JPH0424981A - 半導体レーザ接続チャンネル型導波路とその接続方法 - Google Patents
半導体レーザ接続チャンネル型導波路とその接続方法Info
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- JPH0424981A JPH0424981A JP2126306A JP12630690A JPH0424981A JP H0424981 A JPH0424981 A JP H0424981A JP 2126306 A JP2126306 A JP 2126306A JP 12630690 A JP12630690 A JP 12630690A JP H0424981 A JPH0424981 A JP H0424981A
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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
- H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
-
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- H01S5/0092—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for nonlinear frequency conversion, e.g. second harmonic generation [SHG] or sum- or difference-frequency generation outside the laser cavity
-
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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。
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、半導体レーザを結合させたチャンネル型導波
路に関し、特に極めて高い効率を有する半導体レーザパ
ッケージを捉供できる半導体レーザ接続チャンネル型導
波路に関する。
路に関し、特に極めて高い効率を有する半導体レーザパ
ッケージを捉供できる半導体レーザ接続チャンネル型導
波路に関する。
（従来技術）
近年、光デイスク装置、レーザベアチップ等の装置全体
小型化する要求が強いこと、ガスレーザは、光変調のた
めに外部に変調器が必要であり、小型化に適していない
ことから、直接変調が可能で、ガスレーザに比べて安価
で取り扱いが容易な半導体レーザの使用が望まれている
。
小型化する要求が強いこと、ガスレーザは、光変調のた
めに外部に変調器が必要であり、小型化に適していない
ことから、直接変調が可能で、ガスレーザに比べて安価
で取り扱いが容易な半導体レーザの使用が望まれている
。
また、光デイスク装置の記録密度やレーザベアチップの
解像度の向上のために、従来の半導体レーザの波長をよ
り短波長化することが必要で、このためには、波長を１
／２にできる第２高調波発生素子（ＳＨＧ素子）が有効
であり、高変換効率が得られるチャンネル導波路構造が
有利であると考えられている。
解像度の向上のために、従来の半導体レーザの波長をよ
り短波長化することが必要で、このためには、波長を１
／２にできる第２高調波発生素子（ＳＨＧ素子）が有効
であり、高変換効率が得られるチャンネル導波路構造が
有利であると考えられている。
さらに、レーザベアチップのプリンタへメト等、光走査
ために、光偏向器が必要とされているが、機械式の光偏
向器は、走査速度が遅く、高速化に限界が見られ、非機
械式の光偏向器が必要であった。
ために、光偏向器が必要とされているが、機械式の光偏
向器は、走査速度が遅く、高速化に限界が見られ、非機
械式の光偏向器が必要であった。
このような非機械式の光偏向器としては、チャンネル導
波路構造が有効である。
波路構造が有効である。
以上のようにＳＨＧ素子や光偏向器には、チャンネル型
導波路構造が有利であるが、レーザ光を導波路に入射さ
せるためには、レーザ光の入射位置や角度を高精度で制
御しなければならず、煩雑であり、このため、あらかし
め、レーザ光が導波路に入射されるようチャンネル型導
波路と半導体レーザを組み合わせてパッケージ化するこ
とが求められていた。
導波路構造が有利であるが、レーザ光を導波路に入射さ
せるためには、レーザ光の入射位置や角度を高精度で制
御しなければならず、煩雑であり、このため、あらかし
め、レーザ光が導波路に入射されるようチャンネル型導
波路と半導体レーザを組み合わせてパッケージ化するこ
とが求められていた。
（従来技術の問題点）
しかしながら、半導体レーザチップの発光領域は２μｍ
、厚みは、０．１〜０．２μｍと極めて微小で、チャン
ネル型導波路の断面寸法も一般に幅５〜１０μｍ、厚さ
１〜５μｍと小さいので、両者を正確に位置合わせする
ためには、±０．５〜２μｍ程度の非常に厳しい精度が
要求され、通常のステージ等を用いた方法では、３次元
全てを合わせなければならないので困難であり、レーザ
光の入射効率も低下し、かつ著しく時間が掛かるという
問題があった。
、厚みは、０．１〜０．２μｍと極めて微小で、チャン
ネル型導波路の断面寸法も一般に幅５〜１０μｍ、厚さ
１〜５μｍと小さいので、両者を正確に位置合わせする
ためには、±０．５〜２μｍ程度の非常に厳しい精度が
要求され、通常のステージ等を用いた方法では、３次元
全てを合わせなければならないので困難であり、レーザ
光の入射効率も低下し、かつ著しく時間が掛かるという
問題があった。
また、従来の接続方法として、光を通しながら微調整し
て、通過光の強さが最大になったところで固定する方法
が用いられてきたが、自動化、量産化しにくいという問
題が見られた。
て、通過光の強さが最大になったところで固定する方法
が用いられてきたが、自動化、量産化しにくいという問
題が見られた。
（課題を解決するための手段）
チャンネル部位とチャンネル型導波路チップを有してな
るチャンネル型導波路および、ブロック上に固着された
半導体レーザのベアチップからなり、 前記ベアチップの発光領域の端面と前記チャンネル型導
波路のチャンネル部位の端面が互いに近接するよう、前
記ブロックと前記チャンネル型導波路チップが結合され
た構造を有する半導体レーザ接続チャンネル型導波路で
あって、 前記チャンネル型導波路におけるチャンネル部位の幅Ｗ
、厚みＴ、前記半導体レーザのベアチップの中心線と前
記チャンネル型導波路におけるチャンネル部位の中心線
の幅方向における偏位をΔＸ、厚み方向の偏位ΔＺ、前
記ベアチップの発光領域の端面と前記チャンネル型導波
路のチャンフル部位の端面の間の距離ΔＹが、以下の範
囲を満たすことを特徴とする半導体レーザ接続チャンネ
ル型導波路 （Ｗ−２）μｍ／２≦ΔＸ≦ （Ｗ−２）μｍ／２０μ
ｍ≦ΔＹ≦４μｍ Ｔ ｇ ｍ／２≦ΔＺ≦Ｔ ｐ ｍ ／ ２と、 チャ
ンネル型導波路チップとチャンネル部位を有してなるチ
ャンネル型導波路におけるチャンネル部位の端面と半導
体レーザチップの発光領域の端面を近接せしめる方法で
あって、少なくとも以下のａ）〜Ｃ）の工程を含む半導
体レーザとチャンネル型導波路の接続方法。
るチャンネル型導波路および、ブロック上に固着された
半導体レーザのベアチップからなり、 前記ベアチップの発光領域の端面と前記チャンネル型導
波路のチャンネル部位の端面が互いに近接するよう、前
記ブロックと前記チャンネル型導波路チップが結合され
た構造を有する半導体レーザ接続チャンネル型導波路で
あって、 前記チャンネル型導波路におけるチャンネル部位の幅Ｗ
、厚みＴ、前記半導体レーザのベアチップの中心線と前
記チャンネル型導波路におけるチャンネル部位の中心線
の幅方向における偏位をΔＸ、厚み方向の偏位ΔＺ、前
記ベアチップの発光領域の端面と前記チャンネル型導波
路のチャンフル部位の端面の間の距離ΔＹが、以下の範
囲を満たすことを特徴とする半導体レーザ接続チャンネ
ル型導波路 （Ｗ−２）μｍ／２≦ΔＸ≦ （Ｗ−２）μｍ／２０μ
ｍ≦ΔＹ≦４μｍ Ｔ ｇ ｍ／２≦ΔＺ≦Ｔ ｐ ｍ ／ ２と、 チャ
ンネル型導波路チップとチャンネル部位を有してなるチ
ャンネル型導波路におけるチャンネル部位の端面と半導
体レーザチップの発光領域の端面を近接せしめる方法で
あって、少なくとも以下のａ）〜Ｃ）の工程を含む半導
体レーザとチャンネル型導波路の接続方法。
ａ）定盤上に固定され、チャンネル部位が当接するよう
な溝が形成された溝付位置決め治具の、溝に対して垂直
な面内にて、 発光領域の端面が前記溝に対して垂直な面に平行となる
よう精密パルスステージに固定されたブロックに固着さ
れてなる半導体レーザベアチップの位置を、前記精密パ
ルスステージを用いて変位させ、 前記半導体レーザベアチップの発光部分の端面を、溝に
対して垂直な面内の所定の領域、即ち、チャンネル部位
が前記溝に当接するようチャンネル型導波路を前記溝付
位置決め治具に載置した場合に、前記チャンネル部位の
端面が位置する領域、に合わせる工程。
な溝が形成された溝付位置決め治具の、溝に対して垂直
な面内にて、 発光領域の端面が前記溝に対して垂直な面に平行となる
よう精密パルスステージに固定されたブロックに固着さ
れてなる半導体レーザベアチップの位置を、前記精密パ
ルスステージを用いて変位させ、 前記半導体レーザベアチップの発光部分の端面を、溝に
対して垂直な面内の所定の領域、即ち、チャンネル部位
が前記溝に当接するようチャンネル型導波路を前記溝付
位置決め治具に載置した場合に、前記チャンネル部位の
端面が位置する領域、に合わせる工程。
ｂ）前記溝付位置決め治具の溝に前記チャンネル部位が
前記溝に当接するよう前記チャンネル型導波路を載置し
、ついで、 前記チャンネル型導波路の位置を前記溝方向に移動させ
、前記チャンネル型導波路と前記半導体レーザベアチッ
プの端面を近接させる工程。
前記溝に当接するよう前記チャンネル型導波路を載置し
、ついで、 前記チャンネル型導波路の位置を前記溝方向に移動させ
、前記チャンネル型導波路と前記半導体レーザベアチッ
プの端面を近接させる工程。
Ｃ）前記チャンネル型導波路と前記ブロックを結合せし
める工程、 からなる。
める工程、 からなる。
（作用）
本発明は、チャンネル部位とチャンネル型導波路チップ
を有してなるチャンネル型導波路および、ブロック上に
固着された半導体レーザのベアチップからなり、 前記ベアチップの発光領域の端面と前記チャンネル型導
波路のチャンネル部位の端面が互いに近接するよう、前
記ブロックと前記チャンネル型導波路チップが結合され
た構造を有する半導体レザ接続チャンフル型導波路であ
ることが必要で：る。
を有してなるチャンネル型導波路および、ブロック上に
固着された半導体レーザのベアチップからなり、 前記ベアチップの発光領域の端面と前記チャンネル型導
波路のチャンネル部位の端面が互いに近接するよう、前
記ブロックと前記チャンネル型導波路チップが結合され
た構造を有する半導体レザ接続チャンフル型導波路であ
ることが必要で：る。
二のような構造が必要な理由は、レーザ光導ンのための
煩雑な調整を行う必要がないため、取２扱いやすくなる
からである。
煩雑な調整を行う必要がないため、取２扱いやすくなる
からである。
また、本発明は、チャンネル型導波路におけ（チャンネ
ル部位の幅Ｗ、厚みＴ、前記半導体レザのベアチップの
中心線と前記チャンネル型厚す路におけるチャンぶル部
位の中心線の幅方向にｊける偏位をΔＸ、厚み方向の偏
位△Ｚ、前記へ；チップの発光領域の端面と前記チャン
ネル型厚ね路のチャンネル部位の端面の間の距離ΔＹが
、上下の範囲を満たすことを特徴とする半導体レージ接
続チャンネル型導波路 （Ｗ−２）μｍ／２≦ΔＸ≦ （Ｗ−２）μｍ／ＳＯμ
ｍ≦ΔＹ≦４μｍ Ｔ ｐ ｍ／２≦ΔＺ≦Ｔ ｕ ｍ ／ ２であること
が必要である。
ル部位の幅Ｗ、厚みＴ、前記半導体レザのベアチップの
中心線と前記チャンネル型厚す路におけるチャンぶル部
位の中心線の幅方向にｊける偏位をΔＸ、厚み方向の偏
位△Ｚ、前記へ；チップの発光領域の端面と前記チャン
ネル型厚ね路のチャンネル部位の端面の間の距離ΔＹが
、上下の範囲を満たすことを特徴とする半導体レージ接
続チャンネル型導波路 （Ｗ−２）μｍ／２≦ΔＸ≦ （Ｗ−２）μｍ／ＳＯμ
ｍ≦ΔＹ≦４μｍ Ｔ ｐ ｍ／２≦ΔＺ≦Ｔ ｕ ｍ ／ ２であること
が必要である。
この理由は、上記範囲内では、５０％以上のレーザ光入
射効率が得られ、実用的だからである。
射効率が得られ、実用的だからである。
前記半導体レーザのベアチップの中心線とは、半導体レ
ーザの発光領域の端面（即ちこの端面がらレーザ光が発
せられる）に垂直で、前記半導体レーザの発光領域の幅
と厚みを同時に部分する直線を指す。
ーザの発光領域の端面（即ちこの端面がらレーザ光が発
せられる）に垂直で、前記半導体レーザの発光領域の幅
と厚みを同時に部分する直線を指す。
また、前記前記チャンネル型導波路の中心線とは、チャ
ンネル部位の端面に垂直で、前記チャンネル部位の幅と
厚みを同時に部分する直線である。
ンネル部位の端面に垂直で、前記チャンネル部位の幅と
厚みを同時に部分する直線である。
前記ΔＸ、ΔＺは、正、負の値を取る。
前記半導体レーザのベアチップの中心線とチャンネル型
導波路におけるチャンフル部位の中心線が、完全に一致
した状態をΔｘ＝ｏ、ΔＺ−ｏとして、特定の方向にず
れた場合を正とした場合に、該特定の方向とは反対方向
にずれた場合を負である。
導波路におけるチャンフル部位の中心線が、完全に一致
した状態をΔｘ＝ｏ、ΔＺ−ｏとして、特定の方向にず
れた場合を正とした場合に、該特定の方向とは反対方向
にずれた場合を負である。
前記ΔＹは、０であることが望ましいが、加工が困難で
あること、熱膨張を考慮すると、ｏ、０１μｍを下限と
することが好ましい。
あること、熱膨張を考慮すると、ｏ、０１μｍを下限と
することが好ましい。
前記チャンネル型導波路におけるチャンフル部位の輻Ｗ
、厚みＴ、前記半導体レーザのベアチップの中心線と前
記チャンフル型導波路におけるチャンネル部位の中心線
の幅方向における偏位をΔＸ、厚み方向の偏位△Ｚ、前
記ベアチップの発光領域の端面と前記チャンネル型導波
路のチャンネル部位の端面の間の距離△Ｙは、 （Ｗ−２）μｍ／３≦ΔＸ≦（Ｗ−２）μｍ／３０．０
５μｍ≦ΔＹ≦２ｐｍ Ｔ ｕ ｍ ／ ３≦ΔＺ≦Ｔ ｕ ｍ ／ ３を満た
すことが、望ましく、 （Ｗ−２）μｍ／４≦ΔＸ≦（Ｗ−２）μｍ／４０、Ｉ
ＩＪｍ≦ΔＹ≦０．５ｐｍ Ｔμｍ／４≦ΔＺ≦Ｔ ｕ ｍ ／ ４が好適である。
、厚みＴ、前記半導体レーザのベアチップの中心線と前
記チャンフル型導波路におけるチャンネル部位の中心線
の幅方向における偏位をΔＸ、厚み方向の偏位△Ｚ、前
記ベアチップの発光領域の端面と前記チャンネル型導波
路のチャンネル部位の端面の間の距離△Ｙは、 （Ｗ−２）μｍ／３≦ΔＸ≦（Ｗ−２）μｍ／３０．０
５μｍ≦ΔＹ≦２ｐｍ Ｔ ｕ ｍ ／ ３≦ΔＺ≦Ｔ ｕ ｍ ／ ３を満た
すことが、望ましく、 （Ｗ−２）μｍ／４≦ΔＸ≦（Ｗ−２）μｍ／４０、Ｉ
ＩＪｍ≦ΔＹ≦０．５ｐｍ Ｔμｍ／４≦ΔＺ≦Ｔ ｕ ｍ ／ ４が好適である。
前記チャンネル型導波路におけるチャンネル部位の幅Ｗ
、厚みＴは、それぞれ、 １μｍ≦Ｗ≦１５μｍ ０．２ｐｍ≦Ｔ≦６ｐｍ であることが望ましい。
、厚みＴは、それぞれ、 １μｍ≦Ｗ≦１５μｍ ０．２ｐｍ≦Ｔ≦６ｐｍ であることが望ましい。
この理由は、半導体レーザの発光部分の寸法は幅１〜２
μｍ、厚さ０． １〜０．４μｍが普通であるため、上
記範囲のチャンネル型導波路を用いることにより、さら
に高い入射効率が得られるからである。
μｍ、厚さ０． １〜０．４μｍが普通であるため、上
記範囲のチャンネル型導波路を用いることにより、さら
に高い入射効率が得られるからである。
また、前記チャンネル部位の幅Ｗ、厚みＴは、それぞれ
、 ２Ｂｍ≦Ｗ≦１０μｍ ０．４ａｍ≦Ｔ≦４μｍ を満たすことが好ましく、 ４μｍ≦Ｗ≦７μｍ １μｍ≦Ｔ≦２．５μｍ を満たすことが好適である。
、 ２Ｂｍ≦Ｗ≦１０μｍ ０．４ａｍ≦Ｔ≦４μｍ を満たすことが好ましく、 ４μｍ≦Ｗ≦７μｍ １μｍ≦Ｔ≦２．５μｍ を満たすことが好適である。
本発明に使用されるプロ・７りは、シリコン製であるこ
とが望ましい。
とが望ましい。
これは、ソリコンブロックは熱膨張率が半導体レーザベ
アチップと近いため、熱サイクルに強く、また、化学エ
ツチングなどの加工処理やしやすいからである。
アチップと近いため、熱サイクルに強く、また、化学エ
ツチングなどの加工処理やしやすいからである。
本発明のチャンネル型導波路は、タンタル酸すチウム基
板上にニオブ酸リチウム薄膜が形成されたものであるこ
とが望ましい。
板上にニオブ酸リチウム薄膜が形成されたものであるこ
とが望ましい。
この理由は、前記ニオブ酸リチウムは、非線型光学定数
が大きく、５）ＩＧ素子などに好適な材料であり、また
タンタル酸リチウムは、入手しやすい基板材料だからで
ある。
が大きく、５）ＩＧ素子などに好適な材料であり、また
タンタル酸リチウムは、入手しやすい基板材料だからで
ある。
前記ブロックと前記チャンネル型導波路チップは、接着
剤にて結合されてなれることが望ましい。
剤にて結合されてなれることが望ましい。
また、前記ブロックと前記チャンネル型導波路チップは
固定板を介して結合されていてもよい。
固定板を介して結合されていてもよい。
本発明の半導体レーザ接続チャンネル型導波路にて、半
導体レーザ接続ＳＨＧ素子を形成する場合、前記導波路
の出射端面に反射防止と、基本波長光を取り除くか、減
少させるためにフィルターが形成されてなることが望ま
しい。
導体レーザ接続ＳＨＧ素子を形成する場合、前記導波路
の出射端面に反射防止と、基本波長光を取り除くか、減
少させるためにフィルターが形成されてなることが望ま
しい。
ついで、本発明の半導体レーザとチャンネル型導波路の
接続方法について説明する。
接続方法について説明する。
本発明の半導体レーザ接続チャンネル型導波路の接続方
法は、チャンネル型導波路におけるチャンネル部位の端
面と半導体レーザチップの発光領域の端面を近接せしめ
る方法ものであり、少なくとも以下のａ）〜Ｃ）の工程
を含むことが必要である。
法は、チャンネル型導波路におけるチャンネル部位の端
面と半導体レーザチップの発光領域の端面を近接せしめ
る方法ものであり、少なくとも以下のａ）〜Ｃ）の工程
を含むことが必要である。
ａ）定盤上に固定され、チャンネル部位が当接するよう
な溝が形成された溝付位置決め治具の、溝に対して垂直
な面内にて、 発光領域の端面が前記溝に対して垂直な面に平行となる
よう精密パルスステージに固定されたブロックに固着さ
れてなる半導体レーザベアチップの位置を、前記精密パ
ルスステージを用いて変位させ、 前記半導体レーザヘアチンブの発光部分の端面を、溝に
対して垂直な面内の所定の領域、即ち、チャンネル部位
が前記溝に当接するようチャンネル型導波路を前記溝付
位置決め治具に載置した場合に、前記チャンネル部位の
端面が位置する領域、に合わせる工程。
な溝が形成された溝付位置決め治具の、溝に対して垂直
な面内にて、 発光領域の端面が前記溝に対して垂直な面に平行となる
よう精密パルスステージに固定されたブロックに固着さ
れてなる半導体レーザベアチップの位置を、前記精密パ
ルスステージを用いて変位させ、 前記半導体レーザヘアチンブの発光部分の端面を、溝に
対して垂直な面内の所定の領域、即ち、チャンネル部位
が前記溝に当接するようチャンネル型導波路を前記溝付
位置決め治具に載置した場合に、前記チャンネル部位の
端面が位置する領域、に合わせる工程。
ｂ）前記溝付位置決め治具の溝に前記チャンネル部位が
前記溝に当接するよう前記チャンネル型導波路を載置し
、ついで、 前記チャンネル型導波路の位置を前記溝方向に移動させ
、前記チャンネル型導波路と前記半導体レーザベアチッ
プの端面を近接させる工程。
前記溝に当接するよう前記チャンネル型導波路を載置し
、ついで、 前記チャンネル型導波路の位置を前記溝方向に移動させ
、前記チャンネル型導波路と前記半導体レーザベアチッ
プの端面を近接させる工程。
Ｃ）前記チャンネル型導波路と前記ブロックを結合せし
める工程。
める工程。
この理由は、次のように説明される。
即ち、従来こうした半導体レーザと導波路との位置合わ
せ及び接続は、光を通しながら微調して、通過光の強さ
が最大になったところで固定する方法が多く用いられて
いた。本発明の接続方法では、機械的位置合わせのみで
良く、光を通す必要がないので、自動化・量産化に適し
ている。さらに位置決め治具１に対して半導体レーザチ
ップ５の位置を決めた後は、チャンネル型導波路チップ
８を位置決め治具１の上におくだけで上下の位置が決定
されてあとは半導体レーザベアチップ５とチャンネル型
導波路８とを密着させる１次元の操作だけで良い。従っ
て、通常２つのものを各々Ｘ−Ｙ・２の３次元で動かし
、同時に６次元の操作が必用なのに比べて著しく信転性
が高く、短時間ででき、かつ自動化しやすいという特徴
がある。
せ及び接続は、光を通しながら微調して、通過光の強さ
が最大になったところで固定する方法が多く用いられて
いた。本発明の接続方法では、機械的位置合わせのみで
良く、光を通す必要がないので、自動化・量産化に適し
ている。さらに位置決め治具１に対して半導体レーザチ
ップ５の位置を決めた後は、チャンネル型導波路チップ
８を位置決め治具１の上におくだけで上下の位置が決定
されてあとは半導体レーザベアチップ５とチャンネル型
導波路８とを密着させる１次元の操作だけで良い。従っ
て、通常２つのものを各々Ｘ−Ｙ・２の３次元で動かし
、同時に６次元の操作が必用なのに比べて著しく信転性
が高く、短時間ででき、かつ自動化しやすいという特徴
がある。
本発明の半導体レーザベアチップの発光領域の中心線上
もしくは、半導体レーザベアチップの発光部分の端面に
平行で、前記溝付位置決め治具が固定された定盤に垂直
な法線上にカメラ付顕微鏡が設置されていることが望ま
しい。
もしくは、半導体レーザベアチップの発光部分の端面に
平行で、前記溝付位置決め治具が固定された定盤に垂直
な法線上にカメラ付顕微鏡が設置されていることが望ま
しい。
これは、接続のための操作をデイスプレー上で制御でき
るからである。
るからである。
前記半導体レーザベアチップの発光領域の中心線とは、
半導体レーザベアチップの発光領域の端面に垂直で幅、
厚みを部分する直線を指す。
半導体レーザベアチップの発光領域の端面に垂直で幅、
厚みを部分する直線を指す。
本発明に使用される溝付位置決め治具および、７ｏツク
は、ソリコン製であることが望ましい。
は、ソリコン製であることが望ましい。
これは、熱膨張率が半導体レーザベアチップと近いため
、熱サイクルに強く、また、化学エツチングなどの加工
処理やしやすいからである。
、熱サイクルに強く、また、化学エツチングなどの加工
処理やしやすいからである。
また、本発明においては、チャンネル型導波路のチャン
ネル部位を、溝付位置決め治具の溝に当接させることに
より、前記溝付位置決め治具の上面とチャンネル導波路
チップにおけるチャンネル部位形成面とが接するよう、
チャンネル型導波路もしくは、溝付位置決め治具の溝を
形成しておくことが望ましい。
ネル部位を、溝付位置決め治具の溝に当接させることに
より、前記溝付位置決め治具の上面とチャンネル導波路
チップにおけるチャンネル部位形成面とが接するよう、
チャンネル型導波路もしくは、溝付位置決め治具の溝を
形成しておくことが望ましい。
この理由は、最も安定に前記溝付位置決め治具にチャン
ネル型導波路を置載できるからである。
ネル型導波路を置載できるからである。
前記チャンネル型導波路と前記ブロックを接着剤にて結
合せしめることが望ましい。
合せしめることが望ましい。
また、前記チャンネル型導波路と前記ブロックを固定板
を介して接着剤にて結合せしめることが望ましい。
を介して接着剤にて結合せしめることが望ましい。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例１
（１）波長０．８３ｐｍ、光出力４０ｍＷの半導体しの
ベアチップ（長さ約０．４ＩＩＩＩｎ、巾０． ３ａ＋
ａ＋、厚さ約０．１ｍｍ）５の上部電極面を厚さ４８０
μｍ、長さ２鵬、幅２ｍの上下面が鏡面研磨されたシリ
コンブロック４の表面上に接着固定し、シリコンフロッ
クの下面から半導体レーザベアチップ５の活性層５の中
心までの厚さを５００μｍ±１０μｍにした。
ベアチップ（長さ約０．４ＩＩＩＩｎ、巾０． ３ａ＋
ａ＋、厚さ約０．１ｍｍ）５の上部電極面を厚さ４８０
μｍ、長さ２鵬、幅２ｍの上下面が鏡面研磨されたシリ
コンブロック４の表面上に接着固定し、シリコンフロッ
クの下面から半導体レーザベアチップ５の活性層５の中
心までの厚さを５００μｍ±１０μｍにした。
（２）定盤１０の上に幅７．１ｐｍ、深さ３．５μｍ、
長さ１０Ｉ１１ｏ＋、側面と底面のなす角度が１２５°
の溝２を有する位置決め治具１を固定した。
長さ１０Ｉ１１ｏ＋、側面と底面のなす角度が１２５°
の溝２を有する位置決め治具１を固定した。
（３）横型顕微鏡３で観察しながら前記（１）で得たシ
リコンブロン４に接着固定した半導体レーザベアチップ
５を満２の底面の中央部から高さ２．５μｍの位置に前
記半導体レーザヘアチンプ活性層５゛の発光領域５”の
中心点がくるような精密パルスステージ６を用いて位置
合わせした。
リコンブロン４に接着固定した半導体レーザベアチップ
５を満２の底面の中央部から高さ２．５μｍの位置に前
記半導体レーザヘアチンプ活性層５゛の発光領域５”の
中心点がくるような精密パルスステージ６を用いて位置
合わせした。
（４）さらにもう１台の顕微鏡７で観察しながら、第１
図及び第２図に示したように半導体レーザベアチップ５
の端面と位置決め治具１の端面を１賦以内に接近させた
。
図及び第２図に示したように半導体レーザベアチップ５
の端面と位置決め治具１の端面を１賦以内に接近させた
。
（５）第３図及び第４図に示したように幅５μｍ、高さ
２μｍのリッジ型チャンネル型導波路（長さ７ｒｍ）８
をチャンネル部位９が前記位置決め治具ｌの溝２に入る
ように位置決め治具１の溝２に入るように位置決め治具
の上に置き、前記半導体レーザベアチップ５の端面とチ
ャンネル型導波路８の端面が０． １μｍ離れるように
顕＠鏡７で観察しながら動かした。
２μｍのリッジ型チャンネル型導波路（長さ７ｒｍ）８
をチャンネル部位９が前記位置決め治具ｌの溝２に入る
ように位置決め治具１の溝２に入るように位置決め治具
の上に置き、前記半導体レーザベアチップ５の端面とチ
ャンネル型導波路８の端面が０． １μｍ離れるように
顕＠鏡７で観察しながら動かした。
このようにして、半導体レーザチップ５の発光領域５″
の中心とチャンネル型導波路８のチャンネル部位９の中
心のずれを、横方向（△Ｘ）が±０．５μｍ、厚さ方向
（△Ｚ）が±０．５μｍ、前記５と８の間隔（△Ｙ）が
±０．１μｍとした。
の中心とチャンネル型導波路８のチャンネル部位９の中
心のずれを、横方向（△Ｘ）が±０．５μｍ、厚さ方向
（△Ｚ）が±０．５μｍ、前記５と８の間隔（△Ｙ）が
±０．１μｍとした。
（６）第５図に示したように、前記（５）の位置で、表
面を鏡面研磨したノリコン製の固定板（厚さ１賦、長さ
１０皿、幅３ｗｎ）１１に紫外線硬化樹脂接着剤を塗布
して、前記シリコンブロック４とチャンネル型導波路８
の上にのせた後、紫外線と照射して硬化させ固定した。
面を鏡面研磨したノリコン製の固定板（厚さ１賦、長さ
１０皿、幅３ｗｎ）１１に紫外線硬化樹脂接着剤を塗布
して、前記シリコンブロック４とチャンネル型導波路８
の上にのせた後、紫外線と照射して硬化させ固定した。
このようにして得られた本発明の半導体レーザ接続チャ
ン１ル型導波路を用い、半導体レーザからレーザ光を発
振させて、チャン１ル型導波路から出射するレーザ光の
出力を測定することによりチャンネル型導波路に入射し
ているレーザ光パワーを算出したところ、半導体レーザ
の発振出力が４０ｍＷとなる電流値のときに、チャンネ
ル型導波路への入射パワーが３６ｍＷとなり、極めて高
い効率でレーザ光が入射していることが確認された。
ン１ル型導波路を用い、半導体レーザからレーザ光を発
振させて、チャン１ル型導波路から出射するレーザ光の
出力を測定することによりチャンネル型導波路に入射し
ているレーザ光パワーを算出したところ、半導体レーザ
の発振出力が４０ｍＷとなる電流値のときに、チャンネ
ル型導波路への入射パワーが３６ｍＷとなり、極めて高
い効率でレーザ光が入射していることが確認された。
（発明の効果ン
本発明によれば、半導体レーザとチャンネル型導波路と
を高精度にかつ短時間で容易に接続でき、得られた半導
体レーザ接続チャンネル型導波路は、極めて高い効率で
レーザ光を入射できる。
を高精度にかつ短時間で容易に接続でき、得られた半導
体レーザ接続チャンネル型導波路は、極めて高い効率で
レーザ光を入射できる。
第１図及び第２図は、それぞれ半導体レーザベアチップ
、位置決め治具の位置関係を示す正面図と右側図面 第３図及び第４図は、それぞれ半導体レーザベアチップ
、位置決め治具及びチャンフル多導波路の位置関係を示
す正面図と右側面図 第５図は半導体レーザベアチップ、チャンネル型導波路
及び固定板の位置関係を正面図 第６図及び第７図は、それぞれ半導体レーザベアチップ
とチャンネル型導波路の位置関係を示す平面図と正面図
。 １・・・・・・位置決め治具 ２・・・・・・溝 ３・・・・・・横型顕微鏡 ４・・・・・・シリコンブロソク ５・・・・・・半導体レーザベアチップ５“・・・・・
・半導体レーザベアチップ活性層５″・・・・・・半導
体レーザベアチップ発光領域６・・・・・・精密パルス
ステージ ７・・・・・・顕微鏡 ８・・・・・・チャンネル型導波路 ９・・・・・・チャンネル型導波路のチャンネル部位１
０・・・・・・定盤 １１・・・・・・固定板 Ｗ・・・・・・チャンネル型導波路におけるチャンネル
部位の幅 Ｔ・・・・・・チャンネル型導波路におけるチャンネル
部位厚み ΔＸ・・・・・・半導体レーザベアチップの中心線とチ
ャンネル型導波路におけるチャンネル部位の中心線の幅
方向の変位 △Ｚ・・・・・・半導体レーザヘアチンプの中心線とチ
ャンネル型導波路におけるチャンネル部位の中心線の厚
み方向の変化 ΔＹ・・・・・・半導体ペアチップの付光領域の端面と
チャンネル型導波路のチャンネル部位の端面の間の距離 以上
、位置決め治具の位置関係を示す正面図と右側図面 第３図及び第４図は、それぞれ半導体レーザベアチップ
、位置決め治具及びチャンフル多導波路の位置関係を示
す正面図と右側面図 第５図は半導体レーザベアチップ、チャンネル型導波路
及び固定板の位置関係を正面図 第６図及び第７図は、それぞれ半導体レーザベアチップ
とチャンネル型導波路の位置関係を示す平面図と正面図
。 １・・・・・・位置決め治具 ２・・・・・・溝 ３・・・・・・横型顕微鏡 ４・・・・・・シリコンブロソク ５・・・・・・半導体レーザベアチップ５“・・・・・
・半導体レーザベアチップ活性層５″・・・・・・半導
体レーザベアチップ発光領域６・・・・・・精密パルス
ステージ ７・・・・・・顕微鏡 ８・・・・・・チャンネル型導波路 ９・・・・・・チャンネル型導波路のチャンネル部位１
０・・・・・・定盤 １１・・・・・・固定板 Ｗ・・・・・・チャンネル型導波路におけるチャンネル
部位の幅 Ｔ・・・・・・チャンネル型導波路におけるチャンネル
部位厚み ΔＸ・・・・・・半導体レーザベアチップの中心線とチ
ャンネル型導波路におけるチャンネル部位の中心線の幅
方向の変位 △Ｚ・・・・・・半導体レーザヘアチンプの中心線とチ
ャンネル型導波路におけるチャンネル部位の中心線の厚
み方向の変化 ΔＹ・・・・・・半導体ペアチップの付光領域の端面と
チャンネル型導波路のチャンネル部位の端面の間の距離 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、チャンネル部位とチャンネル型導波路チップを有し
てなるチャンネル型導波路および、 ブロック上に固着された半導体レーザのベアチップから
なり、 前記ベアチップの発光領域の端面と前記チャンネル型導
波路のチャンネル部位の端面が互いに近接するよう、前
記ブロックと前記チャンネル型導波路チップが結合され
た構造を有する半導体レーザ接続チャンネル型導波路で
あって、 前記チャンネル型導波路におけるチャンネル部位の幅Ｗ
、厚みＴ、前記半導体レーザのベアチップの中心線と前
記チャンネル型導波路におけるチャンネル部位の中心線
の幅方向における偏位をΔＸ、厚み方向の偏位ΔＺ、前
記ベアチップの発光領域の端面と前記チャンネル型導波
路のチャンネル部位の端面の間の距離ΔＹが、以下の範
囲を満たすことを特徴とする半導体レーザ接続チャンネ
ル型導波路。 −（Ｗ−２）μｍ／２≦ΔＸ≦（Ｗ−２）μｍ／２０μ
ｍ≦ΔＹ≦４μｍ −Ｔμｍ／２≦ΔＺ≦Ｔμｍ／２ ２、前記ブロックは、シリコン製である請求項１に記載
の半導体レーザ接続チャンネル型導波路。 ３、前記チャンネル型導波路は、タンタル酸リチウム基
板上にニオブ酸リチウム薄膜が形成されてなる請求項１
に記載の半導体レーザ接続チャンネル型導波路。 ４、前記ブロックと前記チャンネル型導波路チップは、
接着剤にて結合されてなる請求項１に記載の半導体レー
ザ接続チャンネル型導波路。 ５、チャンネル型導波路チップとチャンネル部位を有し
てなるチャンネル型導波路におけるチャンネル部位の端
面と半導体レーザチップの発光領域の端面を近接せしめ
る方法であって、 少なくとも以下のａ）〜ｃ）の工程を含む半導体レーザ
とチャンネル型導波路の接続方法。 ａ）定盤上に固定され、チャンネル部位が当接するよう
な溝が形成された溝付位置決め治具の、溝に対して垂直
な面内にて、 発光領域の端面が前記溝に対して垂直な面に平行となる
よう精密パルスステージに固定されたブロックに固着さ
れてなる半導体レーザベアチップの位置を、前記精密パ
ルスステージを用いて変位させ、 前記半導体レーザベアチップの発光部分の端面を、溝に
対して垂直な面内の所定の領域、即ち、チャンネル部位
が前記溝に当接するようチャンネル型導波路を前記溝付
位置決め治具に載置した場合に、前記チャンネル部位の
端面が位置する領域、に合わせる工程。 ｂ）前記溝付位置決め治具の溝に前記チャンネル部位が
前記溝に当接するよう前記チャンネル型導波路を載置し
、ついで、 前記チャンネル型導波路の位置を前記溝方向に移動させ
、前記チャンネル型導波路と前記半導体レーザベアチッ
プの端面を近接させる工程。 ｃ）前記チャンネル型導波路と前記ブロックを結合せし
める工程。 ６、前記半導体レーザベアチップの発光領域の中心線上
にカメラ付顕微鏡が設置されてなる請求項５に記載の接
続方法。 ７、前記半導体レーザベアチップの発光部分の端面に平
行で、前記溝付位置決め治具が固定された定盤に垂直な
法線上にカメラ付顕微鏡が設置されてなる請求項５に記
載の接続方法。 ８、前記ブロックは、シリコン製である請求項５に記載
の接続方法。 ９、前記溝付位置決め治具は、シリコン製である請求項
５に記載の接続方法。 １０、前記チャンネル型導波路は、チャンネル部位を、
溝付位置決め治具の溝に当接させることにより、前記溝
付位置決め治具の上面とチャンネル導波路チップにおけ
るチャンネル部位形成面とが、接する構造を有してなる
請求項５に記載の接続方法。 １１、前記チャンネル型導波路と前記ブロックを接着剤
にて結合せしめる請求項５に記載の接続方法。 １２、前記チャンネル型導波路と前記ブロックを固定板
を介して接着剤にて結合せしめる請求項５に記載の接続
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2126306A JPH0424981A (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 半導体レーザ接続チャンネル型導波路とその接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2126306A JPH0424981A (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 半導体レーザ接続チャンネル型導波路とその接続方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0424981A true JPH0424981A (ja) | 1992-01-28 |
Family
ID=14931931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2126306A Pending JPH0424981A (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 半導体レーザ接続チャンネル型導波路とその接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0424981A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06334274A (ja) * | 1993-05-07 | 1994-12-02 | Xerox Corp | 多ダイオード・レーザー・アレイ |
| JP2011102819A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ハイブリッド集積光モジュール |
| JP2018081316A (ja) * | 2013-03-25 | 2018-05-24 | 日本碍子株式会社 | 光入力部材の保持部品と光導波路部品との接続構造およびその製造方法 |
-
1990
- 1990-05-15 JP JP2126306A patent/JPH0424981A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06334274A (ja) * | 1993-05-07 | 1994-12-02 | Xerox Corp | 多ダイオード・レーザー・アレイ |
| JP2011102819A (ja) * | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ハイブリッド集積光モジュール |
| US8503843B2 (en) | 2009-11-10 | 2013-08-06 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Hybrid integrated optical module |
| JP2018081316A (ja) * | 2013-03-25 | 2018-05-24 | 日本碍子株式会社 | 光入力部材の保持部品と光導波路部品との接続構造およびその製造方法 |
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