JP2003209279A - Optical module - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用に用いら
れる半導体レーザダイオード（以下、ＬＤと示す）等の
発光素子とその光出力モニタ用の受光素子を使用した半
導体レーザ装置及びその製造方法に関わり、特に、半導
体ＬＤの背面側からの出射光を取り込むための受光素子
を実装する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device using a light emitting element such as a semiconductor laser diode (hereinafter referred to as LD) used for optical communication and a light receiving element for monitoring its optical output, and a method of manufacturing the same. In particular, the present invention relates to a method of mounting a light receiving element for capturing light emitted from the back side of the semiconductor LD.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光ファイバを用いた公衆通信網の普及に
は、高性能の半導体レーザ装置を廉価で製造することが
重要である。2. Description of the Related Art In order to popularize a public communication network using optical fibers, it is important to manufacture high-performance semiconductor laser devices at low cost.
【０００３】半導体ＬＤは、時間経過による劣化や作動
中の温度上昇に伴って、出力が低下する。このため、光
通信用の半導体ＬＤにおいては、半導体ＬＤの裏面側か
らの出射光（以下、モニタ光と示す）をその光出力モニ
タ用の受光素子（以下、モニタ用受光素子と示す）で受
け、ここで発生する電流に基づいて半導体ＬＤを制御
し、半導体ＬＤの出力を一定に保っている。The output of the semiconductor LD decreases with the deterioration over time and the temperature rise during operation. Therefore, in the semiconductor LD for optical communication, the light output from the rear surface of the semiconductor LD (hereinafter, referred to as monitor light) is received by the light output monitoring light receiving element (hereinafter, referred to as monitor light receiving element). The semiconductor LD is controlled based on the current generated here, and the output of the semiconductor LD is kept constant.
【０００４】図７は、特開２０００−３２３７４５号で
開示された従来技術に係る半導体レーザ装置５０の一つ
の例の（１）斜視図、及び（２）一部破断側面図であ
る。図８において、２は基板、４は半導体ＬＤ素子、６
は半導体ＬＤ素子の活性層、８はモニタ用受光素子の基
材、１０はモニタ用受光素子の受光感度層、１２はモニ
タ用受光素子、１４はモニタ光、１６はレーザ出力光、
１０２は半導体ＬＤサブキャリア、１０４はモニタ用受
光素子のサブマウントである。FIG. 7 is a perspective view (1) of one example of a semiconductor laser device 50 according to the prior art disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-323745, and (2) a partially cutaway side view. In FIG. 8, 2 is a substrate, 4 is a semiconductor LD element, and 6
Is an active layer of a semiconductor LD element, 8 is a base material of a light receiving element for monitoring, 10 is a light receiving sensitivity layer of a light receiving element for monitoring, 12 is a light receiving element for monitoring, 14 is monitor light, 16 is laser output light,
102 is a semiconductor LD subcarrier, and 104 is a submount of a monitor light receiving element.
【０００５】図７の半導体レーザ装置５０においては、
半導体ＬＤ素子４の後方から出射されたモニタ光１４を
効率よく受光するために、モニタ光１４に対してモニタ
用受光素子１２が垂直となるよう配置されている。In the semiconductor laser device 50 shown in FIG.
In order to efficiently receive the monitor light 14 emitted from the rear of the semiconductor LD element 4, the monitor light receiving element 12 is arranged perpendicular to the monitor light 14.
【０００６】図８は、特開平９−３１２４０７号で開示
された従来技術に係る半導体レーザ装置の別の例の一部
破断側面図である。図７と同じ符号は、同じものまたは
相当のものを示す。更に、１０６はレンズである。FIG. 8 is a partially cutaway side view of another example of the conventional semiconductor laser device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-312407. The same reference numerals as those in FIG. 7 indicate the same or corresponding parts. Further, 106 is a lens.
【０００７】図８の半導体レーザ装置５０においては、
モニタ光１４をレンズ１０６で収集し、溝の反射性端部
にその焦点を結ばせ、その光を受光感度面１０に導いて
いる。In the semiconductor laser device 50 of FIG.
The monitor light 14 is collected by the lens 106 and is focused on the reflective end of the groove to guide the light to the light-sensitive surface 10.
【０００８】図７に係る半導体レーザ装置５０において
は、確かに、モニタ用受光素子１２の受光感度層１０に
多くの光を取り入れることが可能である。しかし一方
で、モニタ用受光素子１２をモニタ光１４に対して垂直
となるように設定するのは、時間及び工数がかかるとい
った問題がある。また、モニタ用受光素子１２とモニタ
用受光素子サブマウント１０４との間のワイヤリング作
業が困難であるという問題もある。In the semiconductor laser device 50 according to FIG. 7, it is certainly possible to introduce a large amount of light into the light receiving sensitivity layer 10 of the monitor light receiving element 12. However, on the other hand, setting the monitor light-receiving element 12 to be perpendicular to the monitor light 14 has a problem that it takes time and man-hours. There is also a problem that it is difficult to carry out the wiring work between the monitor light receiving element 12 and the monitor light receiving element submount 104.
【０００９】また、図８に係る半導体レーザ装置５０に
おいては、半導体ＬＤ素子４とモニタ用受光素子１２と
が水平（即ち、基板２に平行）に配設されるので、図７
に係る半導体レーザ装置５０における問題点は解決され
ている。しかしながら、構造が複雑であるため、実装コ
ストを大きく低減させることができない。Further, in the semiconductor laser device 50 according to FIG. 8, since the semiconductor LD element 4 and the monitor light receiving element 12 are arranged horizontally (that is, parallel to the substrate 2), the structure shown in FIG.
The problem in the semiconductor laser device 50 according to (1) is solved. However, since the structure is complicated, the mounting cost cannot be significantly reduced.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、モニタ用受
光素子１２の実装の工程においてコストを低減し、更
に、低コスト部品を使用して、モニタ用受光素子の実装
に掛かるコスト全体を低減することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention reduces the cost in the process of mounting the monitor light receiving element 12, and further reduces the overall cost for mounting the monitor light receiving element by using low-cost components. The purpose is to do.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために為されたものである。本発明に係る請求
項１に記載の光モジュールは、発光素子とその光出力モ
ニタ用受光素子、モニタ光の波長を透過する材質で形成
された受光素子サブマウント部材、及び実装基板から構
成される。上記モニタ用受光素子は、サブマウント部材
上に接合される。その光モジュールは、モニタ用受光素
子の平面状に形成された受光感度層が基材側に感度を有
するものであり、上記発光素子とサブマウント上に接合
された上記モニタ用受光素子を実装基板上に水平に実装
している。The present invention has been made to achieve the above object. The optical module according to claim 1 of the present invention comprises a light emitting element, a light receiving element for monitoring the optical output thereof, a light receiving element submount member formed of a material that transmits the wavelength of the monitor light, and a mounting substrate. . The monitor light receiving element is bonded onto the submount member. In the optical module, a light receiving sensitivity layer formed in a plane shape of the monitor light receiving element has sensitivity on the substrate side, and the light receiving element for monitoring and the light receiving element for bonding, which are joined on a submount, are mounted on a substrate. It is mounted horizontally on top.
【００１２】本発明に係る請求項２に記載の光モジュー
ルは、上記サブマウント部材のモニタ光の入射側端面に
回折格子、又は凹凸部を備えるプリズムが形成されてい
ることを特徴とする、請求項１に記載の光モジュールで
ある。An optical module according to a second aspect of the present invention is characterized in that a diffraction grating or a prism having a concavo-convex portion is formed on an end surface of the sub-mount member on the incident side of monitor light. The optical module according to item 1.
【００１３】本発明に係る請求項３に記載の光モジュー
ルは、上記サブマウント部材のモニタ光の入射側端面に
粗面が形成されていることを特徴とする、請求項１に記
載の光モジュールである。An optical module according to a third aspect of the present invention is characterized in that a rough surface is formed on an end surface of the submount member on the incident side of monitor light. Is.
【００１４】本発明に係る請求項４に記載の光モジュー
ルは、上記サブマウント部材に、屈折率分布層が形成さ
れていることを特徴とする、請求項１に記載の光モジュ
ールである。An optical module according to a fourth aspect of the present invention is the optical module according to the first aspect, characterized in that a refractive index distribution layer is formed on the submount member.
【００１５】本発明に係る請求項５に記載の光モジュー
ルは、上記サブマウント部材が上記モニタ用受光素子を
搭載する面が、上記実装基板に対して、勾配を有するこ
とを特徴とする、請求項１に記載の光モジュールであ
る。An optical module according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that the surface of the submount member on which the monitor light receiving element is mounted has a slope with respect to the mounting substrate. The optical module according to item 1.
【００１６】本発明に係る請求項６に記載の光モジュー
ルは、上記サブマウント部材のモニタ光の入射側端面に
反射防止膜が施され、その反対側の端面に高反射膜が施
されることを特徴とする、請求項１に記載の光モジュー
ルである。According to a sixth aspect of the present invention, in the optical module according to the sixth aspect, an antireflection film is provided on an end surface of the submount member on which the monitor light is incident, and a high reflection film is provided on an opposite end surface thereof. The optical module according to claim 1, wherein:
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下において、図面を参照しつつ
本発明に係る実施の形態について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１８】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１に係る半導体レーザ装置５０の一部破断側面図であ
る。図１において、２は基板、４は半導体ＬＤ素子、６
は半導体ＬＤ素子の活性層、８はモニタ用受光素子の基
材、１０はモニタ用受光素子の受光感度層、１２はモニ
タ用受光素子、１４はモニタ光、１６はレーザ出力光で
ある。更に、２０は光学素子であるサブマウントであっ
て、該光学素子（サブマウント）の上にモニタ用受光素
子１２が接合されている。Embodiment 1. FIG. 1 is a partially cutaway side view of a semiconductor laser device 50 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 2 is a substrate, 4 is a semiconductor LD element, and 6
Is an active layer of a semiconductor LD element, 8 is a substrate of a monitor light receiving element, 10 is a light receiving sensitivity layer of a monitor light receiving element, 12 is a monitor light receiving element, 14 is monitor light, and 16 is laser output light. Further, reference numeral 20 denotes a submount which is an optical element, and the monitor light receiving element 12 is bonded onto the optical element (submount).
【００１９】図１の半導体レーザ装置５０では、半導体
ＬＤ素子４とモニタ用受光素子１２とが、実装基板２上
に水平に実装される。更に、モニタ用受光素子１２内で
平面状に形成される受光感度層１０にて、基板２側が感
度面となるよう設定されている。In the semiconductor laser device 50 of FIG. 1, the semiconductor LD element 4 and the monitor light-receiving element 12 are horizontally mounted on the mounting substrate 2. Further, in the light receiving sensitivity layer 10 formed in a planar shape in the monitor light receiving element 12, the substrate 2 side is set to be the sensitivity surface.
【００２０】ここで、上記のサブマウント２０の端面に
は、回折格子２４、又は、凹凸部を有するプリズム等が
形成されている。Here, on the end surface of the submount 20, the diffraction grating 24 or a prism having an uneven portion is formed.
【００２１】従って、上記のサブマウント２０におい
て、モニタ光１４は、サブマウント２０のモニタ光１４
の入射側端面で屈折され、受光感度層１０に導かれる。
ここで、モニタ用受光素子１２は、受光感度層１０にお
いて、半導体ＬＤの出力を制御するに足る光量を得られ
る位置で、半導体ＬＤ素子４に対して実装されている。Therefore, in the above submount 20, the monitor light 14 is the monitor light 14 of the submount 20.
The light is refracted at the incident side end surface thereof and is guided to the light receiving sensitivity layer 10.
Here, the monitor light receiving element 12 is mounted on the semiconductor LD element 4 at a position in the light receiving sensitivity layer 10 where a sufficient amount of light can be obtained to control the output of the semiconductor LD.
【００２２】実施の形態１に係る半導体レーザ装置５０
の概略の製造工程を示す。The semiconductor laser device 50 according to the first embodiment.
The manufacturing process will be outlined.
【００２３】（１）まず、サブマウント２０の端面に、
凹凸のパターン、もしくは回折格子２４を形成する。
（２）次に、サブマウント２０上に、モニタ用受光素子
１２を実装する。
（３）続いて、基板２上に半導体ＬＤ素子４を実装す
る。
（４）最後に、サブマウント２０と一体となったモニタ
用受光素子１２を、前工程（１）で凹凸パターン、回折
格子２４等が刻み込まれたサブマウント２０の端面側
が、半導体ＬＤ素子４の背面光（モニタ光）１４と対向
するよう実装する。
（４）以上により実施の形態１に係る半導体レーザ装置
５０が作成される。(1) First, on the end face of the submount 20,
An uneven pattern or the diffraction grating 24 is formed. (2) Next, the monitor light receiving element 12 is mounted on the submount 20. (3) Subsequently, the semiconductor LD element 4 is mounted on the substrate 2. (4) Finally, the monitor light-receiving element 12 integrated with the submount 20 is provided with the semiconductor LD element 4 on the end face side of the submount 20 in which the concave-convex pattern, the diffraction grating 24 and the like are engraved in the previous step (1). It is mounted so as to face the back light (monitor light) 14. (4) With the above, the semiconductor laser device 50 according to the first embodiment is created.
【００２４】本実施の形態では、基板２上に半導体ＬＤ
素子４を実装した後、その半導体ＬＤ素子４の実装位置
を基準にして同一平面上にモニタ用受光素子１２を設置
する。従って、半導体ＬＤ素子４とモニタ用受光素子１
２との位置合わせの際に発生しがちなずれを少なくで
き、よって位置ずれによる光出力の減少を防ぐことがで
きる。In this embodiment, the semiconductor LD is formed on the substrate 2.
After the element 4 is mounted, the monitor light receiving element 12 is placed on the same plane with the mounting position of the semiconductor LD element 4 as a reference. Therefore, the semiconductor LD element 4 and the monitor light receiving element 1
It is possible to reduce the deviation that tends to occur at the time of alignment with the position 2, so that it is possible to prevent a decrease in optical output due to the positional deviation.
【００２５】実施の形態２．図２は、本発明の実施の形
態２に係る半導体レーザ装置５０の一部破断側面図であ
る。この実施の形態２は、上記の実施の形態１に係る半
導体レーザ装置５０と略同様の構成であり、よって同一
箇所には同一符号を付して説明を略し、異なる部位及び
箇所を中心に説明を進める。Embodiment 2. FIG. 2 is a partially cutaway side view of a semiconductor laser device 50 according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment has substantially the same configuration as that of the semiconductor laser device 50 according to the first embodiment. Therefore, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and different parts and parts are mainly described. Proceed.
【００２６】図２の半導体レーザ装置５０においても、
サブマウント２０の上にモニタ用受光素子１２が接合さ
れている。更に、半導体ＬＤ素子４とモニタ用受光素子
１２とが、実装基板２上に水平に実装され、モニタ用受
光素子１２内で平面状に形成される受光感度層１０に
て、基板２側が感度面になるよう設定されている。然る
に、この実施の形態２では、上記サブマウント２０のモ
ニタ光の入射側端面に、粗面２６が形成される。Also in the semiconductor laser device 50 of FIG.
The monitor light-receiving element 12 is bonded onto the submount 20. Further, the semiconductor LD element 4 and the monitor light receiving element 12 are horizontally mounted on the mounting substrate 2, and the light receiving sensitivity layer 10 formed in a flat shape inside the monitor light receiving element 12 has a sensitivity surface on the substrate 2 side. Is set to. Therefore, in the second embodiment, the rough surface 26 is formed on the end surface of the submount 20 on the monitor light incident side.
【００２７】従って、実施の形態２のモニタ用受光素子
１２では、モニタ光１４がサブマウント２０のモニタ光
１４の入射側端面が粗面２６であるため、散乱され、受
光感度層１０に導かれる。ここで、モニタ用受光素子１
２は、受光感度層１０において、半導体ＬＤの出力を制
御するに足る光量を得られる位置で、半導体ＬＤ素子４
に対して実装されている。Therefore, in the monitor light receiving element 12 of the second embodiment, the monitor light 14 is scattered and guided to the light receiving sensitivity layer 10 because the end surface of the submount 20 on the incident side of the monitor light 14 is the rough surface 26. . Here, the monitor light receiving element 1
Reference numeral 2 denotes a position in the light receiving sensitivity layer 10 where a sufficient amount of light can be obtained to control the output of the semiconductor LD.
Has been implemented for.
【００２８】実施の形態２に係る半導体レーザ装置５０
の概略の製造工程を示す。A semiconductor laser device 50 according to the second embodiment.
The manufacturing process will be outlined.
【００２９】（１）まず、サブマウント２０の端面に、
粗面２６を形成する。
（２）次に、サブマウント２０上に、モニタ用受光素子
１２を実装する。
（３）続いて、基板２上に半導体ＬＤ素子４を実装す
る。
（４）最後に、サブマウント２０と一体となったモニタ
用受光素子１２を、前工程（１）で粗面２６が刻み込ま
れた端面側が、半導体ＬＤ素子４の背面光（モニタ光）
１４と対向するよう実装する。
（５）以上により実施の形態２に係る半導体レーザ装置
５０が作成される。(1) First, on the end face of the submount 20,
The rough surface 26 is formed. (2) Next, the monitor light receiving element 12 is mounted on the submount 20. (3) Subsequently, the semiconductor LD element 4 is mounted on the substrate 2. (4) Finally, in the monitor light-receiving element 12 integrated with the submount 20, the end surface side where the rough surface 26 is engraved in the previous step (1) is the back light (monitor light) of the semiconductor LD element 4.
It is mounted so as to face 14. (5) Through the above steps, the semiconductor laser device 50 according to the second embodiment is created.
【００３０】本実施の形態でも、基板２上に半導体ＬＤ
素子４を実装した後、その半導体ＬＤ素子４の実装位置
を基準にして同一平面上にモニタ用受光素子１２を設置
する。従って、半導体ＬＤ素子４とモニタ用受光素子１
２との位置合わせの際に発生しがちなずれを少なくで
き、よって位置ずれによる光出力の減少を防ぐことがで
きる。Also in this embodiment, the semiconductor LD is formed on the substrate 2.
After the element 4 is mounted, the monitor light receiving element 12 is placed on the same plane with the mounting position of the semiconductor LD element 4 as a reference. Therefore, the semiconductor LD element 4 and the monitor light receiving element 1
It is possible to reduce the deviation that tends to occur at the time of alignment with the position 2, so that it is possible to prevent a decrease in optical output due to the positional deviation.
【００３１】実施の形態３．図３は、本発明の実施の形
態３に係る半導体レーザ装置５０の一部破断側面図であ
る。この実施の形態３も、上記の実施の形態１に係る半
導体レーザ装置５０と略同様の構成であり、よって同一
箇所には同一符号を付して説明を略し、異なる部位及び
箇所を中心に説明を進める。Embodiment 3. FIG. 3 is a partially cutaway side view of a semiconductor laser device 50 according to the third embodiment of the present invention. The third embodiment also has substantially the same configuration as the semiconductor laser device 50 according to the first embodiment. Therefore, the same portions are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and different portions and portions are mainly described. Proceed.
【００３２】図３の半導体レーザ装置５０においても、
サブマウント２０の上にモニタ用受光素子１２が接合さ
れている。更に、半導体ＬＤ素子４とモニタ用受光素子
１２とが、実装基板２上に水平に実装されている。ここ
でも、モニタ用受光素子１２内において平面状に形成さ
れた受光感度層１０において、基板２側が感度面になる
よう設定されている。然るに、この実施の形態３では、
上記サブマウント２０に、屈折率を変化させるドーパン
ドが選択拡張され、屈折率分布層２８が形成される。Also in the semiconductor laser device 50 of FIG.
The monitor light-receiving element 12 is bonded onto the submount 20. Further, the semiconductor LD element 4 and the monitor light receiving element 12 are horizontally mounted on the mounting substrate 2. Also in this case, in the light receiving sensitivity layer 10 formed in a flat shape in the monitor light receiving element 12, the substrate 2 side is set to be the sensitivity surface. Therefore, in the third embodiment,
A dopant for changing the refractive index is selectively expanded on the submount 20 to form a refractive index distribution layer 28.
【００３３】従って、実施の形態３のモニタ用受光素子
１２では、モニタ光１４がサブマウント２０の屈折率分
布層２８において屈折され、受光感度層１０に導かれ
る。ここで、モニタ用受光素子１２は、受光感度層１０
において、半導体ＬＤの出力を制御するに足る光量を得
られる位置で、半導体ＬＤ素子４に対して実装されてい
る。Therefore, in the monitor light receiving element 12 of the third embodiment, the monitor light 14 is refracted in the refractive index distribution layer 28 of the submount 20 and guided to the light receiving sensitivity layer 10. Here, the monitor light receiving element 12 includes the light receiving sensitivity layer 10
In the above, the semiconductor LD element 4 is mounted at a position where a sufficient amount of light can be obtained to control the output of the semiconductor LD.
【００３４】実施の形態３に係る半導体レーザ装置５０
の概略の製造工程を示す。A semiconductor laser device 50 according to the third embodiment.
The manufacturing process will be outlined.
【００３５】（１）まず、サブマウント２０の端面に、
屈折率変化のドーパンドを選択拡張しておく。
（２）次に、サブマウント２０上に、モニタ用受光素子
１２を実装する。
（３）続いて、基板２上に半導体ＬＤ素子４を実装す
る。
（４）最後に、サブマウント２０と一体になったモニタ
用受光素子１２を、前工程（１）で屈折率変化のドーパ
ンドが刻み込まれた端面側が、半導体ＬＤ素子４の背面
光（モニタ光）１４と対向するよう実装する。
（５）以上により実施の形態３に係る半導体レーザ装置
５０が作成される。(1) First, on the end face of the submount 20,
Selectively expand the dopant of the refractive index change. (2) Next, the monitor light receiving element 12 is mounted on the submount 20. (3) Subsequently, the semiconductor LD element 4 is mounted on the substrate 2. (4) Finally, for the monitor light-receiving element 12 integrated with the submount 20, the end face side where the dopant of the refractive index change is engraved in the previous step (1) is the back light (monitor light) of the semiconductor LD element 4. It is mounted so as to face 14. (5) With the above, the semiconductor laser device 50 according to the third embodiment is produced.
【００３６】本実施の形態でも、基板２上に半導体ＬＤ
素子４を実装した後、その半導体ＬＤ素子４の実装位置
を基準にして同一平面上にモニタ用受光素子１２を設置
する。従って、半導体ＬＤ素子４とモニタ用受光素子１
２との位置合わせの際に発生しがちなずれを少なくで
き、よって位置ずれによる光出力の減少を防ぐことがで
きる。Also in this embodiment, the semiconductor LD is formed on the substrate 2.
After the element 4 is mounted, the monitor light receiving element 12 is placed on the same plane with the mounting position of the semiconductor LD element 4 as a reference. Therefore, the semiconductor LD element 4 and the monitor light receiving element 1
It is possible to reduce the deviation that tends to occur at the time of alignment with the position 2, so that it is possible to prevent a decrease in optical output due to the positional deviation.
【００３７】実施の形態４．図４（１）（２）は、本発
明の実施の形態４に係る半導体レーザ装置５０の一部破
断側面図である。この実施の形態４も、上記の実施の形
態１に係る半導体レーザ装置５０と略同様の構成であ
り、よって同一箇所には同一符号を付して説明を略し、
異なる部位及び箇所を中心に説明を進める。Fourth Embodiment 4 (1) and 4 (2) are partially cutaway side views of the semiconductor laser device 50 according to the fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment also has substantially the same configuration as the semiconductor laser device 50 according to the first embodiment, and therefore, the same portions are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
The explanation will focus on different parts and places.
【００３８】図４（１）（２）の半導体レーザ装置５０
でも、サブマウント２０の上にモニタ用受光素子１２が
接合されている。更に、半導体ＬＤ素子４とモニタ用受
光素子１２とが実装基板２に実装される。但し、サブマ
ウント２０は勾配を有している。The semiconductor laser device 50 shown in FIGS. 4A and 4B.
However, the monitor light-receiving element 12 is bonded onto the submount 20. Further, the semiconductor LD element 4 and the monitor light receiving element 12 are mounted on the mounting board 2. However, the submount 20 has a slope.
【００３９】一方、モニタ用受光素子１２内で平面状に
形成される受光感度層１０は、本実施の形態４において
も基板２側が感度面となるように設定されている。On the other hand, the light-sensitivity layer 10 formed in a planar shape in the monitor light-receiving element 12 is set so that the substrate 2 side becomes the sensitivity surface also in the fourth embodiment.
【００４０】従って、実施の形態４のモニタ用受光素子
１２では、モニタ光１４の一部がサブマウント２０のモ
ニタ光１４の入射側端面で屈折され、受光感度層１０に
導かれる。ここで、モニタ用受光素子１２は、受光感度
層１０において、半導体ＬＤの出力を制御するに足る光
量を得られる位置で、半導体ＬＤ素子４に対して実装さ
れている。Therefore, in the monitor light-receiving element 12 of the fourth embodiment, part of the monitor light 14 is refracted at the incident side end surface of the monitor light 14 of the submount 20 and guided to the light-sensitive layer 10. Here, the monitor light receiving element 12 is mounted on the semiconductor LD element 4 at a position in the light receiving sensitivity layer 10 where a sufficient amount of light can be obtained to control the output of the semiconductor LD.
【００４１】実施の形態４に係る半導体レーザ装置５０
の概略の製造工程を示す。A semiconductor laser device 50 according to the fourth embodiment.
The manufacturing process will be outlined.
【００４２】（１）まず、サブマウント２０に斜面を形
成する。
（２）次に、サブマウント２０の斜面上に、モニタ用受
光素子１２を実装する。
（３）続いて、基板２上に半導体ＬＤ素子４を実装す
る。
（４）最後に、サブマウント２０と一体になったモニタ
用受光素子１２を、その端面側が、半導体ＬＤ素子４の
背面光（モニタ光）１４と所定の角度を形成して対向す
るように、実装する。
（５）以上により実施の形態４に係る半導体レーザ装置
５０が作成される。(1) First, a slope is formed on the submount 20. (2) Next, the monitor light-receiving element 12 is mounted on the slope of the submount 20. (3) Subsequently, the semiconductor LD element 4 is mounted on the substrate 2. (4) Finally, the monitor light-receiving element 12 integrated with the submount 20 is arranged so that its end face side faces the back light (monitor light) 14 of the semiconductor LD element 4 at a predetermined angle. Implement. (5) With the above, the semiconductor laser device 50 according to the fourth embodiment is produced.
【００４３】本実施の形態でも、基板２上に半導体ＬＤ
素子４を実装した後、その半導体ＬＤ素子４の実装位置
を基準にして同一平面上にモニタ用受光素子１２を設置
する。従って、半導体ＬＤ素子４とモニタ用受光素子１
２との位置合わせの際に発生しがちなずれを少なくで
き、よって位置ずれによる光出力の減少を防ぐことがで
きる。Also in this embodiment, the semiconductor LD is formed on the substrate 2.
After the element 4 is mounted, the monitor light receiving element 12 is placed on the same plane with the mounting position of the semiconductor LD element 4 as a reference. Therefore, the semiconductor LD element 4 and the monitor light receiving element 1
It is possible to reduce the deviation that tends to occur at the time of alignment with the position 2, so that it is possible to prevent a decrease in optical output due to the positional deviation.
【００４４】また、本実施の形態に係る半導体レーザ装
置５０によれば、モニタ用受光素子１２及びサブマウン
ト２０の基材端面からの反射戻り光３０は、入射光（モ
ニタ光１４）と方向が異なるため、再び、反射戻り光３
０が半導体ＬＤ素子４に入ることを抑制でき、安定した
レーザ光出力を得ることができる。Further, according to the semiconductor laser device 50 of the present embodiment, the reflected return light 30 from the end face of the substrate of the light receiving element 12 for monitoring and the submount 20 has the direction of the incident light (monitor light 14). Because it is different, the reflected return light 3 again
0 can be suppressed from entering the semiconductor LD element 4, and a stable laser light output can be obtained.
【００４５】実施の形態５．図５は、本発明の実施の形
態５に係る半導体レーザ装置５０の一部破断側面図であ
る。この実施の形態５も、上記の実施の形態１に係る半
導体レーザ装置５０と略同様の構成であり、よって同一
箇所には同一符号を付して説明を略し、異なる部位及び
箇所を中心に説明を進める。Embodiment 5. FIG. 5 is a partially cutaway side view of a semiconductor laser device 50 according to the fifth embodiment of the present invention. The fifth embodiment also has substantially the same configuration as that of the semiconductor laser device 50 according to the first embodiment. Therefore, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and different parts and parts are mainly described. Proceed.
【００４６】図５の半導体レーザ装置５０でも、サブマ
ウント２０の上にモニタ用受光素子１２が接合されてい
る。更に、半導体ＬＤ素子４とモニタ用受光素子１２と
が実装基板２に実装される。但し、基板２は表面に大き
さの異なる２対のＡｕバンプ３２を有しており、モニタ
用受光素子１２及びサブマウント２０はそれらＡｕバン
プ３２上に基板２に対して傾斜して搭載される。Also in the semiconductor laser device 50 of FIG. 5, the monitor light-receiving element 12 is bonded onto the submount 20. Further, the semiconductor LD element 4 and the monitor light receiving element 12 are mounted on the mounting board 2. However, the substrate 2 has two pairs of Au bumps 32 having different sizes on the surface thereof, and the monitor light-receiving element 12 and the submount 20 are mounted on the Au bumps 32 with an inclination with respect to the substrate 2. .
【００４７】一方、モニタ用受光素子１２内で平面状に
形成される受光感度層１０は、本実施の形態５において
も基板２側が感度面となるように設定されている。On the other hand, the light receiving sensitivity layer 10 formed in a flat shape in the monitor light receiving element 12 is set so that the substrate 2 side becomes the sensitivity surface also in the fifth embodiment.
【００４８】従って、実施の形態５のモニタ用受光素子
１２においても、実施の形態４と同様、モニタ光１４
が、サブマウント２０のモニタ光の入射側端面で屈折さ
れ、受光感度層１０に導かれる。ここで、モニタ用受光
素子１２は、受光感度層１０において、半導体ＬＤの出
力を制御するに足る光量を得られる位置で、半導体ＬＤ
素子４に対して実装されている。Therefore, also in the monitor light-receiving element 12 of the fifth embodiment, the monitor light 14 is the same as in the fourth embodiment.
Is refracted by the end face of the submount 20 on the incident side of the monitor light, and is guided to the light receiving sensitivity layer 10. Here, the monitor light-receiving element 12 has the semiconductor LD at a position in the light-sensitivity layer 10 where a sufficient amount of light can be obtained to control the output of the semiconductor LD.
It is mounted on the element 4.
【００４９】実施の形態５に係る半導体レーザ装置５０
の概略の製造工程を示す。A semiconductor laser device 50 according to the fifth embodiment.
The manufacturing process will be outlined.
【００５０】（１）まず、基板２上に半導体ＬＤ素子４
を実装する。
（２）次に、サブマウント２０上に、モニタ用受光素子
１２を実装する。
（３）続いて、基板２上にて、モニタ用受光素子１２と
一体となったサブマウント２０の実装位置にあたる箇所
に大きさの異なる２対のＡｕバンプ３２を形成する。
（４）最後に、サブマウント２０と一体となったモニタ
用受光素子１２を、前工程（３）で形成されたＡｕバン
プ３２上に実装する。半導体ＬＤ素子４に近い方のＡｕ
バンプ３２の対は小さく遠い方の対は大きく形成されて
いるため、モニタ用受光素子１２は基板２に対して傾斜
して実装される。
（５）以上により実施の形態５に係る半導体レーザ装置
５０が作成される。(1) First, the semiconductor LD element 4 is formed on the substrate 2.
Implement. (2) Next, the monitor light receiving element 12 is mounted on the submount 20. (3) Subsequently, two pairs of Au bumps 32 having different sizes are formed on the substrate 2 at the mounting position of the submount 20 integrated with the monitor light receiving element 12. (4) Finally, the monitor light-receiving element 12 integrated with the submount 20 is mounted on the Au bump 32 formed in the previous step (3). Au closer to the semiconductor LD element 4
Since the pair of bumps 32 is small and the pair on the far side is large, the monitor light-receiving element 12 is mounted to be inclined with respect to the substrate 2. (5) With the above, the semiconductor laser device 50 according to the fifth embodiment is manufactured.
【００５１】上記の製造工程において、対となるＡｕバ
ンプ３２の大きさを制御することにより、半導体ＬＤ素
子４に対するモニタ用受光素子１２の位置を制御するこ
とができる。In the above manufacturing process, the position of the monitor light receiving element 12 with respect to the semiconductor LD element 4 can be controlled by controlling the size of the paired Au bump 32.
【００５２】本実施の形態でも、基板２上に半導体ＬＤ
素子４を実装した後、その半導体ＬＤ素子４の実装位置
を基準にして同一平面上にモニタ用受光素子１２を設置
する。従って、半導体ＬＤ素子４とモニタ用受光素子１
２との位置合わせの際に発生しがちなずれを少なくで
き、よって位置ずれによる光出力の減少を防ぐことがで
きる。Also in this embodiment, the semiconductor LD is formed on the substrate 2.
After the element 4 is mounted, the monitor light receiving element 12 is placed on the same plane with the mounting position of the semiconductor LD element 4 as a reference. Therefore, the semiconductor LD element 4 and the monitor light receiving element 1
It is possible to reduce the deviation that tends to occur at the time of alignment with the position 2, so that it is possible to prevent a decrease in optical output due to the positional deviation.
【００５３】また、本実施の形態に係る半導体レーザ装
置５０においても、モニタ用受光素子１２及びサブマウ
ント２０の基材端面からの反射戻り光３０は、入射光
（モニタ光１４）と方向が異なるため、再び、反射戻り
光３０が半導体ＬＤ素子４に入ることを抑制でき、安定
したレーザ光出力を得ることができる。Also in the semiconductor laser device 50 according to the present embodiment, the reflected return light 30 from the end face of the substrate of the light receiving element 12 for monitoring and the submount 20 is different in direction from the incident light (monitor light 14). Therefore, the reflected return light 30 can be prevented from entering the semiconductor LD element 4 again, and a stable laser light output can be obtained.
【００５４】実施の形態６．図６は、本発明の実施の形
態６に係る半導体レーザ装置５０の一部破断側面図であ
る。この実施の形態６も、上記の実施の形態１に係る半
導体レーザ装置５０と略同様の構成であり、よって同一
箇所には同一符号を付して説明を略し、異なる部位及び
箇所を中心に説明を進める。Sixth Embodiment FIG. 6 is a partially cutaway side view of a semiconductor laser device 50 according to the sixth embodiment of the present invention. The sixth embodiment also has substantially the same configuration as the semiconductor laser device 50 according to the first embodiment. Therefore, the same portions are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and different portions and portions will be mainly described. Proceed.
【００５５】図６の半導体レーザ装置５０でも、実施の
形態１と同様に、サブマウント２０の上にモニタ用受光
素子１２が接合されている。更に、半導体ＬＤ素子４と
モニタ用受光素子１２とが、実装基板２上に水平に実装
され、モニタ用受光素子１２内で平面状に形成される受
光感度層１０にて、基板２側が感度面となるよう設定さ
れている。然も、この実施の形態６では、上記のサブマ
ウント２０に関して、背面光（モニタ光）１４の入射側
端面にＡＲコート（反射防止膜）３４が、その反対側の
端面にＨＲコート（高反射膜）３６が施される。In the semiconductor laser device 50 of FIG. 6 as well, as in the first embodiment, the monitor light-receiving element 12 is bonded onto the submount 20. Further, the semiconductor LD element 4 and the monitor light receiving element 12 are horizontally mounted on the mounting substrate 2, and the light receiving sensitivity layer 10 formed in a flat shape inside the monitor light receiving element 12 has a sensitivity surface on the substrate 2 side. Is set to be In the sixth embodiment, of course, in the submount 20 described above, the AR coating (antireflection film) 34 is provided on the end surface on the incident side of the back light (monitor light) 14 and the HR coating (high reflection is provided on the opposite end surface). Membrane) 36 is applied.
【００５６】従って、実施の形態６のモニタ用受光素子
１２では、サブマウント２０に入射したモニタ光１４が
サブマウント２０内に閉じ込められ、受光感度層１０に
効率よく取り込まれる。ここで、モニタ用受光素子１２
は、受光感度層１０に導かれる光量が、半導体ＬＤの出
力を制御するために十分な範囲内になるよう、半導体Ｌ
Ｄ素子４に対し、実装されている。Therefore, in the monitor light receiving element 12 of the sixth embodiment, the monitor light 14 incident on the submount 20 is confined in the submount 20 and efficiently taken into the light receiving sensitivity layer 10. Here, the monitor light-receiving element 12
Is the semiconductor L so that the amount of light guided to the light receiving sensitivity layer 10 is within a range sufficient to control the output of the semiconductor LD.
It is mounted on the D element 4.
【００５７】実施の形態６に係る半導体レーザ装置５０
の概略の製造工程を示す。A semiconductor laser device 50 according to the sixth embodiment.
The manufacturing process will be outlined.
【００５８】（１）まず、サブマウント２０の向かい合
う２つの端面に、夫々ＡＲコート３４およびＨＲコート
３６を形成しておく。
（２）次に、サブマウント２０上にモニタ用受光素子１
２を実装する。
（３）続いて、基板２上に半導体ＬＤ素子４を実装す
る。
（４）最後に、サブマウント２０と一体になったモニタ
用受光素子１２を、前工程（１）でＡＲコート３４が施
された端面側が、半導体ＬＤ素子４の背面光（モニタ
光）１４と対向するよう実装する。
（５）以上により実施の形態６に係る半導体レーザ装置
５０が作成される。(1) First, the AR coat 34 and the HR coat 36 are formed on the two opposite end faces of the submount 20, respectively. (2) Next, the monitor light receiving element 1 is mounted on the submount 20.
Implement 2. (3) Subsequently, the semiconductor LD element 4 is mounted on the substrate 2. (4) Finally, the monitor light-receiving element 12 integrated with the submount 20 has the rear surface light (monitor light) 14 of the semiconductor LD element 4 on the end face side where the AR coat 34 is applied in the previous step (1). Implement so that they face each other. (5) With the above, the semiconductor laser device 50 according to the sixth embodiment is produced.
【００５９】本実施の形態でも、基板２上に半導体ＬＤ
素子４を実装した後、その半導体ＬＤ素子４の実装位置
を基準にして同一平面上にモニタ用受光素子１２を設置
する。従って、半導体ＬＤ素子４とモニタ用受光素子１
２との位置合わせの際に発生しがちなずれを少なくで
き、よって位置ずれによる光出力の減少を防ぐことがで
きる。Also in this embodiment, the semiconductor LD is formed on the substrate 2.
After the element 4 is mounted, the monitor light receiving element 12 is placed on the same plane with the mounting position of the semiconductor LD element 4 as a reference. Therefore, the semiconductor LD element 4 and the monitor light receiving element 1
It is possible to reduce the deviation that tends to occur at the time of alignment with the position 2, so that it is possible to prevent a decrease in optical output due to the positional deviation.
【００６０】[0060]
【発明の効果】以上により、本発明によれば、光出力モ
ニタ用受光素子の実装に際し、組立工数の削減により、
実装に伴うコストを大幅に低減することができる。特
に、本発明に係る請求項５の光モジュールによれば、モ
ニタ用受光素子の基材端面からの反射戻り光が半導体Ｌ
Ｄに入ることも抑制でき、安定したレーザ光出力を得る
ことができる。As described above, according to the present invention, the number of assembling steps can be reduced when mounting the light receiving element for the optical output monitor.
It is possible to significantly reduce the cost associated with mounting. In particular, according to the optical module of claim 5 of the present invention, the reflected return light from the end face of the base material of the monitor light-receiving element is the semiconductor L
It is also possible to suppress entry into D and obtain a stable laser light output.
【図１】 本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ装
置の一部破断側面図である。FIG. 1 is a partially cutaway side view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の実施の形態２に係る半導体レーザ装
置の一部破断側面図である。FIG. 2 is a partially cutaway side view of a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.
【図３】 本発明の実施の形態３に係る半導体レーザ装
置の一部破断側面図である。FIG. 3 is a partially cutaway side view of a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の実施の形態４に係る半導体レーザ装
置の一部破断側面図である。FIG. 4 is a partially cutaway side view of a semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の実施の形態５に係る半導体レーザ装
置の一部破断側面図である。FIG. 5 is a partially cutaway side view of a semiconductor laser device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の実施の形態６に係る半導体レーザ装
置の一部破断側面図である。FIG. 6 is a partially cutaway side view of a semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図７】 従来技術に係る半導体レーザ装置の一つの例
の（１）斜視図、及び（２）一部破断側面図である。FIG. 7 is (1) a perspective view and (2) a partially cutaway side view of an example of a semiconductor laser device according to a conventional technique.
【図８】 従来技術に係る半導体レーザ装置の別の例の
一部破断側面図である。FIG. 8 is a partially cutaway side view of another example of the semiconductor laser device according to the related art.
２ 基板、 ４ 半導体レーザダイオード素子、 ６
半導体レーザダイオード素子活性層、 ８ モニタ用受
光素子基材、 １０ モニタ用受光素子受光感度層、
１２ モニタ用受光素子、 １４ モニタ光、 １６
レーザ出力光、２０ サブマウント、 ２４ 回折格
子、 ２６ 粗面、 ２８ 屈折率分布層、 ３０ 反
射戻り光、 ３２ Ａｕバンプ、 ３４ 反射防止膜
（ＡＲコート）、 ３６ 高反射膜（ＨＲコート）、
５０ 半導体レーザ装置、 １０２半導体ＬＤサブキャ
リア、 １０４ モニタ用受光素子のサブマウント、
１０６ レンズ。2 substrate, 4 semiconductor laser diode element, 6
Semiconductor laser diode element active layer, 8 monitor light receiving element base material, 10 monitor light receiving element light receiving sensitivity layer,
12 light receiving element for monitor, 14 monitor light, 16
Laser output light, 20 submount, 24 diffraction grating, 26 rough surface, 28 refractive index distribution layer, 30 reflected return light, 32 Au bump, 34 antireflection film (AR coat), 36 high reflection film (HR coat),
50 semiconductor laser device, 102 semiconductor LD subcarrier, 104 monitor light receiving element submount,
106 lens.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 清秀 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 井沢 浩 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 武本 彰 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 八田 竜夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F073 AB27 AB28 BA02 FA02 FA23 5F088 AA01 BA01 BA16 BB01 EA09 EA11 GA07 HA01 HA09 JA03 JA11 5F089 AA01 AC19 AC20 CA15 CA20 EA01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kiyohide Sakai 2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Izawa 2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Akira Takemoto 2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuo Hatta 2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Ryo Electric Co., Ltd. F term (reference) 5F073 AB27 AB28 BA02 FA02 FA23 5F088 AA01 BA01 BA16 BB01 EA09 EA11 GA07 HA01 HA09 JA03 JA11 5F089 AA01 AC19 AC20 CA15 CA20 EA01
Claims (6)
を備える光モジュールにおいて、 受光感度層が基材側に感度を持つ光出力モニタ用受光素
子を、モニタ光の波長を透過する材質で形成されたサブ
マウント部材の上に接合、上記発光素子とサブマウント
に接合された上記光出力モニタ用受光素子を実装基板上
に水平に実装することを特徴とした光モジュール。1. An optical module comprising a light emitting element and a light output monitoring light receiving element thereof, wherein the light receiving sensitivity layer is made of a material that transmits the wavelength of the monitor light, the light output monitoring light receiving element having sensitivity on the base material side. An optical module, wherein the light emitting element and the light receiving element for optical output monitoring joined to the submount are mounted horizontally on a mounting substrate.
光の入射側基材端面に回折格子、又は凹凸パターンを備
えるプリズム等の光学素子が形成されていることを特徴
とした、請求項１に記載の光モジュール。2. The submount member according to claim 1, wherein an optical element such as a prism having a diffraction grating or a concavo-convex pattern is formed on the end surface of the substrate on the monitor light incident side. Optical module.
光の入射側基材端面が粗面であることを特徴とした、請
求項１に記載の光モジュール。3. The optical module according to claim 1, wherein in the submount member, the end surface of the substrate on which the monitor light is incident is a rough surface.
変化させるドーパンドが注入されていることを特徴とし
た、請求項１に記載の光モジュール。4. The optical module according to claim 1, wherein a dopant for changing a refractive index is injected into the submount member.
ニタ用受光素子を搭載する面が、上記基板に対して、勾
配を有することを特徴とする、請求項１に記載の光モジ
ュール。5. The optical module according to claim 1, wherein a surface of the submount member on which the monitor light receiving element is mounted has a slope with respect to the substrate.
光の入射側基材端面に反射防止膜（ＡＲコート）が施さ
れ、その反対側に高反射膜（ＨＲコート）が施されてい
ることを特徴とする、請求項１に記載の光モジュール。6. In the submount member, an antireflection film (AR coat) is applied to an end face of a substrate on which monitor light is incident, and a high reflection film (HR coat) is applied to the opposite side. The optical module according to claim 1, wherein
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005072130A (en) * | 2003-08-21 | 2005-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser device |
| JP2013122410A (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Mitsubishi Electric Corp | Light emitting/receiving unit and color estimating device |
| JP2015529965A (en) * | 2012-06-08 | 2015-10-08 | ホーヤ コーポレイション ユーエスエイＨｏｙａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｕｓａ | Submount |
-
2002
- 2002-01-11 JP JP2002004343A patent/JP2003209279A/en active Pending
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| JP2013122410A (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Mitsubishi Electric Corp | Light emitting/receiving unit and color estimating device |
| JP2015529965A (en) * | 2012-06-08 | 2015-10-08 | ホーヤ コーポレイション ユーエスエイＨｏｙａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｕｓａ | Submount |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080520 |
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