JP7502151B2 - Semiconductor Laser Module - Google Patents
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Description
本発明は、半導体レーザモジュールに関する。 The present invention relates to a semiconductor laser module.
従来、半導体レーザモジュールとして、例えば、特許文献1には、シングルエミッタLDを複数並べて配置し、それぞれのシングルエミッタLDから出射されるレーザ光を合成するレーザ合成光学装置が記載されている。シングルエミッタLDは、レーザ光を発光する発光素子、及び当該発光素子を気密封止する封止パッケージを有している。 As a conventional semiconductor laser module, for example, Patent Document 1 describes a laser combining optical device that arranges multiple single-emitter LDs side by side and combines the laser light emitted from each single-emitter LD. The single-emitter LD has a light-emitting element that emits laser light and a sealing package that hermetically seals the light-emitting element.
ところで、上述の特許文献1に記載のレーザ合成光学装置は、例えば、封止パッケージにより発光素子が気密封止されているので、平行光を形成するコリメートレンズを発光素子の直近に配置することが難しく、このため、コリメートレンズから出射されるレーザ光のビームサイズが大きくなる傾向にある。これにより、レーザ合成光学装置は、複数のシングルエミッタLDにおいてそれぞれのコリメートレンズから出射された複数のレーザ光により構成されるレーザ光束のビームサイズが大きくなり、この結果、当該レーザ光束を集光するために要する距離が長くなり、レーザ合成光学装置の全長が長くなるおそれがある。 However, in the laser combining optical device described in the above-mentioned Patent Document 1, for example, the light-emitting element is hermetically sealed by a sealing package, so it is difficult to place a collimating lens that forms parallel light in close proximity to the light-emitting element, and as a result, the beam size of the laser light emitted from the collimating lens tends to be large. As a result, in the laser combining optical device, the beam size of the laser light beam composed of multiple laser lights emitted from each collimating lens in multiple single-emitter LDs becomes large, and as a result, the distance required to focus the laser light beam becomes longer, and there is a risk of the overall length of the laser combining optical device becoming longer.
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大型化を抑制することができる半導体レーザモジュールを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in consideration of the above, and aims to provide a semiconductor laser module that can prevent the module from becoming too large.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る半導体レーザモジュールは、板状に形成され第1方向に対して第1空間部と第2空間部とを区分けするベース部と、レーザ光を出射する半導体レーザ素子、及び前記半導体レーザ素子を覆うカバーを有し、前記第1空間部に前記レーザ光を出射可能な位置に設けられる複数のレーザ光出射器と、前記第1方向に交差する方向を第2方向とした場合、前記ベース部の前記第2方向の一方側の端部に設けられ、前記複数のレーザ光出射器から前記第1空間部に出射され前記第2方向の前記一方側に向かう複数のレーザ光を前記第2空間部に折り返し、前記第2方向の他方側に向かわせる折り返し光学系と、前記第2空間部に設けられ前記折り返し光学系により折り返された前記複数のレーザ光を集光する集光光学系と、前記集光光学系により集光された前記複数のレーザ光を前記第2空間部から外部に出射する外部出射部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the semiconductor laser module according to the present invention is characterized in that it comprises a base part formed in a plate shape and dividing a first space part and a second space part in a first direction, a semiconductor laser element that emits laser light, and a cover that covers the semiconductor laser element, and a plurality of laser light emitters that are provided at a position where the laser light can be emitted into the first space part, a folding optical system that is provided at an end part of one side of the base part in the second direction when a direction intersecting the first direction is a second direction, and that folds back the plurality of laser light beams emitted from the plurality of laser light emitters into the first space part and heading toward the one side of the second direction into the second space part and toward the other side of the second direction, a focusing optical system that is provided in the second space part and focuses the plurality of laser light beams folded back by the folding optical system, and an external emission part that emits the plurality of laser light beams focused by the focusing optical system from the second space part to the outside.
上記半導体レーザモジュールにおいて、前記第2空間部に設けられ前記折り返し光学系により折り返された前記複数のレーザ光を平行光の状態で圧縮し、当該圧縮した複数のレーザ光を前記集光光学系に出射する圧縮光学系をさらに備えることが好ましい。 It is preferable that the semiconductor laser module further includes a compression optical system that is provided in the second space and compresses the plurality of laser beams folded back by the folding optical system in a parallel state, and emits the compressed plurality of laser beams to the focusing optical system.
上記半導体レーザモジュールにおいて、前記第1空間部に設けられ前記レーザ光を反射する反射光学系をさらに備え、前記複数のレーザ光出射器は、前記第1方向及び前記第2方向に交差する方向を第3方向とした場合、前記ベース部の前記第3方向の一方側の端部に前記第2方向に沿って並んで設けられ、前記第3方向に沿って前記第1空間部に前記複数のレーザ光を出射し、前記反射光学系は、前記複数のレーザ光出射器から出射された前記複数のレーザ光を、前記第2方向に沿って前記折り返し光学系に向けて反射することが好ましい。 In the semiconductor laser module, it is preferable that the semiconductor laser module further includes a reflective optical system that is provided in the first space and reflects the laser light, and the laser light emitters are arranged side by side along the second direction at an end of the base part on one side of the third direction in the third direction, when a direction intersecting the first direction and the second direction is defined as a third direction, and emit the laser light beams to the first space part along the third direction, and the reflective optical system reflects the laser light beams emitted from the laser light emitters toward the folding optical system along the second direction.
上記半導体レーザモジュールにおいて、前記複数のレーザ光出射器は、前記反射光学系に向けて出射した前記複数のレーザ光のそれぞれのファースト軸方向が前記第2方向に沿う位置関係で設けられ、前記反射光学系は、反射した前記複数のレーザ光のそれぞれのファースト軸方向が前記第3方向に沿う位置関係で設けられ、前記折り返し光学系は、折り返した前記複数のレーザ光のそれぞれのファースト軸方向が前記第3方向に沿う位置関係で設けられ、前記集光光学系は、前記折り返し光学系により折り返された前記複数のレーザ光をそれぞれの前記ファースト軸方向と平行な前記第3方向に沿って集光する位置関係で設けられることが好ましい。 In the above semiconductor laser module, it is preferable that the multiple laser light emitters are arranged in a positional relationship such that the first axis directions of the multiple laser lights emitted toward the reflection optical system are aligned along the second direction, the reflection optical system is arranged in a positional relationship such that the first axis directions of the multiple reflected laser lights are aligned along the third direction, the folding optical system is arranged in a positional relationship such that the first axis directions of the multiple folded laser lights are aligned along the third direction, and the focusing optical system is arranged in a positional relationship such that the multiple laser lights folded by the folding optical system are focused along the third direction parallel to the first axis directions of the multiple laser lights.
本発明に係る半導体レーザモジュールは、複数のレーザ光出射器から出射された複数のレーザ光を折り返す折り返し光学系を備えることにより、モジュールの大型化を抑制することができる。 The semiconductor laser module of the present invention is equipped with a folding optical system that folds back multiple laser beams emitted from multiple laser beam emitters, thereby preventing the module from becoming large.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。更に、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 The following describes in detail the form (embodiment) for carrying out the present invention with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiment. The components described below include those that a person skilled in the art can easily imagine and those that are substantially the same. Furthermore, the configurations described below can be combined as appropriate. Various omissions, substitutions, or modifications of the configuration can be made without departing from the spirit of the present invention.
〔実施形態〕
図面を参照しながら実施形態に係る半導体レーザモジュール1について説明する。半導体レーザモジュール1は、複数のレーザ光出射器20から出射されたレーザ光LBを集光したレーザ光束を外部に出射するものである。半導体レーザモジュール1は、当該レーザ光束によってレーザ光出射器単体では達成し得ない高い光出力を実現することができる。このような高出力化された半導体レーザモジュール1は、レーザ溶接やレーザ加工に適しており、特にレーザ光波長が可視域のものは金属加工等に用いられる。半導体レーザモジュール1は、図1~図3に示すように、筐体10と、複数のレーザ光出射器20と、水冷機構30と、光路変更光学系としての複数の光路変更プリズム40と、反射光学系としての複数の反射ミラー50と、折り返し光学系としての折り返しプリズム60と、圧縮光学系としての圧縮プリズム70と、集光レンズ80と、外部出射部90とを備える。
[Embodiment]
A semiconductor laser module 1 according to an embodiment will be described with reference to the drawings. The semiconductor laser module 1 emits a laser beam bundle obtained by concentrating laser beams LB emitted from a plurality of
ここで、以下の説明では、筐体10のベース部11の厚みに沿った方向を厚み方向(第1方向)Zと称する。厚み方向Zは、ベース部11において光学部品を搭載する搭載面に直交する方向ともいえる。複数のレーザ光出射器20が配列される方向を並び方向(第2方向)Xと称する。並び方向Xは、矩形状のベース部11の長辺に沿った方向ともいえる。複数のレーザ光出射器20からレーザ光LBが出射される方向を奥行き方向(第3方向)Yと称する。奥行き方向Yは、矩形状のベース部11の短辺に沿った方向ともいえる。厚み方向Z、並び方向X、及び奥行き方向Yは、互いに交差し、典型的には互いに直交する。
In the following description, the direction along the thickness of the
半導体レーザモジュール1は、複数の光学部品が筐体10のベース部11に組み付けられて構成されている。具体的には、半導体レーザモジュール1は、複数のレーザ光出射器20がベース部11の奥行き方向Yの一方側に設けられ、複数の反射ミラー50がベース部11の第1搭載面11aに設けられ且つ奥行き方向Yに沿って複数のレーザ光出射器20に対向し、複数の光路変更プリズム40が複数のレーザ光出射器20と複数の反射ミラー50との間に設けられ、折り返しプリズム60がベース部11の並び方向Xの一方側に設けられ且つ並び方向Xに沿って複数の反射ミラー50に対向し、圧縮プリズム70及び集光レンズ80がベース部11の第2搭載面11bに設けられている。以下、半導体レーザモジュール1について詳細に説明する。
The semiconductor laser module 1 is configured by assembling a plurality of optical components to the
筐体10は、光学部品が組み付けられるものである。筐体10は、図1、図2に示すように、ベース部11と、4つの側壁部12~15と、固定板16とを含んで構成される。ベース部11は、板状に形成され、厚み方向Zに所定の厚みを有し、厚み方向Zから視てほぼ矩形状に形成されている。ベース部11は、厚み方向Zの一方側に光学部品を搭載するための第1搭載面11aを有し、且つ厚み方向Zの他方側に他の光学部品を搭載するための第2搭載面11bを有している。ベース部11は、側壁部12~15により周囲が囲われている。ベース部11は、例えば、奥行き方向Yの一方側の端部に側壁部12が設けられ、奥行き方向Yの他方側の端部に側壁部13が設けられ、並び方向Xの一方側の端部に側壁部14が設けられ、並び方向Xの他方側の端部に側壁部15が設けられ、そしてこれらの側壁部12~15が厚み方向Zに沿って立設されている。ベース部11は、4つの側壁部12~15により周囲が囲われた状態で、厚み方向Zにおいて、4つの側壁部12~15の中央部に位置している。これにより、ベース部11及び4つの側壁部12~15は、厚み方向Zの一方側に第1空間部Pを形成し、且つ厚み方向Zの他方側に第2空間部Qを形成している。すなわち、第1空間部Pは、ベース部11の一方側の面(第1搭載面11a)と、4つの側壁部12~15の厚み方向Zの一方側の部位とにより囲われた空間部である。また、第2空間部Qは、ベース部11の他方側の面(第2搭載面11b)と、4つの側壁部12~15の厚み方向Zの他方側の部位とにより囲われた空間部である。このように、ベース部11は、厚み方向Zに対して第1空間部Pと第2空間部Qとを区分けしている。
The
側壁部12は、図3等に示すように、凹部12aを有している。凹部12aは、奥行き方向Yに沿ってベース部11側に窪んで形成され、後述する複数のレーザ光出射器20及び光路変更プリズム40が設けられる。凹部12aは、複数の固定部12bと、開口部12cとを有している。複数の固定部12bは、それぞれが厚み方向Zに沿って溝形状に形成され、それぞれが並び方向Xに沿って並んで配置されている。複数の固定部12bは、それぞれが光路変更プリズム40を1つずつ固定する。開口部12cは、側壁部12を奥行き方向Yに沿って貫通する貫通孔であり、凹部12aの底部に設けられている。開口部12cは、凹部12aの底部において、並び方向Xに沿って長孔形状に形成され、この長孔が並び方向Xの一方側から他方側まで形成されている。開口部12cは、側壁部12の奥行き方向Yの一方側の第1空間部Pと、側壁部12の奥行き方向Yの他方側の空間部(凹部12a側の空間部)との間を連通している。開口部12cは、複数の固定部12bにより側壁部12の凹部12aに固定された複数の光路変更プリズム40のそれぞれの一部分(厚み方向Zの第1空間部P側の端部)と奥行き方向Yに沿って対向している。これにより、複数の光路変更プリズム40は、後述するように、開口部12cを介して第1空間部Pにレーザ光LBを出射することができる。
As shown in FIG. 3 and the like, the
側壁部14は、図3等に示すように、凹部14aを有している。凹部14aは、並び方向Xに沿ってベース部11側に窪んで形成され、後述する折り返しプリズム60が設けられる。凹部14aは、第1開口部14bと、第2開口部14cとを有している。第1開口部14bは、側壁部14を並び方向Xに沿って貫通する貫通孔であり、凹部14aの底部に設けられている。第1開口部14bは、凹部14aの底部において、奥行き方向Yに沿って長孔形状に形成されている。第1開口部14bは、側壁部14の並び方向Xの一方側の第1空間部Pと、側壁部14の並び方向Xの他方側の空間部(凹部14a側の空間部)とを連通している。第2開口部14cは、側壁部14を並び方向Xに沿って貫通する貫通孔であり、凹部14aの底部に設けられている。第2開口部14cは、凹部14aの底部において、奥行き方向Yに沿って長孔形状に形成されている。第2開口部14cは、側壁部14の並び方向Xの一方側の第2空間部Qと、側壁部14の並び方向Xの他方側の空間部(凹部14a側の空間部)とを連通している。第1開口部14bと第2開口部14cとは、厚み方向Zに沿って並んで配置されている。第1開口部14bは、折り返しプリズム60の第1反射面61が位置合わせされ、第2開口部14cは、折り返しプリズム60の第2反射面62が位置合わせされる。これにより、折り返しプリズム60は、後述するように、第1空間部Pから第1開口部14bを介して入射したレーザ光LBを第1反射面61により第2反射面62側に反射し、第2反射面62より反射したレーザ光LBを、第2開口部14cを介して第2空間部Qに出射することができる。
3 and the like, the
側壁部15は、図2に示すように、開口部15aを有している。開口部15aは、側壁部15を並び方向Xに沿って貫通する貫通孔であり、円形状に形成されている。開口部15aは、側壁部15の並び方向Xの一方側の第2空間部Qと、側壁部15の並び方向Xの他方側の空間部とを連通している。開口部15aは、後述する外部出射部90が設けられる。
As shown in FIG. 2, the
固定板16は、複数のレーザ光出射器20を位置決めした状態で固定するものである。固定板16は、側壁部12に設けられ、当該側壁部12に設けられた状態で、当該側壁部12の凹部12aの全体を覆う。固定板16は、複数の開口部16aが設けられている。複数の開口部16aは、それぞれがレーザ光出射器20を1つずつ位置決めした状態で当該レーザ光出射器20を固定するものである。複数の開口部16aは、それぞれが円形状に形成され、奥行き方向Yに沿って貫通している。複数の開口部16aは、並び方向Xに沿って2列に配列されている。固定板16は、側壁部12に組み付けられた状態で、複数の開口部16aのそれぞれに複数のレーザ光出射器20の各々が挿通される。これにより、固定板16は、複数のレーザ光出射器20を筐体10の側壁部12に適正に位置決めした状態で固定することができる。このとき、複数のレーザ光出射器20は、その一部が側壁部12の凹部12aに収容されている。
The fixing
複数のレーザ光出射器20は、レーザ光LBを出射するものである。それぞれのレーザ光出射器20は、図3に示すように、半導体レーザ素子21と、カバー22と、コリメートレンズ23(図6参照)とを備える。
The multiple
半導体レーザ素子21は、レーザ光LBを出射する素子であり、例えば、単一の発光点を有するレーザダイオードである。半導体レーザ素子21は、例えば、発振波長が金属への吸収性に優れた500nm以下の短波長域のレーザダイオードである。半導体レーザ素子21は、電流が印加されることでレーザ光LBを出射する。半導体レーザ素子21から出射されるレーザ光LBは、ファースト軸方向と、当該ファースト軸方向に交差(直交)するスロー軸方向に沿って広がりながら伝搬する。ここで、ファースト軸は、半導体レーザの活性層の積層方向であり、レーザ光LBの広がり角が大きい方向である。スロー軸は、ファースト軸よりもレーザ光LBの広がり角が小さい方向である。
The
カバー22は、半導体レーザ素子21を覆うものである。カバー22は、例えば、金属により形成されており、図4に示すように、半導体レーザ素子21が組み付けられる基部22aと、当該基部22aから半導体レーザ素子21の出射方向(奥行き方向Y)に沿って延在する筒形状の筒部22bと、当該筒部22bの基部22aとは反対側の開口部に設けられ当該開口部を閉塞するカバーレンズ(図示省略)とを含んで構成される。カバー22は、気密封止した状態で半導体レーザ素子21を覆い、半導体レーザ素子21を保護する。これにより、カバー22は、半導体レーザ素子21の信頼性の低下を抑制できる。
The
コリメートレンズ23は、拡散光を平行光に調整するものである。コリメートレンズ23は、カバー22の筒部22bに設けられ、当該筒部22bにおいてカバーレンズよりも外側(半導体レーザ素子21とは反対側)に配置されている。コリメートレンズ23は、半導体レーザ素子21から出射されたレーザ光LBを平行光に調整、つまりコリメートする。
The collimating
上述のように構成された複数のレーザ光出射器20は、第1空間部Pにレーザ光LBを出射可能な位置に設けられる。複数のレーザ光出射器20は、筐体10のベース部11の奥行き方向Yの一方側の端部(側壁部12)に並び方向Xに沿って並んで設けられる。複数のレーザ光出射器20は、例えば、固定板16の複数の開口部16aに位置決めされた状態で、筐体10の側壁部12に組み付けられる。ここで、複数のレーザ光出射器20は、図3に示すように、第1レーザ光出射器群20Aと、第2レーザ光出射器群20Bとを含んで構成される。第1レーザ光出射器群20Aと第2レーザ光出射器群20Bとは、それぞれがほぼ同じ個数のレーザ光出射器20から構成される。この例では、第1レーザ光出射器群20Aが13個のレーザ光出射器20から構成され、第2レーザ光出射器群20Bが12個のレーザ光出射器20から構成されている。第1レーザ光出射器群20Aは、複数のレーザ光出射器20が並び方向Xに沿って配列されている。第2レーザ光出射器群20Bは、他の複数のレーザ光出射器20が並び方向Xに沿って配列されている。そして、第2レーザ光出射器群20Bは、厚み方向Zに沿って第1レーザ光出射器群20Aの一方側に位置する。つまり、複数のレーザ光出射器20は、第1レーザ光出射器群20Aと第2レーザ光出射器群20Bとが厚み方向Zに沿って2段に形成されている。そして、複数のレーザ光出射器20は、隣接するレーザ光出射器20の隙間をなるべく狭くした状態で配列され、千鳥状に配置されている。
The multiple
複数のレーザ光出射器20において、第1レーザ光出射器群20A及び第2レーザ光出射器群20Bは、奥行き方向Yに沿って反射ミラー50側にレーザ光LBを出射する。このとき、第1レーザ光出射器群20A及び第2レーザ光出射器群20Bは、図4、図6に示すように、第1レーザ光出射器群20Aのそれぞれの第1レーザ光出射器20aの光軸と、第2レーザ光出射器群20Bのそれぞれの第2レーザ光出射器20bの光軸とが並び方向Xに沿って交互にずれている。つまり、複数のレーザ光出射器20は、厚み方向Zから視た場合、第1レーザ光出射器20aの光軸と第2レーザ光出射器20bの光軸とが重なっておらず、第1レーザ光出射器20aの光軸と第2レーザ光出射器20bの光軸とが並び方向Xに沿って交互に等間隔で位置している。言い換えれば、複数のレーザ光出射器20は、厚み方向Zから視た場合、第2レーザ光出射器20bの光軸が、隣接する第1レーザ光出射器20aの光軸と第1レーザ光出射器20aの光軸との間に位置している。このように2段に配置することで、複数のレーザ光出射器20は、並び方向Xの幅長が長くなることを抑制できる。
In the multiple
複数のレーザ光出射器20は、出射した複数のレーザ光LBのそれぞれのファースト軸方向が並び方向Xに沿う位置関係で設けられている。複数のレーザ光出射器20は、半導体レーザ素子21がカバー22により覆われているので、カバー22を光軸周りに回動させることでファースト軸方向を調整することができ、例えば半導体レーザ素子21を基板に設ける場合と比較してファースト軸方向を容易に調整することができる。そして、複数のレーザ光出射器20は、それぞれのレーザ光LBのファースト軸方向が並び方向Xに沿う位置関係で設けられているので、例えば専用の光学部品によりファースト軸方向を変更する必要がなく、専用の光学部品を削減することができる。
The multiple
水冷機構30は、複数のレーザ光出射器20を冷却するものである。水冷機構30は、筐体31と、水冷パイプ32とを有する。
The water-cooling
筐体31は、熱伝導性の高い金属により形成され、直方体形状に構成されている。筐体31は、搭載面31a(図3参照)を有する。搭載面31aは、複数のレーザ光出射器20が搭載される部分である。搭載面31aには、複数の貫通孔31bが設けられている。複数の貫通孔31bは、それぞれの貫通孔31bに複数のレーザ光出射器20のそれぞれの電線が挿通される。筐体31は、複数のレーザ光出射器20を搭載した搭載面31aが、複数のレーザ光出射器20を位置決めする金属性の固定板16に当接した状態で固定される。このとき、搭載面31aに搭載された複数のレーザ光出射器20は、それぞれが固定板16の複数の開口部16aの各々に挿通されて位置決めされる。筐体31は、複数のレーザ光出射器20により発生した熱が金属性の固定板16に伝導され、当該固定板16に伝導された熱が当該筐体31に伝導される。
The
水冷パイプ32は、冷却用の水が流れるものである。水冷パイプ32は、冷却用の水が流れることで、筐体31に伝導された複数のレーザ光出射器20の熱を外部に排出して複数のレーザ光出射器20を冷却する。
The water-cooled
複数の光路変更プリズム40は、レーザ光LBの光路を変更するものであり、複数のレーザ光出射器20から出射された少なくとも一部のレーザ光LBの光路を変更する。複数の光路変更プリズム40は、図3に示すように、筐体10の側壁部12に設けられた凹部12aの複数の固定部12bに固定される。光路変更プリズム40は、当該光路変更プリズム40により整列した整列後の複数のレーザ光LBのそれぞれのファースト軸方向が、並び方向Xに沿う位置関係で設けられる。複数の光路変更プリズム40は、図3、図4に示すように、潜望鏡形状に形成され、側面が上面及び底面と斜交する平行四辺形から成る斜角柱の形状に形成されている。複数の光路変更プリズム40は、第1反射面41と、第2反射面42と、本体部43とを有する。本体部43は、光学ガラス等のレーザ光LBを透過する材料から形成されている。
The multiple optical
第1反射面41は、本体部43の厚み方向Zの一方側(第2レーザ光出射器群20B側)の底面に設けられている。第1反射面41は、本体部43の厚み方向Zの一方側の底面におおよそ45度の角度で形成されることで、レーザ光LBを全反射する構成となっている。第1反射面41は、奥行き方向Y及び厚み方向Zに対して傾斜して設けられ、奥行き方向Yに沿って第2レーザ光出射器群20Bのレーザ光出射器20に対向して配置されている。第1反射面41は、第2レーザ光出射器群20Bのレーザ光出射器20から奥行き方向Yに沿って出射されたレーザ光LBを厚み方向Zに沿って第2反射面42側に反射する。
The first reflecting
第2反射面42は、本体部43の厚み方向Zの他方側(第1レーザ光出射器群20A側)の上面に設けられている。第2反射面42は、本体部43の厚み方向Zの他方側の上面におおよそ45度の角度で、かつ第一反射面41と平行に形成されることで、レーザ光を全反射する構成となっている。すなわち、第2反射面42は、奥行き方向Y及び厚み方向Zに対して傾斜して設けられ、第1反射面41と平行に形成されている。第2反射面42は、第1反射面41により厚み方向Zに沿って反射されたレーザ光LBを奥行き方向Yに沿って複数の反射ミラー50側に反射する。
The second reflecting
このように構成された複数の光路変更プリズム40は、第2レーザ光出射器群20Bの複数の第2レーザ光出射器20bから出射されたレーザ光LBの光路を変更する。例えば、複数の光路変更プリズム40は、図4に示すように、第2レーザ光出射器群20Bの複数の第2レーザ光出射器20bから奥行き方向Yに沿って出射された第2レーザ光LB2を、第1反射面41により厚み方向Zに沿って第2反射面42側に反射し、第1レーザ光出射器群20Aの第1レーザ光出射器20aから出射される第1レーザ光LB1の位置まで導く。そして、複数の光路変更プリズム40は、第1レーザ光LB1の位置まで導かれた第2レーザ光LB2を第2反射面42により奥行き方向Yに沿って複数の反射ミラー50側に反射し、第1レーザ光LB1及び第2レーザ光LB2を並び方向Xに沿って1列に整列した整列後の複数のレーザ光LBを形成する。
The multiple optical
複数の反射ミラー50は、レーザ光LBを反射するものである。複数の反射ミラー50は、図3に示すように、第1空間部Pに設けられ、ベース部11の第1搭載面11aに搭載されている。複数の反射ミラー50は、それぞれが並び方向Xに沿って配置され、且つ奥行き方向Yに沿って複数のレーザ光出射器20側から当該複数のレーザ光出射器20とは反対側に向けて階段状に配置されている。複数の反射ミラー50は、例えば、それぞれの反射ミラー50が1つずつ奥行き方向Yに沿ってずれて位置している。反射ミラー50は、反射した複数のレーザ光LBのそれぞれのファースト軸方向が奥行き方向Yに沿う位置関係で設けられている。複数の反射ミラー50は、複数のレーザ光出射器20と同じ個数設けられ、それぞれが本体部51と、反射面52とを有する。
The multiple reflection mirrors 50 reflect the laser light LB. As shown in FIG. 3, the multiple reflection mirrors 50 are provided in the first space P and mounted on the first mounting
本体部51は、三角柱の形状に形成され、三角形状の底面部と、三角形状の上面部と、3つの矩形状の側面部とを有する。本体部51は、底面部がベース部11の第1搭載面11aに固定されている。本体部51は、3つの側面部のうち、1つの側面部に反射面52が形成されている。
The
反射面52は、レーザ光LBを反射するものである。反射面52は、本体部51の側面部に誘電体多層膜が形成されることで反射面を構成している。複数の反射面52は、それぞれが並び方向Xに沿って配置され、且つ奥行き方向Yに沿って複数のレーザ光出射器20側から当該複数のレーザ光出射器20側とは反対側に向けて階段状に配置されている。複数の反射面52は、例えば、それぞれの反射面52が1つずつ奥行き方向Yに沿ってずれて位置している。そして、複数の反射面52は、それぞれが奥行き方向Yに沿って複数のレーザ光出射器20の各々に対向して配置され、且つ並び方向Xに沿って折り返しプリズム60に対向して配置されている。複数の反射面52は、奥行き方向Yに対して約45°傾斜しており、且つ並び方向Xに対して約45°傾斜し、約90°の角度でレーザ光LBを反射する。複数の反射面52は、反射前のそれぞれのレーザ光LBの間隔を、反射後には狭い間隔となるように反射する位置関係で設けられている。複数の反射面52は、複数のレーザ光出射器20から奥行き方向Yに沿って出射され、光路変更プリズム40により形成された整列後の複数のレーザ光LBを、それぞれ並び方向Xに沿って折り返しプリズム60に向けて反射する。
The reflecting
折り返しプリズム60は、レーザ光LBを折り返して光路を変更するものである。折り返しプリズム60は、筐体10のベース部11の並び方向Xの一方側の端部(側壁部14)に設けられ、当該筐体10の側壁部14に形成された凹部14aに配置される。折り返しプリズム60は、折り返した複数のレーザ光LBのそれぞれのファースト軸方向が奥行き方向Yに沿う位置関係で設けられている。折り返しプリズム60は、図3、図5に示すように、一対の面部が台形である四角柱の形状に形成されている。折り返しプリズム60は、第1反射面61と、第2反射面62と、本体部63とを有する。
The
本体部63は、光学ガラス等のレーザ光LBを透過する材料から形成されている。本体部63は、第1台形面部63aと、第2台形面部63bと、第1平行面部63cと、第2平行面部63dと、第1傾斜面部63eと、第2傾斜面部63fとを有する。第1台形面部63aは、台形形状に形成され、第2台形面部63bと奥行き方向Yに沿って対向し、且つ当該第2台形面部63bと平行に設けられている。第2台形面部63bは、台形形状に形成され、第1台形面部63aと奥行き方向Yに沿って対向し、且つ当該第1台形面部63aと平行に設けられている。第1台形面部63aと第2台形面部63bとは、同じ台形形状である。第1平行面部63cは、矩形状に形成され、第2平行面部63dと並び方向Xに沿って対向し、且つ当該第2平行面部63dと平行に設けられている。第2平行面部63dは、第1平行面部63cより小さい矩形状に形成され、第1平行面部63cと並び方向Xに沿って対向し、且つ当該第1平行面部63cと平行に設けられている。第1傾斜面部63eは、矩形状に形成され、第2傾斜面部63fと厚み方向Zに沿って対向し、且つ並び方向X及び厚み方向Zに対して傾斜して設けられている。第2傾斜面部63fは、矩形状に形成され、第1傾斜面部63eと厚み方向Zに沿って対向し、且つ並び方向X及び厚み方向Zに対して傾斜して設けられている。第1傾斜面部63eと第2傾斜面部63fとは、同じ形状であり、互いの厚み方向Zの間隔が第2平行面部63d側から第1平行面部63c側に向けて徐々に広くなるように設けられている。
The
第1反射面61は、本体部63の第1傾斜面部63eに設けられている。第1反射面61は、本体部63の第1傾斜面部63eに45度の角度で形成されることで全反射面を構成している。第1反射面61は、筐体10の凹部14aの第1開口部14bに位置合わせされている。第1反射面61は、複数の反射ミラー50により並び方向Xに沿って反射され、第1開口部14bを通過したレーザ光LBを、厚み方向Zに沿って第2反射面62に向けて反射する。
The first reflecting
第2反射面62は、本体部63の第2傾斜面部63fに設けられている。第2反射面62は、本体部63の第2傾斜面部63fに45度の角度で、かつ第一反射面61との角度が直角に形成されることで全反射面を構成している。第2反射面62は、筐体10の凹部14aの第2開口部14cに位置合わせされている。第2反射面62は、第1反射面61により厚み方向Zに沿って反射されたレーザ光LBを、並び方向Xに沿って圧縮プリズム70に向けて反射する。第2反射面62により反射されたレーザ光LBは、第2開口部14cを通過して圧縮プリズム70側に伝搬する。
The second reflecting
このように構成された折り返しプリズム60は、図5に示すように、複数のレーザ光出射器20から第1空間部Pに出射され、複数の反射ミラー50により並び方向Xの一方側に向けて反射されたレーザ光LBを第1空間部Pから第2空間部Qに折り返し、第2空間部Qにおいて並び方向Xの他方側(圧縮プリズム70側)に向かわせる。
As shown in FIG. 5, the
圧縮プリズム70は、レーザ光LBを圧縮するものである。圧縮プリズム70は、例えば、2つで一組のアナモルフィックプリズムを適用することができる。圧縮プリズム70は、第1圧縮プリズム71と、第2圧縮プリズム72とを有する。
The
第1圧縮プリズム71は、厚み方向Zから視た場合、直角三角形状に形成されている。第1圧縮プリズム71は、図2に示すように、第2空間部Qに設けられ、ベース部11の第2搭載面11bに搭載され、留め具73により固定されている。第1圧縮プリズム71は、入射面71aと、出射面71bと、本体部71cとを有している。本体部71cは、光学ガラス等のレーザ光LBを透過する材料から形成されている。
When viewed from the thickness direction Z, the
入射面71aは、レーザ光LBを入射する部位であり、本体部71cの並び方向Xの一方側(折り返しプリズム60側)に設けられ、奥行き方向Yに対して平行に形成されている。入射面71aは、折り返しプリズム60から並び方向Xに沿って出射されたレーザ光LBを、当該レーザ光LBを屈折させずに直進状態で入射する。入射面71aに入射したレーザ光LBは、出射面71bに向けて本体部71cを伝搬する。
The
出射面71bは、レーザ光LBを出射する部位であり、本体部71cの並び方向Xの他方側(第2圧縮プリズム72側)に設けられ、奥行き方向Yに対して交差している。出射面71bは、本体部71cを伝搬したレーザ光LBを平行光の状態で屈折させて第2圧縮プリズム72に出射する。
The
第2圧縮プリズム72は、厚み方向Zから視た場合、直角三角形状に形成され、第1圧縮プリズム71よりも小さく形成されている。第2圧縮プリズム72は、第2空間部Qに設けられ、ベース部11の第2搭載面11bに搭載され、第1圧縮プリズム71よりも後段に配置されている。第2圧縮プリズム72は、例えば、第1圧縮プリズム71と集光レンズ80との間に配置されている。第2圧縮プリズム72は、留め具74によりベース部11の第2搭載面11bに固定されている。第2圧縮プリズム72は、入射面72aと、出射面72bと、本体部72cとを有している。本体部72cは、光学ガラス等のレーザ光LBを透過する材料から形成されている。
When viewed from the thickness direction Z, the
入射面72aは、レーザ光LBを入射する部位であり、本体部72cの並び方向Xの一方側(第1圧縮プリズム71側)に設けられ、奥行き方向Yに対して交差している。入射面72aは、第1圧縮プリズム71から出射されたレーザ光LBを、当該レーザ光LBを屈折させずに直進状態で入射する。入射面72aに入射したレーザ光LBは、出射面72bに向けて本体部72cを伝搬する。
The
出射面72bは、レーザ光LBを出射する部位であり、本体部72cの並び方向Xの他方側(集光レンズ80側)に設けられ、奥行き方向Yに対して交差している。出射面72bは、本体部72cを伝搬したレーザ光LBを平行光の状態で屈折させて集光レンズ80に出射する。
The
第1圧縮プリズム71と第2圧縮プリズム72とは、相対的な位置関係(距離、角度)を調整することによりレーザ光LBの圧縮率を変更可能である。本実施形態では、レーザ光LBの圧縮率を約3倍としている。第1圧縮プリズム71は、折り返しプリズム60から出射された複数のレーザ光LBを奥行き方向Yに沿って平行光の状態で圧縮し、当該圧縮した複数のレーザ光LBを第2圧縮プリズム72に出射する。第2圧縮プリズム72は、第1圧縮プリズム71から出射された複数のレーザ光LBを奥行き方向Yに沿って平行光の状態で圧縮し、当該圧縮した複数のレーザ光LBを集光レンズ80に出射する。
The
集光レンズ80は、レーザ光LBを集光するものである。集光レンズ80は、例えば、シリンドリカルレンズを適用することができる。集光レンズ80は、集光光学系としての第1集光レンズ81と、第2集光レンズ82とを有する。
The focusing
第1集光レンズ81は、ファースト軸方向に沿って複数のレーザ光LBを集光するものである。第1集光レンズ81は、第2空間部Qに設けられ、ベース部11の第2搭載面11bに固定されている。第1集光レンズ81は、圧縮プリズム70から出射された複数のレーザ光LBを、それぞれのファースト軸方向と平行な奥行き方向Yに沿って集光する位置関係で設けられる。第1集光レンズ81は、曲面部81aと、平面部81bと、本体部81cとを有する。本体部81cは、光学ガラス等のレーザ光LBを透過する材料から形成されている。
The first focusing
曲面部81aは、本体部81cの並び方向Xの一方側(圧縮プリズム70側)に設けられる。曲面部81aは、厚み方向Zから視た場合、その形状が凸の曲線形状(例えば、円弧形状、楕円弧形状、放物線形状)である。曲面部81aは、圧縮プリズム70から出射されたレーザ光LBを屈折させてファースト軸方向と平行な奥行き方向Yに沿って集光する。曲面部81aにより集光されたレーザ光LBは、平面部81bに向けて本体部81cを伝搬する。
The
平面部81bは、本体部81cの並び方向Xの他方側(第2集光レンズ82側)に設けられる。平面部81bは、厚み方向Zから視た場合、その形状が奥行き方向Yに平行な平面形状である。
The
第2集光レンズ82は、スロー軸方向に沿ってレーザ光LBを集光するものである。第2集光レンズ82は、第2空間部Qに設けられ、ベース部11の第2搭載面11bに搭載され、第1集光レンズ81よりも後段に配置されている。第2集光レンズ82は、例えば、第1集光レンズ81と外部出射部90との間に配置されている。第2集光レンズ82は、曲面部82aと、平面部82bと、本体部82cとを有する。本体部82cは、光学ガラス等のレーザ光LBを透過する材料から形成されている。
The second focusing
曲面部82aは、本体部82cの並び方向Xの一方側(第1集光レンズ81側)に設けられる。曲面部82aは、奥行き方向Yから視た場合、その形状が凸の曲線形状(例えば、円弧形状、楕円弧形状、放物線形状)である。曲面部82aは、第1集光レンズ81から出射されたレーザ光LBを屈折させてスロー軸方向と平行な厚み方向Zに沿って集光する。曲面部82aにより集光されたレーザ光LBは、平面部82bに向けて本体部82cを伝搬する。
The
平面部82bは、本体部82cの並び方向Xの他方側(外部出射部90側)に設けられる。平面部82bは、厚み方向Zから視た場合、その形状が奥行き方向Yに平行な平面形状である。
The
外部出射部90は、レーザ光LBを外部に出射するものである。外部出射部90は、本体筒部91と、先端保持部92とを有する。
The
本体筒部91は、筒状に形成され、並び方向Xの一端が筐体10の開口部15aに篏合されている(図2参照)。本体筒部91は、その内側に光ファイバ100を保持する保持部材(図示省略)が設けられている。この保持部材は、集光レンズ80により集光されたレーザ光LBが光ファイバ100の端部から入射する位置関係で光ファイバ100の端部を保持している。
The main
先端保持部92は、光ファイバ100を保持するものである。先端保持部92は、本体筒部91の並び方向Xの他端に設けられ、本体筒部91の並び方向Xの他端側から外部に延在する光ファイバ100を保持している。このように構成された外部出射部90は、集光レンズ80により集光された複数のレーザ光LBを光ファイバ100を介して外部に出射する。
The
次に、レーザ光LBの伝搬例について説明する。図6は、実施形態に係るレーザ光LBの第1空間部Pの伝搬例を示す概略平面図である。図7は、実施形態に係るレーザ光LBの第2空間部Qの伝搬例を示す概略平面図である。複数のレーザ光出射器20は、図6に示すように、奥行き方向Yに沿って複数のレーザ光LBを第1空間部Pに出射する。複数のレーザ光出射器20は、例えば、第1レーザ光出射器群20Aの複数の第1レーザ光出射器20aからそれぞれのファースト軸方向が並び方向Xに沿った状態で第1レーザ光LB1を出射し、第2レーザ光出射器群20Bの複数の第2レーザ光出射器20bからそれぞれのファースト軸方向が並び方向Xに沿った状態で第2レーザ光LB2を出射する。複数の第2レーザ光出射器20bから出射された第2レーザ光LB2は、それぞれが複数の光路変更プリズム40の各々によって、第1レーザ光出射器群20Aの複数の第1レーザ光出射器20aから出射された第1レーザ光LB1の位置まで厚み方向Zに沿って導かれる。そして、第1レーザ光LB1及び第2レーザ光LB2は、それぞれのファースト軸方向が並び方向Xに沿った状態で、並び方向Xに沿って1列に整列される。複数の光路変更プリズム40により1列に整列した整列後の複数のレーザ光LBは、それぞれのファースト軸方向が並び方向Xに沿った状態で、複数の反射ミラー50に奥行き方向Yに沿って入射される。複数の反射ミラー50に奥行き方向Yに沿って入射された複数のレーザ光LBは、複数の反射ミラー50により並び方向Xに沿って反射される。複数の反射ミラー50により反射された複数のレーザ光LBは、それぞれのファースト軸方向が奥行き方向Yに沿った状態で、折り返しプリズム60により折り返され、第2空間部Qの圧縮プリズム70に出射される(図7参照)。圧縮プリズム70に出射された複数のレーザ光LBは、圧縮プリズム70により圧縮される。圧縮プリズム70により圧縮された複数のレーザ光LBは、それぞれのファースト軸方向が奥行き方向Yに沿った状態で、集光レンズ80に出射される。集光レンズ80に出射された複数のレーザ光LBは、それぞれのファースト軸方向が奥行き方向Yに沿った状態で、集光レンズ80により奥行き方向Yに沿って集光される。集光レンズ80により集光された複数のレーザ光LBは、外部出射部90に出射される。
Next, a propagation example of the laser light LB will be described. FIG. 6 is a schematic plan view showing a propagation example of the laser light LB in the first space P according to the embodiment. FIG. 7 is a schematic plan view showing a propagation example of the laser light LB in the second space Q according to the embodiment. As shown in FIG. 6, the plurality of laser
以上のように、実施形態に係る半導体レーザモジュール1は、ベース部11と、複数のレーザ光出射器20と、折り返しプリズム60と、第1集光レンズ81と、外部出射部90とを備える。ベース部11は、板状に形成され厚み方向Zに対して第1空間部Pと第2空間部Qとを区分けする。複数のレーザ光出射器20は、レーザ光LBを出射する半導体レーザ素子21、及び半導体レーザ素子21を覆うカバー22を有し、第1空間部Pにレーザ光LBを出射可能な位置に設けられる。折り返しプリズム60は、ベース部11の並び方向Xの一方側の端部に設けられ、複数のレーザ光出射器20から第1空間部Pに出射され並び方向Xの一方側に向かう複数のレーザ光LBを第2空間部Qに折り返し、並び方向Xの他方側に向かわせる。第1集光レンズ81は、第2空間部Qに設けられ、折り返しプリズム60により折り返された複数のレーザ光LBを集光する。外部出射部90は、第1集光レンズ81により集光された複数のレーザ光LBを第2空間部Qから外部に出射する。
As described above, the semiconductor laser module 1 according to the embodiment includes a
この構成により、半導体レーザモジュール1は、カバー22により半導体レーザ素子21を覆うので、半導体レーザ素子21の信頼性を確保することができる。また、半導体レーザモジュール1は、カバー22により半導体レーザ素子21を覆った複数のレーザ光出射器20を用いた場合、コリメートレンズ23を半導体レーザ素子21の直近に配置することが難しく、このため、コリメートレンズ23から出射されるレーザ光LBのビームサイズが大きくなることで、レーザ光束を集光するために要する距離が長くなり、半導体レーザモジュール1の全長が長くなる傾向にあるが、折り返しプリズム60によりベース部11の第2空間部Qに複数のレーザ光LBを折り返すので、複数のレーザ光LBを折り返さない場合と比較して半導体レーザモジュール1の全長を短くすることができ、この結果、モジュールの大型化を抑制することができる。これにより、半導体レーザモジュール1は、ベース部11の反りやねじれを抑制することができるので、レーザ光LBの出力パワーの安定化を図ることができ、信頼性の低下を抑制できる。
With this configuration, the semiconductor laser module 1 covers the
半導体レーザモジュール1は、第2空間部Qに設けられ、反射ミラー50により反射され、折り返しプリズム60により折り返された複数のレーザ光LBを平行光の状態で圧縮し、当該圧縮した複数のレーザ光LBを第1集光レンズ81に出射する圧縮プリズム70をさらに備える。この構成により、半導体レーザモジュール1は、圧縮プリズム70を備えない場合と比較して第1集光レンズ81を小型化することができるので当該第1集光レンズ81の焦点距離を短くすることができ、この結果、モジュールの大型化を抑制することができる。また、半導体レーザモジュール1は、比較的、高価な第1集光レンズ81を小型化することができるので部品コストを抑制できる。
The semiconductor laser module 1 further includes a
半導体レーザモジュール1は、第1空間部Pに設けられレーザ光LBを反射する反射ミラー50をさらに備える。複数のレーザ光出射器20は、ベース部11の奥行き方向Yの一方側の端部に並び方向Xに沿って並んで設けられ、奥行き方向Yに沿って第1空間部Pに複数のレーザ光LBを出射する。反射ミラー50は、複数のレーザ光出射器20から出射された複数のレーザ光LBを、並び方向Xに沿って折り返しプリズム60に向けて反射する。この構成により、半導体レーザモジュール1は、反射ミラー50を備えない場合、複数のレーザ光出射器20をベース部11の並び方向Xの一方側(折り返しプリズム60とは反対側)に設ける必要があり、この場合にはベース部11の並び方向Xの幅長が長くなり、モジュールが大型化するおそれがあるが、反射ミラー50を備えることでベース部11の並び方向Xの幅長が長くなることを抑制することができ、この結果、モジュールの大型化を抑制することができる。
The semiconductor laser module 1 further includes a
半導体レーザモジュール1において、複数のレーザ光出射器20は、出射した複数のレーザ光LBのそれぞれのファースト軸方向が並び方向Xに沿う位置関係で設けられる。反射ミラー50は、反射した複数のレーザ光LBのそれぞれのファースト軸方向が奥行き方向Yに沿う位置関係で設けられる。折り返しプリズム60は、折り返した複数のレーザ光LBのそれぞれのファースト軸方向が奥行き方向Yに沿う位置関係で設けられる。第1集光レンズ81は、折り返しプリズム60により反射された複数のレーザ光LBをファースト軸方向と平行な奥行き方向Yに沿って集光する位置関係で設けられる。この構成により、半導体レーザモジュール1は、例えば専用の光学部品によりファースト軸方向を所望の方向に変更する必要がない。つまり、半導体レーザモジュール1は、複数のレーザ光出射器20により出射されたレーザ光LBのファースト軸方向を、第1集光レンズ81により集光する集光方向(奥行き方向Y)に専用の光学部品を用いて変更する必要がないので、光学部品を削減することができる。
In the semiconductor laser module 1, the multiple
半導体レーザモジュール1において、複数のレーザ光出射器20は、並び方向Xに沿って配列された複数のレーザ光出射器20から成る第1レーザ光出射器群20A、及び、並び方向Xに沿って配列された他の複数のレーザ光出射器20から成り且つ並び方向Xに交差する厚み方向Zに沿って第1レーザ光出射器群20Aの一方側に位置する第2レーザ光出射器群20Bを含む。そして、複数のレーザ光出射器20は、第1レーザ光出射器群20A及び第2レーザ光出射器群20Bが、奥行き方向Yに沿ってレーザ光LBを出射し、第1レーザ光出射器群20Aのそれぞれの第1レーザ光出射器20aの光軸と第2レーザ光出射器群20Bのそれぞれの第2レーザ光出射器20bの光軸とが並び方向Xに沿って交互にずれている。光路変更プリズム40は、奥行き方向Yに沿って第2レーザ光出射器群20Bのそれぞれのレーザ光出射器20に対向して配置され、当該第2レーザ光出射器群20Bのそれぞれのレーザ光出射器20から奥行き方向Yに沿って出射された複数の第2レーザ光LB2を、厚み方向Zに沿って第1レーザ光出射器群20Aのそれぞれのレーザ光出射器20から出射される複数の第1レーザ光LB1の位置まで導き、複数の第1レーザ光LB1及び複数の第2レーザ光LB2を並び方向Xに沿って1列に整列した整列後の複数のレーザ光LBを形成する。
In the semiconductor laser module 1, the multiple
この構成により、半導体レーザモジュール1は、半導体レーザ素子21をカバー22で覆っているため、従来の半導体レーザ素子21をカバー22で覆わずに基板に設けるものと比較してレーザ光出射器20が大きくなり、当該レーザ光出射器20を並べて配置した場合に複数のレーザ光出射器20の並び方向Xの長さが長くなる傾向にあるが、複数のレーザ光出射器20を2段に配列することでモジュールの大型化を抑制することができる。また、半導体レーザモジュール1は、複数のレーザ光出射器20を2段に配列しても、光路変更プリズム40により1列に整列した整列後の複数のレーザ光LBを形成するので、複数のレーザ光LBを適正に集光することができる。
With this configuration, the semiconductor laser module 1 covers the
半導体レーザモジュール1において、反射ミラー50は、奥行き方向Yに沿って複数のレーザ光出射器20に対向して設けられ、光路変更プリズム40により形成された整列後の複数のレーザ光LBをそれぞれ並び方向Xに沿って反射する。第1集光レンズ81は、反射ミラー50により反射された整列後の複数のレーザ光LBを集光する。この構成により、半導体レーザモジュール1は、モジュールの大型化を抑制することができる。
In the semiconductor laser module 1, the
〔変形例〕
なお、上記説明では、半導体レーザモジュール1は、圧縮プリズム70を備える例について説明したが、これに限定されず、圧縮プリズム70を備えていなくてもよい。この場合、半導体レーザモジュール1は、集光レンズ80の大きさを調整して集光することが考えられる。
[Modifications]
In the above description, the semiconductor laser module 1 is described as having the
半導体レーザモジュール1は、反射ミラー50を備える例について説明したが、これに限定されず、反射ミラー50を備えていなくてもよい。この場合、半導体レーザモジュール1は、複数のレーザ光出射器20を並び方向Xの一方側(折り返しプリズム60とは反対側)に設けることが考えられる。
The semiconductor laser module 1 has been described as having a reflecting
複数のレーザ光出射器20、光路変更プリズム40、反射ミラー50、折り返しプリズム60、及び第1集光レンズ81は、ファースト軸方向を規定の方向に沿った位置関係で設ける例について説明したが、これに限定されず、光学部品によりファースト軸方向を変更するようにしてもよい。
An example has been described in which the multiple
筐体10は、第1空間部P、第2空間部Q、及び凹部14aを閉塞する蓋部材をさらに備えるようにしてもよい。
The
複数の光路変更プリズム40及び折り返しプリズム60は、プリズムに限定されず、反射部材(ミラー)の組み合わせ等による他の構成であってもよい。
The multiple optical
圧縮プリズム70は、アナモルフィックプリズムを適用する例について説明したが、これに限定されず、その他の圧縮光学系を適用してもよい。
The
集光レンズ80は、シリンドリカルレンズを適用する例について説明したが、これに限定されず、その他の集光光学系を適用してもよい。
The focusing
1 半導体レーザモジュール
11 ベース部
20 レーザ光出射器
20A 第1レーザ光出射器群
20B 第2レーザ光出射器群
21 半導体レーザ素子
22 カバー
40 光路変更プリズム(光路変更光学系)
50 反射ミラー(反射光学系)
60 折り返しプリズム(折り返し光学系)
70 圧縮プリズム(圧縮光学系)
81 第1集光レンズ(集光光学系)
90 外部出射部
LB レーザ光
LB1 第1レーザ光
LB2 第2レーザ光
P 第1空間部
Q 第2空間部
Z 厚み方向(第1方向)
X 並び方向(第2方向)
Y 奥行き方向(第3方向)
1
50 Reflecting mirror (reflection optical system)
60 Folding prism (folding optical system)
70 Compression prism (compression optical system)
81 First condenser lens (condensing optical system)
90 External emission portion LB Laser light LB1 First laser light LB2 Second laser light P First space portion Q Second space portion Z Thickness direction (first direction)
X Arrangement direction (second direction)
Y Depth direction (third direction)
Claims (4)
レーザ光を出射する半導体レーザ素子、及び前記半導体レーザ素子を覆うカバーを有し、前記第1空間部に前記レーザ光を出射可能な位置に設けられる複数のレーザ光出射器と、
前記第1方向に交差する方向を第2方向とした場合、前記ベース部の前記第2方向の一方側の端部に設けられ、前記複数のレーザ光出射器から前記第1空間部に出射され前記第2方向の前記一方側に向かう複数のレーザ光を前記第2空間部に折り返し、前記第2方向の他方側に向かわせる折り返し光学系と、
前記第2空間部に設けられ前記折り返し光学系により折り返された前記複数のレーザ光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系により集光された前記複数のレーザ光を前記第2空間部から外部に出射する外部出射部と、
を備えることを特徴とする半導体レーザモジュール。 a base portion formed in a plate shape and dividing the first space portion and the second space portion in a first direction;
a plurality of laser beam emitters each including a semiconductor laser element that emits a laser beam and a cover that covers the semiconductor laser element, the laser beam emitters being provided in the first space at positions capable of emitting the laser beam;
a folding optical system that is provided at an end portion on one side of the base portion in the second direction when a direction intersecting the first direction is defined as a second direction, folding back a plurality of laser beams that are emitted from the plurality of laser beam emitters to the first space portion and proceed toward the one side of the second direction to the second space portion and directs the laser beams toward the other side of the second direction;
a focusing optical system that is provided in the second space and focuses the plurality of laser beams that are folded back by the folding optical system;
an external emission unit that emits the plurality of laser beams collected by the collecting optical system from the second space to the outside;
A semiconductor laser module comprising:
前記複数のレーザ光出射器は、前記第1方向及び前記第2方向に交差する方向を第3方向とした場合、前記ベース部の前記第3方向の一方側の端部に前記第2方向に沿って並んで設けられ、前記第3方向に沿って前記第1空間部に前記複数のレーザ光を出射し、
前記反射光学系は、前記複数のレーザ光出射器から出射された前記複数のレーザ光を、前記第2方向に沿って前記折り返し光学系に向けて反射する請求項1又は2に記載の半導体レーザモジュール。 a reflection optical system provided in the first space portion and reflecting the laser light,
When a direction intersecting the first direction and the second direction is defined as a third direction, the plurality of laser beam emitters are arranged side by side along the second direction at an end portion on one side of the base portion in the third direction, and emit the plurality of laser beams to the first space portion along the third direction,
3 . The semiconductor laser module according to claim 1 , wherein the reflection optical system reflects the laser beams emitted from the laser beam emitters along the second direction toward the folding optical system.
前記反射光学系は、反射した前記複数のレーザ光のそれぞれのファースト軸方向が前記第3方向に沿う位置関係で設けられ、
前記折り返し光学系は、折り返した前記複数のレーザ光のそれぞれのファースト軸方向が前記第3方向に沿う位置関係で設けられ、
前記集光光学系は、前記折り返し光学系により折り返された前記複数のレーザ光をそれぞれの前記ファースト軸方向と平行な前記第3方向に沿って集光する位置関係で設けられる請求項3に記載の半導体レーザモジュール。 the plurality of laser beam emitters are disposed in a positional relationship such that fast axis directions of the respective plurality of laser beams emitted toward the reflection optical system are aligned along the second direction,
the reflection optical system is provided in a positional relationship in which fast axis directions of the reflected laser beams are aligned along the third direction,
the folding optical system is provided in a positional relationship such that fast axis directions of the folded laser beams are aligned along the third direction,
4. The semiconductor laser module according to claim 3, wherein the focusing optical system is positioned so as to focus the plurality of laser beams folded by the folding optical system along the third direction parallel to the first axis direction.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090245315A1 (en) | 2008-03-28 | 2009-10-01 | Victor Faybishenko | Laser diode assemblies |
JP2010272804A (en) | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical transmission module |
CN203951037U (en) | 2014-07-10 | 2014-11-19 | 北京凯普林光电科技有限公司 | A kind of vertical stack formula light path module and a kind of multi-die semiconductor laser |
JP2015187623A (en) | 2014-03-26 | 2015-10-29 | 株式会社フジクラ | Light guide device, manufacturing method, and ld module |
JP2016099573A (en) | 2014-11-25 | 2016-05-30 | 株式会社フジクラ | Method for manufacturing optical module |
JP2019004061A (en) | 2017-06-16 | 2019-01-10 | 株式会社島津製作所 | Light emitting device |
-
2020
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090245315A1 (en) | 2008-03-28 | 2009-10-01 | Victor Faybishenko | Laser diode assemblies |
JP2010272804A (en) | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical transmission module |
JP2015187623A (en) | 2014-03-26 | 2015-10-29 | 株式会社フジクラ | Light guide device, manufacturing method, and ld module |
CN203951037U (en) | 2014-07-10 | 2014-11-19 | 北京凯普林光电科技有限公司 | A kind of vertical stack formula light path module and a kind of multi-die semiconductor laser |
JP2016099573A (en) | 2014-11-25 | 2016-05-30 | 株式会社フジクラ | Method for manufacturing optical module |
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