JP2007043060A - レーザ装置およびレーザモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】高精度・低コスト・小型化が可能なレーザモジュールを提供することができる。
【解決手段】基板１と、基板１上に配置されている第１のレーザ素子２と、基板１上で第１のレーザ素子２と出射面が対向するように配置されている第２のレーザ素子３と、第１のレーザ素子２と第２のレーザ素子３との間に配置されているミラー７とを備え、ミラー７は、第１のレーザ素子２または第２のレーザ素子３の出射光を所定方向へ反射可能な反射面を備え、第１のレーザ素子２の出射光を反射可能な第１の位置と、第２のレーザ素子３の出射光を反射可能な第２の位置とに、移動または回転可能に配されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクに情報を書き込み又は読み出しが可能なレーザ装置に関する。また、そのようなレーザ装置に搭載されるレーザモジュールに関する。

光ディスクは、記録容量の大容量化が急速に進展しており、現行のＣＤ（Compact Disk）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）をはじめ、現在は次世代光ディスクＨＤ（High Definition）−ＤＶＤの開発が進められている。それらの光ディスクに対して、情報の書き込み及び読み出しが可能な光ディスク装置の開発も進められている。すなわち、ＣＤ、ＤＶＤおよびＨＤ−ＤＶＤに、情報を書き込んだり読み出したりする場合は、赤外光（λ＝７８０ｎｍ）、赤色光（λ＝６５０ｎｍ）、青色光（λ＝４０５ｎｍ）などの各波長帯のレーザ光が必要である。業界では、各波長帯のレーザ光を出射可能な半導体レーザチップを搭載するディスク装置の開発が進められている。

複数のレーザチップを搭載したレーザモジュール（ハイブリッド型多波長対応レーザモジュール）は、各レーザチップを実装する基板上に微小突起を形成し、その微小突起の傾斜面にミラーを配して、その傾斜面と各レーザチップの出射端面とが対向するように、基板上に複数のレーザチップを配置させることで、実現することができる。このような構成は、例えば特許文献１に開示されている。

図４０は、従来の多波長レーザモジュールの構成を示す側面図である。図４０に示すように、多波長光源を備えたモジュール１０８は、シリコン（Ｓｉ）から構成される半導体基板１０３の上に、互いに対向するように配置された第１の半導体レーザチップ１０１および第２の半導体レーザチップ１０２と、第１のレーザチップ１０１および第２のレーザチップ１０２の間に配置された微小突起１０４と、受光領域１０５および電極１０６から構成される光検出器１０７とにより構成されている。

微小突起４は、シリコンが異方性エッチングされてなり、入射された光線を反射面１０４ａ、１０４ｂにて反射させることにより、基板３に対してほぼ垂直な方向に反射することができる。
特開２００２−２６９７９８号公報

しかしながら、図４０に示す多波長レーザモジュールは、各レーザチップ１０１および１０２から出射され、微小突起１０４を反射した光線の光軸がそれぞれ一致せず、対物レンズ（図示せず）で集光した際に収差を生じる。よって、光検出精度を低下させてしまう。

また、上記光線の光軸を一致させるためには、光軸をずらすための新たな光学部品が必要となり、レーザモジュールおよびピックアップが大型化してしまうとともに、コストアップが生じてしまうという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑み、高精度・低コスト・小型化が可能なレーザ装置およびレーザモジュールを提供するものである。

上記問題を解決するために本発明のレーザモジュールの第１の構成は、基板と、前記基板上に配置されている第１のレーザ素子と、前記基板上で前記第１のレーザ素子と出射面が対向するように配置されている第２のレーザ素子と、前記第１のレーザ素子と前記第２のレーザ素子との間に配置されている反射体とを備え、前記反射体は、前記第１のレーザ素子または前記第２のレーザ素子の出射光を所定方向へ反射可能な反射面を備え、前記第１のレーザ素子の出射光を反射可能な第１の位置と、前記第２のレーザ素子の出射光を反射可能な第２の位置とに、移動または回転可能に配されている。

また、本発明のレーザモジュールの第２の構成は、レーザ素子と、第１の反射面と第２の反射面とを交線で接続して構成され、前記レーザ素子から出射したレーザ光を前記第１及び第２の反射面により反射するように配置された反射体とを備え、前記反射体は、前記第１の反射面が前記レーザ素子から出射されたレーザ光の第１の光軸と交差し、前記第２の反射面が前記第１の反射面を反射したレーザ光の第２の光軸と交差する位置に配置されている。

また、本発明のレーザ装置は、上記のようなレーザモジュールを備えている。

本発明は、高精度・低コスト・小型化が可能なレーザ装置およびレーザモジュールを実現することができる。

本発明のレーザモジュールの第１の構成は、前記反射体は、回動自在に配され、前記反射面が前記第１のレーザ素子の出射光を反射可能な姿勢から、前記第２のレーザ素子の出射光を反射可能な姿勢へ回動する角度が４５°以上で構成することが好ましい。

また、前記基板は、軸受構造を備え、前記反射体は、前記軸受構造に回転自在に支持されている回転軸を備え、前記反射体は、前記第１の位置及び前記第２の位置との間を回転自在に配されている構成とすることが好ましい。

また、前記軸受構造は、第１の基板と第２の基板を貼り合わせて形成され、前記第１の基板または前記第２の基板の少なくとも一方に、前記回転軸を受ける凹部が形成されている構成とすることが好ましい。

また、前記反射体の一部または全てが、磁性体で構成することが好ましい。

また、前記反射体は、前記回転軸と一体に形成され、前記回転軸の幅が前記反射体に近い部分ほど広く形成されている構成とすることが好ましい。

また、前記基板は、前記反射体の下部に、傾斜面を備えた突起が配置され、前記反射体は、前記第１の位置または前記第２の位置にある時に、前記傾斜面に面接触する構成とすることが好ましい。

また、前記軸受構造または前記回転軸の少なくとも一方に、低摩擦材料が付着されている構成とすることが好ましい。

また、基板と、前記基板上に配置されている第１のレーザ素子と、前記基板上で前記第１のレーザ素子と出射面が対向するように配置されている第２のレーザ素子と、前記第１のレーザ素子と前記第２のレーザ素子との間に配置されている可動部と、前記可動部に配され、前記第１のレーザ素子と前記第２のレーザ素子の出射面に対向する反射面を両側に備えた突起状の反射体とを備え、前記可動部は、前記第１のレーザ素子または前記第２のレーザ素子から出射し前記反射面で反射した反射光が、互いに同方向で光軸が同一となるように回動可能に構成されている構成とすることが好ましい。

また、前記基板は、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせて構成され、前記第１の基板上に、前記可動部、梁および前記反射体が形成され、前記第２の基板上に、前記梁および前記可動部を支持する支持部が形成されている構成とすることが好ましい。

また、前記第１の基板は、シリコンで構成され、前記反射体は、結晶異方性エッチングによって形成される構成とすることが好ましい。

本発明の多波長レーザモジュールの第２の構成は、前記第１の反射面と前記第２の反射面とでなす角度が、１３５°で構成することが好ましい。

また、前記第１の光軸と前記第２の光軸を含む平面上で、前記第１の反射面と前記第２の反射面とでなす角度が、１３５°で構成することが好ましい。

また、前記反射体は、支軸により回転自在に支持され、前記支軸は、前記第１および第２の反射面と平行であり、前記支軸の回転中心は、前記第１の光軸上に位置し、さらに前記支軸の回転中心は、前記第２の反射面で反射されたレーザ光の第３の光軸上に位置する構成とすることが好ましい。

また、前記反射体は、回転可能な回転部材の上に配され、前記回転部材の回転軸は、前記第１の光軸に対して垂直な前記第３の光軸と一致している構成とすることが好ましい。

また、前記反射体は、前記第１の光軸に対して平行に移動可能な移動部材の上に配されている構成とすることが好ましい。

また、前記反射体は、シリコンで構成され、前記第１の反射面は、シリコン研磨面で構成され、前記第２の反射面は、異方性エッチングによって形成されたことが好ましい。

また、複数のレーザ素子を備え、前記複数のレーザ素子は、レーザ光の出射面が前記反射体側を向いて配置されていることが好ましい。

また、前記レーザ素子の発光点と前記第１の反射面との距離をｄ１とし、前記レーザ素子の発光点から前記第２の反射面までの光路長をｄ２とするとき、前記第１の光軸を含む平面と前記第１の反射面とが交差する交線の長さに対する、前記第２の光軸を含む平面と前記第２の反射面とが交差する交線の長さの比が、ｄ２／ｄ１以上であることが好ましい。

（実施の形態１）
１．レーザモジュールの構成
図１は、実施の形態１における多波長レーザモジュールの構成を示す斜視図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ’部の断面図である。

図１および図２に示す多波長レーザモジュールは、第１のレーザチップ２、第２のレーザチップ３、ミラー７、磁気発生回路５ａ及び５ｂ、光検出器６から構成されている。第１のレーザチップ２、第２のレーザチップ３およびミラー７は、基板１上に形成されているステージ４上に配置されている。磁気発生回路５ａ及び５ｂ、光検出器６は、基板１上に配置されている。また、ステージ４は、ヒートシンク効果が得られる高熱伝導材料で構成することが好ましい。

第１のレーザチップ２および第２のレーザチップ３は、それぞれの出射面２ａ及び３ａが互いに対向するように配置されている。また、レーザチップ２および３の間には、ミラー７が配置されている。

ミラー７は、その全てまたは一部が磁性体で構成されている。また、ミラー７は、回転軸８が一体的に配され、回転軸８が軸受９に回転自在に支持されている。したがって、ミラー７は、その下部に配されている２つの磁気発生回路５ａ及び５ｂのうち、例えば一方の磁場に吸引されて回転する。これにより、ミラー７の傾斜角度を変えることができ、ミラー７の反射面を第１のレーザチップ２または第２のレーザチップ３の出射面に対向させることができる。

磁気発生回路５ａは、ミラー７の回動端部における、第１のレーザチップ２寄りの位置に配置されている。また、磁気発生回路５ｂは、ミラー７の回動端部における、第２のレーザチップ３寄りの位置に配置されている。磁気発生回路５ａは、磁性体１２ａ及び１２ｂと、それらを中心とするコイル１１ａ及び１１ｂとから構成され、ミラー７に対向する表面が絶縁膜１０で覆われている。上記構成において、コイル１１ａまたは１１ｂに通電することによって、磁性体１２ａまたは１２ｂの周辺に磁場が発生し、ミラー７の回動端を引き寄せることができる。なお、磁気発生回路５ａ及び５ｂを構成するコイル配線は、絶縁膜１０で線間及び層間絶縁を施しているが、必ずしも最表面が絶縁膜１０で被覆されていなくてもよい。

２．動作
２−１．レーザモジュールの動作
図３及び図４は、図１におけるＢ−Ｂ’部の断面図である。図３は、第１のレーザチップ２の出射光が、ミラー７で反射している状態である。図４は、第２のレーザチップ３の出射光が、ミラー７で反射している状態である。

まず、ミラー７を構成する磁性体が軟磁性体である場合、図３に示すように、磁気発生回路５ａに電流を流して磁場を発生させると、ミラー７は、磁気発生回路５ａにおける磁場に吸引されて、回転軸８の軸回りにトルクを生じ、反射面がレーザチップ２の出射面２ａに対向する位置まで回転される。図３に示す状態において、回転したミラー７の角度が、レーザチップ２の出射光軸に対して４５°となるように制御すれば、レーザチップ２から出射される光線１４ａと主軸１３とを一致させることができる。なお、ミラー７の回転制御は、例えば、フィードバック制御によって傾斜角が４５°になるように制御する方法や、回転角が４５°で位置決め可能な機構を設けて、傾斜角が４５°になるように制御する方法などがある。

次に、図４に示すように、磁気発生回路５ｂに電流を流せば、磁気発生回路５ｂから発生した磁場によって、ミラー７は回転軸８の軸回りにトルクを生じ、反射面がレーザチップ３の出射面３ａに対向する位置まで回動する。この際、ミラー７の反射面の角度を、レーザチップ３の出射光軸に対して４５°となるようにすれば、レーザチップ３から出射しミラー７で反射した光線１４ｂを、主軸１３に一致させることができる。

したがって、レーザチップ２及び３のうちいずれか一方を選択的に動作させる際、磁気発生回路５ａまたは５ｂのうちいずれか一方を動作させることにより、ミラー７を回転させ、レーザチップ２または３から出射される光線を垂直方向へ反射させることができる。これにより、ミラー７を反射した光線１４ａ及び１４ｂを、主軸１３に一致させることができる。

２−２．ミラー７の回転および固定動作
図５及び図６は、ミラー７の回転動作を示す模式図である。図７は、ミラー７の平面図である。

ミラー７は、硬磁性体を含む材料で構成され、あらかじめ着磁を行って磁石としておく。このようなミラー７は、図５に示すように、複数の磁気発生回路（不図示）のうち一方の回路に電流を流すことで、ミラー７を矢印に示す方向及びその逆方向へ回転させることができる。ミラー７を回転させ、ミラー７と磁心１２ａまたは１２ｂとが接触したとき、ミラー７を４５°に傾斜させている状態で保持させることができる。この時、磁心１２ａ、１２ｂは、ミラー７を構成する磁石により磁化されているため、磁気発生回路への通電を遮断しても、ミラー７と磁心１２ａまたは１２ｂとは吸着状態を維持し、ミラー７は４５°で傾斜している状態を維持することができる。

ここで、ミラー７が所望の傾斜角度になるように、ミラー７の大きさ、または磁心１２ａ、１２ｂの大きさを調整しておけば、ミラー７を所定の角度で維持させることができる。

なお、本説明における「接触」とは、ミラー７を構成する磁石と磁心１２ａ（または１２ｂ）とが直接的に接触している状態（吸着）に限定されず、両者が磁力によって吸引され、ミラー７の一部が基板１に接触している状態をも含んでいる。

さらに、ミラー７の一部を磁石とする構成の場合、ミラー７と磁心１２ａ（または１２ｂ）とは互いに引力により吸引されるため、外乱の影響を受けにくい構成となる。その吸引状態を解除して別の状態に遷移させる場合には、磁気発生回路のミラー７と対向する側（例えば１２ａ）に、ミラー７の磁極とは反対の磁極を発生するように電流を流せばよい。また、対を成す磁気発生回路（例えば１２ｂ）には、逆にミラー７との間に引力が働く磁極を形成するように通電すると、遷移はさらに容易となる。

また、図６に示すように、ミラー７の下部に、例えば直角二等辺三角形状の突起１９を形成し、ミラー７の一部またはすべてを磁性体とし、突起１９の一部またはすべてを磁性体とすることにより、ミラー７の磁性体および突起１９は、磁気発生回路（図６では図示せず）により生じた磁場によって、ともに磁化されて引力を発生し、その結果、ミラー７と突起１９を互いに面接触させて固定することができる。

また、ミラー７の一部または全てを、導電性磁性体あるいは導電性部分が周辺に構成された磁性体とするとともに、突起１９の一部（表面）またはすべてを導電体とする構成とすれば、ミラー７および突起１９の導電性部分の間に電圧を印加することによって、両者に静電引力を生じさせ、互いに面接触させて固定することもできる。なお、この構成においてはミラー７または突起１９の導電体の少なくとも一方は、両者が互いに電気的に接触することがないように薄い絶縁層で被覆しておかなければならない。

３．レーザモジュールの製造方法
図８Ａ〜図１３Ｂは、レーザモジュールの製造過程を工程毎に示した断面図である。図８Ａ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａは、図１におけるＡ−Ａ’部の断面である。また、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂは、図１におけるＢ−Ｂ’部の断面である。

以下では、特に指定しない限り、半導体基板の主面は（００１）面とし、ＫＯＨ水溶液による異方性エッチングで形成されるテーパ角は（１１１）面とのなす角である、略５４．７°である。

まず、図８Ａ及び図８Ｂは、基板１上にコイル１１ａ、１１ｂを作製する工程を示している。図８Ａ及び図８Ｂにおいて、基板１（例えばシリコン基板）上に、エッチングにより凹部を形成する。形成した凹部に、図８Ｂに示すように磁性体から構成される磁心１２ａ、１２ｂを堆積する。磁心１２ａ、１２ｂは、スパッタ法・蒸着法や電解めっき法により、形成することができる。磁心１２ａ及び１２ｂの磁性体材料は、ニッケル（Ｎｉ）やパーマロイ（ＦｅＮｉ）などの軟磁性材料で構成されていることが好ましい。なお、この磁心１２ａ及び１２ｂは、磁気発生回路の近傍に存在し、発生磁場によって磁化されるように配置すればよく、必ずしもコイル１１ａ及び１１ｂの中心に配置する必要はない。

次に、基板１上に絶縁層１０を形成し、基板１を絶縁状態にする。なお、絶縁層１０は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、樹脂などの低誘電率材料で構成することができる。

次に、絶縁層１０上に、金属配線によりコイル１１ａ、１１ｂを形成する。金属配線は、電解めっき法により形成することができる。また、金属配線は、例えば銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などの材料で構成される。磁心１２ａ、１２ｂは、それぞれコイル１１ａ、１１ｂに電流を流すことにより磁化され、磁場を増幅する。なお、磁心１２ａ、１２ｂは必ずしも設ける必要はない。コイル１１ａ、１１ｂに通電するのみで回転体を回転させることができる。しかし、磁心１２ａ、１２ｂを設けることで、磁心と硬磁性体（磁石）との間に生じる引力を利用して、ミラー７を所定の角度で保持させることができる。

なお、硬磁性体は、例えば、コバルト（Ｃｏ）、コバルト系合金であるコバルト白金合金（ＣｏＰｔ）、コバルトニッケル合金（ＣｏＮｉ）、コバルトリン合金（ＣｏＰ）などで構成される。

次に、図８Ｂに示すように、磁気発生回路５ａ、５ｂを被覆するように絶縁層１０′を形成し、磁気発生回路５ａ、５ｂを埋め込み、基板１５を形成する。なお、絶縁層１０′は、絶縁層１０と同様の材料で構成することができる。また、磁気発生回路を多層化する場合は、上記積層処理を繰り返せばよい。

図９Ａ及び図９Ｂは、ミラー７を備えた基板１６の作製方法を示す断面図である。

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、まず、基板４上に電解めっき用に電極を蒸着し、この上にフォトレジストを塗布して、ミラー７の形状にフォトリソグラフィ法によりパターニングする。この状態で、磁性体を電解めっきし、フォトレジストを除去すれば、所望形状のミラー７が形成される。なお、磁性体は、例えばニッケル（Ｎｉ）、パーマロイ（ＦｅＮｉ）で構成される。また、ミラー７を形成する際、回転軸８を一体形成しておけば、回転軸を備えた磁性体ミラーを作製することができる。

なお、図７に示すように、回転軸８の幅がミラー７に近い部分ほど大きくなるように形成することで、ミラー７と回転軸８との接続部分における応力集中を軽減し、強度を向上させることができる。また、回転軸８とミラー７とが、図７に示すように滑らかに接続されている方が、回転ブレに対する安定性の面から好ましい。また、ミラー７を電解めっきで形成する際、ミラー７の回転軸８の下地部分のみに、犠牲層（フォトレジスト、シリコン酸化膜など）を設けておけば、電解めっき後に犠牲層を選択的に除去することによって、回転軸８と基板４とを非固定状態にすることができる。さらに、犠牲層の膜厚を調整することによって、回転軸８の中心軸とミラー７の反射面との距離を調整することができるため、レーザチップからの出射光がミラー７の水平中心線（対称線）上で反射されない場合でも、第１のレーザチップ２及び第２のレーザチップ３の出射光の反射点を、互いに完全に一致させることが可能である。

また、めっきにおける下地電極面は、下地の平坦性を反映して表面平坦性が非常によいので、この面をミラーとして利用すればよい。この場合、図には示していないが、基板４の表裏が反転した状態になるようにプロセス（レーザチップの実装位置など）を変更すればよい。

上記工程にて、ミラー７が形成されている基板１６を作製することができる。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、軸受を備えた基板１７の作製方法を示す断面図である。

図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、半導体基板９（例えばシリコン基板）上に、回転軸８の軸受となる凹部９ａを形成する。この凹部９ａはフォトリソグラフィとエッチングにより作製することができる。

この時、回転軸８を含むミラー７全体およびレーザチップ実装部分の形状に、フォトレジストをパターニングしておくことによって、ミラー７を回転させるための空間を作製することができる。このようにして、軸受が形成されている基板１７を作製することができる。

ここで、基板９の凹部９ａ内に、シリコン窒化膜などの低摩擦材料を薄く堆積させておくことにより、ミラー７の回転を平滑に行うことができる。また、基板９の凹部９ａを形成した面に、化学的気相成長法（ＣＶＤ）などによりシリコン窒化膜を全面堆積し、エッチングによって凹部９ａを除く領域のシリコン窒化膜を除去しても良い。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、基板１６と基板１７とを接合した基板１８の断面図である。基板１６と基板１７は、半導体同士の直接接合、金属膜（例えば金（Ａｕ）あるいは金錫合金（ＡｕＳｎ）など）を介した接合、樹脂（例えばベンゾシクロブテンＢＣＢ等）を介した接合などの接合方法によって、接合させることができる。

次に、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、図１１Ａ及び図１１Ｂに示す接合工程で接合された基板１８に対し、ミラー７において回転軸８および凹部９ａに対応する部分を除く部分を両面からエッチングして、貫通孔を形成する。すなわち、基板１６側にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィによりパターニングし、さらに酸化膜をパターニングしてマスクとし、ＫＯＨ水溶液中でシリコンをエッチングする。水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液中でのエッチングの際に、ミラー７の反射面が完全に露出するようなマスク形状としておく。

続いて、基板１７側についても、同様にＫＯＨ水溶液中でシリコンをエッチングする。

この時、基板１６と基板１７の厚さを同等にしておき、両側から同時にエッチングを行うことによって、ミラー７がＫＯＨ水溶液に暴露される時間を短縮することができる。

最後に、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、基板１８と基板１５を接合するとともに、基板をダイシングしてチップ化し、第１のレーザチップ２及び第２のレーザチップ３をレーザ実装部分に実装することにより、二波長レーザモジュールが実現する。

なお、ミラー基板１８とコイル基板１５は、ダイシングした後に貼り合わせてもよい。

また、レーザチップの少なくとも一方をモノリシック型あるいはハイブリッド型の二波長レーザチップで構成することにより、三波長以上に対応した多波長レーザモジュールが作製できる。

なお、図１３Ａ及び図１３Ｂに示す工程において、シリコン基板にエッチングで孔を形成したが、図９Ａ及び図９Ｂに示す工程、または図１０Ａ及び図１０Ｂに示す工程で、それぞれ予め各基板１６、１７に対してエッチングにより孔を形成しておいても同様の効果が得られる。

また、回転軸８は、基板４に固定された梁（固定梁、ねじり梁）で構成することも可能である。しかし、実施の形態１の回転軸８のように、基板４に対して可動自在に支持されていることで、ミラー７を所望の角度に傾斜可能であるだけでなく、必要電力の低減を図ることも可能であるため好ましい。

（実施の形態２）
１．レーザモジュールの構成
図１４は、実施の形態２における多波長レーザモジュールの構成を示す断面図である。

図１４に示す多波長レーザモジュールは、基板２３、可動台２０、可動台２０上に設けられた断面山形をなす突起状ミラー２１、基板２３上に設けられた第１の電極２４ａ及び２４ｂ、可動台２０の底面に設けられた第２の電極２５ａ及び２５ｂ、第１のレーザチップ２、第２のレーザチップ３から構成されている。

レーザチップ２および３は、それぞれ出射面２ａ及び３ａが互いに対向するように配置されており、レーザチップ２および３の間に突起状ミラー２１が配置されている。可動台２０は、レーザチップ２及び３の対向方向および基板２３の垂直方向の双方に直角な方向に延設された回動軸（梁）２２により、回動自在に保持されている。

突起状ミラー２１における反射面２１ａ及び２１ｂは、可動台２０に対して任意の傾斜角になるように配されている。可動台２０の底部と基板２３に設けられた電極２４ａと２５ａ、２４ｂと２５ｂ間の静電引力によって、基板２３に対する可動台２０の傾斜角を変えることができる。

なお、図１４に示すレーザモジュールにおいて、層間に絶縁層や酸化膜が配されている部分があるが、便宜上、図示は省略している。

２．レーザモジュールの動作
まず、図１５に示すように、第１の電極２４ｂおよび第２の電極２５ｂに対し、互いに逆極となるように電圧を印加すると、第１の電極２４ｂと第２の電極２５ｂの間に静電引力が生じる。すると、可動台２０は、その引力によってレーザチップ３側に傾斜する。その際、レーザチップ２の出射光軸に対する突起状ミラー２１の傾斜角が４５°となるように印加電圧を制御すれば、レーザチップ２からの出射光を基板２３の主面に対して垂直上方に立ち上げることができる。なお、図１５において、反射面２１ａを反射した光線１４ａと、主軸１３とは一致している。

一方、図１６に示すように、第１の電極２４ａおよび第２の電極２５ａに対し、互いに逆極性となるように電圧を印加すると、第１の電極２４ａと第２の電極２５ａの間に静電引力が生じる。すると、可動台２０は、その引力によってレーザチップ２側に傾斜する。その際、レーザチップ３の出射光軸に対する突起状ミラー２１の傾斜角を４５°となるように印加電圧を制御すれば、レーザチップ３からの出射光を基板２３の主面に対して垂直上方に立ち上げることができる。なお、図１６において、反射面２１ｂを反射した光線１４ｂと、主軸１３とは一致している。

なお、可動台２０は、基板２３に対して空中に浮いた状態にあるが、梁２２（固定梁、ねじり梁）を通じて基板２３と一体化しておくことができる。梁２２は、例えばシリコンで構成し、可動台２０を形成する際に同時に作製することができる。梁２２によって、可動台２０には適当な復元力を生じさせることができるので、印加電圧を制御して静電引力と復元力とのバランスをとることによって、可動台２０の傾斜角を調整できる。

また、第２の電極２５ａ、２５ｂへの配線は、梁２２に金属配線を施すことによって行うことができる。

さらに、可動台２０を静電引力で傾斜させる構成では、例えば第１の電極２４と対向電極２５とが、所定の電圧以上で絶縁膜２６を介して接触すると同時に電圧印加を停止すると、電極２４と対向電極２５とは互いに引力で吸引された状態で維持される（pull-in）。これにより、可動台２１（ミラー）を、所定角度で保持することができる。

なお、実施の形態２では、静電引力によって可動台２１を動作させているが、実施の形態１に示すように磁力によって可動台２１を動作させる構成でもよい。

３．レーザモジュールの製造方法
図１７〜図１９は、第１の電極を形成し、ミラーを空中に浮かせる構造の作製方法を説明するための断面図である。

以下では、特に指定しない限り、半導体基板の主面は（００１）面とし、ＫＯＨ水溶液による異方性エッチングで形成されるテーパ角は（１１１）面とのなす角である、略５４．７°である。

まず、図１７に示すように、半導体基板２９（例えばシリコン基板）上に、下地の絶縁層２８を堆積する。絶縁層２８は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜、ポリイミドやＢＣＢなどの樹脂で構成することができる。絶縁層２８を堆積後、電極２４ａ及び２４ｂを形成する。電極２４ａ及び２４ｂは、ポリシリコンを堆積しパターニングしたもの、あるいは、金属を電解めっき法や蒸着法により堆積させて構成することができる。

次に、図１８に示すように、電極２４ａ及び２４ｂ上に絶縁層３０を堆積し、電極２４ａ及び２４ｂを被覆及び絶縁する。絶縁層３０は、絶縁層２８と同じ材料で構成することができる。絶縁層３０は、厚めに堆積しておき、化学的機械研磨（ＣＭＰ）によって表面を平坦化する。

次に、基板３１を準備する。基板３１は、例えばシリコン基板にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィとエッチングによってマスク（例えばシリコン酸化膜）を形成し、基板を貫通する開孔３１ａをエッチングにより形成したものである。

次に、図１９に示すように、基板２９と基板３１とを、絶縁層３０を介して接合する。絶縁層３０は、ＢＣＢなどの樹脂で構成されていることが好ましく、基板２９と基板３１とを良好に接合させることができる。接合により作製された基板３２を、「下部電極基板」とする。

図２０〜図２３は、可動ミラーの作製工程を説明するための断面図である。

まず、図２０に示すように、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板３３は、ＳＯＩ層（Ｓｉデバイス層）３３ａ、埋め込み酸化膜３３ｂ、支持基板３３ｃから構成されている。ＳＯＩ基板３３の両面には、絶縁層３４ａ及び３４ｂが形成されている。絶縁層３４ａ及び３４ｂは、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などで構成することができるが、シリコン窒化膜の方が好ましい。

図２０に示す絶縁層３４ａを、フォトリソグラフィとエッチングによりパターニングする。パターニングされた絶縁層３４ａをマスクにして、ＳＯＩ層３３ａをエッチングする。これによって、梁２２で連結された可動台２０（図１４参照）が形成される。

次に、図２１の示すように、絶縁層３４ａの上に、第２の電極２５ａ及び２５ｂを形成する。

次に、図２２は、図２１に示すＳＯＩ基板３３と図１９に示す基板３２とを、第１の電極２４ａ及び２４ｂが第２の電極２５ａ及び２５ｂに対向するように、接合する工程を示している。接合は、実施の形態１と同様の手法により実施される。基板３２は、梁２２および可動台２０を支持する支持部（不図示）が形成されている。

次に、図２３は、接合された基板に対して、絶縁層３４ｂをパターニングし、それをマスクにしてＫＯＨ水溶液中で異方性エッチングしたものである。これにより、テーパが略５４．７°の突起状ミラー２１が形成される。シリコンエッチングは、埋め込み酸化膜３３ｂ（図２２参照）で反応が停止する。反応が停止した段階で露出している埋め込み酸化膜３３ｂを、フッ化水素酸（ＨＦ）で除去すれば、ミラー２１が梁２２に可動自在に支持されている状態となる。

実施の形態２では、可動台２０は、静電力を駆動源にして動作するため、回動軸は復元力がある捻り型梁（固定梁）で構成されている。梁の一方は可動台２０に固定され、他方は基板２７に固定されている。

図２４に示すように、第１のレーザチップ２と第２のレーザチップ３とを、それぞれ台座３５及び３６を介して、基板３２上に実装すれば、多波長レーザモジュールが完成する。

なお、台座３５及び３６は、その厚さを調整することで、各レーザチップ２及び３から出射される光線の光軸が一致するように調整することができる。

また、台座３５及び３６は、各レーザチップ２及び３のヒートシンクとしても有用である。

また、レーザチップ２及び３を実装する前に、基板３２はダイシングしてチップ化され、そこにレーザチップ２及び３を実装することが望ましい。

また、図１４において、層間に配されている絶縁層や酸化膜は図示を省略しているが、実際は本項にて説明したように絶縁層や酸化膜が形成されている。

（実施の形態３）
１．レーザモジュールの構成
図２５は、実施の形態３に係るレーザ装置の斜視図である。

図２５において、レーザ装置は、基板１０上に台座６１（サブマウントあるいは金（Ａｕ）バンプ等）を介して実装されているレーザチップ６２と、基板１０上に実装されている反射体６３とから構成されている。また、反射体６３は、互いに「く」の字型に接続された第１の反射面６３ａ、第２の反射面６３ｂとを備えている。

レーザ光８０は、第１の光軸８１〜第３の光軸８３に沿って進行する。レーザ光８０において、レーザチップ６２から出射し反射体６３の第１の反射面６３ａに到達するまでの部分を「第１の光軸８１」と呼ぶ。また、第１の反射面６３ａを反射し第２の反射面６３ｂに到達するまでの部分を「第２の光軸８２と呼ぶ。また、第２の反射面６３ｂを反射し外方へ出射する部分を、「第３の光軸８３」と呼ぶ。

反射体６３は、レーザ光８０を反射可能な第１の反射面６３ａ及び第２の反射面６３ｂを備えている。第１の反射面６３ａは、レーザチップ６２から出射され第１の光軸８１に沿って進む光束を、第２の反射面６３ｂの方向へ反射させるよう配置される。第２の反射面６３ｂは、第１の反射面６３ａにより反射された第２の光軸８２に沿って進む光束を、基板６０主面（あるいは第１の光軸）に対して垂直方向へ反射させるよう配置される。第１の反射面６３ａ及び第２の反射面６３ｂは、本実施の形態ではそれぞれ平面とし、互いに所定の角度を介してその一辺同士が接している構成であるが、必ずしも接している必要はなく、所定の間隙を介して配置されてもよい。

図２６は、図２５におけるレーザチップ６２および反射体６３を含む断面図を示す。第１の反射面６３ａと第２の反射面６３ｂのなす角は、１３５°に設定されている。また、第１の反射面６３ａと基板１０主面（あるいは第１の光軸）とのなす角は、２２．５°であることが望ましい。第１の光軸８１上には第１の反射面６３ａが位置し、第１の反射面６３ａで反射されたレーザ光は、第２の光軸８２に沿って進行して第２の反射面６３ｂで再び反射され、第３の光軸８３に沿って進行する。なお、レーザーモジュールから出射され、対物レンズへ入射されるレーザ光は、コリメートレンズ等によって、平行光化されていることが望ましい。

ここで、第１の反射面６３ａと第２の反射面６３ｂのなす角が１３５°に設定されているので、第１の光軸８１（入射光に対応）と第３の光軸８３（出射光に対応）のなす角は９０°となる。このように入射光と出射光とのなす角度が不変である反射体８３は、例えば、コーナーキューブリフレクタ（３つの反射面が互いに直交した反射体）として知られている。

次に、反射体８３において、入射光と出射光とのなす角度が不変となる理由について簡単に説明する。図２８において、第１の光軸８１と第１の反射面６３ａとでなす角をα（入射角、９０°−α）、その交点をＰとする。第２の光軸８２と第２の反射面６３ｂとでなす角をβ（入射角、９０°−β）、その交点をＲとする。第１の反射面６３ａと第２の反射面６３ｂの接点（交線）をＱとする。この時、△ＰＱＲの内角の和は、
α＋β＋１３５°＝１８０°
から、
α＋β＝４５°
である。第１の光軸８１と第３の光軸８３とでなす角ＰＯＲは
∠ＰＯＲ＝１８０−（２α＋２β）
＝９０°
である。

したがって、立ち上げ角（第１の光軸８１と第３の光軸８３のなす角）はα、βによらず、２つの反射面のなす角（光路平面上での反射面のなす角）のみで一意に決定される。

なお、第１の反射面６３ａと第２の反射面６３ｂとを一般的な角度（例えば、ζ）とすることにより、レーザ放射光（第１の光軸８１）と立ち上げ光（第３の光軸８３）のなす角δを、
δ＝２（１８０°−ζ）
とすることができるので、例えば、立ち上げ方向を主面に対して９０°とすることに限らず、所望の角度に偏光する場合にも有効である。

有限のビーム幅を持つレーザ光を扱う場合、反射面の面積を低減し、反射体の大きさを小型化するためには、第１の光軸８１に沿う第１の反射面６３ａへの入射角と第２の光軸８２に沿う第２の反射面６３ｂへの入射角を、同一（αおよびβをともに２２．５°）にすることが望ましい。

いま、図２７に示すように、反射体６３が微小角Δθの傾斜ずれをもって設置された場合を考えると、第１の反射面６３ａと第２の反射面６３ｂのなす角が１３５°に設定されているので、第１の光軸８１と第３の光軸８３のなす角は９０°である。

すなわち、レーザ光が、第１の反射面６３ａ及び第２の反射面６３ｂにおいて各１回ずつ反射される限り、反射体６３がどのように設置されても、第１の光軸８１と第３の光軸８３とのなす角は９０°であり、チルト角（基板主軸に対する第３の光軸８３の偏角）に影響を与えない。

したがって、上記ような構成の反射体６３を搭載することによって、レーザチップから出射されるレーザ光を、出射光軸に対して必ず９０°の方向に立ち上げることができる。

２．レーザモジュールの製造方法
次に、２つの反射面が１３５°をなす反射体６３を作製する方法について説明する。

まず、図２９に示すように、第１のシリコン基板７１および第２のシリコン基板７２を接合したものを作製する。これらの基板は、いずれの表面も鏡面研磨加工されている。第１のシリコン基板７１と第２のシリコン基板７２の間には、熱酸化シリコン膜７４を設ける。このような基板は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板として知られている。ここで、第２のシリコン基板７２として、９．７°オフ基板を使用する。「９．７°オフ基板」とは、＜００１＞結晶軸を、基板主面に対して＜１１０＞方向に９．７°傾斜（オフ角）させたシリコン基板のことである。図８は（１−１０）面断面（オフ角方向に対して平行な面）を示したものであり、マスク、エッチング面等はこの面に垂直な方向に形成する。

次に、第２のシリコン基板７２の表面に、酸化シリコン膜マスク７３を形成する。

次に、図３０に示すように、第２のシリコン基板７２を酸化シリコン膜マスク７３をマスクとして、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液（例えば、濃度２０ｗｔ％、温度８０℃）中でエッチングする。ＫＯＨ水溶液によるシリコンのエッチングでは、（１１１）結晶面のエッチングレートが極めて小さいために、側面にシリコン（１１１）面を持つ構造が形成される。（００１）面に対する（１１１）面の角度は５４．７°であり、９．７°オフ基板を用いていることによって、一方の角度は４５°にすることができる。この（１１１）面は、鏡面性を有し、光学反射面として利用できる。さらに、ＫＯＨ水溶液によるシリコン酸化膜のエッチングレートは極めて遅いので、シリコン酸化膜７４が露出した段階で、第２のシリコン基板７２のエッチングは停止する。

次に、図３１に示すように、シリコン酸化膜７４の露呈部をフッ化水素酸（ＨＦ）により全面除去する。さらに、反射体６３として使用可能なように、所望サイズにダイシングする。この段階で、シリコン（１１１）面である第１の反射面６３ａと、鏡面加工面である第２の反射面６３ｂとが形成される。なお、第１の反射面６３ａと第２の反射面６３ｂとで成す角は、１３５°である。

なお、図３３に示すように、第１の反射面６３ａ及び第２の反射面６３ｂの表面に、金属膜や誘電体多層膜などから構成される反射膜７５を形成することで、反射率の向上を図ることができる。金属膜は、例えば金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などで構成されている。また、誘電体多層膜は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）などの積層膜で構成されている。

次に、図３２に示すように、ダイシングされた反射体６３を、反射面を保護しながらその底面を２２．５°の傾斜角となるように研削・研磨する。これにより、反射体６３を形成することができる。

以上のように本実施の形態によれば、反射体６３に、互いに所定角度（本実施の形態では１３５°）を介して第１及び第２の反射面６３ａ及び６３ｂを設け、レーザチップ６２からのレーザ光を第１の反射面６３ａ及び第２の反射面６３ｂに反射させて進行させる構成とすることにより、反射体６３を基板６０に実装した時、反射体６３の位置寸法にばらつきが生じても、そのばらつきを吸収し、レーザチップ６２からの出射光線を垂直に立ち上げることができる。よって、従来必要だった後段の光学系における光軸位置補正が不要となって、装置の設計が容易になるとともに、高精度レーザ装置を小型ならびに低コストに実現することができる。

（実施の形態４）
図３４は、実施の形態４におけるレーザ装置の構成を示す断面図である。図３４（ａ）は反射体が正規の位置にある状態、図３４（ｂ）は反射体が微小角傾いた状態、図３４（ｃ）はスライドステージを水平移動させて光軸補正した状態、図３４（ｄ）はスライドステージを垂直移動させて光軸補正した状態を示す。

図３４において、前述の実施の形態に記載の構成と同様の構成要素については、同一番号を付与してその具体説明は省略する。実施の形態４は、実施の形態３と同様の構成において、反射体６３がスライドステージ６４（移動手段）上に配置されている点が特徴である。なお、反射体６３は、スライドステージ６４上に、接着剤などで固定されている。また、スライドステージ６４は、マイクロマシン技術を用いて作製することができる。

スライドステージ６４は、その主面に反射体６３が配されており、矢印ＡまたはＢに示すように第１の光軸８１と平行な方向へスライド可能な構造となっている。

以下、動作について説明する。

反射体６３が正規の位置に実装されている場合は、図３４（ａ）に示すように、レーザチップ６２から出射される光束が、光軸８０に沿って進行する。

ところが、スライドステージ６４に対する反射体６３の接着精度が低く、図３４（ｂ）に示すように、レーザ光の放射方向（反射体６３の傾斜方向）に微小角Δθの誤差（ばらつき）を含んで傾斜して配置された場合、チルト角には影響を与えない（即ち、第３の光軸８３は第１の光軸８１に対して直交する方向に向いている）が、第３の光軸８３の水平方向位置は、レーザ光の放射方向（第１の光軸８１の方向）にΔｈだけずれてしまう。

そこで、図３４（ｃ）に示すように、スライドステージ６４をレーザ光の放射方向（矢印Ｂ方向）に、Δｈ分平行移動させることによって、Δｈを０とし、光軸ずれを解消することができる。

また、図３４（ｄ）に示すように、スライドステージ６４を垂直方向（矢印Ｃ及びＤ方向）へスライド可能に構成しても、第３の光軸８３の位置を図３４（ｂ）に示すような光軸ずれを０にするよう調整することができる。すなわち、図３４（ｂ）に示す状態から、スライドステージ６４を矢印Ｃの向きにΔＶスライドさせることにより、図３４（ｄ）に示すように、第３の光軸８３（立ち上げ光の光軸）の水平方向の位置を、基準位置である図３４（ａ）に示す位置に一致させることが可能になる。

以上のように本実施の形態によれば、反射体６３をスライドステージ６４上に設け、第１の光軸８１と平行方向へスライド可能に設けたことにより、反射体８３に取り付け誤差が原因で生じた第３の光軸８３（立ち上げ光）の水平方向の光軸のずれを、水平方向に位置調整することが可能となり、高精度の位置合わせが可能である。よって、後段の光学系における光軸位置補正が不要となって、装置の設計が容易になり、高精度レーザ装置を小型に実現することができる。

また、スライドステージ６４を垂直方向（第３の光軸と平行な方向）へスライド可能に構成しても、同様の作用効果が得られる。

（実施の形態５）
図３５は、発明の実施５におけるレーザ装置の構成を示す断面図である。

図３５において、前述の実施の形態に記載の構成と同様の構成要素については、同一番号を付与してその具体説明は省略する。実施の形態５は、実施の形態３の構成に加えて、第２の台座９１上に設けられた第２のレーザチップ９２と、第２のレーザチップ９２に対向して配置された反射体９３（反射面９３ａ、９３ｂを備えている）とを備えている。第１のレーザチップ６２および第２のレーザチップ９２は、出射端面が互いに対向するように配置されている。第１の反射体６３および第２の反射体９３は、矢印ＥおよびＦ方向にスライド可能なスライドステージ６５上に設置されている。なお、実施の形態１で説明した通り、スライドステージ６５における第１の反射体６３及び第２の反射体９３の実装ずれは、光軸のチルト角には影響を与えない。

以下、動作について説明する。

まず、第１のレーザチップ６２から出射されるレーザ光を垂直方向へ反射させる場合、スライドステージ６５を矢印Ｅ方向へスライドさせ、図３５（ａ）に示す状態にする。これにより、第１のレーザチップ６２から出射されるレーザ光が、反射体６３の第１の反射面６３ａ及び第２の反射面６３ｂで反射され、垂直方向へ出射される。すなわち、第１のレーザチップ６２から出射されるレーザ光は、光軸８１、８２、８３に沿って進行する。

一方、第２のレーザチップ９２から出射されるレーザ光を垂直方向へ反射させる場合は、スライドステージ６５を矢印Ｆ方向へスライドさせ、図３５（ｂ）に示す状態にする。これにより、第２のレーザチップ９２から出射されるレーザ光が、反射体９３の第１の反射面９３ａ及び第２の反射面９３ｂで反射され、垂直方向へ出射される。すなわち、第２のレーザチップ９２から出射されるレーザ光は、光軸８４、８５、８６に沿って進行する。

このように、第１の反射体６３と第２の反射体９３はスライドステージ６５によって矢印Ｅ及びＦ方向へ移動させる構成としたことにより、光軸８３に沿って進行する光束の進路と、光軸８６に沿って進行する光束の進路とを、一致させることができる。

以上のように本実施の形態によれば、第１のレーザチップ６２及び第２のレーザチップ９２から垂直方向へ出射される光束の進路を、簡単かつ高精度に一致させることができる。

さらに、スライドステージ６５を平行移動させる際、第１及び第２の反射体６３及び９３に光軸方向の傾斜ずれが発生した場合でも、光軸のチルト角は影響されないので、第３の光軸８３及び８６の水平方向の位置は変動しない。

万一、第３の光軸８３及び８６において水平方向の位置ずれが発生した場合でも、その位置ズレを打ち消すようにスライドステージ６５のスライド量を制御することで、光軸の水平方向の位置ズレを解消することができる。

（実施の形態６）
図３６は、実施の形態６におけるレーザ装置の構成を示す断面図である。

図３６において、前述の実施の形態に記載の構成と同様の構成要素については、同一番号を付与してその具体説明は省略する。基板６０上に、台座６１および９１を介して、それぞれ第１のレーザチップ６２および第２のレーザチップ９２が実装されている。第１のレーザチップ６２および第２のレーザチップ９２の出射面は、互いに平行に対向して配置されており、それぞれのレーザチップの出射光軸である第１の光軸８１及び８４上に、反射体９４が配置されている。反射体９４は、互いに「く」の字型に接続された第１の反射面９４ａと第２の反射面９４ｂとを備えている。反射体９４には、梁６８（回転梁）が接続されており、反射体９４は梁６８の周りに回転可能に支持されている。

以下、動作について説明する。

まず、第１のレーザチップ６２からのレーザ光を垂直方向へ出射させるには、図３６（ａ）に示すように、反射体９４を梁６８を中心として矢印Ｇ方向へ回転させて第１の状態にする。第１の状態における反射体９４は、ストッパ６６により回転方向の位置が規制されている。第１の状態において、反射体９４の傾斜角度にばらつき等の要因（例えば、ストッパの位置精度、寸法精度）が含まれていても、本実施の形態に示すような反射面９４ａ及び９４ｂを備えていることで、光軸のチルト角は影響を受けない。これにより、第１のレーザチップ６２から出射されるレーザ光は、光軸８１、８２、８３に沿って進行する。

次に、第２のレーザチップ９２からのレーザ光を垂直方向へ出射させるには、図３６（ｂ）に示すように、反射体９４を梁６８を中心として矢印Ｈ方向へ回転させて第２の状態にする。この状態における反射体９４は、ストッパ６６により回転方向の位置が規制されている。

第１及び第２の状態において、反射体９４の傾斜角度にばらつき等の誤差要因が含まれていても、本実施の形態に示すような反射面９４ａ及び９４ｂを備えていることで、光軸のチルト角は影響を受けない。これにより、第２のレーザチップ９２から出射されるレーザ光は、光軸８４、８５、８６に沿って進行する。

第１及び第２の状態において、梁６８の回転中心と、第１の光軸８１及び第３の光軸８３との交点と、第１の光軸８４及び第３の光軸８６の交点とを一致させておくことにより、第３の光軸８３と８６とを高精度に近接または一致させることができる。

図３６（ａ）から図３６（ｂ）への状態遷移、またはその逆の状態遷移を行うには、例えば、反射体９４に磁性体６７（永久磁石）を付着させておき、別途設けられた磁気発生回路（図示せず）によってスイッチングする方法により実現することができる。

以上のように本実施の形態によれば、第１のレーザチップ６２及び第２のレーザチップ９２から出射され、第３の光軸８３及び８６に沿って進行するレーザ光を、簡単かつ高精度に一致させることができるものである。

（実施の形態７）
図３７は、実施の形態７におけるレーザ装置の構成を示す断面図である。

図７において、前述の実施の形態３〜６に記載と同様の構成要素については、同一番号を付与してその具体説明は省略する。基板６０上に、台座６１および９１を介して、それぞれ第１のレーザチップ６２および第２のレーザチップ９２が実装されている。レーザチップ６２および９２の出射面は、互いに平行かつ対向して配置されている。

反射体６３は、レーザチップ６２及び９２から出射されるレーザ光の第１の光軸８１及び８４と反射面６３ａとが交差するように、配置されている。また、反射体６３は、互いに「く」の字型に接続された第１の反射面６３ａ及び第２の反射面６３ｂを備えている。また、反射体６３は、回転ステージ６９の上に配置されている。回転ステージ６９は、マイクロマシン技術によって作製することができる。なお、回転ステージ６９上に反射体６３を固定する際に、位置精度にばらつきが生じても、光軸のチルト角には影響を与えない。

以下、動作について説明する。

まず、第１のレーザチップ６２から出射されるレーザ光を垂直方向へ進行させるには、図３７（ａ）に示すように、回転ステージ６９を矢印ＩまたはＪ方向へ回転させ第１の状態にする。図３７（ａ）は、レーザチップ６２から出射されるレーザ光を反射体６３で反射させて、垂直方向へ立ち上げた状態である。これにより、第１のレーザチップ６２から出射されるレーザ光は、光軸８１、８２、８３に沿って進行する。

次に、第２のレーザチップ９２から出射されるレーザ光を垂直方向へ進行させるには、図３７（ｂ）に示すように、回転ステージ６９を矢印ＩまたはＪ方向へ回転させ第２の状態にする。図３７（ｂ）は、レーザチップ９２から出射されるレーザ光を反射体６３で反射させて、垂直方向へ立ち上げた状態である。これにより、第２のレーザチップ９２から出射されるレーザ光は、光軸８４、８５、８６に沿って進行する。

また、回転ステージ６９が歳差運動をする場合には、第１、第２、第３の光軸を含む平面が反射体６３を切断したときの反射面６３ａ、６３ｂのなす角が、１３５°となる角度に回転ステージ６９の回転量を制御しなければ、チルト角が変化することには注意が必要である。

以上のように本実施の形態によれば、第１のレーザチップ６２及び第２のレーザチップ９２から出射され、第３の光軸８３及び８６に沿って進行するレーザ光を、簡単かつ高精度に一致させることができる。

なお、本実施の形態では、レーザチップを２個設けた構成について説明したが、３個以上であってもよい。その際は、全てのレーザチップを反射体の周囲でかつその出射面が反射体側へ向くように配置し、回転ステージの回転制御に基づき反射体が全てのレーザチップと対向するように制御すれば、実現が可能である。

（実施の形態８）
実施の形態８は、一定の拡がり角を有する放射光（平行光化されていない場合）に対して、反射体を適用する例である。レーザ光を平行光化するには、レーザチップと反射体との間に、微小なコリメートレンズを高精度に配置する必要があるが、レンズそのものの設計・作製やその実装精度によっては、良好な平行光が得られるわけではない。

図３８は、実施の形態８のレーザ装置の断面図で、図３９は図３８の反射体６３のみを抜粋した図である。

反射面の大きさ（長さ）は、レーザ光の拡がり角（角度γ）に対して、以下に記述する条件を満たすことが望ましい。なぜなら、反射面６３ａ及び６３ｂの交線近傍領域（屈曲点近傍）による迷光の発生あるいは光束の欠落を抑制するためである。

反射体１３における第１の反射面１３ａおよび第２の反射面１３ｂ（いずれも図３９参照）の端点を、それぞれＢおよびＣとし、反射面１３ａ及び１３ｂの交点をＱとする。また、第１の光軸３１と第１の反射面１３ａとの交点を第１の反射点Ｐ、第２の光軸３２と第２の反射面１３ｂとの交点を第２の反射点Ｒとする。

図３８に示すように、第１の反射点Ｐは、角二等分線による対辺の分割定理を適用することによって、反射面の対向角（レーザ放射光の反射面への入射角）によらず、放射光を最大限に受けるように設定することができる（ＢＰ：ＰＱ＝ＡＢ：ＡＱ）。前述の通り、反射体６３に関しては、反射体６３を小型に実現するために、反射面６３ａは主面に対して、２２．５°であることが好ましい。この条件を満たした状態を理想状態とする。

拡がり角γに関しては、その拡がり角を大きく見積もっておくことで、反射面６３ａ及び６３ｂの交線に入射するレーザ光を低減することができるため、それによる乱反射、迷光の発生を防止することができる。

図３８に示すように、レーザチップ６２の発光点Ａと第１の反射点Ｐとの距離をｄ１とし、発光点Ａから第２の反射点Ｒまでの光路長（ｄ１に第１の反射点Ｐと第２の反射点Ｒとの距離を加えた長さ）をｄ２とする。レーザチップ６２の発光点Ａは、見かけの発光点Ａ”に鏡像投影され、見かけの発光点Ａ”から第２の反射点Ｒまでの距離は、ｄ２となる。また、理想状態においては、ΔＡＢＱとΔＡ”ＱＣとは相似である。したがって、反射体１３の第１の反射面６３ａの長さＢＱ、第２の反射面６３ｂの長さＱＣをそれぞれＬ１，Ｌ２とすると、レーザチップ６２の放射光の拡がり（有限の拡がり角を持つとする）を考慮すると、Ｌ１、Ｌ２、ｄ１、ｄ２の間に、以下の関係が成り立つとき、レーザ放射光の光量損失を最小限に抑えて伝播することができる。

Ｌ２／Ｌ１ ≧ ｄ２／ｄ１

これにより、有限の拡がり角を有する（平行光化されていない）レーザ放射光に対しても、本実施の形態の反射体を適用しながら、反射体の大きさを小型化することができる。上記条件は理想的な状態での計算であって、実際の設計においてはマージンを見込んでおくことが望ましい。

本発明にかかる多波長レーザモジュールは、波長の異なる複数のレーザチップから出射される光を、収差がないように情報媒体へ導くことができるものであり、ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤ対応の超小型レーザチップおよび超小型光ピックアップ装置に有用である。

実施の形態１におけるレーザモジュールの構成を示す斜視図 図１のＡ−Ａ’部分の断面図 第１のレーザチップから出射される光線を反射している状態を示す断面図 第２のレーザチップから出射される光線を反射している状態を示す断面図 ミラーの回転動作を説明するための模式図 ミラーの回転動作を説明するための模式図 ミラーの構成を示す平面図 コイル基板の作製方法を説明するための断面図 コイル基板の作製方法を説明するための断面図 ミラー基板の作製方法を説明するための断面図 ミラー基板の作製方法を説明するための断面図 軸受基板の作製方法を説明するための断面図 軸受基板の作製方法を説明するための断面図 基板の作製方法を説明するための断面図 基板の作製方法を説明するための断面図 レーザモジュールの作製方法を説明するための断面図 レーザモジュールの作製方法を説明するための断面図 レーザモジュールの作製方法を説明するための断面図 レーザモジュールの作製方法を説明するための断面図 実施の形態２におけるレーザモジュールの構成を示す断面図 第１のレーザチップから出射される光線を反射している状態を示す断面図 第２のレーザチップから出射される光線を反射している状態を示す断面図 下部電極基板の作製方法を説明するための断面図 下部電極基板の作製方法を説明するための断面図 下部電極基板の作製方法を説明するための断面図 可動台及び突起状ミラーの作製方法を説明するための断面図 可動台及び突起状ミラーの作製方法を説明するための断面図 可動台及び突起状ミラーの作製方法を説明するための断面図 可動台及び突起状ミラーの作製方法を説明するための断面図 可動台及び突起状ミラーの作製方法を説明するための断面図 実施の形態３に係る二面反射体を搭載したレーザ装置の斜視図 レーザ装置の断面図 レーザ装置の断面図 レーザ装置における光線の反射角を説明するための模式図 反射体の作製方法を説明するための断面図 反射体の作製方法を説明するための断面図 反射体の作製方法を説明するための断面図 反射体の作製方法を説明するための断面図 反射体の作製方法を説明するための断面図 実施の形態４に係るスライド機構を設けたレーザ装置の断面図 実施の形態５に係るスライド機構を設けた多波長レーザ装置の断面図 実施の形態６に係る回転機構を設けた多波長レーザ装置の断面図 実施の形態７に係る回転ステージを設けた多波長レーザ装置の断面図 実施の形態８に係る反射体の形状を説明する断面図 実施の形態８に係る反射体の形状を説明する断面図 従来のレーザ装置の構成を示す斜視図

符号の説明

２ 第１のレーザチップ
３ 第２のレーザチップ
４ ステージ
５ａ、５ｂ 磁気発生回路
６ 光検出器
７ ミラー
２０ 可動台
２１ 突起状ミラー
２２ 回動軸（梁）
６２ レーザチップ
６３、９４ 反射体（第１の反射体）
６３ａ、９３ａ、９４ａ 第１の反射面
６３ｂ、９３ｂ、９４ｂ 第２の反射面
６４ スライドステージ
６８ 梁
６９ 回転ステージ

Claims (21)

1. 基板と、
   前記基板上に配置されている第１のレーザ素子と、
   前記基板上で前記第１のレーザ素子と出射面が対向するように配置されている第２のレーザ素子と、
   前記第１のレーザ素子と前記第２のレーザ素子との間に配置されている反射体とを備え、
   前記反射体は、
   前記第１のレーザ素子または前記第２のレーザ素子の出射光を所定方向へ反射可能な反射面を備え、
   前記第１のレーザ素子の出射光を反射可能な第１の位置と、前記第２のレーザ素子の出射光を反射可能な第２の位置とに、移動または回転可能に配されていることを特徴とするレーザモジュール。
2. 前記反射体は、回動自在に配され、
   前記反射面が前記第１のレーザ素子の出射光を反射可能な姿勢から、前記第２のレーザ素子の出射光を反射可能な姿勢へ回動する角度が４５°以上である請求項１記載のレーザモジュール。
3. 前記基板は、軸受構造を備え、
   前記反射体は、前記軸受構造に回転自在に支持されている回転軸を備え、
   前記反射体は、前記第１の位置及び前記第２の位置との間を回転自在に配されている請求項１記載のレーザモジュール。
4. 前記軸受構造は、
   第１の基板と第２の基板を貼り合わせて形成され、
   前記第１の基板または前記第２の基板の少なくとも一方に、前記回転軸を受ける凹部が形成されている請求項３記載のレーザモジュール。
5. 前記反射体の一部または全てが、磁性体で構成されている請求項１記載のレーザモジュール。
6. 前記反射体は、
   前記回転軸と一体に形成され、
   前記回転軸の幅が前記反射体に近い部分ほど広く形成されている請求項３記載のレーザモジュール。
7. 前記基板は、前記反射体の下部に、傾斜面を備えた突起が配置され、
   前記反射体は、前記第１の位置または前記第２の位置にある時に、前記傾斜面に面接触する請求項３記載のレーザモジュール。
8. 前記軸受構造または前記回転軸の少なくとも一方に、低摩擦材料が付着されている請求項４記載のレーザモジュール。
9. 基板と、
   前記基板上に配置されている第１のレーザ素子と、
   前記基板上で前記第１のレーザ素子と出射面が対向するように配置されている第２のレーザ素子と、
   前記第１のレーザ素子と前記第２のレーザ素子との間に配置されている可動部と、
   前記可動部に配され、前記第１のレーザ素子と前記第２のレーザ素子の出射面に対向する反射面を両側に備えた突起状の反射体とを備え、
   前記可動部は、前記第１のレーザ素子または前記第２のレーザ素子から出射し前記反射面で反射した反射光が、互いに同方向で光軸が同一となるように回動可能に構成されているレーザモジュール。
10. 前記基板は、
    第１の基板と第２の基板とを貼り合わせて構成され、
    前記第１の基板上に、前記可動部、梁および前記反射体が形成され、
    前記第２の基板上に、前記梁および前記可動部を支持する支持部が形成されている請求項９記載のレーザモジュール。
11. 前記第１の基板は、シリコンで構成され、
    前記反射体は、結晶異方性エッチングによって形成される請求項１０記載のレーザモジュール。
12. レーザ素子と、
    第１の反射面と第２の反射面とを交線で接続して構成され、前記レーザ素子から出射したレーザ光を前記第１及び第２の反射面により反射するように配置された反射体とを備え、
    前記反射体は、前記第１の反射面が前記レーザ素子から出射されたレーザ光の第１の光軸と交差し、前記第２の反射面が前記第１の反射面を反射したレーザ光の第２の光軸と交差する位置に配置されていることを特徴とするレーザモジュール。
13. 前記第１の反射面と前記第２の反射面とでなす角度が、１３５°である請求項１２記載のレーザモジュール。
14. 前記第１の光軸と前記第２の光軸を含む平面上で、前記第１の反射面と前記第２の反射面とでなす角度が、１３５°である請求項１２記載のレーザモジュール。
15. 前記反射体は、支軸により回転自在に支持され、
    前記支軸は、前記第１および第２の反射面と平行であり、
    前記支軸の回転中心は、前記第１の光軸上に位置し、
    さらに前記支軸の回転中心は、前記第２の反射面で反射されたレーザ光の第３の光軸上に位置する請求項１２記載のレーザモジュール。
16. 前記反射体は、回転可能な回転部材の上に配され、
    前記回転部材の回転軸は、前記第１の光軸に対して垂直な前記第３の光軸と一致している請求項１２記載のレーザモジュール。
17. 前記反射体は、前記第１の光軸に対して平行に移動可能な移動部材の上に配されている請求項１２記載のレーザモジュール。
18. 前記反射体は、シリコンで構成され、
    前記第１の反射面は、シリコン研磨面で構成され、
    前記第２の反射面は、異方性エッチングによって形成された請求項１２記載の多波長レーザモジュール。
19. 複数のレーザ素子を備え、
    前記複数のレーザ素子は、レーザ光の出射面が前記反射体側を向いて配置されている請求項１２記載のレーザモジュール。
20. 前記レーザ素子の発光点と前記第１の反射面との距離をｄ１とし、
    前記レーザ素子の発光点から前記第２の反射面までの光路長をｄ２とするとき、
    前記第１の光軸を含む平面と前記第１の反射面とが交差する交線の長さに対する、前記第２の光軸を含む平面と前記第２の反射面とが交差する交線の長さの比が、ｄ２／ｄ１以上である請求項１２記載のレーザモジュール。
21. 請求項１から２０のうちいずれかに記載のレーザモジュールを備えたことを特徴とするレーザ装置。

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