WO2017010026A1 - レーザ光源モジュール - Google Patents

レーザ光源モジュール Download PDF

Info

Publication number
WO2017010026A1
WO2017010026A1 PCT/JP2015/084674 JP2015084674W WO2017010026A1 WO 2017010026 A1 WO2017010026 A1 WO 2017010026A1 JP 2015084674 W JP2015084674 W JP 2015084674W WO 2017010026 A1 WO2017010026 A1 WO 2017010026A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light source
laser
source unit
laser light
source module
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/084674
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
誠二 中野
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Publication of WO2017010026A1 publication Critical patent/WO2017010026A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0239—Combinations of electrical or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30

Definitions

  • the present invention relates to a laser light source module equipped with a plurality of laser elements such as laser diodes.
  • a light source using a halogen lamp or a metal halide lamp is used as a light source included in a display device typified by a projector.
  • laser light sources having characteristics of long life, low power consumption, high luminance, and high color purity have been actively applied to display devices.
  • Optical equipment such as large projectors used in digital cinema will increase output by adding a laser light source to obtain the required light output.
  • the size of the apparatus is increased or the cost is increased with the expansion. Therefore, it is possible to increase the light output of the laser light source alone, reduce the cost of the optical coupling member by reducing the number of laser light sources used in the optical equipment, and reduce the cost per oscillation output of the optical equipment. It is requested.
  • Patent Document 1 discloses a package structure in which a plurality of laser elements are mounted on each side of a common holding member in a module, thereby improving the light output. Is disclosed. Patent Document 1 also discloses a package structure in which a plurality of holding members on which laser elements are mounted are installed in the center of the module so that the laser elements face each other, thereby improving light output.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a laser light source module that can reduce the etendue while reducing the size of the laser light source module.
  • the present invention provides a first mounting in which a substrate and a laser element that emits laser light along an optical axis in a direction perpendicular to the main surface of the substrate are mounted.
  • a second mounting having a holding member having a surface, a first light source unit installed on the main surface, and a laser element that emits laser light along an optical axis in a direction perpendicular to the main surface
  • a holding member having a surface, and a second light source unit installed on the main surface.
  • the present invention is characterized in that the first light source unit and the second light source unit are positioned so that the first mounting surface and the second mounting surface face each other.
  • the laser light source module can be reduced in size and the etendue can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view of a laser light source module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a top view of the laser light source module according to the first embodiment.
  • 1 is a perspective view showing a configuration of a light source unit of a laser light source module according to a first embodiment.
  • the perspective view which shows the detailed structure of the submount of the laser light source module concerning Embodiment 1.
  • FIG. The perspective view seen from the back side which shows the detailed structure of the submount of the laser light source module concerning Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a perspective view of a laser light source module 101 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a top view of the laser light source module 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of the light source unit 21 of the laser light source module 101 according to the first embodiment.
  • the laser light source module 101 includes a stem 1 that is a substrate, a light source 21 that is a first light source mounted on a main surface 1a of the stem 1 and a multi-emitter LD (Laser Diode) bar 2, and a light source
  • the light source unit 22 which is the second light source unit mounted on the main surface 1a of the stem 1 so as to face the unit 21 and on which the multi-emitter LD bar 2 is mounted, and supplies power to the light source units 21 and 22 through the stem 1 Lead pins 31a, 31b, 31c, 31d, 32a, 32b, 32c and 32d for external connection.
  • the light source unit 22 has the same components as the light source unit 21 but is symmetrical with the light source unit 21 with the multi-emitter LD bars 2 facing each other.
  • the lead pins 31a, 31b, 32a, and 32b are collectively referred to as the lead pin 3 below, and the lead pins 31c, 31d, 32c, and 32d are collectively referred to as the lead pin 3 'below.
  • the lead pin 3 ′ is disposed below so as to be vertically symmetrical with the lead pin 3 with the light source parts 21 and 22 interposed therebetween.
  • the light source unit 21 is provided with a multi-emitter LD bar 2 that oscillates fundamental laser light, a submount 4 having electrical insulation for installing the multi-emitter LD bar 2, and a submount 4. And a block 5 which is a holding member.
  • the multi-emitter LD bar 2 includes a plurality of light emitting emitters that are light emitting points.
  • the multi-emitter LD bar 2 which is a laser element is installed on the mounting surface 51 of the block 5 via the submount 4.
  • the light source unit 22 includes the multi-emitter LD bar 2, the submount 4, and the block 5.
  • the light source unit 21, the mounting surface 51, and the multi-emitter LD bar 2 are connected to each other. It has a symmetrical configuration that can be opposed to each other.
  • the multi-emitter LD bar 2 shown in FIG. 3 is composed of a semiconductor chip using GaAs or AlGaN.
  • the multi-emitter LD bar 2 is a laser diode in which a plurality of light-emitting stripes 2a and drive electrodes 2b serving as light-emitting emitters are alternately formed on the main surface 20 of the semiconductor chip. Laser light is emitted from the light emitting stripe 2a along the optical axis 2c parallel to the main surface 20 of the semiconductor chip.
  • the end face of the semiconductor chip of the multi-emitter LD bar 2 can be seen in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2, and the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
  • the direction perpendicular to the main surface 1a of the stem 1 is the direction of the optical axis 2c.
  • the direction of the optical axis 2 c is parallel to the mounting surface 51 of the block 5. Accordingly, laser light is emitted from each light emitting stripe 2a along the optical axis 2c perpendicular to the end face of the semiconductor chip. As a result, the optical axes of the laser beams emitted from the light source units 21 and 22 are parallel to each other.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a detailed configuration of the submount 4 of the laser light source module according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view of the detailed configuration of the submount 4 of the laser light source module according to the first embodiment, viewed from the back side.
  • the submount 4 has an electrical insulation function and a heat transfer function, and is composed of a flat electrical insulator 4a as shown in FIG.
  • a plurality of conductive metallized patterns 4b and 4c are formed on the surface of the electrical insulator 4a.
  • a metallized pattern 4d is formed on the entire back surface of the electrical insulator 4a.
  • the metallized pattern 4b which is the first metallized pattern of the submount 4, and the multi-emitter LD bar 2 are joined using solder.
  • the metallized pattern 4c which is the second metallized pattern of the submount 4, and each drive electrode 2b of the multi-emitter LD bar 2 are electrically connected by ultrasonic vibration pressure bonding using a wire 6 formed of a conductive material such as gold.
  • a specific example of the block 5 is a material having a high thermal conductivity such as copper (Cu) plated with gold, and is bonded to the metallized pattern 4d of the submount 4 using solder. Further, the block 5 and the stem 1 are joined using solder, but this solder preferably has a lower melting point than the solder used when joining the block 5 and the submount 4.
  • solder preferably has a lower melting point than the solder used when joining the block 5 and the submount 4.
  • the stem 1 is formed in a plate shape, and a specific example thereof is a stem base made of a conductive metal material in which gold is plated on the surface of a material having high thermal conductivity such as copper.
  • the stem 1 serves to fix the light source parts 21 and 22 and to release the heat generated by the light source parts 21 and 22 to a heat radiating part 161 (described later) installed on the back surface 1b opposite to the main surface 1a of the stem 1. I'm in charge.
  • the stem 1 includes a plurality of lead pins 3 and 3 ′ that penetrate the stem base.
  • the lead pins 3 and 3 ′ are responsible for supplying electric power to the light source parts 21 and 22, and are electrically insulated from the stem 1. Generally, a low melting point glass is filled in a gap between a stem base hole constituting the stem 1 and the lead pins 3 and 3 ′.
  • One or more anode electrodes and one or more cathode electrodes exist on the left and right sides of the light source unit 21, and one or more anode electrodes and one or more cathode electrodes exist on the left and right sides of the light source unit 22, respectively.
  • the lead pins 31 a and 31 c that are first lead pins that supply power to the light source unit 21 and the lead pins 31 b and 31 d that are second lead pins are electrically independent from the light source unit 22, and supply power to the light source unit 22.
  • the lead pins 32 a and 32 c as the first lead pins and the lead pins 32 b and 32 d as the second lead pins are electrically independent from the light source unit 21.
  • a lead pin 3 composed of a plurality of first lead pins and a plurality of second lead pins and a lead pin 3 ′ composed of a plurality of first lead pins and a plurality of second lead pins are located in the center of the stem 1 with the light source parts 21 and 22 interposed therebetween. It arrange
  • the lead pin 31a and the metallized pattern 4b of the submount 4 of the light source unit 21 are suspended and connected in a loop shape using a conductive ribbon 71a which is a conductor formed of a material such as gold, and then ultrasonic vibration pressure bonding is performed. By doing so, both are electrically connected.
  • the lead pin 31c and the metallized pattern 4b are similarly electrically connected using the conductive ribbon 71c. Further, the lead pins 32 a and 32 c and the submount of the light source unit 22 are also electrically connected in the same manner.
  • the lead pin 31b and the metallized pattern 4c of the submount 4 of the light source unit 21 are suspended and connected in a loop shape using a conductive ribbon 71b which is a conductor formed of a material such as gold, ultrasonic vibration By performing crimping, both are electrically connected.
  • the lead pin 31d and the metallized pattern 4c are similarly electrically connected using the conductive ribbon 71d.
  • the lead pins 32b and 32d and the submount of the light source unit 22 are similarly electrically connected.
  • the light source unit 21 and the light source unit 22 are electrically independent from each other.
  • the block 5 is provided with notches 151 on both sides of the mounting surface 51 as shown in FIG. 3, thereby improving the workability of suspension of the conductive ribbons 71b and 71d.
  • one or more lead pins 3 and 3 ′ are arranged on the left and right sides of the light source portions 21 and 22, and power is supplied from both sides of the multi-emitter LD bar 2, so that uneven current distribution can be eliminated.
  • FIG. 6 is a bottom view of the laser light source module 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 6 shows a configuration showing the lead pins 3, 3 ′ and the heat radiating part 161 constituting the power feeding part of the laser light source module 101. Positions sandwiched between lead pins 3 that are a plurality of first and second lead pins and lead pins 3 ′ that are also a plurality of first and second lead pins, arranged so as to sandwich light sources 21 and 22.
  • the heat dissipating part 161 is provided on the back surface 1 b of the stem 1.
  • a heat dissipating part 161 which is a cooling device such as a heat sink or a Peltier element, is installed and cooled, thereby improving the heat dissipation of the laser element.
  • the lead pins 3 and 3 ′ are arranged in an arc shape or a substantially circular shape around the center of the stem 1.
  • the cooling area of the light source portions 21 and 22 can be increased as compared with the case where the lead pins 3 and 3 ′ are arranged in a straight line, and the cooling capacity is improved. Photoluminescence efficiency can be improved.
  • FIG. 7 is a side view of the laser light source module 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a side view of the light source unit 21 as viewed from behind the block 5.
  • a lens 8 for condensing the laser light from the multi-emitter LD bar 2 may be installed on the block 5 as necessary.
  • a specific example of the lens 8 is a condensing lens or a collimating lens.
  • the lens 8 may be provided separately for each of the light source units 21 and 22, or provided on the blocks 5 of both the light source units 21 and 22, and the laser beam from each multi-emitter LD bar 2 may be provided.
  • a single lens that collects and collects light may be used.
  • a cap 9 that surrounds the light source portions 21 and 22 may be installed on the stem 1.
  • the mounting surface 51 of the light source unit 21 that is the first mounting surface and the mounting surface 51 of the light source unit 22 that is the second mounting surface face each other in parallel. Since it is a structure, the arrangement
  • One laser element is connected to a plurality of lead pins that are installed on one holding member and electrically independent of lead pins connected to other laser elements in the laser light source module 101.
  • the light source parts 21 and 22 are electrically independent from each other. That is, when power is supplied from the power source, the light source units 21 and 22 can be connected in series or in parallel from the output terminal of the power source. Therefore, when mounted as a light source for a large projector, the laser light source module 101 has a structure that increases the degree of freedom in device design.
  • the same amount of current may be supplied from the power source with respect to the amount of current to be supplied to one multi-emitter LD bar 2.
  • the light source parts 21 and 22 are electrically independent from each other, the light source parts 21 and 22 can be driven individually. As a result, the lens alignment work when installing the lens 8 for condensing the laser light on the block 5 having the multi-emitter LD bar 2 is facilitated. In addition, since the light sources 21 and 22 can be driven individually, the efficiency of characteristic inspection work such as confirmation of output, wavelength, and light emitting emitter for each of the light sources 21 and 22 is improved.
  • the multi-emitter LD bar 2 having a plurality of light emitting emitters as a plurality of light emitting points as the laser element the number of laser elements can be reduced as compared with the case of using a laser element having one light emitting point. Can do. As a result, it is possible to improve the light output while reducing the number of holding members of the laser element.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

レーザ光源モジュール１０１は、基板１と、基板１の主面と垂直な方向の光軸に沿ってレーザ光を放射するレーザ素子が搭載された第１の搭載面を備えた保持部材５を有し、主面上に設置された第１光源部２１と、主面と垂直な方向の光軸に沿ってレーザ光を放射するレーザ素子が搭載された第２の搭載面を備えた保持部材５を有し、主面上に設置された第２光源部２２と、を備える。レーザ光源モジュール１０１は、第１の搭載面と第２の搭載面とが対向するように第１光源部２１および第２光源部２２が位置決めされている。

Description

レーザ光源モジュール
　本発明は、レーザダイオードといったレーザ素子を複数搭載したレーザ光源モジュールに関する。
　従来、プロジェクタに代表されるディスプレイ装置に含まれる光源には、ハロゲンランプ或いはメタルハライドランプを用いた光源が使用されている。近年、長寿命、低消費電力、高輝度および高色純度という特徴を有するレーザ光源が、ディスプレイ装置へ盛んに応用されている。
　デジタルシネマに使用される大型プロジェクタといった光機器は、所要の光出力を得るために、レーザ光源を増設することで高出力化を行う。しかし、増設に伴い装置の大型化或いはコスト高といった欠点が生ずる。したがって、レーザ光源単体での光出力を高め、光機器に使用されるレーザ光源を削減することによって光学結合部材にかかる費用を削減し、かつ、光機器の発振出力当りのコストを低減することが要望されている。
　そこで、レーザ光源単体での発振出力を高めた例として、特許文献１には、複数個のレーザ素子をモジュール内の共通の保持部材の各側面に搭載することで、光出力を向上させるパッケージ構造が開示されている。また、特許文献１には、レーザ素子を搭載した複数個の保持部材をモジュール中央にレーザ素子が向かい合うように設置し、光出力を向上させるパッケージ構造も開示されている。
特開２００４－７７７７９号公報
　しかしながら、特許文献１に開示される構造では、１つの保持部材で複数のレーザ素子を保持することで、レーザダイオードチップ間の距離を縮めることができず、光ビームの広がり角であるエタンデュ（Ｅｔｅｎｄｕｅ）が大きくなり、装置が大型になるという欠点がある。また、レーザ素子を搭載した複数個の保持部材がモジュール中央にレーザ素子が向かい合うように設置された構造では、保持部材の数が多くなるという問題があり、製造が困難である。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーザ光源モジュールを小型化できると共にエタンデュを小さくできるレーザ光源モジュールを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、基板と、基板の主面と垂直な方向の光軸に沿ってレーザ光を放射するレーザ素子が搭載された第１の搭載面を備えた保持部材を有し、主面上に設置された第１光源部と、主面と垂直な方向の光軸に沿ってレーザ光を放射するレーザ素子が搭載された第２の搭載面を備えた保持部材を有し、主面上に設置された第２光源部と、を備えることを特徴とする。本発明は、第１の搭載面と第２の搭載面とが対向するように第１光源部および第２光源部が位置決めされていることを特徴とする。
　本発明によれば、レーザ光源モジュールを小型化できると共にエタンデュを小さくできるという効果を奏する。
本発明の実施の形態１にかかるレーザ光源モジュールの斜視図 実施の形態１にかかるレーザ光源モジュールの上面図 実施の形態１にかかるレーザ光源モジュールの光源部の構成を示す斜視図 実施の形態１にかかるレーザ光源モジュールのサブマウントの詳細構成を示す斜視図 実施の形態１にかかるレーザ光源モジュールのサブマウントの詳細構成を示す裏側から観た斜視図 実施の形態１にかかるレーザ光源モジュールの下面図 実施の形態１にかかるレーザ光源モジュールの側面図
　以下に、本発明の実施の形態にかかるレーザ光源モジュールを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかるレーザ光源モジュール１０１の斜視図である。図２は、実施の形態１にかかるレーザ光源モジュール１０１の上面図である。図３は、実施の形態１にかかるレーザ光源モジュール１０１の光源部２１の構成を示す斜視図である。
　レーザ光源モジュール１０１は、基板であるステム１と、ステム１の主面１ａ上に設置されマルチエミッタＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ：レーザダイオード）バー２を搭載した第１光源部である光源部２１と、光源部２１と対向してステム１の主面１ａ上に設置されマルチエミッタＬＤバー２を搭載した第２光源部である光源部２２と、ステム１を貫通して光源部２１および２２に電力を供給する外部接続用のリードピン３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃおよび３２ｄを備える。光源部２２は、構成要素は光源部２１と同様であるが、光源部２１とはマルチエミッタＬＤバー２同士を対向させた状態で対称な構成になっている。リードピン３１ａ、３１ｂ、３２ａおよび３２ｂを総称する場合は、以下ではリードピン３と呼び、リードピン３１ｃ、３１ｄ、３２ｃおよび３２ｄを総称する場合は、以下ではリードピン３’と呼ぶ。図２においてリードピン３’は、光源部２１および２２を挟んでリードピン３と上下対称となるように下方に設置されている。
　図３に示すように、光源部２１は、基本波レーザ光を発振するマルチエミッタＬＤバー２と、マルチエミッタＬＤバー２を設置する電気絶縁性を有するサブマウント４と、サブマウント４を設置する保持部材であるブロック５と、を備える。マルチエミッタＬＤバー２は発光点である発光エミッタを複数備えている。このように、レーザ素子であるマルチエミッタＬＤバー２は、サブマウント４を介してブロック５の搭載面５１に設置される。光源部２２も同様に、マルチエミッタＬＤバー２と、サブマウント４と、ブロック５と、を備えた構成であるが、上述したように光源部２１と搭載面５１およびマルチエミッタＬＤバー２同士を対向させることが可能な対称な構成になっている。
　図３に示したマルチエミッタＬＤバー２は、ＧａＡｓまたはＡｌＧａＮを用いた半導体チップで構成されている。マルチエミッタＬＤバー２は、半導体チップの主面２０に発光エミッタとなる発光ストライプ２ａおよび駆動電極２ｂが交互にそれぞれ複数形成されているレーザダイオードである。発光ストライプ２ａからは、半導体チップの主面２０に平行な光軸２ｃに沿ってレーザ光が放射される。図２の紙面垂直方向には、マルチエミッタＬＤバー２の半導体チップの端面が見えており、図２の紙面垂直方向、即ちステム１の主面１ａと垂直な方向が光軸２ｃの方向である。また、光軸２ｃの方向はブロック５の搭載面５１と平行である。従って、各発光ストライプ２ａからは、半導体チップの端面に対して垂直な光軸２ｃに沿ってレーザ光が放射される。その結果、光源部２１および２２から放射されるレーザ光の光軸は互いに平行となる。
　図４は、実施の形態１にかかるレーザ光源モジュールのサブマウント４の詳細構成を示す斜視図である。図５は、実施の形態１にかかるレーザ光源モジュールのサブマウント４の詳細構成を示す裏側から観た斜視図である。
　サブマウント４は、電気絶縁機能および熱伝達機能を担うものであり、図４に示すように、平板状の電気絶縁体４ａで構成される。電気絶縁体４ａの表面には複数の導電性を有するメタライズパターン４ｂおよび４ｃが形成されている。図５に示すように、電気絶縁体４ａの裏面には全面に渡ってメタライズパターン４ｄが形成される。
　また、サブマウント４の第１メタライズパターンであるメタライズパターン４ｂとマルチエミッタＬＤバー２とははんだを用いて接合される。サブマウント４の第２メタライズパターンであるメタライズパターン４ｃとマルチエミッタＬＤバー２の各駆動電極２ｂとは、金といった導電性の材料で形成されたワイヤ６を用いて超音波振動圧着により電気接続される。
　ブロック５の具体例は、銅（Ｃｕ）といった熱伝導率の大きい材料に金めっきが施されたものであり、サブマウント４のメタライズパターン４ｄとははんだを用いて接合される。また、ブロック５とステム１とははんだを用いて接合されるが、このはんだは、ブロック５とサブマウント４との接合時に用いたはんだより低い融点を有することが好ましい。
　ステム１は、板状に形成されており、その具体例は、銅といった熱伝導率の大きい材料の表面に金メッキが施された導電性を有する金属材料のステムベースである。ステム１は、光源部２１および２２を固定すると共に、光源部２１および２２で発生した熱をステム１の主面１ａの反対面である裏面１ｂに設置された後述する放熱部１６１に逃がす役目を担っている。また、ステム１は、ステムベースを貫通する複数のリードピン３，３’を備えている。
　リードピン３，３’は、光源部２１および２２に電力を供給する役目を担っており、ステム１からは電気的に絶縁されている。一般に、ステム１を構成するステムベースの穴とリードピン３，３’との隙間に低融点ガラスが充填される。光源部２１の左右にアノード電極が１本以上ずつ且つカソード電極が１本以上ずつ存在し、光源部２２の左右にアノード電極が１本以上ずつ且つカソード電極が１本以上ずつ存在するように、リードピン３，３’は設けられている。
　光源部２１に電力を供給する第１リードピンであるリードピン３１ａ，３１ｃおよび第２リードピンであるリードピン３１ｂ，３１ｄは、光源部２２とは電気的に独立しており、光源部２２に電力を供給する第１リードピンであるリードピン３２ａ，３２ｃおよび第２リードピンであるリードピン３２ｂ，３２ｄは、光源部２１とは電気的に独立している。
　複数の第１リードピンおよび複数の第２リードピンからなるリードピン３と、同じく複数の第１リードピンおよび複数の第２リードピンからなるリードピン３’とは、光源部２１および２２を挟んで、ステム１の中央部を中心に円弧状または概ね円形に配置される。
　リードピン３１ａと、光源部２１のサブマウント４のメタライズパターン４ｂとの間を金といった材料で形成された導体である導電性リボン７１ａを用いてループ状に懸架し接続した後、超音波振動圧着を行うことにより、両者は電気接続される。リードピン３１ｃと、メタライズパターン４ｂとの間も導電性リボン７１ｃを用いて同様に電気接続される。さらに、リードピン３２ａ，３２ｃと、光源部２２のサブマウントとの間も同様に電気接続される。
　さらに、リードピン３１ｂと、光源部２１のサブマウント４のメタライズパターン４ｃとの間を金といった材料で形成された導体である導電性リボン７１ｂを用いてループ状に懸架し接続した後、超音波振動圧着を行うことにより、両者は電気接続される。リードピン３１ｄと、メタライズパターン４ｃとの間も導電性リボン７１ｄを用いて同様に電気接続される。さらに、リードピン３２ｂ，３２ｄと、光源部２２のサブマウントとの間も同様に電気接続される。
　上記のように、光源部２１と光源部２２とは、互いに電気的に独立している。
　リードピン３１ｂとメタライズパターン４ｃとの間に導電性リボン７１ｂを懸架する際、ブロック５に接触する可能性がある。同様に、リードピン３１ｄとメタライズパターン４ｃとの間に導電性リボン７１ｄを懸架する際、ブロック５に接触する可能性がある。このため、ブロック５には、図３に示すように搭載面５１の両側にそれぞれ切欠き１５１を設けることで、導電性リボン７１ｂ，７１ｄの懸架作業性を向上させている。
　マルチエミッタＬＤバー２の片側から給電を行うと、電流分布にムラが生じ、発光エミッタ毎に発光量が変化する。そのため、リードピン３，３’を光源部２１および２２それぞれの左右に１個以上配置し、マルチエミッタＬＤバー２の両側から給電を行うことで電流分布のムラを解消することができる。
　図６は、実施の形態１にかかるレーザ光源モジュール１０１の下面図である。図６には、レーザ光源モジュール１０１の給電部を構成するリードピン３，３’および放熱部１６１を示す構成が示されている。光源部２１および２２を挟むように配置された、複数の第１および第２リードピンであるリードピン３と、同じく複数の第１および第２リードピンであるリードピン３’と、の間に挟まれた位置であって、ステム１の裏面１ｂに放熱部１６１は設けられている。
　ステム１の下方に、光源部２１および２２のレーザ素子からの熱を放熱するために、ヒートシンクあるいはペルチェ素子といった冷却装置である放熱部１６１を設置して冷却を行うことでレーザ素子の放熱性を確保する。ここで、リードピン３，３’は、ステム１の中央を中心に円弧状または概ね円形に配置されている。これにより、リードピン３，３’を直線状に配置した場合に比べて光源部２１および２２の冷却面積を拡大させることができ、冷却能力が向上するので、放熱性能が高まり、レーザ光源モジュール１０１の光発光効率を向上させることができる。
　図７は、実施の形態１にかかるレーザ光源モジュール１０１の側面図である。図７は、光源部２１のブロック５の背後から観た側面図である。図７に示すように、ブロック５の上に、マルチエミッタＬＤバー２からのレーザ光を集光するレンズ８を必要に応じて設置してもよい。レンズ８の具体例は、集光レンズまたはコリメートレンズである。レンズ８は、光源部２１および２２それぞれに１つずつ別々に設けられてもよいし、光源部２１および２２の両方のブロック５の上に設けられて各マルチエミッタＬＤバー２からのレーザ光を纏めて集光する１つのレンズであってもかまわない。さらに、ステム１の上に光源部２１および２２を包囲するキャップ９を設置してもよい。
　実施の形態１にかかるレーザ光源モジュール１０１においては、第１の搭載面である光源部２１の搭載面５１と、第２の搭載面である光源部２２の搭載面５１と、が互いに平行に向かい合う構成であるので、光源部２１および２２に搭載されるレーザ素子同士を接近させた配置が可能になる。そのため、各レーザ素子から放射されるレーザ光を合成した光ビームの広がり角であるエタンデュを小さくすることができ、レーザ光源モジュール１０１の小型化が可能となる。
　また、１つのレーザ素子は、１つの保持部材に設置され、かつ、レーザ光源モジュール１０１内の他のレーザ素子に接続されるリードピンとは電気的に独立した複数個のリードピンと接続されることから、光源部２１および２２は、互いに電気的に独立している。すなわち、電源から電力を供給する際は、電源の出力端子から光源部２１および２２を直列または並列に接続することが可能な構造である。従って、大型プロジェクタの光源として搭載するといった場合において、レーザ光源モジュール１０１は、装置設計の自由度を高める構造になっている。
　また、電源の出力端子が光源部２１および２２を直列に接続した場合は、１つのマルチエミッタＬＤバー２に供給したい電流量に対して、電源からは同じ電流量を流せばよくなる。これにより、並列に接続した場合よりもリードピン３，３’の１本に流れる電流量を低減することが可能となり、さらに、リードピン３，３’の発熱を抑制できることからレーザ光源モジュール１０１の信頼性が向上する。
　さらに、光源部２１および２２が互いに電気的に独立した構造になっているため、光源部２１および２２それぞれの単体での駆動が可能となる。その結果、マルチエミッタＬＤバー２を備えたブロック５の上にレーザ光を集光するレンズ８を設置する際のレンズ調芯作業が容易となる。また、光源部２１および２２それぞれの単体での駆動が可能となることで、光源部２１および２２それぞれの単体についての出力、波長および発光エミッタの確認といった特性検査作業の効率が向上する。
　また、レーザ素子として複数の発光点である複数の発光エミッタを有するマルチエミッタＬＤバー２を使用することにより、１つの発光点を有するレーザ素子を用いる場合に比べてレーザ素子の数を削減することができる。その結果、レーザ素子の保持部材の数も削減した上で、光出力を向上させることができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１　ステム、１ａ，２０　主面、１ｂ　裏面、２　マルチエミッタＬＤバー、３，３’，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ　リードピン、４　サブマウント、４ａ　電気絶縁体、４ｂ，４ｃ，４ｄ　メタライズパターン、５　ブロック、６　ワイヤ、７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ　導電性リボン、８　レンズ、９　キャップ、２１，２２　光源部、５１　搭載面、１０１　レーザ光源モジュール、１５１　切欠き、１６１　放熱部。

Claims (7)

  1. 　基板と、
    　前記基板の主面と垂直な方向の光軸に沿ってレーザ光を放射するレーザ素子が搭載された第１の搭載面を備えた保持部材を有し、前記主面上に設置された第１光源部と、
    　前記主面と垂直な方向の光軸に沿ってレーザ光を放射するレーザ素子が搭載された第２の搭載面を備えた保持部材を有し、前記主面上に設置された第２光源部と、
    　を備え、
    　前記第１の搭載面と前記第２の搭載面とが対向するように前記第１光源部および前記第２光源部が位置決めされている
    　ことを特徴とするレーザ光源モジュール。
  2. 　前記第１の搭載面と前記第２の搭載面とが平行である
    　ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源モジュール。
  3. 　前記基板には、複数の第１リードピンおよび複数の第２リードピンが設けられ、
    　前記レーザ素子は、電気絶縁性を有するサブマウントを介して前記第１および第２の搭載面に設置され、
    　前記サブマウントには、複数のメタライズパターンが形成され、
    　前記レーザ素子は、はんだを用いて第１メタライズパターンと接合され、
    　前記レーザ素子の駆動電極は、ワイヤを介して第２メタライズパターンと電気接続され、
    　前記第１メタライズパターンは、導体を介して前記第１リードピンと電気接続され、
    　前記第２メタライズパターンは、導体を介して前記第２リードピンと電気接続される
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ光源モジュール。
  4. 　前記第１光源部および前記第２光源部は、電気的に独立している
    　ことを特徴とする請求項１、２または３に記載のレーザ光源モジュール。
  5. 　複数の前記第１リードピンおよび複数の前記第２リードピンは、前記第１光源部および前記第２光源部を挟んで円弧状に配置されている
    　ことを特徴とする請求項３に記載のレーザ光源モジュール。
  6. 　前記第１光源部および前記第２光源部を挟むように配置された複数の前記第１リードピンおよび複数の前記第２リードピンによって挟まれた位置であって、前記主面の反対面である前記基板の裏面に放熱部が設けられている
    　ことを特徴とする請求項３または５に記載のレーザ光源モジュール。
  7. 　前記レーザ素子は、複数の発光点を有するレーザダイオードである
    　ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のレーザ光源モジュール。
PCT/JP2015/084674 2015-07-16 2015-12-10 レーザ光源モジュール WO2017010026A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-142479 2015-07-16
JP2015142479A JP2018139238A (ja) 2015-07-16 2015-07-16 レーザ光源モジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017010026A1 true WO2017010026A1 (ja) 2017-01-19

Family

ID=57757270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/084674 WO2017010026A1 (ja) 2015-07-16 2015-12-10 レーザ光源モジュール

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2018139238A (ja)
WO (1) WO2017010026A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01241504A (ja) * 1988-03-23 1989-09-26 Hitachi Ltd 複合光デバイスの組立方法
JPH01313986A (ja) * 1988-06-14 1989-12-19 Sharp Corp 半導体レーザー装置
JPH06302912A (ja) * 1992-01-20 1994-10-28 Sony Corp 半導体レーザ装置
JP2000012972A (ja) * 1998-06-22 2000-01-14 Chichibu Fuji:Kk 半導体レーザユニット
JP2002057397A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Ricoh Co Ltd 半導体レーザアレイパッケージ・半導体レーザアレイ光源ユニット・マルチビーム走査装置および画像形成装置
JP2005303242A (ja) * 2004-03-19 2005-10-27 Hitachi Cable Ltd 冷却機能付き電気−光変換モジュール
WO2011074262A1 (ja) * 2009-12-18 2011-06-23 三菱電機株式会社 レーザモジュール
JP2014003062A (ja) * 2012-06-15 2014-01-09 Mitsubishi Electric Corp 光半導体装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01241504A (ja) * 1988-03-23 1989-09-26 Hitachi Ltd 複合光デバイスの組立方法
JPH01313986A (ja) * 1988-06-14 1989-12-19 Sharp Corp 半導体レーザー装置
JPH06302912A (ja) * 1992-01-20 1994-10-28 Sony Corp 半導体レーザ装置
JP2000012972A (ja) * 1998-06-22 2000-01-14 Chichibu Fuji:Kk 半導体レーザユニット
JP2002057397A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Ricoh Co Ltd 半導体レーザアレイパッケージ・半導体レーザアレイ光源ユニット・マルチビーム走査装置および画像形成装置
JP2005303242A (ja) * 2004-03-19 2005-10-27 Hitachi Cable Ltd 冷却機能付き電気−光変換モジュール
WO2011074262A1 (ja) * 2009-12-18 2011-06-23 三菱電機株式会社 レーザモジュール
JP2014003062A (ja) * 2012-06-15 2014-01-09 Mitsubishi Electric Corp 光半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018139238A (ja) 2018-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9450377B1 (en) Multi-emitter diode laser package
WO2019003546A1 (ja) レーザ光源装置
JP2017147301A (ja) 半導体レーザ装置
GB2537006A (en) A packaging structure for a laser diode
US10707643B2 (en) Laser light source module
JP2020194916A (ja) 発光装置
JP2019062033A (ja) 半導体レーザ装置
JP2021044501A (ja) 発光装置
WO2017010026A1 (ja) レーザ光源モジュール
US11588296B2 (en) Package, light-emitting device, and laser device
CA3013292C (en) Laser light source device and method for manufacturing laser light source device
US11094871B2 (en) Light-emitting device, light-emitting module and method for manufacturing the same
JP2014110397A (ja) 発光装置
JP2022048556A (ja) 灯具ユニットおよび車両用灯具
JP6811912B1 (ja) レーザ光源装置およびレーザ光源装置の製造方法
JP7417045B2 (ja) 光源装置
JP2017195258A (ja) 光源装置、移動体用発光装置
CN117117627B (zh) 一种激光单元和激光器
US20230396036A1 (en) Semiconductor laser light emitting device
KR101259876B1 (ko) 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지 및 이의 제조 방법
JP2015213109A (ja) レーザ光源モジュール
JP2004040021A (ja) 半導体レーザ装置
WO2020044882A1 (ja) 半導体レーザ装置
JP2021048234A (ja) 半導体レーザ光源装置
CN114825027A (zh) 一种用于泵浦的传导冷却半导体激光器封装结构及其封装方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15898337

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15898337

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1