CN107925218A - 半导体激光装置 - Google Patents

半导体激光装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107925218A
CN107925218A CN201580082167.XA CN201580082167A CN107925218A CN 107925218 A CN107925218 A CN 107925218A CN 201580082167 A CN201580082167 A CN 201580082167A CN 107925218 A CN107925218 A CN 107925218A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wavelength
light
semiconductor laser
laser bar
light beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580082167.XA
Other languages
English (en)
Inventor
山本达也
森田大嗣
河崎正人
久场树
久场一树
西前顺
西前顺一
小岛哲夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN107925218A publication Critical patent/CN107925218A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14—External cavity lasers
    • H01S5/146—External cavity lasers using a fiber as external cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08018—Mode suppression
    • H01S3/0804—Transverse or lateral modes
    • H01S3/0805—Transverse or lateral modes by apertures, e.g. pin-holes or knife-edges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0071—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for beam steering, e.g. using a mirror outside the cavity to change the beam direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0078—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for frequency filtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02253—Out-coupling of light using lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures
    • H01S5/4062—Edge-emitting structures with an external cavity or using internal filters, e.g. Talbot filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures
    • H01S5/4068—Edge-emitting structures with lateral coupling by axially offset or by merging waveguides, e.g. Y-couplers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08018—Mode suppression
    • H01S3/08022—Longitudinal modes
    • H01S3/08027—Longitudinal modes by a filter, e.g. a Fabry-Perot filter is used for wavelength setting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14—External cavity lasers
    • H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14—External cavity lasers
    • H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
    • H01S5/143—Littman-Metcalf configuration, e.g. laser - grating - mirror
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength

Abstract

具有：半导体激光条(11)，其从连续的发光区域射出波长不同的多个光束；聚光光学系统(13)，其对多个光束进行聚光；波长色散光学元件(14)，其具有波长色散功能；光学滤光器(15)，透过该光学滤光器(15)的光束的波长周期性地改变；光阑(16)，其配置在叠加于同一轴之上的多个光束的光路之上；以及部分反射镜(17)，在半导体激光条(11)的背面形成有全反射镜(19)，被全反射镜(19)反射而从半导体激光条(11)射出的波长不同的多个光束各自的波长与从光学滤光器(15)透过的波长相同。

Description

半导体激光装置
技术领域
本发明涉及通过谐振器进行光放大的半导体激光装置。
背景技术
就现有的半导体激光装置而言，已知下述技术，即，为了提高半导体激光条的光束品质，对来自半导体激光条的各发光点的光束的发散角度进行校正，然后使用透镜聚光于波长色散光学元件之上，并且通过波长色散光学元件的波长色散性将来自各发光点的光束叠加，针对叠加后的光束设置部分反射镜而构成外部谐振器(例如，专利文献1)。
专利文献1：美国专利申请公开第2011/0216417号
发明内容
但是，在将记载于专利文献1中的技术应用于从在半导体激光条的侧面方向连续的发光区域射出波长不同的多个光束的宽区域型半导体激光装置的情况下，一个发光点的慢轴方向的发散角大，因此仅单纯地使多个光束进行波长叠加难以得到光束品质优良的激光。此外，慢轴方向是指X轴方向。另外，虽然能够通过将半导体激光器的一个发光点变小而提高光束品质，但该情况下只能实现效率差、输出小的激光装置。
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供能够提高从在半导体激光条的侧面方向连续的发光区域射出的波长不同的多个光束的品质，且效率高的半导体激光装置。
为了解决上述问题，达成目的，本发明涉及的半导体激光装置的特征在于，具有：半导体激光条，其从连续的发光区域射出波长不同的多个光束；聚光透镜，其对所述多个光束进行聚光；波长色散光学元件，其配置于所述多个光束聚光的位置，具有波长色散功能；光学滤光器，透过该光学滤光器的光束的波长周期性地改变；以及光阑，在所述半导体激光条的背面形成有全反射镜，被所述全反射镜反射而从所述半导体激光条射出的波长不同的多个光束各自的波长与从所述光学滤光器透过的多个波长相同。
发明的效果
根据本发明，取得下述效果，即，能够提高从连续的发光区域射出的波长不同的多个光束的品质且使它们叠加，并且，效率也变好。
附图说明
图1是表示实施方式1涉及的半导体激光装置的结构的斜视图。
图2是表示实施方式1涉及的半导体激光装置的结构的俯视图。
图3是表示实施方式1涉及的光学滤光器的波长与透过率的关系的图。
图4是表示实施方式1涉及的半导体激光条的结构的斜视图。
图5是表示实施方式1涉及的半导体激光条的发光面与慢轴方向的温度分布的图。
图6是表示实施方式1涉及的半导体激光条的慢轴方向的折射率分布的图。
图7是表示从实施方式1涉及的半导体激光条射出的多个光束在谐振器往返1次时在半导体激光条观测的各个光束轮廓(beam profile)的图。
图8是表示在将图7所示的各个光束轮廓进行了合成的情况下的合成光束轮廓的图。
图9是表示从实施方式1涉及的半导体激光条射出的多个光束在谐振器往返1次时在部分反射镜观测的各个光束轮廓的图。
图10是表示从实施方式1涉及的半导体激光条射出的多个光束在谐振器往返20次时在半导体激光条观测的各个光束轮廓的图。
图11是表示在将图10所示的各个光束轮廓进行了合成的情况下的合成光束轮廓的图。
图12是表示从实施方式1涉及的半导体激光条射出的多个光束在谐振器往返20次时在部分反射镜观测的各个光束轮廓的图。
图13是表示实施方式2涉及的半导体激光装置的结构的斜视图。
图14是表示实施方式2涉及的半导体激光装置的谐振器的光路之上的光束直径的变化的图。
图15是表示在实施方式2涉及的半导体激光装置中，在光束半径与重叠的间距相同的情况下的光束轮廓的图。
图16是表示在实施方式2涉及的半导体激光装置中，在光束半径是重叠的间距的一半的情况下的光束轮廓的图。
图17是表示在实施方式2涉及的半导体激光装置中，相对于光束半径与重叠间距之比的半导体激光条内的整体的光束强度比的图。
图18是表示实施方式3涉及的半导体激光装置的结构的斜视图。
图19是表示实施方式3涉及的半导体激光装置的部分反射镜的反射率的图。
图20是表示实施方式3涉及的半导体激光装置的部分反射镜的反射率的图。
图21是表示实施方式4涉及的半导体激光装置的结构的斜视图。
图22是表示实施方式5涉及的半导体激光装置的结构的斜视图。
图23是表示实施方式6涉及的半导体激光装置的结构的斜视图。
图24是表示实施方式7涉及的半导体激光装置的结构的斜视图。
图25是表示实施方式8涉及的半导体激光装置的结构的俯视图。
图26是表示实施方式9涉及的半导体激光装置的结构的斜视图。
图27是表示实施方式9涉及的标准具的反射率的图。
图28是表示实施方式10涉及的半导体激光装置的结构的俯视图。
图29是表示实施方式11涉及的半导体激光装置的结构的斜视图。
图30是表示实施方式12涉及的半导体激光装置的结构的斜视图。
图31是表示实施方式1～11中的半导体激光条内部的不需要的光的传播路径的俯视图。
图32是表示实施方式12涉及的半导体激光条的俯视图。
图33是表示实施方式13涉及的半导体激光装置的结构的俯视图。
图34是表示实施方式14涉及的半导体激光装置的结构的俯视图。
图35是表示实施方式14涉及的半导体激光条的正视图。
图36是表示实施方式15涉及的半导体激光装置的结构的俯视图。
图37是表示实施方式15涉及的半导体激光条的正视图。
图38是表示现有的半导体激光装置的光束轮廓的图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的实施方式涉及的半导体激光装置进行详细说明。此外，本发明不限定于本实施方式。
实施方式1.
图1是表示实施方式1涉及的半导体激光装置101的结构的斜视图。半导体激光装置101具有：半导体激光条11，其具有在半导体激光条的侧面方向连续的发光区域10；光束发散角度校正光学系统12，其对光束的发散角度进行校正；聚光光学系统13，其是对光束进行聚光的聚光透镜；波长色散光学元件14，其具有波长色散功能；光学滤光器15，其仅使入射光中的预先确定的波长范围的光透过；光阑16，其使预先确定的范围的光束通过；以及部分反射镜17，其将一部分光束射出至外部，将剩余的光束反射至光阑16。在这里，侧面方向是指附图所示的X轴方向。
半导体激光条11从连续的发光区域射出波长不同的多个光束。对于半导体激光条11，为了生成连续的发光区域，例如在半导体激光条11的整面形成有电极18。在半导体激光条11的与发光面相对的面形成有全反射镜19。另外，就半导体激光装置101而言，在部分反射镜17与全反射镜19之间构成了谐振器。
光束发散角度校正光学系统12对从半导体激光条11射出的波长不同的多个光束的发散角度进行校正。
聚光光学系统13对多个光束进行聚光。另外，聚光光学系统13是柱面透镜。
波长色散光学元件14配置于多个光束聚光的位置，具有波长色散功能。另外，波长色散光学元件14是衍射光栅或棱镜。
光学滤光器15配置于被波长色散光学元件14衍射而叠加于同一轴之上的多个光束的光路之上，透过该光学滤光器15的光束的波长周期性地改变。相对于光的波长，光学滤光器15具有周期性的透过率分布，构成为对于具有与多个光束的波长(λ1、λ2、…、λn)相同波长的光，光透过率变高。
光阑16配置于被波长色散光学元件14衍射而叠加于同一轴之上的多个光束的光路之上。此外，在如图1所示的例子中，光阑16是圆形开口，但也可以是矩形开口。
部分反射镜17在光阑16的后级，配置在被波长色散光学元件14衍射而叠加于同一轴之上的多个光束的光路之上。
在半导体激光条11的背面形成有对被部分反射镜17反射而返回至半导体激光条11的波长不同的多个光束进行反射的全反射镜19。
由全反射镜19反射而从半导体激光条11射出的波长不同的多个光束各自的波长与从光学滤光器15透过的波长相同。
图2是表示半导体激光装置101的结构的俯视图。从半导体激光条11射出的光束被聚光光学系统13聚光于波长色散光学元件14的表面。波长色散光学元件14将已聚光的光束以与各波长对应的衍射角进行衍射，叠加于1个光轴B1之上。叠加于1个光轴B1之上的光束射入至光学滤光器15。光学滤光器15仅使预先确定的多个波长的光束透过。透过光学滤光器15的光束经由光阑16射入至部分反射镜17。
部分反射镜17的反射率例如是5％至20％。被部分反射镜17反射的光束沿光路反方向前进，再次射入至半导体激光条11。射入至半导体激光条11的光束被半导体激光条11的全反射镜19反射，从半导体激光条11射出。如上所述，波长不同的多个光束在全反射镜19与部分反射镜17之间往返。
由于是透过了光学滤光器15的波长的光束，因此射入至半导体激光条11时的光束的位置成为大致等间隔地决定的位置。光束的形状即光束轮廓通过由光阑16的开口的大小决定的模式选择，如图2所示，形成高斯轮廓B2。另外，在向半导体激光条11射入时，如图2所示，成为整体上均匀的分布的光束轮廓B3。
在这里，光学滤光器15例如使用的是标准具。图3示出标准具的透过强度的光谱。图3是反射率90％、折射率1.5、厚度200μm、入射角5deg.的固体标准具的例子。另外，图3中的Δλ示出了被称作FSR(Free Spectral Range)的、透过率高的峰值位置的波长的间隔。
如图3所示，如果适当地对FSR的值进行设计，则成为在多个波长处具有峰值的透过率特性。因此，成为预先确定的多个波长的光束大致100％透过，预先确定的多个波长以外的波长的光束几乎不透过的特性。
例如，在半导体激光条11的增益宽度是900nm至930nm的范围的情况下，半导体激光装置101如图3所示，能够以22个不同的波长进行振荡，使22条光束叠加。另外，已叠加的光束各自的波长是高斯轮廓，因此如图2所示，从部分反射镜17射出的光束B4的形状也成为高斯轮廓。
因此，通过将标准具用作光学滤光器15，从而半导体激光装置101能够对由波长色散光学元件14衍射的光束的衍射角进行控制，能够均等地对射入至半导体激光条11的光束的位置进行配置。
此外，半导体激光装置101也可以设为在波长色散光学元件14的光路中插入λ/2波长板等波长板，以S偏振射入至波长色散光学元件14。根据该结构，半导体激光装置101能够提高波长色散光学元件14的衍射效率。
在现有的半导体激光装置中，以在半导体激光器的发光点与输出耦合器之间满足谐振条件的方式，根据发光点的位置来决定光栅的衍射角，自动地决定波长。
另一方面，在实施方式1涉及的半导体激光装置101中，能够从半导体激光条11的发光区域10的整体发光，因此发光点的位置可以是发光区域10的任意处，因此成为光栅的衍射角不是仅由半导体激光条决定的结构。本发明的半导体激光装置101通过使用光学滤光器15而对振荡波长进行选择，决定光栅的衍射角。
接下来，对半导体激光条11内的温度及折射率分布进行说明。图4是表示半导体激光条11的详情的斜视图。例如，半导体激光条11的慢轴方向即X轴方向的宽度是10mm左右的大小。另外，在形成有发光区域10的面形成了AR(Anti Reflection)涂层。
图5是从发光区域10的面观察半导体激光条11时的正视图、慢轴方向的温度分布。图6是表示半导体激光条11的慢轴方向的折射率分布的图。对于半导体激光条11，施加的电流在慢轴方向是均匀的，增益分布变得均匀。由此，由发热形成的温度分布如图5所示，成为均匀的分布。由材料的折射率温度依赖性形成的折射率分布也如图6所示，在慢轴方向上成为均匀的分布。
因此，半导体激光条11在慢轴方向没有折射率界面。从半导体激光条11通过的光束表现出几乎与在自由空间传播的光束等同的举动。在现有的宽区域型的半导体激光器中，在慢轴方向存在折射率界面，以波导模式进行传播，因此难以提高慢轴方向的光束品质，但本发明涉及的半导体激光条11等同于是在自由空间传播，因此能够提高光束品质。
在这里，使用图7至图12对半导体激光装置101的激光振荡的模拟结果进行说明。图7至图12示出在构成于部分反射镜17与全反射镜19之间的谐振器往返的光束轮廓。
图7是表示从半导体激光条11射出的多个光束在谐振器往返1次时在半导体激光条11观测的各个光束轮廓的图。半导体激光条11射出随机的强度分布的光束作为初始值。图7所示的光束轮廓是光束在谐振器往返1次而射入至半导体激光条11时的光束轮廓，作为一个例子，将光束的数量设为16条。
图8是表示在将图7所示的各个光束轮廓进行了合成的情况下的合成光束轮廓的图。
图9是表示从半导体激光条11射出的多个光束在谐振器往返1次时在部分反射镜17观测的各个光束轮廓的图。图9所示的光束轮廓是将16条光束相加后的结果。
图10是表示从半导体激光条11射出的多个光束在谐振器往返20次时在半导体激光条11观测的各个光束轮廓的图。
图11是表示在将图10所示的各个光束轮廓进行了合成的情况下的合成光束轮廓的图。
图12是表示从半导体激光条11射出的多个光束在谐振器往返20次时在部分反射镜17观测的各个光束轮廓的图。
半导体激光条11的慢轴方向的宽度即增益的宽度例如设为10mm。因此，波长不同的各光束的间隔是0.6mm。
当从半导体激光条11射出的多个光束在谐振器往返1次的情况下，如图7所示，16条光束各自的强度分布散乱。另外，在将16条光束轮廓进行了合成的情况下，如图8所示，合成光束轮廓的强度分布的变化大。另外，在从半导体激光条11射出的多个光束在谐振器往返1次时的在部分反射镜17观测的光束轮廓中，如图9所示，产生旁瓣。
另一方面，当从半导体激光装置101的半导体激光条11射出的多个光束在谐振器往返20次的情况下，在半导体激光条11观测的各个光束轮廓如图10所示大致成为了高斯轮廓。另外，在将16条光束轮廓进行了合成的情况下，如图11所示，合成轮廓成为了大致均匀的强度分布。另外，从半导体激光条11射出的多个光束在谐振器往返20次时的在部分反射镜17观测的光束轮廓如图12所示，成为了没有旁瓣的高斯轮廓。
因此，半导体激光装置101通过使随机的强度分布的光束在谐振器内往返多次，从而使光束轮廓收敛，最终能够以不产生旁瓣的高斯轮廓的单模进行激光振荡。
此外，在实施方式1中，以光束的数量是16条进行了说明，但光束的数量不限定于16条，只要是多条即可，不论是几条都取得同样的效果。
另外，在现有的半导体激光装置中，慢轴方向的激光模式由发光点的慢轴方向的宽度决定。另一方面，半导体激光装置101通过光阑16对激光模式进行限制，能够以大致任意的模式进行振荡，通过使光阑16的开口直径变小，从而也能够设为单模。例如，图38是现有的宽区域型的半导体激光器的光束轮廓的实测值，如果将图38与本发明涉及的光束轮廓图12进行比较，则得知根据本发明，光束品质急剧地提高。此外，在图11中示出的合成轮廓成为了大致均匀的强度分布，成为与半导体激光条的增益分布大致相同的分布。即，光束无浪费地通过增益区域，成为振荡效率优良的半导体激光器。
因此，半导体激光装置101能够以单模在慢轴方向上振荡，能够提高从连续的发光区域射出的波长不同的多个光束的品质，并且还提高效率。此外，光束的品质提高是指光的波长、相位及方向一致，示出的是聚光性优良。此外，在实施方式1中，光学滤光器15配置于被波长色散光学元件14衍射而叠加于同一轴之上的光路之上，但例如也可以是配置于半导体激光条11与聚光光学系统13之间的结构。另外，在这里，为了生成连续的发光区域，在半导体激光条11的整面形成有电极18，但也可以从半导体激光条侧面方向的一端起至另一端为止形成有源层。
实施方式2.
接下来，对实施方式2进行说明。图13是表示实施方式2涉及的半导体激光装置102的结构的斜视图。对于实施方式2涉及的半导体激光装置102与实施方式1涉及的半导体激光装置101而言，光学滤光器15与部分反射镜17之间的结构不同。下面，对与实施方式1涉及的半导体激光装置101的结构相同的结构标注相同的标号，省略说明。
半导体激光装置102具有：光阑21，其具有矩形形状的开口；以及柱面透镜22、23，它们处在光阑21的前后。半导体激光装置102通过该结构，能够对慢轴方向的光束在配置有光阑21的位置进行聚光。
因此，半导体激光装置102能够在配置有光阑21的位置形成傅里叶变换像，明确地对光束模式进行限制。
图14是表示半导体激光装置102的在部分反射镜17与全反射镜19之间构成的谐振器的光路之上的光束直径的变化的图。图14中所示的箭头示出发光区域10、聚光光学系统13、波长色散光学元件14、柱面透镜22、光阑21、柱面透镜23及部分反射镜17的配置位置。另外，在图14中，示出第1波长的光束的光轴B5、与第1波长不同的第2波长的光束的光轴B6、第1波长的光束半径R1、第2波长的光束半径R2。此外，在图14中，为了便于说明，仅示出了2个光束，但实际上存在多个光束。
半导体激光装置102通过使波长不同的光束在半导体激光条11内重叠，从而形成了均匀的强度分布。因此，光束的重叠间隔与各个光束半径的关系是重要的。
在图14所示的例子中，光束半径与重叠的间距相等。此外，光束半径是指1/e2半径，是相对于光束强度的峰值，强度成为1/e2的值的位置的直径。e表示自然对数。
图15是表示在光束半径与重叠的间距相同的情况下的光束轮廓的图。如图15所示，得知光束轮廓在整体上成为了大致均匀的分布。
另外，图16是表示在光束半径是重叠的间距的一半的情况下的光束轮廓的图。如图16所示，光束轮廓未成为均匀的分布。即，示出了半导体激光条11内的整体的光束强度分布并不均匀。
对于光束强度低的部分，半导体激光条11的增益残留下来，在该部分存在不经由谐振器而仅通过半导体激光条11进行振荡的可能性，成为光束品质差的激光混入的原因。
图17是表示相对于光束半径与重叠间距之比的半导体激光条11内的整体的光束强度比b/a的图。b是图16中的光束强度低的部分，a示出了图16中的整体的光束强度。在将光束强度比设为大于或等于0.85的情况下，如图17所示，光束半径与重叠间距的比需要大于0.8。
在实施方式2涉及的半导体激光装置102中，被全反射镜19反射而从半导体激光条11射出的波长不同的多个光束处于以下关系，即，在半导体激光条11的出射位置处，各光束半径与各光束的光轴位置的间隔之比大于0.8。
因此，半导体激光装置102通过在半导体激光条11的出射位置处将各光束半径与各光束的光轴位置的间隔之比设为大于0.8，从而能够在慢轴方向上以单模进行振荡，能够提高从连续的发光区域射出的波长不同的多个光束的品质。
实施方式3.
接下来，对实施方式3进行说明。图18是表示实施方式3涉及的半导体激光装置103的结构的斜视图。对于实施方式3涉及的半导体激光装置103与实施方式1涉及的半导体激光装置101而言，波长色散光学元件14及其以后的结构不同。下面，对与实施方式1涉及的半导体激光装置101的结构相同的结构标注相同的标号，省略说明。
半导体激光装置103具有：光阑25，其配置于被波长色散光学元件14衍射而叠加于同一轴之上的多个光束的光路之上；以及部分反射镜26，其在光阑25的后级配置于多个光束的光路之上。
部分反射镜26所反射的光束的波长周期性地改变。在半导体激光条11的背面形成有对被部分反射镜26反射而返回至半导体激光条11的波长不同的多个光束进行反射的全反射镜19。
被全反射镜19反射的波长不同的多个光束各自的波长与被部分反射镜26反射的波长相同。
光阑25通过开口的大小对光束模式进行选择。另外，在部分反射镜26的朝向光阑25的面形成有具有波长选择性的电介质多层膜。
图19是表示形成于部分反射镜26的电介质多层膜的反射率的图。图20是放大了在图19中示出的从0.91μm附近至0.95μm附近的图。
电介质多层膜如图19所示，存在反射率高且不依赖于波长的区域A1、和反射率周期性地变化的区域A2。通常，就导电体多层膜而言，将反射率高且不依赖于波长的区域用作全反射膜。在图19所示的例子中，反射率高且不依赖于波长的区域是波长域0.97μm至1μm附近。
电介质多层膜的反射率如图20所示，在半导体激光条11的存在增益的波长域即0.9μm至0.95μm之间，以0％至20％周期性地变化。
如果将该区域作为谐振器的部分反射镜使用，则特定的多个波长的反馈系数变高，在该波长处选择性地进行激光振荡。
对于半导体激光装置103，仅在部分反射镜26形成的电介质多层膜的反射率高的多个波长反射至光阑25侧，各波长的光束被波长色散光学元件14衍射，能够使它们射入至半导体激光条11的所希望的不同的位置，能够形成整体上均匀的光束强度分布。
因此，半导体激光装置103与实施方式1涉及的半导体激光装置101同样地，能够在慢轴方向上以单模进行振荡，能够提高从连续的发光区域射出的波长不同的多个光束的品质，效率也提高。
另外，在实施方式3涉及的半导体激光装置103中，对于被全反射镜19反射，从半导体激光条11射出的波长不同的多个光束，优选在半导体激光条11的出射位置处，各光束半径与各光束的光轴位置的间隔之比大于0.8。其原因在于，在将光束强度比设为大于或等于0.85的情况下，如图17所示，光束半径与重叠间距的比需要大于0.8。
因此，半导体激光装置103通过在半导体激光条11的出射位置处将各光束半径与各光束的光轴位置的间隔之比设为大于0.8，从而能够在慢轴方向上以单模进行振荡，能够提高从连续的发光区域射出的波长不同的多个光束的品质，效率也提高。
实施方式4.
接下来，对实施方式4进行说明。图21是表示实施方式4涉及的半导体激光装置104的结构的斜视图。对于实施方式4涉及的半导体激光装置104与实施方式1涉及的半导体激光装置101而言，波长色散光学元件14及其以后的结构不同。下面，对与实施方式1涉及的半导体激光装置101的结构相同的结构标注相同的标号，省略说明。
半导体激光装置104具有：作为第2聚光光学系统的聚光光学系统31，其配置于被波长色散光学元件14衍射而叠加于同一轴之上的光束的光路之上，对光束进行聚光；以及光纤布拉格光栅32，被聚光光学系统31聚光的光束射入至该光纤布拉格光栅32。
光纤布拉格光栅32构成为针对从半导体激光条11射出的波长不同的多个光束的波长，反射率变高。
来自波长色散光学元件14的光束被聚光光学系统31聚光，射入至光纤布拉格光栅32。
光纤布拉格光栅32构成为在光栅部处对多个不同的波长进行部分反射，例如，刻入有多个不同间距的光栅。仅被光纤布拉格光栅32选择性地反射的多个波长的光返回至半导体激光条11。
因此，半导体激光装置104与实施方式1涉及的半导体激光装置101同样地，能够在慢轴方向上以单模进行振荡，能够提高从连续的发光区域射出的波长不同的多个光束的品质，效率也提高。
实施方式5.
接下来，对实施方式5进行说明。图22是表示实施方式5涉及的半导体激光装置105的结构的斜视图。对于实施方式5涉及的半导体激光装置105与实施方式4涉及的半导体激光装置104而言，光纤布拉格光栅32的结构不同。下面，对与实施方式4涉及的半导体激光装置104的结构相同的结构标注相同的标号，省略说明。
半导体激光装置105具有光纤布拉格光栅35，被聚光光学系统31聚光的光束射入至该光纤布拉格光栅35。在光纤布拉格光栅35的出射端形成有部分反射镜36。
根据该结构，对于半导体激光装置105而言，仅被光纤布拉格光栅35选择性地反射的多个波长的光返回至半导体激光条11。
因此，半导体激光装置105与实施方式1涉及的半导体激光装置101同样地，能够在慢轴方向上以单模进行振荡，能够提高从连续的发光区域射出的波长不同的多个光束的品质，效率也提高。
实施方式6.
接下来，对实施方式6进行说明。图23是表示实施方式6涉及的半导体激光装置106的结构的斜视图。实施方式6涉及的半导体激光装置106是从实施方式4涉及的半导体激光装置104中省略了光阑16的结构。下面，对与实施方式4涉及的半导体激光装置104的结构相同的结构标注相同的标号，省略说明。
光纤布拉格光栅32是单模光纤。因此，半导体激光装置106由于光纤布拉格光栅32是单模光纤，因此能够在光纤布拉格光栅32内选择出单模，能够省略光阑16，能够降低制造成本。
实施方式7.
接下来，对实施方式7进行说明。图24是表示实施方式7涉及的半导体激光装置107的结构的斜视图。对于实施方式7涉及的半导体激光装置107与实施方式1涉及的半导体激光装置101而言，不同点在于以下结构，即，将波长色散光光学元件14置换为棱镜41。下面，对与实施方式1涉及的半导体激光装置101的结构相同的结构标注相同的标号，省略说明。
作为实施方式1涉及的半导体激光装置101的波长色散光学元件14，设想的是反射型或透过型的光栅。实施方式7涉及的半导体激光装置107即使是将波长色散光学元件14置换为棱镜41的结构，也与实施方式1涉及的半导体激光装置101同样地，能够在慢轴方向上以单模进行振荡，能够提高从连续的发光区域射出的波长不同的多个光束的品质，效率也提高。
实施方式8.
接下来，对实施方式8进行说明。图25是表示实施方式8涉及的半导体激光装置108的结构的俯视图。对于实施方式8涉及的半导体激光装置108与实施方式1涉及的半导体激光装置101而言，半导体激光条11的结构不同。下面，对与实施方式1涉及的半导体激光装置101的结构相同的结构标注相同的标号，省略说明。
半导体激光装置108具有半导体激光条45，该半导体激光条45具有多个发光区域，从各发光区域射出波长不同的多个光束。
半导体激光条45例如由两个电极46、47构成，发光区域分为2个。
波长色散光学元件14将已聚光的光束以与各波长相对应的衍射角进行衍射，叠加至一个光轴B7之上。叠加于一个光轴B7之上的光束射入至光学滤光器15。光学滤光器15仅使预先确定的多个波长的光束透过。透过了光学滤光器15的光束经由光阑16射入至部分反射镜17。
由于是透过了光学滤光器15的波长的光束，因此射入至半导体激光条45时的光束的位置成为大致等间隔地决定的位置。光束的形状即光束轮廓通过由光阑16的开口的大小决定的模式选择，如图25所示，形成高斯轮廓B8。另外，在向半导体激光条45射入时，如图25所示，成为整体上均匀的分布的2个光束轮廓B9、B10。
另外，从半导体激光条45射出的多个光束在构成于部分反射镜17与全反射镜19之间的谐振器往返多次后，从部分反射镜17作为高斯轮廓的光束B11射出。
因此，对于实施方式8涉及的半导体激光装置108，即使在半导体激光条45中发光区域分为多个，也会使多个波长的光束射入至半导体激光条45的发光区域内，能够在发光区域内取得大致均匀的分布的光束轮廓B9、B10。
因此，半导体激光装置108与实施方式1涉及的半导体激光装置101同样地，能够在慢轴方向上以单模进行振荡，能够提高从连续的发光区域射出的波长不同的多个光束的品质，效率也提高。在这里，通过将电极分为两个而将发光区域分为两个，但也可以通过将有源层分为两个而将发光区域分为两个。
实施方式9.
接下来，对实施方式9进行说明。图26是表示实施方式9涉及的半导体激光装置109的结构的斜视图。对于实施方式9涉及的半导体激光装置109与实施方式1涉及的半导体激光装置101而言，不同点在于如下结构，即，在部分反射镜17的位置配置光学滤光器51，不具有部分反射镜17。下面，对与实施方式1涉及的半导体激光装置101的结构相同的结构标注相同的标号，省略说明。
半导体激光装置109具有：光阑16，其配置于被波长色散光学元件14衍射而叠加于同一轴之上的多个光束的光路之上；以及光学滤光器51，其在光阑16的后级，配置在叠加于同一轴之上的多个光束的光路之上，所反射的光束的波长周期性地改变。
在半导体激光条11的背面形成有对被光学滤光器51反射而返回至半导体激光条11的波长不同的多个光束进行反射的全反射镜19。
被全反射镜19反射而从半导体激光条11射出的波长不同的多个光束各自的波长与被光学滤光器51反射的波长是相同的。
光学滤光器51是标准具。就半导体激光装置109而言，将标准具以垂直入射的方式使用。
另外，图27是表示图26所示的标准具的反射率的图。反射率相对于波长周期性地变化。反射率高的部分是10％，反射率低的部分是0％，即100％透过。
半导体激光装置109通过使用标准具来取代部分反射镜，从而仅反射率高的多个波长返回，能够通过返回的波长进行激光振荡。
因此，半导体激光装置109与实施方式1涉及的半导体激光装置101同样地，能够在慢轴方向上以单模进行振荡，能够提高从连续的发光区域射出的波长不同的多个光束的品质，效率也提高。
实施方式10.
接下来，对实施方式10进行说明。图28是表示实施方式10涉及的半导体激光装置110的结构的俯视图。对于实施方式10涉及的半导体激光装置110与实施方式1涉及的半导体激光装置101而言，不同点在于以下结构，即，具有多个由半导体激光条及聚光光学系统构成的激光聚光组。下面，对与实施方式1涉及的半导体激光装置101的结构相同的结构标注相同的标号，省略说明。
半导体激光装置110具有：激光聚光组55a，其由半导体激光条11a、光束发散角度校正光学系统12a及聚光光学系统13a构成；激光聚光组55b，其由半导体激光条11b、光束发散角度校正光学系统12b及聚光光学系统13b构成；以及激光聚光组55c，其由半导体激光条11c、光束发散角度校正光学系统12c及聚光光学系统13c构成。
以激光聚光于波长色散光学元件14的表面之上的同一位置的方式配置多个激光聚光组55a、55b、55c。
在半导体激光条11a的与发光面相对的面形成有全反射镜19a。在半导体激光条11b的与发光面相对的面形成有全反射镜19b。在半导体激光条11c的与发光面相对的面形成有全反射镜19c。
半导体激光装置110的结构为，使用多个激光聚光组55a、55b、55c而使光束聚光而波长叠加于波长色散光学元件14之上。
半导体激光装置110能够使更多的波长的光束叠加，因此能够在保持光束的高品质的同时实现高输出化。此外，在实施方式10中，示出了半导体激光装置110由3个激光聚光组构成的例子，但也可以由2个激光聚光组或者大于或等于4个激光聚光组构成。
实施方式11.
接下来，对实施方式11进行说明。图29是表示实施方式11涉及的半导体激光装置111的结构的斜视图。对于实施方式11涉及的半导体激光装置111与实施方式1涉及的半导体激光装置101而言，光束发散角度校正光学系统12及其以后的结构不同。下面，对与实施方式1涉及的半导体激光装置101的结构相同的结构标注相同的标号，省略说明。
半导体激光装置111具有：光学滤光器61，透过该光学滤光器61的光束的波长周期性地改变；聚光光学系统13，其对已透过光学滤光器61的多个光束进行聚光；光阑62；以及波长色散光学元件63，其在光阑62的后级，配置在多个光束聚光的位置，具有波长色散功能。
波长色散光学元件63对入射进来的光束的一部分进行反射。在半导体激光条11的背面形成有对被波长色散光学元件63反射而返回至半导体激光条11的波长不同的多个光束进行反射的全反射镜19。
被全反射镜19反射而从半导体激光条11射出的波长不同的多个光束各自的波长与从光学滤光器61透过的波长相同。
光学滤光器61与实施方式1涉及的半导体激光装置101的光学滤光器15同样地，构成为相对于光的波长具有周期性的透过率分布，对于具有与多个光束的波长(λ1、λ2、…、λn)相同波长的光，透过率变高。
波长色散光学元件63也可以构成为使0次的反射光返回至与入射光轴相同的轴之上。另外，波长色散光学元件63的反射率例如也可以构成为与实施方式1涉及的半导体激光装置101的部分反射镜17的反射率相同的5％至20％。在该结构的情况下，波长色散光学元件63的衍射效率是95％至80％。
被波长色散光学元件63反射的0次的反射光在波长色散光学元件63与形成于半导体激光条11背面的全反射镜19之间往返，进行激光振荡。即，对于实施方式11涉及的半导体激光装置111，波长色散光学元件63成为输出耦合器，由波长色散光学元件63衍射的衍射光成为输出耦合器的输出。通过配置于波长色散光学元件63近前的光阑62对激光模式进行选择。
因此，半导体激光装置111能够从结构要素中去除部分反射镜，能够将装置整体小型化。
实施方式12.
接下来，对实施方式12进行说明。图30是表示实施方式12涉及的半导体激光装置112的结构的斜视图。其除AR(Anti Reflection)涂层71之外，与实施方式1示出的结构相同。AR涂层71形成于半导体激光条11的形成有全反射镜19的全反射面及与形成有电极18的面垂直的面即半导体激光条11的侧面88。
接下来，对该AR涂层71的效果进行说明。图31是表示实施方式1～11中的半导体激光条11的内部的不需要的光的传输路径的俯视图。在图31中，将实施方式1涉及的半导体激光装置101的半导体激光条11的情况作为一个例子示出。在这里，图31中的虚线双箭头72示出了在半导体激光条11内传输的光。
即，在实施方式1中，有时光有可能会如虚线双箭头72所示在半导体激光条11的侧面方向传播，被半导体激光条11的侧面88反射，光在半导体激光条11的侧面88间往返，从而产生寄生振荡。另外，实线单箭头73示出了被半导体激光条11的侧面88、全反射面及发光面反射而在半导体激光条11内巡回的光。如果存在这样的光，则从发光面射出倾斜大的光，在与全反射面垂直的方向振荡的激光中混入不需要的光。其成为使激光的光束品质恶化的原因。
另一方面，在实施方式12中，如图32所示，通过在半导体激光条11的侧面88形成AR涂层71，从而上述的虚线双箭头72及实线单箭头73这样的光射出而不被半导体激光条11的侧面88反射，因此在半导体激光条11的内部几乎不存在，能够防止产生寄生振荡及混入不需要的光。此外，此时的AR涂层71的反射率优选小于或等于1％。
在上述的说明中，例示了将在半导体激光条11的侧面88形成AR涂层71这一作法应用于实施方式1的结构的情况，但应用于实施方式1～11的任意结构均可。
实施方式13.
接下来，对实施方式13进行说明。图33是表示实施方式13涉及的半导体激光装置113的结构的俯视图。其除半导体激光条75的侧面90倾斜之外与实施方式1示出的结构相同。在实施方式13中，半导体激光条75的侧面90如图33所示，相对于形成有全反射膜19的面或发光区域10的面并不垂直而是倾斜。
如果设为如上所述的结构，则如实施方式12所示，即使存在在半导体激光条11的侧面方向传播的光，光也不会在半导体激光条75的侧面间往返，能够防止寄生振荡。侧面90的角度从相对于形成有全反射镜19的面或发光区域10的面垂直算起略微倾斜即可，例如从垂直算起倾斜1°就足够。
在上述的说明中，例示了将在半导体激光条75的侧面90形成倾斜这一作法应用于实施方式1的结构的情况，但应用于实施方式1～12的任意结构均可。
实施方式14.
接下来，对实施方式14进行说明。图34是表示实施方式14涉及的半导体激光装置114的结构的俯视图，图35是实施方式14涉及的半导体激光条76的从发光区域10的面观察时的正视图。其除半导体激光条76的侧面92倾斜之外与实施方式1示出的结构相同。侧面92如图35所示，相对于形成有电极18的面并不垂直而是倾斜。
如果设为如上所述的结构，则如实施方式12所示，即使存在在半导体激光条11的侧面方向传播的光，被半导体激光条76的侧面92反射的光也不会返回至由半导体激光条76内的有源层形成的发光区域，因此光不在半导体激光条76的侧面92间往返。由此，能够防止寄生振荡。侧面92的角度从相对于电极18面垂直算起略微倾斜即可，例如从垂直算起倾斜0.1°就足够。
在上述的说明中，例示了将在半导体激光条侧面形成倾斜这一作法应用于实施方式1的结构的情况，但应用于实施方式1～12的任意结构均可。
实施方式15.
接下来，对实施方式15进行说明。图36是表示实施方式15涉及的半导体激光装置115的结构的俯视图。其除下述结构之外与实施方式1示出的结构相同，即，半导体激光条77的电极18面未形成于半导体激光条77的整面，在与激光的光轴呈直角的方向的半导体激光条77的侧面94附近的区域不流过电流。图37是实施方式15涉及的半导体激光条77的从发光区域10的面观察时的正视图。如图37所示，电极18及发光区域10不存在于半导体激光条77的端部，即，不存在于侧面94的附近。
如果设为如上所述的结构，则如实施方式12所示，即使存在在半导体激光条11的侧面方向传播的光，在到达半导体激光条77的侧面94之前，也会在半导体激光条77内被吸收，未到达侧面94的光不会返回至由半导体激光条77内的有源层形成的发光区域。因此，光不在半导体激光条77的侧面94间往返。由此，能够防止寄生振荡。不流过电流的区域在侧面方向存在100μm就足够。在通常的带状电极型的LD条中，相邻的电极间距离是100μm左右，就相邻的有源区域而言，激光被充分地分离。即，认为只要分离了100μm，则光不进行传输，而是被充分吸收。
另外，在上面的记载中，通过电极18对发光区域进行了限制，但也可以通过有源层对发光区域进行限制。即，通过不在从侧面94算起100μm左右形成有源层，也能够对发光区域进行限制。
上面，例示了将在半导体激光条77的侧面94形成倾斜这一作法应用于实施方式1的结构的情况，但应用于实施方式1～14的任意结构均可。
以上的实施方式示出的结构表示的是本发明的内容的一个例子，既能够与其他公知的技术进行组合，也能够在不脱离本发明的主旨的范围内对结构的一部分进行省略、变更。例如，为了对光束直径进行调整，也可以在光路中使用未图示的透镜等。
标号的说明
101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115半导体激光装置，10发光区域，11、11a、11b、11c、45半导体激光条，12、12a、12b、12c光束发散角度校正光学系统，13、13a、13b、13c聚光光学系统，14、63波长色散光学元件，15、51、61光学滤光器，16、21、25、62光阑，17、26、36部分反射镜，18、46、47电极，19、19a、19b、19c全反射镜，22、23柱面透镜，31聚光光学系统，32、35光纤布拉格光栅，41棱镜，55a、55b、55c激光聚光组，71AR(Anti Reflection)涂层，72在半导体激光条的侧面方向往返的光，73在半导体激光条内环绕的光，75侧面倾斜的半导体激光条，76侧面倾斜的半导体激光条，77在侧面附近没有电极及发光区域的半导体激光条，88、90、92、94侧面。

Claims (13)

1.一种半导体激光装置，其特征在于，
具有：
半导体激光条，其从连续的发光区域射出波长不同的多个光束；
聚光透镜，其对所述多个光束进行聚光；
波长色散光学元件，其配置于所述多个光束聚光的位置，具有波长色散功能；
光学滤光器，透过该光学滤光器的光束的波长周期性地改变；以及
光阑，
在所述半导体激光条的背面形成有全反射镜，
被所述全反射镜反射而从所述半导体激光条射出的波长不同的多个光束各自的波长与从所述光学滤光器透过的多个波长相同。
2.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，
在所述光阑的后级，在被所述波长色散光学元件衍射而叠加于同一轴之上的所述多个波长的光束的光路之上配置有部分反射镜。
3.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，
所述波长色散光学元件将从半导体激光条射入的所述多个光束的一部分分别相对于射入的光束反射至同一轴之上，其他的光束被所述波长色散光学元件衍射而形成叠加于同一轴之上的光束。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，
所述光阑配置于被所述波长色散光学元件衍射而叠加于同一轴之上的所述多个波长的光束的光路之上，
所述光学滤光器配置于被所述波长色散光学元件衍射而叠加于同一轴之上的所述多个波长的光束的光路之上，或配置于所述半导体激光条与所述聚光光学系统之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，
所述光学滤光器是标准具。
6.一种半导体激光装置，其特征在于，
具有：
半导体激光条，其从连续的发光区域射出波长不同的多个光束；
聚光透镜，其对所述多个光束进行聚光；
波长色散光学元件，其配置于所述多个光束聚光的位置，具有波长色散功能；
光阑，其配置于被所述波长色散光学元件衍射而叠加于同一轴之上的所述多个波长的光束的光路之上；以及
部分反射镜，其在所述光阑的后级，配置在被叠加于所述同一轴之上的所述多个波长的光束的光路之上，由该部分反射镜进行反射的光束的波长周期性地改变，
在所述半导体激光条的背面形成有全反射镜，该全反射镜对被所述部分反射镜反射而返回至所述半导体激光条的波长不同的多个光束进行反射，
被所述全反射镜反射而从所述半导体激光条射出的波长不同的多个光束各自的波长与被所述部分反射镜反射的波长相同。
7.一种半导体激光装置，其特征在于，
具有：
半导体激光条，其从连续的发光区域射出波长不同的多个光束；
第1聚光透镜，其对所述多个光束进行聚光；
波长色散光学元件，其配置于所述多个光束聚光的位置，具有波长色散功能；
第2聚光透镜，其配置于被所述波长色散光学元件衍射而叠加于同一轴之上的光束的光路之上，对光束进行聚光；以及
光纤布拉格光栅，被所述第2聚光透镜聚光的光束射入至该光纤布拉格光栅，
所述光纤布拉格光栅针对从所述半导体激光条射出的波长不同的多个光束的波长，反射率高。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，
所述半导体激光条具有多个发光区域，分别从各发光区域射出波长不同的多个光束。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，
具有多个激光聚光组，它们由所述半导体激光条及所述聚光透镜构成，
所述多个激光聚光组配置为，光束聚光于所述波长色散光学元件的表面之上的同一位置。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，
在所述半导体激光条的与发光面、全反射膜面和电极面都不同的侧面形成有反射率小于或等于1％的无反射膜。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，
所述半导体激光条的与发光面、全反射膜面和电极面都不同的侧面相对于发光面的角度从垂直算起倾斜大于或等于1°。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的半导体激光装置，其特征在于，
所述半导体激光条的与发光面、全反射膜面和电极面都不同的侧面相对于电极面的角度从垂直算起倾斜大于或等于0.1°。
13.一种半导体激光装置，其特征在于，
具有：
半导体激光条，其射出波长不同的多个光束；
聚光透镜，其对所述多个光束进行聚光；
波长色散光学元件，其配置于所述多个光束聚光的位置，具有波长色散功能；
光学滤光器，透过该光学滤光器的光束的波长周期性地改变；
光阑；以及
部分反射镜，其在所述光阑的后级，配置于被所述波长色散光学元件衍射而叠加于同一轴之上的所述多个波长的光束的光路之上，
在所述半导体激光条的背面形成有全反射镜，该全反射镜对被所述部分反射镜反射而返回至所述半导体激光条的波长不同的多个光束进行反射，
被所述全反射镜反射而从所述半导体激光条射出的波长不同的多个光束各自的波长与从所述光学滤光器透过的波长相同。
CN201580082167.XA 2015-08-04 2015-12-25 半导体激光装置 Pending CN107925218A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015154260 2015-08-04
JP2015-154260 2015-08-04
PCT/JP2015/086380 WO2017022142A1 (ja) 2015-08-04 2015-12-25 半導体レーザ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107925218A true CN107925218A (zh) 2018-04-17

Family

ID=57942650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580082167.XA Pending CN107925218A (zh) 2015-08-04 2015-12-25 半导体激光装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20180175590A1 (zh)
JP (1) JPWO2017022142A1 (zh)
CN (1) CN107925218A (zh)
DE (1) DE112015006769T5 (zh)
WO (1) WO2017022142A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111906094A (zh) * 2020-07-29 2020-11-10 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局 一种激光清洗剂除锈环形接头装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112018001247T5 (de) 2017-03-09 2019-12-12 Mitsubishi Electric Corporation Wellenlängen kombinierende laservorrichtung
WO2019160038A1 (ja) * 2018-02-14 2019-08-22 古河電気工業株式会社 半導体レーザモジュール
WO2019224601A2 (en) * 2018-05-24 2019-11-28 Panasonic intellectual property Management co., Ltd Exchangeable laser resonator modules with angular adjustment
WO2020017214A1 (ja) * 2018-07-20 2020-01-23 パナソニック株式会社 発光装置、光学装置及び波長合成方法
CN208753726U (zh) * 2018-09-13 2019-04-16 上海高意激光技术有限公司 非稳腔光谱合束装置
US20210391683A1 (en) * 2018-10-10 2021-12-16 Mitsubishi Electric Corporation Laser device
JP7280498B2 (ja) 2019-06-10 2023-05-24 日亜化学工業株式会社 光源装置
JP7411957B2 (ja) 2020-01-28 2024-01-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長ビーム結合システム
US20220019034A1 (en) * 2020-07-14 2022-01-20 Waymo Llc Stabilizing Power Output
CN115769448A (zh) * 2020-07-22 2023-03-07 松下控股株式会社 激光光源装置以及激光加工装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6665471B1 (en) * 2001-08-13 2003-12-16 Nlight Photonics Corporation System and method for optimizing the performance of multiple gain element laser

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS593987A (ja) * 1982-06-29 1984-01-10 Fujitsu Ltd 半導体発光装置
JPH071818B2 (ja) * 1988-02-09 1995-01-11 セイコーエプソン株式会社 集積型半導体レーザ
JPH02148874A (ja) * 1988-11-30 1990-06-07 Sony Corp レーザ装置
JPH08274393A (ja) * 1995-03-30 1996-10-18 Hitachi Ltd スラブレーザおよびレーザ加工機
JPH10178223A (ja) * 1996-12-17 1998-06-30 Mitsui Chem Inc 固体レーザ装置
JP4063908B2 (ja) * 1997-01-29 2008-03-19 富士通株式会社 光源装置、光増幅器及び光通信システム
JPH10303495A (ja) * 1997-04-30 1998-11-13 Fujitsu Ltd 半導体レーザ
JP3450180B2 (ja) * 1998-04-20 2003-09-22 日本電気株式会社 波長可変レーザー
US6192062B1 (en) * 1998-09-08 2001-02-20 Massachusetts Institute Of Technology Beam combining of diode laser array elements for high brightness and power
FR2786937B1 (fr) * 1998-12-04 2001-02-16 Photonetics Source multi-longueur d'onde
JP2000261101A (ja) * 1999-03-09 2000-09-22 Fuji Photo Film Co Ltd 波長変換装置
US6723538B2 (en) * 1999-03-11 2004-04-20 Micromet Ag Bispecific antibody and chemokine receptor constructs
JP3814495B2 (ja) * 2001-05-10 2006-08-30 日本電信電話株式会社 波長可変モード同期レーザ
WO2003075419A2 (en) * 2002-03-04 2003-09-12 Forskningscenter Risø High-power diode laser system
US20030193974A1 (en) * 2002-04-16 2003-10-16 Robert Frankel Tunable multi-wavelength laser device
US20060203873A1 (en) * 2003-07-31 2006-09-14 Xin Gao Semiconductor laser diode
JP4799911B2 (ja) * 2005-06-02 2011-10-26 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置及び半導体増幅装置
JP2007110039A (ja) * 2005-10-17 2007-04-26 Mitsubishi Electric Corp 固体レーザ励起モジュール
KR100778820B1 (ko) * 2006-04-25 2007-11-22 포항공과대학교 산학협력단 금속 전극 형성 방법 및 반도체 발광 소자의 제조 방법 및질화물계 화합물 반도체 발광 소자
JP2009152277A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Sony Corp 半導体レーザアレイ、発光装置、表示装置、加工装置および駆動方法
JP2009283735A (ja) * 2008-05-23 2009-12-03 Sony Corp 半導体レーザ組立体
JP2010129812A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Denso Corp 半導体レーザ
JP2010243629A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Seiko Epson Corp 液晶装置および電子機器
JP5832455B2 (ja) 2010-03-05 2015-12-16 テラダイオード， インコーポレーテッド 選択的再配置および回転波長ビーム結合システムならびに方法
EP2687279B1 (de) * 2012-07-18 2018-06-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Gehäuse für einen Einwegbeutelfilter
WO2014087726A1 (ja) * 2012-12-03 2014-06-12 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置
JP5892918B2 (ja) * 2012-12-14 2016-03-23 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置およびレーザ光発生方法
JP6157194B2 (ja) * 2013-04-23 2017-07-05 三菱電機株式会社 レーザ装置および光ビームの波長結合方法
JP2015056469A (ja) * 2013-09-11 2015-03-23 昭和オプトロニクス株式会社 外部共振器により波長制御されたダイオードレーザモジュール
WO2015107792A1 (ja) * 2014-01-14 2015-07-23 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6665471B1 (en) * 2001-08-13 2003-12-16 Nlight Photonics Corporation System and method for optimizing the performance of multiple gain element laser

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111906094A (zh) * 2020-07-29 2020-11-10 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局 一种激光清洗剂除锈环形接头装置
CN111906094B (zh) * 2020-07-29 2022-09-20 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局 一种激光清洗剂除锈环形接头装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20180175590A1 (en) 2018-06-21
DE112015006769T5 (de) 2018-05-03
WO2017022142A1 (ja) 2017-02-09
JPWO2017022142A1 (ja) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107925218A (zh) 半导体激光装置
US9905993B2 (en) Wavelength selective external resonator and beam combining system for dense wavelength beam combining laser
TWI330434B (en) Tunable laser
US9748730B2 (en) High-power, phased-locked, laser arrays
CN101681033B (zh) 可调谐滤光器、光源装置及光谱分布测定装置
JP6293675B2 (ja) Ｏｃｔのためのｇｒｓｍを伴う波長調整可能な外部キャビティレーザーダイオード
US9690107B2 (en) Device for wavelength combining of laser beams
CN104300368B (zh) 半导体激光合束装置
JP6157194B2 (ja) レーザ装置および光ビームの波長結合方法
CN205828877U (zh) 一种合束半导体激光装置
CN101809494A (zh) 波长转换激光装置及使用该装置的图像显示装置
CN103080852A (zh) 用于全息或立体显示器的光束发散和多种准直器
CN101859975B (zh) 双波长可调谐掺铥光纤激光器
JP2017204530A (ja) 外部共振半導体レーザ装置
CN106575853A (zh) 半导体激光装置
TW202021215A (zh) 雷射光源及具有雷射光源之雷射投影器
CN104965373A (zh) 一种新型非简并窄带纠缠源
JP3662884B2 (ja) コヒーレントな全レーザ放射フィールドを発生させるレーザ放射源及び方法
US20020196816A1 (en) Wavelength tunable pulse laser
JP2017519367A (ja) レーザデバイス
CN110036544A (zh) 激光振荡装置
CN110337763A (zh) 激光装置
Jain et al. Coherent and spectral beam combining of fiber lasers using volume Bragg gratings
CN102812602A (zh) 一种外腔可调谐激光器，及其使用方法
CN103814488B (zh) 一种外腔激光器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180417