JP2002141604A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ブロードエリア型アレイレーザの全体の光量
を維持できるようにして、長寿命化を図ること。 【解決手段】 本発明は、同一基板１０上に各々マルチ
モードのレーザ光を出射する複数の発光部ＬＤ１、ＬＤ
２を備える半導体レーザ１であり、この複数の発光部Ｌ
Ｄ１、ＬＤ２のうち、一部の発光部ＬＤ１で構成する主
発光群と、残りの発光部ＬＤ２で構成する副発光群とに
分け、主発光群に電流を供給するための主電極Ｍ１と、
副発光群に電流を供給するための副電極Ｍ２とを別個に
備えるようにしている。
を維持できるようにして、長寿命化を図ること。 【解決手段】 本発明は、同一基板１０上に各々マルチ
モードのレーザ光を出射する複数の発光部ＬＤ１、ＬＤ
２を備える半導体レーザ１であり、この複数の発光部Ｌ
Ｄ１、ＬＤ２のうち、一部の発光部ＬＤ１で構成する主
発光群と、残りの発光部ＬＤ２で構成する副発光群とに
分け、主発光群に電流を供給するための主電極Ｍ１と、
副発光群に電流を供給するための副電極Ｍ２とを別個に
備えるようにしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の発光部を備
えているアレイ状の半導体レーザで、特に各発光部から
マルチモードのレーザ光を出射するものに関する。
えているアレイ状の半導体レーザで、特に各発光部から
マルチモードのレーザ光を出射するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高出力半導体レーザの開発が盛ん
に進められている。例えば、固体レーザの励起光源とし
て高出力半導体レーザ用いたり、レーザ溶接の光源とし
て利用したり、通信用光源として適用が考えられてい
る。
に進められている。例えば、固体レーザの励起光源とし
て高出力半導体レーザ用いたり、レーザ溶接の光源とし
て利用したり、通信用光源として適用が考えられてい
る。
【０００３】この高出力半導体レーザには、発光領域を
広く形成したブロードエリア型や、さらに高出力を実現
するため、このブロードエリア型を複数形成したアレイ
型などがある。
広く形成したブロードエリア型や、さらに高出力を実現
するため、このブロードエリア型を複数形成したアレイ
型などがある。
【０００４】図８は、従来のブロードエリア型アレイレ
ーザの構成を説明する模式断面図である。この半導体レ
ーザは、例えばｎ型ＧａＡｓから成る基板１０に、ｎ型
ＡｌＧａＡｓのクラッド層１１、ＡｌＧａＡｓの活性層
１２、ｐ型ＡｌＧａＡｓのクラッド層１３が順に積層さ
れ、クラッド層１３に所定の間隔で電流ブロック層Ｂが
形成されている。また、基板１０側にｎ電極Ｍ０、クラ
ッド層１３側にｐ電極Ｍが各々一様に形成されている。
ーザの構成を説明する模式断面図である。この半導体レ
ーザは、例えばｎ型ＧａＡｓから成る基板１０に、ｎ型
ＡｌＧａＡｓのクラッド層１１、ＡｌＧａＡｓの活性層
１２、ｐ型ＡｌＧａＡｓのクラッド層１３が順に積層さ
れ、クラッド層１３に所定の間隔で電流ブロック層Ｂが
形成されている。また、基板１０側にｎ電極Ｍ０、クラ
ッド層１３側にｐ電極Ｍが各々一様に形成されている。
【０００５】このｎ電極Ｍ０、ｐ電極Ｍ間に電流を流す
と、電流ブロック層Ｂの形成されていない部分に集中し
て電流が注入され、この部分に対応する活性層１２が発
光部ＬＤとなる。各発光部ＬＤの幅は、電流ブロック層
Ｂの隙間の間隔によって決定され、ブロードエリア型で
は、各々十μｍ以上（例えば、数十μｍ）になってい
る。このようなブロードエリア型アレイレーザにおい
て、数十個の発光部ＬＤを形成することにより、合計数
十ワットのレーザ光出力を得ることができる。
と、電流ブロック層Ｂの形成されていない部分に集中し
て電流が注入され、この部分に対応する活性層１２が発
光部ＬＤとなる。各発光部ＬＤの幅は、電流ブロック層
Ｂの隙間の間隔によって決定され、ブロードエリア型で
は、各々十μｍ以上（例えば、数十μｍ）になってい
る。このようなブロードエリア型アレイレーザにおい
て、数十個の発光部ＬＤを形成することにより、合計数
十ワットのレーザ光出力を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな半導体レーザには次のような問題がある。すなわ
ち、高出力の発光部を複数備えていることから、全ての
発光部を同時に駆動すると相当量の熱が発生する。この
熱を抑制するためペルチェ素子等のヒートシンクを用い
ているものの、やはり素子の劣化は免れない。特に、一
部の発光部で劣化が生じると、全体として光量低下を招
くばかりでなく、そのまま電流注入を続けていくと劣化
による発熱量の増加を起こし、他の発光部にも悪影響を
及ぼすことになる。
うな半導体レーザには次のような問題がある。すなわ
ち、高出力の発光部を複数備えていることから、全ての
発光部を同時に駆動すると相当量の熱が発生する。この
熱を抑制するためペルチェ素子等のヒートシンクを用い
ているものの、やはり素子の劣化は免れない。特に、一
部の発光部で劣化が生じると、全体として光量低下を招
くばかりでなく、そのまま電流注入を続けていくと劣化
による発熱量の増加を起こし、他の発光部にも悪影響を
及ぼすことになる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成されたものである。すなわち、本発
明は、同一基板上に各々マルチモードのレーザ光を出射
する複数の発光部を備える半導体レーザであり、この複
数の発光部を、一部で構成する主発光群と、残りで構成
する副発光群とに分け、主発光群に電流を供給するため
の主電極と、副発光群に電流を供給するための副電極と
を別個に備えるようにしている。
を解決するために成されたものである。すなわち、本発
明は、同一基板上に各々マルチモードのレーザ光を出射
する複数の発光部を備える半導体レーザであり、この複
数の発光部を、一部で構成する主発光群と、残りで構成
する副発光群とに分け、主発光群に電流を供給するため
の主電極と、副発光群に電流を供給するための副電極と
を別個に備えるようにしている。
【０００８】このような本発明では、各々マルチモード
のレーザ光を出射する複数の発光部を、一部で構成する
主発光群と、残りで構成する副発光群とに分け、主発光
群には主電極から電流を供給でき、副発光群には副電極
から電流を供給できるようになっている。これにより、
通常は主電極から主発光群に電流を供給し、主発光群を
構成する発光部から出射されるレーザ光を利用し、何ら
かの原因で主発光群のレーザ光出力が低下した場合に
は、副電極から副発光群に電流を供給して副発光群を構
成する発光部から所定のレーザ光出力を得るようにす
る。
のレーザ光を出射する複数の発光部を、一部で構成する
主発光群と、残りで構成する副発光群とに分け、主発光
群には主電極から電流を供給でき、副発光群には副電極
から電流を供給できるようになっている。これにより、
通常は主電極から主発光群に電流を供給し、主発光群を
構成する発光部から出射されるレーザ光を利用し、何ら
かの原因で主発光群のレーザ光出力が低下した場合に
は、副電極から副発光群に電流を供給して副発光群を構
成する発光部から所定のレーザ光出力を得るようにす
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は、第１実施形態に係る半導体
レーザを説明する模式断面図である。すなわち、この半
導体レーザ１は、同一の基板１０上に各々マルチモード
のレーザ光を出射する複数の発光部ＬＤ１、ＬＤ２を備
えるもので、このうち発光部ＬＤ１を主発光群、発光部
ＬＤ２を副発光群として、主発光群の発光部ＬＤ１には
主電極Ｍ１から電流を供給し、副発光群の発光部ＬＤ２
には副電極Ｍ２から電流を供給するようになっている。
基づいて説明する。図１は、第１実施形態に係る半導体
レーザを説明する模式断面図である。すなわち、この半
導体レーザ１は、同一の基板１０上に各々マルチモード
のレーザ光を出射する複数の発光部ＬＤ１、ＬＤ２を備
えるもので、このうち発光部ＬＤ１を主発光群、発光部
ＬＤ２を副発光群として、主発光群の発光部ＬＤ１には
主電極Ｍ１から電流を供給し、副発光群の発光部ＬＤ２
には副電極Ｍ２から電流を供給するようになっている。
【００１０】この半導体レーザ１の基板１０としては、
例えばｎ型のＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＺｎＳｅ
系、ＧａＮ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＰ系が用いられ
る。なお、本実施形態では、ｎ型ＧａＡｓ系の基板１０
を用いるものとする。
例えばｎ型のＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＺｎＳｅ
系、ＧａＮ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＰ系が用いられ
る。なお、本実施形態では、ｎ型ＧａＡｓ系の基板１０
を用いるものとする。
【００１１】この基板１０上には、ｎ型のクラッド層１
１が形成される。ｎ型のクラッド層１１は、例えばＡｌ
0.4Ｇａ0.6Ａｓから構成されている。また、ｎ型のクラ
ッド層１１の上には活性層１２が形成される。活性層１
２は、例えばノンドープのＡｌ0.7ＧａＡｓから構成さ
れている。
１が形成される。ｎ型のクラッド層１１は、例えばＡｌ
0.4Ｇａ0.6Ａｓから構成されている。また、ｎ型のクラ
ッド層１１の上には活性層１２が形成される。活性層１
２は、例えばノンドープのＡｌ0.7ＧａＡｓから構成さ
れている。
【００１２】さらに、活性層１２の上にはｐ型のクラッ
ド層１３が形成されている。ｐ型のクラッド層１３は、
例えばＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓから構成されている。また、
ｐ型のクラッド層１３には、所定の間隔で電流ブロック
層Ｂが形成される。電流ブロック層Ｂは、活性層１２の
一部へ電流注入を集中させるためのもので、電流ブロッ
ク層Ｂのない部分を介して電流が活性層１２へ注入さ
れ、その部分が発光部ＬＤ１、ＬＤ２となる。
ド層１３が形成されている。ｐ型のクラッド層１３は、
例えばＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓから構成されている。また、
ｐ型のクラッド層１３には、所定の間隔で電流ブロック
層Ｂが形成される。電流ブロック層Ｂは、活性層１２の
一部へ電流注入を集中させるためのもので、電流ブロッ
ク層Ｂのない部分を介して電流が活性層１２へ注入さ
れ、その部分が発光部ＬＤ１、ＬＤ２となる。
【００１３】したがって、電流ブロック層Ｂのない部分
の幅によって発光部ＬＤ１、ＬＤ２の幅を設定でき、本
実施形態では発光部ＬＤ１、ＬＤ２の幅を数十μｍにす
ることで、マルチモードのレーザ光を出射できるブロー
ドエリア型アレイレーザになっている。一方、電流ブロ
ック層Ｂの幅は、各発光部ＬＤ１、ＬＤ２の間隔を決定
するものとなる。
の幅によって発光部ＬＤ１、ＬＤ２の幅を設定でき、本
実施形態では発光部ＬＤ１、ＬＤ２の幅を数十μｍにす
ることで、マルチモードのレーザ光を出射できるブロー
ドエリア型アレイレーザになっている。一方、電流ブロ
ック層Ｂの幅は、各発光部ＬＤ１、ＬＤ２の間隔を決定
するものとなる。
【００１４】電流ブロック層Ｂが形成されたｐ型のクラ
ッド層１３の上には、先に説明した、主電極Ｍ１と副電
極Ｍ２とが形成される。これらの電極は、クラッド層１
３上に一様に電極を形成した後、所定の位置で電極を分
割するようにすれば容易に形成できる。また、基板１０
の裏面にはｎ電極Ｍ０が一様に形成される。
ッド層１３の上には、先に説明した、主電極Ｍ１と副電
極Ｍ２とが形成される。これらの電極は、クラッド層１
３上に一様に電極を形成した後、所定の位置で電極を分
割するようにすれば容易に形成できる。また、基板１０
の裏面にはｎ電極Ｍ０が一様に形成される。
【００１５】この主電極Ｍ１および副電極Ｍ２には、各
々別個に電圧を印加できるよう配線されている。図２
は、本実施形態の半導体レーザにおける配線例を説明す
る回路図である。ここで、複数の発光部ＬＤ１はアノー
ド側が主電極Ｍ１（図１参照）に接続されることで並列
接続となり、複数の発光部ＬＤ２はアノード側が副電極
Ｍ２（図１参照）に接続されることで並列接続となって
いる。なお、両発光部ＬＤ１、ＬＤ２ともカソード側は
ｎ電極Ｍ０（図１参照）によって接地されている。
々別個に電圧を印加できるよう配線されている。図２
は、本実施形態の半導体レーザにおける配線例を説明す
る回路図である。ここで、複数の発光部ＬＤ１はアノー
ド側が主電極Ｍ１（図１参照）に接続されることで並列
接続となり、複数の発光部ＬＤ２はアノード側が副電極
Ｍ２（図１参照）に接続されることで並列接続となって
いる。なお、両発光部ＬＤ１、ＬＤ２ともカソード側は
ｎ電極Ｍ０（図１参照）によって接地されている。
【００１６】半導体レーザの外部には切り換えスイッチ
ＳＷ１が設けられており、発光部ＬＤ１のアノード側、
すなわち主電極Ｍ１と切り換えスイッチＳＷ１の一方の
接点ａとが接続され、発光部ＬＤ２のアノード側、すな
わち副電極Ｍ２と切り換えスイッチのＳＷ１の他方の接
点ｂとが接続されている。また、切り換えスイッチＳＷ
１の共通端子ｃは電源ＰＷと接続されている。
ＳＷ１が設けられており、発光部ＬＤ１のアノード側、
すなわち主電極Ｍ１と切り換えスイッチＳＷ１の一方の
接点ａとが接続され、発光部ＬＤ２のアノード側、すな
わち副電極Ｍ２と切り換えスイッチのＳＷ１の他方の接
点ｂとが接続されている。また、切り換えスイッチＳＷ
１の共通端子ｃは電源ＰＷと接続されている。
【００１７】このような配線により、通常の駆動を行う
場合には切り換えスイッチＳＷ１の共通端子ｃと接点ａ
とを接続し、電源ＰＷからの電圧を主電極Ｍ１に印加す
る。これにより、主電極Ｍ１から主発光群へ電流が注入
され、主発光群の各発光部ＬＤ１からレーザ光が出射さ
れる状態となる。
場合には切り換えスイッチＳＷ１の共通端子ｃと接点ａ
とを接続し、電源ＰＷからの電圧を主電極Ｍ１に印加す
る。これにより、主電極Ｍ１から主発光群へ電流が注入
され、主発光群の各発光部ＬＤ１からレーザ光が出射さ
れる状態となる。
【００１８】ここで、主発光群の発光部ＬＤ１に劣化等
の問題が発生し、主発光群全体の光量が低下したとす
る。この場合、切り換えスイッチＳＷ１を用いて共通端
子ｃと接点ｂとを接続する切り換えを行う。これによ
り、電源ＰＷからの電圧は副電極Ｍ２に印加され、副電
極Ｍ２から副発光群へ電流が注入される。この結果、副
発光群の各発光部ＬＤ２からレーザ光が出射される状態
となる。
の問題が発生し、主発光群全体の光量が低下したとす
る。この場合、切り換えスイッチＳＷ１を用いて共通端
子ｃと接点ｂとを接続する切り換えを行う。これによ
り、電源ＰＷからの電圧は副電極Ｍ２に印加され、副電
極Ｍ２から副発光群へ電流が注入される。この結果、副
発光群の各発光部ＬＤ２からレーザ光が出射される状態
となる。
【００１９】このような配線によって、副発光群を主発
光群の予備として利用することができ、一つの半導体レ
ーザにおける寿命を延ばすことが可能となる。
光群の予備として利用することができ、一つの半導体レ
ーザにおける寿命を延ばすことが可能となる。
【００２０】図３は、本実施形態の半導体レーザをパッ
ケージに収納した例を示す斜視図である。このパッケー
ジＰにはウィンドウＷが設けられており、内部に収納し
た半導体レーザ１から出射したレーザ光がこのウィンド
ウＷを通して外部へ放出される。また、このパッケージ
Ｐには９本の外部リードＬ１〜Ｌ９が設けられている。
ケージに収納した例を示す斜視図である。このパッケー
ジＰにはウィンドウＷが設けられており、内部に収納し
た半導体レーザ１から出射したレーザ光がこのウィンド
ウＷを通して外部へ放出される。また、このパッケージ
Ｐには９本の外部リードＬ１〜Ｌ９が設けられている。
【００２１】図４は、上記パッケージの外部リードと内
部回路との対応を説明する回路図である。このパッケー
ジＰでは、内部にヒートシンクとしてペルチェ素子ＴＥ
を備えており、半導体レーザ１の発熱を抑制できるよう
になっている。このペルチェ素子ＴＥと外部リードＬ
１、Ｌ９とが接続されている。
部回路との対応を説明する回路図である。このパッケー
ジＰでは、内部にヒートシンクとしてペルチェ素子ＴＥ
を備えており、半導体レーザ１の発熱を抑制できるよう
になっている。このペルチェ素子ＴＥと外部リードＬ
１、Ｌ９とが接続されている。
【００２２】また、内部の温度を検出するサーミスタＴ
Ｎは、外部リードＬ４、Ｌ５と接続されている。さら
に、半導体レーザの出力モニタ用としてフォトダイオー
ドＰＤが設けられ、このフォトダイオードＰＤと外部リ
ードＬ６、Ｌ７とが接続されている。
Ｎは、外部リードＬ４、Ｌ５と接続されている。さら
に、半導体レーザの出力モニタ用としてフォトダイオー
ドＰＤが設けられ、このフォトダイオードＰＤと外部リ
ードＬ６、Ｌ７とが接続されている。
【００２３】本実施形態では、パッケージＰの内部に一
つの半導体レーザ１が収納され、その半導体レーザ１が
主発光群と副発光群とに分けられている。したがって、
主発光群を構成する各発光部ＬＤ１と、副発光群を構成
する各発光部ＬＤ２とは別々に電圧を印加できるように
なっている。
つの半導体レーザ１が収納され、その半導体レーザ１が
主発光群と副発光群とに分けられている。したがって、
主発光群を構成する各発光部ＬＤ１と、副発光群を構成
する各発光部ＬＤ２とは別々に電圧を印加できるように
なっている。
【００２４】このため、主発光群の各発光部ＬＤ１のア
ノードと外部リードＬ２とが接続され、副発光群の各発
光部ＬＤ２のアノードと外部リードＬ３とが接続されて
いる。なお、各発光部ＬＤ１、ＬＤ２のカソードは共通
で外部リードＬ８に接続されている。
ノードと外部リードＬ２とが接続され、副発光群の各発
光部ＬＤ２のアノードと外部リードＬ３とが接続されて
いる。なお、各発光部ＬＤ１、ＬＤ２のカソードは共通
で外部リードＬ８に接続されている。
【００２５】このようなパッケージ配線により、外部リ
ードＬ２へ電圧を印加することで主発光群の各発光部Ｌ
Ｄ１を動作でき、外部リードＬ３へ電圧を印加すること
で副発光群の各発光部ＬＤ２を動作できるようになる。
つまり、図２に示す切り換えスイッチＳＷ１の接点ａと
外部リードＬ２とを接続し、切り換えスイッチＳＷ１の
接点ｂと外部リードＬ３とを接続することにより、一つ
のパッケージＰで２つの発光群を切り換えて使用できる
ようになる。
ードＬ２へ電圧を印加することで主発光群の各発光部Ｌ
Ｄ１を動作でき、外部リードＬ３へ電圧を印加すること
で副発光群の各発光部ＬＤ２を動作できるようになる。
つまり、図２に示す切り換えスイッチＳＷ１の接点ａと
外部リードＬ２とを接続し、切り換えスイッチＳＷ１の
接点ｂと外部リードＬ３とを接続することにより、一つ
のパッケージＰで２つの発光群を切り換えて使用できる
ようになる。
【００２６】なお、このような切り換えスイッチＳＷ１
を使用しないで、通常は外部リードＬ２のみに電源を接
続して主発光群を駆動するようにし、主発光群が劣化し
た場合に外部リードＬ２への電源配線を取り外して隣の
外部リードＬ３へ付け替える配線を行い、その後は副発
光群を駆動するようにしてもよい。
を使用しないで、通常は外部リードＬ２のみに電源を接
続して主発光群を駆動するようにし、主発光群が劣化し
た場合に外部リードＬ２への電源配線を取り外して隣の
外部リードＬ３へ付け替える配線を行い、その後は副発
光群を駆動するようにしてもよい。
【００２７】また、上記の説明では、主発光群と副発光
群とを切り換えるようにしたが、主発光群が劣化した場
合に主発光群の劣化分を副発光群で補うよう利用しても
よい。例えば、主発光群の発光部ＬＤ１の数に対して、
副発光群の発光部ＬＤ２の数を２０％程度にしておく。
このような設定は、主電極Ｍ１と副電極Ｍ２との大きさ
の割合により決めることができる。
群とを切り換えるようにしたが、主発光群が劣化した場
合に主発光群の劣化分を副発光群で補うよう利用しても
よい。例えば、主発光群の発光部ＬＤ１の数に対して、
副発光群の発光部ＬＤ２の数を２０％程度にしておく。
このような設定は、主電極Ｍ１と副電極Ｍ２との大きさ
の割合により決めることができる。
【００２８】そして、通常は主発光群の発光部ＬＤ１を
利用してレーザ光出射を行い、主発光群の出力低下が起
きた場合（例えば、２０％ダウン）、主発光群とともに
副発光群へも電圧を供給する。つまり、主発光群で出力
低下が発生した場合、主発光群と副発光群とを両方駆動
し、主発光群での出力低下分を副発光群で補うようにす
ることができる。
利用してレーザ光出射を行い、主発光群の出力低下が起
きた場合（例えば、２０％ダウン）、主発光群とともに
副発光群へも電圧を供給する。つまり、主発光群で出力
低下が発生した場合、主発光群と副発光群とを両方駆動
し、主発光群での出力低下分を副発光群で補うようにす
ることができる。
【００２９】なお、上記説明したパッケージの形態や、
外部リードの配線は一例であり、これに限定されるもの
ではない。また、主発光群と副発光群との割合もこれに
限定されるものではない。さらに、主発光群と副発光群
とが各々１つずつ形成されている例を示したが、主発光
群、副発光群とも１つに限定されず、例えば複数の主発
光群および副発光群が設けられていても、また、複数の
主発光群と副発光群とが交互に配置されていてもよい。
外部リードの配線は一例であり、これに限定されるもの
ではない。また、主発光群と副発光群との割合もこれに
限定されるものではない。さらに、主発光群と副発光群
とが各々１つずつ形成されている例を示したが、主発光
群、副発光群とも１つに限定されず、例えば複数の主発
光群および副発光群が設けられていても、また、複数の
主発光群と副発光群とが交互に配置されていてもよい。
【００３０】上記のような主発光群と副発光群との割合
やレイアウトの変更は、主電極Ｍ１と副電極Ｍ２との割
合やレイアウトの変更、主電極Ｍ１および副電極Ｍ２と
外部リードとの配線変更によって対応することができ
る。
やレイアウトの変更は、主電極Ｍ１と副電極Ｍ２との割
合やレイアウトの変更、主電極Ｍ１および副電極Ｍ２と
外部リードとの配線変更によって対応することができ
る。
【００３１】次に、第２実施形態の説明を行う。図５
は、第２実施形態に係る半導体レーザを説明する模式断
面図である。すなわち、第２実施形態に係る半導体レー
ザ１は、基板１０、ｎ型のクラッド層１１、活性層１
２、ｐ型のクラッド層１３、電流ブロック層Ｂおよび裏
面のｎ電極Ｍ０については第１実施形態と同じである
が、ｐ型のクラッド層１３上に形成される電極Ｍ３が各
発光部ＬＤ３に対応して別個に設けられている点で相違
する。
は、第２実施形態に係る半導体レーザを説明する模式断
面図である。すなわち、第２実施形態に係る半導体レー
ザ１は、基板１０、ｎ型のクラッド層１１、活性層１
２、ｐ型のクラッド層１３、電流ブロック層Ｂおよび裏
面のｎ電極Ｍ０については第１実施形態と同じである
が、ｐ型のクラッド層１３上に形成される電極Ｍ３が各
発光部ＬＤ３に対応して別個に設けられている点で相違
する。
【００３２】つまり、第２実施形態の半導体レーザ１で
は、電流ブロック層Ｂの間に対応して活性層１２に形成
される各発光部ＬＤ３を各電極Ｍ３により個別に駆動で
きるようになっている。
は、電流ブロック層Ｂの間に対応して活性層１２に形成
される各発光部ＬＤ３を各電極Ｍ３により個別に駆動で
きるようになっている。
【００３３】この場合、半導体レーザ１を実装する基台
（図示せず）に各電極Ｍ３と対応する配線パターンを形
成しておき、各電極Ｍ３と各配線パターンとをボンディ
ングワイヤーで接続したり、各電極Ｍ３側を基台側にフ
ェースダウン実装し、各電極Ｍ３と基台の各配線パター
ンとを対向接続する。
（図示せず）に各電極Ｍ３と対応する配線パターンを形
成しておき、各電極Ｍ３と各配線パターンとをボンディ
ングワイヤーで接続したり、各電極Ｍ３側を基台側にフ
ェースダウン実装し、各電極Ｍ３と基台の各配線パター
ンとを対向接続する。
【００３４】このような半導体レーザ１には、各配線パ
ターンを介して各電極Ｍ３に電圧を供給できる制御手段
を設けておく。これにより、半導体レーザ１の各発光部
ＬＤ３を個別に制御できるようになる。
ターンを介して各電極Ｍ３に電圧を供給できる制御手段
を設けておく。これにより、半導体レーザ１の各発光部
ＬＤ３を個別に制御できるようになる。
【００３５】図６は、第２実施形態に係る半導体レーザ
１の配線例を説明する回路図である。複数の発光部ＬＤ
３のカソードはｎ電極Ｍ０（図５参照）によって接地さ
れている。一方、各発光部ＬＤ３のアノードは、各々ス
イッチＳＷ３を介して電源ＰＷに接続されている。この
場合、各スイッチＳＷ３が各発光部ＬＤ３の駆動を制御
する制御手段となる。
１の配線例を説明する回路図である。複数の発光部ＬＤ
３のカソードはｎ電極Ｍ０（図５参照）によって接地さ
れている。一方、各発光部ＬＤ３のアノードは、各々ス
イッチＳＷ３を介して電源ＰＷに接続されている。この
場合、各スイッチＳＷ３が各発光部ＬＤ３の駆動を制御
する制御手段となる。
【００３６】この半導体レーザ１を利用する場合、複数
の発光部ＬＤ３のうち、一部を主発光群、残りを副発光
群とする。そして、主発光群を構成する発光部ＬＤ３の
スイッチＳＷ３を閉じて電圧を印加する。これにより、
主発光群を構成する発光部ＬＤ３が駆動して所望のレー
ザ光出力を得ることができる。
の発光部ＬＤ３のうち、一部を主発光群、残りを副発光
群とする。そして、主発光群を構成する発光部ＬＤ３の
スイッチＳＷ３を閉じて電圧を印加する。これにより、
主発光群を構成する発光部ＬＤ３が駆動して所望のレー
ザ光出力を得ることができる。
【００３７】ここで、主発光群を構成する発光部ＬＤ３
のうち一部が劣化したとする。劣化した状態で使用を続
けると、その劣化によって発光部ＬＤ３が発熱し、他の
部分へ悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、その劣化
した発光部ＬＤ３に対応するスイッチＳＷ３を開けて、
劣化した発光部ＬＤ３だけ駆動しないようにする。
のうち一部が劣化したとする。劣化した状態で使用を続
けると、その劣化によって発光部ＬＤ３が発熱し、他の
部分へ悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、その劣化
した発光部ＬＤ３に対応するスイッチＳＷ３を開けて、
劣化した発光部ＬＤ３だけ駆動しないようにする。
【００３８】また、このままではレーザ光出力が低下す
るため、それを補うために副発光群を構成する発光部Ｌ
Ｄ３のうち、主発光群で劣化した発光部ＬＤ３に相当す
る数の発光部ＬＤ３を駆動する。駆動する発光部ＬＤ３
は、対応するスイッチＳＷ３を閉じることで実現でき
る。これにより、劣化した発光部ＬＤ３を使用せず、し
かもその劣化分を副発光群で補って全体のレーザ光量を
維持できるようになる。
るため、それを補うために副発光群を構成する発光部Ｌ
Ｄ３のうち、主発光群で劣化した発光部ＬＤ３に相当す
る数の発光部ＬＤ３を駆動する。駆動する発光部ＬＤ３
は、対応するスイッチＳＷ３を閉じることで実現でき
る。これにより、劣化した発光部ＬＤ３を使用せず、し
かもその劣化分を副発光群で補って全体のレーザ光量を
維持できるようになる。
【００３９】第２実施形態に係る半導体レーザ１では、
各発光部ＬＤ３を個別に駆動できるため、個々の発光部
ＬＤ３の劣化を容易に検出することができる。例えば、
各発光部ＬＤ３に異なる周波数の電圧を印加して駆動
し、各発光部ＬＤ３からの光量を受光する。各発光部Ｌ
Ｄ３は、各々異なる周波数の電圧によって駆動されてい
るため、出射するレーザ光も各々異なる周波数の光出力
となる。これを利用して、受光したレーザ光のうち特定
の周波数に対応するもののみをフィルタ手段を介して抽
出すれば、どの発光部ＬＤ３から出射されたレーザ光の
光量であるかを判断でき、劣化の具合を個別に判断でき
るようになる。
各発光部ＬＤ３を個別に駆動できるため、個々の発光部
ＬＤ３の劣化を容易に検出することができる。例えば、
各発光部ＬＤ３に異なる周波数の電圧を印加して駆動
し、各発光部ＬＤ３からの光量を受光する。各発光部Ｌ
Ｄ３は、各々異なる周波数の電圧によって駆動されてい
るため、出射するレーザ光も各々異なる周波数の光出力
となる。これを利用して、受光したレーザ光のうち特定
の周波数に対応するもののみをフィルタ手段を介して抽
出すれば、どの発光部ＬＤ３から出射されたレーザ光の
光量であるかを判断でき、劣化の具合を個別に判断でき
るようになる。
【００４０】また、その他の劣化検出としては、各発光
部ＬＤ３に順番に電圧を印加し、各々のレーザ光の出力
を検出する。これにより、劣化の生じている発光部ＬＤ
３ではレーザ光出力が低下しているため、その時に電圧
を印加している発光部ＬＤ３が劣化していることを判定
できる。
部ＬＤ３に順番に電圧を印加し、各々のレーザ光の出力
を検出する。これにより、劣化の生じている発光部ＬＤ
３ではレーザ光出力が低下しているため、その時に電圧
を印加している発光部ＬＤ３が劣化していることを判定
できる。
【００４１】第２実施形態に係る半導体レーザ１をパッ
ケージに収納する場合、各発光部ＬＤ３に対応する各電
極Ｍ３と、各外部リードとを別個に接続する。つまり、
パッケージの外部リードとしては、発光部ＬＤ３の数お
よび共通のカソードに対応する本数が最低限必要とな
る。
ケージに収納する場合、各発光部ＬＤ３に対応する各電
極Ｍ３と、各外部リードとを別個に接続する。つまり、
パッケージの外部リードとしては、発光部ＬＤ３の数お
よび共通のカソードに対応する本数が最低限必要とな
る。
【００４２】図７は、第２実施形態に係る半導体レーザ
をパッケージに収納した場合の外部リードと内部回路と
の対応を説明する回路図である。なお、ここでは、パッ
ケージに、合計ｎ本の外部リード（Ｌ１〜Ｌn）が設け
られているものとする。
をパッケージに収納した場合の外部リードと内部回路と
の対応を説明する回路図である。なお、ここでは、パッ
ケージに、合計ｎ本の外部リード（Ｌ１〜Ｌn）が設け
られているものとする。
【００４３】このパッケージＰでは、内部にヒートシン
クとしてペルチェ素子ＴＥを備えており、半導体レーザ
１の発熱を抑制できるようになっている。このペルチェ
素子ＴＥと外部リードＬ１、Ｌnとが接続されている。
クとしてペルチェ素子ＴＥを備えており、半導体レーザ
１の発熱を抑制できるようになっている。このペルチェ
素子ＴＥと外部リードＬ１、Ｌnとが接続されている。
【００４４】また、内部の温度を検出するサーミスタＴ
Ｎは、外部リードＬ２、Ｌ３と接続されている。さら
に、半導体レーザの出力モニタ用としてフォトダイオー
ドＰＤが設けられ、このフォトダイオードＰＤと外部リ
ードＬn-1、Ｌn-2とが接続されている。
Ｎは、外部リードＬ２、Ｌ３と接続されている。さら
に、半導体レーザの出力モニタ用としてフォトダイオー
ドＰＤが設けられ、このフォトダイオードＰＤと外部リ
ードＬn-1、Ｌn-2とが接続されている。
【００４５】第２実施形態では、パッケージＰの内部に
一つの半導体レーザ１が収納され、各発光部ＬＤ３に対
して個別に電極Ｍ３（図５参照）が設けられている。こ
のため、各発光部ＬＤ３の電極Ｍ３に対して各々外部リ
ードを割り当てる。このパッケージＰでは、各発光部Ｌ
Ｄ３について外部リードＬ４〜Ｌn-4が接続されてい
る。なお、各発光部ＬＤ３のカソードは共通で外部リー
ドＬn-3に接続されている。
一つの半導体レーザ１が収納され、各発光部ＬＤ３に対
して個別に電極Ｍ３（図５参照）が設けられている。こ
のため、各発光部ＬＤ３の電極Ｍ３に対して各々外部リ
ードを割り当てる。このパッケージＰでは、各発光部Ｌ
Ｄ３について外部リードＬ４〜Ｌn-4が接続されてい
る。なお、各発光部ＬＤ３のカソードは共通で外部リー
ドＬn-3に接続されている。
【００４６】このようなパッケージ配線により、外部リ
ードＬ４〜Ｌn-4へ各々電圧を印加することで各発光部
ＬＤ３を動作でき、必要に応じて電圧を印加する外部リ
ードを選択して、主発光群を構成する発光部ＬＤ３と副
発光群を構成する発光部ＬＤ３の各々の駆動を制御でき
るようになる。
ードＬ４〜Ｌn-4へ各々電圧を印加することで各発光部
ＬＤ３を動作でき、必要に応じて電圧を印加する外部リ
ードを選択して、主発光群を構成する発光部ＬＤ３と副
発光群を構成する発光部ＬＤ３の各々の駆動を制御でき
るようになる。
【００４７】なお、図７に示すような個別のスイッチＳ
Ｗ３を使用しないで、通常駆動する主発光群の発光部Ｌ
Ｄ３と接続された外部リードのみに電源を接続して駆動
するようにし、発光部ＬＤ３が劣化した場合にはその劣
化したＬＤ３への電源接続を取り外し、副発光群の発光
部ＬＤ３と接続された外部リードへ付け替えて駆動する
ようにしてもよい。
Ｗ３を使用しないで、通常駆動する主発光群の発光部Ｌ
Ｄ３と接続された外部リードのみに電源を接続して駆動
するようにし、発光部ＬＤ３が劣化した場合にはその劣
化したＬＤ３への電源接続を取り外し、副発光群の発光
部ＬＤ３と接続された外部リードへ付け替えて駆動する
ようにしてもよい。
【００４８】また、第２実施形態では、各発光部ＬＤ３
に対して個別に駆動制御を行うことができるため、例え
ば、固有の場所など予め劣化しやすい発光部ＬＤ３が分
かっている場合には、その発光部ＬＤ３への電流注入量
を他の部分に比べて減らすようにして、半導体レーザ１
全体の寿命を延ばすようにすることも可能である。
に対して個別に駆動制御を行うことができるため、例え
ば、固有の場所など予め劣化しやすい発光部ＬＤ３が分
かっている場合には、その発光部ＬＤ３への電流注入量
を他の部分に比べて減らすようにして、半導体レーザ１
全体の寿命を延ばすようにすることも可能である。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。すなわち、ブロードエリア型アレ
イレーザにおいて、複数の発光部を主発光群と副発光群
とに分けて駆動できるため、何らかの原因で主発光群の
レーザ光出力が低下した場合でも、副発光群を駆動する
ことで全体のレーザ光出力を維持することができ、一つ
の半導体レーザにおける寿命を延ばすことが可能とな
る。これにより、高出力半導体レーザを用いるシステム
の信頼性を向上させることが可能となる。
のような効果がある。すなわち、ブロードエリア型アレ
イレーザにおいて、複数の発光部を主発光群と副発光群
とに分けて駆動できるため、何らかの原因で主発光群の
レーザ光出力が低下した場合でも、副発光群を駆動する
ことで全体のレーザ光出力を維持することができ、一つ
の半導体レーザにおける寿命を延ばすことが可能とな
る。これにより、高出力半導体レーザを用いるシステム
の信頼性を向上させることが可能となる。
【図１】第１実施形態に係る半導体レーザを説明する模
式断面図である。
式断面図である。
【図２】第１実施形態の半導体レーザにおける配線例を
説明する回路図である。
説明する回路図である。
【図３】本実施形態の半導体レーザをパッケージに収納
した例を示す斜視図である。
した例を示す斜視図である。
【図４】パッケージの外部リードと内部回路との対応を
説明する回路図である。
説明する回路図である。
【図５】第２実施形態に係る半導体レーザを説明する模
式断面図である。
式断面図である。
【図６】第２実施形態に係る半導体レーザ１の配線例を
説明する回路図である。
説明する回路図である。
【図７】第２実施形態に係る半導体レーザをパッケージ
に収納した場合の外部リードと内部回路との対応を説明
する回路図である。
に収納した場合の外部リードと内部回路との対応を説明
する回路図である。
【図８】従来のブロードエリア型アレイレーザの構成を
説明する模式断面図である。
説明する模式断面図である。
１…半導体レーザ、１０…基板、１１…クラッド層、１
２…活性層、１３…クラッド層、１４…ｎ電極、Ｂ…電
流ブロック層、ＬＤ１〜ＬＤ３…発光部、Ｍ１〜Ｍ３…
電極、ＳＷ…切り換えスイッチ
２…活性層、１３…クラッド層、１４…ｎ電極、Ｂ…電
流ブロック層、ＬＤ１〜ＬＤ３…発光部、Ｍ１〜Ｍ３…
電極、ＳＷ…切り換えスイッチ
Claims (6)
- 【請求項１】 同一基板上に各々マルチモードのレーザ
光を出射する複数の発光部を備える半導体レーザにおい
て、 前記複数の発光部のうち、一部で構成する主発光群と、
残りで構成する副発光群とに分け、前記主発光群に電流
を供給する主電極と、前記副発光群に電流を供給する副
電極とを別個に備えていることを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項２】 前記主電極と前記副電極とが各々別個の
外部リードと接続されていることを特徴とする請求項１
記載の半導体レーザ。 - 【請求項３】 前記主電極への電流供給と、前記副電極
への電流供給とを切り換える切り換え手段を備えている
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。 - 【請求項４】 同一基板上に各々マルチモードのレーザ
光を出射する複数の発光部を備える半導体レーザにおい
て、 前記複数の発光部へ電流を供給する電極が各々別個に設
けられていることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項５】 前記複数の発光部の各々へ電流を供給す
る各電極は、各々別個の外部リードと接続されているこ
とを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ。 - 【請求項６】 前記複数の発光部に対応して設けられる
各電極に対して電流の供給を制御する制御手段を備えて
いることを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000338687A JP2002141604A (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 半導体レーザ |
| US09/986,182 US6741625B2 (en) | 2000-11-07 | 2001-11-07 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000338687A JP2002141604A (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002141604A true JP2002141604A (ja) | 2002-05-17 |
Family
ID=18813862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000338687A Pending JP2002141604A (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 半導体レーザ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6741625B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002141604A (ja) |
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2000
- 2000-11-07 JP JP2000338687A patent/JP2002141604A/ja active Pending
-
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- 2001-11-07 US US09/986,182 patent/US6741625B2/en not_active Expired - Fee Related
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