DE10201102A1 - Laservorrichtung - Google Patents
LaservorrichtungInfo
- Publication number
- DE10201102A1 DE10201102A1 DE10201102A DE10201102A DE10201102A1 DE 10201102 A1 DE10201102 A1 DE 10201102A1 DE 10201102 A DE10201102 A DE 10201102A DE 10201102 A DE10201102 A DE 10201102A DE 10201102 A1 DE10201102 A1 DE 10201102A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- diode
- laser
- laser diode
- laser device
- monitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/02218—Material of the housings; Filling of the housings
- H01S5/02234—Resin-filled housings; the housings being made of resin
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/1015—Shape
- H01L2924/10155—Shape being other than a cuboid
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02253—Out-coupling of light using lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0235—Method for mounting laser chips
- H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
- H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Laservorrichtung mit einer Laserdiode (1) mit einem optischen Resonator (15), der eine Austrittsseite zum Emittieren von Licht in ein optisches System aufweist, und mit einer Monitordiode (2) mit einer lichtsensitiven Fläche zur Messung von optischen Größen der Laserdiode. Die lichtsensitive Fläche der Monitordiode (2) ist erfindungsgemäß mit einer der Austrittsseite des Resonators gegenüberliegenden Rückseite (11) der Laserdiode (1) optisch gekoppelt, wobei die Rückseite (11) ebenfalls Licht emittiert. Dieser Aufbau ermöglicht einen platzsparenden SMD-Aufbau der Laservorrichtung.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Laservorrichtung mit einer Laserdiode mit einem optischen Resonator zum Emittieren von Licht in ein optisches System und mit einer Monitordiode mit einer lichtsensitiven Fläche zur Messung von optischen Größen der Laserdiode.
- Eine herkömmliche Laservorrichtung weist eine Laserdiode und eine Monitordiode auf, wobei die Monitordiode einen Teil, zumeist einen kleinen Bruchteil des von der Laserdiode generierten Lichtes sensiert, um beispielsweise die Laserdiode in einen vorgegebenen Arbeitspunkt einzuregeln, Sicherheitsfunktionen, insbesondere im Falle zu hoher Strahlungsleistung zu gewährleisten, eine Alterung der Laserdiode zu erkennen und eine Regelung zu ermöglichen.
- Eine derartige Laservorrichtung des Standes der Technik ist in Fig. 3 dargestellt. Die Monitordiode ist in diesem Fall eine in einen Siliziumchip 2' integrierte Photodiode 2', die direkt auf einer Grundplatte 3' befestigt ist. Um ein zu dem sensierten Laserlicht 51' korreliertes Meßsignal auswerten zu können, ist die Monitordiode 2' mittels Bond-Drähten 8' mit Anschlußbeinen 9' der Vorrichtung verbunden. Auf der Monitordiode 2' ist eine vertikal emittierende Laserdiode 1' zur Befestigung verlötet, wobei auch die Laserdiode 1' mittels Bond-Drähten 8' an Anschlußbeine 9' der Laservorrichtung gebondet ist.
- Das von der Laserdiode 1' emittierte Licht 5' gelangt in ein optisches System, beispielsweise durch ein Fenster 4' oder Linsensystem 4' der Laservorrichtung. Dieses Linsensystem 4' ist beispielsweise mit einer optischen Faser oder einem anderen optischen oder optoelektronischen Element des optischen Systems verbunden. Ein Teil 51' des von der Laserdiode 1' emittierten Lichtes 5' wird von dem Fenster 4' oder Linsensystem 4' reflektiert oder zurückgestreut und auf die Monitordiode 2' gelenkt. Der größere Teil des emittierten Lichtes 5' wird dagegen in das optische System, beispielsweise in eine optische Faser gekoppelt. Um Störungen dieses Strahlenganges zu verhindern und die Bauteile zu schützen (beispielsweise gegen Feuchte und mechanische Belastungen), weist die Laservorrichtung ein hermetisch dichtes Gehäuse 31' auf.
- Der Erfindung stellt sich ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe, einen vereinfachten Aufbau einer Laservorrichtung anzugeben, ohne dabei vergrößerte räumliche Abmessungen der Laservorrichtung zu benötigen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Laservorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Demgemäß ist eine lichtsensitive Fläche der Monitordiode mit einer Seite eines Resonators der Laserdiode optisch gekoppelt. Die optische Kopplung ermöglicht eine optische Wirkbeziehung zwischen dem von der Laserdiode generierten Licht und dem in der Monitordiode gemessenen Licht. Zusätzlich zu insbesondere veränderlichen optischen Charakteristika der Laserdiode kann die Monitordiode oder ein weiteres integriertes Bauelement zur Sensierung weiterer Kenngrößen, beispielsweise der Temperatur genutzt werden.
- Die Laserdiode ist zwischen dem das Laserlicht empfangenden optischen System und der Monitordiode angeordnet, so dass die lichtsensitive Fläche der Monitordiode mit der mit dem optischen System zugeordneten Austrittsseite des Resonators gegenüberliegenden Rückseite der Laserdiode optisch gekoppelt. Zur Kopplung mit der Monitordiode emittiert die Rückseite der Laserdiode ebenfalls Licht, das zu dem in das optische System emittierten Licht eine bestimmte Wirkbeziehung aufweist, beispielsweise ein Bruchteil desselben ist.
- Die erfindungsgemäße Laservorrichtung weist zumindest eine Laserdiode mit einem optischen Resonator und eine Monitordiode mit einer optisch aktiven Fläche zur Messung von optischen Größen der Laserdiode auf. Der Resonator besteht beispielsweise aus sogenannten Bragg-Reflektoren, die je nach Auslegung derselben im wesentlichen reflektierend wirken, jedoch auch einen Teil des Lichtes transmittieren oder absorbieren können. Eine Auskopplung eines Teils des Lichtes aus der Austrittseite der Laserdiode zum Zwecke der Sensierung durch eine Monitordiode wird nicht benötigt.
- Ein vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Rückseite der Laserdiode direkt an die Monitordiode angrenzt. Durch ein direktes Angrenzen ist eine einfache Montage, auch eine Vormontage einer Einheit aus Laserdiode und Monitordiode möglich. Alternativ zu der genannten Ausgestaltung ist zwischen der Rückseite der Laserdiode und der Monitordiode ein optisches System, im einfachsten Fall ein transparenter Kunststoff vorgesehen. Dies kann vorteilhaft sein, wenn andere als optische Kopplungen zwischen der Laserdiode und der Monitordiode reduziert werden sollen. Diese anderen Kopplungen sind beispielsweise thermische oder elektrische Kopplungen, die zu einer Verfälschung der durch die Monitordiode sensierten Meßsignale führen können.
- Um eine optische Wirkbeziehung zwischen der Laserdiode und der Monitordiode zu verbessern, weist die Laserdiode in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung optische Reflektoren auf, wobei der der Rückseite der Laserdiode zugeordnete Reflektor zur optischen Kopplung mit der Monitordiode derart ausgebildet ist, dass der Reflektor einen von der Monitordiode sensierbaren Teil des Laserlichtes transmittiert. Beispielsweise wird die Anzahl der einzelnen Reflektoren eines Bragg-Reflektors verringert oder ein Teil der Reflektoren in ihrer Reflexionscharakteristik verändert. Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass für eine Transmission der Reflektor einen Teilbereich mit einem verringerten Reflexionsgrad aufweist, der zur lichtsensitiven Fläche der Monitordiode positioniert ist. Eine derartige Auskopplung aus der Laserdiode kann prozeßsicherer hergestellt werden, als durch eine Kopplung über Reflexionen eines optischen Systems, wie sie im Stand der Technik vorgesehen sind.
- In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist die der Monitordiode zugewandte Rückseite des Lasers einen erhöhten Reflexionsgrad auf. Beispielsweise ist hierzu die Oberfläche der Rückseite aufgerauht. Hierdurch werden Rückreflexionen von der Monitordiode in die Laserdiode reduziert, die nachteilig für den Betrieb der Laserdiode sind.
- Die Anschlüsse der Monitordiode werden bevorzugt an der hochdotierten Stelle des Substrats der Monitordiode angeordnet, so dass diese vorzugsweise auf der Seite angeordnet sind, in die auch der Einbau der Donatoren und Akzeptoren für die Lichtsensitive Fläche der Monitordiode erfolgt. In einer Weiterbildung der Erfindung ist eine der Laserdiode abgewandte Fläche der Monitordiode für eine elektrische Kontaktierung strukturiert. Voraussetzung für eine derartige Anordnung ist, dass das Substrat der Monitordiode die Wellenlänge des Laserlichts der Laserdiode nicht wesentlich absorbiert. Durch diese geringe Absorption ist eine optische Kopplung durch das Substrat der Monitordiode hindurch möglich.
- Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist eine der Monitordiode abgewandte Seite der Laserdiode für eine elektrische Kontaktierung strukturiert, so dass die optische Kopplung zwischen der Laserdiode und der Monitordiode unabhängig von der elektrischen Kontaktierung und der mechanischen Befestigung der Laserdiode ist. Vorzugsweise ist die Laserdiode direkt auf einem Substrat befestigt.
- Die Laserdiode wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mit der Austrittsseite auf dem Substrat befestigt, so dass das Substrat mit dem Strahlengang des Laserlichtes in optischer Wirkbeziehung steht. Vorzugsweise ist in das Substrat ein optisches Systems integriert. Dieses kann als optisches Teilsystem ein Bestandteil einer Übertragungstrecke des Strahlenganges sein und beispielsweise zur Einkopplung in eine optische Faser dienen.
- Für eine vereinfachte, automatisierbare Montage ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die lichtemittierende Seite der Laserdiode strukturiert. Die Laserdiode ist dabei flipchiptechnisch mittels Lötung auf dem Substrat kontaktiert und befestigt.
- Vorteilhafterweise ist die Laserdiode unabhängig von der Anordnung der rückseitigen Monitordiode zum dem optischen System positionierbar. Die Unabhängigkeit der Positionierung wird durch die funktionale Trennung des Lichtaustritt auf der Austrittseite der Laserdiode und der Detektion des Monitorlichts erreicht.
- Alternativ zu den zuvor dargelegten Befestigungen einer separaten Monitordiode auf der einer separaten Laserdiode ist in einer alternativen Weiterbildung der Erfindung die Monitordiode in die Rückseite der Laserdiode monolithisch integriert. Sie ist beispielsweise Bestandteil einer teilweise reflektierenden und teilweise absorbierenden Reflektoreinheit eines Bragg-Reflektors.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein zwischen dem Resonator und dem Substrat vorhandener Bereich mit transparentem Kunststoff gefüllt. Ebenso kann vorgesehen sein, zwischen dem Resonator und der Monitordiode einen transparenten Kunststoff vorzusehen. Die Anordnung kann dann mit einem nichttransparenten Kunststoff ummouldet oder vergossen werden.
- Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen
- Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung einer erfindungsgemäßen Laservorrichtung,
- Fig. 2 eine schematische Detailansicht der Laservorrichtung der Fig. 1 und
- Fig. 3 eine im Stand der Technik bekannte Laservorrichtung.
- Ein Aufbau einer Laservorrichtung ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Anschlußbeine (nicht dargestellt), die Bestandteil eines Leadframes 30 sein können, sind mittels Bond-Drähten 81, 82 mit metallischen Leitern, Anschlußpads oder direkt mit elektrooptischen Elementen 1, 2 verbunden. Auf einem inneren Bereich des Leadframes 30 ist ein Substrat 6 befestigt. Eine nicht transparente Moldmasse (nicht dargestellt) umhüllt die Anordnung, insbesondere die Anschlussbeine, das Substrat und die elektrooptischen Elementen 1, 2. Die Anordnung ist von einem Gehäuse 31 umgeben, das ggf. vollständig mit der Moldmasse gefüllt ist oder dessen Außenkonturen das Gehäuse 31 bilden. Die Moldmasse dient dabei neben einem Schutz und einer Abschirmung der genannten Komponenten auch einem mechanischen Halt insbesondere des Leadframes und dessen Anschlußbeinen.
- Fig. 2 zeigt eine schematische Detailansicht dieser Laservorrichtung. Auf dem Substrat 6 sind metallische Leiterbahnen 62 strukturiert. Auf diese Leiterbahnen 62 ist eine vertikal emittierende Laserdiode 1 unter Verwendung der Flipchip-Technik kontaktiert. Die Kontakte 16 der vertikal emittierenden Laserdiode 1 sind hierzu auf der dem Substrat 6 zugewandten Seite 13 der Laserdiode 1 angeordnet.
- Die Kontakte 16 bestehen vorteilhaft aus gedampfte oder gesputterten und strukturierten Lot (z. B. AuZn). Die Justage kann passiv über eine Bildverarbeitung oder aktiv durch Betreiben der Laserdiode 1 erfolgen.
- Als Kontakte können auch Lotkugeln 16 dienen, sogenannten "ball-grids", die nach der Lötung eine toleranzunempfindliche metallische Verbindung zwischen der Laserdiode 1 und den Leiterbahnen 62 des Substrats 6 bilden. Die Unempfindlichkeit gegenüber geometrische Toleranzen der Positionierung während der Fertigung ermöglicht eine gewünschte Justage der Laserdiode 1 zu einem weiteren optischen System.
- Die Laserdiode 1 weist naturgemäß einen Resonator 15 auf. An der Austrittsseite des Resonators 15 der Laserdiode 1 wird Laserlicht 5 emittiert, das eine Strahlungswellenlänge aufweist, die im Substrat 6 sowie im Diodensubstrat 12 nicht beziehungsweise nur unwesentlich absorbiert wird, so dass der Strahlengang 5 ohne größere optische Verluste diese Materialien passieren kann. Derartige Strahlungswellenlängen liegen etwa im Bereich zwischen 1 µm und 1,8 µm, beispielsweise bei 1,3 µm und 1,55 µm.
- Der Bereich zwischen dem Substrat 6 und dem Resonator 15 beziehungsweise dem Diodensubstrat 12 ist mit für die gewünschte Strahlungswellenlänge transparenten Kunststoff 17 gefüllt.
- Da somit der Strahlengang 5 bis zum angrenzenden optischen System unempfindlicher gegen Störungen ist, ist das Gehäuse 31 der Laservorrichtung nicht notwendigerweise hermetisch ausgebildet. Es ist vorzugsweise komplett mit Kunststoff gefüllt, beispielsweise gemouldet oder vergossen. Weiterhin wird der Strahl 5 in optisch dichteren Medien als Luft geführt, so dass der Strahlengang 5 vorteilhafterweise verkürzt und die Abstrahldivergenz verringert wird. Die Rückstrahlung von Teilen des optischen Systems in die vertikal emittierende Laserdiode 1 ist deutlich reduziert.
- Das Substrat 6 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel, jedoch nicht notwendigerweise, in integrierter Form einen Teil eines optischen Systems auf, beispielsweise eines Übertragungssystems. In Fig. 2 ist dargestellt, dass das Substrat, dass in diesem Fall aus Silizium besteht, eine integrierte Linse 61 oder dergleichen aufweist, um die austretende Laserstrahlung 5 zu bündeln, zu streuen oder in einen Lichtleiter einzukoppeln.
- Diese Linse 61 wird besonders vorteilhaft in Doppelfunktion zur Vereinfachung der Montage der Laserdiode 1 genutzt, indem bei der Justage der Laserdiode 1 das Substrat 6 an der Stelle der Linse 61 von der Linsenseite her durchstrahlt wird. Ein durch die Durchstrahlung der Linse 61 verursachter Leuchtfleck wird als Justiermarke zur passiven Justage der Laserdiode 1 genutzt, so dass die Laserdiode 1 während der Montage nicht notwendigerweise betrieben werden muß.
- Weiterhin wird die Laserdiode 1 vorteilhafterweise derart schräg montiert, dass die Rückreflexion von dem Substrat 6 in die Laserdiode 1 deutlich reduziert wird. Hierzu wird durch gezielte Schichtdickenunterschiede der Flipchip-Kontakte oder durch Schichtdickenunterschiede der Kontakte an der Laserdiode 1 oder am Substrat 6 die Laserdiode 1 zu der Oberfläche des Substrats 6 leicht gekippt montiert.
- Durch die Verwendung der strukturierten Leiterbahnen 62 ist ein Aufbau mit geringeren parasitären Kapazitäten und parasitären Induktivitäten möglich. Zudem werden die Eigenschaften der elektrischen Verbindungen im hochfrequenten Bereich deutlich verbessert. Es lassen sich Mikrostrips oder Koplanarleitungen am Substrat integrieren. Durch die Anordnung der Laserdiode 1 in der Nähe zum Substrat 6 kann die Laserdiode 1 die im Betrieb entstehende Wärme mit geringerem Wärmewiderstand an das Substrat 6 und an den Leadframe 30 und folglich an angrenzende Medien erleichtert abgeben.
- In einer nicht dargestellten Ausgestaltung wird eine Ansteuerungselektronik zum hochfrequenten Ansteuern der Laserdiode 1 beispielsweise mittels eines Treibers zusätzlich in das Substrat integriert. Auf diese Weise ist es möglich, vom Treiber bis zur Laserdiode 1 besonders kurze elektrische Leitungen über die Flipchip-Kontakte 16 herzustellen.
- Die Monitordiode 2 ist direkt an der Laserdiode 1 durch Klebung befestigt. Die Klebung verringert die Gesamttemperaturbelastung der Monitordiode 2 während der Montage. Die Monitordiode 2 ist mit einer der Austrittsseite des Resonators 15 gegenüberliegenden Rückseite 11 der Laserdiode 1 optisch gekoppelt. Diese Rückseite 11 emittiert ebenfalls Licht 51, wobei die Leistung dieses Laserlichts 51 nur einen Bruchtteil des in das optische System emittierten Lichtes 5 beträgt, um von der Monitordiode 2 sensiert zu werden. Die Monitordiode 2 weist hierzu eine in Fig. 2 nicht dargestellte lichtsensitive Fläche auf, die im Strahlengang 51 des rückseitig emittierten Lichtes 51 angeordnet ist und dieses Laserlicht 51 vorteilhafterweise absorbiert.
- Die Monitordiode 2 weist auf der der Laserdiode 1 abgewandten Seite 20 Anschlußpads 21 zur Kontaktierung mittels der in Fig. 1 dargestellten Bond-Drähte 82 auf. Aufgrund dieses Aufbaus der Monitordiode 2 ist eine besonders kostengünstige Herstellung derselben möglich, da die der Laserdiode 1 zugewandte Seite der Monitordiode 2 nicht strukturiert werden muß.
- Die lichtsensitive Fläche der Monitordiode 2 befindet sich bevorzugt auf der Oberseite 20 der Monitordiode 2, die auch die Anschlußpads 21 enthält, um eine Kontaktierung der lichtsensitiven Fläche in einfacher Weise zu ermöglichen.
- In einer Ausgestaltung des dargestellten Ausführungsbeispiels ist vorgesehen, dass die Rückseite 11 der Laserdiode 2 aufgeraut ist, so dass Rückreflexionen von der Monitordiode 2 in die Laserdiode 1 minimiert werden.
- Aufgrund des dargestellten kompakten Aufbaus der Laservorrichtung können kleine Gehäusegrößen verwendet werden. So bietet sich der Aufbau insbesondere für eine Oberflächenmontage (SMD-Technik) an. Zudem ist durch den kompakten Aufbau die dichte Anordnung mehrerer vertikal emittierender Laserdioden 1 zu einer ein- oder zweidimensionalen Matrixanordnung (Array) möglich.
- Durch den kompakten Aufbau sind in einer Weiterbildung der Erfindung auch selbstjustierende Prozesse möglich. Dabei sind Lötpads auf der Laserdiode in ihrer Geometrie den Lötflächen des Substrats angepasst, so dass beim Löten eine mechanische Spannung entsteht, die die Lötpads zur Deckung bringt. Die Selbstjustage beruht dabei auf dem physikalischen Prinzip, dass die Oberflächenspannung des Lots einem Minimum zustrebt.
- Zusammenfassend sind Vorteile der Erfindung, dass die Laservorrichtung volumentauglich beispielsweise in 4-Zoll- Technik hergestellt werden kann, da die Rückseite der Laserdiode 1 nicht strukturiert werden muß. Ähnliches gilt für die Monitordiode 2. Eine für Halbleiterchips bekannte Nutzenmontage kann verwendet werden. Ein Burn-In, als auch eine Messung der optischen und elektrischen Eigenschaften der Laserdiode 1 sind bereits im Nutzen möglich oder können in einem SMD-Gehäuse getestet werden, so dass schadhafte Teile frühzeitig aussortiert werden können. Die Monitorfunktion ist derart günstig gelöst, dass es nicht nötig ist, reflektierte Strahlung nutzen zu müssen.
- Der Aufbau ist so ausgelegt, dass es möglich ist sowohl den vertikal emittierenden Laser 1 als auch die Monitordiode 2 nur auf einer Seite zu strukturieren, so dass die Herstellbarkeit und Reproduzierbarkeit beider Halbleiterchips deutlich verbessert wird, da sich beide elektrischen Kontakte sowohl der Laserdiode 1 als auch der Monitordiode 2 auf jeweils einer Seite angeordnet sind. Der Aufbau ist so ausgelegt, dass die Monitordiode 2 mit langen, Bond-Drähten 82 anzuschließen und zugleich die Laserdiode 1 mittels der Flipchip-Kontakte 16 und lediglich kurzen Bond-Drähten 81 hochfrequenztechnisch günstig anzuschließen sind.
Claims (14)
1. Laservorrichtung mit
einer Laserdiode mit einem optischen Resonator, der eine Austrittsseite zum Emittieren von Licht in ein optisches System aufweist, und
einer Monitordiode mit einer lichtsensitiven Fläche zur Messung mindestens einer optischen Größe der Laserdiode,
dadurch gekennzeichnet, dass
die lichtsensitive Fläche der Monitordiode (2) mit einer der Lichtaustrittsseite des Resonators (15) gegenüberliegenden Rückseite (11) der Laserdiode (1) optisch gekoppelt ist, die ebenfalls Licht emittiert.
einer Laserdiode mit einem optischen Resonator, der eine Austrittsseite zum Emittieren von Licht in ein optisches System aufweist, und
einer Monitordiode mit einer lichtsensitiven Fläche zur Messung mindestens einer optischen Größe der Laserdiode,
dadurch gekennzeichnet, dass
die lichtsensitive Fläche der Monitordiode (2) mit einer der Lichtaustrittsseite des Resonators (15) gegenüberliegenden Rückseite (11) der Laserdiode (1) optisch gekoppelt ist, die ebenfalls Licht emittiert.
2. Laservorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rückseite (11) der Laserdiode (1) direkt an die
Monitordiode (2) angrenzt.
3. Laservorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die
Laserdiode optische Reflektoren aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der der Rückseite (11) der Laserdiode (1) zugeordnete
Reflektor zur optischen Kopplung mit der Monitordiode (2)
derart ausgebildet ist, dass der Reflektor einen von der
Monitordiode (2) sensierbaren Teil (51) des Laserlichtes
transmittiert.
4. Laservorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Rückseite (11) der Laserdiode (1) einen erhöhten
Reflexionsgrad aufweist.
5. Laservorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
eine der Laserdiode abgewandte Fläche (20) der Monitordiode
(2) für eine elektrische Kontaktierung strukturiert ist.
6. Laservorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
eine der Monitordiode (2) abgewandte Seite (13) der
Laserdiode (1) für eine elektrische Kontaktierung
strukturiert ist.
7. Laservorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Laserdiode (1) direkt auf einem Substrat (6) befestigt
ist.
8. Laservorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die lichtemittierende Seite (13) der Laserdiode (1)
strukturiert ist und die Laserdiode (1) flipchiptechnisch
mittels Lötung auf dem Substrat (6) kontaktiert und befestigt
ist.
9. Laservorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
in das Substrat (6) ein optisches Systems (61) integriert ist
und die Laserdiode (1) unabhängig von der Anordnung der
rückseitigen Monitordiode (2) zum dem optischen System (61)
positionierbar ist.
10. Laservorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Monitordiode (2) auf die Rückseite (11) der Laserdiode
(1) aufgeklebt ist.
11. Laservorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Monitordiode in die Rückseite der Laserdiode monolithisch
integriert ist.
12. Laservorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 7
bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
ein zwischen dem Resonator (15) und dem Substrat (6)
ausgebildeter Bereich mit einem transparentem Kunststoff (17)
gefüllt ist.
12. Laservorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden
Anspüche, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Resonator (15) und der Monitordiode (2) ein
transparenter Kunststoff vorgesehen ist.
13. Laservorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Komponenten der Laservorrichtung mit einem
nichttransparenten Kunststoff ummouldet oder vergossen sind.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10201102A DE10201102A1 (de) | 2002-01-09 | 2002-01-09 | Laservorrichtung |
JP2003000011A JP3835608B2 (ja) | 2002-01-09 | 2003-01-06 | レーザ装置 |
CNB031009344A CN1228893C (zh) | 2002-01-09 | 2003-01-08 | 激光设备 |
US10/339,245 US6922424B2 (en) | 2002-01-09 | 2003-01-09 | Laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10201102A DE10201102A1 (de) | 2002-01-09 | 2002-01-09 | Laservorrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10201102A1 true DE10201102A1 (de) | 2003-07-24 |
Family
ID=7712072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10201102A Ceased DE10201102A1 (de) | 2002-01-09 | 2002-01-09 | Laservorrichtung |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6922424B2 (de) |
JP (1) | JP3835608B2 (de) |
CN (1) | CN1228893C (de) |
DE (1) | DE10201102A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7138661B2 (en) | 2003-09-11 | 2006-11-21 | Infineon Technologies Ag | Optoelectronic component and optoelectronic arrangement with an optoelectronic component |
US7500792B2 (en) | 2004-11-26 | 2009-03-10 | Finisar Corporation | Optoelectronic transmitting and/or receiving arrangement |
US8031992B2 (en) | 2004-05-07 | 2011-10-04 | Finisar Corporation | Optoelectronic module and method for producing an optoelectronic module |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050069013A1 (en) * | 2003-09-29 | 2005-03-31 | Photodigm, Inc. | Method and apparatus for wavelength division multiplexing |
US7245648B2 (en) * | 2004-02-27 | 2007-07-17 | Finisar Corporation | Optoelectronic arrangement |
TWI241042B (en) * | 2004-03-11 | 2005-10-01 | Chen-Lun Hsingchen | A low thermal resistance LED device |
JPWO2006030578A1 (ja) * | 2004-09-14 | 2008-07-31 | 日本電気株式会社 | 集積光部品とその製造方法、及び光通信装置 |
TWI460881B (zh) | 2006-12-11 | 2014-11-11 | Univ California | 透明發光二極體 |
CN101689748B (zh) * | 2007-06-27 | 2012-06-20 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 光学传感器模块及其制造 |
KR101693642B1 (ko) | 2010-12-21 | 2017-01-17 | 삼성전자 주식회사 | 발광소자 패키지 제조방법 |
DE102012103549B4 (de) | 2012-04-23 | 2020-06-18 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlaserlichtquelle mit einem kantenemittierenden Halbleiterkörper und Licht streuenden Teilbereich |
US9088135B1 (en) | 2012-06-29 | 2015-07-21 | Soraa Laser Diode, Inc. | Narrow sized laser diode |
CN103309476A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-09-18 | 林大伟 | 光学感测模块及制造方法 |
US20150097778A1 (en) * | 2013-10-09 | 2015-04-09 | Da-Wei Lin | Optical sensing module, laser pointing device using the same and the fabricating method thereof |
DE102018128751A1 (de) * | 2018-11-15 | 2020-05-20 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlaser |
US11592166B2 (en) | 2020-05-12 | 2023-02-28 | Feit Electric Company, Inc. | Light emitting device having improved illumination and manufacturing flexibility |
US11876042B2 (en) | 2020-08-03 | 2024-01-16 | Feit Electric Company, Inc. | Omnidirectional flexible light emitting device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995026051A1 (en) * | 1994-03-24 | 1995-09-28 | Vixel Corporation | Integration of laser with photodiode for feedback control |
DE19527026C2 (de) * | 1995-07-24 | 1997-12-18 | Siemens Ag | Optoelektronischer Wandler und Herstellverfahren |
US5943357A (en) * | 1997-08-18 | 1999-08-24 | Motorola, Inc. | Long wavelength vertical cavity surface emitting laser with photodetector for automatic power control and method of fabrication |
DE19935496C1 (de) * | 1999-07-28 | 2001-01-18 | Siemens Ag | Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5130531A (en) * | 1989-06-09 | 1992-07-14 | Omron Corporation | Reflective photosensor and semiconductor light emitting apparatus each using micro Fresnel lens |
JPH06334262A (ja) * | 1993-03-23 | 1994-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザアレイ装置,半導体レーザ装置,及びそれらの製造方法 |
US5555334A (en) | 1993-10-07 | 1996-09-10 | Hitachi, Ltd. | Optical transmission and receiving module and optical communication system using the same |
US6072607A (en) * | 1993-10-15 | 2000-06-06 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Optical pickup device |
EP0773591A3 (de) * | 1995-11-13 | 1998-09-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Lichtemittierende und lichtdetektierende Vorrichtung |
US5724376A (en) * | 1995-11-30 | 1998-03-03 | Hewlett-Packard Company | Transparent substrate vertical cavity surface emitting lasers fabricated by semiconductor wafer bonding |
US5925898A (en) | 1996-07-18 | 1999-07-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Optoelectronic transducer and production methods |
JP2000241642A (ja) * | 1999-02-17 | 2000-09-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光送受信モジュール |
DE10196351D2 (de) * | 2001-04-18 | 2004-04-15 | Infineon Technologies Ag | Sendemodul für eine optische Signalübertragung |
US6836321B2 (en) * | 2001-06-20 | 2004-12-28 | Lucent Technologies Inc. | Testing bottom-emitting VCSELs |
AU2002345905A1 (en) * | 2001-06-22 | 2003-01-08 | Peregrine Semiconductor Corporation | Integrated photodetector for vcsel feedback control |
US6792171B2 (en) * | 2002-11-15 | 2004-09-14 | Jds Uniphase Corporation | Receiver optical sub-assembly |
-
2002
- 2002-01-09 DE DE10201102A patent/DE10201102A1/de not_active Ceased
-
2003
- 2003-01-06 JP JP2003000011A patent/JP3835608B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-08 CN CNB031009344A patent/CN1228893C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-09 US US10/339,245 patent/US6922424B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995026051A1 (en) * | 1994-03-24 | 1995-09-28 | Vixel Corporation | Integration of laser with photodiode for feedback control |
DE19527026C2 (de) * | 1995-07-24 | 1997-12-18 | Siemens Ag | Optoelektronischer Wandler und Herstellverfahren |
US5943357A (en) * | 1997-08-18 | 1999-08-24 | Motorola, Inc. | Long wavelength vertical cavity surface emitting laser with photodetector for automatic power control and method of fabrication |
DE19935496C1 (de) * | 1999-07-28 | 2001-01-18 | Siemens Ag | Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7138661B2 (en) | 2003-09-11 | 2006-11-21 | Infineon Technologies Ag | Optoelectronic component and optoelectronic arrangement with an optoelectronic component |
US8031992B2 (en) | 2004-05-07 | 2011-10-04 | Finisar Corporation | Optoelectronic module and method for producing an optoelectronic module |
US7500792B2 (en) | 2004-11-26 | 2009-03-10 | Finisar Corporation | Optoelectronic transmitting and/or receiving arrangement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1431742A (zh) | 2003-07-23 |
JP3835608B2 (ja) | 2006-10-18 |
JP2003249713A (ja) | 2003-09-05 |
CN1228893C (zh) | 2005-11-23 |
US6922424B2 (en) | 2005-07-26 |
US20030138009A1 (en) | 2003-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10201102A1 (de) | Laservorrichtung | |
EP0664585B1 (de) | Sende- und Empfangsmodul für eine bidirektionale optische Nachrichten- und Signalübertragung | |
DE19727633C2 (de) | Bauteil zur gerichteten, bidirektionalen, optischen Datenübertragung | |
EP1133674B1 (de) | Optoelektronische baueinheit | |
DE19640423C1 (de) | Optoelektronisches Modul zur bidirektionalen optischen Datenübertragung | |
EP1203414B1 (de) | Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung | |
EP2320215B1 (de) | Halbleiterlaser-Aufbau zur Gasdetektion mit integriertem temperiertem Strahlformungselement | |
DE19621124A1 (de) | Optoelektronischer Wandler und dessen Herstellungsverfahren | |
DE3633181A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines optokopplers bzw. einer reflexlichtschranke und zugehoeriger optokoppler bzw. zugehoerige reflexlichtschranke | |
DE19616969A1 (de) | Optische Baugruppe zur Ankopplung eines Lichtwellenleiters und Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE19912720A1 (de) | Optoelektronische Baugruppe | |
EP0111263B1 (de) | Sende- oder Empfangsvorrichtung mit einer mittels eines Trägers gehalterten Diode | |
WO2017158005A1 (de) | Optoelektronisches bauelement und verfahren zum betreiben eines optoelektronischen bauelements | |
DE102012107578B4 (de) | Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements sowie Messvorrichtung mit einem lichtemittierenden, optoelektronischen Bauelement | |
DE19828069A1 (de) | Lichtquelle mit Überwachungseinrichtung | |
DE112019002767T5 (de) | Spiegelantriebsmechanismus und optisches modul | |
WO2002084358A1 (de) | Sendemodul für eine optische signalübertragung | |
DE602004004429T2 (de) | Integrierte optische Anordnung | |
US5218611A (en) | Laser diode system having an air-tight interconnecting solid state wave-guide means for transmitting light | |
EP1630913B1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines mit einem Kunststoffgehäuse versehenen optischen oder elektronischen Moduls das eine optische oder elektronische Komponente enthält, sowie optisches oder elektronisches Modul | |
DE19640421A1 (de) | Optoelektronisches Modul zur bidirektionalen optischen Datenübertragung | |
DE102018212755A1 (de) | Spektrometereinrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Spektrometereinrichtung | |
EP3584775A1 (de) | Lötfähiges, insbesondere einstückiges optisches lichtleitmodul zur streulichtrauchdetektion sowie rauchdetektionsblock, rauchdetektionsmodul und streulichtrauchmelder | |
DE10253907A1 (de) | Optischer Abtastkopf und Verfahren zur Herstellung desselben | |
WO2020104514A1 (de) | Lichtemittereinheit mit wenigstens einem vcsel-chip |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |