(57)【要約】【課題】特にコンパクトな半導体レーザモジュールを提供することである。【解決手段】取り付け面を備えたモジュール担体と、取り付け面上に配置されたポンピング装置と、取り付け面上に配置された表面発光型半導体レーザと、取り付け面上に配置された周波数変換装置とを有しており、モジュール担体の取り付け面は最大で１００ｍ２の面積を有しており、表面発光型半導体レーザは、上面と取り付け面とを有している取り付けブロックと、取り付けブロックの上面上に配置されている少なくとも１つの半導体レーザチップとを有しており、取り付けブロックの取り付け面は、実質的に、取り付けブロックの上面に対して垂直に延在しており、表面発光型半導体レーザは、取り付けブロックの取り付け面でもって、モジュール担体の取り付け面上に固定されている、半導体レーザモジュール。【選択図】図１Ａ
2009194389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザモジュールであって、
・取り付け面（２１）を備えたモジュール担体（２０）と、
・前記取り付け面（２１）上に配置されたポンピング装置（１）と、
・前記取り付け面（２１）上に配置された表面発光型半導体レーザ（４０）と、
・前記取り付け面（２１）上に配置された周波数変換装置（６）とを有しており、
前記モジュール担体（２０）の取り付け面（２１）は最大で１００ｍ２の面積を有しており、
前記表面発光型半導体レーザ（４０）は、
・上面（１３１）と取り付け面（１３０）とを有している取り付けブロック（３）と、
・前記取り付けブロック（３）の上面（１３１）上に配置されている少なくとも１つの半導体レーザチップ（４）とを有しており、
・前記取り付けブロック（３）の取り付け面（１３０）は、実質的に、前記取り付けブロックの上面（１３１）に対して垂直に延在しており、
・前記表面発光型半導体レーザ（４０）は、前記取り付けブロック（３）の取り付け面（１３０）でもって、前記モジュール担体（２０）の取り付け面（２１）上に固定されている、
ことを特徴とする半導体レーザモジュール。
【請求項２】
前記半導体レーザモジュールの高さ（Ｈ）は最大で３ｍｍである、請求項１記載の半導体レーザモジュール。
【請求項３】
前記表面発光型半導体レーザ（４０）の取り付けブロック（３）の取り付け面（１３１）は、個別化プロセスによって生成される、請求項１または２記載の半導体レーザモジュール。
【請求項４】
前記取り付けブロック（３）は、非金属材料を含んでいるか、または非金属材料から成る、請求項１から３までのいずれか１項記載の半導体レーザモジュール。
【請求項５】
前記取り付けブロック（３）は少なくとも０．５ｍｍであり、最大で１．７ｍｍである、実質的に均一の厚さ（Ｄ）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の半導体レーザモジュール。
【請求項６】
エタロン（９）を有しており、当該エタロンは周波数選択部材として半導体レーザモジュール内に設けられており、前記モジュール担体（２０）の取り付け面（２１）上に配置されており、
・前記エタロンはエタロン層（２５１）を含んでおり、当該エタロン層は、エタロン担体（２５）上に固定されている、殊に結合されている、ガラスから成り、
・前記エタロン層（２５１）は、少なくとも２０μｍであり、最大で５０μｍである、殊に３０μｍの均一の厚さを有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の半導体レーザモジュール。
【請求項７】
前記エタロン担体（２５）はシリコン、ガラスのうちの少なくとも１つを含む、またはシリコン、ガラスのうちの少なくとも１つから成る、請求項１から６までのいずれか１項記載の半導体レーザモジュール。
【請求項８】
前記エタロン（９）は最大で０．７ｍｍの一定の厚さを有している、請求項１から７までのいずれか１項記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記エタロン（９）は次のように配置されている、すなわち、半導体レーザモジュールの作動中に、周波数変換されたビーム（８）が前記エタロン層（２５１）を通らないように配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の半導体レーザモジュール。
【請求項１０】
前記共振器長（Ｄ１＋Ｄ２）は最大で１０ｍｍである、請求項１から９までのいずれか１項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】
半導体レーザモジュールを提供する。
【背景技術】
【０００２】
文献ＥＰ１１２５３５０号には、半導体モジュールが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許第１１２５３５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、特にコンパクトな半導体レーザモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題は、半導体レーザモジュールであって、
・取り付け面を備えたモジュール担体と、
・前記取り付け面上に配置されたポンピング装置と、
・前記取り付け面上に配置された表面発光型半導体レーザと、
・前記取り付け面上に配置された周波数変換装置とを有しており、
前記モジュール担体の取り付け面は最大で１００ｍ２の面積を有しており、
前記表面発光型半導体レーザは、
・上面と取り付け面とを有している取り付けブロックと、
・前記取り付けブロックの上面上に配置されている少なくとも１つの半導体レーザチップとを有しており、
・前記取り付けブロックの取り付け面は、実質的に、前記取り付けブロックの上面に対して垂直に延在しており、
・前記表面発光型半導体レーザは、前記取り付けブロックの取り付け面でもって、前記モジュール担体の取り付け面上に固定されている、
ことを特徴とする半導体レーザモジュールによって解決される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】本願発明の半導体レーザモジュールの第１の実施例
【図１Ｂ】本願発明の半導体レーザモジュールの第１の実施例
【図１Ｃ】本願発明の半導体レーザモジュールの第１の実施例
【図２Ａ】本願発明の半導体レーザモジュールの第２の実施例
【図２Ｂ】本願発明の半導体レーザモジュールの第２の実施例
【図３】本願発明の半導体レーザモジュールの第３の実施例
【図４】本願発明の半導体レーザモジュールの第４の実施例
【図５Ａ】本願発明の半導体レーザモジュールの実施例において使用されている半導体レーザの製造方法
【図５Ｂ】本願発明の半導体レーザモジュールの実施例において使用されている半導体レーザの製造方法
【図５Ｃ】本願発明の半導体レーザモジュールの実施例において使用される半導体レーザの製造方法
【図５Ｄ】本願発明の半導体レーザモジュールの実施例において使用される半導体レーザの製造方法
【図６Ａ】本願発明の半導体レーザモジュールの実施例において使用されるエタロン
【図６Ｂ】本願発明の半導体レーザモジュールの実施例において使用されるエタロン
【発明を実施するための形態】
【０００７】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態では、半導体レーザモジュールはモジュール担体を有している。モジュール担体とは、例えばＤＢＣ（direct bonded copper）から成る基板または電気的に絶縁性の材料、例えばセラミック材料から成るプレートである。ここでこのプレートの表面には、領域的に金属化部が設けられる。
【０００８】
モジュール担体は取り付け面を有している。この取り付け面は、モジュール担体の表面の一部分である。例えば、取り付け面はモジュール担体の上面によって構成される。
【０００９】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態ではポンピング装置が、取り付け面上に配置されている。ポンピング装置は例えばエッジ放射型半導体レーザチップ等のポンピングビーム源とヒートシンクを含んでいる。ヒートシンクの上にポンピング源が取り付けられている。ポンピング装置は有利には機械的に不動に、取り付け面上に固定されている。例えば、ポンピング装置はモジュール担体の取り付け面上にはんだ付けされているか、または接着されている。
【００１０】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態では半導体レーザモジュールは表面発光型半導体レーザを含んでいる。この表面発光型半導体レーザは例えば取り付けブロック並びに、取り付けブロックに固定されている少なくとも１つの半導体レーザチップを含んでいる。少なくとも１つの半導体レーザチップはここで有利にはポンピング装置のポンピング源によって光学的にポンピングされる。このようにして、半導体レーザチップからレーザビームが生成される。表面発光型半導体レーザは有利には、モジュール担体の取り付け面上に機械的に不動に固定されている。さらに、表面発光型半導体レーザは取り付け面上にはんだ付けされるか、または接着される。
【００１１】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態では、半導体レーザモジュールは周波数変換装置を有している。ここでこの周波数変換装置は、取り付け面上に配置されている。周波数変換装置は、有利には非線形光学結晶を含んでいる。ここでこの結晶は、結晶を通るレーザビームの周波数倍化、例えば周波数を２倍にするのに適しており、そのために設けられている。周波数変換装置は、有利には機械的に不動に、モジュール担体の取り付け面上に固定されている。これは例えばはんだ付けまたは接着されている。
【００１２】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態ではモジュール担体の取り付け面は、最大で１００ｍｍ２の面積を有している。
【００１３】
例えばモジュール担体は平行６面体である。この場合には取り付け面は平行６面体の上面によって構成されている。取り付け面はここで最大で１００ｍｍ２の面積を有している。有利には取り付け面は、最大で８５ｍｍ２の面積を有しており、特に有利には最大で７０ｍｍ２の面積を有している。
【００１４】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態では、半導体レーザモジュールは取り付け面を備えたモジュール担体と、この取り付け面上に配置されているポンピング装置と、この取り付け面上に配置されている表面発光型半導体レーザと、この取り付け面上に配置されている周波数変換装置とを有している。ここでモジュール担体の取り付け面は最大で１００ｍｍ２の面積を有している。
【００１５】
取り付け面は有利には平坦な面である。例えば、半導体レーザモジュールの全コンポーネントはこの取り付け面上に配置され、機械的に固定して、取り付け面と接続されている。殊に、半導体レーザモジュールは有利には、唯一の面（取り付け面の面）を有しており、この面には半導体レーザモジュールのコンポーネント、例えばポンピング装置、表面発光型半導体レーザ、周波数変換装置、さらに例えば光学的部材が配置されている。有利には取り付け面は半導体レーザモジュールの底面に相応する。
【００１６】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態では、半導体レーザモジュールは最大で３．５ｍｍの高さ、有利には最大で３ｍｍの高さを有している。ここで半導体レーザモジュールの高さとは、取り付け面に対して垂直に延在する方向における半導体レーザモジュールの最大の延在である。すなわち、半導体レーザモジュールの最下点から、半導体レーザモジュールの最高点までの間隔は、有利には最大で３．５ｍｍである。ここで半導体レーザモジュールの最下点は例えば取り付け面に向いていないモジュール担体面によって構成される。この場合には半導体レーザモジュールの最高点は例えば、モジュール担体から最も高く突出している半導体レーザモジュールコンポーネント上に配置されている点である。
【００１７】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態では、半導体レーザモジュール上に取り付けられている表面発光型半導体レーザは、取り付けブロックを含んでいる。ここでこの取り付けブロックは上面と取り付け面とを有している。ここで少なくとも１つの半導体レーザチップは取り付けブロックの上面に配置されている。例えば、半導体レーザチップは直接的に取り付けブロックの上面に取り付けられる。さらに、取り付けブロックの上面と、半導体レーザチップとの間にヒートシンクを配置することもできる。ヒートシンクは機械的に固定して、取り付けブロックの上面並びに少なくとも１つの半導体レーザチップと接続される。
【００１８】
取り付けブロックの取り付け面はここで、取り付けブロックの上面に対して実質的に垂直に延在している。ここで実質的に垂直とは、角度エラー（すなわち９０°の角度からの偏差）が最大で０．３°であるということである。取り付けブロックはここで自身の取り付け面でもって、半導体レーザモジュールのモジュール担体の取り付け面上に配置されており、機械的に固定されている。すなわち表面発光型半導体レーザは、次のように半導体担体モジュールのモジュール担体上に配置されている。すなわち、表面発光型半導体レーザの半導体レーザチップが、自身によって生成されるレーザビームを、モジュール担体の取り付け面に対して平行に、または実質的に平行に放射することができるように配置されている。
【００１９】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態では、表面発光型半導体レーザの取り付けブロックの取り付け面は、個別化プロセスによって生成される。例えば、取り付け面はレーザ分断プロセスまたはダイシングによって生成される。従って取り付け面は、個別化プロセスの跡を有している。例えば半導体レーザチップは担体ディスク上に取り付けられる。次にこれは個別化プロセスによって取り付けブロックに個別化される。この取り付けブロックの上面には、少なくとも１つの半導体レーザチップが配置されている。このようにして、特に小さいサイズを特徴とする多数の表面発光型半導体レーザが生成される。従ってこの半導体レーザは、コンパクトな半導体レーザモジュールを実現するのに特に良好に適している。
【００２０】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態では、取り付けブロックは、非金属材料から成る、または非金属材料を含む。有利には取り付けブロックは半導体材料またはセラミック材料を含むか、または取り付けブロックは半導体材料またはセラミック材料から成る。この非金属材料は、大きい担体ディスクから個々の取り付けブロックに個別化されるのに特に良好に適している。従ってこの非金属材料は特に良好に、半導体レーザチップのための取り付けブロックを生成するのに適している。ここでこの半導体レーザチップは特にコンパクトな半導体レーザモジュール内で使用される。
【００２１】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態では、取り付けブロックは、少なくとも０．５ｍｍ、最大で１．７ｍｍの実質的に均一の厚さを有している。ここで取り付けブロックの厚さは、その上面と、上面に対向している下面との間隔である。「実質的に均一の厚さ」とは、取り付けブロックの上面と下面が相互に平行に、または実質的に平行に延在していることを意味している。「実質的に平行」とは、ここで、上面と下面が、平行平面な延び具合から最大で０．１°の角度エラーで偏差することを意味している。このように薄い取り付けブロックは特に良好に、取り付け面の小さい面積を伴うコンパクトな半導体レーザモジュール内で使用されるのに適している。
【００２２】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態では、半導体レーザモジュールはさらに、エタロンを有している。このエタロンは有利には、周波数選択部材として、半導体レーザモジュール内で使用される。エタロンはここでは、モジュール担体の取り付け面上に配置される。エタロンは有利には、モジュール担体の取り付け面上に機械的に固定され、例えばはんだ付けされるか、または接着される。
【００２３】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態では、エタロンは担体と、エタロン層を含んでいる。エタロン層は、例えば、担体上に固定されているガラスから成る。殊にこのガラスはエタロン担体上に結合される。エタロン層（すなわちガラスはエタロン層から成る）は、ここで有利には少なくても２０μｍ、有利には最大で５０μｍの厚さを有している。例えばエタロン層は３０μｍの厚さを有している。
【００２４】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態では、エタロン担体は、少なくとも１つの以下の材料を含む、または少なくとも１つの以下の材料から成る。すなわち、シリコン、ガラスである。これらの材料は特に良好に、ガラスから成るエタロン層を結合によって担体の上に固定するのに適している。さらにこれらの材料から、特に薄い、ひいては非常にコンパクトなエタロン担体が実現される。例えば、エタロンは最大で０．７ｍｍの、放射方向において一定の厚さを有している。すなわち担体の厚さとエタロン層の厚さが合わさって、最大で０．７ｍｍのエタロンの総厚になる。有利には、ここでエタロンは、少なくとも０．３ｍｍ、最大で０．７ｍｍの厚さを有する。これによって、エタロンの充分な機械的安定性が保証される。
【００２５】
担体はここで、それぞれ１．０ｍｍ〜１．７ｍｍの間、例えばそれぞれ１．５ｍｍの均一の高さおよび幅を有している。
【００２６】
担体はさらに切欠部分を有している。この切欠部分を通って、レーザビームは主にエタロン層を通過する。切欠部分の直径は、少なくとも０．５ｍｍと最大で０．８ｍｍとの間である。
【００２７】
全体として、上述したエタロンは、コンパクトな半導体レーザモジュールを実現するのに特に良好に適している。ここでこの半導体レーザモジュールは、特に僅かな底面積を備えた取り付け面を有している。
【００２８】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態では、エタロンは次のように配置されている。すなわち、半導体レーザモジュールの作動中に、エタロン層を周半数変換されたビームが通過しないように配置されている。エタロンはこのために例えば、ビーム路内に、表面発光型半導体レーザと光学部材との間に配置される。この光学部材は、表面発光型半導体レーザのレーザビームを、半導体レーザモジュールのレーザ共振器部分内に入力させる。このレーザ共振器内には、周波数変換装置が設けられている。
【００２９】
半導体レーザモジュールの少なくとも１つの実施形態では、半導体レーザモジュールの共振器は、最大で１０ｍｍの長さを有している。レーザ共振器のこのような短い長さは、半導体レーザモジュールコンポーネントの上述した特にコンパクトな配置構成によって可能になる。ここで短い共振器長によって、４０ＭＨｚを上回る、生成されたレーザビームの高い変調周波数が可能になる。これによって、半導体レーザモジュールは殊に、画像投影での使用に特に良好に適する。
【実施例】
【００３０】
以下で、上述した半導体レーザモジュールを、実施例および実施例に属する図面に基づいてより詳細に説明する。
【００３１】
実施例および図面において、同じ構成部材および同じ作用を有する構成部材にはそれぞれ同じ参照番号が付与されている。図示された部材は、縮尺通りに示されているのではなく、幾つかの部材は、より良い理解のために、誇張して大きく示されている。
【００３２】
図１Ａ〜１Ｃに基づいて、本願発明の半導体レーザモジュールの第１の実施例をより詳細に説明する。図１Ａは、この第１の実施例に即した半導体レーザモジュールを概略的な側面図で示している。図１Ｂは、この半導体モジュールを概略的な平面図で示している。図１Ｃはこの半導体モジュールを概略的な斜視図で示している。半導体レーザモジュールは、モジュール担体２０を含んでいる。担体２０は例えばＤirect Ｂonded Ｃopper（ＤＢＣ）から成るプレートである。さらに、モジュール担体が、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）等のセラミック材料から成る基体を有することも可能である。さらにこれは上面および下面に金属化部を有している。これは例えば銅から成り、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの間、有利には０．２ｍｍの厚さを有している。
【００３３】
モジュール担体２０は取り付け面２１を有している。この取り付け面はモジュール担体２０の上面によって形成されている。取り付け面の底面積、ひいてはモジュール担体２０の底面積は有利には最大で１００ｍｍ２であり、特に有利には最大で７０ｍｍ２である。例えば、取り付け面は１１ｍｍの長さＬと、６ｍｍの幅Ｗを有している。
【００３４】
取り付け面２１上には、半導体レーザモジュールのコンポーネントが取り付けられている。取り付け面２１上には、例えばポンピング装置１が取り付けられている。ポンピング装置１はポンピング源１ａとヒートシンク１ｂを含んでいる。ポンピング源１ａは、取り付け面２１の方を向いていないヒートシンク１ｂ面上に固定されている。ヒートシンク１ｂは、ポンピング源１ａの方を向いていない自身の面でもって、取り付け面２１上に取り付けられており、例えばはんだ付けまたは接着されている。ポンピング源１ａは強く拡散されたポンピング光を生成する。ポンピング源１ａは、例えば、少なくとも１つのエミッタ領域を有する幅広条片レーザ等のエッジ放射型半導体レーザである。ポンピング源によって作動中に生成されるポンピングビームは、ポンピングレンズ２によって、半導体レーザチップ４に焦点合わせされる。
【００３５】
半導体レーザチップ４は、半導体レーザ４０の一部である。半導体レーザ４０は、取り付けブロック３を含んでおり、この取り付けブロックは自身の取り付け面１３０で、モジュール担体２０の取り付け面２１上に固定されており、例えば、はんだ付けまたは接着されている。半導体レーザチップ４は、ヒートシンク３２上に取り付けられている。このヒートシンクは取り付けブロック３の上面１３１に固定されている。ここでヒートシンク３２は、オプショナルである。すなわち、半導体レーザチップ４を直接的に取り付けブロック３上に取り付け、そこで固定することもできる。半導体レーザチップ４は取り付けブロック３ないしはヒートシンク３２上に接着、はんだ付けまたは結合によって取り付けられる。ポンピングビームは次のようにポンピングレンズ２によって、半導体レーザチップ４上にフォーカシングされる。すなわちフォーカシングの場所で、半径約２５μｍ〜最大６０μｍの半径を有するポンピングスポットが形成されるようにフォーカシングされる。半導体レーザチップ４は、表面発光型半導体レーザチップ（ＶＥＣＳＥＬ）であり、これは、ポンピング源１ａによって光学的にポンピングされる。半導体レーザチップ４の作動時には、９０°の角度でモジュール担体２０の方へ向かう、取り付けブロックを通る熱の流れが生じる。
【００３６】
半導体レーザモジュールの共振器は、半導体レーザチップ４のブラッグミラー４３およびエンドミラー７によって規定される。エンドミラー７の反射性表面はここで、半導体レーザチップによって生成された、基本波長の電磁ビームに対して高い反射性を有する層と、周波数変換装置６によって波長が変換された電磁ビームに対して高い反射性を有する層とを含んでいる。半導体レーザチップ４はこの場合に、例えば、赤外ビームのスペクトル領域における電磁ビームを生成する。これは周波数変換装置６によって、緑色の光のスペクトル領域における電磁ビームに変換される。例えば、ポンピング光１ｃは８０８ｎｍの波長を有しており、半導体レーザチップ４は波長１０６０ｎｍのビームを生成し、周波数変換装置６は波長５３０ｎｍのビームを生成する。
【００３７】
半導体レーザモジュールは最大で３．５ｍｍ、有利には最大で３ｍｍ、特に有利には最大で２．５ｍｍの高さＨを有している。この高さＨはここで、取り付け面２１の方を向いていないモジュール担体２０の下面から、半導体レーザモジュールの最高点までの間隔である。ここでこの点は例えば、半導体レーザ４０等の半導体レーザモジュールコンポーネントによって形成される。
【００３８】
共振器は、Ｄ１＋Ｄ２の長さを有している。これは最大で１０ｍｍである。
【００３９】
共振器内には、波長選択部材、例えばエタロン９が配置されている。エタロン９を図６ＡおよびＢに関連して詳細に説明する。エタロンはエタロン層を含んでおり、このエタロン層はガラスから成り、放射方向において少なくとも１０μｍ、有利には約３０μｍの厚さである。
【００４０】
さらに共振器内には、周波数変換装置６が配置されている。これは非線形光学結晶を含んでいる。さらに周波数変換装置６は加熱装置６ａを含んでいる。これは非線形光学結晶とモジュール担体２０との間に、取り付け面２１上に配置されている。加熱装置６ａは非線形光学結晶を、例えば４５℃を超える均一の温度で保持している。
【００４１】
周波数変換されたレーザビーム、すなわち例えば緑色のレーザビームの取り出しは、出力結合部５（Auskoppler）によって行われる。これは同時に偏光選択のための折り畳式鏡（Faltungsspiegel）ミラーとして用いられる。出力結合部５は層を有しており、この層は基本波長の電磁ビームに対して高い反射性を有している。さらに出力結合部５は層を有しており、この層は周波数変調されたビームに対して反射防止性に構成されている。このようにして、基本波長の電磁ビームが共振器内で保持される。これに対して、周波数変換されたビーム８は出力結合部５を通って半導体レーザモジュールを離れる。出力結合部５は、この実施例では、基本波長の電磁ビームに対する平面鏡として構成されている。基本周波数のビームに対して高い反射性を有するように構成されている、出力結合部５の層は、偏光を定めるように（Polarisationsfestlegend）構成されている。これによって出力結合部５は、共振器内を循環しているビームの偏光ピニング（Polarisationspinning）のためにも使用される。オプションで、出力結合部５はブルースター角で配置される。これは同じように、循環しているレーザビームの偏光を定める。
【００４２】
基本的には、基本波長の電磁ビームのための出力結合部５での折り畳み角度として、１０〜１８０°の全ての角度が使用可能である。ここでは１３５°の角度が使用される。
【００４３】
エンドミラー７は、図１Ａ〜１Ｃに関連して説明された実施例では、ミラー取り付けブロック１０上に配置されている。これは例えばシリコン、ガラスまたは窒化アルミニウムから成る。ミラー取り付けブロックはここでオプションである。
【００４４】
図２Ａ〜２Ｃに関連して、本願発明の半導体レーザモジュールの別の実施例を説明する。この実施例では、ポンピング経路は、図１Ａ〜１Ｃに関連して説明した実施例よりも、より取り付け面２１の近傍に位置している。すなわち、ポンピング装置１によって生成されたポンピングビーム１Ｃは、図１Ａ〜１Ｃに関連して説明した実施例よりも、より取り付け面２１の近傍に位置している。この場合には、ポンピングビーム１ｃは、ビーム持ち上げ部１３（Strahlanheber）によって持ち上げられる。ビーム持ち上げ部とは例えば、平行六面体のことである。この実施例の利点は、より薄いヒートシンク１ｂをポンピング源１ａに対して使用することができ、ポンピング装置１の最も近くにあるポンピングレンズ２を直接的に取り付け面２１の上に配置することができることである。しかも、このポンピングレンズを持ち上げるために取り付け台座は必要ではない。
【００４５】
図３に関連して、本願発明の半導体レーザモジュールの第３の実施例をより詳細に説明する。この実施例では、出力結合部５は平面鏡によって構成されるのではなく、平行六面体によって構成される。この平行六面体はサイズが小さいことを特徴としており、従って、より多くの場所が、例えばエタロン９を取り付けるために設けられる。エタロンに対して択一的または付加的に、別の周波数選択部材、例えば複屈折フィルタを使用することもできる。
【００４６】
図４に関連して、本願発明の半導体レーザモジュールの第４の実施例を説明する。図２Ａおよび２Ｂとの違いは、図４の実施例では出力結合部５として山形に切断されている平面鏡が使用されていることである。これによって、エタロンのためにより多くの場所が設けられる。すなわち角度αは切断（Saegen）によって形成される。従って平面鏡は、切断による分離の跡を有しており、これは概略的に図示されている。
【００４７】
全体的に、上述した半導体レーザモジュールは、サイズが特に小さいことを特徴としている。すなわち半導体レーザモジュールの組み込みのために提供されなければならない構造空間は特に小さい。従って半導体レーザモジュールは例えば光学的投影装置の一部分として、携帯電話、ノートブック型パソコン、ラップトップまたはゲーム操作部等の小さい機器内で使用される。
【００４８】
基本波長の電磁ビームのための純粋な経路内にエタロン９を組み込むこと、すなわち、半導体レーザ４０と出力結合部５との間にエタロン９を組み込むことは、特に有利であることが判明している。なぜならこれによって、周波数変換されたビーム８の損失が生じないからである。エタロンは次のように配置される。すなわち、周波数変換装置６によって周波数変換されていない基本波長のビームのみがエタロン９を通るように配置される。
【００４９】
図５Ａは、概略的な斜視図で、本願で説明した半導体レーザモジュール内で使用される多数の半導体レーザを製造するための第１のステップが示されている。この第１のステップでは、まずは担体ディスク３００が供給される。この担体ディスク３００は、シリコンまたは窒化アルミニウムから成る。担体ディスク３００は、均一の厚さＤを有している。この厚さは、ここでは有利には０．４ｍｍ〜１．５ｍｍの間である。担体ディスクは上面３１０と、下面３２０とを有している。担体ディスク３００の上面３１０と下面３２０は、実質的に相互に平面平行に延在している。すなわち、平面平行性からの偏差は、有利には０．１°よりも小さい。ここで図５Ａは左側に担体ディスク全体を示しており、右側に拡大された、担体ディスクからの切断部分を示している。
【００５０】
担体ディスクの上面３１０には、コンタクト金属化部１４が取り付けられている。これは直角のＴｉＰｔＡｕ−コンタクト面によって形成されている。コンタクト金属化部は、後に半導体チップを機械的に固定するのに用いられる。
【００５１】
図５Ｂに関連して、概略的な斜視図に基づいて、多数の半導体レーザを製造するための別のステップが記載されている。このステップでは、半導体レーザチップ４のウェハ結合体４００が担体ディスク３００上に取り付けられている。ウェハ結合体４００は、ここで、担体ディスク３００の方を向いている背面上に、はんだ付け金属化部を有している。これは図示されていない。
【００５２】
半導体レーザチップのウェハ結合体４００はここで、例えば、成長基板４１から成る。この成長基板上に、エピタキシャルに析出された層が取り付けられる。エピタキシャルに析出された層はここで、殊に活性層を含んでおり、この活性層は、レーザビームを生成するのに適している。
【００５３】
ウェハ結合体は、数マイクロメータの精度で、担体ディスク３００上に取り付けられる。次に、ウェハ結合体のはんだ付け金属化部は、コンタクト金属化部１４とはんだ付けされる。従って、機械的に固定された結合体、すなわち、ウェハ結合体４００と担体ディスク３００との結合体７０が形成される。
【００５４】
有利には、ウェハ結合体４００の方を向いていない、担体ディスク３００の下面３２０には、接着性を有するダイシング膜が被着される。これは枠内に張って入れられる。
【００５５】
図５Ｃに関連して、概略的な斜視図において、この方法の別のステップを説明する。このステップでは、ウェハ結合体４００と担体ディスク３００とから成る結合体が、取り付けブロックと半導体レーザチップ４とを含む個々の半導体レーザ４０に個別化される。個別化は例えばレーザ分断方法またはウェハダイシングによって行われる。ダイシング後に、その上に結合体７０が取り付けられているダイシング膜が拡大される。このようにして個別化ラインに沿って個々のチップが相互に分断される。この個別化によって、取り付け面１３０は個々の取り付けブロック３を形成する。担体ディスク３００のために使用された材料および使用された個別化プロセスに基づいて、取り付け面１３０は非常に平らに構成され、取り付けブロック３の上面１３１に対する垂線に対して、最大でも僅かな角度エラーしか有さない。ここで角度エラーは０．３°を下回る。
【００５６】
図５Ｄは、この方法に従って製造された半導体レーザ４０を斜視図で示している。これは、自身の取り付け面１３０でもって担体モジュール２０上に取り付けられている。図５Ｄからわかるように、角度エラーが少ないので、モジュール担体３の方を向いていない半導体レーザチップ４の上面とモジュール担体２０の取り付け面２１は、相互に直角を形成する。
【００５７】
図６Ａは、上述されたエタロン９の実施例を、概略的に斜視図で示している。エタロン９は担体２５を含んでいる。これは例えばシリコンまたはガラスから成る。担体２５上に、エタロン層２５１が固定されている。エタロン層２５１は有利にはガラス、例えばフロートガラスから成る。エタロン層２５１は、陽極接合または接着によって担体２５に固定される。担体は切欠部分２５０を有する。切欠部分２５０は、エタロン層２５１を担体２５に固定する前および固定した後に生成される。例えば切欠部分はエタロン層２５１の固定後に、エッチングプロセスによって生成される。切欠部分２５０は、担体２５内の次の箇所に設けられる。すなわち、エタロン層２５１によって周波数変換されるべき電磁ビームがエタロン層２５１を通る箇所に設けられる。担体２５は切欠部分２５０、すなわち凹部を有する。主にこの凹部を通って、レーザビームはエタロン層を通過する。切欠部分２５０の直径は最低０．５ｍｍ〜最大０．８ｍｍの間である。
【００５８】
殊に、図６Ｂの概略図からも、切欠部分２５０が例えばＵ字型に形成されることが分かる。
【００５９】
エタロン層２５１の厚さは有利には２０〜５０μｍの間のであり、殊に３０μｍである。担体２５およびエタロン層２５１は、合計で、放射方向において、有利には少なくとも０．２ｍｍであり、最大で１．５ｍｍの一定の厚さを有している。担体２５のこのような厚さは、エタロン９の充分な機械的安定性を惹起する。
【００６０】
本特許出願は、ドイツ連邦共和国特許出願ＤＥ１０２００８００９１１０３号の優先権を主張し、この文献の開示内容は本願に参考として取り入れられている。
【００６１】
本発明は実施例に基づいた説明に制限されない。むしろ本発明は、その特徴またはその組み合わせ自体が特許請求の範囲または実施例に明示されていなくても、そのような新たな特徴並びに特徴の組み合わせを含む。これは殊に特許請求の範囲の特徴の各組み合わせを含む。
【符号の説明】
【００６２】
１  ポンピング装置、  １ａ  ポンピング源、  １ｂ  ヒートシンク、  ２  ポンピングレンズ、  ３  取り付けブロック、  ４  半導体レーザチップ、  ５  出力結合部、  ６  周波数変換装置、  ７  エンドミラー、  ８  周波数変換されたビーム、  ９  エタロン、  １０  ミラー取り付けブロック、  ２０  モジュール担体、  ２１  取り付け面、  ２５  担体、  ３２  ヒートシンク、  ４０  半導体レーザ、  ４１  成長基板、  ７０  結合体、  １３０  取り付け面、  １３１  上面、  ２５１  エタロン層、  ３００  担体ディスク、  ３１０  上面、  ３２０  下面、  ４００  ウェハ結合体、  ２５０  切欠部分
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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