(57)【要約】【課題】フロントＡＰＣ駆動法により半導体レーザ素子の光出力制御を行うことができ、レーザプリンタなど他の装置に用いた場合に、その装置の小型化および薄型化ならびに部品点数の削減および低コスト化を実現することができる半導体レーザ装置技術とその応用装置を提供。【解決手段】半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子１０と、周囲が壁で囲まれた領域の底面に半導体レーザ素子を保持するパッケージ２０と、該パッケージ部材に接合され、半導体レーザ素子を内部に密封するとともに、半導体レーザ素子から出射された光を外部に取り出すための透光性の板状部材３０とを有し、透光性の板状部材３０は、半導体レーザ素子１０から出射された光の一部を吸収して電気信号に変換するとともに、それ以外の光を透過させる半透光性光電変換機能部３１を有し、該半透光性光電変換機能部で変換された電気信号に応じて前記半導体レーザ素子の光出力を制御する。【選択図】図２
2012195474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子と、周囲が壁で囲まれた領域の底面に前記半導体レーザ素子を保持するパッケージと、該パッケージ部材に接合され、前記半導体レーザ素子から出射された光を外部に取り出すための透光性の部材とを有する半導体レーザ装置であって、
前記透光性の部材は、前記半導体レーザ素子から出射された光の一部を吸収して電気信号に変換するとともに、それ以外の光を透過させる半透光性光電変換機能部を有し、
該半透光性光電変換機能部で変換された電気信号に応じて前記半導体レーザ素子の光出力を制御することを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記透過性の部材は、板状であり、
前記半透光性光電変換機能部は、前記透光性の板状部材の一方の面に形成された、ｐｎ接合を有する半導体薄膜、または、半導体薄膜と金属薄膜によるショットキーダイオードによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記半導体レーザ素子は、１または複数の面発光レーザを有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記透過性の部材は、板状であり、
前記半透光性光電変換機能部を有する透光性の板状部材は、前記半導体レーザ素子から出射される光の中心線に対し傾けて設置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記半透光性光電変換機能部を、前記半導体レーザ素子に対向する前記透光性の部材の面に設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置を光源として用いたことを特徴とする光学装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置と、該半導体レーザ装置から出射された１または複数のレーザ光を偏向する偏向手段と、該偏向手段から出力された１または複数のレーザ光を被走査面上に集光する走査光学系とを有することを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
光を平行光とするコリメートレンズと、平行光の中心の光を通過させるアパーチャを有する開口板を備え、
前記半導体レーザ装置から出射された１または複数のレーザ光を該コリメートレンズと該開口板を介して前記偏向手段に入射させるようにしたことを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置、あるいは、請求項７または請求項８に記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
少なくとも一つの像担持体と、
前記少なくとも一つの像担持体に対して、画像情報によって変調された１または複数の光を走査する少なくとも一つの請求項７または８に記載の光走査装置とを備えたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像情報はカラー画像情報であり、前記像担持体を該カラー画像情報の色要素毎に備えたことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ装置とその光出力制御技術に係り、特に、半導体レーザ素子のフロント側からの光出力をモニタし、そのモニタ結果によって半導体レーザ素子の光出力を制御するようにした半導体レーザ装置、および該半導体レーザ装置を用いた光走査装置、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子、特に半導体レーザ素子は高いエネルギー密度で動作し、かつその多くは化合物半導体材料で構成されるために、素子の温度上昇とそれに伴う特性変化、経時変化に対して十分な対処手段を講じる必要がある。
【０００３】
対処手段として、半導体レーザ素子からの光出力をモニタし、モニタ結果により半導体レーザ素子を駆動するバイアス電流を制御する方法が従来から広く行われている。このようにモニタ結果をフィードバックすることにより、素子の温度上昇やそれに伴う特性変化、経時変化による光出力の変化を少なくし光出力を安定化させることができる。
【０００４】
このような半導体レーザの駆動方法には、半導体レーザのリア側の端面からのレーザ光をモニタして光出力制御を行うリアＡＰＣ（Rear- Auto Power Control）駆動法と、半導体レーザのフロント側の端面からのレーザ光をモニタして光出力制御を行うフロントＡＰＣ（Front-Auto Power Control）駆動法とがある。
【０００５】
しかしながら、リアＡＰＣ駆動法では半導体レーザの共振器内の光の分布が劣化等により不均一となる場合には前方と後方の出力が比例せず、その結果、モニタによる光出力の安定化の効果が失われる。
【０００６】
また、最近製品化されている面発光レーザにおいては、端面発光レーザと異なり、光を出力するリア側端面を持たないためリアＡＰＣ駆動法を採用するのは困難である。つまり、従来の端面の光出射型半導体レーザ素子に加え、近年では面発光レーザ素子が実用に供されており、面発光レーザ素子の特徴の一つとして、２次元アレイ化が可能ということがあげられる。この特徴は、レーザプリンタ等の高速化、高精細化に有用であり、面発光レーザ素子を利用したレーザプリンタも市販されている。
【０００７】
これに対してフロントＡＰＣ駆動法は、半導体レーザのフロント側の端面から出射されるレーザ光を直接モニタする方法であるため、面発光レーザの光出力制御も可能であり、リアＡＰＣ駆動法に比較して半導体レーザの光出力制御の精度が良好であるという利点を有する。
【０００８】
一般的なフロントＡＰＣ駆動法では、ビームスプリッタ等を用い、一部の光を分岐してモニタ用のフォトダイオードに入射させることにより、半導体レーザのフロント側の端面から出射されるレーザ光の出力をモニタし、これによって得られるモニタ電流に応じて半導体レーザを駆動するバイアス電流を変化させ光出力が一定になるように制御している。
【０００９】
しかしながら、上述のように、半導体レーザの光出力制御をフロントＡＰＣ駆動法により行う場合、光出力モニタ用のフォトダイオードが必要となる上に、フォトダイオードにレーザ光を導くために、レーザ光の光路をビームスプリッタで分岐してやる必要があり、部品点数が増加するだけではなく光軸合せ等の組み立て費用も発生するためコストの上昇につながるなどの問題がある。
【００１０】
特開昭６２−１０４１８７号公報（特許文献１）には、フロントＡＰＣ駆動法におけるこのような問題点を解消するために、半導体発光素子から単一方向に出射される光の光路上に、該出射光の所要部分を透過する半導体受光素子を配設し、該半導体受光素子の出力に応じて該半導体発光素子に通ずる電流を制御する方法が提示されている。
【００１１】
図１４は、特開昭６２−１０４１８７号公報（特許文献１）で用いた半導体受光素子（フォトダイオード）を示す図である。ここで用いた半導体受光素子（フォトダイオード）は、同図に示すように、基板１０２１上に、バッファ層１０２２、光吸収層１０２３、キャップ層１０２４を成長させメサエッチングを行った後、ｐ型電極１０２５とｎ型電極１０２６を配設した構成を有している。
【００１２】
また、特開平１１−２７３１３８号公報（特許文献２）には、透光性の板状部材の上面に、半導体レーザチップのフロント側の端面から出射されるレーザ光の強度をモニタするための専用のフォトダイオードを設け、この専用のフォトダイオードのモニタ電流に応じて、半導体レーザチップの光出力を制御する方法が提示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特開昭６２−１０４１８７号公報（特許文献１）に提示された方法では、図１４に示すような専用のフォトダイオードを別個に設置する必要がありコストが高くなるだけでなく薄型にすることもできない。さらに、この方法を面発光レーザアレイに適用する場合には、光の出射エリアが広くなるため、設置する光電変換用フォトダイオードも大型にしなければならなく、装置を小型化することもできない。
【００１４】
また、特開平１１−２７３１３８号公報（特許文献２）に提示された方法でも、特許文献１と同様に、専用の光電変換用フォトダイオードを別個に設置する必要がありコストが高くなるだけでなく薄型にすることもできない。さらに、面発光レーザアレイに適用する場合には、光の出射エリアが広くなるため、発光点毎にフォトダイオードの検出率が異なってしまう。
【００１５】
したがって、本発明の目的は、上述した従来の問題点を解消し、フロントＡＰＣ駆動法により半導体レーザ素子の光出力制御を行うことができ、レーザプリンタなど他の装置に用いた場合に、その装置の小型化および薄型化ならびに部品点数の削減および低コスト化を実現することができる半導体レーザ装置、および該半導体レーザ装置を用いた光走査装置、ならびに高精彩画像が形成可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、次のような構成を採用した。
ａ）本発明に係る半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子と、周囲が壁で囲まれた領域の底面に前記半導体レーザ素子を保持するパッケージと、該パッケージ部材に接合され、前記半導体レーザ素子から出射された光を外部に取り出すための透光性の部材とを有する半導体レーザ装置であって、前記透光性の部材は、前記半導体レーザ素子から出射された光の一部を吸収して電気信号に変換するとともに、それ以外の光を透過させる半透光性光電変換機能部を有し、該半透光性光電変換機能部で変換された電気信号に応じて前記半導体レーザ素子の光出力を制御することを特徴とする。
【００１７】
ｂ）また、前記半透光性光電変換機能部は、透光性の板状部材の一方の面に形成された、ｐｎ接合を有する半導体薄膜、または、半導体薄膜と金属薄膜によるショットキーダイオードによって形成されることを特徴とする。
【００１８】
ｃ）また、前記半導体レーザ素子は、１または複数の面発光レーザを有することを特徴とする。
【００１９】
ｄ）また、前記半透光性光電変換機能部を有する透光性の板状部材は、前記半導体レーザ素子から出射される光の中心線に対し傾けて設置されることを特徴とする。
【００２０】
ｅ）また、前記半透光性光電変換機能部を、前記半導体レーザ素子に対向する前記透光性の部材の内側に設けたことを特徴とする。
【００２１】
ｈ）本発明に係る光学装置は、上記半導体レーザ装置を光源として用いたことを特徴とする。
【００２２】
ｉ）本発明に係る光走査装置は、上記ａ）〜ｇ）のいずれかに記載の半導体レーザ装置と、該半導体レーザ装置から出射された１または複数のレーザ光を偏向する偏向手段と、該偏向手段から出力された１または複数のレーザ光を被走査面上に集光する走査光学系とを有することを特徴とする。
【００２３】
ｊ）さらに、光を平行光とするコリメートレンズと、平行光の中心の光を通過させるアパーチャを有する開口板を備え、前記半導体レーザ装置から出射された１または複数のレーザ光を該コリメートレンズと該開口板を介して前記偏向手段に入射させるようにしたことを特徴とする。
【００２４】
ｋ）本発明に係る画像形成装置は、上記ａ）〜ｇ）のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置、あるいは、上記ｉ）またはｊ）に記載の光走査装置を用いたことを特徴とする。
【００２５】
ｌ）さらに、少なくとも一つの像担持体と、前記少なくとも一つの像担持体に対して、画像情報によって変調された１または複数の光を走査する少なくとも一つの上記ｉ）またはｊ）に記載の光走査装置とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
ｍ）さらに、前記画像情報はカラー画像情報であり、前記像担持体を該カラー画像情報の色要素毎に備えたことを特徴とする。
【００２７】
なお、本発明に係る半導体レーザ装置の応用例としては次のようなものがある。
ｎ）応用例１に係る光情報記録再生装置は、上記ａ）〜ｇ）のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置を光記録媒体への書き込み用光源または読み出し用光源として備えたものである。
【００２８】
ｏ）応用例２に係る光送信モジュールは、上記ａ）〜ｇ）のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置を光源として備えたものである。
【００２９】
ｐ）応用例３に係る光送受信モジュールは、上記ａ）〜ｇ）のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置を光源として備えたものである。
【００３０】
ｑ）応用例４に係る光通信システムは、上記ａ）〜ｇ）のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置、または、上記ｏ）に記載の光送信モジュール、または、上記ｐ）に記載の光送受信モジュールを備えたものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、上記構成を採用したことにより、フロントＡＰＣ駆動法により半導体レーザ素子の光出力制御を行うことができる。また、レーザプリンタなど他の装置に用いた場合に、その装置の小型化および薄型化ならびに部品点数の削減および低コスト化をともに実現することができる半導体レーザ装置、および該半導体レーザ装置を用いた光走査装置、ならびに画像形成装置を実現することができる。
【００３２】
更に詳しく述べると、本発明による半導体レーザ装置においては、フロントＡＰＣ駆動法による半導体レーザ素子の光出力制御を行うことができる。しかも、本発明による半導体レーザ装置は、電気信号に変換する機能が半導体レーザ装置に一体化されているので、この光半導体装置をレーザプリンタなど他の装置に組み込んだ場合、その装置の小型化および薄型化を図ることができるとともに、部品点数の削減および低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】面発光レーザ素子（アレイ型）を示す平面図である。
【図２】本発明に係る半導体レーザ装置の一例を示す断面図である。
【図３】図３に示す半導体レーザ装置において、アレイ状に配置された面発光レーザ素子から光が出射されている状態を示す図である。
【図４】本発明に係る半導体レーザ装置の別の例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る半導体レーザ装置のさらに別の例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る半透光性光電変換機能部を有する透光性の板状部材の一例を示す図である。
【図７】本発明に係る半透光性光電変換機能部を有する透光性の板状部材の形成方法の一例を示す図である。
【図８】本発明の他の実施の形態（画像形成装置）の構成図である。
【図９】本発明の他の実施の形態（光走査装置）の構成図である。
【図１０】本発明に係る面発光レーザアレイＬＡの構成図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態（画像形成装置：カラーレーザプリンタ）の構成図である。
【図１２】応用例２の形態（光送信モジュール）の構成図である。
【図１３】応用例３の形態（光送受信モジュール）の構成図である。
【図１４】特開昭６２−１０４１８７号公報に用いられたフォトダイオードの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明の半導体レーザ装置に用いる面発光レーザ素子の一例を示す平面図である。本例は、一つの面発光レーザ素子に４行４列の１６個の発光点（面発光レーザからなる）を形成した場合を示している。
【００３６】
同図において、１０は面発光レーザ素子、１１は電極配線、１２は電極パッドであり、電極パッド１２から電極配線１１を通して図中丸印で示した４行４列からなる１６個の発光点の各々に駆動電流を印加することを示している。各発光点は数十から数百μｍの間隔で配置される。
【００３７】
なお、上記例は、面発光レーザ素子に４行４列の１６個の発光点を形成した場合を示しているが、一つの面発光レーザ素子に設ける発光点の数（配列数）は用途によって任意に設定可能であり、単一の光源でよい場合は単一の発光点だけを設ける。このように、本発明の半導体レーザ装置に用いる面発光レーザ素子は、複数の発光点を有するものでも単一の発光点を有するものでもよい。
【００３８】
実施の形態１〜３では、便宜的に図１に示した如き複数の発光点を有する面発光レーザ素子を用いた場合の図で説明するが、単一の発光点を有する面発光レーザ素子を用いた場合も含む。
【００３９】
なお、実施の形態４〜１０では、単一の発光点（面発光レーザ）を用いた半導体レーザ装置を「半導体レーザ装置（単一型）」と記し、複数の発光点（面発光レーザ）を用いた半導体レーザ装置を「半導体レーザ装置（アレイ型）」と記して両者を区別する。
【００４０】
＜実施の形態１＞  半導体レーザ装置
図２は、本発明の実施の形態１に係る、図１に示す面発光レーザ素子を実装した半導体レーザ装置の構造を示す断面図である。
【００４１】
本実施の形態における半導体レーザ装置は、セラミックパッケージ２０の底面に、図１に示す面発光レーザ素子１０が導電性樹脂等を用いて接合されている。
【００４２】
セラミックパッケージ２０に設けられた面発光レーザを駆動するための面発光レーザ駆動用電極２１は、ワイヤーボンディング２２により面発光レーザ素子１０の電極パッド（図１の電極パッド１２に相当）と接合されている。
【００４３】
セラミックパッケージ２０の上面には透光性の板状部材３０が樹脂等（不図示）を用いて気密接合されている。また、透光性の板状部材３０の内側のほぼ全面に渡り、半透明光電変換機能部３１が形成されている。なお、透過性の部材の形状として、板状としているが、面発光レーザからの光を所望の方向に出射できれば良く、板状とは限らない。つまり、面発光レーザからの光を所望の方向に出射ための透過性の部材であれば良い。
また、本実施の形態では、透過性の部材により密閉されているパッケージの内側、つまり、面発光レーザ素子１０に対向している透過性の部材の面に、半透明光電変換機能３１が形成されている。しかしながら、この半透明光電変換機能３１は、透明性の部材により密閉されているパッケージの外側、つまり、面発光レーザ素子１０がある側から接触できない透明性の部材の面に形成されていても良い。
【００４４】
半透明光電変換機能部３１は、フリップチップボンディングによりセラミックパッケージ２０に設けられた電気信号を出力する電極３２に接合されている。セラミックパッケージ２０の裏面には面発光レーザＧｎｄ用電極２３が設けられている。
【００４５】
また、セラミックパッケージ２０と透光性の板状部材３０で面発光レーザ素子１０と半透明光電変換機能部３１が内部に含まれるようにして気密接合をする際に、窒素などの不活性ガスの環境下または減圧環境下で気密接合してもよい。
【００４６】
不活性ガスの環境下で気密接合したり、減圧環境下で気密接合した場合は半導体レーザ装置内の結露を防止することができ、特性の劣化を防止するとともに長寿命で信頼性の高い半導体レーザ装置が得られる。
【００４７】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置によれば、透光性の板状部材に半透明光電変換機能部を形成したことにより、半透明光電変換機能部で変換して得られた電気信号に応じて半導体レーザ素子の光出力が制御されるフロントＡＰＣ駆動法により半導体レーザ素子の光出力制御を行うことができ、また、従来例のように光電変換用のフォトダイオードを個別に設ける必要がなくなり、レーザプリンタなど他の装置に用いた場合に、その装置の小型化および薄型化ならびに部品点数の削減および低コスト化を実現することが可能になる。
【００４８】
図３は、図２に示した半導体レーザ装置の発光をモニタしている状態を示す図である。
【００４９】
同図に示すように、半導体レーザ装置の発光をモニタしている状態においては、面発光レーザ素子１０上の各々の発光点より発せられる出射光４０の全てが半透光性光電変換機能部３１を通る。このため、半導体レーザ装置の発光をモニタしている状態では発光点の位置の違いによるモニタ出力の変化が無い。
【００５０】
＜実施の形態２＞  半導体レーザ装置
図４は、本実施の形態に係る、図１に示す面発光レーザ素子を実装した半導体レーザ装置の構造を示す断面図である。
【００５１】
本実施の形態における半導体レーザ装置は、搭載部品に電気信号を供給するＴＯヘッダ５２と光信号を円滑に伝送するＴＯキャップ５１の２つの部品を有するＴＯ（Transistor Outline）パッケージで構成されており、ＴＯヘッダ５２に面発光レーザ素子１０が導電性樹脂等（不図示）を用いて接合されている。
【００５２】
面発光レーザ素子１０を駆動するための面発光レーザ駆動用電極２１は、ワイヤーボンディング２２により面発光レーザ素子１０の電極パッド（図１の電極パッド１２に相当）と接合されている。
【００５３】
ＴＯヘッダ５２の上面には金属に透光性の板状部材３０を接合したＴＯキャップ５１が溶接により面発光レーザ素子１０と半透明光電変換機能部３１が内部に含まれるようにして気密接合されており、透光性の板状部材３０の内側のほぼ全面に渡り半透明光電変換機能部３１が形成されている。半透明光電変換機能部３１は、ＴＯヘッダの電極ピン（電気信号を出力する電極３２に相当）と圧接されている。
【００５４】
また、気密接合をする際に、窒素などの不活性ガスの環境下または減圧環境下で気密接合してもよい。
【００５５】
不活性ガスの環境下で気密接合したり減圧環境下で気密接合した場合は、実施の形態１と同様に半導体レーザ装置内の結露を防止することができ、特性の劣化を防止するとともに長寿命で信頼性の高い半導体レーザ装置が得られる。
【００５６】
本実施の形態においても、図３に示した実施の形態１と同様、半導体レーザ装置の発光をモニタしている状態においては、面発光レーザ素子１０上の各々の発光点より発せられる出射光４０の全てが半透光性光電変換機能部３１を通るため発光点の位置の違いによるモニタ出力の変化が無いという効果を有する。
【００５７】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置によれば、実施の形態１と同様に透光性の板状部材に半透明光電変換機能部を形成しているため、従来例のように光電変換用のフォトダイオードを個別に設ける必要がなくなり、レーザプリンタなど他の装置に用いた場合に、その装置の小型化および薄型化ならびに部品点数の削減および低コスト化を実現することが可能になる。
【００５８】
＜実施の形態３＞  半導体レーザ装置
図５は、本実施の形態に係る、図１に示す面発光レーザ素子を実装した半導体レーザ装置の構造を示す断面図である。
【００５９】
本実施の形態における半導体レーザ装置は、図４に示した実施の形態２の半導体レーザ装置と同様、搭載部品に電気信号を供給するＴＯヘッダ５２と光信号が円滑に伝送するＴＯキャップ５１の２つの部品を有するＴＯ（Transistor Outline）パッケージで構成されており、ＴＯヘッダ５２に面発光レーザ素子１０が導電性樹脂等（不図示）を用いて接合されている。
【００６０】
面発光レーザ素子１０を駆動するための面発光レーザ駆動用電極２１は、ワイヤーボンディング２２により面発光レーザ素子１０の電極パッド（図１の電極パッド１２に相当）と接合されている。
【００６１】
ＴＯヘッダ５２の上面には金属に透光性の板状部材３０を接合したＴＯキャップ５１が溶接により面発光レーザ素子１０と半透明光電変換機能部３１が内部に含まれるようにして気密接合されており、透光性の板状部材３０の内側のほぼ全面に渡り半透明光電変換機能部３１が形成されている。半透明光電変換機能部３１は、ＴＯヘッダの電極ピン（電気信号を出力する電極３２に相当）と圧接されている。
【００６２】
また、ベース１０１とキャップ１０２と窓ガラス１０３で気密接合をする際に、窒素などの不活性ガスの環境下または減圧環境下で気密接合してもよい。
【００６３】
不活性ガスの環境下で気密接合したり減圧環境下で気密接合した場合は、実施の形態１，２と同様に半導体レーザ装置内の結露を防止することができ、特性の劣化を防止するとともに長寿命で信頼性の高い半導体レーザ装置が得られる。
【００６４】
本実施の形態においても、図４に示した実施の形態２と同様、半導体レーザ装置の発光をモニタしている状態においては、面発光レーザ素子１０上の各々の発光点より発せられる出射光４０の全てが半透光性光電変換機能部３１を通るため発光点の位置の違いによるモニタ出力の変化が無いという効果を有する。
【００６５】
本実施の形態が、図４に示した実施の形態２の半導体レーザ装置と異なる点は、ＴＯヘッダの上面に金属に透光性の板状部材３０を斜めに接合したＴＯキャップを用いている点である。ＴＯヘッダの上面に金属に透光性の板状部材３０を斜めに接合したＴＯキャップを用いることにより、面発光レーザ素子から出射された光が前記半透光性光電変換機能部を有する透光性の板状部材により反射されて生じる戻り光が前記レーザ素子に入射することを防止し、レーザ素子の誤動作を防止する事ができる効果を有する。
【００６６】
以下、透光性の板状部材３０を斜めに接合した技術的意味を説明する。
従来、レーザ素子に外部からの光が入射すると誤動作を起す例が知られている。従って、一般的に、レーザ素子は外部光を遮蔽した状態で用いるようにしている。ところが、レーザ素子自身から出射した光は遮蔽できないため、光アイソレータ等の戻り光防止機能を備えた例が知られている。
【００６７】
前記半透光性光電変換機能部を備えた透光性の板状部材に反射防止膜等を設けたとしても、表面でわずかながらも反射を起す。このわずかな戻り光でも誤動作を起しやすいレーザ素子では何らかの対策が必要である。
【００６８】
本実施の形態は、この対策として、前記半透光性光電変換機能部を備えた透光性の板状部材を、面発光レーザ素子１０から出射される光の中心線に対し傾斜させて設置したものである。本実施の形態によれば、簡便な構成で戻り光による誤動作を防止することができる。
【００６９】
本実施の形態に係る半導体レーザ装置によれば、実施の形態１，２と同様に透光性の板状部材に半透明光電変換機能部を形成しているため、従来例のように光電変換用のフォトダイオードを個別に設ける必要がなくなり、レーザプリンタなど他の装置に用いた場合に、その装置の小型化および薄型化ならびに部品点数の削減および低コスト化を実現することが可能になる。
【００７０】
図６は、本発明の半導体レーザ素子から出射された光の一部を吸収して電気信号に変換するとともに、それ以外の光を透過させる半透光性光電変換機能部３１を形成した透光性の板状部材３０の一例を示す図である。本図に示された透光性の板状部材３０は、図２から図５に示した半導体レーザ装置に適用して好適なものである。
【００７１】
透光性板状部材３０としては、光学ガラス、石英ガラスが主として用いられるが、サファイアガラスあるいは透明プラスチック板等も用いることが可能である。
【００７２】
図６に示した半透光性光電変換機能部３１は、透光性板状部材３０の大部分を覆うように、中央部に、ｐ型Ｓｉ薄膜パターン（ｐ型半導体）３１ａと、ｎ型Ｓｉ薄膜パター（ｎ型半導体）３１ｂをわずかにずらして形成し、各々の単独膜部分に電極３２を形成し、この電極３２から光電変換した信号を取り出すようにしたものである。
【００７３】
この構成において、ｐ型Ｓｉ薄膜パターン（ｐ型半導体）とｎ型Ｓｉ薄膜パターン（ｎ型半導体）の重なっている部分が光電変換機能部３１を形成している。
【００７４】
図７は、本発明の半導体レーザ素子から出射された光の一部を吸収して電気信号に変換するとともに、それ以外の光を透過させる半透光性光電変換機能部３１を有する透光性の板状部材３０の形成方法の一例を示す図である。
【００７５】
以下、図７に従って形成方法を説明する。
（ａ）先ず、大型の透光性の板状基板（イ）を準備する。基板材料としては、光学ガラス又は石英ガラスが好適である。
（ｂ）次に、フォトリソグラフィーによりフォトレジストパターン（ロ）を形成する。
（ｃ）次に、ＣＶＤ法等を用いてｐ型Ｓｉ薄膜（ハ）を形成する。
（ｄ）次に、フォトレジストパターンを除去し、ｐ型Ｓｉ薄膜パターンを形成する。
（ｅ）次に、フォトリソグラフィーによりフォトレジストパターン（ニ）を形成する。
（ｆ）次に、ＣＶＤ法等を用いてｎ型Ｓｉ薄膜（ホ）を形成する。
（ｇ）次に、フォトレジストパターンを除去し、ｎ型Ｓｉ薄膜パターンを形成する。
（ｈ）次に、電極パターン（ヘ）を形成する。電極パターンの形成には、不要部にレジストパターンを形成した後、真空蒸着法等により全面に金属膜を形成し、レジストを除去して必要な金属膜パターンを形成する、いわゆるリフトオフ法等を用いることが好適である。
（ｉ）次に、ダイサー等を用いて個片に切断する。個片に切断することにより、図６に示した半透光性光電変換機能部３１を有する透光性の板状部材３０が形成される。
【００７６】
上記実施の形態１〜３で説明した半導体レーザ装置においては、半導体レーザ素子から出射された光の一部を吸収して電気信号に変換するとともに、それ以外の光を透過させる半透光性光電変換機能部を有する透光性の板状部材を設けたことにより、本来の用途として用いるべき光の光量低下をさせず、別の受光素子や光学部材を使用せず、照射位置（例えば、画像形成装置における感光体面上）でのビーム形状の安定化が可能で、モジュール内で光量のモニタを行うことが可能な、安定した出力を有する信頼性の高い小型の光源を実現できる。このため、画像形成装置（レーザプリンタ、複写機など）、プロジェクタ、光走査装置、光情報記録再生装置（光ディスク装置など）、光送信モジュール、光送受信モジュール、光通信システムなど、様々な光学機器の光源として用いた場合に好適である。
【００７７】
半透光性光電変換機能部は、前記透光性の板状部材の外側（密封する外側）に設けることももちろん可能であるが、面発光レーザ素子と一緒に内側（密封側）に設けると気密封止される状態になるのでさらに信頼性が向上するという利点が有るため、より好適である。
【００７８】
面発光レーザ素子は、発光点が数十から数百μｍ間隔で縦横に配置されている。従って単独の半導体レーザ素子に比べ光の出射エリアが広くなるため、半透光性光電変換機能部の面積も大きくしないと正確な光出力モニタができなくなる。しかしながら、本実施形態の構成を採用すると、透光性の板状部材のほぼ全面を光検出に用いることができるため、出射光全面を用いて正確にモニタリングできるという効果も有する。
【００７９】
以下では、光学機器の例として、画像形成装置（レーザプリンタ）、光走査装置、さらに応用例として、光情報記録再生装置（光ディスク装置など）、光送信モジュール、光送受信モジュール、光通信システムについて説明する。
【００８０】
＜実施の形態４＞  画像形成装置（レーザプリンタ）
図１５は、本実施の形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタの概略構成を示す図である。
【００８１】
同図に示すように、本実施の形態に係るレーザプリンタ５００は、光走査装置９００、感光体ドラム９０１、帯電チャージャ９０２、現像ローラ９０３、トナーカートリッジ９０４、クリーニングブレード９０５、給紙トレイ９０６、給紙コロ９０７、レジストローラ対９０８、転写チャージャ９１１、除電ユニット９１４、定着ローラ９０９、排紙ローラ９１２、および排紙トレイ９１０などを備えている。
【００８２】
具体的には、帯電チャージャ９０２、現像ローラ９０３、転写チャージャ９１１、除電ユニット９１４およびクリーニングブレード９０５は、それぞれ感光体ドラム９０１の表面近傍に、感光体ドラム９０１の回転方向に関して、帯電チャージャ９０２→現像ローラ９０３→転写チャージャ９１１→除電ユニット９１４→クリーニングブレード９０５の順に配置されている。
【００８３】
感光体ドラム９０１の表面には、感光層が形成されている。ここでは、感光体ドラム９０１は、図１５における面内で時計回り（図中矢印方向）に回転するようになっている。帯電チャージャ９０２は、感光体ドラム９０１の表面を均一に帯電させる機能を有している。
【００８４】
光走査装置９００は、帯電チャージャ９０２で帯電された感光体ドラム９０１の表面に、上位装置（例えばパソコン）からの画像情報に基づいて変調された光を照射する。この光の照射により、感光体ドラム９０１の表面には、画像情報に対応した潜像が形成される。感光体ドラム９０１の表面に形成された潜像の領域は、感光体ドラム９０１の回転に伴って現像ローラ９０３の方向に移動する。なお、この光走査装置９００の詳細な構成については実施例７（図１６）において説明する。
【００８５】
トナーカートリッジ９０４にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ９０３に供給される。現像ローラ９０３は、感光体ドラム９０１の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ９０４から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着された潜像は、感光体ドラム９０１の回転に伴って転写チャージャ９１１の方向に移動する。
【００８６】
給紙トレイ９０６には記録紙９１３が格納されている。この給紙トレイ９０６の近傍には給紙コロ９０７が配置されており、該給紙コロ９０７は、記録紙９１３を給紙トレイ９０６から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対９０８に搬送する。
【００８７】
該レジストローラ対９０８は、転写ローラ９１１の近傍に配置され、給紙コロ９０７によって取り出された記録紙９１３を一旦保持するとともに、該記録紙９１３を感光体ドラム９０１の回転に合わせて感光体ドラム９０１と転写チャージャ９１１との間隙に向けて送り出す。
【００８８】
転写チャージャ９１１には、感光体ドラム９０１の表面上のトナーを電気的に記録紙９１３に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム９０１の表面の潜像が記録紙９１３に転写される。ここで転写された記録紙９１３は、定着ローラ９０９に送られる。
【００８９】
この定着ローラ９０９では、熱と圧力とが記録紙９１３に加えられ、これによってトナーが記録紙９１３上に定着される。ここで定着された記録紙９１３は、排紙ローラ９１２を介して排紙トレイ９１０に送られ、排紙トレイ９１０上に順次スタックされる。
【００９０】
除電ユニット９１４は、感光体ドラム９０１の表面を除電する。クリーニングブレード９０５は、感光体ドラム９０１の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム９０１の表面は、再度帯電チャージャ９０２の位置に戻る。
【００９１】
本実施の形態に係るレーザプリンタ５００によると、実施の形態１〜３に示した半導体レーザ装置（アレイ型）を光源ユニット８１０として含む光走査装置９００を備えており、半導体レーザ装置自身がフロントＡＰＣ駆動法により半導体レーザ素子の光出力制御を行うことができるため、ビームスプリッタ、モニタ用フォトダイオード等のモニタ機構を半導体レーザ装置の外部に設置する必要が無いため、小型化および薄型化ならびに部品点数の削減および低コスト化を実現できる。
【００９２】
＜実施の形態５＞  光走査装置
次に、本実施の形態に係る光走査装置について説明する。
図９は、光走査装置の構成および作用を説明するための図である。
【００９３】
本実施の形態に係る光走査装置（図８の９００）は、同図に示すように、実施の形態１〜３に係る半導体レーザ装置からなる光源ユニット８１０、カップリングレンズ８１１、アパーチャを有する開口板８１２、シリンドリカルレンズ８１３、ポリゴンミラー８１４、ｆθレンズ８１５、トロイダルレンズ８１６、２つのミラー（８１７、８１８）、および上記各部を統括的に制御する不図示の主制御装置を備えている。
【００９４】
本実施の形態における光源ユニット８１０は、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）がアレイ状に配列された面発光レーザアレイＬＡ（実施例４〜５に係る面発光レーザモジュールからなる）を含むものにより構成されているものとする。
【００９５】
カップリングレンズ８１１は、光源ユニット８１０から出射された光ビームを平行光に整形するためのものである。
【００９６】
開口板８１２は、カップリングレンズ８１１を介した光ビームのビーム径を規定するもので、面発光レーサモジュール内の発光素子から出射された光に対して狭い範囲の中心光のみを通過させるアパーチャを有している。
【００９７】
開口板８１２のアパーチャを通過した光ビームは更にシリンドリカルレンズ８１３とミラー８１７を介してポリゴンミラー８１４の反射面に集光する。
【００９８】
ポリゴンミラー８１４は、高さの低い正六角柱状部材からなり、側面には６面の偏向面（鏡面）が形成されている。そして、不図示の回転機構（モーター）により、図中に示される矢印の方向に一定の角速度で回転されている。したがって、光源ユニット８１０から出射され、シリンドリカルレンズ８１３によってポリゴンミラー８１４の偏向面に集光された光ビームは、ポリゴンミラー８１４の回転により一定の角速度で偏向される。
【００９９】
ｆθレンズ８１５は、ポリゴンミラー８１４からの光ビームの入射角に比例した像高さを有しており、ポリゴンミラー８１４により一定の角速度で偏向された光ビームの像面を、主走査方向に対して等速移動させる。
【０１００】
トロイダルレンズ８１６は、ｆθレンズ８１５からの光ビームを、ミラー８１８を介して、感光体ドラム９０１の表面上に結像する。
【０１０１】
図１０は、本実施の形態に用いる光源ユニット８１０を構成する半導体レーザ装置（実施の形態１〜３に係る半導体レーザ装置からなる）の一例の概要図であり、面発光レーザアレイＬＡにおいて、各々の面発光レーザは、主走査方向には所定の十分な間隔をもって配列されており、面発光レーザの主走査方向における配列は副走査方向において間隔ｄ２ずつずれながら配列されている。このように副走査方向において間隔ｄ２ずつずれながら主走査方向の配列されているものが、副走査方向におけるピッチｄ１ごとに形成されている。
る。
【０１０２】
このように配置することにより、各々の面発光レーザの中心から副走査方向に垂直な垂線の間隔を等間隔（間隔ｄ２が等間隔）とすることができる。これにより、各々の面発光レーザの点灯のタイミングを制御することにより、感光体ドラム９０１上においては副走査方向に狭い等間隔で光源が配列されている場合と同様の構成と捉えることが可能になる。
【０１０３】
例えば、副走査方向に対応した方向に関する面発光レーザ素子のピッチｄ１が２６．５μｍであって、面発光型半導体レーザを主走査方向に１０個ずつ配列させた場合、前記間隔ｄ２は２．６５μｍとなる。
【０１０４】
そして、光学系の倍率を２倍とすれば、感光体ドラム９０１上では副走査方向に５．３μｍ間隔で書き込みドットを形成することができる。これは、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）に対応するものであり、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）の高密度書込みができることを意味している。
【０１０５】
なお、主走査方向に対応する方向のＶＣＳＥＬの数を増加したり、前記ピッチｄ１を狭くして間隔ｄ２を更に狭めたアレイ配置としたり、光学系の倍率を下げるなどを行えばより高密度化でき、より高品質の印刷が可能となる。なお、主走査方向の書き込み間隔は、光源の点灯のタイミングで容易に制御できる。
【０１０６】
また、この場合には、レーザプリンタ５００では書きこみドット密度が上昇しても面発光レーザ素子は高い単一基本横モード出力を発生させることができるので、印刷速度を落とすことなく印刷することができる。また、同じ書きこみドット密度の場合には印刷速度を更に速くすることができる。
【０１０７】
以上説明したように、本実施の形態に係る光走査装置９００によると、光源ユニット８１０は実施例１〜３に示す半導体レーザ装置を含んでおり、半導体レーザ装置自身がフロントＡＰＣ駆動法により半導体レーザ素子の光出力制御を行うことができるため、ビームスプリッタ、モニタ用フォトダイオード等のモニタ機構を半導体レーザ装置の外部に設置する必要が無いため、小型化および薄型化ならびに部品点数の削減および低コスト化を実現できる。
【０１０８】
なお、上記光走査装置９００において、前記光源ユニット８１０は図１０に示したＶＣＳＥＬアレイＬＡに代えて、同様な配列構成を有する複数の面発光レーザからなるアレイを含んでいてもよい。
【０１０９】
さらに、従来は別に設けていたモニタ光学系（特に発光素子がＶＣＳＥＬアレイの場合には必須だった）を不要にできることで光源ユニットの低コスト化が可能となる。
【０１１０】
また、上記実施の形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ５００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、実施の形態１〜３に示す半導体レーザ装置を光源ユニット８１０として具備する画像形成装置であれば、安定した出力を有する高精細な画像を高速で形成することが可能となる。
【０１１１】
＜実施の形態６＞  画像形成装置；カラーレーザプリンタ
次に、本実施の形態に係る画像形成装置について説明する。本実施の形態に係る画像形成装置は、カラーレーザプリンタであり、カラー画像に対し複数の感光体ドラムを備えたダンデムカラー機である。
【０１１２】
図１１は、本実施の形態に係るカラー印刷が可能な画像形成装置（カラーレーザプリンタ）の構成図である。
【０１１３】
本実施の形態に係るカラーレーザプリンタは、同図に示すように、ブラック（Ｋ）用の感光体ドラムＫ１、帯電器Ｋ２、現像器Ｋ４、クリーニング手段Ｋ５、および転写用帯電手段Ｋ６と、シアン（Ｃ）用の感光体ドラムＣ１、帯電器Ｃ２、現像器Ｃ４、クリーニング手段Ｃ５、および転写用帯電手段Ｃ６と、マゼンタ（Ｍ）用の感光体ドラムＭ１、帯電器Ｍ２、現像器Ｍ４、クリーニング手段Ｍ５、および転写用帯電手段Ｍ６と、イエロー（Ｙ）用の感光体ドラムＹ１、帯電器Ｙ２、現像器Ｙ４、クリーニング手段Ｙ５、および転写用帯電手段Ｙ６と、光走査装置９００、転写ベルト９２０、および定着手段９３０などを備えている。
【０１１４】
本カラーレーザプリンタでは、光走査装置９００内に、ブラック用の半導体レーザ、シアン用の半導体レーザ装置、マゼンタ用の半導体レーザ装置、イエロー用の半導体レーザ装置を有しており、各々の半導体レーザ装置は、実施の形態１〜３に係る半導体レーザ装置により構成されているので、小型で薄型で部品点数がすくない低コストのカラーレーザプリンタを実現することが可能になる。
【０１１５】
ブラック用の半導体レーザ装置からの光束はブラック用の感光体ドラムＫ１に照射され、シアン用の半導体レーザ装置からの光束はシアン用の感光体ドラムＣ１に照射され、マゼンタ用の半導体レーザ装置からの光束はマゼンタ用の感光体ドラムＭ１に照射され、イエロー用の半導体レーザからの光束はイエロー用の感光体ドラムＹ１に照射される。
【０１１６】
各々の感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１は、矢印の方向に回転し、回転方向の順に、各々の帯電器Ｋ２、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２、現像器Ｋ４、Ｃ４、Ｍ４、Ｙ４、転写用帯電手段Ｋ６、Ｃ６、Ｍ６、Ｙ６、クリーニング手段Ｋ５、Ｃ５、Ｍ５、Ｙ５が配置されている。
【０１１７】
各々の帯電器Ｋ２、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２は、対応する感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面を均一に帯電する。帯電された感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面に、光走査装置９００から光束が照射され、感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面に静電潜像が形成される構成となっている。
【０１１８】
この後、各々の現像器Ｋ４、Ｃ４、Ｍ４、Ｙ４によって、感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面にトナー像が形成され、各々に対応する転写用帯電手段Ｋ６、Ｃ６、Ｍ６、Ｙ６により、記録紙に各々の色のトナー像が転写され、定着手段９３０により、記録紙に画像が定着される。
【０１１９】
なお、クリーニング手段Ｋ５、Ｃ５、Ｍ５、Ｙ５は、各々に対応した感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面に残存する残留トナーを除去するものである。
【０１２０】
なお、本実施の形態では、像担持体として感光体ドラムについて説明したが、像担持体としては、銀塩フィルムを用いた画像形成装置であってもよい。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同様の処理により可視化させることができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼き付け処理と同様の処理により印画紙に転写することが可能である。このような画像形成装置は、光製版装置や、ＣＴスキャン画像などを描画する光描画装置として実施することが可能である。
【０１２１】
また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギーにより発色する発色媒体（ポジの印画紙）を用いた画像形成装置であってもよい。この場合においては、光走査により可視画像を直接像担持体に形成することが可能である。
【０１２２】
本実施の形態によれば、実施の形態１〜３に記載の半導体レーザ装置を書き込み光源として備えることにより、本来の用途として用いるべき光の光量低下をさせず、装置内で光量のモニタを行うことができ、安定した光出力で高品位画像の形成可能な画像形成装置を実現することが可能となる。
【０１２３】
なお、上記画像形成装置の実施の形態は、発明の内容を限定するものではなく、従来のレーザプリンタ技術に基づいて当業者が任意に変更できる範囲の全ての構成を含むものとする。
【０１２４】
＜応用例１；光学情報記録再生装置（光ディスク装置、光ピックアップ装置）＞
次に、応用例１として光情報記録再生装置（光ディスク装置）について説明する。
【０１２５】
応用例１に係る光情報記録再生装置（光ディスク装置）は、情報記録媒体（光ディスク）へのデータの書き込みや、情報記録媒体（光ディスク）に書き込まれたデータの再生に用いる光源として、実施の形態１〜３に係る光量の低下がなく安定した出力を有する高信頼性の半導体レーザ装置を光源ユニットとして用いたものである。これにより安定した出力を有する高性能の光情報記録再生装置（光ディスク装置）を実現することができる。
【０１２６】
＜応用例２；光送信モジュール＞
次に、応用例２に係る光送信モジュールについて説明する。本応用例は、実施の形態１〜３に係る半導体レーザ装置を光源とした光送信モジュールである。以下、本応用例に係る光送信モジュールについて図面を用いて説明する。
【０１２７】
図１２は、光送信モジュールの概略図であり、同図（ａ）は実施の形態１〜３に係る単一の面発光レーザを有する半導体レーザ装置（単一型）と単一の光ファイバを用いた光送信モジュールを示し、同図（ｂ）は実施の形態１〜３に係る複数の面発光レーザを有する半導体レーザ装置（アレイ型）と該複数の面発光レーザのそれぞれに対応する複数の光ファイバを用いた光送信モジュールを示している。
【０１２８】
半導体レーザ装置（単一型）を用いた光送信モジュール６０は、同図（ａ）に示すように、単一の面発光レーザからなる半導体レーザ装置６１（実施例１〜３に係る半導体レーザ装置（単一型））から出射されるレーザ光６２を光ファイバ（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ））６３に入力し、他装置に伝送するモジュールである。
【０１２９】
半導体レーザ装置（アレイ型）を用いた光送信モジュール７０は、同図（ｂ）に示すように、半導体レーザ装置（アレイ型）７１を構成するそれぞれの面発光レーザ（実施例１〜３に係る半導体レーザ装置（アレイ型）から出射されるレーザ光７２を対応する光ファイバ７３に入力し、他装置に並列伝送するモジュールである。
【０１３０】
本応用例においては、面発光レーザとして、実施の形態１〜３に係る小型で安定した出力を有する信頼性の高い半導体レーザ装置を用いているので、小型で高信頼の光送信モジュールを実現できる。また、光ファイバとして安価なＰＯＦを用いた場合低コストな光送信モジュールを実現でき、家庭用やオフィスの室内用および機器内などの短距離のデータ通信に有効である。
【０１３１】
また、同図（ｂ）に示した光送信モジュールを用いると、高速な並列伝送が可能となり、従来よりも多くのデータを同時に伝送できるようになった。
【０１３２】
また、上記の場合は光発光レーザと光ファイバとを１対１に対応させているが、発振波長の異なる複数の面発光レーザ素子を１次元または２次元にアレイ状に配置して、波長多重送信することにより、伝送速度をさらに増大させることができる。
【０１３３】
＜応用例３；光送受信モジュール＞
次に、応用例３として光送受モジュールについて説明する。本応用例は、実施の形態１〜３に記載の半導体レーザ装置を光源とした光送受信モジュールである。以下、本応用例に係る光送受信モジュールについて図面を用いて説明する。
【０１３４】
図１３は、光送受信モジュールの概略図であり、同図（ａ）は単一の面発光レーザを有する半導体レーザ装置（単一型）を用いた場合の構成例であり、該半導体レーザ装置（単一型）における単一の面発光レーザと単一の受光素子（フォトダイオード）とそれぞれに対応する光ファイバを用いた光送受信モジュールを示し、同図（ｂ）は複数の面発光レーザを有する半導体レーザ装置（アレイ型）を用いた場合の構成例であり、半導体レーザ装置（アレイ型）における複数の面発光レーザと複数の受光素子（フォトダイオード）とそれぞれに対応する光ファイバを用いた光送受信モジュールを示している。
【０１３５】
半導体レーザ装置（単一型）と単一の受光素子（フォトダイオード）を用いた光送受信モジュール８０は、同図（ａ）に示すように、半導体レーザ装置（単一型）から出射されるレーザ光８２を光ファイバ（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ））８３に入力し、他装置に伝送するとともに、他装置から光ファイバ（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ））８５を介して伝送されてきたレーザ光８６を受光素子（フォトダイオード）２７７で受信するモジュールである。
【０１３６】
半導体レーザ装置（アレイ型）と複数の受光素子（フォトダイオード）を用いた光送信モジュール９０は、同図（ｂ）に示すように、半導体レーザ装置（アレイ型）９１を構成するそれぞれの面発光レーザから出射されるレーザ光９２を対応する光ファイバ９３に入力し、他装置に並列伝送するモジュールとともに、他装置から光ファイバ（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ））９５を介して伝送されてきたレーザ光９６を受光素子（フォトダイオード）アレイ９７で受信するモジュールである。
【０１３７】
本応用例においては、光源として実施例１〜３で説明した半導体レーザ装置を用いているので、小型で安定した出力を有する高信頼の光送受信モジュールを実現できる。また、光ファイバとして安価なＰＯＦを用いた場合低コストな光送受信モジュールを実現でき、家庭用やオフィスの室内用および機器内などの短距離のデータ通信に有効である。
【０１３８】
また、同図（ｂ）に示した光送受信モジュールを用いると、高速な並列伝送が可能となり、従来よりも多くのデータを同時に伝送できるようになった。
【０１３９】
また、上記の場合は光発光レーザと光ファイバとを１対１に対応させているが、発振波長の異なる複数の面発光レーザ素子を１次元または２次元にアレイ状に配置して、波長多重送信することにより、伝送速度をさらに増大させることができる。
【０１４０】
＜応用例４；光通信システム＞
次に、応用例４として光通信システムについて説明する。
【０１４１】
本応用例に係る光通信システムは、実施の形態１〜３に係る半導体レーザ装置、上記応用例２に係る光送信モジュール、あるいは、上記応用例３に係る光送受信モジュールを用いた光通信システムである。
【０１４２】
本応用例に係る光通信システムは、上記実施の形態１〜３に係る半導体レーザ装置、応用例２に係る光送信モジュール、あるいは、応用例３に係る光送受信モジュールを用いているので、小型で安定した出力を有する高性能の光通信システムを実現でき、コンピュータなどの機器間伝送、さらに、機器内のボード間のデータ伝送、ボード内のＬＳＩ間、ＬＳＩ内の素子間など、光インターコネクションとして、特に短距離通信に有効であり、超高速コンピュータシステムが可能となる。
【０１４３】
なお、本発明で用いる面発光レーザは、端面発光レーザに比べて桁違いに低消費電力化でき、２次元アレイ化が容易であるので、並列伝送型の光通信システムに適している。
【０１４４】
なお、上述した実施の形態や応用例はあくまでも例示したものであって本発明の権利範囲を制限するものではない。本発明の権利範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等物とみなすことができる構成は全て含むものとする。
【０１４５】
本発明は、従来の半導体レーザ素子に適用できるのはもちろんであるが、特に面発光レーザ素子に適用して好適なものである。なお面発光レーザ素子に適用する場合には、各々の発光点を個別に順次点灯して個々の発光点毎にモニタして出力を安定化することも可能であるし、複数の発光点を同時にモニタし、平均出力を安定化する駆動も可能である。
【０１４６】
具体的に面発光レーザ素子を利用したレーザプリンタに適用する場合には、主走査方向の走査が終了し、次の走査が開始する前の間隔を利用して、各々の発光点を個別に順次点灯して個々の発光点毎にモニタして出力を安定化することが適している。なお、モニタのタイミングとしては１回の主走査方向の走査修了毎に１発光点をモニタすることも可能であるし、複数の発光点をモニタすることも可能である。又、複数回の走査ごとにモニタすることも可能である。
【０１４７】
上記実施の形態において、半透光性光電変換機能部としてｐｎ接合あるいは半導体薄膜と金属薄膜によるショットキーバリアダイオードを用いているが、半導体レーザ素子からの出射光の波長の光に対して十分な受光感度を有するものであれば如何なる材料であってもよい。
【０１４８】
半透光性光電変換機能部において、半導体レーザ素子より出射される光のうち、透過する率と、吸収して電気信号に変換する率の調整は、前記薄膜の膜厚を調整することによってなされる。光の透過／変換率の設定は、使用目的に応じてほぼ任意に行えるが、レーザプリンタに適用する場合には、透過率９０〜９５％、変換率１０〜５％にするのが好適である。
【０１４９】
半透光性光電変換機能部に用いる半導体薄膜の材料は、半導体レーザ素子からの出射光の波長に対応するために変更すればよい。可視光に対してはｐ型Ｓｉ薄膜とｎ型Ｓｉ薄膜を積層してｐｎ接合を用い、一方、光通信に用いられる１３００ｎｍ帯、１５００ｎｍ帯の光に対しては、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体を用いる。
【０１５０】
また、本発明において、透光性の板状部材に設けられる半透光性光電変換機能部は、半導体レーザ素子より出射される出射光全てを覆うよう形成することが好ましい。ここでいう出射光とは、例えば、半導体レーザ素子から出射される光のうち、半導体レーザ装置の外部に設けられる光学系にカップリングする部分の光をいい、この場合、使用される光学系、例えば対物レンズにより、この光学系にカップリングする出射光のビームが定まる。
【符号の説明】
【０１５１】
１０：面発光レーザ素子
１１：電極配線
１２：電極パッド
２０：セラミックパッケージ
２１：面発光レーザ駆動用電極
２２：ワイヤボンディング
２３：面発光レーザＧｎｄ用電極
３０：透明性の板状部材
３１：半透明光電変換機能部
３１ａ：ｐ型半導体
３１ｂ：ｎ型半導体
３２：電気信号を出力する電極
４０：出射光
５１：ＴＯ（Transistor Outline）キャップ
５２：ＴＯ（Transistor Outline）ヘッダ
６０：光送信モジュール
６１：半導体レーザ装置（単一型）
６２，７２：レーザ光
６３，７３：光ファイバ（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ））
７０：光送信モジュール
７１：半導体レーザ装置（アレイ型）
８０：光送受信モジュール
８１：半導体レーザ装置（単一型）
８２，８６：レーザ光
８３，８５：光ファイバ（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ））
８７：受光素子（フォトダイオード）
９０：光送信モジュール
９１：半導体レーザ装置（アレイ型）
９２，９６：レーザ光
９３，９５：光ファイバ（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ））
９７：受光素子（フォトダイオード）アレイ
８１０：光源ユニット
８１１：カップリングレンズ
８１２：開口板（アパーチャ）
８１３：シリンドリカルレンズ
８１４：ポリゴンミラー（偏向手段）
８１５：ｆθレンズ（走査光学系の一部）
８１６：トロイダルレンズ（走査光学系の一部）
８１７，８１８：ミラー
９００：光走査装置
９０１：感光体ドラム（像担持体）
９０２：帯電チャージャ
９０３：現像ローラ（転写手段の一部）
９０４：トナーカートリッジ
９０５：クリーニングブレード
９０６：給紙トレイ
９０７：給紙コロ
９０８：レジストローラ対
９０９：定着ローラ
９１０：排紙トレイ
９１１：転写チャージャ（転写手段の一部）
９１２：排紙ローラ
９１４：除電ユニット
９２０：転写ベルト
９３０：定着手段
ＬＡ：面発光型レーザアレイ
ＶＣＳＥＬ：面発光型レーザ
Ｋ１：ブラック（Ｋ）用の感光体ドラム
Ｋ２：ブラック（Ｋ）用の帯電器
Ｋ４：ブラック（Ｋ）用の現像器
Ｋ５：ブラック（Ｋ）用のクリーニング手段
Ｋ６：ブラック（Ｋ）用の転写用帯電手段
Ｃ１：シアン（Ｃ）用の感光体ドラム
Ｃ２：シアン（Ｃ）用の帯電器
Ｃ４：シアン（Ｃ）用の現像器
Ｃ５：シアン（Ｃ）用のクリーニング手段
Ｃ６：シアン（Ｃ）用の転写用帯電手段
Ｍ１：マゼンタ（Ｍ）用の感光体ドラム
Ｍ２：マゼンタ（Ｍ）用の帯電器
Ｍ４：マゼンタ（Ｍ）用の現像器
Ｍ５：マゼンタ（Ｍ）用のクリーニング手段
Ｍ６：マゼンタ（Ｍ）用の転写用帯電手段
Ｙ１：イエロー（Ｙ）用の感光体ドラム
Ｙ２：イエロー（Ｙ）用の帯電器
Ｙ４：イエロー（Ｙ）用の現像器
Ｙ５：イエロー（Ｙ）用のクリーニング手段
Ｙ６：イエロー（Ｙ）用の転写用帯電手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５２】
【特許文献１】特開昭６２−１０４１８７号公報
【特許文献２】特開平１１−２７３１３８号公報
【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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