超放射発光ダイオードは光ファイバジャイロの核心部品として、その性能が光ファイバジャイロの精度に直接影響を与える。超放射発光ダイオードの出力光パワーが高いほど、光ファイバジャイロの受信信号の信号対雑音比が良くなる。InP/AlGaInAs 増幅材料は電子閉じ込め効率が高いという利点を持つが、Al元素が酸化しやすいため応用信頼性の問題に直面している。本研究では増幅材料として InP/InGaAsP を採用し、外延構造上に広帯域ギャップ電子遮断層を設けることで量子井戸の電子閉じ込め効率を向上させた。実験結果ではレーザーチップの最大出力光パワーが69 mWから92 mWに向上した。これを基に材料の堆積速度を最適化し、増幅領域および歪み電子遮断層の材料品質を改善した。結果として、レーザーチップの信頼性は著しく向上し、1000時間の寿命エージング後も閾値および出力変化率は許容範囲内にあった。最後に超放射発光ダイオードチップの製作を行った。テストの結果、電子遮断層により室温でのSLDチップの飽和出力光パワーが19 mWから24 mWに向上し、飽和動作電流も増加し、スペクトル幅は80 nmに達し、スペクトル中心波長は1500 nm付近であった。チップは1000時間の寿命エージング後も閾値および光出力変化が安定しており、性能劣化サンプルは現れなかった。

超放射発光ダイオード;InP/InGaAsP;電子遮断構造;材料成長速度