JP2003198051A - 半導体レーザ装置および半導体レーザモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高出力の半導体レーザ素子を用いた場合であ
っても、光出力の低下や寿命の低下を防止することがで
きる半導体レーザ装置を提供すること。 【解決手段】 レーザ光を出力する半導体レーザ素子３
と半導体レーザ素子３の駆動温度を計測するサーミスタ
４とを、ダイヤモンド等の絶縁性かつ高熱伝導性の材料
で作成されたキャリア１上に、半導体レーザ素子３とサ
ーミスタ４とを近接配置するとともに、金膜を含む多層
膜を介して接合する。半導体レーザ素子３の熱の出入り
が、高熱伝導性のキャリア１を介して行われるため、伝
熱経路の熱抵抗が小さくなり、ある注入電流に対する最
大光出力を増大させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高安定化した発
振波長をもち、高出力のレーザ光を出力する半導体レー
ザ装置および半導体レーザモジュールに関し、特にラマ
ン増幅用光源あるいはエルビウム添加ファイバ増幅器
（ＥＤＦＡ：Erbium Doped Fiber Amplifier）のような
光ファイバ増幅器用の励起用光源に適したレーザ光を出
射する半導体レーザ装置および半導体レーザモジュール
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、インターネットをはじめとする様
々なマルチメディアの普及に伴って、光通信に対する大
容量化の要求が大きくなっている。この要求に伴い、波
長分割多重（ＷＤＭ： Wavelength Division Multiplex
ing）通信方式が用いられるようになった。このＷＤＭ
通信方式は、たとえば１５５０ｎｍ帯において複数の波
長を使用して伝送を行う方式である。このＷＤＭ通信方
式では、１本の光ファイバを用いて複数の異なる波長の
光信号を同時に伝送することから、新たな線路を敷設す
る必要がなく、ネットワークの伝送容量の飛躍的な増加
をもたらすことを可能としている。

【０００３】この光信号の光源あるいは光信号の増幅用
光源は、発振波長が高精度に制御される必要があるとと
もに、半導体レーザ素子の熱飽和を防止して高い光出力
で動作させる必要がある。このため、従来の半導体レー
ザ装置は、レーザ光を出力する半導体レーザ素子の近傍
に、この半導体レーザ素子の温度を測定するサーミスタ
を設け、ペルチェ素子などの温度制御素子によって、こ
の半導体レーザ素子の温度制御を行い、発振波長の不安
定化や半導体レーザ素子の熱飽和を防止するようにして
いた。

【０００４】図１５は、従来の半導体レーザ装置の概要
構成を示す斜視図である。図１５において、この半導体
レーザ装置は、ＣｕＷで形成されたキャリア１０１上
に、絶縁性および高熱伝導率をもつＡｌＮで形成された
サブマウント１０２が設けられ、このサブマウント１０
２上に、所定波長のレーザ光Ｌ１００を出力する半導体
レーザ素子１０３が設けられる。また、キャリア１０１
上には、ＡｌＮで形成されたサブマウント１０４が設け
られ、さらにこのサブマウント１０４上に、半導体レー
ザ素子の温度を計測するサーミスタ１０５が設けられ
る。

【０００５】半導体レーザ素子１０３とサブマウント１
０２との間は、金属薄膜１０２ａを介して接合され、こ
の金属薄膜１０２ａは、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕがそれぞれ６
０ｎｍ／２００ｎｍ／６００ｎｍの膜厚でメタライズさ
れ、その上にメタライズされたＡｕＳｎなどのはんだ材
によって半導体レーザ素子１０３とサブマウント１０２
が接合される。また、サーミスタ１０５とサブマウント
１０４との間も同様に、金属薄膜１０４ａを介して接合
される。

【０００６】半導体レーザ素子１０３は、サブマウント
１０２と接合する面がｐ側電極であり、上面がｎ側電極
であり、主に熱を発生する活性層をサブマウント１０２
側近傍に配置されるようにしている。ｎ側電極は、Ａｕ
のワイヤ１０６ａによってマイナス電極がリードされ
る。ｐ側電極は、金属薄膜１０２ａおよびＡｕのワイヤ
１０６ｂを介してプラス電極側のキャリア１０１にリー
ドされる。

【０００７】これによって、サブマウント１０２は、半
導体レーザ素子１０３の絶縁を確保するとともに、半導
体レーザ素子１０３のヒートシンクとして機能し、キャ
リア１０１の下部にＡｕＳｎはんだによって接合される
図示しないＣｕＷのベースに接合され、このベース下部
に設けられた図示しないペルチェモジュールが、サーミ
スタ１０５が検出した温度に応じて半導体レーザ素子１
０３の温度制御を行うことになる。

【０００８】なお、サーミスタ１０５も、半導体レーザ
素子１０３と同様に、サブマウント１０４によってキャ
リア１０１から絶縁され、熱伝導性の高い、サブマウン
ト１０２，キャリア１０１およびサブマウント１０４を
介して半導体レーザ素子１０３の温度を検出する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したＷ
ＤＭ通信方式を用いて長距離光伝送を行う場合、中継器
の間隔を長くするために、信号光源のレーザ光の大出力
化が要望されている。また、光ファイバ増幅器の増幅能
力の向上のために、励起用光源に使用される半導体レー
ザ装置の大出力化が要望されている。

【００１０】このような要望を満たすために、たとえ
ば、ＥＤＦＡ励起用として２５０ｍＷ以上のレーザ光を
発振出力する半導体レーザ素子が存在するが、このよう
な高出力の半導体レーザ素子を用いた従来の半導体レー
ザ装置では、光出力の低下や寿命の低下が生じるという
問題点があった。

【００１１】図１６は、上記ベースと上記ペルチェモジ
ュールとを含んだ上記従来の半導体レーザ装置の正面図
を示すが、従来の半導体レーザ装置では、半導体レーザ
素子１０３とサーミスタ１０５とに対してそれぞれ別個
にサブマウント１０２，１０４が設けられており、半導
体レーザ素子１０３で発生した熱は、この図１６の矢印
ＹＡに示すように、金属薄膜１０２ａ→サブマウント１
０２→金属薄膜１０２ｂ→キャリア１０１→金属薄膜１
０４ｂ→サブマウント１０４→金属薄膜１０４ａを介し
てサーミスタ１０５に伝導する。このように熱伝導距離
が物理的に長くなるため、半導体レーザ素子１０３の実
温度検出に遅延が生じている。

【００１２】さらに、半導体レーザ素子１０３とサーミ
スタ１０５との間の伝熱経路上に、金属薄膜１０２ａ，
１０２ｂ，１０４，１０４ａに相当する計４面の接合面
が存在するため、それら接合面で熱抵抗が生じ、半導体
レーザ素子１０３の温度が正確に、サーミスタ１０５へ
と伝達されない。すなわち、サーミスタ１０５は、半導
体レーザ素子１０３の実温度との差が大きくてより低い
温度を検出することになり、検出温度の精度が低下す
る。この結果、サーミスタ１０５が検出した温度をもと
に行う半導体レーザ素子１０３の温度制御に遅延が生
じ、また精度の低い温度制御を余儀なくされるため、半
導体レーザ素子１０３の発振波長が不安定となり、光出
力の低下や寿命の低下を招いていた。

【００１３】また、図１６の矢印ＹＢに示すように、半
導体レーザ素子１０３とペルチェモジュール１０７との
間の伝熱経路上に、金属薄膜１０２ａ，１０２ｂに相当
する２つの接合面と、キャリア１０１とベース１０６と
の間の接合面と、ベース１０６とペルチェモジュール１
０７との間の接合面の計４面の接合面が存在するため、
ペルチェモジュール１０７による加熱作用または冷却作
用がこれら接合面を経由する度に低下し、結果的に、半
導体レーザ素子１０３の温度制御が迅速にかつ正確に行
なわれなくなる。

【００１４】なお、高い光出力を得るために、半導体レ
ーザ素子に１Ａ以上の電流を流した場合、金属薄膜１０
２ａ内のＡｕ薄膜の全抵抗が０．１２Ωであるとする
と、このＡｕ薄膜による電圧降下は、０．１２Ｖとな
る。一方、半導体レーザ素子に１Ａの電流が流れた場合
における半導体レーザ素子の電極間電圧は約２Ｖである
ので、半導体レーザ素子における共振器長方向の電圧降
下が０．１２Ｖ分だけ不均一になる。すなわち、電流注
入経路を考慮した場合にも、金属薄膜を経由すること
で、半導体レーザ素子に対する電流注入が不均一とな
り、結果的に、活性層における光密度も不均一となっ
て、光出力の低下や寿命の低下を助長するものと考えら
れる。

【００１５】よって、高出力の半導体レーザ素子を用い
る場合、半導体レーザ素子の電圧降下に対して、半導体
レーザ素子とサブマウントとの間の金属薄膜における電
圧降下を無視することができず、この金属薄膜における
共振器長方向の電圧降下の不均一によって発振波長が不
安定になるものと考えられる。このような問題は、特
に、共振器長が１０００μｍ以上の高出力動作用に設計
された半導体レーザ素子において顕著となる。

【００１６】この発明は、上記に鑑みてなされたもの
で、高出力の半導体レーザ素子を用いた場合であって
も、光出力の低下や寿命の低下を防止することができる
半導体レーザ装置および半導体レーザモジュールを提供
することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１にかかる半導体レーザ装置は、レーザ光を
出力する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の
駆動温度を計測する温度測定素子と、絶縁性かつ高熱伝
導性を有するキャリアとを備え、前記半導体レーザ素子
と前記温度測定素子とは、金薄膜を含む多層膜を介して
それぞれ前記キャリア上に接合され、該半導体レーザ素
子と該温度測定素子とが近接配置されることを特徴とす
る。

【００１８】この請求項１の発明によれば、絶縁性かつ
高熱伝導性を有する同一のキャリア上に、レーザ光を出
力する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の駆
動温度を計測する温度測定素子とが配置され、前記半導
体レーザ素子と前記温度測定素子とが、金薄膜を含む多
層膜を介してそれぞれ前記キャリア上に接合され、該半
導体レーザ素子と該温度測定素子とが近接配置を含めて
伝熱経路の熱抵抗が小さくなるようにしている。

【００１９】また、請求項２にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、上記の発明において、前記キ
ャリアは、Ｓｉ、ＡｌＮ、ダイヤモンドまたはｃＢＮ多
結晶体のいずれか、あるいはこれらの組み合わせによっ
て形成されることを特徴とする。

【００２０】この請求項２の発明によれば、前記キャリ
アを、Ｓｉ、ＡｌＮ、ダイヤモンドまたはｃＢＮ多結晶
体のいずれか、あるいはこれらの組み合わせによって形
成することで、キャリアの熱伝導率を高め、熱抵抗を小
さくしている。

【００２１】また、請求項３にかかる半導体レーザ装置
は、レーザ光を出力する半導体レーザ素子と、前記半導
体レーザ素子の駆動温度を計測する温度測定素子と、絶
縁性かつ高熱伝導性を有するキャリアと、熱伝導率が５
００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上のヒートシンクで形成されると
ともに、金薄膜を含む多層膜を介して前記キャリアの上
に接合されるサブマウントと、を備え、前記半導体レー
ザ素子は、金薄膜を含む多層膜を介して前記サブマウン
ト上に接合され、前記温度測定素子は、金薄膜を含む多
層膜を介して前記キャリア上に接合され、該半導体レー
ザ素子と該温度測定素子とが近接配置されることを特徴
とする。

【００２２】この請求項３の発明によれば、キャリア上
に接合され、熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上のヒ
ートシンクで形成されたサブマウント上に、レーザ光を
出力する半導体レーザ素子が金薄膜を含む多層膜を介し
て接合されるとともに、絶縁性かつ高熱伝導性を有する
同一のキャリア上に、前記半導体レーザ素子の駆動温度
を計測する温度測定素子が金薄膜を含む多層膜を介して
接合され、該半導体レーザ素子と該温度測定素子とが近
接配置を含めて伝熱経路の熱抵抗の低減と放熱効果の向
上とを実現している。

【００２３】また、請求項４にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記サブマウントが、ダイヤ
モンドで形成されたことを特徴とする。

【００２４】この請求項４の発明によれば、前記半導体
レーザ素子の下層に高熱伝導率のダイヤモンドを配置さ
せて、伝熱経路の熱抵抗の低減と放熱効果の向上とをよ
り高めている。

【００２５】また、請求項５にかかる半導体レーザ装置
は、レーザ光を出力する半導体レーザ素子と、前記半導
体レーザ素子の駆動温度を計測する温度測定素子と、絶
縁性かつ高熱伝導性を有するキャリアと、を備え、前記
半導体レーザ素子と前記温度測定素子と間の伝熱経路上
に位置するとともに金薄膜を含む多層膜によって形成さ
れる接合面が、３面以下であることを特徴とする。

【００２６】この請求項５の発明によれば、前記半導体
レーザ素子と前記温度測定素子と間の伝熱経路上に位置
する、金薄膜を含む多層膜によって形成される接合面
を、３面以下とすることで、伝熱経路の熱抵抗を少なく
している。

【００２７】また、請求項６にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記キャリア上に、半導体レ
ーザ素子または当該半導体レーザ素子を接合したサブマ
ウントを接合する導体パターンとは電気的に独立した導
体パターンを備え、前記半導体レーザ素子および前記温
度測定素子は、導電ワイヤを用いて一方の電極と前記導
体パターンとの間を電気的に接合することを特徴とす
る。

【００２８】この請求項６の発明によれば、前記半導体
レーザ素子および前記温度測定素子が、導電ワイヤを用
いて一方の電極と前記導体パターンとの間を電気的に接
合し、導電ワイヤの長さおよび密集度を小さくしてい
る。

【００２９】また、請求項７にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記導電ワイヤは、複数の導
電ワイヤからなり、複数の各導電ワイヤは、前記半導体
レーザ素子、前記温度測定素子、および／または前記導
体パターン上において、ほぼ等間隔で接合されることを
特徴とする。

【００３０】この請求項７の発明によれば、前記導電ワ
イヤを複数の導電ワイヤとし、この複数の各導電ワイヤ
を、前記半導体レーザ素子、前記温度測定素子、および
／または前記導体パターン上において、ほぼ等間隔で接
合し、半導体レーザ素子に対する電圧降下を均一にする
とともに、導電ワイヤによる電圧降下および熱発生を最
小限に抑えるようにしている。

【００３１】また、請求項８にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記金薄膜の膜厚は、５μｍ
以上であることを特徴とする。

【００３２】この請求項８の発明によれば、前記金薄膜
の膜厚を、５μｍ以上とし、半導体レーザ素子と温度測
定素子との間の熱抵抗が小さくなるようにし、さらに上
述した導体パターンの電圧降下を抑えるようにしてい
る。

【００３３】また、請求項９にかかる半導体レーザ装置
は、上記の発明において、前記キャリア上に設置され、
前記半導体レーザ素子が出力するレーザ光の出力をモニ
タするモニタ素子をさらに備えたことを特徴とする。

【００３４】この請求項９の発明によれば、半導体レー
ザ素子が出力するレーザ光の出力をモニタするモニタ素
子がキャリア上に配置されるようにしている。

【００３５】また、請求項１０にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記半導体レーザ素子の共
振器長は、１０００μｍ以上であることを特徴とする。

【００３６】この請求項１０の発明によれば、前記半導
体レーザ素子の共振器長を、１０００μｍ以上とした高
出力の半導体レーザ素子であっても、光出力の低下や寿
命の低下を防止し、半導体レーザ装置の小型軽量化およ
び電力光交換効率を向上させている。

【００３７】また、請求項１１にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記半導体レーザ素子は、
該半導体レーザ素子の活性層側が下層に接合されること
を特徴とする。

【００３８】この請求項１１の発明によれば、前記半導
体レーザ素子の活性層側を前記キャリアに接合し、大き
な熱を発生する活性層を、下層のキャリアやサブマウン
トに近づけ、それら下層のヒートシンク機能を最大限に
発揮させ、かつ温度測定素子による温度測定を高精度に
行うようにしている。

【００３９】また、請求項１２にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記半導体レーザ素子、前
記温度測定素子および前記モニタ素子のうちの少なくと
も一つは、電気的に独立していることを特徴とする。

【００４０】この請求項１２の発明によれば、前記半導
体レーザ素子、前記温度測定素子および前記モニタ素子
のうちの少なくとも一つを、電気的に独立させている。

【００４１】また、請求項１３にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記半導体レーザ素子から
出力されるレーザ光の出力は、２５０ｍＷ以上であるこ
とを特徴とする。

【００４２】この請求項１３の発明によれば、前記半導
体レーザ素子から出力されるレーザ光の出力を、２５０
ｍＷ以上の高出力としても、半導体レーザ素子の温度制
御を迅速かつ高精度に行うことができる。

【００４３】また、請求項１４にかかる半導体レーザモ
ジュールは、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の半
導体レーザ装置と、前記温度測定素子から出力された温
度をもとに前記半導体レーザ素子の温度を制御する温度
制御素子とを備え、前記温度制御素子上に前記半導体レ
ーザ装置のキャリアが接合され、該キャリアを介して前
記半導体レーザ素子が温度制御されることを特徴とす
る。

【００４４】この請求項１４の発明によれば、ペルチェ
モジュールなどの温度制御素子上に半導体レーザ装置の
キャリアが接合され、該キャリア上に半導体レーザ素子
および温度測定素子を配置し、この温度測定素子が測定
した温度をもとに半導体レーザ素子を温度制御するよう
にしている。

【００４５】また、請求項１５にかかる半導体レーザ装
置は、上記の発明において、前記半導体レーザ素子と前
記温度制御素子との間の伝熱経路上に位置するとともに
金薄膜を含む多層膜によって形成される接合面が、４面
以下であることを特徴とする。

【００４６】この請求項１５の発明によれば、前記半導
体レーザ素子と前記温度制御素子と間の伝熱経路上に位
置する、金薄膜を含む多層膜によって形成される接合面
を、３面以下とすることで、伝熱経路の熱抵抗の少なく
している。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる半導体レーザ装置および半導体レーザモジ
ュールの好適な実施の形態について説明する。

【００４８】（実施の形態１）まず、この発明の実施の
形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形
態１である半導体レーザ装置の構成を示す図であり、図
１（ａ）は、この半導体レーザ装置の平面図であり、図
１（ｂ）は、この半導体レーザ装置の正面図であり、図
１（ｃ）は、この半導体レーザ装置の右側面図である。
図１において、キャリア１は、絶縁性かつ高熱伝導率を
もつＡｌＮによって形成され、上部中央手前には、金属
薄膜２ｂを介して、所定の発振波長のレーザ光を端面３
ａから出力する半導体レーザ素子３が設けられる。な
お、半導体レーザ素子３の共振器長は、１０００μｍ以
上であり、２５０ｍＷ以上の高出力のレーザ光を発振す
る。なお、半導体レーザ素子３の発振波長は、９００〜
１６００ｎｍであり、９８０ｎｍ帯、１４８０ｎｍ帯が
有用であり、特に光ファイバ増幅器用励起光源として、
１４８０ｎｍ帯が有用である。

【００４９】また、キャリア１上には、金属薄膜２ｃを
介してサーミスタ４が設けられ、サーミスタ４は、半導
体レーザ素子３の温度をモニタする。キャリア１上に
は、その他の金属薄膜２ａ，２ｄが設けられ、パターン
化されて、各金属薄膜２ａ〜２ｄは、互いに絶縁されて
いる。金属薄膜２ｂは、キャリア１側から、Ｔｉ／Ｐｔ
／Ａｕの３層からなり、それぞれ６０ｎｍ／２００ｎｍ
／５０００ｎｍとしている。すなわち、図１５に示した
金属薄膜１０２ａのＡｕ膜の膜厚が６００ｎｍであった
のに対し、この金属薄膜２ｂのＡｕ膜では、５０００ｎ
ｍの膜厚としている。その他の金属薄膜２ａ，２ｃ，２
ｄは、金属薄膜２ｂと同時に形成され、同一の膜構成と
なっている。なお、半導体レーザ素子３と金属薄膜２ｂ
とを接合する際は、Ｐｔのバリア層を介し、ＡｕＳｎは
んだによって結合する。

【００５０】半導体レーザ素子３は、活性層３ｂ側のｐ
側電極がキャリア１に対応して接合され、ｎ側電極が上
面となっている。半導体レーザ素子３のｎ側電極と金属
薄膜２ａとは、Ａｕのワイヤ５によって電気的に接合さ
れる。したがって、金属薄膜２ａは、半導体レーザ素子
３のマイナス電極となり、金属薄膜２ｂは、半導体レー
ザ素子３のプラス電極となる。

【００５１】半導体レーザ素子３のｎ側電極と金属薄膜
２ａとの間は、複数のワイヤ５によって結合され、導通
断面積が大きくなるようにしている。また、各ワイヤ５
は、接合点をほぼ等間隔にし、電力分散を図っている。
このような空間的な配線を、複数のワイヤ５を用いて行
うことによって、抵抗値が下がり、電圧降下が小さくな
ることによって、熱の発生が小さくなるとともに、レー
ザ光出力のみに用いる電力比が高められ、電力光変換効
率が向上することになる。

【００５２】また、金属薄膜２ａ〜２ｄのＡｕ膜を５０
００ｎｍ以上とすることによって、金属薄膜２ａ〜２ｄ
の抵抗が小さくなり、電圧降下が小さくなり、上述した
ワイヤ５の作用効果と相まって、電力光変換効率が向上
するとともに、半導体レーザ素子３のｐ側電極に大電流
が注入される際、半導体レーザ素子３の共振器長方向に
おける電圧降下の不均一さを小さくすることができ、結
果的に光出力の低下や寿命の低下を防止する。

【００５３】ここで、金属薄膜２ｂの幅Ｗ２は、金属薄
膜２ａの幅とほぼ同一にすることが好ましい。なぜな
ら、金属薄膜２ｂの幅Ｗ２と金属薄膜２ａの幅とをほぼ
同一にしたときに、各金属薄膜２ａ，２ｂの合成抵抗値
が最小となるからである。また、金属薄膜２ａ，２ｂ間
の幅Ｗ１は、金属薄膜２ａ，２ｂ間の絶縁が確実に確保
できる値としている。

【００５４】なお、上述したワイヤ５のボンディング箇
所は、図１に示すように半導体レーザ素子３の長手方向
に直線的に配列されているが、これに限らず、ボンディ
ング箇所が均一に分散していてもよい。この場合、半導
体レーザ素子３の活性層３ａの位置からずれた位置をボ
ンディング箇所としてもよい。要は、ワイヤ５を介して
半導体レーザ素子３の上面において電流が均一に分布す
るようにすればよい。

【００５５】サーミスタ４は、その底面が金属薄膜２ｃ
に接合され、その上面が図示するようにワイヤによって
金属薄膜２ｄに接合されることによって、サーミスタ４
の抵抗を検出し、この抵抗値によって温度を検出する。
このサーミスタ４は、半導体レーザ素子３のレーザ光が
出射される端面３ａの近傍に設けるようにしている。高
出力の半導体レーザ素子３は、半導体レーザ素子３の端
面３ａとキャリア１の端面とがほぼ同一となるように
し、他の部材とレーザ光が干渉しないようにしているた
め、半導体レーザ素子３の端面３ａ近傍で発生する熱が
大きくなるからである。

【００５６】キャリア１は、半導体レーザ素子３のヒー
トシンクとして機能するとともに、このキャリア１の下
面全体には、ＡｕＳｎはんだ６によってＣｕＷのベース
２７（図１４参照）に接合され、このベース２７はさら
に、半導体レーザ素子３の温度を制御するペルチェモジ
ュール２８（図１４参照）に接合される。ペルチェモジ
ュール２８は、サーミスタ４が検出した温度に応じて、
主として冷却を行い、半導体レーザ素子３の温度を制御
することによって半導体レーザ素子３の熱飽和を未然に
防止して、光出力の低下や寿命の低下を防止する。

【００５７】結局、実施の形態１にかかる半導体レーザ
装置では、半導体レーザ素子３とキャリア１との間に、
図１５に示したサブマウント１０２は設けられず、さら
に、サーミスタ４とキャリア１との間にも、図１５に示
した絶縁用のサブマウント１０４は設けてられない。す
なわち、半導体レーザ素子３とサーミスタ４との間の伝
熱経路長は、図１５に示した従来の半導体レーザ装置と
比較して、少なくともそれらサブマウント１０２，１０
４の厚み分だけ短くなる。これにより、サーミスタ４
は、従来と比較して、半導体レーザ素子３の温度を迅速
に検出することができる。

【００５８】また、サブマウント１０２，１０４が排除
されたことにより、半導体レーザ素子３とサーミスタ４
との間の伝熱経路上には、金属薄膜２ｂ，２ｃに相当す
る計２面の接合面が存在することになり、この接合面の
数は図１５に示した従来の半導体レーザ装置において存
在した接合面の数（４面）よりも少ない。すなわち、図
１に示した半導体レーザ装置では、従来と比較して少な
くとも接合面の数が減少した分だけ熱損失が低下し、サ
ーミスタ４は、一層、半導体レーザ素子３自体の実温度
に近い温度を検出することができる。

【００５９】さらに、サブマウント１０２が排除された
ことにより、半導体レーザ素子３と上記ペルチェモジュ
ール２８との間の伝熱経路上には、金属薄膜２ｂに相当
する２つの接合面と、キャリア１と上記ベース２７との
間の接合面と、ベース２７とペルチェモジュール２８と
の間の接合面との計３面の接合面が存在することにな
り、この数は図１６で説明した従来の半導体レーザ装置
よりも１面少ない。すなわち、ペルチェモジュール２８
による半導体レーザ素子３の温度制御を、従来よりも迅
速にかつ正確に行うことができる。

【００６０】たとえば、図２は、半導体レーザ素子３の
発熱量に対する半導体レーザ素子３とサーミスタ４との
間の温度差の関係を示す図である。図２において、
「□」印で示した値は、図１に示した半導体レーザ素子
３とサーミスタ４との間の温度差の関係を示している。
また、「△」印で示した値は、図１５に示したようにＡ
ｌＮで形成されたサブマウント１０２，１０４を有する
従来の半導体レーザ装置において、半導体レーザ素子１
０３とサーミスタ１０５との間の温度差の関係を示して
いる。

【００６１】図２に示すように、キャリア１上に半導体
レーザ素子３およびサーミスタ４を設けた構造とする方
が、温度差が小さく、発熱量が大きくなるに従って、そ
の差が大きくなるということがわかる。たとえば、素子
発熱量が１．０［Ｗ］のときは、この実施の形態１の構
成と図１５に示した従来例の構成とでは、ほぼ同じ温度
差７℃であったが、素子発熱量が３．５［Ｗ］のとき、
この実施の形態１では温度差２２．５℃であり、従来例
では温度差２５℃であり、２．５℃の差異が生じる。し
たがって、たとえば２５０Ｗ以上の高出力のレーザ光を
出力する半導体レーザ素子を搭載する場合、図１に示し
た半導体レーザ装置の構造とすることによって、半導体
レーザ素子３により近い温度を検出することができ、一
層精度の高い温度制御を行うことができる。その結果、
半導体レーザ素子３を常に所定の温度範囲に制御するこ
とができ、光出力の低下や寿命の低下を防止することが
できる。

【００６２】図３は、この実施の形態１にかかる半導体
レーザ素子３と従来の半導体レーザ素子について注入電
流と出力パワーの関係を示す図である。図３において、
実線Ａがこの実施の形態１にかかる半導体レーザ素子３
の特性を示し、破線が図１５に示した従来の半導体レー
ザ装置の半導体レーザ素子１０３の特性を示す。図３に
示すように、注入電流の増加にともなって増大する出力
パワーの割合は、従来の半導体レーザ素子１０３よりも
この実施の形態１にかかる半導体レーザ素子３の方が大
きい。特に、注入電流が２００ｍＡ付近までは両者の出
力パワーに差はみられないものの、注入電流が１５００
ｍＡ付近では、従来の半導体レーザ素子１０３の出力パ
ワーが３６０ｍＷ程度であるのに対し、この実施の形態
１にかかる半導体レーザ素子３の出力パワーは、４１０
ｍＷ程度まで上昇している。

【００６３】同じ注入電流において出力パワーが増大す
るというこの結果は、図２に示した結果、すなわちこの
実施の形態１にかかるサーミスタ４が従来よりも正確に
半導体レーザ素子３の温度を検出することができるとい
う結果の裏付けとなる。換言すれば、上記したペルチェ
モジュール２８は、サーミスタ４の温度計測結果に基づ
いて冷却等の温度調節を行うため、その温度計測結果が
正確であると、半導体レーザ素子３を十分に冷却するこ
とができ、最終的に半導体レーザ素子３の出力パワーを
高めることができる。

【００６４】この実施の形態１にかかる半導体レーザ装
置の構造について、上述した説明では、ワイヤ５の配線
を短くするため、金属薄膜２ａをｎ側電極の導体パター
ンとして用いていたが、金属薄膜２ａをｐ側電極の導体
パターンとして使用し、金属薄膜２ｂをｎ側電極の導体
パターンとして使用するようにしてもよい。すなわち、
図４に示すように、金属薄膜２ａをｐ側電極の導体パタ
ーンとし、このリード部分を半導体レーザ素子３の出射
側に設け、金属薄膜２ｂをｎ側電極の導体パターンと
し、ワイヤ５Ａによって半導体レーザ素子３のｎ側電極
と結合するようにしてもよい。

【００６５】また、図５に示すように、半導体レーザ素
子３のｐ側電極の導体パターンのリード部分をなくし、
キャリア１内に埋め込まれた導体棒１ａを介して、金属
薄膜２ｂと、キャリア１の裏面の金属薄膜とを結合する
ようにし、半導体レーザ装置の下部側から電力供給する
ようにしてもよい。この場合も、金属薄膜２ｂのＡｕ膜
厚は５０００μｍ以上であり、抵抗による電圧降下が小
さくなるようにしている。また、この金属薄膜２ｂに対
して複数の導体棒１ａを設け、Ａｕ膜厚の増大と相まっ
て、半導体レーザ素子３の共振器長方向における電圧降
下の不均一が生じないようにしている。

【００６６】以上に説明したとおり、この実施の形態１
によれば、絶縁性かつ高熱伝導率をもつ同一のキャリア
１上に、半導体レーザ素子３およびサーミスタ４を設
け、伝熱距離を短くし、サーミスタ３が一層半導体レー
ザ素子３の温度を迅速かつ正確に検出し、さらに半導体
レーザ素子３とキャリア１との間の金属薄膜２ｂのＡｕ
膜厚を厚くして抵抗を小さくするようにし、共振器長方
向の電流注入の不均一をなくすようにしているので、高
出力の半導体レーザ素子３であっても、光出力の低下と
寿命の低下を防止することができる。

【００６７】また、この実施の形態１では、金属薄膜２
ａ〜２ｄのＡｕ膜厚、特に金属薄膜２ａ，２ｂのＡｕ膜
厚を厚くするとともに、複数のワイヤ５によって半導体
レーザ素子３と金属薄膜２ａとを結合するようにしてい
るので、半導体レーザ素子３のｐ側電極およびｎ側電極
に至るまでの抵抗分が低減され、半導体レーザ装置自体
の発熱量を抑えることができるとともに、電力熱交換効
率を向上させることができる。

【００６８】このような金属薄膜２ａ〜２ｄのＡｕ膜厚
の増大と、ワイヤ５の複数配線とをもつ構造とすること
によって、ヒートシンクとして機能するキャリア１の大
型化を可能とすることができる。すなわち、高出力の半
導体レーザ素子３をもつ半導体レーザ装置では、熱放出
のためのヒートシンクを大型化する必要があるが、ヒー
トシンクを大型化した場合であっても、上述した金属薄
膜２ａ〜２ｄおよびワイヤ５の構造とすることによっ
て、半導体レーザ素子３自体の機能、すなわち高出力か
つ安定したレーザ光の発振を効率よく行うことができ
る。

【００６９】（実施の形態２）つぎに、この発明の実施
の形態２について説明する。上述した実施の形態１で
は、ＡｌＮで形成された同一のキャリア１上に半導体レ
ーザ素子３およびサーミスタ４を設けるようにしていた
が、この実施の形態２では、キャリア１に代えて、Ａｌ
Ｎの約５倍の熱伝導率をもつダイヤモンドで形成された
ダイヤモンドサブマウント上に半導体レーザ素子３およ
びサーミスタ４を設けるようにしている。

【００７０】図６は、この発明の実施の形態２である半
導体レーザ装置の構成を示す図であり、図６（ａ）は、
この半導体レーザ装置の平面図であり、図６（ｂ）は、
この半導体レーザ装置の正面図であり、図６（ｃ）は、
この半導体レーザ装置の右側面図である。図６におい
て、キャリア１３は、絶縁性かつ高熱伝導率をもつＡｌ
Ｎによって形成され、上部中央には、ダイヤモンドサブ
マウント１１が、金属薄膜１２を介して、設けられてい
る。ダイヤモンドサブマウント１１上における半導体レ
ーザ素子３、サーミスタ４、ワイヤ５および金属薄膜２
ａ〜２ｄの構成は、実施の形態１と同じであり、同一構
成部分には同一符号を付している。

【００７１】キャリア１３の上部におけるダイヤモンド
サブマウント１１が設置された領域以外の部分には、そ
れぞれ金属薄膜２ａ〜２ｄのパターンに対応した金属薄
膜１２ａ〜１２ｄが形成される。これらの金属薄膜１２
ａ〜１２ｄは、Ａｕ膜によって実現される。すなわち、
金属薄膜２ａ〜２ｄと金属薄膜１２ａ〜１２ｄとはそれ
ぞれ図示するようにワイヤによってボンディングされ、
それぞれの対が、図１に示した金属薄膜２ａ〜２ｄに対
応した構成を実現することになる。

【００７２】この実施の形態２では、ダイヤモンドサブ
マウント１１とキャリア１３との組み合わせによって、
実施の形態１に示したキャリア１を実現している。ただ
し、ダイヤモンドサブマウント１１とキャリア１３との
合計高さ（厚さ）は、実施の形態１におけるキャリア１
の高さと同じである。これによって、半導体レーザ素子
３から出射されるレーザ光の位置を同一とすることがで
きる。なお、実施の形態２では、キャリア１３をＣｕＷ
のベース２７（図１４参照）上にボンディングするた
め、ダイヤモンドサブマウント１１とベース２７との間
の歪みを緩和するために、ＡｌＮのキャリア１３を挟む
ようにしている。

【００７３】以下に、効果的な放熱を実現するためのダ
イヤモンドのサイズについて説明する。図７は、ダイヤ
モンドサブマウント１１のサイズと熱抵抗との関係を表
した実験データを示す図である。図７（ａ）は、ダイヤ
モンドサブマウント１１の長さを２．５ｍｍとし、幅を
１．０ｍｍに固定した場合の厚さと熱抵抗との関係を表
すグラフである。また、図７（ｂ）は、ダイヤモンドサ
ブマウント１１の厚さを０．２ｍｍとし、幅を１．０ｍ
ｍに固定した場合の長さと熱抵抗との関係を表すグラフ
である。また、図７（ｃ）は、ダイヤモンドサブマウン
ト１１の長さを２．５ｍｍとし、厚さを０．２ｍｍに固
定した場合の幅と熱抵抗との関係を表すグラフである。
いずれのグラフからも、サイズが大きくなるにつれて熱
抵抗がある最小の値に収束することがわかる。よって、
これらグラフから、熱抵抗が最小となるサブマウントの
最適なサイズを見積もることができる。

【００７４】図８は、ダイヤモンドサブマウント１１の
最適なサイズを説明するための斜視図である。本発明者
は、図７に示した実験データとコストから、熱抵抗がよ
り小さくなるサイズ、具体的には上記した最小の熱抵抗
の１．０倍の熱抵抗を有するサイズを見積もったとこ
ろ、図８において、ダイヤモンドのサブマウント４２
を、厚さＳＨ＝０．４ｍｍ、長さＳＬ＝３．２ｍｍ、幅
ＳＷ＝３．２ｍｍのサイズで作成するのが好適であるこ
とを見出した。なお、上記実験データは、半導体レーザ
素子３のサイズを、厚さＬＨ＝０．１３ｍｍ、長さＬＬ
＝２．０ｍｍ、幅ＬＷ＝０．３５ｍｍとした場合の結果
である。なお、ダイヤモンドサブマウント１１のサイズ
については、コストを考えて、厚さＳＨ＝０．３ｍｍ、
長さＳＬ＝２．７ｍｍ、幅ＳＷ＝１．０ｍｍのサイズと
し、上記した最小の熱抵抗の１．２倍以内の熱抵抗に抑
えた構造を採用することもできた。

【００７５】このように、ダイヤモンドサブマウント１
１の厚さを含めた形状は、熱抵抗が小さくなるように決
定される。また、このダイヤモンドサブマウント１１
は、ＣＶＤ法で合成される多結晶ダイヤモンドである。
ダイヤモンドは、最も熱伝導性の高い材料であり、半導
体レーザ素子３の放熱効果をさらに高めることができ
る。

【００７６】キャリア１３の下面全体には、ＡｕＳｎは
んだ６によってＣｕＷのベース２７に接合され、このベ
ースはさらに、半導体レーザ素子３の温度を制御するペ
ルチェモジュール２８（図１４参照）に接合される。ペ
ルチェモジュール２８は、サーミスタ４が検出した温度
に応じて、主として冷却を行い、半導体レーザ素子３の
温度を制御することによって半導体レーザ素子３の熱飽
和を未然に防止し、光出力の低下と寿命の低下を防止す
る。

【００７７】ここで、金属薄膜２ａ〜２ｄのＡｕ膜を５
０００ｎｍ以上とすることによって、金属薄膜２ａ〜２
ｄの抵抗が小さくなり、電圧降下が小さくなり、上述し
たワイヤ５の作用効果と相まって、電力光変換効率が向
上するとともに、半導体レーザ素子３のｐ側電極に大電
流が注入される際、半導体レーザ素子３の共振器長方向
における電圧降下の不均一さを小さくすることができ、
結果的に光出力の低下と寿命の低下を防止する。

【００７８】結局、実施の形態２にかかる半導体レーザ
装置においては、半導体レーザ素子３とサーミスタ４が
ダイヤモンドサブマウント１１を共有してその上に設け
られるので、実施の形態１と同様に、半導体レーザ素子
３とサーミスタ４との間の伝熱経路長は短くなる。これ
により、サーミスタ４は、従来と比較して、半導体レー
ザ素子３の温度を迅速に検出することができる。特に、
実施の形態２では、ＡｌＮよりも熱伝導率の高いダイヤ
モンドを半導体レーザ素子３とサーミスタ４との間の伝
熱経路としているので、実施の形態１の場合よりも、熱
抵抗が小さく、半導体レーザ素子３の温度をより迅速に
検出することができる。

【００７９】なお、接合面数の減少による熱抵抗の低
下、すなわちサーミスタ４が、一層、半導体レーザ素子
３自体の実温度に近い温度を検出することができるとい
う点も、実施の形態１と同様である。

【００８０】また、半導体レーザ素子３と上記ペルチェ
モジュール２８との間の伝熱経路についても、図１５に
示した従来の半導体レーザ装置のサブマウント１０２に
相当する位置に、サブマウント１０２の材料であるＡｌ
Ｎよりも熱伝導率の高いダイヤモンドサブマウント１１
が設けられていることから、ペルチェモジュール２８に
よる半導体レーザ素子３の温度制御を、従来よりも迅速
にかつ正確に行うことができる。

【００８１】さらに、ダイヤモンドサブマウント１１を
用いることで、半導体レーザ素子３で発生した熱を、特
に横方向を含んだ広い範囲へと急速に拡散させることが
でき、従来のＡｌＮのサブマウントよりも放熱効果を高
めることができる。すなわち、従来の半導体レーザ装置
に設けられる半導体レーザ素子よりも、注入電流に対す
る温度上昇を抑えることができ、結果的にその温度上昇
低減の分を出力パワーに転換して、高出力な半導体レー
ザ装置を実現することができる。

【００８２】以上に説明したとおり、この実施の形態２
によれば、絶縁性かつ高熱伝導率をもつ同一のダイヤモ
ンドサブマウント１１上に、半導体レーザ素子３および
サーミスタ４を設け、伝熱距離を短くし、サーミスタ４
が一層半導体レーザ素子３の温度を迅速かつ正確に検出
し、さらに半導体レーザ素子３とダイヤモンドサブマウ
ント１１との間の金属薄膜２ｂのＡｕ膜厚を厚くして抵
抗を小さくするようにし、共振器長方向の電流注入の不
均一をなくすようにしているので、高出力の半導体レー
ザ素子３であっても、光出力の低下や寿命の低下を防止
することができる。

【００８３】なお、上述した実施の形態１，２では、半
導体レーザ素子３およびサーミスタ４を、ＡｌＮのキャ
リア１あるいはダイヤモンドのダイヤモンドサブマウン
ト１１などの同一基板上に設けているが、その他の材
料、たとえばＳｉ、ｃＢＮ多結晶体などの絶縁性と高熱
伝導率とを有する材料を半導体レーザ素子３との熱膨張
係数に合わせて用いるようにしてもよい。

【００８４】（実施の形態３）つぎに、この発明の実施
の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２
では、いずれも同一のキャリア１あるいはダイヤモンド
サブマウント１１上に半導体レーザ素子３およびサーミ
スタ４を設けるようにしていたが、この実施の形態３で
は、さらに同一のキャリア１あるいはダイヤモンドサブ
マウント１１上に、半導体レーザ素子３が出力するレー
ザ光をモニタする光モニタを設けるようにしている。

【００８５】図９は、この発明の実施の形態３である半
導体レーザ装置の構成を示す図であり、図９（ａ）は、
この半導体レーザ装置の平面図であり、図９（ｂ）は、
この半導体レーザ装置の正面図であり、図９（ｃ）は、
この半導体レーザ装置の左側面図である。図９におい
て、この半導体レーザ装置は、実施の形態１と同様に、
絶縁性かつ高熱伝導率をもつＡｌＮによって形成された
キャリア１上に、半導体レーザ素子３およびサーミスタ
４が設けられるとともに、さらに、半導体レーザ素子３
の後方から輻射されるレーザ光をモニタする光モニタ７
が設けられている。この光モニタ７は、フォトダイオー
ドによって実現される。

【００８６】図９において、キャリア１には、導体棒１
ａが設けられ、上部の金属薄膜２ｅと下部のＡｕＳｎは
んだ６とを電気的に低抵抗で接続している。半導体レー
ザ素子３のｎ側電極は、ワイヤ５ａによって金属薄膜２
ａに接続される。一方、半導体レーザ素子３のｐ側電極
は、ワイヤ５ｂによって、金属薄膜２ｂと金属薄膜２ｅ
とが電気的に接合され、さらに導体棒１ａを介してＡｕ
Ｓｎはんだ６に接続され、図示しないベースに接続され
る。

【００８７】また、サーミスタ４は、一方の電極が、ワ
イヤ５ｄを介して金属薄膜２ｄに接続され、他方の電極
が、金属薄膜２ｃに接続される。さらに、光モニタ７
は、一方の電極が、ワイヤ５ｃを介して金属薄膜２ｆに
接続され、他方の電極が、金属薄膜２ｇに接続される。
なお、金属薄膜２ａ〜２ｇは、互いに電気的に絶縁され
ている。さらに、金属薄膜２ａ〜２ｇは、Ｔｉ／Ｐｔ／
Ａｕの３層からなり、それぞれ６０ｎｍ／２００ｎｍ／
５０００ｎｍとしている。

【００８８】キャリア１の下面全体には、ＡｕＳｎはん
だ６によってＣｕＷのベース２７に接合され、このベー
スはさらに、半導体レーザ素子３の温度を制御する図示
しないペルチェモジュール２８に接合される。ペルチェ
モジュール２８は、サーミスタ４が検出した温度に応じ
て、主として冷却を行い、半導体レーザ素子３の温度を
制御することによって、半導体レーザ素子３の熱飽和を
未然に防止し、光出力の低下と寿命の低下を防止する。

【００８９】ここで、金属薄膜２ｂのＡｕ膜を５０００
ｎｍ以上とすることによって、金属薄膜２ｂの抵抗が小
さくなり、電圧降下が小さくなり、半導体レーザ素子３
に大電流が注入される際、半導体レーザ素子３の共振器
長方向における電圧降下の不均一さを小さくすることが
でき、結果的に光出力の低下を防止する。

【００９０】結局、実施の形態３にかかる半導体レーザ
装置においては、図１５に示したサブマウント１０２，
１０４を設けずに、半導体レーザ素子３とサーミスタ４
をキャリア１上に設けているので、実施の形態１と同様
に、半導体レーザ素子３とサーミスタ４との間の伝熱経
路長は短くなる。これにより、サーミスタ４は、従来と
比較して、半導体レーザ素子３の温度を迅速に検出する
ことができる。また、接合面数の減少による熱損失の低
下、すなわちサーミスタ４が、一層、半導体レーザ素子
３自体の実温度に近い温度を検出することができるとい
う点も、実施の形態１と同様である。

【００９１】また、光モニタ７を、同一のキャリア１上
に設けることによって、半導体レーザ素子３の発光状態
を監視することができるとともに、光モニタ７を備えた
半導体レーザ装置の小型化を実現することができる。

【００９２】以上に説明したとおり、この実施の形態３
によれば、実施の形態１と同様に、絶縁性かつ高熱伝導
率をもつ同一のキャリア１上に、半導体レーザ素子３お
よびサーミスタ４を設けるとともに、光モニタ７をさら
に設け、伝熱距離を短くし、サーミスタ４が一層半導体
レーザ素子３の温度を迅速かつ正確に検出し、さらに半
導体レーザ素子３とキャリア１との間の金属薄膜２ｂの
Ａｕ膜厚を厚くして抵抗を小さくするようにし、共振器
長方向の電流注入の不均一をなくすようにしているの
で、高出力の半導体レーザ素子３であっても、光出力の
低下を防止できるとともに、光モニタを備えた半導体レ
ーザ装置の小型化を促進することができる。

【００９３】（実施の形態４）つぎに、この発明の実施
の形態４について説明する。図１５に示した従来の半導
体レーザ装置では、同一のキャリア上に、半導体レーザ
素子が載置されるＡｌＮのサブマウントと、サーミスタ
が載置されるＡｌＮのサブマウントとをそれぞれ設けて
いたが、この実施の形態４では、サーミスタを実施の形
態１と同様にキャリア上に直接載置してサーミスタが載
置されていた上記サブマウントを排除するとともに、半
導体レーザ素子をダイヤモンドサブマウント上に設けた
ことを特徴としている。

【００９４】図１０は、この発明の実施の形態４である
半導体レーザ装置の構成を示す図であり、図１０（ａ）
は、この半導体レーザ装置の平面図であり、図１０
（ｂ）は、この半導体レーザ装置の正面図であり、図１
０（ｃ）は、この半導体レーザ装置の右側面図である。
図１０において、キャリア１は、高絶縁性かつ高熱伝導
率のＡｌＮによって形成される。キャリア１上には、図
１０に示すように、金属薄膜２ａ〜２ｄが、互いに絶縁
されるようにパターン化されて形成されている。なお、
金属薄膜２ａ〜２ｄは、キャリア１側からＴｉ／Ｐｔ／
Ａｕの順に積層された構造として形成され、各厚さは、
例えば順に６０ｎｍ／２００ｎｍ／５０００ｎｍであ
る。

【００９５】また、キャリア１上には、金属薄膜２ｂを
介して、多結晶ダイヤモンドで形成されたダイヤモンド
サブマウント２が設けられる。そして、このダイヤモン
ドサブマウント２上に、上記金属薄膜と同様の金属薄膜
２ｈを介して半導体レーザ素子３が設けられる。よっ
て、ダイヤモンドサブマウント２は、図１５に示したサ
ブマウント１０２と同様に、半導体レーザ素子３の絶縁
を確保するとともに、半導体レーザ素子３のヒートシン
クとして機能する。

【００９６】半導体レーザ素子３は、活性層側のｐ側電
極がダイヤモンドサブマウント２に対向して接合され、
ｎ側電極が上面となっている。半導体レーザ素子３のｎ
側電極と金属薄膜２ａとは、Ａｕのワイヤ５によって電
気的に接続される。また、半導体レーザ素子３のｐ側電
極と金属薄膜２ｂとは、金属薄膜２ｈおよび図示するワ
イヤを介して電気的に接続される。したがって、金属薄
膜２ａは、半導体レーザ素子３のマイナス電極となり、
金属薄膜２ｂは、半導体レーザ素子３のプラス電極とな
る。

【００９７】ここで特に、半導体レーザ素子３のｎ側電
極と金属薄膜２ａとを電気的に接続するワイヤ５は、導
通断面積が大きくなるように複数本で構成される。これ
により、配線部分において生じる抵抗値が低下し、その
部分での電圧降下を小さくすることができる。この電圧
降下の低減は、発熱の抑制と、レーザ光出力のみに用い
る電力比の増加に寄与し、結果的に電力光変換効率の向
上をもたらす。また、各ワイヤ５の接続点をほぼ等間隔
にすることで、電力分散を図ることができる。これによ
り、電圧降下の不均一さを小さくすることができ、結果
的に光出力の低下や寿命の低下を防止することが可能に
なる。

【００９８】なお、上述したワイヤ５のボンディング箇
所は、図１０（ａ）に示すように半導体レーザ素子３の
長手方向に直線的に配列されているが、これに限らず、
ボンディング箇所が半導体レーザ素子３のｎ側電極表面
に均一に分散していてもよい。この場合、ボンディング
箇所を、半導体レーザ素子３の活性層の位置からずれた
位置とすることもできる。要は、ワイヤ５を介して半導
体レーザ素子３の上面において電流が均一に分布するよ
うにすればよい。

【００９９】さらに、キャリア１上には、図１０に示す
ように、金属薄膜２ｃを介して、半導体レーザ素子３の
温度を計測するサーミスタ４が設けられる。サーミスタ
４は、電極の一方となる底面が金属薄膜２ｃに接合さ
れ、電極の他方となる上面が図示するワイヤを介して金
属薄膜２ｄと電気的に接続される。

【０１００】ここで、高出力の半導体レーザ素子３を、
半導体レーザ素子３の端面３ａとキャリア１の端面とが
ほぼ同平面となるように配置することで、他の部材との
間で生じるレーザ光の干渉を低減することができるが、
この場合、半導体レーザ素子３の端面３ａ近傍は、サブ
マウント２による放熱効果の恩恵を大きく受けることが
できず、半導体レーザ素子３の他の部分と比較して高温
となりやすい。そのような理由から、特に、サーミスタ
４は、半導体レーザ素子３のレーザ光が出射される端面
３ａの近傍に設けることが好ましい。

【０１０１】結局、サーミスタ４の下部には、図１５で
示したサブマウント１０４が設けられておらず、キャリ
ア１が、サーミスタ４のヒートシンクとして機能する。
このように、サーミスタ４の下部に配置していたサブマ
ウントが排除されることで、半導体レーザ素子３とサー
ミスタ４との間の伝熱経路長は、図１５に示した従来の
半導体レーザ装置と比較して、少なくとも排除されたサ
ブマウント１０４の厚み分だけ短くなる。これにより、
サーミスタ４は、従来と比較して、半導体レーザ素子３
の温度を迅速に検出することができる。

【０１０２】また、サブマウント１０４が排除されたこ
とにより、半導体レーザ素子３とサーミスタ４との間の
伝熱経路上には、金属薄膜２ｂ，２ｃ，２ｈに相当する
計３面の接合面が存在することになり、この接合面の数
は図１５に示した従来の半導体レーザ装置において存在
した接合面の数（４面）よりも少ない。すなわち、図１
０に示した半導体レーザ装置では、従来と比較して少な
くとも接合面の数が減少した分だけ熱抵抗が低下し、サ
ーミスタ４は、一層、半導体レーザ素子３自体の実温度
に近い温度を検出することができる。

【０１０３】さらに、半導体レーザ素子３と上記ペルチ
ェモジュール２８との間の伝熱経路についても、図１５
に示した従来の半導体レーザ装置のサブマウント１０２
に相当する位置に、サブマウント１０２の材料であるＡ
ｌＮよりも熱伝導率の高いダイヤモンドサブマウント２
が設けられていることから、ペルチェモジュール２８に
よる半導体レーザ素子３の温度制御を、従来よりも迅速
にかつ正確に行うことができる。

【０１０４】さらに、ダイヤモンドサブマウント２を用
いることで、半導体レーザ素子３で発生した熱を、特に
横方向を含んだ広い範囲へと急速に拡散させることがで
き、従来のＡｌＮのサブマウントよりも放熱効果を高め
ることができる。すなわち、従来の半導体レーザ装置に
設けられる半導体レーザ素子よりも、注入電流に対する
温度上昇を抑えることができ、高出力な半導体レーザ装
置を実現することができる。

【０１０５】図１１は、この実施の形態４にかかる半導
体レーザ素子３と従来の半導体レーザ素子について注入
電流と出力パワーの関係を示す図である。図１１におい
て、実線Ｂがこの実施の形態４にかかる半導体レーザ素
子３の特性を示し、破線が図１５に示した従来の半導体
レーザ装置の半導体レーザ素子１０３の特性を示す。図
１１に示すように、注入電流の増加にともなって増大す
る出力パワーの割合は、従来の半導体レーザ素子１０３
よりもこの実施の形態４にかかる半導体レーザ素子３の
方が大きい。特に、注入電流が２００ｍＡ付近までは両
者の出力パワーに差はみられないものの、注入電流が１
５００ｍＡ付近では、従来の半導体レーザ素子１０３の
出力パワーが３６０ｍＷ程度であるのに対し、この実施
の形態１にかかる半導体レーザ素子３の出力パワーは、
４４０ｍＷ程度まで上昇している。

【０１０６】同じ注入電流において出力パワーが増大す
るというこの結果は、実施の形態１でも説明したように
サーミスタ４の温度計測結果に基づいて半導体レーザ素
子３の温度を所望の温度に制御することに加えて、上述
した高い放熱効果による電力光変換効率の向上に起因す
る。

【０１０７】上述したように、図１０に示した構造で
は、ダイヤモンドサブマウント２上の金属薄膜２ｈとキ
ャリア１上の金属薄膜２ｂとがワイヤを介して接続され
ることで、半導体レーザ素子３のｐ側電極への通電を可
能としているが、ダイヤモンドサブマウント２の側面に
も金属薄膜を形成し、その側面の金属薄膜に上記ワイヤ
５の役割を持たせることもできる。

【０１０８】図１２は、この発明の実施の形態４である
半導体レーザ装置の上記場合の構成を示す図であり、図
１２（ａ）は、この半導体レーザ装置の平面図であり、
図１２（ｂ）は、この半導体レーザ装置の正面図であ
り、図１２（ｃ）は、この半導体レーザ装置の右側面図
である。なお、図１２において、図１０と共通する部分
には同一符号を付してその説明を省略する。

【０１０９】図１２において、図１０と異なるところ
は、ダイヤモンドサブマウント２の上面と側面に金属薄
膜２ｉが被覆され、図１０に示した金属薄膜２ｈと金属
薄膜２ｂとの間を接続するワイヤを排除している点であ
る。金属薄膜２ｆは、ダイヤモンドサブマウント２の上
面に位置する半導体レーザ素子３のｐ側電極と、キャリ
ア１上の金属薄膜２ｂとにそれぞれ電気的に接触してお
り、両者間を電気的に接続している。

【０１１０】以上に説明したとおり、実施の形態４によ
れば、半導体レーザ素子３とキャリア１との間に高熱伝
導率のダイヤモンドサブマウント２を設けたので、実施
の形態２による効果を享受することができるとともに、
サーミスタ４をサブマウントの介在なしでキャリア１上
に設けたので、半導体レーザ素子３からサーミスタ４に
至る伝熱距離が短くなり、温度制御を迅速かつ正確に行
うことができる。

【０１１１】（実施の形態５）つぎに、この発明の実施
の形態５について説明する。この実施の形態５では、上
述した実施の形態３で示した半導体レーザ装置をモジュ
ール化したものである。図１３は、この発明の実施の形
態５である半導体レーザモジュールの構成を示す断面図
である。図１３において、この半導体レーザモジュール
２０は、上述した実施の形態３で示した半導体レーザ装
置に対応する半導体レーザ装置３０を有する。半導体レ
ーザモジュール２０の筐体として、銅タングステン合金
などによって形成されたパッケージ２９の内部底面上
に、温度制御装置としてのペルチェモジュール２８が配
置される。ペルチェモジュール２８上にはベース２７が
配置され、このベース２７上にはヒートシンクとして機
能するキャリア３４が配置される。

【０１１２】キャリア３４上には、半導体レーザ素子３
１、サーミスタ３２および光モニタ３３が配置され、上
述した実施の形態３に示した半導体レーザ装置に対応し
た半導体レーザ装置３０が配置される。さらにベース２
７上には、第１レンズ２２が配置される。半導体レーザ
素子３１から出射されたレーザ光は、第１レンズ２２、
アイソレータ２３および第２レンズ２４を介し、光ファ
イバ２５上に導波される。第２レンズ２４は、レーザ光
の光軸上であって、パッケージ２９上に設けられ、外部
接続される光ファイバ２５に光結合される。なお、光モ
ニタ３３は、半導体レーザ装置３０の反射膜側から漏れ
た光をモニタ検出する。

【０１１３】ここで、この半導体レーザモジュール２０
では、他の光学部品などによる反射戻り光が共振器内に
再入力しないように、半導体レーザ素子２２と光ファイ
バ２５との間にアイソレータ２３を介在させている。

【０１１４】なお、上述した実施の形態５では、半導体
レーザ素子３１から出力されたレーザ光をそのまま出力
する形態の半導体レーザモジュールであったが、光ファ
イバ２５の第２レンズ２４側端部の近傍に光ファイバグ
レーティングを形成し、この光ファイバグレーティング
によって半導体レーザ素子３１から出力されたレーザ光
を波長選択して出力する光ファイバグレーティングを有
した半導体レーザモジュールにも適用できる。この場
合、アイソレータ２３は設けられない。

【０１１５】この実施の形態５では、高出力の半導体レ
ーザ素子を搭載した半導体レーザモジュールであって、
実施の形態３と同様な構成を有する半導体レーザ装置を
構成しているため、半導体レーザ素子の温度制御を迅速
かつ高精度に行うことができ、結果的に小型軽量化した
半導体レーザモジュールを実現することができる。ま
た、半導体レーザ素子３１の高出力化に伴ってヒートシ
ンクとしてのキャリア３４が大型化する場合であって
も、電力光交換効率の低下を抑えることができる。

【０１１６】なお、上述した実施の形態５では、実施の
形態３に説明した半導体レーザ装置を用いてモジュール
化を実現するとしたが、図１３に示した半導体レーザ装
置３０を、実施の形態１，２，４においてそれぞれ説明
した構成の半導体レーザ装置に置換することができるの
はもちろんである。

【０１１７】ここで、図１５に示した従来の半導体レー
ザ装置と、実施の形態１，４においてそれぞれ説明した
半導体レーザ装置とについて、出力パワーを比較した結
果について説明する。図１４は、従来の半導体レーザ装
置と、実施の形態１，４においてそれぞれ説明した半導
体レーザ装置とについて出力パワーのピーク値の比較を
示す図である。図１４に示すグラフの横軸において、Ａ
は、実施の形態１に示した半導体レーザ装置に該当し、
Ｂは、実施の形態４に示した半導体レーザ装置に該当す
る。

【０１１８】図１４をみてわかるように、実施の形態
１，４に示した半導体レーザ装置（Ａ，Ｂ）は、いずれ
も従来の半導体レーザ装置よりも大きな出力パワーが得
られる。また、実施の形態１，４に示した半導体レーザ
装置の間の出力パワーを比較すると、サーミスタ４のみ
をキャリア１上に設け、半導体レーザ素子３をダイヤモ
ンドサブマウント２上に設けた構造の半導体レーザ装置
（Ｂ）が約３７７ｍＷと最も大きな出力パワーが得ら
れ、次いで、半導体レーザ素子３をもキャリア１上に設
けた半導体レーザ装置（Ａ）が約３７０ｍＷの出力パワ
ーが得られる。

【０１１９】これら結果から、伝熱経路が最も小さい構
造（Ａ）よりも、それに半導体レーザ素子３が設けられ
るダイヤモンドサブマウント２を追加した構造（Ｂ）の
方が、より大きな出力パワーが得られることから、ダイ
ヤモンドサブマウント２による放熱効果は非常に大きい
ということがわかる。

【０１２０】なお、上述した実施の形態２，４では、半
導体レーザ素子３の直下に配置するサブマウントをダイ
ヤモンドで形成するとしたが、実際に用いるダイヤモン
ドは、高熱伝導率１０００〜１３００Ｗ／（ｍ・Ｋ）程
度のものが好ましく、またダイヤモンド以外でも、Ａｌ
Ｎよりも高い熱導電率を有した材料（５００Ｗ／（ｍ・
Ｋ）以上）、例えば６００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上のＢＮを
用いたとしても上記した効果を享受することができる。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、絶縁性かつ高熱伝導性を有する同一のキャリア
上に、レーザ光を出力する半導体レーザ素子と、前記半
導体レーザ素子の駆動温度を計測する温度測定素子とが
配置され、前記半導体レーザ素子と前記温度測定素子と
が、金薄膜を含む多層膜を介してそれぞれ前記キャリア
上に接合され、該半導体レーザ素子と該温度測定素子と
が近接配置を含めて伝熱経路の熱抵抗が小さくなるよう
にしているので、温度測定素子が半導体レーザ素子の温
度をより正確にかつ迅速に検出することができるととも
に、半導体レーザ素子の光出力の低下や寿命の低下を防
止することができるという効果を奏する。

【０１２２】また、請求項２の発明によれば、前記キャ
リアを、Ｓｉ、ＡｌＮ、ダイヤモンドまたはｃＢＮ多結
晶体のいずれか、あるいはこれらの組み合わせによって
形成するようにしているので、キャリアの材料選択を柔
軟に行うことができるという効果を奏する。

【０１２３】また、請求項３の発明によれば、キャリア
上に接合され、熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の
ヒートシンクで形成されたサブマウント上に、レーザ光
を出力する半導体レーザ素子が金薄膜を含む多層膜を介
して接合されるとともに、絶縁性かつ高熱伝導性を有す
る同一のキャリア上に、前記半導体レーザ素子の駆動温
度を計測する温度測定素子が金薄膜を含む多層膜を介し
て接合され、該半導体レーザ素子と該温度測定素子とが
近接配置を含めて伝熱経路の熱抵抗の低減と放熱効果の
向上とを実現しているので、温度測定素子が半導体レー
ザ素子の温度をより正確にかつ迅速に検出することがで
きるとともに、半導体レーザ素子の光出力の低下や寿命
の低下を防止することができるという効果を奏する。

【０１２４】また、請求項４の発明によれば、前記半導
体レーザ素子の下層に高熱伝導率のダイヤモンドを配置
させて、伝熱経路の熱抵抗の低減と放熱効果の向上とを
より高めているので、温度測定素子が半導体レーザ素子
の温度をより正確にかつ迅速に検出することができると
ともに、半導体レーザ素子の光出力の低下や寿命の低下
を防止することができるという効果を奏する。

【０１２５】また、請求項５の発明によれば、前記半導
体レーザ素子と前記温度測定素子と間の伝熱経路上に位
置する、金薄膜を含む多層膜によって形成される接合面
を、３面以下とすることで、伝熱経路の熱抵抗の少なく
しているので、温度測定素子が半導体レーザ素子の温度
をより正確にかつ迅速に検出することができるという効
果を奏する。

【０１２６】また、請求項６の発明によれば、前記半導
体レーザ素子および前記温度測定素子が、導電ワイヤを
用いて一方の電極と前記導体パターンとの間を電気的に
接合し、導電ワイヤの長さおよび密集度を小さくしてい
るので、確実な配線を行うことができるとともに、半導
体レーザ装置の小型軽量化を促進することができるとい
う効果を奏する。

【０１２７】また、この請求項７の発明によれば、前記
導電ワイヤを複数の導電ワイヤとし、この複数の各導電
ワイヤを、前記半導体レーザ素子、前記温度測定素子、
および／または前記導体パターン上において、ほぼ等間
隔で接合し、半導体レーザ素子に対する電圧降下を均一
にするとともに、導電ワイヤによる電圧降下および熱発
生を最小限に抑えるようにしているので、半導体レーザ
素子の光出力の低下や寿命の低下を防止することができ
るとともに、半導体レーザ装置全体の熱発生を低減し、
半導体レーザ装置の電力光交換効率を向上させることが
できるという効果を奏する。

【０１２８】また、請求項８の発明によれば、前記金薄
膜の膜厚を、５μｍ以上とし、半導体レーザ素子と温度
測定素子との間の熱抵抗が小さくなるようにし、さらに
上述した導体パターンの電圧降下を抑えるようにしてい
るので、温度測定素子は、半導体レーザ素子の温度を迅
速かつ高精度に検出でき、結果的に半導体レーザ素子の
温度制御を迅速かつ高精度に行うことができるととも
に、導体パターンの電圧降下の低減による電力光交換効
率を向上させることができるという効果を奏する。

【０１２９】また、請求項９の発明によれば、半導体レ
ーザ素子が出力するレーザ光の出力をモニタするモニタ
素子がキャリア上に配置されるようにしているので、半
導体レーザ装置の小型軽量化を一層促進することができ
るという効果を奏する。

【０１３０】また、請求項１０の発明によれば、前記半
導体レーザ素子の共振器長を、１０００μｍ以上とし、
高出力の半導体レーザ素子であっても、光出力の低下や
寿命の低下を防止し、半導体レーザ装置の小型軽量化お
よび電力光交換効率を向上させることができるという効
果を奏する。

【０１３１】また、請求項１１の発明によれば、前記半
導体レーザ素子の活性層側を前記キャリアに接合し、大
きな熱を発生する活性層を、下層のキャリアやサブマウ
ントに近づけ、それら下層のヒートシンク機能を最大限
に発揮させ、かつ温度測定素子による温度測定を高精度
に行うようにしているので、光出力の低下を防止するこ
とができるとともに、半導体レーザ素子の信頼性、とく
に寿命を長くすることができるという効果を奏する。

【０１３２】また、請求項１２の発明によれば、前記半
導体レーザ素子、前記温度測定素子および前記モニタ素
子のうちの少なくとも一つを、電気的に独立させている
ので、半導体レーザ装置の小型軽量化を一層促進するこ
とができるという効果を奏する。

【０１３３】また、請求項１３の発明によれば、前記半
導体レーザ素子から出力されるレーザ光の出力を、２５
０ｍＷ以上の高出力としても、半導体レーザ素子の温度
制御を迅速かつ高精度に行うことができるので、高出力
の半導体レーザ素子であっても、光出力の低下をなくす
ことができるという効果を奏する。

【０１３４】また、請求項１４の発明によれば、ペルチ
ェモジュールなどの温度制御素子上に半導体レーザ装置
のキャリアが接合され、該キャリア上に半導体レーザ素
子および温度測定素子を配置し、この温度測定素子が測
定した温度をもとに半導体レーザ素子を温度制御するよ
うにしているので、半導体レーザ素子が高出力の場合で
あっても、光出力の低下や寿命の低下を防止できる半導
体レーザモジュールを実現することができるという効果
を奏する。

【０１３５】また、請求項１５の発明によれば、前記半
導体レーザ素子と前記温度制御素子と間の伝熱経路上に
位置する、金薄膜を含む多層膜によって形成される接合
面を、４面以下とすることで、伝熱経路の熱抵抗の少な
くしているので、前記温度制御素子による温度調整を正
確にかつ迅速に行うことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１である半導体レーザ装
置の構成を示す図である。

【図２】図１に示した半導体レーザ装置の発熱量に対す
るこの半導体レーザ装置の温度とサーミスタの温度との
温度差を示す図である。

【図３】図１に示した半導体レーザ装置の半導体レーザ
素子と従来の半導体レーザ素子についての注入電流と出
力パワーの関係を示す図である。

【図４】この発明の実施の形態１の第１変形例である半
導体レーザ装置の構成を示す図である。

【図５】この発明の実施の形態１の第２変形例である半
導体レーザ装置の構成を示す図である。

【図６】この発明の実施の形態２である半導体レーザ装
置の構成を示す図である。

【図７】この発明の実施の形態２である半導体レーザ装
置が具備するダイヤモンド製のサブマウントのサイズと
熱抵抗との関係を表した実験データを示す図である。

【図８】この発明の実施の形態２である半導体レーザ装
置が具備するダイヤモンド製のサブマウントの最適なサ
イズを説明するための斜視図である。

【図９】この発明の実施の形態３である半導体レーザ装
置の構成を示す図である。

【図１０】この発明の実施の形態４である半導体レーザ
装置の構成を示す図である。

【図１１】この発明の実施の形態４にかかる半導体レー
ザ素子と従来の半導体レーザ素子について注入電流と出
力パワーの関係を示す図である。

【図１２】この発明の実施の形態４である半導体レーザ
装置の他の例の構成を示す図である。

【図１３】この発明の実施の形態５である半導体レーザ
モジュールの構成を示す断面図である。

【図１４】従来の半導体レーザ装置と、実施の形態１，
４においてそれぞれ説明した半導体レーザ装置とについ
て出力パワーのピーク値の比較を示す図である。

【図１５】従来の半導体レーザ装置の構成を示す図であ
る。

【図１６】図１５に示した半導体レーザ装置の正面図で
ある。

【符号の説明】

１，１３ キャリア １ａ 導体棒 ２，１１ ダイヤモンドサブマウント ２ａ〜２ｉ，１２ａ〜１２ｄ 金属薄膜 ３，３１ 半導体レーザ素子 ３ｂ 活性層 ４，３２ サーミスタ ５，５Ａ，５ａ〜５ｄ ワイヤ ６ ＡｕＳｎはんだ ７，３３ 光モニタ ８ サブマウント ２０ 半導体レーザモジュール ２２ 第１レンズ ２４ 第２レンズ ２５ 光ファイバ ２７ ベース ２８ ペルチェモジュール ２９ パッケージ ３０ 半導体レーザ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 順自 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5F073 AB21 BA09 EA24 EA28 FA06 FA15 FA16 FA18 FA22 FA25 FA27 GA14 GA23

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を出力する半導体レーザ素子
   と、 前記半導体レーザ素子の駆動温度を計測する温度測定素
   子と、 絶縁性かつ高熱伝導性を有するキャリアと、 を備え、前記半導体レーザ素子と前記温度測定素子と
   は、金薄膜を含む多層膜を介してそれぞれ前記キャリア
   上に接合され、該半導体レーザ素子と該温度測定素子と
   が近接配置されることを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 【請求項２】 前記キャリアは、Ｓｉ、ＡｌＮ、ダイヤ
   モンドまたはｃＢＮ多結晶体のいずれか、あるいはこれ
   らの組み合わせによって形成されることを特徴とする請
   求項１に記載の半導体レーザ装置。
3. 【請求項３】 レーザ光を出力する半導体レーザ素子
   と、 前記半導体レーザ素子の駆動温度を計測する温度測定素
   子と、 絶縁性かつ高熱伝導性を有するキャリアと、 熱伝導率が５００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上のヒートシンクで
   形成されるとともに、金薄膜を含む多層膜を介して前記
   キャリアの上に接合されるサブマウントと、 を備え、 前記半導体レーザ素子は、金薄膜を含む多層膜を介して
   前記サブマウント上に接合され、前記温度測定素子は、
   金薄膜を含む多層膜を介して前記キャリア上に接合さ
   れ、該半導体レーザ素子と該温度測定素子とが近接配置
   されることを特徴とする半導体レーザ装置。
4. 【請求項４】 前記サブマウントは、ダイヤモンドで形
   成されたことを特徴とする請求項３に記載の半導体レー
   ザ装置。
5. 【請求項５】 レーザ光を出力する半導体レーザ素子
   と、 前記半導体レーザ素子の駆動温度を計測する温度測定素
   子と、 絶縁性かつ高熱伝導性を有するキャリアと、 を備え、 前記半導体レーザ素子と前記温度測定素子と間の伝熱経
   路上に位置するとともに金薄膜を含む多層膜によって形
   成される接合面が、３面以下であることを特徴とする半
   導体レーザ装置。
6. 【請求項６】 前記キャリア上に、半導体レーザ素子ま
   たは当該半導体レーザ素子を接合したサブマウントを接
   合する導体パターンとは電気的に独立した導体パターン
   を備え、 前記半導体レーザ素子および前記温度測定素子は、導電
   ワイヤを用いて一方の電極と前記導体パターンとの間を
   電気的に接合することを特徴とする請求項１〜５のいず
   れか一つに記載の半導体レーザ装置。
7. 【請求項７】 前記導電ワイヤは、複数の導電ワイヤか
   らなり、 複数の各導電ワイヤは、前記半導体レーザ素子、前記温
   度測定素子、および／または前記導体パターン上におい
   て、ほぼ等間隔で接合されることを特徴とする請求項６
   に記載の半導体レーザ装置。
8. 【請求項８】 前記金薄膜の膜厚は、５μｍ以上である
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の
   半導体レーザ装置。
9. 【請求項９】 前記キャリア上に設置され、前記半導体
   レーザ素子が出力するレーザ光の出力をモニタするモニ
   タ素子をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜８の
   いずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
10. 【請求項１０】 前記半導体レーザ素子の共振器長は、
    １０００μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜９
    のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
11. 【請求項１１】 前記半導体レーザ素子は、該半導体レ
    ーザ素子の活性層側が下層に接合されることを特徴とす
    る請求項１〜１０のいずれか一つに記載の半導体レーザ
    装置。
12. 【請求項１２】 前記半導体レーザ素子、前記温度測定
    素子および前記モニタ素子のうちの少なくとも一つは、
    電気的に独立していることを特徴とする請求項１〜１１
    のいずれか一つに記載の半導体レーザ装置。
13. 【請求項１３】 前記半導体レーザ素子から出力される
    レーザ光の出力は、２５０ｍＷ以上であることを特徴と
    する請求項１〜１２のいずれか一つに記載の半導体レー
    ザ装置。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれか一つに記載
    の半導体レーザ装置と、 前記温度測定素子から出力された温度をもとに前記半導
    体レーザ素子の温度を制御する温度制御素子と、 を備え、前記温度制御素子上に前記半導体レーザ装置の
    キャリアが接合され、該キャリアを介して前記半導体レ
    ーザ素子が温度制御されることを特徴とする半導体レー
    ザモジュール。
15. 【請求項１５】 前記半導体レーザ素子と前記温度制御
    素子との間の伝熱経路上に位置するとともに金薄膜を含
    む多層膜によって形成される接合面が、４面以下である
    ことを特徴とする請求項１４に記載の半導体レーザモジ
    ュール。