JPH10173276A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光の発振波長の変化を補償することが
できる半導体レーザ装置を提供すること。 【解決手段】 押え板１３，１４と，押え板１４と当接
するよう設けられた、押え板１４方向に摺動可能なロッ
ド１５と，ロッド１５を駆動させる駆動装置５０と，駆
動装置５０と押え板１３とを固定する固定台１００とか
らなる外力印加手段を、レーザチップ１１の共振器長方
向と垂直な方向において、サブマウント１２を挟み込む
ように設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザ装
置に関し、特に光通信や固体レーザの励起等に用いられ
る半導体レーザ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０はK.Honda et.al., Proc.of SPI
E, vol.893, pp16-20,1988 に開示された従来のブロー
ドエリア型半導体レーザチップの構造を示す斜視図であ
り、図において、１１は半導体レーザチップ、１はｎ側
電極、２はｎ型（以下ｎ−と称す）ＧａＡｓ基板、３は
ｎ−ＧａＡｓバッファ層、４はｎ−ＡｌＧａＡｓ下クラ
ッド層、５はundoped-ＡｌＧａＡｓ活性層、６はｐ型
（以下ｐ−と称す）ＡｌＧａＡｓ上クラッド層、７はｐ
−ＧａＡｓコンタクト層、８はイオン注入領域、９はｐ
側電極、１０は活性領域である。

【０００３】また、図１１は上記半導体レーザチップを
ヒートシンク（図示せず）にボンディングした場合にお
けるヒートシンクの温度と半導体レーザチップのレーザ
光の波長との関係を示す図であり、半導体レーザチップ
の出力は２００ｍＷとしている。

【０００４】次に動作について図１０を用いて説明す
る。ｎ側電極１が負となり、ｐ側電極９が正となるよう
に電流を流すと、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層７側からは
正孔が，ｎ−ＧａＡｓ基板２側からは電子が活性層５に
注入されて再結合して光となる。コンタクト層７は両側
には例えばプロトン（Ｈ⁺ ）を注入することで、注入し
た領域を電流が流れない絶縁領域とすることができ、こ
れにより電流の流れる幅を制限できる。このため同図に
示すように、正孔と電子との再結合は、活性領域１０の
中だけで生じるようになる。１Ｗ以上の高出力を得る半
導体レーザにおいては、通常この活性領域１０の共振器
長方向に対して垂直な方向の長さ、即ち活性領域幅を５
０μｍ以上として、破壊的端面劣化（Catastrophic Opt
ical Damage : 以下ＣＯＤと称す）を防止している。活
性領域幅を拡げることは、ＣＯＤを防止するだけでな
く、横モードおよび発振波長である縦モードを多モード
にする効果がある。

【０００５】図１０に示した半導体レーザチップ１１
は、通常金属からなるヒートシンクにボンディングする
ことにより、このヒートシンクを介して電流を注入でき
るようにするとともに、レーザチップの駆動中に発生し
た熱を逃している。また、レーザチップ１１とヒートシ
ンクの熱膨張係数の違いを緩和するために、窒化Ａｌや
ＳｉＣやＳｉ等のサブマウントをレーザチップ１１とヒ
ートシンクとの間に設ける場合や、ヒートシンクを用い
ずにサブマウントのみを用いる場合もある。ここで、こ
のヒートシンクの温度を変えると、図１１に示すように
発振波長の変化を引き起こす。つまり、ヒートシンクの
温度が上がると波長が長波長へシフトし、逆にヒートシ
ンクの温度が下がると波長は短波長化する。通常この傾
きは約０．３nm／℃である。

【０００６】このような半導体レーザチップを光ファイ
バ励起や固体レーザ励起等の用途として用いるときは、
それらの用途ごとに吸収波長域が限定されているため、
半導体レーザチップの発振波長をその吸収域に合わせる
必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体レーザ装
置は、以上のように、半導体レーザチップ１１をヒート
シンク，あるいはヒートシンクとサブマウントとからな
る載置台上にボンディングして構成されていたが、半導
体レーザチップの駆動時の発熱や、半導体レーザ装置が
おかれている環境の変化に伴う周囲の温度の変化等によ
り、ヒートシンク等の載置台の温度が変化すると、上記
図１１に示したように、レーザ光の発振波長が変化し、
励起する対象となる光ファイバや固体レーザ等の吸収波
長域からはずれてしまい、光ファイバや固体レーザの励
起効率の低下あるいは励起停止を招いてしまうという問
題があった。

【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、駆動時におけるレーザ光の
発振波長の変化を補償することができる半導体レーザ装
置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザ装置は、半導体レーザチップを載置台上に載置して
なるレーザ部材と、上記レーザチップに対して応力が生
じるように上記レーザ部材に対して外力を印加する外力
印加手段とを備えるようにしたものである。

【００１０】また、上記半導体レーザ装置において、上
記外力印加手段を、上記半導体レーザチップに対して互
いに直交する異なる２方向の応力を生じさせるものとし
たものである。

【００１１】また、上記半導体レーザ装置において、上
記外力印加手段を、上記半導体レーザチップに対して互
いに直交する異なる３方向の応力を生じさせるものとし
たものである。

【００１２】また、上記半導体レーザ装置において、上
記外力印加手段を、上記レーザ部材に取り付けられた一
つ以上の板状部材と、該板状部材のそれぞれのレーザ部
材と接する面と反対側の面に当接され、該板状部材のレ
ーザ部材と接する面に対して垂直な方向に摺動可能とな
るよう設けられたロッドと、該ロッドを保持するととも
に、該ロッドを上記板状部材のレーザ部材と接する面に
対して垂直な方向に駆動させる駆動手段と、上記レーザ
部材の、上記板状部材の一つが設けられている側に対し
て反対側に、該板状部材の一つとともに上記レーザ部材
を挟み込むよう配置された板状固定部材と、該板状固定
部材と上記駆動手段とを固定する固定台とからなるもの
としたものである。

【００１３】また、上記半導体レーザ装置において、上
記外力印加手段を、上記レーザ部材に板状部材を介して
取り付けられた、流される電流によりその大きさが変化
する１つ以上の圧電素子と、上記レーザ部材の、上記圧
電素子の一つが設けられている側に対して反対側に、該
圧電素子の一つとともに上記レーザ部材を挟み込むよう
配置された板状固定部材と、上記圧電素子と板状固定部
材とを固定する固定台とからなるものとしたものであ
る。

【００１４】また、上記半導体レーザ装置において、上
記載置台を、ヒートシンクと、該ヒートシンク上に配置
されたサブマウントとからなるようにし、上記外力印加
手段によりレーザ部材に印加される外力を、上記ヒート
シンクに印加するようにしたものである。

【００１５】また、上記半導体レーザ装置において、上
記外力印加手段によりレーザ部材に印加される外力を、
上記半導体レーザチップに印加するようにしたものであ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この第１の発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１は、この第１の発明の一実施例で
ある半導体レーザ装置を示す斜視図（図１(a))，及び該
図１(a) のIb−Ib線による断面図であり、図において、
１１は半導体レーザチップ、１０は半導体レーザチップ
の活性領域、１２はレーザチップ１１を載置する載置台
であるＳｉやＡｌＮ等からなるサブマウントで、その上
部に半導体レーザチップ１１がボンディングされてお
り、該サブマウンド１２とレーザチップ１１とによりレ
ーザ部材が構成されている。１３，１４は板状の部材で
ある押え板で、サブマウント１２を上記レーザチップ１
１の共振器長方向と垂直な方向において挟み込むように
配置されている。１５は押え板１４に当接するよう取り
付けられたロッドで、押え板１４のサブマウント１２に
接する面に対して垂直な方向に摺動可能な状態となって
おり、押え板１３を固定するとともに、このロッド１５
を押え板１４のサブマウント１２に接する面に対して垂
直な方向に摺動させることにより、サブマウント１２に
対して押え板１４を介してサブマウント１２を圧縮また
は引っ張ることができ、サブマウント１２に応力が生じ
るように外力を加えることができる。なお、押え板１４
はロッド１５から印加される外力をサブマウント１２に
均一に印加するとともに、急激な外力の印加を緩衝させ
るために設けられている。５０はロッド１５を上記のよ
うに摺動させるための駆動装置で、この駆動装置５０は
例えば、ロッド１５を挿入するための穴を備えたロッド
保持台５０ａと、該ロッド１５が挿入される穴の、ロッ
ド１５が挿入される部分と反対側の位置に挿入されたネ
ジ式回転軸５０ｂとからなり、この回転軸５０ｂとロッ
ド１５とを上記ロッド保持台５０ａの穴の内部で接着し
ておき、ネジ式回転軸５０ｂを回転させてこの回転軸５
０ｂを移動させることにより、ロッド１５を摺動させら
れるようになっている。なお、この駆動装置としてはロ
ッドを精度よく摺動させることが可能なものであれば、
どのような機構の駆動装置を用いるようにしてもよい。
１００は押え板１３と駆動装置５０とを固定するための
固定台で、この半導体レーザ装置を取り付けるパッケー
ジや基板等を固定台の代わりとして用いるようにしても
よい。この実施の形態１においては、この固定台１００
と，駆動装置５０と，ロッド１５と，押え板１３，１４
とが外力印加手段を構成している。

【００１７】次に本実施の形態１の原理について説明す
る。本願発明者らはK.Shigihara et.al., J.Appl.Phy
s., vol.78, pp.1419-1423, 1995において、サブマウン
トの材質を変えることで半導体レーザチップの活性層に
かかる歪量を変化させると、その歪によって半導体レー
ザチップの発振波長が変化することを見い出したことを
報告している。図２はこの半導体レーザチップの活性層
にかかる歪量と発振波長の変化との関係を示すための図
である。この図から、半導体レーザチップの活性層に対
して圧縮歪(compressive) がかかるほど波長は短波長へ
シフトし、逆に引っ張り歪(tensile) がかかるほど波長
は長波長へシフトすることがわかる。本実施の形態１は
このような結果を応用して、レーザ光の波長が変動した
場合に、サブマウントに圧縮方向または引張り方向の外
力を加えて、サブマウントに応力を生じさせ、サブマウ
ントを圧縮または伸長させることにより、サブマウント
の変形に伴い、このサブマウント上に載置された半導体
レーザチップにも応力を生じさせ、活性層に圧縮歪また
は引っ張り歪を与えることにより、波長の変動を補償す
るものである。

【００１８】次に該半導体レーザ装置の動作について説
明する。半導体レーザチップ１１に電流を流して駆動さ
せるとレーザ光が出射される。このとき、環境の変化等
に伴い周囲温度が上昇すると上記従来の技術において図
１１に示したようにレーザ光の波長が長くなる。また、
周囲温度を一定に保った場合においても、注入電流を増
して光出力を大きくすると発振波長は長くなる。これ
は、活性層での電流の消費量が増えて発熱が大きくなる
ためである。

【００１９】ここで、半導体レーザチップ１１の駆動中
に、駆動手段５０を駆動させてロッド１５を移動させて
押え板１３，１４の間でサブマウント１２を圧縮する
と、サブマウント１２に応力が生じ、サブマウント１２
が圧縮される。これに伴い、サブマウント上にボンディ
ングされている半導体レーザチップ１１も圧縮方向の応
力が生じ、半導体レーザチップ１１の活性層（図示せ
ず）に対して圧縮歪がかかる。これにより、上述したよ
うに、レーザ光の波長は圧縮歪の量に伴い短波長側へシ
フトする。

【００２０】したがって、レーザチップ１１から出力さ
れるレーザ光の発振波長の変化を例えば光スペクトラル
アナライザ（図示せず）等によりモニタしながら、サブ
マウント１２に圧縮方向の外力を加え、レーザチップ１
１の活性層に圧縮歪をかけることにより、発振波長は短
波長化し、温度上昇で長くなった波長を相殺することが
でき、レーザ光の波長変化を補償することができる。ま
た、必要に応じて、より歪量を大きくすることにより、
レーザ光を短波長化させることができる。

【００２１】さらに、サブマウント１２の温度が周囲温
度の変化や、駆動条件の変化により低下して、レーザ光
の発振波長が短波長化した場合においては、ロッド１５
をサブマント１２側に対して反対側に向かって移動させ
て、サブマウント１２に対して引っ張り方向の外力を加
えることにより、レーザチップ１１の活性層に引っ張り
歪をかけて、発振波長を長波長化して、温度低下で短く
なった波長を相殺することができ、レーザ光の波長変化
を補償することができる。

【００２２】このように、本発明の実施の形態１によれ
ば、レーザ光の波長変化にあわせてレーザ部材のサブマ
ウント１２に応力が生じるように、圧縮方向または引っ
張り方向の外力を印加する外力印加手段を設けるように
したので、レーザ光の波長変化にあわせて外力を印加し
て、レーザチップ１１の活性層に圧縮歪、または引っ張
り歪を与えることができ、レーザ光の波長変化を補償す
ることができ、所望の波長のレーザ光を安定して得られ
る効果がある。

【００２３】なお、本実施の形態１においては外力印加
手段を用いてサブマウント１２に対して印加する外力の
方向は、レーザチップ１１の共振器長方向に対して垂直
な方向としたが、本発明においては、この外力の方向は
どのような方向であってもよく、このような場合におい
ても上記実施の形態１と同様の効果を奏する。

【００２４】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２に係る半導体レーザ装置の構造を示す斜視図であ
り、図において、図１と同一符号は同一または相当する
部分を示しており、１６は電流を流すことにより、膨張
あるいは収縮させることができる圧電素子で正側配線１
６ａ，負側配線１６ｂを介して可変電流源（図示せず）
に接続されている。１７は固定台１００に固定された板
状部材である押え板である。

【００２５】本実施の形態２は、上記実施の形態１にお
いて用いた固定台１００と，駆動装置５０と，ロッド１
５と，押え板１３，１４とからなる外力印加手段の代わ
りに、サブマウント１４に押え板１４を介して取り付け
られた圧電素子１６と、この圧電素子１６と押え板１４
とサブマウント１４とを挟み込むように配置された押え
板１３，１７と、この押え板１３，１７を固定する固定
台１００とからなる外力印加手段を設けるようにしたも
のである。

【００２６】圧電素子１６は電流を流すと、固定台１０
０に固定された押え板１３，１７との間で膨張あるいは
収縮するので、サブマウンド１２に圧縮方向または収縮
方向の外力を加えて応力を生じさせ、この結果、半導体
レーザチップ１１に圧縮歪あるいは引っ張り歪を生じさ
せることができるため、上記実施の形態１と同様に、半
導体レーザ装置の温度変化等に伴う波長変動を補償でき
るとともに、流す電流を調整することでこの圧電素子１
６の膨張量あるいは収縮量を変えることもできるため、
電気的にレーザ光の波長の調整を行うことができ、波長
の微調整を容易に行うことができるという効果がある。

【００２７】なお、本実施の形態２においては、圧電素
子１６の位置を押え板１７を用いて固定台１００上に固
定したが、本発明においては、圧電素子はどのように固
定台１００上に固定するようにしてもよい。

【００２８】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３に係る半導体レーザ装置の構造を示す斜視図であ
り、図において、図１と同一符号は同一又は相当する部
分を示しており、１８は押え板、１９はロッドであり、
このロッドの延長上には、上記図１(b) において示した
ような駆動手段が設けられているが、ここでは省略して
いる。

【００２９】本実施の形態３においては、上記実施の形
態１に係る半導体レーザ装置の、レーザ共振器長方向と
垂直な方向においてサブマウント１２を挟み込むように
設けられた、駆動装置５０と，ロッド１５と，押え板１
３，１４と，固定台１００とからなる外力印加手段に、
さらに、図４に示すように、サブマウント１２のレーザ
共振器端面側に、押え板１８とロッド１９と駆動手段
（図示せず）とを設けるようにしたもので、この外力印
加手段によれば、上記実施の形態１と同様にレーザチッ
プ１１の共振器長方向に対して垂直な方向においてサブ
マウント１２に外力を印加できるとともに、サブマウン
ト１２は押え板１３とロッド１５によって挟まれて固定
されているので、ロッド１９を移動させることによりレ
ーザ共振器長方向においても、サブマウント１２に対し
て圧縮や引っ張りの外力を与えられる。

【００３０】この結果、本実施の形態３によれば、互い
に直交する２方向から圧縮あるいは引っ張りの外力を加
えてサブマウント１２に互いに直交する２方向の応力を
生じさせて半導体レーザチップ１１の活性層に圧縮歪ま
たは引っ張り歪をかけることができるため、上記実施の
形態１の半導体レーザ装置のように、１方向のみの歪を
加える場合に比べて、より大きな歪量をかけることがで
き、これにより、温度変化等によって変化したレーザ光
の発振波長を容易に，かつ大幅に補償できる効果を奏す
る。

【００３１】実施の形態４．図５はこの発明の実施の形
態４にかかる半導体レーザ装置の構造を示す斜視図であ
り、図において、図２と同一符号は同一又は相当する部
分を示しており、１８は押え板、２０は圧電素子１６と
同様の圧電素子、２０ａ，２０ｂはそれぞれ正側配線，
負側配線、２１は固定台１００に固定された板状部材で
ある押え板であり、この押え板２１は、固定台１００上
において、圧電素子２０を押え板２１側方向に移動でき
ないように固定するためのものである。

【００３２】本実施の形態４においては、上記実施の形
態２に係る半導体レーザ装置において説明した、レーザ
共振器長方向と垂直な方向においてサブマウント１２を
挟み込むように設けられた、圧電素子１６と，押え板１
７と，押え板１３，１４と，固定台１００とからなる外
力印加手段に、さらに、図５に示すように、サブマウン
ト１２のレーザ共振器端面側の一方に、押え板１８と圧
電素子２０と押え板２１とを設けるようにしたものであ
り、この外力印加手段によれば、上記実施の形態２と同
様にレーザチップ１１の共振器長方向に対して垂直な方
向においてサブマウントに外力を印加できるとともに、
サブマウント１２は押え板１３と押え板１７とによって
挟まれてレーザ共振器長方向においては固定されている
ので、圧電素子１６に電流を流して、この圧電素子１６
を圧縮または収縮させることにより、レーザ共振器長方
向においても、サブマウント１２に圧縮や引っ張りの外
力を与えられる。この結果、本実施の形態４によれば、
サブマウント１２に対して電気的に制御を行い外力を加
えることができるため、上記実施の形態２と同様の効果
を奏するとともに、互いに垂直な２方向から圧縮あるい
は引っ張りの外力を加えてサブマウント１２に互いに垂
直な２方向から応力を生じさせ、半導体レーザチップ１
１の活性層に圧縮歪または引っ張り歪をかけることがで
きるため、上記実施の形態２の半導体レーザ装置のよう
に、１方向のみの歪を加える場合に比べて、より大きな
歪量をかけることができ、これにより、温度変化等によ
って変化したレーザ光の発振波長を容易に，かつ大幅に
補償できる効果を奏する。

【００３３】実施の形態５．図６は、この発明の実施の
形態５に係る半導体レーザ装置の構造を示す斜視図であ
り、図において、図４と同一符号は同一又は相当する部
分を示しており、２２は板状部材である押え板、２３は
ロッドであり、このロッドの延長上には、上記図１(b)
において説明したような駆動手段が設けられているが、
ここでは省略している。

【００３４】本実施の形態５においては、上記実施の形
態３において説明した外力印加手段において、さらに、
サブマウント１２上に載置された半導体レーザチップ１
１の上面に、押え板２２とロッド２３と駆動手段（図示
せず）を設けて、ロッドをサブマウント１２の高さ方向
において駆動手段を用いて移動させることにより、半導
体レーザチップ１１にサブマウント１２の高さ方向の応
力を生じさせ、半導体レーザチップ１１の活性層にサブ
マウント１２の高さ方向においても圧縮歪または引っ張
り歪を生じさせることができるようにしたものであり、
このような実施の形態５によれば、半導体レーザチップ
１１の活性層に互いに垂直な３方向の圧縮歪または引っ
張り歪をかけることができるため、上記実施の形態３の
半導体レーザ装置のように、２方向の歪を加える場合に
比べて、より大きな歪量をかけることができ、これによ
り、温度変化等によって変化した発振波長を容易に，か
つ広範囲にわたって補償できる効果を奏する。

【００３５】実施の形態６．図７は、この発明の実施の
形態６にかかる半導体レーザ装置の構造を示す斜視図で
あり、図において、図５と同一符号は同一又は相当する
部分を示しており、２２は押え板、２４は圧電素子、２
４ａ，２４ｂはそれぞれ正側配線、負側配線である。２
５は固定台１００に固定された押え板１３に対してさら
に固定された押え板である。

【００３６】本実施の形態６においては、上記実施の形
態４において説明した外力印加手段において、さらに、
サブマウント１２上に載置された半導体レーザチップ１
１の上面に、押え板２２と圧電素子２４と固定された押
え板１３とを設けるようにしたもので、圧電素子２４に
電流を流して膨張または収縮させると、圧電素子２４が
サブマウント１２の高さ方向において押え板２２を介し
てレーザチップ１１に圧縮方向，または引っ張り方向の
外力を印加することとなり、半導体レーザチップ１１に
サブマウント１２の高さ方向の応力を生じさせ、半導体
レーザ素子１１の活性層にサブマウント１２の高さ方向
においても圧縮歪または引っ張り歪を生じさせることが
できる。このように実施の形態６によれば、半導体レー
ザチップ１１の活性層に互いに垂直な３方向の圧縮歪ま
たは引っ張り歪を電気的に印加することができるため、
上記実施の形態３の半導体レーザ装置のように、２方向
の歪を加える場合に比べて、より大きな歪量をかけるこ
とができ、これにより、温度変化等によって変化した発
振波長を容易に，かつ広範囲にわたって補償できる効果
を奏する。

【００３７】実施の形態７．図８は、本発明の実施の形
態７に係る半導体レーザ装置の構造を示す斜視図であ
り、図において、図１と同一符号は同一または相当する
部分を示しており、２６は、その一部が固定台１００上
に固定されているとともに、その固定されていない部分
の一部が、半導体レーザチップ１１に当接するような形
状を備えている押え板で、この実施の形態７において
は、この押え板２６の上部が、半導体レーザチップ１１
側に折れ曲げられた形状となっている。

【００３８】本発明は、上記実施の形態１において説明
したような、駆動装置５０と，ロッド１５と，押え板１
３，１４と，固定台１００とからなる外力印加手段によ
り、レーザ部材のサブマウントに外力を印加することに
より、サブマウントを介して半導体レーザチップに圧縮
または引っ張り方向の応力を生じさせる代わりに、上記
外力印加手段と同様の、ロッド１５と，押え板１４と，
押え板２６と，駆動装置（図示せず）と，固定台１００
とからなる外力印加手段を用いてレーザ部材の中の半導
体レーザチップに直接圧縮あるいは引っ張り方向の外力
を加えて応力を生じさせ、半導体レーザチップ１１の活
性層に圧縮歪あるいは引っ張り歪を生じさせるようにし
たものであり、このようにすることで、上記実施の形態
１のようにサブマウント等の載置台を介して間接的に半
導体レーザチップに応力を与える場合と異なり、小さな
力で半導体レーザチップ１１の活性層に圧縮あるいは引
っ張り歪を生じさせることができ、小さな外力で半導体
レーザ装置のレーザ光の波長変動を補償できる効果があ
る。

【００３９】なお、この実施の形態７においては、上記
実施の形態１において説明した外力印加手段を用いる場
合について説明したが、本発明は、上記実施の形態２に
おいて説明した圧電素子を用いた外力印加手段を用いた
場合においても適用できるものであり、このような場合
においても上記実施の形態１と同様の効果を奏する。

【００４０】実施の形態８．図９は、この発明の実施の
形態８に係る半導体レーザ装置の構造を示す斜視図であ
り、図において、図１と同一符号は同一または相当する
部分を示し、２７はヒートシンクであり、ヒートシンク
の代わりにブロックを用いるようにしてもよい。

【００４１】通常、半導体レーザ装置においては、半導
体レーザチップを載置する載置台として、サブマウント
に加えてサブマウントの下に熱を放射するための、金や
ＣｕやＡｇ等の金属からなるヒートシンクを配置してな
る載置台を用いる場合がある。本実施の形態８はこのよ
うな載置台としてヒートシンク２７上にサブマウントを
積層した構造のものを用い、レーザ部材をヒートシンク
２７とサブマウント１２と半導体レーザチップ１１とに
より構成した場合において、上記実施の形態１において
示したように、サブマウントに圧縮または引っ張り方向
の外力を印加する代わりに、レーザ部材の中のヒートシ
ンク２７に対して外力印加手段を設けてヒートシンク２
７に外力を印加するようにしたものであり、半導体レー
ザチップ１１やサブマウント１２に直接力をかけるので
はなく、ヒートシンク２７に外力を加え、ヒートシンク
７に応力を生じさせることにより、ヒートシンク２７を
介して半導体レープ１１の活性層に圧縮歪あるいは引っ
張り歪をかけることになるため、上の形態１と同様の効
果を奏するとともに、半導体レーザチップ１１には、ヒ
ートシンク２７とサブマウント１２とを介して間接的に
外することになるため、半導体レーザチップにかかる歪
以外の不要なダメージを低減できる効果を奏する。

【００４２】なお、この実施の形態８においては、上記
実施の形態１において説明した外力印加手段を用いる場
合について説明したが、本発明は、上記実施の形態２に
おいて説明した圧電素子を用いた外力印加手段を用いた
場合においても適用できるものであり、このような場合
においても上記実施の形態１と同様の効果を奏する。

【００４３】また、この実施の形態８においては、上記
実施の形態１と同様に、ヒートシンクに１方向の力だけ
を印加した場合について説明したが、本発明は上記実施
の形態３及び実施の形態５において説明したように、ヒ
ートシンクに互いに異なる複数の方向の力を印加した場
合においても適用できるものであり、このような場合に
おいても上記実施の形態８と同様の効果を奏する。

【００４４】さらに、上記実施の形態１〜８において
は、ロッドを用いた外力印加手段や、圧電素子を用いた
外力印加手段を用いた場合について説明したが、本発明
は、他の外力印加手段を用いた場合においても適用でき
るものであり、このような場合においても上記各実施の
形態と同様の効果を奏する。

【００４５】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、半導体
レーザチップを載置台上に載置してなるレーザ部材と、
上記レーザチップに対して応力が生じるように上記レー
ザ部材に対して外力を印加する外力印加手段とを備える
ようにしたから、レーザ光の波長変化にあわせてレーザ
部材に対して外力を印加して、半導体レーザチップの活
性層に圧縮歪、または引っ張り歪を与えて、発振波長を
変化させてレーザ光の波長変化を補償することができ、
所望の波長のレーザ光を安定して得られる効果がある。

【００４６】また、この発明によれば、上記半導体レー
ザ装置において、上記外力印加手段を、上記半導体レー
ザチップに対して互いに直交する異なる２方向の応力を
生じさせるものとしたから、容易にかつ広範囲にわたっ
てレーザ光の波長変化を補償できる効果がある。

【００４７】また、この発明によれば、上記半導体レー
ザ装置において、上記外力印加手段を、上記半導体レー
ザチップに対して互いに直交する異なる３方向の応力を
生じさせるものとしたから、より容易にかつ広範囲にわ
たってレーザ光の波長変化を補償できる効果がある。

【００４８】また、この発明によれば、上記半導体レー
ザ装置において、上記外力印加手段を、上記レーザ部材
に取り付けられた一つ以上の板状部材と、該板状部材の
それぞれのレーザ部材と接する面と反対側の面に当接さ
れ、該板状部材のレーザ部材と接する面に対して垂直な
方向に摺動可能となるよう設けられたロッドと、該ロッ
ドを保持するとともに、該ロッドを上記板状部材のレー
ザ部材と接する面に対して垂直な方向に駆動させる駆動
手段と、上記レーザ部材の、上記板状部材の一つが設け
られている側に対して反対側に、該板状部材の一つとと
もに上記レーザ部材を挟み込むよう配置された板状固定
部材と、該板状固定部材と上記駆動手段とを固定する固
定台とからなるものとしたから、ロッドを駆動させるこ
とにより、レーザ光の波長変化にあわせてレーザ部材に
対して外力を印加して、半導体レーザチップの活性層に
圧縮歪、または引っ張り歪を与えて、発振波長を変化さ
せてレーザ光の波長変化を補償することができ、所望の
波長のレーザ光を安定して得られる効果がある。

【００４９】また、この発明によれば、上記半導体レー
ザ装置において、上記外力印加手段を、上記レーザ部材
に板状部材を介して取り付けられた、流される電流によ
りその大きさが変化する１つ以上の圧電素子と、上記レ
ーザ部材の、上記圧電素子の一つが設けられている側に
対して反対側に、該圧電素子の一つとともに上記レーザ
部材を挟み込むよう配置された板状固定部材と、上記圧
電素子と板状固定部材とを固定する固定台とからなるも
のとしたから、圧電素子を電気的に膨張または収縮させ
てレーザ光の波長変化にあわせてレーザ部材に対して外
力を印加して、半導体レーザチップの活性層に圧縮歪、
または引っ張り歪を与えて、発振波長を変化させてレー
ザ光の波長変化を補償することができ、所望の波長のレ
ーザ光を安定して得られるとともに、流す電流を調整す
ることでこの圧電素子の膨張量あるいは収縮量を変え
て、電気的にレーザ光の波長の調整を行うことができ、
波長の微調整を容易に行うことができるという効果があ
る。

【００５０】また、この発明によれば、上記半導体レー
ザ装置において、上記載置台を、ヒートシンクと、該ヒ
ートシンク上に配置されたサブマウントとからなるよう
にし、上記外力印加手段によりレーザ部材に印加される
外力を、上記ヒートシンクに印加するようにしたから、
半導体レーザチップに与える外力による歪以外の不要な
ダメージを減らすことができる。

【００５１】また、この発明によれば、上記半導体レー
ザ装置において、上記外力印加手段によりレーザ部材に
印加される外力を、上記半導体レーザチップに印加する
ようにしたから、微小な力でレーザ光の波長変化を補償
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る半導体レーザ
装置の構造を示す図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係る半導体レーザ
装置の原理を説明するための歪量と発振波長との関係を
示すグラフである。

【図３】 この発明の実施の形態２に係る半導体レーザ
装置の構造を示す斜視図である。

【図４】 この発明の実施の形態３に係る半導体レーザ
装置の構造を示す斜視図である。

【図５】 この発明の実施の形態４に係る半導体レーザ
装置の構造を示す斜視図である。

【図６】 この発明の実施の形態５に係る半導体レーザ
装置の構造を示す斜視図である。

【図７】 この発明の実施の形態６に係る半導体レーザ
装置の構造を示す斜視図である。

【図８】 この発明の実施の形態７に係る半導体レーザ
装置の構造を示す斜視図である。

【図９】 この発明の実施の形態８に係る半導体レーザ
装置の構造を示す斜視図である。

【図１０】 従来の半導体レーザチップの構造を示す斜
視図である。

【図１１】 従来の半導体レーザ装置における発振波長
とヒートシンク温度との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ｎ側電極、２ ｎ型ＧａＡｓ基板、３ ｎ型ＧａＡ
ｓバッファ層、４ ｎ型ＡｌＧａＡｓ下クラッド層、５
アンドープ活性層、６ ｐ型ＡｌＧａＡｓ上クラッド
層、７ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、８ イオン注入領
域、９ ｐ側電極、１０ 活性領域、１１ 半導体レー
ザチップ、１２ サブマウント、１３，１４，１７，１
８，２１，２２，２５，２６ 押え板、１５，１９，
２３ ロッド、１６，２０，２４ 圧電素子、１６ａ
正側配線、１６ｂ 負側配線、２６ 押え板、２７ ヒ
ートシンク、５０ 駆動手段、５０ａ 保持台、５０ｂ
ねじ式回転軸、１００ 固定台。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 正敏 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザチップを載置台上に載置し
   てなるレーザ部材と、 上記レーザチップに対して応力が生じるように上記レー
   ザ部材に対して外力を印加する外力印加手段とを備えた
   ことを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザ装置にお
   いて、 上記外力印加手段は、上記半導体レーザチップに対して
   互いに直交する異なる２方向の応力を生じさせるもので
   あることを特徴とする半導体レーザ装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の半導体レーザ装置にお
   いて、 上記外力印加手段は、上記半導体レーザチップに対して
   互いに直交する異なる３方向の応力を生じさせるもので
   あることを特徴とする半導体レーザ装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の半導体レーザ装置にお
   いて、 上記外力印加手段は、 上記レーザ部材に取り付けられた一つ以上の板状部材
   と、 該板状部材のそれぞれのレーザ部材と接する面と反対側
   の面に当接され、該板状部材のレーザ部材と接する面に
   対して垂直な方向に摺動可能となるよう設けられたロッ
   ドと、 該ロッドを保持するとともに、該ロッドを上記板状部材
   のレーザ部材と接する面に対して垂直な方向に駆動させ
   る駆動手段と、 上記レーザ部材の、上記板状部材の一つが設けられてい
   る側に対して反対側に、該板状部材の一つとともに上記
   レーザ部材を挟み込むよう配置された板状固定部材と、 該板状固定部材と上記駆動手段とを固定する固定台とか
   らなることを特徴とする半導体レーザ装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の半導体レーザ装置にお
   いて、 上記外力印加手段は、 上記レーザ部材に板状部材を介して取り付けられた、流
   される電流によりその大きさが変化する１つ以上の圧電
   素子と、 上記レーザ部材の、上記圧電素子の一つが設けられてい
   る側に対して反対側に、該圧電素子の一つとともに上記
   レーザ部材を挟み込むよう配置された板状固定部材と、 上記圧電素子と板状固定部材とを固定する固定台とから
   なることを特徴とする半導体レーザ装置。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の半導体レーザ装置にお
   いて、 上記載置台は、ヒートシンクと、該ヒートシンク上に配
   置されたサブマウントとからなり、 上記外力印加手段によりレーザ部材に印加される外力
   は、上記ヒートシンクに印加されるものであることを特
   徴とする半導体レーザ装置。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の半導体レーザ装置にお
   いて、 上記外力印加手段によりレーザ部材に印加される外力
   は、上記半導体レーザチップに印加されるものであるこ
   とを特徴とする半導体レーザ装置。