特許 7454019 半導体レーザ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-12

(45)【発行日】2024-03-21

(54)【発明の名称】半導体レーザ装置

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/022 20210101AFI20240313BHJP

【ＦＩ】

H01S5/022

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022132427

(22)【出願日】2022-08-23

(65)【公開番号】P2024029942

(43)【公開日】2024-03-07

【審査請求日】2023-04-10

(73)【特許権者】

【識別番号】592163734

【氏名又は名称】京セラＳＯＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100175042

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 秀明

(72)【発明者】

【氏名】羽鳥 正美

(72)【発明者】

【氏名】増川 勲

【審査官】佐藤 美紗子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０９２３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－３１２４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１９６６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３３７２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３２９９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１９５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１６７７７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ５／００－５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体レーザと、
前記半導体レーザから出射した光ビームをビーム整形する光学部材と、
前記半導体レーザおよび前記光学部材を、所定の用途に使用可能な状態に固定したＬＤホルダーと、
前記ＬＤホルダーを接着剤により固定したベース板と、
を備えてなる半導体レーザ装置において、
前記接着剤が、前記ＬＤホルダーおよびベース板の前記半導体レーザからの光ビームの出射方向と略平行に延びる面同士を接着し、
前記接着剤の中に、略均一形状のスペーサが複数分散されていることを特徴とする半導体レーザ装置。

【請求項2】

前記スペーサが、球状のビーズである請求項１に記載の半導体レーザ装置。

【請求項3】

前記スペーサが、円柱状のファイバーである請求項１に記載の半導体レーザ装置。

【請求項4】

前記接着剤が、絶縁性を有する接着剤である請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。

【請求項5】

前記光学部材が、前記半導体レーザから出射した光ビームをコリメートビームにする単一のレンズあるいは複数の組合せレンズである請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。

【請求項6】

前記光学部材が、前記半導体レーザから出射した光ビームをコリメートビームにする単一のレンズあるいは複数の組合せレンズである請求項４に記載の半導体レーザ装置。

【請求項7】

前記光学部材が、前記半導体レーザから出射した光ビームをコリメートビームにするレンズと、該光ビームをビーム整形するプリズムペアとからなる請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。

【請求項8】

前記光学部材が、前記半導体レーザから出射した光ビームをコリメートビームにするレンズと、該光ビームをビーム整形するプリズムペアとからなる請求項４に記載の半導体レーザ装置。

【請求項9】

前記光学部材が、前記半導体レーザから出射した光ビームをコリメートビームにするレンズと、該光ビームをビーム整形するプリズムペアとからなる請求項５に記載の半導体レーザ装置。

【請求項10】

前記ビーム整形が、前記光ビームの断面形状を正円に近付けるビーム整形である請求項７に記載の半導体レーザ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は半導体レーザ装置に関し、特に詳細には、半導体レーザと、そこから出射した光ビームを整形する光学部材とをホルダーに固定してなる半導体レーザ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば特許文献１に示されているように、半導体レーザ（レーザダイオード）と、そこから出射した光ビームを整形するコリメートレンズ等の光学部材とをホルダーに固定してなる半導体レーザ装置が公知となっている。この種の半導体レーザ装置においては、半導体レーザと取付基板との間に介設された温度一定化制御用ペルチェ素子が変形する等により、点光源である半導体レーザの位置が、光学部材の光軸からの距離を変えるように変動することが認められている。

【0003】

そのような半導体レーザの位置変動が生じると、そこから出射された光ビームの進行方向が上記光軸に対して傾斜し、その傾斜の角度も変化して、結局は、半導体レーザ装置から出射する光ビームの進行方向（ビーム中心の進行方向）が変位する。なお特許文献１では、そのような光ビームの変位を、光学部材としてのコリメートレンズの光軸に対する「射出ビーム角θの変化」として扱っている（段落０００９および図７参照）。こうした光ビームの変位が生じる半導体レーザ装置は、正確かつ経時的に安定した光ビームを必要とする計測用機器等には適用困難である、という問題が認められる。

【0004】

また、半導体レーザと、そこから出射した光ビームを整形する光学部材とを共通の部材に保持してなる半導体レーザ装置については、特許文献２にも他の例が示されている。この特許文献２には、前述したような半導体レーザの位置変動が生じ得ることも示され（段落０００６参照）、また、この位置変動が生じると、後段の光アイソレータの一部等によって光ビームがけられて、光ビーム利用装置に対する光結合効率が低下するといった問題を招くことも示されている（段落０００３参照）。

【0005】

特許文献２には、上記の問題を防止するための構成も示されている。その構成は、コリメートレンズの被設置面上に、コリメートレンズを保持する四角柱状のレンズ保持部材を設け、このレンズ保持部材に対してコリメートレンズを、レンズ光軸が四角柱の長さ方向と揃う状態に保持させ、このレンズ保持部材は４つの外側面がレンズ光軸からの距離が互いに異なる状態に形成したものである。

【0006】

この構成においては、上記被設置面にレンズ保持部材を接着固定する際、レンズ保持部材の側面を４つの側面から選択して接着可能であるので、その選択次第で、半導体レーザから出射される光ビームの進行方向に対するレンズ光軸の位置ずれ（光軸に直交する方向の位置ずれ）を補償して、それらが一致する状態にすることができる。ただし、この作用効果を奏功できるのは、レンズ保持部材をキャリアの被設置面に接着固定する前の時点だけであり、この接着固定が既になされた完成状態の半導体レーザ装置では、装置使用に伴って増大するような上記位置ずれを補償することはできない。

【0007】

完成状態の半導体レーザ装置においては、半導体レーザから出射された光ビームの進行方向が、特許文献１に示されるようにレンズ光軸に対して斜め方向に変位しても、あるいは特許文献２に示されるようにレンズ光軸と直交する方向に変位しても、それは半導体レーザ装置を利用している装置において、光ビームの位置が本来想定しているターゲット位置からずれてしまうことから種々の不具合を招くことになる。例えば、ターゲット位置にセットした試薬について各種観測を行う場合は、試薬の観測希望部位とは別の部位を観測してしまうことになる。また、ターゲット位置にセットした物質が発する蛍光を検出する蛍光分析や、ラマン散乱光を検出するラマン分光分析においては、蛍光やラマン散乱光の検出感度が変化して、分析精度が悪化するという不具合が生じる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特許第２９８６２４２号公報

【文献】特開２０１０－２３２３７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１や２には、半導体レーザ装置において半導体レーザや光学部材を、あるいはそれらを筐体等に保持する部材を、ペルチェ素子等からなる温度調節手段を用いて所定温度に制御する技術もされている。このような技術は、半導体レーザと光学部材との相対位置関係が温度変化によって変わることを防止できるから、上述した種々の不具合を防止する上でも効果的なものであると言える。しかし、半導体レーザ装置内にペルチェ素子等の温度調節手段を組み込む場合は、ペルチェ素子等の他に、その駆動を制御するコントローラ等も必要になるので、半導体レーザ装置が大型化し、またそのコストも高くなってしまう。

【0010】

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、装置の大型化や著しいコスト増を招くことなく、半導体レーザから出射した光ビームの進行方向が変位することを防止できる半導体レーザ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明による半導体レーザ装置は、
半導体レーザと、
この半導体レーザから出射した光ビームをビーム整形する光学部材と、
前記半導体レーザおよび前記光学部材を固定したＬＤホルダーと、
前記ＬＤホルダーを接着剤により固定したベース板と、
を備えてなる半導体レーザ装置において、
前記接着剤の中に、略均一形状のスペーサが複数分散されていることを特徴とするものである。

【0012】

上記の構成において、半導体レーザや光学部材のＬＤホルダーへの固定は特に限定されるものではなく、接着剤による固定やネジ止め固定を適宜適用することができる。また、上記の「略均一形状」とは、大きさが略均一であることも含む概念である。

【0013】

上記の構成において、スペーサとしてより具体的には、球状のビーズや、あるいは円柱状のファイバーを好適に用いることができる。上記ビーズの外径は、１０μｍ～１００μｍの範囲にあることが望ましい。そのようなスペーサとしては、ガラスあるいはセラミックスからなるものを好適に用いることができる。

【0014】

また上記接着剤としては、絶縁性を有する接着剤が適用されることが望ましい。

【0015】

他方、上記光学部材は、半導体レーザから出射した光ビームをコリメートビームにする単一のレンズあるいは複数の組合せレンズであることが望ましい。さらに上記光学部材は、上述したようなレンズと、前記光ビームをビーム整形するプリズムペアとの組合せであってもよい。この「ビーム整形」としてより具体的には、光ビームの断面形状を正円に近付けるビーム整形が挙げられる。

【発明の効果】

【0016】

本発明者は、前述したように半導体レーザと、この半導体レーザから出射した光ビームをビーム整形する光学部材をＬＤホルダーに固定し、このＬＤホルダーを、面精度が種々に異なるベース板に対して接着剤で固定し、あるいはネジで固定してモジュールを作製した。そして、それらのモジュールを基準板にネジで固定した上で、このモジュールの周囲温度を変化させて出射ビーム方位（ビーム中心の進行方向）がどのように変化するか確かめる実験を行った。その結果、モジュールの周囲温度が変化したときにベース板の歪みが発生し、そのことがＬＤホルダーの向きを変化させてしまい、そのためビーム方位が変化することを突き止めた。ベース板の面精度を上げたり、接着剤で固定しても、ベース板の歪みによるビーム方位の変化を改善できなかった。従来、ビーム方位を安定化させるために、ペルチェ素子等によってモジュールを温度調節する構成も知られているが、そのような構成は装置を小型・低コスト化することを阻害する要因となる。

【0017】

本発明による半導体レーザ装置は上述した実験の結果に鑑みて、接着剤の中に、略均一形状のスペーサを複数分散させたものである。この構成においては、半導体レーザ装置の周囲温度が変化したときにベース板の歪みが発生しても、その歪みが緩和されるので、ビーム方位の変化が抑制される。こうして本発明によれば、高価かつ大型のペルチェ素子等の手段を用いなくても、ビーム方位が安定した光ビームを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置の駆動時の状態を示す概略図

【図2】図１の半導体レーザ装置を拡大して示す一部破断側面図

【図3】本発明外の半導体レーザ装置である比較例１を示す概略図

【図4】本発明外の半導体レーザ装置である比較例２の要部を示す一部破断側面図

【図5】本発明外の半導体レーザ装置である比較例３の要部を示す一部破断側面図

【図6】本発明による半導体レーザ装置と上記比較例１においてそれぞれ発生する光ビーム変位量を示すグラフ

【図7】本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置の要部を示す一部破断側面図（１）と一部破断平面図（２）

【図8】従来の半導体レーザ装置の一例を示す一部破断側面図

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置１が駆動して、光ビーム（レーザビーム）Ｌを出射している状態を概略的に示しており、図２はこの半導体レーザ装置１を拡大して詳しく示している。図２に示す通り本実施形態の半導体レーザ装置１は、半導体レーザ素子すなわちレーザダイオード（以下、ＬＤという）１０と、このＬＤ１０を保持したＬＤホルダー１１と、ＬＤホルダー１１に固定された例えば概略円筒状のレンズホルダ１２と、このレンズホルダ１２に保持された光学部材であるコリメートレンズ１３とを有している。なお、ＬＤ１１からのビーム広がり角が大きいためコリメートレンズ１３は、非球面レンズを用いている。非球面レンズは球面レンズと比較して球面収差が小さいので、よりガウスビームに近い高品質のビームが得られる。

【0020】

上記ＬＤホルダー１１は図２に示す通り、接着剤１４を介して例えば金属板やセラミックス板からなるベース板１５に接着固定される。ＬＤ１０から発散光状態で出射した前方出射光としての光ビーム（レーザビーム）Ｌは、図１中で右方に進行し、コリメートレンズ１３で平行光化された後、所定の用途に利用される。なお、この光ビームＬは、ＬＤ１０内の例えばストライプ部分の両端面に形成された反射膜や部分反射膜等からなるファブリ・ペロー型共振器により発振したレーザビームである。本実施形態では、上記発振器以外の外部共振器は設けられていない。

【0021】

多くの場合、上記前方出射光と反対方向に出射する後方出射光は、光ビームＬの光出力を一定化するＡＰＣ（Automatic Power Control）のために、フォトダイオード等によって検出されるが、その検出についての詳しい説明はここでは省略する。

【0022】

本実施形態では、半導体レーザ装置１の作成時、接着剤１４の層中にスペーサとしての真球状ビーズ１７（拡大図である図２参照）を複数分散させている。真球状ビーズ１７は、ガラスやセラミックスを好適に用いて作成され、その外径は例えば１０μｍ～１００μｍ程度とされる。上記セラミックスとしては、二酸化ケイ素からなるものが好適に用いられるが、それ以外のセラミックスも適用可能である。さらには、ジルコニアやアルミナ製のビーズも適用可能である。一般には、硬度が高く、不純物が少なくて安定性が高い無機材料製のビーズがより好適に用いられ得る。

【0023】

それらの真球状ビーズ１７が分散されていることにより、半導体レーザ装置１の周囲温度が変化してベース板の歪みが生じても、光ビームＬの変位が防止される効果が得られる。本実施形態では、接着剤１４にビーズ１７を分散させた後、その接着剤１４によってＬＤホルダー１１をベース板１５上に接着固定しているが、ビーズ１７が分散された接着剤１４の層は、その他の方法によって形成することも可能である。例えば、ベース板１５の接着面に予め複数のビーズ１７を撒き、その上に接着剤１４をディスペンサーで塗布することにより、ビーズ１７が分散された接着剤１４の層を形成することもできる。

【0024】

接着剤１４の量に対するビーズ１７の分散量は、重量比で１％程度確保されていれば、上述した効果を得る上で十分である。ただし、ビーズ１７の分散量が余りに少ないと、ＬＤホルダー１１やベース板１５の接着面を構成する金属の凹凸に埋もれてしまって、本発明の効果を十分に得ることができないことも起こり得るので、一般的な半導体レーザ装置において、ビーズ１７の総数は数十個程度以上であることが望ましい。以下、このことを詳しく説明する。

【0025】

ＬＤホルダー１１やベース板１５の接着面の面精度がガラスの様に凹凸が無く非常に良いものであるならば、各接着面当りのビーズ個数は最低３個あれば、ＬＤホルダー１１とベース板１５との間の距離は一定値（ビーズ１７の外径と同じ値）になる。１個あるいは２個では、ＬＤホルダー１１がベース板１５に対して傾くことも起こり得るが、３個有れば傾くことがなく、３個を超えたビーズ１７は無駄になる。以上は、上記各接着面が理想的な面であると仮定した上での幾何学的な見地からの判断であるが、上記各接着面の実際の面精度も考慮すると事情は異なってくる。

【0026】

つまり、上記各接着面が切削加工された金属面である場合、その金属面には一般に数μｍ～数１０μｍ程度の切削痕が存在する。そのため、３個の中の１つのビーズ１７がたまたま切削痕に埋もれてしまうと、ＬＤホルダー１１とベース板１５との間の距離については、ビーズ１７が２個の場合と同等の状態になる。そのように切削痕に埋もれるビーズ１７が有っても、それに拘わらず上記距離について所望の状態を実現させるためには、３個を上回るビーズ個数が必要になる。本発明者が以上の見地から、接着剤量に対するビーズ１７の好ましい分散量を求めた結果、重量比で１％程度有れば上記所望の状態を実現できることが判った。上記重量比が３０％以上となる程に多数のビーズ１７が分散されていると、接着剤１４の本来の接着機能が低下するので、それを回避するためにも上記重量比を１％程度とするのが望ましい。

【0027】

ここで、本実施形態の半導体レーザ装置１における光ビームＬの変位量を測定した実験について説明する。通常、半導体レーザ装置（レーザモジュール）１のエンドユーザーは、光学ベースプレート上に半導体レーザ装置１をネジ固定して使うが、この変位量測定に際しては、基準プレート上に半導体レーザ装置１のベース板部分をネジで固定して駆動させる。その駆動状態下で、半導体レーザ装置１から出射する光ビームＬの変位量を測定する。

【0028】

この測定に際しては、図１に示す半導体レーザ１全体を恒温槽（図示せず）に入れて恒温槽の内部温度を変化させ、そのとき半導体レーザ装置１から出射する光ビームＬの変位量を測定する。本例では恒温槽内の温度を１０℃から４０℃の範囲で変化させるが、半導体レーザ装置１もその温度にさらされる。上記恒温槽の内部温度は、半導体レーザ装置１の周囲温度となるが、以下ではこれを単に「周囲温度」と称することにする。

【0029】

こうして半導体レーザ装置１が温度変化すると、そこから出射する光ビームＬのビーム方位（ビーム中心の進行方向）が、図１に実線や破線で示すように角度θの範囲で変化する。なお同図中に実線で示すのが、周囲温度２５℃の場合のビーム方位であり、破線で示すのが周囲温度１０℃の場合と４５℃の場合のビーム方位である。具体的には、光ビームＬのポインティング位置（光強度が最大になる位置）をビーム受光側から検出し、その検出位置に基づいてビーム方位を測定する。

【0030】

ここで、周囲温度が１℃変化したときの変位角度（μrad／℃）でビーム方位変位量を示すことにし、図６にその測定結果を示している。また同図では、本発明外の比較例における変位量も併せて示している。

【0031】

比較例としては、図３、４および５にそれぞれ概略図示する比較例１、２および３を用意した。なお図３以降の図では、図１および２に示したものと同様の要素については図１および２中と同じ番号を付してあり、それらについての重複した説明は特に必要が無い限り省略する。図３に示す比較例１は、前述したＡＰＣを行う半導体レーザ装置を適用したものであり、ＬＤ１０はチップ状態のままブロック２０の上に固定されている。そしてＬＤ１０が発する前方出射光としての光ビームＬを平行光化するコリメートレンズ１３、およびＬＤ１０が発する後方出射光の光強度を検出するフォトダイオード２１も、ブロック２０と一体化されている。

【0032】

フォトダイオード２１が出力する光強度検出信号Ｓ１は、ＡＰＣコントローラ２２に入力される。ＡＰＣコントローラ２２は基本的に、この光強度検出信号Ｓ１が設定値より大であればＬＤ１０の光出力を下げ、設定値より小であればＬＤ１０の光出力を上げるようにＬＤ１０の駆動を制御する駆動制御信号Ｓ２をＬＤ１０に入力する。それにより、光ビームＬの光出力が基本的に一定に保たれる。

【0033】

以上の構成を有する半導体レーザ装置を恒温槽内に収容し、周囲温度を１０℃から４０℃に変化させたときの、光ビームＬの変位量を求めた。この場合も変位量は、半導体レーザ装置の周囲温度が１℃変化したときの変位角度（μrad／℃）で示すが、その値は１３.８、１３.１、１１.５、１０.０、８.９（μrad／℃）となった。これらの値を図６において、「比較例１」と注記して示す。それに加えて上記の変位量を、図８に示す従来の半導体レーザ装置における変位量とも比較した。

【0034】

図８に示す半導体レーザ装置は、ＬＤ１０と、そこから出射した発散光状態の光ビームＬを平行光化するコリメートレンズ１３と、平行光化された光ビームＬの断面形状を楕円形から正円形に変換するプリズムペアである三角プリズム４０、４１と、該三角プリズム４０、４１を通過した光ビームＬを一部反射させて分岐するビームスプリッタ４２と、以上の要素および上記分岐がなされた一部の光ビームＬを検出する光検出器２１を収めたケース４３とを備えてなるものである。

【0035】

上記構成を有する半導体レーザ装置において、ビームスプリッタ４２を透過した光ビームＬは窓ガラス４３ａを透過してケース４３の外に取り出され、所定の用途に利用される。また図示外のコントローラにより、光検出器２１が検出した光強度に基づいてＬＤ１０の駆動が制御されることにより、取り出される光ビームＬの強度が一定化される。そして、上記ケース４３とベース板４５との間に配されたペルチェ素子４４と、図示外のケース内温度検出手段等とを利用して、ケース４３の内部温度が所定値に維持される。

【0036】

図８に示す従来の半導体レーザ装置を恒温槽内に収容し、前述と同様に該半導体レーザ装置の周囲温度を変化させた場合の光ビームＬの変位量は６（μrad／℃）となった。図６に示した比較例１における光ビームＬの変位量は、この従来の半導体レーザ装置における変位量よりも大きい。比較例１はペルチェ素子等による温度調節がなされていない構成であるため、ベース板の歪みによる影響を受けることが、変位量増大の要因になっていると推察される。

【0037】

それに対して、本実施形態の半導体レーザ装置１として、真球状ビーズ１７の外径を１０、３０μｍ、７０μｍとした３タイプのものを作成し、各タイプの半導体レーザ装置１について上記と同様に光ビームＬの変位量を求めた。各タイプにおける光ビームＬの変位量（μrad／℃）は、それぞれ５.９、４.７、１.９となった。これらの値を図６において、「本発明」と注記して示す。この図６から、本発明によれば、本発明を実施しない場合と比較して、光ビームＬの変位量を小さく抑え得ることが明らかである。この光ビームＬの変位量を小さく抑える効果は、真球状ビーズ１７の外径が大であるほどより顕著なものとなる。つまり一般的に、スペーサの外形がより大きい方が。周囲温度変化時に生じるベース板の歪の影響がより緩和されると推察される。

【0038】

図４に示す比較例２は、本実施形態の半導体レーザ装置１から、真球状ビーズ１７を取り除いた形のものである。つまり、この比較例２の半導体レーザ装置は、接着剤１４の層中に複数の真球状ビーズ１７を分散させることなく作成されたものである。この比較例２の半導体レーザ装置においてＬＤ１０から出射した光ビーム（前方出射光）の変位量は、接着剤１４としてＵＶ接着剤を用いた場合と、シリコーン系接着剤を用いた場合とで異なり、前者の場合はサンプル３例において８.９、１０.０、１２.９（μrad／℃）、後者の場合はサンプル２例において８.７、１２.３（μrad／℃）となった。これらの数値も、図６に示した本発明適用の場合における値よりも明らかに大である。この場合は、ビーズ１７が分散されている場合と比べて、接着剤の厚さがコントロールされていないため、周囲温度変化時に生じるベース板の歪の影響がビーム変位を生じさせていると推察される。

【0039】

図５に示す比較例３は、ＬＤホルダー１１をベース板１５に接着せずに、皿ネジ３０を用いてベース板１５に締付け固定したものである。なお本例において（本発明の実施形態においても同様であるが）ベース板１５は、低コスト化を図るために、切削加工ではなく板金加工によって形成されており、その板厚は１ｍｍ～２ｍｍである。板金加工を採用したことから、ベース板１５は切削加工した場合と比べて歪みが多く、面精度が悪く、平面性も劣っている。そこで、この比較例３の半導体レーザ装置においてＬＤ１０から出射した光ビーム（前方出射光）の変位量は１１.５（μrad／℃）であり、図６に示した本発明の場合の値よりも明らかに大である。ベース板１５が上記の通り平面性が劣っていることから、周囲温度変化時にビーム変位がより大きくなると推察される。

【0040】

次に図７を参照して、本発明の第２実施形態である半導体レーザ装置２について説明する。この図７では半導体レーザ装置２の一部破断側面形状を（１）に、一部破断平面形状を（２）に示している。この半導体レーザ装置２は、図１および図２に示した半導体レーザ装置１と対比すると、レンズホルダ１２に連結する例えば四角筒状のプリズムホルダ１８が設けられ、このプリズムホルダ１８内に光学部材としての２つの三角プリズム４０、４１が保持されている点で異なるものである。

【0041】

この半導体レーザ装置２において、ＬＤ１０から出射する光ビームＬは、その接合面に平行な方向と垂直な方向とで拡がり角が異なることから、それら両方向の外径の比が１：３程度と互いに異なる楕円形のビーム断面形状を有するものとなっている。この楕円ビーム状態は、光ビームＬがコリメートレンズ１３によって平行光化された後も維持される。しかしレーザビーム利用装置、例えば光磁気ディスク等に対して情報を読み書きする装置等においては、楕円ビームではなく真円ビームが望まれることも多い。本実施形態の半導体レーザ装置２は、そのような要求を満足するためにプリズムペア、つまり２つの三角プリズム４０、４１を備えたものである。それらの三角プリズム４０、４１は例えば石英から形成され、各々隣合う２つの頂角が４５°とされたものである。

【0042】

コリメートレンズ１３によって平行光とされた光ビームＬは、上記の三角プリズム４０、４１を通過することにより、同図（１）内の外径つまり上記接合面に垂直な方向の外径はそのまま維持される一方、同図（２）内の外径つまり上記接合面に平行な方向の外径は１／２.７倍に縮小されて、真円ビームに変換される。このように構成された半導体レーザ装置２においても、同図（１）に示すように、ベース板１５上にＬＤホルダー１１を固定する接着剤１４の層中に真球状ビーズ１７を複数分散させておくことにより、第１実施形態の半導体レーザ装置１におけるのと同様の効果を得ることができる。

【0043】

なお本実施形態では、２つの三角プリズム４０、４１はプリズムホルダ１８を介してレンズホルダ１２に取り付けられているが、それらの三角プリズム４０、４１はレンズホルダ１２とは別体にして、ベース板１５の上に直接取り付けられてもよい。そのようにする場合でも、ＬＤ１０から出射する光ビームＬの出射方向に対して鈍感になるように半導体レーザ装置を設計しておけば、上記出射方向が１０（μrad／℃）程度変動しても、三角プリズム４０、４１を通過した後の光ビームＬの進行方向を変動させる作用は無視できる程度となる。

【0044】

また接着剤１４としては、絶縁性を有するものを使用するのが望ましい。つまりＬＤ１０のパッケージが、該ＬＤ１０のアノードまたはカソードに接続している場合は、ＬＤホルダー１１とＬＤ１０との電気的導通が生じて問題を招き得るが、絶縁性を有する接着剤１４を用いておけば、その電気的導通に起因する問題の発生を防止可能となる。それに対してＬＤ１０が、そのパッケージから電気的に浮いている場合は、非絶縁性の接着剤１４を用いても構わない。

【0045】

また本発明は、ＬＤ１０の発振波長が例えば４８８ｎｍ、赤色域の６４０ｎｍ、青色域の４５０ｎｍ、青紫域の４０５ｎｍ等である場合でも、それらの場合全てに対して問題無く適用可能である。

【符号の説明】

【0046】

１、２ 半導体レーザ装置
１０ レーザダイオード
１１ ＬＤホルダー
１２ レンズホルダ
１３ コリメートレンズ
１４ 接着剤
１５、４５ ベース板
１７ 真球状ビーズ
１８ プリズムホルダ
２０ ブロック
２１ フォトダイオード
２２ ＡＰＣコントローラ
３０ 皿ネジ
４０、４１ 三角プリズム
４２ ビームスプリッタ
４３ ケース
４４ ペルチェ素子
Ｌ 光ビーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】