JP2003249713A - レーザ装置 - Google Patents

レーザ装置

Info

Publication number
JP2003249713A
JP2003249713A JP2003000011A JP2003000011A JP2003249713A JP 2003249713 A JP2003249713 A JP 2003249713A JP 2003000011 A JP2003000011 A JP 2003000011A JP 2003000011 A JP2003000011 A JP 2003000011A JP 2003249713 A JP2003249713 A JP 2003249713A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diode
laser
laser diode
laser device
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003000011A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3835608B2 (ja
Inventor
Martin Weigert
ヴェイゲルト，マーティン
Gunther Steinle
シュタインレ，グンター
Hans-Dietrich Wolf
ディートリヒ ウォルフ，ハンス
Hans-Ludwig Althaus
ルートヴィヒ アルタウス，ハンス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of JP2003249713A publication Critical patent/JP2003249713A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3835608B2 publication Critical patent/JP3835608B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/02218—Material of the housings; Filling of the housings
    • H01S5/02234—Resin-filled housings; the housings being made of resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1015—Shape
    • H01L2924/10155—Shape being other than a cuboid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02253—Out-coupling of light using lenses
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
    • H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】レーザ装置の容積が増加することなく、レーザ
装置の簡易な構成を提供する。 【解決手段】光学システムに放射されている光のための
出口面を有する光学共振器１５を有するレーザダイオー
ド１と、レーザダイオードの光量を測定するための光検
出面を有するモニタダイオード２とを備えたレーザ装置
において、モニタダイオード２の光検出面は、共振器の
光出口面とは反対の面で、光を照射したりもするレーザ
ダイオード１の裏面１１に光学的にカップリングされて
いる。この設計は、レーザ装置のスペースをとらないＳ
ＭＤレイアウトを許容する。

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、光学システムに光を照射するための光学共振
器を有するレーザダイオードと、レーザダイオードの光
の量を測定するための光検出面を有するモニタダイオー
ドとを備えたレーザ装置に関するものである。
【０００１】従来、レーザ装置には、レーザダイオード
およびモニタダイオードが備えられている。モニタダイ
オードは、レーザダイオードの生成光の少なくとも一部
を検出し、これによって、例えば、レーザダイオードを
所定の動作条件にロックしたり、安全機能を実行したり
（特に、過剰な放射パワーの生じた場合）、レーザダイ
オードの経年劣化を検出して調整を可能とするようにな
っている。
【０００２】このような従来のレーザ装置が、図３に示
されている。モニタダイオードは、この図では、シリコ
ンチップ２’に組み込まれており、ベース基板３’に直
接取り付けられたフォトダイオード２’である。
【０００３】検知されたレーザ光５１’に関連する信号
測定を評価することができるように、モニタダイオード
２’は、ワイヤ８’をボンディングすることにより、そ
の装置の端子ピンに接続されている。垂直放射レーザダ
イオード１’は、モニタダイオード２’に固定するため
に、半田付けされ、レーザダイオード１’はまた、ワイ
ヤ’をボンディングすることで、レーザ装置の端子ピン
９’に半田付けされる。
【０００４】レーザダイオード１’により放射された光
５’は、例えば、レーザ装置の窓４’あるいはレンズシ
ステム４’を通過して、光学システムに入射する。この
レンズシステム４’は、例えば、光ファイバや光学シス
テムのその他の光学的あるいは光電的な要素に接続され
る。レーザダイオード１’により放射された光１’の一
部５１’は、窓４’あるいはレンズシステム４’から反
射したり、逆散乱したりして、モニタダイオード２’へ
送られる。しかしながら、放射光５’の大部分は、例え
ば、光ファイバ等の光学システムに結合する。このビー
ムパスとの衝突を防止し、（例えば、湿気や機械的スト
レスに対して）構成部材を保護するために、レーザ装置
は、密封してシールされたパッケージ３１’を有してい
る。
【０００５】この従来技術に基づいて、本発明の目的
は、レーザ装置の容積が増加することなく、レーザ装置
の簡易な構成を提供することにある。
【０００６】この目的は、本発明によれば、請求項１の
特徴を有するレーザ装置によって達成される。本発明の
改良した点については、従属クレームにおいて明らかに
されている。
【０００７】よって、モニタダイオードの光検出面は、
レーザダイオードの一方の側に光学的に結合される。光
学的カップリングは、モニタダイオード内のレーザダイ
オードにより生成された光と測定された光との間におけ
る、光のアクティブな関係を許容する。特に、レーザダ
イオードの光学的特徴の変化に加えて、モニタダイオー
ドやさらに組み込まれた構成部材が、例えば、温度等の
更なるパラメータを検出するために使用されてもよい。
【０００８】レーザダイオードは、レーザ光を受光する
光学システムとモニタダイオードとの間に配置されるた
め、モニタダイオードの光検出面は、光学システム（ｓ
ｉｃ）を配置された共振器の出口面から他の面におい
て、レーザダイオードの裏面に光学的に結合される。モ
ニタダイオードに光学的に結合するために、特に光学シ
ステムに照射される、例えば、ほんのわずかの光とアク
ティブな関係を有するレーザダイオードの裏面も光を照
射する。
【０００９】本発明のレーザ装置は、少なくとも、光学
共振器を有する１つのレーザダイオードと、レーザダイ
オードの光量を測定するための光学的にアクティブな面
を有するモニタダイオードとを備えている。上記共振器
は、例えば、その構成によれば、本質的に反射的に動作
するが、透過することや、光の一部を吸収することも可
能な、いわゆるブラッグ共振器を備えている。レーザダ
イオードの出口面からの光の一部の抽出は、モニタダイ
オードによって検出するために、必要ではない。
【００１０】本発明の有利な構成は、レーザダイオード
の裏面が、直接的にモニタダイオードに隣接しているこ
とである。直接的な近接は、まっすぐなアセンブリ、お
よびレーザダイオードモニタダイオードとからなるユニ
ットの組立て部品でさえ許容する。上記構成の一つの選
択肢としては、最も単純な場合で透明な樹脂である光学
システムは、レーザダイオードの裏面とモニタダイオー
ドとの間に配置される。もし、レーザダイオードとモニ
タダイオードとの間の光学タイプ以外のカップリングが
減らされる予定であれば、これは有利になるかもしれな
い。これらの他のカップリングは、例えば、モニタダイ
オードによって送られた測定信号を変造させることがで
きる熱的あるいは電気的なカップリングである。
【００１１】レーザダイオードとモニタダイオードとの
光学的な関係を改良するためには、さらに有利な構成に
おいて、レーザダイオードは光学反射器を有している。
モニタダイオードに光学的に結合するためのレーザダイ
オードの裏面に配置されたこの反射器は、該反射器がモ
ニタダイオードによって検出されるレーザ光の一部を透
過するように設計されている。例えば、ブラッグ反射器
の分割反射器の数が減る場合や、いくつかの反射器がそ
れらの反射特性を基準として修正されている。有利なこ
とに、透過のために、反射器は、モニタダイオードの光
検出面に配置されている反射率を減らしたサブ領域を有
している。レーザダイオードからのこのような抽出は、
従来技術の中で与えられているように、光学システムの
反射を介するカップリングよりも大きな工程信頼性をも
って製造されることができる。
【００１２】本発明のより有利な変形では、モニタダイ
オードに面するレーザダイオードの裏面は、反射率を増
加させる。その端部まで、例えば、裏面の表面は荒くさ
れる。これは、レーザダイオードの動作に有害な、モニ
タダイオードからレーザダイオードへの逆反射を減ら
す。
【００１３】モニタダイオードの端子は、好ましくはモ
ニタダイオードの基板のヘビードープされた位置に配置
されており、このため、好ましくは、それらはモニタダ
イオードの光検出面のために、ドナーとアクセプターと
の混合が発生する同じ側に配置される。本発明の改良点
では、レーザダイオードとは面していないモニタダイオ
ードの表面が、電気的に接触するような構造となってい
る。このような構成の必要条件は、モニタダイオードの
基板が、レーザダイオードのレーザ光の波長をほとんど
吸収しないことである。この低吸収率は、モニタダイオ
ードの基板を通じて、光学的なカップリングを許容す
る。
【００１４】本発明の更なる改良点によれば、モニタダ
イオードとは面していないレーザダイオードの側面が、
電気的に接触するように構成されているため、レーザダ
イオードとモニタダイオードとの間の光学的カップリン
グは、電気的接触およびレーザダイオードの機械的な結
合とは独立している。有利なことに、レーザダイオード
は、直接基板に固定されている。
【００１５】本発明の有利な構成によれば、レーザダイ
オードは、基板の出口面で固定されており、該基板はレ
ーザ光のビームパスとの光学的にアクティブな関係の中
にある。有利なことに、光学システムは、基板に組み込
まれている。それは、光学的なサブシステムとして、ビ
ームパスの透過部の一部であって、例えば、光ファイバ
に結合されるために使用されてもよい。
【００１６】本発明の有利な構成によれば、単純化およ
び自動化されたアセンブリのために、レーザダイオード
の光照射側は構成されている。レーザダイオードは、こ
の場合、半田付けによりフリップチップ方式を用いて、
基板に接触、固定される。
【００１７】有利なことに、レーザダイオードは、モニ
タダイオードの裏面に独立して配置された光学システム
に配置されていてもよい。独立して配置することは、レ
ーザダイオードの出口面における光の出口の機能的な分
割と、モニタ光の検出とによって達成される。
【００１８】分割したレーザダイオードの上に分割した
モニタダイオードを固定する上述のケースとは別の手段
としては、本発明の別の改良点において、モニタダイオ
ードが、モノリシッックにレーザダイオードの裏面に組
み込まれている。それは、例えば、部分的な反射の一部
や、ブラッグ反射器の部分的に吸収する反射ユニットで
ある。
【００１９】本発明の好ましい構成では、共振器と基板
との間に与えられた領域が、透明樹脂で満たされてい
る。それは、共振器とモニタダイオードとの間に透明プ
ログラムリスチックを充填することをも可能にする。
【００２０】その構成は、好ましくは、瓶詰めにされた
り、個々の構成部材を保護し、装置の機械的安定性を増
加する非透明な樹脂で包まれている。
【００２１】レーザダイオードは、好ましくは、フリッ
プチップ方式を用いて、逆さまに基板に搭載されてい
る。その基板は、レーザダイオードの波長を放射するた
めに透明なサブマウントである。その基板は、例えば、
シリコンあるいはＳｉＣである。この場合における非透
明樹脂は、好ましくは、光の出口窓を除いて、レーザダ
イオード、モニタダイオードおよび基板を充分に含んで
いる。光出口窓は、好ましくは、基板のサブ領域、特に
基板に組み込まれたビーム型の面の外側表面、例えば、
レンズの外側表面によって形成されている。
【００２２】基板は、好ましくはリードフレーム上に配
置されていることが好ましい。リードフレームは、光出
口窓の空間に開口部を有している。非透明樹脂は、少な
くとも部分的に両方のリードフレームを囲んでいてもよ
い。
【００２３】さらに、非透明樹脂で満たされており、少
なくとも、レーザダイオード、モニタダイオードおよび
光出口面以外の基板を囲んでいるパッケージが与えられ
ていてもよい。そのパッケージは、例えば、樹脂パッケ
ージがある。
【００２４】レーザダイオードは、垂直放射レーザダイ
オード（ＶＣＳＥＬ）であることが好ましい。モニタダ
イオードは、ＶＣＳＥＬレーザダイオードの裏面に配置
されている。
【００２５】本発明は、以下で、実施形態を説明するた
めの図面を参照して、より詳細に説明されるであろう。
【００２６】［好ましい実施の形態の詳細な説明］レー
ザ装置の構成は、概略的に図１に示されている。リード
フレーム３０の一部である図示しない端子ピンは、ボン
ディングワイヤ８０，８１によって、金属導体、接続パ
ッドに接続されたり、直接的に光電素子１，２に接続さ
れる。基板６は、リードフレーム３０の内部領域に固定
されている。非透明ポッティングコンパウンド９は、そ
の構成、特に、端子ピン、基板６および光電素子１，２
を囲んでいる。ポッティングコンパウンドで任意に充分
満たされており、その外形がパッケージ３１を形成して
いる構成は、パッケージ３１によって囲まれている。ポ
ッティングコンパウンド９は、この場合、上記構成部材
の保護および遮蔽に加えて、特にリードフレーム３０お
よびその接続ピンの機械的な補助としても使用される。
【００２７】図２には、このレーザ装置の概略的な詳細
図を示している。金属インターコネクト６２は、基板６
に形成される。垂直放射レーザダイオード１は、フリッ
プチップ方式を用いて、これらのコネクト６２に接続さ
れる。垂直放射レーザダイオード１のコンタクト１６
は、基板６に面するレーザダイオード１の側面１３に配
置された端部にある。
【００２８】コンタクト１６は、有利なことに、気化あ
るいはスパッタされて構成された半田（例えば、ＡｕＺ
ｎ）からなる。その配列は、画像プロセスを介して受動
的に実行されてもよいし、レーザダイオード１を能動的
に動作することによって実行されてもよい。
【００２９】半田後のレーザダイオード１と基板６のイ
ンターコネクト６２との間の許容範囲の感度が鈍い金属
接続形成する半田ボール１６、いわゆるボールグリッド
は、コンタクトとして使用されてもよい。組み立て中の
位置決めの幾何学的な許容範囲に関する無感覚性は、さ
らに光学システムに関するレーザダイオード１の望まし
い配置を可能にする。
【００３０】レーザダイオード１は、もともと共振器１
５を有している。レーザダイオード１の共振器１５の出
口面では、基板６およびダイオード基板１２において、
吸収されない放射波長を持つ、あるいは実体無く吸収さ
れるだけのレーザ光５が放射されているため、ビームパ
ス５は、相当の大きさの光学的な損失無しで、これらの
金属を通過することができる。このような放射波長は、
例えば、１μｍ〜１．８μｍの間の範囲、例えば、１．
３μｍ、１．５５μｍである。
【００３１】基板６と共振器１５あるいはダイオード基
板１２との間の領域は、所望の放射波長のために透明な
樹脂１７で満たされている。
【００３２】ビームパス５は、隣接する光学システムと
同じくらい妨害に対して無感覚であるため、レーザ装置
のパッケージ３１は、気密されるように設計されること
は必要ではない。例えば、瓶詰めにされたり、カプセル
に包み込むように、完全に樹脂で覆ってしまうことが好
ましい。さらに、ビーム５は、空気よりも光学的に濃密
な媒体を通して増殖するため、ビームパス５は、有利な
ことに短くなり、放射分岐は減る。光学システムの部分
から垂直放射レーザダイオード１への逆放射は、かなり
減らされる。
【００３３】上述した模範的な実施形態では、必要ない
が、基板６は、組み込まれた形の中に、例えば、透過シ
ステム等の光学システムの一部を有している。この場合
シリコンからなる基板は、放射しているレーザ放射５を
集めたり、分岐したりするため、あるいはそれを光波ガ
イドに接続するために、組み込まれたレンズ６１等を有
するように、図２で示されている。
【００３４】このレンズ１は、特に、二重の機能の中
で、レーザダイオード１の配置の間に、レンズ側からレ
ンズ６１の位置で基板６を通して照射することにより、
レーザダイオード１の単純なアセンブリに便利に使用さ
れる。レンズ６１を通した照射による光スポットは、レ
ーザダイオード１の受動的な配置のために、配置のマー
クとして使用されるため、レーザダイオード１は、組み
立て中に操作される必要は無い。
【００３５】さらに、レーザダイオード１は、便利なよ
うに、斜めに搭載されるので、基板６からレーザダイオ
ード１への逆反射を、かなり減らすことができる。結
局、レーザダイオード１は、フリップチップコンタクト
の層厚に意図的に差をつけたり、レーザダイオード１や
基板６上におけるコンタクトに相殺の差をつけることに
より、基板６の表面に対してわずかに斜めにされる。
【００３６】レンズ６１の表面は、レーザダイオード１
の光出口窓を構成する。他の全ての領域は、非透明な樹
脂性のポッティングコンパウンド９によって包まれる。
リードフレーム３０は、レンズ６１の近傍に穴３０ａを
有している（図１参照）。
【００３７】構成されたインターコネクト６２の使用
は、低すぎる電気容量やインダクタンスを有するレイア
ウトを可能にする。さらに、高周波域における電気的接
続の特性は、相当改善される。マイクロストリップや同
一平面状のラインは、基板上で集積される。レーザダイ
オード１は、基板６に近接して配置されるので、レーザ
ダイオード１は、より容易に、より小さな熱抵抗を用い
た操作中に生じた熱を、基板６、リードフレーム３０お
よび結果として隣接する媒体に対して分散することがで
きる。
【００３８】図示しないある配置では、例えば、ドライ
バによる、レーザダイオード１の高周波制御のための制
御電子工学は、その上、基板中に集積される。これによ
り、ドライバから、フリップチップコンタクト１６を介
してレーザダイオード１までの特に短い電気的ラインを
製造できる。
【００３９】モニタダイオード２は、接着性のボンディ
ングによって、レーザダイオード１に直接的に固定され
る。接着性のボンディングは、組み立て中のモニタダイ
オード２上におけ全ての熱的負荷を減らす。モニタダイ
オード１は、共振器１５の出口面から他の面において、
レーザダイオード１の裏側１１に光学的にカップリング
される。この裏側１１は、光５１も放射し、このレーザ
光５１のパワーは、モニタダイオード２によって検出さ
れるように、光学システムに照射される光５の一部でし
かない。その結果、モニタダイオード２は、図２には示
していないが、裏側放射光５１の光路５１に配置され、
都合よくこのレーザ光５１を吸収する光検出面を有す
る。
【００４０】レーザダイオード１とは面していない側面
２０においては、モニタダイオード２は、図１に示すよ
うに、ボンディングワイヤ８２によって、接続するため
の接続パッド２１を有する。モニタダイオード２のこの
構成のおかげで、レーザダイオード１に面しているモニ
タダイオード２の側面が構成される必要がなくなるた
め、特に、費用的効果のある生産が可能になる。
【００４１】モニタダイオードの光検出面は、平明な方
法で光検出面の接触を許すために、接続パッド２１も含
んでいるモニタダイオード２の上面２０に置かれること
が好ましい。
【００４２】上述した模範的な実施形態における構成で
は、レーザダイオード１の裏側１１が粗くされているた
め、モニタダイオード２からレーザダイオード１への逆
反射が、最小化される。
【００４３】上述したレーザダイオードの単純な構成に
よれば、パッケージサイズを小さくできる。その設計
は、特に、表面搭載（ＳＭＤ技術）のため、それゆえ妥
当である。さらに、単純な設計は、あるいは２次元マト
リクス配置（アレイ）として、複数の垂直放射レーザダ
イオード１〜４の密集した配置を許す。
【００４４】本発明の改良点は、単純な設計が、セルフ
アラインメントをも許すことである。この場合、レーザ
ダイオードにおける半田パッドは、それらの幾何学を基
準として、基板の半田表面に適合させているので、半田
パッドをラインに持ってくる機械的なテンションは、半
田付けの間に生まれる。セルフアライメントは、この場
合、半田の表面テンションは最小限になるようにしよう
とする物理的な原理に基づいている。
【００４５】要約では、レーザダイオード１の裏側は構
成される必要が無いので、本発明の有利な点は、レーザ
装置が、例えば、４インチテクノロジーでのボリューム
に関して最適に造られることができることである。同様
に、モニタダイオード２にも応用できる。半導体チップ
として知られているボードアセンブリを用いることもで
きる。焼き付けは、レーザダイオード１の光学的、電気
的特性の測定と同様に、ボードにおいて既に可能であ
り、あるいはＳＭＤパッケージにおいてテストされるこ
とができる。よって、不良部分は早いうちに取り除くこ
とができる。反射された放射を使用する必要は無いの
で、モニタ機能は好適に達成される。
【００４６】レーザダイオード１とモニタダイオード２
との両方の電気的コンタクトが一方の側にそれぞれ配置
されるため、垂直放射レーザダイオード１とモニタダイ
オード２の両方を一方の側でのみ構成することができる
ように、レイアウトが設計される。レイアウトは、モニ
タダイオード２が長いボンディングワイヤ８２によって
接続されることができるように設計され、同時に、レー
ザダイオード１は、フリップチップコンタクト１６およ
びただ短いボンディングワイヤ８１だけを用いて、高周
波テクノロジーについて好適に接続されることができ
る。
【００４７】本発明は、光学システムに対して放射する
光用の出口面を持つ光学共振器を有するレーザダイオー
ドと、上記レーザダイオードから照射される光の量を測
定するための光検出面を有するモニタダイオードとを備
え、上記モニタダイオード（２）の光検出面は、光が放
射されるレーザダイオード（１）の裏面（１１）に光学
的にカップリングされていることを特徴とするレーザ装
置と表現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザ装置の概略的な全体図である。
【図２】図１のレーザ装置の概略的な詳細図である。
【図３】従来のレーザ装置を示す図である。
【符号の説明】
１ レーザダイオード ２ モニタダイオード ６ 基板 ９ 非透明樹脂 １１ レーザダイオードの裏側 １３ レーザダイオードの側面 １５ 共振器 １７ 透明樹脂 ２０ モニタダイオードの表面 ２１ モニタダイオード ３０ リードフレーム ３０ａ 開口部 ３１ 光出口窓 ５１ レーザ光の一部 ６１ 光学システム（レンズ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュタインレ，グンター ドイツ連邦共和国 81543 ミュンヘン ハンス ミーリッヒ シュトラーセ 19 (72)発明者 ウォルフ，ハンス ディートリヒ オーストリア 85662 ホエンブルン ホ ーヘンキルヒナー シュトラーセ 40 (72)発明者 アルタウス，ハンス ルートヴィヒ ドイツ連邦共和国 93138 ラッペルスド ルフ ゲオルクシュトラーセ 12 Ｆターム(参考） 5F073 AB15 AB17 AB27 EA14 EA26 EA29 FA04 FA08 FA13 FA15 FA16 FA22 FA23 FA27 FA29 HA05

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光学システムに放射する光用の出口面を持
    つ光学共振器を有するレーザダイオードと、 上記レーザダイオードの光量を測定するための少なくと
    も１つの光検出面を有するモニタダイオードとを備え、 上記モニタダイオード（２）の光検出面は、共振器（１
    ５）の光出口面以外の面において、レーザダイオード
    （１）の裏面（１１）に光学的にカップリングされてお
    り、レーザダイオード（１）の裏面（１１）は光も放射
    することを特徴とするレーザ装置。
  2. 【請求項２】上記レーザダイオード（１）の裏面（１
    １）は、直接的に上記モニタダイオード（２）に隣接し
    ていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
  3. 【請求項３】上記レーザダイオードが光学的反射器を備
    えており、 この反射器は、モニタダイオード（２）との光学的カッ
    プリングのためにレーザダイオード（１）の裏面（１
    １）に配置されており、モニタダイオード（２）によっ
    て検出可能なレーザ光の一部（５１）を透過するように
    設計されていることを特徴とする請求項１または２に記
    載のレーザ装置。
  4. 【請求項４】上記レーザダイオード（１）の裏面（１
    １）は、増大した反射率を有していることを特徴とする
    請求項１〜３の何れか１項に記載のレーザ装置。
  5. 【請求項５】上記レーザダイオード（１）に面していな
    い上記モニタダイオード（２）の表面（２０）は、電気
    的接続のために形成されていることを特徴とする請求項
    １〜４の何れか１項に記載のレーザ装置。
  6. 【請求項６】上記モニタダイオード（２）と面していな
    い上記レーザダイオード（１）の側面（１３）は、電気
    的接続のために形成されていることを特徴とする請求項
    １〜５の何れか１項に記載のレーザ装置。
  7. 【請求項７】上記レーザダイオード（１）は、基板
    （６）に直接固定されていることを特徴とする請求項１
    〜６の何れか１項に記載のレーザ装置。
  8. 【請求項８】上記レーザダイオード（１）の光放射面
    （１３）が形成され、上記レーザダイオード（１）は、
    半田によるフリップチップ方式を用いて、上記基板
    （６）に接触、固定されていることを特徴とする請求項
    ７に記載のレーザ装置。
  9. 【請求項９】光学システム、特に、レンズ（６１）は、
    上記基板（６）に組み込まれており、上記レーザダイオ
    ード（１）は、上記裏面モニタダイオード（２）から独
    立して配置された上記光学システム（６１）に配置され
    ることができることを特徴とする請求項７または８に記
    載のレーザ装置。
  10. 【請求項１０】上記モニタダイオード（２１）は、上記
    レーザダイオード（１）の裏面（１１）に接着剤で接着
    されることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記
    載のレーザ装置。
  11. 【請求項１１】上記モニタダイオードは、上記レーザダ
    イオードの裏面にモノリシックに組み込まれていること
    を特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のレー
    ザ装置。
  12. 【請求項１２】上記共振器（１５）と上記基板（６）と
    の間に形成された領域は、透明樹脂（１７）で満たされ
    ていることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に
    記載のレーザ装置。
  13. 【請求項１３】上記共振器（１５）と上記モニタダイオ
    ード（２）との間には、透明樹脂が設けられていること
    を特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載のレー
    ザ装置。
  14. 【請求項１４】上記レーザ装置の構成部品は、瓶詰めに
    されているか、あるいは非透明樹脂（９）で包まれてい
    ることを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載
    のレーザ装置。
  15. 【請求項１５】上記レーザダイオード（１）は、フリッ
    プチップ方式を用いて逆さまに上記基板（６）上に搭載
    されていることを特徴とする請求項７〜１４の何れか１
    項に記載のレーザ装置。
  16. 【請求項１６】上記基板（６）は、上記レーザダイオー
    ド（１）の放射波長用の透明なサブマウントであること
    を特徴とする請求項１５に記載のレーザ装置。
  17. 【請求項１７】上記非透明樹脂（９）は、上記レーザダ
    イオード（１）、上記モニタダイオード（２）および上
    記基板（６）を、光出口窓（３１）を除いて、充分に包
    み込んでいることを特徴とする請求項１４〜１６の何れ
    か１項に記載のレーザ装置。
  18. 【請求項１８】上記光出口窓は、上記基板（６）のサブ
    領域、特に、上記基板に組み込まれたレンズ（６１）の
    集積されたビーム形の面の外側表面によって形成されて
    いることを特徴とする請求項１７に記載のレーザ装置。
  19. 【請求項１９】上記基板（６）は、上記光出口窓の近傍
    に開口部（３０ａ）を有するリードフレーム（３０）上
    に配置されていることを特徴とする請求項１８に記載の
    レーザ装置。
  20. 【請求項２０】上記非透明樹脂（９）で満たされてお
    り、少なくとも上記レーザダイオード（１）、上記モニ
    タダイオード（２）および上記基板（６）を、上記光出
    口窓（３１）を除いて包み込んでいるパッケージが与え
    られていることを特徴とする請求項１７〜１９の何れか
    １項に記載のレーザ装置。
  21. 【請求項２１】上記レーザダイオード（１）は、垂直放
    射レーザダイオードであることを特徴とする請求項１〜
    ２０の何れか１項に記載のレーザ装置。
JP2003000011A 2002-01-09 2003-01-06 レーザ装置 Expired - Fee Related JP3835608B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10201102.8 2002-01-09
DE10201102A DE10201102A1 (de) 2002-01-09 2002-01-09 Laservorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003249713A true JP2003249713A (ja) 2003-09-05
JP3835608B2 JP3835608B2 (ja) 2006-10-18

Family

ID=7712072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003000011A Expired - Fee Related JP3835608B2 (ja) 2002-01-09 2003-01-06 レーザ装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6922424B2 (ja)
JP (1) JP3835608B2 (ja)
CN (1) CN1228893C (ja)
DE (1) DE10201102A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006030578A1 (ja) * 2004-09-14 2006-03-23 Nec Corporation 集積光部品とその製造方法、及び光通信装置
JP2015518280A (ja) * 2012-04-23 2015-06-25 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ 端面放射型の半導体ボディを備えている半導体レーザ光源

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10342263A1 (de) 2003-09-11 2005-04-28 Infineon Technologies Ag Optoelektronisches Bauelement und optoelektronische Anordnung mit einem optoelektronischen Bauelement
US20050069013A1 (en) * 2003-09-29 2005-03-31 Photodigm, Inc. Method and apparatus for wavelength division multiplexing
US7245648B2 (en) * 2004-02-27 2007-07-17 Finisar Corporation Optoelectronic arrangement
TWI241042B (en) * 2004-03-11 2005-10-01 Chen-Lun Hsingchen A low thermal resistance LED device
US8031992B2 (en) 2004-05-07 2011-10-04 Finisar Corporation Optoelectronic module and method for producing an optoelectronic module
US8294166B2 (en) 2006-12-11 2012-10-23 The Regents Of The University Of California Transparent light emitting diodes
US7500792B2 (en) 2004-11-26 2009-03-10 Finisar Corporation Optoelectronic transmitting and/or receiving arrangement
WO2009001283A2 (en) * 2007-06-27 2008-12-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical sensor module and its manufacture
KR101693642B1 (ko) 2010-12-21 2017-01-17 삼성전자 주식회사 발광소자 패키지 제조방법
US9088135B1 (en) * 2012-06-29 2015-07-21 Soraa Laser Diode, Inc. Narrow sized laser diode
CN103309476A (zh) * 2013-06-26 2013-09-18 林大伟 光学感测模块及制造方法
US20150097778A1 (en) * 2013-10-09 2015-04-09 Da-Wei Lin Optical sensing module, laser pointing device using the same and the fabricating method thereof
DE102018128751A1 (de) * 2018-11-15 2020-05-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterlaser
US11592166B2 (en) 2020-05-12 2023-02-28 Feit Electric Company, Inc. Light emitting device having improved illumination and manufacturing flexibility
US11876042B2 (en) 2020-08-03 2024-01-16 Feit Electric Company, Inc. Omnidirectional flexible light emitting device

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5130531A (en) * 1989-06-09 1992-07-14 Omron Corporation Reflective photosensor and semiconductor light emitting apparatus each using micro Fresnel lens
JPH06334262A (ja) * 1993-03-23 1994-12-02 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザアレイ装置，半導体レーザ装置，及びそれらの製造方法
US5555334A (en) 1993-10-07 1996-09-10 Hitachi, Ltd. Optical transmission and receiving module and optical communication system using the same
US6072607A (en) * 1993-10-15 2000-06-06 Sanyo Electric Co., Ltd. Optical pickup device
US5606572A (en) * 1994-03-24 1997-02-25 Vixel Corporation Integration of laser with photodiode for feedback control
DE19527026C2 (de) * 1995-07-24 1997-12-18 Siemens Ag Optoelektronischer Wandler und Herstellverfahren
EP0773591A3 (en) * 1995-11-13 1998-09-16 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Light emitting/detecting module
US5724376A (en) * 1995-11-30 1998-03-03 Hewlett-Packard Company Transparent substrate vertical cavity surface emitting lasers fabricated by semiconductor wafer bonding
US5925898A (en) 1996-07-18 1999-07-20 Siemens Aktiengesellschaft Optoelectronic transducer and production methods
US5943357A (en) * 1997-08-18 1999-08-24 Motorola, Inc. Long wavelength vertical cavity surface emitting laser with photodetector for automatic power control and method of fabrication
JP2000241642A (ja) * 1999-02-17 2000-09-08 Sumitomo Electric Ind Ltd 光送受信モジュール
DE19935496C1 (de) * 1999-07-28 2001-01-18 Siemens Ag Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung
DE10196351D2 (de) * 2001-04-18 2004-04-15 Infineon Technologies Ag Sendemodul für eine optische Signalübertragung
US6836321B2 (en) * 2001-06-20 2004-12-28 Lucent Technologies Inc. Testing bottom-emitting VCSELs
WO2003000019A2 (en) * 2001-06-22 2003-01-03 Peregrine Semiconductor Corporation Integrated photodetector for vcsel feedback control
US6792171B2 (en) * 2002-11-15 2004-09-14 Jds Uniphase Corporation Receiver optical sub-assembly

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006030578A1 (ja) * 2004-09-14 2006-03-23 Nec Corporation 集積光部品とその製造方法、及び光通信装置
JP2015518280A (ja) * 2012-04-23 2015-06-25 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ 端面放射型の半導体ボディを備えている半導体レーザ光源
US9385507B2 (en) 2012-04-23 2016-07-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor laser light source having an edge-emitting semiconductor body

Also Published As

Publication number Publication date
JP3835608B2 (ja) 2006-10-18
US20030138009A1 (en) 2003-07-24
CN1431742A (zh) 2003-07-23
US6922424B2 (en) 2005-07-26
CN1228893C (zh) 2005-11-23
DE10201102A1 (de) 2003-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003249713A (ja) レーザ装置
US7281860B2 (en) Optical transmitter
US7364368B2 (en) Optoelectronic coupling arrangement and transceiver with such an optoelectronic coupling arrangement
JP4335851B2 (ja) ガス濃度を分光学的に測定するためのガスセンサモジュール
TWI290245B (en) Optical package with an integrated lens and optical assemblies incorporating the package
JP2006148128A (ja) 光電子モジュール用の光回転システム
US7138661B2 (en) Optoelectronic component and optoelectronic arrangement with an optoelectronic component
KR20110015550A (ko) 반도체 소자, 반사광 배리어 및 그를 위한 하우징 제조 방법
US20100151614A1 (en) Wafer level method of forming side fiber insertion optoelectronic packages
US11604093B2 (en) Spectrometer device and method for producing a spectrometer device
JPH09222540A (ja) 高さの低い光学的サブアセンブリ
US11226402B2 (en) Optical ranging systems including optical cross-talk reducing features
US6991381B2 (en) Emission module for an optical signal transmission
JP3109885B2 (ja) 光半導体装置
US20230341121A1 (en) Optical barrier using side fill and light source module including the same
JP4969055B2 (ja) 光通信モジュール
JP2004119493A (ja) 光モジュール
JPWO2008117800A1 (ja) 反射型光センサ
US5867469A (en) Optical pickup device with biaxial drive for objective lens
US7250590B2 (en) Optoelectronic arrangement and a method for controlling the output power of a transmission component
JPH1041539A (ja) 赤外線送受信モジュールの構造
TWI751480B (zh) 光電感測封裝結構
US20050135442A1 (en) Optoelectronic arrangement having at least one laser component, and a method for operating a laser component
JP2001014720A (ja) 光ピックアップ装置
JP3766780B2 (ja) 半導体レーザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050725

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050823

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051124

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20051124

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060110

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060418

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20060523

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060620

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060719

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090804

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100804

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110804

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110804

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120804

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120804

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130804

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees