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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】P2024105171
(43)【公開日】2024-08-06
(54)【発明の名称】発光装置
(51)【国際特許分類】
H01S 5/024 20060101AFI20240730BHJP
H01S 5/023 20210101ALI20240730BHJP
【ＦＩ】
H01S5/024
H01S5/023
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023141543
(22)【出願日】2023-08-31
(31)【優先権主張番号】P 2023009224
(32)【優先日】2023-01-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】100101683
【弁理士】
【氏名又は名称】奥田 誠司
(74)【代理人】
【識別番号】100155000
【弁理士】
【氏名又は名称】喜多 修市
(74)【代理人】
【識別番号】100202197
【弁理士】
【氏名又は名称】村瀬 成康
(74)【代理人】
【識別番号】100218981
【弁理士】
【氏名又は名称】武田 寛之
(72)【発明者】
【氏名】宮田 忠明
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼鶴 一真
【テーマコード（参考）】
5F173
【Ｆターム（参考）】
5F173MA08
5F173MB02
5F173MC12
5F173MC13
5F173MD16
5F173MD18
5F173MD84
5F173ME03
5F173ME12
5F173ME22
5F173ME56
5F173ME57
(57)【要約】
【課題】駆動時に半導体レーザ素子から発せられる熱によって発光装置内の部品が膨張しても、部品間にかかる負荷を低減できる発光装置が求められている。
【解決手段】発光装置は、実装面を有する放熱部材と、前記放熱部材に固定され、上面を有する枠体と、前記実装面によって支持されるサブマウントであって、上面および下面を有するサブマウントと、前記サブマウントの前記上面によって支持される半導体レーザ素子と、を備え、前記サブマウントの前記下面は、前記実装面に接合された第１領域と、前記枠体の前記上面に対向し、かつ、前記枠体の前記上面に接合されていない第２領域と、を有する。
【選択図】図１Ｆ
【解決手段】発光装置は、実装面を有する放熱部材と、前記放熱部材に固定され、上面を有する枠体と、前記実装面によって支持されるサブマウントであって、上面および下面を有するサブマウントと、前記サブマウントの前記上面によって支持される半導体レーザ素子と、を備え、前記サブマウントの前記下面は、前記実装面に接合された第１領域と、前記枠体の前記上面に対向し、かつ、前記枠体の前記上面に接合されていない第２領域と、を有する。
【選択図】図１Ｆ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
実装面を有する放熱部材と、
前記放熱部材に固定され、上面を有する枠体と、
前記実装面によって支持されるサブマウントであって、上面および下面を有するサブマウントと、
前記サブマウントの前記上面によって支持される半導体レーザ素子と、
を備え、
前記サブマウントの前記下面は、
前記実装面に接合された第１領域と、
前記枠体の前記上面に対向し、かつ、前記枠体の前記上面に接合されていない第２領域と、
を有する、発光装置。
前記放熱部材に固定され、上面を有する枠体と、
前記実装面によって支持されるサブマウントであって、上面および下面を有するサブマウントと、
前記サブマウントの前記上面によって支持される半導体レーザ素子と、
を備え、
前記サブマウントの前記下面は、
前記実装面に接合された第１領域と、
前記枠体の前記上面に対向し、かつ、前記枠体の前記上面に接合されていない第２領域と、
を有する、発光装置。
【請求項2】
前記枠体は、前記放熱部材を囲み、
前記枠体の前記上面は、前記実装面の法線方向から見て、前記実装面の外側に位置する、請求項１に記載の発光装置。
前記枠体の前記上面は、前記実装面の法線方向から見て、前記実装面の外側に位置する、請求項１に記載の発光装置。
【請求項3】
前記サブマウントの前記下面における前記第２領域、および前記枠体の前記上面は、互いに離隔している、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項4】
前記放熱部材および／または前記枠体を支持する支持面を基準として、前記放熱部材の前記実装面の高さは、前記枠体の前記上面の高さよりも高い、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項5】
前記放熱部材の前記実装面に対して垂直な方向から見て、前記半導体レーザ素子は前記実装面の内側に位置する、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項6】
前記サブマウントの前記上面は、前記第２領域とは反対側に位置する第３領域を有し、
前記半導体レーザ素子に電気的に接続される導電性部材をさらに備え、前記導電性部材の一部は前記第３領域に設けられている、請求項１または２に記載の発光装置。
前記半導体レーザ素子に電気的に接続される導電性部材をさらに備え、前記導電性部材の一部は前記第３領域に設けられている、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項7】
前記サブマウントは、本体部と、前記本体部に設けられた金属膜とを備え、
前記金属膜は、前記導電性部材および前記半導体レーザ素子に電気的に接続されている、請求項６に記載の発光装置。
前記金属膜は、前記導電性部材および前記半導体レーザ素子に電気的に接続されている、請求項６に記載の発光装置。
【請求項8】
前記第２領域は、前記第１領域を基準として、前記半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の出射方向とは異なる方向に位置する、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項9】
前記放熱部材の熱膨張係数と、前記枠体の熱膨張係数との差の絶対値は、１．０×１０－６Ｋ－１以上５．０×１０－５Ｋ－１以下である、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項10】
前記放熱部材は、上面視で、一辺が７ｍｍである正方形の内側に位置する、請求項９に記載の発光装置。
【請求項11】
前記放熱部材の熱伝導率は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０００Ｗ／ｍ・Ｋ以下である、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項12】
前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の出力は１０Ｗ以上である、請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項13】
第１上面と、前記第１上面よりも下方に位置する第２上面とを有する放熱部材と、
第１下面と、前記第１下面よりも上方に位置する第２下面とを有する枠体であって、前記第２下面が前記放熱部材の前記第２上面に接合された枠体と、
前記第１上面によって支持されるサブマウントであって、上面および下面を有するサブマウントと、
前記サブマウントの前記上面によって支持される半導体レーザ素子と、
を備え、
前記サブマウントの前記下面は、
前記第１上面に接合された第１領域と、
前記第１上面に接合されていない第２領域と、
を有する、発光装置。
第１下面と、前記第１下面よりも上方に位置する第２下面とを有する枠体であって、前記第２下面が前記放熱部材の前記第２上面に接合された枠体と、
前記第１上面によって支持されるサブマウントであって、上面および下面を有するサブマウントと、
前記サブマウントの前記上面によって支持される半導体レーザ素子と、
を備え、
前記サブマウントの前記下面は、
前記第１上面に接合された第１領域と、
前記第１上面に接合されていない第２領域と、
を有する、発光装置。
【請求項14】
前記第２領域は、前記枠体の前記上面に対向しない、請求項１３に記載の発光装置。
【請求項15】
前記第２領域は、前記第１領域の両側方に位置する、請求項１３または１４に記載の発光装置。
【請求項16】
前記サブマウントの前記上面は、前記第２領域とは反対側に位置する第３領域を有し、
前記半導体レーザ素子に電気的に接続される導電性部材をさらに備え、前記導電性部材の一部は前記第３領域に設けられている、請求項１３または１４に記載の発光装置。
前記半導体レーザ素子に電気的に接続される導電性部材をさらに備え、前記導電性部材の一部は前記第３領域に設けられている、請求項１３または１４に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体レーザ素子を含む発光装置は、プロジェクタ、照明器具、および加工機などの装置に利用される。そのような発光装置は、駆動時に半導体レーザ素子から発せられる熱によって膨張するため、熱膨張係数の差異が小さくなるように材料およびサイズを決定することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２００９－５３５８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
駆動時に半導体レーザ素子から発せられる熱によって発光装置内の部品が膨張しても、部品間にかかる負荷を低減できる発光装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の発光装置は、ある実施形態において、実装面を有する放熱部材と、前記放熱部材に固定され、上面を有する枠体と、前記実装面によって支持されるサブマウントであって、上面および下面を有するサブマウントと、前記サブマウントの前記上面によって支持される半導体レーザ素子と、を備え、前記サブマウントの前記下面は、前記実装面に接合された第１領域と、前記枠体の前記上面に対向し、かつ、前記枠体の前記上面に接合されていない第２領域と、を有する。
【0006】
本開示の発光装置は、ある実施形態において、第１上面と、前記第１上面よりも下方に位置する第２上面とを有する放熱部材と、第１下面と、前記第１下面よりも上方に位置する第２下面とを有する枠体であって、前記第２下面が前記放熱部材の前記第２上面に接合された枠体と、前記第１上面によって支持されるサブマウントであって、上面および下面を有するサブマウントと、前記サブマウントの前記上面によって支持される半導体レーザ素子と、を備え、前記サブマウントの前記下面は、前記第１上面に接合された第１領域と、前記第１上面に接合されていない第２領域と、を有する。
【発明の効果】
【0007】
本開示の実施形態によれば、駆動時に半導体レーザ素子から発せられる熱によって発光装置内の部品が膨張しても、部品間にかかる負荷を低減できる発光装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態による発光装置を説明する。複数の図面に表れる同一符号の部分は同一または同等の部分を示す。
【0010】
さらに、以下に説明する実施形態は、本発明の技術思想を具体化するために例示しているのであって、本発明を以下に限定しない。また、構成要素のサイズ、材質、形状、その相対的配置などの記載は、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図している。各図面が示す部材の大きさおよび位置関係は、理解を容易にするために誇張している場合がある。
【0011】
本明細書または特許請求の範囲において、三角形または四角形などの多角形に関しては、多角形の隅に角丸め、面取り、角取り、丸取りなどの加工が施された形状も含めて、多角形と呼ぶ。また、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、本明細書およ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。
【0012】
（実施形態１）
まず、図１Ａおよび図１Ｂを参照して、本開示の実施形態１による発光装置の構成例を説明する。図面では、参考のために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸が模式的に示されている。Ｘ軸の矢印の方向を＋Ｘ方向と称し、その反対方向を－Ｘ方向と称する。±Ｘ方向を区別しない場合、単にＸ方向と称する。Ｙ方向およびＺ方向についても同様である。本明細書では、説明のわかりやすさのために、＋Ｙ方向を「上方」と称し、－Ｙ方向を「下方」と称し、＋Ｚ方向を「前方」と称し、－Ｚ方向を「後方」と称する。このことは、発光装置の使用時における向きを制限するわけではなく、発光装置の向きは任意である。
まず、図１Ａおよび図１Ｂを参照して、本開示の実施形態１による発光装置の構成例を説明する。図面では、参考のために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸が模式的に示されている。Ｘ軸の矢印の方向を＋Ｘ方向と称し、その反対方向を－Ｘ方向と称する。±Ｘ方向を区別しない場合、単にＸ方向と称する。Ｙ方向およびＺ方向についても同様である。本明細書では、説明のわかりやすさのために、＋Ｙ方向を「上方」と称し、－Ｙ方向を「下方」と称し、＋Ｚ方向を「前方」と称し、－Ｚ方向を「後方」と称する。このことは、発光装置の使用時における向きを制限するわけではなく、発光装置の向きは任意である。
【0013】
図１Ａは、本開示の例示的な実施形態１による発光装置の構成を模式的に示す斜視図である。図１Ａに示す発光装置１００Ａは、レーザ光Ｌを前方に出射する。図１Ａに示す矢印は、レーザ光Ｌの進行方向を表す。レーザ光Ｌは、発光装置１００Ａの内部に収容された半導体レーザ素子から出射される。図１Ｂは、図１Ａに示す発光装置１００Ａの分解斜視図である。発光装置１００Ａは、図１Ｂに示すように、放熱部材１０と、放熱部材１０に固定された枠体２０と、第１サブマウント３０ａと、第２サブマウント３０ｂと、これら２つのサブマウントの間に位置する半導体レーザ素子４０および中継部材４２と、半導体レーザ素子４０に電気的に接続された２つの導電性部材４０ｗとを備える。放熱部材１０は第１上面１２ａを有し、第１上面１２ａは第１サブマウント３０ａを支持する。発光装置１００Ａは、さらに、第１サブマウント３０ａ、第２サブマウント３０ｂ、および半導体レーザ素子４０を囲む側壁５０Ａと、半導体レーザ素子４０を収容する空間を封止する封止部材６０Ａと、封止部材６０Ａ上に配置される放熱ブロック７０とを備える。発光装置１００Ａは、ツェナーダイオードのような保護素子および／またはサーミスタのような内部温度を測定するための温度測定素子をさらに備えてもよい。本明細書において、第１サブマウント３０ａを単に「サブマウント」とも称し、第２サブマウント３０ｂを「他のサブマウント」とも称する。
【0014】
図１Ｃは、図１Ｂに示す分離された状態の４つの部分のうち、一番下の部分の分解斜視図である。第１サブマウント３０ａは上面３２ａおよび下面３４ａを有する。第１サブマウント３０ａの上面３２ａは、半導体レーザ素子４０および中継部材４２を支持する。第２サブマウント３０ｂは、第１サブマウント３０ａと同様に、上面３２ｂおよび下面３４ｂを有する。
【0015】
図１Ｄは、図１Ｂに示す分離された状態の４つの部分のうち、一番下の部分の他の分解斜視図である。図１Ｅは、図１Ｄに示す構成のうち、枠体２０を下方から見た斜視図である。図１Ｆは、図１Ａに示す発光装置の、ＹＺ平面に対して平行な断面図である。図１Ｆに示す破線によって囲まれた領域には、放熱部材１０および第１サブマウント３０ａ、ならびにそれらの周辺の構成が拡大して示されている。図１Ｇは、図１Ａに示す発光装置の、ＸＹ平面に対して平行な断面図である。
【0016】
後で詳しく説明するが、実施形態１による発光装置１００Ａにおいて、第１サブマウント３０ａの下面３４ａは、図１Ｆに示すように、第１上面１２ａに接合された第１領域３３ａと、枠体２０の上面２２ａに対向し、かつ、枠体２０の上面２２ａに接合されていない第２領域３３ｂとを有する。第２領域３３ｂがあるので、第１サブマウント３０ａの上面３２ａが広くなる。したがって、半導体レーザ素子４０を設ける領域を広くすることが可能になる。
【0017】
半導体レーザ素子４０から発せられる熱によって放熱部材１０が膨張する場合、放熱部材１０および枠体２０の位置にずれが生じ得る。その場合でも第２領域３３ｂは枠体２０の上面２２ａに接合されていないので、第１サブマウント３０ａおよび枠体２０にかかる負荷を低減することができる。
【0018】
したがって、実施形態１によれば、駆動時に半導体レーザ素子から発せられる熱によって発光装置内の部品が膨張しても、部品間にかかる負荷を低減できる発光装置を実現することができる。
【0019】
以下に、発光装置１００Ａの各構成要素を詳細に説明する。
【0020】
＜放熱部材１０＞
放熱部材１０は、図１Ｄに示すように、第１平板部分１０ａと、＋Ｙ方向から見る上面視で第１平板部分１０ａよりも広い第２平板部分１０ｂとを有する。第１平板部分１０ａは、第２平板部分１０ｂから＋Ｙ方向に突出した部分である。放熱部材１０の第１上面１２ａは、第１平板部分１０ａの上面に相当する。本明細書において、第１上面１２ａを「実装面」とも称する。第１上面１２ａの法線方向は＋Ｙ方向である。面の法線方向とは、面の垂直方向であって、当該面を有する物体から離れる方向を意味する。放熱部材１０は、第１上面１２ａに加えて、第２上面１２ｂを有する。第２上面１２ｂは、第２平板部分１０ｂの上面のうち、第１上面１２ａの法線方向から見る上面視で第１上面１２ａに重ならない領域に相当する。第２上面１２ｂは、上面視で、第１上面１２ａを囲む。第２上面１２ｂは、第１上面１２ａよりも下方に位置する。放熱部材１０は、さらに下面１４を有し、下面１４は第２平板部分１０ｂの下面に相当する。
放熱部材１０は、図１Ｄに示すように、第１平板部分１０ａと、＋Ｙ方向から見る上面視で第１平板部分１０ａよりも広い第２平板部分１０ｂとを有する。第１平板部分１０ａは、第２平板部分１０ｂから＋Ｙ方向に突出した部分である。放熱部材１０の第１上面１２ａは、第１平板部分１０ａの上面に相当する。本明細書において、第１上面１２ａを「実装面」とも称する。第１上面１２ａの法線方向は＋Ｙ方向である。面の法線方向とは、面の垂直方向であって、当該面を有する物体から離れる方向を意味する。放熱部材１０は、第１上面１２ａに加えて、第２上面１２ｂを有する。第２上面１２ｂは、第２平板部分１０ｂの上面のうち、第１上面１２ａの法線方向から見る上面視で第１上面１２ａに重ならない領域に相当する。第２上面１２ｂは、上面視で、第１上面１２ａを囲む。第２上面１２ｂは、第１上面１２ａよりも下方に位置する。放熱部材１０は、さらに下面１４を有し、下面１４は第２平板部分１０ｂの下面に相当する。
【0021】
図１Ｆおよび図１Ｇに示すように、ＸＺ平面において、放熱部材１０と枠体２０との間には、より具体的には、第１平板部分１０ａと枠体２０との間、および第２平板部分１０ｂと枠体２０との間には、隙間が空いている。当該隙間があることにより、駆動時に半導体レーザ素子４０から発せられる熱によって放熱部材１０が膨張しても、枠体２０が破損する可能性を低減できる。
【0022】
図１Ｄに示す例において、第１上面１２ａは概略的に矩形形状を有し、第２上面１２ｂは概略的に矩形環状の形状を有し、下面１４は概略的に矩形形状を有する。放熱部材１０の下面１４は、発光装置１００Ａを支持する支持部材に、はんだ材のような無機接合部材を介して接合される。支持部材は、例えば、発光装置１００Ａの過度な温度上昇を低減するヒートシンク、または発光装置１００Ａから発せられる熱を別途用意されたヒートシンクに伝えるヒートスプレッダであり得る。
【0023】
放熱部材１０の熱伝導率は、例えば１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり得る。そのような高い熱伝導率を有する放熱部材１０により、駆動時に半導体レーザ素子４０から発せられる熱を、放熱部材１０を介して発光装置１００Ａの外部に効果的に伝えることができる。
【0024】
放熱部材１０および枠体２０が互いに異なる材料から形成される場合、放熱部材１０の熱膨張係数は、枠体２０の熱膨張係数とは異なり得る。放熱部材１０の熱膨張係数と、枠体２０の熱膨張係数との差の絶対値は、例えば、１．０×１０－６Ｋ－１以上５．０×１０－５Ｋ－１以下であり得る。両者の熱膨張係数にそのような差がある場合、放熱部材１０のＸ方向およびＺ方向における寸法が大きいと、駆動時に半導体レーザ素子４０から発せられる熱によって放熱部材１０が膨張し、その結果、放熱部材１０および枠体２０の接合が外れる可能性がある。放熱部材１０が、上面視で、一辺が７ｍｍの正方形の内側に位置する場合、放熱部材１０のＸ方向およびＺ方向における寸法はそれほど大きくないので、放熱部材１０の熱膨張が原因で放熱部材１０および枠体２０の接合が外れる可能性を低減できる。
【0025】
放熱部材１０は、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、およびＡｇからなる群から選択される少なくとも１つの金属材料から形成され得る。放熱部材１０のＸ方向における最大の寸法は、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、Ｙ方向における最大の寸法は、例えば１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、Ｚ方向における最大の寸法は、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり得る。
【0026】
＜枠体２０＞
放熱部材１０に固定された枠体２０は、図１Ｃに示すように、放熱部材１０を囲む。枠体２０は上面２２ａを有し、上面２２ａは、上面視で、放熱部材１０の第１上面１２ａの外側に位置する。枠体２０の上面２２ａは側壁５０Ａを支持する。図１Ｃに示す例において、放熱部材１０の第１上面１２ａは、枠体２０の上面２２ａよりも上方に位置する。これら２つの上面の高さの関係によって得られる効果については後述する。
放熱部材１０に固定された枠体２０は、図１Ｃに示すように、放熱部材１０を囲む。枠体２０は上面２２ａを有し、上面２２ａは、上面視で、放熱部材１０の第１上面１２ａの外側に位置する。枠体２０の上面２２ａは側壁５０Ａを支持する。図１Ｃに示す例において、放熱部材１０の第１上面１２ａは、枠体２０の上面２２ａよりも上方に位置する。これら２つの上面の高さの関係によって得られる効果については後述する。
【0027】
なお、図１Ｃに示す例に限定されず、放熱部材１０の第１上面１２ａおよび枠体２０の上面２２ａは、同じ平面上に位置していてもよい。あるいは、第１サブマウント３０ａおよび放熱部材１０を、はんだ材のような無機接合部材を介して接合することが可能であれば、放熱部材１０の第１上面１２ａは、枠体２０の上面２２ａよりも下方に位置していてもよい。
【0028】
上面２２ａには、互いに電気的に絶縁された第１導電領域２６ａおよび第２導電領域２６ｂ、ならびに互いに電気的に絶縁された第３導電領域２６ｃおよび第４導電領域２６ｄが設けられている。導電領域２６ａ～２６ｄの各々は、概略的に矩形形状を有するが、この形状に限定されない。導電領域２６ａ～２６ｄの各々の形状は、例えば、円形であってもよいし、楕円形であってもよい。第１導電領域２６ａおよび第３導電領域２６ｃは、内部配線を介して、互いに電気的に接続されている。第２導電領域２６ｂおよび第４導電領域２６ｄについても同様である。第３導電領域２６ｃおよび第４導電領域２６ｄは、図１Ｂに示すように、導電性部材４０ｗを介して、半導体レーザ素子４０に電気的に接続されている。第１導電領域２６ａと第２導電領域２６ｂとの間に電圧を印加することにより、半導体レーザ素子４０に給電することができる。
【0029】
上面２２ａには、さらに、第１接合領域２８ａが設けられている。第１接合領域２８ａは、図１Ｃに示すように、上面視で、第３導電領域２６ｃ、第４導電領域２６ｄ、および放熱部材１０の第１上面１２ａを囲む。第１接合領域２８ａは、枠体２０および図１Ｂに示す側壁５０Ａを、はんだ材のような無機接合部材を介して接合する際に、接合強度を向上させる。
【0030】
枠体２０は、さらに、図１Ｅに示すように、第１下面２４ａと、第２下面２４ｂとを有する。第２下面２４ｂは第１下面２４ａよりも上方に位置し、－Ｙ方向から見る下面視で第１下面２４ａによって囲まれる。第２下面２４ｂは、概略的に矩形環状の形状を有する。図１Ｄに示す放熱部材１０のうち、第２平板部分１０ｂの一部または全部は、第１下面２４ａと第２下面２４ｂとの段差によって囲まれた空間に収容される。枠体２０を透過して見たとき、上面視で、第２下面２４ｂの外周は、放熱部材１０の第２上面１２ｂの内周および外周を囲む。第２下面２４ｂの内周は、放熱部材１０の第２上面１２ｂの内周を囲む。第２下面２４ｂの内周は、放熱部材１０の第２上面１２ｂの外周によって囲まれる。
【0031】
第２下面２４ｂの全体には、第２接合領域２８ｂが設けられている。放熱部材１０の第２上面１２ｂは、第２下面２４ｂに、より具体的には第２下面２４ｂに設けられた第２接合領域２８ｂに接合される。第２接合領域２８ｂは、放熱部材１０および枠体２０を、ろう材のような無機接合部材を介して接合する際に、接合強度を向上させる。ろう材の融点は、はんだ材の融点よりも高い。したがって、ろう材を加熱して放熱部材１０および枠体２０を接合し、次に、はんだ材を加熱して放熱部材１０および第１サブマウント３０ａを接合する場合に、はんだ材に加えられる熱が原因で放熱部材１０および枠体２０の接合が外れる可能性を低減できる。
【0032】
図１Ｅに示す例において、第２下面２４ｂの全体に第２接合領域２８ｂが設けられているが、第２下面２４ｂの一部に第２接合領域２８ｂが設けられていてもよい。なお、第１下面２４ａには接合領域が設けられていないが、第１下面２４ａの一部または全体に、接合領域を設けてもよい。その場合、放熱部材１０の下面１４だけでなく枠体２０の第１下面２４ａも、はんだ材のような無機接合部材を介して発光装置１００Ａの支持部材に接合できるので、接合強度をさらに向上させることができる。
【0033】
図１Ｆに示す例において、枠体２０の第１下面２４ａは、放熱部材１０の下面１４よりも上方に位置する。したがって、放熱部材１０の下面１４を発光装置１００Ａの支持部材に無機接合部材を介して接合する際に、枠体２０は接合の妨げにならない。さらに、枠体２０は接合の妨げにならないことから、無機接合部材を薄くできるので、駆動時に半導体レーザ素子４０から発せられる熱を、放熱部材１０を介して支持部材に効果的に伝えることができる。
【0034】
あるいは、枠体２０の第１下面２４ａは、放熱部材１０の下面１４と同一平面上に位置していてもよい。放熱部材１０を発光装置１００Ａの支持部材に接合する際に、無機接合部材が厚く、枠体２０が接合の妨げにならないのであれば、枠体２０の第１下面２４ａは、放熱部材１０の下面１４よりも下方に位置していてもよい。
【0035】
枠体２０は、例えば、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＳｉＣ、およびアルミナからなる群から選択されるセラミックスから形成され得る。枠体２０のＸ方向における寸法は、例えば２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、Ｙ方向における最大の寸法は、例えば４ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、Ｚ方向における寸法は、例えば０．４ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり得る。
【0036】
第１～第４導電領域２６ａ～２６ｄならびに第１および第２接合領域２８ａ、２８ｂは、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、およびＰｄからなる群から選択される少なくとも１つの金属材料から形成され得る。第１～第４導電領域２６ａ～２６ｄおよび第１接合領域２８ａは、例えば、上面２２ａの全体に金属膜を設け、当該金属膜をエッチングによってパターニングすること、またはめっきにより、形成され得る。
【0037】
＜第１サブマウント３０ａ＞
第１サブマウント３０ａは、図１Ｃに示すように、ＸＺ平面に沿って広がる板状の本体部３０ａ０と、本体部３０ａ０の上面に設けられる第１上部金属膜３６ａ１および第２上部金属膜３６ａ２と、本体部３０ａ０の下面に設けられる下部金属膜３８ａとを備える。第１上部金属膜３６ａ１および第２上部金属膜３６ａ２はＸ方向に沿って並んで配置されており、互いに電気的に絶縁されている。第１サブマウント３０ａの上面３２ａは、第１上部金属膜３６ａ１の上面および第２上部金属膜３６ａ２の上面に相当する。第１サブマウント３０ａの下面３４ａは、下部金属膜３８ａの下面に相当する。
第１サブマウント３０ａは、図１Ｃに示すように、ＸＺ平面に沿って広がる板状の本体部３０ａ０と、本体部３０ａ０の上面に設けられる第１上部金属膜３６ａ１および第２上部金属膜３６ａ２と、本体部３０ａ０の下面に設けられる下部金属膜３８ａとを備える。第１上部金属膜３６ａ１および第２上部金属膜３６ａ２はＸ方向に沿って並んで配置されており、互いに電気的に絶縁されている。第１サブマウント３０ａの上面３２ａは、第１上部金属膜３６ａ１の上面および第２上部金属膜３６ａ２の上面に相当する。第１サブマウント３０ａの下面３４ａは、下部金属膜３８ａの下面に相当する。
【0038】
第１上部金属膜３６ａ１および第２上部金属膜３６ａ２は、半導体レーザ素子４０への給電および放熱に用いられる。第１上部金属膜３６ａ１は、図１Ｂに示す一方の導電性部材４０ｗおよび半導体レーザ素子４０に電気的に接続されている。第２上部金属膜３６ａ２は、図１Ｂに示す他方の導電性部材４０ｗおよび図１Ｃに示す中継部材４２に電気的に接続されている。第１上部金属膜３６ａ１は、第１サブマウント３０ａおよび半導体レーザ素子４０を、はんだ材のような無機接合部材を介して接合する際に接合強度を向上させる。第２上部金属膜３６ａ２は、第１サブマウント３０ａおよび中継部材４２を、同様の無機接合部材を介して接合する際に接合強度を向上させる。下部金属膜３８ａは、第１サブマウント３０ａおよび放熱部材１０を、同様の無機接合部材を介して接合する際に接合強度を向上させる。
【0039】
第１サブマウント３０ａの下面３４ａは、図１Ｆに示すように、第１上面１２ａに接合された第１領域３３ａと、枠体２０の上面２２ａに対向し、かつ、枠体２０の上面２２ａに接合されていない第２領域３３ｂとを有する。第１サブマウント３０ａの上面３２ａは、第２領域３３ｂの反対側に位置する第３領域３３ｃと、第１領域３３ａの反対側に位置する第４領域３３ｄとを有する。
【0040】
本明細書において、「第２領域３３ｂが枠体２０の上面２２ａに対向する」とは、放熱部材１０の第１上面１２ａに対して垂直な方向において、第２領域３３ｂの一部または全部が、枠体２０の上面２２ａの一部または全部に重なることを意味する。
【0041】
図１Ｆに示す例において、第２領域３３ｂは、第１領域３３ａの後方に位置する。したがって、第１サブマウント３０ａのうち、第２領域３３ｂと第３領域３３ｃとの間に位置する部分はレーザ光Ｌの進行の妨げにならない。当該部分がレーザ光Ｌの進行の妨げにならないのであれば、第２領域３３ｂは、例えば、第１領域３３ａの側方に位置していてもよい。上面視で、半導体レーザ素子４０が延びる方向を長手方向とし、長手方向に対して垂直な方向を短手方向とすると、側方は短手方向に相当する。
【0042】
このように、第２領域３３ｂは、第１領域３３ａを基準として、半導体レーザ素子４０から出射されたレーザ光Ｌの出射方向とは異なる方向に位置する。レーザ光Ｌの出射方向とは異なる方向は、例えば、レーザ光Ｌの出射方向とは反対の方向、またはレーザ光Ｌの出射方向に交差する方向であり得る。
【0043】
第１サブマウント３０ａの上面３２ａが第３領域３３ｃを有しない構成では、発熱量が相対的に多い半導体レーザ素子４０だけでなく、発熱量が相対的に少ない各導電性部材４０ｗの一部も第４領域３３ｄに設ける必要がある。その結果、第４領域３３ｄにおいて、半導体レーザ素子４０を設ける領域が狭くなる。
【0044】
これに対して、実施形態１による発光装置１００Ａでは、第１サブマウント３０ａの上面３２ａのうち、第３領域３３ｃには、各導電性部材４０ｗの一部が設けられており、第４領域３３ｄには、半導体レーザ素子４０が優先的に設けられている。半導体レーザ素子４０は、上面視で放熱部材１０の第１上面１２ａの内側に位置する。言い換えれば、半導体レーザ素子４０は、上面視で放熱部材１０の第１上面１２ａからはみ出していない。したがって、半導体レーザ素子４０から発せられる熱を、第１サブマウント３０ａを介して放熱部材１０に効果的に伝えることができる。なお、第３領域３３ｃには、発熱量が相対的に少ない前述の保護素子および／または温度測定素子を設けてもよい。
【0045】
半導体レーザ素子４０から出射されるレーザ光Ｌの出力が１０Ｗ以上のように高くなると、それに伴って、半導体レーザ素子４０のＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向における寸法は大きくなる。そのような半導体レーザ素子４０から発せられる熱を発光装置１００Ａの外部に効果的に伝えるために、放熱部材１０のＸ方向およびＺ方向における寸法を大きくすると、放熱部材１０の熱膨張が原因で放熱部材１０および枠体２０の接合が外れる可能性がある。
【0046】
これに対して、実施形態１による発光装置１００Ａでは、第３領域３３ｃに各導電性部材４０ｗの一部を設けるので、放熱部材１０のＸ方向およびＺ方向における寸法が大きくなくても、第４領域３３ｄには、寸法が大きい半導体レーザ素子４０を設ける余裕がある。このように、実施形態１による発光装置１００Ａでは、レーザ光Ｌの出力が１０Ｗ以上である半導体レーザ素子４０であっても、半導体レーザ素子４０から発せられる熱を発光装置１００Ａの外部に効果的に放出することが可能である。
【0047】
半導体レーザ素子４０から発せられる熱によって放熱部材１０が膨張する場合、放熱部材１０および枠体２０の接合が外れなくても、放熱部材１０および枠体２０の位置にずれが生じ得る。その場合でも第２領域３３ｂは枠体２０の上面２２ａに接合されていないので、第１サブマウント３０ａおよび枠体２０にかかる負荷を低減することができる。図１Ｆに示す例において、発光装置１００Ａの支持部材のうち、放熱部材１０および／または枠体２０を支持する支持面を基準として、放熱部材１０の第１上面１２ａの高さは、枠体２０の上面２２ａの高さよりも大きい。これら２つの上面の高さの関係により、第２領域３３ｂおよび枠体２０の上面２２ａは互いに離隔している。したがって、放熱部材１０の熱膨張によって放熱部材１０および枠体２０の位置にずれが生じても、第１サブマウント３０ａおよび枠体２０にかかる負荷をさらに低減することができる。本明細書において、「ＡおよびＢが互いに離隔している」とは、ＡとＢとの最短距離が１０μｍ以上である場合を意味する。
【0048】
なお、図１Ｆに示す例に限定されず、第１サブマウント３０ａの第２領域３３ｂおよび枠体２０の上面２２ａは、互いに接合されていないのであれば、必ずしも互いに離隔している必要はない。両者が互いに接合されていないのであれば、両者の距離は１０μｍ未満であってもよいし、両者は互いに接触していてもよい。
【0049】
＜第２サブマウント３０ｂ＞
第２サブマウント３０ｂは、図１Ｃに示すように、ＸＺ平面に沿って広がる板状の本体部３０ｂ０と、本体部３０ｂ０の上面に設けられる上部金属膜３６ｂと、本体部３０ａ０の下面に設けられる下部金属膜３８ｂとを備える。第２サブマウント３０ｂの上面３２ｂは、上部金属膜３６ｂの上面に相当する。第２サブマウント３０ｂの下面３４ｂは、第２サブマウント３０ｂの下部金属膜３８ｂの下面に相当する。
第２サブマウント３０ｂは、図１Ｃに示すように、ＸＺ平面に沿って広がる板状の本体部３０ｂ０と、本体部３０ｂ０の上面に設けられる上部金属膜３６ｂと、本体部３０ａ０の下面に設けられる下部金属膜３８ｂとを備える。第２サブマウント３０ｂの上面３２ｂは、上部金属膜３６ｂの上面に相当する。第２サブマウント３０ｂの下面３４ｂは、第２サブマウント３０ｂの下部金属膜３８ｂの下面に相当する。
【0050】
上部金属膜３６ｂは、図１Ｆおよび図１Ｇに示すように、第２サブマウント３０ｂおよび封止部材６０Ａを、はんだ材のような無機接合部材を介して接合する際に接合強度を向上させる。下部金属膜３８ｂは、半導体レーザ素子４０への給電に用いられる。下部金属膜３８ｂは、さらに、第２サブマウント３０ｂおよび半導体レーザ素子４０を、はんだ材のような無機接合部材を介して接合する際に接合強度を向上させる。下部金属膜３８ｂは、さらに、第２サブマウント３０ｂおよび中継部材４２を、同様の無機接合部材を介して接合する際に接合強度を向上させる。
【0051】
＜半導体レーザ素子４０＞
半導体レーザ素子４０は端面出射型の半導体レーザ素子であり、図１Ｃに示すように、出射用の端面４０ｅを有する。端面４０ｅは、Ｘ方向に延び、ＸＹ平面に対して平行な矩形形状の平面である。半導体レーザ素子４０は、Ｚ方向に沿って延びる共振器を有し、端面４０ｅからレーザ光Ｌを＋Ｚ方向に出射する。半導体レーザ素子４０から出射されたレーザ光Ｌは、ＹＺ平面において相対的に速く広がり、ＸＺ平面において相対的に遅く広がる。レーザ光Ｌの速軸方向はＹ方向に対して平行であり、遅軸方向はＸ方向に対して平行である。
半導体レーザ素子４０は端面出射型の半導体レーザ素子であり、図１Ｃに示すように、出射用の端面４０ｅを有する。端面４０ｅは、Ｘ方向に延び、ＸＹ平面に対して平行な矩形形状の平面である。半導体レーザ素子４０は、Ｚ方向に沿って延びる共振器を有し、端面４０ｅからレーザ光Ｌを＋Ｚ方向に出射する。半導体レーザ素子４０から出射されたレーザ光Ｌは、ＹＺ平面において相対的に速く広がり、ＸＺ平面において相対的に遅く広がる。レーザ光Ｌの速軸方向はＹ方向に対して平行であり、遅軸方向はＸ方向に対して平行である。
【0052】
半導体レーザ素子４０は、図１Ｆおよび図１Ｇに示すように、放熱部材１０、枠体２０、側壁５０Ａ、および封止部材６０Ａによって封止されている。この封止は気密封止であることが好ましい。気密封止による効果は、半導体レーザ素子４０から出射されたレーザ光の波長が短くなるほど高くなる。気密封止されず、半導体レーザ素子４０の出射面が外気に接している構成では、レーザ光の波長が短くなるほど、集塵によって動作中に出射面の劣化が進行していく可能性が高くなるからである。
【0053】
半導体レーザ素子４０の上面は、図１Ｇに示すように、第２サブマウント３０ｂの下部金属膜３８ｂの下面に電気的に接続されている。第２サブマウント３０ｂの下部金属膜３８ｂの下面は、中継部材４２の上面に電気的に接続されている。中継部材４２の下面は、第１サブマウント３０ａの第２上部金属膜３６ａ２の上面に電気的に接続されている。第２上部金属膜３６ａ２の上面は、図１Ｂに示す導電性部材４０ｗを介して、第４導電領域２６ｄに電気的に接続されている。
【0054】
半導体レーザ素子４０の下面は、図１Ｇに示すように、第１サブマウント３０ａの第１上部金属膜３６ａ１の上面に電気的に接続されている。第１上部金属膜３６ａ１の上面は、図１Ｂに示す導電性部材４０ｗを介して、第３導電領域２６ｃに電気的に接続されている。
【0055】
上記の電気的な接続関係により、第１導電領域２６ａと第２導電領域２６ｂとの間に電圧を印加することよって半導体レーザ素子４０に給電することができる。
【0056】
半導体レーザ素子４０は、可視領域における紫色、青色、緑色もしくは赤色のレーザ光Ｌ、または不可視領域における赤外もしくは紫外のレーザ光Ｌを出射し得る。紫色光の発光ピーク波長は、４００ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の範囲内にあることが好ましく、４００ｎｍ以上４１５ｎｍ以下の範囲内にあることがより好ましい。青色光の発光ピーク波長は、４２０ｎｍより大きく４９５ｎｍ以下の範囲内にあることが好ましく、４４０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下の範囲内にあることがより好ましい。緑色光の発光ピーク波長は、４９５ｎｍより大きく５７０ｎｍ以下の範囲内にあることが好ましく、５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内にあることがより好ましい。赤色光の発光ピーク波長は、６０５ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲内にあることが好ましく、６１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲内にあることがより好ましい。
【0057】
紫色、青色および緑色のレーザ光Ｌを出射する半導体レーザ素子４０としては、窒化物半導体材料を含むレーザダイオードが挙げられる。窒化物半導体材料としては、例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、およびＡｌＧａＮを用いることができる。赤色のレーザ光Ｌを出射する半導体レーザ素子４０としては、例えば、ＩｎＡｌＧａＰ系、ＧａＩｎＰ系、ＧａＡｓ系、およびＡｌＧａＡｓ系の半導体材料を含むレーザダイオードが挙げられる。
【0058】
半導体レーザ素子４０から出力されるレーザ光Ｌの出力は、例えば１０Ｗ以上であり得る。
【0059】
＜中継部材４２および導電性部材４０ｗ＞
中継部材４２および導電性部材４０ｗは、半導体レーザ素子４０の給電に用いられる。中継部材４２は、図１Ｄに示すように、Ｚ方向に沿って延びる直方体の形状を有する。中継部材４２のＺ方向における寸法は、半導体レーザ素子４０のＺ方向における寸法とほぼ同じである。中継部材４２の上面および下面の面積が大きいほど、中継部材４２の電気抵抗値を低下させることができる。
中継部材４２および導電性部材４０ｗは、半導体レーザ素子４０の給電に用いられる。中継部材４２は、図１Ｄに示すように、Ｚ方向に沿って延びる直方体の形状を有する。中継部材４２のＺ方向における寸法は、半導体レーザ素子４０のＺ方向における寸法とほぼ同じである。中継部材４２の上面および下面の面積が大きいほど、中継部材４２の電気抵抗値を低下させることができる。
【0060】
導電性部材４０ｗは、例えばワイヤであり得る。図１Ｂに示す例において、導電性部材４０ｗの数は２個であるが、３個以上であってもよい。３個以上の導電性部材４０ｗのうち、一部が、図１Ｃに示す第３導電領域２６ｃおよび第１上部金属膜３６ａ１に電気的に接続され、残りの部分が第４導電領域２６ｄおよび第２上部金属膜３６ａ２に電気的に接続されてもよい。
【0061】
中継部材４２および導電性部材４０ｗは、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、およびＡｌからなる群から選択される少なくとも１つの金属材料から形成され得る。
【0062】
＜側壁５０Ａ＞
側壁５０Ａは、図１Ｆおよび図１Ｇに示すように、枠体２０の上面２２ａによって支持されており、半導体レーザ素子４０、第１サブマウント３０ａ、および第２サブマウント３０ｂを囲む。側壁５０Ａは、半導体レーザ素子４０から出射されたレーザ光Ｌを透過させる。側壁５０Ａのうち、レーザ光Ｌが透過する部分は、レーザ光Ｌに対して、例えば６０％以上の透過率を有し、好ましくは８０％以上の透過率を有し得る。側壁５０Ａのうち、残りの部分はそのような透光性を有してもよいし、有していなくてもよい。
側壁５０Ａは、図１Ｆおよび図１Ｇに示すように、枠体２０の上面２２ａによって支持されており、半導体レーザ素子４０、第１サブマウント３０ａ、および第２サブマウント３０ｂを囲む。側壁５０Ａは、半導体レーザ素子４０から出射されたレーザ光Ｌを透過させる。側壁５０Ａのうち、レーザ光Ｌが透過する部分は、レーザ光Ｌに対して、例えば６０％以上の透過率を有し、好ましくは８０％以上の透過率を有し得る。側壁５０Ａのうち、残りの部分はそのような透光性を有してもよいし、有していなくてもよい。
【0063】
側壁５０Ａは、図１Ｂに示すように、上面５２Ａおよび下面５４Ａを有する。上面５２Ａには上部接合領域５６Ａ１が設けられており、下面５４Ａには下部接合領域５６Ａ２が設けられている。上部接合領域５６Ａ１は、側壁５０Ａおよび封止部材６０Ａを、はんだ材のような無機接合部材を介して接合する際に接合強度を向上させる。下部接合領域５６Ａ２は、側壁５０Ａおよび枠体２０を、同様の無機接合部材を介して接合する際に接合強度を向上させる。
【0064】
側壁５０Ａは、例えば、ガラス、シリコン、石英、合成石英、サファイア、透明セラミックス、シリコーン樹脂、およびプラスチックからなる群から選択される少なくとも１つの透光性材料から形成され得る。接合領域５６Ａ１、５６Ａ２は、例えば、第１～第３導電領域２６ａ～２６ｃならびに第１および第２接合領域２８ａ、２８ｂと同様に、前述の金属材料から形成され得る。接合領域５６Ａ１、５６Ａ２は、例えば、スパッタおよびめっきなどの成膜処理によって形成され得る。
【0065】
＜封止部材６０Ａ＞
封止部材６０Ａは、図１Ｆおよび図１Ｇに示すように、側壁５０Ａの上面５２Ａによって支持されており、側壁５０Ａによって囲まれる空間を封止する。封止部材６０Ａは、さらに、第２サブマウント３０ｂの上面３２ｂによって支持されている。
封止部材６０Ａは、図１Ｆおよび図１Ｇに示すように、側壁５０Ａの上面５２Ａによって支持されており、側壁５０Ａによって囲まれる空間を封止する。封止部材６０Ａは、さらに、第２サブマウント３０ｂの上面３２ｂによって支持されている。
【0066】
図１Ｆおよび図１Ｇに示す例において、発光装置１００Ａの支持部材のうち、放熱部材１０および／または枠体２０を支持する支持面を基準として、第２サブマウント３０ｂの上面３２ｂの高さは、側壁５０Ａの上面５２Ａの高さよりも大きい。封止部材６０Ａが金属箔である場合、金属箔は屈曲性を有するので、これら２つの面の高低差を吸収することができる。
【0067】
【0068】
封止部材６０Ａは、側壁５０Ａの上面５２Ａに接合された第１部分６０Ａ１と、第２サブマウント３０ｂの上面３２ｂに接合された第２部分６０Ａ２と、周縁部分および平板部分を繋ぐ第３部分６０Ａ３とを有する。第２部分６０Ａ２と第３部分６０Ａ３との境界は、上面視で、第２サブマウント３０ｂの上面３２ｂの外縁よりも外側に位置する。第３部分６０Ａ３は、第２サブマウント３０ｂとは接触しない。したがって、第２サブマウント３０ｂの角に接触して封止部材６０Ａが損傷する可能性を低減できる。
【0069】
上記の金属箔の母材は、例えば、アルミニウム、銅、金、コバール、チタン、ステンレス、タングステン、ベリリウム銅、チタン、ニッケル、銀、白金、ニクロム、ステンレス、タンタル、モリブデン、およびニオブからなる群から選択される少なくとも１つまたはその合金であり得る。母材は、例えば金属膜で覆われていることが好ましい。金属膜は、例えば、金、白金、チタン、ニッケル、クロム、パラジウム、ルテニウムからなる群から選択される少なくとも１つの材料から形成され得る。金属膜は、例えばスパッタおよびめっきなどの成膜処理によって母材の表面に形成され得る。金属箔の厚さは、例えば、１０μｍ以上３００μｍ以下であり得る。
【0070】
＜放熱ブロック７０＞
放熱ブロック７０は、図１Ｆおよび図１Ｇに示すように、封止部材６０Ａの第２部分６０Ａ２を介して第２サブマウント３０ｂに熱的に接触している。半導体レーザ素子４０から発せられる熱は、第１サブマウント３０ａおよび放熱部材１０をこの順に介して発光装置１００Ａの外部に効果的に放出されるだけではない。半導体レーザ素子４０から発せられる熱は、さらに、第２サブマウント３０ｂ、封止部材６０Ａ、および放熱ブロック７０をこの順に介して発光装置１００Ａの外部に効果的に放出される。本明細書において、放熱ブロック７０を「他の放熱部材」とも称する。
放熱ブロック７０は、図１Ｆおよび図１Ｇに示すように、封止部材６０Ａの第２部分６０Ａ２を介して第２サブマウント３０ｂに熱的に接触している。半導体レーザ素子４０から発せられる熱は、第１サブマウント３０ａおよび放熱部材１０をこの順に介して発光装置１００Ａの外部に効果的に放出されるだけではない。半導体レーザ素子４０から発せられる熱は、さらに、第２サブマウント３０ｂ、封止部材６０Ａ、および放熱ブロック７０をこの順に介して発光装置１００Ａの外部に効果的に放出される。本明細書において、放熱ブロック７０を「他の放熱部材」とも称する。
【0071】
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｆ、および図１Ｇに示す例において、放熱ブロック７０は直方体の形状を有するが、この形状に限定されない。放熱ブロック７０の形状は、例えば、円板であってもよいし、球であってもよい。放熱ブロック７０は、例えば、放熱部材１０と同じ材料から形成され得る。放熱ブロック７０のＸ方向における寸法は、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、Ｙ方向における寸法は、例えば４ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、Ｚ方向における寸法は、例えば０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり得る。
【0072】
以上のことから、実施形態１によれば、駆動時に半導体レーザ素子４０から発せられる熱によって発光装置１００Ａ内の放熱部材１０が膨張しても、第１サブマウント３０ａの第２領域３３ｂは枠体２０の上面２２ａに接合されていなので、第１サブマウント３０ａおよび枠体２０にかかる負荷を低減することができる。このように、駆動時に半導体レーザ素子４０から発せられる熱によって発光装置１００Ａ内の部品が膨張しても、部品間にかかる負荷を低減できる発光装置１００Ａを実現することができる。
【0073】
（実施形態１の変形例）
次に、図２Ａおよび図２Ｂを参照して、本開示の実施形態１による発光装置の変形例を説明する。図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ、本開示の実施形態１による発光装置の変形例の構成を模式的に示す、ＸＹ平面およびＹＺ平面に対して平行な断面図である。図２Ａに示す破線によって囲まれた領域には、放熱部材１０、枠体２０、および第１サブマウント３０ａ、ならびにそれらの周辺の構成が拡大して示されている。
次に、図２Ａおよび図２Ｂを参照して、本開示の実施形態１による発光装置の変形例を説明する。図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ、本開示の実施形態１による発光装置の変形例の構成を模式的に示す、ＸＹ平面およびＹＺ平面に対して平行な断面図である。図２Ａに示す破線によって囲まれた領域には、放熱部材１０、枠体２０、および第１サブマウント３０ａ、ならびにそれらの周辺の構成が拡大して示されている。
【0074】
図２Ａおよび図２Ｂに示す発光装置１１０Ａが、図１Ｆおよび図１Ｇに示す発光装置１００Ａとは異なる点は、第１サブマウント３０ａの形状である。発光装置１１０Ａにおいて、第１サブマウント３０ａの下面３４ａは、図２Ａに示すように、第１上面１２ａに接合された第１領域３３ａと、第１上面１２ａに接合されていない第２領域３３ｂとを有する。第２領域３３ｂは、図２Ａに示すように第１領域３３ａの両側方に位置し、図２Ｂに示すように第１領域３３ａの後方には位置しない。第１サブマウント３０ａの上面３２ａは、図２Ａに示すように、第２領域３３ｂの反対側に位置する第３領域３３ｃと、第１領域３３ａの反対側に位置する第４領域３３ｄとを有する。第１サブマウント３０ａのうち、第２領域３３ｂと第３領域３３ｃとの間に位置する部分はレーザ光Ｌの進行の妨げにならない。図２Ａの拡大された領域には、第１サブマウント３０ａのうち、－Ｘ方向側の端の構成が示されているが、＋Ｘ方向側の端も同様の構成を有する。
【0075】
発光装置１１０Ａにおいて、第２領域３３ｂは、上面視で、放熱部材１０の第１平板部分１０ａと枠体２０との間の隙間に重なるものの、枠体２０の上面２２ａに対向していない。したがって、第１サブマウント３０ａは、Ｘ方向においてそれほど大きい寸法を有する必要はない。第２領域３３ｂが枠体２０の上面２２ａに対向していなくても、第１サブマウント３０ａのうち、第２領域３３ｂと第３領域３３ｃとの間に位置する部分が放熱部材１０からはみ出しているので、各導電性部材４０ｗの一部を第３領域３３ｃに設けることができる。したがって、第４領域３３ｄには、半導体レーザ素子４０を優先的に設けることができる。第３領域３３ｃが狭い場合、導電性部材４０ｗの一部を、第３領域３３ｃおよび第４領域３３ｄに亘って設けてもよい。
【0076】
発光装置１１０Ａでは、実施形態１による発光装置１００Ａと同様に、第２領域３３ｂが枠体２０の上面２２ａに接合されていない。したがって、駆動時に半導体レーザ素子４０から発せられる熱によって発光装置１１０Ａ内の部品が膨張しても、部品間にかかる負荷を低減できる発光装置１１０Ａを実現することができる。
【0077】
（実施形態２）
次に、図３Ａから図３Ｃを参照して、本開示の実施形態２による発光装置の構成例を説明する。図３Ａは、本開示の例示的な実施形態２による発光装置の構成を模式的に示す斜視図である。図３Ａに示す発光装置１００Ｂは、図１Ａに示す発光装置１００Ａとは異なり、レーザ光Ｌを上方に出射する。図３Ｂは、図３Ａに示す発光装置１００Ｂの分解斜視図である。図３Ｂに示す発光装置１００Ｂが図１Ｂに示す発光装置１００Ａとは異なる点は、発光装置１００Ｂが、側壁５０Ａ、封止部材６０Ａ、および放熱ブロック７０の代わりに、ミラー部材８０、側壁５０Ｂ、および封止部材６０Ｂを備えることである。ミラー部材８０は反射面８０ｓを有する。図３Ｃは、図３Ａに示す発光装置１００Ｂの、ＹＺ平面に対して平行な断面図である。
次に、図３Ａから図３Ｃを参照して、本開示の実施形態２による発光装置の構成例を説明する。図３Ａは、本開示の例示的な実施形態２による発光装置の構成を模式的に示す斜視図である。図３Ａに示す発光装置１００Ｂは、図１Ａに示す発光装置１００Ａとは異なり、レーザ光Ｌを上方に出射する。図３Ｂは、図３Ａに示す発光装置１００Ｂの分解斜視図である。図３Ｂに示す発光装置１００Ｂが図１Ｂに示す発光装置１００Ａとは異なる点は、発光装置１００Ｂが、側壁５０Ａ、封止部材６０Ａ、および放熱ブロック７０の代わりに、ミラー部材８０、側壁５０Ｂ、および封止部材６０Ｂを備えることである。ミラー部材８０は反射面８０ｓを有する。図３Ｃは、図３Ａに示す発光装置１００Ｂの、ＹＺ平面に対して平行な断面図である。
【0078】
実施形態２による発光装置１００Ｂにおいて、ミラー部材８０の反射面８０ｓは、図３Ｃに示すように、半導体レーザ素子４０から出射されたレーザ光Ｌを反射してレーザ光の進行方向を放熱部材１０の第１上面１２ａから離れる方向に変化させる。封止部材６０Ｂは、反射面８０ｓで反射されたレーザ光Ｌを透過させる。
【0079】
以下に、発光装置１００Ｂの構成要素のうち、ミラー部材８０、側壁５０Ｂ、および封止部材６０Ｂを詳細に説明する。
【0080】
＜ミラー部材８０＞
ミラー部材８０は、図３Ｃに示すように、放熱部材１０の第１上面１２ａによって支持されている。ミラー部材８０は、Ｘ方向に一様な断面形状を有する。当該断面形状は概略的に三角形である。ミラー部材８０は、下面と、背面と、下面および背面を繋ぐ斜面とを有する。下面はＸＺ平面に対して平行であり、背面はＸＹ平面に対して平行である。当該斜面の法線方向は、ＹＺ平面に対して平行な方向であって、＋Ｙ方向と鋭角をなし、かつ－Ｚ方向と鋭角をなす方向である。ミラー部材８０の下面と斜面とがなす角度は４５°であるが、この角度に限定されず例えば３０°以上６０°以下であってもよい。
ミラー部材８０は、図３Ｃに示すように、放熱部材１０の第１上面１２ａによって支持されている。ミラー部材８０は、Ｘ方向に一様な断面形状を有する。当該断面形状は概略的に三角形である。ミラー部材８０は、下面と、背面と、下面および背面を繋ぐ斜面とを有する。下面はＸＺ平面に対して平行であり、背面はＸＹ平面に対して平行である。当該斜面の法線方向は、ＹＺ平面に対して平行な方向であって、＋Ｙ方向と鋭角をなし、かつ－Ｚ方向と鋭角をなす方向である。ミラー部材８０の下面と斜面とがなす角度は４５°であるが、この角度に限定されず例えば３０°以上６０°以下であってもよい。
【0081】
ミラー部材８０は、上記の斜面に反射面８０ｓを有する。反射面８０ｓは、放熱部材１０の第１上面１２ａに対して傾斜し、斜め上方を向く。本明細書において、斜め上方とは、＋Ｙ方向と３０°以上６０°以下の角度をなす方向を意味する。反射面８０ｓが半導体レーザ素子４０から出射されたレーザ光Ｌを受けることができ、かつ、反射面８０ｓの法線方向が＋Ｙ方向と３０°以上６０°以下の角度をなす方向であれば、反射面８０ｓの法線方向は、ＹＺ平面に対して平行であってもよいし、平行でなくてもよい。レーザ光Ｌが放熱部材１０の第１上面１２ａから離れる方向と、放熱部材１０の第１上面１２ａの法線方向とがなす角度は、例えば、０°以上５°以下であり得る。
【0082】
＜側壁５０Ｂ＞
側壁５０Ｂは、実施形態１における側壁５０Ａと同様に、枠体２０の上面２２ａによって支持されており、半導体レーザ素子４０を囲む。一方で、側壁５０Ｂは、側壁５０Ａとは異なり、レーザ光Ｌに対して透光性を有しないことが好ましい。発光装置１００Ｂの内部で生じるレーザ光Ｌ以外の迷光が側壁５０Ｂから漏れないようにするためである。側壁５０Ｂは、図３Ｂに示すように、上面５２Ｂおよび下面５４Ｂを有し、上面５２Ｂには上部接合領域５６Ｂ１が設けられており、下面５４Ｂには下部接合領域５６Ｂ２が設けられている。上部接合領域５６Ｂ１は、側壁５０Ｂおよび封止部材６０Ｂを、はんだ材のような無機接合部材を介して接合する際に接合強度を向上させる。下部接合領域５６Ｂ２は、側壁５０Ｂおよび枠体２０を、同様の無機接合部材を介して接合する際に接合強度を向上させる。
側壁５０Ｂは、実施形態１における側壁５０Ａと同様に、枠体２０の上面２２ａによって支持されており、半導体レーザ素子４０を囲む。一方で、側壁５０Ｂは、側壁５０Ａとは異なり、レーザ光Ｌに対して透光性を有しないことが好ましい。発光装置１００Ｂの内部で生じるレーザ光Ｌ以外の迷光が側壁５０Ｂから漏れないようにするためである。側壁５０Ｂは、図３Ｂに示すように、上面５２Ｂおよび下面５４Ｂを有し、上面５２Ｂには上部接合領域５６Ｂ１が設けられており、下面５４Ｂには下部接合領域５６Ｂ２が設けられている。上部接合領域５６Ｂ１は、側壁５０Ｂおよび封止部材６０Ｂを、はんだ材のような無機接合部材を介して接合する際に接合強度を向上させる。下部接合領域５６Ｂ２は、側壁５０Ｂおよび枠体２０を、同様の無機接合部材を介して接合する際に接合強度を向上させる。
【0083】
側壁５０Ｂは、例えば、枠体２０と同様に、前述のセラミックスから形成され得る。側壁５０ＢのＸ方向における寸法は、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、Ｙ方向における最大の寸法は、例えば４ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、Ｚ方向における寸法は、例えば０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であり得る。
【0084】
接合領域５６Ｂ１、５６Ｂ２は、例えば、第１～第４導電領域２６ａ～２６ｄならびに第１および第２接合領域２８ａ、２８ｂと同様に、前述の金属材料から形成され得る。接合領域５６Ｂ１、５６Ｂ２は、例えば、スパッタおよびめっきなどの成膜処理によって形成され得る。
【0085】
＜封止部材６０Ｂ＞
封止部材６０Ｂは、図３Ｂに示すように、上面６２Ｂおよび下面６４Ｂを有する。封止部材６０Ｂの下面６４Ｂは放熱部材１０の第１上面１２ａに対向し、封止部材６０Ｂの上面６２Ｂは封止部材６０Ｂの下面６４Ｂの反対側に位置する。本明細書において、「封止部材６０Ｂの下面６４Ｂが放熱部材１０の第１上面１２ａに対向する」とは、放熱部材１０の第１上面１２ａに対して垂直な方向において、封止部材６０Ｂの下面６４Ｂの一部または全部が、放熱部材１０の第１上面１２ａの一部または全部に重なることを意味する。封止部材６０Ｂの下面６４Ｂを「対向面」とも称する。封止部材６０Ｂは、第１サブマウント３０ａ、第２サブマウント３０ｂ、および半導体レーザ素子４０の上方に位置する。封止部材６０Ｂは、反射面８０ｓで反射されたレーザ光Ｌを透過させる。
封止部材６０Ｂは、図３Ｂに示すように、上面６２Ｂおよび下面６４Ｂを有する。封止部材６０Ｂの下面６４Ｂは放熱部材１０の第１上面１２ａに対向し、封止部材６０Ｂの上面６２Ｂは封止部材６０Ｂの下面６４Ｂの反対側に位置する。本明細書において、「封止部材６０Ｂの下面６４Ｂが放熱部材１０の第１上面１２ａに対向する」とは、放熱部材１０の第１上面１２ａに対して垂直な方向において、封止部材６０Ｂの下面６４Ｂの一部または全部が、放熱部材１０の第１上面１２ａの一部または全部に重なることを意味する。封止部材６０Ｂの下面６４Ｂを「対向面」とも称する。封止部材６０Ｂは、第１サブマウント３０ａ、第２サブマウント３０ｂ、および半導体レーザ素子４０の上方に位置する。封止部材６０Ｂは、反射面８０ｓで反射されたレーザ光Ｌを透過させる。
【0086】
封止部材６０Ｂは、下面６４Ｂのうち、レーザ光Ｌを透過させる透光領域６４の少なくとも周囲に遮光膜６６を有する。図３Ｂに示す例において、透光領域６４は、矩形形状を有するが、この形状に限定されない。透光領域６４の形状は、例えば、円形であってもよいし、楕円形であってもよい。
【0087】
あるいは、封止部材６０Ｂは、下面６４Ｂのうち、透光領域６４の少なくとも周囲の一部に遮光膜６６を有していてもよい。例えば、透光領域６４の端の一部が下面６４Ｂの端の一部に一致する場合、遮光膜６６は、下面６４Ｂのうち、以下の領域の少なくとも一部に設けられ得る。当該領域は、下面６４Ｂにおいて、透光領域６４の端のうち、上記の一部以外の残りの部分に隣接する領域である。
【0088】
遮光膜６６は、発光装置１００Ａの内部で生じるレーザ光Ｌ以外の迷光が発光装置１００Ｂの外部に漏れる可能性を低減する。遮光膜６６は、さらに、発光装置１００Ｂの外部に出射されたレーザ光Ｌの戻り光が半導体レーザ素子４０に到達する可能性を低減する。戻り光による照射を低減できれば、半導体レーザ素子４０は損傷しにくくなる。
【0089】
図３Ｂに示す例において、遮光膜６６は、下面６４Ｂのうち、透光領域６４以外の領域の全体に設けられている。そのように設けられた遮光膜６６は、上記の迷光が発光装置１００Ｂの外部に漏れる可能性、および上記の戻り光が半導体レーザ素子４０に到達する可能性をさらに低減する。
【0090】
封止部材６０Ｂのうち、透光領域６４だけでなく、上面視で透光領域６４に重なる部分も、レーザ光Ｌを透過させる。封止部材６０Ｂのうち、レーザ光Ｌを透過させる部分は、レーザ光Ｌに対して、例えば６０％以上の透過率を有し、好ましくは８０％以上の透過率を有し得る。封止部材６０Ｂのうち、残りの部分はそのような透光性を有してもよいし、有していなくてもよい。
【0091】
封止部材６０Ｂは、例えば、実施形態１における側壁５０Ａと同様に、前述の透光性材料から形成され得る。封止部材６０ＢのＸ方向における寸法は、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、Ｙ方向における寸法は、例えば４ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、Ｚ方向における寸法は、例えば０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり得る。
【0092】
遮光膜６６は、例えば、第１～第４導電領域２６ａ～２６ｄならびに第１および第２接合領域２８ａ、２８ｂと同様に、前述の金属材料から形成され得る。遮光膜６６は、例えば、第１～第４導電領域２６ａ～２６ｄおよび第１接合領域２８ａと同様に、例えば、封止部材６０Ｂの下面６４Ｂの全体に金属膜を設け、当該金属膜をエッチングによってパターニングすること、またはめっきにより、形成され得る。
【0093】
遮光膜６６の周縁領域は、側壁５０Ｂの上面５２Ｂに設けられた上部接合領域５６Ｂ１に、はんだ材のような無機接合部材を介して接合される。遮光膜６６が上記の金属材料から形成される場合、遮光膜６６は、封止部材６０Ｂおよび側壁５０Ｂを、無機接合部材を介して接合する際に接合強度を向上させる。
【0094】
実施形態２によれば、実施形態１と同様に、駆動時に半導体レーザ素子４０から発せられる熱によって発光装置１００Ｂ内の部品が膨張しても、部品間にかかる負荷を低減できる発光装置１００Ｂを実現することができる。さらに、実施形態２によれば、実施形態１とは異なり、半導体レーザ素子４０から出射されたレーザ光Ｌをミラー部材８０の反射面８０ｓで反射することにより、レーザ光Ｌを上方に出射することができる。
【0095】
【0096】
本明細書において、実施形態１における側壁５０Ａおよび封止部材６０Ａを「キャップ」とも称する。実施形態２における側壁５０Ｂおよび封止部材６０Ｂについても同様である。当該キャップは枠体２０の上面２２ａによって支持されており、第１サブマウント３０ａ、第２サブマウント３０ｂ、および半導体レーザ素子４０を封止する。
【0097】
（高出力レーザ装置）
実施形態１による発光装置１００Ａまたは実施形態２による発光装置１００Ｂは、例えば、高出力レーザ装置に利用することができる。以下では、実施形態１による発光装置１００Ａを例に挙げて説明するが、実施形態２による発光装置１００Ｂを用いてもよい。
実施形態１による発光装置１００Ａまたは実施形態２による発光装置１００Ｂは、例えば、高出力レーザ装置に利用することができる。以下では、実施形態１による発光装置１００Ａを例に挙げて説明するが、実施形態２による発光装置１００Ｂを用いてもよい。
【0098】
高出力レーザ装置は、ヒートシンク上に一方向に沿って配置される複数の発光装置１００Ａと、複数の発光装置１００Ａの各々からレーザ光Ｌが出射されて得られる複数のレーザ光Ｌを集束する集光レンズとを備える。高出力レーザ装置は、集光レンズから複数のレーザ光Ｌが結合された結合光を出射する。発光装置１００Ａの数が多いほどレーザ光Ｌの本数が多くなるので、結合光の出力を高くすることができる。
【0099】
本開示は、以下の項目に記載の発光装置を含む。
【0100】
［項目１］
実装面を有する放熱部材と、
前記放熱部材に固定され、上面を有する枠体と、
前記実装面によって支持されるサブマウントであって、上面および下面を有するサブマウントと、
前記サブマウントの前記上面によって支持される半導体レーザ素子と、
を備え、
前記サブマウントの前記下面は、
前記実装面に接合された第１領域と、
前記枠体の前記上面に対向し、かつ、前記枠体の前記上面に接合されていない第２領域と、
を有する、発光装置。
実装面を有する放熱部材と、
前記放熱部材に固定され、上面を有する枠体と、
前記実装面によって支持されるサブマウントであって、上面および下面を有するサブマウントと、
前記サブマウントの前記上面によって支持される半導体レーザ素子と、
を備え、
前記サブマウントの前記下面は、
前記実装面に接合された第１領域と、
前記枠体の前記上面に対向し、かつ、前記枠体の前記上面に接合されていない第２領域と、
を有する、発光装置。
【0101】
［項目２］
前記枠体は、前記放熱部材を囲み、
前記枠体の前記上面は、前記実装面の法線方向から見て、前記実装面の外側に位置する、項目１に記載の発光装置。
前記枠体は、前記放熱部材を囲み、
前記枠体の前記上面は、前記実装面の法線方向から見て、前記実装面の外側に位置する、項目１に記載の発光装置。
【0102】
［項目３］
前記サブマウントの前記下面における前記第２領域、および前記枠体の前記上面は、互いに離隔している、項目１または２に記載の発光装置。
前記サブマウントの前記下面における前記第２領域、および前記枠体の前記上面は、互いに離隔している、項目１または２に記載の発光装置。
【0103】
［項目４］
前記放熱部材および／または前記枠体を支持する支持面を基準として、前記放熱部材の前記実装面の高さは、前記枠体の前記上面の高さよりも大きい、項目１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
前記放熱部材および／または前記枠体を支持する支持面を基準として、前記放熱部材の前記実装面の高さは、前記枠体の前記上面の高さよりも大きい、項目１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
【0104】
［項目５］
前記放熱部材の前記実装面に対して垂直な方向から見て、前記半導体レーザ素子は前記実装面の内側に位置する、項目１から４のいずれか１項に記載の発光装置。
前記放熱部材の前記実装面に対して垂直な方向から見て、前記半導体レーザ素子は前記実装面の内側に位置する、項目１から４のいずれか１項に記載の発光装置。
【0105】
［項目６］
前記サブマウントの前記上面は、前記第２領域とは反対側に位置する第３領域を有し、
前記半導体レーザ素子に電気的に接続される導電性部材をさらに備え、前記導電性部材の一部は前記第３領域に設けられている、項目１から５のいずれか１項に記載の発光装置。
前記サブマウントの前記上面は、前記第２領域とは反対側に位置する第３領域を有し、
前記半導体レーザ素子に電気的に接続される導電性部材をさらに備え、前記導電性部材の一部は前記第３領域に設けられている、項目１から５のいずれか１項に記載の発光装置。
【0106】
［項目７］
前記サブマウントは、本体部と、前記本体部に設けられた金属膜とを備え、
前記金属膜は、前記導電性部材および前記半導体レーザ素子に電気的に接続されている、項目６に記載の発光装置。
前記サブマウントは、本体部と、前記本体部に設けられた金属膜とを備え、
前記金属膜は、前記導電性部材および前記半導体レーザ素子に電気的に接続されている、項目６に記載の発光装置。
【0107】
［項目８］
前記第２領域は、前記第１領域を基準として、前記半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の出射方向とは異なる方向に位置する、項目１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
前記第２領域は、前記第１領域を基準として、前記半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の出射方向とは異なる方向に位置する、項目１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
【0108】
［項目９］
前記放熱部材の熱膨張係数と、前記枠体の熱膨張係数との差の絶対値は、１．０×１０－６Ｋ－１以上５．０×１０－５Ｋ－１以下である、項目１から８のいずれか１項に記載の発光装置。
前記放熱部材の熱膨張係数と、前記枠体の熱膨張係数との差の絶対値は、１．０×１０－６Ｋ－１以上５．０×１０－５Ｋ－１以下である、項目１から８のいずれか１項に記載の発光装置。
【0109】
［項目１０］
前記放熱部材は、上面視で、一辺が７ｍｍである正方形の内側に位置する、項目９に記載の発光装置。
前記放熱部材は、上面視で、一辺が７ｍｍである正方形の内側に位置する、項目９に記載の発光装置。
【0110】
［項目１１］
前記放熱部材の熱伝導率は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０００Ｗ／ｍ・Ｋ以下である、項目１から１０のいずれか１項に記載の発光装置。
前記放熱部材の熱伝導率は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上２０００Ｗ／ｍ・Ｋ以下である、項目１から１０のいずれか１項に記載の発光装置。
【0111】
［項目１２］
前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の出力は１０Ｗ以上である、項目１から１１のいずれか１項に記載の発光装置。
前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の出力は１０Ｗ以上である、項目１から１１のいずれか１項に記載の発光装置。
【0112】
［項目１３］
前記枠体の前記上面によって支持され、前記半導体レーザ素子および前記サブマウントを封止するキャップをさらに備える、項目１から１２のいずれか１項に記載の発光装置。
前記枠体の前記上面によって支持され、前記半導体レーザ素子および前記サブマウントを封止するキャップをさらに備える、項目１から１２のいずれか１項に記載の発光装置。
【0113】
［項目１４］
前記キャップは、
前記枠体の前記上面によって支持され、前記半導体レーザ素子および前記サブマウントを囲む側壁であって、上面を有する側壁と、
前記側壁の前記上面によって支持され、前記側壁によって囲まれる空間を封止する封止部材と、
をさらに備える、項目１３に記載の発光装置。
前記キャップは、
前記枠体の前記上面によって支持され、前記半導体レーザ素子および前記サブマウントを囲む側壁であって、上面を有する側壁と、
前記側壁の前記上面によって支持され、前記側壁によって囲まれる空間を封止する封止部材と、
をさらに備える、項目１３に記載の発光装置。
【0114】
［項目１５］
前記半導体レーザ素子は上面を有し、
前記半導体レーザ素子の前記上面によって支持される他のサブマウントであって、上面を有する他のサブマウントをさらに備え、
前記封止部材は、前記側壁の前記上面および前記他のサブマウントの前記上面によって支持されている、
項目１４に記載の発光装置。
前記半導体レーザ素子は上面を有し、
前記半導体レーザ素子の前記上面によって支持される他のサブマウントであって、上面を有する他のサブマウントをさらに備え、
前記封止部材は、前記側壁の前記上面および前記他のサブマウントの前記上面によって支持されている、
項目１４に記載の発光装置。
【0115】
［項目１６］
前記封止部材は金属箔である、項目１５に記載の発光装置。
前記封止部材は金属箔である、項目１５に記載の発光装置。
【0116】
［項目１７］
前記封止部材は上面を有し、
前記封止部材の前記上面によって支持される他の放熱部材をさらに備える、項目１５または１６に記載の発光装置。
前記封止部材は上面を有し、
前記封止部材の前記上面によって支持される他の放熱部材をさらに備える、項目１５または１６に記載の発光装置。
【0117】
［項目１８］
前記側壁は、前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を透過させる、項目１５から１７のいずれか１項に記載の発光装置。
前記側壁は、前記半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を透過させる、項目１５から１７のいずれか１項に記載の発光装置。
【0118】
［項目１９］
前記レーザ光の波長は４２０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下である、項目１８に記載の発光装置。
前記レーザ光の波長は４２０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下である、項目１８に記載の発光装置。
【0119】
［項目２０］
第１上面と、前記第１上面よりも下方に位置する第２上面とを有する放熱部材と、
第１下面と、前記第１下面よりも上方に位置する第２下面とを有する枠体であって、前記第２下面が前記放熱部材の前記第２上面に接合された枠体と、
前記第１上面によって支持されるサブマウントであって、上面および下面を有するサブマウントと、
前記サブマウントの前記上面によって支持される半導体レーザ素子と、
を備え、
前記サブマウントの前記下面は、
前記第１上面に接合された第１領域と、
前記第１上面に接合されていない第２領域と、
を有する、発光装置。
第１上面と、前記第１上面よりも下方に位置する第２上面とを有する放熱部材と、
第１下面と、前記第１下面よりも上方に位置する第２下面とを有する枠体であって、前記第２下面が前記放熱部材の前記第２上面に接合された枠体と、
前記第１上面によって支持されるサブマウントであって、上面および下面を有するサブマウントと、
前記サブマウントの前記上面によって支持される半導体レーザ素子と、
を備え、
前記サブマウントの前記下面は、
前記第１上面に接合された第１領域と、
前記第１上面に接合されていない第２領域と、
を有する、発光装置。
【0120】
［項目２１］
前記第２領域は、前記枠体の前記上面に対向しない、項目２０に記載の発光装置。
前記第２領域は、前記枠体の前記上面に対向しない、項目２０に記載の発光装置。
【0121】
［項目２２］
前記第２領域は、前記第１領域の両側方に位置する、項目２０または２１に記載の発光装置。
前記第２領域は、前記第１領域の両側方に位置する、項目２０または２１に記載の発光装置。
【0122】
［項目２３］
前記サブマウントの前記上面は、前記第２領域とは反対側に位置する第３領域を有し、
前記半導体レーザ素子に電気的に接続される導電性部材をさらに備え、前記導電性部材の一部は前記第３領域に設けられている、項目２０から２２のいずれか１項に記載の発光装置。
前記サブマウントの前記上面は、前記第２領域とは反対側に位置する第３領域を有し、
前記半導体レーザ素子に電気的に接続される導電性部材をさらに備え、前記導電性部材の一部は前記第３領域に設けられている、項目２０から２２のいずれか１項に記載の発光装置。
【産業上の利用可能性】
【0123】
本開示の発光装置は、本開示の発光装置は、例えば、高出力のレーザ光源が必要とされる産業用分野、例えば各種材料の切断、穴あけ、局所的熱処理、表面処理、金属の溶接、３Ｄプリンティングに利用され得る。
【符号の説明】
【0124】
１０：放熱部材 １０ａ：第１平板部分 １０ｂ：第２平板部分 １２ａ：第１上面 １２ｂ：第２上面 １４：下面 ２０：枠体 ２２ａ：上面 ２４ａ：第１下面 ２４ｂ：第２下面 ２６ａ：第１導電領域 ２６ｂ：第２導電領域 ２６ｃ：第３導電領域 ２６ｄ：第４導電領域 ２８ａ：第１接合領域 ２８ｂ：第２接合領域 ３０ａ：第１サブマウント ３０ａ０：本体部 ３０ｂ：第２サブマウント ３０ｂ０：本体部 ３２ａ：上面 ３２ｂ：上面 ３３ａ：第１領域 ３３ｂ：第２領域 ３３ｃ：第３領域 ３３ｄ：第４領域 ３４ａ：下面 ３４ｂ：下面 ３６ａ１：第１上部金属膜 ３６ａ２：第２上部金属膜 ３６ｂ：上部金属膜 ３８ａ：下部金属膜 ３８ｂ：下部金属膜 ４０：半導体レーザ素子 ４０ｅ：端面 ４０ｗ：導電性部材 ４２：中継部材 ５０Ａ、５０Ｂ：側壁 ５２Ａ、５２Ｂ：上面 ５４Ａ、５４Ｂ：下面 ５６Ａ１、５６Ｂ１：上部接合領域 ５６Ａ２、５６Ｂ２：下部接合領域 ６０Ａ：封止部材 ６０Ａ１：第１部分 ６０Ａ２：第２部分 ６０Ａ３：第３部分 ６０Ｂ：封止部材 ６２Ｂ：上面 ６４：透光領域 ６４Ｂ：下面 ６６：遮光膜 ７０：放熱ブロック ８０：ミラー部材 ８０ｓ：反射面 １００Ａ、１１０Ａ、１００Ｂ：発光装置 Ｌ：レーザ光
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
