(57)【要約】【課題】コスト低減を図りつつ、半導体レーザ素子と光ファイバとの光結合ロスに起因して発生する熱の放熱性を高めることができる半導体レーザモジュールを提供すること。【解決手段】半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を外部に導波する光ファイバと、半導体レーザ素子および該半導体レーザ素子と光ファイバとの光結合を行う光結合部の少なくとも一部を上部に載置するベースと、該ベースの下部に設けられた熱伝導率が高い材質で構成される底板を有するとともに半導体レーザ素子が発生する熱を放出する放熱部と、放熱部に組み合わされ、半導体レーザ素子と光結合部の少なくとも一部とを収容する樹脂製のパッケージと、半導体レーザ素子と光結合部の少なくとも一部とを含む領域とパッケージとの間に設けて前記領域を覆い、底板に熱的に接続され、かつ半導体レーザ素子のレーザ光を反射および吸収可能な金属からなる遮蔽部と、を備える。【選択図】図１
2012070007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を外部に導波する光ファイバと、
前記半導体レーザ素子および該半導体レーザ素子と前記光ファイバとの光結合を行う光結合部の少なくとも一部を上部に載置するベースと、該ベースの下部に設けられた熱伝導率が高い材質で構成される底板を有するとともに前記半導体レーザ素子が発生する熱を放出する放熱部と、
前記放熱部に組み合わされ、前記半導体レーザ素子と前記光結合部の少なくとも一部とを収容する樹脂製のパッケージと、
前記半導体レーザ素子と前記光結合部の少なくとも一部とを含む領域と前記パッケージとの間に設けて前記領域を覆い、前記底板に熱的に接続され、かつ前記半導体レーザ素子のレーザ光を反射および吸収可能な金属からなる遮蔽部と、
を備えたことを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項２】
前記遮蔽部は、前記パッケージの内壁面に形成された遮蔽膜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モジュール。
【請求項３】
前記遮蔽部は、前記パッケージの内壁面と離間して設けられた遮蔽板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モジュール。
【請求項４】
前記放熱部は、前記ベースと前記底板との間に配置され前記半導体レーザ素子を冷却する電子冷却装置を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項５】
前記光結合部は、前記光ファイバの先端に形成されたファイバレンズであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項６】
前記光結合部は、前記半導体レーザ素子と前記光ファイバとの間に配置された１以上のディスクリートレンズを有し、
前記遮蔽部は、１以上のディスクリートレンズのうちの前記半導体レーザ素子に最も近いディスクリートレンズを少なくとも覆うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項７】
半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を外部に導波する光ファイバと、
前記半導体レーザ素子および該半導体レーザ素子と前記光ファイバとの光結合を行う光結合部の少なくとも一部を上部に載置するとともに前記半導体レーザ素子が発生する熱を放出する放熱部と、
前記放熱部に組み合わされるパッケージ周壁と蓋とを備え、前記半導体レーザ素子と前記光結合部の少なくとも一部とを収容する樹脂製のパッケージと、
前記半導体レーザ素子と光ファイバとの光結合ロスに起因する光を遮蔽もしくは吸収するとともに、前記半導体レーザ素子と前記光結合部の少なくとも一部とを含む領域を覆うように、前記パッケージ周壁の内壁面と、前記蓋の内壁面とに形成されると共に、それぞれ互いに接触するように設けられ、前記放熱部に熱的に接続される金属膜でなる遮蔽部と、
を備えたことを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項８】
前記放熱部は、前記半導体レーザ素子と前記光結合部の少なくとも一部とを上部に載置するベースと、該ベースの下部に設けられた底板とを有し、
前記遮蔽部は、前記底板に熱的に接触していることを特徴とする請求項７に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項９】
前記放熱部は、前記ベースと前記底板との間に配置され前記半導体レーザ素子を冷却する電子冷却装置を備えたことを特徴とする請求項８に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１０】
前記光結合部は、前記光ファイバの先端に形成されたファイバレンズであることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１１】
前記光結合部は、前記半導体レーザ素子と前記光ファイバとの間に配置された１以上のディスクリートレンズを有し、
前記遮蔽部は、１以上のディスクリートレンズのうちの前記半導体レーザ素子に最も近いディスクリートレンズを少なくとも覆うことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１２】
前記金属膜は、金属箔の圧着またはメッキによって形成されたものであることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光通信分野、加工や溶接などの産業分野、医療分野などに用いられ、内部に半導体レーザ素子を有し、この半導体レーザ素子が発するレーザ光を外部に出力する半導体レーザモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体レーザモジュールの底板を金属で形成し、この底板に立設する周壁を樹脂などで形成することによって、半導体レーザモジュールにかかるコストを低減し、かつ半導体レーザ素子からの熱を外部に逃がすための放熱性を維持した半導体レーザモジュールが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５０８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体レーザ素子からの光を光ファイバに結合しようとする場合、必ず結合ロスが発生する。光ファイバに結合しなかった光は、パッケージ内部に放射され、最終的にはパッケージ周壁や蓋、底板に吸収される。上述した特許文献１に記載された従来の半導体レーザモジュールの場合、樹脂は、金属やセラミックに比べて、近赤外、赤外領域の波長の光を吸収しやすいため、パッケージ全体の温度が上昇する。
【０００５】
特に、レーザ加工の分野や医療分野で使用される半導体レーザは、高出力であり、光ファイバへの結合効率がたとえば８０％で、ファイバ端光出力５Ｗを得ようとするとパッケージ内部に１．２Ｗ程度の光が放出されていることになる。ここで、パッケージの樹脂部分部が１．２Ｗの光を吸収するとパッケージ全体は、１００℃程度まで温度が上昇する。
【０００６】
通常、半導体レーザモジュールを使用した装置では、半導体レーザモジュールを複数台使用し、多いときは数十台の半導体レーザモジュールを使用する。ここで、各半導体レーザモジュールの温度が１００℃程度にまで上昇してしまうと、装置内部の温度も非常に高くなり、ＩＣ等の他の電子部品を誤作動させ、あるいは劣化させるといった悪影響をおよぼすことになるとともに、装置内部で発生した熱を排出するために、装置に特別な放熱設計を施す必要が生じ、あるいは、放熱のために装置全体の消費電力が大きくなるという問題点があった。
【０００７】
さらに、今後、半導体レーザモジュールの更なる高出力化の進展にともなって、パッケージ全体の温度上昇もさらに大きくなり、パッケージに取り付けられているファイバの被覆の溶融ないし発火、さらにはパッケージ自体の変形、溶融を引き起こす可能性もある。さらに、放熱のために半導体レーザモジュールと外部のヒートシンクとの間に塗布されたグリスの特性劣化をも引き起こすという問題もある。
【０００８】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コスト低減を図りつつ、半導体レーザ素子と光ファイバとの光結合ロスに起因して発生する熱の放熱性を高めることができる半導体レーザモジュール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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる半導体レーザモジュールは、半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を外部に導波する光ファイバと、前記半導体レーザ素子および該半導体レーザ素子と前記光ファイバとの光結合を行う光結合部の少なくとも一部を上部に載置するとともに前記半導体レーザ素子が発生する熱を放出する放熱部と、前記放熱部に組み合わされ、前記半導体レーザ素子と前記光結合部の少なくとも一部とを収容する樹脂製のパッケージと、前記半導体レーザ素子と前記光結合部の少なくとも一部とを含む領域と前記パッケージとの間に設けて前記領域を覆い、前記放熱部に熱的に接続される遮蔽部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明にかかる半導体レーザモジュールは、上記の発明において、前記遮蔽部は、前記パッケージの内壁面に形成された遮蔽膜であることを特徴とする。
【００１１】
また、この発明にかかる半導体レーザモジュールは、上記の発明において、前記遮蔽部は、前記パッケージの内壁面と離間して設けられた遮蔽板であることを特徴とする。
【００１２】
また、この発明にかかる半導体レーザモジュールは、上記の発明において、前記放熱部は、前記半導体レーザ素子と前記光結合部の少なくとも一部とを上部に載置するベースと、該ベースの下部に設けられた底板とを有し、前記遮蔽部は、前記ベースに固定されることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明にかかる半導体レーザモジュールは、上記の発明において、前記放熱部は、前記ベースと前記底板との間に配置され前記半導体レーザ素子を冷却する電子冷却装置を備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、この発明にかかる半導体レーザモジュールは、上記の発明において、前記光結合部は、前記光ファイバの先端に形成されたファイバレンズであることを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかる半導体レーザモジュールは、上記の発明において、前記光結合部は、前記半導体レーザ素子と前記光ファイバとの間に配置された１以上のディスクリートレンズを有し、前記遮蔽部は、１以上のディスクリートレンズのうちの前記半導体レーザ素子に最も近いディスクリートレンズを少なくとも覆うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
この発明にかかる半導体レーザモジュールは、遮蔽部が、半導体レーザ素子と光結合部の少なくとも一部とを含む領域と、樹脂製のパッケージとの間に設けて前記領域を覆い、放熱部に熱的に接続され、半導体レーザ素子から光ファイバの先端部に光結合することなく、パッケージ内に放射されたレーザ光が遮蔽部で囲まれた空間内に閉じ込められ、この遮蔽部で吸収されることによって発生した熱が放熱部に流れるようにしているので、コスト低減を図りつつ、半導体レーザ素子と光ファイバとの光結合ロスに起因して発生する熱の放熱性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、この発明の実施の形態１にかかる半導体レーザモジュールの構成を模式的に示した縦断面図である。
【図２】図２は、図１に示した半導体レーザモジュールのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は、図１に示したレンズドファイバの先端部分の形状を示す図である。
【図４】図４は、この発明の実施の形態２にかかる半導体レーザモジュールの構成を模式的に示した縦断面図である。
【図５】図５は、図４に示した半導体レーザモジュールのＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図６は、図４に示した半導体レーザモジュールのＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図７は、この発明の実施の形態２にの第１変形例にかかる半導体レーザモジュールの構成を模式的に示した縦断面図である。
【図８】図８は、図７に示した半導体レーザモジュールのＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】図９は、この発明の実施の形態２の第２変形例にかかる半導体レーザモジュールの構成を模式的に示した横断面図である。
【図１０】図１０は、この発明の実施の形態３にかかる半導体レーザモジュールの構成を模式的に示した縦断面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示した半導体レーザモジュールのＥ−Ｅ線断面図である。
【図１２】図１２は、この発明の実施の形態４にかかる半導体レーザモジュールの構成を模式的に示した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明を実施するための最良の形態である半導体レーザモジュールについて、図面を参照して説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態である半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す縦断面図であり、図２は、図１に示した半導体レーザモジュールのＡ−Ａ線断面図である。図１および図２において、この半導体レーザモジュール１は、半導体レーザ２、先端部分３ａが楔加工されたレンズドファイバ３、底板４、パッケージ周壁５（５ａ〜５ｄ）、蓋６、ベース７、レンズドファイバ３の先端部近傍に取り付けられたフェルール８、ベース７にフェルール８を固定するための固定部材９、ヒートシンク１０、リード１１（１１ａ，１１ｂ）、接着剤１２、パッケージ周壁５の内壁に設けられた金属膜１３（１３ａ〜１３ｄ）、蓋４の内壁に設けられた金属膜１４を有する。
【００２０】
半導体レーザ２は、ＧａＡｓ系の半導体レーザであり、発光部の厚みが３．０μｍ、幅が１００μｍ、発振波長が９１５〜９８０ｎｍの横マルチモードレーザーダイオードである。また、半導体レーザ２の垂直方向のファーフィールドパターンは、半値幅で約３３°であり、水平方向のファーフィールドパターンは約１０°である。また、半導体レーザ素子２は、駆動電流７Ａのときに、その前端面から６Ｗの光を出力する。
【００２１】
レンズドファイバ３の先端部分３ａは、図３に示すように、コア径Ｒ１＝１０５μｍ、クラッド径Ｒ２＝１２５μｍ、ＮＡ＝０．１５もしくはＮＡ＝０．２２のマルチモードファイバの先端を楔加工したものである。この先端形状は、開き角が１１０°、球面状に研磨された先端の曲率半径Ｒ＝７μｍである。このような先端部分３ａを形成することによって、半導体レーザ２から発するレーザ光を効率よく結合することができる。レンズドファイバ３は、フェルール８によって固定され、このフェルール８は、固定部材９に半田（ＡｕＳｎ）で固定され、この固定部材９は、ベース７にＹＡＧ溶接による固定される。半導体レーザ素子２からレンズドファイバ３への光結合効率は、８０〜８５％程度であって、レンズドファイバ３に光結合しない光が１Ｗ程度ある。
【００２２】
底板４、パッケージ周壁５、および蓋６は、パッケージを構成する。このパッケージ内には不活性ガスなどが密封される。底板４は、熱伝導率が高い材質で構成され、具体的には、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、ＣｕＷ、ＣｕＭｏ等の金属の他、ダイヤモンド（Ｄｉａ）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）や、これらを合金化したＤｉａ−Ｃｕ、Ｃｕ−ＳｉＣ、Ａｌ−ＳｉＣ等によって実現される。
【００２３】
底板4の周辺には樹脂からなる周壁５が取り付けられている。このパッケージ周壁５を形成する樹脂材料としては、たとえば、ＩＣの封止に用いられるエポキシ系の熱硬化性樹脂や、フェノール系の熱硬化性樹脂、ジアリル系の熱硬化性樹脂等の熱硬化性樹脂がある。そのほか、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）や、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）等の熱可塑性樹脂等を用いることができる。さらに、エンジニアプラスチックを用いても良い。また、上述した熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の樹脂に、ガラスフィラーやガラスビーズを混入させてもよい。その混入割合を適宜に選択することによって、周壁５の熱膨張係数を調整することができる。
【００２４】
パッケージのうち、蓋６を除いた、底板４およびパッケージ周壁５は、射出成形技術によって一体成形される。この際、底板４とパッケージ周壁５との結合部１６は、底板４の外周に凸部もしくは凹部を設け、この凸部もしくは凹部がパッケージ周壁５の樹脂に埋設されるように射出成形することが望ましく、これによって結合部１６の強度を向上させることができる。
【００２５】
また、底板４およびパッケージ周壁５を一体成形する際に、半導体レーザ２などに電力を供給するためのリード１１を同時に一体成形する。リード１１には、一体成型後、パッケージ周壁５から抜けないように凸部１１ｃが設けられる。この場合、パッケージ周壁５に用いる樹脂は、絶縁性材料のものを選択する。
【００２６】
底板４の上部には、ベース７、ヒートシンク１０、半導体レーザ２が各界面を半田（ＡｕＳｎ）で接合して設置されている。ベース７およびヒートシンク１０は、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、ＣｕＷ、ＣｕＭｏ等の金属のほか、ダイヤモンド（Ｄｉａ）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、Ｄｉａ−Ｃｕ、Ｃｕ−ＳｉＣ、Ａｌ−ＳｉＣ等、熱伝導率が高い材質が用いられる。
【００２７】
また、ベース７の上面には、上述したように、レンズドファイバ３の先端部を保持したフェルール８が、固定部材９を介して固定されている。固定部材９は、半田やＹＡＧ溶接によって、ベース７に固定される。レンズドファイバ３は、先端部分３ａの楔加工部をフェルール８の端部から突出させた状態で、半田や接着剤によってフェルール８に固定され、半導体レーザ２から放出される光が先端部分３ａの楔形レンズを介して入射する光量が最大となる位置で、フェルール８が固定部材９に半田やＹＡＧ溶接によって固定されている。フェルール８や固定部材９の材質としては、ステンレスやＦｅＮｉＣｏ合金、Ｗ−Ｎｉ−Ｃｕ合金などが挙げられる。
【００２８】
レンズドファイバ３がパッケージの外に延出される部分は、接着剤１２によって固定され、封止される。接着剤１２の種類としては、エポキシ系、アクリル系、シリコン系、ウレタン系、ＵＶ樹脂系等が挙げられる。
【００２９】
上述した各部品を内設した後に、パッケージ周壁５で用いられる樹脂製の蓋６をパッケージ周壁５の上部に取り付ける。パッケージ周壁５と蓋６とは、半田や高熱伝導率の接着剤によって固定される。
【００３０】
パッケージ周壁５および蓋６の内側には、金属膜１３，１４が形成されている。金属膜１３，１４の材質としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、動（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。この金属膜１３，１４は、圧着（金属箔を圧着）や無電解メッキ等の方法を用いて形成される。リード１１が取り付けられたパッケージ周壁５ａの金属膜１３ａは、図２に示すように、リード１１ａ，１１ｂと金属膜１３ａとが接触しないように、リード１１ａ，１１ｂの周辺に金属膜１３ａが設けられない領域１１ｅ，１１ｆが形成される。
【００３１】
パッケージ周壁５の内面に形成された金属膜１３と底板４の金属とは、熱的に良好に接触されている。具体的には、底板４とパッケージ周壁５の金属膜１３とを半田や熱伝導の良い接着剤で接合する。また、底板４とパッケージ周壁５を一体成型した後、金メッキを底板４とパッケージ周壁５とを境目無く覆うように形成しても良い。一方、パッケージ周壁５と蓋６との接合部１５は、両者の金属膜１３，１４が接触するように半田や高熱伝導率の接着剤を用いて接合する。
【００３２】
このようにして形成された半導体レーザモジュール１では、半導体レーザ２を駆動することによって半導体レーザ２の前端面からレーザ光が出射される。この出射されたレーザ光のうち、レンズドファイバ３に結合しなかった光はパッケージ内に放出され、パッケージ周壁５や蓋６等の金属膜１３，１４および底板４に囲まれた空間を乱反射しながら、金属膜１３，１４に次第に吸収され熱に変わる。ここで、金属膜１３，１４は、ある一定の反射率を有するため、全ての光が一度に吸収されず、一回の反射時の吸収量は僅かなものとなる。この半導体レーザモジュール１では、パッケージ周壁５および蓋６に金属膜１３，１４を施し、この金属膜１３，１４が底板４と熱的に良好に接合しているので、光の吸収によって発生した熱は、パッケージ周壁５や蓋６の樹脂部分に伝わることはなく、速やかに底板４に伝わり、底板４に接触している図示しない外部のヒートシンク等に排出されることになる。
【００３３】
この実施の形態１では、樹脂製のパッケージ周壁５や蓋６を用いて半導体レーザモジュール１のコスト低減を図りつつ、金属膜１３，１４を形成することによって半導体レーザ素子と光ファイバとの光結合ロスに起因して発生する熱の放出性を高めることができ、半導体レーザモジュール１全体の温度上昇を抑えることができる。
【００３４】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、パッケージ周壁５および蓋６の内側に設けられた金属膜１３，１４によって、半導体レーザ２とレンズドファイバ３の光結合部である先端部分３ａとの間の光結合ロスに起因する熱を、底板４を介して外部に放出するようにしていたが、この実施の形態２では、金属膜１３，１４に替えて、光結合部を覆う遮蔽板を設けて光結合ロスに起因する熱を、底板４を介して外部に放出するようにしている。
【００３５】
図４は、この発明の実施の形態２である半導体レーザモジュールの構成を模式的に示す縦断面図であり、図５は、図４に示したＢ−Ｂ線断面図であり、図６は、図４に示したＣ−Ｃ線断面図である。図４〜図６において、この半導体レーザモジュール２０は、実施の形態１に示した金属膜１３，１４に替えて遮蔽板２１を設けている。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００３６】
遮蔽板２１は、半導体レーザ２およびレンズドファイバ３の先端部分３ａと、パッケージ周壁５および蓋６との間に設けられ、半導体レーザ２およびレンズドファイバ３の先端部分３を少なくとも覆うように形成される。この遮蔽板２１は、たとえば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属によって形成され、金属膜１３，１４と同じ機能を実現する。また、遮蔽板２１と底板４とは、半田や高熱伝導率の接着剤などによって熱的に良好に接合される。
【００３７】
ここで、遮蔽板２１は、パッケージ周壁５および蓋６に対して離間して配置される。また、遮蔽版２１は、レンズドファイバ３およびリード１１ａ，１１ｂに対して干渉することのないような形状に成形され、設置される。具体的には、断面がコの字状であって、図５，６に示すように、レンズドファイバ３やリード１１ａ，１１ｂが通る部分のみを開放した開放部２２ａ，２２ｂなどが設けられる。
【００３８】
この実施の形態２に示した半導体レーザモジュール２０では、実施の形態１と同様に、レンズドファイバ３に結合しなかった半導体レーザ２からの光がパッケージ内に放出される。この放出された光は、遮蔽板２１に遮られ、遮蔽板２１の内部で乱反射を繰り返す。光が遮蔽板２１に吸収されて発生した熱は、遮蔽板２１を通って速やかに底板４に伝わり、底板４の接触している図示しない外部のヒートシンク等に排出される。
【００３９】
この実施の形態２では、特に、遮蔽板２１がパッケージ周壁５および蓋６に対して離隔して設けられているので、遮蔽板２１で発生した熱がパッケージ周壁５や蓋６に伝わることを防止することができ、半導体レーザモジュール２０全体の温度上昇をさらに抑えることができる。
【００４０】
なお、上述した実施の形態２の遮蔽板２１は、レンズドファイバ３およびリード１１ａ，１１ｂに対して干渉する部分のみを開放するようにしていたが、図７および図８に示すように長手方向両端部が全て開放された遮蔽板３１を用いてもよい。また、図４〜図８に示した遮蔽板２１，３１は、その断面がコの字状であったが、これに限らず、形状は任意であり、たとえば、図９に示すように、断面が逆Ｕ字形状の遮蔽板４０を用いてもよい。これらによっても、実施の形態１に示した半導体レーザモジュール１とほぼ同様に光結合ロスに起因する熱を確実に底板４に伝えることができる。
【００４１】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。この実施の形態３では、さらにペルチェ素子を用いて、光結合ロスによって発生した熱を半導体レーザモジュール外部に排出するようにしている。
【００４２】
図１０は、この発明の実施の形態３である半導体レーザモジュールの構成を模式的に示した縦断面図であり、図１１は、図１０に示したＥ−Ｅ線断面図である。図１０および図１１において、この半導体レーザモジュール５０は、実施の形態２に示した遮蔽板２１に対応する遮蔽板５１を設け、この遮蔽板５１は、半田や高熱伝導率の接着剤によってベース７上に熱的に良好に接続される。また、ベース７と底板４との間にペルチェ素子を用いた電子冷却装置５２が、半田等で接合されて配置される。その他の構成は実施の形態２と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。なお、電子冷却装置５２は、ヒートシンク１０上であって半導体レーザ２の近傍に設けられた図示しないサーミスタを用いて検出された温度をもとに冷却制御を行っている。
【００４３】
この実施の形態３に示した半導体レーザモジュール５０では、実施の形態２と同様に、レンズドファイバ３に結合しなかった半導体レーザ２からの光がパッケージ内に放出される。この放出された光は、遮蔽板５１に遮られ、遮蔽板５１の内部で乱反射を繰り返す。光が遮蔽板５１に吸収されて発生した熱は、遮蔽板５１を通って速やかにベース７に伝わる。このベース７に伝わった熱は、ベース７に接合された電子冷却装置５２によって、底板４を介してパッケージ外部に排出される。ここで、ベース７は、電子冷却装置５２によって一定温度に制御されているため、外部温度に左右されることなく、効率よく遮蔽板５１の熱を排出することができる。
【００４４】
この実施の形態３では、ペルチェ素子を用いた電子冷却装置５２によって遮蔽板５１の熱を、外部温度に左右されることなく、半導体レーザモジュール５０外部に排出することができるので、半導体レーザモジュール２０全体の温度上昇をさらに抑えることができる。
【００４５】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。上述した実施の形態１〜３では、いずれもレンズドファイバ３の先端部分３ａを用いて半導体レーザ２から出射される光の光結合を行っていたが、この実施の形態４では、１以上のディスクリートレンズを用いて光結合を行うようにしている。
【００４６】
図１２は、この発明の実施の形態４である半導体レーザモジュールの構成を模式的に示した縦断面図である。図１２において、この半導体レーザモジュール６０は、半導体レーザ２からの光を、２つの第１レンズ６７および第２レンズ７１を用いてファイバ７３に結合するようにしている。すなわち、パッケージ内において半導体レーザ２からの光をコリメートする第１レンズ６７がベース７上に設置され、パッケージ外に、このコリメートされた光を集光してファイバ７３に結合する第２レンズ７０が設置される。
【００４７】
第１レンズ６７は、フレーム６８によって保持され、このフレーム６８がベース７に固定されることによって第１レンズ６７が固定される。パッケージ周壁５ｂには、第１レンズ６７を介して半導体レーザ２に対向する領域に開口部が設けられ、この開口端縁からパッケージの外側と内側とのそれぞれに向けて筒壁部７５が突出形成される。この筒壁部７５のパッケージ内側開口部には透光窓６９が設けられ、筒壁部７５のパッケージ外側開口部にはレンズホルダ７０が嵌合挿入される。レンズホルダ７０の内部には第２レンズ７１が固定される。レンズホルダ７０のパッケージ外側部位には、スライドリング７２が取り付けられ、このスライドリング７２の内部にはフェルール７４が挿入され、フェルール７４にはファイバ７３の先端側が挿通固定されている。
【００４８】
上述した半導体レーザ２と第１レンズ６７と第２レンズ７１とファイバ７３の先端とは、半導体レーザ２とファイバ７３の先端とが良好な光結合状態となるように位置合わせが成された状態で固定されている。その他の構成は、電子冷却装置５２を除いた実施の形態３と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。すなわち、遮蔽板６１がベース７上に設置されている。この遮蔽板６１は、上述した半導体レーザ２と第１レンズ６７との間を覆うように設けられている。なお、パッケージ内部は、気密封止されており、その封止されたパッケージ内部は乾燥した不活性ガスの雰囲気状態と成し、パッケージ内部に設けられた各部が結露によって故障するのを防止している。
【００４９】
この実施の形態４における半導体レーザ２と第１レンズ６７との間でも、第１レンズ６７を固定しているフレーム６８による蹴られや、第１レンズ６７の有効径による蹴られ、第１レンズ６７の表面の反射等によってパッケージ内に光が放出される。上述したように遮蔽板６１は、半導体レーザ２と第１レンズとの間を覆うように設けられるとともに、光路およびリード１１ａ，１１ｂに干渉しないように設置される。
【００５０】
この実施の形態４に示した半導体レーザモジュール６０では、実施の形態２と同様に、光が遮蔽板６１に吸収されて発生した熱は、遮蔽板６１を通って速やかにベース７に伝わる。このベース７に伝わった熱は、底板４を介してパッケージ外部に排出される。
【００５１】
なお、上述した実施の形態４では、ペルチェ素子を用いた電子冷却装置が設置されていないが、実施の形態３と同様に、ベース７と底板４との間に電子冷却装置を設け、外部温度に左右されることなく、熱を外部に放出するようにしてもよい。
【００５２】
また、実施の形態１と同様に、遮蔽板６１に替えて、パッケージ周壁５および蓋６の内側に金属膜を設けるようにしてもよい。
【００５３】
さらに、遮蔽板６１は、半導体レーザ２と第１レンズ６７との間を覆って半導体レーザ２と第１レンズ６７との間の非結合光の熱を吸収するようにしていたが、これに限らず、第２レンズ７１をパッケージ内に設置し、半導体レーザ２と第１レンズ６７と第２レンズ７１とを覆うようにし、第１レンズ６７と第２レンズ７１との間の非結合光の熱を吸収するようにしてもよい。
【００５４】
この実施の形態４では、遮蔽板６１あるいはこれに対応する金属膜によって吸収した熱を、底板４を介して効率よく半導体レーザモジュール５０外部に排出することができるので、半導体レーザモジュール２０全体の温度上昇を抑えることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１，２０，３０，４０，５０，６０  半導体レーザモジュール
２  半導体レーザ
３  レンズドファイバ
３ａ  先端部分
４  底板
５，５ａ〜５ｄ  パッケージ周壁
６  蓋
７  ベース
８，７４  フェルール
９  固定部材
１０  ヒートシンク
１１，１１ａ，１１ｂ  リード
１２  接着剤
１３，１３ａ〜１３ｄ，１４  金属膜
１５，１６  接合部
２１，３１，４１，５１，６１  遮蔽板
６７  第１レンズ
６８  フレーム
６９  透光窓
７１  第２レンズ
７２  スライドリング
７３  ファイバ
７５  筒壁部
【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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