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JP6970532B2 - Semiconductor laser device - Google Patents
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JP6970532B2 - Semiconductor laser device - Google Patents

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Description

本発明は、半導体レーザ素子をキャップにより覆う半導体レーザ装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device that covers a semiconductor laser element with a cap.

半導体レーザ装置はステム上に半導体レーザ素子を搭載し、窓部を有したキャップにより半導体レーザ素子が覆われる。半導体レーザ素子は基板上に半導体積層膜を積層して形成され、半導体積層膜に含まれる活性層の端面の出射部からレーザ光を出射する。キャップの窓部は出射部に対向し、窓部を介してレーザ光が取り出される。しかしながら、活性層以外の領域からレーザ光が出射され、FFP(Far Field Pattern、遠視野像)においてリップルが発生する問題がある。 The semiconductor laser device mounts a semiconductor laser element on a stem, and the semiconductor laser element is covered with a cap having a window portion. The semiconductor laser device is formed by laminating a semiconductor laminated film on a substrate, and emits laser light from an emitting portion of an end face of an active layer included in the semiconductor laminated film. The window portion of the cap faces the emitting portion, and the laser beam is taken out through the window portion. However, there is a problem that laser light is emitted from a region other than the active layer and ripple is generated in FFP (Far Field Pattern, far field image).

リップルを低減する従来の半導体レーザ素子は特許文献1に開示される。この半導体レーザ素子は活性層に隣接するn側領域またはp側領域に第1低屈折率層、第1組成傾斜部、光吸収部、第2組成傾斜部、第2低屈折率層を順に積層している。 A conventional semiconductor laser device that reduces ripple is disclosed in Patent Document 1. In this semiconductor laser device, a first low refractive index layer, a first composition inclined portion, a light absorbing portion, a second composition inclined portion, and a second low refractive index layer are laminated in order in the n-side region or the p-side region adjacent to the active layer. doing.

第1低屈折率層及び第2低屈折率層はAlGaN等の低屈折率材料により形成され、活性層から漏れた光を両者間に閉じ込める。光吸収部はn側領域内またはp側領域内で最少のバンドギャップエネルギーを有し、第1、第2低屈折率層間に閉じ込められた光を吸収してリップルを低減する。 The first low refractive index layer and the second low refractive index layer are formed of a low refractive index material such as AlGaN, and the light leaked from the active layer is confined between them. The light absorption unit has the minimum bandgap energy in the n-side region or the p-side region, and absorbs the light trapped between the first and second low refractive index layers to reduce the ripple.

第1組成傾斜部及び第2組成傾斜部は光吸収部から離れるにつれてバンドギャップエネルギー及び光吸収部との屈折率差が大きくなっている。これにより、第1、第2低屈折率層と光吸収部との屈折率差による散乱及び反射によってリップルの低減効果が弱まることを防止する。 The bandgap energy and the difference in the refractive index between the first composition inclined portion and the second composition inclined portion become larger as they are separated from the light absorbing portion. This prevents the ripple reduction effect from being weakened by scattering and reflection due to the difference in refractive index between the first and second low refractive index layers and the light absorbing portion.

特開2015−12153号公報(第3頁〜第8頁、第2図)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-12153 (pages 3 to 8, FIG. 2)

しかしながら、上記従来の半導体レーザ素子によると、リップルの低減のために半導体積層膜に光吸収部等を設けるため、加工が複雑で半導体レーザ素子の工数が増加する。このため、半導体レーザ素子を備えた半導体レーザ装置のコストが大きくなる問題があった。 However, according to the above-mentioned conventional semiconductor laser device, since a light absorbing portion or the like is provided in the semiconductor laminated film in order to reduce ripple, the processing is complicated and the number of steps of the semiconductor laser device increases. Therefore, there is a problem that the cost of the semiconductor laser apparatus provided with the semiconductor laser element increases.

本発明は、リップルを低減するとともにコストを削減できる半導体レーザ装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device capable of reducing ripple and cost.

上記目的を達成するために本発明は、出射部からレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子を搭載するステムと、前記出射部に対向する窓部を有して前記半導体レーザ素子を覆うキャップとを備え、前記窓部が前記レーザ光に対して透過率の異なる第1領域及び第2領域を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention has a semiconductor laser element that emits laser light from an emitting portion, a stem on which the semiconductor laser element is mounted, and a window portion facing the emitting portion. It is characterized in that the window portion has a first region and a second region having different transmission rates with respect to the laser beam.

また本発明は上記構成の半導体レーザ装置において、前記窓部の中央部に前記第1領域が配されるとともに、前記窓部の周部に前記第2領域が配され、前記第1領域の透過率よりも前記第2領域の透過率が低いことを特徴としている。 Further, in the semiconductor laser apparatus having the above configuration, the first region is arranged in the central portion of the window portion, and the second region is arranged in the peripheral portion of the window portion, so that the transmission of the first region is transmitted. It is characterized in that the transmittance of the second region is lower than the rate.

また本発明は上記構成の半導体レーザ装置において、前記レーザ光の光軸に対して同心円状に前記第1領域及び前記第2領域が配されることを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the semiconductor laser apparatus having the above configuration, the first region and the second region are arranged concentrically with respect to the optical axis of the laser beam.

また本発明は上記構成の半導体レーザ装置において、前記第1領域と前記第2領域との間に透過率が前記第1領域よりも低く前記第2領域よりも高い中間領域を設けたことを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the semiconductor laser apparatus having the above configuration, an intermediate region having a transmittance lower than that of the first region and higher than that of the second region is provided between the first region and the second region. It is supposed to be.

また本発明は上記構成の半導体レーザ装置において、前記窓部を形成する封止部材が透明な基板と、前記基板上に設けた透過率を低下させるコーティング層とを有し、前記第2領域に該コーティング層を配したことを特徴としている。 Further, according to the present invention, in the semiconductor laser apparatus having the above configuration, the sealing member forming the window portion has a transparent substrate and a coating layer provided on the substrate for reducing the transmittance, and the second region thereof. It is characterized by arranging the coating layer.

また本発明は上記構成の半導体レーザ装置において、前記第2領域に光吸収材を配したことを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the semiconductor laser apparatus having the above configuration, a light absorber is arranged in the second region.

また本発明は上記構成の半導体レーザ装置において、前記レーザ光の光軸に対して20゜以上の範囲に前記第2領域が配されることを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the semiconductor laser apparatus having the above configuration, the second region is arranged in a range of 20 ° or more with respect to the optical axis of the laser beam.

本発明によると、キャップに設けた窓部が半導体レーザ素子から出射されるレーザ光に対して透過率の異なる第1領域及び第2領域を有する。このため、簡単な構造でFFPのリップルを低減することができ、半導体レーザ装置のコストを削減することができる。 According to the present invention, the window portion provided on the cap has a first region and a second region having different transmittances with respect to the laser light emitted from the semiconductor laser element. Therefore, the ripple of FFP can be reduced with a simple structure, and the cost of the semiconductor laser device can be reduced.

本発明の第1実施形態の半導体レーザ装置を示す斜視図Perspective view which shows the semiconductor laser apparatus of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の半導体レーザ装置を示す正面断面図Front sectional view showing the semiconductor laser apparatus of the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態の半導体レーザ装置の封止部材を示す上面図Top view showing the sealing member of the semiconductor laser apparatus of the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態の半導体レーザ装置の封止部材を示す正面断面図Front sectional view showing a sealing member of the semiconductor laser apparatus of the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態の半導体レーザ装置のFFPの光強度分布を示す図The figure which shows the light intensity distribution of FFP of the semiconductor laser apparatus of 1st Embodiment of this invention. 比較例の半導体レーザ装置のFFPの光強度分布を示す図The figure which shows the light intensity distribution of FFP of the semiconductor laser apparatus of the comparative example. 本発明の第2実施形態の半導体レーザ装置の封止部材を示す上面図Top view showing the sealing member of the semiconductor laser apparatus of the second embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の半導体レーザ装置の封止部材を示す正面断面図Front sectional view showing a sealing member of the semiconductor laser apparatus of the second embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態の半導体レーザ装置のFFPの光強度分布を示す図The figure which shows the light intensity distribution of FFP of the semiconductor laser apparatus of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の半導体レーザ装置の封止部材を示す上面図Top view showing the sealing member of the semiconductor laser apparatus of the third embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態の半導体レーザ装置の封止部材を示す正面断面図Front sectional view showing a sealing member of the semiconductor laser apparatus of the third embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態の半導体レーザ装置のFFPの光強度分布を示す図The figure which shows the light intensity distribution of FFP of the semiconductor laser apparatus of 3rd Embodiment of this invention.

<第1実施形態>
以下、本発明における実施形態について図面を参照して説明する。図1、図2は第1実施形態の半導体レーザ装置の斜視図及び正面断面図を示している。半導体レーザ装置1はステム9に搭載された半導体レーザ素子5をキャップ10により覆うCANバッケージ型に形成される。
<First Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a perspective view and a front sectional view of the semiconductor laser device of the first embodiment. The semiconductor laser device 1 is formed in a CAN package type in which the semiconductor laser element 5 mounted on the stem 9 is covered with a cap 10.

ステム9は銅系金属等の金属製の基台8及びリード7a、7b、7cを有している。基台8は円板形に形成され、上下方向に貫通する複数の貫通孔8bが設けられる。リード7a、7b、7cは各貫通孔8bに挿通され、ガラス等の絶縁体8cを介してハーメチックシールされる。 The stem 9 has a metal base 8 such as a copper-based metal and leads 7a, 7b, and 7c. The base 8 is formed in a disk shape, and a plurality of through holes 8b penetrating in the vertical direction are provided. The leads 7a, 7b, and 7c are inserted into the through holes 8b and hermetically sealed via an insulator 8c such as glass.

ステム9の基台8の上面8aには銅系金属等の金属製のブロック3が配される。ブロック3はリード7bに接して配され、基台8の上面8aに垂直な設置面3aを有している。設置面3a上にはサブマウント4が接着され、サブマウント4上に半導体レーザ素子5が接着される。サブマウント4は硬度、耐熱性、化学安定性に優れ、熱伝導率の高いAlN、SiC等により形成され、ワイヤ2によりブロック3に接続される。 A metal block 3 such as a copper-based metal is arranged on the upper surface 8a of the base 8 of the stem 9. The block 3 is arranged in contact with the lead 7b and has an installation surface 3a perpendicular to the upper surface 8a of the base 8. The submount 4 is adhered on the installation surface 3a, and the semiconductor laser element 5 is adhered on the submount 4. The submount 4 is formed of AlN, SiC, or the like having excellent hardness, heat resistance, and chemical stability and high thermal conductivity, and is connected to the block 3 by the wire 2.

半導体レーザ素子5は半導体の基板の上面に半導体積層膜を積層して形成される。半導体積層膜に含まれる活性層(不図示)の端面により形成される出射部5aが上方に向けて配される。半導体積層膜の上面及び基板の下面にはそれぞれ電極(不図示)が形成される。半導体積層膜の上面の電極がワイヤ2を介してリード7aに接続され、基板の下面の電極がサブマウント4に接して配される。リード7a及びリード7b間に電力が供給されると、出射部5aから所定の波長のレーザ光が出射される。 The semiconductor laser device 5 is formed by laminating a semiconductor laminated film on the upper surface of a semiconductor substrate. The emitting portion 5a formed by the end faces of the active layer (not shown) included in the semiconductor laminated film is arranged upward. Electrodes (not shown) are formed on the upper surface of the semiconductor laminated film and the lower surface of the substrate, respectively. The electrodes on the upper surface of the semiconductor laminated film are connected to the leads 7a via the wire 2, and the electrodes on the lower surface of the substrate are arranged in contact with the submount 4. When power is supplied between the leads 7a and the leads 7b, a laser beam having a predetermined wavelength is emitted from the emitting unit 5a.

また、基台8の上面8aにはフォトダイオード6が配される。フォトダイオード6はワイヤ2を介してリード7cに接続され、半導体レーザ素子5の出射部5aの対向面から下方に出射されるレーザ光の強度を検知する。フォトダイオード6の検知結果により、出射部5aから出射されるレーザ光の強度が監視される。 Further, a photodiode 6 is arranged on the upper surface 8a of the base 8. The photodiode 6 is connected to the lead 7c via the wire 2 and detects the intensity of the laser beam emitted downward from the facing surface of the emitting portion 5a of the semiconductor laser element 5. The intensity of the laser beam emitted from the emitting unit 5a is monitored by the detection result of the photodiode 6.

キャップ10は上壁10bを有した筒状の金属により形成され、基台8の上面8aに配される。半導体レーザ素子5を取り付けたブロック3及びフォトダイオード6はキャップ10により覆われる。キャップ10の上壁10bの中央部には円形の開口部10aが設けられる。上壁10bの下面には周部を上壁10bに接着して開口部10aを封止する封止部材11が設けられる。 The cap 10 is formed of a cylindrical metal having an upper wall 10b and is arranged on the upper surface 8a of the base 8. The block 3 to which the semiconductor laser element 5 is attached and the photodiode 6 are covered with the cap 10. A circular opening 10a is provided at the center of the upper wall 10b of the cap 10. A sealing member 11 is provided on the lower surface of the upper wall 10b to bond the peripheral portion to the upper wall 10b and seal the opening 10a.

封止部材11の開口部10aに面した領域により、半導体レーザ素子5の出射部5aに対向する窓部12が形成される。封止部材11はガラス、樹脂等により平板状に形成され、窓部12の少なくとも一部からレーザ光が取り出される。尚、封止部材11によりレンズを形成してもよい。 The region facing the opening 10a of the sealing member 11 forms a window portion 12 facing the exit portion 5a of the semiconductor laser element 5. The sealing member 11 is formed in a flat plate shape by glass, resin, or the like, and laser light is taken out from at least a part of the window portion 12. The lens may be formed by the sealing member 11.

図3、図4は封止部材11の上面図及び正面断面図を示している。封止部材11はガラスや樹脂等の透明な基板11aと、基板11a上にコーティング剤を塗布したコーティング層11d、11eとを有している。コーティング層11d、11eは出射部5a(図2参照)から出射されるレーザ光に対して透過率の異なるコーティング剤を塗布される。尚、コーティング層11d、11eを真空蒸着やスパッタリング等の成膜により形成してもよい。 3 and 4 show a top view and a front sectional view of the sealing member 11. The sealing member 11 has a transparent substrate 11a such as glass or resin, and coating layers 11d and 11e on which a coating agent is applied. The coating layers 11d and 11e are coated with coating agents having different transmittances for the laser light emitted from the emitting portion 5a (see FIG. 2). The coating layers 11d and 11e may be formed by film formation such as vacuum vapor deposition or sputtering.

封止部材11の中央部に設けたコーティング層11dは半導体レーザ素子5の光軸上に配される。コーティング層11eはコーティング層11dの外周側に同心円状に配した円環状に形成される。この時、コーティング層11eは出射部から出射されるレーザ光の光軸に対して20゜以上の範囲に設けられる。 The coating layer 11d provided at the center of the sealing member 11 is arranged on the optical axis of the semiconductor laser device 5. The coating layer 11e is formed in an annular shape arranged concentrically on the outer peripheral side of the coating layer 11d. At this time, the coating layer 11e is provided in a range of 20 ° or more with respect to the optical axis of the laser beam emitted from the emitting portion.

また、コーティング層11eはコーティング層11dよりも出射部5a(図2参照)から出射されるレーザ光に対する透過率が低くなっている。これにより、窓部12の中央部に透過率の高い領域D1(第1領域)が形成され、窓部12の周部に領域D1よりも透過率の低い領域D2(第2領域)が形成される。 Further, the coating layer 11e has a lower transmittance for the laser light emitted from the emitting portion 5a (see FIG. 2) than the coating layer 11d. As a result, a region D1 (first region) having a high transmittance is formed in the central portion of the window portion 12, and a region D2 (second region) having a lower transmittance than the region D1 is formed in the peripheral portion of the window portion 12. NS.

本実施形態では、出射部5aから出射されるレーザ光の波長が450nmである。また、波長が450nmのレーザ光に対する透過率を領域D1では90%以上にしており、領域D2では10%以下にしている。 In the present embodiment, the wavelength of the laser beam emitted from the emitting unit 5a is 450 nm. Further, the transmittance for the laser light having a wavelength of 450 nm is 90% or more in the region D1 and 10% or less in the region D2.

図5は半導体レーザ装置1のFFPの光強度分布を示す図である。縦軸は光強度を示し、横軸は出射部5aから出射されるレーザ光の光軸に対する角度(単位:゜)を示している。光強度は最大値を基準に正規化している。光軸に対する角度は設置面3aに垂直な面内における角度を示し、正側が設置面3aに近づく方向である。 FIG. 5 is a diagram showing the light intensity distribution of the FFP of the semiconductor laser device 1. The vertical axis shows the light intensity, and the horizontal axis shows the angle (unit: °) of the laser light emitted from the emitting unit 5a with respect to the optical axis. The light intensity is normalized based on the maximum value. The angle with respect to the optical axis indicates an angle in a plane perpendicular to the installation surface 3a, and the positive side is a direction approaching the installation surface 3a.

また、図6は比較例の半導体レーザ装置1のFFPの光強度分布を示している。比較例は封止部材11の透過率が90%以上で一定である。 Further, FIG. 6 shows the light intensity distribution of the FFP of the semiconductor laser device 1 of the comparative example. In the comparative example, the transmittance of the sealing member 11 is constant at 90% or more.

図5、図6によると、光軸に対する角度が+20゜〜+30゜の間にリップルRが発生している。本実施形態は光軸に対する角度の絶対値が20゜以上の範囲に領域D2が形成されるため、比較例よりもリップルRを低減することができる。 According to FIGS. 5 and 6, ripple R is generated while the angle with respect to the optical axis is +20 ° to +30 °. In this embodiment, since the region D2 is formed in the range where the absolute value of the angle with respect to the optical axis is 20 ° or more, the ripple R can be reduced as compared with the comparative example.

本実施形態によると、キャップ10に設けた窓部12が半導体レーザ素子5から出射されるレーザ光に対して透過率の異なる領域D1(第1領域)及び領域D2(第2領域)を有する。このため、簡単な構造でFFPのリップルRを低減することができ、半導体レーザ装置1のコストを削減することができる。 According to the present embodiment, the window portion 12 provided on the cap 10 has a region D1 (first region) and a region D2 (second region) having different transmittances with respect to the laser light emitted from the semiconductor laser element 5. Therefore, the ripple R of FFP can be reduced with a simple structure, and the cost of the semiconductor laser device 1 can be reduced.

また、窓部12の中央部に領域D1が配されるとともに、窓部12の周部に領域D1よりも透過率の低い領域D2が配される。これにより、窓部12の周部に発生するリップルRを確実に低減することができる。 Further, the region D1 is arranged in the central portion of the window portion 12, and the region D2 having a lower transmittance than the region D1 is arranged in the peripheral portion of the window portion 12. As a result, the ripple R generated in the peripheral portion of the window portion 12 can be reliably reduced.

また、レーザ光の光軸に対して同心円状に領域D1及び領域D2が配されるので、キャップ10の向きが規制されず、半導体レーザ装置1の工数を削減することができる。 Further, since the regions D1 and D2 are arranged concentrically with respect to the optical axis of the laser light, the orientation of the cap 10 is not restricted, and the man-hours of the semiconductor laser apparatus 1 can be reduced.

また、封止部材11が透明な基板11a上に透過率を低下させるコーティング層11eを設けられ、コーティング層11eが領域D2に配される。これにより、透過率の低い領域D2を容易に形成することができる。 Further, the sealing member 11 is provided with a coating layer 11e on the transparent substrate 11a to reduce the transmittance, and the coating layer 11e is arranged in the region D2. Thereby, the region D2 having a low transmittance can be easily formed.

また、レーザ光の光軸に対する角度の絶対値が20゜以上の範囲に領域D2が配されるので、リップルRを確実に低減することができる。 Further, since the region D2 is arranged in the range where the absolute value of the angle of the laser beam with respect to the optical axis is 20 ° or more, the ripple R can be surely reduced.

本実施形態において、コーティング層11dを省き、領域D1の透過率を基板11aの透過率にしてもよい。また、コーティング層11d、11eを同じコーディング剤により形成し、コーティング層11eをコーティング層11dよりも厚く形成して異なる透過率にしてもよい。また、コーティング層11d、11eを省き、透過率の異なる基板11aを同心円状に接合して領域D1及び領域D2を形成してもよい。 In the present embodiment, the coating layer 11d may be omitted and the transmittance of the region D1 may be the transmittance of the substrate 11a. Further, the coating layers 11d and 11e may be formed with the same coating agent, and the coating layer 11e may be formed thicker than the coating layer 11d to have different transmittances. Further, the coating layers 11d and 11e may be omitted, and the substrates 11a having different transmittances may be joined concentrically to form the region D1 and the region D2.

<第2実施形態>
次に、図7、図8は第2実施形態の半導体レーザ装置1の封止部材11を示す上面図及び正面断面図である。説明の便宜上、前述の図1〜図4に示す第1実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は封止部材11に光吸収材が設けられる。その他の部分は第1実施形態と同様である。
<Second Embodiment>
Next, FIGS. 7 and 8 are a top view and a front sectional view showing the sealing member 11 of the semiconductor laser device 1 of the second embodiment. For convenience of explanation, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, the sealing member 11 is provided with a light absorber. Other parts are the same as those in the first embodiment.

封止部材11はガラス、樹脂等により形成された円形の基板11b及び円環状の基板11cを同心円状に接合して形成される。封止部材11の中央部に設けた基板11bは半導体レーザ素子5の光軸上に配される。基板11cは基板11bの外周側に配され、基板11cの周部はキャップ10の上壁10bの下面に接着される。この時、基板11cは出射部5a(図2参照)から出射されるレーザ光の光軸に対して20゜以上の範囲に設けられる。 The sealing member 11 is formed by joining a circular substrate 11b made of glass, resin, or the like and an annular substrate 11c concentrically. The substrate 11b provided at the center of the sealing member 11 is arranged on the optical axis of the semiconductor laser element 5. The substrate 11c is arranged on the outer peripheral side of the substrate 11b, and the peripheral portion of the substrate 11c is adhered to the lower surface of the upper wall 10b of the cap 10. At this time, the substrate 11c is provided in a range of 20 ° or more with respect to the optical axis of the laser beam emitted from the emitting portion 5a (see FIG. 2).

基板11bは光を透過する透明材料により形成される。基板11cは光吸収材により形成される。光吸収材の基板11cは着色材料(顔料系吸収色素や染料系吸収色素等)をガラスや樹脂に混練して形成される。透明部材上に光吸収材の着色材料をコーティングして基板11cを形成してもよい。 The substrate 11b is formed of a transparent material that transmits light. The substrate 11c is formed of a light absorber. The substrate 11c of the light absorber is formed by kneading a coloring material (pigment-based absorbent dye, dye-based absorbent dye, etc.) with glass or resin. The transparent member may be coated with a coloring material of a light absorber to form the substrate 11c.

これにより、窓部12の中央部に所定の透過率で光を透過する領域D1が形成され、窓部12の周部に領域D1よりも透過率が低く光を吸収する領域D2が形成される。本実施形態では、出射部5aから出射される波長が450nmであり、波長が450nmのレーザ光に対する領域D1の透過率が90%以上である。 As a result, a region D1 that transmits light at a predetermined transmittance is formed in the central portion of the window portion 12, and a region D2 that has a lower transmittance than the region D1 and absorbs light is formed in the peripheral portion of the window portion 12. .. In the present embodiment, the wavelength emitted from the emitting unit 5a is 450 nm, and the transmittance of the region D1 with respect to the laser light having a wavelength of 450 nm is 90% or more.

図9は半導体レーザ装置1のFFPの光強度分布を示す図である。縦軸は光強度を示し、横軸は出射部5aから出射されるレーザ光の光軸に対する角度(単位:゜)を示している。光強度は最大値を基準に正規化している。光軸に対する角度は設置面3aに垂直な面内における角度を示し、正側が設置面3aに近づく方向である。図9によると、前述の図6に示すリップルRを防止することができる。 FIG. 9 is a diagram showing the light intensity distribution of the FFP of the semiconductor laser device 1. The vertical axis shows the light intensity, and the horizontal axis shows the angle (unit: °) of the laser light emitted from the emitting unit 5a with respect to the optical axis. The light intensity is normalized based on the maximum value. The angle with respect to the optical axis indicates an angle in a plane perpendicular to the installation surface 3a, and the positive side is a direction approaching the installation surface 3a. According to FIG. 9, the ripple R shown in FIG. 6 can be prevented.

本実施形態によると、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、領域D2に光吸収材の基板11cが配されるので、リップルRを確実に防止することができる。更に、光吸収材により形成される領域D2を適切に配置することにより、半導体レーザ装置1による光投影時の楕円率を可変することができる。 According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, since the substrate 11c of the light absorber is arranged in the region D2, the ripple R can be reliably prevented. Further, by appropriately arranging the region D2 formed by the light absorber, the ellipticity at the time of light projection by the semiconductor laser device 1 can be changed.

尚、基板11cが光透過性を有していても、キャップ10の開口部10aを小径に形成すると光軸に対して角度の大きい領域の光を遮光することができる。しかし、この構成にによると封止部材11を透過してキャップ10の上壁10aの下面で反射した光がキャップ10内部で反射して窓部12から漏れる。 Even if the substrate 11c has light transmission property, if the opening portion 10a of the cap 10 is formed to have a small diameter, it is possible to block light in a region having a large angle with respect to the optical axis. However, according to this configuration, the light transmitted through the sealing member 11 and reflected on the lower surface of the upper wall 10a of the cap 10 is reflected inside the cap 10 and leaks from the window portion 12.

本実施形態は窓部12の周部が光吸収材の基板11cにより形成されるため、上壁10aの下面で反射して窓部12から漏れる光を低減することができる。また、光吸収材の基板11cの周部がキャップ10の上壁10aの下面に接着されるため、上壁10aの下面で反射する光をより低減することができる。 In this embodiment, since the peripheral portion of the window portion 12 is formed by the substrate 11c of the light absorbing material, it is possible to reduce the light reflected from the lower surface of the upper wall 10a and leaking from the window portion 12. Further, since the peripheral portion of the substrate 11c of the light absorber is adhered to the lower surface of the upper wall 10a of the cap 10, the light reflected on the lower surface of the upper wall 10a can be further reduced.

<第3実施形態>
次に、図10、図11は第3実施形態の半導体レーザ装置1の封止部材11を示す上面図及び正面断面図である。説明の便宜上、前述の図1〜図4に示す第1実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は領域D1と領域D2との間に中間領域D3が設けられる。その他の部分は第1実施形態と同様である。
<Third Embodiment>
Next, FIGS. 10 and 11 are a top view and a front sectional view showing the sealing member 11 of the semiconductor laser device 1 of the third embodiment. For convenience of explanation, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are designated by the same reference numerals. In this embodiment, an intermediate region D3 is provided between the region D1 and the region D2. Other parts are the same as those in the first embodiment.

中間領域D3は基板11a上にコーティング剤を塗布したコーティング層11fにより形成される。コーティング層11fはコーティング層11dの外周側に同心円状に配した円環状に形成される。コーティング層11eはコーティング層11fの外周側に同心円状に配した円環状に形成される。 The intermediate region D3 is formed by a coating layer 11f coated with a coating agent on the substrate 11a. The coating layer 11f is formed in an annular shape arranged concentrically on the outer peripheral side of the coating layer 11d. The coating layer 11e is formed in an annular shape arranged concentrically on the outer peripheral side of the coating layer 11f.

また、コーティング層11fは出射部5a(図2参照)から出射されるレーザ光に対する透過率がコーティング層11dよりも低く、コーティング層11eよりも高くなっている。これにより、透過率の高い領域D1と透過率の低い領域D2との間に、透過率が領域D1よりも低く領域D2よりも高い中間領域D3が形成される。 Further, the coating layer 11f has a lower transmittance for the laser light emitted from the emitting portion 5a (see FIG. 2) than the coating layer 11d and higher than the coating layer 11e. As a result, an intermediate region D3 having a transmittance lower than that of the region D1 and higher than that of the region D2 is formed between the region D1 having a high transmittance and the region D2 having a low transmittance.

本実施形態では、出射部5aから出射される波長が450nmのレーザ光に対する中間領域D3の透過率を50%にしている。 In the present embodiment, the transmittance of the intermediate region D3 with respect to the laser light having a wavelength of 450 nm emitted from the emitting unit 5a is set to 50%.

図12は半導体レーザ装置1のFFPの光強度分布を示す図である。縦軸は光強度を示し、横軸は出射部5aから出射されるレーザ光の光軸に対する角度(単位:゜)を示している。光強度は最大値を基準に正規化している。光軸に対する角度は設置面3aに垂直な面内における角度を示し、正側が設置面3aに近づく方向である。 FIG. 12 is a diagram showing the light intensity distribution of the FFP of the semiconductor laser device 1. The vertical axis shows the light intensity, and the horizontal axis shows the angle (unit: °) of the laser light emitted from the emitting unit 5a with respect to the optical axis. The light intensity is normalized based on the maximum value. The angle with respect to the optical axis indicates an angle in a plane perpendicular to the installation surface 3a, and the positive side is a direction approaching the installation surface 3a.

図12によると、前述の図5と同様にリップルRを低減することができる。また、第1実施形態よりもレーザ光の半値幅を小さくして拡がり角を小さくすることができる。 According to FIG. 12, the ripple R can be reduced as in FIG. 5 described above. Further, the full width at half maximum of the laser beam can be made smaller than that of the first embodiment to reduce the spreading angle.

半導体レーザ素子5は出射光の拡がり角が大きいため、レーザポインター等の用途の半導体レーザ装置1は拡がり角を小さくする集光レンズと一体にモジュール化される。本実施形態は半導体レーザ装置1の出射光の拡がり角を小さくできるため、モジュール化の際に集光レンズを省くことができる。従って、半導体レーザ装置1を備えたモジュールの小型化及びコスト削減を図ることができる。 Since the semiconductor laser element 5 has a large spread angle of emitted light, the semiconductor laser device 1 for applications such as a laser pointer is modularized integrally with a condenser lens that reduces the spread angle. In this embodiment, since the spread angle of the emitted light of the semiconductor laser device 1 can be reduced, the condenser lens can be omitted at the time of modularization. Therefore, it is possible to reduce the size and cost of the module provided with the semiconductor laser device 1.

尚、中間領域D3を透過率に応じて更に細分化することにより、半導体レーザ装置1から出射されるレーザ光の光強度をガウス分布に近づけることができる。 By further subdividing the intermediate region D3 according to the transmittance, the light intensity of the laser beam emitted from the semiconductor laser device 1 can be brought closer to the Gaussian distribution.

本実施形態によると、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、中間領域D3を設けたので、レーザ光の拡がり角を小さくし、半導体レーザ装置1を備えたモジュールの小型化及びコスト削減を図ることができる。 According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, since the intermediate region D3 is provided, the spread angle of the laser beam can be reduced, and the module provided with the semiconductor laser device 1 can be miniaturized and the cost can be reduced.

第1〜第3実施形態において、円環状に形成される領域D2はリップルRが発生する範囲に設けられていればよく、他の形状に形成してもよい。例えば、光軸に対する角度が正側のみにアーチ状の領域D2を形成してもよい。 In the first to third embodiments, the region D2 formed in an annular shape may be provided in a range where the ripple R is generated, and may be formed in another shape. For example, the arched region D2 may be formed only on the positive side at an angle with respect to the optical axis.

本発明によると、CANパッケージ型の半導体レーザ装置に利用することができる。 According to the present invention, it can be used for a CAN package type semiconductor laser device.

1 半導体レーザ装置
3 ブロック
3a 設置面
4 サブマウント
5 半導体レーザ素子
5a 出射部
6 フォトダイオード
7a、7b、7c リード
8 基台
9 ステム
10 キャップ
10a 開口部
10b 上壁
11 封止部材
11a、11b、11c 基板
11d、11e、11f コーティング層
12 窓部
D1 領域
D2 領域
D3 中間領域
R リップル
1 Semiconductor laser device 3 Block 3a Installation surface 4 Submount 5 Semiconductor laser element 5a Ejector 6 Photodiode 7a, 7b, 7c Lead 8 Base 9 Stem 10 Cap 10a Opening 10b Upper wall 11 Sealing member 11a, 11b, 11c Substrate 11d, 11e, 11f Coating layer 12 Window part D1 area D2 area D3 Intermediate area R Ripple

Claims (4)

出射部からレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子を搭載するステムと、前記出射部に対向する窓部を有して前記半導体レーザ素子を覆うキャップとを備え、前記窓部が前記レーザ光に対して透過率の異なる第1領域及び第2領域を有し、
前記窓部の中央部に前記第1領域が配されるとともに、前記窓部の周部であって、前記出射部から出射される前記レーザ光の光軸に対する角度が遠視野像においてリップルが発生する角度範囲に前記第2領域が配され、前記第1領域の透過率よりも前記第2領域の透過率が低く、
前記出射部から出射されたレーザ光が前記第1領域及び前記第2領域を通過して前記窓部から出射されることを特徴とする半導体レーザ装置。
A semiconductor laser element that emits laser light from an emitting portion, a stem on which the semiconductor laser element is mounted, and a cap having a window portion facing the emitting portion and covering the semiconductor laser element are provided, and the window portion has the window portion. It has a first region and a second region having different transmission rates with respect to the laser beam.
The first region is arranged in the central portion of the window portion, and the angle of the laser beam emitted from the emission portion of the peripheral portion of the window portion with respect to the optical axis causes ripple in the far-field image. The second region is arranged in an angle range, and the transmittance of the second region is lower than the transmittance of the first region.
A semiconductor laser device characterized in that a laser beam emitted from the emitting portion passes through the first region and the second region and is emitted from the window portion.
前記レーザ光の光軸に対して同心円状に前記第1領域及び前記第2領域が配されることを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ装置。 The semiconductor laser apparatus according to claim 1, wherein the first region and the second region are arranged concentrically with respect to the optical axis of the laser beam. 前記第1領域と前記第2領域との間に透過率が前記第1領域よりも低く前記第2領域よりも高い中間領域を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体レーザ装置。 The first or second aspect of the present invention, wherein an intermediate region having a transmittance lower than that of the first region and higher than that of the second region is provided between the first region and the second region. Semiconductor laser device. 前記窓部を形成する封止部材が透明な基板と、前記基板上に設けた透過率を低下させるコーティング層とを有し、前記第2領域に該コーティング層を配したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体レーザ装置。 A claim characterized in that the sealing member forming the window portion has a transparent substrate and a coating layer provided on the substrate for reducing the transmittance, and the coating layer is arranged in the second region. The semiconductor laser apparatus according to claim 1 or 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2862037B2 (en) * 1992-04-06 1999-02-24 三菱電機株式会社 Multi-wavelength semiconductor laser provided with low reflectivity film and method of manufacturing the same
JP4015425B2 (en) * 2002-01-17 2007-11-28 ローム株式会社 Optical transceiver module
JP2004079647A (en) * 2002-08-13 2004-03-11 Sony Corp Semiconductor light emitting device, method of manufacturing the same, and laser beam printer
JP2007027471A (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Fuji Xerox Co Ltd Semiconductor laser device and light transmitting device using the same
JP4811116B2 (en) * 2006-05-16 2011-11-09 富士ゼロックス株式会社 Semiconductor laser device
KR20080037847A (en) * 2006-10-27 2008-05-02 삼성전자주식회사 Semiconductor laser device and semiconductor laser device package having light blocking plate

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