JPH0627975Y2 - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、書換型光デイスク用の光ヘツド等に用いら
れるマルチビームタイプの半導体レーザ装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、書換型光デイスク用の光ヘツドの光学系は、半
導体レーザ等の光源からのビームを消去用，書込用，再
生用に使用するため、その構成が非常に複雑になり、し
かも書換時間が長くなるなどの不都合がある。

そこで従来、１個のレーザチツプから，たとえばデイス
クの消去，書込，再生用として３本のビームをそれぞれ
独立に放射できるようにしたマルチビームタイプの半導
体レーザ装置が考えられており、このように各ビームを
独立に制御する場合、使用状況に応じて各ビームの強度
を制御する必要があるが、通常半導体レーザの出力特性
が駆動電流や温度の変化に極めて敏感で，周囲の環境条
件に左右され易いため、レーザチップの前端面および後
端面から放射されるレーザ光のうち後端面からのレーザ
光を光検出器により受光してその強度を測定し、レーザ
光の強度が所定強度になるように供給電力を制御する，
いわゆるＡＰＣ〔Automatic Power Control〕と呼ばれ
る手法が採用されており、このようなＡＰＣ方式を採用
したマルチビームタイプの半導体レーザ装置は、たとえ
ば第４図または第５図に示すように構成されている。

すなわち、第４図において、(1),(2)は銅などからなり
レーザステムを構成するヒートシンク、(3)はヒートシ
ンク(2)上に固着されたサブマウント、(4)はサブマウン
ト(3)上に載置されたレーザチツプであり、半導体基板
に３個の前後方向の光導波路(5)が形成され、同図中の
１点鎖線に示すように、各光導波路(5)の前，後の端面
からレーザ光が放射される。

(6)はサブマウント(3)上の各光導波路(5)の後方に固定
して配設された３個の光検出器であり、各光導波路(5)
の後方出力レーザ光をそれぞれ受光してレーザ光強度を
検出し、検出した各レーザ光強度がそれぞれ所定の値に
なるよう、レーザチツプ(4)への供給電力が制御され
る。

また、第５図は、前記した第４図のレーザチツプ(4)と
光検出器(6)とをモノリシツクに形成した半導体レーザ
装置であり、(7)は半導体基板、(8)は基板(7)の前半部
上に半導体層が積層されて構成されストライプ状の３個
の主光導波路が形成されたレーザ部、(9)は基板(7)の後
端部上に半導体層が積層されて構成された光検出部であ
り、基板(7)上にレーザ部(8)および光検出部(9)の各半
導体層が積層形成されたのち、化学的エツチングにより
レーザ部(8)と光検出部(9)との境界に相当する部分に，
基板(7)の表層に及ぶ溝(10)が形成されてレーザ部(8)と
光検出器(9)が分離されるとともに、レーザ部(8)の共振
器端面が形成される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、前記した第４図の半導体レーザ装置の場合、
レーザチツプ(4)の後方に３個の光検出器(6)を並設しな
ければならないが、各光導波路(5)の前，後端面からの
レーザ光が広がり角をもつて放射されるため、光検出器
(6)をレーザチツプ(4)から離れて配設すると、光検出器
(6)が隣りのレーザ光の一部を受光するいわゆるクロス
トークが生じて正確なレーザ光強度を検出することがで
きなくなり、このようなクロストークの発生を防止する
には、各光検出器(6)をできるだけレーザチツプ(4)に近
接して配設する必要がある。

しかし、通常光デイスク用に使用する場合には、各光導
波路(5)の間隔を100μｍ程度に設定しなければならない
が、このように間隔の狭い光導波路(5)の後方に光検出
器(6)を精度よく配設することは難しく、しかも各光検
出器(6)をレーザチツプ(4)の後端面から500μｍ以内に
近接し，かつ互いに分離して配設することは極めて困難
であるという問題点がある。

一方、前記した第５図の半導体レーザ装置の場合、溝(1
0)をエツチングにより形成しなければならないため、レ
ーザ部(8)と光検出部(9)との間隔を精度よく制御するこ
とができる反面、レーザ部(8)の共振器端面の反射率の
制御を精度よく行なうことは困難であり、レーザ部(8)
の発振の信頼性の低下や製造歩留まりの低下を招くとい
う問題点がある。

ところで、前記した第４図の装置と同様の様式を有する
他の例として，特開昭58-30183号公報（H01S 3/096）に
記載のものがあり、これは複数個の半導体レーザ共振器
をアレイ状に構成し、各レーザ共振器に順次に駆動パル
スを加えて時分割駆動し、各レーザ共振器からの一方向
へのレーザ光をそれぞれ共通の光検知器により受光して
各レーザ光出力を検出するものであるが、この場合、各
レーザ共振器を時分割駆動するため、クロストークが発
生するおそれはないが、光検知器が１個であるため、各
レーザ共振器を同時に駆動することができないという問
題点がある。

そこで、この考案では、マルチビームタイプの半導体レ
ーザ装置をＡＰＣ動作させる際に、クロストークを防止
し，かつ各レーザ光を同時に放射できるようにすること
を技術的課題とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は、前記の点に留意してなされたものであり、
半導体基板に平行に形成され前，後の端面からレーザ光
を放射する前後方向の３個の主光導波路と、左側および
右側の前記主光導波路からほぼ直角に外方に向かつて前
記基板に形成され，前記両主光導波路とともにマイケル
ソン干渉計型レーザ共振器を構成し外方の端面からレー
ザ光を放射する左，右補助光導波路と、中央の前記主光
導波路の後方，前記左補助光導波路の左方および前記右
補助光導波路の右方にそれぞれ設けられた光検出器とを
備えた半導体レーザ装置である。

〔作用〕

したがつて、この考案によると、左側および右側の主光
導波路からほぼ直角に外方に向つて形成された左，右補
助光導波路の外方，すなわち左補助光導波路の左方およ
び右補助光導波路の右方に光検出器がそれぞれ設けられ
るとともに、中央の主光導波路の後方に光検出器が設け
られ、各光検出器からの信号にもとづき、各主光導波路
の前端面からの出射レーザ光強度がそれぞれ所定値に制
御される。

このとき、左側，右側の主光導波路それぞれと左，右補
助光導波路それぞれとにより、マイケルソン干渉計型レ
ーザ共振器が形成されるため、各主光導波路の前端面か
らのレーザ光強度が同一である場合、左側，右側の主光
導波路の後端面から出射されるべきレーザ光の一部が
左，右補助光導波路側へ分岐されることになり、中央の
主光導波路の後端面からのレーザ光強度に比べ，左側，
右側の主光導波路の後端面からのレーザ光強度は大幅に
低減され、各主光導波路の前端面からレーザ光を時分割
に放射する場合は勿論，同時に放射する場合であつて
も、従来に比べ、クロストークの発生が抑制されること
になる。

〔実施例〕

つぎに、この考案を、その１実施例を示した第１図ない
し第３図とともに詳細に説明する。

第１図において、(11)はシリコンサブマウント、(12)は
サブマウント(11)の前端部に固定して載置されたレーザ
チツプであり、前後方向の第１，第２，第３主光導波路
(13),(14),(15)が形成され第１主光導波路(13)からほぼ
直角に左方に向かつて左補助光導波路(16)が形成される
とともに、第３主光導波路(15)からほぼ直角に右方に向
かつて右補助光導波路(17)が形成されている。

(18),(19),(20)はそれぞれ第２主光導波路(14)の後方，
左補助光導波路(16)の左方，右補助光導波路(17)の右方
に配設された第１，第２，第３光検出器であり、各光検
出器(18)〜(20)の出力信号にもとづき、各主光導波路(1
3)〜(15)の前端面からの出射レーザ光強度が所定値にな
るように制御される。

つぎに、レーザチツプ(12)の製造工程について説明す
る。

まず、第３図(a)に示すように、ｐ型GaAs基板(21)上に
ｎ型GaAsからなる電流ブロツク層(22)を形成し、その後
第２図および第３図(b)に示すようにエツチングによ
り、ブロツク層(22)に前後方向の第１，第２，第３主Ｖ
字溝(23a)〜(23c)を一定間隔で形成するとともに、第
１，第３主Ｖ字溝(23a),(23c)の途中からほぼ直角に外
方に向かつて左，右補助Ｖ字溝(24a),(24b)を形成す
る。

つぎに、第３図(c)に示すように、ブロツク層(22)上お
よび各Ｖ字溝(23a)〜(23c),(24a),(24b)内にｐ型GaAlAs
からなる下部クラツド層(25)，GaAlAsからなる活性層(2
6)，ｎ型GaAlAsからなる上部クラツド層(27)およびｎ型
GaAsからなるキヤツプ層(28)を順次積層し、各主Ｖ字溝
(23a)〜(23c)および両補助Ｖ字溝(24a),(24b)の基板(2
1)の表面と同一面における幅の電流通路をそれぞれ形成
するとともに、基板(21)および各層(22),(25)〜(28)を
へき開して各Ｖ字溝(23a)〜(23c),(24a),(24b)の端面が
露出するように共振器面を形成し、前記した各主光導波
路(13)〜(15)および両補助光導波路(16),(17)を形成
し、さらに基板(21)の下面およびキヤツプ層(28)の上面
の前記各電流通路の上，下側に相当する位置にそれぞれ
電極を形成してレーザチツプ(12)を作製する。

このとき、第１主光導波路(13)の前端面から後端面まで
の共振器長Ｌ_１と，第１主光導波路(14)の前端面から左
補助光導波路(16)の左端面までの共振器長Ｌ_２との比
が、たとえば１：１になるように設定してマイケルソン
干渉計型レーザ共振器を形成し、第３主光導波路(15)お
よび右補助光導波路(17)についても，同様の共振器長の
比に設定してマイケルソン干渉計型レーザ共振器を形成
する。

したがつて、第１，第３主光導波路(13),(15)それぞれ
と左，右補助光導波路(16),(17)それぞれとにより、マ
イケルソン干渉計型レーザ共振器が形成されるため、た
とえば各主光導波路(13)〜(15)の前端面からのレーザ光
強度が同一である場合、第１，第３主光導波路(13),(1
5)の後端面から出射されるべきレーザ光の一部が左，右
補助光導波路(16),(17)側へ分岐されることになり、中
央の第２主光導波路(14)の後端面からのレーザ光強度に
比べ，左側，右側の第１，第３主光導波路(13),(15)の
後端面からのレーザ光強度は大幅に低減され、前記した
ようにたとえば共振器長Ｌ_１，Ｌ_２の比を１：１に設定
すると、第１，第３主光導波路(13),(15)の後端面から
のレーザ光強度は前端面からの1/2に低減され、各主光
導波路(13)〜(16)の前端面からレーザ光を時分割に放射
する場合は勿論，同時に放射する場合であつても、従来
に比べ、クロストークの発生が抑制されることになる。

このとき、高反射率の膜コーテイングにより第１，第３
主光導波路(13),(15)の後端面の反射率を高くすれば、
第１，第３主光導波路(13),(15)の後端面からの出射レ
ーザ光強度をほぼ零にすることもでき、クロストークを
完全に抑えることが可能となる。

また、レーザチツプの後方に光検出器を３個並設する必
要がなく、しかも前記した如くクロストークの発生を防
止できるため、第１光検出器(18)とレーザチツプ(12)と
の距離が500μｍ，第２，第３光検出器(19),(20)とレー
ザチツプ(12)との距離がそれぞれ1000μｍ程度であれば
よく、従来のようにクロストーク防止のために各光検出
器をレーザチツプから500μｍ以内に配設する必要がな
く、各光検出器(18)〜(20)の配設作業が非常に容易にな
る。

さらに、クロストークの発生が防止できるため、各主光
導波路(13)〜(15)の間隔を従来に比べて狭くすることが
可能となり、たとえば光デイスクの記録情報の高密度化
に伴い光デイスクのトラツクピツチが縮小された場合に
も容易に対応することができ、応用性に優れた半導体レ
ーザ装置の提供が可能となる。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案の半導体レーザ装置によると、
マルチビームタイプの半導体レーザ装置をＡＰＣ動作さ
せる場合に、クロストークの発生を防止して隣りのレー
ザ光の影響をなくすことが可能となり、ＡＰＣ動作を高
精度に行なうことができ、各レーザ光を同時に放射する
こともでき、しかも製造工程も従来と同程度もしくは従
来よりも簡単になり、その効果は大きい。

また、マイケルソン干渉計型レーザ共振器を形成するた
め、発振モードの安定性が良く、特性の優れた半導体レ
ーザ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの考案の半導体レーザ装置の１
実施例を示し、第１図は平面図、第２図(a)〜(c)はそれ
ぞれ製造途中における一部の平面図，正面図および右側
面図、第３図(a)〜(c)はそれぞれ製造工程を示す切断正
面図、第４図および第５図はそれぞれ異なる従来例の平
面図および切断右側面図である。 (13)〜(15)……主光導波路、(16),(17)……左，右補助
光導波路、(18)〜(20)……光検出器、(21)……基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 森 和思 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−156871（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板に平行に形成され前，後の端面
   からレーザ光を放射する前後方向の３個の主光導波路
   と、 左側および右側の前記主光導波路からほぼ直角に外方に
   向かつて前記基板に形成され，前記両主光導波路ととも
   にマイケルソン干渉計型レーザ共振器を構成し外方の端
   面からレーザ光を放射する左，右補助光導波路と、 中央の前記主光導波路の後方，前記左補助光導波路の左
   方および前記右補助光導波路の右方にそれぞれ設けられ
   た光検出器と を備えた半導体レーザ装置。