JP7275894B2 - 半導体レーザ光源モジュール、半導体レーザ装置 - Google Patents
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本開示の他の形態によれば、半導体レーザ光源モジュール(200,200e)が提供される。この半導体レーザ光源モジュールは、活性層を含む半導体層(163)の一方の面側に形成された第一電極(164)と、前記活性層の他方の面側に形成された第二電極(162)とを備える端面出射型のレーザダイオード(160)と、前記レーザダイオードを囲む側壁部(190W)を有し、前記側壁部のうち少なくとも一部にレーザ光を透過する透光部(192)を備える筐体(190)と、前記第一電極と電気的に接続され、前記レーザダイオードを駆動する平板状のLDドライバ(110)と、前記レーザダイオードを挟んで前記LDドライバの一方の面側と対向するように配され、前記第二電極に当接されて前記レーザダイオードと電気的に接続される導電体(170)と、前記LDドライバの他方の面側に当接されるセラミック製の基台部(130,130e)と、前記筐体の外部側に配置される第一電極パッド(134)であって、前記LDドライバと電気的に接続される第一電極パッドと、前記筐体の外部側に配置される第二電極パッド(136)であって、前記導電体と電気的に接続される第二電極パッドと、前記基台部のうち前記LDドライバと当接される面の少なくとも一部と当接されて、前記LDドライバの熱を放熱するビア状放熱部(138)と、を備える。
本開示の他の形態によれば、半導体レーザ光源モジュール(200,200e)が提供される。この半導体レーザ光源モジュールは、活性層を含む半導体層(163)の一方の面側に形成された第一電極(164)と、前記活性層の他方の面側に形成された第二電極(162)とを備える端面出射型のレーザダイオード(160)と、前記レーザダイオードを囲む側壁部(190W)を有し、前記側壁部のうち少なくとも一部にレーザ光を透過する透光部(192)を備える筐体(190)と、前記第一電極と電気的に接続され、前記レーザダイオードを駆動する平板状のLDドライバ(110)と、前記レーザダイオードを挟んで前記LDドライバの一方の面側と対向するように配され、前記第二電極に当接されて前記レーザダイオードと電気的に接続される導電体(170)と、前記LDドライバの他方の面側に当接されるセラミック製の基台部(130,130e)と、前記筐体の外部側に配置される第一電極パッド(134)であって、前記LDドライバと電気的に接続される第一電極パッドと、前記筐体の外部側に配置される第二電極パッド(136)であって、前記導電体と電気的に接続される第二電極パッドと、を備える。前記第一電極パッドと、前記第二電極パッドとは、前記側壁部のうち、前記レーザダイオードの位置に対して、前記レーザ光の出射方向側とは逆側となる前記側壁部の外部側に備えられる。
図1から図3を用いて第1実施形態の半導体レーザ光源モジュール100の構造について説明する。半導体レーザ光源モジュール100を以下、単にモジュール100とも呼ぶ。
図4に示すように、第2実施形態の半導体レーザ光源モジュール100bは、第一導電体70に代えて第一導電体70bと、第二導電体40に代えて第二導電体40bと、基台部30に代えて下面金属層20とを備え、更に、第一導体面74および第二導体面44を備える点で第1実施形態のモジュール100と相違する。下面金属層20は、平板の金属層である。下面金属層20のZ方向での厚みは、本実施形態においてリッド80と同じであるが、任意の厚みで設定してよい。
図5および図6Aに示すように、第3実施形態のモジュール100cは、第一導電体70に代えて第一導電体70bと、第二導電体40に代えて第二導電体40bと、基台部30に代えて基台部30cとを備える点で第1実施形態のモジュール100と相違する。第一導電体70bおよび第二導電体40bは、第2実施形態の第一導電体70bおよび第二導電体40bと同一であり、筐体90内に収容される。また、第3実施形態のモジュール100cは、更に、基台側金属層20cと、第一導体面74および第二導体面44と、コリメータレンズ94とを備える点で第1実施形態のモジュール100と相違する。コリメータレンズ94は、レーザダイオード60から射出されたレーザ光を収差補正して平行光にするレンズである。コリメータレンズ94は、透光部92よりも出射方向DL側に備えられる。
図7から図9を用いて第4実施形態の半導体レーザ光源モジュール200の構造について説明する。半導体レーザ光源モジュール200を以下、単にモジュール200とも呼ぶ。図7および図8に示すように、第4実施形態のモジュール200は、矩形状の非導電性材料からなる筐体190内部にレーザダイオード160を備えて構成される。図8に示すように、モジュール200は、Z方向に沿って下面側から順に、セラミック製の基台部130と、キャパシタ120およびLDドライバ110と、導電体からなるサブマウントSmと、レーザダイオード160と、第三導電体170とを筐体190内部に備える。なお、図8では、技術の理解を容易にするため筐体190の図示を省略している。
図10および図11に示すように、第5実施形態のモジュール200eは、第一電極パッド134および第二電極パッド136が、側壁部190Wのうち、レーザダイオード160の位置に対して出射方向DLとは逆側、すなわち-X方向側の側壁部190Wに備えられる点と、基台部130に代えて基台部130eを備える点と、第一配線電極195を備えない点と、コリメータレンズ194を備える点とで、第4実施形態のモジュール200と相違する。
(F1)上記第1実施形態では、第一導電体70のY方向側の端面70WをY方向側の側壁部90Wの外表面に露出させて第一接続部が構成され、平板状の第二導電体40(より具体的には金属層48)のY方向側の端面40WをY方向側の側壁部90Wの外表面に露出させて第二接続部が構成される。これに対して、第一導電体70、第二導電体40のいずれか一方の端面をY方向側の側壁部90Wの外表面に露出させる構成であってもよい。この場合において、第一導体面74または第二導体面44を第一接続部または第二接続部として構成してよい。
Claims (19)
- 半導体レーザ光源モジュール(100,100b,100c)であって、
活性層を含む半導体層(63)の一方の面側に形成された第一電極(64)と、前記活性層の他方の面側に形成された第二電極(62)とを備える端面出射型のレーザダイオード(60)と、
前記レーザダイオードを囲む側壁部(90W)を有し、前記側壁部のうち少なくとも一部にレーザ光を透過する透光部(92)を備える筐体(90)と、
前記第一電極に当接される第一導電体(70,70b)と、
前記第二電極に当接される第二導電体(40,40b)と、
前記側壁部の外部側に設けられ、前記第一導電体と電気的に接続される第一接続部と、
前記側壁部の外部側に設けられ、前記第二導電体と電気的に接続される第二接続部と、
前記第二導電体の前記第二電極と当接する側とは逆側に、前記第二導電体と当接するセラミック製の基台部(30,30c)と、
前記基台部の前記第二導電体と当接する側とは逆側に基台側金属層(20c)と、を備え、
前記基台部は、導電性を有するビア状接続部(32)を備え、
前記基台側金属層は、前記第二接続部と電気的に接続されるとともに、前記ビア状接続部を介して前記第二導電体と電気的に接続される、
半導体レーザ光源モジュール。 - 前記第一導電体は、平板状の金属層を含み、
前記第一導電体に含まれる前記平板状の金属層の端面(70W)が、前記側壁部の外部側に露出して前記第一接続部として機能する、請求項1に記載の半導体レーザ光源モジュール。 - 更に、前記側壁部の外部側に、前記側壁部の厚みよりも小さい厚みを有する第一導体面(74)であって、前記第一導電体と電気的に接続される第一導体面を備え、
前記第一導体面の外部側の表面が前記第一接続部として機能する、請求項1に記載の半導体レーザ光源モジュール。 - 前記第二導電体は、平板状の金属層(48)を含み、
前記第二導電体に含まれる前記平板状の金属層の端面(40W)が、前記側壁部の外部側に露出して前記第二接続部として機能する、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の半導体レーザ光源モジュール。 - 更に、前記側壁部の外部側に、前記側壁部の厚みよりも小さい厚みを有する第二導体面(44)であって、前記第二導電体と電気的に接続される第二導体面を備え、
前記第二導体面の外部側の表面が前記第二接続部として機能する、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の半導体レーザ光源モジュール。 - 更に、前記透光部の外表面上にコリメータレンズ(94)を備える、請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の半導体レーザ光源モジュール。
- 前記第一接続部と前記第二接続部とは、前記レーザダイオードの位置に対して、前記レーザ光の出射方向側とは逆側となる前記側壁部の外部側に備えられる、請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の半導体レーザ光源モジュール。
- 請求項7に記載の半導体レーザ光源モジュールであって、複数の半導体レーザ光源モジュールと、
前記複数の半導体レーザ光源モジュールに電流を供給する回路基板(PB)と、を備え、
前記複数の半導体レーザ光源モジュールのそれぞれは、前記側壁部の外部側に備えられる前記第一接続部と前記第二接続部とが前記回路基板の導体配線に当接された状態で、前記回路基板の表面に規則的な配列で実装される、
半導体レーザ装置。 - 請求項8に記載の半導体レーザ装置であって、
前記複数の半導体レーザ光源モジュールは、前記回路基板の表面に互い違いに配置されることにより前記規則的な配列で実装される、
半導体レーザ装置。 - 請求項8または請求項9に記載の半導体レーザ装置であって、
更に、前記規則的に配列された前記複数の半導体レーザ光源モジュールから出射されるそれぞれのレーザ光の光路に対応するマイクロレンズアレイ(300)を備える、
半導体レーザ装置。 - 半導体レーザ光源モジュール(200,200e)であって、
活性層を含む半導体層(163)の一方の面側に形成された第一電極(164)と、前記活性層の他方の面側に形成された第二電極(162)とを備える端面出射型のレーザダイオード(160)と、
前記レーザダイオードを囲む側壁部(190W)を有し、前記側壁部のうち少なくとも一部にレーザ光を透過する透光部(192)を備える筐体(190)と、
前記第一電極と電気的に接続され、前記レーザダイオードを駆動する平板状のLDドライバ(110)と、
前記レーザダイオードを挟んで前記LDドライバの一方の面側と対向するように配され、前記第二電極に当接されて前記レーザダイオードと電気的に接続される導電体(170)と、
前記LDドライバの他方の面側に当接されるセラミック製の基台部(130,130e)と、
前記筐体の外部側に配置される第一電極パッド(134)であって、前記LDドライバと電気的に接続される第一電極パッドと、
前記筐体の外部側に配置される第二電極パッド(136)であって、前記導電体と電気的に接続される第二電極パッドと、
前記基台部のうち前記LDドライバと当接される面の少なくとも一部と当接されて、前記LDドライバの熱を放熱するビア状放熱部(138)と、を備える
半導体レーザ光源モジュール。 - 請求項11に記載の半導体レーザ光源モジュールであって、
前記基台部は、前記LDドライバと前記第一電極パッドとを電気的に接続する導電性のビア状接続部(132)を備える
半導体レーザ光源モジュール。 - 前記LDドライバは、前記一方の面側にドライバ電極(112)を有し、前記ドライバ電極と前記第一電極とが互いに電気的に接続される
請求項11または請求項12に記載の半導体レーザ光源モジュール。 - 更に、前記LDドライバと前記第一電極との間に導電性のサブマウント(Sm)を備え、
前記サブマウントは、前記ドライバ電極と当接して前記LDドライバと電気的に接続されるとともに、前記第一電極と当接して前記レーザダイオードと電気的に接続される
請求項13に記載の半導体レーザ光源モジュール。 - 更に、前記透光部の外表面上にコリメータレンズ(194)を備える、請求項11から請求項14までのいずれか一項に記載の半導体レーザ光源モジュール。
- 半導体レーザ光源モジュール(200,200e)であって、
活性層を含む半導体層(163)の一方の面側に形成された第一電極(164)と、前記活性層の他方の面側に形成された第二電極(162)とを備える端面出射型のレーザダイオード(160)と、
前記レーザダイオードを囲む側壁部(190W)を有し、前記側壁部のうち少なくとも一部にレーザ光を透過する透光部(192)を備える筐体(190)と、
前記第一電極と電気的に接続され、前記レーザダイオードを駆動する平板状のLDドライバ(110)と、
前記レーザダイオードを挟んで前記LDドライバの一方の面側と対向するように配され、前記第二電極に当接されて前記レーザダイオードと電気的に接続される導電体(170)と、
前記LDドライバの他方の面側に当接されるセラミック製の基台部(130,130e)と、
前記筐体の外部側に配置される第一電極パッド(134)であって、前記LDドライバと電気的に接続される第一電極パッドと、
前記筐体の外部側に配置される第二電極パッド(136)であって、前記導電体と電気的に接続される第二電極パッドと、を備え、
前記第一電極パッドと、前記第二電極パッドとは、前記側壁部のうち、前記レーザダイオードの位置に対して、前記レーザ光の出射方向側とは逆側となる前記側壁部の外部側に備えられる、
半導体レーザ光源モジュール。 - 請求項16に記載の半導体レーザ光源モジュールであって、複数の半導体レーザ光源モジュールと、
前記複数の半導体レーザ光源モジュールに電流を供給する回路基板(PB)と、を備え、
前記複数の半導体レーザ光源モジュールのそれぞれは、前記側壁部の外部側に備えられる前記第一電極パッドと前記第二電極パッドとが前記回路基板の導体配線に当接された状態で、前記回路基板の表面に規則的な配列で実装される、
半導体レーザ装置(400e)。 - 請求項17に記載の半導体レーザ装置であって、
前記複数の半導体レーザ光源モジュールは、前記回路基板の表面に互い違いに配置されることにより前記規則的な配列で実装される、
半導体レーザ装置。 - 請求項17または請求項18に記載の半導体レーザ装置であって、
前記規則的に配列された前記複数の半導体レーザ光源モジュールから出射されるそれぞれのレーザ光の光路に対応するマイクロレンズアレイ(300)を備える、
半導体レーザ装置。
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