特許 7518173 線形光学装置

(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】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】線形光学装置

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/02365 20210101AFI20240709BHJP

   H01S 5/42 20060101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

H01S5/02365

H01S5/42

【請求項の数】 25

(21)【出願番号】P 2022543487

(86)(22)【出願日】2021-01-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-13

(86)【国際出願番号】 SG2021050024

(87)【国際公開番号】W WO2021145825

(87)【国際公開日】2021-07-22

【審査請求日】2022-08-25

(31)【優先権主張番号】62/962,629

(32)【優先日】2020-01-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】522211759

【氏名又は名称】エイエムエス－オスラム エイジア パシフィック プライヴェット リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ａｍｓ－ＯＳＲＡＭ Ａｓｉａ Ｐａｃｉｆｉｃ Ｐｔｅ． Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】７０００ Ａｎｇ Ｍｏ Ｋｉｏ Ａｖｅｎｕｅ ５， ＃０２－００， Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ ５６９８７７， Ｓｉｎｇａｐｏｒｅ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ワン，チン

(72)【発明者】

【氏名】クブキヤン，ヌラン

(72)【発明者】

【氏名】ファン・レーベン，ロベルト

【審査官】村井 友和

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０５６１０９３０（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００９－０９４３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１１６６５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－１４２４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１１５６１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１４７４５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２５７３８７（ＵＳ，Ａ１）

(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】

光学アセンブリであって、
１つ以上の導電性機械的締結具に導電的に結合される導電性の第１のバスバーを備えるバスバーシステムと、
各々が１つ以上の導電性接点を備える１つ以上の垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）アレイモジュールと
を備え、
各ＶＣＳＥＬアレイモジュールが、前記１つ以上の導電性機械的締結具のうちの１つ以上によって前記バスバーシステムに解放可能に締結され、
締結位置にあるとき、前記１つ以上の導電性機械的締結具が、前記第１のバスバーと前記１つ以上のＶＣＳＥＬアレイモジュールとの間の電気接続を提供するために前記１つ以上の導電性接点に導電的に結合され、
前記締結位置では、前記１つ以上の導電性機械的締結具は、前記導電性接点との接触を維持するために前記導電性接点に向かって付勢され、
前記１つ以上の導電性機械的締結具は変位によって付勢され、前記変位は、前記１つ以上のＶＣＳＥＬアレイモジュールの上面を含む平面と、バスバーマウントの上面によって画定される平面との間で規定され、前記平面は互いに平行であり、
前記１つ以上の導電性機械的締結具は平面状であり、前記付勢は、前記バスバーマウントの前記上面を前記１つ以上のＶＣＳＥＬアレイモジュールの前記上面に接続結合する、光学アセンブリ。

【請求項2】

前記１つ以上の導電性機械的締結具は、前記締結位置に出入りするように構成されている、請求項１に記載の光学アセンブリ。

【請求項3】

前記第１のバスバーは、平面状であり、少なくとも２つの開口部を画定する、請求項１または２に記載の光学アセンブリ。

【請求項4】

前記１つ以上の導電性機械的締結具が、平面状であり、開口部を画定し、突出部分を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の光学アセンブリ。

【請求項5】

前記１つ以上の導電性機械的締結具の前記突出部分の端部が、遠位端部よりも厚いおよび／または異なる幅である、請求項４に記載の光学アセンブリ。

【請求項6】

前記ＶＣＳＥＬアレイモジュールは、互いに直列に電気接続されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の光学アセンブリ。

【請求項7】

前記バスバーシステムは、１つ以上の導電性機械的締結具に導電的に結合される導電性の第２のバスバーを備える、請求項６に記載の光学アセンブリ。

【請求項8】

前記第１のバスバーおよび前記第２のバスバーは各々、複数の空間的に分離された部分を含み、各部分は、前記ＶＣＳＥＬアレイモジュール間の直列接続を提供するために、それぞれの前記１つ以上の導電性機械的締結具を通じてそれぞれのＶＣＳＥＬアレイモジュール対間に電気的に接続され、
電源が前記バスバーシステムに接続されると、少なくとも１つの部分はアノードとして機能し、少なくとも１つの部分はカソードとして機能する、請求項７に記載の光学アセンブリ。

【請求項9】

前記ＶＣＳＥＬアレイモジュールは、互いに並列に電気接続されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の光学アセンブリ。

【請求項10】

前記バスバーシステムは、１つ以上の導電性機械的締結具に導電的に結合される導電性の第２のバスバーを備える、請求項９に記載の光学アセンブリ。

【請求項11】

前記第１のバスバーおよび前記第２のバスバーは、前記ＶＣＳＥＬアレイモジュール間の並列接続を提供するためにそれぞれの前記１つ以上の導電性機械的締結具を通じて前記１つ以上のＶＣＳＥＬアレイモジュールに電気的に接続され、それにより、電源が前記バスバーシステムに接続されると、前記第１のバスバーはアノードとして機能し、前記第２のバスバーはカソードとして機能する、請求項１０に記載の光学アセンブリ。

【請求項12】

前記光学アセンブリは、
前記ＶＣＳＥＬアレイモジュールのそれぞれのＶＣＳＥＬから放出されるレーザ光の光路内に配置されたレンズを備える、請求項１１に記載の光学アセンブリ。

【請求項13】

前記レンズは、円柱レンズを含む、請求項１２に記載の光学アセンブリ。

【請求項14】

前記レンズは、少なくとも１つの取り外し可能なレンズマウントによって前記バスバーシステムに取り外し可能に締結される、請求項１３に記載の光学アセンブリ。

【請求項15】

前記バスバーシステムは、
バスバーマウントを備え、
前記取り外し可能なレンズマウント、前記ＶＣＳＥＬアレイモジュール、前記第１のバスバー、前記第２のバスバー、および前記１つ以上の導電性機械的締結具は解放可能に締結される、請求項１４に記載の光学アセンブリ。

【請求項16】

各ＶＣＳＥＬアレイモジュールは、
キャリアと、
第１の半導体装置内に形成された第１のＶＣＳＥＬアレイと、
前記導電性接点と
を備え、
前記キャリアは、前記バスバーマウントに解放可能に締結され、
前記第１の半導体装置は、前記キャリア上に取り外し可能に取り付けられ、
前記第１の半導体装置は、前記導電性接点と電気的に接続される、請求項１５に記載の光学アセンブリ。

【請求項17】

各キャリアは、対応する第１のセットの孔および前記キャリアの底面内の対応するセットの止まり穴、ならびに前記バスバーマウント内の第２のセットの孔および前記キャリアの上面内の対応するセットの貫通孔に機械的締結具を挿入することによって、前記バスバーマウントに解放可能に締結され、
前記第２のセットの孔は、複数のキャリアを曲線状角部と整列させることによって画定され、前記曲線状角部の半径は、負であり、
それにより、各キャリアが前記対応する孔を介して前記バスバーマウントに機械的に結合される、請求項１６に記載の光学アセンブリ。

【請求項18】

各ＶＣＳＥＬアレイモジュールは、
第２の半導体装置内に形成された少なくとも第２のＶＣＳＥＬアレイを備え、
少なくとも前記第２の半導体装置は、前記キャリア上に取り外し可能に取り付けられ、
少なくとも前記第２の半導体装置は、前記導電性接点と電気的に接続される、請求項１６に記載の光学アセンブリ。

【請求項19】

少なくとも前記第２の半導体装置は、前記第１の半導体装置に対して直列に接続される、請求項１８に記載の光学アセンブリ。

【請求項20】

少なくとも前記第２の半導体装置は、前記第１の半導体装置に対して並列に接続される、請求項１８に記載の光学アセンブリ。

【請求項21】

前記第１の半導体装置および／または少なくとも第２の半導体装置は、セラミック基板を備える、請求項１９または２０に記載の光学アセンブリ。

【請求項22】

前記第１の半導体装置、少なくとも前記第２の半導体装置、および／または前記導電性接点の間の接続は、前記セラミック基板および／または前記キャリア上に配置された１つ以上のワイヤおよび／または１つ以上の金属化パッドによって提供される、請求項２１に記載の光学アセンブリ。

【請求項23】

前記導電性接点が、１つ以上の金属化パッドを備える、請求項２２に記載の光学アセンブリ。

【請求項24】

光学アセンブリであって、
互いに並列に電気接続された、請求項１～８のいずれか１項に記載の光学アセンブリのうちの２つ以上を備える、光学アセンブリ。

【請求項25】

光学アセンブリであって、
互いに直列に電気接続された、請求項９～１２のいずれか１項に記載の光学アセンブリのうちの２つ以上を備える、光学アセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の背景
本開示は、光学アセンブリに関する。

【背景技術】

【0002】

オプトエレクトロニクス構成要素は、水分、空気、熱、粉塵および機械的損傷に敏感である。オプトエレクトロニクス構成要素は、アレイ状に配置され、何らかの形態で電気的に接続されたいくつかのＶＣＳＥＬを含む垂直キャビティ発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）アレイを含むことが多い。ＶＣＳＥＬ自体が、異なる材料の複数の層を含む。例えば、典型的なＶＣＳＥＬは、下側分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）として作用する最大３０個のｐ型ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ層と、上側ＤＢＲとして作用する２０個のｎ型ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ層とから構成され得る。これらの層の各々の品質、およびそれらのそれぞれの界面が、装置の全体的な性能に影響を及ぼす。特に、各層の間の界面は、潜在的欠陥のソースおよび散乱中心として作用し得る。損傷に対する電子構成要素の感度、ならびにＶＣＳＥＬの複雑さおよび入り組み方は、ＶＣＳＥＬアレイが本質的に欠陥および故障を起こしやすいことを意味する。

【0003】

より具体的には、ＶＣＳＥＬは、高電力条件下で故障しやすい。ＶＣＳＥＬを過給電すると過熱につながり、半導体材料の溶融および再結晶をもたらす可能性がある。この溶融および再結晶プロセスは壊滅的であり、装置内に多数の欠陥を誘発し、装置の性能を著しく低下させる可能性がある。さらに、高出力条件下での故障の傾向は、ＶＣＳＥＬが経年変化するにつれて増加する。

【0004】

例えば、使用中、レーザから放射された光の一部は、半導体層によって吸収され、電子－正孔対を生成する。より高い電子エネルギー状態は、半導体と、装置内に存在する水および酸素などの不純物との間の化学反応の確率を高める。電子－正孔対は、放射的または非放射的に再結合し得る。後者では、吸収された光子エネルギーがフォノンに変換され、エネルギーが熱として放散される。このプロセスは、欠陥、特に半導体のバンドギャップ内にエネルギー準位を形成する欠陥によって媒介され、この非放射性再結合プロセスの効率を大幅に高める。酸化物／水素化物が化学反応中に形成される場合、半導体のバンドギャップ内のエネルギー準位構造が形成され、非放射性再結合の効率的な中心として作用する。これらの絶縁層は、半導体内の加熱の非線形増加に寄与し、半導体内の熱インピーダンス不整合は、さらなる加熱に寄与し、酸化物は光吸収を増加させ、それは、ひいてはより多くの加熱および酸化物形成をもたらす。したがって、これらの電子構成要素の敏感な性質は、された高出力ＶＣＳＥＬ設計の改善を目指す研究が、時間がかかり、費用がかかるプロセスであることを意味する。

【0005】

さらに、ＶＣＳＥＬアレイを含む各基板のサイズの上限は、現在の製造技法によって固定される。さらに、１つ以上のＶＣＳＥＬがアレイ内で故障した場合、装置は準最適に動作するか、または最悪のシナリオでは、まったく動作しない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示の目的は、上記の問題の１つ以上に対処するか、または少なくとも有用な代替案を提供する光学アセンブリを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

概要
一般的に言えば、本開示は、バスバーシステムにＶＣＳＥＬアレイモジュールを解放可能に締結するだけでなく、ＶＣＳＥＬアレイモジュールへの電気的接続も提供する機械的締結具によってバスバーシステムに解放可能に締結された１つ以上のＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える光学アセンブリを提供することによって、上記の問題を克服することを提案する。

【0008】

このようにして、１つ以上の故障したＶＣＳＥＬアレイモジュールを交換する必要がある場合、バスバーシステムからＶＣＳＥＬアレイモジュールを取り外すために別個の配線解除または脱はんだステップを実行する必要はない。代わりに、電気的接続としても作用する機械的締結具を提供することによって、故障したＶＣＳＥＬアレイモジュールは、ＶＣＳＥＬアレイモジュールの配線解除、脱はんだ、再配線、および再はんだ付けを一切必要とせずに、迅速かつ効率的に交換することができる。

【0009】

本開示は、例えば、専門のはんだ付けおよび／または配線機器が利用できない場合、技術者が対応できないかまたははんだ付けおよび／もしくは配線を実行することができない場合、ならびに／あるいは故障したモジュールの迅速かつ効率的な交換が所望される場合に、工場環境の外部で特に有利であり得る。

【0010】

機械的締結具は、ＶＣＳＥＬアレイモジュールが、例えばバスバーシステムに機械的に締結および締結解除され得るように、動作可能に可動である。具体的には、バスバーシステムは、電源を接続することができ、機械的締結具に導電的に結合されるバスバーを備える。締結されて位置付けられると、機械的締結具はバスバーと接触するだけでなく、ＶＣＳＥＬアレイモジュール上のいくつかの導電性接点とも接触する。この接点は、ＶＣＳＥＬアレイモジュールをバスバーシステムに機械的に固定するだけでなく、バスバーおよび機械的締結具が導電性材料から形成されることを所与として、上述の電気的接続も提供する。したがって、機械的締結具は、ＶＣＳＥＬアレイモジュールとバスバーシステムとの間の電気的および機械的接続の両方を提供する。機械的締結具は、ＶＣＳＥＬアレイモジュールをバスバーシステム上に保持するための機械的復元力、例えば付勢を提供することが想定される。例えば、機械的復元力は、蓄積弾性エネルギーから導出されてもよい。例えば、機械的締結具の機械的付勢を使用して、蓄積弾性エネルギーを生成することができる。

【0011】

本開示によって提供される上述の利点は、ＶＣＳＥＬアレイモジュールの様々な異なる直列および並列配置によって使用することができる。

【0012】

例えば、ＶＣＳＥＬアレイモジュールは、互いに電気的に直列に接続されてもよい。この場合、バスバーシステムが別の導電性バスバーを備え、この第２のバスバーも導電性機械的締結具に導電的に結合されることが想定される。ＶＣＳＥＬアレイモジュールを直列に接続する場合、第１のバスバーおよび第２のバスバーは、複数の空間的に分離された部分を備え、各部分は、それぞれの機械的締結具を通じてそれぞれのＶＣＳＥＬアレイ対間で電気的に接続される。この例では、第１のバスバーおよび／または第２のバスバーの少なくとも一部は実効的にアノードとして機能し、第１および／または第２のバスバーの少なくとも一部は実効的にカソードとして機能する。このようにして、電源がバスバーシステムに接続されると、電気は、バスバーシステムに接続された機械的締結具に沿ってＶＣＳＥＬアレイモジュールのうちの１つに流れることができる。次に、電気は、そのＶＣＳＥＬアレイモジュールを通過し、第１のバスバーおよび／または第２のバスバーの空間的に分離された部分に沿って対応する機械的締結具を通過し、最後に隣接するＶＣＳＥＬアレイモジュールに入る。したがって、電気は、ＶＣＳＥＬアレイモジュール間に直列に接続される。

【0013】

別の例において、ＶＣＳＥＬアレイモジュールは、互いに電気的に並列に接続されてもよい。この場合、バスバーシステムが別の導電性バスバーを備え、この第２のバスバーも導電性機械的締結具に導電的に結合されることが想定される。ＶＣＳＥＬアレイモジュールを並列に接続する場合、第１のバスバーおよび第２のバスバーは別個であるが、第１のバスバーおよび第２のバスバーは、ＶＣＳＥＬアレイモジュール間の並列接続を提供するために、それぞれの機械的締結具を通じてＶＣＳＥＬアレイモジュールに電気的に接続される。この例では、電源がバスバーシステムに接続されると、バスバーの一方がアノードとして機能し、他方がカソードとして機能する。このようにして、第１のバスバーに電気が供給されると、電気は、第１のバスバーに接続された各それぞれの機械的締結具を通過して、それらの機械的締結具に関連付けられた対応するＶＣＳＥＬアレイモジュールに入る。次いで、電気は、ＶＣＳＥＬアレイモジュールを通過し、対応する機械的締結具に沿って第２のバスバーに流れる。

【0014】

本開示の上述の利点はまた、光学アセンブリの他の容易に取り外し可能および／または交換可能な要素と相乗的に使用されて、容易にメンテナンス可能な光学アセンブリを提供することもでき、これは、工場環境に戻す必要なく、専門のはんだ付けおよび再配線機器を必要とせずに現場で修理することができる。

【0015】

例えば、光学アセンブリは、ＶＣＳＥＬアレイモジュールのそれぞれのＶＣＳＥＬから放出されるレーザエネルギーの光路内に配置されたレンズ、例えば円柱または任意の他の形状のレンズを備えてもよい。容易に交換される要素の上述の相乗効果を促進するのを助けるために、レンズは、取り外し可能なレンズマウントによってバスバーシステムに解放可能に締結されてもよい。ＶＣＳＥＬアレイモジュールの前に配置された円柱レンズは、光合焦を達成するための費用効果の高い手段である。この例では、バスバーシステムはバスバーマウントを備え、取り外し可能なレンズマウント、ＶＣＳＥＬアレイモジュール、第１のバスバーおよび第２のバスバー、ならびに機械的締結具はすべてバスバーマウントに解放可能に締結される。したがって、光学アセンブリは、その設計が容易な構成要素交換を容易にするため、構成要素故障に対して堅牢である。

【0016】

光学アセンブリのスケーラビリティを提供するために、各ＶＣＳＥＬアレイモジュールは、キャリア上に取り付けられた任意の数のＶＣＳＥＬアレイを備えることができる。大きい光学アセンブリが所望される場合、多くのＶＣＳＥＬアレイが単一のキャリアに取り付けられてもよい。故障が発生した場合、キャリア全体を取り外し、はんだ付けまたは再配線を一切必要とせずに単一のモジュールユニットとして交換することができる。逆に、より小型の光学アセンブリの場合、より少数のＶＣＳＥＬアレイ、例えば、１つ、２つ、３つ、または４つのＶＣＳＥＬアレイをキャリアに取り付けることができる。ＶＣＳＥＬアレイモジュールの少数のＶＣＳＥＬアレイのみが故障し、残りが依然として動作している場合、取り外されたキャリアおよびそこに取り付けられたＶＣＳＥＬアレイは、修理のために光学アセンブリ全体を工場に送り返す必要なしに、修理のために工場環境に運ぶことができる。例えば、脱はんだ、配線解除、再はんだ付け、および再配線による故障したＶＣＳＥＬアレイの交換によって、故障したキャリアが修理されている間、光学アセンブリが現場で動作したままであり得るように、古いキャリアが取り外されると、新しい完全に機能するキャリアを設置することができる。

【0017】

キャリア上に複数のＶＣＳＥＬアレイを設けることのさらなる利点は、アレイごとに別個の締結具を有する必要がないため、キャリアをバスバーシステムに締結するために必要な機械的締結具がより少ないことである。これにより、可動部分の数が減少し、したがって光学アセンブリの構成が単純になる。

【0018】

キャリアが存在する上記の例では、各ＶＣＳＥＬアレイモジュールは、キャリアと、半導体装置上の１つ以上の第１のＶＣＳＥＬアレイと、導電性接点とを備えると言える。１つ以上の第１のＶＣＳＥＬアレイを含む半導体装置は、導電性接点と電気的に接続してキャリア上に配置されてもよい。ＶＣＳＥＬアレイモジュールはまた、第２の半導体装置と、１つ以上の第２のＶＣＳＥＬアレイとを備えると言え、第２の半導体装置は、導電性接点と電気的に接続してキャリア上に配置されてもよい。同じ配置は、ＶＣＳＥＬアレイモジュールが３つ以上の半導体装置およびＶＣＳＥＬアレイを備える場合にも等しく適用される。

【0019】

さらに高度なスケーラビリティおよびモジュール性のために、任意の数のＶＣＳＥＬアレイが、キャリアに取り付けられるサブマウントに取り付けられてもよい。これは、故障が、例えばサブマウントのうちの１つ以上をカバーする領域など、ＶＣＳＥＬアレイモジュールのある領域内の複数のＶＣＳＥＬアレイによって引き起こされる場合、故障した各ＶＣＳＥＬアレイを別個に時間をかけて交換する必要なく、その領域のサブマウント全体を単一のステップで取り外して交換することができるという利点を提供する。

【0020】

例えば、上述のサブマウントは、ＶＣＳＥＬアレイを含む１つ以上の半導体装置のセラミック基板であってもよく、それによって、第１の半導体装置および／または第２の半導体装置は、セラミック基板を含むと言える。この例では、第１の半導体装置および第２の半導体装置、ならびに／または導電性接点の間の接続は、セラミック基板および／またはキャリア上に配置された１つ以上のワイヤおよび／または１つ以上の金属化パッドによって提供される。

【0021】

スケーラビリティおよびモジュール性をさらに向上させるために、互いに直列に、または並列に接続されたいくつかの上述の光学アセンブリを含むより大きい光学アセンブリを形成することができることが想定される。

【0022】

したがって、本開示は、ＶＣＳＥＬ装置をスケーリングする上述の問題を少なくとも部分的に解決する。この解決策は、上記の高出力条件で動作するように設計されたＶＣＳＥＬアレイを備える光学アセンブリのスケーラビリティおよびモジュール性を高めることに特に適用可能であるが、これに限定されない。

【0023】

本開示の一態様によれば、光学アセンブリであって、１つ以上の導電性機械的締結具に導電的に結合される導電性の第１のバスバーを備えるバスバーシステムと、各々が１つ以上の導電性接点を備える１つ以上の垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）アレイモジュールとを備え、各ＶＣＳＥＬアレイモジュールが、機械的締結具のうちの１つ以上によってバスバーシステムに解放可能に締結され、締結位置にあるとき、１つ以上の機械的締結具が、第１のバスバーと１つ以上のＶＣＳＥＬアレイモジュールとの間の電気接続を提供するために１つ以上の導電性接点に導電的に結合される、光学アセンブリが提供される。

【0024】

１つ以上の機械的締結具は、締結位置に出入りするように構成されてもよい。
締結位置では、１つ以上の機械的締結具は、導電性接点との接触を維持するために導電性接点に向かって付勢されてもよい。

【0025】

ＶＣＳＥＬアレイモジュールは、互いに電気的に直列に接続されてもよい。
バスバーシステムは、１つ以上の導電性機械的締結具に導電的に結合される導電性の第２のバスバーを備えてもよい。

【0026】

第１のバスバーおよび第２のバスバーは各々、複数の空間的に分離された部分を含むことができ、各部分は、ＶＣＳＥＬアレイモジュール間の直列接続を提供するために、それぞれの機械的締結具を通じてそれぞれのＶＣＳＥＬアレイモジュール対間に電気的に接続され、電源がバスバーシステムに接続されると、少なくとも１つの部分はアノードとして機能し、少なくとも１つの部分はカソードとして機能する。

【0027】

ＶＣＳＥＬアレイモジュールは、互いに電気的に並列に接続されてもよい。
バスバーシステムは、１つ以上の導電性機械的締結具に導電的に結合される導電性の第２のバスバーを備えてもよい。

【0028】

第１のバスバーおよび第２のバスバーは、ＶＣＳＥＬアレイモジュール間の並列接続を提供するためにそれぞれの機械的締結具を通じて１つ以上のＶＣＳＥＬアレイモジュールに電気的に接続されてもよく、それにより、電源がバスバーシステムに接続されると、第１のバスバーはアノードとして機能してもよく、第２のバスバーはカソードとして機能してもよい。

【0029】

光学アセンブリは、ＶＣＳＥＬアレイモジュールのそれぞれのＶＣＳＥＬから放出されるレーザエネルギーの光路内に配置されたレンズを備えてもよい。

【0030】

レンズは、円柱レンズを含んでもよい。
レンズは、少なくとも１つの取り外し可能なレンズマウントによってバスバーシステムに解放可能に締結されてもよい。

【0031】

バスバーシステムはバスバーマウントを備えてもよく、取り外し可能なレンズマウント、ＶＣＳＥＬアレイモジュール、第１のバスバー、第２のバスバー、および機械的締結具は解放可能に締結されてもよい。

【0032】

各ＶＣＳＥＬアレイモジュールは、キャリアと、第１の半導体装置内に形成された第１のＶＣＳＥＬアレイと、導電性接点とを備えてもよく、第１の半導体装置は、キャリア上に取り外し可能に取り付けられてもよく、第１の半導体装置は、導電性接点と電気的に接続されてもよい。

【0033】

各ＶＣＳＥＬアレイモジュールは、第２の半導体装置内に形成された少なくとも第２のＶＣＳＥＬアレイを備えてもよく、少なくとも第２の半導体装置は、キャリア上に取り外し可能に取り付けられてもよく、少なくとも第２の半導体装置は、導電性接点と電気的に接続されてもよい。

【0034】

少なくとも第２の半導体装置は、第１の半導体装置に対して直列に接続されてもよい。
少なくとも第２の半導体装置は、第１の半導体装置に対して並列に接続されてもよい。

【0035】

第１の半導体装置および／または少なくとも第２の半導体装置は、セラミック基板を備えてもよい。

【0036】

第１の半導体装置、少なくとも第２の半導体装置、および／または導電性接点の間の接続は、セラミック基板および／またはキャリア上に配置された１つ以上のワイヤおよび／または１つ以上の金属化パッドによって提供されてもよい。

【0037】

導電性接点は、１つ以上の金属化パッドを備えてもよい。
本開示の第２の態様によれば、互いに電気的に並列に接続された上述の光学アセンブリのうちの２つ以上を備える光学アセンブリが提供される。

【0038】

本開示の第３の態様によれば、互いに電気的に直列に接続された上述の光学アセンブリのうちの２つ以上を備える光学アセンブリが提供される。

【0039】

したがって、本開示の実施形態は、上述の利点を提供する。
好ましい実施形態の簡単な説明
次に、本開示のいくつかの実施形態が、例としてのみ、添付の図面を参照しながら説明される。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】ＶＣＳＥＬアレイを備える光学素子を示す図である。

【図2】個々のＶＣＳＥＬの概略図である。

【図3a】直列に接続された２つのＶＣＳＥＬアレイを備える例示的な半導体装置を示す図である。

【図3b】図３ａの斜視図である。

【図4a】並列に接続された２つのＶＣＳＥＬアレイを備える例示的な半導体装置を示す図である。

【図4b】図４ａの斜視図である。

【図5a】キャリアの斜視図である。

【図5b】例示的なキャリアの上面の斜視図である。

【図5c】例示的なキャリアの底面の斜視図である。

【図6a】バスバーマウントの斜視図である。

【図6b】例示的なバスバーマウントの上面の斜視図である。

【図6c】例示的なバスバーマウントの底面の斜視図である。

【図7a】直列に接続された２つの半導体装置を備える例示的なＶＣＳＥＬアレイモジュールを示す図である。

【図7b】図７ａの斜視図である。

【図8a】並列に接続された２つの半導体装置を備える例示的なＶＣＳＥＬアレイモジュールを示す図である。

【図8b】図８ａの斜視図である。

【図9a】バスバーシステム上に直列に接続された２つのＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える例示的な光学アセンブリを示す図である。

【図9b】図９ａの斜視図である。

【図10a】例示的な光学アセンブリの上面図である。

【図10b】光学アセンブリの底面図である。

【図10c】光学アセンブリの断面図である。

【図11a】バスバーシステム上に並列に接続された２つのＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える例示的な光学アセンブリを示す図である。

【図11b】図１０ａの斜視図である。

【図12a】例示的な光学アセンブリの上面図である。

【図12b】光学アセンブリの底面図である。

【図12c】光学アセンブリの断面図である。

【図13a】機械的締結具の例示的な図である。

【図13b】機械的締結具の例示的な図である。

【図13c】機械的締結具の例示的な図である。

【図14】直列に接続された２つの並列光学サブアセンブリを備える例示的な光学アセンブリを示す図である。

【図15】並列に接続された２つの直列光学サブアセンブリを備える例示的な光学アセンブリを示す図である。

【図16】ＶＣＳＥＬアレイにまたがって配置された円柱レンズを有する、バスバーシステム上に直列に接続された複数のＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える例示的な光学アセンブリの斜視図である。

【図17】ＶＣＳＥＬアレイにまたがって配置された円柱レンズを有する、バスバーシステム上に並列に接続された複数のＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える例示的な光学アセンブリの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

好ましい実施形態の詳細な説明
一般的に言えば、本開示は、光学アセンブリに関し、特に、排他的ではないが、構成要素交換を容易にするように構成されたモジュール式アセンブリに関する。特に、交換可能な構成要素が、垂直キャビティ放出面レーザ（ＶＣＳＥＬ）アレイを含む。

【0042】

本開示によって提供される解決策のいくつかの例が、添付の図面に与えられる。
図１は、発光レーザのアレイ１０１を備える例示的な光学素子１００の図を示す。これらの発光レーザの特定のサイズ、形状、パターン、および配置構成は、限定を意図するものではない。例えば、当業者によって理解されるように、六角形、長方形、円対称および／または任意の他の形状の配置構成を含むアレイの幾何学的配置構成が使用されることが想定される。特定の例では、これらの発光レーザは、１つ以上の垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を含んでもよいが、これに限定されない。

【0043】

図２は、垂直キャビティ面発光レーザ２００（ＶＣＳＥＬ）などの例示的な発光レーザの概略図を示し、これは、基板２０１と、下側分布ブラッグ反射器２０２と、上側分布ブラッグ反射器２０４とを備え、これらは共に発光活性領域２０３を封止する。ＶＣＳＥＬの光軸を矢印で示す。構造全体をセラミックサブマウントに取り付けることができる。当業者には理解されるように、上面発光ＶＣＳＥＬと底面発光ＶＣＳＥＬの両方を含む他の配置構成および内部ＶＣＳＥＬ構造が使用されることが想定される。

【0044】

図３ａおよび図３ｂは、２つの光学素子３０１、３０２と、半導体装置３００の一部を覆う導電性接点３０３と、各光学素子３０１、３０２を光学素子３０１、３０２が接続されていない別の導電性接点３０３に接続する電気配線３０４とを備える例示的な半導体装置３００を示す。この図では、導電性接点３０３および電気配線３０４の配置は、光学素子３０１、３０２が直列に接続されるようなものである。例えば、電流（すなわち、電気）が左端の光学素子３０１に導入された場合、電気は光学素子３０１を通過し、発光レーザアレイ３０５を作動させ、電気は、次いで、光学素子３０１から配線３０４を通じて別の導電性接点３０３に搬送される。この導電性接点３０３と接触している右端の光学素子３０２および右端のレーザアレイ３０６上の発光レーザが活性化される。好ましくは、発光レーザアレイはＶＣＳＥＬアレイである。

【0045】

図４ａおよび図４ｂは、２つの光学素子４０１、４０２と、半導体装置４００の一部を覆う導電性接点４０３と、光学素子４０１、４０２を光学素子４０１、４０２が接続されていない別の導電性接点４０３に接続する配線４０４とを備える例示的な半導体装置４００を示す。この図では、導電性接点４０３および配線４０４の配置は、光学素子４０１、４０２が並列に接続されるようなものである。特に、２つの光学素子４０１、４０２は、共通の導電性接点４０３を共有する。この例では、電流（すなわち、電気）が左端の光学素子４０１に導入されると、左端の光学素子４０１内の発光レーザ４０５が作動する。共有導電性接点４０３により、右端の光学素子４０２の発光レーザ４０６も作動する。次いで、電気は、光学素子４０１、４０２から配線４０４によって導電性接点４０３の分離された部分に搬送される。好ましくは、これらの例において、発光レーザアレイはＶＣＳＥＬアレイである。

【0046】

任意選択的に、上述の光学素子１００、３０１、３０２、４０１、４０２は、基板２０１上に、例えばエピタキシャル成長などで成長されてもよく、または他の既知の製造技法を使用して形成されてもよい。

【0047】

各半導体装置３００、４００は、基板３０７、４０７、例えばセラミックなどの電気絶縁基板を備えてもよく、その上に導電性接点３０３、４０３をパターニングすることができる。このパターン３０３、４０３の正確な形態および形状は限定を意図するものではないが、パターン３０３、４０３が、１つの領域を含み、１つ以上の光学素子１００、３０１、３０２、４０１、４０２が同じ領域に配置されるか、または、一連の領域を含み、１つ以上の光学素子１００、３０１、３０２、４０１、４０２が異なる領域に配置されることが想定される。パターン３０３、４０３は、光学素子１００、３０１、３０２、４０１、４０２を並列または直列に接続するように構成される。好ましくは、半導体装置３００、４００上の導電性接点３０３、４０３は、ある光学素子１００、３０１、３０２、４０１、４０２から配線３０４、４０４を介して別の光学素子に電気を搬送するように構成される。光学素子１００、３０１、３０２、４０１、４０２は、同じ半導体装置３００、４００上にあることに限定されない。例えば、ワイヤ３０４、４０４は、同じ半導体装置上の光学素子１００、３０１、３０２、４０１、４０２を接続してもよく、異なる半導体装置上の光学素子１００、３０１、３０２、４０１、４０２を接続してもよい。

【0048】

図５ａは、溝５０１と、いくつかの導電性接点５０２と、ベース５０３とを備えるキャリア５００の例示的な図を示す。キャリア５０３のベースは、電気絶縁セラミックを含む。溝５０１の幅は、１つ以上の半導体装置３００、４００がキャリアの内側に配置され、および／または、例えば接着剤を使用して、キャリアに半永久的に接合されることを可能にするサイズに構成される。任意選択的に、溝５０１の高さは、半導体装置３００、４００の厚さよりも小さくなるように構成され、半導体装置の厚さは、半導体装置３００、４００上に配置された光学素子の光軸に沿った半導体装置の厚さとして定義される。

【0049】

図５ｂおよび図５ｃは、図５ａの５００に示すような例示的なキャリア５０４を示し、曲線状角部５０５をさらに含む。図５ｂは上面斜視図を示し、図５ｃは底面斜視図を示す。好ましくは、曲線状角部５０５の半径は負であってもよく、したがって、キャリア５０４はその角部が除去されてもよい。曲線状角部の半径の大きさは、好ましくは、同じ半径を有する、ねじなどの対応する機械的締結具に適合するサイズに構成されてもよい。単一のキャリア５０５の曲線状角部は、機械的締結具の一部分のみに嵌合してもよい。いくつかの例では、単一のキャリア５０５は、ねじなどの機械的締結具の円周の４分の１を受け入れるのに適してもよい。しかしながら、複数のキャリア５０４が整列している場合、キャリア５０５の隣接する角部が、共に孔を画定することができ、孔は機械的締結具の円周の半分に適合することができる。好ましくは、複数のキャリア５０４が互いに整列して配置される場合、曲線状角部によって画定された空間内に機械的締結具を配置することができ、空間は本質的に半円断面円筒形を画定する。いくつかの例では、キャリアの曲線状角部によって画定される空間は、円形でなくてもよく、任意の他の形状を形成してもよいことが想定される。一般に、形状は、軸対称断面を有し得る。いくつかの例では、曲線状角部によって画定された面は、ねじ山を含むことができる。いくつかの例では、光学アセンブリの組み立て中にブッシングが追加されてもよい。図５ｃにおいて、キャリア５０４は、キャリアの底面にさらなる複数の孔５０６を備える。これらの孔は、貫通孔でなくてもよい。底面孔は、軸対称性を有する任意の機械的締結具に適合するサイズに構成されてもよい。これらの孔（キャリアの上部の曲線状角部５０５およびキャリア５０６の底部の孔によって画定される孔）は、キャリア５０４をバスバーマウント６００、６０３に固定するために使用することができる。キャリア５０４を各角部に締結し、キャリア５０６の底部孔を通して機械的締結具を位置付けることによって、キャリア５０４は振動環境に特によく適し得ることが想定される。振動環境では、機械的締結具が経時的に緩む場合がある。そのような動きは、例えば、経時的にＶＣＳＥＬを漸増的に不整合にすることによって、光学アセンブリの効率を低下させる可能性がある。したがって、複数の位置は、優れた機械的安定化を提供し、動作期間中に構成要素が緩むリスクを低減し、準最適な性能をもたらす。いくつかの例では、キャリアの底部の孔５０６の数は、ただ１つであってもよい。他の例では、孔の数は１つより多くてもよい。いくつかの例では、図５ｃに示すように、キャリア５０６の底部の孔は、キャリア５０４の中心線に沿って同一直線上に配置されてもよい。しかしながら、偏心して非共線的に配置されることが好ましい場合もあることが想定される。そのような例では、キャリア５０４は、振動状態の影響を受けにくい場合がある。

【0050】

図６ａは、バスバーマウント６００を示し、バスバーマウント６００は、溝６０１を備え、結果、少なくとも１つのキャリア５００および／またはＶＣＳＥＬアレイモジュール７００、８００（図７ａおよび図８ａを参照して後述する）が内側に挿入され得、好ましくは、溝６０１の幅は、少なくともＶＣＳＥＬアレイモジュール７００、８００の長さまたは幅よりも大きい。ＶＣＳＥＬアレイモジュール７００、８００よりも大きい幅の溝６０１を設けることにより、溝６０１の縁部とＶＣＳＥＬアレイモジュール７００、８００の縁部との間に空隙が設けられる。好ましくは、空隙は、ＶＣＳＥＬアレイモジュール７００、８００の対流冷却を生成するのに十分な大きさである。これは、発熱が大きく、光学アセンブリが例えば空隙によってもたらされる良好な熱損失能力を有することが望ましい高出力において特に有利である。好ましくは、この空隙はまた、ユーザがバスバーマウント６００から故障した構成要素を除去するのに十分な空間を提供するのに役立つ。上述したように、例示的な故障した構成要素は、ＶＣＳＥＬアレイモジュール７００、８００のうちの１つ以上であってもよい。バスバーマウントは、１つ以上の孔６０２を備えてもよい。孔６０２は、光学アセンブリの構成要素をバスバーマウント６００に締結することができる機械的締結具に適合するサイズに構成される。バスバーマウント６００の溝６０１自体が、１つ以上の溝（図示せず）を備えてもよいことが想定される。このようにして、ＶＣＳＥＬアレイモジュール７００、８００上の半導体装置３００、４００の下にさらなる空冷を提供することができる。好ましくは、能動冷却が、バスバーマウント６００の溝６０１によって生成される空隙に沿った対流冷却を促進するために使用される。

【0051】

図６ｂは、図６ａに示す例示的なバスバーマウント６０３の上面斜視図を示し、バスバーマウント溝６０１内に第１のセットの孔６０４をさらに備える。第１のセットの孔６０４は、図５ｃの孔５０６と本質的に半径方向に同じサイズである。さらに、第１のセットの孔６０４の間隔およびキャリア５０４内の孔５０６の間隔は同じである。したがって、機械的締結具を使用して、機械的締結具をキャリア５０４に挿入することによって、バスバーマウント６０３とキャリア５０４とを機械的に結合することができる（図１０ｃ参照）。図６ｃには、例示的なバスバーマウントの底面斜視図が示されている。図６ｂは、第１のセットの孔６０４が貫通孔であってもよいことを示す。図示されているように、第１のセットの孔６０４の半径は、バスバーマウントの底面とバスバーマウントの上面とでサイズが異なっていてもよい。例えば、第１のセットの孔の半径は、バスバーマウントの底面においてより大きく、キャリア５０４をバスバーマウント６０３に機械的に結合している機械的締結具ヘッドに適合するようにサイズが構成されることが好ましい場合がある（図１０ｃ参照）。好ましくは、この半径方向により広い部分の深さは、機械的締結具ヘッドが完全に締結されたときにバスバーマウントの底面と同一平面上にあるように、機械的締結具ヘッドの高さと同じ長さであってもよいことが想定される。いくつかの例では、貫通孔６０４の半径方向により広い部分は、断面が円形であってもよい。一般に、この部分の形状は、機械的締結具ヘッドの形状に適合するように構成される。当業者には理解されるように、この部分の断面は、機械的締結具ヘッド形状に一般的に関連する任意の形状であってもよい。例えば、六角形または当業者に理解される任意の他の形状である。図６ｃに示すように、第１のセットの孔６０４は先細ではなく、孔６０４は、この部分を除いて、キャリア内の孔５０６（図５ｃ）と半径方向に同じサイズであることが想定される。言い換えると、孔６０４の径方向に狭い部分の全長＋キャリア５０６の底面の孔の長さは、ヘッド高さを除いた機械的締結具の長さに等しい。

【0052】

バスバーマウントの上面（図６ｂ）はまた、第２のセットの孔６０５も備える。第２のセットの孔６０５の間隔は、キャリアの対応する寸法に等しくてもよく、キャリアの寸法は、キャリアの上面の平面に含まれる。図６ｃに示すように、これらの孔６０５は、貫通孔ではなく、バスバーマウント６０３内に特定の深さだけ貫入してもよい。第２のセットの孔６０５は、キャリア５０５の１つ以上の曲線状角部を整列させることによって画定される空間が、本質的に半径方向に同じサイズの孔を画定するように構成されてもよい。（図１０ａを参照）したがって、機械的締結具を第２のセットの孔６０５に挿入し、それをキャリア５０４へと締結することによって、各キャリア５０４をその角部においてバスバーマウント６０３に機械的に接続するように、機械的締結具を配置することができる。さらに、キャリア５０４をバスバーマウント６０３に機械的に締結するために使用される機械的締結具はまた、各隣接するキャリアをそのキャリア５０４に機械的に結合する。機械的締結具のヘッドは、孔５０５、６０５よりも半径方向に大きく、したがって、機械的締結具のヘッドは、キャリア５０４（および隣接するキャリア）をバスバーマウント６０３に機械的に拘束するためにキャリア５０４および隣接するキャリアの上に重なるため、実際にはこの機械的結合を提供するものであることが理解される。他の例では、第２のセットの孔６０５が貫通孔を含んでもよく、および／または、第１のセットの孔６０４が貫通孔を含まなくてもよいことが想定される。後者の場合、機械的締結具は機械的ピンを含んでもよい。

【0053】

キャリア５０４をバスバーマウント６０３に機械的に締結するための２つの配置構成を有することが有利であり得ることが想定される。例えば、曲線状角部５０５によって画定される孔および第２のセットの孔６０５に配置された機械的締結具は、キャリアの上面が同一平面上にあることを確実にするのに特に効果的であり得る。この構成では、光学アセンブリは、不整合のない最適な構成であり得る。逆に、機械的締結具のみがキャリア５０６の底部の孔およびバスバーマウントの第１のセットの孔６０４を介して配置される場合、隣接するキャリアは、それぞれの機械的締結具の締め付けの程度が異なることに起因して、光学アセンブリの光軸の方向に不整合がある可能性がある。いくつかの例では、これがキャリア５０４の傾斜を引き起こし得ることが想定される。キャリアの角部に機械的締結具を使用することは、機械的締結具が複数のキャリア５０４にまたがって共有されるため、機械的締結具の総数を減らすことができることを意味する。しかしながら、これは、隣接するキャリアの機械的安定化が低減されるという点で、故障したキャリアの交換中に問題を引き起こす可能性がある。例えば、取り外されたキャリアに隣接するキャリアは、２つの機械的締結具のみを備える。これは、傾斜をもたらし、潜在的に上記傾斜旋回点の周りに応力を集中させる可能性がある。しかしながら、第１のセットの孔６０４に配置された機械的締結具およびキャリア５０６の底面の孔を使用することも使用することによって、故障した構成要素の交換中のこの機械的不安定性を除去することができる。このようにして、キャリアの上部および底部の機械的締結具の組み合わせが特に有利である。

【0054】

図７ａおよび図７ｂは、直列に接続された２つの半導体装置７０２、７０３を含む単一のキャリア７０１を備える例示的なＶＣＳＥＬアレイモジュール７００を示す。この例では、配線７０４が、左端の半導体素子７０２上の光学素子を、右端の半導体素子７０３上の光学素子に電気的に接続している。ＶＣＳＥＬアレイモジュール７００はまた、導電性接点７０５を備え、各半導体装置７０２、７０３に対して少なくとも１つの導電性接点７０５が設けられる。導電性接点７０５は、キャリアの上部に配置される。導電性接点７０５は、１つ以上のメタライゼーションパッドを含んでもよい。より大きい光学アセンブリの場合、複数のキャリア７０１を設け、直列または並列に接続されるように配置することができることが想定される。半導体装置７０６上の導電性接点の分離された部分をキャリア７０５上の導電性接点に接続するために、さらなる電気配線を配置することができることが想定される。

【0055】

図８ａおよび図８ｂは、並列に接続された２つの半導体装置８０２、８０３を含む単一のキャリア８０１を備える例示的なＶＣＳＥＬアレイモジュール８００を示す。この例では、ＶＣＳＥＬアレイモジュール８００は、導電性接点８０４を備え、各半導体装置８０２、８０３に対して少なくとも１つの導電性接点８０４が設けられる。導電性接点８０２、８０３は、キャリアの上部に配置される。特例の例では、これらの導電性接点８０４は、１つ以上のメタライゼーションパッドを含んでもよい。より大きい光学アセンブリの場合、複数のキャリア８０１を設け、直列または並列に接続されるように配置することができることが想定される。半導体装置の導電性接点８０５をキャリア８０４上の導電性接点に接続するために、さらなる電気配線を配置することができることが想定される。

【0056】

一般的に言えば、ＶＣＳＥＬアレイモジュール７００、８００は、光学アセンブリ９００、１１００、１４００、１５００に対するサブアセンブリであると言える。上述したように、光学アセンブリ９００、１１００、１４００、１５００は、バスバーシステム９０２、１１０２と、１つ以上のＶＣＳＥＬアレイモジュール７００、８００とを備えてもよく、ＶＣＳＥＬアレイモジュール７００、８００は、１つ以上の機械的締結具９０６、１１０６によってバスバーシステム９０２、１１０２に解放可能に締結されている。本明細書に記載の光学アセンブリ９００、１１００、１４００、１５００は、多数の異なる光学アセンブリ設計に対応することができる。この光学アセンブリ９００、１１００、１４００、１５００の正確な形態、構造および配置構成は、当業者には理解されるように、電力要件に依存する。

【0057】

光学アセンブリ９００、１１００、１４００、１５００の汎用性は、そのサブコンポーネント１００、１０１、２００、３００、４００、５００、５０４、７００、８００のモジュール性に由来する。具体的には、上述したように、光学アセンブリ９００、１１００、１４００、１５００は、１つ以上のＶＣＳＥＬアレイモジュール７００、８００を備え、ＶＣＳＥＬアレイモジュールは、１つ以上のキャリア５００、５０４を備えてもよく、キャリアは、１つ以上の半導体装置３００、４００を備えてもよく、半導体装置は、いくつかの光学素子１００を備えてもよい。ｉ）光学素子１００、ｉｉ）半導体装置３００、４００、ｉｉｉ）キャリア５００、５０４、およびｉｖ）ＶＣＳＥＬアレイモジュール７００、８００のいずれかを直列または並列に電気接続する選択肢によって、さらなるカスタマイズ性、したがってモジュール式のスケーラビリティが提供される。想定されるさらなる変形例は、各副構成要素内の直列および並列接続の組み合わせを有し、光学アセンブリ９００、１１００、１４００、１５００内の各副構成要素の数を変えるものを含む。簡単にするために、可能な例示的なＶＣＳＥＬアレイモジュール７００、８００および光学アセンブリ設計９００、１１００、１４００、１５００の選択のみが本明細書に提供され、当業者には、上述の利点がこれらの変形形態によって等しく提供されることが理解されよう。

【0058】

一般に、光学アセンブリの構成を選択する際に、以下のパラメータ、すなわち、電力要件、電流要件、電圧要件、動作周波数、熱損失、サイズ要件、重量要件、接触抵抗、コスト、機械的堅牢性、スケーラビリティ、ならびに故障した部品の交換の容易さおよび迅速さが考慮され得る。従来の光学装置では、これらのパラメータの少なくともいくつかは、望ましいパラメータの選択が別のパラメータ上の避けられない望ましくない結果をもたらし得るという点で互いに対立する。本開示は、これらの対立する要件のいくつかを克服する方法を提供する光学アセンブリを提供する。特に、サイズ／重量および電力／電圧／電流、コスト／スケーラビリティ、ならびに構成要素の交換の容易さおよび迅速さの対立する要件は、本開示の光学アセンブリ９００、１１００、１４００、１５００によって対処される。

【0059】

図９ａおよび図９ｂは、バスバーシステム９０２上に直列に接続されたＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１を備える例示的な光学アセンブリ９００を示す。図９ａには、３つのＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１が示されており、一方、図９ｂには、４つのＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１が示されている。各ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１は、単一のキャリア９０３を備え、各キャリア９０３は、２つの半導体装置３００を備え、２つの半導体装置は、２つの光学素子３０１、３０２を備える。光学素子３０１、３０２、キャリア５００およびＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１は、直列に接続されている。バスバーシステム９０２は、第１のバスバー９０４および第２のバスバー９０５を備える。第１のバスバー９０４および第２のバスバー９０５は、ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１によって空間的に分離されている。バスバーシステム９０２は、バスバーマウント６００、６０３と、１つ以上の導電性機械的締結具９０６とをさらに備える。バスバーマウント６００、６０３は、バスバーマウント６００、６０３がヒートシンクとして作用するように、熱伝導性材料を任意選択的に含む。第１のバスバー９０４および第２のバスバー９０５は、空間的に分離された複数の部分９０７、９０８を備える。図９ａにおいて、第１のバスバー９０４および第２のバスバー９０５の各々は、空間的に分離された４つの部分９０７、９０８を含む。空間的に分離された部分９０７、９０８の少なくとも一部はアノードとして作用し、空間的に分離された部分９０７、９０８の少なくとも一部はカソードとして作用する。いくつかの例では、複数の空間的に分離された部分９０７、９０８がカソードまたはアノードとして機能し得ることが想定される。１つ以上の機械的締結具９０６は、突出部９０９、９１０を備え、結果、機械的締結具の突出部９０９、９１０がＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１と接触し、それにより、ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１がバスバーシステム９０２のバスバーマウント６００、６０３に締結される。機械的締結具９０６は、例えばボルト、ねじ、ナット、押し込み嵌め、ねじ山および／または他の締結手段を使用して、１つのバスバー９０４、９０５を用いてバスバーマウント６００、６０３に解放可能に締結される。図９ａおよび図９ｂでは、２つのサイズの空間的に分離された部分９０７、９０８が存在する。より小さい空間的に分離された部分９０８は、単一の機械的締結具９０６を突出部分９０９、９１０と解放可能に締結する。この場合、空間的に分離された部分９０８は、機械的締結具９０６によって１つのＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１に接続される。より大きい空間的に分離された部分９０７は、２つの機械的締結具９０６をそれらのそれぞれの突出部分９０９、９１０と解放可能に締結する。空間的に分離された部分９０７は、２つ以上の機械的締結具９０６を解放可能に締結することができることが想定される。例えば、これは、各ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１をバスバーマウント６００、６０３上に保持する機械的復元力を増大させるために使用されてもよい。他の場合には、空間的に分離された部分９０７は、それぞれの突出部分９０９、９１０を有する２つ以上の機械的締結具９０６を用いて２つ以上のＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１に接続される。好ましくは、電気絶縁層９１１がバスバーマウント６００、６０３上に配置され、導電性バスバー９０４、９０５および機械的締結具９０６をバスバーマウント６００、６０３から電気的に分離する。この電気絶縁層９１１は、機械的締結具９０６の下にスペーサを備えてもよいことが想定される。別の想定において、電気絶縁層９１１は、バスバーマウント６００、６０３上に電気絶縁コーティングを含んでもよい。さらに別の例では、バスバーマウント６００、６０３は、電気絶縁性であるが熱伝導性の材料を含んでもよい。

【0060】

上述したように、バスバー９０４、９０５は、ボルト９１５およびナットなどの機械的締結具をさらに備えることができる。この場合、バスバー９０４、９０５、それぞれの突出部分９０９、９１０を有する機械的締結具９０６、および電気絶縁スペーサ９１１は、ボルト９１５を収容する大きさの孔を有して構成される。ボルト９１５は、機械的締結具９０６、電気絶縁スペーサ９１１およびバスバー９０４、９０５をバスバーマウントに保持するために、ナットを用いてバスバーマウント６００、６０３に解放可能に締結される。この例では、ボルト９１５は導電性材料を含む。図９ａおよび図９ｂでは、機械的締結具９０６は、バスバー９０４、９０５およびボルト９１５によって視界から部分的に隠されている。これらの機械的締結具の形態は、図１３ａ、図１３ｂおよび図１３ｃに示されている。

【0061】

空間的に分離された部分９０７、９０８を有するバスバーマウント６００、６０３に解放可能に締結された１つ以上の機械的締結具９０６は、突出部分９０９、９１０を含む。この突出部分９０９、９１０の正確な形態、形状およびサイズは、限定を意図するものではない。図１３ａ、図１３ｂおよび図１３ｃは、バスバー部分９０４、９０５、９０７、９０８と解放可能に締結された機械的締結具の例示的な突出部分１３０１、１３０２、１３０３を示す。当業者には理解されるように、任意の他の形状の配置構成も想定される。各機械的締結具９０６は、突出部分９０９、９１０、１３０１、１３０２、１３０３の突出端がキャリア５００、５０４／ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１上の導電性接点９１２との電気的および機械的接触を維持するように、機械的に付勢される。機械的付勢が、機械的締結具９０６の弾性変位から導出されることが想定される。この弾性変位は、いくつかの方法で生成することができる。例として、バスバーマウント６００、６０３内の溝６０１の高さは、ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１がバスバーマウント６００、６０３の上面から本質的に突出するように、ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１の高さよりも小さくてもよい。バスバーマウント６００、６０３の上面は、溝６０１を含む面として定義される。したがって、ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１の上面およびバスバーマウント６００、６０３の上面の最上部は非同一平面上にある。機械的締結具９０６は、一方の端部がＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１の上面に接触し、他方の端部がバスバーマウント６００、６０３に固定されているため、機械的締結具９０６は弾性的に歪められている。誘発された弾性歪みは、誘発された歪みとは反対の意味での復元力を提供する。この例では、復元力はＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１に向かっており、したがって、機械的締結具９０９、９１０、１３０１、１３０２、１３０３の突出部分は、バスバーシステム９０２とＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１との間の確実な機械的接続を提供する。弾性歪みが他の手段によって導出され得ることも想定される。例えば、機械的締結具９０６は、バスバーマウント６００、６０３と機械的締結具９０６との間の旋回点の一方の側に配置されたばねが機械的締結具９０６にモーメントを提供することができるように、機械的締結具の孔の位置に旋回点を含むことができる。このモーメントは、旋回点を中心とした機械的締結具９０６の回転を引き起こすことができる。この例では、機械的締結具の孔が、ボルト９１５のサイズよりも大きくなるように構成されることが好ましい。好ましくは、回転は、機械的接続を提供するために突出部分９０９、９１０、１３０１、１３０２、１３０３がＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１に向かって回転されるようなものである。この例では、機械的締結具９０６の回転は、弾性変位および復元力が生成されるように、機械的締結具９０９、９１０、１３０１、１３０２、１３０３の突出部分とＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１との間の接触を提供および／または維持するように作用する。別の例では、機械的締結具９０９、９１０、１３０１、１３０２、１３０３の突出部分は、局所的に突出端において、機械的締結具９０６、１１０６の本体による端部と比較して厚くてもよい。これらの例では、バスバーマウント６００、６０３およびＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１が非同一平面上にある必要はない場合がある。したがって、上述したように、機械的締結具９０６は、ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１とバスバーシステム９０２との間の機械的接続と、各バスバー９０７、９０８の空間的に分離された部分と対応するＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１との間の電気的接続の両方を提供する。このようにして、ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１は、電気接続を再はんだ付けおよび／または再配線する必要なしに容易に交換可能である。

【0062】

図９ａおよび図９ｂでは、機械的締結具９０９、９１０、１３０１、１３０２、１３０３の突出部分は、ＶＣＳＥＬアレイモジュールの導電性接点９１２と機械的締結具９０６との間に機械的接触を提供するものとして示されている。ＶＣＳＥＬアレイモジュール９１２の導電性接点は、半導体装置上の導電性接点９１３、または、１つ以上のキャリア上に配置された導電性接点９１２のいずれかである。半導体装置９１３上の導電性接点に接触する場合、機械的締結具９１０、１３０２の突出部分は一点へと先細になっている。突出端は、一点へと先細になっていなくてもよいが、単純により小さい断面の端部であってもよいことが理解される。この突出部分の正確な形態、形状およびサイズは、限定を意図するものではない。図１３ａ、図１３ｂおよび図１３ｃは、バスバー部分９０７、９０８と解放可能に締結された機械的締結具の例示的な突出部分９０９、９１０、１３０１、１３０２、１３０３を示す。当業者には理解されるように、任意の他の形状の配置構成が使用されることも想定される。先細端部９１０、１３０２、またはバスバー９０４、９０５によって解放可能に締結された他方の端部よりも幅が小さい端部を有する機械的締結具は、バスバー９０７、９０８の空間的に分離された部分を半導体装置３００に直接接続するのに適していることが想定される。

【0063】

機械的締結具の突出部分９０９、９１０、１３０１、１３０２、１３０３が１つ以上のキャリア上の導電性接点への接触を提供する場合、キャリア上の導電性接点９１２と半導体装置上の導電性接点９１３との間の架橋導電性接点９１４は、バスバーシステム９０２から半導体装置３００上の光学素子３０１、３０２に電気を搬送することができる。任意選択的に、この導電性接点９１４は、半導体装置３００をキャリア５００上に配置した後に堆積されるメタライゼーション層を含むことができる。任意選択的に、この導電性接点９１４は、キャリア５００、５０４上に半永久的に配置された導電性金属ストリップを含んでもよい。例えば、これは接着剤を用いて接着することによる。この半永久的な接合が達成される手段は、限定することを意図するものではなく、当業者によって理解されるように他の変形が使用されてもよいことが想定される。

【0064】

特定の例では、架橋導電性接点９１４は、機械的締結具の突出部分９０９、９１０、１３０１、１３０２、１３０３よりもサイズが小さい。この場合、架橋導電性接点９１４は、機械的締結具９０６の機械的接触、およびキャリア５００上の半導体装置３００のバスバー９０４、９０５への電気的接続が切り離されることを可能にする。これらの接続を分離することにより、機械的締結具の突出端９０９、９１０、１３０１、１３０２、１３０３によって引き起こされ得る半導体装置３００への機械的損傷が制限される。代わりに、与えられる任意の損傷は、キャリア上の導電性接点９１２に対するものである。これらの部分は、半導体３００上の光学素子３０１、３０２よりも著しく安価で敏感である。

【0065】

この直列ＶＣＳＥＬアレイモジュール設計９００において、各半導体装置３００上の光学素子３０１、３０２の数、各キャリア５００上の半導体装置３００の数、および各ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１上のキャリア５００の数は限定ではなく、他の変形形態が当業者によって理解されることが想定される。

【0066】

図１０ａ～図１０ｃは、図９の例示的な光学アセンブリを示すが、図５ｂ～図５ｃおよび図６ｂ～図６ｃのキャリアおよびバスバーの例を有する。図１０ａ～図１０ｃは、光学アセンブリ９００の上面図１０００（ａ）、底面図１００１（ｂ）および断面図１００２（ｃ）を示す。特に、それらは、複数のキャリア５００、５０４をバスバーマウント６００、６０３に機械的に結合して光学アセンブリ９００を形成するための構成を明確に示している。図１０ａは、光学アセンブリ９００の上面図を示し、第２のセットの孔６０５およびキャリア５０５の曲線状角部によって画定された孔に配置された機械的締結具１００３が示されている。これらの角部機械的締結具１００３はまた、機械的締結具ヘッドとキャリア５０２上の導電性接点との間に絶縁スペーサを備える。このようにして、機械的締結具のヘッドは光学アセンブリから電気的に絶縁され、機械的締結具１００３を介して隣接するキャリア間に電流が流れ得ない。図１０ｂは、光学アセンブリ９００、１００２の底面図、および、バスバーマウント６０３の第１のセットの孔６０４に配置された機械的締結具１００４を示す。図１０ｃは、光学アセンブリ１００１の断面図１００３を示し、バスバーマウント６０４の第１のセットの孔に配置された機械的締結具１００４がキャリア５０４の底部に配置された孔５０６を貫通することを明確に示している。

【0067】

キャリア５０４をバスバーマウント６０３に機械的に締結するための２つの配置構成を有することが有利であり得ることが想定される。例えば、曲線状角部５０５によって画定される孔および第２のセットの孔６０５に配置された機械的締結具は、キャリアの上面が同一平面上にあることを確実にするのに特に効果的であり得る。この構成では、光学アセンブリは、不整合のない最適な構成であり得る。逆に、機械的締結具のみがキャリア５０６の底部の孔およびバスバーマウントの第１のセットの孔６０４を介して配置される場合、隣接するキャリアは、それぞれの機械的締結具の締め付けの程度が異なることに起因して、光学アセンブリの光軸の方向に不整合がある可能性がある。いくつかの例では、これがキャリア５０４の傾斜を引き起こし得ることが想定される。キャリアの角部に機械的締結具を使用することは、機械的締結具が複数のキャリア５０４にまたがって共有されるため、機械的締結具の総数を減らすことができることを意味する。しかしながら、これは、隣接するキャリアの機械的安定化が低減されるという点で、故障したキャリアの交換中に問題を引き起こす可能性がある。例えば、取り外されたキャリアに隣接するキャリアは、２つの機械的締結具のみを備える。これは、傾斜をもたらし、潜在的に上記傾斜旋回点の周りに応力を集中させる可能性がある。しかしながら、第１のセットの孔６０４に配置された機械的締結具およびキャリア５０６の底面の孔を使用することも使用することによって、故障した構成要素の交換中のこの機械的不安定性を除去することができる。このようにして、キャリアの上部および底部の機械的締結具の組み合わせが特に有利である。

【0068】

図１１ａおよび図１１ｂは、バスバーシステム１１０２上に並列に接続されたＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１を備える例示的な光学アセンブリ１１００を示す。図１１ａには、３つのＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１が示されており、一方、図１１ｂには、４つのＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１が示されている。各ＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１は、単一のキャリア１１０３を備え、各キャリア５００は、２つの半導体装置４００を備え、２つの半導体装置は、２つの光学素子４０１、４０２を備える。光学素子４０１、４０２、キャリア５００およびＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１は、並列に接続されている。バスバーシステム１１０２は、第１のバスバー１１０４および第２のバスバー１１０５を備える。第１のバスバー１１０４および第２のバスバー１１０５は、ＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１によって空間的に分離されている。バスバーシステム１１０２は、バスバーマウント６００、６０３と、１つ以上の導電性機械的締結具１１０６とをさらに備える。バスバーマウント６００、６０３は、バスバーマウント６００、６０３がヒートシンクとして作用するように、任意選択的に熱伝導性材料から成る。第１のバスバー１１０４および第２のバスバー１１０５は、１つ以上のＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１に電気的に接続され、第１のバスバー１１０４はアノードとして機能し、第２のバスバー１１０５はカソードとして機能する。あるいは、第１のバスバー１１０４はカソードとして機能し、第２のバスバー１１０５はアノードとして機能する。１つ以上の機械的締結具１１０６は、突出部１１０７を備え、結果、機械的締結具の突出部１１０７がＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１と接触し、それにより、ＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１がバスバーマウント６００、６０３を通じてバスバーシステム１１０２に締結される。機械的締結具１１０６は、例えばボルト、ねじ、ナット、押し込み嵌め、ねじ山および／または他の締結手段を使用して、１つのバスバー１１０４、１１０５を用いてバスバーマウント６００、６０３に解放可能に締結される。図１１ａおよび図１１ｂにおいて、第１のバスバー１１０４および第２のバスバー１１０５は、各対応するバスバー１１０４、１１０５のすべての機械的締結具１１０６を解放可能に締結する。電気がバスバー１１０４、１１０５のうちの一方を通じてバスバーシステム１１０２に接続されると、電気は、バスバー１１０４、１１０５に解放可能に締結された各対応する機械的締結具１１０６を並列に通過して各ＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１に至る。同様に、他のバスバー１１０４、１１０５に解放可能に締結されたすべての対応する機械的締結具１１０６は、ＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１から他のバスバー１１０４、１１０５に電気を並列に搬送する。

【0069】

好ましくは、電気絶縁層１１０８がバスバーマウント６００、６０３上に配置され、導電性バスバー１１０４、１１０５および機械的締結具１１０６をバスバーマウント６００、６０３から電気的に分離する。この電気絶縁層１１０８は、機械的締結具１１０６の下にスペーサを備えてもよいことが想定される。別の想定において、電気絶縁層１１０８は、バスバーマウント６００、６０３上に電気絶縁コーティングを含んでもよい。さらに別の例では、バスバーマウント６００、６０３は、電気絶縁性であるが熱伝導性の材料を含んでもよい。

【0070】

上述したように、バスバー１１０４、１１０５は、ボルト１１１２およびナットなどの機械的締結具をさらに備えることができる。この場合、バスバー１１０４、１１０５、突出部分１１０７を有する機械的締結具１１０６、および電気絶縁スペーサ１１０８は、１つ以上のボルト１１１２を収容する大きさの孔または孔のセットを有して構成される。１つ以上のボルト１１１２は、１つ以上の対応するナットを用いてバスバーマウント６００、６０３に解放可能に締結される。この例では、ボルト１１１２は導電性材料を含む。図１１ａおよび図１１ｂでは、機械的締結具１１０６は、バスバー１１０４、１１０５およびボルト１１１２によって視界から部分的に隠されている。これらの機械的締結具の形態は、図１３ａ、図１３ｂおよび図１３ｃに示されている。

【0071】

バスバーマウント６００、６０３に解放可能に締結された１つ以上の機械的締結具１１０６は、突出部分を含む。この突出部分の正確な形態、形状およびサイズは、限定ではない。図１３ａ、図１３ｂおよび図１３ｃは、バスバー部分１１０４、１１０５と解放可能に締結された機械的締結具の例示的な突出部分１３０１、１３０２、１３０３を示す。当業者には理解されるように、任意の他の形状の配置構成も想定される。各機械的締結具１１０６は、突出部分１１０７、１３０１、１３０２、１３０３の突出端がキャリア５００、５０４／ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１上の導電性接点１１０９との電気的および機械的接触を維持するように、機械的に付勢される。図９ａおよび図９ｂに関連して上述したように、機械的付勢が、機械的締結具１１０６の弾性変位から導出されることが想定される。この弾性変位は、いくつかの方法で生成することができる。例として、バスバーマウント６００、６０３内の溝６０１の高さは、ＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１がバスバーマウント６００、６０３の上面から本質的に突出するように、ＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１の高さよりも小さくてもよい。バスバーマウント６００、６０３の上面は、溝６０１を含む面として定義される。したがって、ＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１の上面およびバスバーマウント６００、６０３の上面の最上部は非同一平面上にある。機械的締結具１１０６は、一方の端部がＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１の上面に接触し、他方の端部がバスバーマウント１１０４、１１０５に固定されているため、機械的締結具１１０６は弾性的に歪められている。誘発された弾性歪みは、誘発された歪みとは反対の意味での復元力を提供する。この例では、復元力はＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１に向かっており、したがって、機械的締結具１１０７、１３０１、１３０２、１３０３の突出部分は、バスバーシステム１１０２とＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１との間の確実な機械的接続を提供する。弾性歪みが他の手段によって導出され得ることも想定される。例えば、各機械的締結具１１０６は、バスバーマウント６００、６０３と各機械的締結具１１０６との間の旋回点の一方の側に配置されたばねが機械的締結具１１０６にモーメントを提供することができるように、機械的締結具の孔の位置に旋回点を含むことができる。このモーメントは、旋回点を中心とした機械的締結具１１０６の回転を引き起こすことができる。この例では、機械的締結具の孔が、ボルト１１１２のサイズよりも大きくなるように構成されることが好ましい。好ましくは、回転は、機械的接続を提供するために突出部分１１０７、１３０１、１３０２、１３０３がＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１に向かって回転されるようなものである。この例では、機械的締結具１１０６の回転は、弾性変位および復元力が生成されるように、機械的締結具１１０７、１３０１、１３０２、１３０３の突出部分とＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１との間の接触を提供および／または維持するように作用する。別の例では、機械的締結具１１０７、１３０１、１３０２、１３０３の突出部分は、局所的に突出端において、機械的締結具９０６、１１０６の本体による端部と比較して厚くてもよい。これらの例では、バスバーマウント６００、６０３およびＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１が非同一平面上にある必要はない場合がある。したがって、上述したように、機械的締結具１１０６は、ＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１とバスバーシステム１１０２との間の機械的接続と、第１のバスバー１１０４または第２のバスバー１１０５と対応するＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１との間の電気的接続の両方を提供する。このようにして、ＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１は、電気接続を再はんだ付けおよび／または再配線する必要なしに容易に交換可能である。

【0072】

図１３ａおよび図１３ｂでは、機械的締結具１１０７、１３０１、１３０２、１３０３の突出部分は、キャリア５００、５０４／ＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１の導電性接点１１０９と機械的締結具１１０６との間に機械的接触を提供するものとして示されている。この例では、導電性接点は、キャリア１１０９上の導電性接点である。しかしながら、ＶＣＳＥＬアレイモジュールの導電性接点は、半導体装置１１１０上の導電性接点、または、１つ以上のキャリア１１０９上に配置された導電性接点のいずれかであってもよいことが想定される。この突出部分の正確な形態、形状およびサイズは、限定を意図するものではない。図１３ａ、図１３ｂおよび図１３ｃは、バスバー部分１１０４、１１０５と解放可能に締結された機械的締結具の例示的な突出部分１３０１、１３０２、１３０３を示す。当業者には理解されるように、任意の他の形状の配置構成も想定される。先細端部１３０２を有する機械的締結具が、バスバーによって解放可能に締結され、バスバー１１０４、１１０５を半導体装置１１１０上の導電性接点に直接電気的に接続するのに適し得ることが想定される。

【0073】

機械的締結具の突出部分１１０７、１３０１、１３０２、１３０３が１つ以上のキャリア１１０９上の導電性接点への接触を提供する場合、キャリア１１０９上の導電性接点と半導体装置１１１０上の導電性接点との間の架橋導電性接点１１１１は、バスバーシステム１１０２から半導体装置４００上の光学素子４０１、４０２に電気を搬送することができる。任意選択的に、この導電性接点１１１１は、半導体装置４００をキャリア５００、５０４上に配置した後に堆積されるメタライゼーション層を含むことができる。任意選択的に、この導電性接点１１１１は、キャリア５００、５０４上に半永久的に配置された導電性金属ストリップを含んでもよい。例えば、これは接着剤を用いて接着することによる。この半永久的な接合が達成される手段は、限定することを意図するものではなく、当業者によって理解されるように他の変形が使用されてもよいことが想定される。

【0074】

いくつかの例では、架橋導電性接点１１１１は、機械的締結具の突出部分１１０７、１３０１、１３０２、１３０３よりもサイズが小さい。この場合、架橋導電性接点１１１１は、機械的締結具１１０６の機械的接触、およびキャリア５００、５０４上の半導体装置４００のバスバー１１０４、１１０５への電気的接続が切り離されることを可能にする。これらの接続を分離することにより、機械的締結具の突出端１１０７、１３０１、１３０２、１３０３によって引き起こされ得る半導体装置４００への機械的損傷が制限される。代わりに、与えられる任意の損傷は、キャリア１１０９上の導電性接点に対するものである。これらの部分は、半導体４００上の光学素子４０１、４０２よりも著しく安価で敏感である。

【0075】

さらに、機械的締結具１１０６は相当の空間を占める。これは、機械的締結具１１０６がオペレータによって動作可能に可動である必要があるためである。この例では、架橋導電性接点１１１１はまた、特定のＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１に必要な機械的締結具１１０６の数を減らす。例えば、各ＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１について、半導体装置４００はキャリア５００、５０４上で並列に接続される。したがって、第１のバスバー１１０４から半導体装置１１１０上の導電性接点への電気的接続を提供するために機械的締結具が必要とされる。しかしながら、代わりに架橋導電性接点１１１１を使用することにより、各ＶＣＳＥＬアレイモジュールには２つの機械的締結具１１０６のみが必要である。一方はＶＣＳＥＬアレイモジュール４００に電気を供給するための機械的締結具であり、他方は電気を除去するための機械的締結具である。架橋導電性接点１１１１は、キャリア１１０９上の導電性接点および半導体装置１１１０の導電性接点からの電気接続を提供する。これは、構成要素の交換中にＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１から取り外す必要がある機械的締結具１１０６がより少ないという有利な効果を提供する。同時に、これは、これらの機械的締結具１１０６がＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１内の敏感な構成要素に対して与え得る損傷の量を低減する。さらに、機械的締結具１１０６の数を減らすことにより、機械的締結具１１０６のサイズを大きくすることも可能であり、したがって、故障した構成要素の交換中のユーザ操作をより容易にすることができる。架橋導電性接点１１１１および機械的締結具１１０６が協調して動作し、それらの正確な数および配置構成が、光学アセンブリ全体の動作要件に依存することが想定される。例えば、特定のＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１上の半導体装置４００の数は、アセンブリの動作電力要件に関連し得、一方、機械的締結具１１０６および架橋導電性接点１１１１の数は、機械的締結具１１０６および半導体装置４００の相対的なサイズに依存し得る。

【0076】

この並列ＶＣＳＥＬアレイモジュール設計１１００において、各半導体装置４００上の光学素子４０１、４０２の数、各キャリア５００、５０４上の半導体装置４００の数、および各ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１上のキャリア５００、５０４の数は限定ではなく、他の変形形態が当業者によって理解されることが想定される。

【0077】

図１２ａ～図１２ｃは、図１１の例示的な光学アセンブリ１１００を示すが、図５ｂ～図５ｃおよび図６ｂ～図６ｃのキャリア５０４およびバスバー６０３の例を有する。図１２ａ～図１２ｃは、光学アセンブリ１１００の上面図１２００（ａ）、底面図１２０１（ｂ）および断面図１２０２（ｃ）を示す。特に、それらは、複数のキャリア５００、５０４をバスバーマウント６００、６０３に機械的に結合して光学アセンブリ１１００を形成するための構成を明確に示している。図１２ａは、光学アセンブリ１１００の上面図を示し、第２のセットの孔６０５およびキャリア５０５の曲線状角部によって画定された孔に配置された機械的締結具１２０３が示されている。これらの角部機械的締結具１２０３はまた、機械的締結具ヘッドとキャリア５０２上の導電性接点との間に絶縁スペーサを備える。このようにして、機械的締結具のヘッドは光学アセンブリから電気的に絶縁され、機械的締結具１２０３を介して隣接するキャリア間に電流が流れ得ない。いくつかの例では、絶縁スペーサは存在しない。図１２ｂは、光学アセンブリ１１００、１２０２の底面図、および、バスバーマウント６０３の第１のセットの孔６０４に配置された機械的締結具１２０４を示す。図１２ｃは、光学アセンブリ１１００の断面図を示し、バスバーマウント６０４の第１のセットの孔に配置された機械的締結具１２０４がキャリア５０４の底部に配置された孔５０６を貫通することを明確に示している。

【0078】

キャリア５０４をバスバーマウント６０３に機械的に締結するための２つの配置構成を有することが有利であり得ることが想定される。例えば、曲線状角部５０５によって画定される孔および第２のセットの孔６０５に配置された機械的締結具は、キャリアの上面が同一平面上にあることを確実にするのに特に効果的であり得る。この構成では、光学アセンブリは、不整合のない最適な構成であり得る。逆に、機械的締結具のみがキャリア５０６の底部の孔およびバスバーマウントの第１のセットの孔６０４を介して配置される場合、隣接するキャリアは、それぞれの機械的締結具の締め付けの程度が異なることに起因して、光学アセンブリの光軸の方向に不整合がある可能性がある。いくつかの例では、これがキャリア５０４の傾斜を引き起こし得ることが想定される。キャリアの角部に機械的締結具を使用することは、機械的締結具が複数のキャリア５０４にまたがって共有されるため、機械的締結具の総数を減らすことができることを意味する。しかしながら、これは、隣接するキャリアの機械的安定化が低減されるという点で、故障したキャリアの交換中に問題を引き起こす可能性がある。例えば、取り外されたキャリアに隣接するキャリアは、２つの機械的締結具のみを備える。これは、傾斜をもたらし、潜在的に上記傾斜旋回点の周りに応力を集中させる可能性がある。しかしながら、第１のセットの孔６０４に配置された機械的締結具およびキャリア５０６の底面の孔を使用することも使用することによって、故障した構成要素の交換中のこの機械的不安定性を除去することができる。このようにして、キャリアの上部および底部の機械的締結具の組み合わせが特に有利である。

【0079】

図１３は、バスバー部分９０４、９０５、９０７、９０８、１１０４、１１０５と解放可能に締結された機械的締結具の例示的な突出部分１３０１、１３０２、１３０３を示す。この突出部分１３０１、１３０２、１３０３の正確な形態、形状およびサイズは、限定ではない。当業者には理解されるように、任意の他の形状の配置構成も想定される。機械的締結具９０９、９１０、１１０７、１３０１、１３０２、１３０３の突出端の形状は、例えば、ｉ）それが電気的接触を提供している接点、ならびに、ｉｉ）接触抵抗と、導電性接点に損傷を与える可能性の回避との対立する要件によって決定することができる。先細端部、またはバスバー９０４、９０５、９０７、９０８、１１０４、１１０５によって解放可能に締結されたその他方の端部９１０、１３０２よりも幅が小さい端部を有する機械的締結具は、バスバー９０４、９０５、９０７、９０８、１１０４、１１０５を半導体装置３００、４００に直接電気的に接続するのに適していることが想定される。この場合、半導体装置サイズに起因して、突出部分が小さい。他方、キャリアまたはＶＣＳＥＬアレイモジュール上の導電性接点９１２、１１０９に接続された突出端９０９、１１０７、１３０１、１３０３を有する機械的締結具は、バスバー９０４、９０５、９０７、９０８、１１０４、１１０５によって解放可能に締結されるその他端１３０３と同じまたはさらにはより大きい幅であってもよい。この場合、より大きい断面の端部１３０３は、接触圧力を低減することによって導電性接点９１２、１１０９に生じる損傷をより少なくすることができる。好ましい断面は、より高い接触圧力に関連する接触抵抗の低減と、より低い接触圧力に関連する機械的損傷の低減との間の妥協点である。突出部分１３０１、１３０２、１３０３の可撓性を高めるために、より狭い突出端を選択することもできる。より狭い端部は、より広い端部よりも可撓性がある。これは、突出部分が縁部ではなく面に沿ってＶＣＳＥＬアレイモジュールと連続するように、より大きい接触領域が提供されることを保証するのに有利であり得る。

【0080】

図１３に示すような機械的締結具の寸法は、バスバーマウントおよびＶＣＳＥＬアレイモジュールの寸法に一致するように選択される。機械的締結具１３０１、１３０２、１３０３の突出端は、溝によって画定されたＶＣＳＥＬアレイモジュールとマウントとの間の隙間を埋める。突出端の適切な長さの例は、２～４ｃｍ、より具体的には３ｃｍである。しかしながら、この例は限定的ではなく、マウントおよびＶＣＳＥＬアレイの寸法に応じてより大きいまたはより小さい突出部を使用することができる。締結具の本体は、突出端よりも広く、例えば１～２ｃｍの断面を有してもよい。締結具の本体は、装置の主面に沿って、機械的締結具を取り付けるために使用されるねじの頭部よりも大きくてもよく、または狭くてもよい。締結具の本体は、ねじまたは他の種類の機械的締結具を受け入れるための開口部を画定する。本体は、装置の主面に垂直な方向にほぼ平坦である。例えば、厚さは、この厚さと比較して無視できる厚さ変動を有して０．５～３ｍｍであってもよい。機械的締結具の本体を保持するねじを緩めるとき、本体は、突出端がＶＣＳＥＬアレイを解放するように回転されてもよい。

【0081】

さらなる任意選択の特徴として、締結具の突出部分の端部は、動作中にＶＣＳＥＬアレイモジュールに向かって光軸の方向にわずかに厚くてもよく、または他の様態で拡張してもよい。いくつかの例では、締結具の突出部分の端部のより厚い領域は、ポリマーなどの柔軟な材料を含んでもよい。好ましくは、電気接点が十分に低い抵抗を有するように、ポリマーは導電性であってもよい。他の例では、締結具の突出部分の端部のより厚い領域は、締結具の残りの部分と同じ材料を含んでもよい。肥厚部分または拡張部の技術的効果は、弾性的に変形可能な突出部分がＶＳＣＥＬアレイを定位置により効果的にクランプし、ＶＣＳＥＬアレイとバスバーとの間の導電性接触を少なくとも改善することである。

【0082】

図１４は、直列に接続された図１１ａおよび図１１ｂに関連して上述したタイプの２つの光学アセンブリ１４０１を含む例示的な光学アセンブリ１４００を示す。各々が、それぞれのキャリア１４０２を各々が備える１つ以上のＶＣＳＥＬアレイモジュールを備え、それぞれのキャリアは、各々が２つの半導体装置４００を含み、半導体装置は、各々が２つの光学素子４０１、４０２を含む。光学素子４０１、４０２は半導体装置４００上で並列に接続され、半導体装置４００は並列に接続され、したがってキャリア１４０２も並列に接続される。すべての前述の図に関連して本明細書で説明される他のすべての例は、図１４の光学アセンブリ１４００にも適用することができる。この例では、各光学アセンブリ１４０１は、接続バスバー要素１４０３と直列に接続される。接続バスバー要素１４０３は、各光学アセンブリ１４０１の第１のバスバー１４０４に解放可能に締結される。対称性により、接続バスバー要素１４０３は、各光学アセンブリ１４０１の第２のバスバー１４０５にも等しく解放可能に締結され得る。したがって、その光学アセンブリの第１のバスバー１４０４から左端の光学アセンブリ１４０１に導入された電気は、対応するＶＣＳＥＬアレイモジュール上の半導体装置４００を通過し、接続バスバー要素１４０３を通って右端の光学アセンブリに至る。次いで、電気は、各光学アセンブリの第１のバスバーから対応する機械的締結具を介してＶＣＳＥＬアレイモジュール１４０１に搬送される。電気は、第２のバスバー１４０５に電気的に結合される別の対応する機械的締結具によってＶＣＳＥＬアレイモジュールから抽出される。この例では、少なくとも１つのバスバー１４０４、１４０５がカソードとして機能し、少なくとも１つのバスバー１４０４、１４０５がアノードとして機能する。接続バスバー要素１４０３は、導電性材料から構成される。

【0083】

図１５は、並列に接続された図９ａおよび図９ｂに関連して上述したタイプの２つの光学アセンブリ１５０１を含む例示的な光学アセンブリ１５００を示す。各々が、それぞれのキャリア１５０２を各々が備える１つ以上のＶＣＳＥＬアレイモジュールを備え、それぞれのキャリアは、各々が２つの半導体装置３００を含み、半導体装置は、各々が２つの光学素子３０１、３０２を含む。光学素子３０１、３０２は半導体装置３００上で直列に接続され、半導体装置３００は直列に接続され、したがってキャリア１５０２も直列に接続される。すべての前述の図に関連して本明細書で説明される他のすべての例は、図１４の光学アセンブリ１５０１にも適用することができる。この例では、各光学アセンブリ１５０１は、接続バスバー１５０３と並列に接続される。接続バスバー要素１５０３は、各光学アセンブリ１５０１の第１のバスバーまたは第２のバスバー１５０４、１５０５、１５０６、１５０７の少なくとも１つの空間的に分離された部分に解放可能に締結される。この例では、接続バスバー要素１５０３は、左端のキャリアおよび右端のキャリアに電気を並列に搬送するように構成される。残りの空間的に分離された部分１５０４、１５０５、１５０６、１５０７は、一方の光学アセンブリ１５０１、１５０２／キャリア５００、５０４ともう一方との間で電気を搬送するように機能する。第１のバスバーまたは第２のバスバー１５０４、１５０５、１５０６、１５０７の少なくとも１つの空間的に分離された部分はアノードとして機能し、第１のバスバーまたは第２のバスバー１５０４、１５０５、１５０６、１５０７の少なくとも１つの空間的に分離された部分はカソードとして機能する。接続バスバー要素１５０３は、導電性材料から構成される。

【0084】

図９、図１１、図１４、図１５の組み合わせがより大きいアセンブリを形成することができ、システムのサイズおよび規模が動作要件によって決定されることが想定される。例示として、可能な電気接続の変形を取り上げる。図９ａおよび図９ｂは、直列に接続された３つ／４つのＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１を開示し（ＳＥＲＩＥＳ）、図１１ａおよび図１１ｂは、並列に接続された３つ／４つのＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１を開示する（ＰＡＲＡＬＬＥＬ）。図１４は、直列に接続された、図１３に開示された２つのＶＣＳＥＬアレイモジュール１１０１を示す（ＰＡＲＡＬＬＥＬ－ＳＥＲＩＥＳ）。図１５は、並列に接続された、図９ａおよび図９ｂに開示された２つのＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１を示す（ＳＥＲＩＥＳ－ＰＡＲＡＬＬＥＬ）。追加の変形、したがってスケーラビリティおよびカスタマイズ性がまた、ｉ）各半導体装置３００、４００上の光学素子３０１、３０２、４０１、４０２の間、ｉｉ）キャリア５００、５０４上の半導体装置３００、４００の間、およびｉｉｉ）ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１、１１０１上のキャリア装置５００、５０４の間の直列または並列接続も可能であるという点において想定される。例として、図１４および図１５の例を直列または並列に組み合わせることが可能であることが想定される。さらに、ＶＣＳＥＬアレイモジュール設計において、各半導体装置上の光学素子の数、各キャリア上の半導体装置の数、および各ＶＣＳＥＬアレイモジュール上のキャリアの数は、他の変形形態が当業者によって理解されるという点において、限定ではない。

【0085】

上述したすべての光学アセンブリについて、光学素子３０１、３０２、４０１、４０２、半導体装置３００、４００、キャリア５００、５０４、９０３、１１０３、１４０２、１５０２、およびＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１、１１０１、１４０１、１５０１はすべて、バスバーマウント６００、６０３上に直線的に配置され、それにより、任意選択的に、レンズ１６０１、１７０１を、光学アセンブリ９００、１１００、１４００、１５００の光軸に沿って配置することができ、それにより、レンズ１６０１、１７０１は、光学アセンブリ９００、１１００、１４００、１５００から放出されるすべてのレーザエネルギーの経路内にある。レンズ１６０１、１７０１は、本質的に光を集束させるために使用され得る。例示的なレンズを図１６および図１７に示す。好ましくは、レンズ１６０１、１７０１は、少なくとも１つの取り外し可能なレンズマウント１６０２、１７０２によってバスバーシステム９０２、１１０２に解放可能に締結されてもよい。いくつかの例では、レンズ１６０１、１７０１は円柱である。この例では、光学アセンブリ９００、１１００、１４００、１５００内の各光学素子１００、３０１、３０２、４０１、４０２に対して別個の光学レンズの代わりに単一の円柱レンズ１６０１、１７０１を使用することが費用効果的である。このレンズ１６０１、１７０１は、円柱形である必要はなく、実効的に円柱レンズとして作用するように、少なくとも１つの湾曲した縁部を含むことが想定される。例えば、レンズ１６０１、１７０１は、レーザエネルギーの経路内の１つの平坦な縁部と、光の経路内の１つの湾曲した縁部とを含むことができる。この例では、取り外し可能なレンズマウント１６０２、１７０２は、機械的締結具９０６、１１０６によってバスバーマウント６００、６０３に解放可能に締結される。この例では、レンズマウント１６０２、１７０２をバスバーマウント６００、６０３に固定するために、複数の機械的ボルトおよびナットが使用される。したがって、バスバーマウント６００、６０３は、ボルトに適合するようなサイズにされた複数の孔６０２を備える。ねじ、押し込み嵌め、ねじ山および／または他の締結手段が使用されてもよいことも想定される。これらの光学アセンブリにおいて、取り外し可能レンズマウント１６０２、１７０２、キャリア５００、５０４、９０３、１１０３、１４０２、１５０２、ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１、１１０１、１４０１、１５０１、第１のバスバー９０４、１１０４、１４０４、第２のバスバー９０５、１１０５、１４０５または任意の他のバスバー９０７、９０８、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、および機械的締結具９０６、１１０６は、すべて解放可能に締結される。好ましくは、レンズマウント１６０２、１７０２は、ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１、１１０１、１４０１、１５０１のいずれとも機械的または電気的に接続していない。レンズマウント１６０２、１７０２内に配置されたレンズ１６０１、１７０１は、レンズ１６０１、１７０１をＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１、１１０１、１４０１、１５０１に分離する小さい空隙が存在するように、ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１、１１０１、１４０１、１５０１と連続しているか、またはＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１、１１０１、１４０１、１５０１のわずかに上方に配置されてもよい。

【0086】

これらのすべての構成要素が解放可能に締結されることにより、光学アセンブリ９００、１１００、１４００、１５００は、構成要素の故障に対して本質的に堅牢である。特定の光学素子１００、３０１、３０２、４０１、４０２または半導体装置３００、４００が焼損しているシナリオでは、その光学素子１００、３０１、３０２、４０１、４０２または半導体装置３００、４００と関連付けられるキャリア５００、５０４、９０３、１１０３、１４０２、１５０２またはＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１、１１０１、１４０１、１５０１を交換することができる。例として、レンズマウント１６０２、１７０２およびレンズ１６０１、１７０１を取り外すことができ、次いで、故障したキャリア５００、５０４、９０３、１１０３、１４０２、１５０２またはＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１、１１０１、１４０１、１５０１と関連付けられる機械的締結具９０６、１１０６を取り外すことができる。機械的締結具９０６、１１０６を取り外すには、機械的締結具９０６、１１０６に対する機械的付勢を除去する必要がある。いくつかの例では、機械的締結具９０６、１１０６は、バスバー９０４、９０７、９０８、１１０４、１１０５、１４０４、１４０５、１５０４、１５０５、１５０６、１５０７、およびバスバーマウント６００、６０３との機械的接続の周りを回転することができ、それにより、機械的締結具の突出部分９０９、９１０、１１０７、１３０１、１３０２、１３０３は、ＶＣＳＥＬアレイモジュールの導電性接点９１２、９１３、１１０９、１１１０と接触しなくなり、したがって、機械的締結具９０６、１１０６に対する機械的付勢が除去される。他の例では、機械的締結具を突出端と締結する機械的締結具が緩められるだけでよく、結果、機械的締結具９０６、１１０６がＶＣＳＥＬアレイモジュールの導電性接点９１２、９１３、１１０９、１１１０から外方に移動され得る。この例では、機械的締結具９０６、１１０６が、突出部材９０９、９１０、１１０７、１３０１、１３０２、１３０３を移動させる必要がある方向に沿って細長い孔を含むことが想定される。さらなる例では、ＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１、１１０１、１４０１、１５０１に向かう機械的締結具９０６、１１０６の機械的付勢または回転を生成するばねまたは弾性構成要素が取り外される。機械的締結具９０６、１１０６に対する機械的付勢を除去した後、および／または機械的締結具９０６、１１０６をキャリア５００、５０４、９０３、１１０３、１４０２、１５０２またはＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１、１１０１、１４０１、１５０１に対して移動させた後、キャリア５００、５０４、９０３、１１０３、１４０２、１５０２またはＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１、１１０１、１４０１、１５０１に対する復元力はなく、したがって、キャリア５００、５０４、９０３、１１０３、１４０２、１５０２およびＶＣＳＥＬ９０１、１１０１、１４０１、１５０１は、ユーザによって自由に取り外すことができる。次いで、機能するキャリア５００、５０４、９０３、１１０３、１４０２、１５０２またはＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１、１１０１、１４０１、１５０１をその場所に配置することができる。キャリア５００、５０４、９０３、１１０３、１４０２、１５０２またはＶＣＳＥＬアレイモジュール９０１、１１０１、１４０１、１５０１が故障または破損した構成要素であることは必須ではない。光学アセンブリ９００、１１００、１４００、１５００の性能が特定の閾値を下回った時点、または光学アセンブリ９００、１１００、１４００、１５００の機能要件が経時的に変化した場合にも、交換は有用であり得る。したがって、モジュール式光学アセンブリ構造は、動作時の寿命を保証し、アセンブリ全体を交換する必要なく光学アセンブリが特定の閾値を上回って機能することを保証する。

【0087】

当業者は、前述の説明および添付の特許請求の範囲において、「上」、「沿って」、「側面」などの位置用語が、添付の図面に示されているものなどの概念図を参照して行われることを理解するであろう。これらの用語は、参照を容易にするために使用されるが、限定的な性質のものではない。したがって、これらの用語は、添付の図面に示される向きにあるときの物体を参照すると理解されるべきである。同様に、第１のバスバーおよび第２のバスバーに関するカソードおよびアノードの使用は、対称性によって交換可能に使用されてもよい。

【0088】

以上、本開示を好ましい実施形態に関して説明したが、これらの実施形態は例示にすぎず、特許請求の範囲はこれらの実施形態に限定されないことを理解されたい。当業者は、添付の特許請求の範囲内に入ることが企図される本開示を考慮して修正および代替を行うことができる。本明細書に開示または例示された各特徴は、単独で、または本明細書に開示もしくは例示された任意の他の特徴との任意の適切な組み合わせで、任意の実施形態に組み込まれ得る。

【符号の説明】

【0089】

参照符号のリスト：
１００ 光学素子
１０１ 発光レーザのアレイ
２００ 垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）
２０１ ＶＣＳＥＬの基板
２０２ 下側分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）
２０３ 活性発光領域
２０４ 上側分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）
３００ 光学素子が直列に接続された半導体装置
３０１ 半導体装置上に配置された光学素子
３０２ 半導体装置上に配置された光学素子
３０３ 半導体装置上の導電性接点
３０４ 半導体装置上の電気配線
３０５ 半導体装置上に配置された光学素子上の発光レーザアレイ
３０６ 半導体装置上に配置された光学素子上の発光レーザアレイ
３０７ 半導体装置の基板
４００ 光学素子が並列に接続された半導体装置
４０１ 半導体装置上に配置された光学素子
４０２ 半導体装置上に配置された光学素子
４０３ 半導体装置上の導電性接点
４０４ 半導体装置上の電気配線
４０５ 半導体装置上に配置された光学素子上の発光レーザアレイ
４０６ 半導体装置上に配置された光学素子上の発光レーザアレイ
４０７ 半導体装置の基板
５００ 例示的なキャリア
５０１ キャリアの溝
５０２ キャリア上の導電性接点
５０３ キャリアのベース
５０４ 例示的なキャリア
５０５ 負の半径を有するキャリアの曲線状角部
５０６ キャリアの底面内の複数の孔
６００ 例示的なバスバーマウント
６０１ バスバーマウント内の溝
６０２ バスバーマウント内の複数の孔
６０３ 例示的なバスバーマウント
６０４ バスバーマウントの溝内の第１のセットの孔
６０５ バスバーマウントの溝内の第２のセットの孔
７００ 直列に接続された２つの半導体装置を備えるＶＣＳＥＬアレイモジュール
７０１ ＶＣＳＥＬアレイモジュールのキャリア
７０２ キャリア上に配置された半導体装置
７０３ キャリア上に配置された半導体装置
７０４ キャリア上の各半導体を直列に接続する電気配線
７０５ キャリア上の導電性接点
７０６ 半導体装置上の導電性接点
８００ 並列に接続された２つの半導体装置を備えるＶＣＳＥＬアレイモジュール
８０１ ＶＣＳＥＬアレイモジュールのキャリア
８０２ キャリア上に配置された半導体装置
８０３ キャリア上に配置された半導体装置
８０４ キャリア上の導電性接点
８０５ 半導体装置上の導電性接点
９００ 直列に接続されたＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える例示的な光学アセンブリ
９０１ ＶＣＳＥＬアレイモジュール
９０２ バスバーシステム
９０３ キャリア
９０４ バスバーシステムの第１のバスバー
９０５ バスバーシステムの第２のバスバー
９０６ 導電性機械的締結具
９０７ 第１のバスバーまたは第２のバスバーの空間的に分離された部分
９０８ 第１のバスバーまたは第２のバスバーの空間的に分離された部分
９０９ 機械的締結具の突出部
９１０ 機械的締結具の突出部
９１１ 電気絶縁スペーサ
９１２ キャリアまたはＶＣＳＥＬアレイモジュール上の導電性接点
９１３ 半導体装置上の導電性接点
９１４ 架橋導電性接点
９１５ 機械的締結具
１０００ 直列に接続されたＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える例示的な光学アセンブリの上面図
１００１ 直列に接続されたＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える例示的な光学アセンブリの底面図
１００２ 直列に接続されたＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える例示的な光学アセンブリの断面図
１００３ バスバーマウントの上面上の機械的締結具
１００４ バスバーマウントの底面上の機械的締結具
１１００ 並列に接続されたＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える例示的な光学アセンブリ
１１０１ ＶＣＳＥＬアレイモジュール
１１０２ バスバーシステム
１１０３ キャリア
１１０４ バスバーシステムの第１のバスバー
１１０５ バスバーシステムの第２のバスバー
１１０６ 導電性機械的締結具
１１０７ 機械的締結具の突出部
１１０８ 電気絶縁スペーサ
１１０９ キャリアまたはＶＣＳＥＬアレイモジュール上の導電性接点
１１１０ 半導体装置上の導電性接点
１１１１ 架橋導電性接点
１１１２ 機械的締結具
１２００ 並列に接続されたＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える例示的な光学アセンブリの上面図
１２０１ 並列に接続されたＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える例示的な光学アセンブリの底面図
１２０２ 並列に接続されたＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える例示的な光学アセンブリの断面図
１２０３ バスバーマウントの上面上の機械的締結具
１２０４ バスバーマウントの底面上の機械的締結具
１３０１ 突出端が制限端と同じ幅を有する、機械的締結具の例示的な突出部分
１３０２ 突出端が制限端よりも小さい幅を有する、機械的締結具の例示的な突出部分
１３０３ 突出端が制限端よりも大きい幅を有する、機械的締結具の例示的な突出部分
１４００ 直列に接続された２つのＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える例示的な光学アセンブリ
１４０１ ＶＣＳＥＬアレイモジュール
１４０２ キャリア
１４０３ 接続バスバー要素
１４０４ 第１のバスバー
１４０５ 第２のバスバー
１５００ 並列に接続された２つのＶＣＳＥＬアレイモジュールを備える例示的な光学アセンブリ
１５０１ ＶＣＳＥＬアレイモジュール
１５０２ キャリア
１５０３ 接続バスバー要素
１５０４ 第１のバスバーの空間的に分離された部分
１５０５ 第１のバスバーの空間的に分離された部分
１５０６ 第２のバスバーの空間的に分離された部分
１５０７ 第２のバスバーの空間的に分離された部分
１６０１ 円柱レンズ
１６０２ 取り外し可能なレンズマウント
１７０１ 円柱レンズ
１７０２ 取り外し可能なレンズマウント

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図7a】

【図7b】

【図8a】

【図8b】

【図9a】

【図9b】

【図10a】

【図10b】

【図10c】

【図11a】

【図11b】

【図12a】

【図12b】

【図12c】

【図13a】

【図13b】

【図13c】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】