(57)【要約】      （修正有）【課題】低電流駆動であっても高出力かつ高精度のレーザ光を発生することができ、また、構成部品と組み立て工程に起因する生産コストを低減することのできる、半導体レーザアレイ光源およびファイバ結合モジュールを提供する。【解決手段】半導体レーザアレイ光源１０は、放熱体２０と、少なくとも上面に導電層２２を有しかつ放熱体２０上に配置される絶縁性のサブマウント２１と、導電層２２上に配置された、複数の発光点を有する半導体レーザアレイとを含む。複数の溝２４が、サブマウント２１上において導電層２２および半導体レーザアレイを発光点別に分離して、互いに電気的に絶縁された発光点別の複数の半導体レーザ素子１０ａ−１０ｈを形成する。複数の半導体レーザ素子１０ａ−１０ｈは、配線により電気的に直列に接続されている。複数の溝２４の各々は、断面略矩形状であり、溝底にサブマウント２１の絶縁性母材が露出する深さを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱体と、
前記放熱体上に配置された絶縁性のサブマウントであって、前記サブマウントの少なくとも上面に導電層を有する、サブマウントと、
前記導電層上に配置された、複数の発光点を有する半導体レーザアレイと、
複数の溝であって、前記サブマウント上において前記導電層および前記半導体レーザアレイを発光点別に分離して、互いに電気的に絶縁された発光点別の複数の半導体レーザ素子を形成する、複数の溝と、
前記複数の半導体レーザ素子を電気的に直列に接続する配線と、
を含む半導体レーザアレイ光源。
【請求項２】
前記複数の溝の各々は、断面略矩形状であり、溝底に前記サブマウントの絶縁性母材が露出する深さを有する、請求項１に記載の半導体レーザアレイ光源。
【請求項３】
前記導電層は、銅（Ｃｕ）の層と、該銅（Ｃｕ）の層上に形成された金属薄膜であってチタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）のうちの１つまたは複数から構成された金属薄膜とを含む、請求項１または２に記載の半導体レーザアレイ光源。
【請求項４】
前記複数の溝の各々は、隣り合う発光点の中心を結ぶ線分の中点を横切る、請求項１または２に記載の半導体レーザアレイ光源。
【請求項５】
前記複数の溝は、ダイシング溝である、請求項２に記載の半導体レーザアレイ光源。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体レーザアレイ光源と、
前記半導体レーザアレイ光源からのレーザビームを集光し光ファイバの入射端に導く集光レンズ系と、
を含む光ファイバ結合モジュール。
【請求項７】
少なくとも上面に導電層を有する絶縁性のサブマウントが配置された放熱体を準備するステップと、
前記導電層上に、複数の発光点を有する半導体レーザアレイを接合するステップと、
前記サブマウント上において前記導電層および前記半導体レーザアレイを発光点別に分離する複数の溝を形成するステップと、
発光点別の半導体レーザ素子を電気的に直列に配線するステップと、
を含む半導体レーザアレイ光源の製造方法。
【請求項８】
前記複数の溝を形成するステップは、断面略矩形状の溝を形成するステップを含む、請求項７に記載の半導体レーザアレイ光源の製造方法。
【請求項９】
前記複数の溝を形成するステップは、溝底に前記サブマウントの絶縁性母材が露出する深さにダイシングするステップを含む、請求項７または８に記載の半導体レーザアレイ光源の製造方法。
【請求項１０】
前記複数の溝の各々は、隣り合う発光点の中心を結ぶ線分の中点を横切る、請求項７または８に記載の半導体レーザアレイ光源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザアレイ光源および当該光源を用いた光ファイバ結合モジュールに関し、特に、比較的小さい電流を流して駆動することのできる半導体レーザアレイ光源と光ファイバ結合モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヒートシンク上に複数の半導体レーザ素子を有する半導体レーザアレイ光源は、高出力レーザとして用いられている。
【０００３】
従来の高出力レーザの一例として、半導体基板、１つのｐ電極および１つのｎ電極を有し、半導体基板の端面において複数の発光点（発光領域ともいう）が等間隔に横に並び、それぞれの発光点から光が出力されるように構成された、半導体レーザアレイが知られている。この構成において、それらの複数の発光点からのレーザ光を同時に光ファイバ等に集光するために、複数の集光レンズとアレイ型光学部品を含む集光光学系が使われている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
従来の高出力レーザの別の例として、それぞれが１つの発光点を有する独立した半導体レーザ素子を複数個、ヒートシンク上にアレイ状に、等間隔かつ発光面が揃うように一列に固定するように構成された、半導体レーザアレイが知られている。この構成においては、それらの複数の発光点からのレーザ光を同時に光ファイバ等に集光するために、コリメートレンズと集光レンズを含む集光光学系が使われている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
加えて、一つの基板にアレイ状に配列された複数の半導体レーザ素子が形成されてなる半導体レーザ素子バーを、支持板上に固着した後に、支持板（サブマウント）上において半導体レーザ素子バーを基板とともに個々の半導体レーザ素子に分離させる、半導体レーザ発光装置が提案されている（例えば、特許文献３）。
【０００６】
さらに、２個以上の発光点を有する半導体レーザアレイを、複数個、縦方向へかつ階段状に配置し、個々の半導体レーザアレイの直後にコリメータレンズを配置し、コリメートされた光を１つの集光レンズで集光して光ファイバに光結合する、半導体レーザモジュールが提案されている（例えば、特許文献４）。
【０００７】
他方、放熱体（ヒートシンク）上に、互いに独立して複数の支持板（サブマウント）を設け、複数の半導体レーザ素子の各々を、各支持板上に個別に配置し、複数の半導体レーザ素子を電気的に直列に接続する、半導体レーザアレイが提案されている（例えば、特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２９４２３６号公報
【特許文献２】特開２００２−２０２４４２号公報
【特許文献３】特開２００６−５４２７７号公報
【特許文献４】特開２０１１−２４３７１７号公報
【特許文献５】特開２０１３−１９１７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１−４が開示する半導体レーザアレイにおいては、複数の発光点が電気的に並列に接続される。このため、各発光点において所望の光出力を得るために必要な駆動電流は、素子の数に比例して増大し、例えば、素子全体で５０Ａを超える大電流を入力端子に供給して半導体レーザアレイを駆動する必要がある場合がある。このような大電流駆動が必要とされる場合、発熱を避けるために太い芯線のケーブルを使用しなければならない。しかし、このようなケーブルは高価であるだけでなく、固くて可撓性に欠けるために、取り回しがしにくいという問題がある。加えて、大電流が流れる入力／出力端子に、厚い金属端子と固定用の大型のネジを使用し、また、一般的に高価な大電流容量の電源装置を使用しなければならない。これら大電流駆動の問題は、半導体レーザアレイ光源の設計上および組立上の制限となっていた。
【００１０】
また、特許文献３が開示する半導体レーザ発光装置においては、複数の発光点の間隔が揃い発光面も揃った一体化された半導体レーザ素子バーが、支持板すなわちサブマウント上に固着され、次いでエッチングにより、素子間の半導体層が部分的に除去されて個々の半導体レーザ素子に分離される。この方法によると、分離された複数の半導体レーザ素子を、各発光点の位置およびレーザ光の出射方向が揃えられた状態にすることができる。しかしながら、複数の半導体レーザ素子が電気的に並列に接続されているため、依然として上記した大電流駆動の問題を解決することができない。
【００１１】
一方、特許文献５が開示する半導体レーザアレイにおいては、複数の半導体レーザ素子を電気的に直列に接続することにより、少ない電流での駆動を可能としている。しかし、放熱体上に互いに独立して複数のサブマウントを設け、複数の半導体レーザ素子の各々を、各サブマウント上に個別に配置する構成であるため、構成部品の数が多いだけでなく、複数の半導体レーザ素子のアラインメント（素子間の間隔、発光面の位置、傾き）を厳密に行うことが難しいという問題がある。
【００１２】
通常、電気伝導性および熱伝導性を考慮して、半導体レーザ素子とサブマウントと、サブマウントと放熱体とは、それぞれはんだで接合される。しかし、サブマウントを含む半導体レーザ素子をアラインメントしながら放熱体上に一つずつ固定する方法により、半導体レーザアレイを組み立てる場合、その組み立て工程中に、調整済みのアラインメントにミスアラインメントが生じる可能性があるという問題がある。これは、はんだ接合のための加熱と冷却が、素子の数だけ繰り返される際に、アラインメントが済んでいる半導体レーザ素子を放熱体に固定しているはんだが熱で溶融し、素子がわずかに動くことによる。
【００１３】
したがって、本発明は、このような従来技術の問題を解決しようとするものであり、低電流駆動であっても高出力かつ高精度のレーザ光を発生することができ、また、構成部品と組み立て工程に起因する生産コストを低減することのできる、半導体レーザアレイ光源およびファイバ結合モジュールを提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、低電流駆動の半導体レーザアレイ光源を、少ない構成部品と少ない工程で安定して高精度に製造することのできる、半導体レーザアレイ光源の製造方法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】
【００１５】
上記した課題の一つ目を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
半導体レーザアレイ光源であって、放熱体と、前記放熱体上に配置された絶縁性のサブマウントであって、前記サブマウントの少なくとも上面に導電層を有する、サブマウントと、前記導電層上に配置された、複数の発光点を有する半導体レーザアレイと、複数の溝であって、前記サブマウント上において前記導電層および前記半導体レーザアレイを発光点別に分離して、互いに電気的に絶縁された発光点別の複数の半導体レーザ素子を形成する、複数の溝と、前記複数の半導体レーザ素子を電気的に直列に接続する配線とを含む。
【００１６】
本発明の半導体レーザアレイ光源の好ましい実施形態の一つにおいて、前記複数の溝の各々は、断面略矩形状であり、溝底に前記サブマウントの絶縁性母材が露出する深さを有すると良い。
【００１７】
また、本発明の半導体レーザアレイ光源の好ましい実施形態の一つにおいて、前記導電層は、Ｃｕ層と、該Ｃｕ層上に形成された金属薄膜であってＴｉ、Ｐｔ、Ａｕのうちの１つまたは複数から構成された金属薄膜とを含むと良い。
【００１８】
さらに、本発明の半導体レーザアレイ光源の好ましい実施形態の一つにおいて、前記複数の溝の各々は、隣り合う発光点の中心を結ぶ線分の中点を横切ると良い。
【００１９】
また、本発明の半導体レーザアレイ光源の好ましい実施形態の一つにおいて、前記複数の溝は、ダイシング溝であると良い。
【００２０】
本発明の光ファイバ結合モジュールは、上記した半導体レーザアレイ光源と、前記半導体レーザアレイ光源からの光を集光し光ファイバの入射端に導く集光レンズ系と、を含むと良い。
【００２１】
また、本発明の半導体レーザアレイ光源の製造方法は、少なくとも上面に導電層を有する絶縁性のサブマウントを、放熱体上に配置するステップと、前記導電層上に、複数の発光点を有する半導体レーザアレイを接合するステップと、前記サブマウント上において前記導電層および前記半導体レーザアレイを発光点別に分離する複数の溝を形成するステップと、前記発光点別の複数の半導体レーザ素子を電気的に直列に接続するステップとを含むと良い。
【００２２】
さらに、本発明の半導体レーザアレイ光源の製造方法の好ましい実施形態の一つにおいて、前記複数の溝を形成するステップは、断面略矩形状の溝を形成するステップを含むと良い。
【００２３】
また、本発明の半導体レーザアレイ光源の製造方法の好ましい実施形態の一つにおいて、前記複数の溝を形成するステップは、溝底に前記サブマウントの絶縁性母材が露出する深さにダイシングするステップを含むと良い。
【００２４】
さらに、本発明の半導体レーザアレイ光源の製造方法の好ましい実施形態の一つにおいて、前記複数の溝の各々は、隣り合う発光点の中心を結ぶ線分の中点を横切ると良い。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、複数の溝が、サブマウント上において導電層と当該導電層上の半導体レーザアレイを発光点別に分離して、互いに電気的に絶縁（アイソレート）された発光点別の複数の半導体レーザ素子を形成する。したがって、互いに電気的に絶縁された複数の半導体レーザ素子が、単一のサブマウント上で、発光点の位置およびレーザ光の出射方向が揃えられた状態で配置されている構造を、ダイシング等の簡易な工程を経て容易に得ることができる。
【００２６】
単一のサブマウント上で分離された各導電層は、各半導体レーザ素子の一方の電極（ｐ電極またはｎ電極）として用いることができる。したがって、そこに配線の一端を接合し、他端を隣り合う半導体レーザ素子の他方の電極（ｎ電極またはｐ電極）に接合すれば、低電流駆動が可能な半導体レーザアレイ光源を実現することができる。このとき、発光点の数だけサブマウントを複数個用意することや、複数のサブマウントを個別に固定する工程は不要であるため、構成部品数および組み立て工程が少なくて済む。したがって、構成部品と組み立て工程に起因する生産コストを低減することができる。
【００２７】
互いに独立した複数のサブマウントを個別に放熱体上に配置し固定する従来技術においては、複数の半導体レーザ素子のアラインメントを厳密に行うことが難しいだけでなく、構成部品数および組み立て工程が多いために高コストであった。また、半導体レーザアレイをエッチングにより複数の半導体レーザ素子に分離する従来技術においては、分離後も複数の半導体レーザ素子は電気的に並列に接続された状態を保つよう構成されているため、低電流駆動させることができなかった。本発明は、かかる従来技術の課題を悉く解決することができるものである。
【００２８】
上記した本発明の目的および利点並びに他の目的および利点は、以下の実施の形態の説明を通じてより明確に理解される。もっとも、以下に記述する実施の形態は例示であって、本発明はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による半導体レーザアレイ光源の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明による半導体レーザアレイ光源の一例を示す部分平面図である。
【図３】図２に示す半導体レーザアレイ光源のＡ−Ａ線における拡大部分断面図である。
【図４】半導体レーザアレイの一例を示す拡大部分断面図である。
【図５】本発明による半導体レーザアレイ光源の製造方法の一例を示す断面図である。
【図６】本発明による半導体レーザアレイ光源の製造方法の一例を示す平面図である。
【図７】本発明による光ファイバ結合モジュールの一例を示す図である。
【図８】本発明による光ファイバ結合モジュールの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明による半導体レーザアレイ光源の好ましい実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図１および図２を参照して、半導体レーザアレイ光源１０は、ヒートシンク２０と、ヒートシンク２０上に配置された絶縁性のサブマウント２１と、サブマウント２１上に形成された導電層２２と、導電層２２上に配置された、複数の発光点を有する半導体レーザアレイ２３とを含む。本例において、半導体レーザアレイ２３は８つの発光点を有するが、これは一例であって任意の数の発光点を有して良い。複数の溝２４は、サブマウント２１上において導電層２２および半導体レーザアレイ２３を発光点別に分離する。サブマント２１上には、発光点別に分離された導電層２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈをｐ電極とし、発光点別に分離された素子の表面に設けられた電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈをｎ電極とする、互いに電気的に絶縁された発光点別の複数の半導体レーザ素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈが形成されている。
【００３２】
複数の半導体レーザ素子１０ａ−１０ｈは、配線２５により直列に接続されている。具体的には、半導体レーザ素子１０ａの電極１２ａと、半導体レーザ素子１０ａに隣り合う半導体レーザ素子１０ｂの分離された導電層（ｐ電極）２２ｂとが、配線２５で電気的に接続されると良い。以下同様にして、半導体レーザ素子１０ｂから半導体レーザ素子１０ｈまでが、配線で電気的に接続されると良い。また、半導体レーザ素子１０ａの分離された導電層（ｐ電極）２２ａとｐ側電極端子２６とが、配線で電気的に接続され、半導体レーザ素子１０ｈの表面の電極１２ｈとｎ側電極端子２７とが配線で電気的に接続されている。
【００３３】
図３を参照して、半導体レーザ素子１０ｂは、端面発光型の半導体レーザ素子であると良い。図示の例において、基板１０２の一方の面（上面）にｎ電極１０１を有し、基板１０２の他方の面（下面）に半導体積層構造１０３−１０８、および最下部のｐ電極１１０からなるレーザ構造部を有している。
【００３４】
半導体レーザ素子１０ｂは、例えばｎ型ＧａＡｓ基板１０２の他方の面（下面）側に半導体積層構造を有し、この半導体積層構造は、例えば基板１０２側から順に、ｎ側クラッド層１０３、ｎ側ガイド層１０４、活性層１０５、ｐ側ガイド層１０６、ｐ側クラッド層１０７およびｐ側キャップ層１０８から構成されている。基板１０２の一方の面（上面）側に設けられたｎ電極１０１は、隣り合う半導体レーザ素子１０ｃが実装されているサブマウント２１上の分離された導電層（ｐ電極）２２ｃに、配線２５で電気的に接続される。半導体レーザ素子１０ｂのｐ電極１１０は、はんだ層１１１を通して、サブマウント２１上のメタライズ層１１２に接合されている。発光点を中心にもつ発光領域１００は、キャップ層１０８の幅によって制御される。電流がキャップ層１０８のみに流れるように、キャップ層１０８を挟む誘電体絶縁層１０９が形成されている。
【００３５】
サブマウント２１は、絶縁性材料の母材１１４から構成されている。具体的には、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等を用いることができる。サブマウント２１の大きさは、例えば幅０．３ｍｍ以上１５ｍｍ以下、長さ０．５ｍｍ以上６ｍｍ以下、厚みは５０μｍ以上５００μｍ以下である。サブマウント２１の絶縁性母材１１４の一方の面（表面）および他方の面（裏面）それぞれの上には銅（Ｃｕ）の導電性下地層１１３、１１５が、導電性下地層１１３、１１５それぞれの上にはチタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）等の金属薄膜（メタライズ層）１１２、１１６が形成されている。
【００３６】
前述のとおり、サブマウント２１の一方のメタライズ層１１２が、はんだ層１１１を介して半導体レーザ素子１０ｂのｐ電極１１０と接合されている。他方、サブマウント２１の他方のメタライズ層１１６が、ヒートシンク２０の一方の面に形成されたメタライズ層１１８と、はんだ層１１７を介して接合されている。はんだ層には、例えば、金‐スズ（ＡｕＳｎ）やスズ‐銀（ＳｎＡｇ）等を用いることができる。本例において、サブマウント２１の一方の面の導電性下地層１１３およびメタライズ層１１２が、導電層２２に相当する。
【００３７】
半導体レーザアレイ２３は、ＧａＡｓ基板１０２上のｎ電極１０１からサブマント２１の絶縁性母材１１４に至るまでの深さを有する複数の溝２４により、発光点別の複数の半導体レーザ素子１０ａ−１０ｈに分離されている。このとき、サブマウント２１上の導電層２２（導電性下地層１１３およびメタライズ層１１２）も溝によって複数に分離されている。このため、分離された半導体レーザ素子１０ａ−１０ｈは、配線２５によって電気的に接続されていない状態において、互いに電気的に絶縁されている。
【００３８】
ヒートシンク２０は、例えば、銅（Ｃｕ）等の熱的な伝導性を有する材料により構成されている。その表面には、例えば金（Ａｕ）等より成る金属薄膜（メタライズ層）１１８が形成されている。熱伝導性は、半導体レーザ素子１０ａ−１０ｈから発生する大量の熱を放出させ、これら半導体レーザ素子を適当な温度に維持するために必要な特性である。本例において、ヒートシンク２０が放熱体に相当する。
【００３９】
図３および図４を参照して、半導体レーザアレイ２３、および分離された半導体レーザ素子１０ａ−１０ｈの各々が有する半導体積層構造は、例えば、ＡｌＧａＡｓ系の近赤外領域で発光する材料等で構成されて良い。ここでＡｌＧａＡｓ系化合物半導体とは、長周期型周期表における３Ｂ族元素のアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）の少なくとも一方と、５Ｂ族元素のヒ素（Ａｓ）とを含む三元型半導体をいう。ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体は、必要に応じてインジウム（Ｉｎ）やリン（Ｐ）等の元素、またはケイ素（Ｓｉ）またはセレン（Ｓｅ）等のｎ型不純物、または、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）または炭素（Ｃ）等のｐ型不純物を含有して良い。本例において、半導体積層構造は、例えば基板１０２側から順に、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０３、ｎ型ＡｌＧａＡｓガイド層１０４、ＩｎＧａＡｓＰ活性層１０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓガイド層１０６、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０７およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１０８から構成されて良い。半導体レーザ素子１０ａ−１０ｈは、ここでは７００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度の波長の光を発する。なお、半導体レーザ素子１０ａ−１０ｈの発振波長はこれに限定されるものではなく、ＡｌＧａＡｓ系の他に同じＧａＡｓを基板とするＡｌＧａＩｎＰ系や、ＩｎＰを基板とするＩｎＧａＡｓＰ系や、サファイアあるいはＧａＮを基板とするＡｌＩｎＧａＮ系等のＩＩＩ―Ｖ系材料を用いて、所望の発振波長を得て良い。
【００４０】
半導体レーザアレイ２３から分離された後の半導体レーザ素子１０ａ−１０ｈの大きさは、例えば幅０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下、長さ０．３ｍｍ以上４ｍｍ以下、厚みは５０μｍ以上３００μｍ以下で良い。例えば、幅２０ｍｍ、長さ１０ｍｍのヒートシンク２０上に、幅５ｍｍ、長さ２ｍｍのサブマウント２１が接合され、その上に、幅１５０μｍの発光領域１００を５００μｍの等間隔で８個有する、幅３ｍｍ、長さ１．５ｍｍの半導体レーザアレイ２３が接合されて良い。これにより、分離された半導体レーザ素子１０ａ−１０ｈを、サブマウント２１上に５００μｍ間隔で８個配置させることができる。
【００４１】
次に、図４乃至図６を参照して、本実施形態における半導体レーザアレイ光源の製造方法の一例を説明する。図４において、まず、例えば、ｎ型ＧａＡｓよりなる基板１０２を用意し、この基板１０２の表面に、例えばＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、例えばＩｎＧａＡｓＰよりなる活性層１０５を含む半導体層（ｎ型クラッド層１０３−ｐ型キャップ層１０８）を成長させ、半導体積層構造を形成する。次いで、５００μｍの等間隔で幅３５０μｍのｐ型キャップ層１０８をエッチングによりストライプ状に除去し、その除去した領域に蒸着法あるいはスパッタリング法によりＳｉＮ等の誘電体材料を成膜して誘電体絶縁層１０９を形成する。ｐ型キャップ層１０８および誘電体絶縁層１０９の上に、例えば蒸着法によってチタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）等の金属を成膜してｐ電極１１０を形成する。これにより５００μｍの等間隔で幅１５０μｍの発光領域が形成される。
【００４２】
続いて、基板１０２の裏面側に、例えば蒸着法によってＡｕ−ゲルマニウム（Ｇｅ）合金層等を成膜してｎ電極１０１を形成する。この後、分割および劈開を行い、一対の共振器端面を形成したのち、適宜端面コーティングを施す。具体的には、例えばＡｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２等からなる多層の誘電膜を、蒸着法やスパッタ法を用いて共振器端面に堆積させて端面の反射率を調整する。以上により、図４に示す半導体レーザアレイ２３が完成する。
【００４３】
次に、図５（ａ）および図６（ａ）に示すように、例えばはんだ層１１１としてＡｕＳｎがメタライズ層１１２上に蒸着されたサブマウント２１を用意し、はんだ層１１１の上に、半導体レーザアレイ２３のｐ電極１１０が接するように半導体レーザアレイ２３を載せたのち例えばヒータで加熱して、半導体レーザアレイ２３とサブマウント２１とを一体化させる。
【００４４】
続いて、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、ｎ電極１０１側よりダイシングし、８個の発光点１００のうち隣り合う発光点の中心を結ぶ線分の中点を通り、各発光点のストライプの方向と平行に、５０μｍの幅で溝２４を形成する。このダイシングは、例えばダイシングソーまたはレーザダイシングによる研削加工で良い。ダイシングにより形成される溝は、例えば断面略矩形状で良い。溝の深さについては、図５（ｂ）に示すように、サブマウント２１の半導体レーザアレイ２３に近い側、すなわち表面側のメタライズ層１１２および導電性下地層１１３を完全に切断し、絶縁性母材１１４が露出する深さまで到達させる。また、溝の奥行き方向の長さについては、図６（ｂ）に示すように、サブマウント２１のメタライズ層１１２およびその下に位置する導電性下地層１１３を完全に切断するに十分な長さとする。これら溝により、半導体レーザアレイ２３の半導体積層構造、ｎ電極１０１、ｐ電極１１０、ｐ電極１１０に接合されたメタライズ層１１２、導電性下地層１１３が、８個の発光点別に分離されるので、分離された半導体レーザ素子１０ａ−１０ｈは、互いに電気的に絶縁（アイソレート）された状態とされる。このとき、半導体レーザ素子１０ａ−１０ｈは、素子上部の電極１２ａ−１２ｈ（ｎ電極）と、素子後方下部の導電層２２ａ−２２ｈ（ｐ電極）をそれぞれ有する。
【００４５】
次に、分離された半導体レーザ素子１０ａ−１０ｈが電気的に直列に繋がるように、例えば、金（Ａｕ）ワイヤからなる配線２５を用いて接続する。具体的には、図１および図２を参照して上述したように、半導体レーザ素子１０ａのｎ電極１２ａと、半導体レーザ素子１０ａに隣り合う半導体レーザ素子１０ｂの分離された導電層（ｐ電極）２２ｂとが、配線２５で電気的に接続されると良い。以下同様にして、半導体レーザ素子１０ｂから半導体レーザ素子１０ｈまでが、配線で電気的に接続されると良い。以上により、図１に示した半導体レーザアレイ光源１０が完成する。
【００４６】
上述したように、本例の半導体レーザアレイ光源によると、単一のサブマウント２１上で分離された各導電層２２は、各半導体レーザ素子１０−１０ｈの一方の電極（ｐ電極）２２ａ−２２ｈとして用いることができる。したがって、そこに配線２５の一端を接合し、他端を隣り合う半導体レーザ素子の他方の電極（ｎ電極）に接合すれば、低電流駆動が可能な半導体レーザアレイ光源を実現することができる。なお、万一半導体レーザアレイ光源内のいずれか１つの半導体レーザ素子が短絡し故障した場合でも、半導体レーザアレイ光源内の半導体レーザ素子の全ての発光が消えることはなく、故障していない残りの半導体レーザ素子を駆動させることが可能である。
【００４７】
次に、図７および図８を参照して、本発明による光ファイバ結合モジュールの一例および他の例を説明する。図７は、本発明による半導体レーザアレイ光源のレーザビームを光ファイバへ導入する光学系を有する光ファイバ結合モジュールの一例を示している。この例は、半導体レーザアレイ光源１０のレーザビームを光ファイバ３５へ導くレンズ系として、コリメーション、ビームローテーションおよび集光の機能を備えたレンズセット、具体的にはドイツＬｉｍｏ社のレンズセット（Compact BTS-HOC 150-500）を用いたものである。このレンズ系は、ピッチが５００μｍ間隔でエミッタサイズが１５０μｍ幅のレーザアレイ光源の集光用にデザインされており、先に説明した半導体レーザアレイ光源１０に適用することができる。ここで、レンズ３１はレーザ素子からの出力ビームのファースト軸のコリメートとファースト軸およびスロー軸の回転を行う（FACおよびBTS、MOD000165）レンズ、レンズ３２はスロー軸のコリメートを行うレンズ、レンズ３３はファースト軸の集光レンズ、レンズ３４はスロー軸の集光レンズであり、φ２００μｍコアの光ファイバ３５にレーザビームを集光する構成となっている。
【００４８】
図８は、本発明による半導体レーザアレイ光源のレーザビームを光ファイバへ導入する光学系を有する光ファイバ結合モジュールの他の例を示している。この例は、半導体レーザアレイ光源１０のレーザビームを光ファイバ３６へ導くレンズ系としてモノリシック・ファイバ結合光学系４１、具体的にはドイツＬｉｍｏ社のレンズ（ZLE001723／MOD000399）を用いたものである。このレンズ系はモノリシックに構成されており、１個のレンズでファースト軸とスロー軸の集光を行い、φ６００μｍコアの光ファイバ３６にレーザビーム集光する構成となっている。
【００４９】
以上要するに、本発明は、次のような利点を有する。
（１）  互いに電気的に絶縁された複数の半導体レーザ素子が、単一のサブマウント上で、発光点の位置およびレーザ光の出射方向が揃えられた状態で配置されている構造を、ダイシング等の簡易な工程を経て容易に得ることができる。
（２）  単一のサブマウント上で分離された各導電層を一方の電極（ｐ電極またはｎ電極）として用い、そこに配線の一端を接合し、他端を隣り合う半導体レーザ素子の他方の電極（ｎ電極またはｐ電極）に接合して、低電流駆動が可能な半導体レーザアレイ光源を実現することができる。
（３）  発光点の数だけサブマウントを複数個用意することや、複数のサブマウントを個別に固定する工程は不要であるため、構成部品数および組み立て工程が少なくて済み、構成部品と組み立て工程に起因する生産コストを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、低電流駆動の半導体レーザアレイ光源、その光源を用いた光ファイバ結合モジュールに広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０    半導体レーザアレイ光源
１０ａ−１０ｈ    半導体レーザ素子
１２ａ−１２ｈ    ｎ電極
２０    放熱体（ヒートシンク）
２１    サブマウント
２２    導電層
２２ａ−２２ｈ    分離された導電層（ｐ電極）
２３    半導体レーザアレイ
２４    溝
２５    配線
２６    ｐ側電極端子
２７    ｎ側電極端子
３１    ファースト軸コリメーション・ビームローテータレンズ
３２    スロー軸コリメートレンズ
３３    ファースト軸集光レンズ
３４    スロー軸集光レンズ
３５、３６    光ファイバ
４１    モノリシック・ファイバ結合光学系
【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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