WO2016080188A1 - 半導体レーザ装置及びその製造方法 - Google Patents

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WO2016080188A1
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semiconductor laser
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laser element
fixing block
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PCT/JP2015/081023
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健 片桐
望 豊原
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株式会社フジクラ
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    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor laser device and a manufacturing method thereof.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-232637 filed in Japan on November 17, 2014, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • the semiconductor laser device has features such as small size and low power consumption (high energy conversion efficiency) as compared with a gas laser and a solid-state laser. Therefore, semiconductor laser devices are widely used in consumer applications (for example, light sources for optical pickups) and industrial applications (for example, pumping light sources for fiber lasers).
  • a semiconductor laser device includes a semiconductor laser element that emits laser light and a collimating lens for collimating the laser light emitted from the semiconductor laser element.
  • the laser light emitted from the semiconductor laser element spreads in a direction (fast axis) perpendicular to a direction (slow axis) parallel to the pn junction surface of the semiconductor laser element.
  • a collimating lens FAC lens: fast axis collimating lens
  • FAC lens fast axis collimating lens
  • Patent Document 1 discloses a semiconductor laser device.
  • a lens fixing base is provided on a base on which a semiconductor laser element is mounted, and a collimating lens is fixed on the lens fixing base with a resin. Then, a collimator lens is disposed facing the laser light emitting portion of the semiconductor laser element.
  • Patent Document 1 also discloses another semiconductor laser device.
  • a lens fixing base having a concave upper part is provided on the base, and a part of the collimating lens is resin-fixed in a non-contact state in the concave part of the lens fixing base.
  • misalignment of the collimating lens due to resin shrinkage (for example, curing shrinkage) or expansion (for example, hygroscopic expansion) can be reduced.
  • Patent Document 2 discloses a semiconductor laser device.
  • a lens fixing base is provided on a base on which a semiconductor laser element is mounted, and both ends of the collimating lens are fixed to the resin by the lens fixing base so as to sandwich the collimating lens in the axial direction.
  • the displacement of the collimating lens caused by the contraction or expansion of the resin can be limited in the length direction of the collimating lens (direction along the slow axis). Therefore, the position shift of the collimating lens in the direction along the fast axis and the direction along the laser beam emission direction can be reduced.
  • the first semiconductor laser device disclosed in Patent Document 1 described above has a structure in which a collimating lens is resin-fixed on a lens fixing base. For this reason, if the resin contracts or expands, the collimating lens may be displaced in the direction along the fast axis, resulting in performance degradation.
  • the second semiconductor laser device disclosed in Patent Document 1 described above has a structure in which a resin fixing is performed on a lens fixing base having a concave upper part. For this reason, the displacement of the collimating lens can be reduced, but the cost may increase because it is necessary to use a lens fixing base having a concave upper part.
  • the semiconductor laser device disclosed in Patent Document 2 described above has a structure in which both ends of the collimating lens are resin-fixed to a lens fixing base.
  • the resin in order to increase the fixing strength, the resin may be fixed so that fillets are formed at both ends of the collimating lens.
  • the fillet refers to a resin protruding from between the surfaces to be fixed, and here refers to a resin protruding from between the end surface of the collimating lens and the lens fixing base and spreading on the side surface of the collimating lens.
  • the distance between the center of gravity of the resin and the center of gravity of the lens in the direction along the fast axis and the direction along the laser beam emission direction increases.
  • the shrinkage and expansion of the resin are performed based on the center of gravity of the resin. That is, it contracts toward the center of gravity of the resin and expands around the center of gravity of the resin. For this reason, when the distance between the center of gravity increases as described above, there is a problem in that the position of the collimating lens is displaced in the direction along the fast axis and in the direction along the laser beam emission direction.
  • the second semiconductor laser device disclosed in Patent Document 1 described above has a structure in which a part of the collimating lens is disposed in the concave portion of the lens fixing base. For this reason, in order to dispose the collimating lens close to the laser light emitting portion of the semiconductor laser element, the thickness of the side wall of the recess may be reduced, and the cost may increase significantly. Further, in the semiconductor laser device disclosed in Patent Document 2 described above, the resin (resin for fixing the collimating lens) applied to the lens fixing base adheres to the laser light emitting portion of the semiconductor laser element, and the yield is increased. May get worse.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and can effectively reduce the misalignment of the collimating lens due to the shrinkage and expansion of the resin, and can be manufactured at a high yield without a significant increase in cost.
  • An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device and a method for manufacturing the same.
  • a semiconductor laser device includes a semiconductor laser element that emits laser light in a first direction, and a component of the laser light emitted from the semiconductor laser element.
  • a first end portion of the collimating lens in the third direction is fixed to the lens mounting surface of the lens fixing block by a fixing resin, and the first end portion is fixed by the fixing resin.
  • Fillets are formed on two surfaces intersecting each other.
  • the collimating lens is fixed to the lens mounting surface in a state of protruding from the lens fixing block to the semiconductor laser element side, and the fillet is a side surface of the collimating lens, and the semiconductor laser element It may be formed on a side surface opposite to the facing side and an end surface of the collimating lens that protrudes from the lens fixing block toward the semiconductor laser element. Further, the fillet formed on the side surface of the collimating lens has a shape that rises as it approaches the collimating lens on the lens mounting surface, and the fillet formed on the end surface of the collimating lens has the shape of the lens fixing block. A shape that rises toward the collimating lens on the surface facing the semiconductor laser element among the two surfaces intersecting the lens mounting surface may be employed.
  • the fillet formed on the side surface of the collimating lens and the fillet formed on the end surface of the collimating lens may have substantially the same volume.
  • the collimating lens may be fixed to the lens mounting surface such that an extension line of the center of gravity line of the collimating lens parallel to the third direction intersects the lens mounting surface.
  • the surface of the lens fixing block facing the semiconductor laser element out of the two surfaces intersecting the lens mounting surface is an amount of protrusion of the collimating lens from the lens fixing block to the working distance of the collimating lens. It may be arranged at a position separated from the semiconductor laser element by a distance to which is added.
  • the fixing resin may be an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin.
  • the second direction may be a direction along a fast axis of laser light emitted from the semiconductor laser element.
  • the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the second aspect of the present invention includes a semiconductor laser element that emits laser light in a first direction, and a component of the laser light emitted from the semiconductor laser element in the first direction.
  • a semiconductor laser device comprising: a collimating lens that collimates a component in a second direction perpendicular to the first lens; and a lens fixing block having a lens mounting surface perpendicular to a third direction perpendicular to the first direction and the second direction.
  • the substrate on which the semiconductor laser element and the lens fixing block are mounted is rotated so that the lens mounting surface faces vertically upward, and is fixed on the lens mounting surface of the lens fixing block.
  • the resin is applied and the collimating lens arranged along the vertical vertical direction is disposed at the position where the fixing resin is applied from above the lens mounting surface.
  • the step of applying the fixing resin may include applying the fixing resin at a position on the lens mounting surface that is further than the working distance of the collimating lens.
  • the step of adjusting the relative position between the collimating lens and the semiconductor laser element includes the step of adjusting the collimating lens and the semiconductor laser element so that the collimating lens protrudes from the lens fixing block toward the semiconductor laser element. It may include adjusting the relative position with the semiconductor laser element.
  • the step of adjusting the relative position between the collimating lens and the semiconductor laser element includes the step of the collimating lens protruding from the lens fixing block to the semiconductor laser element side, and the barycentric line of the collimating lens being the lens mounting surface. You may adjust the relative position of the said collimating lens and the said semiconductor laser element so that it may cross
  • the fillet is formed on two intersecting surfaces at the end of the collimating lens fixed by the fixing resin, and the distance between the center line of the collimating lens and the center line of the fixing resin is determined. Can be small. Therefore, it is possible to effectively reduce the displacement of the collimating lens due to the shrinkage and expansion of the fixing resin.
  • the substrate is rotated so that the lens mounting surface of the lens fixing block faces vertically upward, and the fixing resin is applied on the lens mounting surface, so that the vertical mounting direction is along the vertical vertical direction.
  • the fixed collimating lens is disposed at a position where the fixing resin is applied, and after the collimating lens is horizontally moved to adjust the relative position between the collimating lens and the semiconductor laser element, the fixing resin is cured. For this reason, a semiconductor laser device capable of effectively reducing the displacement of the collimating lens due to the shrinkage and expansion of the fixing resin can be manufactured with a high yield without a significant increase in cost.
  • 1 is a plan view of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is a front view of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention. It is a right view of the semiconductor laser apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. It is a perspective view which shows the collimating lens with which the semiconductor laser apparatus which concerns on one Embodiment of this invention is provided. It is a figure for demonstrating the protrusion amount of a collimating lens in one Embodiment of this invention. It is a figure for demonstrating the protrusion amount of a collimating lens in one Embodiment of this invention. It is a figure for demonstrating the fixed intensity
  • FIG. 1 is a plan view of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of the semiconductor laser device.
  • FIG. 3 is a right side view of the semiconductor laser device.
  • the semiconductor laser device 1 of this embodiment includes a substrate 11, a submount 12, a semiconductor laser element 13, a collimating lens 14, and a lens fixing block 15.
  • the laser light L emitted from the semiconductor laser element 13 is collimated (converted into parallel light) and emitted outside.
  • the + Z direction (first direction) of the Z axis is set as the emission direction of the laser light L.
  • the X axis (third direction) of the XYZ orthogonal coordinate system is set to be parallel to the direction (slow axis) parallel to the pn junction surface of the semiconductor laser element 13.
  • the Y axis (second direction) is set to be parallel to the direction (fast axis) perpendicular to the pn junction surface of the semiconductor laser element 13.
  • the substrate 11 is a plate-like member having a rectangular shape in plan view on which the above-described submount 12, semiconductor laser element 13, collimator lens 14, and lens fixing block 15 are mounted.
  • the submount 12 is a member on which the semiconductor laser element 13 is mounted, and is a rectangular plate member whose length in the Z direction in plan view is shorter than that of the substrate 11.
  • the substrate 11 and the submount 12 are formed of a material having a high thermal conductivity in order to increase the heat radiation efficiency of the semiconductor laser element 13 and a low thermal expansion coefficient in order to reduce the stress caused by the temperature change as much as possible.
  • ceramics such as aluminum nitride (AlN) or metals such as molybdenum (Mo) are suitable.
  • AlN aluminum nitride
  • Mo molybdenum
  • the semiconductor laser element 13 is attached to the central portion (the central portion in the X direction) on the submount 12 with the laser light emitting portion facing the + Z side, and when a drive current is supplied from a drive circuit (not shown).
  • the laser beam L is emitted in the + Z direction.
  • the wavelength of the laser light L emitted from the semiconductor laser element 13 is, for example, in the 0.9 ⁇ m band.
  • the semiconductor laser element 13 is mounted on the submount 12 so that the pn junction surface is parallel to the ZX plane.
  • the collimating lens 14 is an FAC lens (fast axis collimating lens) that is disposed on the + Z side of the semiconductor laser element 13 and collimates the fast axis component of the laser light L emitted from the semiconductor laser element 13.
  • the collimating lens 14 does not collimate the slow axis component of the laser light L emitted from the semiconductor laser element 13.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a collimator lens included in the semiconductor laser device according to the embodiment of the present invention.
  • the collimating lens 14 is a rod-shaped member whose side surfaces are a plurality of flat surfaces and cylindrical surfaces. Specifically, the collimating lens 14 has an incident surface P1 that is a plane on which the laser light L from the semiconductor laser element 13 is incident and an exit surface P2 that is a cylindrical surface on which the laser light L is emitted on the side surfaces. It is a transparent bar-like member extending in the X direction. A portion other than the incident surface P1 and the exit surface P2 on the side surface of the collimating lens 14 is a plane that forms an angle of 90 ° with the incident surface P1. The length of the collimating lens 14 in the X direction is about 2 mm.
  • the lens fixing block 15 is a substantially rectangular parallelepiped member formed of glass or the like, for example, and has a lens mounting surface P11 parallel to the YZ plane. As shown in FIGS. 1 to 3, the lens fixing block 15 is attached to the + Z side of the submount 12 and to an end shifted in the ⁇ X direction from the center of the substrate 11. The lens fixing block 15 is fixed to the upper surface of the substrate 11 using an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin.
  • the end E (see FIG. 4) of the collimating lens 14 is fixed to the lens mounting surface P11 of the lens fixing block 15 by a fixing resin J.
  • the collimating lens 14 is longitudinally moved as shown in FIGS. Is arranged on the + Z side of the semiconductor laser element 13 so as to be along the X direction.
  • the fixing resin J for example, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin can be used.
  • the collimating lens 14 is fixed in a cantilever shape to the lens mounting surface P11 in a state of protruding from the lens fixing block 15 to the semiconductor laser element 13 side ( ⁇ Z side).
  • Fillets F1 and F2 are formed on two intersecting surfaces (exit surface P2 and end surface P3) at the end E of the collimator lens 14.
  • the fillets F1 and F2 are fixing resins J protruding from between two surfaces to be fixed, that is, between the end surface P3 of the collimating lens 14 and the lens mounting surface P11 of the lens fixing block 15.
  • the fillet F ⁇ b> 1 is formed at a corner where the exit surface P ⁇ b> 2 of the collimating lens 14 and the lens mounting surface P ⁇ b> 11 of the lens fixing block 15 intersect, and the fillet F ⁇ b> 2 is the end surface P ⁇ b> 3 of the collimating lens 14 and the side surface of the lens fixing block 15. It is formed at a corner where P12 (a surface that intersects the lens mounting surface P11 and faces the semiconductor laser element 13) intersects.
  • the fillet F1 has a shape that rises as it approaches the collimating lens 14 on the lens mounting surface P11.
  • the fillet F2 has a shape that rises as it approaches the collimating lens 14 on the side surface P12.
  • the distance between the semiconductor laser element 13 and the lens fixing block 15 can be maximized by fixing the collimating lens 14 to the lens mounting surface P11 in a state of protruding from the lens fixing block 15 to the semiconductor laser element 13 side.
  • the fillet F2 can be formed on the end face P3 of the collimating lens 14.
  • the fixing resin J applied to the lens fixing block 15 for fixing the collimating lens 14 is emitted from the semiconductor laser element 13. It can prevent adhering to a part.
  • the fillets F1 and F2 are formed on the two intersecting surfaces (exit surface P2 and end surface P3) at the end E of the collimating lens 14 in order to increase the fixing strength of the collimating lens 14 with respect to the lens fixing block 15 and to fix the collimating lens 14 This is to reduce the displacement in the Z direction of the collimating lens 14 caused by the contraction or expansion of the resin J.
  • the fixing strength is higher in the configuration in which the fillet is formed than in the configuration in which the fillet is not formed. For this reason, the fixing strength of the collimating lens 14 with respect to the lens fixing block 15 can be increased by forming the fillets F1 and F2.
  • the shrinkage and expansion of the fixing resin J are performed with reference to the center of gravity of the fixing resin J.
  • the fixing resin J contracts toward the center of gravity and expands around the center of gravity. Therefore, the force acting on the collimating lens 14 when the fixing resin J contracts or expands increases as the distance between the center of gravity of the fixing resin J and the center of gravity of the collimating lens 14 increases.
  • 5A and 5B are views for explaining the amount of protrusion of the collimating lens in the present embodiment. From the viewpoint of preventing the fixing resin J from adhering to the semiconductor laser element 13, it is desirable to increase the amount of protrusion of the collimating lens 14 as much as possible as shown in FIG. 5B.
  • the amount of protrusion of the collimating lens 14 is set so large that the center of gravity line (line parallel to the X axis passing through the center of gravity) CL1 does not intersect the lens mounting surface P11. Yes.
  • the center of gravity line CL2 of the fixing resin J intersects with the lens mounting surface P11. This is because the fillet F1 is located on the lens mounting surface P11 to which the fixing resin J is applied, and the volume of the fillet F1 tends to be larger than the volume of the fillet F2.
  • the distance between the centroid lines CL1 and CL2 that is, the distance ⁇ Z between the position of the center of gravity of the fixing resin J in the Z direction and the position of the center of gravity of the collimating lens 14 in the Z direction. Becomes larger. If this distance ⁇ Z is too large, the collimating lens 14 is displaced in the Z direction due to the shrinkage and expansion of the fixing resin J. For this reason, as shown in FIG. 5A, it is desirable that the amount of protrusion of the collimating lens 14 is limited to a range where the barycentric line CL1 of the collimating lens 14 intersects the lens mounting surface P11.
  • the lens fixing block 15 is mounted on the substrate 11 at a position in consideration of the working distance (working distance) of the collimating lens 14 and the amount of protrusion of the collimating lens 14 from the lens fixing block 15. Specifically, the side surface P12 of the lens fixing block 15 is located at a position separated in the + Z direction from the semiconductor laser element 13 by a distance obtained by adding the amount of protrusion of the collimating lens 14 from the lens fixing block 15 to the working distance of the collimating lens 14. It is attached.
  • the distance ⁇ Z between the centroid lines CL1 and CL2 can be made smaller than in the example shown in FIG. 5B, but the distance ⁇ Z between the centroid lines CL1 and CL2 is not zero.
  • This is considered to be mainly due to the volume difference between the fillets F1 and F2. That is, the volume of the fillet F1 is larger than the volume of the fillet F2. Therefore, if the volumes of the fillets F1 and F2 are made substantially equal, the distance ⁇ Z between the centroid lines CL1 and CL2 can be made substantially zero.
  • the volume of the fillets F1 and F2 being substantially equal means that it is not necessary to be exactly the same as long as the positional deviation can be suppressed.
  • FIG. 6A to 6C are diagrams for explaining the fixing strength of the collimating lens.
  • FIG. 6A shows a configuration in which a fillet is not formed in the fixed portion of the collimating lens 14.
  • FIG. 6B shows a configuration in which only the fillet F ⁇ b> 1 is formed in the fixed portion of the collimating lens 14.
  • FIG. 6C shows a configuration in which fillets F ⁇ b> 1 and F ⁇ b> 2 are formed in the fixed portion of the collimating lens 14. Below, these fixed strengths are demonstrated.
  • the configuration shown in FIG. 6A has a remarkably small fixing strength as compared with those shown in FIGS. 6B and 6C. For example, only a fixing strength of about 1/10 is obtained. This is considered to be because no fillet is formed in the configuration shown in FIG. 6A.
  • the configurations shown in FIGS. 6B and 6C have substantially the same fixing strength. As shown in FIG. 6C, when the collimating lens 14 protrudes from the lens fixing block 15, the adhesion area between the collimating lens 14 and the lens fixing block 15 is reduced, but a fillet F2 is formed in addition to the fillet F1. This is considered to be because the decrease in the adhesion area is compensated.
  • the collimating lens 14 is attached to the lens attachment surface P11 in a state of protruding from the lens fixing block 15.
  • the configuration shown in FIG. 6C can obtain the same degree of fixing strength as the configuration shown in FIG. 6B.
  • the collimating lens 14 can be brought closer to the semiconductor laser element 13 than those shown in FIGS. 6A and 6B. .
  • the fillets F1 and F2 are formed on the two intersecting surfaces (the exit surface P2 and the end surface P3) at the end E of the collimator lens 14 fixed by the fixing resin J.
  • the distance ⁇ Z between the centroid line CL1 of the collimating lens 14 and the centroid line CL2 of the fixing resin J can be reduced.
  • the position shift of the collimating lens 14 due to the shrinkage and expansion of the fixing resin J can be effectively reduced.
  • FIG. 7 is a perspective view for explaining a method of manufacturing a semiconductor laser device according to one embodiment of the present invention.
  • 8A to 8D are process diagrams showing a method of manufacturing a semiconductor laser device.
  • a collimator lens 16 SAC lens
  • the collimating lens 16 is attached to the other end of the substrate 11 (the end opposite to the end to which the submount 12 is attached).
  • the semiconductor laser device 1 includes a step of mounting the submount 12, the semiconductor laser element 13, the lens fixing block 15 and the like on the substrate 11, a step of attaching the collimating lens 14 to the lens fixing block 15, and other steps (for example, It is manufactured by performing the adjustment step.
  • steps for example, It is manufactured by performing the adjustment step.
  • a process of attaching the collimating lens 14 to the lens fixing block 15 will be described in particular. Therefore, in the initial state, as shown in FIG. 7, the submount 12, the semiconductor laser element 13, the lens fixing block 15, and the like are mounted on the substrate 11.
  • the semiconductor laser device 1 is manufactured using a rotary stage (not shown), a coating device AP (see FIG. 8B), and an adsorption collet CT (see FIGS. 7, 8C, and 8D).
  • the rotation stage is a stage that rotates the substrate 11 by 90 ° in the rotation direction (the rotation direction around the Z axis in FIGS. 1 to 3) indicated by the reference sign D1 in FIG.
  • the coating device AP is a device that applies the fixing resin J to the lens mounting surface P11 of the lens fixing block 15.
  • the suction collet CT is in a direction perpendicular to the lens mounting surface P11 in the state shown in FIG. 7, with the collimating lens 14 being sucked, in the direction labeled D2 in FIG. 7 (on the Z axis in FIGS. 1 to 3). Along the direction) and in the direction labeled D4 in FIG. Further, the suction collet CT can be slightly rotated in the rotation direction indicated by the symbol D3 in FIG.
  • the substrate 11 is rotated by 90 ° in the rotation direction D1 by a rotation stage (not shown), and the lens mounting surface P11 of the lens fixing block 15 is disposed so as to face vertically upward (first Process).
  • the coating device AP is disposed above the lens fixing block 15, and the fixing resin J is applied onto the lens mounting surface P11 (second step).
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing a fixing resin applied to the lens fixing block in the present embodiment.
  • the fixing resin J is applied to a substantially central portion of the lens mounting surface P ⁇ b> 11 of the lens fixing block 15. Specifically, the fixing resin J is applied in front of the laser light emitting portion of the semiconductor laser element 13 and at a position separated from the working distance of the collimating lens 14.
  • the volume of the fixing resin J applied on the lens mounting surface P11 is set in consideration of the volumes of the fillets F1 and F2 shown in FIGS.
  • the collimating lens 14 (the collimating lens 14 in a state where the end opposite to the end E shown in FIG. 4 is adsorbed by the adsorption collet CT) is conveyed above the lens fixing block 15 by the adsorption collet CT. Positioning is performed above the fixing resin J applied to the lens mounting surface P11. Subsequently, as shown in FIG. 8C, the suction collet CT is moved vertically downward so that the end surface P3 (see FIG. 4) of the collimating lens 14 is in contact with the lens mounting surface P11 of the lens fixing block 15 (see FIG. 8C). (3rd process). In other words, the interval between the end surface P3 of the collimating lens 14 and the lens mounting surface P11 of the lens fixing block 15 is arranged to be a predetermined minute interval.
  • the suction collet CT is moved in the direction D2 in the figure, and the collimator lens 14 is aligned so as to approach the semiconductor laser element 13 (fourth step).
  • the relative positions of the collimating lens 14 and the semiconductor laser element 13 are adjusted so that the collimating lens 14 protrudes from the lens fixing block 15 to the semiconductor laser element 13 side.
  • the amount of protrusion of the collimating lens 14 is a range where the barycentric line CL1 of the collimating lens 14 intersects the lens mounting surface P11. (See FIG. 5A).
  • fillets F1 and F2 are formed on two intersecting surfaces (exit surface P2 and end surface P3) at the end E of the collimating lens 14, as shown in FIG. 8D.
  • the suction collet CT is moved in the direction D4 in FIG. 7 to adjust the emission angle of the laser light L (the angle of the laser light L emitted from the collimating lens 14 is adjusted in parallel to the substrate 11). May be performed.
  • the suction collet CT is slightly rotated in the rotation direction D3 in FIG. 7, and the adjustment of the incident surface P1 of the collimator lens 14 (adjustment of the angle of the incident surface P1 with respect to the laser light emitting portion of the semiconductor laser element 13) is performed. Also good.
  • the fixing resin J in which the fillets F1 and F2 are formed is cured, whereby the collimating lens 14 is fixed to the lens fixing block 15 (fifth step).
  • the fixing resin J is an ultraviolet curable resin
  • the fixing resin J in the state shown in FIG. 8D is heated and cured.
  • the substrate 11 is rotated so that the lens mounting surface P11 of the lens fixing block 15 faces vertically upward, and the fixing resin J is placed on the lens mounting surface P11. Is applied. Then, the collimating lens 14 that is vertically aligned is disposed at the position where the fixing resin J is applied, and the collimating lens 14 is moved horizontally to adjust the relative position between the collimating lens 14 and the semiconductor laser element 13. After that, the fixing resin J is cured.
  • fillets F1 and F2 are formed on two intersecting surfaces (exit surface P2 and end surface P3) at the end E of the collimating lens 14, and the center line CL1 of the collimating lens 14 and the center line CL2 of the fixing resin J
  • a semiconductor laser device in which the distance ⁇ Z is reduced can be obtained.
  • the collimating lens 14 disposed at the position where the fixing resin J on the lens mounting surface P11 is applied is horizontally moved so that the collimating lens 14 is a lens fixing block. 15 is protruded from the semiconductor laser element 13 side.
  • the fixing resin J applied on the lens mounting surface P ⁇ b> 11 does not adhere to the semiconductor laser element 13. Therefore, it is possible to manufacture the semiconductor laser device 1 with a high yield without significantly increasing the cost.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be freely changed within the scope of the present invention.
  • the method for preventing the displacement of the collimating lens 14 in the Z direction mainly due to the shrinkage and expansion of the fixing resin J has been described.
  • the position shift in the Y direction may be prevented by slightly changing the shape of the lens fixing block 15.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a first modification of the lens fixing block according to the embodiment of the present invention.
  • a groove G1 along the Z direction is formed at the center of the lens mounting surface P11.
  • the fixing resin J applied to the lens mounting surface P11 is restricted from spreading in the Y direction by its surface tension, while the longitudinal direction of the groove G1 (in FIG. 8D, It becomes easy to spread along the direction D2) in which the collimating lens 14 moves. For this reason, it is possible to prevent the center of gravity of the fixing resin J from shifting in the Y direction in the step shown in FIG. 8D.
  • FIGS. 11A and 11B are perspective views showing a second modification of the lens fixing block according to the embodiment of the present invention.
  • the lens fixing block 15 according to this modification is different in the shape of the side surface P12 of the lens fixing block 15.
  • the side surface P12 of the lens fixing block 15 is a recess CV1.
  • the side surface P12 of the lens fixing block 15 is a convex portion CV2.
  • the concave portion CV1 and the convex portion CV2 are exaggerated for easy understanding.
  • the collimating lens 14 is fixed so as to protrude from the side surface P12 to the ⁇ Z side in any case where the lens fixing block 15 shown in FIGS. 11A and 11B is used.
  • the collimating lens 14 protrudes from the side surface P12 to the ⁇ Z side, and the collimating lens 14 protrudes from the convex portion CV2 to the ⁇ Z side. desirable.
  • a fillet F2 is formed in the recess CV1.
  • fillets F2 are formed at two corners CN formed by the convex portion CV2 and the side surface P12.
  • the recess CV1 shown in FIG. 11A is formed at the center of the side surface P12
  • the fillet F2 is formed at the center of the side surface P12. Therefore, it is possible to prevent the center of gravity of the fixing resin J from shifting in the Y direction.
  • the two corners CN shown in FIG. 11B are located on both sides of the convex part CV2 formed in the center part of the side surface P12. Therefore, it is possible to prevent the center of gravity of the fixing resin J from shifting in the Y direction by equalizing the volumes of the fillets F2 formed at the two corners CN.
  • FIG. 12 is a plan view showing a third modification of the lens fixing block according to the embodiment of the present invention.
  • a step portion DN is formed on the ⁇ Z side (side surface P12 side) of the lens mounting surface P11.
  • the collimating lens 14 is attached to the step DN of the lens attachment surface P11 with respect to the lens fixing block 15.
  • the collimating lens 14 may be disposed in the step portion DN. Therefore, it is possible to increase the accuracy of attaching the collimating lens 14 to the lens fixing block 15.
  • FIG. 13 is a plan view showing a modification of the collimating lens in one embodiment of the present invention.
  • the collimating lens 14 according to this modification has a stepped portion DN on the exit surface P2 side (see FIG. 4) of the end E.
  • Such a collimating lens 14 is attached so that the step portion DN engages with a corner of the fixed block 15 (a corner where the lens mounting surface P11 and the side surface P12 intersect).
  • the step portion DN of the collimating lens 14 may be engaged with the corner portion of the fixed block 15. Therefore, similarly to the example shown in FIG. 12, it is possible to improve the accuracy of attaching the collimating lens 14 to the lens fixing block 15.
  • the suction collet CT is moved in the direction D2 in the figure to align the collimating lens 14 with the semiconductor laser element 13.
  • a moving stage (not shown) that moves the substrate 11 in the direction D2 in FIG. 7 is used and the suction collet CT is fixed, the substrate 11 is moved in a direction opposite to the direction D2 shown in FIG. 8D. good.
  • SYMBOLS 1 Semiconductor laser apparatus, 11 ... Board

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Abstract

　半導体レーザ装置が、第１方向に向けてレーザ光を射出する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から射出されるレーザ光の成分のうち前記第１方向に垂直な第２方向の成分をコリメートするコリメートレンズと、前記第１方向及び前記第２方向に垂直な第３方向に対して垂直なレンズ取付面を有するレンズ固定ブロックと、を備える。前記コリメートレンズの前記第３方向における第１端部は、前記レンズ固定ブロックの前記レンズ取付面に固定用樹脂により固定されており、前記固定用樹脂により固定された前記第１端部において交差する２つの面にはフィレットが形成されている。

Description

半導体レーザ装置及びその製造方法
　本発明は、半導体レーザ装置及びその製造方法に関する。
　本願は、２０１４年１１月１７日に、日本に出願された特願２０１４－２３２６３７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　半導体レーザ装置は、気体レーザや固体レーザに比べて、小型であって消費電力が小さい（エネルギー変換効率が高い）等の特徴を有する。そのため、半導体レーザ装置は民生用途（例えば、光ピックアップの光源）及び工業用途（例えば、ファイバレーザの励起光源）において広く用いられている。このような半導体レーザ装置は、レーザ光を射出する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子から射出されたレーザ光とをコリメートするためのコリメートレンズとを備える。
　ここで、半導体レーザ素子から射出されるレーザ光は、半導体レーザ素子のｐｎ接合面に平行な方向（スロー軸）よりも垂直な方向（ファスト軸）に大きく広がる。このため、上記のコリメートレンズとしては、半導体レーザ素子から射出されたレーザ光のファスト軸の成分をコリメートするコリメートレンズ（ＦＡＣレンズ：ファスト軸コリメートレンズ）が用いられる。
　以下の特許文献１には、半導体レーザ装置が開示されている。この半導体レーザ装置では、半導体レーザ素子が搭載された基台上にレンズ固定台が設けられ、このレンズ固定台上にコリメートレンズが樹脂固定されている。そして、半導体レーザ素子のレーザ光射出部にコリメートレンズが対面配置される。また、特許文献１には、別の半導体レーザ装置も開示されている。この半導体装置では、上部が凹型とされたレンズ固定台が基台上に設けられ、このレンズ固定台の凹部内にコリメートレンズの一部が非接触状態で樹脂固定される。それによって、樹脂の収縮（例えば、硬化収縮）や膨張（例えば、吸湿膨張）によるコリメートレンズの位置ずれが低減されうる。
　また、以下の特許文献２にも、半導体レーザ装置が開示されている。この半導体レーザ装置では、半導体レーザ素子が搭載された基台上にレンズ固定台が設けられ、このレンズ固定台によってコリメートレンズを軸方向に挟み込むようにしてコリメートレンズの両端が樹脂固定されている。この半導体レーザ装置では、樹脂の収縮や膨張によって生ずるコリメートレンズの位置ずれが、コリメートレンズの長さ方向（スロー軸に沿う方向）に制限されうる。そのため、ファスト軸に沿う方向及びレーザ光の射出方向に沿う方向のコリメートレンズの位置ずれが低減されうる。
日本国特開２０１１－１８７５２５号公報 日本国特開２００４－２７３５４５号公報
　ところで、上述した特許文献１に開示された１つ目の半導体レーザ装置は、コリメートレンズがレンズ固定台上に樹脂固定された構造である。そのため、樹脂の収縮や膨張が生ずるとコリメートレンズがファスト軸に沿う方向に位置ずれして性能低下が生ずるおそれがある。これに対し、上述した特許文献１に開示された２つ目の半導体レーザ装置は、上部が凹型とされたレンズ固定台に樹脂固定された構造である。そのため、コリメートレンズの位置ずれは低減されうるが、上部が凹型のレンズ固定台を用いる必要があることからコストが上昇してしまうおそれがある。
　また、上述した特許文献２に開示された半導体レーザ装置は、コリメートレンズの両端がレンズ固定台に樹脂固定された構造である。このような構造において、固定強度を高めるに、コリメートレンズの両端においてフィレットが形成されるように樹脂固定することがある。ここで、フィレットとは、固着されるべき面の間からはみ出した樹脂をいい、ここではコリメートレンズの端面とレンズ固定台との間からはみ出してコリメートレンズの側面に広がった樹脂をいう。
　コリメートレンズの側面にフィレットが形成されると、ファスト軸に沿う方向及びレーザ光の射出方向に沿う方向における樹脂の重心とレンズの重心との距離が大きくなる。樹脂の収縮や膨張は、樹脂の重心を基準として行われる。つまり、樹脂の重心に向かって収縮し、樹脂の重心を中心として膨張する。このことから、上記の通り重心間の距離が大きくなると、ファスト軸に沿う方向及びレーザ光の射出方向に沿う方向におけるコリメートレンズの位置ずれが生ずるという問題がある。
　また、上述した特許文献１，２に開示された半導体レーザ装置においては、長さの短いコリメートレンズを用いることにより、小型化及びコストの低減を図ることができると考えられる。このような、長さの短いコリメートレンズを用いる場合には、レンズ固定台をコリメートレンズとともに、半導体レーザ素子のレーザ光射出部に近接配置させる必要がある。
　上述した特許文献１に開示された２つ目の半導体レーザ装置では、レンズ固定台の凹部内にコリメートレンズの一部が配置される構造である。そのため、コリメートレンズを半導体レーザ素子のレーザ光射出部に近接配置するために、凹部の側壁の厚みを薄くすることがあり、コストが大幅に上昇してしまうおそれがある。また、上述した特許文献２に開示された半導体レーザ装置では、レンズ固定台に塗布される樹脂（コリメートレンズを固定するための樹脂）が半導体レーザ素子のレーザ光射出部に付着してしまい、歩留まりが悪くなってしまうおそれがある。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、樹脂の収縮や膨張によるコリメートレンズの位置ずれを効果的に低減することができるとともに、コストの大幅な上昇を伴うことなく高い歩留まりで製造可能な半導体レーザ装置及びその製造方法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、本発明の第１態様に係る半導体レーザ装置は、第１方向に向けてレーザ光を射出する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から射出されるレーザ光の成分のうち前記第１方向に垂直な第２方向の成分をコリメートするコリメートレンズと、前記第１方向及び前記第２方向に垂直な第３方向に対して垂直なレンズ取付面を有するレンズ固定ブロックと、を備え、前記コリメートレンズの前記第３方向における第１端部は、前記レンズ固定ブロックの前記レンズ取付面に固定用樹脂により固定されており、前記固定用樹脂により固定された前記第１端部において交差する２つの面にはフィレットが形成されている。
　また、前記コリメートレンズは、前記レンズ固定ブロックから前記半導体レーザ素子の側にはみ出した状態で前記レンズ取付面に固定されており、前記フィレットは、前記コリメートレンズの側面であって前記半導体レーザ素子と対面する側とは反対側の側面と、前記コリメートレンズの端面であって前記レンズ固定ブロックから前記半導体レーザ素子の側にはみ出した部分の端面とに形成されていてもよい。
　また、前記コリメートレンズの側面に形成される前記フィレットは、前記レンズ取付面において前記コリメートレンズに近づくにつれて盛り上がる形状であり、前記コリメートレンズの端面に形成される前記フィレットは、前記レンズ固定ブロックの前記レンズ取付面に交差する２つの面のうち前記半導体レーザ素子の側を向く面において前記コリメートレンズに近づくにつれて盛り上がる形状であってもよい。
　また、前記コリメートレンズの側面に形成される前記フィレットと、前記コリメートレンズの端面に形成される前記フィレットとは、体積がほぼ等しくてもよい。
　また、前記第３方向に平行な前記コリメートレンズの重心線の延長線が前記レンズ取付面と交わるように、前記コリメートレンズは前記レンズ取付面に固定されていてもよい。
　また、前記レンズ固定ブロックは、前記レンズ取付面に交差する２つの面のうち前記半導体レーザ素子の側を向く面が、前記コリメートレンズの作動距離に前記コリメートレンズの前記レンズ固定ブロックからのはみ出し量を加えた距離だけ前記半導体レーザ素子から離間する位置に配置されてもよい。
　また、前記固定用樹脂は、紫外線硬化樹脂又は熱硬化樹脂であってもよい。
　また、前記第２方向は、前記半導体レーザ素子から射出されるレーザ光のファスト軸に沿う方向であってもよい。
　本発明の第２態様に係る半導体レーザ装置の製造方法は、第１方向に向けてレーザ光を射出する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から射出されるレーザ光の成分のうち前記第１方向に垂直な第２方向の成分をコリメートするコリメートレンズと、前記第１方向及び前記第２方向に垂直な第３方向に対して垂直なレンズ取付面を有するレンズ固定ブロックとを備える半導体レーザ装置の製造方法であって、前記レンズ取付面が鉛直上方向を向くように、前記半導体レーザ素子及び前記レンズ固定ブロックが搭載された基板を回転し、前記レンズ固定ブロックの前記レンズ取付面上に固定用樹脂を塗布し、鉛直上下方向に沿うようにされた前記コリメートレンズを、前記レンズ取付面の上方から前記固定用樹脂が塗布された位置に配置し、前記コリメートレンズと前記基板とのうちの一方を水平移動し、前記コリメートレンズと前記半導体レーザ素子との相対位置を調整し、前記固定用樹脂を硬化する。
　また、前記固定用樹脂を塗布する工程は、前記レンズ取付面上の前記コリメートレンズの作動距離よりも離れた位置に前記固定用樹脂を塗布することを含んでもよい。
　また、前記コリメートレンズと前記半導体レーザ素子との相対位置を調整する工程は、前記コリメートレンズが、前記レンズ固定ブロックから前記半導体レーザ素子の側にはみ出した状態となるように、前記コリメートレンズと前記半導体レーザ素子との相対位置を調整することを含んでもよい。
　また、前記コリメートレンズと前記半導体レーザ素子との相対位置を調整する工程は、前記コリメートレンズが前記レンズ固定ブロックから前記半導体レーザ素子の側にはみ出し、且つ前記コリメートレンズの重心線が前記レンズ取付面と交わるように前記コリメートレンズと前記半導体レーザ素子との相対位置を調整してもよい。
　本発明の上記態様によれば、固定用樹脂により固定されるコリメートレンズの端部における交差する２面にフィレットが形成されており、コリメートレンズの重心線と固定用樹脂の重心線との距離を小さくすることができる。そのため、固定用樹脂の収縮や膨張によるコリメートレンズの位置ずれを効果的に低減することができる。
　また、本発明の上記態様によれば、レンズ固定ブロックのレンズ取付面が鉛直上方向を向くように基板を回転させ、レンズ取付面上に固定用樹脂を塗布し、鉛直上下方向に沿うようにされたコリメートレンズを固定用樹脂が塗布された位置に配置し、コリメートレンズを水平移動させてコリメートレンズと半導体レーザ素子との相対位置を調整した後に、固定用樹脂を硬化させるようにしている。このため、固定用樹脂の収縮や膨張によるコリメートレンズの位置ずれを効果的に低減することができる半導体レーザ装置を、コストの大幅な上昇を伴うことなく高い歩留まりで製造することができる。
本発明の一実施形態に係る半導体レーザ装置の平面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体レーザ装置の正面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体レーザ装置の右側面図である。 本発明の一実施形態に係る半導体レーザ装置が備えるコリメートレンズを示す斜視図である。 本発明の一実施形態においてコリメートレンズのはみ出し量を説明するための図である。 本発明の一実施形態においてコリメートレンズのはみ出し量を説明するための図である。 コリメートレンズの固定強度を説明するための図である。 コリメートレンズの固定強度を説明するための図である。 コリメートレンズの固定強度を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を示す工程図である。 本発明の一実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を示す工程図である。 本発明の一実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を示す工程図である。 本発明の一実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を示す工程図である。 本発明の一実施形態において、レンズ固定ブロックに塗布される固定用樹脂を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態におけるレンズ固定ブロックの第１変形例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態におけるレンズ固定ブロックの第２変形例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態におけるレンズ固定ブロックの第２変形例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態におけるレンズ固定ブロックの第３変形例を示す平面図である。 本発明の一実施形態におけるコリメートレンズの変形例を示す平面図である。
　以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る半導体レーザ装置及びその製造方法について詳細に説明する。尚、以下では理解を容易にするために、図中に設定したＸＹＺ直交座標系（原点の位置は適宜変更する）を必要に応じて参照しつつ各部材の位置関係について説明する。また、以下で参照する図面では、理解を容易にするために、必要に応じて各部材の寸法を適宜変えて図示している。
〔半導体レーザ装置〕
　図１は、本発明の一実施形態による半導体レーザ装置の平面図である。図２は、同半導体レーザ装置の正面図である。図３は、同半導体レーザ装置の右側面図である。これら図１～図３に示す通り、本実施形態の半導体レーザ装置１は、基板１１、サブマウント１２、半導体レーザ素子１３、コリメートレンズ１４、及びレンズ固定ブロック１５を備えている。また、半導体レーザ素子１３から射出されるレーザ光Ｌはコリメート（平行光に変換）されて外部に射出される。
　尚、図１～図３中に示すＸＹＺ直交座標系は、Ｚ軸の＋Ｚ方向（第１方向）がレーザ光Ｌの射出方向に設定されている。また、このＸＹＺ直交座標系のＸ軸（第３方向）は、半導体レーザ素子１３のｐｎ接合面に平行な方向（スロー軸）と平行になるよう設定される。また、Ｙ軸（第２方向）は、半導体レーザ素子１３のｐｎ接合面に垂直な方向（ファスト軸）と平行になるよう設定されている。
　基板１１は、上述したサブマウント１２、半導体レーザ素子１３、コリメートレンズ１４、及びレンズ固定ブロック１５が搭載される平面視形状が矩形形状の板状部材である。
　サブマウント１２は、その上面に半導体レーザ素子１３が搭載される部材であり、平面視でのＺ方向の長さが基板１１よりも短くされた矩形形状の板状部材である。基板１１及びサブマウント１２は、半導体レーザ素子１３の放熱効率を高めるために熱伝導率が高く、且つ温度変化によって生ずる応力を極力低減するために熱膨張率が小さい材料で形成される。例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックス、或いはモリブデン（Ｍｏ）等の金属が適している。尚、図１～図３に示す通り、サブマウント１２は、基板１１の一端部（－Ｚ方向における端部）に取り付けられる。
　半導体レーザ素子１３は、レーザ光射出部を＋Ｚ側に向けてサブマウント１２上の中央部（Ｘ方向における中央部）に取り付けられており、不図示の駆動回路から駆動電流が供給された場合に、レーザ光Ｌを＋Ｚ方向に向けて射出する。半導体レーザ素子１３から射出されるレーザ光Ｌの波長は、例えば０．９μｍ帯である。尚、半導体レーザ素子１３は、ｐｎ接合面がＺＸ平面に平行となるようにサブマウント１２上に搭載されている。
　コリメートレンズ１４は、半導体レーザ素子１３の＋Ｚ側に配置され、半導体レーザ素子１３から射出されるレーザ光Ｌのファスト軸の成分をコリメートするＦＡＣレンズ（ファスト軸コリメートレンズ）である。尚、コリメートレンズ１４は、半導体レーザ素子１３から射出されるレーザ光Ｌのスロー軸の成分をコリメートしない。図４は、本発明の一実施形態による半導体レーザ装置が備えるコリメートレンズを示す斜視図である。
　図４に示す通り、コリメートレンズ１４は、側面が複数の平面及び円柱面とされた棒状部材である。具体的に、コリメートレンズ１４は、半導体レーザ素子１３からのレーザ光Ｌが入射される平面である入射面Ｐ１と、レーザ光Ｌが射出される円柱面である射出面Ｐ２とが側面に形成されたＸ方向に延びる透明な棒状部材である。尚、コリメートレンズ１４の側面における入射面Ｐ１及び射出面Ｐ２以外の部分は、入射面Ｐ１と９０°の角度をなす平面とされている。このコリメートレンズ１４のＸ方向の長さは２ｍｍ程度である。
　レンズ固定ブロック１５は、例えばガラス等によって形成される略直方体状の部材であり、ＹＺ平面に平行なレンズ取付面Ｐ１１を有する。このレンズ固定ブロック１５は、図１～図３に示す通り、サブマウント１２の＋Ｚ側であって、基板１１の中央部から－Ｘ方向にずれた端部に取り付けられる。尚、このレンズ固定ブロック１５は、紫外線硬化樹脂又は熱硬化樹脂を用いて基板１１の上面に固定されている。
　コリメートレンズ１４の端部Ｅ（図４参照）は、レンズ固定ブロック１５のレンズ取付面Ｐ１１に固定用樹脂Ｊにより固定されており、コリメートレンズ１４は、図１～図３に示す通り、長手方向がＸ方向に沿うように半導体レーザ素子１３の＋Ｚ側に配置されている。尚、上記の固定用樹脂Ｊとしては、例えば紫外線硬化樹脂又は熱硬化樹脂を用いることができる。
　具体的に、コリメートレンズ１４は、レンズ固定ブロック１５から半導体レーザ素子１３側（－Ｚ側）にはみ出した状態でレンズ取付面Ｐ１１に片持ち梁状に固定されている。また、コリメートレンズ１４の端部Ｅにおける交差する２つの面（射出面Ｐ２及び端面Ｐ３）にはフィレットＦ１，Ｆ２が形成されている。ここで、フィレットＦ１，Ｆ２は、固着されるべき２つの面、つまりコリメートレンズ１４の端面Ｐ３とレンズ固定ブロック１５のレンズ取付面Ｐ１１との間からはみ出した固定用樹脂Ｊである。
　フィレットＦ１は、コリメートレンズ１４の射出面Ｐ２とレンズ固定ブロック１５のレンズ取付面Ｐ１１とが交差する隅部に形成されており、フィレットＦ２は、コリメートレンズ１４の端面Ｐ３とレンズ固定ブロック１５の側面Ｐ１２（レンズ取付面Ｐ１１に交差する面であって半導体レーザ素子１３側を向く面）とが交差する隅部に形成されている。具体的に、フィレットＦ１は、レンズ取付面Ｐ１１において、コリメートレンズ１４に近づくにつれて盛り上がる形状である。また、フィレットＦ２は、側面Ｐ１２においてコリメートレンズ１４に近づくにつれて盛り上がる形状である。
　ここで、レンズ固定ブロック１５から半導体レーザ素子１３側にはみ出した状態でコリメートレンズ１４をレンズ取付面Ｐ１１に固定することで、半導体レーザ素子１３とレンズ固定ブロック１５との距離を極力大きくことができる。さらに、コリメートレンズ１４の端面Ｐ３にフィレットＦ２を形成できる。また、半導体レーザ素子１３とレンズ固定ブロック１５との距離が大きくなることで、コリメートレンズ１４を固定するためにレンズ固定ブロック１５に塗布される固定用樹脂Ｊが、半導体レーザ素子１３のレーザ光射出部に付着するのを防止することができる。
　また、コリメートレンズ１４の端部Ｅにおける交差する２面（射出面Ｐ２及び端面Ｐ３）にフィレットＦ１，Ｆ２を形成するのは、レンズ固定ブロック１５に対するコリメートレンズ１４の固定強度を高めるとともに、固定用樹脂Ｊの収縮や膨張によって生ずるコリメートレンズ１４のＺ方向の位置ずれを低減するためである。一般的に、２つの部材を樹脂固定する場合に、固定強度は、フィレットが形成されていない構成よりもフィレットが形成されている構成のほうが高くなる。このため、フィレットＦ１，Ｆ２を形成することでレンズ固定ブロック１５に対するコリメートレンズ１４の固定強度を高めることができる。
　また、固定用樹脂Ｊの収縮や膨張は、固定用樹脂Ｊの重心を基準として行われる。言い換えると、固定用樹脂Ｊは、その重心に向かって収縮し、また、その重心を中心として膨張する。そのため、固定用樹脂Ｊの収縮や膨張した際にコリメートレンズ１４に作用する力は、固定用樹脂Ｊの重心とコリメートレンズ１４の重心との距離が大きい程大きくなる。フィレットＦ１，Ｆ２を形成してＺ方向における固定用樹脂Ｊの重心の位置とＺ方向におけるコリメートレンズ１４の重心の位置との距離を小さくすることで、固定用樹脂Ｊの収縮や膨張によって生ずるコリメートレンズ１４のＺ方向の位置ずれを低減するようにしている。
　ここで、コリメートレンズ１４のはみ出し量（レンズ固定ブロック１５から半導体レーザ素子１３側へのはみ出し量）について説明する。図５Ａ及び５Ｂは、本実施形態においてコリメートレンズのはみ出し量を説明するための図である。半導体レーザ素子１３に対する固定用樹脂Ｊの付着を防止する観点からは、図５Ｂに示す通り、コリメートレンズ１４のはみ出し量を極力大きくすることが望ましい。
　尚、図５Ｂに示す例において、コリメートレンズ１４のはみ出し量は、コリメートレンズ１４の重心線（重心を通るＸ軸に平行な線）ＣＬ１がレンズ取付面Ｐ１１と交わらない程度にまで大きく設定されている。これに対し、固定用樹脂Ｊの重心線ＣＬ２は、レンズ取付面Ｐ１１と交わっている。これは、固定用樹脂Ｊが塗布されるレンズ取付面Ｐ１１上にフィレットＦ１が位置しており、フィレットＦ１の体積はフィレットＦ２の体積よりも大きくなる傾向があるためである。
　しかしながら、コリメートレンズ１４のはみ出し量が大きくなるにつれて、重心線ＣＬ１，ＣＬ２間の距離、つまり、Ｚ方向における固定用樹脂Ｊの重心の位置とＺ方向におけるコリメートレンズ１４の重心の位置との距離ΔＺが大きくなる。この距離ΔＺを大きくしすぎると、固定用樹脂Ｊの収縮や膨張によるコリメートレンズ１４のＺ方向の位置ずれが生じてしまう。このため、図５Ａに示す通り、コリメートレンズ１４のはみ出し量は、コリメートレンズ１４の重心線ＣＬ１がレンズ取付面Ｐ１１と交わる範囲に留めるのが望ましい。
　尚、レンズ固定ブロック１５は、基板１１上において、コリメートレンズ１４の作動距離（ワーキング・ディスタンス）と、コリメートレンズ１４のレンズ固定ブロック１５からのはみ出し量とを考慮した位置に取り付けられる。具体的には、レンズ固定ブロック１５の側面Ｐ１２が、コリメートレンズ１４の作動距離にコリメートレンズ１４のレンズ固定ブロック１５からのはみ出し量を加えた距離だけ半導体レーザ素子１３から＋Ｚ方向に離間する位置に取り付けられる。
　また、図５Ａに示す例では、図５Ｂに示す例よりも、重心線ＣＬ１，ＣＬ２間の距離ΔＺを小さくすることができるが、重心線ＣＬ１，ＣＬ２間の距離ΔＺが零ではない。これは、主に、フィレットＦ１，Ｆ２の体積差によると考えられる。つまり、フィレットＦ１の体積がフィレットＦ２の体積よりも大であることによる。そこで、フィレットＦ１，Ｆ２の体積をほぼ等しくすれば、重心線ＣＬ１，ＣＬ２間の距離ΔＺをほぼ零にすることができる。そして、これにより固定用樹脂Ｊの収縮や膨張によるコリメートレンズ１４のＺ方向の位置ずれをほぼ生じなくすることができると考えられる。ここで、フィレットＦ１，Ｆ２の体積がほぼ等しいとは、位置ずれを抑制できれば厳密に同じである必要はないことを意味する。
　図６Ａ～６Ｃは、コリメートレンズの固定強度を説明するための図である。ここでは、図６Ａは、コリメートレンズ１４の固定部分にフィレットが形成されていない構成を示す。図６Ｂは、コリメートレンズ１４の固定部分にフィレットＦ１のみが形成されている構成を示す。図６Ｃは、コリメートレンズ１４の固定部分にフィレットＦ１，Ｆ２が形成されている構成を示す。以下では、これらの固定強度について説明する。
　図６Ａに示す構成は、図６Ｂ，６Ｃに示すものに比べて固定強度が著しく小さく、例えば１０分の１程度の固定強度しか得られない。これは、図６Ａに示す構成にフィレットが全く形成されていないことが原因であると考えられる。図６Ｂ，６Ｃに示す構成は、固定強度がほぼ同じである。これは、図６Ｃに示す通り、コリメートレンズ１４をレンズ固定ブロック１５からはみ出させることによって、コリメートレンズ１４とレンズ固定ブロック１５の接着面積は小さくなるが、フィレットＦ１に加えてフィレットＦ２が形成されることで、接着面積の減少が補われるためであると考えられる。
　このように、図６Ｃに示す構成は、コリメートレンズ１４がレンズ固定ブロック１５からはみ出した状態でレンズ取付面Ｐ１１に取り付けられている。一方、図６Ｃに示す構成は、図６Ｂに示す構成と同程度の固定強度が得られる。尚、図６Ｃに示す通り、コリメートレンズ１４をレンズ固定ブロック１５からはみ出した状態にすることで、図６Ａ，６Ｂに示すものよりも、コリメートレンズ１４を半導体レーザ素子１３に近づけることが可能となる。
　以上の通り、本実施形態に係る半導体レーザ装置１は、固定用樹脂Ｊにより固定されるコリメートレンズ１４の端部Ｅにおける交差する２面（射出面Ｐ２及び端面Ｐ３）にフィレットＦ１，Ｆ２が形成されている。これにより、コリメートレンズ１４の重心線ＣＬ１と固定用樹脂Ｊの重心線ＣＬ２との距離ΔＺを小さくすることができる。このため、固定用樹脂Ｊの収縮や膨張によるコリメートレンズ１４の位置ずれを効果的に低減することができる。
〔半導体レーザ装置の製造方法〕
　図７は、本発明の一実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を説明するための斜視図である。図８Ａ～８Ｄは、半導体レーザ装置の製造方法を示す工程図である。尚、図７においては、半導体レーザ素子１３から射出されるレーザ光Ｌのスロー軸の成分をコリメートするコリメートレンズ１６（ＳＡＣレンズ）を図示している。図示の通り、コリメートレンズ１６は、基板１１の他端部（サブマウント１２が取り付けられている端部とは反対側の端部）に取り付けられている。
　尚、半導体レーザ装置１は、サブマウント１２、半導体レーザ素子１３、及びレンズ固定ブロック１５等を基板１１上に搭載する工程、コリメートレンズ１４をレンズ固定ブロック１５に取り付ける工程、その他の工程（例えば、調整工程）が行われることによって製造される。しかし、以下では特にコリメートレンズ１４をレンズ固定ブロック１５に取り付ける工程について説明する。このため、初期状態では、図７に示す通り、サブマウント１２、半導体レーザ素子１３、及びレンズ固定ブロック１５等が基板１１上に搭載されている。
　半導体レーザ装置１は、回転ステージ（図示省略）、塗布装置ＡＰ（図８Ｂ参照）、及び吸着コレットＣＴ（図７及び図８Ｃ，８Ｄ参照）を用いて製造される。回転ステージは、図７中の符号Ｄ１が付された回転方向（図１～図３におけるＺ軸周りの回転方向）に、基板１１を９０°回転させるステージである。塗布装置ＡＰは、レンズ固定ブロック１５のレンズ取付面Ｐ１１に固定用樹脂Ｊを塗布する装置である。吸着コレットＣＴは、コリメートレンズ１４を吸着した状態で、図７に示す状態のレンズ取付面Ｐ１１に直交する方向、図７中の符号Ｄ２が付された方向（図１～図３におけるＺ軸に沿う方向）、及び図７中の符号Ｄ４が付された方向に移動可能である。また吸着コレットＣＴは、図７中の符号Ｄ３が付された回転方向に微小回転可能である。
　まず、図８Ａに示す通り、不図示の回転ステージによって基板１１を回転方向Ｄ１に９０°だけ回転させ、レンズ固定ブロック１５のレンズ取付面Ｐ１１が鉛直上方向を向くように配置される（第１工程）。次に、図８Ｂに示す通り、レンズ固定ブロック１５の上方に塗布装置ＡＰを配置し、レンズ取付面Ｐ１１上に固定用樹脂Ｊが塗布される（第２工程）。
　図９は、本実施形態において、レンズ固定ブロックに塗布される固定用樹脂を模式的に示す図である。図９に示す通り、固定用樹脂Ｊは、レンズ固定ブロック１５のレンズ取付面Ｐ１１の略中央部に塗布される。具体的に、固定用樹脂Ｊは、半導体レーザ素子１３のレーザ光射出部の前方であって、コリメートレンズ１４の作動距離よりも離れた位置に塗布される。尚、レンズ取付面Ｐ１１上に塗布される固定用樹脂Ｊの体積は、図１～図３等に示すフィレットＦ１，Ｆ２の体積を考慮して設定される。
　次いで、コリメートレンズ１４（図４に示す端部Ｅとは反対側の端部が吸着コレットＣＴに吸着された状態のコリメートレンズ１４）を、吸着コレットＣＴによってレンズ固定ブロック１５の上方に搬送し、レンズ取付面Ｐ１１に塗布された固定用樹脂Ｊの上方に位置決めさせる。続いて、図８Ｃに示す通り、吸着コレットＣＴを鉛直下方向に移動させ、コリメートレンズ１４の端面Ｐ３（図４参照）がレンズ固定ブロック１５のレンズ取付面Ｐ１１に接触するように配置される（第３工程）。言い換えると、コリメートレンズ１４の端面Ｐ３とレンズ固定ブロック１５のレンズ取付面Ｐ１１との間隔が、予め規定された微小間隔となるように配置される。
　そして、図８Ｄに示す通り、吸着コレットＣＴを図中の方向Ｄ２に移動させて、コリメートレンズ１４が半導体レーザ素子１３に近づくように調心される（第４工程）。具体的には、コリメートレンズ１４が、レンズ固定ブロック１５から半導体レーザ素子１３側にはみ出した状態になるように、コリメートレンズ１４と半導体レーザ素子１３との相対位置が調整される。このとき、固定用樹脂Ｊの収縮や膨張によるコリメートレンズ１４のＺ方向の位置ずれを防止するために、コリメートレンズ１４のはみ出し量は、コリメートレンズ１４の重心線ＣＬ１がレンズ取付面Ｐ１１と交わる範囲にされる（図５Ａ参照）。
　以上の工程が行われると、図８Ｄに示す通り、コリメートレンズ１４の端部Ｅにおける交差する２面（射出面Ｐ２及び端面Ｐ３）にフィレットＦ１，Ｆ２が形成される。尚、必要であれば、図７中の方向Ｄ４に吸着コレットＣＴを移動させ、レーザ光Ｌの射出角度の調整（コリメートレンズ１４から射出されるレーザ光Ｌの角度を基板１１に平行に調整）が行われてもよい。或いは、図７中の回転方向Ｄ３に吸着コレットＣＴを微小回転させ、コリメートレンズ１４の入射面Ｐ１の調整（半導体レーザ素子１３のレーザ光射出部に対する入射面Ｐ１の角度の調整）が行われてもよい。
　以上の工程が終了すると、フィレットＦ１，Ｆ２が形成された状態の固定用樹脂Ｊを硬化し、それによりコリメートレンズ１４がレンズ固定ブロック１５に固定される（第５工程）。具体的には、固定用樹脂Ｊが紫外線硬化樹脂である場合には、図８Ｄに示す状態の固定用樹脂Ｊに紫外線を照射して硬化する。固定用樹脂Ｊが熱硬化樹脂である場合には、図８Ｄに示す状態の固定用樹脂Ｊを加熱して硬化する。
　以上の通り、本実施形態の半導体レーザ装置１の製造方法では、レンズ固定ブロック１５のレンズ取付面Ｐ１１が鉛直上方向を向くように基板１１を回転させ、レンズ取付面Ｐ１１上に固定用樹脂Ｊを塗布している。そして、鉛直上下方向に沿うようにされたコリメートレンズ１４を固定用樹脂Ｊが塗布された位置に配置し、コリメートレンズ１４を水平移動させてコリメートレンズ１４と半導体レーザ素子１３との相対位置を調整した後に、固定用樹脂Ｊを硬化させている。
　これにより、コリメートレンズ１４の端部Ｅにおける交差する２面（射出面Ｐ２及び端面Ｐ３）にフィレットＦ１，Ｆ２が形成されて、コリメートレンズ１４の重心線ＣＬ１と固定用樹脂Ｊの重心線ＣＬ２との距離ΔＺを小さくされた半導体レーザ装置が得られる。
　このように、本実施形態の半導体レーザ装置１の製造方法では、固定用樹脂Ｊの収縮や膨張によるコリメートレンズ１４の位置ずれを効果的に低減することができる半導体レーザ装置を製造することができる。
　また、本実施形態に係る半導体レーザ装置１の製造方法では、レンズ取付面Ｐ１１の固定用樹脂Ｊが塗布された位置に配置されたコリメートレンズ１４を水平移動させて、コリメートレンズ１４がレンズ固定ブロック１５から半導体レーザ素子１３側にはみ出した状態になる。これにより、レンズ取付面Ｐ１１上に塗布された固定用樹脂Ｊが半導体レーザ素子１３に付着することがない。そのため、コストの大幅な上昇を伴うことなく高い歩留まりで半導体レーザ装置１を製造することが可能である。
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、主に固定用樹脂Ｊの収縮や膨張によるコリメートレンズ１４のＺ方向の位置ずれを防止する方法を説明した。しかしながら、レンズ固定ブロック１５の形状を僅かに変えることでＹ方向の位置ずれを防止してもよい。
　図１０は、本発明の一実施形態におけるレンズ固定ブロックの第１変形例を示す斜視図である。図１０に示すレンズ固定ブロック１５は、レンズ取付面Ｐ１１の中央部にＺ方向に沿う溝Ｇ１が形成されている。この溝Ｇ１が形成されることによって、レンズ取付面Ｐ１１に塗布された固定用樹脂Ｊは、その表面張力によりＹ方向に広がるのが規制される一方で、溝Ｇ１の長手方向（図８Ｄにおいて、コリメートレンズ１４が移動する方向Ｄ２）に沿って広がりやすくなる。このため、図８Ｄに示す工程で、固定用樹脂Ｊの重心がＹ方向にずれるのを防止することができる。
　図１１Ａ及び１１Ｂは、本発明の一実施形態におけるレンズ固定ブロックの第２変形例を示す斜視図である。図１１Ａ及び１１Ｂに示す通り、本変形例に係るレンズ固定ブロック１５は、レンズ固定ブロック１５の側面Ｐ１２の形状が異なっている。具体的に、図１１Ａに示すレンズ固定ブロック１５は、レンズ固定ブロック１５の側面Ｐ１２が凹部ＣＶ１とされている。また、図１１Ｂに示すレンズ固定ブロック１５は、レンズ固定ブロック１５の側面Ｐ１２が凸部ＣＶ２とされている。尚、図１１Ａ，１１Ｂでは、理解を容易にするために、凹部ＣＶ１及び凸部ＣＶ２をそれぞれ誇張して図示している。
　図１１Ａ，１１Ｂに示すレンズ固定ブロック１５を用いた場合の何れの場合でも、コリメートレンズ１４は、側面Ｐ１２から－Ｚ側にはみ出すように固定される。尚、図１１Ｂに示すレンズ固定ブロック１５では、コリメートレンズ１４が側面Ｐ１２から－Ｚ側にはみ出すようにされ、且つ、コリメートレンズ１４が凸部ＣＶ２からも－Ｚ側にはみ出すようにされるのが望ましい。
　ここで、図１１Ａに示すレンズ固定ブロック１５では、凹部ＣＶ１にフィレットＦ２が形成される。図１１Ｂに示すレンズ固定ブロック１５では、凸部ＣＶ２と側面Ｐ１２とによって形成される２つの隅部ＣＮにフィレットＦ２が形成される。図１１Ａに示す凹部ＣＶ１は側面Ｐ１２の中央部に形成されており、フィレットＦ２は側面Ｐ１２の中央部に形成される。そのため、固定用樹脂Ｊの重心がＹ方向にずれるのを防止することができる。また、図１１Ｂに示す２つの隅部ＣＮは、側面Ｐ１２の中央部に形成された凸部ＣＶ２の両側に位置している。そのため、これら２つの隅部ＣＮに形成されるフィレットＦ２の体積を等しくすることで、固定用樹脂Ｊの重心がＹ方向にずれるのを防止することができる。
　図１２は、本発明の一実施形態におけるレンズ固定ブロックの第３変形例を示す平面図である。図１２に示す通り、本変形例に係るレンズ固定ブロック１５は、レンズ取付面Ｐ１１の－Ｚ側（側面Ｐ１２側）に段部ＤＮが形成されている。レンズ固定ブロック１５に対し、コリメートレンズ１４は、レンズ取付面Ｐ１１の段部ＤＮに取り付けられる。図１２に示すレンズ固定ブロック１５を用いた場合には、コリメートレンズ１４を段部ＤＮに配置すれば良い。そのため、レンズ固定ブロック１５に対するコリメートレンズ１４の取り付け精度を高めることができる。
　図１３は、本発明の一実施形態におけるコリメートレンズの変形例を示す平面図である。図１３に示す通り、本変形例に係るコリメートレンズ１４は、端部Ｅの射出面Ｐ２側（図４参照）に段部ＤＮが形成されている。このようなコリメートレンズ１４は、段部ＤＮが固定ブロック１５の角部（レンズ取付面Ｐ１１と側面Ｐ１２側とが交差する角部）に係合するように取り付けられる。図１３に示すコリメートレンズ１４を用いた場合には、コリメートレンズ１４の段部ＤＮを、固定ブロック１５の角部に係合させれば良い。そのため、図１２に示す例と同様に、レンズ固定ブロック１５に対するコリメートレンズ１４の取り付け精度を高めることができる。
　尚、上述した実施形態では、図８Ｄに示す通り、吸着コレットＣＴを図中の方向Ｄ２に移動させて、コリメートレンズ１４を半導体レーザ素子１３に近づけるように調心していた。しかしながら、基板１１を図７中の方向Ｄ２に移動させる移動ステージ（図示省略）を用い、吸着コレットＣＴを固定したまま、図８Ｄ中に示す方向Ｄ２とは反対方向に基板１１を移動させても良い。
１…半導体レーザ装置、１１…基板、１３…半導体レーザ素子、１４…コリメートレンズ、１５…固定ブロック、ＣＬ１…重心線、Ｅ…端部、Ｆ１，Ｆ２…フィレット、Ｊ…固定用樹脂、Ｌ…レーザ光、Ｐ２…射出面、Ｐ３…端面、Ｐ１１…レンズ取付面、Ｐ１２…側面

Claims (12)

  1. 　第１方向に向けてレーザ光を射出する半導体レーザ素子と、
    　前記半導体レーザ素子から射出されるレーザ光の成分のうち前記第１方向に垂直な第２方向の成分をコリメートするコリメートレンズと、
    　前記第１方向及び前記第２方向に垂直な第３方向に対して垂直なレンズ取付面を有するレンズ固定ブロックと、
    　を備える半導体レーザ装置であって、
    　前記コリメートレンズの前記第３方向における第１端部は、前記レンズ固定ブロックの前記レンズ取付面に固定用樹脂により固定されており、
    　前記固定用樹脂により固定された前記第１端部において交差する２つの面にはフィレットが形成されている半導体レーザ装置。
  2. 　前記コリメートレンズは、前記レンズ固定ブロックから前記半導体レーザ素子の側にはみ出した状態で前記レンズ取付面に固定されており、
    　前記フィレットは、前記コリメートレンズの側面であって前記半導体レーザ素子と対面する側とは反対側の側面と、前記コリメートレンズの端面であって前記レンズ固定ブロックから前記半導体レーザ素子の側にはみ出した部分の端面とに形成されている請求項１記載の半導体レーザ装置。
  3. 　前記コリメートレンズの側面に形成される前記フィレットは、前記レンズ取付面において前記コリメートレンズに近づくにつれて盛り上がる形状であり、
    　前記コリメートレンズの端面に形成される前記フィレットは、前記レンズ固定ブロックの前記レンズ取付面に交差する２つの面のうち前記半導体レーザ素子の側を向く面において前記コリメートレンズに近づくにつれて盛り上がる形状である請求項２記載の半導体レーザ装置。
  4. 　前記コリメートレンズの側面に形成される前記フィレットと、前記コリメートレンズの端面に形成される前記フィレットとは、体積がほぼ等しい請求項２又は請求項３記載の半導体レーザ装置。
  5. 　前記第３方向に平行な前記コリメートレンズの重心線の延長線が前記レンズ取付面と交わるように、前記コリメートレンズは前記レンズ取付面に固定されている請求項２から請求項４の何れか一項に記載の半導体レーザ装置。
  6. 　前記レンズ固定ブロックは、前記レンズ取付面に交差する２つの面のうち前記半導体レーザ素子の側を向く面が、前記コリメートレンズの作動距離に前記コリメートレンズの前記レンズ固定ブロックからのはみ出し量を加えた距離だけ前記半導体レーザ素子から離間する位置に配置される請求項２から請求項５の何れか一項に記載の半導体レーザ装置。
  7. 　前記固定用樹脂は、紫外線硬化樹脂又は熱硬化樹脂である請求項１から請求項６の何れか一項に記載の半導体レーザ装置。
  8. 　前記第２方向は、前記半導体レーザ素子から射出されるレーザ光のファスト軸に沿う方向である請求項１から請求項７の何れか一項に記載の半導体レーザ装置。
  9. 　第１方向に向けてレーザ光を射出する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から射出されるレーザ光の成分のうち前記第１方向に垂直な第２方向の成分をコリメートするコリメートレンズと、前記第１方向及び前記第２方向に垂直な第３方向に対して垂直なレンズ取付面を有するレンズ固定ブロックとを備える半導体レーザ装置の製造方法であって、
    　前記レンズ取付面が鉛直上方向を向くように、前記半導体レーザ素子及び前記レンズ固定ブロックが搭載された基板を回転し、
    　前記レンズ固定ブロックの前記レンズ取付面上に固定用樹脂を塗布し、
    　鉛直上下方向に沿うようにされた前記コリメートレンズを、前記レンズ取付面の上方から前記固定用樹脂が塗布された位置に配置し、
    　前記コリメートレンズと前記基板とのうちの一方を水平移動し、前記コリメートレンズと前記半導体レーザ素子との相対位置を調整し、
    　前記固定用樹脂を硬化する
    　ことを有する半導体レーザ装置の製造方法。
  10. 　前記固定用樹脂を塗布する工程は、前記レンズ取付面上の前記コリメートレンズの作動距離よりも離れた位置に前記固定用樹脂を塗布することを含む請求項９記載の半導体レーザ装置の製造方法。
  11. 　前記コリメートレンズと前記半導体レーザ素子との相対位置を調整する工程は、前記コリメートレンズが、前記レンズ固定ブロックから前記半導体レーザ素子の側にはみ出した状態となるように、前記コリメートレンズと前記半導体レーザ素子との相対位置を調整することを含む請求項９又は請求項１０記載の半導体レーザ装置の製造方法。
  12. 　前記コリメートレンズと前記半導体レーザ素子との相対位置を調整する工程は、前記コリメートレンズが前記レンズ固定ブロックから前記半導体レーザ素子の側にはみ出し、且つ前記コリメートレンズの重心線が前記レンズ取付面と交わるように前記コリメートレンズと前記半導体レーザ素子との相対位置を調整することを含む請求項１１記載の半導体レーザ装置の製造方法。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02194580A (ja) * 1989-01-23 1990-08-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 発光装置およびその製造方法
US5793792A (en) * 1996-05-08 1998-08-11 Polaroid Corporation Laser assembly with integral beam-shaping lens
JPH11174298A (ja) * 1997-12-10 1999-07-02 Olympus Optical Co Ltd 光学素子の保持機構及び保持方法
JP2006064885A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光モジュールおよびその製造方法
JP2007096093A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光モジュール
JP2010232370A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Furukawa Electric Co Ltd:The レンズ、半導体レーザモジュール、および光学デバイスの製造方法
JP2014170887A (ja) * 2013-03-05 2014-09-18 Fujikura Ltd 半導体レーザモジュール及びその製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6636538B1 (en) * 1999-03-29 2003-10-21 Cutting Edge Optronics, Inc. Laser diode packaging
DE19935496C1 (de) * 1999-07-28 2001-01-18 Siemens Ag Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung
CN1236435C (zh) * 2002-01-24 2006-01-11 株式会社三协精机制作所 粘接方法和光头装置的制造方法
JP2004273545A (ja) * 2003-03-05 2004-09-30 Toshiba Corp 半導体レーザ装置、半導体レーザシステムおよび半導体レーザ装置の製造方法
US7062133B2 (en) * 2003-04-24 2006-06-13 Ahura Corporation Methods and apparatus for alignment and assembly of optoelectronic components
US20050014714A1 (en) * 2003-06-04 2005-01-20 The Johns Hopkins University Gene delivery to organs
JP2005243659A (ja) * 2003-12-26 2005-09-08 Toshiba Corp 半導体レーザ装置
JP2006059934A (ja) * 2004-08-18 2006-03-02 Ricoh Co Ltd 光源装置及び画像形成装置
JP4559327B2 (ja) * 2005-09-14 2010-10-06 株式会社日立製作所 レンズを用いた光モジュールのアラインメント方法およびその方法で作成した光モジュール
US20070116071A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-24 Nlight Photonics Corporation Modular diode laser assembly
JP4915177B2 (ja) * 2006-08-23 2012-04-11 ブラザー工業株式会社 光源装置およびその製造方法、露光装置ならびに画像形成装置
US20100053414A1 (en) * 2008-01-11 2010-03-04 Satoshi Tamaki Compound eye camera module
JP5509317B2 (ja) * 2010-03-30 2014-06-04 株式会社フジクラ レーザ装置およびその製造方法
JP5616471B2 (ja) * 2013-03-05 2014-10-29 株式会社フジクラ 半導体レーザモジュール及びその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02194580A (ja) * 1989-01-23 1990-08-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 発光装置およびその製造方法
US5793792A (en) * 1996-05-08 1998-08-11 Polaroid Corporation Laser assembly with integral beam-shaping lens
JPH11174298A (ja) * 1997-12-10 1999-07-02 Olympus Optical Co Ltd 光学素子の保持機構及び保持方法
JP2006064885A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光モジュールおよびその製造方法
JP2007096093A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光モジュール
JP2010232370A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Furukawa Electric Co Ltd:The レンズ、半導体レーザモジュール、および光学デバイスの製造方法
JP2014170887A (ja) * 2013-03-05 2014-09-18 Fujikura Ltd 半導体レーザモジュール及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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