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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023095130
(43)【公開日】2023-07-06
(54)【発明の名称】光源装置
(51)【国際特許分類】
H01S 5/02253 20210101AFI20230629BHJP
G02B 7/00 20210101ALI20230629BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20230629BHJP
F21S 41/16 20180101ALI20230629BHJP
F21S 41/29 20180101ALI20230629BHJP
F21V 17/00 20060101ALI20230629BHJP
F21Y 115/30 20160101ALN20230629BHJP
【ＦＩ】
H01S5/02253
G02B7/00 F
G02B7/00 J
F21S2/00 311
F21S41/16
F21S41/29
F21V17/00 200
F21Y115:30
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021210835
(22)【出願日】2021-12-24
(71)【出願人】
【識別番号】000226057
【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー
(72)【発明者】
【氏名】三浦 創一郎
【テーマコード（参考）】
2H043
3K011
5F173
【Ｆターム（参考）】
2H043AE02
2H043AE24
3K011AA03
3K011BA02
3K011BA07
3K011CA02
3K011CA10
5F173MA10
5F173MB03
5F173MC06
5F173MD14
5F173MD33
5F173MD35
5F173MD64
5F173MD83
5F173MD84
5F173ME33
5F173ME64
5F173ME85
5F173MF03
5F173MF28
5F173MF39
(57)【要約】
【課題】光源装置における半導体レーザ素子の駆動による熱に起因する光学部材に対する半導体レーザ素子の光軸のずれをより有効に防止することができる光源装置を提供することを目的とする。
【解決手段】基板と、前記基板上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の光出射側に配置された少なくとも１つのレンズと、を備え、前記基板は、前記半導体レーザ素子を載置するための平板部と、前記半導体レーザ素子の両側かつ光出射側に配置された少なくとも２つの突起部とを有し、前記レンズは、第１接合材によって前記突起部に少なくとも２か所で固定されている光源装置。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】基板と、前記基板上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子の光出射側に配置された少なくとも１つのレンズと、を備え、前記基板は、前記半導体レーザ素子を載置するための平板部と、前記半導体レーザ素子の両側かつ光出射側に配置された少なくとも２つの突起部とを有し、前記レンズは、第１接合材によって前記突起部に少なくとも２か所で固定されている光源装置。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板の上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の光出射側に配置された少なくとも１つのレンズと、を備え、
前記基板は、前記半導体レーザ素子を載置するための平板部と、前記半導体レーザ素子の両側かつ光出射側に配置された少なくとも２つの突起部とを有し、
前記レンズは、第１接合材によって前記２つの突起部に少なくとも２か所で固定されている光源装置。
前記基板の上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の光出射側に配置された少なくとも１つのレンズと、を備え、
前記基板は、前記半導体レーザ素子を載置するための平板部と、前記半導体レーザ素子の両側かつ光出射側に配置された少なくとも２つの突起部とを有し、
前記レンズは、第１接合材によって前記２つの突起部に少なくとも２か所で固定されている光源装置。
【請求項2】
前記レンズは前記第１接合材を介し前記２つの突起部にのみ接触して固定されている請求項１に記載の光源装置。
【請求項3】
前記基板がセラミックによって形成されている請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項4】
前記突起部は、前記平板部と一体的に形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項5】
前記突起部の上面は、前記平板部の上面とつながっており、前記突起部の上面と前記平板部の上面の高さが略同一である請求項１から４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項6】
前記半導体レーザ素子は、サブマウントを介して前記平板部に配置されている請求項１から５のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項7】
前記半導体レーザ素子又は前記サブマウントは、それぞれ前記第１接合材よりも線膨張係数の小さい第２接合材によって固定されている請求項６に記載の光源装置。
【請求項8】
前記第１接合材は、紫外線硬化型又は熱硬化型の接合材である請求項１から７のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項9】
前記半導体レーザ素子は複数設けられており、
前記レンズは、前記複数の半導体レーザ素子と同数設けられ、対応する前記複数の半導体レーザ素子の光出射側にそれぞれ配置されており、
前記突起部は、前記複数のレンズそれぞれを挟む位置に複数設けられ、
前記複数の突起部のうち少なくとも１つは、前記レンズのうち２つが前記第１接合材を介し接触している請求項１から８のいずれか一項に記載の光源装置。
前記レンズは、前記複数の半導体レーザ素子と同数設けられ、対応する前記複数の半導体レーザ素子の光出射側にそれぞれ配置されており、
前記突起部は、前記複数のレンズそれぞれを挟む位置に複数設けられ、
前記複数の突起部のうち少なくとも１つは、前記レンズのうち２つが前記第１接合材を介し接触している請求項１から８のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項10】
前記複数の半導体レーザ素子は３以上設けられており、
前記複数の半導体レーザ素子は、少なくとも１つが赤色の光を出射し、少なくとも１つが緑色の光を出射し、少なくとも１つが青色の光を出射する請求項９に記載の光源装置。
前記複数の半導体レーザ素子は、少なくとも１つが赤色の光を出射し、少なくとも１つが緑色の光を出射し、少なくとも１つが青色の光を出射する請求項９に記載の光源装置。
【請求項11】
前記複数の半導体レーザ素子は４以上設けられており、
前記複数の半導体レーザ素子は、少なくとも１つが赤色の光を出射し、少なくとも１つが緑色の光を出射し、少なくとも１つが青色の光を出射し、少なくとも１つが赤外光を出射する請求項１０に記載の光源装置。
前記複数の半導体レーザ素子は、少なくとも１つが赤色の光を出射し、少なくとも１つが緑色の光を出射し、少なくとも１つが青色の光を出射し、少なくとも１つが赤外光を出射する請求項１０に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、半導体レーザ素子をパッケージに収容し、半導体レーザ素子と、光学部材とを位置調整した上で、接着剤により固定した光源装置が提案されている（特許文献１等）。このような光源装置では、半導体レーザ素子の光軸の光学部材に対する位置ずれを防止するために、基板の材料又は形状等の選択、光学部材の固定方法等において種々の工夫を施すことにより対策を講じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１８６２３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、光源装置における半導体レーザ素子の駆動による熱に起因する光学部材に対する半導体レーザ素子の光軸のずれを抑制することができる光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本願の光源装置は、基板と、
前記基板上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の光出射側に配置された少なくとも１つのレンズと、を備え、
前記基板は、前記半導体レーザ素子を載置するための平板部と、前記半導体レーザ素子の両側かつ光出射側に配置された少なくとも２つの突起部とを有し、
前記レンズは、第１接合材によって前記突起部に少なくとも２か所で固定されている。
前記基板上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子の光出射側に配置された少なくとも１つのレンズと、を備え、
前記基板は、前記半導体レーザ素子を載置するための平板部と、前記半導体レーザ素子の両側かつ光出射側に配置された少なくとも２つの突起部とを有し、
前記レンズは、第１接合材によって前記突起部に少なくとも２か所で固定されている。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、光源装置における半導体レーザ素子の駆動による熱に起因する光学部材に対する半導体レーザ素子の光軸のずれを抑制することができる光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1A】実施形態１の光源装置の斜視図である。
【図2A】実施形態２の光源装置の斜視図である。
【図3A】実施形態３の光源装置の斜視図である。
【図4A】実施形態４の光源装置の斜視図である。
【図5A】実施形態５の光源装置の斜視図である。
【図6A】実施形態６の光源装置の斜視図である。
【図7A】実施形態７の光源装置の斜視図である。
【図8A】本願の光源装置のレンズの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本明細書及び特許請求の範囲において、三角形、四角形などの多角形は、多角形の隅に角丸め、面取り、角取り、丸取り等の加工が施された形状も含める。隅（辺の端）に限らず、辺の中間部分に加工が施された形状も同様に、多角形と呼ぶ。つまり、多角形をベースに残しつつ、部分的な加工が施された形状は、本明細書及び特許請求の範囲で記載される「多角形」の解釈に含まれる。台形、円形、凹凸など、特定の形状を表す用語、その形状を形成する各辺を表す表現も同様である。つまり、ある辺において、隅、中間部分に加工が施されていたとしても、「辺」の解釈には加工された部分も含まれる。部分的な加工のない「多角形」、「辺」を、加工された形状と区別する場合は「厳密な」を付して、例えば「厳密な四角形」などと記載することがある。
また、ある構成要素に関し、それに該当するものが複数あり、それぞれを区別して表現する場合に、その構成要素に「第１」、「第２」と付記して区別することがある。本明細書と特許請求の範囲とで区別する対象や観点が異なる場合、本明細書と特許請求の範囲との間で、同一の付記が、同一の対象を指さない場合がある。例えば、本明細書において「第１」、「第２」、「第３」と付記されて区別される対象があり、本明細書の「第１」及び「第３」のみを対象として特許請求の範囲を記載する場合に、特許請求の範囲において「第１」、「第２」と付記された対象が、本明細書において「第１」、「第３」と付記された対象を指すことがある。
さらに、本明細書では、光源装置において半導体レーザ素子の光が出射する側の面を正面と称する。
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。ただし、示される形態は、本発明を限定するものではない。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一又は同質の部材を示しており、重複した説明は適宜省略することがある。各図面が示す部材の大きさ及び位置関係等は誇張していることがある。
図面には、参考のため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が示されている。使用時における光源装置の向きは任意であるが、以下においては、説明の便宜のために、基板の平板部の表面をＸ－Ｙ平面とする。
また、ある構成要素に関し、それに該当するものが複数あり、それぞれを区別して表現する場合に、その構成要素に「第１」、「第２」と付記して区別することがある。本明細書と特許請求の範囲とで区別する対象や観点が異なる場合、本明細書と特許請求の範囲との間で、同一の付記が、同一の対象を指さない場合がある。例えば、本明細書において「第１」、「第２」、「第３」と付記されて区別される対象があり、本明細書の「第１」及び「第３」のみを対象として特許請求の範囲を記載する場合に、特許請求の範囲において「第１」、「第２」と付記された対象が、本明細書において「第１」、「第３」と付記された対象を指すことがある。
さらに、本明細書では、光源装置において半導体レーザ素子の光が出射する側の面を正面と称する。
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。ただし、示される形態は、本発明を限定するものではない。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一又は同質の部材を示しており、重複した説明は適宜省略することがある。各図面が示す部材の大きさ及び位置関係等は誇張していることがある。
図面には、参考のため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が示されている。使用時における光源装置の向きは任意であるが、以下においては、説明の便宜のために、基板の平板部の表面をＸ－Ｙ平面とする。
【0009】
＜実施形態１＞
実施形態１の光源装置１０は、例示的な一形態を説明するための図１Ａ～１Ｄに示すように、基板１１と、基板１１上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２の光出射側に配置された少なくとも１つのレンズ１３とを備える。基板１１は、平板部１１ａと、少なくとも２つの突起部１１ｂとを有する。レンズ１３は、第１接合材１４によって突起部１１ｂに少なくとも２か所で固定されている。
このような構成を備えることにより、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸に対して位置調整されて固定されたレンズ１３は、第１接合材が半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮しても、位置ずれを抑制して配置することが可能となる。
実施形態１の光源装置１０は、例示的な一形態を説明するための図１Ａ～１Ｄに示すように、基板１１と、基板１１上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２の光出射側に配置された少なくとも１つのレンズ１３とを備える。基板１１は、平板部１１ａと、少なくとも２つの突起部１１ｂとを有する。レンズ１３は、第１接合材１４によって突起部１１ｂに少なくとも２か所で固定されている。
このような構成を備えることにより、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸に対して位置調整されて固定されたレンズ１３は、第１接合材が半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮しても、位置ずれを抑制して配置することが可能となる。
【0010】
（基板１１）
基板１１は、半導体レーザ素子１２を配置するための平板部１１ａと、半導体レーザ素子１２の両側かつ光出射側に配置された少なくとも２つの突起部１１ｂとを有する。基板１１は、平板部１１ａと２つの突起部１１ｂを有する限り、平板部１１ａを囲う側壁、凹部等をさらに有していてもよい。これら平板部１１ａ、突起部１１ｂ、側壁、凹部等が配置される側の面を基板１１の第１主面とすることができる。基板１１は、第１主面と反対側の第２主面を有し、第２主面は平坦であることが好ましい。
突起部１１ｂは、図１Ａに示すように、基板１１の平板部１１ａ、つまりＸ－Ｙ平面から、Ｚ軸方向に延長する凸部とすることができる。ただし、Ｘ－Ｙ平面に垂直に延長するのみならず、傾斜して延長するものであってもよい。
また、平板部１１ａの表面と、２つの突起部１１ｂの上面１１ｂｂ（又はＺ軸方向に最も高い部位）とは、いずれか一方が他方よりも高いような高低差を有するものに限らず、面一又は略面一であってもよい。
例えば、図３Ａに示すように、平板部３１ａの表面が、２つの突起部３１ｂの上面３１ｂｂと繋がっており、平板部３１ａの上面と突起部３１ｂの上面３１ｂｂとの高さ（例えば、基板３１の第２主面からの高さ）が同一又は略同一であってもよい。ここで、略面一及び略同一とは、高低差が基板の全厚みの±５％程度を許容することを意味する。言い換えると、突起部３１ｂは、図３Ａに示すように、凹部３１ｄを構成するように壁部を有していてもよい。
また、図４Ａに示すように、基板４１は、凹部４１ｄを構成する壁部による突起部４１ｂ１と、その上に配置された突起部４１ｂ２を有していてもよい。
複数の半導体レーザ素子１２を配置する場合には、図５Ａ及び６Ａに示すように、基板５１、６１は、突起部５１ｂ、６１ｂが複数の半導体レーザ素子１２に対応して、複数配置されていてもよい。この場合、すべての半導体レーザ素子１２に対して２つの突起部５１ｂ、６１ｂを配置せずに、隣接する半導体レーザ素子１２と突起部５１ｂ、６１ｂを共有するようにしてもよい。
基板１１は、半導体レーザ素子１２を配置するための平板部１１ａと、半導体レーザ素子１２の両側かつ光出射側に配置された少なくとも２つの突起部１１ｂとを有する。基板１１は、平板部１１ａと２つの突起部１１ｂを有する限り、平板部１１ａを囲う側壁、凹部等をさらに有していてもよい。これら平板部１１ａ、突起部１１ｂ、側壁、凹部等が配置される側の面を基板１１の第１主面とすることができる。基板１１は、第１主面と反対側の第２主面を有し、第２主面は平坦であることが好ましい。
突起部１１ｂは、図１Ａに示すように、基板１１の平板部１１ａ、つまりＸ－Ｙ平面から、Ｚ軸方向に延長する凸部とすることができる。ただし、Ｘ－Ｙ平面に垂直に延長するのみならず、傾斜して延長するものであってもよい。
また、平板部１１ａの表面と、２つの突起部１１ｂの上面１１ｂｂ（又はＺ軸方向に最も高い部位）とは、いずれか一方が他方よりも高いような高低差を有するものに限らず、面一又は略面一であってもよい。
例えば、図３Ａに示すように、平板部３１ａの表面が、２つの突起部３１ｂの上面３１ｂｂと繋がっており、平板部３１ａの上面と突起部３１ｂの上面３１ｂｂとの高さ（例えば、基板３１の第２主面からの高さ）が同一又は略同一であってもよい。ここで、略面一及び略同一とは、高低差が基板の全厚みの±５％程度を許容することを意味する。言い換えると、突起部３１ｂは、図３Ａに示すように、凹部３１ｄを構成するように壁部を有していてもよい。
また、図４Ａに示すように、基板４１は、凹部４１ｄを構成する壁部による突起部４１ｂ１と、その上に配置された突起部４１ｂ２を有していてもよい。
複数の半導体レーザ素子１２を配置する場合には、図５Ａ及び６Ａに示すように、基板５１、６１は、突起部５１ｂ、６１ｂが複数の半導体レーザ素子１２に対応して、複数配置されていてもよい。この場合、すべての半導体レーザ素子１２に対して２つの突起部５１ｂ、６１ｂを配置せずに、隣接する半導体レーザ素子１２と突起部５１ｂ、６１ｂを共有するようにしてもよい。
【0011】
平板部１１ａは、厳密に平坦である部位であってもよいが、半導体レーザ素子１２を載置するために支障のない程度に、その表面に凹凸を有していてもよい。平板部１１ａは、凹凸の有無にかかわらず、平板部１１ａの反対側の面、つまり、基板１１の第２主面に対して、傾斜していないことが好ましい。言い換えると、平板部１１ａは、第２主面と平行又は略平行であることが好ましい。ここでの略平行とは、±５°程度の傾斜は許容される。
平板部１１ａの大きさは特に限定されるものではなく、平面視における平板部１１ａの平面積が、半導体レーザ素子１２の平面積よりも大きな面積を有していればよい。後述するように、半導体レーザ素子１２が基板１１上に複数配置される場合には、平板部１１ａは、複数の半導体レーザ素子１２の平面積に加え、半導体レーザ素子１２が互いに接触せず、半導体レーザ素子１２に接続される各配線等が機能し得る程度に離れて配置できる面積を有することが好ましい。また、後述するように、半導体レーザ素子１２が基板１１上にサブマウント１５を介して配置される場合には、平板部１１ａは、サブマウント１５の平面積よりも大きい面積を有することが好ましい。
平板部１１ａの大きさは特に限定されるものではなく、平面視における平板部１１ａの平面積が、半導体レーザ素子１２の平面積よりも大きな面積を有していればよい。後述するように、半導体レーザ素子１２が基板１１上に複数配置される場合には、平板部１１ａは、複数の半導体レーザ素子１２の平面積に加え、半導体レーザ素子１２が互いに接触せず、半導体レーザ素子１２に接続される各配線等が機能し得る程度に離れて配置できる面積を有することが好ましい。また、後述するように、半導体レーザ素子１２が基板１１上にサブマウント１５を介して配置される場合には、平板部１１ａは、サブマウント１５の平面積よりも大きい面積を有することが好ましい。
【0012】
２つの突起部１１ｂは、レンズ１３を保持するための部位であって、半導体レーザ素子１２の両側かつ光出射側にそれぞれ配置されている。ここでの両側かつ光出射側とは、半導体レーザ素子１２を平板部に配置した場合に、半導体レーザ素子１２から出射された光の両側、言い換えると、光を間に挟む位置を意味する。
２つの突起部１１ｂは、突起部１１ｂが延びる方向（つまり、Ｚ軸方向）から見た場合、それらを最短距離で結ぶ直線Ｋ（図１Ｄの矢印Ｋ）が、半導体レーザ素子１２の光軸と直交するように配置することができる。２つの突起部１１ｂは、直線Ｋが、半導体レーザ素子１２から出射された光に直交するように配置されることが好ましい。このような２つの突起部１１ｂの配置により、レンズ１３を、半導体レーザ素子１２の光軸に対して、適所に配置することが可能となる。ここでの最短距離として、例えば、０．２ｍｍ以上５．５ｍｍ以下が挙げられ、０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましい。
突起部１１ｂの形状は、円柱、直方体、立方体及び五角柱等の多角柱、ドーム状、円錐台及び多角錐台等の錐台、これらの一部を欠いた形状又はこれらを組み合わせた形状等のいずれでもよい。なかでも、突起部１１ｂは、四角柱であることが好ましい。このような形状によって、安定的に適所にレンズ１３を固定することができる。特に、２つの突起部１１ｂは、半導体レーザ素子１２から出射された光を挟んで、互いに平行な側面１１ｅｅを有する四角柱であることが好ましい。ただし、ここでの平行とは±５°の傾きは許容される。側面１１ｅｅは、例えば、平板部１１ａに対して垂直な平面であることが好ましい。この場合、突起部１１ｂの側面１１ｅｅに隣接する２つの側面のうち、半導体レーザ素子１２側の側面を側面１１ａａ、半導体レーザ素子１２と反対側の側面を側面１１ｃｃと称する。
２つの突起部１１ｂは、突起部１１ｂが延びる方向（つまり、Ｚ軸方向）から見た場合、それらを最短距離で結ぶ直線Ｋ（図１Ｄの矢印Ｋ）が、半導体レーザ素子１２の光軸と直交するように配置することができる。２つの突起部１１ｂは、直線Ｋが、半導体レーザ素子１２から出射された光に直交するように配置されることが好ましい。このような２つの突起部１１ｂの配置により、レンズ１３を、半導体レーザ素子１２の光軸に対して、適所に配置することが可能となる。ここでの最短距離として、例えば、０．２ｍｍ以上５．５ｍｍ以下が挙げられ、０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましい。
突起部１１ｂの形状は、円柱、直方体、立方体及び五角柱等の多角柱、ドーム状、円錐台及び多角錐台等の錐台、これらの一部を欠いた形状又はこれらを組み合わせた形状等のいずれでもよい。なかでも、突起部１１ｂは、四角柱であることが好ましい。このような形状によって、安定的に適所にレンズ１３を固定することができる。特に、２つの突起部１１ｂは、半導体レーザ素子１２から出射された光を挟んで、互いに平行な側面１１ｅｅを有する四角柱であることが好ましい。ただし、ここでの平行とは±５°の傾きは許容される。側面１１ｅｅは、例えば、平板部１１ａに対して垂直な平面であることが好ましい。この場合、突起部１１ｂの側面１１ｅｅに隣接する２つの側面のうち、半導体レーザ素子１２側の側面を側面１１ａａ、半導体レーザ素子１２と反対側の側面を側面１１ｃｃと称する。
【0013】
突起部１１ｂの高さ（図１Ｄ中、Ｈ）は、固定するレンズ１３の形状、大きさ等によって適宜調整することができる。例えば、突起部１１ｂは、半導体レーザ素子１２の光軸がレンズ１３の光軸を通るように調整することができるように、固定するレンズ１３の中心から外縁までの距離よりも大きな高さであることが好ましい。言い換えると、レンズ１３を突起部１１ｂに固定した場合に、レンズ１３の最下端が、基板１１に接触しないように固定し得る高さであることが好ましい。具体的には、平板部１１ａ又は基板１１の表面からの突起部１１ｂの高さＨが、０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下が挙げられ、１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が好ましい。
突起部１１ｂの平面視におけるＸ方向又はＹ方向の長さは、レンズ１３を固定し得る第１接合材との接触面積が確保できる程度以上であればよい。具体的には、０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が挙げられ、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましい。
２つの突起部１１ｂは、異なる形状及び大きさであってもよいが、同じ形状及び同じ大きさであることが好ましい。
突起部１１ｂの平面視におけるＸ方向又はＹ方向の長さは、レンズ１３を固定し得る第１接合材との接触面積が確保できる程度以上であればよい。具体的には、０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が挙げられ、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましい。
２つの突起部１１ｂは、異なる形状及び大きさであってもよいが、同じ形状及び同じ大きさであることが好ましい。
【0014】
基板１１は、セラミックを主材料として又はセラミックによって形成することができる。セラミックとしては、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ケイ素等が挙げられる。セラミックは線膨張係数が小さいため、基板１１がセラミックで形成されていることにより、熱による膨張及び／又は収縮の影響を低減させることができる。その結果、後述するように固定したレンズ１３のずれを抑制することができる。基板１１は、その一部に金属、無機物又はそれらの複合物を有していてもよい。金属、無機物又はそれらの複合物としては、金、銀、タングステン、ニッケル、銅、アルミニウム、鉄、ダイヤモンド、銅モリブデン、銅－ダイヤモンド複合材料、銅タングステン等が挙げられる。突起部１１ｂは、基板１１の平板部１１ａと同じ材料によって形成されていてもよいし、異なる材料によって形成されていてもよい。突起部１１ｂは、基板１１の平板部１１ａと一体的に形成されていてもよいし、別個に形成したものを接合してもよい。
基板１１は、電気的に接続する配線等として、その表面又は内部に、金属部１１ｇ、１１ｈ等が設けられていてもよい。金属部の材料としては、例えば、金、アルミニウム、銀、銅、タングステン、チタン、プラチナ、ニッケル、鉄、錫等又はそれらの合金等を用いることができる。Ｚ軸方向から見た金属部１１ｈと突起部１１ｂとの最短距離は、０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下が挙げられ、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が好ましい。
基板１１は、その外形が、平面視で、三角形、四角形等の多角形、円形、楕円形等のいずれであってもよく、矩形であることが好ましい。基板１１の平面視におけるＸ方向又はＹ方向の長さは、例えば、１．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下が挙げられ、２．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下が好ましい。基板１１の厚みは、その上に配置する半導体レーザ素子１２及びレンズ１３等を支持し得る強度を確保できるように適宜設定することができる。
基板１１は、凹部内に半導体レーザ素子１２を収容する筐体状のパッケージの一部としてもよい。
基板１１は、電気的に接続する配線等として、その表面又は内部に、金属部１１ｇ、１１ｈ等が設けられていてもよい。金属部の材料としては、例えば、金、アルミニウム、銀、銅、タングステン、チタン、プラチナ、ニッケル、鉄、錫等又はそれらの合金等を用いることができる。Ｚ軸方向から見た金属部１１ｈと突起部１１ｂとの最短距離は、０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下が挙げられ、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が好ましい。
基板１１は、その外形が、平面視で、三角形、四角形等の多角形、円形、楕円形等のいずれであってもよく、矩形であることが好ましい。基板１１の平面視におけるＸ方向又はＹ方向の長さは、例えば、１．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下が挙げられ、２．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下が好ましい。基板１１の厚みは、その上に配置する半導体レーザ素子１２及びレンズ１３等を支持し得る強度を確保できるように適宜設定することができる。
基板１１は、凹部内に半導体レーザ素子１２を収容する筐体状のパッケージの一部としてもよい。
【0015】
（半導体レーザ素子１２）
半導体レーザ素子１２は、端面発光型又は面発光型半導体レーザ素子のいずれでもよい。なかでも、端面発光型を用いることが好ましい。端面発光型の半導体レーザ素子は、光の出射端面と平行な面において楕円形状のファーフィールドパターン（以下「ＦＦＰ」ということがある）を形成するが、ＦＦＰの楕円形状の中心を通る光、つまりＦＦＰの光強度分布においてピーク強度の光を、半導体レーザ素子の光軸と称する。また、面発光型の半導体レーザ素子は、光出射面から出射される光の光強度分布におけるピーク強度の光を、半導体レーザ素子の光軸と称する。
半導体レーザ素子１２は、青色の光を出射する半導体レーザ素子、緑色の光を出射する半導体レーザ素子、赤色の光を出射する半導体レーザ素子、赤外の光を出射する半導体レーザ素子等のいずれであってもよいし、これら以外の光を出射する半導体レーザ素子であってもよい。青色の光は、その発光ピーク波長が４２０ｎｍ～４９４ｎｍ、緑色の光は、その発光ピーク波長が４９５ｎｍ～５７０ｎｍ、赤色の光は、その発光ピーク波長が６０５ｎｍ～７５０ｎｍ、赤外の光は、その発光ピーク波長が７８０ｎｍ～２５００ｎｍでの範囲内にある光を指す。
青色又は緑色の光を発する半導体レーザ素子は、窒化物半導体を含む半導体レーザ素子が挙げられる。窒化物半導体としては、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＮ等が挙げられる。赤色の光を発する半導体レーザ素子としては、ＩｎＡｌＧａＰ系、ＧａＩｎＰ系、ＧａＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系等の半導体を含むものが挙げられる。赤外の光を発する半導体レーザ素子は、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ等のＧａＡｓ系又はＩｎＰ系、ＩｎＸＡｌＹＧａ１－Ｘ－ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）で表される窒化ガリウム系等の半導体が挙げられる。半導体レーザ素子１２は、シングルエミッター及びマルチエミッターのいずれであってもよい。
半導体レーザ素子１２は、端面発光型又は面発光型半導体レーザ素子のいずれでもよい。なかでも、端面発光型を用いることが好ましい。端面発光型の半導体レーザ素子は、光の出射端面と平行な面において楕円形状のファーフィールドパターン（以下「ＦＦＰ」ということがある）を形成するが、ＦＦＰの楕円形状の中心を通る光、つまりＦＦＰの光強度分布においてピーク強度の光を、半導体レーザ素子の光軸と称する。また、面発光型の半導体レーザ素子は、光出射面から出射される光の光強度分布におけるピーク強度の光を、半導体レーザ素子の光軸と称する。
半導体レーザ素子１２は、青色の光を出射する半導体レーザ素子、緑色の光を出射する半導体レーザ素子、赤色の光を出射する半導体レーザ素子、赤外の光を出射する半導体レーザ素子等のいずれであってもよいし、これら以外の光を出射する半導体レーザ素子であってもよい。青色の光は、その発光ピーク波長が４２０ｎｍ～４９４ｎｍ、緑色の光は、その発光ピーク波長が４９５ｎｍ～５７０ｎｍ、赤色の光は、その発光ピーク波長が６０５ｎｍ～７５０ｎｍ、赤外の光は、その発光ピーク波長が７８０ｎｍ～２５００ｎｍでの範囲内にある光を指す。
青色又は緑色の光を発する半導体レーザ素子は、窒化物半導体を含む半導体レーザ素子が挙げられる。窒化物半導体としては、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＧａＮ等が挙げられる。赤色の光を発する半導体レーザ素子としては、ＩｎＡｌＧａＰ系、ＧａＩｎＰ系、ＧａＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系等の半導体を含むものが挙げられる。赤外の光を発する半導体レーザ素子は、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ等のＧａＡｓ系又はＩｎＰ系、ＩｎＸＡｌＹＧａ１－Ｘ－ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）で表される窒化ガリウム系等の半導体が挙げられる。半導体レーザ素子１２は、シングルエミッター及びマルチエミッターのいずれであってもよい。
【0016】
半導体レーザ素子１２は、基板１１の平板部１１ａに配置されている。半導体レーザ素子１２は、サブマウント１５を介して基板１１の平板部１１ａに配置されていることが好ましい。半導体レーザ素子１２は、基板１１及び／又はサブマウント１５上に、第２接合材を介して固定されていることが好ましい。
サブマウント１５は、２つの接合面を有し、一方の接合面の反対側に他方の接合面が設けられている。サブマウント１５は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素等のセラミック、金、銀、銅、タングステン、ニッケル等の金属、ダイヤモンド等を用いて形成することができる。半導体レーザ素子１２は、サブマウント１５の一方の接合面に固定されていることが好ましい。
第２接合材は、後述する第１接合材よりも線膨張係数の小さいものが好ましく、具体的には室温における線膨張係数が３～３０ｐｐｍ／℃であることが好ましい。線膨張係数が小さい第２接合材を使うことで、温度の変化に伴う、後述のレンズ１３に対する半導体レーザ素子１２の位置ずれを抑制することができる。第２接合材としては、例えば、錫－ビスマス系、錫－銅系、錫－銀系、金－錫系等の半田、ＡｕとＳｎとを主成分とする合金、ＡｕとＳｉとを主成分とする合金、ＡｕとＧｅとを主成分とする合金等の共晶合金、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト、バンプ、ＡＣＰ、ＡＣＦ等の異方性導電材、低融点金属のろう材、これらを組み合わせた導電性接着剤、導電性複合接着剤等が挙げられる。
サブマウント１５は、２つの接合面を有し、一方の接合面の反対側に他方の接合面が設けられている。サブマウント１５は、例えば、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素等のセラミック、金、銀、銅、タングステン、ニッケル等の金属、ダイヤモンド等を用いて形成することができる。半導体レーザ素子１２は、サブマウント１５の一方の接合面に固定されていることが好ましい。
第２接合材は、後述する第１接合材よりも線膨張係数の小さいものが好ましく、具体的には室温における線膨張係数が３～３０ｐｐｍ／℃であることが好ましい。線膨張係数が小さい第２接合材を使うことで、温度の変化に伴う、後述のレンズ１３に対する半導体レーザ素子１２の位置ずれを抑制することができる。第２接合材としては、例えば、錫－ビスマス系、錫－銅系、錫－銀系、金－錫系等の半田、ＡｕとＳｎとを主成分とする合金、ＡｕとＳｉとを主成分とする合金、ＡｕとＧｅとを主成分とする合金等の共晶合金、銀、金、パラジウムなどの導電性ペースト、バンプ、ＡＣＰ、ＡＣＦ等の異方性導電材、低融点金属のろう材、これらを組み合わせた導電性接着剤、導電性複合接着剤等が挙げられる。
【0017】
（レンズ１３）
レンズ１３は、第１接合材１４によって２つの突起部１１ｂに、少なくとも２か所で固定される。なかでも、レンズ１３は、第１接合材１４を介して、２つの突起部１１ｂにのみ接触して固定されていることが好ましい。
レンズ１３は、半導体レーザ素子１２から出射される光を発散、収束、又はコリメートさせるために用いられる。
レンズ１３は、凹面、凸面、凹凸面、非球面等のいずれのレンズ面１３ａを有するものであってもよい。レンズ１３は、互いに対向する面にそれぞれレンズ面１３ａを有するものであってもよいし、図８Ｂ～８Ｅに示すように、部分的にレンズ機能を果たさない非レンズ面を有していてもよい。レンズ１３は、１つのレンズ面１３ａを備えるものであってもよいし、光源装置１０に搭載される半導体レーザ素子１２の数によって、複数のレンズ面１３ａを備えるものであってもよい。複数のレンズ面１３ａを備える場合、レンズ１３は、図８Ｄに示すように、複数のレンズ面１３ａが連なったレンズ１３が配置されてもよいし、図８Ｅに示すように、複数のレンズ面１３ａがそれぞれ独立したレンズ１３が配置されてもよい。
レンズ１３は、図８Ａから８Ｅに示すように、レンズ面１３ａ、レンズ面１３ａと反対側の面１３ｃ、レンズ面１３ａ及び／又は反対側の面１３ｃに接する側面１３ｄ、任意に、レンズ面１３ａ及び側面１３ｄにのみ接する面１３ｂ等を有するものが挙げられる。側面１３ｄは、例えば、光が通過する方向に平行又は略平行な面であることが好ましい。ここでの略平行とは、±５°が許容される。なかでも、レンズ１３は、レンズ面１３ａに加えて、光が通過する方向に平行又は略平行な側面１３ｄを有するものが好ましい。側面１３ｄを平行とすることで、レンズ１３を固定するために必要な、後述する第１接合材１４の量を減らすことができ、第１接合材１４の温度による体積変化に起因するレンズ１３のずれを抑制することができる。レンズ面１３ａ及び側面１３ｄにのみ接する面１３ｂ、反対側の面１３ｃ、及び側面１３ｄは、曲面であってもよいが、平面を含むことが好ましく、平面であることがより好ましい。
レンズ１３の外形は、レンズ面１３ａ側から見た場合、円形、四角形、五角形等の多角形、これらの一部を欠いた又はこれらの一部が組み合わせられた形状のいずれであってもよい。なかでも、レンズ１３は、外形が四角形であることが好ましい。
レンズ１３の大きさ、厚み等は、得ようとする光源装置の特性に応じて適宜設定することができる。例えば、レンズ１３の直径又は一辺の長さは、０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下が挙げられ、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましい。
レンズ１３は、平面視においてレンズ１３が半導体レーザ素子１２と重ならない位置に配置されている場合、半導体レーザ素子１２の発光端面との距離（図１Ｃ中、Ｌｙ）が、０．０５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下となる位置に配置することができ、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下となる位置に配置することが好ましい。また、レンズ１３は、突起部１１ｂの側面１１ｅｅとの距離が０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下となる位置に配置することができ、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の位置に配置することが好ましい。レンズ１３は、平面視においてレンズ１３が半導体レーザ素子１２と重ならない位置に配置されている場合、基板１１との距離（図１Ｄ中、Ｌｚ）が、０．０５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下となる位置に配置することができ、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の位置に配置することが好ましい。
レンズ１３は、基板１１、突起部１１ｂの側面１１ｅｅ、半導体レーザ素子１２との位置関係をこのように設定することにより、光源装置として、小型化を図ることができる。その結果、部材公差が小さくなり、レンズ１３の側面１３ｄ及び突起部１１ｂの側面１１ｅｅが厳密な平面に近づくため、後述する接合材の量を低減することができ、熱による接合材の膨張又は収縮の影響をさらに抑えることができ、レンズ１３の位置ずれを抑制することができる。また、レンズ１３と発光端面との距離が小さくなると、半導体レーザ素子１２から出射された光のビームを細くすることができるため、対応するレンズ１３の一辺を小さくすることができ、さらに後段の光学系を小さくでき、光源装置としてより小型化を実現することが可能となる。
レンズ１３は、透光性であり、レンズ面１３ａのみならず、非レンズ面も透光性を有することが好ましい。レンズ１３は、例えば、ＢＫ７等のガラス、プラスチック（ポリカーボネート、アクリル樹脂、シクロオレフィンポリマー等）、ガラス・プラスチックの混合物又は結合物等を用いて形成することができる。
なお、レンズ１３のレンズ面１３ａが正面側に配置されるように突起部１１ｂによって固定される場合、レンズ１３の側面１３ｄのうち、突起部１１ｂの側面１１ｅｅに平行な側面１３ｄを側面１３ｆｆ、基板１１に対向する側面１３ｄを側面１３ｄｄと称する。
レンズ１３は、第１接合材１４によって２つの突起部１１ｂに、少なくとも２か所で固定される。なかでも、レンズ１３は、第１接合材１４を介して、２つの突起部１１ｂにのみ接触して固定されていることが好ましい。
レンズ１３は、半導体レーザ素子１２から出射される光を発散、収束、又はコリメートさせるために用いられる。
レンズ１３は、凹面、凸面、凹凸面、非球面等のいずれのレンズ面１３ａを有するものであってもよい。レンズ１３は、互いに対向する面にそれぞれレンズ面１３ａを有するものであってもよいし、図８Ｂ～８Ｅに示すように、部分的にレンズ機能を果たさない非レンズ面を有していてもよい。レンズ１３は、１つのレンズ面１３ａを備えるものであってもよいし、光源装置１０に搭載される半導体レーザ素子１２の数によって、複数のレンズ面１３ａを備えるものであってもよい。複数のレンズ面１３ａを備える場合、レンズ１３は、図８Ｄに示すように、複数のレンズ面１３ａが連なったレンズ１３が配置されてもよいし、図８Ｅに示すように、複数のレンズ面１３ａがそれぞれ独立したレンズ１３が配置されてもよい。
レンズ１３は、図８Ａから８Ｅに示すように、レンズ面１３ａ、レンズ面１３ａと反対側の面１３ｃ、レンズ面１３ａ及び／又は反対側の面１３ｃに接する側面１３ｄ、任意に、レンズ面１３ａ及び側面１３ｄにのみ接する面１３ｂ等を有するものが挙げられる。側面１３ｄは、例えば、光が通過する方向に平行又は略平行な面であることが好ましい。ここでの略平行とは、±５°が許容される。なかでも、レンズ１３は、レンズ面１３ａに加えて、光が通過する方向に平行又は略平行な側面１３ｄを有するものが好ましい。側面１３ｄを平行とすることで、レンズ１３を固定するために必要な、後述する第１接合材１４の量を減らすことができ、第１接合材１４の温度による体積変化に起因するレンズ１３のずれを抑制することができる。レンズ面１３ａ及び側面１３ｄにのみ接する面１３ｂ、反対側の面１３ｃ、及び側面１３ｄは、曲面であってもよいが、平面を含むことが好ましく、平面であることがより好ましい。
レンズ１３の外形は、レンズ面１３ａ側から見た場合、円形、四角形、五角形等の多角形、これらの一部を欠いた又はこれらの一部が組み合わせられた形状のいずれであってもよい。なかでも、レンズ１３は、外形が四角形であることが好ましい。
レンズ１３の大きさ、厚み等は、得ようとする光源装置の特性に応じて適宜設定することができる。例えば、レンズ１３の直径又は一辺の長さは、０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下が挙げられ、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましい。
レンズ１３は、平面視においてレンズ１３が半導体レーザ素子１２と重ならない位置に配置されている場合、半導体レーザ素子１２の発光端面との距離（図１Ｃ中、Ｌｙ）が、０．０５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下となる位置に配置することができ、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下となる位置に配置することが好ましい。また、レンズ１３は、突起部１１ｂの側面１１ｅｅとの距離が０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下となる位置に配置することができ、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の位置に配置することが好ましい。レンズ１３は、平面視においてレンズ１３が半導体レーザ素子１２と重ならない位置に配置されている場合、基板１１との距離（図１Ｄ中、Ｌｚ）が、０．０５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下となる位置に配置することができ、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の位置に配置することが好ましい。
レンズ１３は、基板１１、突起部１１ｂの側面１１ｅｅ、半導体レーザ素子１２との位置関係をこのように設定することにより、光源装置として、小型化を図ることができる。その結果、部材公差が小さくなり、レンズ１３の側面１３ｄ及び突起部１１ｂの側面１１ｅｅが厳密な平面に近づくため、後述する接合材の量を低減することができ、熱による接合材の膨張又は収縮の影響をさらに抑えることができ、レンズ１３の位置ずれを抑制することができる。また、レンズ１３と発光端面との距離が小さくなると、半導体レーザ素子１２から出射された光のビームを細くすることができるため、対応するレンズ１３の一辺を小さくすることができ、さらに後段の光学系を小さくでき、光源装置としてより小型化を実現することが可能となる。
レンズ１３は、透光性であり、レンズ面１３ａのみならず、非レンズ面も透光性を有することが好ましい。レンズ１３は、例えば、ＢＫ７等のガラス、プラスチック（ポリカーボネート、アクリル樹脂、シクロオレフィンポリマー等）、ガラス・プラスチックの混合物又は結合物等を用いて形成することができる。
なお、レンズ１３のレンズ面１３ａが正面側に配置されるように突起部１１ｂによって固定される場合、レンズ１３の側面１３ｄのうち、突起部１１ｂの側面１１ｅｅに平行な側面１３ｄを側面１３ｆｆ、基板１１に対向する側面１３ｄを側面１３ｄｄと称する。
【0018】
（第１接合材１４）
第１接合材１４は、レンズ１３を固定するために用いる。第１接合材１４としては、接着剤として一般的に用いられているもののいずれを用いてもよい。なかでも、透光性の材料によって形成されているものが好ましい。また、第１接合材１４は、線膨張係数が比較的小さいものが好ましく、具体的には室温における線膨張係数が３０～２００ｐｐｍ/℃であることが好ましい。第１接合材１４は、例えば、有機材料を用いたものが挙げられ、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を含むものが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、酢酸ビニル系、ポリビニルアセタール系、酢酸ビニル共重合体系、エチレン酢酸ビニル系、塩化ビニル系、アクリル系、ポリエステル系、ポリアミド系、セルロース系、オレフィン系、スチレン系等、熱硬化性樹脂としては、ユリア系、メラニン系、フェノール系、レゾルシノール系、エポキシ系、アクリル系、ポリエステル系、ポリウレタン系、シリコーン系、ポリアミド系、ポリベンズイミダゾール系、ポリイミド系、イソシアネート系等、種々のものが挙げられる。また、紫外線硬化型、可視光硬化型、電子線硬化型の樹脂を用いてもよい。特に、紫外線硬化型の接合材を用いた場合は、半導体レーザ素子１２の光軸とレンズ１３の光軸とが一致する位置を探しながら、任意の位置でレンズ１３を固定するアクティブアライメントが容易となるため、より好ましい。紫外線硬化型の接合材としては、アクリル系、エポキシ系の接合材が好ましい。
また、熱硬化型の接合材、具体的には、エポキシ系の接合材が好ましい。このような接合材を用いることにより、半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮することを抑制して、半導体レーザ素子１２の光軸に対して位置調整したレンズ１３の位置ずれの発生を抑制することができる。
第１接合材１４は、レンズ１３を固定するために用いる。第１接合材１４としては、接着剤として一般的に用いられているもののいずれを用いてもよい。なかでも、透光性の材料によって形成されているものが好ましい。また、第１接合材１４は、線膨張係数が比較的小さいものが好ましく、具体的には室温における線膨張係数が３０～２００ｐｐｍ/℃であることが好ましい。第１接合材１４は、例えば、有機材料を用いたものが挙げられ、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を含むものが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、酢酸ビニル系、ポリビニルアセタール系、酢酸ビニル共重合体系、エチレン酢酸ビニル系、塩化ビニル系、アクリル系、ポリエステル系、ポリアミド系、セルロース系、オレフィン系、スチレン系等、熱硬化性樹脂としては、ユリア系、メラニン系、フェノール系、レゾルシノール系、エポキシ系、アクリル系、ポリエステル系、ポリウレタン系、シリコーン系、ポリアミド系、ポリベンズイミダゾール系、ポリイミド系、イソシアネート系等、種々のものが挙げられる。また、紫外線硬化型、可視光硬化型、電子線硬化型の樹脂を用いてもよい。特に、紫外線硬化型の接合材を用いた場合は、半導体レーザ素子１２の光軸とレンズ１３の光軸とが一致する位置を探しながら、任意の位置でレンズ１３を固定するアクティブアライメントが容易となるため、より好ましい。紫外線硬化型の接合材としては、アクリル系、エポキシ系の接合材が好ましい。
また、熱硬化型の接合材、具体的には、エポキシ系の接合材が好ましい。このような接合材を用いることにより、半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮することを抑制して、半導体レーザ素子１２の光軸に対して位置調整したレンズ１３の位置ずれの発生を抑制することができる。
【0019】
第１接合材１４は、レンズ１３の形状にかかわらず、レンズ側面１３ｆｆと、レンズ１３の光軸（図１Ｄ、１Ｆ中、Ａ）を挟み、前記レンズ側面１３ｆｆと最も離れた位置にある他のレンズ側面１３ｆｆと、の２か所と、２つの突起部とをそれぞれ固定することが好ましい。つまり、図１Ｄに示すように、レンズ１３を２つの突起部１１ｂに固定する場合、レンズ１３は、レンズ１３の光軸Ａを通り、基板１１の平板部１１ａの第１主面に垂直な線（例えば、線Ｊ）を挟む位置に存在している２つのレンズ側面１３ｆｆを第１接合材１４によって、それぞれ固定することが好ましい。レンズ１３は、線Ｊに対して線対称な２つの領域を、第１接合材１４で、２つの突起部１１ｂにそれぞれ固定することがより好ましい。
図１Ｄでは、レンズ１３は、レンズ１３の光軸Ａを通り、基板１１の平板部１１ａの第１主面に平行で、半導体レーザ素子１２の光軸に垂直な線ＪＪと、レンズ１３の外周との２つの交点Ｍのうち一方を含む領域Ｒ、及び他方を含むもう一方の領域Ｒ、の２か所を、第１接合材１４で、２つの突起部１１ｂにそれぞれ固定している。このような第１接合材１４での固定により、熱による第１接合材１４の膨張又は収縮による力を、水平方向、つまり左右で効率的に相殺させることができ、レンズ１３に対するレーザ光の光軸のずれをより有効に抑制することができる。
領域Ｒは、交点Ｍを含むように、任意の大きさ及び形状の領域に設定することができる。例えば、突起部１１ｂの高さ方向における領域Ｒの長さは、レンズ１３の１辺の長さの２０％～１００％の長さが挙げられ、４０％～９０％の長さが好ましい。また、半導体レーザ素子１２の光軸方向における領域Ｒの長さは、レンズ１３の厚み方向の長さに等しい長さ又はそれより短い長さとすることができる（例えば、図１Ｆ参照）。２つの領域Ｒは、それぞれ、同じ大きさであることが好ましい。
図１Ｄでは、レンズ１３は、レンズ１３の光軸Ａを通り、基板１１の平板部１１ａの第１主面に平行で、半導体レーザ素子１２の光軸に垂直な線ＪＪと、レンズ１３の外周との２つの交点Ｍのうち一方を含む領域Ｒ、及び他方を含むもう一方の領域Ｒ、の２か所を、第１接合材１４で、２つの突起部１１ｂにそれぞれ固定している。このような第１接合材１４での固定により、熱による第１接合材１４の膨張又は収縮による力を、水平方向、つまり左右で効率的に相殺させることができ、レンズ１３に対するレーザ光の光軸のずれをより有効に抑制することができる。
領域Ｒは、交点Ｍを含むように、任意の大きさ及び形状の領域に設定することができる。例えば、突起部１１ｂの高さ方向における領域Ｒの長さは、レンズ１３の１辺の長さの２０％～１００％の長さが挙げられ、４０％～９０％の長さが好ましい。また、半導体レーザ素子１２の光軸方向における領域Ｒの長さは、レンズ１３の厚み方向の長さに等しい長さ又はそれより短い長さとすることができる（例えば、図１Ｆ参照）。２つの領域Ｒは、それぞれ、同じ大きさであることが好ましい。
【0020】
別の観点から、レンズ１３を２つの突起部１１ｂに固定する場合、レンズ１３が、レンズ面１３ａ以外の面として、側面１３ｄであってかつ基板１１の平板部１１ａに対向する側面１３ｄｄを有する場合、第１接合材１４は、側面１３ｄｄ以外の面に配置することが好ましい。
例えば、側面１３ｄであってかつ突起部１１ｂの側面１１ｅｅに平行な側面１３ｆｆを有する場合、第１接合材１４は、側面１３ｆｆに配置することが好ましい。ただし、この場合、第１接合材１４の一部は、側面１３ｄｄ等に配置されていてもよいが、第１接合材１４は、突起部１１ｂ及びレンズ１３以外の部材には接触しないことが好ましい。
例えば、側面１３ｄであってかつ突起部１１ｂの側面１１ｅｅに平行な側面１３ｆｆを有する場合、第１接合材１４は、側面１３ｆｆに配置することが好ましい。ただし、この場合、第１接合材１４の一部は、側面１３ｄｄ等に配置されていてもよいが、第１接合材１４は、突起部１１ｂ及びレンズ１３以外の部材には接触しないことが好ましい。
【0021】
第１接合材１４は、その一部が、突起部１１ｂの上面１１ｂｂ、半導体レーザ素子１２側の側面１１ａａ及び／又は半導体レーザ素子１２側の側面１１ａａと反対側の側面１１ｃｃに配置されてもよい。なかでも、第１接合材１４は、図１Ｄに示すように、側面１１ｅｅにのみ配置されることがより好ましい。
【0022】
また、図１Ｄに示すように、第１接合材１４は、突起部１１ｂの側面１１ｅｅと、レンズ１３の側面１３ｆｆとを接合することが好ましい。
このような２つの突起部１１ｂへの第１接合材１４でのレンズ１３の接合により、接合材が熱膨張又は収縮しても、２つの突起部１１ｂとレンズ１３とが接合された２か所において、互いに相殺する力が働き、レンズ１３に対する半導体レーザ素子１２の光軸のずれを抑制することができる。なお、第１接合材１４として、紫外線硬化型の接合材を用いる場合において、レンズ１３の下方ではなく、側方に接合材が配置される場合、第１接合材１４を硬化するために照射される紫外線がレンズ１３に遮られることを抑制でき、また、レンズ１３の上方から紫外線を照射しやすくなり、アクティブアライメントを容易に行うことができる。さらに、ＦＦＰの広がりが小さいＸ方向、つまり側方に接合材を配置することにより、接合材の量が多い場合に、接合材が光路上に広がることを抑制することができる。
このような２つの突起部１１ｂへの第１接合材１４でのレンズ１３の接合により、接合材が熱膨張又は収縮しても、２つの突起部１１ｂとレンズ１３とが接合された２か所において、互いに相殺する力が働き、レンズ１３に対する半導体レーザ素子１２の光軸のずれを抑制することができる。なお、第１接合材１４として、紫外線硬化型の接合材を用いる場合において、レンズ１３の下方ではなく、側方に接合材が配置される場合、第１接合材１４を硬化するために照射される紫外線がレンズ１３に遮られることを抑制でき、また、レンズ１３の上方から紫外線を照射しやすくなり、アクティブアライメントを容易に行うことができる。さらに、ＦＦＰの広がりが小さいＸ方向、つまり側方に接合材を配置することにより、接合材の量が多い場合に、接合材が光路上に広がることを抑制することができる。
【0023】
図１Ａ～１Ｄに示す光源装置１０は、図１Ｅに示すように、さらに、半導体レーザ素子１２を気密封止するための蓋体１６を有していてもよい。蓋体１６は、半導体レーザ素子１２を気密封止できる限り、サブマウント１５、金属部１１ｇ、１１ｈ等をともに封止してもよいし、さらにレンズ１３、突起部１１ｂ等をともに封止してもよい。このような気密封止によって、大気又は接合剤からの集塵を抑制することができる。
蓋体１６は、基板１１と同じ材料から形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。また、その全部が同じ材料で形成されていてもよいし、一部が石英ガラス、サファイア等の透光性の材料で形成されていてもよいし、接合材又は配線層を構成し得る金属部等を内外に有していてもよい。ここで、透光性とは、半導体レーザ素子１２から出射された光に対する透過率が６０％以上であるものが挙げられ、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上であるものが挙げられる。
蓋体１６の形状は、平面視、円形、楕円形、四角形又は五角形等の多角形、これらを組み合わせた形状のいずれでもよいが、四角形であることが好ましい。蓋体１６は、凹部を有する形状であってもよいし、平板状であってもよい。
蓋体１６は、第２接合材と同様の材料を使用して基板１１に接合することが好ましい。
蓋体１６は、基板１１と同じ材料から形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。また、その全部が同じ材料で形成されていてもよいし、一部が石英ガラス、サファイア等の透光性の材料で形成されていてもよいし、接合材又は配線層を構成し得る金属部等を内外に有していてもよい。ここで、透光性とは、半導体レーザ素子１２から出射された光に対する透過率が６０％以上であるものが挙げられ、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上であるものが挙げられる。
蓋体１６の形状は、平面視、円形、楕円形、四角形又は五角形等の多角形、これらを組み合わせた形状のいずれでもよいが、四角形であることが好ましい。蓋体１６は、凹部を有する形状であってもよいし、平板状であってもよい。
蓋体１６は、第２接合材と同様の材料を使用して基板１１に接合することが好ましい。
【0024】
＜実施形態２＞
実施形態２の光源装置２０は、例示的な一形態を説明するための図２Ａ～２Ｄに示すように、基板１１と、基板１１上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２の光出射側に配置された少なくとも１つのレンズ１３とを備える。基板１１は、平板部１１ａと、少なくとも２つの突起部１１ｂとを有する。レンズ１３は、第１接合材１４によって２つの突起部１１ｂに少なくとも２か所で固定されている。
光源装置２０と光源装置１０との違いは、第１接合材１４が配置されている位置及び突起部１１ｂに対するレンズ１３の位置であり、これ以外は、実質的に光源装置１０と同様の構成を有する。
実施形態２の光源装置２０は、例示的な一形態を説明するための図２Ａ～２Ｄに示すように、基板１１と、基板１１上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２の光出射側に配置された少なくとも１つのレンズ１３とを備える。基板１１は、平板部１１ａと、少なくとも２つの突起部１１ｂとを有する。レンズ１３は、第１接合材１４によって２つの突起部１１ｂに少なくとも２か所で固定されている。
光源装置２０と光源装置１０との違いは、第１接合材１４が配置されている位置及び突起部１１ｂに対するレンズ１３の位置であり、これ以外は、実質的に光源装置１０と同様の構成を有する。
【0025】
第１接合材１４は、図２Ｂに示すように、レンズ面１３ａと反対側の面１３ｃのうち、レンズ１３の側面１３ｆｆの近傍部分と、レンズ１３の光軸を挟み、前記レンズ１３の側面１３ｆｆと最も離れた位置にある他のレンズ１３の側面１３ｆｆの近傍部分の２か所と、２つの突起部１１ｂとをそれぞれ固定する。
つまり、突起部１１ｂが柱状の形状を有する場合、第１接合材１４は、半導体レーザ素子１２から出射された光を挟んで、互いに平行な側面１１ｅｅに隣接し、半導体レーザ素子１２と反対側の側面１１ｃｃに配置されている。言い換えると、レンズ１３のＸ方向の幅が、突起部１１ｂ間の幅Ｋよりも小さい。
また、第１接合材１４は、レンズ面１３ａと反対側の面１３ｃに配置されている。つまり、第１接合材１４が、正面視において、レンズ１３と突起部１１ｂとが重なる領域に配置されている。この場合、第１接合材１４は、その一部が、レンズ１３において、突起部１１ｂの側面１１ｅｅに平行な側面１３ｆｆ（つまり、基板１１の平板部１１ａに直交する面）にも配置されていてもよい。
第１接合材１４は、レンズ１３の面のうち、レンズ面１３ａと反対側の面１３ｃ及び側面１３ｆｆのみに配置されていることが好ましい。第１接合材１４は、２つの突起部１１ｂにおいて、それぞれ同量で配置されることが好ましい。
このような構成を備えることにより、光源装置１０と同様に、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸に対して位置調整されて固定されたレンズ１３は、第１接合材が半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮しても、位置ずれを抑制することが可能となる。また、実施形態１と比較して、レンズ１３と突起部１１ｂとを、Ｘ方向に小さくすることができる。
つまり、突起部１１ｂが柱状の形状を有する場合、第１接合材１４は、半導体レーザ素子１２から出射された光を挟んで、互いに平行な側面１１ｅｅに隣接し、半導体レーザ素子１２と反対側の側面１１ｃｃに配置されている。言い換えると、レンズ１３のＸ方向の幅が、突起部１１ｂ間の幅Ｋよりも小さい。
また、第１接合材１４は、レンズ面１３ａと反対側の面１３ｃに配置されている。つまり、第１接合材１４が、正面視において、レンズ１３と突起部１１ｂとが重なる領域に配置されている。この場合、第１接合材１４は、その一部が、レンズ１３において、突起部１１ｂの側面１１ｅｅに平行な側面１３ｆｆ（つまり、基板１１の平板部１１ａに直交する面）にも配置されていてもよい。
第１接合材１４は、レンズ１３の面のうち、レンズ面１３ａと反対側の面１３ｃ及び側面１３ｆｆのみに配置されていることが好ましい。第１接合材１４は、２つの突起部１１ｂにおいて、それぞれ同量で配置されることが好ましい。
このような構成を備えることにより、光源装置１０と同様に、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸に対して位置調整されて固定されたレンズ１３は、第１接合材が半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮しても、位置ずれを抑制することが可能となる。また、実施形態１と比較して、レンズ１３と突起部１１ｂとを、Ｘ方向に小さくすることができる。
【0026】
＜実施形態３＞
実施形態３の光源装置３０は、例示的な一形態を説明するための図３Ａ～３Ｄに示すように、基板３１と、基板３１上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２の光出射側に配置された少なくとも１つのレンズ３３とを備える。基板３１は、平板部３１ａと、少なくとも２つの突起部３１ｂとを有する。レンズ３３は、第１接合材１４によって突起部３１ｂに少なくとも２か所で固定されている。
光源装置３０と光源装置１０との違いは、基板３１の形状と、第１接合材１４のレンズ３３における位置であり、これ以外は、実質的に光源装置１０と同様の構成を有する。
実施形態３の光源装置３０は、例示的な一形態を説明するための図３Ａ～３Ｄに示すように、基板３１と、基板３１上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２の光出射側に配置された少なくとも１つのレンズ３３とを備える。基板３１は、平板部３１ａと、少なくとも２つの突起部３１ｂとを有する。レンズ３３は、第１接合材１４によって突起部３１ｂに少なくとも２か所で固定されている。
光源装置３０と光源装置１０との違いは、基板３１の形状と、第１接合材１４のレンズ３３における位置であり、これ以外は、実質的に光源装置１０と同様の構成を有する。
【0027】
基板３１は、半導体レーザ素子１２を載置するための平板部３１ａと、２つの突起部３１ｂとを有している。平板部３１ａの上面と突起部３１ｂの上面３１ｂｂとが繋がっており、平板部３１ａの上面と突起部３１ｂの上面３１ｂｂとの高さが同一又は略同一である。ここでの上面とは、平板部３１ａの表面をＸ－Ｙ平面とした場合のＺ軸と交差する面であり、直交する面であることが好ましい。高さが同一とは、基板３１の第２主面を構成するＸ－Ｙ平面からのＺ軸方向の距離を意味し、略同一とは、高さの±１０％の高低差が許容されることを意味する。ただし、少なくとも２か所で突起部３１ｂにレンズ３３を固定できる限り、平板部３１ａの上面と突起部３１ｂの上面とが高低差を有していてもよく、一方の上面が他方の上面よりも高くてもよい。
基板３１は、突起部３１ｂの間に凹部３１ｄを有する。従って、凹部３１ｄの深さが、突起部３１ｂの高さＨ３に相当する。凹部３１ｄ内にレンズ３３の一部が配置されることにより、レンズ３３を、第１接合材１４によって２つの突起部３１ｂの少なくとも２か所に固定することができる。
凹部３１ｄの大きさ及び深さは、レンズ３３の一部又は全部を配置できる大きさ及び深さに設定することができ、用いるレンズ３３の大きさ、意図する光源装置の大きさ等によって適宜設定することができる。例えば、凹部３１ｄの大きさは、平面視において、レンズ３３よりも大きくすることができる。また、凹部３１ｄは、レンズ３３のレンズ面３３ａの反対側の面３３ｃよりも半導体レーザ素子１２に近い位置から、レンズ３３のレンズ面３３ａよりも半導体レーザ素子１２に遠い位置まで設けてもよい。具体的には、凹部３１ｄの深さ、つまり突起部３１ｂの高さＨ３は、０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が挙げられる。この場合、レンズ３３の一部は、凹部３１ｄ（つまり、突起部３１ｂの上面３１ｂｂ）から突き出た状態で配置されていてもよい。
基板３１は、突起部３１ｂの間に凹部３１ｄを有する。従って、凹部３１ｄの深さが、突起部３１ｂの高さＨ３に相当する。凹部３１ｄ内にレンズ３３の一部が配置されることにより、レンズ３３を、第１接合材１４によって２つの突起部３１ｂの少なくとも２か所に固定することができる。
凹部３１ｄの大きさ及び深さは、レンズ３３の一部又は全部を配置できる大きさ及び深さに設定することができ、用いるレンズ３３の大きさ、意図する光源装置の大きさ等によって適宜設定することができる。例えば、凹部３１ｄの大きさは、平面視において、レンズ３３よりも大きくすることができる。また、凹部３１ｄは、レンズ３３のレンズ面３３ａの反対側の面３３ｃよりも半導体レーザ素子１２に近い位置から、レンズ３３のレンズ面３３ａよりも半導体レーザ素子１２に遠い位置まで設けてもよい。具体的には、凹部３１ｄの深さ、つまり突起部３１ｂの高さＨ３は、０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が挙げられる。この場合、レンズ３３の一部は、凹部３１ｄ（つまり、突起部３１ｂの上面３１ｂｂ）から突き出た状態で配置されていてもよい。
【0028】
第１接合材１４は、図３Ｄに示すように、レンズ３３の光軸Ａの両側をそれぞれ固定している。言い換えると、平面視、レンズ３３は、レンズ３３内においてレンズ３３の光軸Ａを通り、基板３１の平板部３１ａの表面に垂直な線の両側で、第１接合材１４によってそれぞれ固定されている。
特に、第１接合材１４は、２つの突起部３１ｂが対向する側面３１ｅｅと、レンズ３３の側面３３ｄであって、突起部３１ｂの側面３１ｅｅに平行な側面３３ｆｆとを固定している。第１接合材１４は、突起部３１ｂの側面３１ｅｅ及びレンズ３３にのみ配置されることがより好ましい。
また、第１接合材１４は、半導体レーザ素子１２の光軸よりも低い位置で突起部３１ｂの側面３１ｅｅおよびレンズ３３を固定している。
このような構成を備えることにより、光源装置１０と同様に、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸に対して位置調整されて固定されたレンズ３３は、第１接合材が半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮しても、位置ずれを抑制することが可能となる。また、凹部がレンズ３３を包む形状となっていることにより、レンズ３３を保護しやすくなる。
特に、第１接合材１４は、２つの突起部３１ｂが対向する側面３１ｅｅと、レンズ３３の側面３３ｄであって、突起部３１ｂの側面３１ｅｅに平行な側面３３ｆｆとを固定している。第１接合材１４は、突起部３１ｂの側面３１ｅｅ及びレンズ３３にのみ配置されることがより好ましい。
また、第１接合材１４は、半導体レーザ素子１２の光軸よりも低い位置で突起部３１ｂの側面３１ｅｅおよびレンズ３３を固定している。
このような構成を備えることにより、光源装置１０と同様に、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸に対して位置調整されて固定されたレンズ３３は、第１接合材が半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮しても、位置ずれを抑制することが可能となる。また、凹部がレンズ３３を包む形状となっていることにより、レンズ３３を保護しやすくなる。
【0029】
＜実施形態４＞
実施形態４の光源装置４０は、例示的な一形態を説明するための図４Ａ～４Ｄに示すように、基板４１と、基板４１上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２の光出射側に配置された少なくとも１つのレンズ３３とを備える。基板４１は、平板部４１ａと、少なくとも２つの突起部４１ｂ１、突起部４１ｂ１上に配置された少なくとも２つの突起部４１ｂ２とを有する。レンズ３３は、第１接合材１４によって突起部４１ｂ１、４１ｂ２に少なくとも２か所で固定されている。
光源装置４０と光源装置３０との違いは、基板４１の形状と、第１接合材１４のレンズ３３における位置であり、これ以外は、実質的に光源装置３０と同様の構成を有する。
基板４１は、上述した基板３１と同様に、平板部４１ａに隣接する領域に凹部４１ｄを有しているが、凹部４１ｄの両側において、突起部４１ｂ１に加えて、突起部４１ｂ２をさらに備える。凹部４１ｄの大きさ及び深さ、突起部４１ｂ１、４１ｂ２の高さは、レンズ３３の一部又は全部を配置できる大きさ、深さ及び高さに設定することができ、用いるレンズ３３の大きさ、意図する光源装置の大きさ等によって適宜設定することができる。例えば、突起部４１ｂ１、４１ｂ２の合計高さＨ４は、０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下が挙げられる。
突起部４１ｂ１、４１ｂ２の互いに対向する側面４１ｅｅ１、４１ｅｅ２は、同一平面を構成するように配置されていなくてもよいが、同一平面を構成することが好ましい。突起部４１ｂ２のＹ方向の幅は、例えば、レンズ３３のＹ方向の幅の８０％～１２０％とすることができ、１００％以下であることが好ましい。
従って、対向する２つの突起部４１ｂ１及び／又は、対向する２つの突起部４１ｂ２間にレンズ３３の一部が配置されることにより、レンズ３３が、第１接合材１４によって突起部４１ｂ１、４１ｂ２に少なくとも２か所で固定することができる。この場合、第１接合材１４は、突起部４１ｂ１の互いに対向する側面４１ｅｅ１にのみ配置されていてもよいし、突起部４１ｂ２の互いに対向する側面４１ｅｅ２にのみ配置されていてもよいし、突起部４１ｂ１、４１ｂ２の互いに対向する側面４１ｅｅ１、４１ｅｅ２に繋がって配置されていてもよい。
このような構成を備えることにより、光源装置３０と同様に、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸に対して位置調整されて固定されたレンズ３３は、第１接合材が半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮しても、位置ずれを抑制することが可能となる。また、突起部４１ｂ２のＹ方向の幅がレンズ３３のＹ方向の幅よりも小さい場合には、レンズ面３３ａに第１接合材の付着を防止することができる。さらに、突起部４１ｂ１と突起部４１ｂ２とを備えることで、よりレンズ３３を強固に保持することができる。
実施形態４の光源装置４０は、例示的な一形態を説明するための図４Ａ～４Ｄに示すように、基板４１と、基板４１上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２の光出射側に配置された少なくとも１つのレンズ３３とを備える。基板４１は、平板部４１ａと、少なくとも２つの突起部４１ｂ１、突起部４１ｂ１上に配置された少なくとも２つの突起部４１ｂ２とを有する。レンズ３３は、第１接合材１４によって突起部４１ｂ１、４１ｂ２に少なくとも２か所で固定されている。
光源装置４０と光源装置３０との違いは、基板４１の形状と、第１接合材１４のレンズ３３における位置であり、これ以外は、実質的に光源装置３０と同様の構成を有する。
基板４１は、上述した基板３１と同様に、平板部４１ａに隣接する領域に凹部４１ｄを有しているが、凹部４１ｄの両側において、突起部４１ｂ１に加えて、突起部４１ｂ２をさらに備える。凹部４１ｄの大きさ及び深さ、突起部４１ｂ１、４１ｂ２の高さは、レンズ３３の一部又は全部を配置できる大きさ、深さ及び高さに設定することができ、用いるレンズ３３の大きさ、意図する光源装置の大きさ等によって適宜設定することができる。例えば、突起部４１ｂ１、４１ｂ２の合計高さＨ４は、０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下が挙げられる。
突起部４１ｂ１、４１ｂ２の互いに対向する側面４１ｅｅ１、４１ｅｅ２は、同一平面を構成するように配置されていなくてもよいが、同一平面を構成することが好ましい。突起部４１ｂ２のＹ方向の幅は、例えば、レンズ３３のＹ方向の幅の８０％～１２０％とすることができ、１００％以下であることが好ましい。
従って、対向する２つの突起部４１ｂ１及び／又は、対向する２つの突起部４１ｂ２間にレンズ３３の一部が配置されることにより、レンズ３３が、第１接合材１４によって突起部４１ｂ１、４１ｂ２に少なくとも２か所で固定することができる。この場合、第１接合材１４は、突起部４１ｂ１の互いに対向する側面４１ｅｅ１にのみ配置されていてもよいし、突起部４１ｂ２の互いに対向する側面４１ｅｅ２にのみ配置されていてもよいし、突起部４１ｂ１、４１ｂ２の互いに対向する側面４１ｅｅ１、４１ｅｅ２に繋がって配置されていてもよい。
このような構成を備えることにより、光源装置３０と同様に、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸に対して位置調整されて固定されたレンズ３３は、第１接合材が半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮しても、位置ずれを抑制することが可能となる。また、突起部４１ｂ２のＹ方向の幅がレンズ３３のＹ方向の幅よりも小さい場合には、レンズ面３３ａに第１接合材の付着を防止することができる。さらに、突起部４１ｂ１と突起部４１ｂ２とを備えることで、よりレンズ３３を強固に保持することができる。
【0030】
＜実施形態５＞
実施形態５の光源装置５０は、例示的な一形態を説明するための図５Ａ～５Ｄに示すように、基板５１と、基板５１上に配置された複数、例えば、３つの半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２の光出射側に配置された複数、例えば、３つのレンズ１３とを備える。隣り合う半導体レーザ素子１２の間隔は、０．２ｍｍ～５．０ｍｍが挙げられる。基板５１は、平板部５１ａと、複数、例えば、４つの突起部５１ｂとを有する。レンズ１３は、第１接合材１４によって隣接する２つの突起部５１ｂに、少なくとも２か所で固定されている。隣接するレンズ１３は、それらの間に配置された突起部５１ｂを共有して固定されている。
上述した構成以外は、実質的に光源装置１０と同様の構成を有する。
このような構成を備えることにより、光源装置１０と同様に、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸に対して位置調整されて固定されたレンズ１３は、第１接合材が半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮しても、位置ずれを抑制することが可能となる。また、隣接するレンズ１３を、それらの間に配置された突起部５１ｂを共有して固定することにより、光源装置内での省スペース化を図ることができ、光学装置の小型化を実現することができる。
実施形態５の光源装置５０は、例示的な一形態を説明するための図５Ａ～５Ｄに示すように、基板５１と、基板５１上に配置された複数、例えば、３つの半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２の光出射側に配置された複数、例えば、３つのレンズ１３とを備える。隣り合う半導体レーザ素子１２の間隔は、０．２ｍｍ～５．０ｍｍが挙げられる。基板５１は、平板部５１ａと、複数、例えば、４つの突起部５１ｂとを有する。レンズ１３は、第１接合材１４によって隣接する２つの突起部５１ｂに、少なくとも２か所で固定されている。隣接するレンズ１３は、それらの間に配置された突起部５１ｂを共有して固定されている。
上述した構成以外は、実質的に光源装置１０と同様の構成を有する。
このような構成を備えることにより、光源装置１０と同様に、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸に対して位置調整されて固定されたレンズ１３は、第１接合材が半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮しても、位置ずれを抑制することが可能となる。また、隣接するレンズ１３を、それらの間に配置された突起部５１ｂを共有して固定することにより、光源装置内での省スペース化を図ることができ、光学装置の小型化を実現することができる。
【0031】
＜実施形態６＞
実施形態６の光源装置は、例示的な一形態を説明するための図６Ａ～６Ｄに示すように、基板６１と、基板６１上に配置された複数、例えば、４つの半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２の光出射側に配置された複数、例えば、４つのレンズ１３とを備える。半導体レーザ素子１２は、赤色の光を出射する半導体レーザ素子１２a、緑色の光を出射する半導体レーザ素子１２ｂ、青色の光を出射する半導体レーザ素子１２ｃ及び赤外光を出射する半導体レーザ素子１２ｄを含む。これらの並列の順序は任意に設定することができる。
上述した構成以外は、実質的に光源装置５０と同様の構成を有する。
このような構成を備えることにより、光源装置１０及び５０と同様に、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸に対して位置調整されて固定されたレンズ１３は、第１接合材が半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮しても、位置ずれを抑制することが可能となる。また、隣接するレンズ１３を、それらの間に配置された突起部５１ｂを共有して固定することにより、光源装置内での省スぺース化を図ることができ、装置全体の小型化を実現することができる。
実施形態６の光源装置は、例示的な一形態を説明するための図６Ａ～６Ｄに示すように、基板６１と、基板６１上に配置された複数、例えば、４つの半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２の光出射側に配置された複数、例えば、４つのレンズ１３とを備える。半導体レーザ素子１２は、赤色の光を出射する半導体レーザ素子１２a、緑色の光を出射する半導体レーザ素子１２ｂ、青色の光を出射する半導体レーザ素子１２ｃ及び赤外光を出射する半導体レーザ素子１２ｄを含む。これらの並列の順序は任意に設定することができる。
上述した構成以外は、実質的に光源装置５０と同様の構成を有する。
このような構成を備えることにより、光源装置１０及び５０と同様に、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸に対して位置調整されて固定されたレンズ１３は、第１接合材が半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮しても、位置ずれを抑制することが可能となる。また、隣接するレンズ１３を、それらの間に配置された突起部５１ｂを共有して固定することにより、光源装置内での省スぺース化を図ることができ、装置全体の小型化を実現することができる。
【0032】
＜実施形態７＞
実施形態７の光源装置７０は、例示的な一形態を説明するための図７Ａ及び７Ｂに示すように、基板７１と、基板７１上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２から出射された光を反射する反射部材７７と、反射部材７７によって反射された光の進行方向に配置された少なくとも１つのレンズ７３とを備える。基板７１は、平板部７１ａと、突起部７１ｂとを有する。レンズ７３は、第１接合材１４によって突起部７１ｂに固定されている。
光源装置７０と光源装置１０との違いは、基板７１の形状、レンズ７３の形状、さらに反射部材７７を有し、半導体レーザ素子１２の光の進行方向が異なることである。
基板７１は、半導体レーザ素子１２を配置する平板部７１ａと、平板部７１ａを囲う側壁７１ｋとを有する。つまり、基板７１は、平板部７１ａと側壁７１ｋとによって構成される凹部７１Ｌを有し、側壁７１ｋの上方を突起部７１ｂとする。突起部７１ｂは、半導体レーザ素子１２から出射される光の進行方向（Ｙ方向）に交差する側面を有する突起部７１ｂｘと、半導体レーザ素子１２から出射される光の進行方向と略平行となる側面を有する突起部７１ｂｙとを有する。また、側壁７１ｋの内側には段差７１ｋａが配置されている。
レンズ７３は、反射部材７７で反射したレーザ光がレンズ７３の光軸を通るように調整されており、レンズ面７３ａ、レンズ面７３ａと反対側の面７３ｃ、レンズ面７３ａと反対側の面７３ｃに接触する側面７３ｄ、レンズ面７３ａ及び側面７３ｄにのみに接触する面７３ｂを有する。
レンズ７３は、第１接合材１４ｘ、１４ｙによって２つの突起部７１ｂｘ及び２つの突起部７１ｂｙのそれぞれ４か所、合計８か所で固定されていてもよく、第１接合材１４ｘのみによって２つの突起部７１ｂｘに４か所で固定されていてもよく、第１接合材１４ｙのみによって２つの突起部７１ｂｙに４か所で固定されていてもよい。
基板７１の平板部７１ａには、半導体レーザ素子１２の光出射側において、反射部材７７が配置されている。反射部材７７は、光を反射する光反射面７７ａを有する。つまり、半導体レーザ素子１２から出射され、反射部材７７に入射した光を上方向、つまりＺ軸方向に反射する光反射面７７ａを有する。光反射面７７ａは、平板部７１ａに対して傾斜している。例えば、光反射面７７ａは、平板部７１ａに対して略４５度の傾斜角を有する傾斜面として設けることができる。
反射部材７７は、主材料として、石英又はＢＫ７（硼珪酸ガラス）等のガラス、アルミニウム等の金属、Ｓｉ等を用いて形成することができる。光反射面７７ａには、例えば、Ａｇ、Ａｌ等の金属、Ｔａ２Ｏ５／ＳｉＯ２、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２等の誘電体多層膜を形成することができる。
光反射面において、反射させる光のピーク波長に対する光反射率は９０％以上であるものが挙げられ、９５％以上が好ましく、９９％以上がより好ましい。
基板７１は、半導体レーザ素子１２等を気密封止するための蓋体７６を、半導体レーザ素子１２と反射部材７７との上方に配置している。蓋体７６は、段差７１ｋａを利用して固定することができる。
このような構成を備えることにより、光源装置１０と同様に、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸に対して位置調整されて固定されたレンズ７３は、第１接合材が半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮しても、位置ずれを抑制することが可能となる。
実施形態７の光源装置７０は、例示的な一形態を説明するための図７Ａ及び７Ｂに示すように、基板７１と、基板７１上に配置された少なくとも１つの半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２から出射された光を反射する反射部材７７と、反射部材７７によって反射された光の進行方向に配置された少なくとも１つのレンズ７３とを備える。基板７１は、平板部７１ａと、突起部７１ｂとを有する。レンズ７３は、第１接合材１４によって突起部７１ｂに固定されている。
光源装置７０と光源装置１０との違いは、基板７１の形状、レンズ７３の形状、さらに反射部材７７を有し、半導体レーザ素子１２の光の進行方向が異なることである。
基板７１は、半導体レーザ素子１２を配置する平板部７１ａと、平板部７１ａを囲う側壁７１ｋとを有する。つまり、基板７１は、平板部７１ａと側壁７１ｋとによって構成される凹部７１Ｌを有し、側壁７１ｋの上方を突起部７１ｂとする。突起部７１ｂは、半導体レーザ素子１２から出射される光の進行方向（Ｙ方向）に交差する側面を有する突起部７１ｂｘと、半導体レーザ素子１２から出射される光の進行方向と略平行となる側面を有する突起部７１ｂｙとを有する。また、側壁７１ｋの内側には段差７１ｋａが配置されている。
レンズ７３は、反射部材７７で反射したレーザ光がレンズ７３の光軸を通るように調整されており、レンズ面７３ａ、レンズ面７３ａと反対側の面７３ｃ、レンズ面７３ａと反対側の面７３ｃに接触する側面７３ｄ、レンズ面７３ａ及び側面７３ｄにのみに接触する面７３ｂを有する。
レンズ７３は、第１接合材１４ｘ、１４ｙによって２つの突起部７１ｂｘ及び２つの突起部７１ｂｙのそれぞれ４か所、合計８か所で固定されていてもよく、第１接合材１４ｘのみによって２つの突起部７１ｂｘに４か所で固定されていてもよく、第１接合材１４ｙのみによって２つの突起部７１ｂｙに４か所で固定されていてもよい。
基板７１の平板部７１ａには、半導体レーザ素子１２の光出射側において、反射部材７７が配置されている。反射部材７７は、光を反射する光反射面７７ａを有する。つまり、半導体レーザ素子１２から出射され、反射部材７７に入射した光を上方向、つまりＺ軸方向に反射する光反射面７７ａを有する。光反射面７７ａは、平板部７１ａに対して傾斜している。例えば、光反射面７７ａは、平板部７１ａに対して略４５度の傾斜角を有する傾斜面として設けることができる。
反射部材７７は、主材料として、石英又はＢＫ７（硼珪酸ガラス）等のガラス、アルミニウム等の金属、Ｓｉ等を用いて形成することができる。光反射面７７ａには、例えば、Ａｇ、Ａｌ等の金属、Ｔａ２Ｏ５／ＳｉＯ２、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２等の誘電体多層膜を形成することができる。
光反射面において、反射させる光のピーク波長に対する光反射率は９０％以上であるものが挙げられ、９５％以上が好ましく、９９％以上がより好ましい。
基板７１は、半導体レーザ素子１２等を気密封止するための蓋体７６を、半導体レーザ素子１２と反射部材７７との上方に配置している。蓋体７６は、段差７１ｋａを利用して固定することができる。
このような構成を備えることにより、光源装置１０と同様に、半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸に対して位置調整されて固定されたレンズ７３は、第１接合材が半導体レーザ素子１２の駆動に起因する熱によって膨張又は収縮しても、位置ずれを抑制することが可能となる。
【0033】
（変形例）
実施形態７の光源装置７０の変形例として、例示的な一形態を説明するための図７Ｃに示すように、光源装置７０Ａは、側壁７１ｋの内側の段差７１ｋａの上に、さらに段差７１ｋｂが配置されている。レンズ７３は、段差７１ｋｂの上部に固定されている。
これ以外は、実質的に光源装置７０と同様の構成を有し、同様の効果を有する。
実施形態７の光源装置７０の変形例として、例示的な一形態を説明するための図７Ｃに示すように、光源装置７０Ａは、側壁７１ｋの内側の段差７１ｋａの上に、さらに段差７１ｋｂが配置されている。レンズ７３は、段差７１ｋｂの上部に固定されている。
これ以外は、実質的に光源装置７０と同様の構成を有し、同様の効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【0034】
各実施形態に記載の発光装置は、プロジェクタ、車載ヘッドライト、ヘッドマウントディスプレイ、照明、ディスプレイ等に使用することができる。
【符号の説明】
【0035】
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、７０Ａ 光源装置
１１、３１、４１、５１、６１、７１ 基板
１１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ、６１ａ、７１ａ 平板部
１１ｂ、３１ｂ、４１ｂ、４１ｂ１、４１ｂ２、５１ｂ、６１ｂ、７１ｂ、７１ｂｘ、７１ｂｙ 突起部
１１ａａ、１１ｃｃ、１１ｅｅ、３１ｅｅ、４１ｅｅ１、４１ｅｅ２ 側面
１１ｂｂ、３１ｂｂ、４１ｂｂ 上面
１１ｇ、１１ｈ 金属部
３１ｄ、４１ｄ、７１Ｌ 凹部
７１ｋ 側壁
７１ｋａ、７１ｋｂ 段差
１２ 半導体レーザ素子
１２a 赤色の光を出射する半導体レーザ素子
１２ｂ 緑色の光を出射する半導体レーザ素子
１２ｃ 青色の光を出射する半導体レーザ素子
１２ｄ 赤外光を出射する半導体レーザ素子
１３、３３、７３ レンズ
１３ａ、３３ａ、７３ａ レンズ面
１３ｂ、７３ｂ レンズ面にのみ接する面
１３ｃ、３３ｃ、７３ｃ レンズ面と反対側の面
１３ｄ、１３ｄｄ、１３ｆｆ、３３ｄ、３３ｆｆ、７３ｄ 側面
１４、１４ｘ、１４ｙ 第１接合材
１５ サブマウント
１６、７６ 蓋体
７７ 反射部材
７７ａ 光反射面
１１、３１、４１、５１、６１、７１ 基板
１１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ、６１ａ、７１ａ 平板部
１１ｂ、３１ｂ、４１ｂ、４１ｂ１、４１ｂ２、５１ｂ、６１ｂ、７１ｂ、７１ｂｘ、７１ｂｙ 突起部
１１ａａ、１１ｃｃ、１１ｅｅ、３１ｅｅ、４１ｅｅ１、４１ｅｅ２ 側面
１１ｂｂ、３１ｂｂ、４１ｂｂ 上面
１１ｇ、１１ｈ 金属部
３１ｄ、４１ｄ、７１Ｌ 凹部
７１ｋ 側壁
７１ｋａ、７１ｋｂ 段差
１２ 半導体レーザ素子
１２a 赤色の光を出射する半導体レーザ素子
１２ｂ 緑色の光を出射する半導体レーザ素子
１２ｃ 青色の光を出射する半導体レーザ素子
１２ｄ 赤外光を出射する半導体レーザ素子
１３、３３、７３ レンズ
１３ａ、３３ａ、７３ａ レンズ面
１３ｂ、７３ｂ レンズ面にのみ接する面
１３ｃ、３３ｃ、７３ｃ レンズ面と反対側の面
１３ｄ、１３ｄｄ、１３ｆｆ、３３ｄ、３３ｆｆ、７３ｄ 側面
１４、１４ｘ、１４ｙ 第１接合材
１５ サブマウント
１６、７６ 蓋体
７７ 反射部材
７７ａ 光反射面
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】