JP3140085B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報処理、光計測、
光通信等に使用する半導体レーザ装置に関する。
光通信等に使用する半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下に従来の半導体レーザ装置について
説明する。図８は従来の半導体レーザ装置の構成図であ
る（特開平１−１５０２４４号公報参照）。図８におい
て、１は半導体レーザ素子、２は基板、３は斜面（この
斜面は反射ミラーとして働くため、以下反射ミラーと称
する）、５は正規反射光、６ａは迷光、８は正規反射光
光軸、９はＶ状溝側面である。
説明する。図８は従来の半導体レーザ装置の構成図であ
る（特開平１−１５０２４４号公報参照）。図８におい
て、１は半導体レーザ素子、２は基板、３は斜面（この
斜面は反射ミラーとして働くため、以下反射ミラーと称
する）、５は正規反射光、６ａは迷光、８は正規反射光
光軸、９はＶ状溝側面である。
【０００３】図９は従来の他の半導体レーザ装置の構成
図である（特開平１−２７０３８２号公報参照）。図９
において、１は半導体レーザ素子、２は基板、３は反射
ミラー、５は正規反射光、６ｂは迷光、７は段差の底
面、８は正規反射光の光軸、Ａは半導体レーザ装置に必
要とされる迷光のないビームの広がり角（半導体基板の
主面法線に対するふれ角）である。
図である（特開平１−２７０３８２号公報参照）。図９
において、１は半導体レーザ素子、２は基板、３は反射
ミラー、５は正規反射光、６ｂは迷光、７は段差の底
面、８は正規反射光の光軸、Ａは半導体レーザ装置に必
要とされる迷光のないビームの広がり角（半導体基板の
主面法線に対するふれ角）である。
【０００４】図１０は、図９に示す従来例から考えられ
る半導体レーザ装置の構成図である。図１０において、
１は半導体レーザ素子、２は基板、３は反射ミラー、５
は正規反射光、６ｂは迷光、７は段差の底面、８は正規
反射光光軸、Ａは半導体レーザ装置に必要とされる迷光
のないビームの広がり角（半導体基板主面法線に対する
ふれ角）である。
る半導体レーザ装置の構成図である。図１０において、
１は半導体レーザ素子、２は基板、３は反射ミラー、５
は正規反射光、６ｂは迷光、７は段差の底面、８は正規
反射光光軸、Ａは半導体レーザ装置に必要とされる迷光
のないビームの広がり角（半導体基板主面法線に対する
ふれ角）である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、以下に示す課題がある。まず図８に示す
従来例では、半導体レーザ素子１から出射され、反射ミ
ラー３およびそれに相対するＶ状溝側面９で反射し放射
される迷光６ａが、半導体レーザ素子１から出射され、
反射ミラー３で直接反射される正規反射光５の光軸８と
同一かまたは近い方向に出射される。この迷光６ａは正
規反射光５に比べて強度的には小さいが、電界振幅とし
ては無視できないレベルであるため、その合成光が大き
く干渉して強度むらが生じ、光ディスク等に反射された
光信号を受光する場合にうまく受光できないという課題
を有している。
来の構成では、以下に示す課題がある。まず図８に示す
従来例では、半導体レーザ素子１から出射され、反射ミ
ラー３およびそれに相対するＶ状溝側面９で反射し放射
される迷光６ａが、半導体レーザ素子１から出射され、
反射ミラー３で直接反射される正規反射光５の光軸８と
同一かまたは近い方向に出射される。この迷光６ａは正
規反射光５に比べて強度的には小さいが、電界振幅とし
ては無視できないレベルであるため、その合成光が大き
く干渉して強度むらが生じ、光ディスク等に反射された
光信号を受光する場合にうまく受光できないという課題
を有している。
【０００６】また図９に示す従来例では、反射ミラー３
の高さおよび反射ミラー３と半導体レーザ素子１との相
対位置が規定されていないため、半導体レーザ素子１か
らの出射光のうち反射ミラー３で直接反射される正規反
射光５と段差の底面７と反射ミラー３とで反射される迷
光６ｂとが正規反射光５の光軸８の前後で重なり易く、
半導体レーザ装置に必要とされる迷光のない広がり角Ａ
内に迷光６ｂが入り込み、この重複光を集光してもスポ
ットが１点に結ばないという課題を有していた。また半
導体レーザ素子１のレーザ光出射点から遠い側面を基板
２との接着面の反対側に配置しているが、一般にこの状
態では半導体レーザ素子１の活性層で発生した熱が半導
体レーザ素子１の内部を伝わり放熱する際に、GaAs基板
の熱伝導率が小さいために放熱性が悪く、活性層の温度
が上昇し、半導体レーザ素子１の信頼性が悪化するとい
う課題を有していた。
の高さおよび反射ミラー３と半導体レーザ素子１との相
対位置が規定されていないため、半導体レーザ素子１か
らの出射光のうち反射ミラー３で直接反射される正規反
射光５と段差の底面７と反射ミラー３とで反射される迷
光６ｂとが正規反射光５の光軸８の前後で重なり易く、
半導体レーザ装置に必要とされる迷光のない広がり角Ａ
内に迷光６ｂが入り込み、この重複光を集光してもスポ
ットが１点に結ばないという課題を有していた。また半
導体レーザ素子１のレーザ光出射点から遠い側面を基板
２との接着面の反対側に配置しているが、一般にこの状
態では半導体レーザ素子１の活性層で発生した熱が半導
体レーザ素子１の内部を伝わり放熱する際に、GaAs基板
の熱伝導率が小さいために放熱性が悪く、活性層の温度
が上昇し、半導体レーザ素子１の信頼性が悪化するとい
う課題を有していた。
【０００７】この課題を解決するために、図１０に示す
ようにレーザ光出射点に近い側面を基板２との接着面側
に配置することが考えられる。この場合には、半導体レ
ーザ素子１の活性層が段差の底面７に近くなるため熱伝
導の問題は解決されるが、半導体レーザ素子１からの出
射光のうち反射ミラー３で直接反射される正規反射光５
と段差の底面７と反射ミラー３とで反射される迷光６ｂ
とが正規反射光５の光軸８の前後で重なり易く、半導体
レーザ装置に必要とされる迷光のない広がり角Ａ内に迷
光６ｂが入り込み、この重複光を集光してもスポットが
１点に結ばないという課題が残る。
ようにレーザ光出射点に近い側面を基板２との接着面側
に配置することが考えられる。この場合には、半導体レ
ーザ素子１の活性層が段差の底面７に近くなるため熱伝
導の問題は解決されるが、半導体レーザ素子１からの出
射光のうち反射ミラー３で直接反射される正規反射光５
と段差の底面７と反射ミラー３とで反射される迷光６ｂ
とが正規反射光５の光軸８の前後で重なり易く、半導体
レーザ装置に必要とされる迷光のない広がり角Ａ内に迷
光６ｂが入り込み、この重複光を集光してもスポットが
１点に結ばないという課題が残る。
【０００８】本発明は上記の従来の課題を解決するもの
で、必要とする広がり角内には正規反射光のみが放射さ
れる半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
で、必要とする広がり角内には正規反射光のみが放射さ
れる半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の半導体レーザ装置は、反射ミラーを内蔵する
半導体レーザ装置において、半導体レーザ素子を搭載す
る半導体基板の主面に斜面を介して、少なくとも前記半
導体レーザの前方および後方に段差が形成されており、
前記段差の底面に半導体レーザ素子が搭載されており、
前記半導体レーザ素子の後方の段差の斜面上に、前記半
導体レーザ素子からの後方出射光強度を検出する受光素
子を備え、前記半導体レーザ素子の前方の段差の斜面上
に反射ミラーを備え、前記前方の段差の斜面と底面とが
交差する境界線から前記半導体レーザ素子の端面までの
距離Ｌ（μｍ）が、前記半導体レーザ素子の厚さＴ（μ
ｍ）、前記底面からレーザ光出射点までの高さＨ（μ
ｍ）、前記底面に対する前記斜面の傾きθ、前記半導体
レーザ素子より出射され、かつ前記反射ミラーによって
反射されるレーザ光のビームの広がり角Ａとの間に
に本発明の半導体レーザ装置は、反射ミラーを内蔵する
半導体レーザ装置において、半導体レーザ素子を搭載す
る半導体基板の主面に斜面を介して、少なくとも前記半
導体レーザの前方および後方に段差が形成されており、
前記段差の底面に半導体レーザ素子が搭載されており、
前記半導体レーザ素子の後方の段差の斜面上に、前記半
導体レーザ素子からの後方出射光強度を検出する受光素
子を備え、前記半導体レーザ素子の前方の段差の斜面上
に反射ミラーを備え、前記前方の段差の斜面と底面とが
交差する境界線から前記半導体レーザ素子の端面までの
距離Ｌ（μｍ）が、前記半導体レーザ素子の厚さＴ（μ
ｍ）、前記底面からレーザ光出射点までの高さＨ（μ
ｍ）、前記底面に対する前記斜面の傾きθ、前記半導体
レーザ素子より出射され、かつ前記反射ミラーによって
反射されるレーザ光のビームの広がり角Ａとの間に
【数１】
（角度の単位はすべて度）の関係が成立するように前記
半導体レーザ素子が前記底面に配置され、かつ前記前方
の段差の高さＤ（μｍ）が、前記距離Ｌ、前記厚さＴ、
前記高さＨ、前記傾きθおよび前記広がり角Ａとの間に
半導体レーザ素子が前記底面に配置され、かつ前記前方
の段差の高さＤ（μｍ）が、前記距離Ｌ、前記厚さＴ、
前記高さＨ、前記傾きθおよび前記広がり角Ａとの間に
【数２】
の関係が成立するように前記前方の段差が形成されてい
ることを特徴とする半導体レーザ装置。本発明の半導体
レーザ装置は、さらに前記半導体基板の上に信号検出用
受光素 子、半導体レーザ素子駆動回路、検出信号演算回
路および検出信号増幅回路のうち少なくとも一つが形成
されているものである。本発明の半導体レーザ装置は、
さらに前記半導体基板として、＜１１０＞方向に対して
５度以上１５度以下のオフアングルを有する（１００）
面を主面としたシリコン半導体基板を用いるものであ
る。
ることを特徴とする半導体レーザ装置。本発明の半導体
レーザ装置は、さらに前記半導体基板の上に信号検出用
受光素 子、半導体レーザ素子駆動回路、検出信号演算回
路および検出信号増幅回路のうち少なくとも一つが形成
されているものである。本発明の半導体レーザ装置は、
さらに前記半導体基板として、＜１１０＞方向に対して
５度以上１５度以下のオフアングルを有する（１００）
面を主面としたシリコン半導体基板を用いるものであ
る。
【００１０】
【作用】この構成により、半導体レーザの後方より出射
される光を効率よく検出することができ、かつ半導体レ
ーザ装置内での迷光を半導体レーザ装置に必要とされる
迷光のないビームの広がり角の外側に除外することがで
き、しかも反射ミラーで反射した後に他の面で反射する
ことによる迷光を発生させず、従って迷光のないビーム
の広がり角内に正規反射光のみを放射させることができ
る。
される光を効率よく検出することができ、かつ半導体レ
ーザ装置内での迷光を半導体レーザ装置に必要とされる
迷光のないビームの広がり角の外側に除外することがで
き、しかも反射ミラーで反射した後に他の面で反射する
ことによる迷光を発生させず、従って迷光のないビーム
の広がり角内に正規反射光のみを放射させることができ
る。
【００１１】
【００１２】また本発明のように半導体レーザ素子と反
射ミラーの相対位置を規定することによる上記の効果は
半導体基板に集積された反射ミラーでなくても、半導体
レーザ素子と反射ミラーを内蔵する半導体レーザ装置全
般に適用できるものである。
射ミラーの相対位置を規定することによる上記の効果は
半導体基板に集積された反射ミラーでなくても、半導体
レーザ素子と反射ミラーを内蔵する半導体レーザ装置全
般に適用できるものである。
【００１３】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の実施例を説明するた
めの半導体レーザ装置の構成図である。図１において、
１は半導体レーザ素子、３は反射ミラー（斜面）、５は
正規反射光、６ｂは迷光、７は段差の底面、８は正規反
射光光軸、１０は半導体基板、Ｔは半導体レーザ素子１
の厚さ、Ｈは段差の底面７からレーザ光出射点までの高
さ、θは段差の底面７に対する斜面３の傾き角度、Ａは
半導体レーザ装置として必要な迷光のないビームの広が
り角（段差の底面の主面法線に対するふれ角）、Ｌは段
差の底面７と斜面３との境界線から半導体レーザ素子１
の出射端面までの距離、Ｄは段差の高さである。なお、
反射ミラー３の角度θとしては３５°〜５５°が用いら
れる。
しながら説明する。図１は本発明の実施例を説明するた
めの半導体レーザ装置の構成図である。図１において、
１は半導体レーザ素子、３は反射ミラー（斜面）、５は
正規反射光、６ｂは迷光、７は段差の底面、８は正規反
射光光軸、１０は半導体基板、Ｔは半導体レーザ素子１
の厚さ、Ｈは段差の底面７からレーザ光出射点までの高
さ、θは段差の底面７に対する斜面３の傾き角度、Ａは
半導体レーザ装置として必要な迷光のないビームの広が
り角（段差の底面の主面法線に対するふれ角）、Ｌは段
差の底面７と斜面３との境界線から半導体レーザ素子１
の出射端面までの距離、Ｄは段差の高さである。なお、
反射ミラー３の角度θとしては３５°〜５５°が用いら
れる。
【００１４】以上のように構成された半導体レーザ装置
において、距離Ｌが（数１）の関係を満足するように半
導体レーザ素子１が段差の底面７の上に接着固定され
る。また、この場合の段差の高さＤは（数２）の関係を
満足するように形成する。ただし、（数１）における距
離Ｌが解を持つためには半導体レーザ素子１の厚さＴは
（数３）の関係を満足するものとする。
において、距離Ｌが（数１）の関係を満足するように半
導体レーザ素子１が段差の底面７の上に接着固定され
る。また、この場合の段差の高さＤは（数２）の関係を
満足するように形成する。ただし、（数１）における距
離Ｌが解を持つためには半導体レーザ素子１の厚さＴは
（数３）の関係を満足するものとする。
【００１５】
【数３】
【００１６】また（数１）の左辺が負になる場合は０と
見なす。なお以下に具体的な実施例について説明する。
見なす。なお以下に具体的な実施例について説明する。
【００１７】（実施例１）図２は本発明の第１の実施例
における半導体レーザ装置の構成図で、反射ミラーの角
度θ＝４５°の場合である。図２において各構成要素の
符号は図１と同じであり、詳細説明を省略する。なお正
規反射光５に関しては正規反射光光軸８を中心として半
導体レーザ素子１側を負、その逆を正としている。
における半導体レーザ装置の構成図で、反射ミラーの角
度θ＝４５°の場合である。図２において各構成要素の
符号は図１と同じであり、詳細説明を省略する。なお正
規反射光５に関しては正規反射光光軸８を中心として半
導体レーザ素子１側を負、その逆を正としている。
【００１８】本実施例では、θ＝４５°を代入すること
により、（数１）、（数２）は（数４）、（数５）のよ
うに簡略化される。
により、（数１）、（数２）は（数４）、（数５）のよ
うに簡略化される。
【００１９】
【数４】
【００２０】
【数５】
【００２１】この（数４）、（数５）において、半導体
レーザ素子１の厚さＴ＝１００μｍ、光出射点までの高
さＨ＝１０μｍ、半導体レーザ装置に必要とされる迷光
のないビームの広がり角Ａを−１０゜〜＋１０゜とする
と、反射ミラー３に対する半導体レーザ素子１の相対位
置を決める条件は（数４）より9.3μｍ≦Ｌ≦56.7μｍ
となる。そこでこの条件を満たすＬ値としてまず４０μ
ｍを決定する。同様にして、半導体基板１０に形成する
段差の高さＤを決める条件は（数５）より20.7μｍ≦Ｄ
となる。そこでこの条件を満たすＤ値として２５μｍを
決定する。
レーザ素子１の厚さＴ＝１００μｍ、光出射点までの高
さＨ＝１０μｍ、半導体レーザ装置に必要とされる迷光
のないビームの広がり角Ａを−１０゜〜＋１０゜とする
と、反射ミラー３に対する半導体レーザ素子１の相対位
置を決める条件は（数４）より9.3μｍ≦Ｌ≦56.7μｍ
となる。そこでこの条件を満たすＬ値としてまず４０μ
ｍを決定する。同様にして、半導体基板１０に形成する
段差の高さＤを決める条件は（数５）より20.7μｍ≦Ｄ
となる。そこでこの条件を満たすＤ値として２５μｍを
決定する。
【００２２】上記の方法でＬ，Ｄ値を決定した場合、図
２に示す通りこの半導体レーザ装置から出射される正規
反射光５は−１４゜〜＋１３゜、迷光６ｂは＋１４゜〜
＋２８．３゜となり、−１０゜〜＋１０゜の範囲内には
迷光６ｂが入らないようにすることができる。
２に示す通りこの半導体レーザ装置から出射される正規
反射光５は−１４゜〜＋１３゜、迷光６ｂは＋１４゜〜
＋２８．３゜となり、−１０゜〜＋１０゜の範囲内には
迷光６ｂが入らないようにすることができる。
【００２３】しかも、この構造は半導体レーザ素子１の
発光面が段差の底面７に近いため、図９に示す従来例に
比べて放熱性が大きく向上する。例えば、半導体レーザ
素子１の厚さＴ＝１００μｍ、半導体レーザ素子１の共
振器長を２５０μｍとし、半導体レーザ素子１の構造お
よび材質はすべて同じとした場合、図９に示す構造に比
べて本発明による構造では熱抵抗が約１００゜Ｃ／Ｗ低
下する。
発光面が段差の底面７に近いため、図９に示す従来例に
比べて放熱性が大きく向上する。例えば、半導体レーザ
素子１の厚さＴ＝１００μｍ、半導体レーザ素子１の共
振器長を２５０μｍとし、半導体レーザ素子１の構造お
よび材質はすべて同じとした場合、図９に示す構造に比
べて本発明による構造では熱抵抗が約１００゜Ｃ／Ｗ低
下する。
【００２４】なお以上説明した半導体レーザ装置は、具
体的には図３にその斜視図を示すような構造となってい
る。図３において、１は半導体レーザ素子、３は反射ミ
ラー、５は正規反射光、１０は半導体基板、１１は逆四
角錐台状の凹部、１２は逆四角錐台状の凹部底面であ
る。本実施例においては半導体基板１０に斜面（反射ミ
ラー３）の一つが半導体基板１０の主面に対して４５゜
をなすような逆四角錐台状の凹部１１が形成されてお
り、その凹部底面１２の上に半導体レーザ素子１が４５
゜をなす反射ミラー３によってレーザ出射光が反射する
ように配置されている。逆四角錐台状の凹部１１の深さ
および反射ミラー３に対する半導体レーザ素子１の相対
位置は、第１の実施例におけるのと同様の方法により決
定される。
体的には図３にその斜視図を示すような構造となってい
る。図３において、１は半導体レーザ素子、３は反射ミ
ラー、５は正規反射光、１０は半導体基板、１１は逆四
角錐台状の凹部、１２は逆四角錐台状の凹部底面であ
る。本実施例においては半導体基板１０に斜面（反射ミ
ラー３）の一つが半導体基板１０の主面に対して４５゜
をなすような逆四角錐台状の凹部１１が形成されてお
り、その凹部底面１２の上に半導体レーザ素子１が４５
゜をなす反射ミラー３によってレーザ出射光が反射する
ように配置されている。逆四角錐台状の凹部１１の深さ
および反射ミラー３に対する半導体レーザ素子１の相対
位置は、第１の実施例におけるのと同様の方法により決
定される。
【００２５】このような基板構造は半導体基板１０とし
て＜１１０＞方向に５〜１５゜のオフアングルを有する
（１００）面シリコン半導体基板を用い、酸化膜等のエ
ッチングマスクを用いて水酸化カリウム系エッチング液
等により異方性エッチングを行うことにより（１１１）
面を４つの斜面とする逆四角錐台状の凹部１１が形成で
きる。この斜面の一つが凹部底面１２に対して４５°で
交わる反射ミラー３となる。
て＜１１０＞方向に５〜１５゜のオフアングルを有する
（１００）面シリコン半導体基板を用い、酸化膜等のエ
ッチングマスクを用いて水酸化カリウム系エッチング液
等により異方性エッチングを行うことにより（１１１）
面を４つの斜面とする逆四角錐台状の凹部１１が形成で
きる。この斜面の一つが凹部底面１２に対して４５°で
交わる反射ミラー３となる。
【００２６】（実施例２）図４は第２の実施例における
半導体レーザ装置の構成図である。図４において、１３
は高反射率コーティング薄膜、１４は半導体レーザ素子
１の後方出射光をモニターする受光素子、１５は半導体
レーザ素子１の後方出射光であり、その他の図２に示す
第１の実施例と同一箇所には同一符号を付して詳細説明
を省略する。本実施例においては、段差の底面７に対し
て４５゜をなす反射ミラー３の上に高反射率コーティン
グ薄膜１３（例えばＡｕ約３０００オングストローム）
が形成されており反射率が９９％以上になっている。ま
た、段差高さＤおよび反射ミラー３に対する半導体レー
ザ素子１の相対位置Ｌは第１の実施例における場合と同
じである。図２に示す第１の実施例と大きく異なる点
は、半導体レーザ素子１の前方出射光を制御するため、
後方出射光１５をモニターする受光素子１４を段差の底
面７の上に一体的に設けた点である。
半導体レーザ装置の構成図である。図４において、１３
は高反射率コーティング薄膜、１４は半導体レーザ素子
１の後方出射光をモニターする受光素子、１５は半導体
レーザ素子１の後方出射光であり、その他の図２に示す
第１の実施例と同一箇所には同一符号を付して詳細説明
を省略する。本実施例においては、段差の底面７に対し
て４５゜をなす反射ミラー３の上に高反射率コーティン
グ薄膜１３（例えばＡｕ約３０００オングストローム）
が形成されており反射率が９９％以上になっている。ま
た、段差高さＤおよび反射ミラー３に対する半導体レー
ザ素子１の相対位置Ｌは第１の実施例における場合と同
じである。図２に示す第１の実施例と大きく異なる点
は、半導体レーザ素子１の前方出射光を制御するため、
後方出射光１５をモニターする受光素子１４を段差の底
面７の上に一体的に設けた点である。
【００２７】（実施例３）図５は本発明の第３の実施例
における半導体レーザ装置の構成図である。図５におい
て、図４に示す第２の実施例と同一箇所には同一符号を
付して詳細説明を省略する。なお３ａは半導体レーザ素
子１の後方に設けた斜面である。
における半導体レーザ装置の構成図である。図５におい
て、図４に示す第２の実施例と同一箇所には同一符号を
付して詳細説明を省略する。なお３ａは半導体レーザ素
子１の後方に設けた斜面である。
【００２８】本実施例においては、段差の底面７に対し
て４５゜をなす反射ミラー３の上に高反射率コーティン
グ薄膜１３（例えばＡｕ約３０００オングストローム）
が形成されており反射率が９９％以上になっている。ま
た、段差高さＤおよび反射ミラー３に対する半導体レー
ザ素子１の相対位置Ｌは第１の実施例における場合と同
じである。本実施例では、半導体基板１０の主面に逆四
角錐台状の凹部１１を設けたもので、半導体レーザ素子
１の後方にも斜面３ａが設けられており、この斜面３ａ
を含んで段差の上下両面にかけて受光素子１４を形成し
ており、後方出射光１５を効率よく検出できるようにし
たものである。
て４５゜をなす反射ミラー３の上に高反射率コーティン
グ薄膜１３（例えばＡｕ約３０００オングストローム）
が形成されており反射率が９９％以上になっている。ま
た、段差高さＤおよび反射ミラー３に対する半導体レー
ザ素子１の相対位置Ｌは第１の実施例における場合と同
じである。本実施例では、半導体基板１０の主面に逆四
角錐台状の凹部１１を設けたもので、半導体レーザ素子
１の後方にも斜面３ａが設けられており、この斜面３ａ
を含んで段差の上下両面にかけて受光素子１４を形成し
ており、後方出射光１５を効率よく検出できるようにし
たものである。
【００２９】（実施例４）図６は本発明の第４の実施例
における半導体レーザ装置の構成図である。図６におい
て、図４に示す第２の実施例と同一箇所には同一符号を
付して詳細説明を省略する。なお１６は半導体レーザ素
子１の前方出射光を直接モニターする受光素子、１３ａ
は一部レーザ光を透過する反射コーティング薄膜であ
る。
における半導体レーザ装置の構成図である。図６におい
て、図４に示す第２の実施例と同一箇所には同一符号を
付して詳細説明を省略する。なお１６は半導体レーザ素
子１の前方出射光を直接モニターする受光素子、１３ａ
は一部レーザ光を透過する反射コーティング薄膜であ
る。
【００３０】本実施例においては、段差の底面７に対し
て４５゜をなす反射ミラー３の上に一部光を透過する反
射コーティング薄膜１３ａ（この場合はＡｕ約１０００
オングストローム）が形成されており、その反射率が５
０％以上９９％以下になっている。また、段差高さＤお
よび反射ミラーに対する半導体レーザ素子の相対位置Ｌ
は第１の実施例における場合と同じである。本実施例で
は、半導体レーザ素子１の前方から出射される正規反射
光５は大半が反射ミラー３で反射されるが、一部は反射
ミラー３を透過する。この透過した光が反射ミラー３の
下に形成された受光素子１６で検出され、半導体レーザ
素子１の前方出射光を制御できるようになっている。
て４５゜をなす反射ミラー３の上に一部光を透過する反
射コーティング薄膜１３ａ（この場合はＡｕ約１０００
オングストローム）が形成されており、その反射率が５
０％以上９９％以下になっている。また、段差高さＤお
よび反射ミラーに対する半導体レーザ素子の相対位置Ｌ
は第１の実施例における場合と同じである。本実施例で
は、半導体レーザ素子１の前方から出射される正規反射
光５は大半が反射ミラー３で反射されるが、一部は反射
ミラー３を透過する。この透過した光が反射ミラー３の
下に形成された受光素子１６で検出され、半導体レーザ
素子１の前方出射光を制御できるようになっている。
【００３１】（実施例５）図７は本発明の第５の実施例
における構成図である。図７において、１は半導体レー
ザ素子、３は反射ミラー、５は正規反射光、１０は半導
体基板、１１は逆四角錐台状の凹部、１２は逆四角錐台
状の凹部底面、１３は高反射率コーティング薄膜、１４
は半導体レーザ素子１の後方出射光をモニターする受光
素子、１５は半導体レーザ素子１の後方出射光、１７は
信号光検出用の受光素子、１８は信号光である。
における構成図である。図７において、１は半導体レー
ザ素子、３は反射ミラー、５は正規反射光、１０は半導
体基板、１１は逆四角錐台状の凹部、１２は逆四角錐台
状の凹部底面、１３は高反射率コーティング薄膜、１４
は半導体レーザ素子１の後方出射光をモニターする受光
素子、１５は半導体レーザ素子１の後方出射光、１７は
信号光検出用の受光素子、１８は信号光である。
【００３２】本実施例においては、半導体基板１０の主
面に対して４５゜をなす反射ミラー３の上に高反射率コ
ーティング薄膜１３（例えばＡｕ約３０００オングスト
ローム）が形成されており反射率が９９％以上になって
いる。段差の高さＤおよび反射ミラー３に対する半導体
レーザ素子１の相対位置Ｌは第１の実施例における場合
と同じである。本実施例では、半導体レーザ素子１の前
方出射光を制御するため、半導体レーザ素子１の後方か
ら出射される後方出射光１５が受光素子１４で効率よく
検出されるようになっている。
面に対して４５゜をなす反射ミラー３の上に高反射率コ
ーティング薄膜１３（例えばＡｕ約３０００オングスト
ローム）が形成されており反射率が９９％以上になって
いる。段差の高さＤおよび反射ミラー３に対する半導体
レーザ素子１の相対位置Ｌは第１の実施例における場合
と同じである。本実施例では、半導体レーザ素子１の前
方出射光を制御するため、半導体レーザ素子１の後方か
ら出射される後方出射光１５が受光素子１４で効率よく
検出されるようになっている。
【００３３】なお本実施例は、正規反射光５が光ディス
ク等により反射されて戻ってきた信号光１８を検出する
ための信号光検出用の受光素子１７が半導体基板１０の
上に形成されており、半導体レーザ素子１、反射ミラー
３、受光素子１４および受光素子１７が同一半導体基板
１０の上に集積された構造になっている。
ク等により反射されて戻ってきた信号光１８を検出する
ための信号光検出用の受光素子１７が半導体基板１０の
上に形成されており、半導体レーザ素子１、反射ミラー
３、受光素子１４および受光素子１７が同一半導体基板
１０の上に集積された構造になっている。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明は、半導体基板の主
面に斜面を介して段差が形成されており、この段差の底
面に半導体レーザ素子が配置されており、段差の斜面と
段差の底面との境界線から半導体レーザ素子の出射端面
までの距離および段差の高さと、半導体レーザ素子の厚
さ、段差の底面からレーザ光出射点までの高さ、斜面の
傾きおよび必要とする迷光のないビームの広がり角とが
所定の関係式を満足する構成とすることにより、反射ミ
ラーを内蔵する半導体レーザ装置においても、問題にな
る迷光を半導体レーザ装置に必要とされる迷光のないビ
ームの広がり角の外側に除外することができ、必要角内
には正規反射光のみが放射される優れた半導体レーザ装
置を実現できるものである。
面に斜面を介して段差が形成されており、この段差の底
面に半導体レーザ素子が配置されており、段差の斜面と
段差の底面との境界線から半導体レーザ素子の出射端面
までの距離および段差の高さと、半導体レーザ素子の厚
さ、段差の底面からレーザ光出射点までの高さ、斜面の
傾きおよび必要とする迷光のないビームの広がり角とが
所定の関係式を満足する構成とすることにより、反射ミ
ラーを内蔵する半導体レーザ装置においても、問題にな
る迷光を半導体レーザ装置に必要とされる迷光のないビ
ームの広がり角の外側に除外することができ、必要角内
には正規反射光のみが放射される優れた半導体レーザ装
置を実現できるものである。
【図１】本発明の実施例を説明するための半導体レーザ
装置の構成図
装置の構成図
【図２】本発明の第１の実施例における半導体レーザ装
置の構成図
置の構成図
【図３】本発明の第１の実施例における半導体レーザ装
置の斜視図
置の斜視図
【図４】本発明の第２の実施例における半導体レーザ装
置の構成図
置の構成図
【図５】本発明の第３の実施例における半導体レーザ装
置の構成図
置の構成図
【図６】本発明の第４の実施例における半導体レーザ装
置の構成図
置の構成図
【図７】本発明の第５の実施例における半導体レーザ装
置の斜視図
置の斜視図
【図８】従来の半導体レーザ装置の構成図
【図９】他の従来の半導体レーザ装置の構成図
【図１０】従来例から考えられる半導体レーザ装置の構
成図
成図
１ 半導体レーザ素子 ３ 反射ミラー（斜面） ６ｂ 迷光 ７ 段差の底面 １０ 半導体基板 Ａ 必要とされる迷光のないビームの広がり角 Ｄ 段差の高さ Ｈ 段差の底面からレーザ光出射点までの高さ Ｌ 境界線から半導体レーザ素子の端面までの距離 Ｔ 半導体レーザ素子の厚さ θ 段差の底面に対する斜面の傾き
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−203692（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−105985（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−211980（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−153360（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−168663（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (3)
- 【請求項１】 反射ミラーを内蔵する半導体レーザ装置
において、半導体レーザ素子を搭載する半導体基板の主
面に斜面を介して、少なくとも前記半導体レーザの前方
および後方に段差が形成されており、前記段差の底面に
半導体レーザ素子が搭載されており、前記半導体レーザ
素子の後方の段差の斜面上に、前記半導体レーザ素子か
らの後方出射光強度を検出する受光素子を備え、前記半
導体レーザ素子の前方の段差の斜面上に反射ミラーを備
え、前記前方の段差の斜面と底面とが交差する境界線か
ら前記半導体レーザ素子の端面までの距離Ｌ（μｍ）
が、前記半導体レーザ素子の厚さＴ（μｍ）、前記底面
からレーザ光出射点までの高さＨ（μｍ）、前記底面に
対する前記斜面の傾きθ、前記半導体レーザ素子より出
射され、かつ前記反射ミラーによって反射されるレーザ
光のビームの広がり角Ａとの間に 【数１】 （角度の単位はすべて度）の関係が成立するように前記
半導体レーザ素子が前記底面に配置され、かつ前記前方
の段差の高さＤ（μｍ）が、前記距離Ｌ、前記厚さＴ、
前記高さＨ、前記傾きθおよび前記広がり角Ａとの間に 【数２】 の関係が成立するように前記前方の段差が形成されてい
ることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記半導体基板の上に信号検出用受光素
子、半導体レーザ素子駆動回路、検出信号演算回路およ
び検出信号増幅回路のうち少なくとも一つが形 成されて
いることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項３】 前記半導体基板として、＜１１０＞方向
に対して５度以上１５度以下のオフアングルを有する
（１００）面を主面としたシリコン半導体基板を用いる
ことを特徴とする請求項１または２記載の半導体レーザ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03123477A JP3140085B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03123477A JP3140085B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04349687A JPH04349687A (ja) | 1992-12-04 |
| JP3140085B2 true JP3140085B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=14861601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03123477A Expired - Fee Related JP3140085B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3140085B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101948977B1 (ko) | 2016-07-06 | 2019-02-18 | 주식회사 포스코 | 와셔 및 이를 포함한 지그 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5479426A (en) * | 1994-03-04 | 1995-12-26 | Matsushita Electronics Corporation | Semiconductor laser device with integrated reflector on a (511) tilted lattice plane silicon substrate |
| US5793785A (en) * | 1994-03-04 | 1998-08-11 | Matsushita Electronics Corporation | Semiconductor laser device |
| JPH10320810A (ja) | 1997-05-22 | 1998-12-04 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 半導体レーザ装置および光ピックアップ装置 |
| JP2001056952A (ja) | 1999-08-19 | 2001-02-27 | Hitachi Ltd | 光ヘッド装置およびその製造方法 |
| EP1231603A4 (en) | 1999-11-09 | 2007-07-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | PHOTOELECTRONIC DEVICE |
-
1991
- 1991-05-28 JP JP03123477A patent/JP3140085B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101948977B1 (ko) | 2016-07-06 | 2019-02-18 | 주식회사 포스코 | 와셔 및 이를 포함한 지그 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04349687A (ja) | 1992-12-04 |
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