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JP7096476B2 - Manufacturing method of semiconductor laser device - Google Patents
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Description

本発明は、半導体レーザ装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device and a method for manufacturing the same.

本技術分野の背景技術として、特開昭55-38064号公報(特許文献1)がある。この公報には、「絶縁基板上のヒートシンクに半導体レーザを固着し、該半導体レーザの端面からの距離を一定にすると共に、該端面と平行になるように、前記ヒートシンクに対してスペーサを介して透明窓を配置し、該透明窓とキャップとにより前記半導体レーザを封止し、前記透明窓に透明接着剤によりレンズを固着したことを特徴とする半導体発光装置」が記載されている。 As a background technique in this technical field, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-38064 (Patent Document 1) is available. In this publication, "a semiconductor laser is fixed to a heat sink on an insulating substrate, the distance from the end face of the semiconductor laser is made constant, and the heat sink is parallel to the end face via a spacer. A semiconductor light emitting device is described in which a transparent window is arranged, the semiconductor laser is sealed by the transparent window and a cap, and a lens is fixed to the transparent window by a transparent adhesive.

特開昭55-38064号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-38064

前記特許文献1が開示した半導体発光装置においては、レンズが透明接着剤によって透明窓に固着される。そのような半導体発光装置では、接着剤の厚さのばらつきにより、固着されたレンズの光軸が傾いてしまうことがある。なお、一旦固着されたレンズが取り外せないので、レンズ交換ができない。 In the semiconductor light emitting device disclosed in Patent Document 1, the lens is fixed to the transparent window by a transparent adhesive. In such a semiconductor light emitting device, the optical axis of the fixed lens may be tilted due to the variation in the thickness of the adhesive. Since the lens once fixed cannot be removed, the lens cannot be replaced.

本発明は、レンズの接合状況が接着剤の影響を受けず、且つ必要なときにレンズを取り外して交換できる半導体レーザ装置及びその製造方法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 and a method for manufacturing the same, in which the bonding condition of the lens is not affected by the adhesive and the lens can be removed and replaced when necessary.

前記した課題を解決するために、本発明の一実施形態にかかる半導体レーザ装置の製造方法は、半導体レーザ素子の前方に対応する位置に開口部を有するキャップ、及び前記開口部に設けられ前記半導体レーザ素子のレーザビームを透過させる透明板、を用いて、前記半導体レーザ素子を気密封止する封止ステップと、前記透明板にレンズを接合する接合ステップと、を含む。前記接合ステップは、前記封止ステップの後であり、前記接合ステップにおける接合は、前記透明板と前記レンズの直接接合である。 In order to solve the above-mentioned problems, the method for manufacturing a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention includes a cap having an opening at a position corresponding to the front of the semiconductor laser element, and the semiconductor provided in the opening. It includes a sealing step of airtightly sealing the semiconductor laser element using a transparent plate that transmits a laser beam of the laser element, and a joining step of joining a lens to the transparent plate. The joining step is after the sealing step, and the joining in the joining step is a direct joining of the transparent plate and the lens.

本発明の他の実施形態にかかる半導体レーザ装置は、基板に固定された半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の前方に開口部を有するキャップと、前記開口部に設けられ、前記キャップと共に前記半導体レーザ素子を気密封止し、前記半導体レーザ素子のレーザビームを透過させる透明板と、前記透明板に接合されて前記半導体レーザ素子のレーザビームを略平行ビームとするレンズと、を含む。前記透明板と前記レンズとの接合は、直接接合である。 The semiconductor laser apparatus according to another embodiment of the present invention includes a semiconductor laser element fixed to a substrate, a cap having an opening in front of the semiconductor laser element, and the semiconductor provided in the opening together with the cap. It includes a transparent plate that airtightly seals the laser element and transmits the laser beam of the semiconductor laser element, and a lens that is joined to the transparent plate to make the laser beam of the semiconductor laser element a substantially parallel beam. The bonding between the transparent plate and the lens is a direct bonding.

本発明によれば、レンズの接合状況が接着剤の影響を受けず、且つ必要なときにレンズを取り外して交換できる半導体レーザ装置及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor laser device and a method for manufacturing the same, in which the bonding state of the lens is not affected by the adhesive and the lens can be removed and replaced when necessary.

また、上述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。 In addition, problems, configurations and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

本発明の一実施形態にかかる半導体レーザ装置の製造方法におけるステップを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the step in the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる半導体レーザ装置の製造方法におけるステップを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the step in the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる半導体レーザ装置の製造方法におけるステップを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the step in the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 本発明において用いる半導体レーザ素子の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the semiconductor laser element used in this invention. 本発明において用いる半導体レーザ素子の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another example of the semiconductor laser element used in this invention. 変形したレーザダイオードバーを光軸方向から見た場合の模式図である。It is a schematic diagram when the deformed laser diode bar is seen from the optical axis direction.

以下、図面に基づき発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention based on the drawings.

図1は本発明の一実施形態にかかる半導体レーザ装置の製造方法におけるステップを示す模式図である。矢印で示したように製造プロセスが上の図面から下の図面へ進むものとする。本実施形態の製造方法は、半導体レーザ素子を気密封止する封止ステップと、透明板にレンズを接合する接合ステップと、を含む。 FIG. 1 is a schematic diagram showing steps in a method for manufacturing a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention. It is assumed that the manufacturing process proceeds from the upper drawing to the lower drawing as indicated by the arrows. The manufacturing method of the present embodiment includes a sealing step of airtightly sealing a semiconductor laser device and a joining step of joining a lens to a transparent plate.

封止ステップにおいて、キャップ110及び透明板112を用いて半導体レーザ素子106を気密封止する。気密封止の一例を具体的に説明すると、図1の上方の図面に示したように、封止ステップの前に、基板102上に配置されたサブマウント104に半導体レーザ素子106を接合する。半導体レーザ素子106としては、レーザ光を発振することができるものであれば、特に制限なく使用することができる。例えば、300nm~500nm、好ましくは400nm~470nm、より好ましくは420nm~470nmに発光ピーク波長を有するものを用いることができる。典型的には、端面発光型の半導体レーザ素子を使用することができる。サブマウント104は、半導体レーザ素子106の放熱のために熱伝導性の高い材料によって形成されていることが好ましい。具体的には、AlN、CuW、ダイヤモンド、SiC、セラミックス等が挙げられる。なかでも、サブマウント104は、単結晶のAlN又はSiCからなるものが好ましい。一方、半導体レーザ素子106の前方に対応する位置に開口部110aを有するキャップ110を用意して、嵌め込み又は接合などの方法によって開口部110aに透明板112を固着させる。その後、図1の中央の図面に示したように、一体となったキャップ110及び透明板112を用いて半導体レーザ素子106を気密封止する。 In the sealing step, the semiconductor laser element 106 is hermetically sealed using the cap 110 and the transparent plate 112. To specifically explain an example of airtight sealing, as shown in the upper drawing of FIG. 1, the semiconductor laser device 106 is bonded to the submount 104 arranged on the substrate 102 before the sealing step. The semiconductor laser device 106 can be used without particular limitation as long as it can oscillate a laser beam. For example, those having an emission peak wavelength of 300 nm to 500 nm, preferably 400 nm to 470 nm, and more preferably 420 nm to 470 nm can be used. Typically, an end face emission type semiconductor laser device can be used. The submount 104 is preferably made of a material having high thermal conductivity for heat dissipation of the semiconductor laser device 106. Specific examples thereof include AlN, CuW, diamond, SiC, and ceramics. Among them, the submount 104 is preferably made of single crystal AlN or SiC. On the other hand, a cap 110 having an opening 110a is prepared at a position corresponding to the front of the semiconductor laser element 106, and the transparent plate 112 is fixed to the opening 110a by a method such as fitting or joining. Then, as shown in the central drawing of FIG. 1, the semiconductor laser element 106 is hermetically sealed by using the integrated cap 110 and the transparent plate 112.

ここで、「半導体レーザ素子の前方に対応する位置に開口部を有する」とは、気密封止した後、キャップ110の開口部110aがちょうど半導体レーザ素子106の前方に位置するように、キャップ110に開口部110aが設けられることをいう。透明板112は半導体レーザ素子106のレーザビームを透過させることができる。 Here, "having an opening at a position corresponding to the front of the semiconductor laser element" means that the cap 110 is located exactly in front of the semiconductor laser element 106 so that the opening 110a of the cap 110 is located just in front of the semiconductor laser element 106 after airtight sealing. It means that the opening 110a is provided in the. The transparent plate 112 can transmit the laser beam of the semiconductor laser device 106.

接合ステップにおいて、図1の下方の図面に示したように、直接接合によって透明板112にレンズ114を接合する。この接合ステップは封止ステップの後に行う。接合ステップにおいて、半導体レーザ素子106の光軸に合わせて透明板112にレンズ114を接合する。光軸合わせの方法としては、例えば、レーザプロファイラを用いて、半導体レーザ素子106が出射するレーザビームの強度プロファイルをとり、その強度プロファイルの中心位置から半導体レーザ素子106の光出射部の位置を特定して光軸を合わせることができる。 In the joining step, as shown in the lower drawing of FIG. 1, the lens 114 is joined to the transparent plate 112 by direct joining. This joining step is performed after the sealing step. In the joining step, the lens 114 is joined to the transparent plate 112 along the optical axis of the semiconductor laser element 106. As a method of aligning the optical axes, for example, a laser profiler is used to take an intensity profile of the laser beam emitted by the semiconductor laser element 106, and the position of the light emitting portion of the semiconductor laser element 106 is specified from the center position of the intensity profile. And the optical axis can be aligned.

直接接合の手法は、オプティカルコンタクトであってよい。例えば、ガラス、石英、サファイア、フッ化カルシウム等から構成する透明板112及びレンズ114を用いて、互いに接合する透明板112の表面とレンズ114の接合面を精密研磨によって平滑な平面に加工して、200℃以下の温度及び常圧において両者を密着させて接合する。この直接接合によって、図1の下方の図面に示したような半導体レーザ装置100が得られる。透明板112とレンズ114の材料は、同じであってもよく、異なっていてもよい。 The method of direct joining may be optical contact. For example, using a transparent plate 112 and a lens 114 made of glass, quartz, sapphire, calcium fluoride, etc., the surface of the transparent plate 112 and the joint surface of the lens 114 to be bonded to each other are processed into a smooth flat surface by precision polishing. , The two are brought into close contact with each other at a temperature of 200 ° C. or lower and normal pressure. By this direct joining, the semiconductor laser device 100 as shown in the lower drawing of FIG. 1 is obtained. The materials of the transparent plate 112 and the lens 114 may be the same or different.

半導体レーザ素子106をサブマウント104に接合するために使用する接合材、及び気密封止に使用する接合材などの溶融温度が通常200℃より高いので、レンズの接合ステップは200℃以下の温度で行えば、他の接合を破壊することはない。なお、常圧でレンズ接合を行えば、半導体レーザ素子106の気密封止状態に悪影響を及ぼすことはない。 Since the melting temperature of the bonding material used to bond the semiconductor laser element 106 to the submount 104 and the bonding material used for airtight sealing is usually higher than 200 ° C, the lens bonding step should be at a temperature of 200 ° C or lower. If done, it will not destroy other joints. If the lens is joined under normal pressure, the airtight sealing state of the semiconductor laser device 106 will not be adversely affected.

本発明の製造方法は、接着剤を使用しない直接接合によってレンズ114を透明板112に接合するので、接着剤の厚さのばらつきによるレンズ光軸の傾きが発生しない。また、本発明の製造方法で製造された半導体レーザ装置は、レンズ接合に接着剤を使用していないので、レンズに劣化などが発生したとき、そのレンズを取り外して、新しいレンズに交換することが容易に実現できる。レンズを取り外す方法としては、例えば、引っ張りせん断によりレンズを剥離する方法、又は、レンズ内部に超短パルスレーザを照射して内部応力を発生させて、レンズを剥離する方法などがある。 In the manufacturing method of the present invention, since the lens 114 is bonded to the transparent plate 112 by direct bonding without using an adhesive, the lens optical axis is not tilted due to the variation in the thickness of the adhesive. Further, since the semiconductor laser device manufactured by the manufacturing method of the present invention does not use an adhesive for lens bonding, when deterioration occurs in the lens, the lens can be removed and replaced with a new lens. It can be easily realized. As a method of removing the lens, for example, there are a method of peeling the lens by tensile shear, a method of irradiating the inside of the lens with an ultrashort pulse laser to generate internal stress, and a method of peeling the lens.

なお、本発明の製造方法で製造された半導体レーザ装置は、レンズ接合に接着剤を使用していないので、接着剤の界面反射による光のロスが発生しない。また、接着剤による屈折がないので、半導体レーザ装置の光学系が設計しやすい。更に、レーザ(特に短波長レーザ)のエネルギーを吸収することによる接着剤の劣化、変形が発生しない。 Since the semiconductor laser device manufactured by the manufacturing method of the present invention does not use an adhesive for lens bonding, no light loss occurs due to the interfacial reflection of the adhesive. Further, since there is no refraction due to the adhesive, it is easy to design the optical system of the semiconductor laser device. Further, the adhesive is not deteriorated or deformed by absorbing the energy of the laser (particularly the short wavelength laser).

図2及び図3は、本発明の他の実施形態にかかる半導体レーザ装置の製造方法におけるステップを示す模式図である。図2及び図3に示した実施形態は、図1に示した実施形態に比べて、封止ステップにおける詳細なプロセスが若干異なる。 2 and 3 are schematic views showing steps in a method for manufacturing a semiconductor laser device according to another embodiment of the present invention. The embodiments shown in FIGS. 2 and 3 differ slightly from the embodiments shown in FIG. 1 in the detailed process in the sealing step.

図2に示した実施形態では、上方の図面に示したように、まず半導体レーザ素子106の前方に対応する位置に開口部110aを有するキャップ110を基板102に接合する。その後、中央の図面に示したように、透明板112をキャップ110の開口部110aに接合して、キャップ110及び透明板112を用いて半導体レーザ素子106を気密封止する。更に、下方の図面に示したように、半導体レーザ素子106の光軸に合わせて、直接接合によってレンズ114を透明板112に接合する。よって、半導体レーザ装置100が得られる。 In the embodiment shown in FIG. 2, as shown in the upper drawing, first, a cap 110 having an opening 110a at a position corresponding to the front of the semiconductor laser element 106 is joined to the substrate 102. Then, as shown in the central drawing, the transparent plate 112 is joined to the opening 110a of the cap 110, and the semiconductor laser element 106 is hermetically sealed using the cap 110 and the transparent plate 112. Further, as shown in the drawing below, the lens 114 is joined to the transparent plate 112 by direct joining in alignment with the optical axis of the semiconductor laser element 106. Therefore, the semiconductor laser device 100 can be obtained.

図3に示した実施形態では、上方の図面に示したように、まず透明板112を半導体レーザ素子106の前方に立てて、接着剤などによってそれを基板102に接合する。その後、中央の図面に示したように、透明板112に対応する位置に開口部110aを有するキャップ110を基板102及び透明板112に接合することによって、キャップ110及び透明板112を用いて半導体レーザ素子106を気密封止する。更に、下方の図面に示したように、半導体レーザ素子106の光軸に合わせて、直接接合によってレンズ114を透明板112に接合する。よって、半導体レーザ装置100が得られる。 In the embodiment shown in FIG. 3, as shown in the upper drawing, the transparent plate 112 is first erected in front of the semiconductor laser element 106, and the transparent plate 112 is bonded to the substrate 102 with an adhesive or the like. Then, as shown in the central drawing, by joining the cap 110 having the opening 110a at the position corresponding to the transparent plate 112 to the substrate 102 and the transparent plate 112, the semiconductor laser is used by using the cap 110 and the transparent plate 112. The element 106 is hermetically sealed. Further, as shown in the drawing below, the lens 114 is joined to the transparent plate 112 by direct joining in alignment with the optical axis of the semiconductor laser element 106. Therefore, the semiconductor laser device 100 can be obtained.

図4は本発明において用いる半導体レーザ素子の一例を示す模式図である。図4に示したように、半導体レーザ素子106は、単一のレーザダイオードであってよい。この場合、半導体レーザ素子106の一方の端面に一つの光出射部202があり、そこから二点鎖線で示したようにレーザビームを出射することができる。本明細書において、レーザビームを出射する方向を半導体レーザ素子の前方とする。上述した「半導体レーザ素子106の光軸に合わせてレンズ114を透明板112に接合する」とは、レーザダイオードの光出射部202から出射するレーザビームの光軸(本明細書において、「レーザダイオードの光軸」又は「光出射部の光軸」ともいう)に合わせて、透明板112にレンズ114を接合することをいう。半導体レーザ素子106はサブマウント104上に配置されていることが好ましい。 FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a semiconductor laser device used in the present invention. As shown in FIG. 4, the semiconductor laser device 106 may be a single laser diode. In this case, there is one light emitting unit 202 on one end surface of the semiconductor laser device 106, from which a laser beam can be emitted as shown by a two-dot chain line. In the present specification, the direction in which the laser beam is emitted is the front of the semiconductor laser device. The above-mentioned "bonding the lens 114 to the transparent plate 112 in line with the optical axis of the semiconductor laser element 106" means the optical axis of the laser beam emitted from the light emitting portion 202 of the laser diode (in the present specification, the "laser diode". It means that the lens 114 is joined to the transparent plate 112 in accordance with the "optical axis" or "optical axis of the light emitting portion"). It is preferable that the semiconductor laser device 106 is arranged on the submount 104.

図5は本発明において用いる半導体レーザ素子の他の例を示す模式図である。図5に示したように、半導体レーザ素子106は、複数のレーザダイオードが横一列に配列されたレーザダイオードバーであってもよい。この場合、半導体レーザ素子106の一方の端面に、レーザダイオードの数に対応する複数の光出射部202があり、それぞれの光出射部202から二点鎖線で示したようにレーザビームを出射することができる。半導体レーザ素子106がレーザダイオードバーである場合、本発明の半導体レーザ装置の製造方法の接合ステップにおいては、当該レーザダイオードバーにおける各レーザダイオードの光軸に合わせて、それぞれのレーザダイオードに対応するレンズ114を透明板112に接合する。レーザダイオードバーはサブマウント104上に配置されていることが好ましい。なお、半導体レーザ素子106がレーザダイオードバーである場合、レンズ114としてレンズアレイを使用してもよい。 FIG. 5 is a schematic diagram showing another example of the semiconductor laser device used in the present invention. As shown in FIG. 5, the semiconductor laser device 106 may be a laser diode bar in which a plurality of laser diodes are arranged in a horizontal row. In this case, on one end surface of the semiconductor laser element 106, there are a plurality of light emitting units 202 corresponding to the number of laser diodes, and a laser beam is emitted from each light emitting unit 202 as shown by a two-point chain line. Can be done. When the semiconductor laser element 106 is a laser diode bar, in the joining step of the method for manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, a lens corresponding to each laser diode is aligned with the optical axis of each laser diode in the laser diode bar. The 114 is joined to the transparent plate 112. The laser diode bar is preferably located on the submount 104. When the semiconductor laser element 106 is a laser diode bar, a lens array may be used as the lens 114.

図6は変形したレーザダイオードバーを光軸方向から見た場合の模式図である。半導体レーザ素子106は、通常、サブマウント104の上に半田等の接合材402を使用して接合される。半導体レーザ素子106がレーザダイオードバーであるとき、そのレーザダイオードバーの各光出射部202の高さは、一定になるのが理想であるが、実際には接合の均一性、加熱・冷却に伴う熱変形等の影響によって、各光出射部202の高さに数ミクロンレベルのばらつきが発生することがある。図6に示したように、レーザダイオードバーの中央部の光出射部202の高さが最も高く、両端部の光出射部202の高さが最も低い「スマイル」と呼ばれる変形が代表的な例である。 FIG. 6 is a schematic view of the deformed laser diode bar when viewed from the optical axis direction. The semiconductor laser device 106 is usually bonded on the submount 104 by using a bonding material 402 such as solder. When the semiconductor laser element 106 is a laser diode bar, it is ideal that the height of each light emitting portion 202 of the laser diode bar is constant, but in reality, it accompanies the uniformity of bonding and heating / cooling. Due to the influence of thermal deformation and the like, the height of each light emitting portion 202 may vary by several microns. As shown in FIG. 6, a typical example is a deformation called "smile" in which the height of the light emitting portion 202 at the center of the laser diode bar is the highest and the height of the light emitting portions 202 at both ends is the lowest. Is.

このようなスマイル変形を有するレーザダイオードバーに対して、もしそのレーザダイオードバーの中の一つの光出射部202の光軸の高さに合わせて、各レーザダイオードに対応する各レンズ114を全て同じ高さで透明板112に接合すると、光軸の高さが合うレンズを除き、殆どのレンズが対応する光出射部202の光軸からずれてしまう。そのようなレンズを通過したレーザビームは、レンズの光軸からずれて傾斜して伝播することになる。 For a laser diode bar having such a smile deformation, if the height of the optical axis of one light emitting unit 202 in the laser diode bar is adjusted, all the lenses 114 corresponding to each laser diode are the same. When joined to the transparent plate 112 at a height, most of the lenses deviate from the optical axis of the corresponding light emitting portion 202 except for the lenses whose optical axes match the height. The laser beam that has passed through such a lens will be inclined and propagated off the optical axis of the lens.

本発明の製造方法によれば、当該レーザダイオードバーにおける各レーザダイオードの光軸に合わせて、それぞれのレーザダイオードに対応するレンズ114を透明板112に接合するので、光軸ずれによるレーザビームの傾斜を防ぐことができる。なお、レンズ114としてレンズアレイを使用する場合、レーザダイオードバーにおける各レーザダイオードの光軸に対応するレンズが合うようにレンズアレイを作製して、透明板112に接合してよい。 According to the manufacturing method of the present invention, the lens 114 corresponding to each laser diode is joined to the transparent plate 112 according to the optical axis of each laser diode in the laser diode bar, so that the inclination of the laser beam due to the misalignment of the optical axis is obtained. Can be prevented. When a lens array is used as the lens 114, a lens array may be manufactured so that a lens corresponding to the optical axis of each laser diode in the laser diode bar is fitted, and the lens array may be bonded to the transparent plate 112.

一方、図1、図2及び図3における下方の図面は、本発明の半導体レーザ装置の実施形態の例にもなる。これらの図面に示したように、半導体レーザ装置100は、半導体レーザ素子106、キャップ110、透明板112及びレンズ114を含む。半導体レーザ素子106は、サブマウント104を介して基板102に固定されている。キャップ110は、半導体レーザ素子106の前方に開口部110aを有し、その開口部110aに透明板112が設けられている。半導体レーザ素子106は、キャップ110及び透明板112によって気密封止されている。レンズ114は、直接接合によって透明板112に接合されている。透明板112は半導体レーザ素子106から出射するレーザビームを透過させ、レンズ114はそのレーザビームを略平行ビームとすることができる。 On the other hand, the lower drawings in FIGS. 1, 2 and 3 are also examples of the embodiment of the semiconductor laser device of the present invention. As shown in these drawings, the semiconductor laser device 100 includes a semiconductor laser element 106, a cap 110, a transparent plate 112, and a lens 114. The semiconductor laser device 106 is fixed to the substrate 102 via the submount 104. The cap 110 has an opening 110a in front of the semiconductor laser element 106, and a transparent plate 112 is provided in the opening 110a. The semiconductor laser device 106 is hermetically sealed by a cap 110 and a transparent plate 112. The lens 114 is joined to the transparent plate 112 by direct joining. The transparent plate 112 transmits a laser beam emitted from the semiconductor laser device 106, and the lens 114 can make the laser beam a substantially parallel beam.

レンズ114は、直接接合によって透明板112に接合されているので、接着剤の厚さのばらつきによるレンズ光軸の傾きが発生しない。なお、レンズ接合に接着剤を使用していないので、レンズに劣化などが発生したとき、そのレンズを取り外して、新しいレンズに交換することが容易に実現できる。また、レンズ114と透明板112との間に接着剤を使用していないので、接着剤の界面反射による光のロスが発生しない。接着剤による屈折がないので、半導体レーザ装置の光学系が設計しやすい。更に、レーザ(特に短波長レーザ)のエネルギーの吸収による接着剤の劣化、変形が発生しない。レーザダイオードバーに対応して、複数のレンズを接合する場合、接着剤を使用するとき、各レンズに均等に接着剤を塗布することの管理は極めて難しい。本発明は、接着剤を使用しないので、そのような管理が不要であり、且つ均等な接着が実現できる。 Since the lens 114 is directly bonded to the transparent plate 112, the lens optical axis does not tilt due to variations in the thickness of the adhesive. Since no adhesive is used for lens bonding, it is possible to easily remove the lens and replace it with a new lens when the lens deteriorates. Further, since no adhesive is used between the lens 114 and the transparent plate 112, no light loss occurs due to the interfacial reflection of the adhesive. Since there is no refraction due to the adhesive, it is easy to design the optical system of the semiconductor laser device. Further, the adhesive does not deteriorate or deform due to the absorption of energy of the laser (particularly the short wavelength laser). When joining a plurality of lenses corresponding to a laser diode bar, when using an adhesive, it is extremely difficult to control the application of the adhesive evenly to each lens. Since the present invention does not use an adhesive, such management is unnecessary and even adhesion can be realized.

図4及び図5に示したように、半導体レーザ素子106は、単一のレーザダイオードであってよく、複数のレーザダイオードが横一列に配列されたレーザダイオードバーであってもよい。半導体レーザ素子106がレーザダイオードバーである場合、当該レーザダイオードバーにおける各レーザダイオードの光軸に合わせて、それぞれのレーザダイオードに対応するレンズ114が透明板112に接合されている。よって、光軸ずれによるレーザビームの傾斜を防ぐことができる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the semiconductor laser device 106 may be a single laser diode, or may be a laser diode bar in which a plurality of laser diodes are arranged in a horizontal row. When the semiconductor laser element 106 is a laser diode bar, a lens 114 corresponding to each laser diode is bonded to the transparent plate 112 in accordance with the optical axis of each laser diode in the laser diode bar. Therefore, it is possible to prevent the laser beam from being tilted due to the deviation of the optical axis.

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・置換をすることも可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to add or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

100 半導体レーザ装置
102 基板
104 サブマウント
106 半導体レーザ素子
110 キャップ
110a 開口部
112 透明板
114 レンズ
202 光出射部
402 接合材
100 Semiconductor laser device 102 Substrate 104 Submount 106 Semiconductor laser element 110 Cap 110a Opening 112 Transparent plate 114 Lens 202 Light emitting part 402 Joint material

Claims (5)

半導体レーザ素子の前方に対応する位置に開口部を有するキャップ、及び前記開口部に設けられ前記半導体レーザ素子のレーザビームを透過させる透明板、を用いて、前記半導体レーザ素子を気密封止する封止ステップと、
前記透明板にレンズを接合する接合ステップと、
を含む半導体レーザ装置の製造方法において、
前記接合ステップは、前記封止ステップの後であり、
前記接合ステップにおける接合は、前記透明板と前記レンズの直接接合である
ことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
A seal that airtightly seals the semiconductor laser element by using a cap having an opening at a position corresponding to the front of the semiconductor laser element and a transparent plate provided in the opening through which the laser beam of the semiconductor laser element is transmitted. Stop step and
The joining step of joining the lens to the transparent plate,
In the method of manufacturing a semiconductor laser device including
The joining step is after the sealing step and
A method for manufacturing a semiconductor laser apparatus, wherein the joining in the joining step is a direct joining between the transparent plate and the lens.
請求項1に記載の半導体レーザ装置の製造方法において、
前記直接接合は、オプティカルコンタクトである
ことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
In the method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 1,
The method for manufacturing a semiconductor laser device, characterized in that the direct joining is an optical contact.
請求項1又は2に記載の半導体レーザ装置の製造方法において、
前記半導体レーザ素子は、レーザダイオードバーであり、
前記接合ステップにおいて、前記レーザダイオードバーにおける各レーザダイオードの光軸に合わせて、それぞれの前記レーザダイオードに対応する前記レンズを前記透明板に接合する
ことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
In the method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 1 or 2.
The semiconductor laser element is a laser diode bar.
A method for manufacturing a semiconductor laser apparatus, which comprises joining the lens corresponding to each laser diode to the transparent plate in the joining step according to the optical axis of each laser diode in the laser diode bar.
前記直接接合は、常圧で行われる
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 3, wherein the direct joining is performed at normal pressure.
前記透明板および前記レンズの材料は、ガラス、石英、サファイア、フッ化カルシウムからなる群から選択される少なくとも1つである
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
The semiconductor according to any one of claims 1 to 4, wherein the material of the transparent plate and the lens is at least one selected from the group consisting of glass, quartz, sapphire, and calcium fluoride. How to manufacture a laser device.
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