JPH08250803A

JPH08250803A - 光学装置

Info

Publication number: JPH08250803A
Application number: JP4992095A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Horikawa; 英明堀川; Tetsuhito Nakajima; 徹人中島; Koji Nakamura; 幸治中村
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】逆方向電流が与えられても発光素子の破壊を
防止できる光学装置を提供すること。【構成】本発明の光学装置１は、方向性を持ち電源に
対して順方向に接続される発光素子である第１半導体レ
ーザ１１と、この発光素子の応答速度以上の応答速度を
有し発光素子と並列でかつ逆極性にて配線されるダイオ
ードである第２半導体レーザ１２とを備えているもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信システム等にお
いて光を出射する光源として使用される光学装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザダイオード（以下、単に半
導体レーザと言う。）は、内部の半導体ｐｎ接合に対す
る順方向電圧の印加によって励起され、これによって生
じる電子と正孔との再結合によって所定波長の光を出射
するものである。図４はこのような半導体レーザを備え
る従来の光学装置を説明する図であり、（ａ）は断面構
成図、（ｂ）は回路図である。

【０００３】この光学装置１’は、基台である銅製のヒ
ートシンク２上に半導体レーザ２０を実装し、絶縁部材
３を介してヒートシンク２に取付けられたリード４と半
導体レーザ２０とを金ワイヤー５にて配線したものであ
る。このような光学装置１’においてヒートシンク２を
アノード（＋）側、リード４をカソード（−）側とする
場合には、半導体レーザ２０の陽極側電極を下側にして
ヒートシンク２上にはんだを介して接続し、上側となっ
た陰極側電極とリード４とを金ワイヤー５を介して配線
する。図４（ｂ）に示すように、半導体レーザ２０のア
ノード側からカソード側へ順方向電流ｉを流すことで半
導体レーザ２０が励起され、所定波長のレーザ光を出射
できるようになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな光学装置においては次のような問題がある。すなわ
ち、半導体レーザをヒートシンク上に実装した状態で光
学装置の電気的特性を測定する際や搬送等において取り
扱う場合に、半導体レーザに逆方向のサージ電流が流れ
たり静電気放電が生じたりすると半導体レーザの破壊を
招くという不都合が生じる。特に、ＧａＡｓ基板から構
成される半導体レーザの場合には逆方向の印加に対して
非常に弱く、光学装置の耐久性および信頼性の低下を招
く原因となっている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために成された光学装置である。すなわ
ち、本発明は、方向性を持ち電源に対して順方向に接続
される発光素子と、この発光素子の応答速度以上の応答
速度を有し発光素子と並列でかつ逆極性にて配線される
ダイオードとを備える構成となっている。

【０００６】

【作用】本発明の光学装置では、方向性を持ち電源に対
して順方向に接続される発光素子の応答速度以上の応答
速度を有し、この発光素子と並列でかつ逆極性にて配線
されるダイオードを備えている。このため、発光素子に
対して順方向電流が与えられる場合にはダイオードへは
電流が流れず発光素子へのみこの順方向電流が流れ、所
定の光を出射できるようになる。一方、発光素子に対し
て逆方向電流が与えられる場合にはその電流が発光素子
へ流れる前にダイオードへ流れる状態となる。つまり、
発光素子に対する逆方向電流はダイオードに対して順方
向電流であり、しかもダイオードの応答特性が発光素子
の応答特性以上となっているため、この場合には発光素
子に対する逆方向電流は発光素子へ流れずダイオードの
みへ流れる状態となる。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の光学装置における実施例を
図に基づいて説明する。図１は本発明における光学装置
１の一実施例を説明する図であり、（ａ）は断面構成
図、（ｂ）は回路図である。すなわち、図１（ａ）に示
すように、本実施例における光学装置１は、基台となる
例えば銅製のヒートシンク２（ヘッダーと呼ばれる場合
もある）と、このヒートシンク２上に実装される第１半
導体レーザ１１および第２半導体レーザ１２と、ヒート
シンク２に絶縁部材３を介して取付けられるリード４
と、第１半導体レーザ１１および第２半導体レーザ１２
とリード４とを各々電気的に配線する金ワイヤー５とを
備えた構成となっている。

【０００８】この第１半導体レーザ１１は発光を目的と
した素子であり、電源（図示せず）に対して順方向に接
続されている。一方、第２半導体レーザ１２は第１半導
体レーザ１１の応答速度以上の応答速度（同一でもよ
い）を有し、図１（ｂ）に示すように第１半導体レーザ
１１に対して並列でしかも逆極性で接続されるダイオー
ドである。この第１半導体レーザ１１に対して順方向電
流（順方向バイアス）ｉが与えられると第１半導体レー
ザ１１は励起され所定波長のレーザ光を出射するように
なる。

【０００９】なお、第１半導体レーザ１１に順方向バイ
アスが与えられる場合には第２半導体レーザ１２に対し
ては逆方向バイアスが加わることになる。このため、第
２半導体レーザ１２としては第１半導体レーザ１１の駆
動電圧以上の逆耐圧を備えたものを使用する。

【００１０】図２は半導体レーザの断面構成図である。
すなわち、半導体レーザは、例えば活性層２１がｐ型Ｉ
ｎＧａＰクラッド層２２ａとｎ型ＩｎＧａＰクラッド層
２２ｂとで挟まれたｐｎジャンクションを有する構造と
なっている。また、活性層２１の両側にはｐ型ＩｎＧａ
Ｐ電流ブロック層２３ａとｎ型ＩｎＧａＰ電流ブロック
層２３ｂとが設けられており、電流を効率良く活性層２
１に注入できるようになっている。

【００１１】これらｐ型、ｎ型ＩｎＧａＰクラッド層２
２ａ、２２ｂや活性層２１、ｐ型、ｎ型ＩｎＧａＰ電流
ブロック層２３ａ、２３ｂはｎ型ＧａＡｓから成る基板
２４上に積層されており、さらに半導体レーザの図中上
側にはＡｕＺｎ／Ａｕから成る陽極側電極２５が、また
図中下側にはＡｕＧｅＮｉから成る陰極側電極２６が設
けられている。

【００１２】例えば、図１に示す第１半導体レーザ１１
および第２半導体レーザ１２は共に図２に示すような半
導体レーザと同様な構成となっている。また、これら第
１半導体レーザ１１および第２半導体レーザ１２を同一
のウエハにて製造したものを本実施例の光学装置１に使
用してもよい。本実施例の光学装置１では半導体レーザ
を２個使用するため、第１半導体レーザ１１および第２
半導体レーザ１２を同一のウエハで製造することにより
光学装置１を容易にしかも低コストで製造することがで
きるようになる。

【００１３】次に、本実施例における光学装置１の動作
を図３に基づいて説明する。図３は動作を説明する回路
図であり、（ａ）は通常バイアス時、（ｂ）は逆電流時
の状態を示している。すなわち、図３（ａ）に示すよう
に、通常バイアス時においては第１半導体レーザ１１に
対して順方向電流ｉが与えられ、所定のレーザ光を出射
する状態となる。一方、第１半導体レーザ１１に対して
順方向電流ｉが与えられている場合には、第２半導体レ
ーザ１２に電流は流れない。

【００１４】つまり、第２半導体レーザ１２は第１半導
体レーザ１１に対して逆極性で接続されているため、第
１半導体レーザ１１に対する順方向電流ｉは第２半導体
レーザ１２にとって逆方向電流となる。このため、順方
向電流ｉは第１半導体レーザ１１へのみ流れ、第２半導
体レーザ１２へは流れない状態となる。

【００１５】次に、図１（ｂ）に示すように、第１半導
体レーザ１１に対して逆方向の電流が与えられる場合を
説明する。逆方向電流が流れる場合とは、例えば図１に
示す光学装置１の電気的特性を測定する場合に誤って逆
方向のサージ電流が与えられたり、また光学装置１を搬
送する際の取扱い最中に静電気放電が発生して逆方向の
高電圧が印加されてしまった場合などが挙げられる。こ
の場合には、図１（ｂ）に示すように第１半導体レーザ
１１に対して逆方向電流Ｉが流れるが、この逆方向電流
Ｉは第１半導体レーザ１１へ流れることなく第２半導体
レーザ１２へ流れる状態となる。

【００１６】つまり、先に説明したように第１半導体レ
ーザ１１と第２半導体レーザ１２とは逆極性に接続され
ているため、第１半導体レーザ１１に対する逆方向の電
流は第２半導体レーザ１２に対しては順方向の電流とな
る。しかも、第２半導体レーザ１２は第１半導体レーザ
１１の応答速度以上の応答速度を有しているため、逆方
向電流Ｉが与えられるとこの逆方向電流Ｉは第１半導体
レーザ１１へ流れる前に第２半導体レーザ１２へ流れ、
結果として逆方向電流Ｉは第１半導体レーザ１１へは流
れることがなくなる。

【００１７】このような動作により、通常のバイアス時
には第１半導体レーザ１１から所定の光を出射できるよ
うになるとともに、光学装置１へ何らかの原因による逆
方向電流が与えられても、発光素子である第１半導体レ
ーザ１１へはこの電流が流れず第２半導体レーザ１２を
通過する状態となる。このため、第１半導体レーザ１１
の破壊を防止することが可能となる。

【００１８】なお、本実施例においては、第１半導体レ
ーザ１１と逆極性に接続する第２半導体レーザ１２を一
個設ける例を示したが、これは一個に限定されず複数設
けてあっても同様である。また、第１半導体レーザ１１
と逆極性に接続されるダイオードとして第１半導体レー
ザ１１と同じ第２半導体レーザ１２を用いる例を示した
が、同じものでなくても波長のまったく異なる半導体レ
ーザや、さらに導体レーザを用いなくても第１半導体レ
ーザ１１の応答特性以上の応答特性を有するダイオード
を用いても同様である。また、発光素子としては第１半
導体レーザ１１に限定されることはなく、方向性を持ち
電源に対して順方向に接続される発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）のような素子であっても同様である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学装置
によれば次のような効果がある。すなわち、本発明の光
学装置では、発光素子の応答速度以上の応答速度を有し
発光素子に対して並列でかつ逆極性に接続されるダイオ
ードを備えているため、発光素子に対する逆方向電流が
発光素子へ流れる前にダイオードへ流れる状態となる。
このため、逆方向のサージ電流や静電気放電による電圧
などが印加された場合であっても発光素子の破壊を防止
することが可能となる。これによって、光学装置の耐久
性および信頼性を大幅に向上させることが可能となる。
本発明は特にＧａＡｓ基板から構成される半導体レーザ
を使用する場合に有効なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明する図で、（ａ）は断
面構成図、（ｂ）は回路図である。

【図２】半導体レーザの断面構成図である。

【図３】動作を説明する回路図であり、（ａ）は通常バ
イアス時、（ｂ）は逆電流時の状態を示すものである。

【図４】従来例を説明する図で、（ａ）は断面構成図、
（ｂ）は回路図である。

【符号の説明】

１光学装置２ヒートシンク３絶縁部材４リード５金ワイヤー１１第１半導体レーザ１２第２半導体レーザ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】方向性を持ち、電源に対して順方向に接
続される発光素子と、前記発光素子の応答速度以上の応答速度を有し、該発光
素子と並列でかつ逆極性にて配線されるダイオードとを
備えていることを特徴とする光学装置。
【請求項２】前記発光素子と前記ダイオードとは同一
特性の素子であることを特徴とする請求項１記載の光学
装置。
【請求項３】前記発光素子と前記ダイオードとは共に
半導体レーザダイオードであることを特徴とする請求項
１または請求項２記載の光学装置。