(57)【要約】【課題】信頼性の高い半導体レーザモジュールを提供すること。【解決手段】半導体レーザモジュールは、レーザ光を出力する半導体レーザ素子と、コア部と、コア部の外周に形成されたクラッド部と、を備え、前記レーザ光が一端から入射され、該レーザ光を当該半導体レーザモジュールの外部に導波する光ファイバと、前記光ファイバの外周に配置され、前記レーザ光の波長において光透過性を有し、前記光ファイバを固定する光学部品と、前記光学部品と前記光ファイバとを固着する第１固定剤と、前記半導体レーザ素子と、前記光ファイバの前記レーザ光を入射する側の一端と、を内部に収容する筐体とを備え、前記光学部品の周囲に、前記レーザ光を吸収し、かつ粗面であるように処理されている光反射低減領域が形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出力する半導体レーザ素子と、
コア部と、コア部の外周に形成されたクラッド部と、を備え、前記レーザ光が一端から入射され、該レーザ光を当該半導体レーザモジュールの外部に導波する光ファイバと、
前記光ファイバの外周に配置され、前記レーザ光の波長において光透過性を有し、前記光ファイバを固定する光学部品と、
前記光学部品と前記光ファイバとを固着する第１固定剤と、
前記半導体レーザ素子と、前記光ファイバの前記レーザ光を入射する側の一端と、を内部に収容する筐体と、
を備え、前記光学部品の周囲に、前記レーザ光を吸収し、かつ粗面であるように処理されている光反射低減領域が形成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】
前記光反射低減領域は、前記光学部品の外周に配置され、該光学部品を固定する固定部材の内面に形成されてい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】
前記固定部材は、
Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、ステンレス鋼、もしくはＦｅを含む金属部材、
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉを含む金属、もしくはＣを含む表面メッキ層を備える部材、
ＡｌＮ、ＢｅＯ、ＺｒＯ２、ＳｉＣ、もしくはＡｌ２Ｏ３を含むセラミック部材、
またはＡｌＮ、ＢｅＯ、ＺｒＯ２、ＳｉＣ、もしくはＡｌ２Ｏ３を含む表面を覆うセラミック層を備える部材、のうち少なくとも１つを有することを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項４】
前記光反射低減領域は、前記筐体の内面に形成されてい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５】
前記光反射低減領域は、前記筐体の内面または前記固定部材の内面にパルスレーザ光を照射することにより表面処理されたものであることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項６】
前記光反射低減領域は、前記筐体の内面または前記固定部材の内面に選択的に形成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項７】
前記光反射低減領域は、前記筐体の内面または前記固定部材の内面にパルスレーザ光を選択的に照射することにより表面処理されたものであることを特徴とする請求項６に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項８】
前記光反射低減領域は、前記筐体の内面または前記固定部材の内面に、位置によって異なる強度のパルスレーザ光を照射することにより表面処理されたものであることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項９】
前記光反射低減領域は、前記光ファイバの前記レーザ光の入射端側から前記光ファイバの前記レーザ光の出射端側に向かって光吸収率が連続的または段階的に高くなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１０】
前記光反射低減領域は、周期的に形成されており、かつ前記光ファイバの前記レーザ光の入射端側から前記光ファイバの前記レーザ光の出射端側に向かって光吸収率が高くなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１１】
前記光反射低減領域は、離散的に形成されており、かつ前記光ファイバの前記レーザ光の入射端側から前記光ファイバの前記レーザ光の出射端側に向かって間隔が狭くなるように形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１２】
前記光ファイバは、前記レーザ光の入射端側に前記光学部品から突出した突出部を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１３】
前記光ファイバの前記レーザ光の入射端と前記光学部品との間に配置された第１光遮断部をさらに備え、前記第１光遮断部は、前記突出部の外周において、前記光ファイバと離間するように配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１４】
前記第１光遮断部は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、ステンレス鋼、またはＦｅを含む金属部材、Ｎｉ、Ｃｒ、またはＴｉを含む表面メッキ層を備える部材、または誘電体多層膜を備える部材、のうち少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１３に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１５】
前記固定部材は、前記筐体に熱良導体を介して接続されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１６】
前記熱良導体は、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする請求項１５に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１７】
前記光ファイバの前記レーザ光の出射端側に配置され、前記レーザ光の前記光学部品からの出射を抑制する第２光遮断部を、さらに備えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１８】
前記第２光遮断部は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、ステンレス鋼、またはＦｅを含む金属部材、または誘電体多層膜を備える部材、のうち少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１７に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１９】
前記第２光遮断部の前記光学部品側の面は、該面に入射した光が前記光ファイバから離れる方向に反射するように傾斜、または曲率を有することを特徴とする請求項１７または１８に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項２０】
前記光学部品は、円管状のガラスキャピラリであることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザモジュールにおいて、光ファイバからレーザ光を出力する場合に、パッケージ上の所定の位置に固定された半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を、レンズなどによって集光し、光ファイバに結合する方法が知られている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
このような光結合方法において、半導体レーザ素子が高出力である場合、光ファイバを固定する接着剤や光ファイバの被覆部が光吸収による発熱によって損傷し、信頼性が低下する場合がある。そのため、従来、透明なガラスキャピラリに光ファイバを挿通し、光ファイバを固定する方法が知られている（たとえば特許文献２参照）。しかしながら、半導体レーザモジュールにおいて、ガラスキャピラリを用いても接着剤や被覆部が発熱により損傷する場合がある。これに対して、本発明者は、接着剤や被覆部の損傷を防止した、信頼性の高い半導体モジュールを開示している（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９６０８８号公報
【特許文献２】特開２００４−３５４７７１号公報
【特許文献３】国際公開第２０１５／０３７７２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の高強度化に伴って、信頼性の高い半導体レーザモジュールへの要求はますます高まっている。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、信頼性の高い半導体レーザモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、レーザ光を出力する半導体レーザ素子と、コア部と、コア部の外周に形成されたクラッド部と、を備え、前記レーザ光が一端から入射され、該レーザ光を当該半導体レーザモジュールの外部に導波する光ファイバと、前記光ファイバの外周に配置され、前記レーザ光の波長において光透過性を有し、前記光ファイバを固定する光学部品と、前記光学部品と前記光ファイバとを固着する第１固定剤と、前記半導体レーザ素子と、前記光ファイバの前記レーザ光を入射する側の一端と、を内部に収容する筐体と、を備え、前記光学部品の周囲に、前記レーザ光を吸収し、かつ粗面であるように処理されている光反射低減領域が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記光反射低減領域は、前記光学部品の外周に配置され、該光学部品を固定する固定部材の内面に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記固定部材は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、ステンレス鋼、もしくはＦｅを含む金属部材、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉを含む金属、もしくはＣを含む表面メッキ層を備える部材、ＡｌＮ、ＢｅＯ、ＺｒＯ２、ＳｉＣ、もしくはＡｌ２Ｏ３を含むセラミック部材、またはＡｌＮ、ＢｅＯ、ＺｒＯ２、ＳｉＣ、もしくはＡｌ２Ｏ３を含む表面を覆うセラミック層を備える部材、のうち少なくとも１つを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記光反射低減領域は、前記筐体の内面に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記光反射低減領域は、前記筐体の内面または前記固定部材の内面にパルスレーザ光を照射することにより表面処理されたものであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記光反射低減領域は、前記筐体の内面または前記固定部材の内面に選択的に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記光反射低減領域は、前記筐体の内面または前記固定部材の内面にパルスレーザ光を選択的に照射することにより表面処理されたものであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記光反射低減領域は、前記筐体の内面または前記固定部材の内面に、位置によって異なる強度のパルスレーザ光を照射することにより表面処理されたものであることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記光反射低減領域は、前記光ファイバの前記レーザ光の入射端側から前記光ファイバの前記レーザ光の出射端側に向かって光吸収率が連続的または段階的に高くなるように形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記光反射低減領域は、周期的に形成されており、かつ前記光ファイバの前記レーザ光の入射端側から前記光ファイバの前記レーザ光の出射端側に向かって光吸収率が高くなるように形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記光反射低減領域は、離散的に形成されており、かつ前記光ファイバの前記レーザ光の入射端側から前記光ファイバの前記レーザ光の出射端側に向かって間隔が狭くなるように形成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記光ファイバは、前記レーザ光の入射端側に前記光学部品から突出した突出部を備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記光ファイバの前記レーザ光の入射端と前記光学部品との間に配置された第１光遮断部をさらに備え、前記第１光遮断部は、前記突出部の外周において、前記光ファイバと離間するように配置されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記第１光遮断部は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、ステンレス鋼、またはＦｅを含む金属部材、Ｎｉ、Ｃｒ、またはＴｉを含む表面メッキ層を備える部材、または誘電体多層膜を備える部材、のうち少なくとも１つを有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記固定部材は、前記筐体に熱良導体を介して接続されていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記熱良導体は、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記光ファイバの前記レーザ光の出射端側に配置され、前記レーザ光の前記光学部品からの出射を抑制する第２光遮断部を、さらに備えることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記第２光遮断部は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、ステンレス鋼、またはＦｅを含む金属部材、または誘電体多層膜を備える部材、のうち少なくとも１つを有することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記第２光遮断部の前記光学部品側の面は、該面に入射した光が前記光ファイバから離れる方向に反射するように傾斜、または曲率を有することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記光学部品は、円管状のガラスキャピラリであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、信頼性の高い半導体レーザモジュールを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る半導体レーザモジュールの模式的な平面図である。
【図２】図２は、図１に示す半導体レーザモジュールの側面を表す模式的な一部切欠図である。
【図３】図３は、図１に示す半導体レーザモジュールの光ファイバ、ガラスキャピラリ、固定部材の模式的な断面図である。
【図４】図４は、変形例に係る半導体レーザモジュールの固定部材を説明する模式図である。
【図５】図５は、変形例に係る半導体レーザモジュールの固定部材を説明する模式図である。
【図６】図６は、光吸収率の分布の他の例を示す図である。
【図７】図７は、光吸収率の分布のさらに他の例を示す図である。
【図８】図８は、光吸収率の分布のさらに他の例を示す図である。
【図９】図９は、光吸収率の分布のさらに他の例を示す図である。
【図１０】図１０は、変形例に係る半導体レーザモジュールの筐体を説明する模式図である。
【図１１】図１１は、変形例に係る半導体レーザモジュールの光ファイバ、ガラスキャピラリ、固定部材の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００３０】
（実施の形態）
まず、本発明の実施の形態に係る半導体レーザモジュールの構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る半導体レーザモジュールの模式的な平面図である。図２は、図１に示す半導体レーザモジュールの側面を表す模式的な一部切欠図である。本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１００は、筐体であるパッケージ１０１と、パッケージ１０１の内部に順に積載されたＬＤ高さ調整板１０２と、サブマウント１０３−１〜６と、６つの半導体レーザ素子１０４−１〜６とを備える。パッケージ１０１は、図２に示すように蓋１０１ａを備えるが、図１においては、パッケージ１０１の蓋は、図示を省略している。また、半導体レーザモジュール１００は、半導体レーザ素子１０４−１〜６に電流を注入するリードピン１０５を備える。そして、半導体レーザモジュール１００は、半導体レーザ素子１０４−１〜６が出力するレーザ光の光路上に順に配置された光学素子である、第１レンズ１０６−１〜６と、第２レンズ１０７−１〜６と、ミラー１０８−１〜６と、第３レンズ１０９と、光フィルタ１１０と、第４レンズ１１１とを備える。第１レンズ１０６−１〜６、第２レンズ１０７−１〜６、ミラー１０８−１〜６、第３レンズ１０９、光フィルタ１１０、第４レンズ１１１は、それぞれパッケージ１０１の内部に固定されている。さらに、半導体レーザモジュール１００は、第４レンズ１１１と対向して配置された光ファイバ１１２を備える。光ファイバ１１２のレーザ光を入射する側の一端は、パッケージ１０１の内部に収容されている。
【００３１】
図２に示すように、半導体レーザ素子１０４−１〜６は、ＬＤ高さ調整板１０２によって、パッケージ１０１の内部に、段差をつけて配置されている。さらに、第１レンズ１０６−１〜６、第２レンズ１０７−１〜６、ミラー１０８−１〜６は、それぞれ対応する１つの半導体レーザ素子と同じ高さに配置されている。
また、光ファイバ１１２のパッケージ１０１への挿入部には、ルースチューブ１１５が設けられ、ルースチューブ１１５の一部と挿入部を覆うように、パッケージ１０１の一部にブーツ１１４が外嵌されている。
【００３２】
また、図２に示すように、光ファイバ１１２は、光学部品としてのガラスキャピラリ１１６に挿通されている。光ファイバ１１２は、被覆部１１２ａを備えるが、光ファイバ１１２のガラスキャピラリ１１６に挿通される部分は、被覆部１１２ａが除去されている。また、光ファイバ１１２は、入射側の一部にガラスキャピラリ１１６から突出した突出部１１２ｂを備える。ガラスキャピラリ１１６は、その外周を固定部材１１７に覆われている。そして、固定部材１１７は、パッケージ１０１に固定されている。また、ガラスキャピラリ１１６のレーザ光出射側には、第２光遮断部１１８が配置されている。第２光遮断部１１８は、固定部材１１７のレーザ光出射側において、固定部材１１７と嵌合している。第２光遮断部１１８は、その一部にルースチューブ１１５を内挿されている。
【００３３】
つぎに、半導体レーザモジュール１００の光ファイバ１１２近傍の構成について、詳細に説明する。図３は、図１に示す半導体レーザモジュール１００の光ファイバ１１２、ガラスキャピラリ１１６、固定部材１１７の模式的な断面図である。図３に示すように、光ファイバ１１２は、コア部１１２ｃと、クラッド部１１２ｄとを備える。コア部１１２ｃと、クラッド部１１２ｄとは、光ファイバ１１２のガラス光ファイバ部１１２ｅを構成する。
【００３４】
光ファイバ１１２は、ガラスキャピラリ１１６に挿通されている。そして、光ファイバ１１２とガラスキャピラリ１１６とは、第１固定剤１１９で固着されている。ガラスキャピラリ１１６は、固定部材１１７に挿通されている。そして、ガラスキャピラリ１１６と固定部材１１７とは、第２固定剤１２０で固着されている。
【００３５】
また、固定部材１１７の内面、すなわち、ガラスキャピラリ１１６と対向する面には、光反射低減領域１１７ａが形成されている。光反射低減領域１１７ａは、固定部材１１７の内面が、光を吸収し、かつ粗面であるように処理されて形成された領域である。
【００３６】
また、光ファイバ１１２のレーザ光の入射端とガラスキャピラリ１１６との間には、第１光遮断部１１３が配置されている。
【００３７】
つぎに、図１〜３に示した半導体レーザモジュール１００の各構成要素についてより詳細に説明する。筐体であるパッケージ１０１は、内部の温度上昇を抑制するため、熱伝導性のよい材料からなることが好ましく、各種金属からなる金属部材であってよい。また、パッケージ１０１は、図２に示すように、ガラスキャピラリ１１６が配置された領域において、底面が当該半導体レーザモジュール１００を設置する面と離間していることが好ましい。これにより、パッケージ１０１をねじ等で固定する際、パッケージ１０１底面のそりの影響を低減することができる。
【００３８】
ＬＤ高さ調整板１０２は、上述したように、パッケージ１０１内に固定されており、半導体レーザ素子１０４−１〜６の高さを調節し、半導体レーザ素子１０４−１〜６が出力するレーザ光の光路が互いに干渉しないようにしている。なお、ＬＤ高さ調整板１０２は、パッケージ１０１と一体として構成されていてもよい。
【００３９】
サブマウント１０３−１〜６は、ＬＤ高さ調整板１０２上に固定されており、載置された半導体レーザ素子１０４−１〜６の放熱を補助する。そのため、サブマウント１０３−１〜６は、熱伝導性のよい材料からなることが好ましく、各種金属からなる金属部材であってよい。
【００４０】
半導体レーザ素子１０４−１〜６は、出力されるレーザ光の光強度が、１Ｗ以上、さらには、１０Ｗ以上の高出力な半導体レーザ素子である。本実施の形態において、半導体レーザ素子１０４−１〜６の出力するレーザ光の光強度は、たとえば１１Ｗである。また、半導体レーザ素子１０４−１〜６は、たとえば、９００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長のレーザ光を出力する。なお、半導体レーザ素子１０４−１〜６は、実施の形態に係る半導体レーザモジュール１００のように複数であってもよいが、１つであってもよく、その数は特に限定されない。
【００４１】
リードピン１０５は、不図示のボンディングワイヤを介して半導体レーザ素子１０４−１〜６に電力を供給する。供給する電力は、一定の電圧であってよいが、変調電圧であってもよい。
【００４２】
第１レンズ１０６−１〜６は、たとえば焦点距離が０．３ｍｍのシリンドリカルレンズである。第１レンズ１０６−１〜６は、対応する１つの半導体レーザ素子の出力光を鉛直方向に略平行光とする位置に配置される。
【００４３】
第２レンズ１０７−１〜６は、たとえば焦点距離が５ｍｍのシリンドリカルレンズである。第２レンズ１０７−１〜６は、半導体レーザ素子１０４−１〜６の出力光を水平方向に略平行光とする位置に配置される。
【００４４】
ミラー１０８−１〜６は、各種の金属膜、または誘電体膜を備えるミラーであってよく、半導体レーザ素子１０４−１〜６の出力するレーザ光の波長において、反射率が高いほど好ましい。また、ミラー１０８−１〜６は、対応する１つの半導体レーザ素子のレーザ光を光ファイバ１１２に好適に結合するように、反射方向を微調整することができる。
【００４５】
第３レンズ１０９と第４レンズ１１１とは、たとえばそれぞれ焦点距離が１２ｍｍ、５ｍｍの互いに曲率が直交したシリンドリカルレンズであり、半導体レーザ素子１０４−１〜６が出力したレーザ光を集光し、光ファイバ１１２に好適に結合する。第３レンズ１０９と第４レンズ１１１とは、たとえば半導体レーザ素子１０４−１〜６が出力したレーザ光の光ファイバ１１２への結合効率が８５％以上となるように、光ファイバ１１２に対する位置が調整されている。
【００４６】
光フィルタ１１０は、たとえば波長１０６０ｎｍ〜１０８０ｎｍの光を反射し、９００ｎｍ〜１０００ｎｍの光を透過するローパスフィルタである。その結果、光フィルタ１１０は、半導体レーザ素子１０４−１〜６が出力したレーザ光を透過するとともに、波長１０６０ｎｍ〜１０８０ｎｍの光が半導体レーザ素子１０４−１〜６に外部から照射されることを防止する。また、光フィルタ１１０は、光フィルタ１１０でわずかに反射された半導体レーザ素子１０４−１〜６の出力レーザ光が半導体レーザ素子１０４−１〜６に戻らないように、レーザ光の光軸に対して角度をつけて配置されている。
【００４７】
光ファイバ１１２は、たとえばコア径が１０５μｍ、クラッド径が１２５μｍのマルチモード光ファイバであってよいが、シングルモード光ファイバであってもよい。光ファイバ１１２のＮＡは、たとえば０．１５〜０．２２であってよい。
【００４８】
第１光遮断部１１３は、切欠き部を備えた矩形の板状部材であり、切欠き部に光ファイバ１１２の突出部１１２ｂを挿通され、光ファイバ１１２の先端は、第１光遮断部１１３から突き出ている。第１光遮断部１１３は、光ファイバ１１２の突出部１１２ｂの外周に配置されており、かつ第１光遮断部１１３は、光ファイバ１１２と離間している。
なお、このように第１光遮断部１１３を光ファイバ１１２と離間して設けることで、第１光遮断部１１３から光ファイバ１１２に熱が伝わることを抑制でき、後述する第１固定剤１１９の温度上昇を抑制できる。
また、光ファイバ１１２の先端が、第１光遮断部１１３からレーザ光の入力側に突き出ているように第１光遮断部１１３を設けることで、第１光遮断部１１３と光ファイバ１１２との間から非結合光が漏れるのを抑制でき、光ファイバ１１２に結合されない非結合光をより確実に遮断することができる。
【００４９】
ブーツ１１４は、光ファイバ１１２を挿通されており、光ファイバ１１２の曲げによる損傷を防止する。ブーツ１１４は、金属製のブーツであってよいが、材料は特に限定されず、ゴムや各種の樹脂、プラスチックなどであってもよい。
【００５０】
ルースチューブ１１５は、光ファイバ１１２を挿通されており、光ファイバ１１２の曲げによる損傷を防止する。さらに、ルースチューブ１１５は、光ファイバ１１２と固着され、その結果、光ファイバ１１２に対して長手方向に引っ張る力が加えられた場合に、光ファイバ１１２の位置がずれることを防止する構成であってもよい。
【００５１】
ガラスキャピラリ１１６は、貫通孔を備えた円管状のガラスキャピラリである。そして、ガラスキャピラリ１１６は、貫通孔には光ファイバ１１２が挿通されており、ガラスキャピラリ１１６の貫通孔の内壁と、光ファイバ１１２のクラッド部１１２ｄとが、第１固定剤１１９で固着される。ガラスキャピラリ１１６は、半導体レーザ素子１０４−１〜６が出力したレーザ光の波長において、光透過性を有し、たとえばこの波長において、透過率が９０％以上の材料からなることが好ましい。ガラスキャピラリ１１６の屈折率は、光ファイバ１１２のクラッド部１１２ｄの屈折率と等しい、またはそれよりも高いことが好ましく、たとえばガラスキャピラリ１１６の屈折率は、光ファイバ１１２のクラッド部１１２ｄに対する比屈折率差が０．１％以上１０％以下である。なお、ガラスキャピラリ１１６は、光出射側に光ファイバ１１２を挿通しやすいよう設けられたテーパ部を備えていてもよい。
【００５２】
固定部材１１７は、ガラスキャピラリ１１６の外周に配置された、たとえば管状の部材であり、ガラスキャピラリ１１６と第２固定剤１２０で固着される。そして、固定部材１１７の内面の略全面には光反射低減領域１１７ａが形成されている。光反射低減領域１１７ａは、半導体レーザ素子１０４−１〜６が出力したレーザ光の波長において、光吸収性を有し、たとえばこの波長において、光吸収率が３０％以上、好ましくは７０％以上である。その結果、光反射低減領域１１７ａは、ガラスキャピラリ１１６を透過したレーザ光を吸収する。また、光反射低減領域１１７ａは粗面であるために、平滑面である場合と比較して光吸収率が高くなり、レーザ光の反射が低減される。固定部材１１７は、光反射低減領域１１７ａが吸収したレーザ光のエネルギーを熱に変換し、放熱する。固定部材１１７は、放熱のために、熱伝導性のよい材料からなることが好ましく、たとえばＣｕ、Ｎｉ、Ａｌ、ステンレス鋼、またはＦｅを含む金属部材、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉを含む金属、もしくはＣを含む表面メッキ層を備える部材、ＡｌＮ、ＢｅＯ、ＺｒＯ２、ＳｉＣ、もしくはＡｌ２Ｏ３を含むセラミック部材、またはＡｌＮ、ＢｅＯ、ＺｒＯ２、ＳｉＣ、もしくはＡｌ２Ｏ３を含む表面を覆うセラミック層を備える部材からなることが好ましい。また、固定部材１１７は、放熱のために、パッケージ１０１に不図示の熱良導体を介して接続されていることが好ましい。熱良導体は、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍＫ以上の材料からなることが好ましく、たとえばはんだや熱伝導性接着剤からなる。
【００５３】
第２光遮断部１１８は、固定部材１１７に接続されており、さらに光ファイバ１１２を挿通される。その結果、第２光遮断部１１８は、ガラスキャピラリ１１６を透過し、ガラスキャピラリ１１６の出射側の端面から放出された光の半導体レーザモジュール１００の外部への出射を防止する。このため、第２光遮断部１１８は、照射された光により、損傷しないことが好ましく、たとえばＣｕ、Ｎｉ、Ａｌ、ステンレス鋼、またはＦｅを含む金属部材、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉなどを含む表面メッキ層を備える部材、または誘電体多層膜を備える部材を有することが好ましい。また、第２光遮断部１１８のガラスキャピラリ１１６側の面は、その面に入射した光が光ファイバ１１２から離れる方向に反射するように傾斜、または曲率を有することが好ましい。
なお、第２光遮断部１１８と固定部材１１７とガラスキャピラリ１１６とに囲まれた空間には、第１固定剤１１９、第２固定剤１２０、その他のＵＶ硬化樹脂、シリコーン等を充填してもよい。
【００５４】
第１固定剤１１９と第２固定剤１２０とは、同一の材料であってもよいが、異なる材料であってもよく、たとえばエポキシ樹脂、ウレタン系の樹脂などのＵＶ硬化樹脂からなる。第１固定剤１１９の屈折率は、２５℃において光ファイバ１１２のクラッド部１１２ｄの屈折率と等しい、またはそれよりも高いことが好ましく、半導体レーザモジュール１００の使用温度領域（たとえば、１５℃〜１００℃）において、光ファイバ１１２のクラッド部１１２ｄの屈折率と等しい、またはそれよりも高いことがさらに好ましい。第２固定剤１２０の屈折率は、２５℃においてガラスキャピラリ１１６の屈折率と等しい、またはそれよりも高いことが好ましく、半導体レーザモジュール１００の使用温度領域（たとえば、１５℃〜１００℃）において、ガラスキャピラリ１１６の屈折率と等しい、またはそれよりも高いことがさらに好ましい。また、第１固定剤１１９および第２固定剤１２０の屈折率は、ガラスキャピラリ１１６の屈折率と略等しく、かつ光ファイバ１１２のクラッド部１１２ｄの屈折率よりも高い構成であってもよい。第１固定剤１１９および第２固定剤１２０の屈折率は、たとえばガラスキャピラリ１１６に対する比屈折率差が０％以上１０％以下である。また、第１固定剤１１９と第２固定剤１２０とは、光ファイバ１１２の長手方向に直交する面における厚さが１μｍ以上８００μｍ以下とされていることが好ましい。なお、ＵＶ硬化樹脂は、例えば、フッ素を含有させることで低屈折率化でき、イオウを含有させることで高屈折率化できることが知られており、屈折率を高くする材料や、低くする材料の含有量を調整することで、屈折率を調整することができる。
【００５５】
つぎに、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１００の動作を説明する。段差をつけて配置された各半導体レーザ素子１０４−１〜６は、リードピン１０５から電力を供給されてレーザ光を出力する。出力された各レーザ光は、それぞれ第１レンズ１０６−１〜６および第２レンズ１０７−１〜６によって、略平行光とされる。つぎに、各レーザ光は、対応する高さに配置された１つのミラー１０８−１〜６によって、光ファイバ１１２の方向に反射される。そして、各レーザ光は、第３レンズ１０９および第４レンズ１１１によって集光されて光ファイバ１１２に結合される。光ファイバ１１２に結合したレーザ光は、光ファイバ１１２によって、半導体レーザモジュール１００の外部に導波されて出力される。半導体レーザモジュール１００は、半導体レーザ素子１０４−１〜６およびミラー１０８−１〜６の段差によって、レーザ光に不要な損失が生じることを防いでいる。なお、本実施の形態において、各半導体レーザ素子１０４−１〜６の出力光の光強度が、それぞれ１１Ｗであり、結合効率が８５％であるとすると、半導体レーザモジュール１００の出力光の光強度は、５６Ｗとなる。
【００５６】
ここで、図３を用いて、第３レンズ１０９および第４レンズ１１１によって集光されたレーザ光の伝搬の様子について、詳細に説明する。なお、図３において、厳密にはレーザ光は、各部材の屈折率差に応じて界面で屈折するが、説明を簡単にするため、屈折の図示は省略してある。第３レンズ１０９および第４レンズ１１１によって集光されたレーザ光Ｌは、光ファイバ１１２に結合されない非結合光Ｌ１と、光ファイバ１１２に結合されて光ファイバ１１２内を伝搬する光Ｌ２となる。光ファイバ１１２に結合された光Ｌ２の大部分は、光ファイバ１１２のコア部１１２ｃを伝搬し半導体レーザモジュール１００の外部に導波されて出力されるが、一部は、クラッド部１１２ｄに結合し、クラッド部１１２ｄを伝搬する光Ｌ３となる。また、コア部１１２ｃを伝搬する光Ｌ２の一部がコア部１１２ｃから漏れ、クラッド部１１２ｄを伝搬する光Ｌ３となる場合もある。
【００５７】
まず、非結合光Ｌ１は、第１光遮断部１１３によって、ガラスキャピラリ１１６への入射が抑制されており、その一部は、第１光遮断部１１３に吸収される。この光吸収によって発生した熱は、第１光遮断部１１３から、パッケージ１０１へと放熱される。なお、第１光遮断部１１３は、確実に非結合光Ｌ１のガラスキャピラリ１１６への入射を抑制するため、光ファイバ１１２の突出部１１２ｂに配置されている。この目的のために、第１光遮断部１１３は、レーザ光の一部が照射されても、損傷しないことが好ましく、たとえばＣｕ、Ｎｉ、Ａｌ、ステンレス鋼、またはＦｅを含む金属部材、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉなどを含む表面メッキ層を備える部材、または誘電体多層膜を備える部材を備えることが好ましい。なお、第１光遮断部１１３は、確実に光ファイバ１１２と離間し、かつ十分に光ファイバ１１２に結合しない光を遮断するため、光ファイバ１１２の長手方向に直交する面において、第１光遮断部１１３と光ファイバ１１２との距離（クリアランス）が設定されていることが好ましい。通常、レーザ光のビーム形状は楕円形状となるため、該クリアランスは、楕円の長軸方向において、５μｍ以上５００μｍ以下とすることが好ましい。
【００５８】
ここで、上述したように、クラッド部１１２ｄ内には、クラッド部１１２ｄ内を伝搬する光Ｌ３が生じる。
【００５９】
光Ｌ３は、突出部１１２ｂにおいて、クラッド部１１２ｄと外部の空気との屈折率差によって光ファイバ１１２のクラッド部１１２ｄ内に閉じ込められ、光ファイバ１１２のクラッド部１１２ｄ内を伝搬する。
【００６０】
つぎに、光Ｌ３は、クラッド部１１２ｄと第１固定剤１１９との界面に達する。ここで、光Ｌ３は、クラッド部１１２ｄの屈折率より第１固定剤１１９の屈折率が高いと、この界面を透過しやすい。さらに光Ｌ３は、クラッド部１１２ｄと第１固定剤１１９との屈折率が等しいときにこの界面を最も透過しやすい。この界面を透過した（すなわち光ファイバ１１２から漏れた）光Ｌ３は、第１固定剤１１９内を伝搬するが、第１固定剤１１９は、厚さが８００μｍ以下と十分薄くされており、光吸収が十分小さいため、損傷が抑制されている。なお、第１固定剤１１９の厚さは、さらに好ましくは５μｍ以下である。
【００６１】
続いて、光Ｌ３は、第１固定剤１１９とガラスキャピラリ１１６との界面に達する。この界面でも同様に、光Ｌ３は、第１固定剤１１９の屈折率よりガラスキャピラリ１１６の屈折率が高いと、この界面を透過しやすい。さらに光Ｌ３は、第１固定剤１１９とガラスキャピラリ１１６との屈折率が等しいときにこの界面を最も透過しやすい。この界面を透過した光Ｌ３は、ガラスキャピラリ１１６内を伝搬するが、光Ｌ３は、ガラスキャピラリ１１６における透過率が、たとえば９０％以上と十分に高いため、ガラスキャピラリ１１６を透過する。
【００６２】
つぎに、光Ｌ３は、ガラスキャピラリ１１６と第２固定剤１２０との界面に達する。この界面でも同様に、光Ｌ３は、ガラスキャピラリ１１６の屈折率より第２固定剤１２０の屈折率が高いとこの界面を透過しやすい。さらに光Ｌ３は、ガラスキャピラリ１１６と第２固定剤１２０との屈折率が等しいときにこの界面を最も透過しやすい。この界面を透過した光Ｌ３は、第２固定剤１２０内を伝搬するが、第２固定剤１２０は、厚さが８００μｍ以下と十分薄くされており、光吸収が十分小さいため、損傷が防止されている。なお、第２固定剤１２０の厚さは、さらに好ましくは５μｍ以下である。
【００６３】
続いて、光Ｌ３は、固定部材１１７に達する。そして、光Ｌ３は、固定部材１１７において、光反射低減領域１１７ａ光吸収体１１７に吸収される。この光吸収によって発生した熱は、固定部材１１７から、パッケージ１０１へと放熱される。
【００６４】
ここで、光ファイバ１１２のクラッド部１１２ｄから漏れる光Ｌ３の進行方向の、光ファイバ１１２の中心軸との成す角を、図３に示すようにθとすると、角度θは所定角度θａよりも大きい所定の範囲内にある。ガラスキャピラリ１１６は、光ファイバ１１２から角度θで出力された光が固定部材１１７に到達するよう十分な長さとされていることが好ましい。さらに、ガラスキャピラリ１１６は、固定部材１１７で吸収されずに反射された光が再度固定部材１１７に到達するよう十分な長さとされていることがより好ましい。このような長さとして、ガラスキャピラリ１１６は、円管の長手方向の長さが３ｍｍ以上とされている。
【００６５】
なお、ガラスキャピラリ１１６は、第１固定剤１１９を十分薄くするため、円管の内径が０．１３ｍｍ以下であることが好ましい。また、ガラスキャピラリ１１６は、固定部材１１７の光反射低減領域１１７ａの光吸収による熱が第１固定剤１１９や光ファイバ１１２の被覆部１１２ａに損傷を与えないよう一定以上の厚さであることが好ましく、たとえば円管の外径が１．８ｍｍ以上とされていることが好ましい。
【００６６】
光反射低減領域１１７ａについてより具体的に説明する。光反射低減領域１１７ａの表面粗さについては、たとえばＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０００で定義されている算術平均粗さＲａが０．０５μｍ≦Ｒａ≦１０μｍの範囲であることが好ましい。０．０５μｍ≦Ｒａであれば光吸収率向上および光反射量低減の効果が好適に発揮される。また、算術平均粗さＲａが大きすぎると、粗面化された領域内に局所的に平坦面が存在する場合があり、その平坦面で光が反射されるおそれがある。しかし、Ｒａ≦１０μｍであればそのような平坦面が存在する可能性が十分に低くなる。
【００６７】
光反射低減領域１１７ａは、固定部材１１７の内面に、処理用レーザ光を照射して表面処理することにより形成することが好ましい。処理用レーザ光により表面にエネルギーが与えられると、酸化等の化学反応が生じて黒みを帯びるため、光の吸収係数が高まり、かつ粗面化される。処理用レーザ光の波長および強度は、表面処理すべき材料に応じて、所望の吸収係数および表面粗さの状態となるように設定すればよい。
【００６８】
また、処理用レーザ光を照射して表面処理することにより光反射低減領域１１７ａを形成する場合、光反射低減領域１１７ａの形成領域を任意かつ高精度に設定することができるので、所望の領域に光反射低減領域１１７ａを形成する上で好適である。一方、たとえば迷光の低減のために固定部材の内面にコーティングを施す場合、コーティング剤がコーティング不要の領域にまではみ出してしまう場合がある。このため、たとえばコーティング剤が固定部材の外部にまではみ出てしまい、固定部材をパッケージに固定する際に悪影響を及ぼす場合がある。
【００６９】
また、光反射低減領域１１７ａは固定部材１１７の構成材料そのものを処理したものなので、光反射低減のための追加の部材は不要であり、部品コストの向上を防止することができる。さらには、コーティング剤のように有機樹脂を原料とするものではないので、光Ｌ３の強度が高い場合でも、照射された場合に焼損や強い酸化を起こして破損するということもない。
【００７０】
また、処理用レーザ光としてパルスレーザ光を用いると、パルスレーザ光の照射によって照射面に発生する熱が拡散しやすくなるので、照射面が加熱されて過度の処理や破損が発生することを防止することができる。パルスレーザ光の波長やピークパワーやデューティー比を調整することで、処理時の照射面の過度の温度上昇を抑制し、好適な処理を実現することができる。また、本発明者らの検討によれば、処理用レーザ光としてパルスレーザ光を用いると、照射面にレーザ光の波長を反映した周期（０．５μｍ〜１．５μｍ程度）の凹凸ができ、粗面化の観点から好適である。
【００７１】
以上説明したように、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１００は、以下のような効果を奏する。すなわち、第１光遮断部１１３により非結合光がガラスキャピラリ１１６に入射することが抑制されている。その結果、半導体レーザモジュール１００は、非結合光により第１固定剤１１９、第２固定剤１２０、および被覆部１１２ａなどが損傷することが抑制されている。
【００７２】
また、半導体レーザモジュール１００は、クラッド部１１２ｄ〜第２固定剤１２０の各界面において、クラッド部１１２ｄを伝搬する光が光ファイバ１１２から漏れやすいように各部材の屈折率が適切に選択されている。このため、当該漏れた光が各界面で反射することが抑制されているので、当該漏れた光が固定部材１１７に効率的に吸収される。
また、半導体レーザモジュール１００は、光ファイバ１１２と固定部材１１７との間にガラスキャピラリ１１６を有しているため、光ファイバ１１２からの漏れ光が固定部材１１７に到達する前に、漏れ光の密度を低下させることができる。これにより固定部材１１７の温度上昇を抑制できる。
【００７３】
さらに、半導体レーザモジュール１００は、光反射低減領域１１７ａが形成された固定部材１１７を備えるため、固定部材１１７における反射光が第１固定剤１１９、第２固定剤１２０、および被覆部１１２ａを損傷させることが抑制されている。
【００７４】
また、半導体レーザモジュール１００は、第１固定剤１１９および第２固定剤１２０が十分薄いため、第１固定剤１１９および第２固定剤１２０の光吸収による損傷が抑制されている。本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１００は、以上のような効果を奏し、信頼性の高い半導体レーザモジュールである。
【００７５】
さらに、半導体レーザモジュール１００は、第２光遮断部１１８が、入射した光を光ファイバ１１２から離れる方向に反射するように傾斜、または曲率を有するため、第２光遮断部１１８に入射された光が反射し、ガラスキャピラリ１１６のテーパ部の第１固定剤１１９を損傷させることが防止されているので、信頼性の高い半導体レーザモジュールである。なお、第２光遮断部１１８は、ガラスキャピラリ１１６を透過した光が半導体レーザモジュール１００の外部に漏れると安全性上好ましくないため、ガラスキャピラリ１１６を透過した光の半導体レーザモジュール１００の外部への出射を防止している。このため、半導体レーザモジュール１００は、安全性の高い半導体レーザモジュールである。
【００７６】
以上説明したように、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール１００は、信頼性かつ安全性の高い半導体レーザモジュールである。
【００７７】
（変形例）
つぎに、上記実施の形態における半導体レーザモジュールの変形例について説明する。変形例に係る半導体レーザモジュールは、上記実施の形態の半導体レーザモジュールの各構成要素を、以下のような変形例の構成要素と置換することにより構成することができる。
【００７８】
図４は、変形例に係る半導体レーザモジュールの固定部材を説明する模式図である。図４では、図３の構成に対して、固定部材１１７が固定部材１１７Ａに置き換えられている。なお、図４では第１光遮断部１１３は図示を省略している。
【００７９】
図４に示すように、変形例に係る固定部材１１７Ａは、その内面に、光を吸収し、かつ粗面であるように処理された領域である光反射低減領域１１７Ａａが、選択的に形成されている。具体的には、光ファイバ１１２におけるレーザ光Ｌの入射端側では、固定部材１１７Ａの内面に、光反射低減領域１１７Ａａと、光反射低減領域１１７Ａａが形成されていない領域とが、交互に存在する。すなわち光反射低減領域１１７Ａａは離散的に形成されている。光反射低減領域１１７Ａａはたとえば環状であるが、特に限定はされない。そして、光反射低減領域１１７Ａａ間の間隔は、入射端側から、光ファイバ１１２におけるレーザ光Ｌの出射端側に向かって狭くなり、さらに出射端側では光反射低減領域１１７Ａａが連続的に形成されている。なお、光反射低減領域１１７Ａａの表面粗さや光吸収率は、固定部材１１７における光反射低減領域１１７ａと同様であってよい。
【００８０】
光Ｌ３が光ファイバ１１２から漏れて最初に固定部材１１７Ａに到達する位置Ｐ１において、光反射低減領域１１７Ａａと、光反射低減領域１１７Ａａが形成されていない領域とが交互に存在することで、位置Ｐ１における光Ｌ３の吸収量と反射量とを調整することができる。具体的には、光Ｌ３はある程度のビームの広がりを有しているので、光Ｌ３のビームの広がりの範囲内で光反射低減領域１１７Ａａに到達した光Ｌ３はより強く吸収されるが、光反射低減領域１１７Ａａが形成されていない領域に到達した光Ｌ３はより強く反射される。これにより、位置Ｐ１における光Ｌ３の吸収量と反射量が調整され、吸収量が過度に大きくなることが防止される。その結果、光Ｌ３の吸収による発熱量が位置Ｐ１において局所的に大きくなって第２固定剤１２０が損傷するということを防止できる。
【００８１】
位置Ｐ１において反射された光Ｌ３は、つぎに位置Ｐ２において固定部材１１７Ａに到達する。位置Ｐ２では、光反射低減領域１１７Ａａが連続的に形成されているが、位置Ｐ１において光Ｌ３の一部が吸収されるために光Ｌ３の強度は低くなっているので、位置Ｐ２において局所的に発熱量が大きくなることが防止される。その結果、第２固定剤１２０が損傷することを防止できる。
【００８２】
以上のように、光Ｌ３が最初に固定部材１１７Ａに到達する位置Ｐ１では、光反射低減領域１１７Ａａの離散的形成によって、過度の光吸収は抑制される。一方、光Ｌ３の強度が低くされた位置Ｐ２では、光反射低減領域１１７Ａａの連続的形成によって、光吸収が十分に行われる。これにより、位置Ｐ１と位置Ｐ２とで、発熱量の差が小さく、好ましくは同程度となり、固定部材１１７Ａの発熱量が局所的に大きくなることが防止される。その結果、固定部材１１７Ａは、第２固定剤１２０の損傷を防止できるので、半導体レーザモジュールの信頼性をより高くすることができる。
【００８３】
なお、光反射低減領域１１７Ａａの存在する周期は、想定される光Ｌ３の強度または実験的に確認した光Ｌ３の強度に応じて、局所的な発熱量が許容範囲内になるように適宜設計すればよい。また、位置Ｐ２においても光反射低減領域１１７Ａａが離散的に存在するようにして、位置Ｐ２における発熱量を許容範囲内に抑制するようにしてもよい。
【００８４】
また、光反射低減領域１１７Ａａが、固定部材１１７Ａの内面に処理用レーザ光を選択的に照射することにより表面処理したものであれば、光反射低減領域１１７Ａａは、固定部材１１７Ａの内面に高精度に選択的に形成されたものとなる。
【００８５】
図５は、変形例に係る半導体レーザモジュールの固定部材を説明する模式図である。図５では、図３の構成に対して、固定部材１１７が固定部材１１７Ｂに置き換えられている。なお、図５では第１光遮断部１１３は図示を省略している。図５に示すように、変形例に係る固定部材１１７Ｂの内面には、光反射低減領域１１７Ｂａが、光ファイバ１１２におけるレーザ光Ｌの入射端側から出射端側に向かって光吸収率が２段階で段階的に高くなるように形成されている。
【００８６】
固定部材１１７Ｂにおいても、図４に示す固定部材１１７Ａの場合と同様に、光Ｌ３が光ファイバ１１２から漏れて最初に固定部材１１７Ｂに到達する位置Ｐ１と、つぎに固定部材１１７Ｂに到達する位置Ｐ２とで、発熱量の差が小さく、好ましくは同程度となるようにできるので、局所的に発熱量が大きくなることが防止される。その結果、固定部材１１７Ｂは、半導体レーザモジュールの信頼性をより高くすることができる。
【００８７】
このように光吸収率に分布を形成するには、光反射低減領域１１７Ｂａを、表面粗さ（たとえば算術平均粗さ）がレーザ光Ｌの入射端側から出射端側に向かって段階的に大きくなるように形成すればよい。ここで、金属やセラミックスは、光が入射する面の表面粗さが大きいほど光吸収率が高くなる。したがって、光反射低減領域１１７Ｂａは、入射端側から出射端側に向かって光吸収率が段階的に高くなる。または、光反射低減領域１１７Ｂａを、固定部材１１７Ｂの構成材料そのものの光吸収率がレーザ光Ｌの入射端側から出射端側に向かって段階的に高くなるように形成してもよいし、構成材料そのものの光吸収率と表面粗さとの両方を段階的に高く（大きく）するように形成してもよい。なお、このように光吸収率に分布を形成する方法としては、位置によって異なる強度のパルスレーザ光を照射する方法が好適である。たとえば、光反射低減領域１１７Ｂａのうち光吸収率が高い領域を形成する場合には、照射するパルスレーザ光の強度を高くし、光吸収率と表面粗さとの少なくとも一方を高く（大きく）すればよい。
【００８８】
図６は、光吸収率の分布の他の例を示す図である。図６に示す例では、光反射低減領域１１７Ｂａは、レーザ光Ｌの入射端側から出射端側に向かって光吸収率が線形的かつ連続的に高くなるように形成されている。光反射低減領域１１７Ｂａがこのような光吸収率の分布を有する場合にも、固定部材１１７Ｂの位置による発熱量の差が小さくなるようにできるので、半導体レーザモジュールの信頼性をより高くすることができる。なお、図６では、光吸収率が線形的かつ連続的に高くなっているが、非線形的かつ連続的に高くなるようにしてもよい。
【００８９】
図７は、光吸収率の分布のさらに他の例を示す図である。図７に示す例では、光反射低減領域１１７Ｂａは、レーザ光Ｌの入射端側から出射端側に向かって光吸収率が３段階で段階的に高くなるように形成されている。光反射低減領域１１７Ｂａがこのような光吸収率の分布を有する場合にも、固定部材１１７Ｂの位置による発熱量の差が小さくなるようにできるので、半導体レーザモジュールの信頼性をより高くすることができる。なお、光吸収率は、４段階以上で段階的に高くなるようにしてもよい。
【００９０】
図８は、光吸収率の分布のさらに他の例を示す図である。図８に示す例では、光反射低減領域１１７Ｂａは、離散的に形成されており、かつレーザ光Ｌの入射端側から出射端側に向かって光反射低減領域１１７Ｂａの間隔が狭くなるように形成されている。なお、光吸収率のピーク値は略一定である。光反射低減領域１１７Ｂａがこのような光吸収率の分布を有する場合にも、固定部材１１７Ｂの位置による発熱量の差が小さくなるようにできるので、半導体レーザモジュールの信頼性をより高くすることができる。
【００９１】
図９は、光吸収率の分布のさらに他の例を示す図である。図９に示す例では、光反射低減領域１１７Ｂａは、周期的に形成されており、かつレーザ光Ｌの入射端側から出射端側に向かって光吸収率のピークが徐々に高くなるように形成されている。光反射低減領域１１７Ｂａがこのような光吸収率の分布を有する場合にも、固定部材１１７Ｂの位置による発熱量の差が小さくなるようにできるので、半導体レーザモジュールの信頼性をより高くすることができる。
【００９２】
なお、図６〜図９のような光吸収率の分布は、位置によって異なる強度のパルスレーザ光を照射して表面処理する方法によって容易に実現することができる。
【００９３】
図１０は、変形例に係る半導体レーザモジュールの筐体を説明する模式図である。変形例に係る半導体レーザモジュールでは、パッケージ１０１Ａの内面において、ガラスキャピラリ１１６の周囲に、光を吸収し、かつ粗面であるように処理されている光反射低減領域１０１Ａａ、１０１Ａｂ、１０１Ａｃが形成されている。光反射低減領域１０１Ａａ、１０１Ａｂ、１０１Ａｃはパッケージ１０１Ａの内面に選択的に形成されている。ガラスキャピラリ１１６は、固定部材１１７に換えて台座１２１を介してパッケージ１０１Ａに固定されている。台座１２１は熱伝導性のよい材料からなることが好ましく、各種金属からなる金属部材であってよい。
【００９４】
ガラス光ファイバ部１１２ｅのクラッド部１１２ｄを伝搬し、ガラス光ファイバ部１１２ｅと第１固定剤１１９との界面に達した光（図３の光Ｌ３に相当）は、第１固定剤１１９、ガラスキャピラリ１１６を順次透過し、光反射低減領域１０１Ａａ、１０１Ａｂ、１０１Ａｃに到達し、そこで吸収される。この光吸収により発生した熱は、パッケージ１０１Ａを介して放熱される。このように、光反射低減領域は、ガラスキャピラリ１１６の外周面から離間した位置において、ガラスキャピラリ１１６の周囲に形成されていてもよい。
【００９５】
なお、光反射低減領域１０１Ａａ、１０１Ａｂ、１０１Ａｃの表面粗さや光吸収率は、固定部材１１７における光反射低減領域１１７ａと同様であってよい。また、光反射低減領域１０１Ａａ、１０１Ａｂ、１０１Ａｃは、パッケージ１０１Ａの内面にパルスレーザ光を選択的に照射することにより表面処理されたものであってもよく、パッケージ１０１Ａの内面に、位置によって異なる強度のパルスレーザ光を照射することにより表面処理されたものであってもよい。
【００９６】
また、光反射低減領域１０１Ａａ、１０１Ａｂ、１０１Ａｃには、図５〜図９に示すように光吸収率に分布が形成されていてもよい。すなわち、光反射低減領域１０１Ａａ、１０１Ａｂ、１０１Ａｃは、光ファイバのレーザ光の入射端側から出射端側に向かって光吸収率が連続的または段階的に高くなるように形成されていてもよいし、周期的に形成されており、かつ入射端側から出射端側に向かって光吸収率が高くなるように形成されていてもよいし、離散的に形成されており、かつ入射端側から出射端側に向かって間隔が狭くなるように形成されていてもよい。
【００９７】
図１１は、変形例に係る半導体レーザモジュールの光ファイバ、ガラスキャピラリ、固定部材の模式的な断面図である。第１光遮断部、第２光遮断部としては、図２、３に示す第１光遮断部１１３、第２光遮断部１１８に代えて、図１３に示す第１光遮断部１１３Ａ、第２光遮断部１１８Ａを設けてもよい。この第１光遮断部１１３Ａ、第２光遮断部１１８Ａは、ガラスキャピラリ１１６の端面に施された誘電体多層膜または反射率の高い金属などで構成される。である。この誘電体多層は、半導体レーザ素子１０４−１〜６が出力するレーザ光の波長における反射率が９０％以上であることが好ましい。なお、第１光遮断部１１３Ａと光ファイバ１１２との距離（クリアランス）は、レーザ光の楕円のビーム形状の長軸方向において、５μｍ以上５００μｍ以下とすることが好ましい。また、図１１に示す第２光遮断部１１８Ａは、ガラスキャピラリ１１６の端面から貫通孔のテーパ部にかけて施されているが、テーパ部には形成しなくてもよい。
第２光遮断部１１８Ａを設けることで、ガラスキャピラリ１１６を透過し、ガラスキャピラリ１１６の出射側の端面から放出された光の半導体レーザモジュール１００の外部への出射を抑制し、固定部材１１７の光反射低減領域１１７ａに吸収させることができる。なお、図１１において、固定部材１１７を固定部材１１７Ａ、１１７Ｂなどに置き換えてもよい。
【００９８】
なお、第１光遮断部は、たとえば光ファイバ１１２を挿通する孔を備えた円盤であってよい。第１光遮断部は、非結合光がガラスキャピラリへ入射することを抑制することができれば、特に形状は限定されない。
【００９９】
光学部品であるガラスキャピラリは、光ファイバの長手方向に直交する断面において、屈折率分布を有していてもよい。ガラスキャピラリは、光ファイバの長手方向に直交する断面において、中心から離れるほど屈折率が高くされていてもよい。これにより、このガラスキャピラリは、入射された光を効率的に外部に逃がすことができるので、半導体レーザモジュールの信頼性をより高くすることができる。
【０１００】
さらに、光学部品であるガラスキャピラリは、光ファイバからガラスキャピラリに放出された光が、光ファイバに戻ることを抑制することが好ましい。たとえば、ガラスキャピラリは、光ファイバの長手方向に直交する断面の形状が、円形であるが、光ファイバを挿通される貫通孔の中心軸がガラスキャピラリの中心軸から偏心していてもよい。また、ガラスキャピラリは、光ファイバの長手方向に直交する断面の形状が、四角形であってよい。同様に、ガラスキャピラリは、光ファイバの長手方向に直交する断面の形状が、多角形、花形、または星形などであってもよい。
【０１０１】
また、ガラスキャピラリは、２つの貫通孔を備える２芯キャピラリであってよいし、たとえば気泡である光散乱手段を備えていてよい。
【０１０２】
半導体レーザモジュールは、各種の放熱構造を備えていてもよい。これにより、半導体レーザモジュールは、固定部材またはパッケージが光吸収により高温となり、第２固定剤を損傷させることを抑制することができる。なお、放熱構造は、フィンを備え、固定部材またはパッケージなどを空冷する放熱構造や、循環ポンプを備え、固定部材またはパッケージなどを水、または各種冷媒で冷却する放熱構造などを選択することができる。
【０１０３】
以上、説明したように、本実施の形態または変形例の半導体レーザモジュールは、信頼性の高い半導体レーザモジュールである。
【０１０４】
なお、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１００  半導体レーザモジュール
１０１、１０１Ａ  パッケージ
１０１ａ  蓋
１０１Ａａ、１０１Ａｂ、１０１Ａｃ、１１７ａ、１１７Ａａ、１１７Ｂａ  光反射低減領域
１０２  ＬＤ高さ調整板
１０３−１〜６  サブマウント
１０４−１〜６  半導体レーザ素子
１０５  リードピン
１０６−１〜６  第１レンズ
１０７−１〜６  第２レンズ
１０８−１〜６  ミラー
１０９  第３レンズ
１１０  光フィルタ
１１１  第４レンズ
１１２  光ファイバ
１１２ａ  被覆部
１１２ｂ  突出部
１１２ｃ  コア部
１１２ｄ  クラッド部
１１２ｅ  ガラス光ファイバ部
１１３、１１３Ａ  第１光遮断部
１１４  ブーツ
１１５  ルースチューブ
１１６  ガラスキャピラリ
１１７、１１７Ａ、１１７Ｂ  固定部材
１１８、１１８Ａ  第２光遮断部
１１９  第１固定剤
１２０  第２固定剤
１２１  台座
Ｌ  レーザ光
Ｌ１  非結合光
Ｌ２、Ｌ３  光
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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