(57)【要約】【課題】半導体レーザの光出力を検出する検出部の受光感度等のばらつきを自動的に校正することができる半導体レーザの検査装置をコスト安価に提供する。【解決手段】複数ｎ個のレーザ検査部２０を有し、複数ｎ個の半導体レーザ１を駆動して動作特性を検査する半導体レーザの検査装置１０において、各レーザ検査部２０は、駆動信号の入力を受けて半導体レーザに駆動電流を供給する駆動回路２２と、半導体レーザから放射される光出力を検出する検出部２４と、前記検出部２０で検出した光出力信号と基準信号Ｖｒｅｆとを比較し該比較結果に応じて駆動回路２２に駆動信号を出力する比較回路２８と、を有し、前記基準信号Ｖｒｅｆは、ａビットの第１ＤＡコンバータ５２と、各レーザ検査部２０に対応して複数ｎ個設けられたｂビット（ａ＞ｂ）の第２ＤＡコンバータ５４を用いて出力されていることを特徴とする。【選択図】図２
2008053321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数ｎ個のレーザ検査部を有し、複数ｎ個の半導体レーザを駆動して動作特性を検査する半導体レーザの検査装置において、
各レーザ検査部は、駆動信号の入力を受けて半導体レーザに駆動電流を供給する駆動回路と、半導体レーザから放射される光出力を検出する検出部と、前記検出部で検出した光出力信号と基準信号とを比較し該比較結果に応じて駆動回路に駆動信号を出力する比較回路と、を有し、
前記基準信号は、ａビットの第１ＤＡコンバータと、各レーザ検査部に対応して複数ｎ個設けられたｂビット（ａ＞ｂ）の第２ＤＡコンバータを用いて出力されていることを特徴とする半導体レーザの検査装置。
【請求項２】
第１ＤＡコンバータは１２ｂｉｔ以上であり、第２ＤＡコンバータは８ｂｉｔ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザの出力特性の経時変化および経時劣化を検査する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造された半導体レーザの中には、半導体結晶中に欠陥が含まれている素子や製造プロセス中に損傷を受けた素子などの不良素子が存在する場合がある。このような不良素子は、通電直後の初期特性評価では問題がなくても、使用中の比較的早い時期に特性劣化するものが多い。そのため、製造最終工程において、製造された半導体レーザを抜き取りで２００時間〜１０００時間程度の長期間にわたって寿命評価したり、１００時間以内の比較的短期間にわたって連続的に駆動させて選別したりする、いわゆるエージング検査が行われている。
【０００３】
エージング検査を行うエージング装置として、被検査半導体レーザの近傍に設けられた受光素子を備える検出部にて光出力を検出し、この検出値が所定値になるように被検査半導体レーザの駆動回路をフィードバックするＡＰＣ（Automatic Power Control）駆動により被検査半導体レーザを長時間発光させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなエージング装置は、通常、多数ｎ個（例えば、数百個）の半導体レーザを同時に検査するものであり、駆動回路と検出部とを備え被検査半導体レーザが装着されるレーザ検査部が多数ｎ個設けられている。しかしながら、各検出部の受光素子には受光感度のばらつきが存在するため、各被検査半導体レーザをＡＰＣ駆動しても、各レーザ検査部間で被検査半導体レーザの光出力を一定にすることができないという問題がある。また、被検査半導体レーザと受光素子との間に減光フィルタを介在させる場合も、この減光フィルタには減衰特性のばらつきがあるため、上記同様、各レーザ検査部間で被検査半導体レーザの光出力を一定にすることができないという問題がある。
【０００５】
このような問題を解消する方法として、半固定抵抗器により被検査半導体レーザの光出力を電流電圧変換するアンプのゲインを各光出力検出部ごとに調整することで、受光感度等のばらつきを校正することが考えられるが、多数ｎ個ある検出部の全てについて調整することは非常に煩雑である。しかも、受光素子や減光フィルタは入力される発光波長が異なると、受光素子の感度や減光フィルタの減衰特性が変化し、受光素子の感度や減光フィルタの減衰特性のばらつきも変化するため、異なる波長帯域の半導体レーザを検査するごとに電流電圧変換アンプのゲインを調整しなければならない。
【０００６】
一方、フィードバック制御するための基準信号をＤＡコンバータで設定することで、光出力検出部の受光感度等のばらつきを自動的に校正することも考えられるが、かかる場合、各被検査半導体レーザごとに高価な高分解能ＤＡコンバータを設ける必要があり製造コストがかかり問題である。
【特許文献１】特開２００５−１４２１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、光出力検出部の受光感度等のばらつきを自動的に校正することができる半導体レーザの検査装置をコスト安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる半導体レーザの検査装置は、複数ｎ個のレーザ検査部を有し、複数ｎ個の半導体レーザを駆動して動作特性を検査する半導体レーザの検査装置において、各レーザ検査部は、駆動信号の入力を受けて半導体レーザに駆動電流を供給する駆動回路と、半導体レーザから放射される光出力を検出する検出部と、前記検出部で検出した光出力信号と基準信号とを比較し、該比較結果に応じて駆動回路に駆動信号を出力する比較器と、を有し、前記基準信号は、ａビットの第１ＤＡコンバータと、各レーザ検査部に対応して複数ｎ個設けられたｂビット（ａ＞ｂ）の第２ＤＡコンバータを用いて出力されていることを特徴とする。かかる発明において、第１ＤＡコンバータは１２ｂｉｔ以上、第２ＤＡコンバータは８ｂｉｔ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の半導体レーザの検査装置によれば、コスト安価に光出力検出部の受光感度等のばらつきを自動的に校正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本実施形態にかかる半導体レーザの検査装置１０のブロック回路図であり、図２は基準電圧出力部を示すブロック図である。
【００１２】
本実施形態における半導体レーザの検査装置１０は、検査対象である複数ｎ個の半導体レーザ１−１，１−２，１−３・・・，１−ｎ（総称して１という）を所定出力で駆動させ続けるＡＰＣ制御により所定期間にわたって駆動させ、定期的に該半導体レーザ１の駆動電流と光出力値を記録することにより、半導体レーザ１の特性変化（劣化）について検査する、いわゆる、エージング装置である。
【００１３】
この検査装置１０は、図１及び図２に示すように、検査対象である半導体レーザが装着される複数ｎ個のレーザ検査部２０−１，２０−２，２０−３・・・，２０−ｎ（総称して２０という）と、該レーザ検査部２０に出力する基準信号を発生する基準信号発生部５０と、レーザ検査部２０及び基準信号発生部５０を予め定められた操作プログラムに従って制御するとともに、レーザ検査部２０から入力される検出結果を記録する制御部８０とより構成されている。
【００１４】
各レーザ検査部２０は、装着された半導体レーザ１を駆動させて該半導体レーザ素子１からの光出力を検出するものであって、半導体レーザ１に駆動電流を入力する駆動回路２２と、駆動電流の入力を受けた半導体レーザ１から放射される光出力を減光フィルタ２３を介して検出するＰＩＮフォトダイオードなどの受光素子２４と、差動増幅器２８とを備え、装着された半導体レーザ１より抽出した駆動電流ＩＯP−１，ＩＯＰ−２，ＩＯＰ−３，・・・，ＩＯＰ−ｎ（総称してＩＯＰという）と、受光素子２４により検出された光出力信号ＰＯ−１，ＰＯ−２，ＰＯ−３，・・・，ＰＯ−ｎ（総称してＰＯという）とを制御部８０に出力し、制御部８０がこれらの信号ＩＯＰ，ＰＯを記録する。
【００１５】
また、レーザ検査部２０は制御部８０により切換制御可能なスイッチ３０を備え、このスイッチ３０は、受光素子２４により検出された光出力信号ＰＯと、電流−電圧変換回路２６を介して半導体レーザ１より抽出した駆動電流ＩＯＰと、が入力され、差動増幅器２８の一方入力端子に光出力信号ＰＯと駆動電流ＩＯＰに応じた電圧信号とを切り換えて入力するようになっている。
【００１６】
基準信号発生部５０は、図２に示すように、第１ＤＡコンバータ５２と、複数ｎ個のレーザ検査部２０に対応して複数ｎ個ずつ設けられた第２ＤＡコンバータ５４−１，５４−２，５４−３・・・，５４−ｎ（総称して５４という）及び加算回路５６−１，５６−２，５６−３・・・，５６−ｎ（総称して５６という）と、を備え、第１ＤＡコンバータ５２は第２ＤＡコンバータ５４より高分解能であって、例えば、第１ＤＡコンバータ５２が１２ｂｉｔ、第２ＤＡコンバータ５４が８ｂｉｔのＤＡコンバータから構成されている。
【００１７】
第１ＤＡコンバータ５２は、制御部８０より入力される共通データ信号ＳＣのデータ値に応じて共通電圧ＶCを階調化して各加算回路５６に入力する。また、各第２ＤＡコンバータ５４−１，５４−２，５４−３・・・，５４−ｎは、制御部８０より入力される校正データ信号ＳＰ−１，ＳＰ−２，ＳＰ−３，・・・，ＳＰ−ｎ（総称してＳＰという）のデータ値に応じて校正電圧ＶＰ−１，ＶＰ−２，ＶＰ−３，・・・，ＶＰ−ｎ（総称してＶＰという）を階調化して対応する加算回路５６−１，５６−２，５６−３・・・，５６−ｎにそれぞれ入力する。つまり、各加算回路５６には、共通電圧ＶＣと、各加算回路５６に対応する第２ＤＡコンバータ５４からの校正電圧ＶＰと、が入力される。
【００１８】
各加算回路５６は、入力された共通電圧ＶＣと校正電圧ＶＰとを加算して得られた電圧を基準信号Ｖｒｅｆ-1，Ｖｒｅｆ-２，Ｖｒｅｆ-３，・・・，Ｖｒｅｆ-ｎ（総称してＶｒｅｆという）として対応するレーザ検査部２０の差動増幅器２８の他方入力端子に入力する。
【００１９】
これにより、制御部８０が差動増幅器２８の一方入力端子に光出力信号ＰＯを入力するようにスイッチ３０を切換制御することで、差動増幅器２８が光出力信号ＰＯを基準信号Ｖｒｅｆと比較増幅し、光出力信号ＰＯが所定値になるように駆動回路２２から出力される駆動電流をＡＰＣ制御するようになっている。また、制御部８０がスイッチ３０を切り換えて一方入力端子に駆動電流ＩＯＰに応じた電圧信号を入力することで、該電圧信号を基準信号Ｖｒｅｆと比較増幅して、半導体レーザ１の駆動電流ＩＯＰが所定値になるように駆動回路２２から出力される駆動電流をＡＣＣ（Automatic Current Control）制御するようになっている。
【００２０】
このような検査装置１０において、基準信号発生部５０の各加算回路５６は、各加算回路５６に共通して入力される共通電圧ＶＣと各加算回路５６ごとに調整可能な校正電圧ＶＰとを加算し、得られた電圧を基準信号Ｖｒｅｆとして出力するため、校正電圧ＶＰを出力する第２ＤＡコンバータ５４が比較的小さい分解能であっても、広範囲にわたって所定の分解能を維持したまま基準信号Ｖｒｅｆを設定することができる。
【００２１】
より具体的には、第１ＤＡコンバータ５２が各加算回路５６に共通電圧ＶＣとして９Ｖを入力し、第２ＤＡコンバータ５４が各加算回路５６ごとに０Ｖ〜２Ｖまでの範囲で調整した校正電圧ＶＰを入力する場合、第２ＤＡコンバータ５４として８ｂｉｔのＤＡコンバータを用いることで、０Ｖ〜２Ｖまでの範囲を０．１ｍＶ以下の分解能で調整することができ、これにより、基準電圧として９Ｖ〜１１Ｖまでの範囲を０．１ｍＶ以下の分解能で調整することができる。また、第１ＤＡコンバータ５２から出力される共通電圧ＶＣを変更することで、０．１ｍＶ以下の分解能を維持したまま基準電圧を９Ｖ〜１１Ｖ以外の範囲で設定することができる。
【００２２】
以上のように、検査装置１０において、差動増幅器２８の他方入力端子に入力する基準信号Ｖｒｅｆを発生する基準信号発生部５０は、各レーザ検査部２０ごとに高分解能なＤＡコンバータを複数ｎ個用いる必要がなく、コスト安価な回路構成とすることができる。
【００２３】
次に、上記の検査装置１０において、検出素子２４の受光感度や減光フィルタの減衰特性のばらつきにより生じる各レーザ検査部２０の受光量の減衰率を自動的に校正する方法について説明する。
【００２４】
まず、電流−光出力特性、すなわち、駆動電流値と光出力値の関係が既知の半導体レ−ザーである標準サンプルをｎ個用意し各レーザ検査部２０に装着する。このｎ個の標準サンプル（半導体レーザ）は実働条件と等しい光出力値ＰＳ（例えば、１２０ｍＷ）駆動時の基準駆動電流値Ｉs-1，Ｉs-2，Ｉs-3・・・，Ｉｓ-n（総称してＩｓという）及び平均的な微分効率値ηを予め別の測定装置で測定し、そのデータ値を制御部８０に記憶させる。
【００２５】
次いで、検査対象の半導体レーザ１をＩｓの最小値でＡＣＣ駆動し、各レーザ検査部２０ごとに受光素子２４により検出された光出力信号ＰＯＡ−１，ＰＯＡ−２，ＰＯＡ−３，・・・，ＰＯＡ−ｎ（総称してＰＯＡという）を制御部８０が記録する。このＡＣＣ駆動時の駆動電流の設定方法は、第１ＤＡコンバータ５２のみを制御して共通電圧ＶCを調整し、各校正電圧Ｖｐは全て０に設定する。
【００２６】
次いで、各光出力信号ＰＯＡの中から最小値を求め、その値で半導体レーザ１をＡＰＣ駆動する。なお、この時も共通電圧ＶCのみを制御し、各校正電圧Ｖｐは０に設定する。制御部８０は、ＡＰＣ駆動された半導体レーザ１より抽出した駆動電流ＩＯＰと、制御部８０に記憶させた標準サンプルの電流−光出力特性より定まる光出力値ＰＳに対応する駆動電流値Ｉｓ（例えば、１８０ｍＡ）及び微分効率値ηから下記式（１）に基づき算出された校正電圧Ｖｐを第２ＤＡコンバータ５４より出力させ、共通電圧ＶCに校正電圧Ｖｐを加算した基準信号Ｖｒｅｆ（＝Ｖｃ＋Ｖｐ）で標準サンプルを再度ＡＰＣ駆動させ、そのときの駆動電流ＩＯＰを抽出する。
【００２７】
Ｖｐ＝（Ｉｓ−ＩＯＰ）×η      （１）
そして、Ｉｓ−ＩＯＰが十分小さくなるまで校正電圧Ｖｐの算出と駆動電流ＩＯＰの抽出を繰り返した後、各レーザ検査部２０ごとに受光素子２４により検出された光出力信号ＰＯＢ−１，ＰＯＢ−２，ＰＯＢ−３，・・・，ＰＯＢ−ｎ（総称してＰＯＢという）を記録する。
【００２８】
次いで、制御部８０は、光出力信号ＰＯＢを光出力信号Ｐｓで除して各レーザ検査部２０ごとに校正係数Ｃ−１、Ｃ−２，Ｃ−３，・・・，Ｃ−ｎ（総称してＣという）を算出する。このようにして算出された校正係数Ｃ（＝ＰＯＢ／Ｐｓ）は、受光素子２４の受光感度や減光フィルタ２３の減衰特性のばらつきにより生じる各レーザ検査部２０の受光量の減衰率となる。
【００２９】
本実施形態にかかる検査装置１０では、コンピュータなどの制御部が校正係数Ｃを自動的に極めて短時間で算出することができるため、発熱による半導体レーザの特性変化の影響を受けることがなく、正確な校正係数Ｃを得ることができる。
【００３０】
次いで、各レーザ検査部２０から標準サンプルを取り外し、検査対象である半導体レーザ１を装着して、各半導体レーザ１の光出力値がＰＳになるように駆動電流をＡＰＣ制御する。その際、各校正係数の最小値をＣｍｉｎとするとＶｒｅｆは下記式（２）のように設定される。
【００３１】
Ｖｒｅｆ＝Ｖｃ＋Ｖｐ＝ＰＳ×Ｃｍｉｎ＋ＰＳ×（Ｃ−Ｃｍｉｎ）      （２）  
このように差動増幅器２８の他方入力端子に入力する基準信号Ｖｒｅｆとして校正係数Ｃを乗じた校正基準電圧を入力することで、各レーザ検査部２０の受光量の減衰率に依存することなく、全てのレーザ検査部２０において均一な負荷条件で検査対象の半導体レーザ１を駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる半導体レーザの検査装置のブロック回路図である。
【図２】同検査装置の基準電圧出力部を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…半導体レーザ
１０…検査装置
２０…レーザ検査部
２２…駆動回路
２３…減光フィルタ
２４…受光素子
２６…電流−電圧変換回路
２８…差動増幅器
５２…第１ＤＡコンバータ
５４…第２ＤＡコンバータ
５６…加算回路
８０…制御部
【図１】
2008053321.tif 000003
【図２】
2008053321.tif 000004