JPWO2020144794A1 - 半導体レーザ装置 - Google Patents

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Abstract

半導体レーザ装置（１）は、半導体レーザチップ（５）とサブマウント（３）との対向面のそれぞれ、およびサブマウント（３）とヒートシンク（２）との対向面のそれぞれの少なくともいずれかには、複数の活性層４ａ〜４ｃの配列方向における位置に応じて、光の進行方向における設定範囲を変え、接合に用いる接合材（６）、または接合材（７）の付着性を低下させた処理領域（例えば、処理領域（Ｒ５ｔ））が設けられているように構成した。

Description

本願は、半導体レーザ装置に関するものである。
プロジェクタ装置、プロジェクションテレビなどのカラー画像を表示する装置では、光源としてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つの色の光源が必要とされる。この光源として、発光効率の高い半導体レーザ装置を用いる場合がある。レーザ光は、その単色性から、再現色域が広くなる特長を有しているが、位相が揃っているため、コヒーレンスが高く、投写面での斑点模様の出現、いわゆるスペックルノイズの原因となることがある。
コヒーレンスの低減には、肉眼では同色と認識できる程度に波長の異なるレーザ光を同時に発生させることが考えられる。そこで、１つの基板上に、仕様の異なる複数の活性層を形成し、波長の異なるレーザ光を発生させる半導体レーザ装置（例えば、特許文献１、２参照。）の技術を応用することが考えられる。しかし、性質の異なる複数の活性層を形成するためには、素子形成プロセスの複雑化が伴い、コスト上昇および歩留まりの悪化が懸念される。
それに対して、同仕様の活性層を配列し、配列方向の中央側の活性層に接する部分よりも、両端側の活性層が接する部分の方に熱伝導率が高い材質を用いたヒートシンクを有する半導体レーザ装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。この構成では、素子形成プロセスの複雑化を伴うことがなく、動作時に、中央側の活性層と両端側の活性層との間で温度差が生じるため、中央側の活性層と両端側の活性層とで、波長の異なるレーザ光を発生させることができる。
特開２００４−４７０９６号公報（段落００２５〜００３４、図３〜図６） 特開２００７−９５７３６号公報（段落００２６〜００３７、図１〜図４） 再公表特許ＷＯ２０１５／０６３９７３（段落００２０〜００３０、図３〜図５）
しかしながら、熱伝導率の異なる材質を合わせて部材を形成することはコスト増を招くことになる。あるいは、熱伝導率の異なる材質で安価に部材を形成できた場合でも、中央側と両端側との間で、熱伝導率が異なるように構成すると、中央から同じ距離にある活性層は、同じ温度になり、同じ波長のレーザ光を発生させることになる。つまり、複数の活性層のうちの一部は、同じ波長のレーザ光を発生させることになり、コヒーレンスの低減効果が低かった。
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、安価かつ容易に、コヒーレンス低減効果の高い半導体レーザ装置を得ることを目的とする。
本願に開示される半導体レーザ装置は、光の進行方向に沿って延在する複数の発光領域が、前記進行方向に垂直な方向に間隔をあけて配列された板状の半導体レーザチップと、
前記半導体レーザチップに接合されたサブマウントと、前記サブマウントの前記半導体レーザチップが接合された面の反対側の面に接合されたヒートシンクと、を備え、前記半導体レーザチップと前記サブマウントとの対向面のそれぞれ、および前記サブマウントと前記ヒートシンクとの対向面のそれぞれの少なくともいずれかには、前記複数の発光領域の配列方向における位置に応じて前記進行方向における設定範囲を変え、前記接合に用いる接合材の付着性を低下させた処理領域が設けられていることを特徴とする。
また、本願に開示される半導体レーザ装置は、光の進行方向に沿って延在する複数の発光領域が、前記進行方向に垂直な方向に間隔をあけて配列された板状の半導体レーザチップと、前記半導体レーザチップに接合されたサブマウントと、前記サブマウントの前記半導体レーザチップが接合された面の反対側の面に接合されたヒートシンクと、を備え、前記複数の発光領域のそれぞれと前記ヒートシンクを結ぶ伝熱経路の熱抵抗が、前記複数の発光領域の配列方向における一端側から他端側に向かうにつれ、単調減少または単調増加していることを特徴とする。
本願に開示される半導体レーザ装置によれば、配列方向に沿って、発光領域ごとの温度が変化するため、安価かつ容易に、コヒーレンス低減効果の高い半導体レーザ装置を得ることができる。
図１Ａ〜図１Ｃは、それぞれ、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図と、半導体レーザチップの光進行方向に垂直な断面図とサブマウントへの対向面内の処理領域を示す平面図である。 図２Ａと図２Ｂは、それぞれ、実施の形態１の変形例にかかる半導体レーザ装置を構成する半導体レーザチップの光進行方向に垂直な断面図と、サブマウントへの対向面内の処理領域を示す平面図である。 図３Ａ〜図３Ｃは、それぞれ、実施の形態２にかかる半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図と、サブマウントの半導体レーザチップへの対向面内の処理領域を示す平面図と光進行方向に垂直な断面図である。 図４Ａと図４Ｂは、それぞれ、実施の形態２の変形例にかかる半導体レーザ装置を構成するサブマウントの半導体レーザチップへの対向面内の処理領域を示す平面図と光進行方向に垂直な断面図である。 実施の形態３にかかる半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図である。 実施の形態３の変形例にかかる半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図である。 実施の形態４にかかる半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図である。 実施の形態５にかかる半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図である。 実施の形態５の変形例にかかる半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図である。 実施の形態６にかかる半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図である。 図１１Ａと図１１Ｂは、それぞれ、実施の形態７にかかる半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図と、サブマウントのヒートシンクへの対向面内の処理領域を示す平面図である。 図１２Ａと図１２Ｂは、それぞれ、実施の形態７の２つの変形例にかかる半導体レーザ装置を構成するサブマウントのヒートシンクへの対向面内の処理領域を示す平面図である。 実施の形態８にかかる半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図である。
実施の形態１．
図１と図２は、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の構成について説明するためのものであり、図１は半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図（図１Ａ）と、半導体レーザチップの光進行方向に垂直な断面図（図１Ｂ）と、半導体レーザチップのサブマウントへの対向面に設けた、接合材が付着しないように、表面処理を施した処理領域を示す平面図（図１Ｃ）である。また、図２は変形例の説明として、図１Ｂに対応する半導体レーザチップの光進行方向に垂直な断面図（図２Ａ）と、図１Ｃに対応する半導体レーザチップのサブマウントへの対向面に設けた、接合材が付着しないように、表面処理を施した処理領域を示す平面図（図２Ｂ）である。なお、以降の実施の形態も含め、図において、半導体レーザにおける光の進行方向をｙ方向、光進行方向に延びる複数の活性層が配列される配列方向をｘ方向、半導体層の積層方向をｚ方向として説明する。
半導体レーザ装置１は、図１Ａに示すように、半導体レーザチップ５の複数の活性層４ａ〜４ｃ（まとめて活性層群４と称する。）が形成されている上面電極５２ｔ側に、サブマウント３、ヒートシンク２を順次積層して構成したものである。
半導体レーザチップ５は、光進行方向（ｙ方向）に沿って延在する半導体層（詳細は、省略）を積層した積層体５１が、下面電極５２ｂと上面電極５２ｔに挟まれるように構成したものである。積層体５１の最下面（下面電極５２ｂ側）には、例えば、（００１）面を主面とするＧａＡｓ基板が配置され、そこを起点として、クラッド層、量子井戸を形成する活性層群４等が、結晶成長、あるいはエッチング等により、所定の形態をなすように形成されている。そこで、本願では、結晶成長の方向を基準とし、図中上方にある電極を下面電極５２ｂ、下方にある電極を上面電極５２ｔと表すことにする。上面電極５２ｔ、および下面電極５２ｂは、外部から電流を流すために、例えば、導電体であるＡｕ、Ｇｅ、Ｚｎ、Ｐt、Ｔｉ等の金属で形成されている。さらに、その外側には、他部材との接合、あるいは表面保護のために、めっき層５３ｔ、５３ｂが形成されている。なお、積層体５１の光進行方向における両端面は、例えば、劈開により形成されている。
なお、結晶成長は、例えば、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）があげられるが、それに限ることはなく、様々な方法で形成してよいことは言うまでもない。一方、活性層群４を構成する３つの活性層４ａ〜４ｃは、それぞれ同じ仕様で光進行方向（ｙ方向）に延びるストライプ状をなし、光進行方向（ｙ方向）および積層体５１の積層方向（ｚ方向）に垂直な方向（ｘ方向）において、等間隔に配置されている。各活性層４ａ〜４ｃの、劈開による両端面間はストライプ状の共振器を構成し、上面電極５２ｔと下面電極５２ｂを介して電流注入されることで得られた発光は、共振器内で増幅され、レーザ発振に至る。そのため、各活性層４ａ〜４ｃの領域は、ストライプ状発光領域とも称される発光領域となる。共振器長は１５０μｍから３００μｍとされることが多いが、この範囲に限るものではない。
サブマウント３は、例えば、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）焼結体のような基材３１の両面にメタライズ層３２ｅ、３２ｃを形成した伝熱部材である。また、ヒートシンク２は、Ｃｕ（銅）またはＡｌ（アルミニウム）などで形成された放熱部品である。そして、半導体レーザチップ５は、活性層群４が配置されている上面電極５２ｔ側がサブマウント３のメタライズ層３２ｅに対向し、はんだなどの接合材６により、固定されている。サブマウント３は、半導体レーザチップ５との対向面３ｆｅ（図３）側に形成されたメタライズ層３２ｅの反対側に形成されたメタライズ層３２ｃがヒートシンク２に対向し、はんだなどの接合材７により、固定されている。
ここで、本実施の形態１においては、図１Ｂ、図１Ｃに示すように、半導体レーザチップ５のサブマウント３への対向面５ｆｔの一部に、接合材６が付着しないように表面処理を施した処理領域Ｒ５ｔが形成されている。処理領域Ｒ５ｔは、各活性層４ａ〜４ｃのそれぞれを対向面５ｆｔに投影した領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃに対応して設定した。投影した領域は、活性層４ａ〜４ｃそれぞれの直上の領域でもあり、処理領域Ｒ５ｔの設定対象である領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃは、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれとヒートシンク２との間を最短で結ぶ直線が通る領域である。
そのような領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｂのうち、活性層４ａに対応する領域Ｐ４ａに対しては、進行方向における３か所に処理領域Ｒ５ｔを分散配置し、活性層４ｂに対応する領域Ｐ４ｂに対しては、進行方向における２か所に処理領域Ｒ５ｔを分散配置した。そして、活性層４ｃに対応する領域Ｐ４ｃに対しては、処理領域Ｒ５ｔを配置しなかった。つまり、処理領域Ｒ５ｔを設定した面積（または、光の進行方向における範囲）が、Ｐ４ａ＞Ｐ４ｂ＞Ｐ４ｃの関係になるように処理領域Ｒ５ｔの配置を調整した。
そして、接合材６として、例えばＡｕＳｎ（金錫）はんだを用いた場合を想定し、めっき層５３ｔの処理領域Ｒ５ｔ以外の部分はＡｕめっきとし、処理領域Ｒ５ｔ部分はＮｉ（ニッケル）めっきで形成するようにした。このように、処理領域Ｒ５ｔを有する半導体レーザチップ５を、接合材６を用いてサブマウント３に接合すると、処理領域Ｒ５ｔ以外の部分では、サブマウント３と対向面５ｆｔとの間に接合材６が介在して、強固な伝熱経路が形成される。一方、ＡｕＳｎはんだはＮｉに濡れないため、処理領域Ｒ５ｔ部分では、対向面５ｆｔと（硬化後の）接合材６との間には接合関係が形成されず、単に接しているだけの状態になる。場合によっては、処理領域Ｒ５ｔ部分の中には、接合材６との間に隙間が発生している可能性もある。
このように構成した半導体レーザ装置１の動作について説明する。上面電極５２ｔと下面電極５２ｂを介して半導体レーザチップ５に電流注入すると、各活性層４ａ〜４ｃの端面からレーザ光が出射される。このとき、活性層４ａ〜４ｃでは、それぞれ熱が発生し、温度が上昇するが、温度上昇によって、ヒートシンク２との間に生じた温度差がドライビングフォースとなってヒートシンク２に放熱され、熱が奪われる（冷却される）。各活性層４ａ〜４ｃで発生する熱量と、放熱で奪われる熱量が釣り合うまで、温度上昇は続き、釣り合うと、温度は一定になる。
このとき、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれからヒートシンク２に向けての放熱では、領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃを通り抜ける経路が、ヒートシンク２への最短経路となる。しかし、上述したように、処理領域Ｒ５ｔの配置によって、活性層４ａ、４ｂ、４ｃは、それぞれ最短経路に位置する領域Ｐ４ａ、Ｐ４ｂ、Ｐ４ｃにおける接合材６との接合面積が異なっている。処理領域Ｒ５ｔが配置された部分では、対向面５ｆｔと接合材６との間での接合がないため、接合がある場合に比べて熱抵抗が高くなる。つまり、処理領域Ｒ５ｔは、各活性層４ａ〜４ｃからヒートシンク２への伝熱経路を分断する分断領域として機能する。
もちろん、処理領域Ｒ５ｔの外側の、対向面５ｆｔと接合材６との間での接合が形成されている部分を迂回する伝熱経路もあるが、その場合は経路長が長くなるため、やはり熱抵抗が高くなる。熱抵抗が高くなると、発生した熱量と放熱で奪われる熱量が釣り合うために必要な温度差が大きくなる。つまり、処理領域Ｒ５ｔを配置された面積が大きいほど、熱抵抗が高く（放熱性が低く）なり、高温になる。逆に言えば、処理領域Ｒ５ｔの配置される面積が小さく、熱抵抗が低い（放熱性が高い）ほど、温度を低く保つことができる。
処理領域Ｒ５ｔにより、対向面５ｆｔと接合材６との接合が阻害されている面積は、大きい順に活性層４ａ、活性層４ｂ、活性層４ｃとなり、放熱性の高い順は、活性層４ｃ、活性層４ｂ、活性層４ａとなる。そのため、動作時の温度は活性層４ｃ＜活性層４ｂ＜活性層４ａとなり、活性層４ａの温度が最も高くなる。半導体レーザでは、温度が上昇すると発振波長が長くなるという特徴がある。よって、活性層４ａ〜４ｃ毎に比較すると、波長の長い順は、活性層４ａ、活性層４ｂ、活性層４ｃとなる。このようにして、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれから、異なる発振波長を得ることができ、効果的にコヒーレンスの低減が可能になる。
なお、処理領域Ｒ５ｔは、図１Ｃで示したような、領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃ内に収まる配置に限る必要はない。例えば、図２Ａ、図２Ｂに示す変形例のように、領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃの領域からはみ出してもよい。さらには、処理領域Ｒ５ｔは、領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃのそれぞれの中で分散されておらず、まとまって配置されていてもよい。あるいは、点状あるいは、まだら模様のように配置されていてもよい。その場合においても、領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃのそれぞれで、処理領域Ｒ５ｔが配置された面積が異なるようにすればよい。
また、上記例では、接合材６として、ＡｕＳｎはんだを用い、めっき層５３ｔの処理領域Ｒ５ｔ以外の部分はＡｕめっきとし、処理領域Ｒ５ｔ部分はＮｉめっきで形成する例を示したが、これに限ることはない。例えば、処理領域Ｒ５ｔにＡｌ（アルミニウム）等のはんだが付着しない金属膜、あるいはＳｉ（シリコン）のような絶縁膜を設けてもよく、それ以外の領域をＡｕに代えてＣｕ（銅）にしてもよい。
さらには、接合材６として、例えば、エポキシ樹脂のようないわゆる樹脂系の接着剤を用いる場合、処理領域Ｒ５ｔ以外の面粗度を処理領域Ｒ５ｔよりも粗くすることで、接合材６が付着しないようにしてもよい。なお、以降の実施形態においても、イメージしやすい「付着しない」、「接合性がない」、「濡れない」との表現を用いるが、実質的には、「付着性が低い」、「接合性が低い」、あるいは「濡れ性が低い」場合であっても、熱抵抗は増大する。したがって、以降の実施形態において、「付着しない」、「接合性がない」あるいは、「濡れない」との記載は、「付着性が低い」、「接合性が低い」、あるいは「濡れ性が低い」と読み替えてもよい。つまり、処理領域Ｒ５ｔでは、それ以外の部分と比べて、接合材６との付着性、接合性、あるいは濡れ性が低い材料、あるいは面状態となるならば、接合材６の種類、材料あるいは面の状態の組み合わせは任意とする。
実施の形態２．
上記実施の形態１においては、活性層ごとに動作時の温度を異ならせるために、半導体レーザチップのサブマウントとの対向面に、接合材が付着しない領域を設けた例について説明した。本実施の形態２においては、サブマウントの半導体レーザチップとの対向面に、接合材が付着しない領域を設けた例について説明する。図３Ａ〜図３Ｃは、実施の形態２にかかる半導体レーザ装置の構成について説明するためのものであり、図３Ａは半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図（図１Ａ対応）、図３Ｂはサブマウントの半導体レーザチップへの対向面に設定した、接合材が付着しないように、表面処理を施した処理領域を示す平面図、図３Ｃはサブマウントの光進行方向に垂直な断面図である。また、図４は変形例の説明として、図３Ｂに対応するサブマウントの半導体レーザチップへの対向面に設定した、接合材が付着しないように、表面処理を施した処理領域を示す平面図（図４Ａ）と、図３Ｃに対応するサブマウントの光進行方向に垂直な断面図である（図４Ｂ）である。
なお、本実施の形態２および以降の実施の形態にかかる半導体レーザ装置において、表面処理を除く半導体レーザチップそのもの、およびヒートシンクについては、同様の構成である。また、その他の部材（サブマウント、接合材）についても、同様な部分については、説明を省略する。
本実施の形態２にかかる半導体レーザ装置１においても、図３Ａに示すように、半導体レーザチップ５は、はんだなどの接合材６によりサブマウント３に固定され、サブマウント３は、はんだなどの接合材７によりヒートシンク２に固定されている。ここで、図３Ｂ、図３Ｃに示すように、サブマウント３の半導体レーザチップ５への対向面３ｆｅを構成するメタライズ層３２ｅの一部に、接合材６が付着しないように表面処理を施した処理領域Ｒ３ｅが形成されている。処理領域Ｒ３ｅは、対向面３ｆｅのうち、半導体レーザチップ５が接合された際の各活性層４ａ〜４ｃを投影した領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃに対応して設定した。対向面３ｆｅにおける領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃも、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれとヒートシンク２との間を最短で結ぶ直線が通る領域である。
そのような領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｂのうち、活性層４ａに対応する領域Ｐ４ａに対しては、進行方向における３か所に処理領域Ｒ３ｅを分散配置し、活性層４ｂに対応する領域Ｐ４ｂに対しては、進行方向における２か所に処理領域Ｒ３ｅを分散配置した。そして、活性層４ｃに対応する領域Ｐ４ｃに対しては、処理領域Ｒ３ｅを配置しなかった。つまり、処理領域Ｒ３ｅを設定した面積が、Ｐ４ａ＞Ｐ４ｂ＞Ｐ４ｃの関係になるように処理領域Ｒ３ｅの配置を調整した。
そして、接合材６として、例えば実施の形態１で例示したようなＡｕＳｎ（金錫）はんだを用いた場合を想定し、メタライズ層３２ｅの処理領域Ｒ３ｅ以外の部分はＡｕが表面を覆い、処理領域Ｒ３ｅ部分はＮｉが表面を覆うようにした。このように、処理領域Ｒ３ｅを有するサブマウント３に、接合材６を用いて半導体レーザチップ５を接合すると、処理領域Ｒ３ｅ以外の部分では、半導体レーザチップ５と対向面３ｆｅとの間に接合材６が介在して、強固な伝熱経路が形成される。一方、ＡｕＳｎはんだはＮｉに濡れないため、処理領域Ｒ３ｅ部分では、対向面３ｆｅと（硬化後の）接合材６との間には接合関係が形成されず、単に接しているだけの状態になる。場合によっては、処理領域Ｒ３ｅ部分の中には、接合材６との間に隙間が発生している可能性もある。
このように構成した半導体レーザ装置１を動作させると、実施の形態１で説明したように、各活性層４ａ〜４ｃが発熱するが、ヒートシンク２に向けての放熱では、対向面３ｆｃ上の領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃを通り抜ける経路も、ヒートシンク２への最短経路となる。そして、ここでも、処理領域Ｒ３ｅは、各活性層４ａ〜４ｃからヒートシンク２への伝熱経路を分断する分断領域として機能する。
また、処理領域Ｒ３ｅにより、対向面３ｆｅと接合材６との接合が阻害されている面積は、大きい順に活性層４ａ、活性層４ｂ、活性層４ｃとなり、放熱性の高い順は、活性層４ｃ、活性層４ｂ、活性層４ａとなる。そのため、実施の形態１と同様に、動作時の温度は活性層４ｃ＜活性層４ｂ＜活性層４ａとなり、活性層４ａの温度が最も高くなる。よって、波長の長い順は、活性層４ａ、活性層４ｂ、活性層４ｃとなる。このようにして、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれから、異なる発振波長を得ることができ、効果的にコヒーレンスを低減することが可能になる。
なお、処理領域Ｒ３ｅは、図３Ｂで示したような、領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃ内に収まる配置に限る必要はない。例えば、図４Ａ、図４Ｂに示す変形例のように、領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃの領域からはみ出してもよい。さらには、処理領域Ｒ３ｅは、領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃのそれぞれの中で分散されておらず、まとまって配置されていてもよい。あるいは、点状あるいは、まだら模様のように配置されていてもよい。その場合においても、領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃのそれぞれで、処理領域Ｒ３ｅが配置された面積が異なるようにすればよい。
さらに、実施の形態１で説明した対向面５ｆｔへの処理領域Ｒ５ｔと併用すると、その部分では、接合材６が付着しない材料で接合材６を挟むことになる。このような場合、接合条件によっては、処理領域Ｒ５ｔと処理領域Ｒ３ｅで挟まれた部分（相対する部分で同様に表面処理された部分）から接合材６が抜けて空間となり、熱抵抗がさらに高くなって、温度差をさらにつけることができる場合がある。
また、上記例では、接合材６として、ＡｕＳｎはんだを用い、メタライズ層３２ｅの処理領域Ｒ３ｅ以外の部分の表面はＡｕとし、処理領域Ｒ３ｅ部分はＮｉで形成する例を示したが、これに限ることはない。例えば、処理領域Ｒ３ｅにＡｌ、あるいはＳｉのような絶縁膜を設けてもよく、それ以外の領域をＡｕに代えてＣｕにしてもよい。さらには、処理領域Ｒ３ｅとそれ以外の部分とで面粗度を変えるようにしてもよい。つまり、本実施の形態２においても、処理領域Ｒ３ｅでは、それ以外の部分と比べて、接合材６が付着しない、または接合材６と接合しない材料、あるいは面状態となるならば、接合材６の種類、材料あるいは面の状態の組み合わせは任意とする。
実施の形態３．
上記実施の形態１または２においては、活性層ごとに動作時の温度を異ならせるために、半導体レーザチップとサブマウントとの間に、接合材が付着しない領域を設けた例について説明した。本実施の形態３においては、配列方向において、熱伝導率が異なる基材を有するサブマウントを用いた例について説明する。図５と図６は実施の形態３にかかる半導体レーザ装置の構成について説明するためのもので、図５は半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図（図１Ａ対応）であり、図６は変形例にかかる半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図（同）である。
本実施の形態３にかかる半導体レーザ装置１においても、図５に示すように、半導体レーザチップ５は、はんだなどの接合材６によりサブマウント３に固定され、サブマウント３は、はんだなどの接合材７によりヒートシンク２に固定されている。そして、本実施の形態３での特徴的な構成として、サブマウント３は、性質の異なる部分基材３１ａ〜３１ｃが、活性層４ａ〜４ｃの配列方向に沿って並ぶように配列した基材３１を用いるようにした。部分基材３１ａ〜３１ｃのそれぞれは、図で示した断面形状が光進行方向（ｙ方向）に沿って続く直方体をなし、他の実施の形態と同様、メタライズ層３２ｅとメタライズ層３２ｃに挟まれている。
活性層４ａとヒートシンク２を結ぶ直線は、部分基材３１ａを通り、活性層４ｂとヒートシンク２を結ぶ直線は、部分基材３１ｂを通り、活性層４ｃとヒートシンク２を結ぶ直線は、部分基材３１ｃを通るように配置している。そして、部分基材３１ａ〜３１ｃは、それぞれ空隙率の異なるＡｌＮの焼結体で構成され、基材３１中、部分基材３１ａが最も空隙率が高く、部分基材３１ｃが最も空隙率が低くなるように設定した。その結果、基材３１中、部分基材３１ａが最も熱伝導率が低く、部分基材３１ｃが最も熱伝導率が高くなっている。
このため、放熱性の高い順は、活性層４ｃ、活性層４ｂ、活性層４ａとなり、実施の形態１あるいは２と同様に、動作時の温度は活性層４ｃ＜活性層４ｂ＜活性層４ａとなり、活性層４ａの温度が最も高くなる。よって、波長の長い順は、活性層４ａ、活性層４ｂ、活性層４ｃとなり、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれから、異なる発振波長を得ることができ、効果的にコヒーレンスを低減することが可能になる。
なお、熱伝導率の異なる部分基材の組合せは、図５で示したような、活性層４ａ〜４ｃごとに異なる性質の部分基材３１ａ〜３１ｃを配置する形態に限る必要はない。例えば、図６に示す変形例のように、断面形状が台形のように傾斜を有し、互いに熱伝導率が異なる部分基材３１ｄと３１ｅ（部分基材３１ｅの方が熱伝導率が高い）を厚み方向で合わせるように組み合わせてもよい。
この場合、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれで、ヒートシンク２への伝熱経路において、サブマウント３内での部分基材３１ｄの伝熱長さと３１ｅの伝熱長さの比が異なることになる。そして、活性層４ａが熱伝導率の高い部分基材３１ｅの比が最も低く、活性層４ｃが熱伝導率の高い部分基材３１ｅの比が最も高くなる。よって、図５の例と同様に、放熱性の高い順は、活性層４ｃ、活性層４ｂ、活性層４ａとなり、動作時の温度は活性層４ｃ＜活性層４ｂ＜活性層４ａとなる。
上記例では、部分基材３１ａ〜３１ｅをすべて同じ材質（ＡｌＮ）で、空隙率が異なることによって熱伝導率が異なるようにした例を示したが、これに限ることはない。例えば、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等、材質本来の熱伝導率が異なる部材を組み合わせるようにしてもよい。さらには、各活性層４ａ〜４ｃそれぞれからヒートシンク２への熱抵抗が異なる組み合わせであれば、部分基材の数、形状は任意である。
実施の形態４．
上記実施の形態３では、サブマウント内に熱伝導率の異なる部分基材の配置により、活性層ごとの温度を異ならせる例について説明した。本実施の形態４においては、サブマウントの厚み方向の中間部分に、配列方向に延びる空洞を設ける例について説明する。図７は実施の形態４にかかる半導体レーザ装置の構成について説明するためのもので、半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図である。
本実施の形態４にかかる半導体レーザ装置１においても、図７に示すように、半導体レーザチップ５は、はんだなどの接合材６によりサブマウント３に固定され、サブマウント３は、はんだなどの接合材７によりヒートシンク２に固定されている。そして、本実施の形態４での特徴的な構成として、サブマウント３の厚み方向（ｚ方向）の中間部分に、配列方向（ｘ方向）に延びるとともに、活性層４ａ〜４ｃに対する位置によって厚み（ｔａ、ｔｂ）の異なる空洞３ｓｃを形成するようにした。
活性層４ａとヒートシンク２を結ぶ直線上にある空洞３ｓｃの厚みｔａは、活性層４ｂとヒートシンク２を結ぶ直線上にある空洞３ｓｃの厚みｔｂより厚く、活性層４ｃとヒートシンク２を結ぶ直線上には空洞３ｓｃがない。空洞部分は熱抵抗が高いため、放熱性の高い順は、活性層４ｃ、活性層４ｂ、活性層４ａとなり、上記各実施の形態と同様に、動作時の温度は活性層４ｃ＜活性層４ｂ＜活性層４ａとなって、活性層４ａの温度が最も高くなる。よって、波長の長い順は、活性層４ａ、活性層４ｂ、活性層４ｃとなり、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれから、異なる発振波長を得ることができ、効果的にコヒーレンスを低減することが可能になる。
なお、空洞３ｓｃは、活性層群４の光の進行方向（ｙ方向）における長さにわたって続いていてもよいが、光の進行方向に沿って、複数配置するようにしてもよい。あるいは、活性層４ａ〜４ｃごとに、光の進行方向における位置に応じて、厚み（ｚ方向）または幅（ｘ方向）（形態）の異なる空洞３ｓｃを形成するようにしてもよい。つまり、活性層４ａ〜４ｃごとに、あるいは配列方向における位置に応じて、空隙の厚みまたは幅（形態）の異なる、厚み方向に垂直な空洞３ｓｃを形成すればよい。
実施の形態５．
上記実施の形態４では、サブマウントに厚み方向に垂直な方向の空洞を形成することで、活性層ごとの温度を異ならせる例について説明した。本実施の形態５においては、サブマウントに活性層の配置に応じて厚み方向に延びる空洞を設ける例について説明する。図８と図９は実施の形態５にかかる半導体レーザ装置の構成について説明するためのもので、図８は半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図（図１Ａ対応）であり、図９は変形例にかかる半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図（同）である。
本実施の形態５にかかる半導体レーザ装置１においても、図８に示すように、半導体レーザチップ５は、はんだなどの接合材６によりサブマウント３に固定され、サブマウント３は、はんだなどの接合材７によりヒートシンク２に固定されている。そして、本実施の形態５での特徴的な構成として、サブマウント３の活性層４ａ〜４ｃの配置に応じて、厚み方向（ｚ方向）に延びる複数の空洞３ｓｔを形成するようにした。
具体的には、活性層４ａからの最短経路の両側には、深めの空洞３ｓｔが形成され、活性層４ｂと活性層４ｃとの間には、浅めの空洞３ｓｔが形成されている。これにより、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれからヒートシンク２への最短経路については、差は生じない。しかし、それぞれの最短経路の配列方向（ｘ方向）における側方に関しては、活性層４ａからの最短経路の両側の空洞３ｓｔの（厚み方向：ｚ方向の）長さが最も長く、活性層４ｃからの最短経路の両側の空洞３ｓｔの長さが最も短くなっている。
上記各実施の形態１〜４では、最短経路での熱抵抗の差で温度差を生じさせることを説明した。しかし、発熱源（各活性層４ａ〜４ｃ）よりも吸熱源（ヒートシンク２）の面積の方が広い場合は、吸熱源への最短経路だけではなく、最短経路に垂直な方向での熱の流れも重要である。レーザアレイのように、発熱源が配列方向に並んでおり、配列方向における発熱源と吸熱源の寸法が異なっている場合、配列方向での熱の流れが重要である。
配列方向の熱の流れやすさのよい順は、空洞３ｓｔの配置により、活性層４ｃ、活性層４ｂ、活性層４ａとなり、上記各実施の形態と同様に、動作時の温度は活性層４ｃ＜活性層４ｂ＜活性層４ａとなって、活性層４ａの温度が最も高くなる。よって、波長の長い順は、活性層４ａ、活性層４ｂ、活性層４ｃとなり、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれから、異なる発振波長を得ることができ、効果的にコヒーレンスを低減することが可能になる。
なお、厚み方向に延びる空洞３ｓｔの数、あるいは深さ、さらには、配列方向における幅の組合せは、任意であり、例えば、図９に示すように、深さと幅がそれぞれ異なる空洞３ｓｔを設けても良い。さらには、活性層群４の光の進行方向における長さにわたって続いていてもよいが、光の進行方向に沿って、複数配置するようにしてもよい。つまり、配列方向における位置に応じて、空隙の厚みまたは幅（形態）の異なる、空洞３ｓｔを形成すればよい。
実施の形態６．
上記実施の形態４、５では、サブマウントの内部構造によって、活性層ごとの温度を異ならせる例について説明した。本実施の形態６においては、サブマウントの厚みを配列方向によって変化させる例について説明する。図１０は実施の形態６にかかる半導体レーザ装置の構成について説明するためのもので、半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図（図１Ａ対応）である。
本実施の形態６にかかる半導体レーザ装置１においても、図１０に示すように、半導体レーザチップ５は、はんだなどの接合材６によりサブマウント３に固定され、サブマウント３は、はんだなどの接合材７によりヒートシンク２に固定されている。そして、本実施の形態６での特徴的な構成として、配列方向に沿って厚みが変化するサブマウント３を用いるようにした。厚みは、活性層４ａに対応する側から活性層４ｃに対応する側に向かって、単調に減少し、光進行方向に垂直な断面形状は、メタライズ層３２ｅ側の面に対して、メタライズ層３２ｃ側の面が一定の傾斜を有する三角形をなしている。
これにより、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれとヒートシンク２間の距離は、活性層４ａが最も長く、活性層４ｃが最も短くなる。このため、放熱性の高い順は、活性層４ｃ、活性層４ｂ、活性層４ａとなり、上記各実施の形態と同様に、動作時の温度は活性層４ｃ＜活性層４ｂ＜活性層４ａとなり、活性層４ａの温度が最も高くなる。よって、波長の長い順は、活性層４ａ、活性層４ｂ、活性層４ｃとなり、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれから、異なる発振波長を得ることができ、効果的にコヒーレンスを低減することが可能になる。
一方の面に対し他方の面が傾斜するサブマウント形状は、例えば研磨などの方法を用いて容易に所望の形状を得ることができる。なお、本例では、サブマウント３の断面形状が３角形の例を示したが、単調変化する限り、一方の端部にもある程度の厚みがある台形になってもよい。
なお、一方の面に対して他方の面が傾斜する形状は、半導体レーザ装置１の製造にとっては、必ずしも好ましい形態ではない。上述した他の実施の形態における一方の面と他方の面が平行なサブマウント３を使用する場合、例えば、ヒートシンク２とサブマウント３との接合と、サブマウント３と半導体レーザチップ５との接合を特段の備えがなくても同時に実行可能である。しかし、本実施の形態６にかかる半導体レーザ装置１のように、一方の面と他方の面が傾いているサブマウント３を使用して、単純に同時接合を行う場合、例えば、半導体レーザチップ５は、傾いたメタライズ層３２ｅ上に載置されることになる。すると、接合材６、７が固化するまでの間、半導体レーザチップ５は、メタライズ層３２ｅ上でずり落ちてしまい、位置ずれが生じる可能性がある。
そのため、本実施の形態においては、接合材７に用いるはんだ材を接合材６に用いるはんだ材より融点の高いものを選定し、一度ヒートシンク２に接合材７を用いてサブマウント３を接合する。その後、メタライズ層３２ｅが水平になるようにヒートシンク２を傾け、接合材７の融点より低く、接合材６の融点より高い温度で、接合材６を用いて半導体レーザチップ５を接合する。このように製造工程にひと手間かかるため、一般的には部材が傾くような形態を用いることは敬遠されるが、研磨等の簡単な手法でサブマウント３を形成できるので、安価かつ容易に、コヒーレンス低減効果の高い半導体レーザ装置１を得ることができる。
実施の形態７．
本実施の形態７にかかる半導体レーザ装置では、サブマウントとヒートシンクとの接合面における接合材の付着領域を制御することで、活性層ごとの温度に変化をつけるようにした。図１１Ａと図１１Ｂは、実施の形態７にかかる半導体レーザ装置の構成について説明するためのものであり、図１１Ａは半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図（図１Ａ対応）、図１１Ｂはサブマウントのヒートシンクへの対向面に設定した、接合材が付着しないように、表面処理を施した処理領域を示す平面図である。また、図１２は２種類の変形例の説明として、第一変形例の図１１Ｂに対応するサブマウントのヒートシンクへの対向面に設定した、接合材が付着しないように、表面処理を施した処理領域を示す平面図（図１２Ａ）と、第二変形例の図１１Ｂに対応するサブマウントのヒートシンクへの対向面に設定した、接合材が付着しないように、表面処理を施した処理領域を示す平面図（図１２Ｂ）である。
本実施の形態７にかかる半導体レーザ装置１においても、図１１Ａに示すように、半導体レーザチップ５は、はんだなどの接合材６によりサブマウント３に固定され、サブマウント３は、はんだなどの接合材７によりヒートシンク２に固定されている。ここで、図１１Ｂに示すように、サブマウント３のヒートシンク２への対向面３ｆｃを構成するメタライズ層３２ｃの一部に、接合材７が付着しないように表面処理を施した処理領域Ｒ３ｃが形成されている。処理領域Ｒ３ｃは、対向面３ｆｃのうち、半導体レーザチップ５が接合された際の各活性層４ａ〜４ｃを投影した領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃに対応し、配列方向における一方に偏るように設定した。具体的には、活性層４ｃよりも外側で、かつ半導体レーザチップ５を投影した領域Ｐ５よりも内側に位置する光の進行方向に平行なラインから活性層群４が存在する側の全領域に処理領域Ｒ３ｃを設定した。
そして、接合材７として、例えば実施の形態１の接合材６として例示したＡｕＳｎはんだを用いた場合を想定し、メタライズ層３２ｃの処理領域Ｒ３ｃ以外の部分はＡｕが表面を覆い、処理領域Ｒ３ｃ部分はＮｉが表面を覆うようにした。このように、処理領域Ｒ３ｃを有するサブマウント３に、接合材７を用いてヒートシンク２を接合すると、処理領域Ｒ３ｃ以外の部分では、ヒートシンク２と対向面３ｆｃとの間に接合材７が介在して、強固な伝熱経路が形成される。一方、ＡｕＳｎはんだはＮｉに濡れないため、処理領域Ｒ３ｃ部分では、対向面３ｆｃと（硬化後の）接合材７との間には接合関係が形成されず、単に接しているだけの状態になる。場合によっては、処理領域Ｒ３ｃ部分の中には、接合材７との間に隙間が発生する可能性もある。
この例では、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれとヒートシンク２との最短経路では、接合材７と対向面３ｆｃとの間で接合が行われている領域がなく、接合が形成されている部分と比べて熱抵抗が高い。そのため、最短経路での伝熱よりも、接合材７と対向面３ｆｃとが接合された領域を経由する迂回経路での伝熱が優勢になり、迂回経路での放熱性が活性層４ａ〜４ｃごとの放熱性に大きく影響を与える。
接合が形成されている部分（領域Ｒ３ｃ以外）が、活性層４ｃを投影した領域Ｐ４ｃよりも外側に位置するので、活性層４ａの迂回経路の長さが最も長く、活性層４ｃの迂回経路の長さが最も短くなる。このため、放熱性の高い順は、活性層４ｃ、活性層４ｂ、活性層４ａとなり、上記各実施の形態と同様に、動作時の温度は活性層４ｃ＜活性層４ｂ＜活性層４ａとなって、活性層４ａの温度が最も高くなる。よって、波長の長い順は、活性層４ａ、活性層４ｂ、活性層４ｃとなり、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれから、異なる発振波長を得ることができ、効果的にコヒーレンスを低減することが可能になる。
なお、処理領域Ｒ３ｃは、図１１Ｂで示したような、領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃすべてが収まるように配置する必要はなく、例えば、領域Ｐ４ｃは一部のみ、あるいは全く収まっておらず、一部の活性層は、最短経路が主になるようにしてもよい。あるいは、例えば、図１２Ａに示す変形例のように、光進行方向に沿って、処理領域Ｒ３ｃが形成されていない部分があってもよい。さらには、図１２Ｂに示す第二の変形例のように、領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃに応じて、処理領域Ｒ３ｃが形成されていない面積を変化させるようにしてもよい。つまりは、配列方向における一方側に処理領域Ｒ３ｃの配置（面積）が偏るようにすればよい。
あるいは、接合材７が付着しない処理領域の配置対象を、ヒートシンク２のサブマウント３への対向面２ｆｓにしてもよい。さらには、ヒートシンク２の対向面２ｆｓと、サブマウント３の対向面３ｆｃの双方に、接合材７が付着しない処理領域を配置するようにしてもよい。この場合、接合条件によっては、対向面２ｆｓでの処理領域と対向面３ｆｃの処理領域Ｒ３ｃで挟まれた部分から接合材７が抜けて空間となり、熱抵抗がさらに高くなって、温度差をさらにつけることができる場合がある。
また、上記例では、接合材７として、ＡｕＳｎはんだを用い、メタライズ層３２ｃ（対向面２ｆｓでの処理領域も含む）の処理領域Ｒ３ｃ以外の部分の表面はＡｕとし、処理領域Ｒ３ｃ部分はＮｉで形成する例を示したが、これに限ることはない。例えば、処理領域Ｒ３ｃにＡｌ、あるいはＳｉのような絶縁膜を設けてもよく、それ以外の領域をＡｕに代えてＣｕにしてもよい。さらには、処理領域Ｒ３ｃとそれ以外の部分とで面粗度を変えるようにしてもよい。つまり、本実施の形態７においても、処理領域Ｒ３ｃでは、それ以外の部分と比べて、接合材７が付着しない、または接合材７と接合しない材料、あるいは面状態となるならば、接合材７の種類、材料あるいは面の状態の組み合わせは任意とする。
実施の形態８．
上記各実施の形態においては、半導体レーザチップ、サブマウント、ヒートシンクのいずれかの形態、あるいは、表面処理を施す領域の配置によって、活性層ごとに温度差をつける例を示した。本実施の形態８においては、半導体レーザチップとサブマウント、およびヒートシンクの配列方向における位置関係で、活性層ごとに温度差をつける例について説明する。図１３は実施の形態８にかかる半導体レーザ装置の構成について説明するためのもので、半導体レーザ装置の光進行方向に垂直な断面図（図１Ａ対応）である。
本実施の形態８にかかる半導体レーザ装置１においても、図１３に示すように、半導体レーザチップ５は、はんだなどの接合材６によりサブマウント３に固定され、サブマウント３は、はんだなどの接合材７によりヒートシンク２に固定されている。ただし、本実施の形態８での特徴的な構成として、半導体レーザチップ５は、サブマウント３に対して、配列方向（ｘ方向）で一部をはみ出させて接合され、さらに、サブマウント３も、ヒートシンク２に対して同じ方向に一部をはみ出させて接合されている。
このような配列方向でのはみ出しを生じる接合の結果、活性層４ａの直上（図中下方に投影した領域：Ｐ４ａに相当）には、放熱に寄与するサブマウント３が存在しない。また、活性層４ｂの直上（同：Ｐ４ｂに相当）には、サブマウント３は存在するが、ヒートシンク２は存在しない。それに対して、活性層４ｃの直上（同：Ｐ４ｃに相当）には、サブマウント３とヒートシンク２が存在する。
つまり、活性層４ａの放熱経路は、半導体レーザチップ５内での配列方向への伝熱と、対向面５ｆｔからの放射、または半導体レーザ装置１が封止されている図示しない封止体を構成する樹脂中への伝熱となり、ヒートシンク２へ直接連なる伝熱経路がない。また、活性層４ｂの直上には、サブマウント３が接合されているが、領域Ｐ４ｂに相当する部分にヒートシンク２が存在せず、ヒートシンク２への放熱には、サブマウント３内の配列方向の伝熱が必要となる。
このため、放熱性の高い順は、活性層４ｃ、活性層４ｂ、活性層４ａとなり、上記各実施の形態と同様に、動作時の温度は活性層４ｃ＜活性層４ｂ＜活性層４ａとなって、活性層４ａの温度が最も高くなる。よって、波長の長い順は、活性層４ａ、活性層４ｂ、活性層４ｃとなり、活性層４ａ〜４ｃのそれぞれから、異なる発振波長を得ることができ、効果的にコヒーレンスを低減することが可能になる。
なお、上記例では、活性層４ａの直上領域において半導体レーザチップ５がサブマウント３から完全にはみ出るように、サブマウント３に対する半導体レーザチップ５のはみだし量Ｗ５を設定した。さらに、活性層４ｂの直上領域においてサブマウント３がヒートシンク２から完全にはみ出るように、ヒートシンク２に対するサブマウント３のはみだし量Ｗ３を設定した。しかし、これに限ることはなく、ある活性層の直下領域の一部が配列方向においてはみ出るようにしてもよく、一端側の活性層から他端側の活性層に向かい、偏った伝熱経路が形成されるのであれば、はみだし量Ｗ５、Ｗ３の設定は任意である。
なお、上述した各実施の形態においては、活性層群４を構成する活性層の数が３の場合について説明したが、これに限ることはない。上記各実施の形態においては、部材構成、表面処理、部材位置関係の少なくともいずれかを配列方向の一方側に偏らせることで、配列方向の一端側から他端側に向けて、活性層ごとの放熱性が一方向（低下または向上）に変化するようにした。これにより、少なくとも２つ以上の活性層があれば、異なる波長が発振されてコヒーレンスを低減することが可能となる。また、活性層の数だけ、異なる波長のレーザ光を発振できるので、コヒーレンス低減としての無駄な活性層がなく、安価かつ容易に、コヒーレンス低減効果の高い半導体レーザ装置１を得ることができる。
一方、実施の形態１、２、または７のように、接合材の付着性を低下させるための表面処理を行う領域を調整する例では、マスキング等の技術で自在に領域調整ができ、部材構成や形態を変化させる場合と異なり、容易にバリエーションの変更も可能である。そのため、表面処理領域の分布で放熱性を変化させる場合は、活性層ごとの放熱性を、必ずしも、配列方向の一方側に偏らせる必要はない。例えば、ある活性層が同じ温度になるような形態にしたとすれば、一部の活性層の波長が同じになり、コヒーレンス低減効果は薄れるが、容易に実現できるので、総合的に見れば、安価かつ容易に、コヒーレンス低減効果の高い半導体レーザ装置１を得ることができる。
さらに、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
以上のように、実施の形態１、２、７それぞれ、またはそれらの組合せにかかる半導体レーザ装置１によれば、光の進行方向（ｙ方向）に沿って延在する複数の（同じ仕様の）発光領域（活性層４ａ〜４ｃ）が、進行方向に垂直な方向（配列方向：ｘ方向）に間隔をあけて配列された板状の半導体レーザチップ５と、半導体レーザチップ５に接合されたサブマウント３と、サブマウント３の半導体レーザチップ５が接合された面（対向面３ｆｅ）の反対側の面（対向面３ｆｃ）に接合されたヒートシンク２と、を備え、半導体レーザチップ５とサブマウント３との対向面のそれぞれ（対向面５ｆｔ、対向面３ｆｅ）、およびサブマウント３とヒートシンク２との対向面のそれぞれ（対向面３ｆｃ、対向面２ｆｓ）の少なくともいずれかには、複数の発光領域（活性層４ａ〜４ｃ）の配列方向（ｘ方向）における位置（とくに個々の領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃ）に応じて、進行方向（ｙ方向）における設定範囲を変え、接合に用いる接合材（接合材６、または接合材７）の付着性を低下させた処理領域（例えば、処理領域Ｒ５ｔ、処理領域Ｒ３ｅ、処理領域Ｒ３ｃ等）が設けられているように構成したので、表面処理という容易に設定対象を調整できる手法により、配列方向に沿って、接合部分での熱抵抗に変化が生じ、同じ仕様の活性層４ａ〜４ｃに対して温度差をつけて波長をずらすことができるため、安価かつ容易に、コヒーレンス低減効果の高い半導体レーザ装置１を得ることができる。
とくに、半導体レーザチップ５とサブマウント３との対向面どうし（対向面３ｆｃと対向面２ｆｓ）、サブマウント３とヒートシンク２との対向面どうし（対向面３ｆｃと対向面２ｆｓ）、のいずれかは、相対する同じ部分に、処理領域が設けられているようにすれば、より確実に熱抵抗に差を生じさせることができる。
また、接合材６または接合材７は金錫はんだであり、処理領域の表面には、ニッケル、アルミニウム、または絶縁膜の層が形成されていれば、特殊な材料を必要とせず、金錫はんだが処理領域に付着することがなく、確実に熱抵抗に差を生じさせることができる。
あるいは、上記各実施の形態（とくに、実施の形態３〜６、８それぞれ、またはそれらの組合せ）にかかる半導体レーザ装置１によれば、光の進行方向（ｙ方向）に沿って延在する複数の（同じ仕様の）発光領域（活性層４ａ〜４ｃ）が、進行方向に垂直な方向（配列方向：ｘ方向）に間隔をあけて配列された板状の半導体レーザチップ５と、半導体レーザチップ５に接合されたサブマウント３と、サブマウント３の半導体レーザチップ５が接合された面（対向面３ｆｅ）の反対側の面（対向面３ｆｃ）に接合されたヒートシンク２と、を備え、複数の発光領域のそれぞれ（活性層４ａ〜４ｃ）とヒートシンク２を結ぶ伝熱経路の熱抵抗が、複数の発光領域（活性層４ａ〜４ｃ）の配列方向（ｘ方向）における一端側から他端側に向かうにつれ、単調減少または単調増加しているように構成すれば、同じ仕様の活性層４ａ〜４ｃのそれぞれを異なる温度にして、波長をずらすことができるので、安価かつ容易に、コヒーレンス低減効果の高い半導体レーザ装置１を得ることができる。
とくに、サブマウント３は、配列方向（ｘ方向）に沿って、熱伝導率の異なる基材（部分基材３１ａ〜３１ｃ）を並べて形成したので、容易に熱抵抗を単調変化させることができる。
あるいは、サブマウント３は、熱伝導率の異なる基材（部分基材３１ｄと３１ｅ）を厚み方向（ｚ方向）に重ねて形成され、配列方向に沿って、重ねた基材の厚みの割合が変化しているように構成すれば、容易に熱抵抗を単調変化させることができる。
さらに、サブマウント３は、配列方向に沿って厚みが変化しているように構成すれば、研磨等の簡単な加工により、容易に熱抵抗を単調変化させることができる。
また、サブマウント３には、配列方向における位置に応じて形態が異なる、厚み方向の中間部分において半導体レーザチップ５への対向面３ｆｅに平行に進む空洞３ｓｃ、あるいは、複数の発光領域（活性層４ａ〜４ｃ）のそれぞれを投影した領域Ｐ４ａ〜Ｐ４ｃの中間部分において半導体レーザチップ５への対向面３ｆｅから反対側の面（対向面３ｆｃ）に向かって進み、光の進行方向に沿って延在する空洞３ｓｔ、が形成されているように構成すれば、サブマウント３内での横方向（ｘｙ面内）での熱伝導の阻害、あるいは、熱経路の迂回により、容易に熱抵抗を単調変化させることができる。
また、半導体レーザチップ５は、サブマウント３に対して、一端側からはみ出す偏った位置に接合され、かつ、サブマウント３は、ヒートシンク２に対して、一端側からはみ出す偏った位置に接合されているように構成すれば、部材自体の構成を変化させることなく、接合位置を調整するだけで、容易に熱抵抗を単調変化させることができる。
１：半導体レーザ装置、
２：ヒートシンク、 ２ｆｓ：対向面、
３：サブマウント、 ３１：基材、 ３１ａ〜３１ｅ：部分基材、 ３２ｃ、３２ｅ：メタライズ層、 ３ｆｃ：対向面、 ３ｆｅ：対向面、 ３ｓｃ：空洞、 ３ｓｔ：空洞、
４：活性層群、４ａ〜４ｃ：活性層（発光領域）、
５：半導体レーザチップ、 ５ｆｔ：対向面、
５１：積層体、 ５２ｂ：下面電極、 ５２ｔ：上面電極、 ５３ｂ、５３ｔ：めっき層、
６，７：接合材、
Ｐ４ａ〜Ｐ４ｂ：領域、
Ｒ３ｃ：処理領域、 Ｒ３ｅ：処理領域、 Ｒ５ｔ：処理領域、
Ｗ３：はみだし量、 Ｗ５：はみだし量。

Claims (9)

  1. 光の進行方向に沿って延在する複数の発光領域が、前記進行方向に垂直な方向に間隔をあけて配列された板状の半導体レーザチップと、
    前記半導体レーザチップに接合されたサブマウントと、
    前記サブマウントの前記半導体レーザチップが接合された面の反対側の面に接合されたヒートシンクと、を備え、
    前記半導体レーザチップと前記サブマウントとの対向面のそれぞれ、および前記サブマウントと前記ヒートシンクとの対向面のそれぞれの少なくともいずれかには、前記複数の発光領域の配列方向における位置に応じて前記進行方向における設定範囲を変え、前記接合に用いる接合材の付着性を低下させた処理領域が設けられていることを特徴とする半導体レーザ装置。
  2. 前記半導体レーザチップと前記サブマウントとの対向面どうし、前記サブマウントと前記ヒートシンクとの対向面どうし、のいずれかは、相対する同じ部分に、前記処理領域が設けられ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。
  3. 前記接合材は金錫はんだであり、前記処理領域の表面には、ニッケル、アルミニウム、または絶縁膜の層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。
  4. 光の進行方向に沿って延在する複数の発光領域が、前記進行方向に垂直な方向に間隔をあけて配列された板状の半導体レーザチップと、
    前記半導体レーザチップに接合されたサブマウントと、
    前記サブマウントの前記半導体レーザチップが接合された面の反対側の面に接合されたヒートシンクと、を備え、
    前記複数の発光領域のそれぞれと前記ヒートシンクを結ぶ伝熱経路の熱抵抗が、前記複数の発光領域の配列方向における一端側から他端側に向かうにつれ、単調減少または単調増加していることを特徴とする半導体レーザ装置。
  5. 前記サブマウントは、前記配列方向に沿って、熱伝導率の異なる基材を並べて形成されたものであることを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザ装置。
  6. 前記サブマウントは、熱伝導率の異なる基材を厚み方向に重ねて形成され、前記配列方向に沿って、重ねた基材の厚みの割合が変化していることを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザ装置。
  7. 前記サブマウントは、前記配列方向に沿って厚みが変化していることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
  8. 前記サブマウントには、前記配列方向における位置に応じて形態が異なる、厚み方向の中間部分において前記半導体レーザチップへの対向面に平行に進む空洞、あるいは、前記複数の発光領域のそれぞれを投影した領域の中間部分において前記半導体レーザチップへの対向面から反対側の面に向かって進み、前記光の進行方向に沿って延在する空洞、が形成されていることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
  9. 前記半導体レーザチップは、前記サブマウントに対して、前記一端側からはみ出す偏った位置に接合され、かつ、前記サブマウントは、前記ヒートシンクに対して、前記一端側からはみ出す偏った位置に接合されていることを特徴とする請求項４から８のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
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