(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振波長の異なる複数のレーザ光を重ねて出射する１つの多波長半導体レーザに対し高温下で出射出力を一定に保持して通電試験を行う多波長半導体レーザ用バーンイン装置であって、
多波長半導体レーザから出射されるレーザ光の光路上に設けられ、この多波長半導体レーザから出射されるレーザ光を波長が相違することによりそれぞれ各波長毎の複数のレーザ光に分光し、分光した各波長毎の複数のレーザ光を相互に異なる方向に出射するための分光手段と、この分光手段により分光された各波長の複数のレーザ光の光路上にそれぞれ個々に設けられた複数の受光素子と、を備えた多波長半導体レーザ用バーンイン装置。
【請求項２】
前記分光手段は、回折格子である請求項１記載の半導体レーザ用バーンイン装置。
【請求項３】
前記分光手段は、プリズムである請求項１記載の半導体レーザ用バーンイン装置。
【請求項４】
前記分光手段は、ダイクロイックミラーである請求項１記載の半導体レーザ用バーンイン装置。
【請求項５】
前記分光手段は、プリズムシートである請求項１記載の半導体レーザ用バーンイン装置。
【請求項６】
前記受光素子は、波長により感度特性が異なるものである請求項１，２，３，４又は５記載の半導体レーザ用バーンイン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発振波長の異なる複数のレーザ光を出射する多波長半導体レーザに対して通電試験を行う多波長半導体レーザ用バーンイン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザは、ＣＤやＤＶＤをはじめとする各種の光ディスクに対するデジタル情報の記録再生に使用されている。このような用途における半導体レーザについても、他の半導体装置と同様、その製造工程の最終段階で行われるスクリーニング試験として、所定の温度条件下で所定の電源電圧を印加し一定時間範囲内における特性変動を検査する、いわゆるバーンインテストが行われる。
【０００３】
図５は、上記バーンインテストに使用される従来の半導体レーザ用バーンイン装置（以下、装置という）の要部の一例を示す。
【０００４】
この装置において、半導体レーザ１は、複数個が第１固定治具２に一列に取り付けられ、装置のバーンイン槽内の所定位置に固定される。固定された半導体レーザ１の対向位置には、各半導体レーザ１から出射されるレーザ光Ｂをそれぞれ受光する受光素子３が第２固定治具４を介して固定されている。これら半導体レーザ１と受光素子２とは、それぞれ対向するもの同士が対とされ、ＡＰＣ（Automatic Power Control)回路５を介して接続されている。なお、図５では、それら各ＡＰＣ回路５は、左端に位置する半導体レーザ１とこの半導体レーザ１に対向する受光素子３との組についてのみ記載し、他の組についてはその記載を省略している。
【０００５】
上記した状態でバーンイン槽内の温度を高温に保持し、各半導体レーザ１に所定の電源電圧を印加して一定時間範囲内における特性変動を検査する。すなわち、半導体レーザ１から出射されたレーザ光Ｂは、それぞれ対峙する受光素子３で受光され、レーザ光Ｂの光強度に相対した起電力に変換される。変換された起電力はＡＰＣ回路５において事前に設定された一定の出力まで制御される。制御された起電力は半導体レーザ１で相対した光強度に変換され、以後このような動作が繰り返し行われることで半導体レーザ１はレーザ光Ｂを出射し続ける。この状態を一定時間維持し、その間の各半導体レーザ１の特性変動を検査する。検査の結果、規定の特性を発揮しない半導体レーザ１は不良品として製造ラインから除去される。
【０００６】
ところで、近年、様々な種類の光ディスクが開発されるのに伴い、異なる種類の光ディスクを１台の光ディスク装置で取り扱えることが要望されている。このような要望に応えるには、光ディスクの種類毎に使用されるレーザ光の種類が異なることから、光ディスクの種類に応じた数の半導体レーザを搭載する必要がある。ところが、光ディスク装置に複数の半導体レーザを搭載するとなると、それに応じて光学系も複数となるため、ピックアップが大型化してしまい、延いては光ディスク装置自体も大きなものになってしまう。そこで、近時、光ディスク装置の大型化を避けるため、発振波長の異なる複数のレーザチップを一つにパッケージ化した、いわゆる多波長半導体レーザが開発された。この多波長半導体レーザを搭載したピックアップにより、一つの光学系で異なる種類のレーザ光を使い分けることができるようになり、ピックアップは勿論のこと光ディスク装置自体の小型化が可能となった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような多波長半導体レーザについても当然のことながら単波長半導体レーザと同様バーンインテストを実施する必要がある。ところが、前記従来の装置より多波長半導体レーザについてバーンインテストを実施した場合、従来の装置にあっては前記したように半導体レーザに対峙する受光素子が一つであることから次のような問題があった。
【０００８】
すなわち、例えば、ＣＤ用に供される赤外レーザ光を出射するレーザチップとＤＶＤ用に供される赤色レーザ光を出射するレーザチップとが搭載された多波長半導体レーザの場合、光ディスク装置のピックアップにおいて一つの光学系でそれら二種類のレーザ光を使い分けるために各レーザ光の光軸間隔は１００μｍ程度まで近づける必要があり、各レーザチップから出射される赤外と赤色の二つのレーザ光は重なる。このため、各レーザチップからレーザ光を同時に出射させると、半導体レーザに対峙する受光素子は２種類のレーザ光を同時に受光することになる。その結果前記したＡＰＣ回路での制御が不可能となり、結局、従来の装置では２つのレーザチップについて同時にバーンインテストを実施することはできないことから、レーザチップ毎に順番にバーンインテストを行わざるをえなかった。バーンインテストそれ自体は、通常、数時間から約１日といった長時間を要するものであるため、従来の装置にあっては、一つの多波長半導体レーザに対するバーンインテストに多大な時間を費やしており、このため、生産性が極めて悪く、製造コストが嵩む原因ともなっていた。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点を解消すべく創案されたものであって、多波長半導体レーザに搭載された複数のレーザチップに対するバーンインテストを同時に行うことができる多波長半導体レーザ用バーンイン装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の多波長半導体レーザ用バーンイン装置は、発振波長の異なる複数のレーザ光を重ねて出射する１つの多波長半導体レーザに対し高温下で出射出力を一定に保持して通電試験を行う多波長半導体レーザ用バーンイン装置であって、多波長半導体レーザから出射されるレーザ光の光路上に設けられ、この多波長半導体レーザから出射されるレーザ光を波長が相違することによりそれぞれ各波長毎の複数のレーザ光に分光し、分光した各波長毎の複数のレーザ光を相互に異なる方向に出射するための分光手段と、この分光手段により分光された各波長の複数のレーザ光の光路上にそれぞれ個々に設けられた複数の受光素子と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、多波長半導体レーザから出射された波長の異なる複数のレーザ光は、分光手段により分光され互いの光軸間隔が広げられ、各レーザ光はそれぞれの光路上に個々に設けられた受光素子に導かれることになる。これにより複数のレーザ光を同時に出射させても各レーザチップ毎にその光出力を制御することが可能となり、複数のレーザチップについてのバーンインテストが実施し得ることになる。
【００１２】
上記分光手段としては、回折格子、プリズム、ダイクロイックミラー、プリズムシートのうちの任意のものを採用することができる。
【００１３】
回折格子を採用した場合は、回折格子それ自体が薄板状の形態を有しているため、バーンイン槽内への取り付けが容易となる。
【００１４】
プリズムを採用した場合は、回折格子を採用した場合にみられる０次光が発生しないため、各受光素子の設置が、回折格子を採用した場合に比べて容易となる。
【００１５】
ダイクロイックミラーを採用した場合は、多波長半導体レーザからの出射光に赤外光と赤色光とが含まれる場合、赤外光はそのまま透過され、赤色光は反射されるため、２つのレーザ光を大きく引き離すことが可能となる。このため各受光素子の取付位置が相互に大きく離れることになるので、受光素子の取付精度に高いものが要求されない。また、各受光素子には、対象外のレーザ光の裾が入射しない。
【００１６】
プリズムシートを採用した場合、プリズムシートそれ自体が薄板状の形態を有しているため、バーンイン槽内への取り付けが容易であるとともに、回折格子を採用した場合にみられる０次光が発生しないため、各受光素子の設置が、回折格子を採用した場合に比べて容易となる。
【００１７】
前記受光素子としては、波長により感度特性が異なるものを採用することができる。この場合、仮に対象外のレーザ光の裾が入射しても感知せず対象とするレーザ光のみ感知するので、測定精度に影響を受けない。したがって、各受光素子の設置が容易であるとともに、ＡＰＣ回路による制御も正確に行える。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施の形態では、多波長半導体レーザとして赤外と赤色の二種類の波長のレーザ光を出射する二波長半導体レーザのバーンインテストに使用されるバーンイン装置に本発明を適用した場合を示している。
【００１９】
［実施の形態１］
図１(a) は、本実施の形態１を示すバーンイン装置のバーンイン槽内の概略構成を示す正面図、同図(b) は、分光手段としての回折格子によるレーザ光の分光を説明する概略拡大正面図である。
【００２０】
このバーンイン装置は、発振波長の異なる赤外と赤色のレーザ光を出射する二波長半導体レーザに対し高温下で出射出力を一定に保持して通電試験を行うものである。この装置のバーンイン槽内において、バーンインテストが実施される複数個の半導体レーザ１は、第１固定治具２により一列に取り付けられている。一方、これら各半導体レーザ１の対向位置にはそれぞれ、各半導体レーザ１から出射されるレーザ光Ｂを赤外と赤色の各波長毎のレーザ光Ｂ１，Ｂ２に分光する分光手段としての回折格子６と、回折格子６１によりそれぞれ分光された赤外レーザ光Ｂ１を受光する赤外用受光素子３１及び赤色レーザ光Ｂ２を受光する赤色用受光素子３２とが第２固定治具４により一列に取り付けられている。一つの半導体レーザ１の赤外用レーザチップ（図示省略）は、この半導体レーザ１に対向する赤外用受光素子３１と赤外用ＡＰＣ回路５１を介して電気的に接続されており、同様に赤色用レーザチップ（図示省略）は、この半導体レーザ１に対向する赤色用受光素子３２と赤色用ＡＰＣ回路５２を介して電気的に接続されている。なお、図１では、それら各ＡＰＣ回路５１，５２は、左端に位置する半導体レーザ１とこの半導体レーザ１に対向する各受光素子３１，３２との組についてのみ記載し、他の組についてはその記載を省略している。
【００２１】
上記構成のバーンイン装置においてバーンインテストが開始されると、各半導体レーザ１から赤外光と赤色光とが重なったレーザ光Ｂがそれぞれ出射され、各レーザ光Ｂはそれぞれ半導体レーザ１に対向する回折格子６１に入射する。
【００２２】
赤外光と赤色光とでは波長が相違しこれによって回折角度が異なることから、図１(b) にも示すように、各回折格子６１にそれぞれ入射した各レーザ光Ｂは回折格子６１により赤外レーザ光Ｂ１と赤色レーザ光Ｂ２とに完全に分光され、赤色レーザ光Ｂ１と赤色レーザ光Ｂ２とは回折格子６１から相互に異なる方向に出射される。
【００２３】
このようにして回折格子６１で分光され相互に異なる方向に出射された赤外レーザ光Ｂ１と赤色レーザ光Ｂ２とは、それぞれの光路上に設置された赤外用受光素子３１と赤色用受光素子３２とに別々に入射する。
【００２４】
よって、赤外レーザ光Ｂ１と赤色レーザ光Ｂ２とを別々に赤外用ＡＰＣ回路５１と赤色用ＡＰＣ回路５２とで所定の光出力に制御することが可能となり、赤外と赤色の２つのレーザチップのバーンインテストを同時に行えることになる。
【００２５】
なお、分光手段に回折格子６１を採用した場合、回折格子６１にあっては、図１(b) に示すように、回折格子６１で回折されない０次光Ｂ０が必ず発生するため、赤外用受光素子３１と赤色用受光素子３２とは、図１(a) に示すように、それぞれ０次光Ｂ０が入射しない位置に設置する必要がある。
【００２６】
本実施の形態にあっては、回折格子６１それ自体が薄板状の形態を有しているため、バーンイン槽内への取り付けが容易となる。
【００２７】
［実施の形態２］
図２(a) は、本実施の形態２を示すバーンイン装置のバーンイン槽内の概略構成を示す正面図、同図(b) は、分光手段としてのプリズムによるレーザ光の分光を説明する概略拡大正面図である。
【００２８】
このバーンイン装置の基本的構造は、上記実施の形態１のバーンイン装置と同じであるが、異なるところは、分光手段としてプリズム６２を採用した点であり、各プリズム６２は、第１固定治具２に列設された各半導体レーザ１と対向して第２固定治具に一列に固定されている。なお、赤外用ＡＰＣ回路と赤色用ＡＰＣ回路は実施の形態１と同じであるため図２ではそれらの記載を省略している。
【００２９】
本実施の形態においては、各半導体レーザ１から赤外光と赤色光とが重なったレーザ光Ｂがそれぞれ出射され、各半導体レーザ１に対向するプリズム６２に入射すると、赤外光と赤色光とでは波長が相違しこれによって屈折角が異なることから、図２(b) にも示すように、各プリズム６２にそれぞれ入射した各レーザ光Ｂはプリズム６２により赤外レーザ光Ｂ１と赤色レーザ光Ｂ２とに完全に分光され、赤外レーザ光Ｂ１と赤色レーザ光Ｂ２とはプリズム６２から相互に異なる方向に出射される。
【００３０】
このようにしてプリズム６２で分光され相互に異なる方向に出射された赤外レーザ光Ｂ１と赤色レーザ光Ｂ２とは、それぞれの光路上に設置された赤外用受光素子３１と赤色用受光素子３２とに別々に入射する。
【００３１】
分光手段としてプリズム６２を採用した場合は、実施の形態１の回折格子６１の場合と異なり、０次光が発生しない。このため、赤外用受光素子３１と赤色用受光素子３２との設置にあたって０次光を全く考慮する必要がなく、設置が実施の形態１の場合に比べて容易である。
【００３２】
［実施の形態３］
図３(a) は、本実施の形態３を示すバーンイン装置のバーンイン槽内の概略構成を示す正面図、同図(b) は、分光手段としてのダイクロイックミラーによるレーザ光の分光を説明する概略拡大正面図である。
【００３３】
このバーンイン装置の基本的構造は、前記実施の形態１のバーンイン装置と同じであるが、異なるところは、分光手段としてダイクロイックミラー６３を採用した点であり、各ダイクロイックミラー６３は、第１固定治具２に列設された各半導体レーザ１と対向して第２固定治具に一列に固定されている。なお、赤外用ＡＰＣ回路と赤色用ＡＰＣ回路は実施の形態１と同じであるため図３ではそれらの記載を省略している。
【００３４】
本実施の形態においては、各半導体レーザ１から赤外光と赤色光とが重なったレーザ光Ｂがそれぞれ出射され、各半導体レーザ１に対向するダイクロイックミラー６３に入射すると、ダイクロイックミラー６３は、図３(b) にも示すように、赤外光は透過するが赤色光は反射するといった相反する性質を有していることから、各ダイクロイックミラー６３にそれぞれ入射した各レーザ光Ｂはダイクロイックミラー６３により赤外レーザ光Ｂ１と赤色レーザ光Ｂ２とに完全に分光され、赤外レーザ光Ｂ１と赤色レーザ光Ｂ２とはプリズム６２から相互に異なる方向に出射される。
【００３５】
ここで、ダイクロイックミラー６３は、半導体レーザ１から出射されるレーザ光Ｂに対して４５°の角度をもって配されているため、赤外レーザ光Ｂ１はダイクロイックミラー６３を透過して直進し、赤色レーザ光Ｂ２はダイクロイックミラー６３で反射されて元のレーザ光Ｂの進路に対して９０°屈折する。したがって、本実施の形態にあっては、赤外用受光素子３１と赤色用受光素子３２とは相互にダイクロイックミラー６３を中心として９０°展開した位置に設置される。
【００３６】
このようにしてダイクロイックミラー６３で分光され相互に異なる方向に出射された赤外レーザ光Ｂ１と赤色レーザ光Ｂ２とは、それぞれの光路上に設置された赤外用受光素子３１と赤色用受光素子３２とに別々に入射する。
【００３７】
分光手段としてダイクロイックミラー６３を採用した場合は、上述したように赤外用受光素子３１と赤色用受光素子３２の取付位置が相互に大きく離れることになるので、各受光素子３１，３２の取付精度に高いものが要求されない。また、各受光素子３１，３２には、対象外のレーザ光の裾が入射しない。つまり、赤外用受光素子３１に赤色レーザ光Ｂ２の裾が入射したり、またその逆に赤色用受光素子３２に赤外レーザ光Ｂ１の裾が入射したりするおそれが全くない。
【００３８】
［実施の形態４］
図４(a) は、本実施の形態４を示すバーンイン装置のバーンイン槽内の概略構成を示す正面図、同図(b) は、分光手段としてのプリズムシートによるレーザ光の分光を説明する概略拡大正面図である。
【００３９】
このバーンイン装置の基本的構造は、前記実施の形態１のバーンイン装置と同じであるが、異なるところは、分光手段としてプリズムシート６４を採用した点であり、各プリズムシート６４は、第１固定治具２に列設された各半導体レーザ１と対向して第２固定治具に一列に固定されている。なお、赤外用ＡＰＣ回路と赤色用ＡＰＣ回路は実施の形態１と同じであるため図４ではそれらの記載を省略している。
【００４０】
本実施の形態においては、各半導体レーザ１から赤外光と赤色光とが重なったレーザ光Ｂがそれぞれ出射され、各半導体レーザ１に対向するプリズムシート６４に入射すると、赤外光と赤色光とでは波長が相違しこれによって屈折角が異なることから、図４(b) にも示すように、各プリズムシート６４にそれぞれ入射した各レーザ光Ｂはプリズムシート６４により赤外レーザ光Ｂ１と赤色レーザ光Ｂ２とに完全に分光され、赤外レーザ光Ｂ１と赤色レーザ光Ｂ２とはプリズムシート６４から相互に異なる方向に出射される。
【００４１】
このようにしてプリズムシート６４で分光され相互に異なる方向に出射された赤外レーザ光Ｂ１と赤色レーザ光Ｂ２とは、それぞれの光路上に設置された赤外用受光素子３１と赤色用受光素子３２とに別々に入射する。
【００４２】
分光手段としてプリズムシート６４を採用した場合は、実施の形態１の回折格子６１の場合と異なり、０次光が発生しない。このため、赤外用受光素子３１と赤色用受光素子３２との設置にあたって０次光を全く考慮する必要がなく、設置が実施の形態１の場合に比べて容易である。また、プリズムシート６４それ自体が薄板状の形態を有しているため、バーンイン槽内への取り付けが容易である。
【００４３】
なお、上記した各実施の形態において、赤外用受光素子３１及び赤色用受光素子３２として、波長により相互に感度特性の異なる受光素子を採用することもできる。この場合、仮に赤外用受光素子３１に赤色レーザ光Ｂ２の裾が入射するようなことがあっても、またこれとは逆に赤色用受光素子３２に赤外レーザ光Ｂ１の裾が入射するようなことがあっても測定精度に影響を受けないため、各受光素子３１，３２の設置が容易になるとともに、ＡＰＣ回路５１，５２による制御も正確に行えることになる。
【００４４】
また、バーンインテスト中にいずれか一方のレーザチップにおいて劣化がみられた場合は、その劣化したレーザチップを含む半導体レーザについてはそれ以上バーンインテストを続行する必要がなくなるため、半導体レーザへの通電を終了させる手段を設けてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多波長半導体レーザに搭載される複数のレーザチップに対して同時にバーンインテストを行うことができ、バーンインテストに費やす時間を従来の装置の場合に比べて半分に短縮することができる。したがって、生産性の向上及び製造コストの低減を大幅に図ることができる。
【００４６】
また、従来のバーンイン装置にあっては各レーザチップ毎にバーンインテストを行うものであったため、先にテストされるレーザチップが良好であってもその後にテストされるレーザチップが不良であった場合には先行のバーンインテストが結局無駄なものとなっていたが、本発明によれば、各レーザチップに対して同時にバーンインテストを行うことができるため、いずれか一つのレーザチップのバーンインテストにおいて不良の結果を得た場合には直ちにバーンインテストを終了させることができる。このため、バーンインテストで消費されるエネルギーコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多波長半導体レーザ用バーンイン装置の実施の形態１を示し、同図(a) は、バーンイン槽内の概略構成を示す正面図、同図(b) は、分光手段としての回折格子によるレーザ光の分光を説明する概略拡大正面図である。
【図２】本発明の多波長半導体レーザ用バーンイン装置の実施の形態２を示し、同図(a) は、バーンイン槽内の概略構成を示す正面図、同図(b) は、分光手段としてのプリズムによるレーザ光の分光を説明する概略拡大正面図である。
【図３】本発明の多波長半導体レーザ用バーンイン装置の実施の形態３を示し、同図(a) は、バーンイン槽内の概略構成を示す正面図、同図(b) は、分光手段としてのダイクロイックミラーによるレーザ光の分光を説明する概略拡大正面図である。
【図４】本発明の多波長半導体レーザ用バーンイン装置の実施の形態４を示し、同図(a) は、バーンイン槽内の概略構成を示す正面図、同図(b) は、分光手段としてのプリズムシートによるレーザ光の分光を説明する概略拡大正面図である。
【図５】従来の多波長半導体レーザ用バーンイン装置を示す概略正面図である。
【符号の説明】
１    半導体レーザ
３１  赤外用受光素子
３２  赤色用受光素子
５１  赤外用ＡＰＣ回路
５２  赤色用ＡＰＣ回路
６１  回折格子（分光手段）
６２  プリズム（分光手段）
６３  ダイクロイックミラー（分光手段）
６４  プリズムシート（分光手段）
Ｂ    レーザ光
Ｂ１  赤外レーザ光
Ｂ２  赤色レーザ光
【図１】
0003751803.tif 000002
【図２】
0003751803.tif 000003
【図３】
0003751803.tif 000004
【図４】
0003751803.tif 000005
【図５】
0003751803.tif 000006