JPH0376185A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH0376185A JPH0376185A JP21172589A JP21172589A JPH0376185A JP H0376185 A JPH0376185 A JP H0376185A JP 21172589 A JP21172589 A JP 21172589A JP 21172589 A JP21172589 A JP 21172589A JP H0376185 A JPH0376185 A JP H0376185A
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- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 3
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/06804—Stabilisation of laser output parameters by monitoring an external parameter, e.g. temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
- H01S5/02212—Can-type, e.g. TO-CAN housings with emission along or parallel to symmetry axis
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はＹＡＧレーザ等の励起用光源として用いられ
る半導体レーザ装置に関するものである。
る半導体レーザ装置に関するものである。
第３図は従来の励起用光源として用いられる半導体レー
ザ装置を示す部分断面斜視図で、図において、（１）は
ステム、（２）はステム（１）上に取付けられた銀製の
放熱ブロック、（３）は放熱ブロック（２）上に取付け
られたＳｉもしくはダイヤモンド製のサブマウント、（
４）はサブマウント（３）上に設置された半導体レーザ
チップで、放熱特性の改善のために動作層をサブマウン
ト（３）側に接着するいわゆるジャンクションダウン方
式でマウントしである。（５）はステム（１）上に設置
されたレーザチップ（４）より放射されたレーザ光出力
をモニタするためのモニタ用ホトダイオード、（６）は
レーザチップ（４）等を封止するためのキャップ、（７
）はレーザチップ（４）から放射されたレーザ光を外部
に導くためのガラスキャップである。
ザ装置を示す部分断面斜視図で、図において、（１）は
ステム、（２）はステム（１）上に取付けられた銀製の
放熱ブロック、（３）は放熱ブロック（２）上に取付け
られたＳｉもしくはダイヤモンド製のサブマウント、（
４）はサブマウント（３）上に設置された半導体レーザ
チップで、放熱特性の改善のために動作層をサブマウン
ト（３）側に接着するいわゆるジャンクションダウン方
式でマウントしである。（５）はステム（１）上に設置
されたレーザチップ（４）より放射されたレーザ光出力
をモニタするためのモニタ用ホトダイオード、（６）は
レーザチップ（４）等を封止するためのキャップ、（７
）はレーザチップ（４）から放射されたレーザ光を外部
に導くためのガラスキャップである。
ところで、ＹＡＧレーザの励起用光源としては光出力Ｉ
Ｗにおいて発振波長λＬ＝８０８±２ｎｍの半導体レー
ザ装置が要求されている。上記のスペックを満足する半
導体レーザチップとしてはＡｌＧａＡｓ系材料を用いた
ブロードエリアレーザもしくは位相同期型レーザアレイ
がある。これらのレーザチップの発光効率ηは約３０〜
４０％であるため、ｌＷの光出力を得るためには約３Ｗ
の入力電力Ｐｉｎが必要である。これらのレーザチップ
を組み込んだ半導体レーザ装置の熱抵抗Ｒｔｈ％すなわ
ち、“単位入力電力当りの発熱量は、チップの発光効率
や組立方法によって異なるが約１０℃／Ｗである。すな
わち、ＩＷ光出力動作時には半導体レーザチップ（４）
の温度はＲｔｈＸＰｉｎ＝３０℃上昇する。一般に、半
導体レーザチップよりの出射レーザ光波長はレーザチッ
プの温度の上昇につれて長波長側にシフト量、そのシフ
ト量△λはＡｌＧａＡｓ系レーザの場合約０．３ｎｍ／
’Ｃである。従って、ＩＷ光出力動作時のレーザ波長は
温度上昇の無視できる低出力動作時に比べて、 △λＸ（ＲｔｈＸＰｉｎ）＝０．３Ｘ３０＝９ｎｍ長波
長側にシフトする。この値を考慮して半導体レーザチッ
プの活性層の組成（これが発振波長を決定する）を決定
している。
Ｗにおいて発振波長λＬ＝８０８±２ｎｍの半導体レー
ザ装置が要求されている。上記のスペックを満足する半
導体レーザチップとしてはＡｌＧａＡｓ系材料を用いた
ブロードエリアレーザもしくは位相同期型レーザアレイ
がある。これらのレーザチップの発光効率ηは約３０〜
４０％であるため、ｌＷの光出力を得るためには約３Ｗ
の入力電力Ｐｉｎが必要である。これらのレーザチップ
を組み込んだ半導体レーザ装置の熱抵抗Ｒｔｈ％すなわ
ち、“単位入力電力当りの発熱量は、チップの発光効率
や組立方法によって異なるが約１０℃／Ｗである。すな
わち、ＩＷ光出力動作時には半導体レーザチップ（４）
の温度はＲｔｈＸＰｉｎ＝３０℃上昇する。一般に、半
導体レーザチップよりの出射レーザ光波長はレーザチッ
プの温度の上昇につれて長波長側にシフト量、そのシフ
ト量△λはＡｌＧａＡｓ系レーザの場合約０．３ｎｍ／
’Ｃである。従って、ＩＷ光出力動作時のレーザ波長は
温度上昇の無視できる低出力動作時に比べて、 △λＸ（ＲｔｈＸＰｉｎ）＝０．３Ｘ３０＝９ｎｍ長波
長側にシフトする。この値を考慮して半導体レーザチッ
プの活性層の組成（これが発振波長を決定する）を決定
している。
従来のＹＡＧレーザ等の励起用光源用の半導体レーザ装
置は以上のように構成されていたので、動作時の温度上
昇による発振波長の長波長側へのシフトを考慮して製作
されているが、半導体レーザチップそのものの発振波長
のばらつきが大きい上に、チップ間での発光効率ηのば
らつきや組立時のばらつきによる熱抵抗Ｒｔｈの分布が
大きいために、動作時の発振波長歩留まりが極めて低い
という問題点があった。そこで従来は半導体レーザ装置
を恒温槽内に設置し、更に発振したレーザ光の波長をモ
ニタする機構を設けて、−その波長が所望の値になるよ
うに恒温槽の温度を制御する方法を用いて、発振波長の
多少ずれた半導体レーザ装置をも使用することが提案さ
れていた。しかし、この方法ではレーザ光の波長をモニ
タする機構が必要であり、この機構には高価な分光器が
必要なため、システム全体の価格が高くなってしまうと
いう問題点があった。
置は以上のように構成されていたので、動作時の温度上
昇による発振波長の長波長側へのシフトを考慮して製作
されているが、半導体レーザチップそのものの発振波長
のばらつきが大きい上に、チップ間での発光効率ηのば
らつきや組立時のばらつきによる熱抵抗Ｒｔｈの分布が
大きいために、動作時の発振波長歩留まりが極めて低い
という問題点があった。そこで従来は半導体レーザ装置
を恒温槽内に設置し、更に発振したレーザ光の波長をモ
ニタする機構を設けて、−その波長が所望の値になるよ
うに恒温槽の温度を制御する方法を用いて、発振波長の
多少ずれた半導体レーザ装置をも使用することが提案さ
れていた。しかし、この方法ではレーザ光の波長をモニ
タする機構が必要であり、この機構には高価な分光器が
必要なため、システム全体の価格が高くなってしまうと
いう問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、半導体レーザ装置を恒温槽内に設置して恒温
槽の温度を制御することにより発振波長を所望の値に制
御する半導体レーザ装置の使用方法において、レーザ光
の波長をモニタする機構なしに適格な温度制御を行ない
所望の波長のレーザ光を発振することができるための信
号出力端子を持つ半導体レーザ装置を得ることを目的と
する。
たもので、半導体レーザ装置を恒温槽内に設置して恒温
槽の温度を制御することにより発振波長を所望の値に制
御する半導体レーザ装置の使用方法において、レーザ光
の波長をモニタする機構なしに適格な温度制御を行ない
所望の波長のレーザ光を発振することができるための信
号出力端子を持つ半導体レーザ装置を得ることを目的と
する。
この発明に係る半導体レーザ装置は、半導体レーザチッ
プから出射されるレーザビームが照射されないパッケー
ジ内の位置に、焦電型熱センサを設置したものである。
プから出射されるレーザビームが照射されないパッケー
ジ内の位置に、焦電型熱センサを設置したものである。
この発明における焦電型熱センサは、動作時の半導体レ
ーザチップの温度を直接モニタし、このモニタ値を用い
てＹＡＧ レーザセットに組む前に測定された半導体
レーザチップの温度と発振波長の関係に従って、半導体
レーザ装置が設置された恒温槽の温度を、半導体レーザ
チップの温度が所望の発振波長を示す温度になるように
制御することができる。
ーザチップの温度を直接モニタし、このモニタ値を用い
てＹＡＧ レーザセットに組む前に測定された半導体
レーザチップの温度と発振波長の関係に従って、半導体
レーザ装置が設置された恒温槽の温度を、半導体レーザ
チップの温度が所望の発振波長を示す温度になるように
制御することができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例に係る半導体レーザ装置を示す
部分断面斜視図で、図において、（１）はステム、（２
）はステム（１）上に取付けられた銀製の放熱ブロック
、（３）は放熱ブロック〈２）上に取付けられたＳｉも
しくはダイヤモンド製のサブマウント、（４）はサブマ
ウント（３）上に設置された半導体レーザチップで、放
熱特性の改善のために動作層をサブマウント（３）側に
接着するいわゆるジャンクションダウン方式でマウント
しである。（５）はステム（１）上に設置された半導体
レーザチップ（４）より放射されたレーザ光出力をモニ
タするためのモニタ用ホトダイオード、（６）は半導体
レーザチップ（４）等を封止するためのキャップ、（７
）は半導体レーザチップ（４）から放射されたレーザ光
を外部に導くためのガラスキャップ、（８）は半導体レ
ーザチップ（４）から放射されたレーザ光が照射されな
い位置に設置された無電型熱センサである。
図はこの発明の一実施例に係る半導体レーザ装置を示す
部分断面斜視図で、図において、（１）はステム、（２
）はステム（１）上に取付けられた銀製の放熱ブロック
、（３）は放熱ブロック〈２）上に取付けられたＳｉも
しくはダイヤモンド製のサブマウント、（４）はサブマ
ウント（３）上に設置された半導体レーザチップで、放
熱特性の改善のために動作層をサブマウント（３）側に
接着するいわゆるジャンクションダウン方式でマウント
しである。（５）はステム（１）上に設置された半導体
レーザチップ（４）より放射されたレーザ光出力をモニ
タするためのモニタ用ホトダイオード、（６）は半導体
レーザチップ（４）等を封止するためのキャップ、（７
）は半導体レーザチップ（４）から放射されたレーザ光
を外部に導くためのガラスキャップ、（８）は半導体レ
ーザチップ（４）から放射されたレーザ光が照射されな
い位置に設置された無電型熱センサである。
次に動作について説明する。半導体レーザチップ（４）
を駆動すると入力電力にほぼ比例した熱が発生し、半導
体レーザチップ（４）の温度が上昇する。
を駆動すると入力電力にほぼ比例した熱が発生し、半導
体レーザチップ（４）の温度が上昇する。
この温度上昇により発生した遠赤外線が無電型熱センサ
（８）に到達して、温度に比例した出力を得ることがで
きる。焦電型センサ（８）は通常チョッパを介した入力
を照射することにより測温する。なお、本実施例におい
ては被測温物とセンサの間にはチョッパは設置されてい
ない。しかし、通常の使用状態においては半導体レーザ
チップ（４）はパルス状で駆動されるために、実質的に
チョッパを介したものと同等の効果が得られ、焦電型セ
ンサ（８〉で半導体レーザチップ（４）の温度を測定す
ることができる。
（８）に到達して、温度に比例した出力を得ることがで
きる。焦電型センサ（８）は通常チョッパを介した入力
を照射することにより測温する。なお、本実施例におい
ては被測温物とセンサの間にはチョッパは設置されてい
ない。しかし、通常の使用状態においては半導体レーザ
チップ（４）はパルス状で駆動されるために、実質的に
チョッパを介したものと同等の効果が得られ、焦電型セ
ンサ（８〉で半導体レーザチップ（４）の温度を測定す
ることができる。
ＹＡＧレーザセットへの組み込み前に半導体レーザ装置
を恒温槽内に設置して、半導体レーザテップ（４）の温
度を変更しつつ発振波長を測定して、第２図に示す関係
を得ておく。その後、ＹＡＧレーザセットへ組み込む。
を恒温槽内に設置して、半導体レーザテップ（４）の温
度を変更しつつ発振波長を測定して、第２図に示す関係
を得ておく。その後、ＹＡＧレーザセットへ組み込む。
この際、半導体レーザ装置は恒温槽内にセットしておく
。半導体レーザ装置を駆動する際に、第２図の関係にも
とすいて、例えば半導体レーザチップ（４）の温度が４
０℃となるような焦電型熱センサ（８）の出力が得られ
るように恒温槽内の温度を調整すると、常に所望の８０
８ｎｍの発振波長を得ることができる。
。半導体レーザ装置を駆動する際に、第２図の関係にも
とすいて、例えば半導体レーザチップ（４）の温度が４
０℃となるような焦電型熱センサ（８）の出力が得られ
るように恒温槽内の温度を調整すると、常に所望の８０
８ｎｍの発振波長を得ることができる。
なお、上記実施例では恒温槽を用いる場合について述べ
たが、ペルチェ素子を用いても良いことは云うまでもな
い。
たが、ペルチェ素子を用いても良いことは云うまでもな
い。
以上のようにこの発明によれば、パッケージ内に焦電型
熱センサを設置して半導体ツーザテップの温度を測定す
るようにしたので、セットに組み込む前に発振波長と半
導体レーザチップの温度つまり、焦電熱センサ出力を測
定しておけば、セット組込後レーザ光波長をモニタする
ことなく、無電型熱センサ出力を参照シグナルとして半
導体レーザ装置の温度を制御することにより、レーザ波
長を常に所望の値とすることができる効果がある。
熱センサを設置して半導体ツーザテップの温度を測定す
るようにしたので、セットに組み込む前に発振波長と半
導体レーザチップの温度つまり、焦電熱センサ出力を測
定しておけば、セット組込後レーザ光波長をモニタする
ことなく、無電型熱センサ出力を参照シグナルとして半
導体レーザ装置の温度を制御することにより、レーザ波
長を常に所望の値とすることができる効果がある。
また、当然のことながら、多少波長のずれた半導体レー
ザチップをも温度制御、すなわちセンサ出力制御により
波長を変えることができるので、使用することができる
などの効果がある。
ザチップをも温度制御、すなわちセンサ出力制御により
波長を変えることができるので、使用することができる
などの効果がある。
第１図は、この発明に係る半導体レーザ装置を示す部分
断面斜視図、第２図はこの発明に係る半導体レーザ装置
のセンサ出力と発振波長の関係を示す特性曲線図、第３
図は従来の半導体レーザ装置を示す部分断面斜視図であ
る。 図において、（１）はステム、（４）は半導体レーザチ
ップ、（６）はキャップ、（８〉は焦電型熱センサを示
すＱなお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す
。
断面斜視図、第２図はこの発明に係る半導体レーザ装置
のセンサ出力と発振波長の関係を示す特性曲線図、第３
図は従来の半導体レーザ装置を示す部分断面斜視図であ
る。 図において、（１）はステム、（４）は半導体レーザチ
ップ、（６）はキャップ、（８〉は焦電型熱センサを示
すＱなお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す
。
Claims (1)
- パッケージ内において半導体レーザチップから出射さ
れるレーザビームが照射されない位置に焦電型熱センサ
を設置したことを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21172589A JPH0376185A (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21172589A JPH0376185A (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0376185A true JPH0376185A (ja) | 1991-04-02 |
Family
ID=16610570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21172589A Pending JPH0376185A (ja) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0376185A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1389812A1 (en) * | 2002-08-13 | 2004-02-18 | Agilent Technologies Inc | A mounting arrangement for high frequency electro-optical components |
| JP2005064483A (ja) * | 2003-07-30 | 2005-03-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発光モジュール |
| JP2022095967A (ja) * | 2019-10-18 | 2022-06-28 | 日亜化学工業株式会社 | 光源装置 |
| US11705691B2 (en) | 2019-10-18 | 2023-07-18 | Nichia Corporation | Light source device |
-
1989
- 1989-08-17 JP JP21172589A patent/JPH0376185A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1389812A1 (en) * | 2002-08-13 | 2004-02-18 | Agilent Technologies Inc | A mounting arrangement for high frequency electro-optical components |
| US7558303B2 (en) | 2002-08-13 | 2009-07-07 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Mounting arrangement for high-frequency electro-optical components |
| JP2005064483A (ja) * | 2003-07-30 | 2005-03-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発光モジュール |
| JP2022095967A (ja) * | 2019-10-18 | 2022-06-28 | 日亜化学工業株式会社 | 光源装置 |
| US11705691B2 (en) | 2019-10-18 | 2023-07-18 | Nichia Corporation | Light source device |
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