JPH11289131A - 波長可変半導体レーザ及びそれを使用した光集積化デバイス、並びにそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ジャンクションダウン実装した場合にも安定
した波長可変動作が実現できる波長可変半導体レーザを
提供するとともに、基板厚さ方向の実装精度を向上させ
て、半導体レーザチップからのレーザ光を光導波路デバ
イスの光導波路に高効率に結合させることができる光集
積化デバイスを提供する。 【解決手段】 波長可変半導体レーザが、サブマウント
と、該サブマウントの上に実装されている、少なくとも
活性層領域と分布ブラッグ反射領域とを有する半導体レ
ーザチップと、を備え、該半導体レーザチップは、エピ
タキシャル成長面が該サブマウントと向かい合うよう
に、且つ該活性層領域の放熱状態と該分布ブラッグ反射
領域の放熱状態とが異なるように、実装されている。上
記の波長可変半導体レーザが実装されているサブマウン
トの上に、更に光導波路デバイスを実装して、光集積化
デバイスを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野及び光
情報処理分野（光ディスク、ディスプレイなど）に用い
られる波長可変半導体レーザ、及びその波長可変半導体
レーザと光導波路デバイスとから構成される光集積化デ
バイス、並びにそれらの製造方法に関する。特に本発明
は、上記のような波長可変半導体レーザを含む半導体レ
ーザチップと光導波路型波長変換デバイスとから構成さ
れる集積化短波長光源の構成、及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光通信分野において、石英系光波回路プ
ラットフォームの上に半導体レーザ、電子素子、光ファ
イバなどをハイブリッド集積した小型且つ低コストの光
モジュールの開発が、重要視されている。

【０００３】ここで重要なことは、高位置精度で各素子
を固定して、伝達損失をできる限り小さくすることであ
る。この目的のために、Ｓｉ−Ｖ溝基板を用いて半導体
レーザと単一モードファイバとを直接結合する表面実装
型光モジュールが、実現されている（１９９７年電子情
報通信学会総合大会、Ｃ−３−６３）。この技術では、
Ｓｉ基板及び半導体レーザ素子にマーカを形成し、その
マーカを画像認識することによりＶ溝中心及び半導体レ
ーザ素子の発光点を検出し、高精度に位置決め調整を行
うことで、実装ばらつきをｘ方向で約±０．６１μｍ、
ｚ方向で約±１μｍに抑制することを実現している。

【０００４】光情報処理分野において、光ディスクの高
密度化及びディスプレイの高繊細化を実現するため、小
型の短波長光源が必要とされている。短波長化を実現す
るための技術としては、半導体レーザと擬似位相整合
（以下、「ＱＰＭ」と記す）方式の光導波路型波長変換
デバイスとを用いた第２高調波発生（以下、「ＳＨＧ」
と記す）方法がある（例えば、山本、他：Ｏｐｔｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．１６、Ｎｏ．１５、ｐ．１
１５６（１９９１）を参照）。

【０００５】光導波路型波長変換デバイスを用いたブル
ー光源の概略構成図を、図１に示す。

【０００６】図１の構成では、半導体レーザ１１０とし
て、分布ブラッグ反射（以下、「ＤＢＲ」と記す）領域
を有する波長可変半導体レーザ１１０が用いられてい
る。なお、以下では、ＤＢＲ領域を有する波長可変半導
体レーザを、「ＤＢＲ半導体レーザ」或いは「ＤＢＲレ
ーザ」と記す。

【０００７】ＤＢＲ半導体レーザ１１０は、例えば０．
８５μm帯の１００ｍＷ級ＡｌＧａＡｓ系ＤＢＲ半導体
レーザ１１０であって、活性層領域１１２とＤＢＲ領域
１１１とから構成されている。ＤＢＲ領域１１１への注
入電流を可変することにより、発振波長を可変すること
ができる。

【０００８】一方、波長変換素子である光導波路型波長
変換デバイス１１６は、Ｘ板ＭｇＯドープＬｉＮｂＯ₃
基板１１３に形成された光導波路１１５と周期的な分極
反転領域１１４とから、構成されている。半導体レーザ
１１０及び波長変換デバイス１１６は、それぞれサブマ
ウント１１７及び１１８の上にジャンクションアップで
固定されている。

【０００９】ＤＢＲ半導体レーザ１１０の出射端面より
得られたレーザ光は、直接、光導波路型波長変換デバイ
ス１１６の光導波路１１５に結合される。具体的には、
サブマウント１１７及び１１８の上におけるＤＢＲ半導
体レーザ１１０及び光導波路型波長変換デバイス１１６
の位置関係を調整することにより、半導体レーザ１１０
からの約１００ｍＷのレーザ出力に対して、約６０ｍＷ
のレーザ光が波長変換デバイス１１６の光導波路１１５
に結合する。更に、ＤＢＲ半導体レーザ１１０のＤＢＲ
領域１１１への注入電流量を制御することによって、そ
の発振波長を、光導波路型波長変換デバイス１１６の位
相整合波長許容度内に固定する。このような構成によっ
て、現在では、波長４２５ｎｍのブルー光が約１０ｍＷ
の出力で得られる。

【００１０】また、分極反転型導波路デバイスを用いた
ブルー光源の概略構成図を、図２に示す。

【００１１】ＤＢＲ半導体レーザ２２１（０．８５μm
帯の１００ｍＷ級ＡｌＧａＡｓ系ＤＢＲ半導体レーザ）
には、発振波長を固定するためのＤＢＲ部２２８が設け
られており、ＤＢＲ部２２８の内部には更に、発振波長
を可変するための内部ヒータ（不図示）が形成されてい
る。一方、波長変換素子である分極反転型導波路デバイ
ス２２４は、Ｘ板ＭｇＯドープＬｉＮｂＯ₃基板２２５
に形成された光導波路２２６と周期的な分極反転領域２
２７とから、構成されている。

【００１２】半導体レーザ２２１から出射されてコリメ
ートレンズ２２２（開口数ＮＡ＝０．５）で平行になっ
たレーザ光２２９は、フォーカシングレンズ２２３（開
口数ＮＡ＝０．５）で分極反転型導波路デバイス２２４
の光導波路２２６の端面に集光され、分極反転領域２２
７をもつ光導波路２２６に結合される。具体的には、約
１００ｍＷのレーザ出力に対して、約７０ｍＷのレーザ
光を光導波路２２６に結合させることができる。この構
成でも、ＤＢＲ半導体レーザ２２１のＤＢＲ部２２８へ
の注入電流量を制御して、発振波長を分極反転型導波路
デバイス２２４の位相整合波長許容度内に固定する。

【００１３】得られるブルー光の出力は、光導波路２２
６に結合するレーザ光の出力の２乗に比例して増大する
ため、高出力のブルー光を得るためには、結合効率が非
常に重要な要素となる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】半導体レーザと単一モ
ードファイバとの直接結合による表面実装型光モジュー
ルの場合、半導体レーザの光を高効率に光ファイバ内に
結合させるためには、光ファイバの断面に平行なｘ方向
及びｙ方向に関してはサブミクロンオーダ、光ファイバ
の光軸に沿ったｚ方向に関しては数ミクロンオーダの位
置調整精度が必要である。この場合、光ファイバは、Ｖ
溝により高精度に固定される。また、半導体レーザチッ
プも、光ファイバの断面内であって実装基板の表面に平
行なｘ方向や光ファイバの光軸に沿ったｚ方向に関して
は、従来技術でも一般に高精度の位置決め調整が実現さ
れている。しかし、光ファイバの断面内であって実装基
板の表面に垂直なｙ方向における半導体レーザチップの
位置決めに関しては、固定のための半田層が存在するた
めに、一般にはサブミクロン以下の精度で位置決め調整
及び固定を行うことは困難である。

【００１５】一方、半導体レーザと光導波路型波長変換
素子（光導波路デバイス）とから構成される短波長光源
においては、現在のところ、図２に示したようなレンズ
結合型モジュールが実現されている。しかし、民生分野
にそのような短波長光源を応用する場合には、光源の小
型化及び低コスト化が必要不可欠であるにもかかわら
ず、現状のレンズ結合型モジュールでは、レンズの調整
及び半導体レーザの調整が必要であって、その量産性は
低い。また、構成の全体サイズの小型化も、数ｃｃ程度
までの小型化が限界である。更なる小型化を実現する技
術としては直接結合技術があるが、直接結合型モジュー
ルの低コスト化を更に進めるためには、更に量産性が高
く且つ高精度で位置決めできるモジュール化技術が必要
とされる。

【００１６】半導体レーザの広がり角は、一般に実装基
板の表面に平行な方向（ｘ方向）に小さく、基板表面に
垂直な方向（ｙ方向）に大きい。また、プロトン交換法
により作製される光導波路の広がり角も、同様に実装基
板の表面に平行な方向（ｘ方向）に小さく、基板表面に
垂直な方向（ｙ方向）に大きい。そのため、基板表面に
垂直な方向（ｙ方向）の位置決め調整精度が厳しくな
り、サブミクロン以下の調整精度が要求される。すなわ
ち、半導体レーザを実装するサブマウントから活性層ま
での高さを、高精度に制御する必要がある。しかし、Ａ
ｌＧａＡｓ半導体レーザで一般に基板として用いられる
ＧａＡｓ基板の厚さは、通常はサブミクロン精度では制
御されていない。それに対して、活性層などのエピタキ
シャル層や電極の厚さは、高精度に制御されている。そ
のため、高さ方向（ｙ方向）の位置を高精度に制御する
ためには、半導体レーザはジャンクションダウン（活性
層が形成された面（＝エピタキシャル面）がサブマウン
トに接する方向）で実装される必要がある。

【００１７】また、ジャンクションアップで実装された
半導体レーザでは活性層領域の放熱状態が良くないた
め、レーザの信頼性も十分ではない。この観点からも、
ジャンクションダウンでの実装が必要とされる。

【００１８】しかし、光導波路集積化光源を構成する波
長可変半導体レーザとしてのＤＢＲ半導体レーザは、Ｄ
ＢＲ領域への注入電流量を制御することによって発振波
長を可変する。具体的には、電流注入によってＤＢＲ領
域の温度を変化させ、その結果として屈折率を変化させ
ることによって、ＤＢＲ領域からフィードバックする光
の波長を可変する。この原理に従うと、ジャンクション
ダウン実装時にはＤＢＲ領域の放熱状態が良くなるため
に、むしろ波長の可変制御の実現が困難となる。

【００１９】また、光導波路デバイスの固定にあたって
も、光ファイバの固定時におけるＶ溝のような構成の使
用は不可能であるため、特にｙ方向に対して、高精度な
位置決め調整が要求される。

【００２０】これより、本発明は、上記のような課題を
解決するためになされたものであって、その目的は、
（１）ジャンクションダウン実装した場合にも安定した
波長可変動作が実現できる波長可変半導体レーザを提供
すること、（２）上記のような波長可変半導体レーザを
含む半導体レーザチップと光導波路デバイスとから構成
されている光集積化デバイスにおいて、基板厚さ方向の
実装精度を向上させて半導体レーザチップからのレーザ
光を光導波路デバイスの光導波路に高効率に結合させる
ことができる光集積化デバイスを提供すること、（３）
２つ以上の発光部を有するアレー型半導体レーザチップ
と２つ以上の光導波路を有する光導波路デバイスとを用
いて、同時に多数の光結合を高効率且つ簡便に短時間で
調整できる光集積化デバイスを提供すること、（４）上
記のような特性を有する光集積化デバイスを高い量産性
で容易に製造し得る光集積化デバイスの製造方法を提供
すること、及び（５）特に、光導波路デバイスとして光
導波路型波長変換デバイスを用いることにより、青色領
域から緑色領域の光を発する超小型短波長光源を実現す
ること、である。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の波長可変半導体
レーザは、サブマウントと、該サブマウントの上に実装
されている、少なくとも活性層領域と分布ブラッグ反射
領域とを有する半導体レーザチップと、を備え、該半導
体レーザチップは、エピタキシャル成長面が該サブマウ
ントと向かい合うように、且つ該活性層領域の放熱状態
と該分布ブラッグ反射領域の放熱状態とが異なるよう
に、該サブマウントの上に実装されていて、そのことに
よって、上記の目的が達成される。

【００２２】ある実施形態では、前記活性層領域の前記
サブマウントへの接触面積と前記分布ブラッグ反射領域
の該サブマウントへの接触面積とが異なる。

【００２３】本発明の他の波長可変半導体レーザは、サ
ブマウントと、該サブマウントの上に実装されている、
少なくとも活性層領域と分布ブラッグ反射領域とを有す
る半導体レーザチップと、を備え、該半導体レーザチッ
プは、エピタキシャル成長面が該サブマウントと向かい
合うように、且つ該活性層領域のみが該サブマウントに
接するように、該サブマウントの上に実装されていて、
そのことによって、前述の目的が達成される。

【００２４】本発明の更に他の波長可変半導体レーザ
は、サブマウントと、該サブマウントの上に実装されて
いる、少なくとも活性層領域と分布ブラッグ反射領域と
を有する半導体レーザチップと、を備え、該半導体レー
ザチップは、エピタキシャル成長面が該サブマウントと
向かい合うように、該サブマウントの上に実装されてお
り、該サブマウントのうちで、該活性層領域が接する第
１の部分の構成材質と該分布ブラッグ反射領域が接する
第２の部分の構成材質とが異なり、そのことによって、
前述の目的が達成される。

【００２５】ある実施形態では、前記サブマウントの前
記第１の部分の熱伝導係数と前記第２の熱伝導係数とが
異なる。

【００２６】本発明の光集積化デバイスは、サブマウン
トの上に実装された半導体レーザと光導波路デバイスと
を少なくとも有し、該半導体レーザが上記のような特徴
を有する波長可変半導体レーザであって、そのことによ
って、前述の目的が達成される。

【００２７】本発明の他の光集積化デバイスは、サブマ
ウントと、該サブマウントの上に固定された半導体レー
ザチップ及び光導波路素子と、を備え、該サブマウント
の表面であって該半導体レーザチップが固定される部分
及び該光導波路素子が固定される部分の少なくとも一方
に溝が形成されており、該溝の内部に該半導体レーザチ
ップ或いは該光導波路素子を固定するための固定部材を
有し、そのことによって、前述の目的が達成される。

【００２８】前記固定部材は、半田であり得る。或い
は、前記固定部材は、接着剤であり得る。

【００２９】好ましくは、前記半導体レーザチップ或い
は前記光導波路素子の固定後の前記固定部材の体積が、
前記溝の体積よりも小さい。

【００３０】好ましくは、前記溝が前記半導体レーザチ
ップの発光領域の下方に位置する。

【００３１】ある実施形態では、前記半導体レーザチッ
プは、その活性層側の面が前記サブマウントに対向する
ように該サブマウントに固定されている。

【００３２】ある実施形態では、前記光導波路素子は光
ファイバである。

【００３３】ある実施形態では、前記光導波路素子が、
前記半導体レーザチップから放出されるレーザ光を半分
の波長の光に変換する波長変換デバイスである。

【００３４】ある実施形態では、前記半導体レーザチッ
プが、活性層領域と分布ブラッグ反射領域とを有する分
布ブラッグ反射型半導体レーザチップである。

【００３５】ある実施形態では、前記半導体レーザチッ
プがＴＥモード偏光で発振し、且つ、前記光導波路素子
の光導波路がＴＥモードの光を伝搬する。

【００３６】ある実施形態では、前記半導体レーザチッ
プの前記サブマウントへの固定後に前記光導波路素子が
該サブマウントに固定されたものである。

【００３７】ある実施形態では、前記光導波路素子が平
面型光導波路素子である。

【００３８】ある実施形態では、前記平面型光導波路素
子が、誘電体基板或いは強誘電体基板の表面に形成され
た光導波路を有する。

【００３９】ある実施形態では、前記サブマウントの表
面に、前記溝に連続して、前記固定部材の逃げ溝が更に
形成されている。

【００４０】本発明の更に他の光集積化デバイスは、サ
ブマウントと、該サブマウントの上に固定された半導体
レーザチップ及び平面型光導波路素子と、を備え、該平
面型光導波路素子が該サブマウントの表面に分子結合力
によって固定されており、そのことによって、前述の目
的が達成される。

【００４１】ある実施形態では、前記サブマウントがシ
リコンから構成されており、その表面が酸化されてい
る。

【００４２】ある実施形態では、前記半導体レーザチッ
プは、その活性層側の面が前記サブマウントに対向する
ように該サブマウントに固定されている。

【００４３】ある実施形態では、前記平面型光導波路素
子が、前記半導体レーザチップから放出されるレーザ光
を半分の波長の光に変換する波長変換デバイスである。

【００４４】ある実施形態では、前記半導体レーザチッ
プが、活性層領域と分布ブラッグ反射領域とを有する分
布ブラッグ反射型半導体レーザチップである。

【００４５】ある実施形態では、前記半導体レーザチッ
プがＴＥモード偏光で発振し、且つ、前記平面型光導波
路素子の光導波路がＴＥモードの光を伝搬する。

【００４６】ある実施形態では、前記平面型光導波路素
子が、誘電体基板或いは強誘電体基板の表面に形成され
た光導波路を有する。

【００４７】本発明の他の局面によって提供される波長
可変半導体レーザは、サブマウントと、該サブマウント
の上に実装されている、少なくとも活性層領域と分布ブ
ラッグ反射領域とを有する半導体レーザチップと、を備
え、該半導体レーザチップは、エピタキシャル成長面が
該サブマウントと向かい合うように実装されていて、該
サブマウントの表面には、該半導体レーザチップの該活
性層領域と該分布ブラッグ反射領域とを電気的に分離す
る溝が設けられており、そのことによって、前述の目的
が達成される。

【００４８】本発明の他の局面によって提供される光集
積化デバイスは、サブマウントと、該サブマウントの上
に実装されている、２つ以上の発光部を有するアレー型
半導体レーザチップ及び２つ以上の光導波路を有する平
面型光導波路素子と、を備え、該アレー型半導体レーザ
チップの該発光部の間隔と該平面型光導波路素子の該光
導波路の間隔とが等しくなっており、そのことによっ
て、前述の目的が達成される。

【００４９】ある実施形態では、前記アレー型半導体レ
ーザチップは、その活性層側の面が前記サブマウントに
対向するように該サブマウントに固定されている。

【００５０】ある実施形態では、前記平面型光導波路素
子が、前記アレー半導体レーザチップから放出されるレ
ーザ光を半分の波長の光に変換する波長変換デバイスで
ある。

【００５１】ある実施形態では、前記アレー型半導体レ
ーザチップが、活性層領域と分布ブラッグ反射領域とを
有する分布ブラッグ反射型半導体レーザチップである。

【００５２】ある実施形態では、前記アレー型半導体レ
ーザチップがＴＥモード偏光で発振し、且つ、前記平面
型光導波路素子の光導波路がＴＥモードの光を伝搬す
る。

【００５３】ある実施形態では、前記平面型光導波路素
子が、誘電体基板或いは強誘電体基板の表面に形成され
た光導波路を有する。

【００５４】ある実施形態では、前記アレー型半導体レ
ーザチップの前記発光部の間隔、及び前記平面型光導波
路素子の前記光導波路の間隔が、それぞれ約０.３ｍｍ
以上且つ約１.０ｍｍ以下である。

【００５５】ある実施形態では、前記アレー型半導体レ
ーザチップと前記平面型光導波路素子に、前記発光部と
前記光導波路との位置合わせ調整用のマーキングがそれ
ぞれ形成されている。

【００５６】ある実施形態では、前記アレー型半導体レ
ーザチップと前記平面型光導波路素子との間に、所定の
ギャップを形成するための金属膜或いは誘電体膜が形成
されている。

【００５７】本発明の光集積化デバイスの製造方法は、
２つ以上の発光部を有するアレー型半導体レーザチップ
をサブマウントの上に実装する第１の実装工程と、２つ
以上の光導波路を有し、該光導波路の間隔が該発光部の
間隔に等しい平面型光導波路素子を、該サブマウントの
上の所定の位置に実装する第２の実装工程と、該サブマ
ウントを所定の個片に、該個片が該アレー型半導体レー
ザチップの該発光部と該平面型光導波路素子の該光導波
路とのペアを少なくとも１対以上有するように切断する
切断工程と、を包含しており、そのことによって、前述
の目的が達成される。

【００５８】ある実施形態では、前記第２の実装工程
は、前記アレー型半導体レーザチップの前記発光部の少
なくとも１つからレーザ光を発光させる工程と、該発光
されたレーザ光を前記平面型光導波路素子の前記光導波
路のうちの対応する光導波路に結合させる工程と、該結
合させた光導波路への光結合効率が最大になるように、
前記サブマウント上での該平面型光導波路素子の位置を
調整する工程と、該サブマウント上の該調整された位置
に該平面型光導波路素子を固定する工程と、を含む。

【００５９】ある実施形態では、前記アレー型半導体レ
ーザチップを、その活性層側の面が前記サブマウントに
対向するように該サブマウントに固定する。

【００６０】ある実施形態では、前記平面型光導波路素
子が、前記アレー半導体レーザチップから放出されるレ
ーザ光を半分の波長の光に変換する波長変換デバイスで
ある。

【００６１】ある実施形態では、前記アレー型半導体レ
ーザチップが、活性層領域と分布ブラッグ反射領域とを
有する分布ブラッグ反射型半導体レーザチップである。

【００６２】ある実施形態では、前記アレー型半導体レ
ーザチップがＴＥモード偏光で発振し、且つ、前記平面
型光導波路素子の光導波路がＴＥモードの光を伝搬す
る。

【００６３】ある実施形態では、前記平面型光導波路素
子が、誘電体基板或いは強誘電体基板の表面に形成され
た光導波路を有する。

【００６４】ある実施形態では、前記アレー型半導体レ
ーザチップの前記発光部の間隔、及び前記平面型光導波
路素子の前記光導波路の間隔が、それぞれ約０.３ｍｍ
以上且つ約１.０ｍｍ以下である。

【００６５】ある実施形態では、前記アレー型半導体レ
ーザチップと前記平面型光導波路素子に、前記発光部と
前記光導波路との位置合わせ調整用のマーキングがそれ
ぞれ形成されている。

【００６６】ある実施形態では、前記アレー型半導体レ
ーザチップと前記平面型光導波路素子との間に、所定の
ギャップを形成するための金属膜或いは誘電体膜が形成
されている。

【００６７】

【発明の実施の形態】本発明のある局面は、波長可変半
導体レーザとしてＤＢＲ半導体レーザを用いた光導波路
デバイス集積化光源において、半導体レーザを高出力で
高い信頼性をもって動作させ、且つ波長可変半導体レー
ザの動作特性を安定させることに関係している。特に、
波長可変半導体レーザであるＤＢＲ半導体レーザと光導
波路デバイスである光導波路型波長変換デバイスとから
構成される短波長光源において、ＤＢＲ半導体レーザを
ジャンクションダウンで実装した超小型の直接結合型モ
ジュールを実現するために、本発明は必要不可欠なもの
である。

【００６８】ここで、ＤＢＲ半導体レーザをジャンクシ
ョンダウンで実装する理由としては、（１）サブマウン
トから活性層（ジャンクション部）までの高さを高精度
に制御できるとともに、光導波路デバイスと直接結合す
る場合に、活性層及び光導波路の高さ方向での位置合わ
せ調整が容易に行えること、及び、（２）活性層領域の
放熱性が高いので、レーザの長寿命化や高出力化に有利
であること、などが挙げられる。

【００６９】一般に、波長可変半導体レーザの発振波長
を可変する方法としては、（１）キャリア注入による屈
折率の変化の利用（キャリア注入すると屈折率が小さく
なるというプラズマ効果の利用）、或いは、（２）高抵
抗層への電流注入によって生じる温度変化による屈折率
の変化の利用（電流注入によって屈折率が大きくなると
いうヒータ効果の利用）、が挙げられる。ＩｎＰ系半導
体レーザのような長波長半導体レーザでは、（１）のプ
ラズマ効果の影響の方が大きく、一方、ＡｌＧａＡｓ系
半導体レーザでは、（２）のヒータ効果の影響の方が大
きい。

【００７０】従来技術として説明した短波長光源では、
ＡｌＧａＡｓ系の波長可変半導体レーザから発せられた
光を基本波として使用しているので、ヒータ効果を利用
して波長可変を実現している。そのために、サブマウン
トにジャンクションダウン実装すると、放熱性が過度に
良くなってしまって、安定して波長可変を実現すること
が困難になり、また消費電力も大きくなる。特に、従来
技術として言及した構成の短波長光源で使用されている
光導波路型波長変換デバイスでは、位相整合波長許容幅
が約０．１ｎｍと小さく、より高精度で波長制御（選択
性）を実現することが必要になる。

【００７１】以下では、波長可変半導体レーザをジャン
クションダウン実装した場合にも安定した波長可変動作
が実現できる方式として、本発明の波長可変半導体レー
ザの実装構成及びそれを用いた短波長光源について、幾
つかの実施形態を添付の図面を参照しながら説明する。

【００７２】（第１の実施形態）本実施形態では、ＤＢ
Ｒ領域３と活性層領域２とを有するＤＢＲ半導体レーザ
１をサブマウント５に実装した構成について説明する。
より具体的には、図３（ａ）及び（ｂ）の斜視図及び断
面図には、ＤＢＲ半導体レーザ１がサブマウント５の上
にジャンクションダウンで実装され、且つその活性層領
域２のみがサブマウント５の上に固定されている装置構
成を、模式的に示す。

【００７３】参照番号１は、波長８５０ｎｍでＴＥモー
ドにて発振する１００ｍＷ級のＡｌＧａＡｓ系ＤＢＲ半
導体レーザである。ＤＢＲ半導体レーザ１の基板側表面
及び活性層表面側には、それぞれ電極（上側電極１５ａ
及び下側電極１５ｂ）が形成されており、このうち活性
層側表面に形成される下側電極１５ｂは、活性層領域２
とＤＢＲ領域３とで分離されている。活性層などのエピ
タキシャル層や電極の厚さはサブミクロン以下に制御さ
れていて、活性層（ジャンクション部４）までの厚さ
は、約３μｍである。

【００７４】参照番号５はＳｉサブマウントであって、
その上には、膜厚が制御された電極１３、及び半田層１
４としてのＡｕ／Ｓｎ層１４が蒸着されている。本実施
形態では、サブマウント５の長さは活性層領域２の長さ
より少し短く設計されていて、活性層領域２のみがサブ
マウント５の上に固定されている。

【００７５】各電極には電気的接続のためのワイヤ１２
が接続されるが、このうち活性層領域２における下側電
極１５ｂに関しては、Ｓｉサブマウント５に固定されて
いるために直接にワイヤ１２は接続されず、代わりにＳ
ｉサブマウント５の上の電極１３にワイヤ１２が接続さ
れる。一方、上側電極１５ａ及びＤＢＲ領域３における
下側電極１５ｂに対しては、図示されるようにワイヤ１
２が接続されている。

【００７６】図３（ａ）及び（ｂ）の構成において、発
振しきい値電流は約２０ｍＡであり、従来よりも約５ｍ
Ａ低減される。また、出力約１００ｍＷ時の駆動電流も
約１４０ｍＡであり、従来よりも約３０ｍＡ低減され
る。そのために、レーザの長寿命化や信頼性の向上が実
現される。

【００７７】また、ＤＢＲ領域３はサブマウント５に接
触していないため、その放熱状態は活性層領域２よりも
悪い。そのため、図３（ａ）及び（ｂ）の構成のＤＢＲ
半導体レーザ１における波長可変特性は、ジャンクショ
ンアップ実装時と同様に、約８０ｍＡの注入電流量に対
して約２ｎｍの波長可変領域が得られる。

【００７８】このように、本実施形態のようにＤＢＲ半
導体レーザ１をジャンクションダウン実装する際に、す
なわち、活性層領域２のみをサブマウント５に固定し、
ＤＢＲ領域３は固定しない構成にすることにより、安定
な波長可変特性、及び信頼性の高いレーザ駆動特性を得
ることができ、その実用的効果は大きい。

【００７９】（第２の実施形態）図４（ａ）及び（ｂ）
の斜視図及び断面図には、波長可変半導体レーザとして
のＤＢＲ半導体レーザ１と、光導波路デバイスとしての
光導波路型波長変換デバイス１１とが、サブマウント６
の上に実装された超小型短波長光源の構成を模式的に示
す。具体的には、本実施形態で光導波路デバイス１１と
して用いられているのは、ｘカットＭｇＯドープＬｉＮ
ｂＯ₃基板１２５の上にプロトン交換光導波路１２６及
び周期的分極反転領域１２７が形成された光導波路型波
長変換デバイス１１である。

【００８０】Ｓｉサブマウント６の表面には、絶縁層と
して酸化によりＳｉＯ₂層７を形成する。その後に、再
びフォトプロセスにより調整用十字キー（不図示）及び
電極８のレジストパターンを形成し、そのパターンに従
ってＡｕ膜を蒸着する。更に、電極８の上には、半田層
９としてのＡｕ／Ｓｎ層９を蒸着する。また、Ｓｉサブ
マウント６の上には溝１０が形成されており、ＤＢＲ半
導体レーザ１は、その活性層領域２のみがサブマウント
６に固定されるように長さが調整されている。

【００８１】図４（ａ）及び（ｂ）の構成の実装にあた
っては、まず、Ｓｉサブマウント６の上にＤＢＲ半導体
レーザ１を固定する。具体的には、ＤＢＲ半導体レーザ
１及びＳｉサブマウント６の上には調整用十字キー（不
図示）が形成されており、別々のカメラによりそれらの
十字キーを画像認識して各々の中心線を検出し、中心線
同士が一致する位置に、ＤＢＲ半導体レーザ１を精密ス
テージにより移動する。ＤＢＲ半導体レーザ１は、真空
バキュームでツールに固定され、一方、Ｓｉサブマウン
ト６は、パルスヒータが装備されている台に固定され
る。次に、ＤＢＲ半導体レーザ１の出射端面を画像認識
し、Ｓｉサブマウント６の上の溝１０に少し突出するよ
うに位置決め調整する。固定位置が決定したらＳｉサブ
マウント６をパルス加熱し、Ａｕ／Ｓｎ層９を溶融して
ＤＢＲ半導体レーザ１を固定する。これによって、ＤＢ
Ｒ半導体レーザ１は、ジャンクションダウンで活性層領
域２のみがＳｉサブマウント６の上に固定される。

【００８２】次に、光導波路型波長変換デバイス１１を
Ｓｉサブマウント６の上に固定する。ｘカット基板１２
５の上に作製された光導波路１２６はＴＥモードの光の
みを導波することが可能であるため、プレーナータイプ
の直接結合が可能である。また、光導波路型波長変換デ
バイス１１の表面には、厚さ方向（ｙ方向）の位置決め
調整用に、保護膜１６が形成されている。保護膜１６
は、例えばＳｉＯ₂のスパッタリング膜から構成され、
精密にその厚さが制御されている。

【００８３】光導波路型波長変換デバイス１１の固定に
は、例えば紫外線硬化剤を用いる。半導体レーザチップ
１と同様、Ｓｉサブマウント６及び光導波路型波長変換
デバイス１１には十字キー（不図示）が形成されてい
る。光導波路型波長変換デバイス１１の上の十字キーの
中心線とＳｉサブマウント６の上の十字キーの中心線と
が一致し、且つ半導体レーザチップ１の出射面と光導波
路型波長変換デバイス１１の入射面との間の距離が約３
μｍになるように、光導波路型波長変換デバイス１１を
移動させる。その後、光導波路型波長変換デバイス１１
に一定量の圧力を加えながら、紫外線を照射して固定す
る。

【００８４】次に、各電極に電気的接続のためのワイヤ
１２を接続する。このうち、ＤＢＲ半導体レーザ１の活
性層領域２における下側電極１５ｂに関しては、Ｓｉサ
ブマウント６に固定されているために直接にワイヤ１２
は接続されず、代わりにＳｉサブマウント６の上の電極
８にワイヤ１２が接続される。一方、上側電極１５ａ及
びＤＢＲ領域３における下側電極１５ｂに対しては、図
示されるようにワイヤ１２が接続されている。

【００８５】本実施形態では、ＤＢＲ半導体レーザ１が
ジャンクションダウン実装で固定されているため、約１
４０ｍＡの動作電流に対して約１００ｍＷのレーザ出力
が得られる。また、活性層４の高さ及び光導波路１２６
の高さが精密に制御されているため、約６０ｍＷのレー
ザ光を光導波路１２６に結合することができる。また、
ＤＢＲ領域３がサブマウント６に接触していないため、
その放熱状態は活性層領域２よりも悪く、安定した波長
可変特性が得られる。

【００８６】ＤＢＲ半導体レーザ１のＤＢＲ領域３に注
入する電流を変化させて発振波長を可変し、半導体レー
ザ１の発振波長を光導波路型波長変換デバイス１１の位
相整合波長８５１ｎｍに一致させることにより、波長４
２５.５ｎｍのブルー光が出力約１０ｍＷで得られる。

【００８７】更に本実施形態では、ＤＢＲ半導体レーザ
１と光導波路型波長変換デバイス１１とが実装されたＳ
ｉサブマウント６を、好ましくはＮ₂で封入する。この
ようにＮ₂（０.０６６ｃａｌ・ｃｍ^-1・ｓｅｃ^-1・ｄｅ
ｇ^-1）などの熱伝導性の低い気体で封入することによ
り、ＤＢＲ領域３の放熱を防止することができると同時
にレーザ端面の劣化を防止できるため、その実用的効果
は大きい。また、Ｎ₂よりも更に熱伝導の低い気体、例
えばＫｒ（０.０２１ｃａｌ・ｃｍ^-1・ｓｅｃ^-1・ｄｅ
ｇ^-1）などで封入したり、或いは真空状態にすることに
よって、放熱を低減することができるので、波長可変の
ための注入電流を小さくすることが可能となる。

【００８８】（第３の実施形態）本実施形態において
も、第１の実施形態と同様に、波長可変半導体レーザ１
としてＤＢＲ領域３を有するＤＢＲ半導体レーザ１を用
いる。図５（ａ）及び（ｂ）の斜視図及び平面図には、
ＤＢＲ半導体レーザ１がＳｉサブマウント２０の上にジ
ャンクションダウンで実装され、ＤＢＲ領域３の一部分
と活性層領域２とがサブマウント２０の上に固定されて
いる装置構成を、模式的に示す。

【００８９】本実施形態の装置構成では、第１の実施形
態の装置構成とは異なり、Ｓｉサブマウント２０の上に
溝２１が形成されている。この溝２１は、フォトリソグ
ラフィプロセス及びドライエッチングプロセスにより形
成される。溝２１の幅は、ＤＢＲ半導体レーザ１の幅よ
りも狭く、ＤＢＲ領域３の一部分も、Ｓｉサブマウント
２０の上に固定される。

【００９０】Ｓｉサブマウント２０の表面には、絶縁層
として、酸化によりＳｉＯ₂層２２が形成されている。
その上には、電極２３としてのＡｕ層２３、及び固定用
半田層２４としてＡｕ／Ｓｎ層２４が、順に蒸着されて
いる。活性層領域２における電極２３及び半田層２４
は、ＤＢＲ領域３における電極２３及び半田層２４から
電気的に分離されている。更に、ＤＢＲ半導体レーザ１
の活性層４の上の電極１５ｂも、活性層領域２とＤＢＲ
領域３との間で電気的に分離されている。そして、電極
２３及び半田層２４の分離されている部分が電極１５ｂ
の分離されている部分に一致するように、ＤＢＲ半導体
レーザ１はジャンクションダウンでサブマウント２０の
上に固定される。この実装時には、活性層領域２は、そ
の表面全体がサブマウント２０に接触して固定され、一
方、ＤＢＲ領域３は、その表面の一部分がサブマウント
２０に接触して固定される。

【００９１】次に、各電極に電気的接続のためのワイヤ
２５を接続する。このうち、ＤＢＲ半導体レーザ１の下
側電極１５ｂに関しては、活性層領域２及びＤＢＲ領域
３の何れにおいてもＳｉサブマウント２０に固定されて
いるために直接にワイヤ２５は接続されず、代わりにＳ
ｉサブマウント２０の上の電極２３にワイヤ２５が接続
される。一方、上側電極１５ａに対しては、図示される
ようにワイヤ２５が接続されている。この場合には、何
れの電極に対してもワイヤ２５が上側から接続されるの
で、その形成が容易である。

【００９２】このようにして形成される本実施形態の装
置構成では、発振しきい値電流は約２０ｍＡである。ま
た、出力約１００ｍＷ時の駆動電流は、約１４０ｍＡで
ある。更に、ＤＢＲ領域３はサブマウント２０に一部分
しか接触していないため、その放熱状態は活性層領域２
よりも悪くなっており、そのために、波長可変特性はジ
ャンクションアップ実装時とほぼ同様で、約９０ｍＡの
注入電流量に対して約２ｎｍの波長可変領域が得られ
る。

【００９３】本実施形態のように、ＤＢＲ半導体レーザ
１をジャンクションダウンで実装する際に活性層領域２
は全面的にサブマウント２０に固定され、ＤＢＲ領域３
は一部分のみをサブマウント２０に固定する構成にする
ことにより、安定な波長可変特性及び高信頼性でのレー
ザ駆動特性を得ることができ、その実用的効果は大き
い。また、第１の実施形態の構成に比べて、本実施形態
の構成では、ＤＢＲ領域３での熱分布（放熱分布）が小
さいために、より安定な単一縦モードでの波長可変特性
が得られる。

【００９４】（第４の実施形態）図６（ａ）及び（ｂ）
の斜視図及び断面図には、波長可変半導体レーザとして
のＤＢＲ半導体レーザ１と、光導波路デバイスとしての
光導波路型波長変換デバイス１１とが、サブマウント２
６の上に実装された超小型短波長光源の構成を模式的に
示す。具体的には、本実施形態で光導波路デバイス１１
として用いられているのは、ｘカットＭｇＯドープＬｉ
ＮｂＯ₃基板１２５の上にプロトン交換光導波路１２６
及び周期的分極反転領域１２７が形成された光導波路型
波長変換デバイス１１である。

【００９５】本実施形態の装置構成では、第２の実施形
態の装置構成とは異なり、Ｓｉサブマウント２６の上に
溝２７が形成されている。この溝２７は、フォトリソグ
ラフィプロセス及びドライエッチングプロセスにより形
成される。溝２７の幅は、ＤＢＲ半導体レーザ１の幅よ
りも狭く、ＤＢＲ領域３の一部分も、Ｓｉサブマウント
２６の上に固定される。

【００９６】更に、第３の実施形態の構成と同様に、サ
ブマウント２６の表面には、ＳｉＯ ₂層２８、電極２
９、及び半田層（Ａｕ／Ｓｎ層）３０が形成されてお
り、これらは、活性層領域２とＤＢＲ領域３とで電気的
に分離されている。

【００９７】図６（ａ）及び（ｂ）の構成の実装は、第
２の実施形態と同様の手法による。すなわち、まず、Ｓ
ｉサブマウント２６の上にＤＢＲ半導体レーザ１を固定
する。具体的には、ＤＢＲ半導体レーザ１及びＳｉサブ
マウント２６の上には調整用十字キー（不図示）が形成
されており、別々のカメラによりそれらの十字キーを画
像認識して各々の中心線を検出し、中心線同士が一致す
る位置に、ＤＢＲ半導体レーザ１を精密ステージにより
移動する。ＤＢＲ半導体レーザ１の出射端面を画像認識
し、Ｓｉサブマウント２６の上の溝３１に少し突出する
ように位置決め調整する。固定位置が決定したらＳｉサ
ブマウント２６をパルス加熱し、Ａｕ／Ｓｎ層３０を溶
融してＤＢＲ半導体レーザ１を固定する。これによっ
て、ＤＢＲ半導体レーザ１は、ジャンクションダウンで
Ｓｉサブマウント２６の上に固定される。続いて、やは
り第２の実施形態においてと同様の手法で、光導波路型
波長変換デバイス１１をＳｉサブマウント２６の上に固
定する。

【００９８】このようにして得られる本実施形態の構成
では、ＤＢＲ半導体レーザ１の発振しきい値電流は約２
０ｍＡである。また、出力約１００ｍＷ時の駆動電流
は、約１４０ｍＡである。更に、ＤＢＲ領域３への注入
電流が約９０ｍＡのときに、約２ｎｍの波長可変領域が
得られる。また、活性層４の高さ及び光導波路１２６の
高さが精密に制御されているため、約６０ｍＷのレーザ
光を光導波路１２６に結合することができる。

【００９９】ＤＢＲ半導体レーザ１のＤＢＲ領域３に注
入する電流を変化させて発振波長を可変し、半導体レー
ザ１の発振波長を光導波路型波長変換デバイス１１の位
相整合波長８５１ｎｍに一致させることにより、波長４
２５.５ｎｍのブルー光が出力約１０ｍＷで得られる。
更に、本実施形態の構成では、第２の実施形態における
構成よりもＤＢＲ領域３での熱分布（放熱分布）が小さ
いため、より安定な単一縦モード発振が実現でき、ブル
ー光の出力安定性も向上することができる。

【０１００】（第５の実施形態）本実施形態では、サブ
マウント３５を異なる熱伝導率を有する材質からなる２
つの部分３５Ａ及び３５Ｂの組合せによって構成するこ
とにより、ＤＢＲ半導体レーザ１の活性層領域２とＤＢ
Ｒ領域３とでの放熱状態に差を生じさせて、より安定な
レーザ発振及び波長可変特性を実現する構成について説
明する。

【０１０１】熱伝導率の異なる材質を組み合わせてサブ
マウント３５を構成する場合、セラミックス材料を選択
すると、加工性もよく容易に形成できる。例えば、熱伝
導性の良いセラミック材料としてＡｌＮ（熱伝導率：
０.４ｃａｌ・ｃｍ^-1・ｓｅｃ^{- 1}・ｄｅｇ^-1）或いはＳ
ｉＣ（熱伝導率：０.１５ｃａｌ・ｃｍ^-1・ｓｅｃ^-1・
ｄｅｇ^-1）は、Ｓｉ（熱伝導率：０.３ｃａｌ・ｃｍ^-1
・ｓｅｃ^-1・ｄｅｇ^-1）とほぼ同程度の熱伝導率を有
し、一方、熱伝導性の悪いセラミック材料としてはＺｒ
Ｏ₂（熱伝導率：０.０１ｃａｌ・ｃｍ^-1・ｓｅｃ^-1・ｄ
ｅｇ^-1）が挙げられる。

【０１０２】図７（ａ）及び（ｂ）の斜視図及び断面図
には、ＤＢＲ半導体レーザ１がＡｌＮ及びＺｒＯ₂から
構成されるサブマウント３５に実装された波長可変半導
体レーザの構成を模式的に示す。

【０１０３】サブマウント３５は、ＤＢＲ半導体レーザ
１の活性層領域２が固定される部分３５ＡとＤＢＲ領域
３が固定される部分３５Ｂより構成されており、部分３
５Ａの構成材質はＡｌＮであり、部分３５Ｂの構成材質
はＺｒＯ₂である。更に、サブマウント３５の上には、
これまでの実施形態における構成と同様に電極３６及び
半田層３７が形成されており、また、部分３５Ａ及び３
５Ｂはお互いに電気的に分離されている。更に、ＤＢＲ
半導体レーザ１の活性層４の側に位置する下側電極１５
ｂも電気的に分離された２つの部分に分かれており、分
離されている下側電極１５ｂの２つの部分がサブマウン
ト３５の２つの部分３５Ａ及び３５Ｂにそれぞれ一致す
るように、ＤＢＲ半導体レーザ１はジャンクションダウ
ンでサブマウント３５上に固定される。ＤＢＲ半導体レ
ーザ１のボンディング後には、図示するように各電極か
らワイヤ３８を形成する。

【０１０４】サブマウント３５の部分３５ＡはＡｌＮか
ら構成されているため、ＤＢＲ半導体レーザ１の活性層
領域２で発生された熱はサブマウント３５に効率よく放
熱される。一方、部分３５ＢはＺｒＯ₂で構成されてい
るために、ＤＢＲ領域３からサブマウント３５への熱伝
導が低減されている。

【０１０５】本実施形態では、第１〜第４の実施形態で
用いられているＳｉよりも更に熱伝導率の大きなＡｌＮ
がサブマウント３５の構成材料として用いられているの
で、活性部領域２の放熱性が改善されており、ＤＢＲ半
導体レーザ１の発振しきい値電流は約２０ｍＡ、また、
出力約１００ｍＷ時の駆動電流は約１３０ｍＡである。
一方、ＤＢＲ領域３の放熱状態はＺｒＯ₂の使用によっ
て低減されているため、約１００ｍＡの注入電流量に対
して約２ｎｍの波長可変領域が得られる。

【０１０６】本実施形態のように、ＤＢＲ半導体レーザ
１が搭載されるサブマウント３５において、活性層領域
２に対応する部分３５Ａには熱伝導率の大きい構成材料
を用い、ＤＢＲ領域３に対応する部分には熱伝導率の低
い材料を用いることにより、信頼性の高いレーザ駆動特
性及び安定な波長可変特性を得ることができる。

【０１０７】なお、上記ではＤＢＲ領域３を全面的にサ
ブマウント３５の部分３５Ｂに固定しているが、第３の
実施形態と同様に、適当なパターンの溝をＺｒＯ₂から
なる部分３５Ｂに形成することにより、熱伝導性を更に
意図的に低下させることが可能になって、より安定な波
長可変特性が得られる。

【０１０８】（第６の実施形態）図８（ａ）及び（ｂ）
の斜視図及び断面図には、波長可変半導体レーザとして
のＤＢＲ半導体レーザ１と、光導波路デバイスとしての
光導波路型波長変換デバイス１１とが、サブマウント３
９の上に実装された超小型短波長光源の構成を模式的に
示す。具体的には、本実施形態で光導波路デバイス１１
として用いられているのは、ｘカットＭｇＯドープＬｉ
ＮｂＯ₃基板１２５の上にプロトン交換光導波路１２６
及び周期的分極反転領域１２７が形成された光導波路型
波長変換デバイス１１である。

【０１０９】ここで、サブマウント３９は、以下の３つ
の部分から構成されるている； 部分３９Ａ：光導波路型波長変換デバイスが固定される
部分 部分３９Ｂ：活性層領域が固定される部分 部分３９Ｃ：ＤＢＲ領域が固定される部分 部分３９Ａ及び３９ＣはＺｒＯ₂セラミックスから構成
されており、一方、部分３９Ｂは、ＡｌＮセラミックス
から構成される。サブマウント３９の表面でＤＢＲ半導
体レーザ１が固定される箇所には、これまでの実施形態
と同様に電極４０及び半田層４１が形成されている。ま
た、ＤＢＲ半導体レーザ１が固定される箇所と光導波路
型波長変換デバイス１１が固定される箇所との間には、
溝４２が形成されている。

【０１１０】第４の実施形態と同様にＤＢＲ半導体レー
ザ１及び光導波路型波長変換デバイス１１をサブマウン
ト３９上に固定し、各電極からワイヤ３８を形成して、
ＤＢＲ半導体レーザ１の動作特性を測定したところ、発
振しきい値電流は約２０ｍＡであり、出力約１００ｍＷ
時の駆動電流は約１３０ｍＡであった。また、ＤＢＲ領
域３への注入電流量が約１００ｍＡであるときに、約２
ｎｍの波長可変領域が得られた。

【０１１１】光導波路型波長変換デバイス１１は、その
位相整合波長が温度依存性を有するため、ＤＢＲ半導体
レーザ１の活性層４からの熱により光導波路型波長変換
デバイス１１の内部に温度分布が生じると、その波長変
換効率や動作安定性に影響を与える。そのため、先に説
明した第２或いは第４の実施形態の構成では、約１００
ｍＷのレーザ出力に対して、波長変換デバイスからは約
１０ｍＷの出力しか得られない。これに対して、本実施
形態の構成では、ＤＢＲ半導体レーザ１の活性層領域２
で発生する熱が、効率的に、サブマウント３９のうちで
ＡｌＮセラミックスから構成される部分３９Ｂに放熱さ
れ、且つ溝４２の形成によって光導波路型波長変換デバ
イス１１への熱伝達が防止できるので、ＤＢＲ半導体レ
ーザ１の信頼性向上及び光導波路型波長変換デバイス１
１の均一性向上が実現できる。その結果、約１００ｍＷ
のレーザ出力に対して、波長変換デバイス１１からは約
１５ｍＷのブルー出力を得ることができる。

【０１１２】（第７の実施形態）第１〜第６の実施形態
では、活性層領域２とＤＢＲ領域３とから構成されるＤ
ＢＲ半導体レーザ１を用いた波長可変半導体レーザ及び
短波長光源について説明したが、本実施形態では、更に
位相補償領域が付加されたＤＢＲ半導体レーザを用いた
構成について説明する。図９（ａ）及び（ｂ）の斜視図
及び平面図には、上記の構成を模式的に示す。

【０１１３】この構成に含まれるＤＢＲ半導体レーザ４
５は、波長８５０ｎｍでＴＥモード発振する１００ｍＷ
級ＡｌＧａＡｓ系分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）半導体
レーザ４５であり、活性層領域４６、位相補償領域４
７、及びＤＢＲ領域４８から構成される。ＤＢＲ半導体
レーザ４５の基板側及び活性層側には、それぞれ電極１
５ａ及び１５ｂが形成されており、特に活性層側の下側
電極１５ｂは、活性層領域４６、位相補償領域４７、及
びＤＢＲ領域４８で電気的に分離されている。また、活
性層４などのエピタキシャル層や電極１５ａ及び１５ｂ
の厚さはサブミクロン以下に制御されていて、活性層
（ジャンクション部４）までの厚さは約３μｍである。

【０１１４】一方、サブマウント４９はＳｉからできて
おり、溝５０が形成されている。溝５０の長さは、ＤＢ
Ｒ半導体レーザ４５の位相補償領域４７とＤＢＲ領域４
８とを合わせた長さにほぼ一致している。これより、活
性層領域４６で発生する熱はＳｉサブマウント４９に放
熱する一方で、位相補償領域４７及びＤＢＲ領域４８で
は、注入電流によって生じた熱が放熱し難い。

【０１１５】Ｓｉサブマウント４９の上には、これまで
の実施形態においてと同様に、膜厚制御された電極５１
及び半田層５２が蒸着されている。これらの電極５１及
び半田層５２は、活性層領域４６、位相補償領域４７、
及びＤＢＲ領域４８がそれぞれ固定される部分で、お互
いに電気的に分離されている。また、位相補償領域４７
が固定される部分の電極５１の長さは、位相補償領域４
７の長さと同じになっている。

【０１１６】これまでの実施形態と同様に、ＤＢＲ半導
体レーザ４５をサブマウント４９上に固定し、各電極か
らワイヤ３８を形成して、ＤＢＲ半導体レーザ４５の動
作特性を測定したところ、発振しきい値電流は約２０ｍ
Ａであり、出力約１００ｍＷ時の駆動電流は約１４０ｍ
Ａである。また、波長可変特性としては、ジャンクショ
ンアップ時とほぼ同様に、約９０ｍＡの注入電流量に対
して、位相補償領域４７により位相調整を行うことで連
続的に約２ｎｍの波長可変特性が得られる。

【０１１７】本実施形態のように、位相補償領域４７が
付加されたＤＢＲ半導体レーザ４５をジャンクションダ
ウンで実装する際にも、安定な波長可変特性及び信頼性
の高いレーザ駆動特性を得ることができ、その実用的効
果は大きい。

【０１１８】また、本実施形態の上記の説明では、溝５
０が形成されたＳｉサブマウント４９にＤＢＲ半導体レ
ーザ４５が実装された構成について説明しているが、第
５或いは第６の実施形態で説明したような異なる材質
（セラミックス）から構成された複数の部分が組み合わ
されているサブマウントに実装する構成でも、同様の効
果が得られる。

【０１１９】上記で説明した第１〜第７の実施形態で
は、光導波路デバイスとして光導波路型波長変換デバイ
スを用いているが、ＬｉＮｂ０₃基板上に形成された光
導波路型高速変調デバイスなどの光導波路型機能デバイ
スを用いても、同様の効果が得られる。また、ＤＢＲ半
導体レーザを光通信分野で絶対基準波長用光源や波長多
重通信用光源として用いる場合において、サブマウント
に形成したＶ溝に固定した光ファイバなどにレーザ光を
結合する場合にも、第１〜第４の実施形態のような構成
でＤＢＲ半導体レーザを固定することにより、信頼性の
高いレーザ駆動特性及び安定な波長可変特性を得ること
ができる。

【０１２０】更に、上記では直接結合型モジュールの構
成について説明したが、レンズ結合型のモジュールに本
発明を適用してもその実用的効果は大きく、ＤＢＲ半導
体レーザをジャンクションダウンでサブマウントに実装
することにより、高出力での発振状態においても、高い
信頼性が得られる。例えば、第１の実施形態の構成を例
にとれば、出力約１００ｍＷでの駆動電流値が約３０ｍ
Ａだけ低減される。

【０１２１】高出力の半導体レーザを安定に駆動させる
ためには、半導体レーザチップの放熱状態を向上させる
必要がある。半導体レーザと波長可変デバイスとから構
成される短波長光源においては、得られる高調波出力が
半導体レーザ出力の２乗に比例するため、特に高出力の
半導体レーザが用いられる。そのため、ジャンクション
ダウン実装が、特に必要とされる。

【０１２２】また、半導体レーザと光導波路デバイスと
から構成される光集積化デバイスを民生用途に応用する
際には、大きさ及びコストが大きな要素となり、その実
現のためには、やはりジャンクションダウン実装技術が
必要となる。これは、ジャンクションダウン実装では、
サブマウントから活性層（ジャンクション部）までの高
さを高精度に制御できるので、光導波路デバイスと半導
体レーザを直接結合する場合に、活性層と光導波路との
高さ方向での位置合わせ調整が容易に実現されるからで
ある。

【０１２３】以上のように、本発明の第１から第７の実
施形態によれば、波長可変半導体レーザとしてのＤＢＲ
半導体レーザと、光導波路型デバイスとしての光導波路
型波長変換デバイスや光ファイバなどの光学要素とがサ
ブマウントに固定された光導波路集積化光源において、
ＤＢＲ半導体レーザをジャンクションダウンで高精度に
サブマウント上に固定し、ＤＢＲ半導体レーザの活性層
領域の放熱性を向上させる一方でＤＢＲ領域の放熱性を
意図的に低減させることにより、安定な発振特性及び波
長可変特性が実現され、更に高効率光結合を可能とする
モジュール光源が提供される。すなわち、本発明は、短
波長光源や光通信分野で必要不可欠とされるＤＢＲ半導
体レーザを以上のようにジャンクションダウンで実装す
る場合に、安定な波長可変特性及び信頼性の高いレーザ
発振特性が実現され、その実用的効果は大きい。

【０１２４】一方、以下に第８以降の実施形態として説
明する本発明においては、半導体レーザチップをサブマ
ウントに実装する際の量産性の向上を意図した構成が開
示される。

【０１２５】ここで、使用され得る半導体レーザチップ
としては、活性層領域とＤＢＲ領域とから構成されるＤ
ＢＲ半導体レーザ、或いは分布フィードバック型（ＤＦ
Ｂ）ＩｎＰ半導体レーザなどが例示できる。一方、光導
波路素子としては、光ファイバや半導体レーザチップか
ら放出されるレーザ光を、発振波長の半分の波長を有す
る光に変換する波長変換デバイスなどが例示できる。更
に、半田としてはＡｕ／ＳｎやＰｂ／Ｓｎなどが、接着
剤としては紫外線硬化剤を含む接着剤（以下、紫外線硬
化型接着剤という）などが、分子結合力としてはファン
デルワールス力などが、それぞれ例示できる。

【０１２６】（第８の実施形態）図１０に模式的に示す
本実施形態の光集積化デバイスの構成では、半導体レー
ザチップ１０６を固定する部分のサブマウント１０１の
表面に溝１０３が形成され、その溝１０３の内部に半田
が設けられている。半導体レーザチップ１０６は、溝１
０３の内部に供給された半田を用いて、サブマウント１
０１に密着して固定されている。

【０１２７】シリコン（Ｓｉ）よりなるサブマウント１
０１は、その表面に、絶縁層としてＳｉＯ₂層１０２を
有している。サブマウント１０１のＳｉＯ₂層１０２上
には、本発明の溝１０３が形成されている。半導体レー
ザチップ１０６は、ＳｉＯ₂層１０２上に装着される。
本実施形態では、半導体レーザチップ１０６として、
１.５５μｍ帯の分布フィードバック型（ＤＦＢ）Ｉｎ
Ｐ半導体レーザを用いている。更に、サブマウント１０
１及び半導体レーザチップ１０６の表面には、画像認識
用の十字キー１０７及び１０８が形成されている。ま
た、光導波路素子として光ファイバ１１０は、サブマウ
ント１０１上に形成されたＶ溝１０９に実装され、半導
体レーザチップ１０６からのレーザ光は光ファイバ１１
０に結合される。

【０１２８】図１１は、十字キー１０７間の中心線Ａ１
を含む図１０の線ＸＩ−ＸＩに沿った断面図であって、
半導体レーザチップ１０６及び光ファイバ１１０がサブ
マウント１０１に装着された状態を示す。

【０１２９】図示されるように、ＳｉＯ₂層１０２上に
形成された溝１０３に電極としてＡｕ層１０４が形成さ
れ、更にその溝１０３の内部に、半田１０５を有する。
本実施形態では、半田１０５はＡｕ／Ｓｎからなる。

【０１３０】従来技術では、一般に、サブマウント上に
電極としてＡｕ層が形成され、更にその上には半田層と
してＡｕ／Ｓｎが蒸着される。半田層の膜厚は、約２μ
ｍ〜約３μｍである。半導体レーザチップは、そのジャ
ンクション（活性層部）がサブマウント側になるように
配置され、サブマウントを加熱して半田を溶融すること
によって、サブマウント上に固定される。

【０１３１】半導体レーザチップの表面から活性層まで
の厚さは、エピタキシャル成長時に正確に制御されてい
る。また、サブマウント上のＡｕ層の膜厚も、正確に制
御されている。そのため、活性層のサブマウントからの
高さは、半田層の膜厚制御性に大きく依存する。しか
し、実際には、半田層を溶融して半導体レーザチップを
固定するために、その制御性は±約１μｍに過ぎない。
結果として、半導体レーザチップの発光点のサブマウン
トからの高さにバラツキが生じるので、従来技術におい
ては、半導体レーザのサブマウント上への高精度な固定
の実現が、困難である。

【０１３２】これに対して本実施形態の構成では、図１
１に示すように、サブマウント１０１の表面に溝１０３
が形成され、半田１０５が溝１０３の内部に存在してい
るために、半導体レーザチップ１０６の表面とサブマウ
ント１０１のＡｕ層１０４とが、直接的に接触する。こ
のため、サブマウント１０１から半導体レーザチップ１
０６の活性層までの高さは、Ａｕ層１０４の厚さの精度
のみに依存し、結果として高さ方向の位置決めが高精度
に行われる。

【０１３３】次に、本実施形態におけるサブマウント１
０１の形成方法について、説明する。

【０１３４】まず、Ｓｉの（１００）基板からなるサブ
マウント１０１表面に、絶縁層として、酸化によりＳｉ
Ｏ₂層１０２を形成する。

【０１３５】次に、サブマウント１０１上にレジストを
塗布し、フォトプロセスにより幅約１０μｍ及び周期約
２０μｍの周期状レジストパターン、並びに幅約１００
μｍのＶ溝用レジストパターンを形成する。それらの形
成後、ウェットエッチングにより、サブマウント１０１
上に深さ約５μｍの溝１０３を形成する。（１００）基
板表面のウェットエッチングでは（１１１）面が現れる
ので、台形形状（Ｖ溝部分は三角形状）の溝が形成され
る。或いは、ドライエッチングを行うことで矩形の溝を
形成することも可能である。

【０１３６】次に、レジストを除去した後、再びフォト
プロセスにより、調整用の十字キー１０７及び電極のレ
ジストパターンを形成し、Ａｕ層１０４を蒸着する。次
に、溝１０３の内部のみに半田（Ａｕ／Ｓｎ）を蒸着す
るために、再びレジストを除去し、溝１０３の形成時と
同様のマスクを用いてマスクの位置合わせを行った上で
溝１０３の形成時と同様のレジストパターンを形成し、
それを用いて半田（Ａｕ／Ｓｎ）を蒸着する。これによ
り、半田１０５を溝１０３の内部に形成することができ
る。

【０１３７】一方、半導体レーザチップ１０６の表面に
も、十字キー１０８が形成される。サブマウント１０１
の表面の十字キー１０７は、Ｖ溝１０９の中心線Ａ１に
対して線対称の位置に形成され、また、半導体レーザチ
ップ１０６の表面の十字キー１０８は、半導体レーザチ
ップ１０６の発光点（中心線Ｂ１上）に対して線対称の
位置に形成されている。

【０１３８】本実施形態では、サブマウント１０１に形
成される溝１０３の幅とその間隔（隣接する溝１０３の
間の距離）は、どちらも１０μｍと等しく設定されてい
る。しかし、半導体レーザチップ１０６の放熱性を考慮
すると、溝１０３（或いは、その中に形成される半田
（Ａｕ／Ｓｎ）１０５）の面積を大きくする方が、サブ
マウント１０１への放熱効果が大きくなり、半導体レー
ザチップ１０６の寿命（信頼性）の向上の点で有利であ
る。

【０１３９】次に、本実施形態の構成における位置合わ
せ調整方法を、図１２を参照して説明する。

【０１４０】半導体レーザチップ１０６は、図１２に示
すように、活性層が形成された面（エピタキシャル成長
面）がサブマウント側に位置するように、ジャンクショ
ンダウンで固定される。本実施形態では、半導体レーザ
チップ１０６及びサブマウント１０１上に形成された十
字キー１０８及び１０７を別々のカメラ１１１及び１１
２により画像認識し、各々の中心線Ａ１及びＢ１を検出
して、各々の中心線が一致する位置に半導体レーザチッ
プ１０６を精密ステージにより移動して実装する。

【０１４１】半導体レーザチップ１０６は真空バキュー
ムでツール１１３に、また、サブマウント１０１はパル
スヒータが装備されている台１１４に、それぞれ固定さ
れている。カメラ１１１により、半導体レーザチップ１
０６上に形成された十字キー１０８を画像認識し、カメ
ラ１１２により、サブマウント１０１上の十字キー１０
７を画像認識する。これによって、十字キー１０７間の
中心線Ａ１及び十字キー１０８間の中心線を、それぞれ
検出する。その後に、中心線Ａ１及びＢ１が一致するよ
うに、半導体レーザチップ１０６を精密ステージにより
移動する。

【０１４２】次に、半導体レーザチップ１０６の出射端
面をカメラ１１２により画像認識し、その電極がサブマ
ウント１０１の上の十字キー１０７のパターンに一致す
るように調整する。固定位置が決定したら、サブマウン
ト１０１をパルス加熱して半田１０５を溶融し、半導体
レーザチップ１０６を固定する。これにより、半導体レ
ーザチップ１０６は、図１２に示すように、サブマウン
ト１０１のＡｕ層１０４に密着して実装される。

【０１４３】なお、溝１０３の体積よりも固定後の半田
１０５の体積を小さくすれば、実装時の密着性が高ま
り、その実用的効果は大きい。

【０１４４】半導体レーザチップ１０６を固定後、図１
０及び図１１に示すように、Ｖ溝１０９に、光導波路素
子として光ファイバ１１０を実装する。このとき、光フ
ァイバ１１０の端面と半導体レーザチップ１０６の出射
端面との間の距離は、サブマウント１０１と電極との間
の距離で決定される。本実施形態では、サブマウント１
０１から半導体レーザ１０６の発光点までの高さが精密
制御されているために、結合効率は、サブマウント１０
１のＶ溝１０９の加工精度に依存する。具体的には、Ｖ
溝１０９はエッチングにより精密に加工されているた
め、光ファイバ１１０への結合効率として約３０％とい
う値が安定に得られる。

【０１４５】また、本実施形態では、図１１に示すよう
に、半導体レーザチップ１０６の表面とサブマウント１
０１上のＡｕ層１０４が密着しているため、サブマウン
トからの活性層までの高さがＡｕ層１０４の厚さ精度に
依存し、高精度に実装することが可能である。但し、実
際には、溝１０３の中に配置された半田（Ａｕ／Ｓｎ）
１０５に対する逃げ溝が設けられていないため、半田１
０５が過剰に供給された場合には、高さ方向の位置決め
精度に悪影響が及ぼされる可能性がある。従って、半田
１０５の供給量は、溝１０３の体積と同じか或いはそれ
より少なくする必要がある。

【０１４６】一方、図２５に示すのは、図１０の構成の
改変例であって、各々の溝１０３に隣接して逃げ溝１３
３が形成されている。従って、もし半田１０５が過剰に
供給されても、過剰分は、実装時に逃げ溝１３３に押し
出される。このため、半導体レーザチップ１０６とサブ
マウント１０１との間の密着性が向上すると共に、過剰
は半田による高さ方向の位置決め精度への悪影響が回避
される。なお、図２５において、図１０と同じ構成要素
には同じ参照番号を付しており、その説明はここでは省
略する。

【０１４７】図２５の構成の形成方法は、以下の通りで
ある。

【０１４８】まず、Ｓｉの（１００）基板からなるサブ
マウント１０１表面に、絶縁層として、酸化によりＳｉ
Ｏ₂層１０２を形成する。

【０１４９】次に、サブマウント１０１上にレジストを
塗布し、フォトプロセスにより所定のレジストパターン
を同時に形成する。それらの形成後、ウェットエッチン
グにより、サブマウント１０１上に深さ約５μｍの溝１
０３及び逃げ溝１３３を、同時に形成する。

【０１５０】レジストを除去した後、再びフォトプロセ
スにより、調整用の十字キー１０７及び電極のレジスト
パターンを形成し、Ａｕ層１０４を蒸着する。次に、溝
１０３の内部のみに半田（Ａｕ／Ｓｎ）を蒸着するため
に、再びレジストを除去し、溝１０３の形成時とは異な
るマスクを用いてマスクの位置合わせを行った上で、溝
１０３の形成時とは異なるレジストパターンを形成し、
それを用いて半田（Ａｕ／Ｓｎ）を蒸着する。このと
き、半田１０５は、溝１０３の全体に蒸着されるのでは
なく、半導体レーザチップ１０６が固定される領域に蒸
着される。これによって、半田１０５の両側には逃げ溝
１３３が形成されて、半導体レーザチップ１０６とサブ
マウント１０１との間の実装時の密着性が向上される。

【０１５１】以上のような構成によって、半導体レーザ
チップ１０６からのレーザ光を光ファイバ１１０や光導
波路に高効率に結合するために必要とされるサブミクロ
ン以下の位置合わせ調整精度が容易に実現され、実用性
の高い光集積化デバイスが供給される。

【０１５２】上記の実施形態では、光導波路素子として
光ファイバ１１０を用いた場合について説明している
が、光導波路素子として、半導体レーザチップ１０６か
ら放出されるレーザ光の波長を半分の波長の光に変換す
る波長変換デバイスを用いることも、勿論可能である。
また、半導体レーザチップ１０６として、活性層領域と
ＤＢＲ領域とから構成されるＤＢＲ半導体レーザチップ
を用いることも、可能である。

【０１５３】例えば、半導体レーザチップとしてＴＥモ
ードで発振する１００ｍＷ級分布ブラッグ反射型（ＤＢ
Ｒ）ＡｌＧａＡｓ半導体レーザ（発振波長は８５０ｎ
ｍ）を用い、光導波路素子としてｘカットのＭｇＯドー
プＬｉＮｂＯ₃基板上にプロトン交換光導波路及び周期
的分極反転領域が形成された光導波路型波長変換デバイ
スを用いることが、可能である。このような構成では、
ｘカット基板上に作製された光導波路はＴＥモードの光
のみを導波することが可能であるため、プレーナータイ
プの直接結合が実現される。

【０１５４】以上の説明では、半導体レーザチップ１０
６の発光領域と垂直な方向に、溝１０３が形成されてい
る。これに対して以下では、図１３及び図１４を参照し
て、半導体レーザチップ１２０の発光領域と平行方向に
溝１１７が形成されているサブマウント１１５を用いた
構成について、説明する。

【０１５５】図１３に模式的に示す光集積化デバイスの
構成においても、シリコン（Ｓｉ）よりなるサブマウン
ト１１５は、その表面に、絶縁層としてＳｉＯ₂層１１
６を有している。サブマウント１１５のＳｉＯ₂層１１
６上には、溝１１７が形成されている。半導体レーザチ
ップ１２０は、ＳｉＯ₂層１１６上に装着される。サブ
マウント１１５及び半導体レーザチップ１２０の表面に
は、画像認識用の十字キー１２１及び１２２が形成され
ている。また、光導波路素子として光ファイバ１２４
は、サブマウント１１５上に形成されたＶ溝１２３に実
装され、半導体レーザチップ１２０からのレーザ光は光
ファイバ１２４に結合される。

【０１５６】図１４は、十字キー１２１間の中心線Ａ２
を含む図１３の線ＸＩＶ−ＸＩＶに沿った断面図であっ
て、半導体レーザチップ１２０及び光ファイバ１２４が
サブマウント１１５に装着された状態を示す。図示され
るように、ＳｉＯ₂層１１６上に形成された溝１１７に
電極としてＡｕ層１１８が形成され、更にその溝１１７
の内部に、半田（Ａｕ／Ｓｎ）１１９を有する。

【０１５７】実装時には、十字キー１２１及び１２２を
画像認識し、それぞれの中心線Ａ２及びＢ２を検出し
て、それらが一致するように半導体レーザチップ１２０
をサブマウント１１５に実装する。このとき、図１０に
示すように半導体レーザの活性層の方向とサブマウント
の溝の形成方向とがお互いに垂直であって、活性層が半
田を介してサブマウントに固定されている部分が半導体
レーザの光軸方向に周期的に存在している構成では、動
作時に発生する熱分布が、光軸方向に周期的になる可能
性がある。これに対して、図１３に示す構成では、半導
体レーザチップ１２０からの放熱が均一に行われるため
に有利であり、その信頼性の向上につながる。

【０１５８】（第９の実施形態）図１５に模式的に示す
本実施形態の光集積化デバイスの構成では、半導体レー
ザチップ２０３を固定する部分に加えて平面型光導波路
素子２０４を固定する部分のサブマウント２０１の表面
に溝２０２が形成され、その溝２０２の内部に半田が設
けられている。平面型光導波路素子２０４及び半導体レ
ーザチップ２０３は、これらの溝の中に設けられた半田
を用いて、サブマウント２０１に密着して固定されてい
る。

【０１５９】平面型光導波路素子２０４の光導波路は、
誘電体基板や強誘電体基板の上にプロトン交換などのイ
オン交換法やＴｉ拡散などの拡散法などにより作製され
た光導波路であり、ウェハを用いて半導体プロセスによ
り作製できるので、量産性が高い。

【０１６０】図１５の構成において、半導体レーザチッ
プ２０３は、第８の実施形態と同様の方法で、サブマウ
ント２０１にジャンクションダウンで実装される。サブ
マウント２０１は、例えばシリコン（Ｓｉ）からなる。

【０１６１】平面型光導波路素子２０４としては、ｘカ
ットのＭｇＯドープＬｉＮｂＯ₃基板上にプロトン交換
光導波路２０９及び周期的分極反転領域２１０が形成さ
れた光導波路型波長変換デバイス２０４が用いられる。
一方、半導体レーザチップ２０３としては、ＴＥモード
で発振（発振波長：８５０ｎｍ）する１００ｍＷ級分布
ブラッグ反射型（ＤＢＲ）ＡｌＧａＡｓ半導体レーザ
が、用いられる。ｘカット基板上に作製された光導波路
はＴＥモードの光のみを導波することが可能であるた
め、上記の構成では、プレーナータイプの直接結合が可
能である。これに対して、ｚカット基板上に作製された
光導波路を用いた場合、偏光方向を一致させるために半
波長板が必要であり、直接結合時に結合効率が低下す
る。

【０１６２】光導波路型波長変換デバイス２０４の表面
には、厚さ方向（ｙ方向）での位置合わせ調整用に保護
膜２０５が形成されている。この保護膜２０５は、例え
ばＳｉＯ₂スパッタリング膜から構成され、精密に膜厚
が制御されている。

【０１６３】図１６は、十字キー２０７間の中心線Ａ３
を含む図１５の線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿った断面図であっ
て、半導体レーザチップ２０３及び光導波路型波長変換
デバイス２０４がサブマウント２０１に装着された状態
を示す。

【０１６４】図１６に示すように、溝２０２の中には固
定用の接着剤２０６が注入される。本実施形態では、接
着剤２０６として、例えば紫外線硬化型接着剤を用い
る。紫外線硬化型接着剤は粘性が小さいので、溝２０２
の内部に注入しやすく、実用性が高い。

【０１６５】図１５に示すように逃げ溝が設けられてい
ない構成では、接着剤２０６の硬化後の体積が溝２０２
の体積よりも小さいことが、密着性を高める点で望まし
い。或いは、第８の実施形態で図２５を参照して説明し
たように、溝２０２に隣接して逃げ溝を設ければ、実装
時に過剰な接着剤が逃げ溝に流れるために、位置合わせ
精度に悪影響が及ぼされることなく、平面型光導波路素
子２０４とサブマウント２０１との間の密着性が向上さ
れる。

【０１６６】図１５に示すように、半導体レーザチップ
の実装用と同様に、サブマウント２０１及び光導波路型
波長変換デバイス２０４には、波長変換デバイス２０４
の実装用に十字キー２０７及び２０８が形成されてい
る。十字キー２０７間の中心線Ａ３は、半導体レーザチ
ップ固定用の十字キー間の中心線Ｂ３と一致している。

【０１６７】実装時には、光導波路型波長変換デバイス
２０４上の十字キー２０８の中心線と、サブマウント２
０１上の十字キー２０７の中心線とが一致し、且つ半導
体レーザチップ２０３の出射面と光導波路型波長変換デ
バイス２０４の入射面との間の距離が約３μｍになるよ
うに（図１６参照）、光導波路型波長変換デバイス２０
４を移動させる。その後、光導波路型波長変換デバイス
２０４を一定加圧しながら、紫外線を照射して接着剤２
０６を固定する。

【０１６８】本発明のモジュール構成では、接着剤２０
６が溝２０２の内部に存在しているため、保護膜２０５
とサブマウント２０１とが密着し、保護膜２０５の厚さ
精度によって厚さ方向の位置合わせ調整が行える。この
ため、７０％の結合効率を高い歩留まりで実現すること
ができる。

【０１６９】具体的には、半導体レーザチップ２０３の
ＤＢＲ領域に注入する電流を変化させて発振波長を可変
し、半導体レーザ２０３の発振波長を光導波路型波長変
換デバイス２０４の位相整合波長に一致させることによ
り、波長変換デバイス２０４からは、波長４２５ｎｍの
ブルー光の出力約１０ｍＷが得られる。

【０１７０】上記のような溝２０２が存在しないサブマ
ウント上に光導波路型波長変換デバイスが接着剤（紫外
線硬化型接着剤）により固定される場合、光導波路素子
とサブマウントとの間の接着剤層の厚さがｙ方向の位置
合わせ調整精度に大きく影響する。また、接着剤の硬化
時に一般に発生する収縮現象は、位置合わせ調整の精度
を更に劣化させる。これらの要因のために、従来技術に
よれば、サブミクロン以下の調整精度で光導波路型波長
変換デバイスをサブマウントに固定することは、困難で
あった。これに対して本実施形態の構成では、平面型光
導波路素子とサブマウントの間に接着剤層が存在しない
ため、光導波路とサブマウントと間のの距離は保護膜２
０５の膜厚に依存して決定される。これより、高精度の
位置決めが可能になって、高効率の光結合が実現され
る。

【０１７１】なお、本実施形態では接着剤として紫外線
硬化型接着剤を用いているが、他の接着剤を用いても同
様の効果が得られる。特に、接着後に収縮する接着剤を
使用すれば、サブマウントとの密着性がより高まるた
め、より良好な効果が得られる。

【０１７２】誘電体基板や強誘電体基板の上にプロトン
交換などのイオン交換法やＴｉ拡散などの拡散法などに
より作製された光導波路は、一般にその深さが約２μｍ
である。そのため、光ファイバを用いた光集積化デバイ
スの場合よりも、より高精度な調整が要求される。従っ
て、本実施形態のようにサブマウント上に溝を形成して
基板厚さ方向の位置合わせ調整精度を向上することがで
きれば、その実用的効果が大きい。具体的には、例えば
ＤＢＲ半導体レーザとＬｉＮｂＯ₃基板やLiTaＯ₃基板の
上に周期的分極反転領域を有する光導波路型波長変換デ
バイスとから構成される短波長ブルー光源に対して、本
発明は大きな実用的効果を発揮する。

【０１７３】以上の説明では、平面型光導波路デバイス
２０４の光導波路２０９の方向とは垂直な方向に、溝２
０２が形成されている。これに対して、均一な放熱状態
の実現のためには、第８の実施形態で図１３及び図１４
を参照して説明した場合に類似するように、光導波路２
０９と平行方向に溝２０２が形成されていることが望ま
しい。特に、光導波路型波長変換デバイスでは、素子内
部の温度分布が波長変換効率などの素子特性に大きな影
響を与えるので、平行方向の溝の形成による均一な温度
分布の実現により、大きな効果が得られる。

【０１７４】（第１０の実施形態）第９の実施形態で
は、平面型光導波路素子（光導波路型波長変換デバイ
ス）を接着剤（紫外線硬化型接着剤）により固定する際
に、サブマウント上に溝を形成することにより高精度な
実装を実現するデバイス構成について説明した。これに
対して本実施形態では、紫外線硬化型接着剤のような接
着剤を用いず、分子結合力で平面型光導波路素子（光導
波路型波長変換デバイス）をサブマウント上に固定する
構成及び方法について、図１７及び図１８を参照して説
明する。この場合、平面型光導波路素子とサブマウント
との間に何も存在しないため、第２の実施形態と同様の
効果が得られる。

【０１７５】図１７は、上記のような構成を模式的に示
す斜視図であり、図１８は、十字キー３０６間の中心線
を含む図１７の線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩに沿った断面
図であって、半導体レーザチップ３０３及び光導波路型
波長変換デバイス３０４がサブマウント３０１に装着さ
れた状態を示す。

【０１７６】図１７において、シリコン（Ｓｉ）からな
るサブマウント３０１の全表面が酸化されていること、
すなわち、サブマウント３０１の全表面にＳｉＯ₂層３
０２が形成されていることが好ましい。これは、ＭｇＯ
ドープＬｉＮｂＯ₃基板との結合性を高めるためであ
る。半導体レーザチップ３０３を固定する部分は、第１
の実施形態で図１３及び図１４を参照して説明したよう
な形状になっていて、電極及び半田が蒸着されている。
そして、第８の実施形態と同様の方法により、半導体レ
ーザチップ３０３はサブマウント３０１上の所望の位置
に、活性層側の面がサブマウント３０１側になるように
ジャンクションダウンで実装される。具体的には、半導
体レーザチップ３０３は、例えばＴＥモードで発振する
１００ｍＷ級分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）ＡｌＧａＡ
ｓ半導体レーザであり、その発振波長は８５０ｎｍであ
る。

【０１７７】次に、平面型光導波路素子３０４をサブマ
ウント３０１上に実装する方法について説明する。

【０１７８】平面型光導波路素子３０４としては、第２
の実施形態と同様に、ｘカットのＭｇＯドープＬｉＮｂ
Ｏ₃基板上にプロトン交換光導波路及び周期的分極反転
領域が形成された光導波路型波長変換デバイス３０４を
用いる。この場合、ｘカット基板上に作製された光導波
路はＴＥモードの光のみを導波することが可能であるた
め、プレーナータイプの直接結合が可能である。

【０１７９】光導波路型波長変換デバイス３０４の表面
には、ｙ方向の位置合わせ調整を行うために、保護膜３
０７、例えばＳｉＯ₂スパッタ膜３０７が形成されてい
る。サブマウント３０１上のＳｉＯ₂層３０２の表面及
び光導波路型波長変換デバイス３０４の実装面は、実装
前に十分に洗浄されている。

【０１８０】実装時には、十字キー３０５及び十字キー
３０６を画像認識し、それらの中心線同士を位置合わせ
するとともに、半導体レーザチップ３０３の端面と光導
波路型波長変換デバイス３０４の端面との間の距離が約
３μｍになるように、配置を調整する（図１８参照）。
その位置で、光導波路型波長変換デバイス３０４に一定
の圧力を加えながら光導波路型波長変換デバイス３０４
とサブマウント３０１とをオプティカルコンタクトさ
せ、その状態で温度約３００℃で約３０分間保持する。
この加熱保持工程では、光導波路も同時に上記条件でア
ニールされることになり、本実施形態で用いられる光導
波路型波長変換デバイス３０４は、あらかじめその点を
考慮して作製されている。

【０１８１】このようなアニール工程の実施により、本
実施形態では、光導波路型波長変換デバイス３０４とサ
ブマウント３０１との間に何も介さず、両者を固定する
ことができる。これより、光導波路型波長変換デバイス
３０４の光導波路の高さを保護膜３０７の厚さ精度のみ
で調整できるため、高精度な固定が実現できる。

【０１８２】具体的には、本実施形態の構成では、約７
０％の結合効率を高い歩留まりで実現することができ
る。また、半導体レーザチップ３０３のＤＢＲ領域に注
入する電流を変化させて発振波長を可変し、半導体レー
ザ３０３の発振波長を光導波路型波長変換デバイス３０
４の位相整合波長に一致させることにより、波長変換デ
バイス３０４から波長４２５ｎｍのブルー光が出力約１
０ｍＷで得られる。

【０１８３】（第１１の実施形態）第１１の実施形態で
は、図１９の断面図を参照して、絶縁層であるＳｉＯ₂
層を利用して、ＤＢＲ半導体レーザのような２つの電極
を有する半導体レーザチップを実装するサブマウントの
構成について説明する。

【０１８４】図１９において、シリコン（Ｓｉ）からな
るサブマウント４０１は、その表面上に絶縁層としてＳ
ｉＯ₂層４０２を有し、その上には、電極としてのＡｕ
層４０３及び半田（Ａｕ／Ｓｎ）層４０４が蒸着されて
いる。また、これらの電極層を所定の領域に分離するた
めに、ＳｉＯ₂層４０２、Ａｕ層４０３、及び半田（Ａ
ｕ／Ｓｎ）層４０４をエッチングして溝４１０が形成さ
れる。ＤＢＲ半導体レーザチップ４０５は利得を与える
ための活性層領域４０６と発振波長を制御するための分
布ブラッグ反射領域（ＤＢＲ領域）４０７とから構成さ
れ、それぞれの領域４０６及び４０７に、電気的に分離
された電極４０８及び４０９が形成されている。本実施
形態のように、サブマウント４０１に溝４１０を設け
て、ＤＢＲ半導体レーザチップ４０５の活性層領域４０
６に対応する部分とＤＢＲ領域４０７に対応する部分と
を電気的に分離することにより、活性層領域４０６に注
入される電流とＤＢＲ領域４０７に注入される電流とを
完全に分離できるため、安定な動作を実現できる。

【０１８５】なお、ＤＢＲ半導体レーザチップ４０５
は、その活性層側の面がサブマウント側になるようにし
て、ジャンクションダウンでサブマウント４０１に固定
されている。ＡｌＧａＡｓ系のＤＢＲ半導体レーザで
は、ＤＢＲ領域に高抵抗層が存在しており、電流注入に
よって高抵抗層の温度が上昇して屈折率が変化し、それ
によって波長が変化する。この場合、活性層に近い側が
サブマウント側に位置するジャンクションダウン実装で
は、ＤＢＲ領域からサブマウントへの放熱性が向上して
しまうために、波長可変特性はむしろ劣化する。このよ
うな悪影響を防ぐためには、サブマウントのうちでＤＢ
Ｒ半導体レーザのＤＢＲ領域における光導波部分が接す
る部分に適切な形状の溝を形成して、その放熱特性を意
図的に劣化させることによって、波長可変特性の劣化の
抑制、或いは波長可変特性の改善を、実現することがで
きる。

【０１８６】本実施形態に記載されたＤＢＲ半導体レー
ザチップ４０５に対する搭載構成は、２電極を有する半
導体レーザチップを、これまでに説明した第８〜第１０
の実施形態及び後述する第１２〜第１４の実施形態の構
成にて使用する場合に、適用可能である。

【０１８７】（第１２の実施形態）本実施形態では、複
数の発光部を有するアレー型半導体レーザチップと複数
の光導波路を有する平面型光導波路素子とがサブマウン
ト上に実装されている直接結合型光集積化デバイスにつ
いて、図２０及び図２１を参照して説明する。図２０
は、上記のような構成を模式的に示す斜視図であり、図
２１は、図２０の線ＸＸＩ−ＸＸＩに沿った断面図であ
る。

【０１８８】本実施形態の構成では、半導体レーザチッ
プ５０２として、１０個の発光部５０３を有する１００
ｍＷ級のアレー型分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）ＡｌＧ
ａＡｓ半導体レーザチップ５０２を用いている。また、
平面型光導波路素子５０４としては、ｘカットのＭｇＯ
ドープＬｉＮｂＯ₃基板の上に、１０本のプロトン交換
光導波路５０５と周期的分極反転領域５０６とが形成さ
れた光導波路型波長変換デバイス５０４を用いている。

【０１８９】本実施形態の構成では、アレー型半導体レ
ーザチップ５０２の発光部５０３の間隔と、光導波路型
波長変換デバイス５０４の光導波路５０５の間隔とが、
一致しているので、１０本の光導波路に対して同時に光
結合調整が実現できる。なお、アレー型半導体レーザチ
ップ５０２の発光部５０３の間隔、及び光導波路素子５
０４の光導波路５０５の間隔は、何れも約０.３ｍｍ以
上で約１.０ｍｍ以下とすることが好ましい。

【０１９０】また、アレー型半導体レーザチップ５０２
としては、ＴＥモードで発振するものが用いられてい
る。この場合、ｘカット基板上に作製された光導波路は
ＴＥモードの光のみを導波することが可能であるため、
プレーナータイプの直接結合が実現される。

【０１９１】光導波路型波長変換デバイス５０４及び半
導体レーザチップ５０２の両端には、それぞれ画像認識
用の十字キー５１１及び５１６が形成されている。ま
た、サブマウント５０１の表面にも、十字キー５１０及
び５１５が形成されている。これらの十字キーは同一マ
スクで形成されており、また、アレー型半導体レーザチ
ップ５０２上の発光部５０３と十字キー５１６との位置
関係が、光導波路型波長変換デバイス５０４上の光導波
路５０５と十字キー５１１との位置関係と同じになるよ
うに、それらの形成位置が調整されている。

【０１９２】光導波路型波長変換デバイス５０４の表面
には、厚さ調整用の保護膜５０８が形成されている。光
導波路型波長変換デバイス５０４は、第９の実施形態と
同様に、溝５０７が形成されたシリコン（Ｓｉ）サブマ
ウント５０１上に固定される。溝５０７の中には、接着
剤として紫外線硬化型接着剤５０９が注入されている。
サブマウント５０１上に形成された溝５０７の内部に接
着剤５０９が注入されていることから、光導波路型波長
変換デバイス５０４上の保護膜５０８の膜厚を高精度に
制御することにより、基板厚さ方向（ｙ方向）での位置
合わせ調整が容易に行える。

【０１９３】図２１の断面図を参照すると、サブマウン
ト５０１上のアレー型半導体レーザチップ５０２が実装
される部分には、第８の実施形態で説明したような溝が
形成されていない。この部分には、絶縁層としてＳｉＯ
₂層５１２が形成され、更にその上には、電極としての
Ａｕ層５１３及び半田（Ａｕ／Ｓｎ）層５１４が、アレ
ー型半導体レーザチップ５０２の発光部５０３の下にＡ
ｕ層５１３が位置するような所定の電極パターンで、形
成されている。

【０１９４】本実施形態の構成では、Ａｕ層５１３及び
半田（Ａｕ／Ｓｎ）層５１４の厚さを高精度に制御し、
且つアレー型半導体レーザチップ５０２に加える圧力及
び半田溶融時の温度を高精度に制御することにより、ｙ
方向の実装精度（位置合わせ調整精度）を向上させてい
る。

【０１９５】次に、本実施形態の構成に対する実装方法
を説明する。

【０１９６】まずはじめに、アレー型半導体レーザチッ
プ５０２をサブマウント５０１上に、活性層側の面がサ
ブマウント５０１側になるようにジャンクションダウン
で固定する。次に、半田（Ａｕ／Ｓｎ）層５１４を溶融
するため、サブマウント５０１をパルス加熱する。この
加熱工程では、サブマウント５０１の温度が約３００℃
まで上昇するため、光導波路型波長変換デバイス５０４
を先に固定してからアレー型半導体レーザチップ５０２
の固定のための加熱工程を実施すると、波長変換デバイ
ス５０４の動作特性が変化する可能性がある。そのた
め、光導波路型波長変換デバイス５０４の固定に先立っ
て、アレー型半導体レーザチップ５０２を加熱によって
固定する方が望ましい。

【０１９７】その後に、第８の実施形態と同様に、アレ
ー型半導体レーザチップ５０２及びサブマウント５０１
を別々のカメラにより画像認識し、十字キー５１５及び
５１６間の中心線Ａ５及びＢ５が一致するように精密ス
テージを移動し、その後にサブマウント５０１を加熱し
て固定処理を行う。

【０１９８】アレー型半導体レーザチップ５０２を実装
後、第９の実施形態と同様に、光導波路型波長変換デバ
イス５０４及びサブマウント５０１上の十字キー５１０
及び５１１間の中心線がお互いに一致し、且つアレー型
半導体レーザチップ５０２の出射面と光導波路型波長変
換デバイス５０４の入射面との間の距離が約３μｍにな
るように、光導波路型波長変換デバイス５０４を移動す
る。その後に、光導波路型波長変換デバイス５０４に一
定の加圧を加えながら、紫外線照射により固定する。

【０１９９】本実施形態の構成では、アレー型半導体レ
ーザチップ５０２の発光部５０３の間隔と光導波路型波
長変換デバイス５０４の光導波路５０５の間隔とが一致
しているため、１０本の光導波路５０５の全てに対し
て、６０％以上の結合効率が実現される。アレー型半導
体レーザチップ５０２のＤＢＲ領域に注入する電流を変
化させて発振波長を可変し、半導体レーザ５０２の発振
波長を光導波路型波長変換デバイス５０４の位相整合波
長に一致させることにより、光導波路５０５の各々から
約１０ｍＷのブルー出力が得られる。

【０２００】以上のように、多数の発光部を有するアレ
ー型半導体レーザチップ５０２の発光部間隔と、多数の
光導波路５０５を有する波長変換デバイス５０４の光導
波路間隔とを一致させれば、多数の光導波路に対する結
合調整が同時に行えるため、アレー型短波長光源が容易
に実現できる。

【０２０１】上記の本実施形態の説明では、光導波路型
波長変換デバイス５０４として、ＭｇＯドープのＬｉＮ
ｂＯ₃基板の上に作製された構成を用いているが、Ｌｉ
ＴａＯ₃基板やＫＴｉＯＰＯ₄基板の上に作製された光導
波路型波長変換デバイスを用いても、同様の効果が得ら
れる。

【０２０２】また、上記のようにアレー型半導体レーザ
チップ５０２と光導波路型波長変換デバイス５０４との
間の距離を観測しながら位置合わせ調整を行う代わり
に、図２２の断面図に示すように、光導波路型波長変換
デバイス５０４の端面に厚さ約１μｍのＴａ膜５１７を
形成すれば、半導体レーザ５０２と波長変換デバイス５
０４との間に所定の大きさのギャップを高精度に確保で
きる。これにより、容易にｚ方向の位置合わせ調整が実
現できる、より実用性の高いデバイス構成が得られる。
Ｔａ膜５１７に代えて、各種金属膜或いは誘電体膜を、
適宜選択して設けることもできる。

【０２０３】なお、図２２の構成で、図２０或いは図２
１に描かれている構成においてと同じ構成要素には同じ
参照番号を付しており、それらの説明は、ここでは省略
する。

【０２０４】（第１３の実施形態）第１２の実施形態で
は、サブマウント、アレー型半導体レーザチップ、及び
光導波路型波長変換デバイスの上にそれぞれ形成された
十字キーを画像認識することにより、パッシブな位置合
わせ調整によって実装工程を行い、短波長光源を実現し
ている。それに対して本実施形態では、アレー型半導体
レーザチップを発光させ、実際にレーザ光を光導波路に
結合させながら位置合わせ調整を行うアクティブな調整
方法について、図２３及び図２４の模式的な斜視図及び
平面図を参照しながら、説明する。

【０２０５】図２３において、アレー型半導体レーザチ
ップ６０２は、第１２の実施形態と同様の方法により、
シリコン（Ｓｉ）サブマウント６０１上にジャンクショ
ンダウンで実装されている。アレー型半導体レーザチッ
プ６０２としては、例えば、５０個の発光部６０４を有
する１００ｍＷ級のアレー型分布ブラッグ反射型（ＤＢ
Ｒ）ＡｌＧａＡｓ半導体レーザチップ６０２を用いる。
この半導体レーザチップ６０２の幅は、典型的には約２
０ｍｍであり、その発光部の間隔は、典型的には約４０
０μｍである。

【０２０６】一方、平面型光導波路素子６０３として
は、ｘカットのＭｇＯドープＬｉＮｂＯ₃基板の上にプ
ロトン交換光導波路６０５及び周期的分極反転領域が形
成されている光導波路型波長変換デバイス６０３を用い
る。光導波路型波長変換デバイス６０３の光導波路６０
５の間隔も、約４００μｍに設計されており、計５０本
の光導波路６０５を有している。

【０２０７】なお、アレー型半導体レーザチップ６０２
としては、ＴＥモードで発振するチップが用いられてい
る。ｘカット基板上に作製された光導波路はＴＥモード
の光のみを導波することが可能であるため、上記によっ
て、プレーナータイプの直接結合が実現される。

【０２０８】光導波路型波長変換デバイス６０３は、第
１２の実施形態と同様に、溝６０６が形成されたサブマ
ウント６０１の上に実装される。溝６０６の内部には、
接着剤として紫外線硬化型接着剤６０７が注入されてい
る。一方、光導波路型波長変換デバイス６０３の表面に
は厚さ調整用の保護膜６０８が形成され、また端面に
は、ギャップ調整用の厚さ約１μｍのＴａ膜６０９が形
成されている（図２４参照）。このように光導波路型波
長変換デバイス６０３の表面に保護膜６０８及びＴａ膜
６０９が形成されているため、第１２の実施形態と同様
に、ｙ方向及びｚ方向の位置合わせ調整が容易に行え
る。

【０２０９】次に、本実施形態の構成におけるｘ方向の
位置合わせ調整方法を、図２４を参照して説明する。

【０２１０】本実施形態では、第１２の実施形態とは異
なり、光導波路型波長変換デバイス６０３の上には調整
用の十字キーが形成されていない。その代わりに、光導
波路型波長変換デバイス６０３の両端から出射されるレ
ーザ光をコリメートするために、開口数０.５の非球面
レンズが２個固定されたレンズ鏡筒６１０が用いられ
る。具体的には、半導体レーザチップ６０２の１番目及
び５０番目の活性層部（図中では、それぞれ（１）及び
（５０）として示している）に電流を流入してレーザ発
振させ、そのときに光導波路型波長変換デバイス６０３
の対応する１番目及び５０番目の光導波路６０５から出
射されるレーザ光６１３をレンズ鏡筒６１０によりコリ
メートして、フォトディテクタ６１１及び６１２でその
出力を検出する。そして、光導波路型波長変換デバイス
６０５の位置をｘ方向に調整ながら、フォトディテクタ
６１１及び６１２で検出された出力の和が最大になる位
置で、接着剤を紫外線照射により硬化させて光導波路型
波長変換デバイス６０３を固定する。

【０２１１】このような位置合わせ方法において、２つ
の光導波路に対する結合効率は、典型的にはそれぞれ約
７０％になる。また、両端の２本の光導波路６０５にお
いて結合効率が最大になるように光導波路型波長変換デ
バイス６０３の位置調整を行うことにより、全５０本の
光導波路６０５の各々に対して、約６５％以上の結合効
率が得られる。

【０２１２】以上のように、多数の発光部を有するアレ
ー型半導体レーザチップ６０２の発光部間隔と、多数の
光導波路６０５を有する波長変換デバイス６０３の光導
波路間隔とを一致させれば、少数の光導波路に関する結
合調整のみを行うことによって残りの多数の光導波路に
対する結合調整が同時に行えるため、アレー型短波長光
源が容易に実現できる。

【０２１３】以上の本実施形態の説明では、両端の発光
部及び光導波路を用いて位置合わせ調整を行っている
が、中央部の発光部及び光導波路を用いても、同様の効
果が得られる。また、２つの光導波路での結合効率の和
が最大になるように位置合わせ調整を行っているが、発
光部間隔及び光導波路間隔の形成精度が高ければ、１つ
の発光部のみをレーザ発振させて、そこから対応する１
つの光導波路に結合する光のみを検出し位置合わせ調整
を行っても、同様の効果が得られる。

【０２１４】一方、位置合わせ調整のために発光させる
箇所は３つ以上でも良い。但し、その数が多すぎると、
実質的にアクティブな調整方法と同じになり、レーザ発
振のための電源も複数必要となって調整工程が複雑とな
るので、その実用的効果は小さくなる。

【０２１５】本実施形態のように、実際にレーザ発振さ
せて結合調整を行うことにより、より高精度なデバイス
固定を実現することができる。実際にレーザ発振させて
光学調整する場合には、半導体レーザチップが劣化する
危険性があるが、本実施形態のように５０個の発光部の
うちで２個のみを発振させれば、残りの発光部の劣化の
危険性はなく、パッシブ調整に近い光学調整が実現され
る。

【０２１６】（第１４の実施形態）本発明の第１４の実
施形態として、第１２及び第１３の実施形態で説明した
アレー型短波長光源の製造方法に、一対の半導体レーザ
チップ及び光導波路に切断する方法を組み合わせること
によって、量産性の高い短波長光源を作製する方法を説
明する。

【０２１７】一般に、アレー型短波長光源を作製する工
程は、２つの工程から成り立つ。具体的には、第１の工
程は、アレー型半導体レーザチップを半田によりサブマ
ウントに固定する工程であり、第２の工程は、平面型光
導波路素子を紫外線硬化型接着剤によりサブマウントに
固定する工程である。

【０２１８】更に第１の工程は、半導体レーザチップを
ツールに取り付け、サブマウントを台に固定する工程
と、半導体レーザチップ及びサブマウント上の十字キー
をカメラにより認識し、所望の位置に調整する工程と、
サブマウントを加熱し半田を溶融して半導体レーザチッ
プを固定する工程と、がある。画像認識及び調整に必要
な時間は約１２０秒であり、また半田を溶融して固定す
るのに必要な時間は約３０秒である。

【０２１９】第２の工程には、光導波路型波長変換デバ
イスをツールに取り付ける工程と、サブマウント上に紫
外線硬化型接着剤を注入する工程と、光導波路型波長変
換デバイス及びサブマウント上の十字キーをカメラによ
り認識し、所望の位置に調整する工程と、紫外線を照射
し光導波路型波長変換デバイスを固定する工程がある。
第２の工程おいて必要な時間は、約１２０秒である。

【０２２０】従って、短波長光源を作製するのに必要と
される工程時間は、１個あたり約２７０秒である。これ
より、半導体レーザチップと光導波路型波長変換デバイ
スとを１つずつサブマウント上に固定することによって
集積化デバイスを作製すると、１対につき約２７０秒の
作製時間が必要となることから、材料費よりも調整・固
定に必要とされるコストが大きくなる。集積化デバイス
を普及させるためには量産性が高く且つ低コストである
ことが要求されており、上記の製造方法では、このよう
な要求に応えることはできない。

【０２２１】一方、第１２或いは第１３の実施形態にお
けるようなアレー型短波長光源においても、その調整及
び固定に必要とされる時間は、上記とほぼ同じである。
そこで、第１２或いは第１３の実施形態におけるような
アレー型短波長光源をまず形成した上で、その後に第３
の工程として、アレー型短波長光源を一対づつに切断す
ることにより、１対あたりの調整及び固定に必要とされ
る時間は大幅に低減される。

【０２２２】切断には、ダイシングソーやレーザ加工機
などが用いられ得て、これらの手段によって切断に必要
とされる時間は約１００秒である。

【０２２３】実用的には、ダイシングソーよりもレーザ
加工機で切断する方が、半導体レーザチップや光導波路
型波長変換デバイスに与えるダメージが小さく、加工上
望ましい。具体的には、レーザ加工機の光源としては、
（１）ＹＡＧレーザ、（２）エキシマレーザ、及び
（３）固体レーザの発振光の高調波による紫外線レー
ザ、が用いられ得て、それぞれ以下の特徴を有する。

【０２２４】（１） ＹＡＧレーザ：熱的に加工するた
め、光導波路型波長変換デバイスに与えるダメージが大
きい。

【０２２５】（２） エキシマレーザ：集光性が悪いた
めに切断用のマスクを必要とする。しかし、紫外線領域
の光であること、及び化学反応による付加的効果がある
ことにより、比較的発熱が抑制されたダメージの少ない
切断が可能である。

【０２２６】（３） 固体レーザの高調波による紫外線
レーザ：集光性が高く、化学反応による効果も大きく、
デバイスに与えるダメージも小さい。

【０２２７】ダイシングソーやレーザ加工機による切断
では、切りしろとして約５０μｍ〜約１００μｍの領域
を確保する必要がある。この点を考慮すると、アレー型
半導体レーザの発光部間隔及び光導波路型波長変換デバ
イスの光導波路間隔は、約０.３ｍｍ以上で約１.０ｍｍ
以下であることが望ましい。これらの間隔が約１.０ｍ
ｍを超えると、一つの基板から得られるデバイスの数が
少なくなる。また、これらの間隔が約０.３ｍｍより小
さくなると、十分な切りしろを確保できない。

【０２２８】以上の一連の３工程を実施することによっ
て、超小型の短波長光源が作製される。このとき、１個
の短波長光源あたりに必要とされる製造時間は、約８秒
（＝３７０秒／５０）であり、１台の装置で１時間当た
り４５０個の超小型短波長光源を実現できる。これによ
り、量産性の高いデバイス作製が可能となる。

【０２２９】半導体レーザチップや光導波路型波長変換
デバイスとサブマウントとの間の固定強度が弱い場合、
ダイシングソーで切断すると、デバイスがサブマウント
からはずれることが考えられる。そこで、有機溶剤によ
り除去可能なレジストやワックスなどの材料をアレー型
超短波長光源の光結合部に塗布した上で半導体レーザチ
ップ及び光導波路型波長変換デバイスを固定し、その後
に切断工程を行い、切断後に有機溶剤により塗布した材
料を除去すれば、ダメージの少ない切断が可能となる。

【０２３０】光集積化デバイスにおいては、半導体レー
ザチップ、光ファイバ、光導波路型デバイスなどをサブ
マウント上に実装し、半導体レーザからのレーザ光を高
効率に光ファイバや光導波路デバイスに結合することが
必要不可欠である。特に、誘電体基板や強誘電体基板の
上にプロトン交換などのイオン交換法やＴｉ拡散などの
拡散法などにより作製された光導波路では、一般的にそ
の深さは約２μｍであって、光ファイバを用いた光集積
化デバイスよりも更に高精度な、例えばサブミクロンオ
ーダの位置合わせ調整が要求される。そのため、上記の
ようにサブマウント上に溝を形成し、基板厚さ方向の位
置合わせ調整精度を高めることは重要である。特に、Ｄ
ＢＲ半導体レーザとＬｉＮｂＯ₃基板やＬｉＴａＯ₃基板
の上に周期的分極反転領域を有するような光導波路型波
長変換デバイスとから構成される短波長ブルー光源に対
して本発明を適用すれば、その実用的効果は大きい。

【０２３１】また、半田や接着剤を介して半導体レーザ
チップや光導波路デバイスをサブマウントに実装する場
合、半田や接着剤の厚さ制御が重要である。しかし、実
際には、半田や接着剤の厚さを厳密に制御して、厚さ方
向（ｙ方向）にサブミクロンでの位置合わせ調整を行う
ことは、困難である。これに対して、本発明のようにサ
ブマウント上に溝を形成し、その溝の内部に半田や接着
剤を注入すれば、半導体レーザチップや光導波路デバイ
スとサブマウントの密着性が向上するために高精度な実
装が実現でき、その実用的効果は大きい。

【０２３２】一方、光集積化デバイスを民生分野で更に
普及させるためには、直接結合型モジュールの低コスト
化を更に進める必要があり、そのためには、量産性が高
く且つ高精度のモジュール化工法技術が必要とされる。
本発明のように、多数の発光点を有するアレー型半導体
レーザと多数の光導波路を有する光導波路デバイスとを
用い、それらの発光点間隔と光導波路間隔とを一致させ
れば、高精度でありながら容易に多数の光結合を行うこ
とができる。また、ダイシングソーやレーザ加工機によ
り、アレー構造を、１つの半導体レーザと１つの光導波
路からなる個々の構成に切断することにより、量産性の
高いデバイス作製が可能となる。

【０２３３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、サブマ
ウント上に半導体レーザ及び光導波路素子を実装して構
成される集積化光デバイスにおいて、基板厚さ方向（ｙ
方向）での実装精度が向上され、半導体レーザチップか
ら放出されるレーザ光を光導波路素子の光導波路に高効
率で結合させることができる。

【０２３４】また、本発明によれば、利得を与えるため
の活性層領域と発振波長を制御するための分布ブラッグ
反射（ＤＢＲ）領域とを備えた波長可変半導体レーザを
含む半導体レーザチップをサブマウントにジャンクショ
ンダウンで固定する際に、サブマウント表面に、活性層
領域に対応する箇所とＤＢＲ領域に対応する箇所とを電
気的に分離する溝を形成することによって、安定な波長
可変特性及び発振特性を実現することができる。

【０２３５】更に、本発明によれば、複数（２つ以上）
の発光部を有するアレー型半導体レーザチップと複数
（２つ以上）の光導波路を有する平面型光導波路素子と
をサブマウント上に実装して集積化光デバイスを形成す
るにあたって、同時に多数の発光部−光導波路間の光結
合が実現できる。

【０２３６】また、本発明によれば、高い量産性で光集
積化デバイスが供給される。

【図面の簡単な説明】

【図１】光導波路型波長変換デバイスを用いた従来のブ
ルー光源の構成の一例を模式的に示す図である。

【図２】分極反転型導波路デバイスを用いた従来のブル
ー光源の構成の一例を模式的に示す図である。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態
による波長可変半導体レーザの構成を模式的に示す斜視
図及び断面図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態
による短波長光源の構成を模式的に示す斜視図及び断面
図である。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態
による波長可変半導体レーザの構成を模式的に示す斜視
図及び平面図である。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４の実施形態
による短波長光源の構成を模式的に示す斜視図及び断面
図である。

【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第５の実施形態
による波長可変半導体レーザの構成を模式的に示す斜視
図及び断面図である。

【図８】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第６の実施形態
による短波長光源の構成を模式的に示す斜視図及び断面
図である。

【図９】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第７の実施形態
による波長可変半導体レーザの構成を模式的に示す斜視
図及び平面図である。

【図１０】本発明の第８の実施形態による光集積化デバ
イスの構成を模式的に示す斜視図である。

【図１１】図１０の線ＸＩ−ＸＩに沿った断面図であ
る。

【図１２】図１１の光集積化デバイスにおける実装方法
を模式的に説明するための図である。

【図１３】本発明の第８の実施形態による光集積化デバ
イスの他の構成を模式的に示す斜視図である。

【図１４】図１３の線ＸＩＶ−ＸＩＶに沿った断面図で
ある。

【図１５】本発明の第９の実施形態による光集積化デバ
イスの構成を模式的に示す斜視図である。

【図１６】図１５の線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿った断面図で
ある。

【図１７】本発明の第１０の実施形態による光集積化デ
バイスの構成を模式的に示す斜視図である。

【図１８】図１７の線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩに沿った
断面図である。

【図１９】本発明の第１１の実施形態による光集積化デ
バイスの構成を模式的に示す断面図である。

【図２０】本発明の第１２の実施形態による光集積化デ
バイスの構成を模式的に示す斜視図である。

【図２１】図２０の線ＸＸＩ−ＸＸＩに沿った断面図で
ある。

【図２２】本発明の第１２の実施形態による光集積化デ
バイスの他の構成を模式的に示す断面図である。

【図２３】本発明の第１３の実施形態による光集積化デ
バイスの位置合わせ調整方法を説明するための斜視図で
ある。

【図２４】本発明の第１３の実施形態による光集積化デ
バイスの位置合わせ調整方法を説明するための平面図で
ある。

【図２５】本発明の第８の実施形態による光集積化デバ
イスの他の構成を模式的に示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ＤＢＲ半導体レーザ ２ 活性層領域 ３ ＤＢＲ領域 ４ ジャンクション部（活性層） ５、６ Ｓｉサブマウント ７ ＳｉＯ₂層 ８ 電極 ９ 半田層 １０ 溝 １１ 光導波路型波長変換デバイス １２ ワイヤ １３ 電極 １４ 半田層 １５ａ、１５ｂ 電極 １６ 保護膜 ２０ Ｓｉサブマウント ２１ 溝 ２２ ＳｉＯ₂層 ２３ 電極 ２４ 半田層 ２５ ワイヤ ２６ Ｓｉサブマウント ２７ 溝 ２８ ＳｉＯ₂層 ２９ 電極 ３０ 半田層 ３１ 溝 ３５ サブマウント ３６ 電極 ３７ 半田層 ３８ ワイヤ ３９ サブマウント ４０ 電極 ４１ 半田層 ４２ 溝 ４５ ＤＢＲ半導体レーザ ４６ 活性層領域 ４７ 位相補償領域 ４８ ＤＢＲ領域 ４９ サブマウント ５０ 溝 ５１ 電極 ５２ 半田層 １０１ サブマウント １０２ ＳｉＯ₂層 １０３ 溝 １０４ Ａｕ層 １０５ 半田層 １０６ 半導体レーザチップ １０７、１０８ 十字キー １０９ Ｖ溝 １１０ 光導波路素子（光ファイバ） １１１、１１２ カメラ １１３ ツール １１４ 台 １１５ サブマウント １１６ ＳｉＯ₂層 １１７ 溝 １１８ Ａｕ層 １１９ 半田層 １２０ 半導体レーザチップ １２１、１２２ 十字キー １２３ Ｖ溝 １２４ 光導波路素子（光ファイバ） １２５ ｘカットＭｇＯドープＬｉＮｂＯ₃基板 １２６ プロトン交換光導波路 １２７ 周期的分極反転領域 １３３ 逃げ溝 ２０１ サブマウント ２０２ 溝 ２０３ 半導体レーザチップ ２０４ 平面型光導波路素子（光導波路型波長変換デバ
イス） ２０５ 保護膜 ２０６ 接着剤（紫外線硬化型接着剤） ２０７、２０８ 十字キー ２０９ 光導波路 ２１０ 分極反転領域 ３０１ サブマウント ３０２ ＳｉＯ₂層 ３０３ 半導体レーザチップ ３０４ 平面型光導波路素子（光導波路型波長変換デバ
イス） ３０５、３０６ 十字キー ３０７ 保護膜 ４０１ サブマウント ４０２ ＳｉＯ₂層 ４０３ Ａｕ層 ４０４ 半田層 ４０５ ＤＢＲ半導体レーザチップ ４０６ 活性層領域 ４０７ ＤＢＲ領域 ４０８、４０９ 電極 ４１０ 溝 ５０１ サブマウント ５０２ アレー型半導体レーザチップ ５０３ 発光部 ５０４ 平面型光導波路素子（光導波路型波長変換デバ
イス） ５０５ 光導波路 ５０６ 分極反転領域 ５０７ 溝 ５０８ 保護膜 ５０９ 接着剤（紫外線硬化型接着剤） ５１０、５１１ 十字キー ５１２ ＳｉＯ₂層 ５１３ Ａｕ層 ５１４ 半田層 ５１５、５１６ 十字キー ５１７ Ｔａ膜 ６０１ サブマウント ６０２ アレー型半導体レーザチップ ６０３ 平面型光導波路素子（光導波路型波長変換デバ
イス） ６０４ 発光部 ６０５ 光導波路 ６０６ 溝 ６０７ 接着剤（紫外線硬化型接着剤） ６０８ 保護膜 ６０９ Ｔａ膜 ６１０ レンズ鏡筒 ６１１、６１２ フォトディテクタ ６１３ レーザ光

Claims (49)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サブマウントと、 該サブマウントの上に実装されている、少なくとも活性
   層領域と分布ブラッグ反射領域とを有する半導体レーザ
   チップと、を備え、 該半導体レーザチップは、エピタキシャル成長面が該サ
   ブマウントと向かい合うように、且つ該活性層領域の放
   熱状態と該分布ブラッグ反射領域の放熱状態とが異なる
   ように、該サブマウントの上に実装されている、波長可
   変半導体レーザ。
2. 【請求項２】 前記活性層領域の前記サブマウントへの
   接触面積と前記分布ブラッグ反射領域の該サブマウント
   への接触面積とが異なる、請求項１に記載の波長可変半
   導体レーザ。
3. 【請求項３】 サブマウントの上に実装された半導体レ
   ーザと光導波路デバイスとを少なくとも有する光集積化
   デバイスであって、該半導体レーザが請求項１に記載の
   波長可変半導体レーザである、光集積化デバイス。
4. 【請求項４】 サブマウントと、 該サブマウントの上に実装されている、少なくとも活性
   層領域と分布ブラッグ反射領域とを有する半導体レーザ
   チップと、を備え、 該半導体レーザチップは、エピタキシャル成長面が該サ
   ブマウントと向かい合うように、且つ該活性層領域のみ
   が該サブマウントに接するように、該サブマウントの上
   に実装されている、波長可変半導体レーザ。
5. 【請求項５】 サブマウントの上に実装された半導体レ
   ーザと光導波路デバイスとを少なくとも有する光集積化
   デバイスであって、該半導体レーザが請求項４に記載の
   波長可変半導体レーザである、光集積化デバイス。
6. 【請求項６】 サブマウントと、 該サブマウントの上に実装されている、少なくとも活性
   層領域と分布ブラッグ反射領域とを有する半導体レーザ
   チップと、を備え、 該半導体レーザチップは、エピタキシャル成長面が該サ
   ブマウントと向かい合うように、該サブマウントの上に
   実装されており、 該サブマウントのうちで、該活性層領域が接する第１の
   部分の構成材質と該分布ブラッグ反射領域が接する第２
   の部分の構成材質とが異なる、波長可変半導体レーザ。
7. 【請求項７】 前記サブマウントの前記第１の部分の熱
   伝導係数と前記第２の熱伝導係数とが異なる、請求項６
   に記載の波長可変半導体レーザ。
8. 【請求項８】 サブマウントの上に実装された半導体レ
   ーザと光導波路デバイスとを少なくとも有する光集積化
   デバイスであって、該半導体レーザが請求項６に記載の
   波長可変半導体レーザである、光集積化デバイス。
9. 【請求項９】 サブマウントと、 該サブマウントの上に固定された半導体レーザチップ及
   び光導波路素子と、を備え、 該サブマウントの表面であって該半導体レーザチップが
   固定される部分及び該光導波路素子が固定される部分の
   少なくとも一方に溝が形成されており、該溝の内部に該
   半導体レーザチップ或いは該光導波路素子を固定するた
   めの固定部材を有する、光集積化デバイス。
10. 【請求項１０】 前記固定部材が半田である、請求項９
    に記載の光集積化デバイス。
11. 【請求項１１】 前記固定部材が接着剤である、請求項
    ９に記載の光集積化デバイス。
12. 【請求項１２】 前記半導体レーザチップ或いは前記光
    導波路素子の固定後の前記固定部材の体積が、前記溝の
    体積よりも小さい、請求項９に記載の光集積化デバイ
    ス。
13. 【請求項１３】 前記溝が前記半導体レーザチップの発
    光領域の下方に位置する、請求項９に記載の光集積化デ
    バイス。
14. 【請求項１４】 前記半導体レーザチップは、その活性
    層側の面が前記サブマウントに対向するように該サブマ
    ウントに固定されている、請求項９に記載の光集積化デ
    バイス。
15. 【請求項１５】 前記光導波路素子が光ファイバであ
    る、請求項９に記載の光集積化デバイス。
16. 【請求項１６】 前記光導波路素子が、前記半導体レー
    ザチップから放出されるレーザ光を半分の波長の光に変
    換する波長変換デバイスである、請求項９に記載の光集
    積化デバイス。
17. 【請求項１７】 前記半導体レーザチップが、活性層領
    域と分布ブラッグ反射領域とを有する分布ブラッグ反射
    型半導体レーザチップである、請求項９に記載の光集積
    化デバイス。
18. 【請求項１８】 前記半導体レーザチップがＴＥモード
    偏光で発振し、且つ、前記光導波路素子の光導波路がＴ
    Ｅモードの光を伝搬する、請求項９に記載の光集積化デ
    バイス。
19. 【請求項１９】 前記半導体レーザチップの前記サブマ
    ウントへの固定後に前記光導波路素子が該サブマウント
    に固定されたものである、請求項９に記載の光集積化デ
    バイス。
20. 【請求項２０】 前記光導波路素子が平面型光導波路素
    子である、請求項９に記載の光集積化デバイス。
21. 【請求項２１】 前記平面型光導波路素子が、誘電体基
    板或いは強誘電体基板の表面に形成された光導波路を有
    する、請求項２０に記載の光集積化デバイス。
22. 【請求項２２】 前記サブマウントの表面に、前記溝に
    連続して、前記固定部材の逃げ溝が更に形成されてい
    る、請求項９に記載の光集積化デバイス。
23. 【請求項２３】 サブマウントと、 該サブマウントの上に固定された半導体レーザチップ及
    び平面型光導波路素子と、を備え、 該平面型光導波路素子が該サブマウントの表面に分子結
    合力によって固定されている、光集積化デバイス。
24. 【請求項２４】 前記サブマウントがシリコンから構成
    されており、その表面が酸化されている、請求項２３に
    記載の光集積化デバイス。
25. 【請求項２５】 前記半導体レーザチップは、その活性
    層側の面が前記サブマウントに対向するように該サブマ
    ウントに固定されている、請求項２３に記載の光集積化
    デバイス。
26. 【請求項２６】 前記平面型光導波路素子が、前記半導
    体レーザチップから放出されるレーザ光を半分の波長の
    光に変換する波長変換デバイスである、請求項２３に記
    載の光集積化デバイス。
27. 【請求項２７】 前記半導体レーザチップが、活性層領
    域と分布ブラッグ反射領域とを有する分布ブラッグ反射
    型半導体レーザチップである、請求項２３に記載の光集
    積化デバイス。
28. 【請求項２８】 前記半導体レーザチップがＴＥモード
    偏光で発振し、且つ、前記平面型光導波路素子の光導波
    路がＴＥモードの光を伝搬する、請求項２３に記載の光
    集積化デバイス。
29. 【請求項２９】 前記平面型光導波路素子が、誘電体基
    板或いは強誘電体基板の表面に形成された光導波路を有
    する、請求項２３に記載の光集積化デバイス。
30. 【請求項３０】 サブマウントと、 該サブマウントの上に実装されている、少なくとも活性
    層領域と分布ブラッグ反射領域とを有する半導体レーザ
    チップと、を備え、 該半導体レーザチップは、エピタキシャル成長面が該サ
    ブマウントと向かい合うように実装されていて、 該サブマウントの表面には、該半導体レーザチップの該
    活性層領域と該分布ブラッグ反射領域とを電気的に分離
    する溝が設けられている、波長可変半導体レーザ。
31. 【請求項３１】 サブマウントと、 該サブマウントの上に実装されている、２つ以上の発光
    部を有するアレー型半導体レーザチップ及び２つ以上の
    光導波路を有する平面型光導波路素子と、を備え、 該アレー型半導体レーザチップの該発光部の間隔と該平
    面型光導波路素子の該光導波路の間隔とが等しい、光集
    積化デバイス。
32. 【請求項３２】 前記アレー型半導体レーザチップは、
    その活性層側の面が前記サブマウントに対向するように
    該サブマウントに固定されている、請求項３１に記載の
    光集積化デバイス。
33. 【請求項３３】 前記平面型光導波路素子が、前記アレ
    ー半導体レーザチップから放出されるレーザ光を半分の
    波長の光に変換する波長変換デバイスである、請求項３
    １に記載の光集積化デバイス。
34. 【請求項３４】 前記アレー型半導体レーザチップが、
    活性層領域と分布ブラッグ反射領域とを有する分布ブラ
    ッグ反射型半導体レーザチップである、請求項３１に記
    載の光集積化デバイス。
35. 【請求項３５】 前記アレー型半導体レーザチップがＴ
    Ｅモード偏光で発振し、且つ、前記平面型光導波路素子
    の光導波路がＴＥモードの光を伝搬する、請求項３１に
    記載の光集積化デバイス。
36. 【請求項３６】 前記平面型光導波路素子が、誘電体基
    板或いは強誘電体基板の表面に形成された光導波路を有
    する、請求項３１に記載の光集積化デバイス。
37. 【請求項３７】 前記アレー型半導体レーザチップの前
    記発光部の間隔、及び前記平面型光導波路素子の前記光
    導波路の間隔が、それぞれ約０.３ｍｍ以上且つ約１.０
    ｍｍ以下である、請求項３１に記載の光集積化デバイ
    ス。
38. 【請求項３８】 前記アレー型半導体レーザチップと前
    記平面型光導波路素子に、前記発光部と前記光導波路と
    の位置合わせ調整用のマーキングがそれぞれ形成されて
    いる、請求項３１に記載の光集積化デバイス。
39. 【請求項３９】 前記アレー型半導体レーザチップと前
    記平面型光導波路素子との間に、所定のギャップを形成
    するための金属膜或いは誘電体膜が形成されている、請
    求項３１に記載の光集積化デバイス。
40. 【請求項４０】 ２つ以上の発光部を有するアレー型半
    導体レーザチップをサブマウントの上に実装する第１の
    実装工程と、 ２つ以上の光導波路を有し、該光導波路の間隔が該発光
    部の間隔に等しい平面型光導波路素子を、該サブマウン
    トの上の所定の位置に実装する第２の実装工程と、 該サブマウントを所定の個片に、該個片が該アレー型半
    導体レーザチップの該発光部と該平面型光導波路素子の
    該光導波路とのペアを少なくとも１対以上有するように
    切断する切断工程と、を包含する、光集積化デバイスの
    製造方法。
41. 【請求項４１】 前記第２の実装工程は、 前記アレー型半導体レーザチップの前記発光部の少なく
    とも１つからレーザ光を発光させる工程と、 該発光されたレーザ光を前記平面型光導波路素子の前記
    光導波路のうちの対応する光導波路に結合させる工程
    と、 該結合させた光導波路への光結合効率が最大になるよう
    に、前記サブマウント上での該平面型光導波路素子の位
    置を調整する工程と、 該サブマウント上の該調整された位置に該平面型光導波
    路素子を固定する工程と、を含む、請求項４０に記載の
    光集積化デバイスの製造方法。
42. 【請求項４２】 前記アレー型半導体レーザチップを、
    その活性層側の面が前記サブマウントに対向するように
    該サブマウントに固定する、請求項４０に記載の光集積
    化デバイスの製造方法。
43. 【請求項４３】 前記平面型光導波路素子が、前記アレ
    ー半導体レーザチップから放出されるレーザ光を半分の
    波長の光に変換する波長変換デバイスである、請求項４
    ０に記載の光集積化デバイスの製造方法。
44. 【請求項４４】 前記アレー型半導体レーザチップが、
    活性層領域と分布ブラッグ反射領域とを有する分布ブラ
    ッグ反射型半導体レーザチップである、請求項４０に記
    載の光集積化デバイスの製造方法。
45. 【請求項４５】 前記アレー型半導体レーザチップがＴ
    Ｅモード偏光で発振し、且つ、前記平面型光導波路素子
    の光導波路がＴＥモードの光を伝搬する、請求項４０に
    記載の光集積化デバイスの製造方法。
46. 【請求項４６】 前記平面型光導波路素子が、誘電体基
    板或いは強誘電体基板の表面に形成された光導波路を有
    する、請求項４０に記載の光集積化デバイスの製造方
    法。
47. 【請求項４７】 前記アレー型半導体レーザチップの前
    記発光部の間隔、及び前記平面型光導波路素子の前記光
    導波路の間隔が、それぞれ約０.３ｍｍ以上且つ約１.０
    ｍｍ以下である、請求項４０に記載の光集積化デバイス
    の製造方法。
48. 【請求項４８】 前記アレー型半導体レーザチップと前
    記平面型光導波路素子に、前記発光部と前記光導波路と
    の位置合わせ調整用のマーキングがそれぞれ形成されて
    いる、請求項４０に記載の光集積化デバイスの製造方
    法。
49. 【請求項４９】 前記アレー型半導体レーザチップと前
    記平面型光導波路素子との間に、所定のギャップを形成
    するための金属膜或いは誘電体膜が形成されている、請
    求項４０に記載の光集積化デバイスの製造方法。