(57)【要約】【課題】  ヒートシンクの冷媒流路の腐食を防ぎ、長期にわたり半導体レーザアレイを安定して冷却することのできる半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】  半導体レーザ装置１は、半導体レーザスタック２００とチラー２０と絶縁性配管５０と冷媒４０とから成る。チラー２０は冷媒４０を半導体レーザスタック２００に供給する。冷媒４０はフルオロカーボンから成る。絶縁性配管５０は可撓性を有する絶縁性のパイプである。絶縁性配管５０は、配管内に導電体５２が配置されている。導電体５２は絶縁性配管５０の流路断面を覆うメッシュ状である。メッシュ状の導電体５２は接地線５４と接続され接地されている。半導体レーザスタック２００は半導体レーザユニット１００ａ〜１００ｃを備える。半導体レーザユニット１００ａ〜１００ｃは、それぞれ半導体レーザアレイ２ａ〜２ｃ、ヒートシンク１０ａ〜１０ｃを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザアレイと、該半導体レーザアレイに取り付けられたヒートシンクと、該ヒートシンク内を流通する冷媒と、該冷媒を前記ヒートシンクに供給する冷媒供給手段と、前記ヒートシンクと前記冷媒供給手段との間に接続され、前記冷媒が流通する絶縁性配管とを備え、
前記冷媒は、フルオロカーボンを含み、
前記絶縁性配管は、内部に導電体が配置され、
前記導電体は、接地されていることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記導電体は、前記絶縁性配管内の流路断面を覆うメッシュ構造を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記導電体は、前記冷媒の流線に平行な断面が流線形の部分を含んでいることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記絶縁性配管は局所的に内径が拡大した拡径部を含み、該拡径部に前記導電体が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
平板状の前記半導体レーザアレイと平板状の前記ヒートシンクとが、交互に複数積層されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、数Ｗ〜１００Ｗという高い出力を有する半導体レーザ装置が開発されている。このような半導体レーザ装置は、レーザメス、レーザハンダゴテ、レーザマーカーの光源としても使用されている。
【０００３】
半導体レーザアレイの電気−光変換効率は、５０％程度であるため、投入した電力の半分が熱となる。この熱により、レーザ出力、効率、素子寿命は大きな影響を受ける。このような熱を効率良く冷却するため、熱伝導率が高く、熱容量が大きい水を冷媒とするヒートシンクが用いられる。このようなヒートシンクとしては、例えば、複数の銅製の平板状部材を組み合せて微細な流路を形成し、この流路内に冷却水を循環させる構成を有するヒートシンクが知られている。冷却水は、流路の上部に載置された半導体レーザアレイと熱交換して半導体レーザアレイを冷却する（例えば特許文献１および２参照）。
【０００４】
このような装置は、半導体レーザアレイが複数積層されたスタック構造を有する。高出力化を図る場合には、複数のヒートシンクが、積層された各半導体レーザアレイの間にそれぞれ挿入されるようにして配置される。この場合、各ヒートシンクは各半導体レーザアレイの冷却を行うだけでなく、各々の半導体レーザアレイの間で電気的導通路の役割も果すため、各半導体レーザアレイの作動中にはヒートシンクにも電界が印加される（例えば特許文献１の図１参照）。
【特許文献１】国際公開第００／１１７１７号パンフレット
【特許文献２】特開平１０−２０９５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の水を冷媒とするヒートシンクを備えた半導体レーザ装置では、以下に示す流路の腐食を充分に防止することができず、長期にわたり冷却すべき半導体レーザアレイを効率良くかつ安定して冷却することができないという問題があった。
【０００６】
すなわち、上記のような半導体レーザスタック装置においては、ヒートシンクは電気回路の一部を構成し、ヒートシンク自体にも電流を流すことから、ヒートシンク内部を流れる水に電流が流れる。冷却水には導電率を抑制したイオン交換水が用いられるが、イオン交換水も１ＭΩ程度の抵抗値を有するため、１Ｖ程度の印加電圧により１μＡ程度の電流が流れ、流路内でヒートシンクを電極として水の電気分解が発生してしまう。そうすると、流路の内壁に電気化学的に腐食が発生する。このような腐食が進行すると、流路の目詰まり、水漏れ、漏電によるショート等の問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、ヒートシンクの冷媒流路の腐食を防ぎ、長期にわたり半導体レーザアレイを安定して冷却することのできる半導体レーザ装置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】
【０００８】
本発明は、半導体レーザアレイと、半導体レーザアレイに取り付けられたヒートシンクと、ヒートシンク内を流通する冷媒と、冷媒を前記ヒートシンクに供給する冷媒供給手段と、ヒートシンクと冷媒供給手段との間に接続され、冷媒が流通する絶縁性配管とを備え、冷媒はフルオロカーボンを含み、絶縁性配管は内部に導電体が配置され、導電体は接地されていることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、冷媒として、水よりもはるかに反応性や導電性が低いフルオロカーボン（fluoro carbon）を用いたことにより、冷媒流路の腐食を防止することができる。さらに、絶縁性配管内に導電体が配置され、この導電体が接地されていることにより、絶縁性配管内をフルオロカーボンが流通した場合に生じる静電気を放電することができる。
【００１０】
この場合、導電体は、絶縁性配管内の流路断面を覆うメッシュ構造を有するものであることが好ましい。
上記の構成によれば、絶縁性配管内を流れる冷媒との接触面積が広いため、帯電した静電気を放電する効果が大きいものとなる。
【００１１】
この場合、導電体は、冷媒の流線に平行な断面が流線形の部分を含んでいることが好ましい。
上記の構成によれば、導電体の冷媒に対する抵抗が少なくなるため、絶縁性配管内を流れる冷媒の流速の変化を防ぐことができる。また、導電体の後流で渦が生じ、微小気泡核が生じることも防ぐことができる。その結果、キャビテーションの発生をより効果的に防ぐことができる。
【００１２】
この場合、絶縁性配管は局所的に内径が拡大した拡径部を含み、拡径部に導電体が配置されていることが好ましい。
上記の構成によれば、冷媒の流速が高くなる導電体が配置された箇所の流速を、配管の内径を広げることにより抑えられるので、キャビテーションの発生をさらに効果的に防ぐことができる。
【００１３】
この場合、平板状の半導体レーザアレイと平板状のヒートシンクとが、交互に複数積層されたものとすることができる。
本発明は、安定して半導体レーザアレイを冷却することができるため、このような半導体レーザスタック装置に適用した場合により効果を発揮するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の半導体レーザ装置によれば、ヒートシンクの冷媒流路の腐食を防止しつつ半導体レーザアレイを長期にわたり安定して冷却し、安定したレーザ出力を得ることができる。さらに、フルオロカーボンが絶縁性配管内を通過したときに生じる静電気を放電して、静電気による静電気スパーク等を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体レーザ装置の構成図である。図１に示すように、この半導体レーザ装置１は、半導体レーザスタック２００と、チラー（冷媒供給手段）２０と、これらを接続する絶縁性配管５０と、これらの中を流通する冷媒４０とから成る。
【００１６】
チラー２０は、空冷ユニット２１と循環ポンプ２２を備える。空冷ユニット２１は冷媒を冷却し、循環ポンプ２２は絶縁性配管５０を介して冷媒４０を半導体レーザスタック２００に供給する。
【００１７】
冷媒４０はフルオロカーボンから成る。フルオロカーボンは、炭化水素の水素原子の一部あるいは全部をフッ素原子で置換した化合物である。フッ素原子の原子半径は水素原子のそれに比べて大きいため、フッ素原子は炭素の原子骨格を被覆する形となる。またフッ素原子は電気陰性度が大きく、電子雲はフッ素原子側に局在する。このため炭素骨格部の電子濃度が低下し、反応性は大幅に低下する。その結果、フルオロカーボンはほとんどの物質と反応しない高い化学的安定性を有する。また、フルオロカーボンは、１０１３Ω・ｍという、水の１０７Ω・ｍに比べてはるかに高い抵抗率を有するので、水と異なり通電による電気分解を起こしにくい。さらに好ましくは、冷媒は、炭化水素の水素原子の全部をフッ素原子で置換した化合物であるパーフルオロカーボン（per fluoro carbon）である。パーフルオロカーボンは、特に化学的安定性が高く、抵抗率も高いため、冷媒として特に好ましい。
【００１８】
絶縁性配管５０は可撓性を有する絶縁性のパイプである。材質は、ナイロン系樹脂、ポリオルフィン系樹脂等等から成る。絶縁性配管５０には、冷媒４０の流量を調整するための流量調整弁３０が設けられている。絶縁性配管５０は、配管内部に導電体５２が配置されている。導電体５２は絶縁性配管５０の流路断面を覆うメッシュ構造を有する。このメッシュ状の導電体５２は、接地線５４と接続され接地されている。
【００１９】
図３（ａ）は第１実施形態に係るメッシュ構造を有する導電体を示す斜視図であり、図３（ｂ）はＡ−Ａ’線断面が円形の線材断面を有するメッシュ構造を示す図であり、図３（ｃ）はＡ−Ａ’線断面が角形の線材断面を有するメッシュ構造を示す図である。図３（ａ）に示すように、導電体５２は、絶縁性配管４０の流路断面を覆うことができる径を持つ円形の部材であり、導電性の線材が格子状に編み込まれて成る。導電体の材料としては、銅、ステンレス鋼、アルミニウム等を用いることができ、冷媒４０がフルオロカーボンであり、反応性がないため、種々の材料を用いることができる。図３（ｂ）に示すように、導電体５２の冷媒４０の流線に平行な断面（図３（ａ）のＡ−Ａ’線断面）は、メッシュ構造を構成する各々の線材の断面が円形断面をなす。あるいは、図３（ｃ）に示すように、角形断面を有するものとできる。導電体５２は、このようなメッシュ構造により冷媒と接触する表面積が広いため、帯電した静電気を放電する効果は大きなものとなる。一方、絶縁性配管５０の内部を流通する冷媒４０は、導電体５２のメッシュの網目を通って透過することができる。なお、導電体５２の形状は、冷媒４０との接触面積が大きく、冷媒４０を自由に透過させるものであれば、上記メッシュ構造のものに限定されない。
【００２０】
図７は、本実施形態に係る半導体レーザスタックを示す構成図である。半導体レーザスタック２００は、３つの半導体レーザユニット１００ａ〜１００ｃ、プラス電極１１、マイナス電極１２、止めネジ１４、供給口１６、排出口１８を備えて構成される。半導体レーザユニット１００ａ〜１００ｃは、それぞれ半導体レーザアレイ２ａ〜２ｃ、ｎ型電極６ａ〜６ｃ、シーリング用シリコンラバー８ａ〜８ｃ、ヒートシンク１０ａ〜１０ｃを有する。半導体レーザアレイ２ａはヒートシンク１０ａの上面とヒートシンク１０ｂの下面との間に配置され、半導体レーザアレイ２ｂはヒートシンク１０ｂの上面とヒートシンク１０ｃの下面との間に配置され、半導体レーザアレイ２ｃはヒートシンク１０ｃの上面に載置されることにより、半導体レーザアレイとヒートシンクは交互に積層配置されている。これらは止めネジ１４により積層されたまま固定される。
【００２１】
各ヒートシンク１０ａ〜１０ｃは導電性であり、プラス電極１１、ヒートシンク１０ａ、半導体レーザアレイ２ａ、ｎ型電極６ａ、ヒートシンク１０ｂ、半導体レーザアレイ２ｂ、ｎ型電極６ｂ、ヒートシンク１０ｃ、半導体レーザアレイ２ｃ、ｎ型電極６ｃ、およびマイナス電極１２が順次、電気的に接続されている。これにより、プラス電極１１とマイナス電極１２との間に電圧を印加することで、半導体レーザアレイ２ａ〜２ｃからレーザ光を出力させることができる。
【００２２】
半導体レーザアレイ２ａ〜２ｃは、一次元的に配列された複数の半導体レーザ素子を含んでおり、したがって、一列に並んだ複数のレーザ発光スポットを有する。本実施形態では、複数の半導体レーザ素子がモノリシックに集積された半導体レーザアレイを使用する。このような半導体レーザアレイでは、通常、活性層や電極を複数のストライプに分割して並列に配置することにより、複数のストライプ導波路が設けられている。なお、本発明では、このような構造の半導体レーザアレイに代えて、独立した複数の半導体レーザチップを一列に並べた構造の半導体レーザアレイを使用することもできる。
【００２３】
供給口１６、排出口１８のそれぞれは、半導体レーザユニット１００ａ〜１００ｃを貫通して設けられている。供給口１６は半導体レーザユニット１００ａ〜１００ｃの各々の供給口と接続されており、排出口１８は半導体レーザユニット１００ａ〜１００ｃの各々の排出口と接続されている。シーリング用シリコンラバー８ａ，８ｂ，８ｃは、その上に載置されるヒートシンク間の絶縁を確保するとともに、冷媒の漏洩を防止する役割を果たす。供給口１６および排出口１８は、前述の図１に示すような絶縁性配管５０と接続されて、冷媒４０を供給される。
【００２４】
ヒートシンク１０ａ〜１０ｃは、噴流冷却型ヒートシンクであり、半導体レーザアレイ２ａ〜２ｃの直下に設けられた小孔から冷媒を噴出させ、その冷媒の噴流乱流により、熱交換を効率的に行う型式のヒートシンクである。また、ヒートシンクをマイクロチャネル型のヒートシンクとし、微細な冷媒流路に冷媒を流通させ半導体レーザアレイの直下を冷却する型式のものとすることもできる。
【００２５】
次に、本実施形態の半導体レーザ装置の機能について説明する。
本発明の半導体レーザ装置では、冷媒として従来用いられていた水に替えてフルオロカーボンを用いる。図８は、微細流路を流れる水およびフルオロカーボンついて流速と熱抵抗の関係を示すグラフ図である。横軸は流速を示し、縦軸は熱抵抗を示す。従来から、フルオロカーボンは水に比べて熱伝達特性がかなり劣ることが知られており、半導体レーザアレイの冷媒としては用いられていなかった。図８のグラフの実線および破線は、フルオロカーボンと水について流速と熱抵抗との関係を計算により求めたものである。この計算値に示すように、フルオロカーボンの熱抵抗（実線）は、各流速域で水の熱抵抗（破線）に比べてかなり大きく、冷媒として劣ることを示しており、従来からの認識を裏付けている。
【００２６】
ところが、本発明者らが、実際にフルオロカーボンと水を半導体レーザ装置のヒートシンクの冷媒として用いた場合を想定して実験を行ったところ、フルオロカーボンの熱伝達特性は予想よりも優れたものとなることが判明した。図８の菱形印および丸印は、半導体レーザ装置のヒートシンクの冷媒流路を想定した幅１ｍｍの微細な流路にフルオロカーボンと水を各々流通させ、その流速に対する熱抵抗の測定値をプロットしたものである。図８の実測値に示すように、実際のフルオロカーボンの熱抵抗は計算値よりもかなり小さく、計算値（実線）では、フルオロカーボンの熱抵抗は水のそれに比べて、各流速域で１℃／Ｗ以上も大きいのに対し、実測値（菱形印）では０．５℃／Ｗ程度しか大きくないことが判る。なお、水は計算値（破線）および実測値（丸印）ともよく一致していることが判る。
【００２７】
このようにフルオロカーボンの熱伝達特性が計算値よりも、半導体レーザ装置を想定した実測値で優れたものとなる理由は、以下のようなものであると推測される。すなわち、フルオロカーボンは水よりも表面張力が小さい。そのため、半導体レーザ装置のような微細な冷媒流路にフルオロカーボンを流通させると、冷媒流路により微細なところまで進入することができるため、熱伝導の効果が推定したよりも大きくなる。その結果として、計算値よりも熱抵抗値が小さくなると考えられる。
【００２８】
以上より、フルオロカーボンを半導体レーザ装置のヒートシンク用冷媒として用いた場合は、水に近い冷却効率を得ることができることが判明した。そして、フルオロカーボンは水に比べてはるかに化学的安定性が高く、導電性が低いため、冷媒流路の腐食を防止する効果も高いものとなる。
【００２９】
その一方で、フルオロカーボンを冷媒として用いると、静電気が生じやすいという問題がある。半導体レーザ装置では、チラーと半導体レーザスタックとの接続は、一般的に可撓性を有する絶縁性配管が用いられる。可撓性を有する配管を用いることで、配管設置の便宜や、ロボット等の移動体に半導体レーザスタックを搭載する際の便宜を図ることができる。そして、高価な金属製のフレキシブルチューブに比べて、絶縁性配管ははるかに安価であるという特徴を有する。また、絶縁性配管は、金属製配管に比べて耐食性に優れるという特徴も有する。
【００３０】
しかし、１０１３Ω・ｍという、水の１０７Ω・ｍに比べてはるかに高い抵抗率を有するフルオロカーボンをこのような絶縁性配管に流通させると、水を冷媒に用いた場合に比べて静電気が帯電しやすくなる。すなわち、絶縁流体であるフルオロカーボンの流れの摩擦に伴って、静電気が帯電し増加してくる。やがて、帯電した静電気の電圧が高電圧に達すると、隣接物体との間で静電気スパークが発生する。このスパークノイズが装置の誤作動等の原因となる。また最悪の場合絶縁破壊を起こし、配管が破断して冷媒が漏洩する。そこで上記第１実施形態では、絶縁性配管の内部にメッシュ状の導電体を配置し、さらに導電体を接地してある。これにより、帯電した静電気を放電することができる。
【００３１】
以上ような図１に示す半導体レーザ装置１が動作する場合は、チラー２０により冷却されたフルオロカーボンを含む冷媒４０が、絶縁性配管５０を介して半導体レーザスタック２００に供給される。冷媒４０は、ヒートシンク１０ａ〜１０ｃに供給される。ヒートシンク１０ａ〜１０ｃに供給された冷媒４０は、ヒートシンク１０ａ〜１０ｃ上に配置された半導体レーザアレイ２ａ〜２ｃを冷却する。ヒートシンク１０ａ〜１０ｃから排出された冷媒４０は、絶縁性配管５０を介してチラー２０に戻され、再び冷却されて半導体レーザスタック２００のヒートシンク１０ａ〜１０ｃを冷却する。
【００３２】
ヒートシンク１０ａ〜１０ｃを流通するフルオロカーボンからなる冷媒４０は、冷媒流路を腐食することがないため、長期間にわたり安定して半導体レーザアレイ２ａ〜２ｃを冷却することができ、素子寿命の向上、光出力の安定に寄与するものとなる。また、導電性の低いフルオロカーボンからなる冷媒４０が、絶縁性配管５０内を流通することにより生じる静電気は、導電体５２から接地線５４を介して放電され、静電気スパークの発生等を防止することができる。
【００３３】
一方、フルオロカーボンを冷媒として用いた場合、水を用いた場合に比べてキャビテーションが生じやすいことが判明した。キャビテーションは、流体の流れで局部的に低い圧力を生ずる部分で流体の蒸発、溶解ガスの分離などが起こり、流体中に空洞を生じる現象である。キャビテーションが発生すると、発熱体との接触面積が減るため、熱交換効率が低下してしまう。
【００３４】
図９は、水およびフルオロカーボンについて流速とキャビテーション数との関係を示すグラフ図である。図９から判るように、水（破線）に比べてフルオロカーボン（実線）は、各流速域でキャビテーション数が小さくキャビテーションが生じやすいことが判る。キャビテーション数が５以下になるとキャビテーション発生のリスクが大きくなる。
【００３５】
図１０は、上記の関係をまとめ、水およびフルオロカーボンについて流速と熱抵抗、並びに流速とキャビテーション数との関係を示すグラフ図である。図１０の熱抵抗−流速曲線ＴＦは、図８で示した水とフルオロカーボンの流速に対する熱抵抗の関係を示し、破線が水を、実線がフルオロカーボンを示す。また図１０のキャビテーション数−流速曲線ＣＦは、図９で示した水とフルオロカーボンの流速に対するキャビテーション数の関係を示し、破線が水を、実線がフルオロカーボンを示す。これより、流速に対し、熱抵抗とキャビテーション発生リスクは、トレードオフ（二律背反）の関係にあることが判る。キャビテーションが発生すると熱交換効率の低下、また壊食（機械的腐食）といった大きな悪影響が生ずる。従って、流速を抑えつつ、熱効率を高める必要がある。
【００３６】
さらに、キャビテーションの発生リスクは、冷媒流速の変化によっても影響される。冷媒流速の変化が大きい場合は、平均冷媒流速が同じでも、キャビテーションが生じやすくなる。冷媒流速は、冷媒流路の流路断面積に反比例する関係にある。ところが、前述したように、上記第１実施形態では導電体を絶縁性配管内に配置するため、配管内の流速が変動しやすくなる。図５は、第１実施形態に係る絶縁性配管内を流通する冷媒の位置と流速との関係を示す図である。このように、絶縁性配管５０内において、導電体５２と接地線５４が設けられた箇所では、流速が急激に変化していることが判る。このような冷媒流速の変化が大きい場合は、キャビテーションが生じやすくなることがある。ヒートシンクから離れた箇所に導電体を配置しても、その部分で気泡核が生成するとフルオロカーボンは粘性が高いため、気泡核が消滅しにくい。そして、このような気泡核がヒートシンク付近に流れるとキャビテーションはより生じやすくなる。このため、配管系全体で冷媒流速変動による気泡核生成を抑制する必要がある。
【００３７】
この場合、例えばチラーの冷媒供給圧力を調整することで冷媒全体の流速を抑えると、熱抵抗が大きくなり、冷却効率が低下する場合がある。そのため、導電体の配置部分について、局所的に冷媒流速の高速化を抑える必要がある。
【００３８】
図２は、第２実施形態に係る半導体レーザ装置の構成図である。この第２実施形態の半導体レーザ装置１’が第１実施形態と異なる点は、絶縁性配管５０は局所的に内径が拡大した拡径部５６を含み、拡径部５６に導電体５２が配置されていることである。
【００３９】
図６は、第２実施形態に係る絶縁性配管内を流通する冷媒の位置と流速との関係を示す図である。図６に示すように、絶縁性配管５０内を流通する冷媒の流速は、拡径部５６に入ると緩やかに減少する。そして導電体５２と接地線５４が設けられた箇所に入ると、流速は増加する。しかし、拡径部５６で流速が減少しているため、導電体５２が設けられた箇所での流速増加は少ない。そして、導電体５２が設けられた箇所を通過すると、流速はまた減少する。そして、冷媒が拡径部５６から排出されると流速や緩やかに増加し、やがて、拡径部５６に入る前の流速に戻る。このように拡径部５６を設けることにより、冷媒の流速の変化が抑えられ、キャビテーションの発生を防ぐことができる。また、このように配管の一部分のみを拡径することにより、配管の全部分を太くする必要がなく、水に比べて比較的高価なフルオロカーボンの量を少なくし、低コスト化を図ることができる。なお、この場合、絶縁性配管内の導電体が配置された箇所の流路断面積（冷媒通過断面積）と導電体が配置されていない箇所の流路断面積とを等しいものとすることにより、流速の変動をより一層減少させることができる。
【００４０】
ところで、図３（ｂ）（ｃ）に示すようなメッシュ状の導電体に冷媒が通過すると、その後流で渦、すなわち微小気泡核が生成しやすくなることがある。そうすると、ヒートシンク部でのキャビテーション生成リスクが増大する可能性がある。
【００４１】
図４（ａ）は第３実施形態に係るメッシュ構造を有する導電体を示す斜視図であり、図４（ｂ）はＡ−Ａ’線断面が流線形状の線材断面を有するメッシュ構造を示す図である。図４（ａ）に示すように、この導電体５２’もメッシュ構造を有する。しかし、図４（ｂ）に示すように、導電体５２’の絶縁性配管５０の流線に平行な断面（図４（ａ）のＡ−Ａ’線断面）は、流線形状をなす。これにより、導電体５２’の後流で渦が発生することを防ぐことができる。また、導電体５２’の抵抗は少ないため、導電体５２’を通過する冷媒の流速の変化は少なくなり、キャビテーションの発生を防止することができる。
【００４２】
尚、本発明の半導体レーザ装置は、上記した実施の形態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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態に係る半導体レーザ装置の構成図である。
【図２】第２実施形態に係る半導体レーザ装置の構成図である。
【図３】（ａ）は第１実施形態に係るメッシュ構造を有する導電体を示す斜視図であり、（ｂ）はＡ−Ａ’線断面が円形の線材断面を有するメッシュ構造を示す図であり、（ｃ）はＡ−Ａ’線断面が角形の線材断面を有するメッシュ構造を示す図である。
【図４】（ａ）は第３実施形態に係るメッシュ構造を有する導電体を示す斜視図であり、（ｂ）はＡ−Ａ’線断面が流線形状の線材断面を有するメッシュ構造を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る絶縁性配管内を流通する冷媒の位置と流速との関係を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る絶縁性配管内を流通する冷媒の位置と流速との関係を示す図である。
【図７】レーザスタックの構成図である。
【図８】微細流路を流れる水およびフルオロカーボンついて流速と熱抵抗の関係を示すグラフ図である。
【図９】水およびフルオロカーボンについて流速とキャビテーション数との関係を示すグラフ図である。
【図１０】水およびフルオロカーボンについて流速と熱抵抗、並びに流速とキャビテーション数との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００４４】
１，１’…半導体レーザ装置、２ａ，２ｂ，２ｃ…半導体レーザアレイ、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…ヒートシンク、２０…チラー（冷媒供給手段）、４０…冷媒、５０…絶縁性配管、５２，５２’…導電体、５４…接地線、５６…拡径部、１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…半導体レーザユニット、２００…半導体レーザスタック
【図１】
2005268446.tif 000003
【図２】
2005268446.tif 000004
【図３】
2005268446.tif 000005
【図４】
2005268446.tif 000006
【図５】
2005268446.tif 000007
【図６】
2005268446.tif 000008
【図７】
2005268446.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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