CN105518505B - 半导体激光模块 - Google Patents

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Abstract

半导体激光模块(100)具备：半导体激光元件(104‑1～6)，其输出激光；光纤(112)，其具备芯部、和形成在芯部的外周的包层部，从一端入射所述激光，将该激光导波到该半导体激光模块的外部；光学部件(116)，其配置在所述光纤的外周，将所述光纤固定；第1固定剂，其将所述光学部件和所述光纤粘固；光吸收体(117)，其配置在所述光学部件的外周，将该光学部件固定；第1光阻断部(113)，其配置在所述光纤的所述激光的入射端与所述光学部件之间；和筐体(101)，其在内部收容所述半导体激光元件、所述光纤的入射所述激光侧的一端、和所述第1光阻断部，所述光学部件在所述激光的波长下有光透过性，所述光吸收体在所述激光的波长下有光吸收性。由此提供可靠性高的半导体激光模块。

Description

半导体激光模块
技术领域
本发明涉及半导体激光模块。
背景技术
过去，已知如下方法(例如参考专利文献1)：在半导体激光模块中，在从光纤输出激光的情况下，将从固定于封装件上的给定位置的半导体激光元件出射的激光用透镜等聚光，并与光纤耦合。
在这样的光耦合方法中，在半导体激光元件为高输出的情况下，有固定光纤的粘接剂或光纤的包覆部因光吸收所引起的发热而损伤，可靠性降低的情况。为此，过去已知如下方法(例如参考专利文献2)：在透明的玻璃毛细管插通光纤，将光纤固定。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2004-96088号公报
专利文献2：JP特开2004-354771号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，本发明的发明者们发现如下课题：在半导体激光模块中，有即使使用玻璃毛细管，粘接剂或包覆部也会因发热而损伤的情况。
本发明鉴于上述状况而提出，目的在于，提供可靠性高的半导体激光模块。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，达成目的，本发明所涉及的半导体激光模块具备：半导体激光元件，其输出激光；光纤，其具备芯部、和形成在芯部的外周的包层部，从一端入射所述激光，将该激光导波到该半导体激光模块的外部；光学部件，其配置在所述光纤的外周，将所述光纤固定；第1固定剂，其将所述光学部件和所述光纤粘固；光吸收体，其配置在所述光学部件的外周，将该光学部件固定；第1光阻断部，其配置在所述光纤的所述激光的入射端与所述光学部件之间；和筐体，其在内部收容所述半导体激光元件、所述光纤的入射所述激光侧的一端、和所述第1光阻断部，所述光学部件在所述激光的波长下有光透过性，所述光吸收体在所述激光的波长下有光吸收性。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述第1固定剂的折射率等于或高于所述包层部的折射率。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，具有第2固定剂，该第2固定剂将所述光学部件和所述光吸收体粘固，所述第1固定剂和所述第2固定剂由同一材料构成，所述第1固定剂以及所述第2固定剂的折射率大致等于所述光学部件的折射率且高于所述包层部的折射率。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述光纤具备突出部，该突出部从所述光学部件突出到所述激光的入射端侧。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述第1光阻断部在所述突出部的外周与所述光纤分离而配置。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述第1光阻断部具有如下构件中的至少一个：含Cu、Ni、不锈钢或Fe的金属构件；具备含Ni、Cr或Ti的表面镀层的构件；或者具备电介质多层膜的构件。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述光吸收体经由易导热体与所述筐体连接。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述易导热体的热传导率为0.5W/mK以上。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述光吸收体具有如下构件中的至少一个：含Cu、Ni、不锈钢或Fe的金属构件；具备含Ni、Cr、Ti的金属或含C的表面镀层的构件；含AlN或Al2O3的陶瓷构件；或者具备含AlN或Al2O3的覆盖表面的陶瓷层的构件。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，还具备第2光阻断部，该2光阻断部配置在所述光纤的所述激光的出射端侧，抑制所述激光从所述光学部件的出射。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述第2光阻断部具有如下构件中的至少一个：含Cu、Ni、不锈钢或Fe的金属构件；或者具备电介质多层膜的构件。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述第2光阻断部的所述光学部件侧的面具有倾斜或曲率，使得入射到该面的光向远离所述光纤的方向反射。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述光学部件是圆管状的玻璃毛细管。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述光学部件的所述圆管的长度方向的长度为3mm以上，所述圆管的内径为0.13mm以下，所述圆管的外径为1.8mm以上。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述光吸收体的所述激光的波长下的光吸收率被设为：沿着所述光纤的长度方向，所述激光的入射端侧较低。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述光吸收体的与所述光学部件粘固的面的平均表面粗度被设为：沿着所述光纤的长度方向，所述激光的入射端侧较小。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述光学部件在与所述光纤的长度方向正交的面上的从该光学部件的中心偏离的位置被所述光纤插通。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述光学部件的与所述光纤的长度方向正交的截面的形状是多边形、花形或星形。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述光学部件是具有在所述光纤的长度方向上延伸的2个贯通孔的2芯毛细管，在所述2个贯通孔中的任意1个贯通孔被所述光纤插通。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述光学部件具有散射所述激光的光散射单元。
另外，本发明所涉及的半导体激光模块在上述发明的基础上，特征在于，所述光散射单元是气泡。
发明的效果
根据本发明，能实现可靠性高的半导体激光模块。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的半导体激光模块的示意俯视图。
图2是表征图1所示的半导体激光模块的侧面的示意局部剖视图。
图3是放大图1所示的半导体激光模块的光纤、玻璃毛细管、光吸收体的示意截面图。
图4是放大图1所示的半导体激光模块的第1光阻断部的示意局部剖视图。
图5是表征从光纤泄漏的光从光纤的中心起的角度、和光强度的关系的示意图。
图6是放大变形例所涉及的半导体激光模块的第1光阻断部的示意局部剖视图。
图7是表征变形例所涉及的半导体激光模块的玻璃毛细管的与光纤的长度方向正交的截面的折射率的示意图。
图8是变形例所涉及的半导体激光模块的玻璃毛细管的与光纤的长度方向正交的截面的示意截面图。
图9是变形例所涉及的半导体激光模块的玻璃毛细管的与光纤的长度方向正交的截面的示意截面图。
图10是变形例所涉及的半导体激光模块的玻璃毛细管的与光纤的长度方向正交的截面的示意截面图。
图11是变形例所涉及的半导体激光模块的玻璃毛细管的与光纤的长度方向正交的截面的示意截面图。
图12是表征变形例所涉及的半导体激光模块的光吸收体的光纤的长度方向上的距玻璃毛细管的入射侧端面的距离与光吸收体的光吸收率的关系的示意图。
图13是放大变形例所涉及的半导体激光模块的光纤、玻璃毛细管、光吸收体的示意截面图。
具体实施方式
以下参考附图来说明本发明所涉及的半导体激光模块的实施方式。另外，并不由本实施方式限定本发明。另外，在附图的记载中，对相同或对应的要素适当标注相同的标号。另外，需要留意的是，附图是示意性的，各要素的尺寸的关系、各要素的比率等有和现实不同的情况。在附图的相互间，也有包含彼此的尺寸关系或比率不同的部分的情况。
(实施方式)
首先说明本发明的实施方式所涉及的半导体激光模块的构成。图1是本发明的实施方式所涉及的半导体激光模块的示意俯视图。图2是表征图1所示的半导体激光模块的侧面的示意局部剖视图。本实施方式所涉及的半导体激光模块100具备：作为筐体的封装件101；和在封装件101的内部依次装载的LD高度调整板102、副底座(sub mount)103-1～6、和6个半导体激光元件104-1～6。封装件101如图2所示那样具备盖101a，但在图1中，封装件101的盖省略了图示。另外，半导体激光模块100具备对半导体激光元件104-1～6注入电流的引线管脚105。并且，半导体激光模块100具备依次配置在半导体激光元件104-1～6所输出的激光的光路上的作为光学元件的第1透镜106-1～6、第2透镜107-1～6、反射镜108-1～6、第3透镜109、滤光器110、和第4透镜111。第1透镜106-1～6、第2透镜107-1～6、反射镜108-1～6、第3透镜109、滤光器110、第4透镜111分别固定在封装件101的内部。进而，半导体激光模块100具备与第4透镜111对置配置的光纤112。光纤112的入射激光侧的一端收容在封装件101的内部。
如图2所示那样，半导体激光元件104-1～6通过LD高度调整板102而带高低差地配置在封装件101的内部。进而，第1透镜106-1～6、第2透镜107-1～6、反射镜108-1～6分别配置在与对应的1个半导体激光元件相同的高度。
另外，在光纤112向封装件101的插入部设置松套管(loose tube)115，在封装件101的一部分外嵌保护罩(boots)114，以覆盖松套管115的一部分和插入部。
另外，如图2所示那样，光纤112在作为光学部件的玻璃毛细管116中插通。光纤112具备包覆部112a，但光纤112的插通于玻璃毛细管116的部分将包覆部112a除去。另外，光纤112在入射侧的一部分具备从玻璃毛细管116突出的突出部112b。玻璃毛细管116被光吸收体117覆盖其外周。并且，光吸收体117固定在封装件101。另外，在玻璃毛细管116的激光出射侧配置第2光阻断部118。第2光阻断部118在光吸收体117的激光出射侧与光吸收体117嵌合。在第2光阻断部118的一部分内插松套管115。
接下来详细说明半导体激光模块100的光纤112近旁的构成。图3是放大图1所示的半导体激光模块的光纤、玻璃毛细管、光吸收体的示意截面图。如图3所示那样，光纤112具备：芯部112c、和包层部112d。
光纤112在玻璃毛细管116中插通。并且，光纤112和玻璃毛细管116以第1固定剂119粘固。玻璃毛细管116在光吸收体117中插通。并且，玻璃毛细管116和光吸收体117以第2固定剂120粘固。
另外，在光纤112的激光的入射端与玻璃毛细管116间配置第1光阻断部113。
接下来更详细地说明图1～3所示的半导体激光模块100的各构成要素。为了抑制内部的温度上升，作为筐体的封装件101优选由热传导性良好的材料构成，可以是由各种金属构成的金属构件。另外，封装件101优选如图2所示那样，在配置玻璃毛细管116的区域，底面和设置该半导体激光模块100的面分离。由此，在用螺栓等固定封装件101时，能减低封装件101底面的弯曲的影响。
LD高度调整板102如上述那样固定在封装件101内，调节半导体激光元件104-1～6的高度，使得半导体激光元件104-1～6所输出的激光的光路不会相互干涉。另外，LD高度调整板102也可以和封装件101构成为一体。
副底座103-1～6固定在LD高度调整板102上，辅助所载置的半导体激光元件104-1～6的散热。为此，副底座103-1～6优选由热传导性良好的材料构成，可以是由各种金属构成的金属构件。
半导体激光元件104-1～6是输出的激光的光强度为1W以上、进而10W以上的高输出的半导体激光元件。在本实施方式中，半导体激光元件104-1～6所输出的激光的光强度例如为11W。另外，半导体激光元件104-1～6例如输出900nm～1000nm的波长的激光。另外，半导体激光元件104-1～6可以如实施方式所涉及的半导体激光模块100那样是多个，但也可以是1个，其数量并没有特别限定。
引线管脚105经由未图示的接合线向半导体激光元件104-1～6提供电力。提供的电力可以是恒定的电压，但也可以是调制电压。
第1透镜106-1～6例如是焦距0.3mm的柱面透镜(cylindrical lens)。第1透镜106-1～6配置在使对应的1个半导体激光元件的输出光成为与铅直方向大致平行的光的位置。
第2透镜107-1～6例如是焦距5mm的柱面透镜。第2透镜107-1～6配置在使半导体激光元件的输出光成为与水平方向大致平行的光的位置。
反射镜108-1～6可以是具备各种金属膜或电介质膜的反射镜，在半导体激光元件104-1～6所输出的激光的波长下，反射率越高越优选。另外，反射镜108-1～6能对反射方向进行微调整，使得对应的1个半导体激光元件的激光与光纤112合适地进行耦合。
第3透镜109和第4透镜111例如分别是焦距12mm、5mm的曲率相互正交的柱面透镜，将半导体激光元件104-1～6输出的激光聚光，与光纤112合适地进行耦合。第3透镜109和第4透镜111调整相对于光纤112的位置，使得例如半导体激光元件104-1～6输出的激光向光纤112的耦合效率成为85％以上。
滤光器110例如是对波长1060nm～1080nm的光进行反射、透过900nm～1000nm的光的低通滤波器。其结果，滤光器110透过半导体激光元件104-1～6输出的激光，并防止波长1060nm～1080nm的光从外部照射到半导体激光元件104-1～6。另外，滤光器110相对于激光的光轴带角度地配置，使得在滤光器110些许反射的半导体激光元件104-1～6的输出激光不会返回到半导体激光元件104-1～6。
光纤112例如可以是芯直径105μm、包层直径125μm的多模光纤，但也可以是单模光纤。光纤112的NA例如可以是0.15～0.22。
第1光阻断部113是具备缺口部的矩形的板状构件，在缺口部插通光纤112的突出部112b，光纤112的前端从第1光阻断部113突出。图4是放大图1所示的半导体激光模块的第1光阻断部的示意局部剖视图。如图4所示那样，第1光阻断部113配置在光纤112的突出部112b的外周，且第1光阻断部113和光纤112分离。
另外，通过如此将第1光阻断部113和光纤112分离设置，能抑制热从第1光阻断部113传递到光纤112，能抑制后述的第1固定剂119的温度上升。
另外，通过光纤112的前端从第1光阻断部113突出到激光的输入侧地设置第1光阻断部113，能抑制从第1光阻断部113与光纤112间泄漏非耦合光，能可靠地阻断未与光纤112耦合的非耦合光。
保护罩114被插通光纤112，防止光纤112的弯曲所带来的损伤。保护罩114可以是金属制的保护罩，但材料并没有特别的限定，也可以是橡胶或各种树脂、塑料等。
松套管115被插通光纤112，防止光纤112的弯曲所带来的损伤。进而，松套管115也可以构成为和光纤112粘固，其结果，在对光纤112在长度方向上施加牵拉力的情况下防止光纤112的位置出现偏离。
玻璃毛细管116是具备贯通孔的圆管状的玻璃毛细管。并且玻璃毛细管116在贯通孔中插通光纤112，玻璃毛细管116的贯通孔的内壁、和光纤112的包层部112d以第1固定剂119粘固。玻璃毛细管116在半导体激光元件104-1～6输出的激光的波长下具有光透过性，例如优选由在该波长下透过率为90％以上的材料构成。玻璃毛细管116的折射率优选等于或高于光纤112的包层部112d的折射率，例如玻璃毛细管116的折射率相对于光纤112的包层部112d的相对折射率差为0.1％以上10％以下。另外，玻璃毛细管116也可以在光出射侧具备为了易于插通光纤112而设的锥形部。
光吸收体117配置在玻璃毛细管116的外周，和玻璃毛细管116以第2固定剂120粘固。并且光吸收体117在半导体激光元件104-1～6输出的激光的波长下具有光吸收性，例如在该波长下吸收率为30％以上，优选为70％以上。其结果，光吸收体117吸收透过玻璃毛细管116的激光。另外，光吸收体117为了将因光吸收而产生的热散热而优选由热传导性良好的材料构成，例如优选由如下构件构成：含Cu、Ni、不锈钢或Fe的金属构件；具备含Ni、Cr、Ti的金属或含C的表面镀层的构件；含AlN或Al2O3的陶瓷构件；或者具备含AlN或Al2O3的覆盖表面的陶瓷层的构件。另外，光吸收体117为了将因光吸收而产生的热散热，优选经由未图示的易导热体与封装件101连接。易导热体优选由热传导率0.5W/mK以上的材料构成，例如由焊料或热传导性粘接剂构成。
第2光阻断部118与光吸收体117连接，进而被光纤112插通。其结果，第2光阻断部118防止透过玻璃毛细管116、从玻璃毛细管116的出射侧的端面放出的光向半导体激光模块100的外部出射。为此，第2光阻断部118优选不会因被照射的光而损伤，例如优选具有含Cu、Ni、不锈钢或Fe的金属构件；具备含Ni、Cr、Ti等的表面镀层的构件；或者具备电介质多层膜的构件。另外，第2光阻断部118的玻璃毛细管116侧的面优选具有倾斜或曲率，使得入射到该面的光向远离光纤112的方向反射。
另外，也可以在被第2光阻断部118、光吸收体117和玻璃毛细管116包围的空间填充第1固定剂119、第2固定剂120、其他的UV固化树脂、硅等。
第1固定剂119和第2固定剂120可以是同一材料，但也可以是不同的材料，例如由环氧树脂、氨基甲酸酯系的树脂等的UV固化树脂构成。第1固定剂119的折射率优选在25℃下等于或高于光纤112的包层部112d的折射率，进一步优选在半导体激光模块100的使用温度区域(例如15℃～100℃)等于或高于光纤112的包层部112d的折射率。第2固定剂120的折射率优选在25℃下等于或高于玻璃毛细管116的折射率，进一步优选在半导体激光模块100的使用温度区域(例如15℃～100℃)等于或高于玻璃毛细管116的折射率。另外，第1固定剂119以及第2固定剂120的折射率可以是大致等于玻璃毛细管116的折射率且高于光纤112的包层部112d的折射率的构成。第1固定剂119以及第2固定剂120的折射率例如相对于玻璃毛细管116的相对折射率差为0％以上10％以下。另外，第1固定剂119和第2固定剂120优选在与光纤112的长度方向正交的面上的厚度为1μm以上800μm以下。另外，UV固化树脂已知例如能通过含有氟来低折射率化，能通过含有硫来高折射率化，能通过调整提高折射率的材料、或降低折射率的材料的含有量来调整折射率。
接下来说明本实施方式所涉及的半导体激光模块100的动作。带高低差地配置的各半导体激光元件104-1～6从引线管脚105被提供电力，输出激光。输出的各激光分别通过第1透镜106-1～6以及第2透镜107-1～6而成为大致平行光。接下来，各激光通过配置在对应的高度的1个反射镜108-1～6而反射向光纤112的方向。然后，各激光通过第3透镜109以及第4透镜111而聚光，并与光纤112耦合。与光纤112耦合的激光通过光纤112而导波到半导体激光模块100的外部并输出。半导体激光模块100用半导体激光元件104-1～6以及反射镜108-1～6的高低差来防止在激光中出现不必要的损耗。另外，在本实施方式中，若各半导体激光元件104-1～6的输出光的光强度分别为11W，耦合效率为85％，则半导体激光模块100的输出光的光强度成为56W。
在此使用图3来详细说明通过第3透镜109以及第4透镜111而聚光的激光的传播的样子。另外，在图3中，严密来讲，激光L3会对应于各构件的折射率差而在界面发生折射，但为了使说明简单，予以省略。通过第3透镜109以及第4透镜111而聚光的激光L成为未与光纤112耦合的非耦合光L1、和与光纤112耦合并在光纤112内传播的光L2。与光纤112耦合的光L2的大部分在光纤112的芯部112c传播，被导波到半导体激光模块100的外部并输出，但一部分与包层部112d耦合，成为在包层部112d传播的光L3。另外，还有在芯部112c传播的光L2的一部分从芯部112c泄漏，成为在包层部112d传播的光L3的情况。
首先，非耦合光L1被第1光阻断部113抑制了向玻璃毛细管116的入射，其一部分在第1光阻断部113被吸收。因该光吸收而产生的热从第1光阻断部113向封装件101散热。另外，第1光阻断部113为了可靠地抑制非耦合光向玻璃毛细管116的入射而配置在光纤112的突出部112b。为了该目的，第1光阻断部113优选即使照射激光的一部分也不会损伤，例如优选具备：含Cu、Ni、不锈钢或Fe的金属构件；具备含Ni、Cr、Ti等的表面镀层的构件；或者具备电介质多层膜的构件。另外，第1光阻断部113为了可靠地与光纤112分离且充分阻断未与光纤112耦合的光，优选在与光纤112的长度方向正交的面上设定第1光阻断部113与光纤112的距离(间隙)。通常，由于激光的光束形状成为椭圆形状，因此该间隙优选在椭圆的长轴方向上设为5μm以上500μm以下。
在此，如上述那样，在包层部112d内出现在包层部112d内传播的光L3。
光L3在突出部112b因包层部112d与外部的空气的折射率差而被封闭在光纤112的包层部112d内，在光纤112的包层部112d内传播。
接下来，光L3到达包层部112d与第1固定剂119的界面。在此，若第1固定剂119的折射率高于包层部112d的折射率，则光L3易于透过该界面。进而，在包层部112d和第1固定剂119的折射率相等时，光L3最易于透过该界面。虽然透过该界面的(即从光纤112泄漏的)光L3在第1固定剂119内传播，但由于第1固定剂119的厚度充分薄到800μm以下，光吸收充分小，因此抑制了损伤。另外，第1固定剂119的厚度进一步优选为5μm以下。
接下来，光L3到达第1固定剂119与玻璃毛细管116的界面。在该界面也同样，若玻璃毛细管116的折射率高于第1固定剂119的折射率，则光L3易于透过该界面。进而，在第1固定剂119和玻璃毛细管116的折射率相等时，光L3最易透过该界面。虽然透过该界面的光L3在玻璃毛细管116内传播，但由于玻璃毛细管116中的透过率充分高到例如90％以上，因此光L3透过玻璃毛细管116。
接下来，光L3到达玻璃毛细管116与第2固定剂120的界面。在该界面也同样，若第2固定剂120的折射率高于玻璃毛细管116的折射率，则光L3易于透过该界面。进而，在玻璃毛细管116和第2固定剂120的折射率相等时，光L3最易透过该界面。虽然透过该界面的光L3在第2固定剂120内传播，但由于第2固定剂120的厚度充分薄到800μm以下，光吸收充分小，因此防止了损伤。另外，第2固定剂120的厚度进一步优选为5μm以下。
接下来，光L3到达光吸收体117。然后，光L3在有光吸收性、例如吸收率为30％以上、优选为70％以上的光吸收体117被吸收。因该光吸收而产生的热从光吸收体117向封装件101散热。
在此，图5是表征从光纤泄漏的光从光纤的中心起的角度、与光强度的关系的示意图。图5的横轴是在包层部112d内传播、之后从光纤泄漏的光从光纤的中心起的角度，是图3的角度θ。如图5所示那样，从光纤112的包层部112d泄漏的光被放出到从光纤112的中心起的角度θa的外侧。这时，玻璃毛细管116优选设为充分的长度，使得从光纤112以角度θa输出的光到达光吸收体117。进而，玻璃毛细管116更优选设为充分的长度，使得在光吸收体117未被吸收而反射的光再度到达光吸收体117。作为这样的长度，玻璃毛细管116将圆管的长度方向的长度设为3mm以上。
另外，为了使第1固定剂119充分薄，玻璃毛细管116优选圆管的内径为0.13mm以下。另外，玻璃毛细管116优选为一定以上的厚度，以使得光吸收体117的光吸收所引起的热不会给第1固定剂119和光纤112的包覆部112a带来损伤，例如优选使圆管的外径为1.8mm以上。
如以上说明的那样，本实施方式所涉及的半导体激光模块100起到以下那样的效果。即，由第1光阻断部113抑制非耦合光入射到玻璃毛细管116。其结果，半导体激光模块100抑制了由于非耦合光而第1固定剂119、第2固定剂120、以及包覆部112a等损伤的情况。
另外，半导体激光模块100合适地选择各构件的折射率，使得在包层部112d～第2固定剂120的各界面，在包层部112d传播的光易于从光纤泄漏。由于由此抑制了该泄漏的光在各界面反射，因此该泄漏的光在光吸收体117高效地被吸收。
另外，半导体激光模块100由于在光纤112与光吸收体117间具有玻璃毛细管116，因此能在来自光纤112的泄漏光到达光吸收体117前使泄漏光的密度降低。由此能抑制光吸收体117的温度上升。
进而，半导体激光模块100由于具备有光吸收性的光吸收体117，因此抑制了光吸收体117中的反射光使第1固定剂119、第2固定剂120、以及包覆部112a损伤的情况。
另外，半导体激光模块100由于第1固定剂119以及第2固定剂120充分薄，因此抑制了第1固定剂119以及第2固定剂120的光吸收所引起的损伤。本实施方式所涉及的半导体激光模块100是起到以上那样的效果、可靠性高的半导体激光模块。
进而，半导体激光模块100由于第2光阻断部118具有倾斜或曲率，使得将入射的光反射向远离光纤112的方向，因此防止了入射到第2光阻断部118的光发生反射、使玻璃毛细管116的锥形部的第1固定剂119损伤的情况，因而是可靠性高的半导体激光模块。另外，由于若透过玻璃毛细管116的光泄漏到半导体激光模块100的外部则在安全性上不优选，因此第2光阻断部118防止了透过玻璃毛细管116的光向半导体激光模块100的外部的出射。为此，半导体激光模块100是安全性高的半导体激光模块。
如以上说明的那样，本实施方式所涉及的半导体激光模块100是可靠性且安全性高的半导体激光模块。
(变形例)
接下来说明上述实施方式中的半导体激光模块的变形例。变形例所涉及的半导体激光模块能通过将上述实施方式的半导体激光模块的各构成要素置换为以下那样的变形例的构成要素而构成。
第1光阻断部并不限于图4所示的形状。图6是放大变形例所涉及的半导体激光模块的第1光阻断部的示意局部剖视图。如图6所示那样，第1光阻断部213例如可以是具备插通光纤212的孔的圆盘的第1光阻断部213。第1光阻断部213载置在固定于封装件201上的台座213a上。如此，第1光阻断部213只要能抑制非耦合光向玻璃毛细管入射，就不特别限定形状。
作为光学部件的玻璃毛细管可以在与光纤的长度方向正交的截面上具有折射率分布。图7是表征变形例所涉及的半导体激光模块的玻璃毛细管的与光纤的长度方向正交的截面的折射率的示意图。如图7所示那样，变形例的玻璃毛细管在与光纤的长度方向正交的截面中，越远离中心则折射率越高。其结果，该玻璃毛细管能将入射的光有效率地释放到外部。因此，变形例的玻璃毛细管能更加提高半导体激光模块的可靠性。
进而，作为光学部件的玻璃毛细管优选抑制从光纤向玻璃毛细管放出的光返回光纤。图8～11是变形例所涉及的半导体激光模块的玻璃毛细管的与光纤的长度方向正交的截面的示意截面图。
如图8所示那样，变形例的玻璃毛细管316的与光纤的长度方向正交的截面的形状为圆形，但贯通孔316a的中心从玻璃毛细管316的中心C偏离。即，玻璃毛细管316在从中心C偏离的位置被插通光纤。其结果，玻璃毛细管316抑制了从光纤向玻璃毛细管316放出的光在光吸收被反射而返回光纤的情况。
接下来，如图9所示那样，变形例的玻璃毛细管416的与光纤的长度方向正交的截面的形状可以是四边形。其结果，玻璃毛细管416抑制了从光纤向玻璃毛细管416放出的光在光吸收体被反射而返回光纤的情况。同样地，玻璃毛细管的与光纤的长度方向正交的截面的形状也可以是多边形、花形或星形等。
另外，如图10所示那样，玻璃毛细管516也可以是具备贯通孔516a和贯通孔516b这2个在光纤的长度方向上延伸的贯通孔的2芯毛细管。玻璃毛细管516在贯通孔516a和贯通孔516b这2个贯通孔当中的任意1个贯通孔被插通光纤。并且，贯通孔516a、贯通孔516b均从玻璃毛细管516的中心偏离而配置。其结果，玻璃毛细管516抑制了从光纤向玻璃毛细管516放出的光在光吸收体被反射而返回光纤的情况。
以上的变形例的玻璃毛细管通过抑制从光纤向玻璃毛细管放出的光返回光纤的情况，来抑制光吸收体的反射光所引起的第1固定剂、第2固定剂、以及光纤的包覆部等的损伤。因此，变形例的玻璃毛细管能更加提高半导体激光模块的可靠性。
另外，如图11所示那样，变形例的玻璃毛细管616例如可以具备气泡616b即光散射单元。其结果，玻璃毛细管616能够使从包层部入射的光在气泡616b散射，使光吸收体高效地吸收该光。该玻璃毛细管通过使光吸收体高效地吸收从光纤向玻璃毛细管放出的光，来抑制第1固定剂、第2固定剂、以及光纤的包覆部等的损伤。因此，变形例的玻璃毛细管能更加提高半导体激光模块的可靠性。
光吸收体也可以沿着光纤的长度方向具有激光的波长下的光吸收率的分布。图12是表征变形例所涉及的半导体激光模块的光吸收体的光纤的长度方向上的距玻璃毛细管的入射侧端面的距离与光吸收体的光吸收率的关系的示意图。如图12所示那样，变形例所涉及的光吸收体717的出射激光侧的光吸收率高于入射激光侧的光吸收率。这时，如图12所示那样，在光吸收体717中，例如比起从包层泄漏的光即激光L最初照射到光吸收体的位置，在激光L被光吸收体717反射1次而第2次照射到光吸收体717的位置，光吸收率更高。其结果，在激光L的入射侧光吸收集中，抑制了因该光吸收所引起的发热使第2固定剂损伤的情况。因此，变形例的光吸收体717能更加提高半导体激光模块的可靠性。
作为在光吸收率上具有分布的光吸收体的具体例，在变形例的光吸收体中，光吸收体的粘固于玻璃毛细管的面的平均表面粗度沿着光纤的长度方向在第4透镜侧(光入射侧)较小。在此，对于金属而言，光所入射的面的表面粗度越大则吸收率越高。因此，该光吸收体的第4透镜侧的光吸收率较小。即，该光吸收体使光吸收集中在激光的入射侧，抑制了因该光吸收所引起的发热而使第2固定剂损伤的情况。因此变形例的光吸收体能更加提高半导体激光模块的可靠性。
图13是放大变形例所涉及的半导体激光模块的光纤、玻璃毛细管、光吸收体的示意截面图。作为第1光阻断部、第2光阻断部，也可以取代图2、3所示的第1光阻断部113、第2光阻断部118而设置图13所示的第1光阻断部113A、第2光阻断部118A。该第1光阻断部113A、第2光阻断部118A是在玻璃毛细管116的端面施加的电介质多层膜。该电介质多层优选在半导体激光元件104-1～6输出的激光的波长下反射率为90％以上。另外，第1光阻断部113A与光纤112的距离(间隙)优选在激光的椭圆的光束形状的长轴方向上为5μm以上500μm以下。另外，图13所示的第2光阻断部118A从玻璃毛细管116的端面一直施加到贯通孔的锥形部，但也可以不在锥形部形成。
通过设置第2光阻断部118A，能够抑制透过玻璃毛细管116、从玻璃毛细管116的出射侧的端面放出的光向半导体激光模块100的外部的出射，能使光吸收体117吸收该光。
半导体激光模块也可以具备各种散热结构。其结果，半导体激光模块能抑制光吸收体因光吸收而成为高温、使第2固定剂损伤的情况。另外，散热结构能选择具备散热片、对光吸收体或封装件等进行空气冷却的散热结构；或具备循环泵、用水或各种冷媒对光吸收体或封装件等进行冷却的散热结构等。
以上，如说明的那样，本实施方式或变形例的半导体激光模块是可靠性高的半导体激光模块。
另外，并不由上述实施方式限定本发明。将上述的各构成要素适宜组合而构成的技术也包含在本发明中。另外，能由本领域技术人员容易地导出进一步的效果和变形例。因而，本发明的更广泛的方式并不限定于上述的实施方式，能进行种种变更。
产业上的利用可能性
如以上那样，本发明所涉及的半导体激光模块主要适于利用在高输出的半导体激光模块中。
标号的说明
100 半导体激光模块
101、201 封装件
101a、201a 盖
102 LD高度调整板
103-1～6 副底座
104-1～6 半导体激光元件
105 引线管脚
106-1～6 第1透镜
107-1～6 第2透镜
108-1～6 反射镜
109 第3透镜
110 滤光器
111 第4透镜
112、212 光纤
112a 包覆部
112b 突出部
112c 芯部
112d 包层部
113、113A、213 第1光阻断部
213a 台座
114 保护罩
115 松套管
116、316、416、516、616 玻璃毛细管
316a、416a、516a、516b、616a 贯通孔
616b 气泡
117、717 光吸收体
118、118A 第2光阻断部
119 第1固定剂
120 第2固定剂
C 中心
L 激光

Claims (19)

1.一种半导体激光模块，其特征在于，具备：
半导体激光元件，其输出激光；
光纤，其具备芯部以及形成在该芯部的外周的包层部，从一端入射所述激光，将该激光导波到该半导体激光模块的外部；
光学部件，其配置在所述光纤的外周，将所述光纤固定；
第1固定剂，其将所述光学部件和所述光纤粘固；
光吸收体，其配置在所述光学部件的外周，将该光学部件固定；
第1光阻断部，其配置在所述光纤的所述激光的入射端与所述光学部件之间；和
筐体，其在内部收容所述半导体激光元件、所述光纤的入射所述激光侧的一端、以及所述第1光阻断部，
所述光学部件在所述激光的波长下有光透过性，所述光吸收体在所述激光的波长下有光吸收性，
所述光纤具备突出部，该突出部从所述光学部件向所述激光的入射端侧突出，
所述第1光阻断部在所述突出部的外周与所述光纤分离而配置，
所述第1光阻断部与所述光纤的距离，沿着与所述光纤的长度方向正交的面上的所述激光的椭圆的光束形状的长轴方向，为5μm以上且500μm以下。
2.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述第1固定剂的折射率等于或高于所述包层部的折射率。
3.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，
具有第2固定剂，该第2固定剂将所述光学部件和所述光吸收体粘固，
所述第1固定剂和所述第2固定剂由同一材料构成，
所述第1固定剂以及所述第2固定剂的折射率大致等于所述光学部件的折射率且高于所述包层部的折射率。
4.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述第1光阻断部具有如下构件中的至少一个：含Cu、Ni、不锈钢或Fe的金属构件；具备含Ni、Cr或Ti的表面镀层的构件；或者具备电介质多层膜的构件。
5.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述光吸收体经由易导热体与所述筐体连接。
6.根据权利要求5所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述易导热体的热传导率为0.5W/mK以上。
7.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述光吸收体具有如下构件中的至少一个：含Cu、Ni、不锈钢或Fe的金属构件；具备含Ni、Cr、Ti的金属或含C的表面镀层的构件；含AlN或Al2O3的陶瓷构件；或者具备含AlN或Al2O3的覆盖表面的陶瓷层的构件。
8.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，
还具备第2光阻断部，该第2光阻断部配置在所述光纤的所述激光的出射端侧，抑制所述激光从所述光学部件的出射。
9.根据权利要求8所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述第2光阻断部具有如下构件中的至少一个：含Cu、Ni、不锈钢或Fe的金属构件；或者具备电介质多层膜的构件。
10.根据权利要求8所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述第2光阻断部的所述光学部件侧的面具有倾斜或曲率，使得入射到该面的光向远离所述光纤的方向反射。
11.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述光学部件是圆管状的玻璃毛细管。
12.根据权利要求11所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述光学部件的所述圆管的长度方向的长度为3mm以上，所述圆管的内径为0.13mm以下，所述圆管的外径为1.8mm以上。
13.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述光吸收体的所述激光的波长下的光吸收率被设为：沿着所述光纤的长度方向，所述激光的入射端侧较低。
14.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述光吸收体的与所述光学部件粘固的面的平均表面粗度被设为：沿着所述光纤的长度方向，所述激光的入射端侧较小。
15.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述光学部件在与所述光纤的长度方向正交的面上的从该光学部件的中心偏离的位置被所述光纤插通。
16.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述光学部件的与所述光纤的长度方向正交的截面的形状为多边形、花形或星形。
17.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述光学部件是具有在所述光纤的长度方向上延伸的2个贯通孔的2芯毛细管，
在所述2个贯通孔中的任意1个贯通孔被所述光纤插通。
18.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述光学部件具有散射所述激光的光散射单元。
19.根据权利要求18所述的半导体激光模块，其特征在于，
所述光散射单元是气泡。
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