JPH06334269A

JPH06334269A - 半導体レーザー装置

Info

Publication number: JPH06334269A
Application number: JP5125751A
Authority: JP
Inventors: Katsushige Masui; 克栄増井; Nobuyuki Miyauchi; 伸幸宮内
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 1994-12-02
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JP3084173B2

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体レーザーを透明樹脂で被覆して、低コ
ストで耐環境性の向上した半導体レーザー装置を提供す
る。【構成】ステム基体１上に固定されたステム２の側面
２ａに半導体レーザーチップ３とモニタ用フォトダイオ
ードチップ４とをマウントする。さらに、このステム２
の上面２ｂに検出用フォトダイオードチップ５をマウン
トする。半導体レーザーチップ３の周囲をシリコーンか
らなる透明樹脂１１で被覆する。ステム基体１上に、ス
テム２を覆うようにプラスチック製のキャップ６を固定
する。このキャップ６の上面に、ステム２に対向する穴
６ａを設ける。そして、キャップ６上に、この穴６ａを
覆うように、ホログラム７ａを有するガラス７を固定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光ディスク等のピッ
クアップに使用される半導体レーザー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体レーザー装置としては、図
６に示すようなメタルパッケージタイプのものがある。
この半導体レーザー装置は、ステム基体２１と、上記ス
テム基体２１上に固定されたステム２２と、上記ステム
２２の側面２２ａにマウントされた半導体レーザーチッ
プ２３と、上記ステム２２の側面２２ａにマウントされ
たモニタ用フォトダイオードチップ２４と、上記ステム
２２の上面２２ｂにマウントされた検出用フォトダイオ
ードチップ２５とを備えている。上記ステム基体２１上
には、上記ステム２２を囲うように金属製のキャップ２
６を固定して、このキャップ２６の上面にガラス窓３０
を取り付けている。そして、上記キャップ２６上に、ガ
ラス窓３０を覆うように、ガラス２７を固定している。
このガラス２７の上面にホログラム２７ａを形成してい
る。

【０００３】上記構成の半導体レーザー装置は、上記半
導体レーザーチップ２３からモニタ用フォトダイオード
チップ２４に向けて第１のレーザー光（図示せず）を出
射する一方、キャップ２６のガラス窓３０に向けて第２
のレーザー光（図示せず）を出射する。そして、上記第
２のレーザー光は、上記ガラス窓３０とガラス２７内と
を通過して、ホログラム２７ａから外部に出る。そし
て、この第２のレーザー光は外部の光ディスク等に反射
され、再びホログラム２７ａに入射し、このホログラム
２７ａによって回折された反射光が検出用フォトダイオ
ードチップ２５に入射する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
半導体レーザー装置の半導体レーザーチップ２３は、外
気に含まれる水分等によって表面が変化して、特性が劣
化するため、上記金属製のキャップ２６の内部に不活性
ガスを充填して、金属製のキャップ２６を用いて密封し
ている。したがって、この半導体レーザー装置は、高価
な不活性ガスやガラス窓３０を有する金属製のキャップ
２６を使用し、不活性ガスの充填や金属製のキャップ２
６のガラス窓３０の取付け等の面倒な組立作業を必要と
するので、コストが高くなるという欠点がある。

【０００５】そこで、この発明の目的は、半導体レーザ
ーを透明樹脂で被覆することによって、低コストで、か
つ、耐環境性のよい半導体レーザー装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の半導体レーザー装置は、半導体レーザー
と、上記半導体レーザーのレーザー光をモニタするモニ
タ用フォトダイオードと、上記半導体レーザーのレーザ
ー光の反射した光を検出する検出用フォトダイオード
と、上記半導体レーザーのレーザー光の反射した光を上
記検出用フォトダイオードに入射させるホログラムとを
備えた半導体レーザー装置において、上記半導体レーザ
ー、上記モニタ用フォトダイオードまたは上記検出用フ
ォトダイオードのうちの少なくとも上記半導体レーザー
を透明樹脂で被覆したことを特徴としている。

【０００７】

【作用】上記構成の半導体レーザー装置は、半導体レー
ザーを透明樹脂で被覆して、外気を遮断するから、半導
体レーザーのレーザー光が出射される表面の状態が変化
することがなく、特性の劣化を防止できる。したがっ
て、高価な不活性ガスや金属製のガラス窓を有するキャ
ップを使用せず、不活性ガスの充填や金属製のキャップ
のガラス窓の取付け等の面倒な組立作業もなくなるか
ら、従来に比して低コストで、かつ耐環境性が向上した
半導体レーザー装置を実現できる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の半導体レーザー装置を実施
例により詳細に説明する。

【０００９】図１はこの発明の一実施例の半導体レーザ
ー装置の断面図を示しており、１はステム基体、２は上
記ステム基体１上に固定されたステム、３は上記ステム
２の側面２ａにマウントされた半導体レーザーチップ、
４は上記ステム２の側面２ａにマウントされたモニタ用
フォトダイオードチップ、５は上記ステム２の上面２ｂ
にマウントされた検出用フォトダイオードチップであ
る。

【００１０】また、上記半導体レーザーチップ３の周囲
をたとえばシリコーンからなる透明樹脂１１で被覆す
る。なお、上記半導体レーザーチップ３を覆うシリコー
ンからなる透明樹脂１１は、モニタ用フォトダイオード
チップ４側とその反対側に面する両表面を平行な平面に
している。これは、前記両表面が平行な平面でなくなる
と、レンズ効果等による光軸のずれが生じてしまうから
である。また、前記両表面における前記透明樹脂１１の
厚みは５００μｍ以下とする。これは、前記透明樹脂１
１の厚みが厚くなると、前記半導体レーザーチップ３の
レーザー光出射端面と透明樹脂１１との表面との多重反
射の影響によってレーザー光出射特性に乱れが生ずるよ
うになり、光ディスク用光源として使用できなくなるか
らである。以下に、上記半導体レーザーチップ３の前記
レーザー光出射端面に対して樹脂厚が５００μｍ以下で
あって且つその表面が平行になるように樹脂で被覆した
半導体レーザー装置のレーザー光出射特性の一例を図２
に従って説明する。図２から分かるように、上記半導体
レーザーチップ３の上記レーザー光出射端面を１種類の
樹脂によって樹脂厚５００μｍで被覆しているので、レ
ーザー発振する活性層に対して水平方向の光強度分布
“θ‖”も上記活性層に対して垂直方向の光強度分布
“θ⊥”も、単峰の特性を有する。また、上記半導体レ
ーザーチップ３の上記レーザー光出射端面を被覆してい
る上記樹脂の表面は上記レーザー光出射端面に対して平
行になっているので、上記両光強度分布とも光軸がずれ
ていない特性を有する。つまり、上記構成によれば、光
ディスク用光源として使用可能な半導体レーザー装置を
提供できるのである。なお、上記樹脂厚は５００μｍ以
下であればよく、例えば、樹脂厚４００μｍ，３００μ
ｍ，２００μｍ，１００μｍの場合においても良好な特
性が得られている。しかしながら、上記樹脂厚があまり
薄いと周囲の湿度により端面腐食が発生して劣化が生じ
る。そのため、レーザーの動作電流に大きな変動が生じ
レーザーの信頼性に問題があり、上記樹脂厚は少なくと
も１０μｍ以上であることが望ましい。そして、上記ス
テム基体１上には、ステム２を覆うようにプラスチック
製のキャップ６を固定している。このプラスチック製の
キャップ６の上面には、ステム２に対向する穴６ａを設
けている。この穴６ａを覆うように、ガラス７をプラス
チック製のキャップ６上に固定している。このガラス７
のステム２と反対側の平面にホログラム７ａを形成して
いる。したがって、上記プラスチック製のキャップ６
は、上記ガラス７を取り付けるための役割をしているだ
けでガラス窓を取り付ける必要はない。

【００１１】上記構成の半導体レーザー装置において、
上記半導体レーザーチップ３は、上記モニタ用フォトダ
イオードチップ４に向けて第１のレーザー光（図示せ
ず）を出射する一方、ガラス７に向けて第２のレーザー
光（図示せず）を出射する。そして、このモニタ用フォ
トダイオードチップ４の受光電流に基づいて、半導体レ
ーザーチップ３から出射される第１のレーザー光の強さ
が所定の値になるように制御する。なお、上記第２のレ
ーザー光の強さは、第１のレーザー光の強さに略比例す
るから、第１のレーザー光を制御することによって、間
接的に第２のレーザー光の強さを制御している。一方、
上記第２のレーザー光はガラス７内を通過して、ホログ
ラム７ａから外部に出る。そして、この第２のレーザー
光は外部の図示しない光ディスク等によって反射され、
再びホログラム７ａに入射する。そして、この入射した
反射光はホログラム７ａによって回折され、ガラス７内
を通過して、検出用フォトダイオードチップ５に入射す
る。このようにして、上記第１のレーザー光の強さを制
御して、第２のレーザー光の強さを一定に保つと共に、
第２のレーザー光を光ディスク等に当てて、その反射光
を検出用フォトダイオードチップ５で受光し、光ディス
ク等に記録された情報信号を検出する。こうして、信号
検出機能を有するプラスチックパッケージタイプの半導
体レーザー装置を実現している。

【００１２】このように、上記半導体レーザーチップ３
をシリコーンからなる透明樹脂１１で被覆して、外気を
遮断するから、半導体レーザーチップ３のレーザー光を
出射する表面の状態が湿気などにより変化することがな
く、特性の劣化を防止することができる。したがって、
従来のように、高価な不活性ガスや金属製のキャップを
用いることがなく、不活性ガスの充填や金属製のキャッ
プのガラス窓の取付け等の面倒な組立作業もなくなる。
したがって、従来に比して低コストで、かつ、耐環境性
のすぐれた半導体レーザー装置を実現することができ
る。

【００１３】また、上記半導体レーザーチップ３を被覆
しているシリコーンからなる透明樹脂１１は、耐熱性を
有するから、この透明樹脂１１が半導体レーザーチップ
３の発熱や周囲温度の上昇により変色したり、変形する
恐れがない。

【００１４】図３，図４，図５はこの発明の他の実施例
の半導体レーザー装置の断面図を示しており、図１と同
一の構成物は同一の参照番号を付して説明を省略する。

【００１５】図３に示す半導体レーザー装置は、シリコ
ーン樹脂からなる透明樹脂１２によって、半導体レーザ
ーチップ３とモニタ用フォトダイオードチップ４とを被
覆している。この透明樹脂１２は液状のシリコーン樹脂
をキャップ６内に流し込んで硬化させたもので、この透
明樹脂１２の平面はステム２の上面２ｂに一致してい
る。なお、上記半導体レーザーチップ３のガラス７側の
表面も透明樹脂３２で被覆して、その上面を半導体レー
ザーチップ３の上端面と平行な平面とし、且つ、透明樹
脂３２の厚みを５００μｍ以下にしている。この半導体
レーザー装置は、上記半導体レーザーチップ３からモニ
タ用フォトダイオードチップ４に出射されるレーザー光
が、上記透明樹脂１２内のみを通過するので、屈折や散
乱をすることがなく確実にモニタ用フォトダイオードチ
ップ４に受光される。また、上記半導体レーザーチップ
３やモニタ用フォトダイオードチップ４を透明樹脂１
２，３２で被覆することで、外部からの湿度等による、
半導体レーザーチップ３やモニタ用フォトダイオードチ
ップ４の特性劣化を防止できる。

【００１６】また、図４に示す半導体レーザー装置は、
シリコーンからなる液状の透明樹脂をキャップ６内に流
し込んで満たした後、硬化させて透明樹脂１３を形成し
て、半導体レーザーチップ３，モニタ用フォトダイオー
ドチップ４および検出用フォトダイオード５を被覆して
いる。したがって、上記検出用フォトダイオード５も透
明樹脂１３で被覆することで、外部からの湿度等によ
る、この検出用フォトダイオード５の特性劣化を防止で
きる。

【００１７】さらに、図５に示す半導体レーザー装置
は、シリコーン樹脂からなる透明樹脂１４によって、半
導体レーザーチップ３とモニタ用フォトダイオードチッ
プ４と検出用フォトダイオードチップ５とを個別に被覆
している。なお、上記半導体レーザーチップ３を覆う前
記透明樹脂１４は、モニタ用フォトダイオード４側とそ
の反対側に面する両表面を平行な平面とし、且つ、前記
透明樹脂１４の厚み５００μｍ以下としている。したが
って、外部からの湿度等による、半導体レーザーチップ
３及びモニタ用フォトダイオード４並びに検出用フォト
ダイオード５の特性劣化を防止できる。

【００１８】上記実施例では、半導体レーザーチップ３
を覆う透明樹脂１１，１２，１３，１４，３２にシリコ
ーンからなる透明樹脂を用いたが、透明樹脂はこれに限
らず、エポキシ樹脂，ポリイミド樹脂，フッ素樹脂また
はＵＶ樹脂等を用いてもよい。

【００１９】また、上記キャップ６にプラスチック製の
キャップを用いたが、金属やセラミック等からなるキャ
ップを用いてもよいのは勿論である。

【００２０】また、上記実施例では、半導体レーザーチ
ップ３等をマウントするのにステム基体１とステム２と
を用いたが、このステム基体とステムとをリードフレー
ムやプリント基板等に置き換えてもよい。この場合、ス
テム基体へのリードの取り付けやステムの固定作業等が
なくなり、生産性はさらに向上する。

【００２１】

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の半
導体レーザー装置は、半導体レーザーと、この半導体レ
ーザーのレーザー光をモニタするモニタ用フォトダイオ
ードと、上記半導体レーザーのレーザー光の反射した光
を検出する検出用フォトダイオードと、上記半導体レー
ザーのレーザー光の反射した光を検出用フォトダイオー
ドに入射させるホログラムとを備え、半導体レーザー、
モニタ用フォトダイオードまたは検出用フォトダイオー
ドのうちの少なくとも半導体レーザーを透明樹脂で被覆
したものである。

【００２２】したがって、この発明の半導体レーザー装
置によれば、半導体レーザーを透明樹脂で被覆して、外
気を遮断するから、半導体レーザーのレーザー光を出射
する表面の状態が水分等により変化することがなく、特
性の劣化を防止することができる。したがって、高価な
不活性ガスや金属製のガラス窓を有するキャップなどを
用いることなく、不活性ガスの充填や金属製のキャップ
のガラス窓の取付け等の面倒な組立作業がなくなるか
ら、従来に比して生産性がよくなり、低コストで耐環境
性の向上した半導体レーザー装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例の半導体レーザー
装置の断面図である。

【図２】図２は上記実施例の半導体レーザー装置によ
るレーザー光出射特性の一例を示す図である。

【図３】図３はこの発明の他の実施例の半導体レーザ
ー装置の断面図である。

【図４】図４はこの発明の他の実施例の半導体レーザ
ー装置の断面図である。

【図５】図５はこの発明の他の実施例の半導体レーザ
ー装置の断面図である。

【図６】図６は従来の半導体レーザー装置の断面図で
ある。

【符号の説明】

１…ステム基体、２…ステム、３…半導体レーザーチッ
プ、４…モニタ用フォトダイオードチップ、５…検出用
フォトダイオードチップ、６…キャップ、７…ガラス、
７ａ…ホログラム、１１，１２，１３，１４，３２…透
明樹脂。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザーと、上記半導体レーザー
のレーザー光をモニタするモニタ用フォトダイオード
と、上記半導体レーザーのレーザー光の反射した光を検
出する検出用フォトダイオードと、上記半導体レーザー
のレーザー光の反射した光を上記検出用フォトダイオー
ドに入射させるホログラムとを備えた半導体レーザー装
置において、上記半導体レーザー、上記モニタ用フォトダイオードま
たは上記検出用フォトダイオードのうちの少なくとも上
記半導体レーザーを透明樹脂で被覆したことを特徴とす
る半導体レーザー装置。