JPH06317629A - 半導体レーザのエージング方法およびエージング用ボード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】多数個のチップキャリア型半導体レーザの迅速
な試験と、自動出力調整の簡易化。 【構成】 導電性材料からなるエージング用ボード１２
の一側面１２ａに多数の凹部１３を形成し、この凹部１
３にチップキャリア型半導体レーザ１４を固定する。凹
部１３の底からボード１２の他側面１２ｂに貫通してガ
イド孔と電極挿入孔を設ける。ガイド孔にモニタ用フォ
トダイオード１５を装着し、このガイド孔を介して半導
体レーザ１４のレーザ光をフォトダイオード１５で受光
する。半導体レーザ１４の一方の電極はボード１２を介
してリード線２３に接続され、他方の電極２１は電極挿
入孔に挿入され、電極２１の先端にリード線２２が接続
される。ボード１２は１つの恒温槽（高温）に収容され
て試験が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はチップキャリア型半導体
レーザのエージング方法およびエージング用ボードに関
する。

【０００２】

【従来の技術】光通信用の半導体レーザでは、その作製
後に信頼性評価を行なうため、この半導体レーザを高温
の試験用恒温槽に収容して駆動する（これをエージング
またはバーイングという）ことが一般に行なわれてい
る。このエージングに際しては、半導体レーザがモジュ
ールに組込まれて使用されるときと同様に、レーザ光を
モニタ用の受光素子（フォトダイオード）で受光し、駆
動回路を介してレーザ出力を自動調整しながら行なわれ
る。

【０００３】ところで、半導体レーザにはチップキャリ
ア型やＣＤパッケージ型などがある。後者すなわちＣＤ
パッケージ型半導体レーザでは、パッケージに半導体レ
ーザ素子と受光素子が一体化して組み込まれているの
で、この半導体レーザ素子と受光素子を１つの恒温槽に
入れてエージングを比較的簡易に行なうことができる。
しかし、チップキャリア型の半導体レーザでは、その作
製段階で半導体レーザ素子と受光素子を一体化すること
が構造上難しく、このため特別な設備を用いて、モニタ
用の受光素子を半導体レーザとは離れた場所に設置する
ことになるが、この場合種々の問題が生じる。

【０００４】図９によって説明すると、所定長の石英バ
ー１の一端に半導体レーザ２が設置されている。この半
導体レーザ２はいわゆるチップキャリア型であって、半
導体レーザ素子３がサブマウントに搭載され、このサブ
マウント４がチップキャリア５に融着されている。そし
て、半導体レーザ２からのレーザ光は石英バー１の端面
に入射するようになされている。

【０００５】石英バー１の他端部にはフィルタ６とモニ
タ用のフォトダイオード（Ｇｅ−ＰＤ）７が配設されて
いる。フォトダイオード７と半導体レーザ２とは、ＡＰ
Ｃ（自動出力調整）と計測用の回路８およびドライバー
９を介して電気的に接続されている。また、半導体レー
ザ２はエージングを行なうために高温の試験用恒温槽
（図９に示す点線１０から右側）に収容される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】チップキャリア型の半
導体レーザ２のエージング方法では、上述のとおりモニ
タ用のフォトダイオード７を石英バー１の端部に設けて
いるが、このフォトダイオード７は、直径が大きくない
と石英バー１から出射されるモニタ光をフォトダイオー
ド７に全て光結合することができない。しかし、フォト
ダイオード７の直径を大きくすることは作製上困難を伴
ないかつコストがかかる。それでも、出来るだけ受光径
の大きなフォトダイオードの作製が試みられているが、
この受光径の大きなフォトダイオードは現状ではＧｅで
しか作製できない。

【０００７】このため、従来はＧｅにより出来るだけ受
光径の大きいフォトダイオードを作製し、このＧｅフォ
トダイオードを用いてエージングを行なっている。しか
し、Ｇｅフォトダイオードは高温で劣化し易く、この劣
化を防ぐために試験用恒温槽（高温）とは別に低常温高
温槽（図９に示す点線１１から左側）を用意して、この
低常温高温槽にＧｅフォトダイオード７を収容したうえ
で動作させる必要がある。

【０００８】上述のように、従来のチップキャリア型半
導体レーザのエージング方法では、モニタ用受光素子と
してＧｅフォトダイオードを使用するのに伴ない２つの
恒温槽と石英バーとが必要であり、装置が複雑大型化
し、かつ多数の半導体レーザを迅速に試験することが困
難であった。

【０００９】本発明は上記の問題点を解決した半導体レ
ーザのエージング方法およびエージング用ボードを提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体レーザ
素子を載置したサブマウントをチップキャリアに融着し
て構成される半導体レーザを、恒温槽内でエージングす
る半導体レーザのエージング方法において、複数の半導
体レーザが電気的接触を有して取付けられると共に、半
導体レーザのレーザ光を受光する受光素子が搭載された
エージング用ボードを１つの恒温槽内に収容して、複数
の半導体レーザのエージングを行なうことを特徴とす
る。

【００１１】また、本発明の半導体レーザのエージング
ボードは、半導体レーザ素子を載置したサブマウントを
チップキャリアに融着して構成される複数の半導体レー
ザ素子を、電気的接触を有してボードに搭載すると共
に、ボードに半導体レーザ素子のレーザ光を受光する複
数個の受光素子を搭載して構成することを特徴とする。

【００１２】上記ボードの一側面に凹部を形成して、こ
の凹部に上記半導体レーザを配設し、またボードには半
導体レーザのレーザ光をボードの他側面に透過する孔を
開設し、この孔の先方に上記受光素子を配設するとよ
い。

【００１３】上記凹部には上記半導体レーザの電極部の
コンタクト材としてセラミック部材を収容するとよい。

【００１４】上記半導体レーザは、クサビ状の金属板に
より凹部の内壁に締付けられる構成とするのがよい。

【００１５】また、上記半導体レーザは、上記ボードの
一側面に配設する蓋の突起部に押されて上記凹部に固定
される構成とするのがよい。

【００１６】さらに、上記凹部の底から上記ボードの他
側面に貫通する孔を形成し、この孔に装着したソケット
に、当該孔を介して挿入した半導体レーザの電極部を結
合するとよい。

【００１７】

【作用】上記の構成によると、別体である半導体レーザ
とモニタ用の受光素子は、エージング用ボードに固定さ
れることで一体化される。また、１枚のボードに多数の
半導体レーザとモニタ用受光素子とが配設され、このボ
ードを１つの試験用恒温槽（高温）に収容し、半導体レ
ーザのレーザ光をモニタ用の受光素子で受光して、多数
の半導体レーザを迅速に試験できる。

【００１８】

【実施例】以下本発明の実施例を図を参照して説明す
る。

【００１９】図１〜図３は第１実施例を示し、図１は全
体斜視図、図２は一部の破断斜視図、図３は一部の断面
図である。

【００２０】各図において、エージング用ボード（以下
ボードという）１２は所定の寸法と厚みを有し、かつＣ
ｕ又はＳＵＳ等の導電材料で構成されている。このボー
ド１２の一側面１２ａに四角形の凹部１３が前後左右に
所定の間隔をあけて多数形成され、この凹部１３に多数
のチップキャリア型の半導体レーザ１４が収容されてお
り、ボード１２の他側面にはモニタ用のフォトダイオー
ド（非Ｇｅ−ＰＤ）１５が搭載されている。

【００２１】さらに説明すると、図２，図３に示された
ように凹部１３の底からボード１２の他側面１２ｂに貫
通して小径部１６ａと大径部１６ｂとからなるガイド孔
１６が形成されている。この小径部１６ａと大径部１６
ｂは同心的に形成されている。

【００２２】また、ガイド孔１６の近傍にも凹部１３の
底からボード１２の他側面１２ｂに貫通して電極挿入孔
１７が形成されている。

【００２３】半導体レーザ１４は、半導体レーザ素子１
８を搭載したサブマウント１９をチップキャリア２０に
融着して構成される。そして、半導体レーザ１４は、各
図に示すように凹部１３に収容され、このとき、半導体
レーザ素子１８はガイド孔１６の軸線上に位置してい
る。また、電極２１は電極挿入孔１７を挿通してボード
１２の他側面１２ｂに突出している。なお、電極２１に
は絶縁被覆が施されていて、導電性材料からなるボード
１２と電極２１とは絶縁されており、かつ電極２１には
リード線２２が接続されている。また、半導体レーザ１
４を凹部１３に収容することで、半導体レーザ１４のＰ
側（ＧＮＤ）電極は導電性材料からなるボード１２に電
気的に接続される。ボード１２からはＧＮＤ側のリード
線２３が導出されている。

【００２４】フォトダイオード１５はその受光面を半導
体レーザ素子１８に向けてボード１のガイド孔１６の大
径部１６ｂに装着されている。フォトダイオード１５か
らはＮ側とＰ側（ＧＮＤ）の電極にそれぞれ接続するリ
ード線２４，２５が導出されている。

【００２５】第１実施例の構成によると、一枚のボード
１２に形成される多数の凹部１３とガイド孔１６と電極
挿通孔１７を介して、１枚のボード１２に多数の半導体
レーザ１４とモニタ用のフォトダイオード１５が装着さ
れる。この状態でボード１２を試験用恒温槽（高温）に
収容し、ＡＣＤ回路及び計測回路を駆動して多数の半導
体レーザ１４のエージングを迅速に行なうことができ
る。

【００２６】この場合、フォトダイオード１５はボード
１２のガイド孔１６に支持されて半導体レーザ素子１８
に近接して配置されるので、このフォトダイオード１５
は小径であってもレーザ光を全て受光できる。したがっ
てフォトダイオード１５は小径でよいから非Ｇｅ材で構
成できる。このフォトダイオード１５は高温でも劣化せ
ず、したがって劣化防止策を施す必要性がないから半導
体レーザ１４と同じ試験用恒温槽（高温）に収容でき
る。こうして、第１実施例によると１つの恒温槽を用い
て半導体レーザ１４の試験を行うことができる。

【００２７】上記の半導体レーザ１４はボード１２の凹
部１３に収容したうえ、エージング時にずれ動かないよ
うに固定する必要がある。図４〜図７は第２実施例〜第
５実施例として、半導体レーザ１４の凹部１４への固定
手段に特徴のある構成が示されている。

【００２８】図４に示す第２実施例では、凹部１３の内
径を半導体レーザ１４よりも大きく形成してあり、電極
２１のある側のチップキャリア２０と凹部１３の内壁と
の間にセラミック板からなるコンタクト材２６が配設さ
れている。そして、コンタクト材２６と反対の側におい
て、半導体レーザ１４と凹部１３の内壁との間隔に充填
材（図示せず）を押し込むことにより、半導体レーザ１
４を矢印で示す方向に押してコンタクト材２６に押し付
け、このコンタクト材２６を介して半導体レーザ１４を
凹部１３に固定することができる。なお、この場合、電
極挿入孔１７は電極２１が動き得るだけの余裕をもたせ
て形成しておくとよい。

【００２９】図５に示す第３実施例では、セラミック材
からなるコンタクト材２６を用いる点は第２実施例と同
じである。この第３実施例では、半導体レーザ１４をコ
ンタクト材２６に押し付ける手段として、コンタクト材
２６と反対側の凹部１３の内壁に開口部が拡径するよう
に傾斜面２７が形成されている。

【００３０】したがって、この第３実施例によると、凹
部１３の開口から半導体レーザ１４を押し込むと、この
半導体レーザ１４は傾斜面２７に沿ってコンタクト材２
６に押し付けられ、半導体レーザ１４が凹部１３の底に
位置したとき、半導体レーザは１４この凹部１３にしっ
かりと固定される。

【００３１】図６に示す第４実施例では、クサビ状の金
属板２８を用いて半導体レーザ１４をコンタクト材２６
に押し付ける構成とされている。この第４実施例では、
半導体レーザ１４を凹部１３に挿入した後、コンタクト
材２６と反対側において半導体レーザ１４と凹部１３の
内壁との隙間に上記クサビ状の金属板２８を挿入して、
半導体レーザ１４をコンタクト材２６に押付け、この半
導体レーザ１４を凹部１３に固定できる。

【００３２】図７に示す第５実施例では、ボード１２の
前面に蓋２９を配置し、この蓋２９の裏面に設けた突起
３０で半導体レーザ１４を押さえる構成とされている。
蓋２９にはレーザ光を透過するための窓３１が開設され
ている。なお、この第５実施例では第４実施例と同様コ
ンタクト材２６が凹部１３に挿入されており、凹部１３
の内壁には傾斜面２７が形成されている。

【００３３】したがって、第５実施例によると、蓋２９
をボード１２の前面に押し付けて、適宜の固定手段（図
示せず）で蓋２９をボード１２に固定することにより突
起３０が半導体レーザ１４の端面を押し、半導体レーザ
１４はコンタクト材２６に押付けられて凹部１３ですれ
動くことなくしっかりと固定される。

【００３４】つぎに図８にもとづいて、電極２１とリー
ド線２２との結合に特徴がある第６実施例を説明する。
この第６実施例では、電極挿入孔１７にリード線２２を
接続したソケット３２が挿入固定されていて、半導体レ
ーザ１４を凹部１３に挿入し、電極２１を電極挿入孔１
７を挿入したうえ、ソケット３２に嵌め込まれる構成と
されている。

【００３５】この第６実施例によると、ソケット３２を
介して電極２１をリード線２２に接続できるので、リー
ド線２２と電極２１との現場での結合作業が不要であ
り、エージング時の作業がスムーズとなる。

【００３６】なお、本発明は上記の実施例に限定され
ず、例えば半導体レーザ１４とフォトダイオード１５の
ボード１２に対する固定手段は図示以外の構成であって
も構わない。

【００３７】また、実施例では半導体レーザ１４とフォ
トダイオード１５をボード１２に搭載することで両者が
結合される構成とされる。しかし、これ以外にも、次の
手段が考えられる。例えばフォトダイオードのパッケー
ジに直接半導体レーザを乗せて予め両者を固定し、その
後、両者をエージング用ボードの両側面に貫通して形成
された支持孔に装着する（但し、図示せず）。また、フ
ォトダイオードのパッケージに半導体レーザの固定台を
設け、ネジ止めによりフォトダイオードと半導体レーザ
を固定し、その後、両者をエージング用ボードの両側面
に貫通して形成された支持孔に装着してもよい（但し、
図示省略）。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるとエ
ージング用ボードにチップキャリア型の半導体レーザと
モニタ用の受光素子を搭載して多数個の半導体レーザの
試験を迅速に行なうことができる。また、本発明による
と、モニタ用の受光素子を半導体レーザ素子に近接配置
することが可能なので受光素子の直径が小さくても十分
な光結合が得られ、この受光素子を高温でも劣化のおそ
れがない非Ｇｅの半導体受光素子によって形成できる。
したがって、半導体レーザと受光素子とを１つの試験用
恒温槽（高温）に収容して試験ができ、試験設備の簡易
化が可能となる。さらに、従来の石英バーを使用しない
で、ボードにより半導体レーザと受光素子の位置を完全
に固定できるので自動出力調整（ＡＰＣ）を行ないやす
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係るエージング用ボードの全体斜
視図である。

【図２】図１の要部を破断して示す拡大斜視図である。

【図３】図１の要部の拡大断面図である。

【図４】第２実施例の断面図である。

【図５】第３実施例の断面図である。

【図６】第４実施例の断面図である。

【図７】第５実施例の断面図である。

【図８】第６実施例の断面図である。

【図９】従来のチップキャリア型半導体レーザのエージ
ング手段の説明図である。

【符号の説明】

１２…ボード、１３…凹部、１４…半導体レーザ、５…
フォトダイオード、１６…ガイド孔、１７…電極挿入
孔、１８…半導体レーザ素子、１９…サブマウント、２
０…チップキャリア、２１…電極、２６…コンタクト
材、２７…傾斜面、２８…金属板、２９…蓋、３０…突
起、３１…穴、３２…ソケット。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザ素子を載置したサブマウン
   トをチップキャリアに融着して構成される半導体レーザ
   を、恒温槽内でエージングする半導体レーザのエージン
   グ方法において、 複数の前記半導体レーザが電気的接触を有して取付けら
   れると共に、前記半導体レーザのレーザ光を受光する受
   光素子が搭載されたエージング用ボードを１つの前記恒
   温槽内に収容して、前記半導体レーザのエージングを行
   なうことを特徴とする半導体レーザのエージング方法。
2. 【請求項２】 半導体レーザ素子を載置したサブマウン
   トをチップキャリアに融着して構成される複数の半導体
   レーザ素子を、電気的接触を有してボードに搭載すると
   共に、前記ボードに前記半導体レーザ素子のレーザ光を
   受光する複数個の受光素子を搭載して構成される半導体
   レーザのエージング用ボード。
3. 【請求項３】 前記ボードは、その一側面に形成されて
   おり、前記半導体レーザを固定する凹部と、前記凹部に
   固定された前記半導体レーザのレーザ光を前記ボードの
   他側面に透過する孔を有し、この孔の先方に前記受光素
   子が配設されていることを特徴とする請求項２に記載の
   半導体レーザのエージング用ボード。
4. 【請求項４】 前記凹部に、前記半導体レーザの電極部
   のコンタクト材としてセラミック部材が収容されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の半導体レーザのエー
   ジング用ボード。
5. 【請求項５】 前記半導体レーザは、クサビ状の金属板
   により前記凹部の内壁に締付けられていることを特徴と
   する請求項３に記載の半導体レーザのエージング用ボー
   ド。
6. 【請求項６】 前記半導体レーザは、前記ボードの一側
   面に配設される蓋の突起部に押されて前記凹部に固定さ
   れていることを特徴とする請求項３に記載のの半導体レ
   ーザのエージング用ボード。
7. 【請求項７】 前記凹部の底から前記ボードの他側面に
   貫通する孔が形成され、前記孔に装着されたソケットに
   前記孔を介して挿入した半導体レーザの電極部を結合す
   ることを特徴とする請求項３に記載の半導体レーザのエ
   ージング用ボード。