(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられた素子実装部と、
前記素子実装部に実装され、第１の方向に沿った光軸を有するレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の成分のうち前記第１の方向に垂直な第２の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の方向及び前記第２の方向に垂直な第３の方向に対して垂直なレンズ取付面と前記第３の方向に垂直なブロック固定面と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の方向における端部の少なくとも一方が、前記レンズ固定ブロックのレンズ取付面にレンズ固定用樹脂により固定され、
前記レンズ固定ブロックの前記ブロック固定面が前記素子実装部の前記第３の方向における側面にブロック固定用樹脂により固定されている、
ことを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項２】
前記第２の方向は、前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光のファースト軸の方向であることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項３】
前記レンズ固定ブロックのレンズ取付面の位置は、前記レンズ固定ブロックのブロック固定面の位置よりも前記素子実装部から前記第３の方向に離れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項４】
前記レンズ固定ブロックのレンズ取付面とブロック固定面との間には、前記レンズ固定用樹脂が前記素子実装部に接触することを防止する溝が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項５】
前記素子実装部は、前記半導体レーザ素子が実装される実装基板と、所定の厚さのスペーサとを含み、
前記レンズ固定ブロックのブロック固定面は、前記素子実装部のスペーサの前記第３の方向における側面に前記ブロック固定用樹脂により固定される、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項６】
前記レンズ固定用樹脂は、ＵＶ硬化樹脂又は熱硬化樹脂であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項７】
前記ブロック固定用樹脂は、ＵＶ硬化樹脂又は熱硬化樹脂であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項８】
前記コリメートレンズを挟んで前記第１の方向の両側に存在する前記レンズ固定用樹脂の量が互いに等しく、
前記コリメートレンズを挟んで前記第２の方向の両側に存在する前記レンズ固定用樹脂の量が互いに等しい、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項９】
第１の方向に沿った光軸を有するレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、該半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の成分のうち前記第１の方向に垂直な第２の方向の成分をコリメートするコリメートレンズとを備えた半導体レーザモジュールの製造方法であって、
前記半導体レーザ素子を素子実装部に実装し、
前記素子実装部を基板に固定し、
レンズ固定ブロックに形成されたレンズ取付面にレンズ固定用樹脂を塗布し、
前記第１の方向及び前記第２の方向に垂直な第３の方向に対して前記レンズ取付面が垂直となる状態で、前記コリメートレンズの前記第３の方向における端部を前記レンズ取付面に塗布されたレンズ固定用樹脂に挿入し、
前記レンズ固定用樹脂を硬化させて前記コリメートレンズを前記レンズ固定ブロックに固定し、
前記素子実装部の前記第３の方向における側面にブロック固定用樹脂を塗布し、
前記コリメートレンズが固定された前記レンズ固定ブロックを前記ブロック固定用樹脂に接触させた状態で、前記半導体レーザ素子からレーザ光を出射しつつ前記コリメートレンズを所望の位置に位置決めし、
前記コリメートレンズが位置決めされた状態で前記ブロック固定用樹脂を硬化させて前記レンズ固定ブロック及び前記コリメートレンズを前記素子実装部に対して固定する、
ことを特徴とする半導体レーザモジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記第２の方向は、前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光のファースト軸の方向であることを特徴とする請求項９に記載の半導体レーザモジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記コリメートレンズの端部を前記レンズ固定用樹脂に挿入する際に、前記コリメートレンズを挟んで前記第１の方向の両側に存在する前記レンズ固定用樹脂の量を互いに等しくし、前記コリメートレンズを挟んで前記第２の方向の両側に存在する前記レンズ固定用樹脂の量を互いに等しくすることを特徴とする請求項９又は１０に記載の半導体レーザモジュールの製造方法。
【請求項１２】
前記素子実装部を実装基板と所定の厚さのスペーサとにより構成し、
前記半導体レーザ素子を前記素子実装部に実装する際に、
前記半導体レーザ素子を前記実装基板に実装し、
前記実装基板を前記スペーサに固定し、
前記素子実装部の前記第３の方向における側面に前記ブロック固定用樹脂を塗布する際に、前記スペーサの前記第３の方向における側面に前記ブロック固定用樹脂を塗布する、
ことを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の半導体レーザモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザモジュール及びその製造方法に係り、特に半導体レーザ素子と半導体レーザ素子から出射されたレーザ光をコリメートするコリメートレンズとを含む半導体レーザモジュール及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体レーザ素子のｐｎ接合に垂直な方向はファースト軸と呼ばれ、ｐｎ接合に平行な方向はスロー軸と呼ばれるが、半導体レーザ素子のファースト軸方向の開口数はスロー軸方向の開口数に比べてはるかに大きい。このため、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光は、ファースト軸方向に大きな広がりを有することとなる。したがって、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光のファースト軸方向の成分をコリメートするコリメートレンズを半導体レーザ素子の出射面の近傍に配置する必要がある（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
このようなコリメートレンズを用いて所望の光学系を構成するためには、光軸に沿った方向及びファースト軸に沿った方向においてコリメートレンズを半導体レーザ素子に対して高い精度で固定し、半導体レーザ素子とコリメートレンズとの間の位置関係の変動を抑える必要がある。具体的には、半導体レーザ素子とコリメートレンズとの間の位置関係はミクロンオーダで固定及び維持する必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１の第４図に開示された光ファイバ取付装置では、コリメートレンズ（光ファイバレンズ２６）がその軸線に沿って摺動可能に取り付けられているが、光ファイバレンズ２６を摺動可能とするためには円筒形クランプ５２と光ファイバレンズ２６との間に一定の隙間を形成する必要がある。したがって、半導体レーザ素子バー１０から出射されるレーザ光の光軸方向及びファースト軸方向の両方において光ファイバレンズ２６の位置の変動をミクロンオーダで抑えることは不可能である。
【０００５】
また、特許文献１の光ファイバレンズ２６はエポキシ樹脂５０により取付部材４０に固定されているが、このエポキシ樹脂５０の硬化収縮に伴い、光ファイバレンズ２６がレーザ光の光軸方向にずれてしまう。さらに、この光ファイバレンズ２６はエポキシ樹脂５０により直接取付部材４０に固定されているので、光ファイバレンズ２６の調心を行うために少なくとも調心アライメント分以上のエポキシ樹脂５０を取付部材４０と光ファイバレンズ２６との間に設ける必要がある。このエポキシ樹脂５０の温度や湿度による収縮や膨張によって光ファイバレンズ２６はファースト軸方向にもずれてしまう。
【０００６】
また、特許文献２には、半導体レーザ素子１とコリメーティングレンズ６とをそれぞれロウ付け層５，８により１つの補助物体４に固定することにより、半導体レーザ素子１のたわみとコリメーティングレンズ６のたわみとを連動させて両者間の位置関係の変動を抑制する半導体レーザモジュールが開示されている。半導体レーザ素子１の位置を調整する際には、ロウ付け層５，８のロウ付けのために例えば約４００℃の高温下で半導体レーザ素子１の位置決めを行う必要がある。しかしながら、そのような温度下では半導体レーザ素子１からレーザ光を出射させることができないため、半導体レーザ素子１からレーザ光を出射させながらコリメーティングレンズ６を調心すること（いわゆるアクティブ調心）ができないという問題がある。
【０００７】
この場合において、ロウ付け層５，８に代えて樹脂などを用いて半導体レーザ素子１及びコリメーティングレンズ６を固定すればアクティブ調心が可能になるが、その場合であっても、樹脂の収縮や膨張によって半導体レーザ素子１に対して補助物体４及びコリメーティングレンズ６の位置が大きく変動してしまうため、コリメーティングレンズ６が調心位置からずれてしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２００６３４号公報
【特許文献２】特許第３４２３７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、コリメートレンズを固定する樹脂の収縮や膨張による影響を低減し、コリメートレンズを高精度に調心された状態に保持することができる半導体レーザモジュールを提供することを第１の目的とする。
【００１０】
また、本発明は、コリメートレンズのアクティブ調心を行いつつ、コリメートレンズを半導体レーザ素子に対して高い精度で固定することができる半導体レーザモジュールの製造方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、コリメートレンズを固定する樹脂の収縮や膨張による影響を低減し、コリメートレンズを高精度に調心された状態に保持することができる半導体レーザモジュールが提供される。この半導体レーザモジュールは、基板と、上記基板上に設けられた素子実装部と、上記素子実装部に実装された半導体レーザ素子とを備えている。上記半導体レーザ素子は、第１の方向に沿った光軸を有するレーザ光を出射する。上記半導体レーザモジュールは、上記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の成分のうち上記第１の方向に垂直な第２の方向の成分をコリメートするコリメートレンズと、上記第１の方向及び上記第２の方向に垂直な第３の方向に対して垂直なレンズ取付面と上記第３の方向に垂直なブロック固定面とを有するレンズ固定ブロックとを備えている。上記コリメートレンズの上記第３の方向における端部の少なくとも一方が、上記レンズ固定ブロックのレンズ取付面にレンズ固定用樹脂により固定される。上記レンズ固定ブロックの上記ブロック固定面が上記素子実装部の上記第３の方向における側面にブロック固定用樹脂により固定される。
【００１２】
このように、本発明の第１の態様によれば、コリメートレンズを固定するレンズ固定用樹脂が、コリメートレンズの第３の方向における端部と第３の方向に垂直なレンズ取付面との間に設けられているため、レンズ固定用樹脂の硬化収縮や温度又は湿度によるレンズ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の変化が主として第３の方向のみとなる。さらに、コリメートレンズは第３の方向には位置を調整する必要がなく光学的にはどの位置でもよいため、コリメートレンズとレンズ取付面との間のレンズ固定用樹脂の厚さを薄くすることも可能であり、レンズ固定用樹脂の収縮又は膨張による変化量自体を小さくすることができる。このため、コリメートレンズの位置が第１の方向及び第２の方向にはほとんど変化することがない。したがって、コリメートレンズを固定するレンズ固定用樹脂の収縮や膨張による影響を低減しコリメートレンズを高精度に調心された状態に保持することができる。
【００１３】
しかも、レンズ固定ブロックを固定するブロック固定用樹脂が、レンズ固定ブロックの第３の方向に垂直なブロック固定面と素子実装部の第３の方向における側面との間に設けられているため、ブロック固定用樹脂の収縮や膨張によるレンズ固定ブロックの位置の変化が主として第３の方向のみとなる。さらに、コリメートレンズは第３の方向には位置を調整する必要がなく光学的にはどの位置でもよいため、レンズ固定ブロックと素子実装部の第３の方向における側面との間のブロック固定用樹脂の厚さを薄くすることも可能であり、ブロック固定用樹脂の収縮又は膨張による変化量自体を小さくすることができる。このため、レンズ固定ブロックの位置がＹ方向及びＺ方向にほとんど変化することがなく、また、レンズ固定ブロックに固定されたコリメートレンズの位置もＹ方向及びＺ方向にほとんど変化することがない。したがって、コリメートレンズを高精度に調心された状態に保持することができる。
【００１４】
ここで、上記第２の方向を、上記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光のファースト軸の方向とすることができる。また、上記レンズ固定用樹脂として、ＵＶ硬化樹脂又は熱硬化樹脂を用いることができる。さらに、上記ブロック固定用樹脂として、ＵＶ硬化樹脂又は熱硬化樹脂を用いることができる。また、上記素子実装部が、上記半導体レーザ素子が実装される実装基板と所定の厚さのスペーサとを含み、上記レンズ固定ブロックのブロック固定面が、上記素子実装部のスペーサの上記第３の方向における側面に上記ブロック固定用樹脂により固定されていてもよい。
【００１５】
また、上記コリメートレンズを挟んで上記第１の方向の両側に存在するレンズ固定用樹脂の量を互いに等しくすることが好ましい。このようにすることで、コリメートレンズを挟んで第１の方向の両側に存在するレンズ固定用樹脂の収縮量又は膨張量が等しくなり互いに相殺し合うため、レンズ固定用樹脂の収縮や膨張によるコリメートレンズの第１の方向への影響を実質的になくすことができる。同様に、上記コリメートレンズを挟んで上記第２の方向の両側に存在するレンズ固定用樹脂の量を互いに等しくすることが好ましい。このようにすることで、コリメートレンズを挟んで第２の方向の両側に存在するレンズ固定用樹脂の収縮量又は膨張量が等しくなり互いに相殺し合うため、レンズ固定用樹脂の収縮や膨張によるコリメートレンズの第２の方向への影響を実質的になくすことができる。
【００１６】
上記レンズ固定ブロックのレンズ取付面の位置を、上記レンズ固定ブロックのブロック固定面の位置よりも上記素子実装部から上記第３の方向に離してもよい。あるいは、上記レンズ固定ブロックのレンズ取付面とブロック固定面との間に、上記レンズ固定用樹脂が上記素子実装部に接触することを防止する溝を形成してもよい。このような構成により、レンズ固定ブロックを素子実装部に近づけた場合にレンズ固定用樹脂が素子実装部に接触することを防止することができる。
【００１７】
本発明の第２の態様によれば、コリメートレンズのアクティブ調心を行いつつ、コリメートレンズを半導体レーザ素子に対して高い精度で固定することができる半導体レーザモジュールの製造方法が提供される。この製造方法により、第１の方向に沿った光軸を有するレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、該半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の成分のうち上記第１の方向に垂直な第２の方向の成分をコリメートするコリメートレンズとを備えた半導体レーザモジュールを製造する。この製造方法では、上記半導体レーザ素子を素子実装部に実装し、上記素子実装部を基板に固定する。レンズ固定ブロックに形成されたレンズ取付面にレンズ固定用樹脂を塗布し、上記第１の方向及び上記第２の方向に垂直な第３の方向に対して上記レンズ取付面が垂直となる状態で、上記コリメートレンズの上記第３の方向における端部を上記レンズ取付面に塗布されたレンズ固定用樹脂に挿入し、上記レンズ固定用樹脂を硬化させて上記コリメートレンズを上記レンズ固定ブロックに固定する。また、上記素子実装部の上記第３の方向における側面にブロック固定用樹脂を塗布し、上記コリメートレンズが固定された上記レンズ固定ブロックを上記ブロック固定用樹脂に接触させた状態で、上記半導体レーザ素子からレーザ光を出射しつつ上記コリメートレンズを所望の位置に位置決めし、上記コリメートレンズが位置決めされた状態で上記ブロック固定用樹脂を硬化させて上記レンズ固定ブロック及び上記コリメートレンズを上記素子実装部に対して固定する。
【００１８】
このように、本発明の第２の態様によれば、レンズ固定用樹脂を用いてコリメートレンズをレンズ固定ブロックに固定しているので、特許文献２のはんだ接合のように高温に保つ必要がない。したがって、半導体レーザ素子からレーザ光を出射させながらコリメートレンズの位置決め（アクティブ調心）をすることができる。しかも、レンズ固定用樹脂が、コリメートレンズの第３の方向の端部とレーザ光の光軸（第１の方向）に平行なレンズ取付面との間に設けられているため、レンズ固定用樹脂の硬化収縮や温度又は湿度によるレンズ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の変化が主として第３の方向のみとなる。さらに、コリメートレンズは第３の方向には位置を調整する必要がなく光学的にはどの位置でもよいため、コリメートレンズとレンズ取付面との間のレンズ固定用樹脂の厚さを薄くすることも可能であり、レンズ固定用樹脂の収縮又は膨張による変化量自体を小さくすることができる。このため、コリメートレンズの位置が第１の方向及び第２の方向にはほとんど変化することがなく、コリメートレンズを半導体レーザ素子に対して高い精度で固定することができる。
【００１９】
さらに、レンズ固定ブロックを固定するブロック固定用樹脂が、レンズ固定ブロックの第３の方向に垂直なブロック固定面と素子実装部の第３の方向における側面との間に設けられているため、ブロック固定用樹脂の収縮や膨張によるレンズ固定ブロックの位置の変化が主として第３の方向のみとなる。さらに、コリメートレンズは第３の方向には位置を調整する必要がなく光学的にはどの位置でもよいため、レンズ固定ブロックと素子実装部の第３の方向における側面との間のブロック固定用樹脂の厚さを薄くすることも可能であり、ブロック固定用樹脂の収縮又は膨張による変化量自体を小さくすることができる。このため、レンズ固定ブロックの位置がＹ方向及びＺ方向にほとんど変化することがなく、また、レンズ固定ブロックに固定されたコリメートレンズの位置もＹ方向及びＺ方向にほとんど変化することがない。したがって、コリメートレンズを高精度に調心された状態に保持することができる。
【００２０】
ここで、上記第２の方向を、上記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光のファースト軸の方向とすることができる。また、上記レンズ固定用樹脂として、ＵＶ硬化樹脂又は熱硬化樹脂を用いることができる。さらに、上記ブロック固定用樹脂として、ＵＶ硬化樹脂又は熱硬化樹脂を用いることができる。また、上記素子実装部を実装基板と所定の厚さのスペーサとにより構成し、上記半導体レーザ素子を上記実装基板に実装し、上記実装基板を上記スペーサに固定し、上記スペーサの上記第３の方向における側面に上記ブロック固定用樹脂を塗布してもよい。
【００２１】
また、上記コリメートレンズの端部を上記レンズ固定用樹脂に挿入する際に、上記コリメートレンズを挟んで上記第１の方向の両側に存在するレンズ固定用樹脂の量を互いに等しくすることが好ましい。このようにすることで、コリメートレンズを挟んで第１の方向の両側に存在するレンズ固定用樹脂の収縮量又は膨張量が等しくなり互いに相殺し合うため、レンズ固定用樹脂の収縮や膨張によるコリメートレンズの第１の方向への影響を実質的になくすことができる。同様に、上記コリメートレンズを挟んで上記第２の方向の両側に存在するレンズ固定用樹脂の量を互いに等しくすることが好ましい。このようにすることで、コリメートレンズを挟んで第２の方向の両側に存在するレンズ固定用樹脂の収縮量又は膨張量が等しくなり互いに相殺し合うため、レンズ固定用樹脂の収縮や膨張によるコリメートレンズの第２の方向への影響を実質的になくすことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、コリメートレンズを固定する樹脂の収縮や膨張による影響を低減し、コリメートレンズを高精度に調心された状態に保持することができる半導体レーザモジュールを提供することができる。また、本発明によれば、コリメートレンズのアクティブ調心を行いつつ、コリメートレンズを半導体レーザ素子に対して高い精度で固定することができる半導体レーザモジュールの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態における半導体レーザモジュールを示す平面図である。
【図２】図１の半導体レーザモジュールの正面図である。
【図３】図１の半導体レーザモジュールの側面図である。
【図４】図１の半導体レーザモジュールの製造方法を説明する図である。
【図５】図１の半導体レーザモジュールの製造方法を説明する図である。
【図６】図１の半導体レーザモジュールの製造方法を説明する図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における半導体レーザモジュールを示す平面図である。
【図８】図７の半導体レーザモジュールの正面図である。
【図９】図７の半導体レーザモジュールの側面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態における半導体レーザモジュールを示す平面図である。
【図１１】図１０の半導体レーザモジュールの正面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態における半導体レーザモジュールを示す平面図である。
【図１３】図１２の半導体レーザモジュールの正面図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態における半導体レーザモジュールを示す平面図である。
【図１５】図１４の半導体レーザモジュールの正面図である。
【図１６】本発明の第６の実施形態における半導体レーザモジュールを示す平面図である。
【図１７】図１６の半導体レーザモジュールの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る半導体レーザモジュールの実施形態について図１から図８を参照して詳細に説明する。なお、図１から図８において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００２５】
図１は本発明の第１の実施形態における半導体レーザモジュール１を示す平面図、図２は正面図、図３は側面図である。図１から図３に示すように、本実施形態における半導体レーザモジュール１は、第１の基板１０と、第１の基板１０上に固定された第２の基板（素子実装部）２０と、第２の基板２０上に実装された半導体レーザ素子（レーザダイオード）３０と、半導体レーザ素子３０から出射されたレーザ光をコリメートするコリメートレンズ４０とを備えている。図１において、半導体レーザ素子３０はＺ方向に沿ってレーザ光Ｌを出射する。なお、以下では、図２に示すＹ方向がレーザ光Ｌのファースト軸方向であるものとして説明する。
【００２６】
コリメートレンズ４０は、半導体レーザ素子３０から出射されるレーザ光Ｌの成分のうちファースト軸方向（Ｙ方向）の成分をコリメートして平行光を生成するものである。本実施形態では、図２に示すように、ＹＺ平面におけるコリメートレンズ４０の断面は、レーザ光Ｌが入射する側がＹ軸に平行になっており、レーザ光が出射する側が凸面状になっている。コリメートレンズ４０は、このような断面形状を有してレーザ光Ｌのスロー軸方向（Ｘ方向）に延びている。例えば、コリメートレンズ４０のＸ方向の長さは２ｍｍ程度である。コリメートレンズ４０は、所望の平行光を生成するために調心され、Ｙ方向及びＺ方向に関して高精度に位置決めされる。
【００２７】
図１から図３に示すように、本実施形態における半導体レーザモジュール１は、例えばガラスなどからなる略直方体状のレンズ固定ブロック５０を備えている。このレンズ固定ブロック５０は、レーザ光Ｌの光軸に平行なレンズ取付面５０Ａ及びブロック固定面５０Ｂを有している。本実施形態におけるレンズ取付面５０Ａ及びブロック固定面５０Ｂは同一平面上にある。レンズ取付面５０Ａ及びブロック固定面５０Ｂは、レーザ光Ｌのファースト軸（Ｙ方向）にも平行になるように、すなわちＸ方向に垂直に構成されている。
【００２８】
図１及び図３に示すように、レンズ固定ブロック５０のブロック固定面５０Ｂは、第２の基板２０のＸ方向における側面２０Ａにブロック固定用樹脂５２により固定されている。レンズ固定ブロック５０は、第１の基板１０に接触しないようになっており、第２の基板２０に片持ち梁状に固定されている。このブロック固定用樹脂５２としては例えばＵＶ硬化樹脂又は熱硬化樹脂を用いることができる。ここで、レンズ固定ブロック５０のブロック固定面５０Ｂと第２の基板２０の側面２０Ａとの間のブロック固定用樹脂５２の厚さを薄くすることが好ましい。
【００２９】
コリメートレンズ４０のＸ方向の端部４０Ａは、レンズ固定ブロック５０のレンズ取付面５０Ａにレンズ固定用樹脂４２により固定されている。コリメートレンズ４０は、第１の基板１０に接触しないようになっており、レンズ固定ブロック５０に片持ち梁状に固定されている。このレンズ固定用樹脂４２としては例えばＵＶ硬化樹脂又は熱硬化樹脂を用いることができる。レンズ固定用樹脂４２は、コリメートレンズ４０の端部４０ＡをＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向から固定している。ここで、コリメートレンズ４０を挟んでＺ方向の両側に存在するレンズ固定用樹脂４２の量が互いに等しいことが好ましく、また、コリメートレンズ４０を挟んでＹ方向の両側に存在するレンズ固定用樹脂４２の量が互いに等しいことが好ましい。さらに、コリメートレンズ４０とレンズ取付面５０Ａとの間のレンズ固定用樹脂４２の厚さを薄くすることが好ましい。
【００３０】
ここで、コリメートレンズ４０を固定するレンズ固定用樹脂４２が、コリメートレンズ４０のＸ方向の端部４０ＡとＸ方向に垂直なレンズ取付面５０Ａとの間に設けられているため、レンズ固定用樹脂４２の硬化収縮や温度又は湿度によるレンズ固定用樹脂４２の収縮や膨張によるコリメートレンズ４０の位置の変化は主としてＸ方向、すなわちスロー軸方向のみとなる。さらに、コリメートレンズ４０とレンズ取付面５０Ａとの間のレンズ固定用樹脂４２の厚さを薄くすれば、レンズ固定用樹脂４２の収縮又は膨張による変化量自体を小さくすることができる。したがって、コリメートレンズ４０の位置がＹ方向及びＺ方向にはほとんど変化することがなく、コリメートレンズ４０を高精度に調心された状態に保持することができる。
【００３１】
なお、図１から図３に示す例では、コリメートレンズ４０の端部４０ＡのＸ方向の端面全体がレンズ固定用樹脂４２によりレンズ取付面５０Ａに固定されているが、コリメートレンズ４０の端部４０ＡのＸ方向の端面の少なくとも一部がレンズ固定用樹脂４２によりレンズ取付面５０Ａに固定されていればよい。
【００３２】
また、コリメートレンズ４０を挟んでＺ方向の両側に存在するレンズ固定用樹脂４２の量を互いに等しくすることにより、コリメートレンズ４０の両側に存在するレンズ固定用樹脂４２の収縮量又は膨張量が等しくなり互いに相殺し合うため、レンズ固定用樹脂４２の収縮や膨張によるコリメートレンズ４０のＺ方向への影響を実質的になくすことができる。また、コリメートレンズ４０を挟んでＹ方向の両側に存在するレンズ固定用樹脂４２の量を互いに等しくすることにより、コリメートレンズ４０の両側に存在するレンズ固定用樹脂４２の収縮量又は膨張量が等しくなり互いに相殺し合うため、レンズ固定用樹脂４２の収縮や膨張によるコリメートレンズ４０のＹ方向への影響を実質的になくすことができる。
【００３３】
さらに、レンズ固定ブロック５０を固定するブロック固定用樹脂５２が、レンズ固定ブロック５０のＸ方向に垂直なブロック固定面５０Ｂと第２の基板２０のＸ方向における側面２０Ａとの間に設けられているため、ブロック固定用樹脂５２の収縮や膨張によるレンズ固定ブロック５０の位置の変化が主としてＸ方向のみとなる。さらに、レンズ固定ブロック５０のブロック固定面５０Ｂと第２の基板２０の側面２０Ａとの間のブロック固定用樹脂５２の厚さを薄くすれば、レンズ固定用樹脂４２の収縮又は膨張による変化量自体を小さくすることができる。したがって、レンズ固定ブロック５０の位置がＹ方向及びＺ方向にほとんど変化することがない。このため、レンズ固定ブロック５０に固定されたコリメートレンズ４０の位置もＹ方向及びＺ方向にほとんど変化することがない。したがって、コリメートレンズ４０を高精度に調心された状態に保持することができる。
【００３４】
次に、本実施形態における半導体レーザモジュール１を製造する方法について説明する。半導体レーザモジュール１を製造する際には、まず、半導体レーザ素子３０を素子実装部である第２の基板２０に実装し、半導体レーザ素子３０が実装された第２の基板２０を第１の基板１０上に固定する（図４）。
【００３５】
また、レンズ固定ブロック５０のレンズ取付面５０Ａにレンズ固定用樹脂４２を塗布し、コリメートレンズ４０の端部４０Ａをレンズ取付面５０Ａに垂直な方向からレンズ固定用樹脂４２に挿入する（図５）。そして、レンズ固定用樹脂４２を硬化させてコリメートレンズ４０をレンズ固定ブロック５０に固定する。このとき、コリメートレンズ４０とレンズ取付面５０Ａとの間のレンズ固定用樹脂４２の厚さがなるべく薄くなるようにすることが好ましい。
【００３６】
次に、第２の基板２０の側面２０Ａ上にブロック固定用樹脂５２を塗布する。そして、コリメートレンズ４０が固定されたレンズ固定ブロック５０を、第２の基板２０のブロック固定用樹脂５２を塗布した箇所に接触させる（図６）。このとき、レンズ固定ブロック５０のレンズ取付面５０ＡはＸ方向に垂直になっている。
【００３７】
そして、半導体レーザ素子３０からレーザ光を出射させ、その状態でレンズ固定ブロック５０を移動させてコリメートレンズ４０の位置決めを行う（アクティブ調心）。このとき、レンズ固定ブロック５０のブロック固定面５０Ｂと第２の基板２０の側面２０Ａとの間のブロック固定用樹脂５２の厚さがなるべく薄くなるようにすることが好ましい。コリメートレンズ４０が高精度に位置決めされた状態で、ブロック固定用樹脂５２を硬化させることによりレンズ固定ブロック５０を第２の基板２０に固定する。このようにして、半導体レーザモジュール１が完成する（図１）。
【００３８】
上述したように、本実施形態における半導体レーザモジュール１の製造方法によれば、レンズ固定用樹脂４２を用いてコリメートレンズ４０をレンズ固定ブロック５０に固定しているため、特許文献２のはんだ接合のように高温に保つ必要がない。したがって、半導体レーザ素子３０からレーザ光を出射させながらコリメートレンズ４０の位置決め（アクティブ調心）をすることができる。
【００３９】
また、コリメートレンズ４０のＸ方向の端部４０ＡをＸ方向に垂直なレンズ固定ブロック５０のレンズ取付面５０Ａに固定しているので、レンズ固定用樹脂４２の硬化収縮や温度又は湿度によるレンズ固定用樹脂４２の収縮や膨張によるコリメートレンズ４０の位置の変動がＹ方向及びＺ方向にはほとんど生じることがない。また、コリメートレンズ４０とレンズ取付面５０Ａとの間のレンズ固定用樹脂４２の厚さを薄くすれば、レンズ固定用樹脂４２の収縮又は膨張による変化量自体を小さくすることができる。したがって、コリメートレンズ４０を高精度に調心された状態に保持することができる。
【００４０】
また、Ｘ方向に垂直なレンズ固定ブロック５０のブロック固定面５０Ｂを第２の基板２０のＸ方向における側面２０Ａに固定しているので、ブロック固定用樹脂５２の硬化収縮や温度又は湿度によるブロック固定用樹脂５２の収縮や膨張によるレンズ固定ブロック５０の位置の変動がＹ方向及びＺ方向にはほとんど生じることがない。また、レンズ固定ブロック５０のブロック固定面５０Ｂと第２の基板２０の側面２０Ａとの間のブロック固定用樹脂５２の厚さを薄くすれば、ブロック固定用樹脂５２の収縮又は膨張による変化量自体を小さくすることができる。したがって、レンズ固定ブロック５０に固定されたコリメートレンズ４０の位置の変動もＹ方向及びＺ方向にはほとんど生じることがなく、コリメートレンズ４０を高精度に調心された状態に保持することができる。
【００４１】
図７は本発明の第２の実施形態における半導体レーザモジュール１０１を示す平面図、図８は正面図、図９は側面図である。図７から図９に示すように、本実施形態における半導体レーザモジュール１０１は、半導体レーザ素子３０が実装される素子実装部として、半導体レーザ素子３０が実装される実装基板としての第２の基板２０と、スペーサとしての第３の基板１２０とを備えている。このようなスペーサ１２０により半導体レーザ素子３０を所望の高さに設置することができる。
【００４２】
また、本実施形態における半導体レーザモジュール１０１は、例えばガラスなどからなる略直方体状のレンズ固定ブロック１５０を備えている。このレンズ固定ブロック１５０は、Ｘ方向に垂直で同一平面上にあるレンズ取付面１５０Ａ及びブロック固定面１５０Ｂを有している。レンズ取付面１５０Ａにはコリメートレンズ４０のＸ方向の端部４０Ａがレンズ固定用樹脂４２により固定される。
【００４３】
図７及び図９に示すように、レンズ固定ブロック１５０のブロック固定面１５０Ｂは、第３の基板１２０のＸ方向における側面１２０Ａにブロック固定用樹脂５２により固定されている。レンズ固定ブロック１５０は、第１の基板１０に接触しないようになっており、第３の基板１２０に片持ち梁状に固定されている。
【００４４】
一般に、半導体レーザ素子３０を実装する基板はファースト軸方向（Ｙ方向）の厚さが０．５ｍｍよりも薄いことが多い。したがって、上述した第１の実施形態の構成では、レンズ固定ブロック５０のブロック固定面５０ＢのＹ方向の幅が非常に狭くなってしまう。本実施形態では、第１の基板１０と第２の基板２０との間に適切な厚さのスペーサ１２０を設け、このスペーサ１２０にレンズ固定ブロック１５０を固定しているため、ブロック固定面１５０Ｂの面積を十分に確保することができる。このようなスペーサ１２０のＹ方向の厚さは０．３ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４５】
図１０は本発明の第３の実施形態における半導体レーザモジュール２０１を示す平面図、図１１は正面図である。図１０及び図１１に示すように、本実施形態における半導体レーザモジュール２０１は、例えばガラスなどからなる略直方体状のレンズ固定ブロック２５０を備えている。このレンズ固定ブロック２５０は、第１の実施形態と同様に、Ｘ方向に垂直なレンズ取付面２５０Ａ及びブロック固定面２５０Ｂを有しているが、図１０に示すように、レンズ固定ブロック２５０のレンズ取付面２５０Ａの位置とブロック固定面２５０Ｂの位置がＸ方向にずれている。したがって、これらレンズ取付面２５０Ａとブロック固定面２５０Ｂとにより段差２５０Ｃが形成されている。
【００４６】
レンズ固定ブロック２５０のレンズ取付面２５０Ａにはコリメートレンズ４０のＸ方向の端部４０Ａがレンズ固定用樹脂４２により固定される。レンズ固定ブロック２５０のブロック固定面２５０Ｂは、第２の基板２０のＸ方向における側面２０Ａにブロック固定用樹脂５２により固定されている。レンズ固定ブロック２５０は、第１の基板１０に接触しないようになっており、第２の基板２０に片持ち梁状に固定されている。
【００４７】
上述したように、半導体レーザ素子３０から出射されるレーザ光Ｌはファースト軸方向に広がりを有しているので、コリメートレンズ４０を半導体レーザ素子３０の出射面に近づけることが好ましいが、上述した第１の実施形態においてコリメートレンズ４０を半導体レーザ素子３０の出射面に近づけすぎると、コリメートレンズ４０を固定しているレンズ固定用樹脂４２が第２の基板２０に接触するおそれがある。レンズ固定用樹脂４２が第２の基板２０に接触すると、コリメートレンズ４０がレンズ固定用樹脂４２を介して第２の基板２０のＺ方向の端面にも固定されることとなり、レンズ固定用樹脂４２の収縮や膨張の影響がコリメートレンズ４０のＺ方向の位置の変化としてあらわれる。本実施形態では、レンズ固定ブロック２５０のレンズ取付面２５０Ａをブロック固定面２５０Ｂよりも第２の基板２０からＸ方向に離して段差２５０Ｃを形成することにより、レンズ固定ブロック２５０を半導体レーザ素子３０に近づけた場合にレンズ固定用樹脂４２が第２の基板２０に接触することを防止している。
【００４８】
図１２は本発明の第４の実施形態における半導体レーザモジュール３０１を示す平面図、図１３は正面図である。第４の実施形態は、上述した第２の実施形態と第３の実施形態を組み合わせたものである。すなわち、図１２及び図１３に示すように、本実施形態における半導体レーザモジュール３０１は、半導体レーザ素子３０が実装される素子実装部として、半導体レーザ素子３０が実装される実装基板としての第２の基板２０と、スペーサとしての第３の基板１２０とを備えている。このようなスペーサ１２０により半導体レーザ素子３０を所望の高さに設置することができる。
【００４９】
また、本実施形態における半導体レーザモジュール１０１は、例えばガラスなどからなる略直方体状のレンズ固定ブロック３５０を備えている。このレンズ固定ブロック３５０は、第２の実施形態と同様に、Ｘ方向に垂直なレンズ取付面３５０Ａ及びブロック固定面３５０Ｂを有しているが、図１２に示すように、レンズ固定ブロック３５０のレンズ取付面３５０Ａをブロック固定面３５０Ｂよりも第３の基板１２０からＸ方向に離して段差３５０Ｃを形成している。このような構成により、レンズ固定ブロック３５０を半導体レーザ素子３０に近づけた場合にレンズ固定用樹脂４２が第３の基板１２０に接触することを防止している。
【００５０】
レンズ固定ブロック３５０のレンズ取付面３５０Ａにはコリメートレンズ４０のＸ方向の端部４０Ａがレンズ固定用樹脂４２により固定される。レンズ固定ブロック３５０のブロック固定面３５０Ｂは、第３の基板１２０のＸ方向における側面１２０Ａにブロック固定用樹脂５２により固定されている。レンズ固定ブロック３５０は、第１の基板１０に接触しないようになっており、第３の基板１２０に片持ち梁状に固定されている。
【００５１】
図１４は本発明の第５の実施形態における半導体レーザモジュール４０１を示す平面図、図１５は正面図である。図１４及び図１５に示すように、本実施形態における半導体レーザモジュール４０１は、例えばガラスなどからなる略直方体状のレンズ固定ブロック４５０を備えている。このレンズ固定ブロック４５０は、第１の実施形態と同様に、Ｘ方向に垂直で同一平面にあるレンズ取付面４５０Ａ及びブロック固定面４５０Ｂを有しているが、図１４に示すように、レンズ固定ブロック４５０のレンズ取付面４５０Ａとブロック固定面４５０Ｂとの間にＹ方向に延びる溝４５０Ｃが形成されている。
【００５２】
レンズ固定ブロック４５０のレンズ取付面４５０Ａにはコリメートレンズ４０のＸ方向における端部４０Ａがレンズ固定用樹脂４２により固定される。レンズ固定ブロック４５０のブロック固定面４５０Ｂは、第２の基板２０のＸ方向における側面２０Ａにブロック固定用樹脂５２により固定されている。レンズ固定ブロック４５０は、第１の基板１０に接触しないようになっており、第２の基板２０に片持ち梁状に固定されている。
【００５３】
本実施形態においては、レンズ固定ブロック４５０のレンズ取付面４５０Ａにある程度以上のレンズ固定用樹脂４２が塗布されると、余分なレンズ固定用樹脂４２がレンズ取付面４５０Ａとブロック固定面４５０Ｂとの間の溝４５０Ｃに流れ込むので、レンズ固定ブロック４５０を半導体レーザ素子３０に近づけた場合にレンズ固定用樹脂４２が第２の基板２０に接触することを防止することができる。
【００５４】
図１６は本発明の第６の実施形態における半導体レーザモジュール５０１を示す平面図、図１７は正面図である。第６の実施形態は、上述した第２の実施形態と第５の実施形態を組み合わせたものである。すなわち、図１６及び図１７に示すように、本実施形態における半導体レーザモジュール５０１は、半導体レーザ素子３０が実装される素子実装部として、半導体レーザ素子３０が実装される実装基板としての第２の基板２０と、スペーサとしての第３の基板１２０とを備えている。このようなスペーサ１２０により半導体レーザ素子３０を所望の高さに設置することができる。
【００５５】
また、本実施形態における半導体レーザモジュール５０１は、例えばガラスなどからなる略直方体状のレンズ固定ブロック５５０を備えている。このレンズ固定ブロック５５０は、第１の実施形態と同様に、Ｘ方向に垂直で同一平面にあるレンズ取付面５５０Ａ及びブロック固定面５５０Ｂを有しているが、図１６に示すように、レンズ固定ブロック５５０のレンズ取付面５５０Ａとブロック固定面５５０Ｂとの間にＹ方向に延びる溝５５０Ｃが形成されている。このような構成により、レンズ固定ブロック５５０を半導体レーザ素子３０に近づけた場合にレンズ固定用樹脂４２が第３の基板１２０に接触することを防止している。
【００５６】
レンズ固定ブロック５５０のレンズ取付面５５０Ａにはコリメートレンズ４０のＸ方向の端部４０Ａがレンズ固定用樹脂４２により固定される。レンズ固定ブロック５５０のブロック固定面５５０Ｂは、第３の基板１２０のＸ方向における側面１２０Ａにブロック固定用樹脂５２により固定されている。レンズ固定ブロック５５０は、第１の基板１０に接触しないようになっており、第３の基板１２０に片持ち梁状に固定されている。
【００５７】
なお、上述した各実施形態では、コリメートレンズ４０のＸ方向の端部の一方のみを固定する構成を説明したが、他方の端部に対しても同様のレンズ固定ブロックを設け、コリメートレンズ４０のＸ方向の両端部を固定するようにしてもよい。
【００５８】
さらに、上述した実施形態におけるコリメートレンズ４０は、レーザ光Ｌの成分のうちファースト軸方向（Ｙ方向）の成分をコリメートするものであったが、レーザ光Ｌの成分のうちスロー軸方向（Ｘ方向）の成分をコリメートするレンズを用いる場合にも本発明を適用することができる。その場合には、レンズ固定ブロックのレンズ取付面及びブロック固定面をＸＺ平面に平行に配置し、レンズ取付面にコリメートレンズのＹ方向の端部を固定すればよい。
【００５９】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６０】
Ｌ    レーザ光
１    半導体レーザモジュール
１０    第１の基板
２０    第２の基板（実装基板）
２０Ａ  側面
３０    半導体レーザ素子
４０    コリメートレンズ
４０Ａ  端部
４２    レンズ固定用樹脂
５０    レンズ固定ブロック
５０Ａ  レンズ取付面
５０Ｂ  ブロック固定面
５２    ブロック固定用樹脂
１０１    半導体レーザモジュール
１２０    第３の基板（スペーサ）
１２０Ａ  側面
１５０Ａ  レンズ取付面
１５０Ｂ  ブロック固定面
２０１    半導体レーザモジュール
２５０Ａ  レンズ取付面
２５０Ｂ  ブロック固定面
２５０Ｃ  段差
３０１    半導体レーザモジュール
３５０Ａ  レンズ取付面
３５０Ｂ  ブロック固定面
３５０Ｃ  段差
４０１    半導体レーザモジュール
４５０Ａ  レンズ取付面
４５０Ｂ  ブロック固定面
４５０Ｃ  溝
５０１    半導体レーザモジュール
５５０Ａ  レンズ取付面
５５０Ｂ  ブロック固定面
５５０Ｃ  溝
【図１】
0005616471.tif 000002
【図２】
0005616471.tif 000003
【図３】
0005616471.tif 000004
【図４】
0005616471.tif 000005
【図５】
0005616471.tif 000006
【図６】
0005616471.tif 000007
【図７】
0005616471.tif 000008
【図８】
0005616471.tif 000009
【図９】
0005616471.tif 000010
【図１０】
0005616471.tif 000011
【図１１】
0005616471.tif 000012
【図１２】
0005616471.tif 000013
【図１３】
0005616471.tif 000014
【図１４】
0005616471.tif 000015
【図１５】
0005616471.tif 000016
【図１６】
0005616471.tif 000017
【図１７】
0005616471.tif 000018