(57)【要約】【課題】  外的要因などによって生じる高次モード発振部分の変動によるノイズ発生を抑制した半導体レーザ装置を提供することを目的とする。【解決手段】  ＶＣＳＥＬ１４０を搭載するケース本体１１０と、ケース本体１１０に取り付けられ出射窓１３２が形成されたキャップ１３０と、キャップ１３０の裏面に取り付けられたガラス１４０と、ガラス１４０に積層された光吸収部材１３８とを備えている。光吸収部材１３８には、光軸Ｏに整合する開口１３８ａが形成されている。開口１３８ａは、ＶＣＳＥＬ１４０から出射されるマルチモード光の外縁部分を吸収する。【選択図】      図１
2007027471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子を含む半導体レーザ装置であって、
半導体レーザ素子を搭載する搭載手段と、
半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の一部を透過する光透過手段と、
半導体レーザ素子の光軸に整合して配され、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の一部を吸収する光吸収手段と、
を有する半導体レーザ装置。
【請求項２】
光透過手段は、レーザ光の遠視野像の中心部分を透過し、光吸収手段は、レーザ光の遠視野像の外縁部分を吸収する、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
光吸収手段は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の広がり角を絞るようにレーザ光の一部を吸収する、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
半導体レーザ装置はさらに、搭載手段に取り付けられたカバーを含み、カバーにはレーザ光を出射するための出射窓が形成されており、光吸収手段は、出射窓に整合するように配置されている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
光吸収手段は、光透過手段の両側もしくは一方の面側に配置されている、請求項１ないし４いずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
光吸収部材は、減光フィルターを含む、請求項１ないし５いずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
減光フィルターは、半導体レーザ素子からのレーザ光を一様に吸収する吸収フィルターである、請求項６に記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】
光吸収手段は、円形状の開口を含み、光透過手段を透過した光が開口に入射され、または開口を通過した光が光透過手段を透過する、請求項１ないし７いずれか１つ記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
光吸収手段の前記開口の半径をＲ０、光吸収手段におけるレーザ光の遠視野像の半径をＲ、Ｒ０とＲの比をｎ（ｎ＝Ｒ０／Ｒ）としたとき、０．５＜ｎ＜０．８である、請求項９に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
光透過手段は半導体レーザ素子の光軸に整合したレンズを含み、当該レンズに光吸収手段が取り付けられている、請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】
前記レンズは、球レンズまたは平板レンズである、請求項１１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１２】
前記レンズは、出射窓に取り付けられている、請求項４に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１３】
半導体レーザ装置は、搭載手段に搭載された半導体レーザ素子を封止する封止手段を有する、請求項１ないし１２いずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項１４】
光吸収手段は、封止手段に取り付けられる、請求項１ないし１３いずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項１５】
半導体レーザ素子は、マルチモード光を出射する面発光型半導体レーザ素子である、請求項１ないし１４いずれか１つに記載の半導体レーザ装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１５いずれか１つに記載された半導体レーザ装置と、半導体レーザ装置から発せられた光を光媒体により送信する送信手段とを備えた、光送信装置。
【請求項１７】
請求項１ないし１５いずれか１つに記載された半導体レーザ装置と、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１８】
請求項１ないし１５いずれか１つに記載された半導体レーザ装置と、半導体レーザ装置から発せられた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１９】
請求項１ないし１５いずれか１つに記載された半導体レーザ装置と、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、面発光型半導体レーザ素子（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser diode  以下、ＶＣＳＥＬという）を用いた半導体レーザ装置に関し、特に、安定した光強度を有するレーザ光を出射するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＶＣＳＥＬは、半導体基板の表面から光が出射されるレーザダイオードであり、端面発光型のレーザダイオードと比べて、駆動電流が低い、ウエハレベルでの特性検査が可能、および２次元化が容易にできる、といった特徴を備えている。このため、光情報処理や光通信用の光源、または光を使用してなされるデータ記憶装置の光源として利用されている。
【０００３】
一般に、ＶＣＳＥＬが形成されたチップは、カンパッケージや樹脂パッケージ内に封止された状態で使用され、また、そのようなパッケージにレンズや光ファイバなどの光学部材を取り付けて使用している。ＶＣＳＥＬから発せられたレーザ光は、レンズや光ファイバを介して光伝送されるが、光ファイバやレンズ等の位置決めが正確に成されないと、レーザ光のパワーが損なわれてしまう。
【０００４】
こうした問題に対し、特許文献１は、光ファイバ、レンズ、およびレーザ素子を含む半導体レーザモジュールにおいて、光ファイバの回転調芯を不要にすることで調芯時間を短縮し、かつ、高い結合効率を実現する技術を開示している。
【０００５】
特許文献２は、活性層を光閉込め層で挾み、さらに光閉込め層をガイド層で挾み、これらガイド層をクラッド層で挾んだ構造の半導体レーザを開示している。これにより、しきい値の上昇ならびに微分効率の低下を招くことなく、光フィールド分布を広げ、レーザ特性として垂直横放射角を低減し、光ファイバとの結合効率を高めている。
【０００６】
特許文献３は、図１６に示すように、ＶＣＳＥＬ１を搭載する金属ステム３０と、金属ステム３０に取り付けられ、金属ステム３０との間に内部空間を形成するキャップ４０とを有する半導体レーザ装置を開示している。キャップ４０には出射窓４４が形成され、窓４４には透過ガラス４６と減光フィルター４８の積層体が取り付けられている。これにより、高出力タイプのＶＣＳＥＬのレーザ光の一部が透過窓４４、４６、４８によって吸収されるようにし、出力を抑制している。
【０００７】
特許文献４は、上部反射鏡上に設けられた金属アパーチャーの開口部の径を酸化アパーチャーの開口部の径よりも１ないし５ミクロン小さくすることで、出射されるレーザ光の横モードの安定性という要件を満たしながら、低広がり角、低抵抗、高出力、かつ高効率で高速応答性に優れたＶＣＳＥＬを開示している。さらに、このようなＶＣＳＥＬをマルチモード型光ファイバの光源に用いることを可能にしている。
【０００８】
特許文献５は、半導体発光素子から射出される光がパッケージに開口した窓に形成された透光性の封止部材を透過して射出される半導体発光装置において、透光性の封止部材は半導体発光素子から射出される光が透過する領域以外の部分に光を吸収する光吸収膜を形成している。この光吸収膜によってパッケージ内における乱反射成分の光を吸収している。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−９６８３９号
【特許文献２】特開平５−３３６４号
【特許文献３】特開２００５−１９８８１号
【特許文献４】特開２００４−６３７０７号
【特許文献５】特開２００４−７９６４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１７は、図１６に示す従来のＶＣＳＥＬのカンパッケージの出射窓とレーザ光の広がり角度との関係を示す図である。キャップ４０の中央部には円形状の出射窓４４が形成され、出射窓４４を覆うように、キャップ４０の裏面に透過ガラス４６および減光フィルター４８が取り付けられている。ＶＣＳＥＬ１の基板から垂直方向に出射されるレーザ光は、減光フィルター４８によって一様に減光され、その後、透過ガラス４６を介して出射窓４４から出射されるようになっている。
【００１１】
図１８は、マルチモード発振をしているＶＣＳＥＬの模式的な遠視野像（ＦＦＰ）であり、ＶＣＳＥＬのマルチモード光の強度分布を示している。マルチモード光は、一般に光軸を中心にドーナツ状の強度分布を有する。このため、遠視野像において、中央部分に光強度の弱い領域Ｐ０が存在し、その周囲に光強度の強いドーナツ状の領域Ｐ１が存在し、さらにその周囲に高次モードの光強度の弱い領域Ｐ２が存在する。
【００１２】
マルチモード光を光通信等の光源に用いる場合、光出力を一定に保つようにするため、光出力をモニターし、駆動電流を制御している。駆動電流が変化すると、ＦＦＰの形状が変化する。駆動電流が小さくなると、ＦＦＰの形状は小さくなる傾向にある。環境温度等が高くなると光出力が低下するため、駆動電流が増加され、これにより、モードの次数の変化が生じ易く、ＦＦＰの形状が大きくなる傾向がある。すなわち、駆動電流の変化に応じて、光強度の強い領域Ｐ１より外縁の光強度の弱い領域Ｐ２が不安定となり、これがノイズの原因となってしまうことがある。特に、マルチモード光による光通信の場合、シングルモード光と異なり、受信側が比較的広い範囲での光量を検出するため、このノイズによって誤った検出をしてしまうおそれがある。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決し、外的要因などによって生じる高次モード発振部分の変動によるノイズ発生を抑制した半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
さらに本発明の目的は、出射されるレーザ光の光強度またはビーム径を均一化、安定化させることができる半導体レーザ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る半導体レーザ素子を含む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、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の一部を透過する光透過手段と、半導体レーザ素子の光軸に整合して配され、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の一部を吸収する光吸収手段とを有する。
【００１５】
好ましくは、光透過手段は、レーザ光の遠視野像の中心部分を透過し、光吸収手段は、レーザ光の遠視野像の外縁部分を吸収する。光吸収手段は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の広がり角を絞るようにレーザ光の一部を吸収するようにしてもよい。
【００１６】
半導体レーザ装置はさらに、搭載手段に取り付けられたカバー（例えば、キャップ）を含み、カバーにはレーザ光を出射するための円形状の出射窓が形成されている。光吸収手段は、この出射窓に整合するように配置されている。
【００１７】
光吸収手段は、光透過手段の両側もしくは一方の面側に配置することができる。光吸収部材は、減光フィルター（例えば、Ｎｄフィルター）を用いることができる。
【００１８】
好ましくは、光吸収手段は、円形状の開口を含み、光透過手段を透過した光が開口に入射され、または開口を通過した光が光透過手段を透過する。光吸収手段の前記開口の半径をＲ０、光吸収手段におけるレーザ光の遠視野像の半径をＲ、Ｒ０とＲの比をｎ（ｎ＝Ｒ０／Ｒ）としたとき、０．５＜ｎ＜０．８である。この範囲を満足させることで、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の最低光強度を保ちながら、レーザ光のノイズ抑制を行うことができる。
【００１９】
好ましくは、光透過手段は半導体レーザ素子の光軸に整合したレンズを含み、当該レンズに光吸収手段が取り付けられている。レンズは、球レンズまたは平板レンズである。レンズは、出射窓に取り付けるようにしてもよい。
【００２０】
半導体レーザ装置は、搭載手段に搭載された半導体レーザ素子を封止する封止手段を有する。封止手段は、レーザ光が出射される空間に光透過性の樹脂を用いる。この場合、光吸収手段は、樹脂封止されたパッケージの上面に取り付けることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る半導体レーザ装置によれば、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の一部（好ましくは外縁部分）を光吸収手段により吸収するようにしたので、半導体レーザ装置から出射されるレーザ光の光強度およびビーム径を安定化させ、かつ均一化させることができる。これにより、光通信等におけるノイズの発生が抑制され、正確な光通信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る面発光型半導体レーザの実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施例に係る半導体レーザ装置を示す図である。本実施例に係る半導体レーザ装置１００は、ＶＣＳＥＬチップを搭載するケース本体（金属製ステム）１１０と、ケース本体１１０の裏面から突出する複数のリードピン１２０、１２２、１２４と、ケース本体１１０に取り付けられる金属製のキャップ１３０とを含んで構成されている。
【００２４】
ケース本体１１０には、複数のリードピン１２２、１２４を取り付けるための貫通孔１１２が形成される。貫通孔１１２の内壁には絶縁体膜１１４が充填され、挿入されるリードピン１２２、１２４を電気的に絶縁している。リードピン１２０は、ケース本体１１０と一体になるよう形成されている。ケース本体１１０の表面には、ＶＣＳＥＬチップ１４０が搭載されている。リードピン１２０は、接地端子であり、ケース本体１１０およびＶＣＳＥＬチップ１４０のｎ側電極に電気的に接続されている。リードピン１２２は、ＶＣＳＥＬチップ１４０のｐ側電極と電気的に接続され、ＶＣＳＥＬ１４０に駆動電流を供給する。リードピン１２４は、ケース本体１１０の表面に取り付けられたＶＣＳＥＬチップ１４０の発光状態をモニターするフォトダイオード等の光検出素子図示省略）の出力に接続されている。リードピン１２０、１２２、１２４の端部が、例えば、ワイヤボンディングによりｐ側電極等に接続されている。
【００２５】
ケース本体１１０は円盤状を有し、その外縁には環状のフランジ１１６が形成されている。フランジ１１６には、キャップ１３０が溶接等により取り付けられる。キャップ１３０は、円筒状を有し、その頂部には、円形状の出射窓１３２が形成されている。出射窓１３２の中心は、ＶＣＳＥＬチップ１４０のレーザ光が出射される光軸Ｏに整合される。これにより、ＶＣＳＥＬチップ１４０から出射されたレーザ光は、出射窓１３２を介して半導体レーザ装置１００の外部へ出射される。
【００２６】
キャップ１３０の裏面には、その裏面形状に合わせて円形状の光透過部材としてのガラス１３４が取り付けられる。ガラス１３４の外周部は、例えば接着部材１３６によりキャップ１３０の裏面に固定されている。ガラス１３４の反対側の面には、光吸収部材１３８が接着されている。光吸収部材１３８は、例えば減光フィルターから構成され、入射された光を一様に吸収する性質を有している。光吸収部材１３８の中央には、円形状の開口１３８ａが形成されている。開口１３８ａの中心は、光軸Ｏに整合され、開口１３８ａはガラス１３４の一部を露出させている。キャップ１３０の出射窓１３２は、ガラス１３４により閉じられ、キャップ１３０とケース本体１１０によって密閉された内部空間は、例えば窒素ガスによって充填されるようにしてもよい。
【００２７】
図２は、レーザ光の広がり角と光吸収部材の開口との関係を説明する図である。θは、ＶＣＳＥＬチップ１４０から出射されるレーザ光の広がり角、ｒは、ＶＣＳＥＬチップ１４０の光軸Ｏを基準とする発光点メサの半径、ｄは、ＶＣＳＥＬチップ１４０の表面から光吸収部材１３８の表面までの距離、Ｒは、レーザ光の光吸収部材１３８における遠視野像の半径、Ｒ０は、光吸収部材１３８の開口１３８ａの半径すなわち光を透過する領域の大きさである。
【００２８】
本実施例では、光吸収部材１３８の開口１３８ａは、レーザ光の遠視野像の外縁部を吸収し、その広がり角θを絞るような大きさに設定される。しかし、光吸収部材１３８による光量の吸収が大きくなると、半導体レーザ装置に結合される光ファイバ等に入射する光量が減少してしまう。従って、あまり吸収領域を大きくすると、ノイズへ寄与する部分だけでなく、信号成分まで減少させてしまい、得策でない。そこで、光透過部材１３８の吸収による光量低下が信号成分に対し問題にならない範囲として、光透過領域の半径Ｒ０（開口１３８ａの半径）を設定する。
【００２９】
図３は、光透過領域の半径Ｒ０と光出力の関係を示す図である。縦軸は、出射窓を通過後の光出力相対値を示し、横軸は、光吸収部材１３８における遠視野像の半径Ｒとの比ｎ（ｎ＝Ｒ０／Ｒ）を示している。ｎ＝１のとき、光吸収部材１３８の開口１３８ａの半径Ｒ０が遠視野像の半径Ｒに等しく、言い換えれば、ＶＣＳＥＬ１４０からのレーザ光は光吸収部材１３８により吸収されない。このため、出射窓１３４の通過後の光出力は変化せず、光出力相対値は１である。但し、ガラス１３４による光吸収は無視できる程度に小さいものとする。一方、ｎ＝０のとき、光吸収部材１３８には開口１３８ａが形成されていない状態であり、ガラス１３４の全面が光吸収部材１３８によって覆われていることになる。このとき、光出力相対値は０である。但し、光吸収部材１３８により実質的に大部分の光が吸収されるものとする。
【００３０】
本実施例では、光吸収部材１３８の開口１３８ａの半径Ｒ０を決定するｎの値を、０．５＜ｎ＜１の範囲に設定する。ｎが０．５よりも大きければ、ＶＣＳＥＬ１４０から出射されたレーザ光の光量の低下を全体の半分以下に抑えることができる。より好ましくは、ｎ＝０．８である。このとき、光量の低下は、全体の１０％以下におさまり、かつ遠視野像の外縁部分を除去することがき、最適な値となる。
【００３１】
図４は、光吸収部材における光軸方向の遠視野像の断面図を示したものである。ＶＣＳＥＬチップの広がり角θが約２０度であるとき、ｎ＝０．８に設定すると、光軸Ｏを中心にそれぞれ±１０度の範囲のレーザ光が光吸収部材１３８の開口１３８ａを透過し、それよりも外側の光が光吸収部材１３８によって吸収されることになる。
【００３２】
上記した図１８において説明したように、ＶＣＳＥＬがマルチモード発振されているとき、遠視野像は、光軸Ｏを中心にドーナツ状の光強度の強い領域Ｐ１と、その周囲に不安定な高次モードの光強度の弱い領域Ｐ２が存在する。開口１３８ａの大きさを最適な範囲に設定することで、光強度の弱い領域Ｐ２を光吸収部材１３８に一致させることができる。これにより、レーザ光の領域Ｐ２に対応する一部が、光吸収部材１３８に吸収され、開口１３８ａを通過する光強度の強い領域Ｐ１に対応する光がガラス１３４を通過し、出射窓１３２から外部へ出射される。その結果、外的要因により変動し易い、レーザ光の外縁部分（より高次モードが生じている部分）を取り除くことができ、安定した光強度のレーザ光を出射させることができる。
【００３３】
さらに、ＶＣＳＥＬチップの品質および特性は、素子の製造工程や動作環境によってバラツキが生じるが、本実施例の半導体レーザ装置の構成を用いれば、半導体レーザ装置から外部へ出射されるレーザ光の光強度およびビーム径を均一に保つことができる。
【００３４】
上記実施例では、光吸収部材１３８は、ガラス１３４の一方の面側に配置した例を示したが、ガラス１３４の両側に配置するようにしてもよい。さらに、図５（ａ）に示すように、キャップ１３０の上面および裏面にそれぞれ、ガラス１３４および光吸収部材１３８を配置するようにしてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、キャップ１３０の上面のみにガラス１３４と光吸収部材１３８を配置するようにしてもよい。さらに、キャップ１３０の上面に、ガラス１３４または光吸収部材１３８を配置し、キャップ１３０の裏面に、光吸収部材１３８またはガラス１３４を配置するようにしてもよい。
【００３５】
図６は、ＶＣＳＥＬチップを樹脂封止した半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図である。図６（ａ）において、ＶＣＳＥＬチップ１４０の基板裏面に形成されたｎ側電極は、ダイアタッチ等の導電性接着剤１５０を介してリードフレーム１５２にマウントされる。ＶＣＳＥＬチップ１４０のｐ側電極は、ボンディングワイヤ１５４によりリード端子１５６に接続されている。ＶＣＳＥＬチップ１４０およびリードフレーム１５２、１５６は、光透過性の樹脂１５８により封止されている。そして、樹脂１５８の光出射面側には、光吸収部材１６０が取り付けられている。光吸収部材１６０には、ＶＣＳＥＬ１４０の光軸Ｏに整合する開口１６２が形成されている。開口１６２の半径Ｒ０は、上述したように、０．５＜ｎ＜１の範囲に設定される。これにより、ＶＣＳＥＬチップ１４０からのマルチモード光の高次モードの外縁部分が光吸収部材１６０により吸収され、開口１６２から光量の変動が少なくビーム径の安定したレーザ光が出射される。
【００３６】
また図６（ｂ）に示すように、ＶＣＳＥＬチップ１４０およびリードフレーム１５２、１５６を光透過性のない樹脂１７０で封止するとともに、ＶＣＳＥＬチップ１４０の出射領域を光透過性の樹脂１７２で充填し、両者の界面に光吸収部材１７４を取り付けるようにしてもよい。この場合、ＶＣＳＥＬ１４０からのマルチモード光の外縁部分が吸収されるように光吸収部材１７４の傾斜角を調整する。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施例について図７を参照して説明する。第２の実施例に係る半導体レーザ装置３００は、ＶＣＳＥＬチップ３１０を、導電性接着剤３２０を介して円盤状の金属ステム３３０上に固定する。導電性のリード３４０、３４２は、ステム３３０に形成された貫通孔（図示省略）内に挿入され、一方のリード３４０は、チップ３１０の裏面に形成されたｎ側電極に電気的に接続され、他方のリード３４２は、チップ３１０の表面に形成されたｐ側電極にボンディングワイヤ等を介して電気的に接続される。
【００３８】
チップ３１０を含むステム３３０上に矩形状の中空のキャップ３５０が固定され、キャップ３５０の中央の開口すなわち出射窓内にボールレンズ３６０が固定されている。ボールレンズ３６０の光軸は、チップ３１０の出射部と一致するように位置決めされる。チップ３１０とボールレンズ３６０との距離は、チップ３１０からのレーザ光の広がり角θ内にボールレンズ３６０が含まれるように調整され、ボールレンズ３６０のＶＣＳＥＬチップの対向する側には、光吸収部材としての減光フィルター（Ｎｄフィルター）３６２がコーティングされている。減光フィルター３６２の中央には、円形状の開口３６４が形成されている。この開口３６４の半径Ｒ０は、ボールレンズ３６０の遠視野像の半径Ｒよりも小さく、０．５＜ｎ＜１であることが望ましい。
【００３９】
リード３４０、３４２間に順方向の電圧が印加されると、チップ３１０からレーザ光が出射される。レーザ光の外縁部分が減光フィルター３６２によって吸収され、ボールレンズ３６０から光量の安定したレーザ光が入射される。なお、キャップ内に、ＶＣＳＥＬの発光状態をモニターするための受光素子を含ませるようにしてもよい。
【００４０】
図８は、第２の実施例の半導体レーザ装置の他の例を示す図である。同図に示すように、半導体レーザ装置３０２は、ボールレンズ３６０を用いる代わりに、キャップ３５０の中央の開口内に平板ガラス３７０を固定している。チップ３１０と平板ガラス３７０との距離は、平板ガラス３７０がチップ３１０からのレーザ光の広がり角θ以上になるように調整される。平板ガラス３７０のＶＣＳＥＬチップと対向する面側には、光吸収部材としての減光フィルター３７２が設けられている。減光フィルター３７２の中央には、円形状の開口３７４が形成され、開口３７４の中心は、チップ３１０の光出射部と一致する。これにより、ＶＣＳＥＬチップ３１０から出射された広がり角θのレーザ光は、高次モードがたつ外縁部分が減光フィルター３７２により吸収され、半導体レーザ装置３０２からは、事実上広がり角がθ１に絞られたレーザ光が出射される。
【００４１】
図９は、図７に示す半導体レーザ装置と光ファイバとをモジュール化した光送信装置の構成を示す断面図である。光送信装置４００は、ステム３３０に固定された円筒状の筐体４１０、筐体４１０の端面に一体に形成されたスリーブ４２０、スリーブ４２０の開口４２２内に保持されるフェルール４３０、およびフェルール４３０によって保持される光ファイバ４４０を含んで構成される。ステム３３０の円周方向に形成されたフランジ３３２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の光軸がボールレンズ３６０の光軸に整合される。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。
【００４２】
チップ３１０の表面から出射された広がり角θのレーザ光は、ボールレンズ３６０の入射側に取り付けられた減光フィルター３６２によって、その外縁部分が吸収される。レーザ光の残りの中央部分がボールレンズ３６０を透過し、光ファイバ４４０の芯線に入射され、送信される。ボールレンズ３６０から出射されるレーザ光は、広がり角θから広がり角θ１に絞られたかの如く光ファイバ４４０に入射される。上記例ではボールレンズ３６０を用いているが、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、リード３４０、３４２に電気信号を印加するための駆動回路を含む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。
【００４３】
図１０は、図８に示す半導体レーザ装置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。
【００４４】
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、ＶＣＳＥＬアレイが形成されたチップ３１０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。
【００４５】
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す図であり、図１３はその内部構成を模式的に示す図である。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。
【００４６】
光伝送装置７００を用いた映像伝送システムを図１４および図１５に示す。これらの図において、映像伝送システム８００は、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。すなわち、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、制御信号用電気ケーブルコネクタ８８０、電源アダプタ８９０、ＤＶＩ用電気ケーブル９００を含んでいる。
【００４７】
上記映像伝送システムでは、映像信号発生装置８１０と送信モジュール８４０、および受信モジュール８５０と画像表示装置８２０の間を電気ケーブル８３０、９００による電気信号の伝送としたが、これらの間の伝送を光信号により行うことも可能である。例えば、電気−光変換回路および光−電気変換回路をコネクタに含む信号送信用ケーブルを電気ケーブル８３０、９００の代わりに用いるようにしてもよい。
【００４８】
上記実施例は例示的なものであり、これによって本発明の範囲が限定的に解釈されるべきものではなく、本発明の構成要件を満足する範囲内で他の方法によっても実現可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る半導体レーザ装置は、光通信用の光源や、画像形成装置の光源等に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例に係る半導体レーザ装置を示し、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）はＡ−Ａ線概略断面図である。
【図２】光吸収部材の開口とレーザ光の広がり角の関係を説明する図である。
【図３】出射窓通過後の光出力相対値と光透過領域の半径との関係を示す図である。
【図４】光吸収部材における光軸方向の遠視野像の断面図である。
【図５】本実施例の半導体レーザ装置の変形例を示す図である。
【図６】本実施例の半導体レーザ装置の変形例を示す図である。
【図７】第２の実施例に係る半導体レーザ装置の構成を示す概略断面図である。
【図８】第２の実施例に係る他の半導体レーザ装置の構成を示す概略断面図である。
【図９】第２の実施例に係る半導体レーザ装置を適用した光送信装置の構成を示す概略断面図である。
【図１０】空間伝送システム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】光伝送装置の内部構成を示し、同図(ａ)は上面を切り取ったときの内部構造を示し、同図（ｂ）は側面を切り取ったときの内部構造を示している。
【図１４】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。
【図１５】図１２の映像伝送システムを裏側から示した図である。
【図１６】従来の半導体レーザ装置の構成を示す図である。
【図１７】図１６の出射窓とレーザ光の広がり角との関係を説明する図である。
【図１８】マルチモード発振しているＶＣＳＥＬの遠視野像（ＦＦＰ）を説明する図である。
【符号の説明】
【００５１】
１００：半導体レーザ装置
１１０：ケース本体
１２０、１２２、１２４：リードピン
１３０：キャップ
１３２：出射窓
１３４：ガラス
１３８、１６０、１７４、：光吸収部材
１３８ａ、１６２、３６４、３７４：開口
１４０：ＶＣＳＥＬチップ
３６２、２７２：減光フィルター
Ｒ０：開口１３８ａの半径
Ｒ：遠視野像の半径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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