TWI437784B - Multi - wavelength semiconductor laser device - Google Patents

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TWI437784B
TWI437784B TW098140958A TW98140958A TWI437784B TW I437784 B TWI437784 B TW I437784B TW 098140958 A TW098140958 A TW 098140958A TW 98140958 A TW98140958 A TW 98140958A TW I437784 B TWI437784 B TW I437784B
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Yuji Okura
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Description

多波長半導體雷射裝置
本發明係關於多波長半導體雷射裝置，具有放射不同波長的光的複數的雷射二極體。
現在盛行利用CD(光碟)、DVD(數位多用光碟)、BD(藍光光碟)等的光碟作為大容量的記錄媒體。這些光碟的記錄‧播放時使用的雷射二極體(以下稱作LD)的振盪波長各不同，CD用LD的振盪波長為780nm(毫微米)波長帶(紅外)、DVD用LD的振盪波長為650nm波長帶(紅色)、BD用LD的振盪波長為405nm波長帶(青紫色)。因此，為了以一套光碟裝置處理CD、DVD及BD的資料，需要紅外、紅色、青紫色的3光源。
橫向排列波長不同的雷射二極體晶片而構成多波長半導體雷射裝置時，各雷射二極體晶片的發光點間的距離變長，光學設計變得困難。因此，習知的多波長半導體雷射裝置，散熱片上設置的青紫色LD上接合紅色LD與紅外LD而並置，藉此可以以一套光碟裝置處理CD、DVD、及BD的資料。(例如，參照專利文件1)
[先前技術文件] [專利文件]
[專利文件1]特開2006-59471號公報
不過，專利文件1中記載的多波長雷射裝置中，由於紅外LD與紅色LD在青紫色LD上接合配置，紅外LD與紅色LD動作時產生的熱具有不能由散熱片有效散熱的問題。還有組裝製程變複雜、製造成本變高的問題。
為了解決上述的問題點，本發明提供各雷射二極體晶片的發光點間的距離短、光學設計容易、散熱特性優異、且容易製造的多波長半導體雷射裝置。
根據本發明的多波長半導體雷射裝置，特徵在於具有區塊、振盪波長不同的複數的雷射二極體，上述區塊中往既定方向形成具有底面及2側面的剖面字型的溝，且上述雷射二極體配置在上述溝的上述底面上及上述側面上，使上述雷射二極體發出的雷射光射出方向沿著上述既定的方向。
又，根據本發明的多波長半導體雷射裝置，特徵在於具有區塊、振盪波長不同的複數的雷射二極體，上述區塊中往既定方向形成具有2側面的剖面呈V字型的溝，且上述雷射二極體配置在上述溝的兩側面上，使上述雷射二極體發出的雷射光射出方向沿著上述既定的方向。
又，根據本發明的多波長半導體雷射裝置，特徵在於具有區塊、振盪波長不同的複數的雷射二極體，上述區塊中形成矩形的突起部，上述雷射二極體配置在上述突起部的上表面上及側面上。
又，根據多波長半導體雷射裝置，特徵在於具有區塊、振盪波長不同的複數的雷射二極體，上述區塊中形成平面及上述平面上的突起部，上述雷射二極體配置於上述平面上及上述突起部的側面上。
根據本發明，可以得到各雷射二極體晶片的發光點間的距離短、光學設計容易、散熱特性優異、且容易製造的多波長半導體雷射裝置。
 [第一實施例]
第1圖係根據本發明第一實施例的多波長半導體雷射裝置構造的立體圖。又，第2圖係係顯示根據本發明第一實施例的多波長半導體雷射裝置的上表面圖。本實施例的多波長半導體雷射裝置包括幹部101，形成金屬板材的圓板狀；圓柱狀的區塊103，由幹部101的上表面載置底面；LD111，設置於區塊103側面上形成的剖面字型的溝105的底面107上及側面109上；引線接腳113，貫通幹部101而設置；接合線115，連接LD111與引線接腳113；以及接地接腳117，接合至幹部101。
區塊103以銅合金等熱傳導率高的金屬材料形成，在區塊103的側面上形成的溝105的形成方向與設置於溝105的底面107上及側面109上的LD111的光射出方向(共振器方向)一致。本實施例中，溝105的剖面形狀往開口方向變寬。即，相較於溝105的底面107的寬度L1，溝開口的最上部的寬度L2較大，因此LD111的晶片接合及引線接合變得更容易。
三LD111分別附在區塊103中形成的溝105的底面107上及側面109上。LD111在溝105的底面107上及側面109上的設置可以經由子裝置而設置。這些LD111配置成各LD111放出的雷射光往與溝105的方向平行的方向放射。又，3個LD111的振盪波長為780nm波長帶(紅外)、650nm波長帶(紅色)、405nm波長帶(青紫色)，而設置順序並不特別限定。
引線接腳113，經由絕緣體貫通幹部101，配置於與區塊103的溝105中設置的各LD111對向的位置。引線接腳113與各LD111的p側電極(未圖示)以接合線115電氣連接。
接地接腳117與幹部101以熔接接合，經由幹部101及區塊103電氣連接至各LD111的n側電極(未圖示)。
藉由如此構成的多波長半導體雷射裝置，3個LD111直接或經由子裝置焊接至區塊103，因此經由此區塊103，各LD111動作時產生的熱可以有效地散熱到外部。
又，藉由引線接腳113配置於與區塊103的溝105內設置的各LD111對向的位置，由於引線接腳113與LD111間的引線接合變得容易，所以與習知技術相較，組裝製程變得容易，多波長半導體雷射裝置的製造成本可以降低。
本實施例中，區塊103中形成的溝105形成其剖面形狀往開口方向變寬的形狀，但本發明並不限於此形狀，溝105對向的側面109可以是互相平行的面，即第2圖中的L1、L2可以是L1=L2，也可以是L1>L2。特別是，由於本實施例的溝105的剖面形狀係往開口方向變寬的形狀(L1<L2)，可以輕易地執行LD111的晶片接合及引線接合。
又，本實施例中，區塊103為圓柱中形成溝105的形狀，但本發明並不限定於此形狀，也可以是剖面為多角形的多角柱狀中形成溝的形狀。
又，本實例中，與幹部101分別另外形成的區塊103載置在幹部101上，但幹部101與區塊103可以以模具加工等一體成型而形成。
根據本實施例，多波長半導體雷射裝置具有區塊103及振盪波長不同的的複數的LD111，區塊103中具有底面107及2側面109的剖面字型的溝105往既定方向形成，由於LD111的構成係配置在溝105的底面107上及側面109上，使上述LD發出的雷射光射出方向沿著上述既定的方向，因此可以得到各LD111的發光點間的距離短、光學設計容易、散熱特性優異、且容易製造的多波長半導體雷射裝置。
[第二實施例]
第3圖係本發明另一第二實施例的多波長半導體雷射裝置的立體圖。又，第4圖係顯示本第二實施例的多波長半導體雷射裝置的上表面圖。本第二實施例中的多波長半導體雷射裝置係一LD為2波長LD的複數的LD所構成。
根據本發明第二實施例的多波長半導體雷射裝置，包括幹部101，形成金屬板材的圓板狀；圓柱狀的區塊103，由幹部101的上表面載置底面；二LD111，設置於區塊103側面上形成的剖面V字型的溝205的2側面209上；引線接腳113，貫通幹部101而設置；接合線115，連接LD111與引線接腳113；以及接地接腳117，接合至幹部101。
區塊103以銅合金等熱傳導率高的金屬材料形成，在區塊103的側面上形成的溝205的形成方向與設置於溝205的2側面209上的LD111的共振器方向一致。本第二實施例中，溝205的剖面形狀往開口方向呈V字型變寬。即，因此LD111的晶片接合及引線接合變得更容易。
二LD111分別附在區塊103中形成的溝205的二側面209上。LD111在溝205的側面209上的設置，與第一實施例相同，可以經由子裝置設置。這些LD111配置成各LD111放射的雷射光往與溝205的方向平行的方向放射。又，二LD111中，其中之一係可以放射振盪波長為780nm波長帶(紅外)與650nm波長帶(紅色)的雷射光的2波長LD，另一係振盪波長為405nm波長帶(青紫色)的青紫LD。設置順序並不特別限定。
引線接腳113，經由絕緣體貫通幹部101，配置於與區塊103的溝205中設置的各LD111對向的位置。引線接腳113與各LD111的p側電極(未圖示)以接合線115電氣連接。
接地接腳117與幹部101以熔接接合，經由幹部101及區塊103電氣連接至各LD111的n側電極(未圖示)。
藉由如此構成的多波長半導體雷射裝置，二LD111兩者直接或經由子裝置焊接至區塊103，因此經由區塊103各LD111動作時產生的熱可以有效地散熱到外部。
又，藉由引線接腳113配置於與區塊103的溝205內設置的各LD111對向的位置，由於引線接腳113與LD111間的引線接合變得容易，所以與習知技術相較，組裝製程變得容易，多波長半導體雷射裝置的製造成本可以降低。
特別是，區塊103中形成的溝205形成其剖面形狀往開口方向變寬的V字形狀，可以更輕易地執行LD111的晶片接合及引線接合。
又，本第二實施例中，區塊103為圓柱中形成溝205的形狀，但本發明並不限定於此形狀，也可以是與第一實施例同樣地剖面為多角形的多角柱狀中形成溝的形狀。
又，3接合線115可以分別錯開與連接的引線接腳113的連接位置，也可以改變引線接腳113的長度。錯開接合線115與引線接腳113的連接位置，或是改變引線接腳113的長度，可以更容易進行引線接合。
根據第二實施例，多波長半導體雷射裝置具有區塊103、及振盪波長不同的複數的LD111，區塊103中往既定方向形成具有2側面209的剖面V字型的溝205，由於LD111的構成係配置在溝205的兩側面209上，使上述LD發出的雷射光射出方向沿著上述既定的方向，因此可以得到各LD111的發光點間的距離短、光學設計容易、散熱特性優異、且容易製造的多波長半導體雷射裝置。
[第三實施例]
第5圖係顯示根據本發明另一實施例的多波長半導體雷射裝置構造的上表面。根據本第三實施例的多波長半導體雷射裝置，包括幹部101，形成金屬板材的圓板狀；區塊103，由幹部101的上表面載置底面，具有剖面為矩形的突起部301；以及LD111，設置於突起部301的上表面303上及側面305上；其他的結構與第一實施例相同。
設置於突起部301的上表面303上及側面305上的LD111配置成其雷射光射出方向為同一方向。又，LD111，與第一實施例相同，可以經由子裝置而設置。
藉由如此構成的多波長半導體雷射裝置，三LD111直接或經由子裝置焊接至區塊103中形成的突起部301上，因此經由區塊103，各LD111動作時產生的熱可以有效地散熱到外部。
根據本第三實施例，多波長半導體雷射裝置的構成具有區塊103、及振盪波長不同的複數的LD111，區塊103中形成矩形的突起部301，由於LD111配置在突起部301的上表面303上及側面305上，因此可以得到各LD111的發光點間的距離短、光學設計容易、散熱特性優異、且容易製造的多波長半導體雷射裝置。於是，如此的多波長半導體雷射裝置也可以得到與第一實施例相同的效果。
[第四實施例]
第6圖係顯示根據本發明另一實施例的多波長半導體雷射裝置構造的上表面圖。根據本第四實施例的多波長半導體雷射裝置，包括幹部101，形成金屬板材的圓板狀；區塊103，由幹部101的上表面載置底面；以及LD111，設置於區塊103的平面401上及平面401中形成的突起部403的側面405上。其他的結構與第一實施例相同。
設置於區塊103的平面401上及突起部403的側面405上的LD111配置成其雷射光射出方向為同一方向。又，LD111，與第一實施例相同，可以經由子裝置而設置。
藉由如此構成的多波長半導體雷射裝置，三LD111直接或經由子裝置焊接至區塊103的平面401上及突起部403的側面405上，因此經由此區塊103，各LD111動作時產生的熱可以有效地散熱到外部。
根據本第四實施例，多波長半導體雷射裝置的構成具有區塊103、及振盪波長不同的複數的LD111，區塊103具有平面401及突起部403，由於LD111配置在平面401上及突起部403的側面405上，因此可以得到各LD111的發光點間的距離短、光學設計更容易、散熱特性優異、且容易製造的多波長半導體雷射裝置。於是，如此的多波長半導體雷射裝置也可以得到與第一實施例相同的效果。
[第五實施例]
第7圖係顯示根據本發明另一實施例的多波長半導體雷射裝置構造的上表面圖。根據本第五實施例的多波長半導體雷射裝置，包括幹部101，形成金屬板材的圓板狀；區塊103，由幹部101的上表面載置底面；以及LD111，設置於區塊103的平面401上及平面401中形成的突起部403的2側面405上。其他的結構與第一實施例相同。
設置於區塊103的平面401上及突起部403的2側面405上的LD111配置成其雷射光射出方向為同一方向。又，LD111，與第一實施例相同，可以經由子裝置而設置。
藉由如此構成的多波長半導體雷射裝置，三LD111直接或經由子裝置焊接至區塊103的平面401上及突起部403的2側面405上，因此經由區塊103，各LD111動作時產生的熱可以有效地散熱到外部。
根據本第五實施例，多波長半導體雷射裝置的構成具有區塊103、及振盪波長不同的複數的LD111，區塊103具有平面401及突起部403，由於LD111配置在平面401上及突起部403的2側面405上，因此可以得到各LD111的發光點間的距離短、光學設計更容易、散熱特性優異、且容易製造的多波長半導體雷射裝置。於是，如此的多波長半導體雷射裝置也可以得到與第一實施例相同的效果。
又，圖面及說明書中揭示本發明典型的較佳實施例，雖使用特定用語，但只用於一般且記述性的意義，當然並非以限定本說明書中記載的申請專利範圍為目的。
101．．．幹部
103．．．區塊
105．．．溝
107．．．底面
109．．．側面
111．．．LD(雷射二極體)
113．．．引線接腳
115．．．接合線
117．．．接地接腳
205．．．溝
209．．．側面
301．．．突起部
303．．．上表面
305．．．側面
401．．．平面
403．．．突起部
405．．．側面
L1．．．寬度
以及
L2．．．寬度
[第1圖]係顯示根據本發明一實施例的多波長半導體雷射裝置構造的概略立體圖；
[第2圖]係顯示根據本發明一實施例的多波長半導體雷射裝置構造的概略上表面圖；
[第3圖]係顯示根據本發明又一實施例的多波長半導體雷射裝置構造的概略立體圖；
[第4圖]係顯示根據本發明又一實施例的多波長半導體雷射裝置構造的概略上表面圖；
[第5圖]係顯示根據本發明又一實施例的多波長半導體雷射裝置構造的概略上表面圖；
[第6圖]係顯示根據本發明又一實施例的多波長半導體雷射裝置構造的概略上表面圖；以及
[第7圖]係顯示根據本發明又一實施例的多波長半導體雷射裝置構造的概略上表面圖。
101．．．幹部
103．．．區塊
105．．．溝
107．．．底面
109．．．側面
111．．．半導體雷射二極體
113．．．引線接腳
115．．．接合線
以及
117．．．接地接腳

Claims (8)

  1. 一種多波長半導體雷射裝置，包括：一區塊，其具有一溝，上述溝具有一底面及兩側面；振盪波長不同的三個雷射二極體；一幹部，其具有一主面，上述區塊載置於上述主面上；三個引線接腳，貫通上述幹部；以及三條接合線，上述接合線之一端連接上述雷射二極體，上述接合線之另一端連接上述引線接腳；其中，上述雷射二極體配置在上述溝的上述底面上及上述兩側面上，使上述雷射二極體發出的雷射光射出方向正交於上述幹部的上述主面，上述溝具有一開口，上述開口比上述溝的底面寬，上述引線接腳各個配置於與對應之上述雷射二極體對向的位置。
  2. 一種多波長半導體雷射裝置，包括：一區塊，其具有剖面為V字型的一溝，上述溝具有兩側面；振盪波長不同的二個雷射二極體；一幹部，其具有一主面，上述區塊載置於上述主面上；二個引線接腳，貫通上述幹部；以及二條接合線，上述接合線之一端連接上述雷射二極體，上述接合線之另一端連接上述引線接腳；其中，上述雷射二極體配置在上述溝的兩側面上，使上述雷射二極體發出的雷射光射出方向正交於上述幹部的 上述主面，上述引線接腳各個配置於與對應之上述雷射二極體對向的位置。
  3. 一種多波長半導體雷射裝置，包括：一區塊，其具有一剖面V字型的溝，上述溝具有兩側面；一2波長雷射二極體；一雷射二極體，上述雷射二極體之振盪波長與上述2波長雷射二極體不同；一幹部，其具有一主面，上述區塊載置於上述主面上；三個引線接腳，貫通上述幹部；以及三條接合線，上述接合線之一端連接該些雷射二極體，上述接合線之另一端連接上述引線接腳；其中，該些雷射二極體配置在上述溝的兩側面上，使該些雷射二極體發出的雷射光射出方向正交於上述幹部的上述主面，上述引線接腳各個配置於與對應之該些雷射二極體對向的位置。
  4. 一種多波長半導體雷射裝置，包括：一區塊，其具有一突起部，上述突起部具有一上表面、一第一側面、及一第二側面；振盪波長不同的三個雷射二極體；一幹部，其具有一主面，上述區塊載置於上述主面上；三個引線接腳，貫通上述幹部；以及三條接合線，上述接合線之一端連接上述雷射二極體，上述接合線之另一端連接上述引線接腳； 其中，上述區塊被形成為具有與上述第一側面交錯的一第一平面及與上述第二側面交錯的一第二平面；上述雷射二極體配置在上述上表面、上述第一及第二側面及上述第一及第二平面之中的三個面上，使上述雷射二極體發出的雷射光射出方向皆相同，上述引線接腳各個配置於與對應之上述雷射二極體對向的位置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的多波長半導體雷射裝置，其中，上述區塊之上述第一平面及上述第二平面上配置上述雷射二極體之其中二者。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的多波長半導體雷射裝置，其中，上述突起部的上述第一及第二側面上配置上述雷射二極體之其中二者。
  7. 如申請專利範圍第1、2、4、5、6項中任一項所述的多波長半導體雷射裝置，其中，上述接合線之一端及另一端配置於距上述幹部之上述主面相同高度的位置。
  8. 如申請專利範圍第1~6項中任一項所述的多波長半導體雷射裝置，其中，上述引線接腳由上述幹部之上述主面突出之部分的長度大於由上述幹部之上述主面至上述雷射二極體之前端的距離。
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