JP2019079848A - Manufacturing method of semiconductor laser device - Google Patents

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Abstract

To provide a manufacturing method of a semiconductor laser device in which a lens function is not affected by an adhesive.SOLUTION: A manufacturing method of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention includes, in this order, a sealing step of hermetically sealing a semiconductor laser element by using a cap having an opening at a position corresponding to the front of the semiconductor laser element, and a translucent plate of an inorganic material provided in the opening and transmitting a laser beam of the semiconductor laser element, and a lens forming step of processing the translucent plate with an ultrashort pulse laser to form a lens in alignment with the optical axis of the semiconductor laser element.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

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

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、接着剤の界面反射による光のロスが発生する。   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, loss of light occurs due to the interface reflection of the adhesive.

本発明は、レンズ用接着剤の影響を受けない半導体レーザ装置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 method of manufacturing a semiconductor laser device which is not affected by a lens adhesive.

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無機材料の透光性板、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、前記半導体レーザ素子のレーザビームの光軸に合わせて、超短パルスレーザによって前記透光性板を加工してレンズを形成するレンズ形成ステップと、をこの順に含む。   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 A sealing step of hermetically sealing the semiconductor laser device using a light transmitting plate of an inorganic material which transmits the laser beam of the laser device, and ultrashort according to the optical axis of the laser beam of the semiconductor laser device. And a lens forming step of processing the light transmitting plate by a pulse laser to form a lens.

本発明によれば、レンズ用接着剤の影響を受けない半導体レーザ装置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 method of manufacturing a semiconductor laser device which is not affected by the adhesive for lenses.

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. 図１に示した製造方法によって製造した半導体レーザ装置の一例の模式図である。It is a schematic diagram of an example of the semiconductor laser apparatus manufactured by the manufacturing method shown in FIG. 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. 本発明の他の実施形態において用いるキャップ及び透光性板を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cap and translucent board which are used in other embodiment of this invention.

以下、図面に基づき発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described 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。図１は三つの図面を含み、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、レンズを形成するレンズ形成ステップと、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. FIG. 1 includes three figures, and as indicated by the arrows, the manufacturing process shall proceed from the upper figures to the lower figures. The manufacturing method of the present embodiment includes a sealing step of hermetically sealing the semiconductor laser device, and a lens forming step of forming a lens.

封止ステップにおいて、キャップ１１０及び透光性板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。透光性板１１２は、無機材料によって形成されたものが好ましい。例えばガラス、石英、サファイア、フッ化カルシウム等を用いることができる。   In the sealing step, the semiconductor laser element 106 is hermetically sealed using the cap 110 and the light transmitting 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 translucent plate 112 is preferably made of an inorganic material. For example, glass, quartz, sapphire, calcium fluoride or the like can be used.

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。   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.

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に透光性板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及び透光性板１１２を用いて半導体レーザ素子１０６を気密封止する。   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 light transmitting 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 light transmitting 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。透光性板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 light transmitting plate 112 can transmit the laser beam of the semiconductor laser device 106.

レンズ形成ステップにおいて、図１の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、加工用レーザ１２０によって透光性板１１２を加工してレンズを形成する。このレンズ形成ステップは封止ステップの後に行う。「半導体レーザ素子の光軸に合わせて」とは、形成するレンズの光軸が半導体レーザ素子（例えば、レーザダイオード）の光出射部から出射するレーザビームの光軸に合うように、加工用レーザによって透光性板１１２を加工してレンズを形成することをいう。本明細書において、レーザダイオードを「ＬＤ」ともいう。なお、半導体レーザ素子の光軸を「ＬＤの光軸」又は「光出射部の光軸」ともいう。   In the lens forming step, as shown in the lower drawing of FIG. 1, the light transmitting plate 112 is processed by the processing laser 120 in alignment with the optical axis of the semiconductor laser element 106 to form a lens. This lens formation step is performed after the sealing step. “Align with the optical axis of the semiconductor laser element” means that the processing laser is in such a way that the optical axis of the lens to be formed matches the optical axis of the laser beam emitted from the light emitting portion of the semiconductor laser element (for example, laser diode) Processing the light transmitting plate 112 to form a lens. In the present specification, the laser diode is also referred to as "LD". The optical axis of the semiconductor laser device is also referred to as “optical axis of LD” or “optical axis of light emitting portion”.

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。なお、ＣＣＤカメラを用いて、透光性板１１２越しに半導体レーザ素子１０６の光出射部の位置を特定して、光軸を合わせることもできる。   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. The position of the light emitting portion of the semiconductor laser element 106 can be specified through the light transmitting plate 112 using a CCD camera, and the optical axes can be aligned.

加工用レーザ１２０として、超短パルスレーザ、具体的には、パルスの幅（時間幅）が数ピコ秒以下のレーザを利用する。例えば、波長が１０６４ｎｍ、パルス幅が５００フェムト秒、パルスエネルギーが５μＪのレーザを利用して、アブレーション加工によって、透光性板１１２を加工してレンズを形成する。また、他の例として、波長が５３２ｎｍ、パルス幅が５００フェムト秒、パルスエネルギーが５０μＪのレーザを利用して、フィラメンテーション加工によって、透光性板１１２を加工してレンズを形成する。   As the processing laser 120, an ultrashort pulse laser, specifically, a laser having a pulse width (time width) of several picoseconds or less is used. For example, the light transmitting plate 112 is processed by ablation processing to form a lens by using a laser having a wavelength of 1064 nm, a pulse width of 500 femtoseconds, and a pulse energy of 5 μJ. Also, as another example, the light transmitting plate 112 is processed by filamentation processing to form a lens by using a laser with a wavelength of 532 nm, a pulse width of 500 femtoseconds, and a pulse energy of 50 μJ.

図２は図１に示した製造方法によって製造された半導体レーザ装置の一例の模式図である。すなわち、図１に示した製造方法によって、半導体レーザ装置１００が得られる。レンズ形成ステップにおいて、透光性板１１２を加工して形成したレンズ２１２は、例えば、球面レンズであってもよく、フレネルレンズであってもよい。   FIG. 2 is a schematic view of an example of a semiconductor laser device manufactured by the manufacturing method shown in FIG. That is, the semiconductor laser device 100 is obtained by the manufacturing method shown in FIG. In the lens forming step, the lens 212 formed by processing the light transmitting plate 112 may be, for example, a spherical lens or a Fresnel lens.

本実施形態の製造方法において、半導体レーザ素子１０６の前方にレンズ２１２を設けるために接着剤を使用する必要がないので、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、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、接着剤がレーザ（特に短波長レーザ）のエネルギーを吸収して劣化、変形乃至脱落することは発生しない。   In the manufacturing method of the present embodiment, since it is not necessary to use an adhesive in order to provide the lens 212 in front of the semiconductor laser element 106, the inclination of the lens optical axis does not occur due to the variation in the thickness of the adhesive. In addition, light loss due to interface 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 absorb the energy of the laser (in particular, a short wavelength laser) to deteriorate, deform or drop off.

なお、本実施形態の製造方法において、半導体レーザ素子１０６の光軸に合わせて、加工用レーザ１２０によって透光性板１１２を加工してレンズ２１２を形成するので、精度よく半導体レーザ素子１０６の光軸とレンズ２１２の光軸を合わせることができる。これにより、半導体レーザ素子１０６から出射したレーザビームが、レンズ２１２を通過したとき、レンズ２１２の光軸からずれて、傾斜して伝播することはない。   In the manufacturing method of the present embodiment, since the light transmitting plate 112 is processed by the processing laser 120 to form the lens 212 in alignment with the optical axis of the semiconductor laser device 106, the light of the semiconductor laser device 106 can be accurately obtained. The axis and the optical axis of the lens 212 can be aligned. As a result, when the laser beam emitted from the semiconductor laser element 106 passes through the lens 212, it does not deviate from the optical axis of the lens 212 and propagate at an angle.

加工用レーザ１２０の加工位置を調整することによって、半導体レーザ素子１０６の光軸方向におけるレンズ２１２の位置を調整することもできるので、レンズ２１２の焦点の位置を調整することができる。よって、封止ステップで設定した透光性板１１２の位置が予定の位置からずれた場合、レンズ形成ステップにおいて、形成するレンズ２１２の位置を調整することによって補正することができる。   Since the position of the lens 212 in the optical axis direction of the semiconductor laser element 106 can be adjusted by adjusting the processing position of the processing laser 120, the position of the focal point of the lens 212 can be adjusted. Therefore, when the position of the light transmitting plate 112 set in the sealing step deviates from the predetermined position, the correction can be performed by adjusting the position of the lens 212 to be formed in the lens forming step.

図３及び図４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３及び図４に示した実施形態は、図１に示した実施形態の変形であり、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。したがって、図３及び図４の実施形態において、図１の実施形態と同じ機能を有する部材、部分、要素については、図１と同じ符号を付しており、且つその説明を省略する。   3 and 4 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 FIG. 3 and FIG. 4 is a modification of the embodiment shown in FIG. 1, and the detailed process in the sealing step is slightly different from the embodiment shown in FIG. Accordingly, in the embodiment of FIGS. 3 and 4, members, parts and elements having the same functions as those of the embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1, and the description thereof is omitted.

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、透光性板１１２をキャップ１１０の開口部１１０ａに接合して、キャップ１１０及び透光性板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、加工用レーザ１２０によって透光性板１１２を加工してレンズを形成する。   In the embodiment shown in FIG. 3, 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 light transmitting plate 112 is joined to the opening 110 a of the cap 110, and the semiconductor laser element 106 is hermetically sealed using the cap 110 and the light transmitting plate 112. Further, as shown in the lower drawing, the light transmitting plate 112 is processed by the processing laser 120 in alignment with the optical axis of the semiconductor laser element 106 to form a lens.

図４に示した実施形態では、上方の図面に示したように、まず透光性板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、透光性板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及び透光性板１１２に接合することによって、キャップ１１０及び透光性板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、加工用レーザ１２０によって透光性板１１２を加工してレンズを形成する。図３及び図４に示した実施形態は、図１に示した実施形態と同様の効果を有する。   In the embodiment shown in FIG. 4, as shown in the upper drawing, the light transmitting plate 112 is first stood in front of the semiconductor laser device 106, and is bonded to the substrate 102 by an adhesive or the like. Thereafter, as shown in the central drawing, the cap 110 and the light transmitting plate are joined by bonding the cap 110 having the opening 110 a at the position corresponding to the light transmitting plate 112 to the substrate 102 and the light transmitting plate 112. The semiconductor laser element 106 is hermetically sealed using 112. Further, as shown in the lower drawing, the light transmitting plate 112 is processed by the processing laser 120 in alignment with the optical axis of the semiconductor laser element 106 to form a lens. The embodiment shown in FIGS. 3 and 4 has the same effect as the embodiment shown in FIG.

図５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５に示したように、半導体レーザ素子１０６は、単一のＬＤ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５０２があり、そこから二点鎖線で示したようにレーザビーム５０６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。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. 5 is a schematic view showing an example of a semiconductor laser device used in the present invention. As shown in FIG. 5, the semiconductor laser device 106 may be a single LD. In this case, one light emitting portion 502 is provided at one end face of the semiconductor laser device 106, and the laser beam 506 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 semiconductor laser device 106 is preferably disposed on the submount 104.

図６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６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（以下、「ＬＤバー」ともいう）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５０２があり、それぞれの光出射部５０２から二点鎖線で示したようにレーザビーム５０６を出射することができる。半導体レーザ素子１０６がＬＤ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レンズ形成ステップにおいて、当該ＬＤバーにおける各レーザダイオードの光軸に合わせて、超短パルスレーザによって透光性板１１２を加工して、それぞれのレーザダイオードに対応するレンズを形成する。ＬＤ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。   FIG. 6 is a schematic view showing another example of the semiconductor laser device used in the present invention. As shown in FIG. 6, the semiconductor laser device 106 may be a laser diode bar (hereinafter also referred to as “LD bar”) in which a plurality of laser diodes are arranged in a row. In this case, a plurality of light emitting portions 502 corresponding to the number of laser diodes are provided at one end face of the semiconductor laser device 106, and the laser beams 506 are emitted from the respective light emitting portions 502 as indicated by two-dot chain lines. be able to. When the semiconductor laser element 106 is an LD bar, in the lens forming step of the method of manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, the light transmitting plate 112 is adjusted by the ultrashort pulse laser in alignment with the optical axis of each laser diode To form lenses corresponding to the respective laser diodes. Preferably, the LD bar is disposed on the submount 104.

図７は変形したＬＤ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、ヒートシンクを兼ねたサブマウント１０４の上に半田等の接合材７０２を使用して接合される。半導体レーザ素子１０６がＬＤバーであるとき、そのＬＤバーの各光出射部５０２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５０２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７に示したように、ＬＤバーの中央部の光出射部５０２の高さが最も高く、両端部の光出射部５０２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. 7 is a schematic view of the deformed LD bar as viewed from the optical axis direction. The semiconductor laser device 106 is bonded onto the submount 104 also serving as a heat sink using a bonding material 702 such as solder. When the semiconductor laser element 106 is an LD bar, it is ideal that the heights of the light emitting portions 502 of the LD bar be constant, but in fact, the bonding uniformity, thermal deformation due to heating and cooling Due to the influence of etc., the height of each light emitting portion 502 may have variation of several microns level. As shown in FIG. 7, a typical example is a deformation called “smile” in which the height of the light emitting portion 502 at the central portion of the LD bar is the highest and the height of the light emitting portions 502 at both ends is the lowest. is there.

このようなスマイル変形を有するＬＤバーに対して、もしそのＬＤバーの中の一つの光出射部５０２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を全て同じ高さに設けると、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５０２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 LD bars having such a smile deformation, if corresponding to the height of the optical axis of one light emitting portion 502 in the LD bars, all the lenses corresponding to each laser diode have the same height. If provided, most of the lenses deviate from the optical axis of the corresponding light emitting portion 502 except for the lens whose optical axis height matches. A laser beam that has passed through such a lens will propagate at an angle, off-axis, from the lens.

本発明の製造方法は、当該ＬＤバーにおける各レーザダイオードの光軸に合わせて、超短パルスレーザによって透光性板１１２を加工して、それぞれのレーザダイオードに対応するレンズを形成するので、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。   According to the manufacturing method of the present invention, the light transmitting plate 112 is processed by the ultrashort pulse laser in accordance with the optical axis of each laser diode in the LD bar to form a lens corresponding to each laser diode. Inclination of the laser beam due to the off-axis can be prevented.

図８は本発明の他の実施形態において用いるキャップ及び透光性板を示す模式図である。この実施形態は、図１に示した実施形態の変形である。したがって、図１の実施形態と同じ機能を有する部材、部分、要素については、図１と同じ符号を付しており、且つその説明を省略する。なお、各ステップにおける図１の実施形態と同じ特徴については、図１を参照し、その説明を省略する。   FIG. 8 is a schematic view showing a cap and a light transmitting plate used in another embodiment of the present invention. This embodiment is a modification of the embodiment shown in FIG. Therefore, the members, parts, and elements having the same functions as in the embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1, and the description thereof is omitted. In addition, about the same characteristic as embodiment of FIG. 1 in each step, the description is abbreviate | omitted with reference to FIG.

この実施形態のレンズ形成ステップにおいて、使用する加工用レーザ１２０（超短パルスレーザ）の波長が半導体レーザ素子１０６のレーザビーム５０６の波長と異なる。なお、封止ステップにおいて用いる透光性板１１２は、裏面、すなわち加工用レーザ１２０が入射する面とは反対側の面に加工用レーザ１２０と同じ波長の光を反射する反射膜８１２がコーティングされている。   In the lens formation step of this embodiment, the wavelength of the processing laser 120 (ultrashort pulse laser) to be used is different from the wavelength of the laser beam 506 of the semiconductor laser element 106. The light-transmissive plate 112 used in the sealing step is coated with a reflective film 812 that reflects light of the same wavelength as the processing laser 120 on the back surface, that is, the surface opposite to the surface on which the processing laser 120 is incident. ing.

例えば、半導体レーザ素子１０６が３８０〜８００ｎｍ範囲内の波長のレーザビームを出射するＬＤである場合、加工用レーザ１２０として、波長が１０６４ｎｍである超短パルスレーザを使用する。この場合、１０６４ｎｍの波長の光を反射する反射膜８１２が裏面にコーティングされた透光性板１１２及びキャップ１１０を用いて、半導体レーザ素子１０６を気密封止する。   For example, when the semiconductor laser element 106 is an LD that emits a laser beam having a wavelength in the range of 380 to 800 nm, an ultrashort pulse laser having a wavelength of 1064 nm is used as the processing laser 120. In this case, the semiconductor laser device 106 is hermetically sealed using the light transmitting plate 112 and the cap 110 coated on the back surface with the reflection film 812 that reflects the light of the 1064 nm wavelength.

なお、半導体レーザ素子１０６が８００ｎｍより長い波長のレーザビームを出射するＬＤである場合、加工用レーザ１２０として、波長が５３２ｎｍである超短パルスレーザを使用する。この場合、５３２ｎｍの波長の光を反射する反射膜８１２が裏面にコーティングされた透光性板１１２及びキャップ１１０を用いて、半導体レーザ素子１０６を気密封止する。反射膜８１２として、例えば、スパッタ、蒸着などの方法によって、透光性板１１２の裏面に誘電体多層膜をコーティングして形成することができる。   When the semiconductor laser element 106 is an LD that emits a laser beam having a wavelength longer than 800 nm, an ultrashort pulse laser having a wavelength of 532 nm is used as the processing laser 120. In this case, the semiconductor laser element 106 is hermetically sealed using the light transmitting plate 112 and the cap 110 coated on the back surface with the reflection film 812 that reflects light of a wavelength of 532 nm. The reflective film 812 can be formed by coating a dielectric multilayer film on the back surface of the light transmitting plate 112 by, for example, a method such as sputtering or vapor deposition.

反射膜８１２が加工用レーザ１２０を反射することができるので、加工用レーザ１２０によって透光性板１１２を加工してレンズを形成する過程において、加工用レーザ１２０が半導体レーザ素子１０６に照射して、半導体レーザ素子１０６に損傷を与えることを防ぐことができる。一方、反射膜８１２は、半導体レーザ素子１０６から出射するレーザビーム５０６を反射しないので、半導体レーザ装置１００の使用の支障にはならない。   Since the reflective film 812 can reflect the processing laser 120, the processing laser 120 irradiates the semiconductor laser element 106 in the process of forming the lens by processing the light transmitting plate 112 with the processing laser 120. The semiconductor laser device 106 can be prevented from being damaged. On the other hand, since the reflection film 812 does not reflect the laser beam 506 emitted from the semiconductor laser element 106, it does not hinder the use of the semiconductor laser device 100.

なお、図８の実施形態の変形として、反射膜８１２の代わりに、透光性板の裏面にバンドパスフィルタを設けてもよい。具体的にいうと、レンズ形成ステップにおいて、使用する加工用レーザ１２０（超短パルスレーザ）の波長が半導体レーザ素子１０６のレーザビーム５０６の波長と異なる。なお、封止ステップにおいて用いる透光性板１１２は、裏面に半導体レーザ素子１０６のレーザビーム５０６を透過させ加工用レーザ１２０のビームを遮断するバンドパスフィルタが設けられている。バンドパスフィルタとして、例えば、スパッタ、蒸着などの方法によって、透光性板１１２の裏面に誘電体多層膜をコーティングして形成することができる。   As a modification of the embodiment of FIG. 8, a band pass filter may be provided on the back surface of the light transmitting plate instead of the reflective film 812. Specifically, in the lens formation step, the wavelength of the processing laser 120 (ultrashort pulse laser) to be used is different from the wavelength of the laser beam 506 of the semiconductor laser element 106. The light transmitting plate 112 used in the sealing step is provided with a band pass filter on the back surface for transmitting the laser beam 506 of the semiconductor laser element 106 and blocking the beam of the processing laser 120. As a band pass filter, for example, the back surface of the light transmitting plate 112 can be coated with a dielectric multilayer film by a method such as sputtering or vapor deposition.

バンドパスフィルタが加工用レーザ１２０を遮断することができるので、加工用レーザ１２０によって透光性板１１２を加工してレンズを形成する過程において、加工用レーザ１２０が半導体レーザ素子１０６に照射して、半導体レーザ素子１０６に損傷を与えることを防ぐことができる。一方、バンドパスフィルタは、半導体レーザ素子１０６から出射するレーザビーム５０６を透過させるので、半導体レーザ装置１００の使用の支障にはならない。   Since the band pass filter can shut off the processing laser 120, the processing laser 120 irradiates the semiconductor laser element 106 in the process of processing the light transmitting plate 112 with the processing laser 120 to form a lens. The semiconductor laser device 106 can be prevented from being damaged. On the other hand, since the band pass filter transmits the laser beam 506 emitted from the semiconductor laser element 106, it does not hinder the use of the semiconductor laser device 100.

言うまでもなく、上述した反射膜又はバンドパスフィルタは、図３及び図４に示した実施形態における透光性板１１２の裏面に設けることもできる。なお、上述した実施形態の図面に示した透光性板１１２は、厚さ方向に段差のある透光性板を例として挙げたが、厚さが均等である平板状の透光性板であってもよい。   Needless to say, the above-described reflective film or band pass filter can also be provided on the back surface of the light transmitting plate 112 in the embodiment shown in FIGS. 3 and 4. In addition, although the light transmission board 112 shown to drawing of embodiment mentioned above mentioned the light transmission board which has a level | step difference in the thickness direction as an example, it is a flat light transmission board with uniform thickness. It may be.

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 透光性板
１２０ 加工用レーザ
２１２ レンズ
５０２ 光出射部
５０６ レーザビーム
７０２ 接合材
８１２ 反射膜 100 semiconductor laser device 102 substrate 104 submount 106 semiconductor laser element 110 cap 110 a opening 112 light transmitting plate 120 laser for processing 212 lens 502 light emitting portion 506 laser beam 702 bonding material 812 reflective film

Claims (5)

半導体レーザ装置の製造方法であって、
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無機材料の透光性板、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、
前記半導体レーザ素子の光軸に合わせて、超短パルスレーザによって前記透光性板を加工してレンズを形成するレンズ形成ステップと、
をこの順に含む
ことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor laser device
The semiconductor laser device is manufactured using a cap having an opening at a position corresponding to the front of the semiconductor laser device, and a light transmitting plate of an inorganic material provided in the opening and transmitting the laser beam of the semiconductor laser device. An airtight sealing step;
A lens forming step of processing the light transmitting plate with an ultrashort pulse laser to form a lens in alignment with the optical axis of the semiconductor laser device;
A method of manufacturing a semiconductor laser device, comprising: 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、
前記レンズ形成ステップにおいて、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、前記透光性板を加工して、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形成する
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,
The semiconductor laser device is a laser diode bar,
In the lens forming step, the light transmitting plate is processed in alignment with the optical axis of each laser diode in the laser diode bar to form the lens corresponding to each laser diode. Method of manufacturing a laser device. 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、
前記レンズ形成ステップにおいて、前記透光性板を加工して形成する前記レンズはフレネルレンズである
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 or 2,
In the lens forming step, the lens formed by processing the light transmitting plate is a Fresnel lens. 請求項１から３の何れか一項に記載の半導体レーザ装置の製造方法において、
前記レンズ形成ステップにおいて、使用する超短パルスレーザの波長が前記半導体レーザ素子のレーザビームの波長と異なり、
前記封止ステップにおいて用いる前記透光性板は、裏面に前記超短パルスレーザと同じ波長の光を反射する反射膜がコーティングされた透光性板である
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 any one of claims 1 to 3,
In the lens formation step, the wavelength of the ultrashort pulse laser used is different from the wavelength of the laser beam of the semiconductor laser device,
The manufacturing of a semiconductor laser device characterized in that the light transmitting plate used in the sealing step is a light transmitting plate coated on its back surface with a reflective film that reflects light of the same wavelength as the ultrashort pulse laser. Method. 請求項１から３の何れか一項に記載の半導体レーザ装置の製造方法において、
前記レンズ形成ステップにおいて、使用する超短パルスレーザの波長が前記半導体レーザ素子のレーザビームの波長と異なり、
前記封止ステップにおいて用いる前記透光性板は、前記半導体レーザ素子のレーザビームを透過させ前記超短パルスレーザのビームを遮断するバンドパスフィルタが裏面に設けられた透光性板である
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 any one of claims 1 to 3,
In the lens formation step, the wavelength of the ultrashort pulse laser used is different from the wavelength of the laser beam of the semiconductor laser device,
The light transmitting plate used in the sealing step is a light transmitting plate provided on the back surface thereof with a band pass filter for transmitting the laser beam of the semiconductor laser element and blocking the beam of the ultrashort pulse laser. The manufacturing method of the semiconductor laser device characterized by the above.
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