JP2019207976A - 光源装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 導波路及び反射面が近接して配置されていても、反射面で反射された光が基板に入射することなく、高い発光効率でベース面に対して略垂直方向に光を出射可能なコンパクトな光源装置を提供する。【解決手段】 サブマウント６と、サブマウント６にフリップチップ実装された半導体レーザ素子４と、基板２２上に形成される導波路１０を有する光部材であって、サブマウント６の上面６Ａにフリップチップ実装された平面光波回路（ＰＬＣ： Ｐｌａｎｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２０と、を備え、半導体レーザ素子４の発光点Ｐの位置及び導波路１０のコア１２の位置が略一致するように配置され、半導体レーザ素子４から出射され、平面光波回路２０内を進んだ光を、光の進行方向に対して略直交方向に反射する反射面３０が設けられ、少なくとも平面光波回路２０の入射面２０Ｘとは反対側の端部２０Ｙから所定の範囲において、基板２２が除去されている光源装置２を提供する。【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体レーザ及び導波路を備えた光源装置に関する。
半導体レーザ及びこの半導体レーザと光学的に接続された導波路を備えた光源装置が、様々な産業分野で用いられている。その中には、基板上に形成された導波路にＶ字溝を形成することにより、導波路の近傍に反射面となる傾斜面が設けられた光路変換素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この光路変換素子では、反射面となる傾斜面により、導波路内を進んだ光を進行方向に対して略垂直な方向に反射することができる。
特開平１０−３００９６１号公報
光源及び導波路を備えた光源装置では、光源の発光点及び導波路のコアの高さ方向の位置を正確に合わせることが重要であり、その観点からは、光源及び導波路をフリップチップ実装することが有効である。しかし、仮に、引用文献１に記載の光路変換素子をフリップチップ実装したとき、反射面を形成するＶ字溝が光路変換素子を載置する基板側に開口することになるので、傾斜面からの反射光がこの基板に入射して、光を適切に取り出すことができない。
本開示は、上記問題に鑑みてなされたものであり、導波路及び反射面が近接して配置されていても、反射面で反射された光が基板に入射することなく、光を適切に取り出すことが可能な光源装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る光源装置では、
サブマウントと、
前記サブマウントに実装された半導体レーザ素子と、
基板上に形成される導波路を有する光部材であって、前記サブマウントの上面にフリップチップ実装された平面光波回路（ＰＬＣ： Ｐｌａｎｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）と、
を備え、
前記半導体レーザ素子の発光点の位置及び前記導波路のコアの位置が略一致するように配置され、
前記半導体レーザ素子から出射され、前記平面光波回路内を進んだ光を、光の進行方向に対して略直交方向に反射する反射面が設けられ、
少なくとも前記平面光波回路の入射面とは反対側の端部から所定の範囲において、前記基板が除去されている。
本発明の他の態様に係る光源装置では、
サブマウントと、
同一の基板上に形成される半導体レーザ素子及び導波路を有する光部材である平面光波回路（ＰＬＣ： Ｐｌａｎｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）と、
を備え、
前記平面光波回路は、前記サブマウントの上面にフリップチップ実装され、
前記半導体レーザ素子は、前記平面光波回路及び前記基板を介して前記サブマウントに固定され、
前記半導体レーザ素子の発光点の位置及び前記導波路のコアの位置が略一致するように配置され、
前記半導体レーザ素子から出射され、前記平面光波回路内を進んだ光を、光の進行方向に対して略直交方向に反射する反射面が設けられ、
少なくとも前記平面光波回路の入射面とは反対側の端部から所定の範囲において、前記基板が除去されている。
以上のように本開示では、平面光波回路（導波路）及び反射面が近接して配置されていても、反射面で反射された光が基板に入射することなく、光を適切に取り出すことが可能な光源装置を提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係る光源装置の構造を模式的に示す側面断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す側面断面図である。 第１の実施形態に係る光源装置において、発光点の高さ及びコアの高さを一致させるためのその他の構造を模式的に示す側面断面図である。 接合部材を用いて半導体レーザ素子をサブマウント側に接合する場合の一例を模式的に示す側面断面図である。 接合部材を用いて半導体レーザ素子をサブマウント側に接合する場合のその他の例を模式的に示す側面断面図である。 接合部材を用いて半導体レーザ素子をサブマウント側に接合する場合のその他の例を模式的に示す側面断面図である。 接合部材を用いて平面光波回路をサブマウント側に接合する場合の一例を模式的に示す側面断面図である。 波長域の異なる複数の半導体レーザ素子、波長に対応したコア及び合波対応コアを有する平面光波回路を備えた光源装置を模式的に示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る光源装置の構造を模式的に示す側面断面図である。 図７ＡのＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す平面断面図である。 第２の実施形態に係る光源装置において、半導体レーザ素子及び平面光波回路の配置におけるその他の構造を模式的に示す側面断面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための実施形態や実施例を説明する。なお、以下に説明する光源装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。
各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態や実施例に分けて示す場合があるが、異なる実施形態や実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。後述の実施形態や実施例では、前述と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態や実施例ごとには逐次言及しないものとする。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合もある。また、各図において、光の進行を点線の矢印で模式的に示す。
（第1の実施形態に係る光源装置）
はじめに、図１及び図２を参照しながら、本発明の第1の実施形態に係る光源装置の構造について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る光源装置の構造を模式的に示す側面断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す側面断面図である。
本実施形態に係る光源装置２は、サブマウント６と、サブマウント６の上面６Ａにフリップチップ実装された半導体レーザ素子４と、サブマウント６の上面６Ａにフリップチップ実装された平面光波回路（ＰＬＣ： Ｐｌａｎｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２０とを備える。光源装置２は、更に、サブマウント６の上面６Ａに立ち上げミラー３２を備える。立ち上げミラー３２には、光の進行方向に対して略直交方向に反射する反射面３０が設けられている。よって、本実施形態に係る光源装置２では、半導体レーザ素子４から出射された光が、平面光波回路２０内を進んだ後、立ち上げミラー３２により、ベース面に相当するサブマウント６の上面６Ａに対して略直交方向に出射される。
本実施形態では、半導体レーザ素子４として、発振波長が紫外領域または青色領域の窒化物半導体レーザが用いられているが、これに限られるものではなく、例えば、発振波長が緑色領域の窒化物半導体レーザを用いることもできるし、発振波長が赤色領域または赤外領域のＧａＡｓ系半導体レーザを用いることもできる。
平面光波回路２０は、基板２２上に形成される導波路１０を有する光部材であって、半導体レーザ素子４の発光点Ｐの位置及び導波路１０のコア１２の位置が略一致するように配置されている。半導体レーザ素子４はサブマウント６にフリップチップ実装されているので、図１及び図２においては基板２２がサブマウント６と反対側の紙面上側に配置されている。
図２を参照しながら、サブマウント６にフリップチップ実装された平面光波回路２０について更に詳細に述べれば、シリコンからなる基板２２上に、ＳｉО２からなるアンダークラッド層１４Ａが形成され、アンダークラッド層１４Ａの上にＳｉО２からなるコア１２が形成され、更に、その上にＳｉО２からなるオーバークラッド層１４Ｂが、コア１２を囲むように形成されている。コア１２は、クラッド１４よりも大きな屈折率を有しており、これにより、導波路１０の入射面１０Ａからコア１２に入射した光は、コア１２及びクラッド１４の境界面で全反射して、コア１２内を進むことができる。
基板２２は、シリコンの他にもヒ化ガリウム、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、サファイア等の半導体基板に使用される材料や、ポリイミド等の透明材料を用いることもできる。なお、透明材料の場合は例え光が基板２２に入射してもそのまま透過するが、その表面での反射、内部での光吸収、表面及び内部での散乱により光が減衰する。
また、導波路１０の材料としては、ＳｉО２の他にも、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリイミド系樹脂（ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエステルイミド樹脂等）、シリコーン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリキノリン系樹脂、ポリキノキサリン系樹脂、ポリベンゾオキサゾール系樹脂、ポリベンゾチアゾール系樹脂、ポリベンゾイミダゾール系樹脂、等を用いることができ、特にフッ素を含むポリイミド系樹脂は、光の透過性が高く、屈折率が低いため好ましい。
立ち上げミラー３２は、下面に対して略４５度の角度で傾斜した傾斜面に反射膜が備えられた反射面３０が形成されている。反射面３０は、入射光の進行方向に対して略直交方向に光を反射し、この反射光が光源装置２の出射光となる。
サブマウント６は、光学部材が取り付けられるベースであり、サブマウント６が更にパッケージ基板等に取り付けられている場合もあり得るし、サブマウント自体が所定の強度を有する基板として機能する場合もあり得る。サブマウント６を形成する材料として、シリコン、ＳｉＣ、ガラス、樹脂、セラミック、金属やそれらの複合体をはじめとする任意の材料で採用することができる。
次に、本実施形態に係る光源装置２における光の進行を説明する。半導体レーザ素子４の発光点Ｐから出射された光は、導波路１０の入射面１０Ａからコア１２に入射し、コア１２内を進んで、導波路１０の導波路１０の出射面１０Ｂから外部へ出射される。導波路１０の出射面１０Ｂから出射された光は、立ち上げミラー３２の反射面３０により、進行方向に対して略直交方向、つまりベース面となるサブマウント６の上面６Ａに対して略直交方向に反射する。よって、ベース面（サブマウント６の上面６Ａ）に対して略垂直方向に光を取り出し可能な光源装置２を実現できる。
図１の点線の矢印で模式的に示すように、反射面３０により反射された光は所定の広がり角がある。よって、想像線（一点鎖線）に示すように、もし、平面光波回路２０の入射面側の端部２０Ｘとは反対側の端部２０Ｙにおいて、基板２２が導波路１０の出射面１０Ｂと同一面である垂直面を有する場合、反射光の少なくとも一部が基板２２に入射する可能性がある。その場合には、光源装置２の発光効率が低下する。
本実施形態では、平面光波回路２０の入射面側の端部２０Ｘとは反対側の端部２０Ｙにおいて、基板２２が斜めに切り欠かれた傾斜面２２Ａを有するので、反射面３０で反射された光が基板２２に入射することを防ぐことができる。これにより、高い発光効率でベース面（サブマウント６の上面６Ａ）に対して略垂直方向に光を出射可能なコンパクトな光源装置２を実現できる。
特に、本実施形態の基板２２の傾斜面２２Ａは、シリコンの結晶面で構成されている。よって、シリコンのエッチングにより、正確な傾斜角を有する傾斜面を容易に形成することができる。結晶面である傾斜面２２Ａの傾斜角として、例えば、５４．７度を挙げることができるが、これに限られるものではない。
半導体レーザ素子４及び平面光波回路２０を、そのまま同一の面（例えば、サブマウント６の上面６Ａ）にフリップチップ実装した場合には、一般的に、平面光波回路２０の導波路１０のコア１２の高さが、半導体レーザ素子４の発光点Ｐの高さよりも高くなる。本実施形態では、図１に示すように、半導体レーザ素子４の発光点Ｐの高さ及び平面光波回路２０の導波路１０のコア１２の高さを一致させるため、サブマウント６の上面６Ａの平面光波回路２０が載置される領域に凹部８が形成されている。
これにより、確実に、半導体レーザ素子４の発光点Ｐの高さ及び平面光波回路２０の導波路１０のコア１２の高さを一致させることができる。
＜発光点高さ及びコアの高さを一致させるためのその他の構造＞
次に、図３を参照しながら、半導体レーザ素子４の発光点Ｐの高さ及び平面光波回路２０の導波路１０のコア１２の高さを一致させるためのその他の構造を説明する。図３は、第１の実施形態に係る光源装置において、発光点高さ及びコアの高さを一致させるためのその他の構造を模式的に示す側面断面図である。
図３に示すその他の構造では、サブマウント６は凹部を有さず、平坦な上面６Ａを有している。そして、半導体レーザ素子４の発光点Ｐの高さ及び平面光波回路２０の導波路１０のコア１２の高さを一致させるため、サブマウント６及び半導体レーザ素子４の間にスペーサ部材１６を備えている。
このような構造により、確実に、半導体レーザ素子４の発光点Ｐの高さ及び平面光波回路２０の導波路１０のコア１２の高さを一致させることができる。
＜接合部材を用いて半導体レーザ素子をサブマウント側に接合する構造＞
次に、図４Ａを参照しながら、接合部材を用いて半導体レーザ素子をサブマウント側に接合する構造の一例の説明を行う。図４Ａは、接合部材を用いて半導体レーザ素子をサブマウント側に接合する場合の一例を模式的に示す側面断面図である。
半導体レーザ素子４が、接合部材４２により、サブマウント６側に接合されている。接合部材４２として、金スズ（ＡｕＳｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ハンダ、金属ナノ材料等を例示できる。
半導体レーザ素子４の出射面４Ｘ及び反対側の端面４Ｙには、反射防止膜として機能する誘電体膜からなるコーティング４０が備えられている。コーティング４０を出射面４Ｘ及び反対側の端面４Ｙの全面に施す必要があるので、必然的に、半導体レーザ素子４の下面４Ｚの所定範囲において、コーティング４０の回り込み部分４０Ａが存在する。所定の範囲としては、下面４Ｚの端部から５〜５０μｍ程度を例示できる。
このため、仮に、接合部材４２が半導体レーザ素子４の下面４Ｚの端部にまで存在する場合、固層接合においては、接合部材４２が回り込み部分４０Ａに乗り上げて、接合部材４２及び半導体レーザ素子４の下面４Ｚの接合に不具合が生じる。更に、半導体レーザ素子４の発光点Ｐの高さを平面光波回路２０の導波路１０のコア１２の高さに一致させることが困難になる。
また、液相接合の場合であっても、回り込み部分４０Ａでは接合されないので、接合部材４２及び半導体レーザ素子４の下面４Ｚの接合に不具合が生じる。
本実施例では、半導体レーザ素子４の下面４Ｚの出射側端部及びその反対側の端部から所定の領域において、半導体レーザ素子４をサブマウント６側に接合する接合部材４２が配置されないようになっている。所定の領域は、コーティング４０の回り込み部分４０Ａよりも大きな領域とする必要があり、回り込み部分４０Ａの大きさに応じて、例えば、半導体レーザ素子４の下面４Ｚの端部から１０〜１００μｍの領域を例示することができる。
本実施例では、半導体レーザ素子４の下面４Ｚの出射側端部及びその反対側の端部から所定の領域において、接合部材４２が配置されていないので、半導体レーザ素子４をサブマウント６側に確実に接合するとともに、半導体レーザ素子４の発光点Ｐの高さを平面光波回路２０の導波路１０のコア１２の高さに正確に一致させることができる。
なお、当該構成は、固相接合の場合だけでなく、圧力をかけながら溶融、半溶融状態の接合部材を用いて接合する場合にも有効である。
半導体レーザ素子４の両端から所定の領域で接合部材４２が配置されていない構造については、図４Ａに示す例だけで無く、図４Ｂや図４Ｃに示すような例もあり得る。図４Ｂ及び図４Ｃは、接合部材を用いて半導体レーザ素子をサブマウント側に接合する場合のその他の例を模式的に示す側面断面図である。
図４Ｂに示す例では、半導体レーザ素子４の下面４Ｚの接合部材４２が配置されていない領域において、サブマウント６に凹部６Ｂが設けられている。この凹部６Ｂで余剰の接合部材を収容することができるので、半導体レーザ素子４をサブマウント６側に干渉無く接合することができる。
図４Ｃに示す例では、サブマウント６の接合部材４２と接する領域にメッキ６Ｃが設けられている。このメッキ６により、半導体レーザ素子４の設置高さをかさ上げすることができるの、半導体レーザ素子４をサブマウント６側に干渉無く接合することができる。
＜接合部材を用いて平面光波回路をサブマウント側に接合する構造＞
次に、図５を参照しながら、接合部材を用いて平面光波回路をサブマウント側に接合する構造の一例の説明を行う。図５は、接合部材を用いて平面光波回路をサブマウント側に接合する場合の一例を模式的に示す側面断面図である。
平面光波回路２０の場合も、上記の半導体レーザ素子４の場合とほぼ同様である。平面光波回路２０が、接合部材４２により、個層接合でサブマウント６側に接合されている。平面光波回路２０の入射面側の端部２０Ｘ及びその反対側の端部（出射面側の端部）２０Ｙには、反射防止膜として機能する誘電体膜からなるコーティング４０が備えられている。コーティング４０は、平面光波回路２０の下面２０Ｚの所定範囲、例えば、下面の端部から５〜５０μｍ程度の範囲で、コーティング４０の回り込み部分４０Ａが存在する。
本実施例では、平面光波回路２０の下面２０Ｚの入射側端部及びその反対側の端部から所定の領域において、平面光波回路２０をサブマウント６側に接合する接合部材４２が配置されていないようになっている。所定の領域は、コーティング４０の回り込み部分４０Ａよりも大きな領域であり、回り込み部分４０Ａの大きさに応じて、例えば、下面の端部から１０〜１００μｍを例示することができる。
本実施例においても、平面光波回路２０の下面２０Ｚの入射側端部及びその反対側の端部から所定の領域において、接合部材４２が配置されていないので、平面光波回路２０をサブマウント６側に確実に接合するとともに、平面光波回路２０の導波路１０のコア１２高さを半導体レーザ素子４の発光点Ｐの高さに正確に一致させることができる。
なお、当該構成は、固相接合の場合だけでなく、圧力をかけながら溶融、半溶融状態の接合部材を用いて接合する場合にも有効である。
＜複数の半導体レーザ素子を備えた光源装置＞
次に、図６を参照しながら、複数の半導体レーザ素子を備えた光源装置の説明を行う。図６は、発振波長域の異なる複数の半導体レーザ素子、各波長に対応したコア及び合波した光を伝搬するコアを有する平面光波回路を備えた光源装置を模式的に示す平面図である。
本実施形態に係る光源装置２では、緑色光域の光を出射する緑色半導体レーザ素子４Ｇ、青色光域の光を出射する青色半導体レーザ素子４Ｂ及び赤色光域の光を出射する赤色半導体レーザ素子４Ｒを備える。これに対応して、平面光波回路２０が、各々の波長の半導体レーザ素子に対応したコア１２を有する。
更に詳細に述べれば、平面光波回路２０が、緑色半導体レーザ素子４Ｇに対応する緑色対応コア１２Ｇ、青色半導体レーザ素子４Ｂに対応する青色対応コア１２Ｂ、及び赤色半導体レーザ素子４Ｒに対応する赤色対応コア１２Ｒを備える。図６に示すように、平面視において、各々の半導体レーザ素子４Ｇ、４Ｂ、４Ｒの発光点Ｐｇ、Ｐｂ、Ｐｒの位置及び導波路１０の各コア１２Ｇ、１２Ｂ、１２Ｒの位置が略一致するように配置されている。導波路１０の入射面１０Ａから、出射側に延びた各コア１２Ｇ、１２Ｂ、１２Ｒは、合流点Ｑで互いに合流し、合波した光を伝搬するコア１２Ｍが導波路１０の出射面１０Ｂにまで延びている。
以上のように、本実施形態に係る光源装置では、緑色光域、青色光域及び赤色光域の光を出射する複数の半導体レーザ素子４Ｇ、４Ｂ、４Ｒを備え、平面光波回路２０が、各々の波長の半導体レーザ素子４Ｇ、４Ｂ、４Ｒに対応したコア１２Ｇ、１２Ｂ、１２Ｒ、及びこれらのコアが合流した合波した光を伝搬するコア１２Ｍを有する導波路１０を備える。よって、平面光波回路２０により、各々の波長の光を合波することができる。このような構成により、所望の発光色、例えば白色光を高い発光効率で出射可能なコンパクトな光源装置２を提供できる。
（第２の実施形態に係る光源装置）
次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る光源装置の構造について説明する。図７Ａは、本発明の第２の実施形態に係る光源装置の構造を模式的に示す側面断面図である。図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す平面断面図である。
本実施形態に係る光源装置１０２も、上記の第１の実施形態に係る光源装置２と同様に、サブマウント１０６と、サブマウント１０６の上面１０６Ａにフリップチップ実装された半導体レーザ素子１０４と、サブマウント１０６の上面１０６Ａにフリップチップ実装された平面光波回路１２０とを備える。本実施形態に係る光源装置１０２では、立ち上げミラーを備えず、その代わりに、平面光波回路１２０の出射側端部において、コア１１２およびクラッド１１４を有する導波路１１０の一部分が、光の進行方向に対して傾斜した傾斜面を有する。この傾斜面に反射膜１３４が備えられ、これにより、反射面１３０が形成されている。
傾斜面は、平面光波回路１２０の下面１２０Ｚに対して略４５度の角度で傾斜しており、これにより、導波路１１０内を進んだ光は、進行方向に対して略直交方向に反射される。
導波路１１０には、凹部１１８が設けられており、凹部１１８により形成された空間内に、半導体レーザ素子１０４が配置されている。よって、サブマウント１０６の上面１０６Ａにフリップチップ実装された半導体レーザ素子１０４は、サブマウント１０６、導波路１１０及び基板１２２に囲まれた閉鎖空間内に配置されており、外気からの影響を受けないようになっている。
本実施形態では、サブマウント１０６は凹部を有さず、平坦な上面１０６Ａを有している。そして、半導体レーザ素子１０４の発光点Ｐの高さ及び平面光波回路１２０の導波路１１０のコア１１２の高さを一致させるため、サブマウント１０６及び半導体レーザ素子１０４の間にスペーサ部材１１６を備えている。ただし、これに限られるものではなく、発光点Ｐの高さ及びコア１１２の高さを一致させるため、サブマウント１０６の上面１０６Ａに凹部を設けることもできる。
次に、本実施形態に係る光源装置２における光の進行を説明する。半導体レーザ素子１０４の発光点Ｐから出射された光は、導波路１１０の入射面１１０Ａからコア１１２に入射し、コア１１２内を進んで、導波路１１０の反対側の反射面１３０に達する。この反射面１３０により、コア１１２内を進んできた光は、進行方向に対して略直交方向、つまりベース面に相当するサブマウント１０６の上面１０６Ａに対して略直交方向に反射される。つまり、反射膜１３４を有する傾斜面により、立ち上げミラーと同様な機能を果たすことができる。
図７Ａの点線の矢印で模式的に示すように、反射面１３０から反射光には所定の広がり角がある。よって、仮に、基板１２２が、平面光波回路１２０のレーザ素子側の端部１２０Ｘと反対側の端部１２０Ｙまで存在する場合には、反射面１３０からの反射光が基板１２２に入射する可能性がある。その場合には、光源装置２の発光効率が低下する。
本実施形態に係る光源装置１０２では、反射面１３０による反射光の広がり角に応じた所定の範囲において、基板１２２が除去されている。よって、反射面１３０で反射された光が基板１２２に入射することを確実に防ぐことができる。
なお、所定の範囲については、反射光の広がり角に応じて任意に定めることができる。平面光波回路１２０のレーザ素子側の端部Ｘとは反対側の端部１２０Ｙから所定の距離だけ、基板１２２が除去されている場合だけでなく、全ての基板１２２が除去されている場合もあり得る。例えば、基板１２２を除去するためのエッチングの時間を長く設定することにより、実現することができる。また、第１の実施形態と同様に、基板１２２が斜めに切り欠かかれている場合もあり得る。
その他の構成については、上記の第１の実施形態に係る光源装置と同様なので、更に詳細な説明は省略する。
＜半導体レーザ素子及び平面光波回路の配置におけるその他の構造＞
次に、図８を参照しながら、半導体レーザ素子及び平面光波回路の配置におけるその他の構造の説明を行う。図８は、第２の実施形態に係る光源装置において、半導体レーザ素子及び平面光波回路の配置におけるその他の構造を模式的に示す側面断面図である。
その他の構造では、半導体レーザ素子１０４及び導波路１１０が同一の基板１２２上に形成されている。つまり、平面光波回路１２０の基板１２２上に半導体レーザ素子１０４を実装することにより、半導体レーザ素子１０４及び導波路１１０を形成することができる。よって、基板１２２の上面１２２Ａ及び半導体レーザ素子１０４の発光点Ｐの間の距離、及び基板１２２の上面１２２Ａ及び導波路１０のコア１２の間の距離を精度高く形成することができる。これにより、半導体レーザ素子１０４の発光点Ｐの高さ及び平面光波回路１２０の導波路１１０のコア１１２の高さを正確に一致させることができる。
平面光波回路１２０は、サブマウント１０６の上面１０６Ａにフリップチップ実装され、半導体レーザ素子１０４は、平面光波回路１２０と共用する基板１２２に取り付けられている。よって、半導体レーザ素子１０４は、紙面上方向を接合面とする配置でサブマウント１０６に固定されている。つまり、半導体レーザ素子１０４は、平面光波回路１２０及び基板１２２を介してサブマウント１０６に固定されている。
なお、図８では、平面光波回路１２０の出射側端部において、光の進行方向に対して傾斜した傾斜面により反射面１３０が形成されているが、これに限られるものではない。例えば、図１に示すように、平面光波回路１２０の出射側端部が反射面になっておらず、別に設けた立ち上げミラーにより、平面光波回路１２０からの光を反射される場合もあり得る。
（全般）
以上のように、上記の実施形態や実施例に係る光源装置２は、サブマウント６（１０６）と、サブマウント６（１０６）に固定された半導体レーザ素子４（１０４）と、基板２２（１２２）上に形成される導波路１０（１１０）を有する光部材であって、サブマウント６（１０６）の上面６Ａ（１０６Ａ）にフリップチップ実装された平面光波回路２０（１２０）と、を備え、半導体レーザ素子４（１０４）の発光点Ｐの位置及び導波路１０（１１０）のコア１２（１１２）の位置が略一致するように配置され、半導体レーザ素子４（１０４）から出射され、平面光波回路２０（１２０）内を進んだ光を、光の進行方向に対して略直交方向に反射する反射面３０（１３０）が設けられ、少なくとも平面光波回路２０（１２０）の入射面側(レーザ素子側)の端部２０Ｘ（１２０Ｘ）とは反対側の端部２０Ｙ（１２０Ｙ）から所定の範囲において、基板２２（１２２）が除去されている。
半導体レーザ素子４（１０４）及び平面光波回路２０（１２０）をサブマウント６（１０６）の上面６Ａ（１０６Ａ）にフリップチップ実装する、または同一の基板上に形成することにより、確実に、発光点Ｐの位置がコア１２（１１２）の位置と一致するように配置することができる。更に、少なくとも平面光波回路２０（１２０）の入射面側(レーザ素子側)の端部２０Ｘ（１２０Ｘ）とは反対側の端部２０Ｙ（１２０Ｙ）から所定の範囲において、シリコン基板２２（１２２）が除去されているので、反射面３０（１３０）及び平面光波回路２０（１２０）が近接して配置されていても、反射面３０（１３０）で反射された光がシリコン基板２２（１２２）に入射することを防ぐことができる。
以上のように、本発明においては、高い発光効率でベース面（サブマウント６（１０６）の上面６Ａ（１０６Ａ））に対して略垂直方向に光を出射可能なコンパクトな光源装置２を提供することができる。
本発明の実施の形態、実施の態様を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施の形態、実施の態様における要素の組合せや順序の変化等は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。
２ 光源装置
４ 半導体レーザ素子
４Ｂ 青色半導体レーザ素子
４Ｇ 緑色半導体レーザ素子
４Ｒ 赤色半導体レーザ素子
４Ｘ 出射面
４Ｙ 反対側の端面
４Ｚ 下面
６ サブマウント
６Ａ 上面
６Ｂ 凹部
６Ｃ メッキ
８ 凹部
１０ 導波路
１０Ａ 入射面
１０Ｂ 出射面
１２ コア
１２Ｂ 青色対応コア
１２Ｇ 緑色対応コア
１２Ｒ 赤色対応コア
１２Ｍ 合波した光を伝搬するコア
１４ クラッド
１４Ａ アンダークラッド層
１４Ｂ オーバークラッド層
１６ スペーサ
２０ 平面光波回路（ＰＬＣ）
２０Ｘ 入射面側の端部
２０Ｙ 反対側の端部
２０Ｚ 下面
２２ 基板
２２Ａ 傾斜面
３０ 反射面
３２ 立ち上げミラー
４０ コーティング
４０Ａ 回り込み部分
４２ 接合材
１０２ 光源装置
１０４ 半導体レーザ素子
１０６ サブマウント
１１０ 導波路
１１０Ａ 入射面
１１２ コア
１１４ クラッド
１１８ 凹部
１２０ 平面光波回路（ＰＬＣ）
１２０Ｘ レーザ素子側の端部
１２０Ｙ 反対側の端部
１２０Ｚ 下面
１２２ 基板
１２２Ａ 上面
１３０ 反射面
１３４ 反射膜
Ｐ 発光点

Claims (10)

  1. サブマウントと、
    前記サブマウントにフリップチップ実装された半導体レーザ素子と、
    基板上に形成される導波路を有する光部材であって、前記サブマウントの上面にフリップチップ実装された平面光波回路（ＰＬＣ： Ｐｌａｎｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）と、
    を備え、
    前記半導体レーザ素子の発光点の位置及び前記導波路のコアの位置が略一致するように配置され、
    前記半導体レーザ素子から出射され、前記平面光波回路内を進んだ光を、光の進行方向に対して略直交方向に反射する反射面が設けられ、
    少なくとも前記平面光波回路の入射面とは反対側の端部から所定の範囲において、前記基板が除去されていることを特徴とする光源装置。
  2. 前記平面光波回路の出射側に配置された立ち上げミラーにより、前記反射面が提供され、
    前記平面光波回路の出射側端部において、前記基板が斜めに切り欠かれた傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
  3. 前記基板はシリコン基板であり、前記傾斜面は結晶面であることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
  4. 前記平面光波回路の出射側端部において、前記導波路の一部分が光の進行方向に対して傾斜した傾斜面を有し、該傾斜面に反射膜が形成されることにより、前記反射面が提供され、
    前記反射面による反射光の広がり角に応じた前記所定の範囲において、前記基板が除去されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
  5. 前記半導体レーザ素子の発光点高さ及び前記平面光波回路の導波路のコアの高さを一致させるため、前記サブマウントの上面の前記平面光波回路が載置される領域に凹部が形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の光源装置。
  6. 前記半導体レーザ素子の発光点の高さ及び前記平面光波回路の導波路のコアの高さを一致させるため、前記サブマウント及び前記半導体レーザ素子の間にスペーサ部材を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか1項に記載の光源装置。
  7. 前記半導体レーザ素子の下面の出射側端部及びその反対側の端部から所定の領域において、前記半導体レーザ素子を前記サブマウント側に接合する接合部材が配置されていないことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の光源装置。
  8. 前記平面光波回路の下面の入射側端部及びその反対側の端部から所定の領域において、前記平面光波回路を前記サブマウント側に接合する接合部材が配置されていないことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の光源装置。
  9. サブマウントと、
    同一の基板上に配置される半導体レーザ素子及び平面光波回路（ＰＬＣ： Ｐｌａｎｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）の導波路と、
    を備え、
    前記平面光波回路は、前記サブマウントの上面にフリップチップ実装され、
    前記半導体レーザ素子は、前記平面光波回路及び前記基板を介して前記サブマウントに固定され、
    前記半導体レーザ素子の発光点の位置及び前記導波路のコアの位置が略一致するように配置され、
    前記半導体レーザ素子から出射され、前記平面光波回路内を進んだ光を、光の進行方向に対して略直交方向に反射する反射面が設けられ、
    少なくとも前記平面光波回路の入射面とは反対側の端部から所定の範囲において、前記基板が除去されていることを特徴とする光源装置。
  10. 赤色光域、緑色光域及び青色光域の光を出射する複数の前記半導体レーザ素子を備え、
    前記平面光波回路が、各々の波長の前記半導体レーザ素子に対応した前記コアを有し、
    前記平面光波回路により各々の波長の光が合波されることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の光源装置。
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