JP3452214B2 - パッケ−ジされた半導体レ−ザおよびその作成方法 - Google Patents

パッケ−ジされた半導体レ−ザおよびその作成方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】パッケ−ジ化されたハイパワ−半
導体レ−ザ、そのための方法およびパッケ−ジに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】レ−ザの安定性を維持しかつレ−ザの寿
命を長くするためには、半導体レ−ザ材料に対して比較
的不活性の特に温度、湿度および雰囲気のようなレ−ザ
動作環境を制御する必要があり、この点については、酸
素を含まない雰囲気がレ−ザ寿命を長くすることが知ら
れている。また、レ−ザ材料との反応を防止しかつレ−
ザ動作に関連する極小電気回路の集積度を保持するため
には乾燥した雰囲気が好ましい。適切な超小形回路のパ
ケ−ジングに関するさらに詳細な論述については、"Con
siderations in the Hermetic Packaging of Hybrid Mi
crocircuits", Byrnes et al., Solid State Technolog
y, 1984を参照されたい。例えば、ヘリウム・トレ−サ
を含む乾燥した窒素の雰囲気が好ましいレ−ザ動作環境
を与える。本明細書で使用されている乾燥という用語は
一般に水分の含有量が約5000ppm以下であるガス状媒体
を意味する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体レーザ
切子面パワーが５０ｍＷ以上に増大すると、安定した長
期のレーザ動作のための一般に受入れられている対応策
では不十分であることが判明した。約２ミクロン×１ミ
クロンの切子面寸法を有するレーザの場合には、５０ｍ
Ｗのパワー出力が１megawatt/cm２までのオーダーの切
子面における平均パワー密度となる。レージング空洞を
本質的に画成するレーザ端部切子面は反射率が変更し得
るかつ乾燥したヘリウム／窒素雰囲気でハイパワー・レ
ーザが動作される場合には破壊されるおそれさえある。
容器を汚染するおそれのある物質としては、ハイパワー
の半導体レーザ装置を作成する際に使用されて切子面被
覆の表面に達する粒子状およびガス状の汚染を生じかつ
その上に不純物の堆積を生ずる半田、フラックス、油、
エポキシおよびクリーニング剤がある。そのような堆積
は切子面の反射率を変化させ、伝送されるパワーを低下
させ、かつ切子面の加熱および事実上のレーザの故障の
原因となる切子面における吸収率を増大させる。したが
って、レーザの安定性および長寿命化を確保しつつハイ
パワーを要求するこれらのレーザ用途に対処するために
は新しい対応策が必要とされる。
【０００４】本発明はレ−ザ材料を保護する環境を提供
することによってハイパワ−半導体レ−ザの安定してい
て、長期の、連続した動作の必要性を満たすものであ
る。ここで「ハイパワ−半導体レ−ザ」とは少なくとも
50mWの正面切り子面パワ−を有する半導体レ−ザのこと
である。レ−ザの正面切り子面は非常に小さいので、ハ
イパワ−の等価的な定義は1メガワット/cm2以上のオ−
ダ−の正面切り子面パワ−密度として表わされうる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の基本的な態様に
おいては、パッケ−ジ・ハイパワ−半導体レ−ザはレ−
ザと、少なくとも100ppmの酸素を含んだガス状媒体を充
満され気密シ−ルされた容器によって包囲されたゲッタ
よりなる。本発明の他の有益な態様および展開について
は特許請求の範囲から理解されるであろう。驚くべきこ
とには、容器のガス状媒体中に酸素を混入させることに
よって、シ−ルを行う時点で容器内に存在している残留
有機不純物から生ずるレ−ザの切り子面に対する損傷の
危険性を大幅に低下させる。このような雰囲気はハイパ
ワ−半導体レ−ザの有効寿命を実質的に延長させるが、
酸素を含んだ雰囲気と有機材料を吸着または吸収（トラ
ッピング）することができるゲッタ材料との組合せによ
って、その有効寿命がさらに延長されることになる。こ
のように長くなった寿命は、１０年以上の寿命が期待さ
れる通信の分野で使用されるハイパワ−半導体レ−ザに
対して特に重要である。酸素はレ−ザ切り子面構造から
堆積物を実質的に除去するようにあるいは切り子面構造
上の堆積の前に不純物と反応してその上に堆積物が形成
されるのを防止し、それによってレ−ザ切り子面構造に
対する損傷を回避するように作用しうる。超小型回路に
対して水分が悪影響を及ぼすから、1000ppm以下の非常
に低い水分含有量が好ましい。
【０００６】レ−ザの容器の壁を形成するために水素含
有量の少ない金属のような材料を使用すれば、容器の壁
から釈放された水素と不純物コントロ−ルのために容器
内に含まれた酸素との間の反応の結果として容器内に水
分が生成されるのを最少限に抑えるという重要な利益が
得られる。望ましい低水素レベルを得るための好ましい
方法は完全な容器の組み立てに先立って、例えば150℃
のような高温で、例えば約200時間のような長時間にわ
たって容器材料を焼成することである。
【０００７】
【実施例】図１は当業者には馴染みの半導体レ−ザの構
造を示している。レ−ザ本体３の前部および後部切り子
面１０および１２はそれぞれ互いに実質的に平行な劈開
面である。これらの切り子面はケイ素の層でありうるパ
シベ−ション層５によって保護される。このパシベ−シ
ョン層はレ−ザ切り子面を汚染および腐食から保護する
作用をする。このパシベ−ション層はまたレ−ザ切り子
面を酸化からも保護する。前部切り子面ミラ−９はレ−
ザ波長の約４分の１の厚さの被覆である。後部切り子面
ミラ−７は反射性物質の一連の層で構成されており、こ
の場合、隣接した層は一般に異なる材料よりなる。ミラ
−７を形成する層の数、組成および厚さは前部切り子面
と後部切り子面の伝送パワ−の目標比を与えるように選
定される。典型的な前部および後部切り子面パワ−比は
約40:1である。
【０００８】図１に示された一般的なタイプの半導体レ
−ザの故障の可能な機構は下記のとおりである。
【０００９】レ−ザ切り子面における放出面積は１０平
方ミクロン以下でありうる。したがって、パワ−・レベ
ルが50mWに達するかあるいはそれを超える場合には、切
り子面の単位面積を横切るフォトンの数（フォトン束）
は比較的大きい。レ−ザ・エンクロ−ジャ内のトレ−ス
不純物とフォトンが反応する確率はフォトン束に比例し
て生ずる。したがって、この確率は切り子面ミラ−にお
けるまたはその近傍における不純物分子のフォトン破壊
に伴って増大する。あるいは、フォトン束が切り子面ミ
ラ−におけるあるいはそれの近傍における不安定なまた
は揮発性の不純物分子を励起し、それによって不純物の
反応性を増大させ、そしておそらく切り子面ミラ−上に
堆積物を生ずることになるであろう。また、ヒアパワ−
半導体レ−ザは特に通信の分野では一般に連続して動作
されるから、切り子面ミラ−上に不純物分子が堆積され
ると、不純物の場所における連続して照射されるレ−ザ
光の吸収の結果としての局部的な加熱によって問題が迅
速に拡大する。
【００１０】不純物分子は製造工程で使用される半田フ
ラックス、エポキシ、あるいは例えばイソプロピルアル
コ−ルまたはOPTICLEAR（光学材料のためのクリ−ニン
グ剤の商品名）のようなクリ−ニング剤の残留物から生
じうる。エポキシについては、この材料の長時間硬化が
不純物発生を除去はしないが軽減する助けをする。これ
らの材料に見られる有機化学物質の例としてはプロペ
ン、テルペンおよびアビエチン酸がある。このような炭
素鎖に対する赤外線フォトンの作用は水分を除去し、切
り子面ミラ−を形成している材料中の原子と結合し得る
反応性炭素鎖フラグメントを残しうる。他の機構は、フ
ォトンが炭素鎖から水素を除去し、それによって反応性
炭素鎖フラグメントを生成するものである。アルミナお
よび窒化ケイ素がミラ−材料の例である。レ−ザ容器中
に自由酸素が存在することが、反応性フラグメントが切
り子面ミラ−に結合する前にそのフラグメントに結合す
ることによって切り子面ミラ−を保護しうる。あるい
は、その酸素は反応性種の励起された状態を抑制して切
り子面ミラ−を保護する作用をしうる。他の可能性は、
自由酸素分子が「ミラ− - 原子」 - 「炭素鎖フラグメ
ント」を破壊し、切り子面ミラ−から反応性フラグメン
トを除去することである。このようにして、酸素は不純
物分子に対するゲッタ−として効果的に作用する。
【００１１】上記のシナリオでは、切り子面ミラ−また
は切り子面構造を保護するために必要とされる酸素の量
は不純物分子の数と酸素に結合し得る容器中に存在する
他の反応性場所の数に依存するであろう。必要とされる
酸素の量は不純物分子の種類にも依存するであろう。し
たがって、容器に充填さえるガス媒体に添加すべき酸素
の適切な量の決定は一般に実験的に行なわれる。酸素が
有する知られた悪影響、すなわち水素と反応して、超小
型回路の集積度を阻害するおそれのある水分を生ずるこ
とのために、容器内のガス媒体に添加すべき酸素の好ま
しい量は、切り子面構造の特性を一定に維持するのに十
分な量である。
【００１２】フォトンによって不純物が破壊されるとい
る仮定された現象はよりハイパワ−の（より高いフォト
ン束）前部切り子面において最も生じやすい。自由酸素
が存在しない場合には、光反応生成物が切り子面構造に
結合するかあるいはその切り子面構造、特に前部切り子
面のミラ−の上に堆積物を生成するおそれがある。その
堆積物は切り子面ミラ−の反射率または吸収率を変化さ
せるおそれがある。上昇した吸収率が切り子面における
温度を切り子面材料の融点まで上昇させ、レ−ザを破壊
するおそれがある。したがって、低いパワ−レベルでは
本質的に取るに足りないトレ−ス不純物が、パワ−レベ
ルおよびそれに関連したフォトン束が増大するにつれて
重要になりうる。フォトン束の低いレ−ザに対して最大
のレ−ザ寿命を実現するための成功可能な対応策はフォ
トン束の高いレ−ザに対しては効果的でなくなりうる。
【００１３】光反応が生じているとすると、切り子面の
近傍に存在する酸素のような反応性ガスが上述のように
光反応の反応性生成物と結合して、これらの反応性生成
物が切り子面ミラ−上に析出するのを防止するか、ある
いは切り子面ミラ−にすでに結合している反応性生成物
を除去すると考えられる。このように、酸素は、従来技
術で教示されているように超小型回路の寿命を短くする
潜在的要因に対してレ−ザ雰囲気の保護要素となる。
【００１４】上述した機構の有効性は本発明にとって不
可欠でもなければ、またその機構は本発明の機能にとっ
て必要でもないことが理解されるであろう。
【００１５】下記の実施例で説明されるように、イソプ
ロピルアルコ−ルのような物質で容器の内側をクリ−ニ
ングし、その容器に乾燥した不活性ガスを充填し、そし
てレ−ザ容器を気密シ−ルすることを含むレ−ザ・パッ
ケ−ジングのための例えばMIL-STD-1772Aのような標準
的な手法は、ハイパワ−レ−ザ、すなわち少なくとも50
mWの前部切り子面パワ−を生ずるレ−ザの場合には、数
十時間のオ−ダ−の許容できない短いレ−ザ寿命を生ず
ることが認められた。
【００１６】乾燥した空気がレ−ザ・エンクロ−ジャ雰
囲気内に導入されたことを除き標準の手法でパッケ−ジ
されたレ−ザは許容し得る寿命を示した。さらに、乾燥
した不活性の雰囲気で動作された場合にパワ−が劣化し
はじめたある種のレ−ザは、空気の環境が導入された場
合に回復することが認められた。
【００１７】上述のように、レ−ザ・エンクロ−ジャに
充填するために用いられる雰囲気は少なくとも100ppmの
酸素と、約1000ppm以下の水分を含むことが好ましい。
市販の「再生空気」（reconstituted air）がその雰囲
気に対する適当な供給源である。例えば、オレゴン州ポ
−トランドのエアコ ガス インコ−ポレイテッドによ
って市販されているエア・プロデュ−ス・ナンバ−00.1
（air produce number0.001）が本発明に従ってレ−ザ
をパッケ−ジするのに使用できる。その製造者によって
報告されているように、この生成物は下記の組成を有す
る： -20％O2（典型値）; -80％N2（典型値）; 0.2ppm
CO（典型値）; <0.1ppm CO2（典型値）;<0.1ppm NO
x（典型値）; <0.1ppm全炭化水素（保証値）; および<3
ppmH2O（保証値）
【００１８】レーザを酸素でパッケージすることに加え
て、レーザ・エンクロージャ内に吸着性または吸収性の
ゲッターが含まれることも好ましい。この目的に対して
は種々のゲッター材料が使用できる。この材料は下記の
特性を有していなければならない。１）それは限定され
た量の材料がレーザ・エンクロージャ内に含まれさえす
ればよいように有機不純物に対する実質的な吸着または
吸収容量および好ましくは実質的な固有の吸着または吸
収容量を有していなければならない；２）使用時ゲッタ
ーの温度が変化しても実質的な量の吸着または吸収され
た不純物が釈放されないように、それの吸着または吸収
容量がエンクロージャの動作温度範囲にわたって（例え
ば約−４０℃〜約８５℃の範囲にわたって）レーザおよ
びそれの回路を保護するのに十分のままでなければなら
ない；３）それは出荷、運搬および使用時に実質的な物
理的一体性を呈示しなければならない、例えば、材料が
釈放する切子面ミラーに付着し得る塵埃または粒状物が
最少限でなければならない；そして４）材料が容器内に
導入される前に有機汚染物が材料から容易に除去される
ことができなければならない。すなわち、材料が使用前
にパージできなければならない。
【００１９】特定のレ−ザ・エンクロ−ジャに対して使
用されるゲッタ−の量は、レ−ザパッケ−ジのために選
択されたゲッタ−材料の固有の特性、シ−リング時にお
けるエンクロ−ジャ内の有機不純物の公称量、およびエ
ンクロ−ジャの容積に基づいた経験的決定を少なくとも
部分的に含むであろう。一般的に言えば、例えば１グラ
ム当り100平方メ−トルのオ−ダ−の表面積のような大
きい固有表面積を有しかつ実質的な容積の有機化合物を
収容することができる相互接続気孔寸法分布を有するゲ
ッタ−材料の場合には、エンクロ−ジャの各cm3に対し
て約0.1グラムのゲッタ−が使用されなければならな
い。
【００２０】好ましくは、ゲッタ−材料はレ−ザ・エン
クロ−ジャ内への混入を容易にするためにブロック形式
で用いられる。例えば、エンクロ−ジャに対するカバ−
の内側表面上にゲッタ−材料のブロックが取り付けられ
る。一般に、この取り付けは例えばエポキシまたは接着
剤のような有機材料を用いてはならず、機械的手段によ
るべきである。例えば、ワイヤまたはばねクリップある
いはネジ取り付けを用いることができる。同様に、例え
ば透孔がゲッタ−材料のブロックに形成され、ゲッタ−
がエンクロ−ジャのカバ−の内表面上に配置され、そし
てそのゲッタ−が上記透孔を通じて溶融半田を注入する
ことによってカバ−に半田づけされる機械的な半田取り
付けを用いることができる。もちろん、もし所望されれ
ば、他の取り付け手段を用いることもできる。
【００２１】本発明を実施するために使用するのに適し
たゲッタ−材料の例としては、コ−ニング インコ−ポ
レイテッド（ニュ−ヨ−ク州コ−ニング）から製品番号
７９３０として販売されているＶＹＣＯＲブランド多孔
質シリカのような種々の多孔質シリカおよびダブリュウ
・ア−ル・グレ−ス・アンド・カンパニから製品番号１
０Ａとして販売されているNa-Al-Siゼオライトのような
種々のゼオライトを含む。本発明を実施する場合には必
要に応じてゲッタ−材料の混合物を使用してもよい。
【００２２】上述のように、パッケ−ジング雰囲気内の
酸素は有機不純物によるレ−ザ損傷を最小限に抑えると
言う重要な機能を果す。しかし、酸素を使用することに
は、その酸素がレ−ザ・エンクロ−ジャ内で水素と反応
して水分を生成するという難点がある。その水分は例え
ば半導体レ−ザを含むエンクロ−ジャ内の電子部品を接
続する導体間に短絡回路を形成することによってそれら
の部品の全体的な動作に悪影響を及ぼすおそれがある。
上述したＶＹＣＯＲ材料のような有機不純物に加えて、
水分を吸着または吸収するゲッタ−材料を使用すること
によって、この問題を最少限に抑えることができる。
【００２３】本発明によれば、酸素を含んだ雰囲気の酸
素と反応するためにエンクロ−ジャ内における炭化水素
の量を減少させることによって、この水分の問題にも対
処する。容器の壁を形成するために使用されている金属
がエンクロ−ジャ内における水素の主たる供給源であ
る。例えば、電子エンクロ−ジャを構成するために使用
する一般的な材料は、ニッケルと金を電気メッキしたコ
バ−ル（Kovar）（ニッケルとコバルトの合金）であ
る。コバ−ルは、製造時に、通常水素中でアニ−ルされ
る。同様に、電気メッキ処理時に、水素が発生され、そ
れが金属に吸収される。時間とともに、水素がその金属
から放出され、エンクロ−ジャ内の酸素と反応し、そし
て水分を生成する。したがって、水素の問題は通常最初
は現れないが、半導体レ−ザ装置が酸素を含む雰囲気内
にシ−ルされた後でエ−ジングするにつれて現れて来
る。
【００２４】本発明は容器を形成するために用いられた
材料を予備処理することによって水素問題に対処する。
すなわち、その材料はそれに吸着または吸収された水素
の量を実質的に減少させるために高温でかつ長期間にわ
たって焼成される。例えば、ニッケルと金をメッキした
コバールの場合には、その焼成は約１５０℃の温度で約
２００時間のあいだ行うことができる。焼成温度を約３
５０℃まで上昇することによって水素をさらに減少させ
ることができるが、一般には、そのような高い温度での
処理は必要とされない。メッキされるコバールに対して
使用される温度と時間はシールされたエンクロージャを
構成するための公知の他の材料にも一般的に適用可能で
ある。
【００２５】比較実施例 １ 実質的に図１に示されている構造を有する980 nm InGaA
s 半導体レ−ザがスイス国チュ−リッヒにあるIBMの研
究所から得られた。レ−ザ・ミラ−が前部切り子面を通
じて全体のパワ−の90％を、そして後部切り子面を通じ
て10％を伝送するように構成された。このレ−ザが195m
Aの駆動電流で動作され、150mWの前部切り子面パワ−を
発生した。このレ−ザが1:9の比でHe/Nの混合物を充填
され気密シ−ルされた容器内に入れ込まれた。シ−リン
グの前に、容器がイソプロピルアルコ−ルおよびOPTICL
EARでクリ−ニングされた。レ−ザを取巻いている雰囲
気の水分含有量は<1000PPMであった。
【００２６】９８０ｎｍ波長に感応する半導体フォトダ
イオードが後部切子面パワーを時間的に連続してモニタ
するために用いられた。このレーザに対して選択された
前部切子面パワーと後部切子面パワーとの比のために、
前部切子面パワーをほんの少ししか低下させない前部ミ
ラー反射率の小さい増加がそれに比例した大きさの増加
を後部切子面パワーに生ずる。したがって、後部切子面
モニタは前部切子面反射率の小さな変化に感応する。図
４はプラットフォーム２５上に取り付けられたレーザ２
１と後部切子面フォトダイオード２３の破断図である。
この構造物が容器２７内にシールされる。
【００２７】図２を参照すると、曲線１３はHe/N雰囲気
を有する比較実施例１の装置をテストしている約45時間
の間に観察された後部切り子面パワ−の増加を示してい
る。急激な上昇傾向は前部切り子面反射率の増加、した
がって早期レ−ザ故障を示している。
【００２８】比較実施例 ２ 図２の曲線１１は比較実施例１のレ−ザと本質的に同一
のレ−ザについて測定された後部切り子面パワ−を示し
ている。このレ−ザは、乾燥したHe/N混合物が空気で置
換された点を除き実施例１のレ−ザと同じ手法を用いて
パッケ−ジされた。264時間後に、後部切り子面パワ−
曲線が正常となり、正常なレ−ザ寿命予測を示した。
【００２９】比較実施例 ３ 980 nm InGaAs レ−ザが実施例１で説明した乾燥した不
活性雰囲気にパッケ−ジされた。この場合にも、駆動電
流は約95mAであり、かつ初期前部切り子面パワ−は約15
0mAであった。図３を参照すると、曲線１５は後部切り
子面パワ−の単調な増加を示している。このデ−タは早
期レ−ザ故障を予測している。このテストはレ−ザの故
障の約100時間前に停止された。
【００３０】比較実施例 ４ 実施例３のレ−ザ容器が、その容器の気密シ−ルを破壊
して周囲の空気が入り込むことができるようにして周囲
の空気中でパンクされた。レ−ザ駆動電流が再度印加さ
れ、そして後部切り子面パワ−のモニタが開始された。
曲線１７は後部切り子面パワ−が公称レベルまで低下
し、そして正常なエ−ジング傾斜をもって継続する状態
を示している。正常なエ−ジング傾斜は500時間で後部
切り子面パワ−に約5％の低下が生ずるようなものであ
る。すなわち、レ−ザの後部切り子面パワ−は最初の50
0時間の動作で約5％低下する。
【００３１】乾燥した空気中でレ−ザを反復してテスト
した結果、乾燥したHe/N混合物の雰囲気よりもその雰囲
気の方が優れていることが判った。
【００３２】容器を完全にクリ−ニングすることによっ
て蒸気不純物を非常に低いレベルまで少なくすることが
できるので、レ−ザ切り子面ミラ−の完全性を維持する
には100ppm程度の低い酸素レベルで十分でありうると考
えられる。一般に、有機不純物はクリ−ニングによって
最少限に抑えられうる。逆に言えば、蒸気不純物レベル
が比較的高い場合には、酸素レベルは存在する不純物分
子と化学量論的に反応するように高められなければなら
ない。酸素濃度は有機不純物の無害な酸化生成物を生成
する反応が熱力学的に強く支援される。この場合には、
酸素の量は化学量論的量よりも多いであろう。
【００３３】酸素以外の空気を構成している他の元素お
よび化合物ガスはハイパワ−レ−ザ切り子面構造の完全
性を保存するのに好ましいとは考えられない。したがっ
て、酸素と多数の一般に知られたガスとの混合物はハイ
パワ−半導体レ−ザに適したガス媒体として作用する。
例えば、アルゴン、ヘリウムまたは窒素と酸素との混合
物はレ−ザに適した雰囲気を構成するであろう。
【００３４】図４における光導波路増幅器ファイバ１９
はレ−ザ２１の前部切り子面に結合されかつ容器２７の
壁を貫通している状態で示されている。この構造は増幅
器ファイバにパワ−を与えるポンプ・レ−ザの典型的な
ものである。
【００３５】比較実施例 ５ 実施例１で説明されたタイプの980nm InGaAs半導体レ−
ザが、増幅器ファイバにパワ−を与えるためにこのレ−
ザを使用するための他の部品と一緒に、酸素を含んだ雰
囲気を充填された低水素コバ−ル容器にＶＹＣＯＲガラ
ス・ゲッタ−（製品番号７９３０）とともに下記のよう
にしてパッケ−ジされる。
【００３６】このレ−ザのための容器は、レ−ザと他の
部品を保持するための本体部分と、ＶＹＣＯＲゲッタ−
を担持するためのカバ−の２つの部分よりなるものとし
て、金とニッケルをメッキされたコバ−ルで作成され
る。これら２つの部分はN2でパ−ジされた炉内で150℃
において200時間焼成される。容器の内部容積は約5cm3
である。
【００３７】ＶＹＣＯＲゲッターが、材料を活性化する
ためおよび予め吸着または吸収された有機物を除去する
ために、650℃において少なくとも0.5時間焼成される。
約0.75グラムの重量を有する材料の部分が100℃におい
て12時間、真空焼成される。最後に、上記２つの部分が
上述したエア・プロデュース・ナンバー00.1の空気生成
物の雰囲気で一緒にシールされる。このシーリングはフ
ラクッスレス、電気抵抗加熱によって行われる。
【００３８】
【発明の効果】本発明による半導体レ−ザは、長期間に
わたって、すなわち5000時間以上にわたって、パッケ−
ジ内に最少限の自由な水分をともなって、すなわちテス
ト期間の終りにおいてパッケ−ジ雰囲気における水分の
濃度が5000ppm以下で十分に動作することが認められ
た。したがって、このようにパッケ−ジされたハイパワ
−半導体レ−ザは電気通信システムにおける増幅器ファ
イバにパワ−を与えるために使用するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体レ−ザの展開図である。
【図２】乾燥した不活性雰囲気中にパッケ−ジされた半
導体レ−ザについて時間的に測定された後部切り子面パ
ワ−を、空気でパッケ−ジされたレ−ザと比較して示し
たグラフである。
【図３】乾燥した不活性雰囲気中にパッケ−ジされた半
導体レ−ザについて時間的に測定された後部切り子面パ
ワ−を、空気中にパッケ−ジされたレ−ザと比較して示
したグラフである。
【図４】容器内に取り付けられたレ−ザ装置を破断して
示す側面図である。
【符号の説明】
３ レ−ザ本体 ５ パシベ−ション層 ７ 後部切り子面ミラ− ９ 前部切り子面ミラ− １０ 前部切り子面 １２ 後部切り子面 ２１ レ−ザ ２３ 後部切り子面フォトダイオ−ド ２５ プラットフォ−ム ２７ 容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール アンソニ ジェイコブソン アメリカ合衆国ニューヨーク州14830、 コーニング、レキシントン ストリート 147 (72)発明者 ジュリア アリソン シャープス アメリカ合衆国ニューヨーク州14830、 コーニング、シーダー ストリート 176 (72)発明者 ロジャー フランク バーソロミュウ アメリカ合衆国ニューヨーク州14870、 ペインテッド ポスト、オーバーブルッ ク ロード ８ (56)参考文献 特開 昭60−186076（ＪＰ，Ａ) Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｔｅｃｈｎ ｏｌｏｇｙ（1984），ｐ．183−186 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎ ｏｌｏｇｙ Ｐａｒｔ Ａ，Ｖｏｌ. ９，Ｎｏ．２，（1991），ｐ．250−253 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/30

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パッケージされた半導体レーザであっ
    て、 50mW以上の動作光出力を有するハイパワーInGaAs半導体
    レーザと、 前記半導体レーザを包囲する気密シールされた容器と、
    からなり、 前記容器には少なくとも100ppmの酸素含有量のガス媒体
    を充填した後に得られることを特徴とするパッケージさ
    れた半導体レーザ。
  2. 【請求項２】 前記容器内に配設された有機不純物を吸
    着または吸収するためのゲッターを含むことを特徴とす
    る請求項１記載のパッケージされた半導体レーザ。
  3. 【請求項３】 前記ゲッターが、多孔性シリカまたはゼ
    オライトよりなることを特徴とする請求項２記載のパッ
    ケージされた半導体レーザ。
  4. 【請求項４】 前記容器がカバーを有し、かつ前記ゲッ
    ターがそのカバーによって担持されているか、あるいは
    そのカバーに機械的に付着されていることを特徴とする
    請求項２記載のパッケージされた半導体レーザ。
  5. 【請求項５】 前記半導体レーザが切子面構造を有し、
    前記ガス媒体が前記半導体レーザの材料に対して不活性
    な成分を含むことを特徴とする請求項１乃至４記載のう
    ちの１に記載の半導体レーザ。
  6. 【請求項６】 光導波路増幅器ファイバをポンピングす
    るための装置で使用されることを特徴とする請求項１乃
    至５のうちの１に記載の半導体レーザ。
  7. 【請求項７】 前記レーザが約980nmの波長で動作する
    ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。
  8. 【請求項８】 半導体レーザのパッケージ方法であっ
    て、 50mW以上の動作光出力を有するハイパワーInGaAs半導体
    レーザを容器に固着する工程と、 前記半導体レーザのレーザ切子面上の残留物を除去する
    ために酸素含有量が少なくとも100ppmのガス媒体を前記
    容器に導入して、前記容器を気密シールする工程と、を
    含むことを特徴とする半導体レーザのパッケージ方法。
  9. 【請求項９】 前記容器に水素還元処理を施す工程を有
    することを特徴とする請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記水素還元処理工程は、約１５０℃
    の温度で約２００時間前記材料を焼成する工程を含むこ
    とを特徴とする請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記ガス媒体の水分含有量が5000ppm
    以下、好ましくは1000ppm以下であることを特徴とする
    請求項８乃至10のうちの１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 有機物を吸着または吸収するためのゲ
    ッターを、前記容器を気密シールする前に前記容器内部
    に配設することを特徴とする請求項８乃至11のうちの１
    に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記半導体レーザは、約980nmの波長
    で動作することを特徴とする請求項８乃至12のうちの１
    に記載の方法。
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