JPH01179483A

JPH01179483A - 半導体レーザー装置

Info

Publication number: JPH01179483A
Application number: JP63001280A
Authority: JP
Inventors: Satoru Saito; 悟斎藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-01-08
Filing date: 1988-01-08
Publication date: 1989-07-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は半導体レーザ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、半導体レーザ装置のパッケージ内には、窒素（Ｎ
２）が封止されている。その理由は、発光部端面の酸化
を防止し、信頼性を上げるためである。

又、レーザチップに電源を投入してレーザ発振させた時
に、発光部において発生した熱は、ヒートシンクを介し
てにがすようになっている。

〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら、
上記従来例では、次のような欠点があった。

＜１＞窒素（Ｎ２）で封止しても残留酸素がはいってし
まう。

（２）発光部の発熱をおさえるためにヒートシンクを介
して放熱しても、その放熱効果には限界があり、熱抵抗
をさげるには限界があった。

（３）周囲温度の変化で特性が変りやすい。

（４）端面劣化、チップの腐蝕／酸化、絶縁性の低下、
素子寿命が短かい等、信頼性の限界があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体レーザ装置は、容器内に液体が封入され
ている。

（作　　用）従来、発光部の熱のほとんどは、チップ、ヒートシンク
、外装、外気という経路で放熱されていたが、本発明で
は発光部、不活性な液体（対流）、外装、外気という経
路でにがすことによって、効率よく、全体より放熱でき
る。また、この放熱効果に、ヒートシンクとして多孔材
質やくし形放熱板を使用する放熱効果を加えれば放熱効
果が高まる。また、液体を循環させることにより、さら
に放熱効果をあげることが可能である。このため、温度
変化による特性変動が低減され、また、熱による寿命の
加速がおさえられる。また、不活性な液体が充填されて
いることによりて端面酸化、チップの腐蝕等をおさえる
ことができ、信頼性を向上できる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

実施例１第１図は本発明の半導体レーザ装置の第１の実施例の断
面図、第２図（ａ）　、　（ｂ）は、それぞれ、第１図
の半導体レーザ装置の放熱効果を説明するための図であ
る。

本実施例は、ヒートシンク３上にマウントされたレーザ
チップ２と、ステム５、キャップ４とで形成され、レー
ザチップ２を収納する容器（参照番号なし）と、電極ピ
ン６と、光出射窓となるガラス１とを有しており、容器
内には不活性な液体８が気密的に充填されている。

次に、電極ピン６に所定の動作電圧を供給し、レーザ発
振を行なわせた場合の放熱効果について説明する。ここ
で、まず、本実施例の特徴をより明確化するため、従来
例におけるこの従来例を第６図を用いて簡単に説明して
おく。この従来例は、本実施例と同様の構造をしている
が、容器内には窒素（Ｎ２）が封入されている。この従
来例において、レーザチップ２に電流を投入してレーザ
発振すると、レーザ光はチップ内で共振し、端面より出
射される。すると、投入電源と光パワーの損失が熱とな
って端面及びチップ部２の温度を上昇させる。この場合
、損失となった熱は、はとんどがチップ２のベースにな
っているヒートシンク３を通って放熱され、窒素７を介
して放熱する量は非常に少なく、上述した問題点が生じ
る。共振する端面ではエネルギーの密度が高く温度も上
昇するため、最も効率が良い、放熱方法は、チップ２で
発生した熱をヒートシンク３のみの放熱ではなく、端面
部で発生した熱を直接に端面部より四方へ方に放熱する
ことである。

本実施例は、この理想的な放熱を実現させたものであり
、第２図（ａ）　、　（ｂ）に示されるようにチップ２
から発生した熱は、ヒートシンク３やワイヤー（参照番
号なし）、電極ピン６を介して放熱されるのみならず、
不活性な液体８を介して全体的に放熱される。このため
、発振端面における温度上昇を低減でき、端面劣化を低
減できる。また、不活性な液体８の存在により、外部温
度変化が吸収され、環境温度の変動を抑えることができ
、発光特性の変動を防止できる。また、さらに、従来例
のような残留酸素によるレーザチップの腐蝕の問題も、
不活性な液体８の存在により解決され、絶縁性も向上す
る。

実施例２第３図（ａ）　、　（ｂ）は、それぞれ、本発明の半導
体レーザ装置の第２の実施例の上面図および断面図であ
る。

本実施例は、レーザチップ２の支持部であるヒートシン
ク３をくし形の形状とし、このヒートシンク３と不活性
な液体８との接触面積を増大させ、放熱効果を向上させ
たものである。

実施例３第４図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ本発明の第３の実
施例の上面図および断面図である。

本実施例は、多孔質のヒートシンク３を用いて不活性な
液体８とヒートシンク３との接触面積を増大させ、放熱
効果を高めたものである。

実施例４第５図は本発明の第４の実施例の断面図である。

この第４の実施例は、不活性な液体を循環させるもので
あり、レーザチップ２のレーザ発振により発生した熱は
、ヒートシンク３又は、不活性な液体８に直接放熱され
る。この不活性な液体は、循環経路９を通って循環する
ために効率的に熱交換が行なわれ、熱放散性が向上して
いる。

以上いくつかの実施例を用いて本発明を説明したが、い
ずれの実施例においても、不活性な液体の屈折率を出射
窓ガラスの屈折率（例えば約１．５）と同等にすると、
出射窓ガラスからの光ビームの反射がなくなり、光ビー
ムの安定化を図ることも可能である。

（発明の効果〕以上説明したような操作をする事によって、次の様な効
果を得ることができる。

（１）温度による特性変化をおさえることができる。こ
れにより発光による熱を効率よく放散でき、熱による特
性変化を抑制することができる。

（２）熱による寿命の加速の低減、端面酸化（劣化）の
抑制、チップの腐蝕の防止、絶縁性の向上が図れ、信頼
性を向上することができる。

（３）封入される液体の屈折率を窓ガラスの屈折率と同
等とすることにより、窓ガラスにおけるレーザ光の反射
がなくなり、光ビームの安定化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体レーザ装置の第１の実施例の断
面図、第２図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ、第１の実施例の
熱放牧効果を説明するための上面図および断面図、第３
図（ａ）　、　（ｂ）は、それぞれ、本発明の第２の実
施例の上面図および断面図、第４図（ａ）　、　（ｂ）は、それぞれ、本発明の第３
の実施例の上面図および断面図、第５図は本発明の第４の実ｈζ例の断面図、第６図（ａ
）　、　（ｂ）はそれぞれ、従来例の上面図および断面
図である。１・・・ガラス、　　　　　２・・・レーザチップ、３
・・・ヒートシンク、　　４・・・キャップ、５・・・
ステム、　　　　　６・・・電極ビン、７・・・窒素（
Ｎ２）、　８・・・不活性な液体、９・・・循環経路。特許出願人　　キャノン株式会社

Claims

【特許請求の範囲】１、半導体レーザチップを保護するための容器内に、液
体が封入されていることを特徴とする半導体レーザー装
置。２、前記液体は不活性である特許請求の範囲の第１項記
載の半導体レーザ装置。３、前記液体の屈折率は、レーザ光出射ガラスの屈折率
とほぼ同じである特許請求の範囲第１項または第２項記
載の半導体レーザー装置。