JP7371522B2 - semiconductor laser equipment - Google Patents

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本発明は、半導体レーザ装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device.

近年、プロジェクタ等のディスプレイ用途の光源に、従来使われてきたランプに対して、より長寿命の半導体レーザ装置が使用されるようになってきている。しかしながらレーザ光はコヒーレント光であるため、スクリーン上でスペックルと呼ばれる斑点模様のノイズが発生する。このスペックルの低減が、ディスプレイ用途の半導体レーザ装置には求められている。 In recent years, semiconductor laser devices with a longer life span have been used as light sources for displays such as projectors, compared to conventional lamps. However, since laser light is coherent light, a speckled noise called speckle occurs on the screen. Semiconductor laser devices for display applications are required to reduce this speckle.

スペックルの低減にはいくつかの対策があるが、そのうちの一つに、数nm~数十nm程度に発振波長が異なる複数の半導体レーザ素子を使用するという対策がある。この対策によるスペックル低減のために、同じ波長帯域に含まれるが発振波長の異なる複数の半導体レーザ素子を搭載した装置が求められてきている。例えば赤色の波長帯域であれば、発振波長が638nmの半導体レーザ素子だけではなく、発振波長が640nm、642nm、・・・・、660nm等の半導体レーザ素子も有した装置が求められている。 There are several measures to reduce speckle, one of which is to use a plurality of semiconductor laser elements with different oscillation wavelengths of several nanometers to several tens of nanometers. In order to reduce speckle by this measure, there is a demand for a device equipped with a plurality of semiconductor laser elements that are included in the same wavelength band but have different oscillation wavelengths. For example, in the red wavelength band, there is a demand for a device having not only a semiconductor laser element with an oscillation wavelength of 638 nm but also a semiconductor laser element with an oscillation wavelength of 640 nm, 642 nm, . . . , 660 nm, etc.

発振波長の異なる半導体レーザ素子がそれぞれ別のパッケージに搭載された半導体レーザ装置を用意すれば、このスペックル低減は実現できるものの、装置の小型化のためには発振波長の異なる複数の半導体レーザ素子が1つのパッケージに搭載されている方が好ましい。また、発振波長の異なる複数の半導体レーザ素子を1つのパッケージに搭載した方が、発振波長の異なる半導体レーザ素子をそれぞれ別のパッケージに搭載するよりもコスト低減にもつながる。 Although this speckle reduction can be achieved by preparing a semiconductor laser device in which semiconductor laser elements with different oscillation wavelengths are mounted in separate packages, it is necessary to have multiple semiconductor laser elements with different oscillation wavelengths in order to miniaturize the device. It is preferable that both are included in one package. Furthermore, mounting a plurality of semiconductor laser elements with different oscillation wavelengths in one package leads to lower costs than mounting semiconductor laser elements with different oscillation wavelengths in separate packages.

例えば特許文献1には、1つのサブマウントの上に複数の半導体レーザ素子が配置された装置が開示され、複数の半導体レーザ素子は、同じ波長帯、異なる波長帯のいずれでもよいことが記載されている。また、特許文献1には、半導体レーザ素子を複数配置する場合、直列で接続されていてもよいことが記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a device in which a plurality of semiconductor laser elements are arranged on one submount, and it is stated that the plurality of semiconductor laser elements may be in the same wavelength band or in different wavelength bands. ing. Further, Patent Document 1 describes that when a plurality of semiconductor laser elements are arranged, they may be connected in series.

また、例えば特許文献2には、支持ブロックの長手方向に複数のヒートシンク(サブマウント)が並べられ、各ヒートシンクにレーザチップが配置された構造が開示され、複数のレーザチップが電気的に直列に接続されることも開示されている。 Furthermore, for example, Patent Document 2 discloses a structure in which a plurality of heat sinks (submounts) are arranged in the longitudinal direction of a support block, and a laser chip is arranged on each heat sink, and the plurality of laser chips are electrically connected in series. It is also disclosed that they are connected.

特許第6361293号公報Patent No. 6361293 特表2016-518726号公報Special Publication No. 2016-518726

発振波長の異なる複数の半導体レーザ素子が1つのパッケージに搭載される場合、搭載スペースや配線構造などの関係から直列接続での搭載が望ましい。そして、直列接続された複数の半導体レーザ素子には同一の電流が流れる。 When a plurality of semiconductor laser elements with different oscillation wavelengths are mounted in one package, it is desirable to mount them in series connection due to mounting space, wiring structure, etc. The same current flows through the plurality of semiconductor laser elements connected in series.

しかし、例えばGaAs系の赤色レーザの場合、発振波長は活性層の歪量で調整される為、歪量子井戸のLH/HHに対するゲインの取れやすさの関係から、発振波長が異なると発振閾値電流Ithなどが変化する。この結果、複数の半導体レーザ素子が搭載されたパッケージにおける一定の駆動電流で見ると、半導体レーザ素子同士で光出力が異なってくる。また、発振波長が長波長になるほど活性層とpクラッド層のヘテロ障壁が高くなり、電子のオーバーフローが生じにくくなる為、温度特性が良くなる。この結果、半導体レーザ装置における動作条件が高温・大電流になるほど、複数の半導体レーザ素子における発振波長の相違に伴う光出力差は大きくなる。 However, for example, in the case of a GaAs-based red laser, the oscillation wavelength is adjusted by the amount of strain in the active layer, so due to the ease of obtaining gain for the LH/HH of the strained quantum well, the oscillation threshold current will vary depending on the oscillation wavelength. Ith etc. change. As a result, when looking at a constant drive current in a package in which a plurality of semiconductor laser elements are mounted, the optical outputs of the semiconductor laser elements differ. Furthermore, as the oscillation wavelength becomes longer, the heterobarrier between the active layer and the p-cladding layer becomes higher, and electron overflow becomes less likely to occur, resulting in better temperature characteristics. As a result, as the operating conditions of the semiconductor laser device become higher temperature and larger current, the difference in optical output due to the difference in oscillation wavelength among the plurality of semiconductor laser elements becomes larger.

このような理由で、異なる発振波長の半導体レーザ素子が同一電流で駆動される場合、光出力に差が生じやすく、一般的に光出力が高いほど端面劣化は進むことから、半導体レーザ素子毎の寿命にばらつきを生じ、半導体レーザ装置の信頼度低下につながってしまう。
そこで、本発明は、信頼性の高い多波長の半導体レーザ装置を提供することを課題とする。
For this reason, when semiconductor laser devices with different oscillation wavelengths are driven with the same current, differences in optical output tend to occur, and generally speaking, the higher the optical output, the more the end face deterioration progresses. This causes variations in the lifespan, leading to a decrease in the reliability of the semiconductor laser device.
Therefore, an object of the present invention is to provide a highly reliable multi-wavelength semiconductor laser device.

上記課題を解決するために、本発明に係る半導体レーザ装置の一態様は、互いに同色の波長帯域内で互いに発振波長が異なる複数の半導体レーザ素子が電気的に直列に接続された半導体レーザ装置であって、前記複数の半導体レーザ素子における出射端面における反射率が互いに異なっている。 In order to solve the above problems, one embodiment of a semiconductor laser device according to the present invention is a semiconductor laser device in which a plurality of semiconductor laser elements having different oscillation wavelengths within the wavelength band of the same color are electrically connected in series. Therefore, the reflectances at the emission end faces of the plurality of semiconductor laser elements are different from each other.

このような半導体レーザ装置によれば、反射率の調整によって半導体レーザ素子の光出力特性が調整可能であるため、半導体レーザ装置の望まれる駆動電流における光出力について、複数の半導体レーザ素子の相互間で近接化が可能となる。このため、複数の半導体レーザ素子について寿命のばらつきが抑制され、信頼性の高い多波長の半導体レーザ装置が得られる。 According to such a semiconductor laser device, the optical output characteristics of the semiconductor laser element can be adjusted by adjusting the reflectance. This allows for close proximity. Therefore, variations in the lifetime of a plurality of semiconductor laser elements are suppressed, and a highly reliable multi-wavelength semiconductor laser device can be obtained.

また、上記半導体レーザ装置において、前記複数の半導体レーザ素子は、出射端面における反射率が互いに異なっていることで各々の発振閾値の差が、反射率が同一である場合に較べて広がっていることが好ましい。 Further, in the semiconductor laser device, the plurality of semiconductor laser elements have different reflectances at their emission end faces, so that the difference in their oscillation thresholds is wider than when the reflectances are the same. is preferred.

このような好ましい形態の半導体レーザ装置によれば、複数の半導体レーザ素子における発振閾値の差が広がることで、同一の駆動電流における光出力の近接化が容易となる。 According to such a preferable semiconductor laser device, the difference in the oscillation threshold values of the plurality of semiconductor laser elements is widened, so that it is easy to bring the optical outputs close to each other with the same drive current.

本発明によれば、信頼性の高い多波長の半導体レーザ装置が得られる。 According to the present invention, a highly reliable multi-wavelength semiconductor laser device can be obtained.

本発明の半導体レーザ装置の一実施形態を示す図である。1 is a diagram showing an embodiment of a semiconductor laser device of the present invention. サブマウント上のレーザチップを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a laser chip on a submount. 比較例におけるレーザチップの入出力特性を示すグラフであるIt is a graph showing the input/output characteristics of a laser chip in a comparative example. レーザチップにおける端面の構造を示す図である。It is a figure showing the structure of the end face in a laser chip. レーザチップの反射率を示す表である。It is a table showing the reflectance of a laser chip. 本実施形態におけるレーザチップの入出力特性を示すグラフである。It is a graph showing the input/output characteristics of the laser chip in this embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の半導体レーザ装置の一実施形態を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a semiconductor laser device of the present invention.

半導体レーザ装置100は、ステムベース101と、ステムブロック102と、複数(ここに示す例では2つ)のレーザチップ103_1、103_2とを備えている。半導体レーザ装置100は開放型のものであってもよいが、図1に示す例ではステムキャップ110を備えた密閉型となっている。 The semiconductor laser device 100 includes a stem base 101, a stem block 102, and a plurality of (two in the example shown here) laser chips 103_1 and 103_2. The semiconductor laser device 100 may be of an open type, but in the example shown in FIG. 1, it is a closed type equipped with a stem cap 110.

ステムブロック102はステムベース101から突き出し、ステムキャップ110はステムベース101に固定されてステムブロック102を覆う。ステムベース101とステムブロック102とステムキャップ110はいずれも金属製で、これらによってキャンパッケージが構成されている。ステムブロック102とステムベース101は同一材料で構成される必要はなく、各々別々の材料で構成されていてもよいし、ステムベースの一部がステムブロックの材料で構成されていてもよいし、その逆でもよいし、特に限定するものではない。 The stem block 102 protrudes from the stem base 101, and the stem cap 110 is fixed to the stem base 101 and covers the stem block 102. The stem base 101, the stem block 102, and the stem cap 110 are all made of metal, and constitute a can package. The stem block 102 and the stem base 101 do not need to be made of the same material, and may be made of different materials, or a part of the stem base may be made of the material of the stem block, The opposite may be used, and there is no particular limitation.

ステムブロック102は、ステムベース101から立ち上がった側面の一部に、レーザチップ103_1、103_2の搭載されたサブマウント104が半田で固定されている。レーザチップ103_1、103_2から発せられるレーザビームは、図1の上方へと進み、ステムキャップ110にはめ込まれたガラス窓111を透過して半導体レーザ装置100から出射される。 In the stem block 102, a submount 104 on which laser chips 103_1 and 103_2 are mounted is fixed by solder to a part of the side surface rising from the stem base 101. The laser beams emitted from the laser chips 103_1 and 103_2 travel upward in FIG. 1, pass through the glass window 111 fitted in the stem cap 110, and are emitted from the semiconductor laser device 100.

発光時にレーザチップ103_1、103_2が発する熱は、サブマウント104を介してステムブロック102に伝達され、更にステムブロック102からステムベース101へと伝達される。 Heat generated by the laser chips 103_1 and 103_2 when emitting light is transmitted to the stem block 102 via the submount 104, and further transmitted from the stem block 102 to the stem base 101.

レーザチップ103_1、103_2は、複数スポットのレーザビームを発するマルチエミッタ型のものであってもよいし、単スポットのレーザビームを発するシングルエミッタ型でもよい。レーザチップ103_1、103_2は本発明にいう半導体レーザ素子の一例に相当する。本実施形態におけるレーザチップ103_1、103_2は例えばAlGaInP系の半導体が用いられたレーザチップであるが、本発明にいう半導体レーザ素子は、AlGaInP系以外の半導体が用いられたレーザチップであってもよい。 The laser chips 103_1 and 103_2 may be of a multi-emitter type that emits laser beams of multiple spots, or may be of a single-emitter type that emits a laser beam of a single spot. The laser chips 103_1 and 103_2 correspond to an example of a semiconductor laser element according to the present invention. Although the laser chips 103_1 and 103_2 in this embodiment are laser chips using, for example, an AlGaInP-based semiconductor, the semiconductor laser element referred to in the present invention may be a laser chip using a semiconductor other than AlGaInP-based semiconductor. .

レーザチップ103_1、103_2への給電のため、半導体レーザ装置100には、給電用リードピン105が設けられている。給電用リードピン105はステムベース101を貫通して一端がステムキャップ110内に突き出している。
給電用リードピン105の、ステムキャップ110内に突き出した一端からレーザチップ103_1、103_2にワイヤ106が接続されている。
図2は、サブマウント上のレーザチップを示す図である。
ここでは説明の便宜上、重力方向とは無関係に、図の上方を『上』と称し、図の下方を『下』と称する。
In order to supply power to the laser chips 103_1 and 103_2, the semiconductor laser device 100 is provided with power supply lead pins 105. The power supply lead pin 105 passes through the stem base 101 and has one end protruding into the stem cap 110.
A wire 106 is connected to the laser chips 103_1 and 103_2 from one end of the power supply lead pin 105 protruding into the stem cap 110.
FIG. 2 is a diagram showing a laser chip on a submount.
Here, for convenience of explanation, the upper part of the diagram is referred to as "upper" and the lower part of the diagram is referred to as "lower", regardless of the direction of gravity.

サブマウント104の上面には2つのレーザチップ103_1、103_2が搭載されている。具体的には、レーザチップ103_1、103_2は半田で固定されている。各レーザチップ103_1、103_2は、図の左手前側に示された前端103aと図の右奥側に隠れている後端103bとを有し、前端103aからレーザビームを出射する。 Two laser chips 103_1 and 103_2 are mounted on the upper surface of the submount 104. Specifically, the laser chips 103_1 and 103_2 are fixed with solder. Each laser chip 103_1, 103_2 has a front end 103a shown on the front left side of the figure and a rear end 103b hidden on the back right side of the figure, and emits a laser beam from the front end 103a.

2つのレーザチップ103_1、103_2のうち第1のレーザチップ103_1は発振波長が例えば643nmであり、第2のレーザチップ103_2は発振波長が例えば638nmである。何れの発振波長も、615nm以上700nm以下の赤の波長帯域に含まれている。つまり、これら2つのレーザチップ103_1、103_2は、互いに同色(ここに示す例では赤)の波長帯域に含まれるとともに互いに異なった発振波長を有している。このように2つのレーザチップ103_1、103_2の発振波長が異なっていることにより、図1に示す半導体レーザ装置100から出射されるレーザビームではスペックルの低減が図られている。 Of the two laser chips 103_1 and 103_2, the first laser chip 103_1 has an oscillation wavelength of, for example, 643 nm, and the second laser chip 103_2 has an oscillation wavelength of, for example, 638 nm. All oscillation wavelengths are included in the red wavelength band of 615 nm or more and 700 nm or less. That is, these two laser chips 103_1 and 103_2 are included in the wavelength band of the same color (red in the example shown here) and have different oscillation wavelengths. Since the oscillation wavelengths of the two laser chips 103_1 and 103_2 are different in this way, speckles are reduced in the laser beam emitted from the semiconductor laser device 100 shown in FIG. 1.

各レーザチップ103_1、103_2は、上面と下面に電極を有し、上下の電極間に電圧が印加されることでレーザビームを発する。また、各レーザチップ103_1、103_2の動作電圧は2V以上4V以下である。 Each of the laser chips 103_1 and 103_2 has electrodes on an upper surface and a lower surface, and emits a laser beam when a voltage is applied between the upper and lower electrodes. Further, the operating voltage of each laser chip 103_1 and 103_2 is 2V or more and 4V or less.

2つのレーザチップ103_1、103_2は、サブマウント104上でワイヤ106によって電気的に直列に接続されている。このため、半導体レーザ装置100としての駆動電圧は5V前後となっている。このような電気的な直列接続のため、サブマウント104の上面には、電気的に区画された複数(ここに示す例では2つ)の電極パターン104aが形成され、各電極パターン104a上に各レーザチップ103_1、103_2が搭載されている。
ここで、2つのレーザチップ103_1、103_2における前端103aの反射率が互いに等しい比較例について入出力特性を示す。
図3は、比較例におけるレーザチップの入出力特性を示すグラフである。
The two laser chips 103_1 and 103_2 are electrically connected in series by a wire 106 on the submount 104. Therefore, the driving voltage of the semiconductor laser device 100 is approximately 5V. For such electrical series connection, a plurality of (two in the example shown here) electrically partitioned electrode patterns 104a are formed on the upper surface of the submount 104, and each electrode pattern 104a is formed on each electrode pattern 104a. Laser chips 103_1 and 103_2 are mounted.
Here, input/output characteristics will be shown for a comparative example in which the reflectances of the front ends 103a of the two laser chips 103_1 and 103_2 are equal.
FIG. 3 is a graph showing the input/output characteristics of a laser chip in a comparative example.

図3の横軸は入力電流値を表し、縦軸は光出力値を表す。また、第1のレーザチップ103_1の入出力特性を表すグラフが点線で示され、第2のレーザチップ103_2の入出力特性を表すグラフが実線で示されている。 The horizontal axis in FIG. 3 represents the input current value, and the vertical axis represents the optical output value. Further, a graph representing the input/output characteristics of the first laser chip 103_1 is shown by a dotted line, and a graph representing the input/output characteristics of the second laser chip 103_2 is shown by a solid line.

発振波長が互いに異なる第1のレーザチップ103_1および第2のレーザチップ103_2は、前端103aの反射率が互いに等しい場合であっても、活性層の歪量が異なることなどにより、レーザの発振閾値(即ち、グラフの立ち上がり位置)が互いに異なるとともにグラフの傾きも異なる。一方で、電気的に直列に接続された2つのレーザチップ103_1、103_2は同一の駆動電流値Dで駆動される。また、ディスプレイ用途の光源に対する駆動電流値Dは、予め設定された一定値である事が一般的である。 Even if the first laser chip 103_1 and the second laser chip 103_2 having different oscillation wavelengths have the same reflectance at the front end 103a, the laser oscillation threshold ( That is, the starting positions of the graphs are different from each other, and the slopes of the graphs are also different. On the other hand, the two laser chips 103_1 and 103_2 electrically connected in series are driven with the same drive current value D. Further, the drive current value D for a light source for display use is generally a constant value set in advance.

このため、図3に示すように、同一の駆動電流値Dにおける各レーザチップ103_1、103_2の光出力値には出力差ΔLが生じる虞がある。前端103aの反射率が等しい比較例ではこのような出力差ΔLが大きいため、出力が大きい方のレーザチップ(図3の例では第2のレーザチップ103_2)で寿命が短くなってしまい、半導体レーザ装置100の信頼性が低下する。 Therefore, as shown in FIG. 3, there is a possibility that an output difference ΔL will occur between the optical output values of the respective laser chips 103_1 and 103_2 at the same drive current value D. In the comparative example in which the reflectance of the front end 103a is equal, such an output difference ΔL is large, so the life of the laser chip with the larger output (the second laser chip 103_2 in the example of FIG. 3) is shortened, and the semiconductor laser The reliability of the device 100 decreases.

このような比較例に対し、本実施形態の半導体レーザ装置100では、2つのレーザチップ103_1、103_2における前端103aの反射率が互いに異なる反射率となっており、これにより2つのレーザチップ103_1、103_2における光出力の差が抑制されている。
図4は、レーザチップにおける端面の構造を示す図である。
In contrast to such a comparative example, in the semiconductor laser device 100 of the present embodiment, the reflectances of the front ends 103a of the two laser chips 103_1 and 103_2 are different from each other. The difference in optical output between is suppressed.
FIG. 4 is a diagram showing the structure of the end face of the laser chip.

レーザチップ103_1、103_2は、前端103a側と後端103b側とのそれぞれに半導体の劈開面121を有する。劈開面121自体における反射率は30%程度であるが、この劈開面121に対して誘電体膜122が重ねられることにより、前端103a側と後端103b側とのそれぞれにおける反射率が調整され、光共振器が形成されている。 The laser chips 103_1 and 103_2 each have a semiconductor cleavage plane 121 on the front end 103a side and the rear end 103b side. The reflectance at the cleavage plane 121 itself is about 30%, but by overlaying the dielectric film 122 on the cleavage plane 121, the reflectance at the front end 103a side and the rear end 103b side is adjusted. An optical resonator is formed.

後端103b側では、第1のレーザチップ103_1および第2のレーザチップ103_2の双方で、劈開面121に対して多数の誘電体膜122が重ねられており、例えば90%以上という高い反射率となっている。このため、後端103b側に進んだ光L1の殆どが光共振器内に戻る。 On the rear end 103b side, a large number of dielectric films 122 are stacked on the cleavage plane 121 of both the first laser chip 103_1 and the second laser chip 103_2, and have a high reflectance of, for example, 90% or more. It has become. Therefore, most of the light L1 that has traveled toward the rear end 103b returns into the optical resonator.

一方、前端103a側では、後端103b側よりも誘電体膜122の数が少なく、後端103b側よりも低い反射率となっている。このため、前端103a側では、一部の光L1が光共振器内に戻るとともに、他の一部の光L2がレーザチップ103_1、103_2からレーザビームとして放射される。 On the other hand, on the front end 103a side, there are fewer dielectric films 122 than on the rear end 103b side, and the reflectance is lower than on the rear end 103b side. Therefore, on the front end 103a side, part of the light L1 returns into the optical resonator, and another part of the light L2 is emitted as a laser beam from the laser chips 103_1 and 103_2.

前端103a側の誘電体膜122について第1のレーザチップ103_1と第2のレーザチップ103_2とを比較すると、第1のレーザチップ103_1では誘電体膜122が少なく低い反射率となっており、第2のレーザチップ103_2では誘電体膜122が多く高い反射率となっている。
なお、反射率の変更方法としては、誘電体膜数の変更以外に、膜厚の変更や膜の材質の変更などが有り得る。
図5は、レーザチップの反射率を示す表である。
Comparing the first laser chip 103_1 and the second laser chip 103_2 with respect to the dielectric film 122 on the front end 103a side, the first laser chip 103_1 has less dielectric film 122 and has a lower reflectance, while the second laser chip 103_1 has less dielectric film 122 and has a lower reflectance. The laser chip 103_2 has a large amount of dielectric film 122 and has a high reflectance.
In addition to changing the number of dielectric films, the reflectance may be changed by changing the film thickness or the material of the film.
FIG. 5 is a table showing the reflectance of the laser chip.

図5の上段には、第1のレーザチップ103_1および第2のレーザチップ103_2それぞれの反射率が示され、下段には、第1のレーザチップ103_1の反射率を基準とした第2のレーザチップ103_2の反射率が示されている。 The upper part of FIG. 5 shows the reflectance of the first laser chip 103_1 and the second laser chip 103_2, and the lower part shows the reflectance of the second laser chip 103_1 based on the reflectance of the first laser chip 103_1. The reflectance of 103_2 is shown.

第1のレーザチップ103_1(即ち発振波長が643nmのレーザチップ)では反射率が7%であるのに対し、第2のレーザチップ103_2(即ち発振波長が638nmのレーザチップ)では12%となっている。第1のレーザチップ103_1の反射率を基準とすると、第2のレーザチップ103_2では反射率が5%大きくなっている。 The reflectance of the first laser chip 103_1 (i.e., a laser chip with an oscillation wavelength of 643 nm) is 7%, while that of the second laser chip 103_2 (i.e., a laser chip with an oscillation wavelength of 638 nm) is 12%. There is. Based on the reflectance of the first laser chip 103_1, the reflectance of the second laser chip 103_2 is 5% higher.

第2のレーザチップ103_2では、このように前端103aの反射率が大きいことにより、第1のレーザチップ103_1と同じ反射率の上記比較例と較べ、共振器内部への光閉じ込めが強くなる。このため、低い入力電流値でも充分な利得が得られて発振が容易になり発振閾値が低下する。一方、前端103aの反射率が大きいことで光が出射されにくくなるので、入出力特性のグラフの傾きは低下する。
図6は、本実施形態におけるレーザチップの入出力特性を示すグラフである。
In the second laser chip 103_2, since the reflectance of the front end 103a is large as described above, light confinement inside the resonator becomes stronger compared to the above comparative example having the same reflectance as the first laser chip 103_1. Therefore, sufficient gain can be obtained even with a low input current value, facilitating oscillation and lowering the oscillation threshold. On the other hand, the large reflectance of the front end 103a makes it difficult for light to be emitted, so the slope of the graph of the input/output characteristics decreases.
FIG. 6 is a graph showing the input/output characteristics of the laser chip in this embodiment.

図6の横軸は入力電流値を表し、縦軸は光出力値を表す。また、第1のレーザチップ103_1の入出力特性を表すグラフが点線で示され、第2のレーザチップ103_2の入出力特性を表すグラフが実線で示されている。 The horizontal axis in FIG. 6 represents the input current value, and the vertical axis represents the optical output value. Further, a graph representing the input/output characteristics of the first laser chip 103_1 is shown by a dotted line, and a graph representing the input/output characteristics of the second laser chip 103_2 is shown by a solid line.

本実施形態では、第1のレーザチップ103_1および第2のレーザチップ103_2におけるレーザの発振閾値(即ち、グラフの立ち上がり位置)の差が、図3に示す比較例に較べて広がっている。また、上述したように、第2のレーザチップ103_2における入出力特性のグラフの傾きが、図3に示す比較例に較べて低下している。この結果、設定された駆動電流値Dにおける光出力値は、第1のレーザチップ103_1と第2のレーザチップ103_2とでほぼ等しい値となっている。従って、本実施形態の半導体レーザ装置100は信頼性の高い装置となっている。 In this embodiment, the difference in the laser oscillation threshold (that is, the rising position of the graph) between the first laser chip 103_1 and the second laser chip 103_2 is wider than that in the comparative example shown in FIG. 3. Furthermore, as described above, the slope of the graph of the input/output characteristics of the second laser chip 103_2 is lower than that of the comparative example shown in FIG. 3. As a result, the optical output values at the set drive current value D are approximately equal for the first laser chip 103_1 and the second laser chip 103_2. Therefore, the semiconductor laser device 100 of this embodiment is a highly reliable device.

100…半導体レーザ装置、101…ステムベース、102…ステムブロック、
103_1…第1のレーザチップ、103_2…第2のレーザチップ、
103a…前端、103b…後端、104…サブマウント、104a…電極パターン、
105…給電用リードピン、106…ワイヤ、110…ステムキャップ
100... Semiconductor laser device, 101... Stem base, 102... Stem block,
103_1...first laser chip, 103_2...second laser chip,
103a...front end, 103b...rear end, 104...submount, 104a...electrode pattern,
105... Lead pin for power supply, 106... Wire, 110... Stem cap

Claims (2)

互いに同色の波長帯域に含まれるとともに互いに異なった発振波長を有した複数の半導体レーザ素子が電気的に直列に接続された半導体レーザ装置であって、
前記複数の半導体レーザ素子における出射端面における反射率が、発振波長が長いほど小さく、発振波長が短いほど大きくなるように、互いに異なっていることを特徴とする半導体レーザ装置。
A semiconductor laser device in which a plurality of semiconductor laser elements included in wavelength bands of the same color and having different oscillation wavelengths are electrically connected in series,
A semiconductor laser device characterized in that the reflectances at the emission end faces of the plurality of semiconductor laser elements are different from each other such that the longer the oscillation wavelength is, the lower the reflectance is, and the shorter the oscillation wavelength is, the greater the reflectance is .
前記複数の半導体レーザ素子は、出射端面における反射率が互いに異なっていることで各々の発振閾値の差が、反射率が同一である場合に較べて広がってい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 elements according to claim 1, wherein the plurality of semiconductor laser elements have different reflectances at their emission end faces, so that the difference in the oscillation thresholds is wider than when the reflectances are the same. The semiconductor laser device described.
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