CN1262860C

CN1262860C - 激光装置

Info

Publication number: CN1262860C
Application number: CNB031359701A
Authority: CN
Inventors: 永野和彦; 冈崎洋二; 蔵町照彦; 山中英生
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Adrian Engineering Technology Co ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: US20040096159A1; US7101094B2; KR100622934B1; CN1497286A; KR20060071379A; KR20060071378A; JP4274409B2; KR100909819B1; KR100903982B1; KR20040028532A; JP2004128058A

Abstract

一种激光装置，具有多个半导体激光元件、多模式光学纤维、和将由所述多个半导体激光元件分别发射出来的激光束聚光并结合在所述多模式光学纤维入射端的聚光光学系统，在由排列固定在由铜或铜合金构成的加热部件(放热块)(10)上的8个触头状的横向单模单腔的GaN类半导体激光器(LD1)、(LD2)、(LD3)、(LD4)、(LD5)、(LD6)、(LD7)及(LD8)、视准透镜(11)、聚光透镜(12)、一束多模式光学纤维(13)组成的激光装置的光学纤维的发射端上，熔接有长方体的玻璃14。根据本发明可以用低成本获得高输出和可靠性。

Description

激光装置

技术领域

本发明涉及一种激光装置，特别是涉及一种将由多个半导体激光元件所发出的激光束通过由聚光光学系统合波到光学纤维的激光装置。

背景技术

现在，作为发出紫外区域激光束的装置，实用上可以提供将由半导体激光激发固体激光所发出的红外光转换成紫外区域的第3高次谐波的波长转换激光器、受激准分子激光器、Ar激光器。同时、也可提供发出400nm附近波长的激光束的GaN类半导体激光元件。

发出这种波长的激光束的光源，可以认为对在包括350nm～420nm的紫外区域在内的一定的波长区域(以下称“紫外区域”)里具有感度的感光材料进行曝光的曝光装置中，可以作为曝光用光源使用。此时的曝光用光源，当然要求具有可以充分使感光材料曝光的输出量。

不过上述的受激准分子激光器，存在装置体积大、成本及维修成本高的问题。

另外，将红外光转换成紫外区域的第3高次谐波的波长转换激光器，因为波长转换效率非常低，要得到很高的输出是极为困难的。并且，这种波长转换激光器，因为使用高价的光波长转换元件，成本也相当高。

还有Ar激光器其电-光效率为0.005％，非常低，且寿命非常短，只有1000小时左右。

一方面，在GaN类半导体激光器中，由于得不到低错位的GaN结晶基板，因此，通过ELOG等生长方法，制作大约为5μm左右的低错位区域，然后在其上形成激光区域，尝试着实现高输出化和高可靠性。不过，因为即便在如此制成的GaN类半导体激光器上，得到大面积的低错位基板是困难的，因此，这种500mW～1W级高输出的还没有被商品化。

因此，提出了多个半导体激光元件、1束多模式光学纤维、和从多个半导体激光元件发射出的激光束合波到多模式光学纤维的能够实现高输出化的合波激光光源(例如，参照专利文献1)。

不过，在这种合波激光光源中，会有密闭容器内残存的污染物质附着在半导体激光元件的发射端面、透镜及光学纤维等的光学部件上，从而使激光特性劣化的问题。作为污染物质之一，可以举出在制造工序中从周围环境中混入的烃类化合物，这种烃类化合物，受激光作用进行聚合或被分解成为分解物附着，从而影响输出的提高。

另外，公开了悬浮在空中的低分子硅氧烷在由紫外线而发生的光化学反应中和氧反应，并在光学玻璃窗部件上以SiOx的形式堆积、附着的现象，因此，建议定期更换与大气接触的“窗”部件(如参照专利文献2)。

在这里，为了解决污染物质的附着等问题，提出了在密封气体内混入100ppm以上的以分解烃类化合物等为目的的氧的方案(如，参照专利文献3)。

此外，在将400nm以下的紫外线照射到光学部件的光学系统中，提出了将光学部件的周围环境设置为99.9％以上的氮气环境的方案(如，参照专利文献4)。

还有，提出了对激光装置内的油分等进行脱脂、冼净的方案(如参照专利文献5)。

【专利文献1】特开2002-202442号公报

【专利文献2】特开平11-54852号公报

【专利文献3】美国专利5392305号公报

【专利文献4】特开平11-167132号公报

【专利文献5】特开11-87814号公报

不过，在如专利文献4所述的具有外部谐振器部分的紫外线发生光学系统中，若要用99.9％以上的氮气净化外部共振器内，则需要提供高纯度氮气的高价设备，因此，不能避免激光装置的高成本化。

一方面，由本申请人提出的特许申请2002-101722号中，记载了在含有振荡波长为350～450nm的半导体激光元件的模件中，若密封气氛中的氧浓度过高，反而会使激光特性劣化。

将用于激光模件中的半导体激光元件的振荡波长更换为410nm、810nm、980nm，并使用实施了专利文献5所述的净化工序的激光模件，评价了相对于密封气氛中的氧浓度的可靠性的变化，结果在使用波长410nm的半导体激光元件的激光模件中，就经时(随时间而变化)模件劣化速度相对于氧浓度的可靠性而言，没有看到使用波长810nm、波长980nm的红外波长的模件中所能看到的、随着氧浓度的增加而发生的激光特性的改善效果。

也就是说，对于波长810nm、980nm的红外波长的激光，堆积在模件内纤维入射端面、透镜等存在于激光光程的光学部件表面上的烃类有机化合物的分解反应，随着氧浓度的增加而活跃，可以看到经时可靠性的提高。与此相反，相对于波长410nm的激光，若氧浓度为100ppm以上，则可靠性反而变差。

这是由于在氧浓度为100ppm以上的区域里，纤维端面聚光部上的硅化合物的堆积的显著化而引起的。该硅化合物的堆积物也和烃类化合物相同，因为产生光学吸收，所以在连续振荡时经时可靠性显著受损。

也就是说，由于激光和烃气体的反应而生成的烃类堆积物，在含有一定量以上氧的气体环境中被分解为二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)而被除去。不过，堆积物中不仅含有烃也含有硅类化合物。这个硅类化合物的堆积物，不能在只含有氧的环境中分解或除去。堆积的硅类化合物是由于含有硅氧烷(Si-O-Si)键、硅醇基(-Si-OH)基等中的硅类(硅类)原子的有机化合物气体(以下称“有机硅化合物”)和激光的光化学而产生。并且，气氛中氧的存在，会加速该光化学反应的反应速度。

在这里所说的硅类化合物，是指含有有机或无机的硅原子的所有结构的化合物，包括无机氧化硅(SiOx)、有机硅化合物、碳化硅化合物、有机碳化硅化合物等。另外，有机硅化合物气体是从在模件制造工序中的任意场合所使用的硅类材料中所产生的气体，在附着在模件内的各部件表面上时，若将其密封使用，则在密封气氛中也将含有微量的有机硅化合物气体。

在这些制造工序中存在的气体成分，只在通常的净化间设置密封气体精制机是不能完全除去的。为了除去这些就有必要进行更多的设备投资。并且，即便实施专利文献5所述的脱脂、净化工序，也不能避免从制造工序环境中混入有机硅化合物气体。

因此，如上所述，即使在为了防止烃类化合物的堆积而在密封气体中含有氧的情况下，如果氧含量过多，则硅化物的堆积会增加，由此激光特性变差，可靠性下降。并且，在模件内部的纤维入射端面、透镜等的光学部件是用粘合剂和蜡材等固定在模件内的，所以不可能如专利文献2所述的那样交换这些。

今后，若上述的合波激光光源等的激光装置的高输出化高辉度化得到促进，则在产生高能量紫外区域光的激光情况下，不仅半导体激光元件的发射端面、光学纤维的入射端以及光学部件，在光学纤维的输出端上的功率密度也会增高，因此，有机物易于分解，其分解物和气氛中的尘埃等污染物质也容易附着。

发明内容

鉴于以上所述，本发明的目的是提供可以用低成本获得高输出及高可靠性的激光装置。

本发明的激光装置的特征是，在具有多个半导体激光元件、多模式光学纤维、及使从所述多个半导体激光元件分别发射出来的激光束进行聚光以结合在所述多模式光学纤维的入射端的聚光光学系统的激光装置中，在多模式光学纤维的发射端上，设置有对该发射端进行保护以防其被大气污染的同时具有设置成距所述发射端有一定以上的距离的发射窗的保护机构，所述保护机构是，安装在发射端附近以使发射端含于其内部的、由惰性气体的密封的密闭容器，此时，发射窗是设置在密闭容器中和发射端相对的位置上的玻璃窗。

保护机构可以是固定在发射端上的至少具有和固定面相对向的另一面的透明体，这种情况下，发射窗是该透明体的所述另一面为宜。

再有，保护机构可以是，安装在发射端附近以使发射端含于其内部的、具有连接在用于流通惰性气体的气体循环装置上的排气口和进气口的密闭容器，此时，发射窗是设置在密闭容器中和发射端相对的位置上的玻璃窗为宜。进而，气体循环装置中具有过滤器为宜，用该过滤器可以去除在由排气品排出的气体中所含有的污染物质。

并且，这里的惰性气体是指对激光装置的部件等显惰性的气体，如可以举出经干燥的氮气、氩气等稀有气体。

另外，惰性气体中至少含有1ppm以上浓度的卤族气体及卤化物气体中的一种为宜。进而含1～100ppm为宜。另外，希望卤族气体及卤化物气体中含有氟原子。并且，卤化物气体优选从由碳、氮、硫及氙的各种氟化物和碳、氮、硫及氙的各种的氯化物所组成的群体中选择的至少一种。

此外，将被密封的光学纤维发射端及被密封的发射窗的最表层，用对于卤族气体及卤化物气体呈惰性的材料构成。这种惰性的材料可以从铟、镓、铝、钛及钽的各种氧化物和镓、铝、钛及钽的各种氮化物组成的群体中选择至少一种。

发射端芯线直径希望在100μm以下。

还有，半导体激光元件希望是由GaN类半导体组成的元件。

根据本发明的激光装置，在上述构成的激光装置中，通过在多模式光学纤维的发射端上，设置将发射端由大气保护并具有设在距发射端有一定距离以上的位置上的发射窗的保护机构，能够防止在发射端面上的污染物质的附着，所以，能够提高光输出效率，且能够得到高可靠性。

保护机构是被固定在发射端上的至少具有一个和固定面相对的另一面的透明体，将发射窗作为该透明体的所述另一方面时，最终激光束被发射出来的发射端面(也就是发射窗)变成为距离多模式光学纤维的发射端有一定距离的另一面，所以，发射端的功率密度下降，能够防止污染物质的附着。并且，由于发射端面的功率密度下降，会导致发射端面附近的有机物的分解能力下降，因此能够防止向发射端面上的分解物的附着。

另外，保护机构是，安装在发射端附近以使发射端含于其内部的、由惰性气体进行密封的密闭容器，将发射窗作成设置在密闭容器中的和发射端相对位置上的玻璃窗时，和上述同样，可以使发射端面的功率密度下降，能够更好地防止污染物质的附着。并且，通过惰性气体进行密封，可以更好地抑制污染物质的附着。

还有，保护机构是，安装在发射端附近以使发射端含于其内部的、具有连接在用于流通惰性气体的气体循环装置上的排气口和进气口的密闭容器，将发射窗作成设置在密闭容器中的和发射端相对位置上的玻璃窗时，如前所述，能够使发射端面的功率密度下降。并且，因为常常有惰性气体存在于发射端面附近，能够更好地防止污染物质的附着。另外，因为不需要上述那样高纯度的氮气供给设备，所以，可以制作成在低成本下获得高可靠性和高输出的激光装置。

还有，在气体循环装置上具有用于去除从排气口排出的气体中含有的污染物质的过滤器时，能够很好地除去密闭容器内或气体循环装置中含有的污染物质，进而可以制作具有高可靠性、高输出能力的激光装置。

在惰性气体中含有1ppm以上浓度的氧和卤族气体及卤化物气体中的至少一种(以下称“卤类气体”)时，烃类堆积物被氧化分解而减少的同时，由硅化物形成的堆积物因被卤类气体而分解除去，逐渐减少，所以，可以有效地抑制激光特性的劣化。由此，可以提供可靠性高的激光模件。

另外，将被密封的光学纤维的发射端及被密封的发射窗的最表面层，用对于卤族气体及卤化物气体呈惰性的材料构成，这是因为卤类气体反应性高，上述构成可以有效地防止这些部件的劣化。

此外，把本发明适用在发射端的芯线直径为100μm以下的、发射端的功率密度高的激光装置中，将有利于更好地防止污染物质的附着。

还有，半导体激光元件由GaN类的半导体组成的激光装置中，因为产生能量高的紫外区域的激光束，因此若适用本发明将有利于防止污染物质的附着。

附图说明

图1是表示本发明第1实施方式的激光装置的示意构成图。

图2是表示第1实施方式的激光装置的安装状态的俯视图。

图3是表示第1实施方式的激光装置的安装状态的侧视图。

图4是表示第1实施方式的光学纤维的发射端和玻璃的其他粘接状态的截面图。

图5是表示本发明第2实施方式的激光装置上的保护机构的侧视图。

图6是表示本发明第3实施方式的激光装置上的保护机构的俯视图。

图7是表示本发明第4实施方式的激光装置的立体图。

图8是表示设置在辅助支架上的激光二极管的图。

图中，

LD1～8GaN类半导体激光元件 B、B1～8激光束

11微型透镜排列 12聚光透镜 13多模式光学纤维

13a芯线层 13b金属包层

13’、23’被树脂包覆的多模式光学纤维 14玻璃

14a发射端面 15、16金属层 17焊锡

18端面涂层 20、30、40密闭容器 21、31玻璃窗

22盖子 23发射端被金属化处理的多模式光学纤维

24、34支架 32a进气口 32b排气口

35过滤器 36泵 37阀 38高压储气瓶

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。

关于本发明的第1实施方式的激光装置进行说明。图1是表示该激光装置构成的示意俯视图，图2及图3是表示模件形状的示意俯视图及侧视图。

本实施方式的激光装置如图1所示，是由：作为排列固定在由铜或铜合金组成的加热部件(放热部件)10上的一例的8个触头(tip)状态的横向单模单腔的GaN类半导体激光器LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6、LD7及LD8、视准透镜11、聚光透镜12、1束多模式光学纤维13、熔接在多模式光学纤维13的发射端上的厚度(L)为2mm左右的长方体玻璃14所构成的。

并且，该图1中表示了本实施方式的激光装置的基本构成，并大致表示了视准透镜11及聚光透镜12的形状。并且，GaN类半导体激光器LD1～8也可以固设在由AlN构成的辅助支架(sub mount)9上之后安装在加热部件10上。

GaN类半导体激光器LD1～8，振荡波长均为400nm，最大输出也均为50mW。在从这些GaN类半导体激光器LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6、LD7及LD8以发散光状态发射出来的激光束B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7及B8，分别通过微型透镜排列11转化为平行光。

转化为平行光的激光束B1～B8由聚光透镜12进行聚光，在多模式光学纤维13的芯线13a的入射端面上聚集。在本例中由微型透镜排列11及聚光透镜12构成聚光光学系统19，并由它和多模式光学纤维13构成合波光学系统。也就是说，由聚光透镜12如上述地被聚光的激光束B1～B8入射到该多模式光学纤维13的芯线13a并传送到光学纤维13内，并且，被合波成1束激光束B，由熔接在多模式光学纤维13上的玻璃14的发射端面14a发射出。

多模式光学纤维13’是用树脂层包覆由芯线13a和其周围的金属包层13b组成的多模式光学纤维13的周围而形成的。

并且，作为多模式光学纤维13完全可以适用阶梯折射率型、缓变折射率型及它们的复合型。

在本实施方式中，是将玻璃14熔接在多模式光学纤维13的发射端上，也以用塑料取代玻璃使用，只要是透明材料即可。

下面关于由上述构成的激光装置的安装状态进行说明。图2及图3分别表示了该安装状态的平面形状及侧面形状。

如图2及图3所示，GaN类半导体激光器LD1～8、微型透镜排列11、聚光透镜12、和1束多模式光学纤维13的入射端，被收容在上方开口的箱状的密闭容器40内，该密闭容器40的所述开口由密闭容器盖41进行封闭，被密闭保持在由该密闭容器40及密闭容器盖41形成的封闭空间内。

密闭容器40的底面上固定有基板42，在该基板42的上面安装有所述加热部件10，然后，且在该加热部件10上固定有保持微型透镜排列11的视准透镜支架44。还有在基板42的上面固定了保持聚光镜12的聚光镜支架45、保持多模式光学纤维13的入射端的纤维支架46。还有，给GaN类半导体激光元件LD1～8提供驱动电流的配线部分47，通过形成在密闭容器40的横向壁面上的开口引到密闭容器外。

还有，在图2中，为了避免图的复杂化，只对GaN类半导体激光元件LD1～8之一的GaN类半导体激光元件LD1上标上符号，并且只对激光束B1～8之一的B1标上了符号。

作为GaN类半导体激光元件LD1～8，可以使用的是发光幅度约为1μm，且以与平行于活性层的方向、垂直的方向的扩展角分别为10°、30°(扩展角之一例)的状态分别发出激光束B1～8的激光器。这些GaN类半导体激光元件LD1～8配设成其发光点在与活性层平行的方向上成1列。

在这个构成中，若将微型透镜排列11的各个透镜的NA(数值孔径)设置为0.2，并使通过聚光透镜12形成的各个光束的聚焦角α＝11°，则在激光束B1～8的多模式光学纤维13的芯线13a上的聚焦光点直径约为18μm。并且，当GaN类半导体激光元件LD1～8的输出全部为50mW时，被合波成的激光束B的输出为400mW。

作为多模式光学纤维13，以三菱电线工业株式会社制造的阶梯折射率型光学纤维为主，使用芯线直径＝50μm、NA＝0.2、端面涂层(coat)的透过率＝99.5％以上的光学纤维。本例中前面所述的芯线直径×NA的值为10μm。

另外，玻璃14的厚度(L)是2mm左右，因为从多模式光学纤维13的发射端到玻璃14的发射端面14a的激光束B的扩展角为16.5°，因此玻璃14的发射端面14a中的激光束直径扩大到约1.2mm、且功率密度与多模式光学纤维13的发射端相比，减低为1/1000左右。

在所述第1实施方式中，在多模式光学纤维13的发射端上将玻璃14通过熔接固定，但如图4所示，将多模式光学纤维13的发射端附近的周围通过金属15进行金属包覆，并将玻璃14的光学纤维13的固定面用金属16进行金属包覆，用焊锡17固定经金属包覆的多模式光学纤维23和玻璃14进行固定。并且，在多模式光学纤维13的发射面及玻璃14的入射面上，为了防止因由金属层15及16所形成的空气层引起的反射，并提高光束透过率，实施对于被合波的激光束B的振荡波长没有发射的端面涂层18。

下面，关于由本发明的第2实施方式的激光装置进行说明。本实施方式的激光装置，就半导体激光元件、聚光光学系统及合波光学系统而言，与所述第1实施方式相同，因此，这些省略说明，只对设置在多模式光学纤维发射附近的保护机构进行说明。其侧视图如图5所示。

如图5所示，在发射端附近被金属包覆的多模式光学纤维23，固设在具有成为发射窗的玻璃窗21的密闭容20内的支架24上。将密闭容器内用惰性气体置换后，由盖子22进行金属(metal)密封。

从多模式光学纤维23的发射端到玻璃窗21的发射端面的距离(L)为2mm左右，玻璃窗21的发射端面上的功率密度与多模式光学纤维23的发射端的功率密度相比，减少到约为1/1000左右。

多模式光学纤维23’是由芯线层和金属包层所组成的多模式光学纤维23的周围被树脂层包覆而形成的。

还有，作为填充在密闭容器20中的惰性气体，优选在氮气(纯度99.99％)中含有1ppm以上浓度的氧和卤族气体及卤化物气体中的至少一种的气体。

若密封气氛中含有1ppm以上浓度的氧，就能够抑制激光模件的劣化。之所以能得到这样的劣化抑制效果，是因为密封气氛中含有的氧，能氧化分解由烃成分的光分解所产生的固形物。一方面，若氧的浓度未到1ppm，就不能得到劣化抑制效果。若氧浓度过高，反而会促进有机硅化物气体的光化学反应，所以，密封气氛中的氧浓度优选在1～800ppm的范围，特别优选在1～100ppm的范围。

所谓卤族气体是指氯气(Cl₂)、氟气(F₂)等卤素气体，而所谓卤化物气体是含有氯原子(Cl)、溴原子(Br)、碘原子(I)、氟原子(F)等卤原子的气体状的化合物。

作为卤化物气体可以举出CF₃Cl、CF₂Cl₂、CFCl₃、CF₃Br、CCl₄、CCl₄-O₂、C₂F₄Cl₂、Cl-H₂、CF₃Br、PCl₃、CF₄、SF₆、NF₃、XeF₂、C₃F₈、CHF₃等，优选氟或氯和碳(C)、氮(N)、硫(S)、氙(Xe)的化合物，特别优选含有氟原子。

微量的卤类气体也可以发挥劣化抑制效果，但为了得到显著的劣化抑制效果，卤类气体的含有浓度在1ppm以上为宜。之所以能得到这样的劣化抑制效果，是因为密封气氛中含有的卤类气体可以分解由有机硅化合物气体的光分解所产生的堆积物。

当作为包覆光学部件的最表面的材料使用硅(Si)、钼(Mo)、铬(Cr)、锡(Sn)或锆(Zr)的氧化物或氮化物等，对卤类气体有反应性的材料时，这些光学部件的最表面层会被浸蚀，从而降低模件的可靠性。

因而，被密封的多模式光学纤维的发射端、及被暴露于密封气氛的发射窗的最表面层上，使用如铟(In)、镓(Ga)、铝(Al)、钛(Ti)或钽(Ta)的氧化物或氮化物等对卤类气体呈惰性的材料为宜。

下面，关于由本发明第3实施方式的激光装置进行说明。本实施方式的激光装置中，就半导体激光元件、聚光光学系统及合波光学系统而言，和上述的第1实施方式相同，因此省略对这些的说明，只对于设置在多模式光学纤维的发射端附近的保护机构进行说明。其俯视图示于图6。

如图6所示，在本实施方式中被金属包覆的多模式光学纤维23，固定设置在具有成为发射窗的玻璃窗31的密闭容器30内的支架34上。在密闭容器30中设有进气口32a和排气口32b，并具有具备设置在从排气口32b引出的配管上的除去污染物质的过滤器35、使惰性气体循环的泵36、和调整从高压储气瓶38的气体的补充的阀37的气体循环装置。并且，密闭容器30由图中没有表示的盖子进行金属密封。

作为过滤器35，优选使用填充有吸咐剂的结构。作为吸附剂可以使用沸石吸附剂、活性碳或同时使用沸石吸附剂和活性碳。作为沸石吸附剂，优选东联公司制的“ゼオラムF9HA”，该“ゼオラムF9HA”是由碱金属或碱土类金属的结晶性含水铝硅酸盐(Me/x·Al₂O₃·mSiO₂·nH₂O:Me是x价的金属离子)组成的。沸石吸附剂的量可以考虑密闭容器的内容积、推断的污染物质及吸附剂的吸附能力等方面进行决定。另外，可以不限于沸石吸附剂，也可以使用其它组成的吸附剂。

此外，也可以再在填充有吸附剂的过滤器内添加Pt、Pd等催化剂，并将该过滤器加热到500℃使烃化合物分解。

还有，在本实施方式中，配管中设置过滤器以除去污染物质，但也可以在密闭容器30内的非激光束B的光程的位置，用无机类或有机类的粘合剂粘接吸附剂，从而除去污染物质。

在本实施方式中，激光束B被发射到大气中的端面是距多模式光学纤维23的发射端有一定间隔的玻璃窗31，因此，能够减低最终发射端面上的功率密度。并且，通过调整从多模式光学纤维23的发射端到玻璃窗31的发射端面的距离，能够调整在玻璃窗31的发射端面上的功率密度。

下面，关于本发明第4实施方式的激光装置进行说明。该激光装置的示意立体图示于图7中。

如图7所示，本实施方式的激光装置是，将100个把上述GaN类半导体激光元件LD1～8、微型透镜排列11、聚光透镜12、发射端被金属包覆的多模式光学纤维23的入射端密封在密闭容器40中而构成的激光装置，配置成使从密封容器40中引出的、被树脂包覆的多模式光学纤维23’排成一阶列阵状。

在多模式光学纤维23’的发射端附近，去除了周围的树脂包覆，取而代之实施了金属包覆处理。在光学纤维23的发射端附近，安装了如上述的图5所示的、光学纤维23的排列方向为长度方向的具有窗玻璃52的密封容器51，并用惰性气体进行了金属密封。本实施方式的激光装置中，将多模式光学纤维23的发射端排列配置成1阶列阵状，从这些多模式光学纤维23的分别发射出高辉度且高密度的紫外激光束B。

在这种激光装置中，通过设置本发明的保护机构，能够减低在发射端面上的功率密度，所以可以很好地防止污染物质的附着，该保护机构可由大气中保护光学纤维的发射端且具有设置成距发射端有一定距离的发射窗。

本实施方式中，多模式光学纤维23的发射端被惰性气体所密封，但如上述的第1实施方式所示，可以将玻璃或塑料等透明材料熔接在光学纤维的发射端，且如上述第3实施方式所示，也可以安装具有连接在气体循环装置上的排气口和进气口的密闭容器，使惰性气体在密闭容器内部流动。作为惰性气体可以使用上述的气体。

本发明的激光装置在多模式光学纤维的发射端上，通过设置将该发射端由大气保护且具有设置成距发射端有一定距离的发射窗的保护机构，能够防止在发射端面上附着有机物等污染物质的，使得高输出和高可靠性能够在低成本下获得。

Claims

1.一种激光装置，具有多个半导体激光元件、多模式光学纤维、和将由所述多个半导体激光元件分别发射出来的激光束聚光并结合在所述多模式光学纤维入射端的聚光光学系统，其特征在于，在所述多模式光学纤维的发射端上，设置有对该发射端进行保护以防其被大气污染的同时具有设置成距所述发射端有一定以上的距离的发射窗的保护机构，所述发射窗是激光束发射出来的发射端面，所述保护机构，是安装在所述发射端附近以使所述发射端含于其内部的、由惰性气体密封的密闭容器，且所述发射窗是设置在所述密闭容器中和所述发射端相对向的位置上的玻璃窗。

2.如权利要求1所述的激光装置，其特征在于，所述保护机构，是固定在所述发射端上且至少具有和固定面相对向的另一面的透明体，所述发射窗为所述另一面。

3.如权利要求1所述的激光装置，其特征在于，所述保护机构，是安装在所述发射端附近以使所述发射端含于其内部的、具有连接在用于流通惰性气体的气体循环装置上的排气口和进气口的密闭容器，且所述发射窗是设置在所述密闭容器中和所述发射端相对向的位置上的玻璃窗。

4.如权利要求3所述的激光装置，其特征在于，在所述气体循环装置中具有用于去除从所述排气口排出的气体中含有的污染物质的过滤器。

5.如权利要求1至4中任一项所述的激光装置，其特征在于，所述发射端的芯线直径在100μm以下。

6.如权利要求1至4中任一项所述的激光装置，其特征在于，所述半导体激光元件是由GaN半导体构成的元件。

7.如权利要求5所述的激光装置，其特征在于，所述半导体激光元件是由GaN半导体构成的元件。

8.如权利要求1至4中任一项所述的激光装置，其特征在于，所述半导体激光元件是由发出400nm附近波长的激光束的GaN类半导体构成的元件。

9.如权利要求5所述的激光装置，其特征在于，所述半导体激光元件是由发出400nm附近波长的激光束的GaN类半导体构成的元件。