JPH04259279A - 半導体レーザのキンク測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザのキンク
レベルを測定する装置に係わり、特にレーザ光の放射方
向の変化を求めてキンクを判定する半導体レーザのキン
ク測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種の光学機器の光源として、半
導体レーザが広く利用されている。この半導体レーザは
、端面破壊や横モードの不安定性であるキンク、さらに
温度特性により、使用条件が決められる。従って、端面
破壊，キンクレベル及び温度特性等を正確に測定するこ
とが重要となる。

【０００３】この中で、端面破壊や温度特性は測定方法
も容易であり、測定によるばらつきも少ない。しかしな
がら、キンクレベルは容易に測定することはできず、さ
らに正確に測定することもできないのが現状である。

【０００４】半導体レーザのキンクレベルは、電流−光
出力特性において、電流に対する光出力の直線性がずれ
た光出力として測定されている。このため、直線性から
のずれ量の定義の仕方によっては誤ったキンク判定を行
う場合があり、また熱による光出力の飽和をキンクと誤
判定する問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来、半導
体レーザの横モード特性の不安定性であるキンクを容易
に、且つ正確に判定することは困難であった。

【０００６】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、半導体レーザのキンク
レベルを容易に、且つ正確に測定することのできる半導
体レーザのキンク測定装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、半導体
レーザからのレーザ光の放射方向の変化を検出してキン
クを判定することにある。

【０００８】即ち本発明は、半導体レーザのキンクレベ
ルを測定する半導体レーザのキンク測定装置において、
半導体レーザを固定する治具と、少なくとも半導体レー
ザの共振器方向及び電流注入方向にそれぞれ略直交する
方向に分割され、該半導体レーザから放射されるレーザ
光を検出する光検出素子と、この光検出素子の各検出信
号を演算処理してレーザ光の放射方向の変化を測定する
信号処理部とを具備してなることを特徴としている。

【０００９】ここで、光検出素子としては、半導体レー
ザの共振器方向及び電流注入方向にそれぞれ直交する方
向に分割された２分割光検出素子、又はこれを電流注入
方向にも分割した４分割光検出素子等を用いればよい。 また、信号処理部による演算は、各検出素子からの信号
の和と差を取り、差の急峻な変化でキンク発生と判定し
、その際の和をキンク発生時の光出力とするものである
。

【００１０】

【作用】半導体レーザにキンクが発生すると、図５（ａ
）に示すようにレーザ光の放射方向が変化する。一方、
熱による飽和の場合、図５（ｂ）に示すようにレーザ光
の放射方向は変化しない。従って、レーザ光の放射方向
の変化を検出すれば、半導体レーザのキンクを判定する
ことが可能となる。

【００１１】本発明によれば、２分割或いは４分割の光
検出素子を用いることにより、半導体レーザから出射さ
れたレーザ光の放射方向の変化を測定することができる
。従って、半導体レーザの横モード特性の不安定性であ
るキンクを正確に判定することができる。そして、この
キンク判定によりキンクレベルを正確に測定することが
でき、キンク特性の原因解明を容易に行うことが可能と
なる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。

【００１３】図１は、本発明の第１の実施例に係わるキ
ンク測定装置を示す概略構成図である。図中１０は半導
体レーザであり、このレーザ１０はレーザ固定治具１１
に固定されている。レーザ１０から出射されたレーザ光
は、図２に示すように２分割光検出素子２０（２１，２
２）にて検出される。この２分割検出素子２０は、半導
体レーザ１０の共振器方向及び電流注入方向にそれぞれ
直交する方向に２分割されている。

【００１４】２分割検出素子２０の一方の検出素子２１
の検出信号は、電流・電圧変換素子３１を介して電圧加
算素子４１及び電圧減算素子４２にそれぞれ供給される
。同様に、他方の検出素子２２の検出信号は、電流・電
圧変換素子３２を介して電圧加算素子４１及び電圧減算
素子４２にそれぞれ供給される。また、電圧減算素子４
２の出力は微分素子４３に供給される。ここでいう共振
器方向とは、光の出射方向を示す。検出素子は共振器方
向及び電流注入方向と直交する方向からやや、例えば５
°傾斜させても直交時と同様に働き、何等問題はない。 要は、全ての検出素子に光が当たっていればよく、測定
開始から終了までにレーザと検出素子の位置が変化しな
ければよい。

【００１５】なお、図１の３１，３２，４１〜４３が信
号処理部を示している。また、５１は２分割光検出素子
２０の和信号Ａを出力する出力端子、５２は２分割光検
出素子２０の差信号Ｂを出力する出力端子、５３は差信
号Ｂを微分した微分信号Ｃを出力する出力端子を示して
いる。

【００１６】次に、本実施例の動作を説明する。２分割
光検出素子２０の差信号Ｂ、即ち端子５２の出力が零に
なるようにレーザ固定治具１１を調整する。このとき、
半導体レーザ１０からのレーザ光のビームスポットは、
図２に示すように２分割光検出素子２０の中心部に位置
する。次いで、半導体レーザ１０に電流を加えると、光
検出素子２０で受光する光出力は増加し、和信号Ａ（端
子５１の出力）は増加するが、差信号Ｂ（端子５２の出
力）は零のままである。

【００１７】半導体レーザ１０で横モード特性の不安定
性に起因するキンクが発生すると、半導体レーザ１０の
光出力ビームの放射方向が変化し、図２中に破線で示す
ように、２分割光検出素子２０の各検出素子２１，２２
で受光する光出力のバランスが変化する。このため、差
信号Ｂはプラス或いはマイナスへ変化する。この差信号
Ｂが零から変化したときにキンク発生と判定し、このと
き光出力（和信号Ａ）をキンクレベルとして測定する。

【００１８】ここで、半導体レーザ１０にキンクが発生
すると、図５（ａ）に示すようにレーザ光の放射方向が
変化する。一方、熱による飽和の場合、図５（ｂ）に示
すようにレーザ光の放射方向は変化しない。従って本実
施例のように、レーザ光の放射方向の変化を検出すれば
、熱による光出力の飽和による誤検出がなく、半導体レ
ーザ１０のキンクを正確に判定することが可能となる。

【００１９】このように実施例によれば、熱による光出
力の飽和等の問題点を除去でき、正確にキンクレベルを
測定することができる。また、差信号Ｂのプラス，マイ
ナスの符号により、半導体レーザ１０の光出力ビームの
放射方向が求められ、キンクの原因解明に有益である。

【００２０】また、差信号Ｂがプラス方向或いはマイナ
ス方向に変化したとき、微分信号Ｃは大きく変化する。 従って、端子５２の差信号Ｂの代わりに、端子５３の微
分信号Ｃに基づきキンクを判定することにより、キンク
の判定が短時間で済み、測定時間の短縮をはかることが
可能である。

【００２１】図３は、本発明の第２の実施例に係わるキ
ンク測定装置を示す概略構成図である。なお、図１と同
一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略す
る。この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、光
検出素子を４分割とし、さらにレーザ固定治具を調整す
る制御部を新たに設けたことにある。

【００２２】半導体レーザ１０は、レーザ固定治具１１
に固定されており、この固定治具１１は水平及び垂直方
向の傾きを可変可能となっている。レーザ１０から放射
されたレーザ光は、図４に示すように４分割の光検出素
子８０（８１，８２，８３，８４）にて検出される。４
分割光検出素子８０において、検出素子８１の検出信号
は、電流・電圧変換素子３１を介して電圧加算素子６１
，６３，６５にそれぞれ供給される。同様に、検出素子
８２の検出信号は、電流・電圧変換素子３２を介して電
圧加算素子６２，６３，６６にそれぞれ供給される。 検出素子８３の検出信号は、電流・電圧変換素子３３を
介して電圧加算素子６１，６４，６５にそれぞれ供給さ
れる。検出素子８４の検出信号は、電流・電圧変換素子
３４を介して電圧加算素子６２，６４，６６にそれぞれ
供給される。

【００２３】電圧加算素子６１，６２の出力は、それぞ
れ電圧加算素子４１及び電圧減算素子４２に供給される
。また、電圧加算素子６３，６４の出力は電圧減算素子
４４に供給され、電圧加算素子６５，６６の出力は電圧
減算素子４５に供給される。電圧減算素子４４，４５の
出力はレーザ固定治具制御部７０に供給される。そして
、制御部７０では、電圧減算素子４４，４５の出力に基
づいて、固定治具１１の傾きを調整するものとなってい
る。

【００２４】なお、図３において、３１〜３４，４１〜
４５，６１〜６６が信号処理部を示している。また、５
４は８１＋８２と８３＋８４の差信号Ｄを出力する出力
端子を示し、５５は８１＋８３と８２＋８４の差信号Ｅ
を出力する出力端子を示している。

【００２５】次に、第２の実施例の動作を説明する。ま
ず、４分割光検出素子８０の差信号Ｄ（端子５４の出力
）が零になるように固定治具１１の垂直方向を調整する
。次いで、差信号Ｅ（端子５５の出力）が零になるよう
に固定治具１１の水平方向を調整する。この調整は制御
部７０により行われ、調整が終了した後、差信号Ｄ，Ｅ
の入力をオフにし、キンク判定時に固定治具１１が移動
しないようにする。

【００２６】半導体レーザ１０に電流を加えると、４分
割光検出素子８０の検出素子８１＋８３と８２＋８４で
受光する光出力は増加し、和信号Ａは増加するが、差信
号Ｂは零のままである。

【００２７】半導体レーザ１０でキンクが発生すると、
半導体レーザ１０の光出力ビームの放射方向が変化し、
４分割光検出素子８０の検出素子８１＋８３と８２＋８
４で受光する光出力のバランスが変化する。このため、
差信号Ｂはプラス或いはマイナスへ変化する。この差信
号Ｂが零から変化したときにキンク発生と判定し、この
ときの光出力（和信号Ａ）をキンクレベルとして測定す
る。

【００２８】このように本実施例によれば、先の実施例
と同様に４分割光検出素子８０の各検出信号からキンク
を判定し、キンクレベルを容易かつ正確に測定すること
ができる。また、この実施例では、キンクによる放射方
向のずれが生じる方向（水平方向）だけではなく、これ
と直交する方向（垂直方向）にも初期設定におけるビー
ム位置のずれを調整することができる。従って、常に最
大ビーム強度位置で光検出を行うことになり、これによ
りキンク判定の精度をより高めることが可能となる。

【００２９】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。実施例では、初期設定においてレー
ザ固定治具の位置を調整したが、この代わりに光検出素
子の位置を調整してもよい。さらに、光検出素子は２分
割又は４分割に限るものではなく、少なくとも半導体レ
ーザの共振器方向及び電流注入方向にそれぞれ直交する
方向に分割されたものであればよい。また、本発明はキ
ンク測定装置の単独構成に限らず、この装置を内蔵した
半導体レーザ特性評価装置にも適用可能なことはいうま
でもない。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、
種々変形して実施することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、半
導体レーザからのレーザ光の放射方向の変化を測定して
キンクを判定しているので、半導体レーザのキンクレベ
ルを容易に、且つ正確に測定することのできる半導体レ
ーザのキンク測定装置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わるキンク測定装置
を示す概略構成図。

【図２】第１の実施例に用いた２分割光検出素子を示す
平面図。

【図３】本発明の第２の実施例に係わるキンク測定装置
を示す概略構成図。

【図４】第２の実施例に用いた４分割光検出素子を示す
平面図。

【図５】本発明の作用を説明するための模式図。

【符号の説明】

１０…半導体レーザ、１１…レーザ固定治具、２０（２
１，２２）…２分割光検出素子、３１〜３４…電流・電
圧変換素子、４１，６１〜６６…電圧加算素子、４２，
４４，４５…電圧減算素子、４３…微分素子、５１〜５
５…出力端子、７０…レーザ固定治具制御部、８０（８
１，８２，８３，４８）…４分割光検出素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザを固定する治具と、少なくと
   も前記半導体レーザの共振器方向及び電流注入方向にそ
   れぞれ略直交する方向に分割され、該半導体レーザから
   放射されるレーザ光を検出する光検出素子と、この光検
   出素子の各検出信号を演算処理して前記レーザ光の放射
   方向の変化を測定する信号処理部とを具備してなること
   を特徴とする半導体レーザのキンク測定装置。