JP2001230501A - 半導体レーザ光源装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２波長半導体レーザ光源装置において、各半
導体レーザチップの位置決めを簡単な作業で精度良く行
うことのできる方法を提案すること。 【解決手段】 ２波長半導体レーザ光源装置１におい
て、サブマウント３の上面３ａに一方の半導体レーザチ
ップ１１を固着し、次に、他方の半導体レーザチップ１
２をサブマウント上面３ａに載せて、双方の半導体レー
ザチップ１１、１２に小電流を流して発光させる。各半
導体レーザチップ１１、１２の前方発光点間隔Ｌｆと、
後方発光点間隔Ｌｒを同一、且予め設定された値となる
ように、これら半導体レーザチップ１１、１２の位置決
めを行う。これにより、発光点間隔を精度良く設定でき
るだけでなく、各半導体レーザチップの出射光軸Ｌ１
１、Ｌ１２の平行度も精度良く調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録密度の異なる
光ディスクの再生および記録を行う光ピックアップ装置
の光源として用いるのに適した半導体レーザ光源装置に
関するものである。更に詳しくは、複数の半導体レーザ
チップが共通基板上に実装されたハイブリッド型の半導
体レーザ光源装置において、半導体レーザチップを精度
良く位置決めするための製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種書類を電子ファイル化するた
めに用いる記憶媒体として、追記型のＣＤ−Ｒが広汎に
利用されるようになってきている。このＣＤ−ＲはＤＶ
Ｄ再生用の６５０ｎｍあるいは６３５ｎｍの波長帯域レ
ーザ光の反射率が著しく低いので、ＤＶＤ再生用レーザ
光源を備えた光ピックアップ装置では再生ができない。
そこで、７８０ｎｍ波長帯域のＣＤ再生用レーザ光源
と、６３５あるいは６５０ｎｍ波長帯域のＤＶＤ再生用
レーザ光源の双方を備えた２光源型の光ピックアップ装
置が広く採用されるようになってきている。

【０００３】特開平１０−２８９４６８号公報には、こ
のような２光源型の光ピックアップ装置が開示されてい
る。この公開公報に開示されている光ピックアップ装置
では、光学系をコンパクト化するために、波長の異なる
半導体レーザチップを共通基板上に配置してユニット化
したハイブリット型の光源装置を備え、各半導体レーザ
チップからの出射レーザ光を共通光学経路を介して光デ
ィスクに導くようにしている。

【０００４】このハイブリット型の光源装置において
は、一方の半導体レーザチップからの出射レーザ光の光
軸を光ピックアップ装置の光学系のシステム光軸に合わ
せると、隣接配置されている他方の半導体レーザチップ
からの出射レーザ光の光軸がずれてしまう。一般に、双
方の半導体レーザチップの発光点間隔が１００ミクロン
程度の場合には、この程度の光軸ずれは光ピックアップ
装置の対物レンズの近軸近似ができる領域でもあり、ま
た、受光系を工夫することにより信号検出用のホドダイ
オードも共通化できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、システム光
軸からずれている側の半導体レーザチップの光軸が、組
み立て誤差等でシステム光軸から大きく外れると、レー
ザ光が対物レンズに斜め入射して、コマ収差等が増加
し、再生信号のＳ／Ｎ比が低下してしまうので、再生動
作不良が発生する。そこで、半導体レーザチップの発光
点間隔を精度良く設定することが必要である。

【０００６】しかしながら、２個の半導体レーザチップ
の発光点間隔を精度良く設定しても、それらからの出射
レーザ光の光軸が相互の傾いた状態で設置されてしまう
と、双方のレーザ光の光軸が平行ではなくなる。この場
合には、発光点から離れるに連れてレーザ光の光軸ずれ
が増大するので、僅かに光軸が平行方向から傾いていた
としても、それによる再生信号のＳ／Ｎ比低下等の弊害
は大きい。

【０００７】このように、２個の半導体レーザチップの
実装に当たっては、その発光点間隔と併せて出射レーザ
光の光軸平行度も精度良く調整することが極めて重要で
ある。

【０００８】本発明の課題は、このような点に鑑みて、
共通の半導体基板上に複数の半導体レーザチップが搭載
された形式の半導体レーザ光源装置において、各半導体
レーザを精度良く位置決め可能な製造方法を提案するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、少なくとも第１および第２の半導体レ
ーザチップが基板上に固定されている半導体レーザ光源
装置の製造方法において、前記第１および第２の半導体
レーザチップを発光させる発光工程と、前記第１および
第２の半導体レーザチップにおける前方発光点の距離、
および、これらの半導体レーザチップにおける後方発光
点の距離に基づき、これら第１および第２の半導体レー
ザチップの位置決めを行う位置決め工程と、を含むこと
を特徴としている。

【００１０】ここで、前記位置決め工程は、少なくと
も、前記第１および第２の半導体レーザチップにおける
前方出射レーザ光の光軸が平行となるように調整する平
行度調整工程を含むことを特徴としている。

【００１１】また、この位置決め工程の前記平行度調整
工程では、前記前方発光点間の距離と前記後方発光点間
の距離が等しくなるように、前記第１および第２の半導
体レーザチップの位置を調整することを特徴としてい
る。

【００１２】本発明の方法によれば、各半導体レーザチ
ップの前方発光点の間隔だけでなく、後方発光点の間隔
も測定あるいは観測しているので、これらの測定値ある
いは観測値に基づき、各半導体レーザチップの発光点間
隔を精度良く設定できると共に、各半導体レーザチップ
からの出射レーザ光の光軸を精度良く平行となるように
調整することができる。

【００１３】このような位置決めのために各半導体レー
ザチップを発光させるためには、通常の駆動電流値（し
きい値電流）よりも十分に低い電流を流して発光させる
ようにすれば、過剰電流によって半導体レーザチップが
破損してしまうことを確実に回避できるので好ましい。

【００１４】典型的な位置決め作業においては、前記発
光工程に先立って、前記第１および第２の半導体レーザ
チップのうち一方を前記基板上に固着する第１の固着工
程と、前記位置決め工程後に他方の半導体レーザチップ
を前記基板上に固着する第２の固着工程とを含むことを
特徴としている。このように一方の半導体レーザチップ
の位置を固定すれば、これを基準として、他方の半導体
レーザチップの位置決めを簡単に行うことができるので
好ましい。

【００１５】本発明の対象となる半導体レーザ光源装置
は、異なる波長の第１および第２の半導体レーザチップ
を備えたものに適用されるが、同一波長のレーザ光を出
射する半導体レーザチップが搭載されている場合におけ
る位置決めのために適用することも可能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した２波長半導体レーザ光源装置の製造方法の一
例を説明する。

【００１７】図１は本例の２波長半導体レーザ光源装置
の主要部分を示す概略構成図である。本例の２波長半導
体レーザ光源装置１は、不図示のパッケージ内に配置さ
れた半導体基板２の上面に、ヒートシンクとして機能す
るサブマウント３が固着され、この上面３ａ（基準面）
に２個の半導体レーザチップ１１、１２が並列配置され
た状態で実装された構成となっている。

【００１８】一方の半導体レーザチップ１１はＣＤ再生
用のものであり、例えば７８０ｎｍ波長帯域の近赤外レ
ーザ光を出射するＡｌＧａＡｓ系半導体レーザである。
他方の半導体レーザチップ１２はＤＶＤ再生用のもので
あり、例えば６３５あるいは６５０ｎｍ波長帯域の赤色
レーザ光を出射するＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザチッ
プである。半導体基板２には一般に光検出用受光素子が
作り込まれる。２波長半導体レーザ光源装置１のかかる
構成は公知であるので、本明細書ではこれ以上の説明を
省略する。

【００１９】次に、図２ないし図４を参照して、本例の
２波長半導体レーザ光源装置１の製造方法における特徴
をなしている２個の半導体レーザチップ１１、１２の精
密位置決め作業について説明する。まず、半導体レーザ
チップ１１、１２を実装するための基準面であるサブマ
ウント上面３ａに、一方の半導体レーザチップ１１を、
その前方発光点１１ａが予め定めた前方を向くように搭
載して、熱融着等の方法により固着する（図２の第１の
固着工程ＳＴ１）。

【００２０】次に、他方の半導体レーザチップ１２を所
定の治具により保持してサブマウント上面３ａに載せ
て、仮位置決めを行う（図２の仮位置決め工程ＳＴ
２）。この後は、半導体レーザチップ１１、１２の給電
用端子部分（図示せず）に適切な小電力供給装置（図示
せず）のブローブを接続して、電流を供給して、発光さ
せる（図２の発光工程ＳＴ３）。

【００２１】本例では、各半導体レーザチップ１１、１
２がレーザ発振するしきい値電流よりも十分に小さな値
の電流を供給することにより、各半導体レーザチップ１
１、１２を発光（ＬＥＤ発光）させるようにしている。
小電流を供給することにより、各半導体レーザチップ１
１、１２に過剰電流が流れて破損する等の弊害を確実に
防止できる。

【００２２】双方の半導体レーザチップ１１、１２を発
光状態にした後は、これらの前方発光点１１ａ、１２
ａ、および後方発光点１１ｂ、１２ｂの発光スポット像
を、予め設置されているＣＣＤカメラ等の撮像手段（図
示せず）を介して取得する。図３（ａ）には、前方側に
設置した撮像手段を視点ｆとして示し、後方側に設置し
た撮像手段を視点ｒとして示してある。

【００２３】この後は、半導体レーザ１２の精密位置決
めを行う（図２の位置決め工程ＳＴ４）。この位置決め
工程では、まず、図４（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、取得した前方発光点１１ａ、１２ａの発光スポット
像から前方発光点間隔Ｌｆを求め、後方発光点１１ｂ、
１２ｂの発光スポット像から後方発光点間隔Ｌｒを求め
る。本例では、例えば、前方発光点間隔Ｌｆが予め定め
た値（例えば１００ミクロン）となるように半導体レー
ザチップ１２の位置調整を行う（図２の発光点間隔調整
ＳＴ４１）。

【００２４】次に、前方発光点間隔Ｌｆと後方発光点間
隔Ｌｒが等しくなるように、半導体レーザチップ１２の
回転位置調整を行う（図２の平行度調整ＳＴ４２）。各
半導体レーザチップ１１、１２は平坦なサブマウント上
面３ａに乗っているので、当該上面３ａを含む水平面に
平行な方向に、各半導体レーザチップ１１、１２の出射
レーザ光の光軸Ｌ１１、Ｌ１２は向かっている。従っ
て、前方発光点間隔Ｌｆと後方発光点間隔Ｌｒを等しく
なるように調整すると、これらの光軸Ｌ１１、Ｌ１２を
サブマント上面３ａに平行な水平面内において平行にす
ることができる。

【００２５】ここで、ＣＣＤカメラ等の撮像手段の設置
位置は、図３（ｂ）に示すように、半導体レーザチップ
１１、１２の前後に立ち上げミラー２１、２２を配置
し、これらの直上位置からミラー２１、２２に映し出さ
れた発光スポット像を撮影するようにしてもよい。

【００２６】なお、ＣＣＤカメラ等の撮像手段の設置位
置が管理され、観測する発光スポット位置の絶対値が前
後の撮像手段の間で校正されていれば、２つの半導体レ
ーザチップ１１、１２の出射光軸Ｌ１１、Ｌ１２におけ
るサブマンウント上面３ａに平行な水平面内での平行度
調整だけでなく、当該サブマウント上面３ａに対する各
出射光軸Ｌ１１、Ｌ１２の角度管理も行うことが可能に
なる。

【００２７】次に、光軸Ｌ１１、Ｌ１２方向の各半導体
レーザチップ１１、１２の位置調整を行う（図２の光軸
方向の位置調整ＳＴ４３）。本例では、半導体レーザチ
ップ１１がサブマウント上面３ａに固着されているの
で、この発光点１１ａの前後方向の位置に一致するよう
に、他方の半導体レーザチップ発光点１２ａの前後方向
の位置調整を行なう。

【００２８】このようにして半導体レーザチップ１２の
位置決めが行われた後は、当該半導体レーザチップ１２
をその位置決め位置に保持し、熱融着等の方法により、
当該半導体レーザチップ１２をサブマウント上面３ａに
固着する（図２の第２の固着工程ＳＴ５）。

【００２９】（その他の実施の形態）上記の例では、予
め製作されている１枚のサブマウントの上面に２個の半
導体レーザチップを搭載しているが、この代わりに、図
５に示すように、多数個取り用の長尺状のサブマウント
素材３１を用意し、これを、予め定めた位置に設置した
ＣＣＤカメラ等の撮像手段の設置位置（観測位置）を経
由して一定間隔毎に搬送し、２個ずつの半導体レーザチ
ップ１１、１２をそれぞれ１枚分のサブマウント上面領
域３１ａに前述のように位置決めして固着し、しかる後
に、サブマント素材３１を切断してもよい。

【００３０】また、前述の例では、ＣＤ用半導体レーザ
チップとＤＶＤ用半導体レーザチップが搭載された２波
長半導体レーザ光源装置について説明したが、本発明の
製造方法は、それ以外の複数の半導体レーザチップが搭
載された半導体レーザ光源装置の製造方法にも同様に適
用できることは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体レ
ーザ光源装置の製造方法では、半導体基板上に搭載され
る各半導体レーザチップにおける前方発光点の間隔およ
び後方発光点の間隔に基づき、各半導体レーザチップを
位置決めしている。従って、本発明の方法によれば、発
光点間隔だけでなく、各半導体レーザチップの出射光軸
の平行度も精度良く調整できる。

【００３２】また、本発明の方法では、半導体レーザチ
ップの位置決めの際には、それらのレーザ発振しきい値
電流よりも十分に小さな電流を流して発光させるように
している。従って、位置調整のための発光時に過大電流
が流れて半導体レーザチップが破損するなどの弊害を確
実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法により位置決めされる２個の半導
体レーザチップを備えた２波長半導体レーザ光源装置の
主要部分を示す説明図である。

【図２】図１の半導体レーザ光源装置における２個の半
導体レーザチップを位置決めするための作業工程を示す
概略フローチャートである。

【図３】本発明による２個の半導体レーザチップの位置
決め時における撮像手段の設置位置を示す説明図であ
る。

【図４】撮像手段によって観察される２個の半導体レー
ザチップの前方発光点間隔および後方発光点間隔を示す
説明図である。

【図５】多数個取りのサブマウント素材に対して、２個
ずつの半導体レーザチップを位置決めして固着する方法
を示すための説明図である。

【符号の説明】

１ ２波長半導体レーザ光源装置 ２ 半導体基板 ３ サブマウント １１、１２ 半導体レーザチップ １１ａ、１２ａ 前方発光点 １１ｂ、１２ｂ 後方発光点 Ｌ１１，Ｌ１２ 出射光軸 ２１、２２ 立ち上げミラー ３１ サブマウント素材 ３１ａ １枚のサブマウント上面領域 Ｌｆ 前方発光点間隔 Ｌｒ 後方発光点間隔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも第１および第２の半導体レー
   ザチップが基板上に固定されている半導体レーザ光源装
   置の製造方法において、 前記第１および第２の半導体レーザチップを発光させる
   発光工程と、 前記第１および第２の半導体レーザチップにおける前方
   発光点間の距離、および、これらの半導体レーザチップ
   における後方発光点間の距離に基づき、これら第１およ
   び第２の半導体レーザチップの位置決めを行う位置決め
   工程と、を含むことを特徴とする半導体レーザ光源装置
   の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記位置決め工程は、少なくとも、前記第１および第２
   の半導体レーザチップにおける前方出射レーザ光の光軸
   が平行となるように調整する平行度調整工程を含むこと
   を特徴とする半導体レーザ光源装置の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記位置決め工程の前記平行度調整工程では、前記前方
   発光点間の距離と前記後方発光点間の距離が等しくなる
   ように、前記第１および第２の半導体レーザチップの位
   置を調整することを特徴とする半導体レーザ光源装置の
   製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のうちのいずれかの項
   において、 前記発光工程では、前記第１および第２の半導体レーザ
   チップに対して、レーザ発振しきい値電流よりも低い電
   流を流すことを特徴とする半導体レーザ光源装置の製造
   方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のうちのいずれかの項
   において、 前記発光工程に先立って、前記第１および第２の半導体
   レーザチップのうち一方を前記基板上に固着する第１の
   固着工程と、前記位置決め工程後に他方の半導体レーザ
   チップを前記基板上に固着する第２の固着工程とを含む
   ことを特徴とする半導体レーザ光源装置の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のうちのいずれかの項
   において、 前記第１および第２の半導体レーザチップは相互に異な
   る波長のレーザ光を出射するものであることを特徴とす
   る半導体レーザ光源装置の製造方法。