JPH09218325A - 半導体レーザモジュール - Google Patents
半導体レーザモジュールInfo
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- JPH09218325A JPH09218325A JP8025054A JP2505496A JPH09218325A JP H09218325 A JPH09218325 A JP H09218325A JP 8025054 A JP8025054 A JP 8025054A JP 2505496 A JP2505496 A JP 2505496A JP H09218325 A JPH09218325 A JP H09218325A
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- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
- G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
- G02B6/423—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements using guiding surfaces for the alignment
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- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
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- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- Electromagnetism (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ端面やファイバー端面に傷を付けるこ
となく光軸方向の位置合わせを容易かつ高精度に行える
半導体レーザモジュールを提供する。 【解決手段】 半導体レーザチップ3には半導体基板7
部分をレーザ端面から突出するひさし4を形成し、この
ひさし4に光ファイバー6のクラッド面を接触させる構
成とした。
となく光軸方向の位置合わせを容易かつ高精度に行える
半導体レーザモジュールを提供する。 【解決手段】 半導体レーザチップ3には半導体基板7
部分をレーザ端面から突出するひさし4を形成し、この
ひさし4に光ファイバー6のクラッド面を接触させる構
成とした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザモ
ジュールに関するものであり、特に、半導体レーザと光
ファイバーを高精度に位置合わせできる半導体レーザモ
ジュールに関するものである。
ジュールに関するものであり、特に、半導体レーザと光
ファイバーを高精度に位置合わせできる半導体レーザモ
ジュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】光通信の普及には、キーデバイスである
光送受信モジュールの小型化・低コスト化が必要であ
る。モジュールの小型化・低コスト化を図るため、高精
度に加工されたSi基板上に半導体レーザと光ファイバ
ーを無調整で組み立て可能な半導体レーザモジュールが
種々提案されている。
光送受信モジュールの小型化・低コスト化が必要であ
る。モジュールの小型化・低コスト化を図るため、高精
度に加工されたSi基板上に半導体レーザと光ファイバ
ーを無調整で組み立て可能な半導体レーザモジュールが
種々提案されている。
【0003】図8は、特開昭62−57277号公報に
記載された従来の半導体レーザモジュールの断面図を示
す。この半導体レーザモジュールは、レーザチップ20
0を調節体111上に配置し、ガラスファイバー210
を調節体111のV字形溝140内に配置するとともに
ガラスファイバー210のコア230がレーザチップ2
00のレーザ活性域700と一致するようにファイバー
端面をレーザチップ200のレーザ端面に当接させるも
のである。
記載された従来の半導体レーザモジュールの断面図を示
す。この半導体レーザモジュールは、レーザチップ20
0を調節体111上に配置し、ガラスファイバー210
を調節体111のV字形溝140内に配置するとともに
ガラスファイバー210のコア230がレーザチップ2
00のレーザ活性域700と一致するようにファイバー
端面をレーザチップ200のレーザ端面に当接させるも
のである。
【0004】上記調節体111は、Si、GaAsなど
の半導体材料からなり、そのV字形溝140は、化学的
エッチングにより形成されており、このV字形溝140
の角度や深さはガラスファイバー210のコア230の
位置が正確な横方向、および高さ方向の位置を持つよう
に設計されている。このV字形溝140の中には、レー
ザチップ200を載置するための表面部分が残されてお
り、また、レーザチップ200の、調節体111との当
接はメサ形帯状部を持つように形成されており、このメ
サ形帯状部の側面の傾斜角は、レーザチップ200を調
節体111に載置したとき、メサ形帯状部の側面とV字
形溝140の側面とが密着するように設計されている。
の半導体材料からなり、そのV字形溝140は、化学的
エッチングにより形成されており、このV字形溝140
の角度や深さはガラスファイバー210のコア230の
位置が正確な横方向、および高さ方向の位置を持つよう
に設計されている。このV字形溝140の中には、レー
ザチップ200を載置するための表面部分が残されてお
り、また、レーザチップ200の、調節体111との当
接はメサ形帯状部を持つように形成されており、このメ
サ形帯状部の側面の傾斜角は、レーザチップ200を調
節体111に載置したとき、メサ形帯状部の側面とV字
形溝140の側面とが密着するように設計されている。
【0005】この半導体レーザモジュールによれば、モ
ジュールを組み立てる際、レーザチップ200のメサ形
帯状部の側面がV字形溝140の側面に密着されるよう
に設計して作製することにより、モジュール中における
レーザチップ200の横方向、および高さ方向の位置決
めが正確かつ自動的になされ、また、V字形溝140の
角度や深さをガラスファイバー210の外径に応じて設
計して作製することにより、モジュール中におけるガラ
スファイバー210の横方向、および高さ方向の位置決
めが正確かつ自動的になされ、一方、光軸方向はレーザ
端面とファイバー端面とを当接させることにより位置合
わせが行われる。したがって、この半導体レーザモジュ
ールは、モジュールを組み立てる際、レーザチップ20
0、およびガラスファイバー210をモジュール中の横
方向、および高さ方向の位置合わせを行うことなくガラ
スファイバー210のコア230とレーザチップ200
のレーザ活性域700を自動的に一致させることができ
るというものである。
ジュールを組み立てる際、レーザチップ200のメサ形
帯状部の側面がV字形溝140の側面に密着されるよう
に設計して作製することにより、モジュール中における
レーザチップ200の横方向、および高さ方向の位置決
めが正確かつ自動的になされ、また、V字形溝140の
角度や深さをガラスファイバー210の外径に応じて設
計して作製することにより、モジュール中におけるガラ
スファイバー210の横方向、および高さ方向の位置決
めが正確かつ自動的になされ、一方、光軸方向はレーザ
端面とファイバー端面とを当接させることにより位置合
わせが行われる。したがって、この半導体レーザモジュ
ールは、モジュールを組み立てる際、レーザチップ20
0、およびガラスファイバー210をモジュール中の横
方向、および高さ方向の位置合わせを行うことなくガラ
スファイバー210のコア230とレーザチップ200
のレーザ活性域700を自動的に一致させることができ
るというものである。
【0006】図9は、回路実装学会誌(Vol.10 No.5 AU
G.1995(285-366) ,光デバイスのパッシブアライメント
技術(著者:伊藤正隆、P302-324))に記載された従来
の他の半導体レーザモジュールの分解斜視図を示す。こ
の半導体レーザモジュールはレーザ端面とファイバー端
面106aとを当接させずに半導体レーザ103と光フ
ァイバー106をSi基板101上に配置するものであ
り、図中、白矢印で示すように、半導体レーザ103を
Si基板101上のV溝102が形成されていない箇所
103bに配置し、光ファイバー106をV溝102内
に配置するとともにファイバー端面106aを矩形溝1
04の側面に当接させてなるものである。
G.1995(285-366) ,光デバイスのパッシブアライメント
技術(著者:伊藤正隆、P302-324))に記載された従来
の他の半導体レーザモジュールの分解斜視図を示す。こ
の半導体レーザモジュールはレーザ端面とファイバー端
面106aとを当接させずに半導体レーザ103と光フ
ァイバー106をSi基板101上に配置するものであ
り、図中、白矢印で示すように、半導体レーザ103を
Si基板101上のV溝102が形成されていない箇所
103bに配置し、光ファイバー106をV溝102内
に配置するとともにファイバー端面106aを矩形溝1
04の側面に当接させてなるものである。
【0007】上記Si基板101上のV溝102は、K
OH(水酸化カリウム)等の強アルカリ性エッチャント
を用いた異方性化学エッチングにより形成されており、
矩形溝104は、V溝102端においてV溝102に対
し直交する方向にダイシング等で形成されている。
OH(水酸化カリウム)等の強アルカリ性エッチャント
を用いた異方性化学エッチングにより形成されており、
矩形溝104は、V溝102端においてV溝102に対
し直交する方向にダイシング等で形成されている。
【0008】この半導体モジュールによれば、モジュー
ルを組み立てる際、半導体レーザ103の位置決めは、
半導体レーザ103とSi基板101上にそれぞれ設け
たマーカー(図示せず)を用いて行われ、また、光ファ
イバー106の横方向、および高さ方向の位置決めは、
Si基板101に異方性化学エッチングにより形成され
たV溝102内に固定することにより行われており、一
方、光軸方向におけるレーザ端面とファイバー端面10
6aとの位置合わせは、V溝102端近傍にダイシング
等で形成された矩形溝104の側面に、ファイバー端面
106aを当接することにより行われる。したがって、
この半導体レーザモジュールは、モジュールを組み立て
る際、半導体レーザ103と光ファイバー106の横方
向、および高さ方向の位置合わせを行うことなく光ファ
イバー106の中心と半導体レーザ103の発光点を自
動的に一致させることができるというものである。
ルを組み立てる際、半導体レーザ103の位置決めは、
半導体レーザ103とSi基板101上にそれぞれ設け
たマーカー(図示せず)を用いて行われ、また、光ファ
イバー106の横方向、および高さ方向の位置決めは、
Si基板101に異方性化学エッチングにより形成され
たV溝102内に固定することにより行われており、一
方、光軸方向におけるレーザ端面とファイバー端面10
6aとの位置合わせは、V溝102端近傍にダイシング
等で形成された矩形溝104の側面に、ファイバー端面
106aを当接することにより行われる。したがって、
この半導体レーザモジュールは、モジュールを組み立て
る際、半導体レーザ103と光ファイバー106の横方
向、および高さ方向の位置合わせを行うことなく光ファ
イバー106の中心と半導体レーザ103の発光点を自
動的に一致させることができるというものである。
【0009】また、回路実装学会誌(Vol.10 No.5 AUG.
1995(285-366) ,光通信における実装技術(著者:矢野
光博、P325-329) )に記載された従来のさらに他の半導
体レーザモジュールでは、図9に示した半導体レーザモ
ジュールのような矩形溝を形成せずにLD結合部にファ
イバー固定用ストッパを設けて、このファイバー固定用
ストッパにファイバー端面を当接させて、半導体レーザ
と光ファイバーの光軸方向の位置合わせを行うというも
のである。
1995(285-366) ,光通信における実装技術(著者:矢野
光博、P325-329) )に記載された従来のさらに他の半導
体レーザモジュールでは、図9に示した半導体レーザモ
ジュールのような矩形溝を形成せずにLD結合部にファ
イバー固定用ストッパを設けて、このファイバー固定用
ストッパにファイバー端面を当接させて、半導体レーザ
と光ファイバーの光軸方向の位置合わせを行うというも
のである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図8に示した従来の半
導体モジュールでは、レーザ端面とファイバー端面とが
当接されるものであるので、ガラスファイバー210を
V字形溝140内に配置する際、レーザ端面やファイバ
ー端面に傷を付けてしまい、半導体レーザと光ファイバ
ーとの結合効率を低下させるという問題があった。
導体モジュールでは、レーザ端面とファイバー端面とが
当接されるものであるので、ガラスファイバー210を
V字形溝140内に配置する際、レーザ端面やファイバ
ー端面に傷を付けてしまい、半導体レーザと光ファイバ
ーとの結合効率を低下させるという問題があった。
【0011】また、図9に示した従来の他の半導体モジ
ュールでは、レーザ端面とファイバー端面106aとを
当接させるものではないが、光ファイバー106をV溝
102内に配置して光軸方向の位置合わせを行う際、フ
ァイバー端面106aを矩形溝104の側面に何度か押
し当てて調整する必要があるため、ファイバー端面10
6aに傷を付けてしまい、やはり半導体レーザと光ファ
イバーとの結合効率を低下させるという問題点があっ
た。
ュールでは、レーザ端面とファイバー端面106aとを
当接させるものではないが、光ファイバー106をV溝
102内に配置して光軸方向の位置合わせを行う際、フ
ァイバー端面106aを矩形溝104の側面に何度か押
し当てて調整する必要があるため、ファイバー端面10
6aに傷を付けてしまい、やはり半導体レーザと光ファ
イバーとの結合効率を低下させるという問題点があっ
た。
【0012】さらに、図9に示した従来の他の半導体モ
ジュールでは、光ファイバー106は矩形溝104の側
面に接触させて所定の位置に配置されるが、半導体レー
ザ103の位置決めは半導体レーザ103とSi基板1
01の双方に形成したマーカーを用いて行われるので、
その精度はマーカーの位置合わせ精度に依存し、μmオ
ーダーの精度でしか調整できず、このため、光軸方向に
おいてはより精密な位置合わせができないという問題点
があった。
ジュールでは、光ファイバー106は矩形溝104の側
面に接触させて所定の位置に配置されるが、半導体レー
ザ103の位置決めは半導体レーザ103とSi基板1
01の双方に形成したマーカーを用いて行われるので、
その精度はマーカーの位置合わせ精度に依存し、μmオ
ーダーの精度でしか調整できず、このため、光軸方向に
おいてはより精密な位置合わせができないという問題点
があった。
【0013】また、回路実装学会誌(Vol.10 No.5 AUG.
1995(285-366) ,光通信における実装技術(著者:矢野
光博、P325-329) )に記載された従来のさらに他の半導
体レーザモジュールにおいても、同様にファイバー固定
用ストッパにファイバー端面を当接させて光軸方向の位
置合わせを行うものであるため、図9に示した半導体レ
ーザモジュールと同様の問題点があった。
1995(285-366) ,光通信における実装技術(著者:矢野
光博、P325-329) )に記載された従来のさらに他の半導
体レーザモジュールにおいても、同様にファイバー固定
用ストッパにファイバー端面を当接させて光軸方向の位
置合わせを行うものであるため、図9に示した半導体レ
ーザモジュールと同様の問題点があった。
【0014】この発明は、上記の問題点を解決するため
になされたものであり、レーザ端面やファイバー端面に
傷を付けることなく光軸方向の位置合わせを容易かつ高
精度に行える半導体レーザモジュールを得ることを目的
とする。また、この発明は、光軸方向の位置合わせをよ
り高精度に、しかも自己整合的に行える半導体レーザモ
ジュールを得ることをも目的とする。
になされたものであり、レーザ端面やファイバー端面に
傷を付けることなく光軸方向の位置合わせを容易かつ高
精度に行える半導体レーザモジュールを得ることを目的
とする。また、この発明は、光軸方向の位置合わせをよ
り高精度に、しかも自己整合的に行える半導体レーザモ
ジュールを得ることをも目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】この発明(請求項1)に
係る半導体レーザモジュールは、モジュール基板と、該
モジュール基板上に配置された半導体レーザチップと、
そのファイバー端面が上記半導体レーザチップのレーザ
光出射端面に対向するように,上記モジュール基板上に
配置された光ファイバーとを有する半導体レーザモジュ
ールにおいて、上記半導体レーザチップは、半導体基板
上に積層されたレーザ光出射部を含む複数の半導体層を
有し、かつ上記半導体基板部分に上記レーザ光出射端面
から突出するように形成されたひさし部分を備えたもの
であり、上記光ファイバーは、光導波方向に伸びるコア
部と該コア部を被覆するように配置されるクラッド部を
有するものであり、クラッド部の上記ファイバー端面が
上記半導体レーザチップのひさし部分に当接されて光軸
方向の位置決めがされていることを特徴とする。
係る半導体レーザモジュールは、モジュール基板と、該
モジュール基板上に配置された半導体レーザチップと、
そのファイバー端面が上記半導体レーザチップのレーザ
光出射端面に対向するように,上記モジュール基板上に
配置された光ファイバーとを有する半導体レーザモジュ
ールにおいて、上記半導体レーザチップは、半導体基板
上に積層されたレーザ光出射部を含む複数の半導体層を
有し、かつ上記半導体基板部分に上記レーザ光出射端面
から突出するように形成されたひさし部分を備えたもの
であり、上記光ファイバーは、光導波方向に伸びるコア
部と該コア部を被覆するように配置されるクラッド部を
有するものであり、クラッド部の上記ファイバー端面が
上記半導体レーザチップのひさし部分に当接されて光軸
方向の位置決めがされていることを特徴とする。
【0016】この発明(請求項2)に係る半導体レーザ
モジュールは、上記半導体レーザモジュール(請求項
1)において、上記ひさし部分は、半導体レーザチップ
の幅方向の両端部に形成されたものであることを特徴と
する。
モジュールは、上記半導体レーザモジュール(請求項
1)において、上記ひさし部分は、半導体レーザチップ
の幅方向の両端部に形成されたものであることを特徴と
する。
【0017】この発明(請求項3)に係る半導体レーザ
モジュールは、モジュール基板と、該モジュール基板上
に配置された半導体レーザチップと、そのファイバー端
面が上記半導体レーザチップのレーザ光出射端面に対向
するように,上記モジュール基板上に配置された光ファ
イバーとを有する半導体レーザモジュールにおいて、上
記半導体レーザチップは、半導体基板上に積層されたレ
ーザ光出射部を含む複数の半導体層を有するものであ
り、上記光ファイバーは、光導波方向に伸びるコア部と
該コア部を被覆するように配置されるクラッド部を有す
るものであり、そのクラッド部分に上記ファイバー端面
から突出するように形成されたひさし部分を備え、該ひ
さし部分が上記半導体レーザチップの半導体基板部分の
端面に当接されて光軸方向の位置決めがされていること
を特徴とする。
モジュールは、モジュール基板と、該モジュール基板上
に配置された半導体レーザチップと、そのファイバー端
面が上記半導体レーザチップのレーザ光出射端面に対向
するように,上記モジュール基板上に配置された光ファ
イバーとを有する半導体レーザモジュールにおいて、上
記半導体レーザチップは、半導体基板上に積層されたレ
ーザ光出射部を含む複数の半導体層を有するものであ
り、上記光ファイバーは、光導波方向に伸びるコア部と
該コア部を被覆するように配置されるクラッド部を有す
るものであり、そのクラッド部分に上記ファイバー端面
から突出するように形成されたひさし部分を備え、該ひ
さし部分が上記半導体レーザチップの半導体基板部分の
端面に当接されて光軸方向の位置決めがされていること
を特徴とする。
【0018】この発明(請求項4)に係る半導体レーザ
モジュールは、モジュール基板と、該モジュール基板上
に配置された半導体レーザチップと、そのファイバー端
面が上記半導体レーザチップのレーザ光出射端面に対向
するように,上記モジュール基板上に配置された光ファ
イバーとを有する半導体レーザモジュールにおいて、上
記光ファイバーは、その外周の一部に形成された光ファ
イバー側ガイド手段を備え、上記モジュール基板は、光
ファイバー側ガイド手段の形状に係合する形状の基板側
ガイド手段を有する溝を備え、上記光ファイバーは、上
記光ファイバー側ガイド手段と基板側ガイド手段とが一
致するように上記モジュール基板の上記溝内に配置され
て光軸方向の位置決めがされていることを特徴とする。
モジュールは、モジュール基板と、該モジュール基板上
に配置された半導体レーザチップと、そのファイバー端
面が上記半導体レーザチップのレーザ光出射端面に対向
するように,上記モジュール基板上に配置された光ファ
イバーとを有する半導体レーザモジュールにおいて、上
記光ファイバーは、その外周の一部に形成された光ファ
イバー側ガイド手段を備え、上記モジュール基板は、光
ファイバー側ガイド手段の形状に係合する形状の基板側
ガイド手段を有する溝を備え、上記光ファイバーは、上
記光ファイバー側ガイド手段と基板側ガイド手段とが一
致するように上記モジュール基板の上記溝内に配置され
て光軸方向の位置決めがされていることを特徴とする。
【0019】
実施の形態1.この発明の実施の形態1における半導体
レーザモジュール(請求項1)は、図1ないし図3に示
すように、モジュール基板1と、該モジュール基板1上
に配置された半導体レーザチップ3と、そのファイバー
端面が上記半導体レーザチップ3のレーザ光出射端面3
2に対向するように,上記モジュール基板1上に配置さ
れた光ファイバー6とを有する半導体レーザモジュール
において、上記半導体レーザチップ3は、半導体基板7
上に積層されたレーザ光出射部を含む複数の半導体層を
有するものであり、かつ上記半導体基板7部分に上記レ
ーザ光出射端面32から突出するように形成されたひさ
し部分4を備え、上記光ファイバー6は、光導波方向に
伸びるコア部62と該コア部62を被覆するように配置
されるクラッド部61を有するものであり、クラッド部
61の上記ファイバー端面が上記半導体レーザチップ3
のひさし部分4に当接されて光軸方向の位置決めがされ
ている構成としたものであり、これにより、レーザ光出
射端面32とファイバー端面とを接触させることなく、
しかもその距離の位置合わせが高精度かつ容易に行える
ため、レーザ光出射端面32やファイバー端面を傷つけ
ることなく、しかも光ファイバー6と半導体レーザチッ
プ3の光軸方向の位置合わせがひさし部分4の長さによ
って自己整合的に決定される半導体レーザモジュールを
実現することができるという効果が得られる。
レーザモジュール(請求項1)は、図1ないし図3に示
すように、モジュール基板1と、該モジュール基板1上
に配置された半導体レーザチップ3と、そのファイバー
端面が上記半導体レーザチップ3のレーザ光出射端面3
2に対向するように,上記モジュール基板1上に配置さ
れた光ファイバー6とを有する半導体レーザモジュール
において、上記半導体レーザチップ3は、半導体基板7
上に積層されたレーザ光出射部を含む複数の半導体層を
有するものであり、かつ上記半導体基板7部分に上記レ
ーザ光出射端面32から突出するように形成されたひさ
し部分4を備え、上記光ファイバー6は、光導波方向に
伸びるコア部62と該コア部62を被覆するように配置
されるクラッド部61を有するものであり、クラッド部
61の上記ファイバー端面が上記半導体レーザチップ3
のひさし部分4に当接されて光軸方向の位置決めがされ
ている構成としたものであり、これにより、レーザ光出
射端面32とファイバー端面とを接触させることなく、
しかもその距離の位置合わせが高精度かつ容易に行える
ため、レーザ光出射端面32やファイバー端面を傷つけ
ることなく、しかも光ファイバー6と半導体レーザチッ
プ3の光軸方向の位置合わせがひさし部分4の長さによ
って自己整合的に決定される半導体レーザモジュールを
実現することができるという効果が得られる。
【0020】実施の形態2.この発明の実施の形態2に
おける半導体レーザモジュール(請求項2)は、図4、
図5に示すように、上記実施の形態1(請求項1)にお
ける半導体レーザモジュールにおいて、上記ひさし部分
4は、半導体レーザチップ3の幅方向の両端部に形成さ
れた構成としたものであり、これにより、上記実施の形
態1における効果に加えて、活性層5から出射されたレ
ーザ光9がひさし部分4によって反射されることがない
ため、半導体レーザチップ3と光ファイバー6との距離
の設計自由度が広い半導体レーザモジュールを実現する
ことができるという効果が得られる。
おける半導体レーザモジュール(請求項2)は、図4、
図5に示すように、上記実施の形態1(請求項1)にお
ける半導体レーザモジュールにおいて、上記ひさし部分
4は、半導体レーザチップ3の幅方向の両端部に形成さ
れた構成としたものであり、これにより、上記実施の形
態1における効果に加えて、活性層5から出射されたレ
ーザ光9がひさし部分4によって反射されることがない
ため、半導体レーザチップ3と光ファイバー6との距離
の設計自由度が広い半導体レーザモジュールを実現する
ことができるという効果が得られる。
【0021】実施の形態3.この発明の実施の形態3に
おける半導体レーザモジュール(請求項3)は、図6に
示すように、モジュール基板1と、該モジュール基板1
上に配置された半導体レーザチップ3と、そのファイバ
ー端面が上記半導体レーザチップ3のレーザ光出射端面
に対向するように,上記モジュール基板1上に配置され
た光ファイバー6とを有する半導体レーザモジュールに
おいて、上記半導体レーザチップ3は、半導体基板上に
積層されたレーザ光出射部を含む複数の半導体層を有す
るものであり、上記光ファイバー6は、光導波方向に伸
びるコア部62と該コア部62を被覆するように配置さ
れるクラッド部61を有するものであり、そのクラッド
部分61に上記ファイバー端面から突出するように形成
されたひさし部分20を備え、該ひさし部分20が上記
半導体レーザチップ3の半導体基板部分の端面に当接さ
れて光軸方向の位置決めがされている構成としたもので
あり、これにより、レーザ光出射端面とファイバー端面
とを接触させることなく、しかもその距離の位置合わせ
が高精度かつ容易に行えるため、レーザ光出射端面やフ
ァイバー端面を傷つけることなく、しかも光ファイバー
6と半導体レーザチップ3の光軸方向の位置合わせがひ
さし部分20の長さによって自己整合的に決定される半
導体レーザモジュールを実現することができるという効
果が得られる。
おける半導体レーザモジュール(請求項3)は、図6に
示すように、モジュール基板1と、該モジュール基板1
上に配置された半導体レーザチップ3と、そのファイバ
ー端面が上記半導体レーザチップ3のレーザ光出射端面
に対向するように,上記モジュール基板1上に配置され
た光ファイバー6とを有する半導体レーザモジュールに
おいて、上記半導体レーザチップ3は、半導体基板上に
積層されたレーザ光出射部を含む複数の半導体層を有す
るものであり、上記光ファイバー6は、光導波方向に伸
びるコア部62と該コア部62を被覆するように配置さ
れるクラッド部61を有するものであり、そのクラッド
部分61に上記ファイバー端面から突出するように形成
されたひさし部分20を備え、該ひさし部分20が上記
半導体レーザチップ3の半導体基板部分の端面に当接さ
れて光軸方向の位置決めがされている構成としたもので
あり、これにより、レーザ光出射端面とファイバー端面
とを接触させることなく、しかもその距離の位置合わせ
が高精度かつ容易に行えるため、レーザ光出射端面やフ
ァイバー端面を傷つけることなく、しかも光ファイバー
6と半導体レーザチップ3の光軸方向の位置合わせがひ
さし部分20の長さによって自己整合的に決定される半
導体レーザモジュールを実現することができるという効
果が得られる。
【0022】実施の形態4.この発明の実施の形態4に
おける半導体レーザモジュール(請求項4)は、図7に
示すように、モジュール基板1と、該モジュール基板1
上に配置された半導体レーザチップ3と、そのファイバ
ー端面が上記半導体レーザチップ3のレーザ光出射端面
に対向するように,上記モジュール基板1上に配置され
た光ファイバー6とを有する半導体レーザモジュールに
おいて、上記光ファイバー6は、その外周の一部に形成
された光ファイバー側ガイド手段22を備え、上記モジ
ュール基板1は、光ファイバー側ガイド手段22の形状
に係合する形状の基板側ガイド手段23を有する溝2を
備え、上記光ファイバー6は、上記光ファイバー側ガイ
ド手段22と基板側ガイド手段23とが一致するように
上記モジュール基板1の上記溝2内に配置されて光軸方
向の位置決めがされている構成としたものであり、これ
により、レーザ光出射端面とファイバー端面とを接触さ
せることなく、しかも光ファイバー6はあらかじめ設計
された位置に無調整で固定されるため、レーザ光出射端
面やファイバー端面を傷つけることなく、しかも半導体
レーザチップ3をあらかじめ高精度に位置決めして基板
1上に固定することにより、光ファイバー6と半導体レ
ーザチップ3の光軸方向の位置合わせが高精度かつ容易
に行える半導体レーザモジュールを実現することができ
るという効果が得られる。
おける半導体レーザモジュール(請求項4)は、図7に
示すように、モジュール基板1と、該モジュール基板1
上に配置された半導体レーザチップ3と、そのファイバ
ー端面が上記半導体レーザチップ3のレーザ光出射端面
に対向するように,上記モジュール基板1上に配置され
た光ファイバー6とを有する半導体レーザモジュールに
おいて、上記光ファイバー6は、その外周の一部に形成
された光ファイバー側ガイド手段22を備え、上記モジ
ュール基板1は、光ファイバー側ガイド手段22の形状
に係合する形状の基板側ガイド手段23を有する溝2を
備え、上記光ファイバー6は、上記光ファイバー側ガイ
ド手段22と基板側ガイド手段23とが一致するように
上記モジュール基板1の上記溝2内に配置されて光軸方
向の位置決めがされている構成としたものであり、これ
により、レーザ光出射端面とファイバー端面とを接触さ
せることなく、しかも光ファイバー6はあらかじめ設計
された位置に無調整で固定されるため、レーザ光出射端
面やファイバー端面を傷つけることなく、しかも半導体
レーザチップ3をあらかじめ高精度に位置決めして基板
1上に固定することにより、光ファイバー6と半導体レ
ーザチップ3の光軸方向の位置合わせが高精度かつ容易
に行える半導体レーザモジュールを実現することができ
るという効果が得られる。
【0023】
実施例1.図1は、本発明の実施例1による半導体レー
ザモジュールの側面図を示す。図において、1はモジュ
ール基板としてのSi基板、2はV溝、3は半導体レー
ザチップ、4は半導体レーザのひさし部分、5は半導体
レーザの活性層、6は光ファイバー、9は半導体レーザ
チップ3から出射されるレーザ光、61は光ファイバー
6のクラッド部、62は光ファイバー6のコア部をそれ
ぞれ示す。
ザモジュールの側面図を示す。図において、1はモジュ
ール基板としてのSi基板、2はV溝、3は半導体レー
ザチップ、4は半導体レーザのひさし部分、5は半導体
レーザの活性層、6は光ファイバー、9は半導体レーザ
チップ3から出射されるレーザ光、61は光ファイバー
6のクラッド部、62は光ファイバー6のコア部をそれ
ぞれ示す。
【0024】この実施例1に係る半導体レーザモジュー
ルは、Si基板1上に半導体基板側を上にして配置され
た半導体レーザチップ3と、この半導体レーザチップ3
のレーザ光出射端面にファイバー端面を対向させて,上
記Si基板1に形成したV溝2内に配置された光ファイ
バー6とを備えており、上記半導体レーザチップ3に
は、その半導体基板部分にレーザ光出射端面から突出す
るひさし部分4が形成されている。また、上記光ファイ
バー6は、クラッド部61の端面が半導体レーザチップ
3のひさし部分4に当接するように配置される。
ルは、Si基板1上に半導体基板側を上にして配置され
た半導体レーザチップ3と、この半導体レーザチップ3
のレーザ光出射端面にファイバー端面を対向させて,上
記Si基板1に形成したV溝2内に配置された光ファイ
バー6とを備えており、上記半導体レーザチップ3に
は、その半導体基板部分にレーザ光出射端面から突出す
るひさし部分4が形成されている。また、上記光ファイ
バー6は、クラッド部61の端面が半導体レーザチップ
3のひさし部分4に当接するように配置される。
【0025】まず、上記半導体レーザチップ3の構造に
ついて説明する。図2は、この半導体レーザチップ3の
製造工程を示す斜視図であり、図2(f)は完成したレー
ザチップを示している。図2(f) において、レーザチッ
プはp−InP基板7の一部がレーザ光出射端面より任
意の長さだけ突出した構造を有する。p−InP基板7
上には、p−InGaAsP第1クラッド層8、InP
/InGaAsP活性層5、n−InGaAsP第2ク
ラッド層10、及びn−InP第1コンタクト層11が
順次積層配置される。これらの各層の層厚は、第1クラ
ッド層8が1.5μm、活性層5が0.1μm、第2ク
ラッド層10が1.5μm、第1コンタクト層11が2
〜3μmである。これらの層は、エッチングによりリッ
ジストライプ形状に成形されており、このリッジストラ
イプの両側には、該リッジストライプを埋め込むように
n−InP層13aとp−InP層13bからなる電流
ブロック層13が配置される。上記リッジストライプと
電流ブロック層13の上には、これらの層を覆うように
n−InP第2コンタクト層14が形成されている。ま
た、リッジストライプの両側には、半導体レーザチップ
3の容量低減のための溝31が形成されている。この溝
31の表面上、及び第2コンタクト層14上には、光導
波路となるリッジストライプ上を除き、SiO2等から
なる表面保護膜15が形成されている。そして、第2コ
ンタクト層14上にはn側電極16が形成され、また、
基板1の裏面側にはp側電極18が形成されている。
ついて説明する。図2は、この半導体レーザチップ3の
製造工程を示す斜視図であり、図2(f)は完成したレー
ザチップを示している。図2(f) において、レーザチッ
プはp−InP基板7の一部がレーザ光出射端面より任
意の長さだけ突出した構造を有する。p−InP基板7
上には、p−InGaAsP第1クラッド層8、InP
/InGaAsP活性層5、n−InGaAsP第2ク
ラッド層10、及びn−InP第1コンタクト層11が
順次積層配置される。これらの各層の層厚は、第1クラ
ッド層8が1.5μm、活性層5が0.1μm、第2ク
ラッド層10が1.5μm、第1コンタクト層11が2
〜3μmである。これらの層は、エッチングによりリッ
ジストライプ形状に成形されており、このリッジストラ
イプの両側には、該リッジストライプを埋め込むように
n−InP層13aとp−InP層13bからなる電流
ブロック層13が配置される。上記リッジストライプと
電流ブロック層13の上には、これらの層を覆うように
n−InP第2コンタクト層14が形成されている。ま
た、リッジストライプの両側には、半導体レーザチップ
3の容量低減のための溝31が形成されている。この溝
31の表面上、及び第2コンタクト層14上には、光導
波路となるリッジストライプ上を除き、SiO2等から
なる表面保護膜15が形成されている。そして、第2コ
ンタクト層14上にはn側電極16が形成され、また、
基板1の裏面側にはp側電極18が形成されている。
【0026】つぎに、この半導体レーザチップ3の動作
について説明する。この半導体レーザチップ3の動作と
しては、p側電極18側に+(プラス)、n側電極16
側に−(マイナス)となるように電圧を印加すると、電
子はp−InP基板1、第1クラッド層8を経て活性層
5に注入され、一方、ホール(正孔)は第2コンタクト
層14、第1コンタクト層11、第2クラッド層10を
経て活性層5に注入される。活性層5では、電子とホー
ルの再結合が起こり、活性層5内で誘導放出光が生じ、
さらにキャリア(電子とホール)の注入量を十分高くし
て光導波路における損失を超える光が発生すればレーザ
発振が生じる。
について説明する。この半導体レーザチップ3の動作と
しては、p側電極18側に+(プラス)、n側電極16
側に−(マイナス)となるように電圧を印加すると、電
子はp−InP基板1、第1クラッド層8を経て活性層
5に注入され、一方、ホール(正孔)は第2コンタクト
層14、第1コンタクト層11、第2クラッド層10を
経て活性層5に注入される。活性層5では、電子とホー
ルの再結合が起こり、活性層5内で誘導放出光が生じ、
さらにキャリア(電子とホール)の注入量を十分高くし
て光導波路における損失を超える光が発生すればレーザ
発振が生じる。
【0027】つぎに、半導体レーザチップ3の製造方法
を図2(a) 〜 (f)に沿って説明する。まず、p−InP
基板上7にp−InGaAsP第1クラッド層8、In
P/InGaAsP活性層5、n−InGaAsP第2
クラッド層10、n−InPコンタクト層11を順次結
晶成長する(図2(a) )。結晶成長には有機金属気相成
長(MOCVD)法や分子線エピタキシー(MBE)法
等が用いられており、成長温度としては600℃から7
00℃に設定される。続いて、SiO2 等の絶縁膜12
をスパッタやCVD法を用いて約100nmの厚みに形
成した後、約5μmのストライプ状にパターニングする
(図2(b) )。
を図2(a) 〜 (f)に沿って説明する。まず、p−InP
基板上7にp−InGaAsP第1クラッド層8、In
P/InGaAsP活性層5、n−InGaAsP第2
クラッド層10、n−InPコンタクト層11を順次結
晶成長する(図2(a) )。結晶成長には有機金属気相成
長(MOCVD)法や分子線エピタキシー(MBE)法
等が用いられており、成長温度としては600℃から7
00℃に設定される。続いて、SiO2 等の絶縁膜12
をスパッタやCVD法を用いて約100nmの厚みに形
成した後、約5μmのストライプ状にパターニングする
(図2(b) )。
【0028】このストライプ状にパターニングした絶縁
膜12以外の領域を、臭化水素あるいは臭素を含んだエ
ッチング液を用いて、少なくとも活性層5の下までエッ
チングし光導波路となるリッジストライプを形成した
後、このエッチング除去した領域をn−InP層13
a、およびp−InP層13bからなる電流ブロック層
13で埋め込み成長し、ついで、絶縁膜12を除去した
後に全面にn−InP第2コンタクト層14を成長する
(図2(c) )。
膜12以外の領域を、臭化水素あるいは臭素を含んだエ
ッチング液を用いて、少なくとも活性層5の下までエッ
チングし光導波路となるリッジストライプを形成した
後、このエッチング除去した領域をn−InP層13
a、およびp−InP層13bからなる電流ブロック層
13で埋め込み成長し、ついで、絶縁膜12を除去した
後に全面にn−InP第2コンタクト層14を成長する
(図2(c) )。
【0029】次に、半導体レーザチップ3の容量低減の
ため、光導波路となるリッジストライプの両側の電流ブ
ロック層13をpn接合より深いところまでエッチング
した後、SiO2 等で表面保護膜15を形成し、続いて
光導波路となるリッジストライプ上の表面保護膜15を
除去した後、この表面保護膜15の上からn側電極16
を形成する(図2(d) )。
ため、光導波路となるリッジストライプの両側の電流ブ
ロック層13をpn接合より深いところまでエッチング
した後、SiO2 等で表面保護膜15を形成し、続いて
光導波路となるリッジストライプ上の表面保護膜15を
除去した後、この表面保護膜15の上からn側電極16
を形成する(図2(d) )。
【0030】そして、レーザ光出射端面32を形成する
ためのレジストパターン17を層上に形成し、メタン、
水素を含むガスを用いて活性層3の下までドライエッチ
ングし、レーザ光出射端面32を形成する(図2(e)
)。
ためのレジストパターン17を層上に形成し、メタン、
水素を含むガスを用いて活性層3の下までドライエッチ
ングし、レーザ光出射端面32を形成する(図2(e)
)。
【0031】最後に、p−InP基板7を100μm厚
までその表面を研磨した後、p側電極18を形成する。
この時、金属(p側電極18)をパターニングすること
により、Si基板1に半導体レーザチップ3をボンディ
ングする際の位置合わせ用のマーカー19と、へき開位
置を示すマーカーとを形成しておく。その後、へき開用
マーカーに従ってp−InP基板7をへき開することに
より、図1に示す半導体レーザチップ3が製造される
(図2(f) )。このように、へき開用マーカーに従って
p−InP基板7をへき開することにより、ひさし部分
4の長さを精度良く決定することができる。通常、埋め
込み構造を用いたInP系レーザは約30度の角度でレ
ーザ光が出射されるため、ひさし部分4の長さは出射さ
れたレーザ光が当たらないようにする必要があり、例え
ば、端面形成のドライエッチングの深さが活性層5から
5μmの位置まであれば、ひさし部分4の長さは約20
μm以下にする必要がある。なお、このひさし部分4の
長さは、光ファイバー6との結合効率を考慮すると短い
程好ましい。
までその表面を研磨した後、p側電極18を形成する。
この時、金属(p側電極18)をパターニングすること
により、Si基板1に半導体レーザチップ3をボンディ
ングする際の位置合わせ用のマーカー19と、へき開位
置を示すマーカーとを形成しておく。その後、へき開用
マーカーに従ってp−InP基板7をへき開することに
より、図1に示す半導体レーザチップ3が製造される
(図2(f) )。このように、へき開用マーカーに従って
p−InP基板7をへき開することにより、ひさし部分
4の長さを精度良く決定することができる。通常、埋め
込み構造を用いたInP系レーザは約30度の角度でレ
ーザ光が出射されるため、ひさし部分4の長さは出射さ
れたレーザ光が当たらないようにする必要があり、例え
ば、端面形成のドライエッチングの深さが活性層5から
5μmの位置まであれば、ひさし部分4の長さは約20
μm以下にする必要がある。なお、このひさし部分4の
長さは、光ファイバー6との結合効率を考慮すると短い
程好ましい。
【0032】一方、光ファイバー6は、その中心には半
導体レーザチップ3から出射されたレーザ光4が入射さ
れるコア部62と、このコア部62の周囲にはコア部6
2より屈折率の低いクラッド部61が形成されたもので
あり、半導体レーザチップ3より入射された光は、コア
部62内において伝送される。この光ファイバー6とし
ては、従来からあるものを使用することができる。
導体レーザチップ3から出射されたレーザ光4が入射さ
れるコア部62と、このコア部62の周囲にはコア部6
2より屈折率の低いクラッド部61が形成されたもので
あり、半導体レーザチップ3より入射された光は、コア
部62内において伝送される。この光ファイバー6とし
ては、従来からあるものを使用することができる。
【0033】次に、この実施例1における半導体レーザ
モジュールの組立方法について説明する。図3は、この
実施例1の半導体レーザモジュールの組立方法を示す斜
視図であり、同図を参照して、まず、半導体レーザチッ
プ3をp−InP基板7側が上になるように、p−In
P基板7およびSi基板1双方に設けられたマーカー1
9を用いて位置合わせを行い、半導体レーザチップ3を
Si基板1上の所定位置にボンディングする(図3(a)
)。続いて、光ファイバー6をSi基板1に形成され
たV溝2内に置き(図3(b) )、そして、この光ファイ
バー6の先端におけるクラッド部61を半導体レーザチ
ップ3のひさし部分4に接触させた後、光ファイバー6
を接着剤等で固定することにより、図1に示す実施例1
における半導体レーザモジュールが完成する(図3(c)
)。
モジュールの組立方法について説明する。図3は、この
実施例1の半導体レーザモジュールの組立方法を示す斜
視図であり、同図を参照して、まず、半導体レーザチッ
プ3をp−InP基板7側が上になるように、p−In
P基板7およびSi基板1双方に設けられたマーカー1
9を用いて位置合わせを行い、半導体レーザチップ3を
Si基板1上の所定位置にボンディングする(図3(a)
)。続いて、光ファイバー6をSi基板1に形成され
たV溝2内に置き(図3(b) )、そして、この光ファイ
バー6の先端におけるクラッド部61を半導体レーザチ
ップ3のひさし部分4に接触させた後、光ファイバー6
を接着剤等で固定することにより、図1に示す実施例1
における半導体レーザモジュールが完成する(図3(c)
)。
【0034】このように、実施例1の半導体レーザモジ
ュールは、光ファイバー6の横方向、高さ方向はV溝2
の形状で決定され、光軸方向は、従来のような矩形溝1
04やファイバー固定用ストッパ等により決定されるの
ではなく、あらかじめ加工された半導体レーザチップ3
のひさし部分4の長さによって自己整合的に決定される
ため、半導体レーザチップ3の活性層5と光ファイバー
6の端面部との距離は、ひさし部分4を成形するフォト
リソグラフィー技術の精度に依存し、nmオーダーの精
度で決定でき、したがって、半導体レーザチップ3の活
性層5と光ファイバー6の端面部との距離を高精度で更
に容易に位置合わせを行える半導体レーザモジュールを
実現することができるという効果がある。また、この実
施例1の半導体レーザモジュールでは光ファイバー6の
端面がレーザの活性層5に直接接触することなく、ひさ
し部分4に当接させることにより一度で光軸方向の位置
合わせが決定でき、しかもその調整を要しないため、従
来の半導体レーザモジュールのように、光ファイバーに
よってレーザ光出射端面が傷つけられる心配もなく、半
導体レーザと光ファイバーとの結合効率のよい半導体レ
ーザモジュールを実現することができるという効果があ
る。
ュールは、光ファイバー6の横方向、高さ方向はV溝2
の形状で決定され、光軸方向は、従来のような矩形溝1
04やファイバー固定用ストッパ等により決定されるの
ではなく、あらかじめ加工された半導体レーザチップ3
のひさし部分4の長さによって自己整合的に決定される
ため、半導体レーザチップ3の活性層5と光ファイバー
6の端面部との距離は、ひさし部分4を成形するフォト
リソグラフィー技術の精度に依存し、nmオーダーの精
度で決定でき、したがって、半導体レーザチップ3の活
性層5と光ファイバー6の端面部との距離を高精度で更
に容易に位置合わせを行える半導体レーザモジュールを
実現することができるという効果がある。また、この実
施例1の半導体レーザモジュールでは光ファイバー6の
端面がレーザの活性層5に直接接触することなく、ひさ
し部分4に当接させることにより一度で光軸方向の位置
合わせが決定でき、しかもその調整を要しないため、従
来の半導体レーザモジュールのように、光ファイバーに
よってレーザ光出射端面が傷つけられる心配もなく、半
導体レーザと光ファイバーとの結合効率のよい半導体レ
ーザモジュールを実現することができるという効果があ
る。
【0035】実施例2.図4は、本発明の実施例2にお
ける半導体レーザモジュールを示した平面図であり、図
5は、この半導体レーザチップ3の製造工程の一部を示
す斜視図である。
ける半導体レーザモジュールを示した平面図であり、図
5は、この半導体レーザチップ3の製造工程の一部を示
す斜視図である。
【0036】この実施例2における半導体レーザモジュ
ールは、上記実施例1における半導体レーザチップ3の
ひさし部分4において、図5(b) に示すように、リッジ
ストライプに応じた真ん中部分に開口41を形成して、
レーザチップ3の両端にのみレーザ光出射端面から突出
するひさし部分4が形成された構造を備えているもので
ある。
ールは、上記実施例1における半導体レーザチップ3の
ひさし部分4において、図5(b) に示すように、リッジ
ストライプに応じた真ん中部分に開口41を形成して、
レーザチップ3の両端にのみレーザ光出射端面から突出
するひさし部分4が形成された構造を備えているもので
ある。
【0037】つぎに、この半導体レーザチップ3の製造
方法について、図5に沿って簡単に説明する。この半導
体レーザチップ3は、まず、図2に示した製法によりレ
ーザ光出射端面を活性層5を越える深さまでドライエッ
チングによって形成し(図5(a) )、その後、半導体レ
ーザチップ3の活性層5より出射されたレーザ光9を遮
らないように、活性層5付近のひさし部分4を、塩酸を
含んだ溶液などを用いてエッチングにより除去して開口
41を形成することにより(図5(b) )、図4に示した
半導体レーザモジュールにおける半導体レーザチップ3
が製造される。
方法について、図5に沿って簡単に説明する。この半導
体レーザチップ3は、まず、図2に示した製法によりレ
ーザ光出射端面を活性層5を越える深さまでドライエッ
チングによって形成し(図5(a) )、その後、半導体レ
ーザチップ3の活性層5より出射されたレーザ光9を遮
らないように、活性層5付近のひさし部分4を、塩酸を
含んだ溶液などを用いてエッチングにより除去して開口
41を形成することにより(図5(b) )、図4に示した
半導体レーザモジュールにおける半導体レーザチップ3
が製造される。
【0038】この実施例2における半導体レーザモジュ
ールは、半導体レーザチップ3をSi基板1上にボンデ
ィングした後、光ファイバー6をV溝2内に置き、光フ
ァイバー6の先端部を半導体レーザチップ3のひさし部
分4に接触させて固定することにより組み立てることが
でき、Si基板1へのボンディング方法等については、
上記実施例1において示した方法と同様にして行うこと
ができる。
ールは、半導体レーザチップ3をSi基板1上にボンデ
ィングした後、光ファイバー6をV溝2内に置き、光フ
ァイバー6の先端部を半導体レーザチップ3のひさし部
分4に接触させて固定することにより組み立てることが
でき、Si基板1へのボンディング方法等については、
上記実施例1において示した方法と同様にして行うこと
ができる。
【0039】このように、この実施例2における半導体
レーザモジュールは、上記実施例1と同様に光ファイバ
ー6の横方向、高さ方向はV溝2の形状で決定され、し
かも光軸方向はあらかじめ加工された半導体レーザチッ
プ3のひさし部分4の長さによって自己整合的に決定さ
れるため、Si基板に矩形溝104や、ファイバー固定
用ストッパー等を形成して光ファイバー106の位置合
わせを行う従来のものよりも、半導体レーザチップ3の
活性層5と光ファイバー6のファイバー端面との距離を
高精度かつ容易に位置合わせを行うことができるという
効果がある。
レーザモジュールは、上記実施例1と同様に光ファイバ
ー6の横方向、高さ方向はV溝2の形状で決定され、し
かも光軸方向はあらかじめ加工された半導体レーザチッ
プ3のひさし部分4の長さによって自己整合的に決定さ
れるため、Si基板に矩形溝104や、ファイバー固定
用ストッパー等を形成して光ファイバー106の位置合
わせを行う従来のものよりも、半導体レーザチップ3の
活性層5と光ファイバー6のファイバー端面との距離を
高精度かつ容易に位置合わせを行うことができるという
効果がある。
【0040】しかも、上記実施例1で示した半導体レー
ザモジュールの構造では、ひさし部分4の長さが長くな
ると活性層5から出射されたレーザ光9がひさし部分4
に当たって乱反射され、その結果、光ファイバー6との
結合効率が低下するだけでなくノイズを発生させる恐れ
があるが、この実施例2の半導体レーザモジュールによ
れば、半導体レーザチップ3のひさし部分4には、開口
41が形成されているため、レーザ光9がひさし部分4
によって反射されることを確実に防ぐことができ、その
ため、半導体レーザチップ3と光ファイバー6との距離
の設計自由度が増す半導体レーザモジュールが得られる
という効果がある。
ザモジュールの構造では、ひさし部分4の長さが長くな
ると活性層5から出射されたレーザ光9がひさし部分4
に当たって乱反射され、その結果、光ファイバー6との
結合効率が低下するだけでなくノイズを発生させる恐れ
があるが、この実施例2の半導体レーザモジュールによ
れば、半導体レーザチップ3のひさし部分4には、開口
41が形成されているため、レーザ光9がひさし部分4
によって反射されることを確実に防ぐことができ、その
ため、半導体レーザチップ3と光ファイバー6との距離
の設計自由度が増す半導体レーザモジュールが得られる
という効果がある。
【0041】実施例3.図6(a) は、本発明の実施例3
における半導体レーザモジュールを示す側面図であり、
同図(b) は、この実施例3の半導体レーザモジュールに
使用する光ファイバーの先端部分を示す斜視図である。
図において、20は光ファイバー6に形成したひさし部
分を示す。
における半導体レーザモジュールを示す側面図であり、
同図(b) は、この実施例3の半導体レーザモジュールに
使用する光ファイバーの先端部分を示す斜視図である。
図において、20は光ファイバー6に形成したひさし部
分を示す。
【0042】この実施例3の半導体レーザモジュール
は、V溝2が形成された基板1と、この基板1上に半導
体基板側を上にして配置された半導体レーザチップ3
と、この半導体レーザチップ3のレーザ光出射端面にフ
ァイバー端面を対向させて,上記基板1のV溝2内に配
置された光ファイバー6とからなり、上記光ファイバー
6には、そのクラッド部分61をファイバー端面から突
出するようにひさし部分20が形成されており、このひ
さし部分20を半導体レーザチップ3の半導体基板部分
に当接させて光軸方向の位置決めがなされる構成を有す
るものである。
は、V溝2が形成された基板1と、この基板1上に半導
体基板側を上にして配置された半導体レーザチップ3
と、この半導体レーザチップ3のレーザ光出射端面にフ
ァイバー端面を対向させて,上記基板1のV溝2内に配
置された光ファイバー6とからなり、上記光ファイバー
6には、そのクラッド部分61をファイバー端面から突
出するようにひさし部分20が形成されており、このひ
さし部分20を半導体レーザチップ3の半導体基板部分
に当接させて光軸方向の位置決めがなされる構成を有す
るものである。
【0043】また、図6(b) に示すように、上記光ファ
イバー6に形成されたひさし部分20は、光ファイバー
6の先端部分を機械加工して、任意の長さだけファイバ
ー端面から突出するように作られたものである。但し、
光ファイバー6のひさし部分20の長さは、半導体レー
ザチップ3から出射されたレーザ光9がひさし部分20
に当たらないようにしておく必要がある。
イバー6に形成されたひさし部分20は、光ファイバー
6の先端部分を機械加工して、任意の長さだけファイバ
ー端面から突出するように作られたものである。但し、
光ファイバー6のひさし部分20の長さは、半導体レー
ザチップ3から出射されたレーザ光9がひさし部分20
に当たらないようにしておく必要がある。
【0044】この実施例3における半導体レーザモジュ
ールは、半導体レーザチップ3をSi基板1上にボンデ
ィングした後、光ファイバー6をV溝2内に置き、その
先端のひさし部分20が半導体レーザチップ3のp−I
nP基板7部分に接触するように固定し、その後、光フ
ァイバーを接着剤等で固定することにより組み立てるこ
とができる。なお、Si基板1へのボンディング方法等
については、上記実施例1において示した方法と同様に
して行うことができる。
ールは、半導体レーザチップ3をSi基板1上にボンデ
ィングした後、光ファイバー6をV溝2内に置き、その
先端のひさし部分20が半導体レーザチップ3のp−I
nP基板7部分に接触するように固定し、その後、光フ
ァイバーを接着剤等で固定することにより組み立てるこ
とができる。なお、Si基板1へのボンディング方法等
については、上記実施例1において示した方法と同様に
して行うことができる。
【0045】このように、この実施例3の半導体レーザ
モジュールでは、光軸方向の距離は光ファイバー6のひ
さし部分7の長さで決定されるため、半導体レーザチッ
プ3と光ファイバー6との光軸方向の位置合わせを自己
整合的に行える半導体レーザモジュールを実現すること
ができるという効果がある。
モジュールでは、光軸方向の距離は光ファイバー6のひ
さし部分7の長さで決定されるため、半導体レーザチッ
プ3と光ファイバー6との光軸方向の位置合わせを自己
整合的に行える半導体レーザモジュールを実現すること
ができるという効果がある。
【0046】なお、このひさし部分20の形状について
は特に限定されず、例えば、ひさし部分20の中央部分
に開口を設けた形状にすることや、矩形状にする等その
他所望の形状とすることが可能である。
は特に限定されず、例えば、ひさし部分20の中央部分
に開口を設けた形状にすることや、矩形状にする等その
他所望の形状とすることが可能である。
【0047】実施例4.図7(a) は、本発明の実施例4
における半導体レーザモジュールを示した平面図であ
り、同図(b) および(c) は、この実施例4の半導体レー
ザモジュールに使用する光ファイバーの先端部分を示す
斜視図である。図において、22は光ファイバー側ガイ
ド手段としての光ファイバー側ガイド溝,23は基板側
ガイド手段としてのSi基板側ガイド溝を示す。
における半導体レーザモジュールを示した平面図であ
り、同図(b) および(c) は、この実施例4の半導体レー
ザモジュールに使用する光ファイバーの先端部分を示す
斜視図である。図において、22は光ファイバー側ガイ
ド手段としての光ファイバー側ガイド溝,23は基板側
ガイド手段としてのSi基板側ガイド溝を示す。
【0048】図7(a) に示すように、この実施例4にお
ける半導体レーザモジュールは、Si基板1上にp−I
nP基板7側を上にして配置された半導体レーザチップ
3と、この半導体レーザチップ3のレーザ光出射端面に
ファイバー端面を対向させて,上記Si基板1に形成し
たV溝2内に配置された光ファイバー6とを備え、上記
光ファイバー6には、その外周部に光ファイバー側ガイ
ド溝22が形成されており、上記Si基板1のV溝2内
には、光ファイバー側ガイド溝22に沿った形状の基板
側ガイド溝23が形成されている構成としたものある。
ける半導体レーザモジュールは、Si基板1上にp−I
nP基板7側を上にして配置された半導体レーザチップ
3と、この半導体レーザチップ3のレーザ光出射端面に
ファイバー端面を対向させて,上記Si基板1に形成し
たV溝2内に配置された光ファイバー6とを備え、上記
光ファイバー6には、その外周部に光ファイバー側ガイ
ド溝22が形成されており、上記Si基板1のV溝2内
には、光ファイバー側ガイド溝22に沿った形状の基板
側ガイド溝23が形成されている構成としたものある。
【0049】上記光ファイバー6の光ファイバー側ガイ
ド溝22は、図7(c) に示すように、光ファイバー6の
外周の一部を機械加工により削って形成される。また、
Si基板1のSi基板側ガイド溝23は、通常のフォト
リソグラフィー技術を用いて、光ファイバー側ガイド溝
22と一致するように形成される。なお、光ファイバー
側ガイド溝22は、図7(b) に示すように、光ファイバ
ー6の外周の一部を小径化するように形成したものであ
ってもよい。
ド溝22は、図7(c) に示すように、光ファイバー6の
外周の一部を機械加工により削って形成される。また、
Si基板1のSi基板側ガイド溝23は、通常のフォト
リソグラフィー技術を用いて、光ファイバー側ガイド溝
22と一致するように形成される。なお、光ファイバー
側ガイド溝22は、図7(b) に示すように、光ファイバ
ー6の外周の一部を小径化するように形成したものであ
ってもよい。
【0050】そして、この実施例4における半導体レー
ザモジュールは、半導体レーザチップ3をSi基板1上
にボンディングした後、光ファイバー6をV溝2内に置
き、光ファイバー6のガイド溝22とV溝2のガイド溝
23とを一致させて固定することにより組み立てること
ができ、Si基板1へのボンディング方法等について
は、上記実施例1において示した方法と同様にして行う
ことができる。
ザモジュールは、半導体レーザチップ3をSi基板1上
にボンディングした後、光ファイバー6をV溝2内に置
き、光ファイバー6のガイド溝22とV溝2のガイド溝
23とを一致させて固定することにより組み立てること
ができ、Si基板1へのボンディング方法等について
は、上記実施例1において示した方法と同様にして行う
ことができる。
【0051】この実施例4における半導体レーザモジュ
ールは、レーザ光出射端面とファイバー端面とを接触さ
せることなく組立られるので、レーザ光出射端面やファ
イバー端面に傷をつける心配がなく、また、Si基板1
に形成したガイド溝23は、通常のフォトリソグラフィ
ー技術を用いるためnmオーダーの精度で加工すること
ができ、Si基板側ガイド溝23と半導体レーザ用のボ
ンディングマーカーも同一Si基板1上に形成されるた
め、半導体レーザチップ3はSi基板側ガイド溝に対し
てμmオーダーの精度で位置合わせを行うことができ
る。したがって、実施例4における半導体レーザモジュ
ールによれば、従来のもののようにファイバー先端をフ
ァイバー固定用ストッパ等に押し当てて固定することな
く組立られるので、ファイバー端面が傷つく恐れがな
く、しかも、光ファイバー6はあらかじめ設計された位
置に無調整で固定され、一方、半導体レーザチップ3は
Si基板1上に形成されたマーカーを用いて位置決めす
ることができ、このため、半導体レーザチップと光ファ
イバーとの結合効率の高く、しかも両者の距離を高精度
に位置合わせを行える半導体レーザモジュールを実現す
ることができるという効果がある。
ールは、レーザ光出射端面とファイバー端面とを接触さ
せることなく組立られるので、レーザ光出射端面やファ
イバー端面に傷をつける心配がなく、また、Si基板1
に形成したガイド溝23は、通常のフォトリソグラフィ
ー技術を用いるためnmオーダーの精度で加工すること
ができ、Si基板側ガイド溝23と半導体レーザ用のボ
ンディングマーカーも同一Si基板1上に形成されるた
め、半導体レーザチップ3はSi基板側ガイド溝に対し
てμmオーダーの精度で位置合わせを行うことができ
る。したがって、実施例4における半導体レーザモジュ
ールによれば、従来のもののようにファイバー先端をフ
ァイバー固定用ストッパ等に押し当てて固定することな
く組立られるので、ファイバー端面が傷つく恐れがな
く、しかも、光ファイバー6はあらかじめ設計された位
置に無調整で固定され、一方、半導体レーザチップ3は
Si基板1上に形成されたマーカーを用いて位置決めす
ることができ、このため、半導体レーザチップと光ファ
イバーとの結合効率の高く、しかも両者の距離を高精度
に位置合わせを行える半導体レーザモジュールを実現す
ることができるという効果がある。
【0052】ところで、特開昭63−125908号公
報には、ガイドピンを用いて光コネクタフェルールの結
合を実現する光コネクタにおいて、ガイドピンの中間部
の少なくとも一部が小径部を形成し、ガイドピンの小径
部の少なくとも一部が光コネクタフェルール結合部の結
合部に位置するように構成されている光コネクタが記載
されているが、これは、軸方向に変形吸収領域をつくり
ガイドピンとガイドピン穴の結合に伴うクリアランスを
零又は著しく減少させ、安定した低損失結合を実現する
ものであり、本実施例4の半導体レーザモジュールとは
関連するものではない。
報には、ガイドピンを用いて光コネクタフェルールの結
合を実現する光コネクタにおいて、ガイドピンの中間部
の少なくとも一部が小径部を形成し、ガイドピンの小径
部の少なくとも一部が光コネクタフェルール結合部の結
合部に位置するように構成されている光コネクタが記載
されているが、これは、軸方向に変形吸収領域をつくり
ガイドピンとガイドピン穴の結合に伴うクリアランスを
零又は著しく減少させ、安定した低損失結合を実現する
ものであり、本実施例4の半導体レーザモジュールとは
関連するものではない。
【0053】なお、上記実施例1〜4では、半導体レー
ザチップ3については、p−InP基板7を用いたもの
を示したが、p−InPに代えてn−InPを用いても
良く、また、GaAs基板を用いた半導体レーザでも同
様の構造を作製することができる。さらに、上記実施例
1〜4では、半導体レーザチップ3のレーザ光出射端面
形成においてドライエッチングをメタンと水素を含むガ
スとしたが、同様の形状が得られるものであれば、メタ
ンに代えて、例えば、エタン、プロパン等その他のガス
を用いても良い。また、半導体レーザチップ3側のマー
カー19として、金属のパターニングによる形成方法を
示したが、p−InP基板7自体をエッチングしてマー
カーを形成しても良い。さらに、実施例1〜3におい
て、ひさし部分4の長さはレーザ光の出射角度に依存す
るため、出射角度の小さい半導体レーザを用いればひさ
し部分の長さを長くすることも可能である。
ザチップ3については、p−InP基板7を用いたもの
を示したが、p−InPに代えてn−InPを用いても
良く、また、GaAs基板を用いた半導体レーザでも同
様の構造を作製することができる。さらに、上記実施例
1〜4では、半導体レーザチップ3のレーザ光出射端面
形成においてドライエッチングをメタンと水素を含むガ
スとしたが、同様の形状が得られるものであれば、メタ
ンに代えて、例えば、エタン、プロパン等その他のガス
を用いても良い。また、半導体レーザチップ3側のマー
カー19として、金属のパターニングによる形成方法を
示したが、p−InP基板7自体をエッチングしてマー
カーを形成しても良い。さらに、実施例1〜3におい
て、ひさし部分4の長さはレーザ光の出射角度に依存す
るため、出射角度の小さい半導体レーザを用いればひさ
し部分の長さを長くすることも可能である。
【図1】 この発明における実施例1の半導体レーザモ
ジュールを示す側面図である。
ジュールを示す側面図である。
【図2】 実施例1の半導体レーザモジュールにおける
半導体レーザの製造方法を示す斜視図である。
半導体レーザの製造方法を示す斜視図である。
【図3】 実施例1の半導体レーザモジュールの組立方
法を示す斜視図である。
法を示す斜視図である。
【図4】 この発明における実施例2の半導体レーザモ
ジュールを示す平面図である。
ジュールを示す平面図である。
【図5】 実施例2の半導体レーザモジュールにおける
半導体レーザの製造方法を示す斜視図である。
半導体レーザの製造方法を示す斜視図である。
【図6】 図6(a) は、この発明における実施例3の半
導体レーザモジュールを示す側面図であり、同図(b)
は、光ファイバーの先端部分を示す斜視図である。
導体レーザモジュールを示す側面図であり、同図(b)
は、光ファイバーの先端部分を示す斜視図である。
【図7】 図7(a) は、この発明における実施例4の半
導体レーザモジュールを示す平面図であり、同図(b) 及
び (c)は、光ファイバーの先端部分を示す斜視図であ
る。
導体レーザモジュールを示す平面図であり、同図(b) 及
び (c)は、光ファイバーの先端部分を示す斜視図であ
る。
【図8】 従来の半導体レーザモジュールを示す断面図
である。
である。
【図9】 従来の他の半導体レーザモジュールを示す分
解斜視図である。
解斜視図である。
1 Si基板、2 V溝、3 半導体レーザチップ、4
ひさし部分、5 活性層、6 光ファイバー、7 p
−InP基板、8 p−InGaAsP第1クラッド
層、9 レーザ光、10 n−InGaAsP第2クラ
ッド層、11 n−InPコンタクト層、12 絶縁
膜、13 電流ブロック層、13a n−InP層、1
3b p−InP層、14 n−InPコンタクト層、
15 表面保護膜、16 n側電極、17 レジストパ
ターン、18 p側電極、19 マーカー、22 光フ
ァイバー側ガイド手段、23 Si基板側ガイド手段、
31 溝、32 レーザ光出射端面、41 開口、61
クラッド部、62 コア部、101 Si基板、10
2 V溝、103 半導体レーザ、104 矩形溝、1
06 光ファイバー、106a ファイバー端面、11
1 調節体、140V字形溝、200 レーザ、210
ガラスファイバー、230 コア、700レーザ活性
域。
ひさし部分、5 活性層、6 光ファイバー、7 p
−InP基板、8 p−InGaAsP第1クラッド
層、9 レーザ光、10 n−InGaAsP第2クラ
ッド層、11 n−InPコンタクト層、12 絶縁
膜、13 電流ブロック層、13a n−InP層、1
3b p−InP層、14 n−InPコンタクト層、
15 表面保護膜、16 n側電極、17 レジストパ
ターン、18 p側電極、19 マーカー、22 光フ
ァイバー側ガイド手段、23 Si基板側ガイド手段、
31 溝、32 レーザ光出射端面、41 開口、61
クラッド部、62 コア部、101 Si基板、10
2 V溝、103 半導体レーザ、104 矩形溝、1
06 光ファイバー、106a ファイバー端面、11
1 調節体、140V字形溝、200 レーザ、210
ガラスファイバー、230 コア、700レーザ活性
域。
Claims (4)
- 【請求項1】 モジュール基板と、該モジュール基板上
に配置された半導体レーザチップと、そのファイバー端
面が上記半導体レーザチップのレーザ光出射端面に対向
するように,上記モジュール基板上に配置された光ファ
イバーとを有する半導体レーザモジュールにおいて、 上記半導体レーザチップは、半導体基板上に積層された
レーザ光出射部を含む複数の半導体層を有し、かつ上記
半導体基板部分に上記レーザ光出射端面から突出するよ
うに形成されたひさし部分を備えたものであり、 上記光ファイバーは、光導波方向に伸びるコア部と該コ
ア部を被覆するように配置されるクラッド部を有するも
のであり、クラッド部の上記ファイバー端面が上記半導
体レーザチップのひさし部分に当接されて光軸方向の位
置決めがされていることを特徴とする半導体レーザモジ
ュール。 - 【請求項2】 請求項1に記載の半導体レーザモジュー
ルにおいて、 上記ひさし部分は、半導体レーザチップの幅方向の両端
部に形成されたものであることを特徴とする半導体レー
ザモジュール。 - 【請求項3】 モジュール基板と、該モジュール基板上
に配置された半導体レーザチップと、そのファイバー端
面が上記半導体レーザチップのレーザ光出射端面に対向
するように,上記モジュール基板上に配置された光ファ
イバーとを有する半導体レーザモジュールにおいて、 上記半導体レーザチップは、半導体基板上に積層された
レーザ光出射部を含む複数の半導体層を有するものであ
り、 上記光ファイバーは、光導波方向に伸びるコア部と該コ
ア部を被覆するように配置されるクラッド部を有するも
のであり、そのクラッド部分に上記ファイバー端面から
突出するように形成されたひさし部分を備え、該ひさし
部分が上記半導体レーザチップの半導体基板部分の端面
に当接されて光軸方向の位置決めがされていることを特
徴とする半導体レーザモジュール。 - 【請求項4】 モジュール基板と、該モジュール基板上
に配置された半導体レーザチップと、そのファイバー端
面が上記半導体レーザチップのレーザ光出射端面に対向
するように,上記モジュール基板上に配置された光ファ
イバーとを有する半導体レーザモジュールにおいて、 上記光ファイバーは、その外周の一部に形成された光フ
ァイバー側ガイド手段を備え、 上記モジュール基板は、光ファイバー側ガイド手段の形
状に係合する形状の基板側ガイド手段を有する溝を備
え、 上記光ファイバーは、上記光ファイバー側ガイド手段と
基板側ガイド手段とが一致するように上記モジュール基
板の上記溝内に配置されて光軸方向の位置決めがされて
いることを特徴とする半導体レーザモジュール。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8025054A JPH09218325A (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 半導体レーザモジュール |
US08/677,208 US5684902A (en) | 1996-02-13 | 1996-07-09 | Semiconductor laser module |
FR9609246A FR2744846A1 (fr) | 1996-02-13 | 1996-07-23 | Module laser a semi-conducteur |
DE19644325A DE19644325A1 (de) | 1996-02-13 | 1996-10-24 | Halbleiterlasermodul |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8025054A JPH09218325A (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 半導体レーザモジュール |
Publications (1)
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