JP2003347649A - Light emitting device and its producing process - Google Patents

Light emitting device and its producing process

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JP2003347649A
JP2003347649A JP2002154654A JP2002154654A JP2003347649A JP 2003347649 A JP2003347649 A JP 2003347649A JP 2002154654 A JP2002154654 A JP 2002154654A JP 2002154654 A JP2002154654 A JP 2002154654A JP 2003347649 A JP2003347649 A JP 2003347649A
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JP
Japan
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semiconductor laser
face
emitting device
light emitting
buffer
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Application number
JP2002154654A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Takigawa
信一 瀧川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable light emitting device comprising a semiconductor laser device and an optical component, and to provide a process for producing the highly reliable light emitting device. <P>SOLUTION: A highly reliable light emitting device can be obtained by providing a buffer part (a protrusion 9 on Fig. 1) for preventing contact of the exit end face of the semiconductor laser device 1 and the entrance end face of the optical component between the semiconductor laser device 1 and the optical component (a wavelength conversion element 2 on Fig. 1). The process for producing the highly reliable light emitting device comprises a step for providing a buffer part for preventing contact of the exit end face and the entrance end face on at least one member selected from the semiconductor laser element, the optical component and a base. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ素子
と光学部品とを備えた発光装置、およびその製造方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device having a semiconductor laser element and an optical component, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高密度光ディスクなどに用いられ
るレーザの光源として、半導体レーザと波長変換素子と
を複合させた直接結合型レーザが注目されている(例え
ば、波長変換素子としてSHG(Second Harmonic Generat
ion)を用いた青色レーザについて、Kitaoka et al., "M
iniaturized Blue Laser using Second Harmonic Gener
ation", Jpn. J. Appl. Phys. vol.39 (2000) pp.3416-
3418、などに記載)。直接結合型レーザでは、レンズ結
合型レーザなどを用いた場合に比べて、大幅に小型・軽
量化した発光装置を実現することができる。
2. Description of the Related Art In recent years, as a light source of a laser used for a high-density optical disk or the like, a direct-coupling type laser in which a semiconductor laser and a wavelength conversion element are combined has been attracting attention (for example, SHG (Second Harmonic as a wavelength conversion element). Generat
ion) blue laser, Kitaoka et al., "M
iniaturized Blue Laser using Second Harmonic Gener
ation ", Jpn. J. Appl. Phys. vol.39 (2000) pp.3416-
3418, etc.). With a direct-coupled laser, a light-emitting device that is significantly smaller and lighter than when a lens-coupled laser or the like is used can be realized.

【0003】従来の直接結合型レーザを用いた発光装置
の構成例を図10に示す。図10に示す例では、サブマ
ウント103上に波長変換素子102と半導体レーザ素
子101とが接着されている。半導体レーザ素子101
の導波路104(一般に、半導体レーザ素子の活性層内
におけるストライプ領域に相当する部分である)から出
射した光は波長変換素子102の導波路105に導か
れ、異なる波長のレーザ光に変換される。この時、半導
体レーザ素子101の導波路104と波長変換素子10
2の導波路105との間の光学的な結合度により、光量
の伝搬量が決定される。このような光学的結合度は結合
効率と呼ばれ、とりわけ、波長変換素子の変換効率が入
射光量の2乗に比例するなどの理由から、直接結合型レ
ーザを用いた発光装置にとって上記結合効率のさらなる
向上が求められている。
FIG. 10 shows a configuration example of a light emitting device using a conventional direct coupling type laser. In the example shown in FIG. 10, the wavelength conversion element 102 and the semiconductor laser element 101 are bonded on the submount 103. Semiconductor laser device 101
The light emitted from the waveguide 104 (generally, a portion corresponding to a stripe region in the active layer of the semiconductor laser device) is guided to the waveguide 105 of the wavelength conversion device 102 and is converted into laser light of a different wavelength. . At this time, the waveguide 104 of the semiconductor laser element 101 and the wavelength conversion element 10
The amount of light propagation is determined by the degree of optical coupling with the second waveguide 105. Such an optical coupling degree is called a coupling efficiency. In particular, because the conversion efficiency of the wavelength conversion element is proportional to the square of the incident light amount, the light emitting device using the direct coupling type laser has the above coupling efficiency. Further improvements are required.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般に、結合効率は、
波長変換素子および半導体レーザ素子それぞれの導波路
が有している光軸の相対位置で主に決定される。良好な
結合効率を得るためには、両者の光軸を±0.2μmの精度
で一致させることが要求される。このような高精度の調
整のために、半導体レーザ素子を実際に発光させ、波長
変換素子の出力端面から出てくる光量が最大になるよう
に、両者の相対位置を調整・固定する方法が用いられる
(このような方法をアクティブアライメントという)。
Generally, the coupling efficiency is
It is mainly determined by the relative position of the optical axis of each waveguide of the wavelength conversion element and the semiconductor laser element. In order to obtain good coupling efficiency, it is required that both optical axes coincide with an accuracy of ± 0.2 μm. For such high-precision adjustment, a method is used in which the semiconductor laser element is actually caused to emit light, and the relative positions of the two are adjusted and fixed so that the amount of light coming out of the output end face of the wavelength conversion element is maximized. (This method is called active alignment).

【0005】また、波長変換素子の入射端面と半導体レ
ーザ素子の出射端面との距離が短い方が結合効率は大き
くなるが、距離が0.5μm以下になると結合効率はほぼ一
定となる。このため、上記距離を0.5μm以下に保ってア
クティブアライメントを行うことが望まれる。しかしな
がら、このような微小な距離では、波長変換素子と半導
体レーザ素子とを組み込む際に発生する振動などにより
波長変換素子の入射端面と半導体レーザ素子の出射端面
とが接触し、半導体レーザ素子の出射端面にストレスが
加わるなどの問題があった。出射端面にストレスが加わ
ると、半導体レーザ素子内部に結晶欠陥が生じ、出力や
寿命などが低下する可能性がある。
The shorter the distance between the input end face of the wavelength conversion element and the output end face of the semiconductor laser element, the greater the coupling efficiency. However, when the distance is 0.5 μm or less, the coupling efficiency becomes almost constant. For this reason, it is desired to perform active alignment while maintaining the distance at 0.5 μm or less. However, at such a small distance, the incident end face of the wavelength conversion element and the emission end face of the semiconductor laser element come into contact with each other due to vibration or the like generated when the wavelength conversion element and the semiconductor laser element are assembled, so that the emission of the semiconductor laser element may occur. There was a problem that stress was applied to the end face. When stress is applied to the emission end face, crystal defects may be generated inside the semiconductor laser device, and the output and life may be reduced.

【0006】これに対して、波長変換素子の入射端面を
テーパ状に形成し、半導体レーザ素子の出射端面と波長
変換素子の入射端面とが直接接触しない方法が提案され
ている(特開平6-338650号公報に記載)。しかしなが
ら、この方法では、半導体レーザ素子から出射された光
の一部が波長変換素子の入射端面で反射され、光量が不
足する可能性がある。
On the other hand, a method has been proposed in which the incident end face of the wavelength conversion element is formed in a tapered shape so that the emission end face of the semiconductor laser element and the incident end face of the wavelength conversion element do not directly contact each other (Japanese Patent Laid-Open No. 6-1994). 338650). However, in this method, a part of the light emitted from the semiconductor laser device is reflected by the incident end face of the wavelength conversion device, and the light amount may be insufficient.

【0007】そこで、本発明は、半導体レーザ素子の出
射端面と光学部品の入射端面とが直接接触することのな
い、信頼性の高い発光装置と、その製造方法を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a highly reliable light emitting device in which the emission end face of a semiconductor laser element does not directly contact the incidence end face of an optical component, and a method of manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の発光装置は、出射端面からレーザビームを
出射する半導体レーザ素子と、上記レーザビームを入射
端面で受光するように配置された光学部品とを備えた発
光装置であって、上記半導体レーザ素子と上記光学部品
との間に、上記出射端面と上記入射端面との接触を防ぐ
緩衝部が設けられていることを特徴としている。このよ
うな発光装置では、半導体レーザの出射端面と光学部品
の入射端面とが直接接触することがなく、よって、結晶
欠陥などの問題の発生が少ない、信頼性の高い発光装置
とすることができる。
In order to achieve the above object, a light emitting device according to the present invention is arranged such that a semiconductor laser element for emitting a laser beam from an emission end face and the laser beam is received at an incidence end face. A light emitting device comprising: an optical component; and a buffer unit that prevents contact between the emission end face and the incidence end face between the semiconductor laser element and the optical component. . In such a light emitting device, the emitting end face of the semiconductor laser and the incident end face of the optical component do not directly contact each other, so that a highly reliable light emitting device with few problems such as crystal defects can be obtained. .

【0009】上記の発光装置において、緩衝部は、半導
体レーザ素子および光学部品から選ばれる少なくとも一
方の部材が備えていることが好ましい。また、緩衝部と
して、半導体レーザ素子の基板部分を用いることもでき
る。この場合、半導体レーザ素子の出射端面形成と緩衝
部形成とを同時に行うことができる。
In the above light emitting device, it is preferable that the buffer is provided with at least one member selected from a semiconductor laser element and an optical component. Further, a substrate portion of a semiconductor laser device can be used as the buffer. In this case, the formation of the emission end face and the formation of the buffer portion of the semiconductor laser element can be performed simultaneously.

【0010】上記の発光装置において、緩衝部として酸
化物を用いることができる。この場合、半導体レーザ素
子の出射端面の端面保護膜形成と緩衝部形成とを同時に
行うことができる。
In the above light emitting device, an oxide can be used as the buffer. In this case, formation of the end face protective film on the emission end face of the semiconductor laser element and formation of the buffer portion can be performed simultaneously.

【0011】上記の発光装置において、緩衝部として樹
脂を用いることができる。また、樹脂のガラス転移温度
が-10℃以下であることが好ましい。この場合、上記発
光装置の一般的な使用温度領域において、十分な弾性を
有した緩衝部とすることができる。
In the above light emitting device, a resin can be used as the buffer. Further, the glass transition temperature of the resin is preferably -10 ° C or lower. In this case, a buffer portion having sufficient elasticity can be provided in a general operating temperature range of the light emitting device.

【0012】本発明の発光装置の製造方法は、出射端面
からレーザビームを出射する半導体レーザ素子と、上記
レーザビームを入射端面で受光する光学部品と、上記半
導体レーザ素子と上記光学部品とを設置する基台とを備
えた発光装置の製造方法であって、上記半導体レーザ素
子、上記光学部品および上記基台から選ばれる少なくと
も1つの部材上に、上記出射端面と上記入射端面との接
触を防ぐ緩衝部を設ける工程と、上記レーザビームが上
記入射端面に入射し、上記緩衝部が上記半導体レーザ素
子と上記光学部品との間に位置するように、上記半導体
レーザ素子と上記発光装置とを上記基台上に配置する工
程とを含むことを特徴としている。このような製造方法
では、半導体レーザの出射端面と光学部品の入射端面と
が直接接触することがなく、よって、結晶欠陥などの問
題の発生が少ない、信頼性の高い発光装置を得ることが
できる。
According to a method of manufacturing a light emitting device of the present invention, a semiconductor laser element for emitting a laser beam from an emission end face, an optical component for receiving the laser beam at an incidence end face, and the semiconductor laser element and the optical component are installed. A light emitting device comprising: a base; and a contact between the emission end face and the incidence end face on at least one member selected from the semiconductor laser element, the optical component, and the base. A step of providing a buffer, and the semiconductor laser element and the light emitting device are arranged such that the laser beam is incident on the incident end face and the buffer is located between the semiconductor laser element and the optical component. And arranging it on a base. According to such a manufacturing method, the emitting end face of the semiconductor laser and the incident end face of the optical component do not directly contact with each other, so that a highly reliable light emitting device with less problems such as crystal defects can be obtained. .

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明における好ましい実
施形態について、図面を参照しながら説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】(実施形態1)図1は、本発明における発
光装置の構成例を示す模式図である。なお、構成を分か
りやすくするために、一部に断面を用いた図としてい
る。図1に示す例では、半導体レーザ素子1と波長変換
素子2とが、サブマウント3上に形成されている。サブ
マウント3は、放熱のためのヒートシンク4上に配置さ
れている。発光装置全体はカバー5によって覆われてお
り、外部の衝撃などから発光装置が保護されている。カ
バーの一部に設けられた開口部には窓ガラス6が取り付
けてあり、波長変換素子2から出射されたレーザビーム
は、上記窓ガラス6を通じて外部へ出射される。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a light emitting device according to the present invention. In addition, in order to make a structure easy to understand, it is the figure which used the cross section partially. In the example shown in FIG. 1, a semiconductor laser device 1 and a wavelength conversion device 2 are formed on a submount 3. The submount 3 is arranged on a heat sink 4 for heat radiation. The entire light emitting device is covered by a cover 5 to protect the light emitting device from external impacts and the like. A window glass 6 is attached to an opening provided in a part of the cover, and a laser beam emitted from the wavelength conversion element 2 is emitted to the outside through the window glass 6.

【0015】半導体レーザ素子1としては、あらゆる種
類のものを用いることが可能であるが、例えば、光ディ
スク用発光装置として用いる場合、結晶欠陥が少なく信
頼性が高いAlGaAs系半導体を用いた半導体レーザ素子が
好ましい。AlGaAs系半導体レーザ素子は赤外領域(波長
820nm)のレーザビームを発振する。
As the semiconductor laser element 1, any kind of semiconductor laser element can be used. For example, when the semiconductor laser element 1 is used as a light emitting device for an optical disk, a semiconductor laser element using an AlGaAs-based semiconductor having few crystal defects and high reliability is used. Is preferred. AlGaAs semiconductor laser devices are in the infrared region (wavelength
820 nm).

【0016】波長変換素子2としては、SHGに限定され
ず、あらゆる種類のものを用いることが可能であるが、
例えば、SHGを用いる場合、変換効率が高いことから、L
iNbO 3を用いた波長変換素子が好ましい。LiNbO3系波長
変換素子とAlGaAs系半導体レーザ素子とを組み合わせた
場合、青色(波長410nm)のレーザビームを得ることが
できる。
The wavelength conversion element 2 is limited to SHG.
It is possible to use all sorts of things,
For example, when using SHG, since the conversion efficiency is high, L
iNbO ThreeIs preferable. LiNbOThreeSystem wavelength
Combined conversion device and AlGaAs semiconductor laser device
If you can get a blue (wavelength 410nm) laser beam
it can.

【0017】サブマウント3としては、熱伝導性に優
れ、かつ、熱膨張率が半導体レーザ素子とほぼ同等な材
料、例えば、シリコン、窒化アルミニウムなどを用いる
ことができる。カバー5としては、形状加工性が容易で
ある、発光装置の軽量化が可能であるなどの理由から、
樹脂を用いることが好ましい。なお、ヒートシンク4と
しては、良好な熱伝導性を有することから、銅などを用
いることが好ましい。
As the submount 3, a material having excellent thermal conductivity and a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the semiconductor laser element, for example, silicon, aluminum nitride, or the like can be used. As the cover 5, the shape processing is easy, and the light emitting device can be reduced in weight.
It is preferable to use a resin. Note that copper is preferably used as the heat sink 4 because it has good thermal conductivity.

【0018】半導体レーザ素子1および波長変換素子2
は、それぞれ、導波路7および8を有している。良好な
特性を持つ発光装置とするために、導波路7および8
は、それぞれの光軸が、±0.2μm以内の精度で一致する
ように調整されていることが好ましい。
Semiconductor laser device 1 and wavelength conversion device 2
Have waveguides 7 and 8, respectively. In order to obtain a light emitting device having good characteristics, waveguides 7 and 8
Is preferably adjusted so that the respective optical axes coincide with an accuracy of ± 0.2 μm or less.

【0019】図1に示す例において、半導体レーザ素子
1の出射端面に緩衝部となる凸部9が設けられている。
凸部9により、半導体レーザ素子1の出射端面と波長変
換素子2の入射端面とが(即ち、導波路7と導波路8と
が)直接接触することが防止できる。そのため、アクテ
ィブアライメントなどの際にも半導体レーザ素子1およ
び波長変換素子2に加わるストレスを抑制することがで
き、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
In the example shown in FIG. 1, a projection 9 serving as a buffer is provided on the emission end face of the semiconductor laser device 1.
The convex portion 9 can prevent direct contact between the emission end face of the semiconductor laser element 1 and the incidence end face of the wavelength conversion element 2 (that is, the waveguide 7 and the waveguide 8). Therefore, the stress applied to the semiconductor laser element 1 and the wavelength conversion element 2 can be suppressed even during active alignment or the like, and a highly reliable light emitting device can be obtained.

【0020】図2は、図1に示した例における半導体レ
ーザ素子1の構造を示す模式図である。なお、半導体レ
ーザ素子1として、AlGaAs系半導体レーザ素子を例に用
いて説明する。また、図2の半導体レーザ素子1は、説
明の都合上、図1における半導体レーザ素子とは上下逆
に記載されている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the semiconductor laser device 1 in the example shown in FIG. The semiconductor laser device 1 will be described using an AlGaAs semiconductor laser device as an example. Further, the semiconductor laser device 1 in FIG. 2 is illustrated upside down with respect to the semiconductor laser device in FIG. 1 for convenience of description.

【0021】半導体レーザ素子1は、n型GaAs基板11
上にn型AlGaAsクラッド層12が配置され、その上に、
アンドープAlGaAs/GaAs量子井戸活性層13、p型AlGaAs
第1クラッド層14が順に積層されている。各層の積層
は、有機金属気相成長法などの一般的な手法を用いて行
えばよい。
The semiconductor laser device 1 includes an n-type GaAs substrate 11
An n-type AlGaAs cladding layer 12 is disposed thereon, and
Undoped AlGaAs / GaAs quantum well active layer 13, p-type AlGaAs
The first cladding layers 14 are sequentially stacked. Lamination of each layer may be performed using a general technique such as a metal organic chemical vapor deposition method.

【0022】p型AlGaAs第1クラッド層14上には、ア
ンドープAlGaAs/GaAs量子井戸活性層13のストライプ
部21直上を除く領域にAlGaAs電流ブロック層15が積
層されている。AlGaAs電流ブロック層15の作製は、ま
ず、p型AlGaAs第1クラッド層14上の全面に有機金属
気相成長法などを用いて積層した後に、フォトリソグラ
フィー法などの一般的な手法を用いてストライプ部21
の上方の領域を削除するなどすればよい。
On the p-type AlGaAs first cladding layer 14, an AlGaAs current blocking layer 15 is laminated on a region of the undoped AlGaAs / GaAs quantum well active layer 13 other than immediately above the stripe portion 21. The AlGaAs current blocking layer 15 is formed by first stacking the entire surface of the p-type AlGaAs first cladding layer 14 by using a metal organic chemical vapor deposition method or the like, and then forming a stripe by using a general method such as a photolithography method. Part 21
May be deleted.

【0023】AlGaAs電流ブロック層15上およびストラ
イプ部21には、p型AlGaAs第2クラッド層16が設置
されており、p型AlGaAs第2クラッド層16上にはコン
タクト層17が形成されている。n型GaAs基板11とコ
ンタクト層17との間に電流を流すと、AlGaAs電流ブロ
ック層15によってストライプ部21に電流が狭窄さ
れ、半導体レーザ素子1を効率的に発光させることがで
きる。また、AlGaAs電流ブロック層15のAl混晶比を、
p型AlGaAs第1クラッド層14およびp型AlGaAs第2クラ
ッド層16のAl混晶比より高くすれば、AlGaAs電流ブロ
ック層15によってストライプ部21内部に光を閉じ込
めることができる。このとき、活性層13のうちストラ
イプ部21が、図1に示した半導体レーザ素子1の導波
路7になる。
A p-type AlGaAs second cladding layer 16 is provided on the AlGaAs current block layer 15 and the stripe portion 21, and a contact layer 17 is formed on the p-type AlGaAs second cladding layer 16. When a current flows between the n-type GaAs substrate 11 and the contact layer 17, the current is confined in the stripe portion 21 by the AlGaAs current block layer 15, and the semiconductor laser device 1 can emit light efficiently. Further, the Al mixed crystal ratio of the AlGaAs current block layer 15 is
If the Al composition ratio is higher than the p-type AlGaAs first cladding layer 14 and the p-type AlGaAs second cladding layer 16, light can be confined in the stripe portion 21 by the AlGaAs current blocking layer 15. At this time, the stripe portion 21 of the active layer 13 becomes the waveguide 7 of the semiconductor laser device 1 shown in FIG.

【0024】また、図2に示す半導体レーザ素子1は、
その出射端面18に接して、緩衝部となる凸部9を備え
ている。凸部9は、出射端面18に新たに付加させても
よいし、n型GaAs基板11をレーザ出射方向に延長して
形成しても構わない。
The semiconductor laser device 1 shown in FIG.
A projection 9 serving as a buffer is provided in contact with the emission end face 18. The projection 9 may be newly added to the emission end face 18 or may be formed by extending the n-type GaAs substrate 11 in the laser emission direction.

【0025】凸部9として基板を用いた場合、半導体レ
ーザ素子の出射端面形成と緩衝部形成とを同時に行うこ
ともできる。例えば、半導体レーザ素子の出射端面をエ
ッチング法により形成する場合、エッチングを基板の途
中で止めることにより、凸部9を形成することが可能で
ある。
When a substrate is used as the projection 9, the formation of the emission end face of the semiconductor laser device and the formation of the buffer can be performed simultaneously. For example, when the emission end face of the semiconductor laser element is formed by an etching method, the projection 9 can be formed by stopping the etching in the middle of the substrate.

【0026】レーザビームの光軸方向(即ち、導波路7
の光軸方向)における凸部9の厚さは、0.1μm以上0.5
μm以下が好ましい。この範囲において、半導体レーザ
素子の出射端面と光学部品(本実施形態においては波長
変換素子)の入射端面との接触を十分に防止することが
でき、また、半導体レーザ素子と光学部品との結合効率
を十分に得ることができる。
The direction of the optical axis of the laser beam (ie, the waveguide 7
The thickness of the projection 9 in the direction of the optical axis) is 0.1 μm or more and 0.5
μm or less is preferred. Within this range, contact between the emission end face of the semiconductor laser element and the incidence end face of the optical component (in this embodiment, the wavelength conversion element) can be sufficiently prevented, and the coupling efficiency between the semiconductor laser element and the optical component can be reduced. Can be obtained sufficiently.

【0027】凸部9の形状としては、半導体レーザ素子
1からレーザビームを出射できる限り(凸部9が、素子
のレーザビーム出射点を隠すなどしてレーザビームを遮
蔽しない限り)どのような形状であっても構わない。
The shape of the convex portion 9 may be any shape as long as a laser beam can be emitted from the semiconductor laser device 1 (unless the convex portion 9 blocks the laser beam by hiding the laser beam emission point of the device). It does not matter.

【0028】また、凸部9として酸化物を用いることが
できる。半導体レーザ素子の出射端面18およびもう一
方の端面19には、一般に、酸化物を用いた端面保護膜
を形成することが好ましく、凸部9として同様の酸化物
を用いれば、端面保護膜形成と緩衝部形成とを同時に行
うことができる。
Further, an oxide can be used for the projection 9. In general, it is preferable to form an end face protective film using an oxide on the emission end face 18 and the other end face 19 of the semiconductor laser element. The formation of the buffer portion can be performed simultaneously.

【0029】酸化物としては、例えば、酸化シリコンや
酸化チタン、酸化アルミニウムなどが好ましい。凸部9
の材料として酸化アルミニウムを用いた場合、酸化アル
ミニウムの熱伝導率が他の酸化物材料よりも高いため、
レーザ素子の出射端面付近の熱を拡散させる役割を与え
ることもできる。
As the oxide, for example, silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide and the like are preferable. Convex part 9
When aluminum oxide is used as the material of the aluminum oxide, since the thermal conductivity of aluminum oxide is higher than other oxide materials,
It can also serve to diffuse heat near the emission end face of the laser element.

【0030】また、凸部9として樹脂を用いることがで
きる。一般に、樹脂は、酸化物や基板よりも柔らかく、
接触時の衝撃を効果的に緩衝することができる。
In addition, a resin can be used for the projection 9. Generally, resin is softer than oxide or substrate,
The shock at the time of contact can be effectively buffered.

【0031】なお、樹脂としては、そのガラス転移温度
が-10℃以下であることが好ましい。発光装置の一般的
な使用温度は-10℃より大きい。そのため、樹脂のガラ
ス転移温度が-10℃以下であれば、使用温度範囲におい
て凸部9が緩衝部として十分な弾性を有することにな
り、半導体レーザ素子に加わるストレスをより抑制する
ことができる。
The resin preferably has a glass transition temperature of -10 ° C. or lower. Typical operating temperatures for light emitting devices are higher than -10C. Therefore, when the glass transition temperature of the resin is −10 ° C. or less, the convex portion 9 has sufficient elasticity as a buffer portion in the operating temperature range, and the stress applied to the semiconductor laser element can be further suppressed.

【0032】上記のような凸部9を設けることにより、
アクティブアライメント時あるいは使用時において、半
導体レーザ素子に加わるストレスが抑制され、ストレス
に起因する結晶欠陥などによるレーザ素子の出力低下を
防ぐことができる。よって、本実施形態によれば、信頼
性の高い発光装置とすることができる。
By providing the projection 9 as described above,
During active alignment or use, the stress applied to the semiconductor laser device is suppressed, and the output of the laser device can be prevented from lowering due to crystal defects or the like caused by the stress. Therefore, according to this embodiment, a highly reliable light emitting device can be provided.

【0033】なお、本発明における発光装置に用いられ
る半導体レーザ素子は、本実施形態で示したGaAlAs系半
導体レーザ素子に限定されない。
The semiconductor laser device used in the light emitting device of the present invention is not limited to the GaAlAs-based semiconductor laser device described in the present embodiment.

【0034】(実施形態2)図3は、本発明における発
光装置の別の構成例を示す模式図である。図1と同様
に、一部に断面を用いた図としている。半導体レーザ素
子31および波長変換素子32を用いた基本的な構成
は、図1に示した例と同様であるが、図3に示す例で
は、波長変換素子32が緩衝部33を備えている。ま
た、波長変換素子32および半導体レーザ素子31は、
それぞれ導波路34および35を有している。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a schematic view showing another configuration example of the light emitting device according to the present invention. As in FIG. 1, the drawing is partially a cross-sectional view. The basic configuration using the semiconductor laser element 31 and the wavelength conversion element 32 is the same as the example shown in FIG. 1, but in the example shown in FIG. 3, the wavelength conversion element 32 includes a buffer section 33. Further, the wavelength conversion element 32 and the semiconductor laser element 31
It has waveguides 34 and 35, respectively.

【0035】図3に示す例における波長変換素子32の
構造を図4に示す。図4は、図3に示す波長変換素子3
2を、その入射端面側から見た模式図である。波長変換
素子32の入射端面には、緩衝部33が形成されてい
る。緩衝部33には、導波路34にレーザビームが入射
できるように開口部36が設けられている。
FIG. 4 shows the structure of the wavelength conversion element 32 in the example shown in FIG. FIG. 4 shows the wavelength conversion element 3 shown in FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram of the light-emitting element 2 as viewed from the incident end face side. A buffer 33 is formed on the incident end face of the wavelength conversion element 32. An opening 36 is provided in the buffer 33 so that a laser beam can be incident on the waveguide 34.

【0036】緩衝部33の形状としては図4に示す例に
限定されず、レーザビームが導波路34に入射すること
ができる限りどのような形状であっても構わない。
The shape of the buffer portion 33 is not limited to the example shown in FIG. 4, but may be any shape as long as the laser beam can enter the waveguide 34.

【0037】レーザビームの光軸方向(即ち、導波路3
4の光軸方向)における緩衝部33の厚さは、実施形態
1と同様に、0.1μm以上0.5μm以下が好ましい。
The direction of the optical axis of the laser beam (ie, the waveguide 3
As in the first embodiment, the thickness of the buffer portion 33 in the direction of the optical axis 4 is preferably 0.1 μm or more and 0.5 μm or less.

【0038】上記のような緩衝部33を設けることによ
り、アクティブアライメント時あるいは使用時におい
て、半導体レーザ素子に加わるストレスが抑制され、ス
トレスに起因する結晶欠陥などによるレーザ素子の出力
低下を防ぐことができる。よって、本実施形態によれ
ば、信頼性の高い発光装置とすることができる。
By providing the buffer 33 as described above, the stress applied to the semiconductor laser device during active alignment or use is suppressed, and the output of the laser device is prevented from lowering due to crystal defects caused by the stress. it can. Therefore, according to this embodiment, a highly reliable light emitting device can be provided.

【0039】なお、緩衝部は、半導体レーザ素子と波長
変換素子との双方が備えていても構わない。また、独立
した緩衝部を半導体レーザ素子と波長変換素子との間、
例えば、基台となるサブマウント上などに配置させるこ
ともできる。
The buffer may be provided in both the semiconductor laser device and the wavelength conversion device. In addition, an independent buffer is provided between the semiconductor laser element and the wavelength conversion element.
For example, it can be arranged on a submount serving as a base.

【0040】また、実施形態1および2では、光学部品
として波長変換素子を用いた例を示したが、レンズや光
ファイバーなどの他の光学部品を用いた場合においても
本発明の効果を得ることができる。
In the first and second embodiments, examples in which a wavelength conversion element is used as an optical component have been described. However, the effects of the present invention can be obtained even when another optical component such as a lens or an optical fiber is used. it can.

【0041】(実施形態3)本実施形態では、図1に示
した発光装置の製造方法の一例を示す。
Embodiment 3 In this embodiment, an example of a method for manufacturing the light emitting device shown in FIG. 1 will be described.

【0042】最初に、緩衝部となる凸部を備えた半導体
レーザ素子の製造方法の例を、図5を用いて説明する。
この例では、凸部として、後述する端面保護膜と同じ材
料のものを用いている。
First, an example of a method for manufacturing a semiconductor laser device having a projection serving as a buffer will be described with reference to FIG.
In this example, the protrusion is made of the same material as an end face protective film described later.

【0043】まず、有機金属気相成長法などの一般的な
方法を用いて作製した半導体レーザ素子1を、治具51
上に並べる(図5(a))。このとき、半導体レーザ素
子1における出射端面18に対して反対側の端面が治具
51に接するように並べればよい。図5(a)に示すよ
うに、半導体レーザ素子1の導波路7は、上下方向を向
くことになる。治具51としては、ステンレス、アルミ
ニウムなどを用いることができる。
First, a semiconductor laser device 1 manufactured by using a general method such as a metal organic chemical vapor deposition method is mounted on a jig 51.
Arrange them on the top (FIG. 5A). At this time, the semiconductor laser elements 1 may be arranged such that the end face opposite to the emission end face 18 is in contact with the jig 51. As shown in FIG. 5A, the waveguide 7 of the semiconductor laser device 1 faces in the up-down direction. As the jig 51, stainless steel, aluminum, or the like can be used.

【0044】続いて、半導体レーザ素子1の間に、スペ
ーサ52を隙間なく配置する(図5(b))。このと
き、レーザ素子の導波路7の方向におけるスペーサの厚
さ54が、半導体レーザ素子1の端面間の距離53(共
振器長)よりも大きければよい。スペーサ52として
は、AlN、シリコンなど、熱伝導性に優れた材料を用い
ることができる。
Subsequently, spacers 52 are arranged without gaps between the semiconductor laser elements 1 (FIG. 5B). At this time, it is sufficient that the thickness 54 of the spacer in the direction of the waveguide 7 of the laser element is larger than the distance 53 (resonator length) between the end faces of the semiconductor laser element 1. As the spacer 52, a material having excellent thermal conductivity, such as AlN or silicon, can be used.

【0045】次に、低真空スパッタ装置を用い、半導体
レーザ素子1の出射端面18上に、端面保護膜を形成す
る。このとき、端面保護膜を構成する材料の粒子は、出
射端面18に対して垂直な方向から飛来させればよい。
Next, an end face protective film is formed on the emission end face 18 of the semiconductor laser device 1 using a low vacuum sputtering apparatus. At this time, the particles of the material constituting the end face protective film may fly from a direction perpendicular to the emission end face 18.

【0046】端面保護膜の材料としては、酸化アルミニ
ウム、酸化シリコン、酸化チタンなどを用いることがで
きる。なかでも、酸化アルミニウムを用いた場合、酸化
アルミニウムの熱伝導性が高いことから、レーザ素子の
出射端面の熱を拡散させることができる。
Aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide and the like can be used as the material of the end face protective film. Above all, when aluminum oxide is used, heat at the emission end face of the laser element can be diffused because aluminum oxide has high thermal conductivity.

【0047】その後、低真空スパッタ装置を用い、図5
(c)に示すように、半導体レーザ素子1の出射端面1
8に対して斜めの方向から、凸部を構成する材料の粒子
を飛来させる。出射端面18に対する、上記粒子を飛来
させる角度θは、スペーサ52が障害物となって、レー
ザビーム出射点55(導波路7の出射端面部)に上記粒
子が到達しない角度であればよい。このとき、出射端面
18上の、スペーサ52の陰になる部分には、凸部は形
成されないことになる。また、スパッタの雰囲気を低真
空(10-5Pa以下)にすることで、凸部を構成する材料の
粒子を一定の角度で飛来させることができる。このよう
にして、出射端面18上に凸部9を備えたレーザ素子1
を得ることができる(図5(d))。
Thereafter, using a low vacuum sputtering apparatus,
As shown in (c), the emission end face 1 of the semiconductor laser device 1
Particles of the material constituting the convex portion are made to fly from a direction oblique to 8. The angle θ at which the particles fly with respect to the emission end face 18 may be an angle at which the particles do not reach the laser beam emission point 55 (the emission end face of the waveguide 7) due to the spacer 52 serving as an obstacle. At this time, no convex portion is formed in a portion on the emission end face 18 which is shaded by the spacer 52. Further, by setting the atmosphere of the sputtering to a low vacuum (10 −5 Pa or less), particles of the material forming the projections can fly at a certain angle. Thus, the laser element 1 having the projection 9 on the emission end face 18
Can be obtained (FIG. 5D).

【0048】凸部9としては、端面保護膜と同じ材料を
用いることが好ましい。端面保護膜の形成と同時に、凸
部を形成することができる。
It is preferable that the same material as that of the end face protective film is used for the projection 9. Convex portions can be formed simultaneously with the formation of the end face protective film.

【0049】また、レーザビームの光軸方向(即ち、導
波路7の光軸方向)における凸部9の厚さは、0.1μm以
上0.5μm以下であることが好ましい。
The thickness of the projection 9 in the direction of the optical axis of the laser beam (that is, in the direction of the optical axis of the waveguide 7) is preferably 0.1 μm or more and 0.5 μm or less.

【0050】なお、凸部を積層させるには、低真空スパ
ッタ法に限らず、低真空抵抗加熱法、低真空レーザデポ
ジッション法などの一般的な積層方法を用いることがで
きる。また、粒子を飛来させる角度θを変更するには、
治具51を傾ける方法が簡便である。
The stacking of the projections is not limited to the low vacuum sputtering method, but a general stacking method such as a low vacuum resistance heating method and a low vacuum laser deposition method can be used. Also, to change the angle θ at which particles fly,
The method of inclining the jig 51 is simple.

【0051】上記のような方法を用いることで、出射端
面上に緩衝部となる凸部を備えた半導体レーザ素子を、
効率良く簡便に得ることができる。
By using the above method, a semiconductor laser device having a projection serving as a buffer on the emission end face can be manufactured.
It can be obtained efficiently and simply.

【0052】次に、発光装置の製造方法の例を、図6を
用いて説明する。
Next, an example of a method for manufacturing a light emitting device will be described with reference to FIG.

【0053】まず、基台となるサブマウント3上に、図
5に示した、緩衝部となる凸部9を備えた半導体レーザ
素子1を配置する(図6(a))。配置の際には、金錫
合金などを用いて融着することが好ましい。
First, the semiconductor laser device 1 having the projection 9 serving as a buffer shown in FIG. 5 is arranged on the submount 3 serving as a base (FIG. 6A). At the time of disposition, it is preferable to perform fusion using a gold-tin alloy or the like.

【0054】続いて、導波路8を有する波長変換素子2
を準備し(図6(b))、半導体レーザ素子1からレー
ザビーム61を出射させた状態で、波長変換素子2と半
導体レーザ素子1とをサブマウント3上において接近さ
せる(図6(c))。
Subsequently, the wavelength conversion element 2 having the waveguide 8
Is prepared (FIG. 6 (b)), and the wavelength conversion element 2 and the semiconductor laser element 1 are brought close to each other on the submount 3 in a state where the laser beam 61 is emitted from the semiconductor laser element 1 (FIG. 6 (c)). ).

【0055】次に、半導体レーザ素子1と波長変換素子
2との結合効率ができるだけ大きくなるまで両者を接近
させ、波長変換素子2の出射光62の強度が最大になる
ようにアクティブアライメントを行う(図6(d))。
Next, the semiconductor laser element 1 and the wavelength conversion element 2 are brought close to each other until the coupling efficiency becomes as large as possible, and active alignment is performed so that the intensity of the light 62 emitted from the wavelength conversion element 2 becomes maximum ( FIG. 6D).

【0056】この時、波長変換素子の出射光の強度をで
きるだけ大きくするためには、半導体レーザ素子の出射
端面と波長変換素子の入射端面との距離が、1.0μm以下
であることが好ましく、特に0.5μm以下であることが好
ましい。また、半導体レーザ素子1の導波路7の光軸
と、波長変換素子2の導波路8の光軸が、±0.2μmの精
度で一致することが好ましい。
At this time, in order to increase the intensity of the emitted light of the wavelength conversion element as much as possible, the distance between the emission end face of the semiconductor laser element and the incidence end face of the wavelength conversion element is preferably 1.0 μm or less, particularly It is preferably 0.5 μm or less. It is preferable that the optical axis of the waveguide 7 of the semiconductor laser device 1 and the optical axis of the waveguide 8 of the wavelength conversion element 2 coincide with an accuracy of ± 0.2 μm.

【0057】上記アクティブアライメント時に振動が加
わるなどして、半導体レーザ素子1と波長変換素子2と
が極度に近接した場合でも、緩衝部となる凸部9を半導
体レーザ素子1が備えることによって、半導体レーザ素
子1の出射端面と波長変換素子2の入射端面とが直接接
触するのを防ぐことができる(図6(e))。そのた
め、半導体レーザ素子に結晶欠陥などの問題の発生が少
ない製造方法とすることができる。
Even when the semiconductor laser device 1 and the wavelength conversion device 2 are extremely close to each other due to vibration or the like during the active alignment, the semiconductor laser device 1 is provided with the convex portion 9 serving as a buffer. Direct contact between the emission end face of the laser element 1 and the incidence end face of the wavelength conversion element 2 can be prevented (FIG. 6E). Therefore, it is possible to provide a manufacturing method in which problems such as crystal defects do not occur in the semiconductor laser device.

【0058】その後、半導体レーザ素子1の発光を停止
し、波長変換素子2をサブマウント3に固定する(図6
(f))。固定には、紫外線硬化樹脂などを用いること
ができる。紫外線硬化樹脂を用いる場合、図6(b)に
示した状態において、サブマウント3、または波長変換
素子2に予め紫外線硬化樹脂を塗布しておけばよい。
Thereafter, light emission of the semiconductor laser element 1 is stopped, and the wavelength conversion element 2 is fixed to the submount 3 (FIG. 6).
(F)). For fixing, an ultraviolet curable resin or the like can be used. When an ultraviolet-curable resin is used, the ultraviolet-curable resin may be applied to the submount 3 or the wavelength conversion element 2 in advance in the state shown in FIG.

【0059】最後に、上記のようにして半導体レーザ素
子と波長変換素子とを配置したサブマウントを、カバ
ー、窓ガラスおよびヒートシンクを備えたパッケージ内
に導電性接着剤を用いて固定し、図1に示した発光装置
を得ることができる。
Finally, the submount on which the semiconductor laser element and the wavelength conversion element are arranged as described above is fixed in a package having a cover, a window glass and a heat sink using a conductive adhesive. Can be obtained.

【0060】上記のような発光装置の製造方法とするこ
とで、発光装置の製造中に、半導体レーザ素子に結晶欠
陥などの問題が発生することが防止でき、より信頼性の
高い発光装置を得ることができる。
By employing the method for manufacturing a light emitting device as described above, it is possible to prevent a problem such as a crystal defect from occurring in the semiconductor laser element during the manufacture of the light emitting device, and to obtain a light emitting device with higher reliability. be able to.

【0061】なお、本実施形態では光学部品として波長
変換素子を用いた例を示したが、レンズや光ファイバー
などの他の光学部品を用いた場合においても本発明の効
果を得ることができる。
In this embodiment, an example is shown in which a wavelength conversion element is used as an optical component. However, the effects of the present invention can be obtained even when another optical component such as a lens or an optical fiber is used.

【0062】(実施形態4)本実施形態では、図3に示
した発光装置の製造方法の一例を示す。
Embodiment 4 In this embodiment, an example of a method for manufacturing the light emitting device shown in FIG. 3 will be described.

【0063】まず、緩衝部を備えた波長変換素子の製造
方法の例を、図7を用いて説明する。この例では、波長
変換素子は、樹脂からなる緩衝部を備えている。
First, an example of a method for manufacturing a wavelength conversion element having a buffer will be described with reference to FIG. In this example, the wavelength conversion element has a buffer section made of resin.

【0064】図7(a)は、緩衝部を配置する前の波長
変換素子32である。波長変換素子32は、導波路34
を有している。まず、波長変換素子32の入射端面71
に、紫外線感光樹脂からなる被覆72を形成する(図7
(b))。レーザビームの光軸方向(即ち、導波路34
の光軸方向)における被覆72の厚さは、緩衝部として
必要な厚さに応じて調整すればよい。なお、紫外線感光
樹脂としては、半導体製造工程などで多用されるポジ型
フォトレジストなどを用いることができる。
FIG. 7A shows the wavelength conversion element 32 before the buffer section is arranged. The wavelength conversion element 32 includes a waveguide 34
have. First, the incident end face 71 of the wavelength conversion element 32
Next, a coating 72 made of an ultraviolet-sensitive resin is formed.
(B)). The direction of the optical axis of the laser beam (that is, the waveguide 34
The thickness of the coating 72 in the direction of the optical axis may be adjusted according to the thickness required as a buffer. In addition, as the ultraviolet photosensitive resin, a positive photoresist that is frequently used in a semiconductor manufacturing process or the like can be used.

【0065】入射端面71上への被覆72の形成方法と
しては、まず、硬化前の液状の紫外線感光樹脂をビーカ
ーに入れた後、上記樹脂の液面に波長変換素子の端面を
接触させ、その後、加熱する(例えば、紫外線感光樹脂
として上記フォトレジストを用いた場合、50℃に加熱)
ことにより、紫外線感光樹脂を仮硬化させればよい。レ
ーザビームの光軸方向における被覆72の厚さは、上記
接触時における紫外線感光樹脂の温度を制御(粘性を制
御)することによって調整可能である。
As a method for forming the coating 72 on the incident end face 71, first, a liquid ultraviolet-sensitive resin before curing is put into a beaker, and then the end face of the wavelength conversion element is brought into contact with the liquid level of the resin. (For example, when the above photoresist is used as an ultraviolet-sensitive resin, heat to 50 ° C.)
Thus, the ultraviolet-sensitive resin may be temporarily cured. The thickness of the coating 72 in the optical axis direction of the laser beam can be adjusted by controlling the temperature (viscosity) of the ultraviolet photosensitive resin at the time of the contact.

【0066】次に、入射端面71の反対側の端面から、
導波路34に紫外線を入射する。紫外線の入射の際に
は、紫外線発光装置と導波路34とを、例えば95%以
上、結合するように調整すれば効率的である。入射した
紫外線は、導波路34を通って入射端面71に達し、被
覆72を感光させる。その後、KOH水溶液などのアルカ
リ性溶液を用いて紫外線感光樹脂を現像すれば、被覆7
2のうち、導波路34を通過した紫外線によって感光し
た部分は除去され、図7(c)に示すような、導波路3
4の部分に開口部36を有する緩衝部33を備えた波長
変換素子を作製することができる。
Next, from the end face opposite to the incident end face 71,
Ultraviolet light is incident on the waveguide 34. When the ultraviolet rays are incident, it is efficient if the ultraviolet light emitting device and the waveguide 34 are adjusted so as to be coupled to each other by, for example, 95% or more. The incident ultraviolet light reaches the incident end face 71 through the waveguide 34 and exposes the coating 72. After that, if the ultraviolet-sensitive resin is developed using an alkaline solution such as a KOH aqueous solution, the coating 7 is obtained.
2, the portion exposed by the ultraviolet light passing through the waveguide 34 is removed, and the waveguide 3 as shown in FIG.
The wavelength conversion element provided with the buffer 33 having the opening 36 in the portion 4 can be manufactured.

【0067】その後、半導体レーザ素子とともに、アク
ティブアライメントなどを実施形態3と同様に行うこと
で、図3に示した発光装置を得ることができる。
Thereafter, active alignment and the like are performed together with the semiconductor laser element in the same manner as in Embodiment 3, whereby the light emitting device shown in FIG. 3 can be obtained.

【0068】上記のような発光装置の製造方法とするこ
とで、発光装置の製造中に、半導体レーザ素子に結晶欠
陥などの問題が発生することが防止でき、より信頼性の
高い発光装置を得ることができる。
By employing the method for manufacturing a light emitting device as described above, it is possible to prevent a problem such as a crystal defect from occurring in the semiconductor laser element during the manufacture of the light emitting device, and to obtain a light emitting device with higher reliability. be able to.

【0069】また、上記のように光感光樹脂の光感光機
能を利用して開口部を形成する方法の他に、強度の大き
いレーザビームを波長変換素子の導波路に伝搬させるこ
とにより、樹脂部を蒸発させて、開口部を形成すること
も可能である。
In addition to the above-described method of forming an opening utilizing the photosensitizing function of the photo-sensitive resin, a high-intensity laser beam is propagated through the waveguide of the wavelength conversion element to form the resin portion. Can be evaporated to form an opening.

【0070】なお、実施形態3および4では、半導体レ
ーザ素子上や光学部品上に緩衝部を設けた発光装置の製
造方法例を示したが、緩衝部を基台上に設けたり、ある
いは独立した緩衝部を用いたりすることもできる。その
場合、緩衝部が半導体レーザ素子と光学部品との間に位
置するように、半導体レーザ素子と発光装置とを基台上
に配置すればよい。
In the third and fourth embodiments, an example of a method of manufacturing a light emitting device in which a buffer portion is provided on a semiconductor laser element or an optical component has been described. However, the buffer portion may be provided on a base or may be provided independently. A buffer may be used. In that case, the semiconductor laser element and the light emitting device may be arranged on the base such that the buffer section is located between the semiconductor laser element and the optical component.

【0071】[0071]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に
説明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0072】半導体レーザ素子としてAlGaAs系半導体レ
ーザ素子を、光学部品としてLiNbO3系波長変換素子を用
いて、図1に示したような発光装置を作製した。
A light emitting device as shown in FIG. 1 was manufactured by using an AlGaAs semiconductor laser element as a semiconductor laser element and a LiNbO 3 type wavelength conversion element as an optical component.

【0073】最初に、有機金属気相成長法を用い、n型
GaAs基板上に図2に示した各層を成膜することで、GaAl
As系半導体レーザ素子を作製した。作製したレーザ素子
の共振器長は500μmとした。
First, n-type metalorganic vapor phase epitaxy is used.
By forming the layers shown in FIG. 2 on a GaAs substrate, GaAl
An As-based semiconductor laser device was fabricated. The cavity length of the manufactured laser device was 500 μm.

【0074】続けて、実施形態3と同様の方法を用い
て、上記半導体レーザ素子の出射端面に、緩衝部となる
凸部を形成した。凸部には端面保護膜と同様の材料(酸
化アルミニウム)を用いた。
Subsequently, by using the same method as in the third embodiment, a projection serving as a buffer was formed on the emission end face of the semiconductor laser device. The same material (aluminum oxide) as the end face protective film was used for the projection.

【0075】まず、ステンレス製の治具上に、上記半導
体レーザ素子とスペーサとを隙間なく交互に並べた。ス
ペーサには、厚さ(図5に示す、スペーサの厚さ54)
515μmのAlNを用いた。次に、低真空スパッタ装置を用
い、半導体レーザ素子の出射端面の端面保護膜として、
厚さ0.12μmの酸化アルミニウム膜を積層した。上記端
面保護膜の反射率は4%であり、レーザビームを効率的に
取り出すことができた。
First, the semiconductor laser elements and the spacers were alternately arranged on a stainless steel jig without any gap. The thickness of the spacer (spacer thickness 54 shown in FIG. 5)
515 μm AlN was used. Next, using a low-vacuum sputtering apparatus, as an end face protective film of the emission end face of the semiconductor laser element,
An aluminum oxide film having a thickness of 0.12 μm was laminated. The reflectance of the end face protective film was 4%, and the laser beam could be efficiently extracted.

【0076】続けて、治具を45°傾け、厚さ(レーザビ
ームの光軸方向における厚さ)0.3μmの凸部を形成し
た。治具を45°傾けることでスペーサが障害物となり、
半導体レーザ素子のレーザビーム出射点に凸部は形成さ
れなかった。
Subsequently, the jig was tilted at 45 ° to form a projection having a thickness (thickness in the optical axis direction of the laser beam) of 0.3 μm. By tilting the jig by 45 °, the spacer becomes an obstacle,
No projection was formed at the laser beam emission point of the semiconductor laser device.

【0077】本実施例では、上記の方法を用い、緩衝部
となる凸部を備えた半導体レーザ素子10サンプルと、凸
部を形成せずに端面保護膜の形成のみを行った半導体レ
ーザ素子10サンプルを作製した。
In this embodiment, using the above-described method, a sample of a semiconductor laser device 10 having a convex portion serving as a buffer portion, and a semiconductor laser device 10 having only an end face protective film formed without forming a convex portion. A sample was prepared.

【0078】次に、上記のように準備した、出射端面に
凸部を備えた半導体レーザ素子と、出射端面に凸部の無
い半導体レーザ素子とのそれぞれを用いて、実施形態3
に示した方法に従い、発光装置を作製した。
Next, using the semiconductor laser device having the projection on the emission end face and the semiconductor laser element without the projection on the emission end face prepared as described above, the third embodiment was used.
A light emitting device was manufactured according to the method described in (1).

【0079】発光装置を作製する際に行ったアクティブ
アライメントは、半導体レーザ素子の出射端面と波長変
換素子の入射端面との距離が0.4μmの状態で行った。ア
クティブアライメント中に、(波長変換素子を吸着保持
している)コレットに外部から加わる振動を振動計によ
り確認したところ、約10Hz、振幅約1.3μmの低周波振動
が重畳していることがわかった。
The active alignment performed when manufacturing the light emitting device was performed in a state where the distance between the emission end face of the semiconductor laser element and the incidence end face of the wavelength conversion element was 0.4 μm. During the active alignment, vibration applied from outside to the collet (which holds the wavelength conversion element by suction) was checked with a vibrometer, and it was found that low frequency vibration of about 10 Hz and amplitude of about 1.3 μm was superimposed. .

【0080】上記のように作製した発光装置に対し、信
頼性テストを行った。図8および図9に、出射端面に凸
部を備えた半導体レーザ素子を用いた発光装置と、出射
端面に凸部の無い半導体レーザ素子を用いた発光装置の
信頼性テストの結果を示す。
A reliability test was performed on the light emitting device manufactured as described above. 8 and 9 show the results of a reliability test of a light emitting device using a semiconductor laser element having a convex portion on the output end face and a light emitting device using a semiconductor laser element having no convex portion on the output end face.

【0081】信頼性テストは、各発光装置を60℃の雰囲
気下で定電流動作させ、試験時間に対する光出力の変化
を測定することで行った。なお、初期出力は両者とも25
mWであり、全サンプルの平均動作電流は194mAであっ
た。
The reliability test was performed by operating each light emitting device at a constant current in an atmosphere of 60 ° C. and measuring a change in light output with respect to the test time. The initial output is 25
mW, and the average operating current of all samples was 194 mA.

【0082】図8に示すように、レーザ素子の出射端面
に緩衝部となる凸部が設けてある場合、アクティブアラ
イメント中に、レーザ素子の出射端面と波長変換素子の
入射端面との接触が抑制でき、n=10の全サンプルで、
1600時間以上安定した光出力を得ることができた。一
方、図9に示すように、レーザ素子の出射端面に緩衝部
となる凸部が無い場合、試験時間の増加に伴い、複数の
サンプルで光出力の急激な低下がみられた。
As shown in FIG. 8, when a projection serving as a buffer is provided on the emission end face of the laser element, contact between the emission end face of the laser element and the incidence end face of the wavelength conversion element is suppressed during active alignment. Yes, for all samples with n = 10,
A stable light output was obtained for 1600 hours or more. On the other hand, as shown in FIG. 9, when there was no protrusion serving as a buffer on the emission end face of the laser element, a sharp decrease in light output was observed in a plurality of samples as the test time increased.

【0083】出力の低下したサンプルのレーザ素子出射
端面を、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて観察したと
ころ、出射端面に結晶欠陥が生じていることがわかっ
た。一方、1600時間以上安定した光出力を得ることがで
きたサンプルでは、レーザ素子の出射端面に結晶欠陥は
みられなかった。出力の低下したサンプルでは、アクテ
ィブアライメント中に加わった振動により、波長変換素
子の入射端面と半導体レーザ素子の出射端面とが直接接
触し、レーザ素子の出射端面が損傷した可能性がある。
出射端面に損傷を受けた場合、初期の状態では光出力が
低下しないほどの微細な結晶欠陥であっても、時間とと
もに結晶欠陥が拡大し、最後には光出力の急激な低下を
招くことが考えられる。
When the output end face of the laser element of the sample whose output was lowered was observed using a transmission electron microscope (TEM), it was found that a crystal defect occurred in the output end face. On the other hand, in the sample in which a stable light output could be obtained for 1600 hours or more, no crystal defect was observed on the emission end face of the laser element. In a sample whose output has decreased, the incident end face of the wavelength conversion element may directly contact the emission end face of the semiconductor laser element due to the vibration applied during the active alignment, and the emission end face of the laser element may be damaged.
If the emission end face is damaged, even if it is a fine crystal defect that does not reduce the light output in the initial state, the crystal defect will expand over time and eventually cause a sharp decrease in the light output. Conceivable.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体レーザ素子の出射端部と光学部品の入射端部とが
直接接触することのない、信頼性の高い発光装置を得る
ことができる。また、本発明によれば、信頼性の高い発
光装置の製造方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to obtain a highly reliable light emitting device in which the emission end of the semiconductor laser element does not directly contact the incidence end of the optical component. Further, according to the present invention, a highly reliable method for manufacturing a light-emitting device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明における発光装置の例を示す模式図。FIG. 1 is a schematic view illustrating an example of a light emitting device according to the present invention.

【図2】 本発明における半導体レーザ素子の構造例を
示す模式図。
FIG. 2 is a schematic view showing a structural example of a semiconductor laser device according to the present invention.

【図3】 本発明における発光装置の例を示す模式図。FIG. 3 is a schematic view illustrating an example of a light emitting device according to the present invention.

【図4】 本発明における光学部品の構造例を示す模式
図。
FIG. 4 is a schematic view showing a structural example of an optical component according to the present invention.

【図5】 本発明における発光装置の製造方法例の工程
を説明するための模式図。
FIG. 5 is a schematic view for explaining steps of a method for manufacturing a light emitting device according to the present invention.

【図6】 本発明における発光装置の製造方法例の工程
を説明するための模式図。
FIG. 6 is a schematic view for explaining steps of an example of a method for manufacturing a light emitting device according to the present invention.

【図7】 本発明における発光装置の製造方法例の工程
を説明するための模式図。
FIG. 7 is a schematic view for explaining steps of an example of a method for manufacturing a light emitting device according to the present invention.

【図8】 実施例により測定した、本発明における発光
装置の信頼性テストの結果を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a result of a reliability test of the light-emitting device according to the present invention, which is measured by an example.

【図9】 実施例により測定した、従来の発光装置の信
頼性テストの結果を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a result of a reliability test of a conventional light emitting device measured according to an example.

【図10】 従来の発光装置の例を示す模式図。FIG. 10 is a schematic view illustrating an example of a conventional light emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、31、101 半導体レーザ素子 2、32、102 波長変換素子 3、103 サブマウント 4 ヒートシンク 5 カバー 6 窓ガラス 7、8、34、35、104、105 導波路 9 凸部 11 n型GaAs基板 12 n型AlGaAsクラッド層 13 アンドープAlGaAs/GaAs量子井戸活性層 14 p型AlGaAs第1クラッド層 15 AlGaAs電流ブロック層 16 p型AlGaAs第2クラッド層 17 コンタクト層 18 出射端面 19 端面 21 ストライプ部 33 緩衝部 36 開口部 51 治具 52 スペーサ 53 端面間の距離 54 スペーサの厚さ 55 レーザビーム出射点 61 レーザビーム 62 出射光 71 入射端面 72 被膜 1,31,101 Semiconductor laser device 2, 32, 102 wavelength conversion element 3, 103 submount 4 heat sink 5 Cover 6 Window glass 7, 8, 34, 35, 104, 105 waveguide 9 convex part 11 n-type GaAs substrate 12 n-type AlGaAs cladding layer 13 Undoped AlGaAs / GaAs quantum well active layer 14 p-type AlGaAs first cladding layer 15 AlGaAs current block layer 16 p-type AlGaAs second cladding layer 17 Contact layer 18 Exit face 19 End face 21 Stripe part 33 buffer 36 opening 51 jig 52 Spacer 53 Distance between end faces 54 Spacer Thickness 55 Laser beam emission point 61 laser beam 62 Outgoing light 71 Incident end face 72 Coating

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 出射端面からレーザビームを出射する半
導体レーザ素子と、前記レーザビームを入射端面で受光
するように配置された光学部品とを備えた発光装置であ
って、 前記半導体レーザ素子と前記光学部品との間に、前記出
射端面と前記入射端面との接触を防ぐ緩衝部が設けられ
ていることを特徴とする発光装置。
1. A light emitting device comprising: a semiconductor laser element for emitting a laser beam from an emission end face; and an optical component arranged to receive the laser beam on an incidence end face. A light-emitting device, comprising a buffer between the optical component and the light-emitting end surface for preventing contact with the incident end surface.
【請求項2】 前記半導体レーザ素子および前記光学部
品から選ばれる少なくとも一方の部材が、前記緩衝部を
備えている請求項1に記載の発光装置。
2. The light emitting device according to claim 1, wherein at least one member selected from the semiconductor laser element and the optical component includes the buffer.
【請求項3】 前記レーザビームの光軸方向における前
記緩衝部の厚さが、0.1μm以上0.5μm以下である請求項
1または2に記載の発光装置。
3. The light emitting device according to claim 1, wherein the thickness of the buffer in the optical axis direction of the laser beam is 0.1 μm or more and 0.5 μm or less.
【請求項4】 前記緩衝部が、酸化物からなる請求項1
〜3のいずれかに記載の発光装置。
4. The buffer according to claim 1, wherein the buffer is made of an oxide.
The light emitting device according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 前記緩衝部が、樹脂からなる請求項1〜
4のいずれかに記載の発光装置。
5. The buffer according to claim 1, wherein the buffer is made of a resin.
5. The light emitting device according to any one of 4.
【請求項6】 前記樹脂のガラス転移温度が、−10℃以
下である請求項5に記載の発光装置。
6. The light emitting device according to claim 5, wherein a glass transition temperature of the resin is −10 ° C. or less.
【請求項7】 前記光学部品が、波長変換素子である請
求項1〜6のいずれかに記載の発光装置。
7. The light emitting device according to claim 1, wherein said optical component is a wavelength conversion element.
【請求項8】 出射端面からレーザビームを出射する半
導体レーザ素子と、前記レーザビームを入射端面で受光
する光学部品と、前記半導体レーザ素子と前記光学部品
とを設置する基台とを備えた発光装置の製造方法であっ
て、 前記半導体レーザ素子、前記光学部品および前記基台か
ら選ばれる少なくとも1つの部材上に、前記出射端面と
前記入射端面との接触を防ぐ緩衝部を設ける工程と、 前記レーザビームが前記入射端面に入射し、前記緩衝部
が前記半導体レーザ素子と前記光学部品との間に位置す
るように、前記半導体レーザ素子と前記発光装置とを前
記基台上に配置する工程とを含むことを特徴とする発光
装置の製造方法。
8. A light emitting device comprising: a semiconductor laser device that emits a laser beam from an emission end surface; an optical component that receives the laser beam at an incidence end surface; and a base on which the semiconductor laser device and the optical component are installed. A method of manufacturing a device, comprising: providing a buffer on at least one member selected from the semiconductor laser element, the optical component, and the base to prevent contact between the emission end face and the incidence end face; Arranging the semiconductor laser element and the light emitting device on the base such that a laser beam is incident on the incident end face and the buffer portion is located between the semiconductor laser element and the optical component; A method for manufacturing a light emitting device, comprising:
【請求項9】 前記緩衝部が、前記半導体レーザ素子上
に設けられる請求項8に記載の発光装置の製造方法。
9. The method according to claim 8, wherein the buffer section is provided on the semiconductor laser element.
【請求項10】 前記緩衝部を設ける工程が、 前記緩衝部を構成する材料を、前記半導体レーザ素子の
前記出射端面上に積層する工程と、 前記半導体レーザ素子のレーザビーム出射点に前記材料
が積層するのを防ぐために、障害物を予め配置する工程
とを含む請求項9に記載の発光装置の製造方法。
10. The step of providing the buffer section, the step of laminating a material forming the buffer section on the emission end face of the semiconductor laser element, and the step of: providing the material at a laser beam emission point of the semiconductor laser element. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 9, further comprising a step of arranging obstacles in advance in order to prevent stacking.
【請求項11】 前記材料を、前記出射端面に対して斜
め方向から積層する請求項10に記載の発光装置の製造
方法。
11. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 10, wherein the material is laminated obliquely with respect to the emission end face.
【請求項12】 前記緩衝部が、前記光学部品上に設け
られる請求項8または9に記載の発光装置の製造方法。
12. The method according to claim 8, wherein the buffer is provided on the optical component.
【請求項13】 前記半導体レーザ素子の前記出射端面
と、前記光学部品の前記入射端面との距離が、1.0μm以
下である請求項8〜12のいずれかに記載の発光装置の
製造方法。
13. The method according to claim 8, wherein a distance between the emission end face of the semiconductor laser element and the incidence end face of the optical component is 1.0 μm or less.
【請求項14】 前記レーザビームの光軸方向における
前記緩衝部の厚さが、0.1μm以上0.5μm以下である請求
項8〜13のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
14. The method according to claim 8, wherein the thickness of the buffer in the optical axis direction of the laser beam is 0.1 μm or more and 0.5 μm or less.
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