JPH01181488A - Semiconductor laser device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 本発明は半導体レーザ装置に関するものである。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a semiconductor laser device.
従来、金属キャップを用いた円筒形パッケージを有する
半導体レーザ装置では、半導体レーザチップはサブマウ
ント等のヒートシンクの端部かつ円筒中央に位置するよ
うに固定される。キャップは、スチームペースの上にあ
り、レーザチップの位置合わせは、ステム下側(ビン側
)の面を基準として行なわれていた。Conventionally, in a semiconductor laser device having a cylindrical package using a metal cap, a semiconductor laser chip is fixed so as to be located at the end of a heat sink such as a submount and at the center of the cylinder. The cap was placed on top of the steam pace, and the laser chip was aligned with the lower (bottle side) surface of the stem as a reference.
上述の従来の半導体レーザ装置は下記の欠点が−ある。 The conventional semiconductor laser device described above has the following drawbacks.
1、構成部材の形状が複雑であり、加工コストおよび組
立てコストが高い・
2、ヒートシンクの平行度のばらつき、あるいはそのセ
ツティング誤差、あるいはステムベースとヒートシンク
との位置ばらつき、あるいはチップ固定位置の誤差によ
り、基準面に対するチップの平行度が影響される。これ
により、基準面と出射光とが直角とならない場合が生じ
、品質が低下する。1. The shape of the component is complex, resulting in high processing and assembly costs. 2. Variations in the parallelism of the heat sink, or setting errors, or variations in the position of the stem base and heat sink, or errors in the chip fixing position. This affects the parallelism of the chip with respect to the reference plane. As a result, the reference plane and the emitted light may not be perpendicular to each other, resulting in a decrease in quality.
3、コリメータレンズ等の光学系(キャップと一体とな
っている)とレーザチップとの光学的位置合せを行なう
場合、キャップを動かすか、光学系自体を調整する必要
があるが、これらの作業は面倒である。これと同様の問
題は、光ファイバ等との結合をとる場合にも生じる。3. When optically aligning the laser chip with an optical system such as a collimator lens (integrated with the cap), it is necessary to move the cap or adjust the optical system itself. It's a hassle. A similar problem occurs when coupling with an optical fiber or the like.
本発明の半導体レーザ装置では、ステム、ヒートシンク
等は一体型構造となっており、これによりチップ支持部
か構成されている。また、このチップ支持部は円形を主
体として回転可能な形状となっている。また、チップを
保護するためのキャップは、チップ支持部と嵌合する円
形を主体とした形状となっており、チップ支持部とキャ
ップとが嵌合され、その接合部が接着剤等で固定されて
気密封止パッケージが構成されている。In the semiconductor laser device of the present invention, the stem, heat sink, etc. have an integrated structure, and this constitutes a chip support section. Moreover, this chip support part has a rotatable shape mainly having a circular shape. In addition, the cap for protecting the chip has a mainly circular shape that fits into the chip support part, and the chip support part and the cap are fitted and the joint is fixed with adhesive etc. A hermetically sealed package is constructed.
チップ支持部(ステム、ヒートシンク等)を−体構造と
したことによって加工工数が減り、また、このチップ支
持部とキャップとを嵌合させ、固定することにより組立
を行なうので、組立が容易である。このためコストダウ
ンが図れる。Since the chip support part (stem, heat sink, etc.) has a hollow structure, the number of processing steps is reduced, and assembly is easy because the chip support part and the cap are fitted and fixed together. . Therefore, cost reduction can be achieved.
また、チップと光学系との位置合せは、チップ支持部と
キャップとの相対関係を調整するだけでよく、調整が簡
単である。Furthermore, alignment of the chip and the optical system is simple, as it is only necessary to adjust the relative relationship between the chip support and the cap.
また、チップ支持部とキャップとの相対関係を調整する
ことにより出射ビームの方向を変化させることも容易と
なる。Further, by adjusting the relative relationship between the chip support portion and the cap, it becomes easy to change the direction of the emitted beam.
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施例1
第1図は本発明の第1の実施例の斜視図、第2図は本実
施例の断面図、第3図(a) 、 (b)はそれぞれ、
本実施例におけるチップ支持部材の斜視図および平面図
、第4図(a) 、 (b)はそれぞれ本実施例におけ
るキャップの斜視図および平面図、第5図は本実施例の
組立方法を説明するための図である。Embodiment 1 FIG. 1 is a perspective view of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of this embodiment, and FIGS. 3(a) and 3(b) are, respectively,
A perspective view and a plan view of the chip support member in this embodiment, FIGS. 4(a) and 4(b) are respectively a perspective view and a plan view of the cap in this embodiment, and FIG. 5 explains the assembly method of this embodiment. This is a diagram for
本実施例は、レーザチップ3と、このレーザチップ3を
支持する、熱放散性良好な材料からなる一体型の支持部
材2と、レーザチップ3を保護するための円筒形キャッ
プ4と、レーザチップ3から出射された、放射状に広が
ったレーザ光を平行化させるコリメータレンズ5とを有
している。図示されるように、円柱形状のキャップ4に
は、開口13が設けられており、ここには、支持部材2
との接合面を固定するために樹脂からなる接着剤6が注
入される。支持部材2は第3図(a)。This embodiment includes a laser chip 3, an integrated support member 2 made of a material with good heat dissipation properties that supports the laser chip 3, a cylindrical cap 4 for protecting the laser chip 3, and a laser chip. It has a collimator lens 5 that collimates the radially spread laser light emitted from the laser beam 3 . As shown in the figure, the cylindrical cap 4 is provided with an opening 13, in which the support member 2
An adhesive 6 made of resin is injected to fix the bonding surface with. The support member 2 is shown in FIG. 3(a).
(b)に示されるように、円柱の片側半分を切欠き、そ
の結果平坦面が形成されており、この端部にレーザチッ
プを載置するものである。チップ3に通電するための電
極1は、この支持部材2の中心を貫通して一体的に固定
されている。また、第4図(a) 、 (b)に示され
るように、キャップ4は円筒形状を有していおり、その
内径は支持部材2の内径と約20〜300鱗程度のクリ
アランスをもって嵌合するようになっている。As shown in (b), one half of the cylinder is cut out to form a flat surface, and a laser chip is placed on this end. An electrode 1 for energizing the chip 3 passes through the center of this support member 2 and is integrally fixed thereto. Further, as shown in FIGS. 4(a) and 4(b), the cap 4 has a cylindrical shape, and its inner diameter fits with the inner diameter of the support member 2 with a clearance of about 20 to 300 scales. It looks like this.
次に、本実施例の組立方法について第5図を用いて説明
する。Next, the assembly method of this embodiment will be explained using FIG. 5.
まず、レーザチップ3に動作電流を供給し、レーザ発振
を開始する。次に、コリメータレンズ付きキャップ4を
支持部材2に挿入する。そして、結像レンズ9、カメラ
IOおよび波形モニタ11で構成され、結像ビームをモ
ニタするための光軸調整治具の光軸上に、本実施例のレ
ーザ装置を設置する。コリメータレンズの焦点位置にレ
ーザチップ端面がきた時、波形モニタ上の光ビーム径は
最小になり輝度は最大になるので、このことを利用して
キャップを光軸上を前後させながらその位置決めを行な
う。その後、キャップの円周上の一部に設けられた開口
13から接着剤6を注入し、レーザ支持部材2とキャッ
プ4とを一体化固定する。このように、レーザ支持部材
2とキャップ4とを嵌合させ、光軸方向にキャップ筒4
を動かすのみで光軸調整を行なうので、調整がきわめて
容易である。First, an operating current is supplied to the laser chip 3 to start laser oscillation. Next, the cap 4 with a collimator lens is inserted into the support member 2. Then, the laser device of this embodiment is installed on the optical axis of an optical axis adjustment jig, which is composed of an imaging lens 9, a camera IO, and a waveform monitor 11, and is used to monitor the imaging beam. When the end face of the laser chip comes to the focal point of the collimator lens, the diameter of the light beam on the waveform monitor will be at its minimum and the brightness will be at its maximum.Use this fact to position the cap by moving it back and forth on the optical axis. . Thereafter, adhesive 6 is injected through an opening 13 provided in a part of the circumference of the cap, and the laser support member 2 and the cap 4 are integrally fixed. In this way, the laser support member 2 and the cap 4 are fitted together, and the cap tube 4 is moved in the optical axis direction.
Adjustment is extremely easy as the optical axis can be adjusted simply by moving the .
なお、キャップのレーザ光出射部にコリメータレンズで
はなく、通常の光学ガラスを配置するときは、上述した
ような正確な調整は必要とされず、任意の位置で接着剤
を固化させるだけでよい。Note that when placing ordinary optical glass instead of a collimator lens in the laser beam emitting part of the cap, the above-mentioned precise adjustment is not required, and it is sufficient to simply solidify the adhesive at an arbitrary position.
実施例2
第6図は本発明の第2の実施例の断面図、第7図はその
斜視図、第8図は本実施例の組立て方法を説明するため
の図、第9図(a) 、 (b)はそれぞれ本実施例に
おける支持部材2の斜視図および平面図、第10図(a
) 、 (b)はそれぞれ本実施例におけるキャップ4
の斜視図および平面図、同図(C)は、キャップ4の変
形例の斜視図である。Embodiment 2 FIG. 6 is a sectional view of a second embodiment of the present invention, FIG. 7 is a perspective view thereof, FIG. 8 is a diagram for explaining the assembly method of this embodiment, and FIG. 9(a) , (b) are a perspective view and a plan view of the support member 2 in this embodiment, respectively, and FIG.
) and (b) respectively represent the cap 4 in this example.
FIG. 1C is a perspective view and a plan view of a modified example of the cap 4. FIG.
本実施例の特徴は、支持部材2を球形とし、キャップ4
の内径をテーパー状としたことである。また、レーザ光
は光ファイバ7を介して外部へ導出されるようになって
おり、この光ファイバ7は円筒形状を有し、かつ円筒内
径の一部にネジを有するコネクタ8に貫通固定されてお
り、このコネクタ8はキャップ4とネジにより一体化さ
れている。The feature of this embodiment is that the support member 2 is spherical and the cap 4 is
The inner diameter is tapered. Further, the laser beam is led out to the outside via an optical fiber 7, and this optical fiber 7 has a cylindrical shape and is fixed through a connector 8 having a screw on a part of the inner diameter of the cylinder. The connector 8 is integrated with the cap 4 by a screw.
次に、本実施例の組立て方法について第6図および第8
図を用いて説明する。Next, FIGS. 6 and 8 show how to assemble this embodiment.
This will be explained using figures.
まず、支持部材2とキャップ4さらには光ファイバ7の
ついたコネクタ8とを接続する。次に、レーザチップ3
に電流を投入し、レーザ発振させる。そして第8図に示
す如く、光ファイバ7の他端にパワーメータ12を設置
する。光ファイバ7との接結でキップ3より射出したレ
ーザビームのパワーがほとんどファイバ7に入る時にパ
ワーメータ12の値は最大になり、ファイバ7に入らな
い時にパワーメータI2の値は最小になるので、このこ
とを利用して円筒内側テーバのついたキャップ4内で球
状支持部材2を上下、左右に動かすことにより、さらに
は、コネクタに取付けられているネジを回すことにより
最適位置を検出し、光ファイバ7との適確な結合を得る
ことができる。その後、キャップ4の電極側より接着剤
を注入し、レーザ支持部材2とキャップ4を一体化にす
る。First, the support member 2, the cap 4, and the connector 8 with the optical fiber 7 are connected. Next, laser chip 3
A current is applied to the device to cause laser oscillation. Then, as shown in FIG. 8, a power meter 12 is installed at the other end of the optical fiber 7. When most of the power of the laser beam emitted from the kip 3 enters the fiber 7 when connected to the optical fiber 7, the value of the power meter 12 becomes maximum, and when it does not enter the fiber 7, the value of the power meter I2 becomes the minimum. , Utilizing this fact, the optimum position is detected by moving the spherical support member 2 up and down, left and right within the cap 4 with a cylindrical inner taper, and by turning the screw attached to the connector. Appropriate coupling with the optical fiber 7 can be obtained. After that, adhesive is injected from the electrode side of the cap 4 to integrate the laser support member 2 and the cap 4.
このように、レーザ支持部材2を球体とし、キャップ4
の円筒をテーパー状とすることによって、ファイバ7と
の接続や出射ビームのビームの方向の変更が容易にでき
接続をとりやすくすることが可能となる。In this way, the laser support member 2 is made into a sphere, and the cap 4
By making the cylinder tapered, it is possible to easily connect to the fiber 7 and change the direction of the emitted beam, making it easier to connect.
なお、キャップ4の内筒は必ずしもテーパー状でなくて
もよく、第10図(C)のように通常の円筒形状であっ
てもよい。Note that the inner cylinder of the cap 4 does not necessarily have to be tapered, and may have a normal cylindrical shape as shown in FIG. 10(C).
実施例3
第11図は本発明の第3の実施例の斜視図、第12図(
a) 、 (b) 、 (c)はそれぞれ支持部材2の
斜視図、平面図、拡大平面図である。Embodiment 3 FIG. 11 is a perspective view of the third embodiment of the present invention, and FIG. 12 (
a), (b), and (c) are a perspective view, a plan view, and an enlarged plan view of the support member 2, respectively.
本実施例は、支持部材2を円錐形にしたものであり、こ
のようにすると、円柱形の支持部材と比べてチップ3を
支持部材2の中心に設置することが容易となる。すなわ
ち、第12図(C)に示されるように支持部材2が三角
形であるので、2辺で接するb点でチップ3をセットす
れば、当然aの位置が決まりやすく、チップの位置決め
がしやすく、また、チップ3を円柱に平行に設置しやす
くなるものである。このように円錐ステムにすると、チ
ップを支持部材2の中心に設置することができチップの
前後方向の位置、平行度もあわせやすくなる。In this embodiment, the support member 2 is formed into a conical shape, which makes it easier to install the chip 3 at the center of the support member 2 compared to a cylindrical support member. In other words, since the support member 2 is triangular as shown in FIG. 12(C), if the chip 3 is set at point b where the two sides touch, it will naturally be easier to determine the position of point a, making it easier to position the chip. Moreover, the chip 3 can be easily installed parallel to the cylinder. By using a conical stem in this way, the chip can be installed at the center of the support member 2, and the position and parallelism of the chip in the front and back direction can be easily adjusted.
以上説明したように本発明によれば、下記の効果が得ら
れる。As explained above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(1)加工工数、組立工程の軽減によってコストダウン
が図れる。(1) Costs can be reduced by reducing the number of processing steps and assembly steps.
(2)一体ものであるためチップ位置精度も出しやすく
、位置調整も容易である。(2) Since it is an integral piece, it is easy to achieve chip position accuracy and position adjustment is also easy.
(3)出射ビームの方向を容易に調整できる。(3) The direction of the emitted beam can be easily adjusted.
第1図は本発明の第1の実施例の斜視図、第2図はこの
第1の実施例の断面図、第3図(a) 、 (b)はそ
れぞれ第1の実施例におけるチップ支持部材の斜視図お
よび平面図、第4図(a) 、 (b)は第1の実施例
におけるキャップの斜視図および平面図、第5図は第1
の実施例の組立方法を説明するための図、第6図は本発
明の第2の実施例の断面図、第7図は第2の実施例の斜
視図、第8図は第2の実施例の組立て方法を説明するた
めの図、第9図(a) 、 (b)はそれぞれ第2の実
施例における支持部材2の斜視図および平面図、第10
図(a) 、 (b)はそれぞれ第2の実施例における
キャップ4の斜視図および平面図、第10図(C)は、
キャップ4の変形例の斜視図、第11図は本発明の第3
の実施例の斜視図、第12図(a) 、 (b) 、
(c)はそれぞれ第3の実施例の支持部材の斜視図、平
面図、拡大平面図である。
1・・・・・・電極、
2・・・・・・支持部材(ステム・ヒートシンク)、3
・・・・・・レーザチップ、 4・・・・・・保護キ
ャップ、5・・・・・・ガラス(光学系、レンズ)、6
・・・・・・接着剤(樹脂)、7・・・・・・光ファイ
バー、8・・・・・・コネクタ、 9・・・・・
・結像レンズ、lO・・・・・・テレビ・カメラ、11
−−−−−−波形モニタ、12・・・・・・パワーメー
タ。
第1図
第2図
(a)
第3図
(a)
第4図
?り7図
第8図
(a) (b)第9図
(a) (b)(C)
第10図
!A11図
(a) (b)1
電才鉦
(C)
第12図FIG. 1 is a perspective view of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the first embodiment, and FIGS. 3(a) and 3(b) are chip supports in the first embodiment. A perspective view and a plan view of the members, FIGS. 4(a) and 4(b) are a perspective view and a plan view of the cap in the first embodiment, and FIG. 5 is a perspective view and a plan view of the cap in the first embodiment.
Figure 6 is a sectional view of the second embodiment of the present invention, Figure 7 is a perspective view of the second embodiment, and Figure 8 is a diagram of the second embodiment. FIGS. 9(a) and 9(b) are a perspective view and a plan view of the support member 2 in the second embodiment, respectively, and FIGS.
Figures (a) and (b) are respectively a perspective view and a plan view of the cap 4 in the second embodiment, and Figure 10 (C) is
A perspective view of a modified example of the cap 4, FIG. 11 is a third embodiment of the present invention.
A perspective view of the embodiment of FIG. 12 (a), (b),
(c) is a perspective view, a plan view, and an enlarged plan view of the support member of the third embodiment, respectively. 1... Electrode, 2... Support member (stem/heat sink), 3
... Laser chip, 4 ... Protective cap, 5 ... Glass (optical system, lens), 6
...Adhesive (resin), 7...Optical fiber, 8...Connector, 9...
・Imaging lens, lO...TV camera, 11
-------- Waveform monitor, 12... Power meter. Figure 1 Figure 2 (a) Figure 3 (a) Figure 4? Figure 7 Figure 8 (a) (b) Figure 9 (a) (b) (C) Figure 10! A11 diagram (a) (b) 1
Electric gong (C) Figure 12
Claims (1)
持し、かつ放熱機能を有する支持部材と、半導体レーザ
に電流を投入するための電極と、前記レーザチップを保
護するためのキャップとを有する半導体レーザ装置にお
いて、 前記支持部材がキャップと嵌合しており、これにより気
密封止パッケージが形成されている半導体レーザ装置。 2、前記支持部材が円柱形状であり、キャップがこの支
持部材と嵌合可能な円筒形状である特許請求の範囲第1
項記載の半導体レーザ装置。 3、前記支持部材が円錐形状である特許請求の範囲第1
項記載の半導体レーザ装置。 4、前記支持部材の一部が球状である特許請求の範囲第
1項記載の半導体レーザ装置。 5、キャップ内径がテーパー状になっている特許請求の
範囲第1項から第4項までのいずれかに記載の半導体レ
ーザ装置。[Claims] 1. A semiconductor laser chip, a support member that supports the semiconductor laser chip and has a heat dissipation function, an electrode for supplying current to the semiconductor laser, and a support member for protecting the laser chip. A semiconductor laser device having a cap, wherein the support member is fitted with the cap, thereby forming a hermetically sealed package. 2. Claim 1, wherein the support member has a cylindrical shape, and the cap has a cylindrical shape that can fit into the support member.
The semiconductor laser device described in . 3. Claim 1, wherein the support member has a conical shape.
The semiconductor laser device described in . 4. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein a portion of the support member is spherical. 5. The semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 4, wherein the cap has a tapered inner diameter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP239288A JPH01181488A (en) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | Semiconductor laser device |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH01181488A true JPH01181488A (en) | 1989-07-19 |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH01181488A (en) |
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1988
- 1988-01-11 JP JP239288A patent/JPH01181488A/en active Pending
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