JP2007311680A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ピックアップの小型化を図る半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】ステム１１の一方の面には単一の放熱ブロック１０が配設されている。放熱ブロック１０における第１の面１０ａの上には、第１サブマウント６を介在させて第１レーザ素子２が装着され、第２の面１０ｂの上には、第２サブマウント７を介在させて第２レーザ素子３が装着されている。第１レーザ素子２は、それぞれ波長の異なる光を出射する２つの発光点２ａ，２ｂを有する二波長レーザ素子であり、赤外領域の光と赤色の光をそれぞれ出射する。第２レーザ素子３は、青紫色の光を出射する。ステム１１には、第１レーザ素子２および第２レーザ素子３に電流を供給するリード１２が取り付け保持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体レーザ装置に関し、特に、光記録媒体に情報を書き込んだり、光記録媒体に記録された情報を読み取るための光ピックアップに使用される半導体レーザ装置に関するものである。

情報を記録したり、あるいは、記録された情報を読み取ったりする情報記録媒体として、光を利用した光記録媒体がある。そのような光記録媒体には、たとえば、ＣＤ−Ｒ/ＲＷ（Compact Disk - Recordable / ReWritable）、ＤＶＤ−Ｒ/ＲＷ（Digital Versatile Disk - Recordable / ReWritable）などがある。最近では、これらの光記録媒体に加えてＢＤ（Blu-ray Disk）も登場している。

このような光記録媒体に情報を記録したり、記録された情報を読み取るための光の波長は光記録媒体によって異なっている。ＣＤ−Ｒ/ＲＷでは波長約７８４ｎｍ±５ｎｍの光が使用され、ＤＶＤ−Ｒ/ＲＷでは波長約６６０ｎｍ±５ｎｍの光が使用される。そして、ＢＤでは波長約４０５ｎｍ±５ｎｍの光が使用される。このため、情報の記録と読み出しを行う光ピックアップには、そのような所定の波長の光を光記録媒体に向けて照射する半導体レーザ装置が搭載されている。

ここで、光ピックアップに使用されている従来の半導体レーザ装置の一例について説明する。図３に示すように、ステム１１１の上面にはレーザ素子１０２が配設されている。そのレーザ素子１０２はサブマウント１０６を介して放熱ブロック１１０に装着されている。一方、ステム１１１にはリード１１２が保持され、金（Ａｕ）線１１３を介してレーザ素子１０２と所定のリード１１２とが電気的に接続されている。従来の半導体レーザ装置１０１は上記のように構成される。なお、光ピックアップに使用される半導体レーザダイオードを開示した文献として特許文献１がある。
特開平１１−９７８０４号公報

しかしながら、従来の半導体レーザ装置１０１では次のような問題点があった。上述した半導体レーザ装置１０１では１つのレーザ素子１０２しか搭載されていないために、出射される光の波長は一つの波長に限られてしまう。このため、光記録媒体としてはその波長に対応した光記録媒体しか使用することができず、他の種類の光記録媒体についても使用することができるようにしようとすると、その光記録媒体に対応した波長の光を出射する半導体レーザ装置を搭載した光ピックアップが必要になる。

したがって、ＣＤ、ＤＶＤおよびＢＤの３種類の光記録媒体に対応させるためには、光ピックアップに３つの半導体レーザ装置を搭載する必要があり、光ピックアップが大型化してしまうという問題があった。

一方、半導体レーザ装置として、１つのレーザ素子において異なる２つの波長の光を発する半導体レーザ装置が提案されている。しかしながら、このような二波長対応のレーザチップを使用したとしても、３種類の光記録媒体に対応するには２つの半導体レーザ装置が必要とされて、光ピックアップを大型化せざるを得ない。

このため、そのような光ピックアップを搭載した光ディスクドライブでは小型化に限界があった。また、光ピックアップに２個または３個の半導体レーザ装置を搭載する際に、個々の半導体レーザ装置の位置調整が煩雑になるという問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、光ピックアップの小型化を図る半導体レーザ装置を提供することである。

本発明に係る半導体レーザ装置は所定の波長の光を出射する半導体レーザ装置であって、基材部と少なくとも２つのレーザ素子とを備えている。基材部は外部と接続するためのリードを保持する。少なくとも２つのレーザ素子は基材部に装着されている。その少なくとも２つのレーザ素子のうち、一つのレーザ素子は互いに異なる波長の光を出射する発光点を２つ有している。そのレーザ素子により、互いに異なる少なくとも３つの波長の光が出射される。

この構成によれば、基材部に装着された少なくとも２つのレーザ素子によって異なる３つの波長の光を出射させることができる。これにより、光記録媒体としてそれぞれ種類が異なるＣＤ、ＤＶＤおよびＢＤに対して、１つの半導体レーザ装置によって情報の記録（書き込み）や読み出しを行うことができる。その結果、３種類の光記録媒体に対応する光ピックアップを大型化させる必要がなくなって、光ピックアップの小型化、ひいては、光ピックアップを搭載した光ディスクドライブの小型化を図ることができる。

その基材部は具体的に、レーザ素子から発せられる熱を放熱する放熱ブロックと、その放熱ブロックに直接装着され、レーザ素子と放熱ブロックとの間に介在するサブマウントとを含むことが好ましい。

これにより、レーザ素子がサブマウントを介して放熱ブロックに確実に装着されるとともに、レーザ素子から発せられる熱が放熱ブロックに伝導してこれを放熱することができる。

より具体的に半導体レーザ装置として小型化を図るには、その放熱ブロックは単一であり、少なくとも２つのレーザ素子は、それぞれサブマウントを介して単一の放熱ブロックに装着されていることが好ましく、さらに、その単一の放熱ブロックには、レーザ素子を装着する複数の装着面が形成され、少なくとも２つのレーザ素子は、複数の装着面においてそれぞれ異なる装着面に載置されていることが好ましく、そして、単一の放熱ブロックは、装着面として互いに対向する第１装着面と第２装着面とを含み、少なくとも２つのレーザ素子のうち、一つのレーザ素子は第１装着面に載置され、残りの少なくとも一つのレーザ素子は第２装着面に載置されていることが好ましい。

また、光記録媒体としてＣＤ、ＤＶＤおよびＢＤに対して情報の書き込みや読み取りを行うためには、３つの波長の光として、赤外領域の光、赤色の光および青紫色の光であることが好ましい。

そして、そのような光記録媒体に応じて適切な波長の光を出射させるためには、リードを複数備え、少なくとも２つのレーザ素子のそれぞれは、独立して発光が制御されるように複数のリードのうち所定のリードにそれぞれ金線を介して接続されていることが好ましい。

実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ装置について説明する。図１に示すように、半導体レーザ装置１では、ステム１１の一方の面には略直方体の単一の放熱ブロック１０が配設されている。放熱ブロック１０は、たとえば鉄、銅などから形成されている。その放熱ブロック１０における第１の面１０ａの上には、第１サブマウント６を介在させて第１レーザ素子２が装着されている。一方、その第１の面１０ａと対向する第２の面１０ｂの上には、第２サブマウント７を介在させて第２レーザ素子３が装着されている。第１サブマウント６および第２サブマウント７は放熱ブロック１０に直接装着されている。

その第１サブマウント６および第２サブマウント７は、たとえば炭化カーボン（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコン（Ｓｉ）などから形成されている。また、第１サブマウント６および第２サブマウント７は、放熱性を向上させるとともに、第１レーザ素子２および第２レーザ素子３を確実に放熱ブロック１０に接着させる機能を有している。さらに、後述する二波長レーザ素子が同時に発光するのを防止するために、サブマウントを２つの部分に分けることによって二波長レーザ素子における一波長のレーザ素子の部分と他の一波長のレーザ素子の部分とに電気的に分離する機能を有している。

第１レーザ素子２は、それぞれ波長の異なる光を出射する２つの発光点２ａ，２ｂを有する二波長レーザ素子（レーザチップ）であり、赤外領域（波長約７８４ｎｍ±５ｎｍ）の光と赤色（波長約６６０ｎｍ±５ｎｍ）の光をそれぞれ出射する。第２レーザ素子３は、第１レーザ素子２が出射する光の波長とは異なる波長の光を出射する１つの発光点を有するレーザ素子（レーザチップ）であり、青紫色（約４０５ｎｍ±５ｎｍ）の光を出射する。その赤外領域の光はＣＤ−Ｒ/ＲＷに対して、赤色の光はＤＶＤ−Ｒ/ＲＷに対して、青紫色の光はＢＤに対してそれぞれ情報の書き込みと読み取りに使用される。

また、ステム１１には、第１レーザ素子２および第２レーザ素子３に電流を供給するアノードとして３本のリード１２と、カソードとして１本のリード１２とがそれぞれ取付け保持されている。その３本のリード１２と１本のリード１２は、ステム１１の外周部分において第１レーザ素子２等が配設されている側から第１レーザ素子２等が配設されている側とは反対の側に向かって突出するように取付けられている。なお、図１では、カソードとしての１本のリードはステムの陰に隠れているために、図示されていない。

アノードとしての３本のリード１２はステム１１とは電気的に絶縁され、カソードとしての１本のリード１２はステム１１と電気的に接続されている。アノードとしての３本のリード１２は、第１レーザ素子２および第２レーザ素子３とは金（Ａｕ）線１３により電気的に接続されている。これにより、第１レーザ素子２および第２レーザ素子３から３つの波長の光をそれぞれ独立に出射させることができる。

さらに、ステム１１の一方の面の側には被覆部材１４が装着されている。第１レーザ素子２、第２レーザ素子３および放熱ブロック１０等は、その被覆部材１４の中に収容されることになる。第１レーザ素子２および第２レーザ素子３から出射される光は、被覆部材１４に設けられた窓部（図示せず）を通ってＣＤ等の光記録媒体に照射される。

また、半導体レーザ装置１が取付けられる光ピックアップの小型化を図るために、ステム１１の形状（平面）は円形ではなく小判型とし、その高さをできるだけ低くすることが望ましい。これは、ステム１１の高さが光ピックアップの厚みを決めることになるからである。こうして、３つの異なる波長の光を出射する第１レーザ素子２および第２レーザ素子３が、一つのパッケージとしての半導体レーザ装置１に搭載されている。

上述した半導体レーザ装置１によれば、１つの放熱ブロック１０に第１レーザ素子２と第２レーザ素子３が載置されて、異なる３つの波長の光を出射させることができる。これにより、光記録媒体としてそれぞれ種類が異なるＣＤ、ＤＶＤおよびＢＤに対して、１つの半導体レーザ装置１によって情報の記録（書き込み）や読み取りを行うことができる。

その結果、３種類の光記録媒体に対応する光ピックアップを大型化させる必要がなくなって、光ピックアップの小型化、ひいては、光ピックアップを搭載した光ディスクドライブの小型化を図ることができる。また、第１レーザ素子２が二波長の発光点を有していることで、３つの波長に対応した３つのレーザ素子を放熱ブロックに個々に搭載する場合に比べて、第１レーザ素子２および第２レーザ素３の２つのレーザ素子を搭載させればよく、第１レーザ素子１および第２レーザ素子２を放熱ブロック１０へ搭載する作業を容易にすることができる。

実施の形態２
次に、本発明の実施の形態２に係半導体レーザ装置について説明する。図２に示すように、ステム１１の一方の面に配設された略直方体の単一の放熱ブロック１０における第１の面１０ａの上には、第１サブマウント６を介在させて第１レーザ素子２が装着されている。一方、その第１の面１０ａと対向する第２の面１０ｂの上には、第２サブマウント７を介在させて第２レーザ素子３が装着されている。

その第１の面１０ａおよび第２の面１０ｂと直交する方向に位置する第３の面１０ｃの上には、第３サブマウント８を介在させて第３レーザ素子４が装着されている。一方、その第３の面１０ｃと対向する第４の面１０ｄの上には、第４サブマウント９を介在させて第４レーザ素子５が装着されている。第１レーザ素子２〜第４レーザ素子５は、ぞれぞれ二波長レーザ素子である。二波長レーザ素子は、上述した赤外領域の光、赤色の光および青紫色の光の３つの光のうち、いずれか２つの光を出射する。

また、ステム１１には、第１レーザ素子２〜第４レーザ素子５に電流を供給するアノードとして８本のリード１２と、カソードとして１本のリード１２がそれぞれ取付け保持されている。その８本のリード１２と１本のリード１２は、ステム１１の外周部分において第１レーザ素子２等が配設されている側から第１レーザ素子２等が配設されている側とは反対の側に向かって突出するように取付けられている。

アノードとしての８本のリード１２はステムとは電気的に絶縁され、カソードとしての１本のリード１２はステムと電気的に接続されている。アノードとしての８本のリード１２は、第１レーザ素子２〜第４レーザ素子５とは金（Ａｕ）線１３により電気的に接続されている。これにより、第１レーザ素子２〜第４レーザ素子５から３つの波長の光をそれぞれ独立に出射させることができる。

さらに、ステム１１の一方の面の側には被覆部材１４が装着されている。第１レーザ素子２〜第４レーザ素子５および放熱ブロック１０等は、その被覆部材１４の中に収容されることになる。第１レーザ素子２〜第４レーザ素子５から出射される光は、被覆部材１４に設けられた窓部（図示せず）を通ってＣＤ等の光記録媒体に照射される。こうして、３つの異なる波長の光を出射する第１レーザ素子２〜第４レーザ素子５が、一つのパッケージとしての半導体レーザ装置１に搭載されている。

上述した半導体レーザ装置１によれば、１つの放熱ブロック１０に第１レーザ素子２〜第４レーザ素子５が載置されて、異なる３つの波長の光を出射させることができる。これにより、光記録媒体としてそれぞれ種類が異なるＣＤ、ＤＶＤおよびＢＤに対して、１つの半導体レーザ装置１によって情報の記録（書き込み）や読み取りを行うことができる。

その結果、３種類の光記録媒体に対応する光ピックアップを大型化させる必要がなくなって、光ピックアップの小型化、ひいては、光ピックアップを搭載した光ディスクドライブの小型化を図ることができる。また、第１レーザ素子２〜第４レーザ素子５のそれぞれが二波長の発光点を有していることで、３つの波長にそれぞれ対応した３つのレーザ素子を放熱ブロックに個々に搭載する場合に比べて、レーザ素子を放熱ブロックへ搭載する作業を容易にすることができる。

なお、今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ装置の斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る半導体レーザ装置の斜視図である。 従来の半導体レーザ装置の斜視図である。

符号の説明

１ 半導体レーザ装置、２ 第１レーザ素子、３ 第２レーザ素子、４ 第３レーザ素子、５ 第４レーザ素子、２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ 発光点、６ 第１サブマウント、７ 第２サブマウント、８ 第３サブマウント、９ 第４サブマウント、１０ 放熱ブロック、１１ ステム、１２ リード、１３ 金線、１４ 被覆部材。

Claims (7)

1. 所定の波長の光を出射する半導体レーザ装置であって、
   外部と接続するためのリードを保持するステムを含む基材部と、
   前記基材部に装着された少なくとも２つのレーザ素子と
   を備え、
   少なくとも２つの前記レーザ素子のうち、一つのレーザ素子は互いに異なる波長の光を出射する発光点を２つ有し、
   前記レーザ素子により、互いに異なる少なくとも３つの波長の光が出射される、半導体レーザ装置。
2. 前記基材部は、
   前記ステムに搭載され、前記レーザ素子から発せられる熱を放熱する放熱ブロックと、
   前記放熱ブロックに直接装着され、前記レーザ素子と前記放熱ブロックとの間に介在するサブマウントと
   を含む、請求項１記載の半導体レーザ装置。
3. 前記放熱ブロックは単一であり、
   少なくとも２つの前記レーザ素子は、それぞれ前記サブマウントを介して前記単一の放熱ブロックに装着された、請求項２記載の半導体レーザ装置。
4. 前記単一の放熱ブロックには、前記レーザ素子を装着する複数の装着面が形成され、
   少なくとも２つの前記レーザ素子は、複数の前記装着面においてそれぞれ異なる装着面に載置された、請求項３記載の半導体レーザ装置。
5. 前記単一の放熱ブロックは、前記装着面として互いに対向する第１装着面と第２装着面とを含み、
   少なくとも２つの前記レーザ素子のうち、前記一つのレーザ素子は前記第１装着面に載置され、残りの少なくとも一つの前記レーザ素子は前記第２装着面に載置された、請求項４記載の半導体レーザ装置。
6. 前記３つの波長の光は、赤外領域の光、赤色の光および青紫色の光である、請求項１〜５のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
7. 前記リードを複数備え、
   少なくとも２つの前記レーザ素子のそれぞれは、独立して発光が制御されるように複数の前記リードのうち所定のリードにそれぞれ金線を介して接続された、請求項１〜６のいずれかに記載の半導体レーザ装置。

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