JPH11112091A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH11112091A JPH11112091A JP28435497A JP28435497A JPH11112091A JP H11112091 A JPH11112091 A JP H11112091A JP 28435497 A JP28435497 A JP 28435497A JP 28435497 A JP28435497 A JP 28435497A JP H11112091 A JPH11112091 A JP H11112091A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の異なる波長のレーザ光を使用する際の
装置構成を簡略化して、その小型化を図ることができる
半導体発光素子を提供する。 【解決手段】 半導体発光素子1,3の電極14を、I
nあるいはSnなどの半田材金属26を挟むようにして
配置し、接合部分を加熱して接着する。半導体発光素子
1,3の発光点2,4は、チップ端部の電極14側に位
置しているため、発光点間隔WAが100μm以下の非
常に近接した配置となる。従って、DVD用のレーザ光
とCD,CD−R用のレーザ光の光路を単一のシステム
で構築することが可能となり、システム上余計な部品を
削減して小型化,軽量化を図ることができる。
装置構成を簡略化して、その小型化を図ることができる
半導体発光素子を提供する。 【解決手段】 半導体発光素子1,3の電極14を、I
nあるいはSnなどの半田材金属26を挟むようにして
配置し、接合部分を加熱して接着する。半導体発光素子
1,3の発光点2,4は、チップ端部の電極14側に位
置しているため、発光点間隔WAが100μm以下の非
常に近接した配置となる。従って、DVD用のレーザ光
とCD,CD−R用のレーザ光の光路を単一のシステム
で構築することが可能となり、システム上余計な部品を
削減して小型化,軽量化を図ることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の異なる波
長のレーザ光を出力する半導体レーザ装置にかかり、例
えば、CD及びDVD用の光ピックアップに好適な半導
体レーザ装置の改良に関する。
長のレーザ光を出力する半導体レーザ装置にかかり、例
えば、CD及びDVD用の光ピックアップに好適な半導
体レーザ装置の改良に関する。
【0002】
【背景技術と発明が解決しようとする課題】CDやDV
Dなどのディスクプレーヤにおける光ピックアップの光
源としては、一般に半導体発光素子が用いられている。
ここで、CD用とDVD用では、レーザ素子の発光波長
が異なり、CDでは780nm,DVDでは650nmとな
っている。第一世代のDVDプレーヤでは、発光波長が
650nmのレーザ素子しか組み込まれていなかったた
め、CD−Rの再生は不可能であった。しかし、一つの
プレーヤでCD,CD−R,DVDなどの各種のディス
クを再生することができると好都合である。そこで、そ
れらのディスクの再生を可能にするため、650nm/7
80nmの二波長の光源を内蔵した光ピックアップが検討
されている。
Dなどのディスクプレーヤにおける光ピックアップの光
源としては、一般に半導体発光素子が用いられている。
ここで、CD用とDVD用では、レーザ素子の発光波長
が異なり、CDでは780nm,DVDでは650nmとな
っている。第一世代のDVDプレーヤでは、発光波長が
650nmのレーザ素子しか組み込まれていなかったた
め、CD−Rの再生は不可能であった。しかし、一つの
プレーヤでCD,CD−R,DVDなどの各種のディス
クを再生することができると好都合である。そこで、そ
れらのディスクの再生を可能にするため、650nm/7
80nmの二波長の光源を内蔵した光ピックアップが検討
されている。
【0003】図5には、かかる二波長レーザ装置の背景
技術が示されている。まず、同図(A)に示すものは、C
D用とDVD用のそれぞれを別個に構成するもので、D
VD900のために、波長650nmで発光するレーザ素
子902,DVD用光学系904が設けられており、C
D910のために、波長780nm発光するレーザ素子9
12,CD用光学系914が設けられている。この方式
は、レーザ素子からディスクに至る光路が、DVD,C
Dで独立している。
技術が示されている。まず、同図(A)に示すものは、C
D用とDVD用のそれぞれを別個に構成するもので、D
VD900のために、波長650nmで発光するレーザ素
子902,DVD用光学系904が設けられており、C
D910のために、波長780nm発光するレーザ素子9
12,CD用光学系914が設けられている。この方式
は、レーザ素子からディスクに至る光路が、DVD,C
Dで独立している。
【0004】図5(B)に示すものは、DVD用のレーザ
素子902とCD用のレーザ素子912は別々のパッケ
ージとなっているが、それらの出力レーザ光が波長フィ
ルタ(ダイクロイックミラー)920によって合成され
ている。このような手法は、水野定夫他「集積型DVD
用光ヘッド」(National Technical Report Vol.43 No.3
Jun.p.275(1997))に開示されている。この方法では、
波長フィルタ920からディスク900,910に至る
光学系922が、CD及びDVDで共用化されている。
素子902とCD用のレーザ素子912は別々のパッケ
ージとなっているが、それらの出力レーザ光が波長フィ
ルタ(ダイクロイックミラー)920によって合成され
ている。このような手法は、水野定夫他「集積型DVD
用光ヘッド」(National Technical Report Vol.43 No.3
Jun.p.275(1997))に開示されている。この方法では、
波長フィルタ920からディスク900,910に至る
光学系922が、CD及びDVDで共用化されている。
【0005】しかしながら、このような背景技術では、
次のような不都合がある。 (1)図5(A)の方法では、DVD用及びCD用のピックア
ップが単に並列的に設けられているのみで、小型化や部
品点数の削減を図ることはできない。 (2)図5(B)の方法では、(A)と比較すれば共用部分が増
えるものの、新たに波長フィルタを必要とし、部品数が
増えて装置構成が複雑化するなど、必ずしも満足し得る
ものとは言えない。
次のような不都合がある。 (1)図5(A)の方法では、DVD用及びCD用のピックア
ップが単に並列的に設けられているのみで、小型化や部
品点数の削減を図ることはできない。 (2)図5(B)の方法では、(A)と比較すれば共用部分が増
えるものの、新たに波長フィルタを必要とし、部品数が
増えて装置構成が複雑化するなど、必ずしも満足し得る
ものとは言えない。
【0006】本発明は、以上の点に着目したもので、複
数の異なる波長のレーザ光を使用する際の装置構成を簡
略化して、その小型化を図ることができる半導体発光素
子を提供することを、その目的とするものである。
数の異なる波長のレーザ光を使用する際の装置構成を簡
略化して、その小型化を図ることができる半導体発光素
子を提供することを、その目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明は、第1の波長のレーザ光を出力する第1
の半導体発光素子と、この第1の半導体発光素子と異な
る第2の波長のレーザ光を出力する第2の半導体発光素
子の同一導電型層側を、半田などで接合したことを特徴
とする。
め、この発明は、第1の波長のレーザ光を出力する第1
の半導体発光素子と、この第1の半導体発光素子と異な
る第2の波長のレーザ光を出力する第2の半導体発光素
子の同一導電型層側を、半田などで接合したことを特徴
とする。
【0008】この発明の前記及び他の目的,特徴,利点
は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。最初に、図3を参照しながら、本形
態で使用する半導体発光素子の構成について説明する。
本形態では、後述するように、ダブルヘテロ構造であっ
て内部に電流狭窄層を有する図3(A),(B)の半導体発光
素子を貼り合わせた構成となっている。図3(A)は、発
振波長が650nmの半導体発光素子1で、基板8として
GaAsなどのn型半導体結晶を用いている。この基板
8の主面上に、有機金属を用いた化学蒸発成長法(MO
CVD法)を用いて必要な結晶成長を行うことで、以下
の各層が順に積層形成されている。「n−」,「p−」
は導電型を表わす。
て詳細に説明する。最初に、図3を参照しながら、本形
態で使用する半導体発光素子の構成について説明する。
本形態では、後述するように、ダブルヘテロ構造であっ
て内部に電流狭窄層を有する図3(A),(B)の半導体発光
素子を貼り合わせた構成となっている。図3(A)は、発
振波長が650nmの半導体発光素子1で、基板8として
GaAsなどのn型半導体結晶を用いている。この基板
8の主面上に、有機金属を用いた化学蒸発成長法(MO
CVD法)を用いて必要な結晶成長を行うことで、以下
の各層が順に積層形成されている。「n−」,「p−」
は導電型を表わす。
【0010】(1)n−クラッド層9…AlGaInP, (2)活性層10…AlGaInP, (3)p−クラッド層11…AlGaInP, (4)n−ブロック層12…GaAs, (5)p−コンタクト層13…GaAs, (6)p−電極14,
【0011】図示のように、発光部2が素子端(図の上
方端)に偏った構造となっており、発光部2に近いp−
電極14直下のコンタクト層13は、p型半導体結晶に
よって形成されている。また、基板8の主面と反対側の
面には、n−電極7が形成されている。電極7,14の
材料としては、Au系の材料が用いられている。この波
長650nmの半導体発光素子1の共振器長(図3の紙面
垂直方向の長さ)は、400μmとなっている。
方端)に偏った構造となっており、発光部2に近いp−
電極14直下のコンタクト層13は、p型半導体結晶に
よって形成されている。また、基板8の主面と反対側の
面には、n−電極7が形成されている。電極7,14の
材料としては、Au系の材料が用いられている。この波
長650nmの半導体発光素子1の共振器長(図3の紙面
垂直方向の長さ)は、400μmとなっている。
【0012】次に、図3(B)は、発振波長が780nmの
半導体発光素子3で、基板8の主面上に、MOCVD法
によって、以下の各層が順に積層形成されている。 (1)n−クラッド層15…AlGaAs, (2)活性層16…AlGaAs, (3)p−クラッド層17…AlGaAs, (4)n−ブロック層18…GaAs, (5)p−コンタクト層19…GaAs, (6)p−電極14,
半導体発光素子3で、基板8の主面上に、MOCVD法
によって、以下の各層が順に積層形成されている。 (1)n−クラッド層15…AlGaAs, (2)活性層16…AlGaAs, (3)p−クラッド層17…AlGaAs, (4)n−ブロック層18…GaAs, (5)p−コンタクト層19…GaAs, (6)p−電極14,
【0013】同様に、発光部4が素子端に偏った構造と
なっており、発光部4に近いp−電極14直下のコンタ
クト層19は、p型半導体結晶によって形成されてい
る。また、基板8の主面と反対側の面には、n−電極7
が形成されている。電極7,14の材料としては、Au
系の材料が用いられている。この波長780nmの半導体
発光素子3の共振器長は、250μmとなっている。
なっており、発光部4に近いp−電極14直下のコンタ
クト層19は、p型半導体結晶によって形成されてい
る。また、基板8の主面と反対側の面には、n−電極7
が形成されている。電極7,14の材料としては、Au
系の材料が用いられている。この波長780nmの半導体
発光素子3の共振器長は、250μmとなっている。
【0014】本形態では、これらの半導体発光素子1,
3を、図1(A),図2に示すように接合してレーザ装置
を構成している。上述したように、波長650nmの半導
体発光素子1の共振器長は400μmであり、波長78
0nmの半導体発光素子3の共振器長は250μmであ
る。従って、素子前方の発光面の位置を揃えると、半導
体レーザ素子3の後方に半導体発光素子1の電極14が
150μm露出するようになる。更に、本形態では、半
導体発光素子1の発光部をオフセットして、半導体発光
素子3の幅より広い形状としている。このため、露出し
ている電極14に結線することが可能である。
3を、図1(A),図2に示すように接合してレーザ装置
を構成している。上述したように、波長650nmの半導
体発光素子1の共振器長は400μmであり、波長78
0nmの半導体発光素子3の共振器長は250μmであ
る。従って、素子前方の発光面の位置を揃えると、半導
体レーザ素子3の後方に半導体発光素子1の電極14が
150μm露出するようになる。更に、本形態では、半
導体発光素子1の発光部をオフセットして、半導体発光
素子3の幅より広い形状としている。このため、露出し
ている電極14に結線することが可能である。
【0015】次に、半導体発光素子1,3の接合につい
て説明する。上述したように、電極14としてAu系の
材料を用いている。そこで、半導体発光素子1,3の電
極14を、InあるいはSnなどの半田材金属26を挟
むようにして配置し、接合部分を加熱する。すると、半
田材金属26が溶融して電極14と反応し、電極14同
士が接着する。図2には、接着後の様子が示されてい
る。半導体発光素子3の電極7には端子20が接続さ
れ、電極14の接着半田26には端子21が接続され
る。また、半導体発光素子1の電極7には端子22が接
続される。これらの端子20〜22は3端子ステム(図
示せず)に結線され、電極14が共通する並列2波長半
導体レーザ装置を得る。
て説明する。上述したように、電極14としてAu系の
材料を用いている。そこで、半導体発光素子1,3の電
極14を、InあるいはSnなどの半田材金属26を挟
むようにして配置し、接合部分を加熱する。すると、半
田材金属26が溶融して電極14と反応し、電極14同
士が接着する。図2には、接着後の様子が示されてい
る。半導体発光素子3の電極7には端子20が接続さ
れ、電極14の接着半田26には端子21が接続され
る。また、半導体発光素子1の電極7には端子22が接
続される。これらの端子20〜22は3端子ステム(図
示せず)に結線され、電極14が共通する並列2波長半
導体レーザ装置を得る。
【0016】図1(B)にはその等価回路が示されてお
り、半導体発光素子1,3のアノード側(電極14側)
が端子21に共通に接続されている。そして、半導体発
光素子1,3のカソード側(電極7側)が、端子20,
22にそれぞれ接続されている。また、同一導電型であ
るコンタクト層13,19側で半田26によって2つの
素子チップが接合されている。従って、端子21,22
間に駆動電圧を印加すれば、半導体発光素子1が駆動さ
れ、波長650nmのレーザ光が出力される。また、端子
21,20間に駆動電圧を印加すれば、半導体発光素子
3が駆動され、波長780nmのレーザ光が出力される。
り、半導体発光素子1,3のアノード側(電極14側)
が端子21に共通に接続されている。そして、半導体発
光素子1,3のカソード側(電極7側)が、端子20,
22にそれぞれ接続されている。また、同一導電型であ
るコンタクト層13,19側で半田26によって2つの
素子チップが接合されている。従って、端子21,22
間に駆動電圧を印加すれば、半導体発光素子1が駆動さ
れ、波長650nmのレーザ光が出力される。また、端子
21,20間に駆動電圧を印加すれば、半導体発光素子
3が駆動され、波長780nmのレーザ光が出力される。
【0017】ところで、本形態では、半導体発光素子
1,3における発光点2,4が、上述したようにチップ
端部の電極14側に位置している。このため、半導体発
光素子1,3の発光点2,4が近接するようになり、試
作装置によれば発光点間隔WAは実測11μm程度とな
る。なお、活性層10,16から上方の結晶成長層1
3,19までは5μmに設定している。結晶成長層1
3,19などの厚みを変化させることで、発光点間距離
WAを調整することが可能である。
1,3における発光点2,4が、上述したようにチップ
端部の電極14側に位置している。このため、半導体発
光素子1,3の発光点2,4が近接するようになり、試
作装置によれば発光点間隔WAは実測11μm程度とな
る。なお、活性層10,16から上方の結晶成長層1
3,19までは5μmに設定している。結晶成長層1
3,19などの厚みを変化させることで、発光点間距離
WAを調整することが可能である。
【0018】このように、発光点間隔WAが100μm
以下の非常に近接した配置となる。このため、DVD用
のレーザ光とCDあるいはCD−R用のレーザ光の光路
を単一のシステムで構築することが可能となり、システ
ム上余計な部品を削減して小型化,軽量化を図ることが
できる。すなわち、CD再生システムのような1波長発
光方式の光ピックアップと大差ない大きさで、単一光路
を持つ方式を採用することができる2波長発光素子によ
る光ピックアップを得ることができる。
以下の非常に近接した配置となる。このため、DVD用
のレーザ光とCDあるいはCD−R用のレーザ光の光路
を単一のシステムで構築することが可能となり、システ
ム上余計な部品を削減して小型化,軽量化を図ることが
できる。すなわち、CD再生システムのような1波長発
光方式の光ピックアップと大差ない大きさで、単一光路
を持つ方式を採用することができる2波長発光素子によ
る光ピックアップを得ることができる。
【0019】図4には、他の形態が示されている。上述
した形態ではアノード側の電極14を接合したが、本形
態では、同図に示すようにカソード側の電極7が半田2
6によって接合される。詳述すると、まず、各半導体発
光素子1,3の基板8を研磨し、40μm程度の厚みま
で素子を薄くする。そして、研磨後にn−電極7をそれ
ぞれ形成し、これら電極7同士を上述した半田26を用
いて上述した方法で接着する。半田26は、端子24に
接続される。また、各レーザ素子1,3のアノード側の
電極14は、端子25,23にそれぞれ接続される。従
って、端子24,25間に駆動電圧を印加すれば、半導
体発光素子1が駆動され、波長650nmのレーザ光が出
力される。また、端子23,24間に駆動電圧を印加す
れば、半導体発光素子3が駆動され、波長780nmのレ
ーザ光が出力される。
した形態ではアノード側の電極14を接合したが、本形
態では、同図に示すようにカソード側の電極7が半田2
6によって接合される。詳述すると、まず、各半導体発
光素子1,3の基板8を研磨し、40μm程度の厚みま
で素子を薄くする。そして、研磨後にn−電極7をそれ
ぞれ形成し、これら電極7同士を上述した半田26を用
いて上述した方法で接着する。半田26は、端子24に
接続される。また、各レーザ素子1,3のアノード側の
電極14は、端子25,23にそれぞれ接続される。従
って、端子24,25間に駆動電圧を印加すれば、半導
体発光素子1が駆動され、波長650nmのレーザ光が出
力される。また、端子23,24間に駆動電圧を印加す
れば、半導体発光素子3が駆動され、波長780nmのレ
ーザ光が出力される。
【0020】本形態では、研磨後の半導体発光素子1,
3の厚みを40μmに設定しているため、半導体発光素
子1,3の発光点間隔WBは実測72μm程度となる。
なお、研磨によって半導体発光素子1,3の厚みを変化
させることで、発光点間WBの距離を調整することが可
能である。このように、本形態でも、発光点間隔WBが
100μm以下となり、DVDとCDあるいはCD−R
の光学系を簡略化して装置構成の簡略化,小型軽量化を
図ることが可能となる。
3の厚みを40μmに設定しているため、半導体発光素
子1,3の発光点間隔WBは実測72μm程度となる。
なお、研磨によって半導体発光素子1,3の厚みを変化
させることで、発光点間WBの距離を調整することが可
能である。このように、本形態でも、発光点間隔WBが
100μm以下となり、DVDとCDあるいはCD−R
の光学系を簡略化して装置構成の簡略化,小型軽量化を
図ることが可能となる。
【0021】この発明には数多くの実施形態があり、以
上の開示に基づいて多様に改変することが可能である。
例えば、次のようなものも含まれる。 (1)前記形態においては、MOCVD法によって製造で
きる発振波長650nmと780nmのリッジ導波型レーザ
素子を用いたが、製造方法,発振波長,素子構造などは
各種のものが知られており、前記形態に限定されるもの
ではない。使用する半導体材料,電極材料なども同様で
ある。 (2)本発明は、DVD,CD,CD−Rの互換再生が好
適な適用例の一つであるが、波長が異なる複数のレーザ
光を得る場合であれば、一般的に適用可能である。
上の開示に基づいて多様に改変することが可能である。
例えば、次のようなものも含まれる。 (1)前記形態においては、MOCVD法によって製造で
きる発振波長650nmと780nmのリッジ導波型レーザ
素子を用いたが、製造方法,発振波長,素子構造などは
各種のものが知られており、前記形態に限定されるもの
ではない。使用する半導体材料,電極材料なども同様で
ある。 (2)本発明は、DVD,CD,CD−Rの互換再生が好
適な適用例の一つであるが、波長が異なる複数のレーザ
光を得る場合であれば、一般的に適用可能である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体発光素子の同一組成層側を接合することとしたの
で、発光点が近接した半導体レーザ装置を得ることがで
きる。このため、複数の異なる波長のレーザ光を使用す
る際の装置構成を簡略化して、その小型化を図ることが
できる。
半導体発光素子の同一組成層側を接合することとしたの
で、発光点が近接した半導体レーザ装置を得ることがで
きる。このため、複数の異なる波長のレーザ光を使用す
る際の装置構成を簡略化して、その小型化を図ることが
できる。
【図1】本発明の一形態にかかる半導体レーザ装置の主
要端面と等価回路を示す図である。
要端面と等価回路を示す図である。
【図2】前記形態の外観を示す斜視図である。
【図3】発光波長650nmのDVD再生用半導体発光素
子,発光波長780nmのCD及びCD−R再生用半導体
発光素子の主要端面を示す図である。
子,発光波長780nmのCD及びCD−R再生用半導体
発光素子の主要端面を示す図である。
【図4】本発明の他の形態にかかる半導体レーザ装置の
主要端面と等価回路を示す図である。
主要端面と等価回路を示す図である。
【図5】背景技術を示す図である。
1,3…半導体レーザ素子 2,4…発光点 7…n−電極 8…基板 9…n−クラッド層 10…活性層 11…p−クラッド層 12…n−ブロック層 13…p−コンタクト層 14…p−電極 15…n−クラッド層 16…活性層 17…p−クラッド層 18…n−ブロック層 19…p−コンタクト層 20,22…カソード端子 21…共通アノード端子 23,25…アノード端子 24…共通カソード端子 26…接着用半田
Claims (5)
- 【請求項1】 第1の波長のレーザ光を出力する第1の
半導体発光素子;この第1の半導体発光素子と異なる第
2の波長のレーザ光を出力する第2の半導体発光素子;
を少なくとも含み、 前記第1及び第2の半導体発光素子の同一導電型層側を
接合したことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項2】 前記半導体発光素子の厚みを、基板の研
磨もしくは結晶層の成長により調整して、接合後の半導
体発光素子の発光点間隔を設定したことを特徴とする請
求項1記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項3】 前記半導体発光素子を選択的に駆動する
ための端子を形成したことを特徴とする請求項1又は2
記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項4】 前記半導体発光素子として、ダブルヘテ
ロ構造の内部に電流狭窄構造を持つ半導体レーザ素子を
用いたことを特徴とする請求項1,2,又は3のいずれ
かに記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項5】 波長780nm付近のレーザ発光が可能な
半導体発光素子と、波長640nm付近のレーザ発光が可
能な半導体発光素子を含むことを特徴とする請求項1,
2,3,又は4のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
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JP28435497A JPH11112091A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 半導体レーザ装置 |
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JP28435497A JPH11112091A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 半導体レーザ装置 |
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JPH11112091A true JPH11112091A (ja) | 1999-04-23 |
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ID=17677513
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JP28435497A Pending JPH11112091A (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 半導体レーザ装置 |
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