JPH02271586A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH02271586A JPH02271586A JP1093580A JP9358089A JPH02271586A JP H02271586 A JPH02271586 A JP H02271586A JP 1093580 A JP1093580 A JP 1093580A JP 9358089 A JP9358089 A JP 9358089A JP H02271586 A JPH02271586 A JP H02271586A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光ディスク、レーザビームプリンタ等の光
源として用いられる半導体レーザ装置に関し、特に複数
のレーザ発光領域からのレーザ光を独立にモニタできる
半導体レーザ装置に関するものである。
源として用いられる半導体レーザ装置に関し、特に複数
のレーザ発光領域からのレーザ光を独立にモニタできる
半導体レーザ装置に関するものである。
第５図は２ビ一ムアレイ半導体レーザダイオード素子を
用いた従来の半導体レーザ装置の構成を示す図であり、
図において、１は２つの発光部を有する２ビ一ムアレイ
半導体レーザダイオード（２ビームアレイＬＤと略す）
素子、２は２ビームアレイＬＤ素子１を固着するサブマ
ウント、３は２ビームアレイＬＤ素子１の後端面より出
射する光束を受光する光検知器、４はサブマウント２及
び光検知器３を固着するテスム、Ａ、Ｂはそれぞれ２ビ
ームアレイＬＤ素子１の前端面より出射する光束、Ａ”
、Ｂ”は２ビームアレイＬＤ素子１の後端面より出射す
る光束で、それぞれ光束Ａ。
用いた従来の半導体レーザ装置の構成を示す図であり、
図において、１は２つの発光部を有する２ビ一ムアレイ
半導体レーザダイオード（２ビームアレイＬＤと略す）
素子、２は２ビームアレイＬＤ素子１を固着するサブマ
ウント、３は２ビームアレイＬＤ素子１の後端面より出
射する光束を受光する光検知器、４はサブマウント２及
び光検知器３を固着するテスム、Ａ、Ｂはそれぞれ２ビ
ームアレイＬＤ素子１の前端面より出射する光束、Ａ”
、Ｂ”は２ビームアレイＬＤ素子１の後端面より出射す
る光束で、それぞれ光束Ａ。
Ｂと同一の共振器より出射する。
次に動作について説明する。２ビームアレイＬＤ素子１
に電流を印加することにより前端面から光束Ａ及びＢ、
後端面からは光束Ａ′及びＢ′が放射される。光束Ａ、
Ｂと光束Ａ’、Ｂ’はそれぞれ同一の共振器より放射
されているので、光束Ａと光束Ａ′、及び光束Ｂと光束
Ｂ′の光強度は比例関係になる。従って、光検知器３に
より、２ビームアレイＬＤ素子ｌの裏面から出射する光
束Ａ’、Ｂ’の光強度を検出することにより、光束Ａ、
Ｂの光強度をモニタすることができる。
に電流を印加することにより前端面から光束Ａ及びＢ、
後端面からは光束Ａ′及びＢ′が放射される。光束Ａ、
Ｂと光束Ａ’、Ｂ’はそれぞれ同一の共振器より放射
されているので、光束Ａと光束Ａ′、及び光束Ｂと光束
Ｂ′の光強度は比例関係になる。従って、光検知器３に
より、２ビームアレイＬＤ素子ｌの裏面から出射する光
束Ａ’、Ｂ’の光強度を検出することにより、光束Ａ、
Ｂの光強度をモニタすることができる。
一方２ビームアレイＬＤ装置は、その利用上２つの発光
部を独立に発光させて使用することがあるので、２ビー
ムアレイＬＤ素子１及びサブマウント２は２つの発光部
を電気的に分離するために分離溝などを設けた構成とな
っている。また発光部間隔は１００〜２００μｍ程度で
ある。
部を独立に発光させて使用することがあるので、２ビー
ムアレイＬＤ素子１及びサブマウント２は２つの発光部
を電気的に分離するために分離溝などを設けた構成とな
っている。また発光部間隔は１００〜２００μｍ程度で
ある。
従来の半導体レーザ装置は以上のように構成されており
、２ビームアレイＬＤ素子ｌの裏面から出射する光束Ａ
′及びＢ′が２つの発光部を結ぶ方向に向かって１０°
〜１５°程度の拡がり角を有するため、光検知器３上で
は光束Ａ′と光束Ｂ′が重なる。従って２つの発光部が
独立に発光できる様な構成をとっているにもかかわらず
、光束Ａ′及び光束Ｂ′の光強度を独立に光検知器３で
モニタできないという問題点があった。また光検知器に
よる検知効率を向上するために、縦方向に広がったレー
ザも十分に受光できるようにステムを用いて光検知器を
立体的に組み立てているが、このような構成ではレーザ
素子および光検知器へのボンディングを９０”位置を変
えて行なわなければならず、工程が煩雑になるという問
題点があった。
、２ビームアレイＬＤ素子ｌの裏面から出射する光束Ａ
′及びＢ′が２つの発光部を結ぶ方向に向かって１０°
〜１５°程度の拡がり角を有するため、光検知器３上で
は光束Ａ′と光束Ｂ′が重なる。従って２つの発光部が
独立に発光できる様な構成をとっているにもかかわらず
、光束Ａ′及び光束Ｂ′の光強度を独立に光検知器３で
モニタできないという問題点があった。また光検知器に
よる検知効率を向上するために、縦方向に広がったレー
ザも十分に受光できるようにステムを用いて光検知器を
立体的に組み立てているが、このような構成ではレーザ
素子および光検知器へのボンディングを９０”位置を変
えて行なわなければならず、工程が煩雑になるという問
題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、２つ以上の発光部より出射する光束の光強
度をそれぞれ独立にモニタできかつ製造工程が容易な半
導体レーザ装置を得ることを目的とする。
れたもので、２つ以上の発光部より出射する光束の光強
度をそれぞれ独立にモニタできかつ製造工程が容易な半
導体レーザ装置を得ることを目的とする。
この発明に係る半導体レーザ装置は、単一または複数の
半導体レーザ素子を有しその共振器の前。
半導体レーザ素子を有しその共振器の前。
後端面より複数のレーザ光を出射する半導体レーザ素子
部と、上記後端面より出射された複数のレーザ光を導波
し、この際該導波される光束に対して波面変換を行なう
光導波層と、上記後端面出射レーザ光の各々に対応して
設けられ、上記光導波層からの波面変換レーザ光をモニ
タ光として検知する複数の光検知器とを備えたものであ
る。
部と、上記後端面より出射された複数のレーザ光を導波
し、この際該導波される光束に対して波面変換を行なう
光導波層と、上記後端面出射レーザ光の各々に対応して
設けられ、上記光導波層からの波面変換レーザ光をモニ
タ光として検知する複数の光検知器とを備えたものであ
る。
この発明においては、波面変換作用を有する光導波層に
より半導体レーザ素子部の後端面より出射された複数の
レーザ光の各々を複数の光検知器に１対１に対応するよ
うに入射するように導波する構成としたから、２つ以上
の発光部より出射する光束の光強度をそれぞれ独立にモ
ニタできる。
より半導体レーザ素子部の後端面より出射された複数の
レーザ光の各々を複数の光検知器に１対１に対応するよ
うに入射するように導波する構成としたから、２つ以上
の発光部より出射する光束の光強度をそれぞれ独立にモ
ニタできる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図であり、図
において、２０は絶縁性基板、■は基板２０上に固着さ
れた２ビームアレイＬＤ素子、５は基板２０の２ビーム
アレイＬＤ素子１を固着する面に形成されている光導波
層、６は光導波層５内に形成されているレンズ、３１．
３２はそれぞれ２ビームアレイＬＤ素子１の後端面から
出射し、光導波層５内を導波された光束Ａ”、Ｂ”を受
光検知する光検知器、Ａ、Ｂは２ビームアレイＬＤ素子
１の前端面より出射する光束である。
において、２０は絶縁性基板、■は基板２０上に固着さ
れた２ビームアレイＬＤ素子、５は基板２０の２ビーム
アレイＬＤ素子１を固着する面に形成されている光導波
層、６は光導波層５内に形成されているレンズ、３１．
３２はそれぞれ２ビームアレイＬＤ素子１の後端面から
出射し、光導波層５内を導波された光束Ａ”、Ｂ”を受
光検知する光検知器、Ａ、Ｂは２ビームアレイＬＤ素子
１の前端面より出射する光束である。
第２図は第１図の実施例におけるレーザ出射光の集光の
様子を示す光路図であり、図において第１図と同一符号
は同一部分である。
様子を示す光路図であり、図において第１図と同一符号
は同一部分である。
２ビームアレイＬＤ素子ｌは第１図に示すように基板２
０上に固着され、基板２０上の２ビームアレイＬＤ素子
１の後端面の近傍には、Ｔｉを拡散したＬＩＮｂＯ，な
どの強誘電体で形成された光導波層５がスパッタ等の方
法で設けられている。
０上に固着され、基板２０上の２ビームアレイＬＤ素子
１の後端面の近傍には、Ｔｉを拡散したＬＩＮｂＯ，な
どの強誘電体で形成された光導波層５がスパッタ等の方
法で設けられている。
この光導波層５には該層中を導波する拡散光を波面変換
により収束光とするレンズ６がプロトン交換などの方法
で形成されている。そして光検知器３１．３２はそれぞ
れ光導波層５の出力端側の、導波光Ａ”、Ｂ”が集光さ
れる位置に固着されている。
により収束光とするレンズ６がプロトン交換などの方法
で形成されている。そして光検知器３１．３２はそれぞ
れ光導波層５の出力端側の、導波光Ａ”、Ｂ”が集光さ
れる位置に固着されている。
次に動作について説明する。
２ビームアレイＬＤ素子１に電流を印加することにより
、該ＬＤ素子１の前端面からはレーザ光Ａ、Ｂ、後端面
からは前端面のＡ、Ｂにそれぞれ対応してレーザ光Ａ′
、Ｂ’が出射される。レーザ装置においては後端面出射
光を光検知器により受光してこの光出力を検知し、これ
に基づいてレーザ素子に印加する電流の大きさを制御す
ることにより前端面光出力の制御が行なわれる０本実施
例ではＬＤ素子１の後端面から出射したレーザ光Ａ’、
Ｂ′は光導波層５によって導波される。この導波層５に
は上述のように波面変換部であるレンズ６が形成されて
おり、レーザ光Ａ’、Ｂ’はこのレンズ６により拡散光
束から集光光束Ａ“。
、該ＬＤ素子１の前端面からはレーザ光Ａ、Ｂ、後端面
からは前端面のＡ、Ｂにそれぞれ対応してレーザ光Ａ′
、Ｂ’が出射される。レーザ装置においては後端面出射
光を光検知器により受光してこの光出力を検知し、これ
に基づいてレーザ素子に印加する電流の大きさを制御す
ることにより前端面光出力の制御が行なわれる０本実施
例ではＬＤ素子１の後端面から出射したレーザ光Ａ’、
Ｂ′は光導波層５によって導波される。この導波層５に
は上述のように波面変換部であるレンズ６が形成されて
おり、レーザ光Ａ’、Ｂ’はこのレンズ６により拡散光
束から集光光束Ａ“。
Ｂ″に変換され、光導波層５の後端に設けられた光検知
器３２．３１にそれぞれ分離され入射する。
器３２．３１にそれぞれ分離され入射する。
第２図に本実施例の具体的寸法の一例および該装置にお
けるレーザ出射光の光導波層５内での導波の様子を示す
。
けるレーザ出射光の光導波層５内での導波の様子を示す
。
このように本実施例では波面変換作用を有する光導波層
５を設け、これによりＬＤ素子１の後端面出射レーザ光
を導波して光検知器３２．３１にそれぞれ入射させる構
成としたから、従来のように後端面出射光が光検知器上
で重なり合ってしまうことがなく、光検知器３２．３１
により光束Ａ”Ｂ ”の光強度を独立に検知することが
でき、２ビームアレイＬＤ素子１の前面より出射する光
束Ａ。
５を設け、これによりＬＤ素子１の後端面出射レーザ光
を導波して光検知器３２．３１にそれぞれ入射させる構
成としたから、従来のように後端面出射光が光検知器上
で重なり合ってしまうことがなく、光検知器３２．３１
により光束Ａ”Ｂ ”の光強度を独立に検知することが
でき、２ビームアレイＬＤ素子１の前面より出射する光
束Ａ。
Ｂの光強度をモニタすることができる。
また従来の半導体レーザ装置の構成では、モニタ光を効
率よく検出するために光検知器を立体的にステムに取り
つけていたためレーザ素子および光検知器の電極にワイ
ヤボンディングする際にも立体的に行なわなくてはなら
なかったが、本実施例では全てのボンディングを平面的
に行なうことができるので、工程を極めて簡単にするこ
とができる。
率よく検出するために光検知器を立体的にステムに取り
つけていたためレーザ素子および光検知器の電極にワイ
ヤボンディングする際にも立体的に行なわなくてはなら
なかったが、本実施例では全てのボンディングを平面的
に行なうことができるので、工程を極めて簡単にするこ
とができる。
第３図は本発明の第２の実施例による半導体レーザ装置
を示す図であり、第３図（ａ）は斜視図、第３図（ｂ）
は第３図（ａ）中に示すｍｂ−ｍｂ線での断面図である
。
を示す図であり、第３図（ａ）は斜視図、第３図（ｂ）
は第３図（ａ）中に示すｍｂ−ｍｂ線での断面図である
。
これら図において、第１図と同一符号は同−又は相当部
分であり、２１はＳｉ基板、７は絶縁層である。
分であり、２１はＳｉ基板、７は絶縁層である。
末弟２の実施例は基板２１にｎ型Ｓｉ基板を用い、光検
知器を形成しない領域にｐ型不純物を拡散等の方法で導
入し°、光検知器３１．３２を形成する。その後、光導
波層５及びレンズ６を第１の実施例と同様の方法で形成
する。一方、２ビームアレイＬＤ素子１の各発光部を独
立に発光させるためには、Ｓｉ基板を電気的に分離しな
ければならないので、２ビームアレイＬＤ素子ｌを固着
する領域に絶縁層７を設ける。この絶縁層７としてはシ
リコン酸化膜等を用いることができるが、核層をｐ型半
導体層で形成してレーザ駆動電流およびバイアス電流の
方向を考慮してｐ−ｎ接合で絶縁することも可能である
。この後、絶縁層７上に２ビームアレイＬＤ素子１を固
着する。
知器を形成しない領域にｐ型不純物を拡散等の方法で導
入し°、光検知器３１．３２を形成する。その後、光導
波層５及びレンズ６を第１の実施例と同様の方法で形成
する。一方、２ビームアレイＬＤ素子１の各発光部を独
立に発光させるためには、Ｓｉ基板を電気的に分離しな
ければならないので、２ビームアレイＬＤ素子ｌを固着
する領域に絶縁層７を設ける。この絶縁層７としてはシ
リコン酸化膜等を用いることができるが、核層をｐ型半
導体層で形成してレーザ駆動電流およびバイアス電流の
方向を考慮してｐ−ｎ接合で絶縁することも可能である
。この後、絶縁層７上に２ビームアレイＬＤ素子１を固
着する。
次に動作について説明する。
上述のように構成された本実施例の半導体レーザ装置で
は、光導波層５に導かれた光束Ａ’ Ｂ’はレンズ６
で分離集光され光速Ａ’、Ｂ“となって光検知器３２．
３１上通過する。そして光検知器３２．３１により光束
Ａ”、Ｂ”の光強度を相対的に検知でき、第１の実施例
と同様に２ビームレーザアレイＬＤ素子１の前面から放
射する光束Ａ、Ｂの光出力をモニタすることができ渇、
また本実施例では光検知器を基板に作り込んだ構成とし
たから、工程をより簡単にすることができる。
は、光導波層５に導かれた光束Ａ’ Ｂ’はレンズ６
で分離集光され光速Ａ’、Ｂ“となって光検知器３２．
３１上通過する。そして光検知器３２．３１により光束
Ａ”、Ｂ”の光強度を相対的に検知でき、第１の実施例
と同様に２ビームレーザアレイＬＤ素子１の前面から放
射する光束Ａ、Ｂの光出力をモニタすることができ渇、
また本実施例では光検知器を基板に作り込んだ構成とし
たから、工程をより簡単にすることができる。
第４図は本発明の第３の実施例による半導体レーザ装置
を示す断面図であり、図において、第３図ら）と同一符
号は同−又は相当部分であり、８は光検知器３１．３２
上の光導波層５に形成されたグレーティングである。
を示す断面図であり、図において、第３図ら）と同一符
号は同−又は相当部分であり、８は光検知器３１．３２
上の光導波層５に形成されたグレーティングである。
末弟３の実施例では上記第２の実施例と同様の動作で２
ビームレーザアレイＬＤ素子１の前面から放射する光束
Ａ、Ｂの光出力をモニタすることができる。
ビームレーザアレイＬＤ素子１の前面から放射する光束
Ａ、Ｂの光出力をモニタすることができる。
上記第２の実施例においては、光束Ａ” Ｂ″と検知
器３２．３１との結合効率が小さい。そこで、末弟３の
実施例では図に示す様なグレーティング８を設けること
により、光束Ａ”、Ｂ”を光検知器３２．３１の方向へ
回折させるようにしている。これにより光束Ａ′′、Ｂ
”と光検知器３２゜３１間の光結合効率を向上でき、よ
り良好な特性を得ることができる。
器３２．３１との結合効率が小さい。そこで、末弟３の
実施例では図に示す様なグレーティング８を設けること
により、光束Ａ”、Ｂ”を光検知器３２．３１の方向へ
回折させるようにしている。これにより光束Ａ′′、Ｂ
”と光検知器３２゜３１間の光結合効率を向上でき、よ
り良好な特性を得ることができる。
なお、上記いずれの実施例も２ビームアレイＬＤを用い
た半導体レーザ装置について述べたが、発光点は３点以
上であってもよく、また発光点を十分近接させて形成で
きればレーザ素子はモノリシックではなく、各々独立の
レーザ素子を用いて多点発光としてもよい。
た半導体レーザ装置について述べたが、発光点は３点以
上であってもよく、また発光点を十分近接させて形成で
きればレーザ素子はモノリシックではなく、各々独立の
レーザ素子を用いて多点発光としてもよい。
以上のように、この発明によれば、波面変換作用を有す
る光導波層を設けた基板に、複数の発光部を有する半導
体レーザ素子及び複数の光検知器を設は半導体レーザ素
子より出射する光束が光波層により導波された光束が波
面変換され光検知器に入射するように構成したので、複
数の発光部より出射する光束の光強度を独立にモニタす
ることができ、また全体の構成が平面的に構成されてい
るので、組立が容易になる効果がある。
る光導波層を設けた基板に、複数の発光部を有する半導
体レーザ素子及び複数の光検知器を設は半導体レーザ素
子より出射する光束が光波層により導波された光束が波
面変換され光検知器に入射するように構成したので、複
数の発光部より出射する光束の光強度を独立にモニタす
ることができ、また全体の構成が平面的に構成されてい
るので、組立が容易になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の第１の実施例による２ビ一ムレーザ
アレイ半導体レーザ素子を用いた半導体レーザ装置を示
す構成図、第２図は第１図の実施例のレーザ出射光の集
光の様子を示す光路図、第３図（ａ）は本発明の第２の
実施例による半導体レーザ装置を示す構成図、第３図中
）は第３図（ａ）の実施例装置を示す断面図、第４図は
本発明の第３の実施例による半導体レーザ装置を示す断
面図、第５図は従来の２ビ一ムアレイ半導体レーザ装置
を示す図である。 １は２ビ一ムレーザアレイ半導体レーザ素子、５は導波
層、６はレンズ、７は絶縁層、８はグレーティング、２
０は絶縁性基板、２１はｎＹ３ｓｉ基板、３１．３２は
光検知器、Ａ、Ｂ、Ａ”、Ｂ”は光束。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
アレイ半導体レーザ素子を用いた半導体レーザ装置を示
す構成図、第２図は第１図の実施例のレーザ出射光の集
光の様子を示す光路図、第３図（ａ）は本発明の第２の
実施例による半導体レーザ装置を示す構成図、第３図中
）は第３図（ａ）の実施例装置を示す断面図、第４図は
本発明の第３の実施例による半導体レーザ装置を示す断
面図、第５図は従来の２ビ一ムアレイ半導体レーザ装置
を示す図である。 １は２ビ一ムレーザアレイ半導体レーザ素子、５は導波
層、６はレンズ、７は絶縁層、８はグレーティング、２
０は絶縁性基板、２１はｎＹ３ｓｉ基板、３１．３２は
光検知器、Ａ、Ｂ、Ａ”、Ｂ”は光束。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）単一または複数の半導体レーザ素子を有しその共
振器の前、後端面より複数のレーザ光を出射する半導体
レーザ素子部と、 上記後端面より出射された複数のレーザ光を導波し、こ
の際該導波される光束に対して波面変換を行なう光導波
層と、 上記後端面出射レーザ光の各々に対応して設けられ、上
記光導波層からの波面変換レーザ光をモニタ光として検
知する複数の光検知器とを備えたことを特徴とする半導
体レーザ装置。 - （２）上記光導波層はＳｉ基板上に設けられ、かつ上記
光検知器は該Ｓｉ基板に一体的に設けられたものである
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
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