JP2014183155A - Semiconductor laser device - Google Patents

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Inventor
Hiroto Sato
弘人 佐藤
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Ushio Inc
ウシオ電機株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser device that is able to reduce cost and, moreover, able to highly efficiently remove heat generated by a laser chip.SOLUTION: The semiconductor laser device is formed such that while a plurality of light emitters are arranged in a planar grid, a single laser chip with a plurality of laser chips or the plurality of light emitters is mounted on a sub-mount formed from a plurality of sheets of graphite arranged in layers. The sheets of graphite are arranged such that their layered surfaces extend in the direction of the thickness of the sub-mount. The direction of the layered surfaces is inclined in the direction of the axis of the grid extending in the direction of the arrangement of the light emitters, in which the distance of the light emitter adjacent to a reference light emitter in the planar grid is shortest, the reference light emitter being located on a grid point in the position of the center of an emitter arrangement area or closest to the center.

Description

本発明は、例えば、平面格子状(マトリックス状)に配置された複数のレーザチップ、もしくは、平面格子状に配置された複数の光エミッタを有する単一のレーザチップと、これらのレーザチップが搭載されたサブマウントとを備えてなる半導体レーザ装置に関するものである。   The present invention includes, for example, a plurality of laser chips arranged in a planar lattice shape (matrix shape), or a single laser chip having a plurality of light emitters arranged in a planar lattice shape, and these laser chips are mounted. The present invention relates to a semiconductor laser device including a submount.
半導体レーザ装置は、例えば光通信、映像ディスプレイ、照明などの分野に広く用いられている。例えば、特許文献1には、単一の半導体結晶上に複数の共振器が配列されたレーザチップがサブマウントの表面上に搭載された半導体レーザアレイ、および、分離した複数の半導体結晶それぞれが共振器をもつレーザチップを配列してサブマウントの表面上に搭載した半導体レーザアレイが示されている。また、特許文献2には、複数のレーザ素子が基板上でマトリックス状に配列した面発光型半導体レーザアレイが開示されている。   Semiconductor laser devices are widely used in fields such as optical communication, video display, and illumination. For example, in Patent Document 1, a semiconductor laser array in which a laser chip in which a plurality of resonators are arranged on a single semiconductor crystal is mounted on the surface of a submount, and each of a plurality of separated semiconductor crystals resonate. A semiconductor laser array is shown in which laser chips with a device are arranged and mounted on the surface of a submount. Patent Document 2 discloses a surface emitting semiconductor laser array in which a plurality of laser elements are arranged in a matrix on a substrate.
半導体レーザ装置においては、その使用時にレーザチップにおける光エミッタに発熱が生じ、この発熱による温度変化によって、当該光エミッタの特性が変化する。例えばレーザチップにおいては、温度変化によって、発振波長が変化したり発光強度が変化したりする。
そして、半導体レーザ装置においては、その使用時にレーザチップに生じる発熱を高い効率で除熱するために、当該レーザチップが搭載されるサブマウントを構成する材料として、熱伝導率の高い材料を用いる技術が知られている。例えば特許文献3には、ダイヤモンドよりなるサブマウントを有する半導体レーザ装置が開示されている。また、特許文献4には、複数のシート状グラファイトがレーザチップとの接触面と交差する面に沿って積層されてなるサブマウントを有する半導体レーザ装置が開示されている。
In the semiconductor laser device, heat is generated in the light emitter of the laser chip during use, and the characteristics of the light emitter change due to a temperature change caused by the heat generation. For example, in a laser chip, the oscillation wavelength changes or the emission intensity changes depending on the temperature change.
In a semiconductor laser device, a technique using a material having high thermal conductivity as a material constituting a submount on which the laser chip is mounted in order to remove heat generated in the laser chip during use with high efficiency. It has been known. For example, Patent Document 3 discloses a semiconductor laser device having a submount made of diamond. Patent Document 4 discloses a semiconductor laser device having a submount in which a plurality of sheet-like graphites are laminated along a plane intersecting a contact surface with a laser chip.
然るに、サブマウントを構成する材料としてダイヤモンドを用いる場合には、当該ダイヤモンドが極めて高価なものであるため、得られる半導体レーザ装置のコストが高くなる、という問題がある。
これに対して、サブマウントを構成する材料としてシート状グラファイトの積層体を用いる場合には、当該シート状グラファイトが比較的安価なものであるため、コストの低減化を図ることが可能である。
However, when diamond is used as a material constituting the submount, there is a problem that the cost of the obtained semiconductor laser device increases because the diamond is very expensive.
On the other hand, when a laminate of sheet-like graphite is used as the material constituting the submount, the sheet-like graphite is relatively inexpensive, so that the cost can be reduced.
特開2002−329936号公報JP 2002-329936 A 特開2005−216925号公報JP 2005-216925 A 特開2001−127375号公報JP 2001-127375 A 特開2011−23670号公報JP 2011-23670 A
しかしながら、サブマウントを構成する材料としてシート状グラファイトを用いる場合には、以下のような問題があることが判明した。
シート状グラファイトは、厚み方向の熱伝導率と面方向の熱伝導率とが大きく異なる。すなわち、サブマウントにおけるレーザチップが配置される表面において、シート状グラファイトの積層方向における熱伝導率が、当該積層方向に垂直な方向における熱伝導率より相当に低い。そのため、レーザチップにおける熱源である光エミッタの配置状態によっては、当該光エミッタに生ずる熱を高い効率で除熱することが困難である。
However, when sheet-like graphite is used as the material constituting the submount, it has been found that there are the following problems.
Sheet-like graphite has a large difference in thermal conductivity in the thickness direction and in the surface direction. That is, on the surface of the submount where the laser chip is disposed, the thermal conductivity in the stacking direction of the sheet-like graphite is considerably lower than the thermal conductivity in the direction perpendicular to the stacking direction. Therefore, depending on the arrangement state of the light emitter which is a heat source in the laser chip, it is difficult to remove heat generated in the light emitter with high efficiency.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、コストの低減化を図ることができ、しかも、レーザチップの発熱を高い効率で除熱することができる半導体レーザ装置を提供することにある。   The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor that can reduce the cost and can efficiently remove the heat generated by the laser chip. It is to provide a laser apparatus.
本発明の半導体レーザ装置は、光を出射する光エミッタを有する複数のレーザチップ、または、光を出射する光エミッタを複数有する単一のレーザチップが、サブマウント上に搭載されてなり、当該レーザチップにおける光エミッタが、隣接する光エミッタの距離が最小となる光エミッタの配列方向に延びる格子軸Laと当該格子軸Laと異なる方向に延びる格子軸Lbを有する平面格子における格子点上に位置された構成のものにおいて、
前記サブマウントは、複数のシート状グラファイトが積層されてなり、当該シート状グラファイトの各々は、それぞれの積層面が当該サブマウントの厚み方向に延びる方向に配置されており、
前記エミッタ配置領域の中心位置、または、中心位置に最も近接する位置の格子点上に位置される光エミッタを基準光エミッタとしたとき、平面視にて、前記シート状グラファイトの積層面の面方向Dkが、当該基準光エミッタの存在する格子軸Laの方向D1に対して傾斜していることを特徴とする。
The semiconductor laser device of the present invention includes a plurality of laser chips having a light emitter that emits light or a single laser chip having a plurality of light emitters that emit light mounted on a submount. The light emitter in the chip is positioned on a lattice point in a planar lattice having a lattice axis La extending in the arrangement direction of the light emitters where the distance between adjacent light emitters is the minimum and a lattice axis Lb extending in a direction different from the lattice axis La. In the configuration of
The submount is formed by laminating a plurality of sheet-like graphites, and each of the sheet-like graphites is arranged in a direction in which each laminated surface extends in the thickness direction of the submount,
When the light emitter located on the center position of the emitter arrangement region or the lattice point closest to the center position is a reference light emitter, the plane direction of the laminated surface of the sheet-like graphite in plan view Dk is inclined with respect to the direction D1 of the lattice axis La in which the reference light emitter exists.
本発明の半導体レーザ装置においては、前記格子軸La上において前記基準光エミッタと隣接する隣接光エミッタの存在する格子軸Lb上において、当該隣接光エミッタに隣接する他の光エミッタと、前記基準光エミッタとを結ぶ仮想直線の延びる方向をD2とし、前記格子軸Laの方向D1と当該仮想直線の方向D2とがなす角度をα(°)、前記格子軸Laの方向D1と前記積層面の面方向Dkとがなす角度をθ(°)とした場合に、下記式1の関係を満足する構成とされていることが好ましい。
(式1) α/2−10°≦θ≦α/2+20°
In the semiconductor laser device of the present invention, on the lattice axis Lb on which the adjacent light emitter adjacent to the reference light emitter exists on the lattice axis La, the other light emitter adjacent to the adjacent light emitter, and the reference light The direction in which the imaginary straight line connecting the emitter extends is D2, the angle between the direction D1 of the lattice axis La and the direction D2 of the imaginary straight line is α (°), the direction D1 of the lattice axis La and the surface of the laminated surface When the angle formed by the direction Dk is θ (°), it is preferable that the relationship of the following formula 1 is satisfied.
(Formula 1) α / 2-10 ° ≦ θ ≦ α / 2 + 20 °
本発明の半導体レーザ装置においては、前記基準光エミッタの存在する格子軸La上に配置される光エミッタの数が5個以上とされた構成とすることができる。   In the semiconductor laser device of the present invention, the number of light emitters arranged on the lattice axis La where the reference light emitter is present may be five or more.
本発明の半導体レーザ装置によれば、サブマウントは、比較的安価なシート状グラファイトが積層されてなるものであるため、コストの低減化を図ることができる。
しかも、シート状グラファイトの積層面の面方向Dkが、複数の光エミッタが各格子点上に位置される平面格子の特定の格子軸Laの方向D1に対して傾斜した構成とされているため、レーザチップの発熱を高い効率で除熱することができる。
According to the semiconductor laser device of the present invention, since the submount is formed by laminating relatively inexpensive sheet-like graphite, the cost can be reduced.
Moreover, since the surface direction Dk of the laminated surface of the sheet-like graphite is configured to be inclined with respect to the direction D1 of the specific lattice axis La of the planar lattice in which the plurality of light emitters are located on the lattice points, The heat generated by the laser chip can be removed with high efficiency.
本発明の半導体レーザ装置の一例における構成を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows roughly the structure in an example of the semiconductor laser apparatus of this invention. 図1に示す半導体レーザ装置の一部を拡大して示す平面図である。FIG. 2 is an enlarged plan view showing a part of the semiconductor laser device shown in FIG. 1. 図2におけるA−A線切断面の一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of AA cut surface in FIG. 図1に示す半導体レーザ装置におけるサブマウントの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the submount in the semiconductor laser apparatus shown in FIG. 図1に示す半導体レーザ装置における、光エミッタの配列方向とシート状グラファイトの積層方向との関係を概略的に示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a relationship between an arrangement direction of light emitters and a lamination direction of sheet-like graphite in the semiconductor laser device shown in FIG. 1. 図1に示す半導体レーザ装置のサブマウントにおける光エミッタに生ずる熱の熱伝導路を形成する領域を概略的に示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a region for forming a heat conduction path of heat generated in a light emitter in the submount of the semiconductor laser device shown in FIG. 1. 比較例に係る光エミッタの配列方向とシート状グラファイトの積層方向との関係を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly the relationship between the arrangement direction of the light emitter which concerns on a comparative example, and the lamination direction of a sheet-like graphite. シート状グラファイトの積層面の面方向と光エミッタの存在する平面格子の格子軸の方向とが一致する構成のサブマウントにおける光エミッタに生ずる熱の熱伝導路を形成する領域を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the area | region which forms the heat conduction path of the heat which arises in the light emitter in the submount of the structure where the surface direction of the lamination surface of a sheet-like graphite corresponds with the direction of the lattice axis of the plane grating | lattice in which a light emitter exists. . 実験例1に係る半導体レーザ装置における光エミッタの配置状態を示す平面図である。6 is a plan view showing an arrangement state of light emitters in a semiconductor laser device according to Experimental Example 1. FIG. 実験例1に係る半導体レーザ装置について得られた、格子軸Laの方向とシート状グラファイトの積層面の面方向とがなす角度(積層面傾斜角度)θと、光エミッタ部温度の関係を示すグラフである。The graph which shows the relationship between the angle (lamination surface inclination angle) (theta) which the direction of the lattice axis | shaft La and the surface direction of the lamination surface of a sheet-like graphite make, and the light emitter part temperature obtained about the semiconductor laser apparatus which concerns on Experimental example 1 It is. 実験例2に係る半導体レーザ装置における光エミッタの配置状態を示す平面図である。10 is a plan view showing an arrangement state of light emitters in a semiconductor laser device according to Experimental Example 2. FIG. 実験例2に係る半導体レーザ装置について得られた、格子軸Laの方向とシート状グラファイトの積層面の面方向とがなす角度θと、光エミッタ部温度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the angle (theta) which the direction of the lattice axis | shaft La and the surface direction of the lamination surface of a sheet-like graphite which were obtained about the semiconductor laser apparatus concerning Experimental example 2 and the light emitter part temperature. 実験例3に係る半導体レーザ装置における光エミッタの配置状態を示す平面図である。10 is a plan view showing an arrangement state of light emitters in a semiconductor laser device according to Experimental Example 3. FIG. 実験例3に係る半導体レーザ装置について得られた、格子軸Laの方向とシート状グラファイトの積層面の面方向とがなす角度θと、光エミッタ部温度の関係を示すグラフである。It is the graph which shows the relationship of angle (theta) which the direction of the lattice axis | shaft La and the surface direction of the lamination surface of a sheet-like graphite which were obtained about the semiconductor laser apparatus concerning Experimental example 3 and the light emitter part temperature.
以下、本発明の半導体レーザ装置の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の半導体レーザ装置の一例における構成を概略的に示す斜視図である。図2は、図1に示す半導体レーザ装置の一部を拡大して示す平面図である。図3は、図2におけるA−A線切断面の一部を拡大して示す断面図である。
この半導体レーザ装置は、矩形の板状のレーザチップ10を有する。このレーザチップ10は、矩形の板状のサブマウント20の表面(図3において上面)上に、例えばAuSn共晶ハンダよりなる第1の接合層25を介して接合されることによって搭載されている。サブマウント20の裏面上には、例えば銅よりなるヒートシンク30が、例えばSnAgCu共晶ハンダよりなる第2の接合層26を介して接合されている。
Hereinafter, embodiments of the semiconductor laser device of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of an example of a semiconductor laser device of the present invention. FIG. 2 is an enlarged plan view showing a part of the semiconductor laser device shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the AA line cut surface in FIG. 2.
This semiconductor laser device has a rectangular plate-like laser chip 10. The laser chip 10 is mounted on the surface of the rectangular plate-shaped submount 20 (upper surface in FIG. 3) by being bonded via a first bonding layer 25 made of, for example, AuSn eutectic solder. . On the back surface of the submount 20, a heat sink 30 made of, for example, copper is bonded via a second bonding layer 26 made of, for example, SnAgCu eutectic solder.
レーザチップ10においては、平面形状が矩形の板状の基体11の裏面(図3において下面)には、それぞれ光を出射する複数の平面円形の光エミッタ15が、当該レーザチップ10の主平面と垂直な方向から見たときに、平面格子状に配置されている。
レーザチップ10における基体11の表面(図2において上面)には、第1の電極12aが設けられている。この第1の電極12aには、光エミッタ15から出射される光を外部に取り出すための複数の光取り出し部13が光エミッタ15の各々に対応して形成されている。また、各光エミッタ15の裏面には、第2の電極12bが第1の電極12aと対向して設けられている。
基体11を構成する材料としては、ヒ化ガリウム(GaAs)、窒化ガリウム(GaN
)、シリコン(Si)などの半導体材料を用いることができる。
In the laser chip 10, a plurality of planar circular light emitters 15 that emit light respectively on the back surface (lower surface in FIG. 3) of the plate-like substrate 11 having a rectangular planar shape are connected to the main plane of the laser chip 10. When viewed from the vertical direction, they are arranged in a planar grid pattern.
A first electrode 12 a is provided on the surface of the substrate 11 (upper surface in FIG. 2) in the laser chip 10. A plurality of light extraction portions 13 for extracting light emitted from the light emitter 15 to the outside are formed in the first electrode 12 a corresponding to each of the light emitters 15. Further, a second electrode 12b is provided on the back surface of each light emitter 15 so as to face the first electrode 12a.
Materials constituting the substrate 11 include gallium arsenide (GaAs) and gallium nitride (GaN).
), A semiconductor material such as silicon (Si) can be used.
このレーザチップ10における光エミッタ15の配置状態について具体的に説明すると、レーザチップ10の基体11の裏面において仮想的に設定した平面格子、例えば長方格子の各格子点上に、光エミッタ15が位置されている。この仮想的に設定される長方格子は、隣接する光エミッタ15の距離(配置ピッチ)が最小となる光エミッタ15の配列方向(図2において上下方向)に延びる格子軸Laと、格子軸Laと異なる方向、例えば格子軸Laと直交する方向((図2において左右方向)に延びる格子軸Lbを有する。   The arrangement state of the light emitter 15 in the laser chip 10 will be specifically described. The light emitter 15 is placed on each lattice point of a planar lattice, for example, a rectangular lattice, virtually set on the back surface of the base 11 of the laser chip 10. Is located. This virtually set rectangular lattice has a lattice axis La extending in the arrangement direction (vertical direction in FIG. 2) of the light emitters 15 where the distance (arrangement pitch) between the adjacent light emitters 15 is minimum, and the lattice axis La. For example, a lattice axis Lb extending in a direction orthogonal to the lattice axis La (the left-right direction in FIG. 2).
レーザチップ10における光エミッタ15の配置ピッチp1,p2は、光エミッタ15の径の1.2〜2倍であることが好ましい。光エミッタ15の配置ピッチp1,p2が過小である場合には、当該光エミッタ15に生ずる熱を十分に除熱することが困難となることがある。一方、光エミッタ15の配置ピッチp1,p2が過大である場合には、レーザチップ10の高集積化を図ることが困難となることがある。
この例では、格子軸La上における光エミッタ15の配置ピッチp1が、格子軸Lb上における光エミッタ15の配置ピッチp2より小さく設定されているが、互いに同一の大きさであってもよい。
また、一の格子軸上に配置される光エミッタ15の数は、例えば3個以上である。特に、光エミッタ15の配置領域の中心位置または中心位置に最も近接する位置の格子点上に位置された光エミッタを基準光エミッタ15aとしたとき、この基準光エミッタ15aの存在する特定の格子軸La1上に配置される光エミッタ15の数が5個以上、例えば5〜10個である場合に、本発明は特に有用なものとなる。
The arrangement pitches p1 and p2 of the light emitters 15 in the laser chip 10 are preferably 1.2 to 2 times the diameter of the light emitters 15. When the arrangement pitches p1 and p2 of the light emitter 15 are too small, it may be difficult to sufficiently remove the heat generated in the light emitter 15. On the other hand, if the arrangement pitches p1 and p2 of the light emitters 15 are excessive, it may be difficult to achieve high integration of the laser chip 10.
In this example, the arrangement pitch p1 of the light emitters 15 on the grating axis La is set to be smaller than the arrangement pitch p2 of the light emitters 15 on the grating axis Lb, but they may be the same size.
Further, the number of the light emitters 15 arranged on one lattice axis is, for example, three or more. In particular, when the light emitter positioned on the center position of the arrangement region of the light emitter 15 or the lattice point closest to the center position is defined as the reference light emitter 15a, a specific lattice axis in which the reference light emitter 15a exists. The present invention is particularly useful when the number of light emitters 15 arranged on La1 is 5 or more, for example, 5 to 10.
サブマウント20は、サブマウント基体20aの表面に、例えば金からなる金属層22が設けられて構成されている。
サブマウント基体20aは、複数のシート状グラファイト21が積層されることによって構成されている。このように、サブマウント基体20aを構成する材料としてシート状グラファイト21を用いることにより、当該シート状グラファイト21は例えばダイヤモンドに比較して比較的安価なものであるため、半導体レーザ装置のコストの低減化を図ることができる。
The submount 20 is configured by providing a metal layer 22 made of, for example, gold on the surface of the submount base 20a.
The submount base 20a is configured by laminating a plurality of sheet-like graphites 21. Thus, by using the sheet-like graphite 21 as a material constituting the submount base 20a, the sheet-like graphite 21 is relatively inexpensive compared with, for example, diamond, so that the cost of the semiconductor laser device is reduced. Can be achieved.
シート状グラファイト21の各々は、図4に示すように、それぞれの積層面(隣接するシート状グラファイト21の間の界面)Sが当該サブマウント基体20aの厚み方向に延びる方向(X方向)に配置されて積層されている。このサブマウント20においては、シート状グラファイト21の積層方向(Z方向)に比して、シート状グラファイト21の積層面Sの面方向(X方向、Y方向)に、高い熱伝導性を有する。   As shown in FIG. 4, each of the sheet-like graphites 21 is arranged in a direction (X direction) in which each laminated surface (interface between adjacent sheet-like graphites 21) extends in the thickness direction of the submount substrate 20a. Have been stacked. The submount 20 has higher thermal conductivity in the surface direction (X direction, Y direction) of the laminated surface S of the sheet-like graphite 21 than in the lamination direction (Z direction) of the sheet-like graphite 21.
サブマウント20の厚みは、例えば0.5〜1.2mmであることが好ましい。
サブマウント20におけるシート状グラファイト21の面方向の熱伝導率は、例えば1500W/m℃以上であることが好ましい。この熱伝導率が過小である場合には、レーザチップ10の発熱を高い効率で除熱することが困難となることがある。
サブマウント20におけるシート状グラファイト21の積層方向の熱伝導率は、例えば5〜9W/m℃である。
The thickness of the submount 20 is preferably 0.5 to 1.2 mm, for example.
The thermal conductivity in the surface direction of the sheet-like graphite 21 in the submount 20 is preferably, for example, 1500 W / m ° C. or higher. If this thermal conductivity is too low, it may be difficult to remove the heat generated by the laser chip 10 with high efficiency.
The thermal conductivity in the stacking direction of the sheet-like graphite 21 in the submount 20 is, for example, 5 to 9 W / m ° C.
そして、上記構成の半導体レーザ装置においては、図5に示すように、エミッタ配置領域の中心位置の格子点上に位置される光エミッタを基準光エミッタ15aとしたとき、レーザチップ10の主平面と垂直方向からの平面視にて、シート状グラファイト21の積層面Sの面方向Dkが、基準光エミッタ15aの存在する特定の格子軸La1の方向D1に対して傾斜している。また、シート状グラファイト21の積層面Sの面方向Dkは、格子軸Lbの方向に対して傾斜している。このような構成とされていることにより、レーザチップ10の発熱を高い効率で除熱することができる。この理由について、理解を容易にするために、9個(3×3の長方格子)の光エミッタ15の配置領域を例に挙げて説明する。   In the semiconductor laser device having the above configuration, as shown in FIG. 5, when the light emitter positioned on the lattice point at the center of the emitter arrangement region is the reference light emitter 15a, the main plane of the laser chip 10 is In plan view from the vertical direction, the surface direction Dk of the laminated surface S of the sheet-like graphite 21 is inclined with respect to the direction D1 of the specific lattice axis La1 where the reference light emitter 15a exists. Further, the surface direction Dk of the laminated surface S of the sheet-like graphite 21 is inclined with respect to the direction of the lattice axis Lb. With this configuration, the heat generated by the laser chip 10 can be removed with high efficiency. In order to facilitate understanding, the reason for this will be described with reference to an arrangement region of nine (3 × 3 rectangular lattice) light emitters 15 as an example.
シート状グラファイト21は、上述したように、シート状グラファイト21の積層面Sの面方向の熱伝導率が、積層方向の熱伝導率よりも相当に大きいことから、サブマウント20における光エミッタ15に生ずる熱の熱伝導路は、実質的にシート状グラファイト21の面方向に沿って形成される。
従って、図6に示すように、シート状グラファイト21の積層面Sの面方向Dkが特定の格子軸La1の方向D1に対して傾斜していることにより、エミッタ配置領域の実質的に全域を光エミッタ15の除熱に寄与する除熱寄与領域(光エミッタ15からの熱が伝導される熱伝導路を形成する領域)R1とすることができる。また、エミッタ配置領域の中心位置またはその近傍に位置される光エミッタ150が、当該光エミッタ150の除熱経路上に存在する他の光エミッタ151,152から受ける熱の影響を低減することができて、当該光エミッタ150が過熱状態となることを抑制することができる。この結果、光エミッタ15の各々を高い効率で除熱することができる。図6において白抜きの矢印は高熱伝導方向を示す。
As described above, the sheet-like graphite 21 has a thermal conductivity in the surface direction of the laminated surface S of the sheet-like graphite 21 that is considerably larger than the thermal conductivity in the lamination direction. The heat conduction path of the generated heat is formed substantially along the surface direction of the sheet-like graphite 21.
Therefore, as shown in FIG. 6, the surface direction Dk of the laminated surface S of the sheet-like graphite 21 is inclined with respect to the direction D1 of the specific lattice axis La1, so that substantially the entire emitter arrangement region is light-transmitted. A heat removal contributing region (region forming a heat conduction path through which heat from the light emitter 15 is conducted) R1 that contributes to heat removal of the emitter 15 can be used. In addition, it is possible to reduce the influence of heat received from the other light emitters 151 and 152 existing on the heat removal path of the light emitter 150 on the light emitter 150 located at or near the center position of the emitter arrangement region. Thus, the light emitter 150 can be prevented from being overheated. As a result, each of the light emitters 15 can be removed with high efficiency. In FIG. 6, a white arrow indicates a high heat conduction direction.
これに対して、図7(a)に示すように、シート状グラファイト21の積層面Sの面方向Dkが特定の格子軸La1の方向D1と一致する構成のものにおいては、図8に示すように、光エミッタ15の除熱にほとんど寄与しない低機能領域R2が不可避的に形成されてしまうので、光エミッタ15の各々を高い効率で除熱することが困難となる。また、格子軸Laに沿って形成される、光エミッタ15の除熱に寄与する除熱寄与領域(光エミッタ15からの熱が伝導される熱伝導路を形成する領域)R1には、複数の光エミッタ15が存在するため、例えば一の除熱寄与領域の中心位置に位置される光エミッタ150は、他の光エミッタ151,152からの熱の影響を受けて温度が高くなる。このような問題は、例えば図7(b)に示すように、シート状グラファイト21の積層面Sの面方向Dkが格子軸Lbの方向と一致する構成のものにおいても生ずる。図8において白抜きの矢印は高熱伝導方向を示す。   On the other hand, as shown in FIG. 7A, in the configuration in which the surface direction Dk of the laminated surface S of the sheet-like graphite 21 coincides with the direction D1 of the specific lattice axis La1, as shown in FIG. In addition, since the low-function region R2 that hardly contributes to heat removal of the light emitter 15 is inevitably formed, it becomes difficult to remove each of the light emitters 15 with high efficiency. Further, a heat removal contribution region (region forming a heat conduction path through which heat from the light emitter 15 is conducted) R1 formed along the lattice axis La and contributing to heat removal of the light emitter 15 includes a plurality of regions. Since the light emitter 15 exists, for example, the light emitter 150 located at the center position of one heat removal contributing region is affected by the heat from the other light emitters 151 and 152 and the temperature becomes high. Such a problem also occurs in a configuration in which the surface direction Dk of the laminated surface S of the sheet-like graphite 21 coincides with the direction of the lattice axis Lb as shown in FIG. 7B, for example. In FIG. 8, a white arrow indicates a high heat conduction direction.
また、本発明の半導体レーザ装置においては、図5に示すように、特定の格子軸La1上において基準光エミッタ15aに隣接する隣接光エミッタ15bの存在する特定の格子軸Lb1上において隣接光エミッタ15bに隣接する光エミッタ15cと、基準光エミッタ15aとを結ぶ仮想直線Vの延びる方向をD2とし、基準光エミッタ15aの存在する特定の格子軸La1の方向D1と仮想直線Vの方向D2とがなす角度(以下、「格子角度」という。)をα(°)、特定の格子軸La1の方向D1と積層面Sの面方向Dkとがなす角度(以下、「積層面傾斜角度」という。)をθ(°)とした場合に、下記式1の関係を満足する構成とされていることが好ましい。
(式1) α/2−10°≦θ≦α/2+20°
Further, in the semiconductor laser device of the present invention, as shown in FIG. 5, the adjacent light emitter 15b on the specific lattice axis Lb1 where the adjacent light emitter 15b adjacent to the reference light emitter 15a exists on the specific lattice axis La1. The direction in which the imaginary straight line V connecting the light emitter 15c adjacent to the reference light emitter 15a extends is D2, and the direction D1 of the specific lattice axis La1 where the reference light emitter 15a exists and the direction D2 of the imaginary straight line V form. The angle (hereinafter referred to as “lattice angle”) is α (°), and the angle formed by the direction D1 of the specific lattice axis La1 and the surface direction Dk of the laminated surface S (hereinafter referred to as “laminated surface tilt angle”). In the case of θ (°), it is preferable that the configuration satisfies the relationship of the following formula 1.
(Formula 1) α / 2-10 ° ≦ θ ≦ α / 2 + 20 °
このような条件を満足することにより、後述する実験例の結果に示されるように、光エミッタ15の各々を一層高い効率で除熱することができる。   By satisfying such conditions, each of the light emitters 15 can be removed with higher efficiency, as shown in the result of an experimental example described later.
以上のように、上記構成の半導体レーザ装置によれば、サブマウント20は、比較的安価なシート状グラファイト21が積層されてなるものであるため、コストの低減化を図ることができる。
また、特定の格子軸La1の方向D1は、隣接する光エミッタ15の距離が最小となる光エミッタ15の配列方向であって、当該特定の格子軸La1の方向において、個々の光エミッタ15は、他の光エミッタ15からの熱的影響を受けやすい。然るに、シート状グラファイト21の積層面の面方向Dkが、特定の格子軸La1の方向D1に対して傾斜した構成とされているため、レーザチップ10の発熱を高い効率で除熱することができる。
上記の効果は、基準エミッタ15aの存在する特定の格子軸La1上に配置される光エミッタ15の数が例えば5個以上である構成のものにおいて、極めて有効に発揮される。
As described above, according to the semiconductor laser device having the above-described configuration, the submount 20 is formed by laminating the relatively inexpensive sheet-like graphite 21, so that the cost can be reduced.
Further, the direction D1 of the specific lattice axis La1 is the arrangement direction of the light emitters 15 in which the distance between the adjacent light emitters 15 is the minimum, and in the direction of the specific lattice axis La1, the individual light emitters 15 are It is susceptible to thermal effects from other light emitters 15. However, since the surface direction Dk of the laminated surface of the sheet-like graphite 21 is inclined with respect to the direction D1 of the specific lattice axis La1, the heat generated by the laser chip 10 can be removed with high efficiency. .
The above effect is exhibited extremely effectively in a configuration in which the number of light emitters 15 arranged on a specific lattice axis La1 where the reference emitter 15a exists is, for example, five or more.
以上、本発明の半導体レーザ装置の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。例えば光エミッタは、平面円形のものに限られず、平面矩形のものであってもよい。
また、光エミッタの配列パターンは、特に限定されるものではなく、例えば正方格子状、六方格子(ハニカム格子)状などの平面格子状とされていてもよい。
さらにまた、複数の光エミッタを有する単一のレーザチップではなく、一の光エミッタを有する複数のレーザチップがサブマウント上において平面格子状に搭載されていてもよい。
While the embodiments of the semiconductor laser device of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the light emitter is not limited to a flat circular shape, and may be a flat rectangular shape.
Further, the arrangement pattern of the light emitters is not particularly limited, and may be a planar lattice shape such as a square lattice shape or a hexagonal lattice (honeycomb lattice) shape.
Furthermore, instead of a single laser chip having a plurality of light emitters, a plurality of laser chips having a single light emitter may be mounted on the submount in a planar lattice shape.
以下、本発明の半導体レーザ装置の具体的な実施例について説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。   Specific examples of the semiconductor laser device of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
<実験例1>
図1〜図3に示す構成を参照して、下記の仕様の半導体レーザ装置(以下、この半導体レーザ装置を「装置(A1)」とする。)を作製した。この装置(A1)における光エミッタの配置状態を図9に示す。
[レーザチップ(10)]
基体の材質:GaAs
基体の寸法:縦2.6mm×横3.9mm×厚み0.06mm
光エミッタの主材料:GaAs系化合物
光エミッタの直径:200μm
光エミッタの配置状態:長方格子状
光エミッタの数:格子軸Laおよび格子軸Lb上にそれぞれ5個ずつ合計25個
光エミッタのピッチ:格子軸Laの方向のピッチ(p1)が328μm、格子軸Lbの方向のピッチ(p2)が656μm
格子角度α:63.4°
[サブマウント(20)]
サブマウント基体の寸法:6mm×7.3mm×0.8mm
熱伝導率:シート状グラファイトの面方向=1700W/m℃、シート状グラファイトの積層方向=7W/m℃
金属層の材質:金
金属層の厚み:6μm
[第1の接合層(25)]
材質:金とスズとの質量比が80:20のAuSn共晶ハンダ
寸法:2.8mm×2.8mm×5μm
[第2の接合層(26)]
材質:スズと銀と銅との質量比が96.5:3:0.5のSnAgCuハンダ
寸法:6.8mm×6.8mm×25μm
[ヒートシンク(30)]
材質:銅
外形の寸法:28.3mm×28.3mm×5.8mm
<Experimental example 1>
With reference to the configuration shown in FIGS. 1 to 3, a semiconductor laser device having the following specifications (hereinafter, this semiconductor laser device is referred to as “device (A1)”) was manufactured. The arrangement state of the light emitters in this apparatus (A1) is shown in FIG.
[Laser chip (10)]
Base material: GaAs
Base dimensions: 2.6 mm long x 3.9 mm wide x 0.06 mm thick
Main material of light emitter: GaAs compound Diameter of light emitter: 200 μm
Arrangement state of light emitters: rectangular lattice Number of light emitters: 5 on each of the lattice axis La and the lattice axis Lb, a total of 25 Light emitter pitch: Pitch (p1) in the direction of the lattice axis La is 328 μm, lattice The pitch (p2) in the direction of the axis Lb is 656 μm
Lattice angle α: 63.4 °
[Submount (20)]
Dimensions of submount substrate: 6 mm x 7.3 mm x 0.8 mm
Thermal conductivity: plane direction of sheet-like graphite = 1700 W / m ° C., lamination direction of sheet-like graphite = 7 W / m ° C.
Metal layer material: Gold Metal layer thickness: 6 μm
[First bonding layer (25)]
Material: AuSn eutectic solder having a mass ratio of gold and tin of 80:20 Dimensions: 2.8 mm × 2.8 mm × 5 μm
[Second bonding layer (26)]
Material: SnAgCu solder with a mass ratio of tin, silver and copper of 96.5: 3: 0.5 Dimensions: 6.8 mm × 6.8 mm × 25 μm
[Heatsink (30)]
Material: Copper External dimensions: 28.3 mm x 28.3 mm x 5.8 mm
また、光エミッタの直径を100μmとしたこと以外は、装置(A1)と同様の仕様の半導体レーザ装置(以下、この半導体レーザ装置を「装置(A2)」とする。)を作製した。   A semiconductor laser device having the same specifications as the device (A1) except that the diameter of the light emitter was set to 100 μm (hereinafter, this semiconductor laser device is referred to as “device (A2)”) was produced.
上記の装置(A1)、装置(A2)について、光エミッタに2Wの発熱があり、ヒートシンクの下面温度が22℃に保持されているものと仮定し、積層面傾斜角度θを0°から90°の範囲内で適宜変更して、基準光エミッタの温度を有限要素法による熱伝導解析によって求めた。結果を図10に示す。図10において、四角印のプロットで示される実線の曲線が装置(A1)の結果を示し、菱形印のプロットで示される破線の曲線が装置(A2)の結果を示す。   As for the above devices (A1) and (A2), it is assumed that the light emitter generates 2 W of heat and the bottom surface temperature of the heat sink is maintained at 22 ° C., and the laminated surface inclination angle θ is 0 ° to 90 °. The temperature of the reference light emitter was determined by a heat conduction analysis by a finite element method. The results are shown in FIG. In FIG. 10, the solid curve indicated by the square mark indicates the result of the device (A1), and the broken curve indicated by the rhombus mark indicates the result of the device (A2).
図10に示す結果から明らかなように、積層面傾斜角度θが0°より大きければ光エミッタの温度が低く、従って、光エミッタに生じた熱が高い効率で除熱されていることが理解される。
さらに、積層面傾斜角度θが、α/2−10°以上、α/2+20°以下(本実験例では21.7°〜51.7°)の範囲内とされることにより、高い除熱効率が得られることが確認された。
As is clear from the results shown in FIG. 10, it is understood that the temperature of the light emitter is low when the stacking plane inclination angle θ is greater than 0 °, and therefore the heat generated in the light emitter is removed with high efficiency. The
In addition, the laminated surface inclination angle θ is in the range of α / 2−10 ° or more and α / 2 + 20 ° or less (21.7 ° to 51.7 ° in the present experimental example), so that high heat removal efficiency is achieved. It was confirmed that it was obtained.
<実験例2>
レーザチップにおける光エミッタの配列を、図11に示すような正方格子状としたこと以外は、実験例1において作製した装置(A1)と同一の構成を有する半導体レーザ装置(以下、この半導体レーザ装置を「装置(B1)」とする。)を作製した。装置(A1)とは互いに異なる装置(B1)の仕様を以下に示す。
[レーザチップ(10)]
基体の寸法:縦2.6mm×横2.6mm×厚み0.06mm
光エミッタの配置形状:正方格子状
光エミッタの数:格子軸Laおよび格子軸Lb上にそれぞれ5個ずつ合計25個
光エミッタの配置ピッチp:328μm
格子角度α:45°
[サブマウント(20)]
サブマウント基体の寸法:6mm×6mm×0.8mm
<Experimental example 2>
A semiconductor laser device having the same configuration as the device (A1) manufactured in Experimental Example 1 except that the arrangement of the light emitters in the laser chip is a square lattice as shown in FIG. Was prepared as “apparatus (B1)”. The specifications of the device (B1) different from the device (A1) are shown below.
[Laser chip (10)]
Dimensions of substrate: 2.6 mm long x 2.6 mm wide x 0.06 mm thick
Arrangement shape of light emitter: square lattice shape Number of light emitters: 5 on each of the lattice axis La and the lattice axis Lb, a total of 25 light emitter arrangement pitch p: 328 μm
Lattice angle α: 45 °
[Submount (20)]
Dimensions of submount substrate: 6mm x 6mm x 0.8mm
また、光エミッタの直径を100μmとしたこと以外は、装置(B1)と同様の仕様の半導体レーザ装置(以下、この半導体レーザ装置を「装置(B2)」とする。)を作製した。   Also, a semiconductor laser device having the same specifications as the device (B1) except that the diameter of the light emitter was set to 100 μm (hereinafter, this semiconductor laser device is referred to as “device (B2)”) was produced.
上記の装置(B1)、装置(B2)について、光エミッタに2Wの発熱があり、ヒートシンクの下面温度が22℃に保持されているものと仮定し、積層面傾斜角度θを0°から90°の範囲内で適宜変更して、光エミッタの温度を有限要素法による熱伝導解析によって求めた。結果を図12に示す。図12において、四角印のプロットで示される実線の曲線が装置(B1)の結果を示し、菱形印のプロットで示される破線の曲線が装置(B2)の結果を示す。   As for the above devices (B1) and (B2), it is assumed that the light emitter generates heat of 2 W and the bottom surface temperature of the heat sink is maintained at 22 ° C., and the laminated surface inclination angle θ is changed from 0 ° to 90 °. The temperature of the light emitter was determined by a heat conduction analysis by a finite element method. The results are shown in FIG. In FIG. 12, the solid curve indicated by the square mark indicates the result of the device (B1), and the broken curve indicated by the rhombus mark indicates the result of the device (B2).
図12に示す結果から明らかなように、積層面傾斜角度θが0°より大きければ光エミッタの温度が低く、従って、光エミッタに生じた熱が高い効率で除熱されていることが理解される。
さらに、積層面傾斜角度θが、α/2−10°以上、α/2+20°以下(本実験例では12.5°〜42.5°)の範囲内とされることにより、高い除熱効率が得られることが確認された。なお、装置(B1)および装置(B2)においては、光エミッタの配置状態が正方格子状とされているため、積層面傾斜角度θが45°に対して対称な結果となっている。従って、積層面傾斜角度θが47.5°〜77.5°の範囲内である場合、すなわち、シート状グラファイトの積層面の面方向Dkと格子軸Lbの方向とがなす角度が、α/2−10°以上、α/2+20°以下の範囲内である場合においても、高い除熱効率が得られることを示している。
As is clear from the results shown in FIG. 12, it is understood that the temperature of the light emitter is low when the stacking plane inclination angle θ is greater than 0 °, and therefore the heat generated in the light emitter is removed with high efficiency. The
In addition, the laminated surface inclination angle θ is in the range of α / 2-10 ° or more and α / 2 + 20 ° or less (12.5 ° to 42.5 ° in this experimental example), so that high heat removal efficiency is obtained. It was confirmed that it was obtained. In the device (B1) and the device (B2), since the arrangement state of the light emitters is a square lattice, the laminated surface inclination angle θ is symmetric with respect to 45 °. Therefore, when the laminated surface inclination angle θ is in the range of 47.5 ° to 77.5 °, that is, the angle formed by the surface direction Dk of the laminated surface of the sheet-like graphite and the direction of the lattice axis Lb is α / It shows that high heat removal efficiency can be obtained even in the range of 2-10 ° or more and α / 2 + 20 ° or less.
<実験例3>
レーザチップにおける光エミッタの配列を、図13に示すような六方格子(ハニカム格子)状としたこと以外は、実験例1において作製した装置(A1)と同一の構成を有する半導体レーザ装置(以下、この半導体レーザ装置を「装置(C1)」とする。)を作製した。装置(A1)とは互いに異なる装置(C1)の仕様を以下に示す。
[レーザチップ(10)]
光エミッタの配置形状:中心対称の正六方格子状
隣接する光エミッタ間の距離p:367μm
格子角度α:60°
光エミッタの数:19個(基準エミッタの存在する特定の格子軸La1上に位置される光エミッタの数が5個)
<Experimental example 3>
A semiconductor laser device having the same configuration as the device (A1) manufactured in Experimental Example 1 except that the arrangement of the light emitters in the laser chip is a hexagonal lattice (honeycomb lattice) as shown in FIG. This semiconductor laser device is referred to as “device (C1)”. The specifications of the device (C1) different from the device (A1) are shown below.
[Laser chip (10)]
Arrangement of light emitters: center-symmetric regular hexagonal lattice distance between adjacent light emitters p: 367 μm
Lattice angle α: 60 °
Number of light emitters: 19 (the number of light emitters located on a specific lattice axis La1 where the reference emitter exists is 5)
また、光エミッタの直径を100μmとしたこと以外は、装置(C1)と同様の仕様の半導体レーザ装置(以下、この半導体レーザ装置を「装置(C2)」とする。)を作製した。   A semiconductor laser device having the same specifications as the device (C1) except that the diameter of the light emitter was set to 100 μm (hereinafter, this semiconductor laser device is referred to as “device (C2)”) was produced.
上記の装置(C1)、装置(C2)について、光エミッタに2Wの発熱があり、ヒートシンクの下面温度が22℃に保持されているものと仮定し、積層面傾斜角度θを0°から90°の範囲内で適宜変更して、基準光エミッタの温度を有限要素法による熱伝導解析によって求めた。結果を図14に示す。図14において、四角印のプロットで示される実線の曲線が装置(C1)の結果を示し、菱形印のプロットで示される破線の曲線が装置(C2)の結果を示す。   As for the above devices (C1) and (C2), it is assumed that the light emitter generates heat of 2 W and the bottom surface temperature of the heat sink is maintained at 22 ° C., and the laminated surface inclination angle θ is 0 ° to 90 °. The temperature of the reference light emitter was determined by a heat conduction analysis by a finite element method. The results are shown in FIG. In FIG. 14, the solid curve indicated by the square mark plot indicates the result of the apparatus (C1), and the broken line curve indicated by the rhombus mark plot indicates the result of the apparatus (C2).
図14に示す結果から明らかなように、積層面傾斜角度θが、0°より大きければ光エミッタの温度が低く、従って、光エミッタに生じた熱が高い効率で除熱されていることが理解される。
さらに、積層面傾斜角度θが、α/2−10°以上、α/2+20°以下(本実験例では20.0°〜50.0°)の範囲内とされることにより、高い除熱効率が得られることが確認された。
As is apparent from the results shown in FIG. 14, it is understood that the temperature of the light emitter is low when the stacking plane inclination angle θ is greater than 0 °, and therefore the heat generated in the light emitter is removed with high efficiency. Is done.
In addition, the laminated surface inclination angle θ is in the range of α / 2-10 ° or more and α / 2 + 20 ° or less (20.0 ° to 50.0 ° in this experimental example), so that high heat removal efficiency is achieved. It was confirmed that it was obtained.
10 レーザチップ
11 基体
12a 第1の電極
12b 第2の電極
13 光取り出し部
15,150,151,152 光エミッタ
15a 基準光エミッタ
15b 隣接光エミッタ
15c 光エミッタ
20 サブマウント
20a サブマウント基体
21 シート状グラファイト
22 金属層
25 第1の接合層
26 第2の接合層
30 ヒートシンク
R1 除熱寄与領域
R2 低機能領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser chip 11 Base | substrate 12a 1st electrode 12b 2nd electrode 13 Light extraction part 15,150,151,152 Light emitter 15a Reference light emitter 15b Adjacent light emitter 15c Light emitter 20 Submount 20a Submount base | substrate 21 Sheet-like graphite 22 Metal layer 25 First bonding layer 26 Second bonding layer 30 Heat sink R1 Heat removal contribution region R2 Low functional region

Claims (3)

  1. 光を出射する光エミッタを有する複数のレーザチップ、または、光を出射する光エミッタを複数有する単一のレーザチップが、サブマウント上に搭載されてなり、当該レーザチップにおける光エミッタが、隣接する光エミッタの距離が最小となる光エミッタの配列方向に延びる格子軸Laと当該格子軸Laと異なる方向に延びる格子軸Lbを有する平面格子における格子点上に位置された半導体レーザ装置であって、
    前記サブマウントは、複数のシート状グラファイトが積層されてなり、当該シート状グラファイトの各々は、それぞれの積層面が当該サブマウントの厚み方向に延びる方向に配置されており、
    前記エミッタ配置領域の中心位置、または、中心位置に最も近接する位置の格子点上に位置される光エミッタを基準光エミッタとしたとき、平面視にて、前記シート状グラファイトの積層面の面方向Dkが、当該基準光エミッタの存在する格子軸Laの方向D1に対して傾斜していることを特徴とする半導体レーザ装置。
    A plurality of laser chips having a light emitter for emitting light or a single laser chip having a plurality of light emitters for emitting light are mounted on a submount, and the light emitters in the laser chip are adjacent to each other. A semiconductor laser device positioned on a lattice point in a planar lattice having a lattice axis La extending in the arrangement direction of the light emitters having a minimum light emitter distance and a lattice axis Lb extending in a direction different from the lattice axis La,
    The submount is formed by laminating a plurality of sheet-like graphites, and each of the sheet-like graphites is arranged in a direction in which each laminated surface extends in the thickness direction of the submount,
    When the light emitter located on the center position of the emitter arrangement region or the lattice point closest to the center position is a reference light emitter, the plane direction of the laminated surface of the sheet-like graphite in plan view A semiconductor laser device, wherein Dk is inclined with respect to a direction D1 of a lattice axis La where the reference light emitter exists.
  2. 前記格子軸La上において前記基準光エミッタと隣接する隣接光エミッタの存在する格子軸Lb上において、当該隣接光エミッタに隣接する他の光エミッタと、前記基準光エミッタとを結ぶ仮想直線の延びる方向をD2とし、前記格子軸Laの方向D1と当該仮想直線の方向D2とがなす角度をα(°)、前記格子軸Laの方向D1と前記積層面の面方向Dkとがなす角度をθ(°)とした場合に、下記式1の関係を満足す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。
    (式1) α/2−10°≦θ≦α/2+20°
    A direction in which an imaginary straight line connecting the reference light emitter and another light emitter adjacent to the adjacent light emitter on the lattice axis Lb where the adjacent light emitter adjacent to the reference light emitter exists on the lattice axis La Is D2, and the angle formed by the direction D1 of the lattice axis La and the direction D2 of the virtual line is α (°), and the angle formed by the direction D1 of the lattice axis La and the surface direction Dk of the stacked surface is θ ( 2), the relationship of the following formula 1 is satisfied.
    (Formula 1) α / 2-10 ° ≦ θ ≦ α / 2 + 20 °
  3. 前記基準光エミッタの存在する格子軸La上に配置される光エミッタの数が5個以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体レーザ装置。   3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the number of light emitters arranged on the lattice axis La where the reference light emitter exists is 5 or more.
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