JP2000012957A - 複数波長の半導体レーザモジュール - Google Patents

複数波長の半導体レーザモジュール

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JP2000012957A
JP2000012957A JP10174318A JP17431898A JP2000012957A JP 2000012957 A JP2000012957 A JP 2000012957A JP 10174318 A JP10174318 A JP 10174318A JP 17431898 A JP17431898 A JP 17431898A JP 2000012957 A JP2000012957 A JP 2000012957A
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wavelength
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laser module
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Yasunori Nishimura
康規 西村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の半導体レーザチップを1つの基盤上に
発光点位置を同じ位置にするように組み立てた複数波長
半導体モジュールを提供する。 【解決手段】 異なる複数の波長の半導体レーザチップ
3,4を、出射側から見た場合その発光点が同一になる
ように調整し、一つの基盤2上に組み立て、異なる複数
の波長の半導体レーザチップ3,4から発光した光のう
ち、所定の光を透過して出射し、他の光を反射して出射
する波長フィルタ5を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザモジ
ュールに関し、特に、複数波長の半導体モジュールに関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、光ディスク装置において、容量
増大要求のために半導体レーザの短波長化が行われてい
る。しかし、光ディスク媒体の膜特性の関係で、短波長
の半導体レーザでは長波長の半導体レーザ用に作られた
光ディスクを読むことができないという問題点があっ
た。そこで、従来、光ディスク装置の互換性を考え、長
短波長2個の半導体レーザを用いた装置が考案されてい
る。この際、装置の小型化,組立易さから、これら2波
長を1つの筐体内に納めた半導体レーザが求められてい
る。
【0003】この従来の半導体レーザの例として、特開
平8−18154号公報記載の2波長半導体レーザがあ
り、この従来例では、半導体レーザチップ中の光導波路
を2波長で共有することが提案されている。
【0004】また、特開平5−5817号公報記載の半
導体レーザモジュールにおいては、モジュール内で2つ
の波長の光を平行光に変換してから結合することが提案
されている。
【0005】さらに、特開昭63−304222号公報
記載のレーザ光源装置がある。この装置は、複数の半導
体レーザからの光を1個のコリメータレンズの前方に配
設した複数個のダイクロイッププリズムで重ね合わせる
ようにし、1個のコリメータレンズで複数のレーザ光を
コリメートするようにした装置である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した2波長を1つ
の筐体内に納めた半導体レーザの従来例では、以下のよ
うな問題があった。
【0007】まず、特開平8−18154号公報記載の
2波長半導体レーザにおいては、ダブルへテロ構造のク
ラッド層の1つも共有されているため2波長で組成を大
きく変えることができず、短長波長の波長差を100n
mとこれ以上は大きくできないという問題があった。
【0008】また、特開平5−5817号公報記載の半
導体レーザモジュールにおいては、モジュール内にレン
ズ,波長板等が必要となり系が複雑となるという問題が
ある。
【0009】さらに、特開昭63−304222号公報
記載のレーザ光源装置では、コリメート光の合成のみで
あり、発散光での光軸の一致した合成を行うことはでき
ない。また、微調整機構をユニット内部に持ち、半導体
レーザを空中で保持するために、3軸制御が必要となる
という問題があった。
【0010】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
するために、複数の半導体レーザチップを1つの基盤上
に発光点位置を同じ位置にするように組み立てた複数波
長半導体モジュールを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体レーザモジュールは、異なる複数の
波長の半導体レーザチップを、出射側から見た場合その
発光点が同一になるように調整し、一つの基盤上に組み
立てたことを特徴とする。
【0012】また、異なる複数の波長の半導体レーザチ
ップから発光した光のうち、所定の光を透過して出射
し、他の光を反射して出射する波長フィルタを備えるの
が好ましい。
【0013】さらに、調整は、異なる複数の波長の半導
体レーザチップの光軸が出射面において同じになるよう
にし、波長フィルタからの距離を等しくするのが好まし
い。
【0014】またさらに、波長フィルタの近傍にモニタ
フォトダイオードを設け、戻り光の影響を受けることな
く半導体レーザの出力をモニタできるのが好ましい。
【0015】また、異なる複数の波長の数がn個である
とき、波長フィルタの数を(n−1)個するのが好まし
い。
【0016】さらに、異なる複数の波長の半導体レーザ
チップから発光した光を反射または透過するハーフミラ
ーを備えるのが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態の構成について詳細に説明する。
【0018】図1は、本発明の2波長半導体モジュール
の実施の形態の構成を示す概略図である。この2波長半
導体モジュール1は、筐体7内に基盤2内に波長フィル
タ5,半導体レーザチップA3,半導体レーザチップB
4を設置し、上部にカバーガラス6を配置している。半
導体レーザチップA3の光と、半導体レーザチップB4
の光とは、波長フィルタ5で合成され、モジュールの出
射側からみた場合、同一発光点と見なせるように調整さ
れている。この調整として、出射面においてそれぞれの
半導体チップの光軸が同じになるようにし、半導体チッ
プの発光点からカバーガラス6までの距離を同じにして
いる。また、基盤2に半導体レーザチップA3と半導体
レーザチップB4とが組み立てられている。このことに
より、本モジュール作製時には、半導体レーザの取り付
けに関して、Z軸の位置とX軸,Y軸に関する傾きを規
制できるため調整項目を減らすことができる。もちろ
ん、本モジュールを装置に組み込む場合は、1つの半導
体レーザとして見なせるので、取り付けは2波長である
ことを意識することなく容易である。このようにして、
2つの半導体レーザチップを1つの基盤上に組み立てる
ことにより、小型化、調整の容易さを得ることができ
る。
【0019】次に、半導体レーザチップA3および半導
体レーザチップB4の光の調整について説明すると、ま
ず、半導体レーザチップA3と半導体レーザチップB4
と波長フィルター5とは、基盤2上に組み立てられてい
る。半導体レーザチップA3から発光した光は、波長フ
ィルター5を透過して出射される。半導体レーザチップ
B4から発光した光は、波長フィルタ5で反射され出射
される。半導体レーザチップA3,B4の光軸は同一
に、波長フィルタ5からの距離は同じになるように調整
されており、2波長半導体レーザモジュール1の出射面
からみた場合、2つの半導体チップの発光点は同一点と
見なすことができる。
【0020】次に、図2は、本発明の2波長半導体レー
ザモジュール1の光ディスク装置への適用例を示す概略
図である。この適用例においては、本発明の特徴である
2つの波長の光が同一発光点にあることより、光学素子
10から13および15を2波長対応にするだけで1波
長に対する光ディスク装置と構成を変更することなく利
用できる。図2を参照すると、2波長半導体レーザモジ
ュール1から発光した光は、偏光ビームスプリッタ10
を透過する。偏光ビームスプリッタ10を透過した光
は、コリメートレンズ11によって平行光にされる。こ
の平行光は、1/4波長板12によって直線偏光から円
偏光に変換される。円偏光になった光は、対物レンズ1
3によって、光ディスク媒体14上に集光され情報を読
みとる。光ディスク媒体14からの反射光は、対物レン
ズ13によって平行光にされる。平行にされた光は、1
/4波長板12によって円偏光から行きの直線偏光に対
して90度回転した直線偏光に変換される。直線偏光に
変換された光は、コリメートレンズ11によって集光さ
れる。集光された光は、偏光ビームスプリッタ10で反
射する。反射した光は、センサ15上に集光され情報を
検出される。
【0021】
【実施例】次に、図1を参照して、本発明の2波長半導
体レーザモジュールの第1の実施例について説明する。
基盤2上に波長660nmの半導体レーザチップA3
と、波長780nmの半導体レーザチップB4と、波長
フィルタ5とが組み立てられている。このときの波長フ
ィルタ5は、波長660nmに対しては透過し、波長7
80nmに対しては反射するように設計されている。半
導体レーザチップA3から発光した光は、波長フィルタ
ー5を透過して出射される。半導体レーザチップB4か
ら発光した光は、波長フィルタ5で反射され出射され
る。このとき、半導体レーザチップA3,B4の光軸は
同一に、波長フィルタ5からの距離は同じになるように
調整されている。このとき、2波長半導体レーザモジュ
ール1の出射面(カバーガラス6の面側)からみた場
合、2つの半導体チップの発光点は同一点と見なすこと
ができる。
【0022】また、調整時においては次のような特徴が
ある。2つの半導体レーザを用いて同様の構成を作る場
合、2つの半導体レーザの発光点を一致するために、調
整としてX,Y,Z軸調整と、X,Y,Z軸を軸とする
回転調整とが必要となり、調整が困難である。しかし、
半導体レーザチップを基盤2上に組み立てることによ
り、Z軸調整とX軸,Y軸を軸とする回転調整とが不要
となり、調整が容易になる。もちろん、本モジュールを
装置に組み込む場合は、1つの半導体レーザとして見な
せるので、取り付けは2波長ということを意識する必要
が無く、取り付けは容易になる。この波長フィルタ5の
取り付け位置は、半導体レーザチップA3およびB4の
取り付け面に対して一段下がった位置にある。これは、
半導体レーザチップから出射された光を遮らないためで
ある。
【0023】次に、図3を参照して、本発明の第2の実
施例について説明する。本実施例では、図3に示すよう
に、波長フィルタ5の横にモニタフォトダイオード(以
下、モニタPDとする)20をつけることにより戻り光
の影響を受けることなく半導体レーザの出力をモニタで
きる。波長フィルタ5では、それぞれの光は100%の
透過又は反射を期待しているが、実際には、95%位の
効果しかない。その5%位の漏れ光を利用して半導体レ
ーザの出力をモニタする。通常、半導体レーザチップに
は、出射側と反対面にモニタPDがつけられている。し
かし、本実施例では、2つの半導体レーザチップA3,
B4に対して1個のモニタPD20で半導体レーザの出
力をモニタできる。ただし、このときには、2つの半導
体レーザを同時に光らせたときのそれぞれのモニタ出力
を確認することはできない。
【0024】次に、図4を参照して、本発明の第3の実
施例について詳細に説明する。本実施例では、2波長で
なく3波長での半導体レーザモジュールを示している。
この3波長半導体レーザモジュール42は、まず波長フ
ィルタ5に他の波長フィルタ41を縦列に並べる。他の
波長フィルタ41は、半導体レーザチップC40の波長
に対しては反射し、半導体レーザチップB4の波長に対
しては透過するように設計されている。また、3波長で
発光点を同一にするために、他の波長フィルタ41によ
って半導体レーザチップB4がY軸方向にずれたため、
半導体レーザチップA3はX軸方向に同距離だけ移動し
ている。このように、他の波長フィルタ41,半導体レ
ーザチップ40などの部品を付加することにより、2波
長から3波長へと容易に拡張できる。同様に、大きさの
許す限りn波長でも拡張できる。
【0025】次に、図1を参照して、本発明の第4の実
施例について説明する。図1においては、波長フィルタ
5を用いているが、半導体レーザの出射パワーに余裕が
ある場合は、ハーフミラーでも代用できる。ハーフミラ
ーの場合、半導体レーザチップA3では、ハーフミラー
で反射する光があり、また、同様に半導体レーザチップ
B4では、ハーフミラーで透過する光があり、これらの
光はモジュールの出射光として利用できない。しかし、
ハーフミラーは波長フィルタ5より値段が安く、コスト
の低下が期待できる。
【0026】以上説明したように、本発明の2波長半導
体レーザモジュールにおいては、半導体レーザを内部に
持たず、小型化でき、半導体チップの膜厚制御の精密さ
を利用して高さ方向や2軸の回転方向調整機構が無く、
調整機構を簡素化することができる。
【0027】また、2波長にとどまらず、複数波長の半
導体レーザモジュールに適用できることは言うまでもな
い。
【0028】
【発明の効果】本発明では、1つの基盤上に複数の半導
体レーザチップなどを集積している。従って、複数波長
半導体レーザが1つの筐体内に収まり、小型化できると
いう効果を奏する。
【0029】また、複数の半導体レーザチップの発光点
がモジュールの出射面でみれば同一点となるように調整
されている。従って、複数の波長を使う用途に対して設
計が容易になるという効果を奏する。
【0030】さらに、1つの基盤上に複数の半導体レー
ザチップを組み立てるため、調整軸が少なくなる。従っ
て、複数波長半導体レーザの調整が容易になるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の構成を示す概略図であ
る。
【図2】本発明の実施の形態の適用例を示す概略図であ
る。
【図3】本発明の第2の実施例の構成を示す概略図であ
る。
【図4】本発明の第3の実施例の構成を示す概略図であ
る。
【符号の説明】
1 2波長半導体レーザモジュール 2 基盤 3 半導体レーザチップA 4 半導体レーザチップB 5 波長フィルタ 6 カバーガラス 7 筐体 10 偏光ビームスプリッタ 11 コリメートレンズ 12 1/4波長板 13 対物レンズ 14 光ディスク媒体 15 センサ 20 モニタPD 40 半導体レーザチップC 41 波長フィルタB 42 3波長半導体レーザモジュール
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年8月27日(1999.8.2
7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体レーザモジュールは、異なる複数の
波長の半導体レーザチップと、半導体レーザチップから
発光した光のうち、所定の光を透過して、他の光を出射
する波長フィルタとを備えた半導体レーザモジュールに
おいて、半導体レーザチップと前記波長フィルタとを配
置する基盤と、半導体レーザチップ,波長フィルタ,基
盤とを収容する筐体と、筐体の一面に設けられ、光を出
射するためのカバーガラスとを備え、基盤に半導体レー
ザチップと波長フィルタとを配置すると同時に、半導体
レーザモジュールと波長フィルタとの位置関係を調整す
る高さ方向の調整および2軸の回転方向調整を同時に行
うことができることを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】削除
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】削除
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】削除

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】異なる複数の波長の半導体レーザチップ
    を、出射側から見た場合その発光点が同一になるように
    調整し、一つの基盤上に組み立てたことを特徴とする半
    導体レーザモジュール。
  2. 【請求項2】前記異なる複数の波長の半導体レーザチッ
    プから発光した光のうち、所定の光を透過して出射し、
    他の光を反射して出射する波長フィルタを備えたことを
    特徴とする、請求項1に記載の半導体レーザモジュー
    ル。
  3. 【請求項3】前記調整は、前記異なる複数の波長の半導
    体レーザチップの光軸が出射面において同じになるよう
    にし、前記波長フィルタからの距離を等しくしたことを
    特徴とする、請求項2に記載の半導体レーザモジュー
    ル。
  4. 【請求項4】前記波長フィルタの近傍にモニタフォトダ
    イオードを設け、戻り光の影響を受けることなく半導体
    レーザの出力をモニタできることを特徴とする、請求項
    2または3に記載の半導体レーザモジュール。
  5. 【請求項5】前記異なる複数の波長の数がnであると
    き、前記波長フィルタの数を(n−1)個とすることを
    特徴とする、請求項2〜4のいずれかに記載の半導体レ
    ーザモジュール。
  6. 【請求項6】前記異なる複数の波長の半導体レーザチッ
    プから発光した光を反射または透過するハーフミラーを
    備えたことを特徴とする、請求項1に記載の半導体レー
    ザモジュール。
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