JP2001021446A - Apparatus and method for measuring semiconductor laser characteristics - Google Patents
Apparatus and method for measuring semiconductor laser characteristicsInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、録音再生用MD
や、光磁気ディスク等の光ピックアップに用いられる半
導体レーザ素子の特性測定装置及び測定方法に関するも
ので、特に、光磁気効果(カー効果及びファラデー効
果)、すなわち、直線偏向の光を磁化しているものに当
てるとその反射光の偏光が回転する現象を利用して信号
を読み出す光ピックアップに用いられる半導体レーザ素
子の光出力及び偏光比等の特性を測定する装置及び測定
方法に関する。The present invention relates to an MD for recording and reproducing.
The present invention relates to an apparatus and method for measuring characteristics of a semiconductor laser device used for an optical pickup such as a magneto-optical disk or the like, and in particular, magnetizes magneto-optical effect (Kerr effect and Faraday effect), that is, linearly polarized light. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for measuring characteristics such as light output and polarization ratio of a semiconductor laser element used in an optical pickup for reading out a signal by utilizing the phenomenon that the polarization of reflected light rotates when applied to an object.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の半導体レーザ素子の特性測定装置
の一例を図7に示す。半導体レーザ素子特性測定装置1
00では、テストステージ101上にチップ状態の半導
体レーザ素子Sを搭載し、テストコレット102により
半導体レーザ素子Sをテストステージ101との間で挟
み込んで半導体レーザ素子Sの表面及び裏面に形成され
たアノード及びカソードの各電極とコンタクトを得た
後、半導体レーザ素子Sに通電し、そのときの光出力を
受光素子103で検出する。2. Description of the Related Art FIG. 7 shows an example of a conventional device for measuring characteristics of a semiconductor laser device. Semiconductor laser element characteristic measuring device 1
At 00, the semiconductor laser device S in a chip state is mounted on the test stage 101, and the semiconductor laser device S is sandwiched between the test stage 101 and the anode formed on the front and back surfaces of the semiconductor laser device S by the test collet 102. After contact with each electrode of the cathode and the cathode, the semiconductor laser element S is energized, and the light output at that time is detected by the light receiving element 103.
【0003】しかし、この光出力測定では、光出力特性
のみが測定され、半導体レーザ素子Sの偏光比は測定で
きない。通常、半導体レーザ素子Sの偏光比の測定は、
半導体レーザ素子Sの主出射面の光を、偏光ビームスプ
リッター等の偏光素子(図示しない)に導いてTE及び
TM成分に分離し、それぞれの成分の光量を測定して得
られたTE/TM比を偏光比として評価している。この
とき、レーザ光を有効に偏光素子に導くため、半導体レ
ーザ素子Sの主出射面と偏光素子の間にレンズを設けて
いる。このため、光出力測定用の受光素子と偏光比測定
用の受光素子とを半導体レーザ素子Sの主出射面側に配
置する必要があり、これら受光素子または半導体レーザ
素子Sを移動させて主出射面と受光素子とを対面させる
移動機構が必要となる。However, in this light output measurement, only the light output characteristics are measured, and the polarization ratio of the semiconductor laser element S cannot be measured. Usually, the measurement of the polarization ratio of the semiconductor laser element S is performed by
The light on the main emission surface of the semiconductor laser element S is guided to a polarizing element (not shown) such as a polarizing beam splitter to be separated into TE and TM components, and the TE / TM ratio obtained by measuring the light amount of each component. Is evaluated as a polarization ratio. At this time, a lens is provided between the main emission surface of the semiconductor laser element S and the polarizing element in order to effectively guide the laser light to the polarizing element. For this reason, it is necessary to arrange a light receiving element for measuring the optical output and a light receiving element for measuring the polarization ratio on the main emission surface side of the semiconductor laser element S. A moving mechanism that makes the surface and the light receiving element face each other is required.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】一方、半導体レーザ素
子Sは、一辺が数100μm程度と非常に小さいため、
テストコレット102が半導体レーザ素子Sの電極10
4とコンタクトをとるには、精度の高い位置決めが必要
であり、さらに、この位置決めは光出力測定部及び偏光
比測定部の双方で必要となる。また、半導体レーザ素子
Sを光出力測定部から偏光比測定部に移動させるための
移動機能が必要となるため、高価で複雑な測定装置とな
ってしまう。また、受光素子側を移動する場合には、偏
光比測定部に配設された光学系が、移動時の振動で光軸
ずれ等を発生させ、測定誤差の原因となる。On the other hand, the semiconductor laser element S has a very small side of several hundred μm on one side.
The test collet 102 is the electrode 10 of the semiconductor laser device S
In order to make contact with 4, highly accurate positioning is required, and this positioning is required in both the optical output measurement unit and the polarization ratio measurement unit. In addition, a moving function for moving the semiconductor laser element S from the light output measuring section to the polarization ratio measuring section is required, which results in an expensive and complicated measuring apparatus. In addition, when moving on the light receiving element side, the optical system provided in the polarization ratio measuring unit generates an optical axis shift or the like due to vibration during the movement, which causes a measurement error.
【0005】そのため、従来の偏光比測定では、チップ
状態の半導体レーザ素子Sを、移動及び固定の操作が容
易なパッケージに組み込み、次いで、このパッケージを
移動及び固定させている。しかし、偏光比測定で半導体
レーザ素子Sが不良となった場合には、組み込んだパッ
ケージの材料及び組み込みの作業が無駄になってしま
う。したがって、被検体としての半導体レーザ素子S
は、チップ状態、または、レーザチップがSiやSiC
等のサブマウント上に接着されたような、チップに近い
状態で測定に供せられるのが望ましい。[0005] Therefore, in the conventional polarization ratio measurement, the semiconductor laser element S in a chip state is incorporated in a package that can be easily moved and fixed, and then the package is moved and fixed. However, when the semiconductor laser element S becomes defective in the polarization ratio measurement, the material of the package incorporated and the work of the assembly are wasted. Therefore, the semiconductor laser element S as the subject is
Is the chip state or the laser chip is Si or SiC
It is desirable that the measurement be performed in a state close to the chip, such as when it is adhered on a submount such as the above.
【0006】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、半導体レーザ素子の特性を効率的かつ高精
度で測定可能な半導体レーザ特性の測定装置及び測定方
法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a measuring apparatus and a measuring method of semiconductor laser characteristics capable of measuring the characteristics of a semiconductor laser device efficiently and with high accuracy. And
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
レーザ素子を載置するテストステージと、テストステー
ジに載置された半導体レーザ素子に電力を供給するため
の電力供給部と、供給された電力に基づいて半導体レー
ザ素子から出射されるレーザ光の出力を測定する光出力
測定部と、前記レーザ光の偏光を測定する偏光測定部と
を備え、これら測定部のそれぞれがレーザ光を受光する
受光素子を有し、テストステージは、半導体レーザ素子
から出射されるレーザ光がそれぞれの受光素子で受光さ
れるようテストステージを変位させるステージ変位手段
を有することを特徴とする半導体レーザ特性の測定装置
が提供される。According to the present invention, a test stage on which a semiconductor laser device is mounted, a power supply unit for supplying power to the semiconductor laser device mounted on the test stage, and a power supply unit are provided. A light output measuring unit for measuring the output of the laser light emitted from the semiconductor laser element based on the power, and a polarization measuring unit for measuring the polarization of the laser light, each of which receives the laser light. Measuring a semiconductor laser characteristic, wherein the test stage has stage displacement means for displacing the test stage so that laser light emitted from the semiconductor laser element is received by each light receiving element. An apparatus is provided.
【0008】すなわち、レーザ光の出力を測定するため
に光出力測定部の受光素子に向けられていたテストステ
ージ上の半導体レーザ素子は、テストステージを変位さ
せることにより、レーザ光の偏光を測定する偏光測定部
の受光素子に向けられるので、半導体レーザ素子をテス
トステージ上に一度、位置決めしておけば、その後、半
導体レーザ素子自体を移動したり固定したりする操作が
不要となり、偏光測定のために半導体レーザ素子Sをパ
ッケージに組み込むことも不要となる。また、テストス
テージを変位するだけで、予め設定された光軸上で半導
体レーザ素子の主出射面と受光素子とを対向させること
ができるので、精度の高い位置決めが可能となる。ま
た、従来のように、偏光測定部の受光素子及び光出力測
定部の受光素子を、半導体レーザ素子の主出射面側に配
置する制約から開放されるので、各部の配置設計におけ
る自由度が高まり、装置の小型化が可能となる。That is, the semiconductor laser device on the test stage which has been directed to the light receiving device of the light output measuring unit for measuring the output of the laser beam measures the polarization of the laser beam by displacing the test stage. Since it is directed to the light receiving element of the polarization measurement unit, once the semiconductor laser element is positioned on the test stage, there is no need to move or fix the semiconductor laser element itself afterwards. It is not necessary to incorporate the semiconductor laser element S into the package. In addition, simply by displacing the test stage, the main light-emitting surface of the semiconductor laser device and the light-receiving device can be opposed on a preset optical axis, so that highly accurate positioning is possible. Further, since the light receiving element of the polarization measuring unit and the light receiving element of the light output measuring unit are released from the restriction of being arranged on the main emission surface side of the semiconductor laser element as in the related art, the degree of freedom in the layout design of each part is increased. In addition, the size of the device can be reduced.
【0009】この発明におけるテストステージ変位手段
とは、テストステージに載置された半導体レーザ素子の
主出射面が、少なくとも、光出力測定部の受光素子の受
光面と偏光測定部の受光素子の受光面とに交互に向けら
れるよう、テストステージの姿勢または位置を可逆的に
変える機構を意味する。テストステージの変位の形態に
は、回転と、任意の方向における直線または曲線上の往
復が挙げられる。The test stage displacement means in the present invention means that the main emission surface of the semiconductor laser device mounted on the test stage has at least a light receiving surface of the light receiving element of the light output measuring section and a light receiving element of the light receiving element of the polarization measuring section. A mechanism that reversibly changes the posture or position of the test stage so that the test stage is alternately directed to the surface. The form of displacement of the test stage includes rotation and reciprocation on a straight line or curve in any direction.
【0010】前者の形態によるテストステージ変位手段
の構成としては、テストステージを一平面上で回転させ
る構成が挙げられる。このような回転によるテストステ
ージの変位を利用した装置構成としては、光出力測定部
の受光素子の受光面と偏光測定部の受光素子の受光面と
を一平面上の異なる2つの角度位置に配置し、ステッピ
ングモータでテストステージを前記2つの角度位置に交
互に向ける構成が挙げられる。これら2つの受光面を、
テストステージを含む1つの軸上の対向位置に配置すれ
ば、直線状で小型の半導体レーザ特性測定装置を構成す
ることができる。As a configuration of the test stage displacing means according to the former embodiment, there is a configuration in which the test stage is rotated on one plane. As an apparatus configuration utilizing the displacement of the test stage due to such rotation, the light receiving surface of the light receiving element of the light output measuring unit and the light receiving surface of the light receiving element of the polarization measuring unit are arranged at two different angular positions on one plane. In addition, there is a configuration in which the test stage is alternately turned to the two angular positions by a stepping motor. These two light receiving surfaces are
By arranging them at opposing positions on one axis including the test stage, a linear and small semiconductor laser characteristic measuring device can be configured.
【0011】後者の形態によるテストステージ変位手段
の構成としては、テストステージを水平または垂直方向
に往復移動させる構成が挙げられる。このような往復に
よるテストステージの変位を利用した装置構成として
は、光出力測定部及び偏光測定部が互いに平行な光軸を
形成するようそれぞれの受光素子の受光面を配置し、テ
ストステージが前記の各光軸上に交互に位置するよう、
テストステージを両光軸と所定の角度を有する方向、例
えば、両光軸に直交する方向に往復移動させる構成が挙
げられる。これら2つの光軸が1つの平面上で接近する
ようそれぞれの受光面を配置すれば、全長が短くて小型
の半導体レーザ特性測定装置を構成することができる。As the configuration of the test stage displacing means in the latter form, there is a configuration in which the test stage is reciprocated in the horizontal or vertical direction. As an apparatus configuration utilizing the displacement of the test stage due to such reciprocation, the light output surface of each light receiving element is arranged such that the light output measurement unit and the polarization measurement unit form an optical axis parallel to each other, and the test stage is configured as described above. So that they are alternately located on each optical axis of
A configuration in which the test stage is reciprocated in a direction having a predetermined angle with both optical axes, for example, in a direction orthogonal to both optical axes is given. By arranging the respective light receiving surfaces so that these two optical axes approach on one plane, it is possible to configure a compact semiconductor laser characteristic measuring device having a short overall length.
【0012】テストステージ及び電力供給部が、半導体
レーザ素子との電気的接続部をそれぞれ有し、接続部の
少なくとも一方が、金または白金族の金属を含むメッキ
を施されることにより、接触抵抗を減じ、μmオーダー
の小さい半導体レーザ素子とのコンタクト部において、
安定した電気的接触を得ることができ、半導体レーザ素
子の特性測定を高い精度で行うことができる。白金族の
金属としては、白金、ロジウムが挙げられる。電力供給
部の接続部が、複数の導体からなり、これら導体が、テ
ストステージに載置された半導体レーザ素子の一主面上
の複数の電極と着脱される構成とすることにより、電極
の形成された部位が異なる半導体レーザ素子に対応させ
ることができる。Each of the test stage and the power supply unit has an electrical connection with the semiconductor laser element, and at least one of the connections is plated with gold or a platinum group metal to provide a contact resistance. In the contact portion with the semiconductor laser element of a small order of μm,
Stable electrical contact can be obtained, and the characteristics of the semiconductor laser element can be measured with high accuracy. Examples of the platinum group metal include platinum and rhodium. The connection portion of the power supply unit is composed of a plurality of conductors, and these conductors are configured to be attached to and detached from a plurality of electrodes on one main surface of the semiconductor laser device mounted on the test stage, thereby forming electrodes. It is possible to correspond to the semiconductor laser element having different portions.
【0013】この発明では、偏光測定部が、半導体レー
ザ素子と受光素子との間に配置された偏光素子を有し、
偏光素子が、偏光ビームスプリッターまたはグラン−ト
ムソンプリズム(Glan-Thompson prism)で構成されるも
のが例示される。偏光素子が、グラン−トムソンプリズ
ムと、このプリズムを回転させる回転機構とを有する構
成であれば、グラン−トムソンプリズムの高い消光比
(> 103)を活かして、より精度の高い偏光比測定が
可能となる。According to the present invention, the polarization measuring section has a polarization element disposed between the semiconductor laser element and the light receiving element,
An example in which the polarizing element is constituted by a polarizing beam splitter or a Glan-Thompson prism is exemplified. If the polarizing element has a Glan-Thomson prism and a rotation mechanism for rotating the prism, a more accurate polarization ratio measurement can be performed by utilizing the high extinction ratio (> 10 3 ) of the Glan-Thomson prism. It becomes possible.
【0014】この発明の別の観点によれば、半導体レー
ザ素子をテストステージに載置し、この半導体レーザ素
子に電力を供給して半導体レーザ素子から出射されるレ
ーザ光の出力を測定し、次いで、テストステージを回転
させ、半導体レーザ素子に電力を供給して半導体レーザ
素子から出射されるレーザ光の偏光を測定する半導体レ
ーザの特性測定方法が提供される。According to another aspect of the present invention, a semiconductor laser device is mounted on a test stage, power is supplied to the semiconductor laser device, and the output of laser light emitted from the semiconductor laser device is measured. A method for measuring the polarization of laser light emitted from a semiconductor laser device by rotating a test stage and supplying power to the semiconductor laser device.
【0015】この測定方法では、レーザ光の出力を測定
した後、この測定結果に基づいて半導体レーザ素子を判
定し、良品と判定された半導体レーザ素子についてのみ
レーザ光の偏光を測定することにより、無駄のない効率
的な測定が可能となる。また、レーザ光の出力を測定す
る際に、レーザ光の偏光測定時の所定光出力となる駆動
電流値を予め取得し、レーザ光の偏光を測定する際に、
取得された駆動電流値に基づいて半導体レーザ素子に電
力を供給することにより、偏光測定の際に再度、駆動電
流値を得る操作が省略されるので効率的な測定が可能と
なる。In this measuring method, after measuring the output of the laser beam, the semiconductor laser device is determined based on the measurement result, and the polarization of the laser beam is measured only for the semiconductor laser device determined to be non-defective. It is possible to perform efficient measurement without waste. Further, when measuring the output of the laser light, a drive current value to be a predetermined light output at the time of the polarization measurement of the laser light is obtained in advance, and when measuring the polarization of the laser light,
By supplying power to the semiconductor laser element based on the obtained drive current value, an operation for obtaining the drive current value again in polarization measurement is omitted, so that efficient measurement can be performed.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図1から図6を参照して、
本発明の半導体レーザ特性の測定装置及び測定方法の実
施の形態を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS.
An embodiment of an apparatus and method for measuring semiconductor laser characteristics according to the present invention will be described.
【0017】実施例1 図1から図5に基づいて、実施例1を説明する。図1に
示すように、半導体レーザ特性測定装置10は、半導体
レーザ素子Sを支持するテストステージ1と、テストス
テージ1に載置された半導体レーザ素子Sに電力を供給
するための電力供給部2と、供給された電力に基づいて
半導体レーザ素子Sから出射されるレーザ光の出力を測
定する光出力測定部3と、前記レーザ光の偏光を測定す
る偏光測定部4とから主に構成される。[0017] Based on FIG. 5 from Example 1 Fig 1, a first embodiment will be described. As shown in FIG. 1, a semiconductor laser characteristic measuring device 10 includes a test stage 1 that supports a semiconductor laser element S, and a power supply unit 2 that supplies power to the semiconductor laser element S mounted on the test stage 1. And an optical output measuring unit 3 for measuring the output of the laser light emitted from the semiconductor laser element S based on the supplied power, and a polarization measuring unit 4 for measuring the polarization of the laser light. .
【0018】テストステージ1は、チップ状態の半導体
レーザ素子Sを載置可能な直径を有する円板状のステー
ジ本体11と、ステージ本体11を所定の角度位置に回
転させるステージ回転手段(図示しない)とからなる。
ステージ本体11は、その上面に、導電性表面からなり
半導体レーザ素子Sの裏面電極に電気的に接続される接
続部12を有し、さらにこの導電性表面上で半導体レー
ザ素子Sを揺動不能かつ着脱可能に固着する固着手段
(図示しない)を有する。The test stage 1 has a disk-shaped stage main body 11 having a diameter capable of mounting the semiconductor laser element S in a chip state, and stage rotating means (not shown) for rotating the stage main body 11 to a predetermined angular position. Consists of
The stage main body 11 has, on its upper surface, a connecting portion 12 made of a conductive surface and electrically connected to the back electrode of the semiconductor laser element S. Further, the semiconductor laser element S cannot swing on the conductive surface. Further, it has a fixing means (not shown) for detachably fixing.
【0019】ステージ回転手段は、ステージ本体11の
裏面に回転軸が接続されたステッピングモータと、ステ
ッピングモータ制御回路からなり、ステージ本体11を
予め設定された2つの角度位置に回転させ、それぞれの
角度位置でステージ本体11を揺動不能に保持すること
ができる。この例では、2つの角度位置が、180°と
なっている。The stage rotating means comprises a stepping motor having a rotating shaft connected to the back surface of the stage main body 11 and a stepping motor control circuit. The stage rotating means rotates the stage main body 11 to two preset angular positions. At this position, the stage main body 11 can be held so as not to swing. In this example, the two angular positions are 180 °.
【0020】電力供給部2は、一端がステージ本体11
の接続部12に接続され、他端がテストコレット21に
接続された電源22と、電源22と直列に接続された電
流計23とからなる。テストコレット21は、半導体レ
ーザ素子Sの表面電極に電気的に接続される接続部とし
ての先鋭な端部21aを有し、図示しない昇降機構に支
持されてステージ本体11に載置された半導体レーザ素
子Sを端部21aでステージ本体11との間に挟持する
ことができる。図2に示すように、半導体レーザ素子S
の表面及び裏面の電極に接続されるテストコレット21
及びテストステージ1の表面には、金メッキ5がそれぞ
れ施されている。The power supply unit 2 has one end of the stage main body 11.
The power supply 22 includes a power supply 22 connected to the test collet 21 at the other end, and an ammeter 23 connected in series with the power supply 22. The test collet 21 has a sharp end 21a as a connection part electrically connected to the surface electrode of the semiconductor laser element S, and is supported by an elevating mechanism (not shown) and mounted on the stage body 11. The element S can be sandwiched between the stage body 11 and the end 21a. As shown in FIG. 2, the semiconductor laser device S
Test collet 21 connected to the front and back electrodes
The surface of the test stage 1 is coated with gold plating 5.
【0021】光出力測定部3は、半導体レーザ素子Sの
主出射面s1 から出射されるレーザ光を受光する受光素
子31と、受光素子31が受光した光出力を測定する光
出力計32とからなる。偏光測定部4は、レンズ41、
偏光素子42及び受光素子43が一光軸上に配置され、
さらに、この光軸の延長上に、テストステージ1の回転
軸及び光出力測定部3の受光素子31が位置する。レン
ズ41は、半導体レーザ素子Sの光出力等の特性に応じ
て開口数(Numerical Aperture、以下ではNAと称す
る) を調整できるよう光軸上を移動可能に配置される。
この例では、半導体レーザ素子S側が高NA(>0.
1)となり、受光素子43との距離を確保するために、
偏光素子42側が低NA(<0.05)となるレンズ構
成となっている。The light output measuring section 3 comprises a light receiving element 31 for receiving laser light emitted from the main emission surface s1 of the semiconductor laser element S and an optical power meter 32 for measuring the light output received by the light receiving element 31. Become. The polarization measurement unit 4 includes a lens 41,
The polarizing element 42 and the light receiving element 43 are arranged on one optical axis,
Further, on the extension of the optical axis, the rotation axis of the test stage 1 and the light receiving element 31 of the optical output measuring unit 3 are located. The lens 41 is arranged so as to be movable on the optical axis so that the numerical aperture (Numerical Aperture, hereinafter referred to as NA) can be adjusted according to the characteristics of the semiconductor laser element S such as the optical output.
In this example, the semiconductor laser element S side has a high NA (> 0.
1), and in order to secure a distance from the light receiving element 43,
The polarizing element 42 has a lens configuration with a low NA (<0.05).
【0022】偏光素子42は、図示しない回転機構を備
えた公知のグラン−トムソンプリズムで構成される。受
光素子43が、偏光素子42を通ったレーザ光を受光
し、図示しない演算回路が、検出された光出力を最大値
(TE成分)及び最小値(TM成分)となる出力値に分
離し、さらにこれらからTE/TM比を偏光比として算
出する。The polarizing element 42 is composed of a known Glan-Thompson prism having a rotating mechanism (not shown). The light receiving element 43 receives the laser beam passing through the polarizing element 42, and an arithmetic circuit (not shown) separates the detected optical output into an output value having a maximum value (TE component) and a minimum value (TM component), Further, the TE / TM ratio is calculated from these as the polarization ratio.
【0023】以下に、本発明の半導体レーザ特性の測定
装置10を用いた半導体レーザ特性の測定方法の一例を
説明する。まず、図1に示すように、ステージ本体11
にチップ状態の半導体レーザ素子Sを、その主出射面s
1 が光出力測定用の受光素子31に向くように載置す
る。次いで、テストコレット21でステージ本体11と
の間に半導体レーザ素子Sを挟み込み、半導体レーザ素
子Sの表面電極及び裏面電極とのコンタクトを得る。こ
の接続状態を保持しながら、半導体レーザ素子Sに通電
し、受光素子31を介して主出射光量を測定して光出力
測定値を得る。このとき、偏光比を測定する光出力の駆
動電流値Iopを同時に取得する。なお、この光出力測
定において不良品と判定された半導体レーザ素子Sは、
偏光比測定に移行する前に、ステージ本体11から取り
除かれ、新たな半導体レーザ素子Sがステージ本体11
に載置される。An example of a method for measuring semiconductor laser characteristics using the semiconductor laser characteristic measuring apparatus 10 of the present invention will be described below. First, as shown in FIG.
The semiconductor laser element S in a chip state, with its main emission surface s
1 is placed so as to face the light receiving element 31 for light output measurement. Next, the semiconductor laser device S is sandwiched between the test collet 21 and the stage main body 11 to obtain contacts with the front surface electrode and the back surface electrode of the semiconductor laser device S. While maintaining this connection state, the semiconductor laser element S is energized, and the main output light quantity is measured via the light receiving element 31 to obtain a light output measurement value. At this time, the drive current value Iop of the optical output for measuring the polarization ratio is simultaneously obtained. The semiconductor laser device S determined as a defective product in the optical output measurement is:
Before shifting to the polarization ratio measurement, the semiconductor laser device S is removed from the stage main body 11 and a new semiconductor laser element S is placed in the stage main body 11.
Placed on
【0024】次に、図3に示すように、テストコレット
21を上昇させ、次いで、光出力測定用の受光素子31
に向いているステージ本体11を図中の矢印方向に18
0°回転させる。次に、テストコレット21を下降さ
せ、新たに半導体レーザ素子Sとのコンタクトを得る。
なお、テストコレット21で半導体レーザ素子Sをステ
ージ本体11との間に挟み込んだまま、ステージ本体1
1とテストコレット21を同時に回転させることも可能
である。Next, as shown in FIG. 3, the test collet 21 is raised, and then the light-receiving element 31 for measuring the light output.
Of the stage body 11 facing in the direction of the arrow 18 in the figure.
Rotate 0 °. Next, the test collet 21 is lowered to obtain a new contact with the semiconductor laser element S.
Note that, while the semiconductor laser element S is sandwiched between the test collet 21 and the stage main body 11, the stage main body 1
It is also possible to rotate the test collet 1 and the test collet 21 at the same time.
【0025】次いで、光出力測定時に得られた駆動電流
値Iopで半導体レーザ素子Sを駆動させる。半導体レ
ーザ素子Sの主出射面s1 から出射されたレーザ光は、
レンズ41及び偏光素子42を通って受光素子43に入
射される。このとき、偏光素子42を回転させてTE及
びTM成分を分離する。グラン−トムソンプリズムを用
いたTE及びTM成分の分離は、図5に示すように、偏
光素子42を回転させて、受光素子43の出力が、最大
値(TE成分)及び最小値(TM成分)となる出力値を
見出し、この最大値及び最小値の比を算出して偏光比を
得る。次いで、偏光比測定の結果に基づいて不良品と判
定された半導体レーザ素子Sを選別し排除する。Next, the semiconductor laser device S is driven with the drive current value Iop obtained at the time of measuring the optical output. The laser light emitted from the main emission surface s1 of the semiconductor laser element S is
The light enters the light receiving element 43 through the lens 41 and the polarizing element 42. At this time, the polarization element 42 is rotated to separate the TE and TM components. As shown in FIG. 5, the separation of the TE and TM components using the Glan-Thomson prism is performed by rotating the polarizing element 42 so that the output of the light receiving element 43 becomes the maximum value (TE component) and the minimum value (TM component). Is found, and a ratio between the maximum value and the minimum value is calculated to obtain a polarization ratio. Next, based on the result of the polarization ratio measurement, the semiconductor laser element S determined to be defective is selected and eliminated.
【0026】このように、上記実施例では、半導体レー
ザ素子Sの光出力測定及び偏光比測定が、半導体レーザ
素子Sをチップ状態にしたままで行えるので、良否の判
定を効率的に行うことができる。また、テストステージ
1及びテストコレット21の、半導体レーザ素子Sの電
極との各接続部には、接触抵抗の低い金属メッキが施さ
れているので、半導体レーザ素子Sの電極が数100μ
mオーダーの小さい面積であっても、安定した電気的接
触が得られるので、より精度の高い測定が可能となる。As described above, in the above embodiment, the optical output measurement and the polarization ratio measurement of the semiconductor laser element S can be performed while the semiconductor laser element S is in a chip state, so that the quality can be efficiently determined. it can. Further, the connection portions of the test stage 1 and the test collet 21 with the electrodes of the semiconductor laser element S are plated with metal having a low contact resistance.
Even if the area is small on the order of m, stable electrical contact can be obtained, so that more accurate measurement is possible.
【0027】実施例2 図6に基づいて、実施例2を説明する。実施例1では、
半導体レーザ素子Sの電極が素子の表裏両面にあるもの
を測定の対象として扱ったが、この例では、接続部が素
子の表面に形成された2つの電極を有する半導体レーザ
素子Sを測定する半導体レーザ特性の測定装置及び測定
方法を説明する。 Embodiment 2 Embodiment 2 will be described with reference to FIG. In the first embodiment,
The semiconductor laser element S having electrodes on both front and back surfaces of the element is treated as a measurement target. In this example, a semiconductor laser element S having a connection portion having two electrodes formed on the surface of the element is measured. An apparatus and method for measuring laser characteristics will be described.
【0028】半導体レーザ特性の測定装置20は、半導
体レーザ素子Sのアノード8及びカソード9がともに半
導体レーザ素子Sの上面にある場合に、このアノード8
及びカソード9に対応する2本のテストコレット25、
21を備えた点が、前記した半導体レーザ特性の測定装
置10と異なる。したがって、他の各部の説明は省略す
る。When the anode 8 and the cathode 9 of the semiconductor laser device S are both on the upper surface of the semiconductor laser device S, the measuring device 20 for semiconductor laser characteristics
And two test collets 25 corresponding to the cathode 9 and
21 is different from the semiconductor laser characteristic measuring device 10 described above. Therefore, description of the other components will be omitted.
【0029】テストコレット21、25は、それぞれが
金メッキを施した先鋭な端部21a、25aを有し、双
方が互いに接触しないように、図示しない昇降機構に支
持され、ステージ本体11に載置された半導体レーザ素
子Sを端部21a、25aの2点でステージ本体11と
の間に挟持することができる。なお、電力供給部2は、
電源22及び電流計23からなる回路が、テストコレッ
ト21、25の各端部に接続されてなる。The test collets 21 and 25 have sharp ends 21a and 25a, each of which is plated with gold. The test collets 21 and 25 are supported by an elevating mechanism (not shown) so that they do not contact each other, and are mounted on the stage body 11. The semiconductor laser element S can be sandwiched between the stage main body 11 and the two ends 21a and 25a. In addition, the power supply unit 2
A circuit including a power supply 22 and an ammeter 23 is connected to each end of the test collets 21 and 25.
【0030】半導体レーザ素子Sの光出力測定を行う際
は、テストコレット21、25を前記した昇降機構にて
下降させ、各端部21a、25aとステージ本体11と
の間で半導体レーザ素子Sのカソード9、アノード8と
のコンタクトを得て測定を行う。次いで、偏光比測定を
行う際は、テストコレット21、25を半導体レーザ素
子Sに接触させたままで、テストコレット21、25を
ステージ本体11と一緒に回転させ、この状態で偏光比
測定を行う。あるいは、光出力測定後、一旦、テストコ
レット21、25を上昇させて半導体レーザ素子Sとの
コンタクトを解除し、ステージ本体11を180°回転
させた後、偏光比測定前に、再度、テストコレット2
1、25と半導体レーザ素子Sのコンタクトをとり、次
いで、テストコレット21、25の極性を入れ替えて偏
光比測定を行う。When measuring the optical output of the semiconductor laser element S, the test collets 21 and 25 are lowered by the above-mentioned elevating mechanism, and the semiconductor laser element S is moved between the respective ends 21 a and 25 a and the stage body 11. The measurement is performed by obtaining contact with the cathode 9 and the anode 8. Next, when the polarization ratio is measured, the test collets 21 and 25 are rotated together with the stage main body 11 while the test collets 21 and 25 are kept in contact with the semiconductor laser element S, and the polarization ratio is measured in this state. Alternatively, after measuring the light output, the test collets 21 and 25 are once lifted to release the contact with the semiconductor laser element S, the stage main body 11 is rotated by 180 °, and then the test collet is again measured before the polarization ratio measurement. 2
The semiconductor laser device S is brought into contact with the first and second semiconductor laser elements S, and then the polarization ratio is measured while the polarities of the test collets 21 and 25 are exchanged.
【0031】[0031]
【発明の効果】この発明では、レーザ光の出力を測定す
るために光出力測定部の受光素子に向けられていたテス
トステージ上の半導体レーザ素子は、テストステージを
変位させることにより、レーザ光の偏光を測定する偏光
測定部の受光素子に向けられるので、半導体レーザ素子
をテストステージ上に一度、位置決めしておけば、その
後、半導体レーザ素子自体を移動したり固定したりする
操作が不要となり、偏光測定のために半導体レーザ素子
Sをパッケージに組み込むことも不要となる。また、テ
ストステージを変位するだけで、予め設定された光軸上
で半導体レーザ素子の主出射面と受光素子とを対向させ
ることができるので、精度の高い位置決めが可能とな
る。また、従来のように、光出力測定部の受光素子及び
偏光測定部の受光素子を、半導体レーザ素子の主出射面
側に配置する制約から解放されるので、各部の配置設計
における自由度が高まり、装置の小型化が可能となる。According to the present invention, the semiconductor laser device on the test stage, which has been directed to the light receiving device of the optical output measuring section for measuring the output of the laser beam, displaces the test stage to thereby generate the laser beam. Since it is directed to the light receiving element of the polarization measuring unit that measures polarization, once the semiconductor laser element is positioned on the test stage, there is no need to subsequently move or fix the semiconductor laser element itself, It becomes unnecessary to incorporate the semiconductor laser element S into a package for polarization measurement. In addition, simply by displacing the test stage, the main light-emitting surface of the semiconductor laser device and the light-receiving device can be made to face each other on a preset optical axis, so that highly accurate positioning can be performed. Further, since the light receiving element of the light output measuring section and the light receiving element of the polarization measuring section are released from the restriction of being arranged on the main emission surface side of the semiconductor laser element, the degree of freedom in the layout design of each section is increased. In addition, the size of the device can be reduced.
【0032】さらに、本発明により偏光比測定が、レー
ザチップ、もしくは、レーザチップがSiやSiC等の
サブマウント上に接着された状態の半導体レーザ素子に
対して行えるので、従来のようにパッケージに組み込む
必要がなくなる。このため、半導体レーザ素子の組み込
みに使用するパッケージ及び組み込みに要する作業が不
要となり、測定に要する人・物・時間が大幅に節減され
る。Further, the polarization ratio can be measured on a laser chip or a semiconductor laser device in a state where the laser chip is adhered on a submount such as Si or SiC according to the present invention. There is no need to incorporate it. For this reason, the package used for mounting the semiconductor laser element and the work required for mounting are not required, and the number of people, objects, and time required for measurement can be greatly reduced.
【図1】本発明の実施例1における光出力測定時の半導
体レーザ特性測定装置の概略を説明するための平面図。FIG. 1 is a plan view schematically illustrating a semiconductor laser characteristic measuring device at the time of optical output measurement according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例1における半導体レーザ素子の
電気的接続部を説明するための平面図。FIG. 2 is a plan view illustrating an electrical connection portion of the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例1におけるテストステージ回転
時の半導体レーザ特性測定装置の概略を説明するための
平面図。FIG. 3 is a plan view schematically illustrating a semiconductor laser characteristic measuring device when the test stage is rotated according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例1における偏光測定時の半導体
レーザ特性測定装置の概略を説明するための平面図。FIG. 4 is a plan view for explaining an outline of a semiconductor laser characteristic measuring device at the time of polarization measurement according to the first embodiment of the present invention.
【図5】偏光比測定の手順を説明するためのグラフ。FIG. 5 is a graph for explaining the procedure of polarization ratio measurement.
【図6】本発明の実施例2における光出力測定時の半導
体レーザ特性測定装置の概略を説明するための平面図。FIG. 6 is a plan view schematically illustrating a semiconductor laser characteristic measuring device at the time of optical output measurement according to a second embodiment of the present invention.
【図7】従来例における光出力測定時の半導体レーザ特
性測定装置の概略を説明するための平面図。FIG. 7 is a plan view for explaining an outline of a semiconductor laser characteristic measuring device at the time of optical output measurement in a conventional example.
1 テストステージ 2 電力供給部 3 光出力測定部 4 偏光測定部 5 金メッキ 8 アノード電極 9 カソード電極 11 ステージ本体 21 テストコレット 25 テストコレット 31 光出力測定用受光素子 42 偏光素子 43 偏光比測定用受光素子 S 半導体レーザ素子 s1 主出射面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Test stage 2 Power supply part 3 Optical output measurement part 4 Polarization measurement part 5 Gold plating 8 Anode electrode 9 Cathode electrode 11 Stage body 21 Test collet 25 Test collet 31 Light output measuring light receiving element 42 Polarizing element 43 Polarizing ratio measuring light receiving element S semiconductor laser device s1 main emission surface
Claims (9)
ージと、テストステージに載置された半導体レーザ素子
に電力を供給するための電力供給部と、供給された電力
に基づいて半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の
出力を測定する光出力測定部と、前記レーザ光の偏光を
測定する偏光測定部とを備え、 これら測定部のそれぞれがレーザ光を受光する受光素子
を有し、テストステージは、半導体レーザ素子から出射
されるレーザ光がそれぞれの受光素子で受光されるよう
テストステージを変位させるステージ変位手段を有する
ことを特徴とする半導体レーザ特性の測定装置。1. A test stage on which a semiconductor laser device is mounted, a power supply unit for supplying power to the semiconductor laser device mounted on the test stage, and emission from the semiconductor laser device based on the supplied power. A light output measuring unit for measuring the output of the laser light to be measured, and a polarization measuring unit for measuring the polarization of the laser light. Each of these measuring units has a light receiving element for receiving the laser light. And a stage displacement means for displacing the test stage so that laser light emitted from the semiconductor laser element is received by each light receiving element.
体レーザ素子との電気的接続部をそれぞれ有し、接続部
の少なくとも一方が、金または白金族の金属を含むメッ
キを施されてなる請求項1に記載の半導体レーザ特性の
測定装置。2. The test stage and the power supply unit each have an electrical connection with the semiconductor laser element, and at least one of the connection is plated with gold or a platinum group metal. 2. The measuring device for semiconductor laser characteristics according to claim 1.
なり、これら導体が、テストステージに載置された半導
体レーザ素子の一主面上の複数の電極と着脱される請求
項2に記載の半導体レーザ特性の測定装置。3. The power supply unit according to claim 2, wherein the connection unit includes a plurality of conductors, and the conductors are attached to and detached from a plurality of electrodes on one main surface of the semiconductor laser device mounted on the test stage. An apparatus for measuring the characteristics of a semiconductor laser according to the above.
素子との間に配置された偏光素子を有し、偏光素子が、
偏光ビームスプリッターまたはグラン−トムソンプリズ
ムで構成されてなる請求項1から3のいずれか1つに記
載の半導体レーザ特性の測定装置。4. The polarization measuring section has a polarizing element disposed between the semiconductor laser element and the light receiving element, wherein the polarizing element is:
4. The apparatus for measuring semiconductor laser characteristics according to claim 1, comprising a polarization beam splitter or a Glan-Thomson prism.
と、このプリズムを回転させる回転機構を有する請求項
4に記載の半導体レーザ特性の測定装置。5. The semiconductor laser characteristic measuring apparatus according to claim 4, wherein the polarizing element has a Glan-Thompson prism and a rotation mechanism for rotating the prism.
一平面上で回転させる請求項1から5のいずれか1つに
記載の半導体レーザ特性の測定装置。6. The semiconductor laser characteristic measuring apparatus according to claim 1, wherein the stage displacement means rotates the test stage on one plane.
置し、この半導体レーザ素子に電力を供給して半導体レ
ーザ素子から出射されるレーザ光の出力を測定し、次い
で、テストステージを回転し、さらに、半導体レーザ素
子に電力を供給して半導体レーザ素子から出射されるレ
ーザ光の偏光を測定する半導体レーザの特性の測定方
法。7. A semiconductor laser device is mounted on a test stage, power is supplied to the semiconductor laser device, the output of laser light emitted from the semiconductor laser device is measured, and then the test stage is rotated. A method for measuring the polarization of a laser beam emitted from a semiconductor laser device by supplying power to the semiconductor laser device.
結果に基づいて半導体レーザ素子を判定し、良品と判定
された半導体レーザ素子についてのみレーザ光の偏光を
測定する請求項7に記載の半導体レーザ特性の測定方
法。8. The method according to claim 7, wherein after measuring the output of the laser beam, the semiconductor laser device is determined based on the measurement result, and the polarization of the laser beam is measured only for the semiconductor laser device determined to be non-defective. Method for measuring semiconductor laser characteristics.
光の偏光測定時の所定光出力となる駆動電流値を予め取
得し、レーザ光の偏光を測定する際に、取得された駆動
電流値に基づいて半導体レーザ素子に電力を供給する請
求項7または8に記載の半導体レーザ特性の測定方法。9. When measuring the output of the laser light, a driving current value which is a predetermined light output at the time of measuring the polarization of the laser light is obtained in advance, and when the polarization of the laser light is measured, the obtained driving current value is obtained. 9. The method for measuring semiconductor laser characteristics according to claim 7, wherein power is supplied to the semiconductor laser element based on the value.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11193659A JP2001021446A (en) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | Apparatus and method for measuring semiconductor laser characteristics |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012098968A (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Aisin Seiki Co Ltd | Distance estimation apparatus, distance estimation method and program |
CN114280463A (en) * | 2021-12-31 | 2022-04-05 | 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 | Chip testing system |
-
1999
- 1999-07-07 JP JP11193659A patent/JP2001021446A/en active Pending
Cited By (3)
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JP2012098968A (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Aisin Seiki Co Ltd | Distance estimation apparatus, distance estimation method and program |
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CN114280463B (en) * | 2021-12-31 | 2023-08-08 | 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 | Chip test system |
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