JP7489277B2 - 外部共振型レーザモジュール - Google Patents

Description

本開示は、外部共振型レーザモジュールに関する。

波長掃引（スキャン）を行うための光源として、量子カスケードレーザ素子（以下「ＱＣＬ素子」という。）と、ＱＣＬ素子から出射された光を回折及び反射させる回折格子と、を備える外部共振型レーザモジュールが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、支持プレートの主面にＱＣＬ素子と回折格子とが配置され、支持プレートの裏面に冷却素子であるペルチェ素子が配置される構成が開示されている。

特開２０１９－０３６５７７号公報

ＱＣＬ素子は、レーザダイオード等の他のレーザ光源と比較して発熱量が大きいため、ＱＣＬ素子を搭載した外部共振型レーザモジュールには、高い冷却性能が求められる。上記特許文献１に開示された構成では、支持プレートを挟んでＱＣＬ素子及び回折格子と反対側に配置されたペルチェ素子により、モジュールが冷却される。ここで、より高い冷却性能を得るために、支持プレートをなるべく薄くすることが考えられる。しかし、本発明者らによって、上記方策には以下のような課題があることが見出された。すなわち、単純に支持プレートの厚さを薄くしただけでは、支持プレートの物理的安定性が損なわれてしまい、ＱＣＬ素子と回折格子との位置関係にズレが生じるおそれがある。その結果、外部共振型レーザモジュールの光学特性の悪化を招くおそれがある。

そこで、本開示の一側面は、光学特性の悪化を抑制しつつ冷却効果を向上させることができる外部共振型レーザモジュールを提供することを目的とする。

本開示の一側面に係る外部共振型レーザモジュールは、量子カスケードレーザ素子と、量子カスケードレーザ素子から出射された光の一部を回折及び反射させて量子カスケードレーザ素子に帰還させる回折格子と、量子カスケードレーザ素子及び回折格子が配置される第１面、及び第１面とは反対側の第２面を有する支持プレートと、支持プレートの第２面側において、支持プレートの厚さ方向から見た場合に量子カスケードレーザ素子及び回折格子と重なるように配置された冷却素子と、を備え、支持プレートの第２面のうち、支持プレートの厚さ方向から見た場合に少なくとも量子カスケードレーザ素子及び回折格子と重なる領域には、第２面から第１面へと向かう方向に窪む凹部が設けられており、冷却素子における支持プレート側の少なくとも一部は、凹部内に挿入されている。

上記外部共振型レーザモジュールでは、支持プレートの第２面（量子カスケードレーザ素子及び回折格子が配置される第１面とは反対側の面）のうち量子カスケードレーザ素子及び回折格子と重なる領域に、凹部が設けられている。そして、冷却素子が当該凹部内に挿入されている。このような構成により、支持プレートに凹部を設けない場合と比較して、量子カスケードレーザ素子と冷却素子との距離を短くすることができる。これにより、冷却素子による冷却効果を高めることができる。また、支持プレートにおける凹部が設けられていない部分において、支持プレートの強度を保つための厚さを確保することができる。これにより、支持プレートを一様に薄くする場合と比較して、支持プレートの物理的安定性を高めることができる。その結果、外部共振型レーザモジュールの光学特性の悪化を抑制することができる。

支持プレートの厚さ方向から見た場合に、支持プレートの凹部の内面の少なくとも一部は、冷却素子の外縁の少なくとも一部と接触していてもよい。この場合、凹部によって冷却素子を位置決めすることができるため、冷却素子の配置に製品間のバラツキが生じることを防ぐことができる。これにより、冷却素子による冷却効果を安定させることができる。

回折格子は、量子カスケードレーザ素子から出射された光の一部を回折及び反射させる回折反射部を有してもよく、回折反射部を揺動させることにより、光の一部を量子カスケードレーザ素子に帰還させてもよい。この場合、回折格子が可動機構と一体的に設けられたリトロー型の外部共振型レーザモジュールにおいて、光学特性の悪化を抑制しつつ冷却効果を高めることができる。

量子カスケードレーザ素子の動作を制御するための回路基板は、冷却素子における支持プレート側とは反対側には配置されていなくてもよい。この場合、冷却素子における支持プレートとは反対側に発熱源としての回路基板が設けられないことにより、冷却素子の排熱が阻害されることを防止することができる。これにより、冷却素子による冷却効果をより一層高めることができる。

冷却素子における支持プレート側とは反対側には、冷却素子を更に冷却する補助冷却素子が配置されていてもよい。この場合、補助冷却素子によって更に冷却効果を高めることができる。

上記外部共振型レーザモジュールは、支持プレートの第１面に立設され、支持プレートの厚さ方向に沿って延在する複数の支柱と、支持プレートの厚さ方向において量子カスケードレーザ素子よりも支持プレートから離れた位置に配置され、複数の支柱の各々の端部と接続された支柱連結部材と、を更に備えてもよい。上記構成によれば、複数の支柱及び支柱連結部材によって支持プレートが適切に支持されるため、支持プレートの物理的安定性をより一層高めることができる。その結果、外部共振型レーザモジュールの光学特性の悪化をより一層効果的に抑制することができる。

上記外部共振型レーザモジュールは、支持プレートの第１面に立設され、支持プレートの厚さ方向に沿って延在する複数の第１支柱と、支持プレートの厚さ方向において量子カスケードレーザ素子よりも支持プレートから離れた位置に配置され、複数の第１支柱の各々の端部と接続された第１回路基板と、を更に備えてもよく、第１回路基板は、量子カスケードレーザ素子の動作を制御するための回路基板であってもよい。仮に、第１回路基板が冷却素子と接している場合、第１回路基板から発生する熱が冷却素子及び支持プレートを介して量子カスケードレーザ素子に伝わる可能性がある。或いは、第１回路基板から発生する熱によって冷却素子の排熱が阻害されるおそれがある。一方、上記のように複数の第１支柱を介して第１回路基板を支持する構成によれば、発熱源となる第１回路基板を冷却素子から離れた位置に配置することにより、上述した問題を回避することができる。さらに、上述したように支持プレートの物理的安定性を高める効果を得ることができる。すなわち、第１回路基板を上述した支柱連結部材として機能させることができる。

上記外部共振型レーザモジュールは、外部電源からの電力信号を入力し、電力信号に含まれるノイズを除去し、ノイズが除去された電力信号を第１回路基板に出力するノイズフィルタ回路を更に備えてもよい。上記構成によれば、電力信号に重畳したノイズがノイズフィルタ回路によって除去されるため、静電気サージ等に起因する第１回路基板の損傷を防止することができる。

上記外部共振型レーザモジュールは、支持プレートの第１面に立設され、支持プレートの厚さ方向に沿って延在する複数の第２支柱と、支持プレートの厚さ方向において量子カスケードレーザ素子と第１回路基板との間の位置に配置され、複数の第２支柱の各々の端部と接続された第２回路基板と、を更に備えてもよく、第１回路基板は、第２回路基板よりも高い発熱性を有していてもよい。上記構成によれば、第１回路基板から発生した熱が第２回路基板によって遮蔽されるため、第１回路基板から量子カスケードレーザ素子への熱の伝達を抑制することができる。

第２回路基板は、支持プレートの厚さ方向から見た場合に、量子カスケードレーザ素子の少なくとも一部及び第１回路基板の少なくとも一部と重なっていてもよい。上記構成によれば、第１回路基板から量子カスケードレーザ素子への熱の伝達をより一層効果的に抑制することができる。

第２回路基板は、ノイズフィルタ回路が実装された回路基板であってもよく、ノイズフィルタ回路は、外部電源からの電力信号を入力し、電力信号に含まれるノイズを除去し、ノイズが除去された電力信号を第１回路基板に出力してもよい。上記構成によれば、ノイズフィルタ回路が実装された基板を、第１回路基板から発生した熱を遮蔽する第２回路基板として機能させることにより、装置の小型化を図ることができる。

上記外部共振型レーザモジュールは、支持プレートの凹部内において、支持プレートと冷却素子との間に配置された熱伝導シートを更に備えてもよい。上記構成によれば、支持プレートと冷却素子との間の伝熱性を向上させることができるため、冷却効果をより一層高めることができる。

上記外部共振型レーザモジュールは、冷却素子の支持プレート側とは反対側に配置されるベースプレートを更に備えてもよく、ベースプレートにおける冷却素子側の面には、冷却素子におけるベースプレート側の少なくとも一部が挿入される凹部が設けられていてもよい。上記構成によれば、ベースプレートに設けられた凹部によって、冷却素子をベースプレートに対して容易に配置することができる。

本開示の一側面によれば、光学特性の悪化を抑制しつつ冷却効果を向上させることができる外部共振型レーザモジュールを提供することができる。

一実施形態に係る外部共振型レーザモジュールを含む分析装置の構成図である。 外部共振型レーザモジュールの横断面図である。 図２のIII-III線に沿っての断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

[分析装置の構成]
図１に示されるように、分析装置１は、外部共振型レーザモジュール２（以下、「レーザモジュール２」という）と、光検出器３と、制御装置４と、を備えている。分析装置１は、吸収スペクトルを測定することにより分光分析を行うための装置である。分析装置１は、例えば、光透過性の容器内に収容された分析対象がレーザモジュール２と光検出器３との間に配置された状態で用いられる。分析対象は、気体、液体及び固体のいずれであってもよい。なお、分析対象は容器内に収容されていなくてもよい。

レーザモジュール２は、出力光Ｌの波長が可変である波長可変光源である。吸収スペクトルの測定時には、レーザモジュール２は、出力光Ｌの波長を高速に変化させることにより、所定の波長範囲において波長掃引を行う。光検出器３は、レーザモジュール２から出力され、分析対象を透過した出力光Ｌ（或いは、分析対象で反射又は散乱した光）の強度を検出する。光検出器３としては、例えばＭＣＴ（水銀カドミウムテルル）検出器、ＩｎＡｓＳｂ（インジウム砒素アンチモン）フォトダイオード、サーモパイル等を用いることができる。制御装置４は、光検出器３の検出結果に基づいて吸収スペクトルを算出する。制御装置４は、レーザモジュール２及び光検出器３と電気的に接続されている。制御装置４の詳細については後述する。

[外部共振型レーザモジュールの構成]
図２及び図３を参照して、レーザモジュール２の構成について説明する。なお、図３において、筐体５の天壁及び側壁の図示を省略している。図２及び図３に示されるように、レーザモジュール２は、筐体５と、支持部材６と、冷却素子７と、ヒートシンク８と、レンズ９Ａ，９Ｂと、量子カスケードレーザ１１（以下、「ＱＣＬ１１」という）と、ＭＥＭＳ回折格子１２（回折格子）と、第１回路基板３１と、第２回路基板３２と、補助冷却素子３３と、複数（本実施形態では４本）の支柱Ｂ１（第１支柱）と、複数（本実施形態では２本）の支柱Ｂ２（第２支柱）と、を備えている。

筐体５は、支持部材６、冷却素子７、ヒートシンク８、レンズ９Ａ，９Ｂ、ＱＣＬ１１、ＭＥＭＳ回折格子１２、第１回路基板３１、第２回路基板３２、複数の支柱Ｂ１、及び複数の支柱Ｂ２を内部に収容している。筐体５は、例えば箱状に形成され、レーザモジュール２の出力光Ｌを外部へ出力するための窓５ａを有している。また、筐体５には、配線等を外部に引き出すための引出部５ｂが設けられている。一例として、筐体５の各辺の長さは７０ｍｍ程度である。筐体５は、ネジを介して支持部材６を固定する底壁５１（ベースプレート）を有している。

支持部材６は、例えば良好な熱伝導性を有する金属材料によって形成されている。支持部材６は、例えばアルミニウム（Ａｌ）からなる。支持部材６は、平板状の支持プレート６１と、支持プレート６１上に立設された壁部６２と、を有している。支持部材６は、冷却素子７を介して筐体５の底壁５１上に固定されている。

支持プレート６１は、ＱＣＬ１１、ＭＥＭＳ回折格子１２、及びその他の光学素子（例えばレンズ９Ａ，９Ｂ等）が配置される光学ステージとして機能する。支持プレート６１は、ＱＣＬ１１及びＭＥＭＳ回折格子１２が配置される第１面６１ａと、第１面６１ａとは反対側の第２面６１ｂと、を有している。一例として、支持プレート６１は、平面視において（支持プレート６１の厚さ方向Ｄから見た場合に）円状に形成されている。すなわち、支持プレート６１は、円板状の部材である。支持プレート６１は、支持プレート６１の外縁に沿って９０度間隔で配置された４つのネジＳによって、底壁５１にネジ留めされている。

支持プレート６１の第２面６１ｂのうち、厚さ方向Ｄから見た場合に少なくとも量子カスケードレーザ素子１３（以下、「ＱＣＬ素子１３」という）及びＭＥＭＳ回折格子１２と重なる領域には、第２面６１ｂから第１面６１ａへと向かう方向に窪む凹部６１ｃ（ザグリ）が設けられている。一例として、凹部６１ｃは、厚さ方向Ｄから見た場合に、ＱＣＬ素子１３が搭載されるヒートシンク８及びＭＥＭＳ回折格子１２が搭載される壁部６２を含む矩形状の領域に形成されている。支持プレート６１の強度を確保する観点から、支持プレート６１の厚さｔ（すなわち、凹部６１ｃが形成されていない部分の厚さ）は、例えば２ｍｍ～８ｍｍ程度である。支持プレート６１の厚さｔに対する凹部６１ｃの深さｄの割合（ｄ／ｔ）は、例えば１０％～５０％程度である。

壁部６２は、支持プレート６１に対して傾斜した傾斜面６２ａを有している。傾斜面６２ａ上には、ＭＥＭＳ回折格子１２が固定されている。ＭＥＭＳ回折格子１２の構成については後述する。

冷却素子７は、例えばペルチェ素子を含んで構成された冷却デバイスである。冷却素子７は、上述したように支持プレート６１が底壁５１に対してネジ留めされることにより、支持プレート６１及び底壁５１との間に挟み込まれている。冷却素子７は、第１基板７１と、第２基板７２と、熱移動部７３と、を有している。第１基板７１は、平板状の部材であり、支持プレート６１の第２面６１ｂと熱的に結合されている。第２基板７２は、第１基板７１と同様の平板状の部材であり、筐体５の底壁５１と熱的に結合されている。熱移動部７３は、第１基板７１と第２基板７２との間に配置され、第１基板７１及び第２基板７２の間で熱を移動させる。

冷却素子７は、支持プレート６１の第２面６１ｂ側において、厚さ方向Ｄから見た場合にＱＣＬ素子１３及びＭＥＭＳ回折格子１２と重なるように配置されている。冷却素子７における支持プレート６１側の少なくとも一部（すなわち、第１基板７１の支持プレート６１側の少なくとも一部）は、凹部６１ｃ内に挿入されている。本実施形態では、厚さ方向Ｄから見た場合に、凹部６１ｃの内面の少なくとも一部は、冷却素子７の外縁の少なくとも一部と接触している。一例として、冷却素子７の第１基板７１は、平面視において（厚さ方向Ｄから見た場合に）凹部６１ｃに対応する矩形状を有している。これにより、冷却素子７における支持プレート６１側の少なくとも一部が、凹部６１ｃ内に嵌め込まれている。凹部６１ｃ内において、支持プレート６１と冷却素子７（第１基板７１）との間には、熱伝導シート３４が配置されている。熱伝導シート３４は、例えばグラファイトシートである。熱伝導シート３４の厚さは、例えば数μｍ～数十μｍ程度である。なお、冷却素子７（本実施形態では、第１基板７１）の寸法は、必ずしも凹部６１ｃの寸法と一致（対応）していなくてもよい。すなわち、冷却素子７（第１基板７１）は、凹部６１ｃ内に挿入可能なサイズに形成されていればよい。例えば、冷却素子７（第１基板７１）は、凹部６１ｃよりも一回り小さくてもよい。ただし、冷却素子７（第１基板７１）の寸法を凹部６１ｃの寸法と一致させた場合には、凹部６１ｃ内に冷却素子７を容易に位置決めすることができる。

筐体５の底壁５１における冷却素子７側の面５１ａには、凹部５１ｂが設けられている。冷却素子７における底壁５１側の少なくとも一部（すなわち、第２基板７２の底壁５１側の少なくとも一部）は、凹部５１ｂ内に挿入されている。本実施形態では、凹部５１ｂは、平面視において（厚さ方向Ｄから見た場合に）第２基板７２に対応する矩形状を有している。これにより、冷却素子７における底壁５１側の少なくとも一部が、凹部５１ｂ内に嵌め込まれている。なお、凹部５１ｂ内において、底壁５１と冷却素子７（第２基板７２）との間にも、熱伝導シート３４と同様の熱伝導シートが配置されてもよい。また、冷却素子７（本実施形態では、第２基板７２）の寸法は、必ずしも凹部５１ｂの寸法と一致（対応）していなくてもよい。すなわち、冷却素子７（第２基板７２）は、凹部５１ｂ内に挿入可能なサイズに形成されていればよい。例えば、冷却素子７（第２基板７２）は、凹部５１ｂよりも一回り小さくてもよい。ただし、冷却素子７（第２基板７２）の寸法を凹部５１ｂの寸法と一致させた場合には、凹部５１ｂ内に冷却素子７を容易に位置決めすることができる。

本実施形態では、ＱＣＬ素子１３の動作を制御するための回路基板は、冷却素子７における支持プレート６１側とは反対側（すなわち、冷却素子７に対して底壁５１が配置される側）には配置されていない。より具体的には、上記回路基板は、底壁５１の内部及び底壁５１の外側のいずれにも設けられていない。これにより、冷却素子７を更に冷却するための追加の冷却素子を配置するためのスペースが確保されている。そして、冷却素子７における支持プレート６１側とは反対側（本実施形態では、底壁５１の外面５１ｃ）には、冷却素子７を更に冷却する補助冷却素子３３が配置されている。補助冷却素子３３は、例えば、水冷チラー、空冷ファン等の冷却デバイスである。補助冷却素子３３は、底壁５１の外面５１ｃと熱的に結合されている。これにより、冷却素子７から底壁５１を介して補助冷却素子３３へと熱を逃がすことが可能となっている。

ＱＣＬ１１は、ＱＣＬ素子１３を有している。ＱＣＬ素子１３は、互いに対向する第１端面１３ａ及び第２端面１３ｂを有している。ＱＣＬ素子１３は、中赤外領域の広帯域（例えば４μｍ以上１６μｍ以下）の光を第１端面１３ａ及び第２端面１３ｂのそれぞれから出射する。ＱＣＬ素子１３は、中心波長が互いに異なる複数の活性層がスタック状に積層された構造を有しており、上記のような広帯域の光を出射することができる。なお、ＱＣＬ素子１３は、単一の活性層からなる構造を有していてもよく、この場合でも上記のような広帯域の光を出射することができる。

ＱＣＬ素子１３の第１端面１３ａには反射低減部１４が設けられている。反射低減部１４は、例えば反射率が０．５％よりも小さいＡＲ（Anti Reflection）層により構成されている。反射低減部１４は、ＱＣＬ素子１３の第１端面１３ａから外部に光が出射する際の反射率を低減すると共に、外部からＱＣＬ素子１３の第１端面１３ａに光が入射する際の反射率を低減する。

ＱＣＬ素子１３の第２端面１３ｂには反射低減部１５が設けられている。反射低減部１５は、例えば反射率が０．６％～１０％の範囲にあるＡＲ層により構成されている。反射低減部１５は、ＱＣＬ素子１３の第２端面１３ｂから外部に光が出射する際の反射率を低減する。反射低減部１５は、ＱＣＬ素子１３の第２端面１３ｂから出射される光の一部を反射させ、残部を透過させる。反射低減部１５を透過した光は、ＱＣＬ１１の出力光Ｌとなる。なお、第２端面１３ｂには、反射低減部１５が設けられなくてもよい。すなわち、第２端面１３ｂは、露出していてもよい。

ＱＣＬ１１は、サブマウント１６及びヒートシンク８を介して支持部材６上に固定されている。より詳細には、支持プレート６１の第１面６１ａ上にヒートシンク８が固定され、ヒートシンク８上にサブマウント１６が固定されている。ＱＣＬ１１はサブマウント１６上に固定されている。サブマウント１６は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含んで構成されたセラミック基板である。ヒートシンク８は、例えば銅（Ｃｕ）からなる放熱部材である。一例として、ＱＣＬ１１は、サブマウント１６にダイボンドされている。サブマウント１６は、ヒートシンク８にダイボンドされている。ヒートシンク８は、支持プレート６１にネジ固定されている。ヒートシンク８には、ＱＣＬ素子１３にパルス駆動電流を供給するための図示しない電極パッド（例えば、セラミック製電極パッド）が設けられ得る。当該電極パッドは、ＱＣＬ素子１３のアノード端子及びカソード端子と接続される。

レンズ９Ａ，９Ｂは、例えば、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）又はゲルマニウム（Ｇｅ）からなる非球面レンズであり、紫外線硬化樹脂１７によりヒートシンク８上に固定されている。なお、図３では、レンズ９Ａ,９Ｂは、紫外線硬化樹脂１７に直接付着されているが、レーザモジュール２は、レンズ９Ａ，９Ｂを収容するレンズホルダを備えてもよい。この場合、レンズ９Ａ，９Ｂをそれぞれ収容する各レンズホルダが、紫外線硬化樹脂１７を介してヒートシンク８上に固定される。レンズ９Ａは、ＱＣＬ素子１３に対して第１端面１３ａ側に配置され、第１端面１３ａから出射される光をコリメートする。レンズ９Ｂは、ＱＣＬ素子１３に対して第２端面１３ｂ側に配置され、第２端面１３ｂから出射される光をコリメートする。レンズ９Ｂによりコリメートされた光は、筐体５の窓５ａを通って外部に出力される。

レンズ９Ａによりコリメートされた光は、ＭＥＭＳ回折格子１２に入射する。ＭＥＭＳ回折格子１２は、この入射光を回折及び反射させることにより、当該入射光のうち特定波長の光をＱＣＬ素子１３の第１端面１３ａに帰還させる。すなわち、ＭＥＭＳ回折格子１２と反射低減部１５とはリトロー型の外部共振器を構成している。これにより、レーザモジュール２は、特定波長の光を増幅させて外部に出力することができる。

また、ＭＥＭＳ回折格子１２では、後述するように、入射光を回折及び反射させる回折反射部２８の向きを高速に変化させることができる。これにより、ＭＥＭＳ回折格子１２からＱＣＬ素子１３の第１端面１３ａに帰還する光の波長が可変となっており、ひいてはレーザモジュール２の出力光Ｌの波長が可変となっている。

ＭＥＭＳ回折格子１２は、支持部２１と、一対の連結部２２，２２と、可動部２３と、コイル２４と、一対の磁石２５，２５と、ヨーク２６と、を有している。ＭＥＭＳ回折格子１２は、軸線Ｘ周りに可動部２３を揺動させるＭＥＭＳデバイスとして構成されている。ＭＥＭＳ回折格子１２は、実装部材２７を介して支持部材６の壁部６２の傾斜面６２ａ上に固定されている。実装部材２７は、平面視において（少なくとも支持部２１及び可動部２３が配置される平面に垂直な方向から見た場合に）略矩形状を呈する平板状の部材である。

支持部２１は、平面視において矩形状を呈する平板状の枠体である。支持部２１は、一対の連結部２２を介して可動部２３等を支持している。各連結部２２は、平面視において矩形状を呈する平板状の部材であり、軸線Ｘに沿って延在している。各連結部２２は、可動部２３が軸線Ｘ周りに揺動自在となるように、軸線Ｘ上において可動部２３を支持部２１に連結している。

可動部２３は、平面視において円形状を呈する平板状の部材であり、支持部２１の内側に位置している。可動部２３は、上述したように、支持部２１に揺動自在に連結されている。支持部２１、連結部２２及び可動部２３は、例えば１つのＳＯＩ基板に作り込まれることにより、一体に形成されている。

可動部２３におけるＱＣＬ１１側の表面には、回折反射部２８が設けられている。回折反射部２８は、ＱＣＬ１１から出射された光を回折させると共に反射させる回折反射面を有している。回折反射部２８は、例えば、可動部２３の表面上にわたって設けられ、回折格子パターンが形成された樹脂層と、当該回折格子パターンに沿うように樹脂層の表面上にわたって設けられた金属層と、により構成されている。或いは、回折反射部２８は、可動部２３上に設けられ、回折格子パターンが形成された金属層のみにより構成されてもよい。回折格子パターンは、例えば、鋸歯状断面のブレーズドグレーティング、矩形状断面のバイナリグレーティング、又は正弦波状断面のホログラフィックグレーティング等である。

コイル２４は、例えば、銅等の金属材料からなり、可動部２３の表面に形成された溝内に埋め込まれている。コイル２４は、平面視においてスパイラル状に複数周回巻回されている。コイル２４の外側端部及び内側端部には、外部との接続用の配線が電気的に接続されている。当該配線は、例えば支持部２１、連結部２２及び可動部２３にわたって設けられており、支持部２１上に設けられた電極と電気的に接続されている。

磁石２５，２５は、コイル２４に作用する磁界を発生させる。磁石２５，２５は、直方体状に形成され、支持部２１における軸線Ｘと平行な一対の辺部と対向するように配置されている。各磁石２５における磁極の配列は、例えばハルバッハ配列である。或いは、磁石２５，２５は、所定の間隔を空けて配列された一対の磁石であってもよい。ヨーク２６は、磁石２５の磁力を増幅させる。ヨーク２６は、平面視において矩形枠状を呈し、支持部２１及び磁石２５，２５を包囲するように配置されている。

ＭＥＭＳ回折格子１２では、コイル２４に電流が流れると、磁石２５，２５で生じる磁界により、コイル２４内を流れる電子に所定の方向にローレンツ力が生じる。これにより、コイル２４は所定の方向に力を受ける。このため、コイル２４に流れる電流の向き又は大きさ等を制御することで、可動部２３（回折反射部２８）を軸線Ｘ周りに揺動させることができる。また、可動部２３の共振周波数に対応する周波数の電流をコイル２４に流すことで、可動部２３を共振周波数レベルで高速に揺動させることができる。このように、コイル２４及び磁石２５は、可動部２３を揺動させるアクチュエータ部として機能する。

複数（４つ）の支柱Ｂ１は、支持プレート６１の第１面６１ａに立設されており、厚さ方向Ｄに沿って延在している。支柱Ｂ１の材料は、例えばＳＵＳ等の金属である。一例として、４つの支柱Ｂ１は、厚さ方向Ｄから見た場合に、凹部６１ｃが形成された領域の各角部の外側に配置されている。各支柱Ｂ１の支持プレート６１側の端部とは反対側の端部（上端部）は、第１回路基板３１に接続されている。例えば、各支柱Ｂ１の上端部は、第１回路基板３１に対してネジ固定される。

第１回路基板３１は、ＱＣＬ素子１３の動作を制御するための回路基板である。一例として、第１回路基板３１には、ＱＣＬ素子１３をパルス駆動させるためのパルスドライバ回路が実装されている。第１回路基板３１は、図示しない配線等を介してＱＣＬ素子１３と電気的に接続されている。一例として、第１回路基板３１は、配線及び上述したヒートシンク８に設けられた電極パッド等を介して、ＱＣＬ素子１３と電気的に接続されている。一例として、第１回路基板３１は、円板状に形成されている。第１回路基板３１は、厚さ方向Ｄにおいて、支持プレート６１の第１面６１ａ上に配置された各部材（ＱＣＬ素子１３及びＭＥＭＳ回折格子１２等）よりも支持プレート６１から離れた位置（すなわち、当該各部材よりも上方の位置）に配置されている。厚さ方向Ｄから見た第１回路基板３１の大きさは、支持プレート６１の大きさとほぼ同じである。第１回路基板３１は、厚さ方向Ｄから見た場合に、支持プレート６１と重なっている。

複数（２つ）の支柱Ｂ２は、支持プレート６１の第１面６１ａに立設されており、厚さ方向Ｄに沿って延在している。支柱Ｂ２の材料は、例えば、支柱Ｂ１と同様の金属材料（例えばＳＵＳ等）である。一例として、２つの支柱Ｂ２は、筐体５内の中央部において、支持プレート６１の第１面６１ａ上に配置された各部材（ＱＣＬ素子１３及びＭＥＭＳ回折格子１２等）を挟んで、出力光Ｌの出射方向及び厚さ方向Ｄに直交する方向に対向して配置されている。各支柱Ｂ２の支持プレート６１側の端部とは反対側の端部（上端部）は、第２回路基板３２に接続されている。例えば、各支柱Ｂ２の上端部は、第２回路基板３２に対してネジ固定される。

第２回路基板３２は、外部電源からの電力信号を入力し、当該電力信号に含まれるノイズを除去し、ノイズが除去された電力信号を第１回路基板３１に出力するノイズフィルタ回路が実装された回路基板である。ノイズフィルタ回路は、例えば、静電気サージ等からパルスドライバ回路（第１回路基板３１）、ＱＣＬ素子１３、及びＭＥＭＳ回折格子１２等の内部部材を保護する役割を果たす。第２回路基板３２は、第１回路基板３１よりも小さく、矩形板状に形成されている。第２回路基板３２は、厚さ方向ＤにおけるＱＣＬ素子１３と第１回路基板３１との間の位置に配置されている。本実施形態では、第２回路基板３２は、厚さ方向Ｄにおいて、支持プレート６１の第１面６１ａ上に配置された各部材（ＱＣＬ素子１３及びＭＥＭＳ回折格子１２等）よりも上方に配置されると共に、第１回路基板３１よりも下方（支持プレート６１側）に配置されている。

第２回路基板３２は、厚さ方向Ｄから見た場合に、ＱＣＬ素子１３の少なくとも一部及び第１回路基板３１の少なくとも一部と重なっている。本実施形態では、厚さ方向Ｄから見た場合に、第２回路基板３２の全体が、第１回路基板３１の一部と重なっており、ＱＣＬ素子１３及びＭＥＭＳ回折格子１２の全体が、第２回路基板３２と重なっている。

ここで、量子カスケード構造を有するゲイン媒体（すなわち、ＱＣＬ素子１３）を利用した外部共振型レーザは、一般的な半導体レーザと比較して、パルス駆動のために必要な駆動電圧が高く、駆動電流も大きい。このため、パルスドライバ回路が実装された第１回路基板３１は、比較的高い発熱性を有している。一方、ノイズフィルタ回路は非発熱性である。すなわち、パルスドライバ回路が実装された第１回路基板３１は、ノイズフィルタ回路が実装された第２回路基板３２よりも高い発熱性を有している。このように、第１回路基板３１と比較して発熱量の少ない第２回路基板３２が、第１回路基板３１と支持プレート６１上に配置された各部材（ＱＣＬ素子１３及びＭＥＭＳ回折格子１２等）との間に配置されることにより、パルスドライバ回路から発生した熱が各部材（特にＱＣＬ素子１３）に伝わることが抑制される。

[分析装置の制御]
分析装置１は、制御装置４により制御される。図１に示されるように、制御装置４は、ＭＥＭＳ回折格子１２の駆動を制御する回折格子制御部４１と、光検出器３の検出結果に基づいて吸収スペクトルを算出する演算部４２と、を有している。制御装置４は、例えば、演算処理が行われるＣＰＵなどの演算回路と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリにより構成される記録媒体と、入出力装置と、を含むコンピュータによって構成され得る。制御装置４は、スマートフォン、タブレット端末等を含むスマートデバイス等のコンピュータによって構成されてもよい。制御装置４は、コンピュータにプログラム等を読み込ませることにより動作し得る。また、制御装置４は、制御パルスを発生させるファンクションジェネレータ、及び冷却素子７を制御するためのドライバ等を含んで構成されてもよい。ファンクションジェネレータは、２チャンネルの出力により、ＱＣＬ１１及びＭＥＭＳ回折格子１２をプログラムで連動して駆動させる。また、制御装置４は、第１回路基板３１及び第２回路基板３２と通信可能に構成されてもよい。例えば、制御装置４のファンクションジェネレータから駆動周波数となるタイミング信号が第１回路基板３１（パルスドライバ回路）に供給される。パルス電流の周波数は、例えば１００ｋＨｚ～５００ｋＨｚの範囲で可変となっている。そして、第１回路基板３１（パルスドライバ回路）からＱＣＬ素子１３へと、例えば１００ｎｓのパルス幅のパルス電流が印加され、１００ｎｓの光パルス幅のレーザ光が発振される。また、制御装置４は、ＭＥＭＳ回折格子１２の駆動周期をトリガとして、オシロスコープによって、又はＡＤコンバーターを介して、光検出器３からの出力をサンプリングしてもよい。なお、回折格子制御部４１及び演算部４２は、単一のコンピュータによって構成されなくてもよく、別々のコンピュータ又は電子回路によって構成されてもよい。例えば、回折格子制御部４１は、ＭＥＭＳ回折格子１２に含まれる電子回路によって構成されてもよい。

[作用及び効果]
以上説明したレーザモジュール２では、支持プレート６１の第２面６１ｂ（ＱＣＬ素子１３及びＭＥＭＳ回折格子１２が配置される第１面６１ａとは反対側の面）のうちＱＣＬ素子１３及びＭＥＭＳ回折格子１２と重なる領域に、凹部６１ｃが設けられている。そして、冷却素子７が当該凹部６１ｃ内に挿入されている。このような構成により、支持プレート６１に凹部６１ｃを設けない場合と比較して、ＱＣＬ素子１３と冷却素子７との距離を短くすることができる。これにより、冷却素子７による冷却効果を高めることができる。また、支持プレート６１における凹部６１ｃが設けられていない部分において、支持プレート６１の強度を保つための厚さを確保することができる。これにより、支持プレート６１を一様に薄くする場合と比較して、支持プレート６１の物理的安定性を高めることができる。その結果、レーザモジュール２の光学特性（例えば、レーザの発光特性）の悪化を抑制することができる。

また、厚さ方向Ｄから見た場合に、支持プレート６１の凹部６１ｃの内面の少なくとも一部は、冷却素子７の外縁の少なくとも一部と接触していてもよい。上記構成によれば、凹部６１ｃによって冷却素子７を位置決めすることができるため、冷却素子７の配置に製品間のバラツキが生じることを防ぐことができる。なお、本実施形態では一例として、冷却素子７の第１基板７１の寸法は、凹部６１ｃの寸法と一致している。すなわち、第１基板７１は、凹部６１ｃ内にちょうど収まる大きさに形成されている。この場合、凹部６１ｃの内面の全体と冷却素子７（第１基板７１）の外縁の全体とを接触させることができる。すなわち、冷却素子７（第１基板７１）を凹部６１ｃ内に嵌め込むことにより、支持プレート６１に対する冷却素子７の安定性をより高めることができる。

また、冷却素子７がＱＣＬ素子１３及びＭＥＭＳ回折格子１２の両方と重なるように設けられていることにより、仮に冷却素子７が熱変形したとしても、当該熱変形は、冷却素子７及びＭＥＭＳ回折格子１２の両方に同じように伝わることになる。より具体的には、冷却素子７の熱変形の影響は、ＱＣＬ素子１３が搭載されたヒートシンク８及びＭＥＭＳ回折格子１２が搭載された壁部６２に対して同様に伝わることになる。これにより、冷却素子７の熱変形に起因してＱＣＬ素子１３とＭＥＭＳ回折格子１２との相対位置関係にズレが生じることを抑制することができる。

また、ＭＥＭＳ回折格子１２は、ＱＣＬ素子１３から出射された光の一部を回折及び反射させる回折反射部２８を有してもよく、回折反射部２８を揺動させることにより、当該光の一部をＱＣＬ素子１３に帰還させてもよい。すなわち、ＭＥＭＳ回折格子１２は、回折格子（回折反射部２８）及び可動機構（可動部２３）が一体的に設けられた構成を有している。これにより、リトロー型のレーザモジュール２において、光学特性の悪化を抑制しつつ冷却効果を高めることができる。

また、ＱＣＬ素子１３の動作を制御するための回路基板（例えば、上述した第１回路基板３１に相当する回路基板）は、冷却素子７における支持プレート６１側とは反対側（すなわち、冷却素子７に対して底壁５１側）には配置されなくてもよい。この場合、冷却素子７における支持プレート６１とは反対側に発熱源としての回路基板が設けられないことにより、冷却素子７の排熱が阻害されることを防止することができる。これにより、冷却素子７による冷却効果をより一層高めることができる。より具体的には、上述したように、パルスドライバ回路が実装された第１回路基板３１は、発熱量が比較的大きい。このような第１回路基板３１と支持プレート６１とを熱的に分離して配置することにより、レーザの発光特性に対する熱的な影響を抑制することができる。

また、冷却素子７における支持プレート６１側とは反対側（すなわち、冷却素子７に対して底壁５１側）には、冷却素子７を更に冷却する補助冷却素子３３が配置されてもよい。この場合、補助冷却素子３３によって更に冷却効果を高めることができる。なお、このような構成は、従来一般的に冷却素子７の下方に配置されていた回路基板（例えば、上述した第１回路基板３１に相当する回路基板）を筐体５内に配置したことによって実現可能となっている。

また、レーザモジュール２は、支持プレート６１の第１面６１ａに立設され、厚さ方向Ｄに沿って延在する複数の支柱（本実施形態では、各支柱Ｂ１，Ｂ２）と、厚さ方向ＤにおいてＱＣＬ素子１３よりも支持プレート６１から離れた位置に配置され、複数の支柱Ｂ１，Ｂ２の各々の端部と接続された支柱連結部材（本実施形態では、第１回路基板３１及び第２回路基板３２のそれぞれ）と、を備えてもよい。上記構成によれば、複数の支柱及び支柱連結部材によって支持プレート６１が適切に支持されるため、支持プレート６１の物理的安定性をより一層高めることができる。その結果、レーザモジュール２の光学特性の悪化をより一層効果的に抑制することができる。

また、レーザモジュール２は、複数（本実施形態では４つ）の支柱Ｂ１と、複数の支柱Ｂ１の各々の端部と接続された第１回路基板３１と、を備えてもよい。また、第１回路基板３１は、ＱＣＬ素子１３の動作を制御するための回路基板であってもよい。本実施形態では一例として、第１回路基板３１は、バルスドライバ回路が実装された回路基板である。仮に、第１回路基板３１が冷却素子７と接している場合、第１回路基板３１から発生する熱が冷却素子７及び支持プレート６１を介してＱＣＬ素子１３に伝わる可能性がある。或いは、第１回路基板３１から発生する熱によって冷却素子７の排熱が阻害されるおそれがある。一方、上記のように複数の支柱Ｂ１を介して第１回路基板３１を支持する構成によれば、発熱源となる第１回路基板３１を冷却素子７から離れた位置に配置することにより、上述した問題を回避することができる。さらに、上述したように支持プレート６１の物理的安定性を高める効果を得ることができる。すなわち、第１回路基板３１を上述した支柱連結部材として機能させることができる。また、パルスドライバ回路を筐体５内に組み込むことにより、レーザ光源（レーザモジュール２）全体の小型化を図ることができる。

また、レーザモジュール２は、ノイズフィルタ回路を備えてもよい。ノイズフィルタ回路は、外部電源からの電力信号を入力し、当該電力信号に含まれるノイズを除去し、ノイズが除去された電力信号を第１回路基板３１に出力する。本実施形態では、第２回路基板３２にノイズフィルタ回路が実装されている。上記構成によれば、電力信号に重畳したノイズがノイズフィルタ回路によって除去されるため、静電気サージ等に起因する第１回路基板３１の損傷を防止することができる。また、第１回路基板３１を経由して電力信号がＱＣＬ素子１３及びＭＥＭＳ回折格子１２に供給される場合、ＱＣＬ素子１３及びＭＥＭＳ回折格子１２の損傷も防止される。

また、レーザモジュール２は、複数（本実施形態では２つ）の支柱Ｂ２と、厚さ方向ＤにおいてＱＣＬ素子１３と第１回路基板３１との間の位置に配置され、複数の支柱Ｂ２の各々の端部と接続された第２回路基板３２と、を備えてもよい。ここで、第１回路基板３１は、第２回路基板３２よりも高い発熱性を有している。上記構成によれば、第１回路基板３１から発生した熱が第２回路基板３２によって遮蔽されるため、第１回路基板３１からＱＣＬ素子１３への熱の伝達を抑制することができる。

また、第２回路基板３２は、厚さ方向Ｄから見た場合に、ＱＣＬ素子１３の少なくとも一部（本実施形態では一例として、ＱＣＬ素子１３の全体）及び第１回路基板３１の少なくとも一部と重なっていてもよい。上記構成によれば、第１回路基板３１からＱＣＬ素子１３への熱の伝達をより一層効果的に抑制することができる。

また、第２回路基板３２は、上述したノイズフィルタ回路が実装された回路基板であってもよい。上記構成によれば、ノイズフィルタ回路が実装された基板を、第１回路基板３１から発生した熱を遮蔽する第２回路基板３２として機能させることができる。これにより、第１回路基板３１からの熱を遮蔽するための部材とノイズフィルタ回路が実装された基板とを別々に設ける構成と比較して、モジュール（筐体５）の小型化を図ることができる。また、本実施形態においては、モジュールのサイズは、第１回路基板３１のサイズ（円板上の基板の径）に依存する。上記実施形態のように、パルスドライバ回路（第１回路基板３１）とノイズフィルタ回路（第２回路基板３２）とを分離することにより、第１回路基板３１の小型化を図ることができ、ひいてはモジュールの小型化を図ることができる。より具体的には、第１回路基板３１のサイズを小さくできれば、それに合わせて第１回路基板３１を支持する支持プレート６１のサイズも小さくすることができる。その結果、筐体５の幅及び奥行（すなわち、図２のように厚さ方向Ｄから筐体５を見た場合の縦及び横の寸法）を小さくすることができる。

また、レーザモジュール２は、支持プレート６１の凹部６１ｃ内において、支持プレート６１と冷却素子７との間に配置された熱伝導シート３４を備えてもよい。上記構成によれば、支持プレート６１と冷却素子７との間の伝熱性を向上させることができるため、冷却効果をより一層高めることができる。

また、底壁５１における冷却素子７側の面には、冷却素子７における底壁５１側の少なくとも一部（すなわち、第２基板７２の底壁５１側の少なくとも一部）が挿入される凹部５１ｂが設けられてもよい。上記構成によれば、凹部５１ｂによって、冷却素子７を底壁５１に対して容易に配置することができる。なお、本実施形態では一例として、冷却素子７の第２基板７２の寸法は、凹部５１ｂの寸法と一致している。すなわち、第２基板７２は、凹部５１ｂ内にちょうど収まる大きさに形成されている。この場合、凹部５１ｂの内面の全体と冷却素子７（第２基板７２）の外縁の全体とを接触させることができる。すなわち、冷却素子７（第２基板７２）を、凹部５１ｂ内に嵌め込むことにより、底壁５１に対する冷却素子７の安定性をより高めることができる。

[変形例]
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限られない。各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。例えば、上記実施形態において、外部共振器はリットマン型に構成されてもよい。この場合、レーザモジュール２は、例えば、上述した可動機構（可動部２３）と一体的に構成されたＭＥＭＳ回折格子１２に代えて、固定された（非可動の）回折格子と、当該回折格子の１次回折光を反射するための可動ミラーと、を備えてもよい。

また、第１回路基板３１は、必ずしも筐体５内に配置されなくてもよい。第２回路基板３２についても同様である。また、このような場合、レーザモジュール２は、支持プレート６１の物理的安定性の向上を図るために、第１回路基板３１及び第２回路基板３２以外の支柱連結部材（例えば、支持プレート６１と平行に延在する板状部材）と、当該支柱連結部材及び支持プレート６１を接続する支柱と、を備えてもよい。

また、上記実施形態では、筐体５の底壁５１が支持プレート６１を取り付けるためのベースプレートとして機能したが、支持プレート６１は、底壁５１とは別のベースプレート（例えば、筐体５内において底壁５１上に配置された基板）に取り付けられてもよい。この場合、補助冷却素子３３は、当該ベースプレートと底壁５１との間に配置されてもよい。

また、冷却素子７のみで十分な冷却効果が発揮される場合には、補助冷却素子３３は省略されてもよい。熱伝導シート３４についても同様に省略されてもよい。

また、上記実施形態では、厚さ方向Ｄから見た場合に、支持プレート６１の凹部６１ｃは、ＱＣＬ素子１３が搭載されたサブマウント１６の全体及びＭＥＭＳ回折格子１２が搭載された壁部６２の全体と重なるように形成されているが、凹部６１ｃが形成される領域の範囲及び大きさは、上記実施形態に限定されない。凹部６１ｃは、少なくともＱＣＬ素子１３の一部と重なっていればよい。好ましくは、凹部６１ｃは、ＱＣＬ素子１３の全体と重なるように形成される。例えば、凹部６１ｃは、ＱＣＬ素子１３の全体及びサブマウント１６の一部と重なるように形成されてもよい。より好ましくは、凹部６１ｃは、サブマウント１６の全体と重なるように形成される。なお、厚さ方向Ｄから見た場合に、レンズ９Ｂがサブマウント１６からはみ出る場合には、好ましくは、凹部６１ｃは、サブマウント１６の全体及びレンズ９Ｂと重なるように形成される。また、凹部６１ｃは、ＭＥＭＳ回折格子１２において回折格子が形成された回折反射部２８と少なくとも重なっていればよい。好ましくは、凹部６１ｃは、本実施形態のように壁部６２の全体と重なるように形成される。

冷却素子７が形成される範囲及び大きさについても、上述した凹部６１ｃが形成される範囲及び大きさと同様のことがいえる。すなわち、冷却素子７は、少なくともＱＣＬ素子１３の一部と重なっていればよい。好ましくは、冷却素子７は、ＱＣＬ素子１３の全体と重なるように形成される。例えば、冷却素子７は、ＱＣＬ素子１３の全体及びサブマウント１６の一部と重なるように形成されてもよい。より好ましくは、冷却素子７は、サブマウント１６の全体と重なるように形成される。なお、厚さ方向Ｄから見た場合に、レンズ９Ｂがサブマウント１６からはみ出る場合には、好ましくは、冷却素子７は、サブマウント１６の全体及びレンズ９Ｂと重なるように形成される。また、冷却素子７は、ＭＥＭＳ回折格子１２において回折格子が形成された回折反射部２８と少なくとも重なっていればよい。好ましくは、冷却素子７は、本実施形態のように壁部６２の全体と重なるように形成される。

なお、上記実施形態では、支持プレート６１において凹部６１ｃが形成されていない部分（厚さ方向Ｄから見た凹部６１ｃ以外の肉厚部）の面積が、凹部６１ｃ（すなわち、肉薄部）の面積よりも大きい。これにより、支持プレート６１の物理的安定性を好適に確保することができる。ただし、肉厚部（凹部６１ｃ以外の部分）の面積は、肉薄部（凹部６１ｃ）の面積よりも小さくてもよい。

１…分析装置、２…外部共振型レーザモジュール、３…光検出器、７…冷却素子、１１…量子カスケードレーザ、１２…ＭＥＭＳ回折格子（回折格子）、１３…量子カスケードレーザ素子、２８…回折反射部、３１…第１回路基板（支柱連結部材）、３２…第２回路基板（支柱連結部材）、３３…補助冷却素子、３４…熱伝導シート、５１…底壁（ベースプレート）、５１ｂ…凹部、６１…支持プレート、６１ａ…第１面、６１ｂ…第２面、６１ｃ…凹部、Ｂ１，Ｂ２…支柱、Ｄ…厚さ方向。

Claims (13)

1. 量子カスケードレーザ素子と、
   前記量子カスケードレーザ素子から出射された光の一部を回折及び反射させて前記量子カスケードレーザ素子に帰還させる回折格子と、
   前記量子カスケードレーザ素子及び前記回折格子が配置される第１面、及び前記第１面とは反対側の第２面を有する支持プレートと、
   前記支持プレートの前記第２面側において、前記支持プレートの厚さ方向から見た場合に前記量子カスケードレーザ素子及び前記回折格子と重なるように配置された冷却素子と、を備え、
   前記支持プレートの前記第２面のうち、前記支持プレートの厚さ方向から見た場合に少なくとも前記量子カスケードレーザ素子及び前記回折格子と重なる領域には、前記第２面から前記第１面へと向かう方向に窪む凹部が設けられており、
   前記冷却素子における前記支持プレート側の少なくとも一部は、前記凹部内に挿入されている、外部共振型レーザモジュール。
2. 前記支持プレートの厚さ方向から見た場合に、前記凹部の内面の少なくとも一部は、前記冷却素子の外縁の少なくとも一部と接触している、請求項１に記載の外部共振型レーザモジュール。
3. 前記回折格子は、前記量子カスケードレーザ素子から出射された前記光の一部を回折及び反射させる回折反射部を有し、前記回折反射部を揺動させることにより、前記光の一部を前記量子カスケードレーザ素子に帰還させる、請求項１又は２に記載の外部共振型レーザモジュール。
4. 前記量子カスケードレーザ素子の動作を制御するための回路基板は、前記冷却素子における前記支持プレート側とは反対側には配置されていない、請求項１～３のいずれか一項に記載の外部共振型レーザモジュール。
5. 前記冷却素子における前記支持プレート側とは反対側には、前記冷却素子を更に冷却する補助冷却素子が配置されている、請求項４に記載の外部共振型レーザモジュール。
6. 前記支持プレートの前記第１面に立設され、前記支持プレートの厚さ方向に沿って延在する複数の支柱と、
   前記支持プレートの厚さ方向において前記量子カスケードレーザ素子よりも前記支持プレートから離れた位置に配置され、前記複数の支柱の各々の端部と接続された支柱連結部材と、を更に備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の外部共振型レーザモジュール。
7. 前記支持プレートの前記第１面に立設され、前記支持プレートの厚さ方向に沿って延在する複数の第１支柱と、
   前記支持プレートの厚さ方向において前記量子カスケードレーザ素子よりも前記支持プレートから離れた位置に配置され、前記複数の第１支柱の各々の端部と接続された第１回路基板と、を更に備え、
   前記第１回路基板は、前記量子カスケードレーザ素子の動作を制御するための回路基板である、請求項１～５のいずれか一項に記載の外部共振型レーザモジュール。
8. 外部電源からの電力信号を入力し、前記電力信号に含まれるノイズを除去し、前記ノイズが除去された前記電力信号を前記第１回路基板に出力するノイズフィルタ回路を更に備える、請求項７に記載の外部共振型レーザモジュール。
9. 前記支持プレートの前記第１面に立設され、前記支持プレートの厚さ方向に沿って延在する複数の第２支柱と、
   前記支持プレートの厚さ方向において前記量子カスケードレーザ素子と前記第１回路基板との間の位置に配置され、前記複数の第２支柱の各々の端部と接続された第２回路基板と、を更に備え、
   前記第１回路基板は、前記第２回路基板よりも高い発熱性を有している、請求項７に記載の外部共振型レーザモジュール。
10. 前記第２回路基板は、前記支持プレートの厚さ方向から見た場合に、前記量子カスケードレーザ素子の少なくとも一部及び前記第１回路基板の少なくとも一部と重なっている、請求項９に記載の外部共振型レーザモジュール。
11. 前記第２回路基板は、ノイズフィルタ回路が実装された回路基板であり、
    前記ノイズフィルタ回路は、外部電源からの電力信号を入力し、前記電力信号に含まれるノイズを除去し、前記ノイズが除去された前記電力信号を前記第１回路基板に出力する、請求項９又は１０に記載の外部共振型レーザモジュール。
12. 前記支持プレートの前記凹部内において、前記支持プレートと前記冷却素子との間に配置された熱伝導シートを更に備える、請求項１～１１のいずれか一項に記載の外部共振型レーザモジュール。
13. 前記冷却素子の前記支持プレート側とは反対側に配置されるベースプレートを更に備え、
    前記ベースプレートにおける前記冷却素子側の面には、前記冷却素子における前記ベースプレート側の少なくとも一部が挿入される凹部が設けられている、請求項１～１２のいずれか一項に記載の外部共振型レーザモジュール。

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