JPH05218583A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH05218583A JPH05218583A JP4017625A JP1762592A JPH05218583A JP H05218583 A JPH05218583 A JP H05218583A JP 4017625 A JP4017625 A JP 4017625A JP 1762592 A JP1762592 A JP 1762592A JP H05218583 A JPH05218583 A JP H05218583A
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/22—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having only one potential barrier, e.g. photodiodes
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ファイバーとモニタ用のフォトダイオード
チップとの双方との光結合をする半導体レーザ装置を改
良する。 【構成】 フォトダイオードチップには無効とすべきキ
ャリアの捕獲構造が設けられているため、このため、実
装が容易になるだけでなく、安定した動作も実現でき
る。レーザダイオードチップからのモニタ光をフォトダ
イオードチップに入射しても、光電流信号の裾引きなど
を生じることがない。
チップとの双方との光結合をする半導体レーザ装置を改
良する。 【構成】 フォトダイオードチップには無効とすべきキ
ャリアの捕獲構造が設けられているため、このため、実
装が容易になるだけでなく、安定した動作も実現でき
る。レーザダイオードチップからのモニタ光をフォトダ
イオードチップに入射しても、光電流信号の裾引きなど
を生じることがない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システムの送信
装置等に用いられる半導体レーザ装置に関するものであ
る。
装置等に用いられる半導体レーザ装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバーを用いる光通信のための半
導体レーザ装置は、たとえば図４のようにレーザダイオ
ードチップ１Ａおよびモニタ用のフォトダイオードッチ
ップ１Ｂがヘッダー２上にマウントされ、リード３を通
じて外部の駆動回路およびモニタ回路（図示せず）に接
続されている。キャップ４は透光性の窓５を有してお
り、レーザダイオードチップ１Ａとフォトダイオードチ
ップ１Ｂを気密シールするために用いられる。ここで、
ハウジング８にフェルール７を介して挿通された光ファ
イバー６にレーザダイオードチップ１Ａからの光を効率
よく入射するために、レンズホルダー１０に固定した集
光レンズ９が用いられている。図４のような形状をコア
キシャルタイプと呼ぶ。
導体レーザ装置は、たとえば図４のようにレーザダイオ
ードチップ１Ａおよびモニタ用のフォトダイオードッチ
ップ１Ｂがヘッダー２上にマウントされ、リード３を通
じて外部の駆動回路およびモニタ回路（図示せず）に接
続されている。キャップ４は透光性の窓５を有してお
り、レーザダイオードチップ１Ａとフォトダイオードチ
ップ１Ｂを気密シールするために用いられる。ここで、
ハウジング８にフェルール７を介して挿通された光ファ
イバー６にレーザダイオードチップ１Ａからの光を効率
よく入射するために、レンズホルダー１０に固定した集
光レンズ９が用いられている。図４のような形状をコア
キシャルタイプと呼ぶ。
【０００３】図５の装置は、バタフライタイプと呼ばれ
るもので、ハウジング８が矩形となっている。基本的に
は、図３と機能は同じであるが、ハウジング８の中にレ
ーザ駆動回路やモニタ回路用のＩＣ（集積回路）チップ
などを配置しするような使い方もできる。
るもので、ハウジング８が矩形となっている。基本的に
は、図３と機能は同じであるが、ハウジング８の中にレ
ーザ駆動回路やモニタ回路用のＩＣ（集積回路）チップ
などを配置しするような使い方もできる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】半導体レーザ装置は、
温度変動などに対して発光強度が不安定になりやすく、
このためフォトダイオードチップ１Ｂで発光光をモニタ
ーし、外部の電子回路でモニター光のレベルが常に一定
になるよう、半導体レーザ１Ａに印加する平均電流をコ
ントロールしている。ところが、１００Ｍｂｐｓ付近以
上の高速でより安定な動作をさせる為には、平均電流の
コントロールでは不十分であり、発光の最小値と最大値
を検出して、両方のレベルをコントロールする必要があ
る。
温度変動などに対して発光強度が不安定になりやすく、
このためフォトダイオードチップ１Ｂで発光光をモニタ
ーし、外部の電子回路でモニター光のレベルが常に一定
になるよう、半導体レーザ１Ａに印加する平均電流をコ
ントロールしている。ところが、１００Ｍｂｐｓ付近以
上の高速でより安定な動作をさせる為には、平均電流の
コントロールでは不十分であり、発光の最小値と最大値
を検出して、両方のレベルをコントロールする必要があ
る。
【０００５】しかしながら従来の半導体レーザ装置で
は、通常のフォトダイオードチップ１Ｂを用いているた
め、いわゆる裾引き現象があり、最小値と最大値を正確
に知ることができず、実用に供することが難しかった。
これは、フォトダイオードのｐｎ接合から離れたところ
に照射された光による光電流が、応答速度の遅い成分と
なって正確にレーザ光に追随しないためである。図６に
その様子を示す。ファトダイオードチップ１Ｂについて
は、半導体基板１１上にエピタキシャル成長層１２が形
成され、金属元素の拡散によって層１２とは逆の極性の
拡散領域１３が形成される。層１２と領域１３との境界
部分がｐｎ接合といわれ、この部分に照射された光が主
に光電流に寄与する。光電流は電極１４、１５を通じ
て、外部にモニタ用の信号として取り出される。
は、通常のフォトダイオードチップ１Ｂを用いているた
め、いわゆる裾引き現象があり、最小値と最大値を正確
に知ることができず、実用に供することが難しかった。
これは、フォトダイオードのｐｎ接合から離れたところ
に照射された光による光電流が、応答速度の遅い成分と
なって正確にレーザ光に追随しないためである。図６に
その様子を示す。ファトダイオードチップ１Ｂについて
は、半導体基板１１上にエピタキシャル成長層１２が形
成され、金属元素の拡散によって層１２とは逆の極性の
拡散領域１３が形成される。層１２と領域１３との境界
部分がｐｎ接合といわれ、この部分に照射された光が主
に光電流に寄与する。光電流は電極１４、１５を通じ
て、外部にモニタ用の信号として取り出される。
【０００６】ここで、符号１６はレーザダイオードチッ
プ１Ａより放射された光ビームの広がりを示すものであ
る。このビームのうち領域１３およびそのごく近傍（た
とえば３〜５μｍ）で吸収された光によるキャリアは、
ｐｎ接合に印加された電界によって高速に、かつ効率よ
く分離されて光電流に寄与するが、それより外側では、
電界が印加されていないので吸収された光は非常に応答
速度の遅い光電流を発生してしまう。そうすると、デジ
タル信号光のモニタにおいては、パルス波形の歪みが出
て（特に矩形パルスの立ち下がり部分がμｓｅｃの尾を
ひく）、最大値と最小値の検出が正確にできず、高速に
安定な変調ができないという問題が生じる。
プ１Ａより放射された光ビームの広がりを示すものであ
る。このビームのうち領域１３およびそのごく近傍（た
とえば３〜５μｍ）で吸収された光によるキャリアは、
ｐｎ接合に印加された電界によって高速に、かつ効率よ
く分離されて光電流に寄与するが、それより外側では、
電界が印加されていないので吸収された光は非常に応答
速度の遅い光電流を発生してしまう。そうすると、デジ
タル信号光のモニタにおいては、パルス波形の歪みが出
て（特に矩形パルスの立ち下がり部分がμｓｅｃの尾を
ひく）、最大値と最小値の検出が正確にできず、高速に
安定な変調ができないという問題が生じる。
【０００７】このため、従来の半導体レーザ装置では、
フォトダイオードチップ１Ｂを実装する位置を微細に制
御して、半導体レーザチップ１Ａの後端面から出た光が
フォトダイオードチップ１Ｂの受光窓内にだけ入射する
よう調整しなければならなかった。そして、実装位置を
微細に制御するためには実装時間が長くなるなどの問題
があり、量産性を損ねていた。
フォトダイオードチップ１Ｂを実装する位置を微細に制
御して、半導体レーザチップ１Ａの後端面から出た光が
フォトダイオードチップ１Ｂの受光窓内にだけ入射する
よう調整しなければならなかった。そして、実装位置を
微細に制御するためには実装時間が長くなるなどの問題
があり、量産性を損ねていた。
【０００８】半導体レーザ装置は光通信に必須のもので
あるにもかかわらず、このような困難性を有し、必ずし
も全ての用途に使えないため、光通信システムの急速な
普及を阻害している。本発明は、かかる問題点を解決す
ることを課題としている。
あるにもかかわらず、このような困難性を有し、必ずし
も全ての用途に使えないため、光通信システムの急速な
普及を阻害している。本発明は、かかる問題点を解決す
ることを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、レーザダイオ
ードチップがマウントされたヘッダーに、光ファイバー
が挿通されたハウジングが固定されることにより一体構
造とされ、レーザダイオードチップの発光面が光ファイ
バーの光射端面と対向するように配置されると共に、レ
ーザダイオードチップの発光面の裏面からの光を受ける
フォトダイオードチップが設けられた半導体レーザ装置
において、フォトダイオードチップは光電流を検出信号
として出力するためのｐｎ接合領域を裏面からの光の受
光面に有すると共に、ｐｎ接合領域の周囲で生成される
キャリアを捕獲する領域を有することを特徴とする。
ードチップがマウントされたヘッダーに、光ファイバー
が挿通されたハウジングが固定されることにより一体構
造とされ、レーザダイオードチップの発光面が光ファイ
バーの光射端面と対向するように配置されると共に、レ
ーザダイオードチップの発光面の裏面からの光を受ける
フォトダイオードチップが設けられた半導体レーザ装置
において、フォトダイオードチップは光電流を検出信号
として出力するためのｐｎ接合領域を裏面からの光の受
光面に有すると共に、ｐｎ接合領域の周囲で生成される
キャリアを捕獲する領域を有することを特徴とする。
【００１０】
【作用】 本発明の構造によれば、モニタ用のフォトダ
イオードチップには無効とすべきキャリアの捕獲構造が
設けられているため、レーザダイオードチップからのモ
ニタ光をフォトダイオードチップに入射しても、光電流
信号の裾引きなどを生じることがない。
イオードチップには無効とすべきキャリアの捕獲構造が
設けられているため、レーザダイオードチップからのモ
ニタ光をフォトダイオードチップに入射しても、光電流
信号の裾引きなどを生じることがない。
【００１１】
【実施例】以下、添付図面の図１，図２および図３を参
照して本発明の一実施例を説明する。
照して本発明の一実施例を説明する。
【００１２】図１は実施例の要部を破砕断面にて示した
半導体レーザ装置の側面図であり、図２は要部の拡大図
である。図１（ｂ）として拡大して図示のように、従来
と異なる点は、モニタ用フォトダイオードチップ１Ｂと
して、受光領域であるｐｎ接合の外部に入射した光によ
って発生した光電流を無効にする構造を有するタイプ
（電荷捕獲型フォトダイオードチップと呼ぶ）を用いた
ことである。
半導体レーザ装置の側面図であり、図２は要部の拡大図
である。図１（ｂ）として拡大して図示のように、従来
と異なる点は、モニタ用フォトダイオードチップ１Ｂと
して、受光領域であるｐｎ接合の外部に入射した光によ
って発生した光電流を無効にする構造を有するタイプ
（電荷捕獲型フォトダイオードチップと呼ぶ）を用いた
ことである。
【００１３】図１のように、ヘッダー２にはレーザダイ
オードチップ１Ａがマウントされると共に、その背部に
フォトダイオードチップ１Ｂがマウントされ、これにレ
ンズホルダ１０とハウジング８が一体化されている。そ
して、ハウジング８にはフェルール７によって光ファイ
バー６が挿通され、光ファイバー６の光入射端面とレー
ザダイオードチップ１の発光面が、レンズ９および窓５
を挟んで対向している。
オードチップ１Ａがマウントされると共に、その背部に
フォトダイオードチップ１Ｂがマウントされ、これにレ
ンズホルダ１０とハウジング８が一体化されている。そ
して、ハウジング８にはフェルール７によって光ファイ
バー６が挿通され、光ファイバー６の光入射端面とレー
ザダイオードチップ１の発光面が、レンズ９および窓５
を挟んで対向している。
【００１４】このような、本発明の実施例に係る半導体
レーザ装置に用いることの出来るフォトダイオードチッ
プ１Ｂとして、受光領域であるｐｎ接合領域の周囲に入
射した光によって発生した光電流を無効にする構造を有
する（電荷捕獲型フォトダイオードチップ）を用いる事
ができ、図２にその一例を示す。この構造では、エピタ
キシャル層１２に領域１３と同じ極性を持った領域１７
を金属元素の熱拡散によって形成する。領域１７で発生
した光キャリアーは領域１３の方には流れず、エピタキ
シャル層１２と領域１７との間にあるｐｎ接合付近また
は、そのチップ端面に露出したｐｎ接合部で消滅してし
まう。具体的には、本出願人による特願平２−３０８０
９４号、同２−２３０２０７号にその詳細が示されてい
る。
レーザ装置に用いることの出来るフォトダイオードチッ
プ１Ｂとして、受光領域であるｐｎ接合領域の周囲に入
射した光によって発生した光電流を無効にする構造を有
する（電荷捕獲型フォトダイオードチップ）を用いる事
ができ、図２にその一例を示す。この構造では、エピタ
キシャル層１２に領域１３と同じ極性を持った領域１７
を金属元素の熱拡散によって形成する。領域１７で発生
した光キャリアーは領域１３の方には流れず、エピタキ
シャル層１２と領域１７との間にあるｐｎ接合付近また
は、そのチップ端面に露出したｐｎ接合部で消滅してし
まう。具体的には、本出願人による特願平２−３０８０
９４号、同２−２３０２０７号にその詳細が示されてい
る。
【００１５】このような改良されたフォトダイオードチ
ップ１Ｂをモニタに用いると、レーザダイオードチップ
１Ａからのモニタ光ビームが広がった状態でも、光電流
の裾引きがなく、したがって実装が容易になるので、非
常に簡単に、安価な半導体レーザ装置が得られる。
ップ１Ｂをモニタに用いると、レーザダイオードチップ
１Ａからのモニタ光ビームが広がった状態でも、光電流
の裾引きがなく、したがって実装が容易になるので、非
常に簡単に、安価な半導体レーザ装置が得られる。
【００１６】図１の構成で半導体レーザ装置を製作し
た。波長１．３μｍのＩｎＧａＡｓＰ系半導体レーザチ
ップ１Ａと、裾引き現象のない改良されたＩｎＧａＡｓ
系モニター用フォトダイオードチップ１Ｂを、Ｆｅ製の
ＣＤレーザ用ヘッダーにマウントし、Ａｕ線でリードへ
導通を取る。ここで、フォトダイオードチップとして
は、ＩｎＰを基板とし、ＩｎＧａＡｓのエピタキシャル
層にＺｎ拡散により３００μｍの受光領域のｐｎ接合を
形成し、さらに同じ方法で電荷捕獲領域を形成した電荷
捕獲型フォトダイオードチップ１Ｂを用いる。もちろ
ん、このチップ１Ｂには、ＳｉＮ膜による接合部分のパ
ッシベーション、及び、受光部分及び電荷捕獲領域全面
に反射防止膜がそれぞれ形成されている。
た。波長１．３μｍのＩｎＧａＡｓＰ系半導体レーザチ
ップ１Ａと、裾引き現象のない改良されたＩｎＧａＡｓ
系モニター用フォトダイオードチップ１Ｂを、Ｆｅ製の
ＣＤレーザ用ヘッダーにマウントし、Ａｕ線でリードへ
導通を取る。ここで、フォトダイオードチップとして
は、ＩｎＰを基板とし、ＩｎＧａＡｓのエピタキシャル
層にＺｎ拡散により３００μｍの受光領域のｐｎ接合を
形成し、さらに同じ方法で電荷捕獲領域を形成した電荷
捕獲型フォトダイオードチップ１Ｂを用いる。もちろ
ん、このチップ１Ｂには、ＳｉＮ膜による接合部分のパ
ッシベーション、及び、受光部分及び電荷捕獲領域全面
に反射防止膜がそれぞれ形成されている。
【００１７】次に、窒素ガス中で平窓キャップ４で封止
する。集光レンズ９としては非球面レンズを用い、これ
をステンレスのホルダー１０に固定し、上方からモニタ
ーＴＶで監視しながら半導体レーザチップ１Ａの発光部
がレンズ中心位置に見えるようにセットしＹＡＧ溶接に
より図中のＡの部分で固定する。さらに、光ファイバー
６をフェルール７を介して固定したハウジング８とレン
ズホルダー１０とを接近させ、光ファイバー６からの光
強度をモニターしその値が最大となるように、図中のＢ
の部分でＹＡＧ溶接する。
する。集光レンズ９としては非球面レンズを用い、これ
をステンレスのホルダー１０に固定し、上方からモニタ
ーＴＶで監視しながら半導体レーザチップ１Ａの発光部
がレンズ中心位置に見えるようにセットしＹＡＧ溶接に
より図中のＡの部分で固定する。さらに、光ファイバー
６をフェルール７を介して固定したハウジング８とレン
ズホルダー１０とを接近させ、光ファイバー６からの光
強度をモニターしその値が最大となるように、図中のＢ
の部分でＹＡＧ溶接する。
【００１８】さらに別の実施例を図３に示す。ここで
は、波長１．５５μｍのＩｎＧａＡｓ系半導体レーザチ
ップ１ＡがＡｕＳｎ共晶半田を用いてＳｉサブマウント
２０上に実装されている。Ｓｉサブマウント２０は半導
体レーザチップ１Ａと金属パッケージ２の電気的な絶縁
を確保することを目的としている。Ｓｉサブマウント２
０はＳｎＰｂ半田によって金属パッケージ２の所定の位
置に実装されている。半導体レーザチップ１Ａの後ろ端
面から出た光を受けることができる位置には、フォトダ
イオードチップ１Ｂが実装されている。
は、波長１．５５μｍのＩｎＧａＡｓ系半導体レーザチ
ップ１ＡがＡｕＳｎ共晶半田を用いてＳｉサブマウント
２０上に実装されている。Ｓｉサブマウント２０は半導
体レーザチップ１Ａと金属パッケージ２の電気的な絶縁
を確保することを目的としている。Ｓｉサブマウント２
０はＳｎＰｂ半田によって金属パッケージ２の所定の位
置に実装されている。半導体レーザチップ１Ａの後ろ端
面から出た光を受けることができる位置には、フォトダ
イオードチップ１Ｂが実装されている。
【００１９】このフォトダイオードチップ１Ｂは、先の
実施例に示したように、受光窓の外側に入射した光によ
って発生した電荷を捕獲してしまう構造を持っている。
従ってフォトダイオードチップ１Ｂを実装する位置の制
限が従来のフォトダイオードチップに比較して緩い。こ
れは、使用する金属パッケージ２の設計自由度を上げる
ことに寄与している。このフォトダイオードチップ１Ｂ
はアルミナセラミックで作られたサブマウント２１の上
にＡｕＳｎ共晶半田で金属パッケージ２に固定されてい
る。半導体レーザチップ１Ａ及びフォトダイオードチッ
プ１Ｂの電極は各々金線によって所定の外部電極８に電
気的に接続されている。
実施例に示したように、受光窓の外側に入射した光によ
って発生した電荷を捕獲してしまう構造を持っている。
従ってフォトダイオードチップ１Ｂを実装する位置の制
限が従来のフォトダイオードチップに比較して緩い。こ
れは、使用する金属パッケージ２の設計自由度を上げる
ことに寄与している。このフォトダイオードチップ１Ｂ
はアルミナセラミックで作られたサブマウント２１の上
にＡｕＳｎ共晶半田で金属パッケージ２に固定されてい
る。半導体レーザチップ１Ａ及びフォトダイオードチッ
プ１Ｂの電極は各々金線によって所定の外部電極８に電
気的に接続されている。
【００２０】半導体レーザチップ１Ａの前端面から出た
光を所定の光ファイバー６に結合するための球レンズ５
が固定された金属のキャップ１９を、プロジェクション
溶接により上記の半導体レーザチップ１Ａが実装された
金属性のパッケージ２に固定する。さらに、光ファイバ
ー６が固定されたホルダー８を同様に金属性のパッケー
ジ２にプロジェクション溶接によって固定する。キャッ
プ１９及びホルダー８を固定する際には調芯装置により
半導体レーザチップ１Ａから出た光が光ファイバー６に
効率よく入射するよう調整されている。また、金属性パ
ッケージ２とキャップ１９で封止された半導体レーザチ
ップ１Ａのある空間には、窒素等の不活性気体が乾燥状
態で充填されており、低温環境下に置かれた場合でも、
半導体素子表面に結露しない状態になっている。なお、
ここで述べた半導体材料や、パッケージ材料、サブマウ
ント材料などは一例であり、使用状態によっては他の材
料を選択できるものであることは当然である。
光を所定の光ファイバー６に結合するための球レンズ５
が固定された金属のキャップ１９を、プロジェクション
溶接により上記の半導体レーザチップ１Ａが実装された
金属性のパッケージ２に固定する。さらに、光ファイバ
ー６が固定されたホルダー８を同様に金属性のパッケー
ジ２にプロジェクション溶接によって固定する。キャッ
プ１９及びホルダー８を固定する際には調芯装置により
半導体レーザチップ１Ａから出た光が光ファイバー６に
効率よく入射するよう調整されている。また、金属性パ
ッケージ２とキャップ１９で封止された半導体レーザチ
ップ１Ａのある空間には、窒素等の不活性気体が乾燥状
態で充填されており、低温環境下に置かれた場合でも、
半導体素子表面に結露しない状態になっている。なお、
ここで述べた半導体材料や、パッケージ材料、サブマウ
ント材料などは一例であり、使用状態によっては他の材
料を選択できるものであることは当然である。
【００２１】このようにして、改良されたフォトダイオ
ードチップをモニタに用いた半導体レーザ装置は、正確
にレーザ光の発光状態をモニターできるため、高速ま
で、かつ高温まで安定した駆動ができる。さらに、フォ
トダイオードの実装位置の制限が緩やかになるため、容
易に実装でき、また反射防止を施された電荷捕獲領域で
不要な光を吸収してしまうため、半導体レーザの動作を
不安定にする反射光や散乱光を発生せず動作の安定化に
も効果がある。
ードチップをモニタに用いた半導体レーザ装置は、正確
にレーザ光の発光状態をモニターできるため、高速ま
で、かつ高温まで安定した駆動ができる。さらに、フォ
トダイオードの実装位置の制限が緩やかになるため、容
易に実装でき、また反射防止を施された電荷捕獲領域で
不要な光を吸収してしまうため、半導体レーザの動作を
不安定にする反射光や散乱光を発生せず動作の安定化に
も効果がある。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、モニタ
ー用フォトダイオードチップとして電荷捕獲型フォトダ
イオードチップを用いることにより、高速動作でも、ま
た高温環境下でも正確にレーザ光の発光波形を検知し、
安定した動作ができ、さらに、フォトダイオードの実装
位置の制限が緩やかになるため、容易に実装でき、また
反射防止を施された電荷捕獲領域で不要な光を吸収して
しまうため、半導体レーザの動作を不安定にする反射光
や散乱光を発生せず動作も安定化された半導体レーザ装
置を供給できる。特に現在、光化が進められている通信
網のうち、高速データ通信や一般家庭に関わる光加入者
系の光機器の構成要素として不可欠のものである。
ー用フォトダイオードチップとして電荷捕獲型フォトダ
イオードチップを用いることにより、高速動作でも、ま
た高温環境下でも正確にレーザ光の発光波形を検知し、
安定した動作ができ、さらに、フォトダイオードの実装
位置の制限が緩やかになるため、容易に実装でき、また
反射防止を施された電荷捕獲領域で不要な光を吸収して
しまうため、半導体レーザの動作を不安定にする反射光
や散乱光を発生せず動作も安定化された半導体レーザ装
置を供給できる。特に現在、光化が進められている通信
網のうち、高速データ通信や一般家庭に関わる光加入者
系の光機器の構成要素として不可欠のものである。
【図１】本発明の構成を示す半導体レーザ装置の断面図
である。
である。
【図２】本発明に用いる電荷捕獲型フォトダイオードチ
ップの断面図である。
ップの断面図である。
【図３】本発明の構成を示す他の半導体レーザ装置の断
面図である。
面図である。
【図４】従来の半導体レーザ装置の断面図である。
【図５】従来の半導体レーザ装置の他の断面図である。
【図６】従来のフォトダイオードの断面図である。
１…フォトダイオードチップ、２…ヘッダー、３…リー
ド、４…キャップ、５…窓、６…光ファイバー、７…フ
ェルール、８…ハウジング、９…集光レンズ、１０…レ
ンズホルダー、１１…半導体基板、１２…エピタキシャ
ル成長層、１３…拡散領域、１４，１５…電極、１７…
拡散領域、１９…キャップ、２０…サブマウント。
ド、４…キャップ、５…窓、６…光ファイバー、７…フ
ェルール、８…ハウジング、９…集光レンズ、１０…レ
ンズホルダー、１１…半導体基板、１２…エピタキシャ
ル成長層、１３…拡散領域、１４，１５…電極、１７…
拡散領域、１９…キャップ、２０…サブマウント。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１１月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】このような、本発明の実施例に係る半導体
レーザ装置に用いることの出来るフォトダイオードチッ
プ１Ｂとして、受光領域であるｐｎ接合領域の周囲に入
射した光によって発生した光電流を無効にする構造を有
する（電荷捕獲型フォトダイオードチップ）を用いる事
ができ、図２にその一例を示す。この構造では、エピタ
キシャル層１２に領域１３と同じ極性を持った領域１７
を金属元素の熱拡散によって形成する。領域１７で発生
した光キャリアーは領域１３の方には流れず、エピタキ
シャル層１２と領域１７との間にあるｐｎ接合付近また
は、そのチップ端面に露出したｐｎ接合部で消滅してし
まう。具体的には、本出願人による特願平２−２３０２
０６号にその詳細が示されている。
レーザ装置に用いることの出来るフォトダイオードチッ
プ１Ｂとして、受光領域であるｐｎ接合領域の周囲に入
射した光によって発生した光電流を無効にする構造を有
する（電荷捕獲型フォトダイオードチップ）を用いる事
ができ、図２にその一例を示す。この構造では、エピタ
キシャル層１２に領域１３と同じ極性を持った領域１７
を金属元素の熱拡散によって形成する。領域１７で発生
した光キャリアーは領域１３の方には流れず、エピタキ
シャル層１２と領域１７との間にあるｐｎ接合付近また
は、そのチップ端面に露出したｐｎ接合部で消滅してし
まう。具体的には、本出願人による特願平２−２３０２
０６号にその詳細が示されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 一仁 大阪府大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザダイオードチップがマウントされ
たヘッダーに、光ファイバーが挿通されたハウジングが
固定されることにより一体構造とされ、前記レーザダイ
オードチップの発光面が前記光ファイバーの光射端面と
対向するように配置されると共に、前記レーザダイオー
ドチップの発光面の裏面からの光を受けるフォトダイオ
ードチップが設けられた半導体レーザ装置において、 前記フォトダイオードチップは光電流を検出信号として
出力するためのｐｎ接合領域を前記裏面からの光の受光
面に有すると共に、前記ｐｎ接合領域の周囲で生成され
るキャリアを捕獲する領域を有することを特徴とする半
導体レーザ装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01762592A JP3245838B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 半導体レーザ装置 |
| CA002088286A CA2088286C (en) | 1992-02-03 | 1993-01-28 | Semiconductor laser device |
| KR1019930001384A KR930018792A (ko) | 1992-02-03 | 1993-02-02 | 반도체레이저장치 |
| TW082100657A TW252217B (ja) | 1992-02-03 | 1993-02-02 | |
| EP93101640A EP0556639B1 (en) | 1992-02-03 | 1993-02-03 | Semiconductor laser device |
| DE69300247T DE69300247T2 (de) | 1992-02-03 | 1993-02-03 | Halbleiterlaservorrichtung. |
| DK93101640.6T DK0556639T3 (da) | 1992-02-03 | 1993-02-03 | Halvlederlaseranordning |
| US08/120,456 US5542018A (en) | 1990-08-31 | 1993-09-14 | Semiconductor laser device making use of photodiode chip |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01762592A JP3245838B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 半導体レーザ装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001195258A Division JP3593998B2 (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | フォトダイオードチップ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218583A true JPH05218583A (ja) | 1993-08-27 |
| JP3245838B2 JP3245838B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=11949054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3245838B2 (ja) |
| KR (1) | KR930018792A (ja) |
| CA (1) | CA2088286C (ja) |
| DE (1) | DE69300247T2 (ja) |
| DK (1) | DK0556639T3 (ja) |
| TW (1) | TW252217B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005175050A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Sony Corp | 半導体レーザおよび外部共振器型半導体レーザ |
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|---|---|---|---|---|
| KR100230246B1 (ko) * | 1995-01-24 | 1999-11-15 | 윤종용 | 반도체 레이저와 이를 이용한 기록재생용 부상형 광픽업 장치 |
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| US6646777B2 (en) | 2002-02-27 | 2003-11-11 | Jds Uniphase Corporation | Optical isolator with improved mounting characteristics |
| US6647039B2 (en) | 2002-02-27 | 2003-11-11 | Jds Uniphase Corporation | Reconfigurable laser header |
| US6859470B2 (en) | 2002-02-27 | 2005-02-22 | Jds Uniphase Corporation | Air trench that limits thermal coupling between laser and laser driver |
| US20150369991A1 (en) * | 2014-06-23 | 2015-12-24 | Corning Incorporated | Light diffusing fiber lighting device having a single lens |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5040187A (en) * | 1990-01-03 | 1991-08-13 | Karpinski Arthur A | Monolithic laser diode array |
| JPH04111477A (ja) * | 1990-08-31 | 1992-04-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 受光素子 |
-
1992
- 1992-02-03 JP JP01762592A patent/JP3245838B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-01-28 CA CA002088286A patent/CA2088286C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-02-02 TW TW082100657A patent/TW252217B/zh active
- 1993-02-02 KR KR1019930001384A patent/KR930018792A/ko not_active Ceased
- 1993-02-03 EP EP93101640A patent/EP0556639B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-02-03 DK DK93101640.6T patent/DK0556639T3/da active
- 1993-02-03 DE DE69300247T patent/DE69300247T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005175050A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Sony Corp | 半導体レーザおよび外部共振器型半導体レーザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW252217B (ja) | 1995-07-21 |
| JP3245838B2 (ja) | 2002-01-15 |
| EP0556639A1 (en) | 1993-08-25 |
| DE69300247D1 (de) | 1995-08-17 |
| KR930018792A (ko) | 1993-09-22 |
| EP0556639B1 (en) | 1995-07-12 |
| DK0556639T3 (da) | 1995-12-04 |
| CA2088286A1 (en) | 1993-08-04 |
| DE69300247T2 (de) | 1996-04-04 |
| CA2088286C (en) | 2001-09-04 |
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