(57)【要約】【課題】信頼性を向上できるレーザ装置を提供する。【解決手段】  レーザ装置１０００は、レーザ媒質１０及びヒートシンク１２が接合部１４を介して接合されたレーザ装置であり、接合部１４は、レーザ媒質１０とヒートシンク１２の並び方向から見てレーザ媒質１０よりも小さい第１接合部材と、該第１接合部材の周囲を囲んで配置された第２接合部材とを含む。この場合、第１接合部材と第２接合部材の特性を互いに補完することができる。この結果、信頼性を向上できるレーザ装置を提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ媒質及び放熱部材が接合部を介して接合されたレーザ装置において、
前記接合部は、前記レーザ媒質と前記放熱部材の並び方向から見て前記レーザ媒質よりも小さい第１接合部材と、前記第１接合部材の周囲を囲んで配置された第２接合部材とを含む、レーザ装置。
【請求項２】
前記第１接合部材の熱伝導率は、前記第２接合部材の熱伝導率よりも高く、
前記第２接合部材の応力歪みの吸収性は、前記第１接合部材の応力歪みの吸収性よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記接合部材の前記並び方向に平行な軸に直交する断面は、略円形であることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記第２接合部材は、前記第１接合部材よりも耐腐食性が高いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記第１接合部材は、銀の焼結体を含む材料からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記第１接合部材は、Ｉｎを含む材料からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれ一項に記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記第２接合部材は、樹脂を含む材料からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記接合部は、前記レーザ媒質と前記接合部材との間に配置された、貴金属を含む材料からなる円板部材を更に含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項９】
前記円板部材は、前記レーザ媒質側から前記接合部材側にかけて順に積層されたＴｉ層又はＣｒ層と、Ｐｔ層と、Ａｕ層とを含むことを特徴とする請求項８に記載のレーザ装置。
【請求項１０】
前記レーザ媒質に励起光を照射する照射系が設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項１１】
前記接合部材は、少なくとも、前記レーザ媒質における前記励起光が照射される全領域に対向していることを特徴とする請求項１０に記載のレーザ装置。
【請求項１２】
基板上に活性層を積層し、該活性層上に反射鏡を積層し、積層構造体を作製する工程と、
前記積層構造体の前記反射鏡と前記放熱部材とを第１接合部材を介して接合して第１接合体を作製する工程と、
前記第１接合体の前記第１接合部材の周囲に第２接合部材を配置し、前記第１接合体の前記反射鏡と前記放熱部材とを前記第２接合部材を介して接合して第２接合体を作製する工程と、
ウエットエッチングにより前記第２接合体から前記基板を除去する工程と、を含むレーザ装置の製造方法。
【請求項１３】
前記レーザ媒質に貴金属を含む材料からなる円形のメタライズ層を形成する工程と、
前記レーザ媒質に形成された前記メタライズ層と前記放熱部材との間に接合材料を配置した状態で、前記レーザ媒質及び前記放熱部材を互いに近づく向きに加圧し、前記レーザ媒質と前記放熱部材とを接合する工程と、を含むレーザ装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレーザ装置と、
前記レーザ装置から出射されたレーザ光を対象物に導光する光学系とを備えるレーザ加工機。
【請求項１５】
レーザ光を用いて情報を表示する表示装置において、
前記レーザ光を出射する請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレーザ装置を備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ装置、レーザ装置の製造方法、レーザ加工機及び表示装置に係り、更に詳しくは、レーザ媒質と放熱部材とが接合部を介して接合されたレーザ装置、該レーザ装置の製造方法、前記レーザ装置を備えるレーザ加工機及び前記レーザ装置を備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ媒質とヒートシンク（放熱部材）とが接合部を介して接合されたレーザ装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されているレーザ装置では、信頼性の向上が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、レーザ媒質及び放熱部材が接合部を介して接合されたレーザ装置において、
前記接合部は、前記レーザ媒質と前記放熱部材の並び方向から見て前記レーザ媒質よりも小さい第１接合部材と、前記第１接合部材の周囲を囲んで配置された第２接合部材とを含む、レーザ装置である。
【発明の効果】
【０００５】
これによれば、信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザ装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の積層チップのＸＺ断面図である。
【図３】図１のＰ−Ｐ線断面図である。
【図４】比較例の積層チップのＸＹ断面図である。
【図５】比較例の積層チップに生ずる不具合を説明するための図（その１）である。
【図６】比較例の積層チップに生ずる不具合を説明するための図（その２）である。
【図７】図１の積層チップの接合部による作用・効果を説明するための図である。
【図８】レーザ媒質における励起光が照射され発熱する発熱領域と第１接合部材との位置関係を説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、それぞれ一実施形態（実施例１〜３）の積層チップの作製方法を説明するための図（その１〜その４）である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、それぞれ一実施形態（変形例１）の積層チップを−Ｚ側から見た図及び該積層チップのＸＺ断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）は、それぞれ一実施形態（変形例１）の積層チップの作製方法を説明するための図（その１〜その４）である。
【図１２】変形例２の積層チップを説明するための図である。
【図１３】図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、それぞれレーザアニール装置の概略構成を説明するための図である。
【図１４】レーザ切断機の概略構成を説明するための図である。
【図１５】レーザ・ディスプレイ装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１５に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るレーザ装置１０００の概略構成が示されている。
【０００８】
レーザ装置１０００は、例えばレーザプリンタ、レーザディスプレイ、レーザプロジェクタ、レーザ計測器、レーザ加工装置、レーザ熱処理装置などの機器に用いられる。
【０００９】
近年、これらの機器の中でも、特にレーザ熱処理装置、レーザ加工装置等においては、高出力化（例えば数Ｗ〜１０Ｗ程度）に加えて、出力の安定化が望まれている。
【００１０】
レーザ装置１０００は、一例として、図１に示されるように、励起用半導体レーザ素子１００、集光レンズ２００、積層チップ３００、波長変換素子５００、複屈折フィルタ６００、外部反射鏡７００、これらが実装されるパッケージ（不図示）などを備えている。以下では、図１等に示されるＸＹＺ３次元直交座標系を適宜用いて説明する。
【００１１】
励起用半導体レーザ素子１００としては、一例として、出力が３０Ｗ、発振波長が８０８ｎｍ帯の半導体レーザ（端面発光レーザ）が用いられている。励起用半導体レーザ素子１００は、有効断面が楕円形のレーザ光（励起光）を出射する。ここで、「有効断面」とは、レーザ光の断面内で相対強度が２０％〜８０％の部分を意味する。ここでは、励起光の有効断面は、アスペクト比（長径と短径の比）が１に近いほど、すなわち円形に近いほど好ましい。
【００１２】
集光レンズ２００は、励起用半導体レーザ素子１００からのレーザ光（励起光）の光路上に配置されており、該レーザ光を集光する。
【００１３】
積層チップ３００は、一例として、集光レンズ２００を介したレーザ光（励起光）の光路上に配置されており、該レーザ光が照射されるレーザ媒質１０と、該レーザ媒質１０の−Ｚ側に位置するヒートシンク１２と、レーザ媒質１０とヒートシンク１２とを接合する接合部１４とを有している。
【００１４】
積層チップ３００は、後に詳しく説明するように、半導体製造工程等を用いて作製される。
【００１５】
レーザ媒質１０は、一例として、ＸＹ平面に平行な正方形板状の外形を有しており、図２に示されるように、ヒートシンク１２に接合部１４を介して接合された反射鏡１０ａと、該反射鏡１０ａの＋Ｚ側に配置（積層）された活性層１０ｂとを有する。反射鏡１０ａ及び活性層１０ｂは、例えばＸＹ断面が一辺５ｍｍ程度の正方形となっている。ここでは、レーザ媒質１０は、ヒートシンク１２よりもＸＹ断面の面積が小さくなっている。レーザ媒質１０の厚さ（Ｚ軸方向の寸法）は、一例として１０μｍ以下とされている。
【００１６】
ここで、「レーザ媒質」は、レーザ発振器における発光領域を含む少なくとも一部を意味する。ここでは、レーザ媒質１０は、レーザ発振器における発光領域としての活性層１０ｂを含む一部である。
【００１７】
反射鏡１０ａは、一例として、Ｚ軸方向に交互に積層された低屈折率層及び高屈折率層を含む分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ）である。詳述すると、反射鏡１０ａは、低屈折率層としてのＡｌＡｓ層と、高屈折率層としてのＡｌ０．１Ｇａ０．９Ａｓ層のペアを２５ペア有しており、高反射率を実現できる。各屈折率層の光学的厚さは、一例として、レーザ媒質１０を含むレーザ発振器の発振波長をλとして、λ／４とされている。
【００１８】
活性層１０ｂは、量子井戸構造を有している。詳述すると、活性層１０ｂは、圧縮歪みを有するように交互に積層された量子井戸層（例えばＧａＡｓ層）及び障壁層（例えばＩｎＧａＡｓ層）を含み、内部の正味歪みが相殺された多層構造（例えば１５層〜２０層）を有している。
【００１９】
量子井戸層に、ＧａＡｓ系の化合物半導体を使用する場合、組成及び膜厚の設計により、発振波長λを９００ｎｍ〜１２００ｎｍに設定することができる。
【００２０】
また、化合物半導体の場合には、活性層１０ｂにおける障壁層での光子吸収によりキャリアを発生させることで量子井戸層を励起することができる。すなわち、障壁層のバンドギャップエネルギよりも高いエネルギの光子が障壁層で吸収されれば、量子井戸層が励起される。そこで、励起用半導体レーザ素子１００からの励起光の波長が、発振波長λ以下であれば、量子井戸層を励起することができる。
【００２１】
ここでは、活性層１０ｂは、発振波長λが１０６０ｎｍとなるように設計され、反射鏡１０ａは、１０６０ｎｍで高反射率となるように設計されている。また、活性層１０ｂの最も＋Ｚ側の層は、ＧａＡｓからなるキャッピング層となっている。
【００２２】
なお、活性層１０ｂの材料としては、例えばＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＧａＩｎＰＡｓ系、ＧａＩｎＡｓ系などを用いることもできる。
【００２３】
ヒートシンク１２は、一例として、Ｃｕ、ＳｉＣ、ダイヤモンド又はこれらを組み合わせた材料からなる熱伝導性が高いＸＹ断面が正方形の板状部材である。なお、ヒートシンク１２としては、中空構造を有する部材であって、内部に水冷又は空冷などの冷却機能を有する部材であっても良い。このように、ヒートシンク１２は、レーザ媒質１０とは熱膨張率が異なる材料からなる。
【００２４】
接合部１４は、レーザ媒質１０とヒートシンク１２との間に配置されており、ＸＹ断面の面積がレーザ媒質１０と略同一であり、かつヒートシンク１２よりも小さい（図２及び図３参照）。
【００２５】
接合部１４は、ＸＹ平面に平行な円板形状の第１接合部材１４ａと、該第１接合部材１４ａを取り囲む板枠状の第２接合部材１４ｂとを有する（図３参照）。換言すると、第２接合部材１４ｂの中央に第１接合部材１４ａよりも僅かに大きい開口が形成され、該開口内に第１接合部材１４ａが位置している。
【００２６】
第１接合部材１４ａの中心のＸＹ平面内の位置は、レーザ媒質１０の中心のＸＹ平面内の位置と略一致している。以下では、「中心のＸＹ平面内の位置」を単に「中心位置」とも称する。
【００２７】
また、第１接合部材１４ａは、レーザ媒質１０とヒートシンク１２の並び方向（Ｚ軸方向）から見てレーザ媒質１０よりも小さい。すなわち、Ｚ軸方向から見て、第１接合部材１４ａの外縁は、レーザ媒質１０の外縁の内側にある。そこで、第１接合部材１４ａ及び第２接合部材１４ｂは、レーザ媒質１０とヒートシンク１２との間に位置している。
【００２８】
なお、第１接合部材１４ａは、円板形状に限らず、要は、Ｚ軸に平行な軸（レーザ媒質１０を含むレーザ発振器の発振方向に平行な軸）に関して対称な形状（軸対称な形状）を有していれば良い。「軸対称な形状」としては、円柱形状、楕円柱形状、略正Ｎ角柱形状（Ｎは５以上）、円錐台形状、楕円錐台形状、略正Ｎ角錐台形状（Ｎは５以上）、中心軸に直交する断面が略円形又は略正Ｎ角形（Ｎは５以上）で該中心軸方向の中間部がくびれた形状などが挙げられる。
【００２９】
特に、第１接合部材１４ａのＺ軸に直交する任意の断面（ＸＹ断面）の形状は、略円形であることが好ましい。「略円形」とは、円形に加えて、例えば正Ｎ角形（Ｎは５以上）の各角部に丸みを持たせた形状、長径と短径の差が小さい楕円形等の円形に近似する形状を含む意味である。
【００３０】
第１接合部材１４ａの材料としては、例えば金属、合金等の熱伝導率が高い材料が好ましい。
【００３１】
第１接合部材１４ａは、レーザ媒質１０における励起光が照射され発熱する発熱領域よりもＸＹ断面の面積が大きく、該発熱領域の全域に接触している（図８参照）。この場合、発熱領域で発生した熱を第１接合部材１４ａを介してヒートシンク１２に効率良く伝えることができる。
【００３２】
第２接合部材１４ｂは、一例として、厚さ（Ｚ軸方向の寸法）が第１接合部材１４ａと略同一である（図２及び図３参照）。第２接合部材１４ｂは、後に詳述するように、第１接合部材１４ａを保護する機能を有する。
【００３３】
ここで、レーザ媒質１０とヒートシンク１２とを接合部１４を介して接合するプロセス（接合プロセス）は、高温（例えば２００℃程度）の温度環境下で行われる。この際、接合部１４全体を応力歪みの吸収性（応力による変形し易さ）が低い材料（例えば金属等）で構成すると、レーザ媒質１０とヒートシンク１２との熱膨張率差による応力歪みが生じ、接合品質が劣化するおそれがある。
【００３４】
そこで、第２接合部材１４ｂの応力歪みの吸収性は、第１接合部材１４ａの応力歪みの吸収性よりも高いことが好ましい。
【００３５】
この場合、接合部１４では、第１接合部材１４ａにより熱伝達性を高めることができ、かつ第２接合部材１４ｂにより接合品質の劣化を抑制でき、ひいては熱伝達性を安定して向上することができる。
【００３６】
ここで、仮に接合部全体を例えば金属等の耐腐食性の低い材料で構成すると、上記接合プロセスで行われるウエットエッチング時等に接合部材が損傷するおそれがある。
【００３７】
そこで、第２接合部材１４ｂの材料としては、耐腐食性の観点から例えば樹脂を含むことが好ましい。すなわち、第２接合部材１４ｂは、第１接合部材１４ａよりも耐腐食性が高いことが好ましい。
【００３８】
この場合、接合部１４では、第１接合部材１４ａにより熱伝達性を高めることができ、かつ第２接合部材１４ｂにより第１接合部材１４ａの損傷を防ぐことができる。
【００３９】
すなわち、接合部１４では、第１接合部材１４ａと第２接合部材１４ｂの特性を互いに補完し、レーザ装置の信頼性を向上させることができる。
【００４０】
波長変換素子５００は、一例として、ＸＹ断面が一辺３ｍｍの正方形であり、かつＺ軸方向の長さが１０ｍｍの直方体形状のＬＢＯ（ＬｉＢ３Ｏ５）結晶から成り、積層チップ３００からの光の光路上（ここでは積層チップ３００の＋Ｚ側）に配置されている。波長変換素子５００の光を透過させる面には、１０６０ｎｍ及び５３０ｎｍの波長の光を全透過させる、誘電体によるコーティングが施されている。
【００４１】
複屈折フィルタ６００は、波長変換素子５００を介した光の光路上（ここでは波長変換素子５００の＋Ｚ側）に、ＸＹ平面に対して傾斜して配置されている。複屈折フィルタ６００は、特定の波長（例えば１０６０ｎｍ及び５３０ｎｍの波長）の光のみを透過させ、かつ透過させる光の偏向方向を調整する機能を有している。このため、波長変換素子５００と複屈折フィルタ６００を組み合わせることで、波長変換効率を向上させることができる。
【００４２】
外部反射鏡７００は、反射鏡１０ａ及び活性層１０ｂと共に、レーザ発振器を構成している。外部反射鏡７００は、複屈折フィルタ６００を介した光の光路上（ここでは複屈折フィルタ６００の＋Ｚ側）に配置されており、−Ｚ側の面（入射面）が＋Ｚ側に凸となるように湾曲している。外部反射鏡７００は、１０６０ｎｍの波長の光に対しては、高反射であり、５３０ｎｍの波長に光に対しては、約５％の透過率を有している。
【００４３】
以上のように構成されるレーザ装置１０００では、励起用半導体レーザ素子１００からのレーザ光によってレーザ媒質１０の活性層１０ｂが励起されて発光し、活性層１０ｂで発生した光は、反射鏡１０ａ及び外部反射鏡７００間で反復的に反射されて増幅されることでレーザ発振が起こる。そして、波長変換素子５００及び複屈折フィルタ６００によって、波長変換された波長５３０ｎｍの第二高調波が外部反射鏡７００を透過する。すなわち、外部反射鏡７００を透過した波長５３０ｎｍの第二高調波が、レーザ装置１０００からの出射される光（出射光）である。
【００４４】
このように、レーザ装置１０００において、レーザ媒質１０及び外部反射鏡７００を含んで垂直外部共振器型面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ：ＶＥＣＳＥＬ）が構成されている。
【００４５】
ここで、図４を参照して比較例の積層チップＣについて説明する。積層チップＣは、接合部が単一の接合部材から成る点を除いて、積層チップ３００と実質的に同一の構成を有している。図４は、積層チップＣのＸＹ断面（図３に対応する図）である。詳述すると、積層チップＣでは、正方形板状のレーザ媒質と該レーザ媒質よりも大きい四角形板状のヒートシンクとが該レーザ媒質と略同じ大きさの接合部材を介して接合されている。
【００４６】
この場合、積層チップＣでは、図５に示されるように、接合部材のＸＹ断面（正方形断面）内において、中心から一辺までの距離Ａと、中心から各角までの距離Ｂとが異なるため、レーザ媒質とヒートシンクとの熱膨張率差により生じる応力歪の大きさが該接合部材のＸＹ断面内で不均一となり異方性を有することとなる。
【００４７】
この結果、図６に示されるように、積層チップＣには、対角線に沿って接合品質が不均一な領域が発生してしまう。この状態は、超音波映像装置などを用いて、接合界面の情報を得ることにより確認できる。
【００４８】
積層チップＣに接合品質が不均一な領域が存在すると、接合部材のＸＹ断面内でレーザ媒質からヒートシンクへ向かう熱の分布が均一にならないため、該ＸＹ断面内で温度ムラが生じ、熱の集中による局所的な剥離や破壊を招くおそれがある。特に積層チップＣにおける励起光が照射される中央部付近が対角線の交点と重なるために、接合品質の不均一化の影響は顕著に現れる。
【００４９】
これに対して、本実施形態では、図７に示されるように、レーザ媒質１０の中心位置に一致する第１接合部材１４ａの中心位置と、任意の外周位置とのＸＹ断面内の距離Ｒ（第１接合部材１４ａの半径）は、一定であり、レーザ媒質１０とヒートシンク１２との熱膨張率差により生じる応力歪の大きさに異方性は生じない。
【００５０】
また、第２接合部材１４ｂの材料として、第１接合部材１４ａとレーザ媒質１０との接合完了後に、室温（例えば１５℃）又は低温（室温よりも低い温度）で固化できる樹脂などを用いることで、生じる応力歪を低減でき、高い接合品質で接合することができる。
【００５１】
次に、第１及び第２接合部材１４ａ、１４ｂと発熱領域との関係について、図８を参照して詳細に説明する。
【００５２】
レーザ媒質１０に対して励起光を照射し、レーザ発振させると、発熱領域で発熱が起こる。そこで、上述の如く、この発熱領域で発生した熱を効率的にヒートシンクへ逃がすために第１接合部材１４ａが発熱領域の全域に隣接して（対向して）設けられている。
【００５３】
ここで、第１接合部材１４ａは発熱領域以上の大きさにすることが望ましい。図８から分かるように、本実施形態のレーザ装置１０００のような外部励起方式の高出力レーザ装置では、励起光がレーザ媒質１０の一部（例えば中央部）に照射されるため、熱伝導性に優れる第１接合部材１４ａの大きさをレーザ媒質１０の発熱領域以上の大きさに設定することが好ましい。すなわち、第１接合部材１４ａは、レーザ媒質１０よりも小さくても発熱領域以上の大きさであれば、レーザ媒質１０側からヒートシンク１２側へ熱を伝えることに関して、何ら不都合はない。
【００５４】
そこで、本実施形態では、第１接合部材１４ａをレーザ媒質１０よりも小さくし、第１接合部材１４ａの周囲であってレーザ媒質１０とヒートシンク１２との間に第２接合部材１４ｂを設けて、第１接合部材１４ａを効果的に保護することとしている。
【００５５】
以上のように構成されるレーザ装置１０００は、励起用半導体レーザ素子１００、集光レンズ２００、積層チップ３００、波長変換素子５００、複屈折フィルタ６００及び外部反射鏡７００が、図１に示される位置関係となるように、パッケージ（不図示）に実装されて、製造される。
【００５６】
以下に、積層チップ３００の実施例及び変形例を説明する。
【００５７】
《実施例１》
実施例１では、ヒートシンクとして熱伝導性に優れたダイヤモンドが用いられている。ダイヤモンドの熱伝導率は、概ね１０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、熱膨張率は、１×１０−６〜２．５×１０−６（／Ｋ）である。
【００５８】
レーザ媒質は、半導体基板上に化合物半導体がエピタキシャル成長されて成る扁平な積層体が分割された各チップ状体（積層構造体）から、熱伝導率があまり高くない半導体基板を除去して作製されている。ここでは、半導体基板として、例えば厚さ５００μｍのＧａＡｓ基板が用いられている。
【００５９】
詳述すると、先ず、分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ法）によって、ＧａＡｓ基板上に、活性層、半導体多層膜反射鏡を順次積層し、積層体を作製する。なお、分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ法）に代えて、金属有機化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）を用いても良い。
【００６０】
半導体多層膜反射鏡は、複数の化合物半導体層で構成される分布ブラック反射鏡（ＤＢＲ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）からなり、活性層及び外部反射鏡と共にレーザ発振器を構成する。ここでは、ＡｌＡｓ層及びＡｌ０．１Ｇａ０．９Ａｓ層のペアを２５層形成したものを用いている。
【００６１】
活性層は、圧縮して歪ませたＩｎＧａＡｓ層（障壁層）とＧａＡｓ層（量子井戸層）との多層（ここでは１５層）構造とされ、構造内の正味歪みを相殺するように構成されている。
【００６２】
また、活性層は、発振波長が１０６０ｎｍとなるように設計され、半導体多層膜反射鏡は、１０６０ｎｍで高反射率となるように設計されている。
【００６３】
このように層構成の設計により発振波長を選択できることが、レーザ媒質に半導体のエピタキシャル多層構造を用いる利点である。
【００６４】
次いで、上記積層体を、ダイシングソーを用いて、５ｍｍ×５ｍｍの正方形の複数のチップ状体に分割する（図９（Ａ）参照）。なお、図９（Ａ）では、一のチップ状体のみが図示されている。
【００６５】
ここで、扁平な積層体を複数のチップ状体に分割する手法は、ダイシングソーを用いる方法以外にスクライバーを用いる方法もあるが、いずれにしても分割されたチップ状体は分割装置の機構上、材料利用の効率向上の理由によりチップ状体の平面形状は矩形になるのが一般的である。
【００６６】
従って、円形となるようにチップ分割を行うことや、矩形にチップ分割した後に円形に加工することは工程が複雑になり、コスト面でも非常に不利になることから現実的ではない。
【００６７】
そこで、第１の接合部材１４ａのＺ軸に直交する任意の断面の形状を略円形とすることで、平面形状が矩形のレーザ媒質であっても、該レーザ媒質と第１接合部材との接合界面に発生する応力歪に異方性が生じることを防止することができる。
【００６８】
次いで、図９（Ａ）に示されるチップ状体を、半導体多層反射鏡の−Ｚ側の面を接合面として第１接合部材及び第２接合部材を介して、ヒートシンクに接合する。この接合方法を以下に説明する。
【００６９】
ここでは、第１接合部材の材料として平均粒径が約１０ｎｍの銀（Ａｇ）の微粒子を含有する材料が用いられている。ディスペンサーを用いて、ヒートシンクに銀の微粒子を含有する接合材料を滴下し、その上にチップ状体を半導体多層膜反射鏡をヒートシンク側に向けた状態で載せ、該チップ状体にヒートシンクに向けて例えば５０ｇの荷重をゆっくりかけて、銀の微粒子を含有する接合材料を押し広げることにより、チップ状体とヒートシンクとを第１接合部材を介して接合し、第１接合体を作製する（図９（Ｂ）参照）。なお、銀の微粒子を含有する接合材料が押し広げられたときに該接合材料が最終的にチップ状体の外形寸法よりも小さくなるように、事前の実験で銀の微粒子を含有する接合材料の滴下量と荷重の大きさの条件が設定されている。なお、平均粒径が約１０ｎｍの銀の微粒子は、例えば２００℃程度で溶融し、焼結する。
【００７０】
その後、第１接合体をオーブンに入れて、室温から２００℃まで、１時間で昇温、２００℃を１時間維持というプログラムで熱処理を行う。この熱処理後、室温まで自然冷却し、オーブンから第１接合体を取り出す。
【００７１】
続いて、低粘度のエポキシ樹脂からなる第２接合部材を、第１接合体の第１接合部材の周囲に浸透させるように充填し、固化させることで、第１接合部材を介して接合されたチップ状体とヒートシンクとを第２接合部材を介して接合し、第２接合体を作製する（図９（Ｃ）参照）。
【００７２】
次に、以下のようにして、第２接合体からＧａＡｓ基板を除去する。
【００７３】
アンモニア水と過酸化水素水を１：２０の容量比で混合したエッチング液ＥＬ１を温度２０℃に設定し、ウェットエッチングによりＧａＡｓ基板を除去する。この際、エッチングの終点は、ＧａＡｓ基板が完全になくなったときに現れる活性層が呈する鏡面を目視で確認できた時点とする。
【００７４】
ここで、第１接合部材の材料である銀の微粒子を含有する材料は、エッチング液ＥＬ１に溶解するため、第１接合部材がエッチング液ＥＬ１に曝されることを避ける必要がある。そこで、第１接合部材の保護部材として機能するのが、第１接合部材の周囲に配置された第２接合部材である。実施例１では、第２の接合部材の材料として低粘度のエポキシ樹脂を用いている。低粘度のエポキシ樹脂はエッチング液ＥＬ１に対して充分な耐性があるのでエッチング液ＥＬ１によって第１接合部材が損傷するのを確実に防止できる。
【００７５】
結果として、積層チップが得られる（図９（Ｄ）参照）。
【００７６】
ここで、一般に、レーザ媒質として、複数の半導体層が積層された積層体を用いる場合は、その厚さが１０μｍ以下という非常に薄いものとなるため、応力歪の影響を受けやすい。この場合、放熱特性が劣化するために発振特性の低下や破壊といった種々の問題が発生する。
【００７７】
このような場合であっても、実施例１によれば、応力歪に異方性が生じることを防止でき、上記問題の発生を防止できる。
【００７８】
以下の実施例では、実施例１と異なる点を主に説明する。
《実勢例２》
実施例２では、積層チップの第１接合部材の材料としてＩｎ（インジウム）が用いられている。ここでは、チップ状体とヒートシンクとの間に配置される第１接合部材は、チップ状体とヒートシンクとが互いに近づく向きに加圧されて接合されたときの形状が、直径６ｍｍ、厚さが１．５μｍの円板形状とされている。なお、チップ状体とヒートシンクとを第１接合部材を介して、荷重２５０ｇ、温度１８０度の条件で接合すると、第１接合部材が直径６ｍｍ、膜厚１．５μｍの円板形状になることを事前の実験で確認している。
【００７９】
そして、第１接合部材は、成膜後の形状（最終的な形状）が直径２．１ｍｍ、膜厚を３μｍの円板形状となるように、真空蒸着法を用いてダイヤモンドからなるヒートシンクの表面に成膜される。このとき、第１接合部材の形状を略円形とするために、φ２．１ｍｍの孔を明けたステンシルマスクを用いたいわゆるマスクデポの手法が用いられる。
【００８０】
以上のようにして、インジウム製の第１接合部材が成膜されたダイヤモンド製のヒートシンク上にチップ状体を載せて２５０ｇの荷重をかけた状態で還元性雰囲気の中で温度を２００℃にしてインジウムを溶解させ、冷却することで、チップ状体とヒートシンクとを第１接合部材を介して接合する。
【００８１】
そして、第１接合部材による接合完了後に、低粘度のシリコーン樹脂からなる第２接合部材を第１接合部材の周囲に浸透させた後に固化することで、チップ状体とヒートシンクとを第２接合部材を介して接合する。
【００８２】
その後、実施例１の場合と同様にＧａＡｓ基板を除去することで、積層チップが得られる。
【００８３】
ここで、第１接合部材の材料であるインジウムは、エッチング液ＥＬ１に僅かに溶解するため、インジウムがエッチング液に曝されることを避ける必要がある。そこで、第１接合部材の保護部材として機能するのが、第１接合部材の周囲に配置された第２接合部材である。実施例３では、第２の接合部材の材料として低粘度のシリコーン樹脂を用いている。低粘度のシリコーン樹脂はエッチング液ＥＬ１に対して充分な耐性があるのでエッチング液ＥＬ１によって第１接合部材が損傷するのを確実に防止できる。
【００８４】
《実施例３》
実施例３では、実施例２と同様に第１接合部材の材料としてインジウムが用いられている。
【００８５】
実施例３では、実施例２と同様にして、図９（Ｃ）に示される第２接合体を作製した後、該第２接合体からＧａＡｓ基板を除去する。この際、硫酸と過酸化水素水と純水を、１：８：１の容量比で混合したエッチング液ＥＬ２を温度２０℃に設定して、ウェットエッチングにより、第２接合体からＧａＡｓ基板を除去する。
【００８６】
ここで、第１接合部材の材料であるインジウムは、エッチング液ＥＬ２に溶解するため、インジウムがエッチング液ＥＬ２に曝されることを避ける必要がある。そこで、第１接合部材の保護部材として機能するのが、第１接合部材の周囲に配置された第２接合部材である。実施例３では、第２の接合部材の材料として低粘度のシリコーン樹脂を用いている。低粘度のシリコーン樹脂はエッチング液ＥＬ２に対して充分な耐性があるのでエッチング液ＥＬ２によって第１接合部材が損傷するのを確実に防止できる。
【００８７】
《変形例１》
実施例１〜３では、第１接合部材の材料（接合材料）をディスペンサーで滴下して、チップ状体とヒートシンクとを互いに近づく向きに加圧することにより第１接合部材を押し広げて略円形の形状に形成する方法について説明したが、変形例１では、さらに容易で確実に略円形の第１接合部材を形成する方法について説明する。
【００８８】
なお、変形例１では、第２接合部材に関する説明を省略するが、実施例１〜３とは異なり、チップ状体とヒートシンクとを銀の焼結体を含む材料からなる第１接合部材を介して（第２接合部材を用いずに）接合することで積層チップが作製される。なお、チップ状体とヒートシンクとを第１接合部材に加えて第２接合部材を介して接合しても良い。
【００８９】
変形例１では、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、チップ状体に対して、貴金属を含む材料からなるメタライズ層１を円形に形成する。このような円形のメタライズ層１は、実施例２で説明したように、円形の開口部を設けたステンシルマスクを用いたいわゆるマスクデポの手法で容易に形成できる。
【００９０】
また、変形例１では、図１１（Ａ）に示されるように、ヒートシンクに対して、貴金属を含む材料からなるメタライズ層２を形成し、該メタライズ層２上に、第１接合部材の材料（接合材料）をディスペンサーで滴下する（図１１（Ｂ）参照）。
【００９１】
なお、ヒートシンク上に形成されるメタライズ層２は、必ずしも円形である必要はなく、図１１（Ａ）に示されるように、ヒートシンクの表面全体に、すなわち正方形に形成しても良い。
【００９２】
そして、図１１（Ｃ）に示されるように、メタライズ層１が形成されたチップ状体を、接合材料が載るメタライズ層２が形成されたヒートシンクに対して、メタライズ層１が接合材料に対向する状態で一定の荷重をかけて接合する。
【００９３】
この結果、メタライズ層１と第１接合部材がセルフアライン的に位置及び形状が概ね整合した状態で形成される。
【００９４】
このような利点を最大限に得るために、メタライズ層１が形成されたチップ状体がヒートシンクに対して押し付けられることにより第１接合部材が広がる際の大きさ、形状が円形のメタライズ層１とほぼ同じになるように、事前の実験で第１接合部材の材料の量、及び荷重について確認しておくことが望ましい。
【００９５】
しかしながら、このセルフアライン効果は必ずしも厳密に守られる必要はない。例えば図１２に示される変形例２では、メタライズ層１の両側に第１接合部材の材料（接合材料）がはみだしている。そこで、レーザ媒質とメタライズ層１からはみ出した接合材料との界面領域を接合領域１とし、メタライズ層１の−Ｚ側にある円形の接合材料とメタライズ層１との界面領域を接合領域２とする。
【００９６】
一般に、銀の焼結体を含む接合材料は、貴金属と強固な接合状態を形成するが、それ以外の材料との接合は強度的に弱いという特徴がある。つまり、接合領域１での接合強度と接合領域２での接合強度には大きな差があり、接合領域１での接合強度≪接合領域２での接合強度という関係になる。
【００９７】
本実施形態の大きな目的である、接合によって引き起こされる応力歪の異方性を解消する必要性が最も高いのは、略円形に形成されたメタライズ層１と第１接合部材との接合であるので、第１接合部材におけるメタライズ層１とメタライズ層２との間の部分が異方性を生じる形状でなければ、上記目的は充分に達成できる。
【００９８】
なお、メタライズ層１に直接接合されていない接合領域１は、副次的な接合領域であるため、応力歪の発生原因となる可能性は小さく、系全体の接合品質の向上に寄与する。
【００９９】
以上の説明から分かるように、円形のメタライズ層を用いると、滴下する接合材料の量に対する厳密な制御が不要となるため、製造プロセスが簡便になることに加え、高品質の接合状態を実現できる。
【０１００】
以下に、メタライズ層の構成について説明する。
【０１０１】
ところで、銀の焼結体を含む接合材料は、その接合強度が接合界面（接合される面）の状態に大きく依存し、例えばＡｕなどの貴金属にしか接合されない性質を有している。従って、メタライズ層の最表層はＡｕ層（Ａｕからなる層）であることが望ましい。
【０１０２】
しかしながら、Ａｕ層は形成方法によらず下地との密着性が悪いという問題がある。そこで、例えばＣｒ、Ｔｉなどからなる密着層（下地との密着性が良い層）を先に形成し、その上にＡｕ層を形成することが好ましい。
【０１０３】
しかしながら、レーザ媒質とヒートシンクとの接合時に２００℃程度の熱処理が行われると、Ａｕ層と密着層の材料（例えばＣｒ、Ｔｉなど）との合金化が起こり、最表層が純粋なＡｕ層ではなくなるため、接合強度が低下してしまう。
【０１０４】
そこで、Ａｕ層と密着層との間にＰｔ層（Ｐｔからなる層）を介在させることが有効である。ＰｔはＡｕと密着層とが反応することを防止する、いわゆるブロッキング層として機能する。
【０１０５】
結果として、メタライズ層の層構成としては、Ａｕ（表層）／Ｐｔ（中間層）／Ｃｒ（下層）、又はＡｕ（表層）／Ｐｔ（中間層）／Ｔｉ（下層）が好適であり、特に、Ａｕ（表層）／Ｐｔ（中間層）／Ｔｉ（下層）が最適である。
【０１０６】
このようなメタライズ層は、スパッタリング法やＥＢ蒸着法などの一般的に使用されている手法により、容易に形成できるものである。
【０１０７】
以上説明したように、本実施形態のレーザ装置１０００は、レーザ媒質１０とヒートシンク１２とが接合部１４を介して接合されたレーザ装置であって、接合部１４は、レーザ媒質１０とヒートシンク１２の並び方向から見てレーザ媒質１０よりも小さい第１接合部材１４ａと、第１接合部材１４ａの周囲を囲んで配置された第２接合部材１４ｂとを含むため、第１接合部材１４ａと第２接合部材１４ｂの特性を互いに補完することができる。
【０１０８】
また、本実施形態では、第１接合部材１４ａの熱伝導率は、第２接合部材１４ｂの熱伝導率よりも高く、第２接合部材１４ｂの応力歪みの吸収性は、第１接合部材１４ａの応力歪みの吸収性よりも高い。この場合、第２接合部材１４ｂにより接合品質を向上でき、第１接合部材１４ａによりレーザ媒質１０からヒートシンク１２への熱伝達性を向上できる。この結果、高出力のレーザ光を長期に亘って安定して得ることができる。
【０１０９】
また、本実施形態では、第２接合部材１４ｂは、第１接合部材１４ａよりも耐腐食性が高い。この場合、第２接合部材１４ｂにより第１接合部材１４ａを保護でき、第１接合部材１４ａによりレーザ媒質１０からヒートシンク１２への熱伝達性を向上できる。この結果、高出力のレーザ光を長期に亘って安定して得ることができる。
【０１１０】
また、本実施形態では、第１接合部材１４ａの上記並び方向に平行な軸に直交する任意の断面が略円形である。
【０１１１】
この場合、レーザ媒質１０とヒートシンク１２とを第１接合部材１４ａを介して接合するとき、レーザ媒質１０とヒートシンク１２との熱膨張率差に起因する応力歪みが生じるがこの応力歪みには異方性がないため（この応力歪みは等方的であるため）、第１接合部材１４ａによる接合品質を良好に保つことができる。この結果、レーザ媒質１０で発生した熱を第１接合部材１４ａを介してヒートシンク１２に安定して伝えることができ、装置の放熱性を向上させることができる。
【０１１２】
すなわち、本実施形態では、熱膨張率が互いに異なるレーザ媒質１０とヒートシンク１２とが接合部を介して接合されるレーザ装置において、応力歪の異方性が生じることを防止し、高い接合品質を得ることができるので、高い放熱特性を有する高出力レーザ装置を実現できる。なお、高出力レーザ装置において、この放熱対策が不十分であると、発振波長のシフト、出力の低下及び長期信頼性に悪影響を及ぼす。
【０１１３】
特に半導体基板上に複数の半導体層がエピタキシャル成長された積層体から半導体基板が除去された、膜厚が１０μｍ以下の薄膜状のレーザ媒質１０であっても、応力歪の異方性を解消できるので、長期信頼性に優れた高出力レーザ装置を実現することができる。
【０１１４】
結果として、レーザ装置１０００では、信頼性を向上できる。
【０１１５】
一方、例えば特許文献１に開示されているレーザ装置では、レーザ媒質とヒートシンクとを接合する接合部材の形状が略円形でないため、接合部に生じる応力歪みには異方性があり、クラック等が発生し、装置の放熱性が低下するおそれがある。すなわち、接合部材の形状により、接合部材に生じる応力歪に異方性があるため、接合品質が劣化し、装置の放熱性が低下するおそれがある。特に、レーザ媒質として、半導体基板上に複数の半導体層をエピタキシャル成長させた多層構造体を用いる場合には、最悪の場合、破壊に至るという深刻な問題がある。
【０１１６】
すなわち、本実施形態では、レーザ媒質とヒートシンクとの熱膨張率差によって生じる応力歪みは、接合中心から接合周辺部までの距離がほぼ等しくなるために応力歪みに異方性が生じることを防止できる。そのため、接合領域において応力が局所的に集中することによって引き起こされる接合のムラや局所的な剥離、破壊などが発生することはなく、高い放熱特性が得られ、ひいては高出力のレーザ光を安定して得ることができる。
【０１１７】
また、樹脂製の第２接合部材１４ｂの応力歪みの吸収性（応力による変形し易さ）は、金属製の第１接合部材１４ａの応力歪の吸収性よりも高いため、第２接合部材１４ｂが接合部１４の周囲部を構成しても、第２接合部材１４ｂにクラックや剥離などが生ずることが防止され、接合部１４の中央部を構成する第１接合部材１４ａを確実に保護でき、ひいてはレーザ媒質１０とヒートシンク１２とを安定して強固に接合できる。
【０１１８】
また、第１接合部材１４ａが金属（例えば銀、インジウム等）からなる場合、レーザ媒質１０で発生した熱を効率良くヒートシンク１２に伝えることができる。
【０１１９】
また、第２接合部材１４ｂが樹脂からなる場合、第１接合部材１４ａ及び第２接合部材１４ｂの腐食を防止することができる。
【０１２０】
また、例えば第１接合部材１４ａの材料が比較的低温で溶融するもの（例えば銀の焼結体、インジウム等）である場合、レーザ媒質１０とヒートシンク１２とを第１接合部材１４ａを介して比較的低温で接合可能であるため、レーザ媒質１０とヒートシンク１２との熱膨張率差によって第１接合部材１４ａに生じる応力歪をより小さくできる。
【０１２１】
また、第１接合部材１４ａの材料である金属がインジウムである場合、容易に入手できる。
【０１２２】
また、接合部が、レーザ媒質１０と第１接合部材１４ａとの間に配置された貴金属を含む材料からなる円形のメタライズ層１（円板部材）を含む場合、レーザ媒質１０と第１接合部材との密着性を向上でき、第１接合部材をセルフアラインで略円形に容易に形成することができる。
【０１２３】
また、円形のメタライズ層１（円板部材）が、レーザ媒質１０側から第１接合部材１４ａ側にかけて順に積層されたＴｉ層又はＣｒ層、Ｐｔ層、Ａｕ層を含む場合、Ｔｉがレーザ媒質に密着する密着層として機能し、Ｐｔがブロッキング層として機能するため、最表層であるＡｕ層の品質が保たれ、より高い接合品質が得られる。
【０１２４】
また、レーザ装置１０００では、レーザ媒質１０に励起光を照射する、励起用半導体レーザ素子１００及び集光レンズ２００を含む照射系が設けられている。この場合、励起用半導体レーザ素子１００のスペック（例えば発振波長、動作電流等）の選択の自由度が高く、所望の出力の励起光を容易に得ることができる。
【０１２５】
また、第１接合部材は、発光領域の全域（少なくともレーザ媒質１０における上記励起光が照射される全領域）に対向しているため、該発熱領域で発生した熱を極めて効率良くヒートシンク１２に逃がすことができる。
【０１２６】
また、励起光の有効断面が略円形である場合、上記発熱領域の形状（略円形）と第１接合部の形状（略円形）とを合致させることができ、発熱領域で発生した熱を第１接合部材を介してより効率良くヒートシンク１２に伝えることができる。
【０１２７】
また、レーザ媒質１０は、ヒートシンク１２に接合部１４を介して接合された反射鏡１０ａと、該反射鏡１０ａの接合部１４とは反対側に配置され、上記励起光が入射される活性層１０ｂとを含むため、活性層１０ｂと反射鏡１０ａの設計次第で容易に所望の発振波長を得ることができる。
【０１２８】
また、上記照射系は、上記励起光の光源としての励起用半導体レーザ素子１００を含むため、レーザ媒質１０に必要なスペクトルのみを照射でき無駄がないため、励起効率が良く、熱の発生が小さい。
【０１２９】
また、レーザ媒質１０は、基板と、該基板上に積層された活性層１０ｂと、該活性層１０ｂ上に積層された反射鏡１０ａとを含む積層体から基板をウエットエッチングにより除去して得られる。この場合、第１接合部材１４ａを第２接合部材１４ｂによってエッチング液から保護することができる。
【０１３０】
また、レーザ装置１０００では、活性層１０ｂの反射鏡１０ａとは反対側に外部反射鏡７００が配置され、反射鏡１０ａ、活性層１０ｂ及び外部反射鏡７００によりレーザ発振器が構成されている。この場合、例えば、活性層１０ｂと外部反射鏡７００との間に波長変換素子５００や複屈折フィルタ６００を配置できる等設計の自由度を向上させることができる。
【０１３１】
また、本実施形態のレーザ装置１０００の製造方法は、基板上に活性層１０ｂを積層し、該活性層１０ｂ上に反射鏡１０ａを積層し、チップ状体（積層構造体）を作製する工程と、該チップ状体の反射鏡１０ａとヒートシンク１２とを第１接合部材１４ａを介して接合して第１接合体を作製する工程と、該第１接合体の第１接合部材１４ａの周囲に第２接合部材１４ｂを配置し、第１接合体の反射鏡１０ａとヒートシンク１２とを第２接合部材１４ｂを介して接合して第２接合体を作製する工程と、該第２接合体から基板（例えばＧａＡｓ基板）をウエットエッチングにより除去する工程と、を含む。
【０１３２】
この場合、チップ状体とヒートシンク１２とが第１接合部材１４ａ及び第２接合部材１４ｂを介して接合された後にチップ状体の基板がウエットエッチングにより除去されるため、第１接合部材１４ａを損傷させることなく、レーザ媒質１０とヒートシンク１２とが第１接合部材１４ａ及び第２接合部材１４ｂを介して接合された積層チップ３００を作製できる。
【０１３３】
この結果、信頼性のより高いレーザ装置１０００を製造できる。
【０１３４】
また、第２接合部材１４ｂは、ウエットエッチングに用いられるエッチング液に対する耐性が第１接合部材１４ａよりも高い材料からなるため、第１接合部材１４ａをエッチング液からより確実に保護することができる。
【０１３５】
また、本実施形態のレーザ装置１０００の製造方法は、レーザ媒質１０に貴金属を含む材料からなる円形のメタライズ層１を形成する工程と、レーザ媒質１０に形成されたメタライズ層１とヒートシンク１２との間に接合材料を配置した状態で、レーザ媒質１０及びヒートシンク１２を互いに近づく向きに加圧し、レーザ媒質１０とヒートシンク１２とを接合する工程と、を含む。
【０１３６】
この場合、メタライズ層１とヒートシンク１２とを容易かつ確実に略円形の接合部材を介して接合することができる。
【０１３７】
この結果、信頼性のより高いレーザ装置１０００を製造できる。
【０１３８】
なお、上記実施形態において、積層チップの接合部は、少なくとも第１接合部材を有していれば良い。例えば、第２接合部材は必ずしも設けられなくても良い。また、例えば、第１接合部材の周囲に設けられた第２接合部材の周囲に、少なくとも１つの接合部材を更に設けても良い。すなわち、接合部は、同心に配置された径が異なる複数の円環状の層の各層を形成するように配置された３つ以上の接合部材を含んでいても良い。
【０１３９】
なお、上記実施形態では、第１接合部材の材料として、例えばＡｇ（融点９６２℃）、Ｉｎ（融点１５７℃）が用いられているが、これに限らず、要は、金属を含む材料を用いることが好ましい。
【０１４０】
例えば、第１の接合部材の材料として、比較的低温で溶融する材料を用いることが好ましい。
【０１４１】
また、例えば、第１接合部材の材料として、Ａｕ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ等の熱伝導率が高い金属を含む材料を用いても良い。
【０１４２】
また、例えば、第２接合部材の材料として、例えば熱伝導性フィラーが添加された樹脂を用いても良い。この場合、熱伝導性及び応力歪みの吸収性の双方を高めることができる。
【０１４３】
また、上記実施形態では、第２接合部材の樹脂材料として、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂が挙げられているが、これに限られず、例えばメラミン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド樹脂等の他の樹脂であっても良い。
【０１４４】
また、レーザ媒質１０の層構成は、上記実施形態で説明したものに限らず、適宜変更可能である。例えば、活性層１０ｂと反射鏡１０ａとの間に中間層を設けても良い。
【０１４５】
また、上記実施形態では、レーザ媒質として、活性層及び反射鏡が積層されたチップ状体が用いられているが、これに限らず、例えば、ＹＡＧレーザ、ルビーレーザ、ガラスレーザ、チタン・サファイアレーザ、非線形光学結晶（例えばＬＢＯ）波長変換レーザなどの固体レーザであっても良い。この場合、励起用の光源としてランプ、フラッシュランプ、半導体レーザ、アルゴンレーザ等を適宜選択して用いることができる。
【０１４６】
また、上記実施形態では、レーザ媒質として、活性層及び反射鏡が積層されたチップ状体（レーザ発振器の一部）が用いられているが、これに限らず、例えば半導体レーザ（レーザ発振器としての端面発光レーザや面発光レーザ）を用いても良い。この場合、電流励起となるため、励起用の光源は、必要ない。この場合も、上記実施形態と同様の効果が得られる。レーザ媒質として面発光レーザを用いる場合も、上記実施形態と同様に、基板上に反射鏡、活性層、別の反射鏡を積層してレーザ発振器を作製した後、ウエットエッチングにより基板を除去することができる。
【０１４７】
また、上記実施形態では、基板上に活性層を積層し、該活性層上に反射鏡を積層して得られたチップ状体から基板を除去しているが、これに限られない。例えば、基板上に反射鏡を積層し、該反射鏡上に活性層を積層し、チップ状体を作製し、該チップ状体の基板を接合部１４を介してヒートシンク１２に接合しても良い。
【０１４８】
また、上記実施形態のレーザ媒質１０は、ＸＹ断面形状が正方形とされているが、これに限らず、例えば、正方形以外のＮ角形状（Ｎは３以上）、円形状、楕円形状等の他の形状であっても良い。
【０１４９】
また、上記実施形態では、接合部の外形は、正方形板状であるが、これに限らず、例えば円板状、楕円板状、正方形以外のＮ角形板状（Ｎは３以上）等の他の形状であっても良い。
【０１５０】
また、上記実施形態のヒートシンク１２は、ＸＹ断面形状が四角形とされているが、これに限らず、例えば、四角形以外のＮ角形状（Ｎは３以上）、円形状、楕円形状等の他の形状であっても良い。
【０１５１】
また、上記実施形態では、レーザ媒質１０の活性層１０ｂを励起する励起用光源として、端面発光型の励起用半導体レーザ素子１００が用いられているが、これに限らず、例えば面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）等の他のレーザを用いても良い。励起用光源として面発光レーザを用いると、有効断面が略円形の励起光を容易に得ることができる。
【０１５２】
また、上記実施形態のレーザ装置１０００は、励起用半導体レーザ素子、集光レンズ、波長変換素子、複屈折フィルタ、外部反射鏡を備えているが、これらの少なくとも１つを備えていなくても良い。すなわち、本発明のレーザ装置は、レーザ媒質と、ヒートシンク（放熱部材）と、レーザ媒質とヒートシンクとを接合する接合部とを備えていれば良い。
【０１５３】
また、上記実施形態では、レーザ媒質１０が気体雰囲気に露出しているが、例えば化学蒸着法（ＣＶＤ法）により、レーザ媒質１０の少なくとも一部にＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ等からなる光学的に透明な膜を成膜しても良い。この場合、レーザ媒質１０を気体雰囲気から遮蔽でき、パッシベーション性能を向上させることができる。
【０１５４】
なお、以上説明した本実施形態のレーザ装置の各構成部材の具体的な材料、形状、寸法等は、例示であって、適宜変更可能である。
【０１５５】
《レーザアニール装置》
一例として図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）にレーザ加工機としてのレーザアニール装置１５００の概略構成が示されている。このレーザアニール装置１５００は、光源１０１０、光学系１０２０、テーブル装置１０３０、及び不図示の制御装置などを備えている。
【０１５６】
光源１０１０は、上記レーザ装置１０００を複数有し、複数のレーザ光を射出することができる。光学系１０２０は、光源１０１０から射出された複数のレーザ光を対象物Ｐの表面に導光する。テーブル装置１０３０は、対象物Ｐが載置されるテーブルを有している。該テーブルは、少なくともＹ軸方向に沿って移動することができる。
【０１５７】
例えば、対象物Ｐがアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）の場合、レーザ光が照射されると、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）は、温度が上昇し、その後、徐々に冷却されることによって結晶化し、ポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）になる。
【０１５８】
この場合、レーザアニール装置１５００は、光源１０１０が上記レーザ装置１０００を有しているため、アニール処理を効率的に行うことができる。
【０１５９】
《レーザ切断機》
一例として図１４にレーザ加工機としてのレーザ切断機２０００の概略構成が示されている。このレーザ切断機２０００は、光源２０１０、光学系２１００、対象物Ｐが載置されるテーブル２１５０、テーブル駆動装置２１６０、操作パネル２１８０及び制御装置２２００などを備えている。
【０１６０】
光源２０１０は、上記レーザ装置１０００を有し、制御装置２２００の指示に基づいてレーザ光を射出する。光学系２１００は、光源２０１０から射出されたレーザ光を対象物Ｐの表面近傍で集光させる。テーブル駆動装置２１６０は、制御装置２２００の指示に基づいて、テーブル２１５０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に移動させる。
【０１６１】
操作パネル２１８０は、作業者が各種設定を行うための複数のキー、及び各種情報を表示するための表示器を有している。制御装置２２００は、操作パネル２１８０からの各種設定情報に基づいて、光源２０１０及びテーブル駆動装置２１６０を制御する。
【０１６２】
この場合、レーザ切断機２０００は、光源２０１０が上記レーザ装置１０００を有しているため、切断処理を効率的に行うことができる。
【０１６３】
なお、レーザ切断機２０００は、複数の光源２０１０を有しても良い。
【０１６４】
また、レーザ装置１０００は、レーザアニール装置及びレーザ切断機以外のレーザ光を利用する装置にも好適である。例えば、表示装置の光源に用いても良い。
【０１６５】
《レーザ・ディスプレイ装置》
図１５には、表示装置としてのレーザ・ディスプレイ装置３０００の概略構成が示されている。
【０１６６】
このレーザ・ディスプレイ装置３０００は、レーザ装置１０００を含む光源ユニット３００１と、光源ユニット３００１からのレーザ光を表示情報に応じて変調し、該変調されたレーザ光をスクリーン３０１０に向けて出力するための光学系３００３と、光源ユニット３００１及び光学系３００３を制御する制御装置３００５とを備えている。
【０１６７】
このレーザ・ディスプレイ装置３０００は、レーザ装置１０００を有しているため、表示される画像品質を向上させることができる。
【０１６８】
なお、空間を貫くレーザ光によって映像表現を行うレーザ・ディスプレイ装置であっても、前記光源ユニット３００１を備えるレーザ・ディスプレイ装置であれば、表示される画像品質を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１６９】
１０…レーザ媒質、１０ａ…反射鏡、１０ｂ…活性層、１２…ヒートシンク（放熱部材）、１４…接合部、１４ａ…第１接合部材（接合部材）、１４ｂ…第２接合部材（別の接合部材）、７００…外部反射鏡（別の反射鏡）、１０００…レーザ装置。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７０】
【特許文献１】特開２０１０−２１２２４号公報
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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