JP4064218B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステムに半導体レーザ素子を配置した半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザは、種々の用途に利用されている。光記録用には、ステムと呼ばれる基台の上に突出したブロック部に半導体レーザ素子（ＬＤチップ）を搭載した微細な光ヘッドが用いられている。この光ヘッドでは、レーザ光が半導体レーザ素子の端部の発光点からステムの面に対して垂直上方に出射される。この場合、半導体レーザ素子はステムの面より上方に配置される。半導体レーザ素子の長さがおよそ１ｍｍ程度であるので、ステムの面から発光点までの高さは約１．２７ｍｍ程度となっていた。
【０００３】
なお、従来の半導体レーザでは、ステムの上方にレーザ素子が支持されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
近年、より高密度の光記録用のために半導体レーザの短波長化、高出力化が進んでおり、半導体レーザ素子の短波長化、高出力化の開発がなされている。一方、機器の小型化が求められ、光ヘッドの各構成部材の小型化も要求されている。具体的には、半導体レーザ素子を搭載しているステムの面からの発光点の高さを低く抑えることやステムの高さを抑制することである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２３２６８４号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような半導体レーザ素子の高出力化に伴い、半導体レーザ素子内の共振器長さが長くなる傾向にある。従来の半導体レーザ装置では、上述のようにステム上に半導体レーザ素子を搭載するため、発光点高さを約１ｍｍと低く抑えようとすると約１ｍｍの長さまでの半導体レーザ素子しか搭載できなかった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、より長い半導体レーザ素子を搭載できると共に、長さによらず一定の発光点高さに調整できる半導体レーザ装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体レーザ装置は、１つの主面を有し、前記主面には凹部を有すると共に、前記凹部に隣接して前記主面から突出するブロック部を有するステムと、
前記凹部に面する前記ブロック部の面に配置されたサブマウントと、
前記主面に垂直な垂線方向の主面からの距離で、前記主面との交点を０とし、前記主面の内側を負符号、外側を正符号とした場合に、前記サブマウントの上に両端部の前記主面からの距離が負符号及び正符号となるように配置された半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子と接続されている端子と
を備えることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に至る経過について説明する。従来は半導体レーザ素子の長さに応じたヘッド長さ（高さ）を持ったステムをそれぞれ作製する必要があった。また、搭載する半導体レーザ素子が長くなると発光点高さが変化するため光ピックアップ側の設計変更を行う必要があった。そこで、本発明者は、ステムの面からの発光点高さを変えることなくより長い半導体レーザ素子を用いることができる半導体レーザ装置を提供したいと考え、種々検討の結果、本発明に到達したものである。以下に本発明に係る半導体レーザ装置について、添付図面を用いて説明する。なお、図面においては実質的に同一の部材には同一の符号を付している。
【００１０】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ装置について図１を用いて説明する。図１は、この半導体レーザ装置１０の構成を示す概略図である。この半導体レーザ装置１０は、半導体レーザ素子（ＬＤ）を搭載するためのステム１を備える。ステム１は、肉厚の円板形状の鉄（Ｆｅ）からなり、主面に凹部５を有し、該凹部５に隣接して該主面から外部へ突出するブロック部７を有する。一方、ブロック部７の凹部５に面すると共に主面に垂直な面には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるサブマウント２を介して半導体レーザ素子３の両端部６ａ、６ｂが凹部５の内側から主面の外側にわたって配置されている。さらに詳しく説明すると、主面に垂直な垂線方向の主面からの距離で、主面との交点を０、主面の内側を負符号、主面の外側を正符号とすると、半導体レーザ素子３の両端部６ａ、６ｂの主面からの距離がそれぞれ正符号及び負符号となるように半導体レーザ素子３が配置されている。このように主面に凹部５を設け、該凹部に面したブロック部の面に半導体レーザ素子３を配置することによって、凹部５の深さの分だけ半導体レーザ素子３を配置する長さをより長くとることができる。そこで、両端部の間隔Ｌが長い半導体レーザ素子３を用いた場合でも主面からの発光点高さｈ２及びブロック高さｈ１を一定に、低く保つことができると共に、光ピックアップ側の設計変更が不要となり、熱拡散性を劣化させることがない。なお、ステム１の裏面には上記半導体レーザ素子３と接続されている３本の端子４を備える。
【００１１】
また、凹部５を構成する底面には、主面に対して傾斜した傾斜面８が設けられている。半導体レーザ素子３の他方の発光点６ｂから出射するレーザ光は傾斜面８で斜め方向に反射され、もはや発光点６ｂには戻らない。このように傾斜面８を設けることによって、戻り光による雑音（external feedback noise）を生じない。
【００１２】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る半導体レーザ装置について図２を用いて説明する。図２は、この半導体レーザ装置１０の構成を示す概略図である。この半導体レーザ装置１０は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置と比較すると、長さＬが約１ｍｍの短い半導体レーザ素子３を用い、ブロック高さｈ１を１ｍｍ、ステム１の主面からの発光点６ａの高さｈ２を０．８ｍｍとそれぞれ低くしている点で相違する。この場合にも、主面に設けられた凹部５の内側から主面の外側に向って半導体レーザ素子３を配置しているので、半導体レーザ素子３の長さＬよりも発光点６ａの高さｈ２を低くすることができる。
【００１３】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る半導体レーザ装置について図３を用いて説明する。図３は、この半導体レーザ装置２０の構成を示す概略図である。この半導体レーザ装置２０は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置と比較すると、ステム１のブロック部をステム１とは別体とし、ステム１より熱伝導率の高い、例えば銅のブロックヘッド１７を用いている点で相違する。高い熱伝導率の金属ブロックヘッド１７を用いることで放熱性を向上させることができる。
【００１４】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る半導体レーザ装置について図４を用いて説明する。図４は、この半導体レーザ装置２０の構成を示す概略図である。この半導体レーザ装置２０は、実施の形態３に係る半導体レーザ装置と比較すると、長さＬが約１ｍｍの短い半導体レーザ素子３を用い、ブロック高さｈ１を１ｍｍ、ステム１の主面からの発光点６ａの高さｈ２を０．８ｍｍとそれぞれ低くしている点で相違する。この場合にも高い熱伝導率の金属ブロックヘッド１７を用いることで放熱性を向上させることができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に係る半導体レーザ装置によれば、ステムの主面に凹部を設けられており、該主面には凹部に隣接して突出するブロック部をさらに有する。また、該凹部に面したブロック部の面にサブマウントを介して半導体レーザ素子の両端部が凹部の内側及び主面の外側となるように半導体レーザ素子が配置される。このように主面に凹部を設け、該凹部に面したブロック部の面に半導体レーザ素子を配置することによって、凹部の深さの分だけ半導体レーザ素子を配置する長さをより長くとることができる。そこで、両端部の間隔が長い半導体レーザ素子を用いた場合でも主面からの発光点高さ及びブロック高さを一定に、低く保つことができると共に、光ピックアップ側の設計変更が不要となり、熱拡散性を劣化させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ装置の構成を示す概略図である。
【図２】 本発明の実施の形態２に係る半導体レーザ装置の構成を示す概略図である。
【図３】 本発明の実施の形態３に係る半導体レーザ装置の構成を示す概略図である。
【図４】 本発明の実施の形態４に係る半導体レーザ装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１ ステム、２ サブマウント、３ 半導体レーザ素子、４ 端子、５ 掘り込み部、６ａ、６ｂ 発光点、７ ブロック部、８ 傾斜面、１０、２０ 半導体レーザ装置、１７ 金属ブロック、Ｌ 半導体レーザ素子長さ、ｈ１ ブロック部高さ、ｈ２ 発光点高さ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステムに半導体レーザ素子を配置した半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザは、種々の用途に利用されている。光記録用には、ステムと呼ばれる基台の上に突出したブロック部に半導体レーザ素子（ＬＤチップ）を搭載した微細な光ヘッドが用いられている。この光ヘッドでは、レーザ光が半導体レーザ素子の端部の発光点からステムの面に対して垂直上方に出射される。この場合、半導体レーザ素子はステムの面より上方に配置される。半導体レーザ素子の長さがおよそ１ｍｍ程度であるので、ステムの面から発光点までの高さは約１．２７ｍｍ程度となっていた。
【０００３】
なお、従来の半導体レーザでは、ステムの上方にレーザ素子が支持されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
近年、より高密度の光記録用のために半導体レーザの短波長化、高出力化が進んでおり、半導体レーザ素子の短波長化、高出力化の開発がなされている。一方、機器の小型化が求められ、光ヘッドの各構成部材の小型化も要求されている。具体的には、半導体レーザ素子を搭載しているステムの面からの発光点の高さを低く抑えることやステムの高さを抑制することである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２３２６８４号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような半導体レーザ素子の高出力化に伴い、半導体レーザ素子内の共振器長さが長くなる傾向にある。従来の半導体レーザ装置では、上述のようにステム上に半導体レーザ素子を搭載するため、発光点高さを約１ｍｍと低く抑えようとすると約１ｍｍの長さまでの半導体レーザ素子しか搭載できなかった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、より長い半導体レーザ素子を搭載できると共に、長さによらず一定の発光点高さに調整できる半導体レーザ装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体レーザ装置は、１つの主面を有し、前記主面には凹部を有すると共に、前記凹部に隣接して前記主面から突出するブロック部を有するステムと、
前記凹部に面する前記ブロック部の面に配置されたサブマウントと、
前記主面に垂直な垂線方向の主面からの距離で、前記主面との交点を０とし、前記主面の内側を負符号、外側を正符号とした場合に、前記サブマウントの上に両端部の前記主面からの距離が負符号及び正符号となるように配置された半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子と接続されている端子と
を備えることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に至る経過について説明する。従来は半導体レーザ素子の長さに応じたヘッド長さ（高さ）を持ったステムをそれぞれ作製する必要があった。また、搭載する半導体レーザ素子が長くなると発光点高さが変化するため光ピックアップ側の設計変更を行う必要があった。そこで、本発明者は、ステムの面からの発光点高さを変えることなくより長い半導体レーザ素子を用いることができる半導体レーザ装置を提供したいと考え、種々検討の結果、本発明に到達したものである。以下に本発明に係る半導体レーザ装置について、添付図面を用いて説明する。なお、図面においては実質的に同一の部材には同一の符号を付している。
【００１０】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ装置について図１を用いて説明する。図１は、この半導体レーザ装置１０の構成を示す概略図である。この半導体レーザ装置１０は、半導体レーザ素子（ＬＤ）を搭載するためのステム１を備える。ステム１は、肉厚の円板形状の鉄（Ｆｅ）からなり、主面に凹部５を有し、該凹部５に隣接して該主面から外部へ突出するブロック部７を有する。一方、ブロック部７の凹部５に面すると共に主面に垂直な面には、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるサブマウント２を介して半導体レーザ素子３の両端部６ａ、６ｂが凹部５の内側から主面の外側にわたって配置されている。さらに詳しく説明すると、主面に垂直な垂線方向の主面からの距離で、主面との交点を０、主面の内側を負符号、主面の外側を正符号とすると、半導体レーザ素子３の両端部６ａ、６ｂの主面からの距離がそれぞれ正符号及び負符号となるように半導体レーザ素子３が配置されている。このように主面に凹部５を設け、該凹部に面したブロック部の面に半導体レーザ素子３を配置することによって、凹部５の深さの分だけ半導体レーザ素子３を配置する長さをより長くとることができる。そこで、両端部の間隔Ｌが長い半導体レーザ素子３を用いた場合でも主面からの発光点高さｈ２及びブロック高さｈ１を一定に、低く保つことができると共に、光ピックアップ側の設計変更が不要となり、熱拡散性を劣化させることがない。なお、ステム１の裏面には上記半導体レーザ素子３と接続されている３本の端子４を備える。
【００１１】
また、凹部５を構成する底面には、主面に対して傾斜した傾斜面８が設けられている。半導体レーザ素子３の他方の発光点６ｂから出射するレーザ光は傾斜面８で斜め方向に反射され、もはや発光点６ｂには戻らない。このように傾斜面８を設けることによって、戻り光による雑音（external feedback noise）を生じない。
【００１２】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る半導体レーザ装置について図２を用いて説明する。図２は、この半導体レーザ装置１０の構成を示す概略図である。この半導体レーザ装置１０は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置と比較すると、長さＬが約１ｍｍの短い半導体レーザ素子３を用い、ブロック高さｈ１を１ｍｍ、ステム１の主面からの発光点６ａの高さｈ２を０．８ｍｍとそれぞれ低くしている点で相違する。この場合にも、主面に設けられた凹部５の内側から主面の外側に向って半導体レーザ素子３を配置しているので、半導体レーザ素子３の長さＬよりも発光点６ａの高さｈ２を低くすることができる。
【００１３】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る半導体レーザ装置について図３を用いて説明する。図３は、この半導体レーザ装置２０の構成を示す概略図である。この半導体レーザ装置２０は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置と比較すると、ステム１のブロック部をステム１とは別体とし、ステム１より熱伝導率の高い、例えば銅のブロックヘッド１７を用いている点で相違する。高い熱伝導率の金属ブロックヘッド１７を用いることで放熱性を向上させることができる。
【００１４】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る半導体レーザ装置について図４を用いて説明する。図４は、この半導体レーザ装置２０の構成を示す概略図である。この半導体レーザ装置２０は、実施の形態３に係る半導体レーザ装置と比較すると、長さＬが約１ｍｍの短い半導体レーザ素子３を用い、ブロック高さｈ１を１ｍｍ、ステム１の主面からの発光点６ａの高さｈ２を０．８ｍｍとそれぞれ低くしている点で相違する。この場合にも高い熱伝導率の金属ブロックヘッド１７を用いることで放熱性を向上させることができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に係る半導体レーザ装置によれば、ステムの主面に凹部を設けられており、該主面には凹部に隣接して突出するブロック部をさらに有する。また、該凹部に面したブロック部の面にサブマウントを介して半導体レーザ素子の両端部が凹部の内側及び主面の外側となるように半導体レーザ素子が配置される。このように主面に凹部を設け、該凹部に面したブロック部の面に半導体レーザ素子を配置することによって、凹部の深さの分だけ半導体レーザ素子を配置する長さをより長くとることができる。そこで、両端部の間隔が長い半導体レーザ素子を用いた場合でも主面からの発光点高さ及びブロック高さを一定に、低く保つことができると共に、光ピックアップ側の設計変更が不要となり、熱拡散性を劣化させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ装置の構成を示す概略図である。
【図２】 本発明の実施の形態２に係る半導体レーザ装置の構成を示す概略図である。
【図３】 本発明の実施の形態３に係る半導体レーザ装置の構成を示す概略図である。
【図４】 本発明の実施の形態４に係る半導体レーザ装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１ ステム、２ サブマウント、３ 半導体レーザ素子、４ 端子、５ 掘り込み部、６ａ、６ｂ 発光点、７ ブロック部、８ 傾斜面、１０、２０ 半導体レーザ装置、１７ 金属ブロック、Ｌ 半導体レーザ素子長さ、ｈ１ ブロック部高さ、ｈ２ 発光点高さ
Claims (3)
- １つの主面を有し、前記主面には凹部を有すると共に、前記凹部に隣接して前記主面から突出するブロック部を有するステムと、
前記凹部に面する前記ブロック部の面に配置されたサブマウントと、
前記主面に垂直な垂線方向の主面からの距離で、前記主面との交点を０とし、前記主面の内側を負符号、外側を正符号とした場合に、前記サブマウントの上に両端部の発光点の前記主面からの距離がそれぞれ負符号及び正符号となるように配置された半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子と接続されている端子と
を備えることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 前記凹部を構成する底面は、前記主面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
- 前記ブロック部は、前記ステムと異なる部材からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
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|---|---|---|---|
| JP2002345572A JP4064218B2 (ja) | 2002-11-28 | 2002-11-28 | 半導体レーザ装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2002345572A JP4064218B2 (ja) | 2002-11-28 | 2002-11-28 | 半導体レーザ装置 |
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ID=32376014
Family Applications (1)
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| JP2002345572A Expired - Lifetime JP4064218B2 (ja) | 2002-11-28 | 2002-11-28 | 半導体レーザ装置 |
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- 2003-06-03 US US10/452,517 patent/US6901093B2/en not_active Expired - Lifetime
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