半导体激光装置制造方法及图纸

本发明专利技术的半导体激光装置具备：透镜(6)；管座(1)；LD芯片(3)，以光束中心(Cb)沿着管座(1)的安装面(1ft)的方式射出激光；以及PD芯片(5)，在表面具有由电介质多层膜形成的反射面(5fm)，将从LD芯片(3)射出的激光朝向透镜(6)反射，并且测量激光的光量，在LD芯片(3)设置有波导部(3sw)，该波导部(3sw)具有：末端部(3swe)，形成于前端面(3ff)侧，并具有0.5μm以上且0.7μm以下的宽度(We)；和锥部(3swt)，与末端部(3swe)相连，并且宽度随着朝向末端部(3swe)而以0.018以上且0.033以下的梯度(Gt)变窄。变窄。变窄。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体激光装置


[0001]本申请涉及半导体激光装置。

技术介绍

[0002]在通信用的半导体激光装置中，需要高精度地控制半导体激光元件(LD芯片)的输出。为此，提出一种半导体激光装置，该半导体激光装置使用以相对于管座上表面倾斜45
°
的方式设置的监视用的光电二极管元件(PD芯片)，使从LD芯片射出的前方光向垂直方向弯曲(例如，参照专利文献1。)。在通过PD芯片使激光反射的情况下，反射率根据入射角而变化，因此为了维持通信品质，希望缩窄光束的扩散角以抑制入射角的变化。另一方面，为了省略用于聚光的透镜系统，有时使用被称为光斑尺寸转换激光器(SSC(Spot Size Converter)激光器)的LD芯片(例如，参照专利文献2。)。
[0003]专利文献1：日本特开2011
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192909号公报(0017～0024段、图2～图3、段落00324)
[0004]专利文献2：日本特开2005
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260223号公报(0016～0030段、图1～图2)
[0005]在SSC激光器中，通过以随着朝向射出侧而缩窄宽度的方式形成波导，而实施光斑尺寸的狭窄化。此时，为了缩小到能够省略透镜系统，而需要将自光束中心的扩散角缩至5
°
左右，末端部的宽度例如需要缩窄至0.4μm。在该情况下，即使宽度稍微产生偏差，扩散角也会大幅变化。因此，仅通过由PD芯片反射SSC激光器的输出的结构，存在由激光输出控制、射出光量的偏差引起通信品质劣化的可能性，难以兼顾小型化和可靠性。

技术实现思路

[0006]本申请公开了用于解决上述那样的课题的技术，目的在于提供一种小型且可靠性高的半导体激光装置。
[0007]本申请所公开的半导体激光装置的特征在于，具备：透镜；管座，配置成相对于上述透镜隔开间隔对置；半导体激光元件，将光束中心朝向沿着上述管座的与上述透镜对置的对置面的方向，射出激光；以及光电二极管元件，在表面具有由电介质多层膜形成的反射面，将从上述半导体激光元件射出的激光朝向上述透镜反射，并且测量上述激光的光量，在上述半导体激光元件设置有波导部，该波导部具有：末端部，形成于上述激光的射出侧的端部，具有0.5μm以上且0.7μm以下的宽度；和锥部，与上述末端部相连，并且宽度随着朝向上述末端部而以0.018以上且0.033以下的梯度变窄。
[0008]根据本申请所公开的半导体激光装置，由于构成为即使存在尺寸偏差也能够以能够忽略扩散角的变化的程度狭窄化的结构，所以能够得到小型且可靠性高的半导体激光装置。
附图说明
[0009]图1A和图1B分别是构成实施方式1所涉及的半导体激光装置的LD芯片的剖视图、和表示末端宽度与扩散角的关系的图表形式的图。
[0010]图2A和图2B分别是实施方式1所涉及的半导体激光装置的俯视图、和与管座的安装面垂直、且包含光束中心的剖视图。
[0011]图3是实施方式1所涉及的半导体激光装置的与管座的安装面垂直、且与LD芯片和PD芯片在安装面上的排列方向垂直的剖视图。
[0012]图4A和图4B分别是表示光束的扩散角与所需的PD芯片的尺寸的关系的示意图、和表示光束的扩散角与向PD芯片的入射角的关系的示意图。
[0013]图5是构成实施方式1的变形例所涉及的半导体激光装置的LD芯片的剖视图。
[0014]图6A和图6B分别是实施方式2所涉及的半导体激光装置的俯视图、和与管座的安装面垂直、且包含光束中心的剖视图。
[0015]图7是实施方式2所涉及的半导体激光装置的与管座的安装面垂直、且与LD芯片和PD芯片在安装面上的排列方向垂直的剖视图。
[0016]图8A和图8B分别是实施方式3所涉及的半导体激光装置的俯视图、和与管座的安装面垂直、且包含光束中心的剖视图。
[0017]图9A和图9B分别是实施方式4所涉及的半导体激光装置的俯视图、和与管座的安装面垂直、且包含光束中心的剖视图。
[0018]图10是实施方式4所涉及的半导体激光装置的与管座的安装面垂直、且与LD芯片和PD芯片在安装面上的排列方向垂直的剖视图。
[0019]图11A和图11B分别是实施方式5所涉及的半导体激光装置的俯视图、和与管座的安装面垂直、且包含光束中心的剖视图。
[0020]图12A和图12B分别是实施方式6所涉及的半导体激光装置的俯视图、和与管座的安装面垂直、且与光束中心平行的剖视图。
[0021]图13A和图13B分别是实施方式6所涉及的半导体激光装置的与管座的安装面垂直、且与LD芯片和PD芯片在安装面上的排列方向垂直的剖视图、和LD芯片的剖视图。
[0022]图14A和图14B分别是实施方式7所涉及的半导体激光装置的俯视图、和与管座的安装面垂直、且与光束中心平行的剖视图。
具体实施方式
[0023]参照附图，对本申请的各实施方式所涉及的半导体激光装置进行说明。对相同或对应的构成要素标注相同的附图标记，有时省略重复说明。
[0024]实施方式1
[0025]图1～图4用于对实施方式1所涉及的半导体激光装置的结构进行说明，图1是用于表示构成半导体激光装置的LD芯片的波导部的形状的沿后述的图2B的C
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C线剖切的剖视图(图1A)、和表示图1A所示的末端宽度与射出光的扩散角的关系的图表形式的图(图1B)。然后，图2是半导体激光装置的从管座的安装面侧观察的除去透镜的俯视图(图2A)、和作为与管座的安装面垂直且包含光束中心的截面的沿图2A的A
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A线剖切的剖视图(图2B)。
[0026]另外，图3作为半导体激光装置的与管座的安装面垂直、且与LD芯片和PD芯片在安装面上的排列方向垂直的剖视图，是沿图2A的B
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B线剖切的剖视图。并且，图4是表示光束的扩散角与所需的PD芯片的尺寸的关系的提取图2B中的LD芯片和PD芯片部分而描绘的示意图、和表示光束的扩散角与向PD芯片的入射角的关系的与图4A同样的示意图。
[0027]本申请的半导体激光装置10的特征在于LD芯片3的波导部3sw(图1)的结构，但在对其详细情况进行说明之前，使用图2A、图2B以及图3对半导体激光装置10的基本结构进行说明。半导体激光装置10在相对于透镜6隔开距离对置的管座1的安装面1ft上，经由次基台2安装LD芯片3，以及经由次基台4将PD芯片5安装于相对于安装面1ft倾斜45
°
的倾斜部1s而成。
[0028]管座1的主体部分例如为SPCC(冷轧钢板)的圆板，形成有用于插入导线7的贯通孔。导线7例如是Ni
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Fe合金，且被插入贯通孔，并以一部分从安装面1ft露出的方式通过低熔点玻璃被固定于主体部分。次基台2以及次基台4例如为陶瓷基板，LD芯片3以及PD芯片5分别通过焊锡等钎焊料固定于次基台2以及次基台4的导体部分。次基台4的导体通过金等金属线与导线7连接，PD芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体激光装置，其特征在于，半导体激光装置具备：透镜；管座，配置为相对于所述透镜隔开间隔对置；半导体激光元件，将光束中心朝向沿着所述管座的与所述透镜对置的对置面的方向，射出激光；以及光电二极管元件，在表面具有由电介质多层膜形成的反射面，将从所述半导体激光元件射出的激光朝向所述透镜反射，并且测量所述激光的光量，在所述半导体激光元件设置有波导部，该波导部具有：末端部，形成于所述激光的射出侧的端部，并具有0.5μm以上且0.7μm以下的宽度；和锥部，与所述末端部相连，并且宽度随着朝向所述末端部而以0.018以上且0.033以下的梯度变窄。2.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，所述半导体激光元件相对于所述光束中心以15
°
以上且25
°
以下的扩散角射出所述激光。3.根据权利要求2所述的半导体激光装置，其特征在于，所述扩散角为20
°
以上且23
°
以下。4.根据权利要求1～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫越亮辅，中村直干，小坂尚希，篠原弘介，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：