JP2019071331A - Semiconductor laser device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

To provide a semiconductor laser device and a manufacturing method thereof where lens bonding condition is not affected by an adhesive, and a lens can be removed and replaced when necessary.SOLUTION: A manufacturing method of a semiconductor laser device according to the present invention includes a sealing step of hermetically sealing a semiconductor laser element and a bonding step of bonding a lens to a transparent plate by using a cap having an opening at a position corresponding to the front of the semiconductor laser element and a transparent plate provided in the opening and transmitting a laser beam of the semiconductor laser element. The bonding step is performed after the sealing step, and the bonding in the bonding step is a direct bonding of the transparent plate and the lens.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半導体レーザ装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor laser device and a method of manufacturing the same.

本技術分野の背景技術として、特開昭５５−３８０６４号公報（特許文献１）がある。この公報には、「絶縁基板上のヒートシンクに半導体レーザを固着し、該半導体レーザの端面からの距離を一定にすると共に、該端面と平行になるように、前記ヒートシンクに対してスペーサを介して透明窓を配置し、該透明窓とキャップとにより前記半導体レーザを封止し、前記透明窓に透明接着剤によりレンズを固着したことを特徴とする半導体発光装置」が記載されている。   As background art of this technical field, there is JP-A-55-38064 (patent document 1). In this publication, "a semiconductor laser is fixed to a heat sink on an insulating substrate, and the distance from the end face of the semiconductor laser is made constant, and a spacer is attached to the heat sink so as to be parallel to the end face. There is disclosed a semiconductor light emitting device characterized in that a transparent window is disposed, the semiconductor laser is sealed by the transparent window and a cap, and a lens is fixed to the transparent window by a transparent adhesive.

特開昭５５−３８０６４号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-38064

前記特許文献１が開示した半導体発光装置においては、レンズが透明接着剤によって透明窓に固着される。そのような半導体発光装置では、接着剤の厚さのばらつきにより、固着されたレンズの光軸が傾いてしまうことがある。なお、一旦固着されたレンズが取り外せないので、レンズ交換ができない。   In the semiconductor light emitting device disclosed in Patent Document 1, the lens is fixed to the transparent window by the transparent adhesive. In such a semiconductor light emitting device, the optical axis of the fixed lens may be inclined due to the variation of the thickness of the adhesive. In addition, since the lens once fixed can not be removed, lens replacement can not be performed.

本発明は、レンズの接合状況が接着剤の影響を受けず、且つ必要なときにレンズを取り外して交換できる半導体レーザ装置及びその製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device and a method of manufacturing the same, in which the bonding condition of the lens is not affected by the adhesive, and the lens can be removed and replaced when necessary.

前記した課題を解決するために、本発明の一実施形態にかかる半導体レーザ装置の製造方法は、半導体レーザ素子の前方に対応する位置に開口部を有するキャップ、及び前記開口部に設けられ前記半導体レーザ素子のレーザビームを透過させる透明板、を用いて、前記半導体レーザ素子を気密封止する封止ステップと、前記透明板にレンズを接合する接合ステップと、を含む。前記接合ステップは、前記封止ステップの後であり、前記接合ステップにおける接合は、前記透明板と前記レンズの直接接合である。   In order to solve the problems described above, according to a method of manufacturing a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention, a cap having an opening at a position corresponding to the front of a semiconductor laser device, and the semiconductor provided in the opening And a sealing step of hermetically sealing the semiconductor laser device using a transparent plate for transmitting a laser beam of the laser device, and a bonding step of bonding a lens to the transparent plate. The bonding step is after the sealing step, and the bonding in the bonding step is a direct bonding of the transparent plate and the lens.

本発明の他の実施形態にかかる半導体レーザ装置は、基板に固定された半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の前方に開口部を有するキャップと、前記開口部に設けられ、前記キャップと共に前記半導体レーザ素子を気密封止し、前記半導体レーザ素子のレーザビームを透過させる透明板と、前記透明板に接合されて前記半導体レーザ素子のレーザビームを略平行ビームとするレンズと、を含む。前記透明板と前記レンズとの接合は、直接接合である。   A semiconductor laser device according to another embodiment of the present invention includes a semiconductor laser device fixed to a substrate, a cap having an opening in front of the semiconductor laser device, the opening provided with the opening, and the semiconductor together with the cap And a lens for hermetically sealing the laser element and transmitting the laser beam of the semiconductor laser element, and a lens which is joined to the transparent plate and which makes the laser beam of the semiconductor laser element a substantially parallel beam. Bonding of the transparent plate and the lens is direct bonding.

本発明によれば、レンズの接合状況が接着剤の影響を受けず、且つ必要なときにレンズを取り外して交換できる半導体レーザ装置及びその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor laser device and a method of manufacturing the same, in which the bonding condition of the lens is not affected by the adhesive, and the lens can be removed and replaced when necessary.

また、上述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。   Further, problems, configurations and effects other than those described above will be clarified by the description of the following embodiments.

本発明の一実施形態にかかる半導体レーザ装置の製造方法におけるステップを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the step in the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus concerning one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる半導体レーザ装置の製造方法におけるステップを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the step in the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus concerning other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる半導体レーザ装置の製造方法におけるステップを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the step in the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus concerning other embodiment of this invention. 本発明において用いる半導体レーザ素子の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the semiconductor laser element used in this invention. 本発明において用いる半導体レーザ素子の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the semiconductor laser element used in this invention. 変形したレーザダイオードバーを光軸方向から見た場合の模式図である。It is a schematic diagram at the time of seeing the deformed laser diode bar from the optical axis direction.

以下、図面に基づき発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention based on the drawings.

図１は本発明の一実施形態にかかる半導体レーザ装置の製造方法におけるステップを示す模式図である。矢印で示したように製造プロセスが上の図面から下の図面へ進むものとする。本実施形態の製造方法は、半導体レーザ素子を気密封止する封止ステップと、透明板にレンズを接合する接合ステップと、を含む。   FIG. 1 is a schematic view showing steps in a method of manufacturing a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention. Assume that the manufacturing process proceeds from the upper drawing to the lower drawing as indicated by the arrows. The manufacturing method of the present embodiment includes a sealing step of hermetically sealing the semiconductor laser device, and a bonding step of bonding a lens to a transparent plate.

封止ステップにおいて、キャップ１１０及び透明板１１２を用いて半導体レーザ素子１０６を気密封止する。気密封止の一例を具体的に説明すると、図１の上方の図面に示したように、封止ステップの前に、基板１０２上に配置されたサブマウント１０４に半導体レーザ素子１０６を接合する。半導体レーザ素子１０６としては、レーザ光を発振することができるものであれば、特に制限なく使用することができる。例えば、３００ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは４００ｎｍ〜４７０ｎｍ、より好ましくは４２０ｎｍ〜４７０ｎｍに発光ピーク波長を有するものを用いることができる。典型的には、端面発光型の半導体レーザ素子を使用することができる。サブマウント１０４は、半導体レーザ素子１０６の放熱のために熱伝導性の高い材料によって形成されていることが好ましい。具体的には、ＡｌＮ、ＣｕＷ、ダイヤモンド、ＳｉＣ、セラミックス等が挙げられる。なかでも、サブマウント１０４は、単結晶のＡｌＮ又はＳｉＣからなるものが好ましい。一方、半導体レーザ素子１０６の前方に対応する位置に開口部１１０ａを有するキャップ１１０を用意して、嵌め込み又は接合などの方法によって開口部１１０ａに透明板１１２を固着させる。その後、図１の中央の図面に示したように、一体となったキャップ１１０及び透明板１１２を用いて半導体レーザ素子１０６を気密封止する。   In the sealing step, the semiconductor laser element 106 is hermetically sealed using the cap 110 and the transparent plate 112. Specifically, as shown in the upper drawing of FIG. 1, the semiconductor laser device 106 is bonded to the submount 104 disposed on the substrate 102 before the sealing step. The semiconductor laser element 106 can be used without particular limitation as long as it can oscillate laser light. For example, one having an emission peak wavelength at 300 nm to 500 nm, preferably 400 nm to 470 nm, more preferably 420 nm to 470 nm can be used. Typically, an edge emitting semiconductor laser device can be used. The submount 104 is preferably formed of a material having high thermal conductivity for heat dissipation of the semiconductor laser element 106. Specifically, AlN, CuW, diamond, SiC, ceramics and the like can be mentioned. Among them, the submount 104 is preferably made of single crystal AlN or SiC. On the other hand, a cap 110 having an opening 110a at a position corresponding to the front of the semiconductor laser element 106 is prepared, and the transparent plate 112 is fixed to the opening 110a by a method such as fitting or bonding. Thereafter, as shown in the central drawing of FIG. 1, the semiconductor laser device 106 is hermetically sealed using the integrated cap 110 and the transparent plate 112.

ここで、「半導体レーザ素子の前方に対応する位置に開口部を有する」とは、気密封止した後、キャップ１１０の開口部１１０ａがちょうど半導体レーザ素子１０６の前方に位置するように、キャップ１１０に開口部１１０ａが設けられることをいう。透明板１１２は半導体レーザ素子１０６のレーザビームを透過させることができる。   Here, “having an opening at a position corresponding to the front of the semiconductor laser device” means that the cap 110 is positioned so that the opening 110 a of the cap 110 is positioned just in front of the semiconductor laser device 106 after hermetically sealing. Is provided with an opening 110a. The transparent plate 112 can transmit the laser beam of the semiconductor laser device 106.

接合ステップにおいて、図１の下方の図面に示したように、直接接合によって透明板１１２にレンズ１１４を接合する。この接合ステップは封止ステップの後に行う。接合ステップにおいて、半導体レーザ素子１０６の光軸に合わせて透明板１１２にレンズ１１４を接合する。光軸合わせの方法としては、例えば、レーザプロファイラを用いて、半導体レーザ素子１０６が出射するレーザビームの強度プロファイルをとり、その強度プロファイルの中心位置から半導体レーザ素子１０６の光出射部の位置を特定して光軸を合わせることができる。   In the bonding step, as shown in the lower drawing of FIG. 1, the lens 114 is bonded to the transparent plate 112 by direct bonding. This bonding step is performed after the sealing step. In the bonding step, the lens 114 is bonded to the transparent plate 112 in alignment with the optical axis of the semiconductor laser device 106. As a method of optical axis alignment, for example, using a laser profiler, the intensity profile of the laser beam emitted by the semiconductor laser device 106 is obtained, and the position of the light emitting portion of the semiconductor laser device 106 is specified from the center position of the intensity profile. And the optical axis can be aligned.

直接接合の手法は、オプティカルコンタクトであってよい。例えば、ガラス、石英、サファイア、フッ化カルシウム等から構成する透明板１１２及びレンズ１１４を用いて、互いに接合する透明板１１２の表面とレンズ１１４の接合面を精密研磨によって平滑な平面に加工して、２００℃以下の温度及び常圧において両者を密着させて接合する。この直接接合によって、図１の下方の図面に示したような半導体レーザ装置１００が得られる。透明板１１２とレンズ１１４の材料は、同じであってもよく、異なっていてもよい。   The direct bonding method may be an optical contact. For example, using transparent plate 112 and lens 114 made of glass, quartz, sapphire, calcium fluoride or the like, the surface of transparent plate 112 to be bonded to each other and the bonding surface of lens 114 are processed into smooth flat surfaces by precision polishing. The two are brought into close contact at a temperature of 200 ° C. or less and at normal pressure and joined. By this direct bonding, a semiconductor laser device 100 as shown in the lower drawing of FIG. 1 is obtained. The materials of the transparent plate 112 and the lens 114 may be the same or different.

半導体レーザ素子１０６をサブマウント１０４に接合するために使用する接合材、及び気密封止に使用する接合材などの溶融温度が通常２００℃より高いので、レンズの接合ステップは２００℃以下の温度で行えば、他の接合を破壊することはない。なお、常圧でレンズ接合を行えば、半導体レーザ素子１０６の気密封止状態に悪影響を及ぼすことはない。   Since the melting temperature of the bonding material used to bond the semiconductor laser device 106 to the submount 104 and the bonding material used for hermetic sealing is usually higher than 200 ° C., the lens bonding step is performed at a temperature of 200 ° C. or less If done, it will not break other joints. If lens bonding is performed at normal pressure, the hermetically sealed state of the semiconductor laser element 106 is not adversely affected.

本発明の製造方法は、接着剤を使用しない直接接合によってレンズ１１４を透明板１１２に接合するので、接着剤の厚さのばらつきによるレンズ光軸の傾きが発生しない。また、本発明の製造方法で製造された半導体レーザ装置は、レンズ接合に接着剤を使用していないので、レンズに劣化などが発生したとき、そのレンズを取り外して、新しいレンズに交換することが容易に実現できる。レンズを取り外す方法としては、例えば、引っ張りせん断によりレンズを剥離する方法、又は、レンズ内部に超短パルスレーザを照射して内部応力を発生させて、レンズを剥離する方法などがある。   In the manufacturing method of the present invention, since the lens 114 is bonded to the transparent plate 112 by direct bonding without using an adhesive, the inclination of the lens optical axis due to the variation in the thickness of the adhesive does not occur. In addition, since the semiconductor laser device manufactured by the manufacturing method of the present invention does not use an adhesive for lens bonding, when deterioration or the like of the lens occurs, the lens may be removed and replaced with a new lens. It can be easily realized. As a method of removing the lens, for example, there is a method of peeling the lens by tensile shear, or a method of irradiating the inside of the lens with an ultrashort pulse laser to generate an internal stress and peeling the lens.

なお、本発明の製造方法で製造された半導体レーザ装置は、レンズ接合に接着剤を使用していないので、接着剤の界面反射による光のロスが発生しない。また、接着剤による屈折がないので、半導体レーザ装置の光学系が設計しやすい。更に、レーザ（特に短波長レーザ）のエネルギーを吸収することによる接着剤の劣化、変形が発生しない。   The semiconductor laser device manufactured by the manufacturing method of the present invention does not use an adhesive for lens bonding, so that light loss due to interfacial reflection of the adhesive does not occur. Further, since there is no refraction by the adhesive, the optical system of the semiconductor laser device can be easily designed. Furthermore, the adhesive does not deteriorate or deform due to the absorption of the energy of the laser (in particular, the short wavelength laser).

図２及び図３は、本発明の他の実施形態にかかる半導体レーザ装置の製造方法におけるステップを示す模式図である。図２及び図３に示した実施形態は、図１に示した実施形態に比べて、封止ステップにおける詳細なプロセスが若干異なる。   2 and 3 are schematic views showing steps in a method of manufacturing a semiconductor laser device according to another embodiment of the present invention. The embodiment shown in FIGS. 2 and 3 differs slightly in the detailed process in the sealing step from the embodiment shown in FIG.

図２に示した実施形態では、上方の図面に示したように、まず半導体レーザ素子１０６の前方に対応する位置に開口部１１０ａを有するキャップ１１０を基板１０２に接合する。その後、中央の図面に示したように、透明板１１２をキャップ１１０の開口部１１０ａに接合して、キャップ１１０及び透明板１１２を用いて半導体レーザ素子１０６を気密封止する。更に、下方の図面に示したように、半導体レーザ素子１０６の光軸に合わせて、直接接合によってレンズ１１４を透明板１１２に接合する。よって、半導体レーザ装置１００が得られる。   In the embodiment shown in FIG. 2, as shown in the upper drawing, first, a cap 110 having an opening 110a at a position corresponding to the front of the semiconductor laser device 106 is bonded to the substrate 102. Thereafter, as shown in the central drawing, the transparent plate 112 is joined to the opening 110 a of the cap 110, and the semiconductor laser device 106 is hermetically sealed using the cap 110 and the transparent plate 112. Further, as shown in the lower drawing, the lens 114 is bonded to the transparent plate 112 by direct bonding in alignment with the optical axis of the semiconductor laser device 106. Thus, the semiconductor laser device 100 is obtained.

図３に示した実施形態では、上方の図面に示したように、まず透明板１１２を半導体レーザ素子１０６の前方に立てて、接着剤などによってそれを基板１０２に接合する。その後、中央の図面に示したように、透明板１１２に対応する位置に開口部１１０ａを有するキャップ１１０を基板１０２及び透明板１１２に接合することによって、キャップ１１０及び透明板１１２を用いて半導体レーザ素子１０６を気密封止する。更に、下方の図面に示したように、半導体レーザ素子１０６の光軸に合わせて、直接接合によってレンズ１１４を透明板１１２に接合する。よって、半導体レーザ装置１００が得られる。   In the embodiment shown in FIG. 3, as shown in the upper drawing, first, the transparent plate 112 is erected in front of the semiconductor laser device 106 and bonded to the substrate 102 by an adhesive or the like. After that, as shown in the central drawing, the semiconductor laser using the cap 110 and the transparent plate 112 by bonding the cap 110 having the opening 110a at the position corresponding to the transparent plate 112 to the substrate 102 and the transparent plate 112. The element 106 is hermetically sealed. Further, as shown in the lower drawing, the lens 114 is bonded to the transparent plate 112 by direct bonding in alignment with the optical axis of the semiconductor laser device 106. Thus, the semiconductor laser device 100 is obtained.

図４は本発明において用いる半導体レーザ素子の一例を示す模式図である。図４に示したように、半導体レーザ素子１０６は、単一のレーザダイオードであってよい。この場合、半導体レーザ素子１０６の一方の端面に一つの光出射部２０２があり、そこから二点鎖線で示したようにレーザビームを出射することができる。本明細書において、レーザビームを出射する方向を半導体レーザ素子の前方とする。上述した「半導体レーザ素子１０６の光軸に合わせてレンズ１１４を透明板１１２に接合する」とは、レーザダイオードの光出射部２０２から出射するレーザビームの光軸（本明細書において、「レーザダイオードの光軸」又は「光出射部の光軸」ともいう）に合わせて、透明板１１２にレンズ１１４を接合することをいう。半導体レーザ素子１０６はサブマウント１０４上に配置されていることが好ましい。   FIG. 4 is a schematic view showing an example of a semiconductor laser device used in the present invention. As shown in FIG. 4, the semiconductor laser device 106 may be a single laser diode. In this case, one light emitting portion 202 is provided at one end face of the semiconductor laser device 106, and a laser beam can be emitted therefrom as indicated by a two-dot chain line. In this specification, the direction from which the laser beam is emitted is taken as the front of the semiconductor laser device. The phrase “joining the lens 114 to the transparent plate 112 in alignment with the optical axis of the semiconductor laser device 106” refers to the optical axis of the laser beam emitted from the light emitting portion 202 of the laser diode (in this specification, “laser diode The lens 114 is bonded to the transparent plate 112 in accordance with the optical axis of the lens or the optical axis of the light emitting portion). The semiconductor laser device 106 is preferably disposed on the submount 104.

図５は本発明において用いる半導体レーザ素子の他の例を示す模式図である。図５に示したように、半導体レーザ素子１０６は、複数のレーザダイオードが横一列に配列されたレーザダイオードバーであってもよい。この場合、半導体レーザ素子１０６の一方の端面に、レーザダイオードの数に対応する複数の光出射部２０２があり、それぞれの光出射部２０２から二点鎖線で示したようにレーザビームを出射することができる。半導体レーザ素子１０６がレーザダイオードバーである場合、本発明の半導体レーザ装置の製造方法の接合ステップにおいては、当該レーザダイオードバーにおける各レーザダイオードの光軸に合わせて、それぞれのレーザダイオードに対応するレンズ１１４を透明板１１２に接合する。レーザダイオードバーはサブマウント１０４上に配置されていることが好ましい。なお、半導体レーザ素子１０６がレーザダイオードバーである場合、レンズ１１４としてレンズアレイを使用してもよい。   FIG. 5 is a schematic view showing another example of the semiconductor laser device used in the present invention. As shown in FIG. 5, the semiconductor laser element 106 may be a laser diode bar in which a plurality of laser diodes are arranged in a row. In this case, a plurality of light emitting portions 202 corresponding to the number of laser diodes are provided at one end face of the semiconductor laser element 106, and the laser beams are emitted from the respective light emitting portions 202 as indicated by the two-dot chain line. Can. When the semiconductor laser element 106 is a laser diode bar, in the bonding step of the method of manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, a lens corresponding to each laser diode in alignment with the optical axis of each laser diode in the laser diode bar Join 114 to the transparent plate 112. The laser diode bar is preferably disposed on the submount 104. When the semiconductor laser element 106 is a laser diode bar, a lens array may be used as the lens 114.

図６は変形したレーザダイオードバーを光軸方向から見た場合の模式図である。半導体レーザ素子１０６は、通常、サブマウント１０４の上に半田等の接合材４０２を使用して接合される。半導体レーザ素子１０６がレーザダイオードバーであるとき、そのレーザダイオードバーの各光出射部２０２の高さは、一定になるのが理想であるが、実際には接合の均一性、加熱・冷却に伴う熱変形等の影響によって、各光出射部２０２の高さに数ミクロンレベルのばらつきが発生することがある。図６に示したように、レーザダイオードバーの中央部の光出射部２０２の高さが最も高く、両端部の光出射部２０２の高さが最も低い「スマイル」と呼ばれる変形が代表的な例である。   FIG. 6 is a schematic view of the deformed laser diode bar as viewed from the optical axis direction. The semiconductor laser device 106 is generally bonded onto the submount 104 using a bonding material 402 such as solder. When the semiconductor laser element 106 is a laser diode bar, the height of each light emitting portion 202 of each laser diode bar is ideally constant, but in practice it is associated with junction uniformity, heating and cooling. Due to the influence of thermal deformation or the like, the height of each light emitting portion 202 may have variation of several microns. As shown in FIG. 6, a typical example is a deformation called “smile” in which the height of the light emitting portion 202 at the central portion of the laser diode bar is the highest and the height of the light emitting portions 202 at the both ends is the lowest. It is.

このようなスマイル変形を有するレーザダイオードバーに対して、もしそのレーザダイオードバーの中の一つの光出射部２０２の光軸の高さに合わせて、各レーザダイオードに対応する各レンズ１１４を全て同じ高さで透明板１１２に接合すると、光軸の高さが合うレンズを除き、殆どのレンズが対応する光出射部２０２の光軸からずれてしまう。そのようなレンズを通過したレーザビームは、レンズの光軸からずれて傾斜して伝播することになる。   For a laser diode bar having such a smile deformation, each lens 114 corresponding to each laser diode is the same if the height of the optical axis of one light emitting portion 202 in the laser diode bar is adjusted. When it is joined to the transparent plate 112 at the height, most of the lenses deviate from the optical axis of the corresponding light emitting portion 202 except for the lens whose optical axis height matches. A laser beam that has passed through such a lens will propagate at an angle with respect to the optical axis of the lens.

本発明の製造方法によれば、当該レーザダイオードバーにおける各レーザダイオードの光軸に合わせて、それぞれのレーザダイオードに対応するレンズ１１４を透明板１１２に接合するので、光軸ずれによるレーザビームの傾斜を防ぐことができる。なお、レンズ１１４としてレンズアレイを使用する場合、レーザダイオードバーにおける各レーザダイオードの光軸に対応するレンズが合うようにレンズアレイを作製して、透明板１１２に接合してよい。   According to the manufacturing method of the present invention, since the lens 114 corresponding to each laser diode is joined to the transparent plate 112 in alignment with the optical axis of each laser diode in the laser diode bar, the inclination of the laser beam due to the optical axis deviation You can prevent. When a lens array is used as the lens 114, the lens array may be manufactured so as to be aligned with the lens corresponding to the optical axis of each laser diode in the laser diode bar and be bonded to the transparent plate 112.

一方、図１、図２及び図３における下方の図面は、本発明の半導体レーザ装置の実施形態の例にもなる。これらの図面に示したように、半導体レーザ装置１００は、半導体レーザ素子１０６、キャップ１１０、透明板１１２及びレンズ１１４を含む。半導体レーザ素子１０６は、サブマウント１０４を介して基板１０２に固定されている。キャップ１１０は、半導体レーザ素子１０６の前方に開口部１１０ａを有し、その開口部１１０ａに透明板１１２が設けられている。半導体レーザ素子１０６は、キャップ１１０及び透明板１１２によって気密封止されている。レンズ１１４は、直接接合によって透明板１１２に接合されている。透明板１１２は半導体レーザ素子１０６から出射するレーザビームを透過させ、レンズ１１４はそのレーザビームを略平行ビームとすることができる。   On the other hand, the lower views in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3 are also examples of embodiments of the semiconductor laser device of the present invention. As shown in these drawings, the semiconductor laser device 100 includes a semiconductor laser element 106, a cap 110, a transparent plate 112, and a lens 114. The semiconductor laser device 106 is fixed to the substrate 102 via the submount 104. The cap 110 has an opening 110a in front of the semiconductor laser element 106, and a transparent plate 112 is provided in the opening 110a. The semiconductor laser device 106 is hermetically sealed by a cap 110 and a transparent plate 112. The lens 114 is bonded to the transparent plate 112 by direct bonding. The transparent plate 112 can transmit the laser beam emitted from the semiconductor laser element 106, and the lens 114 can make the laser beam a substantially parallel beam.

レンズ１１４は、直接接合によって透明板１１２に接合されているので、接着剤の厚さのばらつきによるレンズ光軸の傾きが発生しない。なお、レンズ接合に接着剤を使用していないので、レンズに劣化などが発生したとき、そのレンズを取り外して、新しいレンズに交換することが容易に実現できる。また、レンズ１１４と透明板１１２との間に接着剤を使用していないので、接着剤の界面反射による光のロスが発生しない。接着剤による屈折がないので、半導体レーザ装置の光学系が設計しやすい。更に、レーザ（特に短波長レーザ）のエネルギーの吸収による接着剤の劣化、変形が発生しない。レーザダイオードバーに対応して、複数のレンズを接合する場合、接着剤を使用するとき、各レンズに均等に接着剤を塗布することの管理は極めて難しい。本発明は、接着剤を使用しないので、そのような管理が不要であり、且つ均等な接着が実現できる。   Since the lens 114 is bonded to the transparent plate 112 by direct bonding, the tilt of the lens optical axis does not occur due to the variation in the thickness of the adhesive. In addition, since an adhesive is not used for lens joining, when degradation etc. occur in the lens, it is possible to easily realize that the lens is removed and replaced with a new lens. In addition, since no adhesive is used between the lens 114 and the transparent plate 112, light loss due to interfacial reflection of the adhesive does not occur. Since there is no refraction by the adhesive, the optical system of the semiconductor laser device is easy to design. Furthermore, the adhesive does not deteriorate or deform due to the absorption of the energy of the laser (in particular, the short wavelength laser). When bonding a plurality of lenses corresponding to a laser diode bar, it is extremely difficult to control the application of the adhesive evenly to each lens when using an adhesive. Since the present invention does not use an adhesive, such control is unnecessary and uniform adhesion can be realized.

図４及び図５に示したように、半導体レーザ素子１０６は、単一のレーザダイオードであってよく、複数のレーザダイオードが横一列に配列されたレーザダイオードバーであってもよい。半導体レーザ素子１０６がレーザダイオードバーである場合、当該レーザダイオードバーにおける各レーザダイオードの光軸に合わせて、それぞれのレーザダイオードに対応するレンズ１１４が透明板１１２に接合されている。よって、光軸ずれによるレーザビームの傾斜を防ぐことができる。   As shown in FIGS. 4 and 5, the semiconductor laser device 106 may be a single laser diode, or may be a laser diode bar in which a plurality of laser diodes are arranged in a horizontal row. When the semiconductor laser element 106 is a laser diode bar, the lens 114 corresponding to each laser diode is joined to the transparent plate 112 in alignment with the optical axis of each laser diode in the laser diode bar. Therefore, the inclination of the laser beam due to the optical axis deviation can be prevented.

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・置換をすることも可能である。   The present invention is not limited to the embodiments described above, but includes various modifications. For example, the above-described embodiment is described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to one having all the described configurations. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add and replace another structure about a part of structure of each embodiment.

１００ 半導体レーザ装置
１０２ 基板
１０４ サブマウント
１０６ 半導体レーザ素子
１１０ キャップ
１１０ａ 開口部
１１２ 透明板
１１４ レンズ
２０２ 光出射部
４０２ 接合材 Reference Signs List 100 semiconductor laser device 102 substrate 104 submount 106 semiconductor laser element 110 cap 110 a opening 112 transparent plate 114 lens 202 light emitting portion 402 bonding material

Claims (5)

半導体レーザ素子の前方に対応する位置に開口部を有するキャップ、及び前記開口部に設けられ前記半導体レーザ素子のレーザビームを透過させる透明板、を用いて、前記半導体レーザ素子を気密封止する封止ステップと、
前記透明板にレンズを接合する接合ステップと、
を含む半導体レーザ装置の製造方法において、
前記接合ステップは、前記封止ステップの後であり、
前記接合ステップにおける接合は、前記透明板と前記レンズの直接接合である
ことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 A seal for hermetically sealing the semiconductor laser device using a cap having an opening at a position corresponding to the front of the semiconductor laser device, and a transparent plate provided in the opening and transmitting the laser beam of the semiconductor laser device. Stop step,
Bonding a lens to the transparent plate;
In a method of manufacturing a semiconductor laser device including
The bonding step is after the sealing step,
A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein the bonding in the bonding step is direct bonding of the transparent plate and the lens. 請求項１に記載の半導体レーザ装置の製造方法において、
前記直接接合は、オプティカルコンタクトである
ことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 In the method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 1,
The method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein the direct bonding is an optical contact. 請求項１又は２に記載の半導体レーザ装置の製造方法において、
前記半導体レーザ素子は、レーザダイオードバーであり、
前記接合ステップにおいて、前記レーザダイオードバーにおける各レーザダイオードの光軸に合わせて、それぞれの前記レーザダイオードに対応する前記レンズを前記透明板に接合する
ことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 In the method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 1 or 2,
The semiconductor laser device is a laser diode bar,
A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein in the bonding step, the lens corresponding to each of the laser diodes is bonded to the transparent plate in alignment with the optical axis of each of the laser diodes in the laser diode bar. 基板に固定された半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の前方に開口部を有するキャップと、
前記開口部に設けられ、前記キャップと共に前記半導体レーザ素子を気密封止し、前記半導体レーザ素子のレーザビームを透過させる透明板と、
前記透明板に接合されて前記半導体レーザ素子のレーザビームを略平行ビームとするレンズと、
を含む半導体レーザ装置において、
前記透明板と前記レンズとの接合は、直接接合である
ことを特徴とする半導体レーザ装置。 A semiconductor laser device fixed to a substrate;
A cap having an opening in front of the semiconductor laser device;
A transparent plate provided in the opening, hermetically sealing the semiconductor laser device together with the cap, and transmitting a laser beam of the semiconductor laser device;
A lens joined to the transparent plate to make a laser beam of the semiconductor laser device a substantially parallel beam;
Semiconductor laser device including
A semiconductor laser device characterized in that the junction between the transparent plate and the lens is direct junction. 請求項４に記載の半導体レーザ装置において、
前記半導体レーザ素子は、レーザダイオードバーであり、
前記レーザダイオードバーにおける各レーザダイオードの光軸に合わせて、それぞれの前記レーザダイオードに対応する前記レンズが前記透明板に接合されている
ことを特徴とする半導体レーザ装置。 In the semiconductor laser device according to claim 4,
The semiconductor laser device is a laser diode bar,
A semiconductor laser device characterized in that the lens corresponding to each laser diode is joined to the transparent plate in alignment with the optical axis of each laser diode in the laser diode bar.
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