JP6906721B1 - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

半導体レーザ装置（２０）は、レーザ光を出射する第１端面と、第１端面の逆側にある第２端面とを有する半導体レーザ素子（１）と、ヒートシンク（３）と、ヒートシンク（３）に半導体レーザ素子（１）を固定するサブマウント（２）とを備える。サブマウント（２）は、熱応力緩和材である基材（１１）と、半導体レーザ素子（１）に接合されたはんだ層（１２）と、基材（１１）とはんだ層（１２）との間に形成された接合層（１４）とを有する。基材（１１）は、第１端面から第２端面へ向かう方である後方へ、半導体レーザ素子（１）よりも拡張されている。第２端面よりも後方では、はんだ層（１２）と接合層（１４）とのうち少なくともはんだ層（１２）が除かれている。

Description

本開示は、半導体レーザ素子を有する半導体レーザ装置に関する。

ファイバレーザまたはダイレクトダイオードレーザ（Direct Diode Laser：ＤＤＬ）といった半導体レーザ装置は、発光源である半導体レーザ素子を備える。レーザ切断またはレーザ溶接といった加工分野を中心として、半導体レーザ装置の高出力化が進められている。

半導体レーザ装置の高出力化を実現するために、半導体レーザ装置には、半導体レーザ素子を冷却するためのヒートシンクが設けられる。ヒートシンクを有する半導体レーザ装置には、半導体レーザ素子に生じる熱応力を緩和させるためのサブマウントが設けられることがある。熱応力は、半導体レーザ素子とヒートシンクとにおける熱膨張係数の差によって生じる。サブマウントは、はんだ付けによって、半導体レーザ装置とヒートシンクとの各々に接合される。

サブマウントへの半導体レーザ素子のはんだ付けの際に、溶融したはんだ材が半導体レーザ素子へ押し付けられることによって、半導体レーザ素子の面をはんだ材が這い上がる場合がある。半導体レーザ素子の面を這い上がったはんだ材は、半導体レーザ素子の活性層とはんだ層との短絡を引き起こす要因となり得る。このため、半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子の面におけるはんだ材の這い上がりを防ぐことが望まれる。

特許文献１には、レーザ光を出射する両端面を有する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子に接合されたサブマウントとを有する半導体レーザ装置が開示されている。特許文献１に開示されている半導体レーザ装置では、両端面間の長さである共振器長さよりも、当該共振器長さの方向におけるサブマウントの長さが短い。かかる構成によると、当該共振器長さの方向における半導体レーザ素子の中心側へ、半導体レーザ素子の端面よりもサブマウントの端面が後退していることによって、サブマウントの表面から半導体レーザ素子の端面へのはんだ材の這い上がりを防ぐことができる。

特開平５−１８３２３９号公報

特許文献１にかかる従来の技術によると、サブマウントの端面を半導体レーザ素子の端面よりも後退させた分、共振器長さの方向におけるサブマウントの長さが短くなり、サブマウント全体の体積が小さくなる。サブマウント全体の体積が小さくなることで、半導体レーザ素子からヒートシンクへ伝播する熱がサブマウント内において拡散する度合いが小さくなる。この場合、半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子からヒートシンクへ熱を伝播させる効率が低下することとなり、ヒートシンクによる効率的な放熱が困難となる。このように、従来の技術によると、半導体レーザ装置において短絡不良を防ぐことと効率的な放熱とを両立することが困難であるという課題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、短絡不良を防ぐことができ、かつ効率的な放熱を可能とする半導体レーザ装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる半導体レーザ装置は、レーザ光を出射する第１端面と、第１端面の逆側にある第２端面とを有する半導体レーザ素子と、ヒートシンクと、ヒートシンクに半導体レーザ素子を固定するサブマウントとを備える。サブマウントは、熱応力緩和材である基材と、半導体レーザ素子に接合されたはんだ層と、基材とはんだ層との間に形成された接合層とを有する。基材は、第１端面から第２端面へ向かう方である後方へ、半導体レーザ素子よりも拡張されている。第２端面よりも後方では、はんだ層と接合層とが除かれている。はんだ層のうち後方の端と接合層のうち後方の端とが、第２端面よりも前方にある。はんだ層のうち前方の端と接合層のうち前方の端とが、基材のうち前方の端面の位置と一致している。

本開示にかかる半導体レーザ装置は、短絡不良を防ぐことができ、かつ効率的な放熱が可能となるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の上面図 実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の第１断面図 実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の第２断面図 実施の形態１の変形例にかかる半導体レーザ装置の断面図 実施の形態２にかかる半導体レーザ装置の上面図 実施の形態２にかかる半導体レーザ装置の断面図 実施の形態２において絶縁性のサブマウントが使用される場合における半導体レーザ装置の構成例を示す図 実施の形態３にかかる半導体レーザ装置の上面図 実施の形態３にかかる半導体レーザ装置の断面図

以下に、実施の形態にかかる半導体レーザ装置を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の上面図である。図２は、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の第１断面図である。図３は、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の第２断面図である。

実施の形態１にかかる半導体レーザ装置２０は、半導体レーザ素子１と、半導体レーザ素子１を冷却するヒートシンク３と、ヒートシンク３に半導体レーザ素子１を固定するサブマウント２とを有する。

半導体レーザ素子１は、複数のエミッタを有する平板状のレーザダイオードバーである。半導体レーザ素子１には、半絶縁性基板であるヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）基板が使用される。半導体レーザ素子１は、発光層となる活性層１０を有する。図１には、半導体レーザ素子１の上面が示されている。半導体レーザ素子１のうち上面の逆側にある下面は、サブマウント２に接合されている。半導体レーザ素子１は、半導体レーザ素子１の上面に形成されている板状の電極８と、半導体レーザ素子１の下面に形成されている板状の電極９とを有する。

半導体レーザ素子１が有する複数の側面のうちレーザ光が出射する第１端面には、コーティング膜６が施されている。半導体レーザ素子１の側面のうち第１端面の逆側にある第２端面には、コーティング膜７が施されている。第１端面と第２端面とは、共振器を構成する。コーティング膜６は、入射した光の一部を反射させるとともに、入射した光の一部を透過させる。コーティング膜７は、入射した光を反射させる。

半導体レーザ素子１では、活性層１０から発生した光の反射が共振器内にて繰り返されることによって、光が増幅される。共振器内にて増幅された光の一部がコーティング膜６を透過することによって、半導体レーザ素子１は、第１端面からレーザ光を出射させる。

なお、図２に示す断面は、共振器の光軸に垂直な断面である。図３に示す断面は、共振器の光軸を含み、かつ図２に示す断面に垂直な断面である。以下の説明にて、共振器の光軸が延びている方向を、光軸方向と称する。また、光軸方向に垂直な方向であって、半導体レーザ素子１およびサブマウント２がヒートシンク３に積層されている方向を、積層方向と称する。図２に示す断面と図３に示す断面とは、ともに、積層方向に沿った断面である。

サブマウント２は、熱応力緩和材である基材１１と、半導体レーザ素子１と基材１１との間に形成されているはんだ層１２および接合層１４と、ヒートシンク３と基材１１との間に形成されているはんだ層１３および接合層１５とを有する。はんだ層１２は、半導体レーザ素子１に接合された第１のはんだ層である。接合層１４は、基材１１とはんだ層１２との間に形成された第１の接合層である。はんだ層１３は、ヒートシンク３に接合された第２のはんだ層である。接合層１５は、基材１１とはんだ層１３との間に形成された第２の接合層である。

実施の形態１において、サブマウント２は、導電性を有する。導電性のサブマウント２には、導電性材料の基材１１が使用される。リードワイヤ４は、電極８に接続される。リードワイヤ５は、ヒートシンク３に接続される。リードワイヤ４とリードワイヤ５とは、電源に接続される。電源の図示は省略する。リードワイヤ４とリードワイヤ５との間に電圧が印加されることによって、半導体レーザ素子１が給電される。

基材１１には、半導体レーザ素子１の熱膨張係数とヒートシンク３の熱膨張係数との中間の熱膨張係数を有する材料が用いられる。基材１１には、半導体レーザ素子１の熱膨張係数と同等の熱膨張係数を有する材料が用いられても良い。これにより、基材１１は、半導体レーザ素子１に生じる熱応力を緩和させる。また、半導体レーザ素子１で発生した熱を効率良くヒートシンク３へ伝えるために、基材１１には、熱伝導性に優れた材料が使用される。導電性のサブマウント２の基材１１には、銅タングステンといった材料が使用される。

接合層１４，１５は、導電性に優れた金属材料の層である。接合層１４，１５である金属材料には、金、銅、または、金および錫の混合材料などが使用される。半導体レーザ装置２０は、接合層１４，１５が設けられることによって、半導体レーザ素子１への均一な給電が可能となる。

半導体レーザ装置２０の製造時において、基材１１に形成された接合層１４の上に、溶融させたはんだ材を介して半導体レーザ素子１が配置される。はんだ材が冷却されて固化することによって、半導体レーザ素子１はサブマウント２に接合される。また、基材１１に形成された接合層１５が、溶融させたはんだ材を介して、ヒートシンク３の上に配置される。はんだ材が冷却されて固化することによって、サブマウント２はヒートシンク３に接合される。はんだ層１２，１３は、溶融させたはんだ材が固化することによって形成された層である。

なお、サブマウント２への半導体レーザ素子１の接合には、シート状のはんだ材が使用されても良い。この場合、基材１１に形成された接合層１４の上に、溶融前のシート状のはんだ材を介して半導体レーザ素子１が配置される。加熱によってシート状のはんだ材を溶融させてから固化させることによって、半導体レーザ素子１はサブマウント２に接合される。ヒートシンク３へのサブマウント２の接合においても、半導体レーザ素子１をサブマウント２へ接合する場合と同様に、シート状のはんだ材が使用されても良い。

ヒートシンク３の材料には、高い熱伝導性を有する材料、例えば銅または銀といった金属材料が使用される。ヒートシンク３は、冷却水が通る水路を有する、いわゆる水冷ヒートシンクであっても良い。冷却水を循環させることによって、ヒートシンク３は冷却される。ヒートシンク３は、冷却水が通されることによって冷却されるものに限られず、冷却水が通る冷却ブロックに設置されることによって冷却されるものであっても良い。ヒートシンク３は、ペルチェ素子などの冷却源に設置されても良い。

以下の説明にて、第２端面から第１端面へ向かう方を前方、第１端面から第２端面へ向かう方を後方とする。実施の形態１において、基材１１は、半導体レーザ素子１よりも後方へ拡張されている直方体である。基材１１のうち後方の端面は、第２端面よりも後方に位置している。基材１１のうち前方の端面は、第１端面よりも後方に位置している。光軸方向における基材１１の長さは、光軸方向における半導体レーザ素子１の長さよりも長い。

また、実施の形態１において、第２端面よりも後方では、はんだ層１２と接合層１４とが除かれている。はんだ層１２のうち後方の端と、接合層１４のうち後方の端との各々は、第２端面よりも前方に位置している。光軸方向において、はんだ層１２のうち前方の端の位置は、基材１１のうち前方の端面の位置と一致している。光軸方向において、接合層１４のうち前方の端の位置は、基材１１のうち前方の端面の位置と一致している。光軸方向におけるはんだ層１２の長さと、光軸方向における接合層１４の長さとの各々は、光軸方向における半導体レーザ素子１の長さよりも短い。光軸方向におけるはんだ層１２の長さと、光軸方向における接合層１４の長さとの各々は、光軸方向における半導体レーザ素子１の長さと同じであっても良い。

なお、光軸方向において、はんだ層１３のうち後方の端の位置は、基材１１のうち後方の端面の位置と一致している。光軸方向において、接合層１５のうち後方の端の位置は、基材１１のうち後方の端面の位置と一致している。はんだ層１３のうち前方の端の位置は、基材１１のうち前方の端面の位置と一致している。接合層１５のうち前方の端の位置は、基材１１のうち前方の端面の位置と一致している。光軸方向におけるはんだ層１３の長さと、光軸方向における接合層１５の長さとの各々は、光軸方向における半導体レーザ素子１の長さよりも長い。このように、基材１１とはんだ層１３と接合層１５とは、半導体レーザ素子１よりも後方へ拡張されている。

実施の形態１にかかる半導体レーザ装置２０の製造時において、サブマウント２に半導体レーザ素子１を接合させるためのはんだ材は、第２端面よりも後方には配置されない。半導体レーザ素子１のはんだ付けにおいて、溶融させたはんだ材が半導体レーザ素子１へ押し付けられるときに、第２端面におけるはんだ材の這い上がりを防ぐことができる。第２端面におけるはんだ材の這い上がりを防ぐことによって、活性層１０とはんだ層１２との短絡を防ぐことができる。

また、実施の形態１では、第１端面よりも前方にもはんだ層１２が設けられていない。はんだ材は、第１端面よりも前方にも配置されないため、第１端面におけるはんだ材の這い上がりも防ぐことができる。

図２と図３に示す破線矢印は、半導体レーザ素子１からヒートシンク３へ熱が伝播する様子を示している。実施の形態１では、半導体レーザ素子１よりも後方へ基材１１が拡張されている。このため、半導体レーザ素子１からはんだ層１２と接合層１４とを通って基材１１へ伝播した熱は、基材１１において第２端面よりも後方へ拡散される。

基材１１とはんだ層１３と接合層１５とが半導体レーザ素子１よりも後方へ拡張されていることによって、基材１１において拡散した熱が接合層１５とはんだ層１３とを通ってヒートシンク３へ伝播する。このように、半導体レーザ素子１からの熱がサブマウント２において拡散されることによって、半導体レーザ装置２０は、半導体レーザ素子１からヒートシンク３への熱の伝播を促進させることができる。これにより、半導体レーザ装置２０は、短絡不良を防ぐことができるとともに、効率的な放熱が可能となる。

半導体レーザ装置２０は、半導体レーザ素子１の効率的な放熱が可能となることによって、半導体レーザ素子１の温度分布に起因する半導体レーザ素子１の歪みを少なくすることができる。これにより、半導体レーザ装置２０は、半導体レーザ素子１の歪みによるビーム品質の悪化を低減できる。また、半導体レーザ装置２０は、半導体レーザ素子１の効率的な放熱が可能となることによって、半導体レーザ素子１の劣化を抑制させ、半導体レーザ素子１を長寿命化させることができる。

半導体レーザ素子１の複数の側面のうち、第１端面および第２端面以外の２つの側面を、それぞれ右側面および左側面と称する。右側面および左側面が対峙する方向を左右方向と称する。基材１１は、左右方向においても、半導体レーザ素子１よりも拡張されている。実施の形態１では、基材１１のうち左右方向において半導体レーザ素子１よりも拡張されている部分も、基材１１のうち第２端面よりも後方の部分と同様に、はんだ層１２と接合層１４とが除かれていても良い。これにより、右側面および左側面の各々におけるはんだ材の這い上がりも防ぐことができるため、半導体レーザ装置２０は短絡不良を防ぐことができる。

実施の形態１によると、半導体レーザ装置２０は、半導体レーザ素子１よりも後方へ基材１１が拡張されており、かつ、第２端面よりも後方でははんだ層１２と接合層１４とが除かれている。これにより、半導体レーザ装置２０は、短絡不良を防ぐことができ、かつ効率的な放熱が可能となるという効果を奏する。

図４は、実施の形態１の変形例にかかる半導体レーザ装置の断面図である。図４に示す断面は、図３に示す断面と同様に、共振器の光軸を含み、かつ図２に示す断面に垂直な断面である。実施の形態１の変形例では、はんだ層１２のうち後方における端と、サブマウント２のうち後方における端面との間の長さΔｚが、サブマウント２のうち当該端面を含む部分の厚さｔよりも長い。

半導体レーザ素子１からヒートシンク３への熱の伝播を促進させるために、積層方向に対して４５度程度の方向の伝熱ルートが基材１１にできるように、光軸方向における基材１１の寸法が確保されることが望ましい。Δｚ＞ｔを満たすことによって、基材１１のうち第２端面よりも後方に、当該４５度程度の方向の伝熱ルートを確保することができる。したがって、半導体レーザ装置２０は、Δｚ＞ｔを満たすことによって、基材１１において熱を拡散させることができ、効率的な放熱が可能となる。実施の形態１の変形例によると、半導体レーザ装置２０は、短絡不良を防ぐことができ、かつ効率的な放熱が可能となる。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２にかかる半導体レーザ装置の上面図である。図６は、実施の形態２にかかる半導体レーザ装置の断面図である。実施の形態２にかかる半導体レーザ装置２１において、半導体レーザ素子１の第２端面よりも後方では、はんだ層１２と接合層１４とのうちはんだ層１２のみが除かれている。実施の形態２では、上記の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。図６に示す断面は、光軸を含み、かつ積層方向に沿った断面である。

光軸方向において、接合層１４のうち後方の端の位置は、基材１１のうち後方の端面の位置と一致している。光軸方向における接合層１４の長さは、光軸方向における基材１１の長さと同じである。このように、実施の形態２では、はんだ層１２と接合層１４とのうち接合層１４のみが、半導体レーザ素子１よりも後方へ拡張されている。はんだ層１２は、第２端面よりも後方にて除かれている。

実施の形態２において、サブマウント２は、導電性と絶縁性とのどちらであっても良い。図５には、導電性のサブマウント２が使用される場合の構成例を示している。導電性のサブマウント２が使用される場合、リードワイヤ５は、ヒートシンク３に接続される。

図７は、実施の形態２において絶縁性のサブマウントが使用される場合における半導体レーザ装置の構成例を示す図である。絶縁性のサブマウント２には、絶縁性材料の基材１１が使用される。リードワイヤ４は、導電性のサブマウント２の場合と同様に、電極８に接続される。リードワイヤ５は、導電性のサブマウント２の場合とは異なり、接合層１４に接続される。絶縁性のサブマウント２の基材１１には、窒化アルミ、または炭化ケイ素といったセラミック材が使用される。

実施の形態２では、第２端面よりも後方において接合層１４が露出されていることで、接合層１４を介した半導体レーザ素子１への給電が可能となる。このため、実施の形態２では、接合層１４を給電部とすることによって、絶縁性のサブマウント２を使用することができる。ヒートシンク３が水冷ヒートシンクである場合に、絶縁性のサブマウント２を使用することによって、水冷ヒートシンクの課題である電食を防ぐことができる。

実施の形態２にかかる半導体レーザ装置２１の製造時において、サブマウント２に半導体レーザ素子１を接合させるためのはんだ材は、第２端面よりも後方には配置されない。半導体レーザ素子１のはんだ付けにおいて、溶融させたはんだ材が半導体レーザ素子１へ押し付けられるときに、第２端面におけるはんだ材の這い上がりを防ぐことができる。第２端面におけるはんだ材の這い上がりを防ぐことによって、活性層１０とはんだ層１２との短絡を防ぐことができる。また、実施の形態２では、実施の形態１と同様に、半導体レーザ素子１よりも後方へ基材１１が拡張されている。これにより、半導体レーザ装置２１は、短絡不良を防ぐことができるとともに、効率的な放熱が可能となる。

実施の形態２において、基材１１のうち左右方向において半導体レーザ素子１よりも拡張されている部分も、基材１１のうち第２端面よりも後方の部分と同様に、はんだ層１２が除かれていても良い。これにより、右側面および左側面の各々におけるはんだ材の這い上がりも防ぐことができるため、半導体レーザ装置２１は短絡不良を防ぐことができる。

さらに、実施の形態２では、実施の形態１の変形例と同様に、はんだ層１２のうち後方における端と、サブマウント２のうち後方における端面との間の長さΔｚと、サブマウント２のうち当該端面を含む部分の厚さｔとは、Δｚ＞ｔを満たしても良い。これにより、半導体レーザ装置２１は、短絡不良を防ぐことができ、かつ効率的な放熱が可能となる。

実施の形態２によると、半導体レーザ装置２１は、第２端面よりも後方にてはんだ層１２が除かれている。これにより、半導体レーザ装置２１は、短絡不良を防ぐことができ、かつ効率的な放熱が可能となるという効果を奏する。

このように、実施の形態１，２によると、半導体レーザ装置２０，２１は、半導体レーザ素子１よりも後方へ基材１１は拡張されているとともに、第２端面よりも後方にて、はんだ層１２と接合層１４とのうち少なくともはんだ層１２が除かれている。これにより、半導体レーザ装置２０，２１は、短絡不良を防ぐことができ、かつ効率的な放熱が可能となる。

実施の形態３．
図８は、実施の形態３にかかる半導体レーザ装置の上面図である。図９は、実施の形態３にかかる半導体レーザ装置の断面図である。実施の形態３にかかる半導体レーザ装置２２では、基材１１は、半導体レーザ素子１の第１端面よりも前方へ、半導体レーザ素子１よりも拡張されている。実施の形態３では、上記の実施の形態１または２と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１または２とは異なる構成について主に説明する。図９に示す断面は、光軸を含み、かつ積層方向に沿った断面である。

基材１１は、半導体レーザ素子１よりも後方へ拡張されており、かつ、半導体レーザ素子１よりも前方へ拡張されている。基材１１のうち前方の端面は、第１端面よりも前方に位置している。光軸方向における基材１１の長さは、光軸方向における半導体レーザ素子１の長さよりも長い。

実施の形態３では、実施の形態２と同様に、半導体レーザ素子１の第２端面よりも後方では、はんだ層１２と接合層１４とのうちはんだ層１２のみが除かれている。また、半導体レーザ素子１の第１端面よりも前方では、はんだ層１２と接合層１４とのうちはんだ層１２のみが除かれている。光軸方向において、接合層１４のうち前方の端の位置は、基材１１のうち前方の端面の位置と一致している。第１端面よりも前方へ基材１１と接合層１４とを拡張させた部分の、光軸方向における長さは、半導体レーザ素子１の第１端面から拡散したレーザ光が接合層１４に干渉しない程度の長さである。

実施の形態３では、半導体レーザ素子１よりも後方へ基材１１が拡張されており、かつ半導体レーザ素子１よりも前方へ基材１１が拡張されている。半導体レーザ素子１からはんだ層１２と接合層１４とを通って基材１１へ伝播した熱は、基材１１において、第２端面よりも後方へ拡散され、かつ第１端面よりも前方へも拡散される。基材１１において後方と前方とへ熱が拡散されることによって、半導体レーザ装置２２は、半導体レーザ素子１からヒートシンク３への熱の伝播を促進させることができる。これにより、半導体レーザ装置２２は、短絡不良を防ぐことができるとともに、効率的な放熱が可能となる。

実施の形態３では、半導体レーザ装置２２は、基材１１において第１端面よりも前方へ熱が拡散されることによって、半導体レーザ素子１のうち温度が上昇し易い第１端面付近における冷却効率を向上させることができる。半導体レーザ装置２２は、半導体レーザ素子１のうち第１端面付近の冷却効率を向上可能であることによって、半導体レーザ素子１の劣化を抑制させ、半導体レーザ素子１を長寿命化させることができる。

実施の形態３にかかる半導体レーザ装置２２の製造時において、サブマウント２に半導体レーザ素子１を接合させるためのはんだ材は、第１端面よりも前方には配置されない。半導体レーザ素子１のはんだ付けにおいて、溶融させたはんだ材が半導体レーザ素子１へ押し付けられるときに、第１端面におけるはんだ材の這い上がりを防ぐことができる。第１端面におけるはんだ材の這い上がりを防ぐことによって、活性層１０とはんだ層１２との短絡を防ぐことができる。

実施の形態３では、第２端面よりも後方と、第１端面よりも前方との双方において、はんだ層１２と接合層１４とが除かれていても良い。この場合も、半導体レーザ装置２２は、活性層１０とはんだ層１２との短絡を防ぐことができる。

実施の形態３において、基材１１のうち左右方向において半導体レーザ素子１よりも拡張されている部分も、はんだ層１２が除かれていても良い。これにより、右側面および左側面の各々におけるはんだ材の這い上がりも防ぐことができるため、半導体レーザ装置２２は、短絡不良を防ぐことができる。

さらに、実施の形態３では、実施の形態１の変形例と同様に、はんだ層１２のうち後方における端と、サブマウント２のうち後方における端面との間の長さΔｚと、サブマウント２のうち当該端面を含む部分の厚さｔとは、Δｚ＞ｔを満たしても良い。これにより、半導体レーザ装置２２は、短絡不良を防ぐことができ、かつ効率的な放熱が可能となる。

実施の形態３によると、半導体レーザ装置２２は、半導体レーザ素子１よりも前方へ基材１１が拡張されており、かつ、第１端面よりも前方でははんだ層１２が除かれている。これにより、半導体レーザ装置２２は、短絡不良を防ぐことができ、かつ効率的な放熱が可能となるという効果を奏する。

以上の各実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものである。各実施の形態の構成は、別の公知の技術と組み合わせることが可能である。各実施の形態の構成同士が適宜組み合わせられても良い。本開示の要旨を逸脱しない範囲で、各実施の形態の構成の一部を省略または変更することが可能である。

１ 半導体レーザ素子、２ サブマウント、３ ヒートシンク、４，５ リードワイヤ、６，７ コーティング膜、８，９ 電極、１０ 活性層、１１ 基材、１２，１３ はんだ層、１４，１５ 接合層、２０，２１，２２ 半導体レーザ装置。

Claims (3)

1. レーザ光を出射する第１端面と、前記第１端面の逆側にある第２端面とを有する半導体レーザ素子と、
   ヒートシンクと、
   前記ヒートシンクに前記半導体レーザ素子を固定するサブマウントと、を備え、
   前記サブマウントは、熱応力緩和材である基材と、前記半導体レーザ素子に接合されたはんだ層と、前記基材と前記はんだ層との間に形成された接合層と、を有し、
   前記基材は、前記第１端面から前記第２端面へ向かう方である後方へ、前記半導体レーザ素子よりも拡張されており、
   前記第２端面よりも後方では、前記はんだ層と前記接合層とが除かれており、
   前記はんだ層のうち後方の端と前記接合層のうち後方の端とが、前記第２端面よりも前方にあって、
   前記はんだ層のうち前方の端と前記接合層のうち前方の端とが、前記基材のうち前方の端面の位置と一致していることを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 前記はんだ層のうち後方の端と、前記サブマウントのうち後方の端面との間の長さが、前記サブマウントのうち後方の端面を含む部分の厚さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
3. 前記サブマウントは、前記半導体レーザ素子に接合された前記はんだ層である第１のはんだ層と、前記基材と前記第１のはんだ層との間に形成された前記接合層である第１の接合層と、前記ヒートシンクに接合された第２のはんだ層と、前記基材と前記第２のはんだ層との間に形成された第２の接合層と、を有し、
   前記第２のはんだ層と前記第２の接合層とは、前記半導体レーザ素子よりも後方へ拡張されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体レーザ装置。

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