JPH04302191A - マルチビーム半導体レーザ - 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、マルチビーム半導体レ
ーザ特に自動出力制御型のマルチビーム半導体レーザに
係わる。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザは一般に、温度変化や特性
劣化等によって生じる出力の変動を抑制するために、そ
の光出力を測定して受光素子によって検出し、光出力を
一定に保持するいわゆる自動出力制御（ＡＰＣ：Ａｕｔ
ｏ　ＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）駆動がなされている。 即ち通常一般の半導体レーザにおいては、図２の略線的
拡大側面図に示すように、半導体レーザ２２がマウント
された支持基台１１上に、半導体レーザ２２の背部に対
向して半導体レーザ２２からの後方光ＬＢ　を受光する
フォトダイオード等の光検出素子２１がマウントされ、
この光検出素子２１からの検出出力をもってＡＰＣ駆動
を行うようになされている。ＬＦ　は半導体レーザ２２
の前方光である。

【０００３】このようなＡＰＣ駆動を行うための構成を
、そのままマルチビーム半導体レーザ、即ち半導体レー
ザアレイに適用する場合、図３の略線的拡大上面図に示
すように、そのマルチビーム半導体レーザ１０の複数本
の後方からの光ＬＢ　の総和を光検出素子２１で受光し
てしまい、独立に各半導体レーザをモニターすることは
難しい。

【０００４】また、図４の略線的拡大上面図に示すよう
に、光検出素子２１を独立分離して設ける場合において
も、マルチビーム半導体レーザ１０の各半導体レーザ素
子を独立にモニターするためには、各半導体レーザ素子
から出射される光がある程度の広がりをもっているため
に、これら光検出素子２１とマルチビーム半導体レーザ
１０の発光面１Ｓとの間隔ｄを数μｍ程度の微小な間隔
とする必要があり、独立モニターを実現することが難し
いという問題があった。

【０００５】このような問題を解決するために、特開平
１−１５５６７６号公開公報において、各半導体レーザ
に対応する光検出素子間に半導体レーザを遮蔽する遮蔽
部材を設ける構造が提案されている。この半導体レーザ
装置を図５の略線的拡大斜視図を参照して説明する。

【０００６】図５に示すように、支持基台１１上に半導
体レーザアレイ１３が接着剤等によって固定され、１４
ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄはそのレーザ光出射領域で
、各領域の後方即ち出射端面とは反対側の後方端面に対
向して受光素子１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが支持
体１２に保持されて設けられて成る。そして各受光素子
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの間に、半導体レーザ
アレイ１３の後方端面からのレーザ光を横方向に遮光す
る薄板状の遮光体１６ａ，１６ｂ，１６ｃが設けられる
。この遮光体１６ａ，１６ｂ，１６ｃは例えば図６に示
すように、帯状の部材に薄板状の部材が柱状に配列され
て一体に形成されて成り、その帯状部材の裏面１７が、
図５における支持基台１１上に接着剤等によって固定さ
れて構成される。このように遮光体１６ａ，１６ｂ，１
６ｃを設けることによって、半導体レーザアレイ１３の
各出射領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの後方から
出射されるレーザ光をそれぞれ独立に受光素子１５ａ，
１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに入射することができて、独立
に各半導体レーザをモニターすることができ、上述のＡ
ＰＣ駆動が可能となる。

【０００７】しかしながら、この場合は、構造が複雑で
製造工程が煩雑となるという問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上述したマルチビーム半導体レーザにおい
て、その各レーザ光を独立に検出して制御駆動し得る構
造を得ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明マルチビーム半導
体レーザの一例の略線的拡大斜視図を図１に示す。本発
明は図１に示すように、複数のレーザ素子３７（３７Ａ
，３７Ｂ，３７Ｃ‥‥）の各発光端面１（１Ａ，１Ｂ，
１Ｃ‥‥）が配列されたレーザ部３０即ち複数のレーザ
素子３７（３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ‥‥）が配列されて
成るマルチビーム半導体レーザ１０と、その各発光端面
１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ‥‥）に対向して配列された受光
部２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ‥‥）を有する光検出部４０と
が設けられ、光検出部４０には、これと同一構成材によ
って各受光部２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ‥‥）間に、各対応
する発光端面１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ‥‥）以外からの光
を遮光する突出部３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ‥‥）が
設けられて成る。

【００１０】

【作用】上述したように、本発明マルチビーム半導体レ
ーザでは、光検出部４０の受光部２間に、その構成部材
と同一の部材によって構成される突出部３が設けられて
成るため、発光端面１からのレーザ光ＬＢ　がある程度
の広がりをもってこの光検出部４０に入射されても、こ
れら突出部３がいわば遮光部材となって、隣合う発光端
面１からのレーザ光ＬＢ　を互いに独立に各受光部２に
受光させることができる。

【００１１】従って、レーザ部３０の各レーザから出射
されるレーザ光ＬＢを、この受光部２に確実に個別に受
光させることができ、これにより各レーザ光ＬＢ　の出
力を検出して、レーザ部３０における各レーザの出力を
モニターすることができる。

【００１２】またこのとき、突出部３の形状を適切に選
定することによって、レーザ部３０からのレーザ光ＬＢ
　を乱反射させて、レーザ部３０への戻り光を低減化す
ることができる。

【００１３】

【実施例】以下本発明による自動出力制御型のマルチビ
ーム半導体レーザの一例を図１を参照して詳細に説明す
る。この例においては、一の基板上にレーザ部３０と光
検出部４０とを同時に形成するいわゆるモノリシック型
とした場合で、図１においてはレーザ光ＬＢ　のうち３
本を示すものである。

【００１４】この場合、図１に示すように、例えばｎ型
のＧａＡｓ等より成る基板２０上に、第１導電型例えば
ｎ型のＡｌＧａＡｓ等より成る第１の半導体層３１、Ｇ
ａＡｓ等より成る真性の第２の半導体層３２、第２導電
型例えばｐ型のＡｌＧａＡｓ等より成る第３の半導体層
３３を、順次ＭＯＣＶＤ（有機金属による化学的気相成
長）法等によって形成する。

【００１５】そして第３の半導体層３３、第２の半導体
層３２、第１の半導体層３１を横切る深さに一側面が鋸
歯状パターンを有し、他側面が直線的な溝３８を例えば
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）等の異方性エッチン
グによって基板に直交する角度をもってエッチングして
形成する。このようにして、溝３８の鋸歯状側面におい
て他側面側に突出する複数個の突出部３（３Ａ，３Ｂ，
３Ｃ，３Ｄ‥‥）を配列形成する。

【００１６】そして、溝３８によって区分された一方の
領域即ち溝３８の平坦側面側の領域において、マルチビ
ーム半導体レーザ部３０を構成し、他方の領域即ち溝３
８の鋸歯状側面側の領域において、光検出部４０を構成
する。

【００１７】即ち第１の半導体層３１、第２の半導体層
３２、第３の半導体層３３を下層クラッド層、活性層、
上層クラッド層とするレーザ部３０を構成する。

【００１８】一方、第１の半導体層３１、第２の半導体
層３２、第３の半導体層３３によってｐｉｎ型のフォト
ダイオードによる光検出部４０を構成する。

【００１９】各レーザ部３０、光検出部４０には、それ
ぞれ少なくとも第３の半導体層３３と第２の半導体層３
２とを横切る深さに、溝３８の長手方向と直交してかつ
それぞれ光検出部４０の突出部３に対向する位置にそれ
ぞれ同様にＲＩＥ等の異方性エッチングによる溝５及び
６を形成して、各溝５間及び各溝６間において、複数の
レーザ素子３７（３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ‥‥）及び受
光部２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ‥‥）を画成形成する。

【００２０】レーザ部３０の、複数のレーザ素子３７に
は、各溝３８とは反対側の端面にそれぞれ発光端面３５
が形成され、この端面３５（３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ‥
‥）と、溝３８側の端面１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ‥‥）即
ち後方の発光端面１との距離は、所要の共振器長を設定
する距離となるように選定される。

【００２１】そしてレーザ部３０の各半導体レーザ素子
３７、及び光検出部４０の各受光部２に対して、ｐ型の
第３の半導体層３３上にそれぞれ各溝５及び６に沿って
延長する平行帯状パターンの電極３４（３４Ａ，３４Ｂ
，３４Ｃ‥‥）及び電極４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ‥‥）を
形成する。

【００２２】また、図示しないが各レーザ部３０及び光
検出部４０には、それぞれ例えば第１の半導体層３１を
外部に露出して、ここから電極導出を行う。

【００２３】このようにしてレーザ部３０の各半導体レ
ーザ素子３７の前方端面及び後方端面から、それぞれ複
数の前方レーザ光ＬＦ　及び後方ＬＢ　が発光されるよ
うになして、各後方のレーザ光ＬＢ　が、光検出部４０
の対応する各受光部２において受光されるようにする。 このとき、各レーザ素子３７の後方光ＬＢ　は所要の広
がりをもって発散するが、突出部３の存在によって広が
りが遮られるように、突出部先端と発光端面１との距離
ｄ１　をあらかじめ設定する。このようにすることによ
って、対応する各受光部２に、各発光端面１からのレー
ザ光ＬＢ　が個別に受光されるようにする。

【００２４】即ち各受光部２と発光端面１との距離をｄ
２　とするとき、ｄ１　＜ｄ２　とする。

【００２５】また電極４は、受光部端面から例えば５μ
ｍ程度以上の間隔ｄ３　をもって配置される。

【００２６】このようにして、レーザ部３０の各発光端
面１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ‥‥）からのレーザ光をそれぞ
れ受光部２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ‥‥）で受光し、更にこ
こからの出力を電極４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ‥‥）から個
別に検出することができて、ＡＰＣ機構を持たしめるこ
とができる。

【００２７】またこのように突出部を受光部の構成材料
と一体に形成することによって、遮光部材を別体に設け
る場合に比して、工程数の増加を抑制することができる
。

【００２８】更に、上述したように、突出部３の形状を
鋸歯状としたので、受光部２において発光端面１と平行
となる面がほとんど生じないことから、この受光部２か
らの戻り光による、各レーザ素子３７におけるノイズの
発生を効果的に回避することができる。

【００２９】上述した例では、溝３８の光検出部４０側
の側面を鋸歯状とした場合であるが、このような鋸歯状
に限らず、円弧状等、各受光部２に対して対応するレー
ザ素子３７からのレーザ光ＬＢ　以外の光を遮蔽してク
ロストークを低減し、かつ各半導体レーザ素子３７に対
する戻り光を低減することのできる、種々の凹凸形状と
することができる。

【００３０】更にまた上述の例においてはレーザ部３０
と光検出部４０とを同時に一の基板上に形成するいわゆ
るモノリシック型構成とした場合であるが、別体の基板
上にそれぞれレーザ部と光検出部とを形成し、レーザ部
の発光端面からのレーザ光が光検出部の受光部に入射さ
れるように位置合せを行ってマルチビーム半導体レーザ
を構成してもよい。この場合には、光検出部のみを例え
ばＳｉ基板等の安価な材料を用いることができる。

【００３１】また上述のレーザ部、光検出部の構成材料
としてはＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓ系の材料を形成
したが、その他放熱効果のある例えばＳｉ基板上にＧａ
Ａｓ、ＩｎＰ系等の種々の半導体レーザを形成したり、
またｎ型Ｓｉ基板上にＢ等の不純物を注入する等して光
検出部を構成する等、種々の材料を用いることができる
。

【００３２】

【発明の効果】上述したように本発明マルチビーム半導
体レーザによれば、確実にマルチビーム半導体レーザか
ら発光されるレーザ光を独立に検出することができて、
マルチビーム半導体レーザのＡＰＣ駆動を行うことがで
きる。

【００３３】更に、遮光体として機能する突出部３を、
光検出部４０において一体に構成するため、工程数の増
加を回避することができ、特にレーザ部３０と光検出部
４０とを一体に構成する場合は、製造工程数の低減化を
はかることができる。

【００３４】また更にこの突出部３の形状を適切に設定
することによって、受光部２からの戻り光の低減化をは
かることができ、より精度良くマルチビーム半導体レー
ザをＡＰＣ駆動することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明マルチビーム半導体レーザの一例の略線
的拡大斜視図である。

【図２】半導体レーザの一例の略線的拡大側面図である
。

【図３】従来のマルチビーム半導体レーザの一例の略線
的拡大上面図である。

【図４】従来のマルチビーム半導体レーザの一例の略線
的拡大上面図である。

【図５】従来のマルチビーム半導体レーザの一例の略線
的拡大斜視図である。

【図６】遮光体の一例の略線的拡大斜視図である。

【符号の説明】

１　　発光端面 ２　　受光部 ３　　突出部 ４　　電極 ５　　溝 ６　　溝 ２０　　基板 ３０　　レーザ部 ３１　　第１の半導体層 ３２　　第２の半導体層 ３３　　第３の半導体層 ３４　　電極 ３５　　発光端面 ３７　　半導体レーザ素子 ３８　　溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数の発光端面が配列されたレーザ部
   と、各発光端面に対向して配列された受光部を有する光
   検出部とが設けられ、上記光検出部には、これと同一構
   成材によって上記各受光部間に、各対応する上記発光端
   面以外からの光を遮光する突出部が設けられて成ること
   を特徴とするマルチビーム半導体レーザ。