半导体激光器的制作方法

专利名称：半导体激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体激光器。
背景技术：
传统上，卤素灯和氙气管在测试设备和照相机中的闪光装置中被用作光源。在这样的闪光装置中，电容被预先充电。通过一次对电容进行放电，就使得卤素灯或者氙气管发光，由此获得较强的照明光。但是，使用卤素灯或者氙气管，具有较短的寿命周期、散热和较高的功率消耗的问题。
这样，作为照明装置提出了使用发光二极管，所述发光二极管的功率消耗较低并具有较长的寿命周期。此照明装置消除了由于每次发光二极管为点光源所导致的照明分布的不均(例如，参看日本专利申请公开出版物(JP—A) No,8-247929)0
此照明装置包括光反射器，所述光反射器被形成为基本长方体形状，光反射表面被形成在其光入射表面和朝向光入射表面的位置上的光发射表面之外的四个表面上；多个发光装置，所述多个发光装置的光轴被设置朝向光反射器的光入射表面；光漫射装置，所述光漫射装置被设置在朝向光反射器的光发射表面的位置上；以及偏振片，所述偏振片将离开光反射器并通过光漫射装置的光改变为线性偏振光。
但是，当发光二极管被用作如上所述的传统装置中照明装置的光源时，有时不能获得充分的光输出功率。本发明的一个目的是提供 一种使用半导体激光器实现较低的功耗、 较长的寿命周期和较高的输出功率的闪光装置以及一种设有所述闪光装 置的照相机。
本发明的闪光装置是用于照相机中的闪光装置，包括至少一个用作闪 光用光源的半导体激光器，其中所述半导体激光器发射具有不同波长的多 个激光束。
此处的半导体激光器是这样的半导体激光器 一个或者多个半导体激 光元件(激光二极管片等)被设置在封装内，但是半导体激光器不限于此。
根据本发明的闪光装置，低功耗、长寿命周期和较高的输出功率照明 可以通过使用半导体激光器来获得。
在本发明的闪光装置中，半导体激光器可以被设置使得使用所述闪光 装置的照相机的成像区域的纵向与半导体激光器发射的激光的远场图形 的宽度方向相重合。此外，使用所述闪光装置的照相机可以是通过在标准 尺寸画幅和半尺寸画幅之间切换而使用的照相机，并且当所述照相机在胶
巻被切换到半尺寸画幅而进行使用时，从半导体激光器所发射的激光可以 围绕其光轴旋转大约90度，以导致半尺寸画幅的纵向与激光的远场图案的 宽度方向相重合。
此处的照相机的示例包括使用胶巻的相机和数码相机，但是所述相机 不限于此。在使用胶巻的相机中，可以将胶巻切换到标尺尺寸画幅或者半 尺寸画幅。从半导体激光元件所发射的激光的强度分布的横截面具有椭圆 形形状，但是强度分布根据方向展开的方式在近场图形和远场图形之间是 不同的。即，在近场图形中，强度分布在平行于半导体激光元件的底部表 面方向上变宽，但是在远场图形中，强度分布在与半导体激光元件的底部 表面相正交的方向上变得更宽。这样，当胶巻使用标准尺寸画幅时，标准 尺寸画幅的较长侧沿着胶巻的侧端对齐，这样为了适当地对成像范围进行 照明，标准尺寸画幅的长侧必须与远场图形的宽侧相匹配。出于此原因， 半导体元件必须设置在闪光装置中，这样半导体激光元件的底部表面与胶 巻的侧端的方向相正交。
根据此发明的闪光装置，其中闪光装置被使用的照相机的成像区域的 纵向和激光的远场图形的宽度方向相匹配。这样，激光可以被有效地使用。这样，成像范围可以尽可能地被照明。
为了用半导体激光器发射具有不同波长的多个激光束，多个半导体激 光元件可以设置在半导体激光器中。这些半导体激光元件可以为发射不同 波长的激光束的元件或者至少一个可以是整体式双波长激光，但是所述结 构不限于这些结构。同样，优选地，对于设置在半导体激光器的多个半导 体激光元件应该在半导体激光器的封装内部尽可能地靠近设置。
根据本发明，必须的白光可以通过组合和合成多个不同波长的激光束 而获得以用于闪光。当多个设置在半导体激光器的半导体激光元件在半导 体激光器的封装内部尽可能地靠近设置时，可以用白光照明更宽的区域。 在本发明的闪光装置中，半导体激光器可以是脉冲驱动。 此处，半导体激光器具有较强的相干性，其发光表面以显微镜观察时 具有波纹形状。所发射的光也通过波纹表面进行反射并且在光中产生可见 的波动，这样当多个激光束被合成时，所得的光可能具有不均匀的颜色。
根据本发明的闪光装置，所述相干性可以通过以脉冲驱动激光器来控 制。这样，可以获得其中不均匀度被控制的白光。
本发明的闪光装置可以进一步包括至少一个激光散射件，所述激光散 射件大致均匀地散射从半导体激光器所发射的激光。
此处，激光散射件的示例包括反射片，所述反射片的反射表面通过 Ag粗糙薄膜所形成，但是激光散射件不限于此。
根据本发明的闪光装置，从半导体激光器所发射的激光大致均匀散 射。这样，较宽的范围可以被尽可能地均匀照明，并可以获得相对人体的 安全性。
在本发明的激光器中，反射片可以涂覆以多种类型的荧光体，所述荧 光体通过来自半导体激光器的激光所激发并分别发射红、绿和蓝色荧光。
此处，多种类型的荧光体可以以重复的预定顺序被条形施加。在此情 况下，优选地，从半导体激光器所发射的激光的远场图形的宽度方向和涂 覆多种类型的荧光体的条形区域的延伸方向相匹配。
根据本发明，多种施加到反射片的荧光体通过激光所激发并分别发射 红、绿和蓝色荧光束，这些荧光束被合成以获得白光。这样，闪光用白光可以由单波长的激光(例如蓝色)获得。当多种类型的荧光被以重复的预 定顺序条形施加，并且条形区域的延伸方向和激光的远场图形的宽度方向 相匹配时，激光可以被有效地使用，并可以获得白色发射光的更宽的区域。
在本发明的闪光装置中，半导体激光器可以包括至少一个六角形激光 元件。此外，半导体激光器可以包括多个反射器部件，从六角形激光元件 的六个侧面所发射的激光束可以直接发射到外部，或者激光束的方向可以 通过反射器部件的反射而改变，这样激光束被发射到外部，由此大约所有 的从六角形激光元件的六个侧面所发射的激光束被发射到外部。
此处，六角形激光元件的示例包括蓝宝石六角形激光元件，但是六角 形激光元件不限于此。同样，反射器部件可以是发射方向会聚镜，所述镜 对反射片提供镜像功能。
根据本发明的闪光装置，至少一个六角形激光元件被使用，所述六角 形激光元件的激光振荡效率较高，从六角形激光元件的六个侧面所发射的 激光束可以被有效地使用。这样，可以实现更高的输出功率或者较低的功 耗的照明。
在本发明的闪光装置中，半导体激光器可以包括多个反射器部件，以 及通过来自六角形激光元件所发射的激光所激活并且发射红、绿和蓝色的 荧光束的多种类型的荧光体可以施加到六角形激光元件的端部表面涂层， 并且从施加到六角形激光元件的六个表面的荧光体所发射的红、绿和蓝色 荧光束可以被直接发射到外部，或者红、绿和蓝色荧光束的方向可以通过 反射器部件的反射而被改变，其中荧光束被合成以发射到外部。
此处，多种类型的荧光体可以施加到六角形激光元件的六个侧面的端 部表面涂层上，这样六角形激光元件的相对侧面上的荧光体可以发射相同 颜色的荧光束。
根据本发明的闪光装置，激光振荡效率较高的至少一个六角形激光元 件被使用，荧光体通过从半导体激光元件的六个侧面所发射的激光束所激 活，红、绿和蓝色荧光被发射，荧光束被合成并且获得白光束。这样可以 实现更高的输出功率或者较低功耗的白光照明。
在本发明的闪光装置中，半导体激光器可以包括至少一个半导体激光元件，发射相同颜色荧光的荧光体被施加到半导体激光元件的端部表面涂 层上。
此处，半导体激光元件具有激光束从两端发射的属性。通过使得两个 端部表面的端表面涂层的反射率相同，激光束以l: l比率从两个发光表面 发射。
根据本发明的闪光装置，从半导体激光元件的两个端表面所发射的激 光可以被有效地使用，荧光束可以通过施加到端部表面的荧光体所发射。
在根据本发明的闪光装置中，半导体激光器可以包括至少一个第一半 导体激光元件，所述第一半导体激光元件包括涂敷有发射红色荧光的荧光 体的端部表面涂层；至少一个第二半导体激光元件，所述第二半导体激光 元件包括涂敷有发射绿色荧光的荧光体的端部表面涂层；以及至少一个第 三半导体激光元件，所述第三半导体激光元件包括涂敷有发射蓝色荧光的 荧光体的端部表面涂层。
此处，第一半导体激光元件、第二半导体激光元件和第三半导体激光 元件不限于每种一个，但是可以是两个或者更多。同样，优选地，这些元 件在半导体激光器的封装内部彼此靠近安置。
根据本发明的闪光装置，红、绿和蓝色荧光束从半导体激光元件发射， 并且荧光束被合成以获得白光束。当半导体激光元件在封装内尽可能地靠 近安置时，可以用白光束照明较宽的区域。
本发明的相机是设有具有前述任一特征的闪光装置的照相机。
根据本发明的相机，所述相机设有闪光装置，所述闪光装置具有较低 的功耗、较长的寿命周期和可以用较高的输出功率进行照明。这样提高了 相机的闪光摄影性能。
本发明的半导体激光器是包括至少一个六角形激光元件和多个反射 器部件的半导体激光器，其中从六角形激光元件的六个侧面所发射的激光 束被直接发射到外部，或者激光束的方向通过反射器部件的反射而改变， 这样激光束被发射到外部，由此大约所有的从六角形激光元件的六个侧面 所发射的激光束被发射到外部。
根据本发明的半导体激光器，激光振荡效率较高的至少一个六角形激
7光元件被使用，从六角形激光元件的六个侧面所发射的激光束可以被有效 地使用。这样，可以实现更高的输出功率/较低的功耗的照明。
本发明的半导体激光器是包括至少一个六角形激光元件和多个反射 器部件的半导体激光器，其中通过来自六角形激光元件所发射的激光所激 活并且发射红、绿和蓝色的荧光束的多种类型的荧光体可以施加到六角形 激光元件的端部表面涂层，并且从施加到六角形激光元件的六个表面的荧 光体所发射的红、绿和蓝色荧光束可以被直接发射到外部，或者红、绿和 蓝色荧光束的方向可以通过反射器部件的反射而被改变，这样荧光束被发 射到外部，由此其中荧光束被合成的白光束被发射到外部。多种类型的荧 光体可以施加到六角形激光元件的六个侧面的端部表面涂层上，这样六角 形激光元件的相对侧面上的荧光体可以发射相同颜色的荧光束。
根据本发明的半导体激光器，激光振荡效率较高的至少一个六角形激 光元件被使用，所述六角形激光元件的，荧光体通过从半导体激光元件的 六个侧面所发射的激光束所激活，红、绿和蓝色荧光被发射，荧光束被合 成并且获得白光束。这样可以实现更高的输出功率/较低功耗的白光照明。
本发明的半导体激光器是这样的半导体激光器，所述半导体激光器包 括至少一个半导体激光元件，在所述至少一个半导体激光元件中激光束从 两端发射，其中在半导体激光器的杆部的方向上反射来自半导体激光元件 的激光束以由此使得激光束被发射到外部的至少一个反射片被设置在杆 部上。
根据本发明的半导体激光器，从半导体激光元件的两端所发射的激光 可以被有效地使用。这样，可以实现较高的功率输出/较低的功耗光源。
本发明的半导体激光器的制造方法是这样一种制造半导体激光器的 方法，所述方法包括第一施加步骤，所述第一施加步骤将荧光体施加到 半导体激光元件的两个端表面涂层上；以及第一安装步骤，所述第一安装 步骤在辅助支座上安装半导体激光元件，在所述半导体激光元件中，荧光 体在第一施加步骤中被应用到两个端部表面涂层上。
根据本发明的半导体激光器的制造方法，半导体激光器可以被制造， 在所述半导体激光器中，从半导体激光元件的两端所发射的激光有效地被 使用，荧光束可以通过施加到端部表面的荧光体所发射。本发明的半导体激光器的制造方法是这样一种制造半导体激光器的 方法，所述方法包括施加荧光体的第二施加步骤，所述荧光体在半导体 激光元件的端部表面涂层上发射红色荧光；施加荧光体的第三施加步骤，
所述荧光体在半导体激光元件的端部表面涂层上发射绿色荧光；施加荧光
体的第四施加步骤，所述荧光体在半导体激光元件的端部表面涂层上发射
蓝色荧光；以及第二安装步骤，在所述第二安装步骤中在辅助支座上安装 在第二施加步骤中施加发射红色荧光的荧光体的半导体激光元件、在第三 施加步骤中施加发射绿色荧光的荧光体的半导体激光元件、在第四施加步 骤中施加发射蓝色荧光的荧光体的半导体激光元件。
根据本发明的半导体激光器的制造方法，半导体激光器可以被制造， 在所述半导体激光器中，白光由于从半导体激光元件所发射的红、绿和蓝 色荧光束被合成的结果而被获得。当半导体激光元件在封装内被尽可能地 靠近安置时，可以制造照明更宽区域的发射白光束的半导体激光器。


图l是使用在与本发明的第一实施例相关的闪光装置中的半导体激光 器的内部结构的示意图，并显示了对应于胶巻的标准尺寸画幅的用于摄影 区域的结构。
图2描述了胶巻的标准尺寸画幅和用于使用在与本发明的第一实施例 相关的闪光装置中的半导体激光器所获得的光照射图形之间的关系的视 图。
图3是设有与本发明的第一实施例相关的闪光装置的照相机的外部视 图，并显示了当胶巻使用标准尺寸画幅时的闪光照射图形。
图4是使用在与本发明的第一实施例相关的闪光装置中的半导体激光 器的内部结构的示意图，并显示了用于说明对应胶巻的半尺寸画幅的摄像 区域的结构。
图5是描述了胶巻的半尺寸画幅和用于使用在与本发明的第一实施例 相关的闪光装置中的半导体激光器所获得的光照射图形之间的关系的视图。
图6是设有与本发明的第一实施例相关的闪光装置的照相机的外部视 图，并显示了当胶巻使用半尺寸画幅时的闪光照射图形。
图7是描述多种颜色被合成以产生用于闪光的白光的原理的视图。
图8 (a)是显示了半导体激光器中的激光芯片的结构的示例的视图， 并显示了单独的蓝色、红外和红色激光器基片被使用时的情况。
图8 (b)显示了半导体激光器中的激光芯片的结构的另外的示例的视 图，并显示了蓝色激光器基片和红/红外双波长单块激光器被使用的情况。
图9描述了从半导体激光器所发射的激光通过反射片所反射原理的视图。
图10 (a)显示了使用在与本发明的第二实施例相关的闪光装置中的 激光散射用反射片的示例的示意图，并显示了整个反射片。 图10 (b)显示了图IO (a)的部分的放大图。
图ll (a)显示了使用在与本发明的第二实施例相关的闪光装置中的 激光散射用反射片的示例的示意图，并显示了整个反射片。 图ll (b)显示了图ll (a)的部分的放大图。
图12 (a)是描述了激光的远场图形和使用在与本发明的第二实施例 相关的闪光装置中的激光散射用反射片中的荧光体的施加方向之间关系 的视图，并显示了整个反射器表面。
图12 (b)显示了图12 (a)的部分的放大图。
图13是使用在与本发明的第三实施例相关的闪光装置中的蓝宝石六 角形激光器的示意图。
图14显示了使用在与本发明的第三实施例相关的闪光装置中的半导 体激光器的内部结构示意图。
图15显示了使用在与本发明的第四实施例相关的闪光装置中的半导 体激光器的内部结构示意图。
图16是使用在与本发明的第五实施例相关的闪光装置中的半导体激 光器的内部的激光器基片的示意图。
图17是使用在与本发明的第五实施例相关的闪光装置中的半导体激
10光器的内部的示意图。
图18显示了使用在与本发明的第六实施例相关的闪光装置中的半导 体激光器的内部结构示意图。
图19显示了使用在与本发明的第七实施例相关的闪光装置中的半导 体激光器的内部结构示意图。
具体实施例方式
下面将详细说明本发明的实施例。
第一实施例
图l是使用在与本发明的第一实施例相关的闪光装置中的半导体激光
器10的内部结构的示意图，并显示了对于胶巻的标准尺寸画幅的用于摄影 区域的结构。
如图1所示，板状辅助支座13 (散热片)被垂直地设置在半导体激光 器10的圆形杆部14中。蓝色激光器基片11被安置到辅助支座13的上部的一 个侧表面上，并且蓝色激光(波长450nm， GaN)从蓝色激光器基片ll的 横截面内的蓝色激光器发光点11发射。红色/红外双波长单块激光器12被略
微地安置在蓝色激光器基片ll之下、蓝色激光器基片ll被安置的辅助支座 13的侧表面上。红外激光(790nm, GaAs)从红色/红外双波长单块激光器 12的横截面内的红外发光点12a发射，红色激光(657nm， InGaAlP)从红 色激光器发光点12b发射。
优选地蓝色激光器基片11和红色/红外双波长单块激光器12被尽可能 地靠近安置。
图2描述了胶巻20的标准尺寸画幅20a和用于使用在与本发明的第一 实施例相关的闪光装置1中的半导体激光器10所获得的光照射图形之间的 关系的视图。图3是设有与本发明的第一实施例相关的闪光装置1的照相机 2的外部视图，并显示了当胶巻20使用标准尺寸画幅20a时的闪光照射图形 3。从蓝色激光器基片ll的蓝色激光器发光点lla所发射的蓝色激光的近 场图形在垂直的方向上是较宽的椭圆，但是在水平方向上远场图形llal是 较宽的椭圆。相似地，从红色/红外双波长单块激光器12的红外激光器发光 点12a所发射的红外激光的远场图形12al以及从红色激光器发光点12b所 发射的红色激光的远场图形12bl在水平方向上是较宽的椭圆。出于这种原 因，在水平方向上具有较宽的椭圆形状的远场图形对于尽可能地均匀照明 对于标准尺寸画幅20a的摄影范围是适当的。
图3中所示的相机2设有包括半导体激光器10的闪光装置1。当胶巻20 使用标准尺寸画幅20a，激光的远场图形将在水平方向上如上所述变为较 宽的椭圆。这样，来自闪光装置1的闪光照射图形3的横截面变成椭圆锥(顶 点是闪光装置l)，所述椭圆锥在水平的方向中较宽并尽可能地均匀照明对 于标准尺寸画幅20a的摄影范围。
照相机2被构造这样胶巻20可以通过操作未示出的开关按钮而切换到 标准尺寸画幅20a或者半尺寸画幅20b (参看图5)。此开关机构可以是电或
者是机械的。同样，与画幅切换相关，设置在闪光装置l中的半导体激光 器10使用其中心作为旋转轴线来旋转90度。
图4是使用在与本发明的第一实施例相关的闪光装置1中的半导体激 光器10的内部结构的示意图，并显示了用于说明对应胶巻的半尺寸画幅的 摄像区域的结构。图5是描述了胶巻20的半尺寸画幅20b和用于使用在与本 发明的第一实施例相关的闪光装置1中的半导体激光器10所获得的光照射 图形之间的关系的视图。图6是设有与本发明的第一实施例相关的闪光装 置1的照相机2的外部视图，并显示了当胶巻20使用半尺寸画幅20b时的闪 光照射图形3。
图4所示的半导体激光器10的结构是胶巻20在相机2中使用半尺寸画 幅20b的情况，并且是半导体激光器10从图1所示的结构在逆时针方向上已 经旋转90度的状态。半导体激光器10中的构成元件之间的相对位置关系与 图l的情况没有不同之处。
在此情况下，如图5所示，从蓝色激光器基片ll的蓝色激光器发光点 lla所发射的蓝色激光在垂直的方向上是较宽的椭圆。相似地，从红色/红 外双波长单块激光器12的红外激光器发光点12a所发射的红外激光的远场图形12al和从红色激光器发光点12b所发射的红色激光的远场图形12bl在 垂直方向上是较宽的椭圆。当胶巻20使用半尺寸画幅20b时，半尺寸画幅 20b的短侧沿着胶巻20的侧端对齐。出于此原因，在水平方向上具有较长 的椭圆形状的远场图形对于尽可能地均匀照明对于半尺寸画幅20b的摄影 范围是适当的。
通过这样构造相机2，如图6所示，来自相机2所设有的闪光装置1的闪 光照射图形3变成椭圆锥(顶点是闪光装置l)，所述椭圆锥在水平的方向 中较宽并尽可能地均匀照明对于半尺寸画幅20b的摄影范围。
图7是描述多种颜色被合成以产生用于闪光的白光的原理的视图。 如图7所示，当出现椭圆蓝光模式21a、椭圆绿光模式21b和椭圆红光 模式21c时，白光模式21d在三个模式重叠的区域中由于蓝、绿和红光的合 成的结果而获得，这三种颜色是光的三种主要颜色。如本发明中那样，白 光可以相似地在使用半导体激光器的闪光装置中通过合成不同波长的多 个激光束而获得。
优选地，蓝光模式21a、绿光模式21b和红光模式21c尽可能靠近安置 以用白光模式21d尽可能照明较宽的区域，这样其中三种模式的光重叠的 区域变宽。
半导体激光器具有较强的相干性，其光发射表面从微观来观察时具有 波纹形状。所发射的光也通过波纹表面来反射并在光中产生可见的波动， 这样当多个激光束被合成时，可以产生不均匀颜色的光。这样为了避免此 问题，可以采用通过以脉冲来驱动激光器控制相干性的方法。可选地，具 有较低相干性的激光可以被设置以在多个激光束被合成之后控制不均匀 度的方法也可以被采用，但是控制相干性的方法不限于这些方法。当激光 器是脉冲驱动时，脉冲周期可以随着激光器驱动电路而变化以配合当相机 2的快门(未示出)打开时的时间(例如1/100秒)。
图8 (a)和8 (b)是显示了半导体激光器中的激光器基片的结构的示 例。图8 (a)显示了蓝色、红外和红色独立激光器基片被使用的情况，图 8(b)显示了蓝色激光器基片和红色/红外双波长单块激光器被使用的情况。 在这些视图中，只有激光器基片和辅助支座被显示。在图8 (a)中所示的示例结构中，包括蓝色激光器发光点31a的蓝色 激光器基片31 、包括红外激光器发光点32a的红外激光器基片31以及包括 红色激光器发光点33a的红色激光器基片33被大致以此顺序安置到辅助支 座30上。在图8 (b)所示的示例结构中，包括蓝色激光器发光点34a的蓝 色激光器基片34和包括红外激光器发光点35a和红色激光器发光点35b的 红色/红外双波长单块激光器35大致安置到辅助支座30上。激光器的三个发 光点之间的距离是在图8 (a)的示例结构中的蓝色激光器发光点31a和红 色激光器发光点33a之间的距离dl，并且是图8 (b)的示例结构中的蓝色 激光器发光点34a和红色激光器发光点35b之间的距离d2。
蓝色激光器基片34的蓝色激光器发光点34a没有设置在激光器基片的
宽度方向中心附近中，而是朝向端部。至于红外和红色，红色/红外双波长 单块激光器35被使用而不是单独的激光器基片。出于此原因，距离d2小于 距离dl。这样，如图7中所描述，用通过图8 (b)的示例结构所获得的白 光可以照明更宽的区域。
图9描述了从半导体激光器所发射的激光通过反射片所反射原理的视图。
由于半导体激光器的激光的输出功率极强，如果一个人直接接触或者 直接观看激光可能对人体产生不利的影响。
如图9所示，例如，这可以使用由Ag粗糙薄膜所形成的反射片38来进 行，以发散从安置到辅助支座30的激光器基片36所发射的激光37。用于发 散激光的方法不限于反射片；另外的扩散部件或者散射方法也可以被使 用。
通过以此方式构造本发明，激光束37通过反射片38扩散并变成散射光 39，这样所述光对人体没有害处。
第二实施例
在第一实施例中，来自半导体激光器的不同波长的多个激光束被合成 以获得白光，所述白光用反射片进行扩散以获得闪光。在第二实施例中， 白光通过将发射红色、绿色和蓝色的三种类型的荧光体施加到反射片而从单波长的激光中获得。由于第二实施例和第一实施例除了下述描述的点之 外是相同的，所以只对第一和第二实施例的不同之处进行说明。
图10 (a)和10 (b)是使用在与本发明的第二实施例相关的闪光装置 中的激光散射用发射器板的示例。图10 (a)显示了整个反射片40，图IO (b)显示了部分40a的放大。图ll (a)和ll (b)显示了使用在与本发明
的第二实施例相关的闪光装置中的激光散射用反射片的示例的示意图。图 11 (a)显示了整个反射片41，图ll (b)显示了部分41a的放大。
如图IO (a)和IO (b)所示，使用在此闪光装置中的半导体激光器的 单波长激光的三种发射红色、绿色和蓝光的荧光体被施加在反射片40的表 面上的垂直方向上极细条形中。如图ll (a)和ll (b)所示，相同的三种 类型的荧光体在水平方向上被施加到反射片41的表面上的极细条形中。
这些荧光体通过激光激发发射红、绿和蓝光，并且荧光束被合成以获 得白光。
图12 (a)和12 (b)是描述了激光的远场图形42和使用在与本发明的 第二实施例相关的闪光装置中的激光散射用反射片40中的荧光体的施加 方向之间关系的视图。图12 (a)显示了整个反射器安40，图12 (b)显示 了部分40a的放大。
如图2和5中所描述，激光束的远场图形是椭圆的。处于此原因，相对 远场图形和施加到反射片的表面上的条形荧光体的延伸方向可以大致想 象两种情况 一种情况是远场图形的较宽方向平行于荧光体的延伸方向， 一种情况是远场图形的较宽方向与荧光体的延伸方向相正交。对于这两种 情况，可以有效地使用激光并获得较宽的白光发射区域的情况是远场图形 42的宽度方向平行于荧光体的延伸方向，如图12 (a)和12 (b)所示。
当设有与本发明的第二实施例相关的闪光装置的相机被构造时，这样
用户可以在使用标准尺寸画幅和半尺寸画幅的胶巻之间进行选择，优选地 与画幅切换相关联，对半导体激光器和设置在闪光装置中的反射器半40旋 转90度。通过这样构造本发明，即使当胶巻使用标准尺寸画幅或者半尺寸 画幅时也可以有效地使用激光。第三实施例
在第三实施例中，白光使用蓝宝石六角形激光器并将蓝色激光束与来 自通过蓝色激光所激活的结果而发射红色和绿光的两种类型荧光体的荧 光束相合成而获得。由于第三实施例和第二实施例除了下述描述的点之外 是相同的，所以只对第三和第二实施例的不同之处进行说明。
图13是使用在与本发明的第三实施例相关的闪光装置中的蓝宝石六
角形激光器50的示意图。
如图13中所示，蓝宝石六角形激光器50具有六角形形状并是包括通过 在蓝宝石衬底上形成GaN所获得的六角形结构的晶体。蓝色激光束51a、52a 和53a从蓝宝石六角形激光器50的三个相邻表面发射，蓝色激光束51b、 52b 和53b从与这三个表面相对的表面发射。g卩，蓝色激光束从蓝宝石六角形 激光器50的六个表面发射。
图14显示了使用在与本发明的第三实施例相关的闪光装置中的半导 体激光器60的内部结构示意图。
如图14所示，半导体激光器60包括盒状封装61，蓝宝石六角形激光器 50被设置在封装61的中心部分中。反射片65通过施加Ag粗糙薄膜而形成在 封装61的侧表面上。
给予反射片镜子功能的发射方向会聚镜62被设置在封装61的上部上 的两个地方上。在封装61的上部方向中从蓝宝石六角形激光器50发射的蓝 色激光束51a、 53b朝向封装61的侧表面的中心反射。相似地，发射方向会 聚镜62被设置在封装61的下部的内表面上的两个地方上。从蓝宝石六角形 激光器50在封装61的下部方向中发射的蓝色激光束53a和51b朝向封装61 的侧表面的中心反射。涂敷有红色荧光体的衬底63被分别设置在蓝色激光 束51a的反射光51al的光轴以及蓝色激光束53b的反射光53bl的光轴上。施 加到这些衬底63的红色荧光体通过反射光51al和反射光53bl激活并发射 红色荧光，并且红色荧光束到达封装61的两个侧面的中心。相似地，涂敷 有绿色荧光体的衬底64被分别设置在蓝色激光束53a的反射光53al的光轴 以及蓝色激光束51b的反射光51bl的光轴上。施加到这些衬底64的绿色荧 光体通过反射光53al和反射光51bl激活并发射绿色荧光，并且绿色荧光束 到达封装61的两个侧面的中心。这样，从蓝宝石六角形激光器50直接发射的蓝色激光束52a、 52b，来 自衬底63的红色荧光束以及来自衬底64的绿色荧光束到达封装61的两个 侧表面的中心，并且这些光束被合成以称为白光束。此外，白光束通过形 成在封装61的两个侧表面上的反射片65扩散，变成白色扩散光束54a、 54b,
并发射到外部。
根据如上所示的本发明的第三实施例，由于蓝宝石六角形激光器50 的激光振荡效率较高，可以使用蓝宝石六角形激光器50作为闪光装置的闪 光用光源来实现更高的输出功率或者较低的功耗照明。
第四实施例
在第四实施例中，白光使用蓝宝石六角形激光器并将蓝色激光束与来 自通过蓝色激光所激活的结果而发射红色和绿光的两种类型荧光体的荧 光束相合成而获得。由于第四实施例和第三实施例除了下述描述的点之外 是相同的，所以只对第四和第三实施例的不同之处进行说明。
图15显示了使用在与本发明的第四实施例相关的闪光装置中的半导 体激光器70的内部结构示意图。半导体激光器70是只有第三实施例的半导 体激光器60 (参看图14)的一部分被改变的装置。
如图15中所示，蓝宝石六角形激光器50被设置在半导体激光器70的封 装61的中心部分中。三种发射红、绿和蓝光束的荧光体被施加到蓝宝石六 角形激光器50的端部表面，这样相对的端部表面涂敷有相同类型的荧光 体。即，端部表面50al和端部表面50a2涂敷有红色荧光体，端部表面50bl 和端部表面50b2涂敷有蓝色荧光体，以及端部表面50cl和端部表面50c涂 敷有绿色荧光体。
当蓝色激光束从蓝宝石六角形激光器50的六个表面发射时，红色荧光 71a和71b从端部表面50al和50a2发射，通过发射方向会聚镜62所反射的反 射光71al、 71b2到达封装61的两个侧表面的中心。蓝色荧光72a、 72b从端 部表面50bl和50b2发射并到达封装61的两个侧表面的中心。绿色荧光73a 和73b从端部表面50cl和50c2发射，并且通过发射方向会聚镜62所反射的 反射光73al和73bl到达封装61的两个侧表面的中心。
17这样，三种红、绿和蓝色荧光束到达封装61的六个侧表面的中心，并 且这些光束被合成以变成白光朿。白光束通过形成在封装61的两个侧表面 的反射片65扩散，白光束变成白色扩散光束54a和54b并发射到外部。
第五实施例
图16是使用在与本发明的第五实施例相关的闪光装置中的半导体激 光器的内部的激光器基片80的示意图。图17是使用在与本发明的第五实施 例相关的闪光装置中的半导体激光器的内部的示意图。由于第五实施例和 第一实施例除了下述描述的点之外是相同的，所以只对第五和第一实施例 的不同之处进行说明。
如图16所示，激光器基片80具有方杆形状，所述激光器基片80的两个 端部表面涂敷有荧光体81。此处，荧光体81发射红或者绿荧光束任一。
本实施例具有激光束从激光芯片80的端部表面发射的属性。通过使得 两个端部表面的端部表面涂层的反射率相同，激光束以比例l: l从发光表 面发射。"端部表面涂层"此处指的是处理激光的涂层，并且这与荧光体 不同。端部表面涂层本身是现有技术。
根据激光器基片80的这种结构，对于荧光体类型的荧光束可以从激光 芯片80的端部表面发射。通过改变荧光体的类型，被发射的荧光束的颜色 也可以被改变。
同样，白光可以通过使用多个激光器基片来获得，所述激光器基片的 端部表面涂敷有不同类型的荧光体。例如，如图17中所示，本发明被构造， 这样端部表面被涂敷有红色荧光体82的激光器基片80a、端部表面涂敷有 蓝色荧光体83的激光器基片80b以及端部表面涂敷有绿色荧光体84的激光 器基片80c在辅助支座85上彼此靠近安置。
激光器基片80a、 80b和80c的端部表面中的发光点的位置不同。这些 激光器基片被设置这样三个发光点之间的间距最小。同样，不管将三种类 型的荧光体施加到激光器基片是否可选，没有必要将它们以图17所示的相 同的顺序来安置。激光器基片的数目不限于三个并可以增加。第六实施例
图18显示了使用在与本发明的第六实施例相关的闪光装置中的半导 体激光器90的内部结构示意图。由于第六实施例和第一实施例除了下述描 述的点之外是相同的，所以只对第六和第一实施例的不同之处进行说明。
如图18所示，比半导体激光器90的圆形杆部14小的圆形反射片91同心 设置在杆部14上。从蓝色激光器基片11以及安置到辅助支座13上的红色/ 红外双波长单块激光器12发射的激光通过反射片91反射/扩散。
根据本结构，部件从激光器基片的前表面侧发射的激光而且从后表面 侧所发射的激光可以被有效地使用。这样，可以通过将半导体激光器90使 用作为闪光装置中的闪光用光源而实现更高的输出功率或者较低的功耗 照明。
第七实施例
图19显示了使用在与本发明的第七实施例相关的闪光装置中的半导 体激光器92的内部结构示意图。由于第七实施例和第六实施例除了下述描 述的点之外是相同的，所以只对第七和第六实施例的不同之处进行说明。
如图19所示，两个双通道单块激光器93被安置在半导体激光器92的辅 助支座13的附近中。从这些蓝色双通道单块激光器93的后表面侧发射的激 光通过设置在杆部14上的反射片91反射/扩散。
根据本结构，蓝色激光的输出功率被提高，发光点之间的距离变小， 这样可以产生具有良好均匀性的白色光源。同样，由于从激光器基片的两 个表面所发射的激光可以被有效地使用，可以通过将半导体激光器92使用 作为闪光装置中的闪光用光源而实现更高的输出功率或者较低的功耗照 明。
尽管对本发明的一些实施例进行了说明，普通技术人员可以理解在不
背离本发明的精神和原则的情况下可以对本发明进行修改和变化，其范围 由所附权利要求书所限定。
权利要求
1. 一种半导体激光器，包括在盒状封装内的至少一个激光元件和多个反射器部件，其中从激光元件的激光发射表面发射的激光束从封装的两个侧面被发射到外部，或者被发射的激光束的方向通过反射由反射器部件改变而使得激光束从封装的两个侧面发射到外部，藉此，几乎所有从激光元件的激光发射表面发射的激光束被发射到外部。
2. 根据权利要求l所述的半导体激光器，进一步包括 散射激光的至少一个反射器片，所述至少一个反射器片布置在封装的两个侧面上。
3. 根据权利要求l所述的半导体激光器，其中 至少一个激光元件是具有六角形形状的六角形激光元件。
4. 根据权利要求3所述的半导体激光器，进一步包括至少一个荧光体，所述至少一个荧光体由激光激发并且发射荧光束， 所述至少一个荧光体布置在所述六角形激光元件的激光发射表面上。
5. 根据权利要求4所述的半导体激光器，其中多种类型的荧光体被涂敷，使得在六角形激光元件的激光发射表面的 相对面上的荧光体发射相同颜色的荧光束。
6. 根据权利要求l所述的半导体激光器，进一步包括 至少一个荧光体，所述至少一个荧光体由激光激发并且发射荧光束，所述至少一个荧光体布置在来自反射器部件的激光的一个或更多光轴上。
全文摘要
本发明公开了一种半导体激光器，包括在盒状封装内的至少一个激光元件和多个反射器部件，其中从激光元件的激光发射表面发射的激光束从封装的两个侧面被发射到外部，或者被发射的激光束的方向通过反射由反射器部件改变而使得激光束从封装的两个侧表面发射到外部，藉此，几乎从激光元件的激光发射表面发射的所有激光束被发射到外部。
文档编号H01S5/022GK101488639SQ200910007750
公开日2009年7月22日 申请日期2005年1月18日 优先权日2004年1月22日
发明者上村裕规 申请人:夏普株式会社