JPH06259800A - 光学デバイス - Google Patents

光学デバイス

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JPH06259800A
JPH06259800A JP5044833A JP4483393A JPH06259800A JP H06259800 A JPH06259800 A JP H06259800A JP 5044833 A JP5044833 A JP 5044833A JP 4483393 A JP4483393 A JP 4483393A JP H06259800 A JPH06259800 A JP H06259800A
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照弘 塩野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体レーザの斜め方向の入射角が正確に設
定可能な光学デバイスを提供する。 【構成】 透明基板２に光検出器６を設けたシリコン基
板１３が設置され、シリコン基板１３は異方性エッチン
グにより形成した斜め方向側面に半導体レーザ１をマウ
ントする。透明基板２の他面には、反射形コリメータレ
ンズ３、反射形ツインレンズ５、透過形対物レンズ４の
複数個の光学素子を形成する。半導体レーザ１からの発
振光は、透明基板２に導いて伝搬光８となり、透明基板
２内をジグザグ状に光を伝搬させて、順次上記複数個の
光学素子３、５、４に入射させ、出射させて光ディスク
７に集光し、反射光１０を、透過形対物レンズ４、反射
形ツインレンズ５に順次入射し、光検出器６に集光さ
せ、光ディスク７の信号を読みとる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ジグザグ光路を用いた
平板形の集積化光学デバイスに関するものであり、特に
半導体レーザの斜め方向の入射角が正確に設定可能な光
学デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】平板形の集積化光学デバイス（平板形光
集積回路）は、ガラス等の透明な平板（基板）上に光学
素子を集積化し、光路を各光学素子を結ぶように平板界
面の反射を利用してジグザグにとり、光情報処理を行な
うものである。この回路構成によれば、光応用システム
の小形・安定・軽量化が実現できるものとして注目され
ている。
【０００３】従来の平板形光集積回路方式を用いた光学
デバイスとして、図６に示すものがあった（塩野照弘
他、出願番号２−１８９０５３）。
【０００４】この光学デバイスは、コンパクトディスク
（ＣＤ）や光ディスク、光カードメモリ等の光学的記録
素子の信号を読み出す光学ヘッドの例である。
【０００５】透明基板２裏面に設置された半導体レーザ
１から、斜め方向に出射された光は、伝搬光８となり、
反射形コリメータレンズ３’に入射し、反射・コリメー
トされる。コリメートされた光は、ジグザグ状に伝搬
し、透明基板２表面に設けた透過形対物レンズ４ａで、
斜め方向に出力集光され光ディスク７への出射光９とな
る。光ディスク７から反射された光１０は、透明基板２
表面に設けた第２の透過形対物レンズ４ｂに入射してコ
リメートされて伝搬光８'となり、ジグザグ状に伝搬し
て、透明基板２表面に形成した信号検出素子（フォーカ
ス／トラック誤差信号検出手段）の反射形ツインレンズ
５’に入射する。伝搬光８’はこのレンズ５により２分
割されてジグザグ状に伝搬し、透明基板２裏面に設け
た、４分割の光検出器６に集光する。光検出器６から検
出された信号により、再生信号、及び位置信号であるフ
ォーカス誤差信号とトラック誤差信号が読み出しされる
ものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図６に示した従来の光
学ヘッドでは、基板裏面に直接半導体レーザを設けてい
るため、斜め方向の入射角の正確な調整が難しく、さら
にまたヒートシンクが主にガラス基板であるため、熱伝
導性が悪く、半導体レーザの出力が低下したり、高出力
パワのレーザを用いることができないという課題があっ
た。
【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、半導体レーザの正確な斜め入射角度の設定が容易
で、しかも半導体レーザの出力の低下の心配がなく、高
出力パワのレーザも用いることができる光学ヘッドを提
供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】透明基板と、半導体レー
ザと、光検出器と、シリコン基板と、上記透明基板の表
面または裏面の少なくとも一方に形成した複数個の光学
素子からなり、上記シリコン基板はシリコン結晶の異方
性エッチングにより形成した斜め方向側面を有し、上記
半導体レーザは、上記斜め方向側面に設置し、上記半導
体レーザからの発振光を、上記透明基板に導いて伝搬光
とし、上記透明基板内をジグザグ状に上記伝搬光を伝搬
させ、順次上記複数個の光学素子に入射し、上記光検出
器に導くよう構成する。
【０００９】
【作用】シリコン結晶は、異方性エッチングにより、傾
斜側面が再現性よく形成できることが知られているが、
本発明は、半導体レーザをシリコン結晶の異方性エッチ
ングにより形成した斜め方向側面に設置することによ
り、半導体レーザの斜め方向の出射角度を正確に設定す
ることができる。さらに、シリコンはガラスより２桁も
熱伝導性がよいため、半導体レーザの熱を効率よく放射
し、レーザの出力の低下の心配もなく、高出力パワのレ
ーザも用いることができる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の第一の実施例の光学デバイ
スの基本構成と、光の伝搬、集光の様子を示す断面図
（ａ）および平面図（ｂ）であり、図２は、同じく本発
明の第一の実施例の光学デバイスのシリコン基板の形状
を示す断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。本発明の第
一の実施例の光学デバイスは、コンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）や光ディスク、光カードメモリ等の光学的記録素子
の信号を読み出す光学ヘッドの例である。
【００１１】同図において、透明基板２として、例えば
厚さ（ｚ方向サイズ）３ｍｍ、幅（ｘ方向サイズ）５ｍ
ｍ、長さ（ｙ方向サイズ）１０ｍｍの、例えばＢＫ７の
ガラスを用い、透明基板２の表面（光ディスクがある
側）と裏面に例えばＡｇやＡｌ、Ａｕ等の金属層または
誘電体の多層膜である反射層１１ａと１１ｂを形成して
いる。この透明基板２が、表面と裏面の反射を利用しジ
グザグ状に光が伝搬する光伝搬路となっている。透明基
板２としては、使用波長に対して透明であれば良い。特
に石英やＢＫ７等のガラス基板は、温度的にも安定であ
る。
【００１２】透明基板２の裏面左部には、例えば厚さが
４００μm、幅５ｍｍ、長さ３ｍｍのシリコン基板１３
を、例えば、フリップチップボンディングやＵＶ硬化樹
脂で接着し一体化している。図２に示すように、シリコ
ン基板１３の透明基板２との対向面には、２分割の光検
出器が２組６ａと６ｂ、６ｃと６ｄ形成してあり、光検
出器６からの信号を電極線１７を介して取り出す電極パ
ッド１４をシリコン基板１３の左端に形成し、電極パッ
ド１４の領域を透明基板２と重ならないようにしてい
る。このように構成すれば、シリコン基板１３の光検出
器６の信号の取り出しが容易になり、この電極パッド１
４から光ディスク７の再生信号や、フォーカス／トラッ
キング誤差信号を取り出すことができる。また、このシ
リコン基板１３上に、光検出器６からの信号を処理でき
る演算回路をさらに形成することにより、外部回路を減
らし一層コンパクトにすることもできる。
【００１３】シリコン基板１３は、例えば（１００）結
晶のものを用いて、例えばＫＯＨやＥＤＰ、ヒドラジン
等のアルカリ液で、例えば数時間から数十時間エッチン
グ（異方性エッチング）することによって、垂直方向か
ら角度が例えばθ1＝３５.２６°で斜め方向の端面を形
成した。エッチングをする際、シリコン基板１３の表面
（光検出器６の形成面）全体を、例えばレジストでマス
クし、裏面においては、所望の斜面が裏面と交差する位
置まで、同じくレジストでマスクした。本実施例で用い
たシリコン結晶は（１００）であり、容易に安価に手に
入れることができた。この方位の結晶は斜面角度がθ1
＝３５.２６°であるため、平板形の光集積デバイスの
光源のマウントする基板としては整合性が非常によいこ
とが本発明者らは発見した。
【００１４】この異方性エッチングにより、シリコン基
板１３には再現性よく正確に斜め方向角度を有する端面
（側面）を形成することができ、例えばインジウムを用
いて、この端面にチップの半導体レーザ１をマウントし
た。シリコン基板１３はガラスより２桁も熱伝導性がよ
いため、ヒートシンクの役割も兼ね、半導体レーザ１の
熱を効率よく放射し、レーザの出力の低下の心配もな
く、高出力パワのレーザも用いることができた。
【００１５】このように設置した、例えば波長０.７８
μmの半導体レーザ１の表面出射端から、光軸の角度が
ｚ軸から例えばθ1＝３５.２６゜斜め方向に出射された
光は、空中を通過して、透明基板２に入射し、界面で屈
折して、光軸の角度が例えばθ＝２２.５°の伝搬光８
となり、透明基板２表面に設けた例えば焦点距離３.２
４ｍｍ、ｘ軸方向サイズ１.５ｍｍの反射形コリメータ
レンズ３に入射し、光軸の角度（伝搬角θ）はそのまま
（例えば２２.５゜）で反射・コリメートされる。
【００１６】半導体レーザ１の出射位置から透明基板２
の裏面までの距離が０でなく、適当に間隔を開けること
により、半導体レーザ１の発振光が斜めに傾いた発散球
面波であるため、発振光自身が有する非点収差を減少さ
せることができるという効果をもたせることができる。
【００１７】反射形コリメータレンズ３は、外周になる
につれて周期が小さくなる断面が鋸歯形状の楕円グレー
ティングから構成されている。この楕円形グレーティン
グの中心位置は、外周部にいくにしたがって、ｙ方向に
徐々にシフトする構造をしている。このような形状のコ
リメータレンズとすることにより、斜め入射の影響で通
常生じるコマ収差と非点収差をなくし、良好にコリメー
トすることができた。
【００１８】この幅１.５ｍｍのコリメートされた光
は、ジグザグ状に伝搬し、同じく透明基板２上に設けた
反射形ツインレンズ５を経由し、その透過光（０次回折
光）が、光集光素子である、例えば口径１.５ｍｍ、焦
点距離１.５ｍｍの透過形対物レンズ４により、垂直方
向に集光出力され光ディスク７への出射光９となる。光
ディスク７から反射された光１０は、同じく透過形対物
レンズ４に入射してコリメートされて伝搬光８’とな
り、ジグザグ状に伝搬して、透明基板２上に形成した位
置信号検出素子（フォーカス／トラック誤差信号検出素
子）である、例えばｘ方向サイズ１.５ｍｍ、ｙ方向サ
イズ１.５ｍｍ、焦点距離１０.６ｍｍの反射形ツインレ
ンズ５に入射する。反射形ツインレンズ５は、放物線状
のグレーティングから構成された同じ仕様を有する反射
形レンズ５ａ、５ｂを２つアレイ状に配列した構造を有
し、伝搬光８’はこのレンズ５により１次回折光が２分
割されて、光軸の伝搬角が例えば３２°でジグザグ状に
伝搬し、光検出器６に集光する。
【００１９】反射形コリメータレンズ３は、例えば溝の
最大深さは０.２８μmのインライン形の反射形回折光学
レンズで、透過形対物レンズ４は例えば溝の最大深さ
１.３μmのオフアキシス形の透過形回折光学レンズで、
反射形ツインレンズ５は溝の最大深さは例えば０.１μm
のオフアキシス形で、これら４つの光学素子はすべて光
の回折現象を用いて集光させる回折光学素子である。本
発明では、インライン形の回折光学レンズとは、入射光
の光軸の角度と出射光の光軸の角度が一致するレンズで
あり、オフアキシス形の回折光学レンズとは入射光の光
軸の角度と、出射光の光軸の角度が異なるレンズのこと
をいう。回折光学素子を用いることにより膜厚がせいぜ
い数μmであり、さらに透明基板２上に、公知のプレー
ナ技術を用いて、正確な位置合わせと集積化が可能であ
り、また小形軽量化、安定化される。
【００２０】これらの回折光学素子３、４、５は、透明
基板上に例えば、ＰＭＭＡ、ＣＭＳ等の電子ビームレジ
ストをコーティングをし、作製する素子の膜厚に応じて
照射量を制御する電子ビーム描画法を行ない、現像処理
をしてレジストの膜厚を変化させることにより形成し
た。このように形成した光学素子（原盤）から、例えば
ニッケル電鋳法によりこの金形を作製し、例えばＵＶ硬
化樹脂を用いて、透明基板２上に原盤と同一レンズ３、
４、５を複製した。この方法によれば、一度に３つの回
折光学レンズ３、４、５を位置精度よく透明基板２上に
同一特性で容易に形成可能である。反射形回折光学レン
ズ３、５は、複製の後、反射層１１ｂとして例えばＡｇ
やＡｌ、Ａｕ等の金属層をその上に堆積した。
【００２１】また、その反射層１１上に、Ｃｕ、Ｃｒ等
の金属層、ＵＶ硬化樹脂やラッカー塗料等の合成樹脂、
誘電体多層膜、ＳｉＯ、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、ＳｉＣ、グ
ラファイト、ダイヤモンド等を、例えば１０００Åから
数μm堆積すると、反射層の表面を傷つきにくくし、同
時に反射層の酸化を防止し、耐環境性を向上させること
が可能であった。特に反射層としてＡｇを用いた場合で
は、酸化され易かったため、効果が大きかった。
【００２２】光ディスク７に記録された信号は、分割光
検出器６の出力の和（６ａ＋６ｂ＋６ｃ＋６ｄ）から再
生することができた。
【００２３】位置信号検出素子５を用いて、フォーカス
誤差信号とトラック誤差信号検出を行なうことができ
た。フォーカス誤差信号検出は、公知のフーコ法を用い
た。すなわち、光ディスク７がジャストフォーカスの位
置にあるとき、反射形ツインレンズ５によって２分割さ
れた伝搬光は、それぞれ、分割された光検出器、６ａと
６ｂ、６ｃと６ｄの中心に集光する配置にしておく。フ
ォーカス誤差信号は、光検出器６ａの出力から６ｂの出
力の差（６ａ−６ｂ）、または６ｄの出力から６ｃの出
力の差（６ｄ−６ｃ）とする。光ディスク７がジャスト
フォーカスの位置にあるとき、フォーカス誤差信号は０
である。次に、光ディスク７が、ジャストフォーカスの
位置から−ｚ軸方向に離れたときは、伝搬光８’は平行
光から収束球面波になるため、２分割された伝搬光はお
互いに近づくように移動するため、フォーカス誤差信号
は負になる。逆に、光ディスク７が、ジャストフォーカ
スの位置からｚ軸方向に近づくように移動したときは、
伝搬光８’は発散球面波になるため２分割された伝搬光
はお互いに離れるように移動するため、フォーカス誤差
信号は正になり、従って、フォーカス誤差信号により、
フォーカス制御を行なうことができる。
【００２４】トラック誤差信号は公知のプッシュプル法
で、２分割伝搬光の光パワの差、つまり光検出器の出力
の演算（６ａ＋６ｂ−６ｃ−６ｄ）により検出すること
ができる。この演算が０のときはジャストトラッキング
で、値をもつときはトラッキングがずれており、この信
号に基づいて、トラック制御を行なうことが可能であっ
た。
【００２５】フォーカス制御及びトラック制御は、検出
されるそれぞれの誤差信号に基づいて、各光学素子を備
えた透明基板２全体を、アクチュエータで最適位置に動
かすことにより行なった。
【００２６】本発明の光学デバイスでは、透明基板２は
幅、厚さとも波長の例えば５００倍程度以上のオーダで
あり、これは、光学素子３、４、５の大きさに基づいて
決まり、ジグザグに光を光線として伝搬させるという幾
何光学的な取扱いができる。
【００２７】図３は、本発明の第二の実施例の光学デバ
イスのシリコン基板の形状を示す断面図（ａ）と平面図
（ｂ）である。本発明の第二の実施例の光学デバイス
も、第一の実施例の光学デバイスと同じく光学的記録素
子の信号を読み出す光学ヘッドの例である。本発明の第
二の実施例の光学デバイスは、シリコン基板の構造につ
いてのみ第一の実施例の光学デバイスと異なるため、本
実施例のシリコン基板についてのみ説明する。
【００２８】本実施例のシリコン基板１３'は、表面に
光検出器６、電極パッド１４、電極線１７をそれぞれ形
成し、その右側に、逆ピラミッド状の穴１５を異方性エ
ッチングにより形成し、その穴１５の側面のうちの１つ
の斜め方向側面に、半導体レーザ１を設置しており、こ
のシリコン基板１３'を穴１５の形成した面を透明基板
２に対向させ、穴１５を密閉するように透明基板２に接
着し、一体化した構造をしている。チップの半導体レー
ザ１の挿入した穴１５を密閉するように透明基板２に一
体化することにより、外部の湿度やほこりの影響をなく
し、半導体レーザ１の耐環境性を向上させることができ
た。穴１５の形成は、シリコン基板１３'に例えばレジ
ストで全面マスクし、その後穴１５のサイズに相当する
分だけ、マスクを開け、第一の実施例と同じように異方
性エッチングを行なった。このとき、穴１５の４つの斜
面は、再現性よく、例えばθ1＝３５.２６゜の斜めの角
度を形成できた。
【００２９】図４は、本発明の第三の実施例の光学デバ
イスの基本構成と、光の伝搬、集光の様子を示す断面図
（ａ）、平面図（ｂ）である。本発明の第三の実施例の
光学デバイスも、第一の実施例の光学デバイスと同じく
光学的記録素子の信号を読み出す光学ヘッドの例であ
る。本発明の第三の実施例の光学デバイスについて、第
一の実施例の光学デバイスと、違う点についてのみ説明
する。主な異なる点は、半導体レーザ１をマウントする
位置が光検出器６よりも−ｙ方向に位置することと、半
導体レーザ１の波長変動を防止する波長選択レンズ１２
を透明基板２表面に形成したことである。
【００３０】この波長選択レンズ１２は、ｙ方向にいく
に従って、徐々に周期が小さくなる断面が矩形形状の放
物線状グレーティングから構成され、入射光は、例え
ば、１５％の回折効率で反射回折されて、選択された波
長（例えば０.７８０μm）での回折光のみが、半導体レ
ーザ１の表面出射端に集光されて入射する。他の波長
（例えば０.７７〜０.７９μm）の１次回折光は表面出
射端上ではぼけてしまい、選択波長から離れるほど入射
する光量が減少する。入射光量は、表面出射端の反射率
に依存していたが、本実施例では、全発振光量の、例え
ば、５％から２０％を入射光量としたが、これは、表面
出射端のほぼ反射率（例えば５％）以上にすれば、レー
ザ発振波長が、選択波長に引きずり込まれ、波長変動を
０.２ｎｍ程度に抑制する効果があった。本実施例で
は、反射回折光として、１次のものを用いたが、２次な
どの他の次数の回折光を用いてもよい。
【００３１】波長選択レンズ１２の透過光（０次回折
光）は、透明基板２中をジグザグに伝搬し、透明基板２
上に設けた反射形コリメータレンズ３に入射し、その後
は第一の実施例の光学デバイスと同じく信号伝搬処理さ
れる。
【００３２】シリコン基板１３''の左端面を斜め方向側
面とし、半導体レーザ１をマウントする位置が光検出器
６よりも−ｙ方向に位置させることにより、ヒートシン
クとなるシリコン基板１３''の面積を右方向に増大させ
ることができ、一層効率よく熱を放出することができ
た。また、本実施例では、透明基板２の裏面のほぼ全面
に反射層１１ａを設けており、半導体レーザ１の出射位
置と光検出器６の受光位置で反射層１１ａを窓明けした
構造をしている。シリコン基板１３''は、反射層１１ａ
と重なるよう接触させて設置させてあり、半導体レーザ
１から放出された熱は、シリコン基板１３''だけでな
く、より面積の大きい反射層１１ａを伝わって外部に放
出されるため、ヒートシンクの効率がよい。逆にいえ
ば、シリコン基板１３''を反射層１１ａと接触させるこ
とにより、体積を小さくし、光学デバイスの全重量を減
少させ、アクチュエータの動作を高速化させることがで
きる。
【００３３】また、電極パッド１４'は、シリコン基板
１３''の手前側端（−ｘ端）の領域に形成し、透明基板
２の裏面から外部に露出させている。
【００３４】図５は、本発明の第四の実施例の光学デバ
イスの基本構成と、光の伝搬、集光の様子を示す、断面
図（ａ）、平面図（ｂ）である。本発明の第四の実施例
の光学デバイスも、第一の実施例の光学デバイスと同じ
く光学的記録素子の信号を読み出す光学ヘッドの例であ
る。本発明の第四の実施例の光学デバイスについて、第
一の実施例の光学デバイスと、違う点についてのみ説明
する。本発明の第四の実施例の光学デバイスは、第１の
実施例の光学デバイスと違う点は、シリコン基板１
３'''を透明基板２の裏面ではなく、左端面に設置した
ことである。透明基板２の端面に設置することにより、
光学デバイスの厚さを減少させることができる。また、
本実施例では、シリコン基板１３'''の体積をあまり大
きくできないため、銅ブロック１６をシリコン基板１
３'''に接触させ、ヒートシンクの効率を上げている。
また、銅ブロック１６に光検出器６''を設けて、半導体
レーザ１の裏面出射端からの光を検出し、半導体レーザ
１の発振光の出力制御に用いた。
【００３５】以上、本発明の光学デバイスについて、実
施例について述べたが、これらの実施例の光学デバイス
以外に、それぞれの光学デバイスの構成を組み合わせた
光学デバイスも構成可能であり、同様の効果を有するの
は言うまでもない。なお、第一から第四までの実施例の
説明に用いた対物レンズとコリメータレンズは便宜上名
付けたもので、一般にいうレンズと同じである。又、本
説明では、光ディスク装置の光学ヘッドについて述べた
が、他の平板形光学デバイスについても同様の効果があ
るのは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、半導体レーザの斜め方
向の入射角が正確に設定可能な平板形の集積化光学デバ
イスが実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の光学デバイスの基本構
成と、光の伝搬、集光の様子を示す断面図および平面図
【図２】本発明の第１の実施例の光学デバイスのシリコ
ン基板の構造を示す側面図および平面図
【図３】本発明の第２の実施例の光学デバイスのシリコ
ン基板の構造を示す側面図および平面図
【図４】本発明の第３の実施例の光学デバイスの基本構
成と、光の伝搬、集光の様子を示す断面図および平面図
【図５】本発明の第４の実施例の光学デバイスの基本構
成と、光の伝搬、集光の様子を示す断面図および平面図
【図６】従来の光学デバイスの平面図および断面図
【符号の説明】 １ 半導体レーザ ２ 透明基板 ３ 反射形コリメータレンズ ４ 透過形対物レンズ（光集光素子） ５ 反射形ツインレンズ（位置信号検出素子） ６ 光検出器 ７ 光ディスク ８ 伝搬光 ９ 出射光 １０ 反射光 １１ 反射層 １２ 波長選択レンズ １３ シリコン基板 １４ 電極パッド １５ 穴

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】透明基板と、半導体レーザと、光検出器
    と、シリコン基板と、上記透明基板の表面または裏面の
    少なくとも一方に形成した複数個の光学素子からなり、
    上記シリコン基板はシリコン結晶の異方性エッチングに
    より形成した斜め方向側面を有し、上記半導体レーザ
    は、上記斜め方向側面に設置し、上記半導体レーザから
    の発振光を、上記透明基板に導いて伝搬光とし、上記透
    明基板内をジグザグ状に上記伝搬光を伝搬させ、順次上
    記複数個の光学素子に入射し、上記光検出器で検出する
    ことを特徴とする光デバイス。
  2. 【請求項２】複数個の光学素子が、透明基板上に形成さ
    れた回折形の光集光素子と、上記透明基板上に形成され
    た反射形で回折形の位置信号検出素子とで構成され、上
    記透明基板の厚さ及び幅は伝搬光波長の５００倍以上で
    あって、伝搬光を上記光集光素子で集光して光ディスク
    に出力し、上記光ディスクからの反射光を、上記光集光
    素子に入力し、上記位置信号検出光学素子に導き、上記
    位置信号検出光学素子からの出力光を光検出器に導くこ
    とを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
  3. 【請求項３】光検出器はシリコン基板中に形成し、上記
    シリコン基板を上記光検出器を形成した面が対向するよ
    うに透明基板と一体化してなることを特徴とする請求項
    １に記載の光学デバイス。
  4. 【請求項４】シリコン基板上の光検出器を形成した同一
    面に、光検出器からの信号を取り出す電極パッドを形成
    し、電極パッドの領域を透明基板と重ならないように形
    成してなることを特徴とする請求項３に記載の光学デバ
    イス。
  5. 【請求項５】半導体レーザと光検出器を透明基板の裏面
    側に設け、上記透明基板の裏面に反射層を設け、上記半
    導体レーザの出射位置と上記光検出器の受光位置で上記
    反射層を窓明けした構造であることを特徴とする請求項
    １に記載の光学デバイス。
  6. 【請求項６】透明基板の一方の面に反射層を設け、上記
    反射層とシリコン基板を接触させることを特徴とする請
    求項１に記載の光学デバイス。
  7. 【請求項７】シリコン基板はシリコンの（１００）結晶
    であることを特徴とする請求項１に記載の光学デバイ
    ス。
  8. 【請求項８】半導体レーザの出射位置が、透明基板から
    間隙を有したことを特徴とする請求項１に記載の光学デ
    バイス。
  9. 【請求項９】シリコン基板内に異方性エッチングにより
    逆ピラミッド状の穴を形成し、上記形成した穴の側面の
    うちの１つを、半導体レーザの設置する斜め方向側面と
    し、上記シリコン基板は上記穴を密閉するように透明基
    板と一体化してなることを特徴とする請求項１に記載の
    光学デバイス。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008034486A (ja) * 2006-07-26 2008-02-14 Matsushita Electric Works Ltd 発光装置

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3864428B2 (ja) * 1995-02-24 2006-12-27 ソニー株式会社 光学装置及び記録媒体再生装置
KR0166232B1 (ko) * 1995-11-27 1999-03-20 배순훈 초소형 광 픽-업장치
US5888906A (en) * 1996-09-16 1999-03-30 Micron Technology, Inc. Plasmaless dry contact cleaning method using interhalogen compounds
US6055107A (en) * 1997-08-12 2000-04-25 Industrial Technology Research Institute Diffractive lens and preparation method thereof
US6072815A (en) * 1998-02-27 2000-06-06 Litton Systems, Inc. Microlaser submount assembly and associates packaging method
JP4074724B2 (ja) * 1999-04-07 2008-04-09 日本オプネクスト株式会社 波長可変光源及びそれを用いた光学装置
DE10203720B4 (de) * 2001-02-02 2012-11-22 Nippon Telegraph And Telephone Corp. Blutflußmesser und Sensorteil des Blutflußmessers
FI20010778A (fi) * 2001-04-12 2002-10-13 Nokia Corp Optinen kytkentäjärjestely
JP2003110180A (ja) * 2001-07-25 2003-04-11 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体レーザモジュール並びに光測定方法及び光測定装置
US7129560B2 (en) * 2003-03-31 2006-10-31 International Business Machines Corporation Thermal memory cell and memory device including the thermal memory cell
US8084866B2 (en) 2003-12-10 2011-12-27 Micron Technology, Inc. Microelectronic devices and methods for filling vias in microelectronic devices
US7091124B2 (en) * 2003-11-13 2006-08-15 Micron Technology, Inc. Methods for forming vias in microelectronic devices, and methods for packaging microelectronic devices
US20050247894A1 (en) * 2004-05-05 2005-11-10 Watkins Charles M Systems and methods for forming apertures in microfeature workpieces
US7232754B2 (en) 2004-06-29 2007-06-19 Micron Technology, Inc. Microelectronic devices and methods for forming interconnects in microelectronic devices
US7425499B2 (en) * 2004-08-24 2008-09-16 Micron Technology, Inc. Methods for forming interconnects in vias and microelectronic workpieces including such interconnects
US7083425B2 (en) * 2004-08-27 2006-08-01 Micron Technology, Inc. Slanted vias for electrical circuits on circuit boards and other substrates
US7300857B2 (en) * 2004-09-02 2007-11-27 Micron Technology, Inc. Through-wafer interconnects for photoimager and memory wafers
US7271482B2 (en) * 2004-12-30 2007-09-18 Micron Technology, Inc. Methods for forming interconnects in microelectronic workpieces and microelectronic workpieces formed using such methods
US7795134B2 (en) * 2005-06-28 2010-09-14 Micron Technology, Inc. Conductive interconnect structures and formation methods using supercritical fluids
US7863187B2 (en) * 2005-09-01 2011-01-04 Micron Technology, Inc. Microfeature workpieces and methods for forming interconnects in microfeature workpieces
US7622377B2 (en) 2005-09-01 2009-11-24 Micron Technology, Inc. Microfeature workpiece substrates having through-substrate vias, and associated methods of formation
US7262134B2 (en) * 2005-09-01 2007-08-28 Micron Technology, Inc. Microfeature workpieces and methods for forming interconnects in microfeature workpieces
US20070045120A1 (en) * 2005-09-01 2007-03-01 Micron Technology, Inc. Methods and apparatus for filling features in microfeature workpieces
US7749899B2 (en) * 2006-06-01 2010-07-06 Micron Technology, Inc. Microelectronic workpieces and methods and systems for forming interconnects in microelectronic workpieces
US7629249B2 (en) 2006-08-28 2009-12-08 Micron Technology, Inc. Microfeature workpieces having conductive interconnect structures formed by chemically reactive processes, and associated systems and methods
US7902643B2 (en) * 2006-08-31 2011-03-08 Micron Technology, Inc. Microfeature workpieces having interconnects and conductive backplanes, and associated systems and methods
US7804175B2 (en) * 2007-01-31 2010-09-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Semiconductor structures including conductive vias continuously extending therethrough and methods of making the same
SG150410A1 (en) * 2007-08-31 2009-03-30 Micron Technology Inc Partitioned through-layer via and associated systems and methods
US7884015B2 (en) * 2007-12-06 2011-02-08 Micron Technology, Inc. Methods for forming interconnects in microelectronic workpieces and microelectronic workpieces formed using such methods
DE102014105851B3 (de) * 2014-04-25 2015-10-22 Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover Verfahren zur Herstellung einer optischen Baueinheit
DE102015114990B4 (de) * 2015-09-07 2022-05-12 tooz technologies GmbH Linsenanordnung, insbesondere Brillenglasanordnung, Anzeigevorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Linsenanordnung
KR20170104715A (ko) * 2016-03-07 2017-09-18 삼성디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치
JP2019160859A (ja) * 2018-03-08 2019-09-19 豊田合成株式会社 発光装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04139628A (ja) * 1990-09-28 1992-05-13 Matsushita Electron Corp 光半導体装置およびその製造方法
JPH04247346A (ja) * 1991-02-04 1992-09-03 Hitachi Ltd 光磁気記録媒体
JPH04310639A (ja) * 1991-04-08 1992-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学ヘッド及びその製造方法
JPH04311830A (ja) * 1991-04-10 1992-11-04 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 光ピックアップ装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5651884A (en) * 1979-10-03 1981-05-09 Hitachi Ltd Light sending and recieving element
JPH0690329B2 (ja) * 1985-10-16 1994-11-14 ブリティシュ・テレコミュニケ−ションズ・パブリック・リミテッド・カンパニ ファブリペロ−干渉計
JPS62211980A (ja) * 1986-03-12 1987-09-17 Ricoh Co Ltd 半導体レ−ザ−装置の製作方法
US4711997A (en) * 1986-11-14 1987-12-08 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Optical interconnection of devices on chips
JPS63228790A (ja) * 1987-03-18 1988-09-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光装置およびその製造方法
JP2579317B2 (ja) * 1987-07-20 1997-02-05 ローム 株式会社 半導体レ−ザ装置
JPH0230192A (ja) * 1988-07-20 1990-01-31 Fujitsu Ltd 半導体レーザ装置
JPH0281493A (ja) * 1988-09-16 1990-03-22 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ装置
US5017263A (en) * 1988-12-23 1991-05-21 At&T Bell Laboratories Optoelectronic device package method
JPH02271586A (ja) * 1989-04-12 1990-11-06 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
JP2704951B2 (ja) * 1989-12-15 1998-01-26 富士通株式会社 半導体レーザ装置のマウント方法
US5317551A (en) * 1990-07-16 1994-05-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical disk head including a light path having a thickness and width greater than the light beam wavelength by a predetermined amount
JPH04219640A (ja) * 1990-07-16 1992-08-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学ヘッド及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04139628A (ja) * 1990-09-28 1992-05-13 Matsushita Electron Corp 光半導体装置およびその製造方法
JPH04247346A (ja) * 1991-02-04 1992-09-03 Hitachi Ltd 光磁気記録媒体
JPH04310639A (ja) * 1991-04-08 1992-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学ヘッド及びその製造方法
JPH04311830A (ja) * 1991-04-10 1992-11-04 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 光ピックアップ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008034486A (ja) * 2006-07-26 2008-02-14 Matsushita Electric Works Ltd 発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69429466T2 (de) 2002-05-29
DE69429466D1 (de) 2002-01-31
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EP0614098A3 (en) 1996-01-24
US5402435A (en) 1995-03-28
JP2842132B2 (ja) 1998-12-24

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