冷卻裝置和半導體雷射裝置製造方法
2023-04-28 06:48:41
冷卻裝置和半導體雷射裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供了冷卻裝置和半導體雷射裝置，其中半導體雷射裝置包括：多個構件，構成各自結合有半導體雷射元件的第一組和第二組；冷卻套，在所述冷卻套的表面上具有所述第一組的構件設置在其中的第一區域和所述第二組的構件設置在其中的第二區域；以及冷卻介質通道，設置在所述冷卻套內部的靠近所述第一區域並且與所述第二區域分開的部分內，並且冷卻介質經過所述冷卻介質通道。
【專利說明】冷卻裝置和半導體雷射裝置
【技術領域】
[0001]本申請要求於2012年12月26日提交的日本在先專利申請JP2012-282090的優先權，通過引用將其全部內容結合在此。
【背景技術】
[0002]本公開涉及附著有半導體雷射元件的半導體雷射裝置和用於該半導體雷射裝置的冷卻裝置。
[0003]因為從投影儀發射的光具有高筆直度、具有高亮度和高色純度，所以半導體雷射用作投影儀的光源。例如，JP2011-165786A公開了通過將輸出具有一致波長的光的多個半導體雷射元件布置和使用作為投影儀的光源來使得顯示圖像的亮度較高。
[0004]當半導體雷射用作投影儀的光源時，在屏幕上散射的光射線的彼此幹擾產生斑點噪聲，斑點噪聲是細小的點狀圖案，斑點噪聲引起在顯示圖像上的閃爍。
[0005]斑點噪聲是一種由於雷射的相干性而產生的現象，並且為了減少斑點噪聲，已知用於降低雷射的相干性的措施是有效的。雷射的相干性與其輸出光譜寬度大致成反比，並且相干性在雷射的輸出光譜寬度拓寬時減少。因此，拓寬雷射的輸出光譜寬度導致斑點噪聲減少。
[0006]JP2011-165786A公開了一種用於減小斑點噪聲的方法,該方法分別對一對半導體雷射元件提供冷卻部件，並且控制冷卻部件使得各個冷卻部件處於不同的冷卻溫度。關於將冷卻部件控制在不同的溫度的具體示例，JP2011-165786A公開了對各個冷卻部件內部的冷卻介質通道的橫截面積進行改變。
【發明內容】
[0007]然而，當採用對一對半導體雷射元件單獨提供相應冷卻部件的配置時，希望冷卻部件設置在半導體雷射元件的各個放置處內。因此，在相關領域的配置中，希望投影儀設備具有多個冷卻部件並且還希望將冷卻部件控制在各個不同的冷卻溫度，使得用於冷卻的配置和控制是複雜的。
[0008]希望提供一種能夠以不需要複雜控制的簡單配置來減小斑點噪聲的半導體雷射裝置和冷卻裝置。
[0009]根據本公開的實施方式的半導體雷射裝置包括:多個構件，各自結合有半導體雷射元件；以及冷卻套，多個構件設置在冷卻套內。多個構件至少被劃分成第一組和第二組並且設置在冷卻套的表面上。在冷卻套的表面上具有第一組的構件設置在其中的第一區域和第二組的構件設置在其中的第二區域。冷卻介質經過的冷卻介質通道設置在冷卻套內部的靠近第一區域並且與第二區域分開的部分內。
[0010]根據本公開的實施方式的冷卻裝置包括:冷卻套，在其表面上具有第一區域和第二區域，結合有半導體雷射元件的構件設置在第一區域和第二區域中的每個中；以及冷卻介質通道，設置在冷卻套內部的靠近第一區域並且與第二區域分開的部分內，並且冷卻介質經過冷卻介質通道。
[0011]根據本公開，結合有設置在冷卻套的各個區域中的半導體雷射元件的構件用通過冷卻介質通道的冷卻介質來冷卻。應注意，因為冷卻介質通道靠近第一區域並且與第二區域分開，所以第一區域中的半導體雷射元件比第二區域中的半導體雷射元件更為有效地冷卻。因此，第一區域中的半導體雷射元件具有與第二區域中的半導體雷射元件不同的冷卻溫度。因為半導體雷射元件具有溫度特性，所以由兩個區域內的半導體雷射元件輸出的雷射波長對應於冷卻溫度差異而彼此不同。因此，能夠拓寬設置在冷卻套上的半導體雷射元件的輸出光譜寬度。拓寬半導體雷射元件的輸出光譜寬度導致斑點噪聲減小。
[0012]根據本公開，僅允許冷卻介質經過包括在一個冷卻套內的冷卻介質通道允許設置在冷卻套內的半導體雷射元件在兩個不同的冷卻溫度下冷卻，使得能夠減小斑點噪聲。因此，僅設置一個冷卻介質通道的簡單配置貢獻了提供以極佳狀態輸出雷射的半導體雷射裝置的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是示出了根據本公開的實施方式的半導體雷射裝置的示列性配置的透視圖；
[0014]圖2是沿著圖1中的線A-A截取的截面圖；
[0015]圖3是圖1中半導體雷射裝置的分解透視圖；
[0016]圖4是示出了包括在根據本公開的實施方式的半導體雷射裝置內的半導體雷射晶片陣列的透視圖；
[0017]圖5A、圖5B、圖5C、以及圖是示出了半導體雷射元件的輸出特性的示例的示圖；
[0018]圖6是示出了根據本公開的實施方式的半導體雷射裝置的變形例(示例I)的透視圖；
[0019]圖7是沿著圖6中的線B-B截取的截面圖；
[0020]圖8是示出了根據本公開的實施方式的半導體雷射裝置的變形例(示例2)的透視圖；
[0021]圖9是沿著圖8中的線C-C截取的截面圖；
[0022]圖10是示出了根據本公開的實施方式的半導體雷射裝置的變形例(示例3)的透視圖；以及
[0023]圖11是沿著圖10中的線D-D截取的截面圖。
【具體實施方式】
[0024]在下文中，將參照附圖詳細地描述本公開的優選實施方式，應注意，在本說明書和附圖中，具有大致相同功能和結構的結構元件以相同的參考標號表示，並且省略對結構元件的重複性解釋。
[0025]按照下列順序進行描述。
[0026]1.根據實施方式的半導體雷射裝置的配置(圖1、圖2、以及圖3)
[0027]2.半導體雷射晶片陣列的配置(圖4)
[0028]3.半導體雷射元件的輸出特性(圖5A、圖5B、圖5C、以及圖OT)[0029]4.根據變形例I的半導體雷射裝置的配置(圖6和圖7)
[0030]5.根據變形例2的半導體雷射裝置的配置(圖8和圖9)
[0031]6.根據變形例3的半導體雷射裝置的配置(圖10和圖11)
[0032]7.其他變形例
[0033]【1.根據實施方式的半導體雷射裝置的配置】[0034]圖1至圖3是示出了根據本公開的實施方式的半導體雷射裝置的配置的示圖。圖1是示出了半導體雷射裝置的透視圖，而圖2是沿著圖1中的線A-A截取的截面圖。此外，圖3是圖1中示出的半導體雷射裝置的分解圖。
[0035]圖1中示出的半導體雷射裝置100用於進行圖像顯示的投影儀設備的光源。未示出的投影儀設備包括由紅色、綠色以及藍色三種基色的半導體雷射裝置100構成的光源。投影儀設備的光學系統使用從單獨顏色的半導體雷射裝置100輸出的光照射屏幕，從而顯示圖像。此外，投影儀設備可將下面描述的半導體雷射裝置100用作紅色、綠色以及藍色三種基色中的每個的光源，而半導體雷射裝置100可用作一種具體顏色(諸如紅色)的光源，並且例如具有另一配置的光源可用於其他顏色。
[0036]如圖1所示，半導體雷射裝置100包括多個半導體雷射晶片陣列1，各個半導體雷射晶片陣列I均是包括布置在盒形冷卻套110的平坦表面111上的半導體雷射元件10的構件。此外，半導體雷射元件10經由以後提及的下安裝件(SUb-m0Unt)21附著到半導體雷射晶片陣列I。冷卻套110的表面111具有例如尺寸為約幾釐米到十幾釐米的一側。
[0037]如圖1所示，多個半導體雷射晶片陣列I被劃分成布置成第一列Ia和第二列Ib的兩列。在列Ia和Ib的每個中，半導體雷射晶片陣列I以例如約幾毫米的間隔布置。在圖1的示例中，假定布置在第一列Ia的第一組半導體雷射晶片陣列I的數目與布置在第二列Ib的第二組半導體雷射晶片陣列I的數目相同。
[0038]冷卻套110由諸如銅和鋁的高熱導率的金屬構成並且包括內部的冷卻水通道114。冷卻水通道114靠近布置有第一列Ia的半導體雷射晶片陣列I的部分設置。即，如圖2中的截面圖所示，冷卻水通道114呈直線形狀設置在緊靠布置有第一列Ia的半導體雷射晶片陣列I的區域下方，而不被設置在緊靠布置有第二列Ib的半導體雷射晶片陣列I的區域下方。冷卻水通道114從一側的側面112的冷卻設備接合部121經過至另一側的側面113的冷卻設備接合部122。如圖2所示，冷卻水通道114的截面形狀是矩形，但是冷卻水通道114的截面形狀可具有諸如圓形的另一種形狀。而且，只要冷卻水通道114設置在第一列Ia的下方，冷卻水通道114可具有不是直線形的形狀。
[0039]通過採用該配置，通過冷卻設備接合部121的孔121a進入冷卻水經過冷卻套110中的冷卻水通道114，通過冷卻設備接合部122的孔122a流出。從冷卻設備接合部122流出的冷卻水被未示出的冷卻裝置冷卻，並且之後流回到冷卻設備接合部121。
[0040]圖3是半導體雷射裝置100的分解圖。
[0041]如圖3所示，螺孔115與半導體雷射晶片陣列I的布置位置對應地設置在冷卻套110的表面111上。而且，各個半導體雷射晶片陣列I的散熱器20具有用於將螺釘31插入到其一端和另一端的通孔23。而且，將插入到散熱器20的通孔23的螺釘31嵌合到螺孔115，從而使得列Ia和Ib的各個半導體雷射晶片陣列I附著在冷卻套110的表面111上。使用螺釘31是將半導體雷射晶片陣列I附著到冷卻套110的一個示例並且可採用任何其他配置。
[0042]【2.半導體雷射晶片陣列的配置】
[0043]圖4是示出了半導體雷射晶片陣列I的配置的示圖。
[0044]在半導體雷射晶片陣列I中，多個半導體雷射元件經由下安裝件21結合到散熱器20的一列上。例如，一個半導體雷射晶片陣列I包括8個半導體雷射元件10。安裝在下安裝件上且附著到一個半導體雷射裝置100的半導體雷射晶片陣列I上的所有半導體雷射元件10可以選擇具有相同的輸出波長。
[0045]例如，在用於紅色光源的半導體雷射裝置100的情況下，附著到半導體雷射裝置100的所有半導體雷射元件10採用640nm的中心輸出波長。應注意，由於生產元件的不均勻性，所以其輸出波長或者輸出能級可能有一些不同。
[0046]散熱器20是由諸如銅和鋁等高熱導率的金屬構成的散熱體。下安裝件21彼此獨立設置和布置，並且這裡一個半導體雷射元件10設置在一個下安裝件21上。這裡半導體雷射元件10經由配線22串聯連接。而且，串聯連接的半導體雷射元件10經由配線22連接到在半導體雷射驅動電路側連接的電路圖案。在圖4中，省略到電路圖案的該連接。
[0047]如圖4所示，散熱器20包括處於其端部的通孔23。散熱器20中通孔23形成的面是與半導體雷射元件10經由下安裝件21附著的面不同的面。使用通孔23緊固的螺釘允許散熱器20固定到冷卻套110的表面上。在散熱器20附著到冷卻套110的表面的情況下，如圖1等所示，半導體雷射元件10位於在散熱器20的橫向面上。
[0048]因為半導體激 光晶片陣列I具有附著到其上的散熱器20，所以附著到一個半導體雷射晶片陣列I的多個半導體雷射元件10具有大致相同的溫度。
[0049]【3.半導體雷射元件的輸出特性】
[0050]圖5A、圖5B、圖5C、以及圖是示出了半導體雷射裝置100的輸出特性的示例的示圖。
[0051]如已經描述的，在半導體雷射裝置100中，半導體雷射晶片陣列I被劃分成布置成兩列的第一列Ia和第二列lb，並且冷卻水通道114被設置成靠近第一列la。因此，當半導體雷射裝置100被結合到投影儀設備中並且使得冷卻水流入到冷卻水通道114中時，可有效地冷卻第一列Ia的半導體雷射晶片陣列I。第二列Ib的半導體雷射晶片陣列I具有略低於第一列Ia的半導體雷射晶片陣列I的冷卻效率。因此，在第一列Ia的半導體雷射晶片陣列I與第二列Ib的半導體雷射晶片陣列I之間產生冷卻溫度差。通過利用冷卻溫度差，由第一列Ia的半導體雷射晶片陣列I內的各個元件10輸出的雷射波長不同於由第二列Ib的半導體雷射晶片陣列I內的各個元件10輸出的雷射波長。
[0052]單獨描述圖5A、圖5B、圖5C、以及圖中示出的示例。圖5A示出了所有的半導體雷射晶片陣列I共享同一冷卻溫度的示例。如上所述，在根據實施方式的示例的半導體雷射裝置100中，各列的半導體雷射晶片陣列I的冷卻溫度彼此不同，然而在圖5A中，假定所有的半導體雷射晶片陣列I共享同一冷卻溫度。圖5A中的示例採用在25°C的冷卻。這裡，例如由半導體雷射元件10輸出的雷射Lll在25°C的溫度條件下具有640nm的中心波長，並且具有約1.2nm的半值寬度，這是其最高輸出的一半的輸出寬度。
[0053]圖5B示出了在25°C冷卻第一列Ia的半導體雷射晶片陣列I和在26°C冷卻第二列Ib的半導體雷射晶片陣列1，使兩列具有1°C的溫度差的示例。此處，由第一列Ia的半導體雷射元件10輸出的雷射121具有與圖5A中的雷射Lll相同的特性，並且具有640nm的中心波長和約1.2nm的半值寬度。
[0054]同時，由第二列Ib的半導體雷射元件10輸出的雷射L22由於增高了 1°C的溫度而具有增高0.2nm的640.2nm的中心波長，並且具有約1.2nm的半值寬度。
[0055]因此，通過將這兩種雷射L21和L22整合而獲得的整體特性提供了約1.4nm的半
值寬度。
[0056]圖5C示出了在25°C冷卻第一列Ia的半導體雷射晶片陣列I和在27.5°C冷卻第二列Ib的半導體雷射晶片陣列1，使得兩列具有2.5°C的溫度差的示例。此處，由第一列Ia的半導體雷射元件10輸出的雷射L31具有與圖5A中的雷射Lll相同的特性，並且具有640nm的中心波長。
[0057]同時，由第二列Ib的半導體雷射元件10輸出的雷射L32由於增高2.5°C的溫度而具有增高0.5nm的640.5nm的中心波長，並且具有約1.2nm的半值寬度。
[0058]因此，通過將這兩種雷射L31和L32整合而獲得的整體特性提供了約1.7nm的半
值寬度。
[0059]圖示出了在25°C冷卻第一列Ia的半導體雷射晶片陣列I和在30°C冷卻第二列Ib的半導體雷射晶片陣列1，使得兩列具有5°C的溫度差的示例。此處，由第一列Ia的半導體雷射元件10輸出的雷射L41具有與圖5A中的雷射Lll相同的特性，並且具有640nm的中心波長。
[0060]同時，由第二列Ib的半導體雷射元件10輸出的雷射L42由於增高5°C的溫度而具有增高1.0nm的641nm的中心波長,並且具有約1.2nm的半值寬度。
[0061]因此，通過將這兩種雷射L41和L42整合而獲得的整體特性提供了約2.2nm的半
值寬度。
[0062]如此處根據冷卻水通道114的設置狀態的圖所示，根據本實施方式的示例的半導體雷射裝置100在第一列Ia的半導體雷射晶片陣列I的冷卻溫度與第二列Ib的半導體雷射晶片陣列I的冷卻溫度之間達到約5°C的差。因此，雷射的半值寬度約為2.2nm。因此，與光發射波長相同的所有半導體雷射晶片陣列I (例如，圖5A的示例)相比較，將半值寬度拓寬至約兩倍，從而降低【背景技術】部分中所描述的斑點噪聲。即，在將由半導體雷射裝置100輸出的雷射投射到屏幕上時，當在雷射的輸出波長處的輸出光譜寬度窄時，產生稱為斑點噪聲的由在屏幕上散射的光射線的彼此幹擾引起的圖像上的閃爍。此處，如圖所示，在根據本實施方式的示例的半導體雷射裝置100的情況下，能夠減小斑點噪聲，能夠將雷射輸出波長的輸出光譜寬度拓寬為大致兩倍。
[0063]在本實施方式的示例中，因為根據冷卻水通道114的設置狀態來確定溫度差，所以當以諸如25°C的定義溫度冷卻第一列Ia的半導體雷射晶片陣列I時，自動確定第二列Ib的半導體雷射晶片陣列I的溫度。因此，在根據本實施方式的示例的半導體雷射裝置100中，無須單獨控制兩列的溫度，能夠使用極其簡單的配置和控制處理來獲得卓越光源以減小斑點噪聲。
[0064]此外，如圖所示，這是兩列之間具有5°C溫度差的示例。而且，還示出了以不同溫度獲得輸出光譜寬度的示例，然而可適用超過5 0C的溫度差。
[0065]通常，儘管半導體雷射元件隨著溫度差更大而具有更寬的輸出光譜寬度，從而允許輸出波長變化更多，但是在較高溫度側的半導體雷射元件同樣在較高的溫度下操作。該較高的溫度在驅動半導體雷射元件時導致同樣使元件的操作時間變短地可能性。此處，例如當半導體雷射元件的優選冷卻溫度為25°C，並且以增高5°C的30°C冷卻半導體雷射元件時，輸出光譜寬度能被拓寬，同時，半導體雷射元件的操作時間不會被很嚴重地影響。此外，當半導體雷射元件的優選冷卻溫度為25°C時，可以以20°C冷卻第一列Ia的半導體雷射元件並且以25°C冷卻第二列Ib的半導體雷射元件。
[0066]【4.根據變形例I的半導體雷射裝置的配置】
[0067]圖6和圖7是示出了根據本公開的實施方式的變形例I的半導體雷射裝置的示圖。圖6是示出了半導體雷射裝置的透視圖，並且圖7是沿著圖6中的線B-B截取的截面圖。
[0068]根據圖6中示出的示例的半導體雷射裝置200與根據圖1中的示例的半導體雷射裝置100的不同在於半導體雷射晶片陣列I在冷卻套210的表面211上布置為四列。即，如圖6所示，半導體雷射裝置200包括第一列lc、第二列Id、第三列Ie以及第四列lf，作為半導體雷射晶片陣列I在冷卻套210的表面211上布置的列。在Ic至If的各列，布置了多個半導體雷射晶片陣列I。如圖4所示，各個半導體雷射晶片陣列I包括多個半導體雷射元件10。
[0069]此外，冷卻套210包括內置的冷卻水通道214。本示例中的冷卻水通道214是U型的並且被設置成靠近布置有第一列Ic和第四列If的半導體雷射晶片陣列I的區域。即，如圖7中的截面圖所示，冷卻水通道214被設置在緊靠布置有第一列Ic的半導體雷射晶片陣列I的區域下方，並且緊靠布置有第四列If的半導體雷射晶片陣列I的區域下方，但是冷卻水通道214並不被設 置在緊靠布置有第二列Id和第三列Ie的半導體雷射晶片陣列I的區域下方。
[0070]因為冷卻水通道214是U型，所以位於冷卻水通道214的一端的冷卻設備接合部221和位於其另一端的冷卻設備接合部222在冷卻套210的一側的側面213上並排設置。冷卻設備接合部221和冷卻設備接合部222並不設置在另一側的側面212上。
[0071]根據圖6和圖7中示出的半導體雷射裝置200，四列半導體雷射晶片陣列I中的第一列Ic和第四列If兩列的半導體雷射晶片陣列I由經過其附近的冷卻水通道214以高冷卻效率來冷卻。同時，與冷卻水通道214分開的第二列Id和第三列Ie兩列的半導體雷射晶片陣列I遭受比第一列Ic和第四列If的半導體雷射晶片陣列I的冷卻效率低的冷卻效率。因此，半導體雷射晶片陣列I的溫度被劃分成以定義溫度進行冷卻的第一組(第一列Ic和第四列If)和溫度高於第一組的溫度的第二組(第二列Id和第三列le)。
[0072]如上，將溫度劃分成兩個不同的組允許半導體雷射晶片陣列I的特性具有較寬的輸出光譜寬度。例如，當第一組與第二組之間的溫度差是例如5°C時，能夠獲得如圖所示的特性。
[0073]【5.根據變形例2的半導體雷射裝置的配置】
[0074]圖8和圖9是示出了根據本公開的實施方式的變形例2的半導體雷射裝置的示圖。圖8是示出了半導體雷射裝置的透視圖，並且圖9是沿著圖8中的線C-C截取的截面圖。根據圖8中示出的示例的半導體雷射裝置200』與根據圖6中示出的示例的半導體雷射裝置200的不同在於在冷卻套210中設置絕熱空間215。[0075]即，儘管半導體雷射晶片陣列I在冷卻套210的表面211上布置成四列，並且冷卻水通道214被設置成靠近列Ic和列If的外部，然而，與冷卻水通道214分開的絕熱空間215被設置成靠近列Id和列Ie的內部。如圖9中的截面圖所示，具有相當大的體積的絕熱空間215被設置成緊靠第二列Id和第三列Ie兩列的下方。
[0076]提供如上所述的絕熱空間215使得從列Id和列Ie內部的半導體雷射晶片陣列I產生的熱難以傳導到冷卻水通道214。因此，與變形例I (圖6中的示例)相比，在外部的兩列Ic和If的半導體雷射晶片陣列I與內部的兩列Id和Ie的半導體雷射晶片陣列I之間
能夠獲得較高溫度差。
[0077]【6.根據變形例3的半導體雷射裝置的配置】
[0078]圖10和圖11是示出了根據本公開的實施方式的變形例3的半導體雷射裝置的示圖。圖10是示出了半導體雷射裝置的透視圖，並且圖11是沿著圖6中的線D-D截取的截面圖。
[0079]根據圖10示出的示例的半導體雷射裝置300與圖1和圖6的示例中的半導體雷射裝置100和半導體雷射裝置200的不同在於半導體雷射晶片陣列I在冷卻套310的表面311上設置為三列。即，如圖10所示，半導體雷射裝置300包括第一列lg、第二列Ih以及第三列li，作為半導體雷射晶片陣列I在冷卻套310的表面211上布置的列。在Ig至Ii的各列中，布置了多個半導體雷射晶片陣列I。如圖4所示，各個半導體雷射晶片陣列I均包括多個半導體雷射元件10。
[0080]冷卻套310包括內置的冷卻水通道314。本示例中的冷卻水通道314是U型的並且被設置成靠近布置有第一列Ig和第三列Ii的半導體雷射晶片陣列I的區域。即，如圖7中的截面圖所示，冷卻水通道314被設置成緊靠在第一列Ig的半導體雷射晶片陣列I的區域下方並且緊靠在第三列Ii的半導體雷射陣列晶片I的區域下方，但是，冷卻水通道314並不設置成緊靠在第二列Ih的半導體雷射晶片陣列I的區域下方。
[0081]因為冷卻水通道314是U型，所以位於冷卻水通道314的一端的冷卻設備接合部321和位於其另一端的冷卻設備接合部322在冷卻套310的一側的側面313上並排設置。冷卻設備接合部321和冷卻設備接合部322不設置在另一側的側面312上。
[0082]根據圖10和圖11中示出的半導體雷射裝置300，第一列Ig和第三列Ii兩列的半導體雷射晶片陣列I用經過其附近的冷卻水通道314以高冷卻效率來冷卻。同時，與冷卻水通道314分開的第二列Ih的半導體雷射晶片陣列I的冷卻效率低於第一列Ig和第三列Ii的半導體雷射晶片陣列I的冷卻效率。因此，半導體雷射晶片陣列I的溫度被劃分成以定義溫度進行冷卻的第一組(第一列Ig和第三列li)，和溫度高於第一組的溫度的第二組(第二列lh)。
[0083]此處，假定包括在列Ig至Ii中的半導體雷射晶片陣列I的數量，全部的多個半導體雷射晶片陣列I的2/3被分配較高的冷卻效率，並且半導體雷射晶片陣列I的其餘1/3具有較低的冷卻效率。
[0084]因此，還是在本示例中，將半導體雷射晶片陣列I的冷卻溫度劃分成兩組與其他示例相同，然而在低溫度的半導體雷射晶片陣列I的數量可不同於在高溫度的半導體雷射晶片陣列1的數量。
[0085]【7.其他變形例】[0086]附帶地，根據本公開的實施方式的半導體雷射裝置並不限於各個附圖中示出的配置。
[0087]例如，根據本公開的實施方式的半導體雷射裝置包括布置有半導體雷射元件10的半導體雷射晶片陣列I所附著的冷卻套110、210以及310中的一個，然而其可包括附著有另一形式的半導體雷射元件的冷卻套110、210以及310中的一個。具體地，包含在尺寸為Φ9、Φ5.6等的圓形金屬外殼(罐封裝雷射二極體)等內的半導體雷射元件可固定到散熱器，並且之後，半導體雷射元件可布置在相應冷卻套110、210以及310的表面111、211以及312中的一個上。
[0088]而且，圖4中示出的半導體雷射元件10的配置(附著有半導體雷射晶片陣列I的構件)僅是一個示例，並且並不限於圖4中示出的配置。例如，在圖4的示例中，半導體雷射元件10經由下安裝件21附著在散熱器20上，然而半導體雷射元件10可直接附著在散熱器20上，省略下安裝件21。省略下安裝件21的情況可降低熱阻抗。應注意，在省略下安裝件21的情況下，使得連接半導體雷射元件10的配線較複雜。即，在省略下安裝件21的情況下，配線將半導體雷射元件並聯連接，除增加的配線數量之外，還引起電流負載增加的缺陷。
[0089]而且，在使用圖5A、圖5B、圖5C、以及圖中的特性圖描述的示例中，假定附著在一個冷卻套110的表面111上的半導體雷射晶片陣列I的輸出波長相同，然而可能預先測量到由個別半導體雷射晶片陣列I包括的半導體雷射元件10的輸出波長的不均勻性，並且基於測量結果，可以確定布置在各列的半導體雷射晶片陣列I。
[0090]例如，假定布置在各個半導體雷射晶片陣列I中的半導體雷射元件10的輸出波長特性在中心波長的640nm至640.5nm範圍內具有不均勻性，附著有中心波長靠近640nm的半導體雷射元件10的半導體雷射晶片陣列I布置在以低溫冷卻的一列(圖6的情況下的第一列la)。而且，附著有中心波長靠近640.5nm的半導體雷射元件10的半導體雷射晶片陣列I布置在高溫度的一列(圖6的情況下的第二列lb)。
[0091]這就導致由冷卻溫度差產生的波長差與由個體半導體雷射元件10的不均勻性產生的波長差的協同效應，使得能夠產生較大的波長差並且增強減小斑點噪聲的效果。
[0092]而且，考慮到個體半導體雷射元件10的輸出能級的不均勻性，可以確定布置在各列的半導體雷射晶片陣列I。即，當將具有良好的光發射效率的半導體雷射元件與具有不良的光發射效率的半導體雷射元件混合時(在相同溫度下使用它們的情況下)，個體半導體雷射元件10之間的光輸出存在差異，而附著有具有不良的光發射效率的半導體雷射元件的半導體雷射晶片陣列I布置在以低溫冷卻的列(圖6的情況下的第一列Ia)中，並且附著有具有良好的光發射效率的半導體雷射元件的半導體雷射晶片陣列I布置在高溫的列中(圖6的情況下的第二列lb)。
[0093]這就導致還修正輸出能級的在冷卻溫度之間的差，使得能夠修正多個半導體雷射元件10的輸出能級的不均勻性。
[0094]此外，將半導體雷射元件10的輸出波長特性的不均勻性與半導體雷射元件10的輸出能級結合，可以確定布置在各列的半導體雷射晶片陣列I。
[0095]而且，各個示例中描述的冷卻套包括允許冷卻水流動的冷卻水通道，然而可應用另一冷卻套以使用冷卻水以外的冷卻介質。[0096]此外，本公開還可配置如下。
[0097](I) 一種半導體雷射裝置，包括:
[0098]多個構件，構成各自結合有半導體雷射元件的第一組和第二組；
[0099]冷卻套，在所述冷卻套的表面上具有所述第一組的構件設置在其中的第一區域和所述第二組的構件設置在其中的第二區域；以及
[0100]冷卻介質通道，設置在所述冷卻套內部的靠近所述第一區域並且與所述第二區域分開的部分內，並且冷卻介質經過所述冷卻介質通道。
[0101](2)根據(I)所述的半導體雷射裝置，
[0102]其中，所述構件是多個半導體雷射元件布置在散熱器上的雷射元件陣列，或者是下安裝件上的多個半導體雷射元件布置在散熱器上的雷射元件陣列。
[0103](3)根據(I)或(2)所述的半導體雷射裝置，
[0104]其中，所述第一區域是被劃分成多個區域的區域；
[0105]其中，所述第二區域設置在所述第一區域的一個區域與另一個區域之間；並且
[0106]其中，所述冷卻介質通道設置成在所述一個區域與所述另一個區域的附近經過。
[0107](4)根據(I)至(3)中的任一項所述的半導體雷射裝置，
[0108]其中，所述冷卻介質不經過的絕熱空間設置在靠近所述第二區域的所述冷卻套內。
[0109](5)根據(I)至(4)中的任一項所述的半導體雷射裝置，
[0110]其中，基於所結合的半導體雷射元件的輸出雷射的個體差異來分布所述第一組的構件和所述第二組的構件；並且
[0111]其中，在設置在所述第一區域中的構件中結合的半導體雷射元件與在設置在所述第二區域中的構件中結合的半導體雷射元件在所述輸出雷射的波長或者輸出能級上具有不同。
[0112](6) 一種冷卻裝置包括:
[0113]冷卻套，在所述冷卻套的表面上具有第一區域和第二區域，在第一區域和第二區域的每個中設置結合有半導體雷射元件的構件；以及
[0114]冷卻介質通道，設置在所述冷卻套內部的靠近所述第一區域並且與所述第二區域分開的部分內，並且冷卻介質經過所述冷卻介質通道。
[0115]( 7 )根據(6 )所述的冷卻裝置，
[0116]其中，所述冷卻介質不經過的絕熱空間設置在靠近所述第二區域的所述冷卻套內。
[0117]本領域中的技術人員應當理解的是，只要在所附權利要求或者其等價物的範圍內，就可根據設計需求和其他因素進行各種修改、組合、子組合和變形。
【權利要求】
1.一種半導體雷射裝置，包括: 多個構件，構成各自結合有半導體雷射元件的第一組和第二組； 冷卻套，在所述冷卻套的表面上具有所述第一組的構件設置在其中的第一區域和所述第二組的構件設置在其中的第二區域；以及 冷卻介質通道，設置在所述冷卻套內部的靠近所述第一區域並且與所述第二區域分開的部分內，並且冷卻介質經過所述冷卻介質通道。
2.根據權利要求1所述的半導體雷射裝置， 其中，所述構件是多個半導體雷射元件布置在散熱器上的雷射元件陣列，或者是下安裝件上的多個半導體雷射元件布置在散熱器上的雷射元件陣列。
3.根據權利要求1所述的半導體雷射裝置， 其中，所述第一區域是被劃分成多個區域的區域； 其中，所述第二區域設置在所述第一區域的一個區域與另一個區域之間；並且 其中，所述冷卻介質通道設置成在所述一個區域與所述另一個區域的附近經過。
4.根據權利要求1所述的半導體雷射裝置， 其中，所述冷卻介質不經過的絕熱空間設置在靠近所述第二區域的所述冷卻套內。
5.根據權利要求1所述的半導體雷射裝置， 其中，基於所結合的半導體雷射元件的輸出雷射的個體差異來分布所述第一組的構件和所述第二組的構件；並且 其中，在設置在所述第一區域中的構件中結合的半導體雷射元件與在設置在所述第二區域中的構件中結合的半導體雷射元件在所述輸出雷射的波長或者輸出能級上具有不同。
6.一種冷卻裝置包括: 冷卻套，在所述冷卻套的表面上具有第一區域和第二區域，在第一區域和第二區域的每個中設置結合有半導體雷射元件的構件；以及 冷卻介質通道，設置在所述冷卻套內部的靠近所述第一區域並且與所述第二區域分開的部分內，並且冷卻介質經過所述冷卻介質通道。
7.根據權利要求6所述的冷卻裝置， 其中，所述冷卻介質不經過的絕熱空間設置在靠近所述第二區域的所述冷卻套內。
【文檔編號】H01S5/024GK103904554SQ201310706815
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2012年12月26日
【發明者】淺野善郎 申請人:索尼公司