(57)【要約】【課題】誘導放出光と、レーザの発振波長とは異なる波長で発光している自然放出光成分とを分離して測定できる半導体レーザの検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】半導体レーザ駆動部１５を動作させて半導体レーザ１０を発振させることにより、半導体レーザ１０よりレーザ光が出射する。この出射光を、レンズ１１、レンズ１２を用いて、ＣＣＤ受光部１３に結像させ、その画像信号を変換して画像処理装置１４で表示させている。この時、レーザ発振波長とは異なる波長を透過するバンドパスフィルタ１６を、半導体レーザ１０の発光部と、受光部１３との間に挿入することにより、レーザの発振波長とは異なる波長で発光している自然放出光成分の強度パターンを観察することが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと、前記半導体レーザからの出射光を集光する集光手段と、前記集光手段により集光された前記出射光を受光する受光素子と、前記受光素子により光電変換された前記出射光信号を信号処理して画像に変換し、表示する画像処理装置を備えた半導体レーザの検査装置であって、前記半導体レーザの発光部と、前記受光素子との間に少なくとも一箇所、前記半導体レーザの発振波長とは異なる波長の光を透過するバンドパスフィルタを備えたことを特徴とする半導体レーザの検査装置。
【請求項２】
前記バンドパスフィルタを前記半導体レーザから前記受光素子までの前記半導体レーザの出射光路外に移動させる移動機構をさらに備えた請求項1記載の半導体レーザの検査装置。
【請求項３】
請求項１記載の検査装置を用いた半導体レーザの検査方法であって、前記バンドパスフィルタを通して受光素子に入射させた前記半導体レーザからの出射光の強度分布より前記半導体レーザにおける活性層の動作時のキャリア分布を求めることを特徴とする半導体レーザの検査方法。
【請求項４】
請求項２記載の検査装置を用いた半導体レーザの検査方法であって、前記バンドパスフィルタを通して受光素子に入射させた前記半導体レーザからの出射光の強度分布より前記半導体レーザにおける活性層の動作時のキャリア分布を求め、前記バンドパスフィルタを通さずに受光素子に入射させた前記半導体レーザからの出射光の強度分布より前記半導体レーザにおける導波路の屈折率分布を求めることを特徴とする半導体レーザの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザを主とする発光素子の発光スポット観察技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体レーザのニヤーフィールド発光パターンを観察する方法を、図２に示した構成を用いて説明する。図２に示した構成の類似例は例えば特許文献１に示されている。
【０００３】
半導体レーザ駆動部１５を動作させて半導体レーザ１０を発振させることにより、半導体レーザ１０よりレーザ光が出射する。この出射光を、レンズ１１、レンズ１２を用いて、ＣＣＤ受光部１３に結像させ、その画像信号を変換して画像処理装置１４で表示させることにより、半導体レーザ１０のニヤーフィールドパターンの観察を行う。
【特許文献１】特開平１１−１８３３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体レーザのレーザ発振後のニヤーフィールドパターンの強度分布は、半導体レーザの導波路の屈折率分布を反映したパターンとなる。このパターンは誘導放出光の強度パターンに相当する。一方、レーザ発振後における自然放出光の強度分布は、半導体レーザの活性層に注入されたキャリアの分布を反映している。これは、自然放出光の強度はｎ型キャリア濃度をｎ、ｐ型キャリア濃度をｐ、自然放出光係数をＢとすると、Ｂｎｐで与えられるためである。従って、レーザ発振中において、半導体レーザの活性層に注入されたキャリアの分布を知るためには、自然放出光の強度分布を調べると推定することができる。
【０００５】
ところが、従来の観察方法では、誘導放出光と、レーザの発振波長とは異なる波長で発光している自然放出光成分とを分離することができないため、自然放出光の強度分布を観察することは不可能であった。従って、レーザ動作中における活性層中のキャリア分布も観察することが出来なかった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、レーザ発振後においても、自然放出光の発光パターンを観察可能とし、レーザ動作中の活性層におけるキャリア濃度分布を観察可能とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の半導体レーザの検査装置は、半導体レーザと、前記半導体レーザからの出射光を集光する集光手段と、前記集光手段により集光された前記出射光を受光する受光素子と、前記受光素子により光電変換された前記出射光信号を信号処理して画像に変換し、表示する画像処理装置を備えた半導体レーザの検査装置であって、前記半導体レーザの発光部と、前記受光素子との間に少なくとも一箇所、前記半導体レーザの発振波長とは異なる波長の光を透過するバンドパスフィルタを備えたことを特徴とする。
【０００８】
前記バンドパスフィルタを前記半導体レーザから前記受光素子までの前記半導体レーザの出射光路外に移動させる移動機構をさらに備えるのが好ましい。
【０００９】
また、本発明の半導体レーザの検査方法は、前記バンドパスフィルタを通して受光素子に入射させた前記半導体レーザからの出射光の強度分布より前記半導体レーザにおける活性層の動作時のキャリア分布を求めることを特徴とする。
【００１０】
また、前記バンドパスフィルタが前記半導体レーザの出射光路上にあるときに、前記バンドパスフィルタを通して受光素子に入射させた前記半導体レーザからの出射光の強度分布より前記半導体レーザにおける活性層の動作時のキャリア分布を求め、また、前記バンドパスフィルタが前記半導体レーザの出射光路上にないときに、前記バンドパスフィルタを通さずに受光素子に入射させた前記半導体レーザからの出射光の強度分布より前記半導体レーザにおける導波路の屈折率分布を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、レーザ発振中において、半導体レーザの自然放出光の強度分布を観察できるため、レーザ発振中の活性層中のキャリア分布を推定することができ、高出力半導体レーザの良否判別や不良原因解明が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
レーザ発振後においても、自然放出光の発光パターンを観察可能とし、レーザ動作中の活性層におけるキャリア濃度分布を観察可能とするという目的を、簡便な構成で実現できた。
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら、説明を行う。
【００１３】
図１に示すのは、本発明の実施の形態１に関する半導体レーザの検査装置の構成である。
【００１４】
半導体レーザ駆動部１５を動作させて半導体レーザ１０を発振させることにより、半導体レーザ１０よりレーザ光が出射する。この出射光を、レンズ１１、レンズ１２を用いて、ＣＣＤ受光部１３に結像させ、その画像信号を変換して画像処理装置１４で表示させている。この時、レーザ発振波長とは異なる波長を透過するバンドパスフィルタ１６を、半導体レーザ１０の発光部と、受光部１３との間に挿入することにより、レーザの発振波長とは異なる波長で発光している自然放出光成分の強度パターンを観察することが可能になる。
【００１５】
このように本実施形態によれば、従来、観察することが不可能であったレーザ動作中の活性層のキャリア分布を自然放出光成分の強度分布から推定することが可能になる。この方法を使用することにより、例えば、次のような検査が可能となる。
【００１６】
半導体レーザを高出力動作させると、電流−光出力特性との間に非線形性が生じて特性に折れ曲がり（キンク）が見られる場合がある。このようなキンクが発生すると、レーザの光出力はキンクの発生点で上限が抑えられてしまい、高出力化への障害となっている。キンクの発生は、活性層中のキャリアの濃度分布形状の非対称性に起因する場合があるが、本実施形態によれば、このような現象を直接観察することが可能となり、半導体レーザの良否の判別や、他の解析手法と組み合わせたキンク発生原因の解明に大いに役立つ。
【００１７】
また、バンドパスフィルタ１６を半導体レーザ１０の出射光路外に移動できるような機構を設ければ、バンドパスフィルタの移動だけで、レーザ動作中の活性層のキャリア分布だけでなく、導波路の屈折率分布も同じ装置構成で測定・評価が可能となる。上記したようなキンクの発生は活性層のキャリア分布と導波路の屈折率分布とが大きくずれた場合に顕著となるから、両方の分布を同じ装置構成で測定できれば、迅速な解析が可能となるだけでなく、それぞれの分布の位置ずれを評価する際、測定系の誤差要因を考慮せずに済む。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における半導体レーザの検査装置の構成図
【図２】従来の技術における半導体レーザの検査装置の構成図
【符号の説明】
【００１９】
１０  半導体レーザ
１１  レンズ
１２  レンズ
１３  受光部
１４  画像処理装置
１５  半導体レーザ駆動部
１６  バンドパスフィルタ
【図１】
2005031035.tif 000003
【図２】
2005031035.tif 000004