(57)【要約】【課題】温度上昇を抑制し出力光波長の制御が可能となるレーザ光源モジュールを提供する。【解決手段】第１の導電部(2a)及び第２の導電部(2b)を有するサブマウント(M)と、第１の電極(5c)及び第２の電極(5b)を有し、第１の電極(5c)がサブマウント(M)の第１の導電部(2a)に接合されたダイオードレーザ(5)と、第２の電極(5b)と第２の導電部(2b)とを接続する複数のボンディングワイヤ(6)の集合としての第１のワイヤ群(6G)と、を備え、第１のワイヤ群(6G)として通電が許容される仕様上の許容電流値(Id)は、ダイオードレーザ(5)にＣＯＤを生じさせる値である。【選択図】図１
2019047072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導電部及び第２の導電部を有するサブマウントと、
第１の電極及び第２の電極を有し、前記第１の電極が前記サブマウントの前記第１の導電部に接合されたダイオードレーザと、
前記第２の電極と前記第２の導電部とを接続する複数のボンディングワイヤの集合としての第１のワイヤ群と、を備え、
前記第１のワイヤ群として通電が許容される仕様上の許容電流値は、前記ダイオードレーザがＣＯＤを生じ得る値であることを特徴とするレーザ光源モジュール。
【請求項２】
前記許容電流値は、前記ダイオードレーザがＣＯＤを生じ得る最小電流値の３倍以上であることを特徴とする請求項１記載のレーザ光源モジュール。
【請求項３】
前記第１の導電部及び前記第２の導電部に対し非導通の排熱部材と、
前記排熱部材と第２の電極とを接続する複数のボンディングワイヤの集合としての第２のワイヤ群と、
を備えていることを特徴とする請求項１記載のレーザ光源モジュール。
【請求項４】
前記第２の電極における前記第１のワイヤ群の接続密度は、前記ダイオードレーザの出射面に近い部位が遠い部位よりも高いことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーザ光源モジュール。
【請求項５】
サブマウントの導電部とダイオードレーザの電極とをボンディングワイヤで電気接続して製造するレーザ光源モジュールの製造方法であって、
前記ダイオードレーザの動作時の温度上昇特性及び出力光波長の温度依存特性に基づいて、電気接続する前記ボンディングワイヤの目標接続本数を求める接続本数取得ステップと、
求めた前記目標接続本数に応じた本数のボンディングワイヤで前記導電部と前記電極とを電気接続する接続ステップと、
を含むことを特徴とするレーザ光源モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記接続ステップの後に前記レーザ光源モジュールを動作させて飽和温度及び出力光波長を測定する温度測定ステップと、
前記温度測定ステップで測定した前記出力光波長が所望の波長よりも短い場合に、測定した飽和温度及び出力光波長に基づいて、前記接続ステップで電気接続した前記ボンディングワイヤのうちの切断する切断本数を求める切断本数取得ステップと、
を含むことを特徴とする請求項５記載のレーザ光源モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記接続ステップの後に前記レーザ光源モジュールを動作させて飽和温度及び出力光波長を測定する温度測定ステップと、
前記温度測定ステップで測定した前記出力光波長が所望の波長よりも長い場合に、測定した飽和温度及び前記出力光波長に基づいて、前記接続ステップで電気接続した前記ボンディングワイヤの本数に対し加える付加本数を求める付加本数取得ステップと、
を含むことを特徴とする請求項５記載のレーザ光源モジュールの製造方法。
【請求項８】
第１の導電部及び第２の導電部を有するサブマウントと、
第１の電極及び第２の電極を有し、前記第１の電極が前記サブマウントの前記第１の導電部に接合されたダイオードレーザと、
前記第２の電極と前記第２の導電部とを接続する複数のボンディングワイヤの集合としてのワイヤ群と、を備え、
前記ワイヤ群に含まれる前記ボンディングワイヤの数は、予め定めた、動作中のダイオードレーザの飽和温度、又は常温と前記飽和温度との差に応じて決定されているレーザ光源モジュール。
【請求項９】
前記ボンディングワイヤの数は、さらに、前記ダイオードレーザの熱容量、並びに、ボンディングワイヤの熱伝導率，断面積，長さ，及び両端の温度差に応じて決定されていることを特徴とする請求項８記載のレーザ光源モジュール。
【請求項１０】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ光源モジュールと、
前記レーザ光源モジュールに対し、前記許容電流値の１／３以下の電流値を供給して前記レーザ光源モジュールを駆動する駆動部と、
を備えたことを特徴とするレーザ光源モジュールユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤボンディングによって電気接続されたダイオードレーザを有するレーザ光源モジュール，その製造方法，及びレーザ光源モジュールユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイオードレーザを有するレーザ光源モジュールにおいて、ダイオードレーザの電気接続にワイヤボンディングを用いた例が特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載されたレーザ光源モジュールは、サブマウントに接合されたダイオードレーザとケース側の電極とをワイヤボンディングで電気接続したパッケージとして構成されている。
【０００３】
このようなレーザ光源モジュールを、多数（数十〜数百個）搭載して高出力化したレーザ発振器も知られており、例えば、レーザ加工装置のレーザ光源として普及している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１０３２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レーザ発振器は、レーザ光源モジュールの搭載数が多いほど、動作時の機器内温度が高くなる。そのため、レーザ光源モジュールは、熱負荷の影響を抑えるべく動作時の温度上昇が抑制され飽和温度ができるだけ低いことが望まれている。
【０００６】
一方で、ダイオードレーザは、製造環境の通常のばらつきによって出力特性に個体差の生じることが知られており、例えば波長に関しては、一般に５〜１０（ｍｎ）の範囲内での個体差が存在する。また、ダイオードレーザは、その出力光の波長に温度依存性がある。
【０００７】
従って、多数のレーザ光源モジュールを搭載したレーザ発振器では、それら多数のレーザ光源モジュールを一つのアクティブなヒートシンクに実装したとしても、動作に伴う機器内部の温度分布のばらつきと個体差により、それぞれのレーザ光源モジュールの動作時の飽和温度が異なって出力光波長がずれるという問題が生じていた。
【０００８】
出力光波長のずれは、レーザ光源モジュールの製品品質として好ましくないのはもちろんのこと、レーザ光源モジュールが、例えばファイバーレーザなどにおける励起目的で用いられる場合には、光・光変換効率に影響を与える。
そのため、レーザ光源モジュールの温度上昇を抑制しつつ、個々のレーザ波長モジュールの出力光波長を揃えるべく、それぞれの飽和温度を所望値にして出力光波長を制御できることが望まれている。
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、温度上昇を抑制し出力光波長の制御が可能となるレーザ光源モジュール，レーザ光源モジュールの製造方法，及びレーザ光源モジュールユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は次の構成を有する。
１）  第１の導電部及び第２の導電部を有するサブマウントと、
第１の電極及び第２の電極を有し、前記第１の電極が前記サブマウントの前記第１の導電部に接合されたダイオードレーザと、
前記第２の電極と前記第２の導電部とを接続する複数のボンディングワイヤの集合としての第１のワイヤ群と、を備え、
前記第１のワイヤ群として通電が許容される仕様上の許容電流値は、前記ダイオードレーザがＣＯＤを生じ得る値であることを特徴とするレーザ光源モジュールである。
２）  前記許容電流値は、前記ダイオードレーザがＣＯＤを生じ得る最小電流値の３倍以上であることを特徴とする１）に記載のレーザ光源モジュールである。
３）  前記第１の導電部及び前記第２の導電部に対し非導通の排熱部材と、
前記排熱部材と第２の電極とを接続する複数のボンディングワイヤの集合としての第２のワイヤ群と、
を備えていることを特徴とする１）に記載のレーザ光源モジュールである。
４）  前記第２の電極における前記第１のワイヤ群の接続密度は、前記ダイオードレーザの出射面に近い部位が遠い部位よりも高いことを特徴とする１）又は２）に記載のレーザ光源モジュールである。
５）  サブマウントの導電部とダイオードレーザの電極とをボンディングワイヤで電気接続して製造するレーザ光源モジュールの製造方法であって、
前記ダイオードレーザの動作時の温度上昇特性及び出力光波長の温度依存特性に基づいて、電気接続する前記ボンディングワイヤの目標接続本数を求める接続本数取得ステップと、
求めた前記目標接続本数に応じた本数のボンディングワイヤで前記導電部と前記電極とを電気接続する接続ステップと、
を含むことを特徴とするレーザ光源モジュールの製造方法である。
６）  前記接続ステップの後に前記レーザ光源モジュールを動作させて飽和温度及び出力光波長を測定する温度測定ステップと、
前記温度測定ステップで測定した前記出力光波長が所望の波長よりも短い場合に、測定した飽和温度及び出力光波長に基づいて、前記接続ステップで電気接続した前記ボンディングワイヤのうちの切断する切断本数を求める切断本数取得ステップと、
を含むことを特徴とする５）に記載のレーザ光源モジュールの製造方法である。７）  前記接続ステップの後に前記レーザ光源モジュールを動作させて飽和温度及び出力光波長を測定する温度測定ステップと、
前記温度測定ステップで測定した前記出力光波長が所望の波長よりも長い場合に、測定した飽和温度及び前記出力光波長に基づいて、前記接続ステップで電気接続した前記ボンディングワイヤの本数に対し加える付加本数を求める付加本数取得ステップと、
を含むことを特徴とする５）に記載のレーザ光源モジュールの製造方法。
８）  第１の導電部及び第２の導電部を有するサブマウントと、
第１の電極及び第２の電極を有し、前記第１の電極が前記サブマウントの前記第１の導電部に接合されたダイオードレーザと、
前記第２の電極と前記第２の導電部とを接続する複数のボンディングワイヤの集合としてのワイヤ群と、を備え、
前記ワイヤ群に含まれる前記ボンディングワイヤの数は、予め定めた、動作中のダイオードレーザの飽和温度、又は常温と前記飽和温度との差に応じて決定されているレーザ光源モジュールである。
９）  前記ボンディングワイヤの数は、さらに、前記ダイオードレーザの熱容量、並びに、ボンディングワイヤの熱伝導率，断面積，長さ，及び両端の温度差に応じて決定されていることを特徴とする８）に記載のレーザ光源モジュールである。
１０）  １）〜４）のいずれか一つに記載のレーザ光源モジュールと、
前記レーザ光源モジュールに対し、前記許容電流値の１／３以下の電流値を供給して前記レーザ光源モジュールを駆動する駆動部と、
を備えたことを特徴とするレーザ光源モジュールユニット。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、温度上昇を抑制し出力光波長の制御が可能になる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るレーザ光源モジュールの実施例であるモジュール５１を説明するための斜視図である。
【図２】図２は、モジュール５１が搭載するダイオードレーザ５にボンディングされたワイヤ６の接続パターン例を説明するための部分上面図であり、（ａ）は千鳥状パターン、（ｂ）は格子状パターンである。
【図３】図３は、モジュール５１における電流経路ＲＥａ，ＲＥｂと排熱経路ＲＴ１，ＲＴ２を説明するためのモデル図である。
【図４】図４は、変形例のモジュール６１における電流経路ＲＥａ，ＲＥｂと排熱経路ＲＴ１，ＲＴ２を説明するためのモデル図である。
【図５】図５は、変形例１のモジュール６１Ａを説明するための模式的上面図である。
【図６】図６は、変形例２のモジュール６１Ｂを説明するための模式的上面図である。
【図７】図７は、モジュール５１の製造手順例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態に係るレーザ光源モジュールを、実施例のレーザ光源モジュール５１（以下、単にモジュール５１とも称する）により説明する。
【００１４】
（実施例）
図１は、モジュール５１の模式的斜視図である。説明の便宜上、上下左右前後の各方向を矢印で規定する。この各方向は、モジュール５１の使用姿勢等を制限するものではない。また、モジュール５１は前後に長いため、図１では一部破断して示されている。
【００１５】
モジュール５１は、サブマウントＭと、サブマウントＭに実装されたダイオードレーザチップ５（以下、ダイオードレーザ５）と、を含み構成されている。
サブマウントＭは、高い熱伝導性を有する絶縁部材（例えば、セラミックス基板）であるベース１と、ベース１の上面に金などにより層状に形成された導電部である導電パターン２と、導電パターン２の上面の一部に積層形成された半田層３と、を有する。モジュール５１は、この例において上面視で矩形に形成されている。
【００１６】
サブマウントＭは、エッチング等の周知の方法によって、ベース１の左右の辺と平行に形成されたスリット部４を有する。
導電パターン２は、スリット部４によって右側の主パターン２ａと左側の副パターン２ｂとに絶縁分割されている。主パターン２ａ及び副パターン２ｂは、模様化されていない図１に示されるようなベタ状のものを含む。
主パターン２ａの上面におけるスリット部４に近い部位には、スリット部４に並行な矩形形状で半田層３が形成され、半田層３上にダイオードレーザ５が前後に延びる姿勢で接合されている。
【００１７】
ダイオードレーザ５は、角棒状の基部５ａと、基部５ａの上面に形成された負電極５ｂと、下面に形成された正電極５ｃと、を有し、正電極５ｃが半田層３に接合されている。すなわち、正電極５ｃは、半田層３及び主パターン２ａと導通している。
また、ダイオードレーザ５は、長手方向の一面が出射面５ｄとしてレーザ光を出光する面となっている。図１において、ダイオードレーザ５は、前側が出射面５ｄとなる姿勢でサブマウントＭに実装されている。
【００１８】
ダイオードレーザ５の負電極５ｂは、複数本（Ｎ本：Ｎは２以上の整数）のボンディングワイヤ６によって、スリット部４を跨いで副パターン２ｂに電気接続されている。
以下、ボンディングワイヤ６を単にワイヤ６とも称し、またＮ本のボンディングワイヤ６の集合を、纏めてワイヤ群６Ｇとも称する。
【００１９】
モジュール５１は、主パターン２ａ及び副パターン２ｂがそれぞれモジュール駆動装置８１（図１参照）の正端子及び負端子に接続され、動作に必要な電流が流されて出射面５ｄから前方にレーザ光を出力するようになっている。
モジュール５１とモジュール駆動装置８１とを含め、レーザ光源モジュールユニット５１Ｔが構成されている。
【００２０】
モジュール５１において、ワイヤ群６Ｇは、ダイオードレーザ５の負電極５ｂと副パターン２ｂとを電気接続する電流経路として機能するのみならず、ダイオードレーザ５で発生した熱を副パターン２ｂからベース１に逃がす排熱経路としても機能させるようになっている。
もちろん、ダイオードレーザ５の正電極５ｃから、それが接合された半田層３を介してベース１に逃がす排熱経路も確保されるので、モジュール５１は、独立した二つの排熱経路によってダイオードレーザ５で生じた熱を外部に排出できるようになっている。
【００２１】
ワイヤ群６Ｇとなるワイヤ６の本数Ｎは、排熱経路としての機能も考慮して次に説明する方法で設定される。
ワイヤ６は、細くなるほど電気抵抗が増加して伝送効率が低下し、太くなるほど曲げ剛性が高くなってダイオードレーザ５の負電極５ｂの接続部分に負荷をかける。そのため、従来、ワイヤ６はボンディングに適切な材質及び太さが把握されており、直径３０（μｍ）程度の金製ワイヤを使用するのが一般的である。
また、一般的なダイオードレーザのワイヤボンディングで用いられるワイヤの平均使用長は、概ね２（ｍｍ）である。
【００２２】
（ワイヤ６の伝熱量）
ワイヤ６の１本あたりの伝熱量（Ｗ）は、
伝熱量（Ｗ）＝金の熱伝導率（Ｗ／ｍＫ）×ワイヤの断面積（ｍ２）／ワイヤ長さ（ｍ）×両端温度差（Ｋ）
で示される。
この式に、各値を、
金の熱伝導率：３１８（Ｗ／ｍＫ）
断面積：７．１×１０−１０（ｍ２）
ワイヤ長さ：２×１０−３（ｍ）
ワイヤ６の両端温度差：１０（Ｋ）
として代入し、
伝熱量（Ｗ）＝３１８（Ｗ／ｍＫ）×７．１×１０−１０（ｍ２）／２×１０−３（ｍ）×１０（Ｋ）＝１．１×１０−３（Ｗ）
を得る。
【００２３】
（ダイオードレーザ５の発熱量）
ダイオードレーザ５は、サイズが、左右方向幅が５００（μｍ）、前後方向長さ（共振器長）が６（ｍｍ）、上下方向幅（厚さ）が１２０（μｍ）であり、定格出力は１２（Ｗ）である。
定格出力１２（Ｗ）のダイオードレーザでは、一般に電気・光変換効率が６０％であり、残りの４０％に相当する４．８（Ｗ）が熱となる。
ここで、ダイオードレーザ５の基部５ａの熱抵抗を一般的値として３．０（Ｋ／Ｗ）とすると、ダイオードレーザ５は、４．８（Ｗ）の発熱によって温度が１４．４（Ｋ）上昇することになる。
【００２４】
このダイオードレーザ５の動作時の飽和温度を、１（Ｋ）下げることを考えると、１（Ｋ）の温度に対応する熱量は、４．８（Ｗ）／１４．４（Ｋ）＝０．３３（Ｗ）であるから、ダイオードレーザ５から排出する熱量を、０．３３（Ｗ）増やせばよい。
そのためには、上述のワイヤ６の１本あたりの伝熱量が、１．１×１０−３（Ｗ）であるから、
０．３３（Ｗ）／１．１×１０−３（Ｗ）の計算で得られる３００をワイヤ６の本数として設定し、ダイオードレーザ５の負電極５ｂと副パターン２ｂとの間に接続すればよい。
本数Ｎはこのような方法で設定する。すなわち、上述の例でＮ＝３００（本）である。
これを一般化すれば、次のようになる。
すなわち、ワイヤ６の特性値を、熱伝導率σ，断面積Ｓ，長さＬとし、ワイヤ両端温度差をΔＴとし、基部５ａの熱容量をｃとし、減少させたい温度をδＴとすると、ワイヤの本数Ｎは、
Ｎ = (ｃ*δＴ)/(σ*Ｓ*Ｌ−１*ΔＴ)
で表される。
【００２５】
ダイオードレーザ５は、既述のように温度依存性を有する。例えば、９００（ｎｍ）帯の温度変動に伴う波長シフトは、０．３（ｎｍ／Ｋ）である。
すなわち、ダイオードレーザ５の動作時の飽和温度を、１（Ｋ）下げると、出力光の波長は、短波長側に０．３（ｎｍ）シフトする。
従って、ワイヤ６のボンディング本数Ｎを変えることによって、ダイオードレーザ５の動作時の飽和温度を調整し出力されるレーザ光の波長を制御できる。
【００２６】
負電極５ｂにおけるワイヤ群６Ｇのワイヤ６の接続位置のパターン（接続パターン）は、限定されない。
図２は、ボールボンディングによる接続パターンを示した図であり、負電極５ｂの直上方の水平面で切断した模式的断面図である。詳しくは、ワイヤ６の先端ボール６ａの配列を模式的に示した図であり、ワイヤ６自体は破断面としてある。
ワイヤ６の接続パターンは、上面視として図２の（ａ）に示される、いわゆる千鳥状パターンであってもよく、（ｂ）に示される、いわゆる格子状パターンであってもよい。
【００２７】
また、負電極５ｂにおけるワイヤ群６Ｇの接続密度（単位面積あたりのワイヤ６の接続本数）は、負電極５ｂの部位によらず一定とされるが、部位に応じて適宜異ならせてもよい。
例えば、ダイオードレーザ５において、発熱が他の部位より大きい部位がある場合（出射面５ｄ近傍部位など）は、その部位のワイヤ６の接続密度を、他の部位よりも大きくすることは、ダイオードレーザ５の動作飽和温度の部位毎の偏りを小さくするように作用するので好ましい。
【００２８】
図３は、モジュール５１の電流経路ＲＥと排熱経路ＲＴとを説明するためのモデル図である。
図３に示されるように、ダイオードレーザ５の正電極５ｃとサブマウントＭの半田層３とは、直接接合によって電流経路ＲＥａ及び排熱経路ＲＴ１を形成している。
また、ダイオードレーザ５の負電極５ｂと、サブマウントＭの副パターン２ｂとは、ワイヤ群６Ｇによって電流経路ＲＥｂ及び排熱経路ＲＴ２を形成している。
【００２９】
サブマウントＭの主パターン２ａ及び副パターン２ｂは、それぞれ不図示の電源装置の正極及び負極に接続されており、電流経路ＲＥａ，ＲＥｂを介してダイオードレーザ５に電力が供給される。
サブマウントＭのベース１が取り付けられた相手部材７１は、熱容量が大きい排熱部材として機能し、ダイオードレーザ５の熱は、排熱経路ＲＴ１，ＲＴ２を通り、サブマウントＭを介して排熱部材７１に排出される。
図４に示されるように、ワイヤ群６Ｇは、電流経路ＲＥｂと排熱経路ＲＴ２との両方の機能を担っている。
【００３０】
一般にダイオードレーザは、加える電流値を増加してレーザ光の出力を大きくしていくと、徐々に効率が低下し、ある電流値でＣＯＤ（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｍａｇｅ）と称される光学損傷を生じてレーザ光出力が非可逆的に低下することが知られている。ここで言う電流値は、ダイオードレーザに供給される合計の電流値である。
従って、レーザ光源モジュールユニット５１Ｔでは、ＣＯＤを生じさせ得る最小の電流値Ｉｃ（以下、ＣＯＤ電流値Ｉｃと称する）よりも小さい電流が、モジュール駆動装置８１がダイオードレーザ５に供給する上限の印可上限電流値Ｉａとして設定されている。
【００３１】
そのため、使用するワイヤ６の１本当たりの許容電流値ｉｂ及びボンディングする本数Ｎは、ワイヤ６の１本当たりの許容電流値ｉｂに本数を乗じた、ワイヤ群６Ｇとして許容する許容電流値が、印可上限電流値Ｉａを超えるように設定電流値Ｉｄとしてモジュール駆動装置８１に設定されるものの、印可上限電流値Ｉａよりもはるかに大きいＣＯＤ電流値Ｉｃを越えるように設定されることはない。
実際に、従来のダイオードレーザに用いられるボンディングワイヤの本数は、多くて数十本である。具体的には、定格１０（Ｗ）で２０〜２５本、定格１５（Ｗ）で３０〜４０本程度である。
【００３２】
これに対し、モジュール５１におけるワイヤ群６Ｇの本数Ｎは、通電と排熱とを担って極めて大きい値に設定されることから、ワイヤ６の許容電流値ｉｂに本数Ｎを乗じた設定電流値Ｉｄは、ＣＯＤ電流値Ｉｃを超える程度に設定される。
もちろん、モジュール駆動装置８１がモジュール５１に供給する合計としての電流値は、ＣＯＤ電流値Ｉｃを越えないように設定される。
このように、本実施形態によれば、ワイヤ群６Ｇの本数Ｎは、動作中のダイオードレーザ５の温度（或いは、非動作状態の常温からの温度シフト値：飽和温度と常温との差）に応じて決定される。
【００３３】
既述のワイヤ群６Ｇの本数設定は、理解容易のため、ダイオードレーザ５の排熱のすべてをワイヤ群６Ｇで行った場合の例として説明した。
実際のモジュール５１では、ダイオードレーザ５に生じた熱の一部は、正電極５ｃからサブマウントＭに直接熱伝導により排出される。これを第１排熱経路による排熱Ｑ１とし、ワイヤ群６Ｇによる排熱Ｑ２の経路を第２排熱経路とすると、モジュール５１のダイオードレーザ５全体の総排熱量Ｑは、Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２となっている。
ここで、輻射による排熱量及び空気対流による排熱量は、排熱量Ｑ１，Ｑ２と比べて大変小さいので無視してよい。
【００３４】
モジュール５１では、ワイヤ群６Ｇのワイヤ６の本数Ｎを、例えばＣＯＤ電流値Ｉｃを超える電流を設定電流値Ｉｄとして仮に流した場合に許容するほどの大きな数に設定して排熱量Ｑ２を大きくし、飽和温度の抑制と飽和温度の微調整を可能とするものである。もちろん、モジュール駆動装置８１がモジュール５１に対して実際に供給する合計の電流値である印可電流値Ｉａは、ＣＯＤ電流値Ｉｃに対し十分小さく設定するので、モジュール５１にＣＯＤは生じない。
【００３５】
すなわち、モジュール５１において導電機能と共に排熱機能を得るべく接続されているワイヤ群６Ｇは、仕様上、ＣＯＤ電流値Ｉｃを超える値の設定電流値Ｉｄを流すことが可能な本数とされ、ダイオードレーザ５の種々の定格や特性などから、ＣＯＤ電流値Ｉｃの、例えば少なくとも３倍以上の値の電流を設定電流値Ｉｄとして流すことができるように構成するとよい。
【００３６】
モジュール５１は、設計の際に、最適なワイヤ群６Ｇのワイヤ種類及び本数を設定することが大変容易である。
すなわち、所定径のワイヤ６を、排熱設計で想定される最小本数よりも十分多くボンディングして動作実験を行い、温度上昇及び出力光の波長を測定する。
その結果、温度上昇が想定よりも強く抑制されて飽和温度が設定値より低くなった場合（排熱量が多すぎる場合）、波長は低い方向にシフトしすぎている。
そこで、温度の過抑制程度に応じた本数のワイヤ６を切断し、再度実験を行う。この繰り返しで、最適な飽和温度、すなわち最適な出力光波長となるワイヤ本数を、容易に得ることができる。
【００３７】
この方法は、モジュール５１の量産時にも適用可能である。
具体的には、量産されたモジュール５１の品質確認で、例えば製造ロット毎に波長のずれが生じていることを確認できた場合は、その波長のずれを相殺するようにカットするワイヤ本数を再設定すればよい。
【００３８】
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。
【００３９】
実施例のモジュール５１は、ワイヤ群６Ｇのすべてのワイヤ６が、副パターン２ｂに接続される例として説明した。
これに対し、以下に説明する変形例のレーザ光源モジュールであるモジュール６１は、そのモデル図である図４に示されるように、モジュール５１におけるワイヤ群６Ｇの複数のワイヤ６を、導電用のワイヤ６ｅの群であるワイヤ群６ｅＧと、排熱用のワイヤ６ｔの群であるワイヤ群６ｔＧと、に分けた構成を有する。
詳しくは、ワイヤ群６ｅＧのワイヤ６ｅは、一端側が負電極５ｂに接続され、他端側が副パターン２ｂに接続されている。
また、ワイヤ群６ｔＧのワイヤ６ｔは、一端側が負電極５ｂに接続され、他端側が、正電極５ｃ及び負電極５ｂに対して非導通の排熱部材７１に直接接続されている。
また、モジュール６１に対しては、モジュール駆動装置８１が実施例と同様に
電流を供給する。
【００４０】
すなわち、図４において、モジュール６１は、排熱経路として、モジュール５１と同じく、正電極５ｃのサブマウントＭへの直接接合による排熱経路ＲＴ１に加え、両端がそれぞれ負電極５ｂと排熱部材７１とに接続されたワイヤ群６ｔＧが担う排熱経路ＲＴ２を有する。排熱経路ＲＴ２は、電流経路ＲＥｂとは別の独立した経路である。
以下、変形例として、排熱部材７１にヒートパイプを用いた例である変形例１のモジュール６１Ａと、ペルチェ素子を用いた例である変形例２のモジュール６１Ｂと、をそれぞれ図５，図６を参照して説明する。
【００４１】
（変形例１）
図５に示される変形例１のモジュール６１Ａは、実施例のモジュール５１に対し、サブマウントＭ上に、導電パターン２と非導通なる伝熱プレート７１ａ１を備えている。この例において、伝熱プレート７１ａ１は、ダイオードレーザ５を挟んで副パターン２ｂの反対側となる右側に配置されている。
また、モジュール６１Ａは、モジュール５１のワイヤ群６Ｇに対し、負電極５ｂから左方にボンディングされ副パターン２ｂに接続する電流経路ＲＥｂとしてのワイヤ群６ｅＧと、右方にボンディングされ伝熱プレート７１ａ１に接続する排熱経路ＲＴ２としてのワイヤ群６ｔＧと、の二つのワイヤ群が設けられている。
伝熱プレート７１ａ１は、右方先端側のサブマウントＭから離れた位置でヒートパイプ７１ａ２が接続されており、伝熱プレート７１ａ１とヒートパイプ７１ａ２とにより排熱部材７１が構成されている。
【００４２】
モジュール６１Ａでは、ダイオードレーザ５で生じた熱は、正電極５ｃ（図１参照）から直接サブマウントＭに排出される排熱経路ＲＴ１に加え、ワイヤ群６ｔＧを通り伝熱プレート７１ａ１からヒートパイプ７１ａ２に排出される排熱経路ＲＴ２により、積極的に外部に排出される。
【００４３】
（変形例２）
図６に示される変形例２のモジュール６１Ｂは、実施例のモジュール５１に対し、サブマウントＭ上に、導電パターン２と非導通とされたペルチェ素子を含む冷却部材７１ｂ１を備えている。この例において、冷却部材７１ｂ１は、ダイオードレーザ５を挟んで副パターン２ｂの反対側となる右側に配置されている。冷却部材７１ｂ１が有するペルチェ素子は、電源７１ｂ２により動作する。
また、モジュール６１Ａは、モジュール５１のワイヤ群６Ｇに対し、負電極５ｂから左方にボンディングされ副パターン２ｂに接続する電流経路ＲＥｂとしてのワイヤ群６ｅＧと、右方にボンディングされ冷却部材７１ｂ１に接続する排熱経路ＲＴ２としてのワイヤ群６ｔＧと、の二つのワイヤ群が設けられている。
冷却部材７１ｂ１は、電源７１ｂ２と共に排熱部材７１を構成している。
【００４４】
モジュール６１Ｂでは、ダイオードレーザ５で生じた熱は、正電極５ｃ（図１参照）から直接サブマウントＭに排出される排熱経路ＲＴ１に加え、ワイヤ群６ｔＧを通り冷却部材７１ｂ１に排出される排熱経路ＲＴ２により、積極的に外部に排出される。
【００４５】
以上詳述したように、実施例のレーザ光源モジュール５１は、ダイオードレーザ５の動作で生じた熱を、サブマウントＭへの直接熱伝導によって排熱する第１の排熱経路ＲＴ１と、電源供給のための電流経路ＲＥｂを兼ねて熱伝導によって排熱するボンディングワイヤ群６Ｇによる第２の排熱経路ＲＴ２と、の複数の排熱経路を介して排熱するよう構成されている。
【００４６】
また、変形例のレーザ光源モジュール６１は、ダイオードレーザ５の動作で生じた熱を、サブマウントＭへの直接の熱伝導によって排熱する第１の排熱経路ＲＴ１と、電源供給のための電流経路ＲＥｂとは独立して、排熱部材に熱伝導により排熱するボンディングワイヤ群６ｔＧによる第２の排熱経路ＲＴ２と、の複数の排熱経路を介して排熱するよう構成されている。
【００４７】
これにより、モジュール５１，６２は、ダイオードレーザ５の動作時の温度上昇を良好に抑制し飽和温度を低くできる。
【００４８】
また、モジュール５１，６１は、ボンディングワイヤ群６Ｇ，６ｔＧを多めに配線して動作時に過排熱状態となるようにしておくとよい。この場合のダイオードレーザ５の実動作での飽和温度は、過排熱によって所望値よりも低くなる。
そこで、飽和温度が所望値になるよう一部のワイヤ６，６ｔを切断し、その分の熱伝導を遮断することで、モジュール５１，６１は過排熱状態が抑制される方向に移行し、ダイオードレーザ５の飽和温度を上昇方向で調整することができる。
この飽和温度の調整により、ダイオードレーザ５の出力レーザ光の波長を調整制御することができる。
【００４９】
第２の排熱経路ＴＲ２を担うボンディングワイヤ群６Ｇ，６ｔＧは、モジュール５１，６１が搭載するダイオードレーザ５固有のＣＯＤ電流値を超える電流をあくまで仕様上で印可できるように、各ワイヤの仕様（材質、断面積、長さなど）及び本数を設定するとよい。
発明者らは、意図的にＣＯＤを生じさせる実験等により、汎用のボンディングワイヤを用いる場合には自ずとＣＯＤ電流値を超える電流印可が可能となり、通常、ＣＯＤ電流値の３倍以上の電流印可が可能になることを把握している。
【００５０】
上述の実施例及び変形例のモジュール５１の量産を前提とした設計において、ワイヤ群６Ｇ，６ｔＧの本数設定工程を含むモジュール５１の製造は、次の手順で行なうことができる。図７はその手順を示すフロー図である。手順は、代表として実施例のモジュール５１に基づき説明する。変形例のモジュール６１についても同様の手順で製造できる。
【００５１】
まず、モジュール５１に搭載するダイオードレーザ５から出射するレーザ光の、目的とする波長λａを決め、その波長λａを得るダイオードレーザ５の動作時の飽和温度とすべき温度Ｔａをその温度依存性から予め把握する（Ｓｔｅｐ１）。
【００５２】
温度Ｔａの常温Ｔｉからの温度シフトΔＴａ（＝Ｔａ−Ｔｉ）を求める（Ｓｔｅｐ２）。
【００５３】
ダイオードレーザ５の定格出力及び電気・光変換効率特性から得られる発熱量Ｑと温度シフトΔＴａから、飽和温度を温度Ｔａとするために必要なワイヤ６の本数Ｎａを、ワイヤ６の熱伝導率，断面積，長さ，及び両端温度差に基づいて求める（Ｓｔｅｐ３）。
【００５４】
モジュール５１を、ワイヤ６を（Ｓｔｅｐ３）で求めた本数Ｎａでボンディングして作成する（Ｓｔｅｐ４）。
【００５５】
製造前の試験として、モジュール５１を動作させて実際の飽和温度Ｔｂ及び出射レーザ光の波長を測定し、補正すべき温度としての補正温度ＨＴを、飽和温度Ｔｂ−温度Ｔａから求める（Ｓｔｅｐ５）。
【００５６】
補正温度ＨＴが次の１）〜３）のいずれになるかを判定する（Ｓｔｅｐ６）。
ここで温度Ｔｃは、製品として許容される波長λａの範囲に対応した飽和温度範囲Ｔａ±Ｔｃから決められる正値の温度である。
１）  補正温度ＨＴ≦｜温度Ｔｃ｜
２）  温度（Ｔａ＋Ｔｃ）＜補正温度ＨＴ
３）  補正温度ＨＴ＜温度（Ｔａ−Ｔｃ）
【００５７】
判定が１）の補正温度ＨＴ≦｜Ｔｃ｜の場合、モジュール５１を、そのボンディングの本数Ｎａで製造する（Ｓｔｅｐ７）。
【００５８】
判定が２）の温度（Ｔａ＋Ｔｃ）＜補正温度ＨＴの場合、排熱量が足りないので、ＨＴ−（Ｔａ＋Ｔｃ）の値に対応した熱量を排熱するためのワイヤ６の本数ΔＮａを、ワイヤ６の熱伝導率，断面積，長さ，及び両端温度差に基づいて求め、本数Ｎａに加えて付加する本数Ｎｂとする（Ｓｔｅｐ８）。すなわち、Ｎｂ＝Ｎａ＋ΔＮａである。
ＮｂをＮａと置き換えて（Ｓｔｅｐ４）へ戻る（Ｓｔｅｐ９）。すなわち、本数Ｎｂで再度モジュール５１を作成し検証するループを実行する。
【００５９】
判定が３）の補正温度ＨＴ＜温度（Ｔａ−Ｔｃ）の場合、排熱量が過剰なので、（Ｔａ−Ｔｃ）−ＨＴの値に対応した熱量排熱を担うワイヤ６の本数ΔＮａを、ワイヤ６の熱伝導率，断面積，長さ，及び両端温度差に基づいて求め、本数Ｎａから減じて本数Ｎｃとして求める。
そして、ワイヤ群６Ｇのうちの本数Ｎａ−本数Ｎｃのワイヤをカット（切断）する（Ｓｔｅｐ１０）。
本数Ｎｃを本数Ｎａと置き換えて（Ｓｔｅｐ５）へ戻る（Ｓｔｅｐ１１）。すなわち、カットした本数Ｎｃで再度モジュール５１の飽和温度を検証するループを実行する。
【００６０】
以上の手順により、ダイオードレーザ５の飽和温度を温度（Ｔａ±Ｔｃ）の範囲内にして出射レーザ光を目的の波長λａとするワイヤ群６Ｇの本数Ｎａを、容易に決定することができる。
すなわち、ダイオードレーザ５の出射レーザ光の波長λａが、長い側又は短い側にずれていても、ワイヤ６の本数の増減により容易に調整することができる。
例えば、出射レーザ光の波長が、製造ロット毎に目的とする波長に対しずれる傾向がある場合にも、その製造ロット間の波長のばらつきを容易に調整して量産することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  ベース
２  導電パターン、    ２ａ  主パターン、    ２ｂ  副パターン
３  半田層
４  スリット部
５  ダイオードレーザ（ダイオードレーザチップ）
５ａ  基部、    ５ｂ  負電極、    ５ｃ  正電極、    ５ｄ  出射面
６，６ｅ，６ｔ  ワイヤ（ボンディングワイヤ）
６Ｇ，６ｅＧ，６ｔＧ  ワイヤ群
５１，６１，６１Ａ，６１Ｂ  モジュール（レーザ光源モジュール）
５１Ｔ  レーザ光源モジュールユニット
７１  排熱部材
７１ａ１  伝熱プレート、    ７１ａ２  ヒートパイプ
７１ｂ１  冷却部材、    ７１ｂ２  電源
８１  モジュール駆動装置
ＨＴ  補正温度
Ｉａ  印可上限電流値、    Ｉｂ  許容電流値、    Ｉｃ  ＣＯＤ電流値
Ｉｄ  設定電流値
Ｍ  サブマウント
Ｎ，Ｎａ，ΔＮａ，Ｎｂ，Ｎｃ  本数
ＲＥ，ＲＥａ，ＲＥｂ  電流経路
ＲＴ，ＲＴ１，ＲＴ２  排熱経路
Ｔａ，Ｔｃ  温度
Ｔｂ  飽和温度
Ｔｉ  常温
Ｑ  総排熱量、    Ｑ１，Ｑ２  排熱量
λａ  波長
ΔＴａ  温度シフト
【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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