表示当仅在第二发光区域中注入IlOmA的电流(电流密度:18.3kA/cm2)时获得的发光谱。该发光谱的半最大值全宽度为30nm且输出为1.2mW。图9B表示当在第二发光区域中注入IlOmA的电流(18.3kA/cm2)且在第一发光区域中注入14mA的电流(1.75kA/cm2)时获得的发光谱。该发光谱的半最大值全宽度为64nm且输出为2.lmW。即,通过以用于第二发光区域的电流密度的约9.6%的电流密度将电流注入到第一发光区域中,谱的半最大值全宽度和光输出均大致加倍。
[0140]图10是表示当注入到第二发光区域中的电流的量固定于110mA(18.3kA/cm2)且改变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时获得的发光谱的半最大值全宽度的示图。该示图表示,半最大值全宽度在注入到第一发光区域中的电流的密度之比的范围在3%?约10%时增加,并且在电流注入超过它时减小。图10的示图的横轴代表“第一发光区域中的电流密度/第二发光区域中的电流密度”,它是通过将第一发光区域中的电流密度除以第二发光区域中的电流密度获得的值。即,图10的横轴代表电流密度比。这同样适用于图12和图15的示图的横轴。
[0141]为了实现最大的分辨率,包括上述的光源的OCT装置可驱动光源,使得满足使光谱的半最大值全宽度最大化的条件。即,光源可被驱动,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为9.6%。为了即使以分辨率为代价也通过增加光输出实现高的图像对比度,可能能够进一步增加注入到第一发光区域中的电流的量。
[0142]图10的示图示出可在“第一发光区域中的电流密度/第二发光区域中的电流密度”小于约10%时获得具有大的半最大值全宽度的发光谱。
[0143][例子2]
[0144][单量子阱结构:二电极SLD的例子]
[0145]参照图1lA和图1lB及图12,在例子2中描述具有与例子I不同的量子讲结构的有源层。
[0146]在例子2中使用具有单量子阱结构的有源层。有源层包含两个Ala2GaAs势皇层和夹在其间的8nm厚的Inatl7GaAs阱层。使用I微米厚的Ala5GaAs p型包覆层和1.2微米厚的Ala5GaAs η型包覆层。
[0147]通过与例子I类似的处理形成脊部。脊部宽度为3微米,并且,第二电极和第一电极的元件长度分别为0.7mm和1.5mm。第一电极与第二电极之间的分离宽度为3微米。绝缘膜和金属电极的配置与例子I类似。
[0148]在图1lA和图1lB中表示通过上述的处理形成的光源的发光谱。图1lA表示当仅在第二发光区域中注入400mA的电流(19.0kA/cm2)时获得的发光谱。该发光谱的半最大值全宽度为43nm且输出为8.9mW。图1lB表示当除了上述的将电流注入到第二发光区域中以外还在第一发光区域中注入50mA的电流(1.llkA/c
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