JPS6340387A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置

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JPS6340387A
JPS6340387A JP61184905A JP18490586A JPS6340387A JP S6340387 A JPS6340387 A JP S6340387A JP 61184905 A JP61184905 A JP 61184905A JP 18490586 A JP18490586 A JP 18490586A JP S6340387 A JPS6340387 A JP S6340387A
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JP
Japan
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semiconductor laser
window glass
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laser device
laser
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Withdrawn
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JP61184905A
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Osamu Yamamoto
修 山本
Shigeki Maei
茂樹 前井
Hiroshi Hayashi
寛 林
Shusuke Kasai
秀典 河西
Nobuyuki Miyauchi
宮内　伸幸
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は光計測に用いられる半導体レーザ装置の性能改
善に関する。
〈従来技術とその問題点〉 半導体レーザを用いｔこ光計測においては、半導体レー
ザの駆動電流に対する光出力の非直線性や、発振波長の
変化がその計測精度を著しく劣化させる。例えば、干渉
を利用した計測では発振波長が変化すると、干渉縞が変
化して全く測定が不可能となる。
第５図に示す様に、通常半導体レーザ装置は半導体レー
ザ素子１と外囲器及び配線によって構成される。外囲器
は台２、ヒートシンク３、側壁４及び窓ガラス５より構
成される。半導体レーザ素子ｌはヒートシンク３に固着
されており、ＡｕやＡσからなる配線６によりリードピ
ン７にワイヤボンドされ、電流を流して動作させる。半
導体レーザ素子ｌから出射されたレーザ光は窓ガラス５
を通して外部は放射される。窓ガラス５は収差を防ぐた
め通常レーザ光の進行方向に垂直に配置されており、こ
のため窓ガラス５に照射されるレーザ光の一部は窓ガラ
ス５で反射されて半導体レーザ素子ｌに帰還される。こ
のため窓ガラス５と半導体レーザ素子ｌとの距離に依存
する謂ゆるエタロン特性により、ある波長に対してはレ
ーザ端面の実効的な反射率が上がり、別の波長に対して
はレーザ端面の実効的な反射率が下がる現象が生じる。
この特性は周期的であり、その波長間隔Δλｅは周期的
で Δλｅ−λ。′／２ｄ　・・・（１） で示される。ここでλ。はレーザの発振波長であり、ｄ
は窓ガラス５と半導体レーザ素子ｌとの距離である。
一方、半導体レーザの縦モード間隔Δλは良く知られて
いる様に Δλ　−λ。’／２ｎ（・・・（２） で示される。ここでｎはレーザ共振器の実効屈折率、Ｑ
はレーザ共振器長である。
第３図は（１）式で示される反射利得とレーザ縦モード
の相対関係を示す説明図で、Δλｅ＝１．５Δλの場合
を示している。いま、レーザの利得ピーク近傍で（ａ）
で示す反射利得の高い部分とレーザ軸軸モードＤが一致
しているとする。（第３図（ｂ））電流の変化や温度の
変化で相対的にレーザ縦モードが長波長側へ動くと第３
図（ｃ）の様に縦モードＥが反射利得の高い部分と一致
する。さらに第３図（ｄ）の様に縦モードＣが一致する
様になる。この様に発振モードがＤ−Ｅ−Ｃの様にモー
ドホッピングすることになる。またモードホッピングを
せずＤのモードを保った場合でも光出力が電流に対して
非直線的になったり、発振モードと非発振モードのモー
ド比が著しく低下することになる。
発振縦モードを安定化する目的で提案されている内部干
渉型レーザ複合共振器型レーザ、外部共振器型レーザ等
にも上述の影響は生じ、またＤＦ　　−Ｂ（分布帰還形
）レーザにおいてもストップバンドをはさんだ２本のＤ
ＦＢモード間のモードホッピングを生じたり、（２）式
と近似した間隔をもつ非発振のＤＦＢ尋−ドとのモード
比が変化したりする。この様な欠点を防ぐために、窓ガ
ラスに反射防止膜を被覆する方法も行なわれたが、低い
反射率にするためには、誘電体多層膜等の高精度な反射
防止膜を必要とし、製造工程も複雑となる欠点が生じた
。
〈発明の目的〉 本発明は、この様な問題点に鑑みなされたちので、窓ガ
ラスの反射が有っても、レーザの縦モードに影響を与え
ない半導体レーザ装置を提供することを目的とするもの
である。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明の半導体レーザ装置は、前記目的を達成するため
に従来注目されずに決められていたレーザ窓ガラスとレ
ーザ素子の距離に注目し、窓ガラスとレーザ素子端面に
よって生じる反射利得の間隔とレーザ縦モード間隔を一
致させ、相対的な関係が変化しても各々の縦モードが同
じ反射利得の影響を受ける様にするものである。つまり
、縦モード間隔をΔλ、窓ガラスと半導体レーザ出射端
面との距離をｄとするとき、 の関係となる構成を要旨とするものである。
このことを第４図により説明する。第４図は波長間隔Δ
λｅ−縦モード間隔Δλとした場合である。第３図（ｂ
）と同様に第４図（ｂ）で縦モードＤが発振しているも
のとする。レーザ縦モードが（ｃＸｄ）に移動した場合
も各モードは同じ反射利得の影響を受けることとなり、
モードホッピングやモード比の変化は生じず、安定に縦
モードＤで発振が維持される。
〈実施例〉 以下、本発明を図示の実施例で詳説する。
第１図は本発明の半導体レーザ装置の主要部を示したも
のである。半導体レーザ素子ｌはレーザ共振器長ｅは２
５０μ１１発振波長は約７８００人であり、縦モード間
隔は２．９人であった。窓ガラス５と半導体レーザ素子
ｌまでの距離ｄは１．０ｍｘであり、（３）式の条件に
ある。一方、半導体レーザ素子Ｃよエツチングによって
形成した溝９によってレーザ部分ｌと受光器８の部分を
モノリシックに形成しており、受光器８の端面によって
外部共振器型の波長安定化機能を有している。
第２図（ａ）は従来の窓ガラス位置ｄ−０，７ｘｍの場
合の一定先出力時の温度に対する発振波長の変化を示し
たもので、発振波長の変化は通常のファプリーペローレ
ーザよりは小さく抑えられているが、窓ガラスの影響に
より周期的に隣接モード間のモードポツピングが生じた
。
第２図（ｂ）は第１図に示す本発明の場合（ｄ＝１ａｍ
）であり、２５℃の広い温度範囲にわたってモードホッ
ピングを生じず、安定に一本の縦モードによって発振を
推持した。
尚、ｄ−λ。′／２Δλ　に一致することが望ましいが
、発明者の実験によれば の範囲であれば第２図（ｂ）の様な良好な結果が得られ
ている。
実施例では外部共振器型の半導体レーザ素子について適
用した場合を示したが、本発明は特許請求の範囲を満た
せば半導体レーザ素子の種類に依らない。
〈発明の効果〉 以上の如く、本発明によれば、半導体レーザ装置の窓ガ
ラスによる影響を無くし、安定な発振縦モードや光出力
特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の半導体レーザ装置の概略図
、第２図（ａ）は従来の半導体レーザ装置における温度
変化と発振波長の関係を示す特性図、第２図（ｂ）は本
発明の半導体レーザ装置における温度変化と発振波長の
関係を示す特性図、第３゜第４図は窓ガラスの影響を示
す概念図、第５図は従来の半導体レーザ装置の構成図で
ある。 ｌ・・・半導体レーザ素子、　　２・・・台、３・・・
ヒートシンク、４・・側壁、５・・・窓ガラス、６・・
・配線、７・・・リードピン、８・・・受光器、９・・
溝。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）発振波長がλ＿０、縦モード間隔がΔλのとき、
    半導体レーザの外囲器の窓ガラスと半導体レーザの出射
    端面との距離ｄが ０．４×（λ＿０＾２／Δλ）≦ｄ≦０．６×（λ＿０
    ＾２／Δλ）であることを特徴とする半導体レーザ装置
    。
  2. （２）上記半導体レーザが発振波長を安定化する手段を
    有する特許請求の範囲第１項に記載の半導体レーザ装置
    。
JP61184905A 1986-08-05 1986-08-05 半導体レ−ザ装置 Withdrawn JPS6340387A (ja)

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US4811350A (en) 1989-03-07

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