JPH11251681A - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device

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JPH11251681A
JPH11251681A JP5086698A JP5086698A JPH11251681A JP H11251681 A JPH11251681 A JP H11251681A JP 5086698 A JP5086698 A JP 5086698A JP 5086698 A JP5086698 A JP 5086698A JP H11251681 A JPH11251681 A JP H11251681A
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JP
Japan
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semiconductor laser
elastic plate
laser device
external mirror
electrode
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Application number
JP5086698A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Tamada
仁志 玉田
Kyoji Yamaguchi
恭司 山口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser device from which speckle noise is remarkably reduced and which is reduced in size and can operate stably. SOLUTION: A semiconductor laser device is provided with a semiconductor laser 2 integrally formed on a base 1, at least one external mirror 4 which is provided at a prescribed position on the base 1 so that the mirror 4 may be separated from the end face 2a of the laser 2 by a prescribed distance S, and has a reflecting surface formed in parallel with the end face 2a of the laser 2, and an oscillating means which oscillates the mirror 4 at a prescribed frequency in a direction which is nearly parallel to the stripe electrodes 2c of the laser 2. The temporal coherence of the laser device is remarkably reduced and speckle noise can be suppressed considerably, because the phase of the light which returns to the active layer of the laser 2 after being reflected by the mirror 4 periodically changes at the oscillation frequency of the mirror 4 and the oscillation wavelength of the light largely changes.

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】本発明は、半導体レーザ装置
に関する。
[0001] The present invention relates to a semiconductor laser device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザは、たとえばガスレーザ、
発光ダイオード等の他の光出力装置と比較して、寸法が
小さく、軽量であり、寿命が長く、動作電圧および動作
電流が低く、高効率、高輝度である等の特徴を有する。
このような半導体レーザは、たとえば、多モード光ファ
イバ伝送系や、ディスプレイ装置や、種々の光計測装置
への利用が図られている。
2. Description of the Related Art Semiconductor lasers include, for example, gas lasers,
Compared with other light output devices such as light-emitting diodes, they have features such as small size, light weight, long life, low operating voltage and current, high efficiency and high brightness.
Such a semiconductor laser is used for, for example, a multimode optical fiber transmission system, a display device, and various optical measurement devices.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
レーザは、時間的および空間的コヒーレンスが高すぎる
ためスペックルノイズが多く、上述の多モード光ファイ
バ伝送系や、ディスプレイ装置や、種々の光計測装置へ
の利用が難しい。従来において、上述の半導体レーザの
スペックルノイズを低減する技術がいくつか提案されて
いる。たとえば、特開昭56-46589号公報や特開昭57-124
493 号公報には、半導体レーザの出射光の一部を半導体
レーザの外部に設置した所定の周波数で振動する反射ミ
ラーによって半導体レーザの活性層に戻す技術が開示さ
れている。上記構成では、振動する反射ミラーにより縦
モードが複数立つことで、スペックルノイズが低減され
る。
However, a semiconductor laser has a large amount of speckle noise due to too high temporal and spatial coherence, and the above-mentioned multimode optical fiber transmission system, display device, and various optical measuring devices. Difficult to use. Conventionally, several techniques for reducing the above-described speckle noise of a semiconductor laser have been proposed. For example, JP-A-56-46589 and JP-A-57-124
Japanese Patent Publication No. 493 discloses a technique in which a part of light emitted from a semiconductor laser is returned to an active layer of the semiconductor laser by a reflection mirror which is provided outside the semiconductor laser and vibrates at a predetermined frequency. In the above configuration, speckle noise is reduced by setting up a plurality of longitudinal modes by the vibrating reflection mirror.

【0004】しかし、上述の技術では、反射ミラーを駆
動する駆動源に超音波トランスデューサが使用されてお
り、駆動周波数を数10kHz程度までしかあげること
ができなかった。また、超音波トランスデューサを使用
することから半導体レーザ装置のサイズが大きくなると
いう不利益もあった。さらに、超音波トランスデューサ
によって駆動される反射ミラーと半導体レーザとのアラ
イメント精度に高い精度が要求されることから、動作を
安定させることが難しく、また組立コストが高くなると
いう不利益も存在した。
However, in the above-mentioned technique, an ultrasonic transducer is used as a driving source for driving the reflection mirror, and the driving frequency can be increased only up to about several tens of kHz. In addition, there is a disadvantage that the size of the semiconductor laser device is increased due to the use of the ultrasonic transducer. Further, since high precision is required for the alignment accuracy between the reflecting mirror driven by the ultrasonic transducer and the semiconductor laser, it is difficult to stabilize the operation, and there is a disadvantage that the assembly cost is increased.

【0005】また、半導体レーザのスペックルノイズを
低減する他の技術としては、たとえば、電流変調を利用
した周波数変調法(Caesar Saloma et.al.,Appl.Opt.Vo
l.29,No.6,p.741(1990) 参照) や、高周波重畳法や、セ
ルフパルセーション法などが知られているが、これらの
方法では、実質的な波長の拡がりは、たとえば、1〜数
nmであり、たとえば、ディスプレイ装置への利用は難
しい。
As another technique for reducing the speckle noise of a semiconductor laser, for example, a frequency modulation method using current modulation (Caesar Saloma et.al., Appl. Opt. Vo.
l.29, No.6, p.741 (1990)), a high-frequency superposition method, a self-pulsation method, and the like.In these methods, the substantial wavelength spread is, for example, It is 1 to several nm, for example, it is difficult to use it for a display device.

【0006】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであって、スペックルノイズが大幅に低減され、かつ
小型化され、動作が安定した半導体レーザ装置を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a semiconductor laser device in which speckle noise is significantly reduced, the size is reduced, and the operation is stable.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、基台上に一体
に形成された二つの共振器端面を有する半導体レーザ
と、前記半導体レーザの一方端面から所定の距離離間し
た前記基台上の所定の位置に設けられた、前記半導体レ
ーザの一方の端面と略平行な反射面を有する少なくとも
一の外部ミラーと、前記外部ミラーを前記半導体レーザ
の共振器長方向に略平行な方向に所定の周波数で振動さ
せる振動手段とを有する。
According to the present invention, there is provided a semiconductor laser having two resonator end faces integrally formed on a base, and a semiconductor laser having a predetermined distance from one end face of the semiconductor laser. At least one external mirror provided at a predetermined position and having a reflecting surface substantially parallel to one end face of the semiconductor laser, and the external mirror is positioned at a predetermined position in a direction substantially parallel to a cavity length direction of the semiconductor laser. Vibrating means for vibrating at a frequency.

【0008】本発明では、半導体レーザから外部ミラー
に向けて出射されたレーザ光は、外部ミラーに入射し、
外部ミラーは振動しているため、半導体レーザの端面と
外部ミラーとの距離は変化する。したがって、外部ミラ
ーによって反射されて半導体レーザの活性層に戻る光の
位相は、外部ミラーの振動周波数で周期的に変化し、発
振波長は大きく変化することになる。この結果、時間的
コヒーレンスが大幅に低減され、スペックルノズルが大
幅に抑制される。また、同一基台上に半導体レーザおよ
び外部ミラーを設けることにより、半導体レーザと外部
ミラーとのアライメント精度の向上が容易となり、半導
体レーザ装置の動作を安定させることができ、また、半
導体レーザ装置の小型化が可能となる。
In the present invention, the laser light emitted from the semiconductor laser toward the external mirror enters the external mirror,
Since the external mirror is vibrating, the distance between the end face of the semiconductor laser and the external mirror changes. Therefore, the phase of the light reflected by the external mirror and returning to the active layer of the semiconductor laser periodically changes at the oscillation frequency of the external mirror, and the oscillation wavelength greatly changes. As a result, temporal coherence is greatly reduced, and speckle nozzles are significantly suppressed. In addition, by providing the semiconductor laser and the external mirror on the same base, the alignment accuracy between the semiconductor laser and the external mirror can be easily improved, and the operation of the semiconductor laser device can be stabilized. The size can be reduced.

【0009】前記振動手段は、前記外部ミラーを設けた
弾性板と、前記弾性板に静電気力によって所定周期の弾
性変形を生じさせる静電気手段とを有する。
The vibrating means includes an elastic plate provided with the external mirror, and an electrostatic means for causing the elastic plate to undergo elastic deformation of a predetermined period by an electrostatic force.

【0010】前記静電気手段は、前記弾性板の有する共
振周波数と略一致する周期の弾性変形を生じさせる。こ
のような構成により、弾性板の共振周波数(固有周波
数)を所望の値に設計すれば、任意の周波数で外部ミラ
ーを振動させることができ、非常に高い周波数とするこ
とも可能となる。
[0010] The electrostatic means generates an elastic deformation with a period substantially coincident with the resonance frequency of the elastic plate. With such a configuration, if the resonance frequency (natural frequency) of the elastic plate is designed to have a desired value, the external mirror can be vibrated at an arbitrary frequency, and a very high frequency can be obtained.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。第1実施形態 図1は、本発明の半導体レーザ装置の一実施形態を示す
斜視図である。図1に示す半導体レーザ装置は、マウン
ト基台1と、マウント基台1上に一体に形成された半導
体レーザ2と、マウント基台1上に半導体レーザ2の一
端面2aに略平行に距離Sをおいて設けられた外部ミラ
ー4と、図示しない振動手段とを有する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of a semiconductor laser device of the present invention. The semiconductor laser device shown in FIG. 1 includes a mount base 1, a semiconductor laser 2 integrally formed on the mount base 1, and a distance S on the mount base 1 substantially parallel to one end surface 2a of the semiconductor laser 2. And an oscillating means (not shown).

【0012】半導体レーザ2は、たとえば、波長0.8
μmで発振するAlGaAs系からなるストライプ構造
の半導体レーザであり、一方の端面2aおよび他方の端
面2bからレーザ光Lを出射する。半導体レーザ2の一
方の端面2aはノンコート状態にあり、半導体レーザ2
の共振器長は約250μmである。また、半導体レーザ
2の他方の端面は、所定の反射率のへき開反射面となっ
ている。
The semiconductor laser 2 has, for example, a wavelength of 0.8.
This is a semiconductor laser having a stripe structure composed of an AlGaAs system and oscillating at μm, and emits laser light L from one end face 2a and the other end face 2b. One end face 2a of the semiconductor laser 2 is in a non-coated state,
Is about 250 μm. The other end surface of the semiconductor laser 2 is a cleavage reflection surface having a predetermined reflectance.

【0013】外部ミラー4は、半導体レーザ2の一方の
端面2aから距離Sの位置に端面2aに略平行に配置さ
れる。距離Sは、好ましくは、10μmの範囲内の何れ
かの値とするが、本実施形態では約2μmとした。外部
ミラー4は、半導体レーザ2の一方の端面2a側に反射
面4aが形成されており、反射面4aは半導体レーザ2
の一方の端面2aから出射されるレーザ光Lを反射し
て、半導体レーザ2の活性層に入射する。また、外部ミ
ラー4の反射面4aは、概略で1μm2 〜10μm2
面積を有する。また、外部ミラー4は、可能なかぎりコ
ンパクト化および軽量化されている。これは、外部ミラ
ー4を振動させる際に、外部ミラー4の慣性を小さくし
て、できるだけ高周波数の振動を可能にするためであ
る。
The external mirror 4 is disposed at a distance S from one end face 2a of the semiconductor laser 2 and substantially parallel to the end face 2a. The distance S is preferably set to any value within the range of 10 μm, but is set to about 2 μm in the present embodiment. The external mirror 4 has a reflection surface 4a formed on one end surface 2a side of the semiconductor laser 2, and the reflection surface 4a is
The laser beam L emitted from one end face 2a of the semiconductor laser 2 is reflected and enters the active layer of the semiconductor laser 2. Further, the reflecting surface 4a of the external mirror 4 has an area of 1 [mu] m 2 10 .mu.m 2 schematically. The external mirror 4 is made as compact and lightweight as possible. This is because, when the external mirror 4 is vibrated, the inertia of the external mirror 4 is reduced, and the vibration at the highest possible frequency is enabled.

【0014】図示しない振動手段は、外部ミラー4を微
小な振幅A0 ,所定の周波数f1 で、半導体レーザのレ
ーザストライプ2cと略平行な方向( 矢印B1 およびB
2 の方向) に振動させる。なお、振動手段については後
述する。外部ミラー4の振動振幅A0 は、たとえば、レ
ーザ光Lの波長の半分程度の±0.4μm〜±0.5μ
m程度とする。また駆動する周波数f1 は、特に限定さ
れないが、100kHz以上とすることができる。
[0014] vibrating means, not shown, small amplitude A 0 of the external mirror 4, at a predetermined frequency f1, the laser stripe 2c substantially parallel to the direction of the semiconductor laser (arrow B1 and B
(Direction 2). The vibration means will be described later. The vibration amplitude A 0 of the external mirror 4 is, for example, about ± 0.4 μm to ± 0.5 μ
m. The driving frequency f1 is not particularly limited, but can be 100 kHz or more.

【0015】上記構成の半導体レーザ装置では、半導体
レーザ2から外部ミラー4に向けて出射されたレーザ光
Lは、外部ミラー4の反射面4aに入射する。外部ミラ
ー4は、周波数f1 、振幅A0 で振動しているため、半
導体レーザ2の端面2aと外部ミラー4の反射面4aと
の距離Sは変化する。したがって、外部ミラー4の反射
面4aによって反射されて半導体レーザ2の活性層に戻
る光の光量と位相は、周波数f1 で周期的に変化する。
したがって、半導体レーザ2の他方の端面2bと外部ミ
ラー4の反射面4aとの間で発振する発振波長は大きく
変化することになる。発振波長の変化量は、半導体レー
ザの構造にもよるが、本実施形態では、たとえば、約5
0nm以上の幅で変化する。この変化量は、たとえば、
高周波重畳法やセルフパルセーション法による場合に比
較して、はるかに大きい値である。
In the semiconductor laser device configured as described above, the laser light L emitted from the semiconductor laser 2 toward the external mirror 4 is incident on the reflection surface 4a of the external mirror 4. External mirror 4, the frequency f1, because it vibrates at an amplitude A 0, the distance S of the reflecting surface 4a of the end face 2a and the external mirror 4 of the semiconductor laser 2 is changed. Therefore, the amount and phase of light reflected by the reflection surface 4a of the external mirror 4 and returning to the active layer of the semiconductor laser 2 periodically changes at the frequency f1.
Therefore, the oscillation wavelength oscillated between the other end face 2b of the semiconductor laser 2 and the reflection surface 4a of the external mirror 4 changes greatly. The amount of change in the oscillation wavelength depends on the structure of the semiconductor laser.
It changes with a width of 0 nm or more. This change is, for example,
This is a much larger value than the case using the high frequency superposition method or the self-pulsation method.

【0016】本実施形態では、発振波長が変化する結
果、半導体レーザ2の端面2bから出力されるレーザ光
Lの時間的コヒーレンスを大幅に低減することが可能と
なり、周波数f1 よりも低い周波数帯域でのスペックル
ノズルを大幅に抑制することが可能となる。また、本実
施形態の半導体レーザ装置では、発振波長が変化する際
には、ある程度のレーザ出力の変化を伴うため、これが
問題となることも考えられるが、本実施形態の半導体レ
ーザ装置から出射されたレーザ光を検出する光検出器の
応答速度よりも周波数f1 を十分に高くすれば問題とな
ることはない。
In the present embodiment, as a result of the change in the oscillation wavelength, the temporal coherence of the laser light L output from the end face 2b of the semiconductor laser 2 can be greatly reduced, and in a frequency band lower than the frequency f1. Can be greatly suppressed. In addition, in the semiconductor laser device of the present embodiment, when the oscillation wavelength changes, a certain degree of change in the laser output may occur, which may cause a problem. There is no problem if the frequency f1 is sufficiently higher than the response speed of the photodetector that detects the laser beam.

【0017】また、本実施形態では、マウント基台1に
形成された半導体レーザ2のレーザストライプ2cと略
平行に振動可能な外部ミラー4をマウント基台1に形成
することにより、半導体レーザ2とのアライメント精度
の向上が容易となり、半導体レーザ装置の動作を安定さ
せることができ、また、半導体レーザ装置の小型化が可
能となる。
In this embodiment, an external mirror 4 that can vibrate substantially parallel to the laser stripe 2c of the semiconductor laser 2 formed on the mount base 1 is formed on the mount base 1, so that the semiconductor laser 2 The alignment accuracy can be easily improved, the operation of the semiconductor laser device can be stabilized, and the size of the semiconductor laser device can be reduced.

【0018】さらに、本実施形態では、半導体レーザ2
の一方の端面2aに近接する位置に外部ミラー4を配置
して振動させるため、レーザ光の波長程度の微小振幅変
調でもスペックルノイズを十分抑制できるレーザ波長変
化が得られる。
Further, in this embodiment, the semiconductor laser 2
Since the external mirror 4 is arranged at a position close to the one end face 2a and vibrated, a laser wavelength change that can sufficiently suppress speckle noise can be obtained even with a minute amplitude modulation of about the wavelength of the laser beam.

【0019】また、本実施形態に係る半導体レーザ装置
は、波長約0.635μmの赤色半導体レーザ、波長約
0.525μmの緑色半導体レーザ、波長約0.47μ
mの青色半導体レーザに対しても適用可能であり、たと
えば、スペックルが実質上見えないフルカラーレーザデ
ィスプレイ装置への適用が可能である。
Further, the semiconductor laser device according to the present embodiment includes a red semiconductor laser having a wavelength of about 0.635 μm, a green semiconductor laser having a wavelength of about 0.525 μm, and a wavelength of about 0.47 μm.
The present invention is also applicable to a blue semiconductor laser of m, for example, to a full-color laser display device in which speckles are not substantially visible.

【0020】第2実施形態 図2は、本発明に係る半導体レーザ装置の他の実施形態
を示す斜視図である。本実施形態に係る半導体レーザ装
置は、図2に示すように、第1実施形態において説明し
た半導体レーザ2および外部ミラー4との組合せが、マ
ウント基台1上に所定の方向に等間隔で集積されてい
る。このような構成とすることにより、各半導体レーザ
2から出射されるレーザ光の間の干渉が低減され、空間
的コヒーレンスが低減される。このため、スペックルノ
イズを一層低減することができる。また、半導体レーザ
2の配列や外部ミラー4の位置および変調方法を最適化
することにより、たとえば、レーザディスプレイ装置の
光源として使用可能なスペックルノイズの低減された高
出力の半導体レーザ装置とすることができる。
Second Embodiment FIG. 2 is a perspective view showing another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention. In the semiconductor laser device according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, a combination of the semiconductor laser 2 and the external mirror 4 described in the first embodiment is integrated on the mount base 1 at regular intervals in a predetermined direction. Have been. With such a configuration, interference between laser beams emitted from the respective semiconductor lasers 2 is reduced, and spatial coherence is reduced. Therefore, speckle noise can be further reduced. Further, by optimizing the arrangement of the semiconductor lasers 2, the position of the external mirror 4, and the modulation method, for example, a high-output semiconductor laser device with reduced speckle noise that can be used as a light source of a laser display device is provided. Can be.

【0021】第3実施形態 図3は、本発明に係る半導体レーザ装置のさらに他の実
施形態を示す斜視図である。本実施形態に係る半導体レ
ーザ装置は、図3に示すように、ストライプ2cの幅の
広いワイドストライプ型の半導体レーザ2がマウント基
台1上に設けられ、また、第1実施形態において説明し
たと同様の外部ミラー4が、マウント基台1上に設置さ
れている。ワイドストライプ型の半導体レーザ2は、レ
ーザ出力が比較的大きいという特徴を有している。各外
部ミラー4は、図示しない振動手段によって、第1およ
び第2実施形態と同様に振動させる。
Third Embodiment FIG. 3 is a perspective view showing still another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention. In the semiconductor laser device according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, a wide stripe type semiconductor laser 2 having a wide stripe 2c is provided on a mount base 1, and as described in the first embodiment. A similar external mirror 4 is installed on the mount base 1. The wide stripe type semiconductor laser 2 has a feature that the laser output is relatively large. Each external mirror 4 is vibrated by a vibration means (not shown) in the same manner as in the first and second embodiments.

【0022】上記構成の半導体レーザ装置では、各外部
ミラー4を振動させながら、半導体レーザ2の端面2a
からのレーザ光を半導体レーザ2の活性層2dに戻すこ
とにより、半導体レーザ2の端面2dから出力されるレ
ーザ光Lの時間的コヒーレンスおよび空間的コヒーレン
スは同時に低減されることになる。この結果、スペック
ルノイズの低減された高出力の半導体レーザ装置とな
る。
In the semiconductor laser device having the above structure, the end face 2a of the semiconductor laser 2 is
Is returned to the active layer 2d of the semiconductor laser 2, the temporal coherence and the spatial coherence of the laser light L output from the end face 2d of the semiconductor laser 2 are simultaneously reduced. As a result, a high-output semiconductor laser device with reduced speckle noise is obtained.

【0023】第4実施形態 図4は、本発明に係る半導体レーザ装置のさらに他の実
施形態における外部ミラー4の駆動方法の他の例を説明
するための図である。本実施形態では、図4に示すよう
に、マウント基台1上に設けられた半導体レーザ2の端
面2aから距離Sの位置に配置された外部ミラー4の静
止位置からそれぞれ異なる振幅A1 およびA2 で振動さ
せる。すなわち、外部ミラー4の振動の中心位置を調整
し、外部ミラー4の振動を静止位置(距離Sの位置)に
関して非対称に行なう。なお、振幅A1 およびA2 は適
宜調整する。
Fourth Embodiment FIG. 4 is a view for explaining another example of a method of driving the external mirror 4 in still another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, different amplitudes A 1 and A from the rest position of the external mirror 4 arranged at a distance S from the end face 2 a of the semiconductor laser 2 provided on the mount base 1. Shake with 2 . That is, the center position of the vibration of the external mirror 4 is adjusted, and the vibration of the external mirror 4 is performed asymmetrically with respect to the rest position (position of the distance S). The amplitudes A 1 and A 2 are appropriately adjusted.

【0024】このような振動を外部ミラー4に与えるこ
とによって、半導体レーザ2の発振波長の変化の中心波
長は、振幅A1 およびA2 に応じて変化することにな
る。このことから、半導体レーザ2の発振波長を調整す
ることができ、レーザ光の色の調整が可能となり、特
に、本実施形態の半導体レーザ装置をディスプレイ装置
に適用した場合に、色調整が可能になる。
By applying such vibration to the external mirror 4, the center wavelength of the change in the oscillation wavelength of the semiconductor laser 2 changes according to the amplitudes A 1 and A 2 . Accordingly, the oscillation wavelength of the semiconductor laser 2 can be adjusted, and the color of the laser light can be adjusted. In particular, when the semiconductor laser device of the present embodiment is applied to a display device, the color adjustment can be performed. Become.

【0025】第5実施形態 図5および図6は、上述した半導体レーザ装置の外部ミ
ラー4を振動させる振動手段の具体的構成例を示す図で
あって、図5は平面図であり、図6は斜視図である。図
5および図6において、マウント基台1上には、半導体
レーザ2と、第1〜第3の電極11,12および13
と、一方面に外部ミラー4が形成された弾性板15と、
ストッパ17とが設けられている。
Fifth Embodiment FIGS. 5 and 6 are views showing a specific configuration example of a vibrating means for vibrating the external mirror 4 of the above-described semiconductor laser device. FIG. 5 is a plan view and FIG. Is a perspective view. 5 and 6, a semiconductor laser 2 and first to third electrodes 11, 12 and 13 are provided on a mount base 1.
An elastic plate 15 having an external mirror 4 formed on one surface;
A stopper 17 is provided.

【0026】弾性板15の半導体レーザ2側の面には、
外部ミラー4が形成されており、弾性板15が弾性変形
することによって、外部ミラー4に振動を与える。弾性
板15は、第1の電極11と第3の電極13とに両端部
が接合されることによって、第1の電極11と第3の電
極13との間で保持されており、半導体レーザ2の一方
端面2aに略平行に配置されている。弾性板15の半導
体レーザ2の反対側方には、第2の電極12が所定の距
離をおいて配置されている。弾性板15は、たとえば、
ポリシリコンから形成することができる。弾性板15の
復元力は、弾性板15を構成する材料のヤング率および
弾性板15の形状から決定することができる。
On the surface of the elastic plate 15 on the semiconductor laser 2 side,
The external mirror 4 is formed, and the elastic plate 15 elastically deforms to give vibration to the external mirror 4. The elastic plate 15 is held between the first electrode 11 and the third electrode 13 by joining both ends to the first electrode 11 and the third electrode 13. Are arranged substantially parallel to one end surface 2a. On the opposite side of the elastic plate 15 to the semiconductor laser 2, a second electrode 12 is arranged at a predetermined distance. The elastic plate 15 is, for example,
It can be formed from polysilicon. The restoring force of the elastic plate 15 can be determined from the Young's modulus of the material forming the elastic plate 15 and the shape of the elastic plate 15.

【0027】弾性板15と第2の電極12との間には、
ピン状のストッパ17が弾性板15から所定の距離をお
いて設けられている。このストッパ17は、弾性板15
が第2の電極12側に弾性変形したときに、弾性板15
と当接し、弾性板15の変形量を規制し、弾性板15が
第2の電極12と接触するのを防止する役割を果たす。
Between the elastic plate 15 and the second electrode 12,
A pin-shaped stopper 17 is provided at a predetermined distance from the elastic plate 15. The stopper 17 is connected to the elastic plate 15
Is elastically deformed toward the second electrode 12, the elastic plate 15
And serves to regulate the amount of deformation of the elastic plate 15 and prevent the elastic plate 15 from contacting the second electrode 12.

【0028】上記の構成の半導体レーザ装置では、第1
の電極11および第3の電極13と第2の電極12との
間に電圧を印加すると、弾性板15と第2の電極12と
の間には静電力が発生する。弾性板15と第2の電極1
2との間に静電力が発生すると、弾性板15は第2の電
極12側に引き付けられ、弾性板15は第2の電極12
側にたわむ。これによって、外部ミラー4と半導体レー
ザ2の端面2aとの距離は変化する。
In the semiconductor laser device having the above configuration, the first
When a voltage is applied between the third electrode 13 and the second electrode 12, an electrostatic force is generated between the elastic plate 15 and the second electrode 12. Elastic plate 15 and second electrode 1
When an electrostatic force is generated between the second electrode 12 and the second electrode 12, the elastic plate 15 is attracted to the second electrode 12 side.
Fold to the side. As a result, the distance between the external mirror 4 and the end face 2a of the semiconductor laser 2 changes.

【0029】第1の電極11および第3の電極13と第
2の電極12との間に印加する電圧が大きくなるにした
がって、弾性板15が第2の電極12側に引き付けられ
る力(静電力)は大きくなり、弾性板15の変形は大き
くなり、外部ミラー4の変位も大きくなる。弾性板15
の変形がある大きさになると、弾性板15はストッパ1
7に当接し、変形が規制されて弾性板15と第2の電極
12が電気的に短絡することが防止される。
As the voltage applied between the first electrode 11, the third electrode 13, and the second electrode 12 increases, the force (the electrostatic force) by which the elastic plate 15 is attracted to the second electrode 12 side ) Increases, the deformation of the elastic plate 15 increases, and the displacement of the external mirror 4 also increases. Elastic plate 15
When the elastic plate 15 reaches a certain size, the elastic plate 15
7, the elastic plate 15 and the second electrode 12 are prevented from being electrically short-circuited.

【0030】弾性板15を振動させるには、弾性板15
の有する力学的な共振周波数を利用する。すなわち、第
1の電極11および第3の電極13と第2の電極12と
の間に印加する電圧の周波数を弾性板15の有する力学
的な共振周波数と略一致させることによって、弾性板1
5は自励的に振動する。弾性板15の共振周波数は、弾
性板15の実効的なバネ定数および質量から求めること
ができる。たとえば、弾性板15の材質をポリシリコ
ン、長さ300μm、幅5μm、高さ10μmとした場
合には、共振周波数は約200kHzとなる。したがっ
て、第1の電極11および第3の電極13と第2の電極
12との間に印加する電圧の周波数を200kHz程度
とすれば、外部ミラー4を200kHzの周波数で振動
させることができる。また、外部ミラー4の振動振幅
は、印加電圧の大きさによって調整することができる。
To vibrate the elastic plate 15, the elastic plate 15
Utilizing the mechanical resonance frequency of That is, by making the frequency of the voltage applied between the first electrode 11 and the third electrode 13 and the second electrode 12 substantially coincide with the mechanical resonance frequency of the elastic plate 15,
5 vibrates autonomously. The resonance frequency of the elastic plate 15 can be obtained from the effective spring constant and the mass of the elastic plate 15. For example, when the material of the elastic plate 15 is polysilicon, 300 μm in length, 5 μm in width, and 10 μm in height, the resonance frequency is about 200 kHz. Therefore, if the frequency of the voltage applied between the first electrode 11, the third electrode 13, and the second electrode 12 is about 200 kHz, the external mirror 4 can be vibrated at a frequency of 200 kHz. Further, the vibration amplitude of the external mirror 4 can be adjusted by the magnitude of the applied voltage.

【0031】以上のように、本実施形態によれば、弾性
板15の形状を適宜変更すれば、任意の周波数および振
幅で外部ミラー4を振動させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the external mirror 4 can be vibrated at an arbitrary frequency and amplitude by appropriately changing the shape of the elastic plate 15.

【0032】図7および図8は、上述した半導体レーザ
装置の外部ミラー4を振動させる振動手段の他の具体的
構成例を示す図であって、図7は平面図であり、図8は
斜視図である。図7および図8において、マウント基台
1上には、半導体レーザ2と、第1〜第3の電極21〜
23と、一端部にミラー4が形成された弾性板25と、
弾性板25を間に挟む状態で設けられた2つのストッパ
27とが設けられている。
FIGS. 7 and 8 are diagrams showing another specific configuration example of the vibrating means for vibrating the external mirror 4 of the semiconductor laser device described above. FIG. 7 is a plan view, and FIG. 8 is a perspective view. FIG. 7 and 8, a semiconductor laser 2 and first to third electrodes 21 to 21 are mounted on a mount base 1.
23, an elastic plate 25 having a mirror 4 formed at one end,
Two stoppers 27 are provided with the elastic plate 25 interposed therebetween.

【0033】弾性板25の一端部25aは屈曲されてお
り、この一端部25aが半導体レーザ2の端面2aに略
平行になるように配置されている。弾性板25の一端部
25aの半導体レーザ2側の面には、外部ミラー4が形
成されている。弾性板25の他端部は、第2の電極22
に接合され、弾性板25は第2の電極22に保持されて
いる。
The one end 25 a of the elastic plate 25 is bent, and the one end 25 a is arranged so as to be substantially parallel to the end face 2 a of the semiconductor laser 2. An external mirror 4 is formed on a surface of one end 25a of the elastic plate 25 on the semiconductor laser 2 side. The other end of the elastic plate 25 is connected to the second electrode 22.
And the elastic plate 25 is held by the second electrode 22.

【0034】2つのストッパ27は、弾性板25の両側
面に所定の距離をおいて配置されている。2つのストッ
パ27は、弾性板25の弾性変形によって、弾性板25
が第1および第3の電極21,23と電気的に短絡する
のを防止するために設けられている。
The two stoppers 27 are arranged on both sides of the elastic plate 25 at a predetermined distance. The two stoppers 27 are moved by the elastic deformation of the elastic plate 25.
Is provided to prevent an electrical short circuit with the first and third electrodes 21 and 23.

【0035】上記の構成の半導体レーザ装置では、第1
の電極21と第2の電極22との間に電圧を印加する
と、弾性板25と第1の電極21との間には静電力が発
生する。これによって、弾性板25は片持ち梁状態にあ
るためたわむ。したがって、第1の電極21と第2の電
極22との間に、弾性板25の有する共振周波数に略等
しい周波数の電圧を印加すると、弾性板25は自励的に
振動し、弾性板25の一端部25aに形成した外部ミラ
ー4は振動する。本実施形態の場合にも、弾性板15の
共振周波数は、弾性板15の実効的なバネ定数および質
量から求めることができる。たとえば、弾性板25の材
質をポリシリコン、長さ150μm、幅5μm、高さ1
0μmとした場合には、共振周波数は約200kHzと
なる。
In the semiconductor laser device having the above configuration, the first
When a voltage is applied between the first electrode 21 and the second electrode 22, an electrostatic force is generated between the elastic plate 25 and the first electrode 21. This causes the elastic plate 25 to bend because it is in a cantilever state. Therefore, when a voltage having a frequency substantially equal to the resonance frequency of the elastic plate 25 is applied between the first electrode 21 and the second electrode 22, the elastic plate 25 vibrates self-excitingly and the elastic plate 25 The external mirror 4 formed at one end 25a vibrates. Also in the case of the present embodiment, the resonance frequency of the elastic plate 15 can be obtained from the effective spring constant and the mass of the elastic plate 15. For example, the material of the elastic plate 25 is polysilicon, a length of 150 μm, a width of 5 μm, and a height of 1.
When it is set to 0 μm, the resonance frequency is about 200 kHz.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、スペックルノイズを大
幅に低減することができ、たとえば、ディスプレイ装置
や種々の光計測装置に好適な半導体レーザ装置が得られ
る。また、本発明によれば、同一の基台上に半導体レー
ザおよび外部ミラーを設けるため、組立が容易であり、
小型化でき、動作の安定した半導体レーザ装置が得られ
る。また、外部ミラーの振動周波数を非常に高くするこ
とができる。また、外部ミラーを超音波トランスデュー
サを使用しないで、弾性板および電極によって駆動する
ことから、半導体レーザ装置のサイズを小さくすること
ができる。
According to the present invention, speckle noise can be greatly reduced, and for example, a semiconductor laser device suitable for a display device or various optical measuring devices can be obtained. According to the present invention, since the semiconductor laser and the external mirror are provided on the same base, assembly is easy,
A semiconductor laser device which can be downsized and has stable operation can be obtained. Further, the vibration frequency of the external mirror can be made very high. Further, since the external mirror is driven by the elastic plate and the electrode without using the ultrasonic transducer, the size of the semiconductor laser device can be reduced.

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

【図1】本発明の半導体レーザ装置の一実施形態を示す
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of a semiconductor laser device of the present invention.

【図2】本発明に係る半導体レーザ装置の他の実施形態
を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図3】本発明に係る半導体レーザ装置のさらに他の実
施形態を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing still another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図4】本発明に係る半導体レーザ装置のさらに他の実
施形態における外部ミラー4の駆動方法の他の例を説明
するための図である。
FIG. 4 is a view for explaining another example of a driving method of the external mirror 4 in still another embodiment of the semiconductor laser device according to the present invention.

【図5】本実施形態に係る半導体レーザ装置の外部ミラ
ーを振動させる振動手段の具体的構成例を示す平面図で
ある。
FIG. 5 is a plan view illustrating a specific configuration example of a vibration unit that vibrates an external mirror of the semiconductor laser device according to the embodiment.

【図6】図5に示す半導体レーザ装置の斜視図である。6 is a perspective view of the semiconductor laser device shown in FIG.

【図7】本実施形態に係る半導体レーザ装置の外部ミラ
ーを振動させる振動手段の他の具体的構成例を示す平面
図である。
FIG. 7 is a plan view illustrating another specific configuration example of the vibration unit that vibrates the external mirror of the semiconductor laser device according to the embodiment.

【図8】図7に示す半導体レーザ装置の斜視図である。8 is a perspective view of the semiconductor laser device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…マウント基台、2…半導体レーザ、4…外部ミラ
ー、11,12,13,…電極、15…弾性板、17…
ストッパ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mount base, 2 ... Semiconductor laser, 4 ... External mirror, 11, 12, 13, ... Electrode, 15 ... Elastic plate, 17 ...
Stopper.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基台上に一体に形成された二つの共振器端
面を有する半導体レーザと、 前記半導体レーザの一方端面から所定の距離離間した前
記基台上の所定の位置に設けられた、前記半導体レーザ
の一方の端面と略平行な反射面を有する少なくとも一の
外部ミラーと、 前記外部ミラーを前記半導体レーザの共振器長方向に略
平行な方向に所定の周波数で振動させる振動手段とを有
する半導体レーザ装置。
A semiconductor laser having two resonator end faces integrally formed on a base; and a semiconductor laser provided at a predetermined position on the base spaced a predetermined distance from one end face of the semiconductor laser. At least one external mirror having a reflection surface substantially parallel to one end face of the semiconductor laser, and a vibration means for vibrating the external mirror at a predetermined frequency in a direction substantially parallel to a cavity length direction of the semiconductor laser. Semiconductor laser device.
【請求項2】前記半導体レーザは、ワイドストライプ型
の半導体レーザであり、 複数の前記外部ミラーが前記半導体レーザの一方の端面
に所定の距離離間して配置されている請求項1に記載の
半導体レーザ装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor laser is a wide stripe type semiconductor laser, and said plurality of external mirrors are arranged at one end face of said semiconductor laser at a predetermined distance. Laser device.
【請求項3】前記基台上に二以上の半導体レーザと外部
ミラーとの組合せを備えた請求項1に記載の半導体レー
ザ装置。
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein a combination of two or more semiconductor lasers and an external mirror is provided on said base.
【請求項4】前記振動手段による振動の振幅は、レーザ
の有する波長の約半分である請求項1に記載の半導体レ
ーザ装置。
4. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the amplitude of the vibration by said vibration means is about half the wavelength of the laser.
【請求項5】前記振動手段は、外部ミラーの振動周波数
を100kHz以上とすることが可能である請求項1に
記載の半導体レーザ装置。
5. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein said oscillating means can set an oscillating frequency of an external mirror to 100 kHz or more.
【請求項6】前記振動手段は、外部ミラーの振動の中心
位置を変更可能である請求項1に記載の半導体レーザ装
置。
6. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein said vibration means is capable of changing a center position of vibration of an external mirror.
【請求項7】前記振動手段は、前記外部ミラーを設けた
弾性板と、 前記弾性板に静電気力によって所定周期の弾性変形を生
じさせる静電気手段とを有する請求項1に記載の半導体
レーザ装置。
7. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein said vibrating means has an elastic plate provided with said external mirror, and electrostatic means for causing said elastic plate to undergo elastic deformation of a predetermined period by an electrostatic force.
【請求項8】前記静電気手段は、前記弾性板の両端部を
それぞれ支持する第1および第2の電極と、 前記前記弾性板の中央部付近に対向配置された第3の電
極とを有し、 前記第1および第2の電極と前記第3の電極との間に所
定の周波数の電圧を印加することにより前記弾性板を振
動させる請求項7に記載の半導体レーザ装置。
8. The electrostatic means has first and second electrodes for supporting both ends of the elastic plate, respectively, and a third electrode disposed near a central portion of the elastic plate. The semiconductor laser device according to claim 7, wherein the elastic plate is vibrated by applying a voltage having a predetermined frequency between the first and second electrodes and the third electrode.
【請求項9】前記静電気手段は、前記弾性板の一端部を
支持する第1の電極と、 前記前記弾性板の少なくとも一方面側に対向配置された
第2の電極とを有し、 前記第1および第2の電極間に所定の周波数の電圧を印
加することにより前記弾性板を振動させる請求項7に記
載の半導体レーザ装置。
9. The electrostatic means has a first electrode that supports one end of the elastic plate, and a second electrode that is disposed to face at least one surface of the elastic plate. The semiconductor laser device according to claim 7, wherein the elastic plate is vibrated by applying a voltage having a predetermined frequency between the first and second electrodes.
【請求項10】前記静電気手段は、前記弾性板の有する
共振周波数と略一致する周期の弾性変形を生じさせる請
求項7に記載の半導体レーザ装置。
10. The semiconductor laser device according to claim 7, wherein said electrostatic means causes elastic deformation of a cycle substantially coincident with a resonance frequency of said elastic plate.
【請求項11】前記弾性板は、ポリシリコンから形成さ
れる請求項7に記載の半導体レーザ装置。
11. The semiconductor laser device according to claim 7, wherein said elastic plate is formed of polysilicon.
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