JP2005019746A - 半導体レーザ装置およびそれに使用される半導体パッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】散乱光の侵入を防止する半導体レーザ装置およびそれに使用する半導体パッケージを提供する。
【解決手段】半導体レーザ装置２０はベース２１と収納部２２と複数のリード端子２４とから構成された半導体パッケージを含み、収納部２２内の受光素子実装部３２に遮蔽用覆い４０を設け、遮蔽用覆い４０には発光素子３３で発光された後方光３５を受光素子実装部３２に導くための開口部４１を形成し、前方光３４の一部が収納部２２の内壁４２で乱反射し、その一部が受光素子３７に入射されるのを阻止し、受光素子３７で検出される電流値の誤差を小さくする。より好ましくは、内壁４２をＲａ＝６．３程度に粗く加工することで内壁４２からの反射光を多角的に分散させ、個々の光強度を弱める。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体レーザ装置およびそれに使用される半導体パッケージに関し、特に、民生用、光通信用などに多用され、フォトダイオードなどの発光素子とレーザダイオードなどの受光素子とを搭載する半導体レーザ装置およびそれに使用する半導体パッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−２８６０１６号公報には、迷い光によるノイズを低減させるための半導体レーザ装置について記載されている。すなわち、図５に示すように、頂部に凹部８が形成された光学素子１１は、出射するレーザ光１３の光軸にその光軸をほぼ一致させており、さらにレーザ光１３の光軸に対して内側面がほぼ平行となる凹部１０を有する。
【０００３】
光学素子１１はステム６に取り付けられ、その凹部１０とステム６とで囲まれる空間内に、半導体レーザチップ１から出射するレーザ光１３の光軸が、凹部１０の内側面にほぼ平行になるように半導体レーザチップ１がヒートシンク用シリコン基板１２を介してチップ搭載部９に実装されて配置されている。さらに、信号検出用受光素子３がチップ搭載部９に取り付けられており、またレーザ光のモニタ用受光素子４がステム６に取り付けられて半導体レーザ装置が構成されている。
【０００４】
このように構成された半導体レーザ装置では、半導体レーザチップ１から出射されたレーザ光が放射状に広がることにより、その一部分が光学素子１１の有する凹部１０の内側面で半導体レーザ装置の外部へ向かう方向へ反射されるため、信号検出用受光素子３およびレーザ光のモニタ用受光素子４に入射することが防止され、迷い光ノイズを低減することができる
【０００５】
特開２００１−１５４０６７号公報には、光導波路と光送信用素子および光受信用素子をモジュールパッケージ内に組み込んだ光送受信モジュールにおいて、モジュールパッケージの少なくとも内部表面およびパッケージ蓋の少なくとも裏面に、光導波路に結合しない迷い光を吸収する光吸収材料のコーティング面を形成して、迷い光ノイズを低減することについて記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−２８６０１６号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００１−１５４０６７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示した半導体レーザ装置においては、半導体レーザチップ１から出射されたレーザ光が放射状に広がるため、信号検出用受光素子３およびレーザ光のモニタ用受光素子４に入射することが充分には防止されず、放射状に広がったレーザ光が光学素子１１の凹部１０の内側面で乱反射してしまいレーザ光のモニタ用受光素子４に入射されてしまうことがある。このためにモニタ用受光素子４のモニタ電流値にずれを生じてしまう。従来このような乱反射による散乱光に対して対策が施されていなかった。
【０００９】
前記問題に対応するためのこの発明の主たる目的は、散乱光の侵入を顕著に防止する半導体レーザ装置およびそれに使用する半導体パッケージを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、発光素子と、受光素子とが収納部内に配置され、収納部の壁面に形成された透明部を介して発光素子からの信号光が出射される半導体レーザ装置において、発光素子から透明部を介して出射される信号光が透明部で反射されることで生じる散乱光が受光素子に入射されるのを阻止するための散乱光遮蔽部材を備えたことを特徴とする。
【００１１】
これにより、前方光の散乱光が受光素子に侵入するのを防止することができ、モニタ電流値にずれを生じてしまうおそれをなくすことができる。
【００１２】
好ましくは、散乱光遮蔽部材は、後方光の入射経路を除いて受光素子を覆うように成形可能な部材で形成される。
【００１３】
好ましくは、散乱光遮蔽部材は、コバルト，アルミニウム，銅，鉄，ニッケルまたはこれらの合金から形成されている。このような金属材料で散乱光遮蔽部材を成型加工することで安価にすることができる。また、半田付け可能な金属であるので従来の半導体レーザ装置に比較的簡単に導入できる。
【００１４】
好ましくは、収納部の内壁は散乱光を分散させるために壁面が粗く形成されている。このように壁面を粗く形成することにより、散乱光を細分化でき強い光が反射するのを防止できる。
【００１５】
好ましくは、収納部の内壁には、散乱光を吸収するために散乱光吸収部材が張付けられている。
【００１６】
この発明の半導体パッケージは、上記半導体レーザ装置に使用されることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明が適用される半導体レーザ装置の外観斜視図であり、図２は図１とは逆方向から見た半導体レーザ装置の外観斜視図である。
【００１８】
図１において、半導体レーザ装置２０はベース２１と収納部２２と複数のリード端子２４とから構成された半導体パッケージを含む。ベース２１は半導体レーザ装置２０を電子機器に取り付けるためのものであり、四隅に取り付け孔２３が形成されている。収納部２２は図２に示すように、発光素子実装部３１や受光素子実装部３２を収納するために箱型形状に形成されており、長手方向の側面から直角方向に複数のリード端子２４が突出して延びるように設けられている。
【００１９】
発光素子実装部３１の発光素子３３は前方に前方光３４を出射するとともに、後方に後方光３５を出射する。後方光３５は受光素子実装部３２のモニタ用の受光素子３７で検知され、その受光素子３７から光出力に相関して得られる電流強度を図示しない外部調整回路に入力することで前方光３４の光出力を推定し、所望の出力に制御するために発光素子３３に与える電流が決定される。
【００２０】
また、収納部２２の短手方向の一方側面には発光素子３３から出射した前方光３４を外部に導くために、透明部材として、たとえばサファイアガラスで構成されるガラス窓２５が設けられている。ガラス窓２５は外部と気密を保ちつつ光を出射させる役目を有しており、前方光３４が発光素子３３に戻ることがないように、光軸方向に対して傾けて設けられている。
【００２１】
ところが、ガラス窓２５が光軸方向に対して傾けられているため、前方光３４の一部がガラス窓２５で反射し、その反射光が収納部２２の内壁４２で乱反射し、その散乱光３６の一部がモニタ用の受光素子３７に入射されてしまう。その結果、受光素子３７で得られる電流強度が散乱光３６を加味したものになってしまって真値とずれてしまう。この影響は発光素子実装部３１と受光素子実装部３２との距離が長くなればなるほど顕著に現れる。特に、最近の動向では光部品の高集積化に伴い、この距離は長くなる傾向にある。
【００２２】
そこで、この発明の一実施形態では、図３に示すように受光素子実装部３２に遮蔽用覆い４０を設けることにより、前方光３４の一部が収納部２２の内壁４２で乱反射し、散乱光３６の一部が受光素子３７に入射されるのを阻止し、受光素子３７の電流値の誤差を小さくする。
【００２３】
遮蔽用覆い４０は、プレス成形可能な例えばコバルト，アルミニウム，銅，鉄，ニッケルまたはこれらの合金などの金属を用いて成形することで構造も簡単で安価に製作することができる。遮蔽用覆い４０には発光素子３３で発光された後方光３５を受光素子実装部３２に導くための開口部４１が形成されている。
【００２４】
上述のごとく、遮蔽用覆い４０で受光素子実装部３２を覆うことにより、発光素子３３から出射された前方光３４がガラス窓２５で反射し、収納部２２の内壁４２で乱反射した散乱光３６の一部がモニタ用の受光素子３７に入射するのを阻止できる。これにより、受光素子３７の電流値の誤差を小さくできる。
【００２５】
また、従来では散乱光３６がモニタ用の受光素子３７に入射しても誤差を小さくするために、受光素子３７を可能な限り発光素子３３に接近させて配置する必要があったのに対して、この実施形態では散乱光３６が受光素子３７に入射するのをある程度あるいは完全に抑えることができるので、モニタ用の受光素子３７の配置の自由度を確保できる。
【００２６】
なお、発光素子実装部３１や受光素子実装部３２や収納部２２内部に、遮蔽用覆い４０を実装するための半田ポストを設けることにより、半導体レーザ装置２０を組み立てる工程において、遮蔽用覆い４０の実装も容易にできる。また、遮蔽用覆い４０は散乱光３６が受光素子３７に入射するのを阻止できればよく、導電性または非導電性の樹脂によって形成し、収納部２２の内部に接着してもよい。
【００２７】
図４はこの発明の他の実施形態における半導体レーザ装置を示す外観斜視図である。この実施形態は収納部２２のハッチングで示す内壁４２をＲａ＝６．３程度に粗い凹凸を有するように加工することで内壁４２からの散乱光３６を多角的に分散させ、個々の光強度を弱めることで、受光素子３７への散乱光が入射するのを阻止し、受光素子３７の電流値の誤差を小さくすることができる。
【００２８】
なお、収納部２２の内壁４２を粗く加工することなく、散乱光３６を吸収する散乱光吸収部材などでコーティングするようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、発光素子から透明部を介して出射される信号光が透明部で反射されることで生じる散乱光が受光素子に入射されるのを阻止するための散乱光遮蔽部材を備えたことにより、受光素子への散乱光の侵入を防止することができ、発光素子からの信号光を受光素子でモニタするときのモニタ電流値にずれを生じてしまうおそれをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用される半導体レーザ装置の外観斜視図である。
【図２】図１とは逆方向から見た半導体レーザ装置の外観斜視図である。
【図３】この発明の一実施形態における半導体レーザ装置の外観斜視図である。
【図４】この発明の他の実施形態における半導体レーザ装置の外観斜視図である。
【図５】従来の半導体レーザ装置の断面図である。
【符号の説明】
２０ 半導体レーザ装置
２１ ベース
２２ 収納部
２３ 取り付け孔
２４ リード端子
２５ ガラス窓
３１ 発光素子実装部
３２ 受光素子実装部
３３ 発光素子
３４ 前方光
３５ 後方光
３６ 散乱光
３７ 受光素子
４０ 遮蔽用覆い
４１ 開口部
４２ 内壁

Claims (6)

1. 発光素子と、受光素子とを収納部内に配置し、前記収納部の壁面に形成された透明部を介して前記発光素子からの信号光が出射される半導体レーザ装置において、
   前記発光素子から前記透明部を介して出射される信号光が前記透明部で反射されることで生じる散乱光が前記受光素子に入射されるのを阻止するための散乱光遮蔽部材を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 前記散乱光遮蔽部材は、前記後方光の入射経路を除いて前記受光素子を覆うように成形可能な部材で形成される、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
3. 前記散乱光遮蔽部材は、コバルト，アルミニウム，銅，鉄，ニッケルまたはこれらの合金から形成されている、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
4. 前記収納部の内壁は、前記散乱光を分散させるために壁面が粗く形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
5. 前記収納部の内壁には、前記散乱光を吸収するために散乱光吸収部材が張付けられている、請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体レーザ装置に使用されることを特徴とする、半導体パッケージ。

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