JP3295863B2 - 半導体レーザ変調分光試験方法およびそのための装置 - Google Patents
半導体レーザ変調分光試験方法およびそのための装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ変調分光
試験方法およびそのための装置に関する。近年、半導体
レーザを用いた光ファイバ通信は、ＮＴＴの基幹通信網
あるいはインテリジェントビル内部の通信網（光ＬＡ
Ｎ）等において、多種多様な拡がりをみせている。
試験方法およびそのための装置に関する。近年、半導体
レーザを用いた光ファイバ通信は、ＮＴＴの基幹通信網
あるいはインテリジェントビル内部の通信網（光ＬＡ
Ｎ）等において、多種多様な拡がりをみせている。
【０００２】そして、これらの場合、光通信の高速化に
対応するため、単一縦モード発振レーザが用いられてい
るが、光通信の高速化を達成するためには、伝送速度の
高速化とともに、レーザ光の縦モードの単一性が重要に
なっている。そのため、レーザ光の縦モードの単一性を
適切に評価することができる試験方法およびそのための
装置が必要になる。
対応するため、単一縦モード発振レーザが用いられてい
るが、光通信の高速化を達成するためには、伝送速度の
高速化とともに、レーザ光の縦モードの単一性が重要に
なっている。そのため、レーザ光の縦モードの単一性を
適切に評価することができる試験方法およびそのための
装置が必要になる。
【０００３】
【従来の技術】従来の半導体レーザ変調分光試験方法お
よびそのための装置においては、ヒートシンクに固定し
ていない状態のレーザチップあるいはレーザアレーを試
験（Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｔｅｓｔ Ｐ
Ｐ試験）する場合、レーザチップあるいはレーザアレー
に、数ｋＨｚの連続正弦波信号（ＣＷ）あるいは連続矩
形波信号を印加して分光試験を行っていた。
よびそのための装置においては、ヒートシンクに固定し
ていない状態のレーザチップあるいはレーザアレーを試
験（Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｔｅｓｔ Ｐ
Ｐ試験）する場合、レーザチップあるいはレーザアレー
に、数ｋＨｚの連続正弦波信号（ＣＷ）あるいは連続矩
形波信号を印加して分光試験を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、数ｋＨｚの連続正弦波信号あるいは連続矩形波
信号を印加する試験方法によると、レーザの閾値電流付
近での不安定状態に起因する縦モードの乱れを評価する
ことが不可能である。本発明は、準ウェハ状態におい
て、閾値電流付近での不安定状態に起因する縦モードの
乱れを含めて、レーザの縦モードを的確に評価すること
ができる半導体レーザ変調分光試験方法およびそのため
の装置を提供することを目的とする。
ように、数ｋＨｚの連続正弦波信号あるいは連続矩形波
信号を印加する試験方法によると、レーザの閾値電流付
近での不安定状態に起因する縦モードの乱れを評価する
ことが不可能である。本発明は、準ウェハ状態におい
て、閾値電流付近での不安定状態に起因する縦モードの
乱れを含めて、レーザの縦モードを的確に評価すること
ができる半導体レーザ変調分光試験方法およびそのため
の装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に依る半導体レー
ザ変調分光試験方法及びそのための装置に於いては、 （１） 放熱器に固定されないレーザチップまたはレーザアレー
に、該レーザの緩和振動周波数より１ＭＨｚ以上低い周
波数の正弦波信号、矩形波信号またはそれに準ずる交番
信号を直流バイアス電流に重畳して供給することによっ
て、該レーザの閾値電流付近での不安定状態に起因する
縦モードの乱れを評価することを特徴とするか、或い
は、
ザ変調分光試験方法及びそのための装置に於いては、 （１） 放熱器に固定されないレーザチップまたはレーザアレー
に、該レーザの緩和振動周波数より１ＭＨｚ以上低い周
波数の正弦波信号、矩形波信号またはそれに準ずる交番
信号を直流バイアス電流に重畳して供給することによっ
て、該レーザの閾値電流付近での不安定状態に起因する
縦モードの乱れを評価することを特徴とするか、或い
は、
【０００６】（２） 放熱器に固定されないレーザチップまたはレーザアレー
に、該レーザの緩和振動周波数より１ＭＨｚ以上低い周
波数の正弦波信号、矩形波信号またはそれに準ずる交番
信号を直流バイアス電流に重畳して供給する手段と、被
試験対象物に接触するプローブを含むプローブ装置を有
し該レーザの閾値電流付近での不安定状態に起因する縦
モードの乱れを評価する手段とを備えてなることを特徴
とするか、或いは、
に、該レーザの緩和振動周波数より１ＭＨｚ以上低い周
波数の正弦波信号、矩形波信号またはそれに準ずる交番
信号を直流バイアス電流に重畳して供給する手段と、被
試験対象物に接触するプローブを含むプローブ装置を有
し該レーザの閾値電流付近での不安定状態に起因する縦
モードの乱れを評価する手段とを備えてなることを特徴
とするか、或いは、
【０００７】（３） 前記（２）に於いて、プローブ装置は、 支持台と、該支
持台上に設けられ、手動によりまたは制御信号によって
三軸方向に移動することができる三軸調整機構と、該三
軸調整機構の上に縦方向に設けられた支柱と、該支柱上
の支点を中心として上下回転することができるアーム部
と、該アーム部に設けられ、同軸構造または周囲を電界
シールドされた構造を有するプローブと、該プローブの
対象物に対する加圧力を検出し調整するプローブ加圧調
整検出部とからなり、該プローブ加圧調整検出部から三
軸調整機構にＺ軸の位置信号をフィードバックしてＺ軸
方向の位置を制御することによって、該アーム部に取り
付けたプローブ先端の対象物に対する圧力の調整および
位置合わせをするプローブ支持装置を備えてなることを
特徴とするか、或いは、
持台上に設けられ、手動によりまたは制御信号によって
三軸方向に移動することができる三軸調整機構と、該三
軸調整機構の上に縦方向に設けられた支柱と、該支柱上
の支点を中心として上下回転することができるアーム部
と、該アーム部に設けられ、同軸構造または周囲を電界
シールドされた構造を有するプローブと、該プローブの
対象物に対する加圧力を検出し調整するプローブ加圧調
整検出部とからなり、該プローブ加圧調整検出部から三
軸調整機構にＺ軸の位置信号をフィードバックしてＺ軸
方向の位置を制御することによって、該アーム部に取り
付けたプローブ先端の対象物に対する圧力の調整および
位置合わせをするプローブ支持装置を備えてなることを
特徴とするか、或いは、
【０００８】（４） 前記（２）に於いて、プローブ装置は、 三次元駆動ステ
ージ、高周波同軸プローブ、および、請求項３に記載し
たプローブ支持装置からなり、該高周波同軸プローブの
外側導体に該高周波同軸プローブの中心導体より小さい
剛性を有する接地線を設け、且つ、該三次元駆動ステー
ジの上昇時、或いは、請求項３に記載したプローブ支持
装置の下降時に、該高周波同軸プローブの中心導体が三
次元駆動ステージ上の被試験対象物に接触すると共に接
地線が三次元駆動ステージに接触するようにして、被試
験対象物に対する該高周波同軸プローブの中心導体の負
荷圧力を調整するとともに、高周波信号の印加を可能に
してなるものであることを特徴とするか、或いは、
ージ、高周波同軸プローブ、および、請求項３に記載し
たプローブ支持装置からなり、該高周波同軸プローブの
外側導体に該高周波同軸プローブの中心導体より小さい
剛性を有する接地線を設け、且つ、該三次元駆動ステー
ジの上昇時、或いは、請求項３に記載したプローブ支持
装置の下降時に、該高周波同軸プローブの中心導体が三
次元駆動ステージ上の被試験対象物に接触すると共に接
地線が三次元駆動ステージに接触するようにして、被試
験対象物に対する該高周波同軸プローブの中心導体の負
荷圧力を調整するとともに、高周波信号の印加を可能に
してなるものであることを特徴とするか、或いは、
【０００９】（５） 前記（２）に於いて、プローブ装置は、 電界シールドさ
れたプローブを備える請求項３に記載した第１のプロー
ブ支持装置、第２のプローブ支持装置、三次元駆動ステ
ージからなり、該三次元駆動ステージの上昇時、また
は、該第１のプローブ支持装置および第２のプローブ支
持装置の下降時に、該三次元駆動ステージ上の同一の被
試験対象物に対し、該第１のプローブ支持装置と第２の
プローブ支持装置のプローブを接触させるように配置
し、かつ、接地を該三次元駆動ステージからとることに
よってケルビン接続を可能にしたものであることを特徴
とするか、或いは、
れたプローブを備える請求項３に記載した第１のプロー
ブ支持装置、第２のプローブ支持装置、三次元駆動ステ
ージからなり、該三次元駆動ステージの上昇時、また
は、該第１のプローブ支持装置および第２のプローブ支
持装置の下降時に、該三次元駆動ステージ上の同一の被
試験対象物に対し、該第１のプローブ支持装置と第２の
プローブ支持装置のプローブを接触させるように配置
し、かつ、接地を該三次元駆動ステージからとることに
よってケルビン接続を可能にしたものであることを特徴
とするか、或いは、
【００１０】（６） 前記（２）に於いて、半導体レーザ変調分光試験装置
は、 光特性測定装置、光スペクトラム測定装置、バイア
スおよび高周波信号印加装置、請求項４に記載したプロ
ーブ装置、請求項５に記載したプローブ装置、三次元駆
動ステージ、複数のテストステーションをもつプローブ
装置を含み、該複数のテストステーションをもつプロー
ブ装置の第１のステーションにおいて該光特性測定装
置、および、請求項５に記載したプローブ装置を用いて
被試験対象物の特性値を測定し、また、第２のステーシ
ョンにおいて、該光スペクトラム測定装置と請求項４に
記載したプローブ装置とバイアスおよび高周波信号印加
装置を用い、該特性値から算出した信号を被試験対象物
に印加することによって被試験対象物の光特性を検査す
ることを特徴とする。
は、 光特性測定装置、光スペクトラム測定装置、バイア
スおよび高周波信号印加装置、請求項４に記載したプロ
ーブ装置、請求項５に記載したプローブ装置、三次元駆
動ステージ、複数のテストステーションをもつプローブ
装置を含み、該複数のテストステーションをもつプロー
ブ装置の第１のステーションにおいて該光特性測定装
置、および、請求項５に記載したプローブ装置を用いて
被試験対象物の特性値を測定し、また、第２のステーシ
ョンにおいて、該光スペクトラム測定装置と請求項４に
記載したプローブ装置とバイアスおよび高周波信号印加
装置を用い、該特性値から算出した信号を被試験対象物
に印加することによって被試験対象物の光特性を検査す
ることを特徴とする。
【００１１】
【作用】図１は、本発明の半導体レーザ変調分光試験方
法の原理説明図であり、（Ａ）は直流バイアスされた連
続正弦波信号、（Ｂ）は直流バイアスされた連続矩形波
信号を示している。本発明においては、この図に示され
ているように、レーザチップに供給する電流を、直流バ
イアスされた連続正弦波信号（Ａ）と、直流バイアスさ
れた連続矩形波信号（Ｂ）としており、ともに、変調電
流振幅をレーザ発振の閾値電流以下に振り込まれるよう
に設定することにより、前記の不安定状態での縦モード
の乱れを起こす条件を作りだすことができ、閾値電流付
近での縦モードの乱れを含むレーザ発光の縦モードを評
価することができる。
法の原理説明図であり、（Ａ）は直流バイアスされた連
続正弦波信号、（Ｂ）は直流バイアスされた連続矩形波
信号を示している。本発明においては、この図に示され
ているように、レーザチップに供給する電流を、直流バ
イアスされた連続正弦波信号（Ａ）と、直流バイアスさ
れた連続矩形波信号（Ｂ）としており、ともに、変調電
流振幅をレーザ発振の閾値電流以下に振り込まれるよう
に設定することにより、前記の不安定状態での縦モード
の乱れを起こす条件を作りだすことができ、閾値電流付
近での縦モードの乱れを含むレーザ発光の縦モードを評
価することができる。
【００１２】この連続正弦波信号と連続矩形波信号の周
波数の上限は、レーザ素子が追従可能な上限周波数であ
り、下限は、被試験対象物に要求される特性等によって
定まる単位時間あたりの矩形波の数を実現する周波数で
ある。矩形波の立ち上がりでレーザの縦モードの不安定
状態が生じ、メイン波長以外の波長にサイドモードが発
生する。
波数の上限は、レーザ素子が追従可能な上限周波数であ
り、下限は、被試験対象物に要求される特性等によって
定まる単位時間あたりの矩形波の数を実現する周波数で
ある。矩形波の立ち上がりでレーザの縦モードの不安定
状態が生じ、メイン波長以外の波長にサイドモードが発
生する。
【００１３】サイドモードに関して測定されるＳＳＲ
（Ｓｉｄｅ Ｍｏｄｅ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｒａ
ｔｉｏ）は時間平均の波形となり、単位時間あたりの矩
形波が多いほどＳＳＲ値は小さくなり、特定精度は向上
する。ＳＳＲが小さい程素子特性は悪いことになる。
（Ｓｉｄｅ Ｍｏｄｅ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｒａ
ｔｉｏ）は時間平均の波形となり、単位時間あたりの矩
形波が多いほどＳＳＲ値は小さくなり、特定精度は向上
する。ＳＳＲが小さい程素子特性は悪いことになる。
【００１４】図２は、本発明の半導体レーザ変調分光試
験方法によるＳＳＲの評価例説明図である。この図の横
軸は、従来の半導体レーザ変調分光試験方法を用いてレ
ーザ素子に１ｋＨｚの連続矩形波信号を印加した場合の
ＳＳＲを示し、縦軸は、本発明の半導体レーザ変調分光
試験方法において、レーザ素子に、変調信号供給源か
ら、１ｍＷを基準としたパワー比１６ｄＢｍの２００Ｍ
Ｈｚの連続正弦波信号を供給し、定電流源からはレーザ
の閾値電流である＋１０ｍＡのバイアス電流を印加した
場合のＳＳＲを示している。この場合、変調電流振幅の
閾値電流以下への振込は〜５ｍＡであった。
験方法によるＳＳＲの評価例説明図である。この図の横
軸は、従来の半導体レーザ変調分光試験方法を用いてレ
ーザ素子に１ｋＨｚの連続矩形波信号を印加した場合の
ＳＳＲを示し、縦軸は、本発明の半導体レーザ変調分光
試験方法において、レーザ素子に、変調信号供給源か
ら、１ｍＷを基準としたパワー比１６ｄＢｍの２００Ｍ
Ｈｚの連続正弦波信号を供給し、定電流源からはレーザ
の閾値電流である＋１０ｍＡのバイアス電流を印加した
場合のＳＳＲを示している。この場合、変調電流振幅の
閾値電流以下への振込は〜５ｍＡであった。
【００１５】この図に示される、レーザ発光の縦モード
の不安定を評価するパラメータであるＳＳＲの、本発明
の半導体レーザ変調分光試験方法を用いた場合と従来の
半導体レーザ変調試験方法を用いた場合の相関から明ら
かなように、１対１の相関からずれているのは本発明に
よる効果であり、実際の高速変調時と同等のＳＳＲ値と
なり、従来の半導体レーザ変調分光試験方法によると的
確にＳＳＲの評価ができないレーザ素子が、本発明の半
導体レーザ変調分光試験方法によると的確にＳＳＲの評
価ができることがわかる。
の不安定を評価するパラメータであるＳＳＲの、本発明
の半導体レーザ変調分光試験方法を用いた場合と従来の
半導体レーザ変調試験方法を用いた場合の相関から明ら
かなように、１対１の相関からずれているのは本発明に
よる効果であり、実際の高速変調時と同等のＳＳＲ値と
なり、従来の半導体レーザ変調分光試験方法によると的
確にＳＳＲの評価ができないレーザ素子が、本発明の半
導体レーザ変調分光試験方法によると的確にＳＳＲの評
価ができることがわかる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （第１実施例）図３は、第１実施例の半導体レーザ変調
分光試験装置の概略構成説明図である。この図におい
て、１はレーザチップ、２は支持台、３は変調信号発生
器、４はコンデンサ、５は定電流源、６はインダクタ、
７はレーザ接触用プローブ、８は光ファイバ、９は分光
器である。
分光試験装置の概略構成説明図である。この図におい
て、１はレーザチップ、２は支持台、３は変調信号発生
器、４はコンデンサ、５は定電流源、６はインダクタ、
７はレーザ接触用プローブ、８は光ファイバ、９は分光
器である。
【００１７】この概略構成説明図によって第１実施例の
半導体レーザ変調分光試験装置の構成を、半導体レーザ
変調分光試験装置を用いた試験方法とともに説明する。
この半導体レーザ変調試験装置においては、多数のレー
ザチップ１を接地した支持台２の上に載置し、変調信号
発生器３が出力する変調信号をコンデンサ４を通じて、
また、定電流源５が出力するバイアス電流をインダクタ
６を通じてレーザ接触用プローブ７に導いて、支持台２
の上に載置されているレーザチップ１に順次動作電流を
供給する。
半導体レーザ変調分光試験装置の構成を、半導体レーザ
変調分光試験装置を用いた試験方法とともに説明する。
この半導体レーザ変調試験装置においては、多数のレー
ザチップ１を接地した支持台２の上に載置し、変調信号
発生器３が出力する変調信号をコンデンサ４を通じて、
また、定電流源５が出力するバイアス電流をインダクタ
６を通じてレーザ接触用プローブ７に導いて、支持台２
の上に載置されているレーザチップ１に順次動作電流を
供給する。
【００１８】レーザチップ１から放出される変調光は、
分光器９の入力に接続されている光ファイバ８に結合さ
れ、分光器９によって評価される。この場合、上記のレ
ーザチップを複数のレーザ発光部を含むレーザアレーに
替えて、その発光特性を検査することもできる。
分光器９の入力に接続されている光ファイバ８に結合さ
れ、分光器９によって評価される。この場合、上記のレ
ーザチップを複数のレーザ発光部を含むレーザアレーに
替えて、その発光特性を検査することもできる。
【００１９】この実施例の半導体レーザ変調分光試験方
法によると、半導体レーザのチップあるいはレーザアレ
ー状態での試験評価によって、実際の高速変調時と同等
にレーザの乱れを評価選別することが可能になり、高速
光通信システムへの半導体レーザの品質補償をすること
ができる。
法によると、半導体レーザのチップあるいはレーザアレ
ー状態での試験評価によって、実際の高速変調時と同等
にレーザの乱れを評価選別することが可能になり、高速
光通信システムへの半導体レーザの品質補償をすること
ができる。
【００２０】（第２実施例）光通信等においては、半導
体レーザに対して変調信号を印加して光信号を発生し、
この変調光信号を光ファイバ中を伝播させるが、ファイ
バ中を伝播する光信号の波長が問題になることが多い。
すなわち、光ファイバは、光信号の波長に対して伝播速
度が異なるという性質をもつため、通信距離、伝送信号
の対ノイズ比等を考え合わせた場合、変調時の発光スペ
クトラムの幅が広い半導体レーザ、あるいは、発光強度
の大きい波長域が不規則に分布している半導体レーザは
不適格である。
体レーザに対して変調信号を印加して光信号を発生し、
この変調光信号を光ファイバ中を伝播させるが、ファイ
バ中を伝播する光信号の波長が問題になることが多い。
すなわち、光ファイバは、光信号の波長に対して伝播速
度が異なるという性質をもつため、通信距離、伝送信号
の対ノイズ比等を考え合わせた場合、変調時の発光スペ
クトラムの幅が広い半導体レーザ、あるいは、発光強度
の大きい波長域が不規則に分布している半導体レーザは
不適格である。
【００２１】上記の半導体レーザの適否を試験する方法
として、従来は、ウェハ工程を終了したウェハをレーザ
素子単位またはレーザアレイ単位にへき開して短冊状に
分離した準ウェハ状態で、半導体レーザの連続発振閾値
電流（１ｔｈ）、光出力変換効率（η）、指定光出力に
おける光スペクトラム波形等の特性を、変調周波数まで
の帯域をカバーする測定用プローブを実現することが困
難であったため、直流動作させて測定していた。
として、従来は、ウェハ工程を終了したウェハをレーザ
素子単位またはレーザアレイ単位にへき開して短冊状に
分離した準ウェハ状態で、半導体レーザの連続発振閾値
電流（１ｔｈ）、光出力変換効率（η）、指定光出力に
おける光スペクトラム波形等の特性を、変調周波数まで
の帯域をカバーする測定用プローブを実現することが困
難であったため、直流動作させて測定していた。
【００２２】しかし、その試験結果は、半導体レーザと
して組み立てた後に変調信号を印加して光スペクトラム
波形を測定した場合の結果とは異なる場合があり、印加
信号の変調の有無によって半導体レーザの内部状態が異
なることがその原因であろうと考えられる。こうした場
合には当然のことながら、組み立て後の変調信号によっ
て再試験した結果、すなわち、変調特性に基づいて合否
判定を行う必要があるから、準ウェハ状態で行った光ス
ペクトラム測定等が無駄になる場合がある。
して組み立てた後に変調信号を印加して光スペクトラム
波形を測定した場合の結果とは異なる場合があり、印加
信号の変調の有無によって半導体レーザの内部状態が異
なることがその原因であろうと考えられる。こうした場
合には当然のことながら、組み立て後の変調信号によっ
て再試験した結果、すなわち、変調特性に基づいて合否
判定を行う必要があるから、準ウェハ状態で行った光ス
ペクトラム測定等が無駄になる場合がある。
【００２３】この実施例は、半導体レーザの変調分光特
性を準ウェハ状態で試験することができる半導体レーザ
変調分光試験方法および変調分光試験装置に関する。こ
の実施例の半導体レーザ変調分光試験方法および変調分
光試験装置によると、準ウェハ状態での試験によって、
組み立て後に不良品と判定される可能性があるレーザ素
子を予め排除することができるため、製造コストを低減
することができる。
性を準ウェハ状態で試験することができる半導体レーザ
変調分光試験方法および変調分光試験装置に関する。こ
の実施例の半導体レーザ変調分光試験方法および変調分
光試験装置によると、準ウェハ状態での試験によって、
組み立て後に不良品と判定される可能性があるレーザ素
子を予め排除することができるため、製造コストを低減
することができる。
【００２４】図４は第２実施例の半導体レーザ変調分光
試験装置を表す全体構成説明図である。図に於いて、１
１はプローブ装置、１２は光特性測定装置、１２1 は印
加観測ケーブル、１２2 は接地線、１３は光スペクトラ
ム測定装置、１４はバイアスおよび高周波信号印加装
置、１５はコントローラ、１６はプローブ装置の第１ス
テーション、１７はプローブ装置の第２ステーション、
１７1 は高周波信号印加ケーブル、１８は三次元駆動ス
テージ、１９は制御信号ケーブルである。
試験装置を表す全体構成説明図である。図に於いて、１
１はプローブ装置、１２は光特性測定装置、１２1 は印
加観測ケーブル、１２2 は接地線、１３は光スペクトラ
ム測定装置、１４はバイアスおよび高周波信号印加装
置、１５はコントローラ、１６はプローブ装置の第１ス
テーション、１７はプローブ装置の第２ステーション、
１７1 は高周波信号印加ケーブル、１８は三次元駆動ス
テージ、１９は制御信号ケーブルである。
【００２５】このプローブ装置１１においては、被試験
対象物である短冊状に分離された半導体レーザ素子が載
置された三次元駆動ステージ１８が第１ステーション１
６に移動し、光特性測定装置１２により、閾値電流（Ｉ
ｔｈ）、印加電流−光出力変換効率（η）等が測定され
る。
対象物である短冊状に分離された半導体レーザ素子が載
置された三次元駆動ステージ１８が第１ステーション１
６に移動し、光特性測定装置１２により、閾値電流（Ｉ
ｔｈ）、印加電流−光出力変換効率（η）等が測定され
る。
【００２６】次に、三次元駆動ステージ１８が第２ステ
ーション１７に移動し、ここで、被試験対象物にバイア
スおよび高周波信号印加装置１４からの高周波信号が印
加され、この時の光出力の波長強度分布が光スペクトラ
ム測定装置１３により観測される。
ーション１７に移動し、ここで、被試験対象物にバイア
スおよび高周波信号印加装置１４からの高周波信号が印
加され、この時の光出力の波長強度分布が光スペクトラ
ム測定装置１３により観測される。
【００２７】図示のバイアスおよび高周波信号印加装置
１４と第２ステーション１７は高周波信号印加ケーブル
１７1 によって接続され、光特性測定装置１２と第１ス
テーション１６は印加観測ケーブル１２1 と接地線１２
2 によって接続されている。
１４と第２ステーション１７は高周波信号印加ケーブル
１７1 によって接続され、光特性測定装置１２と第１ス
テーション１６は印加観測ケーブル１２1 と接地線１２
2 によって接続されている。
【００２８】第２ステーション１７に在る被試験対象物
に対する直流バイアス（Ｉｆ）は、第１ステーション１
６によって求められた閾値電流（Ｉｔｈ）と印加電流−
光出力変換効率（η）から以下のように計算される。
に対する直流バイアス（Ｉｆ）は、第１ステーション１
６によって求められた閾値電流（Ｉｔｈ）と印加電流−
光出力変換効率（η）から以下のように計算される。
【００２９】Ｉｆ＝Ｉｔｈ＋Ｏｐｔ／η ここで、Ｉｆは直流バイアス電流（アンペア）、ηは印
加電流−光出力変換効率（ワット／アンペア）、Ｏｐｔ
は直流バイアス電流における所要光出力パワー（ワッ
ト）であり、被試験対象物の実装状態を考慮し決定す
る。
加電流−光出力変換効率（ワット／アンペア）、Ｏｐｔ
は直流バイアス電流における所要光出力パワー（ワッ
ト）であり、被試験対象物の実装状態を考慮し決定す
る。
【００３０】また、第２ステーション１７で印加する高
周波信号は、ケーブルのインピーダンスをＸとし、上記
直流バイアス電流（Ｉｆ）を重畳したとき、被試験対象
物に逆バイアスが印加されない値に設定する。例えば、
正弦波を印加する場合、その正弦波の実効電力Ｐｉｎ
（ワット）とすれば下記の式を満たすようにする。
周波信号は、ケーブルのインピーダンスをＸとし、上記
直流バイアス電流（Ｉｆ）を重畳したとき、被試験対象
物に逆バイアスが印加されない値に設定する。例えば、
正弦波を印加する場合、その正弦波の実効電力Ｐｉｎ
（ワット）とすれば下記の式を満たすようにする。
【００３１】（２×Ｐｉｎ）1/2 ／Ｘ＜Ｉｆ ここで、Ｘはケーブルのインピーダンス（オーム）であ
る。この式の括弧内の２は、ピーク値を考慮した係数で
あり、この係数は正弦波以外の印加信号についても同様
に計算できる。以上の各処理はすべて制御信号ケーブル
１９を介してコントローラ１５によって、動作制御さ
れ、データ処理される。
る。この式の括弧内の２は、ピーク値を考慮した係数で
あり、この係数は正弦波以外の印加信号についても同様
に計算できる。以上の各処理はすべて制御信号ケーブル
１９を介してコントローラ１５によって、動作制御さ
れ、データ処理される。
【００３２】図５は第２実施例のプローブ装置に於ける
第１ステーションの構成説明図であり、（Ａ）はその全
体構成を、（Ｂ）はプローブ支持装置の正面を、（Ｃ）
はその側面をそれぞれ示している。図において、１６1
は印加プローブ装置、１６2 は観測プローブ装置、１６
3は実体顕微鏡、２１は支柱、２２は支点、２３は支持
台、２４はアーム部、２５はプローブ、２５1 は印加観
測用ケーブル、２６は三軸調整機構、２６1 はＺ軸制御
線、２７は加圧調整検出部、２８は支持脚である。
第１ステーションの構成説明図であり、（Ａ）はその全
体構成を、（Ｂ）はプローブ支持装置の正面を、（Ｃ）
はその側面をそれぞれ示している。図において、１６1
は印加プローブ装置、１６2 は観測プローブ装置、１６
3は実体顕微鏡、２１は支柱、２２は支点、２３は支持
台、２４はアーム部、２５はプローブ、２５1 は印加観
測用ケーブル、２６は三軸調整機構、２６1 はＺ軸制御
線、２７は加圧調整検出部、２８は支持脚である。
【００３３】この実施例のプローブ装置に於ける第１ス
テーションは、図５（Ａ）に示されているように、印加
プローブ装置１６1 、観測プローブ装置１６2 、位置合
わせの確認の為の実体顕微鏡１６3 によって構成されて
いる。
テーションは、図５（Ａ）に示されているように、印加
プローブ装置１６1 、観測プローブ装置１６2 、位置合
わせの確認の為の実体顕微鏡１６3 によって構成されて
いる。
【００３４】印加プローブ装置１６1 と観測プローブ装
置１６2 の実体であるプローブ支持装置は、図２
（Ｂ）、（Ｃ）に示されているように、支持台２３の上
に三軸調整機構２６が設けられ、この三軸調整機構２６
の上に縦方向に支柱２１が設けられている。そして、絶
縁物からなるアーム部２４が支柱２１の支点２２を中心
にして上下に回動できるように設けられ、このアーム部
２４の中央部と支柱２１に連接されている支持脚２８と
の間に加圧調整検出部２７が設けられている。
置１６2 の実体であるプローブ支持装置は、図２
（Ｂ）、（Ｃ）に示されているように、支持台２３の上
に三軸調整機構２６が設けられ、この三軸調整機構２６
の上に縦方向に支柱２１が設けられている。そして、絶
縁物からなるアーム部２４が支柱２１の支点２２を中心
にして上下に回動できるように設けられ、このアーム部
２４の中央部と支柱２１に連接されている支持脚２８と
の間に加圧調整検出部２７が設けられている。
【００３５】加圧調整検出部２７は、プローブ２５の先
端が被試験対象物に接触するときに接触圧を調整する機
能をもっているから、三軸調整機構２６を、手動による
操作で基本位置に設定すると、加圧調整検出部２７から
のＺ軸制御線２６1 によって送られる信号によって、Ｚ
軸方向の制御をうけ、被試験対象物へのプローブ２５へ
の接触圧調整を行う。
端が被試験対象物に接触するときに接触圧を調整する機
能をもっているから、三軸調整機構２６を、手動による
操作で基本位置に設定すると、加圧調整検出部２７から
のＺ軸制御線２６1 によって送られる信号によって、Ｚ
軸方向の制御をうけ、被試験対象物へのプローブ２５へ
の接触圧調整を行う。
【００３６】プローブ２５は、剛性の高い材料によって
構成され、被試験対象物接触時の変位が直接、加圧調整
検出部２７に伝えられる。印加観測用ケーブル２５
1 は、それ自体の揺れ等がプローブ２５の先端の位置ず
れ、あるいは、負荷にならないようにアーム部２４に内
蔵し固定される。
構成され、被試験対象物接触時の変位が直接、加圧調整
検出部２７に伝えられる。印加観測用ケーブル２５
1 は、それ自体の揺れ等がプローブ２５の先端の位置ず
れ、あるいは、負荷にならないようにアーム部２４に内
蔵し固定される。
【００３７】プローブ２５の先端と被試験対象物との位
置合わせは三軸調整機構２６によって行い、また、被試
験対象物にかかる物理的な負荷も加圧調整検出部２７に
よって検出でき、さらに、印加観測用ケーブル２５1 を
アーム部２４によって固定保持するため、高精度の位置
合わせや被試験対象物への負荷調整が容易になる。
置合わせは三軸調整機構２６によって行い、また、被試
験対象物にかかる物理的な負荷も加圧調整検出部２７に
よって検出でき、さらに、印加観測用ケーブル２５1 を
アーム部２４によって固定保持するため、高精度の位置
合わせや被試験対象物への負荷調整が容易になる。
【００３８】図６は、第２実施例の加圧調整検出部の構
成説明図である。この図において、２４はアーム部、２
６1 はＺ軸制御線、２８は支持脚、２９は容量センサ、
３０は引っ張りばね、３１は押し出しばね、３２は押し
出しばねホルダ、３３は引っ張りばねホルダ、３４は接
点、３４1 は接点開閉検出用同軸ケーブル、３５は容量
検出変換表示回路、３５1 は容量変化検出用同軸ケーブ
ル、３６は表示器、３７はばね付きプローブ、３８は絶
縁体である。
成説明図である。この図において、２４はアーム部、２
６1 はＺ軸制御線、２８は支持脚、２９は容量センサ、
３０は引っ張りばね、３１は押し出しばね、３２は押し
出しばねホルダ、３３は引っ張りばねホルダ、３４は接
点、３４1 は接点開閉検出用同軸ケーブル、３５は容量
検出変換表示回路、３５1 は容量変化検出用同軸ケーブ
ル、３６は表示器、３７はばね付きプローブ、３８は絶
縁体である。
【００３９】この実施例の加圧調整検出部において、接
点３４が分離することによって、プローブ２５（図５参
照）が被試験対象物に接触したことを検出する。接点開
閉検出用同軸ケーブル３４1 によって伝送される検出信
号により、容量検出変換表示回路３５が動作を開始し、
容量センサ２９の容量の変化によるプローブ２５（図５
参照）の押し上げ量を検出し、表示器３６に検出量を変
換表示し、かつ、可聴音を発生し、その高低、発音間隔
等でその量を示す。
点３４が分離することによって、プローブ２５（図５参
照）が被試験対象物に接触したことを検出する。接点開
閉検出用同軸ケーブル３４1 によって伝送される検出信
号により、容量検出変換表示回路３５が動作を開始し、
容量センサ２９の容量の変化によるプローブ２５（図５
参照）の押し上げ量を検出し、表示器３６に検出量を変
換表示し、かつ、可聴音を発生し、その高低、発音間隔
等でその量を示す。
【００４０】容量センサ２９は、例えば、円筒形状をな
し、アーム部２４と支持脚２８からは絶縁体３８によっ
て電気的に絶縁されており、容量変化検出用同軸ケーブ
ル３５1 が容量センサ２９の一方の内部を通るように固
定され、その先端に取り付けられたばね付きプローブ３
７によってもう一方に接触させる構成とし、アーム部２
４の上下運動に伴う微小な容量変化の検出を行う。引っ
張りばね３０および、押し出しばね３１は、アーム部２
４等の荷重を考慮し、どちらか一方、あるいは、両方を
使用し、被試験対象物にかかる負荷を調整するために用
いる。
し、アーム部２４と支持脚２８からは絶縁体３８によっ
て電気的に絶縁されており、容量変化検出用同軸ケーブ
ル３５1 が容量センサ２９の一方の内部を通るように固
定され、その先端に取り付けられたばね付きプローブ３
７によってもう一方に接触させる構成とし、アーム部２
４の上下運動に伴う微小な容量変化の検出を行う。引っ
張りばね３０および、押し出しばね３１は、アーム部２
４等の荷重を考慮し、どちらか一方、あるいは、両方を
使用し、被試験対象物にかかる負荷を調整するために用
いる。
【００４１】引っ張りばね３０、および、押し出しばね
３１の部分には、メカニカルスプリングのほかにエアサ
スペンション等を使用してもよい。また、容量検出変換
表示回路３５には、被試験対象物への負荷の許容量をセ
ットし、この許容量以下になるように、容量センサ２９
からの値に応じてＺ軸制御線２６1 にＺ軸方向の高さを
フィードバックする制御信号を送出する機能を具備す
る。なお、容量値とプローブ２５（図５参照）の先端負
荷の相関は、張力ゲージ等を用いて較正し、被試験対象
物への圧力負荷の許容量を決定する。
３１の部分には、メカニカルスプリングのほかにエアサ
スペンション等を使用してもよい。また、容量検出変換
表示回路３５には、被試験対象物への負荷の許容量をセ
ットし、この許容量以下になるように、容量センサ２９
からの値に応じてＺ軸制御線２６1 にＺ軸方向の高さを
フィードバックする制御信号を送出する機能を具備す
る。なお、容量値とプローブ２５（図５参照）の先端負
荷の相関は、張力ゲージ等を用いて較正し、被試験対象
物への圧力負荷の許容量を決定する。
【００４２】図７は第２実施例に於けるプローブ装置の
第１ステーションの構成説明図である。図に於いて、１
８は三次元駆動ステージ、２５2 は印加プローブ、２５
2 は観測プローブ、３９は被試験対象物、４０は発光素
子アレイ、４１は発光、４２は接地線である。
第１ステーションの構成説明図である。図に於いて、１
８は三次元駆動ステージ、２５2 は印加プローブ、２５
2 は観測プローブ、３９は被試験対象物、４０は発光素
子アレイ、４１は発光、４２は接地線である。
【００４３】この図には、第２実施例のプローブ装置に
於ける第１ステーション１６（図４参照）を上から実体
顕微鏡１６3 （図５参照）によって観察した場合を示し
てある。図示されているように、印加プローブ装置１６
1 （図５参照）に設けられている印加プローブ２５
2 と、観測プローブ装置１６2 （図５参照）に設けられ
ている観測プローブ２５3 とは、被試験対象物３９の発
光素子アレイ４０に対するケルビン接続となり、両プロ
ーブに対する接地線４２は三次元駆動ステージ１８に接
続されている。
於ける第１ステーション１６（図４参照）を上から実体
顕微鏡１６3 （図５参照）によって観察した場合を示し
てある。図示されているように、印加プローブ装置１６
1 （図５参照）に設けられている印加プローブ２５
2 と、観測プローブ装置１６2 （図５参照）に設けられ
ている観測プローブ２５3 とは、被試験対象物３９の発
光素子アレイ４０に対するケルビン接続となり、両プロ
ーブに対する接地線４２は三次元駆動ステージ１８に接
続されている。
【００４４】なお、ここで、電流の供給は第１のプロー
ブ装置によって行い、電圧の観測は第２のプローブ装置
によって行う接続をケルビン接続と称している。この構
成により、印加プローブ２５2 から発光素子アレイ４０
に電流を供給して発光４１を生成させ、観測プローブ２
５3 によって電圧を観測することができる。
ブ装置によって行い、電圧の観測は第２のプローブ装置
によって行う接続をケルビン接続と称している。この構
成により、印加プローブ２５2 から発光素子アレイ４０
に電流を供給して発光４１を生成させ、観測プローブ２
５3 によって電圧を観測することができる。
【００４５】図８は第２実施例のプローブ装置に於ける
第２ステーションの高周波印加プローブ先端の構成説明
図である。図に於いて、１８は三次元駆動ステージ、３
９は被試験対象物、４１は発光、４３は接地線、４４は
同軸プローブ、４５は接地線の上下移動の幅、Δｙ2 は
被試験対象物の高さ、Δｙ1 は同軸プローブの外側導体
の高さ、θは同軸プローブの傾き、Ｌは接地線の長さで
ある。
第２ステーションの高周波印加プローブ先端の構成説明
図である。図に於いて、１８は三次元駆動ステージ、３
９は被試験対象物、４１は発光、４３は接地線、４４は
同軸プローブ、４５は接地線の上下移動の幅、Δｙ2 は
被試験対象物の高さ、Δｙ1 は同軸プローブの外側導体
の高さ、θは同軸プローブの傾き、Ｌは接地線の長さで
ある。
【００４６】この図からは、プローブ装置に於ける第２
ステーション１７（図４参照）で用いる高周波印加プロ
ーブの先端の構造が看取される。高周波信号を印加する
為の同軸プローブ４４の外側導体に接地線４３をはんだ
付け、ろう付け等によって接続し、接地線４３の先端が
三次元駆動ステージ１８と接触するようにする。接地線
４３の上下移動の幅４５は、被試験対象物３９の高さΔ
ｙ2 の数倍程度とみて、接地線４３に使用する材質、形
状、コーティングを決定する。
ステーション１７（図４参照）で用いる高周波印加プロ
ーブの先端の構造が看取される。高周波信号を印加する
為の同軸プローブ４４の外側導体に接地線４３をはんだ
付け、ろう付け等によって接続し、接地線４３の先端が
三次元駆動ステージ１８と接触するようにする。接地線
４３の上下移動の幅４５は、被試験対象物３９の高さΔ
ｙ2 の数倍程度とみて、接地線４３に使用する材質、形
状、コーティングを決定する。
【００４７】例えば、接地線４３の剛性は、中心導体の
剛性に較べて１／５から１／１０程度の大きさのものを
使用する。実際には、１００μｍ径の金線にＴｉ（チタ
ン）をコートしたもの等を最適の材料として挙げること
ができる。接地線４３の形状は、弓状、あるいはコイル
状にし、その長さＬは、同軸プローブの外側導体の高さ
をΔｙ1 、同軸プローブの傾きをθとした場合、 Ｌ＝Δｙ1 ／ｓｉｎθ 程度を目安にすることができる。
剛性に較べて１／５から１／１０程度の大きさのものを
使用する。実際には、１００μｍ径の金線にＴｉ（チタ
ン）をコートしたもの等を最適の材料として挙げること
ができる。接地線４３の形状は、弓状、あるいはコイル
状にし、その長さＬは、同軸プローブの外側導体の高さ
をΔｙ1 、同軸プローブの傾きをθとした場合、 Ｌ＝Δｙ1 ／ｓｉｎθ 程度を目安にすることができる。
【００４８】図９は第２実施例の光特性測定装置及びプ
ローブ装置に於ける第１ステーションの構成説明図であ
る。図に於いて、１２3 は光素子試験装置、１２4 はフ
ォトディテクタ、１６1 は印加プローブ装置、１６2 は
観測プローブ装置、１８は三次元駆動ステージ、１９は
制御信号ケーブル、４１は発光、４２は接地線、４６1
は印加信号線、４６2 は観測信号線である。
ローブ装置に於ける第１ステーションの構成説明図であ
る。図に於いて、１２3 は光素子試験装置、１２4 はフ
ォトディテクタ、１６1 は印加プローブ装置、１６2 は
観測プローブ装置、１８は三次元駆動ステージ、１９は
制御信号ケーブル、４１は発光、４２は接地線、４６1
は印加信号線、４６2 は観測信号線である。
【００４９】図からは、第２実施例の光特性測定装置１
２（図４参照）とプローブ装置に於ける第１ステーショ
ン１６（図４参照）の構成例が看取される。 図示の光素
子試験装置１２3 は、三次元駆動ステージ１８の被試験
対象物に対し、印加信号線４６1 によって接続される印
加プローブ装置１６1 を介し電流を供給し、観測信号線
４６2 によって接続される観測プローブ装置１６2 を介
して電気量を測定するようになっている。また、この
時、フォトディテクタ１２4 によって発光４１を光電変
換して検出し、供給電流に対する発光効率などを算出す
る。
２（図４参照）とプローブ装置に於ける第１ステーショ
ン１６（図４参照）の構成例が看取される。 図示の光素
子試験装置１２3 は、三次元駆動ステージ１８の被試験
対象物に対し、印加信号線４６1 によって接続される印
加プローブ装置１６1 を介し電流を供給し、観測信号線
４６2 によって接続される観測プローブ装置１６2 を介
して電気量を測定するようになっている。また、この
時、フォトディテクタ１２4 によって発光４１を光電変
換して検出し、供給電流に対する発光効率などを算出す
る。
【００５０】図１０は第２実施例の光スペクトラム促成
装置とプローブ装置に於ける第２ステーションの構成説
明図である。図において、１３1 は光スペクトラム測定
装置、１３2 はレンズおよびコネクタ付き光ファイバ、
１４はバイアスおよび高周波信号印加装置、１４1 は高
周波信号印加ケーブル、１７2 は高周波印加プローブ装
置、１８は三次元駆動ステージ、１９は制御信号ケーブ
ル、４１は発光である。
装置とプローブ装置に於ける第２ステーションの構成説
明図である。図において、１３1 は光スペクトラム測定
装置、１３2 はレンズおよびコネクタ付き光ファイバ、
１４はバイアスおよび高周波信号印加装置、１４1 は高
周波信号印加ケーブル、１７2 は高周波印加プローブ装
置、１８は三次元駆動ステージ、１９は制御信号ケーブ
ル、４１は発光である。
【００５１】図からは、光スペクトラム測定装置１３
（図４参照）およびプローブ装置の第２ステーション１
７（図４参照）の構造を示している。この光スペクトラ
ム測定装置（図１参照）およびプローブ装置に於ける第
２ステーション１７（図４参照）においては、高周波印
加プローブ装置１７2 を介してバイアスおよび高周波信
号印加装置１４からの信号を三次元駆動ステージ１８の
上に載置された被試験対象物に印加することによって、
発光４１に高周波の変調波成分が発生する。そして、光
スペクトラム測定装置１３1 はレンズおよびコネクタ付
き光ファイバ１３2 を介して発光４１のスペクトラムを
観測するようになっている。
（図４参照）およびプローブ装置の第２ステーション１
７（図４参照）の構造を示している。この光スペクトラ
ム測定装置（図１参照）およびプローブ装置に於ける第
２ステーション１７（図４参照）においては、高周波印
加プローブ装置１７2 を介してバイアスおよび高周波信
号印加装置１４からの信号を三次元駆動ステージ１８の
上に載置された被試験対象物に印加することによって、
発光４１に高周波の変調波成分が発生する。そして、光
スペクトラム測定装置１３1 はレンズおよびコネクタ付
き光ファイバ１３2 を介して発光４１のスペクトラムを
観測するようになっている。
【００５２】図１１は、バイアスおよび高周波信号印加
装置の構成説明図である。この図において１４1 は高周
波信号印加ケーブル、１４2 は直流電源、１４3は高周
波信号発生器、１４4 はバイアスティー、１４5 はサー
キュレータ、１４ 6 は終端抵抗、１４7 はコイル、１４
8 はコンデンサ、１９は制御信号ケーブルである。
装置の構成説明図である。この図において１４1 は高周
波信号印加ケーブル、１４2 は直流電源、１４3は高周
波信号発生器、１４4 はバイアスティー、１４5 はサー
キュレータ、１４ 6 は終端抵抗、１４7 はコイル、１４
8 はコンデンサ、１９は制御信号ケーブルである。
【００５３】このバイアスおよび高周波信号印加装置に
おいては、被試験対象物に対し、直流電流を直流電源１
４2 により発生し、数百メガヘルツ、数十ミリワットの
正弦波信号を高周波信号発生器１４3 により発生する。
バイアスティー１４4 は、直流信号と高周波信号を結合
させるために用いられ、高周波信号印加ケーブル１４1
には、直流信号と高周波信号が流れる。
おいては、被試験対象物に対し、直流電流を直流電源１
４2 により発生し、数百メガヘルツ、数十ミリワットの
正弦波信号を高周波信号発生器１４3 により発生する。
バイアスティー１４4 は、直流信号と高周波信号を結合
させるために用いられ、高周波信号印加ケーブル１４1
には、直流信号と高周波信号が流れる。
【００５４】被試験対象物に印加する高周波信号の一部
はインピーダンス不整合の結果、反射成分となって高周
波信号発生器１４3 に戻ろうとするため、３ポートのサ
ーキュレータ１４5 を配置し、この戻り成分を終端抵抗
１４6 によって電力消費させ、高周波信号発生器１４3
の内部回路を保護する。
はインピーダンス不整合の結果、反射成分となって高周
波信号発生器１４3 に戻ろうとするため、３ポートのサ
ーキュレータ１４5 を配置し、この戻り成分を終端抵抗
１４6 によって電力消費させ、高周波信号発生器１４3
の内部回路を保護する。
【００５５】このサーキュレータ１４5 は高周波信号発
生器１４3 からバイアスティー１４ 4 への信号成分の減
衰が無視できるものを使用し、バイアスティー１４4 の
コイル１４7 は高周波成分を通さない大きさのインダク
タンスをもち、コンデンサ１４8 は直流電源１４2 等に
起因する電圧に耐えるものを使用する。
生器１４3 からバイアスティー１４ 4 への信号成分の減
衰が無視できるものを使用し、バイアスティー１４4 の
コイル１４7 は高周波成分を通さない大きさのインダク
タンスをもち、コンデンサ１４8 は直流電源１４2 等に
起因する電圧に耐えるものを使用する。
【００５６】この実施例の半導体レーザ変調分光試験装
置によると、発光素子の準ウェハ状態での試験によって
光スペクトルを計測する時に、発光素子の閾値電流、発
光効率を考慮した高周波信号を正確に印加することが可
能になるため、組み立て後の実際の動作試験に近い試験
結果を製造工程の上流で実施できるため、製品の製造コ
ストを低減し、確度の高い品質補償をすることが可能に
なる。
置によると、発光素子の準ウェハ状態での試験によって
光スペクトルを計測する時に、発光素子の閾値電流、発
光効率を考慮した高周波信号を正確に印加することが可
能になるため、組み立て後の実際の動作試験に近い試験
結果を製造工程の上流で実施できるため、製品の製造コ
ストを低減し、確度の高い品質補償をすることが可能に
なる。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
半導体レーザのチップあるいはレーザアレー状態での試
験評価によって実際の高速変調時と同等の確度でレーザ
発光の縦モードの乱れを評価することができ、また、発
光素子の準ウェハ状態の試験において、発光素子の閾値
電流、発光効率等を考慮した高周波信号を印加すること
が可能になるため、組み立て後の動作試験に近い確度の
試験を製造工程の上流で行うことができるため、製造コ
ストの低減と、確実な品質補償をすることが可能にな
り、光通信等の技術分野において寄与するところが大き
い。
半導体レーザのチップあるいはレーザアレー状態での試
験評価によって実際の高速変調時と同等の確度でレーザ
発光の縦モードの乱れを評価することができ、また、発
光素子の準ウェハ状態の試験において、発光素子の閾値
電流、発光効率等を考慮した高周波信号を印加すること
が可能になるため、組み立て後の動作試験に近い確度の
試験を製造工程の上流で行うことができるため、製造コ
ストの低減と、確実な品質補償をすることが可能にな
り、光通信等の技術分野において寄与するところが大き
い。
【図１】本発明の半導体レーザ変調分光試験方法の原理
説明図であり、（Ａ）は直流バイアスされた連続正弦波
信号、（Ｂ）は直流バイアスされた連続矩形波信号を示
している。
説明図であり、（Ａ）は直流バイアスされた連続正弦波
信号、（Ｂ）は直流バイアスされた連続矩形波信号を示
している。
【図２】本発明の半導体レーザ変調分光試験方法による
ＳＳＲの評価例説明図である。
ＳＳＲの評価例説明図である。
【図３】第１実施例の半導体レーザ変調分光試験装置の
概略構成説明図である。
概略構成説明図である。
【図４】第２実施例の半導体レーザ変調分光試験装置の
全体構成説明図である。
全体構成説明図である。
【図５】第２実施例のプローブ装置の第１ステーション
の構成説明図であり、（Ａ）はその全体構成を示し、
（Ｂ）はプローブ支持装置の正面を示し、（Ｃ）はその
側面を示している。
の構成説明図であり、（Ａ）はその全体構成を示し、
（Ｂ）はプローブ支持装置の正面を示し、（Ｃ）はその
側面を示している。
【図６】第２実施例の加圧調整検出部の構成説明図であ
る。
る。
【図７】第２実施例のプローブ装置の第１ステーション
の構成説明図である。
の構成説明図である。
【図８】第２実施例のプローブ装置の第２ステーション
の高周波印加プローブの先端の構成説明図である。
の高周波印加プローブの先端の構成説明図である。
【図９】第２実施例の光特性測定装置とプローブ装置の
第１ステーションの構成説明図である。
第１ステーションの構成説明図である。
【図１０】第２実施例の光スペクトラム測定装置とプロ
ーブ装置の第２ステーションの構成説明図である。
ーブ装置の第２ステーションの構成説明図である。
【図１１】バイアスおよび高周波信号印加装置の構成説
明図である。
明図である。
１ レーザチップ ２ 支持台 ３ 変調信号発生器 ４ コンデンサ ５ 定電流源 ６ インダクタ ７ レーザ接触用プローブ ８ 光ファイバ ９ 分光器 １１ プローブ装置 １２ 光特性測定装置 １２1 印加観測ケーブル １２2 接地線 １２3 光素子試験装置 １２4 フォトディテクタ １３ 光スペクトラム測定装置 １３1 光スペクトラム測定装置 １３2 レンズおよびコネクタ付き光ファイバ １４ バイアスおよび高周波信号印加装置 １４1 高周波信号ケーブル １４2 直流電源 １４3 高周波信号発生器 １４4 バイアスティー １４5 サーキュレータ １４6 終端抵抗 １４7 コイル １４8 コンデンサ １５ コントローラ １６ プローブ装置の第１ステーション １６1 印加プローブ装置 １６2 観測プローブ装置 １６3 実体顕微鏡 １７ プローブ装置の第２ステーション １７1 高周波信号印加ケーブル １７2 高周波印加プローブ装置 １８ 三次元駆動ステージ １９ 制御信号ケーブル ２１ 支柱 ２２ 支点 ２３ 支持台 ２４ アーム部 ２５ プローブ ２５1 印加観測用ケーブル ２５2 印加プローブ ２５3 観測プローブ ２６ 三軸調整機構 ２６1 Ｚ軸制御線 ２７ 加圧調整検出部 ２８ 支持脚 ２９ 容量センサ ３０ 引っ張りばね ３１ 押し出しばね ３２ 押し出しばねホルダ ３３ 引っ張りばねホルダ ３４ 接点 ３４1 接点開閉検出用同軸ケーブル ３５ 容量検出変換表示回路 ３５1 容量変化検出用同軸ケーブル ３６ 表示器 ３７ ばね付きプローブ ３８ 絶縁体 ３９ 被試験対象物 ４０ 発光素子アレイ ４１ 発光 ４２ 接地線 ４３ 接地線 ４４ 同軸プローブ ４５ 接地線の上下移動の幅 ４６1 印加信号線 ４６2 観測信号線 Δｙ1 同軸プローブの外側導体の高さ Δｙ2 被試験対象物の高さ θ 同軸プローブの傾き Ｌ 接地線の長さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上手 清嗣 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 保坂 洋二 山梨県中巨摩郡昭和町大字紙漉阿原1000 番地 富士通カンタムデバイス株式会社 内 (56)参考文献 特開 昭63−298131（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−4289（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/02 H01L 21/64 - 21/66 H01S 3/00 - 4/00
Claims (6)
- 【請求項１】放熱器に固定されないレーザチップまたは
レーザアレーに、該レーザの緩和振動周波数より１ＭＨ
ｚ以上低い周波数の正弦波信号、矩形波信号またはそれ
に準ずる交番信号を直流バイアス電流に重畳して供給す
ることによって、該レーザの閾値電流付近での不安定状
態に起因する縦モードの乱れを評価することを特徴とす
る半導体レーザ変調分光試験方法。 - 【請求項２】放熱器に固定されないレーザチップまたは
レーザアレーに、該レーザの緩和振動周波数より１ＭＨ
ｚ以上低い周波数の正弦波信号、矩形波信号またはそれ
に準ずる交番信号を直流バイアス電流に重畳して供給す
る手段と、被試験対象物に接触するプローブを含むプローブ装置を
有し 該レーザの閾値電流付近での不安定状態に起因する
縦モードの乱れを評価する手段とを備えてなることを特
徴とする半導体レーザ変調分光試験装置。 - 【請求項３】前記プローブ装置は、 支持台と、 該支持台上に設けられ、手動によりまたは制御信号によ
って三軸方向に移動することができる三軸調整機構と、 該三軸調整機構の上に縦方向に設けられた支柱と、 該支柱上の支点を中心として上下回転することができる
アーム部と、 該アーム部に設けられ、同軸構造または周囲を電界シー
ルドされた構造を有するプローブと、 該プローブの対象物に対する加圧力を検出し調整するプ
ローブ加圧調整検出部とからなり、 該プローブ加圧調整検出部から三軸調整機構にＺ軸の位
置信号をフィードバックしてＺ軸方向の位置を制御する
ことによって、該アーム部に取り付けたプローブ先端の
対象物に対する圧力の調整および位置合わせをするプロ
ーブ支持装置を備えてなることを特徴とする請求項２記
載の半導体レーザ変調分光試験装置。 - 【請求項４】前記プローブ装置は、 三次元駆動ステージ、高周波同軸プローブ、および、請
求項３に記載したプローブ支持装置からなり、 該高周波同軸プローブの外側導体に該高周波同軸プロー
ブの中心導体より小さい剛性を有する接地線を設け、且
つ、該三次元駆動ステージの上昇時、或いは、請求項３
に記載したプローブ支持装置の下降時に、該高周波同軸
プローブの中心導体が三次元駆動ステージ上の被試験対
象物に接触すると共に接地線が三次元駆動ステージに接
触するようにして、被試験対象物に対する該高周波同軸
プローブの中心導体の負荷圧力を調整するとともに、高
周波信号の印加を可能にしてなるものであることを特徴
とする請求項２記載の半導体レーザ変調分光試験装置。 - 【請求項５】前記プローブ装置は、 電界シールドされたプローブを備える請求項３に記載し
た第１のプローブ支持装置、第２のプローブ支持装置、
三次元駆動ステージからなり、 該三次元駆動ステージの上昇時、または、該第１のプロ
ーブ支持装置および第２のプローブ支持装置の下降時
に、該三次元駆動ステージ上の同一の被試験対象物に対
し、該第１のプローブ支持装置と第２のプローブ支持装
置のプローブを接触させるように配置し、かつ、接地を
該三次元駆動ステージからとることによってケルビン接
続を可能にしたものであることを特徴とする請求項２記
載の半導体レーザ変調分光試験装置。 - 【請求項６】光特性測定装置、光スペクトラム測定装
置、バイアスおよび高周波信号印加装置、請求項４に記
載したプローブ装置、請求項５に記載したプローブ装
置、三次元駆動ステージ、複数のテストステーションを
もつプローブ装置を含み、 該複数のテストステーションをもつプローブ装置の第１
のステーションにおいて該光特性測定装置、および、請
求項５に記載したプローブ装置を用いて被試験対象物の
特性値を測定し、 また、第２のステーションにおいて、該光スペクトラム
測定装置と請求項４に記載したプローブ装置とバイアス
および高周波信号印加装置を用い、該特性値から算出し
た信号を被試験対象物に印加することによって被試験対
象物の光特性を検査することを特徴とする請求項２記載
の半導体レーザ変調分光試験装置。
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22537593A JP3295863B2 (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | 半導体レーザ変調分光試験方法およびそのための装置 |
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| JPH0783797A JPH0783797A (ja) | 1995-03-31 |
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| JP22537593A Expired - Fee Related JP3295863B2 (ja) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | 半導体レーザ変調分光試験方法およびそのための装置 |
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-
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- 1993-09-10 JP JP22537593A patent/JP3295863B2/ja not_active Expired - Fee Related
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