(57)【要約】【課題】発光特性の劣化を抑制可能な半導体レーザ装置を目的とする。【解決手段】  本発明の半導体レーザ装置は、複数の半導体レーザユニット１０を積層してなる半導体レーザ装置において、個々の半導体レーザユニット１０は、内部に流体通路が形成された板状の液体冷却式のヒートシンク１と、半導体レーザバーを含み、ヒートシンク１の一方面側に固定された半導体レーザモジュール２と、ヒートシンク１の他方面側における半導体レーザモジュール２に対向する位置に固定され、ヒートシンク１よりも小さな線膨張係数を有するモリブデン補強体３とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体レーザユニットを積層してなる半導体レーザ装置において、
個々の半導体レーザユニットは、
内部に流体通路が形成された板状の液体冷却式のヒートシンクと、
半導体レーザバーを含み、前記ヒートシンクの一方面側に固定された半導体レーザモジュールと、
前記ヒートシンクの他方面側における前記半導体レーザモジュールに対向する位置に固定され、ヒートシンクよりも小さな線膨張係数を有する厚みが０．１〜０．５ｍｍのモリブデン補強体と、
を備え、
１つの前記半導体レーザユニットにおける前記モリブデン補強体の一方面は、自身の半導体レーザユニットの前記ヒートシンクに固定され、他方面は、別の半導体レーザユニットの前記半導体レーザモジュールに固定されている
ことを特徴とする半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートシンクを備えた半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体レーザ装置は、例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に記載されている。
【０００３】
特許文献１には、半導体レーザバーの両面を金属製のサブマウントで挟んだ半導体レーザモジュールが開示されている。サブマウントの材料としては、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｗ合金、Ｃｕ−Ｍｏ合金、ＳｉＣ又はＡｌＮを用いることができる。各サブマウントの厚みは、５０〜２００μｍである。この半導体レーザ装置においては、半導体レーザモジュールは、液体冷却式ヒートシンクに取り付けられている。これにより、半導体レーザバーの反りを矯正することが可能である。
【０００４】
特許文献２には、ヒートシンクの上に半導体レーザバーを取り付けると共に、ヒートシンクにおける半導体レーザバーの取り付け面と同一の面上に、線膨張係数の小さな材料からなる補強部材を貼り付けた半導体レーザ装置が開示されている。補強部材の材料は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＢｉのいずれかを含んでいる。
【０００５】
特許文献３には、液体冷却式ヒートシンクを樹脂層で被覆し、半導体レーザバーを取り付けた半導体レーザ装置が開示されている。この文献では、冷却効率を高めると共に、腐食や水漏れを防止可能な構造を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−７３５４９号公報
【特許文献２】特開２００７−７３５４９号公報
【特許文献３】特許第４００２２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、半導体レーザモジュールと高品質な液体冷却式ヒートシンクを組み合わせ、半導体レーザスタックを構成した場合、半導体レーザモジュール自体の反りは、サブマウントにより抑制されているはずなのに、半導体レーザモジュールからの発光点位置が、設計上の直線上から微妙に変位した曲線上に並び、目的の発光分布が得られなくなるという発光特性の劣化現象が観察された。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、発光特性の劣化を抑制可能な半導体レーザ装置を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者らは、半導体レーザ装置の特性劣化の原因を鋭意検討した。線膨張係数の小さなＣｕ−Ｗ合金を一対のサブマウントとして採用し、これらを用いて半導体レーザバーを挟持しているはずであるから、発光点位置は原則的に変更されないはずである。しかしながら、近年の高品質な液体冷却型ヒートシンクは、冷却効率が高く、且つ、小型化されているが、厚みが薄いために、これ自体が伸縮する際に厚み方向にも撓むことができる。この場合、本来は剛性の高いはずのレーザモジュールと、高品質ヒートシンクの線膨張係数の差から、両者の間に応力が発生し、ヒートシンクが厚み方向に撓んで変形する。本願発明者らは、発光点位置のずれが、かかる高性能なヒートシンクに起因して生じていることを発見した。
【００１０】
上述の問題を解決するため、本発明に係る半導体レーザ装置は、複数の半導体レーザユニットを積層してなる半導体レーザ装置において、個々の半導体レーザユニットは、内部に流体通路が形成された板状の液体冷却式のヒートシンクと、半導体レーザバーを含み、前記ヒートシンクの一方面側に固定された半導体レーザモジュールと、前記ヒートシンクの他方面側における前記半導体レーザモジュールに対向する位置に固定され、ヒートシンクよりも小さな線膨張係数を有する厚みが0.1〜0.5ｍｍのモリブデン補強体と、を備え、１つの前記半導体レーザユニットにおける前記モリブデン補強体の一方面は、自身の半導体レーザユニットの前記ヒートシンクに固定され、他方面は、別の半導体レーザユニットの前記半導体レーザモジュールに固定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の半導体レーザによれば、液体冷却式ヒートシンクは高性能であるが、上述のように、厚みが薄い場合には、レーザモジュール（半導体レーザバー＋サブマウント）との線膨張係数の差により、湾曲する傾向がある。しかしながら、レーザモジュールを積層した上で、レーザモジュールとは逆側に、線膨張係数の小さなモリブデン補強体を固定することで、全体の剛性が著しく向上することが判明した。特に、全ての半導体レーザユニットを積層した上で、要素間に熱的に溶融する接着層を有する場合には、各要素間に接着層を配置した上で、同時に熱をかけてこれらを固定する場合、全体の剛性が著しく向上する。したがって、本発明の半導体レーザ装置によれば、ヒートシンクの湾曲が抑制され、発光点位置の変位が抑制され、発光特性の劣化を抑制することができる。
【００１２】
なお、モリブデン補強体とは、モリブデンを主成分（重量パーセント８０％以上）とする補強体のことであるが、若干の不純物が混入していても同様の効果が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の半導体レーザ装置によれば、発光特性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】半導体レーザ装置の斜視図である。
【図２】半導体レーザ装置を矢印ＩＩ方向から見た側面図である。
【図３】半導体レーザ装置を矢印ＩＩＩ方向から見た正面図である。
【図４】半導体レーザユニットの斜視図である。
【図５】半導体レーザユニットを矢印Ｖ方向から見た側面図である。
【図６】半導体レーザユニットを矢印ＶＩ方向から見た正面図である。
【図７】半導体レーザユニットの分解斜視図である。
【図８】半導体レーザバーの斜視図である。
【図９】液体冷却式のヒートシンクの分解斜視図である。
【図１０】ヒートシンクの幅方向寸法を大きくした半導体レーザ装置の正面図である。
【図１１】比較例となる半導体レーザユニットの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施の形態に係る半導体レーザ装置について説明する。なお、同一要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、複数の半導体レーザユニット１０を積層してなる半導体レーザ装置の斜視図、図２は、半導体レーザ装置を矢印ＩＩ方向から見た側面図、図３は半導体レーザ装置を矢印ＩＩＩ方向から見た正面図である。
【００１７】
この半導体レーザ装置は、いわゆる半導体レーザスタックであり、複数の半導体レーザユニット１０をＺ軸に沿って積層してなる。同図では、３つの半導体レーザユニット１０を積層した例を示しているが、２又は４以上の半導体レーザユニット１０を積層することもできる。
【００１８】
個々の半導体レーザユニット１０は、その詳細構造が図４以降に示されているが、ヒートシンク１と、半導体レーザモジュール２と、モリブデンからなる補強体３を含んでおり、半導体レーザユニット１０間には、内部に流体通路を有するスペーサ４を備えている。
【００１９】
ヒートシンク１は、内部に流体通路が形成された板状の液体冷却式のヒートシンクであり、単体では厚み方向に湾曲することができる剛性を有している。半導体レーザモジュール２は、中央に半導体レーザバー２ｂを含んでおり、ヒートシンク１の上面（一方面）側に固定されている。補強体３は、ヒートシンク１の下面（他方面）側における半導体レーザモジュール２に対向する位置に固定されているが、ヒートシンク１よりも小さな線膨張係数を有している。個々の補強体３の厚みは、0.1〜0.5ｍｍである。各ユニット１０は、モリブデンで補強され湾曲が抑制されているが、これのユニット１０を積層して加圧している。なお、ユニット１０同士はハンダでは接合せず、上からの加圧によって、接触している。
【００２０】
１つのヒートシンク１の温度に応じた伸縮量は、低線膨張係数を有する補強体３によって制限されているので、ヒートシンク１自身が歪みにくいという利点がある。したがって、このヒートシンク１の歪みに起因して、半導体レーザユニット２が湾曲することが抑制される。もちろん、特に、上下方向の両端部以外に位置する半導体レーザユニット１０（例：中央の半導体レーザユニット）に着目すると、半導体レーザモジュール２に対しては、伸縮が抑制された下部のヒートシンク１と、上部の補強体３が接触することになるため、半導体レーザモジュール２自身の湾曲は著しく抑制される。
【００２１】
両端の半導体レーザユニット１０に着目すると、自身のヒートシンク１には、下部の補強体３との熱膨張係数差に起因する応力と、上部のレーザモジュール２との熱膨張係数差に起因する応力が同一方向且つ、同等の大きさでかかるため、全体としては、応力が相殺される構造になっている。したがって、両端の半導体レーザモジュール１０においても、ヒートシンク１の湾曲に起因する湾曲が抑制される。
【００２２】
また、半導体レーザユニット１０を積層する場合において、自身の補強体３と、その下に位置するサブマウント２ｃとの間に、導電性の接着層を介在させてもよいが、本例では、これらは接触しているものとする。このような接着層の材料は、その他の接着層ｔ１等の材料と同一である。接着層の両側に位置する要素は、冷却時の歪みを少なくするという観点から、これらを積層した後に同時に熱をかけて固定することが好ましい。もちろん、各ユニット１０をそれぞれ接着層ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ５を用いて固定して完成させた後、ユニット１０同士を、接着層を介して接着することも可能である。
【００２３】
スペーサ４は、半導体レーザユニット１０間に介在しているが、これは金属又は絶縁体からなる。Ｃｕなどの金属からなる場合にはヒートシンク１との接着層に絶縁材料を用いれば半導体レーザユニット１０間の短絡を防止することができるが、ガラスやセラミックなどの絶縁体からなる場合には、接着層の材料に制限はない。本例では、スペーサ４は、シリコーン樹脂（ゴム）からなり、ヒートシンクとの間に、接着層は介在していない。
【００２４】
半導体レーザスタックを駆動する場合には、上部の電極であるサブマウント２ｃと、下部の電極であるサブマウント２ａとの間に駆動電流を供給すればよい。各サブマウントは、補強体３を介して電気的に接続されているので、原理的にはスタック全体における最上部のサブマウント２ｃと、最下部のサブマウント２ａとの間に駆動電圧を印加すれば、これらの間に位置する半導体レーザバー２ｂに全て電流が供給され、各半導体レーザバー２ｂにおける二次元状の発光点から、−Ｘ方向に向けて複数のレーザ光が出射される。
【００２５】
各ヒートシンク１は、厚み方向に延びた２つの貫通孔１ｃ２，１ｃ３を有しており、これはスペーサ４の貫通孔４２，４３にそれぞれ連通している。最下部の貫通孔１ｃ３から矢印Ｗ１に沿って導入した冷却媒体は（図２参照）、矢印Ｗ２及びＷ１で示すように、ヒートシンク１内の流体通路及びスペーサ４の貫通孔４３を通って、最上部のヒートシンク１及び貫通孔１ｃ３内に抜けることができ、また、ヒートシンク１の内部の流体通路を通って、貫通孔１ｃ２内に抜けることができる。最上部の貫通孔１ｃ２から矢印Ｗ３に沿って導入した冷却媒体は、多くはこれに連通した貫通孔群を通って、最下部の貫通孔１ｃ２に抜けることができる。
【００２６】
また、必要に応じて、貫通孔１ｃ２，１ｃ３、４２、４３をそれぞれ囲むように、ヒートシンク１の上下面や、スペーサ４の上面にＯリングＲ２，Ｒ３を配置し（図２参照）、これに接触する部材間のシール性を高めることとすることが好ましい。
【００２７】
次に、個々の半導体レーザユニット１０の構造について説明する。
【００２８】
図４は、半導体レーザユニットの斜視図、図５は、半導体レーザユニットを矢印Ｖ方向から見た側面図、図６は半導体レーザユニットを矢印ＶＩ方向から見た正面図である。
【００２９】
この半導体レーザユニットは、ヒートシンク１と、ヒートシンク１に固定されたレーザモジュール２と、ヒートシンク１におけるレーザモジュール２に対向する位置に固定された補強体３と、ヒートシンク１の上面に配置され、上からの圧力で動かないように固定されたスペーサ４とを備えている。スペーサ４は、内部に水等の冷却媒体を導入する場合のシール材としての機能も有しており、必要に応じて部材４に設けられた開口４２，４３の周囲にＯリングなどを配置する。
【００３０】
ヒートシンク１は、内部に流体通路が形成された板状の液体冷却式のヒートシンクである。また、ヒートシンク１の厚みＺ１は３ｍｍ以下であるため、単体では、厚み方向に湾曲することを許容している。ヒートシンク１の詳細構造は、後述の図９に示されている。
【００３１】
レーザモジュール２は、第１サブマウント２ａと、第２サブマウント２ｃとの間に、半導体レーザバー２ｂを挟んでいる。第１サブマウント２ａは、接着層ｔ１を介して、ヒートシンク１の上面に固定されており、且つ、接着層ｔ２を介して、半導体レーザバー２ｂに固定されている。また、半導体レーザバー２は、接着層ｔ３を介して、第２サブマウント２ｃに固定されている。すなわち、半導体レーザバー２ｂの一方面には第１サブマウント２ａが固着され、半導体レーザバー２ｂの他方面には第２サブマウント２ｃが固着されている。なお、それぞれのサブマウント２ｂ，２ｃを構成する材料の線膨張係数（熱膨張係数）は、ヒートシンク１の線膨張係数よりも小さく、又は、形状は板状（直方体）である。
【００３２】
サブマウント２ａ，２ｃの構成材料としては、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｗ合金、Ｃｕ−Ｍｏ合金、ＳｉＣ又はＡｌＮを用いることができ、各サブマウントの厚みは、５０〜２００μｍとすることができる。
【００３３】
補強体３は、板状のモリブデン（Ｍｏ）からなり、ヒートシンク１における第１サブマウントの取り付け面とは反対側の面の、第１サブマウント２ａに対向する位置に、接着層ｔ５を介して、固定されている。補強体３の構成材料は、ヒートシンク１よりも小さな線膨張係数を有しており、また、サブマウントと異なり、厚みが０．１〜０．５ｍｍの範囲にある。なお、モリブデン補強体３とは、モリブデンを主成分（重量パーセント８０％以上）とする補強体のことであるが、若干の不純物が混入していても同様の効果が得られる。
【００３４】
ここで、サブマウントは、Ｃｕ−Ｗ合金を用いることが好ましく、補強体３モリブデンを用いることが好ましい。その理由としては、１つには、伸縮時においてヒートシンク１に与える応力を相殺する効果があることであるが、その他に、以下の効果があるからである。すなわち、Ｃｕ−Ｗ合金は熱伝導がよく、また半導体レーザバーと膨張率が近いため、半導体レーザバーのサブマウントとしては好都合である。また、サブマウントには、電極としての要素も必要なため、電気的導通を行わせるたにも、これは金属材料から構成される。
【００３５】
ＸＹＺ三次元直交座標系を設定し、発光点の整列方向をＹ軸（レーザバーの長手方向）とし、レーザバー２ｂの厚み方向をＺ軸とし、レーザ光の出射方向がＸ軸に平行であるとすると、各構成要素の例示寸法（好適範囲）は、以下の通りである。
（１）ヒートシンク１の寸法
Ｘ方向長Ｘ１：３０ｍｍ(１０ｍｍ〜３０ｍｍ)
Ｙ方向長Ｙ１（本例では＝Ｙ３）：１２ｍｍ(１０ｍｍ〜１２ｍｍ)
Ｚ方向長Ｚ１：１．１ｍｍ(1ｍｍ〜３ｍｍ)
（２）半導体レーザモジュール２の寸法
Ｘ方向長Ｘ２：２ｍｍ(１ｍｍ〜５ｍｍ)
Ｙ方向長Ｙ２（本例では＝Ｙ３）：１０ｍｍ(５ｍｍ〜１２ｍｍ)
Ｚ方向長Ｚ２：４５０μｍ(３００μｍ〜６００μｍ)
サブマウント２ａの厚みＺ３ａ：１５０μｍ(１００μｍ〜３００μｍ)
サブマウント２ａのＸ方向長＝Ｘ２
サブマウント２ａのＹ方向長＝Ｙ２（＝Ｙ３）
サブマウント２ｃの厚みＺ３ｃ：１５０μｍ(１００μｍ〜３００μｍ)
サブマウント２ｃのＸ方向長＝Ｘ２
サブマウント２ｃのＹ方向長＝Ｙ２（＝Ｙ３）
半導体レーザバー２ｂの厚みＺ３ｃ：１４０μｍ(１００μｍ〜１５０μｍ)
半導体レーザバー２ｂのＸ方向長Ｘ２ｂ：２ｍｍ(１ｍｍ〜５ｍｍ)
【００３６】
なお、本例では、Ｘ２ｂ＜Ｘ２である。これはサブマウントに電力供給線を取り付けるための領域を確保するためである。
半導体レーザバー２ｂのＹ方向長Ｙ２ｂ＝Ｙ２（＝Ｙ３）
（３）補強体３の寸法
Ｘ方向長Ｘ３：２ｍｍ(1ｍｍ〜５ｍｍ)
Ｙ方向長Ｙ３：１０ｍｍ(５ｍｍ〜１２ｍｍ)
Ｚ方向長Ｚ３：１５０μｍ(１００μｍ〜５００μｍ)
【００３７】
なお、接着層ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ５は、全て半田材料からなり、それぞれ厚みＺｔを有する。接着層としてはＳｎＡｇＣｕ又はAuSnを用いることができるが、t2,t3ではAuSnを用い、t1,t5ではSnAgCuを用いることができる。厚みＺｔの例示寸法は１０μｍであり、なお、スペーサ４がセラミック等の絶縁体からなる場合には、樹脂層は半田材料などの接着層をヒートシンクとの間に介在させることができるが、本例では、スペーサ４としては、シリコーン樹脂（ゴム）を使用しており、絶縁性とシール材の役目を有している。好適範囲は3〜20μｍである。上述の数値範囲の効果について、説明すると、数値範囲が3〜20μｍの場合には、ハンダがはみ出さず、全体に行渡り、均一に接合できるという効果がある。
【００３８】
ここで、液体冷却式のヒートシンク１、第１サブマウント２ａ、半導体レーザバー２ｂ、第２サブマウント２ｃ、及びモリブデン補強体３の物理量は、半導体レーザバーの湾曲がほぼ無くなるように調整する。
【００３９】
図７は、半導体レーザユニットの分解斜視図である。
【００４０】
ヒートシンク１は、冷却媒体を導入するための開口（貫通孔）１ｃ２，１ｃ３を有しているが、これはスペーサ４の開口（貫通孔）４２，４３に連通している。スペーサ４は必要に応じて設けられるものであり、冷却媒体に対するシール機能を有しているが、半導体レーザスタックの場合には、最上部にレーザユニット上にスペーサ４を設け、これを外部装置に組み込む場合のスペーサとしても機能させることもできる。
【００４１】
ヒートシンク１の上面側に、レーザモジュール２を、接着層を介して配置し、裏面側に、補強体３を接着層を介して配置した後に、これらにＺ軸方向に沿った熱と圧力を同時にかけ、しかる後、室温まで冷却することで、これらを固定する。接着層が溶ける程度の温度でよい。必要に応じて、スペーサ４を、接着層を介して、ヒートシンク１の上面上に配置し、これに同様の熱と圧力をかけて、固定する。この固定においては、全ての半導体レーザユニット１０の構成要素を積み重ねたのち、同時に行うことができる。この場合には、固定工程において同時に全ての応力が各要素に加わるため、各要素の歪みが少なくなるという利点がある。すなわち、各要素３，１，２ａ，２ｂ，２ｃ，４間に接着層を配置した上で、同時に熱をかけてこれらを固定する場合、全体の剛性が著しく向上する。もちろん、個々のユニット１０ごとに、接着を行い、完成したユニット１０間にスペーサ４を介在させて、これらに圧力をかけるのみで、接着剤を用いずに固定することができる。湾曲しているユニット１０がスタックされると、隙間が生まれ、水漏れや導通不良が起こりやすいが、湾曲が抑えられたユニット１０であればスタックが容易で、上記のような不良が発生しにくいという利点がある。
【００４２】
図８は、半導体レーザバーの斜視図である。
【００４３】
レーザバー２ｂは、Ｙ軸の直線上に沿って配列された複数の発光点２ｂ２を有している。レーザバー２ｂは化合物半導体基板２ｂ１からなるものであり、発光点２ｂ２の位置には、活性層が存在しており、その両側には、クラッド層が位置している。化合物半導体の材料としては、ＧａＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ或いはこれらにＩｎを含んだ混晶が知られている。本例では、レーザバー２ｂは、ＧａＡｓを主成分とし、活性層には更にInが含まれ、その両側に位置するクラッド層にはＡｌが更に含まれているものとする。なお、ＧａＡｓとＣｕ−Ｗ合金は、熱膨張係数が近いので、サブマウント／レーザバー間の応力は小さい。
【００４４】
ここで、高性能な液体冷却式のヒートシンク１について説明しておく。
【００４５】
図９は、液体冷却式のヒートシンクの分解斜視図である。
【００４６】
ヒートシンク１は、３枚の金属製（本例ではＣｕ）の板状部材１ａ１，１ｂ１、１ｃ１を積層して固定してなる。
【００４７】
最下部の板状部材１ａ１は、２つの開口（貫通孔）１ａ２，１ａ３と、上側の板状部材１ｂ１の下面と共に流体流路を構成する凹部１ａ４を有している。凹部１ａ４は、開口１ａ３に連続している。
【００４８】
中央の板状部材１ｂ１は、２つの開口（貫通孔）１ｂ２，１ｂ３と、流体流路を構成する複数の貫通孔１ｂ４を有している。貫通孔１ｂ４は、凹部１ａ４に対向する位置に、位置している。
【００４９】
上部の板状部材１ｃ１は、２つの開口（貫通孔）１ｃ２，１ｃ３と、下側の板状部材１ｂ１の上面と共に流体流路を構成する凹部１ｃ４を有している。凹部１ｃ４は、開口１ｃ２に連続しており、開口１ｃ３には連続していない。
【００５０】
冷却媒体が下方から上方に向かう矢印Ｗ１に沿ってヒートシンク１内に導入されると、これは、連通した開口群１ａ３、１ｂ３、１ｃ３を通って、上部に抜けることもできるし、矢印Ｗ２で示されるように、凹部１ａ４、貫通孔１ｂ４、凹部１ｃ４で規定される流体流路を通って、開口１ｃ２に至ることもできる。開口１ｃ２から矢印Ｗ３に沿ってヒートシンク１内に導入された冷却媒体は、連通した開口群１ｃ２、１ｂ２、１ａ２を通って、下方に抜けることもできる。なお、板状部材は、Ｃｕなどの金属からなるが、その表面は、樹脂層により被覆されており、腐食が防止されている。
【００５１】
図１０は、ヒートシンクの幅方向寸法を大きくした半導体レーザユニットの正面図である。
【００５２】
上述の説明では、ヒートシンク１のＹ方向長Ｙ１は、補強体３のＹ方向長Ｙ３に一致していたが、これは同図に示すように、Ｙ３よりも大きくてもよい。また、ヒートシンク１のＸ方向長を上記実施形態のものよりも大きくしてもよい。この場合においても、上記実施形態と同様の効果がある。
【００５３】
図１１は、比較例となる半導体レーザユニットの正面図である。
【００５４】
比較例では、図６に示した実施形態の半導体レーザユニットにおいて、補強体３の取り付け位置を、ヒートシンク１の上面の両側に変更して補強体３Ｚとしたものである。比較例におけるその他の構造は、図６に示したものと同一である。
【００５５】
上述の水冷ヒートシンクなどの液体冷却式ヒートシンクは高性能であるが、厚みが薄い場合には、レーザモジュール２との線膨張係数の差により、湾曲する傾向がある。
【００５６】
比較例の場合、ヒートシンク１の冷却時において、矢印Ｆ１方向に縮小する力が働くが、半導体レーザモジュール２は、線膨張係数がヒートシンク１よりも小さく、これには矢印Ｆ２方向に縮小する力働く。すなわち、線膨張係数の差により、上に凸に変形する傾向がある。もちろん、補強体３Ｚが固定されているため、ヒートシンク１の伸縮は、若干緩和されるが、全体的な変形は抑制することができない。
【００５７】
一方、図６に示した実施形態のように、レーザモジュール２とは逆側に、線膨張係数の小さなモリブデン補強体３を固定することで、ヒートシンク１に対して、レーザモジュール２側からの応力（矢印Ｆ２に示される力）によって湾曲しようとする力と、補強体３側からの応力（矢印Ｆ３に示される力）によって湾曲しようとする力とか相殺される傾向となる。また、補強体３をヒートシンク１に取り付けることで、全体の剛性も向上しており、同時接着を行うスタック構造を採用することで、半導体レーザバーの上下両面方向からこれにかかる応力が小さくなるようにされている。したがって、実施形態の半導体レーザユニット１０をスタックした半導体レーザ装置によれば、ヒートシンク１の湾曲が抑制され、発光点位置の変位が抑制され、発光特性の劣化を抑制することができる。
【００５８】
また、上述の構造の場合、ヒートシンク１の変形が抑制されるので、ヒートシンク１からの水漏れを抑制することができる。また、レーザへの電力供給線（レーザ駆動時には、半導体レーザバーの上下サブマウント間に電力が供給される）をサブマウントに取り付けた場合、この供給線が外れるのを抑制することができる。また、レンズを半導体レーザユニットの前面に配置する場合、発光点位置がずれないので、高い制度の製品を製造することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０・・・半導体レーザユニット、１・・・ヒートシンク、２・・・半導体レーザモジュール、３・・・モリブデン補強体。
【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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