JPH04269885A - 光結合装置およびその製造方法 - Google Patents
光結合装置およびその製造方法Info
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- JPH04269885A JPH04269885A JP3030710A JP3071091A JPH04269885A JP H04269885 A JPH04269885 A JP H04269885A JP 3030710 A JP3030710 A JP 3030710A JP 3071091 A JP3071091 A JP 3071091A JP H04269885 A JPH04269885 A JP H04269885A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザおよび受
光素子を組み合わせた光結合装置の構造およびその製造
方法に関する。
光素子を組み合わせた光結合装置の構造およびその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光結合装置（フオトカプラ）は、発光素
子と受光素子を光学的に結合するよう組み合わせて構成
したもので、入出力間は電気的に絶縁され、光により信
号を伝える特性をもつている。
子と受光素子を光学的に結合するよう組み合わせて構成
したもので、入出力間は電気的に絶縁され、光により信
号を伝える特性をもつている。
【０００３】図４に光結合装置の基本原理図を示す。
【０００４】図において、１は発光素子であつて、発光
効率の高いＧａＡｓ赤外線発光ダイオードが使用され、
２は受光素子であつて、Ｓｉのフオトトランジスタ、フ
オトダイオード、およびフオトサイリスタなどが使用さ
れる。また、最近ではフオトダイオードと信号処理回路
を一つのチツプに集積したＯＰＩＣ受光素子も使用され
ている。なお、図中、３はリードフレーム、４はボンデ
イングワイヤ、５は透明あるいは半透明樹脂、６は黒色
エポキシ樹脂である。
効率の高いＧａＡｓ赤外線発光ダイオードが使用され、
２は受光素子であつて、Ｓｉのフオトトランジスタ、フ
オトダイオード、およびフオトサイリスタなどが使用さ
れる。また、最近ではフオトダイオードと信号処理回路
を一つのチツプに集積したＯＰＩＣ受光素子も使用され
ている。なお、図中、３はリードフレーム、４はボンデ
イングワイヤ、５は透明あるいは半透明樹脂、６は黒色
エポキシ樹脂である。
【０００５】光結合装置は、上述の如く、入出力間が電
気的に絶縁されていること、直流から高周波まで幅広い
信号伝達が可能、信号伝達が一方向性であり出力側での
雑音が入力側に影響しない、論理素子との接続が容易、
小型軽量等といつた特徴を有する。
気的に絶縁されていること、直流から高周波まで幅広い
信号伝達が可能、信号伝達が一方向性であり出力側での
雑音が入力側に影響しない、論理素子との接続が容易、
小型軽量等といつた特徴を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】光結合装置の応答特性
（信号伝達特性）は、主に出力側のフオトトランジスタ
で決まるのが通常であるが、高速応答性の受光素子、例
えばシリコンＰＩＮフオトダイオードを使用した場合に
は、発光ダイオードの応答性が影響を与える。
（信号伝達特性）は、主に出力側のフオトトランジスタ
で決まるのが通常であるが、高速応答性の受光素子、例
えばシリコンＰＩＮフオトダイオードを使用した場合に
は、発光ダイオードの応答性が影響を与える。
【０００７】発光ダイオードのパルス応答性例を図５に
示す。
示す。
【０００８】図示の如く、立ち上がり、立ち下がり時間
は各々約１０ｎｓｅｃであることにより、変調特性は約
５０ＭＨｚが限界であることがわかる。このため、発光
素子に発光ダイオードを使つた光結合装置においては高
速の信号伝達には限界がある。
は各々約１０ｎｓｅｃであることにより、変調特性は約
５０ＭＨｚが限界であることがわかる。このため、発光
素子に発光ダイオードを使つた光結合装置においては高
速の信号伝達には限界がある。
【０００９】そこで、本出願人は、上述の問題点を解決
するため、図６に示すような、高速の信号伝達特性を有
する光結合装置を提案している。
するため、図６に示すような、高速の信号伝達特性を有
する光結合装置を提案している。
【００１０】図６に示した先行技術は、信号伝達特性を
高めるため発光素子として半導体レーザを用いた点に特
徴を有する。すなわち、先行技術では半導体レーザ１０
、および受光素子２が対向して設置されており、半導体
レーザから出射するレーザ光で信号の伝達を行う。
高めるため発光素子として半導体レーザを用いた点に特
徴を有する。すなわち、先行技術では半導体レーザ１０
、および受光素子２が対向して設置されており、半導体
レーザから出射するレーザ光で信号の伝達を行う。
【００１１】半導体レーザのパルス応答特性例を図８に
示す。
示す。
【００１２】図示の如く、立ち上がり、立ち下がり時間
は各々０．３ｎｓｅｃであり、１ＧＨｚ以上の変調が可
能である。
は各々０．３ｎｓｅｃであり、１ＧＨｚ以上の変調が可
能である。
【００１３】ここで、図７に図６に示した光結合装置の
製造方法を示す。
製造方法を示す。
【００１４】まず、リードフレーム３に半導体レーザ１
０とシリコンフオトダイオード２を対向させてダイボン
ドする。続いてボンデイングワイヤ４により半導体レー
ザ１０とシリコンフオトダイオードチツプ２にリード配
線を行う。この後、半導体レーザ１０と、フオトダイオ
ード２とを発振レーザ光に対して透明な樹脂、あるいは
半透明樹脂５でオプテイカルパスを作り、その周囲を難
燃性の黒色エポキシ樹脂６でモールドする。
０とシリコンフオトダイオード２を対向させてダイボン
ドする。続いてボンデイングワイヤ４により半導体レー
ザ１０とシリコンフオトダイオードチツプ２にリード配
線を行う。この後、半導体レーザ１０と、フオトダイオ
ード２とを発振レーザ光に対して透明な樹脂、あるいは
半透明樹脂５でオプテイカルパスを作り、その周囲を難
燃性の黒色エポキシ樹脂６でモールドする。
【００１５】この結果、光結合装置は、発光素子に高速
の応答性を持つ半導体レーザを用いたことにより、高速
の信号伝達が可能となる。
の応答性を持つ半導体レーザを用いたことにより、高速
の信号伝達が可能となる。
【００１６】ここで、半導体レーザの電流−光出力特性
を図１０−Ａ、光結合装置への入力信号を図１０−Ｂ、
光結合装置からの出力信号を図１０−Ｃに示す。
を図１０−Ａ、光結合装置への入力信号を図１０−Ｂ、
光結合装置からの出力信号を図１０−Ｃに示す。
【００１７】図示の如く、図１０−Ｂに示す入力信号に
対し、半導体レーザの電流−光出力特性から図１０−Ｃ
に示す受光素子からの出力信号が得られる。
対し、半導体レーザの電流−光出力特性から図１０−Ｃ
に示す受光素子からの出力信号が得られる。
【００１８】上記半導体レーザの構造をＶＳＩＳ（Ｖ−
ｃｈａｎｎｅｌｅｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｉｎｎ
ｅｒ Ｓｔｒｉｐｅ）構造とした場合の構造概略図を
図９に示す。
ｃｈａｎｎｅｌｅｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｉｎｎ
ｅｒ Ｓｔｒｉｐｅ）構造とした場合の構造概略図を
図９に示す。
【００１９】ＬＰＥ法（液相エピタキシヤル成長法）に
より、ｐ型ＧａＡｓ基板２０上にｎ型ＧａＡｓ電流挟窄
層２１を０．８μｍの厚さに成長させた後幅３μｍ、深
さ１．０μｍのストライプ状溝２２を化学エツチングに
より形成する。この後、２回目のＬＰＥ成長で、ｐ型Ｇ
ａ０．５５Ａｌ０．４５Ａｓクラツド層２３をストライ
プ溝２２の存在しない部分で０．２μｍ、ｐ型Ｇａ０．
８６Ａｌ０．１４Ａｓ活性層２４を０．０６μｍ、ｎ型
Ｇａ０．５５Ａｌ０．４５Ａｓクラツド層２５を１μｍ
、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層２６を２μｍ、連続的に成
長させ、電極２７を形成している。
より、ｐ型ＧａＡｓ基板２０上にｎ型ＧａＡｓ電流挟窄
層２１を０．８μｍの厚さに成長させた後幅３μｍ、深
さ１．０μｍのストライプ状溝２２を化学エツチングに
より形成する。この後、２回目のＬＰＥ成長で、ｐ型Ｇ
ａ０．５５Ａｌ０．４５Ａｓクラツド層２３をストライ
プ溝２２の存在しない部分で０．２μｍ、ｐ型Ｇａ０．
８６Ａｌ０．１４Ａｓ活性層２４を０．０６μｍ、ｎ型
Ｇａ０．５５Ａｌ０．４５Ａｓクラツド層２５を１μｍ
、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層２６を２μｍ、連続的に成
長させ、電極２７を形成している。
【００２０】ストライプ状溝２２は、ｎ型ＧａＡｓ電流
挟窄層２１を貫通し、半導体基板２０に到達しているた
め、ストライプ状溝２２部分においてのみ電流経路が形
成され、無効電流が低減される。
挟窄層２１を貫通し、半導体基板２０に到達しているた
め、ストライプ状溝２２部分においてのみ電流経路が形
成され、無効電流が低減される。
【００２１】しかしながら、通常の半導体レーザの電流
−光出力特性は、発振しきい値Ｉｔｈ付近では注入電流
に対して非線形的に光出力が立ち上がる。このため、バ
イアス電流値によつては消光状態でも受光素子にある程
度の光が入射し電流が流れ、この結果消光比が小さくな
るといつた問題点がある。
−光出力特性は、発振しきい値Ｉｔｈ付近では注入電流
に対して非線形的に光出力が立ち上がる。このため、バ
イアス電流値によつては消光状態でも受光素子にある程
度の光が入射し電流が流れ、この結果消光比が小さくな
るといつた問題点がある。
【００２２】例えば、図１０に示した条件では、バイア
スを発振しきい値Ｉｔｈ以下に設定した場合には比較的
大きな消光比が得られるが、図１１に示すように発振し
きい値Ｉｔｈを僅かでも越えるとレーザ発振が始まり消
光比が著しく低下する。
スを発振しきい値Ｉｔｈ以下に設定した場合には比較的
大きな消光比が得られるが、図１１に示すように発振し
きい値Ｉｔｈを僅かでも越えるとレーザ発振が始まり消
光比が著しく低下する。
【００２３】消光比を大きくするにはバイアス電流を小
さくし、電流振幅を大きくすればよいが、例えば高速性
を維持するためには電気回路的な問題があり容易ではな
い。
さくし、電流振幅を大きくすればよいが、例えば高速性
を維持するためには電気回路的な問題があり容易ではな
い。
【００２４】本発明は、上記に鑑み、消光状態において
半導体レーザからの光出力を抑制し、また発光状態の半
導体レーザからの光出力を大きくすることで大きな消光
比を得られるようにしたもので、高品位の伝送状態を可
能とする光結合装置およびその製造方法の提共を目的と
する。
半導体レーザからの光出力を抑制し、また発光状態の半
導体レーザからの光出力を大きくすることで大きな消光
比を得られるようにしたもので、高品位の伝送状態を可
能とする光結合装置およびその製造方法の提共を目的と
する。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明請求項１による課
題解決手段は、図１の如く、半導体レーザ１０と受光素
子２とが電気的に分離するよう光学的に結合された光結
合装置において、前記半導体レーザ１０は、光吸収部Ａ
と励起部Ｂから成り、該光吸収部Ａと励起部Ｂには半導
体基板２０上に電流挟窄層２１、活性層２４、クラツド
層２３，２５が順次積層され、該電流挟窄層２１にレー
ザ発振に寄与するストライプ状溝２２が設けられ、前記
半導体基板２０の光吸収部Ａ側に、該ストライプ状溝２
２が半導体基板２０の表面に達するのを防止するための
溝３０がされたものである。
題解決手段は、図１の如く、半導体レーザ１０と受光素
子２とが電気的に分離するよう光学的に結合された光結
合装置において、前記半導体レーザ１０は、光吸収部Ａ
と励起部Ｂから成り、該光吸収部Ａと励起部Ｂには半導
体基板２０上に電流挟窄層２１、活性層２４、クラツド
層２３，２５が順次積層され、該電流挟窄層２１にレー
ザ発振に寄与するストライプ状溝２２が設けられ、前記
半導体基板２０の光吸収部Ａ側に、該ストライプ状溝２
２が半導体基板２０の表面に達するのを防止するための
溝３０がされたものである。
【００２６】また、請求項２による課題解決手段は、図
２の如く、半導体基板２０の光吸収部Ａ側に溝３０を形
成し、該溝３０を埋めるよう半導体基板２０の全面に電
流挟窄層２１を成長させ、該電流挟窄層２１成長後にス
トライプ状溝２２を形成し、その後活性層２４、クラツ
ド層２３，２５を順次積層して半導体レーザ１０を得、
該半導体レーザ１０と受光素子２とを電気的に分離する
よう光学的に結合するものである。
２の如く、半導体基板２０の光吸収部Ａ側に溝３０を形
成し、該溝３０を埋めるよう半導体基板２０の全面に電
流挟窄層２１を成長させ、該電流挟窄層２１成長後にス
トライプ状溝２２を形成し、その後活性層２４、クラツ
ド層２３，２５を順次積層して半導体レーザ１０を得、
該半導体レーザ１０と受光素子２とを電気的に分離する
よう光学的に結合するものである。
【００２７】
【作用】上記課題解決手段において、溝３０のある光吸
収部Ａでは、ストライプ状溝２２が半導体基板２０に到
達せず、電流経路は形成されない。一方、溝３０のない
励起部Ｂでは、ストライプ状溝２２が半導体基板２０に
到達し、電流経路が形成される。
収部Ａでは、ストライプ状溝２２が半導体基板２０に到
達せず、電流経路は形成されない。一方、溝３０のない
励起部Ｂでは、ストライプ状溝２２が半導体基板２０に
到達し、電流経路が形成される。
【００２８】半導体レーザ１０に電流を流すと、電流経
路のある光吸収部Ａでは活性層２４にキヤリアが注入さ
れ自然放出光が励起される。しかし、電流経路の無い励
起部Ｂではキヤリアの注入が行われないため、活性層２
４内を伝搬して来た自然放出光は、吸収を受けレーザ発
振に至るゲインが通常のレーザに比べ抑制される。
路のある光吸収部Ａでは活性層２４にキヤリアが注入さ
れ自然放出光が励起される。しかし、電流経路の無い励
起部Ｂではキヤリアの注入が行われないため、活性層２
４内を伝搬して来た自然放出光は、吸収を受けレーザ発
振に至るゲインが通常のレーザに比べ抑制される。
【００２９】さらに、電流を増加させると、自然放出光
が増加し、レーザ発振条件に至るので、レーザ光の放出
が始まる。発振が開始すると、そのレーザ光のため溝３
０部分の薄い電流挟窄層２１がオンし、急激に光出力が
増大する。
が増加し、レーザ発振条件に至るので、レーザ光の放出
が始まる。発振が開始すると、そのレーザ光のため溝３
０部分の薄い電流挟窄層２１がオンし、急激に光出力が
増大する。
【００３０】すなわち、半導体レーザ１０は、ある入力
電流値を越えると急激に出力電流が増加するスイツチン
グ特性を持つ。したがつて、消光状態から発光状態への
移行時に半導体レーザ１０において大きな光出力の変化
が得られ、この結果大きな消光比が得られる。このこと
は、小さな入力電流の振幅でも大きな消光比が得られる
こととなり、半導体レーザ駆動回路系の負担が減るとい
つた利点も発生する。
電流値を越えると急激に出力電流が増加するスイツチン
グ特性を持つ。したがつて、消光状態から発光状態への
移行時に半導体レーザ１０において大きな光出力の変化
が得られ、この結果大きな消光比が得られる。このこと
は、小さな入力電流の振幅でも大きな消光比が得られる
こととなり、半導体レーザ駆動回路系の負担が減るとい
つた利点も発生する。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００３２】図１は本発明の一実施例に係る光結合装置
の半導体レーザの構造を示す斜視図、図２は半導体レー
ザの製造方法を示す図、図３−Ａは半導体レーザの電流
−光出力特性を示す図、図３−Ｂは同じく光結合装置へ
の入力信号を示す図、図３−Ｃは同じく光結合装置から
の出力信号を示す図である。なお、図６，９に示した先
行技術と同一機能部品については同一符号を付している
。
の半導体レーザの構造を示す斜視図、図２は半導体レー
ザの製造方法を示す図、図３−Ａは半導体レーザの電流
−光出力特性を示す図、図３−Ｂは同じく光結合装置へ
の入力信号を示す図、図３−Ｃは同じく光結合装置から
の出力信号を示す図である。なお、図６，９に示した先
行技術と同一機能部品については同一符号を付している
。
【００３３】本実施例の光結合装置は、スイツチング特
性を有する半導体レーザ、および通常の受光素子を備え
、消光状態において受光素子からの出力電流を抑制した
点に特徴を有する。
性を有する半導体レーザ、および通常の受光素子を備え
、消光状態において受光素子からの出力電流を抑制した
点に特徴を有する。
【００３４】なお、半導体レーザ以外の構成は先行技術
と同一であるので、ここでは主に半導体レーザの構成に
ついて説明する。
と同一であるので、ここでは主に半導体レーザの構成に
ついて説明する。
【００３５】半導体レーザ１０は、図１の如く、ストラ
イプ半導体レーザであつて、光吸収部Ａと励起部Ｂから
成る。該光吸収部Ａと励起部Ｂには、ｐ型半導体基板２
０上にｎ型電流挟窄層２１、ｐ型クラツド層２３、ｐ型
活性層２４、ｎ型クラツド層２５、ｎ型コンタクト層２
６が順次積層され、該電流挟窄層２１にレーザ発振に寄
与するストライプ状溝２２が設けられている。
イプ半導体レーザであつて、光吸収部Ａと励起部Ｂから
成る。該光吸収部Ａと励起部Ｂには、ｐ型半導体基板２
０上にｎ型電流挟窄層２１、ｐ型クラツド層２３、ｐ型
活性層２４、ｎ型クラツド層２５、ｎ型コンタクト層２
６が順次積層され、該電流挟窄層２１にレーザ発振に寄
与するストライプ状溝２２が設けられている。
【００３６】光出射端面側に形成された光吸収部Ａは、
励起部Ｂで発生した自然放出光に対して吸収ロスを与え
、自然放出光がある一定レベルを越すまではレーザ発振
を抑制するように働くとともに、自然放出光を外部に出
力しないように働く。
励起部Ｂで発生した自然放出光に対して吸収ロスを与え
、自然放出光がある一定レベルを越すまではレーザ発振
を抑制するように働くとともに、自然放出光を外部に出
力しないように働く。
【００３７】そして、前記半導体基板２０の光吸収部Ａ
側には、ストライプ状溝形成時にストライプ状溝２２が
半導体基板２０に達するのを防止するための溝が形成さ
れている。これにより、ストライプ状溝２２は、光出射
面近傍（光吸収部Ａ）においては半導体基板２０の表面
に達せず、それ以外の部分（励起部Ｂ）では半導体基板
２０の表面に達する。
側には、ストライプ状溝形成時にストライプ状溝２２が
半導体基板２０に達するのを防止するための溝が形成さ
れている。これにより、ストライプ状溝２２は、光出射
面近傍（光吸収部Ａ）においては半導体基板２０の表面
に達せず、それ以外の部分（励起部Ｂ）では半導体基板
２０の表面に達する。
【００３８】次に、上記光結合装置の製造方法について
説明する。
説明する。
【００３９】まず、図２のように半導体レーザ１０を製
造する。すなわち、ｐ型ＧａＡｓ半導体基板２０の光吸
収部Ａ側に幅１０μｍ、長さ５０μｍ、深さ０．５μｍ
の溝３０を形成する。この後、ＬＰＥ法でｎ型ＧａＡｓ
電流挟窄層２１を溝３０の無い部分で厚さ０．８μｍと
なるように、かつその成長表面が平坦となるように成長
する。
造する。すなわち、ｐ型ＧａＡｓ半導体基板２０の光吸
収部Ａ側に幅１０μｍ、長さ５０μｍ、深さ０．５μｍ
の溝３０を形成する。この後、ＬＰＥ法でｎ型ＧａＡｓ
電流挟窄層２１を溝３０の無い部分で厚さ０．８μｍと
なるように、かつその成長表面が平坦となるように成長
する。
【００４０】続いて、ストライプ状溝２２を幅３μｍ、
深さ１μｍの形状で電流挟窄層２１の成長後にフオトリ
ソグラフイ技術とエツチング技術を用いて形成する。こ
の結果、溝３０のある部分では、ストライプ状溝２２が
半導体基板２０に到達せず、電流経路は形成されない。 一方、それ以外の部分では、ストライプ状溝２２が半導
体基板２０に到達し、電流経路が形成される。
深さ１μｍの形状で電流挟窄層２１の成長後にフオトリ
ソグラフイ技術とエツチング技術を用いて形成する。こ
の結果、溝３０のある部分では、ストライプ状溝２２が
半導体基板２０に到達せず、電流経路は形成されない。 一方、それ以外の部分では、ストライプ状溝２２が半導
体基板２０に到達し、電流経路が形成される。
【００４１】続いて、ストライプ状溝２２を形成した半
導体基板２０上に、ｐ型Ｇａ０．５５Ａｌ０．４５Ａｓ
クラツド層２３をストライプ状溝２２の存在しない部分
で０．１μｍ、ｐ型Ｇａ０．８６Ａｌ０．１４Ａｓ活性
層２４を０．０８μｍ、ｎ型Ｇａ０．５５Ａｌ０．４５
Ａｓクラツド層２５を１．２μｍ、ｎ型ＧａＡｓコンタ
クト層２６を１．５μｍ、ＬＰＥ法によりダブルヘテロ
構造を連続的に成長させ、その後電極２７を形成して半
導体レーザ１０が完成する。
導体基板２０上に、ｐ型Ｇａ０．５５Ａｌ０．４５Ａｓ
クラツド層２３をストライプ状溝２２の存在しない部分
で０．１μｍ、ｐ型Ｇａ０．８６Ａｌ０．１４Ａｓ活性
層２４を０．０８μｍ、ｎ型Ｇａ０．５５Ａｌ０．４５
Ａｓクラツド層２５を１．２μｍ、ｎ型ＧａＡｓコンタ
クト層２６を１．５μｍ、ＬＰＥ法によりダブルヘテロ
構造を連続的に成長させ、その後電極２７を形成して半
導体レーザ１０が完成する。
【００４２】そして、半導体レーザ１０と受光素子を先
行技術と同様にして電気的に分離するよう光学的に結合
する。
行技術と同様にして電気的に分離するよう光学的に結合
する。
【００４３】半導体レーザ１０に電流を流すと、電流経
路のある部分（光吸収部Ａ）では活性層２４にキヤリア
が注入され自然放出光が励起される。しかし、電流経路
の無い部分（励起部Ｂ）ではキヤリアの注入が行われな
いため、活性層２４内を伝搬して来た自然放出光は、吸
収を受けレーザ発振に至るゲインが通常のレーザに比べ
抑制される。
路のある部分（光吸収部Ａ）では活性層２４にキヤリア
が注入され自然放出光が励起される。しかし、電流経路
の無い部分（励起部Ｂ）ではキヤリアの注入が行われな
いため、活性層２４内を伝搬して来た自然放出光は、吸
収を受けレーザ発振に至るゲインが通常のレーザに比べ
抑制される。
【００４４】さらに、電流を増加させると、自然放出光
が増加し、レーザ発振条件に至るので、レーザ光の放出
が始まる。発振が開始すると、そのレーザ光のため溝３
０部分の薄い電流挟窄層２１がオンし、急激に光出力が
増大する。この状態を示したのが図３−Ａの電流−光出
力特性である。
が増加し、レーザ発振条件に至るので、レーザ光の放出
が始まる。発振が開始すると、そのレーザ光のため溝３
０部分の薄い電流挟窄層２１がオンし、急激に光出力が
増大する。この状態を示したのが図３−Ａの電流−光出
力特性である。
【００４５】図３−Ｂに示すｔ０〜ｔ３の入力信号を半
導体レーザ１０に入力した場合、バイアス電流をスイツ
チング電流ＩＳＷ以下に設定し、かつ発光状態となるｔ
０〜ｔ１，ｔ２〜ｔ３において電流ＩＳＷ以上となるよ
うにすることで、半導体レーザ１０から出る光は、ほぼ
０から大きなレーザ光出力状態へ移行することになり、
この結果大きな消光比が得られる。このときの出力電流
の状態を図３−Ｃに示す。
導体レーザ１０に入力した場合、バイアス電流をスイツ
チング電流ＩＳＷ以下に設定し、かつ発光状態となるｔ
０〜ｔ１，ｔ２〜ｔ３において電流ＩＳＷ以上となるよ
うにすることで、半導体レーザ１０から出る光は、ほぼ
０から大きなレーザ光出力状態へ移行することになり、
この結果大きな消光比が得られる。このときの出力電流
の状態を図３−Ｃに示す。
【００４６】このように、半導体レーザ１０にスイツチ
ング特性を持たせてることで、受光素子から出力される
電流の振幅を大きくすることができ、高品位な伝送が可
能となる。
ング特性を持たせてることで、受光素子から出力される
電流の振幅を大きくすることができ、高品位な伝送が可
能となる。
【００４７】さらに、このスイツチング特性をシユミツ
トトリガ的に利用すれば、あるレベル以下の入力電流以
下の信号は伝達されないという回路を組むことは容易で
あり、後の電子回路の設計を簡略化することが可能とな
る。
トトリガ的に利用すれば、あるレベル以下の入力電流以
下の信号は伝達されないという回路を組むことは容易で
あり、後の電子回路の設計を簡略化することが可能とな
る。
【００４８】このことは、入力電流に乗つているある特
定の電流値以下のノイズ成分をカツトすることができ、
この点からも高品位な伝送が可能となる。
定の電流値以下のノイズ成分をカツトすることができ、
この点からも高品位な伝送が可能となる。
【００４９】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
【００５０】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、半導体基板の光吸収部側に、ストライプ状溝が
半導体基板の表面に達するのを防止するため溝を設ける
ことにより、光吸収部においては、ストライプ状溝が半
導体基板の表面に達しないから電流経路が形成されず、
一方励起部においては、ストライプ状溝が半導体基板の
表面に達するから電流経路が形成される。このため、半
導体レーザにスイツチング特性を持たせることができる
。
よると、半導体基板の光吸収部側に、ストライプ状溝が
半導体基板の表面に達するのを防止するため溝を設ける
ことにより、光吸収部においては、ストライプ状溝が半
導体基板の表面に達しないから電流経路が形成されず、
一方励起部においては、ストライプ状溝が半導体基板の
表面に達するから電流経路が形成される。このため、半
導体レーザにスイツチング特性を持たせることができる
。
【００５１】したがつて、消光状態から発光状態への移
行時に半導体レーザの光出力に大きな変化が得られ、こ
の結果受光素子の出力電流に大きな変化を与えられる。 また、この大きな出力電流の変化は従来より小さな入力
電流変化により与えることができる。さらに、一定入力
電流値以下の信号は伝達されにくいためノイズのカツト
も可能である。
行時に半導体レーザの光出力に大きな変化が得られ、こ
の結果受光素子の出力電流に大きな変化を与えられる。 また、この大きな出力電流の変化は従来より小さな入力
電流変化により与えることができる。さらに、一定入力
電流値以下の信号は伝達されにくいためノイズのカツト
も可能である。
【００５２】これらの点から、より高品位な信号伝達を
可能とし、応用範囲を広げた光結合装置が得られるとい
つた優れた効果がある。
可能とし、応用範囲を広げた光結合装置が得られるとい
つた優れた効果がある。
【図１】図１は本発明の一実施例に係る光結合装置の半
導体レーザの構造を示す斜視図である。
導体レーザの構造を示す斜視図である。
【図２】図２は半導体レーザの製造方法を示す図である
。
。
【図３】図３−Ａは半導体レーザの電流−光出力特性を
示す図、図３−Ｂは同じく光結合装置への入力信号を示
す図、図３−Ｃは同じく光結合装置からの出力信号を示
す図である。
示す図、図３−Ｂは同じく光結合装置への入力信号を示
す図、図３−Ｃは同じく光結合装置からの出力信号を示
す図である。
【図４】図４は光結合装置の基本原理図である。
【図５】図５は発光ダイオードのパルス応答特性例を示
す図である。
す図である。
【図６】図６は先行技術に係る半導体レーザを利用した
光結合装置の全体構造を示す図である。
光結合装置の全体構造を示す図である。
【図７】図７は図６の光結合装置の製造方法を示す図で
ある。
ある。
【図８】図８は図６の光結合装置に利用される半導体レ
ーザのパルス応答特性例を示す図である。
ーザのパルス応答特性例を示す図である。
【図９】図９は図６の光結合装置の半導体レーザの構造
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図１０】図１０−Ａは図９に示す半導体レーザにおい
てバイアスを発振しきい値以下に設定した場合の電流−
光出力特性を示す図、図１０−Ｂは同じく光結合装置へ
の入力信号を示す図、図１０−Ｃは同じく光結合装置か
らの出力信号を示す図である。
てバイアスを発振しきい値以下に設定した場合の電流−
光出力特性を示す図、図１０−Ｂは同じく光結合装置へ
の入力信号を示す図、図１０−Ｃは同じく光結合装置か
らの出力信号を示す図である。
【図１１】図１１−Ａは図９に示す半導体レーザにおい
てバイアスが発振しきい値を越えた場合の電流−光出力
特性を示す図、図１１−Ｂは同じく光結合装置への入力
信号を示す図、図１１−Ｃは同じく光結合装置からの出
力信号を示す図である。
てバイアスが発振しきい値を越えた場合の電流−光出力
特性を示す図、図１１−Ｂは同じく光結合装置への入力
信号を示す図、図１１−Ｃは同じく光結合装置からの出
力信号を示す図である。
２ 受光素子
１０ 半導体レーザ
２０ 半導体基板
２１ 電流挟窄層
２２ ストライプ状溝
２３，２５ クラツド層
２４ 活性層
３０ 溝
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体レーザと受光素子とが電気的に
分離するよう光学的に結合された光結合装置において、
前記半導体レーザは、光吸収部と励起部から成り、該光
吸収部と励起部には、半導体基板上に電流挟窄層、活性
層、クラツド層が順次積層され、該電流挟窄層にレーザ
発振に寄与するストライプ状溝が設けられ、前記半導体
基板の光吸収部側に、ストライプ状溝が半導体基板の表
面に達するのを防止するための溝が形成されたことを特
徴とする光結合装置。 - 【請求項２】 半導体基板の光吸収部側に溝を形成し
、該溝を埋めるよう半導体基板の全面に電流挟窄層を成
長させ、該電流挟窄層成長後にストライプ状溝を形成し
、その後活性層、クラツド層を順次積層して半導体レー
ザを得、該半導体レーザと受光素子とを電気的に分離す
るよう光学的に結合することを特徴とする光結合装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3030710A JPH04269885A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 光結合装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3030710A JPH04269885A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 光結合装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04269885A true JPH04269885A (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=12311206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3030710A Pending JPH04269885A (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 光結合装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04269885A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258399A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Rohm Co Ltd | フォトカプラ |
-
1991
- 1991-02-26 JP JP3030710A patent/JPH04269885A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258399A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Rohm Co Ltd | フォトカプラ |
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