光デバイス講座

SLDとは？ LDやLEDとの違いは？

SLDは、LD（Laser Diode）並みの出力、LED（Light Emitting Diode）並みの低コヒーレンス性、および広いスペクトラム幅を兼ね備えた光デバイスです。SLDを使用することでコヒーレンスノイズが低減され、高精度測定が可能となることから、光応用計測分野や医療イメージング分野ほか、幅広いセンシング分野で用いられています。

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SLDとLD、LEDの特性比較

SLDとLDおよびLEDとの性能を比較し、下表に示します。

項目	Laser Diode	SLD	Light Emitting Diode
発光状態	端面の反射率 R1 < R2	両端面 無反射コーティング
放出光	誘導放出光	増幅された自然放出光	自然放出光
スペクトル幅	数nm以下	10～50nm	～100nm
コヒーレンス長	数10cm～数m	40～50µm	～20µm
光出力	数100mW	～10mW	数mW
ファイバ結合性	〇	〇	×

SLDの動作原理

SLDの動作原理は、まず自然放出光を発生させ、これを活性層の光学利得で増幅して出力します。模式的にあらわすと、下図のようになります。

SLDのスペクトル幅は、LDのような誘導放出光と比較すると広くなります。ただし、LEDのような自然放出光を、帯域が制限された光学利得で増幅させているため、スペクトル幅はLEDよりも狭くなります。このように、SLDのスペクトル幅は、LDとLEDの中間に位置するような特性となります。800nm帯SLDのスペクトルを例に示すと、下図のようになります。

SLDを使用する利点

SLDのメリットとして、LDの光よりも可干渉性（＝コヒーレンス性）が低いため、コヒーレンスノイズを低く抑えることができます。光の干渉計測にSLDを使用する例では、被測定物の表面での乱反射（＝スペックルノイズ）を抑制できます。

また、ある程度の幅を持ったスペクトル性能を持っているため、干渉計測では高分解能を得ることができます。アンリツでは、OCT用として開発した広帯域のSLDをラインアップしております。

さらに、SLDはLDのような指向性を持っているため、光ファイバへの集光や、空間的に長距離を飛ばすことが可能です。したがって、光源から離れた場所に点光源を作ることができるため、センシング用途ではセンサ付近の周囲温度の影響を受けにくくなります。アンリツでは、あらかじめ光ファイバに集光させたSLD円筒モジュール、およびSLDバタフライモジュールをラインアップしておりますので、ぜひご活用ください。

SLDホワイトペーパー

SLDホワイトペーパーは、SLDを基礎から知りたい方や、構造や特長を詳しく知りたい方、これから活用してみたい方などに最適な内容です。基本的な構造、代表的な素子特性、特性比較から、信頼性、応用分野に至るまで初歩から実用面まで、幅広く解説しています。SLDの特性と有用性をご理解いただき、幅広い分野でご利用いただけることを期待しています。

目次

• 1 はじめに
• 2 SLDの基礎
  • 2.1 SLDの特長
  • 2.2 SLDの素子構造
  • 2.3 コヒーレンス特性
• 3 SLD特性
  • 3.1 モジュール特性
  • 3.2 信頼性
• 4 応用分野
  • 4.1 OCT(医用＆工業)
  • 4.2 白色干渉計
  • 4.3 光ファイバセンサ
  • 4.4 その他
• 5 参考文献

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