JP2017112138A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に、本実施形態に係る半導体レーザ装置100の斜視図を示す。図2は、半導体レーザ装置100の蓋体30及び透光部材40を外した状態を示すものである。また、図3は、図2の正面図であり、図4は、図1のA−A線における断面図である。
基体10は、半導体レーザ素子20を収容するためのものである。基体10は、上方から見た外縁形状が矩形である基底部11と、基底部11の上方に位置し矩形を構成する4辺のうち3辺に対応する位置に設けられた3つの第1側壁部12a、12b、12cと、基底部11の上方に位置し3つの第1側壁部12a、12b、12cのうちの対向する2つの第1側壁部12a、12cから互いに対向するように延伸する2つの第2側壁部13a、13bと、を有する。このとき、上方から見て、第1側壁部12の外縁は基底部11の外縁と一致している。つまり、基底部11の側面と第1側壁部の外側面とは同一平面上に位置している。第2側壁部13を設けることで、半導体レーザ装置100の小型化のために、半導体レーザ装置100の幅を狭くしても透光部材40と基体10との接合面積をある程度確保することができるため、透光部材40の脱落を防止しやすくなる。
半導体レーザ素子20は、その光出射面が透光部材40に向くように基底部の上面11aに配置される。つまり、半導体レーザ素子20の最も広い面が基底部の上面に直接又はサブマウントを介して接着される。これにより、半導体レーザ素子20で発生する熱を効率よく基底部11に逃がすことができる。半導体レーザ素子20には公知のものを用いることができる。例えば窒化物半導体からなるものを用いることができ、好ましくは窒化ガリウム系の半導体レーザ素子20を用いる。
第1側壁部12の上面及び第2側壁部13の上面には、蓋体30が配置されている。本実施形態では、迷光対策のために蓋体30として遮光性の材料を用いている。この場合は、蓋体30の側面と接合面15とが実質的に同じ平面上にあるのが好ましい。つまり、蓋体30の側面と透光部材40とが接続されるのが好ましい。小型の半導体レーザ装置とするために半導体レーザ装置の厚みを小さくすると、レーザ光が蓋体30にあたりやすくなる。これに対して、透光部材40の上面を高くして蓋体30の側面と接続するようにすることで、レーザ光が蓋体30に当たりにくくなり、光取り出し効率の低下を抑制することができる。このとき、図1に示すように透光部材40の上面と蓋体30の上面とは実質的に同じ高さに位置するのが好ましい。これにより、蓋体と透光部材の接合面積を増やすことができる。さらに、基体10に蓋体30を配置する際に、透光部材40に押しあてながら位置合わせを行うことができるため、蓋体30の実装ずれを抑制しやすくすることができる。遮光性の材料としては、セラミック等を用いることができる。
透光部材40は、基体10の接合面15に接合されている。透光部材40は、さらに基底部11における基底部の上面11aと平行な面11bと、第1側壁部12における基底部の上面11a及び接合面15と垂直をなす面と、に接合されているのが好ましい。これにより、透光部材40と基体10との接合面積を増やすことができるため、透光部材40と基体10との接合強度を向上させやすくなる。透光部材40は接合面15と接合される面の面積のうち、好ましくは25%以上75%以下、より好ましくは40%以上60%以下の範囲において基体10と接合する。前述の下限値以上とすることで半導体レーザ装置100を気密封止しやすくなり、前述の上限値以下とすることで半導体レーザ素子20からの光を取出しやすくなる。
接合剤50は、透光部材40及び接合面15を接合するための部材である。接合剤50としては、例えば、金属接合剤を用いることができる。具体的には、AuSn系のはんだ等が挙げられる。また、本実施形態では、第1側壁部12a、12b、12cの上面及び第2側壁部13a、13bの上面と、蓋体30、とが接合剤50により接合されている。
半導体レーザ素子20の電気的な破壊を抑制するために、ツェナーダイオード等の保護素子を基底部の上面11aに配置してもよい。保護素子は、半導体レーザ素子20の光反射面と第1側壁部12bとの間に配置することができ、半導体レーザ素子20と保護素子とは直線上に配置されるのが好ましい。これにより、半導体レーザ装置100の幅を小さくすることができる。
10…基体
11…基底部
11a…基底部の上面
11b…基底部の上面と平行な面
11c…基底部の上面と平行な面
12(12a、12b、12c)…第1側壁部
13(13a、13b)…第2側壁部
15…接合面
16…離間面
20…半導体レーザ素子
30…蓋体
40…透光部材
50…接合剤
60…ワイヤ
70…電極
Claims (10)
- 上方から見た外縁形状が矩形である基底部と、前記基底部の上方に位置し前記矩形を構成する4辺のうち3辺に対応する位置に設けられた3つの第1側壁部と、前記基底部の上方に位置し前記3つの第1側壁部のうち対向する2つの第1側壁部から互いに対向するように延伸する2つの第2側壁部と、を有する基体と、
前記2つの第2側壁部の間を通って外部にレーザ光が出射されるように、前記基底部の上面に配置された半導体レーザ素子と、
前記第1側壁部の上面及び前記第2側壁部の上面に配置された蓋体と、を備え、
前記基体は、前記基底部の上面と垂直をなし、上方から見て前記基体の外縁より内側において、前記基底部及び前記2つの第2側壁部にわたって設けられた接合面を有し、
前記接合面に透光部材が接合されていることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 前記透光部材は、前記基底部における前記基底部の上面と平行な面と、前記第1側壁部における前記基底部の上面及び前記接合面と垂直をなす面と、に接合されてい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。
- 前記透光部材は、上方から見て前記基底部の外縁よりも内側に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体レーザ装置。
- 前記基底部は、前記2つの第2側壁部の間における前記接合面から離間した位置に、前記基底部の上面から下方に延びる離間面を有し、
前記半導体レーザ素子の光出射面は、前記接合面と前記離間面との間に位置することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。 - 前記接合面から前記離間面までの距離は5μm以上100μm以下の範囲にあることを特徴とする請求項4に記載の半導体レーザ装置。
- 前記蓋体は遮光性の材料により構成されており、
前記蓋体の側面と前記接合面とが実質的に同じ平面上にあることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。 - 前記透光部材の厚みは前記蓋体の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。
- 前記透光部材の厚みは、0.05mm以上0.7mm以下の範囲にあることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。
- 上方から見て、前記蓋体の外縁は前記基体の外縁と一致する又はそれよりも内側に位置することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。
- 前記透光部材は、金属接合剤により前記接合面に接合されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。
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