【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ装置特に
レーザダイオードアレイによる超高出力の半導体レーザ
装置に係わる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device, and more particularly to an ultra-high power semiconductor laser device using a laser diode array.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来シリコンウェファ等の半導体基体上
に製造した半導体素子を劈開または切断する方法とし
て、固体レーザ例えばＹＡＧレーザのレーザビームによ
る切断が行われている。このような固体レーザ例えばＹ
ＡＧレーザの励起は、従来例えば図６に略線的斜視図を
示すように、円柱状のＹＡＧ結晶３０に対してその一方
の端面例えば後方の端面３０Ｂからフラッシュランプ等
の光Ｌｉを照射して、これにより結晶３０の前方端面３
０Ｆからレーザビームを得るようにしており、例えばフ
ラッシュランプ１ｋＷに対して得られるＹＡＧレーザ光
Ｌは１０〜１００ｍＷ程度であった。これは、図７に波
長に対する相対強度の分布を示すように、このようなフ
ラッシュランプの光が例えば波長８００ｎｍ付近の相対
強度が最大となる幅広い波長帯域を有する光であるのに
対し、ＹＡＧ結晶の励起波長は主に８０８ｎｍであるこ
とから、これ以外の波長の光はＹＡＧの励起には寄与せ
ずに熱に変換されてしまうことによる。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for cleaving or cutting a semiconductor element manufactured on a semiconductor substrate such as a silicon wafer, cutting with a laser beam of a solid-state laser such as a YAG laser is performed. Such a solid-state laser such as Y
Conventionally, the excitation of the AG laser is performed by irradiating a columnar YAG crystal 30 with light Li such as a flash lamp from one end face, for example, a rear end face 30B, as shown in a schematic perspective view in FIG. , Whereby the front end face 3 of the crystal 30
A laser beam is obtained from 0F. For example, a YAG laser beam L obtained for a flash lamp of 1 kW is about 10 to 100 mW. This is because, as shown in FIG. 7, the relative intensity distribution with respect to the wavelength is such that the light of such a flash lamp is light having a wide wavelength band where the relative intensity near a wavelength of 800 nm becomes maximum, for example, whereas the YAG crystal is used. Is mainly 808 nm, so that light of other wavelengths is converted to heat without contributing to the excitation of YAG.
【０００３】これに対して、例えばＹＡＧレーザに対
し、発光波長８０８ｎｍの半導体レーザいわゆるレーザ
ダイオードＬＤによってその励起を行うことが試みられ
ており、このように吸収波長のみの励起用光を用いるこ
とによって出力の向上をはかっている。それと共に、図
８に略線的拡大斜視図を示すように、ＹＡＧ結晶３０を
板状として、直線的アレイ状即ち１次元的配列のレーザ
ダイオード即ちレーザダイオードアレイ２からの光Ｌｉ
をその側面３０Ｓから広い面積にわたって照射し、結晶
３０の前方端面３０Ｆからレーザ光を得るようにして、
より大なるレーザ出力を得ることが試みられている。On the other hand, for example, it has been attempted to excite a YAG laser by using a semiconductor laser having a light emission wavelength of 808 nm, that is, a laser diode LD. The output is improved. At the same time, as shown in a substantially linear enlarged perspective view in FIG. 8, the YAG crystal 30 is made into a plate shape, and the light Li from the laser diode, that is, the laser diode array 2 in a linear array shape, that is, a one-dimensional array.
Is irradiated from the side surface 30S over a wide area, and a laser beam is obtained from the front end surface 30F of the crystal 30.
Attempts have been made to obtain higher laser power.
【０００４】このように励起用光を線光源としてその照
射面積を大とすることによって、単位面積当たりの光量
を抑制しつつ全体として励起光の光量を大とすることが
でき、更に結晶３０を板状とすることによって実質的に
結晶を大としてこの固体レーザからのレーザ出力の増大
化をはかることができる。この場合は少なくとも１桁Ｗ
級のレーザ光を得ることができる。As described above, by increasing the irradiation area by using the excitation light as a linear light source, the amount of excitation light can be increased as a whole while suppressing the amount of light per unit area. By making the shape of a plate, the crystal can be made substantially large and the laser output from the solid-state laser can be increased. In this case, at least one digit W
Class laser light can be obtained.
【０００５】これに対してレーザダイオードの高出力化
により、単一素子からは３Ｗ程度、レーザダイオードア
レイからは１０Ｗ程度の連続出力動作が可能となってい
る。上述した固体レーザのレーザ光出力の増大化をはか
るために、レーザダイオードアレイを電極板を介して交
互に積層して２次元的配列として出力を増倍化する方法
が有望視されている。この積層型のレーザダイオードア
レイによる半導体レーザ装置の一例を図９の略線的拡大
断面図に示す。図９において１はヒートシンクで、これ
の上に例えばＣｕ等より成る電極板３１を介してレーザ
ダイオードアレイ２を載置し、更にＣｕ等より成る電極
板３１、セラミック等より成る絶縁板３２、Ｃｕ等より
成る電極板３１を介してレーザダイオードアレイ２を載
置し、再びＣｕ等より成る電極板３１を載置してこれら
を枠体（図示せず）等に組み込んで、この枠体をネジ止
め等により互いに一体に固定して、全体として高出力の
レーザ光を発光し得る半導体レーザ装置を得ることがで
きる。On the other hand, by increasing the output of the laser diode, continuous output operation of about 3 W from a single element and about 10 W from a laser diode array is possible. In order to increase the laser light output of the above-described solid-state laser, a method of multiplying the output in a two-dimensional array by alternately stacking laser diode arrays via electrode plates is promising. An example of a semiconductor laser device using the stacked laser diode array is shown in a schematic enlarged sectional view of FIG. In FIG. 9, reference numeral 1 denotes a heat sink, on which a laser diode array 2 is mounted via an electrode plate 31 made of, for example, Cu, and an electrode plate 31 made of Cu, an insulating plate 32 made of ceramic, etc. The laser diode array 2 is mounted via the electrode plate 31 made of Cu or the like, the electrode plate 31 made of Cu or the like is mounted again, and these are assembled into a frame (not shown). A semiconductor laser device that can emit high-power laser light as a whole can be obtained by being integrally fixed to each other by a stopper or the like.
【０００６】しかしながら、このように直接的にレーザ
ダイオードアレイを積層する場合、その幅ｌWが１０ｍ
ｍ程度になるとアレイ２の反りが発生し、電極板３１と
レーザダイオードアレイ２との電気抵抗を小とするため
には機械的に強く押し付ける必要が生じる。ＧａＡｓ等
の半導体レーザはこのような応力による結晶の劣化が著
しいため、このような機械的押し付けによりレーザダイ
オード素子に歪みを発生させたり、コンタクトが不完全
となって充分な出力が得られなくなる等の問題が生じ、
歩留りの低下を招来し、信頼性の低下を招く恐れがあ
る。However, when the laser diode array is directly stacked, the width lW is 10 m.
When the distance is about m, the array 2 is warped, and it is necessary to mechanically press strongly to reduce the electric resistance between the electrode plate 31 and the laser diode array 2. In a semiconductor laser such as GaAs, the crystal is remarkably deteriorated due to such a stress. Therefore, such mechanical pressing may cause a distortion in the laser diode element, or the contact may be incomplete and a sufficient output may not be obtained. Problems arise,
There is a possibility that the yield will be reduced and the reliability will be reduced.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡単な装置
構成によって２次元的アレイ構造による超高出力のレー
ザ光を安定して得ることができる半導体レーザ装置を得
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device capable of stably obtaining an ultra-high-power laser beam having a two-dimensional array structure with a simple device configuration.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明半導体レーザ装置
１０は、図１にその一例の略線的拡大斜視図を示すよう
に、段部４を有するヒートシンク１のその段部４にレー
ザダイオードアレイ２を、各個別にマウントし、ヒート
シンク１の段差面４Ｓ間の面と交叉する方向に、レーザ
ダイオードアレイ２からの発光方向を選定し、レーザダ
イオードアレイ２から発光したレーザ光を、２次元的に
集積化した構成とする。FIG. 1 is a schematic enlarged perspective view of one example of a semiconductor laser device according to the present invention. As shown in FIG. 2 andmount each individually and heat
In the direction crossing the surface between the step surfaces 4S of the sink 1, the laser
Select the light emission direction from the diode array 2 and
The laser light emitted from the ion array 2 is two-dimensionally
The configuration is integrated .
【０００９】他の本発明による半導体レーザ装置は、図
２にその一例の略線的拡大斜視図を示すように、上述の
半導体レーザ装置において、レーザダイオードアレイ２
の発光面２Ｓ側にロッド状の光修正手段３を設けて構成
する。FIG. 2 is a schematic enlarged perspective view of an example of a semiconductor laser device according to the present invention. As shown in FIG.
And a rod-shaped light correcting means 3 is provided on the light-emitting surface 2S side.
【００１０】[0010]
【作用】上述したように本発明半導体レーザ装置では、
レーザダイオードアレイ２を直接的に積層することな
く、段部４を有するヒートシンク１のその段部４に個別
にマウントして、ヒートシンク１の段差面４Ｓ間の面と
交叉する方向にレーザダイオードアレイからの発光方向
を選定して、これら各レーザダイオードアレイ２からの
出力をこのレーザダイオードアレイ２の厚み方向に集積
化して２次元的構成とすることによって、全体として超
高出力のレーザ光を得ることができ、簡単な装置構成に
よって安定した出力特性を有する半導体レーザ装置を得
ることができる。As described above, in the semiconductor laser device of the present invention,
The laser diode array 2 is mounted directly on the step portion 4 of the heat sink 1 having the step portion 4 without directly stacking the laser diode array 2 so thatthe surface between the step surfaces 4S of the heat sink 1
Light emission direction from laser diode array in crossing direction
And by integrating the output from each of the laser diode arrays 2 in the thickness direction of the laser diode array 2 to form a two-dimensional configuration, it is possible to obtain an ultra-high output laser beam as a whole, A semiconductor laser device having stable output characteristics can be obtained with a simple device configuration.
【００１１】またこのような構成において、段部４を階
段状にする場合、各段部４の奥行きの差に基づいて、被
照射面に対する各レーザダイオードアレイ２の距離に差
が生じ、これによって被照射面でのスポット形状、光強
度分布に相違が生じる場合がある。このような差によっ
て不都合が生じる場合において、上述の他の本発明半導
体レーザ装置を適用すれば、上述の不都合を回避するこ
とができる。即ち、レーザダイオードアレイ２の発光面
２Ｓ側にロッド状の光修正手段３としてコリメータレン
ズ系を設けることにより、各レーザダイオードアレイ２
からのレーザ光を一旦平行光に修正する。このようにす
れば、レーザダイオードアレイ２からレーザ光を光学的
に同一条件とすることができるので、被照射面例えばＹ
ＡＧ結晶までの距離の差に基づく不都合を回避できる。
このためレーザ光被照射面に対して均一なスポット形
状、強度のレーザ光を照射することができる。In such a configuration, when the step portion 4 is formed in a step shape, a difference occurs in a distance between each laser diode array 2 to a surface to be irradiated based on a difference in depth of each step portion 4. The spot shape and light intensity distribution on the surface to be irradiated may differ. In the case where such a difference causes inconvenience, the above-described inconvenience can be avoided by applying the above-described other semiconductor laser device of the present invention. That is, by providing a collimator lens system as the rod-shaped light correcting means 3 on the light emitting surface 2S side of the laser diode array 2,
The laser light from is temporarily corrected to parallel light. With this configuration, the laser light from the laser diode array 2 can be optically set to the same condition.
Inconvenience based on the difference in distance to the AG crystal can be avoided.
Therefore, a laser beam having a uniform spot shape and intensity can be applied to the surface to be irradiated with laser light.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、本発明による半導体レーザ装置の各例
を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view of a semiconductor laser device according to the present invention.
【００１３】実施例１ この例では、例えばＧａＡｓ系の半導体レーザダイオー
ドアレイ２を複数個設けた場合で、その理解を容易にす
るために図示の例では、３個について示している。図１
に示すように、先ずＣｕ等より成る熱伝導率の大なる材
料より成り、所要の幅ｗ及び高さｈの段部４を有し、そ
の縁部５が直線状に互いに平行に形成された例えば階段
状ヒートシンク１を用意し、例えばこの段部４の上面と
なる段差面４Ｓ上に、図示しないがＩｎ、Ｓｎ等より成
る半田材料を蒸着等により被着する。一方レーザダイオ
ードアレイ２の上下にはＡｕ等のダイボンド材料を蒸着
等により被着しておく。そして段差面４Ｓに被着した半
田材料の上に各レーザダイオードアレイ２を載置する。
このときの位置は、例えば段部４の縁部５にレーザダイ
オードアレイ２の発光面２Ｓに沿った辺を合わせてその
位置合せを行い、この各レーザダイオードアレイ２から
のレーザ光の光束が、例えばＹＡＧ結晶の側面に全体と
して帯状に照射されるように載置する。そして例えば２
３０℃程度の加熱溶融を行って、各レーザダイオードア
レイ２をヒートシンク１上にダイボンド即ちマウントす
る。Embodiment 1 In this embodiment, for example, when a plurality of GaAs-based semiconductor laser diode arrays 2 are provided, three are shown in the illustrated example to facilitate understanding. FIG.
As shown in FIG. 1, first, a step portion 4 made of a material having a high thermal conductivity, such as Cu, having a required width w and a height h was formed, and its edges 5 were formed linearly and parallel to each other. For example, a stepped heat sink 1 is prepared, and a solder material (not shown) made of In, Sn, or the like is deposited on the step surface 4S, which is the upper surface of the step portion 4, by vapor deposition or the like (not shown). On the other hand, a die bond material such as Au is deposited on the upper and lower sides of the laser diode array 2 by vapor deposition or the like. Then, each laser diode array 2 is placed on the solder material adhered to the step surface 4S.
The position at this time is adjusted, for example, by aligning the side along the light emitting surface 2S of the laser diode array 2 with the edge 5 of the step portion 4, and the luminous flux of the laser light from each laser diode array 2 is For example, it is mounted so that the side surface of the YAG crystal is irradiated in a band shape as a whole. And for example 2
By heating and melting at about 30 ° C., each laser diode array 2 is die-bonded or mounted on the heat sink 1.
【００１４】そして各レーザダイオードアレイ２の上面
に、図示しないがリード端子を構成するＡｕ等のワイヤ
ーをボンディングするとか、或いは櫛形のリード端子を
圧接して、ここから通電することにより、ヒートシンク
１の段差面４Ｓ間の面と交叉する方向に発光方向を選定
して各レーザダイオードを発光させて、全体として超高
出力のレーザ光を得ることができる。Then, a wire such as Au (not shown) forming a lead terminal is bonded to the upper surface of each laser diode array 2, or a comb-shaped lead terminal is pressed and energized from there, so thata heat sink is provided.
Select the light emission direction in the direction crossing the plane between the step surfaces 4S of 1
Then, each of the laser diodes emits light, so that an ultra-high output laser beam can be obtained as a whole.
【００１５】このとき、ヒートシンク１の各段部４の高
さｈをレーザダイオードアレイ２の厚みより大の、例え
ばほぼ１００μｍ以下程度に選定し、また各段部４の幅
ｗをレーザダイオードアレイ２の共振器長Ｌより大の、
例えばほぼ５０μｍ程度以下に選定することにより、例
えばＹＡＧ結晶の側面に対して所定の帯状のレーザビー
ムとして照射することがでる。At this time, the height h of each step 4 of the heat sink 1 is selected to be larger than the thickness of the laser diode array 2, for example, about 100 μm or less, and the width w of each step 4 is set to the laser diode array 2. Larger than the resonator length L of
For example, by selecting about 50 μm or less, for example, it is possible to irradiate the side surface of the YAG crystal as a predetermined band-shaped laser beam.
【００１６】実施例２ 次に他の本発明による半導体レーザ装置の一例を図２を
参照して説明する。図２において、図１に対応する部分
には同一符号を付して示す。この例においてもＧａＡｓ
等の半導体レーザダイオードアレイ２を実施例１と同様
に、所要の段部４を有するＣｕ等より成る例えば階段状
のヒートシンク１上に配置した場合である。この段部４
上に、各レーザダイオードアレイ２と例えばガラス製ボ
ールレンズ又はプラスチック製の光ファイバー等のロッ
ド状の円柱レンズ構成による光修正手段３とを、互いに
平行に所定の間隔を保持して配置する。そして各レーザ
ダイオードアレイ２から発光されたレーザ光がこれら各
光修正手段３即ち円柱レンズの図面から入射されるよう
にして、この円柱レンズがコリメータレンズとして作用
し、これより平行光が取り出されるようにする。Embodiment 2 Next, another example of a semiconductor laser device according to the present invention will be described with reference to FIG. 2, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Also in this example, GaAs
In this case, the semiconductor laser diode array 2 is disposed on, for example, a stepped heat sink 1 made of Cu or the like having a required step portion 4 as in the first embodiment. This step 4
Above, each laser diode array 2 and a light correcting means 3 having a rod-shaped cylindrical lens structure such as a glass ball lens or a plastic optical fiber are arranged parallel to each other at a predetermined interval. Then, the laser light emitted from each laser diode array 2 is made to enter from each of these light correcting means 3, ie, the drawing of the cylindrical lens, so that this cylindrical lens acts as a collimator lens, from which parallel light is extracted. To
【００１７】各レーザダイオードアレイ２は、実施例１
と同様の方法でヒートシンク１にマウントされる。即
ち、図示しないが各レーザダイオードアレイ２の上下に
蒸着等によってＡｕ等の金属を被着し、一方ヒートシン
クの段部４の上面４ＳにＳｎ等の半田材料を蒸着等によ
り被着して、この上にレーザダイオードアレイ２を載置
し、所要の２３０℃程度の加熱溶融を行ってダイボンド
即ちマウントする。Each laser diode array 2 is described in the first embodiment.
Is mounted on the heat sink 1 in the same manner as described above. That is, although not shown, a metal such as Au is deposited on the upper and lower sides of each laser diode array 2 by vapor deposition or the like, and a solder material such as Sn is deposited on the upper surface 4S of the step portion 4 of the heat sink by vapor deposition or the like. The laser diode array 2 is mounted thereon, and is heated and melted at a required temperature of about 230 ° C. to be die-bonded, that is, mounted.
【００１８】また光修正手段３は例えばヒートシンク１
の段差面４Ｓ上に所要の凹部６を設けて、この凹部６に
嵌め込むようにして固定し得る。The light correcting means 3 is, for example, a heat sink 1
A required concave portion 6 is provided on the step surface 4S of the above, and can be fixed so as to be fitted into the concave portion 6.
【００１９】ヒートシンク１の段部４の高さｈは上述の
実施例１と同様に、レーザダイオードアレイ２の厚みよ
り大の、例えばほぼ１００μｍ以下程度に選定すること
により、例えばＹＡＧ結晶の側面に対して所定の帯状の
レーザビームとして照射することができる。そして幅ｗ
は、各レーザダイオードアレイ２の共振器長Ｌに加え
て、ロッド状のレンズまたはファイバー等より成る光修
正手段３の直径φに対応する幅を考慮して選定する。The height h of the step portion 4 of the heat sink 1 is selected to be larger than the thickness of the laser diode array 2, for example, about 100 μm or less, as in the first embodiment. Irradiation can be performed as a predetermined band-shaped laser beam. And width w
Is selected in consideration of not only the resonator length L of each laser diode array 2 but also the width corresponding to the diameter φ of the light correcting means 3 composed of a rod-shaped lens or fiber.
【００２０】そして、実施例１と同様に各レーザダイオ
ードアレイ２の上面に、図示しないがＡｕ等のワイヤー
をボンディングして、或いは櫛形のリード端子を圧接し
てここから通電することにより、各レーザダイオードを
発光させ、全体として超高出力のレーザ光を得ることが
できる。Then, similarly to the first embodiment, each of the laser diodes 2 is bonded to the upper surface of each laser diode array 2 (not shown) by bonding a wire such as Au, or by pressing a comb-shaped lead terminal to apply a current. The diode emits light, and an ultra-high output laser beam can be obtained as a whole.
【００２１】実施例３ 他の本発明による半導体レーザ装置の他の例を、図３の
略線的分解斜視図、図４の略線的拡大斜視図及び図５の
略線的拡大断面図を参照して詳細に説明する。図３〜図
５において、図２に対応する部分には同一符号を付して
重複説明を省略する。この例においては、ダイオードア
レイ２をマウントしたヒートシンク１とは別体に光修正
手段３の保持体２１を設けた場合である。この例におい
ても、ＧａＡｓ等の半導体レーザダイオードアレイ２を
図３に示すように、所要の段部４を有するＣｕ等より成
る階段状のヒートシンク１１の段部４上に配置する。一
方保持具２１は、Ｃｕ等より成るヒートシンク効果を有
し、このヒートシンクの段部４に対応する高さ、幅等の
段部４を有する逆階段状構成をとり、それぞれの段部４
の段差面２４Ｓに、ヒートシンク１１の各段差面４Ｓと
衝合し、各段差面２４Ｓが各レーザダイオードアレイ２
と所要の小隙を保持させるためのスペーサとなる突出部
２２を一体に設ける。Embodiment 3 Another example of the semiconductor laser device according to the present invention is shown in a schematic exploded perspective view of FIG. 3, a schematic enlarged perspective view of FIG. 4, and a schematic enlarged sectional view of FIG. This will be described in detail with reference to FIG. 3 to 5, parts corresponding to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In this example, the holder 21 of the light correcting means 3 is provided separately from the heat sink 1 on which the diode array 2 is mounted. Also in this example, as shown in FIG. 3, the semiconductor laser diode array 2 of GaAs or the like is arranged on the step portion 4 of the stepped heat sink 11 made of Cu or the like having the required step portion 4. On the other hand, the holder 21 has a heat sink effect made of Cu or the like, and has an inverted staircase configuration having steps 4 of height, width, etc. corresponding to the steps 4 of the heat sink.
Abuts with each step surface 4S of the heat sink 11 so that each step surface 24S is
And a protruding portion 22 serving as a spacer for holding a required small gap.
【００２２】そして、図４の略線的拡大斜視図及び図５
の横断面図に示すように、この突出部２２とのヒートシ
ンク１１の対応する段差面４Ｓとを衝合させる。保持体
２１は各ダイオードアレイ２からの出射光を一側面即ち
前方端面２８から導出する窓２５が設けられ、またこの
窓２５内に、ヒートシンク１１の各段差面４Ｓ上のレー
ザダイオードアレイ２の発光面２Ｓに対向してロッド状
光修正手段３を載置する段差面２４Ｔが設けられて成
る。FIG. 5 is a schematic enlarged perspective view of FIG.
As shown in the cross-sectional view of FIG. 7, the protrusion 22 and the corresponding step surface 4S of the heat sink 11 are brought into abutment. The holding body 21 is provided with a window 25 for guiding outgoing light from each diode array 2 from one side surface, that is, a front end surface 28. In this window 25, the light emission of the laser diode array 2 on each step surface 4S of the heat sink 11 is provided. A step surface 24T on which the rod-shaped light correcting means 3 is placed is provided facing the surface 2S.
【００２３】このような構成とすることによって各半導
体レーザ２に沿ってヒートシンク１１の段差面４Ｓとこ
れに対向する保持体２１の段差面２４Ｓとの間にトンネ
ル状の空隙部２９が構成され、この空隙部２９に矢印ｃ
で示すように例えば冷却フロンガス等の冷却媒体を流す
ことにより、各レーザダイオードアレイ２の動作時の昇
温を抑制することができる。With such a configuration, a tunnel-shaped gap portion 29 is formed between the step surface 4S of the heat sink 11 and the step surface 24S of the holder 21 facing the step surface 4S along each semiconductor laser 2. Arrow c in this gap 29
By flowing a cooling medium such as a cooling Freon gas as shown in FIG. 5, the temperature rise during operation of each laser diode array 2 can be suppressed.
【００２４】この半導体レーザ装置２０を動作するとき
は、図示しないが、各レーザダイオードアレイ２のＡｕ
等を被着した上面にボンディングされたワイヤ又は圧接
された櫛状リード端子により通電して各レーザダイオー
ドアレイ２を発光させ、このレーザアレイ２からのレー
ザ光を光修正手段３によって平行光に補正して、ヒート
シンク２１の窓２５を通じて前方端面２８からレーザ光
を発光させる。このようにすることによって、各レーザ
ダイオードアレイ２からのレーザ光を全体として超高出
力のレーザ光として得ることができる。When operating the semiconductor laser device 20, although not shown, Au of each laser diode array 2 is used.
The laser diode array 2 is illuminated by applying a current through a wire bonded to the upper surface or a comb-shaped lead terminal pressed against the surface, and the laser light from the laser array 2 is corrected by the light correcting means 3 into parallel light. Then, the laser light is emitted from the front end face 28 through the window 25 of the heat sink 21. By doing so, the laser light from each laser diode array 2 can be obtained as an ultra-high output laser light as a whole.
【００２５】上述した例においてはトンネル状の空隙部
２９をヒートシンク１１と保持体２１との間に形成する
ようにした場合であるが、例えばヒートシンク１１のダ
イオードアレイ２に近接する位置にトンネルを貫通する
ようにして、これに冷却媒体を通ずるようにすることも
できる。In the above-described example, the tunnel-shaped gap portion 29 is formed between the heat sink 11 and the holder 21. For example, the tunnel penetrates the heat sink 11 at a position close to the diode array 2. In this way, a cooling medium can be passed through this.
【００２６】また上述した例では光修正手段３をコリメ
ータレンズとして各レーザダイオードアレイ２からの光
を平行光にした場合であるが、さらにその次段に所要の
集光系レンズを配置した構成としてもよい。In the above-described example, the light from each laser diode array 2 is converted into parallel light by using the light correcting means 3 as a collimator lens. Is also good.
【００２７】尚、上述の各図においては、レーザダイオ
ードアレイ２を３個マウントする場合について示されて
いるが、このレーザダイオードアレイ２の数を増減する
ことによって、全体として得られるレーザ光の出力を増
減することができる。In each of the drawings described above, the case where three laser diode arrays 2 are mounted is shown. However, by increasing or decreasing the number of laser diode arrays 2, the output of the laser light obtained as a whole can be obtained. Can be increased or decreased.
【００２８】[0028]
【発明の効果】上述したように本発明半導体レーザ装置
によれば、各レーザダイオードアレイ２を直接的に積層
することなく、段部４を有するヒートシンク１のその段
部４に個別にマウントして、ヒートシンク１の段差面４
Ｓ間の面と交叉する方向にレーザダイオードアレイから
の発光方向を選定して、これら各レーザダイオードアレ
イ２からの出力をこのレーザダイオードアレイ２の厚み
方向に集積化させるため、全体として超高出力のレーザ
光を安定して得ることができ、半導体レーザ装置の出力
特性の向上をはかることができる。As described above, according to the semiconductor laser device of the present invention, each of the laser diode arrays 2 is not directly stacked, and thestep of the heat sink 1 having thestep portion 4 is not performed.
Individually mounted on the part 4, and the step surface 4 of the heat sink 1
From the laser diode array in the direction crossing the plane between S
Select the light emitting direction of each laser diode array.
The output from b2 is the thickness of this laser diode array 2.
Since the laser light isintegrated in the direction, it is possible to stably obtain an ultra-high-power laser beam asa whole, and to improve the output characteristics of the semiconductor laser device.
【００２９】またこの場合段部４を有するヒートシンク
１の各段に個別にマウントするという簡単な装置構成を
採りつつ、これらを直接的に積層する際に生じる結晶歪
みの発生、コンタクト不良等を確実に回避することがで
き、半導体レーザ装置の歩留りの向上をはかることがで
きる。In this case, while adopting a simple device configuration in which each of the heat sinks 1 having the step portion 4 is individually mounted on each step, occurrence of crystal distortion, contact failure, and the like that occur when these are directly stacked are surely prevented. And the yield of the semiconductor laser device can be improved.
【００３０】また本発明半導体レーザ装置では、レーザ
ダイオードアレイ２の発光面２Ｓ側に光修正手段３を設
けることにより、各レーザダイオードアレイ２からのレ
ーザ光を例えば平行光に修正する等して、焦点距離を補
正することができることから、レーザ光照射物に対して
均一なスポット形状及び強度のレーザ光を照射すること
ができる。Further, in the semiconductor laser device of the present invention, by providing the light correcting means 3 on the light emitting surface 2S side of the laser diode array 2, the laser light from each laser diode array 2 is corrected to, for example, parallel light. Since the focal length can be corrected, a laser beam having a uniform spot shape and intensity can be applied to a laser beam irradiation object.
【図１】本発明半導体レーザ装置の一例の略線的拡大斜
視図である。FIG. 1 is a schematic enlarged perspective view of an example of a semiconductor laser device of the present invention.
【図２】本発明半導体レーザ装置の一例の略線的拡大斜
視図である。FIG. 2 is a schematic enlarged perspective view of an example of the semiconductor laser device of the present invention.
【図３】本発明半導体レーザ装置の一例の略線的分解斜
視図である。FIG. 3 is a schematic exploded perspective view of an example of the semiconductor laser device of the present invention.
【図４】本発明半導体レーザ装置の一例の略線的拡大斜
視図である。FIG. 4 is a schematic enlarged perspective view of an example of the semiconductor laser device of the present invention.
【図５】本発明半導体レーザ装置の一例の横断面図であ
る。FIG. 5 is a cross-sectional view of an example of the semiconductor laser device of the present invention.
【図６】固体レーザの励起態様を示す略線的斜視図であ
る。FIG. 6 is a schematic perspective view showing an excitation mode of the solid-state laser.
【図７】フラッシュランプの波長分布を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a wavelength distribution of a flash lamp.
【図８】固体レーザの励起態様を示す略線的斜視図であ
る。FIG. 8 is a schematic perspective view showing an excitation mode of a solid-state laser.
【図９】半導体レーザ装置の一例の略線的拡大断面図で
ある。FIG. 9 is a schematic enlarged sectional view of an example of a semiconductor laser device.
１ ヒートシンク ２ レーザダイオードアレイ ２Ｓ 発光面 ３ 光修正手段 ４Ｓ 段差面 ５ 縁部 ６ 凹部 １１ ヒートシンク ２２ 突出部 ２４Ｓ 段差面 ２５ 窓 ２８ 前方端面 ２９ 空隙部 ３０ ＹＡＧ結晶 ３１ 電極板 ３２ 絶縁板 REFERENCE SIGNS LIST 1 heat sink 2 laser diode array 2S light emitting surface 3 light correcting means 4S step surface 5 edge 6 concave portion 11 heat sink 22 projecting portion 24S step surface 25 window 28 front end surface 29 gap portion 30 YAG crystal 31 electrode plate 32 insulating plate
フロントページの続き (72)発明者 米山 修 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−172477（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−194789（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−66686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−36930（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50Continuation of the front page (72) Inventor Osamu Yoneyama 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (56) References JP-A-63-172477 (JP, A) JP-A-61-194789 (JP, A) JP-A-57-66686 (JP, A) JP-A-55-36930 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl.7 , DB name) H01S 5/00-5 / 50
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