CN108701958B - 激光片光光源装置 - Google Patents

Abstract

提供抑制激光片光的强度出现的不均一，且该激光片光的宽度能够扩大的技术。激光片光光源装置具备：半导体激光器阵列，含有射出激光的多个发射器；第一透镜，将激光变换为从第一方向看时平行地行进，且从与第一方向正交的第二方向看时在第一方向上发散而行进的平行光；以及第二透镜，包含供平行光入射的入射面，扩大平行光在第一方向的发散角。第二透镜被配置为：入射面的至少一部分位于来自相邻的发射器的平行光互相重合的区域。

Description

激光片光光源装置

技术领域

本发明涉及激光片光光源装置。

背景技术

一直以来，作为计测流体的流动和速度的方法，被称为PIV(粒子图像测速：Particle Image Velocimetry)的技术广为人知。PIV是在流体中混入被称为示踪粒子的微小粒子，拍摄向该示踪粒子照射片状的激光(以下称之为激光片光)所得的散射光，从而二维地计测流体的流动的技术。

在上述的PIV中，一直以来，使用能得到高输出的固体激光器或气体激光器作为光源。例如在专利文献1中，记载着使用Nd:YAG激光器作为PIV的光源。另外在专利文献2中，记载着使用氩激光器作为PIV的光源。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2007-085784号公报

专利文献2：特开2010-117190号公报

发明内容

发明要解决的问题

近年来，随着固体光源技术的进步，利用半导体激光器代替固体激光器和气体激光器作为PIV的光源一直在被探讨。特别是，从实现高输出的观点上，利用具备多个射出激光的发射器的半导体激光器阵列一直在被探讨。

然而，根据本发明人的锐意进取的研究得知，利用半导体激光器阵列作为PIV的光源的话，激光片光的宽度不能足够地扩大，不能够照射到大量的示踪粒子。

因此，本发明人探讨了，使用能够扩大来自各发射器的激光的发散角的透镜，来扩大激光片光的宽度。于是得知，根据该透镜的配置位置，激光片光的强度变得不均一，强度出现波动。

激光片光的强度出现波动的话，各示踪粒子有被不同强度的激光所照射的可能性。即，被较高强度的激光所照射的示踪粒子和被较低强度的激光所照射的示踪粒子混在一起。其结果是，从示踪粒子发出的散射光的强度变动，有计测结果的精度低下的问题。因此，期望实现使得激光片光的强度不出现不均一，且该激光片光的宽度能够扩大的技术。

上述期望并不限于PIV，在使用半导体激光器阵列作为光源形成激光片光的情况下是共通的。例如，也同样地被期望于照射激光片光的照明装置，以及利用激光片光计测物体的形状等的计测装置上。

本发明的目的在于，提供在使用半导体激光器阵列作为光源形成激光片光的情况下，抑制激光片光的强度出现的不均一，且该激光片光的宽度能够扩大的技术。

解决问题的手段

本发明的激光片光光源装置，其特征在于，具备：

半导体激光器阵列，含有射出激光的多个发射器；

第一透镜，将所述激光变换为从第一方向看时平行地行进，且从与所述第一方向正交的第二方向看时在所述第一方向上发散而行进的平行光；以及

第二透镜，包含供所述平行光入射的入射面，扩大所述平行光在所述第一方向的发散角；

所述第二透镜被配置为：所述入射面的至少一部分位于来自相邻的所述发射器的所述平行光互相重合的区域。

根据上述构造，平行光在第一方向的发散角由第二透镜扩大。据此，平行光在第一方向的宽度能够扩大，其结果是激光片光在第一方向的宽度能够扩大。另外，根据上述构造，来自相邻的发射器的平行光互相重合地入射至第二透镜。据此，能够抑制向第二透镜入射的光的强度的波动，所以也能够抑制从第二透镜射出的光的强度的波动。如上所述，根据上述构造，能够扩大激光片光宽度，并且能够抑制激光片光的强度出现的不均一。

另外，在上述构造中，也可以是，

多个所述发射器在所述第一方向上排列；

所述第一透镜包含供所述激光入射的入射面、以及射出所述平行光的射出面；

所述第一透镜的所述入射面与所述发射器对置；

所述第二透镜的所述入射面与所述第一透镜的所述射出面对置；

将从所述发射器到所述第二透镜的距离记为Z，所述平行光由所述第二透镜扩大前的发散角记为θ，所述发射器排列的间隔记为d时，满足下式：

(d/2)·{1/tan(θ/2)}<Z。

根据上述构造，在半导体激光器阵列、第一透镜、及第二透镜以该顺序排列配置的情况下，能够让来自相邻的发射器的平行光以互相重合的状态入射至第二透镜。

另外，在上述构造中，也可以是，

将所述发射器的个数记为N，所述第二透镜的所述入射面在所述第一方向的宽度记为L时，满足下式：

(N-1)·d+2·Z·tan(θ/2)<L。

根据上述构造，来自各发射器的全部的平行光，入射至第二透镜的入射面。据此，因为来自各发射器的全部的平行光形成激光片光，能够抑制激光片光的输出低下。

另外，在上述构造中，也可以是，

所述半导体激光器阵列是将所述第一方向作为慢轴方向，将所述第二方向作为快轴方向的端面发光型的半导体激光器阵列；

从所述第一透镜射出的所述平行光入射至所述第二透镜的所述入射面时，所述平行光的所述慢轴方向的宽度，比所述快轴方向的宽度大。

根据上述构造，从第一透镜射出的平行光，以慢轴方向的宽度比快轴方向的宽度大的状态入射至第二透镜的入射面。据此，比起平行光以慢轴方向的宽度比快轴方向的宽度小的状态入射至第二透镜的入射面的情况，平行光的慢轴方向的宽度能够更大。其结果是，能够形成慢轴方向的宽度足够大的激光片光。

另外，在上述构造中，也可以是所述第二透镜是平凹柱面透镜或双凹柱面透镜。

发明效果：

根据本发明的激光片光光源装置，在将半导体激光器阵列用于光源来形成激光片光的情况下，能够抑制激光片光的强度不均一，并且能够扩大该激光片光的宽度。

附图说明

图1为说明PIV的概要的示意图。

图2为说明实施方式的激光片光光源装置的示意图。

图3示出实施方式的半导体激光器阵列的示意性的斜视图。

图4为说明实施方式的激光片光光源装置的示意图。

图5为说明实施方式的平行光的快轴方向的宽度及慢轴方向的宽度的示意图。

图6为说明实施方式的平凹柱面透镜的示意图。

图7为说明参考例的激光片光光源装置的示意图。

图8为说明实施方式的激光片光光源装置的作用效果的图。

具体实施方式

参照附图说明实施方式中的激光片光光源装置。此外，各附图中的图片的尺寸比例与实际的尺寸比例未必一致。

(PIV的概要)

实施方式中的激光片光光源装置1被用于PIV(粒子图像测速：Particle ImageVelocimetry)的光源。首先参照图1说明PIV的概要。

如图1所示，激光片光光源装置1射出片状的激光LS。以下，将片状的激光LS称为“激光片光LS”。

图1中，将被包含于激光片光光源装置1的半导体激光器阵列(后面详述)的长度方向作为y方向，宽度方向作为z方向，与y方向及z方向正交的方向作为x方向。而且，x方向对应为“第二方向”，y方向对应为“第一方向”。

激光片光LS是在x方向上具有一定的宽度，沿y方向一边扩大一边行进的光。并且在图1中，省略了激光片光LS在x方向的宽度的图示。作为一个例子，激光片光LS在x方向的宽度为1mm。另外激光片光LS在从激光片光光源装置1向z方向至少距离1～2m的区域中，在y方向上有0.5～2m程度的宽度。即，在此区域中，激光片光LS的y方向的宽度与x方向的宽度相比是极大的。

计测对象的流体中混入有示踪粒子12。并且，在图1中，流体自身虽未图示，在所定流体内混入大量的示踪粒子12，在对该流体照射激光片光LS的状况下，只图示了位于该激光片光LS所照射区域内的示踪粒子12中的一部分。作为一个例子，示踪粒子12可以是，由聚苯乙烯等树脂形成的微小粒子、将水以及油雾化而成的微小液滴、塑料制的微小粒子、烟等。当从激光片光光源装置1射出的激光片光LS照射到流体内的示踪粒子12时，生成散射光。

摄影装置14拍摄来自示踪粒子12的散射光，将拍摄的画像输出至图像处理装置16。并且，作为一个例子摄影装置14在1秒钟拍摄1000帧的图像。图像处理装置16基于所输入的图像，算出流体的速度。并且，因为流体速度的计算方法是现有技术(例如参照上述专利文献1及专利文献2)，在本说明书中省略说明。

(构造)

继而，对激光片光光源装置1的构造进行说明。图2是从-x方向看激光片光光源装置1时的示意图。此外在图2中，示出了激光片光光源装置1的内部构造。

如图2所示，激光片光光源装置1具有半导体激光器阵列3、平凸柱面透镜5、及平凹柱面透镜7。并且，平凸柱面透镜5对应为“第一透镜”，平凹柱面透镜7对应为“第二透镜”。以下，具体说明各构造。

半导体激光器阵列3由被配置为阵列状的多个端面发光型半导体激光器元件构成。参照图3说明半导体激光器阵列3。图3是半导体激光器阵列3的示意性的斜视图。如图3所示，半导体激光器阵列3的长度方向对应为y方向，宽度方向对应为z方向。

半导体激光器阵列3中，包含作为与z方向垂直的面(图中对应为xy平面)的侧面30，从该侧面射出激光。半导体激光器阵列3包含多个在侧面30沿y方向被配置的发射器31。发射器31a是关于y方向位于侧面30中央的发射器。发射器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)的发射器，发射器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)的发射器。作为一个例子，半导体激光器阵列3包含以200μm的间距并列的20个发射器31。且在图3中，为简单起见，图示出5个发射器31。

以下，可以将发射器31a称为“中央的发射器31a”，将发射器31b、发射器31c分别称为“端部的发射器31b”、“端部的发射器31c”。

各发射器31射出在x方向及y方向双方上一边扩大一边行进的激光。图3示出从半导体激光器阵列3的中央的发射器31a中射出的激光L。如图3所示，激光L在x方向y方向双方向上发散。另外激光L与y方向相比在x方向的发散更大。即，激光L在x方向的发散角比在y方向的发散角大。也就是说，x方向对应为“快轴方向”，y方向对应为“慢轴方向”。从其他的发射器31射出的激光，也和激光L同样地行进。此外在图3中，将激光L在y方向的发散角记为角度θ。

在本说明书中，“在x方向的发散角”定义为在x方向的最外侧行进的光之间所成角。另外“在y方向的发散角”定义为在y方向的最外侧行进的光之间所成角。

继而，参照图2及图4说明平凸柱面透镜5。图4为从-y方向上看半导体激光器阵列3、平凸柱面透镜5、及平凹柱面透镜7时的示意图。

如图4所示，平凸柱面透镜5包含供从各发射器31(省略图示)射出的激光L入射的入射面51，以及射出光的射出面53。平凸柱面透镜5中，入射面51被配置为与半导体激光器阵列3的侧面30对置。

平凸柱面透镜5将向入射面51入射的激光L变换为在x方向具有一定的宽度(作为一个例子，1mm)。换而言之，平凸柱面透镜5将激光L变换为在x方向不发散的光。

另一方面，平凸柱面透镜5如图2所示，保持激光L在y方向的发散。即，平凸柱面透镜5保持激光L在y方向上的发散角θ(参照图3)。

由此，平凸柱面透镜5将从各发射器31射出的激光L变换为在x方向具有一定的宽度(作为一个例子，1mm)且在y方向上一边扩大一边行进的光。即，平凸柱面透镜5将激光L变换为从y方向上看时平行地行进，且从x方向上看时在y方向上发散而行进的平行光LP。

本说明书中的“平行光”是在特定的方向(本实施方式中为x方向)上具有一定的宽度，且在与该特定的方向正交的方向(本实施方式中为y方向)上一边扩大一边行进的光。换而言之，“平行光”是与特定的平面(本实施方式中为yz平面)相平行地行进的光。

并且，图2中为方便起见示出了从中央的发射器31a(省略图示)、及端部的发射器31b、31c(省略图示)射出的激光L，及作为该激光L变换后的光的平行光LP。另外，在图2中，从端部的发射器31c(省略图示)射出的激光L上附有右斜线，作为该激光L变换后的光的平行光LP上附有左斜线。同样的，在图4中，从各发射器31射出的各激光L上附有右斜线，作为该激光L变换后的光的各平行光LP上附有左斜线。

以下，可以将从发射器31射出的激光L变换后的光的平行光LP称为“来自发射器31的平行光LP”。

继而，参照图2及图4说明平凹柱面透镜7。

如图4所示，平凹柱面透镜7包含供从平凸柱面透镜5的射出面53射出的平行光LP入射的入射面71。在平凹柱面透镜7中，入射面71被配置为与平凸柱面透镜5的射出面53对置。

如图4所示，平凹柱面透镜7保持从平凸柱面透镜5的射出面53射出的平行光LP在x方向的宽度(作为一个例子，1mm)。即平凹柱面透镜7不扩大平行光LP在x方向的发散角(本实施方式中为0度)。

另一方面，如图2所示，平凹柱面透镜7将平行光LP的y方向上的发散角θ变换为比角度θ更大的角度θ’。即，平凹柱面透镜7扩大平行光LP在y方向上的发散角。并且，在图2中，图示出了来自端部的发射器31c的平行光LP在y方向上扩大前的发散角θ，及扩大后的发散角θ’。虽省略图示，来自其他的发射器31的平行光LP也同样地，将y方向上的发散角从角度θ扩大为θ’。

继而，参照图5，说明平行光LP的快轴方向(即，x方向)的宽度及慢轴方向(即，y方向)的宽度。

图5的(a)为将来自发射器31的平行光LP沿图4的A-A线切断时的示意性的截面图。即图5的(a)为示出平行光LP刚从平凸柱面透镜5射出后的平行光LP的截面的图。并且图5的(a)中，示出来自一个发射器31的平行光LP的截面。

如图5的(a)所示，平行光LP的慢轴方向(即，y方向)的宽度Ds，比快轴方向(即，x方向)的宽度Df长。即，Ds>Df。作为一个例子，Ds为5mm，Df为1mm。

图5的(b)是将来自发射器31的平行光LP沿图4的B-B线切断时的示意性的截面图。即图5的(b)为示出平行光LP刚要入射平凹柱面透镜7前的平行光LP的截面的图。并且图5的(b)中，与图5的(a)相同地，示出来自一个发射器31的平行光LP的截面。

如上所述平行光LP在快轴方向(即，x方向)上具有一定的宽度。因此，图5的(b)中的平行光LP在快轴方向(即，x方向)的宽度Df与图5的(a)中快轴方向的宽度Df相同。

如图5的(b)所示，平行光LP的慢轴方向(即，y方向)的宽度Ds’，比快轴方向(即，x方向)的宽度Df长。即，Ds’>Df。作为一个例子，Ds’为10mm，Df为1mm。

如此，在平行光LP刚从平凸柱面透镜5射出后及平行光LP刚要入射平凹柱面透镜7前的双方，平行光LP的慢轴方向(即，y方向)的宽度(Ds,Ds’)比快轴方向(即，x方向)的宽度Df大。这是因为：平行光LP在慢轴方向发散，相对地，在快轴方向不发散。

如上述说明所述，根据激光片光光源装置1，从各发射器31射出的激光L被变换为在x方向有一定的宽度(本实施方式中为Df)且在y方向有比较大的发散角(本实施方式中为θ’)扩展的平行光LP。然后如图2所示，由各平行光LP互相重合形成激光片光LS。由此，根据激光片光光源装置1，能够形成在x方向具有一定的宽度且在y方向具有比较大的宽度的激光片光LS。即，根据激光片光光源装置1，能够将激光片光LS的照射范围更加地扩大，所以能够照射大量的示踪粒子12，能够在更广大的范围内计测流体的速度。

另外，如参照图5的(b)所说明的那样，来自各发射器31的平行光LP向平凹柱面透镜7入射时，平行光LP的慢轴方向的宽度比快轴方向的宽度大。由此，能够形成慢轴方向的宽度足够大的激光片光LS。

(平凹柱面透镜)

继而，参照图6说明平凹柱面透镜7的配置位置。图6为从-x方向看半导体激光器阵列3及平凹柱面透镜7时的示意图。并且，图6中省略了平凸柱面透镜5的图示。另外在图6中，为方便说明，以半导体激光器阵列3含有5个发射器31的情况为例进行说明。

在图6中，Da是从半导体激光器阵列3的侧面30(参照图3)至来自相邻的发射器31的平行光LP开始重合的位置P的距离。更加具体的，是半导体激光器阵列3的侧面30的z坐标与上述位置P的z坐标的差值。另外，Z是从半导体激光器阵列3的侧面30至平凹柱面透镜7的入射面71的端部Q的距离。更加具体的，是半导体激光器阵列3的侧面30的z坐标与上述位置Q的z坐标的差值。d是相邻的发射器31在y方向上的距离。如上所述，θ是激光L的y方向上的发散角(即，平行光LP扩大前的发散角)。

如图6所示，平凹柱面透镜7被配置为满足Da<Z。换而言之，平凹柱面透镜7被配置为入射面71的至少一部分位于来自相邻的发射器31的平行光LP重合的区域。即，来自各发射器31的各平行光LP以来自相邻的发射器31的平行光LP已经相重合的状态入射至平凹柱面透镜7的入射面。在此，用θ及d表示Da的话，为下式(1)。

Da＝(d/2)·{1/tan(θ/2)} (1)

由此，平凹柱面透镜7被配置为Z满足下式(2)。

(d/2)·{1/tan(θ/2)}<Z (2)

后述通过将平凹柱面透镜7配置为满足上式(2)所得作用效果。

继而，参照图6说明平凹柱面透镜7的y方向的宽度L。

在图6中，Db是将来自各发射器31的各平行光LP沿C-C线切断时在y方向的宽度。并且，C-C线是经过平凹柱面透镜7的入射面71的端部(Q、Q)，与y方向相平行的线。在此，将发射器31的个数记为N(图5中为5个)，将Db用N、d、Z及θ表示的话，为下式(3)。

Db＝(N-1)·d+2·Z·tan(θ/2) (3)

如图6所示，平凹柱面透镜7在y方向上的宽度L比Db更大。即平凹柱面透镜7满足Db<L。由此，平凹柱面透镜7满足下式(4)。

(N-1)·d+2·Z·tan(θ/2)<L (4)

以下，说明通过将平凹柱面透镜7配置为满足上式(4)所得作用效果。假设平凹柱面透镜7不满足上式(4)，来自各发射器31的平行光LP中最靠y方向侧行进的平行光LP(即，来自发射器31b的平行光LP中最靠y方向侧行进的平行光LP)，不会入射至平凹柱面透镜7的入射面71。另外，来自各发射器31的平行光LP中最靠-y方向侧行进的平行光LP(即，来自发射器31c的平行光LP中最靠-y方向侧行进的平行光LP)，不会入射至平凹柱面透镜7的入射面71。因此，两端的平行光LP不形成激光片光LS，激光片光LS的输出变得低下。

对此，根据实施方式的激光片光光源装置1，通过平凹柱面透镜7满足上式(4)，使两端的平行光LP可靠地入射至平凹柱面透镜7的入射面71。即，来自各发射器31的全部的平行光LP，入射至平凹柱面透镜7的入射面71。由此，因为来自各发射器31的全部的平行光LP形成激光片光LS，能够抑制激光片光LS的输出低下。

并且，如图6所示，平凹柱面透镜7的位置从半导体激光器阵列3向z方向的距离越远，则Db的值越大。即，Z的值越大，则Db的值也越大。其结果，有必要准备在y方向上的宽度L比较大的平凹柱面透镜7。在本实施方式中，作为一个例子，调整平凹柱面透镜7的位置(即，Z)，以便能够使用y方向上的宽度L在5mm～30mm范围内的平凹柱面透镜7。

(作用效果)

继而，参照图7及图8，说明通过将平凹柱面透镜7配置为满足上式(2)所得作用效果。即，说明将平凹柱面透镜7配置为入射面71的至少一部分位于来自相邻的发射器31的平行光LP互相重合的区域所得作用效果。

首先，参照图7说明参考例中的激光片光光源装置。参考例中的激光片光光源装置，与实施方式的激光片光光源装置1相比，仅是平凹柱面透镜7的位置不同，其他构造相同。

参照图7的(a)，说明参考例中的激光片光光源装置中平凹柱面透镜7的位置。且在图7的(a)中，省略平凸柱面透镜5的图示。如图7的(a)所示，参考例中的激光片光光源装置中，平凹柱面透镜7被配置为：入射面71位于平行光LP相互不重叠的区域。即，虽省略了图示，参考例中的激光片光光源装置中，平凹柱面透镜7被配置为Z(省略图示)<Da(省略图示)。

如图7的(a)所示，参考例中的激光片光光源装置中，各平行光LP相互不重合地入射平凹柱面透镜7的入射面71。即，各平行光LP不受其他平行光LP影响地入射平凹柱面透镜7的入射面71。因此，入射至平凹柱面透镜7的入射面71的光的强度，相应于y坐标变动大。图7的(b)示出了沿图7的(a)的D-D线切断各平行光LP时各平行光LP的强度。并且，D-D线是经过平凹柱面透镜7的入射面71的端部(Q、Q)且与y方向相平行的线。如图7的(b)所示，出现了发射器31的个数份(本实施方式中为5个)的强度尖锐的峰。其结果是，从平凹柱面透镜7射出的平行光LP的强度也相应于y坐标变动大。图7的(c)示出了沿图7的(a)的E-E线切断各平行光LP时各平行光LP的强度。如图7的(c)所示，在平行光LP从平凹柱面透镜7射出后，强度也有大变动。

如上所述，参考例中的激光片光光源装置中，相应于y坐标强度变动大的平行光LP入射至平凹柱面透镜7的入射面71。其结果是，从平凹柱面透镜7射出的平行光LP的强度也相应于y坐标变动大。因此，形成相应于y坐标强度出现了波动的激光片光LS。如发明要解决的问题部分中所说明的，激光片光LS的强度出现波动的话，有PIV的测定结果的精度低下的问题。

对此，根据实施方式的激光片光光源装置1，如参照图6所说明的，各平行光LP以来自相邻的发射器31的平行光LP重合的状态入射至平凹柱面透镜7的入射面71。因此，实施方式的激光片光光源装置1与参考例相比，入射至平凹柱面透镜7的入射面71的光强度的变动小。图8的(a)示出了沿图6的C-C线切断各平行光LP时各平行光LP的强度。另外图8的(a)中，各平行光LP重合的状态下的强度用实线示出，来自一个发射器31的平行光LP的强度用虚线示出。如图8的(a)所示，强度的变化比参考例的图7的(b)小。由此，根据实施方式的激光片光光源装置1，平行光LP以强度的变动比较小的状态入射至平凹柱面透镜7的入射面71。因此，在从平凹柱面透镜7射出的平行光LP中强度的变动也变小，其结果能够抑制激光片光LS的强度的波动。图8的(b)示出了沿图6的F-F线切断激光片光LS时激光片光LS的强度。另外图8的(b)中，激光片光LS的强度用实线示出，来自一个发射器31的平行光LP的强度用虚线示出。如图8的(b)所示，激光片光LS的强度变动比参考例的图7的(c)小。如上，根据实施方式的激光片光光源装置1，能够形成与参考例相比强度均一的激光片光LS。

(其他实施方式)

并且，激光片光光源装置并非限定于上述实施方式的构造，当然允许在不脱离本发明的主旨的范围内加入各种变更。例如，当然也允许任意地选择涉及以下其他实施方式的构造，并采用至涉及上述实施方式的构造中。

(1)实施方式中，虽说明了平凸柱面透镜5的入射面51被配置为与发射器31对置，且平凹柱面透镜7的入射面71被配置为与平凸柱面透镜5的射出面53对置，但不限于此。即，半导体激光器阵列3、平凸柱面透镜5、及平凹柱面透镜7的配置位置也可以通过使用反射光的平面镜自由地变更。

(2)另外，在实施方式的式(2)中，虽说明了距离Z是半导体激光器阵列3的侧面30的z坐标与平凹柱面透镜7的入射面71的端部Q所在z坐标的差值，但不限于此。即，距离Z也可以是半导体激光器阵列3的侧面30的z坐标与平凹柱面透镜7的入射面71上任意位置的z坐标的差值。将以上一般化表现的话，距离Z能够定义为，从发射器31到平凹柱面透镜7的距离。

(3)另外，实施方式中，作为扩大平行光LP在y方向上的发散角的透镜，虽然使用了平凹柱面透镜7，但也可以使用双凹柱面透镜。另外，也可以使用多个平凹柱面透镜构成的平凹柱面透镜阵列。另外，也可以是在z方向上配置多个平凹柱面透镜7。

(4)另外，虽说明了激光L的行进在x方向有较大的发散角，在y方向有较小的发散角，但不限于此。即激光L的行进也可以在x方向及y方向上有相同程度的发散角。另外，激光L的行进也可以在x方向有较小的发散角，在y方向有较大的发散角。

(5)另外，实施方式的半导体激光器光源装置中，虽使用了平凸柱面透镜5作为将来自发射器31的激光L变换为平行光LP的透镜，但不限于此。即，若是能够转换为平行光LP的透镜则使用怎样的透镜都可以。

(6)另外，实施方式的半导体激光器光源装置，虽说明了被使用于PIV的光源，但不限于此，例如也可以被使用于照射激光片光LS的照明装置，或利用激光片光LS计测物体的形状等的计测装置中。

(7)另外，激光片光LS没有必要由来自全部发射器31的平行光LP重合而形成，由至少来自多个发射器31的平行光LP重合而形成的话即可。

(8)另外，参照图5的(a)，虽说明了在平行光LP刚从平凸柱面透镜5射出后，平行光LP的慢轴方向(即，y方向)的宽度Ds比快轴方向(即，x方向)的宽度Df大，但不限于此。即，也可以是Ds<Df。更加一般化而言，只要从平凸柱面透镜5射出的平行光LP入射至平凹柱面透镜7时，平行光LP的慢轴方向的宽度比快轴方向的宽度大即可。

标号说明：

1：实施方式的激光片光光源装置

3：半导体激光器阵列

30：侧面

31：发射器

5：平凸柱面透镜

51：入射面

53：射出面

7：平凹柱面透镜

71：入射面

L：激光

LP：平行光

LS：激光片光

Ds：平行光LP的慢轴方向的宽度

Df：平行光LP的快轴方向的宽度

Z：从发射器到平凹柱面透镜的距离

θ：激光在慢轴方向的发散角

d：发射器的排列间隔

L：平凹柱面透镜的入射面在y方向的宽度。

Claims (4)

1.一种激光片光光源装置，其特征在于，具备：

半导体激光器阵列，含有射出激光的多个发射器；

第一透镜，将所述激光变换为从第一方向看时平行地行进，且从与所述第一方向正交的第二方向看时在所述第一方向上发散而行进的平行光；以及

第二透镜，包含供所述平行光入射的入射面，扩大所述平行光在所述第一方向的发散角；

所述第二透镜被配置为：所述入射面的至少一部分位于来自相邻的所述发射器的所述平行光互相重合的区域，

多个所述发射器在所述第一方向上排列；

所述第一透镜包含供所述激光入射的入射面、以及射出所述平行光的射出面；

所述第一透镜的所述入射面与所述发射器对置；

所述第二透镜的所述入射面与所述第一透镜的所述射出面对置；

将从所述发射器到所述第二透镜的距离记为Z，所述平行光由所述第二透镜扩大之前的发散角记为θ，所述发射器排列的间隔记为d时，满足下式：

(d/2)·{1/tan(θ/2)}<Z。

2.如权利要求1所述的激光片光光源装置，其特征在于：

将所述发射器的个数记为N，所述第二透镜的所述入射面在所述第一方向的宽度记为L时，满足下式：

(N-1)·d+2·Z·tan(θ/2)<L。

3.如权利要求1或2所述的激光片光光源装置，其特征在于：

所述半导体激光器阵列是将所述第一方向作为慢轴方向且将所述第二方向作为快轴方向的端面发光型的半导体激光器阵列；

从所述第一透镜射出的所述平行光入射至所述第二透镜的所述入射面时，所述平行光的所述慢轴方向的宽度比所述快轴方向的宽度大。

4.如权利要求1或2所述的激光片光光源装置，其特征在于：

所述第二透镜是平凹柱面透镜或双凹柱面透镜。

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