JP2001358398A - 半導体レーザー素子ユニットおよび半導体レーザーモジュール - Google Patents
半導体レーザー素子ユニットおよび半導体レーザーモジュールInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体レーザー素子から発生する熱の放熱性
が高く、消費電力を抑制する。 【解決手段】 半導体レーザー素子１１を固定するステ
ム１４にはキャップ１５と溶接接合する部位に溶接補助
部材１を銀鑞付けにより固着形成する。その溶接補助部
材１にキャップ１５を溶接接合する。これにより、ステ
ム１４とキャップ１５は溶接補助部材１を介して接合す
る。溶接性を考慮せずにステム１４の構成材料を選択す
ることができるので、熱伝導率が良い材料によりステム
１４を構成する。半導体レーザー素子１１から発生した
熱はステム１４を介して外部に効率良く放出され、半導
体レーザー素子１１の発生熱の放熱性を向上させること
が可能となる。
が高く、消費電力を抑制する。 【解決手段】 半導体レーザー素子１１を固定するステ
ム１４にはキャップ１５と溶接接合する部位に溶接補助
部材１を銀鑞付けにより固着形成する。その溶接補助部
材１にキャップ１５を溶接接合する。これにより、ステ
ム１４とキャップ１５は溶接補助部材１を介して接合す
る。溶接性を考慮せずにステム１４の構成材料を選択す
ることができるので、熱伝導率が良い材料によりステム
１４を構成する。半導体レーザー素子１１から発生した
熱はステム１４を介して外部に効率良く放出され、半導
体レーザー素子１１の発生熱の放熱性を向上させること
が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用の信号用
光源や光ファイバ増幅器の励起用光源として用いられる
半導体レーザー素子を有する半導体レーザー素子ユニッ
トおよび半導体レーザーモジュールに関するものであ
る。
光源や光ファイバ増幅器の励起用光源として用いられる
半導体レーザー素子を有する半導体レーザー素子ユニッ
トおよび半導体レーザーモジュールに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザーは、光通信において信号
用光源や光ファイバ増幅器の励起用光源として大量に用
いられている。半導体レーザーが光通信において信号用
光源や励起用光源として用いられる場合には、半導体レ
ーザーから放射されるレーザー光を光ファイバに光学的
に結合させた半導体レーザーモジュールとして使用され
る場合が多い。
用光源や光ファイバ増幅器の励起用光源として大量に用
いられている。半導体レーザーが光通信において信号用
光源や励起用光源として用いられる場合には、半導体レ
ーザーから放射されるレーザー光を光ファイバに光学的
に結合させた半導体レーザーモジュールとして使用され
る場合が多い。
【０００３】図４には、従来の半導体レーザーモジュー
ルの一例が模式的に示されている。この図４において、
半導体レーザー素子１１は、例えば窒化アルミ製のヒー
トシンク１２と銅製の素子固定ブロック１３を介して円
柱状のステム（支持部材）１４に取り付け固定されてい
る。このステム１４には円筒状のステンレス製のキャッ
プ（キャップ部材）１５が抵抗溶接（プロジェクション
溶接）により接合されている。これらステム１４とキャ
ップ１５により気密空間（空間部）が形成され該気密空
間内に上記半導体レーザー素子１１とヒートシンク１２
と素子固定ブロック１３等が収容されている。
ルの一例が模式的に示されている。この図４において、
半導体レーザー素子１１は、例えば窒化アルミ製のヒー
トシンク１２と銅製の素子固定ブロック１３を介して円
柱状のステム（支持部材）１４に取り付け固定されてい
る。このステム１４には円筒状のステンレス製のキャッ
プ（キャップ部材）１５が抵抗溶接（プロジェクション
溶接）により接合されている。これらステム１４とキャ
ップ１５により気密空間（空間部）が形成され該気密空
間内に上記半導体レーザー素子１１とヒートシンク１２
と素子固定ブロック１３等が収容されている。
【０００４】上記ステム１４は抵抗溶接の溶接性の観点
から、鉄又は鉄−ニッケル合金等により形成されてい
る。このステム１４には上記気密空間と外部を連通する
貫通孔（図示せず）が形成されており、該貫通孔にはリ
ードピン１７が挿通されて例えばガラスにより固定され
ている。このリードピン１７と前記半導体レーザー素子
１１は金ワイヤー１８によって導通接続されており、上
記半導体レーザー素子１１は上記金ワイヤー１８とリー
ドピン１７を介して外部の回路に導通接続することがで
きる。なお、上記ステム１４の貫通孔は上記リードピン
１７および該リードピン１７を固定するガラスによって
完璧に塞がれており、前記気密空間を確実に封止してい
る。
から、鉄又は鉄−ニッケル合金等により形成されてい
る。このステム１４には上記気密空間と外部を連通する
貫通孔（図示せず）が形成されており、該貫通孔にはリ
ードピン１７が挿通されて例えばガラスにより固定され
ている。このリードピン１７と前記半導体レーザー素子
１１は金ワイヤー１８によって導通接続されており、上
記半導体レーザー素子１１は上記金ワイヤー１８とリー
ドピン１７を介して外部の回路に導通接続することがで
きる。なお、上記ステム１４の貫通孔は上記リードピン
１７および該リードピン１７を固定するガラスによって
完璧に塞がれており、前記気密空間を確実に封止してい
る。
【０００５】また、上記ステム１４には上記半導体レー
ザー素子１１の発光状態をモニタするモニタフォトダイ
オード（図示せず）が取り付けられている。このモニタ
フォトダイオードも上記気密空間内に収容されており、
金ワイヤーによってリードピン１７に導通接続されて外
部の回路に導通接続することができる構成と成してい
る。さらに、上記キャップ１５には、半導体レーザー素
子１１から放射されるレーザー光を透過させる透光窓１
６が設けられている。
ザー素子１１の発光状態をモニタするモニタフォトダイ
オード（図示せず）が取り付けられている。このモニタ
フォトダイオードも上記気密空間内に収容されており、
金ワイヤーによってリードピン１７に導通接続されて外
部の回路に導通接続することができる構成と成してい
る。さらに、上記キャップ１５には、半導体レーザー素
子１１から放射されるレーザー光を透過させる透光窓１
６が設けられている。
【０００６】この図４に示す例では、上記半導体レーザ
ー素子１１とヒートシンク１２と素子固定ブロック１３
とステム１４とキャップ１５と透光窓１６とリードピン
１７と金ワイヤー１８によって、半導体レーザー素子ユ
ニット１０が構成されている。
ー素子１１とヒートシンク１２と素子固定ブロック１３
とステム１４とキャップ１５と透光窓１６とリードピン
１７と金ワイヤー１８によって、半導体レーザー素子ユ
ニット１０が構成されている。
【０００７】この半導体レーザー素子ユニット１０に
は、レンズ２１を備えたレンズホルダ２０を介して、ス
ライドリング２３が固定されている。このスライドリン
グ２３には、光ファイバ２４を挿通固定したステンレス
製の保護円筒２２が設けられている。光ファイバ２４
は、前記半導体レーザー素子１１から出射されるレーザ
ー光を受光するものであり、半導体レーザー素子１１と
光ファイバ２４の間に介設された前記レンズ２１は、半
導体レーザー素子１１から出射されるレーザー光を光フ
ァイバ２４に光学的に結合する光結合手段と成してい
る。
は、レンズ２１を備えたレンズホルダ２０を介して、ス
ライドリング２３が固定されている。このスライドリン
グ２３には、光ファイバ２４を挿通固定したステンレス
製の保護円筒２２が設けられている。光ファイバ２４
は、前記半導体レーザー素子１１から出射されるレーザ
ー光を受光するものであり、半導体レーザー素子１１と
光ファイバ２４の間に介設された前記レンズ２１は、半
導体レーザー素子１１から出射されるレーザー光を光フ
ァイバ２４に光学的に結合する光結合手段と成してい
る。
【０００８】すなわち、半導体レーザー素子１１から出
射したレーザー光はレンズ２１により集光されて光ファ
イバ２４に入射する。そこで、この種の半導体レーザー
モジュールにおいて、光ファイバ２４の先端側は、その
入射光強度が最大となるような位置に調心された状態で
固定されている。
射したレーザー光はレンズ２１により集光されて光ファ
イバ２４に入射する。そこで、この種の半導体レーザー
モジュールにおいて、光ファイバ２４の先端側は、その
入射光強度が最大となるような位置に調心された状態で
固定されている。
【０００９】前記半導体レーザー素子ユニット１０と、
レンズホルダ２０と、レンズ２１と、保護円筒２２と、
スライドリング２３と、光ファイバ２４とを有して、内
部モジュール３０が形成されている。この内部モジュー
ル３０は、前記キャップ１５の下部側（内部モジュール
３０の胴部）を平板状のベース３１に接触させた状態
で、そのベース３１に支持固定されている。
レンズホルダ２０と、レンズ２１と、保護円筒２２と、
スライドリング２３と、光ファイバ２４とを有して、内
部モジュール３０が形成されている。この内部モジュー
ル３０は、前記キャップ１５の下部側（内部モジュール
３０の胴部）を平板状のベース３１に接触させた状態
で、そのベース３１に支持固定されている。
【００１０】上記ベース３１の下部側には、内部モジュ
ール３０を冷却する機能を備えたペルチェモジュール３
２が設けられており、このペルチェモジュール３２は、
図示されていない外部制御回路に導通接続されている。
なお、前記ベース３１には、その中央部に半導体レーザ
ー素子１１の温度を検出するサーミスタ（温度センサ）
３４が設けられている。このサーミスタ３４は、前記ペ
ルチェモジュール３２の外部制御回路に接続され、この
外部制御回路に、サーミスタ３４で検出した検出結果が
加えられるようになっている。
ール３０を冷却する機能を備えたペルチェモジュール３
２が設けられており、このペルチェモジュール３２は、
図示されていない外部制御回路に導通接続されている。
なお、前記ベース３１には、その中央部に半導体レーザ
ー素子１１の温度を検出するサーミスタ（温度センサ）
３４が設けられている。このサーミスタ３４は、前記ペ
ルチェモジュール３２の外部制御回路に接続され、この
外部制御回路に、サーミスタ３４で検出した検出結果が
加えられるようになっている。
【００１１】内部モジュール３０とベース３１とペルチ
ェモジュール３２はパッケージ３３の内部に収容されて
おり、このパッケージ３３の側壁部３３ｃに形成された
光ファイバ導出穴５０から、前記光ファイバ２４がパッ
ケージ外部に導出されている。光ファイバ２４のパッケ
ージ３３からの導出部には光ファイバ２４を保護するブ
ーツ４９が設けられており、光ファイバ２４の外周側を
覆っている。また、前記光ファイバ導出穴５０には樹脂
２５が設けられており、光ファイバ２４が固定されると
共に光ファイバ導出穴５０が封止されている。
ェモジュール３２はパッケージ３３の内部に収容されて
おり、このパッケージ３３の側壁部３３ｃに形成された
光ファイバ導出穴５０から、前記光ファイバ２４がパッ
ケージ外部に導出されている。光ファイバ２４のパッケ
ージ３３からの導出部には光ファイバ２４を保護するブ
ーツ４９が設けられており、光ファイバ２４の外周側を
覆っている。また、前記光ファイバ導出穴５０には樹脂
２５が設けられており、光ファイバ２４が固定されると
共に光ファイバ導出穴５０が封止されている。
【００１２】なお、前記パッケージ３３は、底板部３３
ａと蓋部３３ｂと側壁部３３ｃを有しており、底板部３
３ａと側壁部３３ｃが予め固定された状態で、前記の如
く、内部モジュール３０、ベース３１、ペルチェモジュ
ール３２を収容し、その後に、蓋部３３ｂを被せて蓋部
３３ｂの周縁部を封止する。このようにして、パッケー
ジ３３の内部が気密状態と成している。また、上記パッ
ケージ３３の側壁部３３ｃには該パッケージ３３の内部
と外部を導通接続する複数のリードピン（図示せず）が
設けられており、上記半導体レーザー素子ユニット１０
のリードピン１７や、サーミスタ３４から引き出された
リード線等はそのパッケージ側壁部のリードピンに導通
接続されて、パッケージ外部の回路に導通接続すること
ができる構成と成している。
ａと蓋部３３ｂと側壁部３３ｃを有しており、底板部３
３ａと側壁部３３ｃが予め固定された状態で、前記の如
く、内部モジュール３０、ベース３１、ペルチェモジュ
ール３２を収容し、その後に、蓋部３３ｂを被せて蓋部
３３ｂの周縁部を封止する。このようにして、パッケー
ジ３３の内部が気密状態と成している。また、上記パッ
ケージ３３の側壁部３３ｃには該パッケージ３３の内部
と外部を導通接続する複数のリードピン（図示せず）が
設けられており、上記半導体レーザー素子ユニット１０
のリードピン１７や、サーミスタ３４から引き出された
リード線等はそのパッケージ側壁部のリードピンに導通
接続されて、パッケージ外部の回路に導通接続すること
ができる構成と成している。
【００１３】上記構成の半導体レーザーモジュールにお
いては、半導体レーザー素子１１に外部から電流を流し
て半導体レーザー素子１１を駆動すると、半導体レーザ
ー素子１１からレーザー光が出射され、このレーザー光
が、前記の如くレンズ２１で集光されて光ファイバ２４
の端面２４ａに入射する。そして、レーザー光が光ファ
イバ２４を導波して所望の用途に供される。
いては、半導体レーザー素子１１に外部から電流を流し
て半導体レーザー素子１１を駆動すると、半導体レーザ
ー素子１１からレーザー光が出射され、このレーザー光
が、前記の如くレンズ２１で集光されて光ファイバ２４
の端面２４ａに入射する。そして、レーザー光が光ファ
イバ２４を導波して所望の用途に供される。
【００１４】なお、上記のように半導体レーザー素子１
１を駆動させると、半導体レーザー素子１１から熱が発
生し、この熱は、ヒートシンク１２、素子固定ブロック
１３、ステム１４、キャップ１５、ベース３１、ペルチ
ェモジュール３２、パッケージ３３の底板部３３ａを順
に通って、半導体レーザーモジュール３０の外部に排出
される。また、半導体レーザー素子１１は、一般に、温
度変化によって光出力および波長が変化するため、その
温度を一定に保つ必要がある。このため、サーミスタ３
４により検出される温度が一定となるように、前記外部
制御回路によってペルチェモジュール３２に流す電流の
調整が行なわれて、上記半導体レーザー素子１１の温度
制御が成されている。
１を駆動させると、半導体レーザー素子１１から熱が発
生し、この熱は、ヒートシンク１２、素子固定ブロック
１３、ステム１４、キャップ１５、ベース３１、ペルチ
ェモジュール３２、パッケージ３３の底板部３３ａを順
に通って、半導体レーザーモジュール３０の外部に排出
される。また、半導体レーザー素子１１は、一般に、温
度変化によって光出力および波長が変化するため、その
温度を一定に保つ必要がある。このため、サーミスタ３
４により検出される温度が一定となるように、前記外部
制御回路によってペルチェモジュール３２に流す電流の
調整が行なわれて、上記半導体レーザー素子１１の温度
制御が成されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ステム
１４とキャップ１５によって形成される空間部を確実に
気密封止するために、それらステム１４とキャップ１５
を上記の如く抵抗溶接によって接合している。そのステ
ム１４とキャップ１５の抵抗溶接の溶接性を良くするた
めに、ステム１４は上記の如く鉄又は鉄−ニッケル合金
によって形成されている。
１４とキャップ１５によって形成される空間部を確実に
気密封止するために、それらステム１４とキャップ１５
を上記の如く抵抗溶接によって接合している。そのステ
ム１４とキャップ１５の抵抗溶接の溶接性を良くするた
めに、ステム１４は上記の如く鉄又は鉄−ニッケル合金
によって形成されている。
【００１６】しかしながら、そのステム１４を構成する
材料は熱伝導率が良くなく、前記半導体レーザー素子１
１から発生した熱を上記ステム１４を介してペルチェモ
ジュール３２に効率良く放熱させることができないとい
う放熱性劣化問題が生じる。また、その放熱性劣化に起
因して前記サーミスタ３４によって検出する温度が半導
体レーザー素子１１の実際の温度よりも低くなり、この
検出温度に基づいて行われるペルチェモジュール３２の
制御が的確に行なわれなかった。
材料は熱伝導率が良くなく、前記半導体レーザー素子１
１から発生した熱を上記ステム１４を介してペルチェモ
ジュール３２に効率良く放熱させることができないとい
う放熱性劣化問題が生じる。また、その放熱性劣化に起
因して前記サーミスタ３４によって検出する温度が半導
体レーザー素子１１の実際の温度よりも低くなり、この
検出温度に基づいて行われるペルチェモジュール３２の
制御が的確に行なわれなかった。
【００１７】そして、ペルチェモジュール３２の制御が
的確に行なわれないと、半導体レーザー素子１１の効率
が低くなって高い光出力が得られず、半導体レーザー素
子１１の所望の光出力を得るための大きな電流を流す必
要が生じる。その大電流通電によって半導体レーザー素
子１１の消費電力が大きくなってしまうという問題が生
じた。また、半導体レーザー素子１１に大きな電流を流
すと、ますます半導体レーザー素子１１の発熱量が大き
くなってしまい、この発熱を冷却するためのペルチェモ
ジュール３２の消費電力も増大するという問題も生じ
た。
的確に行なわれないと、半導体レーザー素子１１の効率
が低くなって高い光出力が得られず、半導体レーザー素
子１１の所望の光出力を得るための大きな電流を流す必
要が生じる。その大電流通電によって半導体レーザー素
子１１の消費電力が大きくなってしまうという問題が生
じた。また、半導体レーザー素子１１に大きな電流を流
すと、ますます半導体レーザー素子１１の発熱量が大き
くなってしまい、この発熱を冷却するためのペルチェモ
ジュール３２の消費電力も増大するという問題も生じ
た。
【００１８】特に、最近では、光通信の大容量化に伴
い、発振波長１４８０nm帯のエルビウムドープ光ファイ
バ励起用の半導体レーザー素子１１が高出力の半導体レ
ーザー素子１１として期待されているが、このような素
子は発熱量も大きいために、この種の半導体レーザー素
子１１を用いて半導体レーザーモジュールを構成した場
合には、上記半導体レーザー素子１１から発生した熱の
放熱性が悪いことによる上記半導体レーザー素子１１お
よびペルチェモジュール３２の消費電力の増大の問題
は、非常に深刻な問題である。
い、発振波長１４８０nm帯のエルビウムドープ光ファイ
バ励起用の半導体レーザー素子１１が高出力の半導体レ
ーザー素子１１として期待されているが、このような素
子は発熱量も大きいために、この種の半導体レーザー素
子１１を用いて半導体レーザーモジュールを構成した場
合には、上記半導体レーザー素子１１から発生した熱の
放熱性が悪いことによる上記半導体レーザー素子１１お
よびペルチェモジュール３２の消費電力の増大の問題
は、非常に深刻な問題である。
【００１９】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、半導体レーザー素子の発熱
を効率良く放熱でき、消費電力を小さく抑制することが
可能な半導体レーザー素子ユニットおよび半導体レーザ
ーモジュールを提供することにある。
たものであり、その目的は、半導体レーザー素子の発熱
を効率良く放熱でき、消費電力を小さく抑制することが
可能な半導体レーザー素子ユニットおよび半導体レーザ
ーモジュールを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、第１の発明の半導体レ
ーザー素子ユニットは、半導体レーザー素子を支持固定
する支持部材と、該支持部材に溶接接合して上記支持部
材と共に上記半導体レーザー素子を収容封止するための
空間部を形成するキャップ部材とを有する半導体レーザ
ー素子ユニットであって、上記支持部材には上記キャッ
プ部材が溶接接合する部位に溶接補助部材が固着形成さ
れており、上記支持部材と上記キャップ部材は溶接補助
部材を介して溶接接合される構成と成し、上記支持部材
は上記溶接補助部材よりも熱伝導率が良い材料によって
形成されている構成をもって前記課題を解決する手段と
している。
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、第１の発明の半導体レ
ーザー素子ユニットは、半導体レーザー素子を支持固定
する支持部材と、該支持部材に溶接接合して上記支持部
材と共に上記半導体レーザー素子を収容封止するための
空間部を形成するキャップ部材とを有する半導体レーザ
ー素子ユニットであって、上記支持部材には上記キャッ
プ部材が溶接接合する部位に溶接補助部材が固着形成さ
れており、上記支持部材と上記キャップ部材は溶接補助
部材を介して溶接接合される構成と成し、上記支持部材
は上記溶接補助部材よりも熱伝導率が良い材料によって
形成されている構成をもって前記課題を解決する手段と
している。
【００２１】第２の発明の半導体レーザー素子ユニット
は、上記第１の発明の構成を備え、溶接補助部材は、鉄
−ニッケル系の合金材料によって構成されていることを
特徴として構成されている。
は、上記第１の発明の構成を備え、溶接補助部材は、鉄
−ニッケル系の合金材料によって構成されていることを
特徴として構成されている。
【００２２】第３の発明の半導体レーザー素子ユニット
は、上記第１又は第２の発明の構成を備え、支持部材
は、銅と、銅−タングステン合金と、銅−モリブデン合
金と、銅−タングステン−モリブデン合金との中の何れ
か１つの材料により構成されていることを特徴として構
成されている。
は、上記第１又は第２の発明の構成を備え、支持部材
は、銅と、銅−タングステン合金と、銅−モリブデン合
金と、銅−タングステン−モリブデン合金との中の何れ
か１つの材料により構成されていることを特徴として構
成されている。
【００２３】第４の発明の半導体レーザー素子ユニット
は、上記第１又は第２又は第３の発明の構成を備え、発
振波長が１４６０nm以上かつ１４９０nm以下の範囲内の
半導体レーザー素子が設けられていることを特徴として
構成されている。
は、上記第１又は第２又は第３の発明の構成を備え、発
振波長が１４６０nm以上かつ１４９０nm以下の範囲内の
半導体レーザー素子が設けられていることを特徴として
構成されている。
【００２４】第５の発明の半導体レーザー素子ユニット
は、上記第１〜第４の発明の何れか１つの発明の構成を
備え、半導体レーザー素子は素子固定ブロックを介して
支持部材に支持固定されている構成と成し、上記素子固
定ブロックは、支持部材と同様に、溶接補助部材よりも
熱伝導率が良い材料によって構成されていることを特徴
として構成されている。
は、上記第１〜第４の発明の何れか１つの発明の構成を
備え、半導体レーザー素子は素子固定ブロックを介して
支持部材に支持固定されている構成と成し、上記素子固
定ブロックは、支持部材と同様に、溶接補助部材よりも
熱伝導率が良い材料によって構成されていることを特徴
として構成されている。
【００２５】第６の発明の半導体レーザー素子ユニット
は、上記第１〜第５の発明の何れか１つの発明の構成を
備え、支持部材とキャップ部材は、抵抗溶接により、溶
接補助部材を介して接合されていることを特徴として構
成されている。
は、上記第１〜第５の発明の何れか１つの発明の構成を
備え、支持部材とキャップ部材は、抵抗溶接により、溶
接補助部材を介して接合されていることを特徴として構
成されている。
【００２６】第７の発明の半導体レーザーモジュール
は、半導体レーザー素子と光ファイバの先端とが光結合
状態でパッケージ内に収容配設され、上記半導体レーザ
ー素子の温度を調節するペルチェモジュールが設けられ
ている半導体レーザーモジュールであって、上記半導体
レーザー素子は、上記第１〜第６の発明の何れか１つの
発明の半導体レーザー素子ユニットの形態でもって、上
記パッケージの内部に配置されており、上記半導体レー
ザー素子ユニットの支持部材は上記ペルチェモジュール
に直接的にあるいはベースを介して間接的に熱的に接続
されていることを特徴として構成されている。
は、半導体レーザー素子と光ファイバの先端とが光結合
状態でパッケージ内に収容配設され、上記半導体レーザ
ー素子の温度を調節するペルチェモジュールが設けられ
ている半導体レーザーモジュールであって、上記半導体
レーザー素子は、上記第１〜第６の発明の何れか１つの
発明の半導体レーザー素子ユニットの形態でもって、上
記パッケージの内部に配置されており、上記半導体レー
ザー素子ユニットの支持部材は上記ペルチェモジュール
に直接的にあるいはベースを介して間接的に熱的に接続
されていることを特徴として構成されている。
【００２７】第８の発明の半導体レーザーモジュール
は、上記第７の発明の構成を備え、半導体レーザー素子
ユニットの半導体レーザー素子と光ファイバの先端とは
光結合状態でモジュール化されて内部モジュールを構成
しており、この内部モジュールはその外面に半導体レー
ザー素子ユニットの支持部材が露出した態様を有し、該
内部モジュールは上記支持部材をペルチェモジュールに
直接的にあるいはベースを介して間接的に熱的に接続さ
せた状態でパッケージ内に収容配設されていることを特
徴として構成されている。
は、上記第７の発明の構成を備え、半導体レーザー素子
ユニットの半導体レーザー素子と光ファイバの先端とは
光結合状態でモジュール化されて内部モジュールを構成
しており、この内部モジュールはその外面に半導体レー
ザー素子ユニットの支持部材が露出した態様を有し、該
内部モジュールは上記支持部材をペルチェモジュールに
直接的にあるいはベースを介して間接的に熱的に接続さ
せた状態でパッケージ内に収容配設されていることを特
徴として構成されている。
【００２８】上記構成の発明において、半導体レーザー
素子を支持固定する支持部材（ステム）にはキャップ部
材が溶接接合する部位に溶接補助部材が固着形成されて
おり、その溶接補助部材にキャップ部材を溶接接合し
て、支持部材とキャップ部材を上記溶接補助部材を介し
て接合している。
素子を支持固定する支持部材（ステム）にはキャップ部
材が溶接接合する部位に溶接補助部材が固着形成されて
おり、その溶接補助部材にキャップ部材を溶接接合し
て、支持部材とキャップ部材を上記溶接補助部材を介し
て接合している。
【００２９】上記のように、溶接補助部材にキャップ部
材を溶接接合するので、溶接性を良好にする材料によっ
て上記溶接補助部材が構成されていれば、支持部材は溶
接性を気にすることなく、熱伝導の良い材料によって構
成することが可能となる。このため、この発明では、上
記支持部材は上記溶接補助部材よりも熱伝導率が良い材
料によって構成されており、半導体レーザー素子の発熱
は上記支持部材を介して外部に効率良く放出される。こ
れにより、半導体レーザー素子の発熱の放熱性を向上さ
せることができる。
材を溶接接合するので、溶接性を良好にする材料によっ
て上記溶接補助部材が構成されていれば、支持部材は溶
接性を気にすることなく、熱伝導の良い材料によって構
成することが可能となる。このため、この発明では、上
記支持部材は上記溶接補助部材よりも熱伝導率が良い材
料によって構成されており、半導体レーザー素子の発熱
は上記支持部材を介して外部に効率良く放出される。こ
れにより、半導体レーザー素子の発熱の放熱性を向上さ
せることができる。
【００３０】このことから、半導体レーザー素子の発熱
の放熱性劣化に起因した半導体レーザー素子や、ペルチ
ェモジュールの消費電力増大問題を抑制することができ
る。
の放熱性劣化に起因した半導体レーザー素子や、ペルチ
ェモジュールの消費電力増大問題を抑制することができ
る。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態例を
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００３２】図１（ａ）には半導体レーザー素子ユニッ
トの一実施形態例が模式的な断面図によって示され、図
１（ｂ）には図１（ａ）に示すＡ−Ａ部分の断面図が示
されている。なお、この実施形態例の説明において、前
記従来例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通
部分の重複説明は省略する。
トの一実施形態例が模式的な断面図によって示され、図
１（ｂ）には図１（ａ）に示すＡ−Ａ部分の断面図が示
されている。なお、この実施形態例の説明において、前
記従来例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通
部分の重複説明は省略する。
【００３３】図１（ａ）、（ｂ）に示すように、この実
施形態例の半導体レーザー素子ユニット１０において最
も特徴的なことは、支持部材であるステム１４に後述す
る溶接補助部材１が設けられていることと、ステム１４
はその溶接補助部材１よりも熱伝導率が良い材料によっ
て構成されていることである。それ以外の構成は前記従
来の半導体レーザー素子ユニット１０の構成と同様であ
る。なお、図１（ｂ）に示す符号１９は半導体レーザー
素子１１の発光状態をモニタするモニタフォトダイオー
ドを示している。
施形態例の半導体レーザー素子ユニット１０において最
も特徴的なことは、支持部材であるステム１４に後述す
る溶接補助部材１が設けられていることと、ステム１４
はその溶接補助部材１よりも熱伝導率が良い材料によっ
て構成されていることである。それ以外の構成は前記従
来の半導体レーザー素子ユニット１０の構成と同様であ
る。なお、図１（ｂ）に示す符号１９は半導体レーザー
素子１１の発光状態をモニタするモニタフォトダイオー
ドを示している。
【００３４】この実施形態例では、ステム１４の円形状
の半導体レーザー素子取り付け面１４ａにはその周縁部
に中央部よりも低い段部１４ｂが形成されている。上記
溶接補助部材１は上記段部１４ｂに嵌まるリング形状と
成しており、該溶接補助部材１は上記ステム１４の段部
１４ｂに嵌め込まれて例えば銀鑞付けによって固着形成
されている。この溶接補助部材１にキャップ１５が抵抗
溶接によって接合されて、上記ステム１４は上記溶接補
助部材１を介してキャップ１５と接合されている。
の半導体レーザー素子取り付け面１４ａにはその周縁部
に中央部よりも低い段部１４ｂが形成されている。上記
溶接補助部材１は上記段部１４ｂに嵌まるリング形状と
成しており、該溶接補助部材１は上記ステム１４の段部
１４ｂに嵌め込まれて例えば銀鑞付けによって固着形成
されている。この溶接補助部材１にキャップ１５が抵抗
溶接によって接合されて、上記ステム１４は上記溶接補
助部材１を介してキャップ１５と接合されている。
【００３５】上記のように、溶接補助部材１はキャップ
１５と抵抗溶接によって接合することから、該溶接補助
部材１は、キャップ１５との抵抗溶接の溶接性を良好に
する材料（具体的には、例えば、鉄−ニッケル系の合金
材料）によって構成されている。
１５と抵抗溶接によって接合することから、該溶接補助
部材１は、キャップ１５との抵抗溶接の溶接性を良好に
する材料（具体的には、例えば、鉄−ニッケル系の合金
材料）によって構成されている。
【００３６】この実施形態例では、上記のように、溶接
補助部材１が設けられ、該溶接補助部材１にキャップ１
５が溶接接合して、ステム１４とキャップ１５を上記溶
接補助部材１を介して接合させる構成であり、ステム１
４とキャップ１５は直接的に溶接接合しない。このた
め、上記ステム１４はキャップ１５との溶接性を考慮せ
ずに、熱伝導率が良い材料によって構成することが可能
である。このことから、この実施形態例では、上記ステ
ム１４は、上記溶接補助部材１よりも熱伝導率が良い材
料（例えば熱伝導率が約１００Ｗ／（m・K）以上の材料
（具体的には、銅（熱伝導率４００Ｗ／（m・K））、銅
−タングステン合金（Ｃｕ２０％の場合−熱伝導率２０
０Ｗ／（m・K）、Ｃｕ１０％の場合−熱伝導率１８０Ｗ
／（m・K））、銅−モリブデン合金（熱伝導率１５０Ｗ
／（m・K））、銅−タングステン−モリブデン合金
等））により構成されている。
補助部材１が設けられ、該溶接補助部材１にキャップ１
５が溶接接合して、ステム１４とキャップ１５を上記溶
接補助部材１を介して接合させる構成であり、ステム１
４とキャップ１５は直接的に溶接接合しない。このた
め、上記ステム１４はキャップ１５との溶接性を考慮せ
ずに、熱伝導率が良い材料によって構成することが可能
である。このことから、この実施形態例では、上記ステ
ム１４は、上記溶接補助部材１よりも熱伝導率が良い材
料（例えば熱伝導率が約１００Ｗ／（m・K）以上の材料
（具体的には、銅（熱伝導率４００Ｗ／（m・K））、銅
−タングステン合金（Ｃｕ２０％の場合−熱伝導率２０
０Ｗ／（m・K）、Ｃｕ１０％の場合−熱伝導率１８０Ｗ
／（m・K））、銅−モリブデン合金（熱伝導率１５０Ｗ
／（m・K））、銅−タングステン−モリブデン合金
等））により構成されている。
【００３７】この実施形態例では、素子固定ブロック１
３は、熱伝導性（放熱性）を考慮して、上記ステム１４
と同様に、銅、銅−タングステン合金、銅−モリブデン
合金、銅−タングステン−モリブデン合金等の高熱伝導
性材料により構成されている。上記素子固定ブロック１
３とステム１４は、製造工程の簡略化のために、例え
ば、成型等により一体部品として作製することが好まし
い。なお、溶接補助部材１とステム１４は熱膨張係数が
近い材質を用いることが好ましい。例えば、溶接補助部
材１を鉄−ニッケル合金あるいは鉄−ニッケル−コバル
ト合金とし、ステム１４を銅−タングステン合金とする
組み合わせは熱膨張係数が近くなるように、組成を合わ
せ込み易く、好適である。
３は、熱伝導性（放熱性）を考慮して、上記ステム１４
と同様に、銅、銅−タングステン合金、銅−モリブデン
合金、銅−タングステン−モリブデン合金等の高熱伝導
性材料により構成されている。上記素子固定ブロック１
３とステム１４は、製造工程の簡略化のために、例え
ば、成型等により一体部品として作製することが好まし
い。なお、溶接補助部材１とステム１４は熱膨張係数が
近い材質を用いることが好ましい。例えば、溶接補助部
材１を鉄−ニッケル合金あるいは鉄−ニッケル−コバル
ト合金とし、ステム１４を銅−タングステン合金とする
組み合わせは熱膨張係数が近くなるように、組成を合わ
せ込み易く、好適である。
【００３８】この実施形態例に示す半導体レーザー素子
ユニット１０では、半導体レーザー素子１１から発生し
た熱はヒートシンク１２と素子固定ブロック１３とステ
ム１４を通って外部に放出される。その放熱経路を構成
する上記ヒートシンク１２と素子固定ブロック１３とス
テム１４は熱伝導が良い材料によって構成されているの
で、半導体レーザー素子１１から発生した熱の放熱性を
従来に比べて格段に向上させることができる。
ユニット１０では、半導体レーザー素子１１から発生し
た熱はヒートシンク１２と素子固定ブロック１３とステ
ム１４を通って外部に放出される。その放熱経路を構成
する上記ヒートシンク１２と素子固定ブロック１３とス
テム１４は熱伝導が良い材料によって構成されているの
で、半導体レーザー素子１１から発生した熱の放熱性を
従来に比べて格段に向上させることができる。
【００３９】図２には上述した図１（ａ）、（ｂ）に示
す半導体レーザー素子ユニット１０が組み込まれた半導
体レーザーモジュールの一実施形態例が模式的な断面図
によって示されている。なお、この実施形態例の説明に
おいて、前記従来例と同一構成部分には同一符号を付
し、その共通部分の重複説明は省略する。
す半導体レーザー素子ユニット１０が組み込まれた半導
体レーザーモジュールの一実施形態例が模式的な断面図
によって示されている。なお、この実施形態例の説明に
おいて、前記従来例と同一構成部分には同一符号を付
し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００４０】この図２に示すように、この実施形態例に
示す半導体レーザーモジュールにおいて最も特徴的なこ
とは、前記図１に示す特有な構成を持つ半導体レーザー
素子ユニット１０を利用して、内部モジュール３０が構
成されていることである。
示す半導体レーザーモジュールにおいて最も特徴的なこ
とは、前記図１に示す特有な構成を持つ半導体レーザー
素子ユニット１０を利用して、内部モジュール３０が構
成されていることである。
【００４１】また、この実施形態例では、ベース３１は
断面Ｌ字形状と成している。つまり、ベース３１は基部
３１ａと、この基部３１ａに立設したステム支持部３１
ｂとを有して構成されており、放熱性を向上させるため
に、例えば、銅や、銅−タングステン合金等の熱伝導性
が良好な材料により作製されている。
断面Ｌ字形状と成している。つまり、ベース３１は基部
３１ａと、この基部３１ａに立設したステム支持部３１
ｂとを有して構成されており、放熱性を向上させるため
に、例えば、銅や、銅−タングステン合金等の熱伝導性
が良好な材料により作製されている。
【００４２】上記ベース３１の基部３１ａは、半田等に
よってペルチェモジュール３２に接合されている。上記
ベース３１のステム支持部３１ｂには、前記半導体レー
ザー素子ユニット１０のステム１４が例えば接着剤によ
り固定されている。また、そのステム支持部３１ｂには
上記半導体レーザー素子ユニット１０のリードピン１７
を挿通させるためのピン挿通孔（図示せず）が形成され
ている。この実施形態例では、上記のように、ステム１
４の底面全面がベース３１に接触しているので、ステム
１４からベース３１に熱が伝熱され易く、放熱性を向上
させることができる構成となっている。
よってペルチェモジュール３２に接合されている。上記
ベース３１のステム支持部３１ｂには、前記半導体レー
ザー素子ユニット１０のステム１４が例えば接着剤によ
り固定されている。また、そのステム支持部３１ｂには
上記半導体レーザー素子ユニット１０のリードピン１７
を挿通させるためのピン挿通孔（図示せず）が形成され
ている。この実施形態例では、上記のように、ステム１
４の底面全面がベース３１に接触しているので、ステム
１４からベース３１に熱が伝熱され易く、放熱性を向上
させることができる構成となっている。
【００４３】この実施形態例に示す半導体レーザーモジ
ュールは上記のように構成されており、この半導体レー
ザーモジュールにおいては、上記半導体レーザー素子ユ
ニット１０の半導体レーザー素子１１の駆動に伴って発
生する熱は、ヒートシンク１２と素子固定ブロック１３
とステム１４を順に通ってベース３１のステム支持部３
１ｂに伝熱され、ペルチェモジュール３２に伝熱され
る。
ュールは上記のように構成されており、この半導体レー
ザーモジュールにおいては、上記半導体レーザー素子ユ
ニット１０の半導体レーザー素子１１の駆動に伴って発
生する熱は、ヒートシンク１２と素子固定ブロック１３
とステム１４を順に通ってベース３１のステム支持部３
１ｂに伝熱され、ペルチェモジュール３２に伝熱され
る。
【００４４】なお、この実施形態例では、半導体レーザ
ー素子１１はその発振波長が１４６０nm以上かつ１４９
０nm以下の範囲内の半導体レーザー素子（１４８０nm帯
の半導体レーザー素子）と成しており、半導体レーザー
素子１１は、例えばエルビウムドープ光ファイバ励起用
として適用される高出力、高発熱の発光素子である。ま
た、図２に示す例では、サーミスタ３４は、上記ベース
３１の基部３１ａの中心軸とステム支持部３１ｂの中心
軸との交点近傍に設けられている。
ー素子１１はその発振波長が１４６０nm以上かつ１４９
０nm以下の範囲内の半導体レーザー素子（１４８０nm帯
の半導体レーザー素子）と成しており、半導体レーザー
素子１１は、例えばエルビウムドープ光ファイバ励起用
として適用される高出力、高発熱の発光素子である。ま
た、図２に示す例では、サーミスタ３４は、上記ベース
３１の基部３１ａの中心軸とステム支持部３１ｂの中心
軸との交点近傍に設けられている。
【００４５】この実施形態例によれば、ステム１４に溶
接補助部材１を設け、この溶接補助部材１にキャップ１
５が抵抗溶接によって接合して、ステム１４は上記溶接
補助部材１を介してキャップ１５に接合する構成とした
ので、ステム１４はキャップ１５と直接的に溶接接合し
ないこととなり、これにより、溶接性を考慮せずに、熱
伝導率が良い材料によってステム１４を形成した。
接補助部材１を設け、この溶接補助部材１にキャップ１
５が抵抗溶接によって接合して、ステム１４は上記溶接
補助部材１を介してキャップ１５に接合する構成とした
ので、ステム１４はキャップ１５と直接的に溶接接合し
ないこととなり、これにより、溶接性を考慮せずに、熱
伝導率が良い材料によってステム１４を形成した。
【００４６】このため、この実施形態例では、半導体レ
ーザー素子１１の発熱の放熱経路となるヒートシンク１
２と素子固定ブロック１３とステム１４の全てが熱伝導
率が良い材料によって構成されていることとなり、半導
体レーザー素子１１の発熱の放熱性を従来例に比べて格
段に向上させることができる。
ーザー素子１１の発熱の放熱経路となるヒートシンク１
２と素子固定ブロック１３とステム１４の全てが熱伝導
率が良い材料によって構成されていることとなり、半導
体レーザー素子１１の発熱の放熱性を従来例に比べて格
段に向上させることができる。
【００４７】このことにより、放熱性の劣化に起因した
前記半導体レーザー素子１１やペルチェモジュール３２
の消費電力増大問題を防止することができるので、消費
電力が削減され、かつ、高い光出力の半導体レーザー素
子ユニットおよび半導体レーザーモジュールを提供する
ことが可能となる。
前記半導体レーザー素子１１やペルチェモジュール３２
の消費電力増大問題を防止することができるので、消費
電力が削減され、かつ、高い光出力の半導体レーザー素
子ユニットおよび半導体レーザーモジュールを提供する
ことが可能となる。
【００４８】なお、この発明は上記実施形態例に限定さ
れるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例え
ば、上記実施形態例では、素子固定ブロック１３は例え
ば成型によりステム１４と同時に一体的に作製されたも
のであったが、素子固定ブロック１３はステム１４と別
個独立したものであってもよい。この場合には、素子固
定ブロック１３とステム１４は例えば半田等によって接
合される。ただ、上記実施形態例の如く、素子固定ブロ
ック１３とステム１４を一体成型した場合には、素子固
定ブロック１３とステム１４間に接合部が無いことか
ら、接合部での放熱性悪化の問題が発生せず、半導体レ
ーザー素子１１の発熱の放熱性をより一層向上させるこ
とができる。
れるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例え
ば、上記実施形態例では、素子固定ブロック１３は例え
ば成型によりステム１４と同時に一体的に作製されたも
のであったが、素子固定ブロック１３はステム１４と別
個独立したものであってもよい。この場合には、素子固
定ブロック１３とステム１４は例えば半田等によって接
合される。ただ、上記実施形態例の如く、素子固定ブロ
ック１３とステム１４を一体成型した場合には、素子固
定ブロック１３とステム１４間に接合部が無いことか
ら、接合部での放熱性悪化の問題が発生せず、半導体レ
ーザー素子１１の発熱の放熱性をより一層向上させるこ
とができる。
【００４９】また、上記実施形態例では、半導体レーザ
ー素子ユニット１０のキャップ１５に設けられる透光窓
１６は半導体レーザー素子１１から放射されたレーザー
光を透過させるだけのものであったが、例えば、図３に
示すように、その透光窓１６にレンズとしての機能を持
たせるようにしてもよい。
ー素子ユニット１０のキャップ１５に設けられる透光窓
１６は半導体レーザー素子１１から放射されたレーザー
光を透過させるだけのものであったが、例えば、図３に
示すように、その透光窓１６にレンズとしての機能を持
たせるようにしてもよい。
【００５０】さらに、上記実施形態例では、半導体レー
ザーモジュールのベース３１は断面Ｌ字形状の形態と成
していたが、ベース３１の形状は上記図２に示す形態に
限定されるものではなく、様々な形態を採り得るもので
ある。
ザーモジュールのベース３１は断面Ｌ字形状の形態と成
していたが、ベース３１の形状は上記図２に示す形態に
限定されるものではなく、様々な形態を採り得るもので
ある。
【００５１】さらに、上記実施形態例では、溶接補助部
材１とキャップ１５は抵抗溶接により接合されていた
が、例えば、抵抗溶接以外の溶接によって、溶接補助部
材１とキャップ１５を溶接接合してもよい。さらに、上
記実施形態例では、半導体レーザー素子１１と光ファイ
バ２４は内部モジュールの形態でもってパッケージ３３
の内部に収容配置されていたが、モジュール化されてい
なくともよい。
材１とキャップ１５は抵抗溶接により接合されていた
が、例えば、抵抗溶接以外の溶接によって、溶接補助部
材１とキャップ１５を溶接接合してもよい。さらに、上
記実施形態例では、半導体レーザー素子１１と光ファイ
バ２４は内部モジュールの形態でもってパッケージ３３
の内部に収容配置されていたが、モジュール化されてい
なくともよい。
【００５２】さらに、上記実施形態例では、半導体レー
ザー素子１１は１４８０nm帯の半導体レーザー素子であ
ったが、もちろん、この発明は上記以外の半導体レーザ
ー素子を備えた半導体レーザー素子ユニットおよび半導
体レーザーモジュールにも適用することができるもので
あり、上記実施形態例と同様の優れた効果を奏すること
ができる。
ザー素子１１は１４８０nm帯の半導体レーザー素子であ
ったが、もちろん、この発明は上記以外の半導体レーザ
ー素子を備えた半導体レーザー素子ユニットおよび半導
体レーザーモジュールにも適用することができるもので
あり、上記実施形態例と同様の優れた効果を奏すること
ができる。
【００５３】
【発明の効果】この発明の半導体レーザー素子ユニット
によれば、半導体レーザー素子を支持固定する支持部材
には溶接補助部材が固着形成されており、その溶接補助
部材にキャップ部材が溶接接合して、上記支持部材とキ
ャップ部材が上記溶接補助部材を介して接合される構成
であるので、支持部材とキャップ部材が直接的に溶接接
合せず、これにより、溶接性を気にすることなく、支持
部材を、溶接補助部材よりも熱伝導率が良い材料によっ
て形成することができる。
によれば、半導体レーザー素子を支持固定する支持部材
には溶接補助部材が固着形成されており、その溶接補助
部材にキャップ部材が溶接接合して、上記支持部材とキ
ャップ部材が上記溶接補助部材を介して接合される構成
であるので、支持部材とキャップ部材が直接的に溶接接
合せず、これにより、溶接性を気にすることなく、支持
部材を、溶接補助部材よりも熱伝導率が良い材料によっ
て形成することができる。
【００５４】このため、熱伝導率が良い材料によって支
持部材を構成することで、半導体レーザー素子から発生
した熱を上記支持部材を介して外部に効率良く放出させ
ることができることとなり、半導体レーザー素子の発熱
の放熱性を向上させることができる。このことから、半
導体レーザー素子の熱の放熱性劣化に起因した半導体レ
ーザー素子の消費電力増大問題を抑制することができ
る。これにより、消費電力が小さく、かつ、高出力の半
導体レーザー素子ユニットを提供することができること
となる。
持部材を構成することで、半導体レーザー素子から発生
した熱を上記支持部材を介して外部に効率良く放出させ
ることができることとなり、半導体レーザー素子の発熱
の放熱性を向上させることができる。このことから、半
導体レーザー素子の熱の放熱性劣化に起因した半導体レ
ーザー素子の消費電力増大問題を抑制することができ
る。これにより、消費電力が小さく、かつ、高出力の半
導体レーザー素子ユニットを提供することができること
となる。
【００５５】溶接補助部材が鉄−ニッケル系の合金材料
によって構成されているものにあっては、溶接補助部材
とキャップ部材との溶接性を良好にすることができる。
これにより、上記溶接補助部材とキャップ部材との溶接
接合部分に例えば亀裂が生じて支持部材からキャップ部
材が剥がれてしまうという事態を確実に回避することが
できて、半導体レーザー素子ユニットの機械的な信頼性
を向上させることができる。
によって構成されているものにあっては、溶接補助部材
とキャップ部材との溶接性を良好にすることができる。
これにより、上記溶接補助部材とキャップ部材との溶接
接合部分に例えば亀裂が生じて支持部材からキャップ部
材が剥がれてしまうという事態を確実に回避することが
できて、半導体レーザー素子ユニットの機械的な信頼性
を向上させることができる。
【００５６】支持部材が銅と、銅−タングステン合金
と、銅−モリブデン合金と、銅−タングステン−モリブ
デン合金との中の何れか１つの材料により構成されてい
るものにあっては、支持部材は熱伝導に優れたものとな
り、半導体レーザー素子の発熱の放熱性を確実に改善す
ることができる。
と、銅−モリブデン合金と、銅−タングステン−モリブ
デン合金との中の何れか１つの材料により構成されてい
るものにあっては、支持部材は熱伝導に優れたものとな
り、半導体レーザー素子の発熱の放熱性を確実に改善す
ることができる。
【００５７】発振波長が１４６０nm以上かつ１４９０nm
以下の範囲内の半導体レーザー素子が設けられているも
のにあっては、半導体レーザー素子の発熱量がとても大
きいけれども、この発明では、上記の如く、半導体レー
ザー素子の発熱の放熱性が良いので、前記したような半
導体レーザー素子の消費電力増大問題を確実に抑制する
ことができ、非常に有効である。
以下の範囲内の半導体レーザー素子が設けられているも
のにあっては、半導体レーザー素子の発熱量がとても大
きいけれども、この発明では、上記の如く、半導体レー
ザー素子の発熱の放熱性が良いので、前記したような半
導体レーザー素子の消費電力増大問題を確実に抑制する
ことができ、非常に有効である。
【００５８】半導体レーザー素子は素子固定ブロックを
介して支持部材に支持固定されており、素子固定ブロッ
クは支持部材と同様に、溶接補助部材よりも熱伝導率が
良い材料によって構成されているものにあっては、半導
体レーザー素子から発せられた熱は素子固定ブロックと
支持部材を通って外部に放出されるが、その放熱経路を
構成する素子固定ブロックと支持部材は熱伝導率が良い
材料によって構成されているので、上記素子固定ブロッ
クが設けられているものであっても、半導体レーザー素
子の発熱の放熱性を向上させることができ、放熱性の劣
化を防止することができる。
介して支持部材に支持固定されており、素子固定ブロッ
クは支持部材と同様に、溶接補助部材よりも熱伝導率が
良い材料によって構成されているものにあっては、半導
体レーザー素子から発せられた熱は素子固定ブロックと
支持部材を通って外部に放出されるが、その放熱経路を
構成する素子固定ブロックと支持部材は熱伝導率が良い
材料によって構成されているので、上記素子固定ブロッ
クが設けられているものであっても、半導体レーザー素
子の発熱の放熱性を向上させることができ、放熱性の劣
化を防止することができる。
【００５９】支持部材とキャップ部材は、抵抗溶接によ
り、溶接補助部材を介して接合されているものにあって
は、支持部材とキャップ部材から成る半導体レーザー素
子の収容空間部をより確実に気密封止することができ
る。かつ、上記の如く、半導体レーザー素子の発熱の放
熱性を向上させることができる。
り、溶接補助部材を介して接合されているものにあって
は、支持部材とキャップ部材から成る半導体レーザー素
子の収容空間部をより確実に気密封止することができ
る。かつ、上記の如く、半導体レーザー素子の発熱の放
熱性を向上させることができる。
【００６０】この発明の半導体レーザーモジュールによ
れば、上記本発明において特有な構成を持つ半導体レー
ザー素子ユニットを備えており、半導体レーザー素子ユ
ニットの上記支持部材がペルチェモジュールに直接的に
又はベースを介して間接的に熱的に接続されているの
で、半導体レーザー素子から発せられた熱は上記支持部
材を介してペルチェモジュールに伝熱性良く放熱される
こととなり、ペルチェモジュールによって半導体レーザ
ー素子の温度制御を的確に行うことができることとな
る。この結果、半導体レーザー素子およびペルチェモジ
ュールの消費電力増大問題を抑制することができ、消費
電力が小さく抑制され、かつ、高出力の半導体レーザー
モジュールを提供することができる。
れば、上記本発明において特有な構成を持つ半導体レー
ザー素子ユニットを備えており、半導体レーザー素子ユ
ニットの上記支持部材がペルチェモジュールに直接的に
又はベースを介して間接的に熱的に接続されているの
で、半導体レーザー素子から発せられた熱は上記支持部
材を介してペルチェモジュールに伝熱性良く放熱される
こととなり、ペルチェモジュールによって半導体レーザ
ー素子の温度制御を的確に行うことができることとな
る。この結果、半導体レーザー素子およびペルチェモジ
ュールの消費電力増大問題を抑制することができ、消費
電力が小さく抑制され、かつ、高出力の半導体レーザー
モジュールを提供することができる。
【００６１】半導体レーザー素子ユニットの半導体レー
ザー素子と光ファイバの先端とが光結合状態でモジュー
ル化されて内部モジュールを構成しているものにあって
は、環境温度変化に起因して半導体レーザー素子と光フ
ァイバの先端との光結合状態がずれてしまうという問題
を確実に防止することができて、上記放熱性向上の効果
と相俟って、安定的な高出力を得ることができる。
ザー素子と光ファイバの先端とが光結合状態でモジュー
ル化されて内部モジュールを構成しているものにあって
は、環境温度変化に起因して半導体レーザー素子と光フ
ァイバの先端との光結合状態がずれてしまうという問題
を確実に防止することができて、上記放熱性向上の効果
と相俟って、安定的な高出力を得ることができる。
【図１】本発明に係る半導体レーザー素子ユニットの一
実施形態例を模式的に示す説明図である。
実施形態例を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明に係る半導体レーザーモジュールの一実
施形態例を模式的に示す説明図である。
施形態例を模式的に示す説明図である。
【図３】その他の実施形態例を示す説明図である。
【図４】従来の半導体レーザー素子ユニットおよび半導
体レーザーモジュールの一例を示す説明図である。
体レーザーモジュールの一例を示す説明図である。
１ 溶接補助部材 １０ 半導体レーザー素子ユニット １１ 半導体レーザー素子 １３ 素子固定ブロック １４ ステム １５ キャップ ２４ 光ファイバ ３０ 内部モジュール ３１ ベース ３２ ペルチェモジュール ３３ パッケージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 23/38 Ｈ０１Ｌ 23/38 Ｈ０１Ｓ 5/022 Ｈ０１Ｓ 5/022 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA03 DA03 DA04 DA05 DA06 DA16 DA36 DA38 5F036 AA01 BA23 BA33 BB03 BF05 5F073 AB28 BA01 EA15 EA24 FA02 FA06 FA21 FA25 FA29
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体レーザー素子を支持固定する支持
部材と、該支持部材に溶接接合して上記支持部材と共に
上記半導体レーザー素子を収容封止するための空間部を
形成するキャップ部材とを有する半導体レーザー素子ユ
ニットであって、上記支持部材には上記キャップ部材が
溶接接合する部位に溶接補助部材が固着形成されてお
り、上記支持部材と上記キャップ部材は溶接補助部材を
介して溶接接合される構成と成し、上記支持部材は上記
溶接補助部材よりも熱伝導率が良い材料によって形成さ
れていることを特徴とした半導体レーザー素子ユニッ
ト。 - 【請求項２】 溶接補助部材は、鉄−ニッケル系の合金
材料によって構成されていることを特徴とした請求項１
記載の半導体レーザー素子ユニット。 - 【請求項３】 支持部材は、銅と、銅−タングステン合
金と、銅−モリブデン合金と、銅−タングステン−モリ
ブデン合金との中の何れか１つの材料により構成されて
いることを特徴とした請求項１又は請求項２記載の半導
体レーザー素子ユニット。 - 【請求項４】 発振波長が１４６０nm以上かつ１４９０
nm以下の範囲内の半導体レーザー素子が設けられている
ことを特徴とした請求項１又は請求項２又は請求項３記
載の半導体レーザー素子ユニット。 - 【請求項５】 半導体レーザー素子は素子固定ブロック
を介して支持部材に支持固定されている構成と成し、上
記素子固定ブロックは、支持部材と同様に、溶接補助部
材よりも熱伝導率が良い材料によって構成されているこ
とを特徴とした請求項１乃至請求項４の何れか１つに記
載の半導体レーザー素子ユニット。 - 【請求項６】 支持部材とキャップ部材は、抵抗溶接に
より、溶接補助部材を介して接合されていることを特徴
とした請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の半導
体レーザー素子ユニット。 - 【請求項７】 半導体レーザー素子と光ファイバの先端
とが光結合状態でパッケージ内に収容配設され、上記半
導体レーザー素子の温度を調節するペルチェモジュール
が設けられている半導体レーザーモジュールであって、
上記半導体レーザー素子は、請求項１乃至請求項６の何
れか１つに記載の半導体レーザー素子ユニットの形態で
もって、上記パッケージの内部に配置されており、上記
半導体レーザー素子ユニットの支持部材は上記ペルチェ
モジュールに直接的にあるいはベースを介して間接的に
熱的に接続されていることを特徴とする半導体レーザー
モジュール。 - 【請求項８】 半導体レーザー素子ユニットの半導体レ
ーザー素子と光ファイバの先端とは光結合状態でモジュ
ール化されて内部モジュールを構成しており、この内部
モジュールはその外面に半導体レーザー素子ユニットの
支持部材が露出した態様を有し、該内部モジュールは上
記支持部材をペルチェモジュールに直接的にあるいはベ
ースを介して間接的に熱的に接続させた状態でパッケー
ジ内に収容配設されていることを特徴とした請求項７記
載の半導体レーザーモジュール。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000176675A JP2001358398A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 半導体レーザー素子ユニットおよび半導体レーザーモジュール |
| US09/878,382 US20020018500A1 (en) | 2000-06-13 | 2001-06-12 | Semiconductor laser unit and semiconductor laser module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000176675A JP2001358398A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 半導体レーザー素子ユニットおよび半導体レーザーモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001358398A true JP2001358398A (ja) | 2001-12-26 |
Family
ID=18678373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000176675A Pending JP2001358398A (ja) | 2000-06-13 | 2000-06-13 | 半導体レーザー素子ユニットおよび半導体レーザーモジュール |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020018500A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001358398A (ja) |
Cited By (5)
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| JP2008028143A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光モジュール |
| JP2008211025A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Yamaha Corp | 電子モジュール |
| WO2012042685A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | パナソニック株式会社 | 半導体発光装置及び光源装置 |
| WO2013080396A1 (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | パナソニック株式会社 | 窒化物半導体発光装置 |
| US10447005B2 (en) | 2015-10-20 | 2019-10-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Light source device |
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| KR100396360B1 (ko) * | 2000-11-16 | 2003-09-02 | 주식회사 솔고 바이오메디칼 | 고출력 반도체 레이저 모듈 |
| EP1772180B1 (en) * | 2002-05-09 | 2011-11-30 | Donaldson Company, Inc. | Air filter having fluted filter media |
| DE60304839T2 (de) * | 2003-05-23 | 2006-12-21 | Agilent Technologies, Palo Alto | Hermetisches Gehäuse für ein optisches oder optoelektronisches Modul |
| US7218657B2 (en) * | 2003-07-09 | 2007-05-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical transmitting module having a can type package and providing a temperature sensor therein |
| US6921927B2 (en) * | 2003-08-28 | 2005-07-26 | Agilent Technologies, Inc. | System and method for enhanced LED thermal conductivity |
| US7897808B2 (en) * | 2006-03-01 | 2011-03-01 | Eastman Chemical Company | Versatile oxidation byproduct purge process |
| JP5948695B2 (ja) * | 2012-02-28 | 2016-07-06 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | 光モジュール、光モジュール生産物 |
| CN204315911U (zh) * | 2012-06-22 | 2015-05-06 | 古河电气工业株式会社 | 光学元件模块 |
| DE102020120167A1 (de) * | 2020-07-30 | 2022-02-03 | Schott Ag | Gehäuse, vorzugsweise TO-Gehäuse, Sockel für Gehäuse und Baugruppe mit einem solchen Gehäuse und/oder Sockel |
| JP7507682B2 (ja) * | 2020-12-28 | 2024-06-28 | 新光電気工業株式会社 | 半導体パッケージ用ステム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0428282A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-01-30 | Rohm Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
| JPH07131106A (ja) * | 1993-10-29 | 1995-05-19 | Nec Corp | 半導体レーザモジュール |
| JPH09191067A (ja) * | 1996-01-10 | 1997-07-22 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 気密端子用ステム及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-06-13 JP JP2000176675A patent/JP2001358398A/ja active Pending
-
2001
- 2001-06-12 US US09/878,382 patent/US20020018500A1/en not_active Abandoned
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| WO2012042685A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | パナソニック株式会社 | 半導体発光装置及び光源装置 |
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| WO2013080396A1 (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | パナソニック株式会社 | 窒化物半導体発光装置 |
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| US9059569B2 (en) | 2011-11-30 | 2015-06-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Nitride semiconductor light-emitting system |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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