CN108604766A - 半导体激光光源装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够在PIV中抑制因示踪粒子的影导致测量结果的精度降低的技术。半导体激光光源装置具有：光源部，包含沿第一方向排列的多个发射极；以及透镜，将从多个发射极射出的激光转换为在第二方向上平行。透镜包含按照多个发射极的每一个，将从各个发射极射出的激光转换为在第二方向上平行的多个透镜区域。在多个发射极中的至少两个发射极和两个发射极所对应的两个透镜区域中，在以各个发射极在第二方向上的位置为基准时，发射极所对应的透镜区域在第二方向上的位置不同。

Description

半导体激光光源装置

技术领域

本发明涉及一种半导体激光光源装置。

背景技术

以往，作为测量流体的流动及速度的方法，已知有被称作PIV(Particle ImageVelocimetry，粒子图像测速)的技术。PIV指的是如下技术：在流体中混入被称作示踪粒子的微小粒子，拍摄对该示踪粒子照射片状的激光而得的散射光，从而可视化地测量流体的流动。

例如专利文献1中记载有，在PIV的光源中使用Nd：YAG激光，将激光转换为片状。此外，在专利文献2中记载有，在PIV的光源中使用氩激光，通过将激光向旋转的多面镜进行入射，从而以片状进行扫描。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－085784号公报

专利文献2：日本特开2010－117190号公报

发明内容

发明将要解决的课题

然而，根据本发明人的深刻研究得知，以往的PIV会产生如下这种问题。以下，参照图14A以及图14B具体地进行说明。

图14A以及图14B是表示以往的PIV中的光源装置200生成的片状的激光L’的示意图。图14A是从－x方向观察光源装置200时的图，图14B是从－y方向观察光源装置200时的图。片状的激光L’照射示踪粒子12。片状的激光L’如图14A所示，一边沿y方向扩散一边行进。此外，片状的激光L’如图14B所示，在x方向上不扩散，具有恒定的宽度。

这里，若照射示踪粒子12，则由于该粒子12产生影13(参照图14A以及图14B)。因此，在以往的PIV中，存在不能观测影13的区域中漂浮的示踪粒子12a、测量结果的精度降低的问题。

本发明的目的在于提供一种能够在PIV中抑制因示踪粒子的影导致测量结果的精度降低的技术。

用于解决课题的手段

本发明的半导体激光光源装置射出激光片，该激光片在第一方向上扩散，且在与上述第一方向正交的第二方向上具有一定的宽度地行进，其特征在于，上述半导体激光光源装置具有：

光源部，包含沿上述第一方向排列的多个发射极；以及

透镜，将从多个上述发射极射出的激光转换为在上述第二方向上平行，

上述激光片通过从上述透镜射出的平行光重合而形成，

上述透镜包含按照多个上述发射极的每一个，将从各个上述发射极射出的上述激光转换为在上述第二方向上平行的多个透镜区域，

在多个上述发射极中的至少两个上述发射极和两个上述发射极所对应的两个上述透镜区域中，在以各个上述发射极在上述第二方向上的位置为基准时，上述发射极所对应的上述透镜区域在上述第二方向上的位置不同。

根据上述构成，在多个发射极中的至少两个发射极和两个发射极所对应的两个透镜区域中，发射极和发射极所对应的透镜区域的、关于第二方向的相对的位置关系不同。由此，从至少两个发射极射出的激光通过透镜区域转换为平行光后，不向同一方向行进，而是呈规定的角度地行进。其结果，能够减少基于示踪粒子的影的区域，能够抑制PIV的测量结果的精度降低。

另外，在上述构成中，也可以是，

在多个上述透镜区域中的至少两个上述透镜区域中，

在从与上述第一方向和上述第二方向这两方正交的第三方向观察时，一个上述透镜区域的光轴比一个上述透镜区域所对应的上述发射极向上述第二方向偏离，

在从上述第三方向观察时，另一个上述透镜区域的光轴比另一个上述透镜区域所对应的上述发射极向与上述第二方向相反的方向偏离。

根据上述构成，从至少两个发射极射出的激光通过透镜区域转换为平行光后，相对于光轴逆向地倾斜而行进。由此，能够更加减少基于示踪粒子的影的区域，能够更加抑制PIV的测量结果的精度的降低。

另外，在上述构成中，也可以是，

上述光源部包含多个上述发射极沿上述第一方向排列、以上述第一方向为慢轴方向且以上述第二方向为快轴方向的半导体激光器阵列，

在从与上述第一方向与上述第二方向这两方正交的第三方向观察时，上述半导体激光器阵列以向与上述第二方向相反的方向突出的方式弯曲。

根据上述构成，在至少两个发射极和两个发射极所对应的两个透镜区域中，能够通过半导体激光器阵列弯曲来实现发射极和发射极所对应的透镜区域的、关于第二方向的相对的位置关系不同的形态。

另外，在上述构成中，也可以是，

上述光源部具有包含一个上述发射极的多个半导体激光元件而成，

在多个上述半导体激光元件中的至少两个上述半导体激光元件中，上述第二方向上的位置互不相同。

根据上述构成，在至少两个发射极和两个发射极所对应的两个透镜区域中，能够通过错开至少两个半导体激光元件在第二方向上的位置来实现发射极和发射极所对应的透镜区域的、关于第二方向的相对的位置关系不同的形态。

另外，在上述构成中，也可以是，

多个上述透镜区域中的、至少两个上述透镜区域的光轴配置成上述第二方向上的位置互不相同。

根据上述构成，在至少两个发射极和两个发射极所对应的两个透镜区域中，能够通过错开至少两个透镜区域的光轴在第二方向上的位置来实现发射极和发射极所对应的透镜区域的、关于第二方向的相对的位置关系不同的形态。

另外，在上述构成中，也可以是，

在从与上述第一方向与上述第二方向这两方正交的第三方向观察时，多个上述透镜区域的光轴以直线状排列，

在从上述第三方向观察时，上述透镜从上述第一方向以规定的角度倾斜。

根据上述构成，在至少两个发射极和两个发射极所对应的两个透镜区域中，能够通过使透镜从第一方向以规定的角度倾斜来实现发射极和发射极所对应的透镜区域的、关于第二方向的相对的位置关系不同的形态。

发明效果

根据本发明的半导体激光光源装置，能够在PIV中抑制因示踪粒子的影导致测量结果的精度。

附图说明

图1是用于说明PIV的概要的示意图。

图2是用于说明第一实施方式的半导体激光光源装置的示意图。

图3是用于说明从半导体激光器阵列射出的激光的示意图。

图4是用于说明第一实施方式的半导体激光光源装置的示意图。

图5是用于说明第一实施方式的半导体激光光源装置的示意图。

图6是用于说明第一实施方式的半导体激光光源装置的示意图。

图7是用于说明基于第一实施方式的半导体激光光源装置的作用效果的示意图。

图8是用于说明第二实施方式的半导体激光光源装置的示意图。

图9是用于说明第二实施方式的半导体激光光源装置的示意图。

图10是用于说明第三实施方式的半导体激光光源装置的示意图。

图11是用于说明第三实施方式的半导体激光光源装置的示意图。

图12是用于说明第四实施方式的半导体激光光源装置的示意图。

图13是用于说明第四实施方式的半导体激光光源装置的示意图。

图14A是用于说明以往的光源装置的示意图。

图14B是用于说明以往的光源装置的示意图。

具体实施方式

参照附图，对实施方式的半导体激光光源装置进行说明。此外，各图中的附图的尺寸比与实际的尺寸比并非必须一致。

(第一实施方式)

[PIV的概要]

对第一实施方式中的半导体激光光源装置1进行说明。半导体激光光源装置1用于PIV(Particle Image Velocimetry)的光源。首先，参照图1对PIV的概要进行说明。

如图1所示，半导体激光光源装置1包含半导体激光器阵列3。在图1中，将半导体激光器阵列3的长边方向设为y方向，将半导体激光器阵列3的短边方向设为z方向，将与y方向以及z方向正交的方向设为x方向。此外，x方向对应于“第二方向”，y方向对应于“第一方向”，z方向对应于“第三方向”。

半导体激光光源装置1射出片状的激光LS。以下，将片状的激光LS称作“激光片LS”。激光片LS是在x方向上具有相对较小的宽度、并在y方向上一边扩散一边行进的光。作为一个例子，激光片LS的x方向的宽度在距半导体激光器阵列3在z方向上至少离开1～2m的区域中为1.8～2.5mm以下。此外，激光片LS在距半导体激光器阵列3在z方向上至少离开1～2m的区域中，在y方向上具有约1m的宽度。即，在该区域中，x方向的宽度与y方向的宽度相比极小。

虽然之后才详细叙述，半导体激光光源装置1包含多个射出激光L的发射极，将从各发射极射出的激光L转换为与特定的方向平行的平行光LP(参照图1)。在本说明书中，“平行光”指的是在x方向上具有一定的宽度(作为一个例子，1.5mm)、并沿y方向一边扩散一边行进的光。此外，在图1中，为了方便，示出了从4个发射极射出的激光L、以及作为该激光被转换后的光的平行光LP。另外，对从一个发射极射出并转换为平行光之前的激光L标注了右斜线，对转换后的平行光LP标注了左斜线。

如图1所示，来自各发射极的平行光LP相互重合从而形成激光片LS。此外，激光片LS无需必须使从全部的发射极射出的光重合，只要通过从至少多个发射极射出的光重合而形成即可。

测量对象的流体中混入有示踪粒子12。此外，在图1中，虽然流体自身未图示，但在规定的流体内混入有许多示踪粒子12，且仅图示了在对该流体照射了激光片LS的状况下，位于该激光片LS照射到的区域内的示踪粒子12的一部分。示踪粒子12作为一个例子，为由聚苯乙烯等树脂构成的微小粒子、使水以及油喷雾化而得的微小的液滴、塑料制的微小粒子、烟等。若从半导体激光光源装置1射出的激光片LS照射到流体内的示踪粒子12，则生成散射光。

拍摄装置14拍摄来自示踪粒子12的散射光，将拍摄到的图像向图像处理装置15输出。此外，作为一个例子，拍摄装置14在1秒钟内拍摄1000帧的图像。图像处理装置15基于输入的图像，计算流体的速度。此外，由于流体的速度的计算方法为已知的技术(例如参照上述的专利文献1以及专利文献2)，因此在本说明书中省略说明。

[构成]

接着，对半导体激光光源装置1的构成进行说明。如图1所示，半导体激光光源装置1具备半导体激光器阵列3、副安装件5、散热片7、以及柱面透镜9。图1作为从上方观察时的示意性的俯视图，图示了在散热片7的上方配置有副安装件5、在副安装件5的上方配置有半导体激光器阵列3而成的半导体激光光源装置1。另外，虽然图1中未示出，半导体激光光源装置1在半导体激光器阵列3以及副安装件5之间、以及副安装件5以及散热片7之间包含焊料层。此外，半导体激光器阵列3对应于“光源部”，柱面透镜9对应于“透镜”。

以下，参照图2具体地说明半导体激光光源装置1的构成。

图2是从纸面左方向、即－z方向观察图1的半导体激光光源装置1时的示意性的图。另外，在图2中，为了方便说明，对于柱面透镜9示出了外缘。

半导体激光器阵列3由端面发光型的半导体激光元件以阵列状配置多个而构成。半导体激光器阵列3包含作为与z方向垂直的面(附图上对应于xy平面)的侧面30，从该侧面30射出激光。

半导体激光器阵列3在侧面30上包含沿y方向配置有多个的发射极31。在图2所示的半导体激光器阵列3中，作为发射极31的配置方向的y方向与半导体激光器阵列3的长边方向对应。发射极31a是关于y方向位于侧面30的中央的发射极。发射极31b是关于y方向位于侧面30的一个端部(即，+y方向侧的端部)的发射极，发射极31c是关于y方向位于侧面30的另一个端部(即，－y方向侧的端部)的发射极。作为一个例子，半导体激光器阵列3包含以200μm的间距排列的20个发射极31。此外，在图2中，为了方便，图示了9个发射极31。

以下，有时将发射极31a称作“中央的发射极31a”，将发射极31b、31c分别称作“端部的发射极31b”、“端部的发射极31c”。

各发射极31射出一边沿x方向以及y方向这两方扩散一边行进的激光。图3中示出从半导体激光器阵列3的中央的发射极31a射出的激光L。如图3所示，激光L沿x方向以及y方向这两个方向发散。此外，激光L与y方向相比、向x方向更大地发散。即，激光L的x方向上的发散角比y方向上的发散角大。换句话说，x方向对应于“快轴方向”，y方向对应于“慢轴方向”。此外，从其他发射极31射出的激光也与激光L相同地行进。

返回图2继续说明。半导体激光器阵列3利用焊料层4与副安装件5接合。焊料层4载置于副安装件5的上表面。此外，半导体激光光源装置1也可以不具备副安装件5。

如图2所示，半导体激光器阵列3以越是从端部朝向中央越接近副安装件5的方式弯曲。换言之，半导体激光器阵列3以向朝向副安装件5的方向(即，－x方向)突出的方式弯曲。之后叙述半导体激光器阵列3如此弯曲的理由。

半导体激光器阵列3的温度伴随着激光的射出而上升。副安装件5由热传导率高的材料构成，并将从半导体激光器阵列3产生的热量向散热片7传导。

焊料层6载置于散热片7的上表面，并将副安装件5以及散热片7接合。

散热片7将从副安装件5传导的热量向半导体激光光源装置1的外部释放。散热片7由热传导率高的金属构成。此外，半导体激光光源装置1也可以不具备散热片7。

柱面透镜9以在x方向上对光进行准直的方式配置。以下，关于柱面透镜9，参照图4～图6进行说明。

[柱面透镜]

图4是从－z方向(参照图1)观察柱面透镜9时的示意性的图。此外，在图4中，为了方便说明，用虚线示出了位于柱面透镜9的后方(即，－z方向侧)的发射极31。

如图4所示，柱面透镜9由沿y方向排列的多个透镜区域91构成。在本实施方式中，柱面透镜9包含与发射极31数量相同的透镜区域91。各透镜区域91与各发射极31对置。即，从各发射极31射出的激光向对置的透镜区域91入射。

各透镜区域91具有与z方向平行的光轴OA。光轴OA是将各透镜区域91的中心以及各透镜区域91的焦点连结的直线。

如上述那样，半导体激光器阵列3以向朝向副安装件5的方向(即，－x方向)突出的方式弯曲。因此，各发射极31的x方向上的位置和该发射极31所对应的透镜区域91的光轴OA的x方向上的位置不同。具体而言，如图4所示，中央的发射极31a从对应的透镜区域91的光轴OA向－x方向大幅度偏离。另外，端部的发射极31b、31c从对应的透镜区域91的光轴OA向x方向大幅度偏离。另外，位于中央的发射极31a以及端部的发射极31b、31c之间的发射极31从对应的透镜区域91的光轴OA向x方向或者－x方向小幅度偏离。作为一个例子，中央的发射极31a和端部的发射极31b、31c在x方向上分离0.5～1.5μm。此外，对应于中央的发射极31a的透镜区域91与“一个透镜区域”对应，对应于端部的发射极31b、31c的透镜区域91与“另一个透镜区域”对应。

透镜区域91将从对置的发射极31射出的激光L转换为平行光LP。参照图5以及图6具体地进行说明。

图5是用A－A线剖切图1的半导体激光光源装置1时的示意性的剖面图。此外，A－A线与z方向平行，并通过半导体激光器阵列3的中央的发射极31a(参照图2)。

如图5所示，激光L在入射到透镜区域91之前沿x方向扩散而行进。透镜区域91将激光L向x方向转换成具有一定的宽度。换言之，透镜区域91抑制激光L向x方向的发散。此外，透镜区域91如图1所示那样保持激光L在y方向上的发散。即，透镜区域91保持激光L在y方向上的发散角。这样，透镜区域91将从对置的发射极31a射出的激光L转换为在x方向上具有一定的宽度、并沿y方向一边扩散一边行进的平行光LP(参照图1以及图5)。

此外，如上述那样，在本说明书中，将把激光转换成沿x方向不发散而是具有一定的宽度表达为“转换为在x方向上平行”。

如参照图4所述那样，中央的发射极31a相对于对应的透镜区域91的光轴OA位于－x方向。因此，从中央的发射极31a射出的光被转换后的平行光LP相对于透镜区域91的光轴OA呈角度θ1(作为一个例子是0.17～0.5mrad)行进。更具体而言，该平行光LP相对于透镜区域91的光轴OA向x方向倾斜地行进。

图6是以B－B线剖切图1的半导体激光光源装置1时的示意性的剖面图。此外，B－B线与z方向平行，并通过半导体激光器阵列3的端部的发射极31c(参照图2)。

如图6所示，透镜区域91将从对置的发射极31c射出的激光L转换成在x方向上具有一定的宽度、并沿y方向一边扩散一边行进的平行光LP。如上述那样，端部的发射极31c相对于对应的透镜区域91的光轴OA位于x方向上(参照图4)。因此，从端部的发射极31c射出的光转换后的平行光LP相对于透镜区域91的光轴OA呈角度θ2(作为一个例子是0.17～0.5mrad)行进。更具体而言，该平行光LP相对于透镜区域91的光轴OA向-x方向倾斜地行进。

参照图5以及图6，对基于中央的发射极31a以及端部的发射极31c的平行光LP进行了说明，基于其他发射极31的平行光LP也同样相对于透镜区域91的光轴OA呈规定的角度地行进。

如上述那样，中央的发射极31a以及端部的发射极31b、31c从对应的透镜区域91的光轴OA向x方向或者－x方向大幅度偏离。因此，转换后的平行光LP相对于光轴OA呈相对较大的角度(θ1，θ2)地行进(参照图5以及图6)。与此相对，位于中央的发射极31a以及端部的发射极31b、31c之间的发射极31从对应的透镜区域91的光轴OA向x方向或者－x方向小幅度偏离。因此，转换后的平行光LP相对于光轴OA呈相对较小的角度地行进。这样，发射极31的位置和对应的透镜区域91的光轴OA的位置之间的偏离越大，平行光LP越是相对于光轴OA大幅度倾斜地行进。

[半导体激光器阵列弯曲的理由]

接着，对半导体激光器阵列3如图2所示那样弯曲的理由进行说明。

半导体激光器阵列3以及副安装件5经由通过加热而熔融的焊料层4重合之后，通过熔融的焊料层4冷却而固化，从而接合。这里，伴随着焊料层4的加热/冷却，半导体激光器阵列3以及副安装件5也一并被加热/冷却。此时，半导体激光器阵列3以及副安装件5通过加热而膨胀，通过冷却而收缩。

这里，半导体激光器阵列3以及副安装件5由不同的材料构成。因此，构成半导体激光器阵列3的材料的热膨胀系数、以及构成副安装件5的材料的热膨胀系数不同。作为一个例子，半导体激光器阵列3由GaAs构成，副安装件5由AlN构成。另外，GaAs的热膨胀系数为6.6×10－6/K，AlN的热膨胀系数为4.6×10－6/K。这样，半导体激光器阵列3的热膨胀系数比副安装件5的热膨胀系数大。因此，半导体激光器阵列3与副安装件5相比大幅度收缩，结果，如图2所示那样以向朝向副安装件5的方向(即，－x方向)突出的方式弯曲。

[作用效果]

接着，对半导体激光光源装置1带来的作用效果进行说明。

图7是从－y方向观察第一实施方式的半导体激光光源装置1射出激光片LS的状态时的示意性的图。在图7中，为了方便，仅图示基于中央的发射极31a以及端部的发射极31b(或者端部的发射极31c)的平行光LP，省略了基于其他发射极31的平行光LP的图示。另外，以下，为了方便说明，将基于中央的发射极31a的平行光LP称作“平行光LP1”，将基于端部的发射极31b(或者端部的发射极31c)的平行光LP称作“平行光LP2”。

如图7所示，流体(图示略)以及示踪粒子(12b，12c，12d，12e)存在于距柱面透镜9仅离开距离d的范围内。作为一个例子，距离d为1～2m。

示踪粒子(12b，12c)存在于平行光LP1以及平行光LP2重合的区域。因此，平行光LP1作用下的示踪粒子(12b，12c)的影因平行光LP2而减少。另外，平行光LP2作用下的示踪粒子(12b，12c)的影因平行光LP1而减少。其结果，如图7所示，基于示踪粒子(12b，12c)的影13的区域相对较小。

另一方面，示踪粒子(12d，12e)存在于平行光LP1以及平行光LP2不重叠的区域。更具体而言，示踪粒子(12d，12e)存在于平行光LP1以及平行光LP2分别与未图示的其他平行光LP重合的区域。例如，平行光LP1与比平行光LP2更缓地向－x方向倾斜地行进的平行光LP重合。因此，平行光LP1作用下的示踪粒子12d的影因向－x方向缓慢地倾斜行进的该平行光LP而减少。同样，平行光LP2与比平行光LP1更缓地向x方向倾斜地行进的平行光LP重合。因此，平行光LP2作用下的示踪粒子12e的影因向x方向缓慢地倾斜行进的该平行光LP而减少。其结果，如图7所示，基于示踪粒子(12d，12e)的影13的区域相对较小。

这样，采用第一实施方式的半导体激光光源装置1，与以往的光源装置200相比，能够减小基于示踪粒子12的影13的区域。即，采用第一实施方式的半导体激光光源装置1，能够减少不能观测的示踪粒子12，能够提高PIV的测定结果的精度。

并且，如图7所示，基于中央的发射极31a的平行光LP1向x方向倾斜地行进，基于端部的发射极31b的平行光LP2向－x方向倾斜地行进。即，平行光LP1以及平行光LP2相对于光轴OA(图示略)逆向地倾斜行进。因此，平行光LP1与平行光LP2所成的角θ(即，θ1+θ2)变得相对较大，因此能够更加减少示踪粒子12带来的影。

(第二实施方式)

[构成]

接着，对第二实施方式的半导体激光光源装置100进行说明。第二实施方式的半导体激光光源装置100与第一实施方式的半导体激光光源装置1比较，在取代半导体激光器阵列3而具备多个半导体激光元件这一点不同，但其他构成相同。以下，参照图8以及图9，对第二实施方式与第一实施方式的不同点进行说明。

图8是从－z方向(参照图1)观察第二实施方式的半导体激光光源装置100时的示意性的图。此外，在图8中，为了方便说明，对于柱面透镜9示出了外缘。

如图8所示，半导体激光光源装置100取代半导体激光器阵列3而具备多个半导体激光元件103。在图8中，作为一个例子，示出了9个半导体激光元件103。半导体激光元件103被配置成x方向上的位置不同。各半导体激光元件103利用焊料层4接合于副安装件5。此外，多个半导体激光元件103与“光源部”对应。

各半导体激光元件103包含一个发射极104。发射极104射出沿x方向以及y方向一边扩散一边行进的激光L(参照图3)。

接着，参照图9，对发射极104以及柱面透镜9在x方向上的位置进行说明。图9是从－z方向(参照图1)观察半导体激光光源装置100的柱面透镜9时的示意性的图。此外，在图9中，为了方便说明，用虚线示出了位于柱面透镜9的后方(即，－z方向侧)的发射极104。

如图9所示，各发射极104与各透镜区域91对置地配置。即，从各发射极104射出的激光L向对置的透镜区域91入射，转换成平行光LP(参照图5以及图6)。

此外，如图9所示，各发射极104和该发射极104所对应的透镜区域91的光轴OA之中，x方向上的位置不同。

具体而言，发射极(104a，104b，104c，104g，104i)相对于对应的透镜区域91的光轴OA位于x方向上。因此，基于发射极(104a，104b，104c，104g，104i)的平行光LP相对于透镜区域91的光轴OA向－x方向倾斜地行进(参照图6)。此外，发射极(104a，104b)与发射极(104c，104g，104i)相比，从透镜区域91的光轴OA向x方向大幅度偏离。因此，基于发射极(104a，104b)的平行光LP与基于发射极(104c，104g，104i)的平行光LP相比，向－x方向大幅度倾斜地行进。

另外，发射极(104d，104e，104f，104h)相对于对应的透镜区域91的光轴OA位于－x方向。因此，基于发射极(104d，104e，104f，104h)的平行光LP相对于透镜区域91的光轴OA向x方向倾斜地行进(参照图5)。此外，发射极(104d，104e)与发射极(104f，104h)相比，从透镜区域91的光轴OA向－x方向大幅度偏离。因此，基于发射极(104d，104e)的平行光LP与基于发射极(104f，104h)的平行光LP相比，向x方向大幅度倾斜地行进。

此外，半导体激光元件103在通过焊料层4接合于副安装件5时被施加负载。通过变更施加于半导体激光元件103的负载的大小，调整半导体激光元件103在x方向上的位置。或者，通过调整焊料层4的分量，从而调整半导体激光元件103在x方向上的位置。作为一个例子，发射极104a～104i中的最靠x方向侧的发射极(104a，104b)和最靠－x方向侧的发射极(104d，104e)在x方向上离开0.5～1.5μm。

在本实施方式的半导体激光光源装置100中，也出于与第一实施方式的半导体激光光源装置1相同的理由，能够减少基于示踪粒子12的影13的区域，能够提高PIV的测定结果的精度。关于以下的实施方式也是相同的。

(第三实施方式)

[构成]

接着，对第三实施方式的半导体激光光源装置110进行说明。第三实施方式的半导体激光光源装置110与第一实施方式的半导体激光光源装置1比较，在半导体激光器阵列3未弯曲这一点、以及取代柱面透镜9而具备后述的透镜112点这一不同，其他的构成相同。以下，参照图10说明第三实施方式与第一实施方式的不同点。

图10是从－z方向(参照图1)观察第三实施方式的半导体激光光源装置110时的示意性的图。另外，在图10中，为了方便说明，对于透镜112示出了外缘。如图10所示，半导体激光光源装置110取代柱面透镜9(参照图2)而具备透镜112。另外，半导体激光器阵列3未弯曲，各发射极31沿y方向以直线状排列。

图11中示出从－z方向(参照图1)观察透镜112时的示意性的图。此外，在图11中，为了方便说明，用虚线示出了位于透镜112的后方(即，－z方向侧)的发射极31。

如图11所示，透镜112由多个透镜区域113构成。各透镜区域113配置成光轴OA在x方向上的位置不同。具体而言，透镜区域(113a，113b，113c，113d，113h，113i)配置成，光轴OA相对于对应的发射极31位于x方向。另外，透镜区域(113e，113f，113g)配置成，光轴OA相对于对应的发射极31位于－x方向。

此外，基于与透镜区域(113a，113b，113c，113d，113h，113i)对应的发射极31的平行光LP，相对于各透镜区域113(113a，113b，113c，113d，113h，113i)的光轴OA向x方向倾斜地行进(参照图5)。此外，在透镜区域(113a，113b)中，与透镜区域(113c，113d，113h，113i)相比，光轴OA的位置与发射极31的位置的偏差较大。因此，基于与透镜区域(113a，113b)对应的发射极31的平行光LP与基于与透镜区域(113c，113d，113h，113i)对应的发射极31的平行光LP相比，向x方向更大程度倾斜地行进。

另外，基于与透镜区域(113e，113f，113g)对应的发射极31的平行光LP相对于透镜区域113的光轴OA向－x方向倾斜地行进(参照图6)。此外，在各透镜区域(113e，113f，113g)中，光轴OA以及对应的发射极31相同地偏离。因此，基于与各透镜区域(113e，113f，113g)对应的发射极31的各平行光LP以相同的角度向－x方向倾斜地行进。作为一个例子，透镜区域113a、113b的光轴OA和透镜区域113e、113f、113g的光轴OA在x方向上分离0.5～1.5μm。

(第四实施方式)

[构成]

接着，对第四实施方式的半导体激光光源装置120进行说明。第四实施方式的半导体激光光源装置120与第一实施方式的半导体激光光源装置1比较，在半导体激光器阵列3未弯曲这一点以及在柱面透镜9的朝向上不同，但其他构成相同。以下，参照图12说明第四实施方式与第一实施方式的不同点。

图12是从－z方向(参照图1)观察第四实施方式的半导体激光光源装置120时的示意性的图。另外，在图12中，为了方便说明，对于柱面透镜示出了外缘。如图12所示，在半导体激光光源装置120中，柱面透镜9从y方向以角度φ(作为一个例子是0.13～0.38mrad)倾斜地配置。另外，半导体激光器阵列3未弯曲，各发射极31沿y方向以直线状排列。此外，角度φ对应于“规定的角度”。

图13中示出从－z方向(参照图1)观察柱面透镜9时的示意性的图。此外，在图13中，为了方便说明，用虚线示出了位于柱面透镜9的后方(即，－z方向侧)的发射极31。

如图13所示，在各发射极31和与该发射极31对应的透镜区域91的光轴OA中，x方向上的位置不同。具体而言，透镜区域(91a，91b，91c，91d，91e)配置成，光轴OA相对于对应的发射极31位于x方向。另外，透镜区域(91f，91g，91h，91i)配置成，光轴OA相对于对应的发射极31位于－x方向。作为一个例子，透镜区域91a的光轴OA和透镜区域91i的光轴OA在x方向上分离0.5～1.5μm。

此外，基于与透镜区域(91a，91b，91c，91d，91e)对应的发射极31的平行光LP相对于透镜区域91的光轴OA向x方向倾斜地行进(参照图5)。另外，基于与透镜区域(91f，91g，91h，91i)对应的发射极31的平行光LP相对于透镜区域91的光轴OA向－x方向倾斜地行进(参照图6)。

另外，透镜区域91a的光轴OA从发射极31b向x方向最大程度偏离。因此，基于发射极31b的平行光LP向x方向最大程度倾斜地行进。另外，透镜区域91i的光轴OA从发射极31c向－x方向最大程度偏离。因此，基于发射极31c的平行光LP向－x方向最大程度倾斜地行进。此外，基于与透镜区域(91b，91c，91d，91e，91f，91g，91h，)对应的发射极31的平行光LP相对于光轴OA呈相对较小的角度而行进。

(另一实施方式)

此外，半导体激光光源装置并不限定于上述的实施方式的构成，而是当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内加入各种变更。例如，当然可以任意地选择以下的另一实施方式的构成来采用上述的实施方式的构成。

〈1〉在第一实施方式以及第二实施方式中，各透镜区域91的光轴OA在x方向上的位置相同，但也可以是至少两个透镜区域91的光轴OA在x方向上的位置不同。另外，在第三实施方式以及第四实施方式中，各发射极31在x方向上的位置相同，但也可以是至少两个发射极31在x方向上的位置不同。

另外，在第一实施方式至第四实施方式的一个或者多个发射极(31，104)中，发射极(31，104)在x方向上的位置和该发射极(31，104)所对应的透镜区域(91，113)在x方向上的位置也可以一致。

关于以上，一般而言，在至少两个发射极(31，104)和该发射极(31，104)所对应的至少两个透镜区域(91，113)中，在以各发射极(31，104)在x方向上的位置为基准时，能够表现为对应的透镜区域(91，113)在x方向上的位置不同。

〈2〉在第一实施方式至第四实施方式中，存在相对于透镜区域(91，113)的光轴OA向x方向偏离的发射极(31，104)和向－x方向偏离的发射极(31，104)，但并不限于此。即，也可以是全部的发射极(31，104)相对于透镜区域(91，113)的光轴OA向x方向偏离。同样，也可以是全部的发射极(31，104)相对于光轴OA向－x方向偏离。换言之，基于各发射极(31，104)的全部的平行光LP可以相对于光轴OA向x方向/－x方向倾斜地行进。

〈3〉另外，虽然说明了激光L在x方向上具有较大的发散角、且在y方向上具有较小的发散角而行进，但并不限于此。即，激光L也可以在x方向以及y方向上具有相同程度的扩散角而行进。此外，激光L也可以在x方向上具有较小的发散角、且在y方向上具有较大的发散角而行进。

〈4〉另外，在实施方式的半导体激光光源装置中，作为在x方向(快轴方向)上转换为平行的透镜，使用了柱面透镜，但并不限于此。例如，除了柱面透镜之外，也能够利用蝇眼透镜。即，只要是在x方向(快轴方向)上转换为平行的透镜，可以使用任意的透镜。例如，也可以使用不仅在x方向(快轴方向)上、在y方向(慢轴方向)上也转换为平行的透镜。

〈5〉另外，在第三实施方式中，透镜区域113也可以构成一个透镜。即，透镜112也可以是由多个透镜构成的透镜组。

附图标记说明

1：第一实施方式的半导体激光光源装置

3：半导体激光器阵列

30：侧面

31：发射极

5：副安装件

7：散热片

9：柱面透镜

91：透镜区域

12：示踪粒子

13：影

100：第二实施方式的半导体激光光源装置

103：第二实施方式的半导体激光元件

104：第二实施方式的发射极

110：第三实施方式的半导体激光光源装置

112：第三实施方式的透镜

113：第三实施方式的透镜区域

120：第四实施方式的半导体激光光源装置

L：激光

LP：平行光

LS：激光片

OA：光轴

Claims (6)

1.一种半导体激光光源装置，射出激光片，该激光片在第一方向上扩散，且在与上述第一方向正交的第二方向上具有一定的宽度地行进，其特征在于，上述半导体激光光源装置具有：

光源部，包含沿上述第一方向排列的多个发射极；以及

透镜，将从多个上述发射极射出的激光转换为在上述第二方向上平行，

上述激光片通过将从上述透镜射出的平行光重合而形成，

上述透镜包含按照多个上述发射极的每一个，将从各个上述发射极射出的上述激光转换为在上述第二方向上平行的多个透镜区域，

在多个上述发射极中的至少两个上述发射极和两个上述发射极所对应的两个上述透镜区域中，在以各个上述发射极在上述第二方向上的位置为基准时，上述发射极所对应的上述透镜区域在上述第二方向上的位置不同。

2.根据权利要求1所述的半导体激光光源装置，其特征在于，

在多个上述透镜区域中的至少两个上述透镜区域中，

在从与上述第一方向和上述第二方向这两方正交的第三方向观察时，一个上述透镜区域的光轴比一个上述透镜区域所对应的上述发射极向上述第二方向偏离，

在从上述第三方向观察时，另一个上述透镜区域的光轴比另一个上述透镜区域所对应的上述发射极向与上述第二方向相反的方向偏离。

3.根据权利要求1或2所述的半导体激光光源装置，其特征在于，

上述光源部包含多个上述发射极沿上述第一方向排列、以上述第一方向为慢轴方向且以上述第二方向为快轴方向的半导体激光器阵列，

在从与上述第一方向和上述第二方向这两方正交的第三方向观察时，上述半导体激光器阵列以向与上述第二方向相反的方向突出的方式弯曲。

4.根据权利要求1或2所述的半导体激光光源装置，其特征在于，

上述光源部具有包含一个上述发射极的多个半导体激光元件而成，

在多个上述半导体激光元件中的至少两个上述半导体激光元件中，上述第二方向上的位置互不相同。

5.根据权利要求1或2所述的半导体激光光源装置，其特征在于，

多个上述透镜区域中的、至少两个上述透镜区域的光轴配置成在上述第二方向上的位置互不相同。

6.根据权利要求1或2所述的半导体激光光源装置，其特征在于，

在从与上述第一方向和上述第二方向这两方正交的第三方向观察时，多个上述透镜区域的光轴以直线状排列，

在从上述第三方向观察时，上述透镜从上述第一方向以规定的角度倾斜。