阅读说明：本技术 光源装置 (Light source device ) 是由 永原靖治 于 2019-06-13 设计创作，主要内容包括：本公开提供一种能够期待斑点噪声的充分减轻的光源装置。本公开提供一种光源装置(1),该光源装置(1)具备：基板(12)；包含载置在基板(12)上的辅助座(40A、40B)以及载置在辅助座(40A、40B)上的半导体激光器元件(30)的激光光源(100A、100B),多个激光光源(100A、100B)各自独立地配置在基板(12)上,在相邻配置的出射相同波段的光的激光光源(100A、100B)中,各个激光光源(100A、100B)的半导体激光器元件(30)以及基板(12)之间的热阻不同。(The present disclosure provides a light source device that can expect sufficient reduction of speckle noise. The present disclosure provides a light source device (1), the light source device (1) comprising: a substrate (12); laser light sources (100A, 100B) including auxiliary seats (40A, 40B) mounted on a substrate (12) and semiconductor laser elements (30) mounted on the auxiliary seats (40A, 40B), wherein the plurality of laser light sources (100A, 100B) are independently arranged on the substrate (12), and in the laser light sources (100A, 100B) arranged adjacently and emitting light of the same wavelength band, the semiconductor laser elements (30) of the laser light sources (100A, 100B) and the substrate (12) have different thermal resistances.)

光源装置

技术领域

本发明涉及具备半导体激光器的光源装置。

背景技术

具备半导体激光器的光源装置在各种各样的产业领域中使用。其中，有具备多个出射相同波段的光的半导体激光器元件的光源装置。其中，提出了一种光源装置，该光源装置具备多个半导体激光器元件横向排列地一体形成的半导体激光器阵列以及与该半导体激光器阵列的下表面相接的热沉，并使热沉的材质在半导体激光器阵列的横向上的中央区域以及端部区域不同(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：WO2015/063973公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1所记载的光源装置中，由于在半导体激光器阵列的横向上散热效率不均匀，因此半导体激光器元件的波长宽度变宽，能够减轻斑点噪声。但是，由于只是在半导体激光器阵列的中央区域和端部区域使热沉的材质不同，因此除了材质改变的部位以外，相邻的半导体激光器元件与相同材质的热沉相接。因而，由于相邻的许多半导体激光器元件的散热效率并不怎么变化，出射的光的波长也不怎么变化，因此无法实现斑点噪声的充分减轻。

本公开是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够期待斑点噪声的充分减轻的光源装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，在本发明的一个方式所涉及的光源装置中，具备：基板；以及激光光源，包含载置在所述基板上的辅助座以及载置在所述辅助座上的半导体激光器元件，多个所述激光光源各自独立地配置在所述基板上，在相邻配置的出射相同波段的光的所述激光光源中，各个所述激光光源的所述半导体激光器元件以及所述基板之间的热阻不同。

发明效果

如以上，在本公开中，能够提供一种能期待斑点噪声的充分减轻的光源装置。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的第1实施方式所涉及的光源装置的一部分的侧视图。

图2是示意性地表示本发明的第2实施方式所涉及的光源装置的一部分的侧视图。

图3是示意性地表示本发明的第3实施方式所涉及的光源装置的一部分的侧视图。

图4A是示意性地表示热阻不同的两种激光光源的配置模式的一例的侧视图。

图4B是示意性地表示热阻不同的三种激光光源的配置模式的一例的侧视图。

图4C是示意性地表示热阻不同的三种激光光源的配置模式的其他例子的侧视图。

图5A是示意性地表示具备与各个激光光源对应的准直透镜的光源装置的一例的俯视图。

图5B是图5A中的A-A剖视图。

图5C是图5A中的B-B剖视图。

图5D是图5A中的C-C剖视图。

附图标记说明

1：光源装置

10：封装体

12：基板

14：侧壁

20：透镜阵列

22：透镜部

24：连接部

30：半导体激光器元件

40A～F：辅助座

50：反射镜

60：线材

70：中继构件

82：主体部

84：透光性构件

90：引线

100：激光光源

LA：光入射面

LB：光出射面

具体实施方式

以下，参照附图，对用于实施本发明的实施方式、实施例进行说明。另外，以下说明的光源装置是用于使本发明的技术思想具体化的装置，只要没有特定的记载，本发明就不限定于以下内容。

在各附图中，有时对具有相同功能的构件标注相同的附图标记。考虑到要点的说明或者理解的容易性，有时会为了方便而分成实施方式、实施例来表示，但能够进行不同的实施方式、实施例中示出的结构的部分置换或者组合。在后述的实施方式、实施例中，省略对与前述共同的事项的记述，仅对不同点进行说明。特别是，对于基于同样的结构的同样的作用效果，在每个实施方式、实施例中并不依次提及。各附图所示的构件的大小、位置关系等也有时会为了明确说明而夸张地示出。

(第1实施方式所涉及的光源装置)

首先，参照图1，对本发明的第1实施方式所涉及的光源装置进行说明。图1是示意性地表示本发明的第1实施方式所涉及的光源装置的一部分的侧视图。

本实施方式所涉及的光源装置1具备：基板12；以及激光光源100(具体而言，100A、100B)，包含载置在基板12上的辅助座40(具体而言，40A、40B)以及载置在辅助座40(40A、40B)上的半导体激光器元件30，多个激光光源100(100A、100B)各自独立地配置在基板12上。特别是，在相邻配置的具备出射相同波段的光的半导体激光器元件30的激光光源100A、100B中，各个激光光源100A、100B的半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻不同。

图1表示光源装置1当中的出射相同波段的光且半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻不同的两个激光光源100A以及100B相邻配置的区域。另外，在图1中，各个半导体激光器元件30向纸面垂直方向出射相同波段的激光。

若更详细地说明激光光源100A、100B的构造，则半导体激光器元件30以及辅助座40A、40B之间由金属接合层32接合，辅助座40A、40B以及基板12之间由金属接合层42接合。作为金属接合层32、42的材料，能够例示出金锡(AuSn)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、焊锡、金属纳米材料等。

半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻不仅包含辅助座40A、40B的热阻，还包含金属接合层32、金属接合层42的热阻。但是，难以使金属接合层32、42的热阻在各激光光源100A、100B中有很大不同，为了变更半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻，变更辅助座40A、40B的热阻是有效的。

为了变更辅助座40A、40B的热阻，在第1实施方式中，关于激光光源100A的辅助座40A以及激光光源100B的辅助座40B，由不同的材质来形成。具体而言，使用陶瓷作为辅助座40A以及40B的材料，特别是使用氮化铝(AlN)作为辅助座40A的材料，使用碳化硅(SiC)作为辅助座40B的材料。

碳化硅(SiC)以及氮化铝(AlN)的导热率都高，能够从半导体激光器元件30向基板12侧高效地散热。其中，碳化硅(SiC)的导热率比氮化铝(AlN)的导热率高。因而，具有辅助座40A的激光光源100A中的半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻大于具有辅助座40B的激光光源100B中的热阻。

这样，在相邻配置的出射相同波段的光的激光光源100A、100B中，由于能够使半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻不同，由此散热状态改变，能够使相邻的半导体激光器元件30的结温度不同。因而，可使相邻的激光光源100A、100B的发光波长不同，能够有效地抑制斑点噪声。

如以上那样，在本发明的第1实施方式中，在出射相同波段的光的相邻的激光光源100A以及100B中，通过变更辅助座的材质，从而能够使用相同形状的辅助座40A、40B来改变半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻。因而，容易进行光源装置1的光学设计、制造，能够以低的制造成本有效地变更热阻。

在本实施方式中，能够使用出射从紫外线区域到红外线区域的任意波长的光的半导体激光器元件30。若至少将出射相同波段的光且热阻不同的两个激光光源相邻配置，则既可以是出射一个波段的光的光源装置，也可以是出射多个波段的光的光源装置。

作为形成辅助座40的材料，不限定于上述材料，还能够采用以氧化铝(Al₂O₃)、氮化硅(Si₃N₄)为代表的其他陶瓷材料、硅、树脂等材料。

在本实施方式中，使用氮化铝(AlN)作为基板12的材料。但是，不限于此，还能够使用碳化硅(SiC)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化硅(Si₃N₄)等其他陶瓷材料、树脂材料、硅等的单晶、具备绝缘层的金属材料等。

(第2实施方式所涉及的光源装置)

接下来，参照图2，对本发明的第2实施方式所涉及的光源装置进行说明。图2是示意性地表示本发明的第2实施方式所涉及的光源装置的一部分的侧视图。

图2表示光源装置1当中的出射相同波段的光且半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻不同的激光光源100C以及100D相邻配置的区域。在图2中，也是各个半导体激光器元件30向纸面垂直方向出射相同波段的激光。

在第2实施方式中，在相邻配置的出射相同波段的光的激光光源100C以及100D中，通过使用厚度(高度尺寸)不同的辅助座40C以及40D，来变更半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻，这一点与上述第1实施方式不同。另外，辅助座40C以及40D由相同的材料形成。

更详细而言，在本实施方式中，使用厚度T1的辅助座40C以及厚度T2的辅助座40D。厚度T1比厚度T2厚，由此，具有辅助座40C的激光光源100C中的半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻大于具有辅助座40D的激光光源100D中的热阻。

在本实施方式中，通过调整辅助座40C、40D的厚度，从而能够在出射相同波段的光的相邻的激光光源100C以及100D中，容易且可靠地调整半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻之差。

关于其他点，基本上与上述第1实施方式相同，因此省略进一步的说明。

(第3实施方式所涉及的光源装置)

接下来，参照图3，对本发明的第3实施方式所涉及的光源装置进行说明。图3是示意性地表示本发明的第3实施方式所涉及的光源装置的一部分的侧视图。

图3表示光源装置1当中的出射相同波段的光且半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻不同的激光光源100E以及100F相邻配置的区域。在图3中，也是各个半导体激光器元件30向纸面垂直方向出射相同波段的激光。

在第3实施方式中，在相邻配置的出射相同波段的光的激光光源100E以及100F中，通过使用俯视下面积不同的辅助座40E以及40F，来变更半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻，这一点与上述的第1、第2实施方式不同。另外，辅助座40E以及40F均由相同的材料形成。

更详细而言，在本实施方式中，使用宽度尺寸为W1的辅助座40E以及宽度尺寸为W2的辅助座40F。宽度尺寸W1比宽度尺寸W2小。与宽度方向垂直的方向的尺寸在辅助座40E以及40F中相同，辅助座40E的散热面积比辅助座40F的散热面积小。因而，具有辅助座40E的激光光源100E中的半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻大于具有辅助座40F的激光光源100D中的热阻。

在本实施方式中，通过调整辅助座40E、40F的俯视下的面积，从而能够在出射相同波段的光的相邻的激光光源100E以及100F中，容易且可靠地调整半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻之差。

关于其他点，基本上与上述第1、第2实施方式相同，因此省略进一步的说明。

如以上那样，根据上述实施方式所涉及的光源装置1，在相邻配置的相同波长的激光光源100中，通过使半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻不同，从而能够在不附加特别的构件的情况下改变散热状态，使半导体激光器元件30的结温度不同。由此，能够使相邻的激光光源100的发光波长不同，能够有效地抑制斑点噪声。因而，能够提供一种能期待斑点噪声的充分减轻的光源装置1。

作为使半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻不同的数值范围，可以说不同为0.5℃/W以上是优选的。由此，能够可靠地抑制斑点噪声的发生。

另外，在相邻配置的激光光源100的出射光的波长不同的情况下，由于考虑斑点噪声发生的必要性低，因此能够使用半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻相同的辅助座40。

在图1～图3中，示出使用了热阻不同的两种辅助座40的例子，但在出射相同波长的光的激光光源更多地相邻配置的情况下，能够使用热阻不同的任意数量的辅助座40。在这种情况下，还能够组合上述的第1～第3实施方式而使用热阻不同的许多种类的辅助座40。进而，除辅助座40以外，还能够使金属接合层32、42中的热阻不同。

(热阻不同的激光光源的配置模式)

接下来，参照图4A～4C，说明半导体激光器元件以及基板之间的热阻不同的多种激光光源的配置模式。图4A是示意性地表示热阻不同的两种激光光源的配置模式的一例的侧视图。图4B是示意性地表示热阻不同的三种激光光源的配置模式的一例的侧视图。图4C是示意性地表示热阻不同的三种激光光源的配置模式的其他例子的侧视图。任一配置模式均表示在基板12上相邻配置有出射相同波段的光的12个激光光源的情况。另外，在图4A～4C中，不单独示出半导体激光器元件、辅助座，而是用矩形示意性地表示激光光源。

在图4A所示的例子中，表示半导体激光器元件以及基板12之间的热阻不同、即辅助座的热阻不同的两种激光光源100P以及100Q交替地配置的情况。通过这样的配置，能够以更少的辅助座的种类高效地实现斑点噪声的抑制。

在图4B所示的例子中，使用热阻不同的三种激光光源100P、100Q以及100R，从附图左侧一直到右侧，重复激光光源100P、100Q、100R这一顺序的配置模式。

在图4C所示的例子中，使用热阻不同的三种激光光源100P、100Q以及100R，从附图左侧一直到右侧，交替地重复激光光源100P、100Q、100R这一顺序的配置模式、以及激光光源100Q、100P、100R这一顺序的配置模式。

在任一个例子中，都具有半导体激光器元件以及基板之间的热阻不同、即辅助座的热阻不同的两种以上的激光光源相邻配置的配置模式，通过重复该配置模式，能够以少的辅助座的种类高效地实现斑点噪声的抑制。

进而，通过重复热阻不同的两种以上的激光光源的配置模式，能够有效地抑制由两种以上的光源发光波长引起的颜色分布的偏重。

关于重复热阻不同的两种以上的激光光源相邻配置的配置模式的方式，不限于上述例子，能够采用其他任意的配置模式。

(具备准直透镜的光源装置)

接下来，参照图5A～图5D，说明具备与上述实施方式所涉及的各个激光光源对应的准直透镜的光源装置的一例。图5A是示意性地表示具备与各个激光光源对应的准直透镜的光源装置的一例的俯视图。图5B是图5A中的A-A剖视图，图5C是图5A中的B-B剖视图，图5D是图5A中的C-C剖视图。

如图5A～图5D所示，该光源装置1具有由基板12以及侧壁14构成的封装体10、和以矩阵状具有多个透镜部22的透镜阵列20。透镜阵列20是多个透镜部22通过连接部24连接的一体成形的透明的玻璃构件。在透镜阵列20的下部配置有对封装体10的内部进行密封的主体部82以及透光性构件84。

在基板12上安装有多个包含半导体激光器元件30以及辅助座40的激光光源100、和与各个激光光源100对应的反射镜50。从封装体10的外部经由引线90、布线60以及中继构件70向各激光光源100供给电力。

在图5A中，为了容易理解，透视性地表示包含配置在透镜阵列20的最左上的透镜部22下方的半导体激光器元件30、辅助座40的激光光源100等。

在光源装置1中，具备出射蓝色光的多个激光光源100、出射绿色光的多个激光光源100、以及出射红色光的多个激光光源100。在相邻配置的出射蓝色光、绿色光或者红色光的相同波段的光的激光光源100中，各个激光光源100的半导体激光器元件30以及基板12之间的热阻不同。为了使热阻不同，也能够采用上述任意的实施方式。

各激光光源100的半导体激光器元件30在水平方向上出射激光，由对应的反射镜50在大致垂直方向上反射。反射光透过透光性构件84，到达透镜阵列20的光入射面LA，并透过各透镜部22，由此从透镜阵列20的光出射面LB出射平行光。从透镜阵列20的各透镜部22出射的平行光例如被聚光透镜聚光，使各波长的光合波。由此，能够出射斑点噪声少的白色光。此外，在本实施方式中，激光光源100各自独立地配置，因此能够容易地配置与各个激光光源100对应的准直透镜(透镜部)22。

在上述中，示出了来自激光光源100的光通过反射镜50在大致垂直方向上反射的光源装置1，但不限于此，也有时可能从各激光光源100在水平方向上出射的光不经由反射镜而直接从光源装置向外侧在水平方向上出射。在上述中，示出了成为白色光源的情况，但不限于此，既可以是出射任意的波长区域的单波长的光的光源装置，也可以是出射任意的多个波长区域的光的光源装置。

对本发明的实施的方式、实施方案进行了说明，但公开内容也可以在结构的细节上有变化，实施方式、实施方案中的要素的组合、顺序的变化等能够在不脱离所请求的本发明的范围以及思想的情况下实现。