JP7016933B2 - レーザ装置 - Google Patents

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Description

本開示は、レーザ装置に関する。
近年、次の特許文献１～４に開示されているように、レーザ発振部からレーザ光を出射するレーザ装置の開発が行われている。
ＵＳ８８９７３２７ 特開２０１２－５９８９８号公報 特開２０１７－６９２４１号公報 特開２００３－１８８４５４号公報
たとえば、前述の特許文献１の図２に示されたレーザ装置は、基板（housing 10）と、基板の主表面上に設けられたサブマウント（heat conducting element 3）と、を備えている。特許文献１に開示されているように、レーザ装置は、サブマウントの上に固定され、主表面に沿ってレーザ光を出射する出射面を有するレーザ発振部（laser diode chips 1）を備えている。また、このレーザ装置は、レーザ光を反射する位置で斜めに延びる傾斜面を有する反射部材（optical deflection element 2）を備えている。
前述のレーザ装置においては、レーザ光は、基板の主表面に沿って進行するにつれて広がる。そのため、レーザ発振部の出射面と基板の主表面とを近づけ過ぎると、レーザ光の一部が基板の主表面に衝突するおそれがある。そのため、レーザ発振部の出射面と基板の主表面とをあまり近づけることはできない。
たとえば、サブマウント（heat conducting element 3）が取り去られた状態で、レーザ発振部が基板の主表面上に設置されると、レーザ発振部から基板に沿って出射されたレーザ光の一部は基板の主表面に衝突する場合がある。この場合、レーザ光と基板の主表面との衝突に起因して、レーザ光のエネルギーが低減されるとともに、レーザ光のファーフィールドパターンが乱れる。その結果、レーザ光の発光効率が低下する。
一方、サブマウントが基板とレーザ発振部との間に存在すると、レーザ発振部の発熱を基板へ効率的に伝達することができない。その結果、発熱に起因したレーザ光の発光効率の低下が生じる。
本開示は、上述の問題に鑑みなされたものである。本開示の目的は、レーザ光の発光効率を向上させることができるレーザ装置を提供することである。
本開示の一態様のレーザ装置は、主表面および前記主表面に設けられた凹部を含む基板と、前記主表面に対して直接接触するようにまたは接着剤を媒介として固定され、前記主表面に沿ってレーザ光を出射する出射面を有するレーザ発振部と、前記凹部の底面に対して固定され、前記レーザ光を反射する位置に前記主表面に対して斜めに傾いた傾斜面を有する反射部材と、を備え、前記傾斜面の少なくとも一部が、前記凹部の内側の空間に位置付けられている。
実施の形態１のレーザ装置の横断面図である。 実施の形態１のレーザ装置の縦断面図である。 実施の形態２のレーザ装置の主要部の縦断面図である。 実施の形態３のレーザ装置の主要部の縦断面図である。 実施の形態４のレーザ装置の主要部の縦断面図である。 実施の形態５のレーザ装置の主要部の縦断面図である。 実施の形態６のレーザ装置の主要部の縦断面図である。 実施の形態６のレーザ装置の主要部の平面図である。 実施例１および２のレーザ装置の横断面図である。
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態のレーザ装置を説明する。各図面における同一の構成には同一の符号が付されている。各実施の形態における同一の構成の説明は、特に必要がなければ、繰り返さない。
各実施の形態のレーザ装置は、たとえば、光通信、プロジェクタ、ヘッドアップディスプレイ、またはレーザテレビ等の様々な画像表示機器の光源として用いられている。また、各実施の形態のレーザ装置は、ヘッドライト、ガーデンライト、または屋内照明等の各種の照明装置の光源として用いられてもよい。各実施の形態において、光源を構成するレーザ素子としては、半導体レーザ素子が用いられている。ただし、各実施の形態のレーザ素子として、半導体レーザ素子以外のものが用いられてもよい。
（実施の形態１）
図１および図２を用いて、実施の形態１のレーザ装置１００を説明する。
図１および図２に示されるように、実施の形態１のレーザ装置１００は、基板１、レーザ発振部２、反射部材３、およびカバー部材４を備えている。
基板１は、平面視において長方形の輪郭を有し、一定の厚さを有する板形状をなしている。基板１は、主表面１ａおよび主表面１ａに設けられた凹部７を含んでいる。基板１の主表面１ａは、レーザ装置１００の内側の空間に面している
レーザ発振部２は、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃを含んでいる。複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれは、一方向に沿って延びる細長い角柱の外形を有している。複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれは、本実施の形態においては、接着剤９を媒介として基板１の主表面１ａに固定されている。
接着剤９は、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれの下側面と基板１の上側面との間に挟まれている。接着剤９は、サブマウントの厚さよりも小さい厚さを有し、かつ、サブマウントの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するＡｕＳｎを主成分として含んでいる。そのため、レーザ発振部２と基板１との間にサブマウントなどの層が存在する場合に比較して、レーザ発振部２が発する熱の基板１への伝達効率を高めることができる。その結果、レーザ装置１００の放熱性を向上させることができる。
レーザ発振部２は、後述される反射部材３に対向する端面に出射面２０ａを有する。出射面２０ａは、反射部材３の傾斜面３０に向かってレーザ光Ｌを出射する。複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃは、それぞれ、複数のレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３を発する。
レーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、全体として、レーザ発振部２が発するレーザ光Ｌを構成する。複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃは、同一平面内において、互いに平行に配置されている。そのため、複数のレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３のそれぞれが所定の一方向に沿って進行する。複数のレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３のそれぞれは、主表面１ａに沿った方向に進行し、後述される傾斜面３０で上方に向かって反射される。本実施の形態では、複数のレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、傾斜面３０に４５度の入射角で入射し、４５度の出射角で出射されるが、それに限定されるものではない。
複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃは、それぞれ、本実施の形態においては、レーザ光Ｌを出射するＩＩＩ－Ｖ族半導体を含んでいる。ＩＩＩ－Ｖ族半導体が、たとえば、ＧａＡｓであれば、レーザ素子は、約５．７×１０－６／Ｋの熱膨張係数を有する。一方、Ｓｉからなる基板１の熱膨張係数は、２．６×１０－６／Ｋ～８．８×１０－６／Ｋの範囲内にある。つまり、レーザ発振部２の熱膨張係数と基板１の熱膨張係数との差は、それほど大きくない。
そのため、レーザ発振部２が発する熱に起因して接着剤９に作用するせん断力はそれほど大きなものではない。したがって、レーザ発振部２が発する熱に起因して、接着剤９がせん断破壊されることを抑制することができる。ただし、基板１の材料としては、ＡｌＮのように、ＩＩＩ－Ｖ族半導体のレーザ素子を含むレーザ発振部２の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有し、かつ、熱伝導率の比較的高い材料を選択することが好ましい。
上述したように、基板１とレーザ発振部２とが接着剤９のみを媒介として固定されている。そのため、レーザ発振部２を構成する複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃから基板１への熱伝達の効率が高い。それにより、レーザ発振部２の放熱性が高められている。そのため、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃを平行にかつ互いに極力近い位置に設けることが可能である。その結果、複数のレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３を含むレーザ光Ｌの全体のパワー密度を高めることができる。また、平面視における複数のレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３を含むレーザ光Ｌの全体の幅を小さくすることができる。
また、反射部材３の傾斜面３０が１つ材料の連続する１つの平面で形成することができる。その結果、傾斜面３０が複数の分離された平面で形成される場合に比較して、複数のレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の進行方向に対する傾斜面３０の姿勢のバラツキの程度を小さくすることができる。さらに、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃのうちの隣接するレーザ素子同士の間の距離を小さくすることができる。その結果、レーザ装置１００を小型化することができる。
反射部材３は、主表面１ａに対して斜めに傾いた傾斜面を有する土台部３ｂと、土台部３ｂの傾斜面に沿って延びるように設けられた反射層３ａを備えている。反射層３ａは、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれの出射面２０ａに対向するように位置付けられている。反射層３ａは、本実施の形態においては、１０個～２０個程度の銀の原子が反射部材３の土台部３ｂの傾斜面の上に積層された薄膜である。傾斜面３０は、銀の薄膜の表面であるため、高い反射率を有する。銀は、弾性係数が高い材料であるため、レーザ光Ｌに生じる収差を低減させることができる。なお、傾斜面３０は、レーザ光Ｌの全体、すなわち、複数のレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の全体を反射する位置に設けられていれば、いかなる材料によって形成された平面であってもよい。
前述のように、反射部材３は、主表面１ａに対して斜めに傾いた傾斜面３０を有する。傾斜面３０は、出射面２０ａから出射されたレーザ光Ｌを、上方に、より具体的には、主表面１ａから垂直な方向に沿って反射する。傾斜面３０の少なくとも一部は、凹部７の内側の空間に位置付けられている。凹部７内の空間に位置付けられた傾斜面３０の一部は、基板１の主表面１ａよりも下側の凹部７の内側の空間でレーザ光Ｌの少なくとも一部を反射する。
このようなレーザ装置１００によれば、凹部７の内側の空間を利用してレーザ光Ｌを反射する。そのため、レーザ発振部２のレーザ光Ｌの出射面２０ａを主表面１ａにより近い位置に配置することができる。それにより、レーザ発振部２から発せられた熱を基板１へ効率的に伝達することができる。その結果、レーザ発振部２が発する熱に起因したレーザ光Ｌの発光効率の低下を抑制することができる。したがって、レーザ光Ｌの発光効率を向上させることができる。
また、レーザ光Ｌが基板１の主表面１ａに沿って進行するにつれて広がっても、基板１の主表面１ａに衝突することはない。その結果、レーザ光Ｌが基板１に衝突することに起因したレーザ光Ｌのエネルギーの損失の発生を防止することができる。また、レーザ光Ｌのファーフィールドパターンの乱れを抑制することができる。
本実施の形態においては、凹部７の底面７ｂが基板１の主表面１ａと平行である。そのため、傾斜面３０がレーザ発振部２の出射面２０ａに対して所望の傾きで配置されるように、反射部材３を底面７ｂ上に設置することが容易である。その理由は、底面７ｂと主表面１ａとが平行であると、底面７ｂが主表面１ａに対して傾斜している場合に比較して、反射部材３と底面７ｂとの接着金属等による接合が容易になるからである。また、その理由は、底面７ｂと主表面１ａとが平行であると、底面７ｂが水平面に平行になるため、反射部材３と基板１とが安定的に固定されるからである。
なお、前述の平行とは、数学的な意味での平行である必要はなく、±１°程度の誤差は許容される。ただし、レーザ光Ｌを構成するレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３のそれぞれが所望の一方向に沿って進行するように、傾斜面３０を設けることができるのであれば、底面７ｂは主表面１ａに対して傾いていてもよい。
加えて、反射部材３が、基板１とは別の材料で形成されている。そのため、傾斜面３０を基板１の加工によって形成するよりも、所望の傾斜面３０を形成することが容易である。また、基板１の反射率よりも高い反射率を有する傾斜面３０を形成することができる。さらに、基板１の材料の選択の幅が広がる。
カバー部材４は、レーザ発振部２および主表面１ａを覆うように基板１に取り付けられている。カバー部材４は、傾斜面３０で反射したレーザ光Ｌを透過する透光性部４ａを含んでいる。本実施の形態においては、カバー部材４の全体が透光性部４ａであるものとするが、レーザ光Ｌを透過するカバー部材４の上壁部以外の部分、すなわち、カバー部材４の側壁部が不透明の材料で形成されていてもよい。
レーザ装置１００は、基板１とカバー部材４との間の隙間が封止部材によって封止されている。その結果、レーザ発振部２の周囲空間が密閉状態になっている。レーザ発振部２の周囲空間に水分が存在すると、レーザ発振部２の長期的な観点での動作性能を劣化させるおそれがある。そのため、基板１とカバー部材４とが内包する空間は、ドライエアーで満たされていることが好ましい。
レーザ発振部２が凹部７の側面７ａの上方の位置から凹部７の底面７ｂの上方の位置まで突出している。そのため、出射面２０ａが、凹部７の内側の空間の上方に位置付けられている。その結果、出射面２０ａが主表面１ａに近い位置に設けられていても、主表面１ａに沿って進行するにつれて広がったレーザ光Ｌの下側部分が基板１へ衝突することはない。また、基板１に起因したレーザ光Ｌのエネルギーの低下およびファーフィールドパターンの乱れを抑制することができる。
図２に示された反射部材３の形状から分かるように、反射層３０の下側の端の高さ位置と反射部材３の反射層３０側の下側面の高さ位置とが異なる。つまり、反射層３０が反射部材３の下側面よりも高い位置に形成されている。それにより、反射部材３を基板１に固定するためのＡｕＳｎまたはＡｇなどのボンディング金属が、反射部材３の下側面から外側へはみだしても、反射層３０がボンディング金属によって覆い隠されてしまうことはない。そのため、反射層３０の反射率に悪影響を与えることが防止されている。
また、基板１に凹部７を設けることによって、レーザ光Ｌが反射層３０の下側にはみ出すことがないため、レーザ光Ｌのエネルギーロスなしに、レーザ光Ｌの進路を変更することができる。
さらに、反射部材３を固定する溶融金属の多少のはみだしを許容することができるため、ボンディング金属の広がりを抑制するために形成される反射部材３および基板１の表面に形成されるパターン金属の設計自由度が高まる。たとえば、それぞれのパターン金属を必ずしも反射部材３の外周よりも内側の領域に形成することは、必須ではなく、それぞれのパターン金属を反射部材３の外側に形成してもよい。
なお、図１に示される複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃは、赤色のレーザビームＬ１を発する赤色レーザ素子２ａと、青色のレーザビームＬ２を発する青色レーザ素子２ｂと、緑色のレーザビームＬ３を発する緑色レーザ素子２ｃと、を含んでいてもよい。この場合、青色レーザ素子２ｂが赤色レーザ素子２ａと緑色レーザ素子２ｃとの間に設けられていることが好ましい。ただし、レーザ素子が発するレーザビームの色、および、レーザ素子の数は、これに限定されず、いかなるものであってもよい。また、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃが並ぶ順番は、これに限定されず、いかなる順序で並べられてもよい。
（実施の形態２）
図３を用いて、実施の形態２のレーザ装置１００を説明する。以下においては、本実施の形態のレーザ装置１００と実施の形態１のレーザ装置１００とが同一の構成を有している点については、特に必要がなければ、その説明は繰り返さない。本実施の形態のレーザ装置１００は、次の点で、実施の形態１のレーザ装置１００と異なる。
図３に示されるように、出射面２０ａが、凹部７の側面７ａと同一面内に配置されていてもよい。これによっても、出射面２０ａが主表面１ａに近い位置に設けられていても、レーザ光Ｌの基板１への衝突をより確実に防止することができる。
（実施の形態３）
図４を用いて、実施の形態３のレーザ装置１００を説明する。以下においては、本実施の形態のレーザ装置１００と実施の形態１のレーザ装置１００とが同一の構成を有している点については、特に必要がなければ、その説明は繰り返さない。本実施の形態のレーザ装置１００は、次の点で、実施の形態１のレーザ装置１００と異なる。
図４に示されるように、反射部材３は、凹部７の底面７ｂに対して固定されている。底面７ｂは、中央部７１と周辺部７２とを含む。中央部７１は、主表面１ａに対して平行な平面である。中央部７１には、反射部材３の下側面が接着金属等によって固定されている。周辺部７２は、平面視（図示せず）において、中央部７１を取り囲んでいる。周辺部７２は中央部７１よりも低くなるように、基板１の主表面１ａから中央部７１よりも深く掘られている。
上記のような本実施の形態のレーザ装置１００によれば、凹部７の製造誤差に起因して周辺部７２が中央部７１より高くなってしまうことを確実に抑制することができる。その結果、凹部７の輪郭の平面視における大きさを小さく設計することができる。その結果、基板１の主表面１ａをより小さくすることができる。したがって、レーザ装置１００をより小型化することができる。
前述のことを、より具体的に説明すると、次のようになる。
マスクを用いて基板１の機械的加工を行うことによって基板１の主表面１ａから所定の深さの位置まで延びる凹部７を形成する。このとき、凹部７の側面７ａと底面７ｂとの境界線の近傍の周辺部が、その断面視において、丸みを帯びてしまうことがある。
それによって、平面視において、凹部７の底面７ｂの全体における平坦な中央部７１の輪郭内の領域は、凹部７の主表面１ａと同一平面内の開口の輪郭内の領域よりも小さくなる。そのため、反射部材３の平面視における大きさを、底面７ｂの中央部７１の輪郭内の領域に合わせて小さくするか、または、凹部７の主表面１ａと同一平面内の開口の輪郭を反射部材３の平面視におけるサイズよりもかなり大きくすることが必要になる。
反射部材３の平面視における大きさを、底面７ｂの平坦な中央部７１の輪郭内の領域の大きさに合わせて小さくすると、レーザ光Ｌの一部が傾斜面３０から外れた位置を通過し、所望の方向にレーザ光Ｌの一部を反射できない場合がある。この場合、レーザ光Ｌの一部のエネルギーが損失する。一方、凹部７の主表面１ａと同一平面内の開口の輪郭を反射部材３の平面視におけるサイズよりもかなり大きくすると、レーザ装置１００が大型化する。
そのため、基板１に形成された凹部７の主表面と同一の平面内の開口の輪郭内の領域のサイズを小さくすることが好ましい。言い換えると、断面視における底面７ｂと側面７ａとの間の境界の近傍の部分の底面７ｂの周辺部の丸みの発生を抑制することが好ましい。したがって、本実施の形態においては、底面７ｂにおける周辺部７２の高さが底面７ｂにおける中央部７２の高さよりも低くなるように、周辺部７２を中央部７１よりも深く掘り込む。
なお、この場合、反射部材３の下側面が接触する中央部７１の全体が平坦面であるため、周辺部７２と反射部材３の下側面との間に空間が残存しても、反射部材３の基板１に対する据え付け精度の低下は生じない。
（実施の形態４）
図５を用いて、実施の形態４のレーザ装置１００を説明する。以下においては、本実施の形態のレーザ装置１００と実施の形態１のレーザ装置１００とが同一の構成を有している点については、特に必要がなければ、その説明は繰り返さない。本実施の形態のレーザ装置１００は、次の点で、実施の形態１のレーザ装置１００と異なる。
図５に示されるように、レーザ発振部２は、出射面２０ａを有する発光層２０を含む積層構造体の半導体からなる複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃを含んでいる。複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれを構成する積層構造体は、発光層２０に相対的に近い第１主外表面２１と、発光層２０から相対的に遠い第２主外表面２２と、を含んでいる。
第１主外表面２１と主表面１ａとが、接着剤９を媒介として固定されている。ただし、第１主外表面２１と主表面１ａとが、直接接触するように、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれと基板１の主表面１ａとが固定されていてもよい。これによれば、出射面２０ａを主表面１ａに簡単に近づけることができる。
前述のことを、より具体的に説明すると、次のようになる。
複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれは、発光層２０が基板１の主表面１ａに沿って延びるように設けられている。そのため、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれのｐｎ接合面も、基板１の主表面１ａに沿って延びるように配置されている。発光層２０のｐｎ接合面が第２主外表面２２よりも第１主外表面２１に近い位置に設けられている。
本明細書においては、前述の構造をジャンクションダウンと言う。つまり、本明細書においては、ジャンクションダウンとは、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれの発光層（活性層）２０に近い側の第１主外表面２１が基板１に接着剤９を媒介として固定された状態を言う。そのため、発光層２０が発した熱は、より効率的に、第１主外表面２１まで伝導され、基板１に伝達される。その結果、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれが発した熱が、レーザ装置１００の基板１から外部へより効率的に放出される。
また、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ,２ｃをより面積の大きな基板１の上に接着剤９を媒介として固定することの利点が高まる。なぜなら、熱源である複数のレーザ素子２ａ，２ｂ,２ｃの発光層２０にかなり近い位置に、面積が大きくかつ放熱性が高い基板１を設置することができるからである。それによって複数のレーザ素子２ａ，２ｂ,２ｃのそれぞれが発する熱が基板１の面内方向に効率的に分散される。
さらに、前述のジャンクションダウンの構造によれば、出射面２０ａが基板１の主表面１ａにより近い位置に設けられ得る。出射面２０ａが基板１の主表面１ａにより近い位置に設けられている場合には、レーザ光Ｌの基板１への接触を確実に抑制するために、出射面１ａを凹部７の上方に位置付けることが好ましい。つまり、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれを凹部７の側面７ａから凹部７の内側の空間の上方まで突出させることが好ましい。
本実施の形態においては、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃが、それぞれ、同一方向に沿って、レーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３を照射する。この場合、青色のレーザビームＬ２を発する青色レーザ素子２ｂを、赤色のレーザビームＬ１を発する赤色レーザ素子２ａと緑色のレーザビームＬ３を発する緑色レーザ素子２ｃとの間に設置することが好ましい。
なぜなら、青色レーザ素子２ｂは、赤色レーザ素子２ａおよび緑色レーザ素子２ｃに比較して、耐熱性が高いため、左右両側の赤色レーザ素子２ａおよび緑色レーザ素子２ｃの双方から受ける熱に起因した劣化の程度が最も小さいからである。なお、青色レーザ素子２ｂは、赤色レーザ素子２ａおよび緑色レーザ素子２ｃに比較して、発光効率も最も高い。
青色レーザ素子２ｂおよび緑色レーザ素子２ｃのそれぞれ発光層２０は、ＩＩＩ－Ｖ族窒化物半導体を含む。発光層２０のＩｎ組成の比率が小さいほど、高い結晶性が得られる傾向にある。そのため、青色レーザ素子２ｂは、緑色レーザ素子２ｃに比較して、発光層２０のＩｎ組成の比率が小さいため、発光効率および電力効率などのレーザ特性において、緑色レーザ素子２ｃよりも優れている。その理由を以下に述べる。
ＩｎＮを構成するＩｎとＮとの結合のし易さとＧａＮを構成するＧａとＮとの結合のし易さとは、熱に依存して大きく異なる。ＩｎＮを含む発光層２０を構成するＩｎＮのＩｎとＮとの分離し易さの程度は、ＧａＮを含む発光層２０のＧａとＮとの分離のし易さの程度に比較して、同一温度でより大きい。そのため、ＩｎＮを含む発光層２０においては、ＧａＮを含む発光層２０に最適な成長温度よりも、かなり低い温度で成長させる必要がある。
その結果、発光層２０の材料として一般的に用いられるＩｎＧａＮの３元混晶は、Ｉｎ組成の割合が小さくても、ＧａＮの成長温度である１０００℃程度よりもかなり低い７００℃～８００℃程度の温度で成長させることが必要である。さらに、発光層２０におけるＩｎ組成の割合が大きくなるにつれて、発光層２０の成長温度を７００℃～８００℃の範囲において極力低くすることが必要である。
一般的に、Ｉｎ組成の比率が高いＩｎＧａＮは、Ｉｎ組成の比率が低いＩｎＧａＮに比較して、結晶性が劣ることが多い。なぜなら、Ｉｎ組成の比率が高いＩｎＧａＮに関しては、結晶の成長温度が低下することに起因して、ＩｎまたはＧａの表面のマイグレーション長が小さくなるため、規則的で欠陥の少ない高品質の結晶を得ることが困難であるからである。発光層２０を構成する材料の結晶性が劣悪であると、発光層２０が発するレーザ光Ｌの発光効率が低下すると考えられる。
また、赤色レーザ素子２ａは、主として、リン系のＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む。リン系のＩＩＩ－Ｖ族半導体を用いる場合、発光層２０の電子キャリアの移動障壁となるｐ側クラッド層のバンドギャップと発光層２０のバンドギャップとの差を大きくすることができない。そのため、赤色レーザ素子２ａの動作温度が上昇した場合には、発光層２０の電子キャリアを発光層２０内に効果的に閉じ込めることができない。その理由は、前述のように、発光層２０内に存在し、熱によってエネルギーを得た電子キャリアの放出をブロックするｐクラッド層のエネルギー障壁の高さが低いためである。
これにより、電子キャリアが発光層２０の外部へ放出されてしまうことに起因して、発光層２０の発光効率が低下する。したがって、赤色レーザ素子２ａは、青色レーザ素子２ｂに比較して、温度特性において劣る。
上述したｐ側クラッド層のバンドギャップと発光層２０のバンドギャップとの差を大きくすることができない理由は、ＧａＰとＡｌＰとのバンドギャップの差が０．２ｅＶ程度であり、ＡｌＰとＩｎＰとのバンドギャップの差も１ｅＶ程度しかないためである。そのため、リン系ＩＩＩ－Ｖ族半導体のバンドギャップの値の変化可能な範囲は、たとえば、ガリウム系ＩＩＩ－Ｖ族半導体のバンドギャップの値の変化可能な範囲よりも小さい。
Ｓｉからなる基板１とＧａＡｓからなるレーザ素子との組合せは、過去の使用実績のある組合せである。この場合、Ｓｉからなる基板１の熱膨張係数は、約３．１×１０－６／Ｋである。ＧａＡｓからなるレーザ素子の熱膨張係数は、約５．７×１０－６／Ｋである。この場合、熱膨張係数の差は、２．６×１０－６／Ｋ程度である。この程度の熱膨張率の差であれば、基板１とレーザ素子との組合せとして適している。
ＧａＮからなるレーザ素子が用いられる場合、ＧａＮは、ＧａＡｓよりも弾性係数が高い。この場合、基板１とレーザ素子との熱膨張係数の差に起因して生じる応力によって、レーザ素子は、変形しにくい。そのため、ＧａＮからなるレーザ素子とＳｉからなる基板１との組合せが用いられる場合、ＧａＡｓからなるレーザ素子とＳｉからなる基板１との組合せが用いられる場合に比較して、熱膨張係数の差がより大きくてもよい。
したがって、基板１とレーザ素子との熱膨張係数の差の許容基準として、ＧａＡｓからなるレーザ素子とＳｉからなる基板１との組合せが用いられる場合の熱膨張率の差である２．６×１０－６／Ｋを用いることが好ましい。ただし、基板１とレーザ発振部２との間の熱膨張率の差は、２．６×１０－６／Ｋ程度よりも若干大きな３．２×１０－６／Ｋ程度であってもよい。そのため、基板１の熱膨張係数は２．６×１０－６／Ｋ～８．８×１０－６／Ｋの範囲内の値であることが好ましい。例えば、この熱膨張係数の範囲にある基板１の材料としては、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｗ、ＡｌＮ、Ｃｕ－Ｄｉａｍｏｎｄ、ＣｕＷ、Ｍｇ－ＳｉＣ、または、Ｃｕ－Ｍｏなどが挙げられる。
（実施の形態５）
図６を用いて、実施の形態５のレーザ装置１００を説明する。以下においては、本実施の形態のレーザ装置１００と実施の形態１のレーザ装置１００とが同一の構成を有している点については、特に必要がなければ、その説明は繰り返さない。本実施の形態のレーザ装置１００は、次の点で、実施の形態のレーザ装置１００と異なる。
図６に示されるように、基板１は、主表面１ａに対向する裏側面１ｂを含んでいる。レーザ装置１００は、レーザ発振部２に対向する位置の裏側面１ｂの上に基板１の熱貫流率よりも高い熱貫流率を有する放熱部材８をさらに備えていてもよい。放熱部材８は、たとえば、金属材料であることが好ましい。
これによれば、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃに近い位置に放熱性の高い金属材料などの材料が存在する。そのため、レーザ発振部２によって発せられた熱が放熱部材８を経由して外部へ放出される。このとき、放熱部材８の熱貫流率が基板１の熱貫流率よりも高いため、レーザ発振部２の放熱が放熱部材８によって促進される。それにより、動作中の複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれの温度の上昇をより効果的に抑制することができる。その結果、レーザ発振部２が発する熱に起因したレーザ光Ｌの発光効率の低下をさらに抑制することができる。したがって、レーザ光Ｌの発光効率をさらに向上させることができる
（実施の形態６）
図７および図８を用いて、実施の形態６のレーザ装置１００を説明する。以下においては、本実施の形態のレーザ装置１００と実施の形態１のレーザ装置１００とが同一の構成を有している点については、特に必要がなければ、その説明は繰り返さない。本実施の形態のレーザ装置１００は、次の点で、実施の形態のレーザ装置１００と異なる。
図７および図８に示されるように、レーザ発振部２は、主表面１ａに対して直接接触するように固定されていてもよい。この場合、接着剤９は、レーザ素子２ｂの側面２０ｂと基板１の主表面１ａとを接合するように、レーザ素子２ｂの側面２０ｂと基板１の主表面１ａとによって構成される隅部に沿って延びるように設けられていることが好ましい。これによれば、レーザ発振部２が発した熱を最も効率的に基板１へ伝達することができる。そのため、レーザ発振部２の熱をレーザ装置１００の外部へさらに効率的に逃がすことができる。
次に、上記したレーザ装置１００の製造方法を説明する。
まず、配線パターンが主表面１ａ上に形成されたＡｌＮからなる基板１を準備する。次に、凹部７が形成される予定の領域以外の主表面１ａを覆うように、主表面１ａの上に保護膜を貼る。その後、保護膜で覆われた領域以外の主表面１ａから所定の深さの基板１の一部をブラスト加工によって選択的に削除する。それにより、保護膜で覆われていない領域の主表面１ａから所定の深さの位置まで掘られた凹部７が基板１に形成される。
次に、３００℃～４００℃程度の雰囲気の中で、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃと主表面１ａとの間に接着剤９が存在する状態で、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃを主表面１ａに押し付ける。この状態で、接着剤９が固化する。それにより、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃが主表面１ａに固定される。接着剤９は、たとえば、ＡｕＳｎを主成分とする金属系の接着剤が用いられる。
その後、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃをＡｌＮからなる基板１の上の配線パターンに金ワイヤーおよびボールボンダー等によって電気的に接続する。次に、１５０℃～２５０℃程度の雰囲気の中で、反射部材３をＡｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、またはＡｇなどの金属等の接着剤によって凹部７の底面７ｂに貼り付ける。
次に、２００℃～３００℃程度の温度雰囲気の中でガラスなど透光性材料からなるカバー部材４を基板１の主表面１ａに接着剤を用いて貼り付ける。この場合の接着剤の材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｎ、またはＮｉなどの金属を主成分とする接着剤が採用され得る。基板１とカバー部材４とによって内包された空間は、ドライエアーで満たされ、水分が取り除かれていることが好ましい。この場合、複数のレーザ素子２ａ，２ｂ，２ｃが配線パターンに電気的に接続された後の基板１を、ドライエアーを含むチャンバー内に入れる。この状態で、チャンバーに取り付けられた作業用のグローブを利用して、カバー部材４を基板１に接着する。
（実施例１）
実施例１のレーザ装置１００においては、図９に示されるように、赤色レーザ素子２ａ、緑色レーザ素子２ｃ、および青色レーザ素子２ｂが、この順番で、互いに平行に、基板１の主表面１ａに接着剤９によって接着されている。この場合、赤色レーザ素子２ａ、緑色レーザ素子２ｃ、および青色レーザ素子２ｂのそれぞれは、ジャンクションダウン構造で、基板１に接着されている。基板１は凹部７を有しており、反射部材３が凹部７の底面７ｂに固定されている。
比較例１のレーザ装置１００は、赤色レーザ素子２ａ、緑色レーザ素子２ｃ、および青色レーザ素子２ｂが、この順番で、互いに平行に、凹部７を有していない基板１の平面の主表面１ａにＡｌＮからなるサブマウントが互いの間に挟まれた状態で固定されている。この場合も、赤色レーザ素子２ａ、緑色レーザ素子２ｃ、および青色レーザ素子２ｂのそれぞれは、ジャンクションダウン構造で、基板１に固定されている。基板１は凹部７を有しておらず、反射部材３が主表面１ａに固定されている。
実施例１のレーザ装置１００と比較例１のレーザ装置とを比較する。たとえば、赤色レーザ素子２ａにおいて、雰囲気の温度が６０℃であり、動作電流が１５０ｍＡである場合において、サブマウントを有していない実施例１では、レーザ光Ｌの出力は５０ｍＷであるが、サブマウントを有している比較例１においては、レーザ光Ｌの出力は４６ｍＷである。つまり、実施例１のレーザ装置は、比較例１のレーザ装置よりも、レーザ光Ｌの出力が約１０％向上している。
上記の実験から、サブマウントを有する比較例１のレーザ装置に比較して、サブマウントを有していない実施例１のレーザ装置１００によれば、レーザ光Ｌの出力を向上させることができるという効果が得られることが理解される。
（実施例２）
実施例２のレーザ装置１００は、図９に示されるように、赤色レーザ素子２ａ、緑色レーザ素子２ｃ、および青色レーザ素子２ｂが、この順番で、互いに平行に、基板１の主表面１ａに接着剤９によって接着されている。実施例２においても、赤色レーザ素子２ａ、緑色レーザ素子２ｃ、および青色レーザ素子２ｂのそれぞれは、ジャンクションダウン構造で、基板１に接着されている。基板１は凹部７を有しており、反射部材３が凹部７の底面７ｂに固定されている。
比較例２のレーザ装置１００においては、赤色レーザ素子２ａ、緑色レーザ素子２ｃ、および青色レーザ素子２ｂが、この順番で、かつ、互いに平行な状態で固定されている。比較例２のレーザ装置１００においては、赤色レーザ素子２ａ、緑色レーザ素子２ｃ、および青色レーザ素子２ｂと凹部７を有していない基板１の平面の主表面１ａとが、互いの間にＡｌＮからなるサブマウントが挟まれた状態で、固定されている。この場合、赤色レーザ素子２ａ、緑色レーザ素子２ｃ、および青色レーザ素子２ｂは、それぞれ、ジャンクションダウン構造、ジャンクションアップ構造、ジャンクションアップ構造で、基板１に固定されている。基板７は凹部７を有しておらず、反射部材３が主表面１ａに固定されている。
サブマウントを有していない実施例２のレーザ装置の動作温度を６０℃に維持するためには周辺を１８．５℃に設定する必要があり、その時の青色レーザ素子２ｂの出力な８０ｍＷであった。一方、サブマウントを有している比較例２のレーザ装置の動作温度を６０℃に維持するためには周辺を１．５℃に設定する必要があり、その時の青色レーザ素子２ｂの出力は８０ｍＷであった。
また、サブマウントを有していない実施例２のレーザ装置の動作温度を６０℃に維持するためには周辺を２５℃に設定する必要があり、その時の緑色レーザ素子２ｃの出力は４０ｍＷであった。一方、サブマウントがある比較例２のレーザ装置の動作温度を６０℃に維持するためには周辺を１６℃に設定する必要があり、その時の緑色レーザ素子２ｃの出力は４０ｍＷであった。
サブマウントを有している比較例２の場合には、サブマウントを有していない実施例２のレーザ装置に比較して、同じレーザ装置の動作温度を実現するために周辺雰囲気の温度をより低くする必要があることが分かる。これによれば、サブマウントを有していないレーザ装置はサブマウントを有しているレーザ装置に比較して、レーザ装置の放熱性が高いことが確認された。
（レーザ装置の一般的な問題点）
近年、半導体レーザ装置のために、ＩＩＩ－Ｖ窒化物半導体を主として有する青色レーザ素子または緑色レーザ素子を製造することが可能になっている。近年用いられているヒ素またはリンを用いたＩＩＩ－Ｖ半導体を主として有する赤色レーザ素子を加えて、緑色レーザ素子および青色レーザ素子が使用可能になっている。その結果、フルカラーを表現するための３原色の半導体レーザ素子の全てが実在する。したがって、半導体レーザをディスプレイの光源として用いることが可能になっている。
また、レーザ加工装置など高出力を必要とする応用製品においても半導体レーザ素子が用いられている。たとえば、半導体レーザ素子を有するレーザ装置をコンパクトにするために、基板およびカバー部材の組品の中に複数のレーザ素子を並列に配置し、複数のレーザ素子を光源とするレーザ装置が提案されている。
複数のレーザ素子によって、同一方向に複数のレーザビームを出力させる場合には、レーザ装置の小型化のためには、複数のレーザ素子同士の距離を小さくすることが好ましい。しかしながら、複数のレーザ素子同士の距離を小さくすると、複数のレーザ素子のそれぞれが発する熱に起因して、複数のレーザ素子の性能が劣化するという問題が生じる。
（実施の形態のレーザ装置１００と特許文献１に開示されたレーザ装置との対比）
前述のレーザ装置の一般的な問題を解消するために、たとえば、ＵＳ８８９７３２７（特許文献１）に開示されたレーザ装置は、複数のレーザ素子が二等辺三角形の反射部材の２つの斜面のそれぞれに対向するように配置する。それにより、複数のレーザ素子同士の間の距離を大きくとっている。
レーザ素子の出射面から出射されたレーザ光が反射部材によって進行方向を変更されるレーザ装置において、高出力のレーザ光を発すると、レーザ素子が発熱する。この場合、レーザ光の発光効率が低下する。そのため、レーザ素子が発する熱が基板を経由して外部へ放出されることが好ましい。したがって、熱伝導率の高いサブマウントの上にレーザ素子が搭載される。しかしながら、サブマウントがレーザ素子と基板との間に設置されると、レーザ装置のレーザ特性の向上に寄与する空間の有効体積が低下する。そのため、レーザ装置の高さをより高くすることが必要になる。それによって、レーザ装置が大型化する。
また、サブマウントの断面積は、基板に比較して小さい。そのため、熱伝導率の高いサブマウントが基板上に設けられたとしても、サブマウントが、レーザ素子が発した熱をレーザ装置の外部へ導くときに生じる熱抵抗を、基板よりも効果的に低下させることは困難である。さらに、レーザ素子とサブマウントとの対向面同士、および、サブマウントと基板との対向面同士のそれぞれを、接着金属などによって、固定することが必要である。したがって、前述の対向面に先着剤に起因した熱抵抗が形成される。その界面の接着金属に起因した熱抵抗が、レーザ素子の動作温度の低減を妨げる要因の一つになるおそれがある。
また、基板、サブマウント、およびレーザ素子の熱膨張において、３つの部材を用いる。この場合、３つの部材のそれぞれに生じる機械的なストレスを小さくすることは、２つの部材のそれぞれに生じる機械的なストレスを小さくすることよりも困難である。機械的なストレスが大きい場合には、たとえば、レーザ素子にクラックが入り、レーザ素子の故障の原因になる。
さらに、複数のレーザ素子をレーザ装置に搭載する場合において、反射部材が２つのレーザ素子の間に介在する状態で、２つのレーザ素子の２つの出射面を対向するように設けると、２つのレーザ素子の間の距離を大きくすることができる。そのため、レーザ素子が発する熱に起因したレーザ光の発光効率の低下の問題を抑制することができる。
しかしながら、２つのレーザ素子を所定の方向に沿って一直線上に並べるためには、大きな面積の基板１を必要とするため、レーザ装置が大型化する。また、反射部材に２つの反射面を設けることが必要であるため、レーザ光の発光効率を向上させるためには、２つの反射面の設置の精度を高めることが必要になる。その結果、１つの反射面の精度を高める場合に比較して、反射面の加工手間が２倍になる。
また、反射面が分離された２か所に設けられることに起因して、レーザビームの径が大きくなる。その結果、レーザビームの指向性が低下する。したがって、レーザビームが有しているメリットが低減される。レーザビームの指向性が低下したり、レーザビームの径が大きくなったりすると、レーザビームをレンズによってコリメートまたは収束させる場合に、レンズの設計および製造における許容誤差の範囲が小さくなる。
しかしながら、上記した各実施の形態のレーザ装置１００によれば、基板１の凹部７の平面の底面７ｂに反射部材３が設置されるため、サブマウントを基板１上に設けない。したがって、基板１上にサブマウントを設けることに起因した問題が生じない。
（実施の形態のレーザ装置１００と特許文献２に開示されたレーザ装置との対比）
前述のレーザ装置の一般的な問題を解消するために、特開２０１２－５９８９８号公報（特許文献２）には、複数のレーザ素子同士の間の距離を大きくするのではなく、大きく離れた位置に設けられた複数のレーザビームの導波路を曲げることにより、複数のレーザビームの発光点同士を近づけるという技術が紹介されている。
しかしながら、曲がった導波路の設計および加工は複雑である。また、導波路の曲がった部分に反射面が設けられたとしても、光学ロスのない反射を実現することは困難である。さらに、任意の方向にレーザ光を曲げる反射面を高い精度で形成することは、複雑かつ困難である。加えて、導波路が他の部材に加えて設けられているため、レーザ装置のレーザ光の発光効率の向上に寄与する部分の占有面積が低下する。その結果、レーザ装置が大型化するため、半導体レーザ素子を用いたレーザ装置の利点であるコンパクト性が失われる。
しかしながら、上記した各実施の形態のレーザ装置１００によれば、基板１の凹部７の平面の底面７ｂに反射部材３が設置されるため、複数のレーザビームの導波路を曲げない。したがって、複数の曲がった導波路の設計および加工の複雑化の問題が生じない。
（実施の形態のレーザ装置１００と特許文献３に開示されたレーザ装置との対比）
前述のレーザ装置の一般的な問題を解消するために、特開２０１７－６９２４１号公報（特許文献３）には、基板自体が反射部材を構成している技術が開示されている。このレーザ装置においては、基板の加工によって、レーザ光を反射する傾斜面が形成されている。
このように、基板自体が反射部材である場合には、レーザ光の発光効率を低下させないために、基板を反射率が高い材料によって形成しなければならない。一方、基板に反射層を付着させる場合には、製造工程が増加する。
また、上述したようにレーザ素子の温度上昇を抑制するためには、反射層の材料として、熱伝導率の高い材料を選択する必要がある。さらに、反射層の材料の熱膨張係数が基板の熱膨張係数に近い値を有しており、温度上昇時における反射層と基板との間に生じる歪応力を小さくすることが必要である。これらの３つの条件を満たす反射層の材料は非常に限定される。
また、基板を直接的に加工する場合には、レーザ光を反射する傾斜面の加工を高い精度で実行する必要があるが、その実現は困難である。また、傾斜面の加工の精度だけでなく、基板をエッチングするときに基板の表面荒さが大きくなったり、基板の角が丸くなったりする問題も生じる。
しかしながら、上記した各実施の形態のレーザ装置１００によれば、基板１の凹部７の平面の底面７ｂに反射部材３が設置されるため、上記した基板を加工することによって反射面を形成すること、または、基板に反射層を直接形成することに起因した問題が生じない。
（実施の形態のレーザ装置１００と特許文献４に開示されたレーザ装置との対比）
前述の問題を解消するために、特開２００３－１８８４５４号公報（特許文献４）には、レーザ光を上方に向かって反射するように基板に反射面が設けられているレーザ装置が開示されている。この反射面は、基板のＶ字加工によって形成されている。
基板にＶ字の掘り込みを入れる場合においても、特許文献３に開示の技術と同様の問題が生じる。加えて、Ｖ字に加工された傾斜面上に反射層が形成され、反射層の大半がＶ字の溝から突出する場合においては、反射層の固定が困難であるため、反射層の状態が安定しない。
したがって、反射層の大きさを考慮に入れてＶ字の溝の深さ、および、Ｖ字の溝の幅を決定する必要がある。そのため、Ｖ字の溝に起因した設計の制約が生じる。また、大きなＶ字の溝が必要である場合には、そのＶ字の溝に対応した厚くかつ大きな基板が必要になる。その結果、レーザ装置が大型化する。その結果、コンパクトである半導体レーザ素子の利点が失われる。
しかしながら、上記した各実施の形態のレーザ装置１００によれば、基板１の凹部７の平面の底面７ｂに反射部材３が設置されるため、上記したＶ字の溝を基板に設けることに起因した問題が生じない。
１ 基板
１ａ 主表面
２ レーザ発振部
２ａ 赤色レーザ素子
２ｂ 青色レーザ素子
２ｃ 緑色レーザ素子
３ 反射部材
３ａ 反射層
３ｂ 土台部
４ カバー部材
４ａ 透光性部
７ 凹部
７ａ 側面
７ｂ 底面
８ 放熱部材
９ 接着剤
２０ 発光層
２０ａ 出射面
２０ｂ レーザ素子の側面
２１ 第１主外表面
２２ 第２主外表面
３０ 傾斜面
７１ 中央部
７２ 周辺部
１００ レーザ装置
Ｌ レーザ光
Ｌ１ レーザビーム
Ｌ２ レーザビーム
Ｌ３ レーザビーム

Claims (12)

  1. 主表面および前記主表面に設けられた凹部を含む基板と、
    前記主表面に対して直接接触するようにまたは接着剤を媒介として固定され、前記主表面に沿ってレーザ光を出射する出射面を有するレーザ発振部と、
    前記凹部の底面に対して固定され、前記レーザ光を反射する位置に前記主表面に対して斜めに傾いた傾斜面を有する反射部材と、を備え、
    前記傾斜面の少なくとも一部が、前記凹部の内側の空間に位置付けられ、
    前記底面は、前記反射部材が固定された中央部と、前記中央部を取り囲む周辺部と、を含み、
    前記周辺部が、前記中央部よりも低い、レーザ装置。
  2. 前記レーザ発振部および前記主表面を覆うように前記基板に取り付けられたカバー部材をさらに備え、
    前記カバー部材は、前記傾斜面で反射した前記レーザ光を透過する透光性部を含んでいる、請求項１に記載のレーザ装置。
  3. 前記レーザ発振部は、前記レーザ光を構成する複数のレーザビームをそれぞれ出射する複数のレーザ素子を含み、
    前記複数のレーザ素子は、前記複数のレーザビームのそれぞれが所定の一方向に沿って出射されるように配置されている、請求項１に記載のレーザ装置。
  4. 前記出射面が、前記凹部の内側の空間の上方に位置付けられているか、または、前記凹部の側面と同一面内に配置されている、請求項１に記載のレーザ装置。
  5. 前記レーザ発振部は、前記出射面を有する発光層を含む積層構造体の半導体レーザ素子を含み、
    前記積層構造体は、前記発光層に相対的に近い第１主外表面と、前記発光層から相対的に遠い第２主外表面と、を含み、
    前記第１主外表面と前記主表面とが、直接接触するか、または、前記接着剤を介して固定された、請求項１に記載のレーザ装置。
  6. 前記レーザ発振部の周囲空間が密閉状態になるように、前記基板と前記カバー部材との間の隙間が封止されている、請求項２に記載のレーザ装置。
  7. 前記基板は、前記主表面とは反対側にある裏側面を含み、
    前記レーザ発振部に対向する位置の前記裏側面の上に前記基板の熱貫流率よりも高い熱貫流率を有する放熱部材をさらに備えた、請求項１に記載のレーザ装置。
  8. 前記複数のレーザ素子は、赤色のレーザビームを発する赤色レーザ素子と、緑糸のレーザビームを発する緑色レーザ素子、青色のレーザビームを発する青色レーザ素子を含み、
    前記青色レーザ素子が前記赤色レーザ素子と前記緑色レーザ素子との間に設けられた、請求項３に記載のレーザ装置。
  9. 前記レーザ発振部は、レーザ光を出射するＩＩＩ－Ｖ族半導体を含み、
    前記基板の熱膨張係数が２．６×１０－６／Ｋ～８．８×１０－６／Ｋの範囲内にある、請求項１に記載のレーザ装置。
  10. 前記傾斜面は、銀の層の表面である、請求項１に記載のレーザ装置。
  11. 前記反射部材は、前記凹部の内側の空間で前記レーザ光の少なくとも一部を反射する、請求項１に記載のレーザ装置。
  12. 前記反射部材の傾斜面の下端の高さ位置と前記反射部材の下側面の傾斜面側の端の高さ位置とが異なる、請求項１に記載のレーザ装置。
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