JP2024018649A - Light-emitting device, optical device, light-emitting module, and method for manufacturing a light-emitting device - Google Patents

Light-emitting device, optical device, light-emitting module, and method for manufacturing a light-emitting device Download PDF

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Abstract

【課題】半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の進行方向と、設計上の進行方向とのずれを低減することが可能な発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置は、レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の進行方向を変化させる光学部材と、半導体レーザ素子および光学部材を支持する支持体とを備える。光学部材は、第1反射面を有する第1ミラー部材と、第2反射面を有する第2ミラー部材とを有する。支持体は、第1反射面がレーザ光を反射してレーザ光の進行方向を変化させるように第1ミラー部材を支持する第1支持面と、第2反射面の少なくとも一部が第1反射面の少なくとも一部の上方または下方に位置するように第2ミラー部材を支持し、かつ、第2反射面が第1反射面で反射されたレーザ光を反射してレーザ光の進行方向を変化させるように第2ミラー部材を支持する第2支持面と、を有する。
【選択図】図2A

The present invention provides a light emitting device that can reduce the deviation between the traveling direction of laser light emitted from a semiconductor laser element and the designed traveling direction.
A light emitting device includes a semiconductor laser element that emits laser light, an optical member that changes the traveling direction of the laser light emitted from the semiconductor laser element, and a support that supports the semiconductor laser element and the optical member. Be prepared. The optical member includes a first mirror member having a first reflective surface and a second mirror member having a second reflective surface. The support includes a first support surface that supports the first mirror member such that the first reflection surface reflects the laser beam and changes the traveling direction of the laser beam, and at least a portion of the second reflection surface has the first reflection surface. A second mirror member is supported so as to be located above or below at least a portion of the surface, and the second reflective surface reflects the laser light reflected by the first reflective surface to change the traveling direction of the laser light. and a second support surface that supports the second mirror member in such a manner that the second mirror member is supported.
[Selection diagram] Figure 2A

Description

本開示は、発光装置、光学装置、発光モジュール、および発光装置の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a light emitting device, an optical device, a light emitting module, and a method for manufacturing a light emitting device.

近年、半導体レーザ素子の高出力化に伴い、半導体レーザ素子を励起光源としてではなく、材料を直接に照射して加工するレーザ光の光源として用いる技術が開発されつつある。そのような技術は、ダイレクトダイオードレーザ(DDL:Direct Diode Laser)技術と称されている。 BACKGROUND ART In recent years, with the increase in the output power of semiconductor laser devices, technologies are being developed that use semiconductor laser devices not as excitation light sources but as light sources of laser light for directly irradiating and processing materials. Such technology is called Direct Diode Laser (DDL) technology.

DDL技術には、複数の半導体レーザ素子を備える発光モジュールが用いられる。発光モジュールは、複数の半導体レーザ素子の各々からレーザ光が出射されて得られる複数のレーザ光を結合して高出力のレーザ光を出射する。複数のレーザ光の進行方向が設計通りに同じ方向に揃う場合、複数のレーザ光を効果的に結合することができる。特許文献1は、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の進行方向と設計上の進行方向とのずれを抑制することが可能な光部品の例を開示している。 DDL technology uses a light emitting module that includes a plurality of semiconductor laser elements. The light emitting module combines a plurality of laser beams obtained by emitting laser beams from each of a plurality of semiconductor laser elements, and emits a high-power laser beam. When the traveling directions of a plurality of laser beams are aligned in the same direction as designed, the plurality of laser beams can be effectively combined. Patent Document 1 discloses an example of an optical component that can suppress a deviation between the traveling direction of laser light emitted from a semiconductor laser element and the designed traveling direction.

国際公開第2016/051836号International Publication No. 2016/051836

半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の進行方向と、設計上の進行方向とのずれを低減することが可能な発光装置、発光装置に用いられる光学装置、複数の発光装置を備える発光モジュール、および発光装置の製造方法を提供する。 A light emitting device capable of reducing the deviation between the traveling direction of laser light emitted from a semiconductor laser element and the designed traveling direction, an optical device used in the light emitting device, a light emitting module including a plurality of light emitting devices, and A method of manufacturing a light emitting device is provided.

本開示の発光装置は、ある実施形態において、レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光の進行方向を変化させる光学部材と、前記半導体レーザ素子および前記光学部材を支持する支持体と、を備え、前記光学部材は、第1反射面を有する第1ミラー部材と、第2反射面を有する第2ミラー部材と、を有し、前記支持体は、前記第1反射面が前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように前記第1ミラー部材を支持する第1支持面と、前記第2反射面の少なくとも一部が前記第1反射面の少なくとも一部の上方または下方に位置するように前記第2ミラー部材を支持し、かつ、前記第2反射面が前記第1反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように前記第2ミラー部材を支持する第2支持面と、を有する。 In an embodiment, a light emitting device of the present disclosure includes a semiconductor laser element that emits laser light, an optical member that changes the traveling direction of the laser light emitted from the semiconductor laser element, and the semiconductor laser element and the optical member. a support for supporting the member, the optical member having a first mirror member having a first reflective surface, and a second mirror member having a second reflective surface; a first support surface that supports the first mirror member such that the first reflective surface reflects the laser beam and changes the traveling direction of the laser beam; and at least a portion of the second reflective surface The second mirror member is supported so as to be located above or below at least a portion of one reflective surface, and the second reflective surface reflects the laser beam reflected by the first reflective surface to reflect the laser beam. and a second support surface that supports the second mirror member so as to change the traveling direction of the laser beam.

本開示の光学装置は、ある実施形態において、第1反射面を有する第1ミラー部材と、第2反射面を有する第2ミラー部材と、前記第1ミラー部材および前記第2ミラー部材を支持する支持体と、を備え、前記支持体は、前記第1反射面が半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を反射して前記レーザ光の進行方向を変化させるように前記第1ミラー部材を支持する第1支持面と、前記第2反射面の少なくとも一部が前記第1反射面の少なくとも一部の上方または下方に位置するように前記第2ミラー部材を支持し、かつ、前記第2反射面が前記第1反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように前記第2ミラー部材を支持する第2支持面と、を有する。 In an embodiment, the optical device of the present disclosure includes a first mirror member having a first reflective surface, a second mirror member having a second reflective surface, and supporting the first mirror member and the second mirror member. a support, the support supports the first mirror member such that the first reflective surface reflects the laser light emitted from the semiconductor laser element and changes the traveling direction of the laser light. the second mirror member is supported such that at least a portion of the first supporting surface and the second reflecting surface are located above or below at least a portion of the first reflecting surface, and the second reflecting surface has a second support surface that supports the second mirror member so as to reflect the laser light reflected by the first reflective surface and change the traveling direction of the laser light.

本開示の発光モジュールは、ある実施形態において、第1方向に並ぶ複数の載置面を有する支持基体であって、前記第1方向に対して平行な基準平面からの前記複数の載置面の高さが前記第1方向に沿って段階的に減少する、支持基体と、前記複数の載置面の各々に、対応する発光装置が配置された、複数の発光装置であって、各々が前記発光装置である、複数の発光装置と、集光レンズと、を備え、前記複数の発光装置の各々に含まれる前記光学部材は第3ミラー部材を有し、前記第3ミラー部材は第3反射面を有し、前記複数の発光装置の各々に含まれる前記支持体は、前記第3反射面が前記第2反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように前記第3ミラー部材を支持する第3支持面を有し、前記複数の発光装置の各々は、前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光を前記第1反射面および前記第2反射面でこの順に反射して前記レーザ光の前記進行方向を前記第1方向に交差する第2方向に変化させ、前記第2反射面で反射された前記レーザ光を前記第3反射面で反射して前記レーザ光の前記進行方向を前記第1方向に変化させることにより、前記レーザ光を前記第1方向に出射し、前記集光レンズは、前記複数の発光装置の各々から前記レーザ光が前記第1方向に出射されて得られる複数のレーザ光を結合する。 In an embodiment, the light emitting module of the present disclosure is a support base having a plurality of mounting surfaces arranged in a first direction, wherein the plurality of mounting surfaces are separated from a reference plane parallel to the first direction. A plurality of light emitting devices, the supporting base having a height decreasing stepwise along the first direction, and a corresponding light emitting device disposed on each of the plurality of mounting surfaces, each of the plurality of light emitting devices comprising: The optical member includes a plurality of light emitting devices, which are light emitting devices, and a condensing lens, and the optical member included in each of the plurality of light emitting devices has a third mirror member, and the third mirror member has a third reflecting member. The support body included in each of the plurality of light emitting devices has a surface, and the third reflective surface reflects the laser light reflected by the second reflective surface to change the traveling direction of the laser light. each of the plurality of light emitting devices has a third support surface that supports the third mirror member so as to change the third mirror member; The laser beam is reflected in this order on a reflective surface to change the traveling direction of the laser beam to a second direction intersecting the first direction, and the laser beam reflected on the second reflective surface is reflected on the third reflective surface. and changes the traveling direction of the laser light to the first direction, thereby emitting the laser light in the first direction, and the condenser lens is configured to emit the laser light from each of the plurality of light emitting devices. A plurality of laser beams emitted in the first direction are combined.

本開示の発光装置の製造方法は、ある実施形態において、レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光の進行方向を変化させる光学部材であって、第1反射面を有する第1ミラー部材および第2反射面を有する第2ミラー部材を有する光学部材と、前記半導体レーザ素子および前記光学部材を支持する支持体であって、前記第1ミラー部材を支持する第1支持面および前記第2ミラー部材を支持する第2支持面を有する支持体とを用意する工程と、前記半導体レーザ素子を前記支持体に配置する工程と、前記第1反射面が前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように、前記第1ミラー部材を前記第1支持面に接合する工程と、前記第2反射面が前記第1反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように、前記第2ミラー部材を前記第2支持面に接合する工程と、を含む。 In an embodiment, the method for manufacturing a light emitting device of the present disclosure includes: a semiconductor laser element that emits laser light; and an optical member that changes the traveling direction of the laser light emitted from the semiconductor laser element, the first an optical member having a first mirror member having a reflective surface and a second mirror member having a second reflective surface; and a support supporting the semiconductor laser element and the optical member, the support supporting the first mirror member. a step of preparing a support body having a first support surface and a second support surface that supports the second mirror member; a step of arranging the semiconductor laser element on the support body; bonding the first mirror member to the first support surface so as to reflect light and change the traveling direction of the laser beam, and the second reflective surface is reflected by the first reflective surface. The method includes the step of joining the second mirror member to the second support surface so as to reflect the laser light and change the traveling direction of the laser light.

本開示の実施形態によれば、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の進行方向と、設計上の進行方向とのずれを低減することが可能な発光装置、発光装置に用いられる光学装置、複数の発光装置を備える発光モジュール、および発光装置の製造方法を実現できる。 According to an embodiment of the present disclosure, a light emitting device capable of reducing a deviation between a traveling direction of laser light emitted from a semiconductor laser element and a designed traveling direction, an optical device used in the light emitting device, and a plurality of optical devices are provided. A light emitting module including a light emitting device and a method for manufacturing the light emitting device can be realized.

図1Aは、本開示の例示的な実施形態による発光モジュールの構成を模式的に示す上面図である。FIG. 1A is a top view schematically illustrating the configuration of a light emitting module according to an exemplary embodiment of the present disclosure. 図1Bは、本開示の例示的な実施形態による発光モジュールの構成を模式的に示す側面図である。FIG. 1B is a side view schematically showing the configuration of a light emitting module according to an exemplary embodiment of the present disclosure. 図1Cは、本開示の実施形態による発光モジュールの変形例の構成を模式的に示す上面図である。FIG. 1C is a top view schematically showing the configuration of a modified example of the light emitting module according to the embodiment of the present disclosure. 図2Aは、本開示の例示的な実施形態による発光装置の構成を模式的に示す斜視図である。FIG. 2A is a perspective view schematically showing the configuration of a light emitting device according to an exemplary embodiment of the present disclosure. 図2Bは、図2Aに示す発光装置の、YZ平面に対して平行な断面図である。FIG. 2B is a cross-sectional view of the light emitting device shown in FIG. 2A, parallel to the YZ plane. 図2Cは、図2Aに示す発光装置の上面図である。FIG. 2C is a top view of the light emitting device shown in FIG. 2A. 図2Dは、図2Aに示す支持体の構成を模式的に示す斜視図である。FIG. 2D is a perspective view schematically showing the structure of the support shown in FIG. 2A. 図3は、本開示の実施形態による発光装置の変形例の構成を模式的に示す、YZ平面に対して平行な断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view parallel to the YZ plane, schematically showing the configuration of a modified example of the light emitting device according to the embodiment of the present disclosure. 図4Aは、本開示の実施形態による発光装置の製造方法における工程の例を説明するための図である。FIG. 4A is a diagram for explaining an example of a process in a method for manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present disclosure. 図4Bは、本開示の実施形態による発光装置の製造方法における工程の例を説明するための図である。FIG. 4B is a diagram for explaining an example of a process in a method for manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present disclosure. 図4Cは、本開示の実施形態による発光装置の製造方法における工程の例を説明するための図である。FIG. 4C is a diagram for explaining an example of a process in a method for manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present disclosure. 図4Dは、本開示の実施形態による発光装置の製造方法における工程の例を説明するための図である。FIG. 4D is a diagram for explaining an example of a process in a method for manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present disclosure. 図4Eは、本開示の実施形態による発光装置の製造方法における工程の例を説明するための図である。FIG. 4E is a diagram for explaining an example of a process in a method for manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present disclosure. 図5は、本開示の例示的な実施形態によるDDL装置の構成を模式的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the configuration of a DDL device according to an exemplary embodiment of the present disclosure. 図6Aは、レーザ光源の構成を模式的に示す斜視図である。FIG. 6A is a perspective view schematically showing the configuration of a laser light source. 図6Bは、図6Aに示すレーザ光源の内部の平面構成を模式的に示す図である。FIG. 6B is a diagram schematically showing the internal plan configuration of the laser light source shown in FIG. 6A. 図6Cは、図6Aに示すレーザ光源から基体、蓋体、リード端子、および内部のワイヤを省略した構成のより詳細を示す分解斜視図である。FIG. 6C is an exploded perspective view showing more details of the structure of the laser light source shown in FIG. 6A, with the base, lid, lead terminal, and internal wires omitted. 図6Dは、図6Cに示すレーザ光源の、YZ平面に対して平行な断面図である。FIG. 6D is a cross-sectional view of the laser light source shown in FIG. 6C, parallel to the YZ plane.

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態による発光装置、発光装置に用いられる光学装置、複数の発光装置を備える発光モジュール、および発光装置の製造方法を説明する。複数の図面に表れる同一符号の部分は同一または同等の部分を示す。 Hereinafter, a light-emitting device, an optical device used in the light-emitting device, a light-emitting module including a plurality of light-emitting devices, and a method for manufacturing the light-emitting device according to embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Parts with the same reference numerals appearing in multiple drawings indicate the same or equivalent parts.

さらに、以下に説明する実施形態は、本発明の技術思想を具体化するために例示しているのであって、本発明を以下に限定しない。また、構成要素のサイズ、材質、形状、その相対的配置などの記載は、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図している。各図面が示す部材の大きさおよび位置関係は、理解を容易にするために誇張している場合がある。 Further, the embodiments described below are exemplified to embody the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following. Moreover, the description of the size, material, shape, relative arrangement, etc. of the constituent elements is not intended to limit the scope of the present invention only thereto, but is intended to be illustrative. The sizes and positional relationships of members shown in each drawing may be exaggerated for ease of understanding.

(実施形態)
[発光モジュール]
まず、図1Aおよび図1Bを参照して、本開示の実施形態による発光モジュールの構成例を説明する。図1Aおよび図1Bは、それぞれ、本開示の例示的な実施形態による発光モジュールの構成を模式的に示す上面図および側面図である。これらの図では、参考のために、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸が模式的に示されている。X軸の矢印の方向を+X方向と称し、その反対方向を-X方向と称する。±X方向を区別しない場合、単にX方向と称する。Y方向およびZ方向についても同様である。本明細書では、説明のわかりやすさのため、+Y方向を「上方」と称し、-Y方向を「下方」と称する。このことは、発光モジュールの使用時における向きを制限するわけではなく、発光モジュールの向きは任意である。
(Embodiment)
[Light-emitting module]
First, a configuration example of a light emitting module according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1A and 1B. 1A and 1B are top and side views, respectively, schematically illustrating the configuration of a light emitting module according to an exemplary embodiment of the present disclosure. In these figures, for reference, the X-axis, Y-axis, and Z-axis, which are perpendicular to each other, are schematically shown. The direction of the arrow on the X-axis is called the +X direction, and the opposite direction is called the -X direction. When the ±X direction is not distinguished, it is simply referred to as the X direction. The same applies to the Y direction and the Z direction. In this specification, for ease of explanation, the +Y direction will be referred to as "upward" and the -Y direction will be referred to as "downward." This does not limit the orientation of the light emitting module during use, and the orientation of the light emitting module is arbitrary.

図1Aおよび図1Bに示す発光モジュール200は、支持基体40と、集光レンズ50と、光ファイバ60と、光ファイバ60を支持する支持部材62と、複数の発光装置100と、を備える。 The light emitting module 200 shown in FIGS. 1A and 1B includes a support base 40, a condensing lens 50, an optical fiber 60, a support member 62 that supports the optical fiber 60, and a plurality of light emitting devices 100.

支持基体40は、図1Bに示すように、XZ平面に対して平行な基準平面Ref上に配置されている。基準平面Refは、発光モジュール200における高さの基準平面である。支持基体40は、X方向に並ぶ複数の第1載置面40s1と、第2載置面40s2とを有する。複数の第1載置面40s1の高さは、+X方向に沿って段階的に減少する。各第1載置面40s1には、対応する発光装置100が配置されている。第2載置面40s2には、集光レンズ50が配置されており、光ファイバ60が支持部材62を介して配置されている。 The support base 40 is arranged on a reference plane Ref parallel to the XZ plane, as shown in FIG. 1B. The reference plane Ref is a height reference plane in the light emitting module 200. The support base 40 has a plurality of first mounting surfaces 40s1 and a second mounting surface 40s2 arranged in the X direction. The heights of the plurality of first mounting surfaces 40s1 decrease stepwise along the +X direction. A corresponding light emitting device 100 is arranged on each first mounting surface 40s1. A condensing lens 50 is arranged on the second mounting surface 40s2, and an optical fiber 60 is arranged via a support member 62.

図1Bに示す例において、第2載置面40s2の高さは、複数の第1載置面40s1の最小の高さよりも大きく、最大の高さよりも小さい。集光レンズ50のY方向における寸法によっては、第2載置面40s2の高さは、複数の第1載置面40s1の最小の高さに等しい、またはそれよりも小さくてもよい。あるいは、第2載置面40s2の高さは、複数の第1載置面40s1の最大の高さに等しい、またはそれよりも大きくてもよい。 In the example shown in FIG. 1B, the height of the second mounting surface 40s2 is greater than the minimum height and smaller than the maximum height of the plurality of first mounting surfaces 40s1. Depending on the size of the condenser lens 50 in the Y direction, the height of the second mounting surface 40s2 may be equal to or smaller than the minimum height of the plurality of first mounting surfaces 40s1. Alternatively, the height of the second mounting surface 40s2 may be equal to or greater than the maximum height of the plurality of first mounting surfaces 40s1.

図1Aおよび図1Bに示す例において、発光装置100の数は4個であり、複数の第1載置面40s1の数は4個であるが、これらの数に限定されない。発光装置100の数は2個、3個、または5個以上でもよい。発光装置100の数が増加するほど、高い出力のレーザ光を得ることが可能になる。第1載置面40s1の数は2個、3個、または5個以上であってもよいし、発光装置100の数に等しい、またはそれよりも多くてもよい。 In the example shown in FIGS. 1A and 1B, the number of light emitting devices 100 is four, and the number of the plurality of first mounting surfaces 40s1 is four, but the number is not limited to these. The number of light emitting devices 100 may be two, three, or five or more. As the number of light emitting devices 100 increases, it becomes possible to obtain higher output laser light. The number of first mounting surfaces 40s1 may be two, three, five or more, and may be equal to or greater than the number of light emitting devices 100.

支持基体40は、例えば、AlN、SiN、SiC、およびアルミナからなる群から選択されるセラミックスから形成され得る。あるいは、支持基体40は、例えば、Cu、Al、およびAgからなる群から選択される少なくとも1つの金属材料から形成され得る。支持基体40は、例えば、Cu、Al、およびAgからなる群から選択される少なくとも1つの金属材料中にダイヤモンド粒子が分散した金属マトリクス複合材料から形成され得る。支持基体40は、複数のパーツの組立体であってもよい。当該複数のパーツは互いに異なる材料から形成され得る。 Support substrate 40 may be formed from a ceramic selected from the group consisting of AlN, SiN, SiC, and alumina, for example. Alternatively, the support base 40 may be formed from at least one metal material selected from the group consisting of, for example, Cu, Al, and Ag. Support substrate 40 may be formed, for example, from a metal matrix composite material in which diamond particles are dispersed in at least one metal material selected from the group consisting of Cu, Al, and Ag. Support base 40 may be an assembly of multiple parts. The plurality of parts may be formed from different materials.

支持基体40は、好ましくは、Cu、Al、およびAgからなる群から選択される金属材料から形成され、かつ、単一の部材からなることが好ましい。金属材料はセラミックスよりも放熱性に優れており、また柔らかいので加工しやすい。 The support base 40 is preferably made of a metal material selected from the group consisting of Cu, Al, and Ag, and is preferably made of a single member. Metal materials have better heat dissipation than ceramics, and are softer and easier to process.

支持基体40は、複数の発光装置100が配置される支持台として機能するとともに、複数の発光装置100から発せられる熱を外部に伝えて発光装置100の過度な温度上昇を低減するヒートシンクとしても機能し得る。その場合、支持基体40の内部に液冷のための1または複数の流路を設けてもよい。液冷に用いる液体としては、例えば水を用いることができる。また、支持基体40の表面に空冷のためのフィン構造を設けてもよい。あるいは、別途用意したヒートシンク上に支持基体40を配置する場合、支持基体40は、複数の発光装置100から発せられる熱を当該ヒートシンクに伝えるヒートスプレッダとしても機能し得る。 The support base 40 functions as a support base on which the plurality of light emitting devices 100 are arranged, and also functions as a heat sink that transmits heat emitted from the plurality of light emitting devices 100 to the outside to reduce excessive temperature rise of the light emitting devices 100. It is possible. In that case, one or more channels for liquid cooling may be provided inside the support base 40. For example, water can be used as the liquid used for liquid cooling. Further, a fin structure for air cooling may be provided on the surface of the support base 40. Alternatively, when the supporting base 40 is placed on a separately prepared heat sink, the supporting base 40 can also function as a heat spreader that transmits the heat emitted from the plurality of light emitting devices 100 to the heat sink.

各発光装置100は、図1Aに示すように、レーザ光源10と、光学部材20と、レーザ光源10および光学部材20を支持する支持体30とを備える。後で詳しく説明するが、光学部材20は、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの進行方向が設計上の進行方向である+Z方向からずれているか否かに関係なく、当該レーザ光Lの進行方向を+Z方向に向け、その後+X方向に変化させる。その結果、各発光装置100は、集光レンズ50に向けて+X方向にレーザ光Lを出射する。各発光装置100から出射されたレーザ光Lは、図1Aに示す例において3本の矢印付きの太線によって表されており、図1Bに示す例において1本の矢印付きの太線によって表されている。図1Aに示す例においてレーザ光Lが3本の矢印付きの太線によって表されているのは、レーザ光Lが広がりを有することを強調するためである。 Each light emitting device 100 includes a laser light source 10, an optical member 20, and a support 30 that supports the laser light source 10 and the optical member 20, as shown in FIG. 1A. As will be explained in detail later, the optical member 20 is capable of moving the laser beam L emitted from the laser light source 10 regardless of whether the traveling direction of the laser beam L deviates from the +Z direction, which is the designed traveling direction. The traveling direction is directed to +Z direction and then changed to +X direction. As a result, each light emitting device 100 emits laser light L in the +X direction toward the condenser lens 50. The laser light L emitted from each light emitting device 100 is represented by a thick line with three arrows in the example shown in FIG. 1A, and is represented by a thick line with one arrow in the example shown in FIG. 1B. . The reason why the laser beam L is represented by a thick line with three arrows in the example shown in FIG. 1A is to emphasize that the laser beam L has a spread.

集光レンズ50は、速軸集光レンズ50aおよび遅軸集光レンズ50bを有する。速軸集光レンズ50aは、例えば、Z方向に一様な断面形状を有するシリンドリカルレンズであり、遅軸集光レンズ50bは、例えば、Y方向に一様な断面形状を有するシリンドリカルレンズであり得る。速軸集光レンズ50aおよび遅軸集光レンズ50bの各々の光軸はX方向に対して平行である。集光レンズ50は、例えば、ガラス、シリコン、石英、合成石英、サファイア、透明セラミックス、シリコーン樹脂、およびプラスチックからなる群から選択される少なくとも1つの透光性材料から形成され得る。 The condenser lens 50 includes a fast-axis condenser lens 50a and a slow-axis condenser lens 50b. The fast-axis condensing lens 50a may be, for example, a cylindrical lens having a uniform cross-sectional shape in the Z direction, and the slow-axis condensing lens 50b may be, for example, a cylindrical lens having a uniform cross-sectional shape in the Y direction. . The optical axes of the fast-axis condensing lens 50a and the slow-axis condensing lens 50b are parallel to the X direction. Condenser lens 50 may be formed from at least one translucent material selected from the group consisting of glass, silicon, quartz, synthetic quartz, sapphire, transparent ceramics, silicone resin, and plastic, for example.

速軸集光レンズ50aはその焦点が光ファイバ60の光入射端60aにほぼ一致するように配置されている。同様に、遅軸集光レンズ50bはその焦点が光ファイバ60の光入射端60aにほぼ一致するように配置されている。速軸集光レンズ50aの焦点距離は、遅軸集光レンズ50bの焦点距離よりも長い。速軸集光レンズ50aは、図1Bに示すように、XY平面において、複数の発光装置100の各々からレーザ光Lが出射されて得られる複数のレーザ光Lを、光ファイバ60の光入射端60aに収束させる。遅軸集光レンズ50bは、図1Aに示すように、XZ平面において、複数の発光装置100の各々から出射された広がりを有するレーザ光Lを光入射端60aに収束させる。上記のようにして、集光レンズ50により、複数のレーザ光Lを結合して光ファイバ60に入射することができる。 The fast-axis condensing lens 50a is arranged so that its focal point substantially coincides with the light incident end 60a of the optical fiber 60. Similarly, the slow axis condensing lens 50b is arranged so that its focal point substantially coincides with the light incident end 60a of the optical fiber 60. The focal length of the fast-axis condenser lens 50a is longer than the focal length of the slow-axis condenser lens 50b. As shown in FIG. 1B, the fast-axis condensing lens 50a directs the plurality of laser beams L obtained by emitting the laser beams L from each of the plurality of light emitting devices 100 on the XY plane to the light input end of the optical fiber 60. Converge to 60a. As shown in FIG. 1A, the slow axis condensing lens 50b converges the laser light L having a spread emitted from each of the plurality of light emitting devices 100 onto the light incident end 60a in the XZ plane. As described above, the plurality of laser beams L can be combined by the condenser lens 50 and made to enter the optical fiber 60.

その結果、発光モジュール200は、光ファイバ60の光出射端60bから、複数のレーザ光Lが結合された結合光を出射する。結合光の出力は、概略的に、各発光装置100から出射されるレーザ光Lの出力に発光装置100の数を乗算した値に等しい。したがって、発光装置100の数を増加させれば、結合光の出力を高めることができる。 As a result, the light emitting module 200 emits combined light in which the plurality of laser beams L are combined from the light emitting end 60b of the optical fiber 60. The output of the combined light is approximately equal to the value obtained by multiplying the output of the laser beam L emitted from each light emitting device 100 by the number of light emitting devices 100. Therefore, by increasing the number of light emitting devices 100, the output of combined light can be increased.

次に、図1Cを参照して、本開示の実施形態による発光モジュール200の変形例を説明する。図1Cは、本開示の実施形態による発光モジュールの変形例の構成を模式的に示す上面図である。図1Cに示す発光モジュール210は、以下の3点において、図1Aに示す発光モジュール200とは異なる。第1の点は、発光モジュール210が、支持基体40の代わりに支持基体42を備えることである。支持基体42の形状は、支持基体40の形状とは異なる。第2の点は、発光モジュール210が、複数の発光装置100aに加えて複数の発光装置100bをさらに備えることである。発光装置100aは、図1Aに示す発光装置100と同じ構成を有する。発光装置100bは、発光装置100aをZ方向に反転させた構成を有する。第3の点は、発光モジュール210が、ミラー72と、1/2波長板74と、偏光ビームスプリッタ76とをさらに備えることである。 Next, a modification of the light emitting module 200 according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 1C. FIG. 1C is a top view schematically showing the configuration of a modified example of the light emitting module according to the embodiment of the present disclosure. The light emitting module 210 shown in FIG. 1C differs from the light emitting module 200 shown in FIG. 1A in the following three points. The first point is that the light emitting module 210 includes a support base 42 instead of the support base 40. The shape of the support base 42 is different from the shape of the support base 40. The second point is that the light emitting module 210 further includes a plurality of light emitting devices 100b in addition to the plurality of light emitting devices 100a. The light emitting device 100a has the same configuration as the light emitting device 100 shown in FIG. 1A. The light emitting device 100b has a configuration in which the light emitting device 100a is reversed in the Z direction. The third point is that the light emitting module 210 further includes a mirror 72, a half-wave plate 74, and a polarizing beam splitter 76.

支持基体42は、X方向に並ぶ複数の第1載置面40s1と、第2載置面40s2とを有する。複数の第1載置面40s1の高さは、+X方向に沿って段階的に減少する。複数の第1載置面40s1の各々には、発光装置100aおよび発光装置100bが+Z方向に沿ってこの順に配置されている。発光装置100aはレーザ光Laを+X方向に出射し、発光装置100bはレーザ光Lbを+X方向に出射する。レーザ光Laおよびレーザ光Lbの偏光方向はZ方向に対して平行である。第2載置面40s2には、集光レンズ50が配置されており、光ファイバ60が支持部材62を介して配置されている。第2載置面40s2には、さらに、ミラー72、1/2波長板74、および偏光ビームスプリッタ76が配置されている。 The support base 42 has a plurality of first mounting surfaces 40s1 and a second mounting surface 40s2 arranged in the X direction. The heights of the plurality of first mounting surfaces 40s1 decrease stepwise along the +X direction. A light emitting device 100a and a light emitting device 100b are arranged in this order along the +Z direction on each of the plurality of first mounting surfaces 40s1. The light emitting device 100a emits laser light La in the +X direction, and the light emitting device 100b emits laser light Lb in the +X direction. The polarization directions of laser light La and laser light Lb are parallel to the Z direction. A condensing lens 50 is arranged on the second mounting surface 40s2, and an optical fiber 60 is arranged via a support member 62. A mirror 72, a half-wave plate 74, and a polarizing beam splitter 76 are further arranged on the second mounting surface 40s2.

ミラー72は、各発光装置100bから+X方向に出射されたレーザ光Lbの進行方向を-Z方向に変化させる。1/2波長板74は、-Z方向に進行するレーザ光Lbの偏光方向を、X方向からY方向に変化させる。偏光ビームスプリッタ76は、+X方向に進行し、偏光方向がZ方向であるレーザ光Laを透過させ、-Z方向に進行し、偏光方向がY方向であるレーザ光Lbを反射する。偏光ビームスプリッタ76を透過したレーザ光Laは、集光レンズ50によって光ファイバ60の光入射端60aに収束される。同様に、偏光ビームスプリッタ76で反射されたレーザ光Lbは、集光レンズ50によって光ファイバ60の光入射端60aに収束される。 The mirror 72 changes the traveling direction of the laser beam Lb emitted from each light emitting device 100b in the +X direction to the -Z direction. The half-wave plate 74 changes the polarization direction of the laser beam Lb traveling in the −Z direction from the X direction to the Y direction. The polarizing beam splitter 76 transmits laser light La that travels in the +X direction and has a polarization direction in the Z direction, and reflects laser light Lb that travels in the −Z direction and has a polarization direction in the Y direction. The laser beam La transmitted through the polarizing beam splitter 76 is focused by the condensing lens 50 onto the light incident end 60a of the optical fiber 60. Similarly, the laser beam Lb reflected by the polarizing beam splitter 76 is focused by the condensing lens 50 onto the light incident end 60a of the optical fiber 60.

その結果、発光モジュール210は、光ファイバ60の光出射端60bから、複数のレーザ光Laおよび複数のレーザ光Lbが結合された結合光を出射する。発光モジュール210では、発光モジュール200と比較して、発光装置100aの数および発光装置100bの数の合計が、発光装置100の数の2倍である。したがって、結合光の出力をさらに高めることができる。 As a result, the light emitting module 210 emits a combined light in which the plurality of laser beams La and the plurality of laser beams Lb are combined from the light emitting end 60b of the optical fiber 60. In the light emitting module 210, compared to the light emitting module 200, the total number of light emitting devices 100a and the number of light emitting devices 100b is twice the number of light emitting devices 100. Therefore, the output of the combined light can be further increased.

発光モジュール200において、複数のレーザ光Lの進行方向が設計通りに+X方向に揃っている場合、集光レンズ50によって複数のレーザ光Lを効果的に結合して光ファイバ60に入射することができる。発光モジュール210において、複数のレーザ光Laおよび複数のレーザ光Lbの進行方向が設計通りに+X方向に揃っている場合についても同様である。 In the light emitting module 200, when the traveling directions of the plurality of laser beams L are aligned in the +X direction as designed, the plurality of laser beams L can be effectively combined by the condenser lens 50 and enter the optical fiber 60. can. The same applies to the case where, in the light emitting module 210, the traveling directions of the plurality of laser beams La and the plurality of laser beams Lb are aligned in the +X direction as designed.

[発光装置]
以下に、図2Aから図2Dを参照して、本開示の実施形態による発光装置の構成例を説明する。本開示の実施形態による発光装置によれば、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの進行方向と、設計上の進行方向とのずれを低減することが可能になる。本明細書において、「レーザ光の進行方向」のように単に「進行方向」と記載する場合、当該「進行方向」は実際の進行方向を意味する。
[Light emitting device]
Below, a configuration example of a light emitting device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 2A to 2D. According to the light emitting device according to the embodiment of the present disclosure, it is possible to reduce the deviation between the traveling direction of the laser light L emitted from the laser light source 10 and the designed traveling direction. In this specification, when it is simply described as "progressing direction" such as "progressing direction of laser light", the "progressing direction" means the actual propagating direction.

図2Aは、本開示の例示的な実施形態による発光装置の構成を模式的に示す斜視図である。図2Aに示す発光装置100は、レーザ光源10と、光学部材20と、レーザ光源10および光学部材20を支持する支持体30とを備える。光学部材20は、第1ミラー部材22aと、第2ミラー部材22bと、第3ミラー部材22cと、遅軸コリメートレンズ24とを有する。図2Aに示す破線によって囲まれた2つの領域のうち、一方には第1ミラー部材22aが抜き出して示されており、他方には第2ミラー部材22bが抜き出して示されている。第1ミラー部材22aは第1反射面22asを有し、第2ミラー部材22bは第2反射面22bsを有し、第3ミラー部材22cは第3反射面22csを有する。本明細書において、光学部材20と支持体30とを少なくとも備える構造であって、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの進行方向を変化させることが可能な構造を、「光学装置」と称する。図2Bは、図2Aに示す発光装置100の、YZ平面に対して平行な断面図である。図2Bに示す破線によって囲まれた領域には、第1ミラー部材22aおよび第2ミラー部材22b、ならびにそれらの周辺の構成が拡大して示されている。図2Cは、図2Aに示す発光装置100の上面図である。図2Dは、図2Aに示す支持体30の構成を模式的に示す斜視図である。 FIG. 2A is a perspective view schematically showing the configuration of a light emitting device according to an exemplary embodiment of the present disclosure. The light emitting device 100 shown in FIG. 2A includes a laser light source 10, an optical member 20, and a support 30 that supports the laser light source 10 and the optical member 20. The optical member 20 includes a first mirror member 22a, a second mirror member 22b, a third mirror member 22c, and a slow axis collimating lens 24. Of the two regions surrounded by the broken line shown in FIG. 2A, the first mirror member 22a is shown extracted in one, and the second mirror member 22b is shown extracted in the other. The first mirror member 22a has a first reflective surface 22as, the second mirror member 22b has a second reflective surface 22bs, and the third mirror member 22c has a third reflective surface 22cs. In this specification, a structure that includes at least the optical member 20 and the support 30 and is capable of changing the traveling direction of the laser light L emitted from the laser light source 10 is referred to as an "optical device". . FIG. 2B is a cross-sectional view of the light emitting device 100 shown in FIG. 2A, parallel to the YZ plane. In the area surrounded by the broken line shown in FIG. 2B, the first mirror member 22a, the second mirror member 22b, and their surrounding structures are shown in an enlarged manner. FIG. 2C is a top view of the light emitting device 100 shown in FIG. 2A. FIG. 2D is a perspective view schematically showing the structure of the support body 30 shown in FIG. 2A.

レーザ光源10から出射されたレーザ光Lは概略的に+Z方向に進行するが、レーザ光Lの進行方向は設計上の進行方向である+Z方向に対して完全に平行ではない場合がある。本実施形態による発光装置100では、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの進行方向が+Z方向からずれているか否かに関係なく、図2Bに示すように、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lを第1反射面22asおよび第2反射面22bsでこの順に反射することにより、レーザ光Lの進行方向を設計上の進行方向である+Z方向に向けることができる。その後、第2反射面22bsで反射されたレーザ光Lを、図2Cに示すように第3反射面22csで反射することにより、レーザ光Lの進行方向を設計上の進行方向である+X方向に変化させることができる。このようにして、本実施形態による発光装置100は、図1Aおよび図1Bに示すように、集光レンズ50に向けてレーザ光Lを+X方向に出射することができる。その結果、複数の発光装置100の各々からレーザ光Lが+X方向に出射されて得られる複数のレーザ光Lを効果的に結合させて発光モジュール200から高出力の結合光を出力することができる。 Although the laser light L emitted from the laser light source 10 roughly travels in the +Z direction, the traveling direction of the laser light L may not be completely parallel to the +Z direction, which is the designed traveling direction. In the light emitting device 100 according to the present embodiment, regardless of whether the traveling direction of the laser light L emitted from the laser light source 10 deviates from the +Z direction, as shown in FIG. 2B, the laser light emitted from the laser light source 10 By reflecting the light L on the first reflecting surface 22as and the second reflecting surface 22bs in this order, the traveling direction of the laser beam L can be directed to the +Z direction which is the designed traveling direction. Thereafter, the laser beam L reflected by the second reflecting surface 22bs is reflected by the third reflecting surface 22cs as shown in FIG. 2C, thereby changing the traveling direction of the laser beam L to the +X direction, which is the designed traveling direction. It can be changed. In this way, the light emitting device 100 according to this embodiment can emit the laser beam L in the +X direction toward the condenser lens 50, as shown in FIGS. 1A and 1B. As a result, the plurality of laser beams L emitted from each of the plurality of light emitting devices 100 in the +X direction can be effectively combined, and the light emitting module 200 can output high-power combined light. .

第3反射面22csに入射するレーザ光Lの進行方向が設計上の+Z方向に対して平行ではない構成では、第3反射面22csで反射されたレーザ光Lの進行方向が設計上の+X方向からずれる。そのような進行方向のずれが生じた複数のレーザ光Lは、たとえずれの角度が数度程度であっても効果的に結合せず、結合光の出力が低下する可能性がある。 In a configuration where the traveling direction of the laser beam L incident on the third reflective surface 22cs is not parallel to the designed +Z direction, the traveling direction of the laser beam L reflected by the third reflective surface 22cs is the designed +X direction. deviate from The plurality of laser beams L having such a shift in the traveling direction may not be effectively combined, even if the angle of shift is several degrees, and the output of the combined light may be reduced.

これに対して、本実施形態では、第2反射面22bsで反射されたレーザ光Lの進行方向と、設計上の進行方向である+Z方向とのずれを低減することができる。その結果、第3反射面22csで反射されたレーザ光Lの進行方向と、設計上の進行方向である+X方向とのずれを低減することができる。レーザ光Lの進行方向と、設計上の進行方向とがなす角度は、例えば1°以下であることが好ましく、0.1°以下であることがより好ましい。本明細書において、2つの方向のなす角度は正の値を有し、負の値を有しない。 On the other hand, in this embodiment, it is possible to reduce the deviation between the traveling direction of the laser beam L reflected by the second reflecting surface 22bs and the +Z direction which is the designed traveling direction. As a result, it is possible to reduce the deviation between the traveling direction of the laser beam L reflected by the third reflecting surface 22cs and the +X direction which is the designed traveling direction. The angle between the traveling direction of the laser beam L and the designed traveling direction is preferably, for example, 1° or less, and more preferably 0.1° or less. In this specification, the angle between two directions has a positive value and does not have a negative value.

本実施形態において、第2反射面22bsで反射されたレーザ光Lの設計上の進行方向は+Z方向に対して平行であり、第3反射面22csで反射されたレーザ光Lの設計上の進行方向は+X方向に対して平行である。ただし、設計上の進行方向はこれらの方向に限定されない。 In this embodiment, the designed traveling direction of the laser beam L reflected by the second reflecting surface 22bs is parallel to the +Z direction, and the designed traveling direction of the laser beam L reflected by the third reflecting surface 22cs. The direction is parallel to the +X direction. However, the designed direction of travel is not limited to these directions.

本明細書において、図1Aおよび図1Bに示す複数の第1載置面40s1が並ぶ方向を「第1方向」と称し、第2反射面22bsで反射されたレーザ光Lの進行方向を「第2方向」と称する。図1Bに示す基準平面Refは第1方向に対して平行である。本実施形態において、第1方向は+X方向であり、第2方向は+Z方向であるが、これらの方向に限定されない。第2方向は第1方向に交差していれば、第1方向に直交する必要はない。 In this specification, the direction in which the plurality of first mounting surfaces 40s1 shown in FIG. 1A and FIG. ``Two directions.'' The reference plane Ref shown in FIG. 1B is parallel to the first direction. In this embodiment, the first direction is the +X direction and the second direction is the +Z direction, but the present invention is not limited to these directions. The second direction does not need to be orthogonal to the first direction as long as it intersects with the first direction.

なお、発光装置100を図1Aおよび図1Bに示す発光モジュール200に採用せず、第2反射面22bsで反射されたレーザ光Lの進行方向を変化させる必要がないのであれば、第3ミラー部材22cを配置する必要はない。その他にも、発光装置100をより一般的な空間結合型の発光モジュールに採用してもよい。 Note that if the light emitting device 100 is not employed in the light emitting module 200 shown in FIGS. 1A and 1B and there is no need to change the traveling direction of the laser beam L reflected by the second reflecting surface 22bs, the third mirror member There is no need to place 22c. In addition, the light emitting device 100 may be adopted as a more general spatially coupled light emitting module.

以下に、発光装置100の各構成要素を説明する。 Each component of the light emitting device 100 will be explained below.

<レーザ光源10>
レーザ光源10は、パッケージ内部に端面出射型の半導体レーザ素子および速軸コリメートレンズを備える。半導体レーザ素子はパッケージによって封止されている。半導体レーザ素子は、矩形形状の端面からレーザ光を出射する。当該端面がX方向に延び、XY平面に対して平行な平面である場合、半導体レーザ素子から+Z方向に出射されたレーザ光は、YZ平面において相対的に速く広がり、XZ平面において相対的に遅く広がる。レーザ光の速軸方向はY方向に対して平行であり、遅軸方向はX方向に対して平行である。レーザ光源10は、半導体レーザ素子から出射され、速軸コリメートレンズを透過したレーザ光を外部に出射する。レーザ光源10から外部に出射されたレーザ光Lの進行方向は+Z方向に対して平行である。レーザ光源10から外部に出射されたレーザ光LはYZ平面においてコリメートされているが、XZ平面においてコリメートされていない。本明細書において、「コリメートする」とは、レーザ光Lを平行光にすることだけではなく、レーザ光Lの広がり角を低減することも意味する。レーザ光源10の具体的な構成について後述する。
<Laser light source 10>
The laser light source 10 includes an edge-emitting semiconductor laser element and a fast-axis collimating lens inside the package. The semiconductor laser element is sealed with a package. A semiconductor laser element emits laser light from a rectangular end face. When the end surface extends in the X direction and is a plane parallel to the XY plane, the laser light emitted from the semiconductor laser element in the +Z direction spreads relatively quickly in the YZ plane and relatively slowly in the XZ plane. spread. The fast axis direction of the laser beam is parallel to the Y direction, and the slow axis direction is parallel to the X direction. The laser light source 10 emits laser light, which is emitted from a semiconductor laser element and transmitted through a fast-axis collimating lens, to the outside. The traveling direction of the laser beam L emitted to the outside from the laser light source 10 is parallel to the +Z direction. The laser light L emitted to the outside from the laser light source 10 is collimated in the YZ plane, but not in the XZ plane. In this specification, "collimating" means not only turning the laser beam L into parallel light but also reducing the spread angle of the laser beam L. The specific configuration of the laser light source 10 will be described later.

実際には、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの進行方向は+Z方向からずれている可能性がある。レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの進行方向と+Z方向とがなす角度は、例えば10°以下であり得る。 In reality, the traveling direction of the laser light L emitted from the laser light source 10 may deviate from the +Z direction. The angle between the traveling direction of the laser beam L emitted from the laser light source 10 and the +Z direction may be, for example, 10 degrees or less.

<光学部材20>
光学部材20は、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの進行方向を変化させる。光学部材20に含まれる第1ミラー部材22aおよび第2ミラー部材22bは、半導体レーザ素子が封止された空間の外側に位置する。第3ミラー部材22cおよび遅軸コリメートレンズ24についても同様である。以下において、第1ミラー部材22a、第2ミラー部材22b、第3ミラー部材22c、および遅軸コリメートレンズ24を順に説明する。
<Optical member 20>
The optical member 20 changes the traveling direction of the laser light L emitted from the laser light source 10. The first mirror member 22a and the second mirror member 22b included in the optical member 20 are located outside the space in which the semiconductor laser element is sealed. The same applies to the third mirror member 22c and the slow axis collimating lens 24. Below, the first mirror member 22a, the second mirror member 22b, the third mirror member 22c, and the slow axis collimating lens 24 will be explained in order.

光学部材20に含まれる第1ミラー部材22aは、X方向に一様な断面形状を有する。当該断面形状は台形である。第1ミラー部材22aは、互いに平行な平面である上面および下面と、上面および下面を繋ぐ斜面とを有する。上面および下面の各々は、XZ平面に対して平行である。当該斜面の法線方向は、YZ平面に対して平行な方向であって、+Y方向と鋭角をなし、かつ-Z方向と鋭角をなす方向である。本明細書において、面の法線方向とは、面の垂直方向であって、当該面を有する物体から離れる方向を意味する。第1ミラー部材22aの下面と斜面とがなす角度は45°であるが、この角度に限定されず例えば30°以上60°以下であってもよい。 The first mirror member 22a included in the optical member 20 has a uniform cross-sectional shape in the X direction. The cross-sectional shape is trapezoidal. The first mirror member 22a has an upper surface and a lower surface that are planes parallel to each other, and an inclined surface connecting the upper surface and the lower surface. Each of the top and bottom surfaces are parallel to the XZ plane. The normal direction of the slope is a direction parallel to the YZ plane, making an acute angle with the +Y direction, and making an acute angle with the -Z direction. In this specification, the normal direction of a surface means a direction perpendicular to the surface and a direction away from an object having the surface. The angle between the lower surface of the first mirror member 22a and the slope is 45 degrees, but is not limited to this angle, and may be, for example, 30 degrees or more and 60 degrees or less.

第1ミラー部材22aは、斜面に第1反射面22asを有する。第1反射面22asは、図2Bに示すように、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lを反射してレーザ光Lの進行方向を支持体30から離れる方向に変化させる。 The first mirror member 22a has a first reflective surface 22as on an inclined surface. As shown in FIG. 2B, the first reflecting surface 22as reflects the laser beam L emitted from the laser light source 10 and changes the traveling direction of the laser beam L in a direction away from the support body 30.

光学部材20に含まれる第2ミラー部材22bは、X方向に一様な断面形状を有する。当該断面形状は台形である。第2ミラー部材22bは、互いに平行な平面である上面および下面と、上面および下面を繋ぐ斜面とを有する。上面および下面の各々は、XZ平面に対して平行である。当該斜面の法線方向は、YZ平面に対して平行な方向であって、-Y方向と鋭角をなし、かつ+Z方向と鋭角をなる方向である。第2ミラー部材22bの上面と斜面とがなす角度は45°であるが、この角度に限定されず例えば30°以上60°以下であってもよい。第2ミラー部材22bの上面と斜面とがなす角度は、第1ミラー部材22aの下面と斜面とがなす角度に等しくてもよいし、異なっていてもよい。 The second mirror member 22b included in the optical member 20 has a uniform cross-sectional shape in the X direction. The cross-sectional shape is trapezoidal. The second mirror member 22b has an upper surface and a lower surface that are planes parallel to each other, and an inclined surface connecting the upper surface and the lower surface. Each of the top and bottom surfaces are parallel to the XZ plane. The normal direction of the slope is a direction parallel to the YZ plane, making an acute angle with the -Y direction, and making an acute angle with the +Z direction. The angle between the upper surface of the second mirror member 22b and the slope is 45 degrees, but is not limited to this angle, and may be, for example, 30 degrees or more and 60 degrees or less. The angle between the upper surface of the second mirror member 22b and the slope may be equal to or different from the angle between the lower surface of the first mirror member 22a and the slope.

第2ミラー部材22bは、斜面に第2反射面22bsを有する。第2反射面22bsの少なくとも一部は、第1反射面22asの少なくとも一部の上方に位置する。第2反射面22bsは、図2Bに示すように、第1反射面22asで反射されたレーザ光Lを反射してレーザ光Lの進行方向を+Z方向に変化させる。第2ミラー部材22bは第1ミラー部材22aよりも上方に位置するので、第2ミラー部材22bを保持装置によって保持しながら第2ミラー部材22bを適切な位置および向きに配置しやすい。第2ミラー部材22bの配置方法については後述する。 The second mirror member 22b has a second reflective surface 22bs on its slope. At least a portion of the second reflective surface 22bs is located above at least a portion of the first reflective surface 22as. As shown in FIG. 2B, the second reflecting surface 22bs reflects the laser beam L reflected by the first reflecting surface 22as and changes the traveling direction of the laser beam L to the +Z direction. Since the second mirror member 22b is located above the first mirror member 22a, it is easy to arrange the second mirror member 22b in an appropriate position and orientation while holding the second mirror member 22b by the holding device. A method of arranging the second mirror member 22b will be described later.

本実施形態とは異なり、第1ミラー部材22aおよび第2ミラー部材22bを用いずに、レーザ光源10と遅軸コリメートレンズ24との間にウェッジを配置した構成でも、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの進行方向を+Z方向に向けることができる。当該ウェッジは、互いに反対側に位置する光入射面および光反射面を有する。当該光入射面の法線方向は-Z方向に対して平行であり、当該光出射面の法線方向は、YZ平面に対して平行な方向であって、+Y方向または-Y方向と鋭角をなし、かつ+Z方向と鋭角をなす方向である。互いに平行ではない光入射面および光入射面での屈折に起因して、ウェッジは、自身を透過するレーザ光Lの進行方向を変化させることができる。しかしながら、そのような構成では、レーザ光Lの進行方向を+Z方向に向けるために、光出射面の法線方向が互いに異なる複数のウェッジを用意し、当該複数のウェッジから、光出射面の法線方向が適切な方向であるウェッジを選択する必要がある。 Unlike this embodiment, even in a configuration in which a wedge is arranged between the laser light source 10 and the slow axis collimating lens 24 without using the first mirror member 22a and the second mirror member 22b, the emitted light from the laser light source 10 The traveling direction of the laser beam L can be directed to the +Z direction. The wedge has a light incident surface and a light reflective surface located on opposite sides. The normal direction of the light incident surface is parallel to the -Z direction, and the normal direction of the light exit surface is parallel to the YZ plane and makes an acute angle with the +Y direction or -Y direction. This is a direction that makes an acute angle with the +Z direction. Due to the light incidence plane and the refraction at the light incidence plane which are not parallel to each other, the wedge can change the traveling direction of the laser light L passing through it. However, in such a configuration, in order to orient the traveling direction of the laser beam L in the +Z direction, a plurality of wedges whose normal directions of the light exit surfaces are different from each other are prepared, and from the plurality of wedges, the normal direction of the light exit surface is It is necessary to select a wedge whose line direction is in the appropriate direction.

これに対して、本実施形態では、第2ミラー部材22bを適切な位置および向きに配置することにより、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの進行方向が+Z方向からずれているか否かに関係なく、第2反射面22bsで反射されたレーザ光Lの進行方向を+Z方向に向けることができる。本実施形態では、上面と斜面とがなす角度が互いに異なる複数の第2ミラー部材22bを用意し、当該複数の第2ミラー部材22bから適切な角度の第2ミラー部材22bを選択する必要はない。 In contrast, in the present embodiment, by arranging the second mirror member 22b at an appropriate position and orientation, it is possible to determine whether the traveling direction of the laser beam L emitted from the laser light source 10 is deviated from the +Z direction. Regardless, the traveling direction of the laser beam L reflected by the second reflective surface 22bs can be directed to the +Z direction. In this embodiment, it is not necessary to prepare a plurality of second mirror members 22b whose upper surfaces and slopes have different angles, and to select a second mirror member 22b having an appropriate angle from among the plurality of second mirror members 22b. .

光学部材20に含まれる第3ミラー部材22cは直方体の形状を有し、その側面に第3反射面22csを有する。当該側面は、第3ミラー部材22cの上面および下面を繋ぐ。当該上面および当該下面の各々はXZ平面に対して平行である。第3反射面22csは、図2Cに示すように、第2反射面22bsで反射され、遅軸コリメートレンズ24を透過したレーザ光Lを反射してレーザ光Lの進行方向を+X方向に変化させる。 The third mirror member 22c included in the optical member 20 has a rectangular parallelepiped shape, and has a third reflective surface 22cs on its side surface. The side surface connects the upper surface and the lower surface of the third mirror member 22c. Each of the upper surface and the lower surface is parallel to the XZ plane. As shown in FIG. 2C, the third reflecting surface 22cs reflects the laser beam L that has been reflected by the second reflecting surface 22bs and transmitted through the slow-axis collimating lens 24, thereby changing the traveling direction of the laser beam L to the +X direction. .

本実施形態において、第2反射面22bsで反射されたレーザ光Lの進行方向は+Z方向に対して平行である。ただし、当該進行方向が+Z方向に対して平行でなくても、XZ平面に対して平行であれば、第3ミラー部材22cを適切な位置および向きに配置することにより、レーザ光Lの進行方向を+X方向に変化させることができる。 In this embodiment, the traveling direction of the laser beam L reflected by the second reflecting surface 22bs is parallel to the +Z direction. However, even if the traveling direction is not parallel to the +Z direction, if it is parallel to the XZ plane, the traveling direction of the laser beam L can be adjusted by arranging the third mirror member 22c at an appropriate position and orientation. can be changed in the +X direction.

光学部材20に含まれる遅軸コリメートレンズ24は、第2ミラー部材22bと第3ミラー部材22cとの間に位置し、かつ第2ミラー部材22bで反射されたレーザ光Lの光路上に位置する。遅軸コリメートレンズ24は、例えば、Y方向に一様な断面形状を有するシリンドリカルレンズであり得る。遅軸コリメートレンズ24は、図2Cに示すように、+Z方向に進行するレーザ光LをXZ平面においてコリメートする。 The slow axis collimating lens 24 included in the optical member 20 is located between the second mirror member 22b and the third mirror member 22c, and is located on the optical path of the laser beam L reflected by the second mirror member 22b. . The slow-axis collimating lens 24 may be, for example, a cylindrical lens having a uniform cross-sectional shape in the Y direction. The slow-axis collimating lens 24 collimates the laser beam L traveling in the +Z direction on the XZ plane, as shown in FIG. 2C.

なお、レーザ光源10から出射されたレーザ光LがYZ平面だけでなくXZ平面においてもコリメートされているのであれば、遅軸コリメートレンズ24を配置する必要はない。 Note that if the laser light L emitted from the laser light source 10 is collimated not only in the YZ plane but also in the XZ plane, it is not necessary to arrange the slow axis collimating lens 24.

第1ミラー部材22a、第2ミラー部材22b、および第3ミラー部材22cは、例えば、斜面を有する台と、当該斜面上に別途形成される反射面とを備え得る。台は、例えば、ガラス、石英、合成石英、サファイア、セラミックス、プラスチック、シリコン、金属、シリコーン樹脂、および誘電体材料からなる群から選択される少なくとも1つから形成され得る。反射面は、例えば、誘電体多層膜および金属材料などの反射性材料から形成され得る。この反射面が、第1反射面22as、第2反射面22bs、および第3反射面22csに相当する。 The first mirror member 22a, the second mirror member 22b, and the third mirror member 22c may include, for example, a base having a slope and a reflective surface separately formed on the slope. The base may be formed of at least one selected from the group consisting of glass, quartz, synthetic quartz, sapphire, ceramics, plastic, silicon, metal, silicone resin, and dielectric material, for example. The reflective surface may be formed from a reflective material, such as a dielectric multilayer and a metallic material. These reflective surfaces correspond to the first reflective surface 22as, the second reflective surface 22bs, and the third reflective surface 22cs.

あるいは、ミラー部材22a~22cは、例えば、斜面を有する台を備え、当該台は上記の反射性材料から形成されていてもよい。この場合、当該台の斜面が、第1反射面22as、第2反射面22bs、および第3反射面22csに相当する。 Alternatively, the mirror members 22a to 22c may include, for example, a pedestal having an inclined surface, and the pedestal may be formed from the above-mentioned reflective material. In this case, the slopes of the stand correspond to the first reflective surface 22as, the second reflective surface 22bs, and the third reflective surface 22cs.

遅軸コリメートレンズ24は、例えば、図1Aおよび図1Bに示す集光レンズ50と同様に、前述の透光性材料から形成され得る。 Slow-axis collimating lens 24 may be formed from the translucent material described above, for example, similar to condensing lens 50 shown in FIGS. 1A and 1B.

<支持体30>
支持体30は、図2Bおよび図2Dに示すように、凹凸を有する上面30usと、XZ平面に対して平行な平面である下面30Lsとを有する。支持体30は、上面30usに凹部30cを有する。支持体30は、凹部30cにおいて、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lが通過する相対的に深い第1切り欠き部30n1と、第2反射面22bsで反射されたレーザ光Lが通過する相対的に浅い第2切り欠き部30n2とを有する。支持体30は、さらに、凹部30cにおいて、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの光路の両側に位置する2つの壁部30wを有する。
<Support 30>
As shown in FIGS. 2B and 2D, the support body 30 has an upper surface 30us having unevenness and a lower surface 30Ls that is a plane parallel to the XZ plane. The support body 30 has a recess 30c on the upper surface 30us. The support body 30 has a relatively deep first notch 30n1 in the recess 30c through which the laser beam L emitted from the laser light source 10 passes, and a relatively deep notch 30n1 through which the laser beam L reflected by the second reflective surface 22bs passes. It has a shallow second notch 30n2. The support body 30 further has two wall portions 30w located on both sides of the optical path of the laser beam L emitted from the laser light source 10 in the recessed portion 30c.

支持体30は、凹部30cの底面の少なくとも一部である第1支持面30s1を有する。第1支持面30s1はXZ平面に対して平行である。第1支持面30s1は、第1反射面22asがレーザ光Lを反射してレーザ光Lの進行方向を支持体30から離れる方向に変化させるように第1ミラー部材22aを支持する。第1ミラー部材22aの一部は2つの壁部30wの間に位置する。第1ミラー部材22aの下面は第1支持面30s1に接合されている。第1支持面30s1と第1ミラー部材22aの下面との間には、接合用の樹脂層36L1が存在している。樹脂層36L1の厚さ(Y方向における寸法)は、例えば0.005mm以上0.5mm以下であり得る。レーザ光Lの照射によって第1ミラー部材22aで生じる熱は、第1ミラー部材22aを支持する第1支持面30s1を介して支持体30に効果的に伝えることができる。樹脂層36L1の厚さ(Y方向における寸法)が上記の範囲であれば、樹脂層36L1は、当該熱が支持体30に伝わることを大きく妨げることはない。以下に説明する樹脂層についても同様である。なお、樹脂層36L1ではなく、はんだ材のような無機接合層であってもよい。 The support body 30 has a first support surface 30s1 that is at least a part of the bottom surface of the recess 30c. The first support surface 30s1 is parallel to the XZ plane. The first support surface 30s1 supports the first mirror member 22a such that the first reflective surface 22as reflects the laser light L and changes the traveling direction of the laser light L away from the support body 30. A portion of the first mirror member 22a is located between the two wall portions 30w. The lower surface of the first mirror member 22a is joined to the first support surface 30s1. A bonding resin layer 36L1 exists between the first support surface 30s1 and the lower surface of the first mirror member 22a. The thickness (dimension in the Y direction) of the resin layer 36L1 may be, for example, 0.005 mm or more and 0.5 mm or less. Heat generated in the first mirror member 22a by irradiation with the laser beam L can be effectively transmitted to the support body 30 via the first support surface 30s1 that supports the first mirror member 22a. If the thickness (dimension in the Y direction) of the resin layer 36L1 is within the above range, the resin layer 36L1 will not significantly prevent the heat from being transmitted to the support body 30. The same applies to the resin layer described below. Note that an inorganic bonding layer such as a solder material may be used instead of the resin layer 36L1.

支持体30は、2つの壁部30wの上面の少なくとも一部である第2支持面30s2を有する。第2支持面30s2はXZ平面に対して平行である。第2支持面30s2は、第2反射面22bsの少なくとも一部が、第1反射面22asの少なくとも一部の上方に位置するように第2ミラー部材22bを支持する。第2支持面30s2は、さらに、第2反射面22bsが第1反射面22asで反射されたレーザ光Lを反射してレーザ光Lの進行方向を+Z方向に変化させるように第2ミラー部材22bを支持する。図2Bに示す例において、第2支持面30s2は第2ミラー部材22bの両端を支持する。凹部30cが2つの壁部30wではなく1つの壁部30wだけを備える場合、第2支持面30s2は第2ミラー部材22bの一端を支持する。第2ミラー部材22bの下面の一部、具体的には第2ミラー部材22bの一端または両端の下面は第2支持面30s2に接合されている。第2支持面30s2と第2ミラー部材22bの下面の一部との間には、接合用の樹脂層36L2が存在している。第2ミラー部材22bの下面の一部を第2支持面30s2に硬化前の樹脂を介して接触させ、第2反射面22bsがレーザ光Lの進行方向を+Z方向に変化させるように第2ミラー部材22bは適切な位置および向きに調整される。その後、樹脂を硬化して樹脂層36L2が形成される。樹脂層36L2の厚さについては、樹脂層36L2の厚さと同様である。レーザ光Lの照射によって第2ミラー部材22bで生じる熱は、第2ミラー部材22bを支持する第2支持面30s2を介して支持体30に効果的に伝えることができる。 The support body 30 has a second support surface 30s2 that is at least a portion of the upper surface of the two wall portions 30w. The second support surface 30s2 is parallel to the XZ plane. The second support surface 30s2 supports the second mirror member 22b such that at least a portion of the second reflective surface 22bs is located above at least a portion of the first reflective surface 22as. The second support surface 30s2 further includes a second mirror member 22b such that the second reflecting surface 22bs reflects the laser beam L reflected by the first reflecting surface 22as and changes the traveling direction of the laser beam L to the +Z direction. support. In the example shown in FIG. 2B, the second support surface 30s2 supports both ends of the second mirror member 22b. When the recess 30c includes only one wall 30w instead of two walls 30w, the second support surface 30s2 supports one end of the second mirror member 22b. A part of the lower surface of the second mirror member 22b, specifically, the lower surface of one end or both ends of the second mirror member 22b is joined to the second support surface 30s2. A bonding resin layer 36L2 exists between the second support surface 30s2 and a part of the lower surface of the second mirror member 22b. A part of the lower surface of the second mirror member 22b is brought into contact with the second support surface 30s2 via the resin before hardening, and the second mirror is moved so that the second reflective surface 22bs changes the traveling direction of the laser beam L to the +Z direction. Member 22b is adjusted to the proper position and orientation. Thereafter, the resin is cured to form the resin layer 36L2. The thickness of the resin layer 36L2 is the same as that of the resin layer 36L2. Heat generated in the second mirror member 22b by irradiation with the laser beam L can be effectively transmitted to the support body 30 via the second support surface 30s2 that supports the second mirror member 22b.

支持体30から見て光学部材20が実装された面とは反対側に位置するXZ平面に対して平行な平面を、発光装置100における高さの基準平面とする。当該基準平面は、例えば、図2Bおよび図2Dに示す支持体30の下面30Lsであり得る。以下に説明する「高さ」は、当該基準平面からの高さである。第2支持面30s2の高さは第1支持面30s1の高さよりも大きい。第2支持面30s2によって支持された第2ミラー部材22bは、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの光路の上方に位置し、当該レーザ光Lの進行を妨げない。 A plane parallel to the XZ plane located on the opposite side of the surface on which the optical member 20 is mounted when viewed from the support body 30 is defined as a reference plane for the height of the light emitting device 100. The reference plane may be, for example, the lower surface 30Ls of the support 30 shown in FIGS. 2B and 2D. The "height" described below is the height from the reference plane. The height of the second support surface 30s2 is greater than the height of the first support surface 30s1. The second mirror member 22b supported by the second support surface 30s2 is located above the optical path of the laser light L emitted from the laser light source 10, and does not hinder the progress of the laser light L.

本実施形態とは異なり、第2支持面30s2の高さが第1支持面30s1の高さに等しい構成では、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの進行を妨げないように、第2ミラー部材22bはレーザ光Lの光路を跨ぐ複雑な形状を有することが求められる。これに対して、本実施形態では、第2支持面30s2の高さが第1支持面30s1の高さよりも大きいので、第2ミラー部材22bはそのような複雑な形状を有する必要はない。第2ミラー部材22bは、下面が平面である単純な形状を有していてもよい。 Unlike this embodiment, in a configuration in which the height of the second support surface 30s2 is equal to the height of the first support surface 30s1, the second mirror is The member 22b is required to have a complicated shape that straddles the optical path of the laser beam L. On the other hand, in this embodiment, since the height of the second support surface 30s2 is greater than the height of the first support surface 30s1, the second mirror member 22b does not need to have such a complicated shape. The second mirror member 22b may have a simple shape with a flat lower surface.

第1支持面30s1および第2支持面30s2は互いに平行な平面である。したがって、第2ミラー部材22bの上面と斜面とがなす角度が第1ミラー部材22aの下面と斜面とがなす角度に等しい場合、第2ミラー部材22bの下面の一部を第2支持面30s2に硬化前の樹脂を介して接触させると、第2反射面22bsは第1反射面22asに対してほぼ平行になる。その状態から第2ミラー部材22bの位置および向きを微調整できるので、第2ミラー部材22bを適切な位置および向きに配置しやすくなる。 The first support surface 30s1 and the second support surface 30s2 are planes parallel to each other. Therefore, when the angle between the upper surface of the second mirror member 22b and the slope is equal to the angle between the lower surface and the slope of the first mirror member 22a, a part of the lower surface of the second mirror member 22b is attached to the second support surface 30s2. When brought into contact via the resin before hardening, the second reflective surface 22bs becomes substantially parallel to the first reflective surface 22as. Since the position and orientation of the second mirror member 22b can be finely adjusted from this state, it becomes easy to arrange the second mirror member 22b at an appropriate position and orientation.

第1反射面22asおよび第2反射面22bsは互いに離れて位置しており、第1反射面22asと第2反射面22bsとの間には、空気などの気体が存在している。レーザ光Lは、第1反射面22asから第2反射面22bsまで進行する間に、第2ミラー部材22bと第2支持面30s2との間に存在する樹脂層36L2には入射しないので、樹脂層36L2の劣化を低減することができる。第1反射面22asから第2反射面22bsまでのZ方向における距離は、例えば0.1mm以上3mm以下であり得る。 The first reflective surface 22as and the second reflective surface 22bs are located apart from each other, and gas such as air exists between the first reflective surface 22as and the second reflective surface 22bs. While the laser beam L travels from the first reflective surface 22as to the second reflective surface 22bs, it does not enter the resin layer 36L2 existing between the second mirror member 22b and the second support surface 30s2. 36L2 deterioration can be reduced. The distance in the Z direction from the first reflective surface 22as to the second reflective surface 22bs may be, for example, 0.1 mm or more and 3 mm or less.

第2反射面22bsのX方向における寸法は、2つの壁部30wの間の最大の間隔よりも大きく、第1反射面22asのX方向における寸法は、当該最大の間隔よりも小さい。したがって、第2反射面22bsのX方向における寸法は、第1反射面22asのX方向における寸法よりも大きい。第2反射面22bsのX方向における寸法は、例えば、第1反射面22asのX方向における寸法の1.1倍以上4倍以下であり得る。第2反射面22bsはそのような寸法を有するので、第2反射面22bsは、第1反射面22asから第2反射面22bsまで進行する間にX方向における幅が広くなるレーザ光Lを受けやすい。 The dimension of the second reflective surface 22bs in the X direction is larger than the maximum distance between the two walls 30w, and the dimension of the first reflective surface 22as in the X direction is smaller than the maximum distance. Therefore, the dimension of the second reflective surface 22bs in the X direction is larger than the dimension of the first reflective surface 22as in the X direction. The dimension of the second reflective surface 22bs in the X direction may be, for example, 1.1 times or more and 4 times or less the dimension of the first reflective surface 22as in the X direction. Since the second reflective surface 22bs has such dimensions, the second reflective surface 22bs easily receives the laser beam L whose width in the X direction increases while traveling from the first reflective surface 22as to the second reflective surface 22bs. .

第1反射面22asおよび/または第2反射面22bsで反射されたレーザ光Lの一部は迷光になる場合があり、当該迷光は進行するにつれて広がり得る。その場合でも、2つの壁部30wのX方向における間隔が狭ければ、迷光が戻り光としてレーザ光源10に入射することを低減できる。2つの壁部30wのX方向における間隔は、例えば0.1mm以上3mm以下であり得る。当該間隔がこの範囲であれば、迷光が戻り光としてレーザ光源10に入射することを適切に低減できる。さらに、壁部30wの高さ(Y方向における寸法)が大きければ、第1反射面22asで生じた迷光が第2ミラー部材22bと第2支持面30s2との間に存在する樹脂層36L2に入射することを妨げて樹脂層36L2の劣化を低減することができる。壁部30wの高さは、例えば0.1mm以上5mm以下であり得る。当該高さがこの範囲であれば、そのような迷光が樹脂層36L2に入射することを効果的に妨げることができる。なお、第2反射面22bsで生じた迷光は樹脂層36L2から離れる方向に進行する場合が多いので、そのような迷光が樹脂層36L2に入射する可能性は低い。 A part of the laser beam L reflected by the first reflecting surface 22as and/or the second reflecting surface 22bs may become stray light, and the stray light may spread as it progresses. Even in that case, if the distance between the two wall portions 30w in the X direction is narrow, stray light can be prevented from entering the laser light source 10 as return light. The distance between the two wall portions 30w in the X direction may be, for example, 0.1 mm or more and 3 mm or less. If the interval is within this range, it is possible to appropriately reduce stray light entering the laser light source 10 as return light. Furthermore, if the height (dimension in the Y direction) of the wall portion 30w is large, the stray light generated at the first reflective surface 22as will enter the resin layer 36L2 existing between the second mirror member 22b and the second support surface 30s2. This can reduce deterioration of the resin layer 36L2. The height of the wall portion 30w may be, for example, 0.1 mm or more and 5 mm or less. If the height is within this range, such stray light can be effectively prevented from entering the resin layer 36L2. Note that since the stray light generated at the second reflective surface 22bs often travels in a direction away from the resin layer 36L2, there is a low possibility that such stray light will enter the resin layer 36L2.

次に、第1支持面30s1および第2支持面30s2以外の支持面を説明する。支持体30は、さらに、上面30usにおいて、凹部30cの外側に位置する第3支持面30s3を有する。第3支持面30s3はXZ平面に対して平行である。第3支持面30s3は、上方から見た上面視で、第1支持面30s1および第2支持面30s2を基準としてレーザ光Lの進行方向に位置する。第3支持面30s3は、第3反射面22csが第2反射面22bsで反射されたレーザ光Lを反射してレーザ光Lの進行方向を+X方向に変化させるように第3ミラー部材22cを支持する。第3支持面30s3と第3ミラー部材22cの下面との間には、接合用の樹脂層36L3が存在している。樹脂層36L3の厚さについては、樹脂層36L2の厚さと同様である。レーザ光Lの照射によって第3ミラー部材22cで生じる熱は、第3ミラー部材22cを支持する第3支持面30s3を介して支持体30に効果的に伝えることができる。 Next, support surfaces other than the first support surface 30s1 and the second support surface 30s2 will be explained. The support body 30 further has a third support surface 30s3 located outside the recess 30c on the upper surface 30us. The third support surface 30s3 is parallel to the XZ plane. The third support surface 30s3 is located in the traveling direction of the laser beam L with respect to the first support surface 30s1 and the second support surface 30s2 as a reference when viewed from above. The third supporting surface 30s3 supports the third mirror member 22c so that the third reflecting surface 22cs reflects the laser beam L reflected by the second reflecting surface 22bs and changes the traveling direction of the laser beam L to the +X direction. do. A bonding resin layer 36L3 exists between the third support surface 30s3 and the lower surface of the third mirror member 22c. The thickness of the resin layer 36L3 is the same as the thickness of the resin layer 36L2. Heat generated in the third mirror member 22c by irradiation with the laser beam L can be effectively transmitted to the support body 30 via the third support surface 30s3 that supports the third mirror member 22c.

支持体30は、さらに、上面30usにおいて、凹部30cの外側に位置する第4支持面30s4を有する。第4支持面30s4はXZ平面に対して平行である。第4支持面30s4は、上面視で、第1支持面30s1と第3支持面30s3との間に位置し、かつ第2支持面30s2と第3支持面30s3との間に位置する。第4支持面30s4は遅軸コリメートレンズ24を支持する。第4支持面30s4と遅軸コリメートレンズ24の下面との間には、接合用の樹脂層36L4が存在している。樹脂層36L4の厚さについては、樹脂層36L2の厚さと同様である。 The support body 30 further has a fourth support surface 30s4 located outside the recess 30c on the upper surface 30us. The fourth support surface 30s4 is parallel to the XZ plane. The fourth support surface 30s4 is located between the first support surface 30s1 and the third support surface 30s3, and between the second support surface 30s2 and the third support surface 30s3, when viewed from above. The fourth support surface 30s4 supports the slow axis collimating lens 24. A bonding resin layer 36L4 exists between the fourth support surface 30s4 and the lower surface of the slow-axis collimating lens 24. The thickness of the resin layer 36L4 is the same as the thickness of the resin layer 36L2.

支持体30は、さらに、上面30usにおいて、凹部30cの外側に位置する第5支持面30s5を有する。第5支持面30s5はXZ平面に対して平行である。第5支持面30s5は、上面視で、第1支持面30s1および第2支持面30s2を基準として、第3支持面30s3および第4支持面30s4とは反対側に位置する。第5支持面30s5はレーザ光源10を支持する。第5支持面30s5とレーザ光源10の下面との間には、接合用の無機接合層34Lが存在している。無機接合層34Lの厚さは、例えば0.0001mm以上0.050mm以下であり得る。駆動時にレーザ光源10で生じる熱は、第5支持面30s5を介して支持体30に効果的に伝えることができる。 第5支持面30s5の高さは第1支持面30s1の高さよりも小さいので、第5支持面30s5によって支持されたレーザ光源10は、レーザ光Lを第1反射面22asに入射させやすい。第4支持面30s4の高さは第5支持面30s5の高さよりも大きいので、第4支持面30s4によって支持された遅軸コリメートレンズ24は、第2反射面22bsで反射されたレーザ光Lを受けやすい。第3支持面30s3の高さは第5支持面30s5の高さよりも大きいので、第3支持面30s3によって支持された第3ミラー部材22cの第3反射面22csは、遅軸コリメートレンズ24を透過したレーザ光Lを受けやすい。 The support body 30 further has a fifth support surface 30s5 located outside the recess 30c on the upper surface 30us. The fifth support surface 30s5 is parallel to the XZ plane. The fifth support surface 30s5 is located on the opposite side from the third support surface 30s3 and the fourth support surface 30s4 with respect to the first support surface 30s1 and the second support surface 30s2 as a reference. The fifth support surface 30s5 supports the laser light source 10. An inorganic bonding layer 34L for bonding exists between the fifth support surface 30s5 and the lower surface of the laser light source 10. The thickness of the inorganic bonding layer 34L may be, for example, 0.0001 mm or more and 0.050 mm or less. Heat generated by the laser light source 10 during driving can be effectively transmitted to the support body 30 via the fifth support surface 30s5. Since the height of the fifth support surface 30s5 is smaller than the height of the first support surface 30s1, the laser light source 10 supported by the fifth support surface 30s5 easily allows the laser light L to enter the first reflective surface 22as. Since the height of the fourth support surface 30s4 is greater than the height of the fifth support surface 30s5, the slow axis collimating lens 24 supported by the fourth support surface 30s4 reflects the laser beam L reflected by the second reflection surface 22bs. Easy to accept. Since the height of the third support surface 30s3 is greater than the height of the fifth support surface 30s5, the third reflection surface 22cs of the third mirror member 22c supported by the third support surface 30s3 transmits the light through the slow axis collimating lens 24. easily receives the laser beam L.

支持体30は、さらに、上面30usに第1凸部30p1を有する。第1凸部30p1は、上面視で第3支持面30s3と第4支持面30s4との間に位置する。第1凸部30p1を目安とすることにより、第3支持面30s3と第4支持面30s4とを区別して視認できるので、第3ミラー部材22cを第3支持面30s3に配置し、遅軸コリメートレンズ24を第4支持面30s4に配置しやすい。 The support body 30 further has a first convex portion 30p1 on the upper surface 30us. The first convex portion 30p1 is located between the third support surface 30s3 and the fourth support surface 30s4 when viewed from above. By using the first convex portion 30p1 as a guide, the third support surface 30s3 and the fourth support surface 30s4 can be visually recognized separately, so the third mirror member 22c is arranged on the third support surface 30s3, and the slow axis collimating lens 24 on the fourth support surface 30s4.

支持体30は、さらに、上面30usに第2凸部30p2を有する。第2凸部30p2は概略的にU型形状を有する。当該U型形状の互いに平行に延びる2つの部分の間に第5支持面30s5の一部が位置する。概略的にU型形状を有する第2凸部30p2を目安とすることにより、レーザ光源10を第5支持面30s5に配置しやすい。 The support body 30 further has a second protrusion 30p2 on the upper surface 30us. The second convex portion 30p2 has a roughly U-shape. A portion of the fifth support surface 30s5 is located between the two portions of the U-shape that extend parallel to each other. By using the second convex portion 30p2 having a roughly U-shape as a guide, it is easy to arrange the laser light source 10 on the fifth support surface 30s5.

支持体30は、例えば、図1Aおよび図1Bに示す支持基体40と同じ材料から形成され得る。その場合、支持体30は、駆動時にレーザ光源10から発せられる熱、およびレーザ光Lの照射によってミラー部材22a、22b、22cで生じる熱を支持基体40に効果的に伝えることができる。支持体30は、支持基体40と一体的に形成されてもよい。その場合、支持体30は、支持基体40の一部に相当する。 Support 30 may be formed from the same material as support substrate 40 shown in FIGS. 1A and 1B, for example. In that case, the support body 30 can effectively transmit the heat emitted from the laser light source 10 during driving and the heat generated in the mirror members 22a, 22b, and 22c by irradiation with the laser light L to the support base body 40. The support body 30 may be formed integrally with the support base body 40. In that case, the support body 30 corresponds to a part of the support base body 40.

以上のことから、本実施形態によれば、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの進行方向と、設計上の進行方向とのずれを低減することが可能な発光装置100およびそれに用いられる光学装置を実現できる。そのような発光装置100を図1Aおよび図1Bに示す発光モジュール200に採用することにより、複数の発光装置100の各々からレーザ光Lが出射されて得られる複数のレーザ光Lを効果的に結合して光ファイバ60に入射することができる。 From the above, according to the present embodiment, the light emitting device 100 and the optical system used therein can reduce the deviation between the traveling direction of the laser beam L emitted from the laser light source 10 and the designed traveling direction. The device can be realized. By employing such a light emitting device 100 in the light emitting module 200 shown in FIGS. 1A and 1B, a plurality of laser beams L obtained by emitting laser beams L from each of the plurality of light emitting devices 100 can be effectively combined. and can be input into the optical fiber 60.

次に、図3を参照して、本開示の実施形態による発光装置100の変形例を、発光装置100とは異なる点を中心に説明する。図3は、本開示の実施形態による発光装置100の変形例の構成を模式的に示す、YZ平面に対して平行な断面図である。図3に示す破線によって囲まれた領域には、第1ミラー部材22aおよび第2ミラー部材22b、ならびにそれらの周辺の構成が拡大して示されている。図3に示す発光装置110が図2Bに示す発光装置100とは異なる点は、発光装置110が、支持体30の代わりに支持体32を備えることである。支持体32の形状は支持体30の形状とは異なる。支持体32は、凹凸を有する上面32usと、XZ平面に対して平行である下面32Lsとを有する。支持体32は、上面32usに凹部32cを有する。支持体32は、凹部32cにおいて、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lが通過する相対的に浅い第1切り欠き部32n1と、第2反射面22bsで反射されたレーザ光Lが通過する相対的に深い第2切り欠き部32n2とを有する。支持体32は、さらに、凹部32cにおいて、第2反射面22bsで反射されたレーザ光Lの光路の両側に位置する2つの壁部32wを有する。図3では一方の壁部32wのみが示されている。 Next, with reference to FIG. 3, a modification of the light emitting device 100 according to the embodiment of the present disclosure will be described, focusing on the differences from the light emitting device 100. FIG. 3 is a cross-sectional view parallel to the YZ plane, schematically showing the configuration of a modified example of the light emitting device 100 according to the embodiment of the present disclosure. In the region surrounded by the broken line shown in FIG. 3, the first mirror member 22a, the second mirror member 22b, and their surrounding structures are shown in an enlarged manner. The light emitting device 110 shown in FIG. 3 differs from the light emitting device 100 shown in FIG. 2B in that the light emitting device 110 includes a support 32 instead of the support 30. The shape of support 32 is different from the shape of support 30. The support body 32 has an upper surface 32us having unevenness and a lower surface 32Ls parallel to the XZ plane. The support body 32 has a recess 32c on the upper surface 32us. The support body 32 has a relatively shallow first notch 32n1 in the recess 32c through which the laser beam L emitted from the laser light source 10 passes, and a relatively shallow notch 32n1 through which the laser beam L reflected by the second reflective surface 22bs passes. It has a second notch portion 32n2 which is relatively deep. The support body 32 further has two wall portions 32w located on both sides of the optical path of the laser beam L reflected by the second reflective surface 22bs in the recessed portion 32c. In FIG. 3, only one wall portion 32w is shown.

支持体32は、2つの壁部32wの上面の少なくとも一部である第1支持面32s1を有する。第1支持面32s1は、第1反射面22asがレーザ光Lを反射してレーザ光Lの進行方向を支持体32に近づく方向に変化させるように第1ミラー部材22aを支持する。図3に示す例において、第1支持面32s1は、第1ミラー部材22aの両端を支持する。凹部32cが2つの壁部32wではなく1つの壁部32wだけを備える場合、第1支持面30s1は第1ミラー部材22aの一端を支持する。第1ミラー部材22aの下面の一部、具体的には第1ミラー部材22aの一端または両端の下面は第1支持面32s1に接合されている。第1支持面30s1と第1ミラー部材22aの下面の一部との間には、接合用の樹脂層36L1が存在している。硬化前の樹脂を介して、第1支持面30s1に、第1ミラー部材22aの下面の一部を接触させた状態で、第1反射面22asがレーザ光Lの進行方向を+Z方向に変化させるように第1ミラー部材22aは適切な位置および向きに調整される。その後、樹脂を硬化して樹脂層36L1が形成される。レーザ光Lの照射によって第1ミラー部材22aで生じる熱は、第1ミラー部材22aを支持する第1支持面30s1を介して支持体30に効果的に伝えることができる。 The support body 32 has a first support surface 32s1 that is at least a portion of the upper surface of the two wall portions 32w. The first support surface 32s1 supports the first mirror member 22a such that the first reflective surface 22as reflects the laser light L and changes the traveling direction of the laser light L toward the support body 32. In the example shown in FIG. 3, the first support surface 32s1 supports both ends of the first mirror member 22a. When the recess 32c includes only one wall 32w instead of two walls 32w, the first support surface 30s1 supports one end of the first mirror member 22a. A part of the lower surface of the first mirror member 22a, specifically, the lower surface of one end or both ends of the first mirror member 22a is joined to the first support surface 32s1. A bonding resin layer 36L1 exists between the first support surface 30s1 and a part of the lower surface of the first mirror member 22a. With a part of the lower surface of the first mirror member 22a in contact with the first support surface 30s1 via the resin before hardening, the first reflective surface 22as changes the traveling direction of the laser beam L to the +Z direction. The first mirror member 22a is adjusted to an appropriate position and orientation. Thereafter, the resin is cured to form the resin layer 36L1. Heat generated in the first mirror member 22a by irradiation with the laser beam L can be effectively transmitted to the support body 30 via the first support surface 30s1 that supports the first mirror member 22a.

支持体32は、凹部32cの底面の少なくとも一部である第2支持面32s2を有する。第2支持面32s2は、第2反射面22bsの少なくとも一部が第1反射面22asの少なくとも一部の下方に位置するように第2ミラー部材22bを支持する。第2支持面30s2は、さらに、第2反射面22bsが第1反射面22asで反射されたレーザ光Lを反射してレーザ光Lの進行方向を+Z方向に変化させるように第2ミラー部材22bを支持する。第2支持面30s2と第2ミラー部材22bの下面との間には、接合用の樹脂層36L2が存在している。レーザ光Lの照射によって第2ミラー部材22bで生じる熱は、第2ミラー部材22bを支持する第2支持面30s2を介して支持体30に効果的に伝えることができる。 The support body 32 has a second support surface 32s2 that is at least a part of the bottom surface of the recess 32c. The second support surface 32s2 supports the second mirror member 22b such that at least a portion of the second reflective surface 22bs is located below at least a portion of the first reflective surface 22as. The second support surface 30s2 further includes a second mirror member 22b such that the second reflecting surface 22bs reflects the laser beam L reflected by the first reflecting surface 22as and changes the traveling direction of the laser beam L to the +Z direction. support. A bonding resin layer 36L2 exists between the second support surface 30s2 and the lower surface of the second mirror member 22b. Heat generated in the second mirror member 22b by irradiation with the laser beam L can be effectively transmitted to the support body 30 via the second support surface 30s2 that supports the second mirror member 22b.

支持体32から見て光学部材20が実装された面とは反対側に位置するXZ平面に対して平行な平面を、発光装置110における高さの基準平面とする。当該基準平面は、例えば、図3に示す支持体32の下面32Lsであり得る。以下に説明する「高さ」は、当該基準平面からの高さである。本変形例では、本実施形態による発光装置100とは異なり、第1支持面32s1の高さは第2支持面32s2の高さよりも大きい。第1支持面32s1によって支持された第1ミラー部材22aは、第2反射面22bsで反射されたレーザ光Lの光路の上方に位置し、当該レーザ光Lの進行を妨げない。第1ミラー部材22aは、レーザ光Lの光路を跨ぐ複雑な形状を有する必要はなく、下面が平面である単純な形状を有していてもよい。 A plane parallel to the XZ plane located on the opposite side of the surface on which the optical member 20 is mounted when viewed from the support body 32 is defined as a reference plane for the height of the light emitting device 110. The reference plane may be, for example, the lower surface 32Ls of the support body 32 shown in FIG. 3. The "height" described below is the height from the reference plane. In this modification, unlike the light emitting device 100 according to this embodiment, the height of the first support surface 32s1 is greater than the height of the second support surface 32s2. The first mirror member 22a supported by the first support surface 32s1 is located above the optical path of the laser beam L reflected by the second reflective surface 22bs, and does not hinder the progress of the laser beam L. The first mirror member 22a does not need to have a complicated shape that straddles the optical path of the laser beam L, and may have a simple shape with a flat lower surface.

発光装置110では、第1ミラー部材22aを適切な位置および向きに配置することにより、第1反射面22asおよび第2反射面22bsでこの順に反射されたレーザ光Lの進行方向を+Z方向に変化させることができる。第1ミラー部材22aは第2ミラー部材22bよりも上方に位置するので、第1ミラー部材22aを保持装置によって保持しながら第1ミラー部材22aを適切な位置および向きに配置しやすい。 In the light emitting device 110, by arranging the first mirror member 22a at an appropriate position and orientation, the traveling direction of the laser beam L reflected in this order by the first reflecting surface 22as and the second reflecting surface 22bs can be changed to the +Z direction. can be done. Since the first mirror member 22a is located above the second mirror member 22b, it is easy to arrange the first mirror member 22a in an appropriate position and orientation while holding the first mirror member 22a by the holding device.

第1反射面22asのX方向における寸法は、2つの壁部30wの間の最大の間隔よりも大きい。同様に、第2反射面22bsのX方向における寸法は、当該最大の間隔よりも大きい。第2反射面22bsはそのような寸法を有するので、第2反射面22bsは、第1反射面22asから第2反射面22bsまで進行する間にX方向における幅が広くなるレーザ光Lを受けやすい。第1反射面22asのX方向における寸法は、第2反射面22bsのX方向における寸法よりも大きくてもよいし、小さくてもよいし、第2反射面22bsのX方向における寸法に等しくてもよい。 The dimension of the first reflective surface 22as in the X direction is larger than the maximum distance between the two wall portions 30w. Similarly, the dimension of the second reflective surface 22bs in the X direction is larger than the maximum interval. Since the second reflective surface 22bs has such dimensions, the second reflective surface 22bs easily receives the laser beam L whose width in the X direction increases while traveling from the first reflective surface 22as to the second reflective surface 22bs. . The dimension of the first reflective surface 22as in the X direction may be larger or smaller than the dimension of the second reflective surface 22bs in the X direction, or may be equal to the dimension of the second reflective surface 22bs in the X direction. good.

本変形例では、本実施形態による発光装置100と同様に、第1支持面32s1および第2支持面32s2は互いに平行な平面である。第1反射面22asおよび第2反射面22bsは互いに離れて位置しており、第1反射面22asと第2反射面22bsとの間には、空気などの気体が存在している。 In this modification, like the light emitting device 100 according to this embodiment, the first support surface 32s1 and the second support surface 32s2 are planes parallel to each other. The first reflective surface 22as and the second reflective surface 22bs are located apart from each other, and gas such as air exists between the first reflective surface 22as and the second reflective surface 22bs.

支持体32は、さらに、本実施形態による発光装置100と同様に、第3ミラー部材22cを支持する第3支持面32s3と、遅軸コリメートレンズ24を支持する第4支持面32s4と、レーザ光源10を支持する第5支持面32s5とを有する。 Similarly to the light emitting device 100 according to the present embodiment, the support body 32 further includes a third support surface 32s3 that supports the third mirror member 22c, a fourth support surface 32s4 that supports the slow axis collimating lens 24, and a laser light source. 10, and a fifth support surface 32s5 that supports 10.

以上のことから、本実施形態の変形例によれば、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの進行方向と、設計上の進行方向とのずれを低減することが可能な発光装置110およびそれに用いられる光学装置を実現できる。 From the above, according to the modified example of the present embodiment, the light emitting device 110 and its The optical device used can be realized.

[発光装置の製造方法]
次に、図4Aから図4Eを参照して、本開示の実施形態による発光装置100の製造方法の例を説明する。図4Aから図4Eは、本開示の実施形態による発光装置の製造方法における工程の例を説明するための図である。
[Method for manufacturing light emitting device]
Next, an example of a method for manufacturing the light emitting device 100 according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 4A to 4E. 4A to 4E are diagrams for explaining an example of steps in a method for manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present disclosure.

最初の工程において、レーザ光源10、光学部材20、および支持体30が用意される。光学部材20は、第1ミラー部材22a、第2ミラー部材22b、第3ミラー部材22c、遅軸コリメートレンズ24を有する。 In the first step, the laser light source 10, the optical member 20, and the support 30 are prepared. The optical member 20 includes a first mirror member 22a, a second mirror member 22b, a third mirror member 22c, and a slow axis collimating lens 24.

次の工程において、図4Aに示すように、第5支持面30s5に、無機接合部材34を介してレーザ光源10が接合される。この工程により、レーザ光源10に含まれる半導体レーザ素子12が支持体30に間接的に配置される。具体的には、半導体レーザ素子12は、ステージ10b2およびサブマウント11を介して、支持体30に配置される。無機接合部材34は、例えばはんだ材または焼結材であり得る。無機接合部材34がはんだ材である場合、無機接合部材34を加熱溶融した後で冷却することにより、図2Bに示す無機接合層34Lが形成される。無機接合部材34が焼結材である場合、無機接合部材34を焼き固めることにより、無機接合層34Lが形成される。 In the next step, as shown in FIG. 4A, the laser light source 10 is bonded to the fifth support surface 30s5 via the inorganic bonding member 34. Through this step, the semiconductor laser element 12 included in the laser light source 10 is indirectly placed on the support 30. Specifically, the semiconductor laser element 12 is placed on the support 30 via the stage 10b2 and the submount 11. The inorganic bonding member 34 may be, for example, a solder material or a sintered material. When the inorganic bonding member 34 is a solder material, the inorganic bonding layer 34L shown in FIG. 2B is formed by heating and melting the inorganic bonding member 34 and then cooling it. When the inorganic bonding member 34 is a sintered material, the inorganic bonding layer 34L is formed by baking and hardening the inorganic bonding member 34.

次の工程において、図4Bに示すように、第1支持面30s1に第1ミラー部材22aが接合される。第1ミラー部材22aは、第1反射面22asがレーザ光源10から出射されたレーザ光Lを反射してレーザ光Lの進行方向を支持体30から離れる方向に変化させるように第1支持面30s1に接合される。この工程では、第1支持面30s1に、硬化前の樹脂36aを介して第1ミラー部材22aの下面を接触させた状態で、樹脂36aを硬化して図2Bに示す樹脂層36L1が形成される。樹脂36aは、例えば、加熱することによって硬化される熱硬化性樹脂、または紫外線もしくは可視光の照射によって硬化される光硬化性樹脂であり得る。以下に説明する樹脂についても同様である。この工程において、第1ミラー部材22aの位置および向きを、第2ミラー部材22bの位置および向きほど正確に調整する必要はない。したがって、樹脂36aの代わりに、はんだ材のような無機接合部材を用いてもよい。 In the next step, as shown in FIG. 4B, the first mirror member 22a is joined to the first support surface 30s1. The first mirror member 22a has a first support surface 30s1 such that the first reflective surface 22as reflects the laser light L emitted from the laser light source 10 and changes the traveling direction of the laser light L in a direction away from the support body 30. is joined to. In this step, the resin layer 36L1 shown in FIG. 2B is formed by hardening the resin 36a with the lower surface of the first mirror member 22a in contact with the first support surface 30s1 via the resin 36a before hardening. . The resin 36a may be, for example, a thermosetting resin that is cured by heating, or a photocurable resin that is cured by irradiation with ultraviolet light or visible light. The same applies to the resins described below. In this step, it is not necessary to adjust the position and orientation of the first mirror member 22a as accurately as the position and orientation of the second mirror member 22b. Therefore, an inorganic bonding member such as a solder material may be used instead of the resin 36a.

次の工程において、図4Cに示すように、第2支持面30s2に第2ミラー部材22bが接合される。第2ミラー部材22bは、第2反射面22bsが第1反射面22asで反射されたレーザ光Lを反射してレーザ光Lの進行方向を+Z方向に変化させるように第2支持面30s2に接合される。この工程では、第2支持面30s2に、硬化前の樹脂36bを介して第2ミラー部材22bの下面の一部を接触させた状態で、樹脂36bを硬化して図2Bに示す樹脂層36L2が形成される。樹脂36bを硬化する前には以下のアクティブアライメントが行われる。すなわち、レーザ光源10にレーザ光Lを出射させた状態で、第2反射面22bsがレーザ光Lの進行方向を+Z方向に変化させるように、第2ミラー部材22bの位置および向きが適切に調整される。そのような調整は、第2ミラー部材22bを保持装置によって保持しながら行われ得る。このアクティブアライメントは、遅軸コリメートレンズ24を第4支持面30s4に固定せずに配置した状態で、遅軸コリメートレンズ24によってある程度コリメートされたレーザ光の光学特性を受光装置によって計測しながら行われる。 In the next step, as shown in FIG. 4C, the second mirror member 22b is joined to the second support surface 30s2. The second mirror member 22b is joined to the second support surface 30s2 so that the second reflecting surface 22bs reflects the laser beam L reflected by the first reflecting surface 22as and changes the traveling direction of the laser beam L to the +Z direction. be done. In this step, a part of the lower surface of the second mirror member 22b is brought into contact with the second support surface 30s2 via the uncured resin 36b, and the resin 36b is cured to form the resin layer 36L2 shown in FIG. 2B. It is formed. Before curing the resin 36b, the following active alignment is performed. That is, with the laser light source 10 emitting the laser light L, the position and orientation of the second mirror member 22b are appropriately adjusted so that the second reflective surface 22bs changes the traveling direction of the laser light L in the +Z direction. be done. Such adjustment may be performed while holding the second mirror member 22b by a holding device. This active alignment is performed while the slow axis collimating lens 24 is not fixed to the fourth support surface 30s4 and the optical characteristics of the laser beam collimated to some extent by the slow axis collimating lens 24 are measured by the light receiving device. .

第2ミラー部材22bのZ方向における位置を変化させることにより、レーザ光Lの光軸の高さを調整することができる。第2ミラー部材22bを+Z方向に沿ってシフトさせることにより、レーザ光Lの光軸の高さを小さくし、第2ミラー部材22bを-Z方向に沿ってシフトさせることにより、レーザ光Lの光軸の高さを大きくすることができる。本明細書において、「レーザ光の光軸」は、レーザ光のファーフィールドパターンの中心を通過する軸を意味する。光軸上を進むレーザ光は、ファーフィールドパターンの光強度分布においてピーク強度を示す。 By changing the position of the second mirror member 22b in the Z direction, the height of the optical axis of the laser beam L can be adjusted. By shifting the second mirror member 22b along the +Z direction, the height of the optical axis of the laser beam L is reduced, and by shifting the second mirror member 22b along the -Z direction, the height of the optical axis of the laser beam L is reduced. The height of the optical axis can be increased. As used herein, "the optical axis of the laser beam" means an axis passing through the center of the far-field pattern of the laser beam. Laser light traveling on the optical axis exhibits a peak intensity in the light intensity distribution of the far field pattern.

さらに、X軸またはY軸を回転軸として第2ミラー部材22bを回転させてその向きを変化させることにより、レーザ光Lの進行方向を調整することができる。X軸を回転軸として第2ミラー部材22bを回転させることにより、レーザ光Lの進行方向を上下に変化させることができる。Y軸を回転軸として第2ミラー部材22bを回転させることにより、レーザ光Lの進行方向を正面方向として、レーザ光Lの進行方向を左右に変化させることができる。 Furthermore, the traveling direction of the laser beam L can be adjusted by rotating the second mirror member 22b using the X-axis or the Y-axis as the rotation axis and changing its direction. By rotating the second mirror member 22b about the X-axis as the rotation axis, the traveling direction of the laser beam L can be changed up and down. By rotating the second mirror member 22b with the Y-axis as the rotation axis, the traveling direction of the laser beam L can be changed from side to side, with the traveling direction of the laser beam L being set as the front direction.

次の工程において、図4Dに示すように、第4支持面30s4に遅軸コリメートレンズ24が接合される。遅軸コリメートレンズ24は、第2反射面22bsで反射されたレーザ光LをXZ平面においてコリメートするように第4支持面30s4に接合される。この工程では、第4支持面30s4に、硬化前の樹脂36cを介して遅軸コリメートレンズ24の下面を接触させた状態で、樹脂36cを硬化して図2Bに示す樹脂層36L4が形成される。樹脂36cを硬化する前には以下のアクティブアライメントが行われる。すなわち、レーザ光源10にレーザ光Lを出射させた状態で、遅軸コリメートレンズ24がレーザ光LをXZ平面においてコリメートするように、遅軸コリメートレンズ24の位置および向きが適切に調整される。そのような調整は、遅軸コリメートレンズ24を保持装置によって保持しながら行われ得る。レーザ光Lがコリメートされているか否かは、遅軸コリメートレンズ24を透過したレーザ光Lの広がり角を受光装置によって計測することにより調べることができる。 In the next step, as shown in FIG. 4D, the slow axis collimating lens 24 is bonded to the fourth support surface 30s4. The slow axis collimating lens 24 is joined to the fourth support surface 30s4 so as to collimate the laser beam L reflected by the second reflecting surface 22bs in the XZ plane. In this step, the resin layer 36L4 shown in FIG. 2B is formed by hardening the resin 36c with the lower surface of the slow-axis collimating lens 24 in contact with the fourth support surface 30s4 via the unhardened resin 36c. . Before curing the resin 36c, the following active alignment is performed. That is, the position and orientation of the slow axis collimating lens 24 are appropriately adjusted so that the slow axis collimating lens 24 collimates the laser beam L in the XZ plane while the laser light source 10 is emitting the laser beam L. Such adjustments may be made while the slow-axis collimating lens 24 is held by a holding device. Whether or not the laser beam L is collimated can be checked by measuring the spread angle of the laser beam L transmitted through the slow-axis collimating lens 24 using a light receiving device.

次の工程において、図4Eに示すように、第3支持面30s3に第3ミラー部材22cが接合される。第3ミラー部材22cは、第3反射面22csが、第2反射面22bsで反射されて遅軸コリメートレンズ24を透過したレーザ光Lを反射してレーザ光Lの進行方向を+X方向に変化させるように第3支持面30s3に接合される。この工程では、第3支持面30s3に、硬化前の樹脂36dを介して第3ミラー部材22cの下面を接触させた状態で、樹脂36dを硬化して図2Bに示す樹脂層36L3が形成される。樹脂36dを硬化する前には以下のアクティブアライメントが行われる。すなわち、レーザ光源10にレーザ光Lを出射させた状態で、第3反射面22csがレーザ光Lの進行方向を+X方向に変化させるように、第3ミラー部材22cの位置および向きが適切に調整される。そのような調整は、第3ミラー部材22cを保持装置によって保持しながら行われ得る。Y軸を回転軸として第3ミラー部材22cを回転させることにより、レーザ光Lの進行方向を正面方向として、レーザ光Lの進行方向を左右に変化させることができる。 In the next step, as shown in FIG. 4E, the third mirror member 22c is joined to the third support surface 30s3. In the third mirror member 22c, the third reflecting surface 22cs reflects the laser beam L that has been reflected by the second reflecting surface 22bs and transmitted through the slow-axis collimating lens 24, thereby changing the traveling direction of the laser beam L to the +X direction. It is joined to the third support surface 30s3 in this manner. In this step, the resin layer 36L3 shown in FIG. 2B is formed by curing the resin 36d with the lower surface of the third mirror member 22c in contact with the third support surface 30s3 via the uncured resin 36d. . Before curing the resin 36d, the following active alignment is performed. That is, with the laser light source 10 emitting the laser light L, the position and orientation of the third mirror member 22c are appropriately adjusted so that the third reflective surface 22cs changes the traveling direction of the laser light L in the +X direction. be done. Such adjustment may be performed while holding the third mirror member 22c by a holding device. By rotating the third mirror member 22c with the Y-axis as the rotation axis, the traveling direction of the laser beam L can be changed from side to side with the traveling direction of the laser beam L being the front direction.

以上のことから、本実施形態によれば、上記の工程により、レーザ光源10から出射されたレーザ光Lの進行方向と、設計上の進行方向とのずれを低減することが可能な発光装置100を製造することができる。発光装置100を図1Aおよび図1Bに示す発光モジュール200に採用する場合、支持基体40の第1載置面40s1に支持体30を配置した後で、本実施形態による製造方法が実施される。 From the above, according to the present embodiment, the light emitting device 100 can reduce the deviation between the traveling direction of the laser light L emitted from the laser light source 10 and the designed traveling direction through the above steps. can be manufactured. When the light emitting device 100 is employed in the light emitting module 200 shown in FIGS. 1A and 1B, the manufacturing method according to the present embodiment is performed after the support body 30 is placed on the first mounting surface 40s1 of the support base body 40.

[DDL装置]
次に、図5を参照して、本開示の実施形態によるDDL装置の構成例を説明する。図5は、本開示の例示的な実施形態によるDDL装置の構成を模式的に示す図である。図5に示すDDL装置1000は、複数の発光モジュール200と、加工ヘッド300と、発光モジュール200を加工ヘッド300に接続する光伝送ファイバ250とを備える。図5に示す例において、複数の発光モジュール200の数は4個であるが、この数に限定されない。複数の発光モジュール200の数は1個または複数個であり得る。
[DDL device]
Next, a configuration example of a DDL device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the configuration of a DDL device according to an exemplary embodiment of the present disclosure. A DDL device 1000 shown in FIG. 5 includes a plurality of light emitting modules 200, a processing head 300, and an optical transmission fiber 250 connecting the light emitting modules 200 to the processing head 300. In the example shown in FIG. 5, the number of the plurality of light emitting modules 200 is four, but is not limited to this number. The number of the plurality of light emitting modules 200 may be one or more.

各発光モジュール200に含まれる発光装置100の数は、必要な光出力または放射照度に応じて決定される。発光装置100から出射されるレーザ光の波長も、加工対象の材料に応じて選択され得る。例えば、銅、真鍮、アルミニウムなどの金属を加工する場合、中心波長が350nm以上550nm以下の範囲に属する半導体レーザ素子が好適に採用され得る。各発光装置100から出射されるレーザ光の波長は同一である必要はなく、中心波長が異なるレーザ光が重畳されてもよい。また、中心波長が350nm以上550nm以下の範囲外にあるレーザ光を用いる場合にも、本発明による効果を得ることは可能である。 The number of light emitting devices 100 included in each light emitting module 200 is determined depending on the required light output or irradiance. The wavelength of the laser light emitted from the light emitting device 100 can also be selected depending on the material to be processed. For example, when processing metals such as copper, brass, and aluminum, a semiconductor laser element with a center wavelength in the range of 350 nm or more and 550 nm or less can be suitably employed. The wavelengths of the laser beams emitted from each light emitting device 100 do not need to be the same, and laser beams with different center wavelengths may be superimposed. Further, even when using a laser beam whose center wavelength is outside the range of 350 nm or more and 550 nm or less, it is possible to obtain the effects of the present invention.

図5に示す例において、複数の発光モジュール200の各々から光ファイバ60が延びている。そのようにして得られる複数の光ファイバ60が光合波器230によって光伝送ファイバ250に結合されている。光合波器230は、例えば、TFB(Tapered Fiber Bundle)であり得る。加工ヘッド300は、光ファイバ60の光出射端から出射されたレーザ光を対象物400に収束して照射する。1台のDDL装置1000がM個の発光モジュール200を備え、各発光モジュール200がN個の発光装置100を備える場合において、1個の発光装置100の光出力がPワットであれば、最大でP×N×Mワットの光出力を持ったレーザビームを対象物400上に収束させることができる。ここで、Nは2以上の整数、Mは正の整数である。例えばP=20ワット、N=22、M=12であれば、5キロワットを超える光出力を実現できる。 In the example shown in FIG. 5, an optical fiber 60 extends from each of the plurality of light emitting modules 200. A plurality of optical fibers 60 thus obtained are coupled to an optical transmission fiber 250 by an optical multiplexer 230. The optical multiplexer 230 may be, for example, a TFB (Tapered Fiber Bundle). The processing head 300 converges and irradiates the object 400 with laser light emitted from the light emitting end of the optical fiber 60 . In the case where one DDL device 1000 includes M light emitting modules 200 and each light emitting module 200 includes N light emitting devices 100, if the light output of one light emitting device 100 is P watts, the maximum A laser beam with an optical power of P×N×M watts can be focused onto the object 400. Here, N is an integer of 2 or more, and M is a positive integer. For example, if P=20 watts, N=22, and M=12, a light output of more than 5 kilowatts can be achieved.

[レーザ光源10の具体的な構成]
次に、図6Aから図6Dを参照して、レーザ光源10の具体的な構成の例を説明する。図6Aは、レーザ光源10の構成を模式的に示す斜視図である。図6Aに示すレーザ光源10は、半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子を収容する基部10bとを備える。基部10bは、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を透過させる透光窓10tを備える。レーザ光源10は、さらに、半導体レーザ素子に電力を供給する2つのリード端子15と、2つのリード端子15を保持するリード保持部材10hと、基部10bに固定された蓋体10Lとを備える。蓋体10Lは、基部10bと共に、半導体レーザ素子を封止する封止空間を形成する。この封止は気密封止であることが好ましい。気密封止による効果は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の波長が短くなるほど高くなる。気密封止されず、半導体レーザ素子の出射面が外気に接している構成では、レーザ光の波長が短くなるほど、集塵によって動作中に出射面の劣化が進行していく可能性が高くなるからである。
[Specific configuration of laser light source 10]
Next, an example of a specific configuration of the laser light source 10 will be described with reference to FIGS. 6A to 6D. FIG. 6A is a perspective view schematically showing the configuration of the laser light source 10. The laser light source 10 shown in FIG. 6A includes a semiconductor laser device and a base portion 10b that accommodates the semiconductor laser device. The base 10b includes a light-transmitting window 10t that transmits the laser light emitted from the semiconductor laser element. The laser light source 10 further includes two lead terminals 15 that supply power to the semiconductor laser element, a lead holding member 10h that holds the two lead terminals 15, and a lid 10L fixed to the base 10b. The lid 10L, together with the base 10b, forms a sealed space that seals the semiconductor laser element. Preferably, the seal is a hermetic seal. The effect of hermetic sealing becomes higher as the wavelength of the laser light emitted from the semiconductor laser element becomes shorter. In a configuration where the emission surface of the semiconductor laser element is not hermetically sealed and is in contact with the outside air, the shorter the wavelength of the laser light, the more likely the emission surface will deteriorate during operation due to dust collection. It is.

図6Bは、図6Aに示すレーザ光源10の内部の平面構成を模式的に示す図である。図6Bにおいて、図6Aに示す蓋体10Lが省略されている。基部10bは、底板10b1と、底板10b1に設けられたステージ10b2と、ステージ10b2を囲む側壁10b3を含む。側壁10b3に、図6Aに示す透光窓10tが設けられている。側壁10b3が透光窓10tを備えると言うこともできる。レーザ光源10は、基部10bの内部に、ステージ10b2によって支持されるサブマウント11と、サブマウント11によって支持される半導体レーザ素子12およびレンズ支持部材13と、レンズ支持部材13によって支持される速軸コリメートレンズ14とを備える。半導体レーザ素子12は、底板10b1、ステージ10b2、およびサブマウント11を介して図2Aに示す支持体30によって支持されている。半導体レーザ素子12は、速軸コリメートレンズ14に向けてレーザ光を出射する。 FIG. 6B is a diagram schematically showing the internal planar configuration of the laser light source 10 shown in FIG. 6A. In FIG. 6B, the lid 10L shown in FIG. 6A is omitted. The base 10b includes a bottom plate 10b1, a stage 10b2 provided on the bottom plate 10b1, and a side wall 10b3 surrounding the stage 10b2. The side wall 10b3 is provided with a light-transmitting window 10t shown in FIG. 6A. It can also be said that the side wall 10b3 includes the light-transmitting window 10t. The laser light source 10 includes, inside the base 10b, a submount 11 supported by a stage 10b2, a semiconductor laser element 12 and a lens support member 13 supported by the submount 11, and a fast axis supported by the lens support member 13. A collimating lens 14 is provided. The semiconductor laser element 12 is supported by a support 30 shown in FIG. 2A via a bottom plate 10b1, a stage 10b2, and a submount 11. The semiconductor laser element 12 emits laser light toward the fast-axis collimating lens 14 .

基部10bのうち、底板10b1およびステージ10b2は、例えば、Cu、Al、Ag、Fe、Ni、Mo、Cu、Wからなる群から選択される少なくとも1つを含む金属材料から形成され得る。そのような金属材料の例はCuMoのような合金を含む。そのような金属材料から形成される底板10b1およびステージ10b2は高い熱伝導率を有するので、駆動時に半導体レーザ素子12から発せられる熱を外部に効果的に伝えることができる。基部10bのうち、側壁10b3は、例えばコバール(kovar)から形成され得る。コバールは、主成分である鉄にニッケルおよびコバルトを加えた合金である。 Of the base portion 10b, the bottom plate 10b1 and the stage 10b2 may be formed from a metal material containing at least one selected from the group consisting of Cu, Al, Ag, Fe, Ni, Mo, Cu, and W, for example. Examples of such metallic materials include alloys such as CuMo. Since the bottom plate 10b1 and the stage 10b2 made of such metal materials have high thermal conductivity, the heat emitted from the semiconductor laser element 12 during driving can be effectively transmitted to the outside. The side wall 10b3 of the base portion 10b may be made of kovar, for example. Kovar is an alloy made by adding nickel and cobalt to the main component iron.

レーザ光源10は、さらに、基部10bの内部に複数のワイヤ15wを備える。複数のワイヤ15wのうち、一部のワイヤ15wは、サブマウント11を介して半導体レーザ素子12に電気的に接続され、かつ一方のリード端子15に電気的に接続されている。残りのワイヤ15wは、直接半導体レーザ素子12に電気的に接続され、かつ他方のリード端子15に電気的に接続されている。複数のワイヤ15wは、2つのリード端子15から半導体レーザ素子12に電力を供給するために用いられる。2つのリード端子15は、半導体レーザ素子12から出射されるレーザ光の出射タイミングおよび出力を調整する外部回路に電気的に接続されている。 The laser light source 10 further includes a plurality of wires 15w inside the base 10b. Among the plurality of wires 15w, some of the wires 15w are electrically connected to the semiconductor laser element 12 via the submount 11 and electrically connected to one lead terminal 15. The remaining wire 15w is electrically connected directly to the semiconductor laser element 12 and to the other lead terminal 15. The plurality of wires 15w are used to supply power from the two lead terminals 15 to the semiconductor laser element 12. The two lead terminals 15 are electrically connected to an external circuit that adjusts the emission timing and output of laser light emitted from the semiconductor laser element 12.

図6Cは、図6Aに示すレーザ光源10から基部10b、蓋体10L、リード端子15、および内部のワイヤ15wを省略した構成のより詳細を示す分解斜視図である。図6Cに示すレーザ光源10Aは、サブマウント11と、端面出射型の半導体レーザ素子12と、レンズ支持部材13と、速軸コリメートレンズ14とを備える。図6Cにおいて、レンズ支持部材13および速軸コリメートレンズ14は互いに分離された状態で示されているが、実際には両者は互いに接合されている。図6Dは、図6Cに示すレーザ光源10Aの、YZ平面に対して平行な断面図である。 FIG. 6C is an exploded perspective view showing more details of the configuration of the laser light source 10 shown in FIG. 6A with the base 10b, lid 10L, lead terminal 15, and internal wire 15w omitted. A laser light source 10A shown in FIG. 6C includes a submount 11, an edge-emitting semiconductor laser element 12, a lens support member 13, and a fast-axis collimating lens 14. Although the lens support member 13 and the fast-axis collimating lens 14 are shown separated from each other in FIG. 6C, they are actually joined to each other. FIG. 6D is a cross-sectional view of the laser light source 10A shown in FIG. 6C, parallel to the YZ plane.

サブマウント11は、図6Cに示すように、XZ平面に対して平行である上面11usおよび下面11Lsを有する。上面11usおよび下面11Lsの各々には金属膜が設けられている。上面11usに設けられた金属膜は、半導体レーザ素子12およびレンズ支持部材13をサブマウント11の上面11usに無機接合部材で接合する際に、接合強度を向上させる。上面11usに設けられた金属膜は、半導体レーザ素子12に電力を供給することに用いてもよい。下面11Lsに設けられた金属膜は、レーザ光源10Aを、ステージ10b2の上面に無機接合部材で接合する際に、接合強度を向上させる。上面11usおよび下面11Lsの各々に設けられた金属膜は、駆動時に半導体レーザ素子12で発せられる熱を、サブマウント11を介して図6Bに示すステージ10b2に伝えることにも役立つ。サブマウント11は、例えば、図1Aおよび図1Bに示す支持基体40と同様に、前述のセラミックス、金属材料、または金属マトリクス複合材料から形成され得る。 As shown in FIG. 6C, the submount 11 has an upper surface 11us and a lower surface 11Ls that are parallel to the XZ plane. A metal film is provided on each of the upper surface 11us and the lower surface 11Ls. The metal film provided on the upper surface 11us improves the bonding strength when the semiconductor laser element 12 and the lens support member 13 are bonded to the upper surface 11us of the submount 11 using an inorganic bonding member. The metal film provided on the upper surface 11us may be used to supply power to the semiconductor laser element 12. The metal film provided on the lower surface 11Ls improves the bonding strength when the laser light source 10A is bonded to the upper surface of the stage 10b2 using an inorganic bonding member. The metal films provided on each of the upper surface 11us and the lower surface 11Ls also serve to transmit the heat generated by the semiconductor laser element 12 during driving to the stage 10b2 shown in FIG. 6B via the submount 11. Submount 11 may be formed from the aforementioned ceramics, metal materials, or metal matrix composites, for example, similar to support substrate 40 shown in FIGS. 1A and 1B.

半導体レーザ素子12は、図6Cに示すように、サブマウント11の上面11usによって支持されている。半導体レーザ素子12はZ方向に交差する2つの端面の一方に出射面12eを有し、出射面12eからレーザ光を+Z方向に出射する。レーザ光は、+Z方向に進行するにつれてYZ平面およびXZ平面において異なる速さで広がる。レーザ光は、YZ平面において相対的に速く広がり、XZ平面において相対的に遅く広がる。レーザ光のスポットは、コリメートしない場合、ファーフィールドで、XY平面においてY方向が長軸でありX方向が短軸である楕円形状を有する。 The semiconductor laser element 12 is supported by the upper surface 11us of the submount 11, as shown in FIG. 6C. The semiconductor laser element 12 has an emission surface 12e on one of two end faces intersecting in the Z direction, and emits laser light in the +Z direction from the emission surface 12e. The laser beam spreads at different speeds in the YZ plane and the XZ plane as it travels in the +Z direction. Laser light spreads relatively quickly in the YZ plane and spreads relatively slowly in the XZ plane. When not collimated, the laser beam spot has an elliptical shape in the far field, with the Y direction being the long axis and the X direction being the short axis in the XY plane.

半導体レーザ素子12は、可視領域における紫色、青色、緑色もしくは赤色のレーザ光、または不可視領域における赤外もしくは紫外のレーザ光を出射し得る。紫色光の発光ピーク波長は、400nm以上420nm以下の範囲内にあることが好ましく、400nm以上415nm以下の範囲内にあることがより好ましい。青色光の発光ピーク波長は、420nmより大きく495nm以下の範囲内にあることが好ましく、440nm以上475nm以下の範囲内にあることがより好ましい。緑色光の発光ピーク波長は、495nmより大きく570nm以下の範囲内にあることが好ましく、510nm以上550nm以下の範囲内にあることがより好ましい。赤色光の発光ピーク波長は、605nm以上750nm以下の範囲内にあることが好ましく、610nm以上700nm以下の範囲内にあることがより好ましい。 The semiconductor laser element 12 can emit violet, blue, green, or red laser light in the visible region, or infrared or ultraviolet laser light in the invisible region. The emission peak wavelength of the violet light is preferably within the range of 400 nm or more and 420 nm or less, and more preferably within the range of 400 nm or more and 415 nm or less. The emission peak wavelength of blue light is preferably in a range of greater than 420 nm and less than 495 nm, more preferably in a range of greater than or equal to 440 nm and less than 475 nm. The emission peak wavelength of green light is preferably in a range of greater than 495 nm and less than 570 nm, more preferably in a range of greater than or equal to 510 nm and less than or equal to 550 nm. The emission peak wavelength of red light is preferably in the range of 605 nm or more and 750 nm or less, and more preferably in the range of 610 nm or more and 700 nm or less.

紫色、青色および緑色のレーザ光を出射する半導体レーザ素子12としては、窒化物半導体材料を含むレーザダイオードが挙げられる。窒化物半導体材料としては、例えば、GaN、InGaN、およびAlGaNを用いることができる。赤色のレーザ光を出射する半導体レーザ素子12としては、例えば、InAlGaP系、GaInP系、GaAs系、およびAlGaAs系の半導体材料を含むレーザダイオードが挙げられる。 As the semiconductor laser element 12 that emits purple, blue, and green laser light, a laser diode containing a nitride semiconductor material can be mentioned. As the nitride semiconductor material, for example, GaN, InGaN, and AlGaN can be used. Examples of the semiconductor laser element 12 that emits red laser light include laser diodes containing InAlGaP-based, GaInP-based, GaAs-based, and AlGaAs-based semiconductor materials.

レンズ支持部材13は、図6Cに示すように、サブマウント11の上面11usによって支持されている。レンズ支持部材13は、2つの柱状部分13aと、2つの柱状部分13aの間に位置し、2つの柱状部分13aを連結する連結部分13bとを有する。2つの柱状部分13aは半導体レーザ素子12の両側に位置し、連結部分13bは半導体レーザ素子12の出射面12e側の上方に位置する。レンズ支持部材13は、2つの柱状部分13aの端面13asによって速軸コリメートレンズ14を支持する。レンズ支持部材13は、半導体レーザ素子12を跨ぐように位置し、半導体レーザ素子12から出射されるレーザ光が速軸コリメートレンズ14に入射することを妨げない。 The lens support member 13 is supported by the upper surface 11us of the submount 11, as shown in FIG. 6C. The lens support member 13 has two columnar parts 13a and a connecting part 13b located between the two columnar parts 13a and connecting the two columnar parts 13a. The two columnar parts 13a are located on both sides of the semiconductor laser element 12, and the connecting part 13b is located above the emission surface 12e of the semiconductor laser element 12. The lens support member 13 supports the fast axis collimating lens 14 by the end surfaces 13as of the two columnar portions 13a. The lens support member 13 is positioned so as to straddle the semiconductor laser device 12 and does not prevent the laser light emitted from the semiconductor laser device 12 from entering the fast-axis collimating lens 14 .

レンズ支持部材13は、例えば、図1Aおよび図1Bに示す支持基体40と同様に、前述のセラミックスから形成され得る。レンズ支持部材13は、例えば、図1Aおよび図1Bに示す集光レンズ50と同様に、前述の透光性材料から形成され得る。レンズ支持部材13は、例えば、コバールおよびCuWからなる群から選択される少なくとも1つの合金から形成され得る。レンズ支持部材13は、例えばSiから形成され得る。 The lens support member 13 may be formed from the aforementioned ceramics, for example, similar to the support base 40 shown in FIGS. 1A and 1B. The lens support member 13 may be formed from the above-mentioned light-transmitting material, for example, similar to the condenser lens 50 shown in FIGS. 1A and 1B. Lens support member 13 may be formed from at least one alloy selected from the group consisting of Kovar and CuW, for example. The lens support member 13 may be made of Si, for example.

速軸コリメートレンズ14は、図6Cに示すように、例えば、X方向に一様な断面形状を有するシリンドリカルレンズであり得る。速軸コリメートレンズ14は、光入射側に平面を有し、光出射側に凸曲面を有する。当該凸曲面は、YZ平面において曲率を有する。速軸コリメートレンズ14の焦点は、半導体レーザ素子12の出射面12eの発光点の中心にほぼ一致する。図6Dに示すように、速軸コリメートレンズ14は、半導体レーザ素子12の出射面12eから+Z方向に出射されるレーザ光をYZ平面においてコリメートする。図6Dに示す破線によって囲まれる領域は、レーザ光の強度がそのピーク強度の1/e倍以上である領域を表す。eは自然対数の底である。速軸コリメートレンズ14は、例えば、図1Aおよび図1Bに示す集光レンズ50と同様に、前述の透光性材料から形成され得る。 The fast-axis collimating lens 14 may be, for example, a cylindrical lens having a uniform cross-sectional shape in the X direction, as shown in FIG. 6C. The fast-axis collimating lens 14 has a flat surface on the light incidence side and a convex curved surface on the light exit side. The convex curved surface has a curvature in the YZ plane. The focal point of the fast-axis collimating lens 14 substantially coincides with the center of the light emitting point of the emission surface 12e of the semiconductor laser element 12. As shown in FIG. 6D, the fast-axis collimating lens 14 collimates the laser light emitted from the emission surface 12e of the semiconductor laser element 12 in the +Z direction in the YZ plane. The region surrounded by the broken line shown in FIG. 6D represents a region where the intensity of the laser light is 1/e 2 times or more of its peak intensity. e is the base of natural logarithm. Fast-axis collimating lens 14 may be formed from the translucent material described above, for example, similar to condenser lens 50 shown in FIGS. 1A and 1B.

速軸コリメートレンズ14は封止空間の内部に配置されているので、レーザ光が大きく広がる前にレーザ光をコリメートすることができる。したがって、速軸コリメートレンズ14を小型にすることが可能になる。 Since the fast-axis collimating lens 14 is disposed inside the sealed space, it is possible to collimate the laser beam before it widely spreads. Therefore, it is possible to make the fast axis collimating lens 14 smaller.

図2Aに示す例において、レーザ光源10の内部にある速軸コリメートレンズ14は、半導体レーザ素子12と第1ミラー部材22aとの間に位置し、かつ、レーザ光の光路上に位置する。図2Aに示す例において、レーザ光源10がさらに-Z方向に沿ってシフトした位置にあれば、速軸コリメートレンズ14は、レーザ光源10の内部ではなく、レーザ光源10と第1ミラー部材22aとの間であって、レーザ光Lの光路上に位置していてもよい。速軸コリメートレンズ14がそのようにレーザ光源10の外側にある場合、速軸コリメートレンズ14を光学部材20の一部として扱ってもよい。 In the example shown in FIG. 2A, the fast-axis collimating lens 14 inside the laser light source 10 is located between the semiconductor laser element 12 and the first mirror member 22a, and is located on the optical path of the laser light. In the example shown in FIG. 2A, if the laser light source 10 is at a position further shifted along the −Z direction, the fast axis collimating lens 14 is located not inside the laser light source 10 but between the laser light source 10 and the first mirror member 22a. It may be located between the two and on the optical path of the laser beam L. If the fast-axis collimating lens 14 is so outside the laser light source 10, the fast-axis collimating lens 14 may be treated as part of the optical member 20.

レーザ光源10のより詳細については、例えば特開2021-106247号公報に開示されている。特開2021-106247号公報の開示内容のすべてを参照によって本明細書に援用する。 More details of the laser light source 10 are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Publication No. 2021-106247. All of the disclosure content of JP 2021-106247A is incorporated herein by reference.

本開示は、以下の項目に記載の発光装置、光学装置、発光モジュール、および発光装置の製造方法を含む。
[項目1]
レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光の進行方向を変化させる光学部材と、
前記半導体レーザ素子および前記光学部材を支持する支持体と、
を備え、
前記光学部材は、
第1反射面を有する第1ミラー部材と、
第2反射面を有する第2ミラー部材と、
を有し、
前記支持体は、
前記第1反射面が前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように前記第1ミラー部材を支持する第1支持面と、
前記第2反射面の少なくとも一部が前記第1反射面の少なくとも一部の上方または下方に位置するように前記第2ミラー部材を支持し、かつ、前記第2反射面が前記第1反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように前記第2ミラー部材を支持する第2支持面と、
を有する、発光装置。
[項目2]
前記第2ミラー部材の下面の一部は、前記第2支持面に接合されており、
前記第2ミラー部材は、前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光の光路の上方に位置する、項目1に記載の発光装置。
[項目3]
前記第2支持面と前記第2ミラー部材の下面の一部との間には、樹脂層が存在している、項目2に記載の発光装置。
[項目4]
前記第1ミラー部材の下面の一部は、前記第1支持面に接合されており、
前記第1ミラー部材は、前記第2反射面により反射された前記レーザ光の光路の上方に位置する、項目1に記載の発光装置。
[項目5]
前記第1支持面と前記第1ミラー部材の下面の一部との間には、樹脂層が存在している、項目4に記載の発光装置。
[項目6]
前記半導体レーザ素子は端面出射型であり、
前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光の遅軸方向における前記第2反射面の寸法は、前記遅軸方向における前記第1反射面の寸法よりも大きい、項目1から3のいずれか1項に記載の発光装置。
[項目7]
前記支持体から見て前記光学部材が実装された面とは反対側に位置する平面を高さの基準平面として、前記第2支持面の高さは、前記第1支持面の高さよりも大きく、
前記第2支持面は、前記第2ミラー部材の一端または両端を支持する、項目1から3のいずれか1項に記載の発光装置。
[項目8]
前記支持体は、前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光の光路の両側に位置する2つの壁部を有しており、
前記第2支持面は、前記壁部の上面の少なくとも一部である、項目1から3のいずれか1項に記載の発光装置。
[項目9]
前記第1および第2支持面は平面であり、互いに平行である、項目1から8のいずれか1項に記載の発光装置。
[項目10]
前記第1反射面および前記第2反射面は互いに離れて位置しており、前記第1反射面と前記第2反射面との間には、気体が存在している、項目1から9のいずれか1項に記載の発光装置。
[項目11]
前記光学部材は第3ミラー部材を有し、前記第3ミラー部材は第3反射面を有し、
前記支持体は、前記第3反射面が前記第2反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように前記第3ミラー部材を支持する第3支持面を有する、項目1から10のいずれか1項に記載の発光装置。
[項目12]
前記光学部材は遅軸コリメートレンズを有し、
前記遅軸コリメートレンズは、前記第2ミラー部材と前記第3ミラー部材との間に位置し、かつ、前記レーザ光の光路上に位置する、項目11に記載の発光装置。
[項目13]
前記半導体レーザ素子と前記第1ミラー部材との間に位置し、かつ、前記レーザ光の光路上に位置する速軸コリメートレンズを備える、項目1から12のいずれか1項に記載の発光装置。
[項目14]
第1反射面を有する第1ミラー部材と、
第2反射面を有する第2ミラー部材と、
前記第1ミラー部材および前記第2ミラー部材を支持する支持体と、
を備え、
前記支持体は、
前記第1反射面が半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を反射して前記レーザ光の進行方向を変化させるように前記第1ミラー部材を支持する第1支持面と、
前記第2反射面の少なくとも一部が前記第1反射面の少なくとも一部の上方または下方に位置するように前記第2ミラー部材を支持し、かつ、前記第2反射面が前記第1反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように前記第2ミラー部材を支持する第2支持面と、
を有する、光学装置。
[項目15]
前記支持体から見て前記第1ミラー部材および前記第2ミラー部材が実装された面とは反対側に位置する平面を高さの基準平面として、前記第2支持面の高さは前記第1支持面の高さよりも大きく、
前記第2支持面は、前記第2ミラー部材の一端または両端を支持する、項目14に記載の光学装置。
[項目16]
第1方向に並ぶ複数の載置面を有する支持基体であって、前記第1方向に対して平行な基準平面からの前記複数の載置面の高さが前記第1方向に沿って段階的に減少する、支持基体と、
前記複数の載置面の各々に、対応する発光装置が配置された、複数の発光装置であって、各々が請求項1から10のいずれか1項に記載の発光装置である、複数の発光装置と、
集光レンズと、
を備え、
前記複数の発光装置の各々に含まれる前記光学部材は第3ミラー部材を有し、前記第3ミラー部材は第3反射面を有し、
前記複数の発光装置の各々に含まれる前記支持体は、前記第3反射面が前記第2反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように前記第3ミラー部材を支持する第3支持面を有し、
前記複数の発光装置の各々は、前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光を前記第1反射面および前記第2反射面でこの順に反射して前記レーザ光の前記進行方向を前記第1方向に交差する第2方向に変化させ、前記第2反射面で反射された前記レーザ光を前記第3ミラー反射面で反射して前記レーザ光の前記進行方向を前記第1方向に変化させることにより、前記レーザ光を前記第1方向に出射し、
前記集光レンズは、前記複数の発光装置の各々から前記レーザ光が前記第1方向に出射されて得られる複数のレーザ光を結合する、発光モジュール。
[項目17]
レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光の進行方向を変化させる光学部材であって、第1反射面を有する第1ミラー部材および第2反射面を有する第2ミラー部材を有する光学部材と、前記半導体レーザ素子および前記光学部材を支持する支持体であって、前記第1ミラー部材を支持する第1支持面および前記第2ミラー部材を支持する第2支持面を有する支持体とを用意する工程と、
前記半導体レーザ素子を前記支持体に配置する工程と、
前記第1反射面が前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように、前記第1ミラー部材を前記第1支持面に接合する工程と、
前記第2反射面が前記第1反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように、前記第2ミラー部材を前記第2支持面に接合する工程と、
を含む、発光装置の製造方法。
[項目18]
前記支持体から見て前記光学部材とは反対側に位置する平面を高さの基準平面として、前記第2支持面の高さは前記第1支持面の高さよりも大きく、
前記第2ミラー部材を前記第2支持面に接合する工程は、
前記第2ミラー部材の下面を前記第2支持面に硬化前の樹脂を介して接触させることと、
前記半導体レーザ素子に前記レーザ光を出射させた状態で、前記第2反射面が前記第1反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように、前記第2ミラー部材の位置および向きを調整することと、
前記樹脂を硬化することと、
を含む、項目17に記載の発光装置の製造方法。
The present disclosure includes a light emitting device, an optical device, a light emitting module, and a method for manufacturing a light emitting device described in the following items.
[Item 1]
a semiconductor laser element that emits laser light;
an optical member that changes the traveling direction of the laser light emitted from the semiconductor laser element;
a support that supports the semiconductor laser element and the optical member;
Equipped with
The optical member is
a first mirror member having a first reflective surface;
a second mirror member having a second reflective surface;
has
The support is
a first support surface that supports the first mirror member such that the first reflective surface reflects the laser light and changes the traveling direction of the laser light;
The second mirror member is supported such that at least a portion of the second reflective surface is located above or below at least a portion of the first reflective surface, and the second reflective surface is located above or below the first reflective surface. a second support surface that supports the second mirror member so as to change the traveling direction of the laser beam by reflecting the laser beam reflected by the second mirror member;
A light emitting device having:
[Item 2]
A portion of the lower surface of the second mirror member is joined to the second support surface,
The light emitting device according to item 1, wherein the second mirror member is located above the optical path of the laser light emitted from the semiconductor laser element.
[Item 3]
The light emitting device according to item 2, wherein a resin layer is present between the second support surface and a part of the lower surface of the second mirror member.
[Item 4]
A portion of the lower surface of the first mirror member is joined to the first support surface,
The light emitting device according to item 1, wherein the first mirror member is located above the optical path of the laser beam reflected by the second reflective surface.
[Item 5]
The light emitting device according to item 4, wherein a resin layer is present between the first support surface and a part of the lower surface of the first mirror member.
[Item 6]
The semiconductor laser device is an edge-emitting type,
Any one of items 1 to 3, wherein the dimension of the second reflective surface in the slow axis direction of the laser light emitted from the semiconductor laser element is larger than the dimension of the first reflective surface in the slow axis direction. The light emitting device described in .
[Item 7]
The height of the second support surface is greater than the height of the first support surface, with a plane located on the opposite side of the surface on which the optical member is mounted as viewed from the support body as a height reference plane. ,
The light emitting device according to any one of items 1 to 3, wherein the second support surface supports one end or both ends of the second mirror member.
[Item 8]
The support has two walls located on both sides of the optical path of the laser light emitted from the semiconductor laser element,
The light emitting device according to any one of items 1 to 3, wherein the second support surface is at least a part of the upper surface of the wall.
[Item 9]
9. The light emitting device according to any one of items 1 to 8, wherein the first and second support surfaces are flat and parallel to each other.
[Item 10]
Any of items 1 to 9, wherein the first reflective surface and the second reflective surface are located apart from each other, and a gas is present between the first reflective surface and the second reflective surface. 2. The light emitting device according to item 1.
[Item 11]
The optical member has a third mirror member, the third mirror member has a third reflective surface,
The support body is a third support that supports the third mirror member such that the third reflection surface reflects the laser light reflected by the second reflection surface and changes the traveling direction of the laser light. The light emitting device according to any one of items 1 to 10, having a surface.
[Item 12]
The optical member has a slow axis collimating lens,
The light emitting device according to item 11, wherein the slow axis collimating lens is located between the second mirror member and the third mirror member and on the optical path of the laser beam.
[Item 13]
The light emitting device according to any one of items 1 to 12, comprising a fast-axis collimating lens located between the semiconductor laser element and the first mirror member and located on the optical path of the laser beam.
[Item 14]
a first mirror member having a first reflective surface;
a second mirror member having a second reflective surface;
a support body that supports the first mirror member and the second mirror member;
Equipped with
The support is
a first support surface that supports the first mirror member so that the first reflective surface reflects the laser light emitted from the semiconductor laser element and changes the traveling direction of the laser light;
The second mirror member is supported such that at least a portion of the second reflective surface is located above or below at least a portion of the first reflective surface, and the second reflective surface is located above or below the first reflective surface. a second support surface that supports the second mirror member so as to change the traveling direction of the laser beam by reflecting the laser beam reflected by the second mirror member;
An optical device having:
[Item 15]
The height of the second support surface is determined by the height of the second support surface, with a plane located on the opposite side of the surface on which the first mirror member and the second mirror member are mounted as viewed from the support body being a height reference plane. greater than the height of the supporting surface,
The optical device according to item 14, wherein the second support surface supports one end or both ends of the second mirror member.
[Item 16]
A support base having a plurality of mounting surfaces arranged in a first direction, wherein the height of the plurality of mounting surfaces from a reference plane parallel to the first direction is stepwise along the first direction. a supporting substrate, which is reduced to;
A plurality of light emitting devices, each of which is a light emitting device according to any one of claims 1 to 10, wherein a corresponding light emitting device is arranged on each of the plurality of mounting surfaces. a device;
a condensing lens,
Equipped with
The optical member included in each of the plurality of light emitting devices has a third mirror member, and the third mirror member has a third reflective surface,
The support body included in each of the plurality of light emitting devices is configured such that the third reflective surface reflects the laser light reflected by the second reflective surface to change the traveling direction of the laser light. having a third support surface that supports a third mirror member;
Each of the plurality of light emitting devices reflects the laser light emitted from the semiconductor laser element on the first reflecting surface and the second reflecting surface in this order to change the traveling direction of the laser light in the first direction. by changing the traveling direction of the laser beam to the first direction by reflecting the laser beam reflected by the second reflecting surface on the third mirror reflecting surface. , emitting the laser beam in the first direction;
A light emitting module, wherein the condenser lens combines a plurality of laser beams obtained by emitting the laser beams in the first direction from each of the plurality of light emitting devices.
[Item 17]
A semiconductor laser element that emits laser light; and an optical member that changes the traveling direction of the laser light that is emitted from the semiconductor laser element, the optical member having a first mirror member having a first reflective surface and a second reflective surface. an optical member having a second mirror member; a support that supports the semiconductor laser element and the optical member; a first support surface that supports the first mirror member; and a second support surface that supports the second mirror member; a step of providing a support having a support surface;
arranging the semiconductor laser element on the support;
bonding the first mirror member to the first support surface so that the first reflective surface reflects the laser light and changes the traveling direction of the laser light;
bonding the second mirror member to the second support surface so that the second reflective surface reflects the laser light reflected by the first reflective surface and changes the traveling direction of the laser light; and,
A method of manufacturing a light emitting device, including:
[Item 18]
The height of the second support surface is greater than the height of the first support surface, with a plane located on the opposite side of the optical member viewed from the support body as a height reference plane,
The step of joining the second mirror member to the second support surface includes:
bringing a lower surface of the second mirror member into contact with the second support surface via a pre-cured resin;
With the semiconductor laser element emitting the laser beam, the second reflecting surface reflects the laser beam reflected by the first reflecting surface to change the traveling direction of the laser beam, adjusting the position and orientation of the second mirror member;
curing the resin;
The method for manufacturing a light emitting device according to item 17, comprising:

本開示の発光装置は、特に複数のレーザ光を結合して高出力のレーザ光を実現するために用いられ得る。また、本開示の発光装置は、例えば、高出力のレーザ光源が必要とされる産業用分野、例えば各種材料の切断、穴あけ、局所的熱処理、表面処理、金属の溶接、3Dプリンティングに利用され得る。 The light emitting device of the present disclosure can be used particularly to combine a plurality of laser beams to realize high-output laser beams. Further, the light emitting device of the present disclosure can be used, for example, in industrial fields where a high-power laser light source is required, such as cutting of various materials, drilling, local heat treatment, surface treatment, metal welding, and 3D printing. .

10、10A:レーザ光源 10L:蓋体 10b:基部 10b1:底板 10b2:ステージ 10b3:側壁 10h:リード保持部材 10t:透光窓 11:サブマウント 11Ls:下面 11us:上面 12:半導体レーザ素子 12e:出射面 13:レンズ支持部材 13a:柱状部分 13as:柱状部分の端面 13b:連結部分 14:速軸コリメートレンズ 15:リード端子 15w:ワイヤ 20:光学部材 22a:第1ミラー部材 22as:第1反射面 22b:第2ミラー部材 22bs:第2反射面 22c:第3ミラー部材 22cs:第3反射面 24:遅軸コリメートレンズ 30、32:支持体 30us、32us:上面 30Ls、32Ls:下面 30c、32c:凹部 30w、32w:壁部 30n1、32n1:第1切り欠き部 30n2、32n2:第2切り欠き部 30p1:第1凸部 30p2:第2凸部 30s1、32s1:第1支持面 30s2、32s2:第2支持面 30s3、32s3:第3支持面 30s4、32s4:第4支持面 30s5、32s5:第5支持面 34:無機接合部材 34L:無機接合層 36a、36b、36c、36d:樹脂 36L1、36L2、36L3、36L4:樹脂層 40、42:支持基体 40s1:第1載置面 40s2:第2載置面 50:集光レンズ 50a:速軸集光レンズ 50b:遅軸集光レンズ 60:光ファイバ 60a:光入射端 60b:光出射端 62:支持部材 72:ミラー 74:1/2波長板 76:偏光ビームスプリッタ 100、100a、100b、110:発光装置 200、210:発光モジュール 230:光合波器 250:光伝送ファイバ 300:加工ヘッド 400:対象物 1000:DDL装置 L、La、Lb:レーザ光 Ref:基準平面 10, 10A: Laser light source 10L: Lid 10b: Base 10b1: Bottom plate 10b2: Stage 10b3: Side wall 10h: Lead holding member 10t: Transparent window 11: Submount 11Ls: Bottom surface 11us: Top surface 12: Semiconductor laser element 12e: Emission Surface 13: Lens support member 13a: Columnar portion 13as: End surface of columnar portion 13b: Connecting portion 14: Fast axis collimating lens 15: Lead terminal 15w: Wire 20: Optical member 22a: First mirror member 22as: First reflective surface 22b : Second mirror member 22bs: Second reflective surface 22c: Third mirror member 22cs: Third reflective surface 24: Slow axis collimating lens 30, 32: Support body 30us, 32us: Upper surface 30Ls, 32Ls: Lower surface 30c, 32c: Recessed part 30w, 32w: Wall portion 30n1, 32n1: First notch portion 30n2, 32n2: Second notch portion 30p1: First convex portion 30p2: Second convex portion 30s1, 32s1: First support surface 30s2, 32s2: Second Support surface 30s3, 32s3: Third support surface 30s4, 32s4: Fourth support surface 30s5, 32s5: Fifth support surface 34: Inorganic bonding member 34L: Inorganic bonding layer 36a, 36b, 36c, 36d: Resin 36L1, 36L2, 36L3 , 36L4: Resin layer 40, 42: Support base 40s1: First mounting surface 40s2: Second mounting surface 50: Condensing lens 50a: Fast axis condensing lens 50b: Slow axis condensing lens 60: Optical fiber 60a: Light input end 60b: Light output end 62: Support member 72: Mirror 74: 1/2 wavelength plate 76: Polarizing beam splitter 100, 100a, 100b, 110: Light emitting device 200, 210: Light emitting module 230: Optical multiplexer 250: Optical transmission fiber 300: Processing head 400: Target object 1000: DDL device L, La, Lb: Laser light Ref: Reference plane

Claims (18)

レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光の進行方向を変化させる光学部材と、
前記半導体レーザ素子および前記光学部材を支持する支持体と、
を備え、
前記光学部材は、
第1反射面を有する第1ミラー部材と、
第2反射面を有する第2ミラー部材と、
を有し、
前記支持体は、
前記第1反射面が前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように前記第1ミラー部材を支持する第1支持面と、
前記第2反射面の少なくとも一部が前記第1反射面の少なくとも一部の上方または下方に位置するように前記第2ミラー部材を支持し、かつ、前記第2反射面が前記第1反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように前記第2ミラー部材を支持する第2支持面と、
を有する、発光装置。
a semiconductor laser element that emits laser light;
an optical member that changes the traveling direction of the laser light emitted from the semiconductor laser element;
a support that supports the semiconductor laser element and the optical member;
Equipped with
The optical member is
a first mirror member having a first reflective surface;
a second mirror member having a second reflective surface;
has
The support is
a first support surface that supports the first mirror member such that the first reflective surface reflects the laser light and changes the traveling direction of the laser light;
The second mirror member is supported such that at least a portion of the second reflective surface is located above or below at least a portion of the first reflective surface, and the second reflective surface is located above or below the first reflective surface. a second support surface that supports the second mirror member so as to change the traveling direction of the laser beam by reflecting the laser beam reflected by the second mirror member;
A light emitting device having:
前記第2ミラー部材の下面の一部は、前記第2支持面に接合されており、
前記第2ミラー部材は、前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光の光路の上方に位置する、請求項1に記載の発光装置。
A portion of the lower surface of the second mirror member is joined to the second support surface,
The light emitting device according to claim 1, wherein the second mirror member is located above the optical path of the laser light emitted from the semiconductor laser element.
前記第2支持面と前記第2ミラー部材の下面の一部との間には、樹脂層が存在している、請求項2に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 2, wherein a resin layer is present between the second support surface and a part of the lower surface of the second mirror member. 前記第1ミラー部材の下面の一部は、前記第1支持面に接合されており、
前記第1ミラー部材は、前記第2反射面により反射された前記レーザ光の光路の上方に位置する、請求項1に記載の発光装置。
A portion of the lower surface of the first mirror member is joined to the first support surface,
The light emitting device according to claim 1, wherein the first mirror member is located above the optical path of the laser beam reflected by the second reflective surface.
前記第1支持面と前記第1ミラー部材の下面の一部との間には、樹脂層が存在している、請求項4に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 4, wherein a resin layer is present between the first support surface and a part of the lower surface of the first mirror member. 前記半導体レーザ素子は端面出射型であり、
前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光の遅軸方向における前記第2反射面の寸法は、前記遅軸方向における前記第1反射面の寸法よりも大きい、請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置。
The semiconductor laser device is an edge-emitting type,
Any one of claims 1 to 3, wherein a dimension of the second reflective surface in the slow axis direction of the laser beam emitted from the semiconductor laser element is larger than a dimension of the first reflective surface in the slow axis direction. The light-emitting device described in .
前記支持体から見て前記光学部材が実装された面とは反対側に位置する平面を高さの基準平面として、前記第2支持面の高さは、前記第1支持面の高さよりも大きく、
前記第2支持面は、前記第2ミラー部材の一端または両端を支持する、請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置。
The height of the second support surface is greater than the height of the first support surface, with a plane located on the opposite side of the surface on which the optical member is mounted as viewed from the support body as a height reference plane. ,
The light emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second support surface supports one end or both ends of the second mirror member.
前記支持体は、前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光の光路の両側に位置する2つの壁部を有しており、
前記第2支持面は、前記壁部の上面の少なくとも一部である、請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置。
The support has two walls located on both sides of the optical path of the laser light emitted from the semiconductor laser element,
The light emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second support surface is at least a part of the upper surface of the wall.
前記第1および第2支持面は平面であり、互いに平行である、請求項1から5のいずれか1項に記載の発光装置。 The light emitting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first and second support surfaces are flat and parallel to each other. 前記第1反射面および前記第2反射面は互いに離れて位置しており、前記第1反射面と前記第2反射面との間には、気体が存在している、請求項1から5のいずれか1項に記載の発光装置。 The first reflective surface and the second reflective surface are located apart from each other, and a gas is present between the first reflective surface and the second reflective surface. The light emitting device according to any one of the items. 前記光学部材は第3ミラー部材を有し、前記第3ミラー部材は第3反射面を有し、
前記支持体は、前記第3反射面が前記第2反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように前記第3ミラー部材を支持する第3支持面を有する、請求項1から5のいずれか1項に記載の発光装置。
The optical member has a third mirror member, the third mirror member has a third reflective surface,
The support body is a third support that supports the third mirror member such that the third reflective surface reflects the laser light reflected by the second reflective surface and changes the traveling direction of the laser light. The light emitting device according to any one of claims 1 to 5, having a surface.
前記光学部材は遅軸コリメートレンズを有し、
前記遅軸コリメートレンズは、前記第2ミラー部材と前記第3ミラー部材との間に位置し、かつ、前記レーザ光の光路上に位置する、請求項11に記載の発光装置。
The optical member has a slow axis collimating lens,
The light emitting device according to claim 11, wherein the slow axis collimating lens is located between the second mirror member and the third mirror member and on the optical path of the laser beam.
前記半導体レーザ素子と前記第1ミラー部材との間に位置し、かつ、前記レーザ光の光路上に位置する速軸コリメートレンズを備える、請求項1から5のいずれか1項に記載の発光装置。 The light emitting device according to any one of claims 1 to 5, comprising a fast axis collimating lens located between the semiconductor laser element and the first mirror member and located on the optical path of the laser light. . 第1反射面を有する第1ミラー部材と、
第2反射面を有する第2ミラー部材と、
前記第1ミラー部材および前記第2ミラー部材を支持する支持体と、
を備え、
前記支持体は、
前記第1反射面が半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を反射して前記レーザ光の進行方向を変化させるように前記第1ミラー部材を支持する第1支持面と、
前記第2反射面の少なくとも一部が前記第1反射面の少なくとも一部の上方または下方に位置するように前記第2ミラー部材を支持し、かつ、前記第2反射面が前記第1反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように前記第2ミラー部材を支持する第2支持面と、
を有する、光学装置。
a first mirror member having a first reflective surface;
a second mirror member having a second reflective surface;
a support body that supports the first mirror member and the second mirror member;
Equipped with
The support is
a first support surface that supports the first mirror member so that the first reflective surface reflects the laser light emitted from the semiconductor laser element and changes the traveling direction of the laser light;
The second mirror member is supported such that at least a portion of the second reflective surface is located above or below at least a portion of the first reflective surface, and the second reflective surface is located above or below the first reflective surface. a second support surface that supports the second mirror member so as to change the traveling direction of the laser beam by reflecting the laser beam reflected by the second mirror member;
An optical device having:
前記支持体から見て前記第1ミラー部材および前記第2ミラー部材が実装された面とは反対側に位置する平面を高さの基準平面として、前記第2支持面の高さは前記第1支持面の高さよりも大きく、
前記第2支持面は、前記第2ミラー部材の一端または両端を支持する、請求項14に記載の光学装置。
The height of the second support surface is determined by the height of the second support surface, with a plane located on the opposite side of the surface on which the first mirror member and the second mirror member are mounted as viewed from the support body being a height reference plane. greater than the height of the supporting surface,
The optical device according to claim 14, wherein the second support surface supports one end or both ends of the second mirror member.
第1方向に並ぶ複数の載置面を有する支持基体であって、前記第1方向に対して平行な基準平面からの前記複数の載置面の高さが前記第1方向に沿って段階的に減少する、支持基体と、
前記複数の載置面の各々に、対応する発光装置が配置された、複数の発光装置であって、各々が請求項1から5のいずれか1項に記載の発光装置である、複数の発光装置と、
集光レンズと、
を備え、
前記複数の発光装置の各々に含まれる前記光学部材は第3ミラー部材を有し、前記第3ミラー部材は第3反射面を有し、
前記複数の発光装置の各々に含まれる前記支持体は、前記第3反射面が前記第2反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように前記第3ミラー部材を支持する第3支持面を有し、
前記複数の発光装置の各々は、前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光を前記第1反射面および前記第2反射面でこの順に反射して前記レーザ光の前記進行方向を前記第1方向に交差する第2方向に変化させ、前記第2反射面で反射された前記レーザ光を前記第3反射面で反射して前記レーザ光の前記進行方向を前記第1方向に変化させることにより、前記レーザ光を前記第1方向に出射し、
前記集光レンズは、前記複数の発光装置の各々から前記レーザ光が前記第1方向に出射されて得られる複数のレーザ光を結合する、発光モジュール。
A support base having a plurality of mounting surfaces arranged in a first direction, wherein the height of the plurality of mounting surfaces from a reference plane parallel to the first direction is stepwise along the first direction. a supporting substrate, which is reduced to;
A plurality of light emitting devices, each of which is a light emitting device according to any one of claims 1 to 5, wherein a corresponding light emitting device is arranged on each of the plurality of mounting surfaces. a device;
a condensing lens,
Equipped with
The optical member included in each of the plurality of light emitting devices has a third mirror member, and the third mirror member has a third reflective surface,
The support body included in each of the plurality of light emitting devices is configured such that the third reflective surface reflects the laser light reflected by the second reflective surface to change the traveling direction of the laser light. having a third support surface that supports a third mirror member;
Each of the plurality of light emitting devices reflects the laser light emitted from the semiconductor laser element on the first reflecting surface and the second reflecting surface in this order to change the traveling direction of the laser light in the first direction. by changing the traveling direction of the laser beam to the first direction by reflecting the laser beam reflected by the second reflecting surface on the third reflecting surface, emitting the laser beam in the first direction;
A light emitting module, wherein the condenser lens combines a plurality of laser beams obtained by emitting the laser beams in the first direction from each of the plurality of light emitting devices.
レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光の進行方向を変化させる光学部材であって、第1反射面を有する第1ミラー部材および第2反射面を有する第2ミラー部材を有する光学部材と、前記半導体レーザ素子および前記光学部材を支持する支持体であって、前記第1ミラー部材を支持する第1支持面および前記第2ミラー部材を支持する第2支持面を有する支持体とを用意する工程と、
前記半導体レーザ素子を前記支持体に配置する工程と、
前記第1反射面が前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように、前記第1ミラー部材を前記第1支持面に接合する工程と、
前記第2反射面が前記第1反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように、前記第2ミラー部材を前記第2支持面に接合する工程と、
を含む、発光装置の製造方法。
A semiconductor laser element that emits laser light; and an optical member that changes the traveling direction of the laser light that is emitted from the semiconductor laser element, the optical member having a first mirror member having a first reflective surface and a second reflective surface. an optical member having a second mirror member; a support that supports the semiconductor laser element and the optical member; a first support surface that supports the first mirror member; and a second support surface that supports the second mirror member; a step of providing a support having a support surface;
arranging the semiconductor laser element on the support;
bonding the first mirror member to the first support surface so that the first reflective surface reflects the laser light and changes the traveling direction of the laser light;
bonding the second mirror member to the second support surface so that the second reflective surface reflects the laser light reflected by the first reflective surface and changes the traveling direction of the laser light; and,
A method for manufacturing a light emitting device, including:
前記支持体から見て前記光学部材とは反対側に位置する平面を高さの基準平面として、前記第2支持面の高さは前記第1支持面の高さよりも大きく、
前記第2ミラー部材を前記第2支持面に接合する工程は、
前記第2ミラー部材の下面を前記第2支持面に硬化前の樹脂を介して接触させることと、
前記半導体レーザ素子に前記レーザ光を出射させた状態で、前記第2反射面が前記第1反射面で反射された前記レーザ光を反射して前記レーザ光の前記進行方向を変化させるように、前記第2ミラー部材の位置および向きを調整することと、
前記樹脂を硬化することと、
を含む、請求項17に記載の発光装置の製造方法。
The height of the second support surface is greater than the height of the first support surface, with a plane located on the opposite side of the optical member viewed from the support body as a height reference plane,
The step of joining the second mirror member to the second support surface includes:
bringing a lower surface of the second mirror member into contact with the second support surface via a pre-cured resin;
With the semiconductor laser element emitting the laser beam, the second reflecting surface reflects the laser beam reflected by the first reflecting surface to change the traveling direction of the laser beam, adjusting the position and orientation of the second mirror member;
curing the resin;
The method for manufacturing a light emitting device according to claim 17, comprising:
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