JPH11274650A

JPH11274650A - 半導体レーザおよびそれを用いた光送信モジュール

Info

Publication number: JPH11274650A
Application number: JP7902098A
Authority: JP
Inventors: Shohei Yumita; 昌平弓田; Hideyuki Nagao; 英幸長尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】放射光の漏出による危険が低コストで防止で
き、面発光型のレーザダイオードの駆動電流の制御が可
能な半導体レーザを得ることを目的とする。【解決手段】レーザ光を照射するレーザダイオード１
と、レーザダイオード１の主放射方向に配置され、主放
射光１２の一部を遮断してこれを受光し、レーザ光を電
流に変換してレーザダイオード１の発光状態をモニター
するフォトダイオード２と、ステム７と協働してレーザ
ダイオード１およびフォトダイオード２を気密封止する
とともに、レーザダイオード１から照射されてフォトダ
イオード２に遮断されなかった主放射光１２を外方へ透
過させるガラス窓８が設けられた金属キャップ６とを有
する半導体レーザとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル光通信に
おいて使用される半導体レーザおよび光送信モジュール
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に端面型レーザと呼ばれるＣ
Ｄ型の半導体レーザは、データの読み出し用としてのみ
ならず、その低コスト性から短距離光通信等でも用いら
れている。

【０００３】ここで、従来のＣＤ型の半導体レーザにつ
いて説明する。図１１は従来のＣＤ型の半導体レーザの
構造を示す断面図である。

【０００４】図１１に示す半導体レーザは、ＬＤリード
９、コモンリード１０およびＰＤリード１１の３本のリ
ードが取り付けられたステム７を有している。このステ
ム７のリード９，１０，２２と反対側には、相互に反対
の２方向にレーザ光を照射する端面発光型のレーザダイ
オード１とフォトダイオード２とが設けられている。レ
ーザダイオード１はステム７に取り付けられたＬＤサブ
マウント３の壁面に、フォトダイオード２は同じくステ
ム７に取り付けられたＰＤサブマウント４にそれぞれ搭
載されている。そして、フォトダイオード２はレーザダ
イオード１から発光されたレーザ光が入射する位置に配
置されている。なお、ＬＤサブマウント３には、レーザ
ダイオード１で発生した熱を放出するためのヒートシン
ク５が接続されている。

【０００５】ステム７には、レーザダイオード１および
フォトダイオード２を気密封止する金属キャップ６が取
り付けられている。この金属キャップ６の開口部には、
レーザダイオード１から発光されたレーザ光を透過させ
るガラス窓８がはめ込まれている。

【０００６】このような半導体レーザによれば、ＬＤリ
ード９にしきい値電流を越える駆動電流が流されると、
レーザダイオード１は発振状態となり駆動電流に応じた
一定の光量で発光する。発光パターンは楕円状に広がり
を持っており、レーザ光はレーザダイオード１の両端面
から２方向へ放射される。そして、一方の主放射光１２
は、ガラス窓８を通して半導体レーザの外部へ放射され
レーザ光として諸目的に用いられる。また、他方の副放
射光１３は、ステム７上にマウントされたフォトダイオ
ード２へ放射され、これによりフォトダイオード２の光
−電流変換性により発光の度合に比例した電流値がモニ
ター電流としてＰＤリード１１を通して出力される。

【０００７】レーザダイオード１は、発振開始を行うし
きい値電流が温度により変動するという特性を持ってい
るため、一定の駆動電流で駆動した場合には、温度によ
り光出力が変化してしまう。そこで、このようにフォト
ダイオード２からのモニター電流値を検出し、その電流
値に応じてレーザダイオード１に流す駆動電流を制御す
ることにより、レーザダイオード１の発光量を一定にし
ている。

【０００８】次に、このような半導体レーザを使用した
従来の光送信モジュールについて説明する。ここで、図
１２は図１１の半導体レーザを使用した従来の光送信モ
ジュールの構造を示す断面図である。

【０００９】図１２に示すように、金属キャップ６を包
囲するようにしてレンズホルダ１４がステム７に取り付
けられている。レンズホルダ１４にはガラス窓８を透過
したレーザダイオード１からのレーザ光を集光するレン
ズ１５が設けられている。このレンズ１５の外側表面に
は、外部へ放射されるレーザ光の出力を減衰する減衰膜
１５がコーティングされている。

【００１０】レンズホルダ１４には光ファイバ（図示せ
ず）が着脱可能に取り付けられるフェルールホルダ１６
が固定されている。そして、前記したレンズ１５で集光
されたレーザ光は光ファイバの端面中心部において焦点
を結ぶ。

【００１１】そして、このような光送信モジュールで
は、レンズホルダ１４とステム７、およびフェルールホ
ルダ１６とレンズホルダ１４は、光学的位置が調整され
た後、それぞれ溶接により固定される。

【００１２】このような光送信モジュールによれば、送
信されるべき信号列がシステム回路（図示せず）から半
導体レーザのＬＤリード９に駆動電流として流される
と、レーザダイオード１は駆動電流に応じた主放射光１
２を放射する。一方、光出力の発光量検出は、半導体レ
ーザ内部のフォトダイオード２により副放射光１２の照
射を検出することにより行われる。光出力のうち、主放
射光１２はレンズ１５でフェルールホルダ１６の軸中心
部に集光され、フェルールホルダ１６に挿入される光フ
ァイバに光結合して光データとして送信される。

【００１３】そして、光ファイバがフェルールホルダ１
６から抜かれた状態においては、レーザ光が人の眼に照
射されたとしても安全なように、フェルールホルダ１６
外へ放射される光出力がある一定値を越えないレベルに
駆動電流の調整がなされている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
ダイオード１は、ある程度駆動電流を流さなければ電流
−光変換特性におけるパルスの立ち上がり特性が遅くな
り、また十分な信号対ノイズ比が得られずに高速な光伝
送ができなくなる。そこで、前述のように、レンズ１５
の外側表面に減衰膜１８をコーティングしてフェルール
ホルダ１６から外へ放射されるレーザ光の光出力を目に
安全なレベルまで減衰するようにし、一方でレーザダイ
オード１の駆動電流は高速な駆動特性が可能なレベルま
で流すことで高速な光送信を実現している。

【００１５】このように、前述した従来のＣＤ型の半導
体レーザにおいては、レーザダイオード１から放射され
るレーザ光の光量それ自体を減衰する機能を有していな
いため、レーザダイオード１から放射される必要以上の
全ての放射光量がガラス窓８の外へ放射される。そのた
め、このような半導体レーザを用いた光送信モジュール
においては、光ファイバを取り外した時にレーザダイオ
ード１からの主放射光１２が光送信モジュールの外部に
放射されて安全性が阻害されることのないように、レン
ズ１５に高価な減衰膜１８をコーティングしなければな
らず、製品コストが上昇してしまう。

【００１６】また、低電流で発振するために消費電力が
非常に小さいという特徴をもつ面発光型のレーザダイオ
ードにおいては、その構造上主放射光のみを放射し、副
放射光を持っていない。従って、光量を検出するフォト
ダイオード２を配置することが困難であるために、面発
光型のレーザダイオードでは、駆動電流の制御を行うこ
となしに使用されているのが一般的である。

【００１７】そこで、本発明は、放射光の漏出による危
険を低コストで防止することのできる半導体レーザおよ
びそれを用いた光送信モジュールを提供することを目的
とする。

【００１８】また、本発明は、面発光型のレーザダイオ
ードの駆動電流の制御を行うことができる半導体レーザ
およびそれを用いた光送信モジュールを提供することを
目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の半導体レーザは、レーザ光を照射するレー
ザダイオードと、レーザダイオードの主放射方向に配置
され、主放射光の一部を遮断してこれを受光し、レーザ
光を電流に変換してレーザダイオードの発光状態をモニ
ターするフォトダイオードと、基板と協働してレーザダ
イオードおよびフォトダイオードを気密封止するととも
に、レーザダイオードから照射されてフォトダイオード
に遮断されなかった主放射光を外方へ透過させるガラス
窓が設けられた封止体とを有する構成としたものであ
る。

【００２０】これにより、フォトダイオードによりレー
ザダイオードからの放射光の一部が遮断されるので、放
射光が許容レベル以上に漏出する危険を低コストで防止
することが可能になる。また、副放射光を持たない面発
光型のレーザダイオードの発光量がフォトダイオードに
より検出できるので、面発光型のレーザダイオードの駆
動電流の制御を行うことが可能になる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、レーザ光を照射するレーザダイオードと、レーザダ
イオードの主放射方向に配置され、主放射光の一部を遮
断してこれを受光し、レーザ光を電流に変換してレーザ
ダイオードの発光状態をモニターするフォトダイオード
と、基板と協働してレーザダイオードおよびフォトダイ
オードを気密封止するとともに、レーザダイオードから
照射されてフォトダイオードに遮断されなかった主放射
光を外方へ透過させるガラス窓が設けられた封止体とを
有する半導体レーザであり、フォトダイオードによりレ
ーザダイオードからの放射光の一部が遮断され、放射光
が許容レベル以上に漏出する危険を低コストで防止する
ことが可能になるという作用を有する。また、副放射光
を持たない面発光型のレーザダイオードの発光量がフォ
トダイオードにより検出できるので、面発光型のレーザ
ダイオードの駆動電流の制御を行うことが可能になると
いう作用を有する。

【００２２】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、フォトダイオードは、レーザダ
イオードの主放射光の光軸と垂直な面に対して傾斜して
配置されている半導体レーザであり、フォトダイオード
に照射される光の一部が反射光としてレーザダイオード
へ戻ることが防止されるという作用を有する。

【００２３】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１または２記載の発明において、レーザダイオードは、
基板に取り付けられてレーザダイオードから照射された
副放射光の光軸に対して傾斜して形成された傾斜面を有
するＬＤサブマウントに固定されている半導体レーザで
あり、反射光は外方に向かいレーザダイオードへは戻ら
ないので、レーザ発振に悪影響を及ぼすことがなくなる
という作用を有する。

【００２４】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１、２または３記載の発明において、傾斜面は黒色とさ
れている半導体レーザであり、レーザダイオードの副放
射光が吸収されて反射が防止されるという作用を有す
る。

【００２５】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１、２、３または４記載の発明において、フォトダイオ
ードは、レーザダイオードから照射された主放射光の光
軸を対称軸として２個配置されている半導体レーザであ
り、外部へ放射される主放射光は放射角度が狭い光とな
るとともに、垂直方向の放射角が左右でバランスされる
ので、光量を効率良く制限することができるという作用
を有する。また、フォトダイオードによるレーザダイオ
ードの発光量の検出感度が２倍となるので、検出効率が
高まるという作用を有する。

【００２６】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１、２、３、４または５記載の発明において、フォトダ
イオードは、レーザダイオードから照射された主放射光
の光軸を含んだ一部が通過する貫通孔を有するリング状
に形成されている半導体レーザであり、放射される主放
射光のうち高角度で放射される高次光がリング状のフォ
トダイオードに照射されて遮断されるので、外部へ放射
される主放射光の実質的な放射角が狭くなって光学的な
結合効率が高くなるという作用を有する。

【００２７】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
１、２、３、４、５または６記載の半導体レーザに取り
付けられ、ガラス窓を透過したレーザダイオードからの
レーザ光を集光するレンズが設けられたレンズホルダ
と、このレンズホルダに固定され、レンズで集光された
レーザ光を受光する光ファイバが取り付けられるフェル
ールホルダとを有する光送信モジュールであり、放射光
が許容レベル以上に漏出する危険を低コストで防止する
ことが可能になり、面発光型のレーザダイオードの駆動
電流の制御を行うことが可能になるという作用を有す
る。

【００２８】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図１０を用いて説明する。なお、これらの図面にお
いて同一の部材には同一の符号を付しており、また、重
複した説明は省略されている。

【００２９】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１による半導体レーザを示す断面図、図２は図１の半
導体レーザに設置されたレーザダイオードの発光状態を
示す説明図、図３は図２のレーザダイオードから照射さ
れる主放射光のＡ−Ａ′断面での強度分布を示す説明
図、図４は図１の半導体レーザが用いられた光送信モジ
ュールを示す断面図、図５は本実施の形態１における変
形例である半導体レーザに設置されたレーザダイオード
の発光状態を示す説明図、図６は図５のレーザダイオー
ドから照射される主放射光のＢ−Ｂ′断面での強度分布
を示す説明図である。

【００３０】図１に示す半導体レーザは、ＬＤリード
９、コモンリード１０およびＰＤリード１１の３本のリ
ードが取り付けられたステム（基板）７を有している。
このステム７のリード９，１０，２２と反対側には、相
互に反対の２方向にレーザ光を照射する端面発光型のレ
ーザダイオード１とフォトダイオード２とが設けられて
いる。なお、レーザダイオードには面発光型のものを用
いることもできる。

【００３１】ここで、レーザダイオード１はステム７に
取り付けられたＬＤサブマウント３の壁面に、フォトダ
イオード２はこのＬＤサブマウント３に取り付けられた
ＰＤサブマウント４にそれぞれ搭載されている。そし
て、フォトダイオード２は、レーザダイオード１から照
射された主放射光１２の光軸中心からオフセットした位
置に、このレーザダイオード１の主放射光１２の光軸と
垂直な面に対して所定の角度で傾斜して配置されてい
る。図２に示すように、フォトダイオード２は円形の受
光面を有しており、四角形のＰＤサブマウント４上にマ
ウントされている。

【００３２】ＬＤサブマウント３には、レーザダイオー
ド１で発生した熱を放出するためのヒートシンク５が取
り付けられている。また、ＬＤサブマウント３には、レ
ーザダイオードの副放射光１３のを外方に反射するため
の傾斜面が形成されている。さらに、この傾斜面には黒
色の塗料が塗布されている。なお、傾斜面は黒色であれ
ばよく、必ずしも塗料の塗布により黒色とされていなく
てもよい。

【００３３】ステム７には、レーザダイオード１および
フォトダイオード２を気密封止して酸化を防止するため
の金属キャップ（封止体）６が取り付けられている。こ
の金属キャップ６の開口部には、レーザダイオード１か
ら照射された主放射光１３を透過させるガラス窓８がは
め込まれている。

【００３４】このような半導体レーザによれば、ＬＤリ
ード９に駆動電流が流されると、駆動電流に応じてレー
ザダイオード１から２つの方向へ光が放射される。そし
て、主放射光１２はガラス窓８側へ、副放射光１３はス
テム７側へ放射される。

【００３５】前述のように、フォトダイオード２は、レ
ーザダイオード１の主放射光１２の光軸中心からオフセ
ットした位置に配置されているので、レーザダイオード
１から楕円状に放射される主放射光１２の片側部分の大
半がフォトダイオード２により遮断される。また、フォ
トダイオード２はレーザダイオード１の主放射光１２の
光軸方向に垂直な面に対して傾斜して配置されているの
で、フォトダイオード２に照射される光の一部が反射光
としてレーザダイオード１へ戻ることが防止される。

【００３６】レーザダイオード１からの主放射光１２
は、光軸中心部分が最も光強度が高く周辺部分では低く
なっており、垂直方向に約４０度、水平方向に約１０度
程度の角度で放射される。そして、高角度で放射される
垂直方向の放射光の片側部分がフォトダイオード２に照
射されると、フォトダイオード２の光−電流変換により
モニター電流としてＰＤリード１１より取り出される。
また、フォトダイオード２やＰＤサブマウント４で遮断
されない部分の主放射光１２は、ガラス窓８を通して半
導体レーザの外部へ放出される。

【００３７】ここで、本実施の形態におけるレーザダイ
オード１から照射される主放射光１２の強度分布を図３
に示す。図３において、斜線を施した部分がフォトダイ
オード２およびＰＤサブマウント４により遮光された部
分である。

【００３８】図３からわかるように、レーザダイオード
１の放出光量は主放射光１２を遮断するフォトダイオー
ド２やＰＤサブマウント４の大きさ、さらにレーザダイ
オード１からの距離および光軸中心からのオフセット位
置を調節することにより制御することが可能である。

【００３９】このように、本実施の形態によれば、レー
ザダイオード１から放射される主放射光１２の一部をフ
ォトダイオード２へ照射しているので、フォトダイオー
ド２により発光量の検出を行うことが可能になると同時
に、ガラス窓８を通して外部へ放射される主放射光１２
の光量を低コストで制限することが可能になる。

【００４０】また、図３に示すように、高角度で放射さ
れる主放射光１２の片側部分を遮断するため、実質的な
放射角が狭くなって光学的な結合効率が高くなる。

【００４１】なお、フォトダイオード２の形状は、円形
のみならず四角形あるいは楕円形状などでも良いことは
言うまでもない。そして、フォトダイオード２のＰＤサ
ブマウント４に対する占有面積が増加すればフォトダイ
オード２に照射される光量が増すので、光量の検出効率
が向上する。

【００４２】ここで、レーザダイオード１の副放射光１
３はステム７側へ放射されるが、前述のように、ＬＤサ
ブマウント３には傾斜面が形成されているので、反射光
は外方に向かいレーザダイオード１へは戻らないので、
レーザ発振に悪影響を及ぼすことはない。また、ＬＤサ
ブマウント３の傾斜面には黒い塗料が塗布されているの
で、レーザダイオード１の副放射光１３が吸収されて反
射が防止される。

【００４３】このような半導体レーザが用いられた光送
信モジュールを図４に示す。図４に示すように、金属キ
ャップ６を包囲するようにしてレンズホルダ１４がステ
ム７に取り付けられている。レンズホルダ１４にはガラ
ス窓８を透過したレーザダイオード１からのレーザ光を
集光するレンズ１５が設けられている。このレンズホル
ダ１４には、光ファイバ（図示せず）が着脱可能に取り
付けられるフェルールホルダ１６が固定されている。そ
して、前記したレンズ１５で集光されたレーザ光は光フ
ァイバの端面中心部において焦点を結ぶ。

【００４４】このような光送信モジュールによれば、送
信されるべき信号列がシステム回路（図示せず）から半
導体レーザのＬＤリード９に駆動電流として流される
と、端面発光型のレーザダイオード１は駆動電流に応じ
たパルス状のレーザ光をガラス窓８を通して放射する。

【００４５】ここで、レーザダイオード１の主放射光１
２の一部は、レーザダイオード１とガラス窓８との間に
オフセット配置されたフォトダイオード２に照射され、
光強度の平均値として検出されて電流値へと変換され、
放射光量を一定に保つようにレーザダイオード１の駆動
電流が制御される。また、フォトダイオード２およびＰ
Ｄサブマウント４で遮断されない部分の主放射光１２
は、ガラス窓８の外へと放射される。そして、レンズ１
５でフェルールホルダ１６の中心部に集光され、フェル
ールホルダ１６に挿入された光ファイバに光結合されて
光送信データとして送信される。

【００４６】なお、光ファイバは中心部分が最も高い屈
折率分布を有するために、高屈折率で入射する主放射光
１２は光ファイバとの光結合には寄与しない。したがっ
て、このような主放射光１２をフォトダイオード２およ
びＰＤサブマウント４で遮断しても何ら問題はなく、む
しろ結合の効率が上がることになる。

【００４７】光ファイバは挿抜可能となっているため、
この光ファイバがフェルールホルダ１４から抜かれた状
態においては、レーザダイオード１からの放射光がフェ
ルールホルダ１４の開口部より外部へ放射されることに
なる。このような場合を想定し、レーザ光が人の眼にさ
らされたとしても安全なレベルである許容放射光量レベ
ルが厳密に安全規格値として定められている。したがっ
て、レーザダイオード１の放射光量がこのレベルを越え
ないように駆動電流を制限して発光量を抑え、外部へ放
射する光量を低減する必要がある。

【００４８】しかし、半導体レーザはある一定の駆動電
流を流さなければ、電流−光変換特性におけるパルスの
立ち上がり特性が遅くなり高速な光伝送ができないばか
りか、送信光におけるノイズ成分が増大し十分な信号対
ノイズ比が得られなくなる。

【００４９】そこで、本実施の形態における光送信モジ
ュールでは、フォトダイオード２およびＰＤサブマウン
ト４で主放射光１２の一部を遮断して光量制限を行うよ
うにしているので、フェルールホルダ１４の外へ放射さ
れるレーザ光の光量を眼に安全なレベルに保ちつつ、一
方で半導体レーザの駆動電流を高速な光伝送が可能なレ
ベルまで流してより高速の光通信を実現することが可能
となる。

【００５０】具体的には、フォトダイオード２に４０％
の光出力が照射されて遮断されたとすると、残りの６０
％が半導体レーザの外部へ放出されることになる。した
がって、外部へ放射されるレーザ光の光量が安全許容レ
ベルであっても、レーザダイオード１の発光量を約１．
６７倍にすることができる。

【００５１】このように、本実施の形態の光送信モジュ
ールによれば、何ら高価な部材を用いることなく、レー
ザダイオード１の発光量を高めることにより信号対ノイ
ズ比が改善され、送信光の品質の向上を図ることができ
る。

【００５２】ここで、フォトダイオード２とＰＤサブマ
ウント４で遮断される主放射光量は５０％以下に設定す
るのが望ましい。そのため、さらに放射光量を減衰する
必要が発生することがある。このような場合には、図５
に示すように、レーザダイオード１から照射された主放
射光１２の光軸を中心として対称な位置に２個のフォト
ダイオードを配置するようにすると良い。

【００５３】このようにすれば、ガラス窓８の外へ放射
される主放射光１２は放射角度が狭い光となり、また、
図６に示すように、垂直方向の放射角が左右でバランス
されるので、光量を効率良く制限することができる。ま
た、フォトダイオード２を２個設置することにより、レ
ーザダイオード１の発光量の検出感度も２倍となるの
で、検出効率が高まる。

【００５４】なお、本実施の形態における半導体レーザ
を光通信等の分野で使用する場合、高角度で放射される
光は光ファイバへの光結合においてはほとんど寄与しな
いため、このように２個のフォトダイオード２およびＰ
Ｄサブマウント４で主放射光１２を遮断しても全く問題
はない。

【００５５】（実施の形態２）図７は本発明の実施の形
態２による半導体レーザを示す断面図、図８は図７の半
導体レーザに設置されたレーザダイオードの発光状態を
示す説明図、図９は図８のレーザダイオードから照射さ
れる主放射光のＣ−Ｃ′断面での強度分布を示す説明図
である。

【００５６】本実施の形態において、レーザダイオード
１９は面発光型のレーザダイオードであり、発光は副放
射光を持たず、主放射光１２の一方向のみに放射され
る。また、ＰＤサブマウント４に搭載されたフォトダイ
オード２は、図８に詳しく示すように、中央部に貫通孔
１７が形成されたリング状の受光面を有しており、レー
ザダイオード１９とガラス窓８との間でレーザダイオー
ド１９に対向するようにして配置されている。

【００５７】フォトダイオード２に形成された貫通孔１
７はレーザダイオード１９の主放射光１２の光軸を含ん
だ一部の光のみが通過するように配置され、貫通孔１７
を通過したこのような光のみがガラス窓８を通して外部
に放射される。なお、貫通孔１７を通過するレーザ光の
出力は、貫通孔１７の直径およびレーザダイオード１９
からの距離により決定することが可能である。

【００５８】したがって、放射される主放射光１２のう
ち高角度で放射される高次光がリング状のフォトダイオ
ード２に照射されて遮断され、レーザダイオード１９か
ら放射される全放射光量の一部分がガラス窓８を通して
半導体レーザ外部へ放射されることになる。このような
レーザダイオード１９から照射される主放射光１２の強
度分布を図９に示す。

【００５９】なお、前述した実施の形態１と同様に、フ
ォトダイオード２をレーザダイオード１９の光軸方向に
垂直な面に対して一定角度傾斜するように配置すること
で、レーザダイオード１９側へ反射する光がレーザダイ
オード１９へ戻ることを防止するができる。また、リン
グ状の貫通孔１７を設けることにより、フォトダイオー
ド２への照射効率が増して発光の検出効率が向上すると
ともに、主放射光１２の遮断効率も増大して効率的にレ
ーザダイオード１９から外部に放射される光量を制限す
ることが可能となる。

【００６０】このように、本実施の形態の半導体レーザ
は、端面型のレーザダイオードのみならず副放射光を持
たない面発光型レーザにおいても適用することが可能で
あり、発光量の検出と出射光の制限を同時に効率よく行
うことができる。なお、本実施の形態において、貫通孔
１７は円形でなくとも楕円形あるいは四角形であっても
同様な効果が得られることは言うまでもない。

【００６１】（実施の形態３）図１０は本発明の実施の
形態３による光送信モジュールを示す断面図である。

【００６２】この光送信モジュールは、前述した実施の
形態２に示す場合と同様に、レーザダイオード１の主放
射光１２をリング状のフォトダイオード２に照射して発
光量の検出を行うとともに、フォトダイオード２に形成
された貫通孔１７を通った主放射光１２のみを光ファイ
バへの光伝送に用いている。

【００６３】従って、レーザダイオード１の楕円状の主
放射光１２が効率的に遮断されるので、レーザダイオー
ド１の発光パワーを眼に安全なレベルまで下げることな
く効率良く制限することが可能になる。

【００６４】このように、本実施の形態の半導体レーザ
および光送信モジュールによれば、レーザダイオード
１，１９の主放射方向にフォトダイオード２を配置して
おき、主放射光の一部をフォトダイオード２で遮断して
これを受光してレーザダイオード１，１９の発光状態を
モニターし、他を外部に放射して光通信データに用いて
いるので、放射光が許容レベル以上に漏出する危険を低
コストで防止することが可能になる。

【００６５】また、副放射光を持たない面発光型のレー
ザダイオード１９の発光量がフォトダイオード２により
検出できるので、面発光型のレーザダイオード１９の駆
動電流の制御を行うことが可能になる。

【００６６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、フォト
ダイオードによりレーザダイオードからの放射光の一部
が遮断されるので、放射光が許容レベル以上に漏出する
危険を低コストで防止することが可能になるという有効
な効果が得られる。

【００６７】これにより、高価な部材を用いることなく
レーザダイオードの発光量を高めることができるので、
低コストで信号対ノイズ比が改善されて送信光の品質が
向上するという有効な効果が得られる。

【００６８】また、本発明によれば、副放射光を持たな
い面発光型のレーザダイオードの発光量がフォトダイオ
ードにより検出できるので、面発光型のレーザダイオー
ドの駆動電流の制御を行うことが可能になるという有効
な効果が得られる。

【００６９】フォトダイオードを、レーザダイオードの
主放射光の光軸と垂直な面に対して傾斜して配置すれ
ば、フォトダイオードに照射される光の一部が反射光と
してレーザダイオードへ戻ることが防止されるという有
効な効果が得られる。

【００７０】レーザダイオードを、基板に取り付けられ
てレーザダイオードから照射された副放射光の光軸に対
して傾斜して形成された傾斜面を有するＬＤサブマウン
トに固定すれば、反射光は外方に向かいレーザダイオー
ドへは戻らないので、レーザ発振に悪影響を及ぼすこと
がなくなるという有効な効果が得られる。

【００７１】また、この傾斜面を黒色とすれば、レーザ
ダイオードの副放射光が吸収されて反射が防止されると
いう有効な効果が得られる。

【００７２】フォトダイオードを、レーザダイオードか
ら照射された主放射光の光軸を対称軸として２個配置す
れば、外部へ放射される主放射光は放射角度が狭い光と
なるとともに、垂直方向の放射角が左右でバランスされ
るので、光量を効率良く制限することができるという有
効な効果が得られる。

【００７３】また、フォトダイオードによるレーザダイ
オードの発光量の検出感度が２倍となるので、検出効率
が高まるという有効な効果が得られる。

【００７４】フォトダイオードを、レーザダイオードか
ら照射された主放射光の光軸を含んだ一部が通過する貫
通孔を有するリング状に形成すれば、放射される主放射
光のうち高角度で放射される高次光がリング状のフォト
ダイオードに照射されて遮断されるので、外部へ放射さ
れる主放射光の実質的な放射角が狭くなって光学的な結
合効率が高くなるという有効な効果が得られる。

【００７５】そして、このような半導体レーザを用いて
光送信モジュールを構成することにより、放射光が許容
レベル以上に漏出する危険を低コストで防止することが
可能になり、面発光型のレーザダイオードの駆動電流の
制御を行うことが可能になるという有効な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による半導体レーザを示
す断面図

【図２】図１の半導体レーザに設置されたレーザダイオ
ードの発光状態を示す説明図

【図３】図２のレーザダイオードから照射される主放射
光のＡ−Ａ′断面での強度分布を示す説明図

【図４】図１の半導体レーザが用いられた光送信モジュ
ールを示す断面図

【図５】本実施の形態１における変形例である半導体レ
ーザに設置されたレーザダイオードの発光状態を示す説
明図

【図６】図５のレーザダイオードから照射される主放射
光のＢ−Ｂ′断面での強度分布を示す説明図

【図７】本発明の実施の形態２による半導体レーザを示
す断面図

【図８】図７の半導体レーザに設置されたレーザダイオ
ードの発光状態を示す説明図

【図９】図８のレーザダイオードから照射される主放射
光のＣ−Ｃ′断面での強度分布を示す説明図

【図１０】本発明の実施の形態３による光送信モジュー
ルを示す断面図

【図１１】従来のＣＤ型の半導体レーザの構造を示す断
面図

【図１２】図１１の半導体レーザを使用した従来の光送
信モジュールの構造を示す断面図

【符号の説明】

１レーザダイオード２フォトダイオード３ＬＤサブマウント６金属キャップ（封止体）７ステム（基板）８ガラス窓１２主放射光１４レンズホルダ１５レンズ１６フェルールホルダ１７貫通孔１９レーザダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光を照射するレーザダイオードと、前記レーザダイオードの主放射方向に配置され、主放射
光の一部を遮断してこれを受光し、前記レーザ光を電流
に変換してレーザダイオードの発光状態をモニターする
フォトダイオードと、基板と協働して前記レーザダイオードおよび前記フォト
ダイオードを気密封止するとともに、前記レーザダイオ
ードから照射されて前記フォトダイオードに遮断されな
かった主放射光を外方へ透過させるガラス窓が設けられ
た封止体とを有することを特徴とする半導体レーザ。
【請求項２】前記フォトダイオードは、前記レーザダイ
オードの主放射光の光軸と垂直な面に対して傾斜して配
置されていることを特徴とする請求項１記載の半導体レ
ーザ。
【請求項３】前記レーザダイオードは、前記基板に取り
付けられて前記レーザダイオードから照射された副放射
光の光軸に対して傾斜して形成された傾斜面を有するＬ
Ｄサブマウントに固定されていることを特徴とする請求
項１または２記載の半導体レーザ。
【請求項４】前記傾斜面は黒色とされていることを特徴
とする請求項１、２または３記載の半導体レーザ。
【請求項５】前記フォトダイオードは、レーザダイオー
ドから照射された主放射光の光軸を対称軸として２個配
置されていることを特徴とする請求項１、２、３または
４記載の半導体レーザ。
【請求項６】前記フォトダイオードは、前記レーザダイ
オードから照射された主放射光の光軸を含んだ一部が通
過する貫通孔を有するリング状に形成されていることを
特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の半導体
レーザ。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５または６記載の
半導体レーザに取り付けられ、前記ガラス窓を透過した
前記レーザダイオードからのレーザ光を集光するレンズ
が設けられたレンズホルダと、前記レンズホルダに固定され、前記レンズで集光された
レーザ光を受光する光ファイバが取り付けられるフェル
ールホルダとを有することを特徴とする光送信モジュー
ル。