JP2001050859A - レーザビーム特性変化検出装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高出力化に伴うビーム形状の広がり、左右非対
称性、次数の変化などを容易かつ的確に検出できるレー
ザビーム特性変化検出装置および検査方法を提供する。 【解決手段】受光手段３０の受光面を半導体レーザ２０
の光軸上に配置した受光素子Ａとその左右に隣接する受
光素子Ｂ１と受光素子Ｂ２とに分ける。検査部５０は、
受光素子Ａの出力Ｉａと受光素子Ｂ１の出力Ｉｂ１と受
光素子Ｂ２の出力Ｉｂ３の和で全光特性を評価し、（Ｉ
ｂ１＋Ｉｂ２）／Ｉａの励起強度に対する変化特性の非
直線性によりビーム形状の左右方向の広がりを検出し、
（Ｉｂ１−Ｉｂ２）／Ｉａの励起強度に対する変化特性
の非直線性によりビーム形状の左右方向の広がりの非対
称性を検出する。また全光出力特性とビームの広がりと
左右の非対称性の全てを励起強度を１回スキャンする間
に測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検査対象となるレ
ーザから出力されるレーザビームの励起強度に対する出
力特性を検出するレーザビーム特性変化検出装置に関す
る。

【０００２】特に、半導体レーザの発振横モード不安定
に拠る僅かなレーザ出力の励起強度に対する非直線性や
ビーム形状の変動を簡単に且つ高感度に検出する方法及
び装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】半導体レーザを例に説明すれば、レーザ
出力は励起強度（駆動電流）と一定の関係、通常は一次
の比例関係にあることと、そのレーザビームの形状が大
きくは変わらないか或いは変わっても問題にする範囲で
ないことを前提に半導体レーザを使うシステムは設計さ
れていた。

【０００４】しかし、現実には以下に述べる幾つかの原
因によって、これらの前提が崩れる場合があり、これを
単純に「キンク」と総称している。実用上この「キン
ク」は好ましくなく、キンクの発生する或いは発生の兆
候があるレーザは選別により取り除くのが通例である。

【０００５】図１４は、半導体レーザを対象とした従来
のキンク検出装置の構成とその機能を示したものであ
る。従来のキンク検出装置では、半導体レーザ１４０１
と対向する位置に、当該半導体レーザ１４０１から放射
されたレーザ光１４０２のほとんど全てを受光し得る大
きな受光面を持つ１つのホトダイオード（太陽電池）１
４０３を配置している。したがって、この装置では、レ
ーザの全出力の励起強度（半導体レーザの場合は、駆動
電流）に対する依存性が検査される。

【０００６】具体的には、半導体レーザ１４０１へ供給
する順方向電流を横軸にとり、先のホトダイオード（太
陽電池）１４０３の負荷抵抗とバイアス電圧を直線性の
良い範囲に設定してその出力を縦軸にとってグラフ化す
ることで、レーザの全出力の励起強度に対する依存性を
調べていた。更に、ホトダイオード１４０３の出力を励
起強度（駆動電流）で微分することにより、キンクを見
つけ易く工夫していた。この際、１次微分だけでなく２
次微分をとることも行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、半導体レーザ
チップの活性導波路中の発振モードは、同導波路の寸法
と材料結晶の屈折率などから決まる値である。通常、半
導体レーザの導波路の上下方向は、発振波長の半分より
十分に薄い結晶をバンドギャップが充分広い結晶層で挟
んだ構造を成している。一方半導体レーザの導波路の幅
方向は、上記積層構造をホトリソグラフィとエッチング
技術でほぼ１次モードの遮断条件程度の幅に加工して周
辺を異種材料を充填する構造、或いは近傍に吸収性材料
を配置する構造をなしている。従って、通常の低出力動
作時には、０次の基本モードが発振し、そのモード形状
も注入電流の増減でもほとんど変化せず、所謂キンクは
発生しない。

【０００８】ところが、高出力を得るために励起強度
（注入電流）を増すと、注入されたキャリアの再結合が
最も盛んな所は発振横モードの光密度の最も高い導波路
の幅方向の中央部なので、その分電流が集中して局所的
な発熱が起こる。すなわち、導波路の幅方向の中央部の
バンドギャップがこの温度上昇で狭まり屈折率が高くな
る。逆に両脇はキャリア密度が僅かとはいえ高くなる傾
向にあるので、さらに中央部の屈折率が相対的に高くな
り、モードが集中することとなる。この結果、半導体レ
ーザからの出力ビームの広がり角は励起強度を増すにつ
れて広がることとなる。

【０００９】更に励起強度を増した場合、中央部のキャ
リア密度が減り或は温度上昇に起因したバンドギャップ
の減少による吸収損失の増大によって、中央部の利得が
飽和或は減少する。一方、両脇部の利得は増大すると共
に、屈折率差が減少して１次の横モードの発振が起こ
る。１次モードの受ける利得や受ける損失は基本（０
次）モードのそれとは異なるため、たとえ全光束を受け
たとしても、低出力領域と同じ直線には載らない。即
ち、キンクが発生する。

【００１０】近年実用化が進むＩｎＧａＡｌＰを主材料
とする赤色高出力半導体レーザでは、図１５ａに示した
通常のものと異なり、図１５ｂに示すように結晶成長の
都合から基板結晶の表面を基準面から数度〜１０度程度
傾けた結晶を使用するため、活性導波路１５０１の断面
が左右対称でない。これは即ち、屈折率分布も左右非対
称になっていることを意味し、横モードの形状も左右非
対称となり、励起強度を増すにつれて現れる横モード形
状の変化も、左右非対称になることを示唆している。

【００１１】この場合、励起強度を増して行くと、ビー
ム強度が増しつつビーム広がり角が増え、しかもその広
がり方が左右非対称になり、有限な受光角を持つ光学系
に入る光量は励起強度に対し直線性を逸脱しキンクを呈
することになる。

【００１２】しかしながら、従来のキンク検出法やキン
ク検出装置は、レーザの全光出力を計るので、電流から
レーザ光への変換効率が変わるか、レーザの出力端面で
の反射率が変わるなどの変化が無い限り、たとえレーザ
ビームの形状が変わっていても次数が変わる程の変化で
なければキンクとして顕在化せず、出力特性を励起強度
で微分したものを観察してもビーム形状の変化等を捉え
ることが難しかった。その結果、従来のキンク検出装置
および方法では、励起強度を高めた場合に大きくビーム
形状が変化するような半導体レーザを選別して忌避する
ことが困難であった。

【００１３】特に最近では、ビームの使用範囲が狭く限
られていて、しかも高出力を要求したり、広い温度範囲
での使用を想定したシステムが一部の用途で登場してい
る。このようにビームの使用範囲が狭く限られているも
のでは、ビームの広がり角が増せば、それだけ有効なレ
ーザ光の割合が減少するので、高出力時におけるビーム
形状の変化が問題になる。そのため、半導体レーザを選
別する際に、受光素子の前に「絞」を付けるなど受光角
を制限して検査する方法が執られている。

【００１４】しかし、この方法では、全出力を知るため
に「絞」の無い状態で測定し、然る後に「絞」を付けて
測定するという二度手間を必要としていた。その結果、
この方法では、タクトタイムが長くなるだけでなく、一
度高出力（高電流）動作をさせるとＬＤチップの温度が
上昇し、二度目には測定条件が一度目と微妙に異なった
り、高出力動作に伴う端面劣化（ＣＯＤ…Catastrophic
Optical Damage）を来したり致命的な不具合に繋がる
機会が増えるという欠点があった。

【００１５】本発明は、このような従来の技術が有する
問題点に着目してなされたもので、高出力化に伴うビー
ム形状の広がりやその左右非対称性さらには次数の変化
などを容易かつ的確に検出することのできるレーザビー
ム特性変化検出装置および検査方法を提供することを目
的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存
する。 ［１］検査対象となるレーザ（２０）から出力されるレ
ーザビームの励起強度に対する出力特性を検出するレー
ザビーム特性変化検出装置において、前記レーザ（２
０）の出力部に対向して配置された受光手段（３０）
と、前記レーザ（２０）の励起強度と前記受光手段（３
０）の出力とから前記レーザ（２０）から出力されるレ
ーザビームの励起強度に対する特性を調べる検査手段
（５０）とを備え、前記受光手段（３０）は、その受光
面が少なくとも２以上の受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）に
分かれているとともにそれぞれの受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ
２…）が独立に出力端子を備えたものであり、前記検査
手段（５０）は、前記各受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）の
出力比の励起強度に対する変化特性の非直線性を検出す
ることを特徴とするレーザビーム特性変化検出装置。

【００１７】［２］検査対象となるレーザ（２０）から
出力されるレーザビームの励起強度に対する出力特性を
検出するレーザビーム特性変化検出装置において、前記
レーザ（２０）の出力部に対向して配置された受光手段
（３０）と、前記レーザ（２０）の励起強度と前記受光
手段（３０）の出力とから前記レーザ（２０）から出力
されるレーザビームの励起強度に対する特性を調べる検
査手段（５０）とを備え、前記受光手段（３０）は、そ
の受光面が少なくとも２以上の受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２
…）に分かれているとともにそれぞれの受光部（Ａ、Ｂ
１、Ｂ２…）が独立に出力端子を備えかつ前記受光部
（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）の中の少なくとも１つが前記レー
ザ（２０）の光軸上に位置するように配置されたもので
あり、前記検査手段（５０）は、少なくとも前記光軸上
に位置する受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）とそれ以外の受
光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）との出力比の励起強度に対す
る変化特性の非直線性を検出することを特徴とするレー
ザビーム特性変化検出装置。

【００１８】［３］検査対象となるレーザ（２０）から
出力されるレーザビームの励起強度に対する出力特性を
検出するレーザビーム特性変化検出装置において、前記
レーザ（２０）の出力部に対向して配置された受光手段
（３０）と、前記レーザ（２０）の励起強度と前記受光
手段（３０）の出力とから前記レーザ（２０）から出力
されるレーザビームの励起強度に対する特性を調べる検
査手段（５０）とを備え、前記受光手段（３０）は、そ
の受光面が少なくとも第１の受光部（Ａ）とこれに隣接
しかつ前記第１の受光部（Ａ）を中心にして対称な位置
に配された第２、第３の受光部（Ｂ１、Ｂ２）とに分か
れているとともに前記それぞれの受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ
２…）が独立に出力端子を備えかつ前記第１の受光部
（Ａ）が前記レーザ（２０）の光軸上に位置するように
配置されたものであり、前記検査手段（５０）は、前記
第２の受光部（Ｂ１）と第３の受光部（Ｂ２）との出力
和と前記第１の受光部（Ａ）の出力との比の励起強度に
対する変化特性の非直線性を検出することを特徴とする
レーザビーム特性変化検出装置。

【００１９】［４］検査対象となるレーザ（２０）から
出力されるレーザビームの励起強度に対する出力特性を
検出するレーザビーム特性変化検出装置において、前記
レーザ（２０）の出力部に対向して配置された受光手段
（３０）と、前記レーザ（２０）の励起強度と前記受光
手段（３０）の出力とから前記レーザ（２０）から出力
されるレーザビームの励起強度に対する特性を調べる検
査手段（５０）とを備え、前記受光手段（３０）は、そ
の受光面が少なくとも第１の受光部（Ａ）とこれに隣接
しかつ前記第１の受光部（Ａ）を中心にして対称な位置
に配された第２、第３の受光部（Ｂ１、Ｂ２）とに分か
れているとともに前記それぞれの受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ
２…）が独立に出力端子を備えかつ前記第１の受光部
（Ａ）が前記レーザ（２０）の光軸上に位置するように
配置されたものであり、前記検査手段（５０）は、前記
第２の受光部（Ｂ１）と第３の受光部（Ｂ２）との出力
差と前記第１の受光部（Ａ）の出力との比の励起強度に
対する変化特性の非直線性を検出することを特徴とする
レーザビーム特性変化検出装置。

【００２０】［５］検査対象となるレーザ（２０）から
出力されるレーザビームの励起強度に対する出力特性を
検出するレーザビーム特性変化検出装置において、前記
レーザ（２０）の出力部に対向して配置された受光手段
（３０）と、前記レーザ（２０）の励起強度と前記受光
手段（３０）の出力とから前記レーザ（２０）から出力
されるレーザビームの励起強度に対する特性を調べる検
査手段（５０）とを備え、前記受光手段（３０）は、そ
の受光面が少なくとも第１の受光部（Ａ）とこれに隣接
しかつ前記第１の受光部（Ａ）を中心にして対称な位置
に配された第２、第３の受光部（Ｂ１、Ｂ２）とに分か
れているとともに前記それぞれの受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ
２…）が独立に出力端子を備えかつ前記第１の受光部
（Ａ）が前記レーザ（２０）の光軸上に位置するように
配置されたものであり、前記検査手段（５０）は、前記
第２の受光部（Ｂ１）と第３の受光部（Ｂ２）との出力
和と前記第１の受光部（Ａ）の出力との比の励起強度に
対する変化特性の非直線性と、前記第２の受光部（Ｂ
１）と第３の受光部（Ｂ２）との出力差と前記第１の受
光部（Ａ）の出力との比の励起強度に対する変化特性の
非直線性とをそれぞれ検出することを特徴とするレーザ
ビーム特性変化検出装置。

【００２１】［６］前記検査手段（５０）は、前記全て
の受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）の出力和の励起強度に対
する変化特性を検出することを特徴とする［１］、
［２］、［３］、［４］または［５］に記載のレーザビ
ーム特性変化検出装置。

【００２２】［７］前記検査手段（５０）は、励起強度
に対する少なくとも２種類の変化特性を同時に検出する
ことを特徴とする［５］または［６］に記載のレーザビ
ーム特性変化検出装置。

【００２３】［８］前記検査手段（５０）は、前記変化
特性をさらに前記励起強度で微分した特性を検出するこ
とを特徴とする［１］、［２］、［３］、［４］、
［５］、［６］または［７］に記載のレーザビーム特性
変化検出装置。

【００２４】［９］前記受光手段（３０）は、個々に出
力端子を持つ受光素子を複数個隣接して配置し固定した
ものであることを特徴とする［１］、［２］、［３］、
［４］、［５］、［６］、［７］または［８］に記載の
レーザビーム特性変化検出装置。

【００２５】［１０］前記受光手段（３０）は、１個の
撮像素子で構成されることを特徴とする［１］、
［２］、［３］、［４］、［５］、［６］、［７］また
は［８］に記載のレーザビーム特性変化検出装置。

【００２６】［１１］前記受光手段（３０）の前記レー
ザ（２０）を臨む受光角が前記レーザ（２０）の基本横
モードの放射角の２倍以上あることを特徴とする
［１］、［２］、［３］、［４］、［５］、［６］、
［７］、［８］、［９］または［１０］に記載のレーザ
ビーム特性変化検出装置。

【００２７】［１２］前記受光手段（３０）は、１枚の
半導体基板上に２以上の前記受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２
…）を形成しかつ前記各受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）ご
とに独立の出力端子を設けた半導体素子を用いたもので
あることを特徴とする［１］、［２］、［３］、
［４］、［５］、［６］、［７］、［８］、［９］、
［１０］または［１１］に記載のレーザビーム特性変化
検出装置。

【００２８】［１３］前記受光手段（３０）は、一端が
まとめて固定されかつ他端が少なくとも２以上の部分に
分けて結束あるいは固着された光ファイバであって前記
各部分がそれぞれ別々の受光部に接続されたものを介し
て前記レーザ（２０）からのレーザビームを受光するこ
とを特徴とする［１］、［２］、［３］、［４］、
［５］、［６］、［７］、［８］、［９］、［１０］、
［１１］または、［１２］に記載のレーザビーム特性変
化検出装置。

【００２９】［１４］検査対象となるレーザ（２０）か
ら出力されるレーザビームの励起強度に対する出力特性
を検出するレーザビーム特性変化検出方法において、受
光面が少なくとも２以上の受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）
に分かれ、かつそれぞれの受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）
が独立に出力端子を備えた受光手段（３０）を用いて前
記レーザビームを受光し、前記各受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ
２…）の出力比の励起強度に対する変化特性の非直線性
を検出することを特徴とするレーザビーム特性変化検出
方法。

【００３０】［１５］検査対象となるレーザ（２０）か
ら出力されるレーザビームの励起強度に対する出力特性
を検出するレーザビーム特性変化検出方法において、受
光面が少なくとも２以上の受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）
に分かれ、かつそれぞれの受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）
が独立に出力端子を備えさらに前記受光部（Ａ、Ｂ１、
Ｂ２…）の中の少なくとも１つが前記レーザ（２０）の
光軸上に位置するように配置された受光手段（３０）を
用いて前記レーザビームを受光し、少なくとも前記光軸
上に位置する受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）とそれ以外の
受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）との出力比の励起強度に対
する変化特性の非直線性を検出することを特徴とするレ
ーザビーム特性変化検出方法。

【００３１】［１６］検査対象となるレーザ（２０）か
ら出力されるレーザビームの励起強度に対する出力特性
を検出するレーザビーム特性変化検出方法において、受
光面が少なくとも第１の受光部（Ａ）とこれに隣接しか
つ前記第の１受光部（Ａ）を中心にして対称な位置に配
された第２、第３の受光部（Ｂ１、Ｂ２）とに分かれて
いるとともに前記それぞれの受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２
…）が独立に出力端子を備えかつ前記第１の受光部
（Ａ）が前記レーザ（２０）の光軸上に位置するように
配置された受光手段（３０）を用いて前記レーザビーム
を受光し、前記第２の受光部（Ｂ１）と第３の受光部
（Ｂ２）との出力和と前記第１の受光部（Ａ）の出力と
の比の励起強度に対する変化特性の非直線性を検出する
ことを特徴とするレーザビーム特性変化検出方法。

【００３２】［１７］検査対象となるレーザ（２０）か
ら出力されるレーザビームの励起強度に対する出力特性
を検出するレーザビーム特性変化検出方法において、受
光面が少なくとも第１の受光部（Ａ）とこれに隣接しか
つ前記第１の受光部（Ａ）を中心にして対称な位置に配
された第２、第３の受光部（Ｂ１、Ｂ２）とに分かれて
いるとともに前記それぞれの受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２
…）が独立に出力端子を備えかつ前記第１の受光部
（Ａ）が前記レーザ（２０）の光軸上に位置するように
配置された受光手段（３０）を用いて前記レーザビーム
を受光し、前記第２の受光部（Ｂ１）と第３の受光部
（Ｂ２）との出力差と前記第１の受光部（Ａ）の出力と
の比の励起強度に対する変化特性の非直線性を検出する
ことを特徴とするレーザビーム特性変化検出方法。

【００３３】［１８］検査対象となるレーザ（２０）か
ら出力されるレーザビームの励起強度に対する出力特性
を検出するレーザビーム特性変化検出方法において、受
光面が少なくとも第１の受光部（Ａ）とこれに隣接しか
つ前記第１の受光部（Ａ）を中心にして対称な位置に配
された第２、第３の受光部（Ｂ１、Ｂ２）とに分かれて
いるとともに前記それぞれの受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２
…）が独立に出力端子を備えかつ前記第１の受光部
（Ａ）が前記レーザ（２０）の光軸上に位置するように
配置された受光手段（３０）を用いて前記レーザビーム
を受光し、前記第２の受光部（Ｂ１）と第３の受光部
（Ｂ２）との出力和と前記第１の受光部（Ａ）の出力と
の比の励起強度に対する変化特性の非直線性と、前記第
２の受光部（Ｂ１）と第３の受光部（Ｂ２）との出力差
と前記第１の受光部（Ａ）の出力との比の励起強度に対
する変化特性の非直線性とをそれぞれ検出することを特
徴とするレーザビーム特性変化検出方法。

【００３４】［１９］前記全ての受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ
２…）の出力和の励起強度に対する変化特性を検出する
ことを特徴とする［１４］、［１５］、［１６］、［１
７］または［１８］に記載のレーザビーム特性変化検出
方法。

【００３５】［２０］励起強度に対する少なくとも２種
類の変化特性を同時に検出することを特徴とする［１
８］または［１９］に記載のレーザビーム特性変化検出
方法。

【００３６】［２１］前記変化特性をさらに前記励起強
度で微分した特性を検出することを特徴とする［１
４］、［１５］、［１６］、［１７］、［１８］、［１
９］または［２０］に記載のレーザビーム特性変化検出
方法。

【００３７】前記本発明は次のように作用する。受光面
が少なくとも２以上の受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）に分
かれているとともにそれぞれの受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２
…）が独立に出力端子を備えた受光手段（３０）に、レ
ーザ（２０）からのレーザビームが照射されると、各受
光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）ごとにそれぞれの受光量に応
じた出力が出る。検査手段（５０）は、各受光部（Ａ、
Ｂ１、Ｂ２…）の出力比の励起強度に対する変化特性の
非直線性を検出する。

【００３８】すなわち、本発明は、キンクの主因が発振
横モードの形状あるいは次数の変化にあり、横モードの
変化が放射（広がり）角に反映されることを使って、受
光面を複数の受光部に分割し、放射角の変化をこれら各
受光部に対する分配比率の変化に対応させ、全体を合算
により全光出力を取得し、各部分の差や比を採ること
で、高出力化に伴うビーム形状の広がりやその左右非対
称性さらには次数の変化などが容易かつ的確に検出する
ものである。

【００３９】たとえば、受光面を、レーザ（２０）の光
軸上に位置する中央の受光部とその周辺の周辺受光部の
２つに分けて、各受光部の出力比をとると、ビーム形状
に変化がなければ、励起強度を高めても出力比は一定で
ほとんど変化しない。しかしながら、励起強度を高める
につれてビーム形状が横長に広がる場合には、中央受光
部に比べて周辺受光部の受光量がより多く増加するの
で、出力比の励起強度に対する特性に非直線性が現れ
る。したがって、出力比の非直線性を検出することで、
高出力時にビーム形状が大きく横に広がってしまう等の
障害を持つ半導体レーザを選別して忌避することが可能
になる。

【００４０】受光手段（３０）の受光面を、少なくとも
第１の受光部（Ａ）と、これに隣接しかつ第１の受光部
（Ａ）を中心にして対称な位置に配された第２、第３の
受光部（Ｂ１、Ｂ２）とに分け、さらに第１の受光部
（Ａ）がレーザ（２０）の光軸上に位置するように配置
する。そして、第２の受光部（Ｂ１）と第３の受光部
（Ｂ２）との出力和と第１の受光部（Ａ）の出力との比
の励起強度に対する変化特性の非直線性を検出する。こ
れにより、レーザビームが励起強度に応じて横に広がっ
ているか否かを検出することができる。

【００４１】また、第２の受光部（Ｂ１）と第３の受光
部（Ｂ２）との出力差と第１の受光部（Ａ）の出力との
比の励起強度に対する変化特性の非直線性を検出すれ
ば、レーザビームの広がりの左右の非対称性を検出する
ことができる。さらに、全ての受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２
…）の出力和の励起強度に対する変化特性を検出すれ
ば、全光出力特性を計ることができる。

【００４２】励起強度に対する少なくとも２種類の変化
特性、たとえば、出力和との比、出力差との比、および
全光出力特性の３つを同時に検出するなど１回で全ての
特性を計れば、同一条件下で各特性の検出が可能になる
とともに、タクトタイムが短縮され、さらには、１回の
検査で済むので高出力動作に伴う端面劣化を低減するこ
とができる。

【００４３】また変化特性をさらに励起強度で微分した
特性を検出することにより、特性の変化が強調され、よ
り細かい変化を的確に捉えることができる。微分は一次
微分だけでも良いし、必要に応じて二次、三次など高次
の微分まで行なってもよい。

【００４４】受光手段（３０）は、個々に出力端子を持
つ受光素子を複数個隣接して配置し固定したものであっ
てもよし、ＣＣＤアレイやラインＣＣＤなどの１個の撮
像素子で構成してもよい。このほか、１枚の半導体基板
上に２以上の受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）を形成しかつ
各受光部（Ａ、Ｂ１、Ｂ２…）ごとに独立の出力端子を
設けた半導体素子で構成してもよい。また、一端がまと
めて固定されかつ他端が少なくとも２以上の部分に分け
て結束あるいは固着された光ファイバであって各部分が
それぞれ別々の受光部に接続されたものを介してレーザ
（２０）からのレーザビームを受光するようにしてもよ
い。

【００４５】なお、受光手段（３０）のレーザ（２０）
を臨む受光角が、レーザ（２０）の基本横モードの放射
角の２倍以上にすれば、一次モードに変化した場合でも
全光出力を測定することが可能になる。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の各種
の実施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施
の形態にかかるレーザビーム特性変化検出装置１０を示
している。検査対象となる半導体レーザ２０から１０ｍ
ｍ離れた箇所に、受光手段３０がその受光面を半導体レ
ーザ２０の出力部に向けて配置されている。受光手段３
０は、半導体レーザ２０の光軸上に配置された幅１．８
ｍｍ上下１５ｍｍの受光素子Ａと、その左に隣接配置さ
れた受光素子Ｂ１と、受光素子Ａの右に隣接配置された
受光素子Ｂ２とから構成されている。これにより、半導
体レーザ２０の光軸から±５度の範囲の出力光は受光素
子Ａに、±５度よりも左右広がった部分は受光素子Ｂ１
および受光素子Ｂ２で受光されるようになっている。な
お、受光手段３０の半導体レーザ２０を臨む受光角は、
半導体レーザ２０の基本横モードの放射角の２倍以上に
なるように、受光素子の大きさ等が設定されている。

【００４７】図１の下部には、レーザビーム特性変化検
出装置１０の回路構成を示してある。駆動電源４０は、
半導体レーザ２０を駆動するための電源回路であり、当
該駆動電源４０に半導体レーザ２０と抵抗器２１とが直
列に接続されている。検査部５０は、受光手段３０の出
力に基づいて半導体レーザ２０の励起強度に対する各種
の特性を測定する機能を備えている。

【００４８】受光素子Ａには抵抗器６１が並列接続さ
れ、検査部５０は、抵抗器６１の両端電圧から抵抗器６
１に流れる電流値、すなわち受光素子Ａの出力電流値
（Ｉａ）を検出するようになっている。受光素子Ｂ１に
は抵抗器６２が並列接続され、検査部５０は、抵抗器６
２の両端電圧から抵抗器６２に流れる電流値、すなわち
受光素子Ｂ１の出力電流（Ｉｂ１）を検出するようにな
っている。同様に受光素子Ｂ２には抵抗器６３が並列接
続され、検査部５０は、抵抗器６３の両端電圧から抵抗
器６３に流れる電流値、すなわち受光素子Ｂ２の出力電
流（Ｉｂ２）を検出するようになっている。

【００４９】検査部５０は、半導体レーザ２０の駆動状
態を指示する制御信号５１を駆動電源４０に出力した
り、抵抗器２１の両端電圧から半導体レーザ２０への注
入電流値を検出する機能を有している。また検査部５０
の有する演算部５２は、検出したＩａ、Ｉｂ１、Ｉｂ２
同士を加減算したり、その演算結果を注入電流値で微分
する等の演算機能を果たすものである。判断部５３は、
演算部５２の演算結果やその微分の注入電流に対する変
化特性を求めるとともに、その非直線性を検出し、検査
対象の半導体レーザの良否を判定する等の機能を有して
いる。

【００５０】次に作用を説明する。中央に配置された受
光素子Ａの出力電流がＩａ、左側に配置された受光素子
Ｂ１の出力電流がＩｂ１、右側に配置された受光素子Ｂ
２の出力電流がＩｂ２なので、半導体レーザ２０の全光
出力は、ほぼ、Ｉａ＋Ｉｂ１＋Ｉｂ２で表される。また
（Ｉｂ１＋Ｉｂ２）／Ｉａがビーム広がり角の変化の程
度を、（Ｉｂ１−Ｉｂ２）／Ｉａがビームの左右対称性
の変化をそれぞれ示すことになる。

【００５１】図２は、注入電流を次第に増加させた場合
における受光素子Ａの出力Ｉａと、受光素子Ｂ１と受光
素子Ｂ２との出力和であるＩｂ１＋Ｉｂ２との関係をグ
ラフ化したものである。図中の実線２０１は、検査対象
となる第１の半導体レーザについての測定結果であり、
実線２０２は、第２の半導体レーザについての測定結果
を示している。図示するように、Ｉａ、Ｉｂ１＋Ｉｂ２
の各値が比較的小さい間（注入電流が少なく励起強度が
弱い間）は、ＩａとＩｂ１＋Ｉｂ２とはほぼ比例して増
加する。しかしながら、励起強度が強くなってＩａやＩ
ｂ１＋Ｉｂ２の値が大きくなると、次第に、Ｉａはあま
り増加しなくなるのに対して、Ｉｂ１＋Ｉｂ２はより一
層増加し、比例関係が崩れてくる。なお、図中の点線２
１１、２１２は、励起強度が弱い状態での比例関係がそ
のまま崩れなかったとした場合の特性を対比的に示した
ものである。

【００５２】図３は、注入電流を次第に増加させた場合
における受光素子Ａの出力Ｉａと受光素子Ｂ１の出力Ｉ
ｂ１との関係（実線３０１）と、Ｉａと受光素子Ｂ２の
出力Ｉｂ２との関係（点線３０２）とをグラフ化したも
のである。図示するように、Ｉａ、Ｉｂ１、Ｉｂ２の各
値が比較的小さい間（注入電流が少なく励起強度が弱い
間）は、ＩａとＩｂ１、またはＩａとＩｂ２とはそれぞ
れほぼ比例して増加する。しかし励起強度が強くなる
と、Ｉｂ１の増加割合が増す一方で、Ｉｂ２の増加割合
が低下している。つまり、このグラフだけからでも、励
起強度が増すにつれてビーム形状が左右非対称に変化し
ていることがわかる。

【００５３】図４は、Ｉａ＋Ｉｂ１＋Ｉｂ２、（Ｉｂ１
＋Ｉｂ２）／Ｉａ、および（Ｉｂ１−Ｉｂ２）／Ｉａの
励起強度（注入電流）に対する変化特性やその微分を表
したものである。図で横軸は、半導体レーザ２０への注
入電流（ＩＬ）であり、点線４０１はＩａ＋Ｉｂ１＋Ｉ
ｂ２の注入電流に対する特性を、一点破線４１１は、点
線４０１を注入電流で微分した特性を示している。また
実線４０２は（Ｉｂ１＋Ｉｂ２）／Ｉａの注入電流に対
する特性を、破線４１２は、実線４０２を注入電流で微
分した特性を示している。さらに実線４０３は、（Ｉｂ
１−Ｉｂ２）／Ｉａの注入電流に対する特性を、点線４
１３は、実線４０３を注入電流で微分した特性を示して
いる。

【００５４】図示するように、励起強度が低い（ＩＬ＜
ＩＬ１の範囲）、即ち低出力時には、全出力（Ｉａ＋Ｉ
ｂ１＋Ｉｂ２）が励起強度（注入電流）に比例して増加
するだけでなく、広がり角（Ｉｂ１＋Ｉｂ２）／Ｉａの
変化やビームの非対称性（Ｉｂ１−Ｉｂ２）／Ｉａの変
化もほとんど無く一定である。これに対し励起強度の強
い、即ち高出力時（図中、注入電流がＩＬ１を越える領
域）には、全出力（Ｉａ＋Ｉｂ１＋Ｉｂ２）が励起強度
（注入電流）に比例して増加しているにも拘らず、（Ｉ
ｂ１＋Ｉｂ２）／Ｉａが増加し、広がり角（遠視野像：
ＦＦＰ…Far Field pattern）が拡大していることがわ
かる。更に、（Ｉｂ１−Ｉｂ２）／Ｉａが大きく変化し
ていることから、ビーム形状の左右の対称性が変化して
いることがわかる。

【００５５】図５は、半導体レーザの導波路内部のモー
ド（姿態）および広がり角（遠視野像）の励起強度に対
する変化を示したものである。半導体レーザ２０の励起
強度（注入電流）を増すと出力が増すことは当然だが、
これに付随して、図５ｂに示すように、モードが導波路
の中央部に集中する。図中の実線５０１は、励起強度が
最も弱いときのモードを、一点破線５０３は励起強度が
強い場合のモードを、破線５０２はこれらの中間の励起
強度の場合におけるモードをそれぞれ示している。

【００５６】図５ａの実線５１１は、モードが図５ｂの
実線５０１である場合におけるＦＦＰを、図５ａの点線
５１２は、モードが図５ｂの点線５０２である場合にお
けるＦＦＰを、図５ａの一点破線５１３は、モードが図
５ｂの一点破線５０３である場合におけるＦＦＰをそれ
ぞれ示している。図示するように、励起強度が強くなっ
てモードが中央に集中するに伴ってビームの放射角が広
がっている。図４の場合、注入電流がＩＬ１までの間
は、実線５１１で示すような遠視野像になっており、注
入電流がＩＬ１を越えた付近から次第に点線５１２、一
点破線５１３で示すような遠視野像になっていることに
なる。

【００５７】このようなモードや遠視野像の変化の程度
は、検査対象となる半導体レーザの構造、特に導波路の
屈折率（実部、虚部共に）分布、注入キャリア密度の変
化、局部的温度上昇の程度、などによると考えられる。
従って、導波路の断面が図１５ｂに示すように左右非対
称な場合には、上記ビームの挙動も左右非対称になり易
い。

【００５８】高出力化を目指した半導体レーザでは、導
波路幅自身が一次の横モード遮断条件ぎりぎり或いは一
次モードも許容される程度の広さに広く設定してあるた
め、上述の様な高励起（高注入）状態では、基本モード
の利得にホールバーニングが発生したり、屈折率差が減
少することで一次モードが発振する。

【００５９】図６ａ、図６ｂは、導波路幅が広い高出力
型半導体レーザのモード（姿態）および広がり角（遠視
野像：ＦＦＰ）の励起強度に対する変化を示したもので
ある。同図で、実線６０１は基本モード（０次モード）
を、実線６１１は基本モードで発振しているときのＦＦ
Ｐの一例を示している。また破線６０２は一次モード
を、破線６１２は一次モードで発振しているときのＦＦ
Ｐを示している。基本モードから一次モードにモードが
変化すると、（Ｉａ＋Ｉｂ１＋Ｉｂ２）には僅かの変化
しか出ないが、（Ｉｂ１＋Ｉｂ２）／Ｉａ には大きな
変化が現れる。

【００６０】図７は、導波路幅を広くとった高出力型の
半導体レーザの特性をレーザビーム特性変化検出装置１
０で測定した結果を示している。同図では、横軸を注入
電流ＩＬ（励起強度）とし、（Ｉａ＋Ｉｂ１＋Ｉｂ
２）、（Ｉｂ１＋Ｉｂ２）／Ｉａ、及び（Ｉｂ１−Ｉｂ
２）／Ｉａとこれらの微分をとったデータを示してい
る。図中の点線７０１は（Ｉａ＋Ｉｂ１＋Ｉｂ２）の注
入電流に対する特性を、一点破線７１１は、点線７０１
を注入電流で微分した特性を示している。また実線７０
２は（Ｉｂ１＋Ｉｂ２）／Ｉａの注入電流に対する特性
を、実線７１２は、実線７０２を注入電流で微分した特
性を示している。さらに点線７０３は、（Ｉｂ１−Ｉｂ
２）／Ｉａの注入電流に対する特性を、点線７１３は、
実線７０３を注入電流で微分した特性を示している。

【００６１】一点破線７１１で示すｄ（Ｉａ＋Ｉｂ１＋
Ｉｂ２）／ｄＩＬのグラフは、図４に示す通常の半導体
レーザの場合のグラフ４１１とほぼ同じである。一方、
実線７１２で示すｄ（（Ｉｂ１＋Ｉｂ２）／Ｉａ）／ｄ
Ｉ、および実線７１３で示すｄ（（Ｉｂ１−Ｉｂ２）／
Ｉａ）／ｄＩのグラフはそれぞれ、実線７０２、７０３
で示すグラフを微分してその変化を大きく目立たせたも
のである。微分することによって、モードの変化が生じ
ていること等を容易に判別することが可能になる。

【００６２】実線７１２で示すｄ（（Ｉｂ１＋Ｉｂ２）
／Ｉａ）／ｄＩの特定には、注入電流がＩＬ２まで増加
した付近で急激な変化が現われている。これは、モード
が基本モードから１次モードに変化したことによると考
えられる。

【００６３】検査部５０は、一度、励起（注入電流）を
スキャン（走査）することで、全出力、広がり角の変
化、非対称性の変化といった３種類のデータを採ってい
る。つまり、（Ｉａ＋Ｉｂ１＋Ｉｂ２）と、（Ｉｂ１＋
Ｉｂ２）／Ｉａと、（Ｉｂ１−Ｉｂ２）／Ｉａの励起強
度に対する変化特性を同時に測定するとともにこれらの
微分特性も求めるようになっている。これにより、迅速
且つ相互関連性のあるデータがとれる他、検査対象の半
導体レーザに過剰な負荷をかけることを避けることがで
きる。

【００６４】受光手段３０は、以下に示すような各種の
ものを用いることができる。図８は、一枚の半導体基板
上に３つの受光領域を形成した構成の受光手段３０ａを
示している。受光手段３０ａでは、一枚の半導体基板８
０１（この例では、ｎ型シリコン）上に３つの領域に分
けて薄く（０．２ミクロン）低比抵抗のｐ型シリコンを
形成し、それぞれに配線して出力端子を設けてある。
ｐ、ｎを逆にしても出力の符号が逆になるだけで同論で
ある。

【００６５】図９に示す受光手段３０ｂは、個々に電極
をつけた３個のホトダイオード９０１〜９０３を固定用
ベース９０４上に並べて固定して構成したものの例であ
る。

【００６６】図１０に示す受光手段３０ｃは、多数束ね
た光ファイバ１００１を有しており、一端側が１つに束
ねられており当該端面がレーザビームの受光面１００２
〜１００４になっている。光ファイバ１００１の他端は
３つに分けてあり、それぞれに独立した受光素子１０１
２〜１０１４が取り付けてある。このほか、多数の画素
を備えたＣＣＤアレイ等の撮像素子を受光手段３０とし
て用いてもよい。

【００６７】次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。第２の実施の形態では、図１１に示すように、
受光手段１１００の受光面が中央、左、右の３つの部分
だけでなく、中央部の上下にさらに２つの受光部が加わ
り、合計で５つの受光部１１０１〜１１０５を有してい
る。ＣＤ用、ＤＶＤ用或いは光送信機用など通常の半導
体レーザの用途に対しては、殆ど第１の実施の形態で示
したもので対応できるが、活性層を厚くした高出力レー
ザや上下の組成が大きく異なる構造のレーザの場合、高
次モードが発生したり、基本モードであっても非対称性
が現れたりすることがある。かかる場合に、上下に新た
に設けた２つの受光部の出力を使って、第１の実施の形
態の場合における左右と同様の働きを上下に対して得る
ことができる。

【００６８】つまり、中央の受光部１１０２の出力をＩ
ａ、左側の受光部１１０１の出力をＩｂ１、右側の受光
部の出力をＩｂ２、右上側の受光部１１０４の出力をＩ
ｃ、下側の受光部１１０５の出力をＩｄとすると、（Ｉ
ａ＋Ｉｂ１＋Ｉｂ２＋Ｉｃ＋Ｉｄ）で全光出力を測定す
ることができる。また励起強度と（Ｉｃ＋Ｉｄ）／Ｉａ
やこの微分との関係からビームの上下方向の広がりを検
出できる。さらに（Ｉｃ−Ｉｄ）／Ｉａやその微分と励
起強度との関係からビームの上下方向における非対称性
を検出することができる。

【００６９】第３の実施の形態では、受光手段の受光部
を２つに分けている。図１２は、第３の実施の形態で用
いる受光手段１２００を示している。受光手段１２００
は、半導体レーザ２０の光軸上に位置する中央受光部１
２０１と、その周囲の周辺受光部１２０２の２つの受光
部に分かれている。受光手段１２００では、中央受光部
１２０１の出力と周辺受光部１２０２の出力との比の励
起強度に対する変化を観察することで、励起強度に応じ
てレーザビームが広がるか否かを検出することができ
る。ただし、ビームの広がりの非対称性は検出できな
い。

【００７０】このほか、受光部を縦に２つに分かれただ
けのものでも、基本的には第１の実施の形態の場合と同
様の働きをさせることが出来る。即ち、受光面が左右に
Ａ部分とＢ部分に分かれているとし、Ａ部分の出力電流
をＩａ、Ｂ部分の出力電流をＩｂとすると、Ｉａ＋ｌｂ
で全光出力を評価でき、（Ｉｂ−Ｉａ）／（Ｉａ＋Ｉ
ｂ）でビームの変形（含む非対称性）を知ることが出来
る。もちろん、第１の実施の形態で示したものに比べて
制約があったり精度が落ちる欠点はあるが簡便な測定に
はなる。

【００７１】上述したように、レーザビーム特性変化検
出装置１０を用いることによって、半導体レーザの良否
判定が迅速且つ適格に行え、素子の生産性が大幅に向上
する。例えば、従来法ではビームの変形が僅かであるた
め、常温では選別が困難で１０℃以下に冷却して従来法
の微分効率の変化（ｄＬ／ｄＩ）から選別していた。こ
れに比べ、本発明にかかるレーザビーム特性変化検出装
置１０では、冷却不要であるため測定選別時間が４５秒
から３秒に低減され設備投資が大幅に減少した。また、
各素子にも過大な電流を流す試験が１回で済みＣＯＤの
危機に立たせる機会を低減できた。この結果、３％程度
のＣＯＤ不良の発生を抑制でき僅かとは言え歩留まりも
改善できた。

【００７２】以上説明した実施の形態では、レーザの光
軸上に１つの受光部を設けたが、図１３に示すような構
成であってもよい。図１３に示す受光手段１３００は、
その受光面が４分の１円ずつの４つの扇型受光部１３０
１〜１３０４に分かれている。上側の受光部１３０１の
出力をＩａ、右側の受光部１３０２の出力をＩｂ、下側
の受光部１３０３の出力をＩｃ、左側の受光部１３０４
の出力をＩｄとすると、全光出力は（Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ
＋Ｉｄ）で評価できる。

【００７３】また（Ｉｂ＋Ｉｄ）／（Ｉａ＋Ｉｃ）でビ
ームの左右と上下の広がり具合を、（Ｉｂ−Ｉｄ）／
（Ｉａ＋Ｉｃ）でビームの左右の非対称性を、（Ｉａ−
Ｉｃ）／（Ｉｂ＋Ｉｄ）でビームの上下の非対称性を評
価することができる。

【００７４】このほか、各実施の形態では半導体レーザ
を例に説明したが、例えば光スイッチの動作解析や検
査、ガスレーザや固体レーザなどの検査、光ファイバや
光導波路の解析・検査にも本発明を適用することができ
る。また、干渉縞が波長変動で動くことに起因した受光
分布の変動などを検出することもできる。

【００７５】

【発明の効果】本発明にかかるレーザビーム特性変化検
出装置および検査方法によれば、受光面を少なくとも２
以上の受光部に分け、かつ各受光部から独立に出力を取
り出し、これら各受光部の出力比あるいは出力和や出力
差の比の励起強度に対する変化特性の非直線性を検出す
るので、高出力化に伴うビーム形状の広がりやその左右
非対称性さらには次数の変化などを容易かつ的確に検出
することができる。

【００７６】また全ての受光部の出力和の励起強度に対
する変化特性を検出すれば、全光出力特性を計ることが
できる。さらに、励起強度に対する少なくとも２種類の
変化特性を同時に検出するもの、たとえば、出力和との
比と、出力差との比と、全光特性の全てを１回で測定す
るものでは、同一条件下で各特性の検出が可能になると
ともに、タクトタイムが短縮され、さらには、高出力動
作に伴う端面劣化を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るレーザビーム
特性変化検出装置とその回路構成を示す説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係るレーザビーム
特性変化検出装置において注入電流を次第に増加させた
場合における受光素子の出力Ｉａと、受光素子と受光素
子との出力和である（Ｉｂ１＋Ｉｂ２）との関係を示す
特性図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係るレーザビーム
特性変化検出装置において注入電流を次第に増加させた
場合における受光素子の出力Ｉａと、受光素子の出力Ｉ
ｂ１と、受光素子の出力Ｉｂ２との関係を示す特性図で
ある。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係るレーザビーム
特性変化検出装置において（Ｉａ＋Ｉｂ１＋Ｉｂ２）、
（Ｉｂ１＋Ｉｂ２）／Ｉａ、および（Ｉｂ１−Ｉｂ２）
／Ｉａの励起強度に対する変化やその微分を表した特性
図である。

【図５】半導体レーザの導波路内部のモードおよび広が
り角の励起強度に対する変化を示した説明図である。

【図６】導波路幅が広い高出力型半導体レーザの導波路
内部のモードおよび広がり角の励起強度に対する変化を
示した説明図である。

【図７】導波路幅を広くとった高出力型の半導体レーザ
の特性をレーザビーム特性変化検出装置で測定した結果
を示す特性図である。

【図８】一枚の半導体基板上に３つの受光領域を形成し
た構成の受光手段を示す説明図である。

【図９】個々に電極をつけた３個のホトダイオードを固
定用ベース上に並べて固定した構成の受光手段を示す斜
視図である。

【図１０】一端が１つに束ねられ、かつ他端が複数に分
けて結束された光ファイバを介してレーザビームを各受
光部に導く受光手段の一例を示す斜視図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態にかかるレーザビ
ーム特性変化検出装置で用いる受光手段を示す説明図で
ある。

【図１２】本発明の第３の実施の形態に係るレーザビー
ム特性変化検出装置で用いる受光手段を示す説明図であ
る。

【図１３】受光手段の他の一例を示す説明図である。

【図１４】従来から使用されている受光手段を示す説明
図である。

【図１５】活性導波路の断面が左右対称な半導体レーザ
の端面と左右非対称な半導体レーザの端面を示す説明図
である。

【符号の説明】

１０…レーザビーム特性変化検出装置 ２０…半導体レーザ ２１、６１〜６３…抵抗器 ３０…受光手段（Ａ…中央受光部、Ｂ１…左受光部、Ｂ
２…右受光部） ３０ａ…１枚の半導体基板上に形成した受光手段 ３０ｂ…複数の受光素子を隣接配置し固定した構造の受
光手段 ４０…駆動電源 ５０…検査部 ５１…制御信号 ５２…演算部 ５３…判断部 １００１…光ファイバ １１００…５つの受光部を有する受光手段 １２００…中央受光部と周辺受光部の２つに分けた受光
手段 １３００…円形の受光面を４分の１円ずつの４つの受光
部に分けた受光手段

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査対象となるレーザから出力されるレー
   ザビームの励起強度に対する出力特性を検出するレーザ
   ビーム特性変化検出装置において、 前記レーザの出力部に対向して配置された受光手段と、
   前記レーザの励起強度と前記受光手段の出力とから前記
   レーザから出力されるレーザビームの励起強度に対する
   特性を調べる検査手段とを備え、 前記受光手段は、その受光面が少なくとも２以上の受光
   部に分かれているとともにそれぞれの受光部が独立に出
   力端子を備えたものであり、 前記検査手段は、前記各受光部の出力比の励起強度に対
   する変化特性の非直線性を検出することを特徴とするレ
   ーザビーム特性変化検出装置。
2. 【請求項２】検査対象となるレーザから出力されるレー
   ザビームの励起強度に対する出力特性を検出するレーザ
   ビーム特性変化検出装置において、 前記レーザの出力部に対向して配置された受光手段と、
   前記レーザの励起強度と前記受光手段の出力とから前記
   レーザから出力されるレーザビームの励起強度に対する
   特性を調べる検査手段とを備え、 前記受光手段は、その受光面が少なくとも２以上の受光
   部に分かれているとともにそれぞれの受光部が独立に出
   力端子を備えかつ前記受光部の中の少なくとも１つが前
   記レーザの光軸上に位置するように配置されたものであ
   り、 前記検査手段は、少なくとも前記光軸上に位置する受光
   部とそれ以外の受光部との出力比の励起強度に対する変
   化特性の非直線性を検出することを特徴とするレーザビ
   ーム特性変化検出装置。
3. 【請求項３】検査対象となるレーザから出力されるレー
   ザビームの励起強度に対する出力特性を検出するレーザ
   ビーム特性変化検出装置において、 前記レーザの出力部に対向して配置された受光手段と、
   前記レーザの励起強度と前記受光手段の出力とから前記
   レーザから出力されるレーザビームの励起強度に対する
   特性を調べる検査手段とを備え、 前記受光手段は、その受光面が少なくとも第１の受光部
   とこれに隣接しかつ前記第１の受光部を中心にして対称
   な位置に配された第２、第３の受光部とに分かれている
   とともに前記それぞれの受光部が独立に出力端子を備え
   かつ前記第１の受光部が前記レーザの光軸上に位置する
   ように配置されたものであり、 前記検査手段は、前記第２の受光部と第３の受光部との
   出力和と前記第１の受光部の出力との比の励起強度に対
   する変化特性の非直線性を検出することを特徴とするレ
   ーザビーム特性変化検出装置。
4. 【請求項４】検査対象となるレーザから出力されるレー
   ザビームの励起強度に対する出力特性を検出するレーザ
   ビーム特性変化検出装置において、 前記レーザの出力部に対向して配置された受光手段と、
   前記レーザの励起強度と前記受光手段の出力とから前記
   レーザから出力されるレーザビームの励起強度に対する
   特性を調べる検査手段とを備え、 前記受光手段は、その受光面が少なくとも第１の受光部
   とこれに隣接しかつ前記第１の受光部を中心にして対称
   な位置に配された第２、第３の受光部とに分かれている
   とともに前記それぞれの受光部が独立に出力端子を備え
   かつ前記第１の受光部が前記レーザの光軸上に位置する
   ように配置されたものであり、 前記検査手段は、前記第２の受光部と第３の受光部との
   出力差と前記第１の受光部の出力との比の励起強度に対
   する変化特性の非直線性を検出することを特徴とするレ
   ーザビーム特性変化検出装置。
5. 【請求項５】検査対象となるレーザから出力されるレー
   ザビームの励起強度に対する出力特性を検出するレーザ
   ビーム特性変化検出装置において、 前記レーザの出力部に対向して配置された受光手段と、
   前記レーザの励起強度と前記受光手段の出力とから前記
   レーザから出力されるレーザビームの励起強度に対する
   特性を調べる検査手段とを備え、 前記受光手段は、その受光面が少なくとも第１の受光部
   とこれに隣接しかつ前記第１の受光部を中心にして対称
   な位置に配された第２、第３の受光部とに分かれている
   とともに前記それぞれの受光部が独立に出力端子を備え
   かつ前記第１の受光部が前記レーザの光軸上に位置する
   ように配置されたものであり、 前記検査手段は、前記第２の受光部と第３の受光部との
   出力和と前記第１の受光部の出力との比の励起強度に対
   する変化特性の非直線性と、前記第２の受光部と第３の
   受光部との出力差と前記第１の受光部の出力との比の励
   起強度に対する変化特性の非直線性とをそれぞれ検出す
   ることを特徴とするレーザビーム特性変化検出装置。
6. 【請求項６】前記検査手段は、前記全ての受光部の出力
   和の励起強度に対する変化特性を検出することを特徴と
   する請求項１、２、３、４または５に記載のレーザビー
   ム特性変化検出装置。
7. 【請求項７】前記検査手段は、励起強度に対する少なく
   とも２種類の変化特性を同時に検出することを特徴とす
   る請求項５または６に記載のレーザビーム特性変化検出
   装置。
8. 【請求項８】前記検査手段は、前記変化特性をさらに前
   記励起強度で微分した特性を検出することを特徴とする
   請求項１、２、３、４、５、６または７に記載のレーザ
   ビーム特性変化検出装置。
9. 【請求項９】前記受光手段は、個々に出力端子を持つ受
   光素子を複数個隣接して配置し固定したものであること
   を特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または
   ８に記載のレーザビーム特性変化検出装置。
10. 【請求項１０】前記受光手段は、１個の撮像素子で構成
    されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、
    ６、７または８に記載のレーザビーム特性変化検出装
    置。
11. 【請求項１１】前記受光手段の前記レーザを臨む受光角
    が前記レーザの基本横モードの放射角の２倍以上あるこ
    とを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９または１０に記載のレーザビーム特性変化検出装
    置。
12. 【請求項１２】前記受光手段は、１枚の半導体基板上に
    ２以上の前記受光部を形成しかつ前記各受光部ごとに独
    立の出力端子を設けた半導体素子を用いたものであるこ
    とを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０または１１に記載のレーザビーム特性変化
    検出装置。
13. 【請求項１３】前記受光手段は、一端がまとめて固定さ
    れかつ他端が少なくとも２以上の部分に分けて結束ある
    いは固着された光ファイバであって前記各部分がそれぞ
    れ別々の受光部に接続されたものを介して前記レーザか
    らのレーザビームを受光することを特徴とする請求項
    １、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１また
    は、１２に記載のレーザビーム特性変化検出装置。
14. 【請求項１４】検査対象となるレーザから出力されるレ
    ーザビームの励起強度に対する出力特性を検出するレー
    ザビーム特性変化検出方法において、 受光面が少なくとも２以上の受光部に分かれ、かつそれ
    ぞれの受光部が独立に出力端子を備えた受光手段を用い
    て前記レーザビームを受光し、 前記各受光部の出力比の励起強度に対する変化特性の非
    直線性を検出することを特徴とするレーザビーム特性変
    化検出方法。
15. 【請求項１５】検査対象となるレーザから出力されるレ
    ーザビームの励起強度に対する出力特性を検出するレー
    ザビーム特性変化検出方法において、 受光面が少なくとも２以上の受光部に分かれ、かつそれ
    ぞれの受光部が独立に出力端子を備えさらに前記受光部
    の中の少なくとも１つが前記レーザの光軸上に位置する
    ように配置された受光手段を用いて前記レーザビームを
    受光し、 少なくとも前記光軸上に位置する受光部とそれ以外の受
    光部との出力比の励起強度に対する変化特性の非直線性
    を検出することを特徴とするレーザビーム特性変化検出
    方法。
16. 【請求項１６】検査対象となるレーザから出力されるレ
    ーザビームの励起強度に対する出力特性を検出するレー
    ザビーム特性変化検出方法において、 受光面が少なくとも第１の受光部とこれに隣接しかつ前
    記第１の受光部を中心にして対称な位置に配された第
    ２、第３の受光部とに分かれているとともに前記それぞ
    れの受光部が独立に出力端子を備えかつ前記第１の受光
    部が前記レーザの光軸上に位置するように配置された受
    光手段を用いて前記レーザビームを受光し、 前記第２の受光部と第３の受光部との出力和と前記第１
    の受光部の出力との比の励起強度に対する変化特性の非
    直線性を検出することを特徴とするレーザビーム特性変
    化検出方法。
17. 【請求項１７】検査対象となるレーザから出力されるレ
    ーザビームの励起強度に対する出力特性を検出するレー
    ザビーム特性変化検出方法において、 受光面が少なくとも第１の受光部とこれに隣接しかつ前
    記第１の受光部を中心にして対称な位置に配された第
    ２、第３の受光部とに分かれているとともに前記それぞ
    れの受光部が独立に出力端子を備えかつ前記第１の受光
    部が前記レーザの光軸上に位置するように配置された受
    光手段を用いて前記レーザビームを受光し、 前記第２の受光部と第３の受光部との出力差と前記第１
    の受光部の出力との比の励起強度に対する変化特性の非
    直線性を検出することを特徴とするレーザビーム特性変
    化検出方法。
18. 【請求項１８】検査対象となるレーザから出力されるレ
    ーザビームの励起強度に対する出力特性を検出するレー
    ザビーム特性変化検出方法において、 受光面が少なくとも第１の受光部とこれに隣接しかつ前
    記第１の受光部を中心にして対称な位置に配された第
    ２、第３の受光部とに分かれているとともに前記それぞ
    れの受光部が独立に出力端子を備えかつ前記第１の受光
    部が前記レーザの光軸上に位置するように配置された受
    光手段を用いて前記レーザビームを受光し、 前記第２の受光部と第３の受光部との出力和と前記第１
    の受光部の出力との比の励起強度に対する変化特性の非
    直線性と、前記第２の受光部と第３の受光部との出力差
    と前記第１の受光部の出力との比の励起強度に対する変
    化特性の非直線性とをそれぞれ検出することを特徴とす
    るレーザビーム特性変化検出方法。
19. 【請求項１９】前記全ての受光部の出力和の励起強度に
    対する変化特性を検出することを特徴とする請求項１
    ４、１５、１６、１７または１８に記載のレーザビーム
    特性変化検出方法。
20. 【請求項２０】励起強度に対する少なくとも２種類の変
    化特性を同時に検出することを特徴とする請求項１８ま
    たは１９に記載のレーザビーム特性変化検出方法。
21. 【請求項２１】前記変化特性をさらに前記励起強度で微
    分した特性を検出することを特徴とする請求項１４、１
    ５、１６、１７、１８、１９または２０に記載のレーザ
    ビーム特性変化検出方法。