レーザ光源装置
【課題】製造コストを抑え易いと共に所望の性能のものを製造し易いレーザ光源装置を得ること。
【解決手段】ホルダ１０に保持された半導体レーザ２０とベース３０に保持された光学素子４０ａ，４０ｂとを備えたレーザ光源装置５０を構成するにあたり、ホルダには、半導体レーザが挿入され、固定される第１貫通孔３と、該第１貫通孔の一端側を取り囲む内周凸部５と、３つ以上の切り欠き部により３つ以上のセグメントに分割されて内周凸部を取り囲む外周凸部とを設け、ベースには、光学素子が挿入され、固定される第２貫通孔２３と、上記内周凸部の上面に密着される上面３０ａとを設け、第１貫通孔と第２貫通孔とを互いに連通させ、内周凸部の上面とベースの上面とを互いに密着させて、内周凸部と外周凸部との間隙に注入された第１接着剤４３によりホルダとベースとを互いに固着させる。
【解決手段】ホルダ１０に保持された半導体レーザ２０とベース３０に保持された光学素子４０ａ，４０ｂとを備えたレーザ光源装置５０を構成するにあたり、ホルダには、半導体レーザが挿入され、固定される第１貫通孔３と、該第１貫通孔の一端側を取り囲む内周凸部５と、３つ以上の切り欠き部により３つ以上のセグメントに分割されて内周凸部を取り囲む外周凸部とを設け、ベースには、光学素子が挿入され、固定される第２貫通孔２３と、上記内周凸部の上面に密着される上面３０ａとを設け、第１貫通孔と第２貫通孔とを互いに連通させ、内周凸部の上面とベースの上面とを互いに密着させて、内周凸部と外周凸部との間隙に注入された第１接着剤４３によりホルダとベースとを互いに固着させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体レーザを保持した部材と光学素子を保持した部材とが一体化され、半導体レーザから発振されたレーザ光を光学素子で集光して出射させるレーザ光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光源装置の１つに、半導体レーザを保持した部材と光学素子を保持した部材とを一体化したものがある。例えば特許文献１には、半導体レーザが固定された基板と、半導体レーザが圧入される貫通孔を有する基台と、鏡筒を保持したホルダとをネジ止めすることにより一体化したレーザ光源装置が記載されている。このレーザ光源装置では、ホルダに形成された貫通孔の一端側に鏡筒が挿入されて接着剤により固定されており、鏡筒内にはコリメータレンズが固定されている。半導体レーザは、ホルダに形成された上記の貫通孔の他端側に光出射端を挿入させた状態で固定されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２２５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ光源装置の製造コストを抑えるという観点からは、その部品点数を少なくすることが望まれる。例えば特許文献１に記載されたレーザ光源装置での基台とホルダとを１部材とすることができれば、その製造コストを低減させることができる。
【０００５】
また、レーザ光源装置の高性能化を図るという観点からは、半導体レーザの光軸と光学素子の光軸とを高精度でアライメントすることが望まれる。例えば特許文献１に記載されたレーザ光源装置におけるように半導体レーザを保持した部材と光学素子を保持した部材とをネジで固定すると、ネジ止めする際に半導体レーザの光軸と光学素子の光軸とがずれてしまい易いので、半導体レーザの光軸と光学素子の光軸とを高精度でアライメントするという観点からは、これらの部材を接着剤で互いに固着されることが望まれる。
【０００６】
ただし、半導体レーザを保持する部材や光学素子を保持する部材は、通常、半導体レーザの駆動時に発生する熱を放散させるために熱伝導性の高い金属ないし合金により作製されるので、これらの部材を互いに固着させるにあたって光硬化性接着剤を用いると、接着剤への光照射が不十分になって当該接着剤の硬化が不十分になり易い。接着剤の硬化が不十分であると、レーザ光源装置の組み立て後に半導体レーザの光軸と光学素子の光軸とがずれてしまったり、レーザ光源装置の組み立て後に未硬化の接着剤から揮散した揮発性成分（アウトガス）により半導体レーザの光出射端や光学素子の表面が汚染されてしまったりすることがある。半導体レーザの光軸と光学素子の光軸とのずれおよび半導体レーザの光出射端や光学素子表面の汚染は、いずれも、レーザ光源装置の性能低下の要因となる。
【０００７】
光硬化性接着剤に代えて熱硬化性接着剤を用いれば、接着剤を十分に硬化させ易くなるが、熱硬化性接着剤は硬化速度が遅く、レーザ光源装置の生産性が著しく低下する。勿論、硬化促進剤を使用すれば熱硬化性接着剤を短時間で硬化させることができるが、液体の硬化促進剤を使用すると該硬化促進剤によって半導体レーザの光出射端や光学素子表面が汚染され易くなる。また、固形の硬化促進剤を使用すると、半導体レーザを保持した部材と光学素子を保持した部材とを接合する際に固形の硬化促進剤が接合界面に入らずに外に取り残されて、熱硬化性接着剤の硬化が不十分になることがある。
【０００８】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、製造コストを抑え易いと共に所望の性能のものを製造し易いレーザ光源装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するこの発明のレーザ光源装置は、第１貫通孔を有するホルダと、第１貫通孔に挿入されてホルダに保持された半導体レーザと、第２貫通孔を有するベースと、第２貫通孔に挿入されてベースに保持された光学素子とを備え、ホルダは、第１貫通孔の一端側に形成されて該第１貫通孔の一端側を取り囲む内周凸部と、内周凸部の周囲に形成され、複数の切り欠き部により複数のセグメントに分割された外周凸部とを有し、ホルダとベースとは、内周凸部の上面とベースでの一端面とを互いに密着させて、内周凸部と外周凸部との間隙に注入された第１接着剤により互いに固着されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のレーザ光源装置では、半導体レーザを保持したホルダと光学素子を保持したベースとを第１接着剤で互いに固着させているので、例えば特許文献１に記されたレーザ光源装置に比べて部品点数を低減させることができると共に、当該レーザ光源装置を組み立てる過程で半導体レーザの光軸と光学素子の光軸とがずれてしまうのを容易に防止することができる。
【００１１】
また、ホルダに形成された第１貫通孔の一端側には、上記の内周凸部および外周凸部が形成され、ホルダは、内周凸部の上面をベースの一端面に密着させてベースと固着されているので、第１接着剤からアウトガスが生じても、当該アウトガスの第１貫通孔側や第２貫通孔側への移動が内周凸部により抑えられる。結果として、半導体レーザの光出射端や光学素子の表面が第１接着剤からのアウトガスにより汚染されてしまうのを防止することができる。外周凸部に形成されている切り欠き部の少なくとも１つをアウトガスのガス抜き口として利用することもできる。
【００１２】
さらには、内周凸部の高さおよび外周凸部での切り欠き部の広さを適宜選定することにより、固形の硬化促進剤を含んだ熱硬化性または熱硬化併用型光硬化性の接着剤を第１接着剤として用いても、ホルダとベースとを圧接させたときに固形の硬化促進剤が接合界面に入らずに外に取り残されてしまうのを容易に防止することができる。結果として、第１接着剤の未硬化物を短時間でかつ確実に硬化させることが容易になる。また、第１接着剤として熱硬化性接着剤または熱硬化併用型光硬化性接着剤を用いることにより、ホルダとベースとの接着強度を高め易くなる。
【００１３】
これらの理由から、この発明によれば、製造コストを抑え易いと共に所望の性能のものを製造し易いレーザ光源装置を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明のレーザ光源装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
図１−１は、この発明のレーザ光源装置の一例を概略的に示す部分断面図であり、図１−２および図１−３は、それぞれ、図１−１に示したレーザ光源装置を図１−１での切断面とは異なる方位角の切断面で切断した部分断面図である。また、図２は、図１−１〜図１−３に示したレーザ光源装置におけるホルダを概略的に示す底面図であり、図３は、図１−１〜図１−３に示したレーザ光源装置でのホルダにおける第１接着剤と第２接着剤の分布を概略的に示す底面図である。
【００１６】
図１−１〜図１−３に示すレーザ光源装置５０は、ホルダ１０に保持された半導体レーザ２０と、ベース３０に保持された光学素子４０ａ，４０ｂとを備え、半導体レーザ２０から発振されたレーザ光を各光学素子４０ａ，４０ｂで集光して出射させる。
【００１７】
上記のホルダ１０は、例えば銅やアルミニウムのように熱伝導率が高く、加工性に優れた金属材料ないし合金材料により作製され、必要に応じ、湿気環境下での表面腐食を防止するためにニッケル等の金属めっき被膜が形成される。このホルダ１０は柱状物であり、平面視上の中央部には当該ホルダ１０をその高さ方向に貫通する第１貫通孔３が設けられている。
【００１８】
また、第１貫通孔３の一端側には、第１貫通孔３の一端側を取り囲む環状の内周凸部５が形成されており、内周凸部５の周囲には４つの切り欠き部ＣＳ1〜ＣＳ4により４つのセグメント７ａ〜７ｄ（図２および図３参照）に分割された外周凸部７が形成されている。個々のセグメント７ａ〜７ｄは円弧状を呈し、これら４つのセグメント７ａ〜７ｄと内周凸部５との間には間隙Ｇが形成されている。すなわち、外周凸部７と内周凸部５との間には間隙Ｇが形成されている。
【００１９】
内周凸部５の高さＨ（図１−３参照）は、熱硬化性接着剤に用いられる固形の硬化促進剤を間隙Ｇ内に収容できるように例えば０．０２ｍｍ以上に設定されている。また、内周凸部５の上面は平坦面に成形されている。外周凸部７の上面（各セグメント７ａ〜７ｄの上面）も平坦面に成形されており、該外周凸部７の上面は内周凸部５の上面と同一平面上にある。これら内周凸部５および外周凸部７それぞれの平面視上の幅は例えば０．５ｍｍ以上に設定され、各切り欠き部ＣＳ1〜ＣＳ4の広さ（正面視したときの幅）も例えば０．５ｍｍに設定される。
【００２０】
半導体レーザ２０は半導体レーザ素子（図示せず）をパッケージングしたものであり、図示の半導体レーザ２０は、半導体レーザ素子を収容した円筒部１３と、円筒部１３の一端側に形成されたフランジ部１５と、フランジ部１５を介して半導体レーザ素子に接続された３つの接続端子１７，１７，１７とを有するメタルＣＡＮパッケージである。この半導体レーザ２０は、光出射端をベース３０の第２貫通孔２３側に向け、各接続端子１７を外側に向けた状態でホルダ１０の第１貫通孔３に圧入されて、当該ホルダ１０に保持されている。
【００２１】
ベース３０は、例えばアルミニウム等の金属材料ないし合金材料により作製され、必要に応じ、耐食性を付与するための表面処理が施される。例えばアルミニウムを用いてベース３０を作製する際には、必要に応じて表面に陽極酸化処理が施されて耐食性が付与される。ベース３０の輪郭形状は例えば円板状であり、中央部には当該ベース３０をその厚さ方向に貫通する第２貫通孔２３が設けられている。第２貫通孔２３の内形寸法は、ベース３０でのホルダ１０側の端面３０ａ（以下、「上面３０ａ」という）から該上面３０ａに対向する端面３０ｂ（以下、「下面３０ｂ」という）側にかけて段階的に増大している。ベース３０の上面３０ａは平坦面に成形されており、該上面３０ａにホルダ１０の内周凸部５および外周凸部７がそれぞれ密着している。
【００２２】
各光学素子４０ａ，４０ｂは、半導体レーザ２０から発振されたレーザ光を集光する集光レンズであり、ベース３０の第２貫通孔２３に挿入され、固定されて、当該ベース３０に保持されている。ベース３０の上面３０ａ側に光学素子４０ａが配置され、下面３０ｂ側に光学素子４０ｂが配置されている。
【００２３】
レーザ光源装置５０においては、上述したホルダ１０とベース３０とが第１貫通孔３と第２貫通孔２３とを互いに連通させ、内周凸部５の上面とベース３０の上面３０ａとを互いに密着させて、第１接着剤４３および第２接着剤４５により互いに固着されている。図１−１および図３に示すように、第１接着剤４３は、ホルダ１０に形成された外周凸部７でのセグメント７ａ，７ｄ間の切り欠き部ＣＳ1、およびセグメント７ｂ，７ｃ間の切り欠き部ＣＳ3の各々から内周凸部５と外周凸部７との間の間隙Ｇに注入されて硬化している。また、図１−２および図３に示すように、第２接着剤４５は、各セグメント７ａ〜７ｄの外周面およびその上方からベース３０の上面３０ａに亘って塗布されて硬化している。なお、図３においては、便宜上、第１接着剤４３および第２接着剤４５の各々に互いに異なる密度でスマッジングを付してある。
【００２４】
上記第１接着剤４３としては、例えば加熱によってのみ硬化する熱硬化性接着剤や、加熱と所定波長域の光の照射のどちらによっても硬化する熱硬化併用型光硬化性接着剤が用いられる。熱硬化型接着剤の具体例としては、アミン硬化性やフェノール硬化性のエポキシ系接着剤等が挙げられ、熱硬化併用型光硬化性接着剤の具体例としては、カチオン重合型の紫外線硬化性エポキシ系接着剤等が挙げられる。また、第２接着剤４５としては、例えば所定波長域の光の照射により硬化する光硬化性または熱硬化併用型光硬化性の接着剤が用いられる。光硬化性接着剤の具体例としては、アクリレート系の紫外線硬化性接着剤や、カチオン重合型の紫外線硬化性エポキシ系接着剤等が挙げられる。
【００２５】
なお、図１−１は、図３に示したＡ−Ａ線を含む切断面でレーザ光源装置５０を切断したときの断面図であり、図１−２は、図３に示したＢ−Ｂ線を含む切断面でレーザ光源装置５０を切断したときの断面図であり、図１−３は、図３に示したＣ−Ｃ線を含む切断面でレーザ光源装置５０を切断したときの断面図である。
【００２６】
以上説明した構成を有するレーザ光源装置５０では、半導体レーザ２０を保持したホルダ１０と各光学素子４０ａ，４０ｂを保持したベース３０とを第１接着剤４３および第２接着剤４５で互いに固着させているので、例えば特許文献１に記されたレーザ光源装置に比べて部品点数を低減させることができると共に、当該レーザ光源装置５０を組み立てる過程で半導体レーザ２０の光軸と各光学素子４０ａ，４０ｂの光軸とがずれてしまうのを容易に防止することができる。
【００２７】
また、ホルダ１０に内周凸部５が形成され、該内周凸部５の上面がベース３０の上面３０ａに密着しているので、第１接着剤４３からアウトガスが生じても、当該アウトガスの第１貫通孔３側や第２貫通孔２３側への移動が内周凸部５により抑えられる。結果として、半導体レーザ２０の光出射端や各光学素子４０ａ，４０ｂの表面が上記のアウトガスにより汚染されてしまうのを防止することができる。外周凸部７に形成されている切り欠き部ＣＳ2，ＣＳ4は、上記のアウトガスのガス抜き口として機能する。
【００２８】
また、内周凸部５の高さが０．０２ｍｍ以上に設定され、外周凸部７での各切り欠き部ＣＳ1〜ＣＳ4の広さが０．５ｍｍ以上に設定されているので、第１接着剤４３として固形の硬化促進剤を含んだ熱硬化性または熱硬化併用型光硬化性の接着剤を用いても、固形の硬化促進剤の粒径が一般に０．０２ｍｍ未満であることから、第１接着剤４３の未硬化物を間隙Ｇに注入する際に、固形の硬化促進剤が間隙Ｇに入らずに外に取り残されてしまうのを容易に防止することができる。
【００２９】
結果として、第１接着剤４３の未硬化物を短時間でかつ確実に硬化させることが容易である。また、十分に広い接着面積を確保することも容易である。そして、第１接着剤４３として熱硬化性接着剤または熱硬化併用型光硬化性接着剤を用いるので、光硬化性接着剤を用いた場合に比べてホルダ１０とベース３０との接着強度を高め易い。これらの理由から、レーザ光源装置５０では、その製造コストを抑え易いと共に所望の性能のものを歩留りよく製造し易い。部品点数が低減されるので、原材料の減量化、省エネルギー化、廃棄段階での環境負荷の低減等も図ることができる。
【００３０】
上述した技術的効果を奏するレーザ光源装置５０は、例えば次のようにして製造することができる。まず、半導体レーザ２０をホルダ１０の第１貫通孔３に所定の深さだけ圧入して、当該半導体レーザ２０をホルダ１０に保持させる。また、各光学素子４０ａ，４０ｂをベース３０の第２貫通孔２３に挿入し、固定して、当該光学素子４０ａ，４０ｂをベース３０に保持させる。
【００３１】
次いで、半導体レーザ２０を保持したホルダ１０を所定の機器によりクランプしてベース３０の上面３０ａに圧接し、当該上面３０ａ上でスライドさせながらアクティブアライメントによりホルダ１０を位置決めする。ホルダ１０の位置決めが完了したら、その状態を保ったままホルダ１０の外周面からベース３０の上面３０ａにかけて第２接着剤４５の未硬化物を塗布し、所定波長域の光の照射により当該未硬化物を硬化させて、第２接着剤４５にする。なお、ベース３０上に複数個のホルダ１０（半導体レーザ２０を保持したもの）を接着してもよく、その場合には、個々のホルダ１０について位置決めおよび第２接着剤４５による接着を順次行う。
【００３２】
次に、上記の機器によるホルダ１０のクランプを解き、ホルダ１０の外周凸部７に形成されている切り欠き部ＣＳ1，ＣＳ3の各々から内周凸部５と外周凸部７との間の間隙Ｇに第１接着剤４３の未硬化物を所定量注入する。このとき、第１接着剤４３の未硬化物として熱硬化併用型光硬化性接着剤の未硬化物を用いてその一部を切り欠き部ＣＳ1，ＣＳ3の外側にまではみ出させ、当該はみ出した未硬化物を所定波長域の光の照射により硬化ないし半硬化させておくと、後工程に移行する過程で間隙Ｇ内の未硬化物が流出してしまうのを容易に防止することができる。
【００３３】
この後、間隙Ｇへの上記未硬化物の注入まで行ったホルダ１０およびベース３０をオーブンに入れ、例えば８０℃〜１５０℃程度に加熱することにより、間隙Ｇ内の上記未硬化物を硬化させて、第１接着剤４３にする。間隙Ｇに第１接着剤４３の未硬化物を注入する際に切り欠き部ＣＳ1，ＣＳ3の外側にまではみ出させて硬化ないし半硬化させた第１接着剤４３があったときには、上記オーブンでの加熱により当該はみ出させた第１接着剤４３の硬化が更に進行する。
【００３４】
このようにして第１接着剤４３まで形成することにより、レーザ光源装置５０を得ることができる。レーザ光源装置５０の使用時には、例えば半導体レーザ２０の各接続端子１７が所定の駆動回路に接続されると共にホルダ１０の上面にヒートシンク（図示せず）を介してペルチェクーラ等の冷却器（図示せず）が接続される。半導体レーザ２０によるレーザ光の発振時に生じた熱は、当該半導体レーザ２０の内部部材（図示せず）からフランジ部１５を介してホルダ１０に伝導し、該ホルダ１０からヒートシンクを介してペルチェクーラ等の冷却器に伝導して吸熱される。半導体レーザ２０で生じた熱を効率よく冷却器まで逃がすことにより、安定したレーザ発振光強度が得られる。
【００３５】
実施の形態２．
この発明のレーザ光源装置においては、半導体レーザを保持したホルダと光学素子を保持したベースとを第１接着剤のみにより互いに固着させてもよい。この場合の第１接着剤としては、熱硬化併用型光硬化性接着剤を用いることが好ましい。
【００３６】
図４は、半導体レーザを保持したホルダと光学素子を保持したベースとが第１接着剤のみにより互いに固着されているレーザ光源装置でのホルダにおける第１接着剤の分布の一例を概略的に示す底面図である。同図に示した各構成要素については既に図３を参照して説明しているので、これらの構成要素については図３で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。また、レーザ光源装置の全体構成は、例えば実施の形態１で説明したレーザ光源装置と同様の構成とすることができるので、ここではその図示を省略する。
【００３７】
第１接着剤のみによるホルダ（半導体レーザを保持したもの）とベース（光学素子を保持したもの）との固着は、例えば次のようにして行うことができる。まず、実施の形態１で説明したアクティブアライメントと同様にして、ベース上でホルダ１０（図４参照）の位置決めを行う。次いで、ホルダ１０をベースに圧接したまま、ホルダ１０の外周凸部７に形成されている少なくとも１つの切り欠き部を除いた残りの切り欠き部、例えば切り欠き部ＣＳ1，ＣＳ3（図４参照）から内周凸部５と外周凸部７との間の間隙Ｇに第１接着剤４３（図４参照）の未硬化物を所定量注入し、その後、当該未硬化物を注入した注入口（切り欠き部）を狙って所定波長域の光を照射することで上記未硬化物の一部を硬化させて、ホルダ１０をベースに仮固定する。
【００３８】
この後、仮固定まで行ったホルダ１０およびベースをオーブンに入れ、例えば８０℃〜１５０℃程度に加熱することにより、上記の間隙Ｇ内に注入した第１接着剤４３の未硬化物を硬化させて、第１接着剤４３にする。このようにして第１接着剤４３のみによりホルダ１０とベースとを互いに固着させても、実施の形態１で説明したレーザ光源装置５０（例えば図１−１参照）と同様の技術的効果を奏するレーザ光源装置を得ることができる。
【００３９】
実施の形態３．
この発明のレーザ光源装置においては、半導体レーザを保持したホルダと光学素子を保持したベースとを第１接着剤と第２接着剤とにより互いに固着させるにあたって、第２接着剤として熱硬化性接着剤を用いることもできる。この場合の第１接着剤としては、熱硬化併用型光硬化性接着剤を用いることが好ましい。
【００４０】
図５は、半導体レーザを保持したホルダと光学素子を保持したベースとが第１接着剤と第２接着剤とにより互いに固着されているレーザ光源装置でのホルダにおける第１接着剤、第２接着剤の分布の他の例を概略的に示す底面図である。同図に示した各構成要素については第２接着剤４５ａを除いて既に図３を参照して説明しているので、第２接着剤４５ａ以外の構成要素については図３で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。また、レーザ光源装置の全体構成は、例えば実施の形態１で説明したレーザ光源装置と同様の構成とすることができるので、ここではその図示を省略する。
【００４１】
第２接着剤として熱硬化性接着材を用い、該第２接着剤と第１接着剤とによってホルダ（半導体レーザを保持したもの）とベース（光学素子を保持したもの）とを互いに固着させるにあたっては、まず、実施の形態２で説明した方法と同様にして、第１接着剤によりホルダ１０（図５参照）をベースに仮固定する。次いで、ホルダ１０に形成されている外周凸部７での各セグメント７ａ〜７ｄの外周面およびその上方からベースの上面に亘って、第２接着剤４５ａ（図５参照）の未硬化物を塗布する。
【００４２】
この後、第２接着剤４５ａの未硬化物の塗布まで行ったホルダ１０およびベースをオーブンに入れ、例えば８０℃〜１５０℃程度に加熱することにより、ホルダ１０での内周凸部５と外周凸部７との間の間隙Ｇ内に注入した第１接着剤の未硬化物、および上記第２接着剤４５ａの未硬化物をそれぞれ硬化させて、第１接着剤４３、第２接着剤４５ａにする。このようにして第１接着剤４３と第２接着剤４５ａとによりホルダ１０とベースとを互いに固着させても、実施の形態１で説明したレーザ光源装置５０（例えば図１−１参照）と同様の技術的効果を奏するレーザ光源装置を得ることができる。
【００４３】
以上、この発明のレーザ光源装置について実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、この発明は上述の形態に限定されるものではない。例えば、レーザ光源装置を構成する半導体レーザの数は１以上の所望数とすることができ、半導体レーザを保持した複数のホルダを１つのベースに固着させてもよい。この場合には、ベースに複数の第２貫通孔を設けることもできるし、長孔状の１つの第２貫通孔を設けることもできる。また、１つのホルダに複数の半導体レーザを保持させることも可能である。したがって、ホルダの形状およびベースの形状は、ホルダに内周凸部および外周凸部を設けるという点を除き、適宜選定可能である。ベースに保持させる光学素子の形状も平凸レンズ、両凸レンズ、シリンドリカルレンズ等、適宜選定可能である。
【００４４】
ホルダに形成する内周凸部の平面形状は、環状に限定されるものではなく、第１貫通孔の一端側を取り囲む形状であればよい。同様に、外周凸部の平面形状は、複数のセグメントにより内周凸部を取り囲むものであればよい。ただし、外周凸部におけるセグメントの数、ひいては切り欠き部の数は、少なくとも１つの切り欠き部を接着剤からのアウトガスのガス抜き口として機能させることができ、かつ残りの切り欠き部から第１接着剤の未硬化物を注入してホルダとベースとを十分な接着面積の下に互いに固着させることができるように、２以上の所望数に選定する。特に、互いに対称の箇所に位置する２つの切り欠き部を接着剤注入のために１組以上配し、ガス抜き用の切り欠き部と合わせて計３つ以上の切り欠き部を設けることが望ましく、互いに対称の箇所に位置する２つの切り欠き部をガス抜きのために１組配し、接着剤注入のための１組の切り欠き部と合わせて計４つの切り欠き部を設ければ更によい。この発明のレーザ光源装置については、上述した以外にも種々の変形、修飾、組み合わせ等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
この発明のレーザ光源装置は、例えばレーザテレビ等の表示装置やレーザプリンタ等の印刷装置等、あるいは光通信装置での光源装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１−１】この発明のレーザ光源装置の一例を概略的に示す部分断面図である。
【図１−２】図１−１に示したレーザ光源装置を図１−１での切断面とは異なる方位角の切断面で切断した部分断面図である。
【図１−３】図１−１に示したレーザ光源装置を図１−１、図１−２での切断面とは異なる方位角の切断面で切断した部分断面図である。
【図２】図１−１〜図１−３に示したレーザ光源装置におけるホルダを概略的に示す底面図である。
【図３】図１−１〜図１−３に示したレーザ光源装置でのホルダにおける第１接着剤と第２接着剤の分布を概略的に示す底面図である。
【図４】この発明のレーザ光源装置のうち、半導体レーザを保持したホルダと光学素子を保持したベースとが第１接着剤のみにより互いに固着されているものでのホルダにおける第１接着剤の分布の一例を概略的に示す底面図である。
【図５】この発明のレーザ光源装置のうち、半導体レーザを保持したホルダと光学素子を保持したベースとが第１接着剤と第２接着剤とにより互いに固着されているものでのホルダにおける第１接着剤、第２接着剤の分布の他の例を概略的に示す底面図である。
【符号の説明】
【００４７】
３ 第１貫通孔
５ 内周凸部
７ 外周凸部
７ａ〜７ｄ セグメント
１０ ホルダ
２０ 半導体レーザ
２３ 第２貫通孔
３０ ベース
４０ａ，４０ｂ 光学素子
４３ 第１接着剤
４５，４５ａ 第２接着剤
５０ レーザ光源装置
ＣＳ1〜ＣＳ4 切り欠き部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体レーザを保持した部材と光学素子を保持した部材とが一体化され、半導体レーザから発振されたレーザ光を光学素子で集光して出射させるレーザ光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光源装置の１つに、半導体レーザを保持した部材と光学素子を保持した部材とを一体化したものがある。例えば特許文献１には、半導体レーザが固定された基板と、半導体レーザが圧入される貫通孔を有する基台と、鏡筒を保持したホルダとをネジ止めすることにより一体化したレーザ光源装置が記載されている。このレーザ光源装置では、ホルダに形成された貫通孔の一端側に鏡筒が挿入されて接着剤により固定されており、鏡筒内にはコリメータレンズが固定されている。半導体レーザは、ホルダに形成された上記の貫通孔の他端側に光出射端を挿入させた状態で固定されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２２５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ光源装置の製造コストを抑えるという観点からは、その部品点数を少なくすることが望まれる。例えば特許文献１に記載されたレーザ光源装置での基台とホルダとを１部材とすることができれば、その製造コストを低減させることができる。
【０００５】
また、レーザ光源装置の高性能化を図るという観点からは、半導体レーザの光軸と光学素子の光軸とを高精度でアライメントすることが望まれる。例えば特許文献１に記載されたレーザ光源装置におけるように半導体レーザを保持した部材と光学素子を保持した部材とをネジで固定すると、ネジ止めする際に半導体レーザの光軸と光学素子の光軸とがずれてしまい易いので、半導体レーザの光軸と光学素子の光軸とを高精度でアライメントするという観点からは、これらの部材を接着剤で互いに固着されることが望まれる。
【０００６】
ただし、半導体レーザを保持する部材や光学素子を保持する部材は、通常、半導体レーザの駆動時に発生する熱を放散させるために熱伝導性の高い金属ないし合金により作製されるので、これらの部材を互いに固着させるにあたって光硬化性接着剤を用いると、接着剤への光照射が不十分になって当該接着剤の硬化が不十分になり易い。接着剤の硬化が不十分であると、レーザ光源装置の組み立て後に半導体レーザの光軸と光学素子の光軸とがずれてしまったり、レーザ光源装置の組み立て後に未硬化の接着剤から揮散した揮発性成分（アウトガス）により半導体レーザの光出射端や光学素子の表面が汚染されてしまったりすることがある。半導体レーザの光軸と光学素子の光軸とのずれおよび半導体レーザの光出射端や光学素子表面の汚染は、いずれも、レーザ光源装置の性能低下の要因となる。
【０００７】
光硬化性接着剤に代えて熱硬化性接着剤を用いれば、接着剤を十分に硬化させ易くなるが、熱硬化性接着剤は硬化速度が遅く、レーザ光源装置の生産性が著しく低下する。勿論、硬化促進剤を使用すれば熱硬化性接着剤を短時間で硬化させることができるが、液体の硬化促進剤を使用すると該硬化促進剤によって半導体レーザの光出射端や光学素子表面が汚染され易くなる。また、固形の硬化促進剤を使用すると、半導体レーザを保持した部材と光学素子を保持した部材とを接合する際に固形の硬化促進剤が接合界面に入らずに外に取り残されて、熱硬化性接着剤の硬化が不十分になることがある。
【０００８】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、製造コストを抑え易いと共に所望の性能のものを製造し易いレーザ光源装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するこの発明のレーザ光源装置は、第１貫通孔を有するホルダと、第１貫通孔に挿入されてホルダに保持された半導体レーザと、第２貫通孔を有するベースと、第２貫通孔に挿入されてベースに保持された光学素子とを備え、ホルダは、第１貫通孔の一端側に形成されて該第１貫通孔の一端側を取り囲む内周凸部と、内周凸部の周囲に形成され、複数の切り欠き部により複数のセグメントに分割された外周凸部とを有し、ホルダとベースとは、内周凸部の上面とベースでの一端面とを互いに密着させて、内周凸部と外周凸部との間隙に注入された第１接着剤により互いに固着されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のレーザ光源装置では、半導体レーザを保持したホルダと光学素子を保持したベースとを第１接着剤で互いに固着させているので、例えば特許文献１に記されたレーザ光源装置に比べて部品点数を低減させることができると共に、当該レーザ光源装置を組み立てる過程で半導体レーザの光軸と光学素子の光軸とがずれてしまうのを容易に防止することができる。
【００１１】
また、ホルダに形成された第１貫通孔の一端側には、上記の内周凸部および外周凸部が形成され、ホルダは、内周凸部の上面をベースの一端面に密着させてベースと固着されているので、第１接着剤からアウトガスが生じても、当該アウトガスの第１貫通孔側や第２貫通孔側への移動が内周凸部により抑えられる。結果として、半導体レーザの光出射端や光学素子の表面が第１接着剤からのアウトガスにより汚染されてしまうのを防止することができる。外周凸部に形成されている切り欠き部の少なくとも１つをアウトガスのガス抜き口として利用することもできる。
【００１２】
さらには、内周凸部の高さおよび外周凸部での切り欠き部の広さを適宜選定することにより、固形の硬化促進剤を含んだ熱硬化性または熱硬化併用型光硬化性の接着剤を第１接着剤として用いても、ホルダとベースとを圧接させたときに固形の硬化促進剤が接合界面に入らずに外に取り残されてしまうのを容易に防止することができる。結果として、第１接着剤の未硬化物を短時間でかつ確実に硬化させることが容易になる。また、第１接着剤として熱硬化性接着剤または熱硬化併用型光硬化性接着剤を用いることにより、ホルダとベースとの接着強度を高め易くなる。
【００１３】
これらの理由から、この発明によれば、製造コストを抑え易いと共に所望の性能のものを製造し易いレーザ光源装置を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明のレーザ光源装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
図１−１は、この発明のレーザ光源装置の一例を概略的に示す部分断面図であり、図１−２および図１−３は、それぞれ、図１−１に示したレーザ光源装置を図１−１での切断面とは異なる方位角の切断面で切断した部分断面図である。また、図２は、図１−１〜図１−３に示したレーザ光源装置におけるホルダを概略的に示す底面図であり、図３は、図１−１〜図１−３に示したレーザ光源装置でのホルダにおける第１接着剤と第２接着剤の分布を概略的に示す底面図である。
【００１６】
図１−１〜図１−３に示すレーザ光源装置５０は、ホルダ１０に保持された半導体レーザ２０と、ベース３０に保持された光学素子４０ａ，４０ｂとを備え、半導体レーザ２０から発振されたレーザ光を各光学素子４０ａ，４０ｂで集光して出射させる。
【００１７】
上記のホルダ１０は、例えば銅やアルミニウムのように熱伝導率が高く、加工性に優れた金属材料ないし合金材料により作製され、必要に応じ、湿気環境下での表面腐食を防止するためにニッケル等の金属めっき被膜が形成される。このホルダ１０は柱状物であり、平面視上の中央部には当該ホルダ１０をその高さ方向に貫通する第１貫通孔３が設けられている。
【００１８】
また、第１貫通孔３の一端側には、第１貫通孔３の一端側を取り囲む環状の内周凸部５が形成されており、内周凸部５の周囲には４つの切り欠き部ＣＳ1〜ＣＳ4により４つのセグメント７ａ〜７ｄ（図２および図３参照）に分割された外周凸部７が形成されている。個々のセグメント７ａ〜７ｄは円弧状を呈し、これら４つのセグメント７ａ〜７ｄと内周凸部５との間には間隙Ｇが形成されている。すなわち、外周凸部７と内周凸部５との間には間隙Ｇが形成されている。
【００１９】
内周凸部５の高さＨ（図１−３参照）は、熱硬化性接着剤に用いられる固形の硬化促進剤を間隙Ｇ内に収容できるように例えば０．０２ｍｍ以上に設定されている。また、内周凸部５の上面は平坦面に成形されている。外周凸部７の上面（各セグメント７ａ〜７ｄの上面）も平坦面に成形されており、該外周凸部７の上面は内周凸部５の上面と同一平面上にある。これら内周凸部５および外周凸部７それぞれの平面視上の幅は例えば０．５ｍｍ以上に設定され、各切り欠き部ＣＳ1〜ＣＳ4の広さ（正面視したときの幅）も例えば０．５ｍｍに設定される。
【００２０】
半導体レーザ２０は半導体レーザ素子（図示せず）をパッケージングしたものであり、図示の半導体レーザ２０は、半導体レーザ素子を収容した円筒部１３と、円筒部１３の一端側に形成されたフランジ部１５と、フランジ部１５を介して半導体レーザ素子に接続された３つの接続端子１７，１７，１７とを有するメタルＣＡＮパッケージである。この半導体レーザ２０は、光出射端をベース３０の第２貫通孔２３側に向け、各接続端子１７を外側に向けた状態でホルダ１０の第１貫通孔３に圧入されて、当該ホルダ１０に保持されている。
【００２１】
ベース３０は、例えばアルミニウム等の金属材料ないし合金材料により作製され、必要に応じ、耐食性を付与するための表面処理が施される。例えばアルミニウムを用いてベース３０を作製する際には、必要に応じて表面に陽極酸化処理が施されて耐食性が付与される。ベース３０の輪郭形状は例えば円板状であり、中央部には当該ベース３０をその厚さ方向に貫通する第２貫通孔２３が設けられている。第２貫通孔２３の内形寸法は、ベース３０でのホルダ１０側の端面３０ａ（以下、「上面３０ａ」という）から該上面３０ａに対向する端面３０ｂ（以下、「下面３０ｂ」という）側にかけて段階的に増大している。ベース３０の上面３０ａは平坦面に成形されており、該上面３０ａにホルダ１０の内周凸部５および外周凸部７がそれぞれ密着している。
【００２２】
各光学素子４０ａ，４０ｂは、半導体レーザ２０から発振されたレーザ光を集光する集光レンズであり、ベース３０の第２貫通孔２３に挿入され、固定されて、当該ベース３０に保持されている。ベース３０の上面３０ａ側に光学素子４０ａが配置され、下面３０ｂ側に光学素子４０ｂが配置されている。
【００２３】
レーザ光源装置５０においては、上述したホルダ１０とベース３０とが第１貫通孔３と第２貫通孔２３とを互いに連通させ、内周凸部５の上面とベース３０の上面３０ａとを互いに密着させて、第１接着剤４３および第２接着剤４５により互いに固着されている。図１−１および図３に示すように、第１接着剤４３は、ホルダ１０に形成された外周凸部７でのセグメント７ａ，７ｄ間の切り欠き部ＣＳ1、およびセグメント７ｂ，７ｃ間の切り欠き部ＣＳ3の各々から内周凸部５と外周凸部７との間の間隙Ｇに注入されて硬化している。また、図１−２および図３に示すように、第２接着剤４５は、各セグメント７ａ〜７ｄの外周面およびその上方からベース３０の上面３０ａに亘って塗布されて硬化している。なお、図３においては、便宜上、第１接着剤４３および第２接着剤４５の各々に互いに異なる密度でスマッジングを付してある。
【００２４】
上記第１接着剤４３としては、例えば加熱によってのみ硬化する熱硬化性接着剤や、加熱と所定波長域の光の照射のどちらによっても硬化する熱硬化併用型光硬化性接着剤が用いられる。熱硬化型接着剤の具体例としては、アミン硬化性やフェノール硬化性のエポキシ系接着剤等が挙げられ、熱硬化併用型光硬化性接着剤の具体例としては、カチオン重合型の紫外線硬化性エポキシ系接着剤等が挙げられる。また、第２接着剤４５としては、例えば所定波長域の光の照射により硬化する光硬化性または熱硬化併用型光硬化性の接着剤が用いられる。光硬化性接着剤の具体例としては、アクリレート系の紫外線硬化性接着剤や、カチオン重合型の紫外線硬化性エポキシ系接着剤等が挙げられる。
【００２５】
なお、図１−１は、図３に示したＡ−Ａ線を含む切断面でレーザ光源装置５０を切断したときの断面図であり、図１−２は、図３に示したＢ−Ｂ線を含む切断面でレーザ光源装置５０を切断したときの断面図であり、図１−３は、図３に示したＣ−Ｃ線を含む切断面でレーザ光源装置５０を切断したときの断面図である。
【００２６】
以上説明した構成を有するレーザ光源装置５０では、半導体レーザ２０を保持したホルダ１０と各光学素子４０ａ，４０ｂを保持したベース３０とを第１接着剤４３および第２接着剤４５で互いに固着させているので、例えば特許文献１に記されたレーザ光源装置に比べて部品点数を低減させることができると共に、当該レーザ光源装置５０を組み立てる過程で半導体レーザ２０の光軸と各光学素子４０ａ，４０ｂの光軸とがずれてしまうのを容易に防止することができる。
【００２７】
また、ホルダ１０に内周凸部５が形成され、該内周凸部５の上面がベース３０の上面３０ａに密着しているので、第１接着剤４３からアウトガスが生じても、当該アウトガスの第１貫通孔３側や第２貫通孔２３側への移動が内周凸部５により抑えられる。結果として、半導体レーザ２０の光出射端や各光学素子４０ａ，４０ｂの表面が上記のアウトガスにより汚染されてしまうのを防止することができる。外周凸部７に形成されている切り欠き部ＣＳ2，ＣＳ4は、上記のアウトガスのガス抜き口として機能する。
【００２８】
また、内周凸部５の高さが０．０２ｍｍ以上に設定され、外周凸部７での各切り欠き部ＣＳ1〜ＣＳ4の広さが０．５ｍｍ以上に設定されているので、第１接着剤４３として固形の硬化促進剤を含んだ熱硬化性または熱硬化併用型光硬化性の接着剤を用いても、固形の硬化促進剤の粒径が一般に０．０２ｍｍ未満であることから、第１接着剤４３の未硬化物を間隙Ｇに注入する際に、固形の硬化促進剤が間隙Ｇに入らずに外に取り残されてしまうのを容易に防止することができる。
【００２９】
結果として、第１接着剤４３の未硬化物を短時間でかつ確実に硬化させることが容易である。また、十分に広い接着面積を確保することも容易である。そして、第１接着剤４３として熱硬化性接着剤または熱硬化併用型光硬化性接着剤を用いるので、光硬化性接着剤を用いた場合に比べてホルダ１０とベース３０との接着強度を高め易い。これらの理由から、レーザ光源装置５０では、その製造コストを抑え易いと共に所望の性能のものを歩留りよく製造し易い。部品点数が低減されるので、原材料の減量化、省エネルギー化、廃棄段階での環境負荷の低減等も図ることができる。
【００３０】
上述した技術的効果を奏するレーザ光源装置５０は、例えば次のようにして製造することができる。まず、半導体レーザ２０をホルダ１０の第１貫通孔３に所定の深さだけ圧入して、当該半導体レーザ２０をホルダ１０に保持させる。また、各光学素子４０ａ，４０ｂをベース３０の第２貫通孔２３に挿入し、固定して、当該光学素子４０ａ，４０ｂをベース３０に保持させる。
【００３１】
次いで、半導体レーザ２０を保持したホルダ１０を所定の機器によりクランプしてベース３０の上面３０ａに圧接し、当該上面３０ａ上でスライドさせながらアクティブアライメントによりホルダ１０を位置決めする。ホルダ１０の位置決めが完了したら、その状態を保ったままホルダ１０の外周面からベース３０の上面３０ａにかけて第２接着剤４５の未硬化物を塗布し、所定波長域の光の照射により当該未硬化物を硬化させて、第２接着剤４５にする。なお、ベース３０上に複数個のホルダ１０（半導体レーザ２０を保持したもの）を接着してもよく、その場合には、個々のホルダ１０について位置決めおよび第２接着剤４５による接着を順次行う。
【００３２】
次に、上記の機器によるホルダ１０のクランプを解き、ホルダ１０の外周凸部７に形成されている切り欠き部ＣＳ1，ＣＳ3の各々から内周凸部５と外周凸部７との間の間隙Ｇに第１接着剤４３の未硬化物を所定量注入する。このとき、第１接着剤４３の未硬化物として熱硬化併用型光硬化性接着剤の未硬化物を用いてその一部を切り欠き部ＣＳ1，ＣＳ3の外側にまではみ出させ、当該はみ出した未硬化物を所定波長域の光の照射により硬化ないし半硬化させておくと、後工程に移行する過程で間隙Ｇ内の未硬化物が流出してしまうのを容易に防止することができる。
【００３３】
この後、間隙Ｇへの上記未硬化物の注入まで行ったホルダ１０およびベース３０をオーブンに入れ、例えば８０℃〜１５０℃程度に加熱することにより、間隙Ｇ内の上記未硬化物を硬化させて、第１接着剤４３にする。間隙Ｇに第１接着剤４３の未硬化物を注入する際に切り欠き部ＣＳ1，ＣＳ3の外側にまではみ出させて硬化ないし半硬化させた第１接着剤４３があったときには、上記オーブンでの加熱により当該はみ出させた第１接着剤４３の硬化が更に進行する。
【００３４】
このようにして第１接着剤４３まで形成することにより、レーザ光源装置５０を得ることができる。レーザ光源装置５０の使用時には、例えば半導体レーザ２０の各接続端子１７が所定の駆動回路に接続されると共にホルダ１０の上面にヒートシンク（図示せず）を介してペルチェクーラ等の冷却器（図示せず）が接続される。半導体レーザ２０によるレーザ光の発振時に生じた熱は、当該半導体レーザ２０の内部部材（図示せず）からフランジ部１５を介してホルダ１０に伝導し、該ホルダ１０からヒートシンクを介してペルチェクーラ等の冷却器に伝導して吸熱される。半導体レーザ２０で生じた熱を効率よく冷却器まで逃がすことにより、安定したレーザ発振光強度が得られる。
【００３５】
実施の形態２．
この発明のレーザ光源装置においては、半導体レーザを保持したホルダと光学素子を保持したベースとを第１接着剤のみにより互いに固着させてもよい。この場合の第１接着剤としては、熱硬化併用型光硬化性接着剤を用いることが好ましい。
【００３６】
図４は、半導体レーザを保持したホルダと光学素子を保持したベースとが第１接着剤のみにより互いに固着されているレーザ光源装置でのホルダにおける第１接着剤の分布の一例を概略的に示す底面図である。同図に示した各構成要素については既に図３を参照して説明しているので、これらの構成要素については図３で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。また、レーザ光源装置の全体構成は、例えば実施の形態１で説明したレーザ光源装置と同様の構成とすることができるので、ここではその図示を省略する。
【００３７】
第１接着剤のみによるホルダ（半導体レーザを保持したもの）とベース（光学素子を保持したもの）との固着は、例えば次のようにして行うことができる。まず、実施の形態１で説明したアクティブアライメントと同様にして、ベース上でホルダ１０（図４参照）の位置決めを行う。次いで、ホルダ１０をベースに圧接したまま、ホルダ１０の外周凸部７に形成されている少なくとも１つの切り欠き部を除いた残りの切り欠き部、例えば切り欠き部ＣＳ1，ＣＳ3（図４参照）から内周凸部５と外周凸部７との間の間隙Ｇに第１接着剤４３（図４参照）の未硬化物を所定量注入し、その後、当該未硬化物を注入した注入口（切り欠き部）を狙って所定波長域の光を照射することで上記未硬化物の一部を硬化させて、ホルダ１０をベースに仮固定する。
【００３８】
この後、仮固定まで行ったホルダ１０およびベースをオーブンに入れ、例えば８０℃〜１５０℃程度に加熱することにより、上記の間隙Ｇ内に注入した第１接着剤４３の未硬化物を硬化させて、第１接着剤４３にする。このようにして第１接着剤４３のみによりホルダ１０とベースとを互いに固着させても、実施の形態１で説明したレーザ光源装置５０（例えば図１−１参照）と同様の技術的効果を奏するレーザ光源装置を得ることができる。
【００３９】
実施の形態３．
この発明のレーザ光源装置においては、半導体レーザを保持したホルダと光学素子を保持したベースとを第１接着剤と第２接着剤とにより互いに固着させるにあたって、第２接着剤として熱硬化性接着剤を用いることもできる。この場合の第１接着剤としては、熱硬化併用型光硬化性接着剤を用いることが好ましい。
【００４０】
図５は、半導体レーザを保持したホルダと光学素子を保持したベースとが第１接着剤と第２接着剤とにより互いに固着されているレーザ光源装置でのホルダにおける第１接着剤、第２接着剤の分布の他の例を概略的に示す底面図である。同図に示した各構成要素については第２接着剤４５ａを除いて既に図３を参照して説明しているので、第２接着剤４５ａ以外の構成要素については図３で用いた参照符号と同じ参照符号を付してその説明を省略する。また、レーザ光源装置の全体構成は、例えば実施の形態１で説明したレーザ光源装置と同様の構成とすることができるので、ここではその図示を省略する。
【００４１】
第２接着剤として熱硬化性接着材を用い、該第２接着剤と第１接着剤とによってホルダ（半導体レーザを保持したもの）とベース（光学素子を保持したもの）とを互いに固着させるにあたっては、まず、実施の形態２で説明した方法と同様にして、第１接着剤によりホルダ１０（図５参照）をベースに仮固定する。次いで、ホルダ１０に形成されている外周凸部７での各セグメント７ａ〜７ｄの外周面およびその上方からベースの上面に亘って、第２接着剤４５ａ（図５参照）の未硬化物を塗布する。
【００４２】
この後、第２接着剤４５ａの未硬化物の塗布まで行ったホルダ１０およびベースをオーブンに入れ、例えば８０℃〜１５０℃程度に加熱することにより、ホルダ１０での内周凸部５と外周凸部７との間の間隙Ｇ内に注入した第１接着剤の未硬化物、および上記第２接着剤４５ａの未硬化物をそれぞれ硬化させて、第１接着剤４３、第２接着剤４５ａにする。このようにして第１接着剤４３と第２接着剤４５ａとによりホルダ１０とベースとを互いに固着させても、実施の形態１で説明したレーザ光源装置５０（例えば図１−１参照）と同様の技術的効果を奏するレーザ光源装置を得ることができる。
【００４３】
以上、この発明のレーザ光源装置について実施の形態を挙げて説明したが、前述のように、この発明は上述の形態に限定されるものではない。例えば、レーザ光源装置を構成する半導体レーザの数は１以上の所望数とすることができ、半導体レーザを保持した複数のホルダを１つのベースに固着させてもよい。この場合には、ベースに複数の第２貫通孔を設けることもできるし、長孔状の１つの第２貫通孔を設けることもできる。また、１つのホルダに複数の半導体レーザを保持させることも可能である。したがって、ホルダの形状およびベースの形状は、ホルダに内周凸部および外周凸部を設けるという点を除き、適宜選定可能である。ベースに保持させる光学素子の形状も平凸レンズ、両凸レンズ、シリンドリカルレンズ等、適宜選定可能である。
【００４４】
ホルダに形成する内周凸部の平面形状は、環状に限定されるものではなく、第１貫通孔の一端側を取り囲む形状であればよい。同様に、外周凸部の平面形状は、複数のセグメントにより内周凸部を取り囲むものであればよい。ただし、外周凸部におけるセグメントの数、ひいては切り欠き部の数は、少なくとも１つの切り欠き部を接着剤からのアウトガスのガス抜き口として機能させることができ、かつ残りの切り欠き部から第１接着剤の未硬化物を注入してホルダとベースとを十分な接着面積の下に互いに固着させることができるように、２以上の所望数に選定する。特に、互いに対称の箇所に位置する２つの切り欠き部を接着剤注入のために１組以上配し、ガス抜き用の切り欠き部と合わせて計３つ以上の切り欠き部を設けることが望ましく、互いに対称の箇所に位置する２つの切り欠き部をガス抜きのために１組配し、接着剤注入のための１組の切り欠き部と合わせて計４つの切り欠き部を設ければ更によい。この発明のレーザ光源装置については、上述した以外にも種々の変形、修飾、組み合わせ等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
この発明のレーザ光源装置は、例えばレーザテレビ等の表示装置やレーザプリンタ等の印刷装置等、あるいは光通信装置での光源装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１−１】この発明のレーザ光源装置の一例を概略的に示す部分断面図である。
【図１−２】図１−１に示したレーザ光源装置を図１−１での切断面とは異なる方位角の切断面で切断した部分断面図である。
【図１−３】図１−１に示したレーザ光源装置を図１−１、図１−２での切断面とは異なる方位角の切断面で切断した部分断面図である。
【図２】図１−１〜図１−３に示したレーザ光源装置におけるホルダを概略的に示す底面図である。
【図３】図１−１〜図１−３に示したレーザ光源装置でのホルダにおける第１接着剤と第２接着剤の分布を概略的に示す底面図である。
【図４】この発明のレーザ光源装置のうち、半導体レーザを保持したホルダと光学素子を保持したベースとが第１接着剤のみにより互いに固着されているものでのホルダにおける第１接着剤の分布の一例を概略的に示す底面図である。
【図５】この発明のレーザ光源装置のうち、半導体レーザを保持したホルダと光学素子を保持したベースとが第１接着剤と第２接着剤とにより互いに固着されているものでのホルダにおける第１接着剤、第２接着剤の分布の他の例を概略的に示す底面図である。
【符号の説明】
【００４７】
３ 第１貫通孔
５ 内周凸部
７ 外周凸部
７ａ〜７ｄ セグメント
１０ ホルダ
２０ 半導体レーザ
２３ 第２貫通孔
３０ ベース
４０ａ，４０ｂ 光学素子
４３ 第１接着剤
４５，４５ａ 第２接着剤
５０ レーザ光源装置
ＣＳ1〜ＣＳ4 切り欠き部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１貫通孔を有するホルダと、前記第１貫通孔に挿入されて前記ホルダに保持された半導体レーザと、第２貫通孔を有するベースと、前記第２貫通孔に挿入されて前記ベースに保持された光学素子とを備え、
前記ホルダは、
前記第１貫通孔の一端側に形成されて該第１貫通孔の一端側を取り囲む内周凸部と、
前記内周凸部の周囲に形成され、複数の切り欠き部により複数のセグメントに分割された外周凸部と、
を有し、
該ホルダと前記ベースとは、前記内周凸部の上面と前記ベースでの一端面とを互いに密着させて、前記内周凸部と前記外周凸部との間隙に注入された第１接着剤により互いに固着されている、
ことを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項２】
前記外周凸部の上面は、前記内周凸部の上面と同一平面上にあることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源装置。
【請求項３】
前記内周凸部の高さは、０．０２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ光源装置。
【請求項４】
前記外周凸部は３つ以上の切り欠き部により３つ以上のセグメントに分割されており、
前記第１接着剤は、前記３つ以上の切り欠き部のうちの少なくとも１つを除いた残りの切り欠き部から前記内周凸部と前記外周凸部との間隙に注入されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のレーザ光源装置。
【請求項５】
前記第１接着剤は、熱硬化性接着剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のレーザ光源装置。
【請求項６】
前記第１接着剤は、熱硬化併用型光硬化性接着剤であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のレーザ光源装置。
【請求項７】
前記ホルダは、前記セグメントの外周面から前記ベースでのホルダ側の端面に亘って塗布された第２接着剤によっても前記ベースに固着されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のレーザ光源装置。
【請求項８】
前記第２接着剤は、光硬化性接着剤であることを特徴とする請求項７に記載のレーザ光源装置。
【請求項９】
前記第２接着剤は、熱光硬化性接着剤であることを特徴とする請求項７に記載のレーザ光源装置。
【請求項１０】
前記第２接着剤は、熱硬化併用型光硬化性接着剤であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１つに記載のレーザ光源装置。
【請求項１】
第１貫通孔を有するホルダと、前記第１貫通孔に挿入されて前記ホルダに保持された半導体レーザと、第２貫通孔を有するベースと、前記第２貫通孔に挿入されて前記ベースに保持された光学素子とを備え、
前記ホルダは、
前記第１貫通孔の一端側に形成されて該第１貫通孔の一端側を取り囲む内周凸部と、
前記内周凸部の周囲に形成され、複数の切り欠き部により複数のセグメントに分割された外周凸部と、
を有し、
該ホルダと前記ベースとは、前記内周凸部の上面と前記ベースでの一端面とを互いに密着させて、前記内周凸部と前記外周凸部との間隙に注入された第１接着剤により互いに固着されている、
ことを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項２】
前記外周凸部の上面は、前記内周凸部の上面と同一平面上にあることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源装置。
【請求項３】
前記内周凸部の高さは、０．０２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ光源装置。
【請求項４】
前記外周凸部は３つ以上の切り欠き部により３つ以上のセグメントに分割されており、
前記第１接着剤は、前記３つ以上の切り欠き部のうちの少なくとも１つを除いた残りの切り欠き部から前記内周凸部と前記外周凸部との間隙に注入されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のレーザ光源装置。
【請求項５】
前記第１接着剤は、熱硬化性接着剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のレーザ光源装置。
【請求項６】
前記第１接着剤は、熱硬化併用型光硬化性接着剤であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のレーザ光源装置。
【請求項７】
前記ホルダは、前記セグメントの外周面から前記ベースでのホルダ側の端面に亘って塗布された第２接着剤によっても前記ベースに固着されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のレーザ光源装置。
【請求項８】
前記第２接着剤は、光硬化性接着剤であることを特徴とする請求項７に記載のレーザ光源装置。
【請求項９】
前記第２接着剤は、熱光硬化性接着剤であることを特徴とする請求項７に記載のレーザ光源装置。
【請求項１０】
前記第２接着剤は、熱硬化併用型光硬化性接着剤であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１つに記載のレーザ光源装置。
【図１−１】
【図１−２】
【図１−３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１−２】
【図１−３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２４６０４０（Ｐ２００９−２４６０４０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８８７０９（Ｐ２００８−８８７０９）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]