JP7482356B2

JP7482356B2 - レーザ装置

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Publication number: JP7482356B2
Application number: JP2021567292A
Authority: JP
Inventors: 光起菱田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2024-05-14
Anticipated expiration: 2040-12-15
Also published as: JPWO2021131883A1; CN114846705A; EP4084241A4; WO2021131883A1; US20220302675A1; EP4084241A1

Description

本開示は、レーザ装置に関するものである。

特許文献１には、第１の電極ブロックと、サブマウントと、絶縁層と、半導体レーザ素子と、バンプと、第２の電極ブロックとが積層された半導体レーザ装置が開示されている。

半導体レーザ素子は、正電極から負電極に向かって電流が流れると、発光面からレーザ光が出力される。電極ブロックは、主に銅で構成されており、半導体レーザ素子で生じた熱が電極ブロックから放熱される。

国際公開第２０１６／１０３５３６号

ところで、半導体レーザ素子が高温になると、レーザ出力の低下などの性能劣化が起こるおそれがある。そのため、半導体レーザ素子で生じた熱を効率良く放熱して、半導体レーザ素子の性能をより安定化させたいという要望がある。

本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体レーザ素子で生じる熱を効率良く放熱できるようにすることにある。

本開示は、レーザ光を出射する半導体レーザ素子を備えたレーザ装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、前記半導体レーザ素子の第１電極に電気的に接続された第１ブロックと、
前記半導体レーザ素子における前記第１電極とは反対側の第２電極に電気的に接続された第２ブロックとを備え、
前記第１ブロック及び前記第２ブロックの少なくとも一方における前記レーザ光の出射側の端部には、前記半導体レーザ素子の発光面よりも出射方向の前方に張り出した放熱部が設けられ、
前記放熱部における前記レーザ光に対向する面は、前方に向かうにつれて前記レーザ光の中心線から離れるように傾斜しており、
前記放熱部の傾斜面の傾斜角度ａは、前記レーザ光における中心線からの拡がり角ｂと同じ又は該拡がり角ｂよりも大きく、
前記放熱部は、平面視で、前記レーザ光の出射方向の前方側における幅方向の片側が少なくとも欠けており、
前記放熱部は、平面視で、前記レーザ光の中心線に対して非線対称形状に形成されている。

第１の発明では、第１ブロック及び第２ブロックの少なくとも一方におけるレーザ光の出射側の端部には、放熱部が設けられる。このように、第１ブロック及び第２ブロックの少なくとも一方に放熱部を設けることで、ブロックの表面積を増やすことができる。これにより、半導体レーザ素子で生じる熱を、放熱部から効率良く放熱させることができる。

また、放熱部は、半導体レーザ素子の発光面よりも前方に張り出している。そして、放熱部におけるレーザ光に対向する面が、前方に向かうにつれてレーザ光の中心線から離れるように傾斜している。

これにより、半導体レーザ素子の発光面から出射されて放射状に拡がるレーザ光が、放熱部によって遮光されるのを抑えることができる。

また、放熱部の傾斜面の傾斜角度ａを、レーザ光における中心線からの拡がり角ｂと同じ又は拡がり角ｂよりも大きくしている。これにより、半導体レーザ素子から出射されて発光面から放射状に拡がるレーザ光が、放熱部によって遮光されるのを抑えることができる。

また、放熱部は、平面視で、レーザ光の出射方向の前方側における幅方向の片側が少なくとも欠けている。

これにより、複数のレーザ装置を並べてレーザ光の合成を行う際に、隣接するレーザ装置の放熱部同士が干渉するのを抑えることができる。

また、半導体レーザ素子で生じる熱を、放熱部の中央側から相対的に効率良く放熱させることができる。

第２の発明は、第１の発明において、
前記放熱部は、平面視で、前記レーザ光の中心線に対して線対称形状に形成されている。

第２の発明では、放熱部を、平面視でレーザ光の中心線に対して線対称形状となるように形成している。これにより、半導体レーザ素子で生じる熱を、放熱部から効率良く放熱させることができる。

第３の発明は、第１の発明において、
前記放熱部は、平面視で、前記レーザ光の中心線に対して非線対称形状に形成されている。

第３の発明では、放熱部を、平面視でレーザ光の中心線に対して非線対称形状となるように形成している。これにより、複数のレーザ装置を並べてレーザ光の合成（レーザ光の波長合成の他、空間合成や偏波合成等）を行う際に、隣接するレーザ装置の放熱部同士が干渉するのを抑えることができる。

第４の発明は、第１乃至第３の発明のうち何れか１つにおいて、
前記放熱部の前端縁は、平面視で、前記レーザ光の中心線と直交する幅方向の略中央部が、幅方向の端部よりも前方に突出している。

第４の発明では、放熱部の前端縁を、平面視で、レーザ光の中心線と直交する幅方向の略中央部を端部よりも前方に突出させた形状としている。

これにより、半導体レーザ素子で生じる熱を、放熱部の中央部分から効率良く放熱させることができる。

また、放熱部の中央部分を前方に突出させることで、放熱部の端部がカットされた形状となる。これにより、複数のレーザ装置を並べてレーザ光の合成を行う際に、隣接するレーザ装置の放熱部同士が干渉するのを抑えることができる。

第５の発明は、第１乃至第４の発明のうち何れか１つにおいて、
前記放熱部は、第１放熱部と、該第１放熱部よりも出射方向の前方に設けられた第２放熱部とを有し、
前記第２放熱部は、板状に形成され且つ板厚方向に間隔をあけて配置された複数のフィン部を有する。

第５の発明では、放熱部は、第１放熱部と、第２放熱部とを有する。第２放熱部は、第１放熱部よりも出射方向の前方に設けられる。第２放熱部は、板状に形成され且つ板厚方向に間隔をあけて配置された複数のフィン部を有する。

このように、複数のフィン部を設けることで、第２放熱部の表面積を増やすことができる。これにより、半導体レーザ素子で生じる熱を、第１放熱部及び第２放熱部から効率良く放熱させることができる。

第６の発明は、第１乃至第５の発明のうち何れか１つにおいて、
前記放熱部の前端縁は、平面視で、前記発光面における前記レーザ光の出射位置を中心とした同心円に沿った形状に形成されている。

第６の発明では、放熱部の前端縁を、平面視で、発光面におけるレーザ光の出射位置を中心とした同心円に沿った形状としている。

これにより、半導体レーザ素子で生じる熱を、放熱部から効率良く放熱させることができる。

具体的に、半導体レーザ素子で生じた熱は、発光面を中心に放射状に放出されることとなる。そのため、放熱部の前端縁を、平面視で、発光面におけるレーザ光の出射位置を中心とした同心円に沿った形状とすれば、放熱効率を低下させることなく、放熱部の面積を最小化することができる。

第７の発明は、第１乃至第６の発明のうち何れか１つにおいて、
前記第１ブロック及び前記第２ブロックの少なくとも一方における前記レーザ光の出射側とは反対側の端部には、該反対側の端部から後方に張り出した後方放熱部が設けられている。

第７の発明では、第１ブロック及び第２ブロックの少なくとも一方におけるレーザ光の出射側とは反対側の端部には、後方放熱部が設けられる。これにより、ブロックの表面積を増やすことができる。

本開示によれば、半導体レーザ素子で生じる熱を効率良く放熱することができる。

図１は、本実施形態１に係るレーザ装置の構成を示す斜視図である。図２は、レーザ装置の構成を示す平面図である。図３は、図２のＡ－Ａ矢視断面図である。図４は、レーザ装置の構成を示す側面図である。図５は、本実施形態２に係るレーザ装置の構成を示す平面図である。図６Ａは、複数のレーザ装置を並べたときに放熱部が干渉している状態を示す平面図である。図６Ｂは、複数のレーザ装置を並べたときに放熱部が干渉するのを回避している状態を示す平面図である。図７は、本実施形態２の変形例１に係るレーザ装置の構成を示す平面図である。図８は、本実施形態２の変形例２に係るレーザ装置の構成を示す平面図である。図９は、本実施形態２の変形例３に係るレーザ装置の構成を示す平面図である。図１０は、本実施形態３に係るレーザ装置の構成を示す平面図である。図１１Ａは、複数のレーザ装置を並べたときに放熱部が干渉している状態を示す平面図である。図１１Ｂは、複数のレーザ装置を並べたときに放熱部が干渉するのを回避している状態を示す平面図である。図１２は、本実施形態３の変形例１に係るレーザ装置の構成を示す平面図である。図１３は、本実施形態３の変形例２に係るレーザ装置の構成を示す平面図である。図１４は、本実施形態４に係るレーザ装置の構成を示す平面図である。

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

《実施形態１》
図１～図３に示すように、レーザ装置１は、第１ブロック１０と、第２ブロック２０と、絶縁層３０と、半導体レーザ素子４０と、バンプ４５とを有する。

第１ブロック１０は、導電性を有する。第１ブロック１０は、主に銅（Ｃｕ）で構成されている。第１ブロック１０では、銅製のブロックに対して、ニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）とが順番にメッキされている。

第１ブロック１０の上面におけるレーザ光の出射方向５（図１に矢印線で示す方向）の側の端部には、凹部１１が設けられている。凹部１１内には、半導体レーザ素子４０が設けられている。半導体レーザ素子４０から出射方向５にレーザ光が照射される構成である。

第１ブロック１０には、第１ネジ孔１２と、第２ネジ孔１３と、第１端子孔１４とが設けられている。第１ネジ孔１２及び第２ネジ孔１３には、雌ネジが形成されている。第１ネジ孔１２は、レーザ光の出射方向５と直交する方向に間隔をあけて２つ設けられている。２つの第１ネジ孔１２の間には、凹部１１が設けられている。

第２ネジ孔１３は、レーザ光の出射方向５と直交する方向に間隔をあけて２つ設けられている。第２ネジ孔１３は、第１ネジ孔１２に対してレーザ光の出射方向５とは反対側に設けられている。

第１端子孔１４は、第１ブロック１０におけるレーザ光の出射方向５とは反対側の端部に設けられている。つまり、第１端子孔１４は、第１ブロック１０における凹部１１とは反対側の端部側に設けられている。第１端子孔１４は、ネジ孔で構成されている。第１端子孔１４には、電源用の接続端子が接続される。

絶縁層３０は、絶縁性を有する。絶縁層３０は、ポリイミドやセラミックなどで構成されている。絶縁層３０は、第１ブロック１０の上面において凹部１１の周りを囲むように配置されている。

半導体レーザ素子４０は、下面が正電極４１（第１電極）であり、上面が負電極４２（第２電極）である。半導体レーザ素子４０は、正電極４１から負電極４２に向かって電流が流れると、発光面（図２で下面）からレーザ光が出力される。

半導体レーザ素子４０は、凹部１１内に配置されている。半導体レーザ素子４０の発光面は、第１ブロック１０の凹部１１の側面と一致している。半導体レーザ素子４０の正電極４１は、第１ブロック１０と電気的に接続されている。第１ブロック１０は、半導体レーザ素子４０の正電極４１と電気的に接続する電極ブロックとしての機能を有する。

バンプ４５は、導電性を有する。バンプ４５は、主に金（Ａｕ）で構成されている。バンプ４５は、半導体レーザ素子４０の負電極４２上に複数設けられている。

バンプ４５は、溶融によって先端が球状になった金ワイヤを負電極４２に接触させ、超音波を与えることで負電極４２に接合されている。バンプ４５は、半導体レーザ素子４０の負電極４２と電気的に接続されている。

第２ブロック２０は、導電性を有する。第２ブロック２０は、主に銅（Ｃｕ）で構成されている。第２ブロック２０では、銅製のブロックに対して、ニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）とが順番にメッキされている。

第２ブロック２０は、半導体レーザ素子４０及び絶縁層３０の上に設けられている。第２ブロック２０は、バンプ４５を介して半導体レーザ素子４０と電気的に接続されている。第２ブロック２０は、半導体レーザ素子４０の負電極４２と電気的に接続する電極ブロックとしての機能を有する。

第２ブロック２０は、第２ブロック２０の下面であって、半導体レーザ素子４０に向かい合う領域以外の領域において、絶縁層３０と接着されている。

第２ブロック２０には、第１貫通孔２２と、第２貫通孔２３と、第２端子孔２４とが設けられている。第１貫通孔２２は、第１ブロック１０の第１ネジ孔１２に対応した位置に設けられている。第１貫通孔２２は、第１ブロック１０と第２ブロック２０とを締結する導電性ネジ３５の頭部が入り込めるようにザグリ孔で形成されている。

第２貫通孔２３は、第１ブロック１０の第２ネジ孔１３に対応した位置に設けられている。

第２端子孔２４は、第２ブロック２０の中央部に設けられている。第２端子孔２４には、電源用の接続端子が接続される。

なお、凹部１１の深さ（高さ）は、半導体レーザ素子４０、バンプ４５、及び絶縁層３０のそれぞれの厚さを考慮して設定される。

第１ブロック１０と第２ブロック２０とは、導電性ネジ３５によって締結されている。導電性ネジ３５は、第２ブロック２０の第１貫通孔２２と、第１ブロック１０の第１ネジ孔１２とに差し込まれる。

導電性ネジ３５と第２ブロック２０との間には、絶縁部材３６が設けられている。これにより、第１ブロック１０と第２ブロック２０とが、電気的に接続されないようにしている。これにより、第１ブロック１０と第２ブロック２０とを、互いに電気的に絶縁された状態で締結することができる。

また、第１ブロック１０と第２ブロック２０とは、図示しない絶縁性ネジによって、互いに電気的に絶縁された状態で締結されている。絶縁性ネジは、第２ブロック２０の第２貫通孔２３と、第１ブロック１０の第２ネジ孔１３とに差し込まれる。

なお、絶縁性ネジの代わりに、導電性ネジ３５と絶縁部材３６を用いても構わない。また、導電性ネジ３５と絶縁部材３６の代わりに絶縁性ネジを用いても構わない。

このような構成のレーザ装置１では、半導体レーザ素子４０の正電極４１から負電極４２に向かって電流が流れると、半導体レーザ素子４０の側面の発光面からレーザ光の出射方向５にレーザ光が出力される。このとき、半導体レーザ素子４０で生じた熱は、第１ブロック１０及び第２ブロック２０へ伝わる。

ところで、半導体レーザ素子４０が高温になると、レーザ出力の低下などの性能劣化が起こるおそれがある。そのため、半導体レーザ素子４０で生じた熱を効率良く伝熱及び放熱して、半導体レーザ素子４０の性能をより安定化させたいという要望がある。

そこで、本実施形態のレーザ装置１では、半導体レーザ素子４０で生じる熱をより効率良く放熱できるような構造としている。

具体的に、第１ブロック１０には、放熱部５０が設けられている。放熱部５０は、第１ブロック１０におけるレーザ光の出射側の端部に設けられている。放熱部５０は、半導体レーザ素子４０の発光面よりも出射方向の前方に張り出している。

このように、第１ブロック１０に放熱部５０を設けることで、第１ブロック１０の表面積を増やすことができる。これにより、半導体レーザ素子４０で生じる熱を、放熱部５０から効率良く放熱させることができる。

図４にも示すように、放熱部５０におけるレーザ光に対向する面は、前方に向かうにつれてレーザ光の中心線Ｌから離れるように傾斜している。放熱部５０の傾斜面の傾斜角度ａは、レーザ光における中心線Ｌからの拡がり角ｂよりも大きい。

なお、加工上及びレーザ照射の光の広がりに問題が無ければ、半導体レーザ素子４０の発光面側における放熱部５０の傾斜面の根元に、加工の容易化のための段部を設けるようにしてもよい。

これにより、半導体レーザ素子４０から出射されて発光面から放射状に拡がるレーザ光が、放熱部５０によって遮光されるのを抑えることができる。

なお、本実施形態では、第１ブロック１０に放熱部５０を設けるようにしたが、第２ブロック２０に放熱部５０を設けるようにしてもよい。また、第１ブロック１０及び第２ブロック２０の両方に放熱部５０を設けるようにしてもよい。

また、放熱部５０の傾斜面の傾斜角度ａを、レーザ光における中心線Ｌからの拡がり角ｂよりも大きくしているが、傾斜角度ａと拡がり角ｂとを同じ角度としてもよい。

また、詳しくは後述するが、放熱部５０は、平面視で、レーザ光の出射方向の前方側における幅方向の片側が少なくとも欠けていてもよい。

これにより、複数のレーザ装置１を並べてレーザ光の合成を行う際に、隣接するレーザ装置１の放熱部５０同士が干渉するのを抑えることができる。

また、半導体レーザ素子４０で生じる熱を、放熱部５０の中央側から相対的に効率良く放熱させることができる。

《実施形態２》
以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。

図５に示すように、第１ブロック１０には、放熱部５０が設けられている。放熱部５０は、第１ブロック１０におけるレーザ光の出射側の端部に設けられている。放熱部５０は、半導体レーザ素子４０の発光面よりも前方に張り出している。

放熱部５０におけるレーザ光に対向する面は、前方に向かうにつれてレーザ光の中心線Ｌから離れるように傾斜している。ここで、放熱部５０の前端縁は、平面視で、レーザ光の中心線Ｌと直交する幅方向の略中央部が、幅方向の端部よりも前方に突出している。

図５に示す例では、放熱部５０の前端縁は、平面視で、半導体レーザ素子４０の発光面におけるレーザ光の出射位置を中心Ｏとした同心円に沿った形状に形成されている。これにより、放熱部５０は、平面視で、レーザ光の中心線Ｌに対して線対称形状に形成されている。

このような構成とすれば、半導体レーザ素子４０で生じる熱を、放熱部５０から効率良く放熱させることができる。

具体的に、半導体レーザ素子４０で生じた熱は、発光面を中心に放射状に放出されることとなる。そのため、放熱部５０の前端縁を、平面視で、発光面におけるレーザ光の出射位置を中心Ｏとした同心円に沿った形状とすれば、放熱効率を低下させることなく、放熱部５０の面積を最小化することができる。

また、複数のレーザ装置１を並べてレーザ光の合成を行う際に、隣接するレーザ装置１の放熱部５０が干渉するのを抑えることができる。

具体的に、図６Ａに示すように、複数のレーザ光を回折格子６０に集光してレーザ光を合成する場合について検討する。なお、回折格子６０の代わりにプリズムであってもよい。

図６Ａに示す例では、放熱部５０が平面視で四角形状に形成されている。ここで、複数のレーザ装置１を、回折格子６０への入射角度が互いに異なるように配置すると、隣接するレーザ装置１の放熱部５０の角部同士が干渉してしまう（図６Ａの黒塗り部分を参照）。

これに対し、図６Ｂに示す例では、放熱部５０の角部が円弧状にカットされた形状となっている。

そのため、複数のレーザ装置１を、回折格子６０への入射角度が互いに異なるように配置しても、隣接するレーザ装置１の放熱部５０同士が干渉するのを回避することができる。

－実施形態２の変形例１－
図７に示すように、放熱部５０の前端縁は、平面視で幅方向の略中央部が、幅方向の端部よりも前方に突出している。図７に示す例では、放熱部５０の幅方向の両端部が、平面視で円弧状に形成されている。また、放熱部５０の幅方向の中央部が直線状にカットされた形状となっている。

これにより、放熱部５０の前方に図示しない障害物等が存在している場合であっても、放熱部５０の幅方向の中央部のカット形状によって、障害物との干渉を避けることができる。

－実施形態２の変形例２－
図８に示すように、放熱部５０の前端縁は、平面視で幅方向の略中央部が、幅方向の端部よりも前方に突出している。図８に示す例では、放熱部５０の幅方向の両端部が斜めにカットされた形状となっている。

このように、放熱部５０の周縁部を直線状にカットした形状とすることで、円弧状に形成する場合に比べて、加工性が良好となる。

－実施形態２の変形例３－
図９に示すように、放熱部５０の前端縁は、平面視で幅方向の略中央部が、幅方向の端部よりも前方に突出している。図９に示す例では、放熱部５０は、平面視で幅方向の略中央部が前方に突出した三角形状に形成されている。

これにより、半導体レーザ素子４０で生じる熱を、放熱部５０の幅方向の中央部から効率良く放熱させることができる。また、放熱部５０の周縁部を直線状にカットした形状とすることで、円弧状に形成する場合に比べて、加工性が良好となる。

《実施形態３》
図１０に示すように、第１ブロック１０には、放熱部５０が設けられている。放熱部５０は、第１ブロック１０におけるレーザ光の出射側の端部に設けられている。放熱部５０は、半導体レーザ素子４０の発光面よりも前方に張り出している。

図１０に示す例では、放熱部５０の前端縁の一部は、平面視で、半導体レーザ素子４０の発光面におけるレーザ光の出射位置を中心Ｏとした同心円に沿った形状に形成されている。そして、放熱部５０の前縁部における図１０でレーザ出射方向に対し、図示下側角部が直線状にカットされた形状となっている。これにより、放熱部５０は、平面視で、レーザ光の中心線Ｌに対して非線対称形状に形成されている。

このような構成とすれば、複数のレーザ装置１を並べてレーザ光の合成を行う際に、隣接するレーザ装置１の放熱部５０が干渉するのを抑えることができる。

具体的に、図１１Ａに示すように、複数のレーザ光を回折格子６０に集光してレーザ光を合成する場合について検討する。なお、回折格子６０の代わりにプリズムであってもよい。

図１１Ａに示す例では、放熱部５０が平面視で四角形状に形成されている。ここで、複数のレーザ装置１を、回折格子６０への入射角度が互いに異なるように配置するとともに、前後方向の距離も異なるように配置している。しかしながら、このような配置とすると、レーザ装置１の放熱部５０における角部が、隣接するレーザ装置１に干渉してしまう（図１１Ａの黒塗り部分を参照）。

これに対し、図１１Ｂに示す例では、放熱部５０の幅方向の一方の角部（図１１Ｂで下側の角部）のみが直線状にカットされた形状となっている。

そのため、複数のレーザ装置１を、回折格子６０への入射角度が互いに異なり且つ前後方向の距離も互いに異なるように配置しても、レーザ装置１の放熱部５０の角部が、隣接するレーザ装置１に干渉するのを回避することができる。

－実施形態３の変形例１－
図１２に示すように、放熱部５０の前端縁は、平面視で幅方向の略中央部が、幅方向の端部よりも前方に突出している。

図１２に示す例では、放熱部５０の幅方向の両端部が斜めにカットされた形状となっている。ここで、放熱部５０の幅方向の一端部（図１２で下端部）のカット幅は、他端部（図１２で上端部）のカット幅よりも大きくなっている。これにより、放熱部５０は、平面視で、レーザ光の中心線Ｌに対して非線対称形状に形成されている。

－実施形態３の変形例２－
図１３に示すように、放熱部５０の前縁部は、幅方向の一端部（図１３で下端部）が直線状にカットされた形状となっている。図１３に示す例では、放熱部５０は、平面視で幅方向の他端部（図１３で上端部）が前方に突出した直角三角形状に形成されている。これにより、放熱部５０は、平面視で、レーザ光の中心線Ｌに対して非線対称形状に形成されている。

《実施形態４》
図１４に示すように、第１ブロック１０には、放熱部５０が設けられている。放熱部５０は、第１放熱部５１と、第２放熱部５２とを有する。第１放熱部５１は、第１ブロック１０におけるレーザ光の出射側の端部に設けられている。第１放熱部５１は、半導体レーザ素子４０の発光面よりも前方に張り出している。第２放熱部５２は、第１放熱部５１よりも出射方向５の前方に設けられている。

第１放熱部５１及び第２放熱部５２におけるレーザ光に対向する面は、前方に向かうにつれてレーザ光の中心線Ｌから離れるように傾斜している。

第２放熱部５２は、板状に形成された複数のフィン部５３を有する。複数のフィン部５３は、板厚方向（図１４で左右方向）に間隔をあけて配置されている。複数のフィン部５３は、第２放熱部５２をスリット状に切削することで形成されている。

このように、複数のフィン部５３を設けることで、第２放熱部５２の表面積を増やすことができる。これにより、半導体レーザ素子４０で生じる熱を、第１放熱部５１及び第２放熱部５２から効率良く放熱させることができる。

ここで、第１放熱部５１の前端縁、つまり、第１放熱部５１と第２放熱部５２との境界位置は、平面視で、半導体レーザ素子４０の発光面におけるレーザ光の出射位置を中心Ｏとした同心円Ｃ１に沿った形状に形成されている。

また、第２放熱部５２の前端縁は、平面視で、半導体レーザ素子４０の発光面におけるレーザ光の出射位置を中心Ｏとした同心円Ｃ２に沿った形状に形成されている。同心円Ｃ２の直径は、同心円Ｃ１の直径よりも大きい。

これにより、半導体レーザ素子４０で生じる熱を、第１放熱部５１及び第２放熱部５２から効率良く放熱させることができる。

具体的に、半導体レーザ素子４０で生じた熱は、発光面を中心に放射状に放出されることとなる。そのため、第１放熱部５１及び第２放熱部５２の前端縁を、平面視で、発光面におけるレーザ光の出射位置を中心とした同心円Ｃ１，Ｃ２に沿った形状とすれば、放熱効率を低下させることなく、第１放熱部５１及び第２放熱部５２の面積を最小化することができる。

なお、図１４に示す例では、フィン部５３は、垂直方向に並んだ板状のフィンで構成しているが、水平方向に並んだフィンであっても、フィン部５３の表面積を増加可能である。

また、第１ブロック１０には、後方放熱部５４が設けられている。後方放熱部５４は、レーザ光の出射側とは反対側の端部に設けられている。後方放熱部５４は、レーザ光の出射側とは反対側の端部から後方に張り出している。後方放熱部５４の後端縁は、同心円Ｃ２に沿った形状に形成されている。これにより、第１ブロック１０の表面積を増やすことができる。

以上説明したように、本開示は、半導体レーザ素子で生じる熱を効率良く放熱することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

１レーザ装置
１０第１ブロック
２０第２ブロック
４０半導体レーザ素子
４１正電極（第１電極）
４２負電極（第２電極）
５０放熱部
５１第１放熱部
５２第２放熱部
５３フィン部
５４後方放熱部
Ｃ１同心円
Ｃ２同心円
Ｌ中心線

Claims

レーザ光を出射する半導体レーザ素子を備えたレーザ装置であって、
前記半導体レーザ素子の第１電極に電気的に接続された第１ブロックと、
前記半導体レーザ素子における前記第１電極とは反対側の第２電極に電気的に接続された第２ブロックとを備え、
前記第１ブロック及び前記第２ブロックの少なくとも一方における前記レーザ光の出射側の端部には、前記半導体レーザ素子の発光面よりも出射方向の前方に張り出した放熱部が設けられ、
前記放熱部における前記レーザ光に対向する面は、前方に向かうにつれて前記レーザ光の中心線から離れるように傾斜しており、
前記放熱部の傾斜面の傾斜角度ａは、前記レーザ光における中心線からの拡がり角ｂと同じ又は該拡がり角ｂよりも大きく、
前記放熱部は、平面視で、前記レーザ光の出射方向の前方側における幅方向の片側が少なくとも欠けており、
前記放熱部は、平面視で、前記レーザ光の中心線に対して非線対称形状に形成されているレーザ装置。
レーザ光を出射する半導体レーザ素子を備えたレーザ装置であって、
前記半導体レーザ素子の第１電極に電気的に接続された第１ブロックと、
前記半導体レーザ素子における前記第１電極とは反対側の第２電極に電気的に接続された第２ブロックとを備え、
前記第１ブロック及び前記第２ブロックの少なくとも一方における前記レーザ光の出射側の端部には、前記半導体レーザ素子の発光面よりも出射方向の前方に張り出した放熱部が設けられ、
前記放熱部における前記レーザ光に対向する面は、前方に向かうにつれて前記レーザ光の中心線から離れるように傾斜しており、
前記放熱部の傾斜面の傾斜角度ａは、前記レーザ光における中心線からの拡がり角ｂと同じ又は該拡がり角ｂよりも大きく、
前記放熱部は、平面視で、前記レーザ光の出射方向の前方側における幅方向の片側が少なくとも欠けており、
前記放熱部の前端縁は、平面視で、前記発光面における前記レーザ光の出射位置を中心とした同心円に沿った形状に形成されているレーザ装置。
請求項１乃至２のうち何れか１つにおいて、
前記放熱部の前端縁は、平面視で、前記レーザ光の中心線と直交する幅方向の略中央部が、幅方向の端部よりも前方に突出しているレーザ装置。
請求項１乃至３のうち何れか１つにおいて、
前記放熱部は、第１放熱部と、該第１放熱部よりも出射方向の前方に設けられた第２放熱部とを有し、
前記第２放熱部は、板状に形成され且つ板厚方向に間隔をあけて配置された複数のフィン部を有するレーザ装置。
請求項１乃至４のうち何れか１つにおいて、
前記第１ブロック及び前記第２ブロックの少なくとも一方における前記レーザ光の出射側とは反対側の端部には、該反対側の端部から後方に張り出した後方放熱部が設けられているレーザ装置。