JPH0985473A - Laser heating device - Google Patents

Laser heating device

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Publication number
JPH0985473A
JPH0985473A JP7242036A JP24203695A JPH0985473A JP H0985473 A JPH0985473 A JP H0985473A JP 7242036 A JP7242036 A JP 7242036A JP 24203695 A JP24203695 A JP 24203695A JP H0985473 A JPH0985473 A JP H0985473A
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JP
Japan
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laser
semiconductor laser
current
nfp
heating device
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Pending
Application number
JP7242036A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Kobayashi
裕 小林
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
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  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a large area to be heated uniformly by driving a semiconductor laser through a continuously changed driving current and thereby emitting a laser beam. SOLUTION: The laser heating device is constituted of a high output semiconductor laser 4 and a modulation circuit for modulating a current to drive the semiconductor laser 4. The semiconductor laser 4 is a gain waveguide type semiconductor laser having a quantum well structure or a DH(double heterostructure) structure, and is a semiconductor laser (broad stripe laser) with a wide stripe width. As a result, uniform heating is possible for a large area at one time using a linear beam characteristic. In addition, in a semiconductor laser with a large distribution of NFP(noise figure power) unsuitable for linear heating, NFP can be improved so that the laser is used as a light source for a laser heating device.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばレーザは
んだ付け装置などに用いられるレーザ加熱装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser heating device used in, for example, a laser soldering device.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近の集積回路などの技術進歩に呼応
し、プリント基板への電子部品実装が高密度化、ハイブ
リッド化していく中で、レーザ加熱装置の使用される範
囲が広がりつつある。
2. Description of the Related Art In response to recent technological advances in integrated circuits and the like, the range in which laser heating devices are used is expanding as electronic parts are mounted on printed circuit boards with higher densities and hybrids.

【0003】実際、電子部品の基板上への表面実装方式
が増加傾向にあること、部品装着の自動化が要望されて
いること、耐熱に問題のある部品が混在するケースがあ
ること、あるいは部品の小型化が進んでいることなどか
ら、この種のレーザ加熱装置の有用性が注目されてい
る。
Actually, there is an increasing tendency for surface mounting of electronic components on a substrate, automation of component mounting is demanded, there are cases where components having heat resistance problems coexist, or Due to the progress of miniaturization, the usefulness of this type of laser heating device is drawing attention.

【0004】一方、これとは全く異なる使用方法とし
て、局所加熱による選択膜成長や結晶の相制御のような
表面改質などの分野にもレーザ加熱装置の応用分野が広
がっている。
On the other hand, as a completely different method of use, the field of application of the laser heating device is expanding to the field of selective film growth by local heating and surface modification such as phase control of crystals.

【0005】このような分野に利用されるレーザ加熱装
置としては、従来、YAG(Yttrium Alminium Garnet
)レーザが主として用いられている。そして、このよ
うなレーザ加熱装置を用いて対象物を加熱する方式とし
て、いくつかの光学的方式が採用されている。主なもの
としては、スポット移動方式、線状ビーム照射方式、及
びスキャニング方式などがある。
As a laser heating device used in such a field, a YAG (Yttrium Alminium Garnet) has hitherto been used.
) Lasers are mainly used. Then, as a method of heating an object using such a laser heating device, some optical methods are adopted. The main ones are a spot moving method, a linear beam irradiation method, and a scanning method.

【0006】これらの方式の内、スポット移動方式は、
古くから使用されている方式であり、最も一般的な方式
である。この方式は、例えば対象物を加熱接合しようと
する場合であれば、光ファイバーの出射レンズユニット
をロボットアームで把持し、これによりレーザスポット
を移動させて、加熱しようとする接合部分を加熱する方
式である。この方式は、構造が単純であり、他の方式と
比べて安価な方式といえる。
Among these methods, the spot moving method is
This method has been used since ancient times and is the most general method. In this method, for example, when heating and joining the objects, the output lens unit of the optical fiber is gripped by the robot arm, and the laser spot is moved by this to heat the joining portion to be heated. is there. This method has a simple structure and can be said to be an inexpensive method compared to other methods.

【0007】線状ビーム照射方式は、円形スポット状の
レーザ光を、シリンドリカルレンズを用いて線状のレー
ザ光にし、加熱しようとする接合部分を幅広く加熱する
方式である。
The linear beam irradiation method is a method in which a circular spot-shaped laser beam is converted into a linear laser beam by using a cylindrical lens to widely heat the joint portion to be heated.

【0008】スキャニング方式は、レーザビームをガル
バノメータにより往復スキャンさせることにより、均一
な温度分布をもつ線状ビームを、加熱しようとする接合
部分に供給する方式である。この方式は、スキャナモー
タの制御により、線状ビームの長さや温度分布を変える
ことができるという特徴がある(1990年発行 レー
ザ学会編“レーザープロセシング”参照)。
The scanning method is a method in which a linear beam having a uniform temperature distribution is supplied to a joint portion to be heated by reciprocally scanning a laser beam with a galvanometer. This system is characterized in that the length and temperature distribution of the linear beam can be changed by controlling the scanner motor (see "Laser Processing" edited by the Laser Society of 1990).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなレーザ加熱装置を用いた加熱方式の内、線状ビーム
照射方式では、円形スポット状のレーザビームをシリン
ドリカルレンズによって線状ビームに形成するようにし
ている。したがって、円形のレーザビームを光学的に押
しつぶして線状にしているため、線状ビームの中央部の
エネルギ密度が両端部のエネルギ密度に比べて高くな
り、長さ方向の光強度に不均一が生じる。これは、レー
ザ加熱を行う際、非常に重要な問題となる。
However, among the heating methods using such a laser heating device, in the linear beam irradiation method, a circular spot laser beam is formed into a linear beam by a cylindrical lens. ing. Therefore, since the circular laser beam is optically crushed into a linear shape, the energy density at the central portion of the linear beam becomes higher than the energy density at both ends, and the light intensity in the length direction is not uniform. Occurs. This is a very important problem when performing laser heating.

【0010】具体的な例を挙げれば、FPIC(Flat P
ackage IC )などでは、多ピン化、ピンピッチの狭小化
に伴い、各接合箇所の加熱特性の均一性が品質に反映す
る。したがって、この長さ方向における光強度の均一性
が重要となる。
To give a concrete example, FPIC (Flat Plat
In ackage ICs), the uniformity of heating characteristics at each joint is reflected in the quality as the number of pins increases and the pin pitch becomes narrower. Therefore, the uniformity of the light intensity in this length direction is important.

【0011】ところで、最近、高出力半導体レーザの開
発によって、その出力パワーは飛躍的に増大している。
出力は1素子で1〜3W程度、さらにアレイ化やスタッ
ク化によって数10〜100W以上のレーザも開発さ
れ、YAGレーザの代替として使用されるに至ってい
る。
By the way, recently, due to the development of a high-power semiconductor laser, its output power has been dramatically increased.
The output of one element is about 1 to 3 W, and a laser of several 10 to 100 W or more has been developed by forming an array or stacking, and it has been used as a substitute for the YAG laser.

【0012】このような高出力半導体レーザとしては、
現在のところ、量子井戸構造あるいはDH(ダブルヘテ
ロ)構造の利得導波型半導体レーザの内、ストライプ幅
の広い半導体レーザ(以後これを「ブロードストライプ
レーザ」と呼ぶ)が最もよく利用されている。このブロ
ードストライプレーザは、その電極構造により、ビーム
のプロファイルが数100ミクロンの線状である。その
ため、シリンドリカルレンズなどを使う必要がなく、上
述したYAGレーザを用いた線状ビーム照射方式による
レーザ加熱装置に置き替わる装置に利用可能であるとし
て注目を集めている。
As such a high-power semiconductor laser,
At present, a semiconductor laser with a wide stripe width (hereinafter referred to as "broad stripe laser") is most often used among the gain waveguide type semiconductor lasers of the quantum well structure or the DH (double hetero) structure. This broad-stripe laser has a linear beam profile of several hundred microns due to its electrode structure. Therefore, it is not necessary to use a cylindrical lens or the like, and it is attracting attention because it can be used as a device that replaces the laser heating device of the linear beam irradiation method using the YAG laser described above.

【0013】高出力半導体レーザを用いた加熱では、レ
ーザビームは、レンズを通して、加熱が必要な部分に照
射されるが、このとき、照射部分の光強度は、レーザ光
出射端面の光強度分布(以後これを「近視野像」あるい
は「NFP:Near Field Pattern」という)が反映され
る。したがって、均一な加熱を行うためには、NFPが
全ストライプにわたって均一であることが要求される。
In heating using a high-power semiconductor laser, a laser beam is irradiated through a lens to a portion that needs to be heated. At this time, the light intensity of the irradiated portion is the light intensity distribution ( Hereinafter, this is referred to as a "near field image" or "NFP: Near Field Pattern". Therefore, to provide uniform heating, the NFP is required to be uniform over the entire stripe.

【0014】しかし、一般的にブロードストライプレー
ザのNFPは、高い出力を得ようとした場合、発振時の
モード競合によって不均一になり、そのままでは上記レ
ーザ加熱装置に用いるのが難しい。
However, in general, the NFP of a broad-stripe laser becomes non-uniform due to mode competition during oscillation when trying to obtain a high output, and it is difficult to use it as it is in the above laser heating device.

【0015】また、NFPは経時変化するため、長時間
の駆動によって、半導体レーザの寿命を迎える前に、レ
ーザ加熱装置に不適格なものとなる場合も生じる。これ
は、レーザの取り替え時期を早めるため、コストアップ
につながる。
Since the NFP changes with time, it may become unsuitable for the laser heating device before the life of the semiconductor laser is reached, due to long-term driving. This leads to an increase in cost because the laser replacement time is shortened.

【0016】この発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、半導体レーザを連続的に変化させた電流
で駆動することにより、全ストライプにわたって均一な
NFPを得、これにより一度に大きな面積の均一加熱を
可能とするレーザ加熱装置を提供するものである。
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and a uniform NFP is obtained over all stripes by driving a semiconductor laser with a current that is continuously changed. A laser heating device capable of uniformly heating an area is provided.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】一般的な構造の高出力半
導体レーザでは、駆動電流や光出力の変化に応じて、固
有の横モード(接合面に平行な光の電界の分布)が決ま
る。これを利用し、本発明では、駆動電流を連続的に変
化させることにより、NFPの均一化を図るようにして
いる。
In a high-power semiconductor laser having a general structure, an inherent transverse mode (distribution of electric field of light parallel to the junction surface) is determined according to changes in drive current and light output. Utilizing this, in the present invention, the NFP is made uniform by continuously changing the drive current.

【0018】すなわち、この発明は、所望の光出力を得
るために必要な連続発振用の駆動電流を連続的に変化さ
せて出力する変調回路と、その変調回路から出力された
駆動電流を受けて光を発生する半導体レーザからなるレ
ーザ加熱装置である。
That is, according to the present invention, a modulation circuit that continuously changes and outputs a drive current for continuous oscillation required to obtain a desired light output, and a drive current output from the modulation circuit are received. It is a laser heating device including a semiconductor laser that emits light.

【0019】この発明において、変調回路としては、所
望の光出力を得るために必要な連続発振用の駆動電流を
連続的に変化させて出力することが可能なものであれば
よく、最も簡単な構成のものとして抵抗回路とその抵抗
回路を切り替えるためのスイッチング素子とを組み合わ
せたものや、y=f(x)で表される関数式を満足する
ものなど、各種の変調回路を用いることができる。
In the present invention, the modulation circuit may be of any type as long as it can continuously change and output the drive current for continuous oscillation required to obtain a desired light output, and it is the simplest. Various modulation circuits can be used, such as a combination of a resistance circuit and a switching element for switching the resistance circuit, or a structure satisfying a functional expression represented by y = f (x). .

【0020】上記における、所望の光出力を得るために
必要な連続発振用の駆動電流としては、半導体レーザを
連続発振させて所望の光出力を得ることが可能な、しき
い値以上でかつ連続発振可能な限界電流以下の直流電流
であればどのような値の駆動電流であってもよい。
The above-mentioned continuous oscillation drive current required to obtain a desired optical output is a threshold value or more and a continuous value at which a desired optical output can be obtained by continuously oscillating a semiconductor laser. The drive current may have any value as long as it is a direct current equal to or lower than the limit current at which oscillation is possible.

【0021】上記変調回路によって駆動電流を変調する
ことにより、駆動電流を連続的に変化させる。例えば、
連続的に変化させた駆動電流としては、アナログ的に変
調された電流や、パルス駆動された電流などの各種の電
流を適用することができる。すなわち、この駆動電流と
しては、サイン波、三角波、矩形波等の各種の波形を有
するものを適用することができる。
By modulating the drive current by the modulation circuit, the drive current is continuously changed. For example,
As the continuously changed drive current, various currents such as an analogly modulated current and a pulse driven current can be applied. That is, as the drive current, those having various waveforms such as a sine wave, a triangular wave, and a rectangular wave can be applied.

【0022】上記変調回路から出力された駆動電流を受
けて光を発生する半導体レーザとしては、レーザ加熱が
可能な高出力型の半導体レーザであればどのような半導
体レーザでも用いることができるが、このような高出力
型の半導体レーザとしては、量子井戸構造や、DH(ダ
ブルヘテロ)構造の利得導波型半導体レーザの内、スト
ライプ幅の広いブロードストライプレーザが最もよく利
用される。
As the semiconductor laser which receives the drive current output from the modulation circuit and generates light, any high-output type semiconductor laser capable of laser heating can be used. As such a high-power semiconductor laser, a broad-stripe laser having a wide stripe width is most often used among the gain-guided semiconductor lasers having a quantum well structure and a DH (double hetero) structure.

【0023】この発明によれば、変調回路により、所望
の光出力を得るために必要な連続発振用の駆動電流が連
続的に変化され、その連続的に変化された駆動電流によ
り、半導体レーザが駆動されてレーザ光が出力される。
According to the present invention, the modulator circuit continuously changes the drive current for continuous oscillation required to obtain a desired optical output, and the semiconductor laser is driven by the continuously changed drive current. It is driven and laser light is output.

【0024】したがって、駆動電流を変調し、連続的に
変化させることによって、半導体レーザの横モードが連
続的に変化するので、時間平均(一周期の平均)のNF
PはCW駆動時(連続発振駆動時)に比べ平均化され、
温度分布の均一な線状加熱が可能となる。
Therefore, the transverse mode of the semiconductor laser is continuously changed by modulating and continuously changing the drive current, so that the time-average (average of one cycle) NF is obtained.
P is averaged compared to CW drive (continuous oscillation drive),
Linear heating with a uniform temperature distribution is possible.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例に基づい
てこの発明を詳述する。なお、これによってこの発明が
限定されるものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. The present invention is not limited to this.

【0026】図1はこの発明のレーザ加熱装置の一実施
例の構成を示す回路図である。この図において、1は直
流電源、2は高周波発生器、3は同軸ケーブル、Rは抵
抗、Cはコンデンサ、Lはコイル、Dはダイオード、4
は高出力半導体レーザである。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the laser heating apparatus of the present invention. In this figure, 1 is a DC power source, 2 is a high frequency generator, 3 is a coaxial cable, R is a resistor, C is a capacitor, L is a coil, D is a diode, and 4
Is a high power semiconductor laser.

【0027】同軸ケーブル3は50Ω用のものを用い、
抵抗Rは47Ωのものを用いている。高出力半導体レー
ザ4としては、量子井戸構造、あるいはDH(ダブルヘ
テロ)構造の利得導波型半導体レーザで、ストライプ幅
の広い半導体レーザ(ブロードストライプレーザ)を用
いる。このブロードストライプレーザとしては、従来公
知のものを用いることができる。
The coaxial cable 3 is for 50 Ω,
The resistance R is 47 Ω. The high-power semiconductor laser 4 is a gain waveguide type semiconductor laser having a quantum well structure or a DH (double hetero) structure, and a semiconductor laser having a wide stripe width (broad stripe laser) is used. As this broad stripe laser, a conventionally known one can be used.

【0028】この図に示すように、本発明のレーザ加熱
装置は、高出力半導体レーザ4と、その高出力半導体レ
ーザ4を駆動するための電流を変調する変調回路から構
成されている。
As shown in this figure, the laser heating apparatus of the present invention comprises a high power semiconductor laser 4 and a modulation circuit for modulating the current for driving the high power semiconductor laser 4.

【0029】図2の(a)および(b)は高出力半導体
レーザの構成の一例を示す説明図である。(a)は平面
図を、(b)は側面図を示している。これらの図におい
て、11はストライプ、12はP側電極、13は高反射
コート、14は低反射コート、15はn側電極、16は
n−GaAs(ガリュウム・砒素)からなる基板結晶、
17はn−AlGaAs(アルミニュウム・ガリュウム
・砒素)からなるクラッド層、18はn形又はP形の活
性層、19はp−AlGaAsからなるクラッド層、2
0はp−GaAsからなるキャップ層、21はAl2
3 又はn−GaAsからなる電流狭窄層、22は発光領
域である。
FIGS. 2A and 2B are explanatory views showing an example of the structure of a high-power semiconductor laser. (A) is a plan view and (b) is a side view. In these figures, 11 is a stripe, 12 is a P-side electrode, 13 is a high-reflection coating, 14 is a low-reflection coating, 15 is an n-side electrode, 16 is a substrate crystal made of n-GaAs (gallium arsenide),
Reference numeral 17 is a clad layer made of n-AlGaAs (aluminum gallium arsenide), 18 is an n-type or P-type active layer, 19 is a p-AlGaAs clad layer, 2
0 is a cap layer made of p-GaAs, 21 is Al 2 O
A current confinement layer made of 3 or n-GaAs, and 22 is a light emitting region.

【0030】レーザ光の発光領域22は、活性層18の
中央部のストライプ11の部分に相当する電流注入領域
であり、レーザ光は、図2(a)で示す矢印の方向へ照
射される。このように、活性層18の電流注入領域にレ
ーザの利得が発生し、レーザ発振するため、ほぼこの部
分の光強度分布が、レーザ光出射端面の光強度分布(N
FP)に相当する。
The laser light emitting region 22 is a current injection region corresponding to the portion of the stripe 11 in the central portion of the active layer 18, and the laser light is irradiated in the direction of the arrow shown in FIG. In this way, a laser gain is generated in the current injection region of the active layer 18 and laser oscillation occurs, so that the light intensity distribution at almost this portion is the light intensity distribution (N
FP).

【0031】図3は変調された駆動電流の波形を示すタ
イミングチャートである。この図において、実線はCW
駆動(連続発振駆動)を行って所望の光出力を得る場合
の電流波形を示している。また、破線はCW駆動時の電
流を矩形波に変調したときの電流波形を示している。こ
の変調電流は、バイアス電流からピーク電流までの間で
連続的に変化させた電流であり、この変調したパルス波
の電流で、高出力半導体レーザ4をパルス駆動する。
FIG. 3 is a timing chart showing the waveform of the modulated drive current. In this figure, the solid line is CW
The current waveform when driving (continuous oscillation driving) to obtain a desired optical output is shown. The broken line shows the current waveform when the current during CW driving is modulated into a rectangular wave. The modulation current is a current that is continuously changed from the bias current to the peak current, and the high-power semiconductor laser 4 is pulse-driven by the current of the modulated pulse wave.

【0032】この変調では、パルス駆動用の変調電流の
平均値がCW駆動用の電流値と同じ値となるように変調
を行う。このような平均値を有する変調電流で高出力半
導体レーザ4をパルス駆動することにより、CW駆動時
の光出力と同じ光出力をパルス駆動によって得ることが
できる。
In this modulation, modulation is performed so that the average value of the modulation current for pulse driving becomes the same value as the current value for CW driving. By pulse-driving the high-power semiconductor laser 4 with the modulation current having such an average value, the same optical output as that in CW driving can be obtained by pulse driving.

【0033】この変調電流における周波数、デューティ
比、振幅などは任意に設定することができる。しかしな
がら、駆動電流の周波数については、500kHz以下
の周波数に設定した場合には、NFPがCW駆動時と同
じ程度の変動となり改善がみられない。また、3MHz
以上の周波数に設定したとしても、NFPの改善の程度
は3MHz以下の場合と同じ程度である。しかも、周波
数を3MHz以上とするには、複雑な回路が必要とな
り、駆動が難しく、伝送ロスも大きくなる。したがっ
て、パルス駆動の周波数は、500kHz〜3MHzで
あればよく、好ましくは1MHz〜3MHzである。
The frequency, duty ratio, amplitude, etc. of this modulation current can be set arbitrarily. However, with respect to the frequency of the drive current, when the frequency is set to 500 kHz or less, the NFP changes to the same extent as during CW drive, and no improvement is seen. Also, 3MHz
Even if the frequency is set to the above, the degree of improvement of NFP is the same as the case of 3 MHz or less. Moreover, if the frequency is set to 3 MHz or higher, a complicated circuit is required, driving is difficult, and transmission loss increases. Therefore, the frequency of pulse driving may be 500 kHz to 3 MHz, and preferably 1 MHz to 3 MHz.

【0034】また、この変調においては、平均値がCW
駆動時と同じ電流値となるような変調であれば、振幅や
デューティ比は任意の値に設定することが可能である。
ただし、当然のこととして、バイアス電流は発光可能な
しきい値以上であり、ピーク電流は印加限界電流値以下
である必要がある。
In this modulation, the average value is CW.
The amplitude and the duty ratio can be set to arbitrary values as long as the modulation has the same current value as during driving.
However, as a matter of course, it is necessary that the bias current is equal to or higher than the threshold value capable of emitting light and the peak current is equal to or lower than the application limit current value.

【0035】図4は本発明の比較例であり、高出力半導
体レーザをCW駆動した場合のNFPを示すグラフであ
る。(a)は接合面に平行な方向のNFPを示し、
(b)は接合面に垂直な方向のNFPを示している。こ
れらの図は、半導体レーザを駆動電流1.6AでCW駆
動して、0.8〜1W程度の光出力を得た場合のNFP
を示している。
FIG. 4 is a comparative example of the present invention and is a graph showing NFP when a high power semiconductor laser is driven by CW. (A) shows NFP in a direction parallel to the joint surface,
(B) shows NFP in a direction perpendicular to the joint surface. These figures show the NFP when a semiconductor laser is CW-driven with a drive current of 1.6 A and an optical output of about 0.8 to 1 W is obtained.
Is shown.

【0036】半導体レーザの構造にもよるが、通常、し
きい値より少し高い電流で駆動した場合、レーザ光は細
かいフィラメント状の横モードとなって発光するため、
発光領域22の全域にわたってNFPは比較的均一であ
る。しかし、さらに光出力を増加させると、モードの統
合と競合により、数本のピークが顕著に現れるようにな
る。
Although it depends on the structure of the semiconductor laser, when it is driven at a current slightly higher than the threshold value, the laser light normally emits in a lateral mode in the form of a fine filament.
The NFP is relatively uniform over the entire light emitting region 22. However, as the light output is further increased, several peaks become prominent due to mode integration and competition.

【0037】半導体レーザをレーザ加熱装置の光源とし
て用いる場合、光出力が大きくなくてはならない。しか
しながら、光出力を大きくしてCW駆動した場合、図4
(a)に示すように、ピークとピークの間の溝や、NF
Pの肩が最大強度の50%程度にまでくぼむ場合がしば
しば発生する。同様のことが3W程度まで出力を増加さ
せても生じる。これは、レーザ加熱装置の光源として用
いるには、致命的な問題となる。これに対し、本発明の
ようにパルス駆動した場合には、光出力を大きくしても
NFPに溝やくぼみが生じない。
When the semiconductor laser is used as the light source of the laser heating device, the light output must be large. However, when the optical output is increased and CW driving is performed,
As shown in (a), the groove between peaks and NF
It often happens that the shoulder of P is depressed to about 50% of the maximum strength. The same thing occurs when the output is increased up to about 3W. This is a fatal problem when used as a light source of a laser heating device. On the other hand, in the case of pulse driving as in the present invention, even if the light output is increased, the NFP does not have a groove or a depression.

【0038】図5は高出力半導体レーザをパルス駆動し
た場合のNFPを示すグラフであり、(a)は接合面に
平行な方向のNFPを示し、(b)は接合面に垂直な方
向のNFPを示している。これらの図は、半導体レーザ
をパルス駆動して、上記CW駆動時と同じ0.8〜1W
程度の光出力を得た場合のNFPを示している。
FIG. 5 is a graph showing NFP when a high-power semiconductor laser is pulse-driven, (a) showing NFP in a direction parallel to the joint surface, and (b) showing NFP in a direction perpendicular to the joint surface. Is shown. In these figures, the semiconductor laser is pulse-driven to the same 0.8-1 W as the above CW driving.
It shows NFP when a light output of a certain degree is obtained.

【0039】駆動電流は、ピーク電流2.6A、バイア
ス電流0.6Aである。パルス幅は200nsである。
テューティ比は50%で駆動している。したがって、平
均駆動電流は1.6Aであり、これは上記CW駆動時の
電流値と同じ値である。
The drive current is a peak current of 2.6 A and a bias current of 0.6 A. The pulse width is 200 ns.
The duty ratio is 50%. Therefore, the average drive current is 1.6 A, which is the same value as the current value during the CW drive.

【0040】このように、駆動電流をCW駆動からパル
ス駆動に切り替えることにより、NFPを改善すること
ができる。この図では、NFPの変動は70〜80%以
上にまで改善され、レーザ加熱装置の光源として使用可
能なレベルとなっている。
In this way, the NFP can be improved by switching the drive current from CW drive to pulse drive. In this figure, the fluctuation of NFP is improved to 70 to 80% or more, which is a level that can be used as a light source of a laser heating device.

【0041】このようなレーザ加熱装置は、レーザはん
だ付け装置、FPIC(Flat Package IC )の接合箇所
の加熱、結晶の相制御の表面改質のための加熱用等に利
用することができる。
Such a laser heating device can be used as a laser soldering device, for heating a bonding portion of an FPIC (Flat Package IC), for heating for surface modification of crystal phase control, and the like.

【0042】この実施例においては、駆動電流のパルス
波形は矩形にしているが、矩形ではなく、正弦波や三角
波などに置き換えても同様の効果が得られる。また周波
数、デューティ比、振幅などを変えることによってもN
FPの改善が可能である。
In this embodiment, the pulse waveform of the drive current is rectangular, but the same effect can be obtained by replacing it with a sine wave or a triangular wave instead of a rectangle. Also, by changing the frequency, duty ratio, amplitude, etc., N
It is possible to improve FP.

【0043】[0043]

【発明の効果】この発明によれば、連続的に変化させた
駆動電流により、半導体レーザを駆動してレーザ光を発
光させるようにしたので、その線状のビーム特性を利用
すれば、一度に大きな面積の均一加熱が可能となる。ま
た、線状の加熱に適さないNFPの分布の大きい半導体
レーザについても、NFPを改善することができるの
で、レーザ加熱装置の光源として使用することが可能と
なる。
According to the present invention, the semiconductor laser is driven to emit the laser beam by the continuously changed drive current. Therefore, if the linear beam characteristic is utilized, Uniform heating of a large area is possible. Further, even for a semiconductor laser having a large NFP distribution which is not suitable for linear heating, it is possible to improve the NFP, so that it can be used as a light source of a laser heating device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明のレーザ加熱装置の一実施例の構成を
示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an embodiment of a laser heating device of the present invention.

【図2】この発明の高出力半導体レーザの構成の一例を
示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the high-power semiconductor laser of the present invention.

【図3】この発明の変調された駆動電流の波形を示すタ
イミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing a waveform of a modulated drive current according to the present invention.

【図4】高出力半導体レーザをCW駆動した場合のNF
Pを示すグラフである。
FIG. 4 is an NF when a high power semiconductor laser is driven by CW.
It is a graph which shows P.

【図5】高出力半導体レーザをパルス駆動した場合のN
FPを示すグラフである。
FIG. 5 shows N when a high power semiconductor laser is pulse-driven.
It is a graph which shows FP.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2 高周波発生器 3 同軸ケーブル 4 高出力半導体レーザ C コンデンサ D ダイオード L コイル R 抵抗 1 DC power supply 2 High frequency generator 3 Coaxial cable 4 High power semiconductor laser C capacitor D diode L coil R resistance

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所望の光出力を得るために必要な連続発
振用の駆動電流を連続的に変化させて出力する変調回路
と、 その変調回路から出力された駆動電流を受けて光を発生
する半導体レーザからなるレーザ加熱装置。
1. A modulation circuit for continuously changing and outputting a drive current for continuous oscillation required for obtaining a desired light output, and generating a light by receiving a drive current output from the modulation circuit. A laser heating device consisting of a semiconductor laser.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002001564A (en) * 2000-06-23 2002-01-08 Amada Eng Center Co Ltd Laser beam machining device and machining method using the same
JP2007227632A (en) * 2006-02-23 2007-09-06 Sony Corp Semiconductor laser device

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