(57)【要約】【課題】0.9〜1.2μｍの中心波長の光を発光する、高出力化可能な光半導体素子を得る。【解決手段】  GaAs基板1と、該GaAs基板1の上方に設けられた、InGaAsからなる２層以上の量子井戸層を有する多重量子井戸構造5とを備えてなる、発光ストライプ幅が４μｍ以下の光半導体素子において、レーザ発振を抑制するレーザ発振抑制機構を有し、多重量子井戸構造5に、少なくとも、1.05μｍ以上の第１の中心波長の光を発光する量子井戸層5a1と、第１の中心波長とは異なる第２の中心波長の光を発光する量子井戸層5a2と、該量子井戸層間に設けられた、30ｎｍ以上、50ｎｍ以下の厚みの、GaAs基板に格子整合する組成の障壁層5bとを備える構成とする。【選択図】図１
2009283736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧａＡｓ基板と、該ＧａＡｓ基板の上方に設けられた、ＩｎＧａＡｓからなる２層以上の量子井戸層を有する多重量子井戸構造とを備えてなる、発光ストライプ幅が４μｍ以下の光半導体素子であって、
レーザ発振を抑制するレーザ発振抑制機構を有し、
前記多重量子井戸構造に、少なくとも、１．０５μｍ以上の第１の中心波長の光を発光する量子井戸層と、前記第１の中心波長とは異なる第２の中心波長の光を発光する量子井戸層と、該量子井戸層間に設けられた、３０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下の厚みの、前記ＧａＡｓ基板に格子整合する組成の障壁層とを備えていることを特徴とする光半導体素子。
【請求項２】
前記多重量子井戸構造からの発光スペクトルにおける中心波長をλｃ、該スペクトルの半値全幅をΔλとしたとき、
λｃ+（Δλ／２）≦１．２  [μｍ]
λｃ-（Δλ／２）≧０．９  [μｍ]
λｃ２／Δλ≦１５          [μｍ]
を満たすものであることを特徴とする請求項１記載の光半導体素子。
【請求項３】
請求項１または２記載の光半導体素子と、該光半導体素子から出力された光の波長の一部を選択的に該光半導体素子に戻す波長選択手段とを備えたことを特徴とする外部共振器型波長可変光源。
【請求項４】
請求項２記載の光半導体素子を備えた光源ユニットと、
前記光源ユニットから射出された光を測定光と参照光に分割する光分割手段と、
前記測定光を測定対象に照射する照射光学系と、
前記測定光が測定対象に照射されたときの該測定対象からの反射光と前記参照光とを合波する合波手段と、
該合波手段により合波された前記反射光と前記参照光との干渉光に基づいて前記測定対象の光断層画像を取得する画像取得手段とを備えたことを特徴とする光断層画像取得装置。
【請求項５】
前記光源ユニットが、低コヒーレント光を射出するものであり、
前記画像取得手段が、前記干渉光を周波数解析することにより前記測定対象の光断層画像を取得するものであることを特徴とする請求項４記載の光断層画像取得装置。
【請求項６】
前記光源ユニットが、前記光半導体素子から発光された光の波長を掃引する波長掃引手段を備え、波長を一定の周期で掃引したレーザ光を射出するものであり、
前記干渉光を周波数解析することにより前記測定対象の断層画像を取得するものであることを特徴とする請求項４記載の光断層画像取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スーパールミネッセントダイオードおよび光増幅器を含む光半導体素子に関するものである。また、本発明は光半導体素子を用いた干渉断層画像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体組織の光断層画像を取得する際に、ＯＣＴ（Optical Coherence Tomography）計測を利用した光断層画像取得装置が用いられることがある。この光断層画像取得装置は、光源から射出された低コヒーレント光を測定光と参照光とに分割した後、該測定光が測定対象に照射されたときの測定対象からの反射光と参照光とを合波し、該反射光と参照光との干渉光の強度に基づいて光断層画像を取得するものである。
【０００３】
このような光断層画像取得装置のなかには、参照光の光路長を変更することにより、測定対象に対する深さ方向の位置（以下、深さ位置という）を変更し光断層画像を取得するＴＤ−ＯＣＴ（Time Domain ＯＣＴ）計測を利用した装置がある。
【０００４】
また、近年では、上述した参照光の光路長を変更することなく高速に光断層画像を取得するＳＤ−ＯＣＴ（Spectral Domain ＯＣＴ）計測を利用したＳＤ−ＯＣＴ装置が提案されている(特許文献１)。このＳＤ−ＯＣＴ装置は、広帯域の低コヒーレント光をマイケルソン型干渉計等を用いて測定光と参照光とに分割した後、測定光を測定対象に照射させ、そのとき戻って来た反射光と参照光とを干渉させ、この干渉光を各周波数成分に分解したチャンネルドスペクトルをフーリエ変換することにより、深さ方向の走査を行わずに光断層画像を構成するようにしたものである。
【０００５】
さらに、参照光の光路長の変更を行うことなく高速に光断層画像を取得する装置として、ＳＳ−ＯＣＴ（Swept Source ＯＣＴ）計測による光断層画像取得装置が提案されている。このＳＳ−ＯＣＴ装置は、光源から射出されるレーザ光の周波数を掃引させて反射光と参照光とを各波長において干渉させ、一連の波長に対する干渉スペクトルをフーリエ変換することにより測定対象の深さ位置における反射光強度を検出し、これを用いて光断層画像を構成するようにしたものである。
【０００６】
さて、これらのＯＣＴ装置は内視鏡への応用を目指してさらに研究開発が進められており、光源波長としては、従来、主として０．８μｍ帯のものが用いられていた。この波長帯は、生体における吸収特性を主に考慮して選択されたものである。しかしながら、近年、ＯＣＴ装置では、生体内部の後方散乱反射光を検出するため、散乱特性も計測深度を律速することが明らかにされた。生体組織での主な散乱はレーリー散乱であり、レーリー散乱では散乱強度は波長の４乗に逆比例する。ＯＣＴ信号を取得する際の全損失は、吸収損失と散乱損失の和である。このような生体組織における光の全損失を考慮して、全損失が最小となる波長帯である、１．３μｍ帯の光を光源波長として用いることが提案され、１．３μｍ帯の光を用いたＯＣＴ装置の研究開発が進められている。
【０００７】
しかし、内視鏡へＯＣＴ装置を応用する場合、被測定部の多くは水分を多く含む物質に覆われている。例えば被測定部が胃壁であれば胃液や胃粘膜に覆われており、被測定部が大腸壁であれば粘液や腸粘膜に覆われており、さらに、被測定部が膀胱壁であれば腸あるいは測定のために用いる生理食塩水等に覆われている。これらの水分を多く含む物質に覆われている被測定部においては、水による吸収の影響が大きいため、１．３μｍ帯の光を用いた場合、所望の深度までの光断層画像が取得できない、あるいは取得した断層画像の信頼度が低下する恐れがある。
【０００８】
これに対し本出願人は、中心波長０．９μｍ〜１．２μｍの帯域の低コヒーレンス光は、生体における吸収損失および散乱損失が少なく、かつ生体の主な構成物質である水による分散の影響を受けにくいため、中心波長０．９μｍ〜１．２μｍの帯域の低コヒーレンス光が有効であることを見出している。
【０００９】
さらに、この低コヒーレント光の中心波長λｃおよびそのスペクトル半値全幅（ＦＷＨＭ）Δλが、
λｃ2／Δλ≦２３    [μｍ]
λｃ＋（Δλ／２）≦１．２  [μｍ]
λｃ−（Δλ／２）≧０．９  [μｍ]
を満たすことが好ましいことを見出している。  
さらに、胃がんなどの早期診断を行うために、さらなる高分解能を求めた場合、
λｃ2／Δλ≦１５
を満たすことが好ましい。  
また、システムの安定運用の観点から、１０ｍＷ程度の出力で５０００時間以上の信頼性を有する光源が望ましい。
【００１０】
低コヒーレント光を射出する光源としては、単一横モード発光が可能な化合物半導体素子からなるスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ：Super Luminescent Diode）や、同様の半導体素子からなる半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）を利得媒質として用いる波長掃引レーザが考えられる。
【００１１】
ＳＬＤやＳＯＡにおいて、スペクトル幅を広域化する方法としては、発光層に異なる波長で発光する多重量子井戸構造を備えることが考えられる。
【００１２】
特許文献２には、量子井戸層の厚みを変化させることによりスペクトル幅の広帯域化を図ることが記載されている。また、特許文献３には、井戸層の層数が５層以上の多重量子井戸構造を備え、障壁層の層厚が４ｎｍ以下のＳＬＤが提案されている。特許文献３に記載されているように、量子井戸構造を備えた半導体レーザ（ＬＤ）においては、井戸層は通常４〜１２ｎｍ程度で、障壁層は８〜１２ｎｍの厚さにするのが一般的であった。一方、非特許文献１ではＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＡｓ井戸層、ＧａＡｓ障壁層からなる多重量子井戸構造を備えた、ストライプ幅１００μｍのＬＤにおいて、障壁層の層厚を１００ｎｍと大きくすることにより、結晶性が向上することが記載されている。他方、特許文献３においては、ＳＬＤとしての効率を向上させるために障壁層の層厚を４ｎｍ以下とすることが好ましい旨が述べられている。
【特許文献１】特開平１１−３２５８４９号公報
【特許文献２】特開平２０００−２６９６００号公報
【特許文献３】特開１１−２８４２２３号公報
【非特許文献１】F. Bugge, Journal of Crystal Growth 298 (2007) pp.652-657
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、現状では、中心波長０．９μｍ〜１．２μｍで発光する光半導体素子として、ＯＣＴ計測による光断層画像取得装置に適する素子特性を持つものは市販されておらず、単一横モードの広いスペクトル幅の低コヒーレント光を射出可能な光半導体素子の実現が望まれている。
【００１４】
中心波長０．９μｍ〜１．２μｍで発光する光半導体素子としては、ＧａＡｓ基板上に作成された圧縮歪ＩｎＧａＡｓ活性層を用いたものが考えられるが、ＧａＡｓ基板上に、ＧａＡｓよりも格子定数の大きいＩｎＧａＡｓを活性層として用いる場合、発振波長を長くしようとすればするほど、ＧａＡｓ基板との格子定数差が大きくなるためにＩｎＧａＡｓ活性層に大きな歪応力を加える必要が生じる。歪が大きくなりすぎると、結晶学的に良質な発光層（活性層）を有する光半導体素子を作成することが困難である。また、このような素子が作成できたとしても、結晶中に大きな歪が存在すると結晶として不安定であり、高出力化が達成できず、また、劣化しやすいため実用に耐えられない恐れが高い。
【００１５】
さらに、光源の発光帯域を広くするために、発光層に複数の量子井戸層を備えようとすると、量子井戸層の層厚の計が大きくなるために歪量が相対的に大きくなり、発光層にさらに負担がかかり、良質な結晶をもつデバイスを作製することがさらに困難となる。
【００１６】
特に、中心波長が１．０５μｍを超える量子井戸層を備える素子においては、その劣化が顕著であることが本発明者の実験により明らかになった。図１１は、ＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＡｓからなる２層の井戸層を備えた素子について信頼性を調べた結果を示すものである。発光波長０．９μｍ、０．９５μｍのものは、それぞれ同一の組成比のＩｎＧａＡｓ量子井戸層を２層備えたものであり、発光波長１μｍ以上として示している素子は、図１１に示した各波長を発光する量子井戸層と発光波長は０．９５μｍの量子井戸層とを備えたものである。図１１に示すように、中心波長が１．０５μｍを超えると急激に寿命が低下することが明らかになった。
【００１７】
本発明は上記の事情に鑑みて、ＧａＡｓ基板の上方に、１．０５μｍ以上の発光波長のＩｎＧａＡｓ井戸層を含む多重量子井戸構造を備えてなる、レーザ発振を示さない光半導体素子において、単一横モードで高出力、かつ信頼性が高い光半導体素子を得ることを目的とするものである。
【００１８】
また、本発明は信頼性が高く、適切な素子特性を有する光半導体素子を用いた光断層画像取得装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の光半導体素子は、ＧａＡｓ基板と、該ＧａＡｓ基板の上方に設けられた、ＩｎＧａＡｓからなる２層以上の量子井戸層を有する多重量子井戸構造とを備えてなる、発光ストライプ幅が４μｍ以下の光半導体素子であって、
レーザ発振を抑制するレーザ発振抑制機構を有し、
前記多重量子井戸構造に、少なくとも、１．０５μｍ以上の第１の中心波長の光を発光する量子井戸層と、前記第１の中心波長とは異なる第２の中心波長の光を発光する量子井戸層と、該量子井戸層間に設けられた、３０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下の厚みの、前記ＧａＡｓ基板に格子整合する組成の障壁層とを備えていることを特徴とするものである。
【００２０】
「レーザ発振を抑制するレーザ発振抑制機構」とは、素子の端面間で光が共振することにより生じるレーザ発振を抑制し、端面間で光を共振させないための機構であり、具体的には、光出射端面に設けられた反射防止膜、端面に対して斜め方向に設けられた光導波路、一部が湾曲した光導波路などにより構成することができ、さらにそれらを組み合わせて構成してもよい。
【００２１】
本発明の光半導体素子は、光半導体素子はＳＬＤあるいはＳＯＡとして利用され得るものである。ＳＯＡは、入力された光を増幅するのみならず、光波長変換（光変調）や光スイッチング等の信号処理にも応用可能である。
【００２２】
ここで、「ＩｎＧａＡｓ」と表記した組成は、量子井戸層を構成する材料の元素の組合せを示すものであり、その組成比は、所望のエネルギーギャップ（発光波長）を有するように適宜定められる。ＩｎＧａＡｓからなる量子井戸層はＩｎとＧａの組成比を調整することにより、０．９μｍから１．２μｍの中心波長を有する光を出力するものとすることができる。
【００２３】
なお、基板と多重井戸構造との間には、クラッド層、光ガイド層などの他の層が設けられていてもよい。量子井戸層は少なくとも２層備えればよく、３層以上であってもよい。
【００２４】
前記多重量子井戸構造からの発光スペクトルにおける中心波長をλｃ、該スペクトルの半値全幅をΔλとしたとき、
λｃ+（Δλ／２）≦１．２  [μｍ]
λｃ-（Δλ／２）≧０．９  [μｍ]
λｃ２／Δλ≦１５          [μｍ]
を満たすものであることが望ましい。
【００２５】
なお、ここで半値全幅Δλは、発光スペクトルの最大強度値の半値となる強度の波長間の距離であり（図４参照）、半値全幅の中心の波長を素子の中心波長λｃとする。
【００２６】
本発明の外部共振器型波長可変光源は、請求項１または２記載の光半導体素子と、該光半導体素子から出力された光の波長の一部を選択的に該光半導体素子に戻す波長選択手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の光断層画像取得装置は、請求項２記載の光半導体素子を備えた光源ユニットと、
前記光源ユニットから射出された光を測定光と参照光に分割する光分割手段と、
前記測定光を測定対象に照射する照射光学系と、
前記測定光が測定対象に照射されたときの該測定対象からの反射光と前記参照光とを合波する合波手段と、
該合波手段により合波された前記反射光と前記参照光との干渉光に基づいて前記測定対象の光断層画像を取得する画像取得手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２８】
光断層画像取得装置としては、前記光源ユニットが、低コヒーレント光を射出するものであり、前記干渉光を周波数解析することにより前記測定対象の断層画像を取得するものとすることができる。
【００２９】
またさらに、前記光源ユニットが、前記光半導体素子から発光された光の波長を掃引する波長掃引手段を備え、波長を一定の周期で掃引したレーザ光を射出するものであり、前記干渉光を周波数解析することにより前記測定対象の断層画像を取得するものとすることもできる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の光半導体素子は、ＧａＡｓ基板と、該ＧａＡｓ基板の上方に設けられた、ＩｎＧａＡｓからなる２層以上の量子井戸層を有する多重量子井戸構造とを備えてなる、発光ストライプ幅が４μｍ以下の光半導体素子において、互いに異なる２層の量子井戸層を備えたことにより、広帯域な発光スペクトルの出力光を得ることができ、量子井戸層間に３０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下の厚みの、ＧａＡｓ基板に格子整合する組成の障壁層を備えたことにより、１．０５μｍ以上の中心波長の光発光する量子井戸層を備えている場合にも、信頼性の高い素子とすることができる。
【００３１】
本発明の光断層画像取得装置は、光源ユニットが、上述の本発明の光半導体素子のうち、特に多重量子井戸構造からの発光スペクトルにおける中心波長をλｃ、該スペクトルの半値全幅をΔλとしたとき、λｃ+（Δλ／２）≦１．２[μｍ]、λｃ-（Δλ／２）≧０．９[μｍ]、λｃ２／Δλ≦１５[μｍ]を満たす光半導体素子を備えており、これを光源、あるいは利得媒質として用いているため、生体における吸収損失および散乱損失が少なく、かつ生体の主な構成物質である水による分散の影響を受けにくいとされる中心波長０．９μｍ〜１．２μｍで発光する、広帯域なスペクトル幅の光を測定光として用いることができるため、良好な画質の断層画像を取得することができる。
【００３２】
ここで、光源ユニットが、低コヒーレント光を射出するものであり、干渉光を周波数解析することにより測定対象の断層画像を取得するものであれば、ＳＳ−ＯＣＴ計測を利用した装置とすることができ、参照光の光路長を変更することなく高速に断層画像を取得することができる。
【００３３】
またさらに、光源ユニットが、光半導体素子から発光された光の波長を掃引する波長掃引手段を備え、波長を一定の周期で掃引したレーザ光を射出するものであり、干渉光を周波数解析することにより測定対象の断層画像を取得するものであれば、ＳＤ−ＯＣＴ計測を利用した装置とすることができ、参照光の光路長を変更することなく高速に断層画像を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の光半導体素子の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３５】
＜光半導体素子の実施形態＞
図１は本発明の実施形態に係る光半導体素子１を模式的に示す斜視図である。  
本実施形態の光半導体素子２０は、光半導体素子２０はｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型下部クラッド層３、ノンドープＧａＡｓ下部光ガイド層、２層のＩｎXＧａ1-XＡｓ量子井戸層５ａ1、５ａ2とその井戸層間に挟まれた障壁層５ｂとを含む多重量子井戸活性層（多重量子井戸構造）５、ノンドープＧａＡｓ上部光ガイド層６、ｐ型上部第１クラッド層７、ｐ型エッチングストップ層８、メサストライプ状のｐ型上部第２クラッド層９と、その両脇に設けられたｎ型電流ブロック層１０、第２クラッド層９および電流ブロック層１０の上に設けられたｐ型上部第３クラッド層１１、ｐ型コンタクト層１２が積層されてなり、さらに、基板裏面にｎ側電極１３、コンタクト層１２上にｐ側電極１４を備えている。
【００３６】
多重量子井戸活性層５は膜厚が一定の２層の量子井戸層５ａ1と５ａ2および量子井戸間に設けられた障壁層５ｂとからなる。量子井戸層５ａ1と５ａ2とは、互い異なる遷移波長の組成で構成されており、少なくとも一方の量子井戸層、例えばここでは量子井戸層５ａ2が第１の中心波長である発振波長１．０５μｍ以上の組成比のＩｎＧａＡｓから構成されている。障壁層５ｂは、３０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下の厚みｔの、ＧａＡｓ基板１に格子整合する組成（一般にはＧａＡｓあるいはＩｎＧａＡｓＰ）から構成される。
【００３７】
第２クラッド層９は素子端面１８および１９の法線方向に対して所定角度（例えば６度）傾いた方向に延びるメサストライプ状に設けられており、これにより光導波路が規定される。また、端面１８および１９には発光波長が反射するのを防止する反射防止膜を備えている。この反射防止膜と光導波路を端面の法線方向に所定角度傾けて形成することにより、両端面での光の共振を防止するレーザ共振抑制機構が構成されている。
【００３８】
また、メサストライプ状のクラッド層のメサ形状の下端（発光ストライプ幅）は４μｍ以下である。発光ストライプ幅を４μｍ以下とすることにより、発光光を単一横モードに制御することができる。
【００３９】
＜製造方法および組成例＞
図１から図３を参照して光半導体素子の製造方法および具体的な組成例について説明する。図２および図３は図１に示す光半導体発光素子の製造工程を示す斜視図である。
【００４０】
ＧａＡｓ基板１上への各層の積層は、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法などを用いた結晶成長により行う。本実施形態においては、原料としてTEG(トリエチルガリウム)、TMA(トリメチルアルミニウム)、TMI(トリメチルインジウム)、TBA(ターシャルブチルアルシン)、AsH3（アルシン）、PH3(ホスフィン)、DMHｚ（ジメチルヒドラジン）、ドーパントとしてSiH4(シラン)、DEZ(ジエチル亜鉛)を用いる。
【００４１】
ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ＭＯＣＶＤ法により成長温度５５０℃、気圧１０．３ｋＰａの条件下にてｎ型ＧａＡｓバッファ層(０．０５μｍ厚、キャリア濃度７．０×１０17ｃｍ-3)２、ｎ型Ｉｎ0.49Ｇａ0.51Ｐ下部クラッド層(２．０μｍ厚、キャリア濃度７．０×１０17ｃｍ-3)３、ノンドープＧａＡｓ下部光ガイド層(０．０３４μｍ厚)４を順次成長させる。さらに、ＩｎXＧａ1-XＡｓ／ＧａＡｓ多重量子井戸活性層５を成長させる。活性層５は膜厚が一定の量子井戸層が２層構造になっていて、量子井戸層５ａ1、５ａ2として、それぞれIn組成ｘを０．１５と０．２５として成長させる。このとき、例えば、各層の発光波長がそれぞれ１．０３μｍ、１．０８μｍとなるように設計する。また量子井戸間の障壁層の厚さは４０ｎｍとする。その後、ノンドープＧａＡｓ上部光ガイド層(０．０３４μｍ厚)６、ｐ型Ｉｎ0.49Ｇａ0.51Ｐ上部第１クラッド層(０．２μｍ厚、キャリア濃度７．０×１０17ｃｍ-3)７、ｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層(１０ｎｍ厚、キャリア濃度７．０×１０17ｃｍ-3)８、ｐ型Ｉｎ0.49Ｇａ0.51Ｐ上部第２クラッド層(０．５μｍ厚、キャリア濃度７．０×１０17ｃｍ-3)９およびｐ型ＧａＡｓキャップ層(０.１μｍ厚、キャリア濃度７．０×１０17ｃｍ-3)２１をこの順で１回目の成長により積層配置する。さらに、ｐ型ＧａＡｓキャップ層２１上の発光ストライプに対応する領域にSiO2などの誘電体膜２２を形成する（図２参照。）。
【００４２】
この誘電体膜をマスクとして、図３に示すように、ＧａＡｓキャップ層２１、ｐ型Ｉｎ0.49Ｇａ0.51Ｐ上部第２クラッド層９をエッチングして、メサストライプ状のリッジ構造を下端の幅Ｗが３μｍ、かつ光出射端面の法線Ａに対し６度傾くように（図３中θ＝６°となるように）形成する。
【００４３】
その後、選択成長法により上部第クラッド層９の両側のｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層８上にｎ型Ｉｎ0.49(Ａｌ0.12Ｇａ0.88)0.51Ｐ電流ブロック層(０．５μｍ厚、キャリア濃度１．０×１０18ｃｍ-3)１０を成長温度６００℃で２回目の結晶成長により形成する。さらに、マスクとして用いた誘電体膜２２とその下のＧａＡｓキャップ層２１を除去した後に、ストライプ状のクラッド層９および電流ブロック層１０上にｐ型Ｉｎ0.49(Ａｌ0.12Ｇａ0.88)0.51Ｐ上部第３クラッド層(１．３μｍ厚、キャリア濃度７．０×１０17ｃｍ-3)１１、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層(０．５μｍ厚、キャリア濃度１．０×１０19ｃｍ-3)１２を成長温度６００℃で３回目の結晶成長により形成する。
【００４４】
その後、全体の厚みが１００μｍ程度になるまでＧａＡｓ基板１の研磨を行い、基板１の裏面にｎ側電極を、コンタクト層１２上にｐ側電極を蒸着および熱処理により形成する。そして、共振器長０．７ｍｍとなるようにＳＬＤバーを劈開により切り出し、素子端面となる劈開面に反射防止膜（ＡＲ膜）として素子自体からの発光波長に対して０．５％以下の反射率の膜をコ−ティングする。さらに劈開によりチップ化を行いＳＬＤとしてヒートシンクに実装する。この際、ＳＬＤは、放熱効果を高めるため発光部のあるｐｎ接合部を下にしてヒートシンクに実装することが望ましい。
【００４５】
本光半導体素子２０においては、端面の法線に対して６度傾けて設けられたストライプ（光導波路）と両端面に設けられた反射防止膜によってレーザ発振抑制機構が構成されている。これにより、本素子２０は単一横モードの低コヒーレント光を出力することができる。
【００４６】
図４に、上記製造方法で得られた上記組成の光半導体素子の発光スペクトルを示す。図４において光出力は、最大強度値で規格化している。本素子は、２つの量子井戸層のピーク波長はそれぞれ第１の中心波長λ1＝１．０８μｍ、第２の中心波長λ2＝１．０３μｍであり、素子の発光スペクトルにおける中心波長λｃは１．０６２μｍ、半値全幅Δλは８４ｎｍ（0.084μｍ）であった。このとき、λc2／Δλ＝1.0622／0.084≒13.43である。
【００４７】
すなわち、本素子は、以下の関係式を満たすものとなっている。  
λｃ+（Δλ／２）≦１．２  [μｍ]
λｃ-（Δλ／２）≧０.９  [μｍ]
λｃ２／Δλ≦１５         [μｍ]
上記式を満たす光半導体素子は、後述する光断層画像取得装置の光源に好適である。
【００４８】
なお、光半導体素子から出力されるコヒーレント光の中心波長λｃおよび半値全幅Δλは、２つの量子井戸層のＩｎとＧａとの組成比および／または井戸層の厚みを変化させることにより調整することができる。
【００４９】
上記実施形態においては、結晶成長方法としてＭＯＣＶＤ法を用いたが、分子線エピタキシー法など他の成長方法を用いてもよい。  
また、光ガイド層の材料組成および層厚、電流ブロック層の材料組成および層厚、クラッド層の材料組成および層厚は発光波長が単一横モードで発光する条件の１例を示したものであり、本発明を前述の材料組成、層厚に限定するものではない。また上記では埋込型リッジストライプ構造による素子を例示したが、内部ストライプ構造など他の光導波路構造を備えるものであってもよい。
【００５０】
また、上記実施形態においては、量子井戸層の層数を２層としたが、本発明は、量子井戸層の数は２層に限るものではなく、３層以上の量子井戸層を備えた構成であってもよい。３層以上の量子井戸層を備える場合、量子井戸層間の障壁層はいずれも３０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上とする。
【００５１】
＜比較実験＞
[実施例]
上述の作製方法で作製した光半導体素子２０をＳＬＤとして発光させたところ、駆動電流６０ｍＡ時、２１．２ｍＷの出力で、発光ピークから−６ｄＢ以上の強度をもつ波長幅（半値全幅）は７９．８ｎｍであった。そして、環境温度７０℃にて２０ｍＷ出力時の信頼性加速試験を実施したところ、室温での２０ｍＷ出力時の予想寿命は約９５００時間であった。
【００５２】
[比較例]
量子井戸活性層５以外は上述の作製方法と全く同じ作製方法で光半導体素子を作製した。ここでは、障壁層の厚さを１０ｎｍとした。このとき、２つの量子井戸層の発光波長をそれぞれ１．０３μｍと１．０８μｍになるようにするためには、上記の作製方法における条件よりもTMIの投入量を増加させる必要があった。
【００５３】
本素子についてＳＬＤとして発光させたところ、駆動電流６０ｍＡ時、２１ｍＷの出力で最大強度の−６ｄＢ以上の強度をもつ波長幅（半値全幅）は７８ｎｍと実施例のものとほぼ同等であった。一方、同様にして信頼性加速試験を実施したところ、室温での２０ｍＷ出力時の予想寿命は、約２２００時間であった。
【００５４】
このように、本発明の実施例の素子は、障壁層の厚さが４０ｎｍの場合、障壁層の厚さが１０ｎｍの比較例の素子と比較して、寿命が格段に延び、高い信頼性が得られた。
【００５５】
なお、上記比較実験は、２つの量子井戸層の発光ピークの間隔（第１の中心波長と第２の中心波長の間隔）が５０ｎｍの素子を作製して行ったものについて説明したが、ピーク間隔を、７５ｎｍ、１００ｎｍとした素子についても同様の結果を確認した。
【００５６】
＜障壁層厚についての検討＞
以下、本発明者による、障壁層の厚みについての検討について説明する。
【００５７】
まず、同一の製造方法（原料組成比も同一とした。）で障壁層の厚みのみ変化させて製造した光半導体素子についての、障壁層の厚みと発光波長との関係を調べた。図５は、障壁層の厚みと発光波長との関係を示すグラフである。
【００５８】
上記実施形態で説明した層構成の素子において、多重量子井戸活性層５の２つの量子井戸層５ａ1、５ａ2のＩｎ組成ｘをそれぞれ０．１５、０．２５とし、いずれも１０ｎｍの層厚とした。単一量子井戸構造の光半導体素子の場合、Ｉｎ組成０．１５、層厚１０ｎｍの量子井戸層の場合の発光波長は０．９５μｍであり、Ｉｎ組成０．２５、層厚１０ｎｍの量子井戸層の場合の発光波長は１．０５μｍである。
【００５９】
図５に示すように、いずれの素子においてもＩｎ組成０．１５の量子井戸層は０．９５μｍの発光波長であるが、Ｉｎ組成０．２５の量子井戸層は、障壁層が薄いほど発光波長が短波化し、厚くするにつれて長波化し、障壁層の厚みが３０ｎｍ以上で単一量子井戸構造の場合の発光波長１．０５μｍを示すことがわかった。
【００６０】
次に、上記と同様に作製した、障壁層の厚みのみ異なる３つの光半導体素子についての信頼性実験として、環境温度７０℃にて２０ｍＷ出力時の信頼性加速試験を行った。図６は障壁層の厚みと推定寿命との関係を示すグラフである。
【００６１】
図６に示すように、障壁層の厚みが５ｎｍ、１０ｎｍの素子は寿命が２０００時間前後である一方、障壁層の厚みが３０ｎｍの素子は寿命が９５００時間であり、障壁層を厚くすることにより素子の寿命が飛躍的に延びた。
【００６２】
図５および図６に示した結果から、障壁層の厚みを３０ｎｍ以上とすることにより、所望の波長を達成すると共に、信頼性を格段に向上させることができることが明らかになった。なお、図５に示すように、障壁層の厚みが３０ｎｍ−５０ｎｍの範囲において、同様の発光スペクトルを得ることができた。一方、障壁層の厚みが５０ｎｍ超となると、素子の抵抗値が増加し発熱等の影響があり、好ましくないと考えられる。
【００６３】
＜光半導体素子を用いたる外部共振器型波長可変光源＞
図７に本発明の光半導体素子を用いた外部共振器型波長可変光源の実施形態である波長可変レーザ装置７０の構成例を示す。この波長可変レーザ装置７０は、ＳＯＡして用いられる本発明の光半導体素子７１と、光半導体素子７１から出射された光の一部を選択的に光半導体素子７１へ戻すグレーティングミラー７２と、光半導体素子７１から出射された光を平行光としてグレーティングミラー７２へ導光するコリメートレンズ７３とを備えている。光半導体素子７１から射出した光は、コリメートレンズ７３により平行光に変換され、グレーティングミラー７２により空間的に波長分散され、この波長分散された光のうち、入射光軸方向へ分散された光が戻り光として光半導体素子７１へ帰還する。ここでは、光半導体素子７１の一方の端面７１ｃと、グレーティングミラー７２とにより共振器が構成されており、光半導体素子７１の一方の端面７１ｃからレーザ光Ｌoutが射出される。このレーザ光Ｌoutの波長は、グレーティングミラー７２で決定された戻り光の波長である。レンズ７３の光軸に対するグレーティングミラー７２の格子面の角度を変化させると、戻し光の波長が変化し、結果として出力光Ｌoutの波長を変化させることができる。なお、レンズ７３の光軸に対する回折格子７２の格子面の角度を周期的に変化させる手段（図示していない。）を備えることにより、戻り光の波長を一定の周期で変化させることができ、結果として、波長を一定の周期で掃引したレーザ光を射出する波長掃引レーザ装置として用いることができる。
【００６４】
ここで、用いる光半導体素子７１は上述の第１実施形態の素子２０と同様の層構成およびリッジストライプを有するものであり、０．９５μｍと１．０８μｍで発光する２つのＩｎXＧａ1-XＡｓ量子井戸層と、量子井戸層間に設けられた４０ｎｍの厚みの障壁層とからなる量子井戸活性層を備えたものである。
【００６５】
なお、上記構成の波長可変レーザ装置７０について、グレーティングミラー７２を調整して最大出力の−６ｄＢ以上の強度をもつ波長幅の合計を評価したところ１３０ｎｍであった。
【００６６】
＜光断層画像取得装置＞
次に、本発明の光半導体素子を有する光源を用いて光断層画像を取得する光断層画像取得装置について説明する。
【００６７】
[第１の実施形態の光断層画像取得装置]
図８は、本発明の光断層画像取得装置の第１の実施形態の構成を示す図である。光断層画像取得装置１００は、例えば、体腔内の生体組織や細胞等の測定対象の断層画像をＳＳ−ＯＣＴ計測により取得するものである。
【００６８】
光断層画像取得装置１００は、光Ｌを射出する光源ユニット１１０と、光源ユニット１１０から射出された光Ｌを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割する光分割手段１１８と、光分割手段１１８により分割された参照光Ｌ２の光路長を調整する光路長調整手段１２０と、光分割手段１１８により分割された測定光Ｌ１を測定対象Ｓまで導波し、測定光Ｌ１が測定対象Ｓに照射されたときの該測定対象Ｓからの反射光Ｌ３を導波するプローブ１３０と、反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とを合波する合波手段１３８と、合波手段１３８により合波された反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４を検出する干渉光検出手段１４０と、干渉光検出手段１４０により検出された干渉光Ｌ４を周波数解析することにより測定対象Ｓの断層画像を取得する画像取得手段１５０とを有している。
【００６９】
光源ユニット１１０は、周波数を一定の周期で掃引させながらレーザ光Ｌを射出するものであり、光結合用のレンズ１１１ａおよび１１１ｂと、上述の本発明の光半導体素子７１を備えた可変レーザ装置７０、回折格子７２の角度を周期的に変化させる手段（波長掃引手段）１１２とを有している。
【００７０】
波長掃引手段１１２により、回折格子７２のレンズ７３の光軸に対する角度が周期的に変化させられ、光半導体素子７１への戻り光の波長が周期的に変化する。結果として、波長を一定の周期で掃引したレーザ光Ｌが光半導体素子７１の光結合用のレンズ側の端面から射出されることになる。光半導体素子７１から射出されたレーザ光Ｌは、レンズ１１１ａにより平行光にされレンズ１１１ｂにより集光されて光ファイバＰＦＢ１に入射する。
【００７１】
光分割手段１１８は、たとえば２×２の光ファイバカプラから構成されており、光源ユニット１１０から光ファイバＰＦＢ１により光分割手段１１８まで導波された光Ｌを測定光Ｌ１と参照光Ｌ２に分割する。光分割手段１１８の分岐比はたとえば５０：５０である。光分割手段１１８は、２本の光ファイバＰＦＢ２、ＰＦＢ３にそれぞれ光学的に接続されており、測定光Ｌ１は光ファイバＰＦＢ２によりプローブ１３０まで導波され、参照光Ｌ２は光ファイバＰＦＢ３により光路長調整手段１２０まで導波される。なお、本実施形態における光分割手段１１８は、合波手段１３８としても機能するものである。
【００７２】
光ファイバＰＦＢ２にはプローブ１３０が光学的に接続されており、測定光Ｌ１は光ファイバＰＦＢ２からプローブ１３０へ導波される。プローブ１３０は、たとえば鉗子口から鉗子チャンネルを介して体腔内に挿入されるものであって、光学コネクタ１３６により光ファイバＰＦＢ２に対して着脱可能に取り付けられている。
【００７３】
プローブ１３０は、先端が閉じられた円筒状のプローブ外筒１３１と、このプローブ外筒１３１の内部空間に、該外筒１３１の軸方向に延びる状態に配設されて測定光Ｌ１および反射光Ｌ３を導波する光ファイバ１３２と、光ファイバ１３２の先端から出射した測定光Ｌ１をプローブ外筒１３１の周方向に偏向させるプリズムミラー１３３と、光ファイバ１３２の先端から出射した測定光Ｌ１を、測定対象Ｓにおいて収束するように集光するロッドレンズ１３４と、光ファイバ１３２を該光ファイバ１３２の光軸を回転軸として回転させるモータ１３５とを備えている。なお、ロッドレンズ１３４およびプリズムミラー１３３は、光ファイバ１３２とともに回転するように配設されている。プリズムミラー１３３がモータ１３５により駆動されることにより、測定対象Ｓを走査して測定することができる。
【００７４】
一方、光ファイバＰＦＢ３における参照光Ｌ２の射出側には光路長調整手段１２０が配置されている。光路長調整手段１２０は、測定対象Ｓに対する断層画像の取得を開始する位置を調整するために、参照光Ｌ２の光路長を変更するものであって、光ファイバＰＦＢ３から射出された参照光Ｌ２を反射させる反射ミラー１２２と、反射ミラー１２２と光ファイバＰＦＢ３との間に配置された第１光学レンズ１２１ａと、第１光学レンズ１２１ａと反射ミラー１２２との間に配置された第２光学レンズ１２１ｂとを有している。
【００７５】
第１光学レンズ１２１ａは、光ファイバＰＦＢ３のコアから射出された参照光Ｌ２を平行光にするとともに、反射ミラー１２２により反射された参照光Ｌ２を光ファイバＰＦＢ３のコアに集光する機能を有している。また、第２光学レンズ１２１ｂは、第１光学レンズ１２１ａにより平行光にされた参照光Ｌ２を反射ミラー１２２上に集光するとともに、反射ミラー１２２により反射された参照光Ｌ２を平行光にする機能を有している。
【００７６】
したがって、光ファイバＰＦＢ３から射出した参照光Ｌ２は、第１光学レンズ１２１ａにより平行光になり、第２光学レンズ１２１ｂにより反射ミラー１２２上に集光される。その後、反射ミラー１２２により反射された参照光Ｌ２は、第２光学レンズ１２１ｂにより平行光になり、第１光学レンズ１２１ａにより光ファイバＰＦＢ３のコアに集光される。
【００７７】
さらに光路長調整手段１２０は、第２光学レンズ１２１ｂと反射ミラー１２２とを固定した可動ステージ１２３と、該可動ステージ１２３を第１光学レンズ１２１ａの光軸方向に移動させるミラー移動手段１２４とを有している。そして可動ステージ１２３が矢印Ａ方向に移動することにより、参照光Ｌ２の光路長が変更するよう構成されている。
【００７８】
合波手段１３８は、前述のとおり２×２の光ファイバカプラからなり、光路長調整手段１２０により光路長が変更された参照光Ｌ２と測定対象Ｓからの反射光Ｌ３とを合波しこれらの干渉光Ｌ４を導波する光ファイバＰＦＢ４を介して干渉光検出手段１４０側に射出するように構成されている。
【００７９】
干渉光検出手段１４０は、合波手段１３８により合波された反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４を検出する。上記干渉光検出手段１４０は例えばパーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムからなる画像取得手段１５０に接続され、画像取得手段１５０はＣＲＴや液晶表示装置等からなる表示装置１６０に接続されている。画像取得手段１５０は、干渉光検出手段１４０により検出された干渉光Ｌ４を周波数解析することにより測定対象Ｓの各深さ位置における反射光Ｌ３の強度を検出し、測定対象Ｓの断層画像を取得する。この断層画像は表示装置１６０により表示される。
【００８０】
ここで、干渉光検出手段１４０および画像取得手段１５０における干渉光Ｌ４の検出および画像の生成について簡単に説明する。なお、この点の詳細については「武田  光夫、「光周波数走査スペクトル干渉顕微鏡」、光技術コンタクト、２００３、Ｖｏｌ４１、Ｎｏ７、ｐ４２６−ｐ４３２」に詳しい記載がなされている。
【００８１】
測定光Ｌ１が測定対象Ｓに照射されたとき、測定対象Ｓの各深さからの反射光Ｌ３と参照光Ｌ２とがいろいろな光路長差をもって干渉しあう際の各光路長差ｌに対する干渉縞の光強度をＳ（ｌ）とすると、干渉光検出手段１４０において検出される光強度Ｉ（ｋ）は
【数１】
2009283736.tif 000003
【００８２】
で表される。ここで、ｋは波数、ｌは光路長差である。式（１）は波数ｋを変数とする光周波数領域のインターフェログラムとして与えられていると考えることができる。このため、画像取得手段１５０において、干渉光検出手段１４０が検出した干渉光をフーリエ変換にかけて周波数解析を行い、干渉光Ｌ４の光強度Ｓ（ｌ）を決定することにより、測定対象Ｓの各深さ位置における反射情報を取得し、断層画像を生成することができる。そして、生成された断層画像は、表示装置１６０において表示される。
【００８３】
次に、上記構成を有する光断層画像取得装置１００の動作例について説明する。まず、可動ステージ１２３が矢印Ａ方向に移動することにより、測定可能領域内に測定対象Ｓが位置するように光路長の調整が行われる。その後、光源ユニット１１０から光Ｌが射出され、光Ｌは光分割手段１１８により測定光Ｌ１と参照光Ｌ２とに分割される。測定光Ｌ１はプローブ１３０により体腔内に導波され測定対象Ｓに照射される。そして、測定対象Ｓからの反射光Ｌ３が反射ミラー１２２において反射した参照光Ｌ２と合波手段１３８により合波され、反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４が干渉光検出手段１４０により検出される。この検出された干渉光Ｌ４の信号が画像取得手段１５０において周波数解析されることにより断層画像が取得される。このように、ＳＳ−ＯＣＴ計測により断層画像を取得する光断層画像取得装置１００においては、干渉光Ｌ４の周波数および光強度に基づいて各深さ位置における画像情報を取得するようになっており、反射ミラー１２２の矢印Ａ方向の移動は測定対象の深さ方向について断層画像信号を得る位置の調整に用いられる。
【００８４】
ここで、プローブ１３０のプリズムミラー１３３を駆動することにより、測定対象Ｓに対して測定光Ｌ１をＸ方向に走査させ、これと直交するＹ方向にプローブを移動させれば、この２次元走査領域の各部分において走査対象Ｓの深さ方向の情報が得られるので、この２次元領域内のＸ，Ｙ双方向についての断層画像を取得することができる。
【００８５】
本実施形態の光断層画像取得装置１００においては、光源ユニットとして、本発明の光半導体素子を備えた可変レーザ装置を用いることにより、生体における吸収損失および散乱損失が少なく、かつ生体の主な構成物質である水による分散の影響を受けにくい波長帯の低コヒーレンス光を測定光とすることができ、良好な画質の断層画像を取得することができる。本発明の光半導体素子は、複数の量子井戸層の組成比を互いに異なるものとすることにより、波長帯域を広帯域化することができるため、この素子を備えた光源ユニットを有することにより、分解能の高い光断層画像を取得することができる。
【００８６】
＜第２の実施形態の光断層画像取得装置＞
次に、本発明の第２の実施形態による光断層画像取得装置について図９を参照して説明する。なお、第２の実施形態である光断層画像取得装置２００は、いわゆるＳＤ−ＯＣＴ計測を行うことにより断層画像を取得するＳＤ−ＯＣＴ装置であって、図８の光断層画像取得装置１００と異なる点は光源ユニットおよび干渉光検出手段の構成である。図９の光断層画像取得装置２００において図８の光断層画像取得装置１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８７】
光断層画像取得装置２００が有する光源ユニット２１０は、図１に示した光半導体素子２０と、この光半導体素子２０から射出された低コヒーレンス光Ｌを光ファイバＰＦＢ１内に入射するための光学系２１２とを有している。光半導体素子２０は中心波長1.2μｍの光を発光するＳＬＤとして機能する素子である。
【００８８】
一方、干渉光検出手段２４０は、合波手段１３８により合波された反射光Ｌ３と参照光Ｌ２との干渉光Ｌ４を検出するものであって、連続的で広帯域の発光波長スペクトルを有する干渉光Ｌ４を波長帯域毎に分光する分光手段２４２と、分光手段２４２により分光されたスペクトルの干渉光Ｌ４を検出するアレイ型の光検出手段２４４とを有している。この分光手段２４２はたとえば回折光学素子等により構成されており、光ファイバＰＦＢ４からコリメータレンズ２４１を介して入射される干渉光Ｌ４を分光し、光検出手段２４４側に射出するようになっている。
【００８９】
また、アレイ型の光検出手段２４４は、たとえば１次元あるいは２次元にＣＣＤ等の光センサを配置した構造を有し、光センサが光学レンズ２４３を介して入射される干渉光Ｌ４のスペクトルを検出するようになっている。ここで、干渉光検出手段２４０において、光源ユニット２１０のスペクトルに反射情報の関数をフーリエ変換したものを加えた干渉光Ｌ４が観測される。そして、干渉光検出手段２４０において検出された干渉光Ｌ４を画像取得手段１５０において周波数解析することにより、測定対象Ｓの各深さ位置における反射情報を取得し、断層画像を生成する。生成された断層画像は、表示装置１６０において表示される。
【００９０】
本実施形態の光断層画像取得装置２００は、本発明の光半導体素子を備えた光源ユニットを有するものであり、生体における吸収損失および散乱損失が少なく、かつ生体の主な構成物質である水による分散の影響を受けにくい波長帯の低コヒーレンス光を測定光とすることができ、良好な画質の断層画像を取得することができる。本発明の光半導体素子は、容易に低コヒーレンス光の波長帯域を広帯域化することができるため、この素子を備えた光源ユニットを有することにより、分解能の高い光断層画像を取得することができる。
【００９１】
＜第３の実施形態の光断層画像取得装置＞
次に、本発明の第３の実施形態による光断層画像取得装置について図１０を参照して説明する。なお、第３の実施形態である光断層画像取得装置３００は、いわゆるＴＤ−ＯＣＴ計測を行うことにより断層画像を取得するＴＤ−ＯＣＴ装置であって、図９の光断層画像取得装置２００と異なる点は光路長調整手段および干渉光検出手段の機能である。図１０の光断層画像取得装置３００において図９の光断層画像取得装置２００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９２】
光断層画像取得装置３００の光路長調整手段３２０は、光断層画像取得装置１００の光路長調整手段１２０と同様の構成を有するが、測定対象Ｓ内の測定位置を深さ方向に変化させるために、参照光Ｌ２の光路長を変える機能を有している。さらに、光断層画像取得装置３００では、参照光Ｌ２の光路中（光ファイバＰＦＢ３）に位相変調器３２５が配置されており、参照光Ｌ２に対しわずかな周波数シフトを与える機能を有している。そして、光路長調整手段３２０および位相変調器３２５により光路長の変更および周波数シフトがなされた参照光Ｌ２が合波手段１３８に導波されるようになっている。
【００９３】
また、光断層画像取得装置３００の干渉光検出手段３４０は、たとえばヘテロダイン検波により干渉光Ｌ４の光強度を検出するようになっている。具体的には、測定光Ｌ１の全光路長と反射光Ｌ３の全光路長との合計が、参照光Ｌ２の全光路長と等しいときに、参照光Ｌ２と反射光Ｌ３との差周波数で強弱を繰り返すビート信号が発生する。光路長調整手段３２０により光路長が変更されていくにつれて、測定対象Ｓの測定位置（深さ）が変わっていき、干渉光検出手段３４０は各測定位置における複数のビート信号を検出するようになっている。なお、測定位置の情報は光路長調整手段３２０から画像取得手段１５０へ出力される。そして、干渉光検出手段３４０により検出されたビート信号と、ミラー移動手段２４における測定位置の情報とに基づいて断層画像が生成される。生成された断層画像は、表示装置１６０において表示される。
【００９４】
ここで、第３の実施形態の光断層画像取得装置３００は、第２の実施形態の光断層画像取得装置２００と同様に、本発明の光半導体素子を備えた光源ユニットを有するものであり、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施形態に係る光半導体素子を示す斜視図
【図２】実施形態に係る光半導体素子の製造工程を示す図（その１）
【図３】実施形態に係る光半導体素子の製造工程を示す図（その２）
【図４】実施形態に係る光半導体素子の発光スペクトルを示す図
【図５】障壁層の厚みと発光波長との関係を示す図
【図６】障壁層の厚みと推定寿命との関係を示す図
【図７】本発明の光半導体素子を備えた波長可変レーザの概略構成を示す図
【図８】本発明の光半導体素子を備えた光断層画像取得装置の概略構成を示す図
【図９】本発明の光半導体素子を備えた光断層画像取得装置の概略構成を示す図
【図１０】本発明の光半導体素子を備えた光断層画像取得装置の概略構成を示す図
【図１１】発光波長と推定寿命との関係を示す図
【符号の説明】
【００９６】
１    ｎ型ＧａＡｓ基板
２    ｎ型ＧａＡｓバッファ層
３    ｎ型下部クラッド層３
４    ノンドープＧａＡｓ下部光ガイド層
５    多重量子井戸活性層（多重量子井戸構造）
５ａ1、５ａ2    量子井戸層
６    ノンドープＧａＡｓ上部光ガイド層
７    ｐ型上部第１クラッド層
８    ｐ型エッチングストップ層
９    ｐ型上部第２クラッド層
１０    ｎ型電流ブロック層
１１    ｐ型上部第３クラッド層
１２    ｐ型コンタクト層
１３    ｎ側電極
１４    ｐ側電極
１８、１９    素子端面
２０、７１    光半導体素子
７０    波長可変レーザ装置
【図１】
2009283736.tif 000004
【図２】
2009283736.tif 000005
【図３】
2009283736.tif 000006
【図４】
2009283736.tif 000007
【図５】
2009283736.tif 000008
【図６】
2009283736.tif 000009
【図７】
2009283736.tif 000010
【図８】
2009283736.tif 000011
【図９】
2009283736.tif 000012
【図１０】
2009283736.tif 000013
【図１１】
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