特許 7481642 光源装置

(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】2024-05-01

(45)【発行日】2024-05-13

(54)【発明の名称】光源装置

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/02 20060101AFI20240502BHJP

   H01S 5/023 20210101ALI20240502BHJP

   H01S 5/02355 20210101ALI20240502BHJP

   H01L 23/12 20060101ALI20240502BHJP

   H01L 23/15 20060101ALI20240502BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20240502BHJP

   H01L 23/36 20060101ALI20240502BHJP

【ＦＩ】

H01S5/02

H01S5/023 ZNM

H01S5/02355

H01L23/12 F

H01L23/14 C

H01L23/02 F

H01L23/36 C

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022176221

(22)【出願日】2022-11-02

(62)【分割の表示】P 2017251781の分割

【原出願日】2017-12-27

(65)【公開番号】P2023014090

(43)【公開日】2023-01-26

【審査請求日】2022-12-01

【前置審査】

(73)【特許権者】

【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】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100138863

【弁理士】

【氏名又は名称】言上 惠一

(72)【発明者】

【氏名】松尾 英典

【審査官】佐藤 美紗子

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－３４６０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１２３４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１７６８２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ５／００－５／５０

Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４

Ｈ０１Ｌ ２３／３４－２３／４７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基体上に発光部が実装され、
前記発光部は、ＣＶＤダイヤモンドからなるサブマウント上に接合された半導体レーザ素子を有し、
前記サブマウントの全ての側面に上面の外形と下面の外形とを繋ぐ上面側から下面側にかけて広がる傾斜面が設けられていることを特徴とする光源装置。

【請求項2】

前記サブマウントの厚みは、５０～３００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。

【請求項3】

前記基体は金属材料から形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。

【請求項4】

前記半導体レーザ素子から出射された光を上方に反射させる反射面を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体レーザを備えた光源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体レーザを備えた光源装置が様々な産業分野で用いられている。その中には、基体上に
ＳｉＣサブマウント及びダイヤモンドサブマウントが順次積層され、ダイヤモンドサブマト上に半導体レーザ素子が実装された光源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－３０７８７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の光源装置では、基体及び半導体レーザ素子の間に異なる材料からなる２つのサブマウントが積層されているので、基体及び半導体レーザ素子の熱膨張率の差に起因する熱応力を緩和することができる。また、ダイヤモンドサブマウントは高い熱伝導率を有するので、温度差を抑制して熱応力緩和に寄与する。

【0005】

しかし、ダイヤモンドサブマウントの側面断面形状は略矩形なので、熱を半導体レーザ素子側から基体側に流すとき、外側へ広げるように放熱することはできない。よって、十分な放熱性能が得られず、熱応力緩和が不十分で、光源装置の信頼性に問題が生じる可能性がある。
更に、半導体レーザ素子が矩形の断面形状のダイヤモンドサブマウントの略中央に配置されているので、半導体レーザ素子からの出射光の広がり角によっては、出射光がダイヤモンドサブマウントの上面と干渉して、発光効率が低下する可能性がある。

【0006】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、発光効率が高くかつ信頼性の高い光源装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る光源装置では、
基体と、
前記基体上に接合された第２サブマウントと、
前記第２サブマウント上に接合されたＣＶＤダイヤモンドからなる第１サブマウントと、
前記第１サブマウント上に接合された半導体レーザ素子と、
を備え、
前記第１サブマウントの少なくとも１つの側面に下方に広がる傾斜面が設けられ、前記傾斜面の上辺と前記半導体レーザ素子の出射面とが略同一面上に位置するように前記半導体レーザ素子が配置されている。

【発明の効果】

【0008】

以上のように本発明に係る実施形態では、発光効率が高くかつ信頼性の高い光源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の１つの実施形態に係る光源装置の模式的な斜視図である。

【図2】図１のＡ－Ａ断面を示す側面断面図である。

【図3A】図２に示す光源装置の発光部を拡大して示した図であって、本発明に係る発光部の１つの側面形状を模式的に示す側面図である。

【図3B】図３Ａに示す発光部の平面形状の１つの例を示す平面図である。

【図3C】図３Ａに示す発光部の平面形状のその他の例を示す平面図である。

【図4A】本発明に係る発光部のその他の側面形状を模式的に示す側面図である。

【図4B】図４Ａに示す発光部の平面形状の１つの例を示す平面図である。

【図4C】図４Ａに示す発光部の平面形状のその他の例を示す平面図である。

【図5】第１サブマウントの厚みを変動させたときの、光源装置の熱抵抗をシミュレーションした結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための実施形態を説明する。なお、以下に説明する光源装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。
各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態や実施例に分けて示す場合があるが、異なる実施形態や実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。後述の実施形態や実施例では、前述と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態や実施例ごとには逐次言及しないものとする。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合もある。

【0011】

（１つの実施形態に係る光源装置）
はじめに、図１及び図２を参照しながら、本発明の１つの実施形態に係る光源装置の説明を行う。図１は、本発明の１つの実施形態に係る光源装置の模式的な斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面を示す側面断面図である。なお、図２の半導体レーザ素子及びサブマウントの部分については、断面ではなく側面で示してある。
本実施形態に係る光源装置２は、基体４及び端子保持部材（外周壁）６で構成されたパッケージを有する。このパッケージの中の端子保持部材（外周壁）６で囲まれた基体４上に、半導体レーザ素子１０を有する発光部４０が実装されている。

【0012】

後述するように、発光部４０は、第３ろう材３２を介して、基体４の上面４Ａに接合された第２サブマウント３０と、第２ろう材２２を介して、第２サブマウント３０上に接合されたＣＶＤダイヤモンドからなる第１サブマウント２０と、第１ろう材１２を介して、第１サブマウント２０上に接合された半導体レーザ素子１０とを備える。

【0013】

発光部４０の両側には、リード端子１４Ａ、１４Ｂが配置され、リード端子１４Ａ、１４Ｂは、端子保持部材（外周壁）６に設けられた貫通穴を通って、パッケージの外部にまで延びている。リード端子１４Ａ、１４Ｂは、各貫通穴に充填された端子封止材１６Ａ、１６Ｂにより、端子保持部材（外周壁）６にシールされた状態で取り付けられている。

【0014】

リード端子１４Ａ、１４Ｂ及び半導体レーザ素子１０の正負電極は、ワイヤよって電気的に接続（ワイヤボンディング）されている。これにより、外部からの電力が、リード端子１４Ａ、１４Ｂ及びワイヤを介して給電され、半導体レーザ素子１０が発光する。また、端子保持部材（外周壁）６における半導体レーザ素子１０の出射側に、透光性を有する窓８が取り付けられている。これにより、半導体レーザ素子１０からの出射光が窓８を透過して、光源装置２の外部へ出射されるようになっている。

【0015】

基体４を形成する材料としては、熱伝導率の高い材料が好ましく、銅または銅合金を例示することができる。ただし、これに限られるものではなく、アルミ材料、ステンレス材料をはじめとするその他の任意の金属材料を用いることができる。更に、基体４の表面に金めっきを施すことにより、発光部４０との密着性を高めることができる。
端子保持部材（外周壁）６を形成する材料としては、端子封止材１６Ａ、１６Ｂと線膨張係数が近い材料であり、かつ窓８と線膨張係数が近い材料であることが好ましい。具体的には、ＳＰＣ材料や、コバール材料を例示することができ、それらの複数の材料を組合せるとよりより信頼性の高いものとすることができる。ただし、端子保持部材（外周壁）６の材料は、これに限られるものではなく、用途に応じて、その他の任意の材料を採用することができる。

【0016】

窓８を形成する材料は透光性を有する材料であり、具体的には、ガラスを例示することができる。ただし、窓８の材料は、これに限られるものではなく、透光性を有するものであれば、石英をはじめとするその他の材料を採用することもできる。また、入射面となる窓８の半導体レーザ素子１０側の面には、光反射防止膜が設けられているのが好ましい。窓８及び端子保持部材（外周壁）６は、低融点ガラスや適当なろう材等で固定することが好ましい。

【0017】

リード端子１４Ａ、１４Ｂを形成する材料として金属材料を例示でき、表面には金めっきが施されているものが好ましい。具体的な金属材料としては、Ｆｅ－Ｎｉ、コバール、銅を例示することができるが、これに限られるものではない。端子封止材１６Ａ、１６Ｂの材料としては、ガラス材料またはアルミナ等のセラミックを例示することができる。

【0018】

（１つの実施形態に係る発光部）
次に、図３Ａを参照しながら、本発明の１つの実施形態に係る発光部の説明を行う。図３Ａは、図２に示す光源装置２の発光部４０を拡大して示した図であって、本発明に係る発光部４０の１つの側面形状を模式的に示す側面図である。

【0019】

本実施形態に係る発光部４０は、第３ろう材３２を介して、基体４の上面４Ａに接合された第２サブマウント３０と、第２ろう材２２を介して、第２サブマウント３０上に接合されたＣＶＤダイヤモンドからなる第１サブマウント２０と、第１ろう材１２を介して、第１サブマウント２０上に接合された半導体レーザ素子１０とを備える。

【0020】

第２サブマウント３０の材料としては、ＡｌＮ、ＳｉＣ、アルミナ等のセラミック材料を例示できるが、放熱特性の観点から、熱伝導率の高いＡｌＮまたはＳｉＣが好ましい。第２サブマウント３０の厚みとしては、１００～３００μｍが好ましい。

【0021】

第１サブマウント２０は、炭化水素の混合気体による化学気相蒸着（ＣＶＤ:chemical vapor deposition）を用いて製造された合成ダイヤモンドである、ＣＶＤダイヤモンドから形成されている。第１サブマウント２０の厚みとしては、５０～３００μｍを例示することができる。仮に厚みが５０μｍ未満になると、十分な強度を得られない場合があり、厚みが３００μｍを越えると、放熱特性が低下し、個片化するときの条件が厳しくなる場合がある。

【0022】

第１ろう材１２、第２ろう材２２または第３ろう材３２の材料としては、融点の異なるＡｕ－Ｓｎ共晶はんだ、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕはんだ等のはんだ材、またはＡｇナノ粒子、Ｃｕナノ粒子、Ａｕナノ粒子等のナノ粒子材を例示することができる。

【0023】

半導体レーザ素子１０としては、窒化物半導体レーザ素子を例示することができる。出射光の波長としては、紫外光域から緑色光域の波長域を例示できるが、これに限られるものではなく、用途に応じて、その他の任意の波長域の半導体レーザ素子を採用することができる。

【0024】

本実施形態に係る発光部４０では、第１サブマウント２０の少なくとも１つの側面に、下方に広がる傾斜面２０Ｂが設けられている。図３Ａでは、第１サブマウント２０の出射側及びその反対側の側面が傾斜しているが、少なくとも出射側の側面が傾斜していればよい。その他の側面については、発光部４０の左右両側の側面にも傾斜面２０Ｂが設けられている場合もあり得るし、発光部４０の左右の側面には傾斜面が設けられていない場合もあり得る。

【0025】

図３Ａでは、傾斜面２０Ｂが湾曲した曲面で構成されているが、これに限られるものではなく、例えば、図３Ａの二点鎖線で示すように、傾斜面２０Ｂが略平面で構成されている場合もあり得るし、傾斜面２０Ｂが、平面及び曲面が組み合わされた面で構成されている場合もあり得る。

【0026】

更に、本実施形態に係る発光部４０では、第１サブマウント２０の傾斜面２０Ｂの上辺と半導体レーザ素子１０の出射面１０Ａとが略同一面上に位置するように、半導体レーザ素子１０が配置されている。

【0027】

傾斜面２０Ｂの上辺は、第１サブマウント２０の傾斜面２０Ｂ及び第１サブマウント２０の上面２０Ａが交わる境界部分であり、明確な線（エッジ）として示される場合も、滑らかに連続する面の上面との境界位置として示される場合もあり得る。傾斜面２０Ｂの上辺は、第１サブマウント２０の上面２０Ａの端部の位置に一致し、「傾斜面２０Ｂの上辺と半導体レーザ素子１０の出射面１０Ａとが略同一面上に位置する」ことは、「半導体レーザ素子１０の出射面１０Ａが、第１サブマウント２０の上面２０Ａの略端部（または端部近傍）に位置する」ことと同義である。

【0028】

図３Ａの一点鎖線で示すように、仮に第１サブマウント２０の側面に傾斜面が設けられていない場合には、半導体レーザ素子１０からの出射光も所定の広がり角を有するので、出射光が第１サブマウント２０と干渉する場合があり得る（矢印Ｂ参照）。特に、出射光のファーフィールドパターンの長軸が上下方向に配置されている場合には、干渉が生じ易くなる。
一方、本実施形態では、第１サブマウント２０の傾斜面２０Ｂの上辺と半導体レーザ素子１０の出射面１０Ａが略同一面上に位置するように、半導体レーザ素子１０が配置されている（半導体レーザ素子１０の出射面１０Ａが、第１サブマウント２０の上面２０Ａの概略端部（または端部近傍）に位置する）ので、半導体レーザ素子１０から所定の広がり角で光が出射された場合であっても、出射光が第１サブマウント２０と干渉する不具合を回避することができる。

【0029】

仮に、第１サブマウント２０が傾斜面を有さず、半導体レーザ素子１０の出射面１０Ａが第１サブマウント２０の上面２０Ａの概略端部に位置する場合、上面２０Ａの端部領域において、半導体レーザ素子１０からの熱が外側に広がるようにして第２サブマウント３０側に流れることはない。よって、放熱が不十分になる可能性がある。
一方、本実施形態では、図３Ａの点線の矢印で示す熱の流れから明らかなように、第１サブマウント２０の側面が上面側から下面側にかけて広がるような傾斜面２０Ｂを有しているので、半導体レーザ素子１０からの熱が外側に広がるようにして第２サブマウント３０側に流れる。よって、半導体レーザ素子１０からの熱をより効率的に第２サブマウント３０側に逃がすことができ、光源装置２の信頼性を高めることができる。

【0030】

以上のように、本実施形態では、第１サブマウント２０の少なくとも１つの側面に下方に広がる傾斜面２０Ｂが設けられ、傾斜面２０Ｂの上辺と半導体レーザ素子１０の出射面１０Ａとが略同一面上に位置するように半導体レーザ素子１０が配置されているので、発光効率が高くかつ信頼性の高い光源装置２を提供することができる。

【0031】

なお、「傾斜面２０Ｂの上辺と半導体レーザ素子１０の出射面とが略同一面上に位置する」における「略同一」の範囲については、半導体レーザ素子１０から出射された光が、確実に第１サブマウント２０と干渉しない範囲において、半導体レーザ素子１０の出射光の広がり角、傾斜面２０Ｂの形状や傾斜角、製造の容易さ等を考慮して定めることが好ましい。

【0032】

第１サブマウント２０は、傾斜面２０Ｂを有しているため、上下面で面積が異なるが、面積の小さい上面２０Ａが半導体レーザ素子１０に接触し、面積の大きい下面が第２サブマウント３０に接触している。これにより、半導体レーザ素子１０で発生する熱を効率的に放熱することが可能になる。

【0033】

以上のように、本実施形態では、第１サブマウント２０が、第２サブマウント３０に接触する下面２０Ｃの方が、半導体レーザ素子１０に接触する上面２０Ａよりも大きくなるように形成されているので、放熱面をより大きく取ることができ、半導体レーザ素子１０からの熱をより効率的に放熱することができる。

【0034】

第１サブマウント２０の製造に当たり、ダイヤモンド製の大盤（板材）から切り出して、個々の第１サブマウント２０を形成することができる、このとき、レーザを用いた切断方法を採用することにより、従来のスクライブ装置による場合に比べて、個片化に要する時間を大幅に短縮することができ、これにより、第１サブマウント２０の製造コストを低減できる。この場合、レーザ切断により形成される側面部分を傾斜面とする。

【0035】

つまり、レーザ切断で個片化することにより、第１サブマウント２０を低い製造コストで形成でき、切断面を傾斜面とすることができる。切断面を傾斜面とすることにより、第１サブマウント２０の全ての側面が、上面側から下面側にかけて広がるように傾斜した形状を有することになる。全面に下側に広がる傾斜面を有するので、半導体レーザ素子１０からの熱の放熱性能を確実に高めることができ、レーザ切断で形成された傾斜面を有効に利用することができる。

【0036】

＜第１サブマウント及び第２サブマウントの配置＞
次に、図３Ａから図３Ｃ及び図４Ａから図４Ｃを参照しながら、第１サブマウント及び第２サブマウントの配置について、更に詳細に説明する。図３Ａは上述のとおり、本発明に係る発光部の１つの側面形状を示す側面図である。図３Ｂは、図３Ａに示す発光部４０の平面形状の１つの例を示す平面図である。図３Ｃは、図３Ａに示す発光部４０の平面形状のその他の例を示す平面図である。図４Ａは、本発明に係る発光部のその他の側面形状を示す側面図である。図４Ｂは、図４Ａに示す発光部の平面形状の１つの例を示す平面図である。図４Ｃは、図４Ａに示す発光部の平面形状のその他の例を示す平面図である。

【0037】

図３Ａに示す側面図では、半導体レーザ素子１０の出射面１０Ａの反対側において、第１サブマウント２０の下面２０Ｃの外形よりも、第２サブマウント３０の上面３０Ａの外形が大きく形成されている。図３Ａに対応する１つの平面形状を示す図３Ｂでは、半導体レーザ素子１０の出射面１０Ａの反対側において、第１サブマウント２０の下面２０Ｃの外形よりも、第２サブマウント３０の上面３０Ａの外形が大きく形成されているが、発光部４０の左右両側においては、第１サブマウント２０の下面２０Ｃの外形及び第２サブマウント３０の上面３０Ａの外形が略一致している。
一方、図３Ａに対応するその他の平面形状を示す図３Ｃでは、半導体レーザ素子１０の出射面１０Ａ側以外の全領域において、第１サブマウント２０の下面２０Ｃの外形よりも、第２サブマウント３０の上面３０Ａの外形が大きく形成されている。

【0038】

図４Ａに示す側面図では、第１サブマウント２０の下面２０Ｃの外形と、第２サブマウント３０の上面３０Ａの外形とが略一致している。図４Ａに対応する１つの平面形状を示す図４Ｂでは、全ての方向において、第１サブマウント２０の下面２０Ｃの外形と、第２サブマウント３０の上面３０Ａの外形とが略一致している。
一方、図４Ａに対応するその他の平面形状を示す図４Ｃでは、発光部４０の左右両側において、第１サブマウント２０の下面２０Ｃの外形よりも、第２サブマウント３０の上面３０Ａの外形が大きく形成されている。

【0039】

第１サブマウント２０をレーザ切断で個片化した場合には、表面が炭化して短絡等が生じ易くなる虞がある。よって、製造時に、第１サブマウント２０及び第２サブマウント３０の間に存在する溶融した第２ろう材２２が外に押し出されて、基体４に達した場合には、短絡等が生じる可能性がある。これに対して、図３Ｂ、図３Ｃ及び図４Ｃに示すように、半導体レーザ素子１０の出射面１０Ａ側以外の領域の少なくとも一部において、第１サブマウント２０の下面２０Ｃの外形よりも、第２サブマウント３０の上面３０Ａの外形が大きく形成されている場合には、外に押し出された溶融した第２ろう材２２を第２サブマウント３０の上面３０Ａで収容することができる。よって、溶融した第２ろう材２２が基体４側に流れて短絡等が生じるのを未然に防ぐことができる。

【0040】

外に押し出された溶融した第２ろう材２２を収容する観点からは、図３Ｃに示す形状が有利であるが、省スペースの観点からは、図３Ｂや図４Ｃに示す形状が有利である。よって、第１サブマウント２０及び第２サブマウント３０の接合状態、第２ろう材２２の使用量、スペース的な制約等を考慮して、最適な形状を定めることが好ましい。
また、溶融した第２ろう材２２が外に押し出されないように調整することにより、図４Ｂに示すような形状も採用可能であり、この場合にはスペース的に最も有効であり、光源装置をより小型化できる。

【0041】

＜ろう材の組み合わせ＞
次に、半導体レーザ素子１０、第１サブマウント２０及び第２サブマウント３０を接合するろう材の組み合わせについて、更に詳細に説明する。
第２サブマウント３０の下面３０Ｂ側に第３ろう材３２を備え、第１サブマウント２０の下面２０Ｃ側に第２ろう材２２を備え、第１サブマウント２０の上面２０Ａ側に第１ろう材１２を備えている。

【0042】

また、第１サブマウント２０の上下面２０Ａ、２０Ｃに設けられた第１ろう材１２及び第２ろう材２２に対して、第２サブマウント３０の下面３０Ｂに設けられた第３ろう材３２は、融点が異なっている。

【0043】

光源装置２を製造するとき、基体４の上面４Ａに、第２サブマウント３０を搭載した後、第１サブマウント２０を搭載するが、この搭載時の加熱に掛かる時間の差や、サブマウント材料の熱伝導率の差により、各々のろう材の状態が異なってくる。ろう材の加熱状態が不適切であると、ろう材の熱抵抗が上昇し、半導体レーザ素子１０からの熱を効率良く放熱することができなくなる。この搭載時間の差及び材料の熱伝導率の差、特に、加熱時間差を最適に調整するために、搭載する部材、素子毎に異なる融点を有するろう材を配置することが好ましい。

【0044】

上記のような構成にすることにより、実装条件に合わせた最適なろう材を選定することが可能となり、より効率の良い光源装置２を得ることができる。

【0045】

第１サブマウント２０及び第２サブマウント３０の材質が異なるので、搭載時の加熱に掛かる時間の差や、サブマウント材の熱伝導率の差により、各ろう材の加熱状態が異なる。このとき、第１ろう材１２及び第２ろう材２２の融点と、第３ろう材３２の融点とを異ならせることにより、異なる加熱状態を最適に調整することができる。

【0046】

また、半導体レーザ素子１０、第１サブマウント２０及び第２サブマウント３０の接合方法として、第１ろう材１２及び第２ろう材２２を用いて、半導体レーザ素子１０、第１サブマウント２０及び第２サブマウント３０を接合した後、第３ろう材３２を用いて、半導体レーザ素子１０及び第１サブマウント２０が接合された第２サブマウント３０を、基体４の上面４Ａに接合するのが好ましい。この場合、例えば、第１ろう材及び第２ろう材は、はんだ材であり、第３ろう材はナノ粒子材であることが好ましい。

【0047】

膨張及び収縮しやすい銅または銅合金から形成された基体４は、温度が高いほど線膨張差が大きくなる。このとき、基体４との接合に用いる第３ろう材３２の融点を、前の接合工程で凝固する第１ろう材１２及び第２ろう材２２の融点よりも低くする必要があるので、必然的に第３ろう材３２の融点が低くなる。よって、第２サブマウント３０及び基体４の接合における線膨張差による熱応力の発生を抑制でき、信頼性の高い光源装置２を製造することができる。

【0048】

（シミュレーションに基づく第１サブマウントの厚み）
次に、図５を参照しながら、光源装置の熱抵抗のシミュレーションに基づく、適切な第１サブマウントの厚みについて説明する。図５は、第１サブマウントの厚みを変動させたときの、光源装置の熱抵抗をシミュレーションした結果を示すグラフである。
このときの熱抵抗は、発光部４０に搭載された半導体レーザ素子１０のジャンクション温度（Ｔｊ）と、光源装置２の基体４の底面温度（Ｔｂ）から求めたものである。シミュレーションにおける第２サブマウント３０の材料は、ＳｉＣ及び、ＡｌＮ材料であり、第２サブマウント３０の厚みは２００μｍに固定して計算した。

【0049】

図５のグラフから明らかなように、第１サブマウント２０であるＣＶＤダイヤモンドの厚みが、５０μｍ以下になると、急激に熱抵抗が上昇することが判明した。この結果は、第１サブマウント２０であるＣＶＤダイヤモンド厚みが、５０μｍ以下になると、半導体レーザ素子１０から発生する熱が、第１サブマウント２０で広がりきる前に、第２サブマウント３０に到達するため、効率良く放熱できていないことを示している。
よって、今回のシミュレーションにより、第１サブマウント２０の厚さが５０μｍ以上とすることにより、より放熱特性の高い光源装置を得ることが判明した。

【0050】

（その他の実施形態に係る光源装置）
上記の実施形態の光源装置２では、端子保持部材（外周壁）６の上側が解放されているが、これに限られるものではない。例えば、端子保持部材（外周壁）６の上側をリッドで覆って、発光部４０を外気から遮蔽することもできる。この場合には、光源装置２の長寿命化が期待できる。
また、上記の実施形態の光源装置２では、半導体レーザ素子１０から出射された光が、そのまま窓８を透過して、光源装置２の外へ出射されるが、これに限られるものではない。例えば、反射面を設けて、半導体レーザ素子１０から出射された光を、反射面により、基体４の上面４Ａと略直交する方向（上方）に反射させることも考えられる。このとき、仮にリッドが取り付けられている場合には、窓をリッドに配置することも考えられる。

【0051】

本発明の実施の形態、実施の態様を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施の形態、実施の態様における要素の組合せや順序の変化等は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明の光源装置は、加工用光源、プロジェクタ、液晶のバックライト用光源、照明用光源、各種インジケータ用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、信号機など、種々の光源に用いることができる。

【符合の説明】

【0053】

２ 光源装置
４ 基体
６ 端子保持部材（外周壁）
８ 窓
１０ 半導体レーザ素子
１０Ａ 出射面
１２ 第１ろう材
１４Ａ、１４Ｂ リード端子
１６Ａ、１６Ｂ 端子封止材
２０ 第１サブマウント
２０Ａ 上面
２０Ｂ 傾斜面
２０Ｃ 下面
２２ 第２ろう材
３０ 第２サブマウント
３０Ａ 上面
３２ 第３ろう材
４０ 発光部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】