JP2004111446A - 半導体レーザ素子の実装方法及びその実装方法を用いた半導体レーザ装置並びに光学モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】アレイ状に配置される半導体レーザ素子を精度良く位置決めすることができる半導体レーザ素子の実装方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る半導体レーザ素子の実装方法は以下のステップによる。半導体レーザ素子５０を位置決めするための素子用位置決めマーク４２、４３が予め形成されたマウンタ４０を用意し、前記マウンタ４０をケース本体上に取り付ける。そして、マウンタ４０の位置決めマーク４２、４３に従い複数の半導体レーザ素子５０を前記マウンタ４０に位置決めする。これにより半導体レーザ素子５０をマウンタ４０にアレイ状に精度良く実装することができる。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光情報処理や光通信用の光源、または光記録装置や画像形成装置の光源として用いられる半導体レーザ素子の実装方法及びこの実装方法を用いた半導体レーザ装置並びに光学モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
異なる複数の波長の光を合成し、これを１本の光ファイバーにより伝送する光波長多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が開発されている。光波長を多重化することで伝送容量を拡大することができるため、情報通信の発展に伴い需要が高まっている。
【０００３】
このような光波長多重化の技術分野において、光源のアレイ化が容易な垂直共振型面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｌａｓｅｒ、以下「面発光レーザ」という）への期待は大きい。
【０００４】
波長の異なる面発光レーザを搭載することで、面発光体レーザを光波長多重の光源として用いることができる。従来の半導体レーザ装置は、このような波長の異なる複数のレーザ素子を金属ケース内にアレイ状に取り付け、このケース表面から波長の異なるレーザ光を取り出している。レーザ装置から出射された各レーザ光はレンズ等の光学部材を介して合成され、１本の光ファイバーにより伝送される。他方、受信側では、光ファイバーにより送られてきた波長多重光を各波長毎に分離している。
【０００５】
例えば特許文献１は、光学部品２が形成された透明基板３と複数個の光素子が形成され光素子基板５とを位置決めする装置を開示している。ここでは、透明基板３から入射された光を、光素子基板上で受光し、その受光量の最大値を検知することで両者の位置決めを行っている。
【０００６】
また特許文献２は、面発光素子の実装方法を開示している。ここでは、基板１上に形成された面半発レーザアレー２のパッド５、６を、チップキャリア８に形成された配線に達する孔１０内に挿入させることで、レーザアレー２とチップキャリア８との位置合わせを行っている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１７３０５０号公報
【特許文献２】
特開平８−２８８５９０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の半導体レーザ装置には次のような課題がある。半導体レーザ装置は、コリメータレンズや集光レンズの光学部材と結合されて光モジュールを形成する。このため、半導体レーザ装置とこれら光学部材とが精度良く位置決めされる必要がある。コリメータレンズは、半導体レーザ素子からの光を平行光にしこれを集光レンズに伝えるものであるため、コリメータレンズの焦点位置近傍に半導体レーザの出射窓を位置させる必要がある。仮に、複数のレーザ素子がケース内において精度よく位置決めされていないと、半導体レーザ装置から出射されたレーザ光が適切に合成されないという惧れがある。また、上記特許文献１の位置決め装置は、光素子基板５に受光素子を必要とし、上記特許文献２の実装方法は、チップキャリア８にレーザ加工により孔１０を形成しなければならず、いずれの場合にも簡単にレーザ素子の位置決めを行うことができない。
【０００９】
そこで本発明は上記従来の課題を解決し、アレイ状に配置される半導体レーザ素子を精度良く位置決めすることができる半導体レーザ素子の実装方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、複数の半導体レーザ素子を精度良く位置決め可能な半導体レーザ装置および光学モジュールを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体レーザ素子を実装する方法は、複数の半導体レーザ素子をアレイ状に配置するときに、そのアレイ状の配置に対応した形状のマウンタを用意し、前記マウンタをケース本体に取り付け、前記複数の半導体レーザ素子を前記マウンタの形状にそれぞれ位置決めして固定するものである。これにより、半導体レーザ素子を非常に簡単に位置決めしアレイ状に実装することができる。
【００１１】
好ましくは、マウンタは一定の厚みを有し、その平面形状が多角形であり、前記複数の半導体レーザ素子の各々は、前記マウンタの辺または側面に合わせてそれぞれ位置決めされる。レーザ素子をマウンタの辺または側面に合わせるだけで簡単に位置決めすることができる。
【００１２】
さらに好ましくは、複数の半導体レーザ素子の各々は、レーザ素子の側面を前記マウンタの側面に固定させても良い。この場合、レーザ素子の高さ寸法とマウンタの厚さとはほぼ同程度にすることが望ましい。レーザ素子の側面がすべてマウンタの側面に固定されることで一定の強度を確保することができる。さらに好ましくは、マウンタは一定の厚みを有し、その平面形状が多角形であり、前記多角形を形成するコーナー部にレーザ素子の形状に対応する切欠部が形成される。複数の半導体レーザ素子は、それぞれ切欠部に合わせてそれぞれ位置決め固定される。切欠部は、少なくと２つの側面が交差（例えば９０度）するコーナーを有し、そのコーナーの側面にレーザ素子の側面を位置決め固定させることで、レーザ素子のマウンタへの取付け強度をより大きくすることができる。
【００１３】
好ましくは、マウンタには半導体レーザ素子を位置決めするための素子用位置決めマークが予め形成されているものであっても良い。マウンタに予め位置決めマークを形成しておくことにより、例えば、レーザ素子やマウンタの外形の一部が何らかの理由により破損もしくは崩れているような場合であっても、複数の半導体レーザ素子を精度良く位置決めすることができる。
【００１４】
好ましくは前記マウンタには、前記マウンタを前記ケース本体に位置決めするための本体用位置決めマークが形成される。これによりマウンタ自身をケース本体に精度良く位置決め固定することができるため、マウンタに固定される複数の半導体レーザ素子の位置決め精度をより高くすることができる。
【００１５】
素子用位置決めマーク及び前記本体用位置決めマークは、例えばマウンタ上に形成された複数の溝を用いることが可能である。溝は、必ずしも連続する溝でなくても良く、断続的な溝であってもよい。さらに溝以外にも、位置決めマークとして識別可能なものであれば、凹部、凸部、段差、色の異なる線等をマークとして用いることも可能である。
【００１６】
好ましくは、複数の半導体レーザ素子は、素子の少なくとも１辺を前記素子用位置決めマークに合わせることでそれぞれ位置決めされるようにしても良い。少なくとも１辺が位置合わせされれば、レーザ素子の位置決め精度を保つことが可能である。また、複数の半導体レーザ素子は、マウンタの側面に固定されるものであっても良い。例えば、レーザ素子の側面とマウンタの側面とを互いに固定するようにしても良い。マウンタ上に固定するよりも、垂直方向の高さを小さくすることが可能である。
【００１７】
さらに本発明に係る複数の面発光型半導体レーザ素子を搭載する半導体レーザ装置は以下の構成を含む。複数の電極部を含むケース本体と、前記ケース本体上に取り付けられ、前記複数の面発光型半導体レーザ素子の配列に対応した形状のマウンタと、前記マウンタの形状に合わせて前記マウンタにアレイ状に取り付けられる前記複数の面発光型半導体レーザ素子と、前記複数の面発光型半導体レーザ素子を前記複数の電極部に電気的に接続する接続手段とを含む。このようなマウンタを用いることで半導体レーザ素子を非常に簡単にしかも精度良くアレイ状に実装することができる。
【００１８】
本発明の半導体レーザ装置は、複数の面発光型半導体レーザ素子を搭載するものであり、次の構成を含む。複数の電極部を含むケース本体と、前記ケース本体上に取り付けられ、表面に位置決めマークが形成されたマウンタと、前記位置決めマークに従い前記マウンタにアレイ状に取り付けられる複数の半導体レーザ素子と、前記複数の半導体レーザ素子を前記複数の電極部に電気的に接続する接続手段とを含み、前記複数の面発光型半導体レーザ素子はそれぞれ異なる波長の光を出射可能である。このようなマウンタを用いることにより複数の半導体レーザ素子を精度良くアレイ状に位置決め固定することができ、レーザ装置から出射されるレーザ光の出射位置の精度も向上される。さらに、波長の異なるレーザ素子を用いることで、光波長多重の精度を向上することが可能である。
【００１９】
本発明の光学モジュールは、複数の面発光型半導体レーザ素子を含む半導体レーザ装置と光学部材とを備え、前記半導体レーザ装置は、金属製ステム上に固定されるマウンタと、前記マウンタに形成された位置決めマークに従い前記マウンタに位置決めして固定される複数の半導体レーザ素子とを含み、前記光学部材は、前記複数の半導体レーザ素子と対応する位置に配された複数のレンズと、前記複数のレンズからの光を集光する集光レンズとを含む。半導体レーザ装置に実装される半導体レーザ素子の位置決め精度が向上されるので、レーザ装置からのレーザ光を集光する光学モジュールの精度も向上させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係る半導体レーザ装置の構成を示す図であり、同図（ａ）はレーザ装置のキャップを取り外した状態の平面図、同図（ｂ）はそのＸ−Ｘ線断面図である。
【００２１】
半導体レーザ装置１は、金属製のステム（またはケース本体）１０と、金属製ステム１０に取り付けられる金属製のキャップ２０（一点鎖線で示す）とを含む。金属製ステム１０は円柱状を有し、その表面は円形である。表面の外周に、段差を含むフランジ１１が環状に形成される。キャップ２０は円筒状であり、その側面から外周に突出する端部２１が形成される。キャップ２０の表面中央には、円形状の開口（または窓）２０ａが形成される。キャップ２０の裏面には、その裏面形状に合わせて円形状のガラス２０ｂが取り付けられる。好ましくは、ガラス２０ｂの外周がキャップ２０の裏面に融着により固定される。キャップ２０の開口２０ａは、ガラス２０ｂにより閉じられ、後述する半導体レーザ素子５０の表面から照射されたレーザ光を透過する透過窓として機能する。キャップ２０の端部２１は、フランジ１１に例えば溶接等によって溶着され、キャップ２０と金属製ステム１０とによって内部に密閉された空間が形成され、内部には窒素ガスが充填される。
【００２２】
金属製ステム１０には、複数のリードピン３０を取り付けるための貫通孔１２が形成される。貫通孔１２は、それぞれが等間隔となるように、金属ステム１０の中心を基準に９０度の間隔に配置される。貫通孔１２には絶縁体膜１３が充填され、リードピン３０は絶縁体膜１３を介して貫通孔１２内に固定される。リードピン３０の一端は、金属製ステム１０の裏面から突出し、他端は金属製ステム１０の表面から突出している。リードピン３０は、絶縁体膜１３によって金属製ステム１０と電気的に絶縁されている。金属製ステム１０表面からリードピン３０の最上面（電極部３１）までの距離は、面発光素子の電極パッドと同じ高さか数１００μｍ程度下がっている範囲にあることが望ましい。
【００２３】
金属製ステム１０のほぼ中央には、マウンタ４０が固定され、マウンタ４０の各コーナーには４つの面発光型半導体レーザ素子５０が取り付けられる。面発光型半導体レーザ素子５０は、例えば図８に示すように構成される。すなわち、ｎ型のＧａＡｓ基板１００上に、ｎ型のバッファ層１０２、ｎ型の下部ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｂｒａｇｇ　Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ：分布ブラック型反射鏡）１０３、アンドープの下部スペーサ層１０４とアンドープの量子井戸活性層１０５とアンドープの上部スペーサ層１０６とを含む活性領域１０７、ｐ型の上部ＤＢＲ１０８、及びｐ型のコンタクト層１０９が順次積層され、メサ構造のレーザ素子部１０１が形成される。コンタクト層１０９上には層間絶縁膜１１２を介してｐ側電極層１１３が形成され、基板１の裏面にはｎ側電極１１４が形成される。ｐ側電極層１１３の中央にはレーザ出射窓１１１が形成される。また上部ＤＢＲ１０８の最下層には、ｐ型のＡｌＡｓ層１１０が挿入され、ＡｌＡｓ層１１０は酸化領域によって囲まれた円形状の開口１２１を有し、これによって光閉じ込めおよび電流狭窄を行う。
【００２４】
マウンタ４０の表面には、Ａｕ等の金属がメッキまたは蒸着され、この部分に半導体レーザ５０のｎ側電極１１４が接続される。マウンタ４０の材質としては、ＧａＡｓなどの半導体材料やＡｌＯやＡｌＮ等のセラミックを用いても良い。基板１００がＧａＡｓである場合、マウンタ４０はＧａＡｓと熱膨張係数が近く、かつ放熱特性が優れたＡｌＮを用いることが望ましい。マウンタ４０の表面に電極を形成し、マウンタ４０の裏面は、金属製ステム１０と銀ペースト等によって接着される。あるいは、共晶半田により接着を行っても良い。マウンタ４０の表面電極と金属製ステム１０をワイヤボンディングすることにより、半導体レーザ５０のｎ側電極が、ステムケースと同電位になる。また、はじめからマウンタ４０の表面と裏面が電気的に同電位になるように構成すれば、ワイヤボンディング工程は不要である。金属製ステム１０は接地電位に接続されるので、半導体レーザ５０のｎ側電極１１４がマウンタ４０を介して接地電位に接続される。
【００２５】
面発光型半導体レーザ素子５０は、マウンタ４０上に２×２のアレイ状に配置される。レーザ素子５０は、端面発光型レーザと異なり、レーザ素子部１０１の表面（出射窓１１）からレーザ光を出射する。このため、レーザ素子５０をアレイ状に配置することのより、二次元的なアレイ光源を得ることができる。４つのレーザ素子５０は、それぞれのレーザ光の波長を異にし、例えば、７８０、８００、８２５、８５０ｎｍのレーザ光を出射する。半導体レーザ素子５０のｐ側電極層１３はボンディングパッド５１に接続され（図２参照）、ボンディングパッド５１がボンディングワイヤ６０により金属製ステムの電極部３１に電気的に接続される。
【００２６】
次に、４つの半導体レーザ素子を実装する方法について説明する。本例で使用する半導体レーザ素子のチップサイズは、１辺が６００ミクロンの角柱で、チップ中心に発光部（出射窓）１０１が形成されている（図２参照）。４つのレーザ素子５０の発光点の間隔を１ミリとする場合、レーザ素子５０の発光点が、１辺を１ミリとする正方形の頂点にくるようにダイボンディングする。このとき、マウンタ４０は、１辺が１．６ミリ（発光点ピッチ＋素子サイズ）の正方形のものを用意する。マウンタ４０は、一定の厚さを有し、例えば半導体レーザ素子の高さと同程度の厚さを有する。
【００２７】
図２（ａ）にマウンタの平面図を示し、図２（ｂ）に半導体レーザ素子を実装した状態を示す。マウンタ４０には、中心を十字方向に走る溝４１と、マウンタの各辺に平行な４本の溝４２、４３とが予め形成される。マウンタ４０の溝４１、４２、４３は、例えば半導体ウエハーをダイシング加工するときと同様の工程を利用して形成することができる。マウンタ４０の側面から溝４２までの距離は、レーザ素子５０の１辺の１／２であり、溝４３までの距離は、レーザ素子の１辺の長さに等しい。マウンタ４０を金属製ステム１０上に取付ける際、溝４１をリードピン３０に一致させ、マウンタ４０を金属製ステム１０に対して位置決めする。マウンタ４０の搭載後、銀ペーストの硬化条件で一旦アニールし、マウンタ４０と金属ステム１０とを固定する。
【００２８】
次に、マウンタ４０上にレーザ素子５０を搭載する。マウンタ４０の４隅（コーナー部）に銀ペーストを塗布し、レーザ素子５０の各辺がマウンタ４０の４隅の各辺とちょうど重なるように搭載すれば簡単に位置合わせが完了する。このとき、レーザ素子５０の向きは、それぞれ９０度ずつ異なり、各ボンディングパッド５１が電極部３１に対向するようにする。また、レーザ素子５０の外形に欠損等の異常が見られた場合には、レーザ素子５０の中心の発光部１０１を溝４２に一致させ、かつ、レーザ素子５０の側面を溝４３に一致させれば、レーザ素子５０をマウンタ４０に位置決めすることができる。こうして４つのレーザ素子５０をマウンタ４０に位置合わせした後、再びアニールをすることによりレーザ素子５０がマウンタ４０上に固定される。
【００２９】
そして、ボンディングワイヤ６０により各レーザ素子５０とリードピン３０の最上面が接続され、キャップ２０が金属ステム１０に固定される。これにより波長の異なる４つのレーザ素子５０が、２×２のアレイ状で金属製ステム１０上に精度良く位置決め実装される。
【００３０】
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。図３は第２の実施の形態に係る半導体レーザ装置の要部の平面図であり、図４（ａ）はそこに用いられるマウンタの平面図、図４（ｂ）はマウンタにレーザ素子が固定された状態を示す平面図である。金属製ステム１０は、図１のものと同一の構成であり、これに隣接して半導体レーザ素子５０の発光点を２ミリ間隔で搭載する例を説明する。レーザ素子のサイズは、上記と同様に１辺が６００ミクロンとすると、マウンタの大きさは、発光点のピッチと素子サイズから、２．６ミリが望ましい。しかし、本例では、リードピン３０の間隔がこれよりも小さいと仮定し、マウンタは、２×１．６ミリのサイズのものを用いる。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、マウンタ４０ａの中央には金属製ステム１０への位置決め用の十字型の溝４１と、その両側にレーザ素子５０の位置決め用の溝４３が形成される。先ず、マウンタ４０ａの溝４１を用いて、マウンタ４０ａを金属ステム１０上に位置決めをする。このとき、マウンタ４０ａは、その長手方向が水平となるように位置決めされる（図３参照）。本例では、レーザ素子５０はマウンタ４０ａ上に搭載されるのではなく、マウンタ４０ａの横方向または側面に搭載される。このため、マウンタ４０ａの表面に導電性の銀ペースト等を塗布する必要はない。
【００３２】
マウンタ４０ａを金属製ステム１０上に固定した後、マウンタ４０ａの側面に銀ペーストを塗布し、そこにレーザ素子５０の側面を接着させる（図３および図４（ｂ）参照）。このとき、レーザ素子５０の中央の発光点がマウンタ４０ａの側面（側面は溝４２とみなすこともできる）に一致させ、かつ、レーザ素子５０の一辺を溝４３に一致させることで、レーザ素子５０をそれぞれマウンタ４０ａの４隅に位置合わせすることができる。レーザ素子５０のＸ軸（横軸）方向の位置合わせは溝４３を用いて行われるが、Ｙ軸（縦軸）方向のピッチは、マウンタ４０ａの短手側の幅によって決定され、従って位置ずれを生じさせない。
【００３３】
レーザ素子５０の側面をマウンタ４０ａの側面に接着させた際、レーザ素子５０とマウンタ４０ａの接触部位で、銀ペーストが盛り上がることがあるが、マウンタ４０ａに溝４３が形成されているため、銀ペーストの一部が溝４３に流れ込む。このためレーザ素子５０の表面が銀ペーストによって汚染されるのを防止することができる。また、接触部位にペーストが溜まることがないので、ペーストの厚みによる間隔のずれを防ぐことが出来る。本例では、レーザ素子５０のＸ方向の位置決め精度は、おおよそ１０ないし２０ミクロンの範囲内にすることができる。
【００３４】
次に本発明の第３の実施の態様について説明する。本実施の形態は、４個以上のレーザ素子を２ミリ間隔でダイボンディングする場合について説明する。図５は、９個のレーザ素子５０を３×３のマトリクスアレイ状に実装するときのマウンタの例を示す。レーザ素子５０のサイズは、１辺が６００ミクロン角で、その中心に発光点が形成されている。マウンタ４０ｂとして、４．６ミリ角の大きさを用意する。マウンタ４０ｂ上には、マウンタを位置決めするための十字型の溝４１と、マウンタ４０ｂの各辺と平行な４本の溝４２と、８本の溝４３が形成される。本実施の形態では、マウンタの中央にレーザ素子５０が実装されるため、溝４１の両側に溝４３が形成される（溝４１からそれぞれレーザ素子の１／２の距離だけ離間される）。このため溝４１は、レーザ素子の発光点を位置合わせするための溝（溝４２）としても機能する。
【００３５】
金属製ステム１０上へのマウンタ４０ｂの実装およびマウンタ４０ｂ上へのレーザ素子の実装は、第１の実施の形態と同様に行われ、図５（ｂ）に示すように、マウンタ４０ｂ上に３×３のレーザ素子アレイが形成される。９個のレーザ素子５０は、それぞれ異なる波長を有し、半導体レーザ装置の表面からは波長が多重化されたレーザ光が出射される。
【００３６】
マウンタの形状や大きさは、レーザ素子の発光点のピッチ、金属製ステム１０の形状およびリードピン３０の間隔等を考慮して最適なものが選択される。図６および図７に他のマウンタの例を示す。図６に示すマウンタ７１は、第２の実施の形態に用いられたマウンタ４０ｂを変形するもので、マウンタの長手方向をレーザ素子の１辺分だけ長くし、溝４２を形成している。レーザ素子５０の実装は、同図（ｂ）に示すように、レーザ素子５０の発光部を溝４２に合わせ、かつ、素子の一辺をマウンタ７１の側面に合わせることで、レーザ素子の位置決めが行われる。仮に、レーザ素子５０の外形に欠損等の以上がある場合には、溝４３との位置合わせを行うことができる。本例によるマウンタを用いた場合、第２の実施の態様（図４）と比較して、レーザ素子５０の一辺のすべてがマウンタ７１の側面と接触されるため、レーザ素子５０の固定を強化することが可能である。
【００３７】
図７に示すマウンタ７２は、各コーナー部にレーザ素子の形状に対応する切欠部７３が形成される。切欠部７３は、垂直なコーナーを有し、そのコーナーを挟む辺の長さは、レーザ素子の一辺に等しい。マウンタの中央には、マウンタを位置合わせするための溝４１が形成される。また、マウンタの各辺からレーザ素子の１辺の１／２の距離の位置に、レーザ素子の発光部１０１を位置合わせするための溝４２が形成される。
【００３８】
レーザ素子５０をマウンタ７２に実装した状態を図７（ｂ）に示す。レーザ素子５０は、マウンタ７２の切欠部７３にちょうどはまり込むように位置決めされる。仮に、レーザ素子５０の外形に欠損等がある場合には、レーザ素子の発光部１０１を溝４２に位置合わせさせることができる。本例によるマウンタを用いた場合、図６に示すマウンタと比較して、レーザ素子５０がマウンタ７２と接触する面積が２倍になるため、レーザ素子５０の取付け強度をさらに向上させることができる。さらに、本例によるレーザ素子５０をマウンタ７２上に実装したときの平面図は、第１の実施態様のときの図２と同じであるが、本例の場合にはレーザ素子をマウンタの側面に取り付けるものであるため、それだけ垂直方向の高さを小さくすることができる利点がある。
【００３９】
次に本発明による半導体レーザ装置を光モジュールおよびそれを用いた光伝送システムへの適用例を示す。図９（ａ）、（ｂ）に、図１に示す本発明の半導体レーザ装置１と光学部材とを組み合わせた光モジュール２００の構成を示す。光モジュール２００は、４つのコリメータレンズ２１０と、集光レンズ２２０を含む。コリメータレンズ２１０は、半導体レーザ装置１のレーザ素子５０と対応する位置に配置され、レーザ素子５０から出射されたレーザ光を平行光線にする。好ましくは、コリメータレンズ２１０の焦点位置にレーザ素子５０の発光部１０１を位置決めさせる。各レーザ素子５０から出射された波長の異なるレーザ光はコリメータレンズ２１０を介して集光レンズ２２０に入射され、そこでレーザ光が合成され光波長の多重化が行われる。波長多重化された光は、光ファイバー２３０によって伝送される。
【００４０】
図１０（ａ）、（ｂ）は、受信側の光モジュールの構成を示す図である。光ファイバー２３０からの波長が多重化された光は、コリメータレンズ２４０により平行光線に変換され、これが波長分離器２５０に入射される。波長分離器２５０は、ミラーコート２５１とダイクロイックフィルター２５２を組み合わせ、多重化された波長をそれぞれ分離する。分離された光は、フォトダイオード２６０によって受光され、ここで電気信号に変換される。
【００４１】
本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００４２】
上記実施の態様では、マウンタの位置決めおよびレーザ素子の位置決めに溝４１、４２、４３等を用いたが、これらの溝は必ずしも連続する溝でなくても良く、断続的な溝であってもよい。さらに溝以外にも、位置決めとして識別可能なものであれば、凹部、凸部、段差、色の異なる線等を位置決めに用いることができ、これらをマウンタ上の一部に形成するものであっても良い。
【００４３】
上記実施の態様では、半導体レーザ装置に実装されるレーザ素子の波長がすべて異なる例について説明したが、これに限らず、いくつかのレーザ素子の波長が重複するものを用いても良い。
【００４４】
さらに、レーザ素子の波長を異ならせる以外に、レーザ光の偏光方向、ビーム広がり角度、あるいはスポット径などの光学的特性が異なるレーザ素子を１つのレーザ装置内に実装してもよい。半導体レーザ装置を光記録用の光源に適用する場合、実装された複数のレーザ素子の中から最適なレーザ素子を選択駆動することで、光記録媒体への書込みあるいは読み出しに最適な偏光方向あるいはスポット径等を選択するようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、半導体レーザ装置に複数の半導体レーザ素子を実装するに際して、半導体レーザ素子と搭載するマウンタに予め位置決め用のマークを形成しておくことにより、半導体レーザ素子をマウンタ上に精度良く位置決めすることができる。さらに、半導体レーザ素子をアレイ状に実装するときに、所望のアレイサイズを反映したマウンタを使用することで、簡単で低コストな位置決めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザ装置の要部の平面図、同図（ｂ）はそのＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】図２（ａ）は図１に示すマウンタの平面図、図２（ｂ）は半導体レーザ素子をマウンタに実装した状態を示す図である。
【図３】第２の実施の形態に係る半導体レーザ装置の要部の平面図である。
【図４】図４（ａ）は図３に示すマウンタの平面図、図４（ｂ）は半導体レーザ素子をマウンタに実装した状態を示す図である。
【図５】第３の実施の形態に係るマウンタを示し、同図（ａ）はマウンタの平面図、同図（ｂ）は半導体レーザをマウンタに実装した状態を示す図である。
【図６】マウンタの他の変形例を示し、同図（ａ）はマウンタの平面図、同図（ｂ）は半導体レーザをマウンタに実装した状態を示す図である。
【図７】マウンタの他の変形例を示し、同図（ａ）はマウンタの平面図、同図（ｂ）は半導体レーザをマウンタに実装した状態を示す図である。
【図８】面発光型半導体レーザ素子の構成を示し、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図を示す。
【図９】本発明に係る半導体レーザ装置を光モジュールおよび光伝送システムへの適用例を示す図であり、図９（ａ）はその斜視図、図９（ｂ）は平面的な模式図である。
【図１０】受信側の光モジュールの構成を示す図であり、同図（ａ）はその斜視図、同図（ｂ）は平面的な模式図である。
【符号の説明】
１：半導体レーザ装置　　　　　　　１０：金属製ステム
２０：キャップ　　　　　　　３０：リードピン
３１：電極部
４０、４０ａ、４０ｂ、７１、７２：マウンタ
４１、４２、４３：位置決め用の溝
５０：半導体レーザ素子
５１：ボンディングパッド
６０：ボンディングワイヤ

Claims (18)

1. 半導体レーザ素子を実装する方法であって、
   複数の半導体レーザ素子をアレイ状に配置するときに、そのアレイ状の配置に対応した形状のマウンタを用意し、
   前記マウンタをケース本体に取り付け、
   前記複数の半導体レーザ素子を前記マウンタの形状にそれぞれ位置決めして固定する、半導体レーザ素子の実装方法。
2. 前記マウンタは一定の厚みを有し、その平面形状が多角形であり、前記複数の半導体レーザ素子の各々は、前記マウンタの側面に合わせてそれぞれ位置決めされる、請求項１に記載の半導体レーザ素子の実装方法。
3. 前記複数の半導体レーザ素子の各々は、前記マウンタの側面に固定される、請求項２に記載の半導体レーザ素子の実装方法。
4. 前記マウンタは一定の厚みを有し、その平面形状が多角形であり、前記多角形を形成するコーナー部に半導体レーザ素子の形状に対応する切欠部が形成され、前記複数の半導体レーザ素子は前記切欠部に合わせてそれぞれ位置決めされる、請求項１に記載の半導体レーザ素子の実装方法。
5. 前記マウンタに半導体レーザ素子を位置決めするための素子用位置決めマークが形成されている、請求項１ないし４いずれかに記載の半導体レーザ素子の実装方法。
6. 前記マウンタには、前記マウンタを前記ケース本体に位置決めするための本体用位置決めマークが形成される、請求項１ないし５いずれかに記載の半導体レーザ素子の実装方法。
7. 前記素子用位置決めマーク及び前記本体用位置決めマークは、前記マウンタ上に形成された複数の溝である、請求項５または６に記載の半導体レーザ素子の実装方法。
8. 前記本体用位置決めマークの溝は前記マウンタのほぼ中心にクロス状に形成され、前記素子用位置決めマークの溝は前記マウンタの各辺に平行に形成される、請求項２または４に記載の半導体レーザ素子の実装方法。
9. 前記複数の半導体レーザ素子は、素子の少なくとも１辺を前記素子用位置決めマークに合わせることでそれぞれ位置決めされる、請求項５に記載の半導体レーザ素子の実装方法。
10. 複数の面発光型半導体レーザ素子を搭載する半導体レーザ装置であって、
    複数の電極部を含むケース本体と、
    前記ケース本体上に取り付けられ、前記複数の面発光型半導体レーザ素子の配列に対応した形状のマウンタと、
    前記マウンタの形状に合わせて前記マウンタにアレイ状に取り付けられる前記複数の面発光型半導体レーザ素子と、
    前記複数の面発光型半導体レーザ素子を前記複数の電極部に電気的に接続する接続手段とを含む、半導体レーザ装置。
11. 前記マウンタは一定の厚みを有し、その平面形状が多角形であり、前記複数の面発光型半導体レーザ素子の各々は、前記マウンタの側面に合わせてそれぞれ位置決めされる、請求項１０に記載の半導体レーザ装置。
12. 前記複数の面発光型半導体レーザ素子の各々は、前記マウンタの側面に固定される、請求項１１に記載の半導体レーザ装置。
13. 前記マウンタは一定の厚みを有し、その平面形状が多角形であり、前記多角形を形成するコーナー部に面発光型半導体レーザ素子の形状に対応する切欠部が形成され、前記複数の面発光型半導体レーザ素子は前記切欠部に合わせてそれぞれ位置決めされる、請求項１０に記載の半導体レーザ素子の実装方法。
14. 複数の面発光型半導体レーザ素子を搭載する半導体レーザ装置であって、
    複数の電極部を含むケース本体と、
    前記ケース本体上に取り付けられ、表面に位置決めマークが形成されたマウンタと、
    前記位置決めマークに従い前記マウンタにアレイ状に取り付けられる複数の半導体レーザ素子と、
    前記複数の半導体レーザ素子を前記複数の電極部に電気的に接続する接続手段とを含み、前記複数の面発光型半導体レーザ素子はそれぞれ異なる波長の光を出射可能である、半導体レーザ装置。
15. 前記マウンタは、前記マウンタを前記ケース本体に位置決めするための本体用位置決め用マークを有し、前記本体用位置決めマークを前記複数の電極部に整合させることにより前記マウンタと前記ケース本体との位置決めを可能とする、請求項１４に記載の半導体レーザ装置。
16. 複数の面発光型半導体レーザ素子を含む半導体レーザ装置と光学部材とを備えた光学モジュールであって、
    前記半導体レーザ装置は、金属製ステム上に固定されるマウンタと、前記マウンタに形成された位置決めマークに従い前記マウンタに位置決めして固定される複数の半導体レーザ素子とを含み、
    前記光学部材は、前記複数の半導体レーザ素子と対応する位置に配された複数のレンズと、前記複数のレンズからの光を集光する集光レンズとを含む、光学モジュール。
17. 前記光学モジュールは光伝送部材に光学的に結合可能であり、前記複数の半導体レーザ素子から発せられたレーザ光は、前記集光レンズを介して前記光伝送部材へ供給される、請求項１６に記載の光学モジュール。
18. 前記複数の半導体レーザ素子は、前記マウンタ上にアレイ状に取り付けられ、前記複数の半導体レーザ素子はそれぞれ異なる波長のレーザ光を発する、請求項１６または１７に記載の光学モジュール。

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