JPH0411795A - Laser diode - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、レーザダイオードに関する。[Detailed description of the invention] (b) Industrial application field The present invention relates to a laser diode.
（ロ）従来の技術
従来レーザダイオードには、いわゆるカンシールタイプ
のものや、ユニットタイプのものが使用されている。第
４図は、従来のユニットタイプのレーザダイオードの断
面図を示している。このユニットタイプのレーザダイオ
ードでは、基板４２上にサブマウント４３を介してレー
ザダイオードチップ４９をダイボンディングしてなるも
のである。また、サブマウント４３にはモニタ素子４７
としてのホトダイオードが作りこまれている。(b) Prior Art Conventional laser diodes are of the so-called can-seal type or of the unit type. FIG. 4 shows a cross-sectional view of a conventional unit type laser diode. In this unit type laser diode, a laser diode chip 49 is die-bonded onto a substrate 42 via a submount 43. Also, the submount 43 has a monitor element 47.
A photodiode is built in.
このモニタ素子４７は、レーザダイオードチップ４９の
後方劈開面４９ｂから出射するレーザ光を受光する。こ
のモニタ素子４７の受光電流（モニタ電流）に基づいて
ＡＰＣ回路により、レーザダイオードチップ４９のレー
ザ光出力が所定の値になるよう、その駆動電流が制御さ
れる。This monitor element 47 receives laser light emitted from the rear cleavage surface 49b of the laser diode chip 49. Based on the light-receiving current (monitor current) of the monitor element 47, the driving current of the laser diode chip 49 is controlled by the APC circuit so that the laser light output of the laser diode chip 49 becomes a predetermined value.
レーザダイオードがオーブンタイプとされ、外気にさら
された状態で使用されると、モニタ素子表面の結露や塵
の付着等により、モニタ素子への入射光量が減少し、モ
ニタ電流が充分に検出できない場合が生じる。このよう
な場合には、ＡＰＣ回路により駆動電流が増大してゆき
、ついにはレーザダイオードチップ４９を破壊してしま
う危険性がある。If the laser diode is an oven type and is used exposed to the outside air, the amount of light incident on the monitor element will decrease due to dew condensation or dust adhesion on the surface of the monitor element, and the monitor current may not be detected sufficiently. occurs. In such a case, the drive current increases due to the APC circuit, and there is a risk that the laser diode chip 49 will eventually be destroyed.
また、ユニットタイプでは、もともとレーザ光のモニタ
素子４７への入射角が小さく、モニタ素子４７に十分な
量のレーザ光を入射させることができないという基本的
問題があった。Further, in the unit type, the incident angle of the laser beam onto the monitor element 47 is originally small, and there is a fundamental problem that a sufficient amount of laser light cannot be made incident on the monitor element 47.
そこで、透光性（又は半透光性）の樹脂よりなる固体導
波路５０で、レーザダイオードチップ４９の後方臂開面
４９ｂとモニタ素子４７表面とを結んでいる。この固体
導波路５０内では、樹脂と空気との境界面で屈折率の相
違により、レーザ光が全反射してモニタ素子４７に入射
する。Therefore, a solid waveguide 50 made of a transparent (or semi-transparent) resin connects the rear arm opening 49b of the laser diode chip 49 and the surface of the monitor element 47. In this solid waveguide 50, the laser beam is totally reflected and enters the monitor element 47 due to the difference in refractive index at the interface between the resin and the air.
サブマウント４３上には、レーザダイオードチップ４９
やモニタ素子４７に導通するアルミ配線４５が形成され
ており、これらアルミ配線４５はフレキシブル回路５２
上のリード（図示せず）とワイヤＷによりワイヤボンデ
ィングされている。A laser diode chip 49 is mounted on the submount 43.
Aluminum wiring 45 is formed which conducts to the monitor element 47 and the flexible circuit 52.
It is wire-bonded to the upper lead (not shown) by a wire W.
（ハ）発明が解決しようとする課題
上記従来のレーザダイオードにおいては、固体導波路５
０の形状が、モニタ素子５０への受光量に影響する。固
体導波路５０の形成は、液状の樹脂を塗布し、これを硬
化させるものであるから、その形状が一つ一つ異なり、
樹脂と空気との境界面（固体導波路表面）に対するレー
ザ光の入射角か大となって、レーザ光の一部が固体導波
路５０外に透過する場合がある。このような場合では、
モニタ素子４７への入射光量が減少し、モニタ電流が十
分に大きくとれない問題点があった。(c) Problems to be Solved by the Invention In the above conventional laser diode, the solid waveguide 5
The shape of 0 influences the amount of light received by the monitor element 50. The solid waveguide 50 is formed by applying liquid resin and curing it, so each shape is different.
The incident angle of the laser light with respect to the interface between the resin and the air (the surface of the solid waveguide) may become large, and a portion of the laser light may be transmitted to the outside of the solid waveguide 50. In such cases,
There is a problem in that the amount of light incident on the monitor element 47 decreases, making it impossible to obtain a sufficiently large monitor current.
また、レーザダイオードをオープンにした場合、固体導
波路５０表面が長期間外気にさらされて、その表面すな
わち境界面状態が変化し、モニタ素子４７への入射光量
が変動し、それに伴ってモニタ電流も変動する問題点が
あった。この問題点は、固体導波路５０表面の結露や塵
の付着等により生しる場合もある。Furthermore, when the laser diode is left open, the surface of the solid waveguide 50 is exposed to the outside air for a long period of time, and the state of the surface, that is, the boundary surface changes, and the amount of light incident on the monitor element 47 fluctuates, causing the monitor current to change. There was also the problem of fluctuations. This problem may occur due to dew condensation or dust adhesion on the surface of the solid waveguide 50.
この発明は、上記に鑑みなされたもので、モニタ電流を
より大きくとり、かつその変動を防止できるレーザダイ
オードの提供を目的としている。This invention was made in view of the above, and aims to provide a laser diode that can take a larger monitor current and prevent its fluctuation.
（ニ）課題を解決するための手段及び作用上記課題を解
決するため、この発明のレーザダイオードは、基台上に
サブマウントを介してレーザダイオードチップをグイボ
ンディングし、前記基台上または前記サブマウント上に
モニタ素子を形成し、前記レーザダイオードの後方臂開
面とこのモニタ素子との表面との間を固体導波路で連結
してなるものにおいて、固体導波路の表面を、反射性の
樹脂層で被覆してなることを特徴とするものである。(d) Means and operation for solving the problems In order to solve the above problems, the laser diode of the present invention is provided by bonding a laser diode chip onto a base via a submount, and attaching the laser diode chip to the base or the submount. A monitor element is formed on a mount, and a solid waveguide is used to connect the rear arm opening of the laser diode and the surface of the monitor element, and the surface of the solid waveguide is made of reflective resin. It is characterized by being coated with a layer.
この発明のレーザダイオードでは、レーザ光が固体導波
路外に透過しても、反射性樹脂層内部で反射して、再び
固体導波路内に戻り、モニタ素子で受光される。従って
、モニタ素子への入射光量は、固体導波路の形状の影響
を受けにくくなり、モニタ電流を大きくとることができ
る。In the laser diode of the present invention, even if the laser light passes through the solid waveguide, it is reflected inside the reflective resin layer, returns to the solid waveguide, and is received by the monitor element. Therefore, the amount of light incident on the monitor element is less affected by the shape of the solid waveguide, and a large monitor current can be obtained.
一方、固体導波路表面が反射性樹脂層で覆われるため外
気が遮断され、固体導波路表面の変質や結露、塵の付着
等がおこらず、モニタ電流の変動も防止することができ
る。On the other hand, since the surface of the solid waveguide is covered with a reflective resin layer, the outside air is blocked, and deterioration, dew condensation, and dust adhesion on the surface of the solid waveguide do not occur, and fluctuations in the monitored current can be prevented.
（ホ）実施例
この発明の実施例を、第１図乃至第３図に基づいて以下
に説明する。(E) Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
第１図（ａ）、第２図は、それぞれ実施例レーザダイオ
ード１の中央縦断面図、外観斜視回である。FIG. 1(a) and FIG. 2 are a central vertical sectional view and a perspective view of the exterior of the laser diode 1 according to the embodiment, respectively.
このレーザダイオードｌは、いわゆるユニット型のもの
であり、基板２は、アルミニウム板の表面にニッケルメ
ッキおよび金メンキを施したものである。This laser diode 1 is of a so-called unit type, and the substrate 2 is an aluminum plate whose surface is nickel-plated and gold-plated.
基板２の前方中央部には、サブマウント３がインジウム
等の接続材料により載置固定される。サブマウント３は
、シリコン製の矩形板材により基本的に構成され、その
表面には二酸化シリコン皮膜４を介して、レーザダイオ
ードチップに電力を供給するためのアルミニウム配線５
、後記するモニタ素子７の作動によりサブマウント３に
生した電流を取り出すためのアルミニウム配線６が形成
される。A submount 3 is mounted and fixed at the front central portion of the substrate 2 using a connecting material such as indium. The submount 3 basically consists of a rectangular plate made of silicon, and on its surface, aluminum wiring 5 for supplying power to the laser diode chip is provided via a silicon dioxide film 4.
An aluminum wiring 6 is formed for taking out the current generated in the submount 3 by the operation of a monitor element 7, which will be described later.
前記サブマウント３上における前方中央部には、前記ア
ルミニウム配線５が延びてボンディング面を形成してお
り、このボンディング面上に、レーザダイオードチップ
９が導電性ロウ材によってボンディングされる。この時
、レーザダイオードチップ９の二つの臂開面９ａ、９ｂ
は、それぞれサブマウント３の前後方向を向くようにさ
れる。The aluminum wiring 5 extends to the front central portion of the submount 3 to form a bonding surface, and the laser diode chip 9 is bonded onto this bonding surface using a conductive brazing material. At this time, the two arm openings 9a and 9b of the laser diode chip 9
are made to face the front-rear direction of the submount 3, respectively.
一方、前記サブマウント３の表面中央部、すなわちレー
ザダイオードチップ９の後方劈開面９ｂと隣接する領域
には、サブマウント３表面からＰ型不純物を拡散させて
ＰＮ接合を形成した、ホトダイオード素子が一体に作り
込まれており、これがモニタ素子７として機能する。こ
のモニタ素子７には、前記アルミニウム配線６が連絡さ
れている。On the other hand, in the central part of the surface of the submount 3, that is, in the region adjacent to the rear cleavage plane 9b of the laser diode chip 9, there is integrated a photodiode element in which P-type impurities are diffused from the surface of the submount 3 to form a PN junction. This functions as the monitor element 7. This monitor element 7 is connected to the aluminum wiring 6.
アルミニウム配線５．６は、それぞれ基板２上接続する
フレキシブル回路１２上の対応するり一部１２ａ、１２
ｂにワイヤＷＩ、Ｗｚ によりワイヤボンディング、さ
れている。また、レーザダイオードチップ９の負極は、
サブマウント３上の二酸化シリコン皮膜４を窓開けして
内部導通させられたパッド８に、ワイヤＷ４でワイヤボ
ンディングすることにより基板２に電気的に接続される
。The aluminum wiring 5.6 connects to the corresponding portions 12a, 12 on the flexible circuit 12 connected on the substrate 2, respectively.
Wire bonding is performed to b using wires WI and Wz. Moreover, the negative electrode of the laser diode chip 9 is
The silicon dioxide film 4 on the submount 3 is electrically connected to the substrate 2 by wire bonding with a wire W4 to the pad 8 which is made internally conductive by opening a window.
さらに基板２は、ワイヤＷ３により、フレキシブル回路
１２のリード１２ＣとワイヤＷ３によりワイヤボンディ
ングされる。Further, the substrate 2 is wire-bonded to the leads 12C of the flexible circuit 12 using the wire W3.
レーザダイオードチップ９の後方劈開面９ｂと、モニタ
素子７の表面との間は、透光性（又は半透光性）の固体
導波路１０で連絡される。この固体導波路は、液状の樹
脂、たとえはシリコン樹脂やエポキシ樹脂を、後方劈開
面９ｂ及びモニタ素子７の表面の双方を覆うようにして
塗布し、これを硬化させたものである。The rear cleavage plane 9b of the laser diode chip 9 and the surface of the monitor element 7 are connected by a transparent (or semi-transparent) solid waveguide 10. This solid waveguide is made by applying a liquid resin, such as a silicone resin or an epoxy resin, to cover both the rear cleavage surface 9b and the surface of the monitor element 7, and then curing the resin.
さらに、この固体導波路１０を覆うように、反射性樹脂
層１１が形成される。この反射性樹脂層ＩＩは、シリコ
ン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂中に白色顔料（ルチル等
）又は酸化チタン等の散乱側を分散させてなるものであ
る。Furthermore, a reflective resin layer 11 is formed to cover this solid waveguide 10. This reflective resin layer II is formed by dispersing a white pigment (such as rutile) or a scattering material such as titanium oxide in a resin such as a silicone resin or an epoxy resin.
この実施例レーザダイオード１では、レーザダイオード
チップ９の後方劈開面９ｂから発するレーザ光は、モニ
タ素子７に直接入射するもの、及び固体導波路１０と反
射性樹脂層１１との境界面で反射してモニタ素子７に入
射するものもあるか、固体導波路１０内を進行し、反射
性樹脂層１１内に入射し、この反射性樹脂層１１中の白
色顔料等で散乱反射されて再び固体導波路１０中に戻り
、モニタ素子７に入射するものもある。レーザ光が、反
射性樹脂層１１で反射されるため、固体導波路１０の形
状に係わらず、モニタ素子７への入射光量が確保され、
モニタ素子７のモニタ電流を十分にとることができる。In this embodiment laser diode 1, the laser light emitted from the rear cleavage plane 9b of the laser diode chip 9 is directly incident on the monitor element 7, and is reflected at the interface between the solid waveguide 10 and the reflective resin layer 11. Some of them enter the monitor element 7, or they travel inside the solid waveguide 10 and enter the reflective resin layer 11, where they are scattered and reflected by the white pigment in the reflective resin layer 11 and return to the solid waveguide. Some of them return to the wave path 10 and enter the monitor element 7 . Since the laser beam is reflected by the reflective resin layer 11, the amount of light incident on the monitor element 7 is ensured regardless of the shape of the solid waveguide 10.
A sufficient monitor current for the monitor element 7 can be obtained.
一方、固体導波路１０表面は、反射性樹脂層１１で覆わ
れ外気から遮断されるため、固体導波路１０表面の変質
が防止され、また結露や塵の付着等も防止される。この
ため、モニタ素子７への入射光量が安定し、モニタ電流
の変動が少なくなる。On the other hand, since the surface of the solid waveguide 10 is covered with the reflective resin layer 11 and is shielded from the outside air, deterioration of the surface of the solid waveguide 10 is prevented, and dew condensation and dust adhesion are also prevented. Therefore, the amount of light incident on the monitor element 7 is stabilized, and fluctuations in the monitor current are reduced.
この反射性樹脂層１１は、第１図（ｂ）に示すように、
サブマウント３表面全体に広げることによりアルミニウ
ム配線５．６のポンディングパッド部を保護させること
もできる。さらに、二点鎖線で示すように広げて、ワイ
ヤＷ、〜Ｗ３を保護することも可能である。This reflective resin layer 11, as shown in FIG. 1(b),
By spreading it over the entire surface of the submount 3, the bonding pad portion of the aluminum wiring 5.6 can be protected. Furthermore, it is also possible to protect the wires W, to W3 by spreading them out as shown by the two-dot chain line.
第３図は、カンシールタイプのレーザダイオード２１に
本願発明を適用した例である。FIG. 3 shows an example in which the present invention is applied to a can seal type laser diode 21.
このレーザダイオード２１では、サブマウント２３とは
別途にモニタ素子２７をヒートシンク２２の上面に配置
しである。レーザダイオードチップ２９の後方劈開面と
、モニタ素子２７とを固体導波路３０で結ふと共に、そ
の表面を反射性樹脂層３１で覆っている。このため、レ
ーザ光が固体導波路外に透過することがなく、モニタ素
子２１への入射光量を大きくすることがでる。In this laser diode 21, a monitor element 27 is arranged on the upper surface of the heat sink 22 separately from the submount 23. The rear cleavage plane of the laser diode chip 29 and the monitor element 27 are connected by a solid waveguide 30, and the surface thereof is covered with a reflective resin layer 31. Therefore, the laser light does not pass through the solid waveguide, and the amount of light incident on the monitor element 21 can be increased.
（へ）発明の詳細
な説明したように、この発明のレーザダイオードは、固
体導波路表面を反射性樹脂層で覆ってなるものだから、
モニタ素子への入射光量を大きくでき、モニタ電流が大
きくとれる利点を有している。また、モニタ電流の変動
も防止できる利点も有している。(f) As explained in detail, the laser diode of this invention is formed by covering the surface of a solid waveguide with a reflective resin layer.
This has the advantage that the amount of light incident on the monitor element can be increased and the monitor current can be increased. It also has the advantage of preventing fluctuations in the monitor current.
第１図（ａ）は、この発明の一実施例に係るレーザタイ
オートの中央縦断面図、第１図（１））は、同レーザダ
イオードの変形例を示す中央継断面図、第２図は、第１
図（ａ）に示すレーザダイオードの外観斜視図、第３図
は、他の実施例に係るレーザダイオードの断面図、第４
図は、従来のレーザダイオードの断面図である。
ヒートシンク、
：基板、 ２２：
・２３：サブマウント、
・２７：モニタ素子、
・２９：レーザダイオードチップ、
ｂ：後方臂開面、
０・３０：固体導波路、
１・３１：反射性樹脂層。FIG. 1(a) is a longitudinal sectional view at the center of a laser diode according to an embodiment of the present invention, FIG. 1(1)) is a sectional view at the center of a modified example of the laser diode, and FIG. is the first
FIG. 3 is a sectional view of a laser diode according to another embodiment, and FIG.
The figure is a cross-sectional view of a conventional laser diode. Heat sink, : Substrate, 22: ・23: Submount, ・27: Monitor element, ・29: Laser diode chip, b: Rear arm opening, 0.30: Solid waveguide, 1.31: Reflective resin layer.
Claims (1)
チップをダイボンディングし、前記基台上または前記サ
ブマウント上にモニタ素子を形成し、前記レーザダイオ
ードの後方劈開面とこのモニタ素子との表面との間を固
体導波路で連結してなるレーザダイオードにおいて、 前記固体導波路の表面を、反射性の樹脂層で被覆してな
ることを特徴とするレーザダイオード。(1) A laser diode chip is die-bonded onto a base via a submount, a monitor element is formed on the base or the submount, and a surface between the rear cleavage plane of the laser diode and this monitor element is formed. What is claimed is: 1. A laser diode in which a surface of the solid waveguide is coated with a reflective resin layer.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114097A JP2523935B2 (en) | 1990-04-28 | 1990-04-28 | Laser diode |
| US07/938,677 US5245620A (en) | 1990-04-28 | 1992-09-01 | Laser diode system for reflecting and maintaining laser light within the system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114097A JP2523935B2 (en) | 1990-04-28 | 1990-04-28 | Laser diode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0411795A true JPH0411795A (en) | 1992-01-16 |
| JP2523935B2 JP2523935B2 (en) | 1996-08-14 |
Family
ID=14629040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2114097A Expired - Lifetime JP2523935B2 (en) | 1990-04-28 | 1990-04-28 | Laser diode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2523935B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0645363U (en) * | 1992-11-27 | 1994-06-14 | シャープ株式会社 | Semiconductor laser device |
| JP2006222177A (en) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Sony Corp | Semiconductor laser device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62130585A (en) * | 1985-12-02 | 1987-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
| JPS6411390A (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-13 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser device |
-
1990
- 1990-04-28 JP JP2114097A patent/JP2523935B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62130585A (en) * | 1985-12-02 | 1987-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
| JPS6411390A (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-13 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0645363U (en) * | 1992-11-27 | 1994-06-14 | シャープ株式会社 | Semiconductor laser device |
| JP2006222177A (en) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Sony Corp | Semiconductor laser device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2523935B2 (en) | 1996-08-14 |
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