JPH11251681A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH11251681A JPH11251681A JP5086698A JP5086698A JPH11251681A JP H11251681 A JPH11251681 A JP H11251681A JP 5086698 A JP5086698 A JP 5086698A JP 5086698 A JP5086698 A JP 5086698A JP H11251681 A JPH11251681 A JP H11251681A
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- semiconductor laser
- elastic plate
- laser device
- external mirror
- electrode
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Abstract
(57)【要約】
【課題】スペックルノイズが大幅に低減され、かつ小型
化され、動作が安定した半導体レーザ装置を提供する。 【解決手段】基台1上に一体に形成された半導体レーザ
2と、半導体レーザ1の端面2aから所定の距離S離間
した基台1上の所定の位置に設けられた、半導体レーザ
2の端面2aと平行な反射面を有する少なくとも一の外
部ミラー4と、外部ミラー4を半導体レーザ2のストラ
イプ電極2cに略平行な方向に所定の周波数で振動させ
る振動手段とを有するものとした。
化され、動作が安定した半導体レーザ装置を提供する。 【解決手段】基台1上に一体に形成された半導体レーザ
2と、半導体レーザ1の端面2aから所定の距離S離間
した基台1上の所定の位置に設けられた、半導体レーザ
2の端面2aと平行な反射面を有する少なくとも一の外
部ミラー4と、外部ミラー4を半導体レーザ2のストラ
イプ電極2cに略平行な方向に所定の周波数で振動させ
る振動手段とを有するものとした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ装置
に関する。
に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザは、たとえばガスレーザ、
発光ダイオード等の他の光出力装置と比較して、寸法が
小さく、軽量であり、寿命が長く、動作電圧および動作
電流が低く、高効率、高輝度である等の特徴を有する。
このような半導体レーザは、たとえば、多モード光ファ
イバ伝送系や、ディスプレイ装置や、種々の光計測装置
への利用が図られている。
発光ダイオード等の他の光出力装置と比較して、寸法が
小さく、軽量であり、寿命が長く、動作電圧および動作
電流が低く、高効率、高輝度である等の特徴を有する。
このような半導体レーザは、たとえば、多モード光ファ
イバ伝送系や、ディスプレイ装置や、種々の光計測装置
への利用が図られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
レーザは、時間的および空間的コヒーレンスが高すぎる
ためスペックルノイズが多く、上述の多モード光ファイ
バ伝送系や、ディスプレイ装置や、種々の光計測装置へ
の利用が難しい。従来において、上述の半導体レーザの
スペックルノイズを低減する技術がいくつか提案されて
いる。たとえば、特開昭56-46589号公報や特開昭57-124
493 号公報には、半導体レーザの出射光の一部を半導体
レーザの外部に設置した所定の周波数で振動する反射ミ
ラーによって半導体レーザの活性層に戻す技術が開示さ
れている。上記構成では、振動する反射ミラーにより縦
モードが複数立つことで、スペックルノイズが低減され
る。
レーザは、時間的および空間的コヒーレンスが高すぎる
ためスペックルノイズが多く、上述の多モード光ファイ
バ伝送系や、ディスプレイ装置や、種々の光計測装置へ
の利用が難しい。従来において、上述の半導体レーザの
スペックルノイズを低減する技術がいくつか提案されて
いる。たとえば、特開昭56-46589号公報や特開昭57-124
493 号公報には、半導体レーザの出射光の一部を半導体
レーザの外部に設置した所定の周波数で振動する反射ミ
ラーによって半導体レーザの活性層に戻す技術が開示さ
れている。上記構成では、振動する反射ミラーにより縦
モードが複数立つことで、スペックルノイズが低減され
る。
【0004】しかし、上述の技術では、反射ミラーを駆
動する駆動源に超音波トランスデューサが使用されてお
り、駆動周波数を数10kHz程度までしかあげること
ができなかった。また、超音波トランスデューサを使用
することから半導体レーザ装置のサイズが大きくなると
いう不利益もあった。さらに、超音波トランスデューサ
によって駆動される反射ミラーと半導体レーザとのアラ
イメント精度に高い精度が要求されることから、動作を
安定させることが難しく、また組立コストが高くなると
いう不利益も存在した。
動する駆動源に超音波トランスデューサが使用されてお
り、駆動周波数を数10kHz程度までしかあげること
ができなかった。また、超音波トランスデューサを使用
することから半導体レーザ装置のサイズが大きくなると
いう不利益もあった。さらに、超音波トランスデューサ
によって駆動される反射ミラーと半導体レーザとのアラ
イメント精度に高い精度が要求されることから、動作を
安定させることが難しく、また組立コストが高くなると
いう不利益も存在した。
【0005】また、半導体レーザのスペックルノイズを
低減する他の技術としては、たとえば、電流変調を利用
した周波数変調法(Caesar Saloma et.al.,Appl.Opt.Vo
l.29,No.6,p.741(1990) 参照) や、高周波重畳法や、セ
ルフパルセーション法などが知られているが、これらの
方法では、実質的な波長の拡がりは、たとえば、1〜数
nmであり、たとえば、ディスプレイ装置への利用は難
しい。
低減する他の技術としては、たとえば、電流変調を利用
した周波数変調法(Caesar Saloma et.al.,Appl.Opt.Vo
l.29,No.6,p.741(1990) 参照) や、高周波重畳法や、セ
ルフパルセーション法などが知られているが、これらの
方法では、実質的な波長の拡がりは、たとえば、1〜数
nmであり、たとえば、ディスプレイ装置への利用は難
しい。
【0006】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであって、スペックルノイズが大幅に低減され、かつ
小型化され、動作が安定した半導体レーザ装置を提供す
ることを目的とする。
のであって、スペックルノイズが大幅に低減され、かつ
小型化され、動作が安定した半導体レーザ装置を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、基台上に一体
に形成された二つの共振器端面を有する半導体レーザ
と、前記半導体レーザの一方端面から所定の距離離間し
た前記基台上の所定の位置に設けられた、前記半導体レ
ーザの一方の端面と略平行な反射面を有する少なくとも
一の外部ミラーと、前記外部ミラーを前記半導体レーザ
の共振器長方向に略平行な方向に所定の周波数で振動さ
せる振動手段とを有する。
に形成された二つの共振器端面を有する半導体レーザ
と、前記半導体レーザの一方端面から所定の距離離間し
た前記基台上の所定の位置に設けられた、前記半導体レ
ーザの一方の端面と略平行な反射面を有する少なくとも
一の外部ミラーと、前記外部ミラーを前記半導体レーザ
の共振器長方向に略平行な方向に所定の周波数で振動さ
せる振動手段とを有する。
【0008】本発明では、半導体レーザから外部ミラー
に向けて出射されたレーザ光は、外部ミラーに入射し、
外部ミラーは振動しているため、半導体レーザの端面と
外部ミラーとの距離は変化する。したがって、外部ミラ
ーによって反射されて半導体レーザの活性層に戻る光の
位相は、外部ミラーの振動周波数で周期的に変化し、発
振波長は大きく変化することになる。この結果、時間的
コヒーレンスが大幅に低減され、スペックルノズルが大
幅に抑制される。また、同一基台上に半導体レーザおよ
び外部ミラーを設けることにより、半導体レーザと外部
ミラーとのアライメント精度の向上が容易となり、半導
体レーザ装置の動作を安定させることができ、また、半
導体レーザ装置の小型化が可能となる。
に向けて出射されたレーザ光は、外部ミラーに入射し、
外部ミラーは振動しているため、半導体レーザの端面と
外部ミラーとの距離は変化する。したがって、外部ミラ
ーによって反射されて半導体レーザの活性層に戻る光の
位相は、外部ミラーの振動周波数で周期的に変化し、発
振波長は大きく変化することになる。この結果、時間的
コヒーレンスが大幅に低減され、スペックルノズルが大
幅に抑制される。また、同一基台上に半導体レーザおよ
び外部ミラーを設けることにより、半導体レーザと外部
ミラーとのアライメント精度の向上が容易となり、半導
体レーザ装置の動作を安定させることができ、また、半
導体レーザ装置の小型化が可能となる。
【0009】前記振動手段は、前記外部ミラーを設けた
弾性板と、前記弾性板に静電気力によって所定周期の弾
性変形を生じさせる静電気手段とを有する。
弾性板と、前記弾性板に静電気力によって所定周期の弾
性変形を生じさせる静電気手段とを有する。
【0010】前記静電気手段は、前記弾性板の有する共
振周波数と略一致する周期の弾性変形を生じさせる。こ
のような構成により、弾性板の共振周波数(固有周波
数)を所望の値に設計すれば、任意の周波数で外部ミラ
ーを振動させることができ、非常に高い周波数とするこ
とも可能となる。
振周波数と略一致する周期の弾性変形を生じさせる。こ
のような構成により、弾性板の共振周波数(固有周波
数)を所望の値に設計すれば、任意の周波数で外部ミラ
ーを振動させることができ、非常に高い周波数とするこ
とも可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。第1実施形態 図1は、本発明の半導体レーザ装置の一実施形態を示す
斜視図である。図1に示す半導体レーザ装置は、マウン
ト基台1と、マウント基台1上に一体に形成された半導
体レーザ2と、マウント基台1上に半導体レーザ2の一
端面2aに略平行に距離Sをおいて設けられた外部ミラ
ー4と、図示しない振動手段とを有する。
て図面を参照して説明する。第1実施形態 図1は、本発明の半導体レーザ装置の一実施形態を示す
斜視図である。図1に示す半導体レーザ装置は、マウン
ト基台1と、マウント基台1上に一体に形成された半導
体レーザ2と、マウント基台1上に半導体レーザ2の一
端面2aに略平行に距離Sをおいて設けられた外部ミラ
ー4と、図示しない振動手段とを有する。
【0012】半導体レーザ2は、たとえば、波長0.8
μmで発振するAlGaAs系からなるストライプ構造
の半導体レーザであり、一方の端面2aおよび他方の端
面2bからレーザ光Lを出射する。半導体レーザ2の一
方の端面2aはノンコート状態にあり、半導体レーザ2
の共振器長は約250μmである。また、半導体レーザ
2の他方の端面は、所定の反射率のへき開反射面となっ
ている。
μmで発振するAlGaAs系からなるストライプ構造
の半導体レーザであり、一方の端面2aおよび他方の端
面2bからレーザ光Lを出射する。半導体レーザ2の一
方の端面2aはノンコート状態にあり、半導体レーザ2
の共振器長は約250μmである。また、半導体レーザ
2の他方の端面は、所定の反射率のへき開反射面となっ
ている。
【0013】外部ミラー4は、半導体レーザ2の一方の
端面2aから距離Sの位置に端面2aに略平行に配置さ
れる。距離Sは、好ましくは、10μmの範囲内の何れ
かの値とするが、本実施形態では約2μmとした。外部
ミラー4は、半導体レーザ2の一方の端面2a側に反射
面4aが形成されており、反射面4aは半導体レーザ2
の一方の端面2aから出射されるレーザ光Lを反射し
て、半導体レーザ2の活性層に入射する。また、外部ミ
ラー4の反射面4aは、概略で1μm2 〜10μm2 の
面積を有する。また、外部ミラー4は、可能なかぎりコ
ンパクト化および軽量化されている。これは、外部ミラ
ー4を振動させる際に、外部ミラー4の慣性を小さくし
て、できるだけ高周波数の振動を可能にするためであ
る。
端面2aから距離Sの位置に端面2aに略平行に配置さ
れる。距離Sは、好ましくは、10μmの範囲内の何れ
かの値とするが、本実施形態では約2μmとした。外部
ミラー4は、半導体レーザ2の一方の端面2a側に反射
面4aが形成されており、反射面4aは半導体レーザ2
の一方の端面2aから出射されるレーザ光Lを反射し
て、半導体レーザ2の活性層に入射する。また、外部ミ
ラー4の反射面4aは、概略で1μm2 〜10μm2 の
面積を有する。また、外部ミラー4は、可能なかぎりコ
ンパクト化および軽量化されている。これは、外部ミラ
ー4を振動させる際に、外部ミラー4の慣性を小さくし
て、できるだけ高周波数の振動を可能にするためであ
る。
【0014】図示しない振動手段は、外部ミラー4を微
小な振幅A0 ,所定の周波数f1 で、半導体レーザのレ
ーザストライプ2cと略平行な方向( 矢印B1 およびB
2 の方向) に振動させる。なお、振動手段については後
述する。外部ミラー4の振動振幅A0 は、たとえば、レ
ーザ光Lの波長の半分程度の±0.4μm〜±0.5μ
m程度とする。また駆動する周波数f1 は、特に限定さ
れないが、100kHz以上とすることができる。
小な振幅A0 ,所定の周波数f1 で、半導体レーザのレ
ーザストライプ2cと略平行な方向( 矢印B1 およびB
2 の方向) に振動させる。なお、振動手段については後
述する。外部ミラー4の振動振幅A0 は、たとえば、レ
ーザ光Lの波長の半分程度の±0.4μm〜±0.5μ
m程度とする。また駆動する周波数f1 は、特に限定さ
れないが、100kHz以上とすることができる。
【0015】上記構成の半導体レーザ装置では、半導体
レーザ2から外部ミラー4に向けて出射されたレーザ光
Lは、外部ミラー4の反射面4aに入射する。外部ミラ
ー4は、周波数f1 、振幅A0 で振動しているため、半
導体レーザ2の端面2aと外部ミラー4の反射面4aと
の距離Sは変化する。したがって、外部ミラー4の反射
面4aによって反射されて半導体レーザ2の活性層に戻
る光の光量と位相は、周波数f1 で周期的に変化する。
したがって、半導体レーザ2の他方の端面2bと外部ミ
ラー4の反射面4aとの間で発振する発振波長は大きく
変化することになる。発振波長の変化量は、半導体レー
ザの構造にもよるが、本実施形態では、たとえば、約5
0nm以上の幅で変化する。この変化量は、たとえば、
高周波重畳法やセルフパルセーション法による場合に比
較して、はるかに大きい値である。
レーザ2から外部ミラー4に向けて出射されたレーザ光
Lは、外部ミラー4の反射面4aに入射する。外部ミラ
ー4は、周波数f1 、振幅A0 で振動しているため、半
導体レーザ2の端面2aと外部ミラー4の反射面4aと
の距離Sは変化する。したがって、外部ミラー4の反射
面4aによって反射されて半導体レーザ2の活性層に戻
る光の光量と位相は、周波数f1 で周期的に変化する。
したがって、半導体レーザ2の他方の端面2bと外部ミ
ラー4の反射面4aとの間で発振する発振波長は大きく
変化することになる。発振波長の変化量は、半導体レー
ザの構造にもよるが、本実施形態では、たとえば、約5
0nm以上の幅で変化する。この変化量は、たとえば、
高周波重畳法やセルフパルセーション法による場合に比
較して、はるかに大きい値である。
【0016】本実施形態では、発振波長が変化する結
果、半導体レーザ2の端面2bから出力されるレーザ光
Lの時間的コヒーレンスを大幅に低減することが可能と
なり、周波数f1 よりも低い周波数帯域でのスペックル
ノズルを大幅に抑制することが可能となる。また、本実
施形態の半導体レーザ装置では、発振波長が変化する際
には、ある程度のレーザ出力の変化を伴うため、これが
問題となることも考えられるが、本実施形態の半導体レ
ーザ装置から出射されたレーザ光を検出する光検出器の
応答速度よりも周波数f1 を十分に高くすれば問題とな
ることはない。
果、半導体レーザ2の端面2bから出力されるレーザ光
Lの時間的コヒーレンスを大幅に低減することが可能と
なり、周波数f1 よりも低い周波数帯域でのスペックル
ノズルを大幅に抑制することが可能となる。また、本実
施形態の半導体レーザ装置では、発振波長が変化する際
には、ある程度のレーザ出力の変化を伴うため、これが
問題となることも考えられるが、本実施形態の半導体レ
ーザ装置から出射されたレーザ光を検出する光検出器の
応答速度よりも周波数f1 を十分に高くすれば問題とな
ることはない。
【0017】また、本実施形態では、マウント基台1に
形成された半導体レーザ2のレーザストライプ2cと略
平行に振動可能な外部ミラー4をマウント基台1に形成
することにより、半導体レーザ2とのアライメント精度
の向上が容易となり、半導体レーザ装置の動作を安定さ
せることができ、また、半導体レーザ装置の小型化が可
能となる。
形成された半導体レーザ2のレーザストライプ2cと略
平行に振動可能な外部ミラー4をマウント基台1に形成
することにより、半導体レーザ2とのアライメント精度
の向上が容易となり、半導体レーザ装置の動作を安定さ
せることができ、また、半導体レーザ装置の小型化が可
能となる。
【0018】さらに、本実施形態では、半導体レーザ2
の一方の端面2aに近接する位置に外部ミラー4を配置
して振動させるため、レーザ光の波長程度の微小振幅変
調でもスペックルノイズを十分抑制できるレーザ波長変
化が得られる。
の一方の端面2aに近接する位置に外部ミラー4を配置
して振動させるため、レーザ光の波長程度の微小振幅変
調でもスペックルノイズを十分抑制できるレーザ波長変
化が得られる。
【0019】また、本実施形態に係る半導体レーザ装置
は、波長約0.635μmの赤色半導体レーザ、波長約
0.525μmの緑色半導体レーザ、波長約0.47μ
mの青色半導体レーザに対しても適用可能であり、たと
えば、スペックルが実質上見えないフルカラーレーザデ
ィスプレイ装置への適用が可能である。
は、波長約0.635μmの赤色半導体レーザ、波長約
0.525μmの緑色半導体レーザ、波長約0.47μ
mの青色半導体レーザに対しても適用可能であり、たと
えば、スペックルが実質上見えないフルカラーレーザデ
ィスプレイ装置への適用が可能である。
【0020】第2実施形態 図2は、本発明に係る半導体レーザ装置の他の実施形態
を示す斜視図である。本実施形態に係る半導体レーザ装
置は、図2に示すように、第1実施形態において説明し
た半導体レーザ2および外部ミラー4との組合せが、マ
ウント基台1上に所定の方向に等間隔で集積されてい
る。このような構成とすることにより、各半導体レーザ
2から出射されるレーザ光の間の干渉が低減され、空間
的コヒーレンスが低減される。このため、スペックルノ
イズを一層低減することができる。また、半導体レーザ
2の配列や外部ミラー4の位置および変調方法を最適化
することにより、たとえば、レーザディスプレイ装置の
光源として使用可能なスペックルノイズの低減された高
出力の半導体レーザ装置とすることができる。
を示す斜視図である。本実施形態に係る半導体レーザ装
置は、図2に示すように、第1実施形態において説明し
た半導体レーザ2および外部ミラー4との組合せが、マ
ウント基台1上に所定の方向に等間隔で集積されてい
る。このような構成とすることにより、各半導体レーザ
2から出射されるレーザ光の間の干渉が低減され、空間
的コヒーレンスが低減される。このため、スペックルノ
イズを一層低減することができる。また、半導体レーザ
2の配列や外部ミラー4の位置および変調方法を最適化
することにより、たとえば、レーザディスプレイ装置の
光源として使用可能なスペックルノイズの低減された高
出力の半導体レーザ装置とすることができる。
【0021】第3実施形態 図3は、本発明に係る半導体レーザ装置のさらに他の実
施形態を示す斜視図である。本実施形態に係る半導体レ
ーザ装置は、図3に示すように、ストライプ2cの幅の
広いワイドストライプ型の半導体レーザ2がマウント基
台1上に設けられ、また、第1実施形態において説明し
たと同様の外部ミラー4が、マウント基台1上に設置さ
れている。ワイドストライプ型の半導体レーザ2は、レ
ーザ出力が比較的大きいという特徴を有している。各外
部ミラー4は、図示しない振動手段によって、第1およ
び第2実施形態と同様に振動させる。
施形態を示す斜視図である。本実施形態に係る半導体レ
ーザ装置は、図3に示すように、ストライプ2cの幅の
広いワイドストライプ型の半導体レーザ2がマウント基
台1上に設けられ、また、第1実施形態において説明し
たと同様の外部ミラー4が、マウント基台1上に設置さ
れている。ワイドストライプ型の半導体レーザ2は、レ
ーザ出力が比較的大きいという特徴を有している。各外
部ミラー4は、図示しない振動手段によって、第1およ
び第2実施形態と同様に振動させる。
【0022】上記構成の半導体レーザ装置では、各外部
ミラー4を振動させながら、半導体レーザ2の端面2a
からのレーザ光を半導体レーザ2の活性層2dに戻すこ
とにより、半導体レーザ2の端面2dから出力されるレ
ーザ光Lの時間的コヒーレンスおよび空間的コヒーレン
スは同時に低減されることになる。この結果、スペック
ルノイズの低減された高出力の半導体レーザ装置とな
る。
ミラー4を振動させながら、半導体レーザ2の端面2a
からのレーザ光を半導体レーザ2の活性層2dに戻すこ
とにより、半導体レーザ2の端面2dから出力されるレ
ーザ光Lの時間的コヒーレンスおよび空間的コヒーレン
スは同時に低減されることになる。この結果、スペック
ルノイズの低減された高出力の半導体レーザ装置とな
る。
【0023】第4実施形態 図4は、本発明に係る半導体レーザ装置のさらに他の実
施形態における外部ミラー4の駆動方法の他の例を説明
するための図である。本実施形態では、図4に示すよう
に、マウント基台1上に設けられた半導体レーザ2の端
面2aから距離Sの位置に配置された外部ミラー4の静
止位置からそれぞれ異なる振幅A1 およびA2 で振動さ
せる。すなわち、外部ミラー4の振動の中心位置を調整
し、外部ミラー4の振動を静止位置(距離Sの位置)に
関して非対称に行なう。なお、振幅A1 およびA2 は適
宜調整する。
施形態における外部ミラー4の駆動方法の他の例を説明
するための図である。本実施形態では、図4に示すよう
に、マウント基台1上に設けられた半導体レーザ2の端
面2aから距離Sの位置に配置された外部ミラー4の静
止位置からそれぞれ異なる振幅A1 およびA2 で振動さ
せる。すなわち、外部ミラー4の振動の中心位置を調整
し、外部ミラー4の振動を静止位置(距離Sの位置)に
関して非対称に行なう。なお、振幅A1 およびA2 は適
宜調整する。
【0024】このような振動を外部ミラー4に与えるこ
とによって、半導体レーザ2の発振波長の変化の中心波
長は、振幅A1 およびA2 に応じて変化することにな
る。このことから、半導体レーザ2の発振波長を調整す
ることができ、レーザ光の色の調整が可能となり、特
に、本実施形態の半導体レーザ装置をディスプレイ装置
に適用した場合に、色調整が可能になる。
とによって、半導体レーザ2の発振波長の変化の中心波
長は、振幅A1 およびA2 に応じて変化することにな
る。このことから、半導体レーザ2の発振波長を調整す
ることができ、レーザ光の色の調整が可能となり、特
に、本実施形態の半導体レーザ装置をディスプレイ装置
に適用した場合に、色調整が可能になる。
【0025】第5実施形態 図5および図6は、上述した半導体レーザ装置の外部ミ
ラー4を振動させる振動手段の具体的構成例を示す図で
あって、図5は平面図であり、図6は斜視図である。図
5および図6において、マウント基台1上には、半導体
レーザ2と、第1〜第3の電極11,12および13
と、一方面に外部ミラー4が形成された弾性板15と、
ストッパ17とが設けられている。
ラー4を振動させる振動手段の具体的構成例を示す図で
あって、図5は平面図であり、図6は斜視図である。図
5および図6において、マウント基台1上には、半導体
レーザ2と、第1〜第3の電極11,12および13
と、一方面に外部ミラー4が形成された弾性板15と、
ストッパ17とが設けられている。
【0026】弾性板15の半導体レーザ2側の面には、
外部ミラー4が形成されており、弾性板15が弾性変形
することによって、外部ミラー4に振動を与える。弾性
板15は、第1の電極11と第3の電極13とに両端部
が接合されることによって、第1の電極11と第3の電
極13との間で保持されており、半導体レーザ2の一方
端面2aに略平行に配置されている。弾性板15の半導
体レーザ2の反対側方には、第2の電極12が所定の距
離をおいて配置されている。弾性板15は、たとえば、
ポリシリコンから形成することができる。弾性板15の
復元力は、弾性板15を構成する材料のヤング率および
弾性板15の形状から決定することができる。
外部ミラー4が形成されており、弾性板15が弾性変形
することによって、外部ミラー4に振動を与える。弾性
板15は、第1の電極11と第3の電極13とに両端部
が接合されることによって、第1の電極11と第3の電
極13との間で保持されており、半導体レーザ2の一方
端面2aに略平行に配置されている。弾性板15の半導
体レーザ2の反対側方には、第2の電極12が所定の距
離をおいて配置されている。弾性板15は、たとえば、
ポリシリコンから形成することができる。弾性板15の
復元力は、弾性板15を構成する材料のヤング率および
弾性板15の形状から決定することができる。
【0027】弾性板15と第2の電極12との間には、
ピン状のストッパ17が弾性板15から所定の距離をお
いて設けられている。このストッパ17は、弾性板15
が第2の電極12側に弾性変形したときに、弾性板15
と当接し、弾性板15の変形量を規制し、弾性板15が
第2の電極12と接触するのを防止する役割を果たす。
ピン状のストッパ17が弾性板15から所定の距離をお
いて設けられている。このストッパ17は、弾性板15
が第2の電極12側に弾性変形したときに、弾性板15
と当接し、弾性板15の変形量を規制し、弾性板15が
第2の電極12と接触するのを防止する役割を果たす。
【0028】上記の構成の半導体レーザ装置では、第1
の電極11および第3の電極13と第2の電極12との
間に電圧を印加すると、弾性板15と第2の電極12と
の間には静電力が発生する。弾性板15と第2の電極1
2との間に静電力が発生すると、弾性板15は第2の電
極12側に引き付けられ、弾性板15は第2の電極12
側にたわむ。これによって、外部ミラー4と半導体レー
ザ2の端面2aとの距離は変化する。
の電極11および第3の電極13と第2の電極12との
間に電圧を印加すると、弾性板15と第2の電極12と
の間には静電力が発生する。弾性板15と第2の電極1
2との間に静電力が発生すると、弾性板15は第2の電
極12側に引き付けられ、弾性板15は第2の電極12
側にたわむ。これによって、外部ミラー4と半導体レー
ザ2の端面2aとの距離は変化する。
【0029】第1の電極11および第3の電極13と第
2の電極12との間に印加する電圧が大きくなるにした
がって、弾性板15が第2の電極12側に引き付けられ
る力(静電力)は大きくなり、弾性板15の変形は大き
くなり、外部ミラー4の変位も大きくなる。弾性板15
の変形がある大きさになると、弾性板15はストッパ1
7に当接し、変形が規制されて弾性板15と第2の電極
12が電気的に短絡することが防止される。
2の電極12との間に印加する電圧が大きくなるにした
がって、弾性板15が第2の電極12側に引き付けられ
る力(静電力)は大きくなり、弾性板15の変形は大き
くなり、外部ミラー4の変位も大きくなる。弾性板15
の変形がある大きさになると、弾性板15はストッパ1
7に当接し、変形が規制されて弾性板15と第2の電極
12が電気的に短絡することが防止される。
【0030】弾性板15を振動させるには、弾性板15
の有する力学的な共振周波数を利用する。すなわち、第
1の電極11および第3の電極13と第2の電極12と
の間に印加する電圧の周波数を弾性板15の有する力学
的な共振周波数と略一致させることによって、弾性板1
5は自励的に振動する。弾性板15の共振周波数は、弾
性板15の実効的なバネ定数および質量から求めること
ができる。たとえば、弾性板15の材質をポリシリコ
ン、長さ300μm、幅5μm、高さ10μmとした場
合には、共振周波数は約200kHzとなる。したがっ
て、第1の電極11および第3の電極13と第2の電極
12との間に印加する電圧の周波数を200kHz程度
とすれば、外部ミラー4を200kHzの周波数で振動
させることができる。また、外部ミラー4の振動振幅
は、印加電圧の大きさによって調整することができる。
の有する力学的な共振周波数を利用する。すなわち、第
1の電極11および第3の電極13と第2の電極12と
の間に印加する電圧の周波数を弾性板15の有する力学
的な共振周波数と略一致させることによって、弾性板1
5は自励的に振動する。弾性板15の共振周波数は、弾
性板15の実効的なバネ定数および質量から求めること
ができる。たとえば、弾性板15の材質をポリシリコ
ン、長さ300μm、幅5μm、高さ10μmとした場
合には、共振周波数は約200kHzとなる。したがっ
て、第1の電極11および第3の電極13と第2の電極
12との間に印加する電圧の周波数を200kHz程度
とすれば、外部ミラー4を200kHzの周波数で振動
させることができる。また、外部ミラー4の振動振幅
は、印加電圧の大きさによって調整することができる。
【0031】以上のように、本実施形態によれば、弾性
板15の形状を適宜変更すれば、任意の周波数および振
幅で外部ミラー4を振動させることができる。
板15の形状を適宜変更すれば、任意の周波数および振
幅で外部ミラー4を振動させることができる。
【0032】図7および図8は、上述した半導体レーザ
装置の外部ミラー4を振動させる振動手段の他の具体的
構成例を示す図であって、図7は平面図であり、図8は
斜視図である。図7および図8において、マウント基台
1上には、半導体レーザ2と、第1〜第3の電極21〜
23と、一端部にミラー4が形成された弾性板25と、
弾性板25を間に挟む状態で設けられた2つのストッパ
27とが設けられている。
装置の外部ミラー4を振動させる振動手段の他の具体的
構成例を示す図であって、図7は平面図であり、図8は
斜視図である。図7および図8において、マウント基台
1上には、半導体レーザ2と、第1〜第3の電極21〜
23と、一端部にミラー4が形成された弾性板25と、
弾性板25を間に挟む状態で設けられた2つのストッパ
27とが設けられている。
【0033】弾性板25の一端部25aは屈曲されてお
り、この一端部25aが半導体レーザ2の端面2aに略
平行になるように配置されている。弾性板25の一端部
25aの半導体レーザ2側の面には、外部ミラー4が形
成されている。弾性板25の他端部は、第2の電極22
に接合され、弾性板25は第2の電極22に保持されて
いる。
り、この一端部25aが半導体レーザ2の端面2aに略
平行になるように配置されている。弾性板25の一端部
25aの半導体レーザ2側の面には、外部ミラー4が形
成されている。弾性板25の他端部は、第2の電極22
に接合され、弾性板25は第2の電極22に保持されて
いる。
【0034】2つのストッパ27は、弾性板25の両側
面に所定の距離をおいて配置されている。2つのストッ
パ27は、弾性板25の弾性変形によって、弾性板25
が第1および第3の電極21,23と電気的に短絡する
のを防止するために設けられている。
面に所定の距離をおいて配置されている。2つのストッ
パ27は、弾性板25の弾性変形によって、弾性板25
が第1および第3の電極21,23と電気的に短絡する
のを防止するために設けられている。
【0035】上記の構成の半導体レーザ装置では、第1
の電極21と第2の電極22との間に電圧を印加する
と、弾性板25と第1の電極21との間には静電力が発
生する。これによって、弾性板25は片持ち梁状態にあ
るためたわむ。したがって、第1の電極21と第2の電
極22との間に、弾性板25の有する共振周波数に略等
しい周波数の電圧を印加すると、弾性板25は自励的に
振動し、弾性板25の一端部25aに形成した外部ミラ
ー4は振動する。本実施形態の場合にも、弾性板15の
共振周波数は、弾性板15の実効的なバネ定数および質
量から求めることができる。たとえば、弾性板25の材
質をポリシリコン、長さ150μm、幅5μm、高さ1
0μmとした場合には、共振周波数は約200kHzと
なる。
の電極21と第2の電極22との間に電圧を印加する
と、弾性板25と第1の電極21との間には静電力が発
生する。これによって、弾性板25は片持ち梁状態にあ
るためたわむ。したがって、第1の電極21と第2の電
極22との間に、弾性板25の有する共振周波数に略等
しい周波数の電圧を印加すると、弾性板25は自励的に
振動し、弾性板25の一端部25aに形成した外部ミラ
ー4は振動する。本実施形態の場合にも、弾性板15の
共振周波数は、弾性板15の実効的なバネ定数および質
量から求めることができる。たとえば、弾性板25の材
質をポリシリコン、長さ150μm、幅5μm、高さ1
0μmとした場合には、共振周波数は約200kHzと
なる。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、スペックルノイズを大
幅に低減することができ、たとえば、ディスプレイ装置
や種々の光計測装置に好適な半導体レーザ装置が得られ
る。また、本発明によれば、同一の基台上に半導体レー
ザおよび外部ミラーを設けるため、組立が容易であり、
小型化でき、動作の安定した半導体レーザ装置が得られ
る。また、外部ミラーの振動周波数を非常に高くするこ
とができる。また、外部ミラーを超音波トランスデュー
サを使用しないで、弾性板および電極によって駆動する
ことから、半導体レーザ装置のサイズを小さくすること
ができる。
幅に低減することができ、たとえば、ディスプレイ装置
や種々の光計測装置に好適な半導体レーザ装置が得られ
る。また、本発明によれば、同一の基台上に半導体レー
ザおよび外部ミラーを設けるため、組立が容易であり、
小型化でき、動作の安定した半導体レーザ装置が得られ
る。また、外部ミラーの振動周波数を非常に高くするこ
とができる。また、外部ミラーを超音波トランスデュー
サを使用しないで、弾性板および電極によって駆動する
ことから、半導体レーザ装置のサイズを小さくすること
ができる。
【図1】本発明の半導体レーザ装置の一実施形態を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図2】本発明に係る半導体レーザ装置の他の実施形態
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図3】本発明に係る半導体レーザ装置のさらに他の実
施形態を示す斜視図である。
施形態を示す斜視図である。
【図4】本発明に係る半導体レーザ装置のさらに他の実
施形態における外部ミラー4の駆動方法の他の例を説明
するための図である。
施形態における外部ミラー4の駆動方法の他の例を説明
するための図である。
【図5】本実施形態に係る半導体レーザ装置の外部ミラ
ーを振動させる振動手段の具体的構成例を示す平面図で
ある。
ーを振動させる振動手段の具体的構成例を示す平面図で
ある。
【図6】図5に示す半導体レーザ装置の斜視図である。
【図7】本実施形態に係る半導体レーザ装置の外部ミラ
ーを振動させる振動手段の他の具体的構成例を示す平面
図である。
ーを振動させる振動手段の他の具体的構成例を示す平面
図である。
【図8】図7に示す半導体レーザ装置の斜視図である。
1…マウント基台、2…半導体レーザ、4…外部ミラ
ー、11,12,13,…電極、15…弾性板、17…
ストッパ。
ー、11,12,13,…電極、15…弾性板、17…
ストッパ。
Claims (11)
- 【請求項1】基台上に一体に形成された二つの共振器端
面を有する半導体レーザと、 前記半導体レーザの一方端面から所定の距離離間した前
記基台上の所定の位置に設けられた、前記半導体レーザ
の一方の端面と略平行な反射面を有する少なくとも一の
外部ミラーと、 前記外部ミラーを前記半導体レーザの共振器長方向に略
平行な方向に所定の周波数で振動させる振動手段とを有
する半導体レーザ装置。 - 【請求項2】前記半導体レーザは、ワイドストライプ型
の半導体レーザであり、 複数の前記外部ミラーが前記半導体レーザの一方の端面
に所定の距離離間して配置されている請求項1に記載の
半導体レーザ装置。 - 【請求項3】前記基台上に二以上の半導体レーザと外部
ミラーとの組合せを備えた請求項1に記載の半導体レー
ザ装置。 - 【請求項4】前記振動手段による振動の振幅は、レーザ
の有する波長の約半分である請求項1に記載の半導体レ
ーザ装置。 - 【請求項5】前記振動手段は、外部ミラーの振動周波数
を100kHz以上とすることが可能である請求項1に
記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項6】前記振動手段は、外部ミラーの振動の中心
位置を変更可能である請求項1に記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項7】前記振動手段は、前記外部ミラーを設けた
弾性板と、 前記弾性板に静電気力によって所定周期の弾性変形を生
じさせる静電気手段とを有する請求項1に記載の半導体
レーザ装置。 - 【請求項8】前記静電気手段は、前記弾性板の両端部を
それぞれ支持する第1および第2の電極と、 前記前記弾性板の中央部付近に対向配置された第3の電
極とを有し、 前記第1および第2の電極と前記第3の電極との間に所
定の周波数の電圧を印加することにより前記弾性板を振
動させる請求項7に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項9】前記静電気手段は、前記弾性板の一端部を
支持する第1の電極と、 前記前記弾性板の少なくとも一方面側に対向配置された
第2の電極とを有し、 前記第1および第2の電極間に所定の周波数の電圧を印
加することにより前記弾性板を振動させる請求項7に記
載の半導体レーザ装置。 - 【請求項10】前記静電気手段は、前記弾性板の有する
共振周波数と略一致する周期の弾性変形を生じさせる請
求項7に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項11】前記弾性板は、ポリシリコンから形成さ
れる請求項7に記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5086698A JPH11251681A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5086698A JPH11251681A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11251681A true JPH11251681A (ja) | 1999-09-17 |
Family
ID=12870659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5086698A Pending JPH11251681A (ja) | 1998-03-03 | 1998-03-03 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11251681A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007007389A1 (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | スペックル除去光源および照明装置 |
JP2008129315A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Seiko Epson Corp | 光源装置、画像表示装置 |
KR100850718B1 (ko) | 2007-01-17 | 2008-08-06 | 삼성전자주식회사 | 스펙클 저감 레이저 |
JP2008187175A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Samsung Electronics Co Ltd | スペックル低減レーザー及びそれを採用したレーザーディスプレイ装置 |
JP2011128639A (ja) * | 2011-01-26 | 2011-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | スペックル除去光源および照明装置 |
JP2012089419A (ja) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Stanley Electric Co Ltd | 光源装置および照明装置 |
JP5172336B2 (ja) * | 2005-06-02 | 2013-03-27 | パナソニック株式会社 | 2次元画像表示装置 |
-
1998
- 1998-03-03 JP JP5086698A patent/JPH11251681A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5172336B2 (ja) * | 2005-06-02 | 2013-03-27 | パナソニック株式会社 | 2次元画像表示装置 |
WO2007007389A1 (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | スペックル除去光源および照明装置 |
JPWO2007007389A1 (ja) * | 2005-07-11 | 2009-01-29 | 三菱電機株式会社 | スペックル除去光源および照明装置 |
US7724413B2 (en) | 2005-07-11 | 2010-05-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Speckle removing light source and lighting apparatus |
JP2008129315A (ja) * | 2006-11-21 | 2008-06-05 | Seiko Epson Corp | 光源装置、画像表示装置 |
KR100850718B1 (ko) | 2007-01-17 | 2008-08-06 | 삼성전자주식회사 | 스펙클 저감 레이저 |
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EP1950600B1 (en) * | 2007-01-26 | 2015-11-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Speckle reduction laser and laser display apparatus having the same |
JP2012089419A (ja) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Stanley Electric Co Ltd | 光源装置および照明装置 |
JP2011128639A (ja) * | 2011-01-26 | 2011-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | スペックル除去光源および照明装置 |
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