(57)【要約】      （修正有）【課題】  ＡＰＣ駆動と素子の信頼性および周波数特性との両立を図り、最適な駆動電流で所望の光出力を得ることができる半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】  半導体レーザ装置１０は、ＶＣＳＥＬ１１０を搭載するステム１００と、ステム１００に取り付けられるキャップ１２０とを含み、キャップ１２０は、ＶＣＳＥＬ１１０から発せられるレーザ光を透過する透過窓１３２に光透過率が変化する調光ガラス１５０を含むものである。調光ガラス１５０は、リード端子１４２および１４６に与えられた電圧に応じて光透過率を変化させる。好ましくは、印加電圧は、ＡＰＣ駆動回路の動作に応答する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子を搭載する搭載手段と、
搭載手段に取り付けられる封止手段とを含み、
前記封止手段は、半導体レーザ素子から発せられるレーザ光を透過する透過窓に、光透過率が変化する調光ガラスを含む、半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記調光ガラスは、電場または温度によって光透過率が変化する、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記調光ガラスは、電場によって光透過率が変化するエレクトロクロミック調光ガラスである、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記調光ガラスは、温度によって光透過率が変化するサーモトロピック調光ガラスである、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記調光ガラスは、光照射によって光透過率が変化するフォトクロミックガラスを含む、請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記エレクトロクロミック調光ガラスの調光層は、無機電解質とＷＯ３を含む、請求項３に記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記サーモトロピック調光ガラスの調光層は、ＶＯ２膜を含む、請求項４に記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
前記エレクトロクロミック調光ガラスは、半導体レーザ素子の駆動電流を増加させるとき光透過率が上昇し、半導体レーザ素子の駆動電流を低下させるとき光透過率が減少する、請求項１、２、３または６に記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記サーモトロピック調光ガラスは、温度が上昇したとき光光透過率が上昇し、温度が低下したとき光透過率が低下する、請求項１、２、４または７に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
前記半導体レーザ素子が面発光型半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項１ないし９に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】
半導体レーザ装置はさらに、面発光型半導体レーザ素子が発したレーザ光のうち透過窓で反射されたレーザ光を受光する受光素子と、受光素子からの出力に基づき面発光型半導体レーザ素子の駆動を制御する駆動制御回路と、調光ガラスに印加される電圧を制御する電圧制御回路とを含み、前記電圧制御回路は、前記駆動制御回路が面発光型半導体レーザ素子への駆動電流を増加するとき、調光ガラスの光透過率が上昇するように印加電圧を制御する、請求項８ないし１０に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１２】
前記電圧制御回路は、前記駆動制御回路が半導体レーザ素子への駆動電流を低下するとき、調光ガラスの光透過率が低下するように印加電圧を制御する、請求項８に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２いずれか１つに記載された半導体レーザ装置と、当該半導体レーザ装置から発せられたレーザ光を光媒体を介して送信する送信手段とを備えた、光送信装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１２いずれか１つに記載された半導体レーザ装置と、当該半導体レーザ装置から発せられた光を空間伝送する伝送手段とを備えた、光空間伝送装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１２いずれか１つに記載された半導体レーザ装置と、当該半導体レーザ装置から発せられたレーザ光を送信する送信手段とを備えた、光送信システム。
【請求項１６】
請求項１ないし１２いずれか１つに記載された半導体レーザ装置と、当該半導体レーザ装置から発せられた光を空間伝送する伝送手段とを備えた、光空間伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報処理あるいは高速光通信の光源として利用される半導体レーザ装置に関し、特に、レーザ光を出射する透過窓の光透過率を変化させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザを通信分野等の光源に用いる場合、通信エラー等を抑制するためには一定以上の光出力が必要であり、その反面、アイセーフの観点から光出力を一定以下に抑える必要がある。半導体レーザの駆動方法には、定電流駆動（ＡＣＣ）と定出力駆動（ＡＰＣ）の２種類がある。ＡＣＣ駆動は、駆動電流が一定であるため、レーザ光の発振が安定化されるが、温度変化により光出力が変動するという欠点がある。ＡＰＣ駆動は、光出力が一定であるため、通常、半導体レーザの温度補償に用いられる。すなわち、ＡＰＣ駆動は、半導体レーザの温度が上昇すると光出力が低下するため、駆動電流を増加させて光出力を上げ、温度が低下すると光出力が上昇するため、駆動電流を低下させて光出力を下げるような駆動制御を行う。
【０００３】
一方、光通信や光記録等の技術分野において、面発光型半導体レーザ（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser diode：以下ＶＣＳＥＬと呼ぶ）への関心が高まっている。ＶＣＳＥＬは、しきい値電流が低く消費電力が小さい、円形の光スポットが容易に得られる、ウエハ状態での評価や光源の二次元アレイ化が可能であるといった、端面発光型半導体レーザにはない優れた特長を有する。これらの特長を生かし、通信分野における光源としての需要がとりわけ期待されている。
【０００４】
半導体レーザのＡＰＣ駆動に関する技術は、例えば特許文献１や特許文献２に開示されている。これらの文献によれば、半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子からの出射光のうち窓ガラスで反射された反射光を受光する受光素子を有し、受光素子の出力に基づき駆動電流の制御を行っている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７０９５２号
【特許文献２】特開２００４−７２０７２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１や特許文献２に示されるように、ＡＰＣ駆動が実用上頻繁に用いられている。ＡＰＣ駆動により光出力を安定化させることは可能であるが、高温になるにつれ駆動電流を高くしていくと、駆動電流の増加によりＶＣＳＥＬなどの半導体レーザの信頼性が低下し、あるいは寿命が短くなるという問題がある。一方、低温になるにつれ駆動電流を低くしていくと、周波数応答特性が低下するという問題がある。すなわち、半導体レーザをＡＰＣ駆動する場合には、駆動電流を一定の許容範囲内に収めることが要求される。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するものであり、ＡＰＣ駆動と素子の信頼性および周波数特性との両立を図り、最適な駆動電流で所望の光出力を得ることができる半導体レーザ装置を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】
本発明に係る半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子を搭載する搭載手段と、搭載手段に取り付けられる封止手段とを含み、封止手段は、半導体レーザ素子から発せられるレーザ光を透過する透過窓に光透過率が変化する調光ガラスを含むものである。
【０００９】
封止手段は、例えばステム上に搭載された半導体レーザ素子を封止し、素子を外部から保護する。封止は、必ずしも内部が気密状態になることを要せず、ステム上に取り付けられるキャップやカバーのようなものであってもよい。搭載手段は、半導体レーザ素子を固定するとともに、好ましくは、半導体レーザ素子に電気的に接続される外部端子を含むものであっても良い。
【００１０】
さらに好ましくは、調光ガラスは、電場によって光透過率が変化するエレクトロクロミック調光ガラスを用いることができる。この場合、エレクトロクロミック調光ガラスには電圧が印加され、これにより光透過率を変化させる。また、調光ガラスは、温度によって光透過率が変化するサーモトロピック調光ガラスであってもよい。さらに、光照射で光透過率が変化するフォトクロミック調光ガラスであってもよい。エレクトロクロミック調光ガラスの調光層は、例えば無機電解質とＷＯ３を含み、サーモトロピック調光ガラスの調光層は、ＶＯ２膜を含む。
【００１１】
サーモトロピック調光ガラスは、素子および／または周囲温度が上昇したとき、それに追従して光透過率が上昇し、反対に、素子および／または周囲温度が低下したとき光透過率が低下する。温度が上昇すると、半導体レーザ素子の光出力が低下するので、サーモトロピックガラスの光透過率を上昇させ、透過窓からのレーザ光の出射を促進させる。温度が低下すると、半導体レーザ素子の光出力が増加するので、サーモトロピックガラスの光透過率を低下させ、透過窓からのレーザ光の出射を制限させる。
【００１２】
半導体レーザ素子としては、プレーナーストライプ形、酸化物ストライプ形、内部ストライプ形、埋め込みストライプ形、横接合ストライプ形、三日月埋め込みストライプ形、ＤＦＢレーザ、多重量子井戸型レーザ、面発光型レーザなどの公知のものを使用することができるが、中でも前述したように面発光型半導体レーザは低消費電力、円形のビームプロファイルによるファイバとの結合が容易である点において好ましい。
【００１３】
好ましくは、半導体レーザ装置はさらに、半導体レーザ素子が発したレーザ光のうち透過窓で反射された光を受光する受光素子と、受光素子からの出力に基づき半導体レーザ素子の駆動を制御する駆動制御回路と、調光ガラスに印加される電圧を制御する電圧制御回路とを含み、電圧制御回路は、駆動制御回路が半導体レーザ素子への駆動電流を増加するとき、調光ガラスの光透過率が上昇するように印加電圧を制御する。これにより、素子または周囲温度が上昇した場合に、光出力の低下により駆動電流を増加させるが、透過窓の光透過率を上昇させることで、その分だけ駆動電流の増加を削減することができる。一方、電圧制御回路は、駆動制御回路が半導体レーザ素子への駆動電流を減少するとき、調光ガラスの光透過率が低下するように印加電圧を制御する。これにより、素子または周囲温度が低下した場合に、光出力の増加により駆動電流を減少させるが、透過窓の光透過率を低下させることで、その分だけ駆動電流の減少を削減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、透過窓に光透過率が変化する調光ガラスを設けたことにより、ＡＰＣ駆動において半導体レーザ素子を所定の駆動電流の範囲内で動作させることができ、光出力の安定定を図りつつ、素子の信頼性および周波数特性の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は本発明の実施例に係る半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図である。本実施例に係る半導体レーザ装置１０は、金属製の円盤状のステム１００と、ステム１００上に搭載されたＶＣＳＥＬ１１０および受光素子１２０と、ステム１００を覆うキャップ１３０と、ステム１００に取り付けられた複数の導電性金属からなるリード端子１４０〜１４８と、印加電圧によって光透過率を変化させる調光ガラス（エレクトロクロミック調光ガラス）１５０を含んでいる。
【００１７】
ステム１００の中央に、サブマウントを介してＶＣＳＥＬ１１０が固定されている。ＶＣＳＥＬ１１０は、図２に示すように、ｎ型のＧａＡｓ基板２１０の裏面にｎ側電極２２０を含み、基板２１０上に、ｎ型のＧａＡｓバッファ層２２４、ｎ型のＡｌＧａＡｓの半導体多層膜からなる下部ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector:分布ブラッグ型反射鏡）２２６、活性領域２２８、ｐ型のＡｌＡｓの外縁を酸化させた電流狭窄層２３０、ｐ型のＡｌＧａＡｓの半導体多層膜からなる上部ＤＢＲ２３２、ｐ型のＧａＡｓコンタクト層２３４を含む半導体層が積層されている。基板２１０には、コンタクト層２３４から下部ＤＢＲ２２６の一部に到達する深さのリング状の溝２３６が形成され、この溝２３６によりレーザ光の発光部である円筒状のポストＰとパッド形成領域２３８とが規定されている。ポストＰの頂部には、コンタクト層２３４にオーミック接続されたｐ側電極２４２が設けられ、ｐ側電極２４２の中央には、レーザ光の出射領域を規定する円形状の出射口２４４が形成されている。また、パッド形成領域２３８には、層間絶縁膜２４０を介して円形状の電極パッド２４６が形成され、電極パッド２４６はｐ側電極２４２に電気的に接続されている。このように構成されたＶＣＳＥＬ１１０は、ポストＰの出射口２４４から約８５０ｎｍの波長のレーザ光を出射する。
【００１８】
図１に戻り、ステム１００には、図示しない複数の貫通孔が形成されており、それぞれの貫通孔内にリード端子１４０〜１４８が挿入される。リード端子１４０〜１４８は、ガラス樹脂等により貫通孔内おいてステム１００と電気的に絶縁されている。ＶＣＳＥＬ１１０のｎ側電極２２０は、導電性接着剤等を介してサブマウント上に固定され、サブマウントは、リード端子１４４に電気的に接続されている。また、ｐ側電極２４２に接続される電極パッド２４６は、ボンディングワイヤ１１２によりリード端子１４０に電気的に接続されている。リード端子１４０および１４４間に駆動電圧を印加することで、ＶＣＳＥＬ１１０が駆動され、ポストＰの出射口２４４からレーザ光が出射され、出射されたレーザ光はキャップ１３０の中央に設けられた透過窓１３２を介して外部へ出力される。
【００１９】
ＶＣＳＥＬ１１０から一定の距離だけ離された位置に受光素子１２０が取り付けられている。受光素子１２０は、ＶＣＳＥＬ１１０から出射されたレーザ光のうち透過窓１３２で反射されたレーザ光の一部を受光する。受光素子１２０は、例えば、フォトダイオードまたはフォトトランジスタから構成される。受光素子１２０のカソード電極は、リード端子１４４に電気的に接続され、アノード電極はリード端子１４８に電気的に接続される。受光素子１２０の出力信号はリード端子１４４と１４８間に出力される。
【００２０】
キャップ１３０は、円形状の金属部材であり、その周縁の脚部１３４がステム１００に溶接等により固定されている。キャップ１３０の内部空間１３６内にＶＣＳＥＬ１１０および受光素子１２０が封止されている。封止は、完全な気密状態であることは要しない。
【００２１】
キャップ１３０の中央には、円形状の透過窓１３２が形成されており、透過窓１３２内には、電圧によって光透過率を変化させる調光ガラス１５０が取り付けられている。調光ガラス１５０は、図３に示すように、一対のガラス１５２ａ、１５２ｂと、一対のガラス１５２ａ、１５２ｂの対向面に蒸着された透明導電膜（ＩＴＯ）１５４ａ、１５４ｂと、一対の透明導電膜１５４ａ、１５４ｂに挟まれた調光層とから構成されている。調光層は、例えば、酸化タングステン（ＷＯ３）薄膜１５６ａと、無機電解質１５８と、対極１５６ｂとから構成される。
【００２２】
ガラス１５２ｂには、図１に示すように、透明導電膜１５４ｂを露出するための貫通孔が形成され、この貫通孔内にリード端子１４２が挿入され、リード端子１４２が透明導電膜１５４ｂと電気的に接続されている。さらに、ガラス１５２ｂから対極１５６ａに至るまで貫通孔が形成され、この貫通孔内にリード端子１４６が挿入され、リード端子１４６と透明導電膜１５４ａが電気的に接続されている。リード端子１４２とリード端子１４６との間に電圧を印加することで調光層へ電界が与えられる。
【００２３】
図４は、調光ガラスの印加電圧と光透過率の関係を示すグラフである。対極１５６ｂの材料として、Ｎｂ／Ｆｅ−ｏｘｉｄｅを用いている。印加電圧が１．６Ｖの印加電圧のとき、波長８５０ｎｍの光透過率は約５５％であり、印加電圧が−２．６Ｖの電圧印加のとき、光透過率は約１０％に低下する。電圧が印加されていない初期状態では、印加電圧が１．６Ｖの時よりも幾分だけ光透過率が低い。また、印加電圧を−２．８Ｖにすると、光透過率はさらに低下する。詳細は、B. Orel, et al, RECENT PROGRESS IN SOL-GEL DERIVED ELECTROCHROMIC DEVICE National Institute of Chemistry, Hajdrihova 19, Ljubljana, Slovenia, 1988, 45(4), pp.487-506に記載されている。なお、調光層の材料を変更することにより電圧と光透過率の関係を適宜選択することができる。
【００２４】
図５は、本実施例の好ましい面発光型半導体レーザ装置の駆動回路を示す図である。受光素子１２０は、ＶＣＳＥＬ１１０のレーザ光出力をモニタするため、透過窓１３２で反射されたレーザ光の一部を受光し、その受光量に応じた出力信号をＡＰＣ駆動回路２６０に供給する。ＡＰＣ駆動回路２６０は、受光素子１２０からの出力信号に基づき、レーザ光出力が一定となるように駆動電流をＶＣＳＥＬ１１０に供給する。調光ガラス駆動回路２７０は、ＡＰＣ駆動回路２６０からの制御信号に基づきリード端子１４２、１４６を介して調光ガラス１５０に電圧を印加する。
【００２５】
図６は、ＡＰＣ駆動回路および調光ガラス駆動回路の動作フローを示す図である。先ず、調光ガラス駆動回路２７０により調光ガラス１５０の初期光透過率Ｔｏの設定が行われる（ステップＳ１０１）。ＡＰＣ駆動における許容最大印加電圧Ｖｍａｘ時の光透過率をＴｍａｘ、許容最小印加電圧Ｖｍｉｎ時の光透過率をＴｍｉｎとすると、初期の光透過率Ｔｏは、例えば、Ｔｏ＝１／２（Ｔｍｉｎ＋Ｔｍａｘ）となるように電圧が調光ガラス１５０に印加される。
【００２６】
次に、ＡＰＣ駆動回路２６０はＶＣＳＥＬ１１０に駆動電流を供給し、ＶＣＳＥＬ１１０を発振させる（ステップＳ１０２）。ＶＣＳＥＬ１１０からのレーザ光の一部は、調光ガラス１５０を透過して外部へ出力され、その一部が透光窓１３２で反射され、受光素子１２０により光出力がモニタされる（ステップＳ１０３）。
【００２７】
ＡＰＣ駆動回路２６０は、受光素子１２０の出力信号に基づき、光出力が予め決めれた設定値Ｐに一致するか否かを判定する（ステップＳ１０４）。なお、光出力が設定値Ｐを含む一定の範囲内にあるとき、一致すると判定しても良い。設定値Ｐに一致せず、設定値Ｐよりも小さいと判定した場合には（ステップＳ１０５）、ＡＰＣ駆動回路２６０は、ＶＣＳＥＬ１１０への駆動電流を増加させる（ステップＳ１０６）。同時に、ＡＰＣ駆動回路２６０は、調光ガラス駆動回路２７０に対して調光ガラス１５０の光透過率を向上させる制御信号を出力する。これに応答して、調光ガラス駆動回路２７０は、印加電圧を増加させ、調光ガラス１５０の光透過率を上昇させる（ステップＳ１０７）。ＶＣＳＥＬ１１０やその周囲温度が上昇すると、ＶＣＳＥＬの光出力が低下するが、この際、ＡＰＣ駆動回路２６０は、調光ガラス１５０の光透過率が上昇されるため、この分を考慮してＶＣＳＥＬ１１０の駆動電流を増加させればよいことになる。その結果、ＶＣＳＥＬへの許容最大駆動電流を小さくすることができ、大電流によるＶＣＳＥＬの信頼性や寿命の低下を抑制することができる。
【００２８】
一方、レーザ光の光出力が設定値Ｐよりも大きいと判定した場合には（ステップＳ１０５）、ＡＰＣ駆動回路２６０は、ＶＣＳＥＬ１１０への駆動電流を低下させる（ステップＳ１０８）。同時に、ＡＰＣ駆動回路２６０は、調光ガラス駆動回路２７０に対して調光ガラス１５０の光透過率を低下させる制御信号を出力する。これに応答して、調光ガラス駆動回路２７０は、印加電圧を減少させ、調光ガラス１５０の光透過率を低下させる（ステップＳ１０９）。ＶＣＳＥＬ１１０やその周囲温度が低下すると、ＶＣＳＥＬの光出力が増加し、この際、ＡＰＣ駆動回路２６０は、調光ガラス１５０の光透過率が低下するため、この分を考慮してＶＣＳＥＬ１１０の駆動電流を減少させればよいことになる。その結果、ＶＣＳＥＬへの許容最小駆動電流を大きくすることができ、周波数応答性の低下を抑制することができる。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施例に係る半導体レーザ装置について説明する。第１の実施例は、エレクトロクロミック調光ガラスを用いたが、第２の実施例は、サーモトロピック調光ガラスを用いている。図７は、第２の実施例の半導体レーザ装置の概略断面図であり、第１の実施例と共通する部分には同一番号を付してある。
【００３０】
キャップ１３０の中央の透過窓１３２にサーモトロピック調光ガラス２８０が取り付けられている。サーモトロピック調光ガラス２８０は、、上下一対のガラス２８２と、ガラスによって挟まれた有機ポリマー２８４とを含み、温度の変化によって光透過率を変化させるものである。サーモトロピック調光ガラス２８０は、エレクトロクロミック調光ガラスと異なり外部電圧を必要としないため、パッケージに用いられるリード端子１４０、１４４、１４８の３つである。
【００３１】
サーモトロピック調光ガラス２８０の光透過率の変化を図８に示す。同図は、Ｖｏ２とＶｏｘＦｙを用いたときの２５℃および８０℃の光透過率を示している。波長が約５００から８５０ｎｍの範囲（範囲Ｋで示す）において、２５℃のとき光透過率は約５０％、８０℃のとき光透過率は６０％である。詳細はElizabeth E. Chain OPTICAL PROPERTIES OF VANADIUM DIOXIDE AND VANDIUM PENTOXIDE THIN FILMS, Applied Optics, Vol.30,No.19,pp2782-2787に記載されている。ＶＣＳＥＬまたはその周囲温度が上昇したとき、光出力が低下するが、その一方でサーモトロピック調光ガラス２８０の光透過率が範囲Ｋにおいては上昇するため、ＡＰＣ駆動回路２６０は、光透過率の上昇を加味してＶＣＳＥＬ１１０の駆動電流を増加させればよい。その反対に、温度が低下したとき、光出力が増加するが、サーモトロピック調光ガラス２８０の光透過率が低下するため、ＡＰＣ駆動回路２６０は、その低下分を加味して駆動電流を減少させればよい。
【００３２】
第２の実施例によれば、温度変化に応じてサーモトロピック調光ガラス２８０の光透過率を自動的に可変することができるため、第１の実施例のように外部からの電圧供給が不要となり、半導体レーザ装置の簡素化、および低コスト化を図ることができる。なお、サーモトロピック調光ガラスの材料を変更することにより変化する所望の温度と光透過率の関係を適宜選択することが可能である。
【００３３】
第１および第２の実施例では、エレクトロクロミック調光ガラスおよびサーモトロピック調光ガラスを用いたが、これら以外にも、例えば、光照射に応じて光透過率を可変するフォトクロミック調光ガラスや、電界を与えて光透過率を変化させる液晶調光ガラス（ポリマー分散型液晶）などを調光ガラスに用いることもできる。
【００３４】
上記実施例では、基板上に単一のポストＰ（発光部）が形成されたシングルスポット型のＶＣＳＥＬを例示したが、基板上に複数のポストが形成されたマルチスポット型のＶＣＳＥＬを搭載した半導体レーザ装置であってもよい。さらに、ＶＣＳＥＬのレーザ光として８５０ｎｍを例示したが、勿論、これ以外の波長であってもよく、レーザ光の波長に応じて調光ガラスの材質を適宜選択することができる。
【００３５】
図９は、図１に示す半導体レーザ装置を光送信装置に適用したときの構成を示す断面図である。光送信装置４００は、ステム１００に固定された円筒状の筐体４１０と、筐体４１０の端面に一体に形成されたスリーブ４２０と、スリーブ４２０の開口４２２内に保持されるフェルール４３０と、フェルール４３０によって保持される光ファイバ４４０とを含んで構成される。
【００３６】
ステム１００の円周方向に形成されたフランジには、筐体４１０の端部が固定される。フェルール４３０は、スリーブ４２０の開口４２２に正確に位置決めされ、光ファイバ４４０の光軸が調光ガラス１５０のほぼ中央に整合される。フェルール４３０の貫通孔４３２内に光ファイバ４４０の芯線が保持されている。
【００３７】
ＶＣＳＥＬ１１０の表面から出射されたレーザ光は、調光ガラス１５０を介して光ファイバ４４０の芯線に入射され、送信される。上記例では、調光ガラス１５０から光ファイバへレーザ光を入射させているが、その間に、ボールレンズやこれ以外にも両凸レンズや平凸レンズ等の他のレンズを用いることができる。さらに、光送信装置４００は、ＡＰＣ駆動回路や調光ガラス駆動回路を搭載するものであってもよい。さらに、光送信装置４００は、光ファイバ４４０を介して光信号を受信するための受信機能を含むものであってもよい。
【００３８】
図１０は、図１または図９に示すパッケージを空間伝送システムに用いたときの構成を示す図である。空間伝送システム５００は、パッケージ３００と、集光レンズ５１０と、拡散板５２０と、反射ミラー５３０とを含んでいる。集光レンズ５１０によって集光された光は、反射ミラー５３０の開口５３２を介して拡散板５２０で反射され、その反射光が反射ミラー５３０へ向けて反射される。反射ミラー５３０は、その反射光を所定の方向へ向けて反射させ、光伝送を行う。空間伝送の光源の場合には、マルチスポット型のＶＣＳＥＬを用い、高出力を得るようにしてもよい。
【００３９】
図１１は、ＶＣＳＥＬを光源に利用した光伝送システムの一構成例を示す図である。光伝送システム６００は、ＶＣＳＥＬ１１０を含む光源６１０と、光源６１０から放出されたレーザ光の集光などを行う光学系６２０と、光学系６２０から出力されたレーザ光を受光する受光部６３０と、光源６１０の駆動を制御する制御部６４０とを有する。制御部６４０は、ＶＣＳＥＬを駆動するための駆動パルス信号を光源６１０に供給する。光源６１０から放出された光は、光学系６２０を介し、光ファイバや空間伝送用の反射ミラーなどにより受光部６３０へ伝送される。受光部６３０は、受光した光をフォトディテクターなどによって検出する。受光部６３０は、制御信号６５０により制御部６４０の動作（例えば光伝送の開始タイミング）を制御することができる。
【００４０】
次に、光伝送システムに利用される光伝送装置の構成について説明する。図１２は、光伝送装置の外観構成を示している。光伝送装置７００は、ケース７１０、光信号送信／受信コネクタ接合部７２０、発光／受光素子７３０、電気信号ケーブル接合部７４０、電源入力部７５０、動作中を示すＬＥＤ７６０、異常発生を示すＬＥＤ７７０、ＤＶＩコネクタ７８０、送信回路基板／受信回路基板７９０を有している。
【００４１】
光伝送装置７００を用いた映像伝送システムを図１３に示す。映像伝送システム８００は、映像信号発生装置８１０、画像表示装置８２０、ＤＶＩ用電気ケーブル８３０、送信モジュール８４０、受信モジュール８５０、映像信号伝送光信号用コネクタ８６０、光ファイバ８７０、制御信号用ケーブルコネクタ８８０、電源アダプタ８９０、ＤＶＩ用電気ケーブル９００を含んでいる。映像信号発生装置８１０で発生された映像信号を液晶ディスプレイなどの画像表示装置８２０に伝送するため、図１２に示す光伝送装置を利用している。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る半導体レーザは、光情報処理や光高速データ通信の分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施例に係る半導体レーザ装置のＸ−Ｘ線概略断面図、図１（ｂ）は平面図である。
【図２】図１のＶＣＳＥＬの構成を示す断面図である。
【図３】図１に示す調光ガラスの構成を示す断面図である。
【図４】調光ガラスの電圧と光透過率の一例を示すグラフである。
【図５】本実施例の半導体レーザ装置の駆動回路を示す図である。
【図６】本実施例のＡＰＣ駆動回路および調光ガラス駆動回路の動作フローを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係る半導体レーザ装置の概略断面図である。
【図８】サーモトロピック調光ガラスの光透過率の変化を示すグラフである。
【図９】図９に示すパッケージを用いた光送信装置の構成を示す概略断面図である。
【図１０】図１０に示すパッケージを空間伝送システムに用いたときの構成を示す図である。
【図１１】光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】光伝送装置の外観構成を示す図である。
【図１３】図１２の光伝送装置を利用した映像伝送システムを示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０：半導体レーザ装置                １００：ステム
１１０：ＶＣＳＥＬ                    １１２：ボンディングワイヤ
１２０：受光素子                      １３０：キャップ
１３２：透過窓                        １４０〜１４８：リード端子
１５０：調光ガラス                    １５２ａ、１５２ｂ：ガラス
１５４ａ、１５４ｂ：透明導電膜        １５６ａ、１５６ｂ：ＷＯ３薄膜
１５８：電解質                        ２６０：ＡＰＣ駆動回路
２７０：調光ガラス駆動回路            ２８０：サーモトロピック調光ガラス
２８２：ガラス                        ２８４：有機ポリマー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図４】
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