JP7372308B2 - 半導体レーザモジュール - Google Patents

Description

本開示は、半導体レーザモジュールに関する。

従来、高パワーのレーザ光が加工用途において利用されている。このような高パワーのレーザ光を出射する光源として半導体レーザチップが用いられている。半導体レーザチップからの出射光は発散するため、半導体レーザチップとコリメータ素子（平行光化素子）とを組み合わせた半導体レーザモジュールが用いられている（例えば、特許文献１など参照）。

特許文献１に記載された半導体装置においては、半導体レーザチップが配置されるステムに半導体レーザチップからの出射光をコリメートする放物面状の反射面（つまり、ミラー面）を有する凹面反射鏡が設けられている。これにより、コリメータ素子を別途設けることなしに、半導体レーザチップからの出射光をコリメートしようとしている。

特開昭６０－１８２７８１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された半導体装置においては、金属などからなるステムに反射面を形成するため、反射面を有する素子を単体で形成する場合より、放物面状の反射面の形成が困難である。

本開示は、このような課題を解決するものであり、半導体レーザチップと、ミラー面を有するコリメータ素子とを有する半導体レーザモジュールであって、ミラー面の形成が容易な半導体レーザモジュールを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様は、少なくとも一つの半導体レーザチップと、少なくとも一つの第１コリメータ素子と、前記少なくとも一つの半導体レーザチップと前記少なくとも一つの第１コリメータ素子とが内部に配置されるパッケージとを備え、前記パッケージは、平板状の底部と開口が形成された天面部とを有する有底筒状の本体と、前記天面部に取り付けられるキャップ部材と、前記キャップ部材に配置され、透光性を有する窓部材とを有し、前記少なくとも一つの半導体レーザチップの各々は、レーザ光を出射する出射点を有し、前記少なくとも一つの半導体レーザチップの各々は、前記レーザ光の出射方向と前記底部の主面とが平行となるよう前記底部に配置され、前記レーザ光の伝搬方向と垂直な第１の軸方向における発散角は、前記伝搬方向及び前記第１の軸と垂直な第２の軸方向における発散角より大きく、前記少なくとも一つの第１コリメータ素子の各々は、前記パッケージ内において前記出射点に対向して配置される凹型のミラー面を有し、前記ミラー面は、前記レーザ光を前記開口に向けて反射し、かつ、前記レーザ光の前記第１の軸方向における発散角を低減する。

このように第１コリメータ素子は、特許文献１に記載された凹面反射鏡とは異なり、筐体の一部と一体化されなくてよい。したがって、第１コリメータ素子を単体で形成することができるため、所望の形状を有するミラー面を有する第１コリメータ素子を容易に形成できる。

また、ミラー面によってレーザ光をコリメートするため、透過型のコリメータレンズの出射面においてレーザ光をコリメートする場合より、出射点に近い位置で、つまりレーザ光の発散によるスポット径の増大幅が比較的小さい位置で、レーザ光をコリメートできる。したがって、ファスト軸（第１の軸）において、より小さいスポット径を有するレーザ光を形成できる。これに伴い、レーザ光の高密度化が可能となる。また、ファスト軸におけるレーザ光のスポット径を低減できるため、レーザ光のファスト軸及びスロー軸（第２の軸）におけるスポット径の比を、所定の値にするために必要な光学距離を低減できる。したがって、半導体レーザモジュールを小型化することが可能となる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記底部に接合される少なくとも一つのサブマウントをさらに備え、前記少なくとも一つの半導体レーザチップの各々は、前記少なくとも一つのサブマウントを介して、前記底部に接合されてもよい。

このようなサブマウントに半導体レーザチップを実装することにより、半導体レーザチップで発生する熱をサブマウントを介して放散できる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記少なくとも一つのサブマウントの各々の表面は、前記レーザ光の出射方向と交差する方向に延びる前面を含み、前記少なくとも一つの第１コリメータ素子の各々は、前記ミラー面が前記前面に対向するように配置されてもよい。

このように半導体レーザチップが実装されるサブマウントとは別に第１コリメータ素子を設けられる。これにより、第１コリメータ素子をサブマウントと一体的に形成する場合より、第１コリメータ素子を容易に形成できる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、少なくとも一つの第２コリメータ素子をさらに備え、前記少なくとも一つの第２コリメータ素子の各々は、前記少なくとも一つの第１コリメータ素子の各々で反射された前記レーザ光の前記第２の軸方向における発散角を低減してもよい。

これにより、半導体レーザチップからのレーザ光を第１の軸及び第２の軸の両方向の発散角を低減することで、コリメートできる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記キャップ部材は、前記本体側に配置される内側面と、前記内側面の裏側に配置される外側面とを有し、前記少なくとも一つの第２コリメータ素子は、前記外側面に配置されてもよい。

これにより、第２コリメータ素子がキャップ部材の内側面に配置される場合より、パッケージの寸法を低減できる。また、第２のコリメータ素子として、キャップ部材側の面が平面であり、当該面の裏側の面（外側の面）がシリンドリカル面などの凸形状を有する面であるレンズを用いることで、第２コリメータ素子の収差を低減できる。したがって、半導体レーザモジュールからの出射光のビーム品質の劣化を抑制できる。なお、この明細書では、シリンドリカル面とは、レンズやミラーの表面に平行な一方向について、曲率を持っていない面であり、シリンドリカル面には、前述の一方向と垂直な方向について曲率が一定の円筒面だけでなく、前述の一方向と垂直な方向について曲率が変化する面（例えば、放物柱面など）も含むこととする。またこの明細書でのシリンドリカルレンズやシリンドリカルミラーは、前述のシリンドリカル面を有するレンズやミラーのことである。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記キャップ部材は、前記本体側の面である内側面と、前記内側面の裏側に配置される外側面とを有し、前記少なくとも一つの第２コリメータ素子は、前記内側面に配置されてもよい。

これにより、第２コリメータ素子がキャップ部材の外側面に配置される場合より、キャップ部材の外側面を平坦化できる。このため、キャップ部材の外側面に追加部品を容易に実装できる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記少なくとも一つの第２コリメータ素子と前記窓部材とは一体成形されてもよい。

これにより、半導体レーザモジュールの部品点数を削減できるため、組立工程を簡素化できる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記パッケージは、内部の空間を封止してもよい。

これにより、パッケージの内部の空間に配置された光学素子などの汚染を抑制できる。例えば、レーザ光が紫外から青色にかけての短波長帯域の光である場合、樹脂などから発生するシロキサン（ｓｉｌｏｘａｎｅ）が光の強度が高い領域に引き寄せられて光学素子の光路上に堆積する。このように光学素子が汚染されることで、ビーム品質劣化などの問題が発生し得る。本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様によれば、パッケージを封止することで、パッケージの外部から内部にシロキサンが流入することを抑制できるため、光学素子がシロキサンで汚染されることを抑制できる。したがって、レーザ光のビーム品質劣化を抑制できる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記少なくとも一つの半導体レーザチップ及び前記少なくとも一つの第１コリメータ素子は、樹脂を含まない接合部材で前記パッケージに接合されていてもよい。

これにより、封止されたパッケージ内に存在するシロキサンの量を低減できるため、例えば、レーザ光が紫外から青色にかけての短波長帯域の光である場合にも、シロキサンによる光学素子の汚染及びそれに伴うレーザ光のビーム品質劣化を抑制できる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記出射点から、前記少なくとも一つの第１コリメータ素子のうち前記レーザ光が入射する第１コリメータ素子のミラー面までの光学距離は、３０μｍ以上、３００μｍ以下であってもよい。

このように、出射点から第１コリメータ素子のミラー面までの距離を低減することで、出射点に近い位置で、つまりレーザ光の発散によるスポット径の増大幅が比較的小さい位置で、レーザ光をコリメートできる。したがって、第１の軸において、より小さいスポット径を有するレーザ光を形成できる。これに伴い、レーザ光の高密度化が可能となる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記出射点から、前記少なくとも一つの第２コリメータ素子のうち前記レーザ光が入射する第２コリメータ素子までの光学距離は、１４５０μｍ以上、４２００μｍ以下であってもよい。

出射点から第２コリメータ素子までの光学距離が１４５０μｍ以上であることにより、出射点から第１コリメータ素子までの光学距離が７００μｍ程度と比較的大きい場合でも、第１コリメータ素子と、第２コリメータ素子との干渉を抑制できる。また、出射点から第２コリメータ素子までの光学距離が４２００μｍ以下であることにより、レーザ光の第２の軸におけるスポット径ＢＤＳを１０００μｍ以下程度に抑制できる。このため、一般的な先端レンズ付き光ファイバの先端レンズにレーザ光を入射する際に発生する損失を抑制できる。また、半導体レーザモジュールの大型化を抑制できる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記出射点から、前記少なくとも一つの第２コリメータ素子のうち前記レーザ光が入射する第２コリメータ素子までの光学距離は、９００μｍ以上、４２００μｍ以下であってもよい。

出射点から第２コリメータ素子までの光学距離が９００μｍ以上であることにより、出射点から第１コリメータ素子までの光学距離が７００μｍ程度と比較的大きい場合でも、第１コリメータ素子と、第２コリメータ素子との干渉を抑制できる。また、出射点から第２コリメータ素子までの光学距離が４２００μｍ以下であることにより、レーザ光の第２の軸におけるスポット径ＢＤＳを１０００μｍ以下程度に抑制できる。このため、一般的な先端レンズ付き光ファイバの先端レンズにレーザ光を入射する際に発生する損失を抑制できる。また、半導体レーザモジュールの大型化を抑制できる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記キャップ部材及び前記天面部の少なくとも一方は、前記底部の平面視において前記キャップ部材と前記天面部とが重なる接合領域に、前記底部の主面に垂直な方向の位置に応じて断面積が変化する第１突起部と、前記底部の主面に垂直な方向の位置に応じて断面積が変化しない第２突起部とを有してもよい。

例えば、キャップ部材と天面部との間が第１突起部を用いたプロジェクション抵抗溶接によて接合される場合にも、第２突起部の形状はほとんど変化しないため、第２突起部によって、キャップ部材の天面部に対する位置精度を高めることができる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記少なくとも一つの半導体レーザチップは、複数の半導体レーザチップを含み、前記少なくとも一つの第１コリメータ素子は、前記複数の半導体レーザチップのすべての前記出射点に対向して配置される一つの第１コリメータ素子を含んでもよい。

これにより、第１コリメータ素子の個数を削減できる。また、すべてのレーザ光が同一の第１コリメータ素子でコリメート及び反射されるため、複数のレーザ光間の位置ずれを抑制できる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記少なくとも一つの第１コリメータ素子の各々の前記レーザ光の出射方向における最大幅は、前記ミラー面の出射方向における最大幅の２倍以上であってもよい。

これにより、第１コリメータ素子のレーザ光の出射方向における幅がミラー面の最大幅程度である場合より、ミラー面以外の部分が大きくなるため、第１コリメータ素子のハンドリングを容易化できる。また、例えば、第１コリメータ素子をパッケージの底部などに接合する場合に、第１コリメータ素子のレーザ光の出射方向における幅がミラー面の最大幅程度である場合より、接合面積を拡大できる。したがって、第１コリメータ素子と底部などとの接合強度を増大できる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記パッケージの外側に配置されるビームツイスタをさらに備えてもよい。

これにより、レーザ光を光軸に対して所定の角度だけ回転させることができる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記少なくとも一つの第１コリメータ素子により反射された前記レーザ光を受光する先端レンズ付き光ファイバをさらに備えてもよい。

これにより、レーザ光を容易に光ファイバに導入できる。また、光ファイバとレンズとが一体化されているため、光軸調整の手間を削減できる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記少なくとも一つの第２コリメータ素子の各々は、凸面部を備え、前記出射点の個数をｎ（ただし、ｎ≧１）、前記出射点から、前記レーザ光の光軸上における前記ミラー面までの光学距離をＬＦＡＣ、前記レーザ光の前記凸面部における前記第２の軸におけるスポット径をＢＤＳとして
ＢＤＳ＞１．１×ＬＦＡＣ×１．５×ｎ
が成り立ってもよい。

これにより、ｎ個のレーザ光を第１の軸方向に配列する際に、ｎ個のレーザ光の第１の軸におけるスポット径に対して、第２の軸におけるスポット径が小さくなりすぎることを抑制できる。したがって、断面が円形の光ファイバなどにｎ個のレーザ光を導入する際に、光ファイバの断面全体を有効に利用することができる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、隣り合う二つの前記出射点間の距離は、ＢＤＳの１．２倍以上であってもよい。

これにより、隣り合う二つのレーザ光が干渉することを抑制できる。

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記本体は、前記底部の外縁に沿って配置される側部を有し、前記側部は、前記半導体レーザチップと電気的に接続される複数のリードピンを有してもよい。

このようなリードピンを用いることで、パッケージの外部から半導体レーザチップに容易に電力を供給できる。

本開示によれば、半導体レーザチップと、ミラー面を有するコリメータ素子とを有する半導体レーザモジュールであって、ミラー面の形成が容易な半導体レーザモジュールを提供できる。

図１は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な平面図である。 図２は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な第１の断面図である。 図３は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な第２の断面図である。 図４は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な第１の断面図である。 図５は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な第２の断面図である。 図６Ａは、比較例に係る第１コリメータ素子を示す模式的な側面図である。 図６Ｂは、実施の形態１に係る第１コリメータ素子を示す模式的な側面図である。 図７は、比較例及び実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの第２の軸における作用を説明する模式図である。 図８は、実施の形態１に係る第１コリメータ素子に求められる条件を説明する模式図である。 図９は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの製造方法の第１工程を示す模式的な断面図である。 図１０は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの製造方法の第２工程を示す模式的な断面図である。 図１１は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの製造方法の第３工程を示す模式的な断面図である。 図１２は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの製造方法の第４工程を示す模式的な断面図である。 図１３は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの製造方法の第５工程を示す模式的な断面図である。 図１４は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの製造方法の第６工程を示す模式的な断面図である。 図１５は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの製造方法の第７工程を示す模式的な断面図である。 図１６は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの製造方法の第８工程を示す模式的な断面図である。 図１７は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールの製造方法の第９工程を示す模式的な断面図である。 図１８は、実施の形態２に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な平面図である。 図１９は、実施の形態２に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な第１の断面図である。 図２０は、実施の形態２に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な第２の断面図である。 図２１は、実施の形態２に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な第１の断面図である。 図２２は、実施の形態２に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な第２の断面図である。 図２３は、実施の形態２に係る第２コリメータ素子と、レーザ光との関係を示す模式図である。 図２４は、実施の形態３に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な平面図である。 図２５は、実施の形態３に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な第１の断面図である。 図２６は、実施の形態３に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な第２の断面図である。 図２７は、実施の形態４に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な平面図である。 図２８は、実施の形態４に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な第１の断面図である。 図２９は、実施の形態４に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な第２の断面図である。 図３０は、実施の形態５に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な第１の断面図である。 図３１は、実施の形態５に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な第２の断面図である。 図３２は、実施の形態６に係る半導体レーザモジュールのキャップ部材及び窓部材を除く構成を示す模式的な平面図である。 図３３は、実施の形態６に係る半導体レーザモジュールのキャップ部材及び窓部材を除く構成を示す模式的な断面図である。 図３４は、実施の形態６に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な平面図である。 図３５は、実施の形態６に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な断面図である。 図３６は、実施の形態６に係る窓部材の形状を示す模式的な断面図である。 図３７は、実施の形態７に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な平面図である。 図３８は、実施の形態７に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な断面図である。 図３９は、実施の形態７に係る窓部材の形状を示す模式的な断面図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、及び、構成要素の配置位置や接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

また、本明細書において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」及び「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔をあけて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに接する状態で配置される場合にも適用される。

（実施の形態１）
実施の形態１に係る半導体レーザモジュールについて説明する。

［１－１．全体構成］
まず、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールの全体構成について図１～図３を用いて説明する。図１、図２及び図３は、それぞれ本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１０の全体構成を示す模式的な平面図、第１の断面図及び第２の断面図である。図２においては、図１に示されるＩＩ－ＩＩ線における断面が示されている。図３においては、図１に示されるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面が示されている。なお、これらの図及び以下の図において、鉛直方向をｚ軸方向とし、ｚ軸方向に垂直であり、かつ、互いに垂直な二つの方向をｘ軸方向及びｙ軸方向としている。図において、ｘ軸の正の方向、ｙ軸の正の方向と、ｚ軸の正の方向は、右手系座標系となるように描かれており、例えば、図１において記載のないｚ軸の正の方向は紙面に垂直で手前の方向を向いており、図２において記載のないｘ軸の正の方向は紙面に垂直で奥の方向を向いている。

半導体レーザモジュール１０は、レーザ光を出射するモジュールであり、図１～図３に示されるように、パッケージ２０を備える。半導体レーザモジュール１０は、図２及び図３に示されるように、半導体レーザチップ４０と、第１コリメータ素子５０とをさらに備える。本実施の形態では、半導体レーザモジュール１０は、第２コリメータ素子３１と、サブマウント４２と、ヒートシンク４４とをさらに備える。

パッケージ２０は、少なくとも一つの半導体レーザチップ４０と、少なくとも一つの第１コリメータ素子５０とが内部に配置される筐体である。パッケージ２０は、本体２１と、天面部２５に取り付けられたキャップ部材２６と、窓部材２７とを有する。

本体２１は、平板状の底部２２と開口２１ａが形成された天面部２５とを有する有底筒状の部材である。開口２１ａは、本体２１における底部２２が配置される端部の反対側の端部に形成された第１開口の一例である。本実施の形態では、本体２１は、底部２２と、側部２３とを有する。

底部２２は、本体２１の底に位置する平板状部材である。本実施の形態では、底部２２は、矩形の平板状部材であり、底部２２における、パッケージ２０の内側に位置する主面に、半導体レーザチップ４０などが配置される。底部２２を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、Ｃｕ又はＣｕ系合金であってもよい。このような熱伝導率の高い材料を用いることで、半導体レーザチップ４０などから発生する熱の放散を促進できる。

側部２３は、底部２２におけるパッケージ２０の内側の主面に立設される筒状部材である。側部２３の一方の開口端部に底部２２が配置される。また、他方の開口端部である天面部２５にキャップ部材２６が配置される。言い換えると、天面部２５は、側部２３の端面のうち、キャップ部材２６と対向する面である。本実施の形態では、側部２３は、底部２２の外縁に沿って配置され、両端部に開口が形成された筒状の部材である。側部２３には矩形の開口が形成されている。側部２３の天面部２５に形成された開口が上述した第１開口（開口２１ａ）である。側部２３と底部２２との間は、例えば、ろう材などのはんだより融点が高い接合部材によって気密に接合される。

側部２３は、半導体レーザチップ４０と電気的に接続される複数のリードピン２４を有する。図１及び図２に示される例では、側部２３は、二つのリードピン２４を有する。図２に示されるように、リードピン２４は、パッケージ２０の外部から側部２３を貫通してパッケージ２０の内部に延びる。側部２３がこのようなリードピン２４を有することにより、パッケージ２０の外部から半導体レーザチップ４０に容易に電力を供給できる。リードピン２４を形成する材料は導電性材料であれば特に限定されないが、例えば、Ｃｕ、Ｃｕ系の合金、Ｆｅ又はＦｅ系の合金である。図示しないが、側部２３のうち、リードピン２４を囲む部分は、例えば低融点ガラスなどの絶縁性部材で形成される。これにより、リードピン２４とパッケージ２０とを絶縁できる。また、側部２３のうち、リードピン２４及びそれを囲む部分以外の部分を形成する材料は特に限定されないが、例えば、Ｆｅ又はＦｅ系の合金などであってもよい。

天面部２５は、図２及び図３に示されるように、底部２２の平面視においてキャップ部材２６と天面部２５とが重なる接合領域２０ｃに、底部２２の主面に垂直な方向の位置に応じて断面積が変化する第１突起部６１と、底部２２の主面に垂直な方向の位置に応じて断面積が変化しない第２突起部６３とを有する。なお、以下では、底部２２の平面視とは、底部２２の主面の平面視を意味する。

第１突起部６１は、天面部２５とキャップ部材２６とをプロジェクション抵抗溶接によって接合するための部分である。図２及び図３に示されるように、第１突起部６１は、断面が三角形状の突起であり、底部２２から遠ざかるにしたがって断面積が減少する。言い換えると、第１突起部６１の幅（つまり、第１突起部６１の長手方向に垂直な断面における幅）は、底部２２から遠ざかるにしたがって減少する。第１突起部６１は、開口２１ａの周囲の全周にわたって連続的に形成されている。これにより、天面部２５とキャップ部材２６との間の気密を保持することができる。

第２突起部６３は、本体２１の天面部２５に対するキャップ部材２６の位置決めを行うための部分である。本実施の形態では、第２突起部６３は、開口２１ａの周囲の全周にわたって形成されている。これにより、天面部２５に対するキャップ部材２６の位置決めをより精密に行うことができる。なお、第２突起部６３は、必ずしも、開口２１ａの周囲の全周にわたって形成されていなくてもよい。例えば、第２突起部６３は、開口２１ａの周囲に沿って断続的に（言い換えると、離散的に）形成されていてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る天面部２５は、第１突起部６１と第２突起部６３とを有することにより、キャップ部材２６と天面部２５との間が第１突起部６１を用いたプロジェクション抵抗溶接によって接合される場合にも、第２突起部６３の形状はほとんど変化しないため、第２突起部６３によって、キャップ部材２６の天面部２５に対する位置精度を高めることができる。

キャップ部材２６は、本体２１の天面部２５に取り付けられる部材である。キャップ部材２６は、本体２１側に配置される内側面と、内側面の裏側に配置される外側面とを有する。図１に示されるように、キャップ部材２６は、底部２２の平面視において、開口２１ａの周囲の全周にわたって天面部２５と重なる。キャップ部材２６には、底部２２の平面視において、本体２１の開口２１ａと重なる位置に開口２６ａが形成されている。開口２６ａは、キャップ部材２６の平面視における中央付近において、キャップ部材２６を貫通する第２開口の一例である。キャップ部材２６を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、Ｆｅ又はＦｅ系の合金などであってもよい。

キャップ部材２６は、図２及び図３に示されるように、底部２２の平面視においてキャップ部材２６と天面部２５とが重なる接合領域２０ｃに、底部２２の主面に垂直な方向の位置に応じて断面積が変化する第１突起部６２を有する（底部２２の平面視における接合領域２０ｃについては図１を参照されたい）。第１突起部６２は、キャップ部材２６の内側面に配置される。

第１突起部６２は、天面部２５とキャップ部材２６とをプロジェクション抵抗溶接によって接合するための部分である。図２及び図３に示されるように、第１突起部６２は、断面が三角形状の突起であり、底部２２に近づくにしたがって断面積が減少する。言い換えると、第１突起部６２の幅（つまり、第１突起部６２の長手方向に垂直な断面における幅）は、底部２２に近づくにしたがって減少する。第１突起部６２は、開口２１ａの周囲の全周にわたって連続的に形成されている。これにより、天面部２５とキャップ部材２６との間の気密を保持することができる。さらに、本実施の形態では、第１突起部６１及び６２による二重プロジェクション抵抗溶接を用いることによって、単一のプロジェクション溶接抵抗を用いる場合より、天面部２５とキャップ部材２６との間の気密保持性能を高めることができる。

窓部材２７は、キャップ部材２６に配置され、透光性を有する部材である。本実施の形態では、窓部材２７は、キャップ部材２６の開口２６ａを塞ぐ。本実施の形態では、第２コリメータ素子３１と、窓部材２７とが一体成形されている。図２及び図３に示されるように、窓部材２７のうち、レーザ光の光軸を含む部分が第２コリメータ素子３１である。なお、図２及び図３において、レーザ光が伝搬する領域の端部が破線で示されている。このように、第２コリメータ素子３１と、窓部材２７とを一体化することで、半導体レーザモジュール１０の部品点数を削減できるため、組立工程を簡素化できる。

また、窓部材２７は、第２コリメータ素子３１の周囲に配置される平板部２８を有する。平板部２８は、キャップ部材２６と接合される。窓部材２７を形成する材料は、透光性材料であれば特に限定されない。窓部材２７は、例えば、ガラスで形成される。本実施の形態では、窓部材２７と、キャップ部材２６との間は、接合部材２９によって気密に接合される。接合部材２９は、特に限定されないが、例えば、低融点ガラスなどを用いることができる。

また、窓部材２７には、図１に示されるようにレーザ光と第２コリメータ素子３１との光軸調整を行うための印であるアライメントマークＡｍが形成されている。アライメントマークＡｍの位置にレーザ光のスポットＳｐの位置を合わせることで、第２コリメータ素子の光軸調整を容易に行うことができる。

以上のように、本実施の形態に係るパッケージ２０の各構成要素間は、気密に接合される。つまり、パッケージ２０は、内部の空間を封止する。これにより、パッケージ２０の内部の空間に配置された光学素子などの汚染を抑制できる。例えば、レーザ光が紫外から青色にかけての短波長帯域の光である場合、樹脂などから発生するシロキサン（ｓｉｌｏｘａｎｅ）が光の強度が高い領域に引き寄せられて光学素子の光路上に堆積する。このように光学素子が汚染されることで、ビーム品質劣化などの問題が発生し得る。本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１０によれば、パッケージ２０を封止することで、パッケージ２０の外部から内部にシロキサンが流入することを抑制できるため、光学素子がシロキサンで汚染されることを抑制できる。したがって、レーザ光のビーム品質劣化を抑制できる。

半導体レーザチップ４０は、半導体レーザモジュール１０の光源であり、２つの端面を有する光導波路と、一方の端面に配置される出射点４０ａとを有する半導体発光素子である。より詳しくは、半導体レーザチップ４０は、基板と、基板上に積層された半導体積層構造と、半導体積層構造に形成された例えば１０μｍ以上５００μｍ以下程度の幅の光導波路とを有する。半導体積層構造における発光層の出射側側面に相当する点が出射点４０ａである。半導体レーザチップ４０の構成は、レーザ光を出射できれば特に限定されない。本実施の形態では、半導体レーザチップ４０は、紫外又は青色の短波長帯域のレーザ光を出射する窒化物系半導体レーザチップである。

半導体レーザチップ４０は、レーザ光の出射方向と底部２２の主面とが平行となるよう底部２２に配置される。本実施の形態では、図２に示されるように、出射点４０ａからのレーザ光の出射方向は、ｙ軸方向であり、底部２２の主面は、ｘｙ平面に平行である。半導体レーザチップ４０は、サブマウント４２を介して底部２２に接合される。

半導体レーザチップ４０から出射するレーザ光は、上記の半導体積層構造の積層方向と平行な方向のビーム軸である第１の軸（ファスト軸）と、伝搬方向と垂直かつ積層方向と垂直な方向のビーム軸である第２の軸（スロー軸：Ｓ軸）を有する。レーザ光の第１の軸方向における発散角θｖｍａｘは、第２の軸方向における発散角θｈより大きい。本実施の形態では、出射点４０ａから第１コリメータ素子５０までの間における第１の軸及び第２の軸は、それぞれｚ軸及びｘ軸と平行な軸である。

半導体レーザチップ４０は、リードピン２４とワイヤＷによって電気的に接続される。本実施の形態では、低電位が印加されるリードピン２４と半導体レーザチップのｎ側電極（不図示）とがワイヤＷによって接続される。また、高電位が印加されるリードピン２４と半導体レーザチップのｐ側電極（不図示）とがワイヤＷによって接続される。これにより、半導体レーザチップ４０にリードピン２４を介して電力が供給される。図２には、リードピン２４とｐ側電極とを接続するワイヤＷは図示されていない。

サブマウント４２は、底部２２に接合される基台である。サブマウント４２には、半導体レーザチップ４０が実装される。本実施の形態では、サブマウント４２は、直方体状の形状を有し、サブマウント４２の表面は、レーザ光の出射方向（ｙ軸方向）と交差する方向に延びる前面４２ｆを含む。前面４２ｆは、ｚｘ平面に平行である。サブマウント４２を形成する材料は、特に限定されない。サブマウント４２を形成する材料として、例えば、単結晶基板（Ｓｉ基板、ＳｉＣ基板など）、セラミック（ＡｌＮ基板、ＳｉＣ基板など）、ダイヤモンド基板、合金（Ｃｕ－Ｗ、Ｃｕ－Ｍｏなど）、複合材料（Ｍｇ－ＳｉＣ、Ｃｕ－ダイヤモンド、Ａｇ－ダイヤモンドなど）を用いることができる。本実施の形態では、サブマウント４２は、ヒートシンク４４を介して底部２２に接合される。つまり、半導体レーザチップ４０は、サブマウント４２及びヒートシンク４４を介して底部２２に接合される。半導体レーザチップ４０は、接合部材４１によってサブマウント４２に接合される。接合部材４１を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、ＡｕＳｎはんだである。

また、サブマウント４２は、接合部材４３を介してヒートシンク４４に接合される。接合部材４３として、例えば、ＡｕＳｎはんだを用いることができる。

ヒートシンク４４は、底部２２に接合される基台であり、半導体レーザチップ４０などが発生する熱を放散する。本実施の形態では、ヒートシンク４４は、直方体状の形状を有し、接合部材４５を介して底部２２の主面に接合される。ヒートシンク４４を形成する材料は、熱伝導率が高い材料であれば特に限定されず、例えば、Ｃｕ系材料である。接合部材４５として、例えば、接合部材４３より融点の低い低融点はんだ（融点：１４０℃～２５０℃。Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｉｎの内の一つ以上材料の組み合わせで構成される材料、例えば、ＳｎＡｇＣｕ）などを用いることができる。また、ヒートシンク４４と接合部材４３及び４５との間の接合強度を高めるために、ヒートシンク４４の表面にメッキ処理を施してもよい。例えば、ヒートシンク４４の表面にＮｉ－Ａｕメッキを施してもよい。

第１コリメータ素子５０は、一次元凹ミラーであり、パッケージ２０内において半導体レーザチップ４０の出射点４０ａに対向して配置される。第１コリメータ素子５０は、ミラー面５０ｒを有するシリンドリカルミラーである。ミラー面５０ｒは、表面に平行な一方向について曲率を持っておらず、当該一方向と垂直な断面が凹型の形状を有する。凹型の反射面は、光学設計に応じて、球面、非球面、放物面などを選択することができる。第１コリメータ素子５０は、第１の軸に対して凹型の反射面となるように配置される。ミラー面５０ｒは、レーザ光を開口２１ａに向けて反射し、かつ、レーザ光の第１の軸方向における発散角を低減する。本実施の形態では、ミラー面５０ｒは、ｙ軸方向に伝搬するレーザ光をｚ軸方向に反射し、レーザ光の向きを９０°変化させる。ミラー面５０ｒによって反射されたレーザ光は、第２コリメータ素子３１に入射される。これを可能とするために、底部２２の平面視において、ミラー面５０ｒと、開口２１ａ及び開口２６ａとが重なるように、第１コリメータ素子５０が配置される。言い換えると、ミラー面５０ｒのｘ軸方向及びｙ軸方向の位置が、開口２１ａ及び開口２６ａのｘ軸方向及びｙ軸方向の位置と一致するように第１コリメータ素子５０が配置される。

ミラー面５０ｒは、半導体レーザチップ４０の出射面の出射点４０ａを焦点とする放物面状の形状を有する。なお、ミラー面５０ｒは、ｘ軸方向に曲率を持っていないｘ軸方向と平行な放物柱面である。これにより、出射点４０ａから出射したレーザ光の第１の軸方向における発散角を低減できる。つまり、ミラー面５０ｒはレーザ光を第１の軸方向における発散角を低減する。このように、本実施の形態に係る第１コリメータ素子５０によれば、レーザ光の反射による光軸変換と、コリメートとを同時に行うことができる。したがって、半導体レーザモジュール１０の部品点数を削減できる。また、第１コリメータ素子５０の位置調整などの手間を削減できる。また、半導体レーザチップ４０は、サブマウント４２から第１コリメータ素子５０に向かって突出するように、サブマウント４２上に配置されている。ミラー面５０ｒと隣接する第１コリメータ素子５０のサブマウント４２と対向する面の延長面上に、ミラー面５０ｒの焦点が位置するように、第１コリメータ素子５０を形成することが好ましい。こうすることで、半導体レーザチップ４０の出射面の出射点４０ａを前述の延長面上に位置合わせすることで、出射点４０ａをミラー面５０ｒの焦点に合わせることができる。

また、レーザ光の光軸を鉛直方向（図１～図３のｚ軸方向）とすることで、レーザ光のスポット位置を目視にて確認できるため、光軸のビジュアルアライメントを容易に行うことができる。これにより、半導体レーザモジュール１０の生産性が向上するため、低コスト化を実現できる。なお、ミラー面５０ｒで反射されたレーザ光の第１の軸は、ｙ軸に平行となる。

図２及び図３に示されるように、第１コリメータ素子５０は、直方体の上面の一辺を含む領域が切り欠かれた形状を有し、切り欠かれることで形成された面が放物面（ミラー面５０ｒ）である。なお、放物面であるミラー面５０ｒのｙｚ平面に平行な断面は、出射点４０ａ、又は、出射点４０ａを通りｘ軸方向に平行な直線上の点を焦点とする放物線状の形状を有する。また、ミラー面５０ｒには、レーザ光の反射率を高める反射膜が形成されていてもよい。反射膜として、例えば、誘電体多層膜を用いることができる。なお、反射膜は、金属膜であってもよい。

第１コリメータ素子５０は、ミラー面５０ｒがサブマウント４２の前面４２ｆに対向するように配置される。このように、半導体レーザチップ４０が実装されるサブマウント４２と一体的に形成されていない第１コリメータ素子５０が設けられる。これにより、第１コリメータ素子５０をサブマウント４２と一体的に形成する場合より、第１コリメータ素子５０を、放物面の精度を向上して、容易に形成できる。第１コリメータ素子５０を形成する材料は、限定されないが、例えば、ガラスであってもよい。このようにガラスを用いる場合には、所望の形状を有する第１コリメータ素子５０を高温金型プレスなどによって容易に形成できる。

第１コリメータ素子５０は、接合部材５１によってパッケージ２０に接合されている。本実施の形態では、第１コリメータ素子５０は、ヒートシンク４４を介してパッケージ２０に接合されている。また、接合部材５１は、樹脂を含まない。具体的には、接合部材５１として、樹脂を含まない低融点はんだなどを用いることができる。これにより、封止されたパッケージ内に存在するシロキサンの量を低減できるため、例えば、レーザ光が紫外から青色にかけての短波長帯域の光である場合にも、シロキサンによる光学素子の汚染及びそれに伴うレーザ光のビーム品質劣化を抑制できる。なお。パッケージを封止する前に、紫外線照射などによるオゾンクリーニングで、汚染及びそれに伴うレーザ光のビーム品質劣化をさらに抑制できる。第１コリメータ素子５０がガラスで形成される場合には、接合部材５１との接合強度を高めるために、第１コリメータ素子５０の接合部材５１との接合面に金属膜を形成してもよい。例えば、第１コリメータ素子５０の接合部材５１との接合面に、接合面側から順に、Ｔｉ、Ｐｔ及びＡｕを積層してもよい。金属膜は、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄの２つ以上を積層した金属膜であってもよい。接合面側から順に、第１コリメータ素子５０を形成するガラスと密着性のよい材料、接合部材５１に含まれるＳｎに対するバリア性のある材料、接合部材５１に含まれるＳｎの拡散しやすい材料を積層してもよい。

第２コリメータ素子３１は、第１コリメータ素子５０で反射されたレーザ光の第２の軸方向における発散角を低減する素子である。本実施の形態では、第２コリメータ素子３１は、第２の軸方向と光の進行方向で定義される面に対して、曲率を有し、底部２２に向かって凸型の形状を有するシリンドリカルレンズである。第２コリメータ素子３１は、図３に示されるように、第１コリメータ素子５０で反射されたレーザ光が入射するように、ミラー面５０ｒと対向して配置され、第２の軸であるｘ軸方向におけるレーザ光の発散角を低減する。また、上述したとおり、第２コリメータ素子３１は、窓部材２７と一体成形されている。第２コリメータ素子３１は、キャップ部材２６の外側面に配置される。これにより、第２コリメータ素子３１がキャップ部材２６の内側面に配置される場合より、パッケージ２０の寸法を低減できる。

第２コリメータ素子の表面のうち、レーザ光の入射面及び出射面には、レーザ光に対する無反射コート膜が形成されている。なお、無反射コート膜は、レーザ光の反射を抑制する膜であればよく、レーザ光を完全に反射させない膜に限定されない。

なお、半導体レーザモジュール１０に、光ファイバなどの他の光学素子などが組み合わせられてもよい。このような半導体レーザモジュールの構成例について図４及び図５を用いて説明する。図４及び図５は、それぞれ本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１１の全体構成を示す模式的な第１の断面図及び第２の断面図である。図４及び図５には、それぞれ図２及び図３に示される断面図と同様の位置における半導体レーザモジュール１１の断面図が示されている。

図４及び図５に示されるように、半導体レーザモジュール１１は、上述した半導体レーザモジュール１０と、先端レンズ付き光ファイバ８０とを備える。また、本実施の形態では、半導体レーザモジュール１１は、ファイバホルダ７０をさらに備える。

先端レンズ付き光ファイバ８０は、第１コリメータ素子５０により反射されたレーザ光を受光する導光部材である。本実施の形態では、先端レンズ付き光ファイバ８０は、光ファイバ８２と、集光レンズ８４と、フェルール８３と、フランジ８１とを有するアセンブリである。

光ファイバ８２は、端面に入射されたレーザ光を導く導波路である。集光レンズ８４は、レーザ光を光ファイバ８２の端面に収束させる光学素子である。なお、集光レンズ８４の表面のうち、レーザ光の入射面及び出射面には、レーザ光に対する無反射コート膜が形成されている。なお、無反射コート膜は、レーザ光の反射を抑制する膜であればよく、レーザ光を完全に反射させない膜に限定されない。フェルール８３は、フランジ８１に固定され、光ファイバ８２及び集光レンズ８４を保持する部材である。フランジ８１は、ファイバホルダ７０に固定されるフランジであり、フェルール８３を介して、光ファイバ８２及び集光レンズ８４を保持する。

ファイバホルダ７０は、先端レンズ付き光ファイバ８０を保持する部材である。ファイバホルダ７０は、固定部７１と、筒状部７２とを有する。固定部７１は、パッケージ２０に固定される部分であり、キャップ部材２６を覆う。固定部７１における第２コリメータ素子３１に対向する位置には、開口が形成されており、当該開口の周囲に筒状部７２が配置される。筒状部７２は、光ファイバ８２及び集光レンズ８４などが挿入される筒状の部分であり、固定部７１に形成された開口の位置に、筒状部７２に形成された穴が配置されるように、固定部７１に固定されている。これにより、第２コリメータ素子３１から出射されたレーザ光を、固定部７１に形成された開口を介して光ファイバ８２に入射させることができる。ここで、固定部７１の開口は、第２コリメータ素子３１の凸型の形状を有するレーザ光入射面と対向するように設置されている。

ファイバホルダ７０を形成する材料は特に限定されないが、例えば、Ｆｅ又はＦｅ系の合金である。ファイバホルダ７０と本体２１の側部２３とは、例えばスポット溶接などを用いて接合される。図４及び図５には、スポット溶接によって形成されるスポット溶接痕９１が示されている。また、先端レンズ付き光ファイバ８０も、スポット溶接によって、ファイバホルダ７０と接合されてもよい。ファイバホルダ７０は、ファイバホルダの筒状部７２の穴の中心と第２コリメータ素子３１のレーザ光のスポットＳｐが一致するように、ビジュアルアライメントにより位置決めを行った後、スポット溶接により本体２１に固定してもよい。

以上のように、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１１は、第１コリメータ素子５０により反射されたレーザ光を受光する先端レンズ付き光ファイバ８０を備える。これにより、レーザ光を容易に光ファイバ８２に導入できる。また、光ファイバ８２と集光レンズ８４とが一体化されているため、光軸調整の手間を削減できる。先端レンズ付き光ファイバ８０は、半導体レーザチップ４０を発光させ、先端レンズ付き光ファイバ８０で受けた光パワーが最大になるようにアクティブアライメントにより中心位置決めを行った後、スポット溶接によりファイバホルダに固定してもよい。

［１－２．作用効果］
次に、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１０及び１１の作用効果について図６Ａ、図６Ｂ及び図７を用いて説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ比較例及び本実施の形態に係る第１コリメータ素子を示す模式的な側面図である。図６Ａ及び図６Ｂには、第１コリメータ素子に入射されるレーザ光を出射する半導体レーザチップ４０と、半導体レーザチップ４０が実装されるサブマウント４２とが併せて示されている。また、図６Ａ及び図６Ｂに示される実装面は、例えば、ヒートシンク４４の上面に相当する。

図６Ａに示される第１コリメータ素子１０５０は、半導体レーザチップ４０から出射されるレーザ光の第１の軸（ｚ軸）方向における発散角を低減するシリンドリカルレンズである。第１コリメータ素子１０５０のようなシリンドリカルレンズにおいては、収差の影響を低減するために、レーザ光をコリメートするシリンドリカル面がレーザ光の下流側の面（つまり、出射面）に配置される。このため、図６Ａに示される出射点４０ａ（言い換えると出射点４０ａが配置される半導体レーザチップ４０の端面４０ｅ）からシリンドリカル面までの光学距離Ｄｆ０を低減するのが難しい。例えば、第１コリメータ素子１０５０を小型化することで光学距離Ｄｆ０を低減することも原理的には可能である。しかしながら、第１コリメータ素子１０５０の寸法が小さくなることで第１コリメータ素子１０５０のハンドリングが困難となるため、光学距離Ｄｆ０の低減には限界がある。一般的に、光学距離Ｄｆ０の最小値は、３００μｍ程度である。以上のように、比較例に係る第１コリメータ素子１０５０では、光学距離Ｄｆ０が比較的大きくなることに伴い、シリンドリカル面に到達するまでにレーザ光が発散する幅が比較的大きくなる。したがって、第１コリメータ素子１０５０によってコリメートされたレーザ光の第１の軸における幅ＢＤＦ０が比較的大きくなる。

一方、本実施の形態に係る第１コリメータ素子５０は、ミラー面５０ｒによって、第１の軸方向における発散角の低減を行う。本実施の形態では、出射点４０ａとミラー面５０ｒとの光学距離Ｄｆ１を容易に低減できる。例えば、光学距離Ｄｆ１は、５０μｍ以下程度に低減され得る。このため、コリメートされたレーザ光の第１の軸における幅ＢＤＦ１を比較例の幅ＢＤＦ０と比較して大幅に低減できる。

以上のように本実施の形態に係る第１コリメータ素子５０によれば、ミラー面５０ｒによってレーザ光をコリメートするため、比較例に係る第１コリメータ素子１０５０のような透過型のコリメータレンズの出射面においてレーザ光をコリメートする場合より、出射点４０ａに近い位置で、つまりレーザ光の発散によるスポット径の増大幅が比較的小さい位置で、レーザ光をコリメートできる。したがって、第１の軸において、より小さいスポット径を有するレーザ光を形成できる。これに伴い、レーザ光の高密度化が可能となる。また、本実施の形態に係る第１コリメータ素子５０では、光学距離Ｄｆ１を小さくしても、第１コリメータ素子５０全体を小型化する必要がない。例えば、ミラー面５０ｒの出射方向における最大幅（図６Ｂに示される幅Ｂ）を小さくする場合にも、第１コリメータ素子５０のミラー面５０ｒ以外の部分（図６Ｂに示される幅Ａの部分）を大きくしてもレーザ光に与える影響はないため、レーザ光の出射方向における最大幅（図６Ｂに示される幅Ａ＋Ｂ）を大きくすることができる。このため、第１コリメータ素子５０のハンドリングの容易性を維持しつつ、出射点４０ａからミラー面５０ｒまでの光学距離Ｄｆ１を低減できる。例えば、第１コリメータ素子５０の各々のレーザ光の出射方向における最大幅（図６Ｂに示される幅Ａ＋Ｂ）は、ミラー面５０ｒの出射方向における最大幅（図６Ｂに示される幅Ｂ）の２倍以上であってもよい。これにより、第１コリメータ素子５０のレーザ光の出射方向における幅がミラー面５０ｒの最大幅程度である場合より、ミラー面５０ｒ以外の部分が大きくなるため、第１コリメータ素子５０のハンドリングを容易化できる。また、例えば、第１コリメータ素子５０をパッケージの底部２２などに接合する場合に、第１コリメータ素子５０のレーザ光の出射方向における幅がミラー面５０ｒの最大幅程度である場合より、接合面積を拡大できる。したがって、第１コリメータ素子５０と底部２２などとの接合強度を増大できる。本実施の形態においては、第１コリメータ素子５０とサブマウント４２との接合強度を増大できる。

図７は、比較例及び本実施の形態に係る半導体レーザモジュールの第２の軸における作用を説明する模式図である。図７の模式図（ａ１）は、比較例に係る半導体レーザモジュールと、レーザ光の第２の軸におけるスポット径との関係を示す。図７の模式図（ａ２）は、比較例に係る半導体レーザモジュールにおける出射点４０ａからの光学距離（レーザ光が伝搬する光学距離）とレーザ光のスポット形状との関係を示す。図７の模式図（ｂ１）は、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールと、レーザ光の第２の軸におけるスポット径との関係を示す。図７の模式図（ｂ２）は、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールにおける出射点４０ａからの光学距離（レーザ光が伝搬する光学距離）とレーザ光のスポット形状との関係を示す。なお、図７においては、第２コリメータ素子３１としてコリメート面が出射面側に形成されている素子を用いる例が示されている。

図７の模式図（ａ１）に示されるように、比較例に係る半導体レーザモジュールは、図６Ａに示される半導体レーザチップ４０、サブマウント４２及び第１コリメータ素子１０５０に加えて、本実施の形態に係る第２コリメータ素子３１を備える。

図７の模式図（ａ２）及び（ｂ２）に示されるように、半導体レーザチップ４０から出射されたレーザ光のスポット形状のアスペクト比（以下、ビームアスペクト比ともいう。）は、出射点４０ａの近傍においては、例えば、１：８である。模式図（ａ１）及び（ａ２）において、レーザ光は、比較例に係る半導体レーザモジュールの第１コリメータ素子１０５０の出射面（コリメート面）に到達するまでに、第２の軸方向より第１の軸方向において大きく発散する。このため、第１コリメータ素子１０５０の出射面（出射点４０ａからの光学距離がＤｆ０である位置）において、例えば、光学距離Ｄｆ０が３００μｍである場合、ビームアスペクト比が２．６：１程度となる。第１コリメータ素子１０５０の下流では、レーザ光は第１の軸方向において発散せず、第２の軸方向において発散する。図７に示される比較例では、第２コリメータ素子３１を出射したレーザ光のビームアスペクト比を出射点４０ａの近傍におけるビームアスペクト比と同一とするように、第２コリメータ素子３１の出射面（コリメート面）の位置が定められている。図７の模式図（ａ１）に示されるように、出射点４０ａから第２コリメータ素子３１の出射面（コリメート面）までの光学距離（光路長）をＤｓ０としている。本比較例では、光学距離Ｄｓ０は、９．８５ｍｍ程度となる。

一方、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１０においては、上述のとおり、出射点４０ａから第１コリメータ素子５０のミラー面５０ｒまでの光学距離Ｄｆ１を比較例の光学距離Ｄｆ０より大幅に低減できるため、ミラー面５０ｒにおいて、第１の軸方向におけるレーザ光の発散は小さい。例えば、光学距離Ｄｆ１が、１００μｍ程度の場合に、第１コリメータ素子５０のミラー面５０ｒにおけるビームアスペクト比は、１．５：１程度である。第１コリメータ素子５０の下流で、レーザ光は第１の軸方向において発散せず、第２の軸方向において発散する。本実施の形態では、上記比較例と同様に第２コリメータ素子３１を出射したレーザ光のビームアスペクト比を出射点４０ａの近傍におけるビームアスペクト比と同一とするように、第２コリメータ素子３１の出射面（コリメート面）の位置が定められている。図７の模式図（ｂ１）に示されるように、出射点４０ａから第２コリメータ素子３１の出射面（コリメート面）までの光学距離をＤｓ１とする。本実施の形態では、光学距離Ｄｓ１は、３．３ｍｍ程度である。なお、比較例において、出射点４０ａから３．１５ｍｍの位置では、ビームアスペクト比は、３：８であり、所望のビームアスペクト比（１：８）と比較して、第１の軸のスポット径に対する第２の軸におけるスポット径の比が３倍大きい。

以上のように、本実施の形態では、第１の軸におけるレーザ光のスポット径を低減できるため、レーザ光の第１の軸及び第２の軸におけるスポット径の比を、所定の値にするために必要な光学距離を低減できる。例えば、出射点４０ａから第２コリメータ素子３１までの光学距離Ｄｓ１を比較例の光学距離Ｄｓ０より大幅に短縮できる。これにより、パッケージ２０及び半導体レーザモジュール１０の小型化が可能となる。

また、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールでは、第２コリメータ素子３１から出射されるコリメートされたレーザ光のスポット径を、比較例に係る半導体レーザモジュールから出射されるレーザ光のスポット径の１／３程度に低減できる。このため、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１０によれば、出射されるレーザ光の光密度を、比較例の半導体レーザモジュールから出射されるレーザ光の光密度より高めることができる。

また、レーザ光のスポット径を低減することで、図４及び図５に示されるような先端レンズ付き光ファイバ８０の先端レンズにレーザ光を入射する際に発生する損失を抑制できる。このため、半導体レーザモジュール１０からの出射光を、他の集光レンズなどを介することなく、直接、先端レンズ付き光ファイバ８０に入射できる。したがって、半導体レーザモジュール１０の部品点数を削減できる。

［１－３．第１コリメータ素子の寸法例］
次に、本実施の形態に係る第１コリメータ素子５０の寸法例について、図８を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係る第１コリメータ素子５０に求められる条件を説明する模式図である。図８には、半導体レーザチップ４０と、サブマウント４２と、第１コリメータ素子５０とが示されている。なお、出射点４０ａからミラー面５０ｒまでの距離ＬＦＡＣが最小である場合（ＬＦＡＣ＝ＬＦＡＣｍｉｎ）の第１コリメータ素子５０が実線で示されており、距離ＬＦＡＣが最大である場合（ＬＦＡＣ＝ＬＦＡＣｍａｘ）の第１コリメータ素子５０が破線で示されている。

図８には、サブマウントの高さＨＳＵＢが３００μｍであり、半導体レーザチップ４０からのレーザ光の第１の軸方向における発散角θｖｍａｘが５０°である場合の例が示されている。

また、図８に示されるサブマウント４２及び第１コリメータ素子５０が配置される面におけるｚ座標を０とし、出射点４０ａにおけるｚ座標を３００μｍとみなし（つまり、サブマウント４２の上面のｚ座標を出射点４０ａのｚ座標とみなし）、出射点４０ａにおけるｙ座標を０とすると、出射点４０ａを焦点とする放物面であるミラー面５０ｒ上の点の座標（ｙ、ｚ）について以下の式（１）が成り立つと仮定する。

ｚ＝ｙ^２／（４Ｆ）＋Ｃ （１）

ここで、放物面の焦点に配置される出射点４０ａのｚ座標は、Ｆ及びＣを用いてＦ＋Ｃで表される。上述したとおり、出射点のｚ座標は３００μｍであるため、以下の式（２）が成り立つ。

Ｆ＋Ｃ＝３００ （２）

また、レーザ光が、第１コリメータ素子５０のミラー面５０ｒ以外の面に照射されないこと（条件１）と、第１コリメータ素子５０の下面からミラー面５０ｒの最下部までの距離ＨＦＡＣ１の最小値が１００μｍであること（条件２）とを、第１コリメータ素子５０に求められる条件とする。距離ＨＦＡＣ１の最小値は、第１コリメータ素子５０の生産性を考慮して決定されている。距離ＨＦＡＣ１が１００μｍ未満である第１コリメータ素子５０を歩留まり良く生産することは困難である。

以上の条件より、距離ＨＦＡＣ１は、上記式（１）のＣに相当するため、Ｃは１００μｍ以上となる。したがって、式（２）より、Ｆは２００以下となる。

また、第１コリメータ素子５０を実装する際に、半導体レーザチップ４０と干渉することを抑制するために、ミラー面５０ｒの最下部の高さＨＦＡＣ１を出射点４０ａの高さより１５μｍ以上低くする。つまり、Ｆを１５以上とする。以上より、Ｆについて、以下の式（３）が成り立つ。

１５≦Ｆ≦２００ （３）

この場合、出射点４０ａからミラー面５０ｒまでの光学距離ＬＦＡＣ［μｍ］について、式（１）～式（３）から以下の式（４）が成り立つ。

３０≦ＬＦＡＣ≦４００ （４）

また、式（１）～式（４）と、上記条件１とから、第１コリメータ素子５０の高さＨＦＡＣ２［μｍ］について概算すると以下の式（５）が成り立つ。

３１２≦ＨＦＡＣ２≦７００ （５）

以上の式（１）～式（５）から、第１コリメータ素子５０によってコリメートされたレーザ光の第１の軸におけるスポット径ＢＤＦ［μｍ］について、以下の式（６）が成り立つ。

２８≦ＢＤＦ≦３７０ （６）

つまり、スポット径ＢＤＦの最小値ＢＤＦｍｉｎは、２８μｍであり、最大値ＢＤＦｍａｘは、３７０μｍである。ここで、上述した先端レンズ付き光ファイバ８０の一般的な先端レンズの仕様から、先端レンズ付き光ファイバ８０に入射できるレーザ光のスポット径は、１０００μｍ以下程度である。したがって、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１０から出射されるレーザ光の第１の軸におけるスポット径は、他の集光レンズなどを用いることなく先端レンズ付き光ファイバ８０に入射できる程度に十分小さい。

以上のような数値例を考慮すると、出射点４０ａから、第１コリメータ素子５０のミラー面５０ｒまでの光学距離ＬＦＡＣは、３０μｍ以上、３００μｍ以下であってもよい。このように、出射点４０ａから第１コリメータ素子５０のミラー面５０ｒまでの距離を低減することで、出射点４０ａに近い位置で、つまりレーザ光の発散によるスポット径の増大幅が比較的小さい位置で、レーザ光をコリメートできる。したがって、第１の軸において、より小さいスポット径を有するレーザ光を形成できる。これに伴い、レーザ光の高密度化が可能となる。

［１－４．製造方法］
次に、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１０及び１１の製造方法について、図９～図１７を用いて説明する。図９～図１７は、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１０及び１１の製造方法の各工程を示す模式的な断面図である。

まず、図９に示されるように、サブマウント４２に半導体レーザチップ４０が実装される。本実施の形態では、サブマウント４２に、樹脂を含まない接合部材４１（例えばＡｕＳｎはんだ）を用いて半導体レーザチップ４０を接合する。

次に、図１０に示されるように、半導体レーザチップ４０が実装されたサブマウント４２が、ヒートシンク４４に接合される。本実施の形態では、サブマウント４２は、樹脂を含まない接合部材４３（例えばＡｕＳｎはんだ）を用いてヒートシンク４４に接合される。また、ヒートシンク４４と接合部材４３との間の接合強度を高めるために、ヒートシンク４４の表面に例えば、Ｎｉ－Ａｕなどのメッキが施されている。ヒートシンク４４の表面に施されるメッキは、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ａｇの一つ以上の組み合わせによるメッキであってもよい。

次に、図１１に示されるように、ヒートシンク４４に第１コリメータ素子５０が接合される。本実施の形態では、第１コリメータ素子５０は、樹脂を含まない接合部材５１（低融点はんだ）を用いてヒートシンク４４に接合される。この際、第１コリメータ素子５０は、ミラー面５０ｒがサブマウント４２の前面４２ｆに対向するように配置される。また、第１コリメータ素子５０と接合部材４３との間の接合強度を高めるために、第１コリメータ素子５０のヒートシンク４４との接合面（つまり、ヒートシンク４４と対向する面）に金属膜が形成されている。具体的には、第１コリメータ素子５０の接合面に、接合面側から順に、Ｔｉ、Ｐｔ及びＡｕが積層されている。これにより、第１コリメータ素子５０のヒートシンク４４との接合面には、金属層５０ｍが形成される。なお、第１コリメータ素子５０は、ガラスで形成されており、高温金型プレスなどによって成形される。また、ミラー面５０ｒには、誘電体多層膜からなる反射膜が積層される。なお、反射膜の構成は、レーザ光の波長に応じて適宜決定される。尚、金属膜は、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｄの２つ以上を積層した金属膜であってもよい。接合面側から順に、第１コリメータ素子５０を形成するガラスと密着性のよい材料、接合部材５１に含まれるＳｎに対するバリア性のある材料、接合部材５１に含まれるＳｎの拡散しやすい材料を積層してもよい。

次に、図１２に示されるように、半導体レーザチップ４０、サブマウント４２及び第１コリメータ素子５０が接合されたヒートシンク４４が本体２１の底部２２に接合される。本実施の形態では、ヒートシンク４４は、低融点はんだからなる接合部材４５を用いて底部２２に接合される。

次に、図１３に示されるように、半導体レーザチップ４０とリードピン２４とがワイヤＷで接続される。本実施の形態では、低電位が印加されるリードピン２４と半導体レーザチップのｎ側電極（不図示）とがワイヤＷによって接続される。また、高電位が印加されるリードピン２４と半導体レーザチップのｐ側電極（不図示）とがワイヤＷによって接続される。図１３には、リードピン２４とｐ側電極を接続するワイヤＷは図示されていない。

次に、図１４に示されるように、キャップ部材２６と本体２１とが接合される。本実施の形態では、プロジェクション抵抗溶接によってキャップ部材２６と本体２１とが接合される。具体的には、接合領域２０ｃにおいて、キャップ部材２６を本体２１の天面部２５に向けて圧力を加えながら、キャップ部材２６に電圧を印加する。これにより、第１突起部６１及び６２において、第１突起部６１及び６２の先端及び先端が接触する部分がジュール熱によって溶融する。

続いて、キャップ部材２６への電圧の印加を停止して溶融した金属を冷却することで、キャップ部材２６と本体２１とが接合される。なお、図１４に示されるように、キャップ部材２６には、本工程に先立って、窓部材２７が接合される。本実施の形態では、窓部材２７は、樹脂を含まない低融点ガラスからなる接合部材２９を用いてキャップ部材２６に接合される。

ここで、本実施の形態では、底部２２の主面に垂直な方向の位置に応じて断面積が変化しない第２突起部６３が天面部２５に形成されている。第２突起部６３の断面積が一定であるため、キャップ部材２６に電圧が印加されても、第２突起部６３の先端部に電流が集中しない。したがって、第２突起部６３は実質的に溶融しない。このように、第２突起部６３の形状はほとんど変化しないため、第２突起部６３によって、天面部２５に対するキャップ部材２６の位置決めを行うことができる。これにより、キャップ部材２６の天面部２５に対する位置精度を高めることができる。

以上のような工程によって、図１５に示される半導体レーザモジュール１０が製造される。

続いて、半導体レーザモジュール１１の製造方法について説明する。

図１６に示されるように、半導体レーザモジュール１０の本体２１の天面部２５にファイバホルダ７０を接合する。本実施の形態では、スポット溶接によって、天面部２５にファイバホルダ７０を接合する。これにより、スポット溶接を行った箇所に、スポット溶接痕９１が形成される。

次に、図１７に示されるように、ファイバホルダ７０に、先端レンズ付き光ファイバ８０を接合する。本実施の形態では、ファイバホルダ７０の筒状部７２の内部に先端レンズ付き光ファイバ８０の光ファイバ８２の先端部を挿入し、フランジ８１と筒状部７２とをスポット溶接によって接合する。これにより、スポット溶接を行った箇所に、スポット溶接痕９１が形成される。

以上のような工程によって、半導体レーザモジュール１１が製造される。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る半導体レーザモジュールについて説明する。本実施の形態に係る半導体レーザモジュールは、主に、複数の半導体レーザチップ４０を備える点において、実施の形態１に係る半導体レーザモジュール１０及び１１と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールについて、実施の形態１に係る半導体レーザモジュール１０及び１１との相違点を中心に説明する。

［２－１．全体構成］
まず、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１１０の全体構成について、図１８～図２０を用いて説明する。図１８、図１９及び図２０は、それぞれ本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１１０の全体構成を示す模式的な平面図、第１の断面図及び第２の断面図である。図１９においては、図１８に示されるＸＩＸ－ＸＩＸ線における断面が示されている。図２０においては、図１８に示されるＸＸ－ＸＸ線における断面が示されている。

図１８～図２０に示されるように、半導体レーザモジュール１１０は、パッケージ１２０を備える。半導体レーザモジュール１１０は、図２０に示されるように、三つの半導体レーザチップ４０と、一つの第１コリメータ素子１５０とをさらに備える。本実施の形態では、半導体レーザモジュール１１０は、三つの第２コリメータ素子１３１と、三つのサブマウント４２と、一つのヒートシンク１４４とをさらに備える。

パッケージ１２０は、三つの半導体レーザチップ４０と、一つの第１コリメータ素子１５０とが内部に配置される筐体である。パッケージ１２０は、本体１２１と、天面部１２５に取り付けられたキャップ部材１２６と、窓部材１２７とを有する。

本実施の形態に係る本体１２１は、図１９及び図２０に示されるように、平板状の底部１２２と開口１２１ａが形成された天面部１２５とを有する有底筒状の部材である。開口１２１ａは、本体１２１における底部１２２が配置される端部の反対側の端部に形成された第１開口の一例である。本体１２１は、底部１２２と、側部１２３とを有する。底部１２２は、実施の形態１に係る底部２２と同様の構成を有する。側部１２３は、実施の形態１に係る側部２３と、リードピン２４の本数において相違し、その他の点において一致する。本実施の形態では、図１８に示されるように、側部１２３は、６本のリードピンを有する。天面部１２５は、図１９及び図２０に示されるように、底部１２２の平面視においてキャップ部材１２６と天面部１２５とが重なる接合領域１２０ｃに、底部１２２の主面に垂直な方向の位置に応じて断面積が変化する第１突起部６１と、底部１２２の主面に垂直な方向の位置に応じて断面積が変化しない第２突起部６３とを有する。

キャップ部材１２６は、本体１２１の天面部１２５に取り付けられる部材である。キャップ部材１２６は、本体１２１側に配置される内側面と、内側面の裏側に配置される外側面とを有する。図１８に示されるように、キャップ部材１２６は、底部１２２の平面視において、開口１２１ａの周囲の全周にわたって天面部１２５と重なる。キャップ部材１２６には、底部１２２の平面視において、本体１２１の開口１２１ａと重なる位置に開口１２６ａが形成されている。開口１２６ａは、キャップ部材１２６の平面視における中央付近において、キャップ部材１２６を貫通する第２開口の一例である。キャップ部材１２６は、図１９及び図２０に示されるように、底部１２２の平面視においてキャップ部材１２６と天面部１２５とが重なる接合領域１２０ｃに、底部１２２の主面に垂直な方向の位置に応じて断面積が変化する第１突起部６２を有する。

窓部材１２７は、キャップ部材１２６に配置され、透光性を有する部材である。本実施の形態では、窓部材１２７は、キャップ部材１２６の開口１２６ａを塞ぐ。本実施の形態では、三つの第２コリメータ素子１３１と、窓部材１２７とが一体成形されている。図１９及び図２０に示されるように、窓部材１２７のうち、レーザ光の光軸を含む部分が第２コリメータ素子１３１である。

また、窓部材１２７は、第２コリメータ素子１３１の周囲に配置される平板部１２８を有する。平板部１２８は、キャップ部材１２６と接合される。窓部材１２７と、キャップ部材１２６との間は、接合部材２９によって気密に接合される。

三つの半導体レーザチップ４０の各々は、実施の形態１に係る半導体レーザチップ４０と同様の構成を有する。また、三つのサブマウント４２の各々は、実施の形態１に係るサブマウント４２と同様の構成を有する。三つの半導体レーザチップ４０は、それぞれ三つのサブマウント４２に実装される。

ヒートシンク１４４は、寸法以外は、実施の形態１に係るヒートシンク４４と同様の構成を有する。ヒートシンク１４４には、三つのサブマウント４２が接合される。三つのサブマウント４２は、ヒートシンク１４４の上面において、レーザ光の出射方向に垂直な方向（つまり、図１８～図２０のｘ軸方向）に配列される。より詳細には、三つの半導体レーザチップ４０の各出射点４０ａのレーザ光の出射方向（つまり、図１８～図２０のｙ軸方向）における位置が同一となるように三つの半導体レーザチップ４０及び三つのサブマウント４２が配置される。

第１コリメータ素子１５０は単一のシリンドリカルミラーで、パッケージ１２０内において三つの半導体レーザチップ４０のすべての出射点４０ａに対向して配置される凹型のミラー面１５０ｒを有する。本実施の形態では、ミラー面１５０ｒは、三つの半導体レーザチップ４０からのレーザ光を開口１２１ａに向けて反射し、かつ、各レーザ光の第１の軸方向における発散角を低減する。ミラー面１５０ｒによって反射された三つのレーザ光は、それぞれ三つの第２コリメータ素子１３１に入射される。これを可能とするために、底部１２２の平面視において、ミラー面１５０ｒと、開口１２１ａ及び開口１２６ａとが重なるように、第１コリメータ素子１５０が配置される。また、第１コリメータ素子１５０は、ミラー面１５０ｒが三つのサブマウント４２の各前面４２ｆに対向するように配置される。

ミラー面１５０ｒは、三つの半導体レーザチップ４０の出射点４０ａを焦点とする放物面状の形状を有する。なお、ミラー面１５０ｒは、ｘ軸方向に曲率を持っていないｘ軸方向と平行な放物柱面である。三つの半導体レーザチップ４０の出射点４０ａの各々からミラー面１５０ｒまでの距離は、互いに等しい。三つの半導体レーザチップ４０の各々からは、ｙ軸方向にレーザ光が出射する。また、三つの半導体レーザチップ４０から出射されるレーザ光のファスト軸はｚ軸方向であり、スロー軸はｘ軸方向である。これにより、三つの出射点４０ａから出射した各レーザ光の第１の軸方向における発散角を低減できる。つまり、ミラー面１５０ｒは三つのレーザ光の第１の軸方向における発散角を低減する。これにより、三つのレーザ光をそれぞれ反射する三つの第１コリメータ素子を用いる場合より、半導体レーザモジュール１１０の部品点数を削減できる。

三つの第２コリメータ素子１３１の各々は、第１コリメータ素子１５０で反射されたレーザ光の第２の軸方向における発散角を低減する素子である。本実施の形態では、三つの第２コリメータ素子１３１の各々は、図２０に示されるように、凸面部を備える。より詳しくは、三つの第２コリメータ素子１３１の各々は、底部１２２から遠ざかる向きに凸型の形状を有するシリンドリカルレンズである。言い換えると、三つの第２コリメータ素子１３１の各々は、出射面にシリンドリカル面が形成されたシリンドリカルレンズである。三つの第２コリメータ素子１３１の各々は、図２０に示されるように、第２の軸であるｘ軸方向におけるレーザ光の発散角を低減する。また、上述したとおり、第２コリメータ素子１３１は、窓部材１２７と一体成形されている。また、第２コリメータ素子１３１は、キャップ部材１２６の外側面に配置される。これにより、第２コリメータ素子１３１がキャップ部材１２６の内側面に配置される場合より、パッケージ１２０の寸法を低減できる。また、第２コリメータ素子１３１のコリメート面をレーザ光の出射面に配置することで、ビーム収差を抑制することができる。三つの第２コリメータ素子１３１は、それぞれ第１コリメータ素子１５０によって反射された三つのレーザ光の光路上に配置される。

以上のように、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１１０は、複数の半導体レーザチップ４０と、複数の半導体レーザチップ４０のすべての出射点４０ａに対向して配置される一つの第１コリメータ素子１５０と備える。これにより、第１コリメータ素子１５０の個数を削減できる。また、すべてのレーザ光が同一の第１コリメータ素子１５０でコリメート及び反射されるため、複数のレーザ光間の位置ずれを抑制できる。また、第２コリメータ素子１３１でのレーザ光のｙ軸方向位置やスポットサイズを揃えるために、ヒートシンク１４４上にサブマウント４２を実装する際には、出射点４０ａがｘ軸方向に一直線上に配置されてもよい。なお、本実施の形態では、半導体レーザチップ４０の個数を３としたが、これに限定されない。半導体レーザチップ４０の個数は複数であればよい。

また、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１１０においても、実施の形態１に係る半導体レーザモジュール１０と同様に、光ファイバなどの他の光学素子などが組み合わせられてもよい。このような半導体レーザモジュールの構成例について図２１及び図２２を用いて説明する。図２１及び図２２は、それぞれ本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１１１の全体構成を示す模式的な第１の断面図及び第２の断面図である。図２１及び図２２には、それぞれ図１９及び図２０に示される断面図と同様の位置における半導体レーザモジュール１１１の断面図が示されている。

図２１及び図２２に示されるように、半導体レーザモジュール１１１は、上述した半導体レーザモジュール１１０と、三つの先端レンズ付き光ファイバ８０とを備える。また、本実施の形態では、半導体レーザモジュール１１１は、ファイバホルダ１７０をさらに備える。

先端レンズ付き光ファイバ８０は、実施の形態１に係る先端レンズ付き光ファイバ８０と同様の構成を有する。

ファイバホルダ１７０は、三つの先端レンズ付き光ファイバ８０を保持する部材である。ファイバホルダ１７０は、固定部１７１と、筒状部７２とを有する。固定部１７１は、パッケージ１２０に固定される部分であり、キャップ部材１２６を覆う。固定部１７１における、三つの第２コリメータ素子１３１の各々に対向する位置には、開口が形成されている。つまり、固定部１７１には、三つの開口が設けられている。当該各開口の周囲に筒状部７２が配置される。筒状部７２は、実施の形態１に係る筒状部７２と同様の構成を有する。これにより、三つの第２コリメータ素子１３１から出射されたレーザ光を、それぞれ、固定部１７１に形成された三つの開口を介して三つの光ファイバ８２に入射することができる。

ファイバホルダ１７０と本体１２１の側部１２３とは、例えばスポット溶接などを用いて接合される。図２１及び図２２には、スポット溶接によって形成されるスポット溶接痕９１が示されている。また、先端レンズ付き光ファイバ８０も、スポット溶接によって、ファイバホルダ１７０と接合されてもよい。ファイバホルダ１７０と本体１２１との位置決め及び固定、先端レンズ付き光ファイバ８０とファイバホルダ１７０との位置決め及び固定は、実施の形態１と同様の方法で行ってもよい。

［２－２．作用効果］
次に、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１１０の第２コリメータ素子１３１の作用効果について説明する。

本実施の形態に係る第２コリメータ素子１３１は、上述したように出射面にシリンドリカル面が形成されている。このような第２コリメータ素子１３１の作用効果について図２３を用いて説明する。図２３は、本実施の形態に係る第２コリメータ素子１３１と、レーザ光との関係を示す模式図である。図２３の模式図（ａ）は、本実施の形態に係る第２コリメータ素子１３１とレーザ光の第２の軸におけるスポット形状との関係を示す図である。図２３の模式図（ｂ）は、実施の形態１に係る第２コリメータ素子３１とレーザ光の第２の軸におけるスポット形状との関係を示す図である。図２３の模式図（ａ）及び（ｂ）には、半導体レーザチップ４０も併せて示されている。

図２３の模式図（ａ）及び（ｂ）のいずれの場合も、出射点４０ａから出射されたレーザ光が第２の軸方向において発散角θｈで発散し、各第２のコリメータ素子でコリメートされる。これにより、第２の軸におけるスポット径がＢＤＳであるレーザ光が得られる。

図２３の模式図（ｂ）に示される第２コリメータ素子３１は、レーザ光の入射面にシリンドリカル面が形成されたシリンドリカルレンズである。このような第２コリメータ素子３１では、本実施の形態に係る第２コリメータ素子１３１より収差が大きくなるため、レーザ光のビーム品質が低下する。これに伴い、第２コリメータ素子３１から出射したレーザ光のスポットの輪郭がぼやける。このため、例えば、レーザ光を光ファイバに入射する場合、レーザ光のスポットの周縁部が光ファイバ内に入射されず、損失が増大するおそれがある。

一方、本実施の形態に係る第２コリメータ素子１３１は、レーザ光の出射面にシリンドリカル面が形成されたシリンドリカルレンズであるため、実施の形態１に係る第２コリメータ素子３１より収差が小さい。したがって、第２コリメータ素子１３１から出射したレーザ光の品質は、実施の形態１に係る第２コリメータ素子３１から出射したレーザ光より良い。これに伴い、第２コリメータ素子１３１から出射したレーザ光のスポットの輪郭が明瞭となる。このため、例えば、レーザ光を光ファイバに入射する場合における損失を低減できる。

また、本実施の形態では、第２コリメータ素子１３１が配置されるキャップ部材１２６は、本体１２１側に配置される内側面と、内側面の裏側に配置される外側面とを有する。第２コリメータ素子１３１は、キャップ部材１２６の外側面に配置される。これにより、第２コリメータ素子１３１がキャップ部材１２６の内側面に配置される場合より、パッケージの寸法を低減できる。具体的には、図２３に示されるように、第２コリメータ素子１３１は、４００μｍ以上、８００μｍ以下程度の厚さＷｓを有するため、キャップ部材１２６の内側面に配置される場合には、厚さＷｓだけ、パッケージ１２０の高さを高くする必要がある。なお、第２コリメータ素子１３１は、構成材料となるガラスの強度、製法などを考慮すると４００μｍ以上、８００μｍ以下程度の厚さが必要となる。

また、上述したように第２コリメータ素子１３１として、キャップ部材１２６側の面（レーザ光の入射面）が平面であり、当該面の裏側の面（外側の面、言い換えるとレーザ光の出射面）がシリンドリカル面などの凸形状を有する面であるレンズを用いることで、第２コリメータ素子の収差を低減できる。したがって、半導体レーザモジュールからの出射光のビーム品質の劣化を抑制できる。

以上のように、第２コリメータ素子１３１が、キャップ部材１２６の外側面に配置される場合、出射点４０ａから第２コリメータ素子１３１までの光学距離は、１４５０μｍ以上、４２００μｍ以下であってもよい。出射点４０ａから第２コリメータ素子１３１までの光学距離が、１４５０μｍ以上であることにより、出射点４０ａから第１コリメータ素子１５０までの光学距離が７００μｍ程度と比較的大きい場合でも、第１コリメータ素子１５０と、第２コリメータ素子１３１との干渉を抑制できる。さらに、１４５０μｍ以上の光学距離とすることで、ビームアスペクト比を１：１より小さく（第１の軸のアスペクト比を小さく）できる。また、出射点４０ａから第２コリメータ素子１３１までの光学距離が４２００μｍ以下であることにより、レーザ光の第２の軸におけるスポット径ＢＤＳを１０００μｍ以下程度に抑制できる。このため、図２１及び図２２に示されるような先端レンズ付き光ファイバ８０の先端レンズにレーザ光を入射する際に発生する損失を抑制できる。また、半導体レーザモジュール１１０の大型化を抑制できる。なお、ここで、出射点４０ａから第２コリメータ素子１３１までの光学距離とは、出射点４０ａから、第２コリメータ素子１３１のうちコリメート作用がある部分までの光学距離を意味する。本実施の形態では、出射点４０ａから第２コリメータ素子１３１までの光学距離とは、出射点４０ａから第２コリメータ素子１３１の出射面までの光学距離を意味する。

また、図２３の模式図（ａ）に示されるような第２コリメータ素子３１は、キャップ部材１２６の内側面に配置されてもよい。これにより、第２コリメータ素子３１がキャップ部材１２６の外側面に配置される場合より、キャップ部材１２６の外側面を平坦化できる。このため、キャップ部材の外側面に追加部品を容易に実装できる。

また、第２コリメータ素子１３１が、キャップ部材１２６の内側面に配置される場合、出射点４０ａから第２コリメータ素子１３１までの光学距離は、９００μｍ以上、４２００μｍ以下であってもよい。出射点４０ａから第２コリメータ素子１３１までの光学距離が、９００μｍ以上であることにより、出射点４０ａから第１コリメータ素子１５０までの光学距離が７００μｍ程度と比較的大きい場合でも、第１コリメータ素子１５０と、第２コリメータ素子１３１との干渉を抑制できる。また、出射点４０ａから第２コリメータ素子１３１までの光学距離が４２００μｍ以下であることにより、レーザ光の第２の軸におけるスポット径ＢＤＳを１０００μｍ以下程度に抑制できる。このため、図２１及び図２２に示されるような先端レンズ付き光ファイバ８０の先端レンズにレーザ光を入射する際に発生する損失を抑制できる。また、半導体レーザモジュール１１０の大型化を抑制できる。

また、一般に、出射点４０ａの個数をｎ（ただし、ｎ≧１）とし、出射点４０ａから、レーザ光の光軸上におけるミラー面１５０ｒまでの光学距離をＬＦＡＣ、第２コリメータ素子１３１の凸面部（シリンドリカル面）におけるレーザ光の第２の軸のスポット径をＢＤＳとして以下の式が成り立ってもよい。

ＢＤＳ＞１．１×ＬＦＡＣ×１．５×ｎ

これにより、光ファイバの先端において、ｎ個のレーザ光を第１の軸方向に配列する際に、ｎ個のレーザ光の第１の軸におけるスポット径に対して、第２の軸におけるスポット径が小さくなりすぎることを抑制できる。したがって、断面が円形の光ファイバなどにｎ個のレーザ光を導入する際に、光ファイバの断面全体を有効に利用することができる。

また、隣り合う二つの出射点４０ａ間の距離は、スポット径ＢＤＳの１．２倍以上であってもよい。これにより、隣り合う二つのレーザ光が干渉することを抑制できる。

（実施の形態３）
実施の形態３に係る半導体レーザモジュールについて説明する。本実施の形態に係る半導体レーザモジュールは、ビームツイスタをさらに備える点において、実施の形態２に係る半導体レーザモジュール１１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールについて、実施の形態２に係る半導体レーザモジュール１１０との相違点を中心に図２４～図２６を用いて説明する。

図２４、図２５及び図２６は、それぞれ本実施の形態に係る半導体レーザモジュール２１０の全体構成を示す模式的な平面図、第１の断面図及び第２の断面図である。図２５においては、図２４に示されるＸＸＶ－ＸＸＶ線における断面が示されている。図２６においては、図２４に示されるＸＸＶＩ－ＸＸＶＩ線における断面が示されている。なお、図２４及び図２６には、レーザ光が入射される光ファイバ８２の端面の平面図と、当該端面に入射されるレーザ光のスポットＳｐの模式図が破線枠内に併せて示されている。

図２４～図２６に示されるように、半導体レーザモジュール２１０は、パッケージ１２０を備える。半導体レーザモジュール２１０は、図２６に示されるように、三つの半導体レーザチップ４０と、一つの第１コリメータ素子１５０とをさらに備える。本実施の形態では、半導体レーザモジュール２１０は、三つの第２コリメータ素子１３１と、三つのサブマウント４２と、一つのヒートシンク１４４とをさらに備える。半導体レーザモジュール２１０の上記各構成要素は、実施の形態２に係る各構成要素と同様の構成を有する。

本実施の形態に係る半導体レーザモジュール２１０は、図２４～図２６に示されるように、パッケージ１２０の外側に配置されるビームツイスタ２６０をさらに備える。

ビームツイスタ２６０は、入射されたレーザ光のスポットの向きを回転させて出射する光学素子である。本実施の形態では、ビームツイスタ２６０は、三つのレーザ光の第１の軸（ファスト軸）をｙ軸方向からｚ軸方向に回転させ、第２の軸（スロー軸）をｘ軸方向からｙ軸方向に回転させる。また、ビームツイスタ２６０は、さらに、三つのレーザ光の伝搬方向をｚ軸方向からｘ軸方向に変換する。本実施の形態に係るビームツイスタ２６０は、例えば、各レーザ光を反射させる複数のミラーによって実現できる。

ビームツイスタ２６０は、図２４及び図２６に示されるように、三つのレーザ光を第１の軸方向（ビームツイスタ２６０から出射された位置においては、ｚ軸方向）に分離した状態で配列して出射する。したがって、三つのレーザ光を一つの光ファイバ８２に入射することができる。これにより、高パワーのレーザ光源を実現できる。

（実施の形態４）
実施の形態４に係る半導体レーザモジュールについて説明する。本実施の形態に係る半導体レーザモジュールは、主にビームツイスタの構成及び半導体レーザチップの配置において実施の形態３に係る半導体レーザモジュール２１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールについて、実施の形態３に係る半導体レーザモジュール２１０との相違点を中心に図２７～図２９を用いて説明する。

図２７、図２８及び図２９は、それぞれ本実施の形態に係る半導体レーザモジュール３１０の全体構成を示す模式的な平面図、第１の断面図及び第２の断面図である。図２８においては、図２７に示されるＸＸＶＩＩＩ－ＸＸＶＩＩＩ線における断面が示されている。図２９においては、図２７に示されるＸＸＩＸ－ＸＸＩＸ線における断面が示されている。なお、図２７及び図２９には、レーザ光が入射される光ファイバ８２の端面の平面図と、当該端面に入射されるレーザ光のスポットＳｐの模式図が破線枠内に併せて示されている。

図２７～図２９に示されるように、半導体レーザモジュール３１０は、パッケージ３２０を備える。半導体レーザモジュール３１０は、図２９に示されるように、三つの半導体レーザチップ４０と、三つの第１コリメータ素子５０とをさらに備える。本実施の形態では、半導体レーザモジュール３１０は、三つの第２コリメータ素子３３１と、三つのサブマウント４２と、一つのヒートシンク１４４とをさらに備える。また、半導体レーザモジュール３１０は、ビームツイスタ３６０をさらに備える。

パッケージ３２０は、三つの半導体レーザチップ４０と、三つの第１コリメータ素子５０とが内部に配置される筐体である。パッケージ３２０は、本体１２１と、天面部１２５に取り付けられたキャップ部材３２６と、窓部材３２７とを有する。

本実施の形態に係る本体１２１は、実施の形態２及び３に係る本体１２１と同様の構成を有する。

キャップ部材３２６は、本体１２１の天面部１２５に取り付けられる部材である。キャップ部材３２６は、本体１２１側に配置される内側面と、内側面の裏側に配置される外側面とを有する。キャップ部材３２６には、底部１２２の平面視において、本体１２１の開口１２１ａと重なる位置に開口３２６ａが形成されている（図２８及び図２９参照）。開口３２６ａは、キャップ部材３２６の平面視における中央付近において、キャップ部材３２６を貫通する第２開口の一例である。キャップ部材３２６は、実施の形態２及び３に係るキャップ部材１２６と同様に第１突起部６２を有する。

窓部材３２７は、キャップ部材３２６に配置され、透光性を有する部材である。本実施の形態では、窓部材３２７は、キャップ部材３２６の開口３２６ａを塞ぐ。本実施の形態では、三つの第２コリメータ素子３３１と、窓部材３２７とが一体成形されている。図２８及び図２９に示されるように、窓部材３２７のうち、レーザ光の光軸を含む部分が第２コリメータ素子３３１である。

また、窓部材３２７は、第２コリメータ素子３３１の周囲に配置される平板部３２８を有する。平板部３２８は、キャップ部材３２６と接合される。窓部材３２７と、キャップ部材３２６との間は、接合部材２９によって気密に接合される。

三つの半導体レーザチップ４０の各々は、実施の形態１に係る半導体レーザチップ４０と同様の構成を有する。また、三つのサブマウント４２の各々は、実施の形態１に係るサブマウント４２と同様の構成を有する。三つの半導体レーザチップ４０は、それぞれ三つのサブマウント４２に実装される。

ヒートシンク１４４は、実施の形態２及び３に係るヒートシンク１４４と同様の構成を有する。ヒートシンク１４４には、三つのサブマウント４２が接合される。三つのサブマウント４２は、図２７及び図２９に示されるように、ヒートシンク１４４の上面において、レーザ光の出射方向に垂直な方向（つまり、図２７～図２９のｘ軸方向）に離隔して配置される。本実施の形態では、三つの半導体レーザチップ４０の各出射点４０ａのレーザ光の出射方向（つまり、図２７～図２９のｙ軸方向）における位置が互いに異なるように三つの半導体レーザチップ４０及び三つのサブマウント４２が配置される。

三つの第１コリメータ素子５０は、実施の形態１に係る第１コリメータ素子５０と同様の構成を有する。三つの第１コリメータ素子５０は、図２７及び図２９に示されるように、ヒートシンク１４４の上面において、レーザ光の出射方向に垂直な方向に離隔して配置される。本実施の形態では、三つの第１コリメータ素子５０のレーザ光の出射方向（つまり、図２７～図２９のｙ軸方向）における位置が互いに異なるように三つの第１コリメータ素子５０が配置される。三つの半導体レーザチップ４０の出射点４０ａの各々から、三つの第１コリメータ素子５０の各々ミラー面５０ｒまでの距離は、互いに等しい。三つの半導体レーザチップ４０の各々からは、ｙ軸方向にレーザ光が出射する。また、三つの半導体レーザチップ４０から出射されるレーザ光のファスト軸はｚ軸方向であり、スロー軸はｘ軸方向である。

ビームツイスタ３６０は、入射されたレーザ光のスポットの向きを回転させて出射する光学素子である。本実施の形態では、ビームツイスタ３６０は、三つのレーザ光の第１の軸（ファスト軸）を回転させず、第２の軸（スロー軸）をｘ軸方向からｚ軸方向に回転させる。また、ビームツイスタ３６０は、さらに、三つのレーザ光の伝搬方向をｚ軸方向からｘ軸方向に変換する。本実施の形態に係るビームツイスタ２６０は、例えば、各レーザ光を反射させる複数のミラーによって実現できる。本実施の形態に係るビームツイスタ３６０には、三つのレーザ光の入射位置のｙ軸方向の位置が互いに異なる。これにより、図２７に示されるように、三つのレーザ光の伝搬方向をｚ軸方向からｘ軸方向に変換することで、三つのレーザ光をｙ軸方向に配列することができる。本実施の形態に係るビームツイスタ３６０は、例えば、各レーザ光を反射させる複数のミラーによって実現できる。

ビームツイスタ３６０は、図２７に示されるように、三つのレーザ光を第１の軸方向に配列して出射する。したがって、三つのレーザ光を一つの光ファイバ８２に入射することができる。これにより、高パワーのレーザ光源を実現できる。

（実施の形態５）
実施の形態５に係る半導体レーザモジュールについて説明する。本実施の形態に係る半導体レーザモジュールは、主に単一の半導体レーザチップが複数の出射点を有する点において、実施の形態２に係る半導体レーザモジュール１１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールについて、実施の形態２に係る半導体レーザモジュール１１０との相違点を中心に図３０及び図３１を用いて説明する。

図３０及び図３１は、それぞれ本実施の形態に係る半導体レーザモジュール４１０の全体構成を示す模式的な第１の断面図及び第２の断面図である。図３０においては、一つのレーザ光の光軸に沿った断面が示されている。図３１においては、半導体レーザチップ４４０を通り、レーザ光の出射方向（ｙ軸方向）に垂直な断面が示されている。

図３０及び図３１に示されるように、半導体レーザモジュール４１０は、パッケージ４２０を備える。半導体レーザモジュール４１０は、一つの半導体レーザチップ４４０と、一つの第１コリメータ素子４５０とをさらに備える。本実施の形態では、半導体レーザモジュール４１０は、六つの第２コリメータ素子４３１と、一つのサブマウント４４２と、一つのヒートシンク４４４とをさらに備える。

パッケージ４２０は、一つの半導体レーザチップ４４０と、一つの第１コリメータ素子４５０とが内部に配置される筐体である。パッケージ４２０は、本体１２１と、天面部１２５に取り付けられたキャップ部材４２６と、窓部材４２７とを有する。

本実施の形態に係る本体１２１は、実施の形態２～４に係る本体１２１と同様の構成を有する。

キャップ部材４２６は、本体１２１の天面部１２５に取り付けられる部材である。キャップ部材４２６は、本体１２１側に配置される内側面と、内側面の裏側に配置される外側面とを有する。キャップ部材４２６は、底部１２２の平面視において、開口１２１ａの周囲の全周にわたって天面部１２５と重なる。キャップ部材４２６には、底部１２２の平面視において、本体１２１の開口１２１ａと重なる位置に開口４２６ａが形成されている。開口４２６ａは、キャップ部材４２６の平面視における中央付近において、キャップ部材４２６を貫通する第２開口の一例である。キャップ部材４２６は、実施の形態２及び３に係るキャップ部材１２６と同様に第１突起部６２を有する。

窓部材４２７は、キャップ部材４２６に配置され、透光性を有する部材である。本実施の形態では、窓部材４２７は、キャップ部材４２６の開口４２６ａを塞ぐ。本実施の形態では、六つの第２コリメータ素子４３１と、窓部材４２７とが一体成形されている。図３０及び図３１に示されるように、窓部材４２７のうち、レーザ光の光軸を含む部分が第２コリメータ素子４３１である。

また、窓部材４２７は、第２コリメータ素子４３１の周囲に配置される平板部４２８を有する。平板部４２８は、キャップ部材４２６と接合される。窓部材４２７と、キャップ部材４２６との間は、接合部材２９によって気密に接合される。

半導体レーザチップ４４０は、複数の出射点を有する点において、実施の形態１に係る半導体レーザチップ４０と相違する。本実施の形態では、図３１に示されるように、半導体レーザチップ４４０は、六つの出射点を有する。したがって、半導体レーザチップ４４０は、ｘ軸方向に配列された六つのレーザ光を出射する。半導体レーザチップ４４０から出射される各々のレーザ光のファスト軸はｚ軸方向であり、スロー軸はｘ軸方向である。これにより、各々が一つの出射点を有する複数の半導体レーザチップを用いる場合より、半導体レーザチップの位置調整などの手間を削減でき、かつ、複数のレーザ光間の位置ずれを抑制できる。なお、半導体レーザチップ４４０が有する出射点の個数は複数であれば、特に限定されない。

サブマウント４４２は、底部１２２に接合される基台である。サブマウント４４２には、半導体レーザチップ４４０が実装される点以外は、実施の形態１に係るサブマウント４２と同様の構成を有する。

ヒートシンク４４４は、実施の形態２に係るヒートシンク１４４と同様の構成を有する。

第１コリメータ素子４５０は、パッケージ４２０内において半導体レーザチップ４４０のすべての出射点に対向して配置される凹型のミラー面４５０ｒを有する。本実施の形態では、ミラー面４５０ｒは、六つの出射点からのレーザ光を開口１２１ａに向けて反射し、かつ、各レーザ光の第１の軸方向における発散角を低減する。ミラー面４５０ｒによって反射された六つのレーザ光は、それぞれ六つの第２コリメータ素子４３１に入射される。これを可能とするために、底部１２２の平面視において、ミラー面４５０ｒと、開口１２１ａ及び開口４２６ａとが重なるように、第１コリメータ素子４５０が配置される。

ミラー面４５０ｒは、半導体レーザチップ４４０の六つの出射点を焦点とする放物面状の形状を有する。これにより、六つの出射点から出射した各レーザ光の第１の軸方向における発散角を低減できる。つまり、ミラー面４５０ｒは六つのレーザ光を第１の軸方向における発散角を低減する。これにより、六つのレーザ光をそれぞれ反射する六つの第１コリメータ素子を用いる場合より、半導体レーザモジュール４１０の部品点数を削減できる。また、第１コリメータ素子４５０の位置調整などの手間を削減できる。

六つの第２コリメータ素子４３１の各々は、第１コリメータ素子４５０で反射されたレーザ光の第２の軸方向における発散角を低減する素子である。本実施の形態では、六つの第２コリメータ素子４３１の各々は、底部１２２から遠ざかる向きに凸型の形状を有するシリンドリカルレンズである。言い換えると、六つの第２コリメータ素子４３１の各々は、出射面にシリンドリカル面が形成されたシリンドリカルレンズである。六つの第２コリメータ素子４３１の各々は、図３１に示されるように、第２の軸であるｘ軸方向におけるレーザ光の発散角を低減する。六つの第２コリメータ素子４３１は、それぞれ第１コリメータ素子４５０によって反射された六つのレーザ光の光路上に配置される。

以上のように、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール４１０は、半導体レーザチップ４４０は、各々がレーザ光を出射する複数の出射点を有する。これにより、各々が一つの出射点を有する複数の半導体レーザチップを用いる場合より、半導体レーザチップの位置調整などの手間を削減でき、かつ、複数のレーザ光間の位置ずれを抑制できる。

（実施の形態６）
実施の形態６に係る半導体レーザモジュールについて説明する。本実施の形態に係る半導体レーザモジュールは、主に、複数の半導体レーザチップがマトリクス状に配置されている点において、実施の形態２に係る半導体レーザモジュール１１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールについて、実施の形態２に係る半導体レーザモジュール１１０との相違点を中心に図３２～図３６を用いて説明する。

図３２及び図３３は、それぞれ本実施の形態に係る半導体レーザモジュール５１０のキャップ部材５２６及び窓部材５２７を除く構成を示す模式的な平面図及び断面図である。図３３においては、図３２に示されるＸＸＸＩＩＩ－ＸＸＸＩＩＩ線における断面が示されている。図３４及び図３５は、それぞれ本実施の形態に係る半導体レーザモジュール５１０の全体構成を示す模式的な平面図及び断面図である。図３５においては、図３４に示されるＸＸＸＶ－ＸＸＸＶ線における断面が示されている。図３６は、本実施の形態に係る窓部材５２７の形状を示す模式的な断面図である。図３６には、窓部材５２７のｚｘ平面に平行な断面が示されている。

図３４及び図３５に示されるように、半導体レーザモジュール５１０は、パッケージ５２０を備える。図３２及び図３３に示されるように、半導体レーザモジュール５１０は、マトリクス状に配列された複数の半導体レーザチップ４０と、四つの第１コリメータ素子５５０とをさらに備える。本実施の形態では、半導体レーザモジュール５１０は、五つの第２コリメータ素子５３１と、マトリクス状に配列された複数のサブマウント４２と、四つのヒートシンク５４４とをさらに備える。ここで、図２と同様に、図３３に示されるように、半導体レーザチップ４０は、半導体レーザチップ４０の出射面がミラー面５５０ｒの焦点位置に合うように、かつ、サブマウント４２から第１コリメータ素子５５０に向かって突出するように、サブマウント４２上に配置されている。なお、半導体レーザチップ４０は、半導体レーザチップ４０の出射面が、サブマウント４２の第１コリメータ素子５５０に対向する側面と一致するように、サブマウント４２上に配置されていても構わない。

パッケージ５２０は、図３５に示されるように、複数の半導体レーザチップ４０と、四つの第１コリメータ素子５５０とが内部に配置される筐体である。パッケージ５２０は、図３４及び図３５に示されるように、本体５２１と、天面部５２５に取り付けられたキャップ部材５２６と、窓部材５２７とを有する。

本実施の形態に係る本体５２１は、平板状の底部５２２と開口５２１ａが形成された天面部５２５とを有する有底筒状の部材である。開口５２１ａは、本体５２１における底部５２２が配置される端部の反対側の端部に形成された第１開口の一例である。本実施の形態では、本体５２１は、底部５２２と、側部５２３とを有する。

底部５２２は、本体５２１の底に位置する平板状部材である。本実施の形態では、底部５２２は、矩形の平板状部材であり、底部５２２における、パッケージ５２０の内側に位置する主面に、複数の半導体レーザチップ４０などが配置される。

側部５２３は、底部５２２におけるパッケージ５２０の内側の主面に立設される筒状部材である。側部５２３の一方の開口端部に底部５２２が配置される。また、他方の開口端部である天面部５２５にキャップ部材５２６が配置される。言い換えると、天面部５２５は、側部５２３の端面のうち、キャップ部材５２６と対向する面である。本実施の形態では、側部５２３は、底部５２２の外縁に沿って配置され、両端部に開口が形成された筒状の部材である。側部５２３には矩形の開口が形成されている。側部５２３の天面部５２５に形成された開口が上述した第１開口（開口５２１ａ）である。

側部５２３は、半導体レーザチップ４０と電気的に接続される複数のリードピン２４を有する。図３２に示される例では、側部５２３は、八つのリードピン２４を有する。本実施の形態では、側部５２３のうちｘ軸方向の一方の端部に四つ、他方の端部に四つのリードピン２４が配置されている。

天面部５２５は、実施の形態２に係る天面部１２５と同様に、第１突起部６１と、第２突起部６３とを有する。

キャップ部材５２６は、本体５２１の天面部５２５に取り付けられる部材である。キャップ部材５２６は、本体５２１側に配置される内側面と、内側面の裏側に配置される外側面とを有する。図３５に示されるように、キャップ部材５２６は、底部５２２の平面視において、開口５２１ａの周囲の全周にわたって天面部５２５と重なる。キャップ部材５２６には、底部５２２の平面視において、本体５２１の開口５２１ａと重なる位置に開口５２６ａが形成されている。開口５２６ａは、キャップ部材５２６の平面視における中央付近において、キャップ部材５２６を貫通する第２開口の一例である。キャップ部材５２６を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、Ｆｅ又はＦｅ系の合金などであってもよい。キャップ部材５２６は、実施の形態２に係るキャップ部材１２６と同様に第１突起部６２を有する。

窓部材５２７は、キャップ部材５２６に配置され、透光性を有する部材である。本実施の形態では、窓部材５２７は、キャップ部材５２６の開口５２６ａを塞ぐ。本実施の形態では、図３４～図３６に示されるように、第２コリメータ素子５３１と、窓部材５２７とが一体成形されている。窓部材５２７のうち、レーザ光の光軸を含む部分が第２コリメータ素子５３１である。半導体レーザモジュール５１０は、各々がｙ軸方向に配列された四つの半導体レーザチップ４０に対向し、かつ、ｙ軸方向に延びる五つの第２コリメータ素子５３１を備える。このように、第２コリメータ素子５３１と、窓部材５２７とを一体化することで、半導体レーザモジュール５１０の部品点数を削減できるため、組立工程を簡素化できる。

また、窓部材５２７は、第２コリメータ素子５３１の周囲に配置される平板部５２８を有する。平板部５２８は、キャップ部材５２６と接合される。

複数の半導体レーザチップ４０の各々は、実施の形態１に係る半導体レーザチップ４０と同様の構成を有する。本実施の形態に係る半導体レーザモジュール５１０は、図３２に示されるように、マトリクス状に配列された２０個の半導体レーザチップ４０を備える。本実施の形態では、ｘ軸方向に配列された五つの半導体レーザチップ４０がｙ軸方向に四組配列されている。各半導体レーザチップ４０は、リードピン２４から電力が供給される。図３２の左側端部に位置するリードピン２４は、高電位が印加されるリードピンであり、右側端部に位置するリードピン２４が低電位が印加されるリードピンである。左端に位置する各リードピン２４は、ｘ軸方向に配列され、かつ、直列に接続された五つ半導体レーザチップ４０を介して、右端の対応するリードピン２４に接続されている。これにより、ｘ軸方向に配列された五つの半導体レーザチップ４０に同一の電流を供給できる。なお、リードピン２４と半導体レーザチップ４０との間、及び、ｘ軸方向に隣り合う半導体レーザチップ４０間は、ワイヤＷで電気的に接続されている。より具体的には、図３２における左端の半導体レーザチップ４０のｎ側電極（不図示）に一端が接続されたワイヤＷの他端がその半導体レーザチップ４０の右隣に配置された半導体レーザチップ４０（左から２番目の半導体レーザチップ４０）が配置されるサブマウント４２に接続される。これにより、ワイヤＷがサブマウント４２を介して半導体レーザチップ４０のｐ側電極（不図示）に接続される。同様に、ワイヤＷによって、左から２番目の半導体レーザチップ４０と、左から３番目の半導体レーザチップ４０とが接続され、左から３番目の半導体レーザチップ４０と、左から４番目の半導体レーザチップ４０とが接続され、左から４番目の半導体レーザチップ４０と、左から５番目の半導体レーザチップ４０とが接続される。

複数のサブマウント４２の各々は、実施の形態１に係るサブマウント４２と同様の構成を有する。複数のサブマウント４２は、マトリクス状に配列されている。複数のサブマウント４２の各々には、一つの半導体レーザチップ４０が実装される。

ヒートシンク５４４は、底部５２２に接合される基台であり、ｘ軸方向に配列された五つのサブマウント４２が接合される。

第１コリメータ素子５５０は、パッケージ５２０内においてｘ軸方向に配列された五つの半導体レーザチップ４０のすべての出射点に対向して配置される凹型のミラー面５５０ｒを有する。本実施の形態では、ミラー面５５０ｒは、五つの出射点からのレーザ光を開口５２１ａに向けて反射し、かつ、各レーザ光の第１の軸方向における発散角を低減する。ミラー面５５０ｒによって反射された五つのレーザ光は、それぞれ五つの第２コリメータ素子５３１に入射される。これを可能とするために、底部５２２の平面視において、ミラー面５５０ｒと、開口５２１ａ及び開口５２６ａとが重なるように、第１コリメータ素子５５０が配置される。

ミラー面５５０ｒは、半導体レーザチップ４０の出射点を焦点とする放物面状の形状を有する。これにより、五つの出射点から出射した各レーザ光の第１の軸方向における発散角を低減できる。これにより、五つのレーザ光をそれぞれ反射する五つの第１コリメータ素子を用いる場合より、半導体レーザモジュール５１０の部品点数を削減できる。また、第１コリメータ素子５５０の位置調整などの手間を削減できる。

五つの第２コリメータ素子５３１の各々は、第１コリメータ素子５５０で反射されたレーザ光の第２の軸方向における発散角を低減する素子である。各第２コリメータ素子５３１には、ｙ軸方向に配列された四つのレーザ光が入射される。本実施の形態では、図３６に示されるように、五つの第２コリメータ素子５３１の各々は、底部５２２から遠ざかる向きに凸型の形状を有するシリンドリカルレンズである。言い換えると、五つの第２コリメータ素子５３１の各々は、出射面にシリンドリカル面が形成されたシリンドリカルレンズである。五つの第２コリメータ素子５３１の各々は、第２の軸であるｘ軸方向におけるレーザ光の発散角を低減する。五つの第２コリメータ素子５３１は、それぞれ第１コリメータ素子５５０によって反射された五つのレーザ光の光路上に配置される。これにより、ｘ軸方向に配列された五つの第２コリメータ素子５３１の各々からｙ軸方向に配列された四つのレーザ光が出射される。これにより、五つの第２コリメータ素子５３１からマトリクス状に配列された２０個のレーザ光が出射される。

以上のように、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール５１０は、マトリクス状に配列された複数のレーザ光を出射する。これらのレーザ光を集光することにより、高パワーのレーザ光を得られる。

（実施の形態７）
実施の形態７に係る半導体レーザモジュールについて説明する。本実施の形態に係る半導体レーザモジュールは、窓部材の構成において、実施の形態６に係る半導体レーザモジュール５１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールについて、実施の形態６に係る半導体レーザモジュール５１０との相違点を中心に図３７～図３９を用いて説明する。

図３７及び図３８は、それぞれ本実施の形態に係る半導体レーザモジュール６１０の全体構成を示す模式的な平面図及び断面図である。図３８においては、図３７に示されるＸＸＸＶＩＩＩ－ＸＸＸＶＩＩＩ線における断面が示されている。図３９は、本実施の形態に係る窓部材６２７の形状を示す模式的な断面図である。図３９には、窓部材６２７のｚｘ平面に平行な断面が示されている。

図３７及び図３８に示されるように、半導体レーザモジュール６１０は、パッケージ６２０を備える。半導体レーザモジュール６１０は、実施の形態６に係る半導体レーザモジュール５１０と同様に、マトリクス状に配列された複数の半導体レーザチップ４０と、四つの第１コリメータ素子５５０とをさらに備える。本実施の形態では、半導体レーザモジュール６１０は、マトリクス状に配列された複数のサブマウント４２と、四つのヒートシンク５４４とをさらに備える。半導体レーザモジュール６１０は、図３７に示されるように、マトリクス状に配列された複数の第２コリメータ素子６３１をさらに備える。

パッケージ６２０は、図３８に示されるように、複数の半導体レーザチップ４０と、四つの第１コリメータ素子５５０とが内部に配置される筐体である。パッケージ６２０は、図３７及び図３８に示されるように、本体５２１と、天面部５２５に取り付けられたキャップ部材５２６と、窓部材６２７とを有する。

本体５２１及びキャップ部材５２６は、実施の形態６に係る本体５２１及びキャップ部材５２６と同様の構成を有する。

窓部材６２７は、キャップ部材５２６に配置され、透光性を有する部材である。本実施の形態では、窓部材６２７は、キャップ部材５２６の開口５２６ａを塞ぐ。本実施の形態では、図３７～図３９に示されるように、窓部材６２７は、平板部６２８と、複数の第２コリメータ素子６３１とを有する。本実施の形態では、窓部材６２７は、複数の第２コリメータ素子６３１を平板部６２８に固定することにより形成されている。半導体レーザモジュール６１０は、マトリクス状に配列された複数の第２コリメータ素子６３１を備える。このように、第２コリメータ素子６３１を、平板部６２８に固定する構成とすることで、各半導体レーザチップ４０のレーザ光に対応する位置に第２コリメータ素子６３１を配置することが可能となる。言い換えると、各第２コリメータ素子６３１の位置を各レーザ光の位置に合わせて微調整した後に、平板部６２８に固定できる。よって、出射点４０ａの位置がばらついた場合でも、効率よく、同一の方向に光を取り出すことが出来るようになる。なお、第２コリメータ素子６３１の平板部６２８への固定方法は特に限定されない。例えば、第２コリメータ素子６３１は、光路から離れた位置において、スポット溶接、又は、半田などによって平板部６２８に固定されてもよい。なお、この場合、スポット溶接、又は、半田接合する光路以外の部分には、あらかじめ金属膜を形成しておき、また、第２コリメータ素子６３１と平板部６２８の各々の両面には無反射コート膜を形成しておいてもよい。

また、平板部６２８は、キャップ部材５２６と接合される。本実施の形態では、図３８及び図３９に示されるように、複数の第２コリメータ素子６３１は、底部５２２から遠ざかる向きに平板部６２８から突出する。

以上のように、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール６１０は、マトリクス状に配列された複数の第２コリメータ素子６３１を備える。このような構成を有する半導体レーザモジュール６１０においても、実施の形態６に係る半導体レーザモジュールと同様の効果を奏することができる。

（変形例など）
以上、本開示に係る半導体レーザモジュールについて、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記各実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記各実施の形態においては、天面部が第１突起部６１及び第２突起部６３を有し、キャップ部材が第１突起部６２を有したが、第１突起部及び第２突起部の構成はこれに限定されない。キャップ部材及び天面部の少なくとも一方が、底部の平面視においてキャップ部材と天面部とが重なる接合領域に、底部の主面に垂直な方向の位置に応じて断面積が変化する第１突起部と、断面積が同一の第２突起部とを有してもよい。例えば、キャップ部材が、第２突起部を有してもよい。また、キャップ部材及び天面部の一方だけが、第１突起部を有してもよい。

また、上記各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

本開示の半導体レーザモジュールは、例えば、加工用レーザ光源として利用可能である。

１０、１１、１１０，１１１、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０ 半導体レーザモジュール
２０、１２０、３２０、４２０、５２０、６２０ パッケージ
２０ｃ、１２０ｃ 接合領域
２１、１２１、５２１ 本体
２１ａ、２６ａ、１２１ａ、１２６ａ、３２６ａ、４２６ａ、５２１ａ、５２６ａ 開口
２２、１２２、５２２ 底部
２３、１２３、５２３ 側部
２４ リードピン
２５、１２５、５２５ 天面部
２６、１２６、３２６、４２６、５２６ キャップ部材
２７、１２７、３２７、４２７、５２７、６２７ 窓部材
２８、１２８、３２８、４２８、５２８、６２８ 平板部
２９、４１、４３、４５、５１ 接合部材
３１、１３１、３３１、４３１、５３１、６３１ 第２コリメータ素子
４０、４４０ 半導体レーザチップ
４０ａ 出射点
４０ｅ 端面
４２、４４２ サブマウント
４２ｆ 前面
４４、１４４、４４４、５４４ ヒートシンク
５０、１５０、４５０、５５０、１０５０ 第１コリメータ素子
５０ｒ、１５０ｒ、４５０ｒ、５５０ｒ ミラー面
６１、６２ 第１突起部
６３ 第２突起部
７０、１７０ ファイバホルダ
７１、１７１ 固定部
７２ 筒状部
８０ 先端レンズ付き光ファイバ
８１ フランジ
８２ 光ファイバ
８３ フェルール
８４ 集光レンズ
９１ スポット溶接痕
２６０、３６０ ビームツイスタ
Ａｍ アライメントマーク
Ｓｐ スポット

Claims (20)

1. 半導体レーザモジュールであって、
   少なくとも一つの半導体レーザチップと、
   少なくとも一つの第１コリメータ素子と、
   前記少なくとも一つの半導体レーザチップと前記少なくとも一つの第１コリメータ素子とが内部に配置されるパッケージとを備え、
   前記パッケージは、平板状の底部と開口が形成された天面部とを有する有底筒状の本体と、前記天面部に取り付けられるキャップ部材と、前記キャップ部材に配置され、透光性を有する窓部材とを有し、
   前記少なくとも一つの半導体レーザチップの各々は、レーザ光を出射する出射点を有し、
   前記少なくとも一つの半導体レーザチップの各々は、前記レーザ光の出射方向と前記底部の主面とが平行となるよう前記底部に配置され、
   前記レーザ光の伝搬方向と垂直な第１の軸方向における発散角は、前記伝搬方向及び前記第１の軸と垂直な第２の軸方向における発散角より大きく、
   前記少なくとも一つの第１コリメータ素子の各々は、前記パッケージ内において前記出射点に対向して配置される凹型のミラー面を有し、
   前記ミラー面は、前記レーザ光を前記開口に向けて反射し、かつ、前記レーザ光の前記第１の軸方向における発散角を低減し、
   前記半導体レーザモジュールは、前記底部に接合される少なくとも一つのサブマウントをさらに備え、
   前記少なくとも一つの半導体レーザチップの各々は、前記少なくとも一つのサブマウントを介して、前記底部に接合され、
   前記少なくとも一つのサブマウントの各々の表面は、前記レーザ光の出射方向と交差する方向に延びる前面を含み、
   前記少なくとも一つの第１コリメータ素子の各々は、前記ミラー面が前記前面に対向するように配置される
   半導体レーザモジュール。
2. 少なくとも一つの半導体レーザチップと、
   少なくとも一つの第１コリメータ素子と、
   前記少なくとも一つの半導体レーザチップと前記少なくとも一つの第１コリメータ素子とが内部に配置されるパッケージと、
   少なくとも一つの第２コリメータ素子とを備え、
   前記パッケージは、平板状の底部と開口が形成された天面部とを有する有底筒状の本体と、前記天面部に取り付けられるキャップ部材と、前記キャップ部材に配置され、透光性を有する窓部材とを有し、
   前記少なくとも一つの半導体レーザチップの各々は、レーザ光を出射する出射点を有し、
   前記少なくとも一つの半導体レーザチップの各々は、前記レーザ光の出射方向と前記底部の主面とが平行となるよう前記底部に配置され、
   前記レーザ光の伝搬方向と垂直な第１の軸方向における発散角は、前記伝搬方向及び前記第１の軸と垂直な第２の軸方向における発散角より大きく、
   前記少なくとも一つの第１コリメータ素子の各々は、前記パッケージ内において前記出射点に対向して配置される凹型のミラー面を有し、
   前記ミラー面は、前記レーザ光を前記開口に向けて反射し、かつ、前記レーザ光の前記第１の軸方向における発散角を低減し、
   前記少なくとも一つの第２コリメータ素子の各々は、前記少なくとも一つの第１コリメータ素子の各々で反射された前記レーザ光の前記第２の軸方向における発散角を低減する
   半導体レーザモジュール。
3. 前記キャップ部材は、前記本体側に配置される内側面と、前記内側面の裏側に配置される外側面とを有し、
   前記少なくとも一つの第２コリメータ素子は、前記外側面に配置される
   請求項２に記載の半導体レーザモジュール。
4. 前記キャップ部材は、前記本体側の面である内側面と、前記内側面の裏側に配置される外側面とを有し、
   前記少なくとも一つの第２コリメータ素子は、前記内側面に配置される
   請求項２に記載の半導体レーザモジュール。
5. 前記少なくとも一つの第２コリメータ素子と前記窓部材とは一体成形されている
   請求項２～４のいずれか１項に記載の半導体レーザモジュール。
6. 少なくとも一つの半導体レーザチップと、
   少なくとも一つの第１コリメータ素子と、
   前記少なくとも一つの半導体レーザチップと前記少なくとも一つの第１コリメータ素子とが内部に配置されるパッケージとを備え、
   前記パッケージは、平板状の底部と開口が形成された天面部とを有する有底筒状の本体と、前記天面部に取り付けられるキャップ部材と、前記キャップ部材に配置され、透光性を有する窓部材とを有し、
   前記少なくとも一つの半導体レーザチップの各々は、レーザ光を出射する出射点を有し、
   前記少なくとも一つの半導体レーザチップの各々は、前記レーザ光の出射方向と前記底部の主面とが平行となるよう前記底部に配置され、
   前記レーザ光の伝搬方向と垂直な第１の軸方向における発散角は、前記伝搬方向及び前記第１の軸と垂直な第２の軸方向における発散角より大きく、
   前記少なくとも一つの第１コリメータ素子の各々は、前記パッケージ内において前記出射点に対向して配置される凹型のミラー面を有し、
   前記ミラー面は、前記レーザ光を前記開口に向けて反射し、かつ、前記レーザ光の前記第１の軸方向における発散角を低減し、
   前記パッケージは、内部の空間を封止し、
   前記キャップ部材及び前記天面部の少なくとも一方は、前記底部の平面視において前記キャップ部材と前記天面部とが重なる接合領域に、前記底部の主面に垂直な方向の位置に応じて断面積が変化する第１突起部と、前記底部の主面に垂直な方向の位置に応じて断面積が変化しない第２突起部とを有する
   半導体レーザモジュール。
7. 少なくとも一つの第２コリメータ素子をさらに備え、
   前記少なくとも一つの第２コリメータ素子の各々は、前記少なくとも一つの第１コリメータ素子の各々で反射された前記レーザ光の前記第２の軸方向における発散角を低減する
   請求項１又は６のいずれか１項に記載の半導体レーザモジュール。
8. 前記パッケージは、内部の空間を封止する
   請求項１～５のいずれか１項に記載の半導体レーザモジュール。
9. 前記少なくとも一つの半導体レーザチップ及び前記少なくとも一つの第１コリメータ素子は、樹脂を含まない接合部材で前記パッケージに接合されている
   請求項６又は８に記載の半導体レーザモジュール。
10. 前記出射点から、前記少なくとも一つの第１コリメータ素子のうち前記レーザ光が入射する第１コリメータ素子のミラー面までの光学距離は、３０μｍ以上、３００μｍ以下である
    請求項１～９のいずれか１項に記載の半導体レーザモジュール。
11. 前記出射点から、前記少なくとも一つの第２コリメータ素子のうち前記レーザ光が入射する第２コリメータ素子までの光学距離は、１４５０μｍ以上、４２００μｍ以下である
    請求項３に記載の半導体レーザモジュール。
12. 前記出射点から、前記少なくとも一つの第２コリメータ素子のうち前記レーザ光が入射する第２コリメータ素子までの光学距離は、９００μｍ以上、４２００μｍ以下である
    請求項４に記載の半導体レーザモジュール。
13. 前記キャップ部材及び前記天面部の少なくとも一方は、前記底部の平面視において前記キャップ部材と前記天面部とが重なる接合領域に、前記底部の主面に垂直な方向の位置に応じて断面積が変化する第１突起部と、前記底部の主面に垂直な方向の位置に応じて断面積が変化しない第２突起部とを有する
    請求項８又は９に記載の半導体レーザモジュール。
14. 前記少なくとも一つの半導体レーザチップは、複数の前記出射点を有する一つの半導体レーザチップである第１半導体レーザチップを含み、
    前記少なくとも一つの第１コリメータ素子は、前記第１半導体レーザチップの複数の前記出射点に対向して配置される一つの第１コリメータ素子を含む
    請求項１、２、６のいずれか１項に記載の半導体レーザモジュール。
15. 前記少なくとも一つの第１コリメータ素子の各々の前記レーザ光の出射方向における最大幅は、前記ミラー面の出射方向における最大幅の２倍以上である
    請求項１～１４のいずれか１項に記載の半導体レーザモジュール。
16. 前記パッケージの外側に配置されるビームツイスタをさらに備える
    請求項２又は７に記載の半導体レーザモジュール。
17. 前記少なくとも一つの第１コリメータ素子により反射された前記レーザ光を受光する先端レンズ付き光ファイバをさらに備える
    請求項１～１６のいずれか１項に記載の半導体レーザモジュール。
18. 前記少なくとも一つの第２コリメータ素子の各々は、凸面部を備え、
    前記出射点の個数をｎ（ただし、ｎ≧１）、前記出射点から、前記レーザ光の光軸上における前記ミラー面までの光学距離をＬＦＡＣ、前記レーザ光の前記凸面部における前記第２の軸におけるスポット径をＢＤＳとして
    ＢＤＳ＞１．１×ＬＦＡＣ×１．５×ｎ
    が成り立つ
    請求項２又は７に記載の半導体レーザモジュール。
19. 隣り合う二つの前記出射点間の距離は、ＢＤＳの１．２倍以上である
    請求項１８に記載の半導体レーザモジュール。
20. 前記本体は、前記底部の外縁に沿って配置される側部を有し、
    前記側部は、前記半導体レーザチップと電気的に接続される複数のリードピンを有する
    請求項１～１９のいずれか１項に記載の半導体レーザモジュール。

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