JP2018101647A - Laser light source module - Google Patents
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Abstract
Description
本技術は、レーザー光源モジュールに関するものである。 The present technology relates to a laser light source module.
デジタルシネマ・プロジェクターなどの光機器には、要求される光出力を得るために、光源として複数のレーザー光源モジュールが設置されている。レーザー光源モジュールには、レーザーダイオード(laser diode、すなわちLD)アレイが複数搭載されている。LDアレイは、マルチエミッタLDバーとも称する場合がある。 In an optical device such as a digital cinema projector, a plurality of laser light source modules are installed as light sources in order to obtain a required light output. A plurality of laser diode (laser diode, or LD) arrays are mounted on the laser light source module. The LD array may also be referred to as a multi-emitter LD bar.
これらの光機器において、レーザー光源モジュールから出力される光を結合させるための光ファイバーなどの光学結合部材は、光機器の製造コストを決定する主要因となる。よって、結合前のレーザー光源モジュール単体での光の出力を高め、光機器において必要とされるレーザー光源モジュールの数を減らすことで、複数のレーザー光源モジュールから出力される光を結合させる必要機会を低減させることができるため、必要となる光学結合部材を減らすことができる。よって、光機器の光出力当りの製造コストを低減させることができる。以上のような理由から、単体での光出力が高いレーザー光源モジュールが要望されている。 In these optical devices, an optical coupling member such as an optical fiber for coupling light output from the laser light source module is a main factor that determines the manufacturing cost of the optical device. Therefore, by increasing the light output of the single laser light source module before combining, and reducing the number of laser light source modules required in optical equipment, the opportunity to combine the light output from multiple laser light source modules is provided. Since it can be reduced, the required optical coupling member can be reduced. Therefore, the manufacturing cost per optical output of the optical device can be reduced. For the above reasons, there is a demand for a laser light source module having a high light output alone.
従来、たとえば、特許文献1または特許文献2などには、LDアレイが同一平面上の一軸方向に複数個並べられ、2種類のレンズでファイバーに光が結合されることで、高光出力が得られる構造が開示されている。
Conventionally, for example, in Patent Document 1 or
また、たとえば、特許文献3または特許文献4などには、モジュール内に、複数のLDアレイが共通の保持部材の各側面に搭載されることで、光出力を向上させることができるモジュール構造が開示されている。
For example,
また、たとえば、特許文献5などには、階段形状の保持部材に複数のLDアレイが搭載されたモジュール構造が開示されている。
Further, for example,
また、たとえば、特許文献6などには、複数のLDアレイをその各々の保持部材の側面に搭載し、これら保持部材のLDアレイが搭載された面を互いに対向させて近接配置する構造が開示されている。当該構造によれば、光出力を向上させることができ、また、光ビームの広がり角(エタンデュ、Etendue)を小さく維持することができる。さらに、各々の保持部材による放熱効率を高め、レーザー素子の発光効率の低下を抑制することができる。
Further, for example,
しかし、特許文献1または特許文献2などに示される構造では、発光点が一軸方向、すなわちエミッタ列と平行な方向に広がるため、合成した光ビームの広がり角(エタンデュ、Etendue)が当該方向に大きくなる。よって、所定のLDアレイの数を超えると、ファイバー結合時の光結合損失が増大してしまい、発光効率が低下してしまうという問題がある。
However, in the structure shown in Patent Document 1 or
また、特許文献3または特許文献4などに示される構造では、1つの保持部材によって複数のLDアレイが保持されているため、LDアレイ間の距離を縮めることができない。よって、光ビームの広がり角(エタンデュ、Etendue)が各々のLDアレイ方向に大きくなるため、ファイバー結合時の光結合損失が増大してしまい、発光効率が低下してしまうという問題がある。
Further, in the structure shown in
また、特許文献5などに示される構造では、階段形状の保持部材が用いられるため、モジュール全体の小型化が困難である。
Further, in the structure shown in
また、特許文献6などに示される構造では、LDアレイの両端から給電されているため、LDアレイ内にある複数のLD素子のうち、両端のLD素子により多くの電流が流れ、LDアレイ内のLD素子に電流が均等に分配されない。そのため、レーザー光源モジュールとしての発光効率が下がるという問題がある。
In the structure shown in
本技術は、上記のような問題を解決するためのものであり、光ビームの広がり角(エタンデュ、Etendue)を抑制しつつ、複数のLD素子に対する電流分配の偏りを抑制することができるレーザー光源モジュールに関するものである。 The present technology is intended to solve the above-described problems, and a laser light source capable of suppressing a current distribution bias to a plurality of LD elements while suppressing a light beam spread angle (Etendue). It is about modules.
本技術の一態様に関するレーザー光源モジュールは、互いに対向して配置される少なくとも1組のレーザーダイオードアレイと、各前記レーザーダイオードアレイがそれぞれ配置されるサブマウントと、少なくとも1組の前記レーザーダイオードアレイの側方に配置される、第1給電端子および第2給電端子とを備え、各前記レーザーダイオードアレイは、配列された複数のレーザーダイオードを備え、各前記サブマウントは、複数の前記レーザーダイオードの一方の電極と電気的に接続される第1導電性パターンと、前記第1導電性パターンとは離間して形成され、かつ、複数の前記レーザーダイオードの他方の電極と電気的に接続される第2導電性パターンとを備え、前記第1導電性パターンにおける、複数の前記レーザーダイオードが配列される方向である配列方向における第1端部側の位置に、前記第1給電端子側の第1給電箇所が設けられ、前記第2導電性パターンにおける、前記配列方向における前記第1端部とは反対側の第2端部側の位置に、前記第2給電端子側の第2給電箇所が設けられる。 A laser light source module according to an aspect of the present technology includes at least one set of laser diode arrays arranged to face each other, a submount on which each of the laser diode arrays is arranged, and at least one set of the laser diode arrays. A first feed terminal and a second feed terminal arranged on a side; each laser diode array comprises a plurality of laser diodes arranged; each submount is one of the plurality of laser diodes A first conductive pattern electrically connected to the first electrode and a second conductive pattern formed apart from the first conductive pattern and electrically connected to the other electrode of the plurality of laser diodes. A plurality of laser diodes in the first conductive pattern. A first power supply location on the first power supply terminal side is provided at a position on the first end portion side in the arrangement direction, which is a line direction, and the first end portion in the arrangement direction in the second conductive pattern. A second feeding point on the second feeding terminal side is provided at a position on the second end side opposite to the first feeding terminal.
本技術の一態様に関するレーザー光源モジュールは、互いに対向して配置される少なくとも1組のレーザーダイオードアレイと、各前記レーザーダイオードアレイがそれぞれ配置されるサブマウントと、少なくとも1組の前記レーザーダイオードアレイの側方に配置される、第1給電端子および第2給電端子とを備え、各前記レーザーダイオードアレイは、配列された複数のレーザーダイオードを備え、各前記サブマウントは、複数の前記レーザーダイオードの一方の電極と電気的に接続される第1導電性パターンと、前記第1導電性パターンとは離間して形成され、かつ、複数の前記レーザーダイオードの他方の電極と電気的に接続される第2導電性パターンとを備え、前記第1導電性パターンにおける、複数の前記レーザーダイオードが配列される方向である配列方向における第1端部側の位置に、前記第1給電端子側の第1給電箇所が設けられ、前記第2導電性パターンにおける、前記配列方向における前記第1端部とは反対側の第2端部側の位置に、前記第2給電端子側の第2給電箇所が設けられる。 A laser light source module according to an aspect of the present technology includes at least one set of laser diode arrays arranged to face each other, a submount on which each of the laser diode arrays is arranged, and at least one set of the laser diode arrays. A first feed terminal and a second feed terminal arranged on a side; each laser diode array comprises a plurality of laser diodes arranged; each submount is one of the plurality of laser diodes A first conductive pattern electrically connected to the first electrode and a second conductive pattern formed apart from the first conductive pattern and electrically connected to the other electrode of the plurality of laser diodes. A plurality of laser diodes in the first conductive pattern. A first power supply location on the first power supply terminal side is provided at a position on the first end portion side in the arrangement direction, which is a line direction, and the first end portion in the arrangement direction in the second conductive pattern. A second feeding point on the second feeding terminal side is provided at a position on the second end side opposite to the first feeding terminal.
このような構成によれば、レーザーダイオードアレイにおけるレーザーダイオードの一方の電極が、第1導電性パターン上の第1給電箇所から第1給電端子に接続され、レーザーダイオードアレイにおけるレーザーダイオードの他方の電極が、第2導電性パターン上の第2給電箇所から第2給電端子に接続される。ここで、第1給電箇所と第2給電箇所とは、複数のレーザーダイオードの配列方向における反対側の端部側に位置している。よって、各レーザーダイオードにおける、第1給電箇所までの距離に基づく電気抵抗と、第2給電箇所までの距離に基づく電気抵抗とが、互いの電気抵抗の大きさの不均衡を相殺することとなるため、これらの電気抵抗の合計値には、各レーザーダイオード間での偏りが小さくなる。すなわち、複数のレーザーダイオードに対する電流分配の偏りを抑制することができる。 According to such a configuration, one electrode of the laser diode in the laser diode array is connected to the first power supply terminal from the first power supply location on the first conductive pattern, and the other electrode of the laser diode in the laser diode array is connected. Is connected to the second power supply terminal from the second power supply point on the second conductive pattern. Here, the 1st electric power feeding location and the 2nd electric power feeding location are located in the edge part side on the opposite side in the sequence direction of a some laser diode. Therefore, in each laser diode, the electrical resistance based on the distance to the first power feeding location and the electrical resistance based on the distance to the second power feeding location cancel each other's electrical resistance magnitude imbalance. Therefore, the deviation between the laser diodes is small in the total value of these electric resistances. That is, it is possible to suppress a bias in current distribution with respect to a plurality of laser diodes.
本技術に関する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。 The objectives, features, aspects and advantages of the present technology will become more apparent from the detailed description and the accompanying drawings provided below.
以下、添付される図面を参照しながら実施形態について説明する。なお、図面は模式的に示されるものであり、異なる図面にそれぞれ示されている画像の大きさと位置との相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。よって、それらについての詳細な説明を省略する場合がある。 Embodiments will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the drawings are schematically shown, and the mutual relationship between the sizes and positions of the images shown in different drawings is not necessarily described accurately, and can be changed as appropriate. Moreover, in the description shown below, the same code | symbol is attached | subjected and shown in the same component, and it is the same also about those names and functions. Therefore, the detailed description about them may be omitted.
また、以下に示される説明において、「上」、「下」、「側」、「底」、「表」または「裏」などの特定の位置と方向とを意味する用語が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられているものであり、実際に実施される際の方向とは関係しない。 In the explanation given below, terms that mean a specific position and direction such as “top”, “bottom”, “side”, “bottom”, “front” or “back” may be used. However, these terms are used for convenience in order to facilitate understanding of the contents of the embodiment, and are not related to the direction in which they are actually implemented.
<第1実施形態>
<構成>
以下、本実施形態に関するレーザー光源モジュールについて説明する。
<First Embodiment>
<Configuration>
Hereinafter, the laser light source module according to the present embodiment will be described.
図1、図2および図3は、本実施形態に関するレーザー光源モジュールの構成を例示する図である。図1は、本実施形態に関するレーザー光源モジュールの構成を例示する平面図である。また、図2は、本実施形態に関するレーザー光源モジュールの構成を例示する側面図である。 1, 2 and 3 are diagrams illustrating the configuration of the laser light source module according to this embodiment. FIG. 1 is a plan view illustrating the configuration of a laser light source module according to this embodiment. FIG. 2 is a side view illustrating the configuration of the laser light source module according to this embodiment.
また、図3は、本実施形態に関するレーザー光源モジュールの構成を例示する展開図である。具体的には、LDアセンブリ1bを図1の紙面上で反時計回りに回転させ、さらに、LDアセンブリ1aの図1に向かって右隣に並べて、LDアレイ11aおよびLDアレイ11bが正面に見えるように展開した状態を例示する図であり、この状態においては、図1において隣接して配置されている給電端子22と給電端子23とが、LDアセンブリ1aおよびLDアセンブリ1bを挟んで反対側に位置する。各構成については、後述する。
FIG. 3 is a development view illustrating the configuration of the laser light source module according to this embodiment. Specifically, the
図1、図2および図3に示されるように、レーザー光源モジュールは、ステムベース21と、給電端子22(+電極側)と、給電端子23(−電極側)と、LDアセンブリ1aと、LDアセンブリ1bとを備える。
As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the laser light source module includes a
ステムベース21は、たとえば、Cuなどの熱伝導率の高い材料に金メッキが施された板状部材である。ステムベース21上にはLDアセンブリ1aとLDアセンブリ1bとが互いに対向して配置され、双方のLDアセンブリは位置決めされる。また、ステムベース21は、LDアセンブリ1aとLDアセンブリ1bとで生じる熱を放熱する。
The
給電端子22は、ステムベース21に設けられた穴21aに挿入される。また、給電端子23は、ステムベース21に設けられた穴21bに挿入される。給電端子22および給電端子23は、ステムベース21とは電気的に絶縁される。ステムベース21の穴21aと給電端子22との隙間には、封止材24aとして、たとえば低融点ガラスが充填される。同様に、ステムベース21の穴21bと給電端子23との隙間には、封止材24bとして、たとえば低融点ガラスが充填される。
The
また、給電端子22および給電端子23は、一方のLDアセンブリの他方のLDアセンブリと対向する面の側方に、双方ともに配置される。すなわち、一方のLDアセンブリの他方のLDアセンブリと対向する面の一方の側方に、給電端子22および給電端子23双方が配置され、一方のLDアセンブリの他方のLDアセンブリと対向する面の他方の側方には、給電端子22および給電端子23双方とも配置されない。
In addition, both the
図4、図5および図6は、LDアセンブリの構成を例示する図である。図4は、LDアセンブリの構成を例示する正面図である。また、図5は、LDアセンブリの構成を例示する側面図である。また、図6は、LDアセンブリの構成を例示する平面図である。なお、図4、図5および図6においては、LDアセンブリ1aが示されるが、LDアセンブリ1bであっても対応する構成である。
4, 5 and 6 are diagrams illustrating the configuration of the LD assembly. FIG. 4 is a front view illustrating the configuration of the LD assembly. FIG. 5 is a side view illustrating the configuration of the LD assembly. FIG. 6 is a plan view illustrating the configuration of the LD assembly. 4, 5, and 6 show the
LDアセンブリ1aは、LD発光機能を担うものである。図4、図5および図6に示されるように、LDアセンブリ1aは、LDアレイ11aと、サブマウント12aと、保持ブロック13aとを備える。なお、LDアセンブリ1bは、LDアレイ11bと、サブマウント12bと、保持ブロック13bとを備える。
The
サブマウント12aは、電気絶縁機能および熱伝達機能を担うものである。図4、図5および図6に示されるように、サブマウント12aは、平板形状の電気絶縁体121aと、電気絶縁体121aの表面に形成された2つの導電性パターン122aおよび導電性パターン123aと、電気絶縁体121aの裏面において全面に亘って形成された導電性パターン124aとを備える。電気絶縁体121aは、熱伝導率が高い材料、たとえば、炭化ケイ素(SiC)または窒化アルミニウム(AlN)などのセラミック材料で形成される。サブマウント12bも同様に、平板形状の電気絶縁体121bと、電気絶縁体121bの表面に形成された2つの導電性パターン122bおよび導電性パターン123bと、電気絶縁体121bの裏面において全面に亘って形成された導電性パターン124bとを備える。
The
給電端子22は、Auなどの導電性リボン3を介して、LDアセンブリ1aにおける導電性パターン122aと電気的に接続される。これにより、給電端子22とLDアセンブリ1aとは、電気的に接続される。
The
また、給電端子23は、Auなどの導電性リボン3を介して、LDアセンブリ1bにおける導電性パターン123bと電気的に接続される。これにより、給電端子23とLDアセンブリ1bとは、電気的に接続される。
The
さらに、LDアセンブリ1aにおける導電性パターン123aと、LDアセンブリ1bにおける導電性パターン122bとが、Auなどの導電性リボン3を介して、電気的に接続される。
Furthermore, the
保持ブロック13aは、熱伝達機能を担うものである。保持ブロック13aは、たとえば、Cuなどの熱伝導率の大きい材料に金メッキなどが施されて形成される。保持ブロック13aの形状は、ステムベース21と接触する下面と、この下面に対して垂直に形成された少なくとも1つの側面とを有する立体形状であり、たとえば、直方体である。
The holding
保持ブロック13aの少なくとも1つの側面は、LD素子の搭載面として機能する。また、保持ブロック13aとステムベース21とは、はんだを介して接合される。ここで、保持ブロック13aとステムベース21とを接合するはんだは、保持ブロック13aとサブマウント12aとを接合する際に用いられるはんだよりも低い融点を有するものであることが好ましい。
At least one side surface of the holding
サブマウント12aは、保持ブロック13aの側面に搭載される。具体的には、サブマウント12aの導電性パターン124aが保持ブロック13aの側面にはんだを介して接触して搭載される。
The
サブマウント12aの、保持ブロック13aの側面と接触する側とは反対側における導電性パターン122aの表面には、LDアレイ11aが搭載される。導電性パターン122aとLDアレイ11aとは、はんだを介して接合される。
The
図7、図8、図9および図10は、LDアレイの構成を例示する図である。図7は、LDアレイの構成を例示する正面図である。また、図8は、LDアレイの構成を例示する平面図である。また、図9は、LDアレイの構成を例示する背面図である。また、図10は、LDアレイの構成を例示する側面図である。 7, 8, 9 and 10 are diagrams illustrating the configuration of the LD array. FIG. 7 is a front view illustrating the configuration of the LD array. FIG. 8 is a plan view illustrating the configuration of the LD array. FIG. 9 is a rear view illustrating the configuration of the LD array. FIG. 10 is a side view illustrating the configuration of the LD array.
図7、図8、図9および図10に示されるように、LDアレイ11aは、GaAsまたはAlGaNなどの半導体基材上に複数のLD素子4がたとえば等間隔で配置され、半導体基材の端面において各LD素子4の発光点40が形成されたレーザーダイオードである。LDアレイ11aにおいて、各LD素子4の発光点40から、半導体基材の主面に対して平行なレーザー光が放射される。
As shown in FIGS. 7, 8, 9, and 10, the
LDアレイ11aのN側電極2は、単一の電極である。N側電極2において、各発光点40に対応する導電性ワイヤー接続部41が設けられる。また、LDアレイ11aのP側電極8は、各LD素子4の発光点に対応した複数の電極である。
The N-
図11、図12および図13は、サブマウントの構成を例示する図である。図11は、サブマウントの構成を例示する正面図である。また、図12は、サブマウントの構成を例示する背面図である。また、図13は、サブマウントの構成を例示する側面図である。 11, 12 and 13 are diagrams illustrating the configuration of the submount. FIG. 11 is a front view illustrating the configuration of the submount. FIG. 12 is a rear view illustrating the configuration of the submount. FIG. 13 is a side view illustrating the configuration of the submount.
サブマウント12aにおいて、電気絶縁体121aの表面に形成された導電性パターン122aおよび導電性パターン123aは、互いに離間して配置される。LDアレイ11aは、導電性パターン122a上に接触して配置される。そして、LDアレイ11aのP側電極8が、導電性パターン122aと電気的に接続される。このとき、LDアレイ11aにおけるLD素子4から放射されるレーザー光の光軸は、保持ブロック13aの搭載面に対して平行であり、かつ、保持ブロック13aの下面と接触するステムベース21の主面に対して垂直である。
In the
導電性パターン123aは、Auなどの導電性ワイヤー14を介して、LDアレイ11aのN側電極2における各導電性ワイヤー接続部41と接続される。
The
また、この場合、はんだ接合時に生じる熱応力を緩和したり、温度変動に対する耐久性を確保したりするために、LDアレイ11aの熱膨張係数をα1、サブマウント12aの熱膨張係数をα2、保持ブロック13aの熱膨張係数をα3として、
In this case, the thermal expansion coefficient of the
を満たすことが好ましい。 It is preferable to satisfy.
本実施形態において、LDアセンブリ1aとLDアセンブリ1bとは、ステムベース21とそれぞれが接合される前に、各LDアレイにおけるLD素子4から放射されるレーザー光の光軸が互いに平行となるように、かつ、各LDアレイの主面が互いに平行になるように、対向して位置決めされる。そして、そのように位置決めされた状態で、ステムベース21上に固定される。
In this embodiment, the
このような構成であることにより、LDアレイ11aとLDアレイ11bとの近接配置が可能となる。これにより、各LDアレイから放射されるレーザー光を合成した光ビームの広がり角(エタンデュ、Etendue)は、小さく維持される。その結果、出力された光ビームを光ファイバーと結合させた場合の、光結合損失を低減することができる。
With such a configuration, the
また、上記の構成によれば、1つのLDアレイ11aにつき1つの保持ブロック13aが備えられている。そのため、保持ブロックとステムベース21との接合面積を大きく確保することができる。また、各LDアレイからステムベース21への良好な熱伝達を実現することができる。その結果、LDアレイ11aの放熱効率が高くなり、LD素子4における発熱による発光効率の低下を抑制することができる。
Further, according to the above configuration, one holding
図14は、図3に例示されるレーザー光源モジュールの展開図を用いて、各LDアセンブリにおける電流分配を例示する図である。図中に示される矢印は、電流の流れを示すものである。 FIG. 14 is a diagram illustrating current distribution in each LD assembly, using a development view of the laser light source module illustrated in FIG. 3. The arrows shown in the figure indicate the flow of current.
図14に例示されるように、本実施形態における給電方法では、まず、給電端子22から、導電性リボン3を介してLDアセンブリ1a上の導電性パターン122aに給電される。このとき、導電性リボン3と導電性パターン122aとの接続箇所は、給電箇所222aである。給電箇所222aは、導電性パターン122a上の、LD素子4の配列方向における一方(図14においては給電端子22が配置される側)に位置する。そして、導電性パターン122aから、P側電極8を介してLDアセンブリ1a上のLDアレイ11aに給電される。そして、当該LDアレイ11a上において、等間隔に配置されたLD素子4のN側電極2における各導電性ワイヤー接続部41から、導電性ワイヤー14を介して導電性パターン123aに給電される。
As illustrated in FIG. 14, in the power supply method according to the present embodiment, first, power is supplied from the
さらに、LDアセンブリ1a上の導電性パターン123aから、導電性リボン3を介してLDアセンブリ1b上の導電性パターン122bに給電される。このとき、導電性リボン3と導電性パターン123aとの接続箇所は、給電箇所223aである。給電箇所223aは、導電性パターン123a上の、LD素子4の配列方向における他方(図14においては給電端子22が配置される側とは反対側)に位置する。また、導電性リボン3と導電性パターン122bとの接続箇所は、給電箇所222bである。給電箇所222bは、導電性パターン122b上の、LD素子4の配列方向における一方(図14においては給電端子22が配置される側)に位置する。そして、導電性パターン122bから、P側電極8を介してLDアセンブリ1b上のLDアレイ11bに給電される。そして、当該LDアレイ11b上において、等間隔に配置されたLD素子4のN側電極2における各導電性ワイヤー接続部41から、導電性ワイヤー14を介して導電性パターン123bに給電される。
Further, power is supplied from the
そして、LDアセンブリ1b上の導電性パターン123bから、導電性リボン3を介して給電端子23に給電される。このとき、導電性リボン3と導電性パターン123bとの接続箇所は、給電箇所223bである。給電箇所223bは、導電性パターン123b上の、LD素子4の配列方向における他方(図14においては給電端子22が配置される側とは反対側)に位置する。
Then, power is supplied to the
このように構成されているため、LDアセンブリ1a上のLD素子4における、導電性パターン122a上の導電性リボン3端(給電箇所222a)までの距離に基づく電気抵抗と、導電性パターン123a上の導電性リボン3端(給電箇所223a)までの距離に基づく電気抵抗との合計値には、各LD素子4間での偏りが小さくなる。たとえば、給電端子22に最も近く配置されているLD素子4は、導電性パターン122a上の導電性リボン3端(給電箇所222a)までの距離に基づく電気抵抗は、配列された複数のLD素子4のなかで最も小さいが、導電性パターン123a上の導電性リボン3端(給電箇所223a)までの距離に基づく電気抵抗は、配列された複数のLD素子4のなかで最も大きい。このように、各LD素子4において、導電性パターン122a上の導電性リボン3端(給電箇所222a)までの距離に基づく電気抵抗と、導電性パターン123a上の導電性リボン3端(給電箇所223a)までの距離に基づく電気抵抗とが、互いの電気抵抗の大きさの不均衡を相殺することとなるため、これらの電気抵抗の合計値には、各LD素子4間での偏りが小さくなる。また、同様に、LDアセンブリ1b上のLD素子4における、導電性パターン122b上の導電性リボン3端(給電箇所222b)までの距離に基づく電気抵抗と、導電性パターン123b上の導電性リボン3端(給電箇所223b)までの距離に基づく電気抵抗との合計値には、各LD素子4間での偏りが小さくなる。よって、各LDアレイ上において、複数のLD素子4に対する電流分配の偏りを抑制することができる。
With this configuration, in the LD element 4 on the
LDアセンブリ1aにおける給電箇所222aおよび給電箇所223aのように、電気抵抗の合計値が各LD素子4間で完全に等しくなる位置に給電箇所が設けられることが望ましい。
It is desirable that the power feeding point be provided at a position where the total value of the electrical resistance is completely equal between the LD elements 4 as in the
なお、各LDアレイ上に配置されるLD素子4の数が変化した場合であっても同様に、複数のLD素子4に対する電流分配の偏りを抑制することができる。 Similarly, even when the number of LD elements 4 arranged on each LD array changes, it is possible to suppress a bias in current distribution to a plurality of LD elements 4.
また、サブマウント12aにおける導電性パターン122aおよび導電性パターン123aは、電気絶縁体121a上の、複数のLD素子4が配列される配列方向における一方の端部において、当該配列方向と垂直な方向に幅を有して形成されている。すなわち、導電性パターン122aおよび導電性パターン123aは、複数のLD素子4の配列方向における一方の端部に沿って形成される部分を有する。同様に、サブマウント12bにおける導電性パターン122bおよび導電性パターン123bは、電気絶縁体121b上の、複数のLD素子4が配列される配列方向における他方の端部において、当該配列方向と垂直な方向に幅を有して形成されている。すなわち、導電性パターン122bおよび導電性パターン123bは、複数のLD素子4の配列方向における他方の端部に沿って形成される部分を有する。
Further, the
このような構造であることにより、導電性リボン3を配置する際の自由度が向上する。よって、電気抵抗の合計値が各LD素子4間で完全に等しくなる位置に給電箇所を設ける場合にも、自由度が増す。
With such a structure, the degree of freedom in arranging the
また、導電性リボン3の本数を増やすことによって、給電端子とLDアレイとの間の抵抗値を小さくすることができる。また、幅の広い導電性リボンを用いることによって、給電端子とLDアレイとの間の抵抗値を小さくすることができる。これらの結果として、LDアレイに供給することができる電流値を高めることができる。
Further, by increasing the number of
また、導電性リボン3を接合する工程において、工程の流れを一軸方向に統一することができるため、レーザー光源モジュールに供給される電流の許容値を高め、レーザー光源モジュールの工作性を改善することができる。
In addition, since the process flow can be unified in the uniaxial direction in the process of bonding the
図15、図16および図17は、従来のレーザー光源モジュールの構成を例示する図である。図15は、従来のレーザー光源モジュールの構成を例示する平面図である。また、図16は、従来のレーザー光源モジュールの構成を例示する側面図である。また、図17は、図16とは異なる方向から見た、従来のレーザー光源モジュールの構成を例示する側面図である。図17は、LDアセンブリ1cを、LDアレイ11c側から見た側面図である。
FIGS. 15, 16 and 17 are diagrams illustrating the configuration of a conventional laser light source module. FIG. 15 is a plan view illustrating the configuration of a conventional laser light source module. FIG. 16 is a side view illustrating the configuration of a conventional laser light source module. FIG. 17 is a side view illustrating the configuration of a conventional laser light source module viewed from a direction different from that in FIG. FIG. 17 is a side view of the
図15、図16および図17に示されるように、レーザー光源モジュールは、ステムベース21と、給電端子22aと、給電端子23aと、LDアセンブリ1cと、LDアセンブリ1dとを備える。
As shown in FIGS. 15, 16, and 17, the laser light source module includes a
ステムベース21上にはLDアセンブリ1cとLDアセンブリ1dとが互いに対向して配置され、双方のLDアセンブリは位置決めされる。また、ステムベース21は、LDアセンブリ1cとLDアセンブリ1dとで生じる熱を放熱する。
On the
給電端子22aは、ステムベース21に設けられた穴21cに挿入される。また、給電端子23aは、ステムベース21に設けられた穴21dに挿入される。給電端子22aおよび給電端子23aは、ステムベース21とは電気的に絶縁される。ステムベース21の穴21cと給電端子22aとの隙間には、封止材24cとして、たとえば低融点ガラスが充填される。同様に、ステムベース21の穴21dと給電端子23aとの隙間には、封止材24dとして、たとえば低融点ガラスが充填される。
The
また、給電端子22aおよび給電端子23aは、一方のLDアセンブリの他方のLDアセンブリと対向する面の側方に、各1つずつ配置される。すなわち、一方のLDアセンブリの他方のLDアセンブリと対向する面の一方の側方に、給電端子22aおよび給電端子23aが1つずつ配置され、一方のLDアセンブリの他方のLDアセンブリと対向する面の他方の側方にも、給電端子22aおよび給電端子23aが1つずつ配置される。
In addition, the
LDアセンブリ1cは、LD発光機能を担うものである。LDアセンブリ1cは、LDアレイ11cと、サブマウント12cと、保持ブロック13cとを備える。なお、LDアセンブリ1dは、LDアレイ11dと、サブマウント12dと、保持ブロック13dとを備える。
The
サブマウント12cは、電気絶縁機能および熱伝達機能を担うものである。サブマウント12cは、平板形状の電気絶縁体121cと、電気絶縁体121cの表面に形成された2つの導電性パターン122cおよび導電性パターン123cと、電気絶縁体121cの裏面において全面に亘って形成された導電性パターン124cとを備える。電気絶縁体121cは、熱伝導率が高い材料、たとえば、炭化ケイ素(SiC)または窒化アルミニウム(AlN)などのセラミック材料で形成される。サブマウント12dも同様に、平板形状の電気絶縁体121dと、電気絶縁体121dの表面に形成された2つの導電性パターン122dおよび導電性パターン123dと、電気絶縁体121dの裏面において全面に亘って形成された導電性パターン124dとを備える。
The
給電端子22aは、Auなどの導電性リボン3cを介して、LDアセンブリ1cにおける導電性パターン122cと電気的に接続される。これにより、給電端子22aとLDアセンブリ1cとは、電気的に接続される。なお、給電端子22aは、LDアセンブリ1cの双方の側方にそれぞれ配置されており、それぞれの給電端子22aと接続される導電性リボン3cは、双方の側方から導電性パターン122cと電気的に接続される。すなわち、導電性リボン3cと導電性パターン122cとの接続箇所は、給電箇所222cおよび給電箇所322cである。給電箇所222cは、導電性パターン122c上の、LD素子4の配列方向における一方(図17においては左側)に位置する。給電箇所322cは、導電性パターン122c上の、LD素子4の配列方向における他方(図17においては右側)に位置する。
The
また、給電端子23aは、Auなどの導電性リボン3dを介して、LDアセンブリ1cにおける導電性パターン123cと電気的に接続される。これにより、給電端子23aとLDアセンブリ1cとは、電気的に接続される。なお、給電端子23aは、LDアセンブリ1cの双方の側方にそれぞれ配置されており、それぞれの給電端子23aと接続される導電性リボン3dは、双方の側方から導電性パターン123cと電気的に接続される。すなわち、導電性リボン3dと導電性パターン123cとの接続箇所は、給電箇所223cおよび給電箇所323cである。給電箇所223cは、導電性パターン123c上の、LD素子4の配列方向における一方(図17においては左側)に位置する。給電箇所323cは、導電性パターン123c上の、LD素子4の配列方向における他方(図17においては右側)に位置する。
The
保持ブロック13cは、熱伝達機能を担うものである。保持ブロック13cは、たとえば、Cuなどの熱伝導率の大きい材料に金メッキなどが施されて形成される。
The holding
保持ブロック13cの少なくとも1つの側面は、LD素子の搭載面として機能する。また、保持ブロック13cとステムベース21とは、はんだを介して接合される。
At least one side surface of the holding
サブマウント12cは、保持ブロック13cの側面に搭載される。具体的には、サブマウント12cの導電性パターン124cが保持ブロック13cの側面にはんだを介して接触して搭載される。
The
サブマウント12cの、保持ブロック13cの側面と接触する側とは反対側における導電性パターン122cの表面には、LDアレイ11cが搭載される。導電性パターン122cとLDアレイ11cとは、はんだを介して接合される。
The
サブマウント12cにおいて、電気絶縁体121cの表面に形成された導電性パターン122cおよび導電性パターン123cは、互いに離間して配置される。LDアレイ11cは、導電性パターン122c上に接触して配置される。そして、LDアレイ11cのP側電極が、導電性パターン122cと電気的に接続される。このとき、LDアレイ11cにおけるLD素子4から放射されるレーザー光の光軸は、保持ブロック13cの搭載面に対して平行であり、かつ、保持ブロック13cの下面と接触するステムベース21の主面に対して垂直である。
In the
導電性パターン123cは、Auなどの導電性ワイヤー14を介して、LDアレイ11cのN側電極2と接続される。
The
図18は、図17に例示される従来のレーザー光源モジュールの側面図を用いて、各LDアセンブリにおける電流分配を例示する図である。 FIG. 18 is a diagram illustrating current distribution in each LD assembly using a side view of the conventional laser light source module illustrated in FIG.
図18に例示されるように、従来の給電方法では、まず、双方の側方に配置された給電端子22aから、導電性リボン3cを介してLDアセンブリ1c上の導電性パターン122cにそれぞれ給電される。そして、導電性パターン122cから、P側電極を介してLDアセンブリ1c上のLDアレイ11cに給電される。そして、当該LDアレイ11c上において、等間隔に配置されたLD素子4のN側電極2における各導電性ワイヤー接続部41から、導電性ワイヤー14を介して導電性パターン123cに給電される。ここで、各LD素子4では、主に、より電気抵抗の低い方の給電端子22a、すなわち、より給電箇所が近い方の給電端子22aから給電が行われる。
As illustrated in FIG. 18, in the conventional power feeding method, first, power is supplied from the
そして、LDアセンブリ1c上の導電性パターン123cから、導電性リボン3dを介して給電端子23aに給電される。ここで、各LD素子4からは、主に、より電気抵抗の低い方の給電端子23a、すなわち、より給電箇所が近い方の給電端子23aへ給電が行われる。
Then, power is supplied from the
このように構成されているため、LDアセンブリ1c上のLD素子4における、導電性パターン122c上の導電性リボン3c端(給電箇所222cまたは給電箇所322c)までの距離に基づく電気抵抗と、導電性パターン123c上の導電性リボン3d端(給電箇所223cまたは給電箇所323c)までの距離に基づく電気抵抗との合計値は、各LD素子4で偏りが生じる。すなわち、給電端子22aおよび給電端子23aが配置される側方に近い位置に配置されたLD素子4、たとえば、図18における左端に位置するLD素子4または右端に位置するLD素子4に関する電気抵抗の合計値は、給電端子22aおよび給電端子23aが配置される側方から遠い位置に配置されたLD素子4、たとえば、図18における中央付近に位置するLD素子4に関する電気抵抗の合計値よりも小さくなる。また、LDアセンブリ1d上のLD素子4における、導電性パターン122d上の導電性リボン3c端(給電箇所222cまたは給電箇所322c)までの距離に基づく電気抵抗と、導電性パターン123d上の導電性リボン3d端(給電箇所223cまたは給電箇所323c)までの距離に基づく電気抵抗との合計値は、各LD素子4で偏りが生じる。よって、各LDアレイ上において、各LD素子4には均等な電流が配分されず、給電端子22aおよび給電端子23aが配置される側方に近い位置に配置されたLD素子4に対し、より多くの電流が流れる。結果として、各LD素子4の熱分布および発光の輝度が不均一となり、発光効率が低下する。
With this configuration, in the LD element 4 on the
図19および図20は、本実施形態に関するレーザー光源モジュールの給電および放熱に関する説明を行うための図である。図19は、本実施形態に関するレーザー光源モジュールの構成の平面図を用いて、給電および放熱に関する説明を行うものである。図20は、本実施形態に関するレーザー光源モジュールの構成の側面図を用いて、給電および放熱に関する説明を行うものである。 19 and 20 are diagrams for explaining the power supply and heat dissipation of the laser light source module according to the present embodiment. FIG. 19 is a diagram illustrating power supply and heat dissipation using a plan view of the configuration of the laser light source module according to the present embodiment. FIG. 20 explains power feeding and heat dissipation using a side view of the configuration of the laser light source module according to the present embodiment.
レーザー光源モジュールでは、一般に、使用時の発熱による結露を予防するため、ステムベース21のLDアセンブリを設置する側にカバー5が設置され、気密封止がなされる。
In the laser light source module, in general, in order to prevent condensation due to heat generation during use, the
これにより、ステムベース21のLDアセンブリを設置する側には、給電端子22の電流源7と接続される端部および給電端子23の電流源7と接続される端部、さらには放熱部材6をも接続することはできず、必然的にステムベース21のLDアセンブリを設置する側とは反対側、すなわち裏面側にこれらが設置されることとなる。
Thereby, on the side where the LD assembly of the
本実施形態に関するレーザー光源モジュールでは、給電端子22および給電端子23は、一方のLDアセンブリの他方のLDアセンブリと対向する面の側方に、双方ともに配置される。よって、放熱部材6を配置する領域と、給電端子およびその配線が配置される領域とが平面視上重ならない。
In the laser light source module according to the present embodiment, the
図21および図22は、従来のレーザー光源モジュールの給電および放熱に関する説明を行うための図である。図21は、従来のレーザー光源モジュールの構成の平面図を用いて、給電および放熱に関する説明を行うものである。図22は、従来のレーザー光源モジュールの構成の側面図を用いて、給電および放熱に関する説明を行うものである。 21 and 22 are diagrams for explaining power supply and heat dissipation of a conventional laser light source module. FIG. 21 explains power feeding and heat dissipation using a plan view of a configuration of a conventional laser light source module. FIG. 22 is a side view of the configuration of a conventional laser light source module, and will explain power supply and heat dissipation.
従来のレーザー光源モジュールでは、給電端子22aおよび給電端子23aは、一方のLDアセンブリの他方のLDアセンブリと対向する面の側方に、各1つずつ配置される。よって、放熱部材6aを配置する領域と給電端子が配置される領域とが平面視上重なってしまう。そのため、たとえば給電端子が配置される領域を確保するために放熱部材6aの大きさ、特に高さに制約が課せられる。このことは、レーザー光源モジュールが複数使用される光機器内の設計制約をさらに厳しいものとする。
In the conventional laser light source module, the feeding terminal 22a and the feeding terminal 23a are arranged one by one on the side of the surface of the one LD assembly that faces the other LD assembly. Therefore, the region where the
また、上記の制約により、当該レーザー光源モジュールを適切な条件下で作動させることが困難となる。 Moreover, it becomes difficult to operate the said laser light source module on appropriate conditions by said restrictions.
<第2実施形態>
<構成>
本実施形態に関するレーザー光源モジュールについて説明する。以下では、上記の実施形態で説明された構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。
Second Embodiment
<Configuration>
The laser light source module according to this embodiment will be described. In the following, the same components as those described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
図23は、本実施形態に関するレーザー光源モジュールの構成を例示する図である。本実施形態に関するレーザー光源モジュールは、ステムベース21に、2組の給電端子22および給電端子23と、4組のLDアセンブリ(8つのLDアセンブリ)とを備える。
FIG. 23 is a diagram illustrating the configuration of the laser light source module according to this embodiment. The laser light source module according to this embodiment includes two sets of
1組の給電端子22および給電端子23に連なる2組のLDアセンブリである、LDアセンブリ1e、LDアセンブリ1f、LDアセンブリ1gおよびLDアセンブリ1hは、第1実施形態において示された2つのLDアセンブリであるLDアセンブリ1aおよびLDアセンブリ1bをもう1組、電気的に直列に接続させたものである。LDアセンブリ1eとLDアセンブリ1gとが1組のLDアセンブリであり、LDアセンブリ1fとLDアセンブリ1hとが1組のLDアセンブリである。1組のLDアセンブリと他の組のLDアセンブリとは、LD素子4の配列方向に沿って隣接して配列される。また、給電端子22および給電端子23は、2組のLDアセンブリの、LD素子4の配列方向の一端に双方が配置される。
An
なお、LDアセンブリ1eは、LDアレイ11eと、サブマウント12eと、保持ブロック13eとを備える。そして、ここでは図示しないが、サブマウント12eは、平板形状の電気絶縁体121eと、電気絶縁体121eの表面に形成された2つの導電性パターン122eおよび導電性パターン123eと、電気絶縁体121eの裏面において全面に亘って形成された導電性パターン124eとを備える。さらに、導電性パターン122eにおいては、給電箇所222eが設けられ、導電性パターン123eにおいては、給電箇所223eが設けられる。サブマウント12eにおいて、電気絶縁体121eの表面に形成された導電性パターン122eおよび導電性パターン123eは、互いに離間して配置される。
The
また、LDアセンブリ1fは、LDアレイ11fと、サブマウント12fと、保持ブロック13fとを備える。そして、ここでは図示しないが、サブマウント12fは、平板形状の電気絶縁体121fと、電気絶縁体121fの表面に形成された2つの導電性パターン122fおよび導電性パターン123fと、電気絶縁体121fの裏面において全面に亘って形成された導電性パターン124fとを備える。さらに、導電性パターン122fにおいては、給電箇所222fが設けられ、導電性パターン123fにおいては、給電箇所223fが設けられる。サブマウント12fにおいて、電気絶縁体121fの表面に形成された導電性パターン122fおよび導電性パターン123fは、互いに離間して配置される。
The
また、LDアセンブリ1gは、LDアレイ11gと、サブマウント12gと、保持ブロック13gとを備える。そして、ここでは図示しないが、サブマウント12gは、平板形状の電気絶縁体121gと、電気絶縁体121gの表面に形成された2つの導電性パターン122gおよび導電性パターン123gと、電気絶縁体121gの裏面において全面に亘って形成された導電性パターン124gとを備える。さらに、導電性パターン122gにおいては、給電箇所222gが設けられ、導電性パターン123gにおいては、給電箇所223gが設けられる。サブマウント12gにおいて、電気絶縁体121gの表面に形成された導電性パターン122gおよび導電性パターン123gは、互いに離間して配置される。
The
また、LDアセンブリ1hは、LDアレイ11hと、サブマウント12hと、保持ブロック13hとを備える。そして、ここでは図示しないが、サブマウント12hは、平板形状の電気絶縁体121hと、電気絶縁体121hの表面に形成された2つの導電性パターン122hおよび導電性パターン123hと、電気絶縁体121hの裏面において全面に亘って形成された導電性パターン124hとを備える。さらに、導電性パターン122hにおいては、給電箇所222hが設けられ、導電性パターン123hにおいては、給電箇所223hが設けられる。サブマウント12hにおいて、電気絶縁体121hの表面に形成された導電性パターン122hおよび導電性パターン123hは、互いに離間して配置される。
The LD assembly 1h includes an
具体的には、まず、給電端子22から、導電性リボン3を介してLDアセンブリ1e上の導電性パターン122eに給電される。このとき、導電性リボン3と導電性パターン122eとの接続箇所は、給電箇所222eである。給電箇所222eは、導電性パターン122e上の、LD素子4の配列方向における一方(図23においては給電端子22が配置される側)に位置する。そして、導電性パターン122eから、P側電極を介してLDアセンブリ1e上のLDアレイ11eに給電される。そして、当該LDアレイ11e上において、等間隔に配置されたLD素子4のN側電極における各導電性ワイヤー接続部から、導電性ワイヤー14を介して導電性パターン123eに給電される。
Specifically, power is first supplied from the
そして、LDアセンブリ1e上の導電性パターン123eから、導電性リボン3を介してLDアセンブリ1f上の導電性パターン122fに給電される。このとき、導電性リボン3と導電性パターン123eとの接続箇所は、給電箇所223eである。給電箇所223eは、導電性パターン123e上の、LD素子4の配列方向における他方(図23においては給電端子22が配置される側とは反対側)に位置する。また、導電性リボン3と導電性パターン122fとの接続箇所は、給電箇所222fである。給電箇所222fは、導電性パターン122f上の、LD素子4の配列方向における一方(図23においては給電端子22が配置される側)に位置する。そして、導電性パターン122fから、P側電極を介してLDアセンブリ1f上のLDアレイ11fに給電される。そして、当該LDアレイ11f上において、等間隔に配置されたLD素子4のN側電極における各導電性ワイヤー接続部から、導電性ワイヤー14を介して導電性パターン123fに給電される。
Then, power is supplied from the conductive pattern 123e on the
そして、LDアセンブリ1f上の導電性パターン123fから、導電性リボン3を介してLDアセンブリ1h上の導電性パターン122hに給電される。このとき、導電性リボン3と導電性パターン123fとの接続箇所は、給電箇所223fである。給電箇所223fは、導電性パターン123f上の、LD素子4の配列方向における他方(図23においては給電端子22が配置される側とは反対側)に位置する。また、導電性リボン3と導電性パターン122hとの接続箇所は、給電箇所222hである。給電箇所222hは、導電性パターン122h上の、LD素子4の配列方向における一方(図23においては給電端子22が配置される側とは反対側)に位置する。そして、導電性パターン122hから、P側電極を介してLDアセンブリ1h上のLDアレイ11hに給電される。そして、当該LDアレイ11h上において、等間隔に配置されたLD素子4のN側電極における各導電性ワイヤー接続部から、導電性ワイヤー14を介して導電性パターン123hに給電される。
Then, power is supplied from the conductive pattern 123 f on the
そして、LDアセンブリ1h上の導電性パターン123hから、導電性リボン3を介してLDアセンブリ1g上の導電性パターン122gに給電される。このとき、導電性リボン3と導電性パターン123hとの接続箇所は、給電箇所223hである。給電箇所223hは、導電性パターン123h上の、LD素子4の配列方向における他方(図23においては給電端子22が配置される側)に位置する。また、導電性リボン3と導電性パターン122gとの接続箇所は、給電箇所222gである。給電箇所222gは、導電性パターン122g上の、LD素子4の配列方向における一方(図23においては給電端子22が配置される側とは反対側)に位置する。そして、導電性パターン122gから、P側電極を介してLDアセンブリ1g上のLDアレイ11gに給電される。そして、当該LDアレイ11g上において、等間隔に配置された各LD素子4のN側電極における各導電性ワイヤー接続部から、導電性ワイヤー14を介して導電性パターン123gに給電される。
Then, power is supplied from the conductive pattern 123 h on the LD assembly 1 h to the conductive pattern 122 g on the
そして、LDアセンブリ1g上の導電性パターン123gから、導電性リボン3を介して給電端子23に給電される。このとき、導電性リボン3と導電性パターン123gとの接続箇所は、給電箇所223gである。給電箇所223gは、導電性パターン123g上の、LD素子4の配列方向における他方(図23においては給電端子22が配置される側)に位置する。
Then, power is supplied from the conductive pattern 123 g on the
このように構成されているため、各LDアセンブリ上のLD素子4における電気抵抗との合計値には、各LD素子4間での偏りが小さくなる。よって、各LDアレイ上において、複数のLD素子4に対する電流分配の偏りを抑制することができる。 Due to such a configuration, the deviation between the LD elements 4 becomes small in the total value of the electrical resistance of the LD elements 4 on each LD assembly. Therefore, it is possible to suppress the bias of current distribution to the plurality of LD elements 4 on each LD array.
また、本実施形態に示される構成によれば、第1実施形態において示されたLDアセンブリをそのまま複数個並べる場合よりも狭いスペースに、8個のLDアセンブリを集約させて配置することができる。 Further, according to the configuration shown in the present embodiment, eight LD assemblies can be aggregated and arranged in a narrower space than when a plurality of LD assemblies shown in the first embodiment are arranged as they are.
また、給電端子22および給電端子23は、一方のLDアセンブリの他方のLDアセンブリと対向する面の側方に、双方ともに配置される。よって、放熱部材を配置する領域(各LDアセンブリの裏面)と給電端子が配置される領域とが平面視上重ならない。
In addition, both the
本実施形態においては、8つのLDアセンブリに関する例が記載されたが、1組の給電端子22および給電端子23に連なるLDアセンブリの数および給電端子22および給電端子23の組数は、自由に変えることができる。なお、その場合であっても、基本的な構成に変わりはないため、上記の特徴を実現することができる。
In the present embodiment, an example relating to eight LD assemblies has been described. However, the number of LD assemblies connected to one set of
<効果>
以下に、上記の実施形態による効果を例示する。
<Effect>
Below, the effect by said embodiment is illustrated.
上記の実施形態によれば、レーザー光源モジュールが、少なくとも1組のLDアレイ、たとえば、LDアレイ11aおよびLDアレイ11bと、サブマウント12aおよびサブマウント12bと、第1給電端子に含まれる給電端子22と、第2給電端子に含まれる給電端子23とを備える。
According to the above embodiment, the laser light source module includes at least one pair of LD arrays, for example, the
LDアレイ11aとLDアレイ11bとは、互いに対向して配置される。サブマウント12aには、LDアレイ11aが配置される。また、サブマウント12bには、LDアレイ11bが配置される。
The
給電端子22は、1組のLDアレイ、たとえば、LDアレイ11aおよびLDアレイ11bの側方に配置される。また、給電端子23は、1組のLDアレイ、たとえば、LDアレイ11aおよびLDアレイ11bの側方に配置される。
The
LDアレイ11aは、配列された複数のLD、たとえばLD素子4を備える。また、LDアレイ11bは、配列された複数のLD、たとえばLD素子4を備える。
The
サブマウント12aは、第1導電性パターン、たとえば導電性パターン122aと、第2導電性パターン、たとえば導電性パターン123aとを備える。
The
導電性パターン122aは、複数のLD素子4の一方の電極、たとえばP側電極8と電気的に接続される。導電性パターン123aは、導電性パターン122aとは離間して形成され、かつ、複数のLD素子4の他方の電極、たとえばN側電極2と電気的に接続される。
The
サブマウント12bは、第1導電性パターン、たとえば導電性パターン122bと、第2導電性パターン、たとえば導電性パターン123bとを備える。
The
導電性パターン122bは、複数のLD素子4の一方の電極、たとえばP側電極8と電気的に接続される。導電性パターン123bは、導電性パターン122bとは離間して形成され、かつ、複数のLD素子4の他方の電極、たとえばN側電極2と電気的に接続される。
The
導電性パターン122aにおける、複数のLD素子4が配列される方向である配列方向における第1端部側の位置に、給電端子22側の電気的位置である第1給電箇所、たとえば給電箇所222aが設けられる。また、導電性パターン122bにおける、複数のLD素子4が配列される方向である配列方向における第1端部側の位置に、給電端子22と電気的に接続される第1給電箇所、たとえば給電箇所222bが設けられる。
In the
導電性パターン123aにおける、配列方向における第1端部とは反対側の第2端部側の位置に、給電端子23側の電気的位置である第2給電箇所、たとえば給電箇所223aが設けられる。また、導電性パターン123bにおける、配列方向における第1端部とは反対側の第2端部側の位置に、給電端子23と電気的に接続される第2給電箇所、たとえば給電箇所223bが設けられる。
A second feeding point, for example, a
このような構成によれば、たとえば、LDアレイ11aにおけるLD素子4のP側電極8が、導電性パターン122a上の給電箇所222aから給電端子22に接続され、LDアレイ11aにおけるLD素子4のN側電極2が、導電性パターン123a上の給電箇所223aから給電端子23に接続される。ここで、給電箇所222aと給電箇所223aとは、複数のLD素子4の配列方向における反対側の端部側に位置している。よって、各LD素子4における、給電箇所222aまでの距離に基づく電気抵抗と、給電箇所223aまでの距離に基づく電気抵抗とが、互いの電気抵抗の大きさの不均衡を相殺することとなるため、これらの電気抵抗の合計値には、各LD素子4間での偏りが小さくなる。すなわち、複数のLD素子4に対する電流分配の偏りを抑制することができる。
According to such a configuration, for example, the P-
また、少なくとも1組のLDアレイが、互いに対向して配置されるため、LDアレイの近接配置が可能となる。そのため、各LD素子から放射されるレーザー光を合成した光ビームの広がり角(エタンデュ、Etendue)を小さく維持することができる。 In addition, since at least one set of LD arrays is arranged to face each other, the LD arrays can be arranged close to each other. Therefore, the spread angle (Etendue) of the light beam synthesized from the laser beams emitted from the LD elements can be kept small.
また、各LDアレイにつき1つの保持ブロックが設置されるため、保持ブロックとステムベースとの接合面積を大きく確保することができる。そのため、LDアレイからステムベースまでの良好な熱伝達を実現することができる。そのため、レーザー素子の放熱効率が高くなり、レーザー素子の発熱による発光効率の低下を抑制することができる。 In addition, since one holding block is provided for each LD array, a large bonding area between the holding block and the stem base can be ensured. Therefore, good heat transfer from the LD array to the stem base can be realized. Therefore, the heat dissipation efficiency of the laser element is increased, and a decrease in light emission efficiency due to heat generation of the laser element can be suppressed.
なお、これらの構成以外の構成については適宜省略することができるが、本明細書に示される少なくとも1つの他の構成を適宜追加した場合でも、上記の効果を生じさせることができる。 Note that configurations other than these configurations can be omitted as appropriate, but the above-described effects can be produced even when at least one other configuration shown in this specification is added as appropriate.
また、上記の実施形態によれば、給電箇所222aとLD素子4との間で生じる電気抵抗と、給電箇所223aとLD素子4との間で生じる電気抵抗との和が、LDアレイ11aにおける各LD素子4間で等しい。
Further, according to the above-described embodiment, the sum of the electric resistance generated between the
このような構成によれば、各LD素子4における、給電箇所222aまでの距離に基づく電気抵抗と、給電箇所223aまでの距離に基づく電気抵抗との合計値が、各LD素子4間で等しくなる。すなわち、複数のLD素子4に対し電流を等しく分配することができる。
According to such a configuration, the total value of the electrical resistance based on the distance to the
また、上記の実施形態によれば、給電箇所222aとLD素子4との間の距離と、給電箇所223aとLD素子4との間の距離との和が、LDアレイ11aにおける各LD素子4間で等しい。
Further, according to the above embodiment, the sum of the distance between the
このような構成によれば、各LD素子4における、給電箇所222aまでの距離に基づく電気抵抗と、給電箇所223aまでの距離に基づく電気抵抗との合計値が、各LD素子4間で等しくなる。すなわち、複数のLD素子4に対し電流を等しく分配することができる。
According to such a configuration, the total value of the electrical resistance based on the distance to the
また、上記の実施形態によれば、給電端子22および給電端子23は、たとえばLDアレイ11aの同じ側の側方に双方配置される。
Moreover, according to said embodiment, both the electric
1組のLDアレイは、給電端子22および給電端子23が配置される側とは反対側において、対向する一方のLDアレイ11aが配置されるサブマウント12aの導電性パターン123aが、対向する他方のLDアレイ11bが配置されるサブマウント12bの導電性パターン122bと電気的に接続される。
In one set of LD arrays, the
一方のLDアレイ11aが配置されるサブマウント12aの導電性パターン122aにおける、複数のLD素子4の配列方向における第1端部側の位置に、給電端子22と電気的に接続される給電箇所222aが設けられる。
In the
他方のLDアレイ11bが配置されるサブマウント12bの導電性パターン123bにおける、配列方向における第2端部側の位置に、給電端子23と電気的に接続される給電箇所223bが設けられる。
In the
このような構成によれば、給電端子22および給電端子23が、LDアレイの同じ側の側方に双方配置される。そのため、発熱が想定されるLDアレイの周辺領域と、給電端子およびその配線が配置される領域とが平面視上重ならない。よって、給電端子およびその配線への熱による影響を抑制し、レーザー光源モジュールを適切な条件下で作動させることができる。
According to such a configuration, both the
また、上記の実施形態によれば、導電性パターン122aは、サブマウント12aにおける第1端部側の辺に沿って形成される。また、導電性パターン122bは、サブマウント12bにおける第1端部側の辺に沿って形成される。
Further, according to the above embodiment, the
導電性パターン123aは、サブマウント12aにおける第2端部側の辺に沿って形成される。また、導電性パターン123bは、サブマウント12bにおける第2端部側の辺に沿って形成される。
The
このような構成によれば、給電箇所222aおよび給電箇所223aを設ける際の自由度が向上する。よって、電気抵抗の合計値が各LD素子4間で完全に等しくなる位置に給電箇所222aおよび給電箇所223aを設ける場合にも、自由度が増す。
According to such a structure, the freedom degree at the time of providing the electric
また、上記の実施形態によれば、レーザー光源モジュールが、複数組の、互いに対向して配置されるLDアレイ、たとえば、LDアレイ11e、LDアレイ11f、LDアレイ11gおよびLDアレイ11hを備える。
Further, according to the above embodiment, the laser light source module includes a plurality of sets of LD arrays, for example, the
1組のLDアレイ、たとえば、LDアレイ11eおよびLDアレイ11gと、他の組のLDアレイ、たとえば、LDアレイ11fおよびLDアレイ11hとは、複数のLD素子4の配列方向に沿って隣接して配列される。
One set of LD arrays, for example,
給電端子22および給電端子23は、複数組のLDアレイの同じ側の側方に双方配置される。
The feeding
1組のLDアレイ、たとえば、LDアレイ11fおよびLDアレイ11hは、給電端子22および給電端子23が配置される側とは反対側において、対向する一方のLDアレイ11fが配置されるサブマウント12fの導電性パターン123fが、対向する他方のLDアレイ11hが配置されるサブマウント12hの導電性パターン122hと電気的に接続される。
One set of LD arrays, for example, the
互いに隣接する1組のLDアレイ、たとえば、LDアレイ11eおよびLDアレイ11fは、隣接する一方のLDアレイ11eが配置されるサブマウント12eの導電性パターン123eが、隣接する他方のLDアレイ11fが配置されるサブマウント12fの導電性パターン122fと電気的に接続される。
A pair of adjacent LD arrays, for example, the
給電端子22は、給電端子22および給電端子23が配置される一端の、対向する一方のLDアレイ、たとえばLDアレイ11eが配置されるサブマウント12eに接続される。そして、当該サブマウント12eの導電性パターン122eにおける、配列方向における第1端部側の位置に、給電端子22と電気的に接続される給電箇所222eが設けられる。
The
給電端子23は、給電端子22および給電端子23が配置される一端の、対向する他方のLDアレイ、たとえばLDアレイ11gが配置されるサブマウント12gに接続される。そして、当該サブマウント12gの導電性パターン123gにおける、配列方向における第2端部側の位置に、給電端子23と電気的に接続される給電箇所223gが設けられる。
The
このような構成によれば、LDアセンブリをそのまま複数個並べる場合よりも狭いスペースに、LDアセンブリを集約させて配置することができる。 According to such a configuration, the LD assemblies can be concentrated and arranged in a narrower space than when a plurality of LD assemblies are arranged as they are.
<変形例>
上記実施形態では、各構成要素の材質、材料、寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載している場合があるが、これらはすべての局面において例示であって、本明細書に記載されたものに限られることはない。よって、例示されていない無数の変形例が、本技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの実施形態における少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれる。
<Modification>
In the above-described embodiment, the material, material, size, shape, relative arrangement relationship, implementation condition, and the like of each component may be described. It is not limited to what is described in the book. Therefore, innumerable modifications not illustrated are assumed within the scope of the present technology. For example, the case where at least one component is modified, added or omitted, and further, the case where at least one component in at least one embodiment is extracted and combined with the components of other embodiments are included. It is.
また、矛盾が生じない限り、上記実施形態において「1つ」備えられるものとして記載された構成要素は、「1つ以上」備えられていてもよい。さらに、各構成要素は概念的な単位であって、1つの構成要素が複数の構造物から成る場合と、1つの構成要素がある構造物の一部に対応する場合と、さらには、複数の構成要素が1つの構造物に備えられる場合とを含む。また、各構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれる。 In addition, as long as no contradiction arises, “one or more” components described as being provided with “one” in the above-described embodiment may be provided. Furthermore, each component is a conceptual unit, and one component consists of a plurality of structures, one component corresponds to a part of the structure, and a plurality of components. And the case where the component is provided in one structure. Each component includes a structure having another structure or shape as long as the same function is exhibited.
また、本明細書における説明は、本技術に関するすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。 Also, the descriptions in this specification are referred to for all purposes related to the present technology, and none of them is admitted to be prior art.
また、上記実施形態において、特に指定されずに材料名などが記載された場合は、矛盾が生じない限り、当該材料に他の添加物が含まれた、たとえば、合金などが含まれるものとする。 Further, in the above embodiment, when a material name or the like is described without being particularly specified, the material includes other additives, for example, an alloy or the like unless a contradiction arises. .
1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1h LDアセンブリ、2 N側電極、3,3c,3d 導電性リボン、4 LD素子、5 カバー、6,6a 放熱部材、7 電流源、8 P側電極、11a,11b,11c,11d,11e,11f,11g,11h LDアレイ、12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g,12h サブマウント、13a,13b,13c,13d,13e,13f,13g,13h 保持ブロック、14 導電性ワイヤー、21 ステムベース、21a,21b,21c,21d 穴、22,22a,23,23a 給電端子、24a,24b,24c,24d 封止材、40 発光点、41 導電性ワイヤー接続部、121a,121b,121c,121d,121e,121f,121g,121h 電気絶縁体、122a,122b,122c,122d,122e,122f,122g,122h,123a,123b,123c,123d,123e,123f,123g,123h,124a,124b,124c,124d,124e,124f,124g,124h 導電性パターン、222a,222b,222c,222e,222f,222g,222h,223a,223b,223c,223e,223f,223g,223h,322c,323c 給電箇所。 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h LD assembly, 2 N side electrode, 3, 3c, 3d Conductive ribbon, 4 LD element, 5 Cover, 6, 6a Heat radiation member, 7 Current source, 8 P side electrode, 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f, 11g, 11h LD array, 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g, 12h Submount, 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g, 13h Holding block, 14 Conductive wire, 21 Stem base, 21a, 21b, 21c, 21d Hole, 22, 22a, 23, 23a Power supply terminal, 24a, 24b, 24c, 24d Sealing material, 40 Light emitting point 41 Conductive wire connection part, 121a, 121b, 121c, 121d, 121e, 121f, 121g 121h Electrical insulator, 122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g, 122h, 123a, 123b, 123c, 123d, 123e, 123f, 123g, 123h, 124a, 124b, 124c, 124d, 124e, 124f, 124g , 124h Conductive pattern, 222a, 222b, 222c, 222e, 222f, 222g, 222h, 223a, 223b, 223c, 223e, 223f, 223g, 223h, 322c, 323c
Claims (6)
各前記レーザーダイオードアレイがそれぞれ配置されるサブマウントと、
少なくとも1組の前記レーザーダイオードアレイの側方に配置される、第1給電端子および第2給電端子とを備え、
各前記レーザーダイオードアレイは、配列された複数のレーザーダイオードを備え、
各前記サブマウントは、
複数の前記レーザーダイオードの一方の電極と電気的に接続される第1導電性パターンと、
前記第1導電性パターンとは離間して形成され、かつ、複数の前記レーザーダイオードの他方の電極と電気的に接続される第2導電性パターンとを備え、
前記第1導電性パターンにおける、複数の前記レーザーダイオードが配列される方向である配列方向における第1端部側の位置に、前記第1給電端子側の第1給電箇所が設けられ、
前記第2導電性パターンにおける、前記配列方向における前記第1端部とは反対側の第2端部側の位置に、前記第2給電端子側の第2給電箇所が設けられる、
レーザー光源モジュール。 At least one set of laser diode arrays disposed opposite each other;
A submount on which each of the laser diode arrays is disposed;
A first power supply terminal and a second power supply terminal disposed on a side of at least one set of the laser diode array;
Each said laser diode array comprises a plurality of laser diodes arranged,
Each said submount is
A first conductive pattern electrically connected to one electrode of the plurality of laser diodes;
A second conductive pattern formed apart from the first conductive pattern and electrically connected to the other electrode of the plurality of laser diodes,
In the first conductive pattern, a first feeding point on the first feeding terminal side is provided at a position on the first end side in the arrangement direction, which is a direction in which the plurality of laser diodes are arranged,
In the second conductive pattern, a second feeding point on the second feeding terminal side is provided at a position on the second end side opposite to the first end in the arrangement direction.
Laser light source module.
請求項1に記載のレーザー光源モジュール。 The sum of the electric resistance generated between the first power feeding point and the laser diode and the electric resistance generated between the second power feeding point and the laser diode is equal between the laser diodes,
The laser light source module according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載のレーザー光源モジュール。 The sum of the distance between the first power feeding point and the laser diode and the distance between the second power feeding point and the laser diode is equal between the laser diodes,
The laser light source module according to claim 1 or 2.
1組の前記レーザーダイオードアレイは、前記第1給電端子および前記第2給電端子が配置される側とは反対側において、対向する一方の前記レーザーダイオードアレイが配置される前記サブマウントの前記第2導電性パターンが、対向する他方の前記レーザーダイオードアレイが配置される前記サブマウントの前記第1導電性パターンと電気的に接続される、
請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載のレーザー光源モジュール。 The first feeding terminal and the second feeding terminal are both disposed on the same side of the set of the laser diode arrays,
The set of the laser diode arrays includes the second submount on which the one laser diode array facing each other is disposed on a side opposite to a side where the first power supply terminal and the second power supply terminal are disposed. A conductive pattern is electrically connected to the first conductive pattern of the submount on which the other laser diode array facing the other is disposed;
The laser light source module according to any one of claims 1 to 3.
前記第2導電性パターンは、各前記サブマウントにおける前記第2端部側の辺に沿う部分を備える、
請求項1から請求項4のうちのいずれか1項に記載のレーザー光源モジュール。 The first conductive pattern includes a portion along the side on the first end side in each of the submounts,
The second conductive pattern includes a portion along a side of the second end side in each of the submounts.
The laser light source module according to any one of claims 1 to 4.
1組の前記レーザーダイオードアレイと、他の組の前記レーザーダイオードアレイとは、複数の前記レーザーダイオードの前記配列方向に沿って隣接して配列され、
前記第1給電端子および前記第2給電端子は、複数組の前記レーザーダイオードアレイの同じ側の側方に双方配置され、
1組の前記レーザーダイオードアレイは、前記第1給電端子および前記第2給電端子が配置される側とは反対側において、対向する一方の前記レーザーダイオードアレイが配置される前記サブマウントの前記第2導電性パターンが、対向する他方の前記レーザーダイオードアレイが配置される前記サブマウントの前記第1導電性パターンと電気的に接続され、
互いに隣接する前記レーザーダイオードアレイは、隣接する一方の前記レーザーダイオードアレイが配置される前記サブマウントの前記第2導電性パターンが、隣接する他方の前記レーザーダイオードアレイが配置される前記サブマウントの前記第1導電性パターンと電気的に接続される、
請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載のレーザー光源モジュール。 Comprising a plurality of sets of the laser diode arrays arranged opposite to each other;
One set of the laser diode arrays and another set of the laser diode arrays are arranged adjacent to each other along the arrangement direction of the plurality of the laser diodes,
The first feeding terminal and the second feeding terminal are both disposed on the same side of the plurality of sets of the laser diode arrays,
The set of the laser diode arrays includes the second submount on which the one laser diode array facing each other is disposed on a side opposite to a side where the first power supply terminal and the second power supply terminal are disposed. A conductive pattern is electrically connected to the first conductive pattern of the submount on which the opposite laser diode array is disposed;
The laser diode arrays adjacent to each other are arranged such that the second conductive pattern of the submount in which the one adjacent laser diode array is disposed is the second conductive pattern of the submount in which the other adjacent laser diode array is disposed. Electrically connected to the first conductive pattern;
The laser light source module according to any one of claims 1 to 5.
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