WO2022181559A1

WO2022181559A1 - 半導体レーザ発光装置

Info

Publication number: WO2022181559A1
Application number: PCT/JP2022/007030
Authority: WO
Inventors: 啓希四郎園; 均典廣木; 茂生林
Original assignee: ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2022-09-01
Also published as: US20230396036A1; JPWO2022181559A1; CN116746010A

Abstract

半導体レーザ発光装置（１）は、段差（１１）を有する実装基台の一例である実装基板（１０）と、段差（１１）の底面の上方に配置されたサブマウント（２０）と、サブマウント（２０）に配置された半導体レーザ（３０）と、を備え、段差（１１）の内側面の一つである第１側面と、サブマウント（２０）における半導体レーザ（３０）の光出射側の面である前面（２０ａ）とが、熱的に接触している。

Description

半導体レーザ発光装置

　本開示は、半導体レーザを備える半導体レーザ発光装置に関する。

　半導体レーザ発光装置は、プロジェクタ、車載用ヘッドランプ又はレーザ加工装置等の様々な分野の製品の光源として用いられている。この種の半導体レーザ発光装置は、例えば、実装基台である基板と、基板に実装されたサブマウントと、サブマウントに実装された半導体レーザとを備える（例えば特許文献１）。

特開２０１５－２２８４０１号公報

　これまで、半導体レーザ発光装置の高出力化が求められているが、近年、半導体レーザ発光装置のさらなる高出力化が要望されている。

　半導体レーザ発光装置を高出力化するには、半導体レーザに流れる電流を大きくして半導体レーザを大電流化したり、複数の半導体レーザを用いてマルチチップ化したりすることが考えられる。

　しかしながら、半導体レーザに流れる電流を大きくしたり複数の半導体レーザを用いたりすると、半導体レーザの発熱量が増加して半導体レーザの温度が上昇し、半導体レーザから出射するレーザ光の出力が低下したり半導体レーザの信頼性が低下したりする。

　このため、半導体レーザ発光装置を高出力化する場合には、半導体レーザで発生する熱を効率良く実装基台に伝導させることが課題になっている。また、半導体レーザ発光装置では、半導体レーザを精度よく実装基台に実装することも課題になっている。

　本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、サブマウントを介して半導体レーザで発生する熱を効率良く実装基台に伝導させることができるとともに、半導体レーザを精度良く実装基台に実装することができる半導体レーザ発光装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本開示に係る半導体レーザ発光装置の一態様は、段差を有する実装基台と、前記段差の底面の上方に配置されたサブマウントと、前記サブマウントに配置された半導体レーザと、を備え、前記段差の内側面の一つである第１側面と、前記サブマウントにおける前記半導体レーザの光出射側の面である前面とが、熱的に接触している。

　本開示によれば、サブマウントを介して半導体レーザで発生する熱を効率良く実装基台に伝導させることができるとともに、半導体レーザを精度良く実装基台に実装することができる。

図１Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置の斜視図である。図１Ｂは、実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置の上面図である。図２Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す断面図である。図２Ｂは、実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す上面図である。図２Ｃは、実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す斜視図である。図３は、比較例１の半導体レーザ発光装置の構成と放熱経路とを示す断面図である。図４は、実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置の構成と放熱経路とを示す断面図である。図５Ａは、実施の形態１の変形例１に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す断面図である。図５Ｂは、実施の形態１の変形例１に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す上面図である。図５Ｃは、実施の形態１の変形例１に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す斜視図である。図６Ａは、実施の形態１の変形例２に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す断面図である。図６Ｂは、実施の形態１の変形例２に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す上面図である。図６Ｃは、実施の形態１の変形例２に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す斜視図である。図７は、実施の形態１の変形例３に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す断面図である。図８は、実施の形態１の変形例４に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す断面図である。図９Ａは、実施の形態２に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す断面図である。図９Ｂは、実施の形態２に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す上面図である。図９Ｃは、実施の形態２に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す斜視図である。図１０Ａは、実施の形態２の変形例に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す断面図である。図１０Ｂは、実施の形態２の変形例に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す上面図である。図１０Ｃは、実施の形態２の変形例に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す斜視図である。図１１Ａは、実施の形態３に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す断面図である。図１１Ｂは、実施の形態３に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す上面図である。図１１Ｃは、実施の形態３に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す斜視図である。図１２は、比較例２の半導体レーザ発光装置の構成を示す断面図である。図１３は、実施の形態３に係る半導体レーザ発光装置の構成を示す断面図である。図１４は、実施の形態３の変形例１に係る半導体レーザ発光装置の構成を示す上面図である。図１５は、実施の形態３の変形例２に係る半導体レーザ発光装置の構成を示す上面図である。図１６Ａは、実施の形態４に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す上面図である。図１６Ｂは、実施の形態４に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す斜視図である。図１７Ａは、実施の形態４の変形例１に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す上面図である。図１７Ｂは、実施の形態４の変形例１に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す斜視図である。図１８Ａは、実施の形態４の変形例２に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す上面図である。図１８Ｂは、実施の形態４の変形例２に係る半導体レーザ発光装置の一部分を示す斜視図である。図１９は、その他の変形例に係る半導体レーザ発光装置の分解斜視図である。

　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ（工程）及びステップの順序などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

　また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺などは必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

　（実施の形態１）
　まず、実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１の全体構成について、図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明する。図１Ａは、実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１の斜視図である。図１Ｂは、同半導体レーザ発光装置１の上面図である。なお、図１Ａ及び図１Ｂでは、半導体レーザ発光装置１の上蓋を外した状態を示している。

　図１Ａ及び図１Ｂに示すように、半導体レーザ発光装置１は、実装基板１０と、実装基板１０に配置されたサブマウント２０と、サブマウント２０に配置された半導体レーザ３０とを備える。

　本実施の形態において、半導体レーザ発光装置１は、さらに、枠体４０と、透光性部材５０と、上蓋（不図示）とを備える。半導体レーザ発光装置１では、実装基板１０と枠体４０と透光性部材５０と上蓋とによって、外形が略直方体の筐体が構成されている。サブマウント２０及び半導体レーザ３０は、この筐体内に収納されている。この筐体は、密閉空間であるとよい。つまり、半導体レーザ３０は、密封空間に配置されているとよい。

　枠体４０は、サブマウント２０及び半導体レーザ３０を囲むように実装基板１０に配置されている。具体的には、半導体レーザ３０の出射向きを前方とした時、枠体４０は、サブマウント２０及び半導体レーザ３０の側方部分及び後方部分を囲む側壁によって構成されており、実装基板１０の外周端部に沿って形成されている。本実施の形態において、枠体４０の側壁は、サブマウント２０及び半導体レーザ３０の前方側にも設けられている。なお、図示されていないが、半導体レーザ３０を覆うようにして枠体４０の上端には板状の上蓋が配置される。枠体４０及び上蓋は、例えば、銅等の金属材料によって構成されているが、これに限らない。

　枠体４０における半導体レーザ３０の前方部分には、開口部４１が形成されている。この枠体４０の開口部４１を塞ぐように透光性部材５０が配置されている。半導体レーザ３０から出射した光は、透光性部材５０を透過して半導体レーザ発光装置１の外部に出射する。透光性部材５０は、例えば、ホウケイ酸ガラスによって構成されたガラス板等の透明板であるが、これに限らない。

　枠体４０における半導体レーザ３０の後方部分には、外部から半導体レーザ３０に電力を供給するための導電性の電極端子として一対のリードピン６１及び６２が取り付けられている。具体的には、一対のリードピン６１及び６２は、枠体４０の後方部分に形成された貫通孔に挿入されている。なお、枠体４０が導電性材料によって構成されている場合、一対のリードピン６１及び６２が挿入される枠体４０の貫通孔の内面は、気密封止用ガラス等の絶縁部材で被覆されている。

　一対のリードピン６１及び６２は、半導体レーザ３０の一対の電極と電気的に接続されている。具体的には、リードピン６１は、金ワイヤ７１によって半導体レーザ３０の一方の電極と接続されている。また、リードピン６２は、金ワイヤ７２によって、半導体レーザ３０の他方の電極が接合されたサブマウント２０の電極２２と接続されている。本実施の形態において、リードピン６１は、カソード端子であり、リードピン６２は、アノード端子である。一例として、リードピン６１及び６２は、Ｆｅ－Ｎｉ合金によって構成されている。なお、金ワイヤ７１及び７２は、それぞれ複数本ずつ設けられているが、これに限るものではなく、１本ずつであってもよい。

　次に、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１の詳細な構造について、図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃを用いて説明する。図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、図１Ａ及び図１Ｂに示される半導体レーザ発光装置１の一部分を示す図であり、それぞれ、同半導体レーザ発光装置１の一部分の断面図、上面図及び斜視図である。なお、図２Ｂ及び図２Ｃにおいて、接合部材８０は図示していない。

　実装基板１０は、半導体レーザ３０及びサブマウント２０を実装するための実装基台の一例である。具体的には、実装基板１０には、半導体レーザ３０が実装されたサブマウント２０が実装される。

　図２Ａ～図２Ｃに示すように、実装基板１０は、全体として平板状であり、図２Ａに示すように、第１主面１０ａと、第１主面１０ａに背向する第２主面１０ｂとを有する。本実施の形態において、サブマウント２０は、実装基板１０の第１主面１０ａに実装されている。実装基板１０の上面視形状は、例えば矩形であるが、これに限らない。

　また、実装基板１０の素材は、例えば、金属材料、セラミック材料、ガラス材料又は樹脂材料等である。サブマウント２０を介して半導体レーザ３０で発生する熱を効率良く実装基板１０に伝導させるには、実装基板１０は、金属材料等の熱伝導率の高い材料によって構成されているとよい。熱伝導率が高くて実装基板１０として実用的な金属材料としては、例えば銅又はアルミニウムが挙げられる。本実施の形態において、実装基板１０は、銅によって構成された銅基板である。

　図２Ａ～図２Ｃに示すように、実装基板１０は、段差１１を有する。つまり、実装基板１０は、段差１１を有する実装基台の一例である。本実施の形態において、実装基板１０は、凸部１２を有しており、この凸部１２によって段差１１が構成されている。具体的には、実装基板１０の第１主面１０ａに凸部１２が設けられることで段差１１が形成されている。したがって、段差１１の上面は、凸部１２の上面１２ａであり、段差１１の立ち上り面である段差１１の内側面は、凸部１２の側面１２ｂであり、段差１１の落ち込んだ面である段差１１の底面は、実装基板１０の第１主面１０ａである。また、凸部１２は、サブマウント２０に対向して設けられており、凸部１２の側面１２ｂ（段差１１の内側面）は、サブマウント２０の前面２０ａに対面する面になっている。

　本実施の形態において、凸部１２は、バー状の直方体である。つまり、凸部１２は、断面形状が矩形の寝かした四角柱である。したがって、凸部１２の上面１２ａ（段差１１の上面）及び凸部１２の側面１２ｂ（段差１１の内側面）の各々の形状は、長方形である。また、凸部１２の上面１２ａ（段差１１の上面）と凸部１２の側面１２ｂ（段差１１の内側面）とは、垂直であり、凸部１２の側面１２ｂ（段差１１の内側面）と実装基板１０の第１主面１０ａ（段差１１の底面）とは、垂直である。本明細書で言う垂直とは厳密な垂直でなくても良く、垂直からのずれが５度以下の略垂直の場合を含む。

　また、凸部１２の側面１２ｂ（段差１１の内側面）とサブマウント２０の前面２０ａとは、平行になっている。図２Ａに示すように、凸部１２の断面形状は、矩形状であり、サブマウント本体２１の厚さが２００μｍである場合、凸部１２は、段差高さが１６０μｍで段差幅が１６０μｍ、又は、段差高さが８０μｍで段差幅が８０μｍであるが、これに限らない。本明細書で言う平行とは、厳密な平行でなくても良く、平行からのずれが５度以下の略平行の場合を含む。

　図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、凸部１２は、半導体レーザ３０の幅方向に延在している。したがって、凸部１２の長手方向は、半導体レーザ３０の幅方向になっている。凸部１２の長さは、サブマウント２０の幅の長さよりも長くなっている。具体的には、サブマウント２０を前方から見たときに、凸部１２は、サブマウント２０の前面２０ａの幅方向全体を覆っており、凸部１２の長手方向の両端部の各々は、サブマウント２０の前面２０ａの幅方向の両端部の各々よりも外側に位置している。

　なお、本実施の形態において、段差１１は、実装基板１０に凸部１２を設けることで形成されているが、これに限らない。例えば、段差１１は、実装基板１０に凹部を設けることで形成されていてもよい。この場合、段差１１の上面（頂面）は、実装基板１０の第１主面１０ａとなり、段差１１の内側面は、凹部の内側面となり、段差１１の底面は、凹部の底面となる。サブマウント２０は実装基板１０の第１主面１０ａではなく、凹部の底面に実装される。

　図２Ａ～図２Ｃに示すように、実装基板１０には、サブマウント２０が配置されている。具体的には、サブマウント２０は、実装基板１０の段差１１の底面に配置されている。本実施の形態では、段差１１の底面は実装基板１０の第１主面１０ａであるので、サブマウント２０は、実装基板１０の第１主面１０ａに配置されている。つまり、実装基板１０の第１主面１０ａは、サブマウント２０が実装される実装面である。

　サブマウント２０は、半導体レーザ３０を支持する基台である。半導体レーザ３０は、サブマウント２０に載置されている。つまり、半導体レーザ３０は、サブマウント２０の上に位置している。また、サブマウント２０は、実装基板１０の上に位置している。したがって、サブマウント２０は、実装基板１０と半導体レーザ３０との間に位置している。このように、実装基板１０の上には、サブマウント２０と半導体レーザ３０とがこの順で積層されている。

　サブマウント２０は、サブマウント本体２１と電極２２とを有する。サブマウント２０は、半導体レーザ３０で発生する熱を放熱させるためのヒートシンクとしても機能する。したがって、サブマウント本体２１の材料は、導電性材料及び絶縁性材料のいずれによって構成されていてもよいが、熱伝導率の高い材料によって構成されているとよい。サブマウント本体２１の熱伝導率は、例えば、１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であるとよい。一例として、サブマウント本体２１は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や多結晶の炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミック、銅等の金属材料、又は、単結晶ダイヤモンドや多結晶ダイヤモンドのダイヤモンド等によって構成されている。本実施の形態において、サブマウント本体２１は、ＡｌＮによって構成されている。なお、サブマウント本体２１の形状は、例えば、矩形板状の直方体であるが、これに限らない。

　サブマウント２０は、半導体レーザ３０の光出射側の面である前面２０ａと、半導体レーザ３０の光出射側とは反対側の面である後面２０ｂとを有する。サブマウント２０の前面２０ａは、サブマウント本体２１の前端面であり、サブマウント２０の後面２０ｂは、サブマウント本体２１の後端面である。サブマウント２０の前面２０ａは、実装基板１０に形成された段差１１に対向する面である。具体的には、サブマウント２０の前面２０ａは、実装基板１０に設けられた凸部１２に対向している。なお、本実施の形態において、サブマウント本体２１は、矩形板状であるので、サブマウント２０の前面２０ａ及び後面２０ｂの形状は、長方形である。また、サブマウント２０において、前面２０ａと後面２０ｂとは略平行である。

　サブマウント本体２１の上面（半導体レーザ３０側の面）には、電極２２（サブマウント電極）が配置されている。電極２２は、金属材料等の導電性材料によって構成されている。本実施の形態において、電極２２は、銅によって構成された銅電極である。なお、電極２２は、一つの導電膜によって構成されていてもよいし、複数の導電膜によって構成されていてもよい。

　図２Ａに示すように、サブマウント２０は、半導体レーザ３０側の面である上面２０ｃと、実装基板１０側の面である下面２０ｄとを有する。本実施の形態において、サブマウント２０の上面２０ｃは、電極２２の上面であり、サブマウント２０の下面２０ｄは、サブマウント本体２１の下面である。サブマウント２０において、上面２０ｃと下面２０ｄとは略平行である。

　実装基板１０とサブマウント２０とは、接合部材８０によって接合されている。つまり、接合部材８０は、実装基板１０とサブマウント２０との間に挿入されている。具体的には、接合部材８０は、実装基板１０の第１主面１０ａとサブマウント２０の下面２０ｄとの間に介在している。本実施の形態では、接合部材８０は、さらに、実装基板１０の段差１１の内側面である凸部１２の側面１２ｂとサブマウント２０の前面２０ａとの間にも介在している。接合部材８０は、例えば、Ａｕペーストであるが、これに限らない。

　また、図示されていないが、半導体レーザ３０とサブマウント２０とについても接合部材によって接合されている。具体的には、半導体レーザ３０とサブマウント２０の上面２０ｃとの間に接合部材が介在している。半導体レーザ３０とサブマウント２０とを接合する接合部材は、例えばＡｎＳｎはんだを用いることができる。

　実装基板１０とサブマウント２０とを接合する際、ＡｕＳｎはんだによって半導体レーザ３０をサブマウント２０に接合した後、例えば、実装基板１０に接合部材８０としてＡｕペーストを塗布して、半導体レーザ３０が接合されたサブマウント２０をＡｕペーストの上に載置することで、実装基板１０にサブマウント２０を接合することができる。

　半導体レーザ３０は、レーザ光を出射する半導体レーザ素子（レーザチップ）である。本実施の形態において、半導体レーザ３０は、窒化物系半導体材料によって構成された窒化物系半導体レーザ素子である。一例として、半導体レーザ３０は、青色レーザ光を出射するＧａＮ系半導体レーザ素子である。

　半導体レーザ３０は、レーザ光が出射する側の端面である前端面３０ａと、前端面３０ａとは反対側のリア側の端面である後端面３０ｂとを有する。また、半導体レーザ３０は、前端面３０ａと後端面３０ｂとの間に形成された光導波路を有する。

　半導体レーザ３０は、共振器長方向を長手方向とする長尺状である。一例として、半導体レーザ３０の共振器長方向の長さは、１．２ｍｍであるが、これに限らない。

　半導体レーザ３０は、サブマウント２０の上面に実装される。具体的には、半導体レーザ３０は、サブマウント２０の電極２２に実装されている。本実施の形態において、半導体レーザ３０は、ジャンクションダウン実装によりサブマウント２０に実装されている。なお、半導体レーザ３０の実装形態は、これに限るものではなく、ジャンクションアップ実装によりサブマウント２０に実装されていてもよい。

　また、半導体レーザ３０は、前端面３０ａがサブマウント２０の前面２０ａからはみ出すように実装されている。つまり、半導体レーザ３０は、サブマウント２０の前面２０ａから突出しており、半導体レーザ３０の前端面３０ａは、サブマウント２０の前面２０ａよりも半導体レーザ３０の光出射側に位置している。半導体レーザ３０の突出量（サブマウント２０の前面２０ａから半導体レーザ３０の前端面３０ａまでの距離）は、例えば、５μｍ～２０μｍであるが、これに限らない。本実施の形態において、半導体レーザ３０の突出量は、１０μｍである。

　このように、半導体レーザ３０は、サブマウント２０の前面２０ａから突出しているが、実装基板１０の段差１１の位置までは突出していない。つまり、半導体レーザ３０は、実装基板１０に設けられた凸部１２の位置までは突出しておらず、上面視において、半導体レーザ３０の前端部分は、凸部１２と重なっていない。半導体レーザ３０の前端面３０ａは、サブマウント２０の前面２０ａと凸部１２の側面１２ｂとの間に位置している。なお、半導体レーザ３０は、実装基板１０の段差１１の位置まで突出していてもよい。つまり、上面視において、半導体レーザ３０の前端部分は、実装基板１０に設けられた凸部１２と重なっていてもよい。

　そして、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１では、実装基板１０に形成された段差１１の内側面である凸部１２の側面１２ｂと、サブマウント２０の前面２０ａとが、熱的に接触している。この場合、段差１１の内側面である凸部１２の側面１２ｂと、サブマウント２０の前面２０ａとは、物理的に近接又は接触しているとよい。

　本実施の形態において、凸部１２の側面１２ｂ（段差１１の内側面）とサブマウント２０の前面２０ａとは、近接しているものの直接接触していない。具体的には、凸部１２の側面１２ｂ（段差１１の内側面）とサブマウント２０の前面２０ａとは、薄い接合部材８０のみを介して接続されている。

　ここで、図３及び図４を用いて、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１による効果について、比較例１の半導体レーザ発光装置１Ｘと比較して説明する。図３は、比較例１の半導体レーザ発光装置１Ｘの構成と放熱経路とを示す断面図である。図４は、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１の構成と放熱経路とを示す断面図である。なお、図３及び図４において、矢印は、半導体レーザ３０で発生した熱の放熱経路を示している。

　図３に示すように、比較例１の半導体レーザ発光装置１Ｘは、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１に対して、実装基板１０Ｘに段差１１が形成されていない構造になっている。具体的には、比較例１の半導体レーザ発光装置１Ｘでは、実装基板１０Ｘに凸部１２が形成されていない。

　このように構成される比較例１の半導体レーザ発光装置１Ｘでは、半導体レーザ３０からレーザ光が出射して半導体レーザ３０で熱が発生したときに、半導体レーザ３０で発生した熱は、図３に示される放熱経路で実装基板１０Ｘに伝導することになる。

　しかしながら、比較例１の半導体レーザ発光装置１Ｘでは、高出力化のために半導体レーザ３０に流れる電流を大きくすると、半導体レーザ３０の発熱量が増加して半導体レーザ３０の温度が上昇することになり、半導体レーザ３０から出射するレーザ光の出力が低下したり半導体レーザ３０の信頼性が低下したりする。

　特に、比較例１の半導体レーザ発光装置１Ｘでは、半導体レーザ３０がサブマウント２０の前面２０ａから突出している構造になっているので、半導体レーザ３０の前端面３０ａ付近で発生する熱は、他の部分と比較して実装基板１０に伝導しにくくなっている。このため、比較例１の半導体レーザ発光装置１Ｘでは、前面２０ａ側の半導体レーザ３０の温度が大きく上昇する。

　これに対して、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１では、図４に示すように、実装基板１０に段差１１が形成されており、段差１１の内側面である凸部１２の側面１２ｂとサブマウント２０の前面２０ａとが熱的に接触している。

　このように構成された半導体レーザ発光装置１では、半導体レーザ３０で発生した熱は、図４に示される放熱経路によって実装基板１０に伝導することになる。つまり、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１では、比較例１の半導体レーザ発光装置１Ｘに対して、半導体レーザ３０の光出射側に位置する段差１１（凸部１２）を介した放熱経路が追加されることになる。そして、この追加された放熱経路においては、半導体レーザ３０の前端面３０ａ付近で発生した熱は、サブマウント２０の前面２０ａ付近に伝導し、サブマウント２０の前面２０ａから段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）へと伝導して実装基板１０に伝導することになる。つまり、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１では、半導体レーザ３０で発生した熱をサブマウント２０の前面２０ａから効率良く実装基板１０に伝導させることができる。

　これにより、半導体レーザ３０の前端面３０ａがサブマウント２０の前面２０ａから突出している構造であったとしても、半導体レーザ３０の前端面３０ａ付近で発生する熱を実装基板１０に効率良く伝導させることができる。また、半導体レーザ３０がサブマウント２０の前面２０ａから突出していない構造であっても、半導体レーザ３０の前端面３０ａ付近で発生する熱を実装基板１０に効率良く伝導させることができるので、半導体レーザ３０の前端面３０ａ付近の温度を下げることができる。

　このように、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１は、段差１１を有する実装基台である実装基板１０と、段差１１の底面の上方に配置されたサブマウント２０と、サブマウント２０に配置された半導体レーザ３０と、を備えており、段差１１の内側面の一つである第１側面（本実施の形態では、凸部１２の側面１２ｂ）と、サブマウント２０の前面２０ａとが、熱的に接触している。つまり、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１では、段差１１（凸部１２）を放熱経路として利用しており、この放熱用の段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）とサブマウント２０の前面２０ａとを熱的に接触させている。

　この構成により、サブマウント２０を介して半導体レーザ３０で発生する熱を効率良く実装基板１０に伝導させることができる。したがって、高出力化するために半導体レーザ３０に流れる電流を大きくしたとしても、半導体レーザ３０から出射するレーザ光の出力が低下したり半導体レーザ３０の信頼性が低下したりすることを抑制することができる。

　しかも、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１では、段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）とサブマウント２０の前面２０ａとが対面している。

　これにより、実装基板１０に形成された段差１１を、実装基板１０に対するサブマウント２０及び半導体レーザ３０の位置合わせの基準にすることができる。例えば、半導体レーザ３０が載置されたサブマウント２０を実装基板１０に実装する際、通常は硬化前の接合部材を介してサブマウントを実装基板上に押し付けて配置した後に、炉内で加熱するなどして硬化・接合するが、本実施の形態では、半導体レーザ３０が載置されたサブマウント２０を段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）に向けて押し付けることで、半導体レーザ３０が載置されたサブマウント２０を実装基板１０の所定の位置に精度よく実装することができる。つまり、実装基板１０に形成された段差１１によって、サブマウント２０及び半導体レーザ３０の基板水平方向の位置規制をすることができる。具体的には、実装基板１０上に硬化前の接合部材８０を載せ、その上にサブマウント２０を上から押しつけた状態で、段差１１の方向へも押し付けて位置規制する。さらにその状態で接合部材８０を硬化させて接合状態を得る。これにより、実装基板１０に対する半導体レーザ３０の実装精度を向上させることができる。したがって、サブマウント２０を介して半導体レーザ３０を精度良く実装基板１０に実装することができる。

　このように、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１では、実装基板１０に設けられた段差１１（凸部１２）を、放熱用に用いるだけではなく、位置合わせ用として用いることもできる。

　以上、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１によれば、サブマウント２０を介して半導体レーザ３０で発生する熱を効率良く実装基板１０に伝導させることができるとともに、半導体レーザ３０を精度良く実装基板１０に実装することができる。つまり、半導体レーザ３０の放熱性向上と実装精度向上との両立を図ることができる。

　また、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１において、実装基板１０の段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）の上端の位置は、サブマウント２０の前面２０ａの上端の位置と同じか低くなっている。つまり、段差１１の上面である凸部１２の上面１２ａのうちサブマウント２０側の部分の高さは、サブマウント２０の高さ以下になっている。

　この構成により、半導体レーザ３０から出射する光の光路を確保することができる。つまり、半導体レーザ３０から出射した光（レーザ光）は垂直方向に拡がることになるが、このように構成することで、半導体レーザ３０から出射した光が段差１１（凸部１２）で遮られてしまうことを抑制することができる。このように、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１では、半導体レーザ３０から出射した光の光路を確保しつつ、半導体レーザ３０の放熱性を向上させることができる。

　この場合、サブマウント２０の下面２０ｄから段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）の上端までの距離は、サブマウント本体２１の下面２０ｄからサブマウント本体２１の上面２０ｃまでの距離の４０％以上１００％以下であるとよい。つまり、サブマウント本体２１の下面２０ｄから段差１１の上面（凸部１２の上面１２ａ）の最上位置との距離は、サブマウント本体２１の厚さの４０％以上１００％以下であるとよい。その距離がサブマウント本体２１の厚さの１００％を超えると、凸部１２とサブマウント本体２１とを押し付ける際に、間にある接合部材８０がせりあがり、光路をさえぎる可能性がある。一方、その距離がサブマウント本体２１の厚さの４０％より小さいと、放熱向上に対する効果が顕著ではなくなる。

　この構成により、半導体レーザ３０から出射した光が段差１１（凸部１２）で遮られてしまうことを一層抑制することができる。

　また、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１において、実装基板１０の段差１１の内側面と段差１１の底面とは垂直である。本実施の形態では、段差１１の内側面である凸部１２の側面１２ｂと、段差１１の底面である実装基板１０の第１主面１０ａとが、垂直になっている。

　この構成により、段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）の全体と段差１１の底面（実装基板１０の第１主面１０ａ）の全体とを密着させることができるので、半導体レーザ３０の放熱性を一層向上させることができる。また、凸部１２の側面１２ｂと実装基板１０の第１主面１０ａとが垂直であれば、サブマウント２０を実装基板１０に接着する際のサブマウント２０を段差１１の内側面に向けて押しつける工程において、段差１１の接触面の傾斜によって上下方向にサブマウント２０がずれたり垂直方向に回転したりすることを抑制できる。なお、例えば垂直から５度ずれている場合、サブマウント２０を段差１１の内側面に水平方向に押し当てる力はその端面の傾斜により約ｔａｎ５度分すなわち約９％の上方への力に転化される。しかしながら、その力はこのサブマウント実装時の押し当てる力に比べて小さいために、サブマウント２０の片側が顕著に浮くことにはつながらない。言い換えると、この程度の垂直からのずれであればサブマウント２０の実装精度が下がることはない。

　また、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置１において、実装基板１０の段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）とサブマウント２０の前面２０ａとは、平行になっている。

　この構成により、段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）の全体とサブマウント２０の前面２０ａの全体とを密着させることができるので、半導体レーザ３０の放熱性を一層向上させることができる。特に、半導体レーザ３０の前端面３０ａ付近で発生する熱を効果的に放熱させることができる。なお、例えば５度の角度差がある場合、段差１１の内側面である凸部１２の側面１２ｂとサブマウント２０の前面２０ａとが対向する部分の長さが１６０μｍとすると、段差１１とサブマウント２０の接する側と比べて、反対の端での段差１１とサブマウント２０の間隔は１４μｍとなるが、この程度の隙間であれば放熱に対する効果に大きな影響はない。

　（実施の形態１の変形例１）
　次に、実施の形態１の変形例１について、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃを用いて説明する。図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、実施の形態１の変形例１に係る半導体レーザ発光装置１Ａの一部分を示す図であり、それぞれ、同半導体レーザ発光装置１Ａの一部分の断面図、上面図及び斜視図である。なお、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１の一部分を示す図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃに対応している。

　図５Ａ～図５Ｃに示すように、本変形例に係る半導体レーザ発光装置１Ａは、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１に対して、段差１１の形状が異なる。具体的には、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１では、実装基板１０に直方体（四角柱）の凸部１２を設けることで段差１１が形成されていたが、本変形例に係る半導体レーザ発光装置１Ａでは、実装基板１０Ａに寝かした三角柱の凸部１２Ａを設けることで段差１１が形成されている。

　これにより、本変形例では、段差１１の上面である凸部１２Ａの上面１２ａが、サブマウント２０から離れるにしたがって低くなっている。具体的には、凸部１２Ａの上面１２ａは、平面状の傾斜面になっている。本変形例において、凸部１２Ａは、断面形状が直角三角形の三角柱である。具体的には、直角三角形の直角部分がサブマウント２０側に位置するように凸部１２Ａが設けられている。

　この場合、図５Ａに示すように、半導体レーザ３０から出射した光の垂直ビーム拡がり角の半分をθ１とし、実装基板１０Ａの段差１１の上面である凸部１２Ａの上面１２ａとサブマウント２０のサブマウント本体２１の上面とのなす角（つまり、凸部１２Ａの傾斜角）をθ２とすると、θ１＜θ２であるとよい。なお、本変形例において、サブマウント本体２１の上面は、半導体レーザ３０の下面と平行であるので、凸部１２Ａの傾斜角θ２は、段差１１の上面（凸部１２Ａの上面１２ａ）と半導体レーザ３０の下面とのなす角である。

　凸部１２Ａの傾斜角θ２は、０°よりも大きく８０°以下であるとよく、好ましくは６０°以下であり、より好ましくは４５°以下である。傾斜角θ２の下限は、特に限定されるものではないが、傾斜角θ２は、３０°以上であるとよい。最も好ましい傾斜角θ２は、４５°である。本変形例において、半導体レーザ３０から出射した光の垂直ビーム拡がり角の半角θ１は２３°であり、傾斜角θ２は、４５°である。

　また、凸部１２Ａの断面三角形の形状は、特に限定されるものではないが、サブマウント本体２１の厚さが２００μｍである場合、一例として、凸部１２Ａの断面形状は、段差高さが２００μｍで段差幅（底面）が２００μｍの直角二等辺三角形（傾斜角θ２＝４５°）、又は、段差高さが２００μｍで段差幅が３４６μｍの直角三角形（傾斜角θ２＝３０°）である。

　なお、三角柱の凸部１２Ａによって段差１１が構成されていること以外、本変形例に係る半導体レーザ発光装置１Ａは、上記実施の形態１における半導体レーザ発光装置１と同じ構成である。

　したがって、本変形例においても、段差１１の内側面である凸部１２Ａの側面１２ｂとサブマウント２０の前面２０ａとが熱的に接触している。また、本変形例でも、段差１１の内側面である凸部１２Ａの側面１２ｂとサブマウント２０の前面２０ａとが対面している。

　この構成により、本変形例に係る半導体レーザ発光装置１Ａについても、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１と同様に、サブマウント２０を介して半導体レーザ３０で発生する熱を効率良く実装基板１０Ａに伝導させることができるとともに、半導体レーザ３０を精度良く実装基板１０Ａに実装することができる。

　また、本変形例では、段差１１の上面である凸部１２Ａの上面１２ａが、サブマウント２０から離れるにしたがって低くなっている。

　半導体レーザ３０から出射する光はサブマウントから離れるにしたがって垂直方向に拡がるため、この構成により、半導体レーザ３０から出射する光が段差１１（凸部１２Ａ）で遮られてしまうことを抑制することができる。このように、本変形例に係る半導体レーザ発光装置１Ａでは、半導体レーザ３０から出射する光の光路を確保しつつ、半導体レーザ３０の放熱性を向上させることができる。

　この場合、段差１１の上面（凸部１２Ａの上面１２ａ）とサブマウント２０の上面２０ｃとのなす角度は、４５°以下であるとよい。一般的な熱の伝わり方は、主熱伝導方向（本願の場合は下方）に対して４５°以内の方向であることから、上記のなす角度が４５°より大きい場合には放熱が制限されることになる。

　この構成により、段差１１（凸部１２Ａ）を利用した半導体レーザ３０の放熱性を維持しつつ、半導体レーザ３０から出射する光が段差１１（凸部１２Ａ）で遮られてしまうことを一層抑制することができる。

　また、段差１１の上面（凸部１２Ａの上面１２ａ）とサブマウント２０の上面２０ｃとのなす角度θ２は、半導体レーザ３０から出射する光の垂直方向のビーム拡がり角の半分θ１以下であるとよい。

　この構成により、半導体レーザ３０から出射する光が段差１１（凸部１２Ａ）で遮られることを確実に回避することができる。

　なお、本変形例では、凸部１２Ａの上面１２ａは、平面状の傾斜面であったが、凸部１２Ａの上面１２ａがサブマウント２０から離れるにしたがって低くなっていれば、これに限らない。例えば、凸部１２Ａの上面１２ａは、階段状に低くなるように構成されていてもよい。

　（実施の形態１の変形例２）
　次に、実施の形態１の変形例２について、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃを用いて説明する。図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、実施の形態１の変形例２に係る半導体レーザ発光装置１Ｂの一部分を示す図であり、それぞれ、同半導体レーザ発光装置１Ｂの一部分の断面図、上面図及び斜視図である。なお、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１の一部分を示す図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃに対応している。

　図６Ａ～図６Ｃに示すように、本変形例に係る半導体レーザ発光装置１Ｂは、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１に対して、実装基板１０Ｂの構成が異なる。具体的には、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１では、実装基板１０に凸部１２を設けることで段差１１が構成されていたが、本変形例に係る半導体レーザ発光装置１Ｂでは、実装基板１０Ｂが第１部材１０１と第２部材１０２とを有しており、第１部材１０１の上に第２部材１０２が配置されることで段差１１が構成されている。

　第１部材１０１は、実装基板１０Ｂにおけるベース基板である。また、第２部材１０２は、第１部材１０１に追加的に設置される追加部材である。本変形例において、第１部材１０１は、厚みが一定の矩形板状の基板であり、第２部材１０２は、バー状の直方体（四角柱）である。第２部材１０２は、上記実施の形態１における凸部１２と同様の形状とすることができる。

　第１部材１０１と第２部材１０２とは、異なる材料によって構成されている。第１部材１０１及び第２部材１０２の材料としては、上記実施の形態１における実装基板１０と同じ材料を用いることができる。一例として、第１部材１０１は、銅によって構成された銅基板である。第２部材１０２は、第１部材１０１よりも熱伝導率が高い材料によって構成されているとよいが、これに限らない。

　なお、実装基板１０Ｂが第１部材１０１と第２部材１０２とによって構成されていること以外、本変形例に係る半導体レーザ発光装置１Ｂは、上記実施の形態１における半導体レーザ発光装置１と同じ構成である。

　したがって、本変形例においても、段差１１の内側面である第２部材１０２の側面１０２ｂとサブマウント２０の前面２０ａとが熱的に接触している。また、本変形例でも、段差１１の内側面である第２部材１０２の側面１０２ｂとサブマウント２０の前面２０ａとが対面している。

　この構成により、本変形例に係る半導体レーザ発光装置１Ｂについても、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１と同様に、サブマウント２０を介して半導体レーザ３０で発生する熱を効率良く実装基板１０Ｂに伝導させることができるとともに、半導体レーザ３０を精度良く実装基板１０Ｂに実装することができる。

　しかも、本変形例に係る半導体レーザ発光装置１Ｂでは、実装基台の一例である実装基板１０Ｂが、材料が異なる第１部材１０１と第２部材１０２とを有しており、第１部材１０１の上に第２部材１０２が配置されることで段差１１が構成されている。

　この構成により、第２部材１０２の材料を所望に選択することができるので、第２部材１０２の熱伝導率をサブマウント２０の熱伝導率よりも高くすることができる。この構成により、例えば、サブマウント２０の側面形状を裾広がりにして、半導体レーザ３０の前端面３０ａ付近で発生した熱を、同じような熱経路で、サブマウント２０内で半導体レーザ３０の前端面３０ａより前方に熱伝導させる構成と比較しても、半導体レーザ３０で発生する熱を効率良く実装基板１０Ｂに伝導させることができる。

　この場合、第２部材１０２の熱伝導率は、サブマウント２０の熱伝導率以上であるとよい。本変形例では、サブマウント２０の材料として熱伝導率が１５０［Ｗ／（ｍ／Ｋ）］程度の窒化アルミニウムを用いているので、第２部材１０２の熱伝導率は、１５０［Ｗ／（ｍ／Ｋ）］以上である。

　この構成により、半導体レーザ３０の前端面３０ａ付近で発生してサブマウント２０に伝導した熱をさらに効率良く第２部材１０２と第１部材１０１とに伝導させることができる。したがって、半導体レーザ３０の放熱性を一層向上させることができる。

　なお、本変形例において、実装基板１０Ｂの第２部材１０２の形状は、上記実施の形態１における凸部１２と同様に四角柱としたが、これに限らない。例えば、第２部材１０２の形状は、上記実施の形態１の変形例１における凸部１２Ａと同様に三角柱であってもよいし、それ以外の形状であってもよい。

　また、本変形例において、実装基板１０Ｂを構成する第１部材１０１と第２部材１０２とは異なる材料であったが、これに限らない。つまり、第１部材１０１と第２部材１０２とは同じ材料であってもよい。

　（実施の形態１の変形例３）
　次に、実施の形態１の変形例３について、図７を用いて説明する。図７は、実施の形態１の変形例３に係る半導体レーザ発光装置１Ｃの一部分を示す断面図である。なお、図７は、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１の一部分を示す図２Ａに対応している。

　上記実施の形態１において、ドリルやレーザによる切削加工又はプレス加工等によって実装基板１０に段差１１を形成すると、段差１１の内側面の根元部分が湾曲して、段差１１の根元部分にコーナーアール（コーナーＲ）となる段差アール（段差Ｒ）が形成されることがある。つまり、段差１１の内側面と底面とが直角にならずに、段差１１の根元部分の角部が丸まって、図７に示すように、段差１１の根元部分に、断面円弧状に湾曲した湾曲部１３が形成されることがある。例えば、ドリルによる切削加工によって段差１１を形成すると、湾曲部１３として、高さが２３μｍ程度の段差アールが形成され、プレス加工による切削加工によって段差１１を形成すると、湾曲部１３として、高さが１０μｍ程度の段差アールが形成され、プレス加工によって段差１１を形成すると、湾曲部１３として、高さが３０μｍの段差アールが形成される。

　このように、段差１１の根元部分に湾曲部１３（段差アール）が形成されると、段差１１を利用してサブマウント２０の位置規制をしてサブマウント２０を実装基板１０Ｃに実装したときに、サブマウント２０の前面２０ａの部分が湾曲部１３に乗り上がってしまい、サブマウント２０が傾斜するおそれがある。この場合、サブマウント２０に実装された半導体レーザ３０も傾斜してしまい、実装基板１０Ｃに対して半導体レーザ３０が正しい姿勢で実装されなくなるおそれがある。

　そこで、図７に示すように、本変形例における半導体レーザ発光装置１Ｃでは、段差１１の内側面の根元部分に湾曲部１３（段差アール）が形成されてもいいように、実装基板１０Ｃの段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）に沿って実装基板１０Ｃを掘り込むように溝１４が形成されている。つまり、本変形例において、段差１１の底面は、溝１４の底面であり、この溝１４の底面は、実装基板１０Ｃ内において、実装基板１０Ｃの第１主面１０ａ（サブマウント２０が実装される実装面）よりも下方に位置している。

　また、溝１４は、凸部１２の長手方向に沿って形成されている。この場合、本変形例において、溝１４の長手方向の長さは、凸部１２の長手方向の長さと同じであるが、溝１４の長手方向の長さは、凸部１２の長手方向の長さよりも長くてもよい。

　また、溝１４の深さは、湾曲部１３（段差アール）の高さ以上であるとよい。つまり、実装基板１０Ｃの第１主面１０ａから溝１４の底面までの距離は、湾曲部１３（段差アール）の高さ以上であるとよい。溝１４の深さは、上記の切削加工又はプレス加工等を考慮すると、少なくとも１０μｍ以上であるとよく、好ましくは、３０μｍ以上である。本変形例において、溝１４の深さは、５０μｍである。

　なお、実装基板１０Ｃに溝１４及び湾曲部１３が形成されていること以外、本変形例に係る半導体レーザ発光装置１Ｃは、上記実施の形態１における半導体レーザ発光装置１と同じ構成である。

　したがって、本変形例においても、段差１１の内側面である凸部１２の側面１２ｂとサブマウント２０の前面２０ａとが熱的に接触している。また、本変形例でも、段差１１の内側面である凸部１２の側面１２ｂとサブマウント２０の前面２０ａとが対面している。

　この構成により、本変形例に係る半導体レーザ発光装置１Ｃについても、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１と同様に、サブマウント２０を介して半導体レーザ３０で発生する熱を効率良く実装基板１０Ｃに伝導させることができるとともに、半導体レーザ３０を精度良く実装基板１０Ｃに実装することができる。

　また、本変形例では、湾曲部１３（段差アール）の高さ以上の深さとなるように段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）に沿って実装基板１０Ｃを掘り込むように溝１４が形成されている。

　この構成により、段差１１の内側面の根元部分に湾曲部１３（段差アール）が形成されていたときに、サブマウント２０の位置規制をする際に段差１１を利用してサブマウント２０を実装基板１０Ｃに実装したとしても、サブマウント２０の前面２０ａの部分が湾曲部１３に乗り上がってしまってサブマウント２０が傾斜することを回避することができる。つまり、溝１４をサブマウント２０の傾斜回避用の逃がし溝として用いることができる。これにより、サブマウント２０及びサブマウント２０に実装された半導体レーザ３０を、実装基板１０Ｃに対して正しい姿勢で実装することができる。

　なお、本変形例では、溝１４に接合部材８０が充填されているが、これに限らない。ただし、溝１４に接合部材８０が充填されている方が半導体レーザ３０の放熱性を向上させることができる。つまり、溝１４に接合部材８０が充填されていることで、溝１４に接合部材８０が充填されていない場合と比べて、半導体レーザ３０で発生する熱をサブマウント２０から実装基板１０Ｃに効率良く伝導させることができる。

　（実施の形態１の変形例４）
　次に、実施の形態１の変形例４について、図８を用いて説明する。図８は、実施の形態１の変形例４に係る半導体レーザ発光装置１Ｄの一部分を示す断面図である。なお、図８は、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１の一部分を示す図２Ａに対応している。

　上記のように、切削加工又はプレス加工等によって実装基板１０に段差１１を形成すると、図８に示すように、段差１１の内側面の根元部分に湾曲部１３（段差アール）が形成されることがある。これにより、段差１１を利用してサブマウント２０を実装基板１０に実装したときに、段差１１の根元部分の湾曲部１３にサブマウント２０が乗り上がって、サブマウント２０が傾斜するおそれがある。

　この課題に対して、上記変形例３では、実装基板１０Ｃに溝１４を形成することで、サブマウント２０が湾曲部１３に乗り上がることを回避したが、本変形例では、サブマウント２０と実装基板１０との間にスペーサ９０を配置することで、サブマウント２０が湾曲部１３に乗り上がることを回避している。

　具体的には、スペーサ９０は、実装基板１０の第１主面１０ａ（段差１１の下面）とサブマウント２０の下面２０ｄとの間に配置されている。なお、実装基板１０の第１主面１０ａ（段差１１の下面）とサブマウント２０の下面２０ｄとは平行である。

　そして、スペーサ９０の半導体レーザ３０の光出射側の面である前面９０ａは、少なくとも湾曲部１３の分だけ段差１１の内側面から離れている。この場合、スペーサ９０は、スペーサ９０の前面９０ａが段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）から少なくとも１０μｍ以上、好ましくは３０μｍ以上離して配置されているとよい。

　さらに、スペーサ９０の厚さは、湾曲部１３の高さ以上になっている。上記の切削加工又はプレス加工等を考慮すると、スペーサ９０の厚さは、少なくとも１０μｍ以上であるとよく、好ましくは、３０μｍ以上である。本変形例において、スペーサ９０の厚さは、５０μｍである。

　スペーサ９０は、厚みが一定の平板状の板材である。また、スペーサ９０の材料は、導電性材料及び絶縁性材料のいずれによって構成されていてもよいが、熱伝導率の高い材料によって構成されているとよい。一例として、スペーサ９０は、銅又はアルミニウム等の金属材料からなる金属板である。スペーサ９０は、接合部材８０によって固定されている。

　なお、スペーサ９０を配置すること以外、本変形例に係る半導体レーザ発光装置１Ｄは、上記実施の形態１における半導体レーザ発光装置１と同じ構成である。

　この構成により、本変形例に係る半導体レーザ発光装置１Ｄについても、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１と同様に、サブマウント２０を介して半導体レーザ３０で発生する熱を効率良く実装基板１０に伝導させることができるとともに、半導体レーザ３０を精度良く実装基板１０に実装することができる。

　また、本変形例では、湾曲部１３の分だけ段差１１の内側面から離すようにスペーサ９０を配置するとともに、そのスペーサ９０の厚さを湾曲部１３の高さ以上にしている。

　この構成により、段差１１の内側面の根元部分に湾曲部１３（段差アール）が形成されていたときに、段差１１を利用してサブマウント２０を実装基板１０に実装したとしても、サブマウント２０の前面２０ａの部分が湾曲部１３に乗り上がってしまってサブマウント２０が傾斜することを回避することができる。これにより、サブマウント２０及びサブマウント２０に実装された半導体レーザ３０を、実装基板１０に対して正しい姿勢で実装することができる。

　なお、本変形例では、実装基板１０とサブマウント２０との間にスペーサ９０を配置することでサブマウント２０が湾曲部１３に乗り上がることを回避したが、スペーサ９０を用いることなくサブマウント２０が湾曲部１３に乗り上がることを抑制してもよい。

　例えば、スペーサ９０を介在させることなくサブマウント２０を実装基板１０の第１主面１０ａに載置したときに、サブマウント２０の前面２０ａとサブマウント２０の下面２０ｄとが交わる角部と実装基板１０とを離間させることで、サブマウント２０が湾曲部１３に乗り上がることを抑制することができる。この場合、サブマウント２０の前面２０ａは、湾曲部１３の分だけ段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）から離間させるとよい。

　また、本変形例及び上記変形例３では、実装基板１０Ｃの一部に切削加工又はプレス加工等を施すことで段差１１を形成したために、段差１１の内側面の根元部分に湾曲部１３（段差アール）が形成されたが、上記変形例２のように、別々に作製した第１部材１０１と第２部材１０２とを接合して実装基板１０Ｂを作製することで、段差１１の内側面の根元部分（第２部材１０２の側面１０２ｂの根元部分）に湾曲部１３（段差アール）が形成されることを回避できるので、サブマウント２０が湾曲部１３に乗り上がることを回避することができる。

　また、段差アールに対応するサブマウント２０の角を段差アールよりも大きく丸めることによっても、サブマウント２０が湾曲部１３に乗り上がることを回避することができる。　

　（実施の形態２）
　次に、実施の形態２に係る半導体レーザ発光装置２について、図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃを用いて説明する。図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃは、実施の形態２に係る半導体レーザ発光装置２の一部分を示す図であり、それぞれ、同半導体レーザ発光装置２の一部分の断面図、上面図及び斜視図である。なお、図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃは、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１の一部分を示す図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃに対応している。

　図９Ａ～図９Ｃに示すように、本実施の形態における半導体レーザ発光装置２でも、上記実施の形態１における半導体レーザ発光装置１と同様に、実装基板１００に凸部１２０を設けることで段差１１０が形成されているが、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置２は、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１に対して、段差１１０及び凸部１２０の形状とサブマウント２００の電極構造と金ワイヤ７３の接続形態とが異なる。

　具体的には、上記実施の形態１において、段差１１は、サブマウント２０に対向する面として１つの内側面のみを有していたが、本実施の形態における段差１１０は、サブマウント２００に対向する面として２つの内側面を有している。より具体的には、本実施の形態において、段差１１０を構成する凸部１２０は、第１側面１２０ｂ及び第２側面１２０ｃの２つの異なる側面を有する。凸部１２０の第１側面１２０ｂは、段差１１０における内側面の一つとして形成された第１側面であり、凸部１２０の第２側面１２０ｃは、段差１１０における第１側面とは異なる他の内側面として形成された第２側面である。

　凸部１２０における第１側面１２０ｂと第２側面１２０ｃとは、所定の角をなすように形成されている。本実施の形態において、凸部１２０における第１側面１２０ｂと第２側面１２０ｃとは、略垂直となる直角になっているように繋がっている。つまり、上面視において、第１側面１２０ｂと第２側面１２０ｃとは、直角をなしている。なお、凸部１２０は、実施の形態１における凸部１２と同様に、平面状の上面１２０ａを有する。

　また、サブマウント２００は、上記実施の形態１におけるサブマウント２０と同様に、前面２００ａ、後面２００ｂ、上面２００ｃ及び下面２００ｄを有する。また、サブマウント２００は、横側の面である側面２００ｅ及び側面２００ｆを有する。

　そして、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置２では、段差１１０の内側面の一つである第１側面（凸部１２０の第１側面１２０ｂ）とサブマウント２００の前面２００ａとが熱的に接触しているだけではなく、さらに、段差１１０における第１側面とは異なる内側面である第２側面（凸部１２０の第２側面１２０ｃ）とサブマウント２００の側面２００ｅとが熱的に接触している。

　この場合、段差１１０の第１側面（凸部１２０の第１側面１２０ｂ）とサブマウント２００の前面２００ａとは物理的に近接又は接触しているとよい。また、段差１１０の第２側面（凸部１２０の第２側面１２０ｃ）とサブマウント２００の側面２００ｅとは物理的に近接又は接触しているとよい。

　本実施の形態において、凸部１２０の第１側面１２０ｂとサブマウント２００の前面２００ａとは、近接しているものの直接接触していない。具体的には、凸部１２０の第１側面１２０ｂとサブマウント２００の前面２００ａとは、接合部材８０のみを介して接続されている。同様に、凸部１２０の第２側面１２０ｃとサブマウント２００の側面２００ｅとは、近接しているものの直接接触していない。具体的には、凸部１２０の第２側面１２０ｃとサブマウント２００の側面２００ｅとは、接合部材８０のみを介して接続されている。

　このように、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置２では、凸部１２０の第１側面１２０ｂ（段差１１０の第１側面）とサブマウント２００の前面２００ａとが熱的に接触しているとともに、凸部１２０の第２側面１２０ｃ（段差１１０の第２側面）とサブマウント２００の側面２００ｅとが熱的に接触している。つまり、段差１１０の２つの異なる内側面とサブマウント２００の２つの異なる面とが対面していて且つ熱的に接触している。

　この構成により、半導体レーザ３００で発生した熱が段差１１０を利用して実装基板１００に伝導する際、半導体レーザ３００で発生した熱は、基板水平方向の異なる２方向に伝導させることができる。具体的には、半導体レーザ３００で発生した熱は、サブマウント２００の前面２００ａから凸部１２０の第１側面１２０ｂを経由して実装基板１００に伝導するとともに、サブマウント２００の側面２００ｅから凸部１２０の第２側面１２０ｃを経由して実装基板１００に伝導する。これにより、半導体レーザ３００で発生する熱を、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１よりも効率良く実装基板１００に伝導させることができる。

　また、本実施の形態でも、サブマウント２００を実装基板１００に実装する際、段差１１０を利用してサブマウント２００の位置合わせをすることができる。しかも、本実施の形態では、段差１１０を利用して、基板水平方向の異なる２方向でサブマウント２００の位置規制をすることができる。具体的には、サブマウント２００の前面２００ａを凸部１２０の第１側面１２０ｂに向けて押し付けるとともにサブマウント２００の側面２００ｅを凸部１２０の第２側面１２０ｃに向けて押し付けることで、半導体レーザ３００が載置されたサブマウント２００を実装基板１００の所定の位置に実装することができる。これにより、実装基板１００に対する半導体レーザ３００の実装精度を、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１よりも向上させることができる。

　このように、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置２は、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１と比べて、半導体レーザ３００の放熱性と実装精度とを一層向上させることができる。

　また、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置２は、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１に対して、半導体レーザ３００の配置も異なっている。具体的には、半導体レーザ３００は、サブマウント２００に対して左右にオフセットして配置されている。具体的には、半導体レーザ３００は、サブマウント２００において対向する側面２００ｅ及び側面２００ｆのうち側面２００ｅに近づくようにオフセットして配置されている。例えば、サブマウント２００の幅（側面２００ｆと側面２００ｅとの間の距離）が１０００μｍである場合、半導体レーザ３００は、上面視でサブマウント２００の側面２００ｅと半導体レーザ３００の中心との距離が３００μｍとなるようにオフセットして配置されている。

　このように、半導体レーザ３００が左右にオフセットして配置されているため、サブマウント２００のサブマウント本体２１の上面には、左右に絶縁分離して配置された第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂが形成されている。本実施の形態ではサブマウント２００の電極を左右に分離しているが、実施の形態１のように第１電極２２ａのみを形成した構造でもよい。

　そして、半導体レーザ３００は、第１電極２２ａの上に配置されている。本実施の形態においても、半導体レーザ３００はジャンクションダウン実装によりサブマウント２００に実装されているので、第１電極２２ａは、半導体レーザ３００のｐ側電極に接続されている。一方、第２電極２２ｂは、金ワイヤ７３によって、半導体レーザ３００のｎ側電極に接続されている。

　このように、半導体レーザ３００が左右にオフセットしてサブマウント２００に配置されている場合、本実施の形態のように、凸部１２０の第１側面１２０ｂ（段差１１０の第１側面）をサブマウント２００の前面２００ａに熱的に接触させるとともに、凸部１２０の第２側面１２０ｃ（段差１１０の第２側面）を半導体レーザ３００が近づいた側のサブマウント２００の側面２００ｅに熱的に接触させるとよい。

　これにより、半導体レーザ３００で発生する熱をより効率良く実装基板１００に伝導させることができるとともに、半導体レーザ３００の実装精度を容易に向上させることができる。

　なお、本実施の形態において、実装基板１００、サブマウント２００及び半導体レーザ３００の構造、材料及び配置等は、上記実施の形態１及びその変形例における実装基板、サブマウント及び半導体レーザの構造、材料及び配置等を適宜適用することができる。

　（実施の形態２の変形例）
　次に、実施の形態２の変形例について、図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃを用いて説明する。図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、実施の形態２の変形例に係る半導体レーザ発光装置２Ａの一部分を示す図であり、それぞれ、同半導体レーザ発光装置２Ａの一部分の断面図、上面図及び斜視図である。なお、図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、上記実施の形態２に係る半導体レーザ発光装置２の一部分を示す図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃに対応している。

　上記実施の形態２において、切削加工又はプレス加工等によって実装基板１００に段差１１０を形成すると、上面視において、段差１１０の第１側面（凸部１２０の第１側面１２０ｂ）と段差１１０の第２側面（凸部１２０の第２側面１２０ｃ）との角部分が湾曲して、段差１１０の角部分にコーナーアールが形成されることがある。つまり、上面視において、段差１１０の角部分が直角にならずに、段差１１０の角部分が丸まって、段差１１０の角部分に、断面円弧状に湾曲した湾曲部が形成されることがある。

　このように、段差１１０の角部分に湾曲部（コーナーアール）が形成されると、段差１１０を利用してサブマウント２００の位置規制をしてサブマウント２００を実装基板１００Ａに実装したときに、サブマウント２００の前面２００ａの部分が湾曲部に乗り上がってしまい、サブマウント２００が水平回転するおそれがある。この場合、サブマウント２００に実装された半導体レーザ３００も水平回転してしまい、実装基板１００Ａに対して半導体レーザ３００が正しい姿勢で実装されなくなるおそれがある。

　そこで、図１０Ｂに示すように、本変形例における半導体レーザ発光装置２Ａでは、上面視において、実装基板１００Ａの段差１１０の角部分に、段差１１０の角部分に形成される湾曲部（コーナーアール）よりも大きな溝１４０を形成している。本変形例において、溝１４０は、上面視において、段差１１０の角部分から円形状に凹ませて後退するように角部分を切り欠いている。

　上面視において、溝１４０の第１側面１２０ｂ及び第２側面１２０ｃの各々からの後退量（つまり、溝１４０の水平方向の直交二方向の後退量）は、上記の切削加工又はプレス加工等を考慮すると、少なくとも１０μｍ以上であるとよく、好ましくは、３０μｍ以上である。本変形例において、溝１４０は、上面視において、第１側面１２０ｂ及び第２側面１２０ｃの各々から５０μｍ凹むように、半径５０μｍの円形の３／４（円周角２７０°の扇形）となるように形成されている。

　なお、実装基板１００Ａに溝１４０が形成されていること以外、本変形例に係る半導体レーザ発光装置２Ａは、上記実施の形態２における半導体レーザ発光装置２と同じ構成である。

　したがって、本変形例においても、凸部１２０の第１側面１２０ｂ（段差１１０の第１側面）とサブマウント２００の前面２００ａとが熱的に接触しているとともに、凸部１２０の第２側面１２０ｃ（段差１１０の第２側面）とサブマウント２００の側面２００ｅとが熱的に接触している。つまり、段差１１０の２つの異なる内側面とサブマウント２００の２つの異なる面とが対面していて且つ熱的に接触している。

　この構成により、本変形例に係る半導体レーザ発光装置２Ａについても、上記実施の形態２に係る半導体レーザ発光装置２と同様に、サブマウント２００を介して半導体レーザ３００で発生する熱を効率良く実装基板１００Ａに伝導させることができるとともに、半導体レーザ３００を精度良く実装基板１００Ａに実装することができる。

　また、本変形例では、上面視において、実装基板１００Ａの段差１１０の角部分に溝１４０が形成されている。

　この構成により、実装基板１００Ａの段差１１０の角部分に湾曲部（コーナーアール）を無くすことができるので、サブマウント２００の位置規制をする際に段差１１０を利用してサブマウント２００を実装基板１００Ａに実装したとしても、サブマウント２００が湾曲部に乗り上げてしまってサブマウント２００が水平回転することを回避することができる。これにより、サブマウント２００及びサブマウント２００に実装された半導体レーザ３００を、実装基板１００Ａに対して正しい姿勢で実装することができる。

　なお、本変形例では、段差１１０の角部分に溝１４０を形成することでサブマウント２００が湾曲部に乗り上がることを回避したが、溝１４０を形成することなくサブマウント２００が湾曲部に乗り上がることを抑制してもよい。

　例えば、実装基板１００Ｃに溝１４０を形成しない場合に、上面視において、段差１１０の角部分に湾曲部（コーナーアール）が形成されたとしても、サブマウント２００における前面２００ａと側面２００ｅとが交わる角部と実装基板１００Ｃとを離間させることで、サブマウント２００が湾曲部に乗り上がることを抑制することができる。この場合、上記コーナーアールに対応するサブマウント２００の角を、コーナーアールよりも大きく丸めたり、サブマウント２００の前面２００ａ及び側面２００ｅに実施の形態１の変形例４のようなスペーサ９０を設けるなどして、湾曲部の分だけ段差１１０の２つの内側面（凸部１２０の第１側面１２０ｂ及び第２側面１２０ｃ）から離間させるとよい。

　（実施の形態３）
　次に、実施の形態３に係る半導体レーザ発光装置３について、図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃを用いて説明する。図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、実施の形態３に係る半導体レーザ発光装置３の一部分を示す図であり、それぞれ、同半導体レーザ発光装置３の一部分の断面図、上面図及び斜視図である。なお、図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１の一部分を示す図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃに対応している。

　図１１Ａ～図１１Ｃに示すように、本実施の形態における半導体レーザ発光装置３は、上記実施の形態１における半導体レーザ発光装置１に対して、さらに、半導体レーザ３０から出射する光を反射するミラー４００を備えている。

　ミラー４００は、入射する光を反射する反射面４０１を有する。本実施の形態において、ミラー４００は、立ち上げミラーであり、反射面４０１は、入射する光を上方に向けて立ち上げるように反射する。

　ミラー４００の反射面４０１は、実装基板１０の第１主面１０ａに対して傾斜する傾斜面である。一例として、実装基板１０の第１主面１０ａに対する反射面４０１の傾斜角は、４５度である。この場合、実装基板１０の第１主面１０ａと平行な方向に出射した半導体レーザ３０の光は、ミラー４００の反射面４０１で反射して、実装基板１０の第１主面１０ａに対して垂直な方向である上方に向かって進行することになる。

　このため、図示されていないが、本実施の形態では、上記実施の形態１とは異なり、半導体レーザ３０の光を透過させる透光性部材５０は、枠体４０の開口部ではなく、上蓋に設けられた開口部を塞ぐように配置されている。

　また、実装基板１０に設けられた凸部１２は、側面１２ｂに背向する側面１２ｄを有する。凸部１２は、直方体であるので、側面１２ｂと側面１２ｄとは、平行であり、同じ長方形である。このように、実装基板１０は、凸部１２の側面１２ｂである段差１１の側面を第１側面とすると、この第１側面に平行な面として、凸部１２の側面１２ｄである第３側面を有する。

　ミラー４００は、凸部１２の側面１２ｄ（第３側面）に接触している。具体的には、ミラー４００における反射面４０１側（半導体レーザ３０側）の下端部が凸部１２の側面１２ｄに当接している。

　ミラー４００は、サブマウント２０に対向する位置に配置されている。サブマウント２０及びミラー４００は、凸部１２を介して配置されている。具体的には、サブマウント２０は、凸部１２の側面１２ｂに突き合わせるようにして配置され、ミラー４００は、凸部１２の側面１２ｄに突き合わせるようにして配置されている。つまり、サブマウント２０及びミラー４００は凸部１２を挟持するように配置されている。

　ミラー４００は、接合部材８１によって実装基板１０に接合されている。これにより、ミラー４００を実装基板１０に固定することができる。なお、接合部材８１としては、接合部材８０と同じものを用いることができる。

　なお、ミラー４００が配置されていること以外、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置３は、基本的には、上記実施の形態１における半導体レーザ発光装置１と同じ構成である。

　したがって、本実施の形態においても、段差１１の内側面である凸部１２の側面１２ｂとサブマウント２０の前面２０ａとが熱的に接触しているとともに、段差１１の内側面である凸部１２の側面１２ｂとサブマウント２０の前面２０ａとが対面している。

　この構成により、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置３についても、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１と同様に、段差１１（凸部１２）を利用して、半導体レーザ３０で発生する熱を効率良く実装基板１０に伝導させることができるとともに、半導体レーザ３０を精度良く実装基板１０に実装することができる。

　しかも、本実施の形態における半導体レーザ発光装置３では、ミラー４００が凸部１２の側面１２ｄに接触している。

　この構成により、実装基板１０に形成された段差１１を、実装基板１０に対するサブマウント２０及び半導体レーザ３０の位置合わせの基準にするだけではなく、実装基板１０に対するミラー４００の位置合わせの基準にすることもできる。例えば、ミラー４００を実装基板１０に実装する際、ミラー４００を凸部１２の側面１２ｄに向けて押し付けることで、ミラー４００を実装基板１０の所定の位置に実装することができる。つまり、実装基板１０に形成された段差１１（凸部１２）によって、ミラー４００の基板水平方向の位置規制をすることができる。これにより、実装基板１０に対するミラー４００の実装精度を向上させることもできる。

　このように、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置３では、実装基板１０に設けられた段差１１（凸部１２）を利用することで、半導体レーザ３０及びサブマウント２０の位置規制をするだけではなく、ミラー４００の位置規制をすることもできる。

　ここで、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置３の放熱に対する効果に関してシミュレーションを行ったので、その結果について、比較例２の半導体レーザ発光装置３Ｘと比較して説明する。図１２は、比較例２の半導体レーザ発光装置３Ｘの構成を示す断面図である。図１３は、実施の形態３に係る半導体レーザ発光装置３の構成を示す断面図である。

　図１２に示すように、比較例２の半導体レーザ発光装置３Ｘは、図１３に示される本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置３に対して、実装基板１０Ｘに段差１１が形成されていない構造になっている。具体的には、比較例２の半導体レーザ発光装置３Ｘでは、実装基板１０Ｘに凸部１２が形成されていない。

　なお、図１３に示される半導体レーザ発光装置３では、サブマウント２０と実装基板１０との間にスペーサ９０が配置されている。同様に、比較例２の半導体レーザ発光装置３Ｘでは、サブマウント２０と実装基板１０Ｘとの間にスペーサ９０が配置されている。

　このシミュレーションでは、実装基板１０及び実装基板１０Ｘを銅基板とし、サブマウント２０のサブマウント本体２１を、半導体レーザ３０の長手方向の長さが１４００μｍで、半導体レーザ３０の長手方向に直交する方向の長さが１０００μｍで、厚さが２００μｍの直方体の窒化アルミニウム板とし、サブマウント２０の電極２２を、厚さが５０μｍの銅厚膜とし、スペーサ９０を、厚さが５０μｍの銅厚膜とし、半導体レーザ３０を、共振器長方向の長さが１２００μｍで、共振器長方向に直交する方向の長さが１５０μｍで、厚さが９０μｍのＧａＮ半導体レーザ素子とした。なお、半導体レーザ３０のビーム拡がり角は４６°とした。また、半導体レーザ３０は、前端面３０ａとサブマウント２０の前面２０ａとの距離（サブマウントからの突出量）が１０μｍで、半導体レーザ３０の前端面３０ａからミラー４００の反射面４０１までの水平距離が３２０μｍとなる位置で、サブマウント２０に配置した。なお、半導体レーザ３０の後端面３０ｂからサブマウント２０の後面２０ｂまでの距離は２１０μｍとした。また、図１３における実装基板１０の凸部１２を、断面の高さが２００μｍで幅が２００μｍでの直方体の銅ブロックとした。凸部１２の長さは、サブマウント２０の前面２０ａの横幅全体を覆うように１０００μｍとした。

　そして、比較例２の半導体レーザ発光装置３Ｘと本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置３とのそれぞれについて伝熱解析を行ったところ、比較例２の半導体レーザ発光装置３Ｘでは、半導体レーザ３０の最大温度は、５９．１℃であった。一方、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置３については、半導体レーザ３０の最大温度は、５７．８℃であった。このように、実装基板１０に凸部１２を形成することで、半導体レーザ３０の最大温度を約１．３℃も低減できることが分かった。

　また、半導体レーザ３０への投入電力を７．４Ｗとし、環境温度を２５℃としたときに、比較例２の半導体レーザ発光装置３Ｘと本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置３とのそれぞれについて熱抵抗（＝（最大温度－２５℃）／投入電力）を算出したところ、比較例２の半導体レーザ発光装置３Ｘでは、熱抵抗は約４．６１［℃／Ｗ］であった。一方、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置３では、熱抵抗は約４．４４［℃／Ｗ］であった。このように、実装基板１０に凸部１２を形成することによって、半導体レーザ３０の最大温度を１．３℃低減することができ、この結果、熱抵抗を約０．１７［℃／Ｗ］も低減できることが分かった。つまり、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置３では、半導体レーザ３０で発生する熱を効率良く実装基板１０に伝導させることができることが分かった。

　このように、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置３では、半導体レーザ３０の放熱性に優れている。

　なお、本実施の形態では、１つの段差１１（凸部１２）によって半導体レーザ３０及びサブマウント２０の位置規制をしているが、これに限らない。例えば、段差１１（凸部１２）とは別に実装基板１０に段差（凸部又は凹部）を設けて、この段差（凸部又は凹部）によってミラー４００の位置規制をしてもよい。この場合、別の段差（凸部又は凹部）は、ミラー４００の反射面４０１側とは反対側（ミラー４００の後方）の位置に設けることができる。

　また、本実施の形態では、凸部１２の側面１２ｄにミラー４００を接触させることで、ミラー４００を実装基板１０に実装したが、これに限らない。具体的には、ミラー４００は、半導体レーザ３０との距離及び半導体レーザ３０の姿勢等に合わせて、凸部１２の側面１２ｄに接触することなく配置されていてもよい。

　例えば、図１４に示すように、半導体レーザ３０が凸部１２（段差１１）まで突出している場合は、半導体レーザ３０の前端面３０ａとミラー４００との距離を所定の値にするために、ミラー４００を凸部１２から離間して配置してもよい。具体的には、半導体レーザ３０の前端面３０ａが所定の基準位置から距離ｄ（例えば２０μｍ）だけ突出した場合、ミラー４００は、凸部１２の側面１２ｄから距離ｄ（例えば２０μｍ）だけ離して配置される。

　あるいは、図１５に示すように、上面視において、半導体レーザ３０が段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）に対して傾いている場合、半導体レーザ３０から出射した光を所定の方向に向けて反射させるために、半導体レーザ３０の傾きに合わせて、ミラー４００を段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）に対して傾けて配置してもよい。例えば、半導体レーザ３０の前端面３０ａが凸部１２の側面１２ｂ又はサブマウント２０の前面２０ａに対して１．５°傾いて半導体レーザ３０が実装された場合、ミラー４００の前面も凸部１２の側面１２ｂ又はサブマウント２０の前面２０ａに対して１．５°傾けてミラー４００を配置する。

　なお、実施の形態１の変形例１～３及び実施の形態２の構成については、本実施の形態にも適用することができる。

　（実施の形態４）
　次に、実施の形態４に係る半導体レーザ発光装置４について、図１６Ａ及び図１６Ｂを用いて説明する。図１６Ａ及び図１６Ｂは、実施の形態４に係る半導体レーザ発光装置４の一部分を示す図であり、それぞれ、同半導体レーザ発光装置４の一部分の上面図及び斜視図である。なお、図１６Ａ及び図１６Ｂは、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１の一部分を示す図２Ｂ及び図２Ｃに対応している。

　図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置４は、複数の半導体レーザ３０を用いてマルチチップ化したものである。これにより、半導体レーザ発光装置４を高出力化することができる。

　具体的には、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置４は、上記実施の形態１における半導体レーザ発光装置１において、サブマウント２０及び半導体レーザ３０の各々を複数にした構成になっている。複数のサブマウント２０の各々には、複数の半導体レーザ３０の各々が配置されている。つまり、複数のサブマウント２０と複数の半導体レーザ３０とは一対一に対応している。

　図１６Ａでは、サブマウント２０及び半導体レーザ３０を３つずつ配置した例が示されている。つまり、実装基板１０には、１つの半導体レーザ３０と１つのサブマウント２０とからなるモジュールが３セット配置されている。この３セットのモジュールは、凸部１２の長手方向に沿って等間隔に配置されている。本実施の形態において、３セットのモジュールは、３．５ｍｍの等間隔で配置されている。

　また、３セットのモジュールにおいて、隣り合う２つの半導体レーザ３０は、金ワイヤ７４によって接続されている。つまり、複数の半導体レーザ３０は、直列接続となるように電気的に接続されている。

　なお、図１６Ｂでは、図１６Ａに示される３セットのモジュールのうち２セットのモジュールが図示されている。また、図１６Ｂでは、金ワイヤ７４は省略している。

　複数のサブマウント２０の各々については、上記実施の形態１と同様に、段差１１の内側面である凸部１２の側面１２ｂとサブマウント２０の前面２０ａとが熱的に接触している。つまり、複数のサブマウント２０の各々の前面２０ａと実装基板１０の段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）とが熱的に接触している。この場合、各サブマウント２０の前面２０ａは、段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）と物理的に近接又は接触しているとよい。また、本実施の形態でも、複数のサブマウント２０の各々については、段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）とサブマウント２０の前面２０ａとが対面している。

　ここで、複数のサブマウント２０の前面２０ａが対面する段差１１は単一の構造体（直方体）である。この段差１１の側面１２ｂは直線的に製造することができる。よってこの一つの共通の側面１２ｂに複数のサブマウント２０の前面２０ａを対面させることにより、半導体レーザ３０の位置規制の基準が一つになるために、一方向の位置精度を揃えることができる。

　この構成により、本実施の形態に係る半導体レーザ発光装置４についても、上記実施の形態１に係る半導体レーザ発光装置１と同様に、各半導体レーザ３０で発生する熱を効率良く実装基板１０に伝導させることができるとともに、各半導体レーザ３０を精度良く実装基板１０に実装することができる。

　（実施の形態４の変形例１）
　次に、実施の形態４の変形例１について、図１７Ａ及び図１７Ｂを用いて説明する。図１７Ａ及び図１７Ｂは、実施の形態４の変形例１に係る半導体レーザ発光装置４Ａの一部分を示す図であり、それぞれ、同半導体レーザ発光装置４Ａの一部分の上面図及び斜視図である。なお、図１７Ａ及び図１７Ｂは、上記実施の形態４に係る半導体レーザ発光装置４の一部分を示す図１６Ａ及び図１６Ｂに対応している。なお、図１７Ｂでは、図１７Ａに示される３セットのうち２セットのモジュールが図示されている。

　本変形例に係る半導体レーザ発光装置４Ａは、上記実施の形態４に係る半導体レーザ発光装置４において、上記実施の形態２に係る半導体レーザ発光装置２の構成を適用したものである。

　具体的には、上記実施の形態４に係る半導体レーザ発光装置４では、段差１１は、サブマウント２０に対向する面として１つの内側面のみを有していたが、本変形例に係る半導体レーザ発光装置４Ａでは、段差１１０は、サブマウント２００に対向する面として２つの内側面を有している。

　本変形例において、段差１１０を構成する凸部１２０は、第１側面１２０ｂ及び第２側面１２０ｃの２つの異なる側面を有する。凸部１２０の第１側面１２０ｂは、段差１１０における内側面の一つとして形成された第１側面であり、凸部１２０の第２側面１２０ｃは、段差１１０における第１側面とは異なる他の内側面として形成された第２側面である。

　本変形例においても、上記実施の形態２と同様に、凸部１２０における第１側面１２０ｂと第２側面１２０ｃとは、略垂直となるように繋がっている。ただし、本変形例では、複数のサブマウント２００が配置されているので、凸部１２０は、複数の第１側面１２０ｂと複数の第２側面１２０ｃとを有する。

　また、半導体レーザ３００は、上記実施の形態２と同様に、サブマウント２００において対向する側面２００ｅ及び側面２００ｆのうち側面２００ｅに近づくようにオフセットして配置されている。

　そして、本変形例に係る半導体レーザ発光装置４では、上記実施の形態２と同様に、各サブマウント２００については、段差１１０の内側面の一つである第１側面（凸部１２０の第１側面１２０ｂ）とサブマウント２００の前面２００ａとが熱的に接触しているとともに、段差１１０における第１側面とは異なる内側面である第２側面（凸部１２０の第２側面１２０ｃ）とサブマウント２００の側面２００ｅとが熱的に接触している。

　つまり、凸部１２０の複数の第１側面１２０ｂの各々と複数のサブマウント２００の各々の前面２００ａとが熱的に接触しているとともに、凸部１２０の複数の第２側面１２０ｃの各々と複数のサブマウント２００の各々の側面２００ｅとが熱的に接触している。特に、各サブマウント２００については、半導体レーザ３００がオフセットして半導体レーザ３００が近づいた側に位置するサブマウント２００の側面２００ｅが凸部１２０の第２側面１２０ｃと熱的に接触している。

　この構成により、各半導体レーザ３００で発生した熱は、各サブマウント２００の前面２００ａから凸部１２０の第１側面１２０ｂを経由して実装基板１００に伝導するとともに、各サブマウント２００の側面２００ｅから凸部１２０の第２側面１２０ｃを経由して実装基板１００に伝導する。これにより、半導体レーザ３００で発生する熱を、上記実施の形態４に係る半導体レーザ発光装置４よりも効率良く実装基板１００に伝導させることができる。

　しかも、本変形例でも、上記実施の形態２と同様に、段差１１０を利用して、基板水平方向の異なる２方向で各サブマウント２００の位置規制をすることができる。これにより、実装基板１００に対する各半導体レーザ３００の全体としての二方向の実装精度を、上記実施の形態４に係る半導体レーザ発光装置４よりも向上させることができる。

　このように、本変形例に係る半導体レーザ発光装置４Ａは、上記実施の形態４に係る半導体レーザ発光装置４と比べて、半導体レーザ３００の放熱性と実装精度とを一層向上させることができる。

　なお、複数の半導体レーザ３００は、金ワイヤ等によって直列接続となるように電気的に接続されていてもよい。

　（実施の形態４の変形例２）
　次に、実施の形態４の変形例２について、図１８Ａ及び図１８Ｂを用いて説明する。図１８Ａ及び図１８Ｂは、実施の形態４の変形例２に係る半導体レーザ発光装置４Ｂの一部分を示す図であり、それぞれ、同半導体レーザ発光装置４Ｂの一部分の上面図及び斜視図である。なお、図１８Ａ及び図１８Ｂは、上記実施の形態４に係る半導体レーザ発光装置４の一部分を示す図１６Ａ及び図１６Ｂに対応している。

　本変形例に係る半導体レーザ発光装置４Ｂは、上記実施の形態４に係る半導体レーザ発光装置４において、上記実施の形態３に係る半導体レーザ発光装置３の構成を適用したものである。

　具体的には、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、本実施の形態における半導体レーザ発光装置４Ｂは、上記実施の形態４における半導体レーザ発光装置４に対して、さらに、複数の半導体レーザ３０の各々に対応する複数のミラー４００を備えている。複数のミラー４００は、複数の半導体レーザ３０と一対一に配置されており、複数の半導体レーザ３０の各々から出射する光を反射する。

　各ミラー４００は、上記実施の形態３と同様に、入射する光を上方に向けて立ち上げるように反射する反射面４０１を有する立ち上げミラーである。

　各ミラー４００は、凸部１２の側面１２ｂに背向する側面１２ｄ（第３側面）に接触している。具体的には、各ミラー４００は、反射面４０１側（半導体レーザ３０側）の下端部が、凸部１２の側面１２ｄに当接している。

　各ミラー４００は、対応するサブマウント２０に対向する位置に配置されている。一対のサブマウント２０及びミラー４００は、凸部１２を介して配置されている。具体的には、サブマウント２０は、凸部１２の側面１２ｂに突き合わせるようにして配置され、ミラー４００は、凸部１２の側面１２ｄに突き合わせるようにして配置されている。つまり、一対のサブマウント２０及びミラー４００は凸部１２を挟持するように配置されている。

　図１８Ａに示すように、本変形例では、１つの半導体レーザ３０と１つのサブマウント２０とからなるモジュールが９セット配置されている。具体的には、３行３列で、半導体レーザ３０及びサブマウント２０からなるモジュールが配置されている。したがって、９個のミラー４００が３行３列で配置されている。

　この場合、図１８Ａに示すように、実装基板１０には、３本の凸部１２が設けられている。各凸部１２に、半導体レーザ３０及びサブマウント２０からなるモジュールとミラー４００とが３セットずつ配置されている。なお、図１８Ｂでは、図１８Ａに示される９セットのうち２セットのモジュールが図示されている。

　本変形例においても、各サブマウント２０において、段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）とサブマウント２０の前面２０ａとが熱的に接触しているとともに、段差１１の内側面（凸部１２の側面１２ｂ）とサブマウント２０の前面２０ａとが対面している。

　この構成により、本変形例に係る半導体レーザ発光装置４Ｂについても、上記実施の形態４に係る半導体レーザ発光装置４と同様に、段差１１（凸部１２）を利用して、半導体レーザ３０で発生する熱を効率良く実装基板１０に伝導させることができるとともに、半導体レーザ３０を精度良く実装基板１０に実装することができる。

　また、本変形例における半導体レーザ発光装置４では、上記実施の形態３と同様に、各ミラー４００が凸部１２の側面１２ｄに接触している。

　この構成により、実装基板１０に形成された段差１１を、実装基板１０に対するサブマウント２０及び半導体レーザ３０の位置合わせの基準にすることができるとともに、実装基板１０に対するミラー４００の位置合わせの基準にすることもできる。つまり、実装基板１０に形成された段差１１（凸部１２）によって、ミラー４００の基板水平方向の位置規制をすることができる。これにより、実装基板１０に対するミラー４００の一方向の位置精度を揃えることができる。

　（その他の変形例）
　以上、本開示に係る半導体レーザ発光装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。

　例えば、上記実施の形態１等において、半導体レーザ発光装置は、直方体の箱型のパッケージタイプとしたが、これに限らない。例えば、図１９に示すように、半導体レーザ発光装置５は、ＴＯ－ＣＡＮパッケージタイプであってもよい。

　図１９に示すように、本変形例に係る半導体レーザ発光装置５は、実装基台の一例である金属製の基台５１０と、金属製のキャップ５２０と、キャップ５２０に取り付けられた透光性部材５３０とを備える。サブマウント２０及び半導体レーザ３０は、キャップ５２０内に収納されている。

　基台５１０は、ステムベース５１１と、ステムベース５１１に取り付けられた半円筒状のステムポスト５１２とを有する。ステムベース５１１及びステムポスト５１２の材料としては、例えばＣｕが用いられる。

　半導体レーザ３０が実装されたサブマウント２０は、基台５１０に支持されている。具体的には、半導体レーザ３０が実装されたサブマウント２０は、ステムポスト５１２に固定されている。

　そして、ステムポスト５１２は、上記実施の形態１と同様に、段差１１を有する。具体的には、ステムポスト５１２は、凸部１２を有しており、この凸部１２によって段差１１が構成されている。

　なお、一対のリードピン６１及び６２は、ステムベース５１１に設けられている。図示されていないが、一対のリードピン６１及び６２は、金ワイヤを介して半導体レーザ３０の一対の電極と電気的に接続されている。

　このように構成される半導体レーザ発光装置５は、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。

　なお、上記実施の形態１、２、３、４及びその変形例の構成は、本変形例にも適用することができる。

　また、上記の各実施の形態において、半導体レーザ３０は、サブマウント２０の前面２０ａから突出していたが、これに限らない。半導体レーザ３０は、サブマウント２０の前面２０ａから突出していなくてもよい。例えば、半導体レーザ３０の前端面３０ａは、サブマウント２０の前面２０ａと同じであってもよいし、サブマウント２０の前面２０ａから後退した位置に存在していてもよい。

　その他、各実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

　本開示に係る半導体レーザ発光装置は、プロジェクタ等の画像表示装置、車載用ヘッドランプ等の自動車用部品、スポットライト等の照明器具、又は、レーザ加工装置等の産業用機器等の様々な分野の製品の光源として、特に、比較的に高い光出力を必要とする機器の光源として有用である。

　１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、２、２Ａ、３、４、４Ａ、４Ｂ、５　半導体レーザ発光装置
　１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ　実装基板
　１０ａ　第１主面
　１０ｂ　第２主面
　１１、１１０　段差
　１２、１２Ａ、１２０　凸部
　１２ａ　上面
　１２ｂ、１２ｄ　側面
　１３　湾曲部
　１４、１４０　溝
　２０、２００　サブマウント
　２０ａ　前面
　２０ｂ　後面
　２０ｃ　上面
　２０ｄ　下面
　２１　サブマウント本体
　２２　電極
　２２ａ　第１電極
　２２ｂ　第２電極
　３０、３００　半導体レーザ
　３０ａ　前端面
　３０ｂ　後端面
　４０　枠体
　４１　開口部
　５０　透光性部材
　６１、６２　リードピン
　７１、７２、７３、７４　金ワイヤ
　８０、８１　接合部材
　９０　スペーサ
　９０ａ　前面
　１００、１００Ａ　実装基板
　１０１　第１部材
　１０２　第２部材
　１０２ｂ　側面
　１２０ａ　上面
　１２０ｂ　第１側面
　１２０ｃ　第２側面
　２００ａ　前面
　２００ｂ　後面
　２００ｃ　上面
　２００ｄ　下面
　２００ｅ、２００ｆ　側面
　４００　ミラー
　４０１　反射面
　５１０　基台
　５１１　ステムベース
　５１２　ステムポスト
　５２０　キャップ
　５３０　透光性部材

Claims

　段差を有する実装基台と、
　前記段差の底面の上方に配置されたサブマウントと、
　前記サブマウントに配置された半導体レーザと、を備え、
　前記段差の内側面の一つである第１側面と、前記サブマウントにおける前記半導体レーザの光出射側の面である前面とが、熱的に接触している、
　半導体レーザ発光装置。
　前記半導体レーザの光出射側の端面である前端面は、前記サブマウントの前記前面よりも前記半導体レーザの光出射側に位置している、
　請求項１に記載の半導体レーザ発光装置。
　前記段差における前記第１側面の上端の位置は、前記サブマウントにおける前記前面の上端の位置と同じか低い、
　請求項１又は２に記載の半導体レーザ発光装置。
　前記サブマウントの下面から前記段差における前記第１側面の上端までの距離は、前記サブマウントの下面から前記サブマウントの上面までの距離の４０％以上１００％以下である、
　請求項３に記載の半導体レーザ発光装置。
　前記段差の上面は、前記サブマウントから離れるにしたがって低くなっている、
　請求項１～４のいずれか１項に記載の半導体レーザ発光装置。
　前記段差の上面と前記サブマウントの上面とのなす角度は、４５°以下である、
　請求項５に記載の半導体レーザ発光装置。
　前記段差の上面と前記サブマウントの上面とのなす角度は、前記半導体レーザから出射する光の垂直方向のビーム拡がり角の半分以下である、
　請求項５又は６に記載の半導体レーザ発光装置。
　前記段差の前記第１側面と前記サブマウントの前記前面とは、平行である、
　請求項１～７のいずれか１項に記載の半導体レーザ発光装置。
　前記段差の前記第１側面と前記底面とは垂直である、
　請求項１～８のいずれか１項に記載の半導体レーザ発光装置。
　前記実装基台は、材料が異なる第１部材と第２部材とを有し、
　前記段差は、前記第１部材の上に前記第２部材が配置されることで構成されている、
　請求項１～９のいずれか１項に記載の半導体レーザ発光装置。
　前記第２部材の熱伝導率は、前記サブマウントの熱伝導率以上である、
　請求項１０に記載の半導体レーザ発光装置。
　前記第２部材の熱伝導率は、１５０［Ｗ／（ｍ／Ｋ）］以上である、
　請求項１０又は１１に記載の半導体レーザ発光装置。
　さらに、前記段差における前記第１側面とは異なる他の内側面である第２側面と、前記サブマウントの側面とが、熱的に接触している、
　請求項１～１２のいずれか１項に記載の半導体レーザ発光装置。
　前記サブマウントにおける前記前面と前記側面とが交わる角部と前記実装基台とは離間している、
　請求項１３に記載の半導体レーザ発光装置。
　前記段差の前記第１側面の根元部分に、湾曲部が形成されており、
　前記段差の前記第１側面に沿って前記実装基台を掘り込むように溝が形成されており、
　前記溝の底面は、前記実装基台における前記サブマウントが実装される実装面よりも下方に位置し、
　前記溝の深さは、前記湾曲部の高さ以上である、
　請求項１～１４のいずれか１項に記載の半導体レーザ発光装置。
　前記サブマウントの前記前面と前記サブマウントの下面とが交わる角部と前記実装基台とは離間している、
　請求項１～１５のいずれか１項に記載の半導体レーザ発光装置。
　さらに、前記サブマウントと前記実装基台との間に配置されたスペーサを備え、
　前記段差の前記第１側面の根元部分に湾曲部が形成されており、
　前記スペーサの前記半導体レーザの光出射側の面である前面は、少なくとも前記湾曲部の分だけ前記段差の前記第１側面から離れており、
　前記スペーサの厚さは、前記湾曲部の高さ以上である、
　請求項１～１６のいずれか１項に記載の半導体レーザ発光装置。
　さらに、前記半導体レーザから出射する光を反射するミラーを備え、
　前記実装基台は、前記段差の第１側面に平行な第３側面を有し、
　前記ミラーは、前記第３側面に接触している、
　請求項１～１７のいずれか１項に記載の半導体レーザ発光装置。
　前記サブマウント及び前記半導体レーザの各々は、複数であり、
　複数の前記サブマウントの各々に、複数の前記半導体レーザの各々が配置されており、
　前記段差の前記第１側面と複数の前記サブマウントの各々の前記前面とが熱的に接触している、
　請求項１～１８のいずれか１項に記載の半導体レーザ発光装置。
　さらに、複数の前記半導体レーザの各々に対応する複数のミラーを備え、
　前記実装基台は、前記段差の第１側面に平行な第３側面を有し、
　前記複数のミラーの各々は、前記第３側面に接触している、
　請求項１９に記載の半導体レーザ発光装置。
　さらに、前記段差における前記第１側面とは異なる他の内側面である複数の第２側面の各々と、複数の前記サブマウントの各々の側面とが、熱的に接触している、
　請求項１９又は２０に記載の半導体レーザ発光装置。