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

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JP3295863B2
JP3295863B2 JP22537593A JP22537593A JP3295863B2 JP 3295863 B2 JP3295863 B2 JP 3295863B2 JP 22537593 A JP22537593 A JP 22537593A JP 22537593 A JP22537593 A JP 22537593A JP 3295863 B2 JP3295863 B2 JP 3295863B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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、
【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、
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
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
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、
【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、
【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
装置を含み、該複数のテストステーションをもつプロー
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
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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【0028】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。
【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。
【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。
【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。
【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。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(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
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。
【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。
【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
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
1 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。
【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。
【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。
【0042】図7は第2実施例に於けるプローブ装置
第1ステーションの構成説明図である。図に於いて、
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
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 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
3 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
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
2 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。
【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
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 、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。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
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。
【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
2 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。
【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
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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図6】第2実施例の加圧調整検出部の構成説明図であ
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。
【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。
【図9】第2実施例の光特性測定装置とプローブ装置
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。
【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。
【符号の説明】
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)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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
    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
    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。
  6. 【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
    したプローブ装置、請求項5に記載したプロー
    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、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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