JP2010093236A - 半導体レーザ装置、光装置および表示装置 - Google Patents

半導体レーザ装置、光装置および表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2010093236A
JP2010093236A JP2009196267A JP2009196267A JP2010093236A JP 2010093236 A JP2010093236 A JP 2010093236A JP 2009196267 A JP2009196267 A JP 2009196267A JP 2009196267 A JP2009196267 A JP 2009196267A JP 2010093236 A JP2010093236 A JP 2010093236A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
laser element
electrode
blue
green
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.)
Pending
Application number
JP2009196267A
Other languages
English (en)
Inventor
Daijiro Inoue
大二朗 井上
Yasuyuki Bessho
靖之 別所
Masayuki Hata
雅幸 畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2009196267A priority Critical patent/JP2010093236A/ja
Priority to US12/557,138 priority patent/US20100067559A1/en
Publication of JP2010093236A publication Critical patent/JP2010093236A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/04Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042Electrical excitation ; Circuits therefor
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3129Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32135Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/32145Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/02208Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H01S5/02212Can-type, e.g. TO-CAN housings with emission along or parallel to symmetry axis
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0233Mounting configuration of laser chips
    • H01S5/02345Wire-bonding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/04Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0428Electrical excitation ; Circuits therefor for applying pulses to the laser
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031Edge-emitting structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
    • H01S5/4093Red, green and blue [RGB] generated directly by laser action or by a combination of laser action with nonlinear frequency conversion

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

【課題】サージ電流によって発振波長の長い半導体レーザ素子が劣化するのを抑制することが可能な半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】この半導体レーザ装置100は、青色半導体レーザ素子10と、緑色半導体レーザ素子20と、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20よりも発振波長の長い赤色半導体レーザ素子30とを備え、青色半導体レーザ素子10、緑色半導体レーザ素子20および赤色半導体レーザ素子30が単一のパッケージ4内に配置され、かつ、赤色半導体レーザ素子30は、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20と電気的に接続されていない。
【選択図】図2

Description

本発明は、半導体レーザ装置、光装置および表示装置に関し、特に、第1半導体レーザ素子と、第2半導体レーザ素子と、第3半導体レーザ素子とを備える半導体レーザ装置、それを備える光装置および表示装置に関する。
従来、第1半導体レーザ素子と、第2半導体レーザ素子と、第3半導体レーザ素子とを備える半導体レーザ装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
図22は、従来の半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。図23は、図22に示した従来の半導体レーザ装置の電気的な接続状態を示した模式図である。図22および図23を参照して、上記特許文献1に記載の従来の半導体レーザ装置700では、約400nmの発振波長を有する青色光を出射可能な青色半導体レーザ素子710(第1半導体レーザ素子)の表面上に、約520nmの発振波長を有する緑色光を出射可能な緑色半導体レーザ素子720(第2半導体レーザ素子)と、約650nmの発振波長を有する赤色光を出射可能な赤色半導体レーザ素子730(第3半導体レーザ素子)とからなるモノリシック半導体レーザ素子790が設置されている。また、青色半導体レーザ素子710は、基板711の表面上に、n型クラッド層712、活性層713およびp型クラッド層714がこの順番で積層された構造を有している。また、緑色半導体レーザ素子720は、基板791のY1方向側の表面上に、n型クラッド層722、活性層723およびp型クラッド層724がこの順番で積層された構造を有している。また、赤色半導体レーザ素子730は、基板791のY2方向側の表面上に、n型クラッド層732、活性層733およびp型クラッド層734がこの順番で積層された構造を有している。また、p型クラッド層714、724および734の平坦部とリッジの側面とを覆うように、電流ブロック層715、725および735がそれぞれ形成されている。また、p型クラッド層714、724および734のリッジと電流ブロック層715、725および735との表面上には、それぞれ、p側電極716、726および736が形成されている。また、緑色半導体レーザ素子720のp側電極726側は、融着層792を介して、青色半導体レーザ素子710のY1方向側の上面上に接着されている。また、赤色半導体レーザ素子730のp側電極736側は、融着層793を介して、青色半導体レーザ素子710のY2方向側の上面上に接着されている。また、基板791の表面上には、n側電極794が形成されている。
また、基板711のY2方向側の表面上には、金属層795が形成されている。この金属層795は、青色半導体レーザ素子710のn側電極であるとともに、融着層793を介して、赤色半導体レーザ素子730のp側電極736と電気的に接続されている。つまり、青色半導体レーザ素子710のn側電極(金属層795)と赤色半導体レーザ素子のp側電極736とは、後述するワイヤ707cを介して、後述するリード端子706cを共用して電気を供給するように構成されている。
また、基板711のY1方向側の表面上には、絶縁体層796が形成されている。この絶縁体層796の表面上には、金属層797が形成されている。この金属層797は、融着層792を介して、緑色半導体レーザ素子720のp側電極726と電気的に接続されている。また、青色半導体レーザ素子710のp側電極716側は、融着層798を介して、導電性パッケージ704の一部である支持基体704aに接着されている。
また、支持基体704aは、ステム(支持体)704bに一体的に固定されている。また、ステム(支持体)704bには、絶縁リング5を介して、Y1方向側から順にリード端子706a、706bおよび706cが取り付けられている。また、リード端子706a、706bおよび706cには、それぞれ、ワイヤ707a、707bおよび707cの一方端が接続されている。また、ワイヤ707a、707bおよび707cの他方端は、それぞれ、金属層797、n側電極794および金属層795に接続されている。また、ステム(支持体)704bには、端子706gが電気的に接続されている。
これにより、特許文献1に記載の従来の半導体レーザ装置700では、図23に示すように、赤色半導体レーザ素子730は、p側電極736(図22参照)側において、青色半導体レーザ素子710のn側電極(金属層795)と電気的に接続されているとともに、n側電極794側において、緑色半導体レーザ素子のn側電極794と電気的に接続される(同一の電極を共用する)ように構成されている。
特開2001−230502号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示された半導体レーザ装置700では、発振波長の短い青色半導体レーザ素子710および緑色半導体レーザ素子720が、発振波長の長い赤色半導体レーザ素子730と電気的に切り離されていない。ここで、発振波長の長い赤色半導体レーザ素子730は、発振波長の短い青色半導体レーザ素子710および緑色半導体レーザ素子720と比べて、バンドギャップが小さい材料からなるために素子抵抗が小さく、赤色光を発振する活性層733に電流が流れやすい。このため、駆動電圧の高い青色半導体レーザ素子710および緑色半導体レーザ素子720を駆動させる際に発生するサージ電流が流入することによって、赤色半導体レーザ素子730が劣化しやすくなるという課題がある。なお、上記特許文献1の第3実施形態による半導体レーザ装置では、発振波長の短い半導体レーザ素子が他の半導体レーザ素子に対して絶縁されている例が示されているが、上記課題は解消されていない。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、サージ電流によって発振波長の長い半導体レーザ素子が劣化するのを抑制することが可能な半導体レーザ装置、それを備える光装置および表示装置を提供することである。
課題を解決するための手段および発明の効果
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面による半導体レーザ装置は、第1半導体レーザ素子と、第2半導体レーザ素子と、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子よりも発振波長の長い第3半導体レーザ素子とを備え、第1半導体レーザ素子、第2半導体レーザ素子および第3半導体レーザ素子が単一のパッケージ内に配置され、かつ、第3半導体レーザ素子は、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子と電気的に接続されていない。
この発明の第1の局面による半導体レーザ装置では、上記のように、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子よりも発振波長の長い第3半導体レーザ素子を、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子と電気的に接続しないようにすることによって、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子よりもバンドギャップが小さい材料からなるため、素子抵抗が小さく発光層に電流が流れやすい第3半導体レーザ素子を電気的に切り離すことができるので、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子を駆動させる際に発生するサージ電流によって、発振波長の長い第3半導体レーザ素子が劣化するのを抑制することができる。
上記第1の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、第1半導体レーザ素子は、青色半導体レーザ素子であり、第2半導体レーザ素子は、緑色半導体レーザ素子であり、第3半導体レーザ素子は、赤色半導体レーザ素子である。このように構成すれば、RGB3波長半導体レーザ装置において、バンドギャップが小さい材料からなるため、素子抵抗が小さく発光層に電流が流れやすい赤色半導体レーザ素子を電気的に切り離すことができるので、駆動電圧の高い青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を駆動させる際に発生するサージ電流によって、赤色半導体レーザ素子が劣化するのを抑制することができる。
上記第1の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子のうちの少なくとも1つと第3半導体レーザ素子とは、略同時に発振するか、または時系列的に周期的に発振するように構成されている。なお、「略同時に発振する」とは、一方の半導体レーザ素子が発振している間に、他の半導体レーザ素子が発振していればよく、必ずしも第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子のうちの少なくとも1つと第3半導体レーザ素子との発振の開始が一致している必要はない。このように第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子のうちの少なくとも1つと第3半導体レーザ素子とを略同時に発振するまたは時系列的に周期的に発振する場合には、第1半導体レーザ素子または第2半導体レーザ素子において発生したサージ電流が、抵抗の小さい部分を介して外部へ放出される。すなわち、バンドギャップが小さいために素子抵抗が小さい第3半導体レーザ素子にサージ電流が流れ込みやすい。これに対して、本発明では、第3半導体レーザ素子を第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子と電気的に接続しないように構成することによって、動作状態の第3半導体レーザ素子がサージ電流により劣化するのを有効に抑制することができる。
上記第1の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、パッケージは、導電性であり、第3半導体レーザ素子は、少なくとも一方電極を含み、第3半導体レーザ素子の一方電極は、パッケージと電気的に接続されている。このように構成すれば、静電気などにより発生するサージ電流が導電性のパッケージにおいて一時的に蓄積されることによって、サージ電流が第3半導体レーザ素子に急激に流れ込むのを抑制することができる。これにより、第3半導体レーザ素子が劣化するのを抑制することができる。
上記第1の局面による半導体レーザ装置において、好ましくは、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子は、それぞれ、少なくとも一方電極を含み、第1半導体レーザ素子の一方電極と第2半導体レーザ素子の一方電極とは、互いに電気的に接続されている。このように構成すれば、第1半導体レーザ素子の一方電極と第2半導体レーザ素子の一方電極とに対して、共通の端子およびワイヤを使用することができるので、端子およびワイヤの数を減少させることができる。また、ワイヤの本数が少なくて済むので、ワイヤ配線を簡略化することができる。
この発明の第2の局面による光装置は、単一の導電性のパッケージ内に収められた半導体レーザ装置と、複数の電力供給端子を有する第1電源と、第2電源と、第3電源とを備え、半導体レーザ装置は、一方電極および他方電極を含む第1半導体レーザ素子と、一方電極および他方電極を含む第2半導体レーザ素子と、少なくとも一方電極を含み、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子よりも発振波長の長い第3半導体レーザ素子とを含み、第3半導体レーザ素子の一方電極は、パッケージと電気的に直接接続されるとともに、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子の一方電極および他方電極はパッケージと電気的に直接接続されず、第1電源により、第3半導体レーザ素子が駆動され、第1電源により、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子の一方電極に正の電位または負の電位のいずれか一方の電位が与えられるとともに、第2電源および第3電源により、それぞれ、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子の他方電極に正の電位または負の電位のいずれか他方の電位が与えられることによって、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子が駆動されるように構成されている。
この発明の第2の局面による光装置では、上記のように、第3半導体レーザ素子の一方電極を導電性のパッケージと電気的に直接接続し、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子の一方電極および他方電極をパッケージと電気的に直接接続しないことによって、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子よりもバンドギャップが小さい材料からなるため、素子抵抗が小さく発光層に電流が流れやすい第3半導体レーザ素子を電気的に切り離すことができるので、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子を駆動させる際に発生するサージ電流によって、発振波長の長い第3半導体レーザ素子が劣化するのを抑制することができる。また、静電気などにより発生するサージ電流が導電性のパッケージにおいて一時的に蓄積されることによって、サージ電流が第3半導体レーザ素子に急激に流れ込むのを抑制することができる。これにより、第3半導体レーザ素子が劣化するのを抑制することができる。
また、上記第2の局面による光装置では、第1電源により、第3半導体レーザ素子を駆動するとともに、第1電源により、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子の一方電極に正の電位または負の電位のいずれか一方の電位を与え、第2電源および第3電源により、それぞれ、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子の他方電極に正の電位または負の電位のいずれか他方の電位を与えることにより、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子を駆動することによって、発振波長が長く、駆動電圧が小さい第3半導体レーザ素子に用いる第1電源と、第1電源と逆極性の電位を与える第2電源および第3電源とを用いて、駆動電圧が大きい第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子を駆動させることができる。
上記第2の局面による光装置において、好ましくは、第1半導体レーザ素子は、青色半導体レーザ素子であり、第2半導体レーザ素子は、緑色半導体レーザ素子であり、第3半導体レーザ素子は、赤色半導体レーザ素子である。このように構成すれば、RGB3波長半導体レーザ装置を備える光装置において、バンドギャップが小さい材料からなるため、素子抵抗が小さく発光層に電流が流れやすい赤色半導体レーザ素子を電気的に切り離すことができるので、駆動電圧の高い青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を駆動させる際に発生するサージ電流によって、赤色半導体レーザ素子が劣化するのを抑制することができる。
この発明の第3の局面による表示装置は、第1半導体レーザ素子と、第2半導体レーザ素子と、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子よりも発振波長の長い第3半導体レーザ素子とを含み、第1半導体レーザ素子、第2半導体レーザ素子および第3半導体レーザ素子が単一のパッケージ内に配置され、かつ、第3半導体レーザ素子は、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子と電気的に接続されていない半導体レーザ装置と、半導体レーザ装置からの光の変調を行う変調手段とを備える。
この発明の第3の局面による表示装置では、上記のように、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子よりも発振波長の長い第3半導体レーザ素子を、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子と電気的に接続しないようにすることによって、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子よりもバンドギャップが小さい材料からなるため、素子抵抗が小さく発光層に電流が流れやすい第3半導体レーザ素子を電気的に切り離すことができるので、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子を駆動させる際に発生するサージ電流によって、発振波長の長い第3半導体レーザ素子が劣化するのを抑制することができる半導体レーザ装置を用いて、変調手段により光を変調させて所望の画像を表示させることができる。
上記第3の局面による表示装置において、好ましくは、複数の電力供給端子を有する第1電源と、第2電源と、第3電源とをさらに備え、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子は、それぞれ、一方電極および他方電極を含み、第3半導体レーザ素子は、少なくとも一方電極を含み、パッケージは、導電性であり、第3半導体レーザ素子の一方電極は、パッケージと電気的に直接接続されるとともに、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子の一方電極および他方電極はパッケージと電気的に直接接続されず、第1電源により、第3半導体レーザ素子が駆動され、第1電源により、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子の一方電極に正の電位または負の電位のいずれか一方の電位が与えられるとともに、第2電源および第3電源により、それぞれ、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子の他方電極に正の電位または負の電位のいずれか他方の電位が与えられることによって、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子が駆動されるように構成されている。このように構成すれば、静電気などにより発生するサージ電流が導電性のパッケージにおいて一時的に蓄積されることによって、サージ電流が第3半導体レーザ素子に急激に流れ込むのを抑制することができる。これにより、第3半導体レーザ素子が劣化するのを抑制することができる。また、第1電源により、第3半導体レーザ素子を駆動するとともに、第1電源により、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子の一方電極に正の電位または負の電位のいずれか一方の電位を与え、第2電源および第3電源により、それぞれ、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子の他方電極に正の電位または負の電位のいずれか他方の電位を与えることにより、第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子を駆動することによって、発振波長が長く、駆動電圧が小さい第3半導体レーザ素子に用いる第1電源と、第1電源と逆極性の電位を与える第2電源および第3電源とを用いて、駆動電圧が大きい第1半導体レーザ素子および第2半導体レーザ素子を駆動させることができる。
本発明の第1実施形態による半導体レーザ装置の構造を光出射方向に対して直交する方向から見た図である。 図1の1000−1000線に沿った半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。 図1に示した第1実施形態による半導体レーザ装置の電気的な接続状態を示した模式図である。 本発明の第2実施形態による半導体レーザ装置の構造を光出射方向に対して直交する方向から見た図である。 図4の2000−2000線に沿った半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。 図4に示した第2実施形態による半導体レーザ装置の電気的な接続状態を示した模式図である。 本発明の第2実施形態の第1変形例による半導体レーザ装置の構造を光出射方向に対して直交する方向から見た図である。 図7の3000−3000線に沿った半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。 図7に示した第2実施形態の第1変形例による半導体レーザ装置の電気的な接続状態を示した模式図である。 図7に示した第2実施形態の第1変形例による半導体レーザ装置を備える光装置の電気的な接続状態を示した模式図である。 図10に示した第2実施形態の第1変形例による光装置を備え、レーザ素子が時系列的に周期的に点灯されるプロジェクタ装置を示した模式図である。 図11に示した第2実施形態の第1変形例による制御部が時系列的に信号を発信する状態を示したタイミングチャートである。 図10に示した第2実施形態の第1変形例による光装置を備え、レーザ素子が略同時に点灯されるプロジェクタ装置を示した模式図である。 本発明の第2実施形態の第2変形例による半導体レーザ装置の構造を光出射方向に対して直交する方向から見た図である。 図14の4000−4000線に沿った半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。 本発明の第3実施形態による半導体レーザ装置の構造を光出射方向に対して直交する方向から見た図である。 図16の5000−5000線に沿った半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。 図16に示した第3実施形態による半導体レーザ装置の電気的な接続状態を示した模式図である。 本発明の第4実施形態による半導体レーザ装置の構造を光出射方向に対して直交する方向から見た図である。 図19の6000−6000線に沿った半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。 図19に示した第4実施形態による半導体レーザ装置の電気的な接続状態を示した模式図である。 従来の半導体レーザ装置の構造を示した断面図である。 図22に示した従来の半導体レーザ装置の電気的な接続状態を示した模式図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
まず、図1〜図3を参照して、本発明の第1実施形態による半導体レーザ装置100の構造について説明する。
本発明の第1実施形態による半導体レーザ装置100では、図1および図2に示すように、約440nmの発振波長を有する青色半導体レーザ素子10と、約520nmの発振波長を有する緑色半導体レーザ素子20と、約640nmの発振波長を有する赤色半導体レーザ素子30とが、絶縁性を有する1つの副基板1の表面上に所定の間隔を隔てて接着されている。これにより、半導体レーザ装置100は、RGB3波長半導体レーザ装置を構成している。なお、青色半導体レーザ素子10は、約435nm〜約485nmの範囲の発振波長を有するように構成してもよい。また、緑色半導体レーザ素子20は、約500nm〜約565nmの範囲の発振波長を有するように構成してもよい。また、赤色半導体レーザ素子30は、約610nm〜約750nmの範囲の発振波長を有するように構成してもよい。また、赤色半導体レーザ素子30の駆動電圧は、青色半導体レーザ素子10の駆動電圧および緑色半導体レーザ素子20の駆動電圧よりも小さい。なお、青色半導体レーザ素子10、緑色半導体レーザ素子20および赤色半導体レーザ素子30は、それぞれ、本発明の「第1半導体レーザ素子」、「第2半導体レーザ素子」および「第3半導体レーザ素子」の一例である。
また、半導体レーザ装置100は、ディスプレイ用の光源として使用することが可能なように構成されている。すなわち、半導体レーザ装置100は、ディスプレイ用の光源として使用可能なように、青色半導体レーザ素子10、緑色半導体レーザ素子20および赤色半導体レーザ素子30が、実質的に同時に発振するか、または時系列的にそれぞれ周期的に発振するように構成されている。これによって、半導体レーザ装置100を、白色などの複数色を表示可能なディスプレイ用の光源として用いることが可能となるように構成されている。
また、青色半導体レーザ素子10は、副基板1のY1方向側の端部近傍に接着されているとともに、赤色半導体レーザ素子30は、副基板1のY2方向側の端部近傍に接着されている。すなわち、青色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子30は、それぞれ、後述するパッケージ4の端部近傍に接着されている。そして、緑色半導体レーザ素子20は、青色半導体レーザ素子10および赤色半導体レーザ素子30の間で、副基板1のY方向の中央近傍に接着されている。
また、図2に示すように、副基板1は、熱伝導性のよいセラミックなどからなるとともに、Auを含む導電層2およびAuSnを含む半田からなる導電性の融着層3を介して、導電性を有する支持基体4aに接着されている。この支持基体4aは、熱伝導性が良好なCuまたはFeからなり、表面にはAuメッキが施されている。また、支持基体4aは、導電性を有するステム(支持体)4bに一体的に固定されている。なお、導電性を有する支持基体4aとステム(支持体)4bとはパッケージ4の構成要素である。これにより、青色半導体レーザ素子10、緑色半導体レーザ素子20および赤色半導体レーザ素子30は、単一のパッケージ4内に配置されている。また、パッケージ4は、接地されている。
また、図1に示すように、ステム(支持体)4bには、絶縁リング5を介して、Y1方向側から順にリード端子6a、6b、6c、6d、6eおよび6fが取り付けられている。また、絶縁リング5によって、リード端子6a、6b、6c、6d、6eおよび6fは、互いに電気的に切り離されているとともに、ステム(支持体)4bと電気的に切り離されている。また、リード端子6a、6b、6c、6d、6eおよび6fには、それぞれ、Auからなる導電性のワイヤ7a、7b、7c、7d、7eおよび7fの一方端が接続されている。
また、図2に示すように、副基板1の青色半導体レーザ素子10、緑色半導体レーザ素子20および赤色半導体レーザ素子30が接着される側の表面上には、Y1方向側から順にAuを含む金属層8a、8bおよび8cが形成されている。この金属層8a、8bおよび8cは、それぞれ、互いに接触しないように構成されている。これにより、金属層8a、8bおよび8cは、互いに電気的に接続されていない。
また、金属層8a、8bおよび8cの表面上には、それぞれ、導電性を有するとともに、熱伝導性が良好なAuSnを含む半田からなる融着層9a、9bおよび9cが形成されている。この融着層9a、9bおよび9cは、それぞれ、青色半導体レーザ素子10、緑色半導体レーザ素子20および赤色半導体レーザ素子30を副基板1上に接着するために設けられている。これにより、金属層8aは、融着層9aを介して、青色半導体レーザ素子10の後述するp側電極16と電気的に接続されている。また、金属層8bは、融着層9bを介して、緑色半導体レーザ素子20の後述するp側電極26と電気的に接続されている。また、金属層8cは、融着層9cを介して、赤色半導体レーザ素子30の後述するp側電極36と電気的に接続されている。また、融着層9a、9bおよび9cは、互いに電気的に接続されていない。
また、図1に示すように、金属層8a、8bおよび8cには、それぞれ、ワイヤ7a、7dおよび7fの他方端が接続されている。これにより、金属層8aは、ワイヤ7aを介して、リード端子6aと電気的に接続されている。また、金属層8bは、ワイヤ7dを介して、リード端子6dと電気的に接続されている。また、金属層8cは、ワイヤ7fを介して、リード端子6fと電気的に接続されている。
また、図2に示すように、青色半導体レーザ素子10は、n型GaN基板11の表面上に、n型AlGaInNからなるn型クラッド層12、InGaNからなる活性層13およびp型AlGaInNからなるp型クラッド層14がこの順番で積層された構造を有している。また、緑色半導体レーザ素子20は、n型InGaN基板21の表面上に、n型AlGaInNからなるn型クラッド層22、InGaNからなる活性層23およびp型AlGaInNからなるp型クラッド層24がこの順番で積層された構造を有している。また、赤色半導体レーザ素子30は、n型GaAs基板31の表面上に、n型AlGaInPからなるn型クラッド層32、AlGaInPからなる活性層33およびp型AlGaInPからなるp型クラッド層34がこの順番で積層された構造を有している。また、活性層13、23および33は、単層構造、2層の障壁層(図示せず)と1層の井戸層(図示せず)とが交互に積層された単一量子井戸(SQW)構造、障壁層(図示せず)と井戸層(図示せず)とが交互に複数積層された多重量子井戸(MQW)構造などのいずれの構造により構成されてもよい。
また、p型クラッド層14、24および34は、それぞれ、素子の略中央部に形成されたリッジ部14a、24aおよび34aと、リッジ部14a、24aおよび34aの両側(Y方向)に延びる平坦部とを有している。また、図1に示すように、リッジ部14a、24aおよび34aは、それぞれ、共振器方向(X方向)に沿って延びるように形成されている。すなわち、青色半導体レーザ素子10、緑色半導体レーザ素子20および赤色半導体レーザ素子30は、リッジ導波型のレーザ素子構造を有するように構成されている。
また、図2に示すように、p型クラッド層14、24および34の平坦部とリッジ部14a、24aおよび34aの側面とを覆うように、SiOからなる電流ブロック層15、25および35がそれぞれ形成されている。また、リッジ部14a、24aおよび34aと電流ブロック層15、25および35との表面上には、それぞれ、Auなどからなるp側電極16、26および36が別個に形成されている。なお、リッジ部14a、24aおよび34aを構成するp型クラッド層14、24および34の上部に、それぞれ、p側電極16、26および36とのコンタクト特性を向上させるためのp側コンタクト層を設けてもよい。また、n型GaN基板11の表面上には、Auを含むn側電極17が形成されている。また、n型InGaN基板21の表面上には、Auを含むn側電極27が形成されている。また、n型GaAs基板31の表面上には、Auを含むn側電極37が形成されている。すなわち、n側電極17、27および37は、それぞれ別個に形成されている。なお、p側電極16、26および36と、n側電極17、27および37とは、それぞれ、本発明の「一方電極」、または、「他方電極」の一例である。
ここで、第1実施形態では、図1に示すように、青色半導体レーザ素子10のn側電極17は、ワイヤ7bを介して、リード端子6bと電気的に接続されている。この際、ワイヤ7bおよびリード端子6bは、他のワイヤ(ワイヤ7a、7c、7d、7eおよび7f)および他のリード端子(リード端子6a、6c、6d、6eおよび6f)と電気的に切り離されている。また、緑色半導体レーザ素子20のn側電極27は、ワイヤ7cを介して、リード端子6cと電気的に接続されている。この際、ワイヤ7cおよびリード端子6cは、他のワイヤ(ワイヤ7a、7b、7d、7eおよび7f)および他のリード端子(リード端子6a、6b、6d、6eおよび6f)と電気的に切り離されている。また、赤色半導体レーザ素子30のn側電極37は、ワイヤ7eを介して、リード端子6eと電気的に接続されている。この際、ワイヤ7eおよびリード端子6eは、他のワイヤ(ワイヤ7a、7b、7c、7dおよび7f)および他のリード端子(リード端子6a、6b、6c、6dおよび6f)と電気的に切り離されている。これにより、青色半導体レーザ素子10のn側電極17と、緑色半導体レーザ素子20のn側電極27と、赤色半導体レーザ素子30のn側電極37とは、それぞれ、電気的に接続されていない。
また、第1実施形態では、図2に示すように、青色半導体レーザ素子10のp側電極16は、融着層9a、金属層8aおよびワイヤ7a(図1参照)を介して、リード端子6aと電気的に接続されている。この際、融着層9a、金属層8a、ワイヤ7aおよびリード端子6aは、他の融着層(融着層9bおよび9c)、他の金属層(金属層8bおよび8c)、他のワイヤ(ワイヤ7b、7c、7d、7eおよび7f)および他のリード端子(リード端子6b、6c、6d、6eおよび6f)と電気的に切り離されている。また、緑色半導体レーザ素子20のp側電極26は、融着層9b、金属層8bおよびワイヤ7dを介して、リード端子6dと電気的に接続されている。この際、融着層9b、金属層8b、ワイヤ7dおよびリード端子6dは、他の融着層(融着層9aおよび9c)、他の金属層(金属層8aおよび8c)、他のワイヤ(ワイヤ7a、7b、7c、7eおよび7f)および他のリード端子(リード端子6a、6b、6c、6eおよび6f)と電気的に切り離されている。また、赤色半導体レーザ素子30のp側電極36は、融着層9c、金属層8cおよびワイヤ7f(図1参照)を介して、リード端子6fと電気的に接続されている。この際、融着層9c、金属層8c、ワイヤ7fおよびリード端子6fは、他の融着層(融着層9aおよび9b)、他の金属層(金属層8aおよび8b)、他のワイヤ(ワイヤ7a、7b、7c、7dおよび7e)および他のリード端子(リード端子6a、6b、6c、6dおよび6e)と電気的に切り離されている。これにより、青色半導体レーザ素子10のp側電極16と、緑色半導体レーザ素子20のp側電極26と、赤色半導体レーザ素子30のp側電極36とは、それぞれ、電気的に接続されていない。この結果、図3に示すように、青色半導体レーザ素子10と、緑色半導体レーザ素子20と、赤色半導体レーザ素子30とは、それぞれ、電気的に接続されていない。
第1実施形態では、上記のように、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20よりも発振波長の長い赤色半導体レーザ素子30を、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20と電気的に切り離すことによって、RGB3波長半導体レーザ装置において、バンドギャップが小さい材料からなるため、素子抵抗が小さく活性層33に電流が流れやすい赤色半導体レーザ素子30を電気的に切り離すことができるので、駆動電圧の高い青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20を駆動させる際に発生するサージ電流によって、発振波長の長い赤色半導体レーザ素子30が劣化するのを抑制することができる。
また、第1実施形態では、p側電極16、26および36をそれぞれ別個に形成するとともに、n側電極17、27および37をそれぞれ別個に形成することによって、より容易に、赤色半導体レーザ素子30を、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20と電気的に切り離すことができるので、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20からのサージ電流が赤色半導体レーザ素子30に流入するのを抑制することができる。また、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20が劣化するのも抑制することができる。
また、第1実施形態では、青色半導体レーザ素子10と、緑色半導体レーザ素子20と、赤色半導体レーザ素子30とを、絶縁性を有する1つの副基板1の表面上に所定の間隔を隔てて接着することによって、絶縁性を有する副基板1により、容易に、赤色半導体レーザ素子30を、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20と電気的に切り離すことができるので、発振波長の長い赤色半導体レーザ素子30が劣化するのをより抑制することができる。
また、第1実施形態では、赤色半導体レーザ素子30を、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20と電気的に切り離すことによって、ディスプレイ用途などにおいて、青色半導体レーザ素子10、緑色半導体レーザ素子20および赤色半導体レーザ素子30を、実質的に同時に発振するか、または時系列的に周期的に発振する場合においても、バンドギャップが大きい材料からなり、素子抵抗が大きく、駆動電圧が大きい青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20において発生したサージ電流が、バンドギャップが小さい材料からなり、素子抵抗が小さい赤色半導体レーザ素子30に流れ込むのを防止することができるので、動作状態の赤色半導体レーザ素子30がサージ電流により劣化するのを有効に抑制することができる。
また、第1実施形態では、赤色半導体レーザ素子30をパッケージ4の端部近傍に接着することによって、赤色半導体レーザ素子30がパッケージ4の中央近傍に配置されている場合と比べて、容易に、赤色半導体レーザ素子30を青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20から電気的に切り離して配置することができる。
(第2実施形態)
次に、図1および図4〜図6を参照して第2実施形態について説明する。この第2実施形態による半導体レーザ装置200では、上記第1実施形態と異なり、赤色半導体レーザ素子30が、融着層9c、金属層8cおよびワイヤ207fを介して、パッケージ4の支持基体4aと電気的に接続されている場合について説明する。
本発明の第2実施形態による半導体レーザ装置200では、図4に示すように、接地されているパッケージ4の導電性を有するステム(支持体)4bには、Y1方向側から順にリード端子206a、206b、206c、206dおよび206eが取り付けられている。また、リード端子206a、206b、206c、206dおよび206eには、それぞれ、導電性のワイヤ207a、207b、207c、207dおよび207eの一方端が接続されている。つまり、第2実施形態において、上記第1実施形態のリード端子6f(図1参照)は取り付けられていない。
ここで、第2実施形態では、図5に示すように、ワイヤ207fの他方端は、金属層8cと接続されている。この金属層8cは、融着層9cを介して、赤色半導体レーザ素子30のp側電極36と電気的に接続されている。そして、ワイヤ207fの一方端は、パッケージ4の導電性を有する支持基体4a上に接続されている。また、ステム(支持体)4bには、端子206gが電気的に接続されている。これによって、赤色半導体レーザ素子30のp側電極36は、融着層9c、金属層8cおよびワイヤ207fを介して、パッケージ4および端子206gと電気的に接続されている。この結果、パッケージ4は接地されていることによって、静電気などにより発生するサージ電流を、赤色半導体レーザ素子30側に流すのを抑制しつつ半導体レーザ装置200の外部に逃がすことができるので、赤色半導体レーザ素子30が劣化するのをより抑制することが可能である。なお、p側電極36は、本発明の「一方電極」の一例である。
また、第2実施形態では、上記第1実施形態と同様に、青色半導体レーザ素子10のp側電極16と、緑色半導体レーザ素子20のp側電極26とは、絶縁性を有する副基板1によって、支持基体4aと電気的に切り離されている。これにより、青色半導体レーザ素子10のp側電極16と、緑色半導体レーザ素子20のp側電極26と、赤色半導体レーザ素子30のp側電極36とは、それぞれ、電気的に切り離されている。また、上記第1実施形態と同様に、青色半導体レーザ素子10のn側電極17と、緑色半導体レーザ素子20のn側電極27と、赤色半導体レーザ素子30のn側電極37とは、それぞれ、電気的に切り離されている。この結果、図6に示すように、青色半導体レーザ素子10と、緑色半導体レーザ素子20と、赤色半導体レーザ素子30とは、それぞれ、電気的に切り離されている。なお、第2実施形態のその他の構造は、上記第1実施形態と同様である。
第2実施形態では、上記のように、赤色半導体レーザ素子30のp側電極36を、導電性を有するパッケージ4と電気的に接続することによって、静電気などにより発生するサージ電流が導電性を有するパッケージ4において一時的に蓄積されることにより、サージ電流が赤色半導体レーザ素子30に急激に流れ込むのを抑制することができる。これにより、赤色半導体レーザ素子30が劣化するのを抑制することができる。
また、第2実施形態では、上記のように、パッケージ4を接地することによって、サージ電流を速やかに半導体レーザ装置200の外部に逃がすことができるので、確実に、サージ電流が赤色半導体レーザ素子30に急激に流れ込むのを抑制することができる。なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
(第2実施形態の第1変形例)
次に、図7〜図13を参照して第2実施形態の第1変形例について説明する。この第2実施形態の第1変形例による半導体レーザ装置300では、上記第2実施形態と異なり、導電性のワイヤ307eの他方端が金属層8cと接続されるとともに、導電性のワイヤ307fの一方端が、支持基体4aの表面に接続される場合について説明する。また、この半導体レーザ装置300を含む光装置340およびこの光装置340を備えるプロジェクタ装置350および360について説明する。なお、プロジェクタ装置350および360は、それぞれ、本発明の「表示装置」の一例である。
まず、図7〜図9を参照して、第2実施形態の第1変形例による半導体レーザ装置300について説明する。
本発明の第2実施形態の第1変形例による半導体レーザ装置300では、図7に示すように、リード端子206eには、導電性のワイヤ307eの一方端が接続されている。また、ワイヤ307eの他方端は、図8に示すように、融着層9cを介して、赤色半導体レーザ素子30のp側電極36と電気的に接続している金属層8cと接続されている。
また、図8に示すように、ワイヤ307fの一方端は、パッケージ4の導電性を有する支持基体4aの表面に接続されており、ワイヤ307fの他方端は、n側電極37に接続されている。これによって、赤色半導体レーザ素子30のn側電極37は、融着層9c、金属層8cおよびワイヤ307fを介して、パッケージ4およびリード端子206gと電気的に接続されている。この結果、パッケージ4は接地されていることによって、静電気などにより発生するサージ電流を、赤色半導体レーザ素子30側に流すのを抑制しつつ半導体レーザ装置300の外部に逃がすことができるので、赤色半導体レーザ素子30が劣化するのをより抑制することが可能である。なお、n側電極37は、本発明の「一方電極」の一例である。
また、第2実施形態の第1変形例では、上記第2実施形態と同様に、青色半導体レーザ素子10のp側電極16と、緑色半導体レーザ素子20のp側電極26とは、絶縁性を有する副基板1によって、支持基体4aと電気的に切り離されている。これにより、青色半導体レーザ素子10のp側電極16と、緑色半導体レーザ素子20のp側電極26と、赤色半導体レーザ素子30のp側電極36とは、それぞれ、電気的に切り離されている。また、青色半導体レーザ素子10のn側電極17と、緑色半導体レーザ素子20のn側電極27と、赤色半導体レーザ素子30のn側電極37とは、それぞれ、電気的に接続されていない。この結果、図9に示すように、青色半導体レーザ素子10と、緑色半導体レーザ素子20と、赤色半導体レーザ素子30とは、それぞれ、電気的に切り離されている。なお、第2実施形態の第1変形例のその他の構造は、上記第2実施形態と同様である。
次に、図8および図10を参照して、半導体レーザ装置300を備える光装置340について説明する。
本発明の第2実施形態の第1変形例による光装置340には、図10に示すように、半導体レーザ装置300と、パルス電圧および定常的な電圧を供給することが可能な駆動集積回路(IC)341と、直流電源342および343が設けられている。なお、駆動IC341は、本発明の「第1電源」の一例である。また、直流電源342および343は、それぞれ、本発明の「第2電源」および「第3電源」の一例である。
また、半導体レーザ装置300の青色半導体レーザ素子10のp側電極16(図8参照)は、ワイヤ207aを介して、リード端子206aと電気的に接続されており、n側電極17(図8参照)は、ワイヤ207bを介して、リード端子206bと電気的に接続されている。また、半導体レーザ装置300の緑色半導体レーザ素子20のp側電極26(図8参照)は、ワイヤ207dを介して、リード端子206dと電気的に接続されており、n側電極27(図8参照)は、ワイヤ207cを介して、リード端子206cと電気的に接続されている。すなわち、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20は、導電性のパッケージ4とは直接接続されていない。
また、半導体レーザ装置300の赤色半導体レーザ素子30のp側電極36(図8参照)は、ワイヤ307eを介して、リード端子206eと電気的に接続されており、n側電極37(図8参照)は、ワイヤ307fを介して、パッケージ4およびリード端子206gと電気的に接続されている。なお、青色半導体レーザ素子10と、緑色半導体レーザ素子20と、赤色半導体レーザ素子30とは、それぞれ、電気的に切り離されている。
また、第2実施形態の第1変形例では、駆動IC341は、それぞれ独立して約2V〜約3Vの電圧を半導体レーザ装置300のリード端子に供給することが可能なチャンネル(電力供給端子)341a、341bおよび341cを有する。このチャンネル341aの一方端子は、リード端子206aと電気的に接続されている。また、チャンネル341bの一方端子は、リード端子206dと電気的に接続されている。また、チャンネル341cの一方端子は、リード端子206eと電気的に接続されている。また、チャンネル341a、341bおよび341cの他方端子は、それぞれ、接地されている。
これにより、半導体レーザ装置300の赤色半導体レーザ素子30には、駆動IC341によりリード端子206eに正の電位(約2V〜約3V)が印加されることによって、リード端子206eと接地されているリード端子206gとに電位差(約2V〜約3V)が生じる。これにより、赤色半導体レーザ素子30に電流が流れることによって赤色半導体レーザ素子30が駆動されるように構成されている。
また、直流電源342の負電極342a側は、リード端子206bと接続されており、正電極342b側は、接地されているパッケージ4およびリード端子206gと電気的に接続されている。また、直流電源342は、リード端子206bに約−3Vの電位を印加するように構成されている。これにより、半導体レーザ装置300の青色半導体レーザ素子10には、駆動IC341によりリード端子206aに正の電位(約2V〜約3V)が印加されるとともに、直流電源342によりリード端子206bに負の電位(約−3V)が印加されることによって、リード端子206aとリード端子206bとに電位差(約5V〜約6V)が生じる。これにより、青色半導体レーザ素子10に電流が流れることによって青色半導体レーザ素子10が駆動されるように構成されている。
また、直流電源343の負電極343a側は、リード端子206cと接続されており、正電極343b側は、接地されているパッケージ4およびリード端子206gと電気的に接続されている。また、直流電源343は、リード端子206cに約−2.5Vの電位を印加するように構成されている。これにより、半導体レーザ装置300の緑色半導体レーザ素子20には、駆動IC341によりリード端子206dに正の電位(約2V〜約3V)が印加されるとともに、直流電源342によりリード端子206cに負の電位(約−2.5V)が印加されることによって、リード端子206dとリード端子206cとに電位差(約4.5V〜約5.5V)が生じる。これにより、緑色半導体レーザ素子20に電流が流れることによって緑色半導体レーザ素子20が駆動されるように構成されている。
次に、図10〜図12を参照して、半導体レーザ装置300を含む光装置340を備え、レーザ素子が時系列的に点灯されるプロジェクタ装置350について説明する。
本発明の第2実施形態の第1変形例によるプロジェクタ装置350には、図11に示すように、半導体レーザ装置300を含む光装置340と、複数の光学部品からなる光学系351と、光装置340および光学系351を制御する制御部352とが設けられている。これにより、半導体レーザ装置300からの光が、光学系351により変調された後、スクリーン353などに投影されるように構成されている。なお、光学系351は、本発明の「変調手段」の一例である。
また、図11に示すように、光学系351において、半導体レーザ装置300から出射された光は、それぞれ、レンズ351aにより平行光に変換された後、ライトパイプ351bに入射される。
ライトパイプ351bは内面が鏡面となっており、光は、ライトパイプ351bの内面で反射を繰り返しながらライトパイプ351b内を進行する。この際、ライトパイプ351b内での多重反射作用によって、ライトパイプ351bから出射される各色の光の強度分布が均一化される。また、ライトパイプ351bから出射された光は、リレー光学系351cを介してデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)素子351dに入射される。
DMD素子351dは、マトリクス状に配置された微小なミラー群からなる。また、DMD素子351dは、各画素位置の光の反射方向を、投写レンズ351eに向かう第1の方向Aと投写レンズ351eから逸れる第2の方向Bとに切り替えることにより各画素の階調を表現(変調)する機能を有している。各画素位置に入射される光のうち第1の方向Aに反射された光(ON光)は、投写レンズ351eに入射されて被投写面(スクリーン353)に投写される。また、DMD素子351dによって第2の方向Bに反射された光(OFF光)は、投写レンズ351eには入射されずに光吸収体351fによって吸収される。
また、プロジェクタ装置350では、制御部352によって光装置340の駆動IC341(図10参照)がパルス電圧を半導体レーザ装置300に供給するように制御されることによって、半導体レーザ装置300の青色半導体レーザ素子10(図10参照)、緑色半導体レーザ素子20(図10参照)および赤色半導体レーザ素子30(図10参照)は、それぞれ、時系列的に分割されて1素子ずつ周期的に駆動されるように構成されている。また、制御部352によって、光学系351のDMD素子351dは、青色半導体レーザ素子10、緑色半導体レーザ素子20および赤色半導体レーザ素子30の駆動とそれぞれ同期しながら、各画素の階調に合わせて光を変調するように構成されている。
具体的には、図12に示すように、青色半導体レーザ素子10(図10参照)の駆動に関するB信号、緑色半導体レーザ素子20(図10参照)の駆動に関するG信号および赤色半導体レーザ素子30(図10参照)の駆動に関するR信号が、それぞれ互いに重ならないように発信されるように構成され、図11に示す制御部352によって、駆動IC341に出力される。このB信号、G信号およびR信号に同期して、制御部352からB画像信号、G画像信号、R画像信号がそれぞれDMD素子351dに出力される。なお、この間、光装置340の直流電源342および343(図10参照)は、それぞれ、駆動IC341と逆極性の電圧を定常的に供給している。
これにより、B信号に基づいて、青色半導体レーザ素子10の青色光が発光されるとともに、このタイミングで、B画像信号に基づいて、DMD素子351dにより青色光が変調される。また、B信号の次に出力されるG信号に基づいて、緑色半導体レーザ素子20の緑色光が発光されるとともに、このタイミングで、G画像信号に基づいて、DMD素子351dにより緑色光が変調される。さらに、G信号の次に出力されるR信号に基づいて、赤色半導体レーザ素子30の赤色光が発光されるとともに、このタイミングで、R画像信号に基づいて、DMD素子351dにより赤色光が変調される。その後、R信号の次に出力されるB信号に基づいて、青色半導体レーザ素子10の青色光が発光されるとともに、このタイミングで、再度、B画像信号に基づいて、DMD素子351dにより青色光が変調される。上記の動作が繰り返されることによって、B信号、G信号およびR信号に基づいたレーザ光照射による画像が、被投写面(スクリーン353)に投写されるように構成されている。
次に、図10および図13を参照して、半導体レーザ装置300を含む光装置340を備え、レーザ素子が略同時に点灯されるプロジェクタ装置360について説明する。
本発明の第2実施形態の第1変形例によるプロジェクタ装置360には、図13に示すように、半導体レーザ装置300を含む光装置360と、複数の光学部品からなる光学系361と、光装置340および光学系361を制御する制御部362とが設けられている。これにより、半導体レーザ装置300からの光が、光学系361により変調された後、スクリーン363などに投影されるように構成されている。なお、光学系361は、本発明の「変調手段」の一例である。
また、光学系361において、半導体レーザ装置300から出射された光は、それぞれ、光整形部361aにより整形された後、スキャンミラー361bに入射される。スキャンミラー361bは、2次元の画像を被投写面(スクリーン363)に投射するために、制御部362によって傾きが制御されるように構成されている。これにより、スキャンミラー361bにおいて所定の時間に所定の傾きで光を反射させることによって、時分割で光が被投写面に投射されるように光を変調しながら2次元的に走査するように構成されている。そして、スキャンミラー361bによって反射された光は、投写レンズ361cを介して、スクリーン363に投写される。
また、プロジェクタ装置360では、制御部362によって光装置340の駆動IC341(図10参照)が定常的な電圧を半導体レーザ装置300に供給するように制御されることによって、半導体レーザ装置300の青色半導体レーザ素子10(図10参照)、緑色半導体レーザ素子20(図10参照)および赤色半導体レーザ素子30(図10参照)は、それぞれ、実質的に同時に発振されるように構成されている。また、制御部362によって半導体レーザ装置300の青色半導体レーザ素子10、緑色半導体レーザ素子20および赤色半導体レーザ素子30の各々の光の強度を制御することによって、スクリーン363に投写される画素の色相や輝度などが制御されるように構成されている。
また、制御部362によって、光学系361のスキャンミラー361bは、半導体レーザ装置300の駆動とそれぞれ同期して、光を変調しながら2次元的に走査するように構成されている。これにより、制御部362によって所望の画像がスクリーン363に投写されるように構成されている。
第2実施形態の第1変形例では、上記のように、赤色半導体レーザ素子30のn側電極37を導電性を有するパッケージ4と電気的に接続することによって、静電気などにより発生するサージ電流が導電性を有するパッケージ4において一時的に蓄積されることにより、サージ電流が赤色半導体レーザ素子30に急激に流れ込むのを抑制することができる。これにより、赤色半導体レーザ素子30が劣化するのを抑制することができる。
また、第2実施形態の第1変形例では、パッケージ4を接地し、p側電極36が電気的に接続されたリード端子206eに正の電位を印加することによって、赤色半導体レーザ素子30を駆動させることができる。これにより、一般的なパルス電源回路を用いて、半導体レーザ装置300を時系列的に高速で駆動させることができる。
また、第2実施形態の第1変形例では、光装置340において、赤色半導体レーザ素子30に、駆動IC341によりリード端子206eに正の電位を印加することによって、赤色半導体レーザ素子30を駆動するとともに、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20に、駆動IC341によりリード端子206aおよび206dに正の電位を印加するとともに、直流電源342および343によりリード端子206bおよび206cに負の電位を印加することにより、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20を駆動することによって、発振波長が長く、駆動電圧が小さい赤色半導体レーザ素子30において用いる駆動IC341と、駆動IC341と逆極性の電位を与える直流電源342および343とを用いて、駆動電圧が大きい青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20を駆動させることができる。
また、第2実施形態の第1変形例では、プロジェクタ装置350において、光装置340の駆動IC341がパルス電圧を半導体レーザ装置300に供給するように制御することにより、半導体レーザ装置300の青色半導体レーザ素子10、緑色半導体レーザ素子20および赤色半導体レーザ素子30を、それぞれ、時系列的に分割されて1素子ずつ周期的に駆動することによって、時系列的に分割されて1素子ずつ周期的に駆動される場合、青色半導体レーザ素子10または緑色半導体レーザ素子20において発生したサージ電流が抵抗の小さい部分を介して外部へ放出され易い。このような場合においても、赤色半導体レーザ素子30を青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20から電気的に切り離すことによって、動作状態の赤色半導体レーザ素子30がサージ電流により劣化するのを有効に抑制することができる。
また、第2実施形態の第1変形例では、プロジェクタ装置360において、光装置340の駆動IC341が定常的な電圧を半導体レーザ装置300に供給するように制御することにより、半導体レーザ装置300の青色半導体レーザ素子10、緑色半導体レーザ素子20および赤色半導体レーザ素子30を、それぞれ、実質的に同時に発振することによって、各々のレーザ素子が実質的に同時に発振される場合、青色半導体レーザ素子10または緑色半導体レーザ素子20において発生したサージ電流が抵抗の小さい部分を介して外部へ放出され易い。このような場合においても、赤色半導体レーザ素子30を青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20から電気的に切り離すことによって、動作状態の赤色半導体レーザ素子30がサージ電流により劣化するのを有効に抑制することができる。
また、第2実施形態の第1変形例では、プロジェクタ装置350に、半導体レーザ装置300を含む光装置340と光学系351とを設けるとともに、プロジェクタ装置360に、半導体レーザ装置300を含む光装置360と光学系361とを設けることによって、発振波長の長い赤色半導体レーザ素子30が劣化するのを抑制することができる半導体レーザ装置300を用いて、光学系351および361により光を変調させて所望の画像を表示させることができる。なお、第2実施形態の第1変形例のその他の効果は、上記第2実施形態と同様である。
(第2実施形態の第2変形例)
次に、図4、図14および図15を参照して第2実施形態の第2変形例について説明する。この第2実施形態の第2変形例による半導体レーザ装置400では、上記第2実施形態と異なり、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20を、それぞれ、絶縁性を有する副基板401の表面上に設置するとともに、赤色半導体レーザ素子30を、副基板401とは異なる導電性を有する副基板470の表面上に設置する場合について説明する。
本発明の第2実施形態の第2変形例による半導体レーザ装置400では、図14および図15に示すように、青色半導体レーザ素子10は、絶縁性を有する副基板401の表面上のY1方向側に、融着層9a(図15参照)および金属層8aを介して固定されている。また、緑色半導体レーザ素子20は、絶縁性を有する副基板401の表面上のY2方向側に、融着層9b(図15参照)および金属層8bを介して固定されている。
また、第2実施形態の第2変形例では、図15に示すように、赤色半導体レーザ素子30は、融着層9cを介して、導電性を有する副基板470の表面上に接着されている。この副基板470は、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20が表面上に所定の間隔を隔てて接着されている副基板401とは分離されている。また、副基板401と副基板470とは、それぞれ、導電性の融着層3を介して、導電性を有する支持基体4aに接着されている。これによって、赤色半導体レーザ素子30のp側電極36は、融着層9c、副基板470および融着層3を介して、パッケージ4(支持基体4aおよびステム(支持体)4b)および端子206gと電気的に接続されている。また、第2実施形態の第2変形例において、上記第2実施形態の金属層8c(図4参照)およびワイヤ207f(図4参照)は設けられていない。なお、第2実施形態の第2変形例のその他の構造は、上記第2実施形態と同様である。
第2実施形態の第2変形例では、上記のように、赤色半導体レーザ素子30のp側電極36を、融着層9c、副基板470および融着層3を介して、パッケージ4および端子206gと電気的に接続することによって、上記第2実施形態におけるワイヤ207fが不要になるので、ワイヤの数を減少させることができる。また、ワイヤの本数が少なくて済むので、ワイヤ配線を簡略化することができる。また、サージ電流が導電性のパッケージ4において一時的に蓄積されることによって、サージ電流が赤色半導体レーザ素子30に急激に流れ込むのを抑制することができる。これにより、赤色半導体レーザ素子30が劣化するのを抑制することができる。
また、第2実施形態の第2変形例では、赤色半導体レーザ素子30が表面上に接着される副基板470を、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20が表面上に所定の間隔を隔てて接着される副基板401とは分離することによって、より一層容易に、赤色半導体レーザ素子30を、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20と電気的に切り離すことができるので、発振波長の長い赤色半導体レーザ素子30が劣化するのをさらに抑制することができる。なお、第2実施形態の第2変形例のその他の効果は、上記第2実施形態と同様である。
(第3実施形態)
次に、図4および図16〜図18を参照して第3実施形態について説明する。この第3実施形態による半導体レーザ装置500では、上記第2実施形態と異なり、青色半導体レーザ素子10のp側電極16と緑色半導体レーザ素子20のp側電極26とが、互いに電気的に接続されている場合について説明する。
本発明の第3実施形態による半導体レーザ装置500では、図16に示すように、接地されているパッケージ4のステム(支持体)4bには、Y1方向側から順にリード端子506a、506b、506cおよび506eが取り付けられている。また、リード端子506a、506b、506cおよび506eには、それぞれ、導電性のワイヤ507a、507b、507cおよび507eの一方端が接続されている。つまり、第3実施形態において、上記第2実施形態のリード端子206d(図4参照)およびワイヤ207d(図4参照)は取り付けられていない。
また、第3実施形態では、図16および図17に示すように、副基板1の表面上のY1方向側には、金属層508dが形成されている。この金属層508dは、副基板1の表面上のY1方向側の端部から、副基板1のY方向における中央よりも若干Y2方向側まで延びるように形成されている。また、金属層508dのY2方向側は、赤色半導体レーザ素子30と電気的に接続されている金属層8cと接触しないように構成されている。
また、図17に示すように、金属層508dの表面上のY1方向側には、青色半導体レーザ素子10を副基板1の表面上に接着する融着層9aが形成されているとともに、金属層508dの表面上のY2方向側には、緑色半導体レーザ素子20を副基板1の表面上に接着する融着層9bが形成されている。これにより、金属層508dは、融着層9aを介して、青色半導体レーザ素子10のp側電極16と電気的に接続されているとともに、融着層9bを介して、緑色半導体レーザ素子20のp側電極26と電気的に接続されている。この結果、青色半導体レーザ素子10と緑色半導体レーザ素子20とを同一極性(p側)の電源を用いて駆動させることが可能である。また、金属層508dには、ワイヤ507aの他方端が接続されている。なお、p側電極16および26は、それぞれ、本発明の「一方電極」の一例である。
ここで、第3実施形態では、青色半導体レーザ素子10のp側電極16および緑色半導体レーザ素子20のp側電極26と、赤色半導体レーザ素子30のp側電極36とは、電気的に接続されていない。また、上記第2実施形態と同様に、青色半導体レーザ素子10のn側電極17と、緑色半導体レーザ素子20のn側電極27と、赤色半導体レーザ素子30のn側電極37とは、それぞれ、電気的に接続されていない。この結果、図18に示すように、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20と、赤色半導体レーザ素子30とは、それぞれ、電気的に切り離されているとともに、青色半導体レーザ素子10のp側電極16と緑色半導体レーザ素子20のp側電極26とは、それぞれ金属層508dと電気的に接続することにより、互いに電気的に接続されている。なお、第3実施形態のその他の構造は、上記第2実施形態と同様である。
第3実施形態では、上記のように、青色半導体レーザ素子10のp側電極16と緑色半導体レーザ素子20のp側電極26とを、互いに電気的に接続することによって、青色半導体レーザ素子10のp側電極16と緑色半導体レーザ素子20のp側電極26とに対して、共通の端子(506a)およびワイヤ(507a)を使用することができるので、端子およびワイヤの数を減少させることができる。また、ワイヤの本数が少なくて済むので、ワイヤ配線を簡略化することができる。また、青色半導体レーザ素子10のp側電極16と緑色半導体レーザ素子20のp側電極26とに同一極性(p側)の電源を接続させて、青色半導体レーザ素子10および緑色半導体レーザ素子20を駆動させることができる。なお、第3実施形態のその他の効果は、上記第2実施形態と同様である。
(第4実施形態)
次に、図4および図19〜図21を参照して第4実施形態について説明する。この第4実施形態による半導体レーザ装置600では、上記第2実施形態と異なり、青色半導体レーザ素子610と緑色半導体レーザ素子620とが共通のn型GaN基板681の表面上に形成されているとともに、青色半導体レーザ素子610のn側電極(n側電極682)と緑色半導体レーザ素子620のn側電極(n側電極682)とが共通である場合について説明する。なお、青色半導体レーザ素子610および緑色半導体レーザ素子620は、それぞれ、本発明の「第1半導体レーザ素子」および「第2半導体レーザ素子」の一例である。
本発明の第4実施形態による半導体レーザ装置600では、図19に示すように、接地されているパッケージ4の導電性を有するステム(支持体)4bには、Y1方向側から順にリード端子606a、606b、606dおよび606eが取り付けられている。また、リード端子606a、606b、606dおよび606eには、それぞれ、導電性のワイヤ607a、607b、607dおよび607eの一方端が接続されている。つまり、第4実施形態において、上記第2実施形態のリード端子206c(図4参照)およびワイヤ207c(図4参照)は取り付けられていない。
また、第4実施形態では、図20に示すように、青色半導体レーザ素子610と緑色半導体レーザ素子620とは、それぞれ、c面((0001)面)を表面とする場合と異なり、ピエゾ電場の影響を抑制することが可能な無極性面であるm面((1−100)面)を表面とする共通のn型GaN基板681の表面上に形成されている。これにより、青色半導体レーザ素子610と緑色半導体レーザ素子620とによって、青・緑モノリシック半導体レーザ素子部680が構成されている。
具体的には、青色半導体レーザ素子610は、m面((1−100)面)を表面とするn型GaN基板681の表面上に、n型クラッド層612、活性層613およびリッジ部614aを有するp型クラッド層614が積層された構造を有している。また、緑色半導体レーザ素子620は、n型GaN基板681の表面上に、n型クラッド層622、活性層623およびリッジ部624aを有するp型クラッド層624が積層された構造を有している。
また、p型クラッド層614および624の平坦部とリッジ部614aおよび624aの側面とを覆うようにSiOからなる電流ブロック層615および625がそれぞれ形成されている。また、リッジ部614aおよび624aと電流ブロック層615および625との表面上には、それぞれ、p側電極616および626が形成されている。なお、リッジ部614aおよび624aを構成するp型クラッド層614および624の上部に、それぞれ、p側電極616および626とのコンタクト特性を向上させるためのp側コンタクト層を設けてもよい。
また、n型GaN基板681の表面上には、n側電極682が形成されている。これにより、青色半導体レーザ素子610のn側電極と、緑色半導体レーザ素子620のn側電極とが共通のn側電極682となるように構成されている。すなわち、青色半導体レーザ素子610のn側電極(n側電極682)と、緑色半導体レーザ素子620のn側電極(n側電極682)とは、電気的に接続されている。この結果、青色半導体レーザ素子610と緑色半導体レーザ素子620とを同一極性(n側)の電源を用いて駆動させることが可能である。また、n側電極682には、ワイヤ607bの他方端が接続されている。
ここで、第4実施形態では、上記第2実施形態と同様に、青色半導体レーザ素子610のp側電極616と、緑色半導体レーザ素子620のp側電極626と、赤色半導体レーザ素子30のp側電極36とは、それぞれ、電気的に切り離されている。また、青色半導体レーザ素子610および緑色半導体レーザ素子620の共通のn側電極682と、赤色半導体レーザ素子30のn側電極37とは、電気的に切り離されている。この結果、図21に示すように、青色半導体レーザ素子610および緑色半導体レーザ素子620と、赤色半導体レーザ素子30とは、それぞれ、電気的に切り離されているとともに、青色半導体レーザ素子610と緑色半導体レーザ素子620とは、n側電極682において、互いに電気的に接続されている。なお、第4実施形態のその他の構造は、上記第2実施形態と同様である。
第4実施形態では、上記のように、青色半導体レーザ素子610のn側電極(n側電極682)と緑色半導体レーザ素子620のn側電極(n側電極682)とを、電気的に接続することによって、青色半導体レーザ素子610および緑色半導体レーザ素子620のn側電極682とに対して、共通の端子(606b)およびワイヤ(607b)を使用することができるので、端子およびワイヤの数を減少させることができる。また、ワイヤの本数が少なくて済むので、ワイヤ配線を簡略化することができる。
また、第4実施形態では、青・緑モノリシック半導体レーザ素子部680を構成することによって、青色半導体レーザ素子610と緑色半導体レーザ素子620とを別々に副基板1の表面上に固定する必要がないので、青色半導体レーザ素子610の発光点と、緑色半導体レーザ素子620の発光点との間隔をより正確に位置決めすることができる。なお、第4実施形態のその他の効果は、上記第2実施形態と同様である。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、上記第1〜第4実施形態では、半導体レーザ装置が、青色半導体レーザ素子と、緑色半導体レーザ素子と、赤色半導体レーザ素子との3つの半導体レーザ素子を備えた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、半導体レーザ装置を、4つ以上の半導体レーザ素子を備えるように構成してもよい。また、半導体レーザ装置を、青色半導体レーザ素子に代えて、青紫色半導体レーザ素子を備えるように構成してもよいし、赤色半導体レーザ素子に代えて、赤外半導体レーザ素子を備えるように構成してもよい。
また、上記第3および第4実施形態では、赤色半導体レーザ素子のp側電極をパッケージと電気的に接続した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第3および第4実施形態の構造において、赤色半導体レーザ素子のn側電極をパッケージと電気的に接続せずに、第1実施形態のように、赤色半導体レーザ素子とパッケージとを電気的に切り離してもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、パッケージを接地した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、パッケージを接地しないように構成してもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、青色半導体レーザ素子、緑色半導体レーザ素子および赤色半導体レーザ素子を副基板に設置することによって半導体レーザ装置を形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、青色半導体レーザ素子、緑色半導体レーザ素子または赤色半導体レーザ素子のいずれかを成長させた基板(成長用基板)上に、他の半導体レーザ素子を設置することによって半導体レーザ装置を形成してもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、半導体レーザ装置を、ディスプレイ用の光源として使用することが可能なように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、半導体レーザ装置を、光ピックアップ装置の光源として使用してもよい。
また、上記第1実施形態では、導電性を有する支持基体およびステム(支持体)によってパッケージを構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、支持基体およびステム(支持体)を、セラミックスなどの熱伝導性の良好な絶縁体からなるように構成してもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を、AlGaNやInGaNなどの窒化物系半導体層により形成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、青色半導体レーザ素子および緑色半導体レーザ素子を、AlN、InN、BN、TlNおよびこれらの混晶からなるウルツ鉱構造の窒化物系半導体層により形成してもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、青色半導体レーザ素子を、副基板のY1方向側に設置し、赤色半導体レーザ素子を、副基板のY2方向側に設置するとともに、緑色半導体レーザ素子を、青色半導体レーザ素子および赤色半導体レーザ素子の間で、副基板の中央近傍に設置した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、青色半導体レーザ素子、緑色半導体レーザ素子および赤色半導体レーザ素子の配置は特に限定されない。たとえば、青色半導体レーザ素子または赤色半導体レーザ素子を、副基板の中央近傍に設置するように構成してもよい。
また、上記第2実施形態の第2変形例では、赤色半導体レーザ素子を導電性を有する副基板の表面上に設置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、赤色半導体レーザ素子を絶縁性を有する副基板の表面上に設置するとともに、ワイヤによって、赤色半導体レーザ素子のp側電極と導電性のパッケージとを接続してもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、赤色半導体レーザ素子をパッケージの端部近傍に接着した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、赤色半導体レーザ素子をパッケージの中央近傍に接着してもよい。
また、上記第2実施形態の第1変形例では、スキャンミラーを有する光学系を備えるプロジェクタ装置において、レーザ素子が略同時に点灯されるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スキャンミラーを有する光学系を備えるプロジェクタ装置において、レーザ素子が時系列的に周期的に点灯されるように構成してもよい。
また、上記第2実施形態の第1変形例では、プロジェクタ装置がDMD素子を有する光学系を備える場合を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、プロジェクタ装置は2次元的な変調手段を備えるものであればよく、たとえば、プロジェクタ装置が液晶パネルを有する光学系を備えるように構成してもよい。
4 パッケージ
10、610 青色半導体レーザ素子(第1半導体レーザ素子)
20、620 緑色半導体レーザ素子(第2半導体レーザ素子)
30 赤色半導体レーザ素子(第3半導体レーザ素子)
340 光装置
341 駆動IC(第1電源)
342 直流電源(第2電源)
343 直流電源(第3電源)
341a、341b、341c チャンネル(電力供給端子)
350、360 プロジェクタ装置
351、361 光学系(変調手段)

Claims (9)

  1. 第1半導体レーザ素子と、
    第2半導体レーザ素子と、
    前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子よりも発振波長の長い第3半導体レーザ素子とを備え、
    前記第1半導体レーザ素子、前記第2半導体レーザ素子および前記第3半導体レーザ素子が単一のパッケージ内に配置され、かつ、前記第3半導体レーザ素子は、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子と電気的に接続されていない、半導体レーザ装置。
  2. 前記第1半導体レーザ素子は、青色半導体レーザ素子であり、前記第2半導体レーザ素子は、緑色半導体レーザ素子であり、前記第3半導体レーザ素子は、赤色半導体レーザ素子である、請求項1に記載の半導体レーザ装置。
  3. 前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子のうちの少なくとも1つと前記第3半導体レーザ素子とは、略同時に発振するか、または時系列的に周期的に発振するように構成されている、請求項1または2に記載の半導体レーザ装置。
  4. 前記パッケージは、導電性であり、
    前記第3半導体レーザ素子は、少なくとも一方電極を含み、
    前記第3半導体レーザ素子の一方電極は、前記パッケージと電気的に接続されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  5. 前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子は、それぞれ、少なくとも一方電極を含み、
    前記第1半導体レーザ素子の一方電極と前記第2半導体レーザ素子の一方電極とは、互いに電気的に接続されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
  6. 単一の導電性のパッケージ内に収められた半導体レーザ装置と、
    複数の電力供給端子を有する第1電源と、
    第2電源と、
    第3電源とを備え、
    前記半導体レーザ装置は、
    一方電極および他方電極を含む第1半導体レーザ素子と、
    一方電極および他方電極を含む第2半導体レーザ素子と、
    少なくとも一方電極を含み、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子よりも発振波長の長い第3半導体レーザ素子とを含み、
    前記第3半導体レーザ素子の一方電極は、前記パッケージと電気的に直接接続されるとともに、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子の一方電極および他方電極は前記パッケージと電気的に直接接続されず、
    前記第1電源により、前記第3半導体レーザ素子が駆動され、
    前記第1電源により、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子の一方電極に正の電位または負の電位のいずれか一方の電位が与えられるとともに、前記第2電源および前記第3電源により、それぞれ、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子の他方電極に正の電位または負の電位のいずれか他方の電位が与えられることによって、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子が駆動されるように構成されている、光装置。
  7. 前記第1半導体レーザ素子は、青色半導体レーザ素子であり、前記第2半導体レーザ素子は、緑色半導体レーザ素子であり、前記第3半導体レーザ素子は、赤色半導体レーザ素子である、請求項6に記載の光装置。
  8. 第1半導体レーザ素子と、第2半導体レーザ素子と、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子よりも発振波長の長い第3半導体レーザ素子とを含み、前記第1半導体レーザ素子、前記第2半導体レーザ素子および前記第3半導体レーザ素子が単一のパッケージ内に配置され、かつ、前記第3半導体レーザ素子は、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子と電気的に接続されていない半導体レーザ装置と、
    前記半導体レーザ装置からの光の変調を行う変調手段とを備える、表示装置。
  9. 複数の電力供給端子を有する第1電源と、
    第2電源と、
    第3電源とをさらに備え、
    前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子は、それぞれ、一方電極および他方電極を含み、前記第3半導体レーザ素子は、少なくとも一方電極を含み、
    前記パッケージは、導電性であり、
    前記第3半導体レーザ素子の一方電極は、前記パッケージと電気的に直接接続されるとともに、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子の一方電極および他方電極は前記パッケージと電気的に直接接続されず、
    前記第1電源により、前記第3半導体レーザ素子が駆動され、
    前記第1電源により、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子の一方電極に正の電位または負の電位のいずれか一方の電位が与えられるとともに、前記第2電源および前記第3電源により、それぞれ、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子の他方電極に正の電位または負の電位のいずれか他方の電位が与えられることによって、前記第1半導体レーザ素子および前記第2半導体レーザ素子が駆動されるように構成されている、請求項8に記載の表示装置。
JP2009196267A 2008-09-12 2009-08-27 半導体レーザ装置、光装置および表示装置 Pending JP2010093236A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009196267A JP2010093236A (ja) 2008-09-12 2009-08-27 半導体レーザ装置、光装置および表示装置
US12/557,138 US20100067559A1 (en) 2008-09-12 2009-09-10 Laser diode device, optical apparatus and display apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008234145 2008-09-12
JP2009196267A JP2010093236A (ja) 2008-09-12 2009-08-27 半導体レーザ装置、光装置および表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010093236A true JP2010093236A (ja) 2010-04-22

Family

ID=42007177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009196267A Pending JP2010093236A (ja) 2008-09-12 2009-08-27 半導体レーザ装置、光装置および表示装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20100067559A1 (ja)
JP (1) JP2010093236A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013526788A (ja) * 2010-05-24 2013-06-24 ソラア インコーポレーテッド 多波長レーザー装置のシステムおよび方法
US10205300B1 (en) 2009-05-29 2019-02-12 Soraa Laser Diode, Inc. Gallium and nitrogen containing laser diode dazzling devices and methods of use
US11239637B2 (en) 2018-12-21 2022-02-01 Kyocera Sld Laser, Inc. Fiber delivered laser induced white light system
US11421843B2 (en) 2018-12-21 2022-08-23 Kyocera Sld Laser, Inc. Fiber-delivered laser-induced dynamic light system
US11677213B1 (en) 2012-02-17 2023-06-13 Kyocera Sld Laser, Inc. Systems for photonic integration in non-polar and semi-polar oriented wave-guided optical devices
US11884202B2 (en) 2019-01-18 2024-01-30 Kyocera Sld Laser, Inc. Laser-based fiber-coupled white light system
US12000552B2 (en) 2019-01-18 2024-06-04 Kyocera Sld Laser, Inc. Laser-based fiber-coupled white light system for a vehicle

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9488779B2 (en) 2013-11-11 2016-11-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Apparatus and method of forming laser chip package with waveguide for light coupling
JP6097253B2 (ja) * 2014-07-02 2017-03-15 住友電気工業株式会社 三色光光源
TW201822322A (zh) * 2016-12-09 2018-06-16 美麗微半導體股份有限公司 具有多晶粒層疊的覆晶封裝整流/保護型二極體元件
GB2579622B (en) * 2018-12-06 2021-04-28 Exalos Ag Superluminescent diodes and diode modules

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3486900B2 (ja) * 2000-02-15 2004-01-13 ソニー株式会社 発光装置およびそれを用いた光装置
JP2004319915A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Sharp Corp 半導体レーザー装置の製造方法および半導体レーザー装置
JP4568133B2 (ja) * 2004-03-30 2010-10-27 三洋電機株式会社 半導体レーザ装置および光装置
JP4466503B2 (ja) * 2005-08-08 2010-05-26 ソニー株式会社 半導体レーザ
JP4711838B2 (ja) * 2006-01-27 2011-06-29 株式会社東芝 多波長半導体レーザ装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10205300B1 (en) 2009-05-29 2019-02-12 Soraa Laser Diode, Inc. Gallium and nitrogen containing laser diode dazzling devices and methods of use
JP2013526788A (ja) * 2010-05-24 2013-06-24 ソラア インコーポレーテッド 多波長レーザー装置のシステムおよび方法
US11677213B1 (en) 2012-02-17 2023-06-13 Kyocera Sld Laser, Inc. Systems for photonic integration in non-polar and semi-polar oriented wave-guided optical devices
US11239637B2 (en) 2018-12-21 2022-02-01 Kyocera Sld Laser, Inc. Fiber delivered laser induced white light system
US11421843B2 (en) 2018-12-21 2022-08-23 Kyocera Sld Laser, Inc. Fiber-delivered laser-induced dynamic light system
US11594862B2 (en) 2018-12-21 2023-02-28 Kyocera Sld Laser, Inc. Fiber delivered laser induced white light system
US11788699B2 (en) 2018-12-21 2023-10-17 Kyocera Sld Laser, Inc. Fiber-delivered laser-induced dynamic light system
US11884202B2 (en) 2019-01-18 2024-01-30 Kyocera Sld Laser, Inc. Laser-based fiber-coupled white light system
US12000552B2 (en) 2019-01-18 2024-06-04 Kyocera Sld Laser, Inc. Laser-based fiber-coupled white light system for a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
US20100067559A1 (en) 2010-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010093236A (ja) 半導体レーザ装置、光装置および表示装置
US20100080000A1 (en) Laser diode device and display apparatus
US7901088B2 (en) Projection display apparatus and image forming apparatus with efficient power consumption
JP2010166022A (ja) 半導体レーザ装置および表示装置
JP2010109332A (ja) 半導体レーザ装置および表示装置
JP2010109331A (ja) 半導体レーザ装置および表示装置
WO2010038621A1 (ja) 半導体レーザ装置および表示装置
JP2018085500A (ja) レーザを用いた表示方法およびシステム
JP7056628B2 (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP2011013400A (ja) プロジェクタ
JP7320770B2 (ja) 発光装置およびプロジェクター
US20010038484A1 (en) Light beam scanning device
JP2010278098A (ja) 発光装置および表示装置
JP4946279B2 (ja) 照明装置及び画像表示装置
CN106233473A (zh) 半导体光学设备和显示设备
JP2014165327A (ja) 半導体発光素子及びその製造方法、並びに、表示装置
JP2019029513A (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP2014165328A (ja) 半導体発光素子及び表示装置
JP5633289B2 (ja) 半導体レーザ素子の駆動方法及び半導体レーザ装置
JP2010166036A (ja) 半導体レーザ装置および表示装置
JP2022063970A (ja) 発光装置およびプロジェクター
JP2020161620A (ja) 発光装置およびプロジェクター
US8541729B2 (en) Image display system having a detection of an overlapping in the output timing of laser beams
JP2008028269A (ja) 固体発光素子、照明装置及び画像表示装置
JP2009044033A (ja) 半導体レーザ、光源装置、照明装置、プロジェクタおよびモニタ装置