(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の面発光レーザ素子を含み、光のクロストーク及びダークラインの形成が大幅に抑制された面発光レーザ装置を提供する。【解決手段】搭載基板１１と、搭載基板１１上に並置された複数の面発光レーザ素子１２Ａを含む面発光レーザアレイ１２と、複数の面発光レーザ素子１２Ａの各々上に形成され、各々が開口部を有する複数の光吸収層１７と、複数の光吸収層１７の各々上に形成され、各々が、蛍光体板ＰＬと蛍光体板ＰＬの側面を覆う光反射膜ＲＦとを有する複数の波長変換板１３Ａと、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載基板と、
前記搭載基板上に並置された複数の面発光レーザ素子を含む面発光レーザアレイと、
前記複数の面発光レーザ素子の各々上に形成され、各々が開口部を有する複数の光吸収層と、
前記複数の光吸収層の各々上に形成され、各々が、蛍光体板と前記蛍光体板の側面を覆う光反射膜とを有する複数の波長変換板と、を有することを特徴とする面発光レーザ装置。
【請求項２】
前記光吸収層は、前記面発光レーザ素子との界面に反射防止層を有することを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザ装置。
【請求項３】
前記面発光レーザ素子は、前記光吸収層との界面に凹凸面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の面発光レーザ装置。
【請求項４】
前記光反射膜は、前記光吸収層と前記蛍光体板との間に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の面発光レーザ装置。
【請求項５】
前記複数の波長変換板の隣接する波長変換板は、前記蛍光体板の前記側面上の前記光反射膜を介して互いに接触していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の面発光レーザ装置。
【請求項６】
前記面発光レーザアレイは、
前記面発光レーザ素子の各々に共通の半導体構造層と、
前記半導体構造層を挟んで互いに対向する第１及び第２の多層膜反射鏡と、
前記第１の多層膜反射鏡と前記半導体構造層との間に形成され、各々が前記面発光レーザ素子の各々に対応する複数の電流狭窄部を有する電流狭窄層と、を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の面発光レーザ装置。
【請求項７】
前記電流狭窄層は、前記電流狭窄部として開口部を有する絶縁層であり、
前記絶縁層の前記開口部は、前記光吸収層の前記開口部と同軸に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の面発光レーザ装置。
【請求項８】
前記光吸収層の前記開口部は、前記絶縁層の前記開口部以上の開口径を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の面発光レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直共振器型面発光レーザ（VCSEL：vertical cavity surface emitting laser）を含む面発光レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直共振器型面発光レーザ（以下、単に面発光レーザと称する）は、基板面に対して垂直に光を共振させ、当該基板面に垂直な方向に光を出射させる構造を有する半導体レーザである。また、面発光レーザなどの半導体発光素子がアレイ状に複数個配置された発光装置が知られている。例えば、特許文献１には、基板に搭載された複数の発光素子と、貫通孔が形成された型枠と、貫通孔に配置された蛍光体フィルタ板とを備える照明装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009-134965号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、複数の発光素子が並置された発光装置においては、当該複数の発光素子を個別に駆動することを考慮すると、１の素子から放出された光が他の素子（例えば消灯中の素子）の光路上を進む光のクロストークは少ないことが好ましい。一方、各素子を駆動した場合には、隣接する素子間の非発光領域に対応した暗線（ダークライン）の形成が抑制されることが好ましい。
【０００５】
また、面発光レーザは、高出力であり、省スペースでアレイ化することが可能な発光素子であるが、アレイ化された面発光レーザ装置においても、上記したクロストーク及びダークラインの抑制が図られることが好ましい。また、面発光レーザ装置は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）に比べて発熱が大きいため、高い放熱性能を有していることが好ましい。
【０００６】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、複数の面発光レーザ素子を含み、光のクロストーク及びダークラインの形成が大幅に抑制された面発光レーザ装置を提供することを目的としている。また、本発明は、複数の面発光レーザ素子を含み、高い放熱性能を有する面発光レーザ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による面発光レーザ装置は、搭載基板と、搭載基板上に並置された複数の面発光レーザ素子を含む面発光レーザアレイと、複数の面発光レーザ素子の各々上に形成され、各々が開口部を有する複数の光吸収層と、複数の光吸収層の各々上に形成され、各々が、蛍光体板と蛍光体板の側面を覆う光反射膜とを有する複数の波長変換板と、を有することを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）は、実施例１に係る面発光レーザ装置の模式的な斜視図であり、（ｂ）は、実施例１に係る面発光レーザ装置の断面図である。
【図２】（ａ）は、実施例１に係る面発光レーザ装置における発光セグメントの断面図であり、（ｂ）は、当該発光セグメント内の光の進路を模式的に示す図である。
【図３】実施例２に係る面発光レーザ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１（ａ）は、実施例１に係る面発光レーザ装置（以下、単にレーザ装置と称する）１０の模式的な斜視図である。面発光レーザ装置１０は、搭載基板１１上に並置された複数の垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）素子（以下、単に面発光レーザ素子又はレーザ素子と称する）１２Ａを含む面発光レーザアレイ（以下、単にレーザアレイと称する）１２を有する。なお、図の明確さのため、図１（ａ）には一部のレーザ素子１２Ａのみを示している。
【００１１】
また、レーザ装置１０は、レーザアレイ１２上に設けられ、レーザ素子１２Ａの各々に対応する複数の波長変換板１３Ａを含む波長変換体１３を有する。波長変換板１３Ａの各々は、対応するレーザ素子１２Ａから出射された光を受ける受光部ＲＰを有し、受光部ＰＲを介して入射した光に対して波長変換を行う。なお、本実施例においては、受光部ＰＲは波長変換板１３Ａの主面の一方に設けられ、波長変換板１３Ａに入射した光は波長変換板１３Ａの他方の主面から取り出される。
【００１２】
本実施例においては、レーザ装置１０は、４行４列でマトリクス状に配置された１６個のレーザ素子１２Ａと、レーザ素子１２Ａのそれぞれ上に形成され、４行４列でマトリクス状に配置された１６個の波長変換板１３Ａとを有する。また、本実施例においては、レーザ素子１２Ａの各々は一体的に形成され、波長変換板１３Ａの各々は一体的に形成されている。
【００１３】
また、レーザ装置１０は、レーザ素子１２Ａの各々に接続された共通端子１４と、レーザ素子１２Ａのそれぞれに接続された個別端子１５とを有する。個別端子１５の各々は、配線電極１６を介してレーザ素子１２Ａの各々に個別に接続されている。レーザ素子１２Ａの各々は、共通端子１４と、各レーザ素子１２Ａに対応する個別端子１５との間に電圧を印加することで発光動作を行う。本実施例においては、各個別端子１５は互いに絶縁されており、これによって各レーザ素子１２Ａが独立して発光動作を行う。
【００１４】
なお、本実施例においては、レーザアレイ１２は、最外部のレーザ素子１２Ａの側部に共通端子１４との接続領域１２Ｂを有する。また、波長変換体１３は、接続領域１２Ｂ上に設けられた側板１３Ｂを有する。なお、本実施例においては、レーザアレイ１２及び波長変換体１３の各々は、矩形の上面形状を有する。また、共通端子１４は、搭載基板１１上におけるレーザアレイ１２の互いに対向する側部の各々に設けられており、接続領域１２Ｂはレーザ素子１２Ａを挟むようにレーザアレイ１２の両側部に設けられている。図１（ａ）には一方の接続領域１２Ｂのみを示している。
【００１５】
図１（ｂ）は、レーザ装置１０の断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図であるが、その一部を図示している。図１（ｂ）に示すように、まず、レーザアレイ１２は、レーザ素子１２Ａの各々に共通の半導体構造層ＳＣＬと、半導体構造層ＳＣＬを挟んで互いに対向して形成された第１及び第２の多層膜反射鏡（以下、単に反射鏡と称する）ＭＬ１及びＭＬ２を有する。
【００１６】
本実施例においては、半導体構造層ＳＣＬは、活性層ＡＣと、活性層ＡＣを挟んで形成された第１及び第２の半導体層ＳＣ１及びＳＣ２とを含む。半導体構造層ＳＣＬは、例えば、ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成を有する。本実施例においては、活性層ＡＣは多重量子井戸構造を有する。
【００１７】
また、本実施例においては、第１の半導体層ＳＣ１はｐ型半導体層であり、第２の半導体層ＳＣ２はｎ型半導体層である。なお、個別端子１５は配線電極１６を介して第１の半導体層ＳＣ１に接続され、共通端子１４は接続電極（第２の接続電極）Ｅ２を介して第２の半導体層ＳＣ２に接続されている。接続電極Ｅ２は、第１の半導体層ＳＣ１、活性層ＡＣ、配線電極１６とは電気的に絶縁されている。
【００１８】
また、本実施例においては、第１の反射鏡ＭＬ１は互いに屈折率の異なる誘電体層が交互に積層されてなる分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）である。また、第２の反射鏡ＭＬ２は互いに屈折率の異なる半導体層が交互に積層されてなるＤＢＲである。
【００１９】
また、レーザアレイ１２は、半導体構造層ＳＣＬと第１の反射鏡ＭＬ１との間に形成され、レーザ素子１２Ａの各々に対応する電流狭窄部ＣＰを有する電流狭窄層ＣＣを有する。電流狭窄層ＣＣは、例えばＳｉＯ2やＳｉＮなどの絶縁材料からなる絶縁層であり、電流狭窄部ＣＰとして開口部（第１の開口部）を有する。
【００２０】
また、本実施例においてはレーザアレイ１２はレーザ素子１２Ａの各々に共通の半導体基板ＳＢを有する。レーザアレイ１２は、半導体基板ＳＢ上に、第２の反射鏡ＭＬ２、第２の半導体層ＳＣ２、活性層ＡＣ、第１の半導体層ＳＣ１、電流狭窄層ＣＣ及び第１の反射鏡ＭＬ１が積層された構造を有する。また、レーザ装置１０は、第１の反射鏡ＭＬ１側からレーザアレイ１２が搭載基板１１にフリップチップ実装された構造を有する。なお、搭載基板１１は、例えば、Ｓｉ、ＡｌＮ又はＳｉＣなどの高い熱伝導性を有する材料からなる。
【００２１】
また、レーザアレイ１２上には光吸収層１７が形成されている。波長変換体１３は、光吸収層１７を介してレーザアレイ１２上に固定されている。光吸収層１７は、例えば低反射率の金属層を含む。光吸収層１７は、レーザ素子１２Ａの各々上に光通過部としての開口部（第２の開口部）ＡＰを有する。
【００２２】
また、波長変換体１３の波長変換板１３Ａの各々は、底面ＢＳ、上面ＴＳ及び側面ＳＳを有する蛍光体板ＰＬと、蛍光体板ＰＬの底面ＢＳ及び側面ＳＳを覆いかつ底面ＢＳ上に受光部ＲＰとしての開口部（第３の開口部）を有する光反射膜ＲＦとを有する。蛍光体板ＰＬは、例えば、蛍光体粒子及び光散乱粒子を含むガラスプレートからなる。波長変換板１３Ａは、底面ＢＳ上の光反射膜ＲＦ及び光吸収層１７を介してレーザ素子１２Ａ（レーザアレイ１２）に固定されている。本実施例においては、波長変換板１３Ａは、レーザアレイ１２の半導体基板ＳＢの表面に接合されている。
【００２３】
また、本実施例においては、電流狭窄部ＣＰとしての電流狭窄層ＣＣの開口部（第１の開口部）と、光通過部ＡＰとしての光吸収層１７の開口部（第２の開口部）と、受光部ＲＰとしての光反射膜ＲＦの開口部（第３の開口部）とは、それぞれ円形状を有し、搭載基板１１に垂直な方向において同軸に配置されている。また、蛍光体板ＰＬは、上面視において矩形の形状を有し、受光部（開口部）ＲＰは蛍光体板ＰＬの底面ＢＳの中央部に配置されている。なお、開口部ＣＰ、ＡＰ及びＲＰの形状は円形に限定されず、例えば楕円形状や多角形状を有していてもよい。また、蛍光体板ＰＬの上面形状は矩形に限定されず、円形や多角形であってもよい。
【００２４】
また、配線電極１６の各々は、電流狭窄部ＣＰ（第１の開口部）、光通過部（第２の開口部）ＡＰ及び受光部ＲＰ（第３の開口部）の位置にそれぞれ対応して半導体構造層ＳＣＬ（本実施例においては第１の半導体層ＳＣ１）に接続されている。共通端子１４及び１つの個別端子１５（配線電極１６）間に印加された電流は、対応する電流狭窄部ＣＰから半導体構造層ＳＣＬ内を流れる。
【００２５】
そして、活性層ＡＣ内で放出された光は第１及び第２の反射鏡ＭＬ１及びＭＬ２間で増幅されてレーザ発振を行い、光通過部ＡＰを通過した後、当該電流狭窄部ＣＰの直上の受光部ＲＰ（蛍光体板ＰＬの底面ＢＳ）から波長変換板１３Ａに入射する。波長変換板１３Ａに入射した光はその波長が変換され、上面ＴＳから出射される。このように、１つのレーザ素子１２Ａ及びこれに対応する波長変換板１３Ａは、１つの発光セグメントＥＳを構成する。レーザ装置１０は、発光セグメントＥＳ毎に個別に駆動可能な構成を有する。
【００２６】
図２（ａ）は、発光セグメントＥＳのより詳細な構造を示す断面図である。図２（ａ）は、図１（ｂ）の破線で囲まれた部分を拡大して示す部分拡大断面図であるが、一部のハッチングを省略し、一部の構成要素を破線で示している。図２（ａ）を用いて、レーザ素子１２Ａ及び波長変換板１３Ａの構成についてより詳細に説明する。
【００２７】
まず、レーザ素子１２Ａは、開口部ＣＰから露出した第１の半導体層ＳＣ１の表面に接続された接続電極（第１の接続電極）Ｅ１を有する。接続電極Ｅ１は開口部ＣＰを埋め込みつつ電流狭窄層ＣＣ上に形成されている。接続電極Ｅ１は、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの透光材料からなる。
【００２８】
また、第１の反射鏡ＭＬ１は接続電極Ｅ１上に形成され、接続電極Ｅ１を部分的に露出させる貫通孔を有する。レーザ素子１２Ａは、当該貫通孔を介して接続電極Ｅ１に接続されたパッド電極ＰＥを有する。パッド電極ＰＥは当該貫通孔を埋め込みつつ第１の反射鏡ＭＬ１上に形成されている。配線電極１６は、パッド電極ＰＥに接触されている。
【００２９】
次に、波長変換板１３Ａは、本実施例においては、２層構造の光反射膜ＲＦを有する。光反射膜ＲＦは、蛍光体板ＰＬの側面ＳＳ及び底面ＢＳ上に形成された反射金属膜ＭＦと、反射金属膜ＭＦ上に形成された保護金属膜ＰＦとからなる。反射金属膜ＭＦは、例えばＴｉ／Ａｇ、Ｔｉ／Ａｌ又はＩＴＯ／Ａｇの薄膜のいずれかがこの順で積層された構造を有する。保護金属膜ＰＦは、例えばＴｉ膜、Ｐｔ膜及びＡｕ膜が積層された構造を有する。
【００３０】
次に、光吸収層１７は、レーザ素子１２Ａ上に形成された反射防止層１７Ａと、反射防止層１７Ａ上に形成されて光吸収層として機能する吸収層１７Ｂを含む。すなわち、光吸収層１７は、レーザ素子１２Ａとの界面に反射防止層１７Ａを有する。また、本実施例においては、反射防止層１７Ａは、レーザ素子１２Ａ上における開口部（光通過部）ＡＰ内にも形成されている。本実施例においては、光吸収層１７の光通過部ＡＰは、反射防止層１７Ｂと、反射防止層１７Ｂ上に設けられた吸収層１７Ａの開口部とからなる。
【００３１】
反射防止層１７Ａは、例えばＳｉＯ2層、Ｎｂ2Ｏ5層、ＺｒＯ2層及びＡｌ2Ｏ3層などの誘電体層のいずれかが複数層積層された誘電体多層膜からなる。反射防止層１７Ａは、例えば、活性層ＡＣからの放出光の波長に対して反射防止となるように各誘電体層の層厚を調節することで形成することができる。光吸収層１７として機能する吸収層１７Ｂは、例えば層状のＣｕ又はＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などの低反射金属層を含む。
【００３２】
なお、本実施例においては、光吸収層１７（吸収層１７Ｂ）の開口部ＡＰは、光反射膜ＲＦの開口部ＲＰと同一の開口径を有する。しかし、開口部ＡＰ及びＲＰの開口径の関係はこれに限定されない。開口部ＡＰ上に開口部ＲＰが配置されていればよい。
【００３３】
また、レーザ素子１２Ａ及び波長変換板１３Ａは、接合金属層ＢＤによって互いに接合されている。本実施例においては、レーザ素子１２Ａの半導体基板ＳＢと波長変換板１３Ａの保護金属膜ＰＦとが、光吸収層１７及び接合金属層ＢＤを介して接合されている。具体的には、半導体基板ＳＢ上に光吸収層１７及び接合金属層ＢＤがこの順で形成され、接合金属層ＢＤに保護金属膜ＰＦが接合されている。
【００３４】
なお、接合金属層ＢＤは、例えばＴｉ膜又はＮｉ膜、Ｐｔ膜、Ａｕ膜が積層された構造を有する。また、本実施例においては、接合金属層ＢＤは開口部ＡＰ及びＲＰと同一径でかつ同軸に配された開口部を有する。
【００３５】
また、波長変換体１３の隣接する波長変換板１３Ａは、蛍光体板ＰＬにおける側面ＳＳ上の光反射膜ＲＦを介して互いに接触している。本実施例においては、波長変換板１３Ａは、光反射膜ＲＦにおける蛍光体板ＰＬの側面ＳＳ上の保護金属層ＰＦを介して隣接する他の波長変換板１３Ａに接合（固着）され、全体として一体化した板状の波長変換体１３を構成している。例えば、蛍光体板ＰＬの側面ＳＳ間の間隔は、およそ数μｍである。
【００３６】
なお、本実施例においては、光吸収層１７の開口部ＡＰ及び光反射膜ＲＦの開口部ＲＰの開口径Ｄ２は、レーザ素子１２Ａにおける半導体構造層ＳＣＬと接続電極Ｅ１とのコンタクト部となる電流狭窄層ＣＣ（絶縁層）の開口部ＣＰの開口径Ｄ１以上の大きさを有する。開口径Ｄ１及びＤ２は、例えば、レーザ素子１２Ａの全体層厚、開口部ＣＰ及びＲＰ間の距離、並びに開口部ＲＰにおけるビームの広がり角を考慮して調節することができる。光の取り出し効率を考慮すると、開口径Ｄ２を開口径Ｄ１以上とすることが好ましい。
【００３７】
また、蛍光体板ＰＬの外形や厚さについては、例えば半導体構造層ＳＣＬの材料や蛍光体粒子の材料などを考慮して、所望の発光色が得られるように調節することができる。例えば、開口部ＣＰは２〜２０μｍの開口径Ｄ１を有し、開口部ＲＰは２０〜４０μｍの開口径Ｄ２を有する。また、例えば、蛍光体板ＰＬは、２０〜３００μｍの厚さ、及び５０〜４００μｍの幅及び長さを有する。
【００３８】
図２（ｂ）は、発光セグメントＥＳ内における光の進路を模式的に示す図である。図２（ｂ）は図２（ａ）と同様の断面図である。まず、レーザ素子１２Ａから出射されるレーザ光は、その大部分がコヒーレント性を持っているため、この大部分のコヒーレント光Ｌ１は開口部ＡＰ及び開口部ＲＰに向かって直進し、蛍光体板ＰＬに入射する。
【００３９】
本実施例においては、レーザ素子１２Ａにおける光Ｌ１の出射部上（光吸収層１７における光通過部ＡＰ内）に反射防止層１７Ａが設けられている。従って、レーザ素子１２Ａの上面における光Ｌ１の反射が防止される。これによって、光Ｌ１の多くをレーザ素子１２Ａから出射させ（光吸収層１７を透過させ）て蛍光体板ＰＬに入射させることができる。
【００４０】
蛍光体板ＰＬに入射した光Ｌ１は、その一部が蛍光体板ＰＬ内で蛍光体粒子や光散乱粒子に衝突し、波長が変換された光又は散乱された光となって上面ＴＳから出射される。また、蛍光体粒子などに衝突しなかった光Ｌ１はそのまま直進して蛍光体板ＰＬの上面ＴＳから出射される。これによって光の混色が生じ、所望の発光色の光を得ることができる。
【００４１】
次に、光Ｌ１のうち、上面ＴＳで反射された光Ｌ２は、蛍光体板ＰＬの底面ＢＳに向かって進む。この光Ｌ２は、開口部ＲＰを除いて底面ＢＳ及び側面ＳＳのほぼ全面を覆う光反射膜ＲＦ（反射金属膜ＭＦ）によって反射される。従って、光Ｌ２は再度上面ＴＳに向かって進み、蛍光体板ＰＬから取り出される可能性が高い。また、側面ＳＳに光反射膜ＲＦが設けられていることで、他の蛍光体板ＰＬに光Ｌ１及びＬ２が進むことが抑制される。従って、波長変換板１３Ａに入射した光をクロストークを抑制しつつ外部に取り出すことができる。
【００４２】
一方、レーザ素子１２Ａから放出された光には、例えば発光ダイオードからの放出光のようなコヒーレント性を有しない成分が含まれる場合がある。このインコヒーレント光Ｌ３は活性層ＡＣから放射的に放出されるため、開口部ＲＰから外れた方向に進む可能性がある。しかし、この光Ｌ３は光吸収層１７に入射し、光吸収層１７内で消滅又は減衰する可能性が高い。従って、光Ｌ３が他の発光セグメントＥＳの領域に進入すること、すなわち光のクロストークが抑制される。
【００４３】
また、本実施例においては、光吸収層１７はレーザ素子１２Ａとの界面に反射防止層１７Ａを有する。従って、光Ｌ３が光吸収層１７によって反射されることが抑制される。従って、光Ｌ３がレーザ素子１２Ａ側に戻されて素子内を迷走し、他のレーザ素子１２Ａの領域に進むことが抑制される。従って、光のクロストークは大幅に抑制される。
【００４４】
このように、本実施例においては、まず、レーザ素子１２Ａ上に開口部（光通過部）ＡＰを有する光吸収層１７が形成されている。また、光吸収層１７上には、側面ＳＳが光反射膜ＲＦに覆われた蛍光体板ＰＬを含む波長変換板１３Ａが形成されている。従って、光のクロストークが抑制された高出力のレーザ装置１０を提供することができる。
【００４５】
また、本実施例においては、光反射膜ＲＦが開口部ＲＰを有して蛍光体板ＰＬの底面ＢＳを覆っている。従って、レーザ光の特性を活用しつつ高効率で光を波長変換板１３Ａに入射させ、かつ波長変換板１３Ａから高い効率で光を取り出すことができる。
【００４６】
また、波長変換板１３Ａの蛍光体板ＰＬは、光反射膜ＲＦを介して他の蛍光体板ＰＬに接触している。従って、発光セグメントＥＳ間の非発光領域、すなわちダークラインを形成する可能性のある領域は、光反射膜ＲＦの膜厚程度とすることができる。例えば、蛍光体板ＰＬ間の距離は、５〜２０μｍ程度にまで小さくすることができる。従って、蛍光体板ＰＬ間の領域に対応するダークラインの形成が抑制される。
【００４７】
従って、例えばレーザ装置１０を照明用途に用いる場合、照射領域の明暗のコントラストが明確となり、また、照射領域にダークラインが形成されることが抑制され、照射領域全体を均一に照らすことが可能となる。従って、光のクロストーク及びダークラインの形成が大幅に抑制された面発光レーザ装置１０を提供することができる。
【００４８】
また、波長変換板１３Ａは、光反射膜ＲＦが接合金属層ＢＤに接触している。この接合金属層ＢＤ及び光反射膜ＲＦは、波長変換板１３Ａにおいて生ずる熱を外部に放熱する放熱経路を形成する。また、上記したように、波長変換板１３Ａは、開口部ＲＰを除いてほぼ全面が接合金属層ＢＤに接触しているため、高効率で放熱を行うことができる。
【００４９】
また、光反射膜ＲＦが反射金属膜ＭＦ及び保護金属膜ＰＦを有することで、光反射膜ＲＦの耐久性が向上し、かつ接合金属層ＢＤと共に安定した放熱部を形成することができる。従って、複数の面発光レーザ素子１２Ａを含み、高い放熱性能を有する面発光レーザ装置１０となる。
【００５０】
なお、面発光レーザにおいては、例えばレーザ光の出射面や波長変換板１３Ａの開口部ＲＰなどにおいて大きな熱が生ずる。また、アレイ状に複数のレーザ素子１２Ａを配置した場合、この発熱が外部に逃げにくい場合がある。これに対し、本実施例においては、接合金属層ＢＤ及び光反射膜ＲＦを利用して、高効率で放熱を行うことができる。従って、高信頼性かつ長寿命なレーザ装置１０を提供することができる。
【００５１】
なお、本実施例においては、レーザアレイ１２が接続領域１２Ｂを有し、波長変換体１３が側板１３Ｂを有する場合について説明したが、レーザアレイ１２及び波長変換体１３は、それぞれ複数のレーザ素子１２Ａ及び波長変換体１３Ａを有していればよい。また、レーザ素子１２Ａの各々が並列に接続され、個別に駆動可能なように構成されている場合について説明したが、レーザ素子１２の接続構成はこれに限定されない。例えばレーザ素子１２Ａの各々が直列に接続されていてもよい。
【００５２】
また、本実施例においてはレーザ素子１２Ａ及び波長変換板１３Ａがマトリクス状に配置される場合について説明したが、レーザ素子１２Ａ及び波長変換板１３Ａの配置構成は一例に過ぎない。レーザ装置１０は、搭載基板１１上に複数のレーザ素子１２Ａを含むレーザアレイ１２が形成されていればよい。例えば、レーザ素子１２Ａがハニカム状に配置されていてもよい。また、波長変換板１３Ａの配置構成及びレーザ素子１２Ａの層構成は一例に過ぎない。
【００５３】
また、本実施例においては光反射膜ＲＦが蛍光体板ＰＬの底面ＢＳ上に形成される場合について説明したが、光反射膜ＲＦは蛍光体板ＰＬの側面ＳＳ上に形成されていればよい。光吸収層１７及び側面ＳＳ上の光反射膜ＲＦによって、蛍光体板ＰＬの側面ＳＳ及び底面ＢＳのほとんどは光反射面又は光吸収面となり、光のクロストークが抑制されることができる。
【００５４】
また、本実施例においては、光吸収層１７が反射防止層１７Ａ及び吸収層１７Ｂからなる場合について説明したが、光吸収層１７は、吸収層１７Ｂを有していればよく、反射防止層１７Ａが設けられる必要はない。
【００５５】
本実施例においては、レーザ装置１０は、アレイ状に配置された複数のレーザ素子１２Ａと、レーザ素子１２Ａの各々上に形成され、開口部ＡＰを有する光吸収層１７と、光吸収層１７上に形成され、蛍光体板ＰＬと蛍光体板ＰＬの側面ＳＳを覆う光反射膜ＲＦとを有する波長変換板１３Ａと、を有する。従って、光のクロストーク及びダークラインの形成が抑制された高出力のアレイ型面発光レーザ装置１０を提供することができる。
【実施例２】
【００５６】
図３は、実施例２に係る面発光レーザ装置２０の断面図である。図３は、レーザ装置２０の１つの発光セグメントを拡大して示す断面図である。レーザ装置２０は、レーザ素子２１及び光吸収層２２の構成を除いてはレーザ装置１０と同様の構成を有する。本実施例においては、レーザ素子２１の各々は、平坦面２１Ｆ及び凹凸面２１Ｕからなる上面形状を有する。また、光吸収層２２は、平坦面２１Ｆ上に開口部ＡＰを有して凹凸面２１Ｕ上に形成されている。
【００５７】
例えば、一部（平坦面２１Ｆとなる部分）を除いてレーザ素子２１の半導体基板ＳＢにエッチングを行い、例えばＧａＮ系半導体の結晶構造に由来する六角錐状の複数の突起を形成することで、半導体基板ＳＢの表面に凹凸面２１Ｕを形成することができる。また、光吸収層２２を凹凸面２１Ｕ上に形成した。光吸収層２２の層構成については光吸収層１７と同様である。
【００５８】
本実施例においては、レーザ素子２１が光吸収層２２との界面に凹凸面２１Ｕを有する。従って、光吸収層２２に向かう光（図２（ｂ）における光Ｌ３のような光）を高効率で光吸収層２２に入射させることができる。これによって光吸収層２２に向かう光の大部分を消滅又は減衰させることができ、光のクロストークを抑制することができる。従って、光のクロストークが抑制され、また、ダークラインの形成が抑制された高出力のレーザ装置２０を提供することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０、２０  面発光レーザ装置
１２  面発光レーザアレイ
１２Ａ  面発光レーザ素子
１３  波長変換体
１３Ａ  波長変換板
ＰＬ  蛍光体板
ＲＦ  光反射膜
１７  光吸収層
１７Ａ  反射防止層
【図１】
2017204577.tif 000003
【図２】
2017204577.tif 000004
【図３】
2017204577.tif 000005