JP2007266484A - アイセーフレーザ光源装置およびそれを用いた通信機器ならびに照明機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アイセーフレーザ光源装置の光源として、光導波路が平行でレーザ出射面が面一に形成された複数の共振器を備える半導体レーザ素子(1)を用い、レーザ光の進行方向に光散乱媒体(10)を配置し、さらにその下流側に光集光用の凸レンズ(9)が設けられている。
【選択図】図4
Description
図1は、実施の形態1にかかるアイセーフレーザ光源装置の概略図であり、図3は、アイセーフレーザ光源装置の断面図である。図1及び図3に示すように、実施の形態1にかかるアイセーフレーザ光源装置は、基板8上に、表面に金メッキ処理が施された凹状のザグリ穴2が形成されており、その底面中央付近に、2以上の共振器が平行に配列された半導体レーザ素子1が実装されている。複数の共振器の共振器方向と、基板8の表面とは平行である。
(半導体レーザの作製)
図4に示すように、n型GaAs基板101(厚み0.3mm)上に、基板101と同じ導電型の下クラッド層102(厚み1.8μm)、活性層103(厚み0.02μm)、p型上クラッド層104(厚み1.5μm)、コンタクト層105a、b(厚み0.7μm)を順次積層した。
半導体レーザ素子として、アレイレーザでなく、シングルストライプのレーザ素子(1つのリッジの大きさは同一)を用いたこと以外は、上記実施例1と同様にして、比較例1にかかるアイセーフレーザ光源装置を作製した。
比較例1のような従来型のアイセーフレーザ光源装置を作製した場合、使用温度、素子の実装位置ずれ、使用する半導体レーザの個体差、駆動回路の電流ばらつきなどにより、ある角度範囲での最大、最小の放射強度は、ある程度の範囲内でばらつきがある。
なお、レーザ素子実装状態の改善、IC、レーザ素子の選別、作製後の従来型アイセーフレーザ光源装置の特性評価等を行い、ばらつきの小さいものを選別すると、双方の要求を満たすことは可能であるが、歩留まりが大きく低下して、コスト高になる。
光散乱粒子の濃度を増加させて、アパーレント光源径の最大値を約0.8mmにまで大きくしたこと以外は、上記比較例1と同様にして、比較例2にかかるアイセーフレーザ光源装置を作製した。
次に、光散乱粒子の濃度を増加させて、アパーレント光源径の最大値を約0.8mmにまで大きくしたこと以外は、上記実施例1と同様にして、実施例2にかかるアイセーフレーザ光源装置を作製した。この時、比較例2のアイセーフレーザ光源装置と同様に、実施例1のアイセーフレーザ光源よりも放射強度が低下したが、光パワーを74mW(74÷60≒1.23倍)にすることにより、図7に示すような特性が得られた。なお、光パワー増加率1.23倍は、機器仕様の最小放射強度の増加率26/20=1.3倍を下回っている。
実施例と比較例とを比較しつつ、実施例の効果について説明する。本実施例では、図5(a)と図11との比較から明らかなように、x方向のアパーレント光源径は、レーザのアレイ化により、ほぼリッジ間隔分大きくなっている。アパーレント光源径は、x方向のアパーレント光源径とy方向のアパーレント光源径との平均値であるから、リッジ間隔の1/2程度のアパーレント光源径拡大効果があることがわかる。なお、実施例1,2の場合でも、レーザ放射強度のばらつきの大きさがほとんど変化しないことを確認した。
両端面出射型レーザを用いたこと以外は、上記比較例1と同様にして、アイセーフレーザ光源装置を作製した。なお、両端面出射型レーザの端面の反射率は、両面とも15%とした。
60mW×26/20÷(1−0.23)≒101mW
となるので、光パワー101mWで駆動した。これは比較例2よりも大きな値である。
実施の形態2では、青色半導体レーザ素子(波長400nm帯)を用いた照明機器について説明する。図8は、青色半導体レーザ素子を用いた照明機器である。青色半導体レーザ素子の基本構造は、図4と同様であるが、半導体レーザ素子中でのリッジ数は3とし、リッジ間隔は100μmとし、最大のアレイ間隔は200μmとした。なお、アレイ数を3とすることで、最大光密度を1/3に低減できる。
この実施の形態は、実施の形態2の応用例であって、実施の形態2の照明機器において、それぞれのレーザに印加される電流に信号を変調し重畳することで照明機器兼光通信装置としたものである。
2・・・ザグリ穴(金メッキが施されている)
3・・・光散乱粒子
4・・・樹脂
5・・・ワイヤ
6・・・電極パッド
7・・・IC
8・・・基板
9・・・レンズ
10・・・光散乱媒体(光散乱領域)
11・・・蛍光体
12・・・照明器筐体
101・・・GaAs基板
102・・・下クラッド層
103・・・活性層
104・・・上クラッド層
105・・・コンタクト層
106・・・リッジ
107・・・保護膜
Claims (6)
- レーザ出射面が同一平面上に位置する複数の共振器を備えた半導体レーザ素子と、
前記複数の共振器から出射されたレーザ光の進行する経路上に設けられた光散乱領域と、
を備えるアイセーフレーザ光源装置。 - 前記光散乱領域を通過したレーザ光の進行方向に導光部が設けられ、
前記導光部の外側表面が外部空間に接し、少なくともその一部が外部空間側に突出した凸レンズである、
ことを特徴とする請求項1記載のアイセーフレーザ光源装置。 - 前記アイセーフレーザ光源装置は、凹状のザグリ穴が形成された基板を備え、
前記ザグリ穴内に、前記半導体レーザ素子と、当該半導体レーザ素子の周囲に配置された光散乱媒体と、が収容され、
前記ザグリ穴内に配置された半導体レーザ素子は
半導体レーザ素子本体が前記凸レンズの光軸上になく、
共振器方向が前記基板に概ね平行であり、
前記レーザ出射面が、前記凸レンズの光軸側にある、
ことを特徴とする請求項2記載のアイセーフレーザ光源装置。 - 前記複数の共振器の最も外側同士の最短距離が、前記アイセーフレーザ光源装置の横幅の1/10以下であることを特徴とする請求項1記載のアイセーフレーザ光源装置。
- 請求項1に記載のアイセーフレーザ光源装置を組み込んだ通信機器。
- 請求項1に記載のアイセーフレーザ光源装置を組み込んだ照明機器。
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JP2006091968A JP2007266484A (ja) | 2006-03-29 | 2006-03-29 | アイセーフレーザ光源装置およびそれを用いた通信機器ならびに照明機器 |
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