JPS62293792A - Semiconductor laser and semiconductor laser light source device - Google Patents
Semiconductor laser and semiconductor laser light source deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
（産業上の利用分野）
本発明は半導体レーザおよび半導体レーザを用いた光源
装置、特に詳細にはレーザダイオードチップの駆動時の
発熱による光出力変動を防止できるようにした半導体レ
ーザおよび半導体レーザ光源装置に関するものである。Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a semiconductor laser and a light source device using the semiconductor laser, and more particularly, to a method for generating light output by heat generated when driving a laser diode chip. The present invention relates to a semiconductor laser and a semiconductor laser light source device that can prevent fluctuations.
（従来の技術）
従来より、光ビームを光偏向器により偏向して感光性記
録材料上を走査させ、該記録材料に記録を行なう光走査
記録装置が広く実用に供されている。また、光信号を光
ファイバーによって伝送する光通信装置も実用化されて
いる。このような光走査記録装置や光通信装置において
光ビームを発生する光源の１つとして、半導体レーザが
従来から用いられている。この半導体レーザは、ガスレ
ーザ等に比べれば小型、安価で消費電力も少なく、また
駆動電流を変えることによって直接変調が可能である等
、数々の長所を有している。(Prior Art) Conventionally, optical scanning recording apparatuses have been widely put into practical use in which a light beam is deflected by an optical deflector to scan a photosensitive recording material and record on the recording material. Furthermore, optical communication devices that transmit optical signals through optical fibers have also been put into practical use. Semiconductor lasers have conventionally been used as one of the light sources that generate light beams in such optical scanning recording devices and optical communication devices. This semiconductor laser has many advantages, such as being smaller, cheaper, and consumes less power than gas lasers, and can be directly modulated by changing the drive current.
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、その反面この半導体レーザは、第７図に
示すように駆動電流に対する光出力特性が、レーザダイ
オードチップ温度に応じて変動してしまうという問題を
有している。したがって、−例として第８図の（１）に
示すように半導体レーザにステップ状に駆動電流を印加
した際には、レーザダイオードチップの温度が第８因の
（２）のように次第に上昇し、そのため半導体レーザの
光出力が結局第８図（３）に示すように次第に低下して
しまうことになる。これは従来より、半導体レーザのド
ループ特性として知られているものである。(Problems to be Solved by the Invention) However, on the other hand, this semiconductor laser has the problem that the optical output characteristics with respect to the drive current vary depending on the laser diode chip temperature, as shown in FIG. ing. Therefore, for example, when a stepwise drive current is applied to the semiconductor laser as shown in (1) of Figure 8, the temperature of the laser diode chip gradually increases as shown in (2) of the eighth factor. Therefore, the optical output of the semiconductor laser ends up gradually decreasing as shown in FIG. 8(3). This is conventionally known as the droop characteristic of semiconductor lasers.
上記のような光出力の変動を防止するため従来より、半
導体レーザのケース温度をサーミスタ等で測定し、その
測定温度に応じてケース外の加熱冷却手段を作動制御す
ることにより、半導体レーザのケース温度を一定に維持
することが行なわれてきた。２値画像の記録や光通信に
よる画像伝送等においては、２値の画像信号に対して半
導体レーザの光出力がそれぞれ所定の閾値の上、下の値
をとっさえすれば良いから、上述のような光出力安定化
のための制御は効果的であり、広く実行されている。In order to prevent the above-mentioned fluctuations in optical output, conventional methods have been used to measure the temperature of the semiconductor laser case using a thermistor, etc., and to control the operation of heating and cooling means outside the case according to the measured temperature. It has been attempted to maintain a constant temperature. In recording binary images, transmitting images by optical communication, etc., it is sufficient that the optical output of the semiconductor laser for the binary image signal takes values above and below the predetermined thresholds, respectively. Control for light output stabilization is effective and widely practiced.
ところが最近では、半導体レーザからのレーザビームを
パルス数変調、パルス幅、変調あるいは強度変調丈る等
により、感光材料上に高Ｍ調画像を記録する試みもなさ
れており、このような場合には上述の制御を行なっても
、記録画像の濃度がレーザダイオードチップ温度に応じ
て変動して、画質が損なわれてしまう。すなわち上記の
ような高階調画像の記録にあっては、通常半導体レーザ
は周波数１ Ｍ ＨＺ以上程度の高速で０Ｎ−ＯＦＦす
るように駆動されるので、レーザダイオードチップが過
渡的に温度変化している間もレーザ光は実際の記録に利
用され、その間の光出力変動がそのまま画像１１度変動
につながるのである。先に述べたケース温度一定化制御
においては、このようなレーザダイオードチップの過渡
的温度変化をも制御できるほどに応答性を高めることは
不可能である。このような問題は高階調画像の記録にお
いてのみならず、前述の光通信による高階調画像の伝送
においても同様に発生する。However, recently, attempts have been made to record high M-tone images on photosensitive materials by modulating the number of pulses, modulating the pulse width, or modulating the intensity of the laser beam from a semiconductor laser. Even if the above-described control is performed, the density of the recorded image will vary depending on the laser diode chip temperature, resulting in a loss of image quality. In other words, when recording a high-gradation image as described above, a semiconductor laser is normally driven to turn off at a high speed of about 1 MHz or more, so the temperature of the laser diode chip changes transiently. Even during this time, the laser light is used for actual recording, and the fluctuation in light output during that time directly leads to an 11-degree fluctuation in the image. In the above-mentioned case temperature constant control, it is impossible to improve responsiveness to the extent that such transient temperature changes of the laser diode chip can be controlled. Such problems occur not only in recording high-gradation images, but also in transmitting high-gradation images using the optical communication described above.
そこで本発明は、レーザダイオードチップそのものの温
度を応答性良く制御できる半導体レーザを提供し、また
この半導体レーザを利用して、レーザダイオードチップ
の温度変動による先出ノＪ変動を防止できる半導体レー
ザ光源装置を提供することを目的とするものである。Therefore, the present invention provides a semiconductor laser that can control the temperature of the laser diode chip itself with good responsiveness, and also provides a semiconductor laser light source that uses this semiconductor laser to prevent the above-mentioned J fluctuation due to temperature fluctuations of the laser diode chip. The purpose is to provide a device.
（問題点を解決するための手段）
本発明の半導体レーザは、ケース内に固定されたレーザ
ダイオードチップに電気絶縁習を介して電熱体を近接あ
るいは密接配置したことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) The semiconductor laser of the present invention is characterized in that an electric heating element is disposed close to or in close contact with a laser diode chip fixed in a case through electrical insulation.
また本発明の半導体レーザ光源装置は、上記のように構
成された半導体レーザを光源として用いた上でさらに、
レーザダイオードチップに駆動電流を供給するとともに
、単位時間当り該レーザダイオードチップから発せられ
る熱量と上記電熱体から発せられる熱量との和が一定と
なるように該電熱体に発熱用電流を供給する駆動回路を
設けたことを特徴とするものである。Further, the semiconductor laser light source device of the present invention uses the semiconductor laser configured as described above as a light source, and further supplies a driving current to the laser diode chip and controls the amount of heat emitted from the laser diode chip per unit time. The present invention is characterized in that a drive circuit is provided for supplying a heat generating current to the electric heating element so that the sum of the amount of heat emitted from the electric heating element and the amount of heat emitted from the electric heating element is constant.
（作 用）
上述のように、レーザダイオードチップに電熱体が近接
あるいは密接配置されていれば、該電熱体の発熱量を制
御することにより、レーザダイオードチップそのものの
温度を極めて応答性良く制御することが可能となる。(Function) As mentioned above, if an electric heating element is placed close to or in close contact with a laser diode chip, by controlling the amount of heat generated by the electric heating element, the temperature of the laser diode chip itself can be controlled in an extremely responsive manner. becomes possible.
また、レーザダイオードチップに近接あるいは密接配置
された電熱体が単位時間に発する熱屋と、該レーザダイ
オードチップが単位時間に発する熱ｍとの和が一定とな
っていれば、レーザダイオードチップの温度上昇、下降
が電熱体の温度下降、上昇によって補償され、結局レー
ザダイオードチップの温度が略一定に維持される。それ
により、ドループ特性による光出力の変化を小さく抑え
ることができる。Furthermore, if the sum of the heat generated per unit time by an electric heating element placed close to or in close contact with the laser diode chip and the heat m generated by the laser diode chip per unit time is constant, the temperature of the laser diode chip The rise and fall are compensated for by the temperature drop and rise of the electric heating element, and the temperature of the laser diode chip is eventually maintained at a substantially constant temperature. Thereby, changes in optical output due to droop characteristics can be suppressed to a small level.
（実 旋 例）
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。(Practical Examples) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
第１図は本発明の第１実施例による半導体レーザの構造
を示すものであり、また第２図はこの半導体レーザを用
いた光源装置の電気回路を示している。第１図に示され
るように半導体レーザ１０のケースを構成するステム１
１上にはチップマウント１２が形成されており、該チッ
プマウント１２には公知のレーザダイオードチップ１３
が固定されている。FIG. 1 shows the structure of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an electric circuit of a light source device using this semiconductor laser. As shown in FIG. 1, a stem 1 that constitutes a case of a semiconductor laser 10
A chip mount 12 is formed on the chip mount 1, and a known laser diode chip 13 is mounted on the chip mount 12.
is fixed.
このレーザダイオードチップ１３は、ｐｎ接合面１３ａ
が上記ステム１１に対して垂直となるように配されてお
り、発光点１３ｂから発せられたレーザ光１４が、キャ
ップ１５の中央部に設けられた窓１６を通ってケース外
に出射するようになっている。上記レーザダイオードチ
ップ１３の図中下側においてチップマウント１２には、
光量モニタ用のフォトダイオード１７が固定されている
。このフォトダイオード１７は、上記発光点１３ｂの反
対側の発光点（図示せず）から発せられるレーザ光１４
′を受光し、その光量を示す出力を生じる。周知の通り
レーザ光１４とレーザ光１４′の光量は互いに比例して
いるので、上記出力は結局レーザ光１４の光量を示すも
のとなり、実際に光走査記録等に利用されるレーザ光１
４の光量制御のために用いられる・
上記レーザダイオードチップ１３の側方には、電気絶縁
層１８を介して、該レーザダイオードチップ１３と同じ
構成のレーザダイオードチップ１９が密接配置されてい
る。このレーザダイオードチップ１９はレーザダイオー
ドチップ１３とともにチップマウント１２に固定されて
いるが、その発光点に遮光部材２０が貼着される等して
、該レーザダイオードチップ１９からのレーザ光がケー
ス外に出射したり。This laser diode chip 13 has a pn junction surface 13a
is arranged perpendicular to the stem 11, so that the laser beam 14 emitted from the light emitting point 13b passes through a window 16 provided in the center of the cap 15 and exits to the outside of the case. It has become. On the lower side of the laser diode chip 13 in the figure, the chip mount 12 includes:
A photodiode 17 for monitoring the amount of light is fixed. This photodiode 17 receives a laser beam 14 emitted from a light emitting point (not shown) on the opposite side of the light emitting point 13b.
′ and produces an output indicating the amount of light. As is well known, the light intensity of the laser beam 14 and the laser beam 14' is proportional to each other, so the above output ultimately indicates the light intensity of the laser beam 14, and the laser beam 1 actually used for optical scanning recording etc.
A laser diode chip 19 having the same configuration as the laser diode chip 13 is closely arranged on the side of the laser diode chip 13 with an electric insulating layer 18 in between. This laser diode chip 19 is fixed to the chip mount 12 together with the laser diode chip 13, but a light shielding member 20 is attached to the light emitting point of the chip 19, so that the laser light from the laser diode chip 19 does not escape from the case. Emit radiation.
あるいはフォトダイオード１７に受光されたりしないよ
うになっている。チップマウント１２、レーザダイオー
ドチップ１３、フォトダイオード１７およびレーザダイ
オードチップ１９はそれぞれリード２１．２２．２３お
よび２４に接続されている。Alternatively, the light is not received by the photodiode 17. Chip mount 12, laser diode chip 13, photodiode 17 and laser diode chip 19 are connected to leads 21, 22, 23 and 24, respectively.
第２図に示されるように上記リード２１は接地され、リ
ード２２．２３および２４は駆動回ｒ８２５に接続され
ている。リード２３を介して得られるフォトダイオード
１１の出力は、この駆動回路２５内の公知のＡＰＣ（△
ｕｔｏｍａｔｉｃ ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔ ｒ ｏ
’ｌ ）回路に送られ、前述したような光量制御に利用
される。またこの光源装置を用いて前述のような高階調
画像を記録したり伝送する際、駆動回路２５には、画像
信号に塁づいて変調されたパルス状の駆動信号Ｓ１が入
力される。駆動回路２５はこの駆動信号Ｓ１を受け、第
３図の（１）に示すようなパルス状の駆ＤＩ！流■１を
レーザダイオードチップ１３に供給する。それによりレ
ーデダイオードチップ１３は、該駆動Ｍｌ流■１に対応
してパルス状にレーザ光１４を発する。高階調画像を記
録あるいは伝送するためにパルス数変調を行なう１１合
、上記パルスの周波数は例えば数Ｍ ＦＩ ２−数十Ｍ
Ｈ２程度に設定され、１画素当りのパルス数によって階
調が表わされる。すなわち例えば感光材料への画他記録
にあっては、１画素当りの露光量がこのパルス数に比例
するので、各画素の画像濃度が該、パルス数に対応して
制御される。またパルス幅変調を行なう場合には、最も
短いパルス幅が上記周波数のパルスの幅程度とされる。As shown in FIG. 2, the lead 21 is grounded, and the leads 22, 23 and 24 are connected to the drive circuit r825. The output of the photodiode 11 obtained via the lead 23 is transmitted through a known APC (△
automatic power control
'l) The light is sent to the circuit and used for controlling the amount of light as described above. Further, when recording or transmitting a high gradation image as described above using this light source device, a pulsed drive signal S1 modulated based on the image signal is input to the drive circuit 25. The drive circuit 25 receives this drive signal S1 and generates a pulsed drive DI! as shown in (1) in FIG. Flow (1) is supplied to the laser diode chip 13. Thereby, the radar diode chip 13 emits laser light 14 in a pulsed manner in response to the driving Ml flow (1). When pulse number modulation is performed to record or transmit a high-gradation image, the frequency of the pulses is, for example, several M FI 2 to several tens of M
It is set to about H2, and the gradation is expressed by the number of pulses per pixel. That is, for example, when recording an image on a photosensitive material, the exposure amount per pixel is proportional to the number of pulses, so the image density of each pixel is controlled in accordance with the number of pulses. Further, when performing pulse width modulation, the shortest pulse width is approximately the width of the pulse at the above frequency.
先に述べた通り、半導体レーザ１０が駆動されている際
にはレーザダイオードチップ１３が発熱するが、上述の
ような高速で半導体レーザ１０の０Ｎ−ＯＦＦが繰り返
される場合には、前述のケース温度一定化制御を行なっ
ても、レーザダイオードチップ１３の過渡的温度変化を
抑えられない。したがってこの過渡的温度変化による光
出力変化がそのまま記録光あるいは伝送光の光ｍ変動と
なり、画質劣下を招いてしまう。以下、このような不具
合を解潰する点について説明する。駆動回路２５は前述
したパルス状の駆動信号Ｓ１を受けると、リード２４を
介してパルス状の発熱用電流Ｉ２をレーザダイオードチ
ップ１９に供給する。このパルス状の発熱用電流Ｉ２は
、第３図の（２）に示すように、レーザダイオードチッ
プ１３に供給される駆動電流Ｉ！とパルス位相が反転し
たものとされる。そして本実施例においては特に、駆動
電流■１と発熱用電流Ｉ２は互いに等しい大きさとされ
る。前述した通り本実施例においては、レーザダイオー
ドチップ１３と１９は互いに同じ構成のものが用いられ
ているので、両者の電熱特性は等しくなっている。As mentioned above, the laser diode chip 13 generates heat when the semiconductor laser 10 is driven, but when the semiconductor laser 10 is repeatedly turned on and off at high speed as described above, the case temperature increases as described above. Even if constantization control is performed, transient temperature changes in the laser diode chip 13 cannot be suppressed. Therefore, a change in optical output due to this transient temperature change directly results in a change in the light m of the recording light or transmission light, resulting in a deterioration in image quality. Hereinafter, the points for solving such problems will be explained. When the drive circuit 25 receives the above-mentioned pulsed drive signal S1, it supplies a pulsed heating current I2 to the laser diode chip 19 via the lead 24. This pulsed heating current I2 is a driving current I! supplied to the laser diode chip 13, as shown in (2) of FIG. It is assumed that the pulse phase is reversed. Particularly in this embodiment, the drive current (1) and the heating current (I2) are made equal in magnitude. As described above, in this embodiment, the laser diode chips 13 and 19 have the same configuration, so their electrothermal characteristics are the same.
したがってレーザダイオードチップ１３と１９それぞれ
の単位時間当り発熱ｆｆ１Ｊ１、Ｊｚは、それぞれ第３
図の（３）、（４）に示すようなものとなる。Therefore, the heat generated per unit time ff1J1, Jz of the laser diode chips 13 and 19 is the third
The result will be as shown in (3) and (4) in the figure.
つまりレーザダイオードチップ１３が駆動されて発熱し
ている間はレーザダイオードチップ１９が停止され、レ
ーザダイオードチップ１３が停止されている間はレーザ
ダイオードチップ１９が駆動され、両者から生じる単位
時間当りの熱量の和は一定に維持されている。そしてレ
ーザダイオードチップ１３．１９は電気絶縁ＷＪ１８を
介して密接されているので、雨音間で熱が授受され、結
局両者は一定温度に保たれる。こうしてレーザダイオー
ドチップ１３が一定温度に保たれれば、該レーザダイオ
ードチップ１３の光出力は所定部［を流に対して一定に
保たれ、記録画像や伝送画像のａ度が変動してしまうこ
とがない。In other words, while the laser diode chip 13 is driven and generates heat, the laser diode chip 19 is stopped, and while the laser diode chip 13 is stopped, the laser diode chip 19 is driven, and the amount of heat generated from both of them per unit time is The sum of is kept constant. Since the laser diode chips 13 and 19 are closely connected to each other via the electrical insulation WJ 18, heat is exchanged between them and the temperature of both is maintained at a constant temperature. If the laser diode chip 13 is kept at a constant temperature in this way, the optical output of the laser diode chip 13 will be kept constant with respect to the flow at a given portion, and the a degree of the recorded image or transmitted image will fluctuate. There is no.
以上、説明のように本光源装置においては、本質的にレ
ーザダイオードチップ１３そのものの温度を一定に維持
するようにしているので、前記ケース温度一定化制御に
おけるような応答遅れの問題がなく、レーザダイオード
チップ１３の光出力は所定駆動電流に対して常に一定に
保たれる。As explained above, in this light source device, the temperature of the laser diode chip 13 itself is essentially maintained constant, so there is no problem of response delay as in the case temperature constant control, and the laser The optical output of the diode chip 13 is always kept constant for a given drive current.
なお上記のようにレーザダイオードチップ１３そのもの
の温度を一定に維持させるためには、該レーザダイオー
ドチップ１３からレーザダイオードチップ１９に、また
その反対の方向に熱が良好に伝導する必要がある。その
ために、これら両者間に介設される電気絶縁層１８は熱
伝導率の高い材料、例えば酸化アルミニウム等から形成
するのが好ましい。Note that in order to maintain the temperature of the laser diode chip 13 itself constant as described above, heat must be well conducted from the laser diode chip 13 to the laser diode chip 19 and in the opposite direction. For this reason, the electrical insulating layer 18 interposed between these two is preferably formed from a material with high thermal conductivity, such as aluminum oxide.
また上記実施例においては、レーザダイオードチップ１
３と発熱用レーザダイオードチップ１９にそれぞれ、互
いにパルス波形が逆相で大きさが等しい電流１ｔ、Ｉ２
を供給するようにしているが、レーザダイオードチップ
１９への印加電流と発熱ｍとが比例する場合には、特に
このようにせず、双方に供給される電流１＋ 、１２の
和が一定となるようにするだけでもよい。例えばレーザ
駆！ＪＪｍ流■１がＯｍＡと６０ｍＡの値をとるように
制御される場合には、発熱用電流Ｉ２を、電流■１＝０
ｍＡ、６０ｍＡのときそれぞれ７０ｍＡ、１ＱｒｎＡの
値をとるように制御してもよい。Further, in the above embodiment, the laser diode chip 1
3 and the heat generating laser diode chip 19, currents 1t and I2 with pulse waveforms opposite in phase and equal in magnitude are applied.
However, if the current applied to the laser diode chip 19 and the heat generation m are proportional to each other, this is not done in particular, and the sum of the currents 1+ and 12 supplied to both is constant. You can just do it. For example, laser drive! When the JJm flow ■1 is controlled to take the values of OmA and 60mA, the heating current I2 is changed to the current ■1 = 0.
It may be controlled to take the values of 70 mA and 1 QrnA when mA and 60 mA, respectively.
次に第４図を省熱して本発明の第２実施例について説明
する。なおこの第４図において、前記第１図中の要素と
同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は
省略する（以下同様）。この第２実施例においては、前
述した発熱用レーザダイオードチップ１９に代えて、抵
抗体３１がチップマウント１２に取り付けられている。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. Note that in FIG. 4, elements that are equivalent to those in FIG. In this second embodiment, a resistor 31 is attached to the chip mount 12 in place of the heat generating laser diode chip 19 described above.
この抵抗体３１は、例えば半導体用ＲｎＨ形成プロセス
によって作成される。この第２実施例の半導体レーザも
第２図図示のように駆動回路２５に接続されて使用され
、上記抵抗体３１にはレーザダイオードチップ１３の駆
＠電流■１とパルス波形が逆相の発熱用電流１２が供給
される。本実施例においては、抵抗体３１とし、てレー
ザダイオードチップ１３よりも電熱特性の高いもの、す
なわち同一電流値に対してより高い熱量を放出するもの
が使用されている。したがってこの場合は第５図の（１
）、（２）に示すように、発熱用電流■２を駆動電流１
１より小さな値としでも、第５図（３）、（４）から分
かるように、単位時間当りのレーザダイオードチップ１
３の発熱量と抵抗体３１の発熱量の和が等しくなる。This resistor 31 is created, for example, by a semiconductor RnH formation process. The semiconductor laser of this second embodiment is also used by being connected to the drive circuit 25 as shown in FIG. A current 12 for use is supplied. In this embodiment, the resistor 31 used is one that has higher electrothermal characteristics than the laser diode chip 13, that is, one that emits a higher amount of heat for the same current value. Therefore, in this case, (1
), as shown in (2), the heating current 2 is changed to the drive current 1
Even if the value is smaller than 1, as can be seen from Figure 5 (3) and (4), the laser diode chip 1 per unit time
The sum of the calorific value of 3 and the calorific value of the resistor 31 becomes equal.
以上説明した２つの実施例においては、レーザダイオー
ドチップ１３と電熱体（レーザダイオードチップ１９あ
るいは抵抗体３１）が電気絶縁層１８を介して密接配置
されているが、第６図に示す第３実施例におけるように
、電気絶縁層を空気層として、レーザダイオードチップ
１３と電熱体（抵抗体）４１とを僅かに離して配置して
もよい。この場合はレーザダイオードチップ１３と抵抗
体４１との間の熱伝導性が、両者の間に熱伝導性の＾い
電気絶縁層を介在させた場合よりも劣るので、該第６図
に示されるように、レーザダイオードチップ１３を取り
囲むように抵抗体４１を配置して熱伝導性を高めるのが
好ましい。In the two embodiments described above, the laser diode chip 13 and the electric heating body (the laser diode chip 19 or the resistor 31) are closely arranged with the electrical insulating layer 18 in between. As in the example, the laser diode chip 13 and the electric heating body (resistance body) 41 may be placed slightly apart from each other by using the electrical insulating layer as an air layer. In this case, the thermal conductivity between the laser diode chip 13 and the resistor 41 is inferior to the case where a thermally conductive electrical insulating layer is interposed between the two, as shown in FIG. As such, it is preferable to arrange the resistor 41 to surround the laser diode chip 13 to improve thermal conductivity.
（発明の効果）
以上詳細に説明した通り本発明の半導体レーザにおいて
は、レーザダイオードチップそのものの温度を応答性良
く制御することが可能になる。また本発明の半導体レー
ザ光源装置においては、レーザダイオードチップそのも
のの温度が過渡的変化も抑えて実質的に一定に保たれる
ので、レーザダイオードチップの温度変動による光出力
変動が防止される。したがってこの光源装置によれば、
′ａ度変動による画質劣下を沼くことなく高階調の画像
を光走査記録したり光伝送することが可能となる。(Effects of the Invention) As described above in detail, in the semiconductor laser of the present invention, it is possible to control the temperature of the laser diode chip itself with good responsiveness. Furthermore, in the semiconductor laser light source device of the present invention, the temperature of the laser diode chip itself is kept substantially constant while suppressing transient changes, thereby preventing optical output fluctuations due to temperature fluctuations of the laser diode chip. Therefore, according to this light source device,
It becomes possible to optically scan and record or optically transmit high-gradation images without suffering from deterioration in image quality due to fluctuations in a degree.
第１図は本発明の半導体レーザの第１実施例を示す一部
破断斜視図、
第２図は本発明の半導体レーザ光源装置の電気回路を示
す回路図、
第３図は上記半導体レーザ光源装置におけるレーザ駆動
電流と発熱用電流とレーザダイオードチップからの発熱
量と電熱体からの発熱Ｍの変化の様子を−示すグラフ、
第４図は本発明の半導体レーザの第２実施例を示す部分
斜視図、
第５図は上記第２実施例の半導体レーザにおけるレーザ
駆動電流と発熱用電流とレーザダイオードチップからの
発熱量と電熱体からの発熱層の変化の様子を示すグラフ
、
第６図は本発明の半導体レーザの第３実施例を示す部分
斜視図、
第７図は本発明に係る半導体レーザの駆動電流と光出力
の関係を示すグラフ、
第８図は本発明に係る半導体レーザのドループ特性を説
明するグラフである。
１０・・・半導体レーザ １１・・・ステム１２・
・・チップマウント
１３・・・レーザダイオードチップ １４・・・レーザ
光１５・・・キャップ １８・・・電気絶縁層
１９・・・発熱用レーザダイオードチップ２０・・・遮
光部材 ２１．２２．２３．２４・・・リード
２５・・・駆動回路 ３１．４１・・・抵抗体
１１・・・レーザ駆動電流 Ｉ２・・・発熱用電流Ｊ１
・・・レーザダイオードチップの単位時間当り発熱量
Ｊ２・・・ｔｕ電熱体単位時間当り発熱ｎ第１図
拉
第２図
第３図
（１） 、ｙｙｆｒＨ組Ｌｈ Ｊ＝十−「十−「１−−
−０Ｌ−”ｉ’
（社−ＩｇＪ２− ］１丁下ロー−〇
（３）當マ１°；−」］」上ｆＬ−６
（４ン 」立９４藺ゴリ − １１−ニニｎ二二ｎ
二ニニ」−−−。
ミλｔ−ｇＬＪ２
第４図
Ｌ−Ｔ −−［Ｌ「Ｌ「Ｌ−
（１） Ａｚ動電也Ｉ＋
−。
（２）発熟軸３ＬＩ２− −− − −− −０（３）
＃＆詩ｖトゴリ −−−−［Ｕ二ＵＬ−
−化熱を山−−０
（自 発）手続ネ市正書
特許庁長官 殿 昭和６１年７月
１８日ｊ
１、事件の表示
特願昭６１−１３７６６５号
２、発明の名称
半導体レーザおよび半導体レーザ光源装置３、補正をす
る者
事件との関係 特許出願人
柱 所 神奈川県南足柄市中沼２１０番地名 称
富士写真フィルム株式会社４、代理人
東京都港区六木木５丁目２番１月
９、添付書類FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a first embodiment of the semiconductor laser of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing an electric circuit of the semiconductor laser light source device of the present invention, and FIG. 3 is the semiconductor laser light source device described above. FIG. 4 is a partial perspective view showing the second embodiment of the semiconductor laser of the present invention. Figure 5 is a graph showing changes in the laser drive current, heating current, amount of heat generated from the laser diode chip, and heat generation layer from the electric heating element in the semiconductor laser of the second embodiment, and Figure 6 is a graph showing the changes in the heat generation layer from the electric heating element. A partial perspective view showing a third embodiment of the semiconductor laser of the invention, FIG. 7 is a graph showing the relationship between driving current and optical output of the semiconductor laser of the invention, and FIG. 8 is a droop characteristic of the semiconductor laser of the invention. This is a graph explaining. 10... Semiconductor laser 11... Stem 12.
...Chip mount 13...Laser diode chip 14...Laser light 15...Cap 18...Electric insulating layer 19...Laser diode chip for heat generation 20...Light shielding member 21.22.23. 24...Lead 25...Drive circuit 31.41...Resistor 11...Laser drive current I2...Heating current J1
...The amount of heat generated per unit time of the laser diode chip J2...tu The amount of heat generated per unit time of the electric heating element ---
-0L-"i' (Sha-IgJ2-]1 lower row-〇(3)tema1°;-"]"Upper fL-6 (4-inch) 94 藺gorii-11-ninini n22n
``Ninini'' ---. M
−. (2) Developmental axis 3LI2− −− − −− −0(3)
# & Poetry v Togori ----- [U2UL-
-The Mountain of Chemical Heat--0 (Voluntary) Proceedings Mr. Patent Office Commissioner July 18, 1986 1. Indication of Case Patent Application No. 137665/1988 2. Name of Invention Semiconductor Laser and Semiconductor Relationship between laser light source device 3 and the person making the correction Case Patent applicant Location 210 Nakanuma, Minamiashigara City, Kanagawa Prefecture Name
Fuji Photo Film Co., Ltd. 4, Agent, 5-2 Rokigi, Minato-ku, Tokyo, January 9, Attached documents
Claims (4)
および電気絶縁層を介してこのレーザダイオードチップ
に近接あるいは密接配置された電熱体を有する半導体レ
ーザ。(1) Laser diode chip fixed in the case,
and a semiconductor laser having an electric heating body disposed close to or in close contact with the laser diode chip via an electrically insulating layer.
い電熱特性を備えるものであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の半導体レーザ。(2) The semiconductor laser according to claim 1, wherein the electric heating body has the same electric heating characteristics as the laser diode chip.
および電気絶縁層を介してこのレーザダイオードチップ
に近接あるいは密接配置された電熱体を有する半導体レ
ーザと、 前記レーザダイオードチップに駆動電流を供給するとと
もに、単位時間当り該レーザダイオードチップから発せ
られる熱量と前記電熱体から発せられる熱量との和が一
定となるように該電熱体に発熱用電流を供給する駆動回
路とからなる半導体レーザ光源装置。(3) Laser diode chip fixed in the case,
and a semiconductor laser having an electric heating body disposed close to or in close contact with the laser diode chip via an electrical insulating layer; supplying a driving current to the laser diode chip, and controlling the amount of heat emitted from the laser diode chip per unit time. A semiconductor laser light source device comprising a drive circuit that supplies a heating current to the electric heating element so that the sum of the amount of heat emitted from the electric heating element is constant.
い電熱特性を備えるものであり、 前記駆動回路が、前記駆動電流のＯＮ、ＯＦＦ時にそれ
ぞれＦＦ、ＯＮする、該駆動電流と同じ大きさの発熱用
電流を供給するものであることを特徴とする特許請求の
範囲第３項記載の半導体レーザ光源装置。(4) The electric heating body has the same electrothermal characteristics as the laser diode chip, and the drive circuit turns FF and ON when the drive current is turned on and off, respectively, and generates heat of the same magnitude as the drive current. 4. The semiconductor laser light source device according to claim 3, wherein the semiconductor laser light source device supplies a current.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61137665A JPS62293792A (en) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | Semiconductor laser and semiconductor laser light source device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61137665A JPS62293792A (en) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | Semiconductor laser and semiconductor laser light source device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62293792A true JPS62293792A (en) | 1987-12-21 |
Family
ID=15203953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61137665A Pending JPS62293792A (en) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | Semiconductor laser and semiconductor laser light source device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62293792A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH01205588A (en) * | 1988-02-12 | 1989-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser device for laser printer |
| JP2001326418A (en) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Yokogawa Electric Corp | Semiconductor laser beam source and modulation method therefor |
| JP2005244242A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Apparatus provided with at least one beam radiation semiconductor device, and method of stabilizing operating temperature of the beam radiation semiconductor device |
| JP2008205259A (en) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Mitsubishi Electric Corp | Optical module |
| JP2019502268A (en) * | 2016-01-04 | 2019-01-24 | オートモーティブ・コーリション・フォー・トラフィック・セーフティ，インコーポレーテッド | Heater on heat spreader |
Citations (2)
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-
1986
- 1986-06-13 JP JP61137665A patent/JPS62293792A/en active Pending
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