WO2013168445A1 - 半導体レーザモジュール - Google Patents

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WO2013168445A1
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laser module
reflection mirror
mirror
package
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悠太 石毛
木村　俊雄
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Furukawa Electric Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
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    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor laser module with high coupling efficiency to a fiber.
  • a semiconductor laser module that couples light output from a plurality of semiconductor lasers to an optical fiber.
  • a semiconductor laser module for example, there is a laser diode assembly in which a plurality of lasers and corresponding lenses and mirrors are arranged in a plurality of stages in the height direction and coupled to an optical fiber (Patent Document 1). ).
  • FIG. 11 is a schematic view showing a conventional semiconductor laser module 100.
  • FIG. 11 is a perspective view of the upper surface of the package 103 and the wall portion on the front side in the drawing.
  • the semiconductor laser module 100 mainly includes a package 103, a semiconductor laser 105, lenses 107, 109, 113, a reflection mirror 111, an optical fiber 115, and the like.
  • the bottom of the package 103 is formed in a step shape so that the height gradually increases.
  • Each step is a semiconductor laser installation surface 117.
  • a semiconductor laser 105 is installed on each semiconductor laser installation surface 117.
  • a lens 107 is arranged in front of the semiconductor laser 105 (outgoing direction). Further, a lens 109 is arranged in front of the lens. The lenses 107 and 109 collimate the light emitted from the semiconductor laser 105 in the vertical direction and the horizontal direction, respectively.
  • the light collimated in this way is reflected by the reflecting mirror 111 and changes its direction substantially vertically.
  • the lenses 107 and 109 and the reflection mirror 111 are arranged for each semiconductor laser 105 and are arranged on the same semiconductor laser installation surface. Further, the light reflected by the respective reflecting mirrors 111 is collected by the lens 113 and coupled to the optical fiber 115.
  • FIG. 12A is a side view in the emission direction of the semiconductor laser 105, and is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
  • the laser light 119 emitted from each semiconductor laser 105 (not shown) is reflected by the reflection mirror 111. That is, the laser beams 119 emitted from the respective semiconductor lasers 105 are emitted at different heights and reflected by the reflection mirrors 111 arranged at different heights.
  • the lens 113 can be coupled to the optical fiber 115 by condensing the laser beams 119 having different heights.
  • FIG. 12B is an enlarged view of the vicinity of the reflection mirror 111 at this time.
  • the laser beam 119 is reflected by the reflecting mirrors 111 on the lower side (left side in the figure) and the upper side (right side in the figure).
  • the height of the reflection mirror 111 (Y in the figure) is about 1000 ⁇ m, but the step height (W in the figure) of the semiconductor laser installation surface 117 is about 300 ⁇ m. Therefore, the height of the area that can be irradiated with the laser beam 119 on the mirror is 300 ⁇ m.
  • the height of the laser beam 119 (X in the figure) is about 250 ⁇ m. Therefore, in order to irradiate the reflection mirror 111 with all of the laser beam 119 and prevent the reflected laser beam 119 from being reflected on the lower mirror, there is only a margin of about 25 ⁇ m above and below the reflection mirror 111.
  • the reflection mirror 111 is fixed on the semiconductor laser installation surface 117 with an adhesive or the like. Accordingly, the reflecting mirror 111 moves in the vertical direction by the adhesive fixing accuracy of +20 ⁇ m and ⁇ 5 ⁇ m. Further, the processing accuracy of the reflecting mirror 111 has a tolerance of about ⁇ 30 ⁇ m. Therefore, if the variation in adhesive thickness or the processing accuracy of the mirror deviates, the lower reflection mirror 111 may protrude upward by 50 ⁇ m from the design value.
  • the lower reflection mirror 111 when the lower reflection mirror 111 protrudes upward, a part of the laser light 119 reflected by the upper reflection mirror 111 may be shielded by the lower reflection mirror 111 (arrow in the figure). Z). That is, part of the laser beam 119 may not be reflected toward the optical fiber 115.
  • the lower reflection mirror 111 it is difficult to move the lower reflection mirror 111 further downward. Further, if the dimensional accuracy of the reflection mirror 111 is made strict, the cost increases. If the size of the reflection mirror 111 is reduced, as described above, the margin for the size of the laser beam 119 is further reduced, and it becomes difficult to reflect all of the laser beam 119. Further, when the height of the step is increased, the difference in the height direction of the laser light 119 is increased, so that a larger lens 113 is required and it is difficult to focus on the optical fiber 115.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser module that reliably reflects laser light by a reflection mirror and has excellent coupling efficiency to an optical fiber.
  • the present invention provides a semiconductor laser module, which includes a plurality of semiconductor lasers, a plurality of reflection mirrors that respectively reflect laser beams emitted from the plurality of semiconductor lasers, and the reflection mirrors. And a plurality of the semiconductor lasers disposed on the semiconductor laser installation surfaces having different heights, and a plurality of the reflection lasers.
  • the mirror is a semiconductor laser module characterized in that it is joined to an upright surface substantially perpendicular to the semiconductor laser installation surface while changing its height.
  • the standing surface is preferably a surface facing the emitting surface of the semiconductor laser.
  • the reflecting mirror has a gripping part for gripping when installing the reflecting mirror, and the gripping part has two parallel surfaces that are substantially perpendicular to the standing surface, It is desirable that the reflecting surface be formed at a predetermined angle with respect to the grip portion.
  • the joint surface of the reflection mirror to the standing surface may be a curved surface.
  • a concave portion may be formed in a joint portion between the rising surface and the reflection mirror.
  • the rising surface may be an inner surface of the package of the semiconductor laser module.
  • the standing surface may be a wall member disposed inside the package of the semiconductor laser module and provided on the semiconductor laser installation surface.
  • the wall member may be made of the same material as that constituting the semiconductor laser installation surface, and the wall member may be made of the same material as that constituting the reflection mirror. .
  • the reflection mirror is installed on a standing surface perpendicular to the semiconductor laser installation surface. Therefore, there is no fluctuation in the height direction due to the thickness of the adhesive of the reflection mirror.
  • the reflection mirror since the reflection mirror is fixed to the standing surface, the reflection mirror can be thinned to the beam width in the vertical direction of the laser beam 119. At this time, the fixed position of the reflecting mirror in the height direction can be arbitrarily adjusted. Therefore, the reflection mirror can be installed at an appropriate position with respect to the laser beam. For this reason, even if the margin of the reflecting mirror with respect to the size of the laser beam is reduced, it is sufficiently applicable.
  • the gripping portion can be gripped by a predetermined device or the like, and the fixed position of the reflection mirror can be finely adjusted. Therefore, the installation position accuracy of the reflection mirror can be increased.
  • the direction of the reflecting mirror can be easily adjusted. For example, by finely adjusting the direction of the reflecting mirror while a part of the convex surface of the reflecting mirror is in contact with the standing surface, the arrangement and direction of the reflecting mirror can be adjusted with high accuracy.
  • the structure is simple.
  • a separate wall member can be used as the standing surface.
  • the member since the member is different from the package, it is not affected by the deformation of the package. Therefore, the optical axis of the reflection mirror does not shift.
  • the wall member is made of the same material as the material constituting the semiconductor laser installation surface, so that the influence of the optical axis shift due to the difference in thermal expansion can be suppressed.
  • the wall member is made of the same material as that of the reflecting mirror, thereby facilitating adhesion.
  • the present invention it is possible to provide a semiconductor laser module that reliably reflects laser light by a reflecting mirror and has excellent coupling efficiency to an optical fiber.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor laser module 1.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor laser module 1.
  • FIG. 3A is a side view showing the semiconductor laser module 1, and is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, and
  • FIGS. 4A and 4B are conceptual diagrams showing the shape of laser light, where FIG. 4A is a diagram showing the shape of a cross section taken along line BB in FIG. 3, and FIG. (A) is a figure which shows the shape of the reflective mirror 11, (b) is a figure which shows the shape of the reflective mirror 11a. (A) is a figure which shows the shape of the reflective mirror 11b, (b) is a figure which shows the shape of the reflective mirror 11c.
  • FIG. 2 is a plan view showing a semiconductor laser module 30.
  • FIG. 2 is a plan view showing a semiconductor laser module 40.
  • FIG. 2 is a plan view showing a semiconductor laser module 50.
  • FIG. FIG. 4 is a side sectional view showing a semiconductor laser module 50.
  • 1 is a perspective view showing a semiconductor laser module 100.
  • FIG. FIG. 12A is a side view showing the semiconductor laser module 100, and is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 11, and FIG.
  • FIG. 1 is a view showing a semiconductor laser module 1
  • FIG. 1 is a perspective view
  • FIG. 2 is a plan view
  • 1 is a perspective view of the upper surface of the package 3 and the side wall on the front side in the drawing.
  • the semiconductor laser module 1 mainly includes a package 3, a semiconductor laser 5, lenses 7, 9, and 13, a reflection mirror 11, an optical fiber 15, and the like.
  • Package 3 includes a bottom portion and side surfaces 19a and 19b.
  • the side surfaces 19 a and 19 b stand substantially perpendicular to the bottom of the package 3.
  • the side surfaces 19a and 19b are arranged perpendicular to each other.
  • the side surfaces 19a and 19b are made of, for example, copper, copper alloy, Fe—Ni—Co alloy, aluminum, or resin.
  • the bottom of the package 3 is made of, for example, copper, copper alloy, aluminum, ceramic having high thermal conductivity (for example, aluminum nitride: AlN, beryllium oxide: BeO), or the like.
  • each step is a semiconductor laser installation surface 17. That is, the semiconductor laser module 1 is formed with a plurality of semiconductor laser installation surfaces 17 in a step shape.
  • the semiconductor laser 5 is installed on each semiconductor laser installation surface 17.
  • the semiconductor laser 5 may be mounted on the submount 6 in advance, or the submount 6 (chip on submount: COS) on which the semiconductor laser 5 is mounted may be mounted on the semiconductor laser installation surface 17.
  • a lens 7 is disposed in front of the semiconductor laser 5 (outgoing direction). Although it is provided separately from the semiconductor laser 5 in the figure, it may be provided on the emission end face of the semiconductor laser 5. Further, a lens 9 is disposed in front of the lens 9. The lenses 7 and 9 are arranged for each semiconductor laser 5 and are arranged on the same semiconductor laser installation surface 17. The lenses 7 and 9 collimate the light emitted from the semiconductor laser 5 in the vertical direction and the horizontal direction, respectively. The lens 7 may be fixed to the wall surface of the submount 6 after adjusting the height with the semiconductor laser 5.
  • the reflection mirror 11 is fixed to the side surface 19a provided to face the emitting direction of the semiconductor laser 5.
  • a side surface 19 a which is an upright surface with respect to the semiconductor laser installation surface 17, is a surface substantially perpendicular to the semiconductor laser installation surface 17 and constitutes a side wall of the package 3.
  • the reflection mirror 11 reflects light collimated by the lenses 7 and 9 described above substantially vertically.
  • the lenses 7 and 9 and the reflection mirror 11 for each semiconductor laser 5 can all be of the same shape.
  • the lens 13 is fixed to the bottom of the package 3 in a direction perpendicular to the emitting direction of the semiconductor laser 5.
  • the lens 13 condenses the laser light reflected by the reflection mirror 11.
  • An optical fiber 15 is provided on the back side of the lens 13 so as to penetrate the package 3.
  • the laser beam condensed by the lens 13 is coupled to the optical fiber 15.
  • a plurality of semiconductor lasers 5 are provided side by side on the respective semiconductor laser installation surfaces 17 and emit laser beams in substantially the same direction.
  • the lenses 7, 9 and the reflection mirror 11 are arranged in this order in the same direction. Therefore, the laser beam is applied to the reflection mirror 11 through the lenses 7 and 9. Further, each of the reflection mirrors 11 reflects the laser light in substantially the same direction.
  • the laser beams reflected by the respective reflecting mirrors 11 are collected by the lens 13 and coupled to the optical fiber 15.
  • a lens that collimates in the direction horizontal to the stacking direction of the semiconductor laser 5 is provided on the semiconductor laser 5 side, and a lens that collimates in the direction perpendicular to the stacking direction of the semiconductor laser 5 is provided on the mirror side. It is convenient to arrange.
  • the number and arrangement of the semiconductor lasers 5 are not limited to the illustrated example. Further, if the reflecting surface of the reflecting mirror 11 is formed of a curved surface, a spherical surface, etc., and the spread in the vertical direction or the horizontal direction of the laser light emitted from the semiconductor laser 5 can be collimated by the reflecting mirror 11, it is possible.
  • the lenses 7 and 9 to be used are not necessarily required.
  • FIG. 3A is a side view of the emission direction of the semiconductor laser 5, and is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • the laser light 20 emitted from each semiconductor laser 5 (not shown) is reflected by the reflection mirror 11. That is, the laser beams 20 emitted from the respective semiconductor lasers 5 are emitted at different heights and reflected by the reflection mirrors 11 arranged at different heights.
  • FIG. 4A is a conceptual diagram showing the shape of the laser beam in the section BB in FIG. 3A
  • FIG. 4B is the laser in the section CC in FIG. 3A. It is a conceptual diagram which shows the shape of light.
  • the laser light 20 reflected by each reflecting mirror 11 passes through different heights according to the height of the semiconductor laser installation surface 17.
  • the laser beam 20 is condensed in the height direction with the end face position of the optical fiber 15 as a focal point. That is, the lens 13 can be coupled to the optical fiber 115 by condensing the laser beams 20 having different heights.
  • FIG. 3B is an enlarged view of the vicinity of the reflection mirror 11.
  • the laser beam 20 is reflected by the reflecting mirrors 11 on the lower side (left side in the figure) and the upper stage side (right side in the figure).
  • the height (F in the figure) of the laser beam 20 is about 250 ⁇ m. Therefore, the thickness of the reflection mirror 11 (E in the figure) only needs to be slightly larger than this. For example, it may be 250 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less. Further, the step height (D in the figure) of the semiconductor laser installation surface 17 is approximately 300 ⁇ m.
  • the reflecting mirror 11 is fixed to the side surface 19a with an adhesive or the like. That is, the reflecting mirror 11 is not bonded to the semiconductor laser installation surface 17. Therefore, a gap can be formed between the lower surface of the reflection mirror 11 and the semiconductor laser installation surface 17. Therefore, the reflection mirror 11 has a large degree of freedom in adjustment in the height direction (in the direction of arrow H in the figure).
  • the reflection mirror 111 (FIG. 12B) it is installed on the semiconductor laser installation surface 117. For this reason, the reflection mirror 111 is also disposed in the lower part where the laser beam is not actually irradiated.
  • the reflecting mirror 11 is fixed to the side surface 19a. For this reason, the installation height can be easily adjusted. Therefore, even if the height of the laser beam 20 is almost the same, it can be reliably reflected.
  • the height of the reflection mirror 11 it is possible to easily prevent the upper-stage laser beam 20 (arrow G in the figure) from being obstructed. Needless to say, the height of the upper reflecting mirror 11 can be easily adjusted.
  • the adhesive surface of the reflection mirror 11 is not the bottom surface of the reflection mirror 11 but the side surface. Therefore, when an ultraviolet curable adhesive is used for bonding the reflection mirror 11, the arm or the like that holds the reflection mirror 11 does not become a shadow of ultraviolet irradiation. Therefore, if the ultraviolet rays are irradiated obliquely from above the reflecting mirror 11, the adhesive surfaces can be easily irradiated with the ultraviolet rays. That is, it is easy to irradiate the adhesive surface of the reflection mirror 11 with ultraviolet rays.
  • FIG. 5A is a plan view showing the reflection mirror 11.
  • the reflection mirror 11 includes a joint surface 23 that is fixed to the side surface 19a and a reflection surface 21 that is formed at an angle of about 45 °.
  • the reflection mirror 11 is made of glass, for example, and a thin film such as a dielectric multilayer film or a metal is formed on the reflection surface 21.
  • a reflection mirror 11a as shown in FIG. 5B can also be used.
  • the reflection surface 21 is a concave curved surface.
  • a reflection mirror 11b having a grip portion 25 can be used.
  • the grip portion 25 is composed of two opposing surfaces that are substantially perpendicular to the bonding surface 23 (surface to be bonded) and parallel to each other.
  • the reflection mirror 11b can be gripped by an arm or the like (not shown). Therefore, when the reflecting mirror 11b is joined to the side surface 19a, it is easy to finely adjust the position and direction of the reflecting mirror 11b.
  • a reflection mirror 11c in which the joint surface 23 is a curved surface can be used.
  • the curved surface of the bonding surface 23 may be a curved surface only in one-direction cross section, or may be a spherical surface. In this way, when the reflecting mirror 11c is bonded to the side surface 19a, it is easy to adjust the direction and the like of the reflecting mirror 11c while a part of the bonding surface 23 is in contact with the side surface 19a. Therefore, it is easy to finely adjust the direction of the reflection mirror 11c.
  • the reflecting mirror 11 and the like are fixed to an upright surface substantially perpendicular to the semiconductor laser installation surface 17. For this reason, the height adjustment with respect to the semiconductor laser installation surface 17 is easy. Therefore, a certain laser beam is not shielded by a reflection mirror or the like with respect to a laser beam having another height. Further, even if the adhesive is contracted when it is cured, the reflection mirror 11 or the like is not displaced in the height direction. Therefore, a semiconductor laser module with high coupling efficiency can be obtained.
  • the rising surface is the side surface 19a of the package 3, the structure is simple. Moreover, since the reflection mirror can use the thing of the same shape, it is excellent also in manufacturing cost. Further, if the holding portion 25 is provided like the reflection mirrors 11b and 11c, the reflection mirror can be further finely adjusted.
  • FIG. 7 is a plan view showing the semiconductor laser module 30.
  • components having the same functions as those of the semiconductor laser module 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3, and redundant descriptions are omitted.
  • the semiconductor laser module 30 has substantially the same configuration as the semiconductor laser module 1, but differs in that a wall member 31 is used.
  • a wall member 31 is used.
  • the reflection mirror 11 is used, but it is needless to say that other forms of the reflection mirrors 11a, 11b, and 11c can be used.
  • the step shape of the semiconductor laser installation surface 17 at the bottom of the package 3 is formed up to the position of the lens 9.
  • a wall member 31 is provided on the back side of the lens 9 so as to extend over the installation range of all the semiconductor lasers 5. That is, the wall member 31 is fixed to the flat portion at the bottom of the package 3. Therefore, the wall member 31 stands substantially perpendicular to the semiconductor laser installation surface 17 and is provided substantially parallel to the side surface 19a.
  • the reflection mirror 11 is fixed to the wall member 31 at a height corresponding to the height of each semiconductor laser 5. That is, the reflection mirror 11 is fixed to the wall member 31 at different heights.
  • the fixing method and arrangement of the reflecting mirror 11 are the same as the fixing method to the side surface 19a in the semiconductor laser module 1.
  • the wall member 31 can be made of the same material as the bottom of the semiconductor laser module 30, for example.
  • the bottom of the semiconductor laser module 30 is made of copper alloy, aluminum, ceramic having high thermal conductivity (for example, aluminum nitride: AlN, beryllium oxide: BeO), or the like. Therefore, when the wall member 31 is made of the same material as that of the bottom portion, the bottom portion and the wall member 31 have substantially the same linear expansion coefficient. Therefore, it is possible to reduce the influence of deformation or the like accompanying a temperature change or the like.
  • the wall member 31 may be made of the same material as that of the reflection mirror 11, for example. As described above, the reflection mirror 11 is made of glass. Therefore, by forming the wall member 31 with the same material as that of the reflection mirror 11, the adhesiveness with the reflection mirror 11 is excellent. Therefore, adhesion between the reflection mirror 11 and the wall member 31 is facilitated.
  • the same effect as that of the semiconductor laser module 1 can be obtained. Further, by disposing the wall member 31 for fixing the reflecting mirror 11 separately from the package 3, the material of the wall member 31 can be changed from the material of the side surface 19a. Therefore, the material can be appropriately selected in consideration of deformation due to temperature change, adhesiveness with the reflecting mirror 11, and the like.
  • FIG. 8 is a plan view showing the semiconductor laser module 40.
  • the semiconductor laser module 40 has substantially the same configuration as that of the semiconductor laser module 1, but differs in that a concave portion 41 is formed on the side surface 19a.
  • a concave portion 41 is formed in a portion of the side surface 19a where the reflecting mirror 11 is fixed.
  • the recess 41 is a recess formed in the side surface 19 a, and the reflection mirror 11 is fixed in the recess 41.
  • FIG. 9 is a plan view showing the semiconductor laser module 50
  • FIG. 10 is a side sectional view.
  • the semiconductor laser module 50 has substantially the same configuration as that of the semiconductor laser module 1, but differs in that the reflection mirror 51 is provided and the adhesion surface of the reflection mirror 51 is different.
  • a reflection mirror 51 is used in the semiconductor laser module 50.
  • the reflection mirror 51 has a different length for each corresponding semiconductor laser 5.
  • the longest reflecting mirror 51 may be fixed at the lowest position, and the reflecting mirrors 51 having shorter lengths may be sequentially fixed toward the upper side.
  • the reflection mirror 51 is fixed to the side surface 19b substantially perpendicular to the side surface 19a.
  • the side surface 19b of the package 3 is an upright surface substantially perpendicular to the semiconductor laser installation surface 17.
  • a slight clearance may be formed between the reflecting mirrors 51 or they may be brought into contact with each other.
  • the reflection mirror 51 is not fixed to the semiconductor laser installation surface 17, the adjustment in the height direction is easy.
  • the various embodiments described above can be combined with each other.
  • the shape of the reflecting surface of the reflecting mirror and the shape of the lens can be set as appropriate.

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Abstract

　半導体レーザモジュール１は、主に、パッケージ３、半導体レーザ５、レンズ７、９、１３、反射ミラー１１、光ファイバ１５等から構成される。パッケージ３は、底部と、側面１９ａ、１９ｂから構成される。側面１９ａ、１９ｂは、パッケージ３の底部に対して、略垂直に起立する。半導体レーザモジュール１には、複数の半導体レーザ設置面１７が階段状に形成される。それぞれの半導体レーザ設置面１７には、半導体レーザ５が設置される。半導体レーザ５の前方（出射方向）には、レンズ７が配置される。また、さらにその前方には、レンズ９が配置される。半導体レーザ５の出射方向に対向するように設けられる側面１９ａには、反射ミラー１１が固定される。

Description

半導体レーザモジュール
　本発明は、ファイバへの結合効率の良い半導体レーザモジュールに関するものである。
　従来、複数の半導体レーザから出力された光を、光ファイバに結合する半導体レーザモジュールがある。このような、半導体レーザモジュールとしては、例えば、複数のレーザと、これに対応したレンズおよびミラーとを高さ方向に複数段に配置し、光ファイバに結合するレーザダイオードアッセンブリがある（特許文献１）。
米国特許第７７３３９３２号公報
　図１１は、従来の半導体レーザモジュール１００を示す概略図である。なお、図１１は、パッケージ１０３の上面および図中手前側の壁部の透視図である。半導体レーザモジュール１００は、主に、パッケージ１０３、半導体レーザ１０５、レンズ１０７、１０９、１１３、反射ミラー１１１、光ファイバ１１５等から構成される。
　パッケージ１０３の底部は、徐々に高さが高くなるように、階段状に形成される。それぞれの段上が、半導体レーザ設置面１１７となる。それぞれの半導体レーザ設置面１１７には、半導体レーザ１０５が設置される。
　半導体レーザ１０５の前方（出射方向）には、レンズ１０７が配置される。また、さらにその前方には、レンズ１０９が配置される。レンズ１０７、１０９によって、半導体レーザ１０５から出射した光の縦方向および横方向それぞれがコリメートされる。
　このようにしてコリメートされた光は、反射ミラー１１１で反射され、略垂直に方向を変える。なお、レンズ１０７、１０９、反射ミラー１１１は、それぞれの半導体レーザ１０５毎に配置され、同一の半導体レーザ設置面上に配置される。さらに、それぞれの反射ミラー１１１によって反射した光は、レンズ１１３によって集光され、光ファイバ１１５に結合される。
　図１２（ａ）は、半導体レーザ１０５の出射方向の側面図であり、図１１のＶ－Ｖ線断面図である。前述の通り、それぞれの半導体レーザ１０５（図示せず）から出射したレーザ光１１９は、反射ミラー１１１によって反射される。すなわち、それぞれの半導体レーザ１０５から出射したレーザ光１１９は、それぞれ異なる高さに出射され、異なる高さに配置された反射ミラー１１１によって反射される。レンズ１１３は、これらの高さの異なるレーザ光１１９を集光することで、光ファイバ１１５に結合することができる。
　図１２（ｂ）は、この際の反射ミラー１１１近傍の拡大図である。下段側（図中左側）および上段側（図中右側）のそれぞれの反射ミラー１１１では、レーザ光１１９が反射する。ここで、反射ミラー１１１の高さ（図中Ｙ）は、おおよそ１０００μｍ程度であるが、半導体レーザ設置面１１７の段差高さ（図中Ｗ）は、おおよそ３００μｍである。したがって、ミラー上でレーザ光１１９が照射できるエリアの高さは３００μｍである。また、レーザ光１１９の高さ（図中Ｘ）は、約２５０μｍである。したがって、レーザ光１１９の全てが反射ミラー１１１に照射するよう、かつ下段のミラーに反射させたレーザ光１１９が当たらないようにするためには、反射ミラー１１１の上下に２５μｍ程度しか余裕が無い。
　ここで、反射ミラー１１１は、半導体レーザ設置面１１７上に接着剤等により固定される。したがって、反射ミラー１１１は、接着剤の固定精度＋２０μｍ、－５μｍだけ上下方向に移動する。また、反射ミラー１１１の加工精度としては、±３０μｍ程度の公差を有する。したがって、接着剤の厚みのバラツキやミラーの加工精度が大きい方にずれると、下段側の反射ミラー１１１は、設計値よりも５０μｍも上方に突出する場合がある。
　このように、下段側の反射ミラー１１１が上方に突出すると、上段側の反射ミラー１１１で反射するレーザ光１１９の一部が、下段側の反射ミラー１１１で遮蔽される恐れがある（図中矢印Ｚ）。すなわち、レーザ光１１９の一部が光ファイバ１１５方向に反射されなくなる恐れがある。
　しかし、下段側の反射ミラー１１１をこれ以上下方に移動させることは困難である。また、反射ミラー１１１の寸法精度を厳しくすれば、コスト増となる。また、反射ミラー１１１のサイズを小さくしたのでは、前述したように、レーザ光１１９のサイズに対する余裕がさらに小さくなり、レーザ光１１９の全てを反射させるのが困難となる。また、段差高さを高くしたのでは、レーザ光１１９の高さ方向の差が大きくなるため、より大きなレンズ１１３が必要になるとともに、光ファイバ１１５への集光が困難となる。
　本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、反射ミラーによって確実にレーザ光を反射し、光ファイバへの結合効率に優れる半導体レーザモジュールを提供することを目的とする。
　前述した目的を達するために本発明は、半導体レーザモジュールであって、複数の半導体レーザと、複数の前記半導体レーザから出射されるレーザ光をそれぞれ反射する複数の反射ミラーと、前記反射ミラーにより反射されたそれぞれのレーザ光を集光し、光ファイバに結合する集光レンズと、を具備し、複数の前記半導体レーザは、互いに高さの異なる半導体レーザ設置面にそれぞれ配置され、複数の前記反射ミラーは、前記半導体レーザ設置面に対して略垂直な起立面に、互いに高さを変えて接合されることを特徴とする半導体レーザモジュールである。
　前記起立面は前記半導体レーザの出射面に対向する面であることが望ましい。
　前記反射ミラーは、前記反射ミラーを設置する際に把持するための把持部を有し、前記把持部は、前記起立面に対して略垂直な互いに平行な２面を有し、前記反射ミラーの反射面が前記把持部に対して、所定の角度で形成されることが望ましい。
　前記反射ミラーの前記起立面への接合面は、曲面で構成されてもよい。前記起立面の前記反射ミラーとの接合部には、凹部が形成されてもよい。
　前記起立面は、半導体レーザモジュールのパッケージの内側面であってもよい。または、前記起立面は、半導体レーザモジュールのパッケージ内部に配置され、前記半導体レーザ設置面の上に設けられた壁部材であってもよい。この場合、前記壁部材は、前記半導体レーザ設置面を構成する材質と同一の材質で構成されてもよく、前記壁部材は、前記反射ミラーを構成する材質と同一の材質で構成されてもよい。
　本発明によれば、反射ミラーが、半導体レーザ設置面に垂直な起立面に設置される。したがって、反射ミラーの接着剤等の厚みによる、高さ方向の変動が無い。
　また、反射ミラーを起立面に固定するため、レーザ光１１９の垂直方向のビーム幅まで、反射ミラーを薄くすることができる。この際、反射ミラーの高さ方向の固定位置は、任意に調整することができる。したがって、レーザ光に対して適切な位置に反射ミラーを設置することができる。このため、レーザ光の大きさに対する反射ミラーの余裕代を小さくしても十分に適用可能である。
　また、反射ミラーに把持部を形成することで、把持部を所定の装置等によって把持し、反射ミラーの固定位置を微調整することができる。したがって、反射ミラーの設置位置精度を高くすることができる。
　また、反射ミラーと起立面との接合部を曲面とすれば、反射ミラーの方向等の調整が容易である。例えば、反射ミラーの凸面の一部を起立面に接触させた状態で反射ミラーの向きを微調整することで、反射ミラーの配置や方向を精度よく調整することができる。
　また、起立面の一部に凹部を設け、反射ミラーを凹部に設置して固定することで、接着剤がパッケージ底部等に流出することを防止することができる。
　また、起立面として、パッケージの内側面を用いれば、従来のパッケージをそのまま使用することができる。したがって、構造が簡易である。
　また、起立面として、別途壁部材を用いることもできる。この場合には、パッケージとは異なる部材であるため、パッケージの変形等の影響を受けることが無い。したがって、反射ミラーの光軸がずれることがない。
　また、この場合において、壁部材の材質を、半導体レーザ設置面を構成する材質と同質の材質とすることで、熱膨張の違いによる、光軸ずれ等の影響を抑制することができる。
　または、壁部材の材質を、反射ミラーを構成する材質と同質の材質とすることで、接着が容易となる。また、反射ミラーと壁部材の熱膨張の違いによる、光軸ずれ等の影響を抑制することができる。
　本発明によれば、反射ミラーによって確実にレーザ光を反射し、光ファイバへの結合効率に優れる半導体レーザモジュールを提供することができる。
半導体レーザモジュール１を示す斜視図。 半導体レーザモジュール１を示す平面図。 （ａ）は、半導体レーザモジュール１を示す側面図であり、図２のＡ－Ａ線断面図、（ｂ）は反射ミラー近傍の拡大図。 レーザ光の形状を示す概念図であり、（ａ）は、図３のＢ－Ｂ線断面における形状を示す図、（ｂ）は、図３のＣ－Ｃ線断面における形状を示す図。 （ａ）は反射ミラー１１の形状を示す図、（ｂ）は反射ミラー１１ａの形状を示す図。 （ａ）は反射ミラー１１ｂの形状を示す図、（ｂ）は反射ミラー１１ｃの形状を示す図。 半導体レーザモジュール３０を示す平面図。 半導体レーザモジュール４０を示す平面図。 半導体レーザモジュール５０を示す平面図。 半導体レーザモジュール５０を示す側面断面図。 半導体レーザモジュール１００を示す斜視図。 （ａ）は、半導体レーザモジュール１００を示す側面図であり、図１１のＶ－Ｖ線断面図、（ｂ）は反射ミラー近傍の拡大図。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、半導体レーザモジュール１を示す図であり、図１は斜視図、図２は平面図である。なお、図１は、パッケージ３の上面および図中手前側の側壁を透視した図である。半導体レーザモジュール１は、主に、パッケージ３、半導体レーザ５、レンズ７、９、１３、反射ミラー１１、光ファイバ１５等から構成される。
　パッケージ３は、底部と、側面１９ａ、１９ｂから構成される。側面１９ａ、１９ｂは、パッケージ３の底部に対して、略垂直に起立する。また、側面１９ａ、１９ｂは、互いに垂直に配置される。なお、側面１９ａ、１９ｂは、例えば銅、銅合金、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ合金、アルミニウムや樹脂で構成される。また、パッケージ３の底部は、例えば銅、銅合金、アルミニウム、高熱伝導率を有すセラミック（例えば、窒化アルミ：ＡｌＮ、酸化ベリリウム：ＢｅＯ）等で構成される。
　パッケージ３の内部において、底部は、徐々に高さが高くなるように、階段状に形成される。それぞれの段上が、半導体レーザ設置面１７となる。すなわち、半導体レーザモジュール１には、複数の半導体レーザ設置面１７が階段状に形成される。それぞれの半導体レーザ設置面１７には、半導体レーザ５が設置される。半導体レーザ５は予めサブマウント６に搭載されていてもよく、その半導体レーザ５が搭載されたサブマウント６（チップオンサブマウント：ＣＯＳ）を半導体レーザ設置面１７に搭載してもよい。
　半導体レーザ５の前方（出射方向）には、レンズ７が配置される。図においては半導体レーザ５とは別に設けられているが、半導体レーザ５の出射端面に設けても良い。また、さらにその前方には、レンズ９が配置される。レンズ７、９は、それぞれの半導体レーザ５毎に配置され、同一の半導体レーザ設置面１７上に配置される。レンズ７、９は、半導体レーザ５から出射した光を、縦方向および横方向それぞれにコリメートするものである。レンズ７に関しては、半導体レーザ５と高さを調整後、サブマウント６の壁面に固定してもよい。
　半導体レーザ５の出射方向に対向するように設けられる側面１９ａには、反射ミラー１１が固定される。半導体レーザ設置面１７に対する起立面である側面１９ａは、半導体レーザ設置面１７に略垂直な面であり、パッケージ３の側壁を構成するものである。反射ミラー１１は、前述したレンズ７、９によってコリメートされた光を略垂直に反射する。なお、それぞれの半導体レーザ５に対する、レンズ７、９、反射ミラー１１は、全て同一形状のものを使用することができる。
　パッケージ３の底部には、半導体レーザ５の出射方向とは垂直な方向に向けて、レンズ１３が固定される。レンズ１３は、反射ミラー１１によって反射されたレーザ光を集光するものである。また、レンズ１３の背面側には、パッケージ３を貫通するように、光ファイバ１５が設けられる。レンズ１３で集光されたレーザ光は光ファイバ１５に結合される。
　すなわち、図２に示すように、複数の半導体レーザ５が、それぞれの高さの半導体レーザ設置面１７に併設され、それぞれ略同一方向にレーザ光を出射する。半導体レーザ５の出射方向には、同一方向に、順に、レンズ７、９、反射ミラー１１が配置される。したがって、レーザ光は、レンズ７、９を介して、反射ミラー１１に照射される。さらに、それぞれの反射ミラー１１では、略同一方向に向けてレーザ光が反射される。それぞれの反射ミラー１１で反射されたレーザ光は、レンズ１３で集光されて光ファイバ１５に結合される。なお、２レンズ系を用いる場合は、半導体レーザ５側に、半導体レーザ５の積層方向に水平な方向に関してコリメートするレンズを、ミラー側に半導体レーザ５の積層方向に垂直な方向に関してコリメートするレンズを配置すると都合が良い。
　また、半導体レーザ５の数や配置等は、図示した例に限られない。また、反射ミラー１１の反射面が曲面、球面等で形成され、半導体レーザ５から出射されたレーザ光の縦方向または横方向の広がりを、反射ミラー１１によってコリメートすることが可能であれば、対応するレンズ７、９は必ずしも必要ではない。
　図３（ａ）は、半導体レーザ５の出射方向の側面図であり、図２のＡ－Ａ線断面図である。前述の通り、それぞれの半導体レーザ５（図示せず）から出射したレーザ光２０は、反射ミラー１１によって反射される。すなわち、それぞれの半導体レーザ５から出射したレーザ光２０は、それぞれ異なる高さに出射され、異なる高さに配置された反射ミラー１１によって反射される。
　図４（ａ）は、図３（ａ）のＢ－Ｂ線断面におけるレーザ光の形状を示す概念図であり、図４（ｂ）は、図３（ａ）のＣ－Ｃ線断面におけるレーザ光の形状を示す概念図である。
　図４（ａ）に示すように、レンズ１３に入射する前は、それぞれの反射ミラー１１によって反射されたレーザ光２０は、半導体レーザ設置面１７の高さに応じた、異なる高さを通過する。一方、レンズ１３を通過することで、光ファイバ１５の端面位置を焦点として、レーザ光２０が高さ方向に集光される。すなわち、レンズ１３は、高さの異なるレーザ光２０を集光することで、光ファイバ１１５に結合することができる。
　図３（ｂ）は、反射ミラー１１近傍の拡大図である。下段側（図中左側）および上段側（図中右側）のそれぞれの反射ミラー１１では、レーザ光２０が反射する。ここで、レーザ光２０の高さ（図中Ｆ）は、約２５０μｍである。したがって、反射ミラー１１の厚み（図中Ｅ）は、これよりもわずかに大きければよい。例えば、２５０μｍ以上３００μｍ以下であればよい。また、半導体レーザ設置面１７の段差高さ（図中Ｄ）は、おおよそ３００μｍである。
　ここで、図２に示すように、反射ミラー１１は、側面１９ａに接着剤等により固定される。すなわち、反射ミラー１１は、半導体レーザ設置面１７とは接着されることが無い。したがって、反射ミラー１１の下面と半導体レーザ設置面１７との間には、隙間を形成することができる。したがって、反射ミラー１１は、高さ方向の調整の自由度が大きい（図中矢印Ｈ方向）。
　特に、前述したように、従来の反射ミラー１１１（図１２（ｂ））では、半導体レーザ設置面１１７上に設置される。このため、実際にはレーザ光が照射されない下部にも、反射ミラー１１１が配置される。これに対し、本発明では、反射ミラー１１は側面１９ａに固定される。このため、設置高さを容易に調整可能である。したがって、レーザ光２０の高さとほとんど同一の高さでも、確実に反射させることができる。
　このように、反射ミラー１１の高さを調整することで、上段側のレーザ光２０（図中矢印Ｇ）の妨げになることを容易に防止することができる。なお、当然に、上段側の反射ミラー１１も容易に高さ調整が可能であることが言うまでもない。
　なお、反射ミラー１１の接着面は、反射ミラー１１の底面ではなく側面となる。したがって、反射ミラー１１の接着に紫外線硬化接着剤を用いた場合、反射ミラー１１を把持するアーム等が紫外線照射の影になることがない。したがって、紫外線を反射ミラー１１の上方から斜めに照射すれば、接着面に容易に紫外線を照射することができる。すなわち、反射ミラー１１の接着面への紫外線の照射が容易である。
　次に、反射ミラー１１について詳細に説明する。図５（ａ）は、反射ミラー１１を示す平面図である。反射ミラー１１は、側面１９ａに対して固定される接合面２３と、これに対して約４５°の角度で形成される反射面２１により構成される。反射ミラー１１は、例えばガラス製であり、反射面２１には、誘電体多層膜や金属等の薄膜が形成される。
　なお、図５（ｂ）に示すような、反射ミラー１１ａを用いることもできる。反射ミラー１１ａは、反射面２１が凹曲面で構成される。このような、反射ミラー１１ａを用いることで、レーザ光を所望の形態に集光することもできる。
　また、図６（ａ）に示すように、把持部２５を有する反射ミラー１１ｂを用いることもできる。把持部２５は、接合面２３（接合対象面）に対して略垂直であり、互いに平行な二つの対向面からなる。把持部２５を形成することで、例えば、図示を省略するアーム等によって、反射ミラー１１ｂを把持することができる。したがって、反射ミラー１１ｂを側面１９ａに接合する際、反射ミラー１１ｂの位置や方向を微調整することが容易である。
　また、図６（ｂ）に示すように、接合面２３が曲面で構成される反射ミラー１１ｃを用いることもできる。なお、接合面２３の曲面は、一方向断面にのみ曲面であってもよく、球面にしてもよい。このようにすることで、反射ミラー１１ｃを側面１９ａに接合する際、接合面２３の一部を側面１９ａ等に接触した状態で、反射ミラー１１ｃの方向等を調整することが容易となる。したがって、反射ミラー１１ｃの方向の微調整することが容易である。
　以上説明したように、本実施の形態によれば、反射ミラー１１等が半導体レーザ設置面１７に略垂直な起立面に固定される。このため、半導体レーザ設置面１７に対する高さ調整が容易である。したがって、あるレーザ光が、他の高さのレーザ光に対する反射ミラー等によって遮蔽されることがない。また、接着剤が硬化する際に収縮が生じても、反射ミラー１１等の高さ方向の位置ずれが生じることがない。したがって、結合効率の高い半導体レーザモジュールを得ることができる。
　また、起立面がパッケージ３の側面１９ａであるため、構造が簡易である。また、反射ミラーは、全て同一形状のものを使用できるため、製造コストにも優れる。また、反射ミラー１１ｂ、１１ｃのように、把持部２５を有すれば、さらに、反射ミラーの微調整が容易である。
　次に、他の実施形態について説明する。図７は、半導体レーザモジュール３０を示す平面図である。なお、以下の説明において、半導体レーザモジュール１と同様の機能を奏する構成については、図１～図３と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。半導体レーザモジュール３０は、半導体レーザモジュール１と略同様の構成であるが、壁部材３１を用いる点で異なる。なお、以下の説明では、反射ミラー１１を用いる例について説明するが、他の形態の反射ミラー１１ａ、１１ｂ、１１ｃを用いることができることは言うまでもない。
　半導体レーザモジュール３０では、パッケージ３底部の半導体レーザ設置面１７の段差形状が、レンズ９の位置まで形成される。レンズ９の背面側には、全ての半導体レーザ５の設置範囲にまたがるように、壁部材３１が設けられる。すなわち、壁部材３１は、パッケージ３の底部の平坦部に固定される。したがって、壁部材３１は、半導体レーザ設置面１７に対して略垂直に起立し、側面１９ａと略平行に設けられる。
　反射ミラー１１は、壁部材３１に対して、それぞれの半導体レーザ５の高さに応じた高さに固定される。すなわち、反射ミラー１１は、壁部材３１に対して、それぞれ異なる高さに固定される。なお、反射ミラー１１の固定方法や、配置は、半導体レーザモジュール１における側面１９ａへの固定方法等と同様である。
　壁部材３１は、例えば、半導体レーザモジュール３０の底部と同一の材質で構成することができる。前述の通り、半導体レーザモジュール３０の底部は、銅合金、アルミニウム、高熱伝導率を有すセラミック（例えば、窒化アルミ：ＡｌＮ、酸化ベリリウム：ＢｅＯ）等で構成される。したがって、壁部材３１を底部と同一の材質で構成することで、底部と壁部材３１とが略同一の線膨張係数を有することとなる。したがって、温度変化等に伴う変形等の影響を小さくすることができる。
　また、壁部材３１としては、例えば、反射ミラー１１と同一の材質で構成してもよい。前述の通り、反射ミラー１１は、ガラス製である。したがって、壁部材３１を反射ミラー１１と同一の材質で構成することで、反射ミラー１１との接着性が優れる。したがって、反射ミラー１１と壁部材３１との接着が容易となる。
　以上のように、半導体レーザモジュール３０によれば、半導体レーザモジュール１と同様の効果を得ることができる。また、反射ミラー１１を固定する壁部材３１をパッケージ３とは別に配置することで、壁部材３１の材質を側面１９ａの材質とは変えることができる。したがって、温度変化による変形や、反射ミラー１１との接着性等を考慮して、適宜材質を選択することができる。
　次に、さらに、他の実施形態について説明する。図８は、半導体レーザモジュール４０を示す平面図である。半導体レーザモジュール４０は、半導体レーザモジュール１と略同様の構成であるが、側面１９ａに凹部４１を形成する点で異なる。
　側面１９ａの、反射ミラー１１が固定される部位には、凹部４１が形成される。凹部４１は、側面１９ａに形成された窪みであり、反射ミラー１１は凹部４１内で固定される。
　凹部４１が設けられることで、反射ミラー１１と側面１９ａとの接着部に用いられる接着剤が、パッケージ３の底部に流れ落ちることを防止することができる。したがって、接着剤がパッケージ３の底部やレンズ等に付着することを防止することができる。なお、凹部４１は、前述した壁部材３１に形成してもよい。
　次に、さらに、他の実施形態について説明する。図９は、半導体レーザモジュール５０を示す平面図であり、図１０は、側面断面図である。半導体レーザモジュール５０は、半導体レーザモジュール１と略同様の構成であるが、反射ミラー５１が設けられる点と、反射ミラー５１の接着面が異なる。
　半導体レーザモジュール５０では、反射ミラー５１が用いられる。反射ミラー５１は、対応する半導体レーザ５ごとにそれぞれ長さが異なる。例えば、図１０に示すように、最も長い反射ミラー５１を一番低い位置に固定し、上方に向かうにつれて長さの短い反射ミラー５１を順次固定すればよい。
　反射ミラー５１は、側面１９ａとは略垂直な側面１９ｂに固定される。パッケージ３の側面１９ｂも側面１９ａと同様に、半導体レーザ設置面１７に対して略垂直な起立面である。
　反射ミラー５１同士の間には、わずかにクリアランスを形成しても良く、または、接触させても良い。このように、半導体レーザモジュール５０のようにしても、反射ミラー５１が半導体レーザ設置面１７に固定されないため、高さ方向の調整が容易である。
　以上、添付図を参照しながら、典型的なサイズを基に、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　例えば、前述した各種の実施形態は、互いに組み合わせることもできる。また、反射ミラーの反射面の形態や、レンズの形状は、適宜設定することができる。また、必要に応じて、フィルターなどの他の構成を設置してもよい。
１、３０、４０、５０………半導体レーザモジュール
３………パッケージ
５………半導体レーザ
６………サブマウント
７………レンズ
９………レンズ
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、５１………反射ミラー
１３………レンズ
１５………光ファイバ
１７………半導体レーザ設置面
１９ａ、１９ｂ………壁面
２０………レーザ光
２１………反射面
２３………接合面
２５………把持部
３１………壁部材
４１………凹部
３５………溝
１００………半導体レーザモジュール
１０３………パッケージ
１０５………半導体レーザ
１０７………レンズ
１０９………レンズ
１１１………反射ミラー
１１３………レンズ
１１５………光ファイバ
１１７………半導体レーザ設置面
１１９………レーザ光

Claims (9)

  1. 　半導体レーザモジュールであって、
    　複数の半導体レーザと、
    　複数の前記半導体レーザから出射されるレーザ光をそれぞれ反射する複数の反射ミラーと、
    　前記反射ミラーにより反射されたそれぞれのレーザ光を集光し、光ファイバに結合する集光レンズと、
    　を具備し、
    　複数の前記半導体レーザは、互いに高さの異なる半導体レーザ設置面にそれぞれ配置され、
    　複数の前記反射ミラーは、前記半導体レーザ設置面に対して略垂直な起立面に、互いに高さを変えて接合されることを特徴とする半導体レーザモジュール。
  2. 　前記起立面は前記半導体レーザの出射面に対向する面であることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザモジュール。
  3. 　前記反射ミラーは、前記反射ミラーを設置する際に把持するための把持部を有し、
    　前記把持部は、前記起立面に対して略垂直な互いに平行な２面を有し、
    　前記反射ミラーの反射面が前記把持部に対して、所定の角度で形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザモジュール。
  4. 　前記反射ミラーの前記起立面への接合面は、曲面で構成されることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザモジュール。
  5. 　前記起立面の前記反射ミラーとの接合部には、凹部が形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザモジュール。
  6. 　前記起立面は、半導体レーザモジュールのパッケージの内側面であることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザモジュール。
  7. 　前記起立面は、半導体レーザモジュールのパッケージ内部に配置され、前記半導体レーザ設置面の上に設けられた壁部材であることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザモジュール。
  8. 　前記壁部材は、前記半導体レーザ設置面を構成する材質と同一の材質で構成されることを特徴とする請求項７記載の半導体レーザモジュール。
  9. 　前記壁部材は、前記反射ミラーを構成する材質と同一の材質で構成されることを特徴とする請求項７記載の半導体レーザモジュール。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111613969A (zh) * 2019-02-26 2020-09-01 中国科学院半导体研究所 半导体激光合束装置

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11646549B2 (en) 2014-08-27 2023-05-09 Nuburu, Inc. Multi kW class blue laser system
US9318876B1 (en) 2015-01-22 2016-04-19 Trumpf Photonics, Inc. Arrangement of multiple diode laser module and method for operating the same
JP6130427B2 (ja) * 2015-04-07 2017-05-17 日星電気株式会社 レーザモジュール
US10761276B2 (en) 2015-05-15 2020-09-01 Nlight, Inc. Passively aligned crossed-cylinder objective assembly
US9413136B1 (en) 2015-07-08 2016-08-09 Trumpf Photonics, Inc. Stepped diode laser module with cooling structure
JPWO2017099056A1 (ja) * 2015-12-07 2018-09-20 古河電気工業株式会社 光ファイバ引出部構造、光モジュール
JP6935337B2 (ja) * 2016-01-14 2021-09-15 古河電気工業株式会社 半導体レーザモジュール、半導体レーザモジュール製造方法
JP6928839B2 (ja) * 2016-02-03 2021-09-01 古河電気工業株式会社 レーザ装置
US10261261B2 (en) 2016-02-16 2019-04-16 Nlight, Inc. Passively aligned single element telescope for improved package brightness
EP3430692B1 (en) 2016-03-18 2022-05-25 NLIGHT, Inc. Spectrally multiplexing diode pump modules to improve brightness
CN106019859B (zh) * 2016-07-22 2017-11-28 合肥芯碁微电子装备有限公司 一种用于激光直写曝光机的高功率紫外半导体激光器
JP7033068B2 (ja) 2016-09-05 2022-03-09 古河電気工業株式会社 レーザ装置及び光源装置
JP6316899B2 (ja) 2016-10-17 2018-04-25 ファナック株式会社 レーザ発振器
JP6267773B1 (ja) * 2016-11-16 2018-01-24 株式会社フジクラ レーザモジュール
JP6844993B2 (ja) * 2016-11-25 2021-03-17 古河電気工業株式会社 レーザ装置及び光源装置
JP6844994B2 (ja) 2016-11-25 2021-03-17 古河電気工業株式会社 レーザ装置及び光源装置
US10283939B2 (en) 2016-12-23 2019-05-07 Nlight, Inc. Low cost optical pump laser package
CN110383608B (zh) * 2017-01-10 2022-04-12 恩耐公司 使用具有优化光束尺寸的二极管的光纤耦合二极管激光器中的功率和亮度缩放
EP3605754A1 (en) * 2017-03-31 2020-02-05 Fujikura Ltd. Optical module
WO2018200587A1 (en) 2017-04-24 2018-11-01 Nlight, Inc. Low swap two-phase cooled diode laser package
JP7080971B2 (ja) 2017-11-01 2022-06-06 ヌブル インク マルチｋＷクラスの青色レーザーシステム
JP6646644B2 (ja) 2017-12-22 2020-02-14 株式会社フジクラ レーザシステム
JP6615238B2 (ja) * 2018-01-04 2019-12-04 株式会社フジクラ 半導体レーザモジュール
US10833482B2 (en) 2018-02-06 2020-11-10 Nlight, Inc. Diode laser apparatus with FAC lens out-of-plane beam steering
CN111712976B (zh) 2018-02-14 2023-06-16 古河电气工业株式会社 半导体激光模块
JP6625151B2 (ja) 2018-03-13 2019-12-25 株式会社フジクラ レーザモジュール
DE102018117518A1 (de) * 2018-07-19 2020-01-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterlaser
JP7410875B2 (ja) 2018-12-06 2024-01-10 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 光源ユニット、照明装置、加工装置及び偏向素子
JP7372308B2 (ja) 2019-02-27 2023-10-31 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 半導体レーザモジュール
WO2020203326A1 (ja) * 2019-04-04 2020-10-08 株式会社アマダホールディングス レーザダイオード装置
JP2020204734A (ja) * 2019-06-18 2020-12-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源装置
CN121748921A (zh) * 2020-05-14 2026-03-27 新唐科技日本株式会社 光源模块
DE102020118421B4 (de) 2020-07-13 2023-08-03 Focuslight Technologies Inc. Laservorrichtung
CN113745966B (zh) * 2021-09-15 2024-03-19 中南大学 阵列式反射镜自动耦合封装方法
JP7739942B2 (ja) * 2021-10-28 2025-09-17 株式会社島津製作所 レーザ装置
JP7727587B2 (ja) * 2022-03-31 2025-08-21 古河電気工業株式会社 発光装置および光源装置
WO2024075594A1 (ja) * 2022-10-05 2024-04-11 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 半導体レーザ装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61208023A (ja) * 1985-03-11 1986-09-16 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体レ−ザ光源装置
JPH05175614A (ja) * 1991-12-26 1993-07-13 Canon Inc 光半導体装置
JPH09246658A (ja) * 1996-03-05 1997-09-19 Ricoh Co Ltd 光源装置
JP2002056563A (ja) * 2000-08-04 2002-02-22 Ricoh Co Ltd 光ピックアップ装置
US20090245315A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Victor Faybishenko Laser diode assemblies

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0446658A (ja) 1990-06-12 1992-02-17 Toshiba Corp 連続鋳造装置のブレークアウト予知装置
US5758950A (en) 1996-03-05 1998-06-02 Ricoh Company, Ltd. Light source device for an image forming apparatus
US6044096A (en) * 1997-11-03 2000-03-28 Sdl, Inc. Packaged laser diode array system and method with reduced asymmetry
JP4474850B2 (ja) 2003-06-25 2010-06-09 富士ゼロックス株式会社 光ビーム走査装置
US7515346B2 (en) * 2006-07-18 2009-04-07 Coherent, Inc. High power and high brightness diode-laser array for material processing applications
JP2010048971A (ja) 2008-08-20 2010-03-04 Konica Minolta Business Technologies Inc レーザ走査光学装置
US8644357B2 (en) * 2011-01-11 2014-02-04 Ii-Vi Incorporated High reliability laser emitter modules
US8203775B1 (en) * 2011-08-16 2012-06-19 Agiltron, Inc. MEMS bistable optical switch and methods for use thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61208023A (ja) * 1985-03-11 1986-09-16 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体レ−ザ光源装置
JPH05175614A (ja) * 1991-12-26 1993-07-13 Canon Inc 光半導体装置
JPH09246658A (ja) * 1996-03-05 1997-09-19 Ricoh Co Ltd 光源装置
JP2002056563A (ja) * 2000-08-04 2002-02-22 Ricoh Co Ltd 光ピックアップ装置
US20090245315A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Victor Faybishenko Laser diode assemblies

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111613969A (zh) * 2019-02-26 2020-09-01 中国科学院半导体研究所 半导体激光合束装置
CN111613969B (zh) * 2019-02-26 2021-11-12 中国科学院半导体研究所 半导体激光合束装置

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US20150131692A1 (en) 2015-05-14
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US9373932B2 (en) 2016-06-21

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