JPH01317236A - 半導体発光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って木発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ０発明の概要 Ｃ０従来技術 り０発明が解決しようとする問題点 Ｅ０問題点を解決するための手段 Ｆ１作用 Ｇ、実施例［第１図乃至第４図］ Ｈ８発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明は半導体発光装置、特にハイパワーの半導体発光
装置に関する。

（Ｂ、発明の概要） 木発明は、ハイパワーの半導体発光装置において、 信頼度を高めるためあるいはメンテナンスを容易にする
ため、 複数の発光素子を用い、それ等の一部を休止状態として
他の発光素Ｙを動作させるものである。

（Ｃ，従来技術） 半導体レーザは光ピツクアップ用の光源、光通信用の光
源として非常に多く用いられている。そして、光ピツク
アップ用の光源として用いる場合において光ピツクアッ
プがコンバクディスクプレイヤー用あるいはビデオディ
スク用であれば半導体レーザの出力は例えば２ｍＷ程度
で良く、Ｔ−導体レーザにはハイパワーであることが要
求されない。また、光通信用の光源として用いる場合に
おいてもハイパワー化は必要としない。

しかし、光磁気ディスク記録再生装置用光ピツクアップ
に用いる半導体レーザはハイパワーであることが要求さ
れる。というのは、半導体レーザの信号を読み取るとき
の出力は例えば２ｍＷ程度と小さくて済むが、信号の記
録をするときは例えば４０ｍＷに大きくする必要がある
からである。

また、半導体レーザをハイパワー化することによって半
導体レーザの用途が拡大し、例えば溶接、半田付け、手
術用メス、カッター等にも使用することか可能になる。

勿論、ハイパワー化は半導体レーザ以外のレーザにおい
ては従前から実現されているか、量産性に優れ低価格化
か容易て小型化し易く、月つ出力制御等が容易て使い勝
手が良い等の各種利点を有する半導体レーザにより溶接
、半■１付は等か出来ると産業上更には医学上等のメリ
ットが非常に大きい。従って、半導体レーザのハイパワ
ー化に対する期待が高まりている。

そして、そのハイパワー化の要請に応えるための技術開
発が為されており、例えば実願昭６２−９４２２６号に
より提案された技術はその開発の過程で産まれた技術の
一つである。ちなみに、この技術は複数のレーザダイオ
ードチップから出力されたレーザビームを一つの導波路
に導光して該導波路からハイパワーのレーザビームを出
射するようにしたものである。

そして、技術開発の継続によって既にＩＷのパワーを出
力することは実現しており、それ以上のパワーアップも
充分にｉＴ能なまでにハイパワー化技術の水準が高くな
っている。

（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）ところで、半導
体レーザのハイパワー化によって用途が拡大すると、そ
れに伴って半導体レーザの信頼度も非常に重要になる。

例えば、レーザメスで手術をしている途中でレーザ出力
が急に低重して手術か不能になったりすると患者の生命
が危険になる。従って、レーザメスの光源として半導体
レーザを用いた場合、その半導体レーザに非常に高い信
頼度を持つことが要求されることになる。また、万一半
導体レーザに故障が起きた場合においても容易にメンテ
ナンスを行うことができるようにすることが必要とされ
る。

そこて、本発明は半導体発光装置の信頼度を高め、寿命
を高め更にはメンテナンスを容易にないしは不要にする
ことを目的とする。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 本発明半導体発光装置は上記問題点を解決するため、複
数の発光素子を用い、それ等の一部を休止状態として他
の発光素子を動作させることを特徴とする。

また、本発明半導体発光装置の第２のものは、」−把手
導体発光装置に、休止状態の発光素子を動作させ他の発
光素子を休止状態に切換える切換手段を付加したことを
特徴とする。

（Ｆ、作用） 本発明半導体発光装置によれば、動作している発光素子
に異常が起きたときにはその発光素子に代って休止状態
の発光素ｆを動作させることによってその異常に対応す
ることかできる。従って、メンテナンスが非常に容易に
なる。

本発明半導体発光装置の第２のものによれば、動作して
いる発光素子にパワーダウン等の異常か起きたときその
発光素子から休止状態の発光素子への動作の切換か切換
手段によって自動的に行われるので、異常が起きても自
動的に修理が為され、出力を一定に保つことができる。

従って、個々の発光素子が持つ信頼度よりも半導体発光
装置全体としてのイに傾度を飛躍的に高くすることがで
き、また長寿命化を図ることかでき、更にはメンテナン
スを不要にすることができる。

（Ｇ、実施例）［第１図乃至第４図］ 以下、本発明半導体発光装置を図示実施例に従って詳細
に説明する。

第１図は本発明半導体発光装置の一つの実施例を示す構
成図である。

図面において、１ａ及び１ｂは互いに光軸が直交するよ
うに配置されたレーザダイオード、２ａ、２ｂはレーザ
ダイオードＩａ、ｌｂから出射されたレーザビームＬＢ
を集束する集光レンズ、３は偏光板で、レーザダイオー
ド１ａと１ｂから出射された２つのレーザビームＬＢの
光軸の交わるところにおいてその２つのレーザビームＬ
Ｂに対して４５°傾いた角度で配置されている。そして
、レーザダイオード１ａの光軸な中心とする回転方向に
おける向きは、出射されるレーザビームＬＢが偏光板３
を透過する向きにされているのに対して、レーザダイオ
ード１ｂのそれは出射されるレーザビームＬＢが偏光板
３によって反射される向きにされている。

４は光ファイバで、偏光板３を透過した半導体レーザ１
ａからのレーザビームＬＢと、偏光板３で反射された半
導体レーザ１ｂからのレーザビームＬＢを受光して伝送
し得るように配置されている。

この半導体発光装置は、通常時においてはレーザダイオ
ード１ａが発光動作をし、レーザタイオー）：’　１　
ａから出射されたレーザビームＬＢが集光レンズ２ａに
より集光され偏光板３を透過し、光ファイバ４によって
伝送されるのに対して、レーザダイオード１ｂか休止状
態に保たれ発光動作をしないようになっている。

従って、レーザタイオート１ａに出力低下、動作不能が
生じた場合には、レーザダイオード１ａを駆動回路から
切り離し、レーザダイオード１ｂを駆動回路に接続して
レーザダイオード１ａの代りに発光動作をさせれば良く
、メンテナンスが容易に行い得る。

第２図は本発明半導体発光装置の第２の実施例を示す構
成図である。本実施例は、２つのレーザダイオード１ａ
と１ｂの出射するレーザビームの波長を互いに異ならせ
ると共に偏光板に代えて波長選択ミラー（ダイクロイッ
クミラー）５を用いるようにした点と、動作するレーザ
ダイオードの異常発生時における１ａから１ｂへの切換
を切換回路によって自動的に行うようにした点で第１図
に示した第１の実施例と異なっている。

具体的に説明すると、レーザダイオード１ａはλ１の波
長のレーザビームＬＢを発生し、レーザダイオード’　
ｔ　ｂはλ２の波長のレーザビームＬＢを発生し、そし
て、λ２の波長の光のみを反射する波長選択ミラー５が
第１の実施例における偏光板３に代えて用いられている
。

そして、切換回路６はレーザダイオード１ａ、１ｂの出
力モニター信号を検知し、検知結果に応じて動作するレ
ーザダイオードを１ａと１ｂの間で切換える動作を自動
的に行うことができる。具体的には、通常時においては
レーザダイオード１ａを発光動作させ、それから出射さ
れたレーザビームＬＢ（λ１）が光ファイバ４によって
伝送されるようにし、そしてレーザビームＬＢのパワー
をレーザタイオード１ａに内蔵された出力モニターの出
力信号を取り込むことにより把握し、その値が常にやめ
設定された所定の値に保たれるようにレーザタイオード
１ａのパワーコントロール（ＡＰＣ）をする。そして、
若し、レーザダイオード１ａに異常が起き出力低下ある
いは動作が停止したときはそのことをレーザダイオード
ｌａのモニターの出力信号の変化から検知し、その後直
ちにレーザタイオート１ａへの点灯電圧の供給を停止し
、レーザダイオード１ｂへの点灯電圧の供給を開始しレ
ーザタイオード１ｂをその出力か上記所定値になるよう
にコントロールする。

この動作するレーザダイオードの切換は瞬時に自動的に
行われ、レーザダイオード１　ａに異常があフても半導
体発光装置としての出力には何等変化がなく、外見上特
に異常が発生したとは察知されないようにてき、装置に
対する使用者の安心感を高めることがてきる。勿論、半
導体発光装置の信頼度をレーザダイオードに固有の信頼
度よりも飛躍的に高くすることができるし、半導体発光
装置全体としての寿命もレーザダイオードに固有の寿命
よりも長くすることができる。そして、異常が起きた場
合のレーザダイオードの切換を自動的に行うのでメンテ
ナンスを必要でなくすことがてきるのである。

第３図は本発明半導体発光装置の第３の実施例を示すも
ので、レーザダイオード１の数を３個（ｌａ、１ｂ、ｌ
ｃ）にし、通常時はレーザダイオード１ａ及び１ｂが発
光動作をし、レーザダイオード１ｃが休止状態に保たれ
る。そして、レーザダイオード１ａ、１ｂのいずれか１
つに異常か起きたときはその異常の起きたレーザダイオ
ード１ａあるいは１ｂに代ってレーザダイオードＩＣが
発光動作をするようにする。２Ｃはレーザダイオード１
ｃのレーザビームを集光するレンズ、５ｂは波長選択ミ
ラーである。

この実施例によってもよりパワーをアップし、寿命を長
くし、信頼度を高めることができる。

というのは、先ず、動作するレーザビームの数が複数な
ので、１個レーザビームの出力よりも大きい出力を半導
体発光装置の出力として得ることができるので半導体発
光装置のパワーパアップを図ることができるのである。

そして、動作するレーザビームが複数なので、各レーザ
ビームを最大出力よりも適宜少ない出力て動作させても
半導体発光装置の出力は１個のレーザビームを使用した
場合に比較して相当に大きくすることがてき、従って、
各レーザビームの出力を最大出力よりも適宜小さい値に
してレーザビームの寿命、信頼度をより高めることがで
きる。そして、仮にその動作するレーザビームの一つに
異常が起きても休止状態にあるレーザダイオードＩＣか
自動的にそれに代って動作するので半導体発光装置とし
ての寿命、信頼度が非常に向上するのである。

第４図は本発明半導体発光装置の第４の実施例を示すも
ので、本実施例は常時動作するレーザダイオードの数を
３個にしたものであり、１ａ〜１ｃが通常時に動作する
レーザダイオード、１ｄが休止状態に保たれる予備のレ
ーザダイオードである。２ｄはレーザダイオード１ｄの
レーザビームを集光するレンズ、３ａ、３ｂは偏光板、
５は波長選択ミラーである。

この実施例によれば第３図に示す実施例よりも更にパワ
ーをアップし、信頼度の向上を図り、長寿命化を図るこ
とができる。

尚、複数のレーザダイオードからのレーザビームを１つ
の光路に通すようにするものとして偏光板３を用いても
波長選択ミラー５を用いても良い。

尚、複数のレーザダイオードからのレーザビームを１つ
の光路に通すようにするものとしては偏光板３と波長選
択ミラー５のいずれを用いても良いし、また偏光板３や
波長選択ミラー５を用いず実願昭６２−９４２２６て提
案された技術のように分岐を有する導波路を用いるよう
にしても良い。

（Ｈ，発明の効果） 以−にに述べたように、本発明半導体発光装置の第１の
ものは、複数の発光素子を仔し、該複数の発光素子の少
なくとも一つの発光素子を休止状態として他の発光素子
を動作させるようにしてなることを特徴とするものであ
る。

従って、本発明半導体発光装置の第１のものによれば、
動作している発光素子に異常が起きたときにはその発光
素子に代って休止状態の発光素子を動作させることによ
ってその異常に対応することかできる。従って、メンテ
ナンスが非常に容易になる。

本発明半導体発光装置の第２のものは、第１のものに、
休止状態の発光素子を動作させ他の発光素子を休止状態
にする切換手段を付加したものである。

本発明半導体発光装置の第２のものによれば、動作して
いる発光素イにパワータウン等の異常が起きたときその
発光素子から休止状態の発光素子への動作の切換が切換
手段によって自動的に行われるのて、異常が起きても自
動的に修理が為され、出力を一定に保つことができる。

従って、個々の発光素子が持つ信頼度よりも半導体発光
装置全体としての信頼度を飛躍的に高くすることがてき
る。また、メンテナンスを不要にすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明半導体発光装置の第１乃至第
４の実施例を示す構成図である。 符号の説明 ｌａ〜１ｄ・・・発光素子、 ６・・・切換手段。 出　願　人　　ソニー株式会社 代理人弁理士　　　尾　　川　　秀　　昭階 蝋 射 妙

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の発光素子を有し、 上記複数の発光素子の少なくとも一つの発光素子を休止
   状態として他の発光素子を動作させるようにしてなるこ
   とを特徴とする半導体発光装置
2. （２）休止状態の発光素子を動作させ他の発光素子を休
   止状態にする切換手段を有する ことを特徴とする請求項（２）に記載の半導体発光装置