JPWO2016148020A1 - Semiconductor laser and semiconductor laser light source module - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の半導体レーザからのレーザ光を複雑な光学系を用いることなく簡易に集約する。【解決手段】半導体レーザ光源モジュール２０では、半導体レーザ１１〜１３をヒートシンク１５上に設ける。半導体レーザチップ２の遅相軸（ＳＡ）はヒートシンク１５の表面と垂直である。ヒートシンク１５の冷却面１８には、半導体レーザに対応したシリンドリカルレンズ２１〜２３が設けられ、また、第一の共通シリンドリカルレンズ２４と第二の共通シリンドリカルレンズ２５が設けられている。シリンドリカルレンズ２１〜２３は進相軸（ＦＡ）方向のコリメータとして機能する。第一の共通シリンドリカルレンズ２４は遅相軸（ＳＡ）方向の集光レンズとして機能する。第二の共通シリンドリカルレンズ２５は進相軸（ＦＡ）方向の集光レンズとして機能する。【選択図】図１Laser light from a plurality of semiconductor lasers is easily collected without using a complicated optical system. In a semiconductor laser light source module, semiconductor lasers are provided on a heat sink. The slow axis (SA) of the semiconductor laser chip 2 is perpendicular to the surface of the heat sink 15. Cylindrical lenses 21 to 23 corresponding to the semiconductor laser are provided on the cooling surface 18 of the heat sink 15, and a first common cylindrical lens 24 and a second common cylindrical lens 25 are provided. The cylindrical lenses 21 to 23 function as collimators in the fast axis (FA) direction. The first common cylindrical lens 24 functions as a condensing lens in the slow axis (SA) direction. The second common cylindrical lens 25 functions as a condenser lens in the fast axis (FA) direction. [Selection] Figure 1

Description

本発明は半導体レーザに関し、特に高出力のレーザ光を生成できる半導体レーザに関する。本発明は高出力半導体レーザのパッケージに関し、スタックされた半導体レーザチップからの光を高い効率で集光するのに適したパッケージに関する。本発明は半導体レーザの冷却構造に関する。本発明は半導体レーザの給電構造に関する。本発明は半導体レーザの絶縁構造に関する。本発明は半導体レーザ光源モジュールに関し、特に半導体レーザ光源モジュールの集光光学系に関する。   The present invention relates to a semiconductor laser, and more particularly to a semiconductor laser capable of generating high-power laser light. The present invention relates to a package for a high-power semiconductor laser, and more particularly to a package suitable for condensing light from stacked semiconductor laser chips with high efficiency. The present invention relates to a semiconductor laser cooling structure. The present invention relates to a power supply structure for a semiconductor laser. The present invention relates to an insulating structure of a semiconductor laser. The present invention relates to a semiconductor laser light source module, and more particularly to a condensing optical system of a semiconductor laser light source module.

特許文献１には、半導体レーザスタックの各半導体レーザチップに対応して設けられたシリンドリカルレンズと共通の集光レンズを用いて、半導体レーザスタックからのレーザ光をロッド状の固体レーザ媒質の端面に導入する光学系が開示されている。
特許文献２には半導体レーザスタックの各半導体レーザチップに対応して設けられたシリンドリカルレンズと、二つの共通シリンドリカルレンズを用いて、半導体レーザスタックからのレーザ光をディスク状固体レーザ媒質の側面に導入する光学系が開示されている。
特許文献３には半導体レーザチップと反射鏡を集積して、半導体レーザチップからのレーザ光の方向を変える光学系が開示されている。
特許文献４には、ステップミラーを用いて、複数の半導体レーザからのレーザ光を集光して光ファイバに導入する光学系が開示されている。
特許文献５には、Ｃマウントと呼ばれる半導体レーザパッケージが開示されている。また、半導体レーザの取り付け面に対して平行にレーザ光が出射される半導体レーザパッケージが開示されている。
特許文献６には、ヒートシンクに対して垂直にレーザ光が出射される半導体レーザパッケージが開示されている。
特許文献７には、窒化アルミウムサブマウントの表面と裏面に銅メッキを施して、サブマウントの熱膨張率をガリウムヒ素に一致させる手法が開示されている。
特許文献８には、接着剤層（金錫半田）中にグラファイトからなる応力緩和層を設けて、ヒートシンクの熱膨張率をガリウムヒ素に一致させる手法が開示されている。
特許文献９には、複数の半導体レーザをそれぞれ活性層と平行な方向に発光点が一列に並ぶように配置し、半導体レーザごとに設けたコリメータと共通コリメータを用いて、複数の半導体レーザからの光を光ファイバに導入する構造が開示されている。
特許文献１０には、プレスすることによってジオデシックレンズを製造する手法が開示されている。また、研磨によってジオデシックレンズを製造する手法が開示されている。
特許文献１１には、紫外線硬化樹脂を用いてジオデシックレンズを製造する手法が開示されている。
特許文献１２には、セラミクス粉末を焼結して様々な形状の透光性セラミクスを製造する方法が開示されている。
特許文献１３には、セラミクス粉末を焼結して様々な形状の固体レーザ媒質を製造する方法が開示されている。
特許文献１４には、ステップミラーと偏光ビームスプリッタを組み合わせて、複数の半導体レーザからのレーザ光を集光して光ファイバに導入する光学系が開示されている
特許文献１５には、半導体レーザチップと全反射プリズムを集積して、全反射によって半導体レーザチップからのレーザ光の方向を変える光学系が開示されている。In Patent Document 1, a condensing lens common to a cylindrical lens provided corresponding to each semiconductor laser chip of the semiconductor laser stack is used, and laser light from the semiconductor laser stack is applied to an end surface of a rod-shaped solid laser medium. An optical system to be introduced is disclosed.
In Patent Document 2, laser light from a semiconductor laser stack is introduced into a side surface of a disk-shaped solid laser medium by using a cylindrical lens provided corresponding to each semiconductor laser chip of the semiconductor laser stack and two common cylindrical lenses. An optical system is disclosed.
Patent Document 3 discloses an optical system in which a semiconductor laser chip and a reflecting mirror are integrated to change the direction of laser light from the semiconductor laser chip.
Patent Document 4 discloses an optical system that collects laser beams from a plurality of semiconductor lasers and introduces them into an optical fiber using a step mirror.
Patent Document 5 discloses a semiconductor laser package called a C mount. Also disclosed is a semiconductor laser package in which laser light is emitted parallel to the mounting surface of the semiconductor laser.
Patent Document 6 discloses a semiconductor laser package in which laser light is emitted perpendicular to a heat sink.
Patent Document 7 discloses a technique in which copper plating is applied to the front and back surfaces of an aluminum nitride submount so that the thermal expansion coefficient of the submount matches that of gallium arsenide.
Patent Document 8 discloses a technique in which a stress relaxation layer made of graphite is provided in an adhesive layer (gold / tin solder) so that the thermal expansion coefficient of a heat sink matches that of gallium arsenide.
In Patent Document 9, a plurality of semiconductor lasers are arranged so that their light emitting points are aligned in a direction parallel to the active layer, and a collimator and a common collimator provided for each semiconductor laser are used. A structure for introducing light into an optical fiber is disclosed.
Patent Document 10 discloses a method of manufacturing a geodesic lens by pressing. In addition, a technique for manufacturing a geodesic lens by polishing is disclosed.
Patent Document 11 discloses a method of manufacturing a geodesic lens using an ultraviolet curable resin.
Patent Document 12 discloses a method for producing translucent ceramics having various shapes by sintering ceramic powder.
Patent Document 13 discloses a method of manufacturing ceramic lasers having various shapes by sintering ceramic powder.
Patent Document 14 discloses an optical system that combines a step mirror and a polarizing beam splitter to collect laser light from a plurality of semiconductor lasers and introduce the laser light into an optical fiber. Patent Document 15 discloses a semiconductor laser chip. And an optical system that integrates total reflection prisms and changes the direction of laser light from a semiconductor laser chip by total reflection.

特開平１０−３２３５９号公報JP-A-10-32359 特許第５０７０５１９号公報Japanese Patent No. 5070519 特開平０５−３２７１３１号公報JP 05-327131 A 特表２００８−５０１２３６号公報Special table 2008-501236 gazette 特許第５５４７７４９号公報Japanese Patent No. 554749 特開平０２−２８１７８２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 02-281784 特許第５０７５１６５号公報Japanese Patent No. 5075165 特開２００８−３１１５５６号公報JP 2008-311556 A 特開２００２−２０２４４２号公報JP 2002-202442 A 特開平０１−１０５２０７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 01-105207 特開平０３−２００１０６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-200106 特開平１１−１５７９３３号公報JP-A-11-157933 特開２００３−２０２８８号公報JP 2003-20288 A 米国特許８４３７０８６号明細書U.S. Patent No. 8437086 米国特許６９７５４６５号明細書US Pat. No. 6,975,465

特許文献４に開示されているような、半導体レーザアレイとステップミラーを用いて、複数の半導体レーザストライプからの光をマルチモード光ファイバに集約する手法は光学系が複雑であり、また、光学アライメントが困難であるという問題点があった。   The method of concentrating light from a plurality of semiconductor laser stripes into a multimode optical fiber using a semiconductor laser array and a step mirror as disclosed in Patent Document 4 has a complicated optical system, and optical alignment. There was a problem that it was difficult.

上記課題を解決するために、本発明の半導体レーザ光源モジュールは、複数の半導体レーザを備え、ヒートシンクの冷却面に対してこれらの半導体レーザからのレーザ光の遅相軸が垂直になるように配列させたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a semiconductor laser light source module of the present invention includes a plurality of semiconductor lasers, and is arranged so that the slow axis of the laser light from these semiconductor lasers is perpendicular to the cooling surface of the heat sink. It was made to be characterized.

上記の構成によれば、複数の半導体レーザからのレーザ光は進相軸方向に一列に並ぶ。このため、ステップミラーを用いずとも、複数のシリンドリカルレンズと二つの共通シリンドリカルレンズを用いて、複数の半導体レーザチップからのレーザ光をマルチモード光ファイバに高効率で導入することができる。   According to the above configuration, the laser beams from the plurality of semiconductor lasers are arranged in a line in the fast axis direction. For this reason, it is possible to introduce laser light from a plurality of semiconductor laser chips into a multimode optical fiber with high efficiency by using a plurality of cylindrical lenses and two common cylindrical lenses without using a step mirror.

本発明の第一実施例の半導体レーザ１０と半導体レーザ光源モジュール２０の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the semiconductor laser 10 and the semiconductor laser light source module 20 of 1st Example of this invention. 光学アライメント基板３０の構成を示す概略図である。2 is a schematic view showing a configuration of an optical alignment substrate 30. FIG. 本発明の第二実施例の半導体レーザ５０と半導体レーザ光源モジュール６０の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the semiconductor laser 50 and the semiconductor laser light source module 60 of 2nd Example of this invention. 本発明の第三実施例のサブマウントの接着構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the adhesion structure of the submount of the 3rd Example of this invention. 本発明の第四実施例の半導体レーザ７０と半導体レーザ光源モジュール８０の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the semiconductor laser 70 and the semiconductor laser light source module 80 of 4th Example of this invention. 本発明の第五実施例の半導体レーザ光源９０と９１の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the semiconductor laser light sources 90 and 91 of 5th Example of this invention. 半導体レーザ光源モジュール１００を示す概略図である。 1 is a schematic view showing a semiconductor laser light source module 100. FIG. 半導体レーザ光源９４を示す概略図である。It is the schematic which shows the semiconductor laser light source 94. FIG. 本発明の第六実施例の半導体レーザ光源モジュール１１０の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the semiconductor laser light source module 110 of the 6th Example of this invention. 本発明の第七実施例の半導体レーザ１２０と半導体レーザ光源モジュール１３０の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the semiconductor laser 120 and the semiconductor laser light source module 130 of 7th Example of this invention. 本発明の第八実施例の半導体レーザ１４０と半導体レーザ光源モジュール１５０の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the semiconductor laser 140 and the semiconductor laser light source module 150 of 8th Example of this invention. 半導体レーザ光源モジュール１６０の上面図である。3 is a top view of a semiconductor laser light source module 160. FIG. 半導体レーザ光源モジュール１６０の側面図である。2 is a side view of a semiconductor laser light source module 160. FIG. 本発明の第十実施例の固体レーザ光増幅器１７０の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the solid state laser optical amplifier 170 of 10th Example of this invention. 本発明の第十実施例の固体レーザ媒質１８０、１８２、及び、１８４の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the solid state laser medium 180 of the 10th Example of this invention, 182 and 184 . 本発明の第十一実施例の半導体レーザ１９０の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the semiconductor laser 190 of 11th Example of this invention. 半導体レーザ光源モジュール２００を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a semiconductor laser light source module 200. FIG. 本発明の第十二実施例の半導体レーザ２１０と半導体レーザ光源モジュール２２０を示す概略図である。It is the schematic which shows the semiconductor laser 210 and semiconductor laser light source module 220 of 12th Example of this invention.

以下に、図面を参照して本発明に係わる半導体レーザの実施の形態を詳細に説明する。この実施の形態により本発明が限定されるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付与している。   Hereinafter, embodiments of a semiconductor laser according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments. In the drawings, the same reference numerals are assigned to the same components.

［第一実施例］
図１（ａ）は本発明の第一実施例の半導体レーザ１０の構成を示す側面図である。半導体レーザ１０はマウント１、半導体レーザチップ２、サブマウント３、絶縁体ブロック４、及び、電極５を備えている。図１（ａ）に半導体レーザチップ２の進相軸（ＦＡ：Ｆａｓｔ Ａｘｉｓ）を矢印で示す。進相軸は半導体レーザチップ２の接合面に垂直方向であり、レーザ光１４の拡がり角が大きい方向である。進相軸方向ではレーザ光１４のビーム品質は高い。[First embodiment]
FIG. 1A is a side view showing the configuration of the semiconductor laser 10 according to the first embodiment of the present invention. The semiconductor laser 10 includes a mount 1, a semiconductor laser chip 2, a submount 3, an insulator block 4, and an electrode 5. In FIG. 1A, the fast axis (FA) of the semiconductor laser chip 2 is indicated by an arrow. The fast axis is the direction perpendicular to the bonding surface of the semiconductor laser chip 2 and the direction in which the spread angle of the laser beam 14 is large. The beam quality of the laser beam 14 is high in the fast axis direction.

マウント１は無酸素銅から成り、金メッキが施されている。マウント１にはねじ穴６（開口部）が設けられている。サブマウント３は銅タングステン合金から成り、金メッキが施されている。絶縁体ブロック４は、アルミナ系セラミクスから成る。電極５は無酸素銅から成り、金メッキが施されている。   The mount 1 is made of oxygen-free copper and is plated with gold. The mount 1 is provided with a screw hole 6 (opening). The submount 3 is made of a copper-tungsten alloy and is plated with gold. The insulator block 4 is made of alumina ceramics. The electrode 5 is made of oxygen-free copper and is plated with gold.

図１（ｃ）に半導体レーザチップ２の上面図を示す。半導体レーザチップ２は横モードがマルチモードの単一エミッタのファブリーペロー型共振器を有するブロードエリア半導体レーザチップである。半導体レーザチップ２はガリウムヒ素基板を用いて構成されたものを用いている。   FIG. 1C shows a top view of the semiconductor laser chip 2. The semiconductor laser chip 2 is a broad area semiconductor laser chip having a single-emitter Fabry-Perot resonator whose multimode is a transverse mode. The semiconductor laser chip 2 is formed using a gallium arsenide substrate.

半導体レーザチップ２の寸法としては、一例として、半導体レーザチップ２の幅ｗ２は２５０μｍ、ストライプ１９の幅ｗ１は１００μｍ、共振器長Ｌは４ｍｍである。ｗ１、ｗ２、及び、Ｌは用途に応じて変更することができる。   As an example of the dimensions of the semiconductor laser chip 2, the width w2 of the semiconductor laser chip 2 is 250 μm, the width w1 of the stripe 19 is 100 μm, and the resonator length L is 4 mm. w1, w2, and L can be changed according to the application.

半導体レーザチップ２からのレーザ光のビームプロファイルは非対称であり、明確な進相軸（ＦＡ：Ｆａｓｔ Ａｘｉｓ）と遅相軸（ＳＡ：Ｓｌｏｗ Ａｘｉｓ）を有している。多くの場合、進相軸（ＦＡ）は横モードが単一モードであり、遅相軸（ＳＡ）は横モードが多モードである。   The beam profile of the laser beam from the semiconductor laser chip 2 is asymmetric and has a clear fast axis (FA) and slow axis (SA). In many cases, the fast axis (FA) is single mode in the transverse mode, and the slow axis (SA) is multimode in the transverse mode.

サブマウント３はガリウムヒ素の熱膨張係数とほぼ等しい熱膨張係数を有する銅タングステン合金から成る。マウント１の材料として銅タングステン合金を用いた場合は、サブマウント３を省略することもできる。   The submount 3 is made of a copper tungsten alloy having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of gallium arsenide. When a copper tungsten alloy is used as the material of the mount 1, the submount 3 can be omitted.

マウント１上にはサブマウント３が接着されている。サブマウント３上には半導体レーザチップ２が接着されている。半導体レーザチップ２のレーザダイオード形成面はサブマウント３側に接着されている。いわゆるジャンクションダウン構造である。マウント１の上部には絶縁体ブロック４が接着され、その絶縁体ブロック４上には電極５が接着されている。   A submount 3 is bonded on the mount 1. On the submount 3, the semiconductor laser chip 2 is bonded. The laser diode forming surface of the semiconductor laser chip 2 is bonded to the submount 3 side. This is a so-called junction down structure. An insulator block 4 is bonded to the top of the mount 1, and an electrode 5 is bonded on the insulator block 4.

便宜上、半導体レーザチップ２が設けられている側をマウント１の第一の面と呼ぶこととする。また、第一の面に対して垂直な面の内、ヒートシンク１５に取り付けられる側の面を第二の面と呼ぶこととする。図１（ａ）では第二の面はマウント１の手前側の面となる。ねじ穴６は第二の面を貫通している。ヒートシンク１５は液冷却（水冷）式、空冷式、及び、ペルチェ素子による冷却方式など、任意のものを用いることができる。   For convenience, the side on which the semiconductor laser chip 2 is provided is referred to as the first surface of the mount 1. Of the surfaces perpendicular to the first surface, the surface attached to the heat sink 15 is referred to as a second surface. In FIG. 1A, the second surface is the front surface of the mount 1. The screw hole 6 penetrates the second surface. The heat sink 15 may be of any type such as a liquid cooling (water cooling) type, an air cooling type, and a cooling method using a Peltier element.

電極５と半導体レーザチップ２はワイヤー９を介して接続されている。半導体レーザチップ２の裏面（レーザダイオード形成面とは反対側の面）にワイヤー９が接着されている。ワイヤー９は金線である。ワイヤー９は複数設けても良いし、リボン状のワイヤーを用いても良い。   The electrode 5 and the semiconductor laser chip 2 are connected via a wire 9. A wire 9 is bonded to the back surface of the semiconductor laser chip 2 (the surface opposite to the laser diode forming surface). The wire 9 is a gold wire. A plurality of wires 9 may be provided, or a ribbon-shaped wire may be used.

図１（ｂ）に示すように、半導体レーザ１０の側面が絶縁スペーサ８を介してヒートシンク１５の冷却面１８にねじ７を用いて取りつけられている。絶縁スペーサ８にはマウント１のねじ穴６に対応した図示しない穴が設けられている。図１（ｂ）は半導体レーザ１０の上面図（マウント１の半導体レーザチップ２を設けた側）から見た図となっている。   As shown in FIG. 1B, the side surface of the semiconductor laser 10 is attached to the cooling surface 18 of the heat sink 15 with screws 7 through the insulating spacer 8. The insulating spacer 8 is provided with a hole (not shown) corresponding to the screw hole 6 of the mount 1. FIG. 1B is a top view of the semiconductor laser 10 (the side of the mount 1 on which the semiconductor laser chip 2 is provided).

図１（ｂ）に半導体レーザチップ２の遅相軸（ＳＡ）を矢印で示す。遅相軸（ＳＡ）は半導体レーザチップ２の接合面に平行方向であり、レーザ光１４の拡がり角が小さい方向である。遅相軸ではレーザ光１４のビーム品質は低い。   In FIG. 1B, the slow axis (SA) of the semiconductor laser chip 2 is indicated by an arrow. The slow axis (SA) is a direction parallel to the bonding surface of the semiconductor laser chip 2 and is a direction in which the divergence angle of the laser light 14 is small. On the slow axis, the beam quality of the laser beam 14 is low.

なお、マウント１にねじ穴６を設けない構成も可能である。この場合は、接着剤を用いて絶縁スペーサ８を介して半導体レーザ１０をヒートシンク１５に取り付けることができる。マウント１にねじ穴を設けない場合は絶縁スペーサにもねじ穴を設けない構成とすることができる。   In addition, the structure which does not provide the screw hole 6 in the mount 1 is also possible. In this case, the semiconductor laser 10 can be attached to the heat sink 15 via the insulating spacer 8 using an adhesive. When the mount 1 is not provided with a screw hole, the insulating spacer may be provided with no screw hole.

半導体レーザ１０から出射されるレーザ光１４は半導体レーザの取り付け面（冷却面１８）に対して平行である。冷却面１８に対して、レーザ光１４の遅相軸（ＳＡ）は垂直となる。このレーザ光の出射方向が半導体レーザ１０を特徴づけている。   Laser light 14 emitted from the semiconductor laser 10 is parallel to the mounting surface (cooling surface 18) of the semiconductor laser. The slow axis (SA) of the laser beam 14 is perpendicular to the cooling surface 18. The laser beam emission direction characterizes the semiconductor laser 10.

ヒートシンク１５は無酸素銅から成り、金メッキが施されている。絶縁スペーサ８はチッ化アルミニウム（ＡｌＮ）から成り、絶縁スペーサ８の両面には金メタライズが施されている。   The heat sink 15 is made of oxygen-free copper and is plated with gold. The insulating spacer 8 is made of aluminum nitride (AlN), and both surfaces of the insulating spacer 8 are gold metallized.

絶縁スペーサ８は独立した部品として用いることができる。また、絶縁スペーサをマウント１に接着した実施例とすることもできる。絶縁スペーサをマウント１に接着した実施例は、半導体レーザ１０のねじ７による取り付けにあたって、取り付け作業が容易になるという利点がある。   The insulating spacer 8 can be used as an independent part. Further, an embodiment in which an insulating spacer is bonded to the mount 1 can be used. The embodiment in which the insulating spacer is bonded to the mount 1 has an advantage that the mounting work is facilitated when the semiconductor laser 10 is mounted with the screw 7.

半導体レーザ１０、絶縁スペーサ８、及び、ヒートシンク１５を接着する場合、接着剤としては、金ナノ粒子接着剤、銀ナノ粒子接着剤、銀粒子を樹脂中に分散した接着剤、あるいは、金錫（ＡｕＳｎ）ハンダなどを用いることができる。金ナノ粒子接着剤や銀ナノ粒子接着剤は貴金属ナノ粒子を低温焼結する接着剤である。   When the semiconductor laser 10, the insulating spacer 8, and the heat sink 15 are bonded, as an adhesive, a gold nanoparticle adhesive, a silver nanoparticle adhesive, an adhesive in which silver particles are dispersed in a resin, or gold tin ( AuSn) solder or the like can be used. Gold nanoparticle adhesives and silver nanoparticle adhesives are adhesives that sinter noble metal nanoparticles at low temperatures.

図１（ｂ）に示すようにレーザ光１４はヒートシンク１５の表面に対して平行方向に出射する。また、レーザ光１４の遅相軸はヒートシンク１５の表面に対して垂直である。   As shown in FIG. 1B, the laser beam 14 is emitted in a direction parallel to the surface of the heat sink 15. The slow axis of the laser beam 14 is perpendicular to the surface of the heat sink 15.

図１（ｄ）は半導体レーザ光源モジュール２０を示す上面図である。半導体レーザ光源モジュール２０では半導体レーザ１１、１２、及び、１３がヒートシンク１５上に設けられている。半導体レーザ１１、１２、及び、１３は半導体レーザ１０と同様の構造を有している。半導体レーザ１１、１２、及び、１３はヒートシンク１５上にねじ止め、もしくは、接着されている。   FIG. 1D is a top view showing the semiconductor laser light source module 20. In the semiconductor laser light source module 20, semiconductor lasers 11, 12 and 13 are provided on the heat sink 15. The semiconductor lasers 11, 12, and 13 have the same structure as the semiconductor laser 10. The semiconductor lasers 11, 12, and 13 are screwed or bonded onto the heat sink 15.

図１（ｄ）に示すように、半導体レーザ１１、１２、及び、１３はワイヤー２７と２８によって直列接続されている。ある半導体レーザの電極と隣接する半導体レーザのマウントがワイヤーによって接続されている。また、直列接続された半導体レーザ１１、１２、及び、１３はワイヤー２６と２９によって電源と接続されている。   As shown in FIG. 1D, the semiconductor lasers 11, 12, and 13 are connected in series by wires 27 and 28. An electrode of a certain semiconductor laser and a semiconductor laser mount adjacent to each other are connected by a wire. The semiconductor lasers 11, 12, and 13 connected in series are connected to a power source by wires 26 and 29.

図１（ｄ）に半導体レーザチップ２の進相軸（ＦＡ）を矢印で示す。半導体レーザチップ２の進相軸（ＦＡ）はヒートシンク１５の表面と平行である。図１（ｄ）においては、半導体レーザ１１、１２、及び、１３はそれぞれの半導体レーザチップの活性層に垂直な方向に発光点が一列に並んだ構成となっている。   In FIG. 1D, the fast axis (FA) of the semiconductor laser chip 2 is indicated by an arrow. The fast axis (FA) of the semiconductor laser chip 2 is parallel to the surface of the heat sink 15. In FIG. 1D, the semiconductor lasers 11, 12, and 13 have a configuration in which the light emitting points are arranged in a line in a direction perpendicular to the active layer of each semiconductor laser chip.

ヒートシンク１５の冷却面１８には、半導体レーザ１１、１２、及び、１３に対応してシリンドリカルレンズ２１、２２、及び、２３が設けられている。また、第一の共通シリンドリカルレンズ２４と第二の共通シリンドリカルレンズ２５が設けられている。シリンドリカルレンズ２１、２２、２３、第一の共通シリンドリカルレンズ２４、及び、第二の共通シリンドリカルレンズ２５はヒートシンク１５上に接着されている。   Cylindrical lenses 21, 22, and 23 are provided on the cooling surface 18 of the heat sink 15 corresponding to the semiconductor lasers 11, 12, and 13. In addition, a first common cylindrical lens 24 and a second common cylindrical lens 25 are provided. The cylindrical lenses 21, 22 and 23, the first common cylindrical lens 24, and the second common cylindrical lens 25 are bonded onto the heat sink 15.

シリンドリカルレンズ２１、２２、及び、２３は進相軸（ＦＡ）方向のコリメータとして機能する。第一の共通シリンドリカルレンズ２４は遅相軸（ＳＡ）方向の集光レンズとして機能する。第二の共通シリンドリカルレンズ２５は進相軸（ＦＡ）方向の集光レンズとして機能する。第一の共通シリンドリカルレンズ２４と第二の共通シリンドリカルレンズ２５の一は入れ替えることもできる。   The cylindrical lenses 21, 22, and 23 function as collimators in the fast axis (FA) direction. The first common cylindrical lens 24 functions as a condensing lens in the slow axis (SA) direction. The second common cylindrical lens 25 functions as a condenser lens in the fast axis (FA) direction. One of the first common cylindrical lens 24 and the second common cylindrical lens 25 can be interchanged.

半導体レーザ１１、１２、１３、シリンドリカルレンズ２１、２１、２３、第一の共通シリンドリカルレンズ２４、及び、第二の共通シリンドリカルレンズ２５から成る光学系は、特許文献１あるいは特許文献２に記載されている光学系と同様の機能を有する。   An optical system including the semiconductor lasers 11, 12 and 13, the cylindrical lenses 21, 21 and 23, the first common cylindrical lens 24, and the second common cylindrical lens 25 is described in Patent Document 1 or Patent Document 2. It has the same function as the optical system.

半導体レーザ光源モジュール２０では、半導体レーザ１１、１２、及び、１３からのレーザ光１４はシリンドリカルレンズ２１、２１、２３、第一の共通シリンドリカルレンズ２４、及び、第二の共通シリンドリカルレンズ２５を経て、光ファイバ１６のコア１７に導入される。   In the semiconductor laser light source module 20, the laser light 14 from the semiconductor lasers 11, 12, and 13 passes through the cylindrical lenses 21, 21, 23, the first common cylindrical lens 24, and the second common cylindrical lens 25, It is introduced into the core 17 of the optical fiber 16.

光ファイバ１６は横モードがマルチモードの光ファイバである。コア１７のコア径は５０μｍから１．５ｍｍの範囲である。代表的なコア径としては１００μｍ、あるいは、６００μｍなどを挙げることができる。   The optical fiber 16 is an optical fiber having a multimode transverse mode. The core diameter of the core 17 is in the range of 50 μm to 1.5 mm. Typical core diameters include 100 μm, 600 μm, and the like.

半導体レーザ１１、１２、１３からのレーザ光はシリンドリカルレンズ２１、２１、２３によって、それぞれ、進相軸（ＦＡ）方向にコリメートされる。次いで、第一の共通シリンドリカルレンズ２４によって遅相軸（ＳＡ）方向のレーザ光がコア１７に焦点を結ぶ。また、第二の共通シリンドリカルレンズ２５によって進相軸（ＦＡ）方向のレーザ光がコア１７に焦点を結ぶ。   The laser beams from the semiconductor lasers 11, 12, and 13 are collimated in the fast axis (FA) direction by the cylindrical lenses 21, 21, and 23, respectively. Next, the laser beam in the slow axis (SA) direction is focused on the core 17 by the first common cylindrical lens 24. The laser beam in the fast axis (FA) direction is focused on the core 17 by the second common cylindrical lens 25.

なお、レーザ光１４の導入対象として、光ファイバ１６に代えて、特許文献１に開示されているロッド状の固体レーザ媒質、あるいは、特許文献２に開示されているディスク状の固体レーザ媒質を用いることもできる。   In addition, instead of the optical fiber 16, the rod-shaped solid laser medium disclosed in Patent Document 1 or the disk-shaped solid laser medium disclosed in Patent Document 2 is used as an introduction target of the laser light 14. You can also.

本実施例の半導体レーザ光源モジュール２０はロッド状固体レーザ媒質の端面へのレーザ光導入に適している。本実施例の半導体レーザ光源モジュール２０はディスク状固体レーザ媒質の側面へのレーザ光導入に適している。   The semiconductor laser light source module 20 of this embodiment is suitable for introducing laser light to the end face of a rod-shaped solid laser medium. The semiconductor laser light source module 20 of this embodiment is suitable for introducing laser light into the side surface of a disk-shaped solid laser medium.

本実施例の半導体レーザ１０はマウント１の半導体レーザチップ２の搭載面（第一の面）の側面（第二の面）をヒートシンク１５の冷却面１８に接着している。このため、レーザ光１４の遅相軸（ＳＡ）が冷却面１８に対して垂直にできるという特徴がある。また、半導体レーザモジュール２０において、冷却面１８を基準面として光学系を構築できる。   In the semiconductor laser 10 of this embodiment, the side surface (second surface) of the mounting surface (first surface) of the semiconductor laser chip 2 of the mount 1 is bonded to the cooling surface 18 of the heat sink 15. For this reason, the slow axis (SA) of the laser light 14 can be perpendicular to the cooling surface 18. In the semiconductor laser module 20, an optical system can be constructed with the cooling surface 18 as a reference surface.

特許文献６に開示されているような、ヒートシンクに対して垂直方向にレーザ光を取りだす半導体レーザでは、半導体レーザチップの共振器が長くなると、半導体レーザチップのレーザ光出射面とヒートシンクの距離が増加して放熱特性が劣化する。   In a semiconductor laser that extracts laser light in a direction perpendicular to the heat sink as disclosed in Patent Document 6, when the resonator of the semiconductor laser chip becomes longer, the distance between the laser light emitting surface of the semiconductor laser chip and the heat sink increases. As a result, the heat dissipation characteristics deteriorate.

これに対して、本実施例の半導体レーザ１０では、半導体レーザチップ２として長共振器の構成を採用した場合でも、共振器の側面側から冷却することになるので、マウント１を適切に設計することにより冷却面１８までの距離を短く取ることができる。このため、高い冷却効率を得ることができる。   On the other hand, in the semiconductor laser 10 of the present embodiment, even when the configuration of the long resonator is adopted as the semiconductor laser chip 2, cooling is performed from the side of the resonator, so that the mount 1 is appropriately designed. Thus, the distance to the cooling surface 18 can be shortened. For this reason, high cooling efficiency can be obtained.

本実施例の半導体レーザ光源モジュール２０では、ヒートシンク１５の冷却面１８は光学系の基準面としても機能している。したがって光学系のアライメントが容易となり、構造が簡易となる。   In the semiconductor laser light source module 20 of the present embodiment, the cooling surface 18 of the heat sink 15 also functions as a reference surface for the optical system. Therefore, the alignment of the optical system becomes easy and the structure becomes simple.

図２（ａ）に光学アライメント基板３０を示す。光学アライメント基板３０は銅の薄板をフォトエッチングによって加工したもので、開口部３１、３２、３３、及び、３４を備えている。開口部３１、３２、３３、及び、３４は半導体レーザ１１、シリンドリカルレンズ２１、第一の共通シリンドリカルレンズ２４、及び、第二の共通シリンドリカルレンズ２５に、それぞれ、対応している。光学アライメント基板３０は冷却面１８に接着される。   FIG. 2A shows the optical alignment substrate 30. The optical alignment substrate 30 is obtained by processing a thin copper plate by photoetching, and includes openings 31, 32, 33, and 34. The openings 31, 32, 33, and 34 correspond to the semiconductor laser 11, the cylindrical lens 21, the first common cylindrical lens 24, and the second common cylindrical lens 25, respectively. The optical alignment substrate 30 is bonded to the cooling surface 18.

光学アライメント基板３０の加工はフォトエッチングではなく、切削加工によっておこなっても良い。   The optical alignment substrate 30 may be processed by cutting instead of photoetching.

図２（ｂ）に示すように、ヒートシンク１５に光学アライメント基板３０を介して半導体レーザ１１、シリンドリカルレンズ２１、第一の共通シリンドリカルレンズ２４、及び、第二の共通シリンドリカルレンズ２５を取り付けることができる。光学アライメント基板３０によって、光学的アライメントを容易に行うことができる。   As shown in FIG. 2B, the semiconductor laser 11, the cylindrical lens 21, the first common cylindrical lens 24, and the second common cylindrical lens 25 can be attached to the heat sink 15 via the optical alignment substrate 30. . Optical alignment can be easily performed by the optical alignment substrate 30.

なお、光学アライメント基板３０による光学アライメントは、半導体レーザ１１、シリンドリカルレンズ２１、第一の共通シリンドリカルレンズ２４、及び、第二の共通シリンドリカルレンズ２５の全部、または、一部に対して行うことができる。   The optical alignment by the optical alignment substrate 30 can be performed on all or a part of the semiconductor laser 11, the cylindrical lens 21, the first common cylindrical lens 24, and the second common cylindrical lens 25. .

図１においては、光ファイバ１６はヒートシンク１５の外側に設けているが、光ファイバ１６もヒートシンク１５上に設けてもよい。この場合は、光学アライメント基板３０上に光ファイバ１６の位置合わせ用の開口部を設けることができる。   In FIG. 1, the optical fiber 16 is provided outside the heat sink 15, but the optical fiber 16 may also be provided on the heat sink 15. In this case, an opening for positioning the optical fiber 16 can be provided on the optical alignment substrate 30.

同様に、ロッド状の固体レーザ媒質やディスク状の固体レーザ媒質をヒートシンク１５上に設けてもよい。固体レーザ媒質をヒートシンク１５上に設けた構成では、固体レーザ媒質の冷却も併せて行うことができる。   Similarly, a rod-shaped solid laser medium or a disk-shaped solid laser medium may be provided on the heat sink 15. In the configuration in which the solid laser medium is provided on the heat sink 15, the solid laser medium can also be cooled.

光学アライメント基板３０には開口部ではなく、窪みを設けてもよい。また、ヒートシンク１５の表面に窪みを設けた構造としてもよい。窪みはフォトエッチングや切削加工によって形成することができる。   The optical alignment substrate 30 may be provided with a recess instead of the opening. Further, a structure in which a recess is provided on the surface of the heat sink 15 may be employed. The depression can be formed by photoetching or cutting.

あるいは、ヒートシンク１５の表面に銀ナノ粒子接着剤のパターンをスクリーン印刷によって形成しても良い。これらの方法によっても、光学アライメントを容易にすることができる。   Alternatively, a silver nanoparticle adhesive pattern may be formed on the surface of the heat sink 15 by screen printing. These methods can also facilitate optical alignment.

［第二実施例］
図３に本発明の第二実施例の半導体レーザ５０と半導体レーザ光源モジュール６０の構成を示す。図３（ａ）は本発明の第二実施例の半導体レーザ５０の構成を示す上面図である。図３（ｂ）は半導体レーザ５０が半導体レーザ光源モジュール６０に搭載された場合の構成を示す側面図である。図３（ｃ）は半導体レーザ光源モジュール６０の構成を示す上面図である。[Second Example]
FIG. 3 shows the configuration of the semiconductor laser 50 and the semiconductor laser light source module 60 of the second embodiment of the present invention. FIG. 3A is a top view showing the configuration of the semiconductor laser 50 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3B is a side view showing a configuration when the semiconductor laser 50 is mounted on the semiconductor laser light source module 60. FIG. 3C is a top view showing the configuration of the semiconductor laser light source module 60.

半導体レーザ４０はマウント５１、サブマウント５３、及び、半導体レーザチップ５２から成る。マウント５１は絶縁性である。マウント５１は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から成り、マウント５１の両面には金メタライズが施されている。サブマウント５３は導電性である。サブマウント５３は、銅タングステン合金から成り、金メッキが施されている。半導体レーザチップ５２はガリウムヒ素基板を用いて構成されたものを用いている。   The semiconductor laser 40 includes a mount 51, a submount 53, and a semiconductor laser chip 52. The mount 51 is insulative. The mount 51 is made of aluminum nitride (AlN), and gold metallization is applied to both surfaces of the mount 51. The submount 53 is conductive. The submount 53 is made of a copper-tungsten alloy and is plated with gold. The semiconductor laser chip 52 is formed using a gallium arsenide substrate.

半導体レーザチップ５２は横モードがマルチモードの多エミッタ型であり、一般に半導体レーザアレイとか、レーザーバーと呼ばれているものである。半導体レーザチップ５２からは半導体レーザチップ５２の幅方向に広がったレーザ光５４が出射される。   The semiconductor laser chip 52 is a multi-emitter type whose transverse mode is multi-mode, and is generally called a semiconductor laser array or a laser bar. From the semiconductor laser chip 52, a laser beam 54 that spreads in the width direction of the semiconductor laser chip 52 is emitted.

サブマウント５３上の、半導体レーザチップ５２の側部にはボンディングパッド５５が設けられている。このボンディングパッド５５は、図３（ｃ）に示すように、隣接する半導体レーザの半導体レーザチップを接続するためのものである。   A bonding pad 55 is provided on the side of the semiconductor laser chip 52 on the submount 53. As shown in FIG. 3C, the bonding pad 55 is for connecting semiconductor laser chips of adjacent semiconductor lasers.

図３（ｂ）に示すようにマウント５１上にはサブマウント５３が接着されている。サブマウント５３上には半導体レーザチップ５２が接着されている。半導体レーザチップ５２のレーザダイオード形成面はサブマウント５３側に接着されている。   As shown in FIG. 3B, a submount 53 is bonded on the mount 51. A semiconductor laser chip 52 is bonded on the submount 53. The laser diode forming surface of the semiconductor laser chip 52 is bonded to the submount 53 side.

マウント５１はヒートシンク５６の冷却面５９に接着されている。レーザ光５４は冷却面５８と平行方向に出射している。ヒートシンク５６は液冷式であり、流路５９を備えている。   The mount 51 is bonded to the cooling surface 59 of the heat sink 56. The laser beam 54 is emitted in a direction parallel to the cooling surface 58. The heat sink 56 is a liquid cooling type and includes a flow path 59.

図３（ｃ）に示すように、半導体レーザ光源モジュール６０では半導体レーザ６１、６２、及び、６３がヒートシンク５６上に接着されている。半導体レーザ６１、６２、及び、６３は半導体レーザ５０と同様の構造を有している。   As shown in FIG. 3C, in the semiconductor laser light source module 60, semiconductor lasers 61, 62, and 63 are bonded on the heat sink 56. The semiconductor lasers 61, 62 and 63 have the same structure as the semiconductor laser 50.

半導体レーザ６１、６２、及び、６３はワイヤー６５と６６によって直列接続されている。直列接続された半導体レーザ６１、６２、及び、６３はワイヤー６４によって外部接続端子６８に接続されている。直列接続された半導体レーザ６１、６２、及び、６３はワイヤー６７によって外部接続端子６９に接続されている。   The semiconductor lasers 61, 62, and 63 are connected in series by wires 65 and 66. The semiconductor lasers 61, 62 and 63 connected in series are connected to an external connection terminal 68 by a wire 64. The semiconductor lasers 61, 62 and 63 connected in series are connected to an external connection terminal 69 by a wire 67.

外部接続端子６８と６９は、それぞれ、絶縁体５７と５８によってヒートシンク５６から絶縁されている。   The external connection terminals 68 and 69 are insulated from the heat sink 56 by insulators 57 and 58, respectively.

本実施例の半導体レーザ５０は、マウント５１、サブマウント５３、及び、半導体レーザチップ５２の３点から成る。したがって、部品点数が少なく構造が簡易である。サブマウント５３上にはボンディングパッド５５を備えているので、隣接する半導体レーザの半導体レーザチップとワイヤーを介して直接接続ができる。このため、接続の信頼性が高く、かつ、接続構造が簡易である。   The semiconductor laser 50 according to the present embodiment includes three points: a mount 51, a submount 53, and a semiconductor laser chip 52. Therefore, the number of parts is small and the structure is simple. Since the bonding pad 55 is provided on the submount 53, it can be directly connected to a semiconductor laser chip of an adjacent semiconductor laser via a wire. For this reason, the connection reliability is high and the connection structure is simple.

サブマウント５３は引き出し電極（ボンディングパッド）を兼ねており、その電気抵抗は低い。本実施例の半導体レーザ５０は半導体レーザチップ５２が引き出し電極ボンディングパッド）を兼ねているのでデバイスの設置面積が小さい。   The submount 53 also serves as a lead electrode (bonding pad), and its electric resistance is low. In the semiconductor laser 50 of this embodiment, the semiconductor laser chip 52 also serves as an extraction electrode bonding pad), so that the device installation area is small.

本実施例の半導体レーザ光源モジュール６０では、複数の半導体レーザ６１、６２、及び、６３が一列に並べられ、ある半導体レーザの半導体レーザチップと隣接する半導体レーザのボンディングパッドがワイヤーを介して接続されている。このため、接続構造が簡易である。なお、ワイヤーに代えて、板状の電極などの導電部材を用いてもよい。   In the semiconductor laser light source module 60 of the present embodiment, a plurality of semiconductor lasers 61, 62, and 63 are arranged in a line, and a semiconductor laser chip of a certain semiconductor laser and an adjacent semiconductor laser bonding pad are connected via a wire. ing. For this reason, the connection structure is simple. In place of the wire, a conductive member such as a plate-like electrode may be used.

［第三実施例］
図４は本発明の第三実施例のサブマウントの接着構造を示す図である。図４（ａ）に図３に示したサブマウント５３の別の構成例を示す。図４ではサブマウント５３に代えてサブマウント４１を備えている。サブマウント４１はマウント５１と接着層４２を介して接着されている。サブマウント４１は半導体レーザチップ５２１と接着層４２を介して接着されている。[Third embodiment]
FIG. 4 is a view showing the bonding structure of the submount according to the third embodiment of the present invention. FIG. 4A shows another configuration example of the submount 53 shown in FIG. In FIG. 4, a submount 41 is provided instead of the submount 53. The submount 41 is bonded to the mount 51 via an adhesive layer 42. The submount 41 is bonded to the semiconductor laser chip 521 through an adhesive layer 42.

サブマウント４１は無酸素銅（熱膨張率：１６．８ｐｐｍ／Ｋ）に金メッキを施したものである。サブマウント４１はフォトエッチングによって形成した。サブマウント４１の厚さは２０−１００μｍである。   The submount 41 is obtained by applying gold plating to oxygen-free copper (thermal expansion coefficient: 16.8 ppm / K). The submount 41 was formed by photoetching. The thickness of the submount 41 is 20-100 μm.

サブマウント４１としては、他の材料を用いることもできる。例えば、銀８５％と銅１５％からなる合金などを用いることができる。
前述の通りマウント５１は窒化アルミニウムから成り、その熱膨張率は４．５ｐｐｍ／Ｋである。マウント５１の厚さは０．２−０．５ｍｍである。Other materials can be used for the submount 41. For example, an alloy composed of 85% silver and 15% copper can be used.
As described above, the mount 51 is made of aluminum nitride, and its coefficient of thermal expansion is 4.5 ppm / K. The thickness of the mount 51 is 0.2-0.5 mm.

接着層４２と接着層４３は、金ナノ粒子接着剤、銀ナノ接着剤、金錫合金、銀粒子を樹脂中に分散させた接着剤などからなる。接着層４２あるいは接着層４３として用いられる材料の熱膨張率は、金ナノ粒子焼結体は１４．３ｐｐｍ／Ｋ、銀ナノ粒子焼結体は２０ｐｐｍ／Ｋ、銀を樹脂中に分散した接着剤は２２ｐｐｍ／Ｋ、金錫共晶合金（Ａｕ８０−Ｓｎ２０）は１７．５ｐｐｍ／Ｋである。   The adhesive layer 42 and the adhesive layer 43 are made of a gold nanoparticle adhesive, a silver nanoadhesive, a gold tin alloy, an adhesive in which silver particles are dispersed in a resin, or the like. The thermal expansion coefficient of the material used as the adhesive layer 42 or the adhesive layer 43 is 14.3 ppm / K for the gold nanoparticle sintered body, 20 ppm / K for the silver nanoparticle sintered body, and an adhesive in which silver is dispersed in the resin. Is 22 ppm / K, and gold-tin eutectic alloy (Au80-Sn20) is 17.5 ppm / K.

接着層４２と接着層４３は同種類の接着剤を用いることができる。また、接着層４２と接着層４３に別の種類の接着剤を用いることもできる。   The adhesive layer 42 and the adhesive layer 43 can use the same type of adhesive. Another type of adhesive can be used for the adhesive layer 42 and the adhesive layer 43.

図４（ａ）の構成では、マウント５１は半導体レーザチップ５２より熱膨張率の小さい材料から成り、サブマウント４１は半導体レーザチップ５２より熱膨張率の大きな材料からなる。また、接着層４２と接着層４３も半導体レーザチップ５２より熱膨張率の大きな材料からなる。   In the configuration of FIG. 4A, the mount 51 is made of a material having a smaller coefficient of thermal expansion than the semiconductor laser chip 52, and the submount 41 is made of a material having a larger coefficient of thermal expansion than the semiconductor laser chip 52. The adhesive layer 42 and the adhesive layer 43 are also made of a material having a larger coefficient of thermal expansion than the semiconductor laser chip 52.

これにより、マウント５１の厚さ、接着層４２の厚さ、サブマウント４１の厚さ、接着層４３の厚さを調整して、この積層構造の合成熱膨張率が半導体レーザチップ５２（ガリウムヒ素）の熱膨張率（５．９ｐｐｍ／Ｋ）と一致させることができる。   As a result, the thickness of the mount 51, the thickness of the adhesive layer 42, the thickness of the submount 41, and the thickness of the adhesive layer 43 are adjusted, and the combined thermal expansion coefficient of this laminated structure is determined by the semiconductor laser chip 52 (gallium arsenide). ) And the thermal expansion coefficient (5.9 ppm / K).

マウント５１上に接着層４２、サブマウント４１、及び、接着層４３の厚さは、特許文献８に開示されているような、熱膨張率の異なる二つの物質の積層体の合成膨張率が、二つの物質の体積の加重平均になると考えて計算することができる。   The thickness of the adhesive layer 42, the submount 41, and the adhesive layer 43 on the mount 51 is such that the composite expansion coefficient of the laminate of two substances having different thermal expansion coefficients as disclosed in Patent Document 8, It can be calculated assuming that it is a weighted average of the volume of two substances.

また、マウント５１上に接着層４２、サブマウント４１、及び、接着層４３を積層したものを作り、平面方向の熱膨張率を光学的手法（レーザー干渉法）によって測定して、この積層構造の合成熱膨張率をガリウムヒ素の熱膨張率に一致させることもできる。この方法の方が、精度が高い。   Further, a laminate in which the adhesive layer 42, the submount 41, and the adhesive layer 43 are laminated on the mount 51 is measured, and the thermal expansion coefficient in the planar direction is measured by an optical technique (laser interference method). The synthetic coefficient of thermal expansion can be matched to that of gallium arsenide. This method is more accurate.

上記の構成により、半導体レーザチップと熱膨張率が一致していないサブマウントを用いても、半導体レーザチップに熱歪を与えることを防ぐことができる。サブマウント４１は無酸素銅をフォトエッチングによって形成しているので製造が容易である。また、サブマウント４１を接着剤によって接着しているので製造時間が短くて済む。   With the above configuration, it is possible to prevent the semiconductor laser chip from being subjected to thermal strain even when a submount whose thermal expansion coefficient does not match that of the semiconductor laser chip is used. The submount 41 is easy to manufacture because oxygen-free copper is formed by photoetching. Further, since the submount 41 is bonded with an adhesive, the manufacturing time can be shortened.

特許文献７では窒化アルミウムサブマウントの表面と裏面の双方に銅メッキを施して、合成熱膨張率を半導体チップと一致させる手法が開示されている。しかし、この手法では銅メッキ層の厚さは５０μｍを超えるために、メッキに要する時間が非常に長い。また、サブマウントの表面と裏面の双方に銅メッキを施すので、この点でも製造工程が複雑になる。   Patent Document 7 discloses a technique in which both the front and back surfaces of an aluminum nitride submount are plated with copper so that the resultant thermal expansion coefficient matches that of a semiconductor chip. However, in this method, since the thickness of the copper plating layer exceeds 50 μm, the time required for plating is very long. Further, since copper plating is applied to both the front and back surfaces of the submount, the manufacturing process is complicated in this respect as well.

これに対して、図４の構成では長時間のメッキ工程が不要なので製造が容易で、製造時間が短いという利点がある。また、マウント５１の片側にサブマウント４１を接着するだけなので、製造工程が簡易となる。   On the other hand, the configuration of FIG. 4 has the advantage that the manufacturing process is easy and the manufacturing time is short because a long plating step is not required. Further, since the submount 41 is simply bonded to one side of the mount 51, the manufacturing process is simplified.

特許文献８には、接着剤層（金錫半田）中に熱膨張率がガリウムヒ素より小さいグラファイトシート（熱膨張率：１ｐｐｍ／Ｋ）からなる応力緩和層を設けて熱膨張率をガリウムヒ素に一致させる手法が開示されている。しかし、グラファイトシートには異方性があり、グラファイトシートに垂直方向の熱伝導率は非常に小さい（５Ｗ／ｍＫ）。このため、放熱性が悪い。また、グラファイトは非常に脆い材料であり接着時に破損が生じる恐れがあった。   In Patent Document 8, a stress relaxation layer made of a graphite sheet (thermal expansion coefficient: 1 ppm / K) having a thermal expansion coefficient smaller than that of gallium arsenide is provided in an adhesive layer (gold tin solder), and the thermal expansion coefficient is changed to gallium arsenide. A matching technique is disclosed. However, the graphite sheet has anisotropy, and the thermal conductivity in the direction perpendicular to the graphite sheet is very small (5 W / mK). For this reason, heat dissipation is bad. In addition, graphite is a very brittle material, and there is a risk of breakage during bonding.

これに対して、図４（ａ）の構成ではマウント５１（窒化アルミニウム）の熱膨張率が半導体レーザチップ５２（ガリウムヒ素）より小さいので、サブマウント４１の材料として半導体レーザチップ５２より熱膨張率が大きな銅を用いて、マウントとサブマウントの合成膨張率を半導体レーザチップと一致させることができる。銅はグラファイトのような熱伝導率の異方性がなく、どの方向にも４００Ｗ／ｍＫの高い熱伝導率を示し、高い放熱性が得られる。また、銅はグラファイトのような脆さがなく取り扱いが容易である。   On the other hand, in the configuration of FIG. 4A, the thermal expansion coefficient of the mount 51 (aluminum nitride) is smaller than that of the semiconductor laser chip 52 (gallium arsenide). By using large copper, the combined expansion coefficient of the mount and the submount can be matched with that of the semiconductor laser chip. Copper does not have anisotropy in thermal conductivity like graphite, exhibits a high thermal conductivity of 400 W / mK in any direction, and provides high heat dissipation. Copper is not as brittle as graphite and is easy to handle.

接着層４２や接着層４３としては、は銀ナノ粒子焼結体や金ナノ粒子焼結体が適している。これらは多孔質であり、ヤング率が低い。このため、熱歪による応力を吸収するからである。   As the adhesive layer 42 and the adhesive layer 43, a silver nanoparticle sintered body and a gold nanoparticle sintered body are suitable. These are porous and have a low Young's modulus. For this reason, stress due to thermal strain is absorbed.

図４（ｂ）に図１に示したサブマウント３の別の構成例を示す。サブマウント３に代えてサブマウント４１、接着層４２、及び、接着層４３からなる構成である。サブマウント４１としてモリブテンを用いている。   FIG. 4B shows another configuration example of the submount 3 shown in FIG. Instead of the submount 3, the submount 41, the adhesive layer 42, and the adhesive layer 43 are configured. A molybdenum is used as the submount 41.

図４（ｂ）の構成では、マウント１は半導体レーザチップ２より熱膨張率の大きな材料（銅）から成り、サブマウント４１は半導体レーザチップ５２より熱膨張率の小さな材料（モリブテン）からなる。また、接着層４２と接着層４３も半導体レーザチップ５２より熱膨張率の大きな材料からなる。   In the configuration of FIG. 4B, the mount 1 is made of a material (copper) having a higher thermal expansion coefficient than the semiconductor laser chip 2, and the submount 41 is made of a material (molybdenum) having a lower thermal expansion coefficient than the semiconductor laser chip 52. The adhesive layer 42 and the adhesive layer 43 are also made of a material having a larger coefficient of thermal expansion than the semiconductor laser chip 52.

前述の通り、特許文献８には、接着剤層（金錫半田）中にグラファイトからなる応力緩和層を設ける手法が開示されている。   As described above, Patent Document 8 discloses a method of providing a stress relaxation layer made of graphite in an adhesive layer (gold / tin solder).

この手法と比べて、本実施例ではグラファイトに代えてモリブテン（熱膨張率５．１ｐｐｍ／Ｋ）を用いている。モリブテン（熱伝導率：１３８Ｗ／ｍＫ）は、グラファイトの厚み方向の熱伝導率（５Ｗ／ｍＫ）より熱伝導率が高い。また、モリブテンは脆くなく取り扱いが容易である。また、モリブテンはウエットエッチングを用いたフォトエッチングによって加工することができるので生産性が優れている。   Compared with this method, this embodiment uses molybdenum (thermal expansion coefficient 5.1 ppm / K) instead of graphite. Molybdenum (thermal conductivity: 138 W / mK) has higher thermal conductivity than thermal conductivity in the thickness direction of graphite (5 W / mK). Further, molybdenum is not brittle and easy to handle. In addition, molybdenum is excellent in productivity because it can be processed by photoetching using wet etching.

本実施例では半導体レーザチップを用いた。しかし、本実施例の手法は半導体レーザチップの実装に限定されず、他の半導体デバイス、例えばＩＧＢＴなどの電力デバイスへ応用することが可能である。また、ディスク状固体レーザ媒質の実装に応用することも可能である。熱歪の影響を防ぐ必要のあるデバイスの実装構造に本実施例の手法は応用可能である。   In this embodiment, a semiconductor laser chip is used. However, the method of this embodiment is not limited to the mounting of a semiconductor laser chip, and can be applied to other semiconductor devices, for example, power devices such as IGBTs. Also, it can be applied to mounting of a disk-shaped solid laser medium. The method of this embodiment can be applied to a device mounting structure that needs to prevent the influence of thermal strain.

［第四実施例］
図５に本発明の第四実施例の半導体レーザ７０と半導体レーザ光源モジュール８０の構成を示す。図５（ａ）は本発明の第四実施例の半導体レーザ７０の構成を示す上面図である。半導体レーザ７０はマウント５１、電極７１、半導体レーザチップ５２から成る。図５（ｂ）は半導体レーザ７０（半導体レーザ８３）が半導体レーザ光源モジュール８０に組み込まれた場合のＸ−Ｘ'断面図である。図５（ｃ）は半導体レーザ光源モジュール８０の構成を示す上面図である。[Fourth embodiment]
FIG. 5 shows the configuration of a semiconductor laser 70 and a semiconductor laser light source module 80 according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 5A is a top view showing the configuration of the semiconductor laser 70 according to the fourth embodiment of the present invention. The semiconductor laser 70 includes a mount 51, an electrode 71, and a semiconductor laser chip 52. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line XX ′ when the semiconductor laser 70 (semiconductor laser 83) is incorporated in the semiconductor laser light source module 80. FIG. 5C is a top view showing the configuration of the semiconductor laser light source module 80.

本実施例の半導体レーザ７０はサブマウント５１の代わりに電極７３を用いているのが特徴である。電極７３は無酸素銅から成り、フォトエッチングによって形成されている。電極７２には金メッキが施されている。   The semiconductor laser 70 of this embodiment is characterized in that an electrode 73 is used instead of the submount 51. The electrode 73 is made of oxygen-free copper and is formed by photoetching. The electrode 72 is gold plated.

電極７１はＬ字を左右反転させた形状を有している。この形状は、半導体レーザチップの長手方向に沿う部分と半導体レーザチップの側部に位置するボンディングパッド７２から成る。ボンディングパッド７２は、図５（ｃ）に示すように、隣接する半導体レーザ５０の半導体レーザチップとワイヤーなどの導電性部材を用いて接続するためのものである。   The electrode 71 has a shape in which the L-shape is reversed left and right. This shape includes a portion along the longitudinal direction of the semiconductor laser chip and a bonding pad 72 located on the side of the semiconductor laser chip. As shown in FIG. 5C, the bonding pad 72 is used to connect the semiconductor laser chip of the adjacent semiconductor laser 50 using a conductive member such as a wire.

半導体レーザチップ５２はマウント５１上に接着層７３を用いてジャンクションダウン構造で接着されている。また、電極７１も導電性の接着層７３を用いて接着されている。電極７１は半導体レーザチップ５２の外周部に沿って配置されているので、低い電気抵抗で電極７１と、隣接する半導体レーザの半導体レーザチップ５２を接続することができる。   The semiconductor laser chip 52 is bonded to the mount 51 with a junction down structure using an adhesive layer 73. The electrode 71 is also bonded using a conductive adhesive layer 73. Since the electrode 71 is disposed along the outer periphery of the semiconductor laser chip 52, the electrode 71 and the semiconductor laser chip 52 of the adjacent semiconductor laser can be connected with low electrical resistance.

接着層７３としては、金ナノ粒子接着剤、銀ナノ粒子接着剤、銀粒子を樹脂中に分散させた接着剤、及び、金錫半田などを用いることができる。   As the adhesive layer 73, a gold nanoparticle adhesive, a silver nanoparticle adhesive, an adhesive in which silver particles are dispersed in a resin, gold tin solder, or the like can be used.

電極７３は材料が無酸素銅であることと、フォトエッチングで形成することから、サブマウント５１に比べて安価である。本実施例の半導体レーザ７０では半導体レーザチップ５２はサブマウントを介さずにマウント５１に接着されている。このため、熱抵抗が低く、放熱性が良い。本実施例の半導体レーザ７０は半導体レーザ５０に比べて素子高が低く小型である。本実施例の半導体レーザ７０は、半導体レーザチップ５２の接着と電極７１の接着の焼成工程を一括して行うことが可能であり、製造工程が簡易となる。   The electrode 73 is cheaper than the submount 51 because the material is oxygen-free copper and is formed by photoetching. In the semiconductor laser 70 of this embodiment, the semiconductor laser chip 52 is bonded to the mount 51 without passing through the submount. For this reason, heat resistance is low and heat dissipation is good. The semiconductor laser 70 of this embodiment has a lower element height and is smaller than the semiconductor laser 50. In the semiconductor laser 70 of this embodiment, the baking process for bonding the semiconductor laser chip 52 and bonding the electrode 71 can be performed in a lump, and the manufacturing process is simplified.

図５（ｃ）は半導体レーザ光源モジュール８０の構成を示す上面図である。半導体レーザ光源モジュール８０では半導体レーザ８１、８２、及び、８３がヒートシンク５６上に設けられている。半導体レーザ８１、８２、及び、８３は半導体レーザ７０と同様の構造を有している。半導体レーザ８１、８２、及び、８３はヒートシンク５６上に接着されている。また、シリンドリカルレンズ８４が半導体レーザ８１、８２、及び、８３に対応して設けられている。   FIG. 5C is a top view showing the configuration of the semiconductor laser light source module 80. In the semiconductor laser light source module 80, semiconductor lasers 81, 82, and 83 are provided on the heat sink 56. The semiconductor lasers 81, 82, and 83 have the same structure as the semiconductor laser 70. The semiconductor lasers 81, 82, and 83 are bonded on the heat sink 56. A cylindrical lens 84 is provided corresponding to the semiconductor lasers 81, 82, and 83.

半導体レーザ８１、８２、及び、８３はヒートシンク５６の端部８５から離間して設けられている。シリンドリカルレンズ８４は、半導体レーザ８１、８２、及び、８３とヒートシンク５６の端部８５の間に設けられている。シリンドリカルレンズ８４はコリメータとして機能する。   The semiconductor lasers 81, 82, and 83 are provided apart from the end portion 85 of the heat sink 56. The cylindrical lens 84 is provided between the semiconductor lasers 81, 82, and 83 and the end portion 85 of the heat sink 56. The cylindrical lens 84 functions as a collimator.

図３の構成ではレーザ光がけられるのを防ぐために、マウント５１をヒートシンク５６の端に寄せる必要があった。このため、流路５９が半導体レーザチップ５２を全てカバーできず、冷却性が悪かった。   In the configuration of FIG. 3, it is necessary to bring the mount 51 close to the end of the heat sink 56 in order to prevent the laser beam from being emitted. For this reason, the flow path 59 cannot cover the entire semiconductor laser chip 52, and the cooling performance is poor.

これに対して、本実施例ではシリンドリカルレンズ８５をヒートシンク５６の端部８５近傍に設けたので、流路５９が半導体レーザチップ５２を全てカバーできる。   In contrast, in this embodiment, the cylindrical lens 85 is provided in the vicinity of the end portion 85 of the heat sink 56, so that the flow path 59 can cover the entire semiconductor laser chip 52.

なお、半導体レーザモジュール８０の構成において、半導体レーザ８１、８２、及び、８３に代えて、それぞれ、半導体レーザ６１、６２、及び、６３を用いることができる。   In the configuration of the semiconductor laser module 80, the semiconductor lasers 61, 62, and 63 can be used instead of the semiconductor lasers 81, 82, and 83, respectively.

また、シリンドリカルレンズ８５に代えて、スラブ光導波路を用いることもできる。スラブ光導波路によって、レーザ光５４がヒートシンク５６によってけられることを防ぐことができる。   Further, instead of the cylindrical lens 85, a slab optical waveguide can be used. The slab optical waveguide can prevent the laser light 54 from being scattered by the heat sink 56.

本実施例では、レーザ光をヒートシンク取り付け面に対して平行に出射する半導体レーザ、流路を有する液例ヒートシンク、及び、シリンドリカルレンズやスラブ光導波路などの光学部品を備えている。半導体レーザはヒートシンクの端部から離間して設けられ、ヒートシンクの端部と半導体レーザの間に光学部品が設けられている。そして、ヒートシンクの流路は半導体レーザの発熱部を全てカバーしている。   In this embodiment, a semiconductor laser that emits laser light parallel to the heat sink mounting surface, a liquid example heat sink having a flow path, and optical components such as a cylindrical lens and a slab optical waveguide are provided. The semiconductor laser is provided apart from the end of the heat sink, and an optical component is provided between the end of the heat sink and the semiconductor laser. The heat sink flow path covers all of the heat generating portion of the semiconductor laser.

上記構成によれば、光学部品をヒートシンクの端部に設けたことにより、レーザ光５４がヒートシンク５６によってけられることを防ぐと共に、半導体レーザの冷却効率を向上することが同時に実現できる。   According to the above configuration, by providing the optical component at the end of the heat sink, it is possible to simultaneously prevent the laser light 54 from being scattered by the heat sink 56 and improve the cooling efficiency of the semiconductor laser.

［第五実施例］
図６に本発明の第五実施例の半導体レーザ光源モジュール９０と９１の構成を示す。図６（ａ）は半導体レーザ光源モジュール９０の上面図である。図６（ｂ）は半導体レーザ光源モジュール９０の側面図である。図６（ｃ）は半導体レーザ光源モジュール９１の上面図である。図６（ｄ）は半導体レーザ光源モジュール９１の側面図である。[Fifth Example]
FIG. 6 shows the configuration of the semiconductor laser light source modules 90 and 91 of the fifth embodiment of the present invention. FIG. 6A is a top view of the semiconductor laser light source module 90. FIG. 6B is a side view of the semiconductor laser light source module 90. FIG. 6C is a top view of the semiconductor laser light source module 91. FIG. 6D is a side view of the semiconductor laser light source module 91.

半導体レーザ光源モジュール９０は半導体レーザ５０と共に反射鏡９２をヒートシンク９６上に設けた構成となっている。半導体レーザチップ５２からのレーザ光５４は反射鏡９２の反射面９３によって反射されて、ヒートシンク９６の冷却面に対して垂直方向に出射する。   The semiconductor laser light source module 90 has a configuration in which a reflecting mirror 92 is provided on a heat sink 96 together with the semiconductor laser 50. The laser beam 54 from the semiconductor laser chip 52 is reflected by the reflecting surface 93 of the reflecting mirror 92 and is emitted in a direction perpendicular to the cooling surface of the heat sink 96.

ヒートシンク９６は液冷式であり、流路９７を備えている。流路９７は発熱部である半導体レーザチップ５２の下方に位置して、半導体レーザチップ５２を全てカバーしている。これに対して、図３に示したヒートシンク５６の流路５９は半導体レーザチップ５２を全てはカバーしていない。図３の構成ではレーザ光がけられるのを防ぐために、マウント５１をヒートシンク５６の端に寄せる必要があるために、流路５９が半導体レーザチップ５２を全てカバーすることができない。   The heat sink 96 is liquid-cooled and includes a flow path 97. The flow path 97 is located below the semiconductor laser chip 52 that is a heat generating portion, and covers the entire semiconductor laser chip 52. In contrast, the flow path 59 of the heat sink 56 shown in FIG. 3 does not cover the entire semiconductor laser chip 52. In the configuration of FIG. 3, the mount 51 needs to be brought close to the end of the heat sink 56 in order to prevent the laser light from being emitted, and therefore the flow path 59 cannot cover the entire semiconductor laser chip 52.

本実施例の構成では、反射鏡９２によってレーザ光５４を反射させてヒートシンク上方から取り出せるので、流路９７が半導体レーザチップ５２を全てカバーするように配置することが可能となる。   In the configuration of the present embodiment, the laser beam 54 is reflected by the reflecting mirror 92 and can be taken out from above the heat sink, so that the flow path 97 can be disposed so as to cover the entire semiconductor laser chip 52.

ただし、レーザ光の出射角度はヒートシンク９６の冷却面に対して垂直な場合に限定されることはない。反射鏡９２の反射面９３のヒートシンク９６の冷却面に対する角度を変えることによって、レーザ光５４の出射角度を変えることができる。   However, the emission angle of the laser beam is not limited to a case where the laser beam is perpendicular to the cooling surface of the heat sink 96. By changing the angle of the reflecting surface 93 of the reflecting mirror 92 with respect to the cooling surface of the heat sink 96, the emission angle of the laser light 54 can be changed.

反射鏡９２はガラス製のプリズムの一つの面に誘電体多層膜を蒸着して反射面９３を形成した構造である。ただし、反射鏡９２の構造は、ガラス製プリズムを用いた構造に限定されることはなく、他の構造を用いることもできる。   The reflecting mirror 92 has a structure in which a reflecting surface 93 is formed by vapor-depositing a dielectric multilayer film on one surface of a glass prism. However, the structure of the reflecting mirror 92 is not limited to a structure using a glass prism, and other structures can be used.

特許文献６に開示されているような、ヒートシンクに対して垂直方向にレーザ光を取りだす半導体レーザでは、半導体レーザチップの共振器が長くなると、半導体レーザチップのレーザ光出射面とヒートシンクの距離が増加して放熱特性が劣化する。   In a semiconductor laser that extracts laser light in a direction perpendicular to the heat sink as disclosed in Patent Document 6, when the resonator of the semiconductor laser chip becomes longer, the distance between the laser light emitting surface of the semiconductor laser chip and the heat sink increases. As a result, the heat dissipation characteristics deteriorate.

これに対して、半導体レーザ光源モジュール９０では、半導体レーザチップ５２の共振器長を長くした場合でも、マウント５１とサブマウント５３の厚さを代える必要が無い。したがって、半導体レーザチップ５２の共振器が長くても放熱性が劣化しない。   On the other hand, in the semiconductor laser light source module 90, even when the resonator length of the semiconductor laser chip 52 is increased, it is not necessary to change the thicknesses of the mount 51 and the submount 53. Therefore, even if the resonator of the semiconductor laser chip 52 is long, the heat dissipation is not deteriorated.

半導体レーザ光源モジュール９１は半導体レーザ７０と共に反射鏡９２をヒートシンク９６上に設けた構成となっている。半導体レーザチップ５２からのレーザ光５４は反射鏡９２の反射面９３によって反射されて、ヒートシンク９６の冷却面に対して垂直方向に出射している。   The semiconductor laser light source module 91 has a configuration in which a reflecting mirror 92 is provided on a heat sink 96 together with the semiconductor laser 70. Laser light 54 from the semiconductor laser chip 52 is reflected by the reflecting surface 93 of the reflecting mirror 92 and is emitted in a direction perpendicular to the cooling surface of the heat sink 96.

図７に半導体レーザ光源モジュール１００を示す。図７（ａ）は半導体レーザ光源モジュール１００の上面図である。図７（ｂ）は半導体レーザ光源モジュール１００の斜視図である。半導体レーザ光源モジュール１００は、ヒートシンク１０６上に、多数の半導体レーザ光源モジュール９０を設けた構造である。半導体レーザ光源モジュール９０は二次元状に配列されている。図７（ｂ）に示すようにレーザ光５４が面状に出射される。   FIG. 7 shows the semiconductor laser light source module 100. FIG. 7A is a top view of the semiconductor laser light source module 100. FIG. 7B is a perspective view of the semiconductor laser light source module 100. The semiconductor laser light source module 100 has a structure in which a large number of semiconductor laser light source modules 90 are provided on a heat sink 106. The semiconductor laser light source modules 90 are arranged two-dimensionally. As shown in FIG. 7B, the laser beam 54 is emitted in a planar shape.

複数の半導体レーザ光源モジュール９０は互いにワイヤー１０３によって相互接続されている。ヒートシンク１０６上には絶縁体１０１が設けられおり、絶縁体１０１上には外部接続端子１０２が設けられている。ワイヤー１０４と１０５によって、外部から半導体レーザ光源モジュール１００への給電が行われる。   The plurality of semiconductor laser light source modules 90 are mutually connected by wires 103. An insulator 101 is provided on the heat sink 106, and an external connection terminal 102 is provided on the insulator 101. Power is supplied to the semiconductor laser light source module 100 from the outside by the wires 104 and 105.

図７（ａ）の構成における半導体レーザ光源モジュール９０を半導体レーザ光源モジュール９１に代替することができる。図７では、絶縁体１０１上と外部接続端子１０２はワイヤー１０４側のみに設けられているが、ワイヤー１０５側にも設けることができる。   The semiconductor laser light source module 90 in the configuration of FIG. 7A can be replaced with the semiconductor laser light source module 91. In FIG. 7, the insulator 101 and the external connection terminal 102 are provided only on the wire 104 side, but can also be provided on the wire 105 side.

図７（ａ）の構成では、通常は、全ての反射鏡９２は同じ角度でレーザ光を反射する。しかし、半導体レーザ光源モジュール１００内の複数の反射鏡９２の反射角度を互いに異なるものとしても良い。適切に、反射角度を選ぶことによって、レーザ光の照射特性を変えることができる。例えば、特定個所にレーザ光を集中させることができる。   In the configuration of FIG. 7A, normally, all the reflecting mirrors 92 reflect the laser light at the same angle. However, the reflection angles of the plurality of reflecting mirrors 92 in the semiconductor laser light source module 100 may be different from each other. By appropriately selecting the reflection angle, the irradiation characteristics of the laser beam can be changed. For example, the laser beam can be concentrated at a specific location.

図８に半導体レーザ９４を示す。半導体レーザ９４は半導体レーザ光源モジュール９０の変形例である。半導体レーザ９４では、半導体レーザチップ５２と反射鏡９２を共通マウント９５上に搭載した。共通マウント９５の構造はマウント５１の構造に準ずる。   FIG. 8 shows a semiconductor laser 94. The semiconductor laser 94 is a modification of the semiconductor laser light source module 90. In the semiconductor laser 94, the semiconductor laser chip 52 and the reflecting mirror 92 are mounted on the common mount 95. The structure of the common mount 95 conforms to the structure of the mount 51.

半導体レーザ９４では、反射鏡９２の高さをマウント９５の厚さ相当分だけ低くすることができる。このため、反射鏡９２を小さくでき、ひいては、半導体レーザ光源モジュールを小型化できる。   In the semiconductor laser 94, the height of the reflecting mirror 92 can be lowered by an amount corresponding to the thickness of the mount 95. For this reason, the reflecting mirror 92 can be made small, and the semiconductor laser light source module can be downsized.

本実施例の半導体レーザ光源モジュールによれば、半導体レーザチップの共振器を長くしても冷却特性が劣化しない。本実施例の半導体レーザ光源によれば、反射鏡によってレーザ光の出射角度を変えることができる。本実施例の半導体レーザ光源は設置面積が小さいので、半導体レーザ光源を二次元配置して半導体レーザ光源モジュールを構築した場合に、より高いエネルギー密度のレーザ光を出力することができる。   According to the semiconductor laser light source module of this embodiment, the cooling characteristics do not deteriorate even if the resonator of the semiconductor laser chip is lengthened. According to the semiconductor laser light source of this embodiment, the emission angle of the laser beam can be changed by the reflecting mirror. Since the semiconductor laser light source of this embodiment has a small installation area, when a semiconductor laser light source module is constructed by two-dimensionally arranging the semiconductor laser light sources, laser light with a higher energy density can be output.

なお、図６及び図７に示した構成において、反射鏡９２に代えて特許文献１５に開示されている全反射プリズムを用いることもできる。全反射プリズムを用いる場合はレーザ光の入射面と出射面に無反射コートを施すことが好ましい。無反射コートを施すことによってレーザ光の損失を低減することができる。   In the configuration shown in FIGS. 6 and 7, a total reflection prism disclosed in Patent Document 15 can be used instead of the reflecting mirror 92. When using a total reflection prism, it is preferable to apply a non-reflective coating to the incident surface and the exit surface of the laser beam. The loss of laser light can be reduced by applying the non-reflective coating.

これに対して、図６の構成においては、反射鏡９２はガラス製のプリズムの一つの面に誘電体多層膜を蒸着することによって反射面９３が形成されている。このため、光学的コートを施す面は一つだけで済む。したがって、製造が容易である。また、ガラス製プリズム中を光が透過しないので、ガラス材料の選択範囲が広くなり、材料コストを低減することができる。さらにはガラス以外の材料を用いることも可能である。   On the other hand, in the configuration of FIG. 6, the reflecting mirror 92 has a reflecting surface 93 formed by vapor-depositing a dielectric multilayer film on one surface of a glass prism. For this reason, only one surface to be optically coated is required. Therefore, manufacture is easy. In addition, since light does not pass through the glass prism, the selection range of the glass material is widened, and the material cost can be reduced. Furthermore, materials other than glass can be used.

［第六実施例］
図９に本発明の第六実施例の半導体レーザ光源モジュール１１０の構成を示す。図９（ａ）は半導体レーザ光源モジュール１１０の上面図である。図９（ｂ）は半導体レーザ光源モジュール１１０の側面図である。[Sixth embodiment]
FIG. 9 shows the configuration of a semiconductor laser light source module 110 according to the sixth embodiment of the present invention. FIG. 9A is a top view of the semiconductor laser light source module 110. FIG. 9B is a side view of the semiconductor laser light source module 110.

半導体レーザ光源モジュール１１０は、ヒートシンク１０６上に複数の半導体レーザ５０、反射鏡１１１、中継端子１１３、絶縁体１１２を備えている。反射鏡１１１はガラス製のプリズムの二つの面に誘電体多層膜を蒸着して、反射面１１６と１１７を形成した構造である。なお、半導体レーザ５０は半導体レーザ７０によって代替することができる。   The semiconductor laser light source module 110 includes a plurality of semiconductor lasers 50, a reflecting mirror 111, a relay terminal 113, and an insulator 112 on a heat sink 106. The reflective mirror 111 has a structure in which a dielectric multilayer film is deposited on two surfaces of a glass prism to form reflective surfaces 116 and 117. The semiconductor laser 50 can be replaced by the semiconductor laser 70.

半導体レーザ５０はワイヤー１１６、１１７、１１８、１１９によって直列接続されている。直列された複数の半導体レーザ５０はワイヤー１１４と１１５によって電源に接続されている。中継端子１１３は絶縁体１１２上に設けられており、ワイヤー１１７とワイヤー１１８を電気的に中継している。
図６の場合と同様に、図９においても半導体レーザチップ５２からのレーザ光５４は反射鏡１１１の反射面１１６と１１７によって反射されて、ヒートシンク９６の冷却面に対して垂直方向に出射する。The semiconductor laser 50 is connected in series by wires 116, 117, 118, and 119. The plurality of semiconductor lasers 50 connected in series are connected to a power source by wires 114 and 115. The relay terminal 113 is provided on the insulator 112 and electrically relays the wire 117 and the wire 118.
As in the case of FIG. 6, also in FIG. 9, the laser light 54 from the semiconductor laser chip 52 is reflected by the reflecting surfaces 116 and 117 of the reflecting mirror 111 and is emitted in a direction perpendicular to the cooling surface of the heat sink 96.

本実施例では、反射鏡１１１は二つの反射面１０７と１０８を有し、それぞれの反射面で半導体レーザ５０からのレーザ光を反射する。このため、半導体レーザ光源モジュール１１０は、図６の場合に比べて、より少ない部品点数で構築可能である。   In this embodiment, the reflecting mirror 111 has two reflecting surfaces 107 and 108, and reflects the laser beam from the semiconductor laser 50 at each reflecting surface. For this reason, the semiconductor laser light source module 110 can be constructed with a smaller number of parts than the case of FIG.

［第七実施例］
図１０に本発明の第七実施例の半導体レーザ１２０と半導体レーザ光源モジュール１３０の構成を示す。図１０（ａ）は半導体レーザ１２０の上面図である。図１０（ｂ）は半導体レーザ光源モジュール１３０の上面図である。[Seventh embodiment]
FIG. 10 shows the configuration of the semiconductor laser 120 and the semiconductor laser light source module 130 of the seventh embodiment of the present invention. FIG. 10A is a top view of the semiconductor laser 120. FIG. 10B is a top view of the semiconductor laser light source module 130.

図１０（ａ）に示す半導体レーザ１２０は半導体レーザ５０の変形例である。半導体レーザ１２０では、サブマウント５３上に第一のボンディングパッド１２３を設けた。また、サブマウント５３上に絶縁体１２２を介して第二のボンディングパッド１２１を設けた。第一のボンディングパッド１２３は半導体レーザ５０のボンディングパッド５５に対応する。半導体レーザチップ５２と第一のボンディングパッド１２１はワイヤー１２４によって接続されている。   A semiconductor laser 120 shown in FIG. 10A is a modification of the semiconductor laser 50. In the semiconductor laser 120, the first bonding pad 123 is provided on the submount 53. A second bonding pad 121 is provided on the submount 53 via an insulator 122. The first bonding pad 123 corresponds to the bonding pad 55 of the semiconductor laser 50. The semiconductor laser chip 52 and the first bonding pad 121 are connected by a wire 124.

第一のボンディングパッド１２３はサブマウント５３をそのまま用いている。第二のボンディングパッド１２１は絶縁体１２２上に金属板を接着して形成した。   The first bonding pad 123 uses the submount 53 as it is. The second bonding pad 121 was formed by bonding a metal plate on the insulator 122.

図１０（ｂ）に示す半導体レーザ光源モジュール１３０は、ヒートシンク１０６上に、半導体レーザ１３１、１３２、１３３、及び、３つの反射鏡９２を備えている。半導体レーザ１３１、１３２、及び、１３３は半導体レーザ１２０と同様の構造をしている。   The semiconductor laser light source module 130 shown in FIG. 10B includes semiconductor lasers 131, 132, 133 and three reflecting mirrors 92 on the heat sink 106. The semiconductor lasers 131, 132, and 133 have the same structure as the semiconductor laser 120.

半導体レーザ１３１、１３２、及び、１３３はヒートシンク上にアレイ状に取り付けられている。また、複数の反射鏡９２は半導体レーザ１３１、１３２、及び、１３３に対応して、ヒートシンク上にアレイ状に設けられている。
半導体レーザ１３１、１３２、及び、１３３はワイヤー１３４と１３５によって直列接続されている。直列接続された半導体レーザ１３１、１３２、及び、１３３は、ワイヤー１３６と１３７に電源に接続されている。Semiconductor lasers 131, 132, and 133 are mounted in an array on a heat sink. The plurality of reflecting mirrors 92 are provided in an array on the heat sink corresponding to the semiconductor lasers 131, 132, and 133.
The semiconductor lasers 131, 132, and 133 are connected in series by wires 134 and 135. The semiconductor lasers 131, 132, and 133 connected in series are connected to wires 136 and 137 to a power source.

半導体レーザ光源モジュール１３０では、半導体レーザ１３１、１３２、及び、１３３からのレーザ光が反射鏡９２によって反射されて、ヒートシンク１０６の表面に対して、概略、垂直方向に出射する。このため、出射されるレーザ光のビームプロファイルは、特許文献１ないし２に示されている半導体レーザスタックと同様となる。   In the semiconductor laser light source module 130, the laser beams from the semiconductor lasers 131, 132, and 133 are reflected by the reflecting mirror 92 and are emitted in a substantially vertical direction with respect to the surface of the heat sink 106. For this reason, the beam profile of the emitted laser light is the same as that of the semiconductor laser stack disclosed in Patent Documents 1 and 2.

このため、半導体レーザ光源モジュール１３０は半導体レーザスタックを代替することができる。半導体レーザ１２０では、第一のボンディングパッド１２３と第二のボンディングパッド１２１をレーザ光５４の出射方向に対して隣接させて配置したので、ワイヤー１３４や１３５を反射鏡９２の側方を通過させて、隣接する半導体レーザ１２０同士を接続できる。   Therefore, the semiconductor laser light source module 130 can replace the semiconductor laser stack. In the semiconductor laser 120, the first bonding pad 123 and the second bonding pad 121 are disposed adjacent to the emission direction of the laser light 54, so that the wires 134 and 135 are passed through the side of the reflecting mirror 92. Adjacent semiconductor lasers 120 can be connected.

本実施例によれば、複数の半導体レーザを一つのヒートシンク表面に取り付けるので、取り付け構造が簡易である。本実施例によれば、反射鏡９２によって半導体レーザからのレーザ光をヒートシンク表面に対して垂直方向に出射させることができる。このため、半導体レーザスタックと同様のビームプロファイルを簡易な構造で実現できる。本実施例によれば、隣接する半導体レーザ間を接続するワイヤー（導電部材）を反射鏡９２の側方を通過させるので、給電構造が簡易となる。   According to the present embodiment, since a plurality of semiconductor lasers are attached to one heat sink surface, the attachment structure is simple. According to this embodiment, the laser beam from the semiconductor laser can be emitted in the direction perpendicular to the heat sink surface by the reflecting mirror 92. For this reason, a beam profile similar to that of the semiconductor laser stack can be realized with a simple structure. According to the present embodiment, since the wire (conductive member) connecting the adjacent semiconductor lasers passes through the side of the reflecting mirror 92, the power feeding structure is simplified.

［第八実施例］
図１１に本発明の第八実施例の半導体レーザ１４０と半導体レーザ光源モジュール１５０の構成を示す。図１１（ａ）は半導体レーザ１４０の上面図である。図１１（ｂ）は半導体レーザ光源モジュール１５０の上面図である。[Eighth embodiment]
FIG. 11 shows the configuration of the semiconductor laser 140 and the semiconductor laser light source module 150 of the eighth embodiment of the present invention. FIG. 11A is a top view of the semiconductor laser 140. FIG. 11B is a top view of the semiconductor laser light source module 150.

図１１（ａ）に示す半導体レーザ１４０は半導体レーザ７０の変形例である。半導体レーザ１４０では、電極１４１上に第一のボンディングパッド１４２を設けた。電極１４１は図６における電極７３に対応する。はまた、マウント５１上に絶縁体１２２を介して第二のボンディングパッド１２１を設けた。第一のボンディングパッド１２１は半導体レーザ７０のボンディングパッド７２に対応する。半導体レーザチップ５２と第一のボンディングパッド１２１はワイヤー１２４によって接続されている。   A semiconductor laser 140 shown in FIG. 11A is a modification of the semiconductor laser 70. In the semiconductor laser 140, the first bonding pad 142 is provided on the electrode 141. The electrode 141 corresponds to the electrode 73 in FIG. In addition, a second bonding pad 121 is provided on the mount 51 via an insulator 122. The first bonding pad 121 corresponds to the bonding pad 72 of the semiconductor laser 70. The semiconductor laser chip 52 and the first bonding pad 121 are connected by a wire 124.

図１１（ｂ）に示す半導体レーザ光源モジュール１５０は、ヒートシンク１０６上に、半導体レーザ１４１、１４２、１４３、及び、３つの反射鏡９２を備えている。半導体レーザ１４１、１４２、及び、１４３は半導体レーザ１４０と同様の構造をしている。半導体レーザ１４１、１４２、及び、１４３はワイヤー１３４と１３５によって直列接続されている。直列接続された半導体レーザ１４１、１４２、及び、１４３は、ワイヤー１３６と１３７に電源に接続されている。   The semiconductor laser light source module 150 shown in FIG. 11B includes semiconductor lasers 141, 142, 143, and three reflecting mirrors 92 on the heat sink 106. The semiconductor lasers 141, 142, and 143 have the same structure as the semiconductor laser 140. The semiconductor lasers 141, 142, and 143 are connected in series by wires 134 and 135. The semiconductor lasers 141, 142, and 143 connected in series are connected to wires 136 and 137 to a power source.

半導体レーザ光源モジュール１５０は、特許文献１ないし２に示されている半導体レーザスタックを代替することができる。半導体レーザ１４０では、第一のボンディングパッド１３２と第二のボンディングパッド１２１をレーザ光５４の出射方向に対して隣接させて配置したので、ワイヤー１３４や１３５を反射鏡９２の側方を通過させて、隣接する半導体レーザ１２０同士を接続できる。   The semiconductor laser light source module 150 can replace the semiconductor laser stack shown in Patent Documents 1 and 2. In the semiconductor laser 140, the first bonding pad 132 and the second bonding pad 121 are disposed adjacent to the emitting direction of the laser beam 54, so that the wires 134 and 135 are passed through the side of the reflecting mirror 92. Adjacent semiconductor lasers 120 can be connected.

本実施例によれば、半導体レーザの取り付け構造が簡易である。本実施例によれば、半導体レーザスタックと同様のビームプロファイルを簡易な構造で実現できる。本実施例によれば、給電構造が簡易となる。   According to this embodiment, the semiconductor laser mounting structure is simple. According to this embodiment, the same beam profile as that of the semiconductor laser stack can be realized with a simple structure. According to the present embodiment, the power feeding structure is simplified.

［第九実施例］
図１２と図１３に本発明の第九実施例の半導体レーザ光源モジュール１６０の構成を示す。図１２は半導体レーザ光源モジュール１６０の上面図である。図１３は半導体レーザ光源モジュール１６０の側面図である。[Ninth Example]
12 and 13 show the configuration of a semiconductor laser light source module 160 according to the ninth embodiment of the present invention. FIG. 12 is a top view of the semiconductor laser light source module 160. FIG. 13 is a side view of the semiconductor laser light source module 160.

半導体レーザ光源モジュール１６０は半導体レーザ光源モジュール２０の変形例である。本実施例では、シリンドリカルレンズ２１、２２、２３、第一の共通シリンドリカルレンズ２４、第二の共通シリンドリカルレンズ２５に代えて光集積回路１６６を用いている。   The semiconductor laser light source module 160 is a modification of the semiconductor laser light source module 20. In this embodiment, an optical integrated circuit 166 is used in place of the cylindrical lenses 21, 22, 23, the first common cylindrical lens 24, and the second common cylindrical lens 25.

光集積回路１６６は透明基板からなるスラブ光導波路にジオデシックレンズを設けた構成となっている。シリンドリカルレンズ２１、２２、２３、及び、第二共通シリンドリカルレンズ２５に対応してジオデシックレンズ１６１、１６２、１６３、及び、１６５が設けられている。第一の共通シリンドリカルレンズ２４に対応するジオデシックレンズは設けていない。   The optical integrated circuit 166 has a configuration in which a geodesic lens is provided on a slab optical waveguide made of a transparent substrate. Geodesic lenses 161, 162, 163, and 165 are provided corresponding to the cylindrical lenses 21, 22, 23 and the second common cylindrical lens 25. A geodesic lens corresponding to the first common cylindrical lens 24 is not provided.

半導体レーザ光源モジュール１６０では、半導体レーザチップ２と光集積回路１６６を十分に近接させて、高い結合率でレーザ光１４が光集積回路１６６中に導入されるようにした。このため、遅相軸（ＳＡ）方向の集光レンズである第一の共通シリンドリカルレンズ２４を省略することができる。   In the semiconductor laser light source module 160, the semiconductor laser chip 2 and the optical integrated circuit 166 are sufficiently close to each other so that the laser light 14 is introduced into the optical integrated circuit 166 with a high coupling rate. For this reason, the first common cylindrical lens 24 which is a condensing lens in the slow axis (SA) direction can be omitted.

ジオデシックレンズは光導波路に凹凸形状を設けることによって、実質的にレンズとして機能するものである。ジオデシックレンズは公知の技術である。光集積回路１６６では透明基板を空気で囲む構造となっているが、コア層とクラッド層を有する光導波路を形成して、この光導波路にジオデシックレンズを形成することもできる。   A geodesic lens substantially functions as a lens by providing an uneven shape on an optical waveguide. Geodesic lenses are a known technique. In the optical integrated circuit 166, the transparent substrate is surrounded by air. However, an optical waveguide having a core layer and a cladding layer may be formed, and a geodesic lens may be formed in the optical waveguide.

光集積回路１６６はＹＡＧやイットリア（Ｙ２Ｏ３）のセラミクスを用いて形成することができる。ＹＡＧやイットリアの粉末を型に入れた後、焼成することによって、ジオデシックレンズを含む光集積回路１６６を形成することができる。この製法は、工程数が少なく、生産性に優れているという利点がある。   The optical integrated circuit 166 can be formed using YAG or yttria (Y2O3) ceramics. An optical integrated circuit 166 including a geodesic lens can be formed by placing YAG or yttria powder in a mold and then baking the powder. This manufacturing method has the advantage that the number of steps is small and the productivity is excellent.

セラミクス粉末を型に入れて焼成して様々な形状の透光性セラミクスを製造する方法は特許文献１２、１３に開示されている。   Patent Documents 12 and 13 disclose a method for producing translucent ceramics having various shapes by putting ceramic powder in a mold and baking it.

光集積回路１６６を固体レーザ媒質の母体となり得るセラミクスで形成した場合、光集積回路中にレーザ活性種を添加した活性領域を形成することもできる。このような構成にすると、薄膜固体レーザを光集積回路中に含めることもできる。固体レーザ媒質の母体となり得るセラミクスの代表例としてはＹＡＧを挙げることができる。   In the case where the optical integrated circuit 166 is formed of ceramics that can be a base of a solid-state laser medium, an active region to which a laser active species is added can also be formed in the optical integrated circuit. With this configuration, the thin film solid-state laser can be included in the optical integrated circuit. A representative example of ceramics that can serve as a base of a solid-state laser medium is YAG.

光集積回路１６６は他の手法によって製造することもできる。例えば、特許文献１０や特許文献１１に記載されているような手法を用いて製造することができる。   The optical integrated circuit 166 can also be manufactured by other methods. For example, it can be manufactured using a technique as described in Patent Document 10 and Patent Document 11.

レーザ光の光学的結合の観点からは、光集積回路１６６の厚さは半導体レーザチップ２のストライプ幅ｗ１より大きく、コア１７の径は光集積回路１６６の厚さより大きいことが望ましい。   From the viewpoint of optical coupling of laser light, the thickness of the optical integrated circuit 166 is preferably larger than the stripe width w1 of the semiconductor laser chip 2, and the diameter of the core 17 is preferably larger than the thickness of the optical integrated circuit 166.

光集積回路１６６はサポート部材１６７によってヒートシンク１６４に取り付けられている。   The optical integrated circuit 166 is attached to the heat sink 164 by a support member 167.

本実施例によれば、ジオデシックレンズを集積化した光集積回路によって図１（ｄ）の光学系を集積化できる。このため、製造が容易となる。   According to the present embodiment, the optical system of FIG. 1D can be integrated by an optical integrated circuit in which geodesic lenses are integrated. For this reason, manufacture becomes easy.

［第十実施例］
図１４に本発明の第十実施例の固体レーザ光増幅器１７０の構成を示す。図１４（ａ）は固体レーザ光増幅器１７０の上面図である。図１４（ｂ）は固体レーザ光増幅器１７０のＸ−Ｘ'断面図である。図１４（ｃ）は固体レーザ光増幅器１７０の光増幅の挙動を示す側面図である。[Tenth embodiment]
FIG. 14 shows the configuration of a solid-state laser optical amplifier 170 according to the tenth embodiment of the present invention. FIG. 14A is a top view of the solid-state laser optical amplifier 170. FIG. FIG. 14B is an XX ′ cross-sectional view of the solid-state laser optical amplifier 170. FIG. 14C is a side view showing the behavior of the optical amplification of the solid-state laser optical amplifier 170.

図１５に本発明の第十実施例の固体レーザ媒質１８０、１８２、及び、１８４の構成を示す。   FIG. 15 shows the configuration of the solid-state laser mediums 180, 182, and 184 of the tenth embodiment of the present invention.

固体レーザ光増幅器１７０はヒートシンク１７９上に、複数の半導体レーザ５０と一つのディスク状（薄膜状）の固体レーザ媒質１７１を備えている。複数の半導体レーザ５０とディスク状固体レーザ媒質１７１は近接して設けられていて、半導体レーザ５０からのレーザ光５４はディスク状固体レーザ媒質１７１に直接導入される。   The solid-state laser optical amplifier 170 includes a plurality of semiconductor lasers 50 and one disk-like (thin-film) solid-state laser medium 171 on a heat sink 179. The plurality of semiconductor lasers 50 and the disk-shaped solid laser medium 171 are provided close to each other, and the laser light 54 from the semiconductor laser 50 is directly introduced into the disk-shaped solid laser medium 171.

ディスク状固体レーザ媒質１７１は活性領域１７２と透明領域１７３を備えている。透明領域１７３は活性領域１７２の周縁部に設けられている。透明領域１７３中にジオデシックレンズ１７４が設けられている。ディスク状固体レーザ媒質１７１のヒートシンク７９と接着される側には高反射率コート１７５が設けられている。また、ディスク状固体レーザ媒質１７１の高反射率コート１７５が設けられたのとは反対側の面には無反射コート１７６が設けられている。   The disk-shaped solid laser medium 171 includes an active region 172 and a transparent region 173. The transparent region 173 is provided at the peripheral edge of the active region 172. A geodesic lens 174 is provided in the transparent region 173. A high reflectivity coat 175 is provided on the side of the disk-shaped solid laser medium 171 bonded to the heat sink 79. Further, a non-reflective coating 176 is provided on the surface of the disk-shaped solid laser medium 171 opposite to the side on which the high reflectance coating 175 is provided.

本実施例では活性領域１７２の直径より半導体レーザ５０のエミッタ幅（発光部幅）は大きい構成となっている。広いエミッタ幅のレーザはより高い出力のレーザ光を出力できる。一方、活性領域１７２は小さい方が励起エネルギー密度が高くなるので、低い閾値で光増幅やレーザ発振を行うことができる。本実施例ではジオデシックレンズ１７４によって、レーザ光５４が活性領域１７２に集光されている。このため、広いエミッタ幅の半導体レーザからの励起光（レーザ光）を小さな活性領域１７２に集中させることができる。   In this embodiment, the emitter width (light emitting portion width) of the semiconductor laser 50 is larger than the diameter of the active region 172. A laser with a wide emitter width can output a higher-power laser beam. On the other hand, the smaller the active region 172, the higher the excitation energy density, so that optical amplification and laser oscillation can be performed with a low threshold. In this embodiment, the laser beam 54 is focused on the active region 172 by the geodesic lens 174. For this reason, excitation light (laser light) from a semiconductor laser having a wide emitter width can be concentrated in the small active region 172.

図１４（ｃ）に本実施例の固体レーザ光増幅器１７０の光増幅の挙動を示す。入力光１７７は、ディスク状固体レーザ媒質１７１の活性領域１７２に入射して増幅された後、高反射率コート１７５で反射され、再び活性領域１７２で増幅されてから出力光１７８として出力される。   FIG. 14C shows the optical amplification behavior of the solid-state laser optical amplifier 170 of this embodiment. The input light 177 enters the active region 172 of the disk-shaped solid laser medium 171 and is amplified, then reflected by the high reflectivity coat 175, amplified again by the active region 172, and then output as output light 178.

固体レーザ光増幅器１７０を適当な共振器中に配置すればレーザ発振器として動作させることができる。   If the solid-state laser optical amplifier 170 is disposed in a suitable resonator, it can be operated as a laser oscillator.

ディスク状固体レーザ媒質１７１は焼結形成したＹＡＧセラミクスを用いている。活性領域１７２にはレーザ活性種としてＹｂが添加されている。レーザ活性種としてはＮｄなどの他のレーザ活性種を添加することもできる。透明領域１７３にはレーザ活性種が添加されていない。   The disk-shaped solid laser medium 171 uses sintered YAG ceramics. Yb is added to the active region 172 as a laser active species. As the laser active species, other laser active species such as Nd can be added. A laser active species is not added to the transparent region 173.

ＹＡＧの粉末を型に入れて形成した後、焼成することによって、ジオデシックレンズ１７４を含むディスク状固体レーザ媒質１７１を形成することができる。この製法はジオデシックレンズ１７４形成用の個別の工程が不要という点で生産性に優れているという利点がある。   The disk-shaped solid-state laser medium 171 including the geodesic lens 174 can be formed by forming the YAG powder in a mold and then firing it. This manufacturing method has an advantage of excellent productivity in that a separate process for forming the geodesic lens 174 is not required.

ディスク状固体レーザ媒質１７１は円形状であるが、他の形状であっても良い。例えば、四角形などの多角形状のディスク状固体レーザ媒質１７１を用いることができる。   The disk-shaped solid laser medium 171 has a circular shape, but may have other shapes. For example, a polygonal disk-shaped solid laser medium 171 such as a quadrangle can be used.

図１５にディスク状固体レーザ媒質１７１の別の構成例を示す。図１５（ａ）はディスク状固体レーザ媒質１８０の構成を示す。   FIG. 15 shows another configuration example of the disk-shaped solid laser medium 171. FIG. 15A shows the configuration of the disk-shaped solid laser medium 180.

ディスク状固体レーザ媒質１８０では、活性領域１８１が設けられている。活性領域１８１はディスク状固体レーザ媒質１８０の全体の厚みより薄く構成されており、活性領域１８１の周縁部のみならず、活性領域１８１の上方にも透明領域１７３が広がっている。   In the disc-shaped solid laser medium 180, an active region 181 is provided. The active region 181 is configured to be thinner than the entire thickness of the disk-shaped solid state laser medium 180, and the transparent region 173 extends not only at the periphery of the active region 181 but also above the active region 181.

活性領域１８１の上方にも透明領域１７３を設けたので、励起光（レーザ光）はこの上方の透明領域を伝播することができる。このため、活性領域１８１を大口径化した場合でも、活性領域１８１を均一に証明することができる。   Since the transparent region 173 is also provided above the active region 181, excitation light (laser light) can propagate through the transparent region above. For this reason, even when the active region 181 has a large diameter, the active region 181 can be proved uniformly.

図１５（ｂ）はディスク状固体レーザ媒質１８２の構成を示す。ディスク状固体レーザ媒質１８２では、活性領域１８３が設けられている。活性領域１８３は透明領域１７３とは独立に設けられている。   FIG. 15B shows the configuration of the disk-shaped solid laser medium 182. In the disc-shaped solid laser medium 182, an active region 183 is provided. The active region 183 is provided independently of the transparent region 173.

活性領域１８３は透明領域１７３と物理的に接触させた構成とすることができる。物理的に接触させた構成では、活性領域１８３は、透明領域１７３はエバネッセント結合する。あるいは、活性領域１８３と透明領域１７３を拡散接合などの手法により接合させた構成とすることもできる。   The active region 183 can be configured to be in physical contact with the transparent region 173. In the physical contact configuration, the active region 183 and the transparent region 173 are evanescently coupled. Alternatively, the active region 183 and the transparent region 173 may be joined by a technique such as diffusion joining.

ディスク状固体レーザ媒質１８２では、活性領域１８３と透明領域１７３が独立して設けられているので、製造が容易である。両者を個別に製造した後、物理的に接触させるか、接合すれば良いからである。   In the disc-shaped solid laser medium 182, since the active region 183 and the transparent region 173 are provided independently, the manufacturing is easy. This is because, after both are manufactured individually, they may be physically contacted or joined.

また、透明領域１７３を活性領域１７２とは独立して製造できるので、材料及び製造方法の選択幅が広く、ジオデシックレンズ１７４の製造が容易となる利点がある。例えば、ガラスを素材として型を用いたプレス（モールドプレス）によってジオデシックレンズ１７４を製造することができる。あるいは、紫外線硬化樹脂を用いてジオデシックレンズ１７４を製造することが可能となる。   Further, since the transparent region 173 can be manufactured independently of the active region 172, there are advantages that the selection range of materials and manufacturing methods is wide and the geodesic lens 174 can be easily manufactured. For example, the geodesic lens 174 can be manufactured by a press using a mold made of glass (mold press). Alternatively, the geodesic lens 174 can be manufactured using an ultraviolet curable resin.

図１５（ｃ）ディスク状固体レーザ媒質１８４の構成を示す。ディスク状固体レーザ媒質１７１のジオデシックレンズ１７４に代えて、ジオデシックレンズ１８５を備えていることが特徴である。   FIG. 15C shows the configuration of the disk-shaped solid laser medium 184. It is characterized in that a geodesic lens 185 is provided instead of the geodesic lens 174 of the disk-shaped solid laser medium 171.

ジオデシックレンズ１８５は、ディスク状固体レーザ媒質１８４の透明領域１７３の表面に凸部を設け、裏面に凹部を設けた。これにより、ジオデシックレンズの部分の厚さは均一に保たれる。   The geodesic lens 185 is provided with a convex portion on the surface of the transparent region 173 of the disk-shaped solid laser medium 184 and a concave portion on the back surface. Thereby, the thickness of the portion of the geodesic lens is kept uniform.

透明領域の厚さが変化すると、光導波路のモード状態の変化が大きくなるので、光の損失が増えやすい。ジオデシックレンズ１８５の構成によれば、このような損失の発生を抑制することができる。   If the thickness of the transparent region changes, the change in the mode state of the optical waveguide becomes large, so that the loss of light tends to increase. According to the configuration of the geodesic lens 185, occurrence of such loss can be suppressed.

［第十一実施例］
図１６は本発明の第十一実施例の半導体レーザ１９０の構成を示す概略図である。半導体レーザ１９０は導電性マウント１９１、半導体レーザチップ１９２、電極１９３、及び、絶縁体スペーサ１９４、を備えている。図１６に半導体レーザチップ１９２の進相軸（ＦＡ）と遅相軸（ＳＡ）を矢印で示す。[Eleventh embodiment]
FIG. 16 is a schematic diagram showing the configuration of a semiconductor laser 190 according to the eleventh embodiment of the present invention. The semiconductor laser 190 includes a conductive mount 191, a semiconductor laser chip 192, an electrode 193, and an insulator spacer 194. In FIG. 16, the fast axis (FA) and the slow axis (SA) of the semiconductor laser chip 192 are indicated by arrows.

半導体レーザ１９０は半導体レーザ１０の変形例である。半導体レーザチップ１９２上に電極１９３が直接設けられた点が半導体レーザ１０との主要な相違点である。The semiconductor laser 190 is a modification of the semiconductor laser 10 . The main difference from the semiconductor laser 10 is that the electrode 193 is directly provided on the semiconductor laser chip 192.

半導体レーザ１９０においては、導電性マウント１９１の側面に半導体レーザチップ１９２が接着されている。半導体レーザチップ１９２は導電性マウント１９１に対してジャンクションダウン配置で設けられている。半導体レーザチップ１９２の導電性マウント１９１に接しているのとは反対側の面に電極１９３が接着されている。絶縁スペーサ１９４の上面には導電性マウント１９１が接着されている。In the semiconductor laser 190 , a semiconductor laser chip 192 is bonded to the side surface of the conductive mount 191. The semiconductor laser chip 192 is provided in a junction-down arrangement with respect to the conductive mount 191. An electrode 193 is bonded to the surface of the semiconductor laser chip 192 opposite to the conductive mount 191. A conductive mount 191 is bonded to the upper surface of the insulating spacer 194.

半導体レーザチップ１９２はガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を用いて構成されている。導電性マウント１９１は銅タングステン合金（ＣｕＷ）から成り、その熱膨張係数はガリウムヒ素と略一致している。電極１９３は銅タングステン合金（ＣｕＷ）から成り、その熱膨張係数はガリウムヒ素と略一致している。   The semiconductor laser chip 192 is configured using a gallium arsenide (GaAs) substrate. The conductive mount 191 is made of a copper tungsten alloy (CuW), and its thermal expansion coefficient is substantially the same as that of gallium arsenide. The electrode 193 is made of a copper tungsten alloy (CuW), and its thermal expansion coefficient is substantially the same as that of gallium arsenide.

導電性マウント１９１と半導体レーザチップ１９２の熱膨張係数が略一致しているので熱歪の発生を防ぐことができる。半導体レーザチップ１９２と電極１９３の熱膨張係数が略一致しているので熱歪の発生を防ぐことができる。
導電性マウント１９１と電極１９３にはウエットプロセスにより金メッキが施されている。絶縁スペーサ１９４は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から成り、両面にドライプロセスにより金メタライズが施されている。Since the thermal expansion coefficients of the conductive mount 191 and the semiconductor laser chip 192 are substantially the same, the occurrence of thermal strain can be prevented. Since the thermal expansion coefficients of the semiconductor laser chip 192 and the electrode 193 are substantially the same, the occurrence of thermal strain can be prevented.
The conductive mount 191 and the electrode 193 are plated with gold by a wet process. The insulating spacer 194 is made of aluminum nitride (AlN), and gold metallization is performed on both sides by a dry process.

半導体レーザチップ１９２は図１において示した半導体レーザチップ２に準じた構造を有している。半導体レーザ１９０から出射されるレーザ光１４は、図１の場合と同様に半導体レーザの取り付け面に対して平行である。The semiconductor laser chip 192 has a structure according to the semiconductor laser chip 2 shown in FIG. The laser beam 14 emitted from the semiconductor laser 190 is parallel to the mounting surface of the semiconductor laser as in the case of FIG.

導電性マウント１９１の上面１９５は、十分な幅を有し、かつ、平坦に構成したので、ボンディングパッドとして用いることができる。電極１９３の側面１９６の幅は０．２ｍｍ以上とすることが好ましく、特に０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。導電性マウント１９１の上面１９５にはワイヤーボンディングを施すことができる。あるいは平板板の電極を接着することができる。   Since the upper surface 195 of the conductive mount 191 has a sufficient width and is flat, it can be used as a bonding pad. The width of the side surface 196 of the electrode 193 is preferably 0.2 mm or more, and particularly preferably 0.5 mm or more. Wire bonding can be applied to the upper surface 195 of the conductive mount 191. Or the electrode of a flat plate can be adhere | attached.

半導体レーザ１０と同様に導電性マウント１９１にねじ穴を設けることもできる。この場合は、絶縁性スペーサ１９４にも対応するねじ穴をもうける。このねじ穴を用いて、半導体レーザ１９０をヒートシンクに取り付けることができる。Similarly to the semiconductor laser 10 , the conductive mount 191 can be provided with a screw hole. In this case, a screw hole corresponding to the insulating spacer 194 is also made. Using this screw hole, the semiconductor laser 190 can be attached to the heat sink.

図１７は半導体レーザ光源モジュール２００を示す概略図である。図１７（ａ）は半導体レーザ光源モジュール２００の上面図である。図１７（ｂ）は半導体レーザ光源モジュール２００の側面図である。FIG. 17 is a schematic view showing the semiconductor laser light source module 200 . FIG. 17A is a top view of the semiconductor laser light source module 200 . FIG. 17B is a side view of the semiconductor laser light source module 200 .

半導体レーザ光源モジュール２００は半導体レーザ光源モジュール２０の変形例である。半導体レーザ光源モジュール２００と半導体レーザ光源モジュール２０を比較すると、隣接する半導体レーザの電気的接続方法が異なる。The semiconductor laser light source module 200 is a modification of the semiconductor laser light source module 20 . When the semiconductor laser light source module 200 and the semiconductor laser light source module 20 are compared, the electrical connection method of adjacent semiconductor lasers is different.

図１７（ａ）に示すように、半導体レーザ光源モジュール２００では半導体レーザ２０１、２０２、及び、２０３がヒートシンク１５上に設けられている。半導体レーザ２０１、２０２、及び、２０３は半導体レーザ１９０と同様の構造を有している。半導体レーザ２０１、２０２、及び、２０３はヒートシンク１５上に接着されている。As shown in FIG. 17A, in the semiconductor laser light source module 200 , semiconductor lasers 201, 202, and 203 are provided on the heat sink 15. The semiconductor lasers 201, 202, and 203 have the same structure as the semiconductor laser 190 . The semiconductor lasers 201, 202, and 203 are bonded on the heat sink 15.

半導体レーザ２０１と２０２はワイヤー２０４によって接続されている。また、半導体レーザ２０２と２０３はワイヤー２０５によって接続されている。ある半導体レーザのマウントの上面１９５と隣接する半導体レーザの電極１９３の側面１９６とがワイヤーを介して接続されている。   The semiconductor lasers 201 and 202 are connected by a wire 204. The semiconductor lasers 202 and 203 are connected by a wire 205. An upper surface 195 of a semiconductor laser mount is connected to a side surface 196 of an adjacent semiconductor laser electrode 193 through a wire.

直列接続された半導体レーザ２０１、２０２、及び、２０３は、ワイヤー２０６と２０７によって外部電源に接続されている。   The semiconductor lasers 201, 202, and 203 connected in series are connected to an external power source by wires 206 and 207.

ワイヤー２０４と２０５に代えて板状の金属電極を接着することにより電気的接続を得ることもできる。この場合はダイボンディングのプロセスを用いることができる。   It is also possible to obtain an electrical connection by adhering a plate-like metal electrode in place of the wires 204 and 205. In this case, a die bonding process can be used.

ワイヤーボンディングは半導体の組み立てプロセスとして確立されており、高生産性と高信頼性が得られる。しかしながら、ワイヤーボンディングは二次元の面内にある電極同士しか接続できないという制約がある。   Wire bonding has been established as an assembly process for semiconductors, and high productivity and high reliability can be obtained. However, wire bonding has a limitation that only electrodes in a two-dimensional plane can be connected.

本実施例においては、半導体レーザ１９０の電極１９３の側面１９６を、十分に広い幅を有しかつ平坦としたので、ワイヤーボンディングのパッドとして用いることができる。したがって、上記のような制約を解消することができる。In this embodiment, the side surface 196 of the electrode 193 of the semiconductor laser 190 has a sufficiently wide width and is flat, so that it can be used as a wire bonding pad. Therefore, the above restrictions can be solved.

本実施例の構成では、半導体レーザチップ１９２上に電極１９３を接着するので低い電気抵抗の接続構造が実現できる。また、図１の構成におけるワイヤー９の引き回し空間が不要なために、図１の構成に比べて高い実装密度を実現することができる。   In the configuration of this embodiment, since the electrode 193 is bonded onto the semiconductor laser chip 192, a connection structure with low electrical resistance can be realized. Further, since a space for routing the wires 9 in the configuration of FIG. 1 is not required, a higher mounting density can be realized as compared with the configuration of FIG.

ヒートシンク１５の冷却面１８には、半導体レーザ２０１、２０２、及び、２０３に対応してシリンドリカルレンズ２１、２２、及び、２３が設けられている。また、第一の共通シリンドリカルレンズ２４と第二の共通シリンドリカルレンズ２５が設けられている。シリンドリカルレンズ２１、２２、２３、第一の共通シリンドリカルレンズ２４、及び、第二の共通シリンドリカルレンズ２５はヒートシンク１５上に接着されている。この光学系の機能は図１において説明した通りである。   Cylindrical lenses 21, 22, and 23 are provided on the cooling surface 18 of the heat sink 15 corresponding to the semiconductor lasers 201, 202, and 203. In addition, a first common cylindrical lens 24 and a second common cylindrical lens 25 are provided. The cylindrical lenses 21, 22 and 23, the first common cylindrical lens 24, and the second common cylindrical lens 25 are bonded onto the heat sink 15. The function of this optical system is as described in FIG.

［第十二実施例］
図１８（ａ）は本発明の第十二実施例の半導体レーザ２１０の構成を示す概略図である。半導体レーザ２１０は半導体レーザ１９０の変形例である。半導体レーザ２１０は、半導体レーザ１９０の構成において半導体レーザチップ１９２を半導体レーザアレイチップ２１２に代えた点が特徴である。[Twelfth embodiment]
FIG. 18A is a schematic diagram showing the configuration of the semiconductor laser 210 according to the twelfth embodiment of the present invention. The semiconductor laser 210 is a modification of the semiconductor laser 190 . The semiconductor laser 210 is characterized in that the semiconductor laser chip 192 is replaced with a semiconductor laser array chip 212 in the configuration of the semiconductor laser 190 .

図１８（ｂ）に半導体レーザアレイチップ２１２の上面図を示す。半導体レーザアレイチップ２１２は複数のストライプ２１１を有している。   FIG. 18B shows a top view of the semiconductor laser array chip 212. The semiconductor laser array chip 212 has a plurality of stripes 211.

図１８（ａ）に示すように半導体レーザアレイチップ２１２からのレーザ光２１４は半導体レーザ２１０の上方に出射する。As shown in FIG. 18A, the laser beam 214 from the semiconductor laser array chip 212 is emitted above the semiconductor laser 210 .

図１８（ｃ）は半導体レーザ光源モジュール２２０を示す側面図である。半導体レーザ光源モジュール２２０は半導体レーザ光源モジュール２００の変形例である。レーザ光２１４の出射方向がヒートシンク１５の冷却面１８に対して垂直であるという特徴がある。その他の構造は半導体レーザ光源モジュール２００に準ずる。FIG. 18C is a side view showing the semiconductor laser light source module 220 . The semiconductor laser light source module 220 is a modification of the semiconductor laser light source module 200 . The laser beam 214 is emitted in a direction perpendicular to the cooling surface 18 of the heat sink 15. Other structures conform to the semiconductor laser light source module 200 .

図１８（ｃ）に示すように、半導体レーザ光源モジュール２２０では半導体レーザ２２１、２２２、及び、２２３がヒートシンク１５上に設けられている。半導体レーザ２２１、２２２、及び、２２３は半導体レーザ２１０と同様の構造を有している。半導体レーザ２２１、２２２、及び、２２３はヒートシンク１５上に接着されている。As shown in FIG. 18C, in the semiconductor laser light source module 220 , the semiconductor lasers 221, 222, and 223 are provided on the heat sink 15. The semiconductor lasers 221, 222, and 223 have the same structure as the semiconductor laser 210 . The semiconductor lasers 221, 222, and 223 are bonded onto the heat sink 15.

半導体レーザ２２１と２２２はワイヤー２２４によって接続されている。また、半導体レーザ２２２と２２３はワイヤー２２５によって接続されている。ある半導体レーザのマウントの上面１９５と隣接する半導体レーザの電極１９３の側面１９６とがワイヤーを介して接続されている。   The semiconductor lasers 221 and 222 are connected by a wire 224. The semiconductor lasers 222 and 223 are connected by a wire 225. An upper surface 195 of a semiconductor laser mount is connected to a side surface 196 of an adjacent semiconductor laser electrode 193 through a wire.

直列接続された半導体レーザ２２１、２２２、及び、２２３は、ワイヤー２２６と２２７によって外部電源に接続されている。   The semiconductor lasers 221, 222, and 223 connected in series are connected to an external power source by wires 226 and 227.

半導体レーザ光源モジュール２２０は図７に示した半導体レーザ光源モジュール１００と同様に二次元状にレーザ光源を配置することができる。また、半導体レーザ光源モジュール２００と同様に、半導体レーザアレイチップ２１２上に電極１９３を接着するので低い電気抵抗の接続構造が実現できる。さらに、高い実装密度を実現することもできる。Similar to the semiconductor laser light source module 100 shown in FIG. 7, the semiconductor laser light source module 220 can arrange laser light sources in two dimensions. Further, similarly to the semiconductor laser light source module 200 , the electrode 193 is adhered on the semiconductor laser array chip 212, so that a connection structure with low electrical resistance can be realized. Further, a high mounting density can be realized.

以下、ここで説明した技術的特徴をまとめておく。
［半導体レーザ（図１）の技術的特徴］
［技術的特徴１］
半導体レーザチップ、導電性マウント、絶縁体ブロック、及び、電極を備え、導電性マウントの第一の面に半導体レーザチップと絶縁体ブロックを接着し、絶縁体ブロック上に電極を接着し、電極と半導体レーザチップが導電性ワイヤーを介して接続されている半導体レーザにおいて、
導電性マウントの第一の面に対して垂直な第二の面がヒートシンク取り付けられるべき面であり、
半導体レーザチップからのレーザ光は進相軸と遅相軸を有し、
半導体レーザチップからのレーザ光は第二の面に対して平行に出射され、レーザ光の遅相軸が第二の面に対して垂直であるように、半導体レーザチップが導電性マウントに設けられたことを特徴とする半導体レーザ。
［技術的特徴２］
技術的特徴１の半導体レーザにおいて、
導電性マウントの第二の面に垂直にねじ穴が設けられていることを特徴とする。
［技術的特徴３］
技術的特徴１の半導体レーザにおいて、
導電性マウントの第二の面に絶縁スペーサが接着されていることを特徴とする半導体レーザ。
［技術的特徴４］
技術的特徴１の半導体レーザにおいて、
さらに導電性サブマウントを備え、この導電性サブマウントが前記半導体レーザチップと前記導電性マウントの間に設けられていることを特徴とする半導体レーザ。
［光源モジュール（図１）の技術的特徴］
［技術的特徴５］
複数の半導体レーザと一つのヒートシンクを備えた半導体レーザ光源モジュールにおいて、
半導体レーザは、マウントに取り付けられた半導体レーザチップ備え、
半導体レーザチップからのレーザ光は進相軸と遅相軸を有し、
出射されるレーザ光の遅相軸が、このヒートシンクの冷却面に対して垂直に成るように、半導体レーザがヒートシンクの冷却面に設けられていることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴６］
技術的特徴５の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
さらに前記半導体レーザに対応したシリンドリカルレンズ、第一の共通シリンドリカルレンズ、及び、第二共通シリンドリカルレンズを備えたことを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴７］
技術的特徴６の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
前記シリンドリカルレンズは対応する半導体レーザからのレーザ光を進相軸方向にコリメートし、第一の共通シリンドリカルレンズはレーザ光を遅相軸方向に集光してレーザ光導入対象に導き、そして、第二の共通シリンドリカルレンズは進相軸方向にコリメートされたレーザ光を集光してレーザ光導入対象に導くことを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴８］
技術的特徴６の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
レーザ光導入対象が光ファイバであることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴９］
技術的特徴６の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
レーザ光導入対象がロッド状の固体レーザ媒質であることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴１０］
技術的特徴６の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
レーザ光導入対象がディスク状の固体レーザ媒質であることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［光学アライメント基板（図２）の技術的特徴］
［技術的特徴１１］
技術的特徴５の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
さらに、前記半導体レーザ、前記シリンドリカルレンズ、第一のシリンドリカルレンズ、第二のシリンドリカルレンズ、及び、前記レーザ光導入対象の全部または一部に対応した開口を有する光学アライメント基板を備え、
この光学アライメント基板をヒートシンク表面に接着したことを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴１２］
技術的特徴１１の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
前記光学アライメント基板を介して、前記半導体レーザ、前記シリンドリカルレンズ、第一のシリンドリカルレンズ、第二のシリンドリカルレンズ、及び、前記レーザ光導入対象の全部または一部を位置合わせしたことを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴１３］
技術的特徴１１の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
前記開口に代えて窪みを形成した光学アライメント基板を備えたことを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴１４］
技術的特徴１１の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
前記光学アライメント基板に代えて前記ヒートシンク上に窪みを設けたことを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴１５］
技術的特徴１１の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
前記光学アライメント基板に代えて前記ヒートシンク上に接着剤パターンを設けたことを特徴とする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（図１２および図１３）の技術的特徴］
［技術的特徴１６］
技術的特徴５の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
透明基板からなるスラブ導波路にジオデシックレンズを設けた光集積回路を備え、
この光集積回路は前記半導体レーザに対応したジオデシックレンズと一つの共通ジオデシックレンズを設けていることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴１７］
技術的特徴１６の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
前記光集積回路は型を用いて形成、焼結した透明セラミクスからなることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴１８］
技術的特徴１７の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
前記光集積回路中にレーザ活性種を添加して形成した固体レーザ活性領域が設けられていることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴１９］
技術的特徴１７の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
セラミクスはＹＡＧであることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［図３の半導体レーザ（図３）の技術的特徴］
［技術的特徴２０］
半導体レーザチップ、絶縁性マウント、及び、導電性サブマウントを備え、絶縁性マウントの上に導電性サブマウントが接着され、導電性サブマウントの上に半導体レーザチップが接着され、導電性サブマウント上の半導体レーザチップの側部にボンディングパッドが設けられていることを特徴とする半導体レーザ。
［半導体レーザ光源モジュール（図３）の技術的特徴］
［技術的特徴２１］
技術的特徴２０の半導体レーザを複数備えると共にヒートシンクを備え、
このヒートシンク上に前記半導体レーザが一列に並べて設けられ、ある前記半導体レーザの前記半導体レーザチップと隣接する前記半導体レーザの前記ボンディングパッドが導電性部材を介して接続されていることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［図４のサブマウント接着構造（図４）の技術的特徴］
［技術的特徴２２］
マウント、第一の接着層、サブマウント、第二の接着層、及び、デバイスの順に積層された実装構造において、
マウントの熱膨張率はデバイスの熱膨張率より小さく、サブマウントの熱膨張率はデバイスの熱膨張率より大きく、少なくとも第一の接着層もしくは第二の接着層の熱膨張率はデバイスの熱膨張率より大きく、
マウント、第一の接着層、サブマウント、及び、第二の接着層の厚さを調整して、これらの層からなる積層構造の合成熱膨張率をデバイスの熱膨張率に概略一致させたことを特徴とする実装構造。
［技術的特徴２３］
技術的特徴２２の実装構造において、デバイスは半導体レーザチップであることを特徴とする実装構造。
［技術的特徴２４］
技術的特徴２２の実装構造において、デバイスは固体レーザ媒質であることを特徴とする実装構造。
［技術的特徴２５］
マウント、第一の接着層、サブマウント、第二の接着層、及び、半導体レーザチップの順に積層された実装構造において、
マウントは銅から成り、
半導体レーザチップはガリウムヒ素系の半導体レーザチップであり、
第一の接着層と第二の接着層の熱膨張率はこのガリウムヒ素の熱膨張率より大きく、
サブマウントはモリブテンからなり、
マウント、第一の接着層、サブマウント、第二の接着層の積層構造の合成熱膨張率をデバイスの熱膨張率に概略一致させたことを特徴とする実装構造。
［半導体レーザ（図５）の技術的特徴］
［技術的特徴２６］
半導体レーザチップ、絶縁性マウント、電極 及び、導電性の接着層を備えた半導体レーザにおいて、
電極は半導体レーザチップの長手方向に沿った部分と半導体レーザチップの側部に位置するボンディングパッドから成り、
絶縁性マウントの上に半導体レーザチップが接着され、
絶縁性マウントの上に電極が半導体レーザチップに沿うように配置されて接着され、
絶縁性マウントの上に電極が接着され半導体レーザチップが接着され、導電性サブマウント上の半導体レーザチップの側部にボンディングパッドが設けられていることを特徴とする半導体レーザ。
［半導体レーザ光源モジュール（図５）の技術的特徴］
［技術的特徴２７］
技術的特徴２６の半導体レーザを複数備えると共にヒートシンクを備え、
このヒートシンク上に前記半導体レーザが一列に並べて設けられ、ある前記半導体レーザの前記半導体レーザチップと隣接する前記半導体レーザの前記ボンディングパッドが導電性部材を介して接続されていることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴２８］
半導体レーザとヒートシンクを備えた半導体レーザ光源モジュールにおいて、
半導体レーザはレーザ光をヒートシンク取り付け面に対して平行に出射し、
ヒートシンクは流路を有する液例ヒートシンクであり、
さらに、光学部品を備え、
半導体レーザはヒートシンクの端部から離間して設けられ、ヒートシンクの端部と半導体レーザの間に光学部品が設けられ、
ヒートシンクの流路は半導体レーザの発熱部を全てカバーすることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴２９］
技術的特徴２８の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
前記光学部品はシリンドリカルレンズであることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴３０］
技術的特徴２８の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
前記光学部品はスラブ光導波路であることを特徴とする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（図６および図７）の技術的特徴］
［技術的特徴３１］
技術的特徴２０の半導体レーザ、ヒートシンク、及び、反射鏡を備えた半導体レーザ光源モジュールにおいて、
前記半導体レーザと反射鏡はヒートシンクに取り付けられ、
前記半導体レーザからのレーザ光が反射鏡によって方向を変えて出射されることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴３２］
技術的特徴３１の半導体レーザ光源モジュールにおいて、前記レーザ光は前記ヒートシンクの冷却面に対して略垂直に出射することを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴３３］
技術的特徴３１の半導体レーザ光源モジュールにおいて、
前記反射鏡はプリズムに誘電体多層膜を設けたものであることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴３４］
技術的特徴２６の半導体レーザ、ヒートシンク、及び、反射鏡を備えた半導体レーザ光源モジュールにおいて、
前記半導体レーザと反射鏡はヒートシンクに取り付けられ、
前記半導体レーザからのレーザ光が反射鏡によって方向を変えて出射されることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［技術的特徴３５］
半導体レーザ、ヒートシンク、及び、反射鏡を備えた半導体レーザ光源モジュールにおいて、
ヒートシンクは流路を備えており、この流路は半導体レーザの発熱部を全てカバーしており、
半導体レーザからのレーザ光はヒートシンク表面に対して平行に出射した後、反射鏡によって方向を変えられることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［半導体レーザ（図８）の技術的特徴］
［技術的特徴３６］
技術的特徴２０の半導体レーザにおいて、
さらに反射鏡を備え、この反射鏡が前記マウント上に設けられ、前記半導体レーザチップからの光が反射鏡によって方向を変えて出射されることを特徴とする半導体レーザ。
［半導体レーザ光源モジュール（図９）の技術的特徴］
［技術的特徴３７］
技術的特徴２０の半導体レーザを複数備えると共に、ヒートシンク、及び、反射鏡を備えた半導体レーザ光源モジュールにおいて、
この反射鏡は二つの反射面を有するプリズム形状の反射鏡であることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［半導体レーザ（図１０）の技術的特徴］
［技術的特徴３８］
技術的特徴２０の半導体レーザにおいて、
さらに絶縁体を備え、
この絶縁体を前記サブマウント上に設け、
この絶縁体上に第二のボンディングパッドを設け、
前記半導体レーザチップと第二のボンディングパッドを導電性部材によって接続したことを特徴とする半導体レーザ。
［半導体レーザ光源モジュール（図１０）の技術的特徴］
［技術的特徴３９］
技術的特徴３８の半導体レーザを複数備えると共に、この半導体レーザに対応した反射鏡、及び、ヒートシンクを備えた半導体レーザ光源モジュールにおいて、
ヒートシンク上に前記半導体レーザをアレイ状に設け、
ヒートシンク上に反射鏡を前記半導体レーザに対応して設け、
前記半導体レーザからのレーザ光を反射鏡によって反射して、ヒートシンクに対して、略垂直方向に出射させることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［半導体レーザ（図１１）の技術的特徴］
［技術的特徴４０］
半導体レーザチップ、絶縁性マウント、電極 導電性の接着層、及び、絶縁体を備えた半導体レーザにおいて、
絶縁性マウント上に導電性の接着層を介して半導体レーザチップを取り付け、
絶縁性マウント上に導電性の接着層を介して電極を取り付け、
絶縁性マウント上に導電性の接着層を介して絶縁体を取り付け、
電極上に第一のボンディングパッドを設け
絶縁体の上に第二のボンディングパッドを設け、
前記半導体レーザチップと第二のボンディングパッドを導電性部材によって接続したことを特徴とする半導体レーザ。
［半導体レーザ光源モジュール（図１１）の技術的特徴］
［技術的特徴４１］
技術的特徴４０の半導体レーザを複数備えると共に、この半導体レーザに対応した反射鏡、及び、ヒートシンクを備えた半導体レーザ光源モジュールにおいて、
ヒートシンク上に前記半導体レーザをアレイ状に設け、
ヒートシンク上に反射鏡を前記半導体レーザに対応して設け、
前記半導体レーザからのレーザ光を反射鏡によって反射して、ヒートシンクに対して、略垂直方向に出射させることを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。
［固体レーザ光増幅器（図１４）の技術的特徴］
［技術的特徴４２］
励起光源と一つのディスク状固体レーザ媒質を備えた固体レーザ光増幅器において、
ディスク状固体レーザ媒質は活性領域と透明領域を備え、
この透明領域中にジオデシックレンズが設けられていることを特徴とする固体レーザ光増幅器。
［技術的特徴４３］
技術的特徴４２の固体レーザ光増幅器において、前記励起光源は半導体レーザであることを特徴とする固体レーザ光増幅器。
［技術的特徴４４］
技術的特徴４３の固体レーザ光増幅器において、前記半導体レーザのエミッタ幅は前記活性領域より大きいことを特徴とする固体レーザ光増幅器。
［固体レーザ媒質（図１４）の技術的特徴］
［技術的特徴４５］
活性領域と透明領域を有する薄膜状の固体レーザ媒質において、
透明領域は活性領域周縁部に設けられ、
透明領域中にはジオデシックレンズが設けられていることを特徴とする固体レーザ媒質。
［固体レーザ媒質（図１５）の技術的特徴］
［技術的特徴４６］
活性領域と透明領域を有する薄膜状の固体レーザ媒質において、
透明領域は活性領域周縁部と活性領域上部に設けられ、
透明領域中にはジオデシックレンズが設けられていることを特徴とする固体レーザ媒質。
［技術的特徴４７］
活性領域と透明領域を有する薄膜状の固体レーザ媒質において、
活性領域と透明領域は独立して設けられ、
活性領域と透明猟奇は物理的に接触し、
透明領域中にはジオデシックレンズが設けられていることを特徴とする固体レーザ媒質。
［技術的特徴４８］
活性領域と透明領域を有する薄膜状の固体レーザ媒質において、
透明領域中にはジオデシックレンズが設けられ、
ジオデシックレンズは他の透明領域と同じ厚さを有していることを特徴とする固体レーザ媒質。
［セラミクスに関する技術的特徴］
［技術的特徴４９］
ジオデシックレンズを含む光集積回路において、
透光性セラミクス粉末を型に入れて形成した後、焼成を施したことを特徴とする光集積回路。
［技術的特徴５０］
技術的特徴４９の光集積回路において、
前記光集積回路中にレーザ活性種が添加された活性領域が設けられていることを特徴とする光集積回路。
［技術的特徴５１］
技術的特徴４９の光集積回路において、
前記透光性セラミクス粉末はＹＡＧ粉末であることを特徴とする光集積回路。
［半導体レーザ（図１６、図１７、および、図１８）の技術的特徴］
［技術的特徴５２］
半導体レーザチップ、導電性マウント、及び、電極を備えた半導体レーザにおいて、
導電性マウントの一つの面に半導体レーザチップを接着し、半導体レーザチップ上に電極を接着し、
電極の側面が平坦に設けられ、この側面をボンディングパッドとして用いられることを特徴とする半導体レーザ。
［技術的特徴５３］
技術的特徴５２の半導体レーザにおいて、前記電極の側面の幅は０．２ｍｍ以上であることを特徴とする半導体レーザ。
［技術的特徴５４］
技術的特徴５２の半導体レーザを複数備えた半導体レーザ光源モジュールにおいて、
ある半導体レーザの電極の側面と隣接する導電性マウントを電気的に接続したことを特徴とする半導体レーザ光源モジュール。The technical features described here are summarized below.
[Technical features of semiconductor laser (Fig. 1)]
[Technical features 1]
A semiconductor laser chip, a conductive mount, an insulator block, and an electrode are provided. The semiconductor laser chip and the insulator block are bonded to the first surface of the conductive mount, and the electrode is bonded to the insulator block. In a semiconductor laser in which a semiconductor laser chip is connected via a conductive wire,
The second surface perpendicular to the first surface of the conductive mount is the surface to which the heat sink is to be attached;
The laser light from the semiconductor laser chip has a fast axis and a slow axis,
The laser light from the semiconductor laser chip is emitted parallel to the second surface, and the semiconductor laser chip is provided on the conductive mount so that the slow axis of the laser light is perpendicular to the second surface. A semiconductor laser characterized by the above.
[Technical feature 2]
In the semiconductor laser of technical feature 1,
A screw hole is provided perpendicularly to the second surface of the conductive mount.
[Technical feature 3]
In the semiconductor laser of technical feature 1,
A semiconductor laser, wherein an insulating spacer is bonded to the second surface of the conductive mount.
[Technical feature 4]
In the semiconductor laser of technical feature 1,
The semiconductor laser further comprises a conductive submount, and the conductive submount is provided between the semiconductor laser chip and the conductive mount.
[Technical features of the light source module (Fig. 1)]
[Technical feature 5]
In a semiconductor laser light source module having a plurality of semiconductor lasers and one heat sink,
The semiconductor laser comprises a semiconductor laser chip attached to the mount,
The laser light from the semiconductor laser chip has a fast axis and a slow axis,
A semiconductor laser light source module, wherein a semiconductor laser is provided on a cooling surface of a heat sink so that a slow axis of emitted laser light is perpendicular to the cooling surface of the heat sink.
[Technical feature 6]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 5,
A semiconductor laser light source module further comprising a cylindrical lens corresponding to the semiconductor laser, a first common cylindrical lens, and a second common cylindrical lens.
[Technical feature 7]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 6,
The cylindrical lens collimates the laser beam from the corresponding semiconductor laser in the fast axis direction, the first common cylindrical lens condenses the laser beam in the slow axis direction and guides it to the laser beam introduction target, and the first A semiconductor laser light source module characterized in that the second common cylindrical lens condenses the laser light collimated in the fast axis direction and guides it to a laser light introduction target.
[Technical feature 8]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 6,
A semiconductor laser light source module characterized in that a laser light introduction target is an optical fiber.
[Technical feature 9]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 6,
A semiconductor laser light source module, wherein a laser light introduction target is a rod-shaped solid laser medium.
[Technical feature 10]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 6,
A semiconductor laser light source module, wherein a laser light introduction target is a disk-shaped solid laser medium.
[Technical features of optical alignment substrate (Fig. 2)]
[Technical feature 11]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 5,
Further, the semiconductor laser, the cylindrical lens, the first cylindrical lens, the second cylindrical lens, and an optical alignment substrate having an opening corresponding to all or part of the laser light introduction target,
A semiconductor laser light source module, wherein the optical alignment substrate is bonded to a heat sink surface.
[Technical feature 12]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 11,
The semiconductor laser, the cylindrical lens, the first cylindrical lens, the second cylindrical lens, and all or a part of the laser light introduction target are aligned through the optical alignment substrate. Laser light source module.
[Technical feature 13]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 11,
A semiconductor laser light source module comprising an optical alignment substrate having a recess formed in place of the opening.
[Technical feature 14]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 11,
A semiconductor laser light source module, wherein a recess is provided on the heat sink instead of the optical alignment substrate.
[Technical feature 15]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 11,
A semiconductor laser light source module, wherein an adhesive pattern is provided on the heat sink instead of the optical alignment substrate.
[Technical Features of Semiconductor Laser Light Source Module (FIGS. 12 and 13)]
[Technical feature 16]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 5,
Equipped with an optical integrated circuit with a geodesic lens in a slab waveguide made of a transparent substrate,
The optical integrated circuit is provided with a geodesic lens corresponding to the semiconductor laser and one common geodesic lens.
[Technical feature 17]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 16,
A semiconductor laser light source module, wherein the optical integrated circuit is made of a transparent ceramic formed and sintered using a mold.
[Technical feature 18]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 17,
A semiconductor laser light source module comprising a solid-state laser active region formed by adding a laser active species in the optical integrated circuit.
[Technical feature 19]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 17,
A semiconductor laser light source module characterized in that the ceramic is YAG.
[Technical features of the semiconductor laser in FIG. 3 (FIG. 3)]
[Technical feature 20]
A semiconductor laser chip, an insulating mount, and a conductive submount are provided. The conductive submount is bonded onto the insulating mount, and the semiconductor laser chip is bonded onto the conductive submount. A semiconductor laser characterized in that a bonding pad is provided on a side of the semiconductor laser chip.
[Technical features of semiconductor laser light source module (Fig. 3)]
[Technical feature 21]
A plurality of semiconductor lasers of technical feature 20 and a heat sink;
The semiconductor laser is arranged in a line on the heat sink, and the bonding pad of the semiconductor laser adjacent to the semiconductor laser chip of the semiconductor laser is connected via a conductive member Laser light source module.
[Technical features of the submount adhesive structure of FIG. 4 (FIG. 4)]
[Technical feature 22]
In the mounting structure in which the mount, the first adhesive layer, the submount, the second adhesive layer, and the device are stacked in this order,
The thermal expansion coefficient of the mount is smaller than the thermal expansion coefficient of the device, the thermal expansion coefficient of the submount is larger than the thermal expansion coefficient of the device, and the thermal expansion coefficient of at least the first adhesive layer or the second adhesive layer is the thermal expansion coefficient of the device. Greater than the rate,
The thickness of the mount, first adhesive layer, submount, and second adhesive layer was adjusted so that the combined thermal expansion coefficient of the laminated structure consisting of these layers approximately matched the thermal expansion coefficient of the device. Mounting structure characterized by
[Technical features 23]
The mounting structure according to the technical feature 22, wherein the device is a semiconductor laser chip.
[Technical features 24]
The mounting structure according to the technical feature 22, wherein the device is a solid-state laser medium.
[Technical feature 25]
In the mounting structure in which the mount, the first adhesive layer, the submount, the second adhesive layer, and the semiconductor laser chip are stacked in this order,
The mount is made of copper,
The semiconductor laser chip is a gallium arsenide semiconductor laser chip,
The thermal expansion coefficient of the first adhesive layer and the second adhesive layer is larger than that of this gallium arsenide,
The submount is made of molybdenum,
A mounting structure characterized in that the combined thermal expansion coefficient of the laminated structure of the mount, the first adhesive layer, the submount, and the second adhesive layer is approximately matched to the thermal expansion coefficient of the device.
[Technical features of semiconductor laser (Fig. 5)]
[Technical feature 26]
In a semiconductor laser having a semiconductor laser chip, an insulating mount, an electrode, and a conductive adhesive layer,
The electrode consists of a portion along the longitudinal direction of the semiconductor laser chip and a bonding pad located on the side of the semiconductor laser chip,
The semiconductor laser chip is bonded onto the insulating mount,
The electrode is placed on the insulating mount along the semiconductor laser chip and bonded,
A semiconductor laser comprising: an electrode mounted on an insulating mount; a semiconductor laser chip bonded; and a bonding pad provided on a side of the semiconductor laser chip on the conductive submount.
[Technical features of the semiconductor laser light source module (FIG. 5)]
[Technical features 27]
A plurality of semiconductor lasers of technical feature 26 and a heat sink;
The semiconductor laser is arranged in a line on the heat sink, and the bonding pad of the semiconductor laser adjacent to the semiconductor laser chip of the semiconductor laser is connected via a conductive member Laser light source module.
[Technical feature 28]
In a semiconductor laser light source module having a semiconductor laser and a heat sink,
The semiconductor laser emits laser light parallel to the heat sink mounting surface,
The heat sink is a liquid example heat sink having a flow path,
In addition, with optical components,
The semiconductor laser is provided apart from the end of the heat sink, and an optical component is provided between the end of the heat sink and the semiconductor laser.
A semiconductor laser light source module, wherein the heat sink flow path covers all of the heat generating portion of the semiconductor laser.
[Technical feature 29]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 28,
A semiconductor laser light source module, wherein the optical component is a cylindrical lens.
[Technical features 30]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 28,
A semiconductor laser light source module, wherein the optical component is a slab optical waveguide.
[Technical Features of Semiconductor Laser Light Source Module (FIGS. 6 and 7)]
[Technical feature 31]
In the semiconductor laser light source module including the semiconductor laser, the heat sink, and the reflector according to the technical feature 20,
The semiconductor laser and the reflector are attached to a heat sink,
2. A semiconductor laser light source module, wherein the laser light from the semiconductor laser is emitted in a direction changed by a reflecting mirror.
[Technical feature 32]
The semiconductor laser light source module according to the technical feature 31, wherein the laser light is emitted substantially perpendicularly to a cooling surface of the heat sink.
[Technical features 33]
In the semiconductor laser light source module of technical feature 31,
2. The semiconductor laser light source module according to claim 1, wherein the reflecting mirror is a prism provided with a dielectric multilayer film.
[Technical features 34]
In the semiconductor laser light source module including the semiconductor laser, the heat sink, and the reflector of the technical feature 26,
The semiconductor laser and the reflector are attached to a heat sink,
2. A semiconductor laser light source module, wherein the laser light from the semiconductor laser is emitted in a direction changed by a reflecting mirror.
[Technical feature 35]
In a semiconductor laser light source module including a semiconductor laser, a heat sink, and a reflecting mirror,
The heat sink has a flow path that covers all of the heat generating part of the semiconductor laser.
A semiconductor laser light source module, wherein a laser beam from a semiconductor laser is emitted in parallel to the surface of a heat sink, and then the direction is changed by a reflecting mirror.
[Technical features of semiconductor laser (Fig. 8)]
[Technical feature 36]
In the semiconductor laser having the technical feature 20,
The semiconductor laser further comprising a reflecting mirror, the reflecting mirror is provided on the mount, and light from the semiconductor laser chip is emitted with its direction changed by the reflecting mirror.
[Technical features of the semiconductor laser light source module (FIG. 9)]
[Technical features 37]
In a semiconductor laser light source module including a plurality of semiconductor lasers of technical feature 20 and including a heat sink and a reflecting mirror,
A semiconductor laser light source module, wherein the reflecting mirror is a prism-shaped reflecting mirror having two reflecting surfaces.
[Technical features of the semiconductor laser (FIG. 10)]
[Technical features 38]
In the semiconductor laser having the technical feature 20,
In addition, with an insulator,
This insulator is provided on the submount,
A second bonding pad is provided on this insulator,
A semiconductor laser comprising the semiconductor laser chip and a second bonding pad connected by a conductive member.
[Technical Features of Semiconductor Laser Light Source Module (FIG. 10)]
[Technical features 39]
In a semiconductor laser light source module comprising a plurality of semiconductor lasers of technical feature 38, a reflector corresponding to the semiconductor laser, and a heat sink,
The semiconductor lasers are provided in an array on a heat sink,
A reflecting mirror is provided on the heat sink corresponding to the semiconductor laser,
A semiconductor laser light source module, wherein the laser light from the semiconductor laser is reflected by a reflecting mirror and emitted in a substantially vertical direction with respect to a heat sink.
[Technical features of the semiconductor laser (FIG. 11)]
[Technical features 40]
In a semiconductor laser including a semiconductor laser chip, an insulating mount, an electrode conductive adhesive layer, and an insulator,
Mount the semiconductor laser chip on the insulating mount via the conductive adhesive layer,
Install the electrode on the insulative mount via a conductive adhesive layer,
Install the insulator on the insulating mount via the conductive adhesive layer,
A first bonding pad is provided on the electrode, and a second bonding pad is provided on the insulator.
A semiconductor laser comprising the semiconductor laser chip and a second bonding pad connected by a conductive member.
[Technical Features of Semiconductor Laser Light Source Module (FIG. 11)]
[Technical features 41]
In a semiconductor laser light source module including a plurality of semiconductor lasers of technical feature 40, a reflector corresponding to the semiconductor laser, and a heat sink,
The semiconductor lasers are provided in an array on a heat sink,
A reflecting mirror is provided on the heat sink corresponding to the semiconductor laser,
A semiconductor laser light source module, wherein the laser light from the semiconductor laser is reflected by a reflecting mirror and emitted in a substantially vertical direction with respect to a heat sink.
[Technical features of solid-state laser optical amplifier (FIG. 14)]
[Technical features 42]
In a solid-state laser optical amplifier having a pumping light source and a single disk-shaped solid-state laser medium,
The disc-shaped solid laser medium has an active region and a transparent region,
A solid-state laser optical amplifier, wherein a geodesic lens is provided in the transparent region.
[Technical features 43]
The solid-state laser optical amplifier according to the technical feature 42, wherein the excitation light source is a semiconductor laser.
[Technical features 44]
The solid-state laser optical amplifier according to the technical feature 43, wherein an emitter width of the semiconductor laser is larger than the active region.
[Technical features of the solid-state laser medium (FIG. 14)]
[Technical features 45]
In a thin-film solid laser medium having an active region and a transparent region,
The transparent area is provided at the periphery of the active area,
A solid-state laser medium, wherein a geodesic lens is provided in a transparent region.
[Technical features of the solid-state laser medium (FIG. 15)]
[Technical features 46]
In a thin-film solid laser medium having an active region and a transparent region,
The transparent region is provided at the periphery of the active region and the upper part of the active region,
A solid-state laser medium, wherein a geodesic lens is provided in a transparent region.
[Technical features 47]
In a thin-film solid laser medium having an active region and a transparent region,
The active area and the transparent area are provided independently,
The active area and the transparent game are in physical contact,
A solid-state laser medium, wherein a geodesic lens is provided in a transparent region.
[Technical features 48]
In a thin-film solid laser medium having an active region and a transparent region,
A geodesic lens is provided in the transparent area,
A solid-state laser medium, wherein the geodesic lens has the same thickness as other transparent regions.
[Technical features related to ceramics]
[Technical features 49]
In an optical integrated circuit including a geodesic lens,
An optical integrated circuit characterized in that a light-transmitting ceramic powder is formed in a mold and then fired.
[Technical features 50]
In the optical integrated circuit of technical feature 49,
An optical integrated circuit, wherein an active region to which a laser active species is added is provided in the optical integrated circuit.
[Technical features 51]
In the optical integrated circuit of technical feature 49,
An optical integrated circuit, wherein the translucent ceramic powder is a YAG powder.
[Technical Features of Semiconductor Laser (FIGS. 16, 17, and 18)]
[Technical features 52]
In a semiconductor laser including a semiconductor laser chip, a conductive mount, and an electrode,
Adhering the semiconductor laser chip to one surface of the conductive mount, adhering the electrode on the semiconductor laser chip,
A semiconductor laser comprising a flat side surface of an electrode and the side surface being used as a bonding pad.
[Technical feature 53]
The semiconductor laser according to the technical feature 52, wherein the width of the side surface of the electrode is 0.2 mm or more.
[Technical features 54]
In a semiconductor laser light source module comprising a plurality of semiconductor lasers of technical feature 52,
A semiconductor laser light source module, wherein a conductive mount adjacent to a side surface of an electrode of a semiconductor laser is electrically connected.

１…マウント、２…半導体レーザチップ、３…サブマウント、４絶縁体ブロック、５…上部電極、６…ねじ穴、７…ねじ、８…絶縁スペーサ、９…ワイヤー、１０…半導体レーザ、１１、１２，１３…半導体レーザ、１４…レーザ光、１５…ヒートシンク、１６…光ファイバ、１７…コア、１８…ヒートシンク１５の冷却面、１９…半導体レーザチップ２のストライプ、２０…半導体レーザ光源モジュール、２１、２２、２３…シリンドリカルレンズ、２４…第一の共通シリンドリカルレンズ、２５…第二の共通シリンドリカルレンズ、２６、２７、２８、２９…ワイヤー、３０…光学アライメント基板、３１、３２、３３、３４…開口部、４１…サブマウント、４２、４３…接着層、５０…半導体レーザ、５１…マウント、５２…半導体レーザチップ、５３…サブマウント、５４…レーザ光、５５…ボンディングパッド、５６…ヒートシンク、５７、５８…絶縁体、５９…流路、６０…半導体レーザ光源モジュール、６１、６２、６３…半導体レーザ、６４、６５，６６、６７…ワイヤー、６８、６９…外部接続端子、７０…半導体レーザ、７１…電極、７２…ボンディングパッド、７３…接着材、８０…半導体レーザ光源モジュール、８１、８２、８３…半導体レーザ、８４…シリンドリカルレンズ、８５…ヒートシンク５６の端部、９０、９１…半導体レーザ光源モジュール、９２…反射鏡、９３…反射面、９４…半導体レーザ光源、９５…共通マウント、９６…ヒートシンク、９７…流路、１００…半導体レーザ光源モジュール、１０１…絶縁体、１０２…外部接続端子、１０３、１０４、１０５…ワイヤー、１０６…ヒートシンク、１０７、１０８…反射鏡１１１の反射面、１１０…半導体レーザ光源モジュール、１１１…反射鏡、１１２…絶縁体、１１３中継端子、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９…ワイヤー、１２０…半導体レーザ、１２１…ボンディングパッド、１２２…絶縁体、１２３…ボンディングパッド、１２４…ワイヤー、１３０…半導体レーザ光源モジュール、１３１、１３２、１３３…半導体レーザ、１３４、１３５、１３６、１３７…ワイヤー、１４０…半導体レーザ、１４１…電極、１４２…ボンディングパッド、１５０…半導体レーザ光源モジュール、１５１、１５２、１５３…半導体レーザ、１６０…半導体レーザ光源モジュール、１６１、１６２、１６３…ジオデシックレンズ、１６４ヒートシンク、１６５…ジオデシックレンズ、１６６…光集積回路、１６７…サポート部材、１７０…固体レーザ光増幅器、１７１ディスク状固体レーザ媒質、１７２…活性領域、１７３…透明領域、１７４…ジオデシックレンズ、１７５…高反射率コート、１７６…無反射コート、１７７…入力光、１７８…出力光、ヒートシンク…１７９、１８０…固体レーザ媒質、１８１…活性領域、１８２…固体レーザ媒質、１８３…活性領域、１８４…固体レーザ媒質、１８５…ジオデシックレンズ、１９０…半導体レーザ、１９１…導電性マウント、１９２…半導体レーザチップ、１９３…電極、１９４…絶縁体スペーサ、１９５…導電性マウント１９１の上面、１９６…電極１９３の側面、２００…半導体レーザ光源モジュール、２０１、２０２、２０３…半導体レーザ、２０４、２０５、２０６、２０７…ワイヤー、２１０…半導体レーザ、２１１…ストライプ、２１２…半導体レーザアレイチップ、２２０…半導体レーザ光源モジュール、２２１、２２２、２２３…半導体レーザ、２２４、２２５、２２６、２２７…ワイヤー。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mount, 2 ... Semiconductor laser chip, 3 ... Submount, 4 insulator block, 5 ... Upper electrode, 6 ... Screw hole, 7 ... Screw, 8 ... Insulating spacer, 9 ... Wire, 10 ... Semiconductor laser, 11, DESCRIPTION OF SYMBOLS 12, 13 ... Semiconductor laser, 14 ... Laser beam, 15 ... Heat sink, 16 ... Optical fiber, 17 ... Core, 18 ... Cooling surface of heat sink 15, 19 ... Stripe of semiconductor laser chip 2, 20 ... Semiconductor laser light source module, 21 , 22, 23 ... cylindrical lens, 24 ... first common cylindrical lens, 25 ... second common cylindrical lens, 26, 27, 28, 29 ... wire, 30 ... optical alignment substrate, 31, 32, 33, 34 ... opening, 41 ... sub-mount 42, 43 ... adhesive layer, 50 ... semiconductor laser, 51 ... mount, 52 ... semiconductor Laser chip, 53 ... submount, 54 ... laser light, 55 ... bonding pad, 56 ... heat sink, 57, 58 ... insulator, 59 ... passage, 60 ... semiconductor laser light source module, 61, 62, 63 ... semiconductor laser, 64, 65, 66, 67 ... wire, 68, 69 ... external connection terminal, 70 ... semiconductor laser, 71 ... electrode, 72 ... bonding pad, 73 ... adhesive, 80 ... semiconductor laser light source module, 81, 82, 83 ... Semiconductor laser, 84 ... cylindrical lens, 85 ... end of heat sink 56, 90 , 91 ... semiconductor laser light source module, 92 ... reflector, 93 ... reflecting surface, 94 ... semiconductor laser light source, 95 ... common mount, 96 ... heat sink, 97 ... Flow path, 100 ... Semiconductor laser light source module, 101 ... Insulator, 102 ... Outside Part connection terminal 103, 104, 105 ... wire, 106 ... heat sink, 107, 108 ... reflecting surface of reflector 111, 110 ... semiconductor laser light source module, 111 ... reflector, 112 ... insulator, 113 relay terminal, 114, 115, 116, 117, 118, 119 ... wire, 120 ... semiconductor laser, 121 ... bonding pad, 122 ... insulator, 123 ... bonding pad, 124 ... wire, 130 ... semiconductor laser light source module, 131, 132, 133 ... semiconductor Laser, 134, 135, 136, 137 ... Wire, 140 ... Semiconductor laser, 141 ... Electrode, 142 ... Bonding pad, 150 ... Semiconductor laser light source module, 151, 152, 153 ... Semiconductor laser, 160 ... Semiconductor laser light source module, 161 , 62,163 ... geodesic lens, 164 a heat sink, 165 ... geodesic lens, 166 ... optical integrated circuit, 167 ... support member, 170 ... solid-state laser optical amplifier, 171 a disk-shaped solid-state laser medium, 172 ... active region, 173 ... transparent region, 174 ... Geodesic lens, 175 ... High reflectance coating, 176 ... Non-reflective coating, 177 ... Input light, 178 ... Output light, heat sink ... 179, 180 ... Solid laser medium, 181 ... Active region, 182 ... Solid laser medium, 183 ... Active region, 184 ... Solid laser medium, 185 ... Geodesic lens, 190 ... Semiconductor laser, 191 ... Conductive mount, 192 ... Semiconductor laser chip, 193 ... Electrode, 194 ... Insulator spacer, 195 ... Upper surface of conductive mount 191 196 ... the side surface of the electrode 193, DESCRIPTION OF SYMBOLS 200 ... Semiconductor laser light source module, 201, 202, 203 ... Semiconductor laser, 204, 205, 206, 207 ... Wire, 210 ... Semiconductor laser, 211 ... Stripe, 212 ... Semiconductor laser array chip, 220 ... Semiconductor laser light source module, 221 222, 223 ... semiconductor laser, 224, 225, 226, 227 ... wire.

Claims (8)

半導体レーザチップ、導電性マウント、絶縁体ブロック、及び、電極を備え、導電性マウントの第一の面に半導体レーザチップと絶縁体ブロックを接着し、絶縁体ブロック上に電極を接着し、電極と半導体レーザチップが導電性ワイヤーを介して接続されている半導体レーザにおいて、
導電性マウントの第一の面に対して垂直な第二の面がヒートシンク取り付けられるべき面であり、
半導体レーザチップからのレーザ光は進相軸と遅相軸を有し、
半導体レーザチップからのレーザ光は第二の面に対して平行に出射され、レーザ光の遅相軸が第二の面に対して垂直であるように、半導体レーザチップが導電性マウントに設けられたことを特徴とする半導体レーザ。A semiconductor laser chip, a conductive mount, an insulator block, and an electrode are provided. The semiconductor laser chip and the insulator block are bonded to the first surface of the conductive mount, and the electrode is bonded to the insulator block. In a semiconductor laser in which a semiconductor laser chip is connected via a conductive wire,
The second surface perpendicular to the first surface of the conductive mount is the surface to which the heat sink is to be attached;
The laser light from the semiconductor laser chip has a fast axis and a slow axis,
The laser light from the semiconductor laser chip is emitted parallel to the second surface, and the semiconductor laser chip is provided on the conductive mount so that the slow axis of the laser light is perpendicular to the second surface. A semiconductor laser characterized by the above. 請求項１の半導体レーザにおいて、
導電性マウントの第二の面に垂直にねじ穴が設けられていることを特徴とする。The semiconductor laser of claim 1, wherein
A screw hole is provided perpendicularly to the second surface of the conductive mount. 請求項１の半導体レーザにおいて、
導電性マウントの第二の面に絶縁スペーサが接着されていることを特徴とする半導体レーザ。The semiconductor laser of claim 1, wherein
A semiconductor laser, wherein an insulating spacer is bonded to the second surface of the conductive mount. 請求項１の半導体レーザにおいて、
さらに導電性サブマウントを備え、この導電性サブマウントが前記半導体レーザチップと前記導電性マウントの間に設けられていることを特徴とする半導体レーザ。The semiconductor laser of claim 1, wherein
The semiconductor laser further comprises a conductive submount, and the conductive submount is provided between the semiconductor laser chip and the conductive mount. 半導体レーザチップ、導電性マウント、及び、電極を備えた半導体レーザにおいて、
導電性マウントの一つの面に半導体レーザチップを接着し、半導体レーザチップ上に電極を接着し、
電極の側面が平坦に設けられ、この側面がボンディングパッドとして用いられることを特徴とする半導体レーザ。In a semiconductor laser including a semiconductor laser chip, a conductive mount, and an electrode,
Adhering the semiconductor laser chip to one surface of the conductive mount, adhering the electrode on the semiconductor laser chip,
A semiconductor laser characterized in that a side surface of an electrode is provided flat and this side surface is used as a bonding pad. 請求項５の半導体レーザにおいて、前記電極の側面の幅は０．２ｍｍ以上であることを特徴とする半導体レーザ。   6. The semiconductor laser according to claim 5, wherein a width of a side surface of the electrode is 0.2 mm or more. 請求項５の半導体レーザにおいて、
導電性マウントにねじ穴が設けられていることを特徴とする。The semiconductor laser according to claim 5, wherein
The conductive mount is provided with a screw hole. 請求項５の半導体レーザにおいて、
導電性マウントに絶縁スペーサが接着されていることを特徴とする半導体レーザ。The semiconductor laser according to claim 5, wherein
A semiconductor laser, wherein an insulating spacer is bonded to a conductive mount.
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