JP2003243777A - アレイ型半導体レーザ装置及び半導体レーザモジュール - Google Patents
アレイ型半導体レーザ装置及び半導体レーザモジュールInfo
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Abstract
レーザ素子間のクロストークを防止する。 【解決手段】 単一の半導体基板に複数の半導体レーザ
素子を並設した半導体レーザ装置において、前記半導体
レーザ素子間の分離領域にシールド部を形成する。ま
た、半導体レーザモジュールにおいて、この半導体レー
ザ装置と、この半導体レーザ装置に光結合する光ファイ
バとを基板に取り付け、ケースに収納する。上述した本
発明によれば、シールド部を設けることによって、半導
体レーザの動作時に隣接する半導体レーザ素子間のクロ
ストークを防止して、半導体レーザ装置の特性悪化を防
止することができる。またモジュールでは、アレイ型の
半導体レーザ装置を用いることによって基板実装が容易
であり、かつ隣接する半導体レーザ素子間のクロストー
クも生じないので、モジュールの信頼性を向上させるこ
とができる。
Description
ーザ装置及びこれを搭載した半導体レーザモジュールに
関し、特に、アレイ型半導体レーザ装置のクロストーク
の防止に適用して有効な技術に関するものである。
活性層中にて励起状態の電子と正孔とが放射再結合する
誘導放射を整然と起こすことにより、振動数や位相が揃
ったコヒーレントな光が得られるため、直進性や干渉性
が高く、情報処理或いは光通信等の広い分野で用いられ
ている。
ィックは急激な増加を続けており、こうしたトラフィッ
クの増加に対応するために、情報通信網のバックボーン
となる光通信網にはより多くの情報を処理するために高
速化が求められている。このため、10Gbps以上の
高速大容量光伝送には、波長の異なる複数の光信号を多
重化して1本の光ファイバに伝送する波長分割多重通信
(WDM:WavelengthDivision Multiplexing)技術が一
般的となってきている。
波器によって多重化するが、合波される複数の光信号
は、夫々が独立したチャネルと呼ばれる信号系であり、
伝送装置ではチャネルの数と同数の半導体レーザ素子が
必要となる。チャネル毎に個別の半導体レーザ素子を搭
載する場合には夫々の素子について光学系の調整等を行
なわなければならず煩雑であるため、複数の半導体レー
ザ素子を一体としたアレイ型の半導体レーザ装置が用い
られている。この半導体レーザ装置では、図1に示すよ
うに、InP等を用いたn型半導体基板1に、InAl
As等を用いたn型クラッド層2、InGaAlAs等
を用いた活性層3、InAlAs/InP等を用いたp
型クラッド層4、酸化珪素と窒化珪素とを積層した絶縁
膜5を順次積層した層構造となっており、この層構造を
分離領域に形成された溝6によって分離して4チャネル
の半導体レーザ素子が設けられている。
なる領域の両側のクラッド層4に溝を形成したリッジ構
造となっており、リッジ部では絶縁膜5を除去してクラ
ッド層4上にInGaAs等を用いたp型キャップ層7
を形成し、このキャップ層7及び絶縁膜5上に金を主体
としてTi,Pt等を積層させて活性層に電圧を印加す
るアノード電極8が形成され、半導体基板1裏面にも同
様に半導体基板1と導通するカソード電極9が形成され
ている。
たアレイ型の半導体レーザ装置では、複数の半導体レー
ザ素子が同一の半導体基板に形成されているため、半導
体レーザの動作時には電気的、熱的、光学的なクロスト
ークが発生し、隣接する半導体レーザ素子に悪影響を及
ぼすことがある。即ち、10Gbps等の高周波動作時
に電気的な或いは電磁気的な漏れが発生し、隣接する半
導体レーザ素子に信号の一部を誘発させてしまう。これ
がノイズとなり特性悪化の原因となる。
アレイ型の半導体レーザ装置について半導体レーザ素子
間のクロストークを防止する技術を提供することにあ
る。本発明の前記ならびにその他の課題と新規な特徴
は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになる
であろう。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。単一の半導体基板に複数の半導体
レーザ素子を並設した半導体レーザ装置において、前記
半導体レーザ素子間の分離領域にシールド部を形成す
る。また、半導体レーザモジュールにおいて、この半導
体レーザ装置と、この半導体レーザ装置に光結合する光
ファイバとを基板に取り付け、ケースに収納する。
ーザ素子が並設された半導体レーザ装置の分離領域にシ
ールド部を設けることによって、半導体レーザの動作時
に隣接する半導体レーザ素子間のクロストークを防止し
て、半導体レーザ装置の特性悪化を防止することができ
る。またモジュールでは、アレイ型の半導体レーザ装置
を用いることによって基板実装が容易であり、かつ隣接
する半導体レーザ素子間のクロストークも生じないの
で、モジュールの信頼性を向上させることができる。
お、実施の形態を説明するための全図において、同一機
能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明
は省略する。
一実施となる半導体レーザ装置を示す斜視図であり、図
3は図2中のa‐a線に沿った部分拡大縦断面図であ
り、図4は図2中のb‐b線に沿った部分拡大縦断面図
である。
P等を用いたn型半導体基板1に、InAlAs等を用
いたn型クラッド層2、InGaAlAs等を用いた活
性層3、InAlAs/InP等を用いたp型クラッド
層4、酸化珪素と窒化珪素とを積層した絶縁膜5を順次
積層した層構造となっており、この層構造を分離領域に
形成された溝6によって電気的に分離して、ここでは4
チャネルの半導体レーザ素子が単一の半導体基板に並設
されている。
なる領域の両側のクラッド層4に溝を形成したリッジ構
造となっており、リッジ部では絶縁膜5を除去してクラ
ッド層4上にInGaAs等を用いたp型キャップ層7
を形成し、このキャップ層7及び絶縁膜5上に金を主体
としてTi,Pt等を積層させて活性層に電圧を印加す
るアノード電極8が形成され、半導体基板1裏面にも同
様に半導体基板1と導通するカソード電極9が形成され
ている。
6の形成された分離領域にシールド部10が設けられて
いる。このシールド部は、溝6に形成された電極10a
と電極10に対向させて反対面に設けた電極10bと所
定間隔で複数設けられ夫々の対向する電極10a,10
bを導通させるビアホール10cとからなっている。
続して電位を固定することにより、半導体レーザの動作
時に隣接する半導体レーザ素子間のクロストークを防止
することができる。このため、10Gbps等の高周波
動作時であっても、電気的な或いは電磁気的な漏れを防
止し、隣接する半導体レーザ素子にノイズを発生させる
ことがないので、半導体レーザ装置の特性悪化を防止す
ることができる。
レーザ装置を基板に取り付けた状態を示す平面図であ
り、図6は図5中のa‐a線に沿った縦断面図である。
シリコン等を用いた基板11と半導体レーザ装置12と
は、基板11の接地配線11aに半導体レーザ装置12
のアノード電極8を接着導通させるフェイスダウン実装
が行なわれ、例えば半導体レーザ装置12上に形成され
たマーカと基板11上に形成されたマーカとを検出調整
し、所定の位置に取り付けられる。
装置12を用いることによって半導体レーザ装置12と
基板11との位置合わせは一度で済ますことができる
が、チャネル数の個別の半導体レーザ素子を取り付ける
場合には取り付ける半導体レーザ素子を個別に位置合わ
せしなければならない。
イオード13を取り付ける。フォトダイオード13につ
いて、図中では個別のフォトダイオードがチャネル毎に
取り付けられているが、このフォトダイオードをアレイ
化することも可能である。
ド13は、基板11に蒸着させてある金錫合金等のハン
ダ材をリフローにより溶融させて、基板11と接続・固
定した後に、カソード電極9と基板11に形成された所
定の配線とをボンディングワイヤ等によって接続する。
同様にフォトダイオード13の電極と所定の配線ともボ
ンディングワイヤ等によって接続する。また、必要に応
じて、半導体レーザ装置12のシールド部10と導通さ
せたシールド電極16とも接地電位へボンディングワイ
ヤ等によって接続する。
光ファイバ15を取り付けて各半導体レーザ素子の発光
中心と光ファイバ15の光軸とを一致させる光結合調整
を行ない、接着剤を溝14に塗布し、紫外線照射や加熱
等の硬化手段を用いて接着剤を硬化させて光ファイバ1
5を基板11に固定する。
12及び光ファイバ15の接続された基板11をケース
等に固定し、駆動用IC等と一緒にふた付けされる。
の半導体レーザ装置を用いることによって半導体レーザ
装置の基板実装が容易であり、かつ隣接する半導体レー
ザ素子間のクロストークも生じないので、半導体レーザ
装置の特性悪化を防止し、モジュールの信頼性を向上さ
せることができる。
具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは勿論である。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。 (1)本発明によれば、複数の半導体レーザ素子が並設
された半導体レーザ装置の分離領域にシールド部を設け
ることによって、半導体レーザの動作時に隣接する半導
体レーザ素子間のクロストークを防止することができる
という効果がある。 (2)本発明によれば、上記効果(1)により、高周波
動作時であっても、電気的な或いは電磁気的な漏れを防
止することができるという効果がある。 (3)本発明によれば、上記効果(2)により、隣接す
る半導体レーザ素子にノイズを発生させることがないと
いう効果がある。 (4)本発明によれば、上記効果(3)により、半導体
レーザ装置の特性悪化を防止することができるという効
果がある。 (5)本発明によれば、上記効果(4)により、モジュ
ールの信頼性を向上させることができるという効果があ
る。
である。
ーザ装置を示す斜視図である。
ある。
ある。
の実装された基板を示す平面図である。
ラッド層、5…絶縁膜、6…溝、7…キャップ層、8…
アノード電極、9…カソード電極、10…シールド部、
10a,10b…電極、10c…ビアホール、11…基
板、12…半導体レーザ装置、13…フォトダイオー
ド、14…溝、15…光ファイバ、16…シールド電
極。
Claims (4)
- 【請求項1】 単一の半導体基板に複数の半導体レーザ
素子を並設したアレイ型半導体レーザ装置において、 前記半導体レーザ素子間の分離領域にシールド部を形成
することを特徴とするアレイ型半導体レーザ装置。 - 【請求項2】 前記シールド部を接地電位に接続するこ
とを特徴とする請求項1に記載のアレイ型半導体レーザ
装置。 - 【請求項3】 前記シールド部が半導体基板の両面に夫
々対向して形成された電極と所定間隔で複数設けられ前
記夫々の電極を導通させるビアホールとからなることを
特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアレイ型半導
体レーザ装置。 - 【請求項4】 半導体レーザ装置と、この半導体レーザ
装置に光結合する光ファイバとを基板に取り付け、ケー
スに収納した半導体レーザモジュールにおいて、 単一の半導体基板に複数の半導体レーザ素子を並設し、
半導体レーザ素子間の分離領域にシールド部を形成した
半導体レーザ装置を搭載することを特徴とする半導体レ
ーザモジュール。
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- 2002-02-20 JP JP2002043442A patent/JP4076062B2/ja not_active Expired - Fee Related
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