發光裝置以及原子振蕩器的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及發光裝置以及原子振蕩器。
【背景技術】
[0002]近年來，提出有利用了作為量子干涉效應之一的CPT(Coherent Populat1nTrapping:相干布居囚禁)的原子振蕩器，從而期待裝置的小型化、低功率消耗化。利用了 CPT的原子振蕩器是利用了若對堿金屬原子照射具有不同的兩種波長(頻率)的相干光，貝1J相干光的吸收停止的電磁感應透明現象(EIT現象:Electromagnetically InducedTransparency)的振蕩器。
[0003]原子振蕩器準確地控制上述的兩種波長的差(頻率差)，從而能夠實現可靠性較高的振蕩器。因此，作為射出具有兩種波長的光的發光裝置(光源)，在從發光裝置射出的光的波長因發光裝置的溫度等而變動的情況下，優選具有用于使波長返回規定的值的波長可變機構。
[0004]例如在專利文獻I中記載有具備波長轉換部的發光裝置，該波長轉換部吸收由發光部產生的光，將已吸收的光轉換成基于外部電場的大小或者有無的波長的光并將其輸出。
[0005]專利文獻1:日本特開平10-270799號公報
[0006]然而，在專利文獻I的發光裝置中，通過波長轉換部的光的吸收，使被射出的光的波長變化，因此波長的變化量較大，從而難以以較小的變化量使波長變化。因此，在專利文獻I的發光裝置中，無法以較高的可靠性來控制波長，從而無法將其用作原子振蕩器的光源。
【發明內容】
[0007]本發明的幾個方式所涉及的目的之一在于提供一種能夠以較小的變化量使波長變化的發光裝置。另外，本發明的幾個方式所涉及的目的之一在于提供一種包括能夠以較小的變化量使波長變化的發光裝置的原子振蕩器。
[0008]本發明所涉及的發光裝置包括:
[0009]第一導電型的第一半導體多層膜反射鏡；
[0010]與上述第一導電型不同的第二導電型的第二半導體多層膜反射鏡；
[0011]形成于上述第一半導體多層膜反射鏡與上述第二半導體多層膜反射鏡之間的活性層；
[0012]形成于上述第一半導體多層膜反射鏡與上述活性層之間的半絕緣型的第三半導體多層膜反射鏡；
[0013]形成于上述第三半導體多層膜反射鏡與上述活性層之間的上述第一導電型的接觸層；
[0014]與上述第一半導體多層膜反射鏡電連接的第一電極；
[0015]與上述第二半導體多層膜反射鏡電連接的第二電極；以及
[0016]與上述接觸層歐姆接觸的第三電極，
[0017]上述第三半導體多層膜反射鏡由帶隙能量比在上述活性層產生的光的能量大的材料構成。
[0018]在上述的發光裝置中，在第三半導體多層膜反射鏡中，能夠抑制在活性層產生的光的吸收，并且，通過電光效應使第三半導體多層膜反射鏡的折射率變化，從而能夠使在活性層產生的光的波長(振蕩波長)變化。因此，與通過半絕緣型的半導體層的光的吸收使振蕩波長變化的情況相比，能夠以較小的變化量使振蕩波長變化。其結果，在發光裝置中，能夠以較高的可靠性對波長進行控制。
[0019]此外，在本發明所涉及的記載中，將“電連接”之類的詞句，例如使用為“與特定的部件(以下稱為“A部件”)“電連接”的其他的特定的部件(以下稱為“B部件等。在本發明所涉及的記載中，在該例的情況下，使用“電連接”之類的詞句，包括將A部件與B部件直接連接而進行電連接的情況、和將A部件與B部件經由其他的部件進行電連接的情況。
[0020]在本發明所涉及的發光裝置中，也可以如下:
[0021 ] 在上述第一電極與上述第三電極之間通過第一電源施加電壓，
[0022]在上述第二電極與上述第三電極之間通過與上述第一電源不同的第二電源施加電壓。
[0023]在上述的發光裝置中，通過第一電源以及第二電源，能夠對第一電極與第三電極之間、第二電極與第三電極之間分別(獨立地)施加電壓。
[0024]在本發明所涉及的發光裝置中，
[0025]也可以包括使在上述活性層產生的光偏振的偏振部。
[0026]在上述的發光裝置中，能夠通過偏振部調整第三半導體多層膜反射鏡的折射率的變化量。
[0027]在本發明所涉及的發光裝置中，也可以為如下:
[0028]上述活性層以及上述第二半導體多層膜反射鏡構成柱狀部，
[0029]上述偏振部包括與上述柱狀部一體地構成的半導體層，
[0030]上述偏振部通過上述半導體層對上述活性層給予變形。
[0031]在上述的發光裝置中，由于形成偏振部，所以不需要增加制造工序，從而能夠抑制成本。
[0032]在本發明所涉及的發光裝置中，也可以為如下:
[0033]上述偏振部從上述第一半導體多層膜反射鏡以及上述活性層的層疊方向觀察，從上述柱狀部向第一方向突出，
[0034]上述第一方向是與在上述第一電極與上述第三電極之間施加有電壓的狀態下上述第三半導體多層膜反射鏡的折射率橢圓體的長軸方向或者短軸方向相同的方向。
[0035]在上述的發光裝置中，在第一半導體多層膜反射鏡以及活性層的層疊方向的有效折射率中，能夠抑制基于光彈性效應的折射率變化與第三半導體多層膜反射鏡的基于電光效應的折射率變化相抵。其結果，能夠使在活性層產生的光可靠地偏振。
[0036]本發明所涉及的原子振蕩器是通過共振光對而使堿金屬原子產生電磁感應透明現象的原子振蕩器，該原子振蕩器包括包括:
[0037]發光裝置，其產生具有兩個不同的頻率成分的上述共振光對而照射上述堿金屬原子；以及
[0038]光檢測部，其檢測透過了上述堿金屬原子的光的強度，
[0039]上述發光裝置具有:
[0040]第一導電型的第一半導體多層膜反射鏡；
[0041]與上述第一導電型不同的第二導電型的第二半導體多層膜反射鏡；
[0042]形成于上述第一半導體多層膜反射鏡與上述第二半導體多層膜反射鏡之間的活性層；
[0043]形成于上述第一半導體多層膜反射鏡與上述活性層之間的半絕緣型的第三半導體多層膜反射鏡；
[0044]形成于上述第一半導體多層膜反射鏡與上述第三半導體多層膜反射鏡之間的上述第一導電型的接觸層；
[0045]與上述第一半導體多層膜反射鏡電連接的第一電極；
[0046]與上述第二半導體多層膜反射鏡電連接的第二電極；以及
[0047]與上述接觸層歐姆接觸且與上述第三半導體多層膜反射鏡電連接的第三電極，
[0048]上述第三半導體多層膜反射鏡由帶隙能量比在上述活性層產生的光的能量大的材料構成。
[0049]在上述的原子振蕩器中，能夠包括能夠以較小的變化量使波長變化的發光裝置。因此，在上述的原子振蕩器中，能夠以較高的可靠性控制從發光裝置射出的共振光對的中心頻率。
[0050]在本發明所涉及的原子振蕩器中，也可以包括:
[0051]光輸出控制部，其基于上述光檢測部輸出的檢測信號的強度，來在上述第二電極與上述第三電極之間施加電壓，而控制上述發光裝置的光輸出；以及
[0052]中心頻率控制部，其基于上述光檢測部輸出的檢測信號的強度，來在上述第一電極與上述第三電極之間施加電壓，而控制上述共振光對的中心頻率。
[0053]在上述的原子振蕩器中，能夠不向發光裝置的活性層注入電流地控制中心頻率，因此能夠防止控制變得復雜。例如，在向活性層注入電流而控制中心頻率的情況下，發光裝置的光輸出也與電流的注入量對應地變化，因此控制變得復雜。
[0054]在本發明所涉及的原子振蕩器中，
[0055]上述發光裝置也可以具有使在上述活性層產生的光偏振的偏振部。
[0056]在上述的原子振蕩器中，能夠通過偏振部調整第三半導體多層膜反射鏡的折射率的變化量。
[0057]在本發明所涉及的原子振蕩器中，也為可以如下:
[0058]上述活性層以及上述第二半導體多層膜反射鏡構成柱狀部，
[0059]上述偏振部包括與上述柱狀部一體地構成的半導體層，
[0060]上述偏振部通過上述半導體層對上述活性層給予變形。
[0061]在上述的發光裝置中，由于形成偏振部，所以不需要增加制造工序，從而能夠抑制成本。
[0062]在本發明所涉及的原子振蕩器中，也可以為如下:
[0063]上述偏振部從上述第一半導體多層膜反射鏡以及上述活性層的層疊方向觀察，從上述柱狀部向第一方向突出，
[0064]上述第一方向是與在上述第一電極與上述第三電極之間施加有電壓的狀態下上述第三半導體多層膜反射鏡的折射率橢圓體的長軸方向或者短軸方向相同的方向。
[0065]在上述的原子振蕩器中，在第一半導體多層膜反射鏡以及活性層的層疊方向的有效折射率中，能夠抑制基于光彈性效應的折射率變化與第三半導體多層膜反射鏡的基于電光效應的折射率變化相抵。其結果，能夠使在活性層產生的光更加可靠地偏振。
【附圖說明】
[0066]圖1是示意性地表示第一實施方式所涉及的發光裝置的剖視圖。
[0067]圖2是示意性地表示第一實施方式所涉及的發光裝置的俯視圖。
[0068]圖3是表示AlxGal-xAs的帶隙能量的圖表。
[0069]圖4是示意性地表示第一本實施方式所涉及的發光裝置的制造工序的剖視圖。
[0070]圖5是示意性地表示第一本實施方式所涉及的發光裝置的制造工序的剖視圖。
[0071]圖6是示意性地表示第一本實施方式所涉及的發光裝置的制造工序的剖視圖。
[0072]圖7是示意性地表示第一本實施方式所涉及的發光裝置的制造工序的剖視圖。
[0073]圖8是表示發光裝置的第一電極與第三電極之間的施加電壓與波長變化量的關系的圖表。
[0074]圖9是示意性地表示第二實施方式所涉及的發光裝置的剖視圖。
[0075]圖10是示意性地表示第二實施方式所涉及的發光裝置的俯視圖。
[0076]圖11是用于對活性層的折射率因被偏振部施加于活性層的外力而變化進行說明的圖。
[0077]圖12是示意性地表示在第二實施方式所涉及的發光裝置的第一電極與第三電極之間施加有電壓的狀態下第三半導體多層膜反射鏡的折射率橢圓體的圖。
[0078]圖13是示意性地表示第二實施方式的變形例所涉及的發光裝置的剖視圖。
[0079]圖14是示意性地表示第二實施方式的變形例所涉及的發光裝置的俯視圖。
[0080]圖15是第三實施方式所涉及的原子振蕩器的功能框圖。
[0081]圖16是表示共振光的頻率頻譜的圖。
[0082]圖17是表示堿金屬原子的Λ型3能級模型與第一側邊帶以及第二側邊帶的關系的圖。