項目と定義

1. レーザダイオードの絶対最大定格

ケース温度Tc=25°Cで規定されています。ただし、ペルチェ素子内蔵型のものは、サーミスタの読み温度 (Tth) で規定します。水冷パッケージは冷却水温度 (Tw) で規定します。

項目 記号 最大定格の定義 備考
光出力 Pomax 連続動作、またはパルス動作させた場合の最大許容出力です。この光出力までは図のような光出力劣化はありません。

光出力-準電流特性グラフ

 
逆電圧 VR 半導体レーザ、およびフォトダイオードに逆バイアスが加わる場合に許容される最大電圧です。  
動作温度 Topr 素子を動作させる場合に許容される周囲温度です。素子のケース温度で定義します。  
保存温度 Tstg 素子を保存する場合に許容される周囲温度です。  

2. レーザダイオードの電気的・光学的特性 (1)

項目 記号 定義 備考
発振開始
電流
Ith 下図において、Aは自然発光領域、Bはレーザ発振領域に区別できますが、発振開始電流はレーザ発振を開始する電流値の事で、しきい値電流とも言います。

光出力-準電流特性グラフ

 
動作電流 Iop 規定の光出力を保つために必要な順方向電流です。  
動作電圧 Vop 規定の光出力時の順方向電圧です。  
発振波長 λp レーザダイオードを規定の光出力で動作させた場合のピーク発振波長です。スペクトルが複数個ある場合は、その最大強度の1/2の強度の幅の中心波長を示します。スペクトル数によって縦単一モード、または多モードに分類することができます。

発信スペクトル特性グラフ

 

2. レーザダイオードの電気的・光学的特性 (2)

項目 記号 定義 備考
モニタ
電流
Imon 規定の光出力Poの時に、規定の逆電圧をフォトダイオードに印加した場合に流れる電流値です。  
放射角 接合に
垂直
θ⊥ レーザダイオードから発光された光は図 (a) のように広がります。この光の強度をX軸上、Y軸上で測定すると、図 (b) (c) のようになります。ピーク強度の1/2の点の幅 (半値全角) をそれぞれ水平方向拡がり角θ//、垂直方向拡がり角θ⊥と言い、角度[deg.]で表します。

図 (a),(b),(c),(d)

 
接合に
平行
θ//
θの
対称性
ΔSr

2. レーザダイオードの電気的・光学的特性 (3)

項目 記号 定義 備考
発光点
精度
位置精度 ΔX
ΔY
ΔZ
レーザダイオードの発光点のX、Y、Z方向のずれを表します。下図に示すように、ΔX、ΔYはパッケージの中心からのずれ、ΔZはパッケージの基準面からのずれを表します。

発光点のX,Y,Z方向のずれ、垂直方向の光軸のずれ説明図

ΔΦ⊥は、基準面に対する光軸のずれが接合面に対して垂直方向にどの位あるかを表します。
発光点精度は、放射角やコリメータレンズとの結合効率など、他の項目の不安定要素になります。
角度精度 ΔΦ⊥
ΔΦ//

水平方向の光軸のずれ説明図

ΔΦ//は、基準面に対する光軸のずれが、接合面に対して水平方向にどの位あるかを表します。
 
微分効率 ηD 単位駆動電流当たりの光出力の増加分で、光出力-電流特性図のB部分の傾きを示します。また、微分効率が大きいほど光出力-電流特性のカーブは急峻となり、小さいほどなだらかなカーブとなります。 一般に微分効率が大きいと、光出力-電流特性のカーブは急峻となるため、発振開始電流と動作電流の定格値は狭くなります。逆に光出力-電流特性のカーブがなだらかであれば、発振開始電流と動作電流の定格値は広がっていくため、定格出力を得るための動作電流は大きくなります。

2. レーザダイオードの電気的・光学的特性 (4)

項目 記号 定義 備考
非点隔差 As 光軸方向におけるP-N接合面に平行、および垂直面内の見掛け上の発光点のずれです。  
偏光比 P1 P-N接合面に平行な直線偏光成分の光パワーの、それに垂直な直線偏光成分の光パワーに対する比です。  
相対強度
雑音
RIN 単位周波数当たりの光強度雑音と平均光出力との比です。実際には、光のゆらぎがフォトダイオードなどの受光素子や増幅器を用いて測定、算出されるため、規定の周波数において検出された雑音から受光素子で発生するショット雑音と増幅器で発生する熱雑音を除き、これを半導体レーザの平均出力 (一般には受光器の光電流で検出) と測定周波数帯域で割ったものが対応します。  
フォト
ダイオード
暗電流
ID 半導体レーザを発光させない時に光モニタ出力に流れる電流値です。