JPH1065267A - ダイオードレーザ装置 - Google Patents

ダイオードレーザ装置

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JPH1065267A
JPH1065267A JP9106130A JP10613097A JPH1065267A JP H1065267 A JPH1065267 A JP H1065267A JP 9106130 A JP9106130 A JP 9106130A JP 10613097 A JP10613097 A JP 10613097A JP H1065267 A JPH1065267 A JP H1065267A
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セルゲイ・イゴールヴィッチ・デルジャヴィン
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バトリー・シャキモヴィッチ・キシュマコフ
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ユーリー・ペトロヴィッチ・コヴァル
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ヴィタリー・ウラディミロヴィッチ・クズミノフ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体アレイと熱拡散板との間の熱交換とダ
イオードの動作寿命を増大し、半導体アレイの電気的接
続を簡略化し、装置の生産を自動化し、それによってそ
の製造費用を低減する。 【解決手段】 良好な熱伝導体の材料からなり、その一
面に並列なリブ（２）と溝（３）の系が形成され、リブ
（２）が同一で且つ等距離である熱拡散板（１）と、ダ
イオードと組み合って且つ溝（３）内に縦に収納された
複数の半導体アレイ（１２〜１５）とを備え、溝（３）
は熱拡散板（１）に一側で接合された少なくともほぼ三
角形の断面を有し、各半導体アレイはリブ（２）の１つ
の斜めの側面（７、８）に平坦に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ダイオードが相
互に並列に設けられた複数の半導体アレイに配列され、
且つ熱拡散板に固定され、次いでクーリングシステムに
接続されたダイオードレーザ装置に関するものである。
レーザダイオードは、このレーザダイオードのアレイを
形成するのにストリップに割り込んだ半導体基板上にエ
ピタキシャル成長される。この種のダイオードレーザ装
置は、例えば１９９２年４月第２８巻第４号量子電子工
学のＩＥＥＥジャーナル、第９５２〜９６５頁の“高電
力ダイオードレーザアレイ”および第９６６〜９７６頁
の“高平均電力レーザダイオードアレイ用モジューラ・
微小通路冷却ヒートシンク”と米国特許第５１２８９５
１号に記載されている。
【０００２】
【従来の技術】ダイオードレーザ装置は、例えばポンプ
式固体レーザ（米国特許第４８４７８５１号）、フィバ
ー光学リンク、材料，医薬のレーザ処理等多くの用途が
ある。現時点ではそれ自体周知で且つ上述した従来技術
に記載されたダイオードレーザ装置には、実質的に２つ
のタイプがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】第１のタイプでは、半
導体アレイが熱拡散板の一方の面に平坦に溶接され、こ
の面は２つの隣接する半導体アレイ間に機械で仕上げら
れ、その面に対向するダイオードによって放射された放
射熱を反射するためのミラーを形成する。この種の設備
では、熱がそのダイオードから効率よく抽出され、その
結果、それらの動作は、信頼性がよい。他方、この方法
では、密で且つ均一な放射熱を十分に得ることは不可能
である。
【０００４】それ自身周知の装置の第２のタイプでは、
熱拡散板の一方の面に並列な矩形の横，断面のリブと溝
のシステムを備え、溝は半導体アレイがその端部に縦に
設けられたハウジングを形成する。この種の構成は、熱
拡散板上の半導体アレイの密度を増大するが、熱の排除
が不十分で小さな接触表面積であるので、高密度の放射
熱を提供しない。従って、レーザダイオードは過熱し、
高放射密度が要求される場合には即座に破壊される。
【０００５】この発明の目的は、ダイオードレーザ装置
からの放射熱の密度と均一性を増大することによりこれ
らの欠点を除去することである。この発明は、半導体ア
レイと熱拡散板との間の熱交換とダイオードの動作寿命
を増大し、半導体アレイの電気的接続を簡略化し、装置
の生産を自動化し、それによってその製造費用が低減さ
れる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このために、この発明に
よれば、ダイオードレーザ装置は、良好な熱伝導体の材
料からなり、その一面に並列なリブと溝の系が形成さ
れ、そのリブが同一で且つ等距離である熱拡散板と、ダ
イオードと組み合って且つ溝内に縦に収納された複数の
半導体アレイとを備え、溝は熱拡散板に一側で接合され
た少なくともほぼ三角形の断面を有し、各半導体アレイ
はリブの１つの斜めの側面に平坦に固定される。
【０００７】都合よく、各リブの２つの斜めの側面は、
それらの間にレーザダイオードの発散角に少なくともほ
ぼ等しい例えば６０゜程度の稜角を形成する。 従っ
て、レーザダイオードが三角形のリブの塊状基部の冷却
表面の近くに設けられているので、レーザダイオード接
合部からの良好な熱の排除が確実になる。更に、この方
法で斜めに設けられたダイオードからの光束は重複し、
これはその結果得られる放射熱の密度および均一性を増
大する。これは、熱拡散板の表面が半導体アレイで覆わ
れる密度に関連して合理的な妥協点を表す。
【０００８】ダイオード間の接続を行うために、並列の
リブおよび溝の系は半導体アレイが平坦に固定されてい
る金属化フィルムで被膜され、この金属化フィルムはリ
ブおよび溝に並列な遮断ストリップを含む。これらの遮
断ストリップは、例えばリブの先端と垂直線上または溝
の底と垂直線上の特定の箇所では最初均一である金属化
フィルムの計画的は破壊によって都合よく得られる。
【０００９】好ましくは、熱拡散板の表面の平滑とレー
ザダイオードおよび熱拡散板間の電気的絶縁を改善する
ために、ダイオードレーザ装置は熱を伝えるがリブと溝
の系および金属化フィルム間で電気を伝えない材料のフ
ィルムを含む。この発明の第１の実施の形態では、２つ
の半導体アレイは各溝内に設けられ、その溝の正面発散
斜め側面に平坦に固定され、半導体アレイは同じ導電型
を有し、金属化フィルムの遮断ストリップはリブの先端
と垂直線上にあり、各溝内では第１の導体が２つの半導
体アレイを相互に電気的に接続し、第２の導体が毎回１
つの溝の第１の導体を隣接する溝の金属化フィルムの部
分に接続する。この種の配列では、溝の２つの半導体ア
レイは並列に接続され、溝の全ての２つの半導体アレイ
の並列の組み合わせが直列に接続される。
【００１０】この発明の１つの実施の形態では、単一の
半導体アレイは、ダイオードレーザ装置の半導体アレイ
の全てが並列の斜め側面に平坦に固定されるように、各
溝内に設けられ、半導体アレイは同じ導電型を有し、金
属化フィルムの遮断ストリップは溝の基部と垂直線上に
あり、各溝内では導体が半導体アレイをその内部で半導
体アレイの固定されている斜め側面と反対の斜め側面を
覆っている金属化フィルムの部分に接続する。この種の
装置では、全ての半導体アレイは直列に接続される。半
導体アレイの数が半減されているので放射熱の強度は少
し減っているが、電気的な接続は更に簡略化される。
【００１１】この発明の他の実施の形態では、２つの半
導体アレイは各溝内に設けられ、その溝の正面発散斜め
側面に平坦に固定され、溝内の２つの半導体アレイは反
対の導電型を有し、一方の導電型の半導体アレイの全て
が並列の斜め側面に固定され、金属化フィルムの遮断ス
トリップは溝の基部と垂直線上にあり、各溝内では導体
が反対の導電型を有する２つの半導体アレイを相互に接
続する。この方法では、金属化フィルムと最後に述べた
導体により与えられるもの以外のいかなる接続をなすこ
となく、全ての半導体アレイは直列に接続される。上述
した３つの実施の形態では、その構造は少ない接続で済
み、その結果接続構成が簡略化され、製造を容易に自動
化できる。添付図面の各図は、この発明をいかに効果的
に実施するかを示す。これらの図において、同一の参照
符号は同一の構成要素を表す。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に示すこの発明によるダイオ
ードレーザ装置用の熱拡散板１は、非常に良好な熱伝導
体ではあるが、好ましくは絶縁体即ち非導電体の例えば
ダイヤモンド、炭化ケイ素、酸化ベリリウム等のような
材料で作られた全体に平行六面体形状のブロックの形で
ある。それは、多孔性とされるか或いはそれ自体周知の
任意の方法による微小通路を備えたものであれば、都合
がよい。熱拡散板１の表面は３ｎｍまたはそれより良好
の粗さに磨くことができる。この熱拡散板は図示しない
クーリングシステムに装荷される。
【００１３】並列を成す複数のリブ２と溝３の系が熱拡
散板１の大きい面の一方に形成され、これらのリブ２は
同一で且つ等間隔である。図に示す特定の例では、これ
らの系は少なくともほぼ三角形の断面を有する５つのリ
ブ２と少なくともほぼ台形の断面を有する４つの溝３を
含み、各溝３は２つの隣接する並列のリブ２間の形状で
規定される。各リブ２は広い基部４によって熱拡散板１
に接合され、熱拡散板１から離れている面の先端５はそ
の先が切り取られる。各溝３は熱拡散板１と反対の側が
開きその基部６から広くなっている。各リブ２は、２つ
の平面で傾き且つ収斂し、それらの間で稜角ａを持つ側
面を有する。従って、各溝３は２つの隣接するリブ２の
発散面の側面７および８によって範囲が定まる。
【００１４】図２（ａ）、図３（ａ）および図４（ａ）
に示すように、リブ２および溝３を備える熱拡散板１の
少なくとも一部は、熱を通すが電気を通さない例えば炭
化ケイ素の材料のフィルム９で被膜される。フィルム９
は溝３の基部６と、リブ２の先端５および側面７、８と
を覆う。フィルム９は５０μｍ〜２００μｍ程度の厚さ
を持つ。その熱を通す機能に加えて、フィルム９はまた
熱拡散板１を円滑にするようになされている。
【００１５】また、図２（ａ）、図３（ａ）および図４
（ａ）に示すように、熱的に伝導性のフィルム９は、例
えばクロム、チタン、ニッケル、金、銀またはこれらの
金属の合金の金属化フィルム１０で覆うわれる。金属化
フィルム１０は５０μｍ〜２００μｍ程度の厚さを持
つ。図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｃ）の実施の
形態では、金属化フィルム１０は溝３の基部６とリブ２
の側面７および８との垂直線上でフィルム９を覆うが、
リブ２の先端５と垂直線上では破壊されている。従っ
て、先端５の対応する関係では、フィルム１０はフィル
ム９が露出しているストリップ１１に沿って遮断され
る。
【００１６】図２（ｂ）に示すように、この図はリブ２
の反対側の２つの隣接する溝３を示す図１の拡大された
断辺に対応し、レーザダイオードを備える２つの半導体
アレイは溝３の各々に装荷される。これらの半導体アレ
イは溝３の一方に対して参照符号１２および１３で、溝
３の他方に対して参照符号１４および１５で識別され
る。半導体アレイ１２〜１５の各々はｎ型であり、例え
ばインジウム、スズまたは金のような低い溶解点の半田
を用いる半田付けによって斜めの側面７または側面８の
いずれかを覆う金属化フィルム１０の部分上の熱拡散板
の側に平坦に固定される。
【００１７】従って、各溝３では、一方の半導体アレイ
１２または１４は対応する斜めの側面７によって支持さ
れ、他方の半導体アレイ１３または１５は関連する斜め
の側面８によって支持され、そのため、ある溝の２つの
半導体アレイ、即ち一方では半導体アレイ１２および１
３、他方では半導体アレイ１４および１５は基部６と斜
めの側面７および８を覆っている金属化フィルム１０の
部分でそれらの固定面を介して相互に電気的に接続され
る。各溝３において、５０μｍ〜２００μｍの厚さを持
つＶ状の導電性のストリップ１６例えば金属（銅）スト
リップは、対応する半導体アレイ１２および１３または
１４および１５の固定面とは反対の面を電気的に接続す
る。熱的かつ電気的に伝導性の付着層１７を導電性のス
トリップ１６およびダイオード即ち半導体アレイ１２〜
１５の間に設けてもよい。
【００１８】図２（ｃ）に示すように、半導体アレイ１
２は、一方で対応する溝３を覆っている金属化フィルム
１０を介して、他方で関連する導電性のストリップ１６
を介して半導体アレイ１３と並列に電気的に接続され
る。同様に、半導体アレイ１４は、一方で対応する溝３
を覆っている金属化フィルム１０を介して、他方で関連
する導電性のストリップ１６を介して半導体アレイ１５
と並列に電気的に接続される。一方の半導体アレイ１２
および１３と他方の半導体アレイ１４および１５の並列
接続は、ダイオード１２および１３のストリップ１６を
ダイオード１４および１５と関連するフィルム１０の部
分に接続する導体１８により直列に接続できる。この種
の導体１８は、図２（ｃ）には示しているが、図２
（ｂ）には示していない。
【００１９】上述の説明から、２つの隣接する溝の４つ
の半導体アレイについて丁度説明した並列ー直列配列
は、装置の半導体アレイの全てに適用できることは容易
に理解できるであろう。総合並列ー直列配列の両端にお
いて、導体１９は電源の＋極を並列のアレイの最初の対
のフィルム１０に接続し、導体２０は並列の最後の対の
導電性のストリップ１６を電源のー極に接続する。
【００２０】（それぞれ、図２（ａ）、図２（ｂ）およ
び図２（ｃ）に対応する）図３（ａ）、図３（ｂ）およ
び図３（ｃ）の実施の形態では、金属化フィルム１０は
リブ２の先端５と側面７および８との垂直線上でフィル
ム９を覆うが、溝３の基部６の垂直線上では覆わない。
従って、基部６と対応する関係では、フィルム１０はフ
ィルム９が露出しているストリップ２１に沿って遮断さ
れる。
【００２１】更に、この実施の形態では、レーザダイオ
ードを備える１つの半導体アレイのみが溝３の各々に装
荷される。図３（ｂ）では、この半導体アレイは溝３の
一方に対して参照符号２２で、隣接の溝３に対して参照
符号２３で識別される。半導体アレイ２２および２３は
ｎ型であり、それらの各々は半導体アレイ１３および１
５に関連して上述したように設けられている溝３の斜め
の側面８に固定される。この実施の形態では、Ｖ状の導
電性のストリップ１６は、半導体アレイ２２および２３
の固定面とは反対の面を対応する斜めの側面７を覆う金
属化フィルム１０の部分に電気的に接続する。
【００２２】従って、図３（ｃ）に示すように、２つの
半導体アレイ２２および２３は、半導体アレイ２３と関
連する導電性のストリップ１６と、上記半導体アレイを
分離するリブ２を覆う金属化フィルム１０の部分とによ
って直列に接続される。この２つの隣接する溝の２つの
半導体アレイの直列配列は、勿論装置の半導体アレイに
一般化できる。総合直列配列の両端において、導体２４
および２５は上記配列をそれぞれ電源の＋極とー極に接
続するように設けられる。
【００２３】（それぞれ、図２（ａ）、図２（ｂ）およ
び図２（ｃ）に対応する）図４（ａ）、図４（ｂ）およ
び図４（ｃ）の実施の形態では、金属化フィルム１０は
図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）のものと同じ
であり、溝３の基部６に対応する関係の遮断ストリップ
２１を含む。この実施の形態では、各溝３は図２（ｂ）
の半導体アレイ１２および１３または１４および１５と
丁度同じ方法で配列されたそれぞれ２つの２６および２
７または２８および２９を含む。この場合、斜めの側面
７の半導体アレイ２６および２８はｎ型であり、斜めの
側面８の半導体アレイ２７および２９はｐ型である。
【００２４】図４（ｃ）に示すように、反対の導電型を
有する２つの半導体アレイ２６および２７は、対応する
Ｖ状の導電性のストリップ１６によって直列に接続され
る。同様に、２つの半導体アレイ２８および２９が直列
に接続される。更に、また反対の導電型を有する２つの
半導体アレイ２７および２８は、２つの隣接する溝３を
分離するリブ２を覆う金属化フィルム１０の部分で相互
に直列に接続される。結局、図４（ｃ）に示すように、
４つの半導体アレイ２６〜２９はそれらの交互に変わる
導電型で直列に接続され、そして、金属化フィルム１０
によっておよび導電性のストリップ１６によって交互に
電気的に接続される。この種の２つの隣接する溝３の４
つの半導体アレイの直列配列は、装置の半導体アレイの
全てに拡大できることは容易に理解できるであろう。完
全な直列配列の両端において、導体３０および３１（図
４（ｃ）参照）は上記配列をそれぞれ電源の＋極とー極
に接続する。
【００２５】図２（ｂ）、図３（ｂ）および図４（ｂ）
において、半導体アレイのダイオードからの放射熱を矢
印Ｌで示す。リブ２の平面斜めの側面７および８の稜角
ａはレーザダイオードからの放射熱Ｌの発散で規定され
る。この角度ａの値の適当な選択によって、装置からあ
る距離で放射熱の最大の均一性を得ることが可能にな
る。角度ａを変えることによって、熱拡散板の単位表面
当たりのレーザダイオードアレイの数を増大してもよい
し、減少してもよい。リブの先端５および溝の基部６は
鋭角、平坦また丸くしてもよい。それらの外観は、レー
ザダイオードアレイを電気的に接続する方法によって決
定される。
【００２６】リブ２の斜めの側面７および８は、レーザ
ダイオードアレイ（〜０．５ｍｍ）のものより大きな幅
を有する。技術的な観点から、それは０．８ｍｍ〜１．
０ｍｍより大きいことが都合がよい。角度ａが６０°
（レーザダイオード放射熱の発散角度の代表的値）に等
しければ、最高２０個のレーザダイオードアレイを１ｃ
ｍの長さの上に設けることができる。
【００２７】金属化フィルム１０および導電性のストリ
ップ１６の厚さは、５０μｍおよび２００μｍ間に作ら
れ、そのため、そのストリップは２００μｓ〜４００μ
ｓの期間中に最高１００Ａの電流を容易に運ぶことがで
きる。この発明のレーザダイオード装置の構造により、
レーザダイオードアレイと同じ輪郭を持つ工具を用いる
自動生産が可能になる。溝３の底即ち基部６の方に面す
るレーザダイオードアレイの側は、都合のよいことに、
放射熱が外側方向に向けられるように、全体に反射層で
覆われる。
【００２８】熱拡散板１は例えば液体循環型のクーリン
グシステム（図示せず）に固定（例えばにかわ付け）さ
れる。熱拡散板は冷却液体が通過する多孔性の即ち微小
通路の構造を持つことができる。この発明に従って複数
の装置を組み立てることにより、任意の大きさのレーザ
ダイオードマトリクスを得ることが可能であることに留
意されたい。
【００２９】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ダイオ
ードレーザ装置からの放射熱の密度と均一性を増大する
ことにより、半導体アレイと熱拡散板との間の熱交換と
ダイオードの動作寿命を増大し、半導体アレイの電気的
接続を簡略化し、装置の生産を自動化し、それによって
その製造費用が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるダイオードレーザ装置の熱拡散
板の透視図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図３】この発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図４】この発明の第３の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１ 熱拡散板、２ リブ、３ 溝、４，６ 基部、５
先端、７，８ 側面、９ フィルム、１０ 金属化フィ
ルム、１１，１６ ストリップ、１２〜１５，２２，２
３，２６〜２９ 半導体アレイ、１７ 付着層、１８〜
２０，２４，２５，３０，３１ 導体、２１ 遮断スト
リップ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィクトル・ヴィクトロヴィッチ・アポロ ノフ ロシア連邦、117333 モスクワ、ドミトリ ー・ウルヤノフ・ストリート ３、アパー トメント 147 (72)発明者 ゲンナディ・イヴァノヴィッチ・ババヤン ツ ロシア連邦、モスクワ、142100 ポドルス ク、ディストリクト・レヴォリューショ ン・ストリート 16、アパートメント 30 (72)発明者 セルゲイ・イゴールヴィッチ・デルジャヴ ィン ロシア連邦、125502 モスクワ、フェステ ィヴァルナヤ 67、アパートメント 112 (72)発明者 バトリー・シャキモヴィッチ・キシュマコ フ ロシア連邦、モスクワ、142117 ポドルス ク、ディストリクト・オクティアブルスキ ー・アベニュー ３エイ、アパートメント 80 (72)発明者 ユーリー・ペトロヴィッチ・コヴァル ロシア連邦、モスクワ、140070 トミリ ノ、ディストリクト・ピオネルスカヤ 14、アパートメント 42 (72)発明者 ヴィタリー・ウラディミロヴィッチ・クズ ミノフ ロシア連邦、129278 モスクワ、パウル・ コルチャギン・ストリート 15、アパート メント 32 (72)発明者 ドミトリー・アレクサンドロヴィッチ・マ スコフスキー ロシア連邦、117463 モスクワ、ゴルビン スカヤ 29、アパートメント 555 (72)発明者 アレクサンドル・ミカイロヴィッチ・プロ コロフ ロシア連邦、117831 モスクワ、ズヴェニ ゴロドスカヤ 24、アパートメント 10 (72)発明者 ヴィクトル・パフロヴィッチ・スメカリン ロシア連邦、113535 モスクワ、ロスソシ ャンスカヤ 13、アパートメント 91 (72)発明者 ジャン・コルニヨー フランス国、91620 ノゼイ、シュマン・ カデ 10

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 良好な熱伝導体の材料からなり、その一
    面に並列なリブと溝の系が形成され、上記リブが同一で
    且つ等距離である熱拡散板と、 ダイオードと組み合って且つ上記溝内に縦に収納された
    複数の半導体アレイとを備え、上記溝は上記熱拡散板に
    一側で接合された少なくともほぼ三角形の断面を有し、
    上記各半導体アレイは上記リブの１つの斜めの側面に平
    坦に固定されるダイオードレーザ装置。
  2. 【請求項２】 各リブの上記２つの斜めの側面は、それ
    らの間に上記レーザダイオードの発散角に少なくともほ
    ぼ等しい稜角を形成する請求項１記載のダイオードレー
    ザ装置。
  3. 【請求項３】 上記稜角は６０゜程度である請求項２記
    載のダイオードレーザ装置。
  4. 【請求項４】 上記ダイオード間の接続を行うために、
    上記並列のリブおよび溝の系は上記半導体アレイが平坦
    に固定されている金属化フィルムで被膜され、該金属化
    フィルムは上記リブおよび溝に並列な遮断ストリップを
    含む請求項１記載のダイオードレーザ装置。
  5. 【請求項５】 熱を伝えるが上記リブと溝の系および上
    記金属化フィルム間で電気を伝えない材料のフィルムを
    含む請求項４記載のダイオードレーザ装置。
  6. 【請求項６】 ２つの半導体アレイが各溝内に設けら
    れ、その溝の正面発散斜め側面に平坦に固定され、上記
    半導体アレイは同じ導電型を有し、上記金属化フィルム
    の上記遮断ストリップは上記リブの先端と垂直線上にあ
    り、各溝内では第１の導体が上記２つの半導体アレイを
    相互に電気的に接続し、第２の導体が毎回１つの溝の第
    １の導体を隣接する溝の上記金属化フィルムの部分に接
    続する請求項４記載のダイオードレーザ装置。
  7. 【請求項７】 単一の半導体アレイが、上記ダイオード
    の上記半導体アレイの全てが並列の斜め側面に平坦に固
    定されるように、各溝内に設けられ、上記半導体アレイ
    は同じ導電型を有し、上記金属化フィルムの上記遮断ス
    トリップは上記溝の上記基部と垂直線上にあり、各溝内
    では導体が上記半導体アレイをその内部で上記半導体ア
    レイの固定されている上記斜め側面と反対の上記斜め側
    面を覆っている上記金属化フィルムの部分に接続する請
    求項４記載のダイオードレーザ装置。
  8. 【請求項８】 ２つの半導体アレイは、各溝内に設けら
    れ、その溝の正面発散斜め側面に平坦に固定され、溝内
    の上記２つの半導体アレイは反対の導電型を有し、一方
    の導電型の上記半導体アレイの全てが並列の斜め側面に
    固定され、上記金属化フィルムの上記遮断ストリップは
    上記溝の上記基部と垂直線上にあり、各溝内では導体が
    反対の導電型を有する２つの半導体アレイを相互に接続
    する請求項４記載のダイオードレーザ装置。
  9. 【請求項９】 上記金属化フィルムの厚さは、５０μｍ
    〜２００μｍの間である請求項４記載のダイオードレー
    ザ装置。
  10. 【請求項１０】 上記導体は厚さが５０μｍ〜２００μ
    ｍの間にあるストリップの形態である請求項６記載のダ
    イオードレーザ装置。
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6295307B1 (en) 1997-10-14 2001-09-25 Decade Products, Inc. Laser diode assembly
US6266353B1 (en) * 1999-07-30 2001-07-24 The Regents Of The University Of California Monolithic laser diode array with one metalized sidewall
US6647035B1 (en) * 2000-10-17 2003-11-11 The Regents Of The University Of California Ruggedized microchannel-cooled laser diode array with self-aligned microlens
LT5257B (lt) 2003-12-19 2005-08-25 U�daroji akcin� bendrov� MGF "�viesos konversija" Ryškį išsaugojantis lazerinių pluoštų formuotuvas
RU2281583C1 (ru) * 2005-03-09 2006-08-10 Александр Андреевич Петров Светоизлучающее устройство
US8134163B2 (en) 2008-08-11 2012-03-13 Taiwan Semiconductor Manfacturing Co., Ltd. Light-emitting diodes on concave texture substrate
US9293656B2 (en) * 2012-11-02 2016-03-22 Epistar Corporation Light emitting device
US8716723B2 (en) * 2008-08-18 2014-05-06 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Reflective layer between light-emitting diodes
US10038304B2 (en) 2009-02-17 2018-07-31 Trilumina Corp. Laser arrays for variable optical properties
US20130223846A1 (en) 2009-02-17 2013-08-29 Trilumina Corporation High speed free-space optical communications
US10244181B2 (en) 2009-02-17 2019-03-26 Trilumina Corp. Compact multi-zone infrared laser illuminator
US8995485B2 (en) 2009-02-17 2015-03-31 Trilumina Corp. High brightness pulsed VCSEL sources
US8995493B2 (en) 2009-02-17 2015-03-31 Trilumina Corp. Microlenses for multibeam arrays of optoelectronic devices for high frequency operation
JP5522977B2 (ja) 2009-06-09 2014-06-18 三菱電機株式会社 多波長半導体レーザ装置
GB2477458B (en) * 2009-06-09 2012-03-07 Mitsubishi Electric Corp Multi-wavelength semiconductor laser device
US8979338B2 (en) 2009-12-19 2015-03-17 Trilumina Corp. System for combining laser array outputs into a single beam carrying digital data
WO2011075609A1 (en) * 2009-12-19 2011-06-23 Trilumina Corporation System and method for combining laser arrays for digital outputs
TWI446578B (zh) * 2010-09-23 2014-07-21 Epistar Corp 發光元件及其製法
US11095365B2 (en) 2011-08-26 2021-08-17 Lumentum Operations Llc Wide-angle illuminator module
DE102012209266A1 (de) * 2012-06-01 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Schaltungsanordnung und Herstellungsverfahren hierfür
US9510478B2 (en) * 2013-06-20 2016-11-29 Honeywell International Inc. Cooling device including etched lateral microchannels
JP2016081562A (ja) 2014-10-09 2016-05-16 ソニー株式会社 表示装置、表示装置の製造方法および電子機器
CN105720478A (zh) * 2016-04-26 2016-06-29 西安炬光科技股份有限公司 一种可替换芯片的传导冷却型半导体激光器及其制备方法
US11025031B2 (en) 2016-11-29 2021-06-01 Leonardo Electronics Us Inc. Dual junction fiber-coupled laser diode and related methods
US11406004B2 (en) 2018-08-13 2022-08-02 Leonardo Electronics Us Inc. Use of metal-core printed circuit board (PCB) for generation of ultra-narrow, high-current pulse driver
US11056854B2 (en) 2018-08-14 2021-07-06 Leonardo Electronics Us Inc. Laser assembly and related methods
US11296481B2 (en) 2019-01-09 2022-04-05 Leonardo Electronics Us Inc. Divergence reshaping array
US11752571B1 (en) 2019-06-07 2023-09-12 Leonardo Electronics Us Inc. Coherent beam coupler
US12253685B2 (en) 2019-09-16 2025-03-18 Leonardo Electronics Us Inc. Asymmetric input intensity hexagonal homogenizer
CN111193179B (zh) * 2020-03-06 2025-06-06 西安炬光科技股份有限公司 激光叠阵

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5885368U (ja) * 1981-12-04 1983-06-09 沖電気工業株式会社 レ−ザダイオ−ドアレイ装置
JPH0323688A (ja) * 1989-06-21 1991-01-31 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置の製造方法
JPH04212431A (ja) * 1990-01-23 1992-08-04 Philips Gloeilampenfab:Nv 支持体を有する半導体デバイスおよびこのような半導体デバイスの製造方法
JPH06120607A (ja) * 1991-03-04 1994-04-28 Arthur A Karpinski モノリシックレーザーダイオードアレー
JPH0851247A (ja) * 1994-08-05 1996-02-20 Mitsubishi Electric Corp 集積型半導体レーザ装置の製造方法，及び集積型半導体レーザ装置
JPH1041580A (ja) * 1996-04-30 1998-02-13 Cutting Edge Optronics Inc レーザーダイオードパッケージ体及びその製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1597707A (en) * 1978-03-08 1981-09-09 Aei Semiconductors Ltd Electronic component assemblies
US4847851A (en) * 1988-05-19 1989-07-11 University Of South Florida Butt-coupled single transverse mode diode pumped laser
US4881237A (en) * 1988-08-26 1989-11-14 Massachusetts Institute Of Technology Hybrid two-dimensional surface-emitting laser arrays
US5349210A (en) * 1993-02-02 1994-09-20 Motorola, Inc. Optical reading head with angled array
US5828683A (en) * 1997-04-21 1998-10-27 The Regents Of The University Of California High density, optically corrected, micro-channel cooled, v-groove monolithic laser diode array

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5885368U (ja) * 1981-12-04 1983-06-09 沖電気工業株式会社 レ−ザダイオ−ドアレイ装置
JPH0323688A (ja) * 1989-06-21 1991-01-31 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置の製造方法
JPH04212431A (ja) * 1990-01-23 1992-08-04 Philips Gloeilampenfab:Nv 支持体を有する半導体デバイスおよびこのような半導体デバイスの製造方法
JPH06120607A (ja) * 1991-03-04 1994-04-28 Arthur A Karpinski モノリシックレーザーダイオードアレー
JPH0851247A (ja) * 1994-08-05 1996-02-20 Mitsubishi Electric Corp 集積型半導体レーザ装置の製造方法，及び集積型半導体レーザ装置
JPH1041580A (ja) * 1996-04-30 1998-02-13 Cutting Edge Optronics Inc レーザーダイオードパッケージ体及びその製造方法

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