CN109417268A - 光模块 - Google Patents

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森田隆敏
柳濑祥吾
香川利雄
大松照幸
金子和昭
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Abstract

光模块(第一模块(1))中,从发光点射出相互不同波长的光的多个半导体激光元件(第一半导体激光元件(21)至第三半导体激光元件(23))搭载在基座部件(10)上。基座部件(10)具有作为高度方向(Z)上的基准的基准面(11),和搭载有半导体激光元件的搭载面(第一搭载面(12a)及第二搭载面(12b))。多个半导体激光元件中的至少一部分,从与搭载面相接的面开始到发光点为止的高度(第一发光高度(TL1)至第三发光高度(TL3))互不相同,从基准面开始到发光点为止的高度(基准高度(HL))大致相等。

Description

光模块
技术领域
本发明涉及一种从发光点射出相互不同波长的光的多个半导体激光元件搭载在基座部件上的光模块。
背景技术
以往,作为投影仪或头戴式显示器等图像显示装置的光模块,提出了具备发出蓝色、绿色、红色的波长的光的光源,且合波并照射多个波长的光的光模块。近年来,要求光模块进一步小型化以搭载在可穿戴设备或移动设备上。具体而言,提出了组合光模块和MEMS镜以作为超小型的投影仪(例如,参照专利文献1)。当小型化时,由于特性因各部件的位置偏移而发生很大变化,因此要求以高精度将各部件安装到封装上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2016-15415号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
专利文献1公开的三色光源具备射出不同波长的激光的三个激光二极管,通过搭载在温度调节元件上的载体、准直透镜以及波长滤光片来合波并输出三个激光。在该三色光源中,激光二极管通过底座(sub-mount)搭载在载体上,但通过调节底座的高度(厚度),能使激光的出射点相等。
然而,在激光二极管中,由于操作性、散热性等根据底座的厚度而变化,因此期望根据波长设定最佳的底座厚度。考虑到这一点,现有的三色光源中,由于改变底座的厚度时激光的出射点会偏移,因此存在如下问题:不能自由地设定底座的厚度,且操作性等受损。
本发明是为解决上述问题而完成的,其目的在于,提供一种能够针对多个半导体激光元件,容易地实施光学部件等的安装和调节的光模块。
解决问题的方案
本发明涉及的光模块为从发光点射出相互不同波长的光的多个半导体激光元件搭载在基座部件上的光模块,其特征在于,所述基座部件具有作为高度方向上的基准的基准面,和搭载所述半导体激光元件的面,所述搭载面具备在所述高度方向上位置不同的多个搭载部,所述多个半导体激光元件中的至少一部分,从与所述搭载面相接的面开始到所述发光点为止的所述高度方向的距离互不相同,所述多个半导体激光元件从所述基准面开始到所述发光点为止的所述高度方向的距离大致相等。
本发明涉及的光模块中,也可以为如下构成:所述多个半导体激光元件具有射出光的芯片,所述多个芯片中的至少一个为结下安装,其他的至少一个为结上安装。
本发明涉及的光模块中,也可以为如下构成:所述多个半导体激光元件具有射出光的芯片,所述多个芯片为结下安装。
本发明涉及的光模块中,也可以为如下构成:所述多个半导体激光元件具有射出光的芯片,所述多个芯片为结上安装。
本发明涉及的光模块中,也可以为如下构成:在所述多个半导体激光元件中,当将射出光的面设为光出射面,射出光的方向设为出射方向时,所述多个半导体激光元件中的至少两个,所述出射方向上的所述光出射面的位置互不相同。
本发明涉及的光模块中,也可以为如下构成:所述搭载面设置有低于周围而形成的凹部。
本发明涉及的光模块中,也可以为如下构成:所述多个半导体激光元件中的至少两个,射出光的方向互不相同。
发明效果
根据本发明,能够提供一种光模块,其通过在基座部件上设置高度不同的搭载部,并对准到多个半导体激光元件的发光点为止的高度,能够消除对光学部件等的影响,且容易地实施安装和调节。
附图说明
图1A是本发明的第一实施方式涉及的光模块的概略俯视图。
图1B是图1A中所示的光模块的概略侧视图。
图2是表示安装有框部的光模块的概略俯视图。
图3A是本发明的第二实施方式涉及的光模块的概略俯视图。
图3B是图3A中所示的光模块的概略侧视图。
图4A是本发明的第三实施方式涉及的光模块的概略俯视图。
图4B是图4A中所示的光模块的概略侧视图。
图5A是本发明的第四实施方式涉及的光模块的概略俯视图。
图5B是图5A中所示的光模块的概略侧视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下,参照附图对本发明的第一实施方式涉及的光模块进行说明。此外,在附图中,考虑到易看性,改变纵横的比率以强调高度的差异等,并且实际的尺寸不同。
图1A是本发明的第一实施方式涉及的光模块的概略俯视图。图1B是图1A中所示的光模块的概略侧视图。
本发明的第一实施方式涉及的光模块(第一模块1)中,从发光点射出相互不同波长的光的多个半导体激光元件搭载在基座部件10上。在本实施方式中,第一半导体激光元件21、第二半导体激光元件22以及第三半导体激光元件23的三个半导体激光元件搭载在基座部件10上。
基座部件10为俯视下呈矩形状的基板,且具有作为高度方向Z上的基准的基准面11,和搭载半导体激光元件的搭载面(第一搭载面12a以及第二搭载面12b)。在本实施方式中,基座部件10的尺寸为:横方向X设为10mm,纵方向Y设为10mm。基座部件10由铝、铜以及铁等金属或这些合金形成,并且其表面优选为镀金的。
基准面11(图1A中为基座部件10的下部)设为均匀平坦的面,例如,搭载有透镜、波导元件、棱镜、波长选择滤光片以及光电二极管等光学部件。在本实施方式中,基准面11配置有与三个半导体激光元件分别对应的三个光电二极管30。光电二极管30由检测半导体激光元件的输出的PD芯片31和保持PD芯片31的PD保持部32构成。在本实施方式中,为仅搭载了光电二极管30的构成,但并不限定于此,也可以根据需要搭载多种类型的各种光学部件。
搭载面(图1A中为基座部件10的上部)设置在高度方向Z上高于基准面11的位置处。第一搭载面12a(第一搭载部TR1)搭载有第一半导体激光元件21以及第二半导体激光元件22,第二搭载面12b(第二搭载部TR2)搭载有第三半导体激光元件23。第二搭载面12b设置在高于第一搭载面12a的位置处,其相互之间的台阶差(搭载面台阶差ML)设为50μm。
此外,形成在基座部件10上的台阶可以通过用模具压制作为材料的金属或合金来形成,也可以通过铸造来形成,也可以通过切割块状的材料来形成,也可以通过蚀刻来形成。
半导体激光元件由射出光的芯片和载置芯片的底座(submount)构成。即,第一半导体激光元件21由第一芯片21a和第一底座21b构成,第二半导体激光元件22由第二芯片22a和第二底座22b构成,第三半导体激光元件23由第三芯片23a和第三底座23b构成,并且每一个底座与对应的搭载面粘接。此外,以下,为了便于说明,将与半导体激光元件的搭载面相接的面称为元件粘接面。
上述的芯片呈矩形状,并且从长边方向上的相对的面的一个射出光。射出光的部分为如下构成:存在于芯片的厚度方向上偏离的位置处,且从厚度方向上相对的面中的任一面的附近射出光。以下,将芯片中的、射出光的部分称为发光点(出射点),靠近发光点的面称为芯片表面。此外,在芯片中,由于发光点位于芯片表面的近距离处,因此,虽然在图1B中发光点显示为与芯片表面大致一致,但并不限定于此,发光点也可以与芯片表面分离。
半导体激光元件中,当将芯片搭载在底座上时,芯片表面或与芯片表面相对的面的任一个以与底座的表面相接的方式安装。具体而言,将芯片表面载置于底座上的情况称为结下(junction-down)安装,将与芯片表面相反的面载置于底座上的情况称为结上(junction-up)安装。
底座由氮化铝、碳化硅、金刚石等形成,并且优选具有高热传导率和接近芯片的热膨胀系数。底座和芯片用焊料,金属膏等粘接,并且底座和基座部件10同样地用焊料,金属膏等粘接。
第一半导体激光元件21被构成为射出蓝色光,并且第一芯片21a例如由GaN类材料形成。第一底座21b的厚度为200μm。第一半导体激光元件21为结上安装,并且在第一芯片21a中,第一芯片表面21c位于上方。其结果,在第一半导体激光元件21中,从元件粘附面到发光点的高度(第一发光高度TL1)为350μm。
第二半导体激光元件22被构成为射出绿色光,并且第二芯片22a例如由GaN类材料形成。第二底座22b的厚度为200μm。第二半导体激光元件22为结上安装,并且在第二芯片22a中,第二芯片表面22c位于上方。其结果,在第二半导体激光元件22中,与第一半导体激光元件21同样地,从元件粘附面到发光点的高度(第二发光高度TL2)为350μm。
第三半导体激光元件23被构成为射出红色光,并且第三芯片23a例如由GaAs类材料形成。第三底座23b的厚度为295μm。第三半导体激光元件23为结下安装,并且在第三芯片23a中,第三芯片表面23c位于下方。其结果,在第三半导体激光元件23中,从元件粘附面到发光点的高度(第三发光高度TL3)为300μm。
在具备多个半导体激光元件的光模块中,期望输出对齐了位置的光,当发光点的高度偏移时,则需要用于调整的额外光学部件。在本实施方式中,如上所述,相对于第一半导体激光元件21以及第二半导体激光元件22,第三半导体激光元件23中,从元件粘附面到发光点的高度不同,但通过搭载在高度不同的搭载部上,从基准面11到发光点的高度(基准高度HL)变得相等。即,第一发光高度TL1以及第二发光高度TL2与第三发光高度TL3之间的差通过搭载面台阶差ML而消除,因此多个半导体激光元件中的基准高度HL大致一致。
如图1A所示,多个半导体激光元件中,芯片的长边方向与纵方向Y平行,且沿着搭载面中的与基准面11的边界配置,并与横方向X并排。即,从半导体激光元件射出光的出射方向为纵方向Y,且设在基准面11的一侧(图1A中为下方)。光电二极管30配置为面向射出芯片的光的面(光出射面)。
然而,在结下安装中,当光出射面位于底座的内侧时,由于发光点接近底座,因此有可能底座变暗且光束形状混乱。因此,在结下安装的第三半导体激光元件23中,光出射面也可以比第三底座23b的端部更向基准面11的一侧稍微突出,由此能够防止光束形状的混乱。
如上所述,在半导体激光元件中,发光点的高度受底座的厚度与芯片的安装方式的影响。底座中有如下倾向,若是薄的则散热变得有利,若是厚的则难以断裂且容易操作。此处,当比较蓝色光的半导体激光元件和绿色光的半导体激光元件时,虽然均由GaN类材料形成,但输出相同的光时,绿色光的半导体激光元件的发热量更大。因此,期望根据半导体激光元件的波长调整底座的厚度。
另外,根据半导体激光元件的波长,存在不能自由选择芯片的安装方式的情况。具体而言,由于发光点靠近基座,因此结下安装对散热有利,然而,当用于由GaN类材料形成的半导体激光元件时,存在使特性劣化的可能性,并且存在必须结上安装的情况。例如,在结下安装中,也担心会给特性带来不利影响,例如当粘接到底座时发光点受到损坏,应该电绝缘的部分短路等。
如上所述,由于半导体激光元件的发光点的高度是考虑了各种情况而设定的,因此不一定优选仅调整底座的厚度。与此相对,本发明中,在基座部件10上设置高度不同的搭载部,通过对齐到多个半导体激光元件的发光点为止的高度,能够提供可消除对光学部件等的影响,且能容易地实施安装和调节的光模块。即,通过根据基座部件10调整发光点的高度,可以根据半导体激光元件的波长来设定底座的厚度和安装方法。
另外,根据半导体激光元件的特性,是否适用于结下安装或结上安装是不同的,通过混合这两者,能够提供能适用各种类型的半导体激光元件的光模块。
此外,对于结下安装以及结上安装,以向底座的粘接为前提进行了说明,但并不是一定需要底座,也可以不经由底座而直接将芯片粘接在基座部件10上。在这种情况下,由于能够消除底座所具有的热阻,因此改善了散热性。另外,在该构成中,由于不能通过现有的底座来调整发光点的高度,因此本发明更有效。
在本实施方式中,第一半导体激光元件21和第二半导体激光元件22搭载在同一第一搭载面12a上,但并不限定于此,也可以搭载在不同的搭载面上。即,也可以为如下结构:设置三个以上的高度不同的搭载面,且所有的半导体激光元件搭载在相互不同的搭载面上。
图2是表示安装有框部的光模块的概略俯视图。
第一模块1安装有以围绕外周的方式设置的框部100。框部100形成为高于第一模块1,且以覆盖第一模块1的上方的方式安装有未图示的盖部。当将第一模块1限制在框部100与盖部之间的内侧时,优选气密密封内部,能够防止使第一半导体激光元件21以及第二半导体激光元件22动作时的劣化。此外,框部100中也可以适当设置光出射用的窗口、用于向第一模块1供电的引脚等。
(第二实施方式)
图3A是本发明的第二实施方式涉及的光模块的概略俯视图,图3B是图3A中所示的光模块的概略侧视图。此外,对与第一实施方式功能实质相等的构成元件赋予相同的附图标记并省略其说明。另外,在图3B中,省略准直透镜41等以使半导体激光元件的位置关系明确。
本发明的第二实施方式涉及的光模块(第二模块2)相对于第一模块1,半导体激光元件的数量和俯视时的搭载面的形状不同。具体而言,作为半导体激光元件,在第一半导体激光元件21、第二半导体激光元件22以及第三半导体激光元件23的基础上,还具备第四半导体激光元件24。
第四半导体激光元件24虽然在射出红色光这点上不同,但具有与第三半导体激光元件23大致相同的构成,且搭载在第二搭载面12b上。第四芯片24a例如由GaAs类材料形成。第四底座24b的厚度为295μm。第四半导体激光元件24为结下安装,并且在第四芯片24a中,第四芯片表面24c位于下方。其结果,在第四半导体激光元件24中,从元件粘附面到发光点的高度(第四发光高度TL4)为300μm。
第四半导体激光元件24相对于搭载于第二搭载面12b上的第三半导体激光元件23的第三发光高度TL3,第四发光高度TL4相等,且基准高度HL也相同。这样,即使在半导体激光元件的数量增加了的情况下,通过搭载面来调整高度,也能够使基准高度HL一致。
基准面11搭载有准直透镜41以代替光电二极管30。对应与半导体激光元件设置有四个准直透镜41,且分别以面对半导体激光元件的方式被保持在透镜保持部42中。四个准直透镜41配置为使得与横方向X平行的透镜基准线LS和各自的中心一致。
如图3A所示,在俯视时,第二搭载面12b在纵方向Y上壁第一搭载面12a更向基准面11的一侧(图3A中为下方)突出。即,第二搭载面12b中,仅与第一搭载面12a的纵方向Y上的台阶差,端部靠近透镜基准线LS。此外,第三半导体激光元件23及第四半导体激光元件24沿第二搭载面12b与基准面11之间的边界而配置。其结果,第三半导体激光元件23的光出射面(第三出射面23d)及第四半导体激光元件24的光出射面(第四出射面24d)相对于第一半导体激光元件21的光出射面(第一出射面21d)及第二半导体激光元件22的光出射面(第二出射面22d),在纵方向Y上位置不同。这样,通过面突出宽度MW调整焦点距离等的偏差,例如在准直透镜41中,通过将其配置在同一直线上,能使设置变得容易。即,通过相对于因波长不同而焦点距离不同等具有不同特性的多个光而使光出射面的位置偏移,能够减轻特性的差异,并使用相同的光学部件等。由此,能够通过简单的结构重叠射出多个光等来实现光模块的小型化。
此外,在本实施方式中,第二搭载面12b构成为在纵方向Y上以第一搭载面12a更向基准面11一侧突出,但并不限定于此,也可以构成为第一搭载面12a更突出。
(第三实施方式)
图4A是本发明的第三实施方式涉及的光模块的概略俯视图,图4B是图4A中所示的光模块的概略侧视图。此外,对与第一实施方式及第二实施方式功能实质相等的构成元件赋予相同的附图标记并省略其说明。
本发明的第三实施方式涉及的光模块(第三模块3)相对于第一模块1,搭载面的形状不同。在第三模块3中,在平坦的搭载面上(第三搭载面12c)设置多个凹部。
具体而言,第三搭载面12c上设置有深度彼此相同的第一凹部13a(第三搭载部TR3)及第二凹部13b(第四搭载部TR4),和形成为浅于第一凹部13a及第二凹部13b的第三凹部13c(第五搭载部TR5)。第一半导体激光元件21搭载于第一凹部13a中,第二半导体激光元件22搭载于第二凹部13b中,第三半导体激光元件23搭载于第三凹部13c中。多个凹部沿基准面11而设置,且一个端部延伸至第三搭载面12c与基准面11之间的边界。多个半导体激光元件以光出射面与第三搭载面12c与基准面11之间的边界大致一致的方式配置。
在本实施方式中,与第一实施方式同样地,相对于第一半导体激光元件21及第二半导体激光元件22,第三半导体激光元件23中,从元件粘接面开始到发光点位置的高度不同,但通过将其搭载在深度不同的凹部中,从基准面11开始到发光点位置的高度(基站高度HL)变得相等。这样,通过将搭载有半导体激光元件的部分确定在窄范围内以作为部分低地形成的结构,能够有效地利用搭载面,如将光学部件载置在其他部分上等。另外,由于搭载部具有相对于周围而设置有台阶的形状,因此能够抑制在粘接半导体激光元件时所使用的粘接剂向周围扩散。
另外,第三搭载面13c搭载有光电二极管30以与多个半导体激光元件对应。光电二极管30以面向与光出射面相反一侧的面(后面)的方式配置。如果搭载面平坦,则能够容易地设置光学部件,且能够有效利用空间。
此处,PD芯片31也可以保持倾斜以使半导体激光元件的一侧变低,通过使受光面倾斜,从而接收来自感动天激光元件的光变得容易。如本实施方式,在半导体激光元件的后面(与出射方向相反一侧)配置光电二极管30的情况下,就确保光电二极管30的受光量而言,优选将芯片背面的端面反射率设定地比通常更低。具体的背面的端面反射率为60%~90%等。另外,在以极低的输出使用光模块的情况下,能够将光出射面(前面)的端面反射率设定地比背面的端面反射率高。由此,能够以高精度的强度调节非常低的输出。进一步地,在将来自芯片的输出抑制地低的情况下,与通过滤光片等对出射后的光进行减光的情况下相比,能够实现低成本化、小型化和低功耗化,且能够避免因滤光片的劣化等导致的输出的异常。作为以极低的输出使用光模块的用途,例如存在使光在人体的视网膜上扫描的类型的显示器。作为具体的端面反射率,例如前面为90%,背面为80%。
第三搭载面12c上设置有两个位置参照标记14。两个位置参照标记14设置在横方向X以及纵方向Y彼此分离的位置。在通过各部件的安装等进行图像识别时,以位置参照标记14为基准,能够通过掌握位置来确保安装精度。位置参照标记14优选在俯视下设置在第三搭载面12c的两个以上的对角处。在图像识别中,位置参照标记14与周围的反射率不同即可,例如,形成凹凸或去除镀金加工来形成即可。
另外,在本实施方式中,也可以将凹部用于搭载位置的掌握。图4A中,在横方向X上凹部的中央配置了半导体激光元件,但也能以与凹部的端部相接的方式配置半导体激光元件。由此,能够高精度地控制半导体激光元件的位置。
进一步地,在本实施方式中,为在第三搭载面12c上没有设置纵方向Y上的台阶的构成,但并不限定于此,也可以如第二实施方式,为设置了纵方向Y上的台阶的搭载面。由此,多个半导体激光元件的光出射面构成为在纵方向Y上位置不同。
(第四实施方式)
图5A是本发明的第四实施方式涉及的光模块的概略俯视图,图5B是图5A中所示的光模块的概略侧视图。此外,对与第一实施方式至第三实施方式功能实质相等的构成元件赋予相同的附图标记并省略其说明。另外,在图5B中,省略波长滤光片等以使半导体激光元件的位置关系明确。
本发明的第四实施方式涉及的光模块(第四模块4)相对于第一模块1,半导体激光元件的出射方向不同。如图5A所示,搭载有第一半导体激光元件21及第二半导体激光元件22的第一搭载面12a在纵方向Y上与基准面11相邻,搭载有第三半导体激光元件23的第二搭载面12b在横方向X上与基准面11相邻。第一半导体激光元件21及第二半导体激光元件22的出射方向为纵方向Y即基准面11的一侧(图5A中为下方),第三半导体激光元件23的出射方向为横方向X(图5A中为右方)。与第一实施方式相同,多个半导体激光元件搭载在对应的搭载面上,从而基准高度HL相等。
基准面11搭载有根据波长而使光透射或反射的波长滤光片(第一滤光片51及第二滤光片52)。在从第二半导体激光元件22出射的光与从第三半导体激光元件23出射的光交叉的位置配置第一滤光片51,在从第一半导体激光元件21出射的光与从第三半导体激光元件23出射的光交叉的位置配置第二滤光片52。
第一滤光片51使从第二半导体激光元件22出射的光反射,且使从第三半导体激光元件23出射的光透射。
第二滤光片52使从第一半导体激光元件21出射的光反射,且使从第一滤光片51输出的光(从第三半导体激光元件23出射并透射了第一滤光片51的光,以及从第二半导体激光元件22出射并被第一滤光片51反射的光)透射。其结果,第二滤光片52合波并输出从第一半导体激光元件21、第二半导体激光元件22以及第三半导体激光元件23出射的光。
如上所述,通过使出射方向不同的半导体激光元件混合存在,能够自由地配置半导体激光元件,且能够使光模块的设计自由度提高。
此外,在本实施方式中,基准面11为载置光电二极管30的面,但也可以构成为不搭载光电二极管30。即,也可以将未搭载光电二极管30的面作为基准面,设定高度方向Z上位置不同的多个搭载面。例如,可以将基座部件10的底面作为基准面11,或将基座部件10的上表面作为基准面11来设定高度方向Z上位置不同的多个搭载面。即,只要不同的多个半导体激光元件为在高度方向Z上具有大致相同的高度的发光点的构成,就能够得到上述的本发明的效果。
此外,本次公开的实施方式在所有方面均是例示,而不是限定性解释的根据。因此,本发明的技术范围不是仅根据上述的实施方式来解释,而是根据权利要求的记载来划定。另外,包括与权利要求同等的意思和范围内的所有变更。
此外,该申请要求基于2016年6月29日在日本申请的特愿2016-129219的优先权。通过引用其内容而将其引入本申请中。另外,本说明书中引用的文献是通过引用来具体地引入其全部内容。
附图标记说明
1 第一模块(光模块的一例)
2 第二模块(光模块的一例)
3 第三模块(光模块的一例)
4 第四模块(光模块的一例)
10 基座部件
11 基准面
12a 第一搭载面
12b 第二搭载面
12c 第三搭载面
13a 第一凹部
13b 第二凹部
13c 第三凹部
21 第一半导体激光元件(半导体激光元件的一例)
21a 第一芯片
21b 第一底座
21c 第一芯片表面
21d 第一出射面
22 第二半导体激光元件(半导体激光元件的一例)
22a 第二芯片
22b 第二底座
22c 第二芯片表面
22d 第二出射面
23 第三半导体激光元件(半导体激光元件的一例)
23a 第三芯片
23b 第三底座
23c 第三芯片表面
23d 第三出射面
24 第四半导体激光元件(半导体激光元件的一例)
24a 第四芯片
24b 第四底座
24c 第四芯片表面
24d 第四出射面
HL 基准高度
ML 搭载面台阶
MW 面突出宽度
TL1 第一发光高度
TL2 第二发光高度
TL3 第三发光高度
TL4 第四发光高度
X 横发向
Y 纵方向
Z 高度方向

Claims (7)

1.一种光模块,其为从发光点射出相互不同波长的光的多个半导体激光元件被搭载在基座部件上的光模块,所述光模块的特征在于,
所述基座部件具有作为高度方向上的基准的基准面,和搭载所述半导体激光元件的搭载面,
所述搭载面具备在所述高度方向上位置不同的多个搭载部,
所述多个半导体激光元件中的至少一部分,从与所述搭载面相接的面开始到所述发光点为止的所述高度方向的距离互不相同,
所述多个半导体激光元件从所述基准面开始到所述发光点为止的所述高度方向的距离大致相等。
2.如权利要求1所述的光模块,其特征在于,
所述多个半导体激光元件具有射出光的芯片,
所述多个芯片中的至少一个为结下安装,其他的至少一个为结上安装。
3.如权利要求1所述的光模块,其特征在于,
所述多个半导体激光元件具有射出光的芯片,
所述多个芯片为结下安装。
4.如权利要求1所述的光模块,其特征在于,
所述多个半导体激光元件具有射出光的芯片,
所述多个芯片为结上安装。
5.如权利要求1至权利要求4中任一项所述的光模块,其特征在于,
在所述多个半导体激光元件中,当将射出光的面设为光出射面,射出光的方向设为出射方向时,
所述多个半导体激光元件中的至少两个,在所述出射方向上的所述光出射面的位置互不相同。
6.如权利要求1至权利要求4中任一项所述的光模块,其特征在于,
所述搭载面设置有低于周围而形成的凹部。
7.如权利要求1至权利要求4中任一项所述的光模块,其特征在于,
所述多个半导体激光元件中的至少两个,在射出光的方向互不相同。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112787220A (zh) * 2021-01-12 2021-05-11 深圳市星汉激光科技股份有限公司 一种高功率半导体激光器
CN112909736A (zh) * 2021-02-05 2021-06-04 深圳市星汉激光科技股份有限公司 一种半导体激光器
US20210296851A1 (en) * 2018-07-30 2021-09-23 Panasonic Corporation Semiconductor light emitting device and external resonance type laser device

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6667149B1 (ja) * 2019-02-06 2020-03-18 ウシオ電機株式会社 半導体レーザ光源装置
CN113574591A (zh) * 2019-03-29 2021-10-29 索尼互动娱乐股份有限公司 边界设置设备、边界设置方法和程序
US20230324780A1 (en) * 2020-08-26 2023-10-12 Kyocera Corporation Optical waveguide package, light emitter, and projection system
JP2022051125A (ja) 2020-09-18 2022-03-31 日亜化学工業株式会社 発光装置
US11557874B2 (en) * 2021-05-18 2023-01-17 Trumpf Photonics, Inc. Double-sided cooling of laser diodes
US11876343B2 (en) 2021-05-18 2024-01-16 Trumpf Photonics, Inc. Laser diode packaging platforms

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08339570A (ja) * 1995-04-13 1996-12-24 Nippondenso Co Ltd 光学的記録再生装置用光学ヘッド
US20020097662A1 (en) * 2001-01-19 2002-07-25 Yoshihisa Fujii Semiconductor laser element, method for manufacturing the same, and optical pickup using the same
JP2011102901A (ja) * 2009-11-11 2011-05-26 Konica Minolta Opto Inc 集積光源、プロジェクタ装置、及びモバイル機器
JP5282605B2 (ja) * 2009-02-25 2013-09-04 日亜化学工業株式会社 半導体レーザ装置、及びその製造方法
CN204387807U (zh) * 2013-09-26 2015-06-10 首尔半导体株式会社 光源模块和包括该光源模块的背光单元

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002042365A (ja) * 2000-07-21 2002-02-08 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 光ヘッド装置の光源装置
JP3772098B2 (ja) * 2001-05-15 2006-05-10 シャープ株式会社 窒化物系半導体発光装置
JP2006337923A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Sony Corp 光源、製造方法、光学装置、画像生成装置、および画像表示装置
JP4711838B2 (ja) * 2006-01-27 2011-06-29 株式会社東芝 多波長半導体レーザ装置
US8589714B2 (en) * 2009-12-18 2013-11-19 Texas Instruments Incorporated Falling clock edge JTAG bus routers
JP2012044015A (ja) * 2010-08-20 2012-03-01 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ装置および光装置
JP2013016585A (ja) * 2011-07-01 2013-01-24 Mitsubishi Electric Corp 多波長半導体レーザ装置
US9142936B2 (en) * 2012-03-26 2015-09-22 Citizen Holdings Co., Ltd. Laser light source device and method for manufacturing laser light source device
JP5655902B1 (ja) * 2013-07-08 2015-01-21 住友電気工業株式会社 光アセンブリの製造方法
JP6097253B2 (ja) * 2014-07-02 2017-03-15 住友電気工業株式会社 三色光光源

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08339570A (ja) * 1995-04-13 1996-12-24 Nippondenso Co Ltd 光学的記録再生装置用光学ヘッド
US20020097662A1 (en) * 2001-01-19 2002-07-25 Yoshihisa Fujii Semiconductor laser element, method for manufacturing the same, and optical pickup using the same
JP5282605B2 (ja) * 2009-02-25 2013-09-04 日亜化学工業株式会社 半導体レーザ装置、及びその製造方法
JP2011102901A (ja) * 2009-11-11 2011-05-26 Konica Minolta Opto Inc 集積光源、プロジェクタ装置、及びモバイル機器
CN204387807U (zh) * 2013-09-26 2015-06-10 首尔半导体株式会社 光源模块和包括该光源模块的背光单元

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210296851A1 (en) * 2018-07-30 2021-09-23 Panasonic Corporation Semiconductor light emitting device and external resonance type laser device
US11962122B2 (en) * 2018-07-30 2024-04-16 Panasonic Holdings Corporation Semiconductor light emitting device and external resonance type laser device
CN112787220A (zh) * 2021-01-12 2021-05-11 深圳市星汉激光科技股份有限公司 一种高功率半导体激光器
CN112909736A (zh) * 2021-02-05 2021-06-04 深圳市星汉激光科技股份有限公司 一种半导体激光器

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