CN110337602A - 半导体激光模块 - Google Patents

Abstract

半导体激光模块具备：半导体激光元件，输出激光；光纤，具备芯部、和形成在芯部的外周的包覆层部，从一端入射所述激光，所述光纤将该激光向该半导体激光模块的外部导波；光学部件，配置于所述光纤的外周，在所述激光的波长下具有光透射性，所述光学部件对所述光纤进行固定；第一固定剂，对所述光学部件与所述光纤进行固定安装；以及壳体，将所述半导体激光元件和所述光纤的入射所述激光一侧的一端收纳于内部，在所述光学部件的周围形成光反射减少区域，所述光反射减少区域吸收所述激光并且被处理成粗糙面。

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

以往，在半导体激光模块中，在从光纤输出激光的情况下，公知通过透镜等将从被固定在封装件上的规定位置的半导体激光元件出射的激光进行聚光，并与光纤进行耦合的方法(例如参照专利文献1)。

在上述那样的光耦合方法中，在半导体激光元件为高输出的情况下，固定光纤的粘接剂或光纤的覆盖部因光吸收造成的发热而损伤，有时可靠性会降低。因此，以往公知将光纤插通于透明的玻璃毛细管，以固定光纤的方法(例如参照专利文献2)。然而，在半导体激光模块中，即便使用玻璃毛细管，粘接剂或覆盖部有时也会因发热而损伤。相对于此，本发明人公开一种防止了粘接剂或覆盖部的损伤的可靠性高的半导体模块(参照专利文献3)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-96088号公报

专利文献2：日本特开2004-354771号公报

专利文献3：国际公开第2015/037725号

发明内容

-发明所要解决的技术问题-

伴随着从半导体激光元件出射的激光的高强度化，对可靠性高的半导体激光模块的要求越来越高。

本发明是鉴于上述事实而进行的，其目的在于提供一种可靠性高的半导体激光模块。

-用于解决技术问题的手段-

为了解决上述的课题并达成目的，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，具备：半导体激光元件，输出激光；光纤，具备芯部、和形成在芯部的外周的包覆层部，从一端入射所述激光，并将该激光向该半导体激光模块的外部导波；光学部件，被配置于所述光纤的外周，在所述激光的波长下具有光透射性，所述光学部件对所述光纤进行固定；第一固定剂，对所述光学部件与所述光纤进行固定安装；以及壳体，将所述半导体激光元件和所述光纤的入射所述激光一侧的一端收纳于内部，在所述光学部件的周围形成光反射减少区域，所述光反射减少区域吸收所述激光并且被处理成粗糙面。

再有，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述光反射减少区域被配置于所述光学部件的外周，且形成于对该光学部件进行固定的固定构件的内面。

还有，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述固定构件具有以下构件之中的至少一个：包括Cu、Ni、Al、不锈钢或Fe的金属构件；具备包括Ni、Cr、Ti的金属或包括C的表面镀层的构件；包括AlN、BeO、ZrO₂、SiC或Al₂O₃的陶瓷构件；或者具备覆盖包括AlN、BeO、ZrO₂、SiC或Al₂O₃的表面的陶瓷层的构件。

再者，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述光反射减少区域形成于所述壳体的内面。

另外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述光反射减少区域是通过对所述壳体的内面或者所述固定构件的内面照射脉冲激光而被表面处理过的区域。

此外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述光反射减少区域选择性地形成于所述壳体的内面或者所述固定构件的内面。

再有，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述光反射减少区域是通过向所述壳体的内面或者所述固定构件的内面选择性地照射脉冲激光而被表面处理过的区域。

还有，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述光反射减少区域是通过根据位置不同对所述壳体的内面或者所述固定构件的内面照射不同强度的脉冲激光而被表面处理过的区域。

另外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述光反射减少区域形成为：从所述光纤的所述激光的入射端侧朝着所述光纤的所述激光的出射端侧，光吸收率连续性地或者分段性地升高。

再者，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述光反射减少区域周期性地形成，并且形成为：从所述光纤的所述激光的入射端侧朝着所述光纤的所述激光的出射端侧，光吸收率升高。

此外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述光反射减少区域离散性地形成，并且形成为：从所述光纤的所述激光的入射端侧朝着所述光纤的所述激光的出射端侧，间隔缩窄。

再有，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述光纤在所述激光的入射端侧具备从所述光学部件突出的突出部。

还有，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，还具备：第一光遮挡部，被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，所述第一光遮挡部在所述突出部的外周，被配置成与所述光纤隔离。

另外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述第一光遮挡部具有以下构件之中的至少一个：包括Cu、Ni、Al、不锈钢或者Fe的金属构件；具备包括Ni、Cr或者Ti的表面镀层的构件；或者具备电介质多层膜的构件。

进一步，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述固定构件经由热良导体而与所述壳体连接。

再者，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述热良导体的热传导率为0.5W/mK以上。

此外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，还具备：第二光遮挡部，被配置于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。

再有，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述第二光遮挡部具有包括Cu、Ni、Al、不锈钢或Fe的金属构件或者具备电介质多层膜的构件之中的至少一个。

还有，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述第二光遮挡部的所述光学部件侧的面具有斜率或者曲率，以使得入射到该面的光向从所述光纤远离的方向反射。

另外，本发明的一方式所涉及的半导体激光模块的特征在于，所述光学部件是圆管状的玻璃毛细管。

-发明效果-

根据本发明，能够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性的俯视图。

图2是表示图1所示的半导体激光模块的侧面的示意性的局部裁剪图。

图3是图1所示的半导体激光模块的光纤、玻璃毛细管、固定构件的示意性的剖视图。

图4是对变形例所涉及的半导体激光模块的固定构件进行说明的示意图。

图5是对变形例所涉及的半导体激光模块的固定构件进行说明的示意图。

图6是表示光吸收率的分布的其他例的图。

图7是表示光吸收率的分布的又一例的图。

图8是表示光吸收率的分布的又一例的图。

图9是表示光吸收率的分布的又一例的图。

图10是对变形例所涉及的半导体激光模块的壳体进行说明的示意图。

图11是变形例所涉及的半导体激光模块的光纤、玻璃毛细管、固定构件的示意性的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，并未通过本实施方式来限定本发明。再有，在附图的记载中，对相同或者对应的要素适当赋予相同的附图标记。还有，附图是示意性的，需要留意各要素的尺寸的关系、各要素的比率等有时会与现实不同。在附图的相互间，相互的尺寸的关系或比率也有时会包含不同的部分。

(实施方式)

首先，对本发明的实施方式所涉及的半导体激光模块的结构进行说明。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性的俯视图。图2是表示图1所示的半导体激光模块的侧面的示意性的局部裁剪图。本实施方式所涉及的半导体激光模块100具备作为壳体的封装件101、依次被堆叠在封装件101的内部的LD高度调整板102、副基座103-1～6和6个半导体激光元件104-1～6。封装件101虽然如图2所示那样具备盖101a，但在图1中，封装件101的盖将图示省略。再有，半导体激光模块100具备将电流注入半导体激光元件104-1～6的引线管脚105。而且，半导体激光模块100具备作为依次被配置在半导体激光元件104-1～6所输出的激光的光路上的光学元件的第一透镜106-1～6、第二透镜107-1～6、平面镜108-1～6、第三透镜109、滤光器110和第四透镜111。第一透镜106-1～6、第二透镜107-1～6、平面镜108-1～6、第三透镜109、滤光器110、第四透镜111分别固定于封装件101的内部。进一步，半导体激光模块100具备与第四透镜111对置地被配置的光纤112。光纤112的入射激光一侧的一端被收纳于封装件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，带有高低差地配置于封装件101的内部。进一步，第一透镜106-1～6、第二透镜107-1～6、平面镜108-1～6配置于和分别对应的一个半导体激光元件相同的高度。

还有，在光纤112向封装件101的插入部，设置松套管115，防尘罩114被外嵌于封装件101的一部分，以使得覆盖松套管115的一部分与插入部。

再者，如图2所示那样，光纤112被插通于作为光学部件的玻璃毛细管116。光纤112具备覆盖部112a，但对于光纤112的被插通于玻璃毛细管116的部分来说，覆盖部112a被除去。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的外周被固定构件117覆盖。而且，固定构件117被固定于封装件101。此外，在玻璃毛细管116的激光出射侧，配置有第二光遮挡部118。第二光遮挡部118在固定构件117的激光出射侧，与固定构件117嵌合。第二光遮挡部118将松套管115内插于其一部分。

接着，详细地说明半导体激光模块100的光纤112附近的结构。图3是图1所示的半导体激光模块100的光纤112、玻璃毛细管116、固定构件117的示意性的剖视图。如图3所示那样，光纤112具备芯部112c和包覆层部112d。芯部112c和包覆层部112d构成光纤112的玻璃光纤部112e。

光纤112被插通于玻璃毛细管116。而且，光纤112与玻璃毛细管116通过第一固定剂119而被固定安装。玻璃毛细管116被插通于固定构件117。而且，玻璃毛细管116与固定构件117通过第二固定剂120而被固定安装。

再有，在固定构件117的内面、即与玻璃毛细管116对置的面，形成有光反射减少区域117a。光反射减少区域117a是被处理并形成为固定构件117的内面吸收光、并且为粗糙面的区域。

还有，在光纤112的激光的入射端和玻璃毛细管116之间，配置有第一光遮挡部113。

接着，更详细地说明图1～3示出的半导体激光模块100的各结构要素。作为壳体的封装件101为了抑制内部的温度上升，而优选由热传导性优良的材料构成，可以是各种金属所构成的金属构件。再者，封装件101如图2所示那样，优选在配置了玻璃毛细管116的区域内，底面与设置该半导体激光模块100的面隔离。由此，在用螺钉等固定封装件101之际，能够减少封装件101底面的翘曲的影响。

如上述，LD高度调整板102被固定在封装件101内，对半导体激光元件104-1～6的高度进行调节，以使得半导体激光元件104-1～6输出的激光的光路不会相互干涉。需要说明的是，LD高度调整板102也可以和封装件101构成为一体。

副基座103-1～6被固定在LD高度调整板102上，以辅助所载置的半导体激光元件104-1～6的散热。因此，副基座103-1～6优选由热传导性优良的材料构成，可以是各种金属所构成的金属构件。

半导体激光元件104-1～6是所输出的激光的光强度为1W以上，进一步为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。需要说明的是，半导体激光元件104-1～6也可以如实施方式所涉及的半导体激光模块100那样是多个，但还可以是一个，其个数并未被特别限定。

引线管脚105经由未图示的接合线而向半导体激光元件104-1～6供给电力。所供给的电力，可以是恒定的电压，但也可以是调制电压。

第一透镜106-1～6例如是焦点距离为0.3mm的柱形透镜。第一透镜106-1～6配置于将所对应的一个半导体激光元件的输出光在铅垂方向上设为大致平行光的位置。

第二透镜107-1～6例如是焦点距离为5mm的柱形透镜。第二透镜107-1～6配置于将半导体激光元件104-1～6的输出光在水平方向上设为大致平行光的位置。

平面镜108-1～6可以是具备各种金属膜或者电介质膜的平面镜，在半导体激光元件104-1～6所输出的激光的波长中，反射率越高、则越优选。再有，平面镜108-1～6能够对反射方向进行微调整，以使得所对应的一个半导体激光元件的激光适宜地与光纤112进行耦合。

第三透镜109与第四透镜111例如分别是焦点距离为12mm、5mm的相互曲率正交的柱形透镜，对半导体激光元件104-1～6输出的激光进行聚光，并适宜地与光纤112进行耦合。第三透镜109与第四透镜111，例如调整相对于光纤112的位置，以使得半导体激光元件104-1～6输出的激光向光纤112的耦合效率为85％以上。

滤光器110例如是将波长1060nm～1080nm的光反射而将900nm～1000nm的光透射的低通滤波器。其结果是，滤光器110将半导体激光元件104-1～6输出的激光透射，并且防止波长1060nm～1080nm的光从半导体激光元件104-1～6向外部照射。再者，滤光器110相对于激光的光轴而附带角度地被配置成：由滤光器110稍微反射后的半导体激光元件104-1～6的输出激光不会返回至半导体激光元件104-1～6。

光纤112例如可以是芯直径为105μm、包覆层直径为125μm的多模光纤，也可以是单模光纤。光纤112的NA例如可以是0.15～0.22。

第一光遮挡部113是具备切口部的矩形的板状构件，将光纤112的突出部112b插通至切口部，光纤112的前端从第一光遮挡部113突出。第一光遮挡部113被配置于光纤112的突出部112b的外周，并且第一光遮挡部113与光纤112隔离。

需要说明的是，这样通过将第一光遮挡部113与光纤112隔离地设置，从而可抑制热从第一光遮挡部113向光纤112传递，可抑制后述的第一固定剂119的温度上升。

再有，设置第一光遮挡部113，以使得光纤112的前端从第一光遮挡部113向激光的输入侧突出，由此可抑制非耦合光从第一光遮挡部113与光纤112之间泄漏，能够更可靠地遮挡未与光纤112耦合的非耦合光。

防尘罩114插通光纤112，以防止光纤112的弯曲造成的损伤。防尘罩114可以是金属制的防尘罩，但材料未被特别地限定，也可以是橡胶、各种树脂、塑料等。

松套管115插通光纤112，以防止光纤112的弯曲造成的损伤。进一步，松套管115与光纤112固定安装，其结果是，也可以是在对光纤112施加了在长度方向上进行拉伸的力的情况下，防止光纤112的位置偏离的结构。

玻璃毛细管116是具备贯通孔的圆管状的玻璃毛细管。而且，玻璃毛细管116将光纤112插通于贯通孔，玻璃毛细管116的贯通孔的内壁与光纤112的包覆层部112d通过第一固定剂119而被固定安装。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射性，例如优选由在该波长下透射率为90％以上的材料构成。玻璃毛细管116的折射率优选与光纤112的包覆层部112d的折射率相等，或者高于包覆层部112d的折射率，例如玻璃毛细管116的折射率相对于光纤112的包覆层部112d的相对折射率差为0.1％以上且10％以下。需要说明的是，玻璃毛细管116也可以具备被设置成在光出射侧插通光纤112的锥形部。

固定构件117是被配置在玻璃毛细管116的外周的、例如管状的构件，与玻璃毛细管116通过第二固定剂120而被固定安装。而且，在固定构件117的内面的大致整个面形成有光反射减少区域117a。光反射减少区域117a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，例如在该波长下光吸收率为30％以上，优选为70％以上。其结果是，光反射减少区域117a吸收透射玻璃毛细管116后的激光。还有，由于光反射减少区域117a为粗糙面，故与为平滑面的情况相比较，光吸收率升高，激光的反射有所减少。固定构件117将光反射减少区域117a吸收的激光的能量变换热，进行散热。固定构件117为了散热，而优选由热传导性优良的材料构成，例如优选由以下构件来构成：包括Cu、Ni、Al、不锈钢或Fe的金属构件；具备包括Ni、Cr、Ti的金属或包括C的表面镀层的构件；包括AlN、BeO、ZrO₂、SiC或Al₂O₃的陶瓷构件；或者具备覆盖包括AlN、BeO、ZrO₂、SiC或Al₂O₃的表面的陶瓷层的构件。另外，固定构件117为了散热，优选经由未图示的热良导体而被连接于封装件101。热良导体优选由热传导率为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。

第二光遮挡部118与固定构件117连接，进一步将光纤112插通。其结果是，第二光遮挡部118防止透射玻璃毛细管116并从玻璃毛细管116的出射侧的端面释放出的光向半导体激光模块100的外部的出射。因此，第二光遮挡部118优选不会被所照射的光损伤，例如优选具有包括Cu、Ni、Al、不锈钢或者Fe的金属构件、具备包括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。此外，优选第二光遮挡部118的玻璃毛细管116侧的面具有斜率或者曲率，以使得入射到该面的光向从光纤112远离的方向反射。

需要说明的是，也可以在被第二光遮挡部118、固定构件117与玻璃毛细管116围起来的空间，填充第一固定剂119、第二固定剂120、其他UV固化树脂、硅酮等。

第一固定剂119与第二固定剂120也可以是相同的材料，但还可以是不同的材料，例如由环氧树脂、聚氨酯系的树脂等的UV固化树脂构成。优选第一固定剂119的折射率在25℃下和光纤112的包覆层部112d的折射率相等，或者高于包覆层部112d的折射率，更优选在半导体激光模块100的使用温度区域(例如，15℃～100℃)中，和光纤112的包覆层部112d的折射率相等，或者高于包覆层部112d的折射率。优选第二固定剂120的折射率在25℃下和玻璃毛细管116的折射率相等，或者高于玻璃毛细管116的折射率，更优选在半导体激光模块100的使用温度区域(例如，15℃～100℃)中，和玻璃毛细管116的折射率相等，或者高于玻璃毛细管116的折射率。此外，也可以是第一固定剂119及第二固定剂120的折射率和玻璃毛细管116的折射率大致相等，并且比光纤112的包覆层部112d的折射率高的结构。第一固定剂119及第二固定剂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％以上且10％以下。再有，优选第一固定剂119与第二固定剂120在与光纤112的长度方向正交的面中的厚度为1μm以上且800μm以下。需要说明的是，公知UV固化树脂例如可通过含有氟而低折射率化、可通过含有硫而高折射率化，通过对提高折射率的材料或降低折射率的材料的含量进行调整，从而能够调整折射率。

接着，对本实施方式所涉及的半导体激光模块100的动作进行说明。带有高低差地被配置的各半导体激光元件104-1～6被从引线管脚105供给电力而输出激光。所输出的各激光分别通过第一透镜106-1～6及第二透镜107-1～6而被设为大致平行光。接着，各激光通过被配置在对应的高度的一个平面镜108-1～6，向光纤112的方向反射。而且，各激光通过第三透镜109及第四透镜111而被聚光并与光纤112进行耦合。与光纤112进行了耦合的激光，通过光纤112，而被向半导体激光模块100的外部导波并被输出。半导体激光模块100利用半导体激光元件104-1～6及平面镜108-1～6的高低差，防止激光产生不必要的损失。需要说明的是，在本实施方式中，若设各半导体激光元件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的输出光的光强度为56W。

在此，使用图3，对通过第三透镜109及第四透镜111而被聚光的激光的传播的样子详细地进行说明。需要说明的是，在图3中，严格来说激光根据各构件的折射率差而在界面进行折射，但为了使说明简单，将折射的图示省略。通过第三透镜109及第四透镜111而被聚光的激光L成为未被光纤112耦合的非耦合光L1、和被光纤112耦合且在光纤112内传播的光L2。被光纤112耦合的光L2的大部分在光纤112的芯部112c中传播，被向半导体激光模块100的外部导波并被输出，但一部分成为与包覆层部112d耦合而在包覆层部112d中传播的光L3。再有，在芯部112c中传播的光L2的一部分从芯部112c泄漏，也可能会成为在包覆层部112d中传播的光L3。

首先，非耦合光L1通过第一光遮挡部113而被抑制向玻璃毛细管116的入射，其一部分被第一光遮挡部113吸收。因该光吸收而产生的热，从第一光遮挡部113向封装件101散热。需要说明的是，第一光遮挡部113为了可靠地抑制非耦合光L1向玻璃毛细管116的入射，而配置于光纤112的突出部112b。为了该目的，优选第一光遮挡部113即便被照射激光的一部分，也不会损伤，例如优选具备以下构件：包括Cu、Ni、Al、不锈钢或Fe的金属构件；具备包括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。需要说明的是，第一光遮挡部113为了可靠地与光纤112隔离、并且充分地将未与光纤112耦合的光遮挡，优选在与光纤112的长度方向正交的面中，设定第一光遮挡部113与光纤112的距离(间隙)。通常，激光的光束形状为椭圆形状，因此优选该间隙在椭圆的长轴向上为5μm以上且500μm以下。

在此，如上述，在包覆层部112d内产生在包覆层部112d内进行传播的光L3。

光L3在突出部112b中，因包覆层部112d与外部的空气的折射率差而被封闭在光纤112的包覆层部112d内，在光纤112的包覆层部112d内进行传播。

接着，光L3到达包覆层部112d与第一固定剂119的界面。在此，若第一固定剂119的折射率比包覆层部112d的折射率高，则光L3容易透射该界面。进一步光L3在包覆层部112d与第一固定剂119的折射率相等时最容易透射该界面。透射该界面后的(即从光纤112泄漏出的)光L3虽然在第一固定剂119内进行传播，但由于第一固定剂119的厚度足够薄到800μm以下，光吸收足够小，故损伤得以抑制。需要说明的是，第一固定剂119的厚度进一步优选为5μm以下。

接下来，光L3到达第一固定剂119与玻璃毛细管116的界面。即便在该界面也同样地，若玻璃毛细管116的折射率比第一固定剂119的折射率高，则光L3容易透射该界面。进一步光L3在第一固定剂119与玻璃毛细管116的折射率相等时最容易透射该界面。透射过该界面的光L3虽然在玻璃毛细管116内进行传播，但由于光L3在玻璃毛细管116中的透射率足够高达例如90％以上，故透射玻璃毛细管116。

接着，光L3到达玻璃毛细管116与第二固定剂120的界面。即便在该界面也同样地，若第二固定剂120的折射率比玻璃毛细管116的折射率高，则光L3容易透射该界面。进一步光L3在玻璃毛细管116与第二固定剂120的折射率相等时最容易透射该界面。透射过该界面的光L3虽然在第二固定剂120内进行传播，但第二固定剂120的厚度足够薄到800μm以下，且光吸收足够小，因此能防止损伤。需要说明的是，第二固定剂120的厚度进一步优选为5μm以下。

接下来，光L3到达固定构件117。而且，光L3在固定构件117中，被光反射减少区域117a吸收。通过该光吸收而产生的热，从固定构件117向封装件101散热。

在此，若将从光纤112的包覆层部112d泄漏的光L3的进行方向上的、与光纤112的中心轴所成的角如图3所示那样设为θ，则角度θ处于比规定角度θa大的规定的范围内。优选将玻璃毛细管116设为以角度θ从光纤112输出的光到达固定构件117那样足够的长度。进一步，更优选将玻璃毛细管116设为未被固定构件117吸收而被反射的光再度到达固定构件117那样足够的长度。作为上述那样的长度，玻璃毛细管116的圆管的长度方向的长度被设为3mm以上。

需要说明的是，由于使第一固定剂119足够薄，故优选玻璃毛细管116的圆管的内径为0.13mm以下。再有，优选玻璃毛细管116是因固定构件117的光反射减少区域117a的光吸收产生的热不会对第一固定剂119或光纤112的覆盖部112a造成损伤那样的恒定以上的厚度，例如优选圆管的外径设为1.8mm以上。

更具体地说明光反射减少区域117a。关于光反射减少区域117a的表面粗糙度，例如优选利用JIS B 0601：2000定义的算术平均粗糙度Ra为0.05μm≤Ra≤10μm的范围。如果0.05μm≤Ra，那么能够较佳地发挥光吸收率提高及光反射量减少的效果。再者，若算术平均粗糙度Ra过大，则在被粗面化过的区域内有时局部地存在平坦面，在该平坦面，光有可能被反射。可是，如果Ra≤10μm，那么这种平坦面存在的可能性充分地降低。

优选光反射减少区域117a通过对固定构件117的内面照射处理用激光并进行表面处理而形成。若通过处理用激光向表面提供能量，则产生氧化等的化学反应而附带黑色，因此光的吸收系数提高，并且被粗面化。处理用激光的波长及强度只要根据应该表面处理的材料来设定即可，以使得成为所希望的吸收系数及表面粗糙度的状态。

再有，在通过照射处理用激光并进行表面处理来形成光反射减少区域117a的情况下，因为能够任意并且高精度地设定光反射减少区域117a的形成区域，所以在所希望的区域形成光反射减少区域117a的方面是优选的。另一方面，例如在为了减少杂光而对固定构件的内面实施涂布的情况下，涂层剂有时会向不需要涂布的区域伸出。因此，例如涂层剂伸出到固定构件的外部，在将固定构件固定于封装件之际有时会造成不良影响。

还有，由于光反射减少区域117a是对固定构件117的构成材料本身进行处理而得到的，故不需要用于减少光反射的追加的构件，能够防止部件成本的提高。进一步，由于不是如涂层剂那样以有机树脂为原料的材料，故即便在光L3的强度较高的情况下，在被照射了光L3时也不会引起烧损或较强的氧化而破损。

另外，若作为处理用激光而使用脉冲激光，则通过脉冲激光的照射在照射面产生的热容易扩散，因此能够防止照射面被加热而产生过度的处理或破损。通过对脉冲激光的波长、峰值功率、占空比就行调整，从而能够抑制处理时的照射面的过度的温度上升，实现较佳的处理。再者，根据本发明人们的探讨，若作为处理用激光而使用脉冲激光，则能够在照射面形成反映了激光的波长的周期(0.5μm～1.5μm程度)的凹凸，从粗面化的观点来看较佳。

如以上所说明过的，本实施方式所涉及的半导体激光模块100起到以下的效果。即，抑制非耦合光自第一光遮挡部113入射至玻璃毛细管116。其结果是，半导体激光模块100能抑制第一固定剂119、第二固定剂120及覆盖部112a等因非耦合光而损伤。

此外，半导体激光模块100适当地选择各构件的折射率，以使得在包覆层部112d～第二固定剂120的各界面中，在包覆层部112d中传播的光容易从光纤112泄漏。因此，由于能抑制该泄漏出的光在各界面进行反射，故该泄漏出的光被固定构件117有效地吸收。

再有，半导体激光模块100在光纤112与固定构件117之间具有玻璃毛细管116，因此在来自光纤112的泄漏光到达固定构件117之前，能够降低泄漏光的密度。由此可抑制固定构件117的温度上升。

进一步，半导体激光模块100具备形成了光反射减少区域117a的固定构件117，因此能抑制固定构件117中的反射光使第一固定剂119、第二固定剂120及覆盖部112a损伤。

还有，由于第一固定剂119及第二固定剂120足够薄，故半导体激光模块100能抑制第一固定剂119及第二固定剂120因光吸收而造成的损伤。本实施方式所涉及的半导体激光模块100起到以上的效果，是可靠性高的半导体激光模块。

进一步，半导体激光模块100具有斜率或者曲率，以使得第二光遮挡部118将所入射的光向光远离纤112的方向反射，因此防止被入射到第二光遮挡部118的光反射，使玻璃毛细管116的锥形部的第一固定剂119损伤，因而是可靠性高的半导体激光模块。需要说明的是，由于若透射过玻璃毛细管116的光向半导体激光模块100的外部泄漏，则第二光遮挡部118在安全性上是非优选，故防止透射过玻璃毛细管116的光向半导体激光模块100的外部的出射。因此，半导体激光模块100是安全性高的半导体激光模块。

如以上所说明过的，本实施方式所涉及的半导体激光模块100是可靠性并且安全性的高的半导体激光模块。

(变形例)

接着，对上述实施方式中的半导体激光模块的变形例进行说明。变形例所涉及的半导体激光模块能够将上述实施方式的半导体激光模块的各结构要素置换为以下的变形例的结构要素来构成。

图4是对变形例所涉及的半导体激光模块的固定构件进行说明的示意图。在图4中，相对于图3的结构而言，固定构件117被置换为固定构件117A。需要说明的是，在图4中第一光遮挡部113省略图示。

如图4所示那样，变形例所涉及的固定构件117A在其内面选择性地形成光反射减少区域117Aa，该光反射减少区域117Aa是吸收光、并且被处理成粗糙面的区域。具体地说，在光纤112中的激光L的入射端侧，在固定构件117A的内面，光反射减少区域117Aa和形成未光反射减少区域117Aa的区域交替地存在。即，光反射减少区域117Aa离散性地形成。光反射减少区域117Aa例如是环状的，但未特别地加以限定。而且，光反射减少区域117Aa间的间隔从入射端侧朝着光纤112中的激光L的出射端侧而变窄，进一步在出射端侧连续性地形成光反射减少区域117Aa。需要说明的是，光反射减少区域117Aa的表面粗糙度或光吸收率可以和固定构件117中的光反射减少区域117a同样。

在光L3从光纤112泄漏而最初到达固定构件117A的位置P1处，光反射减少区域117Aa和未形成光反射减少区域117Aa的区域交替地存在，由此能够调整位置P1处的光L3的吸收量与反射量。具体地说，由于光L3具有某种程度的光束的束散，故在光L3的光束的束散的范围内到达光反射减少区域117Aa的光L3被较强地吸收，但到达未形成光反射减少区域117Aa的区域的光L3被较强地反射。由此，能调整位置P1处的光L3的吸收量与反射量，能防止吸收量过度增大。其结果是，可防止光L3的吸收引起的发热量在位置P1处局部地增大、第二固定剂120损伤的状况。

位置P1处被反射的光L3，接着在位置P2处固定构件117A到达。在位置P2处，虽然连续性地形成光反射减少区域117Aa，但由于在位置P1处光L3的一部分被吸收而使光L3的强度降低，因此能防止在位置P2处发热量局部地增大。其结果是，可防止第二固定剂120损伤。

如上，在光L3最初到达固定构件117A的位置P1处，通过光反射减少区域117Aa的离散的形成，过度的光吸收得以抑制。另一方面，在光L3的强度被降低的位置P2处，通过光反射减少区域117Aa的连续性地形成，能充分地进行光吸收。由此，在位置P1与位置P2处，发热量之差小，优选为相同程度，能防止固定构件117A的发热量局部地增大。其结果是，因为固定构件117A可防止第二固定剂120的损伤，所以能够进一步提高半导体激光模块的可靠性。

需要说明的是，光反射减少区域117Aa存在的周期，只要根据假定的光L3的强度或者在实验方面确认过的光L3的强度适当设计成局部性的发热量在允许范围内即可。再者，也可以在位置P2处也使得光反射减少区域117Aa离散性地存在，以将位置P2处的发热量抑制在允许范围内。

再者，如果光反射减少区域117Aa是通过对固定构件117A的内面选择性地照射处理用激光而进行了表面处理的区域，则光反射减少区域117Aa成为以高精度选择性地形成在固定构件117A的内面的区域。

图5是说明变形例所涉及的半导体激光模块的固定构件的示意图。在图5中，相对于图3的结构而言，固定构件117被置换为固定构件117B。需要说明的是，在图5中第一光遮挡部113将图示省略。如图5所示那样，在变形例所涉及的固定构件117B的内面，光反射减少区域117Ba形成为：从光纤112中的激光L的入射端侧朝着出射端侧，光吸收率以2个阶段分段性地升高。

在固定构件117B中，也和图4所示的固定构件117A的情况同样，由于可设为在光L3从光纤112泄漏并最初到达固定构件117B的位置P1和接着到达固定构件117B的位置P2处，发热量之差较小，优选成为相同程度，故能防止发热量局部地增大。其结果是，固定构件117B能够进一步提高半导体激光模块的可靠性。

这样，为了在光吸收率形成分布，只要将光反射减少区域117Ba形成为表面粗糙度(例如算术平均粗糙度)从激光L的入射端侧朝着出射端侧分段性地增大即可。在此，光入射的面的表面粗糙度越大，则金属、陶瓷的光吸收率越升高。因此，对于光反射减少区域117Ba而言从入射端侧朝着出射端侧，光吸收率分段性地升高。或者，还可以将光反射减少区域117Ba形成为固定构件117B的构成材料本身的光吸收率从激光L的入射端侧朝着出射端侧分段性地升高，也可以形成为将构成材料本身的光吸收率与表面粗糙度双方分段性地提高(增大)。需要说明的是，这样作为在光吸收率形成分布的方法，根据位置来照射不同强度的脉冲激光的方法为佳。例如，在形成光反射减少区域117Ba之中的光吸收率高的区域的情况下，只要提高所照射的脉冲激光的强度，将光吸收率与表面粗糙度的至少一方提高(增大)即可。

图6是表示光吸收率的分布的其他例的图。在图6所示的例子中，光反射减少区域117Ba形成为：从激光L的入射端侧朝着出射端侧，光吸收率线形并且连续性地升高。在光反射减少区域117Ba具有上述那样的光吸收率的分布的情况下，由于也能使得固定构件117B的位置引起的发热量之差变小，故能够进一步提高半导体激光模块的可靠性。需要说明的是，在图6中，光吸收率线形并且连续性地升高，但也可以设为非线形并且连续性地升高。

图7是表示光吸收率的分布的又一例的图。在图7所示的例子中，光反射减少区域117Ba形成为：从激光L的入射端侧朝着出射端侧，光吸收率以3阶段分段性地升高。由于即便在光反射减少区域117Ba具有上述那样的光吸收率的分布的情况下，也能使得固定构件117B的位置引起的发热量之差变小，故能够进一步提高半导体激光模块的可靠性。需要说明的是，光吸收率也可以设为以4阶段以上分段性地升高。

图8是表示光吸收率的分布的又一例的图。在图8所示的例子中，光反射减少区域117Ba离散性地形成，并且形成为：从激光L的入射端侧朝着出射端侧，光反射减少区域117Ba的间隔缩窄。需要说明的是，光吸收率的峰值值大致恒定。由于即便在光反射减少区域117Ba具有上述那样的光吸收率的分布的情况下，也能使得固定构件117B的位置引起的发热量之差变小，故能够进一步提高半导体激光模块的可靠性。

图9是表示光吸收率的分布的又一例的图。在图9所示的例子中，光反射减少区域117Ba周期性地形成，并且形成为：从激光L的入射端侧朝着出射端侧，光吸收率的峰值逐渐升高。由于即便在光反射减少区域117Ba具有上述那样的光吸收率的分布的情况下，也能使得固定构件117B的位置引起的发热量之差变小，故能够进一步提高半导体激光模块的可靠性。

需要说明的是，图6～图9那样的光吸收率的分布能够通过根据位置而照射不同强度的脉冲激光来进行表面处理的方法容易地实现。

图10是对变形例所涉及的半导体激光模块的壳体进行说明的示意图。在变形例所涉及的半导体激光模块中，在封装件101A的内面，在玻璃毛细管116的周围形成光吸收并且被处理成粗糙面的光反射减少区域101Aa、101Ab、101Ac。光反射减少区域101Aa、101Ab、101Ac选择性地形成于封装件101A的内面。取代固定构件117，玻璃毛细管116隔着台座121而被固定于封装件101A。台座121优选由热传导性优良的材料构成，可以是各种金属所构成的金属构件。

在玻璃光纤部112e的包覆层部112d中传播并到达了玻璃光纤部112e与第一固定剂119的界面的光(相当于图3的光L3)，依次透射第一固定剂119、玻璃毛细管116，到达光反射减少区域101Aa、101Ab、101Ac，在此被吸收。通过该光吸收而产生的热，经由封装件101A而被散热。这样，光反射减少区域也可以在与玻璃毛细管116的外周面隔离开的位置处，形成于玻璃毛细管116的周围。

需要说明的是，光反射减少区域101Aa、101Ab、101Ac的表面粗糙度、光吸收率可以和固定构件117中的光反射减少区域117a同样。再者，光反射减少区域101Aa、101Ab、101Ac既可以是通过向封装件101A的内面选择性地照射脉冲激光而被表面处理的区域，也可以是通过根据位置向封装件101A的内面照射不同强度的脉冲激光而被表面处理的区域。

另外，也可以在光反射减少区域101Aa、101Ab、101Ac，如图5～图9所示那样在光吸收率形成分布。即，光反射减少区域101Aa、101Ab、101Ac可以形成为：从光纤的激光的入射端侧朝着出射端侧，光吸收率连续性地或者分段性地升高，也可以周期性地形成，并且形成为：从入射端侧朝着出射端侧，光吸收率升高，还可以离散性地形成，并且形成为：从入射端侧朝着出射端侧，间隔缩窄。

图11是变形例所涉及的半导体激光模块的光纤、玻璃毛细管、固定构件的示意性的剖视图。作为第一光遮挡部、第二光遮挡部，也可以取代图2、3所示的第一光遮挡部113、第二光遮挡部118，而设置图13所示的第一光遮挡部113A、第二光遮挡部118A。该第一光遮挡部113A、第二光遮挡部118A通过在玻璃毛细管116的端面配置的电介质多层膜或者反射率高的金属等来构成。该电介质多层优选半导体激光元件104-1～6输出的激光的波长下的反射率为90％以上。需要说明的是，优选第一光遮挡部113A与光纤112的距离(间隙)，在激光的椭圆的光束形状的长轴向上设为5μm以上且500μm以下。再有，图11所示的第二光遮挡部118A从玻璃毛细管116的端面配置到贯通孔的锥形部，但也可以不形成于锥形部。

通过设置第二光遮挡部118A，从而抑制透射玻璃毛细管116并从玻璃毛细管116的出射侧的端面释放出的光向半导体激光模块100的外部的出射，能够使固定构件117的光反射减少区域117a吸收。需要说明的是，在图11中，也可以将固定构件117置换为固定构件117A、117B等。

需要说明的是，第一光遮挡部例如可以是具备插通光纤112的孔的圆盘。第一光遮挡部只要能够抑制非耦合光向玻璃毛细管入射，就不会特别地限定形状。

作为光学部件的玻璃毛细管，在与光纤的长度方向正交的剖面中，也可以具有折射率分布。玻璃毛细管也可以在与光纤的长度方向正交的剖面中，越是远离中心、则折射率越高。由此，该玻璃毛细管能够使所入射的光有效地向外部逃离，能够进一步提高半导体激光模块的可靠性。

进一步，优选作为光学部件的玻璃毛细管，抑制从光纤向玻璃毛细管释放出的光返回光纤。例如，对于玻璃毛细管而言，与光纤的长度方向正交的剖面的形状为圆形，但也可以插通光纤的贯通孔的中心轴从玻璃毛细管的中心轴偏心。还有，玻璃毛细管的与光纤的长度方向正交的剖面的形状可以是四边形。同样地，玻璃毛细管的与光纤的长度方向正交的剖面的形状也可以是多边形、花形或者星形等。

再者，玻璃毛细管可以是具备两个贯通孔的双芯毛细管，例如可以具备作为气泡的光散射单元。

半导体激光模块也可以具备各种散热构造。由此，半导体激光模块能够抑制固定构件或者封装件因光吸收而变为高温、使得第二固定剂损伤。需要说明的是，散热构造能够选择具备散热片并对固定构件或者封装件等进行空冷的散热构造、具备循环泵并利用水或者各种冷媒对固定构件或者封装件等进行冷却的散热构造等。

如以上所说明过的，本实施方式或者变形例的半导体激光模块是可靠性高的半导体激光模块。

需要说明的是，未通过上述实施方式来限定本发明。将上述的各结构要素适当组合而构成的方案也包含于本发明。另外，更进一步的效果、变形例能够由本领域技术人员容易地导出。由此，本发明的更广泛的方式，未被限定于上述的实施方式，能够进行各种各样的变更。

-产业上的可利用性-

本发明适用于高输出的半导体激光元件，是优选的。

-符号说明-

100 半导体激光模块

101、101A 封装件

101a 盖

101Aa、101Ab、101Ac、117a、117Aa、117Ba 光反射减少区域

102 LD高度调整板

103-1～6 副基座

104-1～6 半导体激光元件

105 引线管脚

106-1～6 第一透镜

107-1～6 第二透镜

108-1～6 平面镜

109 第三透镜

110 滤光器

111 第四透镜

112 光纤

112a 覆盖部

112b 突出部

112c 芯部

112d 包覆层部

112e 玻璃光纤部

113、113A 第一光遮挡部

114 防尘罩

115 松套管

116 玻璃毛细管

117、117A、117B 固定构件

118、118A 第二光遮挡部

119 第一固定剂

120 第二固定剂

121 台座

L 激光

L1 非耦合光

L2、L3 光。

Claims (20)

1.一种半导体激光模块，其特征在于，具备：

半导体激光元件，输出激光；

光纤，具备芯部、和形成在芯部的外周的包覆层部，从一端入射所述激光，并将该激光向该半导体激光模块的外部导波；

光学部件，被配置于所述光纤的外周，在所述激光的波长下具有光透射性，所述光学部件对所述光纤进行固定；

第一固定剂，对所述光学部件与所述光纤进行固定安装；以及

壳体，将所述半导体激光元件和所述光纤的入射所述激光一侧的一端收纳于内部，

在所述光学部件的周围形成光反射减少区域，所述光反射减少区域吸收所述激光并且被处理成粗糙面。

2.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述光反射减少区域被配置于所述光学部件的外周，且形成于对该光学部件进行固定的固定构件的内面。

3.根据权利要求2所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述固定构件具有以下构件之中的至少一个：

包括Cu、Ni、Al、不锈钢或Fe的金属构件；

具备包括Ni、Cr、Ti的金属或包括C的表面镀层的构件；

包括AlN、BeO、ZrO₂、SiC或Al₂O₃的陶瓷构件；或者

具备覆盖包括AlN、BeO、ZrO₂、SiC或Al₂O₃的表面的陶瓷层的构件。

4.根据权利要求1所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述光反射减少区域形成于所述壳体的内面。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述光反射减少区域是通过对所述壳体的内面或者所述固定构件的内面照射脉冲激光而被表面处理过的区域。

6.根据权利要求2～4中任一项所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述光反射减少区域选择性地形成于所述壳体的内面或者所述固定构件的内面。

7.根据权利要求6所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述光反射减少区域是通过向所述壳体的内面或者所述固定构件的内面选择性地照射脉冲激光而被表面处理过的区域。

8.根据权利要求2～4中任一项所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述光反射减少区域是通过根据位置不同而对所述壳体的内面或者所述固定构件的内面照射不同强度的脉冲激光从而被表面处理过的区域。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述光反射减少区域形成为：从所述光纤的所述激光的入射端侧朝着所述光纤的所述激光的出射端侧，光吸收率连续性地或者分段性地升高。

10.根据权利要求1～8中任一项所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述光反射减少区域周期性地形成，并且形成为：从所述光纤的所述激光的入射端侧朝着所述光纤的所述激光的出射端侧，光吸收率升高。

11.根据权利要求1～8中任一项所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述光反射减少区域离散性地形成，并且形成为：从所述光纤的所述激光的入射端侧朝着所述光纤的所述激光的出射端侧，间隔缩窄。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述光纤在所述激光的入射端侧具备从所述光学部件突出的突出部。

13.根据权利要求12所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述半导体激光模块还具备：

第一光遮挡部，被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，

所述第一光遮挡部在所述突出部的外周，被配置成与所述光纤隔离。

14.根据权利要求13所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述第一光遮挡部具有以下构件之中的至少一个：

包括Cu、Ni、Al、不锈钢或者Fe的金属构件；

具备包括Ni、Cr或者Ti的表面镀层的构件；或者

具备电介质多层膜的构件。

15.根据权利要求2所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述固定构件经由热良导体而与所述壳体连接。

16.根据权利要求15所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述热良导体的热传导率为0.5W/mK以上。

17.根据权利要求1～16中任一项所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述半导体激光模块还具备：

第二光遮挡部，被配置于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。

18.根据权利要求17所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述第二光遮挡部具有包括Cu、Ni、Al、不锈钢或Fe的金属构件或者具备电介质多层膜的构件之中的至少一个。

19.根据权利要求17或18所述的半导体激光模块，其特征在于，

所述第二光遮挡部的所述光学部件侧的面具有斜率或者曲率，以使得入射到该面的光向从所述光纤远离的方向反射。

20.根据权利要求1～19中任一项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。