DE69300247T2

DE69300247T2 - Halbleiterlaservorrichtung.

Info

Publication number: DE69300247T2
Application number: DE69300247T
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Kuhara; Kazuhito Murakami; Hiromi Nakanishi; Ichiro Tonai
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1992-02-03
Filing date: 1993-02-03
Publication date: 1996-04-04
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JP3245838B2; JPH05218583A; CA2088286A1; EP0556639B1; DE69300247D1; KR930018792A; EP0556639A1; CA2088286C; DK0556639T3; TW252217B

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiter-Laser- Einrichtung, die in Übertragungseinrichtungen etc. von den optischen Kommunikationssystemen verwendet wird.
Die Halbleiter-Lasereinrichtung, die bei der optischen Nachrichtenübermittlung unter Verwendung optischer Fasern verwendet wird, wird durch die eine, wie diese in Fig. 1 dargestellt ist (ein erster Stand der Technik) beispielhaft verdeutlicht, die einen Halbleiter-Laserchip 1A als eine Signallichtquelle und einen Fotodiodenchip 1B als eine Lichterfassungseinrichtung zum Überwachen des Lichtes, das von der rückseitigen Stirnfläche (unteren Stirnfläche, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist) des Halbleiter-Laserchips 1A ausgestrahlt wird, der auf einem Sockel 2 befestigt ist, und Leitungsdrähte 3 aufweist, die den Fotodiodenchip 1B mit einer Überwachungsschaltung verbinden und den Halbleiter-Laserchip mit einer außen gelegenen Treiberschaltung (nicht dargestellt) verbinden.
In Fig. 1 weist eine Kappe 4 ein lichtübertragendes Fenster 5 auf, das das Signallicht hindurchläßt, das von dem Halbleiter-Laserchip 1A ausgestrahlt wird, und den Halbleiterlaserchip 1A und den Fotodiodenchip 1B luftdicht abdichtet.
Eine Kondensorlinse 9, die an einem Linsenhalter 10 befestigt ist, wird verwendet, um zu bewirken, daß das von dem Halbleiter-Laserchip 1A ausgestrahlte Signallicht wirksam in eine optische Faser 6 eintritt, die über eine Preßklemme 7 in ein Gehäuse 8 eingesetzt ist. Insbesondere wird der Aufbau der Fig. 1 als ein Koaxialtyp-Aufbau bezeichnet.
Andererseits wird die Halbleiter-Lasereinrichtung (ein zweiter Stand der Technik), die in Fig. 2 dargestellt ist, als Schmetterlingstyp bezeichnet, wobei sie ein Gehäuse 8 mit einem rechteckigen Abschnitt aufweist. Diese Halbleiter-Lasereinrichtung weist im wesentlichen die gleiche Funktion wie die des ersten Standes der Technik auf. Jedoch ist es möglich, das ein IC- (integrierte Schaltungs-) Chip für die Lasertreiberschaltung und die Überwachungsschaltung auf dem Sockel 2 montiert ist, der in dem Gehäuse 8 befestigt ist.
Der Fotodiodenchip 1B als die Lichterfassungseinrichtung weist, wie in Fig. 3 dargestellt, eine auf einem Halbleitersubstrat 11 aufgewachsene Epitaxialschicht 12 und einen Diffusionsbereich 13 auf, der auf der Oberfläche der Epitaxialschicht 12 durch thermische Diffusion eines Metallelements ausgebildet ist und eine entgegengesetzte Polarität zu der der Epitaxialschicht 12 aufweist.
Die Verbindungsfläche zwischen der Epitaxialschicht 12 und dem Diffusionsbereich 13 weist einen PN-Übergang auf, so daß das zu dem PN-Übergang gestrahlte Licht zu der Erzeugung eines Fotostroms beiträgt. Der erzeugte Fotostrom wird über Elektroden 14, 15 zum Überwachen nach außen genommen bzw. geführt.
Jedoch weisen diese konventionellen Halbleiter- Lasereinrichtungen die nachfolgenden Probleme auf.
Die vorstehend beschriebenen Halbleiter-Lasereinrichtungen weisen die Eigenschaften auf, daß der Halbleiter-Laserchip 1A als die Signallichtguelle dazu neigt, entsprechend Temperaturänderungen unstabil ausgestrahlte Lichtintensitäten vorzusehen. Das von dem Halbleiter-Laserchip 1A ausgestrahlte Signallicht wird durch den Fotodiodenchip 1B überwacht, um einen durchschnittlichen Strom zu steuern, der an den Halbleiter-Laserchip 1A anzulegen ist, um konstant zu sein, so daß eine Intensität des Lichtes, das durch die außen gelegene elektronische Schaltung überwacht wird, konstant beibehalten wird.
Um aber den Halbleiter-Laserchip 1A bei einer hohen Geschwindigkeit von über etwa 100 Mbit/s stabiler zu betreiben, ist das Steuern des durchschnittlichen Stroms nicht ausreichend. Tatsächlich ist es auch erforderlich, eine minimal ausgestrahlte Lichtintensität und eine maximale zu erfassen und eine Intensität bzw. Stärke der ausgestrahlten Lichtintensität zu steuern. Jedoch können die konventionellen Halbleiter-Lasereinrichtungen, die den Fotodiodenchip 1B des vorstehend beschriebenen üblichen Aufbaus verwenden, eine minimal und eine maximal ausgestrahlte Lichtintensität nicht genau erfassen, und es ist schwierig, die konventionellen Halbleiter-Lasereinrichtungen praktisch zu verwenden.
Dies ist so, da ein Fotostrom, der durch das Licht erzeugt wird, das auf einen Teil der Oberfläche der Fotodiode abgesehen von dem Lichterfassungsbereich (PN-Übergang) gestrahlt wird, eine langsame Ansprechkomponente ist, die einer Änderung einer ausgestrahlten Lichtintensität eines Laserstrahls nicht folgt.
In Fig. 3 zeigt ein Bezugszeichen 16 eine Divergenz eines Lichtstrahls an, der von dem Halbleiter-Laserchip 1A ausgestrahlt wird. Ladungsträger, die durch jene der Strahlen erzeugt werden, die in dem Lichterfassungsbereich 13 (ein Lichterfassungsfenster) auf der Oberfläche des Fotodiodenchips 1B und seinem sehr nahe liegenden Bereich (z. B. 3 - 5 um) aufgenommen werden, werden mit einer hohen Geschwindigkeit mit Hilfe eines elektrischen Feldes wirksam isoliert, das an den PN-Übergang angelegt wird, und tragen zur Erzeugung des Fotostroms bei. Jedoch erzeugt das Signallicht, das außerhalb des Bereichs und der Fläche aufgenommen wird, in ungünstiger Weise einen sehr langsam ansprechenden Fotostrom, da das elektrische Feld nicht daran angelegt wird. Folglich treten beim Überwachen digitalen Signallichts Signalwellenform-Störungen auf (insbesondere folgt ein Rechteckimpuls um usec nach dem Abfall), und Maximal- und Minimalwerte können nicht genau erfaßt werden. Eine stabile Modulation mit hoher Geschwindigkeit kann nicht durchgeführt werden.
Bei den konventionellen Halbleiter-Lasereinrichtungen wird wegen dieses Problems eine Lage des Fotodiodenchips 1B auf dem Sockel fein eingestellt, so daß das von der rückwärtigen Stirn- bzw. Endfläche (der unteren Endfläche in Fig. 1) ausgestrahlte Signallicht nur auf den Lichterfassungsbereich des Fotodiodenchips 1B einfällt. Ein folgendes Problem besteht darin, daß mehr Zeit zum Befestigen eines Fotodiodenchips 1B auf dem Sockel 2 benötigt wird, da die Befestigungslage des Fotodiodenchips 1B auf dem Sockel 2 fein bzw. gut eingestellt werden muß. Dieses Problem ist ein Engpaß für die Massenproduktion.
Obwohl die Halbleiter-Lasereinrichtung für die optische Nachrichtenübermittlung wesentlich ist, weist die Einrichtung solche Probleme auf und kann nicht für alle Anwendungen eingesetzt werden, was einen Engpaß für eine schnelle Verbreitung der optischen Kommunikationssysteme darstellt.
Diese Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, und eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine Halbleiter-Lasereinrichtung mit einem Aufbau vorzusehen, der leicht hergestellt werden kann.
Diese Erfindung bezieht sich, wie dies in Anspruch 1 festgelegt ist, auf eine Halbleiter-Lasereinrichtung, in der ein Gehäuse mit einer darin eingesetzten optischen Faser integral an einem Sockel befestigt ist, der einen daran befestigten Halbleiter-Laserchip aufweist, wobei die lichtaussendende Oberfläche des Halbleiter-Laserchips und die Endfläche der optischen Faser einander gegenüberliegen,
und es ist ein Fotodiodenchip zum Erfassen des Signallichts, das von der Rückseite (rückseitige Endfläche) der lichtaussendenden Oberfläche des Halbleiter-Laserchips ausgestrahlt wird, vorgesehen, wobei der Fotodiodenchip auf der lichterfassenden Oberfläche, die der rückwärtigen Endfläche des Halbleiter-Laserchips gegenüberliegt, einen PN- Übergang zum Ausgeben eines Fotostroms in Form eines erfaßten Signals und einen Bereich zum Einfangen von Ladungsträgern umfaßt, die in einer peripheren Fläche des PN- Übergangs erzeugt werden.
Insbesondere ist der Fotodiodenchip dadurch gekennzeichnet, daß ein PN-Übergang als der Lichterfassungsbereich durch thermische Diffusion eines Metallelements auf einer Epitaxialschicht ausgebildet wird, die auf einem Substrat aufgewachsen ist (der Lichterfassungsbereich und die Epitaxialschicht weisen zueinander entgegengesetzte Polaritäten auf) und ein Bereich zum Einfangen von Ladungen ist um den PN-Übergang durch das gleiche Verfahren ausgebildet. Gemäß dieser Erfindung ist der Fotodiodenchip zum Überwachen einer Intensität des Lichtes, das von dem Halbleiter- Laserchip als der Signallichtquelle ausgestrahlt wird, vorgesehen und umfaßt den Bereich zum Einfangen von Ladungen für nicht erforderliche Ladungsträger. Ein solcher Fotodiodenchip kann leicht montiert werden.
Der Fotodiodenchip, der auf der Halbleiter-Lasereinrichtung befestigt ist, weist den Bereich zum Einfangen nicht erforderlicher Ladungsträger auf, die durch Signallicht erzeugt werden, das zu einem Bereich außerhalb des Lichterfassungsbereichs ausgestrahlt wird. Selbst falls das Signallicht von der rückwärtigen Endfläche des Halbleiter-Laserchips auf die periphere Fläche des Lichterfassungsbereichs gestrahlt wird, wird keine langsame Ansprechkomponente in dem Fotostromsignal erzeugt.
Die vorliegende Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung, die nachfolgend gegeben wird, und den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich, die nur zur Verdeutlichung gegeben werden und deshalb nicht als eine Beschränkung der vorliegenden Erfindung anzusehen sind.
Ein weiteres Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung ersichtlich, die nachfolgend gegeben wird. Jedoch sollte es ersichtlich sein, daß die detaillierte Beschreibung und bestimmte Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, lediglich zur Verdeutlichung gegeben werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Fig.1 ist eine aufgebrochene Seitenansicht eines ersten Beispiels der konventionellen Halbleiter- Lasereinrichtung.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines zweiten Beispiels der konventionellen Halbleiter-Lasereinrichtung.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines Fotodiodenchips, der in den konventionellen Halbleiter-Lasereinrichtungen eingesetzt ist.
Fig. 4A ist eine aufgebrochene Seitenansicht der Halbleiter-Lasereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
Fig. 4B ist eine Schnittansicht eines Hauptteils der Halbleiter-Lasereinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
Fig. 5 ist eine Schnittansicht eines ladungseinfangenden Fotodiodenchips, der bei dieser Erfindung verwendet wird.
Fig. 6 ist eine aufgebrochene Seitenansicht der Halbleiter-Lasereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
Die Halbleiter-Lasereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird unter Bezug auf die Fig. 4 und 5 erläutert.
Fig. 4A ist eine aufgebrochene Seitenansicht eines Hauptteils der Halbleiter-Lasereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung. Fig. 4B ist eine vergrößerte Ansicht des Teils C in Fig. 4A (der obere Teil eines Sockels 2).
Ein Unterschied der konventionellen Halbleiter-Lasereinrichtung (Fig. 1) besteht darin, daß der Fotodiodenchip 1B zum Überwachen des Signallichts, das von der rückwärtigen Endfläche des Halbleiter-Laserchips 1A ausgestrahlt wird, wie in Fig. 4B vergrößert, durch einen Halbleiter des Typs vorgesehen wird (ladungseinfangender Fotodiodenchip genannt), bei dem ein Fotostrom keine Reaktion auslöst, der durch das Signallicht erzeugt wird, das auf einen peripheren Bereich bzw. eine periphere Fläche des PN-Übergangs als dem Lichterfassungsbereich gestrahlt wird.
Wie dies in Fig. 4B dargestellt ist, ist ein Halbleiterchip 1A auf einem Sockel 2 befestigt, und ein Halbleiterchip 18 ist auch auf dem Sockel 2 auf der Seite der rückwärtigen Endfläche des Halbleiterchips 1A befestigt. Ein Linsenhalter 10 und ein Gehäuse 8 sind mit dem Sockel 2 zu einem Ganzen zusammengefaßt.
Eine optische Faser 6 ist über eine Preßklemme in das Gehäuse eingesetzt. Die End- bzw. Stirnfläche der optischen Faser 6 liegt über eine Linse 9 und ein lichtübertragendes Fenster 5 der lichtaussendenden Oberfläche des Halbleiter- Laserchips 1B gegenüber.
Der Fotodiodenchip 1B, der in der Halbleiter-Lasereinrichtung gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung verwendet wird, kann durch einen ladungseinfangenden Fotodiodenchip des Aufbaus vorgesehen werden, bei dem der Fotostrom keine Reaktion aus löst, der durch das Licht erzeugt wird, das auf eine periphere Fläche des PN-Übergangs, d. h., den Lichterfassungsbereich gestrahlt wird. Ein Beispiel des Aufbaus ist in Fig. 5 dargestellt.
Ein Bereich 17 mit der gleichen Polarität wie ein Lichterfassungsbereich 13 ist auf einer Epitaxialschicht auf einem Substrat mit Hilfe thermischer Diffusion eines Metallelements ausgebildet, wodurch die Fotoladungsträger, die in dem Bereich 17 erzeugt wurden, nicht zu dem Lichterfassungsbereich 13 fließen, sondern nahe dem PN-Übergang zwischen der Epitaxialschicht 12 und dem Bereich 17 oder dem PN-Übergang, der an den Stirnflächen des Chips freigelegt ist, beseitigt werden. Dies ist insbesondere in EP-A-0 473 198 beschrieben, die einen Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) EPC ausbildet.
Durch das Verwenden eines solchen verbesserten Fotodiodenchips 1B beim Überwachen einer ausgestrahlten Lichtintensität wird selbst in einem Zustand, bei dem ein überwachter Lichtstrahl von dem Halbleiter-Laserchip 1A divergiert, keine langsame Ansprechkomponente eines Fotostroms erzeugt. Der Fotodiodenchip 1B kann leicht befestigt werden, und folglich können Halbleiter-Lasereinrichtungen leicht hergestellt werden und demzufolge preiswert sein.
Die Erfinder haben die Halbleiter-Lasereinrichtung mit dem Aufbau der Fig. 4A hergestellt.
Ein 1,3 um-Wellenlängen-InGaAsP-Halbleiter-Laserchip 1A und der verbesserte Fotodiodenchip 1B aus InGaAs werden auf einem Sockel 2 aus Fe für CD-Laser befestigt. Der Fotodiodenchip 1B ist mit einer Leitung 3 mit einem Au-Draht elektrisch verbunden.
Der Fotodiodenchip 1B wird durch einen ladungseinfangenden Fotodiodenchip-Typ 1B vorgesehen, der einen PN-Übergang als einen Lichterfassungsbereich 13 mit einem Durchmesser von 300 um, der durch thermische Diffusion von Zn auf einer InGaAs-Epitaxialschicht 12 ausgebildet ist, und einen ladungseinfangenden Bereich 17 aufweist, der darauf durch das gleiche Verfahren ausgebildet wurde. Es ist nicht erforderlich zu sagen, daß der PN-Übergang dieses Fotodiodenchips 1B mit einer SiN-Schicht passiviert bzw. deaktiviert wird und die gesamten Flächen des lichterfassenden Bereichs bzw. Lichterfassungsbereichs 13 und des Ladungserfassungsbereichs 17 mit einer Antireflexionsschicht bedeckt werden.
Dann werden der Halbleiter-Laserchip 1A und der Fotodiodenchip 1B mittels einer Kappe 4, die ein lichtübertragendes Fenster 5 aufweist, luftdicht abgedichtet und das Innere der Kappe wird mit Stickstoffgas gefüllt. Die Kondensorlinse 9 wird durch eine sphärische Linse vorgesehen. Die sphärische Linse wird an einem rostfreien Halter 10 befestigt. Und diese Linse wird durch eine Überwachung von oberhalb aus mit einem TV- bzw. Fernsehmonitor so eingestellt, daß das lichtaussendende Teil des Halbleiter- Laserchips 1A in der Mitte der Linse zu sehen ist und als nächstes werden sie im Bereich A in Fig. 4A mit Hilfe eines YAG-Lasers miteinander YAG-verschweißt.
Dann werden ein Gehäuse 8 mit einer optischen Faser 6, die über eine Preßklemme 7 eingesetzt ist, und der Linsenhalter 10 einander angenähert, um mittels des YAG-Lasers im Bereich B unter Überwachung der Intensität des Lichtes miteinander verschweißt zu werden, das an der Stirnfläche der optischen Faser 6 für eine maximale Lichtintensität einfällt.
Als nächstes wird die Halbleiter-Lasereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung unter Bezug auf Fig. 6 erläutert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein 1,55 um-Wellenlängen-InGaAs-Halbleiter-Laserchip 1A auf einer Si-Montagebasis 20 mittels eines AuSn-Eutektik-Lötmittels befestigt. In dem Fall, in dem der Sockel 2 durch ein Metallgehäuse vorgesehen wird, stellt die Si-Montagebasis 20 die elektrische Isolation zwischen dem Halbleiter-Laserchip 1A und dem Metallgehäuse sicher. Die Si-Montagebasis 20 als der Sockel ist in einer Setz- bzw. Festleglage auf dem Metallgehäuse mittels eines SnPb-Lötmittels befestigt. Ein Fotodiodenchip 1B ist an einer Stelle an dem Sockel 2 (Metallgehäuse) befestigt, an der der Fotodiodenchip 1B das Licht erfassen kann, das von der rückwärtigen Stirnfläche (unteren Stirnfläche in Fig. 6) des Halbleiter-Laserchips 1A ausgestraht bzw. emittiert wird.
Dieser Fotodiodenchip 1B, der bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, weist den gleichen Aufbau wie der des Fotodiodenchips 1B auf, der bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4A verwendet wird, so daß die Ladung, die durch das Licht erzeugt wird, das auf die periphere Fläche des Lichterfassungsbereichs gestrahlt wird, eingefangen wird. Demzufolge kann das Positionieren des Fotodiodenchips 1B weniger strikt gehandhabt werden als das der konventionellen Fotodiodenchips. Dies trägt zu einer Steigerung der Freiheit beim Entwurf des Metallgehäuses 2 bei. Dieser Fotodiodenchip 1B ist auf einer Montagebasis 21 aus Aluminiumoxid- Keramiken befestigt, die an dem Metallgehäuse mit einem eutektischen AuSn-Lötmittel befestigt ist. Die Elektroden des Halbleiter-Laserchips 1A und des Fotodiodenchips 1B werden über Au-Drähte mit einem Satz außenliegender Elektroden elektrisch verbunden.
Eine Metallkappe 19 mit einer sphärischen Linse 5' zum Koppeln des von der vorderseitigen End- bzw. Stirnfläche des Halbleiter-Laserchips 1A ausgestrahlten Signallichts mit der optischen Faser 6, wird mittels Warzen- bzw. Buckelschweißens an dem Metallgehäuse 2 mit dem daran befestigten Halbleiter-Laserchip 1A befestigt. Dann wird ein Gehäuse 8 mit der darin eingesetzten optischen Faser 6 an dem Metallgehäuse 2 ähnlich mittels Buckelschweißens befestigt. Beim Befestigen der Kappe 19 und des Gehäuses 8 wird eine Ausrichteinrichtung so verwendet, daß das Licht, das von dem Halbleiter-Laserchip 1A ausgestrahlt wird, wirksam auf bzw. in die optische Faser 6 fällt. Der Raum, der durch das Metallgehäuse 2 und die Kappe 19 luftdicht abgeschlossen ist und den Halbleiter-Laserchip 1A aufnimmt, ist mit einem Inert- bzw. Schutzgas, z. B. Stickstoffgas in seinem trockenen Zustand aufgefüllt, so daß das Schutzgas selbst bei Bedingungen unter niedriger Temperatur die Oberflächen der Halbleitereinrichtungen nicht benetzt bzw. bedeckt. Die Materialien der Halbleiter, der Gehäuse und der Montagebasen sind nur Beispiele, aber es können verschiedene andere Materialien abhängig von Anwendungen ausgewählt werden.
Die verbesserte Halbleiter-Lasereinrichtung, die den so verbesserten Fotodiodenchip zum Überwachen verwendet, kann den Zustand eines ausgestrahlten Laserstrahls genau überwachen und folglich bis zu hohen Geschwindigkeiten und hohen Temperaturen stabil betrieben werden. Ferner kann das genaue Anordnen der Fotodiode weniger streng gehandhabt werden, und folglich kann die Fotodiode leicht befestigt werden. Der ladungseinfangende Bereich mit einer darauf ausgebildeten Antireflexionsschicht kann nicht erforderliche Komponenten des Signallichts absorbieren bzw. aufnehmen und folglich wird kein reflektiertes Licht oder gestreutes Licht, das den Betrieb des Halbleiterlasers unstabil macht, erzeugt, und folglich kann der Betrieb der Halbleiter- Lasereinrichtung stabil sein.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Fotodiodenchip als die überwachende Lichterfassungseinrichtung gemäß dieser Erfindung durch einen Fotodiodenchip vorgesehen werden, der den Aufbau aufweist, der mit einem Bereich zum Einfangen nicht erforderlicher Ladungsträger ausgestattet ist. Deshalb kann der Fotodiodenchip Wellenformen von Laserstrahlen genau erfassen und selbst bei Hochgeschwindigkeits- und Hochtemperatur-Bedingungen stabil arbeiten. Zudem kann das Positionieren bzw. genaue Anordnen der Fotodiode weniger streng gehandhabt werden, und folglich kann die Fotodiode leicht befestigt werden. Der ladungseinfangende Bereich mit der darauf ausgebildeten Antireflexionsschicht kann eine nicht erforderliche Komponente bzw. einen nicht erforderlichen Anteil von Signallicht sammeln, und folglich werden Reflexionslicht und gestreutes Licht, das den Betrieb des Halbleiterlasers mit Signallicht unstabil macht, nicht erzeugt und eine stabil arbeitende Halbleiter-Lasereinrichtung kann vorgesehen werden.
Die erfindungsgemäße Halbleiter-Lasereinrichtung ist als ein Bauelement für die Maschinen und Instrumente notwendig, die insbesondere für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung und die optischen Kommunikationsanschlüsse unter den Kommunikationsnetzwerken vorgesehen werden, bei denen die optische Nachrichtenübermittlung fortgeschritten ist.
Aus der derart beschriebenen Erfindung ist ersichtlich, daß die Erfindung in vielerlei Art und Weise variiert werden kann. Solche Variationen werden nicht als eine Abweichung von dem Schutzumfang der Erfindung betrachtet und alle derartigen Modifikationen, wie sie für einen Fachmann offensichtlich sind, sollen in den Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche eingeschlossen sein.

Claims

1. Eine Halbleiter-Lasereinrichtung mit:

einem Gehäuse (8), das eine optische Faser (6) als ein darin eingesetzter Übertragungsweg aufweist;

einem Sockel (2), an dem das Gehäuse integral befestigt ist;

einem Halbleiter-Laserchip (1A), der auf dem Sockel (2) zum Ausstrahlen von Signallicht über ein optisches Linsensystem (5; 9) auf eine Einfallsstirnfläche der optischen Faser (6) befestigt ist; und

einem Photodiodenchip (1B), der auf dem Sockel (2) befestigt ist und einen PN-Übergang als einen Lichterfassungsbereich (13) zum Ausgeben eines Photostroms, der durch das von einer Rückseite des Halbleiter-Laserchips (1A) ausgestrahlte Signallicht erzeugt wird, und einen Bereich (17) zum Einfangen von durch das Signallicht in einer Umfangsfläche des PN-Übergangs erzeugten Ladungsträgern umfaßt, wobei der PN-Übergang und der Bereich auf einer lichterfassenden Oberfläche ausgebildet sind.

2. Eine Halbleiter-Lasereinrichtung nach Anspruch 1, wobei der ladungseinfangende Bereich (17) durch thermische Diffusion eines Metallelements auf einer auf einem Substrat (11) aufgewachsenen Epitaxialschicht (12) ausgebildet ist, wobei der ladungseinfangende Bereich (17) die gleiche Polarität wie der lichterfassende Bereich (13) aufweist.

3. Eine Halbleiter-Lasereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

wobei die optische Faser (6) und der Halbleiter-Laserchip (1A) über das optische Linsensystem (5; 9) miteinander ohne Berührung optisch gekoppelt sind, wobei die Einfallsstirnfläche der optischen Faser (6) und die lichtausstrahlende Fläche des Halbleiterlasers einander gegenüberliegen.

4. Eine Halbleiter-Lasereinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3,

wobei der Halbleiter-Laserchip (1A) und der Photodiodenchip (1B) miteinander ohne Berührung optisch gekoppelt sind und die Rückseite der lichtausstrahlenden Fläche des Halbleiter-Laserchips (1A) und die lichterfassende Fläche des Photodiodenchips (1B) einander gegenüberliegen.

5. Eine Halbleiter-Lasereinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Halbleiter-Laserchip (1A) und der Photodiodenchip (1b), die beide auf dem Sockel (2) befestigt sind, mit einer Kappe (4; 19) luftdicht abgedichtet sind und das Innere der Kappe mit einem inerten Element ausgefüllt ist.

6. Eine Halbleiter-Lasereinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Kappe (4) ein lichtübertragendes Fenster (5) zum Hindurchlassen des Signallichtes aufweist, das von der ausstrahlenden Fläche des Halbleiter-Laserchips (1A) ausgestrahlt wird.

7. Eine Halbleiter-Lasereinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Halbleiter-Laserchip (1A) auf dem Sockel (2) über eine Si-Montagebasis (20) befestigt ist.

8. Eine Halbleiter-Lasereinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Photodiodenchip (1B) auf dem Sockel (2) über eine Montagebasis (21) aus Aluminiumoxid-Keramiken befestigt ist.

9. Eine Halbleiter-Lasereinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das optische Linsensystem durch eine sphärische Linse (5') vorgesehen ist.

10. Eine Halbleiter-Lasereinrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Sockel (2), der den Halbleiter-Laserchip (1A) über die Si-Montagebasis sichert, durch ein Metallbauteil vorgesehen ist.