JP2005243659A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロッドレンズを基台に固着する際に、接着剤がLDとコリメートレンズの間に入り込まずに歩留まり良く製造でき、かつロッドレンズの位置変動を抑え、コリメートの性能低下を抑えることのできる半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】半導体レーザ12と、該半導体レーザの光出射端面12cに対向して配置されたコリメートレンズ14と、該コリメートレンズの両端14aを挟持する様に、前記半導体レーザがレーザ光を出射する方向(Z方向)に突出して袖部がその両端に形成され、前記半導体レーザを搭載する基台とを具備する半導体レーザ装置であって、前記袖部の互いに対向する面に切り欠きが設けられている。
【選択図】図1A
【解決手段】半導体レーザ12と、該半導体レーザの光出射端面12cに対向して配置されたコリメートレンズ14と、該コリメートレンズの両端14aを挟持する様に、前記半導体レーザがレーザ光を出射する方向(Z方向)に突出して袖部がその両端に形成され、前記半導体レーザを搭載する基台とを具備する半導体レーザ装置であって、前記袖部の互いに対向する面に切り欠きが設けられている。
【選択図】図1A
Description
本発明は半導体レーザ装置に関し、特に半導体レーザから出射されるレーザ光をコリメートするロッドレンズあるいはシリンドリカルレンズを具備した半導体レーザ装置に関する。
一般に半導体レーザ(Laser Diode: 以下LDという)から出射されるレーザ光は、特に高出力LDにおいては活性層に垂直な方向の拡がり角が大きいため、LDの光出射端面近傍にロッドレンズやシリンドリカルレンズを配してLD出射光をコリメートし、効率よく後段の光素子に光結合させる手法が取られる。下記特許文献1にはそのような手法の一例が開示されている。この文献にはLD及びロッドレンズを搭載する基台において、LDの両側に設けた2つの凸部の端面にロッドレンズを固着し、LD出射光をコリメートする技術が述べられている。ロッドレンズはLDの光出射方向側にLDに接近して設けられ、且つLDの光出射端面とロッドレンズの中心軸が平行となるように設けられる。ロッドレンズはその両端部の円筒面に接着剤が塗布され、LDの両側に位置する基台端面に接着される。
特開2000−98190号公報
上記特許文献1では、ロッドレンズを固着する接着剤の厚みが周囲温度変化により変化した場合、ロッドレンズはレーザ光の光軸方向に移動し、ロッドレンズとLDの光出射端面の間の距離が変化する。この距離変化によりコリメートの性能が著しく低下する場合がある。また、ロッドレンズに対して前記光出射端面及びロッドレンズを固着する面は同じ側に位置する。更にロッドレンズを固着する面を含む基台の端面とロッドレンズ間の隙間は、ロッドレンズ全長にわたり狭く、ロッドレンズとLDの光出射端面の間の隙間に接近している。従って、ロッドレンズを接着剤で固着する際に、毛細管現象により接着剤が、前記基台の端面とロッドレンズ間の微小な隙間を介して、前記光出射端面とロッドレンズの隙間に入り込む危険性がある。このように、接着剤がLDとロッドレンズの間に入り込みLDの光出射端面を塞いでしまうと、ロッドレンズのコリメートの性能が著しく低下する。
従って本発明は、ロッドレンズ等のコリメートレンズを基台に固着する際に、接着剤がLDとコリメートレンズの間に入り込まずに歩留まり良く製造でき、かつロッドレンズの位置変動を抑え、コリメートの性能低下を抑えることのできる半導体レーザ装置の提供を目的とする。
上記課題を解決するために本発明の半導体レーザ装置は、半導体レーザと、該半導体レーザの光出射端面に対向して配置されたコリメートレンズと、該コリメートレンズの両端を挟持する様に、前記半導体レーザがレーザ光を出射する方向に突出して袖部がその両端に形成され、前記半導体レーザを搭載する基台とを具備し、前記袖部の互いに対向する面に切り欠きが設けられている。
また、本発明の半導体レーザ装置は、半導体レーザと、該半導体レーザの光出射端面に対向して配置されたコリメートレンズと、前記半導体レーザがレーザ光を出射する方向に突出して2つの袖部が該コリメートレンズの両端を挟持する様に設けられ、前記半導体レーザを搭載する基台とを具備し、前記2つの袖部の間に位置する基台のコリメートレンズ側側面に、少なくとも2つの切り欠きが設けられている。
好適に前記2つの切り欠きは、前記2つの袖部の間に位置する前記基台のコリメートレンズ側側面と、前記半導体レーザが搭載されている面とで形成される稜に設けられる。
コリメートレンズを基台に固着する際に、接着剤がLDとコリメートレンズの間に入り込まず歩留まり良く製造でき、かつコリメートレンズの位置変動を抑え、コリメートの性能低下を抑えることができる。
以下、本発明の第1の実施形態を図面を参照して説明する。
図1Aは本実施形態による半導体レーザ装置の概略構成を示す斜視図である。LD(laser diode)12は例えばGaAs系の半導体レーザで、銅から成りヒートシンクとして作用する基台11上に搭載されている。基台11の幅W、高さH、奥行きDは、例えば5mm、5mm、3mm程度である。図示されるようにレーザ光の出射される方向をZ軸、LD12の垂直方向をY軸、水平方向をX軸とする。図1BはLD12を含むYZ方向断面図である。
基台11のLD12が搭載されている面11a上の一端にセラミクス等で形成された非導電性の絶縁ブロック15を搭載し、その上面にターミナル16を配置して外部電源(図示せず)と接続するようになっている。LD12の上面に設けた電極(図示せず)とターミナル16は金から成るワイヤ17で接続されており、LD12はターミナル16を介して外部電源と接続されている。また、LD12の下面(基台11側)に設けた電極12b(図1B参照)は、基台11上面に半田等により接合され、基台11を介して外部電源と接続されている。
LD12はこのようにジャンクションダウンで基台11上に搭載されているので、レーザ光を出射する活性層12aは、半田層を介して基台11の面11aに近い所に位置する。ロッドレンズ14は、LD12の光出射端面12cに対向して配置され、LD12の活性層12aからY方向に広がりながらZ方向に出射されるレーザ光をコリメートする。またロッドレンズ14は、LD12の活性層12aに近接し、かつLD12の光軸がロッドレンズ14のY軸方向の中心を通るように配置される。
基台11のX方向両端には、LD12がレーザ光を出射する方向(Z方向)に突出して袖部13が形成される。袖部13はロッドレンズ14を接着剤19を介して挟持している。接着剤19には紫外線硬化型のものを使用するが、ロッドレンズ14と基台11との隙間は非常に小さいため、接着剤19をLD12から離れたロッドレンズ14の端面14aに塗布した場合、毛細管現象によってLD12の所まで硬化前の接着剤が進入する危険性がある。そのため本実施形態では、袖部13の互いに対向する面に切り欠き18を設け、接着剤がLD12の方に進入しようとしても切り欠き18に溜まることで、LD12まで到達しないようにしている。
ロッドレンズ14は端部14aに紫外線硬化型接着剤19が塗布され袖部13の間に挿入されるか、又は袖部13の間に挿入されてから端部14aと袖部13の間に紫外線硬化型接着剤19が塗布される。その後、ロッドレンズ14の位置が微調整された後、接着剤19に紫外線が照射されて、ロッドレンズ14は基台11に固着される。
ここではコリメートレンズとして円柱状のロッドレンズを例に挙げて説明したが、LDの光出射端面に対向して装着するのはこれに限定されるものではなく、LDから出射されるレーザ光をコリメート出来るものであれば図1Cのようにシリンドリカルレンズ20であってもよい。
図2Aは本発明の第2の実施形態を説明する半導体レーザ装置の上面図である。ここで、図1に示した構成要素と同一の構成要素については同一番号を付してある。
本実施形態は第1の実施形態と基本的に同様な構成であるが、接着剤進入防止用に設けた切り欠きの位置が異なる。切り欠き21は2つの袖部13の間に位置する基台11のロッドレンズ14側側面11bに、少なくとも2つ設けられている。本実施形態において2つの切り欠き21は、図2Bに示すように2つの袖部13の間に位置する基台11のロッドレンズ14側側面11bと、基台11のLD12が搭載されている面11aとで形成される稜22に設けられる。こうすることによって、第1の実施形態と同様に硬化前の接着剤19がLD12の方に進入しようとしても、切り欠き21に溜まるためLD12まで到達することはない。
図3は本発明の第3の実施形態を説明する半導体レーザ装置の上面図である。第1の実施形態ではロッドレンズ14を挟持する袖部13を基台11と一体的に形成しているが、本実施形態では基台11とは別体構成の保持部材31が袖部として基台11に固定される。保持部材31には互いに対向する面に切り欠き32が設けられる。この切り欠き32に、ロッドレンズ14と保持部材31を接着する際の、硬化前の余分な接着剤が溜まるようになっている。尚、接着剤として紫外線硬化型のものを使用するため、保持部材31はガラス等の透明性の高いものが良い。
また図4のように、保持部材31をL字型とし、基台11に固着される面41とロッドレンズ14を保持する面42の間に段差43を設け、ここに出来る空間44を接着剤進入防止用の切り欠きの代わりに用いても良い。
図5は本発明の第4の実施形態を説明する半導体レーザ装置の上面図である。
図2の第2の実施形態では基台11と一体的に形成していた袖部13が、本実施形態では保持部材51として基台11と別体構成となっている。少なくとも2つの切り欠き21が、保持部材51の間に位置する基台11のロッドレンズ側側面11bに設けられている。本実施形態において2つの切り欠き21は、第2実施形態における図2Bのように、基台11のロッドレンズ側側面11bとLD12が搭載されている面11aとで形成される稜22に設けられている。接着剤進入防止用の切り欠きは基台11に設けてあるので、保持部材51には接着剤進入防止用の切り欠きを設ける必要はない。
以上の説明はこの発明の実施の形態であって、この発明の装置及び方法を限定するものではない。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。
11…基台、12…半導体レーザ(LD)、13…袖部、14…ロッドレンズ、15…絶縁ブロック、16…ターミナル、17…ワイヤ、18、21、32…切り欠き、19…接着剤。
Claims (7)
- 半導体レーザと、
該半導体レーザの光出射端面に対向して配置されたコリメートレンズと、
該コリメートレンズの両端を挟持する様に、前記半導体レーザがレーザ光を出射する方向に突出して袖部がその両端に形成され、前記半導体レーザを搭載する基台とを具備し、
前記袖部の互いに対向する面に切り欠きを設けたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 半導体レーザと、
該半導体レーザの光出射端面に対向して配置されたコリメートレンズと、
前記半導体レーザがレーザ光を出射する方向に突出して2つの袖部が該コリメートレンズの両端を挟持する様に設けられ、前記半導体レーザを搭載する基台とを具備し、
前記2つの袖部の間に位置する基台のコリメートレンズ側側面に、少なくとも2つの切り欠きを設けたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 前記2つの切り欠きは、前記2つの袖部の間に位置する前記基台のコリメートレンズ側側面と、前記半導体レーザが搭載されている面とで形成される稜に設けられていることを特徴とする請求項2記載の半導体レーザ装置。
- 半導体レーザと、
該半導体レーザを搭載する基台と、
前記半導体レーザの光出射端面に対向して配置されたコリメートレンズと、
前記基台に設けられ、前記コリメートレンズを保持する2つの保持部材とを具備し、
前記保持部材の互いに対向する面の一部に切り欠きを設けたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 半導体レーザと、
該半導体レーザを搭載する基台と、
前記半導体レーザの光出射端面に対向して配置されたコリメートレンズと、
前記基台に設けられ、前記コリメートレンズを保持する2つの保持部材とを具備し、
保持部材の間に位置する前記基台のコリメートレンズ側側面に、少なくとも2つの切り欠きを設けたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 前記2つの切り欠きは、前記基台の前記コリメートレンズ側側面と該半導体レーザが搭載されている面とで形成される稜に設けられていることを特徴とする請求項5記載の半導体レーザ装置。
- 前記コリメートレンズはロッドレンズまたはシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項1乃至6の1項に記載の半導体レーザ装置。
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