JPH04268466A - 半導体レーザの特性測定装置 - Google Patents
半導体レーザの特性測定装置Info
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- JPH04268466A JPH04268466A JP2846091A JP2846091A JPH04268466A JP H04268466 A JPH04268466 A JP H04268466A JP 2846091 A JP2846091 A JP 2846091A JP 2846091 A JP2846091 A JP 2846091A JP H04268466 A JPH04268466 A JP H04268466A
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- semiconductor laser
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 10
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザの特性測
定装置に関し、特にその熱抵抗の測定装置に関する。
定装置に関し、特にその熱抵抗の測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザにおいて、動作時の温度を
知ることは安定な特性を得るためにも、また信頼性を確
保するためにも重要な点である。この温度を推定する方
法として熱抵抗より計算する方法があり、また、素子設
計上も非常に有用なパラメータである。
知ることは安定な特性を得るためにも、また信頼性を確
保するためにも重要な点である。この温度を推定する方
法として熱抵抗より計算する方法があり、また、素子設
計上も非常に有用なパラメータである。
【０００３】半導体レーザの熱抵抗測定装置として、主
に次のような原理を応用したものがある。
に次のような原理を応用したものがある。
【０００４】１）順方向電圧の温度特性２）発振しきい
値電流の温度特性 などがある。
値電流の温度特性 などがある。
【０００５】一例として、図４に発振しきい値電流の温
度特性を利用した特性測定装置を示す。
度特性を利用した特性測定装置を示す。
【０００６】被測定用半導体レーザ２０は、パルス発生
器２２または直流電源２３で駆動できる。ここでパルス
発生器のパルス幅及び繰り返し周期は半導体レーザの温
度を上げないように充分短いパルス幅及び充分長い繰り
返し周期に設定されているものとする。一方、半導体レ
ーザ２０からの発光出力は受光ダイオード２５において
電気信号に変換された後、オシロスコープ２９にて、そ
の信号が観測することができる。発振しきい値電流は、
このオシロスコープを観測しながらパルス発生器あるい
は直流電流を調整し、半導体レーザが発振開始した時の
半導体レーザに流れる電流を測定することにより得るこ
とができる。
器２２または直流電源２３で駆動できる。ここでパルス
発生器のパルス幅及び繰り返し周期は半導体レーザの温
度を上げないように充分短いパルス幅及び充分長い繰り
返し周期に設定されているものとする。一方、半導体レ
ーザ２０からの発光出力は受光ダイオード２５において
電気信号に変換された後、オシロスコープ２９にて、そ
の信号が観測することができる。発振しきい値電流は、
このオシロスコープを観測しながらパルス発生器あるい
は直流電流を調整し、半導体レーザが発振開始した時の
半導体レーザに流れる電流を測定することにより得るこ
とができる。
【０００７】これから熱抵抗は次のようにして求める。
【０００８】まず、初めに切換スイッチ２４をパルス発
生器２２に切換え、パルス駆動時の半導体レーザの発振
しきい値電流Ｉｔｈ１ を測定する。次に切換スイッチ
２４を直流電源２３に切換え、直流駆動時の半導体レー
ザの発振しきい値電流Ｉｔｈ２ を測定する。このとき
Ｉｔｈ１ とＩｔｈ２ の関係を図５に示す。
生器２２に切換え、パルス駆動時の半導体レーザの発振
しきい値電流Ｉｔｈ１ を測定する。次に切換スイッチ
２４を直流電源２３に切換え、直流駆動時の半導体レー
ザの発振しきい値電流Ｉｔｈ２ を測定する。このとき
Ｉｔｈ１ とＩｔｈ２ の関係を図５に示す。
【０００９】図５中特性（ａ）はパルス駆動時の光出力
（Ｐ）−電流（Ｉ）特性を示し、特性（ｂ）は直流時の
光出力（Ｐ）−電流（Ｉ）特性を示す。特性（ｂ）はそ
の動作時の温度上昇のため特性（ａ）より右側へずれる
。
（Ｐ）−電流（Ｉ）特性を示し、特性（ｂ）は直流時の
光出力（Ｐ）−電流（Ｉ）特性を示す。特性（ｂ）はそ
の動作時の温度上昇のため特性（ａ）より右側へずれる
。
【００１０】これより熱抵抗Ｐｔｈは次のようにして計
算される。
算される。
【００１１】
Ｒｔｈ＝△Ｔｊ ／（ＶＦ Ｉｔｈ２ ）…（１）△Ｔ
ｊ ＝ＴＯ ｌｏｇｅ Ｉｔｈ２ ／Ｉｔｈ１ …（２
）ここではＴＯ は被測定用半導体レーザの特性温度と
いわれているものでありあらかじめ知られているものと
する。また、ＶＦ は半導体レーザの電流Ｉｔｈ２ の
時の順方向電圧である。
ｊ ＝ＴＯ ｌｏｇｅ Ｉｔｈ２ ／Ｉｔｈ１ …（２
）ここではＴＯ は被測定用半導体レーザの特性温度と
いわれているものでありあらかじめ知られているものと
する。また、ＶＦ は半導体レーザの電流Ｉｔｈ２ の
時の順方向電圧である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】この従来の特性測定装
置では、パルス駆動時の発振しきい値電流Ｉｔｈ１ と
直流駆動時の発振しきい値電流Ｉｔｈ２ との比により
熱抵抗を求めるためＩｔｈ１ ，Ｉｔｈ２ の測定精度
が重要となっている。しかし、半導体レーザの品種によ
ってはＩｔｈ１ とＩｔｈ２ との差が数％しかなく測
定精度的にも困難な場合がある。すなわち、Ｉｔｈ１
とＩｔｈ２ の差が小さいような品種については熱抵抗
の測定精度が劣るという欠点があった。
置では、パルス駆動時の発振しきい値電流Ｉｔｈ１ と
直流駆動時の発振しきい値電流Ｉｔｈ２ との比により
熱抵抗を求めるためＩｔｈ１ ，Ｉｔｈ２ の測定精度
が重要となっている。しかし、半導体レーザの品種によ
ってはＩｔｈ１ とＩｔｈ２ との差が数％しかなく測
定精度的にも困難な場合がある。すなわち、Ｉｔｈ１
とＩｔｈ２ の差が小さいような品種については熱抵抗
の測定精度が劣るという欠点があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この欠点を解決するため
に、本発明の特性測定装置は、発振しきい値電流以上で
動作を可能とするパルス発生器を備え、また、半導体レ
ーザの温度を制御することができる温度制御器を備えて
いる。
に、本発明の特性測定装置は、発振しきい値電流以上で
動作を可能とするパルス発生器を備え、また、半導体レ
ーザの温度を制御することができる温度制御器を備えて
いる。
【００１４】
【実施例】図１は、本発明の実施例１を示す。
【００１５】１は被測定用半導体レーザであり、パルス
発生器３にて駆動される。また、半導体レーザのケース
温度は温度制御器４にて任意に設定されるものである。 この温度制御器は例えばペルチェ素子を用いることによ
り小形にしかも容易に実現できる。半導体レーザ１から
の出力光は、受光ダイオード５により電気信号に変換さ
れる。すなわち、出力光は、電流信号となり抵抗６によ
り検出され、これをオシロスコープ９により観測するこ
とができる。
発生器３にて駆動される。また、半導体レーザのケース
温度は温度制御器４にて任意に設定されるものである。 この温度制御器は例えばペルチェ素子を用いることによ
り小形にしかも容易に実現できる。半導体レーザ１から
の出力光は、受光ダイオード５により電気信号に変換さ
れる。すなわち、出力光は、電流信号となり抵抗６によ
り検出され、これをオシロスコープ９により観測するこ
とができる。
【００１６】ここでパルス発生器３のパルス波形として
、その立上り時間，パルス幅，繰り返し周期を次のよう
に設定する。
、その立上り時間，パルス幅，繰り返し周期を次のよう
に設定する。
【００１７】（１）立上り時間は半導体レーザのチップ
の熱時定数より小さい値とする。
の熱時定数より小さい値とする。
【００１８】（２）パルス幅は半導体レーザのケースを
含んだ熱時定数より充分長くする。
含んだ熱時定数より充分長くする。
【００１９】（３）繰り返し周期は、各々のパルスによ
る素子の発生した熱が干渉しないよう設定する。一般に
立上り時間は１μｓ以下、パルス幅は１ｍｓ程度、繰り
返し周期すなわちデューティ比として１％とすればよい
。
る素子の発生した熱が干渉しないよう設定する。一般に
立上り時間は１μｓ以下、パルス幅は１ｍｓ程度、繰り
返し周期すなわちデューティ比として１％とすればよい
。
【００２０】以上の状態で半導体レーザ１を駆動すると
その出力光の応答波形は、図２のようにパルス初期は半
導体レーザの温度が上昇していないため温度制御器４に
よるケース温度ＴＣ１での光出力が発生するが、時間と
ともに素子温度が上昇し、発振しきい値電流の温度特性
等により出力光は低下していく。
その出力光の応答波形は、図２のようにパルス初期は半
導体レーザの温度が上昇していないため温度制御器４に
よるケース温度ＴＣ１での光出力が発生するが、時間と
ともに素子温度が上昇し、発振しきい値電流の温度特性
等により出力光は低下していく。
【００２１】したがって、出力光が低下した原因となっ
た素子の温度上昇分を知れば熱抵抗は測定可能となるた
め、この素子の温度上昇分だけ温度制御器４により半導
体レーザの温度を補正、すなわち下げればよい。やり方
としては半導体レーザのケース温度ＴＣ１の時のパルス
初期時の出力光と同じ大きさになるようにパルス後期の
出力光を温度制御器４によりケース温度を下げればよい
。 この時のケース温度をＴＣ２とする。
た素子の温度上昇分を知れば熱抵抗は測定可能となるた
め、この素子の温度上昇分だけ温度制御器４により半導
体レーザの温度を補正、すなわち下げればよい。やり方
としては半導体レーザのケース温度ＴＣ１の時のパルス
初期時の出力光と同じ大きさになるようにパルス後期の
出力光を温度制御器４によりケース温度を下げればよい
。 この時のケース温度をＴＣ２とする。
【００２２】以上から熱抵抗Ｒｔｈは次のようにして算
出することができる。
出することができる。
【００２３】
Ｒｔｈ＝△Ｔｊ ／ＶＦ Ｉ （℃／Ｗ
）…（３）△Ｔｊ ＝ＴＣ１−ＴＣ２
（℃） …（４）なお、ＶＦ は半導体レー
ザに電流Ｉを流している時の順方向電圧である。
）…（３）△Ｔｊ ＝ＴＣ１−ＴＣ２
（℃） …（４）なお、ＶＦ は半導体レー
ザに電流Ｉを流している時の順方向電圧である。
【００２４】図３は本発明の実施例２を示す。１０は被
測定用半導体レーザであり、パルス発生器１２、温度制
御器１３、受光ダイオード１４は実施例１で説明したも
のと同様である。実施例１ではパルス初期の出力光信号
をオシロスコープ１９により観測したが実施例２ではピ
ークホールド電圧計１８により検出している。このこと
により容易に精度よく測定でき、また操作が簡便になる
利点がある。また、本装置を拡張することにより、容易
に温度制御器の自動化が可能となり操作性の向上が期待
できる。
測定用半導体レーザであり、パルス発生器１２、温度制
御器１３、受光ダイオード１４は実施例１で説明したも
のと同様である。実施例１ではパルス初期の出力光信号
をオシロスコープ１９により観測したが実施例２ではピ
ークホールド電圧計１８により検出している。このこと
により容易に精度よく測定でき、また操作が簡便になる
利点がある。また、本装置を拡張することにより、容易
に温度制御器の自動化が可能となり操作性の向上が期待
できる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、前述した
パルスをもつパルス発生器及び温度制御器より、半導体
レーザの温度を知ることが可能となり、また、半導体レ
ーザを発振しきい値電流以上に設定することにより、入
力すなわち温度の上昇を大きくとることが出来ることか
ら熱抵抗の測定精度が向上するという効果を有する。
パルスをもつパルス発生器及び温度制御器より、半導体
レーザの温度を知ることが可能となり、また、半導体レ
ーザを発振しきい値電流以上に設定することにより、入
力すなわち温度の上昇を大きくとることが出来ることか
ら熱抵抗の測定精度が向上するという効果を有する。
【図１】本発明の実施例１の概略図。
【図２】実施例１における半導体レーザの動作電流パル
ス波形と出力光のパルス応答波形を示す図。
ス波形と出力光のパルス応答波形を示す図。
【図３】実施例２の概略図。
【図４】従来の構成図。
【図５】従来の装置における動作原理説明図で出力光対
電流特性を示す図。
電流特性を示す図。
１，１０，２０ 半導体レーザ
６，２６ 抵抗
３，１２，２２ パルス発生器
４，１３ 温度制御器
５，１４，２５ 受光ダイオード７，２３
直流電源 ９，１９，２９ オシロスコープ１８ ピ
ークホールド電圧計
直流電源 ９，１９，２９ オシロスコープ１８ ピ
ークホールド電圧計
Claims (1)
- 【請求項１】 パルスの立上り時間が被測定用半導体
レーザのチップ熱時定数より短く、かつ、パルス幅が前
記半導体レーザのケース熱時定数より充分長いパルス発
生器と、半導体レーザからの光信号を電気信号に変換す
る変換器と、この変換器の出力を観測する観測器と、半
導体レーザの温度を任意に変える温度制御器とを備えた
ことを特徴とした特性測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2846091A JP2671617B2 (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 半導体レーザの特性測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2846091A JP2671617B2 (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 半導体レーザの特性測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04268466A true JPH04268466A (ja) | 1992-09-24 |
| JP2671617B2 JP2671617B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=12249283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2846091A Expired - Fee Related JP2671617B2 (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 半導体レーザの特性測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671617B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1299408C (zh) * | 2004-09-09 | 2007-02-07 | 长春理工大学 | 半导体激光器参数测试用填充液态导热媒质控温装置 |
| CN105425134A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-03-23 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 轧机主传动系统交-交变频器异常晶闸管组件判定方法 |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP2846091A patent/JP2671617B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1299408C (zh) * | 2004-09-09 | 2007-02-07 | 长春理工大学 | 半导体激光器参数测试用填充液态导热媒质控温装置 |
| CN105425134A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-03-23 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 轧机主传动系统交-交变频器异常晶闸管组件判定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2671617B2 (ja) | 1997-10-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970610 |
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