(57)【要約】      （修正有）【課題】チップサイズが小さく、光学設計が容易で、且つ製造が容易な多波長半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】青紫レーザダイオード１０７を発光源として、波長変換素子１０９，１１１あるいは光励起レーザダイオードを通して３波長半導体レーザ装置を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導波路を有し、前記複数の導波路からそれぞれ第１の波長の光を出射する第１のレーザダイオードと、
前記第１の波長の光のうちの少なくとも１つである第１の光の光軸上に配置され、前記第１の光を受光し、第２の波長の光を出射する第１の波長変換素子を有することを特徴とする多波長半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記第１の波長変換素子が出射する前記第２の波長の光の光軸上に配置され、前記第２の波長の光を受光し、第３の波長の光を出射する第２の波長変換素子を有することを特徴とする請求項１に記載の多波長半導体レーザ装置。
【請求項３】
複数の導波路を有し、前記複数の導波路からそれぞれ第１の波長の光を出射する第１のレーザダイオードと、
前記第１の波長の光のうちの少なくとも１つである第１の光の光軸上に配置され、前記第１の光を受光し、第２の波長の光を出射する第１の光励起レーザダイオードを有することを特徴とする多波長半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記第１の波長の光のうちの少なくとも１つである第２の光の光軸上に配置され、前記第２の光を受光し、第３の波長の光を出射する第２の光励起レーザダイオードを有することを特徴とする請求項３に記載の多波長半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記第１の光励起レーザダイオードあるいは前記第２の光励起レーザダイオードの活性層付近に、前記第１の波長の光を吸収する材料を用いることを特徴とする請求項３あるいは４に記載の多波長半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記第１の光励起レーザダイオードあるいは前記第２の光励起レーザダイオードと第１のレーザダイオードとの間の光軸上にレンズが配置されていることを特徴とする請求項３あるいは４あるいは５に記載の多波長半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、波長の異なる光を放射する複数のレーザダイオードを有する多波長半導体レーザ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）などの光ディスクは、大容量の記録媒体として現在盛んに利用されている。これらの光ディスクの記録・再生に用いられるレーザダイオード（以下、ＬＤという）の発振波長はそれぞれ異なり、ＣＤ用ＬＤの発振波長は７８０ｎｍ帯（赤外）、ＤＶＤ用ＬＤの発振波長は６５０ｎｍ帯（赤色）、ＢＤ用ＬＤの発振波長は４０５ｎｍ帯（青紫色）である。したがって、１つの光ディスク装置でＣＤ、ＤＶＤおよびＢＤの情報を取り扱うためには、赤外、赤色、青紫色の３つの光源が必要となる。
【０００３】
波長の異なるＬＤチップを横に並べて多波長半導体レーザ装置を構成する場合、特に赤色ＬＤと赤外ＬＤからなる２波長ＬＤと青紫ＬＤを横に並べて３波長半導体レーザ装置を構成する場合、２波長ＬＤの２つのレーザの発光点間の距離に、機器上の制約があるためチップサイズが大きくなる。そのため、従来の多波長半導体レーザ装置として、ヒートシンク上に設置された青紫色ＬＤ上に赤色ＬＤと赤外ＬＤを接着して並置することにより、１つの光ディスク装置でＣＤ、ＤＶＤおよびＢＤの情報を取り扱うことができるようにしたものがある（例えば、特許文献１  参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５９４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の多波長レーザ装置においては、赤外ＬＤと赤色ＬＤが青紫色ＬＤ上に接着して配置されているため、赤外ＬＤおよび赤色ＬＤが動作時に発する熱をヒートシンクに効率的に放熱することができないという問題があった。また、アセンブリプロセスが複雑になり、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、チップサイズが小さく光学設計が容易で、且つ製造が容易な多波長半導体レーザ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る多波長半導体レーザ装置は、複数の導波路を有し、前記複数の導波路からそれぞれ第１の波長の光を出射する第１のレーザダイオードと、前記第１の波長の光のうちの少なくとも１つである第１の光の光軸上に配置され、前記第１の光を受光し、第２の波長の光を出射する第１の波長変換素子を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、チップサイズが小さく光学設計が容易で、且つ製造が容易な多波長半導体レーザ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の一実施の形態に係る多波長半導体レーザ装置の構造を示す概略斜視図である。
【図２】この発明の一実施の形態に係る多波長半導体レーザ装置の構造を示す概略上面図である。
【図３】この発明のもう一つの実施の形態に係る多波長半導体レーザ装置の構造を示す概略上面図である。
【図４】この発明のもう一つの実施の形態に係る多波長半導体レーザ装置の構造を示す概略上面図である。
【図５】この発明のもう一つの実施の形態に係る多波長半導体レーザ装置に搭載されるレーザダイオードの構造を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る多波長半導体レーザ装置の斜視図である。また、図２は本実施の形態１の多波長半導体レーザ装置の上面である。実施の形態における多波長半導体レーザ装置は、金属板材を円板状に成形したステム１０１と、ステム１０１の上面に載置されたブロック１０３と、ブロック１０３を構成する一平面に載置されたサブマウント１０５とを有する。サブマウント１０５上には、第１のＬＤとして青紫ＬＤ１０７と第１の波長変換素子１０９と第２の波長変換素子１１１が搭載される。青紫ＬＤ１０７は、窒化物系半導体のレーザアレイで、波長４０５ｎｍの青紫レーザ光を複数本出射する。この波長４０５ｎｍの青紫レーザ光の一部は第１の波長の光２０３として多波長半導体レーザ装置の外部へ出射される。第１の波変換素子１０９は青紫ＬＤ１０７から出射された波長４０５ｎｍの青紫レーザ光の一つである第１の光２０５を受光し、第２の波長の光２０７として波長７８０ｎｍのレーザ光を出射する。第２の波変換素子１１１は青紫ＬＤ１０７から出射された波長４０５ｎｍの青紫レーザ光の一つである第２の光２０９を受光し、第３の波長の光２１１として波長６５０ｎｍのレーザ光を出射する。絶縁体を介してステム１０１を貫通して設けられたリードピン１１３は、青紫ＬＤ１０７および第１の波長変換素子１０９および第２の波長変換素子１１１とボンディングワイヤ１１５を介して電気的に接続され、接地ピン２０１はステム１０１を貫通し、ステム１０１と電気的に接続されている。
【００１１】
ブロック１０３は、銅合金等の熱伝導率の高い金属材料で形成されており、青紫ＬＤ１０７および第１の波長変換素子１０９および第２の波長変換素子１１１で発生した熱を効率よく放熱する。
【００１２】
青紫ＬＤ１０７および第１の波長変換素子１０９および第２の波長変換素子１１１から放出されるレーザ光は、同一方向に放射されるように配置されている。なお、ブロック１０３、サブマウント１０５、青紫ＬＤ１０７および第１の波長変換素子１０９および第２の波長変換素子１１１の設置順は特に限定されない。
【００１３】
リードピン１１１は、絶縁体を介してステム１０１を貫通しており、青紫ＬＤ１０７および第１の波長変換素子１０９および第２の波長変換素子１１１のｐ側電極（図示せず）とボンディングワイヤ１１５で電気的に接続される。
【００１４】
接地ピン２０１はステム１０１と溶接で接合されており、青紫ＬＤ１０７および第１の波長変換素子１０９および第２の波長変換素子１１１の裏面に形成されたｎ側電極（図示せず）と、ステム１０１およびブロック１０３を介して接地ピン２０１とが電気的に接続されている。
【００１５】
このように多波長半導体レーザ装置を構成することにより、サイズが小さい多波長半導体レーザ装置を得ることができる。
【００１６】
さらに本実施の形態１では、ブロック上に青紫ＬＤ１０７と２つの波長変換素子を配置し、青紫ＬＤ１０７を光源とする波長変換によって多波長半導体レーザ装置を実現しているため、発光点間距離やモニタＰＤの配置などの自由度が大きく、光学設計を容易にすることができる。
【００１７】
本実施の形態１によれば、多波長半導体レーザ装置を、ブロック上に青紫ＬＤ１０７と２つの波長変換素子を載置するように構成したので、レーザ動作時に発する熱をヒートシンクに効率的に放熱することができ、サイズが小さい多波長半導体レーザ装置を得ることができる。また、青紫ＬＤ１０７を光源とする波長変換で多波長半導体レーザ装置を実現しているので、光学設計を容易にすることができる。
【００１８】
実施の形態２．
図３は本発明の他の実施の形態２の多波長半導体レーザ装置の上面である。本実施の形態２に係る多波長半導体レーザ装置は、ブロック上に第３の波長変換素子３０１が配置されている。第３の波長変換素子３０１は、第２の波長変換素子１１１から出射された第３の波長の光２１１を受光し、第４の波長の光を出射する。本実施の形態２では、第１のＬＤ１０７として４５０ｎｍの発振波長のレーザアレイを用いる。第１のＬＤ１０７から出射された４５０ｎｍの第２の光を第２の波長変換素子１１１で１０８０ｎｍの波長へ変換し、第３の波長の光２１１としている。第３の波長変換素子３０１は、１０８０ｎｍの第３の波長の光２１１を波長変換して緑色のレーザ光である５４０ｎｍの第４の波長の光を出射する。本実施の形態２のその他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００１９】
本実施の形態２によれば、第１のＬＤ１０７から出射された４５０ｎｍの第２の光を、第２の波長変換素子１１１と第３の波長変換素子３０１を用いて波長変換して緑色レーザ光を実現し、Ｒ／Ｇ／Ｂの３色の多波長半導体レーザ装置を容易に得ることができる。
【００２０】
実施の形態３．
図４は本発明の他の実施の形態３の多波長半導体レーザ装置の上面である。本実施の形態３に係る多波長半導体レーザ装置は、第１のＬＤとして青紫ＬＤ１０７と第１の光励起ＬＤ４０１と第２の光励起ＬＤ４０３が搭載される。青紫ＬＤ１０７は、窒化物系半導体のレーザアレイで、波長４０５ｎｍの青紫レーザ光を複数本出射する。第１の光励起ＬＤ４０１は青紫ＬＤ１０７から出射された波長４０５ｎｍの青紫レーザ光の一つである第１の光２０５を受光し、第２の波長の光４０７として波長７８０ｎｍのレーザ光を出射する。第２の光励起ＬＤ４０３は青紫ＬＤ１０７から出射された波長４０５ｎｍの青紫レーザ光の一つである第２の光２０９を受光し、第３の波長の光４０９として波長６５０ｎｍのレーザ光を出射する。
【００２１】
また、本実施の形態３では、青紫ＬＤ１０７と第１の光励起ＬＤ４０１との間および青紫ＬＤ１０７と第２の光励起ＬＤ４０３との間にレンズ４０５が配置されている。このレンズによって、青紫ＬＤ１０７から第１の光励起ＬＤ４０１および第２の光励起ＬＤ４０３への光が集約され、光励起の効率を上げることができる。本実施の形態２のその他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００２２】
図５は本実施の形態３の多波長半導体レーザ装置に搭載される光励起ＬＤの構成を示す斜視図である。本実施の形態３の多波長半導体レーザ装置に搭載される光励起ＬＤは、活性層５０１付近に光源である第１のＬＤからの光を吸収する吸収層５０３を有している。本実施の形態３で用いられた光励起ＬＤはＧａＩｎＰ系の半導体レーザで、活性層５０１の上下に、波長４０５ｎｍの青紫レーザ光を吸収するように組成が調整されたＡｌＧａＩｎＰの吸収層５０３を有している。この吸収層５０３によって第１のＬＤからの光を吸収することによって、光励起ＬＤから第２の波長の光４０７あるいは第３の波長の光４０９のみを取り出すことができる。
【００２３】
このように多波長半導体レーザ装置を構成することにより、青紫ＬＤ１０７を光源として光励起ＬＤを発振させて多波長半導体レーザ装置を得ることができる。
【００２４】
本実施の形態３によれば、青紫ＬＤ１０７と光励起ＬＤを搭載し、青紫ＬＤ１０７を光源として光励起ＬＤを発振させて多波長半導体レーザ装置を実現したので、サイズの小さい多波長半導体レーザ装置を得ることができる。したがってこのような多波長半導体レーザ装置であっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
本明細書の各実施の形態では、青紫ＬＤや青色ＬＤを光源として、波長変換素子や光励起ＬＤを用いて、赤外レーザ光、赤色レーザ光、緑色レーザ光を発生させるように多波長半導体レーザ装置を構成したが、各レーザの波長はこれに限定されない。
【００２６】
なお、図面および明細書では本発明の典型的な好ましい実施形態を開示しており、特定の用語を使用しているが、それらは一般的かつ記述的な意味合いでのみ使用しており、本明細書に記載の特許請求の範囲を限定することを目的とするものではないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２７】
１０７  青紫ＬＤ
１０９  第１の波長変換素子
１１１  第２の波長変換素子
２０３  第１の波長の光
２０５  第１の光
２０７、４０７  第２の波長の光
２０９  第２の光
２１１、４０９  第３の波長の光
３０１  第３の波長変換素子
３０３  第４の波長の光
４０１  第１の光励起ＬＤ
４０３  第２の光励起ＬＤ
４０５  レンズ
５０１  活性層
５０３  吸収層
【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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