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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】P2024145943
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】光源モジュール及び光源モジュールの製造方法
(51)【国際特許分類】
H01S 5/024 20060101AFI20241004BHJP
H01S 5/02315 20210101ALI20241004BHJP
H01S 5/026 20060101ALI20241004BHJP
H01S 5/343 20060101ALI20241004BHJP
G02B 6/42 20060101ALI20241004BHJP
G02B 6/12 20060101ALI20241004BHJP
G02B 6/13 20060101ALI20241004BHJP
【ＦＩ】
H01S5/024
H01S5/02315
H01S5/026 618
H01S5/343 610
H01S5/343
G02B6/42
G02B6/12 301
G02B6/13
【審査請求】未請求
【請求項の数】25
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023058561
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】520133916
【氏名又は名称】ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109210
【弁理士】
【氏名又は名称】新居 広守
(74)【代理人】
【識別番号】100137235
【弁理士】
【氏名又は名称】寺谷 英作
(74)【代理人】
【識別番号】100131417
【弁理士】
【氏名又は名称】道坂 伸一
(72)【発明者】
【氏名】中津 浩二
(72)【発明者】
【氏名】山中 一彦
(72)【発明者】
【氏名】畑 雅幸
(72)【発明者】
【氏名】林 茂生
【テーマコード（参考）】
2H137
2H147
5F173
【Ｆターム（参考）】
2H137AA17
2H137AB11
2H137AC01
2H137AC11
2H137BA46
2H137BA51
2H137BB02
2H137BB17
2H137BB24
2H137BB25
2H137BB26
2H137BC02
2H137BC51
2H137CA13C
2H137CA34
2H137CA77
2H137CA78
2H137CB06
2H137CB25
2H137CB32
2H137CC03
2H137CC05
2H137DA39
2H137DB08
2H137DB12
2H137EA04
2H137GA02
2H137HA01
2H137HA05
2H147AA04
2H147AB04
2H147AB17
2H147BD02
2H147BE13
2H147BG02
2H147CA08
2H147CA13
2H147CA27
2H147CB03
2H147CB06
2H147CC02
2H147CC13
2H147CC14
2H147CD02
2H147DA10
2H147EA02A
2H147EA10D
2H147EA13C
2H147EA14B
2H147EA14C
2H147FC01
2H147FC02
2H147FD18
2H147GA06
2H147GA10
2H147GA26
5F173MA10
5F173MB03
5F173MC12
5F173MD03
5F173MD16
5F173MD37
5F173MD84
5F173ME22
5F173ME32
5F173ME44
5F173ME56
5F173ME57
5F173MF03
5F173MF26
5F173MF39
(57)【要約】
【課題】半導体レーザで発生する熱を効率良く放熱することができる光源モジュールを提供する。
【解決手段】光源モジュール１は、第１実装面１０ａ及び第２実装面１０ｂを有する基台１０と、第１実装面１０ａに実装され、サブマウント２１及びサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装された半導体レーザ２２を有する光源２０と、第２実装面１０ｂに実装され、半導体レーザ２２の光出射面から出射したレーザ光が導波する光導波路３１及びレーザ光が光導波路３１に入射する光入射面３０ｉを有する平面光波回路素子３０と、を備え、光源２０は、サブマウント２１を構成する面のうち第３実装面２１ａと平行でない第４実装面２１ｂで第１実装面１０ａに実装されており、平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉは、第１実装面１０ａと平行である。
【選択図】図１
【解決手段】光源モジュール１は、第１実装面１０ａ及び第２実装面１０ｂを有する基台１０と、第１実装面１０ａに実装され、サブマウント２１及びサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装された半導体レーザ２２を有する光源２０と、第２実装面１０ｂに実装され、半導体レーザ２２の光出射面から出射したレーザ光が導波する光導波路３１及びレーザ光が光導波路３１に入射する光入射面３０ｉを有する平面光波回路素子３０と、を備え、光源２０は、サブマウント２１を構成する面のうち第３実装面２１ａと平行でない第４実装面２１ｂで第１実装面１０ａに実装されており、平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉは、第１実装面１０ａと平行である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１実装面及び第２実装面を有する基台と、
サブマウントと前記サブマウントの第３実装面に実装された半導体レーザとを有する光源と、
前記第２実装面に実装され、前記半導体レーザの光出射面から出射したレーザ光を導波する光導波路と前記レーザ光が前記光導波路に入射する光入射面とを有する平面光波回路素子と、を備え、
前記光源は、前記サブマウントを構成する面のうち前記第３実装面と平行でない第４実装面で前記第１実装面に実装されており、
前記光入射面は、前記第１実装面と平行である、
光源モジュール。
サブマウントと前記サブマウントの第３実装面に実装された半導体レーザとを有する光源と、
前記第２実装面に実装され、前記半導体レーザの光出射面から出射したレーザ光を導波する光導波路と前記レーザ光が前記光導波路に入射する光入射面とを有する平面光波回路素子と、を備え、
前記光源は、前記サブマウントを構成する面のうち前記第３実装面と平行でない第４実装面で前記第１実装面に実装されており、
前記光入射面は、前記第１実装面と平行である、
光源モジュール。
【請求項2】
前記半導体レーザは、発光層が前記第３実装面と反対側になるように前記第３実装面に実装されており、
前記光出射面は、前記サブマウントの前面より飛び出しておらず、
前記第１実装面と前記光入射面とは、面一である、
請求項１に記載の光源モジュール。
前記光出射面は、前記サブマウントの前面より飛び出しておらず、
前記第１実装面と前記光入射面とは、面一である、
請求項１に記載の光源モジュール。
【請求項3】
前記半導体レーザは、発光層が前記第３実装面側になるように前記第３実装面に実装されており、
前記光出射面は、前記サブマウントの前面より飛び出しており、
前記光出射面と前記前面との間隔をΔＺ１とし、前記第１実装面と前記光入射面との間隔をΔＺ２とすると、０≦ΔＺ２－ΔＺ１≦５μｍである、
請求項１に記載の光源モジュール。
前記光出射面は、前記サブマウントの前面より飛び出しており、
前記光出射面と前記前面との間隔をΔＺ１とし、前記第１実装面と前記光入射面との間隔をΔＺ２とすると、０≦ΔＺ２－ΔＺ１≦５μｍである、
請求項１に記載の光源モジュール。
【請求項4】
前記光導波路の光入射側の端部は、前記平面光波回路素子の側面である光導波路端面を有し、
前記光入射面は、前記光導波路端面であり、
前記第１実装面と前記光入射面とは平行である、
請求項１～３のいずれか１項に記載の光源モジュール。
前記光入射面は、前記光導波路端面であり、
前記第１実装面と前記光入射面とは平行である、
請求項１～３のいずれか１項に記載の光源モジュール。
【請求項5】
前記光導波路の光入射側の端部は、前記平面光波回路素子の上面に対して傾斜する光導波路反射面を有し、
前記半導体レーザは、前記レーザ光が前記上面である前記光入射面から前記光導波路反射面に向かって入射するように配置されており、
前記第１実装面と前記上面とは平行である、
請求項１～３のいずれか１項に記載の光源モジュール。
前記半導体レーザは、前記レーザ光が前記上面である前記光入射面から前記光導波路反射面に向かって入射するように配置されており、
前記第１実装面と前記上面とは平行である、
請求項１～３のいずれか１項に記載の光源モジュール。
【請求項6】
前記光導波路は、コアと、前記コアよりも屈折率が低いクラッドとを有し、
前記クラッドは、前記上面に対して垂直な方向において、前記コアの上側及び下側の各々に存在しているとともに、前記上面方向において、前記光導波路反射面を介して前記コアの外側に存在している、
請求項５に記載の光源モジュール。
前記クラッドは、前記上面に対して垂直な方向において、前記コアの上側及び下側の各々に存在しているとともに、前記上面方向において、前記光導波路反射面を介して前記コアの外側に存在している、
請求項５に記載の光源モジュール。
【請求項7】
前記レーザ光の光出射方向は、前記光入射面に対して垂直である、
請求項１～６のいずれか１項に記載の光源モジュール。
請求項１～６のいずれか１項に記載の光源モジュール。
【請求項8】
前記基台の熱伝導率は、前記平面光波回路素子の熱伝導率より高い、
請求項１～７のいずれか１項に記載の光源モジュール。
請求項１～７のいずれか１項に記載の光源モジュール。
【請求項9】
前記基台は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、ＡｌＮ、及び、ＳｉＣの中から選ばれる少なくとも一つによって構成されている、
請求項１～８のいずれか１項に記載の光源モジュール。
請求項１～８のいずれか１項に記載の光源モジュール。
【請求項10】
前記基台の熱伝導率は、１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である、
請求項１～９のいずれか１項に記載の光源モジュール。
請求項１～９のいずれか１項に記載の光源モジュール。
【請求項11】
前記サブマウントは、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ及びＡｇの中から選ばれる少なくとも一つによって構成された第１部材と、ＡｌＮ及びＳｉＣの中から選ばれる少なくとも一つによって構成された第２部材とを有し、
前記第１部材と前記基台とが接合され、
前記第２部材と前記半導体レーザとが接合されている、
請求項１０に記載の光源モジュール。
前記第１部材と前記基台とが接合され、
前記第２部材と前記半導体レーザとが接合されている、
請求項１０に記載の光源モジュール。
【請求項12】
前記平面光波回路素子は、基板に積層された前記光導波路を有し、
前記光導波路は、前記基板よりも前記基台に近い位置に配置されている、
請求項１～１１のいずれか１項に記載の光源モジュール。
前記光導波路は、前記基板よりも前記基台に近い位置に配置されている、
請求項１～１１のいずれか１項に記載の光源モジュール。
【請求項13】
前記光導波路は、複数の前記光源から発せられた光を結合させる光波回路であり、
前記複数の光源は、
前記半導体レーザ及び前記サブマウントとしてＡｌＩｎＧａＮ系の第１半導体レーザ及び第１サブマウントを有する青色光源と、
前記半導体レーザ及び前記サブマウントとしてＡｌＩｎＧａＮ系の第２半導体レーザ及び第２サブマウントを有する緑色光源と、
前記半導体レーザ及び前記サブマウントとしてＡｌＩｎＧａＰ系の第３半導体レーザ及び第３サブマウントを有する赤色光源と、を含む、
請求項１～１２のいずれか１項に記載の光源モジュール。
前記複数の光源は、
前記半導体レーザ及び前記サブマウントとしてＡｌＩｎＧａＮ系の第１半導体レーザ及び第１サブマウントを有する青色光源と、
前記半導体レーザ及び前記サブマウントとしてＡｌＩｎＧａＮ系の第２半導体レーザ及び第２サブマウントを有する緑色光源と、
前記半導体レーザ及び前記サブマウントとしてＡｌＩｎＧａＰ系の第３半導体レーザ及び第３サブマウントを有する赤色光源と、を含む、
請求項１～１２のいずれか１項に記載の光源モジュール。
【請求項14】
前記第１実装面は、前記第１サブマウントが接合される第１サブ実装面と、前記第２サブマウントが接合される第２サブ実装面と、前記第３サブマウントが接合される第３サブ実装面とを有し、
前記第１サブ実装面と前記第２サブ実装面は平行であり、
前記第１サブ実装面と、前記第３サブ実装面とは垂直である、
請求項１３に記載の光源モジュール。
前記第１サブ実装面と前記第２サブ実装面は平行であり、
前記第１サブ実装面と、前記第３サブ実装面とは垂直である、
請求項１３に記載の光源モジュール。
【請求項15】
前記第２半導体レーザは、前記第１半導体レーザと前記第２サブマウントとの間に位置する、
請求項１４に記載の光源モジュール。
請求項１４に記載の光源モジュール。
【請求項16】
前記光源は、複数であり、
複数の前記光源は、
前記半導体レーザ及び前記サブマウントとしてＡｌＩｎＧａＮ系の第１半導体レーザ及び第１サブマウントを有する青色光源と、
前記半導体レーザ及び前記サブマウントとしてＡｌＩｎＧａＮ系の第２半導体レーザ及び第２サブマウントを有する緑色光源と、
前記半導体レーザ及び前記サブマウントとしてＡｌＩｎＧａＰ系の第３半導体レーザ及び第３サブマウントを有する赤色光源と、を含み、
前記第１実装面は、前記平面光波回路素子の平面視において、前記平面光波回路素子の一辺の外側にある第１サブ実装面と、前記一辺とは平行でない他の辺の外側にある第２サブ実装面とを有し、
前記青色光源及び前記緑色光源はいずれも、前記第１サブ実装面及び前記第２サブ実装面の一方に配置され、
前記赤色光源は、前記第１サブ実装面及び前記第２サブ実装面の他方に配置される、
請求項１～３、５、６のいずれか１項に記載の光源モジュール。
複数の前記光源は、
前記半導体レーザ及び前記サブマウントとしてＡｌＩｎＧａＮ系の第１半導体レーザ及び第１サブマウントを有する青色光源と、
前記半導体レーザ及び前記サブマウントとしてＡｌＩｎＧａＮ系の第２半導体レーザ及び第２サブマウントを有する緑色光源と、
前記半導体レーザ及び前記サブマウントとしてＡｌＩｎＧａＰ系の第３半導体レーザ及び第３サブマウントを有する赤色光源と、を含み、
前記第１実装面は、前記平面光波回路素子の平面視において、前記平面光波回路素子の一辺の外側にある第１サブ実装面と、前記一辺とは平行でない他の辺の外側にある第２サブ実装面とを有し、
前記青色光源及び前記緑色光源はいずれも、前記第１サブ実装面及び前記第２サブ実装面の一方に配置され、
前記赤色光源は、前記第１サブ実装面及び前記第２サブ実装面の他方に配置される、
請求項１～３、５、６のいずれか１項に記載の光源モジュール。
【請求項17】
半導体レーザをサブマウントの第３実装面に実装して光源を作製する工程と、
光導波路を有する平面光波回路素子を基台の第２実装面に実装する工程と、
前記光源を前記基台の第１実装面に実装する工程と、を含む光源モジュールの製造方法であって、
前記半導体レーザから出射するレーザ光を前記平面光波回路素子の光入射面から前記光導波路に入射させて、前記レーザ光の光量が最大となるように、前記光源の位置を前記第１実装面と平行な面内の方向で調整した後、前記第３実装面と平行でない面と前記第１実装面との間に配置された第１接合層を介して前記光源を前記基台に固定する、
光源モジュールの製造方法。
光導波路を有する平面光波回路素子を基台の第２実装面に実装する工程と、
前記光源を前記基台の第１実装面に実装する工程と、を含む光源モジュールの製造方法であって、
前記半導体レーザから出射するレーザ光を前記平面光波回路素子の光入射面から前記光導波路に入射させて、前記レーザ光の光量が最大となるように、前記光源の位置を前記第１実装面と平行な面内の方向で調整した後、前記第３実装面と平行でない面と前記第１実装面との間に配置された第１接合層を介して前記光源を前記基台に固定する、
光源モジュールの製造方法。
【請求項18】
前記半導体レーザは、発光層が前記第３実装面側になるように実装により前記第３実装面に実装されており、
前記半導体レーザの光出射面は、前記サブマウントの前面より飛び出しており、
前記光出射面と前記前面との間隔をΔＺ１とし、前記第１実装面と前記平面光波回路素子の光入射面との間隔をΔＺ２とすると、０≦ΔＺ２－ΔＺ１≦５μｍである、
請求項１７に記載の光源モジュールの製造方法。
前記半導体レーザの光出射面は、前記サブマウントの前面より飛び出しており、
前記光出射面と前記前面との間隔をΔＺ１とし、前記第１実装面と前記平面光波回路素子の光入射面との間隔をΔＺ２とすると、０≦ΔＺ２－ΔＺ１≦５μｍである、
請求項１７に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項19】
前記半導体レーザは、発光層が前記第３実装面と反対側になるように実装により前記第３実装面に実装されており、
前記半導体レーザの光出射面は、前記サブマウントの前面より飛び出しておらず、
前記第１実装面と前記光入射面とは、面一である、
請求項１７に記載の光源モジュールの製造方法。
前記半導体レーザの光出射面は、前記サブマウントの前面より飛び出しておらず、
前記第１実装面と前記光入射面とは、面一である、
請求項１７に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項20】
前記光導波路の光入射側の端部は、前記平面光波回路素子の側面である光導波路端面を有し、
前記光入射面は、前記光導波路端面であり、
前記第１実装面と前記光入射面とは平行である、
請求項１７～１９のいずれか１項に記載の光源モジュールの製造方法。
前記光入射面は、前記光導波路端面であり、
前記第１実装面と前記光入射面とは平行である、
請求項１７～１９のいずれか１項に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項21】
前記光導波路の光入射側の端部は、前記平面光波回路素子の上面に対して傾斜する光導波路反射面を有し、
前記半導体レーザは、前記レーザ光が前記上面である前記光入射面から前記光導波路反射面に向かって入射するように配置されており、
前記第１実装面と前記上面とは平行である、
請求項１７～１９のいずれか１項に記載の光源モジュールの製造方法。
前記半導体レーザは、前記レーザ光が前記上面である前記光入射面から前記光導波路反射面に向かって入射するように配置されており、
前記第１実装面と前記上面とは平行である、
請求項１７～１９のいずれか１項に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項22】
前記半導体レーザは、接合層を介して前記サブマウントに実装されており、
前記半導体レーザと前記サブマウントとの間に位置する前記接合層と、前記第１接合層とは、同じ材料で構成されており、
前記光源を前記基台に実装する工程において、前記サブマウントを透過したレーザ光により前記第１接合層を直接加熱する、
請求項１７～２１のいずれか１項に記載の光源モジュールの製造方法。
前記半導体レーザと前記サブマウントとの間に位置する前記接合層と、前記第１接合層とは、同じ材料で構成されており、
前記光源を前記基台に実装する工程において、前記サブマウントを透過したレーザ光により前記第１接合層を直接加熱する、
請求項１７～２１のいずれか１項に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項23】
前記平面光波回路素子と前記基台とを接合した後に、前記平面光波回路素子と前記基台とを一度に切断する、
請求項１７～２２のいずれか１項に記載の光源モジュールの製造方法。
請求項１７～２２のいずれか１項に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項24】
前記平面光波回路素子を前記基台に実装する工程では、前記平面光波回路素子の側面と前記基台の側面とを同一の面に押し当てながら前記平面光波回路素子と前記基台とを接合する、
請求項１７～２２のいずれか１項に記載の光源モジュールの製造方法。
請求項１７～２２のいずれか１項に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項25】
前記平面光波回路素子を前記基台に実装する工程では、高さが異なる２つの段差面を有する押し当て部材を前記平面光波回路素子の側面又は上面に配置し、前記平面光波回路素子の側面と前記基台の側面との各々を前記押し当て部材の２つの段差面に押し当てながら前記平面光波回路素子と前記基台とを接合する、
請求項１８に記載の光源モジュールの製造方法。
請求項１８に記載の光源モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体レーザを備える光源モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体レーザを備える光源モジュールとして、サブキャリアの上面に配置された半導体レーザ（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）と、基板上に設けられた平面光波回路（ＰＬＣ：Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）とを備えた集積光学装置が知られている（特許文献１）。
【0003】
特許文献１に開示された光源モジュールでは、半導体レーザから出射したレーザ光が平面光波回路の光導波路に入射するように、光導波路の入射面が半導体レーザの光出射面と対向するように配置されている。また、サブキャリアの側面と基板の側面とが複数の金属層を介して接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０２０／１９６４８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に開示された光源モジュールでは、平面光波回路が設けられる基板としてシリコン（Ｓｉ）からなるシリコン基板を用い、フォトリソグラフィ及びエッチングを含む公知の半導体プロセスによって基板の表面に平面光波回路を作り込んでいる。また、ＰＬＣが形成された基板に、ＬＤが実装されたサブキャリアを接合している。
【0006】
しかしながら、シリコンは熱伝導率が高くないので、特許文献１に開示された光源モジュールでは、半導体レーザの駆動時に半導体レーザで発生する熱を基板を介して効率良く放熱することができない。
【0007】
本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、半導体レーザの駆動時に半導体レーザで発生する熱を効率良く放熱することができる光源モジュール及び光源モジュールの製造方法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】
【0008】
上記目的を達成するために、本開示に係る光源モジュールの一態様は、第１実装面及び第２実装面を有する基台と、サブマウントと前記サブマウントの第３実装面に実装された半導体レーザとを有する光源と、前記第２実装面に実装され、前記半導体レーザの光出射面から出射したレーザ光を導波する光導波路と前記レーザ光が前記光導波路に入射する光入射面とを有する平面光波回路素子と、を備え、前記光源は、前記サブマウントを構成する面のうち前記第３実装面と平行でない第４実装面で前記第１実装面に実装されており、前記光入射面は、前記第１実装面と平行である。
【0009】
また、本開示に係る光源モジュールの製造方法の一態様は、半導体レーザをサブマウントの第３実装面に実装して光源を作製する工程と、光導波路を有する平面光波回路素子を基台の第２実装面に実装する工程と、前記光源を前記基台の第１実装面に実装する工程と、を含む光源モジュールの製造方法であって、前記半導体レーザから出射するレーザ光を前記平面光波回路素子の光入射面から前記光導波路に入射させて、前記レーザ光の光量が最大となるように、前記光源の位置を前記第１実装面と平行な面内の方向で調整した後、前記第３実装面と平行でない面と前記第１実装面との間に配置された第１接合層を介して前記光源を前記基台に固定する。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、半導体レーザの駆動時に半導体レーザで発生する熱を効率良く放熱することができる光源モジュールを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ（工程）及びステップの順序等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【0013】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【0014】
また、本明細書において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」及び「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔をあけて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに接する状態で配置される場合にも適用される。
【0015】
また、「平行」、「垂直」又は「直交」等の幾何学的な表現については、数学的な厳密さで完全に平行、垂直又は直交であることだけを意味するのではなく、実質的に平行、垂直又は直交であることも含まれる。すなわち、「平行」、「垂直」又は「直交」等には、製造誤差や寸法公差等で実質的に許容される数％程度の誤差も含まれる。
【0016】
【0017】
図１に示すように、光源モジュール１は、基台１０と、基台１０に実装された光源２０と、基台１０に実装された平面光波回路素子３０とを備える。
【0018】
基台１０は、光源２０及び平面光波回路素子３０を支持する支持部材として機能する。基台１０は、第１実装面１０ａ及び第２実装面１０ｂを有する。基台１０の第１実装面１０ａは、光源２０が実装される面であり、基台１０の第２実装面１０ｂは、平面光波回路素子３０が実装される面である。具体的には、第１実装面１０ａは、基台１０の側面であり、第２実装面１０ｂは、基台１０の上面である。また、第１実装面１０ａ及び第２実装面１０ｂは、フラットな平面である。本実施の形態において、第１実装面１０ａと第２実装面１０ｂとは、直交している。したがって、第１実装面１０ａである基台１０の側面と第２実装面１０ｂである基台１０の上面とは、直交している。
【0019】
基台１０は、基台１０の基材である基台本体１１と、金属膜１２とを有する。金属膜１２は、基台本体１１の側面に形成されている。したがって、基台１０の第１実装面１０ａは、金属膜１２の外表面である。また、基台１０の第２実装面１０ｂは、基台本体１１の上面である。なお、金属膜１２は、一例として、側面から順に、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕの三層積層構造であるが、これに限るものではない。
【0020】
基台１０は、光源２０及び平面光波回路素子３０で発生する熱を放熱させるための放熱部材（ヒートシンク）としても機能する。したがって、基台１０は、高い熱伝導率を有する高熱伝導材料によって構成されているとよい。基台１０は、金属（金属合金を含む）又はセラミック等で構成することができる。
【0021】
本実施の形態において、基台１０は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、ＡｌＮ、及び、ＳｉＣの中から選ばれる少なくとも一つによって構成されている。具体的には、基台１０における基台本体１１が、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、ＡｌＮ、及び、ＳｉＣの中から選ばれる少なくとも一つによって構成されている。なお、基台本体１１は、この中から選ばれる金属からなる金属合金であってもよい。
【0022】
基台１０の熱伝導率は、平面光波回路素子３０の熱伝導率より高くなっている。具体的には、基台１０の基台本体１１の熱伝導率が平面光波回路素子３０の熱伝導率よりも高くなっている。
【0023】
また、平面光波回路素子３０を上面視したときに、基台１０は、平面光波回路素子３０よりも大きい。具体的には、基台１０を上面視したときの面積は、平面光波回路素子３０を上面視したときの面積よりも大きくなっている。
【0024】
光源２０は、サブマウント２１と、サブマウント２１の第３実装面２１ａに実装された半導体レーザ２２とを有する。
【0025】
サブマウント２１は、第３実装面２１ａと第４実装面２１ｂを有する。サブマウント２１の第３実装面２１ａは、半導体レーザ２２が実装される面である。本実施の形態においては、第３実装面２１ａは、サブマウント２１の上面である。また、第３実装面２１ａは、フラットな平面であり、サブマウント２１の側面に直交している。
【0026】
サブマウント２１は、半導体レーザ２２を実装するための基台として機能する。本実施の形態において、サブマウント２１は、サブマウント２１の基材であるサブマウント本体２５と、第１金属膜２６と、第２金属膜２７とを有する。サブマウント本体２５は、直方体の形状を有し、平面である第１配置面２５ａと第１配置面２５ａに直交する平面である第２配置面２５ｂを有する。第１金属膜２６は、サブマウント本体２５の第１配置面２５ａに形成されている。したがって、本実施の形態において、サブマウント２１の第３実装面２１ａは、第１金属膜２６の外表面である。また、第２金属膜２７は、サブマウント本体２５の第２配置面２５ｂに形成されている。したがって、本実施の形態において、サブマウント２１の第４実装面２１ｂは、第２金属膜２７の外表面である。本実施の形態において、第２金属膜２７は、第２配置面２５ｂの一部に形成され、第１配置面２５ａ側の表面には形成されていない。したがって、第１金属膜２６と第２金属膜２７は接続されない。なお、第１金属膜２６及び第２金属膜２７は、一例として、サブマウント本体２５から順にＴｉ、Ｐｔ、Ａｕの三層積層構造であるが、これに限るものではない。また、本実施の形態においては、サブマウント本体２５の第１配置面２５ａに対向する面と第２配置面２５ｂに対向する面には金属膜は形成されない。
【0027】
サブマウント２１は、光源２０で発生する熱を放熱させるための放熱部材（ヒートシンク）としても機能する。したがって、サブマウント２１は、高い熱伝導率を有する高熱伝導材料によって構成されているとよい。サブマウント２１は、金属（金属合金を含む）、セラミック又は熱伝導率が高い半導体材料等で構成することができる。
【0028】
例えば、サブマウント２１は、Ｓｉ、ＡｌＮ、及び、ＳｉＣの中から選ばれる少なくとも一つによって構成されている。具体的には、この場合、サブマウント２１におけるサブマウント本体２５が、Ｓｉ、ＡｌＮ、及び、ＳｉＣの中から選ばれる少なくとも一つによって構成されている。このように、サブマウント本体２５を、Ｓｉ、ＡｌＮ、又は、ＳｉＣによって構成することで、光源２０のサブマウント２１を基台１０に接合する際に加熱用レーザ光源から出射するレーザ光をサブマウント本体２５に透過させることができる。例えば、ＡｌＮ又はＳｉＣによって構成されたサブマウント本体２５は、可視光～赤外帯域のいずれかの波長のレーザ光の少なくとも一部を透過し、Ｓｉによって構成されたサブマウント本体２５は、波長１．２μｍから１５μｍの赤外光帯域のいずかの波長のレーザ光を透過する。
【0029】
サブマウント２１の熱伝導率は、高い方がよい。例えば、サブマウント２１の熱伝導率は、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるとよい。具体的には、サブマウント２１のサブマウント本体２５の熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるとよい。
【0030】
半導体レーザ２２は、ピーク波長が３５０ｎｍ～９００ｎｍのレーザ光を出射する横シングルモードの半導体レーザチップである。半導体レーザ２２のチップサイズは、例えば幅が１５０μｍで、長さ（共振器長）が２００μｍで、厚みが８０μｍである。半導体レーザ２２の一方の表面には導波路２２ａが形成されている。また、本実施の形態において、半導体レーザ２２は、リッジストライプ型の導波路構造であり、導波路２２ａの幅は、例えば１μｍ～５μｍである。
【0031】
半導体レーザ２２は、サブマウント２１の第３実装面２１ａに実装される。具体的には、半導体レーザ２２は、接合層４１を介してサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装される。接合層４１は、サブマウント２１の第３実装面２１ａに形成されている。具体的には、接合層４１は、第１金属膜２６に形成されている。接合層４１は、ＡｕＳｎ等からなる半田等の導電性接合材料によって構成されている。接合層４１は、例えば、蒸着又は塗布により第１金属膜２６に積層することができる。
【0032】
本実施の形態において、半導体レーザ２２は、発光層が第３実装面２１ａと反対側になるようにジャンクションアップ実装によりサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装されている。つまり導波路２２ａが形成された表面とは反対の面がサブマウントに接合される。例えば、サブマウント２１の第３実装面２１ａに形成された接合層４１の上に半導体レーザ２２をジャンクションアップ実装により配置し、接合層４１によって半導体レーザ２２をサブマウント２１に接合して固定することができる。
【0033】
また、半導体レーザ２２の光出射面である前端面２２ｆは、サブマウント２１の側端面２１ｆである第２配置面２５ｂより飛び出していない。なお、サブマウント２１（サブマウント本体２５）の複数の側面のうち、半導体レーザ２２の光出射面である前端面２２ｆと同方向の面を「前面」と呼ぶこととする。本実施の形態において、サブマウント本体２５の第２配置面２５ｂは、サブマウント本体２５の前面である。また、本実施の形態において、半導体レーザ２２の前端面２２ｆは、サブマウント２１の基台１０側の端面（第２金属膜２７の外表面）よりも後退した位置に存在している。具体的には、半導体レーザ２２の前端面２２ｆは、サブマウント本体２５の基台１０側の端面である第２配置面２５ｂとほぼ面一になっている。
【0034】
光源２０は、サブマウント２１に半導体レーザ２２が実装されて構成される。光源２０は、基台１０の第１実装面１０ａに実装されて固定されている。本実施の形態において、基台１０の第１実装面１０ａは、基台１０の側面である。したがって、光源２０は、基台１０の側面に固定されている。
【0035】
また、光源２０は、サブマウント２１を構成する面のうち第３実装面２１ａと直交する第４実装面２１ｂで、基台１０の第１実装面１０ａに実装されている。具体的には、光源２０は、サブマウント２１の側面で、基台１０の第１実装面１０ａに実装されている。つまり、光源２０におけるサブマウント２１の第４実装面２１ｂと、基台１０の第１実装面１０ａとが接合されている。具体的には、光源２０におけるサブマウント２１の第２金属膜２７と基台１０の金属膜１２とが接合層４３を介して接合されている。接合層４３は、ＳＡＣ（Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕの合金）又はＡｕＳｎ等からなる半田等の熱伝導率の高い金属合金によって構成されている。本実施の形態において、サブマウント２１と基台１０とを接合する接合層４３は、半導体レーザ２２とサブマウント２１とを接合する接合層４１と同じ材質で構成されている。
【0036】
平面光波回路素子３０は、光源２０の半導体レーザ２２の光出射面から出射したレーザ光が導波する光導波路３１と、光導波路３１を保持する基板３２とを有する。基板３２は例えば平板であり、平面光波回路素子３０は、光導波路３１側の表面が第１面３０ｕで、基板３２側の表面が第２面３０ｂである。そして、平面光波回路素子３０は、光源２０側に配置される側面である第３面３０ｃと、第３面に対向する第４面３０ｄを有する。
【0037】
光導波路３１は、基板３２の上に設けられている。光導波路３１は、コア３１ａと、コア３１ａよりも屈折率が低いクラッド３１ｂとを有する。クラッド３１ｂは、平面光波回路素子３０の上面に対して垂直な方向において、コア３１ａの上側及び下側の各々に存在している。具体的には、コア３１ａの延伸方向に直交する断面において、クラッド３１ｂは、コア３１ａの全体を囲んでいる。この構成により、光導波路３１に入射した光は、コア３１ａとクラッド３１ｂとの界面で全反射しながらコア３１ａを伝搬して導波する。
【0038】
コア３１ａは、平面光波回路素子３０の上面である第１面３０ｕと平行な面内において延伸している。また、コア３１ａは、第３面３０ｃから第４面３０ｄに向かって延伸するように形成される。そして、第３面３０ｃ側のコア３１ａの端面は光入射面３０ｉであり、第４面３０ｄ側のコア３１ａの端面は光出射面３０ｅとなる。コア３１ａは、例えば直線状に延伸しているが、これに限るものではない。コア３１ａは、曲線状に延伸していてもよいし、曲線部と直線部とを有するように延伸していてもよい。
【0039】
本実施の形態において、基板３２は、例えば、シリコンからなるシリコン基板又はガラスからなるガラス基板等からなる平板であるが、これに限らない。また、一例として、コア３１ａは、窒化シリコン（ＳｉＮ）によって構成されており、クラッド３１ｂは、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）によって構成されている。
【0040】
本実施の形態において、光導波路３１の光源２０側の端面（側面）を含む第３面３０ｃ側には、第１反射防止膜３３が形成されている。第１反射防止膜３３は、光入射面３０ｉから光導波路３１に入射するレーザ光が光入射面３０ｉで反射することを防止する。また、光導波路３１の光源２０側とは反対側の端面（側面）を含む第４面３０ｄ側には、第２反射防止膜３４が形成されている。第２反射防止膜３４は、光導波路３１から外部に出射するレーザ光が光出射面３０ｅで反射することを防止する。第１反射防止膜３３及び第２反射防止膜３４は、例えば、複数の誘電体膜が積層された誘電体多層膜である。誘電体膜の材料としては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）又は酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等である。なお、第１反射防止膜３３及び第２反射防止膜３４は、必ずしも形成する必要はなく、形成されていなくてもよい。
【0041】
平面光波回路素子３０は、半導体レーザ２２の光出射面から出射したレーザ光が光導波路３１に入射する光入射面３０ｉと、光導波路３１を導波したレーザ光が光導波路３１から外部に出射する光出射面３０ｅとを有する。
【0042】
本実施の形態では、光導波路３１の光源２０側の端面（第３面３０ｃ）に第１反射防止膜３３が形成されているので、平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉは、第１反射防止膜３３の外表面である。また、光導波路３１の光源２０側とは反対側の端面（第４面３０ｄ）には第２反射防止膜３４が形成されているので、平面光波回路素子３０の光出射面３０ｅは、第２反射防止膜３４の外表面である。なお、第１反射防止膜３３及び第２反射防止膜３４が形成されていない場合は、光導波路３１の光源２０側の端面が光入射面３０ｉであり、光導波路３１の光源２０側とは反対側の端面が光出射面３０ｅとなる。
【0043】
光入射面３０ｉは、基台１０の第１実装面１０ａと平行である。つまり、光入射面３０ｉは、基台１０の光源２０側の側面と平行である。具体的には、光導波路３１の光入射側の端部は、平面光波回路素子３０の光源２０側の側面である光導波路端面を有し、光入射面３０ｉは、この光導波路端面である。
【0044】
本実施の形態において、光入射面３０ｉは、基台１０の第１実装面１０ａと面一になっている。つまり、光入射面３０ｉである平面光波回路素子３０の光源２０側の側面である第３面３０ｃは、基台１０の光源２０側の側面と同一の平面である。本実施の形態では、光導波路３１の光源２０側の端面に第１反射防止膜３３が形成されていて平面光波回路素子３０の光源２０側の側面が第１反射防止膜３３の外表面であり、また、基台本体１１の光源２０側の側面に金属膜１２が形成されていて基台１０の光源２０側の側面が金属膜１２の外表面であるので、第１反射防止膜３３の外表面と金属膜１２の外表面とが同一の平面になっている。
【0045】
また、光入射面３０ｉは、半導体レーザ２２の光出射面（前端面）に対向している。本実施の形態において、光入射面３０ｉは、半導体レーザ２２の光出射面と平行である。したがって、半導体レーザ２２から出射したレーザ光の光出射方向は、光入射面３０ｉに対して垂直になっている。なお、半導体レーザ２２から出射したレーザ光の光出射方向は、光入射面３０ｉの垂直線に対して±１０°以内の角度の範囲で傾いていてもよい。
【0046】
平面光波回路素子３０の光出射面３０ｅは、平面光波回路素子３０の光源２０側とは反対側の側面である第４面３０ｄであり、平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉと平行である。したがって、光出射面３０ｅは、基台１０の第１実装面１０ａと平行である。つまり、光出射面３０ｅは、基台１０の光源２０の側面と平行である。また、光出射面３０ｅは、基台１０の光源２０側の側面とは反対側の側面とも平行である。このように平行であると、平面光波回路素子３０を小型化できる。
【0047】
平面光波回路素子３０は、基台１０の上に固定されている。本実施の形態において、平面光波回路素子３０は、基台１０の第２実装面１０ｂに接合されて基台１０に固定されている。具体的には、平面光波回路素子３０は、接合層４２を介して基台１０の第２実装面１０ｂに接合されている。接合層４２は、例えば、ＡｕＳｎ等からなる半田等の導電性接合材料、又は、金属焼結材からなる接合材料によって構成されている。なお、接合層４２は、絶縁性材料によって構成されていてもよい。例えば、接合層４２は、紫外線硬化樹脂等の絶縁性を有する樹脂接着剤等によって構成されていてもよい。
【0048】
次に、光源モジュール１の効果について、図２を用いて説明する。図２は、実施の形態１に係る光源モジュール１の効果を説明するための図である。なお、図２の黒矢印は、半導体レーザ２２で発生した熱の放熱経路を模式的に示している。
【0049】
図２に示すように、光源モジュール１は、例えば、筐体１００に載置される。そして、光源２０は、図示しない金属ワイヤーなどの電気配線により外部電源と接続される。光源２０に電力が供給され、光源２０の半導体レーザ２２が駆動すると、半導体レーザ２２の導波路２２ａの前端面２２ｆからレーザ光が出射する。半導体レーザ２２から出射したレーザ光は、平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉから光導波路３１に入射して、光導波路３１を導波して平面光波回路素子３０の光出射面３０ｅから外部に出射する。具体的には、半導体レーザ２２から出射したレーザ光は、平面光波回路素子３０の側面から入射して光導波路３１のコア３１ａに入射する。光導波路３１のコア３１ａに入射したレーザ光は、コア３１ａとクラッド３１ｂとの界面で全反射を繰り返しながらコア３１ａを伝搬する。
【0050】
このように半導体レーザ２２が駆動すると、半導体レーザ２２の導波路２２ａで、レーザ光に変換されなかった電力がジュール熱となり発生する。このとき、光源モジュール１では、半導体レーザ２２がサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装された光源２０が、サブマウント２１を構成する面のうち第３実装面２１ａと直交する第４実装面２１ｂで基台１０の第１実装面１０ａに実装されており、また、平面光波回路素子３０が基台１０の第２実装面１０ｂに実装されている。
【0051】
この構成により、図２の黒矢印に示すように、半導体レーザ２２で発生した熱は、サブマウント２１に伝導し、サブマウント２１の第４実装面２１ｂと基台１０の第１実装面１０ａの間の接合層４３を介して基台１０に伝導し、基台１０の下面である放熱面１０ｈから筐体１００へと伝導する。これにより、半導体レーザ２２の駆動時に半導体レーザ２２で発生する熱を効率良く放熱することができる。このため、半導体レーザ２２の温度上昇を抑制することができる。
【0052】
この場合、基台１０は、熱伝導率が高い材料によって構成されているとよい。これにより、半導体レーザ２２で発生した熱を素早く伝導して外部に放熱させることができる。一例として、サブマウント２１のサブマウント本体２５をＡｌＮ（熱伝導率：１７０Ｗ／ｍ・Ｋ）で構成し、基台１０の基台本体１１をＣｕ（熱伝導率：３９０Ｗ／ｍ・Ｋ）又はＳｉＣ（熱伝導率：３００～４２０Ｗ／ｍ・Ｋ）で構成することができる。なお、平面光波回路素子３０の基板３２は、例えばＳｉ（熱伝導率：１５０Ｗ／ｍ・Ｋ）からなるシリコン基板である。
【0053】
【0054】
まず、図３Ａに示すように、半導体レーザ２２をサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装して光源２０を作製する。
【0055】
具体的には、まずサブマウント本体２５の第２配置面２５ｂの一部に第２金属膜２７が形成され、続いて第１配置面２５ａに第１金属膜２６が形成される。さらに第１金属膜２６上には接合層４１が形成される。そして、サブマウント２１の第３実装面２１ａに予め形成された接合層４１の上に半導体レーザ２２をジャンクションアップ実装により配置し、接合層４１を溶融することで半導体レーザ２２をサブマウント２１に接合する。このとき、半導体レーザ２２の前端面２２ｆは、第２配置面２５ｂである側端面２１ｆに対して、飛び出ないように固定される。これにより、半導体レーザ２２がサブマウント２１に固定された光源２０を作製することができる。
【0056】
次に、図３Ｂに示すように、光導波路３１を有する平面光波回路素子３０を基台１０の第２実装面１０ｂに実装する。
【0057】
具体的には、まず、基板３２の上に形成された光導波路３１の両端面に第１反射防止膜３３及び第２反射防止膜３４を形成して平面光波回路素子３０を作製する。また、基台１０の上面に例えばめっき法により接合層４２を形成する。その後、押し当て部材（不図示）を用いて平面光波回路素子３０の側面と基台１０の側面とを押し当て部材の同一の面に押し当てながら平面光波回路素子３０と基台１０とを接合する。具体的には、接合層４２が形成された基台１０と平面光波回路素子３０とを共に横方向から押し当て部材に押し付けながら接合層４２を溶融させることで平面光波回路素子３０と基台１０とを接合する。このように、平面光波回路素子３０の側面と基台１０の側面とを同一の面に押し当てながら平面光波回路素子３０と基台１０とを接合することで、側面同士が面一となるように平面光波回路素子３０と基台１０とを容易に接合することができる。
【0058】
次に、図３Ｃ及び図３Ｄに示すように、光源２０を基台１０の第１実装面１０ａに実装する。本実施の形態では、半導体レーザ２２から出射するレーザ光を平面光波回路素子３０の光導波路３１に入射させて、半導体レーザ２２のレーザ光の光量が最大となるように、光源２０の位置を基台１０の第１実装面１０ａと平行な面内の方向で調整した後、サブマウント２１の第４実装面２１ｂと基台１０の第１実装面１０ａとの間に配置された接合層４３を介して光源２０を基台１０に固定する。
【0059】
具体的には、まず、図３Ｃに示すように、半導体レーザ２２から出射するレーザ光によって、平面光波回路素子３０が実装された基台１０に対する光源２０の位置の調整を行う。つまり、アクティブアライメントを行う。例えば、まず光源２０を図示しない所定の治具で保持する。このとき光源２０の半導体レーザ２２に所定の電力を供給できる治具、例えば２つのコンタクトプローブを有する治具を用いて保持する。続いて光源２０のサブマウント２１と平面光波回路素子３０が実装された基台１０との間に接合層４３を挟持した状態で、半導体レーザ２２を駆動して半導体レーザ２２から出射するレーザ光を平面光波回路素子３０の光導波路３１に入射させて光導波路３１から出射するレーザ光をパワーメータ２００でモニタする。このとき、モニタしたレーザ光の光量が最大となるように、光源２０の位置を移動させる。つまり、モニタしたレーザ光の光量が最大となるように、半導体レーザ２２の光軸と光導波路３１との光軸とを調整する。この光軸の調整は、基台１０の第１実装面１０ａと平行な面内の方向で行う。
【0060】
なお、接合層４３は、シート状の半田箔として基台１０とサブマウント２１との間に挿入してもよいし、蒸着又は塗布等によって基台１０の第１実装面１０ａに予め形成しておいてもよい。また、基台１０の第１実装面１０ａに予め接合層４３を形成する場合、平面光波回路素子３０を基台１０に実装する前に接合層４３を基台１０に形成しておいてもよい。
【0061】
光源２０の位置を調整した後、図３Ｄに示すように、光源２０のサブマウント２１の側面と基台１０の第１実装面１０ａとの間に接合層４３を配置し、加熱用レーザ光源３００から出射するレーザ光を、サブマウント２１に透過させて接合層４３に照射する。具体的には、加熱用のレーザ光は、サブマウント２１のサブマウント本体２５で一部は散乱、吸収されるが、透過したレーザ光が接合層４３に到達する。これにより、接合層４３をレーザ光によって直接加熱することができる。加熱用のレーザ光が照射されることで接合層４３が加熱溶融する。そして、加熱用のレーザ光を停止することで接合層４３の温度が下がり、接合層４３が固化する。これにより、接合層４３を介して光源２０のサブマウント２１と基台１０とを固定することができる。なお、本実施の形態において、半導体レーザ２２とサブマウント２１とを接合する接合層４１とサブマウント２１と基台１０とを接合する接合層４３とは、同じ材質で構成されている。
【0062】
このように、加熱用のレーザ光がサブマウント２１を透過することでサブマウント２１の発熱が抑えられる。つまり、サブマウント２１の温度上昇を抑えることができる。これにより、半導体レーザ２２とサブマウント２１と間に位置する接合層４１が再溶融することによるアライメントずれを抑制できる。
【0063】
なお、本実施の形態では、図３Ｃの工程（アクティブアライメント工程）の後に図３Ｄの工程（加熱用のレーザ光の照射工程）を行ったが、これに限らない。例えば、図３Ｃの工程と図３Ｄの工程とを同時に行ってもよい。また、図３Ｃの工程よりも先に図３Ｄの工程を行ってもよい。つまり、図３Ｄの工程の後に図３Ｃの工程を行ってもよい。この場合、加熱用のレーザ光をサブマウント２１に透過させて接合層４３に照射して接合層４３を軟化させ、光源２０の半導体レーザ２２の光軸と平面光波回路素子３０の光導波路３１との光軸とを調整した後に加熱用のレーザ光の照射を停止して接合層４３を固化させる。
【0064】
このように、平面光波回路素子３０が固定された基台１０に光源２０を固定することで、図３Ｅに示すように、光源モジュール１が完成する。
【0065】
なお、本実施の形態では、押し当て部材を用いて平面光波回路素子３０の側面と基台１０の側面とが面一となるように平面光波回路素子３０と基台１０とを接合したが、これに限るものではない。例えば、平面光波回路素子３０と基台１０とを接合した後に、平面光波回路素子３０と基台１０とをまとめて切断してもよい。これにより、平面光波回路素子３０の側面と基台１０の側面とを容易に面一にすることができる。
【0066】
以上説明したように、本実施の形態に係る光源モジュール１では、半導体レーザ２２がサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装された光源２０が、サブマウント２１を構成する面のうち第３実装面２１ａと平行でない面で基台１０の第１実装面１０ａに実装されており、また、平面光波回路素子３０が基台１０の第２実装面１０ｂに実装されている。そして、平面光波回路素子３０における光入射面３０ｉは、基台１０の第１実装面１０ａと平行になっている。
【0067】
このように、平面光波回路素子３０とは別に設けられたヒートシンクとなる基台１０に光源２０が接合されているので、半導体レーザ２２の駆動時に半導体レーザ２２で発生する熱を効率良く放熱することができる。これにより、半導体レーザ２２の温度上昇を抑制することができるので、信頼性の高い光源モジュール１を得ることができる。また、半導体レーザ２２で発生する熱を効率良く放熱することで、半導体レーザ２２自身の熱による光出力の低下を抑制できるとともに容易に高出力動作を行うことができる。
【0068】
しかも、光源モジュール１の構成によれば、光源モジュール１を製造する際に、基台１０の第１実装面１０ａの面内において光源２０（半導体レーザ２２）を発光させながら光源２０を移動させて、基台１０に対する光源２０の位置を調整することができる。つまり、光源２０の設置誤差に対して光利用効率が大きく左右される第１実装面１０ａの面内方向において、アクティブアライメントによって光源２０の位置を調整することができる。したがって、より信頼性の高い光源モジュール１を得ることができる。
【0069】
また、本実施の形態に係る光源モジュール１において、半導体レーザ２２は、ジャンクションアップ実装によりサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装されており、半導体レーザ２２の光出射面である前端面２２ｆは、サブマウント２１の側端面２１ｆより飛び出しておらず、基台１０の第１実装面１０ａと平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉとは面一になっている。
【0070】
この構成により、半導体レーザ２２の前端面２２ｆと光入射面３０ｉは少なくとも接合層４３の厚みの距離だけ離れるため、アクティブアライメント時に半導体レーザ２２が平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉに接触しない。したがって、基台１０に対する光源２０の位置の調整を容易に行うことができ、信頼性の高い光源モジュール１を得ることができる。
【0071】
また、本実施の形態に係る光源モジュール１において、平面光波回路素子３０の光導波路３１の光入射側の端部は、平面光波回路素子３０の側面である光導波路端面を有し、平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉは、その光導波路端面であり、基台１０の第１実装面１０ａと光入射面３０ｉとは平行である。
【0072】
この構成により、平面光波回路素子３０の側面が光入射面３０ｉとなる。なお、本実施の形態において、サブマウント２１の第３実装面２１ａは、平面光波回路素子３０の上面に対して平行であるが、平面光波回路素子３０の上面に対して垂直になっていてもよい。
【0073】
また、本実施の形態に係る光源モジュール１において、光源２０の半導体レーザ２２から出射するレーザ光の光出射方向は、平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉに対して垂直になっている。
【0074】
この構成により、半導体レーザ２２から出射するレーザ光と平面光波回路素子３０の光導波路３１との光結結合率を高くすることができる。
【0075】
また、本実施の形態に係る光源モジュール１において、基台１０の熱伝導率は、平面光波回路素子３０の熱伝導率より高くなっている。例えば、基台１０は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、ＡｌＮ、及び、ＳｉＣの中から選ばれる少なくとも一つによって構成されているとよい。
【0076】
この構成により、半導体レーザ２２で発生する熱を、平面光波回路素子３０を介することなく基台１０を通して外部に効率良く伝導させることができるので、半導体レーザ２２で発生する熱をさらに効率良く放熱することができる。
【0077】
また、本実施の形態に係る光源モジュール１において、基台１０の熱伝導率は、１７０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるとよい。
【0078】
この構成により、半導体レーザ２２で発生する熱をサブマウント２１に効率良く伝導させることができるとともにサブマウント２１に伝導した熱を基台１０と通して外部に効率良く伝導させることができる。これにより、半導体レーザ２２で発生する熱をさらに効率良く外部に放熱することができる。
【0079】
【0080】
図４に示すように、本変形例に係る光源モジュール１Ａは、基台１０と、複数の光源２０と、平面光波回路素子３０とを備える。本変形例において、複数の光源２０は、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒを含んでいる。
【0081】
青色光源２０Ｂ（第１光源）は、半導体レーザ２２及びサブマウント２１として、ＡｌＩｎＧａＮ系の第１半導体レーザ２２Ｂ及び第１サブマウント２１Ｂを有する。第１半導体レーザ２２Ｂは、ピーク波長が４００ｎｍ～４８０ｎｍの波長域に存在する青色のレーザ光を発する青色半導体レーザチップである。
【0082】
緑色光源２０Ｇ（第２光源）は、半導体レーザ２２及びサブマウント２１として、ＡｌＩｎＧａＮ系の第２半導体レーザ２２Ｇ及び第２サブマウント２１Ｇを有する。第２半導体レーザ２２Ｇは、ピーク波長が４８０ｎｍ～６００ｎｍの波長域に存在する緑色のレーザ光を発する緑色半導体レーザチップである。
【0083】
赤色光源２０Ｒ（第３光源）は、半導体レーザ２２及びサブマウント２１として、ＡｌＩｎＧａＰ系の第３半導体レーザ２２Ｒ及び第３サブマウント２１Ｒを有する。第３半導体レーザ２２Ｒは、ピーク波長が６００ｎｍ～７００ｎｍの波長域に存在する赤色のレーザ光を発する赤色半導体レーザチップである。
【0084】
また、本変形例において、平面光波回路素子３０の光導波路３１は、複数の光源２０（青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ、赤色光源２０Ｒ）からの光を結合させる光波回路である。具体的には、光導波路３１には、複数の光源２０に対応して複数本のコア３１ａが設けられている。より具体的には、光導波路３１は、青色光源２０Ｂの第１半導体レーザ２２Ｂから出射したレーザ光が入射して導波する第１コア３１ａＢと、緑色光源２０Ｇの第２半導体レーザ２２Ｇから出射したレーザ光が入射して導波する第２コア３１ａＧと、赤色光源２０Ｒの第３半導体レーザ２２Ｒから出射したレーザ光が入射して導波する第３コア３１ａＲとを有する。なお、図４において、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲは、露出しているように図示されているが、実際には、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲは、クラッドで覆われている。
【0085】
第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲは、平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉである第３面３０ｃから光出射面３０ｅである第４面３０ｄに向かって所定の形状で延伸し、平面光波回路素子３０内（光導波路３１内）で結合して光出射面３０ｅでは１つのコアになっている。具体的には、第２コア３１ａＧは、第１コア３１ａＢと第３コア３１ａＲとの間に位置しており、第３面３０ｃから第４面３０ｄに向かって直線状に延びている。一方、第１コア３１ａＢは、第３面３０ｃから直線状に延びた後に第２コア３１ａＧの方向に滑らかに曲がり、その後、直線状に延びて第２コア３１ａＧと結合している。第３コア３１ａＲは、第３面３０ｃから直線状に延びた後に第２コア３１ａＧの方向に滑らかに曲がり、その後、直線状に延びて第２コア３１ａＧと結合している。また、第１コア３１ａＢと第２コア３１ａＧが結合した後に、さらに、第３コア３１ａＲと結合している。これにより、平面光波回路素子３０の光出射面３０ｅからは、青色のレーザ、緑色のレーザ光及び赤色のレーザ光の単色光又はこれらのレーザ光の少なくとも２つが混合したレーザ光が出射する。なお、平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉは、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲに対して共通である。ここで、第２コア３１ａＧが直線状になっているが、ほかのコアが直線状になっていてもよい。
【0086】
また、本変形例の光源モジュール１Ａでは、さらに、基台１０は、平面光波回路素子３０の光出射側にレンズ固定部１３を有している。そして、レンズ固定部１３に集光レンズ５０が固定されている。これにより、光導波路３１の光出射端から出射したレーザ光は、集光レンズ５０により集光されて光源モジュール１Ａから出射する。
【0087】
このように構成される光源モジュール１Ａは、フルカラーディスプレイ用の光源として用いることができる。なお、本変形例において、複数の光源２０は、平面光波回路素子３０の側方のみに設けられていたが、平面光波回路素子３０の側方と上方の両方に設けられていてもよい。
【0088】
【0089】
本実施の形態に係る光源モジュール２は、上記実施の形態１に係る光源モジュール１に対して、半導体レーザ２２の実装形態が異なるとともに、サブマウント２１に対する半導体レーザ２２の位置と基台１０に対する平面光波回路素子３０の位置とが異なる。
【0090】
具体的には、上記実施の形態１では、半導体レーザ２２は、ジャンクションアップ実装によりサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装されていたのに対して、本実施の形態では、図５に示すように、半導体レーザ２２は、発光層が第３実装面２１ａ側になるようにジャンクションダウン実装によりサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装されている。つまり半導体レーザ２２の導波路２２ａがサブマウント２１側に配置され固定される。
【0091】
また、上記実施の形態１では、半導体レーザ２２の光出射面は、サブマウント２１の側面より飛び出していなかったが、本実施の形態では、図５に示すように、半導体レーザ２２の光出射面である前端面２２ｆは、サブマウント２１の側端面２１ｆ（第２配置面２５ｂ）である前面より飛び出している。
【0092】
また、上記実施の形態１では、平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉは、基台１０の第１実装面１０ａと面一であったが、本実施の形態では、図５に示すように、平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉである第３面３０ｃは、基台１０の第１実装面１０ａから後退した位置に存在している。
【0093】
このとき、半導体レーザ２２の光出射面である前端面２２ｆとサブマウント２１の側面の最上部の端である側端面２１ｆとの間隔をΔＺ１とし、基台１０の第１実装面１０ａである基台１０の側面の最上部の端である第１実装面１０ａと平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉである第３面３０ｃとの間隔をΔＺ２とすると、ΔＺ２≧ΔＺ１になっている。具体的には、０≦ΔＺ２－ΔＺ１≦５μｍであるとよい。
【0094】
次に、光源モジュール２の効果について、図６を用いて説明する。図６は、実施の形態２に係る光源モジュール２の効果を説明するための図である。なお、図６の黒矢印は、半導体レーザ２２で発生した熱の放熱経路を模式的に示している。
【0095】
図６に示すように、光源モジュール２は、例えば、筐体１００に載置される。光源モジュール２は、上記実施の形態１の光源モジュール１と同様に動作する。
【0096】
具体的には、光源２０の半導体レーザ２２が駆動すると、半導体レーザ２２からレーザ光が出射する。半導体レーザ２２から出射したレーザ光は、平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉから光導波路３１に入射して、光導波路３１を導波して平面光波回路素子３０の光出射面３０ｅから外部に出射する。具体的には、半導体レーザ２２から出射したレーザ光は、平面光波回路素子３０の側面から入射して光導波路３１のコア３１ａに入射する。光導波路３１のコア３１ａに入射したレーザ光は、コア３１ａとクラッド３１ｂとの界面で全反射を繰り返しながらコア３１ａを伝搬する。
【0097】
このように半導体レーザ２２が駆動すると、半導体レーザ２２の導波路２２ａ近傍でジュール熱が発生する。このとき、光源モジュール２では、図５に示すように、半導体レーザ２２は、導波路２２ａ側がサブマウント２１の第３実装面２１ａに接合されている。また上記実施の形態１の光源モジュール１と同様に、光源２０は、サブマウント２１の第３実装面２１ａと直交する第４実装面２１ｂが基台１０の第１実装面１０ａに実装されており、また、平面光波回路素子３０が基台１０の第２実装面１０ｂに実装されている。
【0098】
この構成により、図６の黒矢印に示すように、半導体レーザ２２の導波路２２ａで発生した熱は、短い距離でサブマウント２１に伝導し、サブマウント２１の第４実装面２１ｂと基台１０の第１実装面１０ａとの間の接合層４３を介して基台１０に伝導し、筐体１００へと伝導する。これにより、半導体レーザ２２の駆動時に半導体レーザ２２で発生する熱を効率良く放熱することができる。このため、半導体レーザ２２の温度上昇を抑制することができる。
【0099】
【0100】
まず、図７Ａに示すように、半導体レーザ２２をサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装して光源２０を作製する。
【0101】
具体的には、まず、実施の形態１と同様に、サブマウント本体２５の第２配置面２５ｂの一部に第２金属膜２７を、第１配置面２５ａに第１金属膜２６を形成する。続いてサブマウント２１の第３実装面２１ａに予め形成された接合層４１の上に半導体レーザ２２を導波路２２ａが第３実装面２１ａ側に配置されるように、つまりジャンクションダウン実装により配置する。このとき、半導体レーザ２２の光出射面である前端面２２ｆがサブマウント２１の側端面２１ｆである第２配置面２５ｂより飛び出すようにして半導体レーザ２２を接合層４１の上に配置する。その後、接合層４１を溶融することで半導体レーザ２２をサブマウント２１に接合する。これにより、半導体レーザ２２がサブマウント２１に固定された光源２０を作製することができる。
【0102】
次に、図７Ｂに示すように、光導波路３１を有する平面光波回路素子３０を基台１０の第２実装面１０ｂに実装する。
【0103】
具体的には、まず、基板３２の上に形成された光導波路３１の両端面に第１反射防止膜３３及び第２反射防止膜３４を形成して平面光波回路素子３０を作製する。また、基台１０の上面にめっき法により接合層４２を形成する。その後、高さが異なる２つの段差面である第１段差面４００ａ及び第２段差面４００ｂを有する押し当て部材４００を平面光波回路素子３０の第３面３０ｃ側及び基台１０の第１実装面１０ａ側の側方に配置し、平面光波回路素子３０の第３面３０ｃと基台１０の第１実装面１０ａを、それぞれ、押し当て部材４００の第１段差面４００ａ及び第２段差面４００ｂに押し当てながら平面光波回路素子３０と基台１０とを接合する。具体的には、接合層４２が形成された基台１０と平面光波回路素子３０とを、第２段差面４００ｂより高さの高い第１段差面４００ａ及び第２段差面４００ｂを有する押し当て部材４００によって共に横方向から押し付けながら接合層４２を溶融させることで、平面光波回路素子３０と基台１０とを接合する。このように、高さが異なる第１段差面４００ａ及び第２段差面４００ｂを有する押し当て部材４００を用いて平面光波回路素子３０の側面と基台１０の側面とを押し当てながら平面光波回路素子３０と基台１０とを接合することで、平面光波回路素子３０の第３面３０ｃが基台１０の第１実装面１０ａから後退するように平面光波回路素子３０と基台１０とを容易に且つ精密に接合することができる。
【0104】
次に、図７Ｃ及び図７Ｄに示すように、光源２０を基台１０の第１実装面１０ａに実装する。具体的には、図７Ｃ及び図７Ｄは、上記実施の形態１の光源モジュール１の製造方法における図３Ｃ及び図３Ｄと同様の方法で行うことができる。
【0105】
つまり、図３Ｃと同様に、図７Ｃの工程（アクティブアライメント工程）を行った後に、図３Ｄと同様に、図７Ｄの工程（加熱用のレーザ光の照射工程）を行う。具体的には、半導体レーザ２２から出射するレーザ光を平面光波回路素子３０の光導波路３１に入射させて、半導体レーザ２２のレーザ光の光量が最大となるように、光源２０の位置を基台１０の第１実装面１０ａと平行な面内の方向で調整した後、サブマウント２１の第４実装面２１ｂと基台１０の第１実装面１０ａとの間に配置された接合層４３を介して光源２０を基台１０に固定する。
【0106】
【0107】
このように、平面光波回路素子３０が固定された基台１０に光源２０を固定することで、図７Ｅに示すように、光源モジュール２が完成する。
【0108】
このように構成される本実施の形態に係る光源モジュール２は、上記実施の形態１における光源モジュール１と同様の効果を奏する。
【0109】
例えば、本実施の形態に係る光源モジュール２では、半導体レーザ２２がジャンクションダウン実装によりサブマウント２１に実装されている。また、上記実施の形態１における光源モジュール１と同様に、光源２０が、第３実装面２１ａと直交する第４実装面２１ｂで基台１０の第１実装面１０ａに実装されており、また、平面光波回路素子３０が基台１０の第２実装面１０ｂに実装されている。そして、平面光波回路素子３０における光入射面３０ｉは、半導体レーザ２２の前端面２２ｆと対向して配置される。
【0110】
これにより、半導体レーザ２２の駆動時に半導体レーザ２２の導波路２２ａで発生する熱をサブマウント２１及び基台１０を通して外部へ効率良く放熱することができるので、信頼性の高い光源モジュール２を得ることができる。しかも、光源モジュール２の構成により、光源モジュール２を製造する際、アクティブアライメントにより導波路２２ａと光導波路３１との位置関係を調整することができる。したがって、レーザ光と光導波路３１の結合効率が高く、かつ信頼性の高い光源モジュール２を得ることができる。
【0111】
その他にも、本実施の形態に係る光源モジュール２は、上記実施の形態１における光源モジュール１と同様の効果を奏する。
【0112】
また、本実施の形態に係る光源モジュール２では、半導体レーザ２２がジャンクションダウン実装によりサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装されている。そして、半導体レーザ２２の光出射面とサブマウント２１の側面との間隔をΔＺ１とし、基台１０の第１実装面１０ａである基台１０の側面と平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉとの間隔をΔＺ２とすると、ΔＺ２≧ΔＺ１になっている。具体的には、０≦ΔＺ２－ΔＺ１≦５μｍであるとよい。
【0113】
この構成により、光源モジュール２を製造する際のアクティブアライメント時において、半導体レーザ２２が平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉに接触せず、かつ、半導体レーザ２２から出射するレーザ光と平面光波回路素子３０の光導波路３１との結合効率を高く保つことができる。
【0114】
【0115】
本変形例に係る光源モジュール２Ａは、上記実施の形態２に係る光源モジュール２に対して、基台１０に対する平面光波回路素子３０の上下の向きが異なる。
【0116】
具体的には、上記実施の形態２における光源モジュール２では、平面光波回路素子３０は、基板３２が光導波路３１よりも基台１０に近い位置となるように配置されていたが、図８に示すように、本変形例における光源モジュール２Ａでは、平面光波回路素子３０は、光導波路３１が基板３２よりも基台１０に近い位置となるように配置されている。つまり、平面光波回路素子３０の光導波路３１側が基台１０に接合されている。
【0117】
この構成により、半導体レーザ２２から出射するレーザ光が導波する光導波路３１の位置を基台１０に近づけることができるので、光源モジュール２Ａを製造する際のアクティブアライメント時における光源２０の設置精度を向上させることができる。また、半導体レーザ２２の駆動時に光導波路３１内でレーザ光の一部が吸収してジュール熱に変化してもそのジュール熱を基台１０に伝導させて効率的に放熱させることができる。これにより、光導波路３１の温度上昇により光導波路３１の屈折率が変化して光導波路３１の特性が変化することを抑制することができる。
【0118】
なお、本変形例の構成は、上記実施の形態１に適用してもよいし、後述する他の実施の形態に適用してもよい。
【0119】
【0120】
本変形例に係る光源モジュール２Ｂは、上記実施の形態２に係る光源モジュール２に対して、サブマウント２１の構成が異なる。
【0121】
具体的には、上記実施の形態２における光源モジュール２では、サブマウント２１におけるサブマウント本体２５がセラミック及び金属の一方のみで構成されていたが、図９に示すように、本変形例における光源モジュール２Ｂでは、サブマウント２１は、金属とセラミックとの複合体によって構成されている。
【0122】
本変形例におけるサブマウント２１は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ及びＡｇの金属の中から選ばれる少なくとも一つによって構成された第１サブマウント本体２５Ｆ（第１部材）と、ＡｌＮ及びＳｉＣのセラミックの中から選ばれる少なくとも一つによって構成された第２サブマウント本体２５Ｇ（第２部材）とを有している。そして、第１サブマウント本体２５Ｆと基台１０とが接合層４３を介して接合され、第２サブマウント本体２５Ｇと半導体レーザ２２とが接合層４１を介して接合されている。
【0123】
また、本変形例におけるサブマウント２１は、第２サブマウント本体２５Ｇの上面に形成された第１の第１金属膜２６ａと、第１サブマウント本体２５Ｆと第２サブマウント本体２５Ｇとの間に積層された、第２の第１金属膜２６ｂ、第３の第１金属膜２６ｃ及び第４の第１金属膜２６ｄとを有する。第１の第１金属膜２６ａの外表面は、サブマウント２１の第３実装面２１ａとなる。
【0124】
このように、サブマウント２１を金属とセラミックとの複合体によって構成することで、半導体レーザ２２で発生する熱の放熱性を向上させることができる。特に、半導体レーザ２２と線膨張係数が近いセラミックからなる第２サブマウント本体２５Ｇを半導体レーザ２２側に配置し、熱伝導率が高い金属からなる第１サブマウント本体２５Ｆを基台１０側に配置することで、半導体レーザ２２で発生する熱を効率良く基台１０に伝導させることができるとともに、半導体レーザ２２とサブマウント２１との線膨張係数差による応力歪によって半導体レーザ２２が劣化することを効果的に抑制できる。これにより、さらに信頼性の高い光源モジュール２Ｂを実現することができる。
【0125】
なお、本変形例の構成は、上記実施の形態１に適用してもよいし、後述する他の実施の形態に適用してもよい。
【0126】
（実施の形態２の変形例３）
次に、実施の形態２の変形例３について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、実施の形態２の変形例３に係る光源モジュール２Ｃを模式的に示す斜視図であり、図１１は、その光源モジュール２Ｃの断面図である。
次に、実施の形態２の変形例３について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、実施の形態２の変形例３に係る光源モジュール２Ｃを模式的に示す斜視図であり、図１１は、その光源モジュール２Ｃの断面図である。
【0127】
図１０に示すように、本変形例に係る光源モジュール２Ｃは、基台１０Ｃと、複数の光源２０と、平面光波回路素子３０とを備える。本変形例において、複数の光源２０は、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒを含んでいる。本変形例における青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒは、図４に示される青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒと同様である。具体的には、青色光源２０Ｂ（第１光源）、は、半導体レーザ２２及びサブマウント２１として、ＡｌＩｎＧａＮ系の第１半導体レーザ２２Ｂ及び第１サブマウント２１Ｂを有する。緑色光源２０Ｇ（第２光源）は、半導体レーザ２２及びサブマウント２１として、ＡｌＩｎＧａＮ系の第２半導体レーザ２２Ｇ及び第２サブマウント２１Ｇを有する。赤色光源２０Ｒ（第３光源）は、半導体レーザ２２及びサブマウント２１として、ＡｌＩｎＧａＰ系の第３半導体レーザ２２Ｒ及び第３サブマウント２１Ｒを有する。ただし、本変形例において、第１半導体レーザ２２Ｂ、第２半導体レーザ２２Ｇ及び第３半導体レーザ２２Ｒは、ジャンクションダウン実装により第１サブマウント２１Ｂ、第２サブマウント２１Ｇ及び第３サブマウント２１Ｒに実装されている。
【0128】
また、本変形例において、平面光波回路素子３０の光導波路３１は、複数の光源２０（青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ、赤色光源２０Ｒ）からの光を結合させる光波回路である。具体的には、光導波路３１は、複数の光源２０に対応する複数本のコア３１ａとして、青色光源２０Ｂの第１半導体レーザ２２Ｂから出射したレーザ光が入射して導波する第１コア３１ａＢと、緑色光源２０Ｇの第２半導体レーザ２２Ｇから出射したレーザ光が入射して導波する第２コア３１ａＧと、赤色光源２０Ｒの第３半導体レーザ２２Ｒから出射したレーザ光が入射して導波する第３コア３１ａＲとを有する。なお、図１０において、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲは、露出しているように図示されているが、実際には、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲは、クラッドで覆われている。
【0129】
本変形例において、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲは、平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉから光出射面３０ｅに向かって所定の形状で延伸し、平面光波回路素子３０内（光導波路３１内）で結合して光出射面３０ｅでは１つのコアになっている。具体的には、図１０に示すように、第１コア３１ａＢは、第３面３０ｃから第４面３０ｄに向かって直線状に延びている。一方、第２コア３１ａＧは、第３面３０ｃから直線状に延びた後に第１コア３１ａＢの方向に向かって滑らかに曲がり、その後、直線状に伸びて第１コア３１ａＢと結合している。第３コア３１ａＲは、第２コア３１ａＧと同様に、第３面３０ｃから直線状に延びた後に第１コア３１ａＢの方向に滑らかに曲がり、その後、第２コア３１ａＧと平行に直線状に伸びて第１コア３１ａＢと結合している。また、第２コア３１ａＧと第１コア３１ａＢが結合した後に、さらに、第３コア３１ａＲと結合している。これにより、平面光波回路素子３０の光出射面３０ｅからは、青色のレーザ、緑色のレーザ光及び赤色のレーザ光の単色光又はこれらのレーザ光の少なくとも２つが混合したレーザ光が出射する。なお、平面光波回路素子３０の光入射面３０ｉは、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲに対して共通である。ここで、第１コア３１ａＢが直線状となっているが、ほかのコアが直線状になっていてもよい。
【0130】
このように構成される光源モジュール２Ｃは、フルカラーディスプレイ用の光源として用いることができる。なお、本変形例において、複数の光源２０は、平面光波回路素子３０の側方のみに設けられていたが、平面光波回路素子３０の側方と上方の両方に設けられていてもよい。
【0131】
また、図１０に示すように、本変形例において、基台１０Ｃの外形は、平面光波回路素子３０の外形よりも大きくなっている。さらに、図１０及び図１１に示すように、本変形例では、基台１０Ｃの基台本体１１Ｃの光源に近い側が、第１実装面１０ａから複数の光源２０の下方にまで延在した延伸部１１Ｃ１を有する。具体的には、基台本体１１Ｃは、上面視で、第１実装面１０ａから第１サブマウント２１Ｂ、第２サブマウント２１Ｇ及び第３サブマウント２１Ｒの後方、つまり第４実装面２１ｂと反対側の面の後方にまで延在している。したがって、延伸部１１Ｃ１の第１実装面１０ａとその反対側の面との距離は、第１サブマウント２１Ｂ、第２サブマウント２１Ｇ及び第３サブマウント２１Ｒの第４実装面２１ｂとその反対側の面との距離よりも大きい。
【0132】
この構成により、複数の光源２０の各々で発生する熱の一部を、図１１の黒矢印で示すように、延伸部１１Ｃ１を通して外部に放熱させることができる。つまり、基台１０Ｃの下面である放熱面１０ｈの面積を広くすることができるため、効率よく外部に放熱させることができる。このように、光源モジュール２Ｃが複数の光源２０を備えていても、平面光波回路とは別に熱伝導率が高く、形状を自由に変更できる基台１０を備えているため、複数の光源２０の各々で発生する熱を効率良く基台１０Ｃを通して外部に放熱させることができる。
【0133】
（実施の形態２の変形例４）
次に、実施の形態２の変形例４について、図１２を用いて説明する。図１２は、実施の形態２の変形例４に係る光源モジュール２Ｄの構成を示す図である。図１２において、（ａ）は、光源モジュール２Ｄの側面図であり、（ｂ）は、光源モジュール２Ｄの上面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のｃ－ｃ線における光源モジュール２Ｄの断面図である。
次に、実施の形態２の変形例４について、図１２を用いて説明する。図１２は、実施の形態２の変形例４に係る光源モジュール２Ｄの構成を示す図である。図１２において、（ａ）は、光源モジュール２Ｄの側面図であり、（ｂ）は、光源モジュール２Ｄの上面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のｃ－ｃ線における光源モジュール２Ｄの断面図である。
【0134】
図１２に示すように、本変形例に係る光源モジュール２Ｄは、上記実施の形態２の変形例３に係る光源モジュール２Ｃと同様に、複数の光源２０として青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒを備えているが、上記実施の形態２の変形例３に係る光源モジュール２Ｃとは、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒの位置関係が異なる。具体的には、本変形例における光源モジュール２Ｄにおいて、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒは、シングルモード波長合波において、偏光方向が一致するように配置されている。
【0135】
ここで、ＡｌＧａＩｎＮ系の半導体材料からなる第１半導体レーザ２２Ｂ及び第２半導体レーザ２２Ｇは、ＴＥモードでレーザ発振する。つまり、第１半導体レーザ２２Ｂ及び第２半導体レーザ２２Ｇの各々から出射したレーザ光は、第１半導体レーザ２２Ｂ及び第２半導体レーザ２２Ｇのチップ平面（活性層に平行な平面）に対して平行な方向に偏光する。
【0136】
また、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体材料からなる第３半導体レーザ２２Ｒは、ＴＭモードでレーザ発振する。つまり、第３半導体レーザ２２Ｒから出射したレーザ光は、第３半導体レーザ２２Ｒのチップ平面（活性層に平行な平面）に対して垂直な方向に偏光する。
【0137】
そこで、本変形例では、緑色光源２０Ｇの第２サブマウント２１Ｇの第３実装面２１ａＢと青色光源２０Ｂの第１サブマウント２１Ｂにおける第３実装面２１ａＢとを、平面光波回路素子３０の上面に対して垂直な方向にしている。したがって、緑色光源２０Ｇの第２サブマウント２１Ｇの第３実装面２１ａＧと、青色光源２０Ｂの第１サブマウント２１Ｂにおける第３実装面２１ａＢとは、平行である。これにより、第１サブマウント２１Ｂに実装された第１半導体レーザ２２Ｂ及び第２サブマウント２１Ｇに実装された第２半導体レーザ２２Ｇの各々から出射するレーザ光は、平面光波回路素子３０の上面に対して垂直な方向に偏光することになる。
【0138】
また、赤色光源２０Ｒの第３サブマウント２１Ｒの第３実装面２１ａＲは、平面光波回路素子３０の上面に対して平行な方向にしている。したがって、赤色光源２０Ｒの第３サブマウント２１Ｒの第３実装面２１ａＲと、青色光源２０Ｂの第１サブマウント２１Ｂの第３実装面２１ａＢとは、垂直である。これにより、第３半導体レーザ２２Ｒから出射するレーザ光も、平面光波回路素子３０の上面に対して垂直な方向に偏光することになる。
【0139】
この構成により、シングルモード波長合波において、第１半導体レーザ２２Ｂ、第２半導体レーザ２２Ｇ及び第３半導体レーザ２２Ｒの偏光方向を一致させることができる。つまり、平面光波回路素子３０に入射する青色レーザ光、緑色レーザ光及び赤色レーザ光の偏光方向を揃えることができる。すなわち、平面光波回路素子３０から出射される混合レーザ光の偏光方向が揃っているので、単一の液晶により映像の制御などが可能となる。また、第１コア３１ａＢと第２コア３１ａＧと第３コア３１ａＲのコア間隔を狭くすることもできるので、平面光波回路素子３０を小型化することもできる。したがって、光源モジュール２Ｄを小型化することができる。
【0140】
また、本変形例において、緑色光源２０Ｇにおける第２半導体レーザ２２Ｇは、青色光源２０Ｂにおける第１半導体レーザ２２Ｂと緑色光源２０Ｇにおける第２サブマウント２１Ｇとの間に位置している。つまり、第１半導体レーザ２２Ｂと第２半導体レーザ２２Ｇとが向かい合うように、第１半導体レーザ２２Ｂと第２半導体レーザ２２Ｇとを配置している。
【0141】
この構成により、第１半導体レーザ２２Ｂと第２半導体レーザ２２Ｇとの間の距離を狭くすることができるので、光源モジュール２Ｄをさらに小型化することができる。
【0142】
また、図１２の（ｃ）に示すように、第１半導体レーザ２２Ｂにおける光導波路とチップ側面までの距離をΔＷとし、平面光波回路素子３０の光導波路３１の第１コア３１ａＢと基台１０の上面までの距離をΔＤとすると、ΔＤ＞ΔＷの関係式を満たしているとよい。
【0143】
この構成により、第１サブマウント２１Ｂに第１半導体レーザ２２Ｂが実装された青色光源２０Ｂを縦向きに基台１０に実装しても、第１半導体レーザ２２Ｂと基台１０とが接触することを防止できる。なお、このことは、青色光源２０Ｂだけではなく、緑色光源２０Ｇについても同様である。
【0144】
【0145】
本実施の形態に係る光源モジュール３は、上記実施の形態１に係る光源モジュール１に対して、基台１０Ａにおける基台本体１１Ａの形状と、平面光波回路素子３０Ａの光入射面３０ｉの位置と、平面光波回路素子３０Ａにおける基板３２Ａの形状とが異なる。
【0146】
具体的には、図１３に示すように、本実施の形態において、基台１０Ａの基台本体１１Ａは、平面光波回路素子３０Ａの側方に位置する第１基台本体部１１ａと、平面光波回路素子３０Ａの下方に位置する第２基台本体部１１ｂとを有する。例えば、基台１０Ａは、断面形状がＬ字状になっている。なお、基台１０Ａにおいて、金属膜１２は、基台本体１１Ａにおける平面光波回路素子３０Ａ側の全面に形成されている。具体的には、金属膜１２は、第１基台本体部１１ａの上面１１ａ１及び側面１１ａ２と第２基台本体部１１ｂの上面１１ｂ１とにわたって連続して形成されている。
【0147】
基台１０Ａの第１実装面１０ａ（光源２０が実装される面）は、平面光波回路素子３０Ａの上面である第１面３０ｕと平行である。また、基台１０Ａの第２実装面１０ｂ（平面光波回路素子３０Ａが実装される面）は、平面光波回路素子３０Ａの側面である第３面３０ｃと平行である。
【0148】
光源２０は、基台１０Ａの第１基台本体部１１ａの上方に配置されている。具体的には、光源２０のサブマウント２１のサブマウント本体２５が第１基台本体部１１ａの上方に配置されている。光源２０のサブマウント２１は実施の形態１と同様にサブマウント本体２５の第２配置面２５ｂの一部に第２金属膜２７を、第１配置面２５ａに第１金属膜２６を形成する。半導体レーザ２２は、接合層４１を介してサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装されている。本実施の形態において、サブマウント２１の第３実装面２１ａは、側面側に配置される。また、サブマウント２１の第４実装面２１ｂは、下面側に配置される。なお、半導体レーザ２２は、導波路２２ａが形成された面とは対向される面がサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装される、いわゆるジャンクションアップ実装によりサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装されている。また、光源２０と基台１０Ａとは、サブマウントの第４実装面２１ｂと基台１０Ａの第１実装面１０ａとが接合層４３を介して接合されている。
【0149】
また、本実施の形態において、半導体レーザ２２の光出射面である前端面２２ｆは、サブマウント２１の第２配置面２５ｂより飛び出していない。
【0150】
平面光波回路素子３０Ａは、基台１０Ａの側面である第２実装面１０ｂに接合されている。具体的には、平面光波回路素子３０Ａの基板３２Ａにおける第１基台本体部１１ａの側面である第３面３０ｃには金属膜３５が形成されており、平面光波回路素子３０Ａは、平面光波回路素子３０Ａの金属膜３５と基台１０Ａの金属膜１２との間に形成された接合層４２を介して、基台１０Ａにおける第１基台本体部１１ａの側面に対応する位置に接合されている。
【0151】
なお、平面光波回路素子３０Ａの第１基台本体部１１ａ側とは反対側の第２面３０ｂと第２基台本体部１１ｂとの間には、保持部材６０が設けられている。これにより、平面光波回路素子３０Ａにおける光源２０側の端部が基台１０Ａに接合されるとともに、平面光波回路素子３０Ａにおける光源２０側の側面とは反対側の端部が基台１０Ａに保持される。したがって、平面光波回路素子３０Ａを安定して基台１０Ａに保持させることができる。保持部材６０は、例えば絶縁性樹脂材料によって構成されているが、これに限らない。
【0152】
また、本変形例において、平面光波回路素子３０Ａの光入射面３０ｉは、平面光波回路素子３０Ａの上面である第１面３０ｕに配置されている。したがって、半導体レーザ２２から出射するレーザ光は、平面光波回路素子３０Ａの上面である第１面３０ｕから入射することになる。なお、外表面が光入射面３０ｉとなる第１反射防止膜３３は、光導波路３１の上面に形成されている。
【0153】
平面光波回路素子３０Ａの光導波路３１の光入射側の端部は、平面光波回路素子３０Ａの上面に対して傾斜する光導波路反射面を有する。本変形例において、光導波路反射面は、基板３２Ａに形成された傾斜面３２ａである。傾斜面３２ａの傾斜角（平面光波回路素子３０Ａの上面に対する傾斜角）は、例えば４５°であるが、これに限るものではない。
【0154】
半導体レーザ２２は、レーザ光が平面光波回路素子３０Ａの上面である光入射面３０ｉから光導波路反射面（傾斜面３２ａ）に向かって入射するように配置されている。本変形例において、半導体レーザ２２のレーザ光の出射方向は、平面光波回路素子３０Ａの上面に直交する方向である。つまり、半導体レーザ２２のレーザ光は、平面光波回路素子３０Ａの上面である第１面３０ｕに対して垂直入射する。平面光波回路素子３０Ａに垂直入射した半導体レーザ２２のレーザ光は、光導波路反射面（傾斜面３２ａ）で反射して光導波路３１の延伸方向に伝搬する。このように、光導波路反射面（傾斜面３２ａ）は、半導体レーザ２２のレーザ光を反射させる反射面である。光導波路反射面（傾斜面３２ａ）は、２つの部材の界面の屈折率差を利用した全反射面であってもよいし、金属膜等を形成した金属反射面であってもよい。
【0155】
次に、光源モジュール３の効果について、図１４を用いて説明する。図１４は、実施の形態３に係る光源モジュール３の効果を説明するための図である。なお、図１４の黒矢印は、半導体レーザ２２で発生した熱の放熱経路を模式的に示している。
【0156】
図１４に示すように、光源モジュール３は、例えば、筐体１００に載置される。光源２０の半導体レーザ２２が駆動すると、半導体レーザ２２からレーザ光が出射する。半導体レーザ２２から出射したレーザ光は、平面光波回路素子３０Ａの光入射面３０ｉから光導波路３１に入射し、光導波路反射面（傾斜面３２ａ）で反射する。光導波路反射面（傾斜面３２ａ）で反射したレーザ光は、光導波路３１のコア３１ａに入射して、コア３１ａとクラッド３１ｂとの界面で全反射を繰り返しながらコア３１ａを伝搬する。
【0157】
このように半導体レーザ２２が駆動すると、半導体レーザ２２から熱が発生する。このとき、光源モジュール３では、上記実施の形態１の光源モジュール１と同様に、半導体レーザ２２がサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装された光源２０が、サブマウント２１を構成する面のうち第３実装面２１ａと平行でない面で基台１０Ａの第１実装面１０ａに実装されており、また、平面光波回路素子３０Ａが基台１０Ａの第２実装面１０ｂに実装されている。
【0158】
この構成により、図１４の黒矢印に示すように、半導体レーザ２２で発生した熱は、サブマウント２１に伝導し、基台１０Ａの第１実装面１０ａを介して基台１０Ａに伝導し、筐体１００へと伝導する。これにより、半導体レーザ２２の駆動時に半導体レーザ２２で発生する熱を効率良く放熱することができる。このため、半導体レーザ２２の温度上昇を抑制することができる。
【0159】
【0160】
まず、図１５Ａ～図１５Ｃに示すように、平面光波回路素子３０Ａを作製する。具体的には、図１５Ａに示すように、基板３２Ａとして面方位（１００）面に対して表面の結晶方位が９．７°傾いた表面を有するシリコン基板を準備し、基板３２Ａに異方性エッチングを施して基板３２Ａに凹部３２ｂを形成するとともに、基板３２Ａに結晶面に基づく平坦な傾斜面３２ａを形成する。ここで面方位（１００）面に対して表面の結晶方位が９．７°傾いた表面は、［１００］方向から９．７°傾いた方向を法線とする結晶面である。また、（１００）面から９．７°傾いた面の部分３２ｃがエッチングされずに残っている。次に、傾斜面の上に、光反射性の金属膜を形成する。本実施の形態では、金属膜としてＡｇまたはＡｌを用いる。次いで、マスク等を用いてクラッド３１ｂ、コア３１ａ、クラッド３１ｂの端部を傾斜面にそろえながら順に形成し、図１５Ｂに示すように、光導波路３１を有する平面光波回路素子３０Ａを形成する。次いで、図１５Ｃに示すように、基板３２Ａの上に形成された光導波路３１の上面に第１反射防止膜３３を形成するとともに、光導波路３１の光出射面３０ｅ側の端面に第２反射防止膜３４を形成する。また、基板３２Ａの光源２０側の端面（側面）にはんだ等による接合用の下地となる金属膜３５を形成する。
【0161】
次に、図１５Ｄに示すように、光導波路３１を有する平面光波回路素子３０Ａを基台１０Ａの第２実装面１０ｂに実装する。具体的には、接合層４２が形成された基台１０Ａに平面光波回路素子３０Ａの側面を接合する。これにより、基台１０Ａと平面光波回路素子３０Ａとを固定することができる。なお、接合層４２は、基台１０Ａの金属膜１２ではなく、平面光波回路素子３０Ａの金属膜３５に形成しておいてもよい。
【0162】
次に、図１５Ｅに示すように、光源２０を基台１０Ａに配置する。なお、光源２０は、図３Ａと同様の方法で作製することができる。具体的には、接合層４１を介して半導体レーザ２２をジャンクションアップ実装によりサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装する。
【0163】
次に、図１５Ｆ及び図１５Ｇに示すように、光源２０を基台１０Ａの第１実装面１０ａに実装する。本実施の形態においても、半導体レーザ２２から出射するレーザ光を平面光波回路素子３０Ａの光導波路３１に入射させて、半導体レーザ２２のレーザ光の光量が最大となるように、光源２０の位置を基台１０Ａの第１実装面１０ａと平行な面内の方向で調整した後、サブマウント２１の第４実装面２１ｂと基台１０Ａの第１実装面１０ａとの間に配置された接合層４３を介して光源２０を基台１０Ａに固定する。
【0164】
具体的には、まず、図１５Ｆに示すように、半導体レーザ２２から出射するレーザ光によって、平面光波回路素子３０Ａが実装された基台１０Ａに対する光源２０の位置の調整を行う。つまり、アクティブアライメントを行う。例えば、光源２０のサブマウント２１と平面光波回路素子３０Ａが実装された基台１０Ａとの間に接合層４３を挟持した状態で、半導体レーザ２２を駆動して半導体レーザ２２から出射するレーザ光を平面光波回路素子３０Ａの光導波路３１に入射させて光導波路３１から出射するレーザ光をパワーメータ２００でモニタする。このとき、モニタしたレーザ光の光量が最大となるように、光源２０の位置を移動させる。つまり、モニタしたレーザ光の光量が最大となるように、半導体レーザ２２の光軸と光導波路３１との光軸とを調整する。この光軸の調整は、基台１０Ａの第１実装面１０ａと平行な面内の方向で行う。
【0165】
なお、接合層４３は、シート状の半田箔として基台１０Ａとサブマウント２１との間に挿入してもよいし、蒸着又は塗布等によって基台１０Ａの上面に予め形成しておいてもよい。また、基台１０Ａの上面に予め接合層４３を形成する場合、平面光波回路素子３０Ａを基台１０Ａに実装する前に接合層４３を基台１０Ａに形成しておいてもよい。
【0166】
光源２０の位置を調整した後、図１５Ｇに示すように、光源２０のサブマウント２１の上面と基台１０Ａの第１実装面１０ａとの間に接合層４３を配置し、加熱用レーザ光源３００から出射するレーザ光をサブマウント２１に透過させて接合層４３に照射することで接合層４３を直接加熱し、接合層４３を加熱溶融する。そして、加熱用のレーザ光を停止することで接合層４３の温度が下がり、接合層は固化する。これにより、接合層４３を介して光源２０のサブマウント２１と基台１０Ａとを固定することができる。なお、本実施の形態においても、半導体レーザ２２とサブマウント２１とを接合する接合層４１とサブマウント２１と基台１０Ａとを接合する接合層４３とは、同じ材質で構成されている。
【0167】
このように、加熱用のレーザ光がサブマウント２１を透過することでサブマウント２１の発熱が抑えられる。つまり、サブマウント２１の温度上昇を抑えることができる。これにより、半導体レーザ２２とサブマウント２１と間に位置する接合層４１が再溶融することによるアライメントずれを抑制できる。
【0168】
なお、本実施の形態では、図１５Ｆの工程（アクティブアライメント工程）の後に図１５Ｇの工程（加熱用のレーザ光の照射工程）を行ったが、これに限らない。例えば、図１５Ｆの工程と図１５Ｇの工程とを同時に行ってもよい。また、図１５Ｆの工程よりも先に図１５Ｇの工程を行ってもよい。つまり、図１５Ｇの工程の後に図１５Ｆの工程を行ってもよい。この場合、加熱用のレーザ光をサブマウント２１に透過させて接合層４３に照射して接合層４３を軟化させ、光源２０の半導体レーザ２２の光軸と平面光波回路素子３０Ａの光導波路３１の光軸とを調整した後に加熱用のレーザ光の照射を停止して接合層４３を固化させる。
【0169】
その後、図１５Ｈに示すように、平面光波回路素子３０Ａと基台１０Ａとの間に保持部材６０を挿入する。これにより、光源モジュール３が完成する。
【0170】
このように構成される本実施の形態に係る光源モジュール３は、上記実施の形態１における光源モジュール１と同様の効果を奏する。
【0171】
例えば、本実施の形態に係る光源モジュール３では、上記実施の形態１における光源モジュール１と同様に、半導体レーザ２２がサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装された光源２０が、サブマウント２１を構成する面のうち第３実装面２１ａと直交する第４実装面２１ｂで基台１０Ａの第１実装面１０ａに実装されており、また、平面光波回路素子３０Ａが基台１０Ａの第２実装面１０ｂに実装されている。そして、平面光波回路素子３０Ａにおける光入射面３０ｉは、基台１０Ａの第１実装面１０ａと平行になっている。
【0172】
これにより、半導体レーザ２２の駆動時に半導体レーザ２２で発生する熱を効率良く放熱することができるので、信頼性の高い光源モジュール３を得ることができる。しかも、光源モジュール３の構成により、光源モジュール３を製造する際、アクティブアライメントにより光源２０の位置を調整することができる。したがって、より信頼性の高い光源モジュール３を得ることができる。
【0173】
その他にも、本実施の形態に係る光源モジュール３は、上記実施の形態１における光源モジュール１と同様の効果を奏する。
【0174】
（実施の形態３の変形例）
次に、実施の形態３の変形例について、図１６及び図１７を用いて説明する。図１６は、実施の形態３の変形例に係る光源モジュール３Ａを模式的に示す斜視図である。図１７は、実施の形態３の変形例に係る光源モジュール３Ａの構成を示す図である。図１７において、（ａ）は、光源モジュール３Ａの上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール３Ａの断面図である。
次に、実施の形態３の変形例について、図１６及び図１７を用いて説明する。図１６は、実施の形態３の変形例に係る光源モジュール３Ａを模式的に示す斜視図である。図１７は、実施の形態３の変形例に係る光源モジュール３Ａの構成を示す図である。図１７において、（ａ）は、光源モジュール３Ａの上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール３Ａの断面図である。
【0175】
図１６に示すように、本変形例に係る光源モジュール３Ａは、基台１０Ａと、複数の光源２０と、傾斜面３２ａが形成された基板３２Ａを有する平面光波回路素子３０Ａとを備える。
【0176】
本変形例において、複数の光源２０は、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒを含んでいる。本変形例における青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒは、図４に示される青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒと同様である。具体的には、青色光源２０Ｂ（第１光源）、は、半導体レーザ２２及びサブマウント２１として、ＡｌＩｎＧａＮ系の第１半導体レーザ２２Ｂ及び第１サブマウント２１Ｂを有する。緑色光源２０Ｇ（第２光源）は、半導体レーザ２２及びサブマウント２１として、ＡｌＩｎＧａＮ系の第２半導体レーザ２２Ｇ及び第２サブマウント２１Ｇを有する。赤色光源２０Ｒ（第３光源）は、半導体レーザ２２及びサブマウント２１として、ＡｌＩｎＧａＰ系の第３半導体レーザ２２Ｒ及び第３サブマウント２１Ｒを有する。ただし、本変形例において、第１半導体レーザ２２Ｂ、第２半導体レーザ２２Ｇ及び第３半導体レーザ２２Ｒは、ジャンクションアップ実装により第１サブマウント２１Ｂ、第２サブマウント２１Ｇ及び第３サブマウント２１Ｒに実装されている。
【0177】
また、本変形例において、平面光波回路素子３０Ａの光導波路３１は、複数の光源２０（青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ、赤色光源２０Ｒ）からの光を結合させる光波回路である。具体的には、光導波路３１は、複数の光源２０に対応する複数本のコア３１ａとして、青色光源２０Ｂの第１半導体レーザ２２Ｂから出射したレーザ光が入射して導波する第１コア３１ａＢと、緑色光源２０Ｇの第２半導体レーザ２２Ｇから出射したレーザ光が入射して導波する第２コア３１ａＧと、赤色光源２０Ｒの第３半導体レーザ２２Ｒから出射したレーザ光が入射して導波する第３コア３１ａＲとを有する。実施の形態３と同様に、平面光波回路素子３０Ａの光導波路３１の光入射側の端部は、平面光波回路素子３０Ａの上面に対して傾斜する光導波路反射面を有する。図１７（ａ）において、破線で示される境界３２ｄは、傾斜面３２ａと凹部３２ｂの境界の位置を示し、破線で示される境界３２ｅは、傾斜面３２ａとエッチングされずに残っている（１００）面から９．７°傾いた面の部分３２ｃの境界の位置を示している。境界３２ｄと境界３２ｅの間に、傾斜面３２ａが位置している。図１７（ｂ）に示すように、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ、赤色光源２０Ｒからの光は、傾斜面３２ａに入射するように配置されている。なお、図１６において、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲは、露出しているように図示されているが、実際には、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲは、クラッドで覆われている。
【0178】
本変形例において、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲは、平面光波回路素子３０Ａの光源２０側の側面から光出射面３０ｅに向かって所定の形状で延伸し、平面光波回路素子３０Ａ内（光導波路３１内）で結合して光出射面３０ｅでは１つのコアになっている。具体的には、図１６に示すように、第３コア３１ａＲは、第３面３０ｃ付近の傾斜面３２ａから第４面３０ｄに向かって直線状に延びている。一方、第２コア３１ａＧは、第３面３０ｃ付近の傾斜面３２ａから直線状に延びた後に第３コア３１ａＲの方向に向かって滑らかに曲がり、その後、直線状に伸びて第３コア３１ａＲと結合している。第１コア３１ａＢは、第２コア３１ａＧと同様に、第３面３０ｃ付近の傾斜面３２ａから直線状に延びた後に第３コア３１ａＲの方向に滑らかに曲がり、その後、第２コア３１ａＧと平行に直線状に伸びて第３コア３１ａＲと結合している。また、第２コア３１ａＧと第３コア３１ａＲが結合した後に、さらに、第１コア３１ａＢと結合している。これにより、平面光波回路素子３０Ａの光出射面３０ｅからは、青色のレーザ、緑色のレーザ光及び赤色のレーザ光の単色光又はこれらのレーザ光の少なくとも２つが混合したレーザ光が出射する。
【0179】
このように構成される光源モジュール３Ａは、フルカラーディスプレイ用の光源として用いることができる。
【0180】
また、図１６に示すように、本変形例において、基台１０Ａの外形は、平面光波回路素子３０Ａの外形よりも大きくなっている。さらに、図１６及び図１７に示すように、本変形例では、基台１０Ａの基台本体１１Ａの一部が第２実装面１０ｂから複数の光源２０の下方にまで延在している。具体的には、基台本体１１Ａは、上面視において、第２実装面１０ｂから第１サブマウント２１Ｂ、第２サブマウント２１Ｇ及び第３サブマウント２１Ｒの後方、つまり第３実装面２１ａと反対の面よりも後方にまで延在している。したがって、基台本体１１Ａの第１基台本体部１１ａの第２実装面１０ｂとその反対側の面との距離は、第１サブマウント２１Ｂ、第２サブマウント２１Ｇ及び第３サブマウント２１Ｒの第２実装面１０ｂとその反対側の面との距離よりも長い。
【0181】
この構成により、光源モジュール３Ａが複数の光源２０を備えていても、図１７の黒矢印で示すように、複数の光源２０の各々で発生する熱が第１基台本体部１１ａを伝達するときに第１基台本体部１１ａの下面である放熱面１０ｈに向かって広がりながら伝達するため、効率良く基台１０Ａの放熱面１０ｈから外部に放熱させることができる。
【0182】
【0183】
図１８に示すように、本変形例に係る光源モジュール４は、上記実施の形態３に係る光源モジュール３と同様に、基台１０Ａと、光源２０と、傾斜面３２ａが形成された基板３２Ａを有する平面光波回路素子３０Ａとを備える。
【0184】
本実施の形態に係る光源モジュール４は、上記実施の形態３に係る光源モジュール３に対して、半導体レーザ２２の実装形態が異なるとともに、サブマウント２１に対する半導体レーザ２２の位置と基台１０Ａに対する平面光波回路素子３０Ａの位置とが異なる。
【0185】
具体的には、上記実施の形態３では、半導体レーザ２２は、ジャンクションアップ実装によりサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装されていたのに対して、本実施の形態では、図１８に示すように、半導体レーザ２２は、ジャンクションダウン実装によりサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装されている。
【0186】
また、上記実施の形態３では、半導体レーザ２２の光出射面である前端面２２ｆは、サブマウント２１の第２配置面２５ｂより飛び出していなかったが、本実施の形態では、図１８に示すように、半導体レーザ２２の光出射面は、サブマウント２１の第２配置面２５ｂより飛び出している。
【0187】
また、上記実施の形態３では、平面光波回路素子３０Ａの光入射面３０ｉが形成された第１面３０ｕは、基台１０Ａの第１実装面１０ａと面一であったが、本実施の形態では、図１８に示すように、平面光波回路素子３０Ａの光入射面３０ｉである第１面３０ｕは、基台１０Ａの第１実装面１０ａよりも下方に存在している。
【0188】
このとき、半導体レーザ２２の光出射面である前端面２２ｆとサブマウント２１の第２配置面２５ｂとの間隔をΔＺ１とし、基台１０Ａの第１実装面１０ａである基台１０Ａの上面と平面光波回路素子３０Ａの光入射面３０ｉとの間隔をΔＺ２とすると、ΔＺ２≧ΔＺ１になっている。具体的には、０≦ΔＺ２－ΔＺ１≦５μｍであるとよい。
【0189】
次に、光源モジュール４の効果について、図１９を用いて説明する。図１９は、実施の形態４に係る光源モジュール４の効果を説明するための図である。なお、図１９の黒矢印は、半導体レーザ２２で発生した熱の放熱経路を模式的に示している。
【0190】
図１９に示すように、光源モジュール４は、例えば、筐体１００に載置される。光源モジュール４は、上記実施の形態３の光源モジュール３と同様に動作する。
【0191】
具体的には、光源２０の半導体レーザ２２が駆動すると、半導体レーザ２２からレーザ光が出射する。半導体レーザ２２から出射したレーザ光は、平面光波回路素子３０Ａの光入射面３０ｉから光導波路３１に入射して、光導波路３１を導波して平面光波回路素子３０Ａの光出射面３０ｅから外部に出射する。具体的には、半導体レーザ２２から出射したレーザ光は、平面光波回路素子３０Ａの上面から入射して光導波路３１のコア３１ａに入射する。光導波路３１のコア３１ａに入射したレーザ光は、コア３１ａとクラッド３１ｂとの界面で全反射を繰り返しながらコア３１ａを伝搬する。
【0192】
このように半導体レーザ２２が駆動すると、半導体レーザ２２から熱が発生する。このとき、光源モジュール４では、上記実施の形態３の光源モジュール３と同様に、半導体レーザ２２がサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装された光源２０が、サブマウント２１を構成する面のうち第３実装面２１ａと直交する第４実装面２１ｂで基台１０Ａの第１実装面１０ａに実装されており、また、平面光波回路素子３０Ａが基台１０Ａの第２実装面１０ｂに実装されている。
【0193】
この構成により、図１９の黒矢印に示すように、半導体レーザ２２で発生した熱は、サブマウント２１に伝導し、基台１０Ａの第１実装面１０ａを介して基台１０Ａに伝導し、筐体１００へと伝導する。これにより、半導体レーザ２２の駆動時に半導体レーザ２２で発生する熱を効率良く放熱することができる。このため、半導体レーザ２２の温度上昇を抑制することができる。
【0194】
【0195】
まず、図２０Ａ～図２０Ｃに示すように、平面光波回路素子３０Ａを作製する。具体的には、上記実施の形態３に係る光源モジュール３の製造方法における図１５Ａ～図１５Ｃと同様の方法で、平面光波回路素子３０Ａを作製する。
【0196】
次に、図２０Ｄに示すように、光導波路３１を有する平面光波回路素子３０Ａを基台１０Ａの第２実装面１０ｂに実装する。
【0197】
具体的には、高さが異なる２つの段差面である第１段差面４０１ａ及び第２段差面４０１ｂを有する押し当て部材４０１を平面光波回路素子３０Ａ及び基台１０Ａの上方に配置し、平面光波回路素子３０Ａの上面である第１面３０ｕと基台１０Ａの上面である第１実装面１０ａを、それぞれ、押し当て部材４０１の第１段差面４０１ａ及び第２段差面４０１ｂに押し当てながら平面光波回路素子３０Ａと基台１０Ａとを接合する。具体的には、接合層４２が形成された基台１０Ａと平面光波回路素子３０Ａとを、第１段差面４０１ａ及び第２段差面４０１ｂを有する押し当て部材４０１によって共に上から押し付けながら接合層４２を溶融させることで、平面光波回路素子３０Ａと基台１０Ａとを接合する。このように、高さが第２段差面４０１ｂより高い第１段差面４０１ａ及び第２段差面４０１ｂを有する押し当て部材４０１を用いて平面光波回路素子３０Ａの上面と基台１０Ａの上面とを押し当てながら平面光波回路素子３０Ａと基台１０Ａとを接合することで、平面光波回路素子３０Ａの上面が基台１０Ａの上面よりも下方に位置するように平面光波回路素子３０Ａと基台１０Ａとを容易に且つ精密に接合することができる。ここで、光源モジュールの図の方向を合わせる向合わせるために、部材を上方に配置するとしたが、押し当て部材を下方に配置しても構わない。
【0198】
【0199】
次に、図２０Ｆ及び図２０Ｇに示すように、光源２０を基台１０Ａの第１実装面１０ａに実装する。具体的には、図２０Ｆ及び図２０Ｇは、上記実施の形態３の光源モジュール３の製造方法における図１５Ｆ及び図１５Ｇと同様の方法で行うことができる。
【0200】
つまり、図１５Ｆと同様に、図２０Ｆの工程（アクティブアライメント工程）を行った後に、図１５Ｇと同様に、図２０Ｇの工程（加熱用のレーザ光の照射工程）を行う。具体的には、半導体レーザ２２から出射するレーザ光を平面光波回路素子３０Ａの光導波路３１に入射させて、半導体レーザ２２のレーザ光の光量が最大となるように、光源２０の位置を基台１０Ａの第１実装面１０ａと平行な面内の方向で調整した後、サブマウント２１の第４実装面２１ｂと基台１０Ａの第１実装面１０ａとの間に配置された接合層４３を介して光源２０を基台１０Ａに固定する。
【0201】
【0202】
その後、図２０Ｈに示すように、平面光波回路素子３０Ａと基台１０Ａとの間に保持部材６０を挿入する。例えば、液状の保持部材６０を塗布して硬化することで、平面光波回路素子３０Ａと基台１０Ａとの間に保持部材６０を挿入することができる。これにより、光源モジュール４が完成する。
【0203】
このように構成される本実施の形態に係る光源モジュール４は、上記実施の形態１、３における光源モジュール１、３と同様の効果を奏する。
【0204】
例えば、本実施の形態に係る光源モジュール４では、上記実施の形態１、３における光源モジュール１、３と同様に、半導体レーザ２２がサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装された光源２０が、サブマウント２１を構成する面のうち第３実装面２１ａと直交する第４実装面２１ｂで基台１０Ａの第１実装面１０ａに実装されており、また、平面光波回路素子３０Ａが基台１０Ａの第２実装面１０ｂに実装されている。そして、平面光波回路素子３０Ａにおける光入射面３０ｉは、基台１０Ａの第１実装面１０ａと平行になっている。
【0205】
これにより、半導体レーザ２２の駆動時に半導体レーザ２２で発生する熱を効率良く放熱することができるので、信頼性の高い光源モジュール４を得ることができる。しかも、光源モジュール４の構成により、光源モジュール４を製造する際、アクティブアライメントにより光源２０の位置を調整することができる。したがって、より信頼性の高い光源モジュール４を得ることができる。
【0206】
その他にも、本実施の形態に係る光源モジュール４は、上記実施の形態１、３における光源モジュール１、３と同様の効果を奏する。
【0207】
また、本実施の形態に係る光源モジュール４では、半導体レーザ２２がジャンクションダウン実装によりサブマウント２１の第３実装面２１ａに実装されている。そして、半導体レーザ２２の光出射面である前端面２２ｆとサブマウント２１の前面である第２配置面２５ｂとの間隔をΔＺ１とし、基台１０Ａの第１実装面１０ａと平面光波回路素子３０Ａの光入射面３０ｉ（第１面３０ｕ）との間隔をΔＺ２とすると、ΔＺ２≧ΔＺ１になっている。具体的には、０≦ΔＺ２－ΔＺ１≦５μｍであるとよい。
【0208】
この構成により、光源モジュール４を製造する際のアクティブアライメント時において、半導体レーザ２２が平面光波回路素子３０Ａの光入射面３０ｉに接触せず、かつ、半導体レーザ２２から出射するレーザ光と平面光波回路素子３０Ａの光導波路３１との結合効率を高く保つことができる。
【0209】
【0210】
本変形例に係る光源モジュール４Ａは、上記実施の形態４に係る光源モジュール４に対して、基台１０Ａの構成が異なる。
【0211】
具体的には、上記実施の形態４に係る光源モジュール４では、基台１０Ａの基台本体１１Ａにおける第１基台本体部１１ａと第２基台本体部１１ｂとが一体になっていたが、本変形例に係る光源モジュール４Ａでは、第１基台本体部１１ａと第２基台本体部１１ｂとが別体になっており、基台本体１１Ａが２つに分割されている。別体である第１基台本体部１１ａと第２基台本体部１１ｂとは、接合されている。
【0212】
なお、図２１において、基台本体１１Ａは、第１基台本体部１１ａと第２基台本体部１１ｂとに左右に分割されているが、これに限らない。例えば、図２２に示される光源モジュール４Ｂのように、基台本体１１Ａは、第１基台本体部１１ａと第２基台本体部１１ｂとに上下に分割されていてもよい。
【0213】
（実施の形態４の変形例２）
次に、実施の形態４の変形例２について、図２３及び図２４を用いて説明する。図２３は、実施の形態４の変形例２に係る光源モジュール４Ｃを模式的に示す斜視図であり、図２４は、その光源モジュール４Ｃの一部を示す図である。図２４において、（ａ）は、光源モジュール４Ｃの上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール４Ｃの断面図である。
次に、実施の形態４の変形例２について、図２３及び図２４を用いて説明する。図２３は、実施の形態４の変形例２に係る光源モジュール４Ｃを模式的に示す斜視図であり、図２４は、その光源モジュール４Ｃの一部を示す図である。図２４において、（ａ）は、光源モジュール４Ｃの上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール４Ｃの断面図である。
【0214】
図２３及び図２４に示すように、本変形例に係る光源モジュール４Ｃは、基台１０Ａと、複数の光源２０と、平面光波回路素子３０Ａとを備える。本変形例において、複数の光源２０は、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒを含んでいる。本変形例における青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒは、図４に示される青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒと同様である。具体的には、青色光源２０Ｂ（第１光源）、は、半導体レーザ２２及びサブマウント２１として、ＡｌＩｎＧａＮ系の第１半導体レーザ２２Ｂ及び第１サブマウント２１Ｂを有する。緑色光源２０Ｇ（第２光源）は、半導体レーザ２２及びサブマウント２１として、ＡｌＩｎＧａＮ系の第２半導体レーザ２２Ｇ及び第２サブマウント２１Ｇを有する。赤色光源２０Ｒ（第３光源）は、半導体レーザ２２及びサブマウント２１として、ＡｌＩｎＧａＰ系の第３半導体レーザ２２Ｒ及び第３サブマウント２１Ｒを有する。ただし、本変形例において、第１半導体レーザ２２Ｂ、第２半導体レーザ２２Ｇ及び第３半導体レーザ２２Ｒは、ジャンクションダウン実装により第１サブマウント２１Ｂ、第２サブマウント２１Ｇ及び第３サブマウント２１Ｒに実装されている。
【0215】
また、本変形例において、平面光波回路素子３０Ａの光導波路３１は、複数の光源２０（青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ、赤色光源２０Ｒ）からの光を結合させる光波回路である。具体的には、光導波路３１は、複数の光源２０に対応する複数本のコア３１ａとして、青色光源２０Ｂの第１半導体レーザ２２Ｂから出射したレーザ光が入射して導波する第１コア３１ａＢと、緑色光源２０Ｇの第２半導体レーザ２２Ｇから出射したレーザ光が入射して導波する第２コア３１ａＧと、赤色光源２０Ｒの第３半導体レーザ２２Ｒから出射したレーザ光が入射して導波する第３コア３１ａＲとを有する。なお、図２３において、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲは、露出しているように図示されているが、実際には、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲは、クラッドで覆われている。
【0216】
本変形例において、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲは、第１半導体レーザ２２Ｂ、第２半導体レーザ２２Ｇ及び第３半導体レーザ２２Ｒの下方における光導波路３１から平面光波回路素子３０Ａの光出射面３０ｅに向かって所定の形状で延伸し、平面光波回路素子３０Ａ内（光導波路３１内）で結合して光出射面３０ｅでは１つのコアになっている。具体的には、第２コア３１ａＧは、第１コア３１ａＢと第３コア３１ａＲとの間に位置しており、第３面３０ｃ付近の傾斜面３２ａから第４面３０ｄに向かって直線状に延びている。一方、第１コア３１ａＢは、第３面３０ｃ付近の傾斜面３２ａから直線状に延びた後に第２コア３１ａＧの方向に滑らかに曲がり、その後、直線状に延びて第２コア３１ａＧと結合している。第３コア３１ａＲは、第３面３０ｃ付近の傾斜面３２ａから直線状に延びた後に第２コア３１ａＧの方向に滑らかに曲がり、その後、直線状に延びて第２コア３１ａＧと結合している。また、第３コア３１ａＲと第２コア３１ａＧが結合した後に、さらに、第１コア３１ａＢと結合している。これにより、平面光波回路素子３０Ａの光出射面３０ｅからは、青色のレーザ、緑色のレーザ光及び赤色のレーザ光の単色光又はこれらのレーザ光の少なくとも２つが混合したレーザ光が出射する。
【0217】
なお、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲの各々において、光導波路の光入射側の端部には、平面光波回路素子３０Ａの上面に対して傾斜する光導波路反射面（傾斜面３２ａ）が形成されている。
【0218】
このように構成される光源モジュール４Ｃは、フルカラーディスプレイ用の光源として用いることができる。
【0219】
また、本変形例における光源モジュール４Ｃでは、基台１０Ａの外形が平面光波回路素子３０Ａの外形よりも大きくなっている。さらに、本変形例では、基台１０Ａの基台本体１１Ａの一部が複数の光源２０の下方にまで延在している。具体的には、基台本体１１Ａは、第１サブマウント２１Ｂ、第２サブマウント２１Ｇ及び第３サブマウント２１Ｒの後方にまで延在している。そして、基台１０Ａを後方に延在させた部分には、駆動部品７０が実装されている。
【0220】
また、本変形例では、基台１０Ａは、平面光波回路素子３０Ａの前方にまで延在している。そして、基台１０Ａを前方に延在させた部分には、集光レンズ５０が実装されている。これにより、平面光波回路素子３０Ａの光出射面３０ｅから出射したレーザ光は、集光レンズ５０により集光されて光源モジュール４Ｃから出射する。
【0221】
このように、基台１０Ａを前方又は後方に延在させることで、この延在させた部分に駆動部品７０又は集光レンズ５０等の機能部品を基台１０Ａに集積させることができる。
【0222】
（実施の形態４の変形例３）
次に、実施の形態４の変形例３について、図２５を用いて説明する。図２５は、実施の形態４の変形例３に係る光源モジュール４Ｄの構成を示す図である。図２５において、（ａ）は、光源モジュール４Ｄの上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール４Ｄの側面図であり、（ｃ）は、（ａ）のｃ－ｃ線における光源モジュール４Ｄの断面図である。
次に、実施の形態４の変形例３について、図２５を用いて説明する。図２５は、実施の形態４の変形例３に係る光源モジュール４Ｄの構成を示す図である。図２５において、（ａ）は、光源モジュール４Ｄの上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール４Ｄの側面図であり、（ｃ）は、（ａ）のｃ－ｃ線における光源モジュール４Ｄの断面図である。
【0223】
図２５に示すように、本変形例に係る光源モジュール４Ｄは、上記実施の形態４の変形例２に係る光源モジュール４Ｃと同様に、複数の光源２０として青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒを備えているが、上記実施の形態４の変形例２に係る光源モジュール４Ｃとは、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒの位置関係が異なる。具体的には、本変形例における光源モジュール４Ｄにおいて、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒは、シングルモード波長合波において、偏光方向が一致するように配置されている。
【0224】
ここで、ＡｌＧａＩｎＮ系の半導体材料からなる第１半導体レーザ２２Ｂ及び第２半導体レーザ２２Ｇは、ＴＥモードでレーザ発振する。つまり、第１半導体レーザ２２Ｂ及び第２半導体レーザ２２Ｇの各々から出射したレーザ光は、第１半導体レーザ２２Ｂ及び第２半導体レーザ２２Ｇのチップ平面（活性層平面）に対して平行な方向に偏光する。
【0225】
また、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体材料からなる第３半導体レーザ２２Ｒは、ＴＭモードでレーザ発振する。つまり、第３半導体レーザ２２Ｒから出射したレーザ光は、第３半導体レーザ２２Ｒのチップ平面（活性層平面）に対して垂直な方向に偏光する。
【0226】
そこで、本変形例では、緑色光源２０Ｇの第２サブマウント２１Ｇの第３実装面２１ａＧと青色光源２０Ｂの第１サブマウント２１Ｂにおける第３実装面２１ａＢとを、平面光波回路素子３０Ａの上面に対して垂直な方向にしている。したがって、緑色光源２０Ｇの第２サブマウント２１Ｇの第３実装面２１ａＧと、青色光源２０Ｂの第１サブマウント２１Ｂにおける第３実装面２１ａＢとは、平行である。また、緑色光源２０Ｇの第２サブマウント２１Ｇの第３実装面２１ａＧと青色光源２０Ｂの第１サブマウント２１Ｂにおける第３実装面２１ａＢとを、平面光波回路素子３０Ａの光導波路３１と入射面付近で平行となるようにしている。これにより、第１サブマウント２１Ｂに実装された第１半導体レーザ２２Ｂ及び第２サブマウント２１Ｇに実装された第２半導体レーザ２２Ｇの各々から出射するレーザ光は、平面光波回路素子３０Ａの上面に対して垂直な方向に偏光することになる。
【0227】
また、赤色光源２０Ｒの第３サブマウント２１Ｒの第３実装面２１ａＲは、平面光波回路素子３０の上面に対して垂直な方向にしている。したがって、赤色光源２０Ｒの第３サブマウント２１Ｒの第３実装面２１ａＲと、青色光源２０Ｂの第１サブマウント２１Ｂの第３実装面２１ａＢとは、垂直である。また、赤色光源２０Ｒの第３サブマウント２１Ｒの第３実装面２１ａＲを、平面光波回路素子３０Ａの光導波路３１と入射面付近で垂直となるようにしている。これにより、第３半導体レーザ２２Ｒから出射するレーザ光も、平面光波回路素子３０Ａの上面に対して垂直な方向に偏光することになる。
【0228】
この構成により、シングルモード波長合波において、第１半導体レーザ２２Ｂ、第２半導体レーザ２２Ｇ及び第３半導体レーザ２２Ｒの偏光方向を一致させることができる。つまり、平面光波回路素子３０Ａに入射する青色レーザ光、緑色レーザ光及び赤色レーザ光の偏光方向を揃えることができる。また、第１コア３１ａＢと第２コア３１ａＧと第３コア３１ａＲのコア間隔を狭くすることもできるので、平面光波回路素子３０Ａを小型化することもできる。したがって、光源モジュール４Ｄを小型化することができる。
【0229】
また、本変形例において、緑色光源２０Ｇにおける第２半導体レーザ２２Ｇは、青色光源２０Ｂにおける第１半導体レーザ２２Ｂと緑色光源２０Ｇにおける第２サブマウント２１Ｇとの間に位置している。つまり、第１半導体レーザ２２Ｂと第２半導体レーザ２２Ｇとが向かい合うように、第１半導体レーザ２２Ｂと第２半導体レーザ２２Ｇとを配置している。
【0230】
この構成により、第１半導体レーザ２２Ｂと第２半導体レーザ２２Ｇとの間の距離を狭くすることができるので、光源モジュール４Ｄをさらに小型化することができる。
【0231】
また、第１半導体レーザ２２Ｂと第２半導体レーザ２２Ｇとが向かい合うことで、青色レーザ光が導波する第１コア３１ａＢと赤色レーザ光が導波する第３コア３１ａＲとの間隔を狭くすることができる。これにより、第１コア３１ａＢが曲がっている部分の長さを短くすることができる。また、第１コア３１ａＢと第３コア３１ａＲとの間隔が狭いことと第１コア３１ａＢの曲がっている部分の長さが短いことで、平面光波回路素子３０Ａをさらに小型化することができる。
【0232】
なお、平面光波回路素子３０Ａの第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲの各々において、光導波路の光入射側の端部には、平面光波回路素子３０Ａの上面に対して傾斜する光導波路反射面（傾斜面３２ａ）が形成されている。
【0233】
（実施の形態４の変形例４）
次に、実施の形態４の変形例４について、図２６を用いて説明する。図２６は、実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅの構成を示す図である。図２６において、（ａ）は、光源モジュール４Ｅの上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール４Ｅの長手方向の断面図であり、（ｃ）は、光源モジュール４Ｅの短手方向の断面図であり、（ｄ）は、光源モジュール４Ｅにおける平面光波回路素子３０Ａの平面図である。
次に、実施の形態４の変形例４について、図２６を用いて説明する。図２６は、実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅの構成を示す図である。図２６において、（ａ）は、光源モジュール４Ｅの上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール４Ｅの長手方向の断面図であり、（ｃ）は、光源モジュール４Ｅの短手方向の断面図であり、（ｄ）は、光源モジュール４Ｅにおける平面光波回路素子３０Ａの平面図である。
【0234】
本変形例に係る光源モジュール４Ｅは、上記実施の形態４の変形例３に係る光源モジュール４Ｄに対して、赤色光源２０Ｒが配置される位置が異なっている。
【0235】
本変形例において、基台１０Ａの第１実装面１０ａは、平面光波回路素子３０Ａの平面視において、平面光波回路素子３０Ａの一辺の外側にある第１サブ実装面と、その一辺とは平行でない他の辺の外側にある第２サブ実装面とを有しており、青色光源２０Ｂ及び緑色光源２０Ｇはいずれも、第１サブ実装面及び第２サブ実装面の一方に配置され、赤色光源２０Ｒは、第１サブ実装面及び第２サブ実装面の他方に配置される。
【0236】
具体的には、図２６に示すように、青色光源２０Ｂ及び緑色光源２０Ｇは、上記実施の形態４の変形例３に係る光源モジュール４Ｄと同様に、基台１０Ａの後方に位置する第１実装面１０ａ１（第１サブ実装面）に配置されており、赤色光源２０Ｒは、基台１０Ａの側方に位置する第１実装面１０ａ２（第２サブ実装面）に配置されている。つまり、本変形例では、複数の光源２０は、基台１０Ａの第１実装面１０ａのうち、後方と側方との各々の位置に配置されている。また、青色光源２０Ｂ及び緑色光源２０Ｇと光出射面３０ｅ間の距離より、赤色光源２０Ｒと光出射面３０ｅ間の距離の方が短い。
【0237】
このように、基台１０Ａの後方と側方との各々に光源２０を配置することで、光源モジュール４Ｅの幅Ｙを狭くすることができる。つまり、上記実施の形態４の変形例３に係る光源モジュール４Ｄよりもさらに小型の光源モジュール４Ｅを実現することができる。なお、赤色光源２０Ｒの配置以外は、上記実施の形態４の変形例３に係る光源モジュール４Ｄと同様である。
【0238】
なお、平面光波回路素子３０Ａの第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲの各々において、光導波路の光入射側の端部には、平面光波回路素子３０Ａの上面に対して傾斜する光導波路反射面（傾斜面３２ａ）が形成されている。
【0239】
ここで、本変形例に係る光源モジュール４Ｅにおける平面光波回路素子３０Ａの作製方法について、図２７Ａ～図２７Ｈを用いて説明する。図２７Ａ～図２７Ｈは、実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅにおける平面光波回路素子３０Ａの作製方法を説明するための図である。なお、図２７Ａ～図２７Ｈにおいて、上図は、上面図であり、下図は、上図のｃ－ｃ線における断面図であり、右図は、上図のａ－ａ線における断面図である。
【0240】
まず、図２７Ａに示すように、基板３２Ａを準備する。例えば、基板３２Ａとして、面方位（１００）面に対して表面の結晶方位が９．７°傾いた表面を有するシリコン基板を準備する。ここで、面方位（１００）面に対して表面の結晶方位が９．７°傾いた表面は、［１００］方向から９．７°傾いた方向を法線とする結晶面である。
【0241】
次に、図２７Ｂに示すように、基板３２Ａの表面の所定の位置（Ｌ字型）にエッチング保護膜５００を形成する。エッチング保護膜５００としては、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる絶縁膜を用いることができる。
【0242】
次に、エッチング保護膜５００をマスクとして基板３２Ａをエッチングする。具体的には、エッチング液を用いて基板３２Ａに対してウェットエッチングを施す。例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）又は水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液等のアルカリ水溶液からなるエッチング液を用いて、異方性のウェットエッチングを行う。
【0243】
このように、基板３２Ａをエッチングすることで、図２７Ｃに示すように、基板３２Ａに凹部３２ｂを形成するとともに、基板３２Ａの一部に傾斜面３２ａ（傾斜面３２ａＢＧと傾斜面３２ａＲ）を２か所形成する。この傾斜面３２ａは結晶面であるので平坦である。なお、図２７Ｃの上図では、便宜上、傾斜面３２ａをドット状のハッチングで示している。また、傾斜面３２ａＢＧと光出射面３０ｅとなる面と間の距離より、傾斜面３２ａＲと光出射面３０ｅとなる面と間の距離の方が短い。
【0244】
傾斜面３２ａ及び凹部３２ｂは、基板３２Ａのうちエッチングされた部分である。傾斜面３２ａの面方位は、シリコン（１１１）面であり、傾斜面３２ａの傾斜角は、４５°である。傾斜面３２ａは［０１－１］方向に延びている。また、凹部３２ｂのエッチング後の面方位は、元のシリコン基板の上面の面方位と同じ（１００）面から９．７°傾いた面になっている。傾斜面３２ａと凹部３２ｂの境界３２ｄ、および、エッチングされずに残っている（１００）面から９．７°傾いた面の部分３２ｃと傾斜面３２ａの境界３２ｅは、［０１－１］方向に延びている。なお、凹部３２ｂとエッチングされずに残っている（１００）面から９．７°傾いた面の部分３２ｃとの境界３２ｆは、右図のような傾斜した面になるが、上図においては、簡単のため、線で表示している。
【0245】
次に、図２７Ｄに示すように、基板３２Ａの表面の全面に、クラッド３１ｂとなる二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる第１クラッド層３１ｂ１を形成する。なお、図２７Ｄから図２７Ｈでは、傾斜面３２ａと凹部３２ｂとエッチングされずに残っている（１００）面から９．７°傾いた面の部分３２ｃとの３つの内の２つの部分間の境界を、破線で示している。
【0246】
次に、図２７Ｅに示すように、第１クラッド層３１ｂ１の表面の全面に、コア３１ａとなる窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるコア層３１ａ１を形成する。なお、基板３２Ａの傾斜面３２ａのうち、後にパターニングされるコア３１ａと接する部分において、第１クラッド層３１ｂ１とコア層３１ａ１との間に金属膜３６を形成している。
【0247】
次に、図２７Ｆに示すように、エッチングを施すことでコア層３１ａ１をパターニングすることで、所定の形状のコア３１ａを形成する。これにより、コア層３１ａ１がエッチング除去された部分では、第１クラッド層３１ｂ１が露出する。
【0248】
具体的には、コア３１ａは、青色光源２０Ｂに対応する第１コア３１ａＢと、緑色光源２０Ｇに対応する第２コア３１ａＧと、赤色光源２０Ｒに対応する第３コア３１ａＲとによって構成されている。第３コア３１ａＲは傾斜面３２ａＲから光出射面３０ｅに向かって直線状に延びている。第２コア３１ａＧは、傾斜面３２ａＢＧから光出射面３０ｅに向かって直線状に延びた後に第３コア３１ａＲの方向に向かって滑らかに曲がって第３コア３１ａＲと結合している。第１コア３１ａＢは、傾斜面３２ａＢＧから光出射面３０ｅに向かって直線状に延びた後に第３コア３１ａＲの方向に滑らかに曲がって第３コア３１ａＲと結合している。なお、第３コア３１ａＲの光源側端部は、第１コア３１ａＢ及び第２コア３１ａＧの光源側端部よりも光出射面３０ｅ側に位置している。
【0249】
次に、図２７Ｇに示すように、コア３１ａを覆うようにして第１クラッド層３１ｂ１の露出部分の全面に、クラッド３１ｂとなる二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる第２クラッド層３１ｂ２を形成する。これにより、第１クラッド層３１ｂ１と第２クラッド層３１ｂ２とで、コア３１ａを囲むクラッド３１ｂが形成される。
【0250】
次に、クラッド３１ｂの表層を研磨することで、図２７Ｈに示すように、クラッド３１ｂの表面を平坦化する。具体的には、第２クラッド層３１ｂ２の上層部分を研磨することで、第２クラッド層３１ｂ２の表面を平坦化する。この製法により、平面光波回路素子３０Ａの上面に対して垂直な方向において、コア３１ａの上側及び下側の各々にクラッド３１ｂ存在しているとともに、平面光波回路素子３０Ａの上面方向において、反射面（金属膜３６）を介してコア３１ａの外側にクラッド３１ｂが存在している。
【0251】
これにより、基板３２Ａ上に、平坦な反射面である傾斜面３２ａが形成された光導波路３１を有する平面光波回路素子３０Ａを作製することができる。
【0252】
（実施の形態４の変形例５）
次に、実施の形態４の変形例５について、図２８Ａを用いて説明する。図２８Ａは、実施の形態４の変形例５に係る光源モジュール４Ｆの構成を示す図である。図２８Ａにおいて、（ａ）は、光源モジュール４Ｆの上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール４Ｆの長手方向の断面図であり、（ｃ）は、光源モジュール４Ｆの短手方向の断面図であり、（ｄ）は、光源モジュール４Ｆにおける平面光波回路素子３０Ａの平面図である。
次に、実施の形態４の変形例５について、図２８Ａを用いて説明する。図２８Ａは、実施の形態４の変形例５に係る光源モジュール４Ｆの構成を示す図である。図２８Ａにおいて、（ａ）は、光源モジュール４Ｆの上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール４Ｆの長手方向の断面図であり、（ｃ）は、光源モジュール４Ｆの短手方向の断面図であり、（ｄ）は、光源モジュール４Ｆにおける平面光波回路素子３０Ａの平面図である。
【0253】
本変形例に係る光源モジュール４Ｆと上記実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅとは、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲのレイアウトが異なる。
【0254】
図２８Ａに示すように、本変形例に係る光源モジュール４Ｆでは、第１コア３１ａＢと第３コア３１ａＲとの間に位置する第２コア３１ａＧが直線部のみで構成され、第１コア３１ａＢ及び第３コア３１ａＲが曲線部を有するように構成されている。
【0255】
なお、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲのレイアウト以外については、本変形例に係る光源モジュール４Ｆは、上記実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅと同様の構成である。
【0256】
したがって、本変形例に係る光源モジュール４Ｆは、上記実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅと同様の効果を奏する。
【0257】
（実施の形態４の変形例５’）
次に、実施の形態４の変形例５’について、図２８Ｂを用いて説明する。図２８Ｂは、実施の形態４の変形例５’に係る光源モジュール４Ｆ’の構成を示す図である。図２８Ｂにおいて、（ａ）は、光源モジュール４Ｆ’の上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール４Ｆ’の長手方向の断面図であり、（ｃ）は、光源モジュール４Ｆ’の短手方向の断面図であり、（ｄ）は、光源モジュール４Ｆ’における平面光波回路素子３０Ａの平面図である。
次に、実施の形態４の変形例５’について、図２８Ｂを用いて説明する。図２８Ｂは、実施の形態４の変形例５’に係る光源モジュール４Ｆ’の構成を示す図である。図２８Ｂにおいて、（ａ）は、光源モジュール４Ｆ’の上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール４Ｆ’の長手方向の断面図であり、（ｃ）は、光源モジュール４Ｆ’の短手方向の断面図であり、（ｄ）は、光源モジュール４Ｆ’における平面光波回路素子３０Ａの平面図である。
【0258】
本変形例に係る光源モジュール４Ｆ’と上記実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅとは、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲのレイアウトが異なる。
【0259】
図２８Ｂに示すように、本変形例に係る光源モジュール４Ｆ’では、第１コア３１ａＢが直線部のみで構成され、第２コア３１ａＧ第１コア３１ａＢ及び第３コア３１ａＲが曲線部を有するように構成されている。さらに、第２コア３１ａＧの直線部分を光出射面３０ｅ側に延長した線上に、第１コア３１ａＢの直線部分が配置されている。また、緑色光源２０Ｇにおける第２半導体レーザ２２Ｇの実装位置を光出射面３０ｅ側に延長した線上に、赤色光源２０Ｒにおける第３半導体レーザ２２Ｒが実装されている。
【0260】
図２８Ｂの（ｄ）では、傾斜面３２ａと凹部３２ｂの境界３２ｄと、傾斜面３２ａとエッチングされずに残っている（１００）面から９．７°傾いた面の部分３２ｃの境界３２ｅと、凹部３２ｂとエッチングされずに残っている（１００）面から９．７°傾いた面の部分３２ｃの境界３２ｆとを、点線で示している。境界３２ｄと境界３２ｅの間に、傾斜面３２ａＢＧと傾斜面３２ａＲが形成されている。図２８の（ｄ）に示すように、傾斜面３２ａＢＧの光出射面３０ｅ側に、光出射面３０ｅから見て、傾斜面３２ａＢＧに、傾斜面３２ａＲが重なるように形成されている。
【0261】
したがって、本変形例に係る光源モュール４Ｆ’は、平面光波回路素子３０Ａの幅Ｙ１を狭くすることができる。
【0262】
（実施の形態４の変形例６）
次に、実施の形態４の変形例６について、図２９を用いて説明する。図２９は、実施の形態４の変形例６に係る光源モジュール４Ｇの構成を示す図である。図２９において、（ａ）は、光源モジュール４Ｇの上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール４Ｇにおける平面光波回路素子３０Ａの平面図である。点線は、光源に隠れた基台１０Ａの形状を表している。
次に、実施の形態４の変形例６について、図２９を用いて説明する。図２９は、実施の形態４の変形例６に係る光源モジュール４Ｇの構成を示す図である。図２９において、（ａ）は、光源モジュール４Ｇの上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール４Ｇにおける平面光波回路素子３０Ａの平面図である。点線は、光源に隠れた基台１０Ａの形状を表している。
【0263】
本変形例に係る光源モジュール４Ｇは、上記実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅと同様に、複数の光源２０として、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒを備えているが、上記実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅに対して、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒのレイアウトが異なっている。
【0264】
本変形例では、上記実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅと同様に、基台１０Ａの第１実装面１０ａは、平面光波回路素子３０Ａの平面視において、平面光波回路素子３０Ａの一辺の外側にある第１サブ実装面と、その一辺とは平行でない他の辺の外側にある第２サブ実装面とを有しており、青色光源２０Ｂ及び緑色光源２０Ｇはいずれも、第１サブ実装面及び第２サブ実装面の一方に配置され、赤色光源２０Ｒは、第１サブ実装面及び第２サブ実装面の他方に配置される。
【0265】
具体的には、図２９に示すように、青色光源２０Ｂ及び緑色光源２０Ｇは、基台１０Ａの側方に位置する第１実装面１０ａ（第２サブ実装面１０ａ２）に配置されており、赤色光源２０Ｒは、基台１０Ａの後方に位置する第１実装面１０ａ（第１サブ実装面１０ａ１）に配置されている。なお、青色光源２０Ｂと緑色光源２０Ｇは、斜めに配置されており、直線状の第１コア３１ａＢの延伸方向に対して、レーザ光の入射位置が異なっている。
【0266】
このように、基台１０Ａの後方と側方との各々に光源２０を配置することで、光源モジュール４Ｇの幅を狭くすることができる。したがって、小型の光源モジュール４Ｇを実現することができる。また、青色光源２０Ｂと緑色光源２０Ｇのように複数の光源２０を斜めに並べることで、複数の光源２０の位置をずらすことができる。これにより、複数の光源２０の各々の半導体レーザ２２に給電するための配線を容易に引き回すことができる。
【0267】
また、本変形例では、上面視において、平面光波回路素子３０Ａの後端部分が傾斜するようにカットされている。これにより、傾斜するようにカットされた辺に沿って、青色光源２０Ｂと緑色光源２０Ｇとを斜めに並べることができる。このため、第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲの互いの間隔を狭くすることができる。したがって、光源モジュール４Ｇをさらに小型化することができる。
【0268】
なお、平面光波回路素子３０Ａの第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲの各々において、光導波路の光入射側の端部には、平面光波回路素子３０Ａの上面に対して傾斜する光導波路反射面（傾斜面３２ａ）が形成されている。
【0269】
ここで、本変形例に係る光源モジュール４Ｇにおける平面光波回路素子３０Ａの作製方法について、図３０Ａ～図３０Ｄを用いて説明する。図３０Ａ～図３０Ｄは、実施の形態４の変形例６に係る光源モジュール４Ｇにおける平面光波回路素子３０Ａの作製方法を説明するための図である。なお、図３０Ａ～図３０Ｄにおいて、上図は、上面図であり、下図は、上図のｃ－ｃ線における断面図であり、右図は、上図のａ－ａ線における断面図である。
【0270】
【0271】
次に、図３０Ｂに示すように、基板３２Ａをエッチングすることで、基板３２Ａに凹部３２ｂを形成するとともに、基板３２Ａの一部に３か所の傾斜面３２ａ（傾斜面３２ａＢ、傾斜面３２ａＧ、傾斜面３２ａＲ）を形成する。なお、光出射面３０ｅとなる位置に近い側から、傾斜面３２ａＢ、傾斜面３２ａＧ、傾斜面３２ａＲが順に形成されている。具体的には、図２７Ｂ及び図２７Ｂと同様にして、基板３２Ａにウェットエッチングを施す。なお、図３０Ｂの上図では、便宜上、傾斜面３２ａをドット状のハッチングで示している。
【0272】
傾斜面３２ａ及び凹部３２ｂは、基板３２Ａのうちエッチングされた部分である。傾斜面３２ａの面方位は、シリコン（１１１）面であり、傾斜面３２ａの傾斜角は、４５°である。また、凹部３２ｂのエッチング後の面方位は、元のシリコン基板の上面の面方位と同じになっている。
【0273】
【0274】
【0275】
第１コア３１ａＢは傾斜面３２ａＢから光出射面３０ｅに向かって直線状に延びている。第２コア３１ａＧは、傾斜面３２ａＧから光出射面３０ｅに向かって直線状に延びた後に第１コア３１ａＢの方向に向かって滑らかに曲がって第１コア３１ａＢと結合している。第３コア３１ａＲは傾斜面３２ａＲから光出射面３０ｅに向かって直線状に延びた後に第１コア３１ａＢの方向に向かって滑らかに曲がって第１コア３１ａＢと結合している。なお、光出射面３０ｅに近い側から、第１コア３１ａＢの光源側端部、第２コア３１ａＧの光源側端部、第３コア３１ａＲの光源側端部が順に位置している。
【0276】
（実施の形態４の変形例７）
次に、実施の形態４の変形例７について、図３１を用いて説明する。図３１は、実施の形態４の変形例７に係る光源モジュール４Ｈの構成を示す図である。図３１において、（ａ）は、光源モジュール４Ｈの上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール４Ｈにおける平面光波回路素子３０Ａの平面図である。
次に、実施の形態４の変形例７について、図３１を用いて説明する。図３１は、実施の形態４の変形例７に係る光源モジュール４Ｈの構成を示す図である。図３１において、（ａ）は、光源モジュール４Ｈの上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール４Ｈにおける平面光波回路素子３０Ａの平面図である。
【0277】
本変形例に係る光源モジュール４Ｈは、上記実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅと同様に、複数の光源２０として、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒを備えているが、上記実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅに対して、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒのレイアウトが異なっている。
【0278】
本変形例では、上記実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅと同様に、基台１０Ａの第１実装面１０ａは、平面光波回路素子３０Ａの平面視において、平面光波回路素子３０Ａの一辺の外側にある第１サブ実装面と、その一辺とは平行でない他の辺の外側にある第２サブ実装面とを有しており、青色光源２０Ｂ及び緑色光源２０Ｇはいずれも、第１サブ実装面及び第２サブ実装面の一方に配置され、赤色光源２０Ｒは、第１サブ実装面及び第２サブ実装面の他方に配置される。
【0279】
具体的には、図３１に示すように、基台１０Ａの後方に第１実装面１０ａ１（第１サブ実装面）が配置され、基台１０Ａの２つの側方に、互いに対向するように、２つの第１実装面１０ａ２（第２サブ実装面）が配置されている。青色光源２０Ｂ及び緑色光源２０Ｇは、基台１０Ａの側方に位置する第１実装面１０ａ２（第２サブ実装面）に配置されており、赤色光源２０Ｒは、基台１０Ａの後方に位置する第１実装面１０ａ１（第１サブ実装面）に配置されている。なお、基台１０Ａの側方に位置する青色光源２０Ｂと緑色光源２０Ｇは、第３コア３１ａＲを挟んで対向する位置に配置されている。
【0280】
このように、基台１０Ａの後方と２つの側方との各々に３つの光源２０を配置することで、光源モジュール４Ｈの幅を狭くすることができる。したがって、小型の光源モジュール４Ｈを実現することができる
なお、平面光波回路素子３０Ａの第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲの各々において、光導波路の光入射側の端部には、平面光波回路素子３０Ａの上面に対して傾斜する光導波路反射面（傾斜面３２ａ）が形成されている。なお、光出射面３０ｅに近い側から、傾斜面３２ａＢ、傾斜面３２ａＧ、傾斜面３２ａＲが順に形成されている。
なお、平面光波回路素子３０Ａの第１コア３１ａＢ、第２コア３１ａＧ及び第３コア３１ａＲの各々において、光導波路の光入射側の端部には、平面光波回路素子３０Ａの上面に対して傾斜する光導波路反射面（傾斜面３２ａ）が形成されている。なお、光出射面３０ｅに近い側から、傾斜面３２ａＢ、傾斜面３２ａＧ、傾斜面３２ａＲが順に形成されている。
【0281】
第１コア３１ａＢは傾斜面３２ａＢから光出射面３０ｅに向かって直線状に延びている。第２コア３１ａＧは、傾斜面３２ａＧから光出射面３０ｅに向かって直線状に延びた後に第１コア３１ａＢの方向に向かって滑らかに曲がって第１コア３１ａＢと結合している。第３コア３１ａＲは傾斜面３２ａＲから光出射面３０ｅに向かって直線状に延びた後に第１コア３１ａＢの方向に向かって滑らかに曲がって第１コア３１ａＢと結合している。なお、光出射面３０ｅに近い側から、第１コア３１ａＢの光源側端部、第２コア３１ａＧの光源側端部、第３コア３１ａＲの光源側端部が順に位置している。
【0282】
また、本変形例において、青色光、緑色光及び赤色光は、全体が平面光波回路素子３０Ａの上面に対して垂直な方向に偏光することになる。
【0283】
【0284】
本変形例に係る光源モジュール４Ｉは、上記実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅと同様に、複数の光源２０として、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒを備えているが、上記実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅに対して、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒのレイアウトが異なっている。
【0285】
本変形例では、上記実施の形態４の変形例４に係る光源モジュール４Ｅと同様に、基台１０Ａの第１実装面１０ａは、平面光波回路素子３０Ａの平面視において、平面光波回路素子３０Ａの一辺の外側にある第１サブ実装面と、その一辺とは平行でない他の辺の外側にある第２サブ実装面とを有しており、青色光源２０Ｂ及び緑色光源２０Ｇはいずれも、第１サブ実装面及び第２サブ実装面の一方に配置され、赤色光源２０Ｒは、第１サブ実装面及び第２サブ実装面の他方に配置される。
【0286】
具体的には、図３２に示すように、青色光源２０Ｂ及び緑色光源２０Ｇは、基台１０Ａの側方に位置する第１実装面１０ａ２（第２サブ実装面）に配置されており、赤色光源２０Ｒは、基台１０Ａの後方に位置する第１実装面１０ａ１（第１サブ実装面）に配置されている。なお、基台１０Ａの側方に位置する青色光源２０Ｂと緑色光源２０Ｇは、第３コア３１ａＲを挟んで対向する位置に配置されている。
【0287】
このように、基台１０Ａの後方と側方との各々に光源２０を配置することで、光源モジュール４Ｉの幅を狭くすることができる。したがって、小型の光源モジュール４Ｉを実現することができる。
【0288】
また、本変形例において、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒは、全体がＴＥモードで偏光するように配置されている。
【0289】
（実施の形態５）
次に、実施の形態５に係る光源モジュール５について、図３３を用いて説明する。図３３は、実施の形態５に係る光源モジュール５の構成を示す図である。図３３において、（ａ）は、光源モジュール５の上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール５の断面図であり、（ｃ）は、光源モジュール５における平面光波回路素子３０Ａの上面図である。
次に、実施の形態５に係る光源モジュール５について、図３３を用いて説明する。図３３は、実施の形態５に係る光源モジュール５の構成を示す図である。図３３において、（ａ）は、光源モジュール５の上面図であり、（ｂ）は、光源モジュール５の断面図であり、（ｃ）は、光源モジュール５における平面光波回路素子３０Ａの上面図である。
【0290】
図３３に示すように、本実施の形態に係る光源モジュール５は、上記実施の形態３、４に係る光源モジュール３、４と同様に、基台１０Ａと、複数の光源２０と、傾斜面３２ａが形成された基板３２Ａを有する平面光波回路素子３０Ａとを備える。光源モジュール５は、複数の光源２０として、青色光源２０Ｂ、緑色光源２０Ｇ及び赤色光源２０Ｒを備えている。
【0291】
本実施の形態における光源モジュール５は、上記実施の形態３、４に係る光源モジュール３、４に対して、複数の光源２０の各々における半導体レーザ２２の実装形態が異なり、複数の半導体レーザ２２の中には、平面光波回路素子３０Ａの側面からレーザ光を入射させる横入射タイプの半導体レーザ２２と、平面光波回路素子３０Ａの上面からレーザ光を入射させる縦入射タイプの半導体レーザ２２とが含まれる。つまり、本実施の形態における光源モジュール５では、横入射タイプの半導体レーザ２２と縦入射タイプの半導体レーザ２２とが混載している。
【0292】
具体的には、青色光源２０Ｂにおける第１半導体レーザ２２Ｂは、縦入射タイプであり、平面光波回路素子３０Ａの上面からレーザ光を入射させるように第１サブマウント２１Ｂに実装されている。同様に、緑色光源２０Ｇにおける第２半導体レーザ２２Ｇは、縦入射タイプであり、平面光波回路素子３０Ａの上面からレーザ光を入射させるように第２サブマウント２１Ｇに実装されている。
【0293】
一方、赤色光源２０Ｒにおける第３半導体レーザ２２Ｒは、横入射タイプであり、平面光波回路素子３０Ａの側面からレーザ光を入射させるように第３サブマウント２１Ｒに実装されている。
【0294】
また、本実施の形態における光源モジュール５では、基台１０Ａの後方と側方との各々に光源２０が配置されている。具体的には、青色光源２０Ｂ及び緑色光源２０Ｇは、基台１０Ａの側方に位置する第１実装面１０ａ（第１サブ実装面）に配置されており、赤色光源２０Ｒは、基台１０Ａの後方に位置する第１実装面１０ａ２（第２サブ実装面）に配置されている。
【0295】
このように構成される本実施の形態に係る光源モジュール５は、上記実施の形態１～４における光源モジュール１～４と同様の効果を奏する。
【0296】
（その他の変形例）
以上、本開示に係る光源モジュールについて、実施の形態１～５に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態１～５に限定されるものではない。
以上、本開示に係る光源モジュールについて、実施の形態１～５に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態１～５に限定されるものではない。
【0297】
例えば、各実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0298】
本開示に係る光源モジュールは、例えば、ディスプレイ又はプロジェクタ等の画像表示装置等に用いられる光源として有用である。
【符号の説明】
【0299】
１、１Ａ、２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、３、３Ａ、４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ、４Ｈ、４Ｉ、５ 光源モジュール
１０、１０Ａ、１０Ｃ 基台
１０ａ、１０ａ１、１０ａ２ 第１実装面
１０ｂ 第２実装面
１０ｈ 放熱面
１１、１１Ａ、１１Ｃ 基台本体
１１ａ 第１基台本体部
１１ａ１ 上面
１１ａ２ 側面
１１ｂ 第２基台本体部
１１ｂ１ 上面
１１Ｃ１ 延伸部
１２ 金属膜
１３ レンズ固定部
２０ 光源
２０Ｂ 青色光源
２０Ｇ 緑色光源
２０Ｒ 赤色光源
２１ サブマウント
２１ａ、２１ａＢ、２１ａＧ、２１ａＲ 第３実装面
２１ｂ 第４実装面
２１ｆ 側端面
２１Ｂ 第１サブマウント
２１Ｇ 第２サブマウント
２１Ｒ 第３サブマウント
２２ 半導体レーザ
２２ａ 導波路
２２ｆ 前端面
２２Ｂ 第１半導体レーザ
２２Ｇ 第２半導体レーザ
２２Ｒ 第３半導体レーザ
２５ サブマウント本体
２５ａ 第１配置面
２５ｂ 第２配置面
２５Ｆ 第１サブマウント本体
２５Ｇ 第２サブマウント本体
２６ 第１金属膜
２６ａ 第１の第１金属膜
２６ｂ 第２の第１金属膜
２６ｃ 第３の第１金属膜
２６ｄ 第４の第１金属膜
２７ 第２金属膜
３０、３０Ａ 平面光波回路素子
３０ｕ 第１面
３０ｂ 第２面
３０ｃ 第３面
３０ｄ 第４面
３０ｉ 光入射面
３０ｅ 光出射面
３１ 光導波路
３１ａ コア
３１ａ１ コア層
３１ａＢ 第１コア
３１ａＧ 第２コア
３１ａＲ 第３コア
３１ｂ クラッド
３１ｂ１ 第１クラッド層
３１ｂ２ 第２クラッド層
３２、３２Ａ 基板
３２ａ、３２ａＢＧ、３２ａＲ、３２ａＢ、３２ａＧ 傾斜面
３２ｂ 凹部
３３ 第１反射防止膜
３４ 第２反射防止膜
３５、３６ 金属膜
４１、４２、４３ 接合層
５０ 集光レンズ
６０ 保持部材
７０ 駆動部品
１００ 筐体
２００ パワーメータ
３００ 加熱用レーザ光源
４００、４０１ 押し当て部材
４００ａ、４０１ａ 第１段差面
４００ｂ、４０１ｂ 第２段差面
５００ エッチング保護膜
１０、１０Ａ、１０Ｃ 基台
１０ａ、１０ａ１、１０ａ２ 第１実装面
１０ｂ 第２実装面
１０ｈ 放熱面
１１、１１Ａ、１１Ｃ 基台本体
１１ａ 第１基台本体部
１１ａ１ 上面
１１ａ２ 側面
１１ｂ 第２基台本体部
１１ｂ１ 上面
１１Ｃ１ 延伸部
１２ 金属膜
１３ レンズ固定部
２０ 光源
２０Ｂ 青色光源
２０Ｇ 緑色光源
２０Ｒ 赤色光源
２１ サブマウント
２１ａ、２１ａＢ、２１ａＧ、２１ａＲ 第３実装面
２１ｂ 第４実装面
２１ｆ 側端面
２１Ｂ 第１サブマウント
２１Ｇ 第２サブマウント
２１Ｒ 第３サブマウント
２２ 半導体レーザ
２２ａ 導波路
２２ｆ 前端面
２２Ｂ 第１半導体レーザ
２２Ｇ 第２半導体レーザ
２２Ｒ 第３半導体レーザ
２５ サブマウント本体
２５ａ 第１配置面
２５ｂ 第２配置面
２５Ｆ 第１サブマウント本体
２５Ｇ 第２サブマウント本体
２６ 第１金属膜
２６ａ 第１の第１金属膜
２６ｂ 第２の第１金属膜
２６ｃ 第３の第１金属膜
２６ｄ 第４の第１金属膜
２７ 第２金属膜
３０、３０Ａ 平面光波回路素子
３０ｕ 第１面
３０ｂ 第２面
３０ｃ 第３面
３０ｄ 第４面
３０ｉ 光入射面
３０ｅ 光出射面
３１ 光導波路
３１ａ コア
３１ａ１ コア層
３１ａＢ 第１コア
３１ａＧ 第２コア
３１ａＲ 第３コア
３１ｂ クラッド
３１ｂ１ 第１クラッド層
３１ｂ２ 第２クラッド層
３２、３２Ａ 基板
３２ａ、３２ａＢＧ、３２ａＲ、３２ａＢ、３２ａＧ 傾斜面
３２ｂ 凹部
３３ 第１反射防止膜
３４ 第２反射防止膜
３５、３６ 金属膜
４１、４２、４３ 接合層
５０ 集光レンズ
６０ 保持部材
７０ 駆動部品
１００ 筐体
２００ パワーメータ
３００ 加熱用レーザ光源
４００、４０１ 押し当て部材
４００ａ、４０１ａ 第１段差面
４００ｂ、４０１ｂ 第２段差面
５００ エッチング保護膜
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図15D】
【図15E】
【図15F】
【図15G】
【図15H】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図20C】
【図20D】
【図20E】
【図20F】
【図20G】
【図20H】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27A】
【図27B】
【図27C】
【図27D】
【図27E】
【図27F】
【図27G】
【図27H】
【図28A】
【図28B】
【図29】
【図30A】
【図30B】
【図30C】
【図30D】
【図31】
【図32】
【図33】