JP2006222399A

JP2006222399A - 半導体レーザ装置

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Publication number: JP2006222399A
Application number: JP2005036841A
Authority: JP
Inventors: Ushin Tei; 宇進鄭; Hirobumi Suga; 博文菅
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2006-08-24
Also published as: US7424044B2; US20060193363A1

Abstract

【課題】半導体レーザアレイの各活性層から出射されたレーザ光のスロー軸方向の拡がり角を小さくして、レーザ光を出力することができる半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】半導体レーザ装置１Ａは、複数の活性層２がスロー方向に沿って並設されてなる半導体レーザアレイ３を備えており、その活性層２の前端面２ａ側からレーザ光を出力する。半導体レーザ装置１Ａは、活性層２のそれぞれの後端面２ｂから出射されたレーザ光Ｌ１を、スロー軸と直交する平面内でコリメートするコリメートレンズ５と、コリメートレンズ５から出射されたレーザ光Ｌ２のそれぞれの一部を、コリメートレンズ５を介して活性層２のそれぞれに帰還させる反射ミラー９と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体レーザアレイの活性層の前端面側からレーザ光を出力する半導体レーザ装置に関する。

従来の半導体レーザ装置として、第１の方向を光軸方向とし、第２の方向をスロー軸方向とし、且つ第３の方向をファースト軸方向とする複数の活性層が第２の方向に沿って並設されてなる半導体レーザアレイと、その半導体レーザアレイの各活性層から出射されたレーザ光を、第２の方向と直交する面内でコリメートするコリメートレンズと、そのコリメートレンズから出射された各レーザ光を受光して、各レーザ光をその光軸回りにほぼ９０°回転させる光路変換素子と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３０７１３６０号公報

ところで、一般的に、半導体レーザアレイの各活性層から出射されたレーザ光のスロー軸方向の拡がり角は８°〜１０°となり、ファースト軸方向の拡がり角は３０°〜４０°となる。しかしながら、半導体レーザ装置から最終的に出力されるレーザ光については、種々の技術分野への応用を考慮すると、拡がり角が小さいことが要求される。

これに対し、上述した従来の半導体レーザ装置には、次のような問題が存在する。すなわち、半導体レーザアレイの各活性層から出射されたレーザ光は、コリメートレンズによって第２の方向と直交する面内でコリメートされた後、光路変換素子によってその光軸回りにほぼ９０°回転させられるだけである。そのため、各活性層から出射されたレーザ光が有していたスロー軸方向の拡がり角は、半導体レーザ装置から最終的に出力されるレーザ光に残存してしまう。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、半導体レーザアレイの各活性層から出射されたレーザ光のスロー軸方向の拡がり角を小さくして、レーザ光を出力することができる半導体レーザ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る半導体レーザ装置は、第１の方向を光軸方向とし、第２の方向をスロー軸方向とし、且つ第３の方向をファースト軸方向とする複数の活性層が第２の方向に沿って並設されてなる半導体レーザアレイを備え、活性層の前端面側からレーザ光を出力する半導体レーザ装置であって、活性層のそれぞれの後端面から出射されたレーザ光を、第２の方向と直交する面内でコリメートするコリメートレンズと、コリメートレンズから出射されたレーザ光のそれぞれの一部を、コリメートレンズを介して活性層のそれぞれに帰還させる第１の光学素子と、を備えることを特徴とする。

この半導体レーザ装置では、半導体レーザアレイの各活性層の後端面から出射されたレーザ光は、コリメートレンズによって第２の方向と直交する面内でコリメートされる。これにより、スロー軸方向の拡がり角を有し、且つファースト軸方向の拡がり角を有しないレーザ光がコリメートレンズから出射されることになり、そのレーザ光の一部は、第１の光学素子によってコリメートレンズを介して各活性層に帰還させられる。そして、各活性層に帰還させられたレーザ光の一部が例えば活性層の前端面で反射されると、そのレーザ光の一部は、活性層の後端面から再び出射される。これにより、レーザ光の一部が活性層で増幅されながら、第１の光学素子と例えば活性層の前端面との間を往復することになり、増幅されたレーザ光の一部は、活性層の前端面側から出力する。このように、レーザ光の一部が活性層で増幅されながら、第１の光学素子と例えば活性層の前端面との間を往復することによって、半導体レーザアレイの各活性層から出射されたレーザ光のスロー軸方向の拡がり角を小さくして、レーザ光を出力することが可能になる。

また、本発明に係る半導体レーザ装置においては、第１の光学素子は、第１の方向と直交する面に対して傾いた状態で配置されていることが好ましい。これにより、半導体レーザアレイの各活性層から出射されたレーザ光のスロー軸方向の拡がり角をより一層小さくして、レーザ光を出力することが可能になる。

また、本発明に係る半導体レーザ装置においては、第１の光学素子は、コリメートレンズから出射されたレーザ光のそれぞれの残部を透過させる透過部を有することが好ましい。これにより、コリメートレンズから出射された各レーザ光の残部が半導体レーザアレイに到達することが防止されるため、半導体レーザアレイの発熱を抑えることが可能になる。

また、本発明に係る半導体レーザ装置においては、第１の光学素子は、コリメートレンズから出射されたレーザ光のそれぞれについて特定波長のレーザ光をブラッグ反射して活性層のそれぞれに帰還させることが好ましい。これにより、特定波長のレーザ光の一部が活性層で増幅されながら、第１の光学素子と例えば活性層の前端面との間を往復することになる。従って、半導体レーザアレイの各活性層から出射されたレーザ光のスロー軸方向の拡がり角を小さくすると共に、そのレーザ光の波長スペクトルを狭帯域化して、レーザ光を出力することが可能になる。

また、本発明に係る半導体レーザ装置は、第１の光学素子より光反射率が低く、且つ活性層のそれぞれの前端面から出射されたレーザ光のそれぞれについて特定波長のレーザ光をブラッグ反射して活性層のそれぞれに帰還させる第２の光学素子を備えることが好ましい。これにより、特定波長のレーザ光の一部が活性層で増幅されながら、第１の光学素子と第２の光学素子との間を往復することになり、増幅されたレーザ光の一部は、第２の光学素子を透過して（活性層の前端面側から）出力する。従って、半導体レーザアレイの各活性層から出射されたレーザ光のスロー軸方向の拡がり角を小さくすると共に、そのレーザ光の波長スペクトルをより一層狭帯域化して、レーザ光を出力することが可能になる。

本発明によれば、半導体レーザアレイの各活性層から出射されたレーザ光のスロー軸方向の拡がり角を小さくして、レーザ光を出力することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る半導体レーザ装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１、図２及び図３に示すように、半導体レーザ装置１Ａは、レーザ光を前方に出力する装置であり、Ｘ軸方向（第１の方向）を光軸方向とし、Ｙ軸方向（第２の方向）をスロー方向とし、且つＺ軸方向（第３の方向）をファースト方向とする複数の活性層２がＹ軸方向に沿って並設されてなる半導体レーザアレイ３を備えている。半導体レーザアレイ３は、Ｙ軸方向に細長い直方体形状をなし、Ｙ軸方向に約１０ｍｍの長さを有している。活性層２は、Ｙ軸方向に沿って約５００μｍ置きに配列され、Ｙ軸方向に約１００μｍの幅、Ｚ軸方向に約１μｍの厚さを有している。この活性層２の前端面２ａは、半導体レーザアレイ３の前端面に達しており、活性層２の後端面２ｂは、半導体レーザアレイ３の後端面に達している。また、各活性層２の前端面２ａには、活性層２で発生したレーザ光に対する反射率が１０％程度の反射低減膜が形成され、各活性層２の後端面２ｂには、活性層２で発生したレーザ光に対する反射率が数％程度の反射低減膜が形成されている。つまり、活性層２で発生したレーザ光に対する反射率は、前端面２ａに形成された反射低減膜のほうが、後端面２ｂに形成された反射低減膜よりも高くなっている。

各活性層２の後端面２ｂから後方に出射されたレーザ光は、Ｘ軸に平行な光軸を中心として、Ｚ軸方向に約３０°、Ｙ軸方向に約８°の拡がり角を有している。このように、活性層２から出射されるレーザ光はＺ軸方向の拡がり角が大きいため、このＺ軸方向への拡がりを抑えるために、コリメートレンズ５が半導体レーザアレイ３の後方に配置されている。

このコリメートレンズ５は、Ｙ軸方向に細長い形状をなし、Ｘ軸方向に約０．４ｍｍの長さ、Ｙ軸方向に約１２ｍｍの長さ、Ｚ軸方向に約０．６ｍｍの長さを有している。コリメートレンズ５は、Ｚ軸方向と直交する面（すなわち、ＸＹ平面）内では屈折作用を有しないが、Ｙ軸と直交する面（すなわち、ＺＸ平面）内では屈折作用を有している。従って、コリメートレンズ５は、半導体レーザアレイ３の各活性層２の後端面２ｂから出射された各レーザ光をＺＸ平面内で屈折させ、平行化する。

コリメートレンズ５の後方には、コリメートレンズ５から出射された各レーザ光の一部を、コリメートレンズ５を介して各活性層に帰還させる反射ミラー（第１の光学素子）９が配置されている。反射ミラー９は、Ｙ軸方向に細長い平板形状をなし、Ｘ軸方向に約１〜２ｍｍの長さ、Ｙ軸方向に約１２〜１５ｍｍの長さ、Ｚ軸方向に約１〜５ｍｍの長さを有している。この反射ミラー９は、ＹＺ平面に平行でコリメートレンズ５から出射されたレーザ光を反射する反射面９ａを有しており、この反射面９ａは、ガラス、石英等の透光性材料からなる反射ミラー９の基材の前面に反射膜が形成されて構成されている。

半導体レーザ装置１Ａの動作について説明する。半導体レーザアレイ３の各活性層２の後端面２ｂからは、Ｘ軸方向に沿って後方にレーザ光Ｌ１が出射される。このレーザ光Ｌ１は、光軸を中心にして、Ｙ軸方向において約８°、Ｚ軸方向において約３０°の拡がり角を有している。出射されたレーザ光Ｌ１は、すべてコリメートレンズ５に入射し、ＺＸ平面内において平行化される。これにより、コリメートレンズ５からは、Ｙ軸方向に約８°の拡がり角を有し、且つ、Ｚ軸方向の拡がり角を有しないレーザ光Ｌ２が後方に出射されることになる。そして、コリメートレンズ５からのレーザ光Ｌ２は、反射ミラー９に入射する。

反射ミラー９に入射したレーザ光Ｌ２のうち、反射面９ａにほぼ垂直に入射した一部のレーザ光Ｌ２１は、反射面９ａでほぼ正反対向きに反射され、活性層２から反射面９ａに至った光路とまったく逆向きの光路を通って、再度コリメートレンズ５を介して各活性層２に帰還する。一方、レーザ光Ｌ２のうちレーザ光Ｌ２１以外のレーザ光Ｌ２２は、反射面９ａで反射されても各活性層２には帰還しない。そして、各活性層２に帰還した上記レーザ光Ｌ２１の一部は、活性層２の前端面２ａで反射され、その一部は、活性層２の後端面２ｂから再び出射される。このように、反射ミラー９の反射面９ａと活性層２の前端面２ａとの間にレーザ光を往復させる外部共振器が形成され、活性層２から出射されるレーザ光のうち、反射面９ａにほぼ垂直に入射する（すなわち、Ｘ軸となす角が小さい）一部のレーザ光Ｌ２１のみが活性層２で増幅されながら、反射ミラー９と前端面２ａとの間を往復することになる。そして、往復しながらレーザ光の光強度が増幅され、往復するレーザ光の一部が、活性層２の前端面２ａを透過し、最終的にレーザ光Ｌ４として前端面２ａから出力される。

このように、半導体レーザ装置１Ａでは、活性層２で発生したレーザ光のうち、Ｘ軸となす角度が小さいレーザ光のみが、選択的に、活性層２で増幅されながら反射ミラー９と活性層２との間を往復することになる。従って、前端面２ａから出力されるレーザ光Ｌ４は、Ｘ軸となす角度が小さい成分（すなわち、Ｙ軸方向への拡がり角が小さい成分）が選択的に増幅されたレーザ光となる。よって、半導体レーザ装置１Ａによれば、半導体レーザアレイ３の各活性層２から出射されたレーザ光のＹ軸方向（スロー軸方向）の拡がり角を小さくして、レーザ光Ｌ４を出力することが可能になる。

図４は、半導体レーザ装置１Ａの出力光として活性層２の前端面２ａから出射されるレーザ光Ｌ４及び、活性層２の後端面２ｂから出射されるレーザ光Ｌ１の光強度分布を示す図である。図４において、横軸は活性層２の光軸を中心としたＹ軸方向のレーザ光の拡がり角、縦軸はレーザ光の光強度を示している。半導体レーザ装置１Ａから出力されるレーザ光Ｌ４の強度分布１０１は、活性層２から出射されるレーザ光Ｌ１の強度分布１０３に比較して、ピークが鋭くなっている。このことは、半導体レーザ装置１Ａから出力されるレーザ光のＹ軸方向の拡がり角が小さいことを示している。この拡がり角は、活性層２の寸法等の諸条件により異なるが、図４に示されるように、半導体レーザ装置１Ａの場合は１°以下となり、活性層２から出射されるレーザ光の拡がり角８°に比較して極めて小さくなっている。

以上説明したように、半導体レーザ装置１Ａでは、複雑な光学系が不要であり、構成が単純であるので装置の小型化を図ることができる。また、半導体レーザ装置１Ａは、出力されるレーザ光のＹ軸方向の拡がり角を小さくすることが出来るので、レーザ光の利用効率が向上する。また、半導体レーザ装置１Ａを、固体レーザ装置の励起源として用いる場合、装置１Ａにおける出射方向には光学系が配置されていないので、アセンブル作業が容易となる。また、半導体レーザ装置１Ａを固体レーザ媒質に近接して配置することができるので、固体レーザ媒質への励起効率が向上する。また、半導体レーザ装置１Ａに集光光学系又は光ファイバ等を光学的に結合させてレーザ加工装置等に応用する場合にも、レーザ光の利用効率が向上し、集光光学系や光ファイバの光学的位置合わせが容易となり、設計の自由度が向上する。

なお、図５に示す半導体レーザ装置１Ｂのように、上記の半導体レーザ装置１Ａの反射ミラー９に代えて、特定波長のレーザ光をブラッグ反射する波長選択素子（第１の光学素子）１１を設置してもよい。波長選択素子１１は、ある特定波長λ１（例えば、８０８．０ｎｍ）付近のレーザ光に対してのみ反射率が高く（例えば、反射率９５％）、それ以外のレーザ光はほとんど反射しないという特性を有する光学素子である。例えば、このような波長選択素子として、ＰＤ−ＬＤＩｎｃ．製の製品ＬｕｘｘＭａｓｔｅｒ^ＴＭが知られている。このような構成の半導体レーザ装置１Ｂでは、コリメートレンズ５から出射されたレーザ光Ｌ２のうち特定波長λ１付近のレーザ光のみが、波長選択素子１１によりブラッグ反射され活性層２に帰還することになる。活性層２に帰還するこのレーザ光は、活性層２で増幅されながら、波長選択素子１１と活性層２の前端面２ａとの間を往復することになる。よって、最終的に前端面２ａから前方に出力されるレーザ光は、波長λ１の成分が選択的に増幅されたレーザ光となる。従って、半導体レーザ装置１Ｂによれば、半導体レーザアレイ３の各活性層２から出射されたレーザ光のＹ軸方向の拡がり角を小さくすると共に、そのレーザ光の波長スペクトルを狭帯域化して、レーザ光Ｌ４を出力することが可能になる。

続いて、本発明に係る半導体レーザ装置の他の実施形態について説明する。以下の第２〜６実施形態において、第１実施形態と同一又は同等の構成部分については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第２実施形態）
図６に示すように、半導体レーザ装置１Ｃは、反射ミラー９がＸ軸方向と直交する面（すなわち、ＹＺ平面）に対して傾いた状態で配置されている点で、上述の半導体レーザ装置１Ａと異なっている。具体的には、この反射ミラー９は、ＹＺ平面に対して角度αをなすように配置されており、反射ミラー９の反射面９ａは、ＹＺ平面に対しＺ軸回りに角度αだけ傾いている。よって、半導体レーザ装置１Ｃでは、コリメートレンズ５から後方に出射されたレーザ光Ｌ２のうち、Ｘ軸に対して角度αをなす方向に出射されたレーザ光Ｌ２３のみが、反射面９ａと各前端面２ａとの間に形成される外部共振器によって選択的に増幅される。これにより、半導体レーザアレイ３の各活性層２から出射されたレーザ光のＹ軸方向の拡がり角をより一層小さくし、Ｘ軸に対して角度αをなす方向にレーザ光Ｌ４を出力することが可能になる。

なお、半導体レーザ装置１Ｃにおいても、上述した波長選択素子１１を、反射ミラー９に代えて設置してもよい。このようにすれば、レーザ光の波長スペクトルを狭帯域化して、レーザ光Ｌ４を出力することが更に可能になる。

（第３実施形態）
図７に示すように、半導体レーザ装置１Ｄは、反射ミラー９に代えて、ストライプミラー（第１の光学素子）２１を備えている点で、上述の半導体レーザ装置１Ａと異なっている。ストライプミラー２１には、各活性層２の位置に対応して配置されコリメートレンズ５から出射されるレーザ光を反射する反射部２３と、コリメートレンズ５から出射されるレーザ光を透過する透過部２５とがＹ軸方向に交互に配列されている。よって、半導体レーザ装置１Ｄでは、コリメートレンズ５から後方に出射されたレーザ光Ｌ２のうち、反射部２３に垂直に入射したレーザ光Ｌ２１のみが、ほぼ正反対向きに反射され、活性層２から反射部２３に至った光路とまったく逆向きに、再度コリメートレンズ５を介して各活性層２に帰還させられる。このように、半導体レーザ装置１Ｄでは、各反射部２３と各活性層２の前端面２ａとの間で外部共振器が形成され、これにより、半導体レーザアレイ３の各活性層２から出射されたレーザ光のＹ軸方向の拡がり角をより一層小さくして、レーザ光Ｌ４を出力することが可能になる。

その一方で、レーザ光Ｌ２のうちレーザ光Ｌ２１以外のレーザ光Ｌ３（レーザ光の残部）は、透過部２５を透過してストライプミラー２１の後方に出射され、半導体レーザ装置１Ｄの外部に放出される。これにより、レーザ光Ｌ３が、再び半導体レーザアレイ３に到達することが防止されるため、半導体レーザアレイ３の発熱を抑えることが可能になる。

なお、半導体レーザ装置１Ｄにおいて、上述した波長選択素子１１と同様の特性を有する波長選択部を、上述した反射部２３に代えて設置してもよい。このようにすれば、レーザ光の波長スペクトルを狭帯域化して、レーザ光Ｌ４を出力することが更に可能になる。

（第４実施形態）
図８に示すように、半導体レーザ装置１Ｅは、ストライプミラー２１がＸ軸方向と直交する面（すなわち、ＹＺ平面）に対して傾いた状態で配置されている点で、上述の半導体レーザ装置１Ｄと異なっている。具体的には、このストライプミラー２１は、ＹＺ平面に対して角度αをなすように配置されており、ストライプミラー２１の反射部２３の反射面は、ＹＺ平面に対しＺ軸回りに角度αだけ傾いている。よって、半導体レーザ装置１Ｅでは、コリメートレンズ５から後方に出射されたレーザ光Ｌ２のうち、Ｘ軸と角度αをなす方向に出射されたレーザ光Ｌ２３のみが、反射部２３と各前端面２ａとの間に形成される外部共振器によって選択的に増幅される。これにより、半導体レーザアレイ３の各活性層２から出射されたレーザ光のＹ軸方向の拡がり角をより一層小さくし、Ｘ軸方向に対して角度αをなす方向にレーザ光Ｌ４を出力することが可能になる。

その一方で、レーザ光Ｌ２のうちレーザ光Ｌ２３以外のレーザ光Ｌ３（レーザ光の残部）は、透過部２５を透過してストライプミラー２１の後方に出射され、半導体レーザ装置１Ｅの外部に放出される。これにより、レーザ光Ｌ３が、再び半導体レーザアレイ３に到達することが防止されるため、半導体レーザアレイ３の発熱を抑えることが可能になる。

なお、半導体レーザ装置１Ｅにおいて、上述した波長選択素子１１と同様の特性を有する波長選択部を、上述した反射部２３に代えて設置してもよい。このようにすれば、レーザ光の波長スペクトルを狭帯域化して、レーザ光Ｌ４を出力することが更に可能になる。

（第５実施形態）
図９に示すように、半導体レーザ装置１Ｆは、各活性層２の前端面２ａから前方に出射された各レーザ光をブラッグ反射して各活性層２に帰還させる別の波長選択素子（第２の光学素子）１３を、半導体レーザアレイ３の前方に更に備えた点で、上述の半導体レーザ装置１Ｂと異なっている。また、各活性層２の前端面２ａに形成された反射低減膜の反射率と、後端面２ｂに形成された反射低減膜の反射率とが等しいという点においても、半導体レーザ装置１Ｂと異なっている。上記波長選択素子１３は、波長選択素子１１とは異なる特定波長λ２（ここでは、８０８．４ｎｍ）付近のレーザ光に対しては反射率が高く、それ以外の光はほぼ透過させるという特性を有している。また、特定波長のレーザ光に対する反射率は、波長選択素子１１が約９５％であるのに対し、波長選択素子１３はそれよりも低く、例えば、反射率４５〜５０％に設定されている。この半導体レーザ装置１Ｆでは、波長λ１（ここでは、８０８．０ｎｍ）付近のレーザ光をブラッグ反射させる波長選択素子１１と、波長λ２付近のレーザ光をブラッグ反射させる波長選択素子１３との間で外部共振器が形成される。これにより、波長選択素子１１で反射される特定波長λ１付近のレーザ光と、波長選択素子１３で反射される特定波長λ２付近のレーザ光との重複部分である波長λ３（ここでは、８０８．２ｎｍ）付近のレーザ光が活性層２で増幅されながら、波長選択素子１１と波長選択素子１３との間を往復することになる。

そして、増幅されたレーザ光の一部であるレーザ光Ｌ４が、波長選択素子１３を透過して前方へ出力される。従って、半導体レーザアレイの各活性層２から出射されたレーザ光のＹ軸方向の拡がり角を小さくすると共に、そのレーザ光の波長スペクトルをより一層狭帯域化して、図１０に示す線図１１０ように、波長λ１と波長λ２との間の波長λ３をピークとする光強度分布のレーザ光Ｌ４を出力することが可能になる。なお、図１０において、線図１１１は、半導体レーザ１Ｆから波長選択素子１３を取り除いた場合のレーザ光Ｌ４の光強度分布を示し、線図１１３は、半導体レーザ１Ｆから波長選択素子１１を取り除いた場合のレーザ光Ｌ４の光強度分布を示し、線図１１５は、半導体レーザ１Ｆから波長選択素子１１及び波長選択素子１３を双方取り除いた場合のレーザ光Ｌ４の光強度分布を示している。

（第６実施形態）
図１１に示す半導体レーザ装置１Ｇは、上述した半導体レーザ装置１Ａの、半導体レーザアレイ３、コリメートレンズ５、反射ミラー９の各部品がＺ軸方向に複数積層されて構成されている。この場合、Ｚ軸方向に隣接する半導体レーザアレイ３同士の間には、発熱する半導体レーザアレイ３を冷却するための水冷のヒートシンクを挟んでもよい。このように、複数の各部品を積層することで、高出力の半導体レーザ装置が得られる。なお、Ｚ軸方向に積層される複数枚の反射ミラー９に代えて、積層された各コリメートレンズ５からの各レーザ光をすべて入射させるような一枚の反射ミラーを採用してもよい。また、半導体レーザ装置１Ａと同様に、半導体レーザ装置１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆについても、各部品をＹ軸方向に積層することにより、高出力の半導体レーザ装置が得られる。このような半導体レーザ装置においては、各積層部分から拡がり角が小さいレーザ光Ｌ４が出力されるので、全体として拡がり角が小さく、光強度が強いレーザ光が得られる。

本発明に係る半導体レーザ装置の第１実施形態を示す斜視図である。図１の半導体レーザ装置を示す平面図である。図１の半導体レーザ装置を示す側面図である。レーザ光の拡がり角に対する光強度分布を示す線図である。第１実施形態の半導体レーザ装置の変形例を示す斜視図である。本発明に係る半導体レーザ装置の第２実施形態を示す斜視図である。本発明に係る半導体レーザ装置の第３実施形態を示す斜視図である。本発明に係る半導体レーザ装置の第４実施形態を示す斜視図である。本発明に係る半導体レーザ装置の第５実施形態を示す斜視図である。レーザ光の波長に対する光強度分布を示す線図である。本発明に係る半導体レーザ装置の第６実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ…半導体レーザ装置、３…半導体レーザアレイ、２…活性層、２ａ…前端面、２ｂ…後端面、５…コリメートレンズ、９…反射ミラー（第１の光学素子）、２１…ストライプミラー（第１の光学素子）、２５…透過部、１１…波長選択素子（第１の光学素子）、１３…波長選択素子（第２の光学素子）、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ３，Ｌ４…レーザ光。

Claims

第１の方向を光軸方向とし、第２の方向をスロー軸方向とし、且つ第３の方向をファースト軸方向とする複数の活性層が前記第２の方向に沿って並設されてなる半導体レーザアレイを備え、前記活性層の前端面側からレーザ光を出力する半導体レーザ装置であって、
前記活性層のそれぞれの後端面から出射されたレーザ光を、前記第２の方向と直交する面内でコリメートするコリメートレンズと、
前記コリメートレンズから出射されたレーザ光のそれぞれの一部を、前記コリメートレンズを介して前記活性層のそれぞれに帰還させる第１の光学素子と、を備えることを特徴とする半導体レーザ装置。
前記第１の光学素子は、前記第１の方向と直交する面に対して傾いた状態で配置されていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。
前記第１の光学素子は、前記コリメートレンズから出射されたレーザ光のそれぞれの残部を透過させる透過部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の半導体レーザ装置。
前記第１の光学素子は、前記コリメートレンズから出射されたレーザ光のそれぞれについて特定波長のレーザ光をブラッグ反射して前記活性層のそれぞれに帰還させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の半導体レーザ装置。
前記第１の光学素子より光反射率が低く、且つ前記活性層のそれぞれの前端面から出射されたレーザ光のそれぞれについて特定波長のレーザ光をブラッグ反射して前記活性層のそれぞれに帰還させる第２の光学素子を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の半導体レーザ装置。