CN108604775B - 激光装置 - Google Patents

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Abstract

激光装置具有：多个光源元件，它们分别输出激光；波长选择单元，其配置在各所述激光的光路上，选择性地使规定波段的光透射；以及部分透射反射体，其配置成被输入透射过所述波长选择单元的光，且将所述输入的光中的一部分朝向所述波长选择单元反射，使其余部分透射，所述波长选择单元选择性地使从各所述光源元件输出的各激光的一部分透射，所述部分透射反射体反射所述透射的各激光的一部分，所述波长选择单元使所述反射的各激光的一部分透射，使其返回到输出了各激光的各所述光源元件，由此，各所述光源元件以所述波长选择单元的透射波段内的波长优先进行振荡。

Description

激光装置
技术领域
本发明涉及激光装置。
背景技术
例如，作为加工用的激光装置，开发了使从半导体激光元件输出的激光会聚后向对象物进行照射的结构的激光装置。这种结构的激光装置也被称为DDL(Direct DiodeLaser)。
半导体激光元件等光源元件的激光振荡波长很难在元件制造时准确控制成期望波长。然而，在激光装置中，有时要求将光源元件的激光振荡波长控制成期望波长。例如，根据激光装置的用途，有时激光所容许的波长范围较窄，或者使用上最佳的波长范围不同。另外，在对从多个光源元件分别输出的波长相互不同的激光进行合波而从激光装置输出的情况下，需要将各光源元件的激光振荡波长控制成期望波长。
在专利文献1中公开了利用作为波长合波元件的衍射光栅对从多个半导体激光元件分别输出的波长相互不同的激光进行合波并输出的激光装置。在该激光装置中，构成用于使各激光的一部分分别返回到半导体激光元件的外部谐振器的反射体设置在衍射光栅的后级，由此，各半导体激光元件的激光振荡波长被固定(锁定)为期望波长。
在专利文献2中公开了使用选择性地反射规定波段的光的体布拉格光栅(VBG：Volume Bragg Grating)作为构成外部谐振器的反射体的结构。在该结构中，各半导体激光元件的激光振荡波长被锁定为VBG的反射波长。
另外，在专利文献3中公开了如下结构：将选择性地使规定波段的光透射的带通滤波器配置在半导体激光元件与构成外部谐振器的部分透射反射体之间，在带通滤波器的透射波长内进行波长锁定。这里，部分透射反射体是具有使所输入的光中的一部分透射并反射其余部分的功能的反射体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2016/0111850号说明书
专利文献2：美国专利申请公开第2016/0172823号说明书
专利文献3：美国专利申请公开第2001/0026574号说明书
发明内容
发明要解决的课题
如上所述，在激光装置中，有时要求将光源元件的激光振荡波长控制成期望波长。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够适当地将光源元件的激光振荡波长控制成期望波长的激光装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并实现目的，本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述激光装置具有：多个光源元件，它们分别输出激光；波长选择单元，其配置在各所述激光的光路上，选择性地使规定波段的光透射；以及部分透射反射体，其配置成被输入透射过所述波长选择单元的光，且将所输入的所述光中的一部分朝向所述波长选择单元反射，使其余部分透射，所述波长选择单元选择性地使从各所述光源元件输出的各激光的一部分透射，所述部分透射反射体反射所透射的各所述激光的一部分，所述波长选择单元使所反射的各所述激光的一部分透射，使其返回到输出了各激光的各所述光源元件，由此，各所述光源元件以所述波长选择单元的透射波段内的波长优先进行振荡。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述激光装置具有：多个光源元件，它们分别输出激光；部分分支体，其配置成被输入各所述激光，且将所输入的所述激光中的一部分朝向相对于各所述激光的行进方向呈角度的方向反射并进行分支，使其余部分透射；波长选择单元，其配置在所述反射并进行分支后的各所述激光的其余部分的光路上，选择性地使规定波段的光透射；以及反射体，其配置成被输入透射过所述波长选择单元的光，将所输入的所述光朝向所述波长选择单元反射，所述部分分支体对从各所述光源元件输出的各激光的一部分进行分支，所述波长选择单元选择性地使分支后的各所述激光的一部分透射，所述反射体将所透射的各所述激光的一部分朝向所述波长选择单元反射，所述波长选择单元选择性地使所反射的各所述激光的一部分透射，所述部分分支体反射所透射的各所述激光的一部分，使其返回到输出了各激光的各所述光源元件，由此，各所述光源元件以所述波长选择单元的透射波段内的波长优先进行振荡。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述激光装置还具有旋转机构，该旋转机构使所述波长选择单元旋转，以使得各所述光源元件以期望波长优先进行振荡。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，各所述光源元件是多模激光器。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，各所述光源元件是半导体激光元件。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述波长选择单元由带通滤波器构成。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述波长选择单元通过组合长波长通过滤波器和短波长通过滤波器来构成。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述激光装置还具有对各所述激光进行准直的准直透镜。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述激光装置还具有光纤以及使各所述激光与所述光纤光学耦合的会聚透镜。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述光纤是多模光纤。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述激光装置具有：多个光源元件，它们分别输出波长相互不同的激光；多个波长选择单元，它们配置在各所述激光各自的光路上，分别选择性地使规定波段的光透射；多个部分透射反射体，它们分别配置成被输入透射过各所述波长选择单元的光，且将所输入的各所述光中的一部分朝向各所述波长选择单元反射，使其余部分透射；以及波长合波单元，其配置在各所述部分透射反射体的后级，对各所述激光进行合波，各所述波长选择单元选择性地使从各所述光源元件输出的各激光的一部分透射，各所述部分透射反射体反射所透射的各所述激光的一部分，各所述波长选择单元使所反射的各所述激光的一部分透射，使其返回到输出了各激光的各所述光源元件，由此，各所述光源元件以各所述波长选择单元的透射波段内的波长分别优先进行振荡。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述激光装置具有：多个光源元件，它们分别输出波长相互不同的激光；多个部分分支体，它们分别配置成被输入各所述激光，且将所输入的各所述激光中的一部分朝向相对于各所述激光的行进方向呈角度的方向反射并进行分支，使其余部分透射；多个波长选择单元，它们分别配置在各所述反射并进行分支后的各所述激光的其余部分的光路上，分别选择性地使规定波段的光透射；多个反射体，它们分别配置成被输入透射过各所述波长选择单元的各光，将所输入的各所述光朝向各所述波长选择单元反射；以及波长合波单元，其配置在各所述部分分支体的后级，对各所述激光进行合波，各所述部分分支体对从各所述光源元件输出的各激光的一部分进行分支，各所述波长选择单元选择性地使各分支后的各所述激光的一部分透射，各所述反射体将各透射的各所述激光的一部分朝向各所述波长选择单元反射，各所述波长选择单元选择性地使各反射的各所述激光的一部分透射，各所述部分分支体反射各透射的各所述激光的一部分，使其返回到输出了各激光的各所述光源元件，由此，各所述光源元件以各所述波长选择单元的透射波段内的波长分别优先进行振荡。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述激光装置还具有多个旋转机构，该多个旋转机构使各所述波长选择单元分别旋转，以使得各所述光源元件的激光器以期望波长优先进行振荡。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，各所述光源元件是多模激光器。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述激光装置还具有光纤以及使由所述波长合波单元合波后的各所述激光与所述光纤光学耦合的透镜。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述光纤是多模光纤。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述波长合波单元具有衍射光栅。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述波长合波单元具有至少一个波长合波滤波器。
本发明的一个方式的激光装置的特征在于，所述激光装置具有：多个光源模块，它们分别输出波长相互不同的激光；波长合波单元，其对各所述激光进行合波；透镜，其配置在多个光源模块与所述波长合波单元之间，将各所述激光会聚到所述波长合波单元；第1反射体，其配置在所述波长合波单元的后级；第2反射体，其配置在所述第1反射体的后级；以及增益介质，其配置在所述第1反射体与所述第2反射体之间，所述增益介质通过各所述激光进行光激励而发光，所述第1反射体使各所述激光透射，所述第1反射体和所述第2反射体反射所述增益介质发出的光，相对于所述增益介质发出的光而构成光谐振器。
发明效果
根据本发明，发挥可提供能够适当地将光源元件的激光振荡波长控制成期望波长的激光装置这样的效果。
附图说明
图1是实施方式1的激光装置的示意性结构图。
图2A是图1所示的激光装置的主要部分的示意性结构图。
图2B是图1所示的激光装置的主要部分的示意性结构图。
图3A是说明图1所示的激光装置中的波长锁定的原理的示意图。
图3B是说明图1所示的激光装置中的波长锁定的原理的示意图。
图4A是实施方式2的激光装置的主要部分的示意性结构图。
图4B是实施方式2的激光装置的主要部分的示意性结构图。
图5是说明图4A、4B所示的激光装置中的波长锁定的原理的示意图。
图6A是实施方式2的变形例的激光装置的示意性结构图。
图6B是实施方式2的变形例的激光装置的示意性结构图。
图7是实施方式3的激光装置的示意性结构图。
图8是实施方式4的激光装置的示意性结构图。
图9A是实施方式5的激光装置的示意性结构图。
图9B是实施方式6的激光装置的示意性结构图。
图10是实施方式7的激光装置的示意性结构图。
图11是实施方式8的激光装置的波长合成模块的示意性结构图。
图12是光纤配置部的示意性结构图。
图13是光纤配置部的另一例的示意性结构图。
图14是输出部的示意性结构图。
图15是实施方式9的激光装置的示意性结构图。
图16A是实施方式10的激光装置的示意性结构图。
图16B是实施方式10的激光装置的示意性结构图。
图17是设置变形光学系统的结构的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的激光装置的实施方式进行详细说明。需要说明的是，本发明不由该实施方式进行限定。另外，在各附图中，对相同或对应的要素适当标注相同符号。另外，图中，适当使用3轴(X轴、Y轴、Z轴)的正交坐标系即XYZ坐标系来说明方向。
(实施方式1)
图1是实施方式1的激光装置的示意性结构图。激光装置100具有壳体1、载置台2、6个子安装件3、作为光源元件的6个半导体激光元件4、6个第1柱面透镜5、6个第2柱面透镜6、6个反射镜7、作为选择性地使规定波段的光透射的波长选择单元的带通滤波器8、作为部分透射反射体的部分反射镜9、第3柱面透镜10、第4柱面透镜11、光纤12、光纤载置台13、后述旋转机构。
壳体1收容激光装置100的结构要素。载置台2配置在壳体1内的底面，在其表面具有6个台阶状的载置面2a。6个子安装件3分别载置在载置台2的载置面2a上。
6个半导体激光元件4都是多模激光器，分别载置在子安装件3上，分别在X方向上输出激光。需要说明的是，各半导体激光元件4在激光的输出侧的端面形成有低反射率膜，在与输出侧的端面相反的一侧的后端面形成有高反射率膜。低反射率膜和高反射率膜构成光谐振器。6个第1柱面透镜5分别在载置面2a上相对于半导体激光元件4载置在X方向侧。6个第2柱面透镜6分别在载置面2a上相对于第1柱面透镜5载置在X方向侧。6个反射镜7分别在载置面2a上相对于第2柱面透镜6载置在X方向侧。
带通滤波器8、部分反射镜9、第3柱面透镜10、第4柱面透镜11在壳体1内相对于反射镜7按顺序配置在Y方向侧。光纤12是多模光纤，其一端部在第4柱面透镜11的Y方向侧插入到壳体1内，载置在光纤载置台13上。
图2A、2B是激光装置100的主要部分的示意性结构图。图2A是在Z方向上观察激光装置100的图，图2B是从与Z方向垂直的方向观察激光装置100的图，为了进行说明，图示了沿着从半导体激光元件4输出的光路排列各结构要素。另外，为了简化附图，分别仅图示4个半导体激光元件4、第1柱面透镜5、第2柱面透镜6、反射镜7。
如图2A、2B所示，各半导体激光元件4分别是多模激光器，输出根据后述原理进行波长锁定后的激光L1。激光的波长例如在900nm～
1100nm的范围内，但是没有特别限定。各第1柱面透镜5在Z方向上对各激光L1进行准直。各第2柱面透镜6在Y方向上对各激光L1进行准直。由此，各激光L1成为大致准直光。即，一组第1柱面透镜5和第2柱面透镜6作为准直透镜发挥功能。各反射镜7将各激光L1向Y方向反射。这里，如图1、图2B所示，6个半导体激光元件4通过载置台2配置成Z方向上的位置相互不同。因此，从某个半导体激光元件4输出的激光L1通过载置在相同载置面2a上的反射镜7进行反射，但是，不与载置在其他载置面2a上的反射镜7干涉而到达带通滤波器8。
波长锁定用的带通滤波器8、部分反射镜9配置在各激光L1的光路上。带通滤波器8、部分反射镜9的功能在后面详细叙述。第3柱面透镜10在Z方向上会聚从部分反射镜9输出的各激光L1。第4柱面透镜11在X方向上会聚各激光L1，使其与光纤12光学耦合。即，一组第3柱面透镜10和第4柱面透镜11作为会聚透镜发挥功能。光纤12传播各激光L1。所传播的各激光L1被用于期望用途(激光加工等)。
(实施方式1中的波长锁定的原理)
参照图3A、B对实施方式1的激光装置100中的波长锁定的原理进行说明。首先，参照图3A进行说明。在图3A中，示出一组第1柱面透镜5和第2柱面透镜6作为准直透镜14。另外，示出一组第3柱面透镜10和第4柱面透镜11作为准直透镜16。
半导体激光元件4输出由输出波长光谱S1所示的激光L2。从半导体激光元件4输出的激光L2通过准直透镜14进行准直，输入到带通滤波器8。带通滤波器8具有在波长轴上与输出波长光谱S1重叠的透射波长光谱S2。因此，带通滤波器8仅选择性地透射激光L2的一部分、即与透射波长光谱S2重叠的激光L3。部分反射镜9将所透射的激光L3的一部分作为激光L4进行反射。反射后的激光L4再次透射过带通滤波器8，通过准直透镜14进行会聚，返回到将其输出的半导体激光元件4，从而进行返还。由此，带通滤波器8和部分反射镜9作为具有波长选择性的外部谐振端发挥功能，通过半导体激光元件4的低反射率膜和高反射率膜的组合而作为复合谐振器发挥功能。其结果，半导体激光元件4以由带通滤波器8透射的波段内的波长优先进行振荡。其结果，半导体激光元件4的激光振荡波长被锁定为由带通滤波器8透射的波段内的波长。半导体激光元件4输出波长锁定后的激光L1。需要说明的是，输出波长光谱S3示出激光L1的输出光谱。
也如图1、2A、2B所示，在激光装置100中，针对6个半导体激光元件4使用共通的带通滤波器8和部分反射镜9，因此，针对6个半导体激光元件4进行图3A所示的波长锁定。由此，能够将6个半导体激光元件4的激光振荡波长统一锁定为相同波长。
进而，如图3A所示，激光装置100具有旋转机构15，该旋转机构15使带通滤波器8旋转，以使得各半导体激光元件4的激光振荡波长被锁定为期望波长。如图3B所示，旋转机构15具有载置带通滤波器8的旋转台15a、以及使旋转台15a绕与Z轴平行的轴旋转驱动的驱动机构15b。驱动机构15b被从外部输入的控制信号控制，使旋转台15a旋转期望角度。
当使带通滤波器8旋转时，带通滤波器8的光入射面的法线N与所入射的激光L2的角度(入射角)θ变化，因此，透射波长光谱S2也在波长轴上移动。需要说明的是，当增大入射角θ时，透射波长光谱S2向短波长侧移动，当减小入射角θ时，透射波长光谱S2向长波长侧移动。因此，通过入射角θ的调整，能够将各半导体激光元件4的激光振荡波长锁定为期望波长，并且，能够在各半导体激光元件4的可激光振荡波段中的共通波段内对锁定波长进行变更。需要说明的是，在不对锁定波长进行变更的情况下，也可以删除旋转机构15。该情况下，在激光装置100的组装时，以使透射波长光谱S2的峰值波长成为期望波长的方式调整带通滤波器8的角度并进行固定即可。
需要说明的是，有时由于带通滤波器8的光入射面而使激光L2的一部分作为激光L5进行反射而成为杂散光，因此，优选在激光装置100中设置对激光L5进行处理的处理部。处理部例如能够使用吸收激光L5并将其光能转换为热能进行处理的公知结构。
在该激光装置100中，能够适当地将各半导体激光元件4的激光振荡波长统一锁定控制成期望波长。另外，仅在从激光装置100中删除了带通滤波器8、部分反射镜9、旋转机构15的结构的激光装置中追加安装带通滤波器8、部分反射镜9、旋转机构15，就能够构成激光装置100，并且，几乎不会使追加安装前的激光装置中的激光的光路变化，因此，安装中的校准作业容易。另外，要追加的结构要素所占的体积比较小，因此，抑制了激光装置100的大型化。需要说明的是，对带通滤波器8的角度进行变更时，激光的光路稍微移位。透射过准直透镜16时，光路移位被转换为角度变化，但是，是几乎不会产生不良影响的程度。特别地，光纤12是多模光纤，芯径和数值孔径较大，因此，几乎不会由于光路变化而使耦合损失增加。进而，通过减薄带通滤波器8的厚度，能够减少光路的变化。
另外，如果利用电介质多层膜构成带通滤波器8，则能够通过蒸镀来制作，因此，能够通过统一制造来实现低成本化。另外，即使带通滤波器8的透射波段的峰值存在偏差，也能够通过带通滤波器8的角度调整来吸收峰值的偏差，因此，制造成品率提高。另外，通过带通滤波器8阻断从各半导体激光元件4输出的ASE(Amplified Spontaneous Emission)光，因此，能够防止输出非意图的波长的光。
需要说明的是，作为部分透射反射体，也可以代替部分反射镜9而使用光纤12的输出端，利用来自该输出端的返回光。例如，在未在光纤12的输出端设置反射防止涂层的情况下，在玻璃与空气的边界产生4％的菲涅尔反射。可以有效利用该反射光使光返还到各半导体激光元件4。也可以通过对光纤12实施电介质多层膜涂层，实现期望反射率，由此对返回光的强度进行调整。当利用光纤的输出端作为反射端时，不需要部分反射镜9，校准也容易。
需要说明的是，在激光装置100中，也可以进一步设置对来自各半导体激光元件4的激光进行偏振波合成的单元。例如，可以统一地对来自由多个半导体激光元件4构成的激光元件组的激光进行波长锁定，对偏振波正交且被波长锁定的来自激光元件组的激光进行偏振波合成。另外，也可以构成为，对偏振波正交的来自激光元件组的激光进行偏振波合成后，发挥波长锁定的功能。
(实施方式2)
接着，对实施方式2进行说明。实施方式2的激光装置也具有与实施方式1的激光装置100相同的壳体、载置台、6个子安装件、6个半导体激光元件、6个第1柱面透镜、6个第2柱面透镜、6个反射镜、带通滤波器、第3柱面透镜、第4柱面透镜、光纤、光纤载置台和旋转机构，但是，还具有追加的结构要素。下面，对实施方式2的激光装置与激光装置100的主要不同点进行说明。
图4A、4B是实施方式2的激光装置200的主要部的示意性结构图。图4A是在Z方向上观察激光装置200的图，图4B是从与Z方向垂直的方向观察激光装置200的图，为了进行说明，图示了沿着从半导体激光元件4输出的光路排列各结构要素。另外，为了简化附图，分别仅图示4个半导体激光元件4、第1柱面透镜5、第2柱面透镜6、反射镜7。
如图4A、4B所示，作为针对激光装置100的追加结构要素，激光装置200具有作为部分分支体的分光反射镜21、作为反射体的反射镜22和杂散光处理部23。
各半导体激光元件4输出根据后述原理进行波长锁定后的激光L1。通过各第1柱面透镜5、各第2柱面透镜6，各激光L1成为大致准直光。各反射镜7将各激光L1向Y方向反射。这里，如图4B所示，从某个半导体激光元件4输出的激光L1通过载置在相同载置面2a(参照图1)上的反射镜7进行反射，但是，不与载置在其他载置面2a上的反射镜7干涉而到达分光反射镜21。
波长锁定用的分光反射镜21、带通滤波器8、反射镜22中的分光反射镜21配置在各激光L1的光路上。分光反射镜21将各激光L1中的一部分向相对于行进方向呈角度的方向(在本实施方式2中为与行进方向垂直的-X方向)反射并进行分支，使其余部分透射。带通滤波器8、反射镜22相对于分光反射镜21按顺序配置在分光反射镜21反射各激光L1中的一部分的方向(在本实施方式2中为-X方向)上。杂散光处理部23隔着分光反射镜21配置在带通滤波器8的相反侧。第3柱面透镜10、第4柱面透镜11作为会聚透镜而使各激光L1与光纤12光学耦合。光纤12传播各激光L1。所传播的各激光L1被用于期望用途。
(实施方式2中的波长锁定的原理)
参照图5和图3A对实施方式2的激光装置200中的波长锁定的原理进行说明。在图5中，示出第3柱面透镜10和第4柱面透镜11作为会聚透镜24。
半导体激光元件4输出由输出波长光谱S1(参照图3A)所示的激光L2。从半导体激光元件4输出的激光L2通过准直透镜14进行准直，输入到分光反射镜21。分光反射镜21将激光L2中的一部分作为激光L6朝向带通滤波器8反射并进行分支，使其余部分透射。带通滤波器8具有在波长轴上与输出波长光谱S1重叠的透射波长光谱S2。因此，带通滤波器8仅选择性地透射激光L6的一部分、即与透射波长光谱S2重叠的激光L7。反射镜22被输入所透射的激光L7，将其作为激光L8朝向带通滤波器8反射。反射后的激光L8再次选择性地透射过带通滤波器8而到达分光反射镜21。分光反射镜21将激光L2中的一部分作为激光L9朝向准直透镜14反射并进行分支，将其余部分作为激光L10进行透射。激光L9通过准直透镜14进行会聚，返还到输出了该激光的半导体激光元件4。这样，带通滤波器8和反射镜22作为具有波长选择性的外部谐振端发挥功能，半导体激光元件4的激光振荡波长被锁定为带通滤波器8的透射波段内的波长。半导体激光元件4输出波长锁定后的激光L1。
如图4A、4B所示，在激光装置200中，针对6个半导体激光元件4使用共通的带通滤波器8和反射镜22，因此，能够将6个半导体激光元件4的激光振荡波长统一锁定为相同波长。
进而，如图5所示，激光装置200也具有使带通滤波器8旋转的旋转机构15。由此，能够将各半导体激光元件4的激光振荡波长锁定为期望波长，并且，能够在各半导体激光元件4的可激光振荡波段中的共通波段内对锁定波长进行变更。需要说明的是，在不对锁定波长进行变更的情况下，也可以删除旋转机构15。
需要说明的是，杂散光处理部23以使透射过分光反射镜21的激光L10不成为杂散光的方式进行处理。
在该激光装置200中，能够适当地将各半导体激光元件4的激光振荡波长统一锁定控制成期望波长。另外，仅在从激光装置200中删除了分光反射镜21、带通滤波器8、反射镜22、旋转机构15的结构的激光装置中追加安装分光反射镜21、带通滤波器8、反射镜22、旋转机构15，就能够构成激光装置200，并且，几乎不会使追加安装前的激光装置中的激光的光路变化，因此，安装中的校准作业容易。另外，要追加的结构要素所占的体积比较小，因此，抑制了激光装置200的大型化。特别是在激光装置200中，通过分光反射镜21将激光L1的一部分引出到其光路的外部，利用带通滤波器8和反射镜22进行波长锁定。因此，配置在激光L1的光路上的结构要素仅为分光反射镜21即可，因此，即使准直透镜14与会聚透镜24的距离较小，也容易进行追加安装。另外，在激光装置200中，能够使可能成为杂散光的激光L10的输出方向成为与激光L1的光路垂直的方向，因此，能够增大配置杂散光处理部23的空间，因此，容易进行杂散光处理。
需要说明的是，在实施方式2中，将带通滤波器8和反射镜22相对于分光反射镜21配置在-X方向上，但是，也可以配置在+X方向上。另外，如图6A、6B所示的实施方式2的变形例的激光装置200A那样，也可以将带通滤波器8和反射镜22相对于分光反射镜21配置在-Z方向上，还可以配置在+Z方向上。
需要说明的是，在实施方式1和2的激光装置100和200中，也可以在内部设置偏振波合成单元。可以统一对各偏振波的激光进行波长锁定后进行偏振波合成，也可以构成为进行偏振波合成后发挥波长锁定的功能。
(实施方式3)
图7是实施方式3的激光装置的示意性结构图。激光装置300具有4个激光模块31、透镜32、作为波长合波单元的透射型的衍射光栅33、透镜34、作为多模光纤的光纤35。
各激光模块31具有半导体激光元件4、第1柱面透镜5、第2柱面透镜6、带通滤波器8、部分反射镜9和旋转机构15。由此，在各激光模块31中，带通滤波器8选择性地使从各半导体激光元件4输出的各激光的一部分透射，各部分反射镜9反射所透射的各激光的一部分，各带通滤波器8使所反射的各激光的一部分透射，使其返还到各半导体激光元件4，由此，各半导体激光元件4的激光振荡波长分别被锁定为各带通滤波器8的透射波段内的波长。即，在各激光模块31中，通过与实施方式1相同的原理实现波长锁定。
但是，在激光装置300中，各半导体激光元件4输出波长相互不同的激光。各带通滤波器8选择性透射的波段也与对应的半导体激光元件4输出的激光的波长对应。由此，各激光模块31输出波长相互不同的λ1、λ2、λ3、λ4(λ1＞λ2＞λ3＞λ4)的激光L31、L32、L33、L34。这里，如图7所示，设激光模块31排列的方向为X轴。各激光L31、L32、L33、L34在与X轴垂直的方向上行进，但是，设各个光路的X坐标为X1、X2、X3、X4。X1、X2＞0，X3、X4＜0。
透镜32以焦距为f、光轴与X轴垂直、并且X坐标成为零的方式配置在各部分反射镜9的后级。透镜32将各激光L31、L32、L33、L34会聚到衍射光栅33。衍射光栅33配置在各部分反射镜9的后级且配置在透镜32的后级，对各激光L31、L32、L33、L34进行衍射。
这里，设会聚到衍射光栅33的波长λ1的激光L31与透镜32的光轴所成的角度为β1时，β1＝atan(X1/f)。同样，设波长λn(n＝2、3、4)的激光与透镜32的光轴所成的角度为βn时，βn＝atan(Xn/f)。而且，设透镜32的光轴与衍射光栅33的主面的法线所成的角度为α0、衍射光栅33的节距为Λ、来自衍射光栅33的衍射角为γ、衍射的次数为1，对各激光模块31的激光振荡波长和各激光L31、L32、L33、L34的光路的位置进行调整，以使得下式成立，
sin(α0+βn)-sinγ
＝sin(α0+atan(Xn/f))-sinγ＝λx/Λ
由此，各激光L31、L32、L33、L34的一次衍射光的衍射角均为γ。因此，激光L31、L32、L33、L34通过衍射光栅33进行波长合波。透镜34使合波后的激光L35与光纤35光学耦合。
在该激光装置300中，在各激光模块31中，各半导体激光元件4的激光振荡波长被准确地锁定为期望波长。具体而言，各激光L31、L32、L33、L34的波长λ1、λ2、λ3、λ4精密地(例如在0.2nm的范围内)被控制成该波长。其结果，防止各激光L31、L32、L33、L34的波长偏移、通过衍射光栅33如激光L36那样进行衍射而不与光纤35耦合。即，在该激光装置300中，能够适当地对被控制成不同激光振荡波长的来自各半导体激光元件4的各激光L31、L32、L33、L34进行波长合波。
另外，该激光装置300防止由于串扰而使与本来应该返还的波长不同的波长的激光返还到各半导体激光元件4、并以非意图的波长进行锁定。需要说明的是，在成为非意图的锁定波长的情况下，该激光未通过衍射光栅33进行合波，因此成为问题。需要说明的是，在专利文献1中，为了抑制这种由于串扰而成为非意图的锁定波长的情况，设置具有光圈的锁定臂，但是，该情况下，当仅使期望波长的激光透射过光圈时，锁定臂较长，光学系统大型化，因此，不适合于小型化。
(实施方式4)
图8是实施方式4的激光装置的示意性结构图。激光装置400具有4个激光模块31、4个透镜41、作为波长合波单元的波长合波器42、透镜43、作为多模光纤的光纤44。
各激光模块31以与实施方式1相同的原理实现波长锁定，输出波长相互不同的λ1、λ2、λ3、λ4的激光L31、L32、L33、L34。各透镜41对各激光L31、L32、L33、L34进行大致准直。
波长合波器42具有短波长通过滤波器42a、42b、42c。短波长通过滤波器42a、42b、42c是以低损失透射比规定波长短的短波长的光、且以低损失反射长波长的光的滤波器。短波长通过滤波器42a、42b、42c作为波长合波滤波器依次对各激光L31、L32、L33、L34进行合波。具体而言，短波长通过滤波器42a使激光L31透射并反射激光L32，由此对激光L31和L32进行合波。光谱S31、S32分别示出激光L31、L32的光谱。接着，短波长通过滤波器42b使激光L31、L32透射并反射激光L33，由此对激光L31、L32、L33进行合波。光谱S33示出激光L33的光谱。短波长通过滤波器42c使激光L31、L32、L33透射并反射激光L34，由此对激光L31、L32、L33、L34进行合波。光谱S34示出激光L34的光谱。
这样，通过波长合波器42进行合波，生成激光L41。透镜43对激光L41进行会聚并使其与光纤44光学耦合。
在该激光装置400中，在各激光模块31中，各半导体激光元件4的激光振荡波长被准确地锁定为期望波长。具体而言，各激光L31、L32、L33、L34的波长λ1、λ2、λ3、λ4精密地(例如在0.2nm的范围内)被控制成该波长。其结果，防止各激光L31、L32、L33、L34的波长偏移、导致通过短波长通过滤波器42a、42b、42c中的任意一方而受到过度损失。进而，能够通过旋转机构15对各激光L31、L32、L33、L34的波长进行变更，因此，能够使各激光L31、L32、L33、L34的波长间隔更窄或更宽。另外，在该激光装置400中，能够适当地对被控制成不同激光振荡波长的各激光L31、L32、L33、L34进行波长合波。
需要说明的是，在激光装置400中，为了对4个激光L31、L32、L33、L34进行合波，波长合波器42具有3个波长合成滤波器(短波长通过滤波器42a、42b、42c)，但是，为了对2个激光进行合波，波长合波器具有一个波长合成滤波器即可。即，为了对多个激光进行合波，波长合波器需要具有至少一个波长合波滤波器。另外，作为波长合波滤波器，也可以代替短波长通过滤波器而使用长波长通过滤波器或带通滤波器。需要说明的是，在实施方式3、4的激光装置300、400中，也可以代替激光模块31而使用如下激光模块：其构成为具有半导体激光元件4、第1柱面透镜5、第2柱面透镜6、分光反射镜21、带通滤波器8、反射镜22和旋转机构15，以与实施方式2相同的原理实现波长锁定。由此，在各激光模块中，各分光反射镜21对从各半导体激光元件4输出的各激光的一部分进行分支，各带通滤波器8选择性地使所分支后的各激光的一部分透射，各反射镜22将所透射的各激光的一部分朝向各带通滤波器8反射，各带通滤波器8选择性地使所反射的各激光的一部分透射，各分光反射镜21反射所透射的各激光的一部分，使其返回到输出了各激光的各半导体激光元件4，由此，各半导体激光元件4的激光振荡波长分别被锁定为各带通滤波器8的透射波段内的波长。即，在各激光模块中，以与实施方式2相同的原理实现波长锁定。
(实施方式5、6)
图9A、9B是实施方式5、6的激光装置的示意性结构图。图9A示出实施方式5的激光装置500，图9B示出实施方式6的激光装置600。
首先，对激光装置500进行说明。激光装置500具有多个(在本实施方式中为3个以上)激光模块31、作为波长合波单元的波长合波器51、光分支器52、具有功率监视器的控制器53。
各激光模块31输出波长相互不同的激光L1。例如与实施方式4的波长合波器42同样，波长合波器51由多个短波长通过滤波器构成，对各激光L1进行合波并作为激光L51而输出。光分支器52例如由分光反射镜构成，将激光L51的一部分作为激光L52进行反射并分支，将其余部分作为激光L53进行透射。需要说明的是，波长合波器51例如可以利用衍射光栅。
控制器53具有光电元件、A/D转换器、微型计算机。光电元件例如是光电二极管，接收激光L52并将与其功率对应的电流信号输出到A/D转换器。A/D转换器将作为模拟信号的电流信号转换为数字信号并输出到微型计算机。微型计算机使用所输入的数字信号以及内部存储的程序和数据进行规定的运算处理，将所生成的控制信号输出到各激光模块31的旋转机构15。各旋转机构15根据控制信号进行旋转，与此相伴，各带通滤波器8也进行旋转。各半导体激光元件4的激光振荡波长成为与各带通滤波器8的透射波段对应的波长。
在激光装置500中，控制器53以使要接收的激光L52的功率成为最大的方式对各旋转机构15输出控制信号。由此，在激光装置500中，对各半导体激光元件4的激光振荡波长进行反馈控制，以使得所输出的激光L53的功率成为最大。
接着，对激光装置600进行说明。激光装置600具有多个(在本实施方式中为3个以上)激光模块31、作为波长合波单元的波长合波器61、光分支器62、具有光谱监视器的控制器63。
各激光模块31输出波长相互不同的激光L1。例如与波长合波器42同样，波长合波器61由多个短波长通过滤波器构成，对各激光L1进行合波并作为激光L61而输出。光分支器62例如由分光反射镜构成，将激光L61的一部分作为激光L62进行反射并分支，将其余部分作为激光L63进行透射。需要说明的是，波长合波器51例如可以利用衍射光栅。
控制器63具有光谱监视器和微型计算机。光谱监视器构成为接收激光L62并取得其光谱波形的信息。该光谱波形包含各激光L1的波长的信息。光谱监视器将包含光谱波形的信息的数据信号输出到微型计算机。微型计算机使用所输入的数据信号以及内部存储的程序和数据进行规定的运算处理，将所生成的控制信号输出到各激光模块31的旋转机构15。各旋转机构15根据控制信号进行旋转，与此相伴，各带通滤波器8也进行旋转。各半导体激光元件4的激光振荡波长成为与各带通滤波器8的透射波段对应的波长。
在激光装置600中，控制器63以使各激光L1的波长成为期望的激光振荡波长的方式对各旋转机构15输出控制信号。由此，在激光装置600中，对各半导体激光元件4的激光振荡波长进行反馈控制，以使得成为期望波长。
需要说明的是，在上述实施方式3～6中，各激光模块31构成为以与实施方式1相同的原理实现波长锁定，但是，也可以构成为以与实施方式2相同的原理实现波长锁定。该情况下，各激光模块构成为不具有部分反射镜，而具有分光反射镜、带通滤波器、反射镜。
(实施方式7)
图10是实施方式7的激光装置的示意性结构图。实施方式7的激光装置700具有作为光源模块的4个激光模块710、4个光纤720、波长合成模块730。
各激光模块710具有与半导体激光元件4相同结构的4个半导体激光元件711a和4个半导体激光元件711b、8个准直透镜712、8个反射镜713、反射镜714、偏振波合成器715、会聚透镜716。
首先，着眼于激光模块710进行说明。4个半导体激光元件711a分别输出彼此相同波长、相同方向的直线偏振波的激光L71a。4个半导体激光元件711b分别输出彼此相同波长、相同方向的直线偏振波的激光L71b。各准直透镜712对各激光L71a、各激光L71b进行大致准直。各反射镜713将各激光L71a、各激光L71b向相同方向反射。这里，与实施方式1的情况同样，各半导体激光元件711a配置成高度相互不同，各半导体激光元件711b配置成高度相互不同，因此，反射后的各激光L71a、各激光L71b不会与反射后的反射镜713以外的反射镜713发生干涉。
各激光L71a被输入到偏振波合成器715。各激光L71b在反射镜714反射并被输入到偏振波合成器715。偏振波合成器715对各激光L71a、各激光L71b进行偏振波合成并作为激光L72进行输出。会聚透镜716使激光L72与光纤720光学耦合并从激光模块710进行输出。
这里，从各激光模块710输出的激光的波长相互不同，因此，为了进行区分，设为激光L72、L73、L74、L75。各光纤720将各激光L72、L73、L74、L75传送到波长合成模块730。
波长合成模块730具有壳体731、光纤配置部732、会聚透镜733、作为波长合波单元的透射型的衍射光栅734、部分反射镜735、校准反射镜736、会聚透镜737、输出部738、遮光盖739、输出光纤740、光吸收层741。
壳体731收容波长合成模块730的结构要素。另外，在波长合成模块730中被导入各光纤720中的各激光L72、L73、L74、L75的输出侧的前端。光纤配置部732将被导入的各光纤720以相互平行的方式呈阵列状排列。
会聚透镜733配置在各激光模块710与衍射光栅734之间，将从各光纤720输出的各激光L72、L73、L74、L75会聚到衍射光栅734。
这里，与实施方式3的情况同样，对会聚透镜733的光轴与衍射光栅734的主面的法线所成的角度、衍射光栅734的节距以及各激光L72、L73、L74、L75的波长(激光振荡波长)和光路的位置关系进行调整，使各激光L72、L73、L74、L75的一次衍射光的衍射角一致。因此，激光L72、L73、L74、L75通过衍射光栅734进行合波而成为激光L76。
部分反射镜735配置成使激光L76进行垂直反射，将激光L76的一部分向衍射光栅734反射。由于光的相反性，反射后的激光通过衍射光栅734分别分光成激光L72、L73、L74、L75的波长成分，返还到所输出的激光模块710的半导体激光元件711a和711b。例如，被分光成激光L72的波长成分的反射后的激光返还到输出了该激光的半导体激光元件711a和711b。由此，部分反射镜735通过与半导体激光元件711a和711b的高反射率膜的组合而作为外部谐振端发挥功能。其结果，半导体激光元件711a和711b的激光振荡波长被锁定为进行反射并返还的激光的波长。由此，激光L72、L73、L74、L75的波长也被锁定，波长稳定。
校准反射镜736将从部分反射镜735输出的激光L76向会聚透镜737侧反射。会聚透镜737经由输出部738对激光L76进行会聚，使其与输出光纤740光学耦合。输出光纤740是多模光纤，输出合波后的高功率的激光L76。
需要说明的是，遮光盖739是为了防止杂散光等多余的光被输出到外部而设置的。另外，光吸收层741设置在壳体731的内表面，是被实施了光吸收性的表面处理的层或镀层。光吸收层741吸收杂散光等多余的光，由此防止非意图场所的发热。
在该激光装置700中，单独具有波长锁定用的部分反射镜735和用于对激光L76的朝向输出光纤74的光路进行校准的校准反射镜736，因此，能够适当地实现波长锁定，并且容易地实施光路的校准，组装容易。
(实施方式8)
接着，对实施方式8的激光装置进行说明。实施方式8的激光装置与实施方式7的激光装置的不同之处仅在于波长合成模块的结构，因此，下面对波长合成模块的结构进行说明。
图11是实施方式8的激光装置的波长合成模块的示意性结构图。该波长合成模块830具有如下结构：在实施方式7的激光装置700的波长合成模块730的结构中，删除了会聚透镜737，追加了准直透镜831、作为第1反射体的反射镜832、增益介质833、作为第2反射体的反射镜834、会聚透镜835。下面主要对追加的结构进行说明。需要说明的是，在本实施方式8的结构中，追加了准直透镜831，但不是必须要素，因此，可以设为不追加的结构。
准直透镜831配置在衍射光栅734的后级。反射镜832配置在准直透镜831的后级。反射镜834配置在反射镜832的后级。增益介质833配置在反射镜832与反射镜834之间。会聚透镜835配置在反射镜834的后级。
准直透镜831将由校准反射镜736反射后的激光L76作为大致准直光输出到反射镜832。反射镜832使激光L76透射。
增益介质833具有通过激光L76进行光激励而发光的特性。而且，反射镜832和反射镜834反射增益介质833发出的光，相对于增益介质833发出的光而构成光谐振器。其结果，增益介质833发出的光进行激光振荡，由此生成的激光L81从反射镜834输出到会聚透镜835侧。
接着，会聚透镜835经由输出部738对激光L81进行会聚，使其与输出光纤740光学耦合。输出光纤740输出激光L81。
这里，例示用于使激光L81进行激光振荡的激光L76、反射镜832、增益介质833、反射镜834的特性。激光L76是对激光L72、L73、L74、L75进行合波而得到的激光，但是，激光L72、L73、L74、L75的波长例如在940nm附近即900nm～980nm的范围内。该情况下，反射镜832设为透射900nm～980nm的波长范围的光的特性。另外，增益介质833例如是由陶瓷形成的Yb：YAG棒。该情况下，增益介质833通过激光L76进行光激励，在包含波长1030nm的波段进行发光。
此外，在上述情况下，反射镜832设为以95％以上的反射率对1030nm的波长的光进行反射的特性。另外，反射镜834设为以10％左右的反射率反射1030nm的波长的光，透射900nm～980nm的波长范围的光。由此，激光L81在1030nm的波长进行激光振荡。需要说明的是，反射镜834也可以具有以10％左右的反射率反射1030nm的波长的光和900nm～980nm的波长范围的光并使其余部分透射的没有波长依赖性的反射率。
在实施方式8的激光装置中，能够通过由合波后的高功率的激光L76进行光激励的增益介质833和反射镜832、834所构成的光谐振器，输出高功率的激光L81。
需要说明的是，在上述实施方式7、8中，激光模块710的数量为4个，但是，激光模块710的数量为多个即可，没有特别限定。
(光纤配置部的结构例)
接着，对实施方式7、8的激光装置中能够使用的光纤配置部的结构例进行说明。图12是光纤配置部的示意性结构图。光纤配置部732具有基部732a和按压部732b。需要说明的是，在图12中，示出激光模块710的数量为6个、与其对应地光纤720也为6根的情况。
基部732a具有空冷或水冷等冷却构造。按压部732b配设在基部732a的上表面。在按压部732b的底面呈阵列状形成有多个V槽732ba。各光纤720在激光的输出侧去除包覆层720a而使玻璃部720b露出。各光纤720在露出的玻璃部720b被按压部732b的各V槽732ba和基部732a的上表面夹持，按压部732b和基部732a通过粘接剂粘接从而进行固定。
另外，在按压部732b的前表面732bb形成有高反射率膜，并且，如后所述向规定方向倾斜。
各光纤720通过去除包覆层720a而使玻璃部720b露出，由此包层模的激光泄漏，使光纤配置部732加热。但是，基部732a具有冷却构造，因此，防止光纤配置部732的过度的温度上升。
另外，如实施方式7说明的那样，通过部分反射镜735，激光的一部分作为返回光返还到激光模块710。此时，有时返回光不与光纤720耦合而到达位于光纤720周围的光纤配置部732的前表面732bb。但是，通过在前表面732bb形成高反射率膜并且倾斜，使这种返回光向与各光纤720的延伸方向垂直的方向反射。由此，防止返回光成为杂散光而对激光装置的动作造成不良影响。
需要说明的是，在光纤配置部732中，也可以在按压部732b的前表面732bb，代替高反射率膜而设置光遮蔽膜来防止返回光成为杂散光。该情况下，光遮蔽膜例如可以由光吸收性的膜构成。另外，在设置光遮蔽膜的情况下，前表面732bb可以不倾斜。
图13是光纤配置部的另一例的示意性结构图。该光纤配置部732A构成为能够使光纤720呈二维阵列状排列。光纤配置部732A能够使用多芯毛细管或MT套管的成形品构成。另外，在光纤配置部732A中，也可以设置冷却构造，或者设置将返回光向与各光纤720的延伸方向垂直的方向反射的面或遮蔽光的面。
(输出部的结构例)
接着，对实施方式7、8的激光装置中能够使用的输出部的结构例进行说明。图14是输出部的示意性结构图。输出部738具有端盖738a、玻璃毛细管738b、光吸收体738c、壳体738d、多个粘接层738e。下面，对用于实施方式7的激光装置700的情况进行说明。
端盖738a是由石英玻璃构成的圆柱状构件，在壳体738d的一端通过粘接层738e固定在内孔中。在端盖738a的供激光L76输入的端面738aa形成有反射防止膜。在端盖738a的与端面738aa相反的一侧的端面溶敷连接有输出光纤740的去除包覆层而使玻璃部740a露出的一侧的一端。
玻璃毛细管738b是由石英玻璃构成的圆筒状构件，在壳体738d的另一端通过粘接层738e固定在圆筒状的光吸收体738c的内孔中。输出光纤740的玻璃部740a通过粘接层738e固定在玻璃毛细管738b的内孔中。光吸收体738c例如由金属构成，通过粘接层738e固定在壳体738d的内孔中。
由会聚透镜737会聚后的激光L76经由端盖738a而与输出光纤740耦合。这里，端盖738a的直径大于输出光纤740的芯径。其结果，在对端盖738a输入激光L76的情况下，其端面738aa中的光的功率密度较小，防止由于反射防止膜的过度的温度上升或热而引起的损伤。
与输出光纤740耦合的激光L76的大部分在芯部中传播，但是，一部分作为包层模而在包层部中传播。包层模的光到达位于玻璃部740a与玻璃毛细管738b之间的折射率高于空气的粘接层738e后，在这里泄漏到包层部的外部，成为泄漏光。泄漏光通过玻璃毛细管738b到达光吸收体738c，在这里被转换为热。由此，防止泄漏光到达输出光纤740的包覆层而烧损包覆层。这种将包层模的光设为泄漏光的构造也被称为包层模消除器构造。
另外，壳体738d具有空冷或水冷等冷却构造，防止光吸收体738c的过度的温度上升。
(实施方式9)
图15是实施方式9的激光装置的示意性结构图。实施方式9的激光装置900具有由多个(在本实施方式中为2个)激光模块910构成的激光模块组920、会聚透镜930、作为波长合波单元发挥功能的波长分散元件即透射型的衍射光栅940、输出部950。
各激光模块910具有收容在壳体中的多个(在本实施方式中为4个)半导体激光元件911a、911b、偏振波合成元件912、部分返还元件913、空间合成元件914。
半导体激光元件911a、911b输出相同波长的激光L91a、L91b。偏振波合成元件912对从各半导体激光元件911a输出的4个直线偏振波的激光和从各半导体激光元件911b输出的4个直线偏振波的激光进行偏振波合成，将偏振波合成后的激光L92输出到部分返还元件913。例如，偏振波合成元件912具有波长板，使从各半导体激光元件911b输出的激光L91b穿过波长板而成为与激光L91a正交的偏振波，由此能够进行偏振波合成。
部分返还元件913由部分反射镜构成，使所输入的激光L92a、L92b的一部分返还到输出了这些激光的半导体激光元件911a、911b，将其余部分输出到空间合成元件914。由此，激光L91a、L91b的波长被锁定，波长稳定。空间合成元件914在空间上对所输入的激光L92a、L92b进行合成，作为空间合成后的激光L93而输出。
各激光模块910输出的空间合成后的激光L93、L94的波长相互不同。会聚透镜930将激光L93、L94会聚到衍射光栅940。
这里，与实施方式3的情况同样，对会聚透镜930的光轴与衍射光栅940的主面的法线所成的角度、衍射光栅940的节距以及各激光L93、L94的波长和光路的位置关系进行调整，使各激光L93、L94的一次衍射光的衍射角一致。因此，激光L93、L94通过衍射光栅940进行合波而成为激光L95。激光L95经由输出部950从激光装置900输出。输出部950例如是多模光纤。可以在输出部950中设置调芯用工作台，以使得结合激光L95的光路对输出部950进行调芯。另外，输出部950成为高温，因此，可以设置冷却机构。
需要说明的是，在本实施方式9中，部分返还元件913位于激光模块910的壳体内，但是，也可以位于壳体外。另外，在本实施方式9中，部分返还元件913位于偏振波合成元件912的后级，但是，也可以位于前级。
(实施方式10)
图16A、16B是实施方式10的激光装置的示意性结构图。实施方式10的激光装置1000具有多个激光模块1010、1020、1030、第1柱面透镜1040、作为波长合波单元发挥功能的波长分散元件即衍射光栅1050、部分返还元件1060、第2柱面透镜1070、输出部1080。需要说明的是，图16A是从与基于衍射光栅1050的光的分散方向垂直的方向观察激光装置1000的图，图16B是从与分散方向平行的方向观察激光装置1000的图。需要说明的是，实际上，在衍射光栅1050中，光路弯曲。因此，在从与分散方向垂直的方向观察的情况下，从第1柱面透镜1040到第2柱面透镜1070的各元件在衍射光栅1050的前后以具有角度的方式配置，但是，在图16A中，为了简化说明，示出直列配置各元件。
另外，在本实施方式10中，各激光模块1010在分散方向上位于大致相同位置，在图16A中排列在纸面进深方向上，但是，为了进行说明，排列在与纸面平行的方向上进行图示。同样，各激光模块1020、1030也在分散方向上位于大致相同位置，但是，为了进行说明，排列在与纸面平行的方向上进行图示。但是，各激光模块1010、1020、1030在分散方向上位于相互不同的位置。
各激光模块1010例如具有与实施方式9的激光装置900的激光模块910相同的结构，输出波长相互大致相同的激光L101。各激光模块1020例如也具有与实施方式9的激光装置900的激光模块910相同的结构，输出波长相互大致相同的激光L102。各激光模块1030例如也具有与实施方式9的激光装置900的激光模块910相同的结构，输出波长相互大致相同的激光L103。但是，激光L101、L102、L103的波长相互不同。例如，激光L101的波长最短，激光L103的波长最长。
各激光L101、L102、L103通过光纤传送并输入到第1柱面透镜1040。此时，各激光L101、L102、L103的光路相互平行，并且与第1柱面透镜1040的光轴平行。
第1柱面透镜1040在分散方向上对各激光L101、L102、L103进行会聚，使其输入到衍射光栅1050。
这里，与实施方式3的情况同样，对第1柱面透镜1040的光轴与衍射光栅1050的主面的法线所成的角度、衍射光栅1050的节距以及各激光L101、L102、L103的波长和光路的位置关系进行调整，使各激光L101、L102、L103的一次衍射光的衍射角一致。因此，各激光L101、L102、L103通过衍射光栅1050进行衍射，以使得光路在分散方向上一致。
部分返还元件1060由部分反射镜构成，使所输入的各激光L101、L102、L103的一部分返还到各激光模块1010、1020、1030内的输出了这些激光的半导体激光元件，将其余部分输出到第2柱面透镜1070。由此，激光L101、L102、L103的波长被锁定，波长稳定。
第2柱面透镜1070在与分散方向垂直的方向上对各激光L101、L102、L103进行会聚。由此，各激光L101、L102、L103被合波而成为激光L104。激光L104经由输出部1080从激光装置1000输出。
但是，如实施方式3、7、8、9、10那样，在具有衍射光栅的结构时，在光相对于衍射光栅的入射角和衍射角不同的情况下，衍射后的光的光束的椭圆率从1偏移。特别是在衍射光栅为反射型的情况下，入射角和衍射角不同，因此成为问题。因此，通过使用由变形棱镜或柱面透镜构成的变形光学系统，能够使椭圆率成为1。图17是设置变形光学系统的结构的示意图。光纤1101、1102、1103将从激光模块输出的波长相互不同的激光L111、L112、L113输出到会聚透镜1110。会聚透镜1110将激光L111、L112、L113会聚到衍射光栅1120。衍射光栅1120以相同衍射角输出激光L111、L112、L113，由此对它们进行合波。需要说明的是，会聚透镜1110与光纤1101、1102、1103的前端之间的距离、以及会聚透镜1110与衍射光栅1120相对于光纤1101、1102、1103的衍射面的入射点之间的距离均成为会聚透镜1110的焦距f。
这里，在基于衍射光栅1120的光的分散方向上，设基于衍射光栅1120的衍射之前的激光L112的光束B1的光束半径为ω1。另外，设衍射之后的激光L112的光束B2的光束半径为ω2。另外，设衍射光栅1120的衍射面的法线为N。另外，设激光L112相对于衍射光栅1120的入射角为α，衍射角为β。于是，通过衍射光栅1050，激光L112的光束的转换率m用以下式子表示。
m＝ω2/ω1＝cosβ/cosα
但是，如图17所示，通过在激光L112的光路上设置变形光学系统1130，能够将从变形光学系统1130输出的光束B3的分散方向上的光束径转换为ω1，因此，能够使椭圆率返回1。
需要说明的是，在上述实施方式中，波长选择单元是带通滤波器，但是，作为波长选择单元，也可以使用组合长波长通过滤波器和短波长通过滤波器而构成的单元。
需要说明的是，在上述实施方式中，作为衍射光栅，利用透射型或利用反射型，但是，不限于某一种。
另外，本发明不由上述实施方式进行限定。适当组合上述各结构要素而构成的部分也包含在本发明中。另外，本领域技术人员能够容易地导出更多的效果和变形例。由此，本发明的更广泛的方式不限于上述实施方式，能够进行各种变更。
工业实用性
如上所述，本发明的激光装置例如适合应用于加工用激光器的领域。
符号说明
1、731、738d 壳体
2 载置台
2a 载置面
3 子安装件
4、711a、711b、911a、911b 半导体激光元件
5、1040 第1柱面透镜
6、1070 第2柱面透镜
7、22、713、714、832、834 反射镜
8 带通滤波器
9、735 部分反射镜
10 第3柱面透镜
11 第4柱面透镜
12、35、45、720、1101、1102、1103 光纤
13 光纤载置台
14、16、712、831 准直透镜
15 旋转机构
15a 旋转台
15b 驱动机构
21 分光反射镜
23 杂散光处理部
24、716、1110 会聚透镜
31、710、910、1010、1020、1030 激光模块
32、41 透镜
33、734、940、1050、1120 衍射光栅
34 透镜
42、51、61 波长合波器
42a、42b、42c 短波长通过滤波器
43、44 柱面透镜
52、62 光分支器
53、63 控制器
733、737、835、930 会聚透镜
100、200、200A、300、400、500、600、700、900、1000 激光装置
712 准直透镜
715 偏振波合成器
720a 包覆层
720b、740a 玻璃部
730、830 波长合成模块
732、732A 光纤配置部
732a 基部
732b 按压部
732ba V槽
732bb 前表面
736 校准反射镜
738、950、1080 输出部
738a 端盖
738aa 端面
738b 玻璃毛细管
738c 光吸收体
738e 粘接层
739 遮光盖
740 输出光纤
741 光吸收层
833 增益介质
912 偏振波合成元件
913、1060 部分返还元件
914 空间合成元件
920 激光模块组
1130 变形光学系统。

Claims (17)

1.一种激光装置，其特征在于，
所述激光装置具有：
多个光源元件，它们分别输出激光；
部分分支体，其配置成被输入各所述激光，且将所输入的所述激光中的一部分朝向相对于各所述激光的行进方向呈角度的方向反射并进行分支，使其余部分透射；
波长选择单元，其配置在所述反射并进行分支后的各所述激光的其余部分的光路上，选择性地使规定波段的光透射；以及
反射体，其配置成被输入透射过所述波长选择单元的光，将所输入的所述光朝向所述波长选择单元反射，
所述部分分支体对从各所述光源元件输出的各激光的一部分进行分支，所述波长选择单元选择性地使分支后的各所述激光的一部分透射，所述反射体将所透射的各所述激光的一部分朝向所述波长选择单元反射，所述波长选择单元选择性地使所反射的各所述激光的一部分透射，所述部分分支体反射所透射的各所述激光的一部分，使其返回到输出了各激光的各所述光源元件，由此，各所述光源元件以所述波长选择单元的透射波段内的波长优先进行振荡。
2.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于，
所述激光装置还具有旋转机构，该旋转机构使所述波长选择单元旋转，以使得各所述光源元件以期望波长优先进行振荡。
3.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于，
各所述光源元件是多模激光器。
4.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于，
各所述光源元件是半导体激光元件。
5.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于，
所述波长选择单元由带通滤波器构成。
6.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于，
所述波长选择单元通过组合长波长通过滤波器和短波长通过滤波器来构成。
7.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于，
所述激光装置还具有对各所述激光进行准直的准直透镜。
8.根据权利要求7所述的激光装置，其特征在于，
所述激光装置还具有光纤以及使各所述激光与所述光纤光学耦合的会聚透镜。
9.根据权利要求8所述的激光装置，其特征在于，
所述光纤是多模光纤。
10.一种激光装置，其特征在于，
所述激光装置具有：
多个光源元件，它们分别输出波长相互不同的激光；
多个部分分支体，它们分别配置成被输入各所述激光，且将所输入的各所述激光中的一部分朝向相对于各所述激光的行进方向呈角度的方向反射并进行分支，使其余部分透射；
多个波长选择单元，它们分别配置在各所述反射并进行分支后的各所述激光的其余部分的光路上，分别选择性地使规定波段的光透射；
多个反射体，它们分别配置成被输入透射过各所述波长选择单元的各光，将所输入的各所述光朝向各所述波长选择单元反射；以及
波长合波单元，其配置在各所述部分分支体的后级，对各所述激光进行合波，
各所述部分分支体对从各所述光源元件输出的各激光的一部分进行分支，各所述波长选择单元选择性地使各分支后的各所述激光的一部分透射，各所述反射体将各透射的各所述激光的一部分朝向各所述波长选择单元反射，各所述波长选择单元选择性地使各反射的各所述激光的一部分透射，各所述部分分支体反射各透射的各所述激光的一部分，使其返回到输出了各激光的各所述光源元件，由此，各所述光源元件以各所述波长选择单元的透射波段内的波长分别优先进行振荡。
11.根据权利要求10所述的激光装置，其特征在于，
所述激光装置还具有多个旋转机构，该多个旋转机构使各所述波长选择单元分别旋转，以使得各所述光源元件的激光器以期望波长优先进行振荡。
12.根据权利要求10所述的激光装置，其特征在于，
各所述光源元件是多模激光器。
13.根据权利要求10所述的激光装置，其特征在于，
所述激光装置还具有光纤以及使由所述波长合波单元合波后的各所述激光与所述光纤光学耦合的透镜。
14.根据权利要求13所述的激光装置，其特征在于，
所述光纤是多模光纤。
15.根据权利要求10所述的激光装置，其特征在于，
所述波长合波单元具有衍射光栅。
16.根据权利要求10所述的激光装置，其特征在于，
所述波长合波单元具有至少一个波长合波滤波器。
17.一种激光装置，其特征在于，
所述激光装置具有：
多个光源模块，它们分别输出波长相互不同的激光；
波长合波单元，其对各所述激光进行合波；
透镜，其配置在多个光源模块与所述波长合波单元之间，将各所述激光会聚到所述波长合波单元；
第1反射体，其配置在所述波长合波单元的后级；
第2反射体，其配置在所述第1反射体的后级；以及
增益介质，其配置在所述第1反射体与所述第2反射体之间，
所述增益介质通过各所述激光进行光激励而发光，
所述第1反射体使各所述激光透射，
所述第1反射体和所述第2反射体反射所述增益介质发出的光，相对于所述增益介质发出的光而构成光谐振器。
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