JP2007115724A

JP2007115724A - 半導体レーザ装置

Info

Publication number: JP2007115724A
Application number: JP2005302394A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Shimamoto; 敏孝嶋本; Koji Makita; 幸治牧田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2007-05-10

Abstract

【課題】放熱性を確保しつつ、各半導体レーザ間の発光点間隔を小さくすることを目的とする。
【解決手段】基材１１０の両面にサブマウントを介して発振波長の異なる半導体レーザを実装し、基材１１０およびサブマウントの少なくとも半導体レーザの実装領域の厚みを所定の厚みより小さくすることにより、放熱性を確保しつつ、各半導体レーザ間の発光点間隔を小さくすることができる。また、サブマウントの両面に発振波長の異なる半導体レーザを実装し、サブマウントの少なくとも半導体レーザの実装領域の厚みを所定の厚みより小さくすることにより、放熱性を確保しつつ、各半導体レーザ間の発光点間隔を小さくすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に光ディスクの光源などに用いられる発振波長の異なる複数の半導体レーザを実装した半導体レーザ装置に関する。

半導体レーザは、エレクトロニクスやオプトエレクトロニクスの多くの分野で広く使用されており、光デバイスとして不可欠なものである。特に、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）などの光ディスク機器は、大容量の記録媒体として現在盛んに利用されている。さらに、高精彩な映像を記録するために、近年では次世代ＤＶＤとしてＢｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ（ＢＤ）といった規格も出始めている。ＤＶＤに用いる記録媒体（メディア）はＣＤの媒体に比べピット長およびトラック間隔が小さい。従って、用いる半導体レーザ装置の波長も記録容量に応じてＣＤ＞ＤＶＤ＞ＢＤと短くなる。具体的には、ＣＤ用のレーザの発振波長は７８０ｎｍ帯であるのに対し、ＤＶＤ用レーザの発振波長は６５０ｎｍ帯、ＢＤ用レーザの発振波長は４００ｎｍ帯である。

ひとつの光ディスク装置がＣＤおよびＤＶＤの両方の情報を検出するためには、７８０ｎｍ帯のレーザ装置（赤外半導体レーザ）と６５０ｎｍ帯のレーザ装置（赤色半導体レーザ）の２つの光源が必要となる。近年、光ディスク装置を構成する光ピックアップ装置の小型化、軽量化のために、１つの半導体チップの中に２種類の波長のレーザ光を発光する二波長型の半導体レーザ装置が開発され普及しつつある。さらに、ＢＤに対応するため、４００ｎｍ帯のレーザ装置（青色半導体レーザ）とこうした二波長半導体レーザ装置を組み合わせて、三波長半導体レーザ装置とする動きが見られている。

さらに、記録容量の増加と共に、記録速度の高速化が進んできており、その動向は特にＣＤ用及びＤＶＤ用で顕著である。高速化するためには、半導体レーザ装置の高出力化が必要とされる。近年では、ＣＤ用赤外半導体レーザ装置やＤＶＤ用赤色半導体レーザ装置において、２００〜３００ｍＷ超の高出力が市場から要求されるに至っている。

図７は従来の複数の半導体レーザを搭載した多波長半導体レーザ装置を示す断面図であり、図７（ａ）は従来のモノリシック型二波長半導体レーザ装置を示す断面図、図７（ｂ）は二波長半導体レーザ装置に青色半導体レーザを追加したハイブリッド型三波長半導体レーザ装置を示す断面図である。前者は６５０ｎｍ帯のレーザ光を出射する赤色半導体レーザ７０１と７８０ｎｍ帯のレーザ光を出射する赤外半導体レーザ７０２の２つのレーザから構成されており、同一の基板７０５上に実装されている。ｐ側電極７０３とｎ側電極７０６に対して、個々にバイアスを印加することでそれぞれのレーザを個別に動作させることができる。後者は６５０ｎｍ帯のレーザ光を出射する赤色半導体レーザ７０７、７８０ｎｍ帯のレーザ光を出射する赤外半導体レーザ７０８、４００ｎｍ帯のレーザ光を出射する青色半導体レーザ７０９を個々に形成した場合である。赤色半導体レーザ７０７と赤外半導体レーザ７０８は同一基板上（例えばＧａＡｓ基板）に形成可能であるが、青色半導体レーザ７０９は基板が異なる（例えばＧａＮ基板）ため、同一基板上に形成することが困難である。よって、３つの半導体レーザを横並びに実装した場合、チップ幅を４００μｍとすれば各々のレーザの発光点間隔は４００μｍ以上離れており、三波長半導体レーザ装置になると発光点間隔はその倍の８００μｍ以上まで広がってしまう。

こうした発光点間隔の広がりは、光ディスク装置を構成する光ピックアップ装置に大きな悪影響を及ぼす。図８は従来の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。図８に示すように、従来の光ピックアップ装置は単一波長の光源を用いていた為、単一波長のレーザ光に合わせて光学設計することが出来た。しかしながら、二波長半導体レーザや三波長半導体レーザを光源として用いる場合、発光点位置が離れてしまうという課題が発生する。二波長半導体レーザを例に取ると、赤色半導体レーザに合わせて光学系（レンズ、ミラー等）を設計した場合、赤外半導体レーザからの光は光軸のズレ（１００〜２００μｍ程度）によりレンズにおける光取り込み効率が低下すると共に、光ディスク上でのスポット径が広がるなどの弊害が発生する。つまり、波長の異なる複数のレーザ光を同一の光学系により光ディスクへと伝搬させる場合、発光点位置がディスク上での光出力に対して大きく影響を及ぼす。これに対して、発光点位置の間隔を狭くすることでこうした要因が取り払われ、光学設計が容易となる（例えば、特許文献１参照）。
特許第３４８６９００号明細書特開２００２−２２３０３０号公報特開平９−５１１４７号公報特開平１１−１６１９９３号公報特開２００１−１８５８１１号公報

図６（ａ）の従来の二波長半導体レーザ装置の平面図および図６（ｂ）の従来の二波長半導体レーザ装置の側面図にあるように、ベース１０１上に形成された基材（ヒートシンク）６０１の上にサブマウント１０５を設け、その上に単一波長もしくは二波長半導体レーザ１０４を半田により実装するというのが一般的であった。しかしながら、青色レーザを加えた三波長レーザを実現しようとした際、赤色の波長域と赤外の波長域の半導体レーザをモノリシックに形成した二波長レーザは主にＧａＡｓ基板が用いられ、青色半導体レーザや紫外半導体レーザは主にサファイア基板やＧａＮ基板が用いられていることから、これらを同一基板上に作製することは非常に困難である。また、図７のように赤色レーザ・赤外レーザに加えて、青色レーザをハイブリッドに並べて実装した場合は、３つの発光点位置が８００μｍ以上に離れてしまい、光ピックアップ等の光学系を構築する際に大きなデメリットとなる。

また、複数の半導体レーザから出る光を多角錐や多面体ミラーを用いて反射させ、各レーザの光軸を近接させて発光点間隔を小さくすることも可能である。但し、こうしたミラーはＳｉ基板上に形成されることが多く、化合物半導体から成る半導体レーザ素子は別途実装する必要がある。このため、光軸を一致させるには、各々に高精度の位置合わせが必要とされていた（例えば、特許文献３，特許文献４，特許文献５参照）。

さらに、特許文献１に示されるように、放熱性を考慮してサブマウント側に青色レーザを実装し、その上に二波長レーザを重ねて実装する技術も開発されている。高さ方向に重ね合わせて実装することで、３つの波長域における各々のレーザ光の発光点間隔を狭めている。しかしながら、二重に半導体レーザを実装しなければならず、基板から見て上方に実装された二波長レーザを動作させた際に発生する熱は青色レーザを通して基板へと逃がすしかない。よって、二波長レーザの放熱性は窒化ガリウムの熱伝導度に依存することとなり、放熱性の良い基材材料（ＡｌＮ等）から比べると放熱性は低下してしまうといった問題点があった。

そこで、本発明は上記問題点を解決し、放熱性を確保しつつ、各半導体レーザ間の発光点間隔を小さくすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の半導体レーザ装置は、複数のリードを備えるベースに発振波長の異なる複数の半導体レーザを搭載する半導体レーザ装置であって、第１の平面部および第２の平面部の少なくとも２つの平面部を備えて前記ベースに形成される基材と、前記第１の平面部に設けられる第１のサブマウントと、前記第２の平面部に設けられる第２のサブマウントと、前記第１のサブマウントに実装される第１の半導体レーザと、前記第２のサブマウントに実装される第２の半導体レーザと、前記リードのうちのあらかじめ定められたリードと前記第１の半導体レーザを導通させる第１の導通部と、前記リードのうちのあらかじめ定められたリードと前記第２の半導体レーザを導通させる第２の導通部とを有し、前記第１の半導体レーザと前記第２の半導体レーザとの発光点間距離が所定の距離より小さくなることを特徴とする。

請求項２記載の半導体レーザ装置は、請求項１記載の半導体レーザ装置において、前記第１の平面部と前記第２の平面部が互いに対向する位置にあることを特徴とする。
請求項３記載の半導体レーザ装置は、請求項２に記載の半導体レーザ装置において、前記基材において、前記第１のサブマウントおよび前記第２のサブマウントとの搭載領域の厚みが、前記第１のサブマウントと前記第２のサブマウントの非搭載領域よりも薄いことを特徴とする。

請求項４記載の半導体レーザ装置は、請求項１記載の半導体レーザ装置において、前記第１の平面部と前記第２の平面部が互いに隣接する位置にあることを特徴とする。
請求項５記載の半導体レーザ装置は、請求項４記載の半導体レーザ装置において、前記第１の平面部と前記第２の平面部とが成す角度が４５度〜１３５度であることを特徴とする。

請求項６記載の半導体レーザ装置は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５のいずれかに記載の半導体レーザ装置において、前記第１のサブマウントの厚みと前記第２のサブマウントの厚みとが異なることを特徴とする。

請求項７記載の半導体レーザ装置は、請求項６に記載の半導体レーザ装置において、前記第１のサブマウントと前記第２のサブマウントとにおいて、厚みの薄い方のサブマウントにより発熱しやすい半導体レーザを搭載することを特徴とする。

請求項８記載の半導体レーザ装置は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７のいずれかに記載の半導体レーザ装置において、前記基材または前記第１のサブマウントあるいは前記第２のサブマウントがＡｌＮ、Ｓｉ、ＳｉＣ、熱伝導率の高い金属材料またはグラファイトのうちからいずれか１以上の物質を選択して組み合わせた物からなることを特徴とする。

請求項９記載の半導体レーザ装置は、複数のリードを備えるベースに発振波長の異なる複数の半導体レーザを搭載する半導体レーザ装置であって、互いに対向する第１の平面部および第２の平面部の少なくとも２つの平面部を備えて前記ベースに形成されるサブマウントと、前記第１の平面部に実装される第１の半導体レーザと、前記第２の平面部に実装される第２の半導体レーザと、前記リードのうちのあらかじめ定められたリードと前記第１の半導体レーザを導通させる第１の導通部と、前記リードのうちのあらかじめ定められたリードと前記第２の半導体レーザを導通させる第２の導通部とを有し、前記第１の半導体レーザと前記第２の半導体レーザとの発光点間距離が所定の距離より小さくなることを特徴とする。

請求項１０記載の半導体レーザ装置は、請求項９記載の半導体レーザ装置において、前記サブマウントがＡｌＮ、Ｓｉ、ＳｉＣ、熱伝導率の高い金属材料またはグラファイトのうちからいずれか１以上の物質を選択して組み合わせた物からなることを特徴とする。

請求項１１記載の半導体レーザ装置は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７または請求項８または請求項９または請求項１０のいずれかに記載の半導体レーザ装置において、前記第１の半導体レーザは多波長半導体レーザであることを特徴とする。

請求項１２記載の半導体レーザ装置は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７または請求項８または請求項９または請求項１０または請求項１１のいずれかに記載の半導体レーザ装置において、前記第２の半導体レーザは多波長半導体レーザであることを特徴とする。

請求項１３記載の半導体レーザ装置は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７または請求項８または請求項９または請求項１０または請求項１１または請求項１２のいずれかに記載の半導体レーザ装置において、前記第１の半導体レーザは二波長半導体レーザで前記第２の半導体レーザは青色半導体レーザであることを特徴とする。

請求項１４記載の半導体レーザ装置は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７または請求項８または請求項９または請求項１０または請求項１１または請求項１２または請求項１３のいずれかに記載の半導体レーザ装置において、前記第１の半導体レーザの発光点と前記第２の半導体レーザの発光点との距離が４００μｍ以下であることを特徴とする。

請求項１５記載の半導体レーザ装置は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７または請求項８または請求項９または請求項１０または請求項１１または請求項１２または請求項１３のいずれかに記載の半導体レーザ装置において、前記第１の半導体レーザの発光点と前記第２の半導体レーザの発光点との距離が２００μｍ以下であることを特徴とする。

以上により、放熱性を確保しつつ、各半導体レーザ間の発光点間隔を小さくすることができる。

以上のように、基材の両面にサブマウントを介して発振波長の異なる半導体レーザを実装し、基材およびサブマウントの少なくとも半導体レーザの実装領域の厚みを所定の厚みより小さくすることにより、放熱性を確保しつつ、各半導体レーザ間の発光点間隔を小さくすることができる。また、サブマウントの両面に発振波長の異なる半導体レーザを実装し、サブマウントの少なくとも半導体レーザの実装領域の厚みを所定の厚みより小さくすることにより、放熱性を確保しつつ、各半導体レーザ間の発光点間隔を小さくすることができる。さらに、少なくとも２つの平面部を備える基材の隣接する２つの平面部にサブマウントを介して発振波長の異なる半導体レーザを実装し、基材およびサブマウントの少なくとも半導体レーザの実装領域の厚みを、半導体レーザ間の発光点間隔が所定の距離より小さくなるような厚さにすることにより、放熱性を確保しつつ、各半導体レーザ間の発光点間隔を小さくすることができる。

以下、図面に基づき、本発明の半導体レーザ装置について詳細に説明する。
（実施例１）
実施例１における半導体レーザ装置の構成について、図１を用いて製造工程に沿って説明する。

図１は実施例１における半導体レーザ装置の構成を示す図であり、図１（ａ）は実施例１における半導体レーザ装置の構成を示す平面図、図１（ｂ）は実施例１における半導体レーザ装置の二波長半導体レーザ側から見た側面図、図１（ｃ）は実施例１における半導体レーザ装置の青色半導体レーザ側から見た側面図である。

この二波長半導体レーザ１０４は、図７のように基板７０５上に赤外半導体レーザ７０２と赤色半導体レーザ７０１がモノリシックに一体形成されている。
実施例１における半導体レーザ装置を製造する際には、まず、リード１０２が繋がったベース１０１上に薄片化された少なくとも２つの対向する平面部を備える基材（ヒートシンク）１１０を形成する。この薄片化された基材１１０はベース１０１と一体化していても、別々に形成されたものを接続しても良い。放熱性を向上させるためには、薄片化された基材１１０とベース１０１は一体化していることが望ましい。本実施例においてベース１０１及び薄片化された基材１１０はＣｕ上に金属メッキを施したものを用いるが、ＡｌＮ、Ｓｉ、ＳｉＣを始め、熱伝導度の高い金属やグラファイト等でも構わない。

次に、薄片化された基材１１０を固定し、この上に半導体レーザ装置を載せるサブマウント１０５を設ける。このサブマウント１０５は半導体レーザから発する熱を迅速に逃がすことが求められるため、放熱性の高い材料が求められる。本実施例ではサブマウント１０５にＡｌＮを用いるが、Ｓｉ、ＳｉＣを始め、Ｃｕ等の熱伝導度の高い金属やグラファイト等でも構わない。チップボンダー等への固定方法としては、リード１０２を差し込む場合と、ベース１０１自体を固定する場合とがある。但し、本発明では基材１１０の両面に半導体レーザが実装されるため、ベース１０１がリード１０２や基材１１０と共に回転する機構が必要となる。両面実装の場合は反転もしくは１８０度回転する必要がある。基材１１０、ベース１０１と同様に、サブマウント１０５に関しても基材１１０と一体化していても良い。

また、各半導体レーザ装置の発光点が近接するように基材１１０厚やサブマウント１０５厚は可能な限り薄く形成しておく必要がある。望ましくは、半導体レーザ装置を実装するサブマウント１０５＋基材１１０の厚みの総和を４００μｍ以下とする。但し、サブマウント１０５や基材１１０の厚みが薄くなると放熱性や機械的強度が低下するため、少なくとも５０〜１００μｍ以上の厚みを確保することが望ましい。これにより、二波長半導体レーザにおける赤色／赤外波長の２発光点（発光パターン：近視野像の中心点）を結んだ中点と青色半導体レーザの発光点との間隔（図１の距離Ｌ）は、ほぼ４００μｍ以下となるため、三波長の３つの発光点位置が半径２００μｍ以下の円内に収まる。この円の中心位置を基準として光学系を設計することにより、各発光点位置における光軸のズレ幅は２００μｍ以下となるため、各レーザ光の光軸ズレを低減でき、レンズにおける光取り込み効率の低下や光ディスク上でのスポット径の広がりを抑えることが出来る。２００μｍ以上の光軸ズレは、赤色／赤外半導体レーザを用いたＤＶＤ／ＣＤ用の光学系において光ディスク上における光出力の大幅な減衰を引き起こす原因となってしまう。さらに望ましくは、半導体レーザ装置を実装するサブマウント１０５＋基材１１０の厚みの総和を２００μｍ以下とする。これにより、三波長の３つの発光点位置が半径１００μｍ以下の円内に収まる。これにより、三波長全てにおいてモノリシック二波長レーザの発光点間隔とほぼ同程度の光軸ズレに抑えることができるため、レンズにおける光取り込み効率の低下や光ディスク上でのスポット径の広がりを最小限に抑えることができる。その結果、光ディスク上に到達するまでの光出力減衰量は現状（モノリシック二波長レーザ）と同等レベルを維持することが出来る。

次に、サブマウント１０５上に二波長半導体レーザ１０４を実装する。実装には半田が一般的に用いられるが、Ａｇペースト等の他材料を用いても良い。実装時には熱を加えながら、二波長半導体レーザ１０４に荷重を加えることが一般的である。しかしながら、基材１１０が薄くなると、荷重の大きさが制限されてしまう。その場合、基材１１０を挟んで半導体レーザ装置１０４の反対側にステージ（台）を設けることで、基材１１０が破損してしまうのを防ぐことが必要である。もしくは、サブマウント１０５や基材１１０の厚みが薄くなると機械的強度が低下するため、半導体レーザチップを実装する際には、両側から２チップを同時に実装して、かかる加重を打ち消すと良い。このように、同時形成を行うことで、薄膜化による機械的強度の低下をカバーすることが出来る。二波長半導体レーザ１０４は、各レーザ装置の発光点間距離を近接させるために基材１１０の方に発光層（活性層）が来るようにジャンクションダウン実装することが望ましい。

二波長半導体レーザ１０４の実装が終われば、リード１０２と二波長半導体レーザ１０４の導通をとるために、ワイヤーボンダー等の設備を用いてＡｕワイヤ１０３による接続を行う。二波長半導体レーザ１０４のサブマウント１０５と反対側の面にある電極に対するＡｕワイヤ１０３の接続は容易であるが、二波長半導体レーザ１０４のサブマウント側の面に形成された電極がある場合は、サブマウント表面に二波長半導体レーザ１０４の電極からの金属によるパターニングが必要となる。この場合、Ａｕワイヤはパターニングされた金属部分に接続して二波長半導体レーザ１０４とリード１０２との導通を取る。

続いて、裏面側への青色半導体レーザ１０７の実装を行う。基材１１０を反転もしくは１８０度回転して固定し、基材１１０上に半導体レーザを載せるサブマウント１０６を設ける。青色半導体レーザ１０７は二波長半導体レーザ１０４と比較して消費電力が大きく、熱も発生し易い。このサブマウント１０６にはさらに放熱性の高い材料が求められる。本実施例ではサブマウント１０６にＡｌＮを用いるが、Ｓｉ、ＳｉＣを始め、Ｃｕ等の熱伝導度の高い金属やグラファイト等やこれらの組み合わせでも構わない。チップボンダー等への固定方法としては、リード１０２を差し込む場合と、ベース１０１自体を固定する場合のどちらでも良い。基材１１０、ベース１０１と同様に、サブマウント１０６に関しても基材１１０と一体化していても良い。

その後、サブマウント１０６上に青色半導体レーザ１０７を実装する。この折、基材１１０両面上に波長域が異なる２つ以上の半導体レーザが対向するように実装する必要がある。実装には半田が一般的に用いられるが、Ａｇペースト等の他材料を用いても良い。実装時には熱を加えながら、青色半導体レーザ１０７に荷重を加えることが一般的である。しかしながら、先程と同様に基材１１０が薄くなると、荷重の大きさが制限されてしまう。その場合、基材を挟んで青色半導体レーザ装置１０７の反対側にステージ（台）を設け、基材が破損してしまうのを防ぐことが必要である。青色半導体レーザ１０７に関しては、発光層（活性層）からの熱を効率良く逃がし、各半導体レーザ装置の発光点間距離を近接させるためにジャンクションダウン実装（基材の方に活性層が来る）することが望ましい。

青色半導体レーザ１０７の実装が終われば、リード１０２と青色半導体レーザ１０７の導通をとるために、ワイヤーボンダー等の設備を用いてＡｕワイヤ１０３による接続を行う。青色半導体レーザ１０７から見てサブマウント１０６と反対側の面に対するＡｕワイヤ１０３の接続は容易であるが、サブマウント１０６側に形成された電極がある場合は、サブマウント表面に金属によるパターニングが必要となる。この場合、Ａｕワイヤ１０３はパターニングされた金属部分に接続して青色半導体レーザ１０７と導通を取る。サファイア基板等の絶縁体を基板として用いた場合は、ｐ電極及びｎ電極共に同一平面上に形成される。ジャンクションダウン実装した場合には、ｐ電極及びｎ電極共にサブマウント１０６側に来るため、サブマウント表面に二ヶ所の金属によるパターニングが必要となる。本実施例の図１では、リード１０２が５本の場合を示したが、例えば二波長半導体レーザのｎ側電極と青色半導体レーザのｎ側電極とを共通のリード１０２により対応した場合は、リード１０２を４本にすることも出来る。本発明は、リード１０２の本数に関しては限定せず、半導体レーザ装置の数や種類によってリード１０２の数を３〜４本、もしくは５本以上にしても構わない。

以上、発振が必要な半導体レーザに応じてリード１０２から電流を流し、ｐ側電極及びｎ側電極にバイアスを印加することで赤外／赤色／青色の各波長に対応した半導体レーザを選択的に動作させることができる。本実施例を用いれば、基材両面にサブマウントを介して、二波長半導体レーザと青色半導体レーザを実装することにより、二波長（赤色／赤外）半導体レーザと青色半導体レーザを組み合わせて、発光点間隔を制御性良く狭めた三波長レーザ装置を実現できる。また、各半導体レーザを基材（サブマウント）上に直接実装しているため、複数の半導体レーザ装置を高さ方向に重ねて実装した場合に比べて、実装の容易性と放熱性の面で大きな利点がある。

赤外／赤色／青色域の三波長半導体レーザ装置を光ディスク用途の光学系（光ピックアップ等）に用いる場合、発光点位置（半導体レーザ装置の出射端面位置）が同じであれば、光ディスクにおける各波長域のレーザ光の焦点深度は屈折率の波長分散により、ディスク表面側から青色、赤色、赤外の波長順に深くなる。これにより、実装後の発光点高さは青色半導体レーザより赤外／赤色の二波長半導体レーザの方が深くなってしまう（ディスク表面から遠くなる）。半導体レーザ装置を実装する際の高さ、つまり発光点位置を調整して、ディスク表面での焦点深度を一致させることが望ましい。本実施例では、図１において青色半導体レーザ１０７及び青色半導体レーザの発光点位置１０９はそのままで、二波長半導体レーザ１０４および発光点位置１０８をベース１０１方向にシフトさせて実装する。この際、二波長半導体レーザ１０４から出射されるレーザ光のビームパターンがサブマウント１０５にかかってしまう場合は、サブマウント１０５も共にシフトさせて実装する。

本実施例では６５０ｎｍ帯に発振波長を有する赤色及び７８０ｎｍ帯に発振波長を有する赤外波長からなる二波長半導体レーザと４００ｎｍ帯に発振波長を有する青色半導体レーザの２つを両面に実装する例を示したが、半導体レーザの発振波長や波長の数には、特に制限はない。必要に応じて、紫外域の半導体レーザなどを組み合わせることも可能である。また、単波長の半導体レーザ装置が両面に実装されていても構わない。また、一つの面に２つ以上の半導体レーザ装置を実装していても構わない。
（実施例２）
実施例２における半導体レーザ装置の構成について、図２，図３を用いて製造工程に沿って説明する。

図２は実施例２における厚いサブマウントと薄いサブマウントとを供える半導体レーザ装置の構成を示す図であり、図２（ａ）は実施例２における厚いサブマウントと薄いサブマウントとを備える半導体レーザ装置の構成を示す平面図、図２（ｂ）は実施例２における厚いサブマウントと薄いサブマウントとを備える半導体レーザ装置の二波長半導体レーザ側から見た側面図、図２（ｃ）は実施例２における厚いサブマウントと薄いサブマウントとを備える半導体レーザ装置の青色半導体レーザ側から見た側面図である。図３は実施例２における半導体レーザ搭載領域を薄くした半導体レーザ装置の構成を示す図であり、図３（ａ）は実施例２における半導体レーザ搭載領域を薄くした半導体レーザ装置の構成を示す平面図、図３（ｂ）は実施例２における半導体レーザ搭載領域を薄くした半導体レーザ装置の二波長半導体レーザ側から見た側面図、図３（ｃ）は実施例２における半導体レーザ搭載領域を薄くした半導体レーザ装置の青色半導体レーザ側から見た側面図である。

図２においては、実装に用いる半導体レーザは、本実施例においても二波長半導体レーザ１０４と青色導体レーザ１０７とする。
実施例２における半導体レーザ装置を製造する際には、まず、リード１０２が繋がったベース１０１上に薄片化された少なくとも２つの対向する平面部を備える基材２０１と厚膜化された基材２０２を形成する。この薄片化された基材２０１、厚膜化された基材２０２はベース１０１と一体化していても、別々に形成されたものを接続しても良い。また、薄片化された基材２０１、厚膜化された基材２０２自体も一体化していても良い。放熱性を向上させるためには、基材２０１とベース１０１、基材２０１と基材２０２は一体化していることが望ましい。本実施例においてベース１０１、基材２０１、基材２０２はＣｕ上に金属メッキを施したものを用いるが、ＡｌＮ、Ｓｉ、ＳｉＣを始め、熱伝導度の高い金属やグラファイト等やこれらの組み合わせでも構わない。

次に、基材２０１を固定し、基材２０１上に半導体レーザを載せるサブマウント１０５を設ける。このサブマウント１０５は半導体レーザから発する熱を迅速に逃がすことが求められるため、放熱性の高い材料が求められる。本実施例ではサブマウント１０５にＡｌＮを用いるが、Ｓｉ、ＳｉＣを始め、Ｃｕ等の熱伝導度の高い金属やグラファイト等やこれらの組み合わせでも構わない。チップボンダー等への固定方法としては、リード１０２を差し込む場合と、ベース１０１自体を固定する場合とがある。但し、本発明では基材２０１の両面に半導体レーザが実装されるため、ベース１０１がリード１０２や基材２０１と共に回転する機構が必要となる。両面実装の場合は反転もしくは１８０度回転する必要がある。基材２０１、ベース１０１と同様に、サブマウント１０５に関しても基材２０１と一体化していても良い。

また、各半導体レーザの発光点が近接するように基材２０１厚やサブマウント１０５厚は薄く形成しておく必要がある。半導体レーザを実装する箇所の基材２０１厚やサブマウント１０５厚は薄く形成し、半導体レーザの実装を行わない箇所の基材２０１厚やサブマウント１０５厚は厚く形成することで、放熱性を悪化させることなく、各半導体レーザの発光点を近接させることが可能となる。図２のように、薄片化した基材２０１と厚膜化された基材２０２を組み合わせる方法でも良いし、図３のように厚膜化された基材３０２の内、サブマウントや半導体レーザ装置が実装される箇所のみを薄片化する方法でも良い。Ａ方向から見た場合ではサブマウント１０５と二波長半導体レーザ１０４（Ｂ方向から見た場合はサブマウント１０６と青色半導体レーザ１０７）が実装された箇所（基材３０１）のみ、厚膜化された基材３０２を薄片化する。サブマウント１０５及び半導体レーザ実装後のレーザ光の光軸が傾かない加工精度と平坦度が得られれば、薄片化方法（研削や切削等）に関して特に制限はない。望ましくは、半導体レーザを実装するために加工を施した箇所における基材厚やサブマウント厚の総和を、レーザ発光点同士の間隔（図２、図３の距離Ｌ）が４００μｍ以下となるように制御する。さらに望ましくは、半導体レーザを実装するために加工を施した箇所における基材厚やサブマウント厚の総和を、レーザ発光点同士の間隔が２００μｍ以下となるように制御する。理由は実施例１にて詳述したため、ここでは省略する。

次に、サブマウント１０５上に二波長半導体レーザ１０４を実装する。実装には半田が一般的に用いられるが、Ａｇペースト等の他材料を用いても良い。実装時には熱を加えながら、二波長半導体レーザ１０４に荷重を加えることが一般的である。しかしながら、基材２０１（図３では基材３０１）が薄くなると、荷重の大きさが制限されてしまう。その場合、基材を挟んで半導体レーザ１０４の反対側にステージ（台）を設けることで、基材が破損してしまうのを防ぐことが必要である。もしくは、サブマウント１０５や基材２０１（もしくは基材３０１）の厚みが薄くなると機械的強度が低下するため、半導体レーザチップを実装する際には、両側から２チップを同時に実装して、かかる加重を打ち消すと良い。このように、同時形成を行うことで、薄膜化による機械的強度の低下をカバーすることが出来る。二波長半導体レーザ１０４は、各レーザの発光点間距離を近接させるために基材の方に発光層（活性層）が来るようにジャンクションダウン実装することが望ましい。

二波長半導体レーザ１０４の実装が終われば、リード１０２と二波長半導体レーザ１０４の導通をとるために、ワイヤーボンダー等の設備を用いてＡｕワイヤ１０３による接続を行う。二波長半導体レーザ１０４から見てサブマウント１０５と反対側の面に対するＡｕワイヤ１０３の接続は容易であるが、サブマウント１０５側に形成された電極がある場合は、サブマウント表面に金属によるパターニングが必要となる。この場合、Ａｕワイヤ１０３はパターニングされた金属部分に接続して二波長半導体レーザ１０４と導通を取る。

続いて、基材裏面側への青色半導体レーザ１０７の実装を行う。基材２０１（図３では基材３０１）及び基材２０２（図３では基材３０１及び基材３０２）を反転もしくは１８０度回転して固定し、基材２０１（図３では基材３０１）上に半導体レーザを載せるサブマウント１０６を設ける。青色半導体レーザ１０７は二波長半導体レーザ１０４と比較して消費電力が大きく、熱も発生し易い。このサブマウント１０６にはさらに放熱性の高い材料が求められる。本実施例ではサブマウント１０６にＡｌＮを用いるが、Ｓｉ、ＳｉＣを始め、Ｃｕ等の熱伝導度の高い金属やグラファイト等やそれらの組み合わせでも構わない。チップボンダー等への固定方法としては、リード１０２を差し込む場合と、ベース１０１自体を固定する場合のどちらでも良い。基材２０１（図３では基材３０１）、ベース１０１と同様に、サブマウント１０６に関しても基材２０１（図３では基材３０１）と一体化していても良い。

その後、サブマウント１０６上に青色半導体レーザ１０７を実装する。この折、基材両面上に波長域が異なる２つ以上の半導体レーザが対向するように実装する必要がある。実装には半田が一般的に用いられるが、Ａｇペースト等の他材料を用いても良い。実装時には熱を加えながら、青色半導体レーザ１０７に荷重を加えることが一般的である。しかしながら、先程と同様に基材２０１（図３では基材３０１）が薄くなると、荷重の大きさが制限されてしまう。その場合、基材を挟んで青色半導体レーザ１０７の反対側にステージ（台）を設け、基材が破損してしまうのを防ぐことが必要である。青色半導体レーザ１０７に関しては、発光層（活性層）からの熱を効率良く逃がし、各半導体レーザの発光点間距離を近接させるためにジャンクションダウン実装（基材の方に活性層が来る）することが望ましい。

青色半導体レーザ１０７の実装が終われば、リード１０２と青色半導体レーザ１０７の導通をとるために、ワイヤーボンダー等の設備を用いてＡｕワイヤ１０３による接続を行う。青色半導体レーザ１０７から見てサブマウント１０６と反対側の面に対するＡｕワイヤ１０３の接続は容易であるが、サブマウント側に形成された電極がある場合は、サブマウント表面に金属によるパターニングが必要となる。この場合、Ａｕワイヤ１０３はパターニングされた金属部分に接続して青色半導体レーザ１０７と導通を取る。サファイア基板等の絶縁体を基板として用いた場合は、ｐ電極及びｎ電極共に同一平面上に形成される。ジャンクションダウン実装した場合には、ｐ電極及びｎ電極共にサブマウント側に来るため、サブマウント表面に二ヶ所の金属によるパターニングが必要となる。本実施例の図２、図３では、リード１０２が５本の場合を示したが、例えば二波長半導体レーザのｎ側電極と青色半導体レーザのｎ側電極とを共通のリード１０２により対応した場合は、リード１０２を４本にすることも出来る。本発明は、リード１０２の本数に関しては限定せず、半導体レーザ装置の数や種類によってリード１０２の数を３〜４本、もしくは５本以上にしても構わない。

以上、発振が必要な半導体レーザに応じてリード１０２から電流を流し、ｐ側電極及びｎ側電極にバイアスを印加することで赤外／赤色／青色の各波長に対応した半導体レーザを選択的に動作させることができる。本実施例を用いれば、基材両面にサブマウントを介して、二波長半導体レーザと青色半導体レーザを実装することにより、二波長（赤色／赤外）半導体レーザと青色半導体レーザを組み合わせて、発光点間隔を制御性良く狭めた三波長レーザ装置を実現できる。また、各半導体レーザを基材（サブマウント）上に直接実装しているため、複数の半導体レーザを高さ方向に重ねて実装した場合に比べて、実装の容易性と放熱性の面で大きな利点がある。

赤外／赤色／青色域の三波長半導体レーザ装置を光ディスク用途の光学系（光ピックアップ等）に用いる場合、発光点位置（半導体レーザ装置の出射端面位置）が同じであれば、光ディスクにおける各波長域のレーザ光の焦点深度は屈折率の波長分散により、ディスク表面側から青色、赤色、赤外の波長順に深くなる。これにより、実装後の発光点高さは青色半導体レーザより赤外／赤色の二波長半導体レーザの方が深くなってしまう（ディスク表面から遠くなる）。半導体レーザを実装する際の高さ、つまり発光点位置を調整して、ディスク表面での焦点深度を一致させることが望ましい。本実施例では、図２（もしくは図３）において青色半導体レーザ１０７及び青色半導体レーザの発光点位置１０９はそのままで、二波長半導体レーザ１０４および発光点位置１０８をベース１０１方向にシフトさせて実装する。この際、二波長半導体レーザ１０４から出射されるレーザ光のビームパターンがサブマウント１０５にかかってしまう場合は、サブマウント１０５も共にシフトさせて実装する。

本実施例では６５０ｎｍ帯に発振波長を有する赤色及び７８０ｎｍ帯に発振波長を有する赤外波長からなる二波長半導体レーザと４００ｎｍ帯に発振波長を有する青色半導体レーザの２つを両面に実装する例を示したが、半導体レーザ装置の発振波長や波長の数には、特に制限はない。必要に応じて、紫外域の半導体レーザ装置などを組み合わせることも可能である。また、単波長の半導体レーザが両面に実装されていても構わない。また、一つの面に２つ以上の半導体レーザを実装していても構わない。
（実施例３）
実施例３における半導体レーザ装置の構成について、図４を用いて製造工程に沿って説明する。

図４は実施例３における半導体レーザ装置の構成を示す図であり、図４（ａ）は実施例３における半導体レーザ装置の構成を示す平面図、図４（ｂ）は実施例３における半導体レーザ装置の二波長半導体レーザ側から見た側面図、図４（ｃ）は実施例３における半導体レーザ装置の青色半導体レーザ側から見た側面図である。

図４において、実装に用いる半導体レーザは、本実施例においても二波長半導体レーザ１０４と青色導体レーザ１０７とする。
実施例３における半導体レーザ装置を製造する際には、まず、リード１０２が繋がったベース１０１上に薄片化された少なくとも２つの対向する平面部を備えるサブマウント４０１を形成する。この薄片化されたサブマウント４０１はベース１０１と一体化していても、別々に形成されたものを接続しても良い。放熱性を向上させるためには、サブマウント４０１とベース１０１は一体化していることが望ましい。別々に形成したものを接続する場合、半田や接着剤等による接合ではチップの実装に耐えうる機械的強度（曲げ強度）を得にくいため、ベース１０１中に凹部を作りこみ、その凹部に対してサブマウント４０１を差し込む形で勘合させることが望ましい。本実施例においてサブマウント４０１はＡｌＮを用いるが、ＳｉＣを始め、熱伝導度の高い金属やグラファイト等やそれらの組み合わせでも構わない。また、熱の発生が小さい数ｍＷ級の低出力半導体レーザのみを実装するのであれば、上述したサブマウント４０１の代わりに、薄片化した基材を用いても良い。その場合は、ベース１０１と基材自体が同一材料となるため一体形成し易く、機械的強度（曲げ強度）も得やすい。

次に、サブマウント４０１を固定する。チップボンダー等への固定方法としては、リード１０２を差し込む場合と、ベース１０１自体を固定する場合とがある。但し、本発明ではサブマウント４０１の両面に半導体レーザが実装されるため、ベース１０１がリード１０２やサブマウント４０１と共に回転する機構が必要となる。両面実装の場合は反転もしくは１８０度回転する必要がある。本実施例は基材を無くし、サブマウントが基材を兼ねる構成となっている。その場合、サブマウント自体に実装時の加重に耐えうる強度が必要とされるため、ＡｌＮ、ＳｉＣといった曲げ強度が高い材料をサブマウントに用いる必要がある。
また、各半導体レーザの発光点が近接するように、サブマウント４０１厚は薄く形成しておく必要がある。半導体レーザを実装する箇所のサブマウント厚は薄く形成し、半導体レーザの実装を行わない箇所のサブマウント厚は厚く形成することで、放熱性や機械的強度を悪化させることなく、各半導体レーザの発光点を近接させることが望ましい。望ましくは、半導体レーザを実装するために加工を施した箇所におけるサブマウント４０１厚を、レーザ発光点同士の間隔（図４の距離Ｌ）が４００μｍ以下となるように制御する。さらに望ましくは、半導体レーザを実装するために加工を施した箇所におけるサブマウント４０１厚を、レーザ発光点同士の間隔（図４の距離Ｌ）が２００μｍ以下となるように制御する。理由は実施例１にて詳述したため、ここでは省略する。

次に、サブマウント４０１上に二波長半導体レーザ装置１０４を実装する。実装には半田が一般的に用いられるが、Ａｇペースト等の他材料を用いても良い。実装時には熱を加えながら、二波長半導体レーザ１０４に荷重を加えることが一般的である。しかしながら、サブマウント４０１が薄くなると、荷重の大きさが制限されてしまう。その場合、サブマウント４０１を挟んで二波長半導体レーザ１０４の反対側にステージ（台）を設けることで、サブマウント４０１が破損してしまうのを防ぐことが必要である。もしくは、サブマウント４０１の厚みが薄くなると機械的強度が低下するため、半導体レーザチップを実装する際には、両側から２チップを同時に実装して、かかる加重を打ち消すと良い。このように、同時形成を行うことで、薄膜化による機械的強度の低下をカバーすることが出来る。二波長半導体レーザ１０４は、各半導体レーザの発光点間距離を近接させるためにサブマウントの方に発光層（活性層）が来るようにジャンクションダウン実装することが望ましい。

二波長半導体レーザ１０４の実装が終われば、リード１０２と二波長半導体レーザ１０４の導通をとるために、ワイヤーボンダー等の設備を用いてＡｕワイヤ１０３による接続を行う。二波長半導体レーザ１０４から見てサブマウントと反対側の面に対するＡｕワイヤ１０３の接続は容易であるが、サブマウント側に形成された電極がある場合は、サブマウント表面に金属によるパターニングが必要となる。この場合、Ａｕワイヤ１０３はパターニングされた金属部分に接続して二波長半導体レーザ１０４と導通を取る。

続いて、裏面側への青色半導体レーザ１０７の実装を行う。サブマウント４０１を反転もしくは１８０度回転して固定する。青色半導体レーザ１０７は二波長半導体レーザ１０４と比較して消費電力が大きく、熱も発生し易いため、サブマウント４０１には放熱性の高い材料が求められる。チップボンダー等への固定方法としては、リード１０２を差し込む場合と、ベース１０１自体を固定する場合のどちらでも良い。

次に、サブマウント４０１上に青色半導体レーザ装置１０７を実装する。この折、サブマウント両面上に波長域が異なる２つ以上の半導体レーザが対向するように実装する必要がある。実装には半田が一般的に用いられるが、Ａｇペースト等の他材料を用いても良い。実装時には熱を加えながら、青色半導体レーザ１０７に荷重を加えることが一般的である。しかしながら、先程と同様にサブマウント４０１が薄くなると、荷重の大きさが制限されてしまう。その場合、サブマウント４０１を挟んで青色半導体レーザ１０７の反対側にステージ（台）を設け、サブマウント４０１が破損してしまうのを防ぐことが必要である。青色半導体レーザ１０７に関しては、発光層（活性層）からの熱を効率良く逃がし、各半導体レーザの発光点間距離を近接させるためにジャンクションダウン実装（サブマウントの方に活性層が来る）することが望ましい。

青色半導体レーザ１０７の実装が終われば、リード１０２と青色半導体レーザ１０７の導通をとるために、ワイヤーボンダー等の設備を用いてＡｕワイヤ１０３による接続を行う。青色半導体レーザ１０７から見てサブマウントと反対側の面に対するＡｕワイヤ１０３の接続は容易であるが、サブマウント側に形成された電極がある場合は、サブマウント表面に金属によるパターニングが必要となる。この場合、Ａｕワイヤ１０３はパターニングされた金属部分に接続して青色半導体レーザ１０７と導通を取る。サファイア基板等の絶縁体を基板として用いた場合は、ｐ電極及びｎ電極共に同一平面上に形成される。ジャンクションダウン実装した場合には、ｐ電極及びｎ電極共にサブマウント側に来るため、サブマウント表面に二ヶ所の金属によるパターニングが必要となる。本実施例の図４では、リード１０２が５本の場合を示したが、例えば二波長半導体レーザのｎ側電極と青色半導体レーザ置のｎ側電極とを共通のリード１０２により対応した場合は、リード１０２を４本にすることも出来る。本発明は、リード１０２の本数に関しては限定せず、半導体レーザ置の数や種類によってリード１０２の数を３〜４本、もしくは５本以上にしても構わない。

以上、発振が必要な半導体レーザに応じてリード１０２から電流を流し、ｐ側電極及びｎ側電極にバイアスを印加することで赤外／赤色／青色の各波長に対応した半導体レーザを選択的に動作させることができる。本実施例を用いれば、基材両面にサブマウントを介して、二波長半導体レーザと青色半導体レーザを実装することにより、二波長（赤色／赤外）半導体レーザと青色半導体レーザを組み合わせて、発光点間隔を制御性良く狭めた三波長レーザ装置を実現できる。また、各半導体レーザをサブマウント上に直接実装しているため、複数の半導体レーザを高さ方向に重ねて実装した場合に比べて、実装の容易性と放熱性の面で大きな利点がある。

赤外／赤色／青色域の三波長半導体レーザ装置を光ディスク用途の光学系（光ピックアップ等）に用いる場合、発光点位置（半導体レーザの出射端面位置）が同じであれば、光ディスクにおける各波長域のレーザ光の焦点深度は屈折率の波長分散により、ディスク表面側から青色、赤色、赤外の波長順に深くなる。これにより、実装後の発光点高さは青色半導体レーザより赤外／赤色の二波長半導体レーザの方が深くなってしまう（ディスク表面から遠くなる）。半導体レーザを実装する際の高さ、つまり発光点位置を調整して、ディスク表面での焦点深度を一致させることが望ましい。本実施例では、図４において青色半導体レーザ１０７及び青色半導体レーザの発光点位置１０９はそのままで、二波長半導体レーザ装置１０４および発光点位置１０８をベース１０１方向にシフトさせて実装する。この際、二波長半導体レーザ１０４から出射されるレーザ光のビームパターンがサブマウント１０５にかかってしまう場合は、サブマウント１０５を段差状に加工（二波長半導体レーザを実装する側を切削して段差を付ける）することが望ましい。

本実施例では６５０ｎｍ帯に発振波長を有する赤色及び７８０ｎｍ帯に発振波長を有する赤外波長からなる二波長半導体レーザと４００ｎｍ帯に発振波長を有する青色半導体レーザの２つを両面に実装する例を示したが、半導体レーザの発振波長や波長の数には、特に制限はない。必要に応じて、紫外域の半導体レーザなどを組み合わせることも可能である。また、単波長の半導体レーザが両面に実装されていても構わない。また、一つの面に２つ以上の半導体レーザを実装していても構わない。
（実施例４）
実施例４における半導体レーザ装置の構成について、図５を用いて製造工程に沿って説明する。

図５は実施例３における半導体レーザ装置の構成を示す図であり、図５（ａ）は実施例４における半導体レーザ装置の構成を示す平面図、図５（ｂ）は実施例４における半導体レーザ装置の二波長半導体レーザ側から見た側面図、図５（ｃ）は実施例４における半導体レーザ装置の青色半導体レーザ側から見た側面図である。

実施例４における半導体レーザ装置を製造する際には、まず、リード１０２が繋がったベース１０１上に少なくとも２つの平面部を持つ基材（ヒートシンク）５０１を形成する。後の工程で、基材５０１のそれぞれの平面部上にサブマウントを介して半導体レーザを実装する。この平面部が、互いに４５〜１３５度の角度を持って形成することが望ましい。このようにして、２つ以上の半導体レーザが発するレーザ光の光軸が並行となるように実装を行う。この２つの平面部を持つ基材５０１はベース１０１と一体化していても、別々に形成されたものを接続しても良い。放熱性を向上させるためには、２つの平面部を持つ基材５０１とベース１０１は一体化していることが望ましい。本実施例においてベース１０１及び２つの平面部を持つ基材５０１はＣｕ上に金属メッキを施したものを用いるが、ＡｌＮ、Ｓｉ、ＳｉＣを始め、熱伝導度の高い金属やグラファイト等やこれらの組み合わせでも構わない。

次に、２つの平面部を持つ基材５０１を固定し、１つの平面部の上に半導体レーザを載せるサブマウント１０５を設ける。このサブマウントは半導体レーザから発する熱を迅速に逃がすことが求められるため、放熱性の高い材料が求められる。本実施例ではサブマウント１０５にＡｌＮを用いるが、Ｓｉ、ＳｉＣを始め、Ｃｕ等の熱伝導度の高い金属やグラファイト等やこれらの組み合わせでも構わない。チップボンダー等への固定方法としては、リード１０２を差し込む場合と、ベース１０１自体を固定する場合とがある。但し、本発明では基材５０１の２つの平面部に半導体レーザが実装されるため、ベース１０１がリード１０２や２つの平面部を持つ基材５０１と共に回転する機構が必要となる。２つの平面部を持つ基材５０１、ベース１０１と同様に、サブマウント１０５に関しても２つの平面部を持つ基材５０１と一体化していても良い。

また、各半導体レーザの発光点が近接するように基材やサブマウント形状を調整する必要がある。望ましくは、半導体レーザを実装するサブマウント＋基材を、レーザ発光点同士の間隔が４００μｍ以下となるように形状を加工する。さらに望ましくは、半導体レーザを実装するサブマウント＋基材を、レーザ発光点同士の間隔が２００μｍ以下となるように形状を加工する。本実施例では、二波長半導体レーザにおける赤色／赤外波長の２発光点（発光パターン：近視野像の中心点）の内、後の工程で実装する青色半導体レーザから遠い方の発光点までの距離が２００μｍ以下となるように、サブマウントや基材を加工する。次に、サブマウント１０５上に二波長半導体レーザ１０４を実装する。実装には半田が一般的に用いられるが、Ａｇペースト等の他材料を用いても良い。実装時には熱を加えながら、二波長半導体レーザ１０４に荷重を加えることが一般的である。しかしながら、２つの平面部を持つ基材５０１に薄い部分があると、荷重の大きさが制限されてしまう。その場合、２つの平面部を持つ基材５０１の一部分にステージ（台）を設けることで、基材５０１が破損してしまうのを防ぐことができる。二波長半導体レーザ１０４は、各半導体レーザの発光点間距離を近接させるために２つの平面部を持つ基材５０１の方に発光層（活性層）が来るようにジャンクションダウン実装することが望ましい。

続いて、二波長半導体レーザ１０４が実装されたのと別の面へ青色半導体レーザ１０７を実装する。２つの平面部を持つ基材５０１を回転して固定し、２つの平面部を持つ基材５０１上の二波長半導体レーザ１０４が実装されたのと別の面に半導体レーザを載せるサブマウント１０６を設ける。青色半導体レーザ１０７は二波長半導体レーザ１０４と比較して消費電力が大きく、熱も発生し易い。このサブマウント１０６にはさらに放熱性の高い材料が求められる。本実施例ではサブマウント１０６にＡｌＮを用いるが、Ｓｉ、ＳｉＣを始め、Ｃｕ等の熱伝導度の高い金属やグラファイト等やこれらの組み合わせでも構わない。チップボンダー等への固定方法としては、リード１０２を差し込む場合と、ベース１０１自体を固定する場合のどちらでも良い。２つの平面部を持つ基材５０１、ベース１０１と同様に、サブマウント１０６に関しても２つの平面部を持つ基材５０１と一体化していても良い。

サブマウント１０６上に青色半導体レーザ１０７を実装する。実装には半田が一般的に用いられるが、Ａｇペースト等の他材料を用いても良い。実装時には熱を加えながら、青色半導体レーザ１０７に荷重を加えることが一般的である。しかしながら、先程と同様に２つの平面部を持つ基材５０１に薄い部分があると、荷重の大きさが制限されてしまう。その場合、２つの平面部を持つ基材５０１の一部分にステージ（台）を嵌合させ、２つの平面部を持つ基材５０１が破損してしまうのを防ぐことが必要である。青色半導体レーザ１０７に関しては、発光層（活性層）からの熱を効率良く逃がし、各半導体レーザの発光点間距離を近接させるためにジャンクションダウン実装（基材の方に活性層が来る）することが望ましい。

青色半導体レーザ１０７の実装が終われば、リード１０２と青色半導体レーザ１０７の導通をとるために、ワイヤーボンダー等の設備を用いてＡｕワイヤ１０３による接続を行う。青色半導体レーザ１０７から見てサブマウントと反対側の面に対するＡｕワイヤ１０３の接続は容易であるが、サブマウント側に形成された電極がある場合は、サブマウント表面に金属によるパターニングが必要となる。この場合、Ａｕワイヤ１０３はパターニングされた金属部分に接続して青色半導体レーザ１０７と導通を取る。サファイア基板等の絶縁体を基板として用いた場合は、ｐ電極及びｎ電極共に同一平面上に形成される。ジャンクションダウン実装した場合には、ｐ電極及びｎ電極共にサブマウント側に来るため、サブマウント表面に二ヶ所の金属によるパターニングが必要となる。本実施例の図５では、リード１０２が５本の場合を示したが、例えば二波長半導体レーザのｎ側電極と青色半導体レーザのｎ側電極とを共通のリード１０２により対応した場合は、リード１０２を４本にすることも出来る。本発明は、リード１０２の本数に関しては限定せず、半導体レーザの数や種類によってリード１０２の数を３〜４本、もしくは５本以上にしても構わない。

以上、発振が必要な半導体レーザに応じてリード１０２から電流を流し、ｐ側電極及びｎ側電極にバイアスを印加することで赤外／赤色／青色の各波長に対応した半導体レーザを選択的に動作させることができる。本実施例を用いれば、基材の隣接する面にそれぞれサブマウントを介して、二波長半導体レーザと青色半導体レーザを実装することにより、二波長（赤色／赤外）半導体レーザと青色半導体レーザを組み合わせて、発光点間隔を制御性良く狭めた三波長レーザ装置を実現できる。また、各半導体レーザを基材（サブマウント）上に直接実装しているため、複数の半導体レーザ装置を高さ方向に重ねて実装した場合に比べて、実装の容易性と放熱性の面で大きな利点がある。

さらに、光ディスク用途（光ピックアップ等）として青色半導体レーザを用いる場合、青色半導体レーザの光学系では、光ディスク上のピット（トラック）形状によってディスクに入射する偏光（ビーム形状）を９０°回転させる場合が多い。つまり、赤色や赤外の半導体レーザによる光学系と比較すると、ビーム形状（偏向方向）が９０°異なる。本発明は、青色半導体レーザから出射されるレーザ光のビーム形状（偏向方向）を回転させる必要が無く、光学系の簡素化、光ピックアップの簡素化を実現することが出来る。

赤外／赤色／青色域の三波長半導体レーザ装置を光ディスク用途の光学系（光ピックアップ等）に用いる場合、発光点位置（半導体レーザ装置の出射端面位置）が同じであれば、光ディスクにおける各波長域のレーザ光の焦点深度は屈折率の波長分散により、ディスク表面側から青色、赤色、赤外の波長順に深くなる。これにより、実装後の発光点高さは青色半導体レーザより赤外／赤色の二波長半導体レーザの方が深くなってしまう（ディスク表面から遠くなる）。半導体レーザを実装する際の高さ、つまり発光点位置を調整して、ディスク表面での焦点深度を一致させることが望ましい。本実施例では、図５において青色半導体レーザ１０７及び青色半導体レーザの発光点位置１０９はそのままで、二波長半導体レーザ１０４および発光点位置１０８をベース１０１方向にシフトさせて実装する。この際、二波長半導体レーザ１０４から出射されるレーザ光のビームパターンがサブマウント１０５にかかってしまう場合は、サブマウント１０５も共にシフトさせて実装する。

本実施例では６５０ｎｍ帯に発振波長を有する赤色及び７８０ｎｍ帯に発振波長を有する赤外波長からなる二波長半導体レーザと４００ｎｍ帯に発振波長を有する青色半導体レーザの２つを両面に実装する例を示したが、半導体レーザの発振波長や波長の数には、特に制限はない。必要に応じて、紫外域の半導体レーザなどを組み合わせることも可能である。また、単波長の半導体レーザが両方の面に実装されていても構わない。また、一つの面に２つ以上の半導体レーザを実装していても構わない。

以上の実施例，実施例２，実施例４において、２つのサブマウントの厚みはそれぞれ異なる厚みとしても良く、例えば、青色半導体レーザ等の熱の発生しやすい半導体レーザが搭載されたサブマウントをより薄くすることもできる。

本発明の半導体レーザ装置は、放熱性を確保しつつ、各半導体レーザ間の発光点間隔を小さくすることができ、主に光ディスクの光源などに用いられる発振波長の異なる複数の半導体レーザを実装した半導体レーザ装置等に有用である。

（ａ）実施例１における半導体レーザ装置の構成を示す平面図（ｂ）実施例１における半導体レーザ装置の二波長半導体レーザ側から見た側面図（ｃ）実施例１における半導体レーザ装置の青色半導体レーザ側から見た側面図（ａ）実施例２における厚いサブマウントと薄いサブマウントとを備える半導体レーザ装置の構成を示す平面図（ｂ）実施例２における厚いサブマウントと薄いサブマウントとを備える半導体レーザ装置の二波長半導体レーザ側から見た側面図（ｃ）実施例２における厚いサブマウントと薄いサブマウントとを備える半導体レーザ装置の青色半導体レーザ側から見た側面図（ａ）実施例２における半導体レーザ搭載領域を薄くした半導体レーザ装置の構成を示す平面図（ｂ）実施例２における半導体レーザ搭載領域を薄くした半導体レーザ装置の二波長半導体レーザ側から見た側面図（ｃ）実施例２における半導体レーザ搭載領域を薄くした半導体レーザ装置の青色半導体レーザ側から見た側面図（ａ）実施例３における半導体レーザ装置の構成を示す平面図（ｂ）実施例３における半導体レーザ装置の二波長半導体レーザ側から見た側面図（ｃ）実施例３における半導体レーザ装置の青色半導体レーザ側から見た側面図（ａ）実施例４における半導体レーザ装置の構成を示す平面図（ｂ）実施例４における半導体レーザ装置の二波長半導体レーザ側から見た側面図（ｃ）実施例４における半導体レーザ装置の青色半導体レーザ側から見た側面図（ａ）従来の二波長半導体レーザ装置の平面図（ｂ）従来の二波長半導体レーザ装置の側面図（ａ）従来のモノリシック型二波長半導体レーザ装置を示す断面図（ｂ）二波長半導体レーザ装置に青色半導体レーザを追加したハイブリッド型三波長半導体レーザ装置を示す断面図従来の光ピックアップ装置の構成を示す概略図

符号の説明

１０１ベース
１０２リード
１０３Ａｕワイヤー
１０４二波長半導体レーザ
１０５サブマウント
１０６サブマウント
１０７青色半導体レーザ
１０８発光点位置
１０９発光点位置
１１０基材（ヒートシンク）
２０１基材
２０２基材
３０１基材（半導体レーザ装置実装サイズ）
３０２基材
４０１サブマウント
５０１基材（ヒートシンク）
６０１基材（ヒートシンク）
７０１赤色半導体レーザ（波長：６５０ｎｍ）
７０２赤外半導体レーザ（波長：７８０ｎｍ）
７０３ｐ側電極
７０５基板
７０６ｎ側電極
７０７赤色半導体レーザ（波長：６５０ｎｍ）
７０８赤外半導体レーザ（波長：７８０ｎｍ）
７０９青色半導体レーザ（波長：４００ｎｍ）

Claims

複数のリードを備えるベースに発振波長の異なる複数の半導体レーザを搭載する半導体レーザ装置であって、
第１の平面部および第２の平面部の少なくとも２つの平面部を備えて前記ベースに形成される基材と、
前記第１の平面部に設けられる第１のサブマウントと、
前記第２の平面部に設けられる第２のサブマウントと、
前記第１のサブマウントに実装される第１の半導体レーザと、
前記第２のサブマウントに実装される第２の半導体レーザと、
前記リードのうちのあらかじめ定められたリードと前記第１の半導体レーザを導通させる第１の導通部と、
前記リードのうちのあらかじめ定められたリードと前記第２の半導体レーザを導通させる第２の導通部と
を有し、前記第１の半導体レーザと前記第２の半導体レーザとの発光点間距離が所定の距離より小さくなることを特徴とする半導体レーザ装置。
前記第１の平面部と前記第２の平面部が互いに対向する位置にあることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
前記基材において、前記第１のサブマウントおよび前記第２のサブマウントとの搭載領域の厚みが、前記第１のサブマウントと前記第２のサブマウントの非搭載領域よりも薄いことを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ装置。
前記第１の平面部と前記第２の平面部が互いに隣接する位置にあることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
前記第１の平面部と前記第２の平面部とが成す角度が４５度〜１３５度であることを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ装置。
前記第１のサブマウントの厚みと前記第２のサブマウントの厚みとが異なることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
前記第１のサブマウントと前記第２のサブマウントとにおいて、厚みの薄い方のサブマウントにより発熱しやすい半導体レーザを搭載することを特徴とする請求項６に記載の半導体レーザ装置。
前記基材または前記第１のサブマウントあるいは前記第２のサブマウントがＡｌＮ、Ｓｉ、ＳｉＣ、熱伝導率の高い金属材料またはグラファイトのうちからいずれか１以上の物質を選択して組み合わせた物からなることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
複数のリードを備えるベースに発振波長の異なる複数の半導体レーザを搭載する半導体レーザ装置であって、
互いに対向する第１の平面部および第２の平面部の少なくとも２つの平面部を備えて前記ベースに形成されるサブマウントと、
前記第１の平面部に実装される第１の半導体レーザと、
前記第２の平面部に実装される第２の半導体レーザと、
前記リードのうちのあらかじめ定められたリードと前記第１の半導体レーザを導通させる第１の導通部と、
前記リードのうちのあらかじめ定められたリードと前記第２の半導体レーザを導通させる第２の導通部と
を有し、前記第１の半導体レーザと前記第２の半導体レーザとの発光点間距離が所定の距離より小さくなることを特徴とする半導体レーザ装置。
前記サブマウントがＡｌＮ、Ｓｉ、ＳｉＣ、熱伝導率の高い金属材料またはグラファイトのうちからいずれか１以上の物質を選択して組み合わせた物からなることを特徴とする請求項９記載の半導体レーザ装置。
前記第１の半導体レーザは多波長半導体レーザであることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７または請求項８または請求項９または請求項１０のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
前記第２の半導体レーザは多波長半導体レーザであることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７または請求項８または請求項９または請求項１０または請求項１１のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
前記第１の半導体レーザは二波長半導体レーザで前記第２の半導体レーザは青色半導体レーザであることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７または請求項８または請求項９または請求項１０または請求項１１または請求項１２のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
前記第１の半導体レーザの発光点と前記第２の半導体レーザの発光点との距離が４００μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７または請求項８または請求項９または請求項１０または請求項１１または請求項１２または請求項１３のいずれかに記載の半導体レーザ装置。
前記第１の半導体レーザの発光点と前記第２の半導体レーザの発光点との距離が２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７または請求項８または請求項９または請求項１０または請求項１１または請求項１２または請求項１３のいずれかに記載の半導体レーザ装置。