JP2001111176A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高精度に平行化されたレーザ光を出射するこ
とができる半導体レーザ装置を提供する。 【解決手段】 本発明による半導体レーザ装置１１は、
複数の半導体レーザアレイ２３nが積層された半導体レ
ーザアレイスタック２１と、複数のシリンドリカルレン
ズ４３nが積層されたシリンドリカルレンズスタック４
１とから構成される。各シリンドリカルレンズ４３
nは、研削加工により円周面の一部に平坦面が形成さ
れ、中心軸Ｃnがそれぞれ各レーザ出射層２５nに平行に
なるように配置される。このように各シリンドリカルレ
ンズ４３nの中心軸Ｃnをそれぞれ各レーザ出射層２５n
の位置に対応させることによって、出射されるレーザ光
を高精度に平行化することが可能になる。
とができる半導体レーザ装置を提供する。 【解決手段】 本発明による半導体レーザ装置１１は、
複数の半導体レーザアレイ２３nが積層された半導体レ
ーザアレイスタック２１と、複数のシリンドリカルレン
ズ４３nが積層されたシリンドリカルレンズスタック４
１とから構成される。各シリンドリカルレンズ４３
nは、研削加工により円周面の一部に平坦面が形成さ
れ、中心軸Ｃnがそれぞれ各レーザ出射層２５nに平行に
なるように配置される。このように各シリンドリカルレ
ンズ４３nの中心軸Ｃnをそれぞれ各レーザ出射層２５n
の位置に対応させることによって、出射されるレーザ光
を高精度に平行化することが可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ装置
に関し、特に固体レーザの端面励起等に好適に用いられ
る半導体レーザ装置に関する。
に関し、特に固体レーザの端面励起等に好適に用いられ
る半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体レーザ装置は、高効率、長寿命及び
小型化を図ることができ、最近注目を集めている。固体
レーザを励起するための励起光源は高出力であることが
要求されるため、一般には、活性層をいくつかの単一モ
ードストライプに分割したアレイ構造を有する半導体レ
ーザアレイ、又はその半導体レーザアレイをスタック状
に配置した半導体レーザアレイスタックが用いられる。
小型化を図ることができ、最近注目を集めている。固体
レーザを励起するための励起光源は高出力であることが
要求されるため、一般には、活性層をいくつかの単一モ
ードストライプに分割したアレイ構造を有する半導体レ
ーザアレイ、又はその半導体レーザアレイをスタック状
に配置した半導体レーザアレイスタックが用いられる。
【０００３】半導体レーザアレイスタックは出射される
レーザ光の発散角が大きいため、出射されるレーザ光を
効率よく集光するにはレーザ光を平行化することが重要
になる。レーザ光を平行化する装置として、例えば特開
平１０−２８４７７９号に開示されている集光装置があ
る。この装置において、半導体レーザアレイスタックか
ら出射されるレーザ光は、複数のシリンドリカルレンズ
がスタック状に配置されたシリンドリカルレンズスタッ
クを用いて平行化される。
レーザ光の発散角が大きいため、出射されるレーザ光を
効率よく集光するにはレーザ光を平行化することが重要
になる。レーザ光を平行化する装置として、例えば特開
平１０−２８４７７９号に開示されている集光装置があ
る。この装置において、半導体レーザアレイスタックか
ら出射されるレーザ光は、複数のシリンドリカルレンズ
がスタック状に配置されたシリンドリカルレンズスタッ
クを用いて平行化される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
レーザアレイを積層して半導体レーザアレイスタックを
作製するとき、各レーザ出射層間の間隔は必ずしも一定
とはならず、レーザ出射面は必ずしも同一平面とはなら
ない。また、高出力のレーザ光を出射できるように高集
積化された半導体レーザアレイスタックにおいては、シ
リンドリカルレンズ等の柱状レンズの積層方向の厚さが
レーザ出射層間の間隔よりも大きくならざるを得ないこ
とがある。そのため、従来の装置によるシリンドリカル
レンズ等を用いて半導体レーザアレイスタックから出射
されるレーザ光を高精度に平行化することは困難であ
り、特にレーザ光を長距離にわたって伝送する必要があ
る場合等においては、集光性及びパワー密度が低下して
しまうという問題が生じていた。
レーザアレイを積層して半導体レーザアレイスタックを
作製するとき、各レーザ出射層間の間隔は必ずしも一定
とはならず、レーザ出射面は必ずしも同一平面とはなら
ない。また、高出力のレーザ光を出射できるように高集
積化された半導体レーザアレイスタックにおいては、シ
リンドリカルレンズ等の柱状レンズの積層方向の厚さが
レーザ出射層間の間隔よりも大きくならざるを得ないこ
とがある。そのため、従来の装置によるシリンドリカル
レンズ等を用いて半導体レーザアレイスタックから出射
されるレーザ光を高精度に平行化することは困難であ
り、特にレーザ光を長距離にわたって伝送する必要があ
る場合等においては、集光性及びパワー密度が低下して
しまうという問題が生じていた。
【０００５】そこで本発明は、かかる課題を解決して、
高精度に平行化されたレーザ光を出射することができる
半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
高精度に平行化されたレーザ光を出射することができる
半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザ装置は、レーザ出射点が長手方向に配列されたレーザ
出射層を有する複数の半導体レーザアレイが、出射方向
を同一方向として長手方向及び出射方向と交差する方向
にスタック状に配置された半導体レーザアレイスタック
と、半導体レーザアレイと同数の柱状レンズが、それぞ
れ各レーザ出射層の出射面の近傍にスタック状に配置さ
れた柱状レンズスタックとを備える半導体レーザ装置で
あって、柱状レンズスタックの１以上の柱状レンズに位
置調整部が設けられたことによって、各柱状レンズは、
その中心軸がそれぞれ各レーザ出射層を含む長手方向及
び出射方向に対して平行な平面上にあるように配置され
たことを特徴とする。この装置によれば、レーザ出射層
間の間隔が一定でなくても、各柱状レンズは各レーザ出
射層に対応した位置に配置されるため、各レーザ出射層
から出射されるレーザ光を高精度に平行化することがで
きる。
ザ装置は、レーザ出射点が長手方向に配列されたレーザ
出射層を有する複数の半導体レーザアレイが、出射方向
を同一方向として長手方向及び出射方向と交差する方向
にスタック状に配置された半導体レーザアレイスタック
と、半導体レーザアレイと同数の柱状レンズが、それぞ
れ各レーザ出射層の出射面の近傍にスタック状に配置さ
れた柱状レンズスタックとを備える半導体レーザ装置で
あって、柱状レンズスタックの１以上の柱状レンズに位
置調整部が設けられたことによって、各柱状レンズは、
その中心軸がそれぞれ各レーザ出射層を含む長手方向及
び出射方向に対して平行な平面上にあるように配置され
たことを特徴とする。この装置によれば、レーザ出射層
間の間隔が一定でなくても、各柱状レンズは各レーザ出
射層に対応した位置に配置されるため、各レーザ出射層
から出射されるレーザ光を高精度に平行化することがで
きる。
【０００７】位置調整部は、柱状レンズの外周面の一部
に研削加工により形成された長手方向及び出射方向に平
行な平坦面であることが好ましい。レーザ出射層の間隔
より大きな柱状レンズを用いる必要がある場合であって
も、各柱状レンズの円周面を研削加工して各レーザ出射
層の間隔に合わせることによって、各レーザ出射層に各
柱状レンズの中心軸を容易に対応させることができる。
また、外周面の一部に平面部が形成されることによって
スタック化が容易になり、柱状レンズスタックの構造が
安定化する。
に研削加工により形成された長手方向及び出射方向に平
行な平坦面であることが好ましい。レーザ出射層の間隔
より大きな柱状レンズを用いる必要がある場合であって
も、各柱状レンズの円周面を研削加工して各レーザ出射
層の間隔に合わせることによって、各レーザ出射層に各
柱状レンズの中心軸を容易に対応させることができる。
また、外周面の一部に平面部が形成されることによって
スタック化が容易になり、柱状レンズスタックの構造が
安定化する。
【０００８】各柱状レンズは、それぞれ各レーザ出射層
の出射面から出射方向に一定の間隔をおいた位置に配置
されることが好ましい。各レーザ出射層は出射面が必ず
しも一致しているわけではないため、このように配置す
ることによって、各レーザ出射層から出射されるレーザ
光を一定の精度で平行化することができる。
の出射面から出射方向に一定の間隔をおいた位置に配置
されることが好ましい。各レーザ出射層は出射面が必ず
しも一致しているわけではないため、このように配置す
ることによって、各レーザ出射層から出射されるレーザ
光を一定の精度で平行化することができる。
【０００９】柱状レンズは屈折率が高いことが好まし
く、屈折率が１．６以上であることがさらに好ましい。
レンズの焦点距離が長い場合にはレーザ光の損失が大き
くなってしまうため、このように屈折率の高いレンズを
用いることによって、レーザ光の損失を抑制することが
できる。
く、屈折率が１．６以上であることがさらに好ましい。
レンズの焦点距離が長い場合にはレーザ光の損失が大き
くなってしまうため、このように屈折率の高いレンズを
用いることによって、レーザ光の損失を抑制することが
できる。
【００１０】柱状レンズの表面に、半導体レーザアレイ
から出射される光の反射を防止する反射防止膜が被覆さ
れたことが好ましい。特に屈折率の高いレンズを用いる
場合にはレンズ表面におけるレーザ光の損失が大きいた
め、このように反射防止膜を被覆することによって、レ
ンズ表面におけるレーザ光の損失を抑制することができ
る。
から出射される光の反射を防止する反射防止膜が被覆さ
れたことが好ましい。特に屈折率の高いレンズを用いる
場合にはレンズ表面におけるレーザ光の損失が大きいた
め、このように反射防止膜を被覆することによって、レ
ンズ表面におけるレーザ光の損失を抑制することができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明による半導体レーザ
装置の実施形態について図面を参照して説明する。な
お、同一部分又は相当する部分には同一の符号を付し、
重複する説明は省略する。
装置の実施形態について図面を参照して説明する。な
お、同一部分又は相当する部分には同一の符号を付し、
重複する説明は省略する。
【００１２】図１は、本発明による半導体レーザ装置の
第１の実施形態を示す斜視図である。本実施形態による
半導体レーザ装置１１は、半導体レーザアレイスタック
２１と、シリンドリカルレンズスタック４１とを備えて
構成される。
第１の実施形態を示す斜視図である。本実施形態による
半導体レーザ装置１１は、半導体レーザアレイスタック
２１と、シリンドリカルレンズスタック４１とを備えて
構成される。
【００１３】半導体レーザアレイスタック２１は、レー
ザ出射点が長手方向に配列されたレーザ出射層２５nを
有する複数（本実施形態においては６層）の半導体レー
ザアレイ２３nが、レーザ出射方向を同一方向とし、出
射面を同一平面として長手方向及び出射方向に直交する
方向にヒートシンク２７を挟んでスタック状に積層され
た構造を有している。
ザ出射点が長手方向に配列されたレーザ出射層２５nを
有する複数（本実施形態においては６層）の半導体レー
ザアレイ２３nが、レーザ出射方向を同一方向とし、出
射面を同一平面として長手方向及び出射方向に直交する
方向にヒートシンク２７を挟んでスタック状に積層され
た構造を有している。
【００１４】一般的な半導体レーザアレイスタックにお
いては、各半導体レーザアレイの厚さ又は積層体の各接
合部分の厚さを一定値とすることは困難であることが多
く、各レーザ出射層の間隔は必ずしも一定とはならな
い。そのため、本実施形態による半導体レーザ装置１１
においても、各レーザ出射層２５n間の間隔は一定では
ないものとしている。
いては、各半導体レーザアレイの厚さ又は積層体の各接
合部分の厚さを一定値とすることは困難であることが多
く、各レーザ出射層の間隔は必ずしも一定とはならな
い。そのため、本実施形態による半導体レーザ装置１１
においても、各レーザ出射層２５n間の間隔は一定では
ないものとしている。
【００１５】半導体レーザアレイスタック２１の最下層
のヒートシンク２７の下側及び最上層のヒートシンク２
７の上側には、電極板３１及び３３が設置されており、
それぞれ導電コード（図示せず）を介して駆動電源（図
示せず）と接続されている。また、半導体レーザアレイ
スタック２１の背面（レーザ出射面の反対面）側には、
内部に冷却水路を含有する絶縁性冷却部材３５が各ヒー
トシンク２７に接触した状態で設置されており、冷却水
循環系（図示せず）と接続されている。
のヒートシンク２７の下側及び最上層のヒートシンク２
７の上側には、電極板３１及び３３が設置されており、
それぞれ導電コード（図示せず）を介して駆動電源（図
示せず）と接続されている。また、半導体レーザアレイ
スタック２１の背面（レーザ出射面の反対面）側には、
内部に冷却水路を含有する絶縁性冷却部材３５が各ヒー
トシンク２７に接触した状態で設置されており、冷却水
循環系（図示せず）と接続されている。
【００１６】一方、シリンドリカルレンズスタック４１
は、半導体レーザアレイ２３nと同数（本実施形態にお
いては６層）のシリンドリカルレンズ４３nが、長手方
向を半導体レーザアレイ２３nの長手方向と同一として
半導体レーザアレイスタック２１と同一方向に積層され
た構造を有している。このシリンドリカルレンズスタッ
ク４１は、電極板３１及び３３に接合された絶縁性支持
部材３７によって、半導体レーザアレイスタック２１の
出射面側の近傍に支持される。各シリンドリカルレンズ
４３nは屈折率が１．６以上であり、研削加工により円
周面の一部に半導体レーザアレイ２３nと平行な平坦面
が形成されており、それぞれ各半導体レーザアレイ２３
nに対して平行に配置される。
は、半導体レーザアレイ２３nと同数（本実施形態にお
いては６層）のシリンドリカルレンズ４３nが、長手方
向を半導体レーザアレイ２３nの長手方向と同一として
半導体レーザアレイスタック２１と同一方向に積層され
た構造を有している。このシリンドリカルレンズスタッ
ク４１は、電極板３１及び３３に接合された絶縁性支持
部材３７によって、半導体レーザアレイスタック２１の
出射面側の近傍に支持される。各シリンドリカルレンズ
４３nは屈折率が１．６以上であり、研削加工により円
周面の一部に半導体レーザアレイ２３nと平行な平坦面
が形成されており、それぞれ各半導体レーザアレイ２３
nに対して平行に配置される。
【００１７】図２は、本実施形態による半導体レーザ装
置１１における半導体レーザアレイスタック２１及びシ
リンドリカルレンズスタック４１を長手方向から見た側
面図であり、図３は、本実施形態による半導体レーザ装
置１１に用いられるシリンドリカルレンズ４３nを長手
方向からみた断面図である。
置１１における半導体レーザアレイスタック２１及びシ
リンドリカルレンズスタック４１を長手方向から見た側
面図であり、図３は、本実施形態による半導体レーザ装
置１１に用いられるシリンドリカルレンズ４３nを長手
方向からみた断面図である。
【００１８】本実施形態においては、各レーザ出射層２
５n間の間隔が隣り合う各シリンドリカルレンズ４３nの
半径ｒnの和より小さい（すなわち、ｒn＋ｒn+1＞Ｌ
n、n+1である）ため、各シリンドリカルレンズ４３nの中
心軸Ｃnから上側の厚さをｄn、下側の厚さをｄn′と
し、レーザ出射層２５n及び２５n+1の積層方向の間隔を
Ｌn、n+1とすると、各シリンドリカルレンズ４３nは、ｄ
n′＋ｄn+1＝Ｌn、n+1を満たすように研削加工されてい
る。ただし、最上層のシリンドリカルレンズ４３1の上
側部分及び最下層のシリンドリカルレンズ４３6の下側
部分は研削加工されていなくてもよい。このように研削
加工することによって、各シリンドリカルレンズ４３n
の中心軸Ｃnを各レーザ出射層２５nを含む平面上に位置
するように配置することができる。また、各シリンドリ
カルレンズ４３nの円周面の一部に平坦面が形成される
ことによってスタック化が容易になり、シリンドリカル
レンズスタック４１の構造が安定化する。
５n間の間隔が隣り合う各シリンドリカルレンズ４３nの
半径ｒnの和より小さい（すなわち、ｒn＋ｒn+1＞Ｌ
n、n+1である）ため、各シリンドリカルレンズ４３nの中
心軸Ｃnから上側の厚さをｄn、下側の厚さをｄn′と
し、レーザ出射層２５n及び２５n+1の積層方向の間隔を
Ｌn、n+1とすると、各シリンドリカルレンズ４３nは、ｄ
n′＋ｄn+1＝Ｌn、n+1を満たすように研削加工されてい
る。ただし、最上層のシリンドリカルレンズ４３1の上
側部分及び最下層のシリンドリカルレンズ４３6の下側
部分は研削加工されていなくてもよい。このように研削
加工することによって、各シリンドリカルレンズ４３n
の中心軸Ｃnを各レーザ出射層２５nを含む平面上に位置
するように配置することができる。また、各シリンドリ
カルレンズ４３nの円周面の一部に平坦面が形成される
ことによってスタック化が容易になり、シリンドリカル
レンズスタック４１の構造が安定化する。
【００１９】次に、本実施形態による半導体レーザ装置
１１の作用について説明する。駆動電源（図示せず）に
よって半導体レーザアレイスタック２１に電力が供給さ
れると、各レーザ出射層２５nから所定波長のレーザ光
が出射される。出射されたレーザ光は発散角が大きい
が、各シリンドリカルレンズ４３nによって集光されて
高精度に平行化された光束となる。また、シリンドリカ
ルレンズ４３nは屈折率が高い（本実施形態においては
１．６以上）ため、集光されたレーザ光のパワー損失が
低減する。そのため、スタック全体として高出力の平行
光束を形成することができる。
１１の作用について説明する。駆動電源（図示せず）に
よって半導体レーザアレイスタック２１に電力が供給さ
れると、各レーザ出射層２５nから所定波長のレーザ光
が出射される。出射されたレーザ光は発散角が大きい
が、各シリンドリカルレンズ４３nによって集光されて
高精度に平行化された光束となる。また、シリンドリカ
ルレンズ４３nは屈折率が高い（本実施形態においては
１．６以上）ため、集光されたレーザ光のパワー損失が
低減する。そのため、スタック全体として高出力の平行
光束を形成することができる。
【００２０】本発明による半導体レーザ装置に用いられ
るシリンドリカルレンズは、半導体レーザアレイスタッ
クのレーザ出射層の間隔に合わせてその都度研削加工す
ることもできるが、厚さの異なる複数のシリンドリカル
レンズを予め用意しておくことが簡便性等の点で好まし
い。すなわち、予めシリンドリカルレンズを研削加工す
ることによって厚さがほぼ一定間隔（例えば、１０００
μｍ間隔）で異なる数〜数十種類のシリンドリカルレン
ズを複数個ずつ作製しておき、用いられる半導体レーザ
アレイスタックのレーザ出射層間の間隔を（例えば、正
面からの写真撮影等によって）測定し、各間隔に対して
最適な厚さのシリンドリカルレンズを選択してシリンド
リカルレンズスタックを組み立てる。このようにすれ
ば、さまざまな半導体レーザアレイスタックについて、
各レーザ出射層間の間隔に適合したシリンドリカルレン
ズスタックを容易に作製することができる。
るシリンドリカルレンズは、半導体レーザアレイスタッ
クのレーザ出射層の間隔に合わせてその都度研削加工す
ることもできるが、厚さの異なる複数のシリンドリカル
レンズを予め用意しておくことが簡便性等の点で好まし
い。すなわち、予めシリンドリカルレンズを研削加工す
ることによって厚さがほぼ一定間隔（例えば、１０００
μｍ間隔）で異なる数〜数十種類のシリンドリカルレン
ズを複数個ずつ作製しておき、用いられる半導体レーザ
アレイスタックのレーザ出射層間の間隔を（例えば、正
面からの写真撮影等によって）測定し、各間隔に対して
最適な厚さのシリンドリカルレンズを選択してシリンド
リカルレンズスタックを組み立てる。このようにすれ
ば、さまざまな半導体レーザアレイスタックについて、
各レーザ出射層間の間隔に適合したシリンドリカルレン
ズスタックを容易に作製することができる。
【００２１】図４は、本発明の第２の実施形態による半
導体レーザ装置１２における半導体レーザアレイスタッ
ク２１及びシリンドリカルレンズスタック４１を長手方
向からみた側面図である。
導体レーザ装置１２における半導体レーザアレイスタッ
ク２１及びシリンドリカルレンズスタック４１を長手方
向からみた側面図である。
【００２２】一般的な半導体レーザアレイスタックにお
いては、スタック作製時に各半導体レーザアレイの出射
面が前後方向（すなわち、レーザ出射方向）にずれてし
まうことがあり、各半導体レーザアレイの出射面は必ず
しも同一平面とはならない。そのため、第１の実施形態
による半導体レーザ装置１１と異なり、本実施形態によ
る半導体レーザ装置１２においては、半導体レーザアレ
イ２３nの出射面は同一平面ではなく各半導体レーザア
レイ２３nは互いに前後にずれた状態で積層されている
ものとしている。
いては、スタック作製時に各半導体レーザアレイの出射
面が前後方向（すなわち、レーザ出射方向）にずれてし
まうことがあり、各半導体レーザアレイの出射面は必ず
しも同一平面とはならない。そのため、第１の実施形態
による半導体レーザ装置１１と異なり、本実施形態によ
る半導体レーザ装置１２においては、半導体レーザアレ
イ２３nの出射面は同一平面ではなく各半導体レーザア
レイ２３nは互いに前後にずれた状態で積層されている
ものとしている。
【００２３】本実施形態において、各シリンドリカルレ
ンズ４３nはそれぞれ中心軸Ｃnと各レーザ出射層２５n
の出射面との間隔が一定値ｄ″となるように互いに前後
にずれた状態で積層される。このように、各シリンドリ
カルレンズ４３nの中心軸Ｃnと各レーザ出射層２５nの
出射面とを一定間隔ｄ″とすることによって、各レーザ
出射層２５nから出射されるレーザ光を同等の精度で平
行化することができるため、スタック全体として一定の
精度の平行光束を出射することができる。また、各シリ
ンドリカルレンズ４３nの円周面の一部に平面部が形成
されているため、各シリンドリカルレンズ４３nが前後
にずれた状態であってもスタック化することが可能とな
る。
ンズ４３nはそれぞれ中心軸Ｃnと各レーザ出射層２５n
の出射面との間隔が一定値ｄ″となるように互いに前後
にずれた状態で積層される。このように、各シリンドリ
カルレンズ４３nの中心軸Ｃnと各レーザ出射層２５nの
出射面とを一定間隔ｄ″とすることによって、各レーザ
出射層２５nから出射されるレーザ光を同等の精度で平
行化することができるため、スタック全体として一定の
精度の平行光束を出射することができる。また、各シリ
ンドリカルレンズ４３nの円周面の一部に平面部が形成
されているため、各シリンドリカルレンズ４３nが前後
にずれた状態であってもスタック化することが可能とな
る。
【００２４】図５は、本発明の第３の実施形態による半
導体レーザ装置１３における半導体レーザアレイスタッ
ク２１及びシリンドリカルレンズスタック４１を長手方
向からみた側面図である。
導体レーザ装置１３における半導体レーザアレイスタッ
ク２１及びシリンドリカルレンズスタック４１を長手方
向からみた側面図である。
【００２５】本実施形態による半導体レーザ装置１３に
おいては、第２の実施形態による半導体レーザ装置１２
における各シリンドリカルレンズ４３nの外周面に、各
レーザ出射層２５nから出射されるレーザ光の反射を防
止するための反射防止膜４５が被覆されている。この反
射防止膜４５には、例えばＳｉＯ2−ＴｉＯ2系薄膜等を
用いることができる。レンズの屈折率が高い場合にはレ
ンズ表面におけるレーザ光の損失が大きくなってしまう
ため、このようにレンズ表面に反射防止膜４５を被覆す
ることによって、レーザ光の損失を抑制して高出力を実
現することができる。
おいては、第２の実施形態による半導体レーザ装置１２
における各シリンドリカルレンズ４３nの外周面に、各
レーザ出射層２５nから出射されるレーザ光の反射を防
止するための反射防止膜４５が被覆されている。この反
射防止膜４５には、例えばＳｉＯ2−ＴｉＯ2系薄膜等を
用いることができる。レンズの屈折率が高い場合にはレ
ンズ表面におけるレーザ光の損失が大きくなってしまう
ため、このようにレンズ表面に反射防止膜４５を被覆す
ることによって、レーザ光の損失を抑制して高出力を実
現することができる。
【００２６】図６は、本発明の第４の実施形態による半
導体レーザ装置１４を長手方向からみた側面図である。
導体レーザ装置１４を長手方向からみた側面図である。
【００２７】本実施形態による半導体レーザ装置１４に
おいては、第２の実施形態による半導体レーザ装置１２
におけるシリンドリカルレンズ４１に代え、複数（本実
施形態においては６層）の棒状凸レンズ４３nがスタッ
ク状に配置された棒状凸レンズスタック４１が用いられ
ている。各棒状凸レンズ４３nは、平面である３つの側
面及び曲面である１つの側面を有する柱状レンズであ
り、曲面である１つの側面をレーザ出射方向に向けて配
置されている。本発明による半導体レーザ装置において
は、このようにシリンドリカルレンズ以外の他の柱状レ
ンズを用いることもできる。
おいては、第２の実施形態による半導体レーザ装置１２
におけるシリンドリカルレンズ４１に代え、複数（本実
施形態においては６層）の棒状凸レンズ４３nがスタッ
ク状に配置された棒状凸レンズスタック４１が用いられ
ている。各棒状凸レンズ４３nは、平面である３つの側
面及び曲面である１つの側面を有する柱状レンズであ
り、曲面である１つの側面をレーザ出射方向に向けて配
置されている。本発明による半導体レーザ装置において
は、このようにシリンドリカルレンズ以外の他の柱状レ
ンズを用いることもできる。
【００２８】本発明による半導体レーザ装置は、上記実
施形態に限定されるものではなく、他の条件等に応じて
さまざまな好適形態をとることが可能である。例えば、
一部のレーザ出射層間の間隔が隣り合うシリンドリカル
レンズの半径の和に比べて大きい場合には、その層のシ
リンドリカルレンズ間にスペーサを挿入して、シリンド
リカルレンズの中心軸の位置を調節することも好適であ
る。
施形態に限定されるものではなく、他の条件等に応じて
さまざまな好適形態をとることが可能である。例えば、
一部のレーザ出射層間の間隔が隣り合うシリンドリカル
レンズの半径の和に比べて大きい場合には、その層のシ
リンドリカルレンズ間にスペーサを挿入して、シリンド
リカルレンズの中心軸の位置を調節することも好適であ
る。
【００２９】また、レーザ光の平行性を向上させるため
に、シリンドリカルレンズをはじめとする柱状レンズの
凸部が非球面となるように加工されていることも好適で
ある。
に、シリンドリカルレンズをはじめとする柱状レンズの
凸部が非球面となるように加工されていることも好適で
ある。
【００３０】
【発明の効果】本発明による半導体レーザ装置は、高精
度に平行化されたレーザ光を出射することができ、固体
レーザの端面励起等に好適に用いることができる。ま
た、特にレーザ光を長距離にわたって伝送する必要があ
る場合等において好適に用いることができる。
度に平行化されたレーザ光を出射することができ、固体
レーザの端面励起等に好適に用いることができる。ま
た、特にレーザ光を長距離にわたって伝送する必要があ
る場合等において好適に用いることができる。
【００３１】さらに、本発明による半導体レーザ装置に
対して、柱状レンズスタックにおける各柱状レンズの形
状又は配置を調節することによって、既存の半導体レー
ザアレイスタックを含むさまざまな種類の半導体レーザ
アレイスタックを適用することができる。
対して、柱状レンズスタックにおける各柱状レンズの形
状又は配置を調節することによって、既存の半導体レー
ザアレイスタックを含むさまざまな種類の半導体レーザ
アレイスタックを適用することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態による半導体レーザ装
置を示す斜視図である。
置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による半導体レーザ装
置における半導体レーザアレイスタック及びシリンドリ
カルレンズスタックを長手方向からみた側面図である。
置における半導体レーザアレイスタック及びシリンドリ
カルレンズスタックを長手方向からみた側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による半導体レーザ装
置に用いられる円周の一部が研削加工されたシリンドリ
カルレンズを長手方向からみた断面図である。
置に用いられる円周の一部が研削加工されたシリンドリ
カルレンズを長手方向からみた断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による半導体レーザ装
置における半導体レーザアレイスタック及びシリンドリ
カルレンズスタックを長手方向からみた側面図である。
置における半導体レーザアレイスタック及びシリンドリ
カルレンズスタックを長手方向からみた側面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態による半導体レーザ装
置における半導体レーザアレイスタック及びシリンドリ
カルレンズスタックを長手方向からみた側面図である。
置における半導体レーザアレイスタック及びシリンドリ
カルレンズスタックを長手方向からみた側面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態による半導体レーザ装
置を長手方向からみた側面図である。
置を長手方向からみた側面図である。
１１…第１の実施形態による半導体レーザ装置、１２…
第２の実施形態による半導体レーザ装置、１３…第３の
実施形態による半導体レーザ装置、１４…第４の実施形
態による半導体レーザ装置、２１…半導体レーザアレイ
スタック、２３ n…半導体レーザアレイ、２５n…レーザ
出射層、２７…ヒートシンク、３１…電極板、３３…電
極板、３５…絶縁性冷却部材、３７…絶縁性支持部材、
４１…シリンドリカルレンズスタック（棒状凸レンズス
タック）、４３n…シリンドリカルレンズ（棒状凸レン
ズ）、４５…反射防止膜
第２の実施形態による半導体レーザ装置、１３…第３の
実施形態による半導体レーザ装置、１４…第４の実施形
態による半導体レーザ装置、２１…半導体レーザアレイ
スタック、２３ n…半導体レーザアレイ、２５n…レーザ
出射層、２７…ヒートシンク、３１…電極板、３３…電
極板、３５…絶縁性冷却部材、３７…絶縁性支持部材、
４１…シリンドリカルレンズスタック（棒状凸レンズス
タック）、４３n…シリンドリカルレンズ（棒状凸レン
ズ）、４５…反射防止膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大林 寧 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 鈴木 英夫 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 齋藤 正之 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 2H043 AA04 AA24 AD04 AD23 5F073 AB02 AB27 BA09 EA19 EA24 FA11 FA26
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザ出射点が長手方向に配列されたレ
ーザ出射層を有する複数の半導体レーザアレイが、出射
方向を同一方向として前記長手方向及び前記出射方向と
交差する方向にスタック状に配置された半導体レーザア
レイスタックと、 前記半導体レーザアレイと同数の柱状レンズが、それぞ
れ前記各レーザ出射層の出射面の近傍にスタック状に配
置された柱状レンズスタックとを備える半導体レーザ装
置であって、 前記柱状レンズスタックの１以上の柱状レンズに位置調
整部が設けられたことによって、前記各柱状レンズは、
その中心軸がそれぞれ前記各レーザ出射層を含む前記長
手方向及び前記出射方向に対して平行な平面上にあるよ
うに配置されたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 前記位置調整部は、前記柱状レンズの外
周面の一部に研削加工により形成された前記長手方向及
び前記出射方向に平行な平坦面である請求項１に記載の
半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記各柱状レンズは、それぞれ前記各レ
ーザ出射層の前記出射面から前記出射方向に一定の間隔
をおいた位置に配置された請求項１又は２に記載の半導
体レーザ装置。 - 【請求項４】 前記柱状レンズは、屈折率が１．６以上
である請求項１〜３のいずれかに記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項５】 前記柱状レンズの表面に、前記半導体レ
ーザアレイから出射される光の反射を防止する反射防止
膜が被覆された請求項１〜４のいずれかに記載の半導体
レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28689499A JP2001111176A (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28689499A JP2001111176A (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001111176A true JP2001111176A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17710384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28689499A Pending JP2001111176A (ja) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001111176A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002335035A (ja) * | 2001-05-10 | 2002-11-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置 |
| WO2006016459A1 (ja) * | 2004-08-12 | 2006-02-16 | Hamamatsu Photonics K.K. | レーザ装置 |
| JP2008060613A (ja) * | 2007-11-19 | 2008-03-13 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 光源用モジュールおよび光源装置 |
| EP2159889A1 (de) * | 2008-09-01 | 2010-03-03 | iie Gesellschaft für innovative Industrieelektronik mbH | Laserdioden-Anordnung |
| CN110808536A (zh) * | 2018-08-06 | 2020-02-18 | 精工爱普生株式会社 | 发光装置和投影仪 |
| JP2021072372A (ja) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
-
1999
- 1999-10-07 JP JP28689499A patent/JP2001111176A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002335035A (ja) * | 2001-05-10 | 2002-11-22 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体レーザ装置 |
| WO2006016459A1 (ja) * | 2004-08-12 | 2006-02-16 | Hamamatsu Photonics K.K. | レーザ装置 |
| US7599414B2 (en) | 2004-08-12 | 2009-10-06 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser device |
| JP2008060613A (ja) * | 2007-11-19 | 2008-03-13 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 光源用モジュールおよび光源装置 |
| EP2159889A1 (de) * | 2008-09-01 | 2010-03-03 | iie Gesellschaft für innovative Industrieelektronik mbH | Laserdioden-Anordnung |
| WO2010023314A2 (de) * | 2008-09-01 | 2010-03-04 | Iie Gesellschaft Für Innovative Industrieelektronik Mbh | Laserdioden-anordnung |
| WO2010023314A3 (de) * | 2008-09-01 | 2010-11-18 | Iie Gesellschaft Für Innovative Industrieelektronik Mbh | Laserdioden-anordnung |
| US8532154B2 (en) | 2008-09-01 | 2013-09-10 | Iie Gmbh & Co Kg | Laser diode arrangement |
| CN110808536A (zh) * | 2018-08-06 | 2020-02-18 | 精工爱普生株式会社 | 发光装置和投影仪 |
| CN110808536B (zh) * | 2018-08-06 | 2023-07-11 | 精工爱普生株式会社 | 发光装置和投影仪 |
| JP2021072372A (ja) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
| JP7460880B2 (ja) | 2019-10-31 | 2024-04-03 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090224 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090303 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090630 |