JPH04116881A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH04116881A JPH04116881A JP2236317A JP23631790A JPH04116881A JP H04116881 A JPH04116881 A JP H04116881A JP 2236317 A JP2236317 A JP 2236317A JP 23631790 A JP23631790 A JP 23631790A JP H04116881 A JPH04116881 A JP H04116881A
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Classifications
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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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02253—Out-coupling of light using lenses
-
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- 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
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-
- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
〔概 要〕
本発明は光通信等に適した半導体レーザの出力モニタ方
式に関わり、 半導体レーザの共振器の後方反射面からのレーザ光の外
部放出を抑制してレーザ出力を向上せしめた時に、前方
出力光の強度をモニタしてレーザ出力を制御する処理方
式を提供することを目的とし、 本発明の半導体発光装置は、 半導体レーザの共振器を構成する後方反射面に数面から
の該レーザ発振光の外部放出を実効的に無とする高反射
コーティングが施されており、該半導体レーザの前方出
力光束の中心軸上に、該前方出力光を収束せしめる光学
レンズが設けられており、 該光学レンズを囲んで該レーザの発振波長光を反射する
反射鏡が設けられており、 該反射鏡によって反射された該レーザの前方出力光が入
射する位置に受光素子が配置されており、該受光素子の
電気的出力に基づいて該半導体レーザの励起電流を制御
する制御装置を備えて構成される。
式に関わり、 半導体レーザの共振器の後方反射面からのレーザ光の外
部放出を抑制してレーザ出力を向上せしめた時に、前方
出力光の強度をモニタしてレーザ出力を制御する処理方
式を提供することを目的とし、 本発明の半導体発光装置は、 半導体レーザの共振器を構成する後方反射面に数面から
の該レーザ発振光の外部放出を実効的に無とする高反射
コーティングが施されており、該半導体レーザの前方出
力光束の中心軸上に、該前方出力光を収束せしめる光学
レンズが設けられており、 該光学レンズを囲んで該レーザの発振波長光を反射する
反射鏡が設けられており、 該反射鏡によって反射された該レーザの前方出力光が入
射する位置に受光素子が配置されており、該受光素子の
電気的出力に基づいて該半導体レーザの励起電流を制御
する制御装置を備えて構成される。
本発明は光通信等における半導体レーザの出力をモニタ
する方式に関わり、共振器の後方反射面からの光の漏れ
出しを無くしてレーザ出力を向上せしめた時に、前方用
・力先を利用してレーザ発振出力をモニタする方式に関
わる。
する方式に関わり、共振器の後方反射面からの光の漏れ
出しを無くしてレーザ出力を向上せしめた時に、前方用
・力先を利用してレーザ発振出力をモニタする方式に関
わる。
光通信に半導体レーザを用いる時には、光信号が所定の
距離に到達するような強度で半導体レーザを発振させる
ことが必要である。しかし、半導体レーザは高出力で使
用するほど劣化が速やかに進行するので、必要以上の強
度で発光させることは避けなければならない。
距離に到達するような強度で半導体レーザを発振させる
ことが必要である。しかし、半導体レーザは高出力で使
用するほど劣化が速やかに進行するので、必要以上の強
度で発光させることは避けなければならない。
そのような事情から、半導体レーザの出力をモニタして
励起電流を制御することは常套的に行われているが、光
信号の一部をモニタに使用したのでは肝心の光信号が弱
められるので、光信号の強度を犠牲にすることなく、そ
の発光強度を測定することが望まれる。
励起電流を制御することは常套的に行われているが、光
信号の一部をモニタに使用したのでは肝心の光信号が弱
められるので、光信号の強度を犠牲にすることなく、そ
の発光強度を測定することが望まれる。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕半導体レ
ーザでは、活性層の端面で光が反射することを利用して
光共振器を構成し、電磁波の誘導放出を助長している。
ーザでは、活性層の端面で光が反射することを利用して
光共振器を構成し、電磁波の誘導放出を助長している。
この端面での光の反射は完全反射ではなく、発振光の一
部は外部に放出される。レーザの前方端面からの外部放
出光はレーザ出力光であって、これは所定の強度を持つ
ことが要求されるが、後方端面からの外部放射は本来不
要のものであり、これを無くすことによって発光効率を
高め得るものである。
部は外部に放出される。レーザの前方端面からの外部放
出光はレーザ出力光であって、これは所定の強度を持つ
ことが要求されるが、後方端面からの外部放射は本来不
要のものであり、これを無くすことによって発光効率を
高め得るものである。
この後方出力光の強度がレーザ出力にほり比例すること
から、従来は後方出力光を利用してレーザの出力をモニ
タすることが行われていた。しかし、レーザの発光効率
の観点かりは、−れを極力減少させることか望ましい。
から、従来は後方出力光を利用してレーザの出力をモニ
タすることが行われていた。しかし、レーザの発光効率
の観点かりは、−れを極力減少させることか望ましい。
レーザの後方端面に高反射コーティングを施すことによ
って共振器の損失を低減し、レーザの発光効率を向上さ
せることが可能であるが、そうすると後方出力光を出力
モニタに利用することが出来なくなる。
って共振器の損失を低減し、レーザの発光効率を向上さ
せることが可能であるが、そうすると後方出力光を出力
モニタに利用することが出来なくなる。
レーザの本来の出力光である前方出力光の一部をモニタ
用に利用する方式も幾つか提案されているが、ハーフミ
ラ−を用いる方式であっても、光ファイバを分岐させる
方式であっても、光信号そのものの一部をモニタ用に消
費するのであるから、光信号強度を向上させるという目
的には合致しないものである。
用に利用する方式も幾つか提案されているが、ハーフミ
ラ−を用いる方式であっても、光ファイバを分岐させる
方式であっても、光信号そのものの一部をモニタ用に消
費するのであるから、光信号強度を向上させるという目
的には合致しないものである。
本発明の目的は、半導体レーザの前方出力光の中、光信
号として利用されない部分を活用して、レーザの出力を
モニタする方式を提供することである。
号として利用されない部分を活用して、レーザの出力を
モニタする方式を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明の光発光装置は、
半導体レーザの共振器を構成する後方反射面に数面から
の該レーザ発振光の外部放出を実効的に無とする高反射
コーティングが施されており、該半導体レーザの前方出
力光束の中心軸上に、該前方出力光を収束せしめる光学
レンズが設けられており、 該光学レンズを囲んで該レーザの発振波長光を反射する
反射鏡が設けられており、 該反射鏡によって反射された該レーザの前方出力光が入
射する位置に受光素子が配置されており、該受光素子の
電気的出力に基づいて該半導体レーザの励起電流を制御
する制御装置を備えたものとなっている。
の該レーザ発振光の外部放出を実効的に無とする高反射
コーティングが施されており、該半導体レーザの前方出
力光束の中心軸上に、該前方出力光を収束せしめる光学
レンズが設けられており、 該光学レンズを囲んで該レーザの発振波長光を反射する
反射鏡が設けられており、 該反射鏡によって反射された該レーザの前方出力光が入
射する位置に受光素子が配置されており、該受光素子の
電気的出力に基づいて該半導体レーザの励起電流を制御
する制御装置を備えたものとなっている。
本発明では、光共振器の後方端面の反射をはり完全なも
のとすることでレーザの発光効率を高めると共に、光信
号を作成するための収束レンズを囲んで、レーザ光を全
反射させる反射鏡を設け、該反射鏡から反射した光を受
光素子に入射させて得た電気信号を、レーザの発光強度
を示すモニタ信号として利用している。
のとすることでレーザの発光効率を高めると共に、光信
号を作成するための収束レンズを囲んで、レーザ光を全
反射させる反射鏡を設け、該反射鏡から反射した光を受
光素子に入射させて得た電気信号を、レーザの発光強度
を示すモニタ信号として利用している。
半導体レーザの発振光はレーザの活性層の中心軸方向に
最も強く放出されるが、中心軸からの傾きと光強度との
関係を見ると、半値幅に相当する中心角は４００前後に
なるのが通常であり、それより外方にも微弱ながら光は
放射されている。現実の問題として考えた場合、光信号
として利用されるのは、レーザの前方に置かれたレンズ
によって収束される範囲の光だけであって、それより外
方に放射される発振光は利用されることのない余剰出力
である。また、この余剰光はレンズに近いほど強度が大
である。
最も強く放出されるが、中心軸からの傾きと光強度との
関係を見ると、半値幅に相当する中心角は４００前後に
なるのが通常であり、それより外方にも微弱ながら光は
放射されている。現実の問題として考えた場合、光信号
として利用されるのは、レーザの前方に置かれたレンズ
によって収束される範囲の光だけであって、それより外
方に放射される発振光は利用されることのない余剰出力
である。また、この余剰光はレンズに近いほど強度が大
である。
それ故、本発明のように収束レンズの周囲に反射鏡を設
ければ、光信号の形成に関与しない余剰のレーザ出力光
を特定方向に反射させ、これを受光素子に入射させるこ
とが可能となり、レーザ出力に比例した強度を示す電気
信号を、受光素子出力として得ることができる。
ければ、光信号の形成に関与しない余剰のレーザ出力光
を特定方向に反射させ、これを受光素子に入射させるこ
とが可能となり、レーザ出力に比例した強度を示す電気
信号を、受光素子出力として得ることができる。
本発明では共振器の後方端面の反射率を１００％に近い
ものとすることで半導体レーザの発光効率が高められ、
更に、前方放出光の中で光信号として利用されないもの
をモニタに利用するのであるから、光信号の強度が犠牲
になることはない。
ものとすることで半導体レーザの発光効率が高められ、
更に、前方放出光の中で光信号として利用されないもの
をモニタに利用するのであるから、光信号の強度が犠牲
になることはない。
第１図は本発明の半導体発光装置の断面構造を模式的に
示す図であり、第２図はその平面配置を示す模式図であ
って、出力光の光軸は第１図では紙面に平行、第２図で
は紙面に垂直である。以下、これ等の図面を参照しなが
ら、本発明の詳細な説明する。
示す図であり、第２図はその平面配置を示す模式図であ
って、出力光の光軸は第１図では紙面に平行、第２図で
は紙面に垂直である。以下、これ等の図面を参照しなが
ら、本発明の詳細な説明する。
図中、ｌは半導体レーザであって、発振波長は例えば１
．３μｍ帯であるが、１．５５μｍ帯或いは０．８７μ
ｍ帯であっても同様の構成により同様の効果が得られる
。第１図に５として示されている共振器の後方反射面に
は反射率をは望１００％とするＨＲココ−ィングが施さ
れており、レーザ発振光は前方からのみ放出される。
．３μｍ帯であるが、１．５５μｍ帯或いは０．８７μ
ｍ帯であっても同様の構成により同様の効果が得られる
。第１図に５として示されている共振器の後方反射面に
は反射率をは望１００％とするＨＲココ−ィングが施さ
れており、レーザ発振光は前方からのみ放出される。
レーザ出力光の前方中心軸上には石英製の収束レンズ２
が配置されている。このレンズはレーザ出力光を図示さ
れない光ファイバに入力させるためのものであって、非
球面凸レンズ、球面凸レンズ或いは球そのものなど様々
なものが使用可能であり、セルフォックレンズのような
筒型のものであってもよい。
が配置されている。このレンズはレーザ出力光を図示さ
れない光ファイバに入力させるためのものであって、非
球面凸レンズ、球面凸レンズ或いは球そのものなど様々
なものが使用可能であり、セルフォックレンズのような
筒型のものであってもよい。
収束レンズ２を囲むように反射鏡３が設けられる。この
反射鏡は図面では模式的に描かれているため明確ではな
いが、レンズ２の保持具を兼ねさせるのが好都合である
。そのためには、金属材料のような高剛性材料を中空の
円筒状に加工して中空部を光路兼レンズ保持部とし、端
面を凹円錐面に整形して反射面とすることが考えられる
。該反射面は鏡面仕上げ、金めつき処理等によって反射
率を高めておく。
反射鏡は図面では模式的に描かれているため明確ではな
いが、レンズ２の保持具を兼ねさせるのが好都合である
。そのためには、金属材料のような高剛性材料を中空の
円筒状に加工して中空部を光路兼レンズ保持部とし、端
面を凹円錐面に整形して反射面とすることが考えられる
。該反射面は鏡面仕上げ、金めつき処理等によって反射
率を高めておく。
また反射面の形状は、図示のような円錐面のほか球面、
回転放物面、回転楕円面など収束的に反射させる形状と
してもよい。
回転放物面、回転楕円面など収束的に反射させる形状と
してもよい。
既に述べたように、レーザ出力光の一部は中心軸からの
拡がりかや１大であるため、収束レンズ２に入射せず、
反射鏡３で反射されて受光素子４に入射する。この受光
素子は例えば■−■化合物のＰＩＮフォトダイオードが
用いられるが、Ｇｅ或いはＳｉのＰＩＮフォトダイオー
ドなど、レーザの発振波長にあわせたものが選択される
。受光面の大きさは３００μｍφ程度あればよい。
拡がりかや１大であるため、収束レンズ２に入射せず、
反射鏡３で反射されて受光素子４に入射する。この受光
素子は例えば■−■化合物のＰＩＮフォトダイオードが
用いられるが、Ｇｅ或いはＳｉのＰＩＮフォトダイオー
ドなど、レーザの発振波長にあわせたものが選択される
。受光面の大きさは３００μｍφ程度あればよい。
■−Ｖ化合物ＰＩＮダイオードの暗電流はｎＡ程度であ
るが、半導体レーザと収束レンズの結合度を通常程度に
設定した場合、収束レンズに入射しない非結合光によっ
て、ＰＩＮダイオードにｌμＡを越える出力電流が生じ
るから、Ｓ／Ｎ比の十分に良好なモニタ信号が得られる
。
るが、半導体レーザと収束レンズの結合度を通常程度に
設定した場合、収束レンズに入射しない非結合光によっ
て、ＰＩＮダイオードにｌμＡを越える出力電流が生じ
るから、Ｓ／Ｎ比の十分に良好なモニタ信号が得られる
。
以上説明したように本発明の構成によれば、共振器の反
射率を上げることによってレーザの発光効率を高め、前
方出力光のうち、光信号として利用されないものをモニ
タ光として利用することによって、光信号の強度を犠牲
にすることなくモニタ信号が得らる。
射率を上げることによってレーザの発光効率を高め、前
方出力光のうち、光信号として利用されないものをモニ
タ光として利用することによって、光信号の強度を犠牲
にすることなくモニタ信号が得らる。
第１図は実施例の垂直断面構造を示す模式図、第２図は
実施例の平面構造を示す模式図てあって、 図において ■は半導体レーザ、 ２はレンズ、 ３は反射鏡、 ４は受光素子、 ５は後方反射面 である。 実施例の垂直断面構造を示す模式図 第１図 実施例の平面構造を示す模式図 第２図
実施例の平面構造を示す模式図てあって、 図において ■は半導体レーザ、 ２はレンズ、 ３は反射鏡、 ４は受光素子、 ５は後方反射面 である。 実施例の垂直断面構造を示す模式図 第１図 実施例の平面構造を示す模式図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体レーザの共振器を構成する後方反射面に該面から
の該レーザ発振光の外部放出を実効的に無とする高反射
コーティングが施されており、該半導体レーザの前方出
力光束の中心軸上に、該前方出力光を収束せしめる光学
レンズが設けられており、 該光学レンズを囲んで該レーザの発振波長光を反射する
反射鏡が設けられており、 該反射鏡によって反射された該レーザの前方出力光が入
射する位置に受光素子が配置されており、該受光素子の
電気的出力に基づいて該半導体レーザの励起電流を制御
する制御装置を備えて成ることを特徴とする半導体発光
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2236317A JPH04116881A (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2236317A JPH04116881A (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04116881A true JPH04116881A (ja) | 1992-04-17 |
Family
ID=16999007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2236317A Pending JPH04116881A (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04116881A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004095824A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発光モジュール |
| JP2008151894A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Enplas Corp | 光学素子およびこれを備えた光モジュール用ホルダ、光モジュールならびに光コネクタ |
| JP2009117522A (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Fujifilm Corp | レーザモジュール |
| WO2013140922A1 (ja) * | 2012-03-23 | 2013-09-26 | 株式会社エンプラス | 光レセプタクルおよびこれを備えた光モジュール |
| JP2020009905A (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | 大日本印刷株式会社 | 光源パッケージ、照明装置 |
-
1990
- 1990-09-06 JP JP2236317A patent/JPH04116881A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004095824A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発光モジュール |
| JP2008151894A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Enplas Corp | 光学素子およびこれを備えた光モジュール用ホルダ、光モジュールならびに光コネクタ |
| JP2009117522A (ja) * | 2007-11-05 | 2009-05-28 | Fujifilm Corp | レーザモジュール |
| WO2013140922A1 (ja) * | 2012-03-23 | 2013-09-26 | 株式会社エンプラス | 光レセプタクルおよびこれを備えた光モジュール |
| US9360642B2 (en) | 2012-03-23 | 2016-06-07 | Enplas Corporation | Optical receptacle and optical module provided with same |
| JP2020009905A (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | 大日本印刷株式会社 | 光源パッケージ、照明装置 |
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