JP2000114655A - サブマウントミラー方式面型レーザ - Google Patents
サブマウントミラー方式面型レーザInfo
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- H01S5/02255—Out-coupling of light using beam deflecting elements
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サブマウントを用いた小型で安価な面発光レ
ーザの提供すること。 【解決手段】 任意の角度をもつマイクロミラーを傾斜
マウントの上に搭載することにより、所望の角度に光を
取り出すことを可能とし、小型化と低コスト化を同時に
達成する。特に、安価に供給される立方晶あるいはＺｉ
ｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）ｊｕｓｔ基板を用い、形
成された５４°の（１１１）面ミラーと１８°の傾斜を
もつマウントとを組み合わるか、あるいはサブマウント
の裏面に１８°の傾斜を形成することにより、実効的に
小型、低コストの垂直取り出しミラーを形成する。ま
た、立方晶あるいはＺｉｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）
１８°オフ基板利用した場合には、従来は利用していな
かった６３°（１１１）面を利用することができ、３６
°の傾斜をもつマウント組み合わせるか、あるいはサブ
マウントの裏面に３６°の傾斜を形成することにより、
実効的に小型、低コストの垂直取り出しミラーを形成す
る。
ーザの提供すること。 【解決手段】 任意の角度をもつマイクロミラーを傾斜
マウントの上に搭載することにより、所望の角度に光を
取り出すことを可能とし、小型化と低コスト化を同時に
達成する。特に、安価に供給される立方晶あるいはＺｉ
ｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）ｊｕｓｔ基板を用い、形
成された５４°の（１１１）面ミラーと１８°の傾斜を
もつマウントとを組み合わるか、あるいはサブマウント
の裏面に１８°の傾斜を形成することにより、実効的に
小型、低コストの垂直取り出しミラーを形成する。ま
た、立方晶あるいはＺｉｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）
１８°オフ基板利用した場合には、従来は利用していな
かった６３°（１１１）面を利用することができ、３６
°の傾斜をもつマウント組み合わせるか、あるいはサブ
マウントの裏面に３６°の傾斜を形成することにより、
実効的に小型、低コストの垂直取り出しミラーを形成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザに係
わり、マイクロミラーによって、共振器方向と異なる方
向、特に垂直方向に出力光を取り出す半導体レーザ装置
に関する。
わり、マイクロミラーによって、共振器方向と異なる方
向、特に垂直方向に出力光を取り出す半導体レーザ装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】基板と水平方向に光を取り出す端面出射
型レーザを他の光学コンポーネント、例えば光ファイバ
と結合させるには、出射側近傍にレンズなどの光結合系
や導波路、あるいは直接光ファイバを配さなくてはなら
ない。そのため出射側には駆動用ＩＣや受光素子、ある
いは他の発光素子などを配すことができず、設計の自由
度が小さくなってしまう。また、これら素子を同じ基板
上に集積化し、更なる小型化を追求する場合には、この
ことはより大きな制約となってしまう。特にレーザを高
密度に集積化し、アレイ化した場合には、この配線等の
制約は顕著になる。一方、基板と垂直な方向に光を取り
出す面発光レーザでは、基板上に光路が設定されないの
で、基板上での配線、集積化に関して、自由度が大き
く、小型化や低コスト化に有利である。特に、近年、光
加入者系システムの実現を目指し、光伝送システム低コ
スト化の研究が盛んに展開されているが、口径の大きな
プラスチックファイバ（ＰＯＦ）を用いれば、送信光源
となる半導体レーザと光ファイバとをレンズを用いずに
直接光結合させることが可能になり、部品点数の削減を
はかることができる。この場合、ファイバ端面と基板と
が平行に近い方が、モジュールとしての体積低減に寄与
することができ、また、送受信を１本のファイバで行う
場合には、レーザと受光素子とを基板内で集積化する必
要が生じ、いずれの場合も面発光レーザが有利となる。
このことは、光ピックアップに対しても同様にメリット
となる。さらに、従来の光伝送システムでは、光源に、
やはり面発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）を用
いており、データの大容量化に伴い、光源をより高速な
レーザに変更した場合でも、面発光レーザであれば既存
の技術、インフラを容易く活用することが可能で、技術
の立ち上げ時間の短縮、さらにはコストの低減に大きく
資することができる。
型レーザを他の光学コンポーネント、例えば光ファイバ
と結合させるには、出射側近傍にレンズなどの光結合系
や導波路、あるいは直接光ファイバを配さなくてはなら
ない。そのため出射側には駆動用ＩＣや受光素子、ある
いは他の発光素子などを配すことができず、設計の自由
度が小さくなってしまう。また、これら素子を同じ基板
上に集積化し、更なる小型化を追求する場合には、この
ことはより大きな制約となってしまう。特にレーザを高
密度に集積化し、アレイ化した場合には、この配線等の
制約は顕著になる。一方、基板と垂直な方向に光を取り
出す面発光レーザでは、基板上に光路が設定されないの
で、基板上での配線、集積化に関して、自由度が大き
く、小型化や低コスト化に有利である。特に、近年、光
加入者系システムの実現を目指し、光伝送システム低コ
スト化の研究が盛んに展開されているが、口径の大きな
プラスチックファイバ（ＰＯＦ）を用いれば、送信光源
となる半導体レーザと光ファイバとをレンズを用いずに
直接光結合させることが可能になり、部品点数の削減を
はかることができる。この場合、ファイバ端面と基板と
が平行に近い方が、モジュールとしての体積低減に寄与
することができ、また、送受信を１本のファイバで行う
場合には、レーザと受光素子とを基板内で集積化する必
要が生じ、いずれの場合も面発光レーザが有利となる。
このことは、光ピックアップに対しても同様にメリット
となる。さらに、従来の光伝送システムでは、光源に、
やはり面発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）を用
いており、データの大容量化に伴い、光源をより高速な
レーザに変更した場合でも、面発光レーザであれば既存
の技術、インフラを容易く活用することが可能で、技術
の立ち上げ時間の短縮、さらにはコストの低減に大きく
資することができる。
【０００３】この面発光レーザとしては、垂直共振器型
面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）の研究が盛んに行われ、サ
ブミリアンペアという低しきい値のものまで開発されて
いる。しかしながら、光通信で有用な長波長帯において
は、屈折率差の大きい材料系がないため高反射率のミラ
ーが形成できなかったり、材料に固有な非発光成分が多
いなどの材料的な制約から、良好な面発光レーザの報告
はない。
面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）の研究が盛んに行われ、サ
ブミリアンペアという低しきい値のものまで開発されて
いる。しかしながら、光通信で有用な長波長帯において
は、屈折率差の大きい材料系がないため高反射率のミラ
ーが形成できなかったり、材料に固有な非発光成分が多
いなどの材料的な制約から、良好な面発光レーザの報告
はない。
【０００４】グレーティング結合型面発光レーザ（ＧＣ
ＳＥＬ）の検討もなされているが、このレーザでは出射
する放射モード光が導波路方向に対し２つのピークを持
つという問題がある。これを改善するために、複数の位
相シフト構造を導波路に作り付けることが提案されてい
る。しかし、この場合の放射モード光の発光近視野像
は、矩形状のパターンであり、ファイバの固有モードで
あるガウス分布とはかけ離れているため極めて結合効率
が悪く、また、軸ずれに対するトレランスも小さかっ
た。さらにこれを改善するために、回折格子の周期より
も長い領域にわたって位相を徐々にシフトさせる概略対
称分布の位相シフト構造により、放射モードの導波路方
向の発光出力パターンをガウス分布に近づける工夫も考
案されている。しかしながら、垂直出射光とは別に共振
器外軸方向に進む光は損失になので、根本的に損失の大
きなレーザとなってしまい、端面発光型レーザほどには
低しきい値化できない。
ＳＥＬ）の検討もなされているが、このレーザでは出射
する放射モード光が導波路方向に対し２つのピークを持
つという問題がある。これを改善するために、複数の位
相シフト構造を導波路に作り付けることが提案されてい
る。しかし、この場合の放射モード光の発光近視野像
は、矩形状のパターンであり、ファイバの固有モードで
あるガウス分布とはかけ離れているため極めて結合効率
が悪く、また、軸ずれに対するトレランスも小さかっ
た。さらにこれを改善するために、回折格子の周期より
も長い領域にわたって位相を徐々にシフトさせる概略対
称分布の位相シフト構造により、放射モードの導波路方
向の発光出力パターンをガウス分布に近づける工夫も考
案されている。しかしながら、垂直出射光とは別に共振
器外軸方向に進む光は損失になので、根本的に損失の大
きなレーザとなってしまい、端面発光型レーザほどには
低しきい値化できない。
【０００５】この端面発光型レーザをマイクロミラーに
よって面型化すれば、反射率の高いＤＢＲが難しい長波
においても、十分しきい値の低いレーザが供給可能であ
り、また、そのビーム形状も楕円でこそあるが、ガウシ
アンビームであり、ファイバとの結合もＧＣＳＥＬより
優れている。また、技術自体が熟成しており、新規の材
料にも適用しやすい。
よって面型化すれば、反射率の高いＤＢＲが難しい長波
においても、十分しきい値の低いレーザが供給可能であ
り、また、そのビーム形状も楕円でこそあるが、ガウシ
アンビームであり、ファイバとの結合もＧＣＳＥＬより
優れている。また、技術自体が熟成しており、新規の材
料にも適用しやすい。
【０００６】このマイクロミラーには通常シリコンの
（１００）基板が用いられるが、この場合にはミラー面
となる（１１１）面の傾きは５４°になってしまう。垂
直方向に光を取り出すためには４５°ミラーが必要であ
り、そのため、９°オフの基板を用い（１１１）面が４
５°になるようにしている。しかし、溝状にエッチング
して４５°ミラーを形成したもう一方の（１１１）面は
６３°の傾きとなり、垂直取り出しミラーには用いるこ
とができない。このため、マイクロミラーを併せ持つシ
リコンサブマウントの単位ウェハ当たりの作製数は減少
し、コストはそれだけ上昇してしまう。しかも、サブマ
ウント自体も不要な面を備えているため、大型化してし
まうという問題を抱えていた。さらに、サブマウント上
の電極面と大口径ファイバ面とが平行になるため戻り光
の影響も無視できない。ここでは垂直取り出しについて
述べたが、任意の方向に光を取り出すことも、既存の安
価なウェハ（オフ角と結晶面方位が決まっている）を用
いる限りは難しい。
（１００）基板が用いられるが、この場合にはミラー面
となる（１１１）面の傾きは５４°になってしまう。垂
直方向に光を取り出すためには４５°ミラーが必要であ
り、そのため、９°オフの基板を用い（１１１）面が４
５°になるようにしている。しかし、溝状にエッチング
して４５°ミラーを形成したもう一方の（１１１）面は
６３°の傾きとなり、垂直取り出しミラーには用いるこ
とができない。このため、マイクロミラーを併せ持つシ
リコンサブマウントの単位ウェハ当たりの作製数は減少
し、コストはそれだけ上昇してしまう。しかも、サブマ
ウント自体も不要な面を備えているため、大型化してし
まうという問題を抱えていた。さらに、サブマウント上
の電極面と大口径ファイバ面とが平行になるため戻り光
の影響も無視できない。ここでは垂直取り出しについて
述べたが、任意の方向に光を取り出すことも、既存の安
価なウェハ（オフ角と結晶面方位が決まっている）を用
いる限りは難しい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、小
型、低コストが要求される端面発光型レーザーのマイク
ロミラーによる面発光化においては、シリコンの（１０
０）９°オフ基板を用いて作製した（１１１）面を反射
面とするマイクロミラーでは、不要な面が同時に形成さ
れるため、作製数を上げることができず、さらなる低コ
スト化は難しかった。また、サブマウント自体も大きく
なるため不要な面を削除しない限り、それ以上小型化す
ることもできなかった。
型、低コストが要求される端面発光型レーザーのマイク
ロミラーによる面発光化においては、シリコンの（１０
０）９°オフ基板を用いて作製した（１１１）面を反射
面とするマイクロミラーでは、不要な面が同時に形成さ
れるため、作製数を上げることができず、さらなる低コ
スト化は難しかった。また、サブマウント自体も大きく
なるため不要な面を削除しない限り、それ以上小型化す
ることもできなかった。
【０００８】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、その目的とするところは、任意の角度をもつマイク
ロミラーを傾斜マウントの上に搭載することにより、所
望の角度に光を取り出すことを可能とし、小型化と低コ
スト化を同時に達成する端面発光型レーザーを供給する
ことにある。特に、安価に供給される立方晶あるいはＺ
ｉｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）基板を用い、形成され
た５４°の（１１１）面ミラーと１８°の傾斜をもつマ
ウントとを組み合わせて、実効的に４５°反射ミラーを
もつレーザを供給することにある。さらに、立方晶ある
いはＺｉｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）９°オフ基板を
用いた場合には、従来は利用していなかった６３°（１
１１）面を３６°の傾斜をもつマウント組み合わせて、
実効的に垂直取り出しミラーを構成することにある。さ
らに、このように傾斜マウントを用いれば、反射面（Ｐ
ＯＦ端面など）と再反射面となる電極面とを非平行にす
ることができ反射戻り光の影響も低減できる。なお、同
様な効果は、サブマウントそのものの裏面に傾斜を付け
ることでも得られる。
で、その目的とするところは、任意の角度をもつマイク
ロミラーを傾斜マウントの上に搭載することにより、所
望の角度に光を取り出すことを可能とし、小型化と低コ
スト化を同時に達成する端面発光型レーザーを供給する
ことにある。特に、安価に供給される立方晶あるいはＺ
ｉｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）基板を用い、形成され
た５４°の（１１１）面ミラーと１８°の傾斜をもつマ
ウントとを組み合わせて、実効的に４５°反射ミラーを
もつレーザを供給することにある。さらに、立方晶ある
いはＺｉｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）９°オフ基板を
用いた場合には、従来は利用していなかった６３°（１
１１）面を３６°の傾斜をもつマウント組み合わせて、
実効的に垂直取り出しミラーを構成することにある。さ
らに、このように傾斜マウントを用いれば、反射面（Ｐ
ＯＦ端面など）と再反射面となる電極面とを非平行にす
ることができ反射戻り光の影響も低減できる。なお、同
様な効果は、サブマウントそのものの裏面に傾斜を付け
ることでも得られる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、次のような構成を採用している。
に本発明は、次のような構成を採用している。
【００１０】即ち、本発明（請求項１）は、結晶からな
るマイクロミラーを併せ持つレーザサブマウント上に搭
載した半導体レーザの軸方向がベースユニット（マウン
トまたはフレーム）に対してある一定の角度をもって固
定できるようベースユニットに傾斜が形成されている
か、あるいはサブマウントの裏面に傾斜が形成され、そ
の傾斜と結晶面の角度とによって任意の方向へ搭載半導
体レーザの光を取り出せるように構成されていることを
特徴とする。
るマイクロミラーを併せ持つレーザサブマウント上に搭
載した半導体レーザの軸方向がベースユニット（マウン
トまたはフレーム）に対してある一定の角度をもって固
定できるようベースユニットに傾斜が形成されている
か、あるいはサブマウントの裏面に傾斜が形成され、そ
の傾斜と結晶面の角度とによって任意の方向へ搭載半導
体レーザの光を取り出せるように構成されていることを
特徴とする。
【００１１】特に、マイクロミラーが立方晶あるいはＺ
ｉｎｃｂｌｅｎｄｅタイプの（１００）基板からなり、
エッチングによって得られた（１１１）結晶面をミラー
面に用いたレーザサブマウントを搭載半導体レーザの軸
方向から１８°傾けてベースユニットに固定することに
より面発光化してなることを特徴とする。
ｉｎｃｂｌｅｎｄｅタイプの（１００）基板からなり、
エッチングによって得られた（１１１）結晶面をミラー
面に用いたレーザサブマウントを搭載半導体レーザの軸
方向から１８°傾けてベースユニットに固定することに
より面発光化してなることを特徴とする。
【００１２】また、本発明（請求項２）は、立方晶ある
いはＺｉｎｃｂｌｅｎｄｅタイプの（１００）ｘ°オフ
基板からなり、エッチングによって得られた５４＋ｘ°
傾いた（１１１）結晶面をミラー面に用いたレーザサブ
マウントを搭載半導体レーザの軸方向から９＋ｘ°傾け
てベースユニットに固定して面発光化してなることを特
徴とする。
いはＺｉｎｃｂｌｅｎｄｅタイプの（１００）ｘ°オフ
基板からなり、エッチングによって得られた５４＋ｘ°
傾いた（１１１）結晶面をミラー面に用いたレーザサブ
マウントを搭載半導体レーザの軸方向から９＋ｘ°傾け
てベースユニットに固定して面発光化してなることを特
徴とする。
【００１３】また、本発明（請求項３）は、レーザサブ
マウントおよび搭載半導体レーザを同一基板上に形成す
ることにより、一体型の極めて小型の面型レーザを提供
してなることを特徴とする。
マウントおよび搭載半導体レーザを同一基板上に形成す
ることにより、一体型の極めて小型の面型レーザを提供
してなることを特徴とする。
【００１４】上記発明において、サブマウント上のレー
ザが水平から大きく傾いた場合には、反射ミラーからの
反射光がレーザ上面でけられやすくなるが、これは、レ
ーザとミラー面との間に溝を挿入し、レーザー上面とミ
ラー面との距離をとることにより、回避できる。
ザが水平から大きく傾いた場合には、反射ミラーからの
反射光がレーザ上面でけられやすくなるが、これは、レ
ーザとミラー面との間に溝を挿入し、レーザー上面とミ
ラー面との距離をとることにより、回避できる。
【００１５】本発明（請求項１）によれば、任意の角度
をもつマイクロミラーを傾斜マウントの上に搭載するこ
とにより、所望の角度に光を取り出すことを可能とし、
小型化と低コスト化を同時に達成する端面発光型レーザ
ーを供給することができる。
をもつマイクロミラーを傾斜マウントの上に搭載するこ
とにより、所望の角度に光を取り出すことを可能とし、
小型化と低コスト化を同時に達成する端面発光型レーザ
ーを供給することができる。
【００１６】特に、安価に供給される立方晶あるいはＺ
ｉｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）基板を用い、形成され
た５４°の（１１１）面ミラーと１８°の傾斜をもつマ
ウントとを組み合わせるか、あるいはサブマウントの裏
面に１８°の傾斜を形成することにより、垂直取り出し
ミラーを形成し、低コストのレーザを供給することがで
きる。
ｉｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）基板を用い、形成され
た５４°の（１１１）面ミラーと１８°の傾斜をもつマ
ウントとを組み合わせるか、あるいはサブマウントの裏
面に１８°の傾斜を形成することにより、垂直取り出し
ミラーを形成し、低コストのレーザを供給することがで
きる。
【００１７】さらに、本発明（請求項２）によれば、立
方晶あるいはＺｉｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）９°オ
フ基板を用いて作製した、従来は利用していなかった６
３°（１１１）面と３６°の傾斜をもつマウント組み合
わせるか、あるいはサブマウントの裏面に３６°の傾斜
を形成することにより垂直取り出しミラーを形成し、低
コストのレーザを供給することができる。
方晶あるいはＺｉｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）９°オ
フ基板を用いて作製した、従来は利用していなかった６
３°（１１１）面と３６°の傾斜をもつマウント組み合
わせるか、あるいはサブマウントの裏面に３６°の傾斜
を形成することにより垂直取り出しミラーを形成し、低
コストのレーザを供給することができる。
【００１８】さらに、本発明（請求項３）によれば、レ
ーザサブマウントおよび搭載半導体レーザを同一基板上
に一括形成することにより素子サイズを著しく低減し、
それらによって、低コストのレーザを供給することがで
きる。
ーザサブマウントおよび搭載半導体レーザを同一基板上
に一括形成することにより素子サイズを著しく低減し、
それらによって、低コストのレーザを供給することがで
きる。
【００１９】本発明によれば、サブマウントそのものに
受光素子（ＰＤ）や駆動用ＩＣを集積することが容易で
あり、送受信系全体のサイズを大幅に低減するだけでは
なく、位置合わせ精度を向上させ、配線によるインピー
ダンスを低減することも可能となる。
受光素子（ＰＤ）や駆動用ＩＣを集積することが容易で
あり、送受信系全体のサイズを大幅に低減するだけでは
なく、位置合わせ精度を向上させ、配線によるインピー
ダンスを低減することも可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。
形態によって説明する。
【００２１】（第１の実施形態）図１は本発明（請求項
１）の第１の実施形態に係わる半導体レーザ装置の概略
構造を示す断面図であり、図１（ａ）はサブマウント形
状、図１（ｂ）はサブマウントをマウントに搭載した形
態を示す。
１）の第１の実施形態に係わる半導体レーザ装置の概略
構造を示す断面図であり、図１（ａ）はサブマウント形
状、図１（ｂ）はサブマウントをマウントに搭載した形
態を示す。
【００２２】図１（ａ）中１１１はＳｉ（１００）基板
からなるサブマウントであり、水酸化カリウム水溶液の
異方性エッチングによって（１００）方向と５４°の角
度を持つ（１１１）面１１３が形成され、反射率を上げ
るため金が蒸着してある。この場合、トレンチ状に異方
性エッチングを施しており、１１３と対称な（１１１）
面１１４が得られ、この面を持つサブマウント１１２も
そのどちらも同様な手法でマイクロミラー化できる。サ
ブマウント１１１、１１２はダイシングあるいはへき開
によって分離する。
からなるサブマウントであり、水酸化カリウム水溶液の
異方性エッチングによって（１００）方向と５４°の角
度を持つ（１１１）面１１３が形成され、反射率を上げ
るため金が蒸着してある。この場合、トレンチ状に異方
性エッチングを施しており、１１３と対称な（１１１）
面１１４が得られ、この面を持つサブマウント１１２も
そのどちらも同様な手法でマイクロミラー化できる。サ
ブマウント１１１、１１２はダイシングあるいはへき開
によって分離する。
【００２３】さて、図１（ｂ）は、（１１１）面１１３
を持つサブマウント１１１上にレーザ１１５を搭載し、
さらにこれをベースユニットとなるマウント１１６に搭
載し、全体として面発光化した構造を示す。マウントに
は、水平面から１８°の傾斜面１１７が形成されてお
り、サブマウントを上載することにより、レーザ１１５
の出力を垂直上向きに取り出すことが可能となってい
る。このとき、上記傾斜部をＶ溝状としておけば、チッ
プキャリアにもなっているサブマウント１１１をこの溝
に挿入することにより、ほぼ自動的に位置合わせが可能
となる。この溝はエッチング、切削等によって形成す
る。
を持つサブマウント１１１上にレーザ１１５を搭載し、
さらにこれをベースユニットとなるマウント１１６に搭
載し、全体として面発光化した構造を示す。マウントに
は、水平面から１８°の傾斜面１１７が形成されてお
り、サブマウントを上載することにより、レーザ１１５
の出力を垂直上向きに取り出すことが可能となってい
る。このとき、上記傾斜部をＶ溝状としておけば、チッ
プキャリアにもなっているサブマウント１１１をこの溝
に挿入することにより、ほぼ自動的に位置合わせが可能
となる。この溝はエッチング、切削等によって形成す
る。
【００２４】さらに、サブマウント上面１１８からファ
イバ端面を介してレーザに帰還する戻光を考えた場合、
サブマウント上面１１８での反射光が垂直方向に対して
３６°の角度で反射されるため、戻り光を低減すること
が可能となる。
イバ端面を介してレーザに帰還する戻光を考えた場合、
サブマウント上面１１８での反射光が垂直方向に対して
３６°の角度で反射されるため、戻り光を低減すること
が可能となる。
【００２５】本実施形態ではサブマウント材料系として
Ｓｉを用いたが、この代りに例えば化合物半導体を用い
てもよく、さらに反射材料としては金を用いたが、この
代わりに、銀やあるいは誘電体多層膜を用いても良い。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施することができる。
Ｓｉを用いたが、この代りに例えば化合物半導体を用い
てもよく、さらに反射材料としては金を用いたが、この
代わりに、銀やあるいは誘電体多層膜を用いても良い。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施することができる。
【００２６】（第２の実施形態）図２は本発明（請求項
１）の第２の実施形態に係わる半導体レーザ装置の概略
構造を示す断面図である。
１）の第２の実施形態に係わる半導体レーザ装置の概略
構造を示す断面図である。
【００２７】以下の実施形態は、第１の実施形態と同様
にシリコン（１１１）面をマイクロミラーにもつ面発光
レーザであり、同一部分は同一番号（下２桁）を付し、
その詳しい説明を省略する。
にシリコン（１１１）面をマイクロミラーにもつ面発光
レーザであり、同一部分は同一番号（下２桁）を付し、
その詳しい説明を省略する。
【００２８】第１の実施形態とは、サブマウントのマウ
ントへの搭載の仕方が異なる。つまり、第１の実施形態
では、マウント１１６上に傾斜面１１７を形成すること
により垂直方向の面型化を図ったが、本実施例では、サ
ブマウント２１１の裏面を１８°傾斜させて研磨し、水
平面２１９を有するマウント２１６に搭載することによ
り、第１の実施形態と同様に光を垂直方向に取り出すこ
とを可能としたものである。
ントへの搭載の仕方が異なる。つまり、第１の実施形態
では、マウント１１６上に傾斜面１１７を形成すること
により垂直方向の面型化を図ったが、本実施例では、サ
ブマウント２１１の裏面を１８°傾斜させて研磨し、水
平面２１９を有するマウント２１６に搭載することによ
り、第１の実施形態と同様に光を垂直方向に取り出すこ
とを可能としたものである。
【００２９】このとき、上記水平部２１９に段差を設け
ておけば、チップキャリアにもなっているサブマウント
２１１をこの段差に合わせることにより、ほぼ自動的に
位置合わせが可能となる。
ておけば、チップキャリアにもなっているサブマウント
２１１をこの段差に合わせることにより、ほぼ自動的に
位置合わせが可能となる。
【００３０】また、本実施形態ではサブマウント材料系
としてＳｉを用いたが、この代りに例えば化合物半導体
を用いてもよく、さらに反射材料としては金を用いた
が、この代わりに、銀やあるいは誘電体多層膜を用いて
も良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。
としてＳｉを用いたが、この代りに例えば化合物半導体
を用いてもよく、さらに反射材料としては金を用いた
が、この代わりに、銀やあるいは誘電体多層膜を用いて
も良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。
【００３１】（第３の実施形態）図３は本発明（請求項
１）の第３の実施形態に係わる半導体レーザ装置の概略
構造を示す図である。
１）の第３の実施形態に係わる半導体レーザ装置の概略
構造を示す図である。
【００３２】以下の実施形態は、第１の実施形態と同様
にシリコン（１１１）面をマイクロミラーにもつ面発光
レーザであり、同一部分は同一番号（下２桁）を付し、
その詳しい説明を省略する。第１の実施形態とは、受光
素子（ＰＤ）や受信用、送信用回路（ＩＣ）を集積化
し、光源を含む集積化素子としてある点が異なる。
にシリコン（１１１）面をマイクロミラーにもつ面発光
レーザであり、同一部分は同一番号（下２桁）を付し、
その詳しい説明を省略する。第１の実施形態とは、受光
素子（ＰＤ）や受信用、送信用回路（ＩＣ）を集積化
し、光源を含む集積化素子としてある点が異なる。
【００３３】図３中、３２０はＰＤ、３２１は受信用Ｉ
Ｃ、３２２は送信用ＩＣである。このようにＰＤやＩＣ
を集積化する場合には、光源の面型化は、素子全体の小
型化にとって重要であり、また、配線を短くできるので
インピーダンス低減等メリットも大きい。さらに図のよ
うに、ＰＤ、ＩＣをサブマウントであるＳｉ（１００）
基板に直接作り込めば、４５°マイクロミラーに用いる
９°オフの（１００）基板を用いる場合とは異なり、通
常と同じ条件で作製可能となるので、あらたに作製条件
出しをする必要も無く、コストおよび信頼性の点で有利
である。
Ｃ、３２２は送信用ＩＣである。このようにＰＤやＩＣ
を集積化する場合には、光源の面型化は、素子全体の小
型化にとって重要であり、また、配線を短くできるので
インピーダンス低減等メリットも大きい。さらに図のよ
うに、ＰＤ、ＩＣをサブマウントであるＳｉ（１００）
基板に直接作り込めば、４５°マイクロミラーに用いる
９°オフの（１００）基板を用いる場合とは異なり、通
常と同じ条件で作製可能となるので、あらたに作製条件
出しをする必要も無く、コストおよび信頼性の点で有利
である。
【００３４】この集積化素子は、単なる光源だけではな
く、受光部を持っているので、一体型光ピックアップや
ファイバを伝送媒体に用いた送受信素子として用いるこ
とができる。
く、受光部を持っているので、一体型光ピックアップや
ファイバを伝送媒体に用いた送受信素子として用いるこ
とができる。
【００３５】（第４の実施形態）図４は本発明（請求項
２）の第４の実施形態に係わる半導体レーザ装置の概略
構造を示す断面図であり、図４（ａ）はサブマウント形
状、図４（ｂ）はサブマウントをマウントに搭載した形
態を示す。
２）の第４の実施形態に係わる半導体レーザ装置の概略
構造を示す断面図であり、図４（ａ）はサブマウント形
状、図４（ｂ）はサブマウントをマウントに搭載した形
態を示す。
【００３６】以下の実施形態は、第１の実施形態と同様
にシリコン（１１１）面をマイクロミラーにもつ面発光
レーザであり、同一部分は同一番号（下２桁）を付し、
その詳しい説明を省略する。
にシリコン（１１１）面をマイクロミラーにもつ面発光
レーザであり、同一部分は同一番号（下２桁）を付し、
その詳しい説明を省略する。
【００３７】第１の実施形態とは、サブマウント材料と
して（１００）ｊｕｓｔ基板の代りに９°オフ基板を用
いた点が異なる。
して（１００）ｊｕｓｔ基板の代りに９°オフ基板を用
いた点が異なる。
【００３８】図４（ａ）中４１１はＳｉ（１００）１８
°オフ基板からなるサブマウントであり、水酸化カリウ
ム水溶液の異方性エッチングによって（１００）方向と
６３°の角度を持つ（１１１）面４１３が形成され、反
射率を上げるため金が蒸着してある。この場合、トレン
チ状に異方性エッチングを施しており、反対側には４５
°の角度をもつ（１１１）面４１４が得られ、この面を
持つサブマウント４１２は傾斜マウントと組み合わせる
ことなく面発光化に供することができる。サブマウント
４１１、４１２はダイシングあるいはへき開によって分
離する。
°オフ基板からなるサブマウントであり、水酸化カリウ
ム水溶液の異方性エッチングによって（１００）方向と
６３°の角度を持つ（１１１）面４１３が形成され、反
射率を上げるため金が蒸着してある。この場合、トレン
チ状に異方性エッチングを施しており、反対側には４５
°の角度をもつ（１１１）面４１４が得られ、この面を
持つサブマウント４１２は傾斜マウントと組み合わせる
ことなく面発光化に供することができる。サブマウント
４１１、４１２はダイシングあるいはへき開によって分
離する。
【００３９】さて、図４（ｂ）は、（１１１）面４１３
を持つサブマウント４１１上にレーザ４１５を搭載し、
さらにこれをマウント４１６に搭載し、全体として面発
光化した構造を示す。マウントには、水平面から３６°
の傾斜面４１７が形成されており、サブマウントを上載
することにより、レーザ４１５の出力を垂直上向きに取
り出すことが可能となっている。このとき、上記傾斜部
はＶ溝状となっており、チップキャリアにもなっている
サブマウント４１１をこの溝に挿入することにより、ほ
ぼ自動的に位置合わせが可能となる。
を持つサブマウント４１１上にレーザ４１５を搭載し、
さらにこれをマウント４１６に搭載し、全体として面発
光化した構造を示す。マウントには、水平面から３６°
の傾斜面４１７が形成されており、サブマウントを上載
することにより、レーザ４１５の出力を垂直上向きに取
り出すことが可能となっている。このとき、上記傾斜部
はＶ溝状となっており、チップキャリアにもなっている
サブマウント４１１をこの溝に挿入することにより、ほ
ぼ自動的に位置合わせが可能となる。
【００４０】さらに、サブマウント上面４１８からファ
イバ端面を介してレーザに帰還する戻光を考えた場合、
サブマウント上面４１８での反射光が垂直方向に対して
７２°の角度で反射されるため、戻り光を低減すること
が可能となる。この効果は、レーザ光をレンズでファイ
バに結合させる場合により、大きくなる。
イバ端面を介してレーザに帰還する戻光を考えた場合、
サブマウント上面４１８での反射光が垂直方向に対して
７２°の角度で反射されるため、戻り光を低減すること
が可能となる。この効果は、レーザ光をレンズでファイ
バに結合させる場合により、大きくなる。
【００４１】本実施形態では、マウント４１６上に傾斜
面４１７を形成することにより垂直方向の面型化を図っ
たが、サブマウントの裏面を３６°傾斜させて研磨した
場合も、同様に光を垂直方向に取り出すことができる。
面４１７を形成することにより垂直方向の面型化を図っ
たが、サブマウントの裏面を３６°傾斜させて研磨した
場合も、同様に光を垂直方向に取り出すことができる。
【００４２】また、本実施形態ではサブマウント材料系
としてＳｉを用いたが、この代りに例えば化合物半導体
を用いてもよく、さらに反射材料としては金を用いた
が、この代わりに、銀やあるいは誘電体多層膜を用いて
も良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。
としてＳｉを用いたが、この代りに例えば化合物半導体
を用いてもよく、さらに反射材料としては金を用いた
が、この代わりに、銀やあるいは誘電体多層膜を用いて
も良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。
【００４３】（第５の実施形態）図５は本発明（請求項
３）の第５の実施形態に係わる半導体レーザ装置の概略
構造を示す図であり、図５（ａ）はサブマウント一体型
レーザ、図５（ｂ）はそれをマウントに搭載した状態を
示す。
３）の第５の実施形態に係わる半導体レーザ装置の概略
構造を示す図であり、図５（ａ）はサブマウント一体型
レーザ、図５（ｂ）はそれをマウントに搭載した状態を
示す。
【００４４】以下の実施形態は、第１〜第４の実施形態
とは異なり、サブマウント基板上にレーザを同時形成し
てある。
とは異なり、サブマウント基板上にレーザを同時形成し
てある。
【００４５】図５中５１１はＧａＡｓ（１００）９°オ
フ基板よりなるサブマウントであり、その上にＩｎＧａ
ＡｌＰ系の赤色レーザ５１５を形成する。通常この系の
レーザでは、自然超格子の形成を防ぐため、オフ基板が
用いられる。レーザ端面５２３、５２４はエッチングで
形成されている。この端面と向かい合う形でマイクロミ
ラー面５２５をエッチングで形成し、電気的な絶縁性を
確保するためＳｉＯ２を成膜したのちＡｕをコートして
マイクロミラーとする。ただし、このミラー面の基板面
に対する傾斜角度は一般に４５°にはなっていない。そ
こで、第１の実施例同様、マウント５１６に対してサブ
マウント一体型レーザを傾けて固定すれば、垂直光取り
出しの面発光レーザを作製することができる。この場
合、第１〜第４の実施形態とは異なり、基板面に垂直な
面内での傾斜、つまりサブマウントの１軸回転だけでは
なく、２軸回転が必要になる。
フ基板よりなるサブマウントであり、その上にＩｎＧａ
ＡｌＰ系の赤色レーザ５１５を形成する。通常この系の
レーザでは、自然超格子の形成を防ぐため、オフ基板が
用いられる。レーザ端面５２３、５２４はエッチングで
形成されている。この端面と向かい合う形でマイクロミ
ラー面５２５をエッチングで形成し、電気的な絶縁性を
確保するためＳｉＯ２を成膜したのちＡｕをコートして
マイクロミラーとする。ただし、このミラー面の基板面
に対する傾斜角度は一般に４５°にはなっていない。そ
こで、第１の実施例同様、マウント５１６に対してサブ
マウント一体型レーザを傾けて固定すれば、垂直光取り
出しの面発光レーザを作製することができる。この場
合、第１〜第４の実施形態とは異なり、基板面に垂直な
面内での傾斜、つまりサブマウントの１軸回転だけでは
なく、２軸回転が必要になる。
【００４６】この例の様に、エッチングによって反射端
面を形成すれば、へき開工程を経ることなくレーザー共
振器を形成できるので、そのままの状態でレーザの特性
評価が可能となり、評価の簡便化につながる。また、へ
き開工程に起因する歩留まりの低減を改善することがで
きる。
面を形成すれば、へき開工程を経ることなくレーザー共
振器を形成できるので、そのままの状態でレーザの特性
評価が可能となり、評価の簡便化につながる。また、へ
き開工程に起因する歩留まりの低減を改善することがで
きる。
【００４７】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、任意
の角度をもつマイクロミラーを傾斜マウントの上に搭載
することにより、所望の角度に光を取り出すことを可能
とし、小型化と低コスト化を同時に達成する面発光レー
ザーを供給することができる。
の角度をもつマイクロミラーを傾斜マウントの上に搭載
することにより、所望の角度に光を取り出すことを可能
とし、小型化と低コスト化を同時に達成する面発光レー
ザーを供給することができる。
【００４８】特に、安価に供給される立方晶あるいはＺ
ｉｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）ｊｕｓｔ基板を用い、
形成された５４°の（１１１）面ミラーと１８°の傾斜
をもつマウントとを組み合わせれば、２つの（１１１）
の両方をミラーに供すことが可能となる。また、立方晶
あるいはＺｉｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）１８°オフ
基板を用いた場合には、従来無駄になっていた６３°
（１１１）面ミラーを３６°の傾斜をもつマウントと組
み合わせることにより、垂直取り出しミラーとして利用
可能になる。結果として位置合わせが簡便でかつ低コス
トのミラーを供すことができ、安価な面発光レーザを供
給することができる。
ｉｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）ｊｕｓｔ基板を用い、
形成された５４°の（１１１）面ミラーと１８°の傾斜
をもつマウントとを組み合わせれば、２つの（１１１）
の両方をミラーに供すことが可能となる。また、立方晶
あるいはＺｉｎｃｂｌｅｎｄｅの（１００）１８°オフ
基板を用いた場合には、従来無駄になっていた６３°
（１１１）面ミラーを３６°の傾斜をもつマウントと組
み合わせることにより、垂直取り出しミラーとして利用
可能になる。結果として位置合わせが簡便でかつ低コス
トのミラーを供すことができ、安価な面発光レーザを供
給することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる面発光レーザ
の概略構造を示す断面図である。
の概略構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係わる面発光レーザ
の概略構造を示す断面図である。
の概略構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係わる面発光レーザ
の概略構造を示す断面図である。
の概略構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係わる面発光レーザ
の概略構造を示す断面図である。
の概略構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係わる面発光レーザ
の概略構造を示す断面図である。
の概略構造を示す断面図である。
１１１ Ｓｉサブマウント １１２ Ｓｉサブマウント １１３ （１１１）面 １１４ （１１１）面 １１５ レーザ １１６ マウント １１７ １８°の傾斜面 １１８ サブマウント上面
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体レーザをマウントし、該半導体レ
ーザから出射されたレーザ光の光路を屈曲させるマイク
ロミラーを併せ持つレーザサブマウントを有する半導体
レーザ装置において、該マイクロミラーが結晶からな
り、ミラー面には結晶面を用いることを特徴とする半導
体レーザ装置であって、該レーザサブマウントを搭載半
導体レーザのストライプ軸方向とベースユニットが平行
にならないように該ベースユニットに固定したサブマウ
ントミラー方式面型レーザ。 - 【請求項２】 請求項１において、マイクロミラーが立
方晶あるいはＺｉｎｃｂｌｅｎｄｅタイプの（１００）
基板であって、しかも＜１１０＞方向にｘ°オフした基
板からなり、基板表面に対して５４＋ｘ°傾いた（１１
１）結晶面をミラー面に用いたレーザサブマウントを搭
載半導体レーザの軸方向から（９＋ｘ）×２°傾けてベ
ースユニットに固定することにより垂直方向に光を取り
出すサブマウントミラー方式面型レーザ。 - 【請求項３】 請求項１において、マイクロミラーおよ
び搭載半導体レーザが同一基板上に形成された一体型の
サブマウントミラー方式面型レーザ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10278766A JP2000114655A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | サブマウントミラー方式面型レーザ |
| US09/408,122 US6487224B1 (en) | 1998-09-30 | 1999-09-29 | Laser diode assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10278766A JP2000114655A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | サブマウントミラー方式面型レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000114655A true JP2000114655A (ja) | 2000-04-21 |
| JP2000114655A5 JP2000114655A5 (ja) | 2005-03-03 |
Family
ID=17601895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10278766A Pending JP2000114655A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | サブマウントミラー方式面型レーザ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6487224B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000114655A (ja) |
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| WO2021014568A1 (ja) * | 2019-07-23 | 2021-01-28 | 三菱電機株式会社 | Ｔｏ－ｃａｎ型光送信モジュール |
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| FR2812769B1 (fr) * | 2000-08-04 | 2003-08-29 | Cit Alcatel | Laser accordable en semi-conducteur a emission par la tranche |
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| DE10323857A1 (de) * | 2003-05-26 | 2005-01-27 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Gehäuse für ein Laserdiodenbauelement, Laserdiodenbauelement und Verfahren zum Herstellen eines Laserdiodenbauelements |
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| JP2019175986A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 住友電気工業株式会社 | 光モジュール |
| WO2024000964A1 (zh) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 光模块 |
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