(57)【要約】【課題】光学設計が容易で放熱特性に優れ、且つ製造が容易な多波長半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】多波長半導体レーザ装置１００を、板状のステム１０と、ステム１０上に底面が載置された柱状のサブマウント２１と、サブマウント２１の側面上に設けられ、発振波長の異なる複数のＬＤ３１〜３３と、ステム１０を貫通して設けられ、サブマウント２１の側面の稜線２１ａ〜２１ｃと対向する位置に配置されたリードピン４１〜４３とを備え、複数のＬＤ３１〜３３の各発光点３１ａ〜３３ａとステム１０の中心軸１０ｚとの距離が実質的に等しくなるように構成した。【選択図】図２
2010251502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のステムと、
前記ステム上に底面が載置された柱状のサブマウントと、
前記サブマウントの側面上に設けられ、発振波長の異なる複数のレーザダイオードと、
前記ステムを貫通して設けられ、前記サブマウントの側面の稜線に対向する位置に配置されたリードピンとを備え、
前記複数のレーザダイオードの発光点と前記ステムの中心軸との距離が実質的に等しいことを特徴とする多波長半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記サブマウントは正多角柱状であることを特徴とする請求項１に記載の多波長半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記サブマウントは正三角柱状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多波長半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記リードピンは、前記サブマウントの中心軸に対して回転対称であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の多波長半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記サブマウントの中心軸と前記ステムの中心軸とが一致することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の多波長半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記複数のレーザダイオードの少なくとも１つは、２波長レーザダイオードであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の多波長半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記複数のレーザダイオードは、前記サブマウント側面の稜線近傍に配置されたことを特徴とする請求項６に記載の多波長半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、波長の異なる光を放射する多波長半導体レーザ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）などの光ディスクは、大容量の記録媒体として現在盛んに利用されている。これらの光ディスクの記録・再生に用いられるレーザダイオード（以下、「ＬＤ」という）の発振波長はそれぞれ異なり、ＣＤ用ＬＤの発振波長は７８０ｎｍ帯（赤外）、ＤＶＤ用ＬＤの発振波長は６５０ｎｍ帯（赤色）、ＢＤ用ＬＤの発振波長は４０５ｎｍ帯（青紫色）である。したがって、１つの光ディスク装置でＣＤ、ＤＶＤおよびＢＤの情報を取り扱うためには、赤外、赤色および青紫色の３つの光源が必要となる。
【０００３】
従来の多波長半導体レーザ装置として、ヒートシンク上に設置された青紫色ＬＤ上に赤色ＬＤと赤外ＬＤとを接着して並置することにより、１つの光ディスク装置でＣＤ、ＤＶＤおよびＢＤの情報を取り扱うことができるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、複数のＬＤのアレイとして、折り曲げ可能なサブマウント上に複数のＬＤを実装し、実装されたＬＤが内側になるようにサブマウントを三角柱状に折り曲げることによって、複数のＬＤの光源を互いに接近させたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５９４７１号公報（図４）
【特許文献２】特開平８−１１１５６２号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の多波長レーザ装置においては、赤外ＬＤと赤色ＬＤが青紫色ＬＤ上に接着して配置されているため、赤外ＬＤおよび赤色ＬＤが動作時に発する熱をヒートシンクに効率的に放熱することができないという問題があった。また、赤外ＬＤ、赤色ＬＤおよび青紫色ＬＤの発光点をパッケージの中心から等距離にすることが難しく、光学設計が複雑になるという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献２に記載のＬＤアレイにおいては、各ＬＤの発光点をパッケージの中心から等距離にすることができるものの、ＬＤが三角柱状に折り曲げられたサブマウントの内側に配置されているため、ＬＤへの配線作業が複雑となり、配線工程に時間を要するという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、光学設計が容易で放熱特性に優れ、且つ製造が容易な多波長半導体レーザ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る多波長半導体レーザ装置は、板状のステムと、前記ステム上に底面が載置された柱状のサブマウントと、前記サブマウントの側面上に設けられ、発振波長の異なる複数のレーザダイオードと、前記ステムを貫通して設けられ、前記サブマウントの側面の稜線に対向する位置に配置されたリードピンとを備え、前記複数のレーザダイオードの発光点と前記ステムの中心軸との距離が実質的に等しいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、光学設計が容易で放熱特性に優れ、且つ製造が容易な多波長半導体レーザ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１における多波長半導体レーザ装置の構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１における多波長半導体レーザ装置の構成を示す上面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における多波長半導体レーザ装置の変形例の構成を示す上面図である。
【図４】この発明の実施の形態２における多波長半導体レーザ装置の構成を示す上面図である。
【図５】この発明の実施の形態３における多波長半導体レーザ装置の構成を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について、図１および図２を参照して説明する。
【００１２】
図１および図２において多波長半導体レーザ装置１００は、金属板材を円板状に成形したステム１０と、ステム１０の上面に底面が載置された正六角柱状のサブマウント２１と、サブマウント２１の側面上に設置された３つのＬＤ３１〜３３と、ステム１０を貫通して設けられ、サブマウント２１の稜線２１ａ〜２１ｃと対向する位置に配置された３本のリードピン４１〜４３と、ステム１０に接合された接地ピン５０とを備えている。
なお、ステム１０の中心軸１０ｚは、多波長半導体レーザ装置１００を含む半導体レーザパッケージ（図示せず）の中心とほぼ一致するように配置される。
【００１３】
サブマウント２１は、銅合金等の熱伝導率の高い金属材料で形成されており、その中心軸２１ｚがステム１０の中心軸１０ｚと一致するように設置されている。なお、側面の稜線はエッジ状である必要はなく、面取りや丸みが付いていても良い。
【００１４】
３つのＬＤ３１〜３３は、サブマウント２１の側面の内、隣接する３つの側面上にそれぞれはんだ付けされており、ステム１０の中心軸１０ｚと各発光点３１ａ〜３３ａとの距離が実質的に等しくなるように、ＬＤ３１〜３３は、各辺の中央部に配置されている。ここで、「距離が実質的に等しい」とは、光学設計上許容できる組立て誤差等があってもよいことを意味する。また、各ＬＤ３１〜３３のレーザ光が、ステムの中心軸１０ｚおよびサブマウントの中心軸２１ｚ方向と平行な方向に放射されるように各ＬＤ３１〜３３は配置されている。なお、ＬＤ３１〜３３の発振波長はそれぞれ７８０ｎｍ帯（赤外）、６５０ｎｍ帯（赤色）、４０５ｎｍ帯（青紫色）であり、設置順は特に限定されない。
【００１５】
リードピン４１〜４３は、絶縁体４１ａ〜４３ａを介してステム１０を貫通しており、サブマウント２１の稜線２１ａ〜２１ｃと対向する位置に、サブマウント２１を囲むように配置されている。なお、リードピン４１〜４３は、サブマウント２１の中心軸２１ｚに対して回転対称に設置するのが望ましい。このような位置にリードピン４１〜４３を設けることにより、ＬＤ３１〜３３がはんだ付けされたサブマウント２１を、サブマウント２１の中心軸２１ｚを軸として回転させることでリードピン４１〜４３とＬＤ３１〜３３とを容易にワイヤボンディングすることができる。このようにして、リードピン４１〜４３とＬＤ３１〜３３のｐ側電極（図示せず）とは電気的に接続される。
【００１６】
接地ピン５０は、ステム１０と溶接で接合されており、設置ピン５０はステム１０およびサブマウント２１を介してＬＤ３１〜３３のｎ側電極（図示せず）と電気的に接続されている。
【００１７】
このように多波長半導体レーザ装置１００を構成することにより、ステム１０の中心軸１０ｚ、すなわち半導体レーザパッケージの中心と、３つのＬＤ３１〜３３の発光点３１ａ〜３３ａとの距離をほぼ等しくすることができるので、多波長半導体レーザ装置１００を含む光学系の設計が容易になる。
【００１８】
特に、サブマウント２１を正六角形状に形成し、サブマウントの中心軸２１ｚと円板状のステム１０の中心軸１０ｚとがほぼ一致するように配置したので、ステム１０の中心軸１０ｚとＬＤ３１〜３３の発光点３１ａ〜３３ａとの距離を等しくすることが容易になる。
【００１９】
また、３つのＬＤ３１〜３３がいずれもサブマウント２１にはんだ付けされているので、ＬＤ３１〜３３の動作時に生じる熱をサブマウント２１を介して効率的に外部に放熱することができる。
【００２０】
さらに、リードピン４１〜４３をサブマウント２１の稜線２１ａ〜２１ｃに対向する位置に配置することにより、リードピン４１〜４３とＬＤ３１〜３３とのワイヤボンディングが容易になるので、従来技術に比べて配線工程を大幅に短縮することができ、多波長半導体レーザ装置１００を容易に製造することができる。
【００２１】
特に、リードピン４１〜４３をサブマウント２１の中心軸２１ｚに対して回転対称に設置することにより、ワイヤボンディングをより容易に行うことができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態においては、サブマウント２１を正六角柱状に形成しているが、サブマウント２１の形状は正六角柱状に限定されるものではなく、正ｎ角柱（ｎは３以上の整数）状に形成することができ、例えば、図３に示すようにサブマウント２１を正三角柱で形成するとともに、サブマウントの中心軸２１ｚとステム１０の中心軸１０ｚと一致するように配置してもよい。このようにサブマウント２１を正三角柱状に形成することにより、ＬＤ３１〜３３の各発光点３１ａ〜３３ａをステム１０の中心軸１０ｚ、すなわち半導体レーザパッケージの中心に近づけることができ、多波長半導体レーザ装置１００を含む光学系の設計がより容易になる。
【００２３】
また、サブマウント２１は正多角柱状でなくても、ステム１０の中心軸１０ｚ、すなわち半導体レーザパッケージの中心とダイオード３１〜３３の各発光点３１ａ〜３３ａとの距離が実質的に等しくなるようにできればよい。また、側面の稜線はエッジ状である必要はなく、面取りや丸みが付いていても良い。
【００２４】
本実施の形態によれば、多波長半導体レーザ装置１００を、板状のステム１０と、ステム１０上に底面が載置された柱状のサブマウント２１と、サブマウント２１の側面上に設けられ、発振波長の異なる複数のＬＤ３１〜３３と、ステム１０を貫通して設けられ、サブマウント２１の側面の稜線２１ａ〜２１ｃと対向する位置に配置されたリードピン４１〜４３とを備え、複数のＬＤ３１〜３３の各発光点３１ａ〜３３ａとステム１０の中心軸１０ｚとの距離が実質的に等しくなるように構成したので、光学設計が容易で放熱特性に優れ、且つ製造が容易な多波長半導体レーザ装置を得ることができる。
【００２５】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２について、図４を参照して説明する。本実施の形態における多波長半導体レーザ装置は、複数のＬＤの１つを２波長レーザで構成したものである。
【００２６】
図４において多波長半導体レーザ装置２００は、金属板材を円板状に成形したステム１０と、このステム１０の上面に底面が載置された正三角柱状のサブマウント２２と、サブマウント２２の側面上に設置された２つのＬＤ３４、３５と、ステム１０を貫通して設けられ、サブマウント２２の稜線２２ａ〜２２ｃと対向する位置に配置された３本のリードピン４１〜４３と、ステム１０に接合された接地ピン５０とを備えている。
なお、ステム１０の中心軸１０ｚは、多波長半導体レーザ装置２００を含む半導体レーザパッケージ（図示せず）の中心とほぼ一致するように配置される。
【００２７】
サブマウント２２は、実施の形態１と同様に、銅合金等の熱伝導率の高い金属材料で形成されており、その中心軸２２ｚがステム１０の中心軸１０ｚとほぼ一致するように設置されている。
【００２８】
２つのＬＤ３４、３５のうち、一方のＬＤ３４は発振波長が４０５ｎｍ帯（青紫色）の単波長ＬＤであり、他方のＬＤ３５は、発振波長が７８０ｎｍ帯（赤外）と６５０ｎｍ帯（赤色）のレーザを放射することのできる２波長ＬＤである。そして、ＬＤ３４、３５は、サブマウント２２の側面の内、２つの側面上にそれぞれはんだ付けされており、ステム１０の中心軸１０ｚに対する単波長ＬＤ３４の発光点３４ａおよび２波長ＬＤ３５の２つの発光点３５ａ、３５ｂとの距離が実質的に等しくなるように、ＬＤ３４、３５は、各辺の中央部に配置されている。また、各ＬＤ３４、３５のレーザ光が、ステムの中心軸１０ｚおよびサブマウントの中心軸２１ｚ方向と平行な方向に放射されるように各ＬＤ３４、３５は配置されている。
【００２９】
リードピン４１〜４３は、絶縁体４１ａ〜４３ａを介してステム１０を貫通しており、サブマウント２２の稜線２２ａ〜２２ｃと対向する位置に、サブマウント２２を囲むように配置されている。なお、リードピン４１〜４３は、サブマウント２２の中心軸２２ｚに対して回転対称に設置するのが望ましい。このような位置にリードピン４１〜４３を設けることにより、ＬＤ３４、３５がはんだ付けされたサブマウント２２を、サブマウント２２の中心軸２２ｚを軸として回転させることによりリードピン４１〜４３とＬＤ３４、３５とを容易にワイヤボンディングすることができる。このようにして、リードピン４１〜４３とＬＤ３１〜３３のｐ側電極（図示せず）とは電気的に接続される。
【００３０】
また、接地ピン５０は、実施の形態１と同様に、ステム１０と溶接で接合されており、設置ピン５０はステム１０およびサブマウント２２を介してＬＤ３１〜３３のｎ側電極（図示せず）と電気的に接続されている。
【００３１】
このように多波長半導体レーザ装置２００を構成することにより、ステム１０の中心軸１０ｚ、すなわち半導体レーザパッケージの中心と、単波長ＬＤ３４の発光点３４ａおよび２波長ＬＤ３５の発光点３５ａ、３５ｂとの距離をほぼ等しくすることができるので、多波長半導体レーザ装置２００を含む光学系の設計が容易になる。
【００３２】
特に、サブマウント２２を正三角柱状に形成し、サブマウントの中心軸２２ｚと円板状のステム１０の中心軸１０ｚとがほぼ一致するように配置したので、ステム１０の中心軸１０ｚに対してＬＤ３４、３５の発光点３４ａ、３５ａ、３５ｂの距離を等しくすることがより容易になる。
【００３３】
また、２つのＬＤ３４、３５がいずれもサブマウント２２にはんだ付けされているので、ＬＤ３４、３５が動作時に生じる熱をサブマウント２２を介して外部に効率的に放熱することができる。
【００３４】
さらに、リードピン４１〜４３をサブマウント２２の稜線２２ａ〜２２ｃと対向する位置に配置することにより、リードピン４１〜４３とＬＤ３４、３５とのワイヤボンディングが容易になるので、従来技術に比べて配線工程を大幅に短縮することができ、多波長半導体レーザ装置２００を容易に製造することができる。
【００３５】
特に、リードピン４１〜４３をサブマウント２２の中心軸２２ｚに対して回転対称に設置することにより、ワイヤボンディングをより容易に行うことができる。
【００３６】
本実施の形態によれば、多波長半導体レーザ装置２００を、円板状のステム１０と、ステム１０上に底面が載置された柱状のサブマウント２２と、サブマウント２２の側面上に設けられ、発振波長の異なる複数のＬＤ３４、３５と、ステム１０を貫通して設けられ、サブマウント２２の側面の稜線２２ａ〜２２ｃと対向する位置に配置されたリードピン４１〜４３とを備え、複数のＬＤ３４、３５の各発光点３４ａ、３５ａとステム１０の中心軸１０ｚとの距離が実質的に等しくなるように構成したので、光学設計が容易で放熱特性に優れ、且つ製造が容易な多波長半導体レーザ装置を得ることができる。
【００３７】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３について、図５を参照して説明する。本実施の形態における多波長半導体レーザ装置は、複数のＬＤの１つを２波長ＬＤで構成し、当該複数のＬＤをサブマウントの稜線近傍に配置することにより、各ＬＤの発光点をパッケージの中心に近づけるように構成したものである。
【００３８】
図５において本実施の形態における多波長半導体レーザ装置３００は、青紫色レーザ光を発振する単波長ＬＤ３４と赤色と赤外レーザ光を発振する２波長ＬＤ３５を正三角柱状のサブマウント２３の２つの側面にそれぞれ配置し、ＬＤ３４、３５を１つの稜線２３ｂの近傍に配置したものである。なお、各ＬＤの発光点３４ａ、３５ａ、３５ｂとステム１０の中心軸１０ｚ、すなわちパッケージの中心との距離はほぼ等しくなるように設置されている。これらの点を除けば、実施の形態３における多波長半導体レーザ装置３００は、実施の形態２における多波長半導体レーザ装置２００と同様の構成を有するものである。
【００３９】
このように多波長半導体レーザ装置３００を構成することにより、ステム１０の中心軸１０ｚ、すなわち半導体レーザパッケージの中心と単波長ＬＤ３４の発光点３４ａおよび２波長ＬＤ３５の発光点３５ａ、３５ｂとの距離を実質的に等しくしたまま、各ＬＤの発光点３４ａ、３５ａ、３５ｂをパッケージの中心に近づけることができるので、多波長半導体レーザ装置３００を含む光学系の設計がより容易になる。
【００４０】
本実施の形態によれば、多波長半導体レーザ装置３００を、円板状のステム１０と、ステム１０上に底面が載置された柱状のサブマウント２３と、サブマウント２３の側面上に設けられ、発振波長の異なる複数のＬＤ３４、３５と、ステム１０を貫通して設けられ、サブマウント２３の側面の稜線２３ａ〜２３ｃと対向する位置に配置されたリードピン４１〜４３とを備え、複数のＬＤ３４、３５の各発光点３４ａ、３５ａ、３５ｂとステム１０の中心軸１０ｚとの距離が実質的に等しく、リードピン４１〜４３は、サブマウント２３の中心軸２３ｚに対して回転対称になるように構成するとともに、ＬＤ３４、３５の発光点３４ａ、３５ａ、３５ｂがステム１０の中心軸１０ｚ近傍になるように構成したので、光学設計がより容易で放熱特性に優れ、且つ製造が容易な多波長半導体レーザ装置を得ることができる。
【００４１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲で様々な変形例や発展例を含むことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４２】
１０  ステム、  １０ｚ  ステムの中心軸、  ２１〜２３  サブマウント、  ２１ａ〜２１ｃ,２２ａ〜２２ｃ,２３ａ〜２３ｃ  稜線、  ２１ｚ〜２３ｚ  サブマウントの中心軸、  ３１〜３５  ＬＤ、  ３１ａ〜３５ａ,３５ｂ  発光点、  ４１〜４３  リードピン、  ４１ａ〜４３ａ  絶縁体、  ５０  接地ピン、  １００,２００,３００  多波長半導体レーザ装置。
【図１】
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【図２】
2010251502.tif 000004
【図３】
2010251502.tif 000005
【図４】
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【図５】
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