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JPH08286016A - Optical element and semiconductor laser device - Google Patents

Optical element and semiconductor laser device

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Publication number
JPH08286016A
JPH08286016A JP7090667A JP9066795A JPH08286016A JP H08286016 A JPH08286016 A JP H08286016A JP 7090667 A JP7090667 A JP 7090667A JP 9066795 A JP9066795 A JP 9066795A JP H08286016 A JPH08286016 A JP H08286016A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
optical element
light receiving
light
laser device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7090667A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3327042B2 (en
Inventor
Yasuyuki Kawachi
泰之 河内
Hideyuki Nakanishi
秀行 中西
Akira Ueno
明 上野
Akio Yoshikawa
昭男 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP09066795A priority Critical patent/JP3327042B2/en
Publication of JPH08286016A publication Critical patent/JPH08286016A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3327042B2 publication Critical patent/JP3327042B2/en
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    • H01L2924/10155Shape being other than a cuboid

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE: To reduce a stray noise by making the optical axis of an incident laser beam and inside surfaces of the recessed part of an optical element almost parallel. CONSTITUTION: In a semiconductor laser device provided with an optical element 11 having a recessed part whose inside surfaces become almost parallel with the optical axis or the part, a semiconductor laser chip 1 and a light receiving element 3, the semiconductor laser chip 1 and the optical element 11 are arranged so that the optical axis of the laser beam 13 emitted from the semiconductor laser chip 1 and the optical axis of the optical element 11 almost coincide. Then, since the parts made to be incident on the inside surfaces of the optical element having the recessed part among the laser beam from the semiconductor laser chip 1 are reflected to directions going out to the outside of the semiconductor laser device, the parts are prevented from being made incident on the light receiving element 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光情報処理、光計測、
および光通信等の分野に利用される半導体レーザ装置に
関する。
The present invention relates to optical information processing, optical measurement,
The present invention also relates to a semiconductor laser device used in the fields of optical communication and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】以下、従来の光学素子および半導体レー
ザ装置について説明する。図8は従来の光学素子および
半導体レーザ装置の分解斜視図である。図8において、
1は半導体レーザチップ、2はヒートシンク、3は信号
検出用受光素子、4はモニタ用受光素子、5は光学素
子、6はステム、7は電極端子、8は絶縁部材、9はチ
ップ搭載部である。10はキャップで、通常は金属材料
からなるが、必ずしも金属材料に限られるものではな
い。
2. Description of the Related Art A conventional optical element and semiconductor laser device will be described below. FIG. 8 is an exploded perspective view of a conventional optical element and semiconductor laser device. In FIG.
1 is a semiconductor laser chip, 2 is a heat sink, 3 is a light receiving element for signal detection, 4 is a light receiving element for monitoring, 5 is an optical element, 6 is a stem, 7 is an electrode terminal, 8 is an insulating member, 9 is a chip mounting portion. is there. Reference numeral 10 denotes a cap, which is usually made of a metal material, but is not necessarily limited to the metal material.

【0003】図8に示すように、ステム6には、チップ
搭載部9と、絶縁部材8によって絶縁された電極端子7
とが取り付けられており、モニタ用受光素子4が実装さ
れている。ステム6に取り付けられたチップ搭載部9に
は、半導体レーザチップ1がヒートシンク2を介して実
装されており、さらに信号検出用受光素子3が実装され
ている。光学素子5が取り付けられたキャップ10をス
テム6に取り付け、前述の構成部材を包囲することで半
導体レーザ装置が得られる。
As shown in FIG. 8, the stem 6 has a chip mounting portion 9 and an electrode terminal 7 insulated by an insulating member 8.
And are mounted, and the monitor light receiving element 4 is mounted. The semiconductor laser chip 1 is mounted on the chip mounting portion 9 mounted on the stem 6 via the heat sink 2, and the light receiving element 3 for signal detection is further mounted. The semiconductor laser device is obtained by attaching the cap 10 having the optical element 5 attached thereto to the stem 6 and surrounding the above-mentioned constituent members.

【0004】このような構造の半導体レーザ装置では、
半導体レーザチップ1から出射されたレーザ光が放射状
に広がるため、レーザ光の一部分がキャップ10の内側
金属表面で乱反射されて受光素子4に入射して発生する
迷光ノイズが大きいという難点があった。
In the semiconductor laser device having such a structure,
Since the laser light emitted from the semiconductor laser chip 1 spreads radially, a part of the laser light is diffusely reflected on the inner metal surface of the cap 10 and is incident on the light receiving element 4, which causes a problem that stray light noise is large.

【0005】この点を解決するために、レーザ光に透明
な、たとえばガラス等の材料を用いて、光学素子にキャ
ップとしての役割をも持たせるための凹部を設けた構造
の光学素子およびそれを備えた半導体レーザ装置が開発
されている。その構造の一例を図9の断面図に示す。
In order to solve this problem, an optical element having a structure in which a material transparent to laser light, such as glass, is used to provide a concave portion for making the optical element also function as a cap, and the optical element A semiconductor laser device equipped with the same has been developed. An example of the structure is shown in the sectional view of FIG.

【0006】この半導体レーザ装置は、図9に示すよう
に、光学素子がキャップと一体化された構造となってい
る。すなわち、ステム6にレーザ光のモニタ用受光素子
4が実装され、ステム6に取り付けられたチップ搭載部
9には半導体レーザチップ1がヒートシンク2を介して
実装されており、また信号検出用受光素子3が実装され
ている。さらに凹部を有する光学素子11がステム6に
取り付けられている。
As shown in FIG. 9, this semiconductor laser device has a structure in which an optical element is integrated with a cap. That is, the light receiving element 4 for monitoring laser light is mounted on the stem 6, the semiconductor laser chip 1 is mounted on the chip mounting portion 9 attached to the stem 6 via the heat sink 2, and the light receiving element for signal detection. 3 has been implemented. Further, an optical element 11 having a recess is attached to the stem 6.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成において、凹部を有する光学素子11は、通
常、成形後に金型を容易に取り外すことができるよう
に、凹部の内側面にはテーパを形成する。また、反射防
止のために、光学素子11のレーザ光通過面に無反射コ
ーティング膜を形成するのであるが、このとき、無反射
コーティング膜の膜厚が凹部内側面上では不均一とな
る。半導体レーザチップ1から出射し放射状に広がった
レーザ光の一部分が光学素子11の凹部内側面に到達
し、金属による反射よりも低い反射率ではあるが、光学
素子11の凹部内側面で幾何学的に反射されて受光素子
3に入射する。このために、迷光ノイズを十分に低減さ
せることができないという問題があった。
However, in the above-mentioned conventional structure, the optical element 11 having the concave portion is usually formed with a taper on the inner surface of the concave portion so that the mold can be easily removed after molding. To do. Further, in order to prevent reflection, a non-reflection coating film is formed on the laser beam passage surface of the optical element 11, but at this time, the film thickness of the non-reflection coating film becomes uneven on the inner surface of the recess. A part of the laser beam emitted from the semiconductor laser chip 1 and radially spread reaches the inner side surface of the concave portion of the optical element 11 and has a lower reflectance than the reflection by the metal. And is incident on the light receiving element 3. For this reason, there is a problem that the stray light noise cannot be sufficiently reduced.

【0008】本発明はこのような従来の問題を解決し、
迷光ノイズを低減した半導体レーザ装置を提供すること
を目的とする。
The present invention solves these conventional problems,
An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device with reduced stray light noise.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の光学素子は、凹部を有し、凹部の内側面が
光軸にほぼ平行となる構成を備えている。また、本発明
の半導体レーザ装置は凹部を有する光学素子の内側面と
半導体レーザチップから出射されたレーザ光が光学素子
に入射する際の光軸にほぼ平行となる構成を備えてい
る。
In order to achieve this object, the optical element of the present invention has a recess, and the inner surface of the recess is substantially parallel to the optical axis. Further, the semiconductor laser device of the present invention is provided with a structure in which the inner surface of the optical element having the concave portion and the optical axis when the laser light emitted from the semiconductor laser chip enters the optical element are substantially parallel to each other.

【0010】[0010]

【作用】この構成により半導体レーザチップより出射し
たレーザ光が光学素子の凹部の内側面で半導体レーザ装
置の外部へ向かう方向に反射されるため、受光素子に光
が入射して迷光ノイズとなることを防止することができ
る。
With this structure, the laser light emitted from the semiconductor laser chip is reflected in the direction toward the outside of the semiconductor laser device on the inner surface of the recess of the optical element, so that the light is incident on the light receiving element and becomes stray light noise. Can be prevented.

【0011】[0011]

【実施例】以下本発明の一実施例における光学素子およ
び半導体レーザ装置について、図面を参照しながら説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An optical element and a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1は本実施例の断面図である。図1にお
いて、1は半導体レーザチップ、12はヒートシンク用
シリコン基板、3は信号検出用受光素子、4はモニタ用
受光素子、11は凹部を有する光学素子、6はステム、
9はチップ搭載部である。
FIG. 1 is a sectional view of this embodiment. In FIG. 1, 1 is a semiconductor laser chip, 12 is a silicon substrate for heat sink, 3 is a light receiving element for signal detection, 4 is a light receiving element for monitoring, 11 is an optical element having a recess, 6 is a stem,
9 is a chip mounting part.

【0013】図1に示すように、本実施例において、凹
部を有する光学素子11は、入射するレーザ光13の光
軸にその光軸をほぼ一致させており、さらにレーザ光1
3の光軸に対して内側面がほぼ平行となる凹部を有す
る。光学素子11はステム6に取り付けられ、その凹部
とステム6とで囲まれる空間内に、半導体レーザチップ
1から入射するレーザ光13の光軸が、凹部を有する光
学素子11の内側面にほぼ平行になるように半導体レー
ザチップ1がヒートシンク用シリコン基板12を介して
チップ搭載部9に実装され配置されている。さらに、信
号検出用受光素子3がチップ搭載部9に取り付けられて
おり、またレーザ光のモニタ用受光素子4がステム6に
取り付けられて半導体レーザ装置が構成されている。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the optical element 11 having the concave portion has its optical axis substantially aligned with the optical axis of the incident laser light 13, and further the laser light 1
3 has a recess whose inner surface is substantially parallel to the optical axis. The optical element 11 is attached to the stem 6, and the optical axis of the laser beam 13 incident from the semiconductor laser chip 1 is substantially parallel to the inner surface of the optical element 11 having the recess in the space surrounded by the recess and the stem 6. The semiconductor laser chip 1 is mounted and arranged on the chip mounting portion 9 via the silicon substrate 12 for heat sink so that Further, the signal detecting light receiving element 3 is attached to the chip mounting portion 9, and the laser light monitoring light receiving element 4 is attached to the stem 6 to form a semiconductor laser device.

【0014】以上のように構成された光学素子および半
導体レーザ装置では、半導体レーザチップ1から出射さ
れたレーザ光が放射状に広がることにより、その一部分
が光学素子11の有する凹部の内側面で半導体レーザ装
置の外部へ向かう方向へ反射されるため、信号検出用受
光素子3およびレーザ光のモニタ用受光素子4に入射す
ることが防止され、迷光ノイズを低減することができ
る。
In the optical element and the semiconductor laser device configured as described above, the laser light emitted from the semiconductor laser chip 1 spreads radially, and a part of the laser light is formed on the inner surface of the concave portion of the optical element 11. Since the light is reflected toward the outside of the device, it is prevented from entering the signal detection light receiving element 3 and the laser light monitoring light receiving element 4, and stray light noise can be reduced.

【0015】次に凹部を有する光学素子にホログラフィ
ックグレーティングおよび回折格子を形成した実施例に
ついて説明する。図2は凹部を有する光学素子にホログ
ラフィックグレーティングと回折格子を形成した光学素
子および半導体レーザ装置の断面図である。
Next, an embodiment in which a holographic grating and a diffraction grating are formed on an optical element having a recess will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of an optical element having a holographic grating and a diffraction grating formed on the optical element having a recess, and a semiconductor laser device.

【0016】図2に示す光学素子および半導体レーザ装
置では、凹部を有する光学素子11にホログラフィック
グレーティング14と回折格子15とが形成されてい
る。なお、光学素子11にホログラフィックグレーティ
ング14および回折格子15のうちのいずれか一方が形
成されていてもよい。また、ホログラフィックグレーテ
ィング14および回折格子15がそれぞれ複数個形成さ
れていてもよい。このような構成により、ビームスプリ
ット、集光等の機能を実現でき、かつその機能をホログ
ラフィックグレーティング14および回折格子15のパ
ターンにより容易に制御することができる。
In the optical element and the semiconductor laser device shown in FIG. 2, the holographic grating 14 and the diffraction grating 15 are formed in the optical element 11 having the concave portion. It should be noted that either one of the holographic grating 14 and the diffraction grating 15 may be formed in the optical element 11. Further, a plurality of holographic gratings 14 and a plurality of diffraction gratings 15 may be formed. With such a configuration, functions such as beam splitting and light focusing can be realized, and the functions can be easily controlled by the patterns of the holographic grating 14 and the diffraction grating 15.

【0017】次に受光素子が多分割されている実施例に
ついて説明する。図3は信号検出用受光素子の受光領域
が複数に分割されている半導体レーザ装置の断面図であ
る。
Next, an embodiment in which the light receiving element is multi-divided will be described. FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor laser device in which the light receiving region of the signal detecting light receiving element is divided into a plurality of regions.

【0018】図3に示す実施例では、信号検出用受光素
子3の受光領域16が二つ以上に分割されている。この
ような構成により、入射するレーザ光のスポットのサイ
ズや、その形状等を検出することができる。なお、信号
検出用受光素子3およびレーザ光のモニタ用受光素子4
は必要に応じて少なくともどちらか一方が実装されてい
ればよく、それぞれが複数個実装されていてもよい。実
装された受光素子は全ての受光素子4の受光領域が多分
割されていても、一部分の受光素子4の受光領域が多分
割されていても構わない。また、凹部を有する光学素子
11にホログラフィックグレーティングおよび回折格子
のうちのどちらか一方が形成されていても、両方ともに
形成されていてもよく、それぞれが複数個形成されてい
てもよい。このような構成により、ビームスプリット、
集光等の機能を実現でき、かつその機能をホログラフィ
ックグレーティングおよび回折格子のパターンにより容
易に制御できる。
In the embodiment shown in FIG. 3, the light receiving region 16 of the signal detecting light receiving element 3 is divided into two or more. With such a configuration, it is possible to detect the size of the spot of the incident laser light, its shape, and the like. In addition, the light receiving element 3 for signal detection and the light receiving element 4 for monitoring laser light
It suffices that at least one of them is mounted as needed, and a plurality of each may be mounted. In the mounted light receiving elements, the light receiving areas of all the light receiving elements 4 may be multi-divided, or a part of the light receiving areas of the light receiving elements 4 may be multi-divided. Further, either one or both of the holographic grating and the diffraction grating may be formed in the optical element 11 having the concave portion, or both of them may be formed, or a plurality of each may be formed. With this configuration, the beam split,
Functions such as light collection can be realized, and the functions can be easily controlled by the pattern of the holographic grating and the diffraction grating.

【0019】次に半導体レーザチップが面発光型レーザ
である実施例について説明する。図4はこの実施例の断
面図である。
Next, an embodiment in which the semiconductor laser chip is a surface emitting laser will be described. FIG. 4 is a sectional view of this embodiment.

【0020】図4に示す半導体レーザ装置では、ヒート
シンク用シリコン基板12にモニタ用受光素子4が形成
されており、面発光型の半導体レーザチップ17がヒー
トシンク用シリコン基板12を介してステム6に実装さ
れている。このような構成とすることにより、半導体レ
ーザチップ17とレーザ光のモニタ用受光素子4、信号
検出用受光素子3を二次元的に配置できることから組立
を容易に行える。本実施例ではモニタ用受光素子4およ
び信号検出用受光素子3はヒートシンク用シリコン基板
12上に形成されているが、複数のチップを実装した構
成でも構わない。なお、信号検出用受光素子3およびモ
ニタ用受光素子4については、必要に応じてそれらのう
ちの少なくともいずれか一方が実装されていてもよい。
また、実装された受光素子3は全素子の受光領域が分割
されていても、それらのうちの一部の素子の受光領域が
分割されていてもよい。このような構成により、入射す
るレーザ光のスポットのサイズや、その形状等を検出す
ることができる。さらに、光学素子11に、ホログラフ
ィックグレーティングおよび回折格子のどちらか一方の
みが形成されていても、両方がともに形成されていても
よい。さらにはそれぞれが複数個形成されていてもよ
い。このような構成により、ビームスプリットや、集光
等の機能を実現でき、かつその機能をホログラフィック
グレーティングおよび回折格子のパターンにより容易に
制御できる。
In the semiconductor laser device shown in FIG. 4, the light receiving element 4 for monitoring is formed on the silicon substrate 12 for heat sink, and the surface emitting semiconductor laser chip 17 is mounted on the stem 6 via the silicon substrate 12 for heat sink. Has been done. With such a configuration, the semiconductor laser chip 17, the laser light monitor light-receiving element 4, and the signal detection light-receiving element 3 can be arranged two-dimensionally, which facilitates assembly. In the present embodiment, the monitor light receiving element 4 and the signal detecting light receiving element 3 are formed on the heat sink silicon substrate 12, but a plurality of chips may be mounted. As for the signal detection light-receiving element 3 and the monitor light-receiving element 4, at least one of them may be mounted as necessary.
In the mounted light receiving element 3, the light receiving areas of all the elements may be divided, or the light receiving areas of some of the elements may be divided. With such a configuration, it is possible to detect the size of the spot of the incident laser light, its shape, and the like. Furthermore, only one of the holographic grating and the diffraction grating may be formed in the optical element 11, or both of them may be formed. Further, a plurality of each may be formed. With such a configuration, functions such as beam splitting and focusing can be realized, and the functions can be easily controlled by the pattern of the holographic grating and the diffraction grating.

【0021】次に半導体レーザチップから出射されたレ
ーザ光を反射する反射鏡を備えている実施例について説
明する。図5はこの実施例の断面図である。
Next, an embodiment having a reflecting mirror for reflecting the laser beam emitted from the semiconductor laser chip will be described. FIG. 5 is a sectional view of this embodiment.

【0022】図5に示す半導体レーザ装置では、ヒート
シンク用シリコン基板12にレーザ光のモニタ用受光素
子4、信号検出用受光素子3、反射鏡18が形成されて
おり、半導体レーザチップ1はヒートシンク用シリコン
基板12を介してステム6に実装されている。
In the semiconductor laser device shown in FIG. 5, a silicon substrate 12 for heat sink is provided with a light receiving element 4 for monitoring laser light, a light receiving element 3 for signal detection, and a reflecting mirror 18, and the semiconductor laser chip 1 is for a heat sink. It is mounted on the stem 6 via the silicon substrate 12.

【0023】この実施例では、半導体レーザチップ1か
ら出射されたレーザ光13は反射鏡18で反射されて凹
部を有する光学素子11に入射する。凹部を有する光学
素子11の凹部の内側面を反射鏡18に反射されたレー
ザ光13の光軸とほぼ平行とすることで、出射されたレ
ーザ光13が光学素子11の凹部内側面で反射されて信
号検出用受光素子3に入射するということが防止でき
る。
In this embodiment, the laser light 13 emitted from the semiconductor laser chip 1 is reflected by the reflecting mirror 18 and enters the optical element 11 having a recess. By making the inner surface of the recess of the optical element 11 having the recess substantially parallel to the optical axis of the laser light 13 reflected by the reflecting mirror 18, the emitted laser light 13 is reflected on the inner surface of the recess of the optical element 11. It is possible to prevent the light from being incident on the light receiving element 3 for signal detection.

【0024】このような構成では、半導体レーザチップ
1からのレーザ光に対する反射鏡18の開口数が十分大
きくない場合に、比較的大きな光強度のレーザ光が光学
素子11の凹部の内側面に直接入射することになるの
で、その反射光が受光素子4に入射することを防止でき
ることは迷光ノイズ低減に大変有効である。また、半導
体レーザチップ1とモニタ用受光素子4、信号検出用受
光素子3を二次元的に配置でき、そのために容易に組立
をすることができる。本実施例ではレーザ光のモニタ用
受光素子4、信号検出用受光素子3、反射鏡18はヒー
トシンク用シリコン基板上に形成されているが、複数の
チップを実装した構成でも構わない。なお、必要に応じ
て信号検出用受光素子3およびレーザ光のモニタ用受光
素子4は少なくともどちらか一つが実装されていればよ
く、それぞれが複数実装されていてもよい。実装された
受光素子3は全素子の受光領域が分割されていてもその
うちの一部の素子の受光領域が分割されていてもよい。
この構成により、入射するレーザ光のスポットのサイズ
や、その形状等を検出することができる。また、光学素
子11にホログラフィックグレーティングおよび回折格
子がどちらか一つのみ形成されていても、あるいはそれ
らの両方がともに形成されていてもよく、さらには、そ
れぞれが複数個形成されていてもよい。このような構成
により、ビームスプリットや、集光等の機能を実現で
き、かつその機能をホログラフィックグレーティングお
よび回折格子のパターンにより容易に制御できる。
With such a configuration, when the numerical aperture of the reflecting mirror 18 for the laser light from the semiconductor laser chip 1 is not sufficiently large, the laser light having a relatively high light intensity is directly applied to the inner surface of the recess of the optical element 11. Since it is incident, it is very effective in reducing stray light noise that the reflected light can be prevented from entering the light receiving element 4. Further, the semiconductor laser chip 1, the light receiving element 4 for monitoring, and the light receiving element 3 for signal detection can be arranged two-dimensionally, which facilitates assembly. In this embodiment, the light receiving element 4 for monitoring the laser light, the light receiving element 3 for signal detection, and the reflecting mirror 18 are formed on the silicon substrate for the heat sink, but a plurality of chips may be mounted. At least one of the signal detection light-receiving element 3 and the laser light monitoring light-receiving element 4 may be mounted as needed, and a plurality of each may be mounted. In the mounted light receiving element 3, the light receiving areas of all the elements may be divided, or the light receiving areas of some of the elements may be divided.
With this configuration, it is possible to detect the spot size of the incident laser light, its shape, and the like. Further, only one of the holographic grating and the diffraction grating may be formed in the optical element 11, or both of them may be formed together, and further, a plurality of each may be formed. . With such a configuration, functions such as beam splitting and focusing can be realized, and the functions can be easily controlled by the pattern of the holographic grating and the diffraction grating.

【0025】次に周囲に絶縁材料からなる枠体を設けた
リードフレームを用いた実施例について説明する。図6
(a)はその上面図、図6(b)は断面図である。
Next, an embodiment using a lead frame provided with a frame body made of an insulating material on the periphery will be described. Figure 6
6A is a top view thereof, and FIG. 6B is a sectional view thereof.

【0026】図6(a),(b)に示す実施例では、ヒ
ートシンク用シリコン基板12の主面にレーザ光のモニ
タ用受光素子4および信号検出用受光素子3が形成され
ており、周囲に枠体19を設けたリードフレーム20の
チップ搭載部に、面発光型の半導体レーザチップ1がヒ
ートシンク用シリコン基板12を介して実装されてい
る。このような構成とすることで、ステムを用いる構成
に比べて安価に半導体レーザ装置を作製できる上に、多
数の出力端子を容易に配置できる。また、半導体レーザ
チップ1とモニタ用受光素子4、信号検出用受光素子3
を二次元的に配置できるため組立が容易である。本実施
例ではレーザ光のモニタ用受光素子4および信号検出用
受光素子3はヒートシンク用シリコン基板上に形成され
ているが、複数のチップを実装した構成でも構わない。
なお、必要に応じて信号検出用受光素子3およびレーザ
光のモニタ用受光素子4は少なくともどちらか一つが実
装されていればよく、それぞれが複数実装されていても
よい。また、実装された受光素子は全ての受光素子の受
光領域が多分割されていても一部の受光素子の受光領域
が多分割されていてもよい。この構成により、入射する
レーザ光のスポットのサイズ、形状等を検出できる。さ
らに凹部を有する光学素子にホログラフィックグレーテ
ィングおよび回折格子がどちらか一つのみ形成されてい
ても、両方ともに形成されていてもよく、それぞれが複
数個形成されていてもよい。このような構成により、ビ
ームスプリットや、集光等の機能を実現でき、かつその
機能をホログラフィックグレーティングおよび回折格子
のパターンにより容易に制御できる。さらに、面発光型
の半導体レーザチップ1のかわりに反射鏡18と半導体
レーザチップ1を備える構成としても、半導体レーザチ
ップ1と受光素子3とを二次元的に配置でき、組立が容
易に行える。
In the embodiment shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the light receiving element 4 for monitoring laser light and the light receiving element 3 for signal detection are formed on the main surface of the silicon substrate 12 for heat sink, and the light receiving element 3 for signal detection is formed in the periphery. The surface emitting semiconductor laser chip 1 is mounted on the chip mounting portion of the lead frame 20 provided with the frame body 19 via the silicon substrate 12 for heat sink. With such a structure, a semiconductor laser device can be manufactured at a lower cost than a structure using a stem, and a large number of output terminals can be easily arranged. In addition, the semiconductor laser chip 1, the monitor light receiving element 4, the signal detecting light receiving element 3
Since it can be arranged two-dimensionally, it is easy to assemble. In the present embodiment, the laser light monitoring light receiving element 4 and the signal detecting light receiving element 3 are formed on the heat sink silicon substrate, but a plurality of chips may be mounted.
At least one of the signal detection light-receiving element 3 and the laser light monitoring light-receiving element 4 may be mounted as needed, and a plurality of each may be mounted. Further, in the mounted light receiving elements, the light receiving areas of all the light receiving elements may be multi-divided or some of the light receiving areas may be multi-divided. With this configuration, the size, shape, etc. of the spot of the incident laser light can be detected. Further, only one of the holographic grating and the diffraction grating may be formed on the optical element having the recess, or both of them may be formed, or a plurality of each may be formed. With such a configuration, functions such as beam splitting and focusing can be realized, and the functions can be easily controlled by the pattern of the holographic grating and the diffraction grating. Further, even if the reflecting mirror 18 and the semiconductor laser chip 1 are provided instead of the surface-emitting type semiconductor laser chip 1, the semiconductor laser chip 1 and the light receiving element 3 can be arranged two-dimensionally and the assembling can be easily performed.

【0027】図6の実施例においてリードフレーム20
の周囲に設けた枠体の絶縁材料を樹脂材料とすることに
より、周囲に枠体を設けたリードフレーム20が安価に
作製できる。これにより、半導体レーザ装置を低コスト
で作製することができる。
The lead frame 20 in the embodiment of FIG.
By using a resin material as the insulating material of the frame body provided around the lead frame 20, the lead frame 20 provided with the frame body around the lead frame 20 can be manufactured at low cost. Thereby, the semiconductor laser device can be manufactured at low cost.

【0028】図1から図6までの実施例において凹部を
有する光学素子が半導体レーザチップから出射されるレ
ーザ光に対して透明な樹脂材料からなっていてもよい。
凹部を有する光学素子に樹脂を用いることにより、光学
素子を安価に作製できる。これにより半導体レーザ装置
も低コストで作製できる。
In the embodiments shown in FIGS. 1 to 6, the optical element having the recess may be made of a resin material which is transparent to the laser light emitted from the semiconductor laser chip.
By using a resin for the optical element having the concave portion, the optical element can be manufactured at low cost. Thereby, the semiconductor laser device can be manufactured at low cost.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明は、半導体レーザチップと、受光
素子と、凹部を有し半導体レーザ光から出射されるレー
ザ光に透明な材料からなる光学素子とを備えた半導体レ
ーザ装置において、半導体レーザチップから出射された
レーザ光が凹部を有する光学素子に入射する際のレーザ
光の光軸と光学素子の凹部の内側面とがほぼ平行となる
構成とすることにより、迷光ノイズを低減する優れた光
学素子および半導体レーザ装置を提供する。
The present invention provides a semiconductor laser device provided with a semiconductor laser chip, a light receiving element, and an optical element having a recess and made of a material transparent to the laser light emitted from the semiconductor laser light. By configuring the optical axis of the laser beam when the laser beam emitted from the chip enters the optical element having the concave portion and the inner side surface of the concave portion of the optical element to be substantially parallel, it is excellent in reducing stray light noise. An optical element and a semiconductor laser device are provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明における一実施例の光学素子および半導
体レーザ装置の断面図
FIG. 1 is a sectional view of an optical element and a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明における他の実施例の光学素子および半
導体レーザ装置の断面図
FIG. 2 is a sectional view of an optical element and a semiconductor laser device according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明におけるさらに他の実施例の光学素子お
よび半導体レーザ装置の断面図
FIG. 3 is a sectional view of an optical element and a semiconductor laser device according to still another embodiment of the present invention.

【図4】本発明におけるさらに他の実施例の光学素子お
よび半導体レーザ装置の断面図
FIG. 4 is a sectional view of an optical element and a semiconductor laser device according to still another embodiment of the present invention.

【図5】本発明におけるさらに他の実施例の光学素子お
よび半導体レーザ装置の断面図
FIG. 5 is a sectional view of an optical element and a semiconductor laser device according to still another embodiment of the present invention.

【図6】(a)は本発明におけるさらに他の実施例の半
導体レーザ装置の上面図 (b)はその断面図
FIG. 6A is a top view of a semiconductor laser device of still another embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a sectional view thereof.

【図7】(a)は本発明におけるさらに他の実施例の半
導体レーザ装置の上面図 (b)はその断面図
7A is a top view of a semiconductor laser device of still another embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a sectional view thereof.

【図8】従来の光学素子および半導体レーザ装置の分解
斜視図
FIG. 8 is an exploded perspective view of a conventional optical element and a semiconductor laser device.

【図9】樹脂を用いた光学素子および半導体レーザ装置
の断面図
FIG. 9 is a sectional view of an optical element and a semiconductor laser device using resin.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体レーザチップ 2 ヒートシンク 3 信号検出用受光素子 4 モニタ用受光素子 5 光学素子 6 ステム 7 電極端子 8 絶縁部材 9 チップ搭載部 10 キャップ 11 光学素子 12 ヒートシンク用シリコン基板 13 レーザ光 14 ホログラフィックグレーティング 15 回折格子 16 受光領域 17 面発光型の半導体レーザチップ 18 反射鏡 19 枠体 20 リードフレーム 1 semiconductor laser chip 2 heat sink 3 light receiving element for signal detection 4 light receiving element for monitoring 5 optical element 6 stem 7 electrode terminal 8 insulating member 9 chip mounting part 10 cap 11 optical element 12 heat sink silicon substrate 13 laser light 14 holographic grating 15 Diffraction grating 16 Light receiving area 17 Surface emitting semiconductor laser chip 18 Reflector 19 Frame 20 Lead frame

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 昭男 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akio Yoshikawa 1-1 Sachimachi, Takatsuki City, Osaka Prefecture Matsushita Electronics Industrial Co., Ltd.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 凹部を有し、前記凹部の内側面のうち少
なくとも一つ以上の面が光軸に対してほぼ平行である光
学素子。
1. An optical element having a recess, wherein at least one of inner surfaces of the recess is substantially parallel to an optical axis.
【請求項2】 一つ以上のホログラフィックグレーティ
ングまたは一つ以上の回折格子もしくは前記ホログラフ
ィックグレーティングおよび前記回折格子を具備した請
求項1記載の光学素子。
2. The optical element according to claim 1, comprising one or more holographic gratings or one or more diffraction gratings or the holographic gratings and the diffraction gratings.
【請求項3】 樹脂材料からなる請求項1または請求項
2記載の光学素子。
3. The optical element according to claim 1, which is made of a resin material.
【請求項4】 少なくとも半導体レーザチップと、受光
素子と、凹部を有し、前記半導体レーザチップから出射
されたレーザ光に対して透明な光学材料からなる光学素
子とを備え、前記半導体レーザチップから出射されたレ
ーザ光が前記光学素子に入射する際に前記レーザ光の光
軸と前記凹部の内側面のうち少なくとも一つ以上の面が
ほぼ平行とした半導体レーザ装置。
4. A semiconductor laser chip, a light receiving element, and an optical element having a concave portion and made of an optical material transparent to a laser beam emitted from the semiconductor laser chip. A semiconductor laser device in which, when the emitted laser light is incident on the optical element, the optical axis of the laser light and at least one of the inner surfaces of the recess are substantially parallel to each other.
【請求項5】 一つ以上のホログラフィックグレーティ
ングまたは一つ以上の回折格子もしくは前記ホログラフ
ィックグレーティングおよび前記回折格子を具備した請
求項4記載の光学素子を備えた半導体レーザ装置。
5. A semiconductor laser device comprising an optical element according to claim 4, comprising one or more holographic gratings, one or more diffraction gratings, or the holographic gratings and the diffraction gratings.
【請求項6】 一つ以上の受光素子が搭載されており、
その一部分もしくは全部の受光領域が複数に分割された
請求項4または請求項5記載の半導体レーザ装置。
6. One or more light receiving elements are mounted,
The semiconductor laser device according to claim 4, wherein a part or all of the light receiving region is divided into a plurality of parts.
【請求項7】 半導体レーザチップが面発光型レーザで
ある請求項4〜6のいずれかに記載の半導体レーザ装
置。
7. The semiconductor laser device according to claim 4, wherein the semiconductor laser chip is a surface emitting laser.
【請求項8】 半導体レーザチップから出射したレーザ
光を反射する反射鏡を具備した請求項4〜6のいずれか
に記載の半導体レーザ装置。
8. The semiconductor laser device according to claim 4, further comprising a reflecting mirror that reflects the laser light emitted from the semiconductor laser chip.
【請求項9】 半導体レーザ、受光素子が周囲に枠体を
設けたリードフレームに配置され、前記枠体に光学素子
を配置した請求項4〜8のいずれかに記載の半導体レー
ザ装置。
9. The semiconductor laser device according to claim 4, wherein the semiconductor laser and the light receiving element are arranged on a lead frame provided with a frame body on the periphery thereof, and the optical element is arranged on the frame body.
【請求項10】 枠体が絶縁材料からなる請求項9記載
の半導体レーザ装置。
10. The semiconductor laser device according to claim 9, wherein the frame body is made of an insulating material.
【請求項11】 光学素子が凹部を有し、半導体レーザ
チップからの出射光に対して透明な樹脂からなる光学素
子を搭載した請求項4〜10のいずれかに記載の半導体
レーザ装置。
11. The semiconductor laser device according to claim 4, wherein the optical element has a concave portion, and an optical element made of a resin transparent to light emitted from the semiconductor laser chip is mounted.
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