(57)【要約】【課題】ヒートシンクの良好な冷却能力を確保した上で製造コストの低減及び動作の信頼性の向上を図る。【解決手段】内部に冷却水の流路となる冷却水路１０が形成された水冷ブロック２と、該水冷ブロックに装着される薄板状のヒートシンク３と、所定の方向に配列された複数のレーザーダイオードを有すると共にヒートシンクに取り付けられ発光時にヒートシンクによって冷却されるレーザーアレイ７と、上記複数のレーザーダイオードに駆動電流を供給する電流供給回路を有すると共にヒートシンクに取り付けられる配線板４とを設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷却水の流路となる冷却水路が形成された水冷ブロックと、
該水冷ブロックに装着される薄板状のヒートシンクと、
所定の方向に配列された複数のレーザーダイオードを有すると共にヒートシンクに取り付けられ発光時にヒートシンクによって冷却されるレーザーアレイと、上記複数のレーザーダイオードに駆動電流を供給する電流供給回路を有すると共にヒートシンクに取り付けられる配線板とを備えた
ことを特徴とする半導体レーザーアレイ装置。
【請求項２】
水冷ブロックとヒートシンクとを着脱可能にした
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザーアレイ装置。
【請求項３】
内部に冷却水の流路となる冷却水路が形成されると共に取付面を有する水冷ブロックと、
該水冷ブロックの取付面に配列された状態で装着される薄板状の複数のヒートシンクと、
所定の方向に配列された複数のレーザーダイオードを有すると共に上記複数のヒートシンクに各別に取り付けられ発光時に各ヒートシンクによって冷却される複数のレーザーアレイと、
上記複数のレーザーダイオードに駆動電流を供給する電流供給回路を有すると共に上記複数のヒートシンクに各別に取り付けられる複数の配線板とを備えた
ことを特徴とする半導体レーザーアレイ装置。
【請求項４】
水冷ブロックと上記複数のヒートシンクとを着脱可能にした
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体レーザーアレイ装置。
【請求項５】
内部に冷却水の流路が形成されると共に結合部と取付面が形成された取付部とを有する複数の水冷ブロックと、
該複数の水冷ブロックの各取付面に各別に装着される薄板状の複数のヒートシンクと、
所定の方向に配列された複数のレーザーダイオードを有すると共に上記複数のヒートシンクに各別に取り付けられ発光時に各ヒートシンクによって冷却される複数のレーザーアレイと、
上記複数のレーザーダイオードに駆動電流を供給する電流供給回路を有すると共に上記複数のヒートシンクに各別に取り付けられる複数の配線板とを備え、
上記複数の水冷ブロックは各流路が連通されて冷却水路が形成された状態で各結合部同士が結合されて積層状に配置された
ことを特徴とする半導体レーザーアレイ装置。
【請求項６】
複数の水冷ブロックと複数のヒートシンクとをそれぞれ着脱可能にした
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体レーザーアレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体レーザーアレイ装置に関する。詳しくは、所定の方向に配列された複数のレーザーダイオードを有するレーザーアレイを備えた半導体レーザーアレイ装置の技術分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザーをＹＡＧレーザー等の固体レーザーの励起光源として用いる場合には、励起光源の光密度が高いことが必要であり、パッケージ内に発光部（レーザーダイオード）を多数配列して光密度を高めたレーザーアレイがある。このようなレーザーアレイは、固体レーザー結晶の励起や加工用に用いられる高出力の半導体レーザーアレイ装置に用いられる。
【０００３】
半導体レーザーアレイ装置は高出力であるために、発光時には、常時、レーザーアレイを冷却する必要があり、レーザーアレイを冷却するためのヒートシンクを備えている。
【０００４】
従来の半導体レーザーアレイ装置においては、例えば、複数の銅製の平板が積層されて形成され内部に冷却水の流路となる冷却水路を有するヒートシンクを用いることによりレーザーアレイを冷却している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
ＷＯ００／１１７１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の半導体レーザーアレイ装置に用いられるヒートシンクにあっては、ヒートシンクを構成する各平板に冷却水路となる溝が形成され、各溝を平板の厚み方向に延びる導水孔によって連結している。
【０００７】
このように各平板ごとに溝が形成されているため、冷却水路が狭路であり、加えて、冷却効率の向上を図るためにレーザーアレイが配置される部位に集中して冷却水を流すような構成とされているため、冷却水路内の圧力損失が大きく冷却水を送るための送りポンプに高い負荷がかかるという問題がある。
【０００８】
また、それぞれに溝が形成された複数の平板を積層しているため内部構造が複雑であり、高度な組立技術を要し、製造コストが高いという問題もある。
【０００９】
さらに、冷却水路が狭路であるために、詰まり、漏水、漏電等の不具合を発生するおそれがあり、修理改善も困難である。従って、製造後の検査等において不良が発生した場合には、高価なヒートシンクを不良品として破棄せざるを得ないと言う問題もある。
【００１０】
一方、従来の半導体レーザーアレイ装置には、大型の銅等のブロックをヒートシンクとして用い、このヒートシンク上にレーザーアレイを配置して冷却するものもあるが、このようなヒートシンクでは熱容量が低く、熱伝導率も低いため、十分な冷却能力を確保することができないという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明半導体レーザーアレイ装置は、ヒートシンクの良好な冷却能力を確保した上で製造コストの低減及び動作の信頼性の向上を図ることを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明半導体レーザーアレイ装置は、上記した課題を解決するために、内部に冷却水の流路となる冷却水路が形成された水冷ブロックと、該水冷ブロックに装着される薄板状のヒートシンクと、所定の方向に配列された複数のレーザーダイオードを有すると共にヒートシンクに取り付けられ発光時にヒートシンクによって冷却されるレーザーアレイと、上記複数のレーザーダイオードに駆動電流を供給する電流供給回路を有すると共にヒートシンクに取り付けられる配線板とを設けたものである。
【００１３】
別の本発明半導体レーザーアレイ装置は、上記した課題を解決するために、内部に冷却水の流路となる冷却水路が形成されると共に取付面を有する水冷ブロックと、該水冷ブロックの取付面に配列された状態で装着される薄板状の複数のヒートシンクと、所定の方向に配列された複数のレーザーダイオードを有すると共に上記複数のヒートシンクに各別に取り付けられ発光時に各ヒートシンクによって冷却される複数のレーザーアレイと、上記複数のレーザーダイオードに駆動電流を供給する電流供給回路を有すると共に上記複数のヒートシンクに各別に取り付けられる複数の配線板とを設けたものである。
【００１４】
また別の本発明半導体レーザーアレイ装置は、上記した課題を解決するために、内部に冷却水の流路が形成されると共に結合部と取付面が形成された取付部とを有する複数の水冷ブロックと、該複数の水冷ブロックの各取付面に各別に装着される薄板状の複数のヒートシンクと、所定の方向に配列された複数のレーザーダイオードを有すると共に上記複数のヒートシンクに各別に取り付けられ発光時に各ヒートシンクによって冷却される複数のレーザーアレイと、上記複数のレーザーダイオードに駆動電流を供給する電流供給回路を有すると共に上記複数のヒートシンクに各別に取り付けられる複数の配線板とを設け、上記複数の水冷ブロックを各流路を連通させて冷却水路を形成した状態で各結合部同士を結合して積層状に配置したものである。
【００１５】
従って、本発明半導体レーザーアレイ装置にあっては、冷却ブロックとヒートシンクによって高い冷却能力が確保される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明半導体レーザーアレイ装置の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１７】
先ず、第１の実施の形態について説明する（図１及び図２参照）。
【００１８】
半導体レーザーアレイ装置１は、水冷ブロック２、ヒートシンク３、配線板４、カバー５、ヒートスプレッダー６及びレーザーアレイ７を備えている。
【００１９】
水冷ブロック２は、略直方体状に形成された本体部８と該本体部８の側面から側方へ突出されたレンズ搭載部９とが一体に形成されて成る。
【００２０】
本体部８の上面には長手方向に離間して取付螺穴８ａ、８ａが形成されている。本体部８のレンズ搭載部９が設けられた側面に直交する側面には、長手方向に離間して供給口８ｂと排出口８ｃとが形成されている。本体部８の内部には、冷却水の流路となる冷却水路１０が形成され、該冷却水路１０が供給口８ｂと排出口８ｃとに連通されている。冷却水路１０は、例えば、本体部８の上下両面に平行な水平方向に延びる流路とされている。
【００２１】
レンズ搭載部９上には、レーザーアレイ７から出射されるレーザー光を集光するための図示しない集光レンズが搭載されている。
【００２２】
ヒートシンク３は、例えば、銅材料によって本体部８の上面と略同じ大きさを有する薄板状に形成され、水冷ブロック２の上面に取り付けられる。ヒートシンク３には、長手方向に離間して上下に貫通されたネジ挿通孔３ａ、３ａが形成されている。ネジ挿通孔３ａ、３ａの径は水冷ブロック２の取付螺穴８ａ、８ａの径と略同じにされている。ヒートシンク３の一端部には配置凹部３ｂが形成されている。
【００２３】
配線板４はヒートシンク３の上面に取り付けられる。配線板４は矩形状に形成され、長手方向における長さがヒートシンク３のそれより稍短くされている。配線板４にはレーザーアレイ７に駆動電流を供給するための電流供給回路が形成されている。配線板４には長手方向に離間して挿入孔４ａ、４ａが形成され、該挿入孔４ａ、４ａの径はヒートシンク３のネジ挿通孔３ａ、３ａの径より大きくされている。
【００２４】
カバー５は天板部１１と被取付部１２とが金属等の導電性を有する材料によって一体に形成されて成る。
【００２５】
天板部１１はヒートシンク３の上面と略同じ大きさを有する直方体状に形成され、長手方向における一端部に導通用ネジ孔１１ａを有している。
【００２６】
被取付部１２は天板部１１の長手方向における両端部を除く部分から下方へ突出されている。
【００２７】
カバー５には天板部１１の上面と被取付部１２の下面とを貫通するネジ止め孔１３、１３が形成され、該ネジ止め孔１３、１３は上側に位置するザグリ部１３ａ、１３ａと該ザグリ部１３ａ、１３ａより径が小さい挿通部１３ｂ、１３ｂとから成る。
【００２８】
カバー５はヒートシンク３及び配線板４を挟んだ状態で水冷ブロック２に、例えば、ネジ止めによって取り付けられる。カバー５の水冷ブロック２への取付は、取付ネジ１４、１４がそれぞれ順にカバー５のネジ止め孔１３、１３、配線板４の挿入孔４ａ、４ａ、ヒートシンク３のネジ挿通孔３ａ、３ａに挿通され、水冷ブロック２の取付螺穴８ａ、８ａに螺合されることにより行われる。従って、カバー５、配線板４、ヒートシンク３及び水冷ブロック２は、取付ネジ１４、１４を外すことにより互いに分離可能とされている。
【００２９】
ヒートスプレッダー６は一方向に長い板状に形成され、ヒートシンク３の配置凹部３ａに、例えば、半田付けによって取り付けられている。
【００３０】
レーザーアレイ７は一方向に長いパッケージ内に、例えば、２０乃至３０個の多数のレーザーダイオードがパッケージの長手方向に配置されて成る。レーザーアレイ７はヒートシンク３に取り付けられたヒートスプレッダー６上に取り付けられる。尚、ヒートシンク３とレーザーアレイ７の熱膨張係数が大きく異なる場合には、レーザーアレイ７にヒートシンク３を半田付けにより固定すると、熱膨張係数の相違により両者に過度の応力が生じて反り等が発生することから、レーザーアレイ７とヒートシンク３をヒートスプレッダー６を介して固定することにより反り等の発生を防止するようにしている。従って、ヒートシンク３とレーザーアレイ７の熱膨張係数が略同じであるとき、例えば、ヒートシンク３をタングステン含有の銅材料やダイヤモンド含有の銅材料によって形成し熱膨張係数をレーザーアレイ７と略同じにしたときには、ヒートスプレッダー６を用いることなくレーザーアレイ７をヒートシンク３に直接固定することができる。
【００３１】
レーザーアレイ７がヒートスプレッダー６に取り付けられた状態において、レーザーアレイ７と配線板４の電流供給回路とが、例えば、ワイヤーボンディングによって接続される。
【００３２】
カバー５の導通用ネジ孔１１ａには図示しない接続ケーブルの一端部が挿入され、該接続ケーブルの一端部が導通用ネジ孔１１ａに螺合される止めネジ１５によってカバー５に接続される。接続ケーブルは電源に接続されており、レーザーアレイ７の各レーザーダイオードに接続ケーブル、カバー５、配線板４の電流供給回路を介して電源から駆動電流が供給される。駆動電流が供給された各レーザーダイオードからはレーザー光が出射され、出射されたレーザー光は集光レンズによって集光されて所定の方向へ向けて照射される。
【００３３】
各レーザーダイオードからレーザー光が出射されたときには、水冷ブロック２の冷却水路１０内を送りポンプによって送られた冷却水が貫流する。冷却水路１０内を冷却水が貫流することにより、各レーザーダイオードの発光によって生じた熱がヒートシンク３に吸収されて放熱される。ヒートシンク３は薄板状に形成されているため冷却効率が高く、レーザーアレイ７の温度上昇が効果的に抑制される。
【００３４】
以上に記載した通り、半導体レーザーアレイ装置１にあっては、内部に冷却水路１０が形成された簡素な構造の水冷ブロック２を用いているため、冷却水を送るための送りポンプに高い負荷がかかることがなく、詰まり、漏水、漏電といった不具合を生じ難く、動作の信頼性の確保及び歩留まりの向上を図ることができる。
【００３５】
また、簡素な構造の冷却ブロック２を用いることにより、製造コストの低減を図ることができる。
【００３６】
さらに、水冷ブロック２とヒートシンク３とが分離可能であるため、レーザーアレイ７やヒートシンク３の劣化等が生じたときに、半導体レーザーアレイ装置１の全体の交換を必要とせず、レーザーアレイ７が取り付けられたヒートシンク３を水冷ブロック２から分離して交換することにより対処することができる。
【００３７】
次に、第２の実施の形態について説明する（図３及び図４参照）。尚、以下に示す第２の実施の形態に係る半導体レーザーアレイ装置１Ａは、上記した半導体レーザーアレイ装置１と比較して、構成上１つの水冷ブロックに複数のヒートシンクが取り付けられていることのみが相違するため、半導体レーザーアレイ装置１と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分については半導体レーザーアレイ装置１における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明は省略する。
【００３８】
半導体レーザーアレイ装置１Ａは、水冷ブロック２Ａ、ヒートシンク３、３、・・・、配線板４、４、・・・、カバー５Ａ、ヒートスプレッダー６、６、・・・及びレーザーアレイ７、７、・・・を備えている。
【００３９】
水冷ブロック２Ａは、一方向に長く形成された略直方体状に形成された本体部８Ａと該本体部８Ａの側面から側方へ突出されたレンズ搭載部９Ａとが一体に形成されて成る。
【００４０】
本体部８Ａの上面には複数の取付螺穴８ａ、８ａ、・・・が規則的に形成されている。本体部８Ａのレンズ搭載部９Ａが設けられた側面と反対側の側面には、長手方向における両端部にそれぞれ供給口８ｂと排出口８ｃとが形成されている。本体部８Ａの内部には、冷却水の流路となる冷却水路１０Ａが形成され、該冷却水路１０Ａが供給口８ｂと排出口８ｃとに連通されている。冷却水路１０Ａは、例えば、本体部８Ａの上下両面に平行な水平方向に延びる流路とされている。
【００４１】
レンズ搭載部９Ａ上には、長手方向に離間して複数の図示しない集光レンズが搭載されている。
【００４２】
カバー５Ａは天板部１１Ａと被取付部１２Ａとが金属等の導電性を有する材料によって一体に形成されて成る。
【００４３】
天板部１１Ａは本体部８Ａの上面と略同じ大きさを有する一方向に長い直方体状に形成され、長手方向に離間して導通用ネジ孔１１ａ、１１ａ、・・・が形成されている。
【００４４】
カバー５Ａには天板部１１Ａの上面と被取付部１２Ａの下面とを貫通するネジ止め孔１３、１３、・・・が規則的に形成されている。
【００４５】
水冷ブロック２Ａの上面には、その長手方向に規則的に配列された状態でヒートシンク３、３、・・・が取り付けられ、各ヒートシンク３、３、・・・の上面にそれぞれ配線板４、４、・・・が取り付けられる。水冷ブロック２Ａにはヒートシンク３、３、・・・及び配線板４、４、・・・を挟んだ状態でカバー５Ａが、例えば、取付ネジ１４、１４、・・・によって取り付けられている。
【００４６】
ヒートシンク３、３、・・・の各一端部にはそれぞれヒートスプレッダー６、６、・・・を介してレーザーアレイ７、７、・・・が固定されている。尚、半導体レーザーアレイ装置１と同様に、ヒートシンク３、３、・・・をタングステン含有の銅材料やダイヤモンド含有の銅材料によって形成し熱膨張係数をレーザーアレイ７、７、・・・と略同じにしたときには、ヒートスプレッダー６、６、・・・を必要としない。
【００４７】
半導体レーザーアレイ装置１Ａにおいて、電源からレーザーアレイ７、７、・・・の各レーザーダイオードに駆動電流が供給されると各レーザーダイオードからレーザー光が出射され、出射されたレーザー光は各集光レンズによって集光されて所定の方向へ向けて照射される。
【００４８】
各レーザーダイオードからレーザー光が出射されたときには、水冷ブロック２Ａの冷却水路１０Ａ内を送りポンプによって送られた冷却水が貫流する。冷却水路１０Ａを冷却水が貫流することにより、各レーザーダイオードの発光によって生じた熱がヒートシンク３、３、・・・に吸収されて放熱される。
【００４９】
以上に記載した通り、半導体レーザーアレイ装置１Ａにあっては、内部に冷却水路１０Ａが形成された簡素な構造の水冷ブロック２Ａを用いているため、冷却水を送るための送りポンプに高い負荷がかかることがなく、詰まり、漏水、漏電といった不具合を生じ難く、動作の信頼性の確保及び歩留まりの向上を図ることができる。
【００５０】
また、簡素な構造の冷却ブロック２Ａを用いることにより、製造コストの低減を図ることができる。
【００５１】
さらに、水冷ブロック２Ａとヒートシンク３、３、・・・とが分離可能であるため、レーザーアレイ７、７、・・・やヒートシンク３、３、・・・の劣化等が生じたときに、半導体レーザーアレイ装置１Ａの全体の交換を必要とせず、レーザーアレイ７、７、・・・が取り付けられたヒートシンク３、３、・・・を水冷ブロック２Ａから分離して交換することにより対処することができる。
【００５２】
さらにまた、複数のレーザーアレイ７、７、・・・を用いた場合でも、水冷ブロック２Ａが一つのみで済むため部品点数を削減することができる。
【００５３】
加えて、水冷ブロック２及びカバー５に代えて水冷ブロック２Ａ及びカバー５Ａを用いるだけで複数のレーザーアレイ７、７、・・・を有する高出力の半導体レーザーアレイ装置１Ａを構成することができ、ヒートシンク３、ヒートスプレッダー６、レーザーアレイ７等の各部品の生産設備の共有化及び各部品の汎用性の向上を図ることができる。
【００５４】
次に、第３の実施の形態について説明する（図５参照）。尚、以下に示す第３の実施の形態に係る半導体レーザーアレイ装置１Ｂは、上記した半導体レーザーアレイ装置１と比較して、構成上ヒートシンクがそれぞれ取り付けられた複数の水冷ブロックを積層状に配置していることのみが相違するため、半導体レーザーアレイ装置１と比較して異なる部分についてのみ詳細に説明をし、その他の部分については半導体レーザーアレイ装置１における同様の部分に付した符号と同じ符号を付して説明は省略する。
【００５５】
半導体レーザーアレイ装置１Ｂは、水冷ブロック２Ｂ、２Ｂ、・・・、ヒートシンク３、３、・・・、配線板４、４、・・・、図示しないカバー、ヒートスプレッダー６、６、・・・及びレーザーアレイ７、７、・・・を備えている。
【００５６】
水冷ブロック２Ｂは、結合部１６と取付部１７とレンズ搭載部９Ｂとが一体に形成されて成り、取付部１７の上面が取付面１７ａとして形成されている。取付部１７は結合部１６の下端部から側方へ突出され、取付面１７ａが結合部１６の上面より下方に位置されている。レンズ搭載部９Ｂは取付部１７の側面から結合部１６と反対方向へ突出されている。水冷ブロック２Ｂの内部には冷却水の流路２ｂが形成され、該流路２ｂは結合部１６の内部から取付部１７の内部に亘って形成されている（流路２ｂを最上段の水冷ブロック２Ｂにのみ示す。）。
【００５７】
レンズ搭載部９Ｂ、９Ｂ、・・・上には、それぞれ図示しない集光レンズが搭載されている。
【００５８】
水冷ブロック２Ｂ、２Ｂ、・・・は積層状に配置され、結合部１６、１６、・・・が互いに結合されている。水冷ブロック２Ｂ、２Ｂ、・・・が積層状に配置されて結合された状態においては、水冷ブロック２Ｂ、２Ｂ、・・・に形成された各流路２ｂ、２ｂ、・・・が連通され、冷却水路１０Ｂが形成される。
【００５９】
水冷ブロック２Ｂ、２Ｂ、・・・の取付面１７ａ、１７ａ、・・・には、それぞれヒートシンク３、３、・・・が取り付けられ、各ヒートシンク３、３、・・・の上面にそれぞれ配線板４、４、・・・が取り付けられている。ヒートシンク３、３、・・・及び配線板４、４、・・・は、例えば、ネジ止めによって各位置に取り付けられ、最上段の水冷ブロック２Ｂにはヒートシンク３及び配線板４を挟んだ状態で図示しないカバーが、例えば、ネジ止めによって取り付けられている。
【００６０】
ヒートシンク３、３、・・・の各一端部にはそれぞれヒートスプレッダー６、６、・・・を介してレーザーアレイ７、７、・・・が固定されている。尚、半導体レーザーアレイ装置１と同様に、ヒートシンク３、３、・・・をタングステン含有の銅材料やダイヤモンド含有の銅材料によって形成し熱膨張係数をレーザーアレイ７、７、・・・と略同じにしたときには、ヒートスプレッダー６、６、・・・を必要としない。
【００６１】
半導体レーザーアレイ装置１Ｂにおいて、電源からレーザーアレイ７、７、・・・の各レーザーダイオードに駆動電流が供給されると各レーザーダイオードからレーザー光が出射され、出射されたレーザー光は各集光レンズによって集光されて所定の方向へ向けて照射される。
【００６２】
各レーザーダイオードからレーザー光が出射されたときには、冷却水路１０Ｂ内を送りポンプによって送られた冷却水が貫流する。冷却水路１０Ｂを冷却水が貫流することにより、各レーザーダイオードの発光によって生じた熱がヒートシンク３、３、・・・に吸収されて放熱される。
【００６３】
以上に記載した通り、半導体レーザーアレイ装置１Ｂにあっては、内部に冷却水路１０Ｂが形成された簡素な構造の水冷ブロック２Ｂ、２Ｂ、・・・を用いているため、冷却水を送るための送りポンプに高い負荷がかかることがなく、詰まり、漏水、漏電といった不具合を生じ難く、動作の信頼性の確保及び歩留まりの向上を図ることができる。
【００６４】
また、簡素な構造の冷却ブロック２Ｂ、２Ｂ・・・を用いることにより、製造コストの低減を図ることができる。
【００６５】
さらに、水冷ブロック２Ｂ、２Ｂ、・・・とヒートシンク３、３、・・・とがそれぞれ分離可能であるため、レーザーアレイ７、７、・・・やヒートシンク３、３、・・・の劣化等が生じたときに、半導体レーザーアレイ装置１Ｂの全体の交換を必要とせず、レーザーアレイ７、７、・・・が取り付けられたヒートシンク３、３、・・・を水冷ブロック２Ｂ、２Ｂ、・・・から分離して交換することにより対処することができる。
【００６６】
さらにまた、水冷ブロック２及びカバー５に代えて水冷ブロック２Ｂ、２Ｂ、・・・及びカバーを用いるだけで複数のレーザーアレイ７、７、・・・を有する高出力の半導体レーザーアレイ装置１Ｂを構成することができ、ヒートシンク３、ヒートスプレッダー６、レーザーアレイ７等の各部品の生産設備の共有化及び各部品の汎用性の向上を図ることができる。
【００６７】
加えて、複数の水冷ブロック２Ｂ、２Ｂ、・・・を積層状に配置して構成しているため、半導体レーザーアレイ装置１Ｂの小型化を図ることができる。
【００６８】
上記した実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明の実施に際しての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって、本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【００６９】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、本発明半導体レーザーアレイ装置は、内部に冷却水の流路となる冷却水路が形成された水冷ブロックと、該水冷ブロックに装着される薄板状のヒートシンクと、所定の方向に配列された複数のレーザーダイオードを有すると共にヒートシンクに取り付けられ発光時にヒートシンクによって冷却されるレーザーアレイと、上記複数のレーザーダイオードに駆動電流を供給する電流供給回路を有すると共にヒートシンクに取り付けられる配線板とを備えたことを特徴とする。
【００７０】
従って、内部に冷却水路が形成された簡素な構造の水冷ブロックを用いることが可能であり、冷却水を送るための送りポンプに高い負荷がかかることがなく、詰まり、漏水、漏電といった不具合を生じ難く、動作の信頼性の確保及び歩留まりの向上を図ることができる。
【００７１】
また、簡素な構造の冷却ブロックを用いることにより、製造コストの低減を図ることができる。
【００７２】
さらに、ヒートシンクが平板状に形成されているため冷却効率が高く、レーザーアレイの温度上昇が効果的に抑制される。
【００７３】
請求項２に記載した発明にあっては、水冷ブロックとヒートシンクとを着脱可能にしたので、レーザーアレイやヒートシンクの劣化等が生じたときに、半導体レーザーアレイ装置の全体の交換を必要とせず、レーザーアレイが取り付けられたヒートシンクを水冷ブロックから分離して交換することにより対処することができる。
【００７４】
別の本発明半導体レーザーアレイ装置は、内部に冷却水の流路となる冷却水路が形成されると共に取付面を有する水冷ブロックと、該水冷ブロックの取付面に配列された状態で装着される薄板状の複数のヒートシンクと、所定の方向に配列された複数のレーザーダイオードを有すると共に上記複数のヒートシンクに各別に取り付けられ発光時に各ヒートシンクによって冷却される複数のレーザーアレイと、上記複数のレーザーダイオードに駆動電流を供給する電流供給回路を有すると共に上記複数のヒートシンクに各別に取り付けられる複数の配線板とを備えたことを特徴とする。
【００７５】
従って、内部に冷却水路が形成された簡素な構造の水冷ブロックを用いることが可能であり、冷却水を送るための送りポンプに高い負荷がかかることがなく、詰まり、漏水、漏電といった不具合を生じ難く、動作の信頼性の確保及び歩留まりの向上を図ることができる。
【００７６】
また、簡素な構造の冷却ブロックを用いることにより、製造コストの低減を図ることができる。
【００７７】
さらに、ヒートシンクが平板状に形成されているため冷却効率が高く、レーザーアレイの温度上昇が効果的に抑制される。
【００７８】
加えて、複数のレーザーアレイを用いた場合でも、水冷ブロックが一つのみで済むため部品点数を削減することができる。
【００７９】
請求項４に記載した発明にあっては、水冷ブロックと上記複数のヒートシンクとを着脱可能にしたので、レーザーアレイやヒートシンクの劣化等が生じたときに、半導体レーザーアレイ装置の全体の交換を必要とせず、レーザーアレイが取り付けられたヒートシンクを水冷ブロックから分離して交換することにより対処することができる。
【００８０】
また別の本発明半導体レーザーアレイ装置は、内部に冷却水の流路が形成されると共に結合部と取付面が形成された取付部とを有する複数の水冷ブロックと、該複数の水冷ブロックの各取付面に各別に装着される薄板状の複数のヒートシンクと、所定の方向に配列された複数のレーザーダイオードを有すると共に上記複数のヒートシンクに各別に取り付けられ発光時に各ヒートシンクによって冷却される複数のレーザーアレイと、上記複数のレーザーダイオードに駆動電流を供給する電流供給回路を有すると共に上記複数のヒートシンクに各別に取り付けられる複数の配線板とを備え、上記複数の水冷ブロックは各流路が連通されて冷却水路が形成された状態で各結合部同士が結合されて積層状に配置されたことを特徴とする。
【００８１】
従って、内部に冷却水路が形成された簡素な構造の水冷ブロックを用いることが可能であり、冷却水を送るための送りポンプに高い負荷がかかることがなく、詰まり、漏水、漏電といった不具合を生じ難く、動作の信頼性の確保及び歩留まりの向上を図ることができる。
【００８２】
また、簡素な構造の冷却ブロックを用いることにより、製造コストの低減を図ることができる。
【００８３】
さらに、ヒートシンクが平板状に形成されているため冷却効率が高く、レーザーアレイの温度上昇が効果的に抑制される。
【００８４】
加えて、複数の水冷ブロックを積層状に配置して構成しているため、半導体レーザーアレイ装置の小型化を図ることができる。
【００８５】
請求項６に記載した発明にあっては、複数の水冷ブロックと複数のヒートシンクとをそれぞれ着脱可能にしたので、レーザーアレイやヒートシンクの劣化等が生じたときに、半導体レーザーアレイ装置の全体の交換を必要とせず、レーザーアレイが取り付けられたヒートシンクを水冷ブロックから分離して交換することにより対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２と共に本発明の第１の実施の形態を示すものであり、本図は半導体レーザーアレイ装置の分解斜視図である。
【図２】半導体レーザーアレイ装置の斜視図である。
【図３】図４と共に本発明の第２の実施の形態を示すものであり、本図は半導体レーザーアレイ装置の分解斜視図である。
【図４】半導体レーザーアレイ装置の斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示すものであり、カバーを省略して示す半導体レーザーアレイ装置の斜視図である。
【符号の説明】
１…半導体レーザーアレイ装置、２…冷却ブロック、３…ヒートシンク、４…配線板、７…レーザーアレイ、１０…冷却水路、１Ａ…半導体レーザーアレイ装置、２Ａ…冷却ブロック、２ａ…取付面、１０Ａ…冷却水路、１Ｂ…半導体レーザーアレイ装置、２Ｂ…冷却ブロック、２ｂ…流路、１０Ｂ…冷却水路、１６…結合部、１７…取付部、１７ａ…取付面
【図１】
2004186212.tif 000003
【図２】
2004186212.tif 000004
【図３】
2004186212.tif 000005
【図４】
2004186212.tif 000006
【図５】
2004186212.tif 000007