JPH0747896Y2 - Semiconductor laser device - Google Patents
Semiconductor laser deviceInfo
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- JPH0747896Y2 JPH0747896Y2 JP1988108106U JP10810688U JPH0747896Y2 JP H0747896 Y2 JPH0747896 Y2 JP H0747896Y2 JP 1988108106 U JP1988108106 U JP 1988108106U JP 10810688 U JP10810688 U JP 10810688U JP H0747896 Y2 JPH0747896 Y2 JP H0747896Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 本考案を以下の順序で説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in the following order.
Ａ 産業上の利用分野 Ｂ 考案の概要 Ｃ 従来の技術 Ｄ 考案が解決しようとする課題 Ｅ 課題を解決するための手段 Ｆ 作用 Ｇ 実施例 Ｇ−１ 構成（第１図，第２図） Ｇ−２ 動作（第３図，第４図） Ｇ−３ 駆動電流制御（第５図） Ｈ 考案の効果 Ａ 産業上の利用分野 本考案は、半導体レーザ素子とそれから発せられるレー
ザ光の一部分を受ける半導体受光素子とを備えて構成さ
れる半導体レーザ装置に関する。A Industrial field B Outline of device C Conventional technology D Problem to be solved by device E Means for solving the problem F Action G Example G-1 Configuration (Figs. 1 and 2) G- 2 Operation (Figs. 3 and 4) G-3 Drive current control (Fig. 5) H Effect of the invention A Industrial field of application The present invention is a semiconductor laser device and a semiconductor that receives a part of laser light emitted from the semiconductor laser device. The present invention relates to a semiconductor laser device including a light receiving element.
Ｂ 考案の概要 本考案は、半導体レーザ素子と、それから発させられる
レーザ光の状態を検知すべくその一部分を受ける半導体
受光素子と、を備えて構成される半導体レーザ装置にお
いて、半導体レーザ素子を、一対の対向側面を有してそ
れらの一方にレーザ光出射部が設けられるとともに他方
にレーザ光に対する実質的な全反射膜が配されたものと
して、基板上に固定し、かつ、半導体受光素子を、基板
内もしくは基板上における半導体レーザ素子の対向側面
の一方側に、半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射
部から出射されるレーザ光の光軸と実質的に平行であっ
てその光軸から離隔したものとされる受光面を有して配
され、その受光面によって、半導体レーザ素子における
レーザ光の出射部から出射されるレーザ光の一部分を受
けるものとすることにより、半導体レーザ素子から所望
の出力値を有したレーザ光を得るにあたって駆動電流の
低減を図ることができ、また、半導体レーザ素子から発
せられる出力レーザ光の状態を的確に検出することがで
きるようにしたものである。B Outline of the Invention The present invention provides a semiconductor laser device including a semiconductor laser device and a semiconductor light receiving device for receiving a part of the semiconductor laser device to detect a state of laser light emitted from the semiconductor laser device. The semiconductor light receiving element is fixed on a substrate, and has a pair of facing side surfaces, one side of which is provided with a laser light emitting portion and the other side of which is provided with a substantially total reflection film for laser light. , On one side of the side surface of the semiconductor laser device facing the inside of or on the substrate, substantially parallel to the optical axis of the laser light emitted from the emitting portion of the laser light in the semiconductor laser element and separated from the optical axis It is arranged with a light receiving surface that is supposed to receive a part of the laser light emitted from the laser light emitting portion of the semiconductor laser device. With this, it is possible to reduce the drive current in obtaining the laser light having a desired output value from the semiconductor laser element, and to accurately detect the state of the output laser light emitted from the semiconductor laser element. It was made possible.
Ｃ 従来の技術 比較的小型なレーザ光発生手段として半導体レーザ素子
が知られているが、このような半導体レーザ素子は、レ
ーザダイオードとして形成され、それに対する駆動電流
の供給がなされてレーザ光を発する状態とされるととも
に、その光出力は駆動電流のレベルに応じて変化するも
のとなる。従って、半導体レーザ素子、即ち、レーザダ
イオードを、例えば、一定の光出力をもって作動する状
態に維持するためには、レーザダイオードから発せられ
るレーザ光の強度を検出し、その検出出力に応じて駆動
電流のレベル制御を行うことが必要とされる。C Conventional Technology A semiconductor laser device is known as a relatively small-sized laser light generating means. Such a semiconductor laser device is formed as a laser diode, and a driving current is supplied to the semiconductor laser device to emit laser light. The optical output changes to the state depending on the level of the drive current. Therefore, in order to maintain the semiconductor laser device, that is, the laser diode in a state of operating with a constant light output, for example, the intensity of the laser light emitted from the laser diode is detected, and the drive current is detected according to the detected output. Level control is required.
それゆえ、レーザダイオードは、斯かる駆動電流のレベ
ル制御を容易に行えるものとなされるべく、通常、その
レーザダイオードが発するレーザ光の一部分を受けてそ
の強度に応じた検出出力を生じ得るように設けられた半
導体受光素子、例えば、モニタ用のフォトダイオードが
付随せしめられ、そのモニタ用のフォトダイオードと共
に半導体レーザ装置を構成するものとされる。Therefore, in order for the laser diode to be capable of easily controlling the level of the drive current, it is usually possible to receive a part of the laser light emitted by the laser diode and generate a detection output according to its intensity. A semiconductor light receiving element provided, for example, a photodiode for monitoring is attached, and a semiconductor laser device is configured with the photodiode for monitoring.
第６図は、従来提案されている半導体レーザ装置の一例
の構成を示す。この例においては、レーザダイオード11
が、一対の相対向する側面12a及び12bの夫々にレーザ光
出射部が設けられたものとされ、レーザダイオード11か
らのレーザ光La及びLbは、相対向する側面12a及び12bの
夫々から互いに逆方向に出射するものとされている。そ
して、レーザダイオード11における相対向する側面12a
及び12bのうちの一方である側面12aに面してモニタ用の
フォトダイオード13が配されており、フォトダイオード
13は、レーザダイオード11の側面12aから出射するレー
ザ光Laを、その光軸に直交する受光面13aをもって受け
るものとされている。FIG. 6 shows an example of the configuration of a conventionally proposed semiconductor laser device. In this example, the laser diode 11
However, a laser light emitting portion is provided on each of the pair of opposed side surfaces 12a and 12b, and the laser light La and Lb from the laser diode 11 are opposite to each other from each of the opposed side surfaces 12a and 12b. It is supposed to be emitted in the direction. Then, opposite side surfaces 12a of the laser diode 11
And a photodiode 13 for monitoring is arranged facing the side surface 12a which is one of the photodiodes 12b and 12b.
The laser light La emitted from the side surface 12a of the laser diode 11 is received by the light receiving surface 13a orthogonal to the optical axis thereof.
また、第７図は、従来提案されている半導体レーザ装置
の他の例の構成を示す。この例においては、レーザダイ
オード11′が、一対の相対向する側面12a′及び12b′の
夫々にレーザ光出射部が設けられたものとされて、半導
体基板14上に固定されており、レーザダイオード11′か
らのレーザ光La′及びLb′は、相対向する側面12a′及
び12b′の夫々から互いに逆方向に出射するものとされ
ている。そして、半導体基板14には、その内部におけ
る、レーザダイオード11′における相対向する側面12
a′及び12b′のうちの一方である側面12a′側の部分
に、フォトダイオード13′が受光面を半導体基板14の上
面に臨ませて設けられており、フォトダイオード13′
は、レーザダイオード11′の側面12a′から出射して半
導体基板14に入射するレーザ光La′を、その光軸に平行
な受光面をもって受けるものとされている。FIG. 7 shows the configuration of another example of a conventionally proposed semiconductor laser device. In this example, the laser diode 11 'is fixed on the semiconductor substrate 14 by providing a laser light emitting portion on each of a pair of opposite side surfaces 12a' and 12b '. The laser beams La 'and Lb' from 11 'are emitted in opposite directions from the side surfaces 12a' and 12b 'facing each other. Then, inside the semiconductor substrate 14, the side surfaces 12 of the laser diode 11 ′ which face each other are opposed to each other.
A photodiode 13 'is provided in a portion on the side surface 12a' side, which is one of a 'and 12b', with its light-receiving surface facing the upper surface of the semiconductor substrate 14, and the photodiode 13 '.
Is designed to receive the laser light La 'which is emitted from the side surface 12a' of the laser diode 11 'and is incident on the semiconductor substrate 14 with its light receiving surface parallel to the optical axis thereof.
第６図及び第７図に夫々示される例の作動時において
は、フォトダイオード13及びフォトダイオード13′は、
夫々、レーザ光La及びレーザ光La′の強度に応じた検出
出力を発生し、レーザダイオード11及びレーザダイオー
ド11′に夫々供給される駆動電流が、第６図の例及び第
７図の例の各々に接続されて、フォトダイオード13及び
フォトダイオード13′からの検出出力が夫々供給される
電流制御回路（図示されていない）により制御される。
それにより、レーザダイオード11及びレーザダイオード
11′が一定の光出力をもって作動する状態におかれ、レ
ーザダイオード11における相対向する側面12a及び12bの
うちの一方である側面12bから出射するレーザ光Lb、及
び、レーザダイオード11′における相対向する側面12
a′及び12b′のうちの一方である側面12b′から出射す
るレーザ光Lb′が出力レーザ光として用いられる。In operation of the examples shown in FIGS. 6 and 7, respectively, the photodiode 13 and the photodiode 13 'are
The drive currents that generate the detection outputs according to the intensities of the laser light La and the laser light La ′, respectively, and are supplied to the laser diode 11 and the laser diode 11 ′, are the same as those in the example of FIGS. 6 and 7. The detection outputs from the photodiode 13 and the photodiode 13 'connected to each of them are controlled by a current control circuit (not shown) respectively supplied.
Thereby, the laser diode 11 and the laser diode
The laser beam Lb emitted from the side surface 12b, which is one of the side surfaces 12a and 12b facing each other in the laser diode 11, and the phase facing each other in the laser diode 11 'are placed in a state in which 11' operates with a constant light output. Side 12
The laser light Lb ′ emitted from the side surface 12b ′ which is one of a ′ and 12b ′ is used as the output laser light.
Ｄ 考案が解決しようとする課題 上述の如くの従来提案されている半導体レーザ装置にお
いては、レーザダイオード11もしくは11′が、相対向す
る側面12a及び12bもしくは12a′及び12b′からレーザ光
La及びLbもしくはLa′及びLb′を互いに逆方向に出射さ
せるものとされ、斯かる二方向に出射するレーザ光のう
ちの一方であるレーザ光LbもしくはLb′のみが半導体レ
ーザ装置の出力レーザ光として用いられるようにされて
いる。それにより、二方向に出射するレーザ光のうちの
他方であるレーザ光LaもしくはLa′は、出力レーザ光と
して直接的には用いられないことになり、その結果、従
来提案されている半導体レーザ装置にあっては、出力効
率が比較的低いものとされてしまう。D. Problems to be Solved by the Invention In the conventionally proposed semiconductor laser device as described above, the laser diode 11 or 11 'is provided with laser light from opposite side surfaces 12a and 12b or 12a' and 12b '.
It is assumed that La and Lb or La ′ and Lb ′ are emitted in mutually opposite directions, and only one of the laser beams emitted in these two directions, laser beam Lb or Lb ′, is the output laser beam of the semiconductor laser device. Has been used as. As a result, the other laser beam La or La'of the laser beams emitted in the two directions is not directly used as the output laser beam, and as a result, the conventionally proposed semiconductor laser device is used. In that case, the output efficiency is relatively low.
また、上述の従来提案されている半導体レーザ装置にお
いては、出力レーザ光として用いられるレーザ光Lbもし
くはLb′に対する制御が、レーザ光LaもしくはLa′を受
けるフォトダイオード13もしくは13′から得られる検出
出力に基づいて行われるので、レーザ光LaもしくはLa′
の射出状態とレーザ光LbもしくはLb′の射出状態との間
の微妙な差等に起因して、出力レーザ光とされるレーザ
光LbもしくはLb′の出射状態についての的確な検出がな
されないことになり、レーザ光LbもしくはLb′の制御が
誤差を生じたものとなってしまう虞がある。Further, in the above-mentioned conventionally proposed semiconductor laser device, control of the laser beam Lb or Lb ′ used as the output laser beam is controlled by the detection output obtained from the photodiode 13 or 13 ′ receiving the laser beam La or La ′. Laser beam La or La ′
The output state of the laser beam Lb or Lb 'that is the output laser beam cannot be accurately detected due to a slight difference between the emission state of the laser beam and the emission state of the laser beam Lb or Lb'. Therefore, the control of the laser beam Lb or Lb ′ may be erroneous.
斯かる点に鑑み、本考案は、半導体レーザ素子とそれか
ら発せられるレーザ光の状態を検知すべくその一部分を
受ける半導体受光素子とを備え、半導体レーザ素子から
所望の出力値を有したレーザ光を得るにあたって駆動電
流の低減を図ることができ、また、半導体レーザ素子か
ら発せられる出力レーザ光の状態を的確に検出すること
ができるようにされた半導体レーザ装置を提供すること
を目的とする。In view of such a point, the present invention includes a semiconductor laser element and a semiconductor light receiving element that receives a part of the semiconductor laser element to detect the state of the laser light emitted from the semiconductor laser element, and outputs a laser beam having a desired output value from the semiconductor laser element. It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser device capable of reducing the drive current and being able to accurately detect the state of the output laser light emitted from the semiconductor laser element.
Ｅ 課題を解決するための手段 上述の目的を達成すべく、本考案に係る半導体レーザ装
置は、一対の対向側面の一方にレーザ光の出射部が設け
られるとともに他方にレーザ光に対する実質的な全反射
膜が配されたものとされて、基板上に固定された半導体
レーザ素子と、半導体レーザ素子が固定された基板内も
しくは基板上における半導体レーザ素子の対向側面の一
方側に、半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射部か
ら出射されるレーザ光の光軸と実質的に平行であってそ
の光軸から離隔したものとされる受光面を有して配さ
れ、その受光面によって、半導体レーザ素子におけるレ
ーザ光の出射部から出射されるレーザ光の一部分を受け
る半導体受光素子とを備えて構成される。E Means for Solving the Problem In order to achieve the above-mentioned object, a semiconductor laser device according to the present invention is provided with a laser beam emitting portion on one of a pair of opposed side surfaces and substantially the entire laser light source on the other side. A semiconductor laser device having a reflection film disposed thereon and fixed on the substrate, and a semiconductor laser device in the substrate where the semiconductor laser device is fixed or on one side of the side face of the semiconductor laser device facing the semiconductor laser device. The semiconductor laser device is provided with a light receiving surface that is substantially parallel to the optical axis of the laser light emitted from the laser light emitting portion and is separated from the optical axis. And a semiconductor light receiving element that receives a part of the laser light emitted from the laser light emitting portion.
Ｆ 作用 このように構成される本考案に係る半導体レーザ装置に
あっては、半導体レーザ素子において、その一対の対向
側面の一方に設けられたレーザ光の出射部から出力レー
ザ光が出射せしめられることとなるとともに、対向側面
の他方では、そこに達したレーザ光が実質的な全反射膜
の内面側で全反射せしめられて対向側面の一方側へと向
けられるものとされる。それにより、対向側面の一方に
設けられたレーザ光の出射部から出射する出力レーザ光
は、出力効率が著しく向上されたもとで得られることに
なり、その結果、要求された出力値を有するレーザ光を
半導体レーザ素子から得るにあたって、駆動電流の低減
が図られることになる。また、半導体受光素子は、半導
体レーザ素子におけるレーザ光の出射部からの出力レー
ザ光の一部分を、基板内もしくは基板上の半導体レーザ
素子におけるレーザ光の出射部から出射されるレーザ光
の光軸と実質的に平行であってその光軸から離隔したも
のとされる受光面によって、直接に受けるものとされる
ので、半導体受光素子により、半導体レーザ素子から発
せられる出力レーザ光の状態が的確に検出されることに
なる。F action In the semiconductor laser device according to the present invention configured as described above, in the semiconductor laser element, the output laser light is emitted from the laser light emitting portion provided on one of the pair of opposed side surfaces. In addition, on the other side of the opposite side surface, the laser light reaching it is totally reflected by the inner surface side of the substantially total reflection film and is directed to one side of the opposite side surface. As a result, the output laser light emitted from the laser light emitting portion provided on one of the opposite side surfaces is obtained with significantly improved output efficiency, and as a result, the laser light having the required output value is obtained. When obtaining the semiconductor laser device, the drive current can be reduced. Further, the semiconductor light receiving element is such that a part of the output laser light from the laser light emitting portion of the semiconductor laser element is used as an optical axis of the laser light emitted from the laser light emitting portion of the semiconductor laser element in the substrate or on the substrate. Since it is directly received by the light receiving surface that is substantially parallel and separated from the optical axis, the state of the output laser light emitted from the semiconductor laser element can be accurately detected by the semiconductor light receiving element. Will be done.
Ｇ 実施例 Ｇ−１ 構成（第１図，第２図） 第１図及び第２図は、本考案に係る半導体レーザ装置の
一例を示す。G Example G-1 Structure (FIGS. 1 and 2) FIGS. 1 and 2 show an example of a semiconductor laser device according to the present invention.
この例においては、半導体レーザ素子であるレーザダイ
オード21が、半導体基板22上に固定されている。レーザ
ダイオード21は、全体として直方体状をなすものとされ
ており、半導体基板22上において、上方部分に、例え
ば、ｎ型のガリウム・アルセナイド（GaAs）半導体基体
23を有し、このGaAs半導体基体23の上面には上側電極層
24が被着されている。また、GaAs半導体基体23の下方に
は、ｎ型のGaAs半導体層で成るクラッド層25が配されて
おり、その下方に、ｐ型のGaAs半導体層で成る活性層26
が配され、さらにその下方に、クラッド層25とによって
活性層26を挟むｐ型のGaAs半導体層で成るクラッド層27
が配されていて、クラッド層27の下方には、ｐ型のGaAs
半導体層28を介して下側電極層29が配されている。そし
て、下側電極層29が、半導体基板22の上面部に設けられ
た導電部30に半田付けされている。In this example, a laser diode 21, which is a semiconductor laser element, is fixed on a semiconductor substrate 22. The laser diode 21 has a rectangular parallelepiped shape as a whole, and is formed on the semiconductor substrate 22 at an upper portion thereof, for example, an n-type gallium arsenide (GaAs) semiconductor substrate.
23, and the upper electrode layer is formed on the upper surface of the GaAs semiconductor substrate 23.
24 coats. A clad layer 25 made of an n-type GaAs semiconductor layer is disposed below the GaAs semiconductor substrate 23, and an active layer 26 made of a p-type GaAs semiconductor layer is provided below the clad layer 25.
And a clad layer 27 made of a p-type GaAs semiconductor layer sandwiching the active layer 26 with the clad layer 25.
Under the cladding layer 27, p-type GaAs is provided.
The lower electrode layer 29 is arranged via the semiconductor layer 28. Then, the lower electrode layer 29 is soldered to the conductive portion 30 provided on the upper surface of the semiconductor substrate 22.
これらGaAs半導体基体23及びその下方のクラッド層25,
活性層26,クラッド層27、及び、GaAs半導体層28による
積層構造をもって形成される直方体の側壁部分には、活
性層26及びそれを挟むクラッド層25及び27の端部がレー
ザ光の出射部を構成するように臨ましめられた側面32が
形成されており、また、直方体の側壁部分における側面
32に対向する側面33には、レーザ光に対する実質的な全
反射膜34が設けられている。この実質的な全反射膜34
は、例えば、シリコン・ナイトライド（Si3N4）層，そ
の上に蒸着されたアルミナ（Al3O4）層、及び、更にそ
の上に蒸着されたアモルファスシリコン層によって形成
される。These GaAs semiconductor substrate 23 and the cladding layer 25 therebelow,
On the side wall portion of the rectangular parallelepiped formed by the laminated structure of the active layer 26, the clad layer 27, and the GaAs semiconductor layer 28, the active layer 26 and the end portions of the clad layers 25 and 27 sandwiching the active layer 26 form a laser beam emitting portion. The side surface 32 is formed so as to face the side surface, and the side surface of the side wall portion of the rectangular parallelepiped is formed.
A side surface 33 facing the surface 32 is provided with a substantially total reflection film 34 for laser light. This substantially total reflection film 34
Is formed by, for example, a silicon nitride (Si 3 N 4 ) layer, an alumina (Al 3 O 4 ) layer deposited on the layer, and an amorphous silicon layer deposited on the layer.
半導体基体22には、その内部の上面側におけるレーザダ
イオード21の側面32側となる位置に、半導体受光素子で
あるフォトダイオード35が形成されており、斯かるフォ
トダイオード35の受光面部は半導体基体22の上面の広い
範囲に亙って拡がるものとされている。即ち、フォトダ
イオード35は、第１図及び第２図に示される如く、レー
ザダイオード21におけるレーザ光の出射部から出射され
るレーザ光の光軸と実質的に平行であってその光軸から
離隔したものとされる受光面を有して配されているので
ある。そして、フォトダイオード35には、電極部36が設
けれている。The semiconductor substrate 22 has a photodiode 35, which is a semiconductor light receiving element, formed at a position on the upper surface side inside thereof that is on the side surface 32 side of the laser diode 21, and the light receiving surface portion of the photodiode 35 is the semiconductor substrate 22. It is supposed to spread over a wide area on the upper surface of. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the photodiode 35 is substantially parallel to the optical axis of the laser light emitted from the laser light emitting portion of the laser diode 21 and is separated from the optical axis. It has a light-receiving surface that is supposed to have been formed. Then, the photodiode 35 is provided with an electrode portion 36.
Ｇ−２ 動作（第３図，第４図） 上述の如く構成もとに、レーザダイオード21の下側電極
層29から上側電極層24に向かう向きの駆動電流が供給さ
れて、レーザダイオード21が作動状態にされる際には、
第３図に示される如く、レーザダイオード21における側
面32に形成されたレーザ光の出射部から出力レーザ光Lp
が出射せしめられるとともに、レーザダイオード21にお
ける側面32に対向する側面33においては、そこに達した
レーザ光が外部に出射することなく、全反射膜34の内面
側で全反射せしめられて、レーザダイオード21の内部側
に側面32側に向けられて戻される。即ち、レーザダイオ
ード21からの出力レーザ光Lpは、フォトダイオード35側
に位置する側面32からのみ出射するものとされ、その結
果、出力レーザ光Lpは、出力効率が著しく向上されたも
とで得られることになる。G-2 Operation (FIGS. 3 and 4) Based on the configuration as described above, the driving current in the direction from the lower electrode layer 29 of the laser diode 21 to the upper electrode layer 24 is supplied, and the laser diode 21 is driven. When activated,
As shown in FIG. 3, the output laser light Lp is emitted from the laser light emitting portion formed on the side surface 32 of the laser diode 21.
Is emitted, and at the side surface 33 of the laser diode 21 facing the side surface 32, the laser light reaching the side surface is not emitted to the outside, and is totally reflected on the inner surface side of the total reflection film 34, so that the laser diode It is returned toward the side surface 32 side to the inside of 21. That is, the output laser light Lp from the laser diode 21 is to be emitted only from the side surface 32 located on the photodiode 35 side, and as a result, the output laser light Lp can be obtained while the output efficiency is significantly improved. become.
第４図は、縦軸に光出力Ｐがとられ、横軸に駆動電流Ｉ
がとられてあらわされた、上述の例の出力特性（実
線）、及び、例えば、第７図に示される如くの、従来の
半導体レーザ装置の特性（一点鎖線）を示す。この特性
図において、Io及びIo′は夫々上述の例及び従来の半導
体レーザ装置のレーザ発振閾電流値を示し、また、Ppは
常用光出力値を示し、さらに、IpおよびIp′は夫々上述
の例及び従来の半導体レーザ装置における常用光出力値
Ppが得られる際の駆動電流値を示す。斯かる第４図の特
性図から、上述の例におけるレーザ発振閾電流値Ioは、
従来の半導体レーザ装置のレーザ発振閾電流値Io′より
小であり、また、上述の例における常用光出力値Ppが得
られる際の駆動電流値Ipも、従来の半導体レーザ装置に
おける常用光出力値Ppが得られる際の駆動電流値Ip′よ
り小とされていることがわかる。即ち、上述の例におい
ては、レーザ発振状態とされて常用光出力値Ppをもって
レーザ光を発するにあたり、それに要される駆動電流
が、従来の半導体レーザ装置の場合に比して、例えば、
30％以上の低減値が得られる如くに、著しく低減される
ことになる。In FIG. 4, the vertical axis represents the optical output P and the horizontal axis represents the drive current I.
The output characteristics (solid line) of the above-described example represented by the above are shown, and the characteristics of the conventional semiconductor laser device as shown in FIG. 7 (dotted line) are shown. In this characteristic diagram, Io and Io ′ represent the laser oscillation threshold current values of the above-mentioned example and the conventional semiconductor laser device, respectively, Pp represents a common optical output value, and Ip and Ip ′ respectively represent the above-mentioned values. Example and conventional light output value in conventional semiconductor laser device
The drive current value when Pp is obtained is shown. From the characteristic diagram of FIG. 4, the laser oscillation threshold current value Io in the above example is
It is smaller than the laser oscillation threshold current value Io 'of the conventional semiconductor laser device, and the driving current value Ip when the normal light output value Pp in the above example is obtained is also the normal light output value in the conventional semiconductor laser device. It can be seen that it is smaller than the drive current value Ip ′ when Pp is obtained. That is, in the above-described example, when the laser oscillation is performed and the laser light is emitted with the normal light output value Pp, the drive current required for the laser light is, for example, compared with the conventional semiconductor laser device,
It will be significantly reduced so that a reduction value of 30% or more can be obtained.
また、上述の例においては、第３図に示される如く、レ
ーザダイオード21における側面32に形成されたレーザ光
の出射部から出射する出力レーザ光Lpの一部分が、半導
体基体22の上面に拡がるフォトダイオード35の受光面部
に入射し、フォトダイオード35によって受けられる。フ
ォトダイオード35は、このようなレーザダイオード21か
らの出力レーザ光Lpの一部分を検出して、出力レーザ光
Lpの強度に応じた検出出力を発生する。その際、フォト
ダイオード35は、レーザダイオード21におけるレーザ光
の出射部から出射されるレーザ光の光軸と実質的に平行
であってその光軸から離隔したものとされる受光面を有
していて、その受光面により、レーザダイオード21にお
ける側面32に形成されたレーザ光の出射部から出射する
出力レーザ光Lpの一部分を直接に受けるものとされるの
で、フォトダイオード35により、レーザダイオード21か
ら発せられる出力レーザ光Lpの状態が的確に検出される
ことになる。Further, in the above-described example, as shown in FIG. 3, a part of the output laser light Lp emitted from the laser light emitting portion formed on the side surface 32 of the laser diode 21 spreads on the upper surface of the semiconductor substrate 22. The light enters the light receiving surface of the diode 35 and is received by the photodiode 35. The photodiode 35 detects a part of the output laser light Lp from the laser diode 21 and outputs the output laser light Lp.
Generates a detection output according to the intensity of Lp. At that time, the photodiode 35 has a light receiving surface which is substantially parallel to the optical axis of the laser light emitted from the laser light emitting portion of the laser diode 21 and is separated from the optical axis. Since the light receiving surface directly receives a part of the output laser light Lp emitted from the laser light emitting portion formed on the side surface 32 of the laser diode 21, the photodiode 35 causes the laser diode 21 to emit light. The state of the emitted output laser light Lp will be accurately detected.
そして、第３図に示される如く、レーザダイオード21に
おける側面32に形成されたレーザ光の出射部から出射す
る出力レーザ光Lpの、フォトダイオード35の受光面部に
入射しないで進む他の部分は、例えば、コリメータレン
ズ37に入射して平行光束化され、種々の用途に用いられ
るものとされる。Then, as shown in FIG. 3, the other portion of the output laser light Lp emitted from the laser light emitting portion formed on the side surface 32 of the laser diode 21 without advancing to the light receiving surface portion of the photodiode 35, For example, the collimator lens 37 is incident on the collimator lens 37 to form a parallel light beam, which is used for various purposes.
Ｇ−３ 駆動電流制御（第５図） フォトダイオード35から、レーザダイオード21からの出
力レーザ光Lpの一部分が検出されて得られる出力レーザ
光Lpの強度に応じた検出出力は、例えば、レーザダイオ
ード21及びフォトダイオード35の両者に接続された駆動
電流制御回路に供給されて、レーザダイオード21の駆動
電流制御に用いられる。G-3 Drive Current Control (FIG. 5) The detection output corresponding to the intensity of the output laser light Lp obtained by detecting a part of the output laser light Lp from the laser diode 21 from the photodiode 35 is, for example, a laser diode. It is supplied to a drive current control circuit connected to both the photodiode 21 and the photodiode 35 and used for controlling the drive current of the laser diode 21.
第５図は、斯かる駆動電流制御回路の一例を、レーザダ
イオード21及びフォトダイオード35と共に示す。この回
路においては、正電源＋Ｂに一端（下側電極層29）が接
続されたレーザダイオード21の他端（下側電極層29）と
接地電位部との間に、抵抗41とpnp型トランジスタ42の
エミッタ−コレクタ通路が接続され、また、正電源＋Ｂ
に一端が接続されたフォトダイオード35の他端と接地電
位部との間に、抵抗43が接続されるとともに、フォトダ
イオード35の他端と抵抗43との間の接続点が、差動増幅
器44の一方の入力端に接続されている。差動増幅器44の
他方の入力端には、基準電圧を発生する可変抵抗器45の
可動端子が接続されており、また、差動増幅器44の出力
端は、pnp型トランジスタ42のベースに接続されてい
る。FIG. 5 shows an example of such a drive current control circuit together with a laser diode 21 and a photodiode 35. In this circuit, a resistor 41 and a pnp-type transistor 42 are provided between the other end (lower electrode layer 29) of the laser diode 21 whose one end (lower electrode layer 29) is connected to the positive power source + B and the ground potential portion. The emitter-collector passage of is connected, and the positive power source + B
A resistor 43 is connected between the other end of the photodiode 35 whose one end is connected to and the ground potential portion, and a connection point between the other end of the photodiode 35 and the resistor 43 is a differential amplifier 44. Is connected to one input end. The other input terminal of the differential amplifier 44 is connected to the movable terminal of a variable resistor 45 that generates a reference voltage, and the output terminal of the differential amplifier 44 is connected to the base of the pnp-type transistor 42. ing.
このような構成のもとに、レーザダイオード21の駆動電
流は、抵抗41及びpnp型トランジスタ42のエミッタ−コ
レクタ通路を通じて流される。また、フォトダイオード
35によりレーザダイオード21からの出力レーザ光Lpの一
部分が検出されて、フォトダイオード35から得られる出
力レーザ光Lpの強度に応じた検出出力は、フォトダイオ
ード35及び抵抗43を通じる電流により抵抗43の両端間に
発生する電圧とされて、差動増幅器44の一方の入力端に
供給される。With such a configuration, the drive current of the laser diode 21 is passed through the resistor 41 and the emitter-collector path of the pnp type transistor 42. Also, the photodiode
A part of the output laser light Lp from the laser diode 21 is detected by 35, and the detection output according to the intensity of the output laser light Lp obtained from the photodiode 35 is the resistance 43 of the resistance 43 due to the current passing through the photodiode 35 and the resistance 43. The voltage generated between both ends is supplied to one input terminal of the differential amplifier 44.
そして、例えば、何らかの原因で、定常状態から、レー
ザダイオード21から得られる出力レーザ光Lpの強度が増
大する状態になると、それに伴ってフォトダイオード35
から得られる検出出力が増大して差動増幅器44の一方の
入力端の電圧が増加し、それにより、差動増幅器44の出
力が増大して、pnp型トランジスタ42のベース電位が高
められる。その結果、pnp型トランジスタ42のエミッタ
コレクタ通路を流れる電流、従って、レーザダイオード
21の駆動電流が低減せしめられて、レーザダイオード21
から得られる出力レーザ光Lpの強度が低下せしめられ
て、定常状態に戻されるようにされる。一方、定常状態
から、レーザダイオード21から得られる出力レーザ光Lp
の強度が低下する状態になると、それに伴ってフォトダ
イオード35から得られる検出出力が低減して差動増幅器
44の一方の入力端の電圧が減少し、差動増幅器44の出力
が低減して、pnp型トランジスタ42のベース電位が低め
られる。その結果、pnp型トランジスタ42のエミッタ−
コレクタ通路を流れる電流、従って、レーザダイオード
21の駆動電流が増大せしめられて、レーザダイオード21
から得られる出力レーザ光Lpの強度が増加せしめられ
て、定常状態に戻されるようにされる。Then, for example, when the intensity of the output laser light Lp obtained from the laser diode 21 increases from the steady state for some reason, the photodiode 35 is accompanied with it.
The detected output obtained from the differential amplifier 44 increases and the voltage at one input terminal of the differential amplifier 44 increases, which increases the output of the differential amplifier 44 and raises the base potential of the pnp-type transistor 42. As a result, the current flowing through the emitter-collector path of the pnp-type transistor 42, and thus the laser diode.
The drive current of the laser diode 21 is reduced and the laser diode 21
The intensity of the output laser light Lp obtained from the above is reduced and is returned to the steady state. On the other hand, from the steady state, the output laser light Lp obtained from the laser diode 21
When the strength of the differential amplifier decreases, the detection output obtained from the photodiode 35 decreases accordingly, and the differential amplifier
The voltage of one input terminal of 44 is reduced, the output of the differential amplifier 44 is reduced, and the base potential of the pnp type transistor 42 is lowered. As a result, the emitter of the pnp transistor 42
The current flowing in the collector passage and thus the laser diode
The drive current of the laser diode 21 is increased and the laser diode 21
The intensity of the output laser light Lp obtained from is increased and is returned to the steady state.
Ｈ 考案の効果 以上の説明から明らかな如く、本考案に係る半導体レー
ザ装置にあっては、半導体レーザ素子において、その一
対の対向側面の一方に設けられたレーザ光の出射部から
出力レーザ光が出射せしめられるとともに、対向側面の
他方では、そこに達したレーザ光が実質的に全反射せし
められて対向側面の一方側へと向けられるものとされる
ので、対向側面の一方に設けられたレーザ光の出射部か
ら出射する出力レーザ光は、出力効率が著しく向上され
たもとで得られることになり、その結果、要求された出
力値を有するレーザ光が得られる際の駆動電流が、従来
の半導体レーザ装置に比して、低減されたものとされる
ことになる。H Effect of the Invention As is apparent from the above description, in the semiconductor laser device according to the present invention, in the semiconductor laser element, the output laser light is emitted from the laser light emitting portion provided on one of the pair of opposite side surfaces. On the other side of the facing side surface, the laser light reaching the side surface of the other side surface is substantially totally reflected and directed to one side of the facing side surface. The output laser light emitted from the light emitting portion is obtained while the output efficiency is remarkably improved, and as a result, the drive current for obtaining the laser light having the required output value is the same as that of the conventional semiconductor laser. The number is reduced as compared with the laser device.
また、本考案に係る半導体レーザ装置においては、半導
体レーザ装置に付随する半導体受光素子が、半導体レー
ザ素子におけるレーザ光の出射部から出射されるレーザ
光の光軸と実質的に平行であってその光軸から離隔した
ものとされる受光面を有していて、その受光面により、
半導体レーザ素子におけるレーザ光の出射部からの出力
レーザ光の一部分を直接に受けるものとされるので、半
導体受光素子により、半導体レーザ素子から発せられる
出力レーザ光の状態が的確に検出されることになる。従
って、例えば、半導体受光素子から得られる検出出力に
応じてなされる、半導体レーザ素子からの出力レーザ光
を所定の出力値に維持するための半導体レーザ素子に対
する駆動電流制御が、適正かつ安定に行われることにな
る。Further, in the semiconductor laser device according to the present invention, the semiconductor light receiving element associated with the semiconductor laser device is substantially parallel to the optical axis of the laser light emitted from the laser light emitting portion of the semiconductor laser device. It has a light receiving surface that is separated from the optical axis, and by the light receiving surface,
Since a part of the output laser light from the laser light emitting portion of the semiconductor laser device is directly received, the state of the output laser light emitted from the semiconductor laser device can be accurately detected by the semiconductor light receiving device. Become. Therefore, for example, the drive current control for the semiconductor laser element for maintaining the output laser light from the semiconductor laser element at a predetermined output value, which is performed according to the detection output obtained from the semiconductor light receiving element, can be appropriately and stably performed. Will be seen.
第１図は本考案に係る半導体レーザ装置の一例を概略的
に示す斜視図、第２図は第１図に示される例の断面図、
第３図は第１図に示される例の動作説明に供される側面
図、第４図は第１図に示される例及び従来の半導体レー
ザ装置の出力特性を示す特性図、第５図は第１図に示さ
れる例に対する駆動電流制御を行う回路の一例を示す回
路図、第６図及び第７図は従来の半導体レーザ装置を示
す斜視図である。 図中、21はレーザダイオード、22は半導体基板、24は上
側電極層、25及び27はクラッド層、26は活性層、29は下
側電極層、32及び33は側面、34は全反射膜、35はフォト
ダイオードである。1 is a perspective view schematically showing an example of a semiconductor laser device according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the example shown in FIG. 1,
FIG. 3 is a side view used to explain the operation of the example shown in FIG. 1, FIG. 4 is a characteristic diagram showing output characteristics of the example shown in FIG. 1 and a conventional semiconductor laser device, and FIG. FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a circuit for performing drive current control with respect to the example shown in FIG. 1, and FIGS. 6 and 7 are perspective views showing a conventional semiconductor laser device. In the figure, 21 is a laser diode, 22 is a semiconductor substrate, 24 is an upper electrode layer, 25 and 27 are cladding layers, 26 is an active layer, 29 is a lower electrode layer, 32 and 33 are side surfaces, 34 is a total reflection film, Reference numeral 35 is a photodiode.
Claims (1)
にレーザ光の出射部が設けられるとともに他方に上記レ
ーザ光に対する実質的な全反射膜が配され、基板上に固
定された半導体レーザ素子と、 上記基板内もしくは上記基板上における上記半導体レー
ザ素子の上記対向側面の一方側に、上記半導体レーザ素
子における上記レーザ光の出射部から出射されるレーザ
光の光軸と実質的に平行であって該光軸から離隔したも
のとされる受光面を有して配され、該受光面によって上
記レーザ光の出射部から出射されるレーザ光の一部分を
受ける半導体受光素子と、 を備えて構成される半導体レーザ装置。1. A pair of facing side surfaces, a laser beam emitting portion is provided on one of the facing side surfaces, and a substantially total reflection film for the laser beam is disposed on the other side surface and is fixed on a substrate. A semiconductor laser element and one side of the opposing side surface of the semiconductor laser element in the substrate or on the substrate, and substantially the optical axis of the laser beam emitted from the laser beam emitting portion of the semiconductor laser element. A semiconductor light receiving element that is arranged in parallel with a light receiving surface that is separated from the optical axis and that receives a part of the laser light emitted from the laser light emitting portion by the light receiving surface; A semiconductor laser device configured as.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988108106U JPH0747896Y2 (en) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988108106U JPH0747896Y2 (en) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | Semiconductor laser device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0229551U JPH0229551U (en) | 1990-02-26 |
| JPH0747896Y2 true JPH0747896Y2 (en) | 1995-11-01 |
Family
ID=31343130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988108106U Expired - Lifetime JPH0747896Y2 (en) | 1988-08-17 | 1988-08-17 | Semiconductor laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0747896Y2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62118470U (en) * | 1986-01-20 | 1987-07-28 | ||
| JPS62145358U (en) * | 1986-03-10 | 1987-09-12 |
-
1988
- 1988-08-17 JP JP1988108106U patent/JPH0747896Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0229551U (en) | 1990-02-26 |
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