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公開番号2024147733
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-16
出願番号2024114842,2021566816
出願日2024-07-18,2020-09-08
発明の名称レーザ光源
出願人日亜化学工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01S 5/02253 20210101AFI20241008BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】レーザダイオードチップとレンズとの位置ずれが生じにくいレーザ光源が求められている。
【解決手段】レーザ光源は、発光層を含む半導体積層構造体と、発光層で発生したレーザ光を出射する第1の端面と、その反対側の第2の端面とを有し、両端面の距離によって共振器長が規定される、レーザダイオードチップと、このチップが固着された主平面と、その反対側の裏面とを持つサブマウントと、主平面に配置され、第1の端面の両側に位置する一対のレンズ支持部と、一対のレンズ支持部を連結し、上面視で第1の端面と重なる連結部と、一対のレンズ支持部の端面と接合されたレンズと、これらの構成要素を収容する半導体レーザパッケージと、を備え、第1の端面は主平面のエッジよりも共振器長の方向に突出し、一対のレンズ支持部の端面は第1の端面よりも共振器長の方向に突出し、一対のレンズ支持部および連結部は一体成型されている。
【選択図】図8A
特許請求の範囲【請求項１】
発光層を含む半導体積層構造体と、前記発光層で発生したレーザ光を出射する第１の端面と、前記第１の端面とは反対側の第２の端面と、を有し、前記第１の端面から前記第２の端面までの距離によって共振器長が規定される、端面出射型のレーザダイオードチップと、
前記レーザダイオードチップが固着された主平面と、前記主平面の反対側に位置する裏面と、を持つサブマウントと、
前記サブマウントの前記主平面に配置され、前記レーザダイオードチップの前記第１の端面の両側に位置する一対のレンズ支持部と、
前記レーザダイオードチップの前記第１の端面から出射される前記レーザ光の伝搬を妨げないように前記一対のレンズ支持部を連結し、上面視で、前記レーザダイオードチップの前記第１の端面と重なる連結部と、
前記一対のレンズ支持部の端面と接合されたレンズと、
前記レーザダイオードチップ、前記レンズ、前記一対のレンズ支持部、前記連結部および前記サブマウントを収容する半導体レーザパッケージと、
を備え、
前記レーザダイオードチップの前記第１の端面は、前記主平面のエッジよりも前記共振器長の方向に突出し、
前記一対のレンズ支持部の前記端面は、前記レーザダイオードチップの前記第１の端面よりも前記共振器長の方向に突出し、
前記一対のレンズ支持部、および前記連結部は一体成型されている、レーザ光源。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記半導体レーザパッケージは、前記サブマウントの前記裏面に熱的に接触する基体を有し、前記レーザダイオードチップ、前記サブマウント、および前記レンズを気密に封止している、請求項１に記載のレーザ光源。
【請求項３】
前記サブマウントは、前記主平面および前記裏面をつなぐ前方端面を有し、
前記前方端面は、中央端面、および前記中央端面の両側に位置する両側端面を有し、
前記中央端面は、前記両側端面よりも前記共振器長の方向に窪み、
前記主平面の前記エッジは、前記サブマウントにおける前記主平面と前記中央端面とによって規定される、請求項１または２に記載のレーザ光源。
【請求項４】
前記サブマウントは、前記一対のレンズ支持部のそれぞれと前記レーザダイオードチップとの間に、前記共振器長の方向に沿って延びる溝を有している、請求項１または２に記載のレーザ光源。
【請求項５】
前記レンズは、無機材料によって、前記一対のレンズ支持部の前記端面に接合されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のレーザ光源。
【請求項６】
前記サブマウントの一部または全体は、セラミックから形成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のレーザ光源。
【請求項７】
前記サブマウントは、前記主平面から前記裏面に達する貫通孔と、前記貫通孔を埋める金属とを有している、請求項６に記載のレーザ光源。
【請求項８】
前記共振器長の方向から見たとき、前記レンズの重心は前記一対のレンズ支持部の間に位置する、請求項１から７のいずれか一項に記載のレーザ光源。
【請求項９】
前記レーザ光の波長は、３５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下である、請求項１から８のいずれか一項に記載のレーザ光源。
【請求項１０】
前記レンズは、前記主平面の法線方向および前記共振器長の方向の両方に垂直な方向に沿って延びる構造を有し、
前記レンズは、前記主平面の法線方向および前記共振器長の方向の両方を含む平面内における前記レーザ光の発散角を低減する、請求項１から９のいずれか一項に記載のレーザ光源。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザ光源に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
レーザ光源は、加工、プロジェクタ、および照明器具などの様々な用途に利用される。このようなレーザ光源の典型例は、レーザダイオードチップ、レーザダイオードチップを支持するサブマウント、レーザダイオードチップから出射されるレーザ光の発散角を低減するコリメートレンズを備える（例えば、特許文献１）。レーザダイオードチップ、サブマウントおよびコリメートレンズ等のレンズが半導体レーザパッケージに収容される場合、レーザ光が大きく発散する前に、小さいレンズによってレーザ光をコリメート等することが可能になる。一方で、レーザダイオードチップとレンズとの少しの位置ずれにより、レーザ光源から外部に出射されるレーザ光の光軸の向きが大きくずれる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０００－９８１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザダイオードチップとレンズとの位置ずれが生じにくいレーザ光源が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のレーザ光源は、一実施形態において、発光層を含む半導体積層構造体と、前記半導体積層構造体を支持する基板と、前記発光層で発生したレーザ光を出射する第１の端面と、前記第１の端面とは反対側の第２の端面と、を有し、前記第１の端面から前記第２の端面までの距離によって共振器長が規定される、端面出射型のレーザダイオードチップと、前記レーザダイオードチップが固着された主平面と、前記レーザダイオードチップの前記第１の端面の両側に位置する一対のレンズ支持部と、前記主平面の反対側に位置する裏面と、を持つサブマウントと、前記一対のレンズ支持部の端面と接合されたレンズと、前記レーザダイオードチップ、前記レンズ、および前記サブマウントを収容する半導体レーザパッケージと、を備え、前記レーザダイオードチップの前記基板よりも前記発光層が前記サブマウントに近い状態で前記レーザダイオードチップが前記サブマウントに固着されており、前記レーザダイオードチップの前記第１の端面は、前記主平面のエッジよりも前記共振器長の方向に突出し、前記一対のレンズ支持部の前記端面は、前記レーザダイオードチップの前記第１の端面よりも前記共振器長の方向に突出する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、レーザダイオードチップとレンズとの位置ずれが生じにくいレーザ光源を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１Ａは、本開示の実施形態１におけるレーザ光源１００の構成例を模式的に示す斜視図である。
図１Ｂは、図１Ａのレーザ光源１００の平面構成を模式的に示す図である。
図２Ａは、図１Ａのレーザ光源１００から半導体レーザパッケージ４０および一対のリード端子５０を省略した構成のより詳細を示す斜視図である。
図２Ｂは、図２Ａのレーザ光源１００を模式的に示す上面図である。
図２Ｃは、図２Ｂの構成のＹＺ平面に平行なＩＩＣ－ＩＩＣ線断面図である。
図３Ａは、本開示の実施形態１の変形例１におけるレーザ光源１１０の構成例を模式的に示す斜視図である。
図３Ｂは、図３Ａのレーザ光源１１０を模式的に示す上面図である。
図３Ｃは、図３Ｂの構成のＹＺ平面に平行なＩＩＩＣ－ＩＩＩＣ線断面図である。
図４Ａは、本開示の実施形態１の変形例２におけるレーザ光源１２０の構成例を模式的に示す斜視図である。
図４Ｂは、図４Ａのレーザ光源１２０を模式的に示す上面図である。
図４Ｃは、図４Ｂの構成のＹＺ平面に平行なＩＶＣ－ＩＶＣ線断面図である。
図５Ａは、本開示の実施形態１の変形例３におけるレーザ光源１３０の構成例を模式的に示す斜視図である。
図５Ｂは、図５Ａのレーザ光源１３０を模式的に示す上面図である。
図５Ｃは、図５Ｂの構成のＹＺ平面に平行なＶＣ－ＶＣ線断面図である。
図６Ａは、本開示の実施形態１の変形例４におけるレーザ光源１４０の構成例を模式的に示す斜視図である。
図６Ｂは、図６Ａのレーザ光源１４０を模式的に示す上面図である。
図６Ｃは、図６Ｂの構成のＹＺ平面に平行なＶＩＣ－ＶＩＣ線断面図である。
図７Ａは、本開示の実施形態１の変形例５におけるレーザ光源１５０の構成例を模式的に示す斜視図である。
図７Ｂは、図７Ａのレーザ光源１５０を模式的に示す上面図である。
図７Ｃは、図７Ｂの構成のＹＺ平面に平行なＶＩＩＣ－ＶＩＩＣ線断面図である。
図７Ｄは、コレット６０を用いて、図７Ａのレーザ光源１５０におけるコリメートレンズ３０をサブマウント２０に接合する様子を模式的に示す斜視図である。
図８Ａは、本開示の実施形態２におけるレーザ光源２００の構成例を模式的に示す斜視図である。
図８Ｂは、図８Ａのレーザ光源２００を模式的に示す上面図である。
図８Ｃは、図８Ｂの構成のＹＺ平面に平行なＶＩＩＩＣ－ＶＩＩＩＣ線断面図である。
図８Ｄは、図８Ａのレーザ光源２００を模式的に示す背面図である。
図９Ａは、本開示の実施形態２の変形例１におけるレーザ光源２１０の構成例を模式的に示す斜視図である。
図９Ｂは、図９Ａのレーザ光源２１０を模式的に示す上面図である。
図９Ｃは、図９Ｂの構成のＹＺ平面に平行なＩＸＣ－ＩＸＣ線断面図である。
図９Ｄは、図９Ａのレーザ光源２１０を模式的に示す背面図である。
図１０Ａは、本開示の実施形態２の変形例２におけるレーザ光源２２０の構成例を模式的に示す斜視図である。
図１０Ｂは、図１０Ａのレーザ光源２２０を模式的に示す上面図である。
図１０Ｃは、図１０Ｂの構成のＹＺ平面に平行なＸＣ－ＸＣ線断面図である。
図１０Ｄは、図１０Ａの第４のサブマウント部分２０ｐ
４
およびコリメートレンズ３０を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態におけるレーザ光源を詳細に説明する。複数の図面に表れる同一符号の部分は同一または同等の部分を示す。
【０００９】
さらに以下は、本開示の技術思想を具体化するために例示しているのであって、本開示を以下に限定しない。また、構成要素の寸法、材質、形状、その相対的配置などの記載は、本開示の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図している。各図面が示す部材の大きさや位置関係などは、理解を容易にするなどのために誇張している場合がある。
【００１０】
（実施形態１）
まず、図１Ａおよび図１Ｂ、ならびに図２Ａから図２Ｃを参照して、本開示の実施形態１におけるレーザ光源の基本的な構成例を説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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