(57)【要約】【課題】  放熱特性に優れ、レーザ素子の前方に出射される光の反射に起因する不要な光の発生を抑制し、レーザポインタやラインマーカー用の光源に好適な半導体レーザ装置を提供する【解決手段】  ヒートシンク２と、前記ヒートシンクの上面に配置したサブマウント３と、前記サブマウントの上面に配置した可視光発光型半導体レーザ素子４とを備え、前記半導体レーザ素子はその前面に発光点を有した半導体レーザ装置１において、前記サブマウント３の前方に前記ヒートシンク２の上面が露出するように前記サブマウントを前記ヒートシンク上に固定し、前記サブマウントの前方に露出した前記ヒートシンクの上面に反射防止用の皮膜８を形成したことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンクと、前記ヒートシンクの上面に配置したサブマウントと、前記サブマウントの上面に配置した可視光発光型半導体レーザ素子とを備え、前記半導体レーザ素子はその前面に発光点を有した半導体レーザ装置において、前記サブマウントの前方に前記ヒートシンクの上面が露出するように前記サブマウントを前記ヒートシンク上に固定し、前記サブマウントの前方に露出した前記ヒートシンクの上面に反射防止用の皮膜を形成したことを特徴とする半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザポインタやラインマーカーの光源に好適な半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体レーザ装置は、特許文献１に開示されているように、半導体レーザ素子の出力を制御するためのモニター用の受光素子が半導体レーザ素子の後方に配置されている。そして、この受光素子に向けて半導体レーザ素子の後面より発せられる後方出射光に起因する迷光の影響を排除するために、ステムの主面やヒートシンクの側面やサブマウントの端面などの一度受光素子やガラス板などによって反射した光が当たる部分に反射防止膜が設けられている。
【０００３】
一方、ヒートシンクとサブマウントの前面は、半導体レーザ素子の前面から出力される光が遮光されないように、半導体レーザ素子の前面と同一面に揃えられている。
【特許文献１】特開昭６０−３９８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体レーザ素子の高出力化に伴って、半導体レーザ素子の発熱量が増加し、サブマウントやヒートシンクを介した放熱特性の向上が要望されている。放熱特性の向上のためには、ヒートシンクとサブマウントの接触面積を広く保つことが重要であり、ヒートシンクの寸法誤差や、組み立て時に位置的なバラツキなどが生じたとしても、サブマウントがヒートシンクの前面よりも飛び出すことがないように、サブマウントの前面がヒートシンクの前面よりも若干後方に位置するように取り付けられている。
【０００５】
サブマウントの前面がヒートシンクの前面よりも若干後方に位置するようにサブマウントとヒートシンクの固定を行うと、図５に示すように、サブマウント前方にヒートシンクの上面が露出し、この露出部分によってレーザ光の一部が反射される。このような半導体レーザ装置をレーザポインタやラインマーカーの光源として組み込んだ場合、メインビームの周囲に前記反射光によるサイドビームが現れ、このサイドビームがメインビームに対する不要な光成分になるという新たな課題が見つかった。
【０００６】
そこで本発明は、放熱特性に優れるとともに、レーザ素子の前方に出射される光の反射に起因する不要な光の発生を抑制し、レーザポインタやラインマーカーの光源に好適な半導体レーザ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで本発明は、ヒートシンクと、前記ヒートシンクの上面に配置したサブマウントと、前記サブマウントの上面に配置した可視光発光型半導体レーザ素子とを備え、前記半導体レーザ素子はその前面に発光点を有した半導体レーザ装置において、前記サブマウントの前方に前記ヒートシンクの上面が露出するように前記サブマウントを前記ヒートシンク上に固定し、前記サブマウントの前方に露出した前記ヒートシンクの上面に反射防止用の皮膜を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
サブマウントの前方にヒートシンクの上面が露出するようにサブマウントをヒートシンク上に固定したことによって、サブマウントとヒートシンクの接触面積が最大に保たれ、放熱特性が向上する。さらに、サブマウントの前方に露出したヒートシンクの上面に反射防止用の皮膜を形成したので、露出したヒートシンクによる主出射光の反射を防止して光学特性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、半導体レーザ装置１は、ヒートシンク２と、前記ヒートシンク２の上面２１に配置したサブマウント３と、前記サブマウント３の上面３１に配置した半導体レーザ素子４とを備えている。
【００１０】
半導体レーザ素子４は、可視光発光型のものが選択され、レーザポインタやラインマーカーの光源に用いる場合は、視認性の良さの点で、波長が６２０〜７００ｎｍの赤色、４９０〜５６０ｎｍの緑色のものを用いることが望ましい。半導体レーザ素子４は、その前面４１に主発光点を、後面４２にモニター用の副発光点を有している。
【００１１】
ヒートシンク２は、熱伝導性の良い金属製で、角柱状の形態を成して円盤状のステム５の前面に固定されている。ステム５も熱伝導性の良い金属製で、複数のリードピン６１、６２、６３を一体的に備えている。一つのリードピン６３はステム５と電気的な接続状態、残りのリードピン６１，６２は、ステム５と電気的な絶縁状態を保って取り付けられている。ステム５の前面には、半導体レーザ素子４のモニター用の受光素子７を設けている。
【００１２】
サブマウント３は、ヒートシンク２と半導体レーザ素子４の間に配置され、両者の熱膨張率差を緩衝したり、放熱経路として機能したりする素材が選択され、この例では、半導体素子であるシリコンを用いているが、それ以外の素材を選択することも出来る。
【００１３】
サブマウント３は、ヒートシンク２の寸法誤差や、組み立ての際の取り付け誤差があってもサブマウント３の下面全体がヒートシンク２の上面に必ず重なるように、前面３１がヒートシンク２の前面２２よりも若干後方に位置するように固定される。その結果、サブマウント３の前方には、ヒートシンク２の上面２１が若干ではあるが必ず露出する。
【００１４】
半導体レーザ素子４の前面４１よりも前に、露出したヒートシンク２の上面２１が位置すると、半導体レーザ素子４の前面４１から出射した光の一部が、露出したヒートシンク２の上面２１によって反射し、メインビームの周囲にサブビームを形成する要因になる。この露出したヒートシンク２の上面２１には、半導体レーザ素子４の前面４１から出射した光の反射を抑えるための光吸収用の皮膜８を塗布して形成している。
皮膜８としては、黒色材料で塗布部分から脱落、消失しなければよく、例えば、油性の黒色マジックのような濃色油性塗料、あるいはグラファイト粉末とシリコーン系樹脂を混合したものでも良い。
この実施例では、三菱化学製塗料用カーボンブラックと信越化学工業製シリコーン樹脂を混ぜ合わせたものを用いた。これによって反射が防止されることを確認した。
【００１５】
このような半導体レーザ装置１は、図３に示すように、気密封止用のガラス９０付キャップ９１が気密封止して装着されることによってキャンタイプの半導体レーザ装置として利用することが出来る。
【００１６】
本発明は、ステムタイプやキャンタイプ以外の半導体レーザ装置にも適用することが出来る。図４は、フレームタイプの半導体レーザに適用した実施形態を示す。この半導体レーザ装置は、前記ヒートシンク２の役割を複数の金属製フレームの中の１つで代用するものである。この例では、樹脂９２によって一体化された３つのリードフレーム９３，９４，９５の内で最も面積が広いリードフレーム９４をヒートシンクとして用いる。そして、このリードフレーム９４の上面に、先のレーザ装置と同様にサブマウント３を配置し、前記サブマウント３の上面３１に半導体レーザ素子４を配置している。サブマウント３は、受光用のフォトダイオードを内蔵し、半導体レーザ素子４のモニター用の受光素子を兼ねている。
【００１７】
サブマウント３よりも前に、リードフレーム９４の上面が露出すると、半導体レーザ素子４の前面４１から出射した光の一部が、露出したリードフレーム９４の上面によって反射し、メインビームの周囲にサブビームを形成する要因になる。この露出したリードフレーム９４の上面には、先の実施形態と同様に半導体レーザ素子４の前面４１から出射した光の反射を抑えるための光吸収用の皮膜８を塗布して形成している。
この皮膜８は、露出したヒートシンク２（リードフレーム９４）の上面全体に設ける必要はなく、半導体レーザ素子４の前方に位置する露出したヒートシンク２の上面２１部分に設ければよい。
上記実施形態において、半導体レーザ素子４のモニター用の受光素子が不要な場合は、受光素子の配置や機能を省略することも出来る。
上記の半導体レーザ装置を光学装置と組み合わせることによって、レーザポインタやラインマーカー、光ピックアップなどの光学機器を構成することができる。このような機器においては、メインビームの周囲におけるサブビームの発生が抑制されるので、光学特性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
可視光タイプの半導体レーザ装置として利用することが出来る。レーザポインタやラインマーカー用の光源に好適な半導体レーザ装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態を示す側面図である。
【図２】同実施形態を示す正面図である。
【図３】同実施形態のキャップ装着状態を示す一部切欠き斜視図である。
【図４】本発明の別の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明の課題を説明するための側面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  半導体レーザ装置
２  ヒートシンク
３  サブマウント
４  半導体レーザ装置
５  ステム
８  皮膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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