JPH0828551B2 - アレイレーザ - Google Patents
アレイレーザInfo
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- JPH0828551B2 JPH0828551B2 JP63110812A JP11081288A JPH0828551B2 JP H0828551 B2 JPH0828551 B2 JP H0828551B2 JP 63110812 A JP63110812 A JP 63110812A JP 11081288 A JP11081288 A JP 11081288A JP H0828551 B2 JPH0828551 B2 JP H0828551B2
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- JP
- Japan
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- laser
- substrate
- light emitting
- array
- array laser
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アレイ形半導体レーザに関し、特に同一
チップ内に存在する複数の発光部が互いに干渉しないよ
うにしたアレイレーザに関するものである。
チップ内に存在する複数の発光部が互いに干渉しないよ
うにしたアレイレーザに関するものである。
第２図（ａ），（ｂ）に従来のアレイレーザ装置とア
レイレーザの構造を示す。第２図（ａ）は、１つのパッ
ケージ内に３本のレーザビームを出す半導体レーザを収
めたものである。第２図（ａ）において、１はステム、
２はアレイレーザをパッケージするキャップ、３は前記
キャップ２に形成された光学窓、４はヒートシンクで、
これに複数のレーザ素子を有するレーザチップ５が固着
されている。６は前記ステム１の端子を示す。４本の端
子６の内１本はレーザチップ５のヒートシンク４側に接
続され、残りの３本はレーザチップ５の表面電極と接続
されている。
レイレーザの構造を示す。第２図（ａ）は、１つのパッ
ケージ内に３本のレーザビームを出す半導体レーザを収
めたものである。第２図（ａ）において、１はステム、
２はアレイレーザをパッケージするキャップ、３は前記
キャップ２に形成された光学窓、４はヒートシンクで、
これに複数のレーザ素子を有するレーザチップ５が固着
されている。６は前記ステム１の端子を示す。４本の端
子６の内１本はレーザチップ５のヒートシンク４側に接
続され、残りの３本はレーザチップ５の表面電極と接続
されている。
第２図（ｂ）はアレイレーザの構造例を示す断面図で
ある。
ある。
この図で、７はレーザ光の発光部、８は基板、９は分
離溝で、各レーザ素子の発光部７に分離している。10,1
1は電極であり、12,13,14はレーザ素子である。
離溝で、各レーザ素子の発光部７に分離している。10,1
1は電極であり、12,13,14はレーザ素子である。
第２図（ｂ）は、モノリシック形で１チップ内に３個
のレーザ光の発光部７を備えている。各レーザ素子12,1
3,14の発光部７は基板８に達する分離溝９で電気的に分
離されており、各レーザ素子12,13,14に独立した駆動電
流を流すことができる。このようなアレイレーザは、レ
ーザビームプリンタ、光ディスク等に使用されるもの
で、１つの光学系で複数の光ビームを高精度に位置決め
制御する必要がある。このためには各発光部７の位置精
度、各発光部７の間隔精度、各放射ビームの光軸精度が
そろっていることが重要である。第２図（ｂ）のモノリ
シックアレイでは、レーザ結晶をチップに加工する工程
（ウエハプロセス）において、各レーザ素子12〜14を同
時に加工するので、発光部７の位置間隔，放射ビームの
光軸もそろっており、組立上は特に問題がない。
のレーザ光の発光部７を備えている。各レーザ素子12,1
3,14の発光部７は基板８に達する分離溝９で電気的に分
離されており、各レーザ素子12,13,14に独立した駆動電
流を流すことができる。このようなアレイレーザは、レ
ーザビームプリンタ、光ディスク等に使用されるもの
で、１つの光学系で複数の光ビームを高精度に位置決め
制御する必要がある。このためには各発光部７の位置精
度、各発光部７の間隔精度、各放射ビームの光軸精度が
そろっていることが重要である。第２図（ｂ）のモノリ
シックアレイでは、レーザ結晶をチップに加工する工程
（ウエハプロセス）において、各レーザ素子12〜14を同
時に加工するので、発光部７の位置間隔，放射ビームの
光軸もそろっており、組立上は特に問題がない。
しかし、モノリシック形では基板８が共通であるた
め、各発光部７を独立動作させると、他のレーザ素子の
電気的・光学的特性に影響を与える。
め、各発光部７を独立動作させると、他のレーザ素子の
電気的・光学的特性に影響を与える。
第３図にモノリシック形アレイレーザの動作例を示
す。なお、ここではレーザ素子12,13,14を便宜的にそれ
ぞれ第1,第2,第３のレーザ素子という。この図は、第１
のレーザ素子12に一定の駆動電流I1を流しておき、隣接
する第２のレーザ素子13の駆動電流I2をON,OFFした場合
の第１のレーザ素子12の光出力P1と時間ｔとの関係を示
す特性図である。第２のレーザ素子13の駆動状態によっ
て第１のレーザ素子12の光出力P1が一定にならず、変動
している。これは第２のレーザ素子13内の発熱が発光部
７から周辺に広がり、基板８を通して隣の第１のレーザ
素子12にまで影響を及ぼした結果である。
す。なお、ここではレーザ素子12,13,14を便宜的にそれ
ぞれ第1,第2,第３のレーザ素子という。この図は、第１
のレーザ素子12に一定の駆動電流I1を流しておき、隣接
する第２のレーザ素子13の駆動電流I2をON,OFFした場合
の第１のレーザ素子12の光出力P1と時間ｔとの関係を示
す特性図である。第２のレーザ素子13の駆動状態によっ
て第１のレーザ素子12の光出力P1が一定にならず、変動
している。これは第２のレーザ素子13内の発熱が発光部
７から周辺に広がり、基板８を通して隣の第１のレーザ
素子12にまで影響を及ぼした結果である。
このようなアレイレーザをプリンタに使用した場合、
１本のレーザビームが１ドット行に対応し、３行同時に
プリントすることになるが、あるレーザ素子が動作中に
他のレーザ素子が動作すると、熱的干渉によって光出力
が低下し、プリント濃度が低下する。３本のビームで高
速にプリントしてもプリント結果に濃度むらが生じ、不
都合であった。
１本のレーザビームが１ドット行に対応し、３行同時に
プリントすることになるが、あるレーザ素子が動作中に
他のレーザ素子が動作すると、熱的干渉によって光出力
が低下し、プリント濃度が低下する。３本のビームで高
速にプリントしてもプリント結果に濃度むらが生じ、不
都合であった。
他の従来例として、分離されたレーザチップを１つの
パッケージ内に収めたものもある。この個別形アレイレ
ーザは、各チップが独立しているので熱の相互干渉はな
いが、個別チップを別々に組立てるので、発光部の位置
・間隔・光軸等を必要な精度にそろえることができない
不都合がある。
パッケージ内に収めたものもある。この個別形アレイレ
ーザは、各チップが独立しているので熱の相互干渉はな
いが、個別チップを別々に組立てるので、発光部の位置
・間隔・光軸等を必要な精度にそろえることができない
不都合がある。
上記のような従来のアレイ形半導体レーザは、モノリ
シック形では基板８が共通であるため、熱の相互干渉で
各レーザ素子12〜14を独立に駆動することができない問
題点があった。また、個別形では、必要な位置・間隔・
光軸精度の高いものが得られない問題点があった。
シック形では基板８が共通であるため、熱の相互干渉で
各レーザ素子12〜14を独立に駆動することができない問
題点があった。また、個別形では、必要な位置・間隔・
光軸精度の高いものが得られない問題点があった。
この発明は、上記の問題点を解消するためになされた
もので、発光部の位置・間隔・光軸精度が高く、しかも
熱的相互干渉の少ないアレイレーザを得ることを目的と
する。
もので、発光部の位置・間隔・光軸精度が高く、しかも
熱的相互干渉の少ないアレイレーザを得ることを目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕 この発明に係るアレイレーザは、同一基板上に備えた
複数の発光部の各発光部間の前記基板内に前記基板より
熱伝導率の低い材料を埋め込み、それぞれ基板が分離さ
れた複数のレーザ素子を構成したものである。
複数の発光部の各発光部間の前記基板内に前記基板より
熱伝導率の低い材料を埋め込み、それぞれ基板が分離さ
れた複数のレーザ素子を構成したものである。
この発明においては、基板よりも熱伝導率の小さい埋
込み材料で各レーザ素子を分離したことから、各レーザ
素子で発生した熱は隣接するレーザ素子に伝われにくく
なる。
込み材料で各レーザ素子を分離したことから、各レーザ
素子で発生した熱は隣接するレーザ素子に伝われにくく
なる。
以下、この発明の一実施例を第１図（ａ）〜（ｄ）に
ついて説明する。
ついて説明する。
第１図はこの発明のアレイレーザを得るための製造方
法を示す図である。まず、第１図（ａ）は、各レーザ素
子間を分離する前のチップ断面である。チップの厚さ
は、例えば350μｍであるが、基板８が大部分を占めて
おり、レーザ動作に直接関係する部分は高々20μｍ程度
である。次に、第１図（ｂ）に示すように、発光部７間
をそれぞれエッチング等で所要深さまで除去して分離溝
９を堀り込む。従来例では各レーザ素子を電気的に分離
するために基板８に達する程度の深さ（約20〜30μｍ）
までエッチングしたが、この発明ではさらに深く、例え
ば100μｍ程度まで堀り込む。そして、この分離溝９内
を基板８よりも熱伝導率の低い材料15で埋め込む。次
に、第１図（ｃ）に示すように、ウエハを研磨・エッチ
ング等で基板８側から研削し、分離溝９内に埋め込んだ
材料に達するまで研削する。研削後のウエハ厚は100μ
ｍ程度になる。その後、ウエハの両面に電極10,11を付
け、パターニングを行い、第１図（ｄ）に示すように、
この発明のアレイレーザが得られる。
法を示す図である。まず、第１図（ａ）は、各レーザ素
子間を分離する前のチップ断面である。チップの厚さ
は、例えば350μｍであるが、基板８が大部分を占めて
おり、レーザ動作に直接関係する部分は高々20μｍ程度
である。次に、第１図（ｂ）に示すように、発光部７間
をそれぞれエッチング等で所要深さまで除去して分離溝
９を堀り込む。従来例では各レーザ素子を電気的に分離
するために基板８に達する程度の深さ（約20〜30μｍ）
までエッチングしたが、この発明ではさらに深く、例え
ば100μｍ程度まで堀り込む。そして、この分離溝９内
を基板８よりも熱伝導率の低い材料15で埋め込む。次
に、第１図（ｃ）に示すように、ウエハを研磨・エッチ
ング等で基板８側から研削し、分離溝９内に埋め込んだ
材料に達するまで研削する。研削後のウエハ厚は100μ
ｍ程度になる。その後、ウエハの両面に電極10,11を付
け、パターニングを行い、第１図（ｄ）に示すように、
この発明のアレイレーザが得られる。
次に動作について説明する。
第１図において、従来例の説明と同様に、この発明の
実施例のアレイレーザの一レーザ素子に一定電流を流し
ておき、光出力をモニタしながら隣接するレーザ素子の
駆動電流をON,OFFしてみる。隣接するレーザ素子に注入
された電力は、その一部が発光に寄与し、大半の残りは
主に発光部７で熱となる。この発熱は周囲に拡散しなが
ら基板８側に伝わる。従来例ではレーザ素子間が熱伝導
の良い基板８でつながっていたために基板８を通して熱
はさらに隣のレーザ素子にまで伝導した。しかし、この
実施例では隣のレーザ素子との間に熱伝導率の低い材料
が埋め込んであるので熱は横方向に伝導するよりも、パ
ッケージ方向に伝わる。したがって、隣接するレーザ素
子の駆動電流をON,OFFしてもその発熱の影響が他のレー
ザ素子に伝わらないことになる。また、この実施例の埋
込み層は、レーザ素子がウエハの状態で同時に形成され
るので、各レーザ素子の位置・間隔・光軸精度はモノリ
シックそのものであり、非常に高精度に形成できる。
実施例のアレイレーザの一レーザ素子に一定電流を流し
ておき、光出力をモニタしながら隣接するレーザ素子の
駆動電流をON,OFFしてみる。隣接するレーザ素子に注入
された電力は、その一部が発光に寄与し、大半の残りは
主に発光部７で熱となる。この発熱は周囲に拡散しなが
ら基板８側に伝わる。従来例ではレーザ素子間が熱伝導
の良い基板８でつながっていたために基板８を通して熱
はさらに隣のレーザ素子にまで伝導した。しかし、この
実施例では隣のレーザ素子との間に熱伝導率の低い材料
が埋め込んであるので熱は横方向に伝導するよりも、パ
ッケージ方向に伝わる。したがって、隣接するレーザ素
子の駆動電流をON,OFFしてもその発熱の影響が他のレー
ザ素子に伝わらないことになる。また、この実施例の埋
込み層は、レーザ素子がウエハの状態で同時に形成され
るので、各レーザ素子の位置・間隔・光軸精度はモノリ
シックそのものであり、非常に高精度に形成できる。
なお、上記実施例では発光部７を３個有する３点アレ
イレーザについて説明したが、２点以上のアレイレーザ
についても同様の効果がある。
イレーザについて説明したが、２点以上のアレイレーザ
についても同様の効果がある。
また、上記実施例では基板８側の電極11を分離せず共
通にした場合について説明したが、逆に基板８側の電極
11を分離しても同様の効果がある。
通にした場合について説明したが、逆に基板８側の電極
11を分離しても同様の効果がある。
以上説明したようにこの発明は、各発光部間の基板内
に前記基板より熱伝導率の低い材料を埋め込み、それぞ
れ前記基板が分離された複数のレーザ素子を構成したの
で、各レーザ素子間の熱干渉を低減できる。また、基板
より熱伝導率の低い材料の埋め込み後のアレイレーザは
モノリシック状態であり、発光部の位置・間隔・光軸の
各精度の極めて高いものが得られる。さらに、特別に電
極パターニングした組立用マウントを必要とせずに、ジ
ャンクションアップ／ダウンどちらでも容易に組立てが
可能である等の効果がある。
に前記基板より熱伝導率の低い材料を埋め込み、それぞ
れ前記基板が分離された複数のレーザ素子を構成したの
で、各レーザ素子間の熱干渉を低減できる。また、基板
より熱伝導率の低い材料の埋め込み後のアレイレーザは
モノリシック状態であり、発光部の位置・間隔・光軸の
各精度の極めて高いものが得られる。さらに、特別に電
極パターニングした組立用マウントを必要とせずに、ジ
ャンクションアップ／ダウンどちらでも容易に組立てが
可能である等の効果がある。
第１図（ａ）〜（ｄ）はこの発明の一実施例のアレイレ
ーザの製造工程を示す断面図、第２図（ａ），（ｂ）は
従来のアレイレーザの外形およびチップ断面を示す図、
第３図は従来のアレイレーザを動作させた場合の光出力
特性を示す図である。 図において、７は発光部、８は基板、９は分離溝、10,1
1は電極、12,13,14はレーザ素子である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
ーザの製造工程を示す断面図、第２図（ａ），（ｂ）は
従来のアレイレーザの外形およびチップ断面を示す図、
第３図は従来のアレイレーザを動作させた場合の光出力
特性を示す図である。 図において、７は発光部、８は基板、９は分離溝、10,1
1は電極、12,13,14はレーザ素子である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】同一基板上に複数の発光部を備えたモノリ
シック形アレイレーザにおいて、前記各発光部間の前記
基板内に前記基板より熱伝導率の低い材料を埋め込み、
それぞれ前記基板が分離された複数のレーザ素子を構成
したことを特徴とするアレイレーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63110812A JPH0828551B2 (ja) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | アレイレーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63110812A JPH0828551B2 (ja) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | アレイレーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01281786A JPH01281786A (ja) | 1989-11-13 |
| JPH0828551B2 true JPH0828551B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=14545286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63110812A Expired - Lifetime JPH0828551B2 (ja) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | アレイレーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828551B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2812069B2 (ja) * | 1992-06-09 | 1998-10-15 | 住友電気工業株式会社 | 半導体レーザ |
| CA2091302A1 (en) * | 1992-03-11 | 1993-09-12 | Ichiro Yoshida | Semiconductor laser and process for fabricating the same |
| US5513200A (en) * | 1992-09-22 | 1996-04-30 | Xerox Corporation | Monolithic array of independently addressable diode lasers |
| BE1007282A3 (nl) * | 1993-07-12 | 1995-05-09 | Philips Electronics Nv | Opto-electronische halfgeleiderinrichting met een array van halfgeleiderdiodelasers en werkwijze ter vervaardiging daarvan. |
| JPH1051078A (ja) * | 1996-08-06 | 1998-02-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザアレイ及びその製造方法 |
| JP4583128B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2010-11-17 | 三洋電機株式会社 | 半導体レーザ装置 |
| JP4810808B2 (ja) * | 2004-08-11 | 2011-11-09 | ソニー株式会社 | 半導体レーザ発光装置の製造方法 |
| JP5212686B2 (ja) | 2007-08-22 | 2013-06-19 | ソニー株式会社 | 半導体レーザアレイの製造方法 |
| JP5410371B2 (ja) * | 2010-06-04 | 2014-02-05 | 日本電信電話株式会社 | 光半導体装置 |
| EP2835882B1 (en) | 2012-04-05 | 2017-07-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Semiconductor laser apparatus and method for manufacturing same |
| WO2016009622A1 (ja) | 2014-07-14 | 2016-01-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 半導体レーザ装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58102590A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-06-18 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
-
1988
- 1988-05-07 JP JP63110812A patent/JPH0828551B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01281786A (ja) | 1989-11-13 |
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