JP2009021432A - Semiconductor laser apparatus - Google Patents

Semiconductor laser apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2009021432A
JP2009021432A JP2007183430A JP2007183430A JP2009021432A JP 2009021432 A JP2009021432 A JP 2009021432A JP 2007183430 A JP2007183430 A JP 2007183430A JP 2007183430 A JP2007183430 A JP 2007183430A JP 2009021432 A JP2009021432 A JP 2009021432A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
laser
light receiving
output
receiving element
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
JP2007183430A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5076694B2 (en
Inventor
Hiroshi Nakagawa
浩志 中川
Hideyuki Fujimoto
英之 藤本
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.)
Nichia Corp
Original Assignee
Nichia Corp
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 Nichia Corp filed Critical Nichia Corp
Priority to JP2007183430A priority Critical patent/JP5076694B2/en
Publication of JP2009021432A publication Critical patent/JP2009021432A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5076694B2 publication Critical patent/JP5076694B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser apparatus capable of controlling the output of an LD light with high accuracy while detecting the Im value. <P>SOLUTION: This semiconductor laser apparatus 1 includes: an LD 3 provided on a LD mounting face 2a on a heat sink 2 provided on an eyelet 5 with turning the rear side R thereof to the eyelet 5; and PD 4 for receiving a light output from an LD 3. This apparatus is characterized in that a laser light output from the LD 3 to a front side F is controlled by monitoring a light received by a PD 4, the PD 4 is provided an inclined plane 2b connected to an LD mounting face 2a which inclines with an angle γ from the eyelet 5 on the heat sink 2 so that a proportion of occupancy of LD light outputted from LD3 in the received light becomes smaller than a proportion that LED light occupies, and a light receiving face 4a of the PD 4 is provided so that it is positioned outside an irradiating region in which a light defined by a divergence angle α of a laser light output from a rear side end R point 203 of the LD 3 is irradiated. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、受光素子が内在する半導体レーザ装置に係り、特に、光ディスク用光源や医療用光源、照明用光源、ディスプレイ用光源等で、シングルモードやマルチモードのレーザにおいて出力を一定に保つ必要のある用途の光源として用いられる半導体レーザ装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor laser device including a light receiving element, and in particular, for an optical disk light source, a medical light source, an illumination light source, a display light source, etc., it is necessary to keep the output constant in a single mode or multimode laser. The present invention relates to a semiconductor laser device used as a light source for a certain application.

従来、レーザダイオード(LD)と、LDがリア側に出力するレーザ光(LD光)をモニタするフォトダイオード(PD)などの受光素子が内在する半導体レーザ装置が利用されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。なお、LDはLD光のほかに自然放出光(LED光)も出力する。   2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor laser device in which a light receiving element such as a laser diode (LD) and a photodiode (PD) for monitoring laser light (LD light) output to the rear side of the LD is used has been used (for example, Patent Literature). 1 and Patent Document 2). The LD outputs spontaneous emission light (LED light) in addition to LD light.

特許文献1に記載された半導体レーザ装置は、LDのリア側の光軸からずれた位置にPDを備えると共に、LDの前方に単レンズと光ファイバ端部等の光学素子とを含む結合光学系を備える。この半導体レーザ装置では、正確なモニタ出力を実現するために、PDが、LDのリア側から出力されるレーザ光を回避し、代わりに、フロント側に出力されたレーザ光が光学素子により反射された反射光としてPDに入射できるように配置されている。   A semiconductor laser device described in Patent Literature 1 includes a PD at a position shifted from the optical axis on the rear side of the LD, and includes a single lens and an optical element such as an optical fiber end in front of the LD. Is provided. In this semiconductor laser device, in order to realize accurate monitor output, the PD avoids laser light output from the rear side of the LD, and instead, the laser light output to the front side is reflected by the optical element. It is arranged so that it can enter the PD as reflected light.

特許文献2に記載された半導体レーザ装置は、光ピックアップとして使う場合に、装置内の内部PDと装置外の外部PDとの受光量の違いから光出力を正確に制御できない問題を解決するために、PD(内部PD)の受光面をLDの端面に対向する形でステム上に内部PDをマウントし、LDの内部PDに対向した端面の面積を減らしたものである。
特開2003−229630号公報(段落0021−0025、図1) 特開2003−60276号公報(段落0008、0021、0023、図3)
The semiconductor laser device described in Patent Document 2 solves the problem that the optical output cannot be accurately controlled due to the difference in the amount of light received between the internal PD inside the device and the external PD outside the device when used as an optical pickup. The internal PD is mounted on the stem so that the light receiving surface of the PD (internal PD) faces the end face of the LD, and the area of the end face facing the internal PD of the LD is reduced.
Japanese Patent Laying-Open No. 2003-229630 (paragraphs 0021-0025, FIG. 1) Japanese Patent Laying-Open No. 2003-60276 (paragraphs 0008, 0021, 0023, FIG. 3)

現在、低出力時のみならず、高出力時においてもLD光が安定して出力されるようにモニタ電流値を測定できる技術が要望されている。LD光の出力が上がれば上がるほど、LD光をモニタするためには、より高い精度が要求される。しかしながら、従来の半導体レーザ装置は、LDが出力するLD光をPDで検知することでLD光をモニタしているために精度が低いという問題がある。その理由として、LD光は、LED光よりも光密度が大きいことが挙げられる。このため、フロント側に出力されるLD光が僅かな変動をするだけで、受光素子が光を受けて流れる電流値(以後、Im値と示す)が大きく変化してしまうこととなる。その結果、LD光が一定で出力されるように制御することが困難である。つまり、LD光は光密度が大きいためにモニタ側で容易に検出することは可能であるが、LD光の出力を一定に調整するために利用する光としては適していない。   Currently, there is a demand for a technique capable of measuring a monitor current value so that LD light is stably output not only at a low output but also at a high output. As the output of LD light increases, higher accuracy is required to monitor LD light. However, the conventional semiconductor laser device has a problem that the accuracy is low because the LD light is monitored by detecting the LD light output from the LD with the PD. The reason is that LD light has a higher light density than LED light. For this reason, even if the LD light output to the front side slightly fluctuates, a current value (hereinafter referred to as an Im value) that flows when the light receiving element receives the light greatly changes. As a result, it is difficult to control so that the LD light is output at a constant level. That is, since the LD light has a high light density, it can be easily detected on the monitor side, but it is not suitable as light used for adjusting the output of the LD light to be constant.

本発明は、前記した問題に鑑み創案されたものであり、Im値を検出しながら、LD光の出力を精度よく調整できる半導体レーザ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been devised in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a semiconductor laser device capable of accurately adjusting the output of LD light while detecting an Im value.

前記課題を解決するために、本発明の半導体レーザ装置は、フロント側およびリア側にレーザ光を出力するレーザダイオードと、前記レーザダイオードから出力される光を受光する受光素子とを備え、前記受光素子で受光した光をモニタすることで前記レーザダイオードからフロント側に出力されるレーザ光を調整する半導体レーザ装置であって、前記受光素子で受光する光のうち前記レーザダイオードから出力されるレーザ光の占める割合が前記レーザダイオードから出力される自然放出光の占める割合よりも小さくなるように前記受光素子を設置したことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a semiconductor laser device of the present invention includes a laser diode that outputs laser light to a front side and a rear side, and a light receiving element that receives light output from the laser diode, and A semiconductor laser device that adjusts laser light output from the laser diode to the front side by monitoring light received by an element, wherein laser light output from the laser diode is received by the light receiving element The light receiving element is installed such that the proportion of the light emitted from the laser diode is smaller than the proportion of the spontaneous emission light output from the laser diode.

特に、半導体レーザ装置は、前記受光素子で受光する光のうち前記レーザダイオードから出力される自然放出光の占める割合が60%以上であることが好ましく、また、前記受光素子で受光する光のうち前記レーザダイオードから出力されるレーザ光の占める割合が40%未満であることが好ましい。この範囲の割合であれば、半導体レーザ装置の精度がより向上するからである。   In particular, in the semiconductor laser device, it is preferable that the proportion of the spontaneous emission light output from the laser diode in the light received by the light receiving element is 60% or more, and the light received by the light receiving element is It is preferable that the ratio of the laser light output from the laser diode is less than 40%. This is because the accuracy of the semiconductor laser device is further improved when the ratio is within this range.

かかる構成によれば、半導体レーザ装置は、レーザダイオードから出力された自然放出光を受光素子で受光し、モニタすることでレーザダイオードからフロント側に出力されるレーザ光を調整する。ここで、受光素子は、フォトダイオード(PD)である。レーザダイオードから出力される自然放出光(LED光)は、レーザダイオードから出力されるレーザ光(LD光)よりも光密度が小さい。したがって、モニタされる電流値、すなわち、受光素子が光を受けて流れる電流値(Im値)の絶対値が小さくなることから、フロント側に出力されるLD光が変動したときに、Im値の変動は、LD光をモニタした場合と比較して小さくなる。これにより、LD光が一定で出力されるように制御することが容易になり、出力が50mW以下の低出力のレーザのみならず、出力が50mWより高いレーザ、更には100mW以上の高出力のレーザにも対応することが可能となる。ここで、上記一定とは、Im値の変動率が5%未満のものを意味する。   According to this configuration, the semiconductor laser device adjusts the laser light output from the laser diode to the front side by receiving the spontaneous emission light output from the laser diode by the light receiving element and monitoring it. Here, the light receiving element is a photodiode (PD). The spontaneous emission light (LED light) output from the laser diode has a light density lower than the laser light (LD light) output from the laser diode. Therefore, the current value to be monitored, that is, the absolute value of the current value (Im value) that flows when the light receiving element receives light decreases, so that when the LD light output to the front side fluctuates, The fluctuation is smaller than when the LD light is monitored. This makes it easy to control so that the LD light is output at a constant level, and not only a low-power laser with an output of 50 mW or less, but also a laser with an output higher than 50 mW, or a high-power laser with 100 mW or more. It becomes possible to cope with. Here, the above-mentioned constant means that the fluctuation rate of the Im value is less than 5%.

また、半導体レーザ装置は、前記レーザダイオードから出力される自然放出光が前記受光素子の受光面に当たる位置に、前記受光素子の受光面が向くように前記受光素子を設置することが好ましい。   In the semiconductor laser device, it is preferable that the light receiving element is disposed so that the spontaneous emission light output from the laser diode hits the light receiving surface of the light receiving element so that the light receiving surface of the light receiving element faces.

かかる構成によれば、半導体レーザ装置は、例えば、レーザダイオードからリア側に受光素子を備えることで、レーザダイオードからフロント側に出力されるレーザ光を受光素子が受けることを避け易くすることができると共に、装置のサイズを効果的に縮小することができる。   According to this configuration, for example, the semiconductor laser device includes the light receiving element on the rear side from the laser diode, so that the light receiving element can easily avoid receiving the laser light output from the laser diode to the front side. At the same time, the size of the apparatus can be effectively reduced.

また、半導体レーザ装置は、前記レーザダイオードが、アイレットの上に設けられたヒートシンク上のLDマウント面に、そのリア側を前記アイレットに向けて配設され、前記受光素子が、前記ヒートシンク上において前記アイレットから所定角度傾斜して前記LDマウント面に接続された傾斜面に配設され、前記受光素子の受光面が、前記レーザダイオードのリア側の端面から出力されるレーザ光の広がり角で定められる光線が照射される照射領域の外側に位置するように、前記受光素子を設置することが好ましい。   Further, in the semiconductor laser device, the laser diode is disposed on an LD mount surface on a heat sink provided on the eyelet with a rear side facing the eyelet, and the light receiving element is disposed on the heat sink. The light receiving surface of the light receiving element is defined by the spread angle of the laser light output from the rear end surface of the laser diode. It is preferable that the light receiving element is installed so as to be located outside the irradiation region irradiated with the light beam.

かかる構成によれば、半導体レーザ装置は、受光素子の配設される面が傾斜しているために受光素子とレーザダイオードとの距離を効果的に縮小することができる。また、かかる構成によれば、半導体レーザ装置は、レーザダイオードの受光素子に近い端面から出力されるレーザ光が受光素子の受光面に入射することを防止し、自然放出光(LED光)を効果的に受光することができる。   According to such a configuration, the semiconductor laser device can effectively reduce the distance between the light receiving element and the laser diode because the surface on which the light receiving element is disposed is inclined. In addition, according to such a configuration, the semiconductor laser device prevents the laser light output from the end face close to the light receiving element of the laser diode from entering the light receiving surface of the light receiving element, and the spontaneous emission light (LED light) is effective. Light can be received.

また、半導体レーザ装置は、前記レーザダイオードが第1レーザ出力値で発振する場合の前記受光素子で受光する光のうち直接受光したレーザ光の占める割合を示す第1占有率、および、前記レーザダイオードが前記第1レーザ出力値の1〜2倍大きな第2レーザ出力値で発振する場合の前記受光素子で受光する光のうち直接受光したレーザ光の占める割合を示す第2占有率は、それぞれ5%以下であり、かつ、前記第1占有率と前記第2占有率との差が1%以下となる位置に前記受光素子を設置することが好ましい。   Further, the semiconductor laser device includes a first occupancy ratio indicating a ratio of the directly received laser light among the light received by the light receiving element when the laser diode oscillates at a first laser output value, and the laser diode When the laser beam oscillates at a second laser output value that is 1 to 2 times larger than the first laser output value, the second occupancy ratio indicating the ratio of the directly received laser light among the light received by the light receiving element is 5 respectively. It is preferable that the light receiving element is installed at a position where the difference between the first occupancy and the second occupancy is 1% or less.

かかる構成によれば、半導体レーザ装置は、レーザ出力を1〜2倍増加させたときに、受光素子の受光する光のうち直接受光したレーザ光の占める割合の変動が1%以下であるので、Im値の変動が安定し、高出力の駆動時においてもIm値を好適に測定することができる。   According to such a configuration, when the laser output is increased by 1 to 2 times, the semiconductor laser device has a fluctuation in the proportion of the laser beam directly received in the light received by the light receiving element is 1% or less. The fluctuation of the Im value is stable, and the Im value can be suitably measured even at the time of high output driving.

また、半導体レーザ装置は、前記レーザダイオードが第1レーザ出力値で発振する場合の前記受光素子で受光する光のうち直接受光したレーザ光の占める割合を示す第1占有率、および、前記レーザダイオードが前記第1レーザ出力値より50mW大きな第2レーザ出力値で発振する場合の前記受光素子で受光する光のうち直接受光したレーザ光の占める割合を示す第2占有率が、それぞれ5%以下であり、かつ、前記第1占有率と前記第2占有率との差が1%以下となる位置に前記受光素子を設置することが好ましい。   Further, the semiconductor laser device includes a first occupancy ratio indicating a ratio of the directly received laser light among the light received by the light receiving element when the laser diode oscillates at a first laser output value, and the laser diode When the laser beam oscillates at a second laser output value 50 mW larger than the first laser output value, the second occupancy ratio indicating the ratio of the directly received laser light among the light received by the light receiving element is 5% or less, respectively. In addition, it is preferable that the light receiving element is installed at a position where a difference between the first occupation ratio and the second occupation ratio is 1% or less.

かかる構成によれば、半導体レーザ装置は、レーザ出力を50mW増加させたときに、受光素子の受光する光のうち直接受光したレーザ光の占める割合の変動が1%以下であるので、Im値の変動が安定し、高出力の駆動時においてもIm値を好適に測定することができる。   According to such a configuration, when the laser output is increased by 50 mW, the semiconductor laser device has a variation in the ratio of the directly received laser light out of the light received by the light receiving element of 1% or less. The fluctuation is stable, and the Im value can be suitably measured even when driving at high output.

本発明によれば、半導体レーザ装置は、主としてLD光ではなく自然放出光(LED光)によりIm値を検出し、フロントLD光の出力を精度よく調整できる。   According to the present invention, the semiconductor laser device can detect the Im value mainly by spontaneous emission light (LED light) instead of LD light, and can accurately adjust the output of the front LD light.

以下、図面を参照して本発明の半導体レーザ装置を実施するための最良の形態(以下「実施形態」という)について詳細に説明する。
(第1実施形態)
[半導体レーザ装置の構成]
図1は本発明の第1実施形態に係る半導体レーザ装置を模式的に示す斜視図であり、図2は図1の半導体レーザ装置の平面図である。また、図3は図1の半導体レーザ装置をX軸方向から視た側面図であり、図4は図1の半導体レーザ装置をY軸方向から視た側面図である。
The best mode for carrying out the semiconductor laser device of the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”) will be described below in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
[Configuration of semiconductor laser device]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the semiconductor laser device of FIG. 3 is a side view of the semiconductor laser device of FIG. 1 viewed from the X-axis direction, and FIG. 4 is a side view of the semiconductor laser device of FIG. 1 viewed from the Y-axis direction.

本実施形態に係る半導体レーザ装置1は、図1に示すように、主として、ヒートシンク2と、レーザダイオード(以下、LDと表記する)3と、フォトダイオード(受光素子,以下、PDと表記する)4と、アイレット5と、アウターリード6とを備え、PD4で受光した光をモニタすることでLD3からフロント側に出力されるレーザ光(誘導放出光、以下、LD光という)の出力を調整するものである。   As shown in FIG. 1, the semiconductor laser device 1 according to this embodiment mainly includes a heat sink 2, a laser diode (hereinafter referred to as LD) 3, and a photodiode (light receiving element, hereinafter referred to as PD). 4, an eyelet 5, and an outer lead 6, and adjusts the output of laser light (stimulated emission light, hereinafter referred to as LD light) output from the LD 3 to the front side by monitoring the light received by the PD 4. Is.

ヒートシンク2は、アイレット(eyelet)5の上に設けられ、アイレット5と共にステム(stem)を構成している。ヒートシンク2には、LD3やPD4等が配設されている。ヒートシンク2は、例えば、Cu、Fe、CuW、CuMo、AlN、AlNにAuメッキを施したもの等から構成される。ヒートシンク2は、アイレット5から立設した部分にLDマウント面2aを有し、アイレット5から所定角度γ(図3参照)傾斜してLDマウント面2aに接続された傾斜面2bを有している。ここで、半導体レーザ装置1を小型化するために、所定角度γは、例えば、5〜25°であり、好ましくは5〜15°である。   The heat sink 2 is provided on an eyelet 5 and constitutes a stem together with the eyelet 5. The heat sink 2 is provided with an LD 3 and a PD 4. The heat sink 2 is composed of, for example, Cu, Fe, CuW, CuMo, AlN, or AlN plated with Au. The heat sink 2 has an LD mount surface 2a at a portion erected from the eyelet 5, and an inclined surface 2b that is inclined from the eyelet 5 by a predetermined angle γ (see FIG. 3) and connected to the LD mount surface 2a. . Here, in order to reduce the size of the semiconductor laser device 1, the predetermined angle γ is, for example, 5 to 25 °, and preferably 5 to 15 °.

なお、ヒートシンク2上には、LD3やPD4の内部配線であるワイヤや導電部材が適宜配置されているが説明の都合上、図示を省略している。また、ヒートシンク2は、窒素ガス雰囲気中で図示しないキャップにより封止され、このキャップはLD3の直上部分がガラス等の透明な部材で構成されている。   Note that wires and conductive members, which are internal wirings of the LD 3 and PD 4, are appropriately disposed on the heat sink 2, but are not shown for convenience of explanation. The heat sink 2 is sealed with a cap (not shown) in a nitrogen gas atmosphere, and the cap is formed of a transparent member such as glass in the portion directly above the LD 3.

アイレット5は、LD3やPD4等の外部配線であるアウターリード6を貫通する孔を複数備えた円板であり、例えばFe等の金属から構成される。アウターリード6は、例えば、Cu、Al、Ta、Cr等の金属や合金等からなる一般的な電極用金属材料から構成される。   The eyelet 5 is a disc having a plurality of holes penetrating the outer leads 6 which are external wirings such as LD3 and PD4, and is made of a metal such as Fe. The outer lead 6 is made of a general electrode metal material made of, for example, a metal such as Cu, Al, Ta, or Cr, an alloy, or the like.

レーザダイオード(LD)は、特に限定されないが、例えばIII−V族化合物半導体からなるものである。具体的には、GaNやGaAs、GaP、InP等の化合物半導体からなるものである。LD3は、フロント側Fおよびリア側RにLD光を出力するものである。なお、フロント側Fとリア側Rに出力されるLD光の割合は、フロント側Fの光出力の割合を70%以上とする。そのため、フロント側Fとリア側Rに出力されるLD光の割合は、7:3や8:2、9:1等である。このフロント側Fの光出力の中で、LD光の割合は90%以上である。LD3は、サブマウント7を介してLDマウント面2aにリア側Rをアイレット5に向けて配設されている。フロント側のLD光が反射される割合は、特に限定されるものではないが、フロント側のLD光の出力に対して10%未満とするのが好ましい。   Although a laser diode (LD) is not specifically limited, For example, it consists of a III-V group compound semiconductor. Specifically, it is made of a compound semiconductor such as GaN, GaAs, GaP, or InP. The LD 3 outputs LD light to the front side F and the rear side R. The ratio of the LD light output to the front side F and the rear side R is such that the ratio of the light output of the front side F is 70% or more. Therefore, the ratio of LD light output to the front side F and the rear side R is 7: 3, 8: 2, 9: 1, or the like. In the light output on the front side F, the ratio of LD light is 90% or more. The LD 3 is disposed on the LD mount surface 2 a via the submount 7 with the rear side R facing the eyelet 5. The ratio of the reflection of the front-side LD light is not particularly limited, but is preferably less than 10% with respect to the output of the front-side LD light.

サブマウント7は、例えば、基板上にTi/Pt/Au、Ni/Au等の薄膜を積層した薄膜回路から構成される。なお、サブマウント7の基板は、例えば、セラミックスや、放熱のために熱伝導性の高い部材(AlN,CuW,ダイヤモンド,SiC)を用いることができる。   For example, the submount 7 includes a thin film circuit in which thin films such as Ti / Pt / Au and Ni / Au are stacked on a substrate. For the substrate of the submount 7, for example, ceramics or a member having high thermal conductivity (AlN, CuW, diamond, SiC) can be used for heat dissipation.

PD4は、LD3から出力される光を受光するものであり、例えば、シリコンを用いたPINフォトダイオードやPNフォトダイオードなどから構成される。
本実施形態では、PD4で受光する光のうちLD3から出力されるLD光の占める割合がPD4で受光する光のうちLED光の占める割合よりも小さくなるようにPD4の受光面4aを調整してPD4を設置した。
このPD4は、LD3からリア側Rに出力されるLD光が受光面4aに実質的に当たらずに、かつ、LD3からリア側Rに出力されるLED光(自然放出光)が受光面4aに当たる位置に、受光面4aが向くようにステム2上の傾斜面2bに設置されている。ここで、「LD3からリア側Rに出力されるLD光が受光面4aに実質的に当たらない」とは、以下の3つの観点の少なくともいずれかを指す。
The PD 4 receives light output from the LD 3 and is composed of, for example, a PIN photodiode or PN photodiode using silicon.
In the present embodiment, the light receiving surface 4a of the PD 4 is adjusted so that the proportion of the LD light output from the LD 3 in the light received by the PD 4 is smaller than the proportion of the LED light in the light received by the PD 4. PD4 was installed.
In this PD4, the LD light output from the LD 3 to the rear side R does not substantially hit the light receiving surface 4a, and the LED light (spontaneously emitted light) output from the LD 3 to the rear side R hits the light receiving surface 4a. At the position, it is installed on the inclined surface 2b on the stem 2 so that the light receiving surface 4a faces. Here, “LD light output from the LD 3 to the rear side R does not substantially hit the light receiving surface 4a” refers to at least one of the following three viewpoints.

「実質的に当たらない」ことの第1の観点では、従来ではLD光をモニタするためにLD3からリア側Rに出力されるLD光の広がり角の中にPDを設置していたが、本実施形態では、PD4の受光面4aが、LD3からリア側Rに出力されるLD光の広がり角の中に含まれないように、PD4を設置したことをいう。   In the first aspect of “substantially not hit”, conventionally, a PD is installed within the spread angle of the LD light output from the LD 3 to the rear side R in order to monitor the LD light. In the embodiment, it means that the PD 4 is installed so that the light receiving surface 4a of the PD 4 is not included in the spread angle of the LD light output from the LD 3 to the rear side R.

具体的には、図3に示すように、PD4の受光面4aの受光面端点201には、LD下端点203から出力されるLD光が入射しない。つまり、LD3のリア側Rの端面から出力されるLD光の広がり角αで定められる照射領域の外側に位置するように、PD4は設置されている。ここで、LD光は、LD3の製造条件にもよるが、Y軸方向(Z−Y平面)において60°〜85°の角度で広がる。例えば、その角度が約80°に広がる場合には、図3に示した広がり角αは、約40°となる。なお、LED光は、Y軸方向(Z−Y平面)において約160°以上、好ましくは約180°に広がる。   Specifically, as shown in FIG. 3, LD light output from the LD lower end point 203 does not enter the light receiving surface end point 201 of the light receiving surface 4 a of the PD 4. That is, PD4 is installed so that it may be located outside the irradiation area defined by the spread angle α of the LD light output from the end surface on the rear side R of LD3. Here, the LD light spreads at an angle of 60 ° to 85 ° in the Y-axis direction (ZY plane) although it depends on the manufacturing conditions of the LD 3. For example, when the angle spreads to about 80 °, the spread angle α shown in FIG. 3 is about 40 °. In addition, LED light spreads to about 160 ° or more, preferably about 180 ° in the Y-axis direction (ZY plane).

LD光は、X軸方向(Z−X平面)において約40°に広がるので、図4に示した広がり角βは、約20°としている。なお、LED光は、X軸方向(Z−X平面)において約180°に広がる。ここで、図4では、PD4の受光面4aの受光面端点201が、あたかも、LD3からリア側Rに出力されるLD光のX軸方向の広がり角の中に含まれているように示されているが、LD3とPD4との平面位置関係は図2に示す通りなので、受光面端点201には、LD下端点203から出力されるLD光が入射しない。   Since the LD light spreads about 40 ° in the X-axis direction (ZX plane), the spread angle β shown in FIG. 4 is about 20 °. In addition, LED light spreads to about 180 degrees in the X-axis direction (ZX plane). Here, in FIG. 4, the light receiving surface end point 201 of the light receiving surface 4 a of the PD 4 is shown as if included in the spread angle in the X axis direction of the LD light output from the LD 3 to the rear side R. However, since the planar positional relationship between the LD 3 and the PD 4 is as shown in FIG. 2, the LD light output from the LD lower end point 203 does not enter the light receiving surface end point 201.

また、「実質的に当たらない」ことの第2の観点では、LD3からリア側Rに出力されるLD光を100%としたときに、従来ではLD光をモニタするために90%以上のLD光がPDに当たるように設けていたが、本実施形態では、LED光をモニタするために、リア側Rに出力されるLD光の90%以上、好ましくは95%以上が当たらない位置にPD4を設けたことをいう。   Further, according to the second aspect of “substantially not hit”, when the LD light output from the LD 3 to the rear side R is 100%, conventionally, the LD light of 90% or more is used to monitor the LD light. In this embodiment, in order to monitor the LED light, the PD 4 is placed at a position where 90% or more, preferably 95% or more, of the LD light output to the rear side R does not hit. Say that it was provided.

また、「実質的に当たらない」ことの第3の観点では、PD4が検出する光に占めるLED光の割合が、フロント側に出力されるLD光を調整するために充分であるときに、PD4が検出する光にLD光が含まれていてもよいことをいう。例えば、PD4で受光する光のうちLD3から出力されるLED光の占める割合が60%以上となる位置にPD4を設けることをいう。また、PD4で受光する光のうちLD3から出力されるレーザ光の占める割合は40%未満となる位置にPD4を設けることをいう。特に、PD4が検出するすべての光のうちLD3から入射するLD光が5%以下、好ましくは3%以下である場合が好ましい。   In a third aspect of “substantially not hit”, when the ratio of the LED light to the light detected by the PD 4 is sufficient to adjust the LD light output to the front side, the PD 4 This means that LD light may be included in the light detected. For example, it means that the PD 4 is provided at a position where the proportion of the LED light output from the LD 3 in the light received by the PD 4 is 60% or more. In addition, the PD 4 is provided at a position where the ratio of the laser light output from the LD 3 to the light received by the PD 4 is less than 40%. In particular, it is preferable that the LD light incident from the LD 3 out of all the light detected by the PD 4 is 5% or less, preferably 3% or less.

また、本実施形態では、LD3が第1レーザ出力値で発振する場合のPD4で受光する光のうち直接受光したLD光の占める割合を示す第1占有率と、LD3が第1レーザ出力値の1〜2倍大きな第2レーザ出力値で発振する場合のPD4で受光する光のうち直接受光したLD光の占める割合を示す第2占有率は、それぞれ5%以下であり、かつ、第1占有率と第2占有率との差が1%以下となる位置にPD4を設置した。   Further, in the present embodiment, the first occupancy ratio indicating the proportion of the LD light directly received in the light received by the PD 4 when the LD 3 oscillates at the first laser output value, and the LD 3 is the first laser output value. The second occupancy ratio indicating the proportion of the LD light directly received in the light received by the PD 4 when oscillating with the second laser output value that is 1 to 2 times larger is 5% or less, respectively, and the first occupancy PD4 was installed in the position where the difference between the rate and the second occupation ratio is 1% or less.

また、本実施形態では、LD3が第1レーザ出力値で発振する場合のPD4で受光する光のうち直接受光したLD光の占める割合を示す第1占有率と、LD3が第1レーザ出力値より50mW大きな第2レーザ出力値で発振する場合のPD4で受光する光のうち直接受光したLD光の占める割合を示す第2占有率は、それぞれ5%以下であり、かつ、第1占有率と第2占有率との差が1%以下となる位置にPD4を設置した。   Further, in the present embodiment, the first occupancy ratio indicating the proportion of the LD light directly received in the light received by the PD 4 when the LD 3 oscillates at the first laser output value, and the LD 3 from the first laser output value. The second occupancy ratio indicating the proportion of the LD light directly received in the light received by the PD 4 when oscillating with the second laser output value larger by 50 mW is 5% or less, respectively, and the first occupancy ratio and the first occupancy ratio 2 PD4 was installed in a position where the difference from the occupation ratio was 1% or less.

本実施形態の半導体レーザ装置1によれば、LD3から出力されてモニタ用のPD4で受光したLED光は、LD光よりも光密度が小さいので、フロント側に出力されるLD光が変動したときに、Im値の変動は、LD光をモニタした場合と比較して小さくなる。したがって、Im値を検出しながら、フロント側からのLD光の出力を精度よく調整できる。その結果、高出力時においてもLD光が安定して出力されるように制御することが可能になる。   According to the semiconductor laser device 1 of the present embodiment, the LED light output from the LD 3 and received by the monitoring PD 4 has a light density lower than that of the LD light, so that the LD light output to the front side fluctuates. In addition, the fluctuation of the Im value is smaller than that in the case where the LD light is monitored. Therefore, it is possible to accurately adjust the output of the LD light from the front side while detecting the Im value. As a result, it is possible to control so that LD light is stably output even at high output.

図3および図8に示すように、LD光の広がり角αで定められる照射領域の外側に位置するように、PD4は設置されている。ここで、ヒートシンク2のLDマウント面2aと傾斜面2bとの交点501(図8参照)から、PD4の上端点202の直下を示す下端点502までの斜辺に沿った長さ(D)は、LD光の広がり角αや上記交点501とサブマウント7の端点503との距離(H)にも依存するが、この長さ(D)は300μm以上とすることが好ましい。また、交点501と、サブマウント7の端点503との距離(H)は、200μm以上とすることが好ましい。   As shown in FIG. 3 and FIG. 8, the PD 4 is installed so as to be located outside the irradiation region defined by the spread angle α of the LD light. Here, the length (D) along the hypotenuse from the intersection 501 (see FIG. 8) between the LD mount surface 2a and the inclined surface 2b of the heat sink 2 to the lower end point 502 indicating directly below the upper end point 202 of PD4 is Although depending on the spread angle α of the LD light and the distance (H) between the intersection 501 and the end point 503 of the submount 7, the length (D) is preferably 300 μm or more. The distance (H) between the intersection 501 and the end point 503 of the submount 7 is preferably 200 μm or more.

(第2実施形態)
[半導体レーザ装置の構成]
図5は本発明の第2実施形態に係る半導体レーザ装置を模式的に示す斜視図であり、図6は図5の半導体レーザ装置の平面図である。また、図7は図5の半導体レーザ装置をY軸方向から視た側面図である。本実施形態に係る半導体レーザ装置1Aは、図5ないし図7に示すように、フォトダーオード(PD)をX軸方向にずらして設置したものである。したがって、第1実施形態と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。なお、半導体レーザ装置1AをX軸方向から視た側面図は、図3と同様なので図示を省略する。図5に示した半導体レーザ装置1Aは、図1に示した半導体レーザ装置1と比べて、PD4がLD3からより遠くに配設されている。したがって、PD4で受光する光において、LD光の割合が低減すると共にLED光の割合が増加することとなる。これにより、LD光が安定して出力されるように制御することが容易になる。
(Second Embodiment)
[Configuration of semiconductor laser device]
FIG. 5 is a perspective view schematically showing a semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a plan view of the semiconductor laser device of FIG. FIG. 7 is a side view of the semiconductor laser device of FIG. 5 viewed from the Y-axis direction. As shown in FIGS. 5 to 7, the semiconductor laser device 1 </ b> A according to this embodiment is configured such that a photodiode (PD) is shifted in the X-axis direction. Accordingly, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. A side view of the semiconductor laser device 1A viewed from the X-axis direction is the same as FIG. In the semiconductor laser device 1A shown in FIG. 5, the PD 4 is disposed farther from the LD 3 than the semiconductor laser device 1 shown in FIG. Therefore, in the light received by the PD 4, the ratio of LD light is reduced and the ratio of LED light is increased. This facilitates control so that the LD light is stably output.

以上、各実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、その趣旨を変えない範囲でさまざまに実施することができる。例えば、LD光がPD4の受光面4aに当たらずに、かつ、フロント側Fに出力されるLED光が受光面4aに当たる位置に、受光面4aが向くように設置してもよい。このような配置としては、PD4の実装面を図示しないキャップの透明でない部分(側面の上部等)に固定するものが挙げられる。さらに、例えば、LD3のリア側にミラー等の反射面を形成し、リア側Rに出力されるLED光が反射面で反射した反射光が受光面4aに当たる位置にPD4を設置するようにしてもよい。なお、図面に示した構成要素等の厚みや長さは、配置を明確に説明するために誇張して示してあるので、これに限定されるものではない。   As mentioned above, although each embodiment was described, this invention is not limited to these, It can implement variously in the range which does not change the meaning. For example, the light receiving surface 4a may be disposed so that the LD light does not hit the light receiving surface 4a of the PD 4 and the LED light output to the front side F hits the light receiving surface 4a. As such an arrangement, there is an arrangement in which the mounting surface of the PD 4 is fixed to a non-transparent portion of the cap (not shown) (the upper portion of the side surface). Further, for example, a reflection surface such as a mirror is formed on the rear side of the LD 3, and the PD 4 is installed at a position where the reflected light reflected by the reflection surface of the LED light output to the rear side R hits the light receiving surface 4a. Good. Note that the thicknesses and lengths of the constituent elements and the like shown in the drawings are exaggerated for clearly explaining the arrangement, and are not limited thereto.

本発明の効果を確認するために本実施形態に係る半導体レーザ装置について実験を行った。具体的には、LD3とPD4とを図8に示すように配置した半導体レーザ装置1(実施例)と、これと比較するために、LD3とPD4とを図9に示すように配置した半導体レーザ装置100(比較例)とについて実験を行った。   In order to confirm the effect of the present invention, an experiment was conducted on the semiconductor laser device according to the present embodiment. Specifically, the semiconductor laser device 1 (Example) in which LD3 and PD4 are arranged as shown in FIG. 8 is compared with the semiconductor laser in which LD3 and PD4 are arranged as shown in FIG. Experiments were performed with the apparatus 100 (comparative example).

図8は実施例の半導体レーザ装置をX軸方向から視た側面図であり、図9は比較例の半導体レーザ装置をX軸方向から視た側面図である。
LD3のサイズは、幅(X方向)200μm×長さ(Z方向)800μm×厚さ(Y方向)85μmであるものとした。なお、サブマウントの厚さ(Y方向)は200μmであるものとした。
PD4のサイズは、本体が横(X方向)680μm×縦(Y方向)680μm×厚さ(Z方向)270μm、受光面4aが(X方向)500μm×縦(Y方向)500μmであるものとした。
ヒートシンク2のLDマウント面2aと傾斜面2bとの交線を示す交点501と、サブマウント7の端点503との距離(H)は、H=416μmとした。
PD4が配設されるステム2の傾斜角は、γ=9°とした。
FIG. 8 is a side view of the semiconductor laser device of the embodiment as viewed from the X-axis direction, and FIG. 9 is a side view of the semiconductor laser device of the comparative example as viewed from the X-axis direction.
The size of the LD 3 was 200 μm in width (X direction) × length (Z direction) 800 μm × thickness (Y direction) 85 μm. In addition, the thickness (Y direction) of the submount was 200 μm.
The size of the PD 4 is such that the main body is horizontal (X direction) 680 μm × vertical (Y direction) 680 μm × thickness (Z direction) 270 μm, and the light receiving surface 4a is (X direction) 500 μm × vertical (Y direction) 500 μm. .
The distance (H) between the intersection point 501 indicating the intersection line between the LD mount surface 2a and the inclined surface 2b of the heat sink 2 and the end point 503 of the submount 7 was set to H = 416 μm.
The inclination angle of the stem 2 in which the PD 4 is disposed is γ = 9 °.

実施例と比較例とにおける条件の相違点は、以下の通りである。
実施例では、LD光の広がり角αで定められる照射領域の外側に位置するように、PD4は設置されており、交点501から、PD4の上端点202の直下を示す下端点502までの斜辺に沿った長さ(D)は、D=372μm(Y軸方向の距離は約370μm)とした。
一方、比較例では、LD光の広がり角αで定められる照射領域の内側に位置するように、PD4は設置されており、D=0μmとした。つまり、比較例では、PD4の下端点502と、サブマウント7の端点503とのZ軸方向の距離(L)を、距離Hと等しくした。
尚、LD3にはGaN系LDを使用している。
The difference in conditions between the example and the comparative example is as follows.
In the embodiment, the PD 4 is installed so as to be located outside the irradiation region defined by the spread angle α of the LD light, and on the hypotenuse from the intersection point 501 to the lower end point 502 that is directly below the upper end point 202 of the PD 4. The length (D) along the line was D = 372 μm (the distance in the Y-axis direction was about 370 μm).
On the other hand, in the comparative example, the PD 4 is installed so as to be located inside the irradiation region defined by the spread angle α of the LD light, and D = 0 μm. That is, in the comparative example, the distance (L) in the Z-axis direction between the lower end point 502 of the PD 4 and the end point 503 of the submount 7 is made equal to the distance H.
Note that a GaN-based LD is used for the LD 3.

<LD光の当たる割合>
前記した「実質的に当たらない」ことの第2の観点として、LD光の当たる割合をシミュレーションにより求めた。シミュレーションの結果、LD3のリア共振面から出射されるLD光を100%としたときに、PD4に入るLD光の割合は、比較例が91.5%であり、実施例は僅かに0.6%であった。
<Ratio of LD light>
As a second aspect of “not substantially hitting” as described above, the ratio of hitting LD light was obtained by simulation. As a result of the simulation, when the LD light emitted from the rear resonance surface of the LD 3 is 100%, the ratio of the LD light entering the PD 4 is 91.5% in the comparative example and only 0.6 in the example. %Met.

<モニタ出力とフロントレーザ出力との関係>
LD3の駆動電流(投入電流)Ifを所定範囲で変化させたときに、PD4で検出されるモニタ出力(Im値)と、LD3からフロント側Fに出力されるLD光の出力(フロントPo)との関係をシミュレーションにより求めた。実施例および比較例のシミュレーションの結果を図10および図11にそれぞれ示す。図10および図11にそれぞれ示すように、実施例も比較例も両方とも、Im値によって、フロントPoを調整することができることがわかる。
<Relationship between monitor output and front laser output>
When the drive current (input current) If of the LD 3 is changed within a predetermined range, the monitor output (Im value) detected by the PD 4 and the output of LD light (front Po) output from the LD 3 to the front side F The relationship was obtained by simulation. The simulation results of Examples and Comparative Examples are shown in FIGS. 10 and 11, respectively. As shown in FIGS. 10 and 11, it can be seen that the front Po can be adjusted by the Im value in both the example and the comparative example.

比較例の場合には、図11に示すように、フロントPoが100[mW]のとき、Im値が約0.41[μA]である。また、フロントPoが約150[mW]のとき、Im値が約0.57[μA]である。したがって、Im値が約0.16[μA]だけ変動したときに、フロントPoが約50[mW]だけ変動したことが分かる。   In the case of the comparative example, as shown in FIG. 11, when the front Po is 100 [mW], the Im value is about 0.41 [μA]. Further, when the front Po is about 150 [mW], the Im value is about 0.57 [μA]. Therefore, it can be seen that when the Im value fluctuates by about 0.16 [μA], the front Po fluctuates by about 50 [mW].

一方、実施例の場合には、図10に示すように、フロントPoが約100[mW]のとき、Im値が約0.085[μA]である。また、フロントPoが約150[mW]のとき、Im値が約0.102[μA]である。したがって、フロントPoが約50[mW]だけ変動したことを、Im値が約0.017[μA]だけ変動したときに検知できることが分かる。   On the other hand, in the case of the embodiment, as shown in FIG. 10, when the front Po is about 100 [mW], the Im value is about 0.085 [μA]. When the front Po is about 150 [mW], the Im value is about 0.102 [μA]. Therefore, it can be seen that the front Po changes by about 50 [mW] can be detected when the Im value changes by about 0.017 [μA].

さらに詳細に図10および図11のグラフを分析すると、比較例は、PD4がリア側のLD光を積極的に受けているので、図11に示すIm値のグラフから、発振していることが分かる。すなわち、比較例では、Im値は、駆動電流Ifの電流値が約40[mA]よりも増加すると、LED光に加えてLD光の影響が加わり、フロントPoとほぼ同様な傾きで上昇する(なお、グラフの左右軸の数値は異なる)。   Analyzing the graphs of FIG. 10 and FIG. 11 in more detail, in the comparative example, since the PD 4 actively receives the LD light on the rear side, it can be seen from the graph of the Im value shown in FIG. I understand. In other words, in the comparative example, when the current value of the drive current If increases from about 40 [mA], the influence of the LD light is added in addition to the LED light, and the Im value rises with a slope similar to that of the front Po ( Note that the values on the left and right axes of the graph are different).

一方、実施例は、図10に示すIm値のグラフから、LD発振していないので、PD4がリア側のLD光を実質的に受けないことがわかる。実施例では、Im値は、駆動電流Ifの電流値が約40[mA]より増加しても、LD光の影響は加わらず、LED光のみによって上昇する。ここで、実施例のIm値上昇の割合は、緩やかになる。このような現象が生じる理由は、以下のように考えられる。すなわち、LD3のチップ全体からLED光は出ているので、駆動電流Ifの増加に伴ってチップ全体から出るLED光の総量も増加する。このチップ全体から出ているLED光は、均一に出ているわけではなく、最も強いLED光は、PD4に最も近い端面リッジ付近(例えば、LD下端点203、図8参照)から出ていると考えられる。そして、駆動電流Ifの増加に伴って、端面リッジ付近から出るLED光は、LD光に変化し、PD4の受光できない方向に照射される。これによって、チップ全体から出ているLED光のうち、端面リッジ付近から出るLED光の分だけ、PD4の受光面4aに入るLED光の量が減少することになる。その結果、図10に示すようなIm値の変化が生じると考えられる。なお、このような変化があったとしても、実施例によれば、Im値によって、フロントPoを調整できることに変わりはない。   On the other hand, in the example, it can be seen from the graph of Im value shown in FIG. 10 that since the LD does not oscillate, the PD 4 does not substantially receive the LD light on the rear side. In the embodiment, even if the current value of the drive current If increases from about 40 [mA], the Im value rises only by the LED light without being affected by the LD light. Here, the rate of increase in the Im value in the example becomes moderate. The reason why such a phenomenon occurs is considered as follows. That is, since the LED light is emitted from the entire chip of the LD3, the total amount of the LED light emitted from the entire chip increases as the drive current If increases. The LED light emitted from the entire chip is not uniformly emitted, and the strongest LED light is emitted from the vicinity of the end face ridge closest to the PD 4 (for example, the LD lower end point 203, see FIG. 8). Conceivable. As the drive current If increases, the LED light emitted from the vicinity of the end face ridge changes to LD light and is irradiated in a direction in which the PD 4 cannot receive light. As a result, the amount of LED light entering the light receiving surface 4a of the PD 4 is reduced by the amount of LED light emitted from the vicinity of the end face ridge among the LED light emitted from the entire chip. As a result, it is considered that the Im value changes as shown in FIG. Even if there is such a change, according to the embodiment, the front Po can be adjusted by the Im value.

<PDが検出する光に占めるLD光の割合>
前記した「実質的に当たらない」ことの第3の観点として、PD4で検出する光に占めるLD光の当たる割合をシミュレーションにより求めた。PD4で検出する光を、PD4が検出する電流Im[μA]で評価する。ここでは、フロントPoを60[mW](第1レーザ出力値)とした時(条件1)と、フロントPoを100[mW](第2レーザ出力値)とした時(条件2)とについて、電流Im[μA]に影響するリア側のLD光、リア側のLED光、その他の光の割合をそれぞれ求めた。シミュレーションの結果を表1に示す。なお、その他の光とは、PD4で検出するすべての光から、リア側のLD光およびリア側のLED光を差し引いた残余の光のことであり、例えば、図示しないキャップ等によって反射する光等が含まれる。
<Ratio of LD light to light detected by PD>
As a third aspect of the above-mentioned “not substantially hit”, the ratio of the LD light hit to the light detected by the PD 4 was obtained by simulation. The light detected by the PD 4 is evaluated by the current Im [μA] detected by the PD 4. Here, when the front Po is 60 [mW] (first laser output value) (condition 1) and when the front Po is 100 [mW] (second laser output value) (condition 2), The ratio of the rear side LD light, rear side LED light, and other light that affects the current Im [μA] was determined. The simulation results are shown in Table 1. The other light is the remaining light obtained by subtracting the rear LD light and the rear LED light from all the light detected by the PD 4, for example, light reflected by a cap (not shown), etc. Is included.

Figure 2009021432
Figure 2009021432

表1に示すように、条件1(フロントPo60mW時)の場合には、比較例は、PD4の検出する光のうちIm値に影響する「リア側のLD光」の割合は、「70.6%」であり、「リア側のLED光」の割合は、「17.6%」であった。一方、実施例は、PD4の検出する光のうちIm値に影響する「リア側のLD光」の割合は、「1.8%」であり、「リア側のLED光」の割合は、「70.0%」であった。したがって、実施例は、PD4に対してLD光が実質的に当たっていない。なお、実施例はその他の光の影響が比較例に比べて高くなる。その他の光とは、フロント側のLD光やリア側から放出されるLED光以外のLED光等の反射光である。   As shown in Table 1, in the case of condition 1 (front Po 60 mW), in the comparative example, the ratio of the “rear LD light” that affects the Im value in the light detected by the PD 4 is “70.6. % ”, And the ratio of“ rear LED light ”was“ 17.6% ”. On the other hand, in the example, the ratio of “rear LD light” that affects the Im value in the light detected by the PD 4 is “1.8%”, and the ratio of “rear LED light” is “ 70.0% ". Therefore, in the example, the LD light is not substantially applied to the PD 4. In the example, the influence of other light is higher than that in the comparative example. The other light is reflected light such as LED light other than LED light emitted from the front side LD light or rear side.

また、表1に示すように、条件2(フロントPo100mW時)の場合には、比較例は、PD4の検出する光のうちIm値に影響する「リア側のLD光」の割合は、「74.7%」であり、「リア側のLED光」の割合は、「13.3%」であった。一方、実施例は、PD4の検出する光のうちIm値に影響する「リア側のLD光」の割合は、「2.2%」であり、「リア側のLED光」の割合は、「62.4%」であった。したがって、実施例は、PD4に対してLD光が実質的に当たっていない。   As shown in Table 1, in the case of condition 2 (front Po 100 mW), in the comparative example, the ratio of “rear LD light” that affects the Im value in the light detected by the PD 4 is “74. 0.7% ", and the ratio of" rear LED light "was" 13.3% ". On the other hand, in the example, the ratio of “rear LD light” that affects the Im value in the light detected by the PD 4 is “2.2%”, and the ratio of “rear LED light” is “ 62.4% ". Therefore, in the example, the LD light is not substantially applied to the PD 4.

また、条件1と条件2とを比較すると、比較例も実施例も、フロントPoを増加させたときに、PD4の検出する光のうちIm値に影響する「リア側のLD光」の割合は増加し、「リア側のLED光」の割合は減少する。
表1に示すように、条件1から条件2へとフロントPoは1.67倍に増加している。これに対して、比較例では、PD4の検出する光のうちIm値に影響する「リア側のLD光」の割合は、条件1のとき「70.6%」であり、条件2のときに「74.7%」であるので「4.1%」増加している。一方、実施例では、PD4の検出する光のうちIm値に影響する「リア側のLD光」の割合は、条件1のとき「1.8%」であり、条件2のときに「2.2%」であるので「0.4%」だけ増加している。つまり、比較例と比べると、「リア側のLD光」の割合の変動は、1/10以下である。したがって、実施例は、フロントPoが増加したときに、LD光の出力変動に対してIm値の変動を低減することができるという効果を奏する。その結果、フロントPoが増加したときに、Im値の変動が安定であり、高出力時においても、Im値を検出しながら、LD光が安定して出力されるように精度よく調整できる。なお、条件2は条件1と比べて「リア側のLED光」の割合は減少するが、PD4の検出する光の量自体は、条件1の場合よりも条件2の場合の方が多いので、PD4の検出するリア側のLED光の絶対値は、条件1の場合よりも条件2の場合の方が多くなる。
Further, comparing the condition 1 and the condition 2, in both the comparative example and the example, when the front Po is increased, the ratio of the “rear-side LD light” that affects the Im value of the light detected by the PD 4 is The ratio of “rear LED light” increases and decreases.
As shown in Table 1, the front Po increases from condition 1 to condition 2 by 1.67 times. On the other hand, in the comparative example, the ratio of the “rear LD light” that affects the Im value in the light detected by the PD 4 is “70.6%” in the condition 1 and in the condition 2 Since it is “74.7%”, it is increased by “4.1%”. On the other hand, in the embodiment, the ratio of “rear LD light” that affects the Im value in the light detected by the PD 4 is “1.8%” in the condition 1 and “2. Since it is “2%”, it is increased by “0.4%”. That is, compared with the comparative example, the fluctuation of the ratio of “rear LD light” is 1/10 or less. Therefore, the embodiment has an effect that when the front Po increases, the fluctuation of the Im value can be reduced with respect to the fluctuation of the output of the LD light. As a result, when the front Po increases, the fluctuation of the Im value is stable, and even at the time of high output, it can be accurately adjusted so that the LD light is stably output while detecting the Im value. Note that the ratio of “rear side LED light” in condition 2 is smaller than in condition 1, but the amount of light detected by PD 4 is higher in condition 2 than in condition 1. The absolute value of the rear side LED light detected by the PD 4 is larger in the condition 2 than in the condition 1.

<経時変化によるIm値の変動>
実施例と比較例について、経時変化によるIm値の変動を確認した。結果を図12に示す。図12はPo出力を連続発振(CW)で20mWとする半導体レーザ装置の経過時間によるモニタ特性を示すグラフである。図12のIm値は、PD4が検出するIm値である。この実験では、300時間連続稼動した場合、実験前のIm値を基準(100%)として、50時間ごとに、Im値の変動を求めた。
<Im value change with time>
About the Example and the comparative example, the fluctuation | variation of Im value by a time-dependent change was confirmed. The results are shown in FIG. FIG. 12 is a graph showing monitor characteristics according to the elapsed time of the semiconductor laser device in which the Po output is 20 mW in continuous oscillation (CW). The Im value in FIG. 12 is an Im value detected by the PD 4. In this experiment, when 300 hours of continuous operation was performed, the fluctuation of the Im value was obtained every 50 hours with the Im value before the experiment as a reference (100%).

比較例では、Im値は、最初の50時間で大幅に低下し、そのまま下がり続けて300時間経過後には、「94.46%」となった。つまり、変動幅は「5.34%」であった。一方、実施例において、Im値は、低下することなく、最も変動したときで「0.72%」上昇し、300時間経過後には、使用前と同じ「100%」となった。つまり、変動幅は「0.72%」であった。したがって、実施例は、比較例と比べて、経時変化によるIm値の変動が小さく、長時間使用したとしても、LED光のモニタによってフロント側のレーザ出力を精度よく調整することができる。   In the comparative example, the Im value significantly decreased in the first 50 hours, and continued to decrease and became “94.46%” after 300 hours had elapsed. That is, the fluctuation range was “5.34%”. On the other hand, in the examples, the Im value did not decrease and rose “0.72%” when it fluctuated the most, and after 300 hours, it reached “100%”, the same as before use. That is, the fluctuation range was “0.72%”. Therefore, compared to the comparative example, the embodiment has a smaller fluctuation of the Im value due to the change with time, and the laser output on the front side can be accurately adjusted by monitoring the LED light even if it is used for a long time.

本発明に係る半導体レーザ装置は、LD光を光源として応用することができるすべての用途、例えば、照明、露光、ディスプレイ、各種分析、CD・MD・DVD等の情報記録・再生録画が可能な光ディスクシステム、医療用光源、レーザプリンタ、光ネットワーク等の種々の分野において利用することができる。   The semiconductor laser device according to the present invention is an optical disc capable of recording / reproducing and recording information such as illumination, exposure, display, various types of analysis, CD / MD / DVD, etc. It can be used in various fields such as systems, medical light sources, laser printers, and optical networks.

本発明の第1実施形態に係る半導体レーザ装置を模式的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. 図1の半導体レーザ装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the semiconductor laser device of FIG. 1. 図1の半導体レーザ装置をX軸方向から視た側面図である。FIG. 2 is a side view of the semiconductor laser device of FIG. 1 viewed from the X-axis direction. 図1の半導体レーザ装置をY軸方向から視た側面図である。FIG. 2 is a side view of the semiconductor laser device of FIG. 1 viewed from the Y-axis direction. 本発明の第2実施形態に係る半導体レーザ装置を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the semiconductor laser apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図5の半導体レーザ装置の平面図である。FIG. 6 is a plan view of the semiconductor laser device of FIG. 5. 図5の半導体レーザ装置をY軸方向から視た側面図である。FIG. 6 is a side view of the semiconductor laser device of FIG. 5 viewed from the Y-axis direction. 実施例の半導体レーザ装置をX軸方向から視た側面図である。It is the side view which looked at the semiconductor laser apparatus of the Example from the X-axis direction. 比較例の半導体レーザ装置をX軸方向から視た側面図である。It is the side view which looked at the semiconductor laser device of the comparative example from the X-axis direction. 実施例の半導体レーザ装置の電流−出力特性を示すグラフである。It is a graph which shows the electric current-output characteristic of the semiconductor laser apparatus of an Example. 比較例の半導体レーザ装置の電流−出力特性を示すグラフである。It is a graph which shows the electric current-output characteristic of the semiconductor laser apparatus of a comparative example. 半導体レーザ装置の経過時間によるモニタ特性を示すグラフである。It is a graph which shows the monitor characteristic by the elapsed time of a semiconductor laser apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1,1A 半導体レーザ装置
2 ヒートシンク
2a LDマウント面
2b 傾斜面
3 LD(レーザダイオード)
4 PD(フォトダイオード;受光素子)
4a 受光面
5 アイレット
6 アウターリード
7 サブマウント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A Semiconductor laser apparatus 2 Heat sink 2a LD mount surface 2b Inclined surface 3 LD (laser diode)
4 PD (photodiode; light receiving element)
4a Light-receiving surface 5 Eyelet 6 Outer lead 7 Submount

Claims (7)

フロント側およびリア側にレーザ光を出力するレーザダイオードと、前記レーザダイオードから出力される光を受光する受光素子とを備え、前記受光素子で受光した光をモニタすることで前記レーザダイオードからフロント側に出力されるレーザ光を調整する半導体レーザ装置であって、
前記受光素子で受光する光のうち前記レーザダイオードから出力されるレーザ光の占める割合が前記レーザダイオードから出力される自然放出光の占める割合よりも小さくなるように前記受光素子を設置したことを特徴とする半導体レーザ装置。
A laser diode that outputs laser light to the front side and the rear side; and a light receiving element that receives light output from the laser diode, and monitors the light received by the light receiving element to thereby move the front side from the laser diode. A semiconductor laser device for adjusting the laser beam output to
The light receiving element is installed such that a ratio of laser light output from the laser diode to light received by the light receiving element is smaller than a ratio of spontaneous emission light output from the laser diode. A semiconductor laser device.
前記レーザダイオードから出力される自然放出光が前記受光素子の受光面に当たる位置に、前記受光素子の受光面が向くように前記受光素子を設置したことを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ装置。   2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the light receiving element is disposed so that a light receiving surface of the light receiving element faces a position where spontaneous emission light output from the laser diode hits a light receiving surface of the light receiving element. apparatus. 前記レーザダイオードは、アイレットの上に設けられたヒートシンク上のLDマウント面に、そのリア側を前記アイレットに向けて配設され、
前記受光素子は、前記ヒートシンク上において前記アイレットから所定角度傾斜して前記LDマウント面に接続された傾斜面に配設され、
前記受光素子の受光面は、前記レーザダイオードのリア側の端面から出力されるレーザ光の広がり角で定められる光線が照射される照射領域の外側に位置するように、前記受光素子を設置したことを特徴とする請求項2に記載の半導体レーザ装置。
The laser diode is disposed on the LD mount surface on the heat sink provided on the eyelet with the rear side facing the eyelet.
The light receiving element is disposed on an inclined surface connected to the LD mount surface at a predetermined angle from the eyelet on the heat sink,
The light receiving element is installed such that the light receiving surface of the light receiving element is positioned outside the irradiation region irradiated with the light beam determined by the spread angle of the laser light output from the rear end face of the laser diode. The semiconductor laser device according to claim 2.
前記レーザダイオードが第1レーザ出力値で発振する場合の前記受光素子で受光する光のうち直接受光したレーザ光の占める割合を示す第1占有率、および、
前記レーザダイオードが前記第1レーザ出力値の1〜2倍大きな第2レーザ出力値で発振する場合の前記受光素子で受光する光のうち直接受光したレーザ光の占める割合を示す第2占有率は、それぞれ5%以下であり、
かつ、前記第1占有率と前記第2占有率との差が1%以下となる位置に前記受光素子を設置したことを特徴とする請求項3に記載の半導体レーザ装置。
A first occupancy ratio indicating a proportion of the directly received laser light among the light received by the light receiving element when the laser diode oscillates at a first laser output value; and
When the laser diode oscillates at a second laser output value that is 1 to 2 times larger than the first laser output value, the second occupancy ratio indicating the ratio of the directly received laser light among the light received by the light receiving element is Are less than 5% each,
4. The semiconductor laser device according to claim 3, wherein the light receiving element is disposed at a position where a difference between the first occupancy and the second occupancy is 1% or less.
前記レーザダイオードが第1レーザ出力値で発振する場合の前記受光素子で受光する光のうち直接受光したレーザ光の占める割合を示す第1占有率、および、
前記レーザダイオードが前記第1レーザ出力値より50mW大きな第2レーザ出力値で発振する場合の前記受光素子で受光する光のうち直接受光したレーザ光の占める割合を示す第2占有率は、それぞれ5%以下であり、
かつ、前記第1占有率と前記第2占有率との差が1%以下となる位置に前記受光素子を設置したことを特徴とする請求項3に記載の半導体レーザ装置。
A first occupancy ratio indicating a proportion of the directly received laser light among the light received by the light receiving element when the laser diode oscillates at a first laser output value; and
When the laser diode oscillates at a second laser output value 50 mW larger than the first laser output value, the second occupancy ratio indicating the ratio of the directly received laser light among the light received by the light receiving element is 5 respectively. % Or less,
4. The semiconductor laser device according to claim 3, wherein the light receiving element is disposed at a position where a difference between the first occupancy and the second occupancy is 1% or less.
前記受光素子で受光する光のうち前記レーザダイオードから出力される自然放出光の占める割合は60%以上であることを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ装置。   2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the proportion of the spontaneous emission light output from the laser diode in the light received by the light receiving element is 60% or more. 前記受光素子で受光する光のうち前記レーザダイオードから出力されるレーザ光の占める割合は40%未満であることを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ装置。   2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein a ratio of laser light output from the laser diode to light received by the light receiving element is less than 40%.
JP2007183430A 2007-07-12 2007-07-12 Semiconductor laser device Active JP5076694B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007183430A JP5076694B2 (en) 2007-07-12 2007-07-12 Semiconductor laser device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007183430A JP5076694B2 (en) 2007-07-12 2007-07-12 Semiconductor laser device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009021432A true JP2009021432A (en) 2009-01-29
JP5076694B2 JP5076694B2 (en) 2012-11-21

Family

ID=40360812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007183430A Active JP5076694B2 (en) 2007-07-12 2007-07-12 Semiconductor laser device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5076694B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111490441A (en) * 2020-05-21 2020-08-04 王志杰 High-bandwidth laser signal light and backlight separation processing technology
WO2023002689A1 (en) * 2021-07-20 2023-01-26 ソニーグループ株式会社 Light source device and electronic apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63128783A (en) * 1986-11-19 1988-06-01 Sanyo Electric Co Ltd Semidonductor laser device
JPH01293584A (en) * 1988-05-20 1989-11-27 Nec Corp Light-amplifying device
JPH0362983A (en) * 1989-07-31 1991-03-19 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor laser device
JPH05283787A (en) * 1992-03-31 1993-10-29 Anritsu Corp Optical amplifier

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63128783A (en) * 1986-11-19 1988-06-01 Sanyo Electric Co Ltd Semidonductor laser device
JPH01293584A (en) * 1988-05-20 1989-11-27 Nec Corp Light-amplifying device
JPH0362983A (en) * 1989-07-31 1991-03-19 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor laser device
JPH05283787A (en) * 1992-03-31 1993-10-29 Anritsu Corp Optical amplifier

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111490441A (en) * 2020-05-21 2020-08-04 王志杰 High-bandwidth laser signal light and backlight separation processing technology
CN111490441B (en) * 2020-05-21 2022-04-05 王志杰 High-bandwidth laser signal light and backlight separation processing structure
WO2023002689A1 (en) * 2021-07-20 2023-01-26 ソニーグループ株式会社 Light source device and electronic apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP5076694B2 (en) 2012-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6301279B1 (en) Semiconductor diode lasers with thermal sensor control of the active region temperature
US8253150B2 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing it
US6449296B1 (en) Semiconductor laser device
JP2012164737A5 (en)
JP4645008B2 (en) Semiconductor laser device
JP2009130206A (en) Semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same
US20220209499A1 (en) Laser device
US10594107B2 (en) Semiconductor laser device
JP5076694B2 (en) Semiconductor laser device
US20030053498A1 (en) Semiconductor laser device
JP2004235567A (en) Laser module
JP6685482B1 (en) Semiconductor laser device
JP2009283735A (en) Semiconductor laser assembly
JP2007157869A (en) Semiconductor laser device
Leers et al. Cooling approaches for high power diode laser bars
JP2003037328A (en) Optical semiconductor device
JP2010073758A (en) Semiconductor laser module
JP2005026333A (en) Semiconductor laser equipment
US20210367406A1 (en) Semiconductor laser, operating method for a semiconductor laser, and method for determining the optimum fill factor of a semiconductor laser
JP2006041085A (en) Semiconductor laser device and optical pickup unit equipped therewith
JP2009135312A (en) Semiconductor laser device and semiconductor laser radar equipment
JP2004047650A (en) Laser apparatus
JP2007005681A (en) Semiconductor laser module
Jandeleit et al. Fabrication and characterization of high-power diode lasers
JP3728787B2 (en) Semiconductor laser module

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100625

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120120

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: 20120731

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120813

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150907

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5076694

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150907

Year of fee payment: 3

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

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

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