JP2000150991A - 平行光発生装置 - Google Patents
平行光発生装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造でＬＤアレイから出射されるレー
ザー光を平行光に変換する平行光発生装置を提供する。 【解決手段】 ＬＤアレイ１を同一厚さの絶縁体９と共
に一対の電極１０ａ、１０ｂの間に挟み込み、ＬＤアレ
イ１の出射端面と電極１０ａ、１０ｂとを面一に形成し
た面に発振プレート１２を配設する。ＬＤアレイ１から
出射されたレーザー光は発振プレート１２により平行光
に変換されて出射される。ＬＤアレイ１及び発振プレー
ト１２の熱は電極１０ａ、１０ｂに伝導して効率よく放
熱されるので、高出力の平行光を簡単な構造により得る
ことができる。
ザー光を平行光に変換する平行光発生装置を提供する。 【解決手段】 ＬＤアレイ１を同一厚さの絶縁体９と共
に一対の電極１０ａ、１０ｂの間に挟み込み、ＬＤアレ
イ１の出射端面と電極１０ａ、１０ｂとを面一に形成し
た面に発振プレート１２を配設する。ＬＤアレイ１から
出射されたレーザー光は発振プレート１２により平行光
に変換されて出射される。ＬＤアレイ１及び発振プレー
ト１２の熱は電極１０ａ、１０ｂに伝導して効率よく放
熱されるので、高出力の平行光を簡単な構造により得る
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＤアレイから出
射されるレーザー光を用いて高出力の平行光を得る平行
光発生装置に関するものである。
射されるレーザー光を用いて高出力の平行光を得る平行
光発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来技術による平行光発生装置
の構成を示すもので、ＬＤアレイ３１はその両面から一
対の電極板３２ａ、３２ｂの間に挟み込まれて冷却装置
３９内に配設されている。ＬＤアレイ３１から出射され
たレーザー光は、ｆａｓｔ ＡＸＩＳコリメータレンズ
３４、ｓｌｏｗ ＡＸＩＳコリメータレンズ３５、集光
レンズ３６によって集光され、このレーザー光をレーザ
ー媒体３７と出力ミラー３８との間でレーザー発振させ
て平行光を発生させている。前記冷却装置３９には純水
が循環し、ＬＤアレイ３１の熱は電極板３２ａ、３２ｂ
を介して排熱される。
の構成を示すもので、ＬＤアレイ３１はその両面から一
対の電極板３２ａ、３２ｂの間に挟み込まれて冷却装置
３９内に配設されている。ＬＤアレイ３１から出射され
たレーザー光は、ｆａｓｔ ＡＸＩＳコリメータレンズ
３４、ｓｌｏｗ ＡＸＩＳコリメータレンズ３５、集光
レンズ３６によって集光され、このレーザー光をレーザ
ー媒体３７と出力ミラー３８との間でレーザー発振させ
て平行光を発生させている。前記冷却装置３９には純水
が循環し、ＬＤアレイ３１の熱は電極板３２ａ、３２ｂ
を介して排熱される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成では、レーザー発振させるためにレーザー媒体と
出力ミラーとのアライメントを行い、集光光学系とレー
ザー媒体とのモードマッチングを行う必要があり、製作
作業の手間が大きくなる課題があった。また、発振系の
配設距離は短くすることができないため、レーザービー
ムの拡がりによるロスが発生し、変換効率は３０〜４０
％が限界であった。更に、ＬＤアレイの熱が伝導する電
極板を冷却するために純水を循環させるが、純水の純度
が低下すると電極に電気分解が生じて導電性が低下した
り、外部のアースノイズの侵入によりＬＤアレイが破壊
される等の問題点があった。
来構成では、レーザー発振させるためにレーザー媒体と
出力ミラーとのアライメントを行い、集光光学系とレー
ザー媒体とのモードマッチングを行う必要があり、製作
作業の手間が大きくなる課題があった。また、発振系の
配設距離は短くすることができないため、レーザービー
ムの拡がりによるロスが発生し、変換効率は３０〜４０
％が限界であった。更に、ＬＤアレイの熱が伝導する電
極板を冷却するために純水を循環させるが、純水の純度
が低下すると電極に電気分解が生じて導電性が低下した
り、外部のアースノイズの侵入によりＬＤアレイが破壊
される等の問題点があった。
【０００４】本発明が目的とするところは、簡単な構造
により高出力の平行光を得ることができるように構成し
た平行光発生装置を提供することにある。
により高出力の平行光を得ることができるように構成し
た平行光発生装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本願の第１発明に係る平行光発生装置は、複数のレー
ザーダイオードを一直線上に配列して構成されたＬＤア
レイと、このＬＤアレイと同一厚さに形成された絶縁体
とを、電気導電性及び熱伝導性に優れた一対の電極ブロ
ックの間に挟み込むと共に、前記ＬＤアレイのレーザー
光の出射端面と前記一対の電極ブロックとを面一に形成
した面に発振プレートを密着配置し、前記一対の電極ブ
ロックからＬＤアレイに電力供給するように構成されて
なることを特徴とする。
の本願の第１発明に係る平行光発生装置は、複数のレー
ザーダイオードを一直線上に配列して構成されたＬＤア
レイと、このＬＤアレイと同一厚さに形成された絶縁体
とを、電気導電性及び熱伝導性に優れた一対の電極ブロ
ックの間に挟み込むと共に、前記ＬＤアレイのレーザー
光の出射端面と前記一対の電極ブロックとを面一に形成
した面に発振プレートを密着配置し、前記一対の電極ブ
ロックからＬＤアレイに電力供給するように構成されて
なることを特徴とする。
【０００６】上記第１発明の構成によれば、ＬＤアレイ
からのレーザー光は発振プレートにより平行光に変換さ
れて出射される。簡単な構成で平行光が得られ、調整の
必要もないので、その製作は容易である。また、ＬＤア
レイ及び発振プレートの熱は密着した電極ブロックから
放熱されるので、高出力の平行光を容易に発生させるこ
とができる。
からのレーザー光は発振プレートにより平行光に変換さ
れて出射される。簡単な構成で平行光が得られ、調整の
必要もないので、その製作は容易である。また、ＬＤア
レイ及び発振プレートの熱は密着した電極ブロックから
放熱されるので、高出力の平行光を容易に発生させるこ
とができる。
【０００７】上記構成において、ＬＤアレイから出射さ
れるレーザー光の光軸上に光軸を一致させて配設され、
波長１０６４ｎｍ光を高透過し、波長８００〜８１０ｎ
ｍ光を全反射するコートが施され、反射面が発振プレー
ト内でＬＤアレイに近い位置に焦点を結ぶ曲率に形成さ
れてなる凹面鏡を発振プレートの外面側に配設して構成
することにより、発振が容易となると同時に、吸収され
なかった光が再利用されるので効率のよい変換がなされ
る。
れるレーザー光の光軸上に光軸を一致させて配設され、
波長１０６４ｎｍ光を高透過し、波長８００〜８１０ｎ
ｍ光を全反射するコートが施され、反射面が発振プレー
ト内でＬＤアレイに近い位置に焦点を結ぶ曲率に形成さ
れてなる凹面鏡を発振プレートの外面側に配設して構成
することにより、発振が容易となると同時に、吸収され
なかった光が再利用されるので効率のよい変換がなされ
る。
【０００８】また、上記目的を達成するための本願の第
２発明に係る平行光発生装置は、複数のレーザーダイオ
ードを一直線上に配列して構成されたＬＤアレイ及びこ
のＬＤアレイと同一厚さに形成された絶縁体と、少なく
ともＬＤアレイの平面面積より１０倍以上の面積を有
し、面方向に高熱伝導性を有する中間電極板とを交互に
配置して複数段に積層し、この積層体を電気導電性及び
熱伝導性に優れた一対の電極ブロックの間に挟み込むと
共に、前記ＬＤアレイのレーザー光の出射端面及び前記
中間電極板、前記一対の電極ブロックを面一に形成した
面に発振プレートを密着配置し、前記一対の電極ブロッ
クから各中間電極板を介して各ＬＤアレイに電力供給す
るように構成されてなることを特徴とする。
２発明に係る平行光発生装置は、複数のレーザーダイオ
ードを一直線上に配列して構成されたＬＤアレイ及びこ
のＬＤアレイと同一厚さに形成された絶縁体と、少なく
ともＬＤアレイの平面面積より１０倍以上の面積を有
し、面方向に高熱伝導性を有する中間電極板とを交互に
配置して複数段に積層し、この積層体を電気導電性及び
熱伝導性に優れた一対の電極ブロックの間に挟み込むと
共に、前記ＬＤアレイのレーザー光の出射端面及び前記
中間電極板、前記一対の電極ブロックを面一に形成した
面に発振プレートを密着配置し、前記一対の電極ブロッ
クから各中間電極板を介して各ＬＤアレイに電力供給す
るように構成されてなることを特徴とする。
【０００９】上記第２発明の構成によれば、複数のＬＤ
アレイからのレーザー光を発振プレートにより平行光に
変換して出射することができるので、高出力の平行光を
発生させることができる。また、各ＬＤアレイの熱は中
間電極板から電極ブロックに伝導して放熱されるので、
高出力の平行光の発生は容易である。
アレイからのレーザー光を発振プレートにより平行光に
変換して出射することができるので、高出力の平行光を
発生させることができる。また、各ＬＤアレイの熱は中
間電極板から電極ブロックに伝導して放熱されるので、
高出力の平行光の発生は容易である。
【００１０】上記各構成における発振プレートは、０．
５〜３％のＮｄドープされたＹＶＯ4 結晶を０．３〜
１．５ｍｍ厚さに平行平面カットされたプレートに、Ｌ
Ｄアレイとの接触面に全反射コート、反対面に波長１０
６４ｎｍのレーザー光に対する９０〜９８％の反射コー
トを施して形成すると好適である。
５〜３％のＮｄドープされたＹＶＯ4 結晶を０．３〜
１．５ｍｍ厚さに平行平面カットされたプレートに、Ｌ
Ｄアレイとの接触面に全反射コート、反対面に波長１０
６４ｎｍのレーザー光に対する９０〜９８％の反射コー
トを施して形成すると好適である。
【００１１】また、発振プレートは、その厚さｔ（ｍ
ｍ）、Ｎｄドープ量ｎ（％）及びレーザーダイオードと
の接触面におけるパワー密度Ｐ（ｗ／ｍｍ2 ）の間にＰ
・ｔ・ｎ＝１０4 の条件が満足されるように形成すると
好適である。
ｍ）、Ｎｄドープ量ｎ（％）及びレーザーダイオードと
の接触面におけるパワー密度Ｐ（ｗ／ｍｍ2 ）の間にＰ
・ｔ・ｎ＝１０4 の条件が満足されるように形成すると
好適である。
【００１２】また、上記第１及び第２発明に係る平行光
発生装置は、発振プレートの表面との間に、発振プレー
トの発熱に伴う自然対流が発生する間隔を設けて配設さ
れた透明ウィンドウにより密閉される冷却装置内に配設
し、この熱交換器内に封入された純水によって冷却し、
この純水は熱交換器によって熱交換されるように構成す
ることにより、冷却効果が向上して、より高出力の平行
光を発生することができる。
発生装置は、発振プレートの表面との間に、発振プレー
トの発熱に伴う自然対流が発生する間隔を設けて配設さ
れた透明ウィンドウにより密閉される冷却装置内に配設
し、この熱交換器内に封入された純水によって冷却し、
この純水は熱交換器によって熱交換されるように構成す
ることにより、冷却効果が向上して、より高出力の平行
光を発生することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１４】図１は、本発明の第１の実施形態に係る平
行光発生装置の構成を示すもので、同図（ａ）は正面
図、同図（ｂ）は側面図である。
行光発生装置の構成を示すもので、同図（ａ）は正面
図、同図（ｂ）は側面図である。
【００１５】図１において、ＬＤアレイ１は、複数のＬ
Ｄ（レーザーダイオード）２をライン上に配設して構成
され、同一厚さに形成された絶縁体９とともに一対の電
極ブロック１０ａ、１０ｂの間に挟み込まれ、この電極
ブロック１０ａ、１０ｂ間に電源１１から電力供給する
ことにより、ＬＤアレイ１の各ＬＤ２が発光する。この
ＬＤアレイ１の出射端面は電極ブロック１０ａ、１０ｂ
と面一に形成されており、このＬＤアレイ１の出射端面
に密着させて発振プレート１２が配設されている。この
構造により、ＬＤアレイ１の各ＬＤ２から発生する熱
と、発振プレート１２で生じる損失による熱は効率よく
電極ブロック１０ａ、１０ｂに逃がすことができる。電
極ブロック１０ａ、１０ｂは、ブロック状の熱容量が大
きな形状に形成され、これを支持する図示しない支持体
に排熱するので、熱の放出は確実になされる。
Ｄ（レーザーダイオード）２をライン上に配設して構成
され、同一厚さに形成された絶縁体９とともに一対の電
極ブロック１０ａ、１０ｂの間に挟み込まれ、この電極
ブロック１０ａ、１０ｂ間に電源１１から電力供給する
ことにより、ＬＤアレイ１の各ＬＤ２が発光する。この
ＬＤアレイ１の出射端面は電極ブロック１０ａ、１０ｂ
と面一に形成されており、このＬＤアレイ１の出射端面
に密着させて発振プレート１２が配設されている。この
構造により、ＬＤアレイ１の各ＬＤ２から発生する熱
と、発振プレート１２で生じる損失による熱は効率よく
電極ブロック１０ａ、１０ｂに逃がすことができる。電
極ブロック１０ａ、１０ｂは、ブロック状の熱容量が大
きな形状に形成され、これを支持する図示しない支持体
に排熱するので、熱の放出は確実になされる。
【００１６】ＬＤ２から出射されるレーザー光は、図２
（ａ）（ｂ）に示すように、ＬＤアレイ１の面方向に±
５度（ｓｌｏｗ ＡＸＩＳ光）、厚さ方向に±２０度
（ｆａｓｔ ＡＸＩＳ光）の出射角度を有しており、こ
れを発振プレート１２により平行光に変換して出射させ
る。この発振プレート１２の構成条件について以下に説
明する。
（ａ）（ｂ）に示すように、ＬＤアレイ１の面方向に±
５度（ｓｌｏｗ ＡＸＩＳ光）、厚さ方向に±２０度
（ｆａｓｔ ＡＸＩＳ光）の出射角度を有しており、こ
れを発振プレート１２により平行光に変換して出射させ
る。この発振プレート１２の構成条件について以下に説
明する。
【００１７】発振プレート１２は、０．５〜３％にＮｄ
ドープされたＹＶＯ4 結晶を０．３〜１．５ｍｍの厚さ
に平行平面カットされたプレートに、ＬＤ２との接触面
に全反射コートを施し、反対面に１０６４ｎｍの波長に
対して９０〜９８％の反射コートを施して構成されてい
る。この発振プレート１２の構成条件は、下記各パラメ
ータが次のように構成されることにより発振可能とな
る。
ドープされたＹＶＯ4 結晶を０．３〜１．５ｍｍの厚さ
に平行平面カットされたプレートに、ＬＤ２との接触面
に全反射コートを施し、反対面に１０６４ｎｍの波長に
対して９０〜９８％の反射コートを施して構成されてい
る。この発振プレート１２の構成条件は、下記各パラメ
ータが次のように構成されることにより発振可能とな
る。
【００１８】ＬＤ２の発光密度＝Ｐ（ｗ／ｍｍ2 ）、但
し、Ｐ≧１０4 ｗ／ｍｍ2 発振プレート１２の厚さ＝ｔ（ｍｍ）、但し、０．３≦
ｔ≦１．５ｍｍ Ｎｄドープ量＝ｎ（％）、但し、０．５≦ｎ≦３ とすると、発振プレート１２の構成条件は、出力側コー
トを１０６４ｎｍにおいて９０〜９８％として、下式
（１）となる。
し、Ｐ≧１０4 ｗ／ｍｍ2 発振プレート１２の厚さ＝ｔ（ｍｍ）、但し、０．３≦
ｔ≦１．５ｍｍ Ｎｄドープ量＝ｎ（％）、但し、０．５≦ｎ≦３ とすると、発振プレート１２の構成条件は、出力側コー
トを１０６４ｎｍにおいて９０〜９８％として、下式
（１）となる。
【００１９】Ｐ・ｔ・ｎ≧１０4 ……（１） 例えば、Ｐ＝１０4 （ｗ／ｍｍ2 ）、ｔ＝０．５（ｍ
ｍ）、ｎ＝３（％）とすると、Ｐ・ｔ・ｎ＝１０4 ・
０．５・３＝１．５×１０4 ≧１０4 となり、発振可能
となる。
ｍ）、ｎ＝３（％）とすると、Ｐ・ｔ・ｎ＝１０4 ・
０．５・３＝１．５×１０4 ≧１０4 となり、発振可能
となる。
【００２０】この構成条件は最低条件であって、各パラ
メータの比を適切に選択することによって理論限界値と
いわれている６０％以上の変換効率を得ることが可能で
ある。尚、Ｎｄドープ量が３％のように高い場合には、
発振プレート１２の厚さを０．３〜０．５ｍｍに形成す
ることができるが、熱歪みの発生により発振プレート１
２内で回折が生じて発振が不安定となりやすいので、Ｎ
ｄドープ量は１〜２％、厚さは０．５〜１ｍｍ程度に設
定するのが好適である。
メータの比を適切に選択することによって理論限界値と
いわれている６０％以上の変換効率を得ることが可能で
ある。尚、Ｎｄドープ量が３％のように高い場合には、
発振プレート１２の厚さを０．３〜０．５ｍｍに形成す
ることができるが、熱歪みの発生により発振プレート１
２内で回折が生じて発振が不安定となりやすいので、Ｎ
ｄドープ量は１〜２％、厚さは０．５〜１ｍｍ程度に設
定するのが好適である。
【００２１】図３は、ＬＤ２からの出射光を全反射する
凹面鏡２２を配設した構成を示すもので、図示するよう
にＬＤ２からの出射光のセンター軸上に凹面鏡２２の光
軸を一致させて配置している。この凹面鏡２２は、ＬＤ
２からの出射光を全反射し、１０６４ｎｍの光を透過す
るようなコートを施したもので、その反射面の曲率は、
発振プレート１２内でＬＤ２にできるだけ近いセンター
軸上に集光するように形成される。この凹面鏡２２を用
いた構成により、低い閾値で発振を起こすと同時に吸収
されなかったＬＤ２からの光が再利用されるので効率よ
く平行光に変換することができる。
凹面鏡２２を配設した構成を示すもので、図示するよう
にＬＤ２からの出射光のセンター軸上に凹面鏡２２の光
軸を一致させて配置している。この凹面鏡２２は、ＬＤ
２からの出射光を全反射し、１０６４ｎｍの光を透過す
るようなコートを施したもので、その反射面の曲率は、
発振プレート１２内でＬＤ２にできるだけ近いセンター
軸上に集光するように形成される。この凹面鏡２２を用
いた構成により、低い閾値で発振を起こすと同時に吸収
されなかったＬＤ２からの光が再利用されるので効率よ
く平行光に変換することができる。
【００２２】尚、前記凹面鏡２２に代えて、ＬＤ２から
の光を全反射するコートを施した凹型シリンドリカルレ
ンズや、回折格子を用いても同様の効果を得ることがで
きる。
の光を全反射するコートを施した凹型シリンドリカルレ
ンズや、回折格子を用いても同様の効果を得ることがで
きる。
【００２３】図４は、第２の実施形態に係る平行光発生
装置の構成を示すもので、同図（ａ）は正面図、同図
（ｂ）は側面図である。
装置の構成を示すもので、同図（ａ）は正面図、同図
（ｂ）は側面図である。
【００２４】図示するように、第２の実施形態に係る平
行光発生装置は、複数のＬＤアレイ１をスタックして構
成されている。ＬＤアレイ１は同一の厚さで１０倍以上
の面積を有する絶縁体９と共に、中間電極板１３を介し
て複数段に積層され、一対の電極ブロック１０ａ、１０
ｂによって挟み込まれている。前記絶縁体９は、ＡｌＮ
のような熱伝導性のよい材料により形成され、前記中間
電極板１３は、金薄板や銅の金メッキ板、グラファイト
シートのような電気伝導性及び熱伝導性に優れた材料に
より形成されている。前記グラファイトシートは、その
面方向と厚さ方向とでは熱伝導性に１０：１以上の差が
あるため、前記のように絶縁体９の面積がＬＤアレイ１
の面積より１０倍以上大きく設定している。また、中間
電極板１３及び電極ブロック１０ａ、１０ｂのＬＤアレ
イ１の出射端面側は、この出射端面と面一に形成され、
ＬＤアレイ１、中間電極板１３、電極ブロック１０ａ、
１０ｂに密着して発振プレート１２が配設されているの
で、発振プレート１２で発生する熱も電極１０ａ、１０
ｂに伝導し、電極ブロック１０ａ、１０ｂに接する外部
放熱体１４に排熱される。
行光発生装置は、複数のＬＤアレイ１をスタックして構
成されている。ＬＤアレイ１は同一の厚さで１０倍以上
の面積を有する絶縁体９と共に、中間電極板１３を介し
て複数段に積層され、一対の電極ブロック１０ａ、１０
ｂによって挟み込まれている。前記絶縁体９は、ＡｌＮ
のような熱伝導性のよい材料により形成され、前記中間
電極板１３は、金薄板や銅の金メッキ板、グラファイト
シートのような電気伝導性及び熱伝導性に優れた材料に
より形成されている。前記グラファイトシートは、その
面方向と厚さ方向とでは熱伝導性に１０：１以上の差が
あるため、前記のように絶縁体９の面積がＬＤアレイ１
の面積より１０倍以上大きく設定している。また、中間
電極板１３及び電極ブロック１０ａ、１０ｂのＬＤアレ
イ１の出射端面側は、この出射端面と面一に形成され、
ＬＤアレイ１、中間電極板１３、電極ブロック１０ａ、
１０ｂに密着して発振プレート１２が配設されているの
で、発振プレート１２で発生する熱も電極１０ａ、１０
ｂに伝導し、電極ブロック１０ａ、１０ｂに接する外部
放熱体１４に排熱される。
【００２５】上記構成において、一対の電極ブロック１
０ａ、１０ｂ間に接続された電源１１から供給される電
力は、各中間電極板１３を介して各ＬＤアレイ１に供給
され、各ＬＤアレイ１の出射端面から出射されるレーザ
ー光は発振プレート１２により平行光に変換されて出射
される。
０ａ、１０ｂ間に接続された電源１１から供給される電
力は、各中間電極板１３を介して各ＬＤアレイ１に供給
され、各ＬＤアレイ１の出射端面から出射されるレーザ
ー光は発振プレート１２により平行光に変換されて出射
される。
【００２６】図５は、第３の実施形態に係る平行光発生
装置の構成を示すもので、同図（ａ）は正面図、同図
（ｂ）は側面図である。
装置の構成を示すもので、同図（ａ）は正面図、同図
（ｂ）は側面図である。
【００２７】図５において、ＬＤアレイ１は同一の厚さ
を有する絶縁体９と共に一対の電極ブロック１５ａ、１
５ｂの間に挟み込まれ、レーザー光の出射端面側に発振
プレート１２を配置した状態にして冷却装置１９内に配
設されている。冷却装置１９は、その正面側を出射ウィ
ンドウ１８により閉じて密閉構造に形成され、内部に満
たされた純水を冷却する熱交換器２３が配置されて構成
されている。前記電極ブロック１５ａ、１５ｂには、そ
れぞれ電極棒１６ａ、１６ｂを通じて電源１１が接続さ
れる。
を有する絶縁体９と共に一対の電極ブロック１５ａ、１
５ｂの間に挟み込まれ、レーザー光の出射端面側に発振
プレート１２を配置した状態にして冷却装置１９内に配
設されている。冷却装置１９は、その正面側を出射ウィ
ンドウ１８により閉じて密閉構造に形成され、内部に満
たされた純水を冷却する熱交換器２３が配置されて構成
されている。前記電極ブロック１５ａ、１５ｂには、そ
れぞれ電極棒１６ａ、１６ｂを通じて電源１１が接続さ
れる。
【００２８】上記構成において、発振プレート１２の表
面と出射ウィンドウ１８との間は、層流が保持される間
隔のチャネル幅が形成されているため、純水が発振プレ
ート１２から熱を奪って上昇するとき、シュラーレン現
象を発生させることなく自然対流が生じて効率よく発振
プレート１２は冷却される。また、ＬＤアレイ１の熱は
電極ブロック１０ａ、１０ｂに伝導し、電極ブロック１
０ａ、１０ｂが純水で冷却されるため、ＬＤアレイ１も
効率よく冷却される。純水は熱交換器２３によって冷却
されるので、装置の放熱効果は高く、より高出力の平行
光を発生させることができる。
面と出射ウィンドウ１８との間は、層流が保持される間
隔のチャネル幅が形成されているため、純水が発振プレ
ート１２から熱を奪って上昇するとき、シュラーレン現
象を発生させることなく自然対流が生じて効率よく発振
プレート１２は冷却される。また、ＬＤアレイ１の熱は
電極ブロック１０ａ、１０ｂに伝導し、電極ブロック１
０ａ、１０ｂが純水で冷却されるため、ＬＤアレイ１も
効率よく冷却される。純水は熱交換器２３によって冷却
されるので、装置の放熱効果は高く、より高出力の平行
光を発生させることができる。
【００２９】尚、この第３の実施形態は、第１の実施形
態で示した平行光発生装置を冷却装置１９内に配置して
構成した例を示しているが、第２の実施形態に示したＬ
Ｄアレイ１をスタックした構成を適用することもでき
る。
態で示した平行光発生装置を冷却装置１９内に配置して
構成した例を示しているが、第２の実施形態に示したＬ
Ｄアレイ１をスタックした構成を適用することもでき
る。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、発振
プレートによりＬＤアレイから出射されるレーザー光を
平行光に変換されるので、簡単な構造で高出力の平行光
を発生させることができる。また、熱伝導性に優れた構
造なので、効率よく高出力の平行光を発生させることが
できる。
プレートによりＬＤアレイから出射されるレーザー光を
平行光に変換されるので、簡単な構造で高出力の平行光
を発生させることができる。また、熱伝導性に優れた構
造なので、効率よく高出力の平行光を発生させることが
できる。
【図１】第１の実施形態に係る平行光発生装置の構成を
示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図２】発振プレートによる平行光への変換を説明する
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
【図３】第１の実施形態の変形例を示す側面図。
【図４】第２の実施形態に係る平行光発生装置の構成を
示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図５】第３の実施形態に係る平行光発生装置の構成を
示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図６】従来技術に係る平行光発生装置の構成を示す側
面図。
面図。
１ ＬＤアレイ ２ ＬＤ（レーザーダイオード） ９ 絶縁体 １０ａ、１０ｂ、１５ａ、１５ｂ 電極ブロック １２ 発振プレート １３ 中間電極板 １８ 出射ウィンドウ １９ 冷却装置 ２２ 凹面鏡
Claims (6)
- 【請求項１】 複数のレーザーダイオードを一直線上に
配列して構成されたＬＤアレイと、このＬＤアレイと同
一厚さに形成された絶縁体とを、電気導電性及び熱伝導
性に優れた一対の電極ブロックの間に挟み込むと共に、
前記ＬＤアレイのレーザー光の出射端面と前記一対の電
極とを面一に形成した面に発振プレートを密着配置し、
前記一対の電極ブロックからＬＤアレイに電力供給する
ように構成されてなることを特徴とする平行光発生装
置。 - 【請求項２】 ＬＤアレイから出射されるレーザー光の
光軸に光軸を一致させて配設され、波長１０６４ｎｍ光
を高透過し、波長８００〜８１０ｎｍ光を全反射するコ
ートが施され、反射面が発振プレート内でＬＤアレイに
近い位置に焦点を結ぶ曲率に形成されてなる凹面鏡を発
振プレートの外面側に配設してなる請求項１記載の平行
光発生装置。 - 【請求項３】 複数のレーザーダイオードを一直線上に
配列して構成されたＬＤアレイ及びこのＬＤアレイと同
一厚さに形成された絶縁体と、少なくともＬＤアレイの
平面面積より１０倍以上の面積を有し、面方向に高熱伝
導性を有する中間電極板とを交互に配置して複数段に積
層し、この積層体を電気導電性及び熱伝導性に優れた一
対の電極ブロックの間に挟み込むと共に、前記ＬＤアレ
イのレーザー光の出射端面及び前記中間電極板、前記一
対の電極ブロックを面一に形成した面に発振プレートを
密着配置し、前記一対の電極ブロックから各中間電極板
を介して各ＬＤアレイに電力供給するように構成されて
なることを特徴とする平行光発生装置。 - 【請求項４】 発振プレートは、０．５〜３％のＮｄド
ープされたＹＶＯ4結晶を０．３〜１．５ｍｍ厚さに平
行平面カットされたプレートに、ＬＤアレイとの接触面
に全反射コート、反対面に波長１０６４ｎｍのレーザー
光に対する９０〜９８％の反射コートを施して形成され
てなる請求項１〜３いずれか一項に記載の平行光発生装
置。 - 【請求項５】 発振プレートは、その厚さｔ（ｍｍ）、
Ｎｄドープ量ｎ（％）及びレーザーダイオードとの接触
面におけるパワー密度Ｐ（ｗ／ｍｍ2 ）の間にＰ・ｔ・
ｎ＝１０4 の条件が満足されるように形成されてなる請
求項１〜４いずれか一項に記載の平行光発生装置。 - 【請求項６】 発振プレートの表面との間に、発振プレ
ートの発熱に伴う自然対流が発生する間隔を設けて配設
された透明ウィンドウにより密閉された冷却装置内に配
設され、この冷却装置内に封入された純水によって冷却
され、純水の熱が熱交換器によって排熱されるように構
成されてなる請求項１または３記載の平行光発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31937798A JP4017269B2 (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 平行光発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31937798A JP4017269B2 (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 平行光発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000150991A true JP2000150991A (ja) | 2000-05-30 |
| JP4017269B2 JP4017269B2 (ja) | 2007-12-05 |
Family
ID=18109483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31937798A Expired - Fee Related JP4017269B2 (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 平行光発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4017269B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8369375B2 (en) | 2009-03-24 | 2013-02-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting device |
-
1998
- 1998-11-10 JP JP31937798A patent/JP4017269B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8369375B2 (en) | 2009-03-24 | 2013-02-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting device |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4017269B2 (ja) | 2007-12-05 |
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