JP2001144362A - Semiconductor laser device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ素子
から放射される高出力レーザ光をコリメータレンズと集
光レンズを使って被照射面にスポット集光する半導体レ
ーザ装置およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device for focusing a high-power laser beam emitted from a semiconductor laser element on a surface to be irradiated using a collimator lens and a condenser lens, and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば点字プリンタの記録方式とし
て、加熱により不可逆的に熱膨張変化する感熱層が形成
された記録媒体を使用し、この記録媒体にレーザビーム
をスポット集光して照射させることにより上記感熱層を
選択的に熱膨張変化させ、これにより点字パターンの凹
凸を形成するという方式がある。このような用途に使用
する半導体レーザ装置では、照射の効率と分解能を高め
るために、できるだけ大きな光エネルギーをできるだけ
小さな点に絞って集光させる必用がある。2. Description of the Related Art As a recording method of a Braille printer, for example, a recording medium having a heat-sensitive layer whose thermal expansion changes irreversibly by heating is used, and a laser beam is focused on the recording medium and irradiated with the laser beam. There is a method of selectively changing the thermal expansion of the heat-sensitive layer, thereby forming irregularities in a Braille pattern. In a semiconductor laser device used for such an application, it is necessary to focus as much light energy as possible on a small point as much as possible in order to increase the efficiency and resolution of irradiation.
【0003】このため、従来においては、高出力の半導
体レーザ素子を使用するとともに、そのレーザ素子から
の放射レーザ光をコリメータレンズと集光レンズを使っ
て点状にスポット集光させる集光光学系が使用されてい
た。For this reason, conventionally, a condensing optical system that uses a high-output semiconductor laser element and that condenses a laser beam emitted from the laser element into a spot using a collimator lens and a condensing lens. Was used.
【0004】図9は、従来の半導体レーザ装置の概略構
成を示す。同図に示す装置は、高出力型の半導体レーザ
素子1、コリメータレンズ2、ビーム整形光学系3、集
光レンズ4により構成される。FIG. 9 shows a schematic configuration of a conventional semiconductor laser device. The device shown in FIG. 1 includes a high-power semiconductor laser device 1, a collimator lens 2, a beam shaping optical system 3, and a condenser lens 4.
【0005】レーザ素子1からの放射レーザ光は、コリ
メータレンズ2で平行ビームにされた後、集光レンズ4
により点状にスポット集光される。このとき、ビーム整
形光学系3は、ビーム断面形状が真円となるような補
正、いわゆる非点収差の補正を行う。これにより、垂直
/水平のどちらの方向にも偏らない真円状にスポット集
光を行わせるようにしていた。The laser beam emitted from the laser element 1 is converted into a parallel beam by a collimator lens 2 and then collimated by a condenser lens 4.
The spot is condensed in the form of a spot. At this time, the beam shaping optical system 3 performs correction so that the beam cross-sectional shape becomes a perfect circle, that is, correction of so-called astigmatism. As a result, spot light is condensed in a perfect circle that is not deviated in either the vertical or horizontal direction.
【0006】ビーム整形光学系は、たとえば特公平5−
52071号公報に記載されているように、平行平面板
あるいは曲率半径の大きな円筒レンズなどを用いて構成
される。A beam shaping optical system is disclosed in, for example,
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52071, it is constituted by using a plane parallel plate or a cylindrical lens having a large radius of curvature.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た装置には次のような問題のあることが、本発明者によ
ってあきらかとされた。However, the present inventor has clarified that the above-described apparatus has the following problems.
【0008】すなわち、半導体レーザ素子1からのレー
ザ光放射は、図9に実線(Ly)と波線(Lx)で分け
て示すように、半導体の接合面に平行な水平方向とこれ
に垂直な方向とでは、レーザ光ビームが最小となる位置
いわゆるビームウェイスト位置(Ey,Ex)が異なる
という問題があった。つまり、水平方向に広がる光ビー
ムLxと垂直平行に広がる光ビームLyとで、見かけ上
のレーザ光源位置が異なる非点隔差(Ex≠Ey)があ
った。That is, the laser beam radiation from the semiconductor laser device 1 is divided into a horizontal direction and a vertical direction parallel to the bonding surface of the semiconductor as shown by a solid line (Ly) and a wavy line (Lx) in FIG. There is a problem that the so-called beam waste position (Ey, Ex) where the laser light beam is minimized is different. That is, there is an astigmatic difference (Ex ≠ Ey) in which the apparent position of the laser light source differs between the light beam Lx extending in the horizontal direction and the light beam Ly extending in the vertical direction.
【0009】垂直方向のビームウェイスト位置Eyは半
導体の端面と見ることができるが、水平方向のビームウ
ェイストは位置Exはその端面よりも少し内側に入った
ところにあるとされている。この非点隔差を有するビー
ム光をコリメータレンズ1と集光レンズ4で被照射面に
スポット集光しても、図10に示すように、その被照射
面(像面)での集光パターンは真円とはならず、垂直/
水平のどちらかの方向に楕円状に拡散してしまう。つま
り、非点収差が生じて像がぼやけてしまう。Although the vertical beam waste position Ey can be regarded as the end face of the semiconductor, the horizontal beam waste position Ex is said to be located slightly inside the end face. Even if the light beam having the astigmatic difference is spot-condensed on the irradiated surface by the collimator lens 1 and the condensing lens 4, as shown in FIG. 10, the condensing pattern on the irradiated surface (image surface) is Not a perfect circle, vertical /
It diffuses in an elliptical shape in either horizontal direction. That is, astigmatism occurs and the image is blurred.
【0010】この非点収差を補正するために、従来は、
上述したようなビーム整形光学系3を介在させていた。
しかし、その非点収差は、上述したように、垂直方向と
水平方向とで見かけ上のレーザ光源位置(ビームウェイ
スト位置Ey,Ex)が異なる非点隔差(Ex≠Ey)
によって生じるため、上述した従来のビーム整形光学系
3だけでは十分に補正することができない。Conventionally, in order to correct this astigmatism,
The beam shaping optical system 3 as described above was interposed.
However, the astigmatism is caused by the astigmatic difference (Ex ≠ Ey) in which the apparent laser light source position (beam waste position Ey, Ex) differs between the vertical direction and the horizontal direction, as described above.
Therefore, correction cannot be sufficiently performed only by the conventional beam shaping optical system 3 described above.
【0011】従来のビーム整形光学系3では、図9に示
すように、垂直方向のビームLy径が最小となる像面位
置Pyと水平方向のビームLx径が最小となる像面位置
Lxとを一致させることができず、このため、図10に
示すように、垂直/水平のいずれか一方または両方にて
象ぼけが生じるのを避けることができなかった。In the conventional beam shaping optical system 3, as shown in FIG. 9, the image plane position Py at which the vertical beam Ly diameter is minimum and the image plane position Lx at which the horizontal beam Lx diameter is minimum are determined. It was not possible to match them, and as a result, as shown in FIG. 10, it was not possible to avoid the occurrence of elephant blurring in one or both of the vertical and horizontal directions.
【0012】図10は、図9の装置にて得られる集光パ
ターンの状態を示す。同図において、(a)は垂直方向
のビームLy径が最小となる像面位置Aでの集光パター
ン、(b)は水平方向のビームLx径が最小となる像面
位置Bでの集光パターン、(c)は上記2つの像面位置
A,Bの中間位置Cでの集光パターンをそれぞれ示す。FIG. 10 shows a state of a light-converging pattern obtained by the apparatus shown in FIG. In the figure, (a) is a light-condensing pattern at an image plane position A where the diameter of the beam Ly in the vertical direction is minimum, and (b) is light condensing at an image plane position B where the diameter of the beam Lx in the horizontal direction is minimum. A pattern (c) shows a light converging pattern at an intermediate position C between the two image plane positions A and B, respectively.
【0013】同図に示すように、垂直方向のビームLy
径が最小となるように像面位置Aを定めた場合には、水
平方向のビームLxがその像面位置Aにて拡散して、
(a)に示すように、集光パターンには楕円状の収差が
現れてしまう。また、水平方向のビームLx径が最小と
なるように像面位置Bを定めた場合には、今度は、その
像面位置Bにて垂直方向のビームLyが拡散して、この
場合にも、(b)に示すように、集光パターンには楕円
状の収差が現れてしまう。両像面位置A,Bの中間位置
Cにて真円状の集光パターンを得ようとした場合には、
垂直/水平の両ビームLy,Lx径が共に最小とならな
いため、(c)に示すように、ビームLy,Lxが十分
に絞り込まれず、これも、いわゆる像ぼけになってしま
う。As shown in FIG. 1, a vertical beam Ly
When the image plane position A is determined so as to minimize the diameter, the horizontal beam Lx is diffused at the image plane position A,
As shown in (a), an elliptical aberration appears in the light-collecting pattern. When the image plane position B is determined so that the beam Lx diameter in the horizontal direction is minimized, the beam Ly in the vertical direction is diffused at the image plane position B, and also in this case, As shown in (b), an elliptical aberration appears in the condensing pattern. When an attempt is made to obtain a perfect circular condensing pattern at an intermediate position C between both image plane positions A and B,
Since the diameters of both the vertical and horizontal beams Ly and Lx are not minimized, the beams Ly and Lx are not sufficiently narrowed down as shown in (c), which also causes so-called image blur.
【0014】このように、半導体レーザ素子からの放射
レーザ光を被照射面に点状にスポット集光させる半導体
レーザ装置では、そのレーザ素子からの放射レーザ光の
ビームウェイスト位置が垂直/水平方向で相違するとい
う、半導体レーザ素子に特有の非点隔差によって、従来
のビーム整形光学系だけでは補正しきれない非点収差が
生じる、という問題のあることが本発明者によって明ら
かとされた。As described above, in a semiconductor laser device that focuses a laser beam emitted from a semiconductor laser element on a surface to be irradiated in a spot-like manner, the beam waste position of the laser beam emitted from the laser element is vertically or horizontally. The present inventor has clarified that there is a problem that the astigmatism difference, which is unique to the semiconductor laser device, causes astigmatism which cannot be corrected only by the conventional beam shaping optical system.
【0015】本発明は以上のような課題に鑑みてなされ
たものであり、非点隔差を有する半導体レーザ素子から
の放射レーザ光を、簡単な構成と調整操作でもって、垂
直/水平の両方向共に最小ビーム径で同一像面に集光さ
せることができるようにした半導体レーザ装置およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a simple configuration and an adjusting operation to radiate a laser beam emitted from a semiconductor laser device having astigmatism in both vertical and horizontal directions. It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser device capable of condensing light on the same image plane with a minimum beam diameter and a method of manufacturing the same.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明の第1の手段は、
半導体の接合面に平行な水平方向とこれに垂直な方向と
でビームウェスト位置が異なるレーザ光を放射する半導
体レーザ素子と、上記レーザ素子からの放射レーザ光を
コリメータレンズと集光レンズを使って被照射面にスポ
ット集光する集光光学系と、上記レーザ素子と上記コリ
メータレンズの間隔を微調設定する調整手段とを備えた
ことを特徴とする半導体レーザ装置である。A first means of the present invention is as follows.
A semiconductor laser device that emits laser light with different beam waist positions in the horizontal direction parallel to the semiconductor bonding surface and in the direction perpendicular thereto, and radiates laser light from the laser device using a collimator lens and a condenser lens. A semiconductor laser device comprising: a condensing optical system that condenses a spot on a surface to be irradiated; and an adjusting unit that finely sets an interval between the laser element and the collimator lens.
【0017】第2の手段は、第1の手段において、半導
体レーザ素子とコリメータレンズ間を光軸方向での長さ
微調整が可能な部材で連結したことを特徴とする半導体
レーザ装置である。第3の発明は、第1または第2の手
段において、半導体レーザ素子とコリメータレンズの間
隔を定める部材を所定の恒温条件下に置く温度補償手段
を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置である。A second means is the semiconductor laser device according to the first means, wherein the semiconductor laser element and the collimator lens are connected by a member capable of finely adjusting the length in the optical axis direction. According to a third aspect of the present invention, there is provided the semiconductor laser device according to the first or second means, further comprising a temperature compensating means for placing a member for determining a distance between the semiconductor laser element and the collimator lens under a predetermined constant temperature condition. .
【0018】第4の手段は、半導体の接合面に平行な水
平方向とこれに垂直な方向とでビームウェスト位置が異
なるレーザ光を放射する半導体レーザ素子を使用し、こ
の半導体レーザ素子からの放射レーザ光をコリメータレ
ンズと集光レンズを使って被照射面にスポット集光する
半導体レーザ装置の製造方法であって、水平方向での集
光ビーム径が最小となる集光位置を定める第1の工程
と、この第1の工程の後、半導体レーザ素子とコリメー
タレンズの間隔を微調整することによって垂直方向での
集光ビーム径が最小となる点を求める第2の工程と、を
行うことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法であ
る。第5の手段は、第4の手段において、第1および第
2の工程の後、半導体レーザ素子とコリメータレンズの
間隔を固定する第3の工程を行うことを特徴とする半導
体レーザ装置の製造方法である。The fourth means uses a semiconductor laser device which emits laser beams having different beam waist positions in a horizontal direction parallel to a semiconductor bonding surface and in a direction perpendicular thereto, and emits light from the semiconductor laser device. A method of manufacturing a semiconductor laser device that focuses a laser beam on a surface to be irradiated by using a collimator lens and a condensing lens, wherein a first condensing position that minimizes a converging beam diameter in a horizontal direction is provided. And a second step of, after the first step, finely adjusting the distance between the semiconductor laser element and the collimator lens to obtain a point at which the focused beam diameter in the vertical direction is minimized. This is a method for manufacturing a semiconductor laser device characterized by the following. Fifth means is a method of manufacturing a semiconductor laser device according to the fourth means, wherein after the first and second steps, a third step of fixing an interval between the semiconductor laser element and the collimator lens is performed. It is.
【0019】上述した手段によれば、半導体レーザ素子
とコリメータレンズの間隔を微調設定することで、垂直
方向での最小ビーム径位置を、水平方向での最小ビーム
径位置に合わせ込むことができる。これにより、非点隔
差を有する半導体レーザ素子からの放射レーザ光を、簡
単な構成と調整操作でもって、垂直/水平の両方向共に
最小ビーム径で同一像面に集光させる、という目的が達
成される。According to the above-described means, the minimum beam diameter position in the vertical direction can be matched with the minimum beam diameter position in the horizontal direction by finely setting the interval between the semiconductor laser element and the collimator lens. This achieves the object of condensing the laser beam emitted from the semiconductor laser device having astigmatism on the same image plane with a minimum beam diameter in both the vertical and horizontal directions with a simple configuration and adjusting operation. You.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面を参照しながら説明する。なお、各図間において、
同一符号は同一あるいは相当部分を示すものとする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, between each figure,
The same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
【0021】図1は本発明による半導体レーザ装置の一
実施形態を示す。同図に示す半導体レーザ装置10は、
まず、半導体レーザ素子1、コリメータレンズ2、ビー
ム整形光学系3、集光レンズ4が光軸Z方向に並んで配
設されている。FIG. 1 shows an embodiment of a semiconductor laser device according to the present invention. The semiconductor laser device 10 shown in FIG.
First, a semiconductor laser device 1, a collimator lens 2, a beam shaping optical system 3, and a condenser lens 4 are arranged side by side in the optical axis Z direction.
【0022】半導体レーザ素子(LD)1は高出力タイ
プであって、熱伝導性が良好な金属製のLD保持板11
に装着(マウント)されている。この保持板11は、冷
却用のペルチェ素子12を介して金属板13に固定され
ている。この金属板13は装置の構造部材をなすが、ペ
ルチェ素子12の放熱を吸収して放散させるヒートシン
クも兼ねている。The semiconductor laser element (LD) 1 is of a high output type and has a metal LD holding plate 11 having good thermal conductivity.
Mounted on. This holding plate 11 is fixed to a metal plate 13 via a Peltier element 12 for cooling. The metal plate 13 forms a structural member of the device, but also functions as a heat sink that absorbs and dissipates heat released from the Peltier device 12.
【0023】ペルチェ素子12は、図示を省略するが、
半導体レーザ素子1に近いところの温度(たとえばLD
保持板11の温度)が所定温度となるようなフィードバ
ック制御手段と組み合わせることにより、そのレーザ素
子1の動作環境温度を一定に保つ恒温システムを構成す
ることもできる。Although the Peltier element 12 is not shown,
Temperature near the semiconductor laser device 1 (for example, LD
A constant temperature system that keeps the operating environment temperature of the laser element 1 constant can also be configured by combining it with feedback control means that keeps the temperature of the holding plate 11 at a predetermined temperature.
【0024】コリメータレンズ2は凸レンズであって、
レーザ素子1からの放射レーザ光(Ly,Lx)を平行
ビーム化する。このコリメータレンズ2は熱伝導性が良
好な金属製レンズホルダ21に保持され、このレンズホ
ルダ21は微調整治具22を介して上記LD保持板11
に連結されている。The collimator lens 2 is a convex lens,
The laser beam (Ly, Lx) emitted from the laser element 1 is converted into a parallel beam. The collimator lens 2 is held by a metal lens holder 21 having good thermal conductivity, and the lens holder 21 is connected to the LD holding plate 11 via a fine adjustment jig 22.
It is connected to.
【0025】この微調整治具22により、レーザ素子1
とコリメータレンズ2は、所定の距離間隔L1を保ちな
がら機械的に連結されている。微調整治具22は、たと
えばピッチの細かいネジによるスクリュー送り機構を形
成し、レーザ素子1とコリメータレンズ2の間隔L1を
μm単位(0〜40μm)の精度で可変設定する調整手
段をなす。この微調整治具22には熱膨張による誤差が
介在するが、この誤差は、たとえばペルチェ素子12で
レーザ素子1の温度上昇を抑制するにより低減させるこ
とができる。The fine adjustment jig 22 allows the laser element 1
And the collimator lens 2 are mechanically connected while maintaining a predetermined distance L1. The fine adjustment jig 22 forms, for example, a screw feed mechanism using fine-pitch screws, and serves as adjusting means for variably setting the interval L1 between the laser element 1 and the collimator lens 2 with an accuracy of μm unit (0 to 40 μm). An error due to thermal expansion is interposed in the fine adjustment jig 22, and this error can be reduced by, for example, suppressing the temperature rise of the laser element 1 by the Peltier element 12.
【0026】ビーム整形光学系3は、図示は省略する
が、平行平面板や円筒レンズ、あるいはアナモルフィッ
クプリズムなどを用いて構成され、コリメータレンズ2
によって平行ビーム化されたレーザ光(Ly,Lx)の
非点収差を補助的に補正する。Although not shown, the beam shaping optical system 3 is constituted by using a plane-parallel plate, a cylindrical lens, an anamorphic prism, or the like.
The astigmatism of the laser beam (Ly, Lx) converted into a parallel beam is supplementarily corrected.
【0027】集光レンズ4は凸レンズであって、平行ビ
ーム化されたレーザ光を点状にスポット集光する。Fp
はスポット集光されたレーザ光を受ける像面位置(被照
射面位置)である。この像面位置Fpは、当該位置Fp
にてビーム径が最小となるように選ばれる。The condensing lens 4 is a convex lens, and converges the laser beam converted into a parallel beam into a spot-like spot. Fp
Is an image plane position (irradiated surface position) that receives the laser light focused by the spot. This image plane position Fp is
Is selected such that the beam diameter is minimized.
【0028】しかし、上述した半導体レーザ装置10で
は、半導体レーザ素子1の非点隔差により、半導体の接
合面に平行な水平方向とこれに垂直な方向とで、見かけ
上の光源位置(ビームウェイスト位置)が異なる。この
ため、像面位置Fpを光軸Z方向に移動しても、前述し
たように、垂直方向のビームLy径が最小となる位置と
水平方向のビームLx径が最小となる位置は必ずしも一
致させることができず、その不一致によって非点収差が
生じる。この非点隔差による非点収差は、前述したよう
に、ビーム整形光学系3だけでは補正しきれない。However, in the above-described semiconductor laser device 10, due to the astigmatism of the semiconductor laser element 1, the apparent light source position (beam waste position) in the horizontal direction parallel to the semiconductor bonding surface and in the direction perpendicular thereto. ) Are different. Therefore, even if the image plane position Fp is moved in the direction of the optical axis Z, as described above, the position where the diameter of the beam Ly in the vertical direction becomes the minimum and the position where the diameter of the beam Lx in the horizontal direction becomes the minimum do not necessarily match. And the mismatch causes astigmatism. Astigmatism due to the astigmatism cannot be corrected only by the beam shaping optical system 3 as described above.
【0029】ここで、本発明者は、上述した半導体レー
ザ装置において、レーザ素子1とコリメータレンズ2の
間隔L1をμm単位で変化させたときに、垂直方向のビ
ームLy径が最小となる焦点位置と、水平方向のビーム
Lx径が最小となる焦点位置とが、互いに異なる振る舞
いをすることを知得した。Here, the present inventor has found that in the above-described semiconductor laser device, when the distance L1 between the laser element 1 and the collimator lens 2 is changed in units of μm, the focal position at which the beam Ly diameter in the vertical direction becomes minimum is obtained. And that the focus position where the horizontal beam Lx diameter is the minimum behaves differently from each other.
【0030】すなわち、レーザ素子1とコリメータレン
ズ2の間隔L1を、たとえば図2に示すように、0、1
0μm、20μm、30μm、40μmというように段
階的に変化させて行った場合、垂直方向のビームLy径
が最小となる焦点位置はミリ(mm)単位で大きく変化
するが、水平方向のビーム径Lxが最小となる焦点位置
はそれほど目立った変化を呈さないことを知得した。That is, the distance L1 between the laser element 1 and the collimator lens 2 is set to 0, 1 as shown in FIG.
When the beam diameter is changed stepwise such as 0 μm, 20 μm, 30 μm, and 40 μm, the focal position where the diameter of the beam Ly in the vertical direction becomes minimum greatly changes in millimeter (mm) units, but the beam diameter Lx in the horizontal direction is changed. It has been found that the focal position where is minimum does not show much noticeable change.
【0031】さらに、本発明者は、レーザ素子1とコリ
メータレンズ2の間隔L1をμm単位で変化させること
で、垂直方向のビームLy径が最小となる焦点位置を変
化させることにより、その垂直方向のビームLy径が最
小となる焦点位置を、水平方向のビームLx径が最小と
なる焦点位置にまで持ってくることができる、というこ
とを知得した。Further, the present inventor changes the focal position where the diameter Ly of the beam in the vertical direction becomes minimum by changing the distance L1 between the laser element 1 and the collimator lens 2 in units of μm. Can be brought to the focal position where the beam Lx diameter in the horizontal direction is minimum.
【0032】図2は最小ビーム径位置の変化状態を垂直
/水平の方向別に示すグラフであって、横軸はビーム径
の測定位置(単位mm)、縦軸はビーム径(μm)をそ
れぞれ示す。同図において、測定位置に対するビーム径
の変化状態は、半導体レーザ素子1とコリメータレンズ
2の間隔L1を基準間隔Loに対する増分Lc(単位μ
m)というように定義し(L1=Lo+Lc)、その増
分Lcを0,10,20,30,40と段階的に変化さ
せながら、各増分Lc(=0,10,20,30,4
0)ごとにそれぞれ、ビーム径測定位置に対するビーム
径の変化状態を調べた。FIG. 2 is a graph showing the change of the minimum beam diameter position for each of the vertical and horizontal directions. The horizontal axis indicates the beam diameter measurement position (unit: mm), and the vertical axis indicates the beam diameter (μm). . In the figure, the change state of the beam diameter with respect to the measurement position is determined by setting the distance L1 between the semiconductor laser element 1 and the collimator lens 2 to an increment Lc (unit μ
m) (L1 = Lo + Lc), and while gradually increasing the increment Lc to 0, 10, 20, 30, 40, each increment Lc (= 0, 10, 20, 30, 4, 4)
For each 0), the state of change of the beam diameter with respect to the beam diameter measurement position was examined.
【0033】その結果、同図に示すように、垂直方向で
の最小ビーム径位置は上記Lcの変化によりミリ(m
m)単位で大きく変化するが、水平方向での最小ビーム
径位置は上記Lcの変化に対してほとんど変化しない。
これにより、上記Lcを可変設定することで、垂直方向
での最小ビーム径位置を水平方向での最小ビーム径位置
にまで持って来ることが可能になる。As a result, as shown in the figure, the minimum beam diameter position in the vertical direction is changed to the millimeter (m
m), but the minimum beam diameter position in the horizontal direction hardly changes with respect to the change in Lc.
Thus, by variably setting Lc, it is possible to bring the minimum beam diameter position in the vertical direction to the minimum beam diameter position in the horizontal direction.
【0034】図2に示した例では、Lc=20μmと設
定したときに、垂直方向での最小ビーム径位置が水平方
向での最小ビーム径位置に重なるようになる。この重な
り点Cでは、垂直/水平のどちらの方向でもビーム径が
最小となる。In the example shown in FIG. 2, when Lc = 20 μm, the minimum beam diameter position in the vertical direction overlaps with the minimum beam diameter position in the horizontal direction. At this overlapping point C, the beam diameter becomes minimum in both the vertical and horizontal directions.
【0035】図3は、垂直/水平の両方向での最小ビー
ム径位置が一致した場合の集光パターンを示す。同図に
おいて、(c)は垂直/水平の両方向にてビーム径が最
小となる位置Aでの集光パターンを示す。また、(a)
および(b)はその後方位置Aおよび前方位置Bでの集
光パターンをそれぞれ示す。同図に示すように、集光パ
ターンは垂直/水平のどちらにも偏らない真円形状に補
正された状態でスポット集光される。FIG. 3 shows a condensing pattern when the minimum beam diameter positions in both the vertical and horizontal directions match. In the same figure, (c) shows a light-converging pattern at a position A where the beam diameter is minimum in both the vertical and horizontal directions. (A)
(B) shows the light converging pattern at the rear position A and the front position B, respectively. As shown in the figure, the light-condensing pattern is condensed in a spot in a state where the light-condensing pattern is corrected to a perfect circular shape which is not deviated to both vertical and horizontal directions.
【0036】本発明は以上のような知得に着目してなさ
れたもので、図1に示したように、半導体レーザ素子1
からの放射レーザ光をコリメータレンズ2と集光レンズ
4を使って被照射面にスポット集光させるに際し、上記
レーザ素子1と上記コリメータレンズ2の間隔L1(L
1=Lo+Lc)を微調設定する調整手段を備えること
により、垂直方向のビームLy径が最小となる焦点位置
と、水平方向のビームLx径が最小となる焦点位置と
を、互いに一致させることを可能にしたものである。The present invention has been made with a focus on the above-described knowledge. As shown in FIG.
When the emitted laser light from the laser beam is spot-condensed on the surface to be irradiated using the collimator lens 2 and the condenser lens 4, the distance L1 (L1) between the laser element 1 and the collimator lens 2
1 = Lo + Lc), the focus position at which the beam Ly diameter in the vertical direction becomes minimum and the focus position at which the beam Lx diameter in the horizontal direction becomes minimum can be matched with each other. It was made.
【0037】これにより、非点隔差を有する半導体レー
ザ素子からの放射レーザ光を、簡単な構成と調整操作で
もって、垂直/水平の両方向共に最小ビーム径で同一像
面に集光させるようにした半導体レーザ装置を得ること
ができる。Thus, the laser beam emitted from the semiconductor laser device having astigmatism is condensed on the same image plane with a minimum beam diameter in both the vertical and horizontal directions by a simple configuration and adjusting operation. A semiconductor laser device can be obtained.
【0038】次に、本発明による半導体レーザ装置の製
造方法について説明する。本発明による半導体レーザ装
置は、上述したように、半導体の接合面に平行な水平方
向とこれに垂直な方向とでビームウェスト位置が異なる
レーザ光を放射する半導体レーザ素子を使用し、この半
導体レーザ素子からの放射レーザ光をコリメータレンズ
と集光レンズを使って被照射面にスポット集光する構成
を有するが、この装置は次のような工程を経ることによ
り、非点隔差を有する半導体レーザ素子からの放射レー
ザ光を、簡単な構成と調整操作でもって、垂直/水平の
両方向共に最小ビーム径で同一像面に集光させることが
できる半導体レーザ装置とすることができる。Next, a method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention will be described. As described above, the semiconductor laser device according to the present invention uses a semiconductor laser element that emits laser light having different beam waist positions in the horizontal direction parallel to the semiconductor bonding surface and in the direction perpendicular thereto. The laser beam emitted from the device is spot-condensed on the surface to be irradiated using a collimator lens and a condensing lens. This device is a semiconductor laser device with an astigmatic difference through the following steps. With a simple configuration and adjusting operation, the laser beam emitted from the laser beam can be focused on the same image plane with the minimum beam diameter in both the vertical and horizontal directions.
【0039】図4は、本発明による半導体レーザ装置製
造方法の主要な工程場面を示す。まず、同図の(a)に
示すように、水平方向での集光ビーム径が最小なる位置
Pxを定める第1の工程を行う。この工程は、集光レン
ズ4とビーム径測定装置7の間隔L2を変化させて行
う。具体的には、測定装置7の測定面を光軸Z方向に移
動させることにより、水平方向での集光ビーム径が最小
なる位置Pxを定めることができる。FIG. 4 shows a main process scene of the semiconductor laser device manufacturing method according to the present invention. First, as shown in FIG. 3A, a first step of determining a position Px at which the focused beam diameter in the horizontal direction is minimum is performed. This step is performed by changing the distance L2 between the condenser lens 4 and the beam diameter measuring device 7. Specifically, by moving the measurement surface of the measurement device 7 in the optical axis Z direction, the position Px where the focused beam diameter in the horizontal direction is minimum can be determined.
【0040】この第1の工程の後、同図の(b)に示す
ように、第2の工程として、レーザ素子1とコリメータ
レンズ2の間隔L1(=Lo+Lc)を微調整すること
により、垂直方向での最小ビーム径位置Pyを移動さ
せ、水平方向での最小ビーム径位置Pxに一致させる。
これにより、垂直/水平の両方向での最小ビーム径位置
Py,Pxを同一像面に持って来ることができる。After the first step, as shown in FIG. 2B, as a second step, the distance L1 (= Lo + Lc) between the laser element 1 and the collimator lens 2 is finely adjusted to thereby provide a vertical position. The minimum beam diameter position Py in the horizontal direction is moved to match the minimum beam diameter position Px in the horizontal direction.
Thereby, the minimum beam diameter positions Py and Px in both the vertical and horizontal directions can be brought to the same image plane.
【0041】この後、要すれば、レーザ素子1とコリメ
ータレンズ2の間隔を接着剤やスポット溶接等で固定す
る第3の工程を行う。これにより、レーザ素子とコリメ
ータレンズの間隔を最適調整状態に固定して、その状態
を恒久的に保持させることができる。この第3の工程
は、たとえば接着剤などを使って簡単に行うことができ
る。Thereafter, if necessary, a third step of fixing the distance between the laser element 1 and the collimator lens 2 with an adhesive or spot welding is performed. As a result, the distance between the laser element and the collimator lens can be fixed at the optimum adjustment state, and the state can be maintained permanently. This third step can be easily performed using, for example, an adhesive.
【0042】レーザ素子1とコリメータレンズ2の間隔
は、上述のように、製造段階での微調整によって最適化
させることができるが、他の手段としては、たとえばユ
ーザ(OEM供給先)が点字プリンタ等の応用機器に組
み込む際に微調整させるようにしてもよい。また、レー
ザ素子1とコリメータレンズ2間を微調整治具22で連
結する構造形態としては、たとえば図5あるいは図6に
示すような形態であってもよい。As described above, the distance between the laser element 1 and the collimator lens 2 can be optimized by fine adjustment at the manufacturing stage. It may be finely adjusted when incorporated in application equipment such as. Further, as a structural form for connecting the laser element 1 and the collimator lens 2 with the fine adjustment jig 22, for example, a form as shown in FIG. 5 or FIG. 6 may be used.
【0043】図5は本発明による半導体レーザ装置の要
部における別の実施形態を示す。同図は、半導体レーザ
素子1とコリメータレンズ2の連結構成を示したもの
で、図1に示したものとの相違点について説明すると、
コリメータレンズ2を保持している金属製レンズホルダ
21が、微調整治具22によって金属板13側に連結さ
れている。FIG. 5 shows another embodiment of the main part of the semiconductor laser device according to the present invention. FIG. 1 shows a connection configuration of a semiconductor laser element 1 and a collimator lens 2. Differences from those shown in FIG. 1 will be described.
A metal lens holder 21 holding the collimator lens 2 is connected to the metal plate 13 by a fine adjustment jig 22.
【0044】この微調整治具22にて金属板13とレン
ズホルダ21の間隔を微調整すことにより、レーザ素子
1とコリメータ21の間隔をμm単位(0〜40μm)
で可変設定することができる。By finely adjusting the distance between the metal plate 13 and the lens holder 21 with the fine adjustment jig 22, the distance between the laser element 1 and the collimator 21 can be set in μm units (0 to 40 μm).
Can be variably set.
【0045】図6は本発明による半導体レーザ装置の要
部におけるさらに別の実施形態を示す。同図に示す半導
体レーザ装置10では、レンズホルダ21を支持具23
で支持台5に取り付けるとともに、その支持具23と金
属板13の間隔を微調整治具22で可変設定させるよう
にしている。FIG. 6 shows still another embodiment of the main part of the semiconductor laser device according to the present invention. In the semiconductor laser device 10 shown in FIG.
And the distance between the support 23 and the metal plate 13 is variably set by the fine adjustment jig 22.
【0046】上記微調治具22は、上述したように、レ
ーザ素子1とコリメータレンズ2の間隔をμm単位の精
度で微調設定することができるとともに、いったん定め
た設定状態を経年や温度変化等に影響されずに安定に保
持できることが望まれる。このためには、上記微調整治
具22の材質に熱膨張率の小さな合金(たとえば、コン
スタンやパーマロイ)を使用するか、あるいは以下に示
すように、その微調整治具22を所定の恒温条件下に置
くための温度補償手段を使用する。As described above, the fine adjustment jig 22 can finely set the interval between the laser element 1 and the collimator lens 2 with an accuracy of a unit of μm, and changes the once set state to aging or temperature change. It is desired to be able to stably hold without being affected. For this purpose, an alloy (for example, Constant or Permalloy) having a small coefficient of thermal expansion is used as the material of the fine adjustment jig 22, or the fine adjustment jig 22 is subjected to a predetermined constant temperature condition as described below. Use temperature compensation means for placing.
【0047】図7は温度補償手段を備えた半導体レーザ
装置の実施形態を示す。同図に示す半導体レーザ装置
は、温度センサ61、温度検出回路62、フィードバッ
ク制御回路63、および温度設定手段64などからなる
温度補償回路6を有する。FIG. 7 shows an embodiment of a semiconductor laser device provided with a temperature compensating means. The semiconductor laser device shown in the figure has a temperature compensation circuit 6 including a temperature sensor 61, a temperature detection circuit 62, a feedback control circuit 63, a temperature setting means 64 and the like.
【0048】この場合、温度センサ61はLD保持板6
1に取り付けられていて、半導体レーザ素子1の周囲温
度を検知する。温度検出回路62は、上記温度センサ6
1の検知温度に対応するレベルの電気信号を出力する。
フィードバック制御回路63は、その温度対応の電気信
号レベルが、温度設定手段64から与えられる所定の設
定レベルとなるように、上記レーザ素子1および/また
はペルチェ素子12の駆動電流をフィードバック制御
(負帰還制御)する。In this case, the temperature sensor 61 is
1 for detecting the ambient temperature of the semiconductor laser device 1. The temperature detection circuit 62 includes the temperature sensor 6
An electric signal of a level corresponding to the detected temperature of No. 1 is output.
The feedback control circuit 63 performs feedback control (negative feedback) on the drive current of the laser element 1 and / or the Peltier element 12 so that the electric signal level corresponding to the temperature becomes a predetermined set level given from the temperature setting means 64. Control.
【0049】これにより、上記レーザ素子1の周囲温度
が、上記設定レベルに対応する所定温度にフィードバッ
ク制御される。この制御により、微調整治具22での温
度も一定温度に安定化させられて、レーザ素子1とコリ
メータレンズ2の間隔設定状態を安定に保持することが
できるようになる。Thus, the ambient temperature of the laser element 1 is feedback-controlled to a predetermined temperature corresponding to the set level. With this control, the temperature in the fine adjustment jig 22 is also stabilized at a constant temperature, and the state of setting the distance between the laser element 1 and the collimator lens 2 can be stably maintained.
【0050】図8は温度補償手段を備えた半導体レーザ
装置の別の実施形態を示す。同図に示す半導体レーザ装
置は、上述した温度補償回路6が微調整治具22の温度
を直接フィードバック制御するように設けられている。
すなわち、温度センサ61は微調整治具22の温度を直
接検知するように取り付けられ、この検知温度が設定手
段64にて設定される温度となるように、微調整治具2
2を加温するヒータ24への通電量をフィードバック制
御する。FIG. 8 shows another embodiment of the semiconductor laser device provided with the temperature compensating means. The semiconductor laser device shown in the figure is provided so that the above-mentioned temperature compensation circuit 6 directly controls the temperature of the fine adjustment jig 22 by feedback.
That is, the temperature sensor 61 is attached so as to directly detect the temperature of the fine adjustment jig 22, and the fine adjustment jig 2 is set so that the detected temperature becomes the temperature set by the setting means 64.
The amount of power supply to the heater 24 for heating the heater 2 is feedback-controlled.
【0051】これにより、微調整治具22はさらに確実
な恒温条件下に置かれるようになる。したがって、レー
ザ素子1とコリメータレンズ2の間隔設定状態は、さら
に高精度かつ安定に保持させることができる。なお、図
7に示した温度補償回路6と、図8の示した温度補償回
路6とは、両方を併用させる形で設けてもよい。As a result, the fine adjustment jig 22 is placed under more reliable constant temperature conditions. Therefore, the state of setting the distance between the laser element 1 and the collimator lens 2 can be maintained with higher precision and stability. Note that the temperature compensating circuit 6 shown in FIG. 7 and the temperature compensating circuit 6 shown in FIG.
【0052】図8に示した半導体レーザ装置では、微調
整治具22の長さを微調設定する手段として、上記温度
補償回路6を利用することもできる。すなわち、上記設
定手段64の設定温度を可変操作することによって、上
記微調整治具22の温度を可変設定する。すると、微調
整治具22は、その設定温度に応じて熱膨張する。この
熱膨張による長さ変化によって、レーザ素子1とコリメ
ータレンズ2の間隔をμm単位の精度で微調設定するこ
とができる。In the semiconductor laser device shown in FIG. 8, the temperature compensation circuit 6 can be used as means for finely adjusting the length of the fine adjustment jig 22. That is, the temperature of the fine adjustment jig 22 is variably set by variably operating the set temperature of the setting means 64. Then, the fine adjustment jig 22 thermally expands according to the set temperature. By the change in length due to this thermal expansion, the distance between the laser element 1 and the collimator lens 2 can be finely adjusted with an accuracy of μm.
【0053】以上説明したように、本発明の第1の発明
は、半導体の接合面に平行な水平方向とこれに垂直な方
向とでビームウェスト位置が異なるレーザ光を放射する
半導体レーザ素子と、上記レーザ素子からの放射レーザ
光をコリメータレンズと集光レンズを使って被照射面に
スポット集光する集光光学系と、上記レーザ素子と上記
コリメータレンズの間隔を微調設定する調整手段とを備
えたことを特徴とする半導体レーザ装置である。これに
より、非点隔差を有する半導体レーザ素子からの放射レ
ーザ光を、簡単な構成と調整操作でもって、垂直/水平
の両方向共に最小ビーム径で同一像面に集光させること
ができる。As described above, the first aspect of the present invention is to provide a semiconductor laser device that emits laser beams having different beam waist positions in a horizontal direction parallel to a semiconductor bonding surface and in a direction perpendicular thereto. A converging optical system that converges a laser beam emitted from the laser element onto a surface to be irradiated using a collimator lens and a converging lens; and an adjusting unit that finely sets an interval between the laser element and the collimator lens. A semiconductor laser device. Thus, the laser beam emitted from the semiconductor laser device having astigmatism can be focused on the same image plane with a minimum beam diameter in both the vertical and horizontal directions by a simple configuration and adjustment operation.
【0054】第2の発明は、第1の発明において、半導
体レーザ素子とコリメータレンズ間を光軸方向での長さ
微調整が可能な部材で連結したことを特徴とする半導体
レーザ装置である。これにより、半導体レーザ素子とコ
リメータレンズの間隔を微調設定する調整手段を構成す
ることができる。A second invention is a semiconductor laser device according to the first invention, wherein the semiconductor laser element and the collimator lens are connected by a member whose length in the optical axis direction can be finely adjusted. Thereby, it is possible to constitute an adjusting means for finely setting the interval between the semiconductor laser element and the collimator lens.
【0055】第3の発明は、第1または第2の発明にお
いて、半導体レーザ素子とコリメータレンズの間隔を定
める部材を所定の恒温条件下に置く温度補償手段を備え
たことを特徴とする半導体レーザ装置である。これによ
り、熱膨張による誤差を局所的な恒温条件で補正するこ
とができる。A third aspect of the present invention is the semiconductor laser according to the first or second aspect, further comprising temperature compensating means for setting a member for determining a distance between the semiconductor laser element and the collimator lens under a predetermined constant temperature condition. Device. Thereby, an error due to thermal expansion can be corrected under local constant temperature conditions.
【0056】第4の発明は、半導体の接合面に平行な水
平方向とこれに垂直な方向とでビームウェスト位置が異
なるレーザ光を放射する半導体レーザ素子を使用し、こ
の半導体レーザ素子からの放射レーザ光をコリメータレ
ンズと集光レンズを使って被照射面にスポット集光する
半導体レーザ装置の製造方法であって、水平方向での集
光ビーム径が最小となる集光位置を定める第1の工程
と、この第1の工程の後、半導体レーザ素子とコリメー
タレンズの間隔を微調整することによって垂直方向での
集光ビーム径が最小となる点を求める第2の工程と、を
行うことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法であ
る。これにより、垂直/水平の両方向での最小ビーム径
位置を同一像面に持って来ることができる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser device which emits laser beams having different beam waist positions in a horizontal direction parallel to a bonding surface of a semiconductor and a direction perpendicular thereto, and emits light from the semiconductor laser device. A method of manufacturing a semiconductor laser device that focuses a laser beam on a surface to be irradiated by using a collimator lens and a condensing lens, wherein a first condensing position that minimizes a converging beam diameter in a horizontal direction is provided. And a second step of, after the first step, finely adjusting the distance between the semiconductor laser element and the collimator lens to obtain a point at which the focused beam diameter in the vertical direction is minimized. This is a method for manufacturing a semiconductor laser device characterized by the following. Thus, the minimum beam diameter position in both the vertical and horizontal directions can be brought to the same image plane.
【0057】第5の手段は、第4の手段において、第1
および第2の工程の後、半導体レーザ素子とコリメータ
レンズの間隔を固定する第3の工程を行うことを特徴と
する半導体レーザ装置の製造方法である。これにより、
レーザ素子とコリメータレンズの間隔を最適状態に固定
して、その状態を恒久的に保持させることができる。The fifth means is the fourth means, wherein the first
And a third step of fixing a distance between the semiconductor laser element and the collimator lens after the second step. This allows
The distance between the laser element and the collimator lens can be fixed at an optimum state, and that state can be maintained permanently.
【0058】[0058]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明
は、非点隔差を有する半導体レーザ素子からの放射レー
ザ光をコリメータレンズと集光レンズを使って被照射面
にスポット集光させるに際し、レーザ素子とコリメータ
レンズの間隔を微調設定できるようにしたことにより、
非点隔差を有する半導体レーザ素子からの放射レーザ光
を、簡単な構成と調整操作でもって、垂直/水平の両方
向共に最小ビーム径で同一像面に集光させることができ
る半導体レーザ装置を得ることができる。As is apparent from the above description, the present invention is applicable to a case where a laser beam emitted from a semiconductor laser device having astigmatism is focused on a surface to be irradiated using a collimator lens and a condenser lens. , The distance between the laser element and the collimator lens can be fine-tuned,
To obtain a semiconductor laser device capable of converging a laser beam emitted from a semiconductor laser element having astigmatism on a single image plane with a minimum beam diameter in both vertical and horizontal directions with a simple configuration and adjusting operation. Can be.
【図1】本発明による半導体レーザ装置の一実施形態を
示す図である。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a semiconductor laser device according to the present invention.
【図2】最小ビーム径位置の変化状態を垂直/水平の方
向別に示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a change state of a minimum beam diameter position in vertical / horizontal directions.
【図3】垂直/水平の両方向での最小ビーム径位置が一
致した場合の集光パターンを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a light-converging pattern when minimum beam diameter positions in both vertical and horizontal directions match.
【図4】本発明による半導体レーザ装置製造方法の主要
な工程場面を示す図である。FIG. 4 is a view showing main process scenes of the semiconductor laser device manufacturing method according to the present invention.
【図5】本発明による半導体レーザ装置の要部における
別の実施形態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of a main part of the semiconductor laser device according to the present invention.
【図6】本発明による半導体レーザ装置の要部における
さらに別の実施形態を示す階略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing yet another embodiment of a main part of a semiconductor laser device according to the present invention.
【図7】温度補償手段を備えた半導体レーザ装置の実施
形態を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of a semiconductor laser device provided with a temperature compensating means.
【図8】温度補償手段を備えた半導体レーザ装置の別の
実施形態を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of a semiconductor laser device provided with a temperature compensating means.
【図9】従来の半導体レーザ装置の概略構成を示す図で
ある。FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional semiconductor laser device.
【図10】図9の装置にて得られる集光パターンの状態
を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state of a light-converging pattern obtained by the apparatus of FIG.
1 高出力型の半導体レーザ素子(LD) 10 半導体レーザ装置 11 LD保持板 12 ペルチェ素子 13 金属板 2 コリメータレンズ 21 レンズホルダ 22 調整手段をなす微調整治具 23 支持具 24 ヒータ 3 ビーム整形光学系 4 集光レンズ 5 支持台 6 温度補償回路 61 温度センサ 62 温度検出回路 63 フィードバック制御回路 64 温度設定手段 7 ビーム径測定装置 Z 光軸 Ey ビームウェイスト位置(垂直方向) Ex ビームウェイスト位置(水平方向) Ly 垂直方向に広がる光ビーム Lx 水平方向に広がる光ビーム Py 最小ビーム径位置(垂直方向) Px 最小ビーム径位置(水平方向) L1 レーザ素子とコリメータレンズの間隔 L2 集光レンズとビーム径測定装置(像面)の間隔 Fp 像面位置 REFERENCE SIGNS LIST 1 high-power semiconductor laser element (LD) 10 semiconductor laser device 11 LD holding plate 12 Peltier element 13 metal plate 2 collimator lens 21 lens holder 22 fine adjustment jig serving as adjustment means 23 support 24 heater 3 beam shaping optical system 4 Condensing lens 5 Support 6 Temperature compensation circuit 61 Temperature sensor 62 Temperature detection circuit 63 Feedback control circuit 64 Temperature setting means 7 Beam diameter measuring device Z Optical axis Ey Beam waste position (vertical direction) Ex Beam waste position (horizontal direction) Ly Light beam spreading in the vertical direction Lx Light beam spreading in the horizontal direction Py Minimum beam diameter position (vertical direction) Px Minimum beam diameter position (horizontal direction) L1 Distance between laser element and collimator lens L2 Focusing lens and beam diameter measuring device (image Plane) interval Fp Image plane position
Claims (5)
に垂直な方向とでビームウェスト位置が異なるレーザ光
を放射する半導体レーザ素子と、上記レーザ素子からの
放射レーザ光をコリメータレンズと集光レンズを使って
被照射面にスポット集光する集光光学系と、上記レーザ
素子と上記コリメータレンズの間隔を微調設定する調整
手段とを備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。1. A semiconductor laser device that emits laser light having different beam waist positions in a horizontal direction parallel to a semiconductor bonding surface and in a direction perpendicular thereto, and collects a laser beam emitted from the laser device with a collimator lens. A semiconductor laser device comprising: a condensing optical system for condensing a spot on a surface to be irradiated using an optical lens; and adjusting means for finely setting an interval between the laser element and the collimator lens.
を光軸方向での長さ微調整が可能な部材で連結したこと
を特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ装置。2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser element and the collimator lens are connected by a member capable of finely adjusting the length in the optical axis direction.
間隔を定める部材を所定の恒温条件下に置く温度補償手
段を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の
半導体レーザ装置。3. The semiconductor laser device according to claim 1, further comprising temperature compensating means for setting a member for determining a distance between the semiconductor laser element and the collimator lens under a predetermined constant temperature condition.
に垂直な方向とでビームウェスト位置が異なるレーザ光
を放射する半導体レーザ素子を使用し、この半導体レー
ザ素子からの放射レーザ光をコリメータレンズと集光レ
ンズを使って被照射面にスポット集光する半導体レーザ
装置の製造方法であって、 水平方向での集光ビーム径が最小となる集光位置を定め
る第1の工程と、 この第1の工程の後、半導体レーザ素子とコリメータレ
ンズの間隔を微調整することによって垂直方向での集光
ビーム径が最小となる点を求める第2の工程と、を行う
ことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。4. A semiconductor laser device which emits laser beams having different beam waist positions in a horizontal direction parallel to a semiconductor bonding surface and in a direction perpendicular thereto, and radiates laser light from the semiconductor laser device to a collimator. A method of manufacturing a semiconductor laser device that focuses a spot on an irradiated surface using a lens and a focusing lens, comprising: a first step of determining a focusing position at which a focused beam diameter in a horizontal direction is minimized; After the first step, a second step of finely adjusting the distance between the semiconductor laser element and the collimator lens to obtain a point at which the focused beam diameter in the vertical direction is minimized is performed. A method for manufacturing a laser device.
ザ素子とコリメータレンズの間隔を固定する第3の工程
を行うことを特徴とする請求項4に記載の半導体レーザ
装置の製造方法。5. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 4, wherein after the first and second steps, a third step of fixing an interval between the semiconductor laser element and the collimator lens is performed.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32458499A JP2001144362A (en) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | Semiconductor laser device and manufacturing method therefor |
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CN100352115C (en) * | 2003-06-02 | 2007-11-28 | 罗姆股份有限公司 | Mold type semiconductor laser |
CN109940266A (en) * | 2019-04-10 | 2019-06-28 | 中南大学 | A kind of lens positioning device and localization method |
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