JPWO2022039016A5

JPWO2022039016A5 -

Info

Publication number: JPWO2022039016A5
Application number: JP2022543358A
Authority: JP
Filing date: 2021-08-03
Publication date: 2022-11-04
Anticipated expiration: 2041-08-03

Description

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の半導体レーザモジュールは、レーザ光を出力する半導体レーザ素子と、導電性を有するとともに半導体レーザ素子の第１面に接合されるサブマウント材と、導電性を有するとともに半導体レーザ素子の第１面に対向する第２面に接続される電極体とを備えている。また、本開示の半導体レーザモジュールは、導電性を有した複数の線状部材で電極体と第２面とを接続する導電構造体と、電極体に接合される絶縁板と、サブマウント材に接合されて半導体レーザ素子を第１面側から冷却するとともに、絶縁板に接合されて半導体レーザ素子を第２面側から冷却する冷却ブロックとを備えている。第１面は、第２面よりも半導体レーザ素子の発光点に近い側の面であり、導電性の第１の接合材を介してサブマウント材に固定され、サブマウント材は、導電性の第２の接合材を介して冷却ブロックに固定されている。半導体レーザ素子とサブマウント材と冷却ブロックとが固定された後に、電極体に固定された導電構造体が、半導体レーザ素子に対して電気的に接続されている。導電構造体は、線状部材が湾曲した状態で一端および他端が電極体に接合されることで線状部材が電極体にループ状に固定され且つ電極体に固定された線状部材の湾曲箇所で第１面に接触する第１の構造体を有する。

Claims

レーザ光を出力する半導体レーザ素子と、
導電性を有するとともに前記半導体レーザ素子の第１面に接合されるサブマウント材と、
導電性を有するとともに前記半導体レーザ素子の前記第１面に対向する第２面に接続される電極体と、
導電性を有した複数の線状部材で前記電極体と前記第２面とを接続する導電構造体と、
前記電極体に接合される絶縁板と、
前記サブマウント材に接合されて前記半導体レーザ素子を前記第１面側から冷却するとともに、前記絶縁板に接合されて前記半導体レーザ素子を前記第２面側から冷却する冷却ブロックと、
を備え、
前記第１面は、前記第２面よりも前記半導体レーザ素子の発光点に近い側の面であり、導電性の第１の接合材を介して前記サブマウント材に固定され、
前記サブマウント材は、導電性の第２の接合材を介して前記冷却ブロックに固定され、
前記半導体レーザ素子と前記サブマウント材と前記冷却ブロックとが固定された後に、前記電極体に固定された前記導電構造体が、前記半導体レーザ素子に対して電気的に接続され、
前記導電構造体は、前記線状部材が湾曲した状態で一端および他端が前記電極体に接合されることで前記線状部材が前記電極体にループ状に固定され且つ前記電極体に固定された前記線状部材の湾曲箇所で前記第１面に接触する第１の構造体を有する、
ことを特徴とする半導体レーザモジュール。
前記線状部材が接合される前記電極体のコンタクト面は、第１の方向の辺および前記第１の方向に垂直な第２の方向の辺を有した矩形状の領域を有し、
前記線状部材は、前記矩形状の領域内で、前記第１の方向および前記第２の方向に並ぶようマトリクス状に整列配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザモジュール。
前記線状部材は、金、銅、または銀である、
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モジュール。
前記線状部材を軸方向に垂直な面で切断した場合の断面の直径が２０μｍから１００μｍの円形である、
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の半導体レーザモジュール。
前記導電構造体は、前記線状部材が湾曲した状態で一端および他端が前記第１面に接合されることで前記線状部材が前記第１面にループ状に固定され且つ前記第１面に固定された前記線状部材の湾曲箇所で前記電極体に接触する第２の構造体を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザモジュール。
前記線状部材が接合される前記電極体のコンタクト面は、第１の方向の辺および前記第１の方向に垂直な第２の方向の辺を有した矩形状の領域を有し、
前記線状部材は、前記矩形状の領域内で、前記第１の方向および前記第２の方向に並び、且つ前記第１の方向で隣り合う線状部材同士は、前記第２の方向での配置座標が異なるよう配置されている、
ことを特徴とする請求項１または５に記載の半導体レーザモジュール。
前記冷却ブロックは、冷却水を流す水路と、前記水路と前記サブマウント材が配置されるトップレイヤとの間を絶縁する絶縁レイヤを有した電気絶縁ヒートシンクである、
ことを特徴とする請求項１から６の何れか１つに記載の半導体レーザモジュール。
前記線状部材は、ワイヤである、
ことを特徴とする請求項１から７の何れか１つに記載の半導体レーザモジュール。
前記線状部材は、帯状のリボンである、
ことを特徴とする請求項１から７の何れか１つに記載の半導体レーザモジュール。
前記電極体のコンタクト面と前記第２面との間の距離が前記線状部材の高さよりも短くなるよう、前記絶縁板の厚みが設定されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザモジュール。
前記電極体が前記絶縁板に固定される際に加わる応力による前記絶縁板の厚みの変動量が、前記電極体と前記半導体レーザ素子との間の距離よりも小さくなるような剛性を有した材料で前記絶縁板が形成されている、
ことを特徴とする請求項１から１０の何れか１つに記載の半導体レーザモジュール。
前記絶縁板は、窒化アルミ、窒化ケイ素、またはシリコンを用いて構成されている、
ことを特徴とする請求項１から１１の何れか１つに記載の半導体レーザモジュール。
前記電極体は、前記冷却ブロックに対し、前記絶縁板を介してねじを用いた締結で固定されている、
ことを特徴とする請求項１から１２の何れか１つに記載の半導体レーザモジュール。