JP2001284732A - Multi-wavelength laser light-emitting device, semiconductor laser array element used therefor, and manufacturing method thereof - Google Patents

Multi-wavelength laser light-emitting device, semiconductor laser array element used therefor, and manufacturing method thereof

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JP2001284732A
JP2001284732A JP2000099514A JP2000099514A JP2001284732A JP 2001284732 A JP2001284732 A JP 2001284732A JP 2000099514 A JP2000099514 A JP 2000099514A JP 2000099514 A JP2000099514 A JP 2000099514A JP 2001284732 A JP2001284732 A JP 2001284732A
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JP
Japan
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laser
laser array
layer
laser light
wavelength
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Application number
JP2000099514A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiichiro Tamai
誠一郎 玉井
Kunio Ito
国雄 伊藤
Masaru Kazumura
勝 数村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-wavelength laser light-emitting device that can emit a laser beam with multi-wavelength and high output. SOLUTION: First and second laser array layers that oscillate the different wavelength of a semiconductor laser array element are allowed to oppose each other, are laminated, and are arranged. In each, a main waveguide 121 is interlocked to a main waveguide 123 by an interlock waveguide 125, thus sharing resonators 122 and 124, matching both the wavelength and phase of laser beams that are oscillated from each of the main waveguides 121 and 123, phase-locking each laser beam for facilitating condensation by a condensing lens, and hence obtaining high output.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録、光通信、
溶接等などにおけるレーザ応用機器に用いられる多波長
レーザ発光装置及び当該装置に用いられる半導体レーザ
アレイ素子に関する。
The present invention relates to optical recording, optical communication,
The present invention relates to a multi-wavelength laser light emitting device used for laser application equipment in welding and the like, and a semiconductor laser array element used for the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、溶接や穴開け加工などの産業用
に使用されるレーザ発光装置は、高出力が要請されるた
め、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザなどの気体レーザ
や、YAGレーザなどの固体レーザが主流となってい
る。
2. Description of the Related Art For example, a laser light emitting device used for industrial purposes such as welding and drilling is required to have a high output. Therefore, a gas laser such as a carbon dioxide gas laser or an excimer laser or a solid laser such as a YAG laser is used. Is the mainstream.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような方式のレーザ発光装置においては、その構成上、
どうしても装置が大型せざるを得ず、特に気体レーザの
場合には、当該気体のガスボンベの設置も必要となるの
で、いくらレーザ加工の対象物が小さくても大がかりな
装置構成と成らざるを得ない。これにより広い設置スペ
ースの確保が必要な上、装置の価格も高くなることが避
けられないという問題があった。また、気体レーザや固
体レーザにおいてはレーザの発光効率が悪いため、大き
な消費電力を要する。さらに気体レーザの場合には、当
該気体の補充のためメンテナンスコストも嵩む結果とな
る。
However, in the laser light emitting device of the above type,
Inevitably, the apparatus must be large, and particularly in the case of a gas laser, it is also necessary to install a gas cylinder for the gas, so that no matter how small the object of laser processing is, a large apparatus configuration must be achieved. . As a result, there is a problem that it is necessary to secure a wide installation space and that the price of the apparatus is unavoidably increased. In addition, gas lasers and solid-state lasers require large power consumption due to poor laser emission efficiency. Further, in the case of a gas laser, maintenance costs are increased due to replenishment of the gas.

【0004】一方、レーザ加工の対象となるワークも、
素材産業の発達に伴って様々なものが現出している。特
に、波長によってレーザの吸収率が異なる2種の材料を
混合して生成されたワークに対して、上述のようなレー
ザ発光装置により加工する場合には問題が生じていた。
すなわち、上記の気体レーザや固体レーザから発光され
るレーザの波長は、特定の単波長に固定されており、変
更するのが難しい。例えば、上記ワークがAとBの素材
からなり、Aの素材が波長αのレーザ光に対して吸収率
が高いにも関わらず、Bの素材は、当該波長のレーザ光
に対する吸収率が低いとする。この場合には、素材Bも
溶融させるためにレーザ出力を上げざるを得ないが、そ
うするとAの素材の温度が過剰に上昇し、不要な部分ま
で溶融させてしまう結果となる。したがって、例えば、
当該ワークに穴開け加工するような場合には、穴の径が
寸法より大きくなり、加工精度が著しく劣化するという
問題がある。
[0004] On the other hand, the work to be laser-processed also
Various things have appeared along with the development of the material industry. In particular, a problem has arisen when a workpiece produced by mixing two materials having different laser absorptances depending on the wavelength is processed by the laser light emitting device as described above.
That is, the wavelength of the laser emitted from the gas laser or the solid-state laser is fixed to a specific single wavelength, and it is difficult to change the wavelength. For example, if the work is made of the materials A and B, and the material A has a high absorptance to the laser light of the wavelength α, but the material B has a low absorptance to the laser light of the wavelength, I do. In this case, the laser output has to be increased in order to melt the material B. However, in such a case, the temperature of the material A is excessively increased, and an unnecessary portion is melted. So, for example,
In the case where a hole is drilled in the work, there is a problem that the diameter of the hole becomes larger than the dimension and the processing accuracy is significantly deteriorated.

【0005】このような場合には、Bの素材について吸
収率の高い波長βでの加工も併用する方が望ましいが、
上述したように気体もしくは固体の多波長レーザ発光装
置においてはレーザ波長を変えることは困難であった。
その他の様々な分野においても、小型で高出力かつ多波
長のレーザ応用機器が要望されている。
[0005] In such a case, it is preferable to use the material B at a wavelength β having a high absorptivity.
As described above, it is difficult to change the laser wavelength in a gas or solid multi-wavelength laser light emitting device.
In various other fields, there is a demand for a small, high-output, multi-wavelength laser application device.

【0006】本発明は、上述のような課題に鑑みてなさ
れたものであって、小型でありながらレーザ出力が比較
的高く、しかも異なる波長のレーザ光の出力が可能なレ
ーザ応用機器を可能ならしめる多波長レーザ発光装置、
当該多波長レーザ発光装置に使用される半導体レーザア
レイ素子および当該半導体レーザアレイ素子の製造方法
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a laser-applied device that is small in size, has a relatively high laser output, and can output laser light of different wavelengths. Multi-wavelength laser light emitting device,
It is an object to provide a semiconductor laser array element used in the multi-wavelength laser light emitting device and a method for manufacturing the semiconductor laser array element.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る多波長レーザ発光装置は、出力するレ
ーザ光の波長が異なる複数の半導体レーザアレイ素子
と、前記複数の半導体レーザアレイ素子から発光された
複数のレーザ光を所定の位置に集光する光学素子とを備
え、少なくとも一の半導体レーザアレイ素子は、電流ブ
ロック層にて仕切られた光導波路が一の基板上に複数列
設されて形成されたレーザアレイ層を1層または複数層
含み、少なくとも一のレーザアレイ層の光導波路のうち
少なくとも隣合うもの2つが互いに光結合されることを
特徴とする。これにより、出力されるレーザ光を集光さ
せて高出力とすることができる。
In order to solve the above-mentioned problems, a multi-wavelength laser light emitting device according to the present invention comprises a plurality of semiconductor laser array elements having different wavelengths of laser light to be output, and the plurality of semiconductor laser arrays. An optical element for condensing a plurality of laser beams emitted from the element at a predetermined position, wherein at least one semiconductor laser array element has a plurality of optical waveguides partitioned by a current block layer on a single substrate. One or more laser array layers formed and formed are provided, and at least two adjacent optical waveguides of at least one laser array layer are optically coupled to each other. As a result, the output laser light can be focused and a high output can be obtained.

【0008】また、本発明に係る多波長レーザ発光装置
は、出力するレーザ光の波長が異なる一または複数の半
導体レーザアレイ素子と、前記一または複数の半導体レ
ーザアレイ素子から発光された複数のレーザ光を所定の
位置に集光する光学素子とを備え、少なくとも一の半導
体レーザアレイ素子は、電流ブロック層にて仕切られた
光導波路が一の基板上に複数列設されて形成されたレー
ザアレイ層を複数層含み、各レーザアレイ層から発光さ
れるレーザ光の波長が異なると共に少なくとも一のレー
ザアレイ層の光導波路のうち少なくとも隣合うもの2つ
が互いに光結合されることを特徴とする。
Further, the multi-wavelength laser light emitting device according to the present invention is characterized in that one or a plurality of semiconductor laser array elements having different wavelengths of laser light to be output, and a plurality of lasers emitted from the one or a plurality of semiconductor laser array elements. An optical element for condensing light at a predetermined position, wherein at least one semiconductor laser array element is a laser array formed by arranging a plurality of optical waveguides partitioned by a current block layer on one substrate. It is characterized by including a plurality of layers, wherein the wavelengths of the laser beams emitted from the respective laser array layers are different, and at least two adjacent optical waveguides of at least one laser array layer are optically coupled to each other.

【0009】また、前記多波長レーザ発光装置は、前記
光学素子を駆動してレーザ光の集光位置を調整する調整
手段と、指定された波長のレーザ光を発光するレーザア
レイ層を選択して励起するレーザ駆動手段と、発光する
レーザ光の波長に応じて前記調整手段を制御する制御手
段とを備えることを特徴とする。これにより、指定され
た各波長のレーザ光を一点に集光することで高出力とな
る。
Further, the multi-wavelength laser light emitting device selects an adjusting means for driving the optical element to adjust a condensing position of laser light, and a laser array layer for emitting laser light of a designated wavelength. A laser driving means for exciting and a control means for controlling the adjusting means according to the wavelength of the emitted laser light are provided. As a result, a high output is obtained by converging the laser beams of the designated wavelengths to one point.

【0010】また、前記光導波路同士の光結合は、その
間にある電流ブロック層の一部が溝状に除去されて形成
された結合用路導波を介して行われることを特徴とす
る。また、前記結合用導波路は、その延伸方向が光導波
路の延伸方向に対し交差していることを特徴とする。ま
た、少なくとも2本の隣合う光導波路は湾曲して形成さ
れ、その延伸方向一部において合流することにより光導
波路同士の光結合がなされることを特徴とする。
The optical coupling between the optical waveguides is performed via a coupling waveguide formed by removing a part of the current blocking layer between the optical waveguides in a groove shape. Further, the extension direction of the coupling waveguide intersects the extension direction of the optical waveguide. Further, at least two adjacent optical waveguides are formed to be curved, and the optical waveguides are optically coupled by merging in a part of the extending direction.

【0011】また、一の基板上において、電流ブロック
層によって仕切られることによって基板の対向する両端
面から中央部分まで伸びる複数の光導波路が平行に形成
され、 前記複数の光導波路のうちの第1の基板端面か
ら伸びるものと、前記第2の基板端面から伸びるものと
は、基板面上に光導波路の延伸方向に直行する方向にお
いて交互に位置することにより光導波路同士の光結合が
なされることを特徴とする。
Also, on one substrate, a plurality of optical waveguides extending from opposing end surfaces of the substrate to a central portion are formed in parallel by being partitioned by a current blocking layer, and the first of the plurality of optical waveguides is formed. The one extending from the end face of the substrate and the one extending from the end face of the second substrate are alternately positioned on the substrate surface in a direction perpendicular to the extending direction of the optical waveguide, whereby optical coupling between the optical waveguides is performed. It is characterized by.

【0012】また、本発明に係る半導体レーザアレイ素
子は、第1の電流ブロック層にて仕切られた第1のレー
ザ光発振部が複数列設されて形成された第1のレーザア
レイ層と、第2の電流ブロック層にて仕切られた第2の
レーザ光発振部が複数列設されて形成された第2のレー
ザアレイ層とが対向配置されると共に、第1と第2のレ
ーザアレイ層から発されるレーザ光の波長が異なること
を特徴とする。これにより一の半導体レーザアレイ素子
から異なる波長のレーザ光を出力することができる。
Further, the semiconductor laser array element according to the present invention comprises: a first laser array layer formed by arranging a plurality of first laser light oscillating sections partitioned by a first current block layer; A second laser array layer formed by arranging a plurality of second laser light oscillating sections partitioned by a second current block layer is arranged to face each other, and the first and second laser array layers are arranged. The wavelengths of the laser beams emitted from the light sources are different. Thereby, laser beams having different wavelengths can be output from one semiconductor laser array element.

【0013】また、前記第1のレーザアレイ層における
第1のレーザ光発振部のうち少なくとも隣合うもの2つ
及び前記第2のレーザアレイ層における第2のレーザ光
発振部のうち少なくとも隣合うもの2つが互いに光結合
されることを特徴とする。これにより、出力されるレー
ザ光を高出力化することができる。また、前記第1のレ
ーザ光発振部同士の光結合及び前記第2のレーザ光発振
部同士の光結合は、第1の電流ブロック層及び第2の電
流ブロック層の一部が細長溝状に除去されて形成された
結合用導波路によって行われることを特徴とする。
Also, at least two adjacent ones of the first laser light oscillating portions in the first laser array layer and at least two adjacent ones of the second laser light oscillating portions in the second laser array layer The two are optically coupled to each other. This makes it possible to increase the output of the output laser light. The optical coupling between the first laser light oscillating units and the optical coupling between the second laser light oscillating units are such that a part of the first current block layer and a part of the second current block layer are formed in an elongated groove shape. It is performed by a coupling waveguide formed by being removed.

【0014】また、前記第1のレーザ光発振部同士の光
結合及び前記第2のレーザ光発振部同士の光結合は、延
伸方向一部において合流するよう湾曲して形成された構
成によって行われることを特徴とする。また、前記第1
のレーザ光発振部同士の光結合及び前記第2のレーザ光
発振部同士の光結合は、延伸方向に直行する方向におい
て交互に位置する第1の端面から伸びるものと、第2の
端面から伸びるものとの間で行われることを特徴とす
る。
The optical coupling between the first laser light oscillating portions and the optical coupling between the second laser light oscillating portions are performed by a structure formed to be curved so as to merge in a part of the extending direction. It is characterized by the following. In addition, the first
The optical coupling between the laser light oscillating units and the optical coupling between the second laser light oscillating units extend from the first end faces alternately located in the direction perpendicular to the extending direction, and extend from the second end faces. It is characterized in that it is performed between things.

【0015】また、前記第1のレーザ光発振部同士の光
結合及び前記第2のレーザ光発振部同士の光結合は、第
1の電流ブロック層及び第2の電流ブロック層における
レーザ光のしみ出し領域同士が互いに接する又は重なり
合うようにすることによって行われることを特徴とす
る。また、前記第1のレーザアレイ層及び第2のレーザ
アレイ層とを挟み込むように第1の極性の電極が形成さ
れ、前記第1のレーザアレイ層及び第2のレーザアレイ
層との境界に形成された導電層表面端部に第1の極性と
は異なる第2の極性の電極が形成されていることを特徴
とする。
The optical coupling between the first laser light oscillating portions and the optical coupling between the second laser light oscillating portions are caused by the stain of the laser light in the first current blocking layer and the second current blocking layer. It is characterized in that it is performed by making the outgoing regions contact each other or overlap each other. Further, an electrode having a first polarity is formed so as to sandwich the first laser array layer and the second laser array layer, and is formed at a boundary between the first laser array layer and the second laser array layer. An electrode having a second polarity different from the first polarity is formed at an end of the surface of the conductive layer.

【0016】また、第1のレーザアレイ層の端部及び第
2のレーザアレイ層の端部が臨むデバイス端部に端面窓
構造を備えることを特徴とする。また、前記端面窓構造
の表面で給電が行われる部位には絶縁部を備えることを
特徴とする。また、前記第1の電流ブロック層及び第2
の電流ブロック層の禁制帯幅は、当該前記第1の電流ブ
ロック層同士及び第2の電流ブロック層同士の間に位置
する第1のレーザ光発振部及び第2のレーザ光発振部の
部位の活性層のそれよりも大きく、前記第1の電流ブロ
ック層及び第2の電流ブロック層の屈折率が当該第1の
電流ブロック層同士及び第2の電流ブロック層同士の間
に位置する第1のレーザ光発振部及び第2のレーザ光発
振部のそれより小さいことを特徴とする。
Further, an end window structure is provided at an end of the device facing an end of the first laser array layer and an end of the second laser array layer. Further, an insulating portion is provided at a portion where power is supplied on the surface of the end face window structure. Further, the first current blocking layer and the second
The forbidden band width of the current block layer of the first current block layer and the portion of the first laser light oscillation portion and the second laser light oscillation portion located between the second current block layer. The first current blocking layer which is larger than that of the active layer and whose refractive index of the first current blocking layer and the second current blocking layer is located between the first current blocking layers and between the second current blocking layers. It is smaller than those of the laser light oscillating unit and the second laser light oscillating unit.

【0017】また、前記半導体レーザアレイ素子複数個
と、一の半導体レーザアレイ素子から出射されるレーザ
光を別の半導体レーザアレイ素子のレーザ光発振部に入
射させる光帰還手段とを備えてもよい。また、前記半導
体レーザアレイ素子の製造方法は、複数のレーザ光発振
部が列設されてなる第1のレーザアレイ層を形成する第
1の工程と、前記第1のレーザアレイ層と対向させて、
複数のレーザ光発振部が列設されてなる第2のレーザア
レイ層を形成する第2の工程とを備え、前記第2の工程
は、第1のレーザアレイ層上に、MOCVD法又はMB
E法を用いて光導波層を形成した後、第1のレーザアレ
イ層から発生するレーザ光と異なる波長のレーザ光を発
生するように成分を変えて第2のレーザアレイ層を第1
のレーザアレイ層と同様の方法で形成することを特徴と
する。
The semiconductor laser array device may further include a plurality of the semiconductor laser array devices and light feedback means for causing a laser beam emitted from one semiconductor laser array device to enter a laser light oscillation section of another semiconductor laser array device. . Further, in the method of manufacturing a semiconductor laser array element, a first step of forming a first laser array layer in which a plurality of laser light oscillating portions are arranged in line, and a step of facing the first laser array layer ,
A second step of forming a second laser array layer in which a plurality of laser light oscillating units are arranged in a row, wherein the second step includes the steps of: MOCVD or MB on the first laser array layer.
After forming the optical waveguide layer using the E method, the second laser array layer is formed by changing the components so as to generate a laser beam having a different wavelength from the laser beam generated from the first laser array layer.
Is formed by the same method as that of the laser array layer.

【0018】また、前記半導体レーザアレイ素子の製造
方法は、複数のレーザ光発振部が列設されてなる第1の
レーザアレイ層を形成する第1の工程と、複数のレーザ
光発振部が列設されてなる第2のレーザアレイ層を形成
する第2の工程と、前記第1のレーザアレイ層と前記第
2のレーザアレイ層とを張り合わせる第3の工程と、を
備え、前記第3の工程は、第1のレーザアレイ層と前記
第2のレーザアレイ層との張り合わせ面の少なくとも一
方に光導波層を形成した後、当該光導波層を介して第1
のレーザアレイ層と前記第2のレーザアレイ層とを張り
合わせることを特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor laser array element, a first step of forming a first laser array layer in which a plurality of laser light oscillating portions are arranged, A second step of forming a second laser array layer provided; and a third step of bonding the first laser array layer and the second laser array layer. Forming an optical waveguide layer on at least one of the bonding surfaces of the first laser array layer and the second laser array layer, and then interposing the first laser array layer through the optical waveguide layer.
And laminating said second laser array layer with said second laser array layer.

【0019】さらに、前記第3の工程の前に、前記光導
波層若しくは第1のレーザアレイ層又は第2のレーザア
レイ層の少なくともいずれか一の張り合わせ面を、親水
処理する第4の工程を備えると共に、前記第3の工程
は、水素存在下で加熱処理を施すことを特徴とする。
Further, before the third step, a fourth step of subjecting at least one of the optical waveguide layer, the first laser array layer, and the second laser array layer to a hydrophilic treatment is performed. In addition, the third step is characterized in that the heat treatment is performed in the presence of hydrogen.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて図面を参照しながら説明する。 (第1の実施の形態) (1)多波長レーザ発光装置の構成 図1は、本第1の実施の形態に係る多波長レーザ発光装
置の要部の構成を示す概略図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment (1) Configuration of Multi-Wavelength Laser Light-Emitting Device FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a multi-wavelength laser light-emitting device according to a first embodiment.

【0021】同図に示すように、多波長レーザ発光装置
1は、異なる波長のレーザ光LA、LBを出射する光源
部10と、各半導体レーザアレイ11,12から出射さ
れたレーザ光LA、LBをそれぞれ平行光とするコリメ
ート部20と、各レーザ光LA、LBを反射させて同一
方向に並進するようにする反射部30と、並進するレー
ザ光LA、LBを光軸上の所定の集光位置に集光する集
光レンズ40と、集光レンズ40を光軸方向に移動させ
る集光レンズ駆動部50と、この集光レンズ駆動部50
の動作を制御する制御部51などとからなる。なお、集
光レンズは、通常、複数のレンズ群からなる場合が多い
が、本実施の形態では、集光レンズ40の1枚で示して
いる。
As shown in FIG. 1, a multi-wavelength laser light emitting device 1 includes a light source section 10 for emitting laser lights LA and LB having different wavelengths, and laser lights LA and LB emitted from respective semiconductor laser arrays 11 and 12. A collimating section 20 for parallelizing each other, a reflecting section 30 for reflecting each of the laser beams LA and LB so as to translate in the same direction, and a predetermined focusing on the optical axis for the translating laser beams LA and LB. A condenser lens 40 for condensing light at a position, a condenser lens drive unit 50 for moving the condenser lens 40 in the optical axis direction, and a condenser lens drive unit 50
And a control unit 51 for controlling the operation of. In general, the condenser lens usually includes a plurality of lens groups, but in the present embodiment, only one condenser lens 40 is shown.

【0022】光源部10は、波長の異なるレーザ光L
A、LBをそれぞれ複数本並進させて出射する半導体レ
ーザアレイ素子11および12を並列に配置して構成さ
れる。各半導体レーザアレイ素子11,12は、後述す
るようにそれぞれ異なる組成の活性層をもち、赤色と赤
外領域の波長を持つレーザ光を出射するものであり、同
一素子から出射された各複数本のレーザ光LA(赤
色)、LB(赤外)は、それぞれ位相と波長が整合され
た(以下、「フェーズロック」という。)状態で出射さ
れ、これにより高出力を得ることができるように構成さ
れている。
The light source unit 10 is provided with laser beams L having different wavelengths.
Semiconductor laser array elements 11 and 12 that translate and emit a plurality of A and LB, respectively, are arranged in parallel. Each of the semiconductor laser array elements 11 and 12 has an active layer having a different composition, as described later, and emits laser light having a wavelength in the red and infrared regions. The laser beams LA (red) and LB (infrared) are emitted in a state where their phases and wavelengths are matched (hereinafter, referred to as “phase locked”), whereby a high output can be obtained. Have been.

【0023】レーザ光LA、LBは、それぞれコリメー
ト部20におけるホログラム光学部品21,22に入射
される。ホログラム光学部品21,22は、所定位置に
ある点光源から拡散しながら入射する光を平行光とする
ように設計されており、これによりホログラム光学部品
21,22を通過したレーザ光LA、LBが平行光とな
る。なお、平行光にするための手段として、他にコリメ
ータレンズなどを使用しても構わない。
The laser beams LA and LB are incident on the hologram optical components 21 and 22 in the collimator 20, respectively. The hologram optical components 21 and 22 are designed so that light incident while diffusing from a point light source at a predetermined position is made into parallel light, whereby the laser beams LA and LB passing through the hologram optical components 21 and 22 are converted. It becomes parallel light. Note that a collimator lens or the like may be used as a means for converting the light into parallel light.

【0024】反射部30は、平行光になったレーザ光L
Aを集光レンズ40方向に反射するミラー31と、平行
光になったレーザ光LBを同じく集光レンズ40方向に
反射するハーフミラー32を備える。ハーフミラー3
1,32は、入射した光の一部を透過すると共に、その
一部を入射角に応じて反射する公知の光学部品であり、
レーザ光LA,LBの主光線に対して、その入射面が4
5°の角度となるように固定される。
The reflecting section 30 outputs the laser light L
A mirror 31 that reflects A in the direction of the condenser lens 40 and a half mirror 32 that also reflects the parallel laser light LB in the direction of the condenser lens 40 are provided. Half mirror 3
Reference numerals 1 and 32 denote known optical components that transmit a part of incident light and reflect a part of the light according to an incident angle.
With respect to the chief rays of the laser beams LA and LB, the incident surface is 4
It is fixed at an angle of 5 °.

【0025】これによりミラー31で反射されたレーザ
光LAは、ハーフミラー32を透過し、ハーフミラー3
2で反射されたレーザ光LBとほぼ平行な状態となって
集光レンズ40方向に進行することになるので、異なる
位置から出射されたレーザ光LA、LBをその大部分が
ほぼ重なった状態で同一方向に進行させることができ
る。
The laser beam LA reflected by the mirror 31 is transmitted through the half mirror 32,
2 and travels toward the condenser lens 40 in a state substantially parallel to the laser beam LB reflected by the laser beam LB. Therefore, the laser beams LA and LB emitted from different positions are almost overlapped with each other. They can travel in the same direction.

【0026】集光レンズ40は、入射されたレーザ光L
A、LBを光軸上の所定の集光位置に集光させるが、周
知のように入射された光の波長の相違により光軸上の集
光位置が異なるため(軸上色収差)、その結像位置は異
なる点SP1(赤色)と点SP2(赤外)になる。そこ
で、本実施の形態では、使用するレーザの波長に応じて
集光レンズ40の光軸方向における位置を調整し、異な
る波長のレーザ光に変更しても加工ワークに対してレー
ザ光のビームウエストの位置が変動せずに安定した加工
が可能なようにしている。すなわち、集光レンズ40を
その光軸方向に移動可能に保持し、これを使用するレー
ザ光の波長に応じて集光レンズ駆動部50で当該軸方向
に駆動することにより、異なる波長のレーザ光の集光位
置が常に同じになるように制御する。
The condenser lens 40 receives the incident laser light L
A and LB are condensed at predetermined light condensing positions on the optical axis. However, since the light condensing positions on the optical axis are different due to the difference in the wavelength of incident light (axial chromatic aberration) as is well known, The image positions are different points SP1 (red) and SP2 (infrared). Therefore, in this embodiment, the position of the condenser lens 40 in the optical axis direction is adjusted according to the wavelength of the laser to be used, and even if the laser beam is changed to a laser beam of a different wavelength, the beam waist of the laser beam with respect to the processed workpiece is This enables stable machining without changing the position. That is, the condensing lens 40 is held movably in the direction of the optical axis, and the condensing lens 40 is driven in the axial direction by the condensing lens driving section 50 in accordance with the wavelength of the laser light to be used. Are controlled so that the light condensing positions of the light beams are always the same.

【0027】例えば、常に点SP1に集光するようにす
るためには、赤色から赤外のレーザ光に切り替えたとき
に、集光レンズ40を光軸に沿って図のdだけ反射部3
0方向に移動させればよい。なお、集光レンズ駆動部5
0は、微調整可能な公知のリニアアクチュエータ、例え
ばボールネジを使用したネジ送り機構などで構成され
る。集光レンズが複数のレンズ群からなる場合には、少
なくともその1枚のレンズを光軸方向に移動させること
により集光位置の調整が可能である。
For example, in order to always focus light on the point SP1, when the laser light is switched from red to infrared, the condensing lens 40 is moved along the optical axis by a distance d as shown in FIG.
What is necessary is just to move to 0 direction. Note that the condenser lens driving unit 5
Reference numeral 0 denotes a known finely adjustable linear actuator, for example, a screw feed mechanism using a ball screw. When the condenser lens is composed of a plurality of lens groups, it is possible to adjust the focal position by moving at least one lens in the optical axis direction.

【0028】制御部51は、集光レンズ駆動部50によ
るレンズの駆動量を制御すると共に、レーザダイオード
駆動部52を介して半導体レーザアレイ素子11,12
の発光を制御する。これは、使用用途に応じて指定され
た波長のレーザ光を出力するように各半導体レーザアレ
イ素子11,12の駆動を切り換えるとともに、制御部
51には、発光駆動する半導体レーザアレイ素子の波長
に応じて集光レンズ40の駆動量が予めプログラムされ
ており、レーザ光の波長を変えても集光位置が変化しな
いようになっている。集光レンズ駆動部50の駆動源と
してステッピングモータを使用する場合には、その駆動
パルス数により駆動量を容易に制御できる。
The control unit 51 controls the amount of lens driving by the condenser lens driving unit 50, and controls the semiconductor laser array elements 11 and 12 via the laser diode driving unit 52.
Control the emission of light. This means that the driving of each of the semiconductor laser array elements 11 and 12 is switched so as to output a laser beam having a wavelength specified according to the intended use, and the control unit 51 provides the control unit 51 with the wavelength of the semiconductor laser array element to be driven to emit light. Accordingly, the driving amount of the condenser lens 40 is programmed in advance so that the focal position does not change even if the wavelength of the laser beam is changed. When a stepping motor is used as a drive source of the condenser lens drive unit 50, the drive amount can be easily controlled by the number of drive pulses.

【0029】図2は、多波長レーザ発光装置の変形例を
示す図である。図1における反射部30を排すると共に
集光レンズ40に変えて集光作用を有するホログラム光
学部品41を配している点が異なる。ホログラム光学部
品41は、レンズより口径を大きくしても光学的歪みが
生じにくいので、図1のようにハーフミラー32を使用
してレーザLAとレーザLBがほぼを同一光路を進行す
るようにしなくても、その間隔をあけたまま入射させる
ことができるため、より小型化が図れる。またこれによ
り部品点数と組立工数が低減できコストダウンにも資す
る。さらに、図1のようにハーフミラー32を使用する
構成では、ハーフミラー32は一部を反射し、一部を透
過させるため、レーザ光LA、LBの光量の損失が大き
かったが、この変形例によれば、そのような心配もなく
電力が節約できる。
FIG. 2 is a diagram showing a modification of the multi-wavelength laser light emitting device. 1 in that a hologram optical component 41 having a light-condensing function is provided instead of the light-reflecting portion 30 in FIG. Since the hologram optical component 41 is less likely to cause optical distortion even if the aperture is larger than the lens, it is not necessary to use the half mirror 32 so that the laser LA and the laser LB almost travel along the same optical path as shown in FIG. However, since the light can be incident with the space provided, the size can be further reduced. This also reduces the number of parts and the number of assembly steps, which also contributes to cost reduction. Further, in the configuration using the half mirror 32 as shown in FIG. 1, since the half mirror 32 reflects a part and transmits a part, the loss of the light amount of the laser beams LA and LB is large. According to this, power can be saved without such a concern.

【0030】もっとも、この構成においても使用するレ
ーザ光の波長の差異により軸上色収差は生ずるので、そ
れらの集光位置を同一にするため、ホログラム駆動部5
3によりホログラム光学部品41を発光するレーザ光の
波長に応じて軸方向に移動させなければならない。この
調整の構成は、図1の場合と同様にしてなされるので、
説明を省略する。
In this arrangement, however, axial chromatic aberration occurs due to the difference in the wavelength of the laser beam used.
3, the hologram optical component 41 must be moved in the axial direction according to the wavelength of the emitted laser beam. Since the configuration of this adjustment is made in the same manner as in the case of FIG. 1,
Description is omitted.

【0031】各半導体レーザアレイ素子11,12は、
次に述べる構成により高出力のレーザ光を発光すること
ができると共に、それ自体が非常に小さいので装置の小
型化が容易であると共に波長の異なるものを同じ光学系
を利用して照射することが可能となる。 〈半導体レーザアレイ素子の構成〉図3は、上記赤色の
レーザを発する半導体レーザアレイ素子11の構成を示
す斜視図である。なお、赤外レーザを出射する半導体レ
ーザアレイ素子12については、後述する各層のGaIn
P,AlGaInPの組成がそれぞれGaAs,GaAlAsと異なるのみ
であるので説明を省略し、以下、半導体レーザアレイ素
子11のみについて説明する。
Each of the semiconductor laser array elements 11 and 12
With the configuration described below, high-power laser light can be emitted, and the size of the device itself is very small, so that it is easy to miniaturize the device and it is possible to irradiate different wavelengths using the same optical system. It becomes possible. <Structure of Semiconductor Laser Array Element> FIG. 3 is a perspective view showing the structure of the semiconductor laser array element 11 for emitting the red laser. For the semiconductor laser array element 12 that emits an infrared laser, GaIn
Since the compositions of P and AlGaInP are only different from GaAs and GaAlAs, respectively, the description is omitted, and only the semiconductor laser array element 11 will be described below.

【0032】半導体レーザアレイ素子11は、実屈折率
導波構造の赤色半導体レーザ素子が複数列設されたアレ
イ構造体のものであり、n型GaAs基板101上に、n型
GaAsバッファ層102と、n型AlGaInPクラッド層10
3と、GaInP/AlGaInP量子井戸構造活性層104と、p
型AlGaInPクラッド下地層105と、n型AlGaInP電流ブ
ロック層106と、p型AlGaInPクラッド埋込層107
と、p型GaAsキャップ層108(ヒートシンク)とが順
次積層され、p型GaAsキャップ層108の表面にCr/Pt
/Auの三層が積層されて形成された面状構造のp型電極
109と、n型GaAs基板101の裏面にAuGe/Ni/Auの
三層が積層されて形成された面状構造のn型電極110
とを有する。以上の構造において、p型電極109から
注入される電流は、n型AlGaInP電流ブロック層106
およびp型AlGaInPクラッド埋込層107により形成さ
れる電流チャネルを通じて狭窄されて流れ、その下部に
設けられたGaInP/AlGaInP量子井戸構造活性層104に
おいてレーザ発振が生じる。
The semiconductor laser array element 11 is of an array structure in which a plurality of red semiconductor laser elements having a real refractive index waveguide structure are arranged in rows, and an n-type GaAs substrate 101 is provided with an n-type
GaAs buffer layer 102 and n-type AlGaInP cladding layer 10
3, a GaInP / AlGaInP quantum well structure active layer 104, p
AlGaInP cladding underlayer 105, n-type AlGaInP current blocking layer 106, p-type AlGaInP cladding buried layer 107
And a p-type GaAs cap layer 108 (heat sink) are sequentially laminated, and a Cr / Pt
P-type electrode 109 formed by laminating three layers of Au / Au, and n-type planar electrode formed by laminating three layers of AuGe / Ni / Au on the back surface of n-type GaAs substrate 101. Mold electrode 110
And In the above structure, the current injected from the p-type electrode 109 corresponds to the n-type AlGaInP current blocking layer 106.
The current flows narrowly through the current channel formed by the p-type AlGaInP cladding buried layer 107, and laser oscillation occurs in the GaInP / AlGaInP quantum well structure active layer 104 provided thereunder.

【0033】以下、n型AlInP電流ブロック層106及
びp型AlGaInPクラッド埋込層107等について詳しく
説明する。図4は、図3における内部構造を上面から透
視した図である。同図に示すように、n型AlInP電流ブ
ロック層106は、p型AlGaInPクラッド下地層105
(図3)の表面に一定の間隔をおいて形成された複数の
ストライプ106Aからなるものである。そして、p型A
lGaInPクラッド埋込層107(図3)はn型AlInP電流
ブロック層106を覆いかつストライプ106Aの間に
埋め込まれた状態となっている。
The n-type AlInP current blocking layer 106 and the p-type AlGaInP cladding buried layer 107 will be described in detail below. FIG. 4 is a perspective view of the internal structure in FIG. 3 seen from above. As shown in the figure, the n-type AlInP current blocking layer 106 is formed of a p-type AlGaInP cladding underlayer 105.
It is composed of a plurality of stripes 106A formed at regular intervals on the surface of FIG. And p-type A
The lGaInP cladding buried layer 107 (FIG. 3) covers the n-type AlInP current block layer 106 and is buried between the stripes 106A.

【0034】次に、ストライプ106Aのうち、列設方
向の両端に位置するストライプ106B以外のストライ
プ106Cがその延伸方向中央部分が斜めに除去される
ことにより、ストライプの延伸方向に対して角度を持っ
て斜め方向に走る不連続部106Dが形成されている。
この不連続部106Dには、p型AlGaInPクラッド埋込層
107が埋め込まれ、隣合うストライプ106Aの間に
位置した隣合うp型AlGaInPクラッド埋込層部分107A
を連結する連結導波路107Cが形成されている。
Next, of the stripes 106A, the stripes 106C other than the stripes 106B located at both ends in the row direction are obliquely removed at the center in the extending direction, so that the stripes 106C have an angle with respect to the extending direction of the stripes. A discontinuous portion 106D that runs in an oblique direction is formed.
In this discontinuous portion 106D, a p-type AlGaInP cladding burying layer 107 is buried, and adjacent p-type AlGaInP cladding burying layer portions 107A located between adjacent stripes 106A.
Are connected to each other to form a connection waveguide 107C.

【0035】隣合うストライプ106Aの間に位置する
各p型AlGaInPクラッド埋込層部分107Aは、電流チャ
ネルとなり、その下部に位置する活性層部位との間でP
N接合がされる。そして、前記各p型AlGaInPクラッド
埋込層部分107Aはレーザ光の導波路の一部分とな
る。以下この部分を導波本路107Bと呼ぶ。また、連
結導波路107Cも、電流チャネルとなり、その下部に
位置する活性層との間でPN接合がされている。そし
て、連結導波路107Cと導波本路107Bとが互いに結
合される。このように隣接する導波本路を連結導波路で
相互に連結することにより、後述する如く、各レーザ発
振部から発振されるレーザ光がフェーズロックし、半導
体レーザでありながら高出力のレーザ光を出力できる。
Each p-type AlGaInP cladding buried layer portion 107A located between adjacent stripes 106A serves as a current channel, and a P channel is formed between an active layer portion located therebelow.
An N junction is made. Each of the p-type AlGaInP cladding buried layer portions 107A becomes a part of a laser light waveguide. Hereinafter, this portion is referred to as a main waveguide 107B. The connection waveguide 107C also serves as a current channel, and has a PN junction with an active layer located therebelow. Then, the coupling waveguide 107C and the main waveguide 107B are coupled to each other. By connecting the adjacent waveguides with each other by the connecting waveguides in this manner, the laser light oscillated from each laser oscillation unit is phase-locked, as described later, and a high-power laser light is output while being a semiconductor laser. Can be output.

【0036】また、図3に示すように、少なくとも導波
本路の両端部分及びその近傍を含めたレーザ光が導波す
る導波領域が臨む表面部分を覆いかつp型電極部分の表
面両端を覆うように、半導体レーザアレイ素子100の
外表面には、Znが拡散されることによってZn拡散部1
11、112が形成されることにより、端面窓構造とな
っている。これにより、導波本路端部でのレーザ光の吸
収を抑えて発熱を抑えるように構成されている。
Further, as shown in FIG. 3, at least both end portions of the waveguide main path and a surface portion facing the waveguide region where the laser light is guided, including the vicinity thereof, and both ends of the surface of the p-type electrode portion are covered. Zn is diffused on the outer surface of the semiconductor laser array element 100 so as to cover the
The end windows are formed by the formation of 11 and 112. Thus, the configuration is such that absorption of laser light at the end of the waveguide main path is suppressed and heat generation is suppressed.

【0037】そして、さらに、このZn拡散部111、1
12のp型電極109の上に位置する部分には、SiO2
縁層113が形成されている。この構成により、端面1
14、115での給電をなくしてその部分での発熱防止
をさらに促進する構成とされている。なお、Zn拡散部1
11、112をn型電極110を覆う部分にまで延長し
て設けて、n型電極110の上に位置する部分に、SiO2
絶縁層を設けることもできる。
Further, the Zn diffusion portions 111, 1
An SiO 2 insulating layer 113 is formed in a portion located above the twelve p-type electrodes 109. With this configuration, the end face 1
It is configured to eliminate the power supply at 14 and 115 to further promote the prevention of heat generation at that portion. The Zn diffusion unit 1
11 and 112 are provided so as to extend to a portion covering the n-type electrode 110, and SiO 2 is
An insulating layer can also be provided.

【0038】また、n型AlInP電流ブロック層106で
のレーザ光の吸収を抑えるとともに、実屈折率差による
光の閉じ込めを効果的に行うことにより、レーザ光の損
失を少なくするために、n型AlInP電流ブロック層10
6の禁制帯幅を活性層のそれよりも大きくし、かつn型
AlInP電流ブロック層106の屈折率をp型AlGaInPクラ
ッド下地層105のそれよりも小さくなるように材料が
選択されている。つまり、p型AlGaInPクラッド下地層
105は、AlGaInPで構成し、n型AlInP電流ブロック層
106は、AlInPで構成してある。
Further, while suppressing the absorption of laser light in the n-type AlInP current blocking layer 106 and effectively confining the light by the actual refractive index difference, the n-type AlInP current block layer 10
6 is wider than that of the active layer, and the n-type
The material is selected so that the refractive index of the AlInP current blocking layer 106 is smaller than that of the p-type AlGaInP cladding underlayer 105. That is, the p-type AlGaInP cladding underlayer 105 is made of AlGaInP, and the n-type AlInP current block layer 106 is made of AlInP.

【0039】なお、図示しないが、レーザ光が出射され
る端面は、図3の図面手前側の端面114であり、反対
側の端面115からは出射されないように、端面114
の表面には、反射率が1〜15%程度の低反射率膜が形
成されている。この低反射率膜の材料としては、Al
23、SiO2、Si34、TiO2等を用いることがで
きるが、これらに限るものではない。また、端面115
の表面には、反射率が70〜98%程度の高反射率膜が
形成されている。この高反射率膜は、Al23、SiO
2、Si34等から選ばれる材料からなる低屈折率誘電
体膜とTiO2、アモルファスSi、水素化アモルファ
スSi等から選ばれる高屈折率誘電体膜とを交互に2層
以上繰返して堆積することにより形成することができる
が、これに限るものではない。
Although not shown, the end face from which the laser beam is emitted is the end face 114 on the near side in the drawing of FIG. 3, and the end face 114 is not emitted from the opposite end face 115.
Is formed with a low reflectivity film having a reflectivity of about 1 to 15%. As a material of this low reflectance film, Al
2 O 3 , SiO 2 , Si 3 O 4 , TiO 2 and the like can be used, but not limited thereto. Also, the end face 115
Is formed with a high reflectivity film having a reflectivity of about 70 to 98%. This high reflectance film is made of Al 2 O 3 , SiO 2
2 , a low-refractive-index dielectric film made of a material selected from Si 3 O 4 and the like and a high-refractive-index dielectric film selected from TiO 2 , amorphous Si, hydrogenated amorphous Si and the like are alternately and repeatedly deposited in two or more layers. However, the present invention is not limited to this.

【0040】<半導体レーザアレイ素子11の製造方法>
図5は、半導体レーザアレイ素子11の製造方法を示す
工程図である。n型GaAs基板101以外の各要素は、有
機金属気相成長法(以下、MOVPE法という。)によ
り順次形成される。具体的には、n型GaAs基板101上
にp型AlGaInPクラッド下地層105までの各層を順次
形成する(工程1)。次に、このp型AlGaInPクラッド
下地層105の表面にn型AlInP電流ブロック層106
を形成する(工程2)。このブロック層の形成は、これ
を構成する材料をまず成膜した後、所定のパターンに液
相エッチングすることにより行う。その後、同様に順次
MOVPE法によって、p型AlGaInPクラッド埋込層1
07などの各層を順次形成する(工程3)。
<Method of Manufacturing Semiconductor Laser Array Element 11>
FIG. 5 is a process chart showing a method for manufacturing the semiconductor laser array element 11. Elements other than the n-type GaAs substrate 101 are sequentially formed by metal organic chemical vapor deposition (hereinafter, referred to as MOVPE). Specifically, layers up to the p-type AlGaInP cladding underlayer 105 are sequentially formed on the n-type GaAs substrate 101 (step 1). Next, an n-type AlInP current blocking layer 106 is formed on the surface of the p-type AlGaInP cladding underlayer 105.
Is formed (Step 2). The formation of this block layer is performed by first forming a material constituting the block layer and then performing liquid phase etching in a predetermined pattern. Thereafter, similarly, the p-type AlGaInP cladding buried layer 1 is sequentially formed by the MOVPE method.
Each layer such as 07 is sequentially formed (step 3).

【0041】図6は、上記工程2におけるn型AlInP電
流ブロック層106の形成方法を詳細に説明するための
模式図である。この図に示すように、まず、図6(a)
において、n型AlInP電流ブロック層106を構成する
材料層106Eをp型AlGaInPクラッド下地層105の表
面に形成する。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining in detail the method of forming the n-type AlInP current blocking layer 106 in the above step 2. As shown in this figure, first, FIG.
, A material layer 106E constituting the n-type AlInP current blocking layer 106 is formed on the surface of the p-type AlGaInP cladding underlayer 105.

【0042】次に、図6(b)において、所定のパター
ンが形成されたマスクMAを前記材料層106Eの表面に
フォトリソグラフィ法により密着形成して、当該マスク
MA上から液相エッチングを施すことにより、n型AlInP
電流ブロック層106のパターンを形成する。このよう
にして、上記したようなパターンを有するn型AlInP電
流ブロック層106が形成される。
Next, in FIG. 6B, a mask MA on which a predetermined pattern is formed is formed in close contact with the surface of the material layer 106E by photolithography, and the mask MA is formed.
By performing liquid phase etching on MA, n-type AlInP
The pattern of the current block layer 106 is formed. Thus, the n-type AlInP current block layer 106 having the above-described pattern is formed.

【0043】<半導体レーザアレイ素子11における作
用・効果>以上説明したような構成の半導体レーザアレ
イ素子11によれば、以下説明するような隣合う導波本
路107B同士の間でレーザ光が共振してフェーズロッ
クするという作用が得られる。図7は、上記フェーズロ
ック作用(共振作用)を具体的に説明する共振器の模式
図である。
<Operation / Effect in Semiconductor Laser Array Element 11> According to the semiconductor laser array element 11 having the configuration described above, laser light resonates between adjacent waveguide main paths 107B as described below. And phase locking is achieved. FIG. 7 is a schematic view of a resonator specifically explaining the phase lock operation (resonance operation).

【0044】同図に示すように、一の導波本路121に
おいて、当該導波本路の延伸方向に形成された共振器1
22と、それに隣合う他の一の導波本路123で当該導
波本路の延伸方向に形成された共振器124とが、連結
導波路125で連結されているので、全体としては、前
記共振器122と共振器124の他に、当該共振器12
4の一部を共有し、連結導波路125を含む共振器12
6が形成されていると考えられる。
As shown in the figure, in one waveguide main path 121, a resonator 1 formed in a direction in which the waveguide main path extends.
22 and the resonator 124 formed in the other main waveguide 123 adjacent to the main waveguide in the direction in which the main waveguide extends, are connected by the connecting waveguide 125, so that the whole In addition to the resonator 122 and the resonator 124, the resonator 12
4 and a resonator 12 including a coupling waveguide 125.
It is considered that No. 6 was formed.

【0045】このため、別々の導波本路121及び12
3から発振されるレーザ光同士光結合されてその波長及
び位相双方の整合が行われ、各レーザ光がフェーズロッ
クされる。したがって、図4において隣合う導波本路1
07B同士は、連結導波路107Cにより連結されて共振
器を共有することとなり、隣合う導波本路同士でレーザ
光のフェーズロックが行われる。そのため、一の基板上
に配された各導波本路を近接して位置させなくても、各
導波本路107B内におけるレーザ光の波長及び位相双
方を整合させることが可能となり(フェーズロック)、
集光したスポットSP1(図1および図2)においてレ
ーザ光が位相のずれのために互いに打ち消し合う干渉が
発生しないため、レーザ発振部位を設けた数に対応し
て、高出力のレーザ光を得ることができる。
Therefore, separate waveguide main paths 121 and 12
The laser beams oscillated from 3 are optically coupled to each other to match both the wavelength and the phase thereof, and the respective laser beams are phase-locked. Therefore, in FIG.
The waveguides 07B are connected by the connection waveguide 107C and share a resonator, so that the adjacent main waveguides perform laser light phase lock. For this reason, it is possible to match both the wavelength and the phase of the laser light in each of the waveguides 107B without having to arrange each of the waveguides disposed on one substrate in close proximity (phase locked). ),
In the focused spot SP1 (FIGS. 1 and 2), since the laser beams do not interfere with each other due to the phase shift, high-power laser beams are obtained corresponding to the number of laser oscillation portions provided. be able to.

【0046】また、このように発熱の要因となる、一の
基板上に配された各素子を近接して位置させるという手
法を全く採用していないので、各レーザ素子部分での発
熱を抑えることもできる。また、一の基板上に配された
各素子を近接して位置させるという手法を全く採用して
いないので、設計上の制約も少ない。
In addition, since the technique of causing each element arranged on one substrate to be located close to each other, which causes heat generation, is not employed at all, it is possible to suppress heat generation at each laser element part. Can also. In addition, since there is no method of positioning each element arranged on one substrate close to each other, there are few design restrictions.

【0047】<連結導波路の角度について>隣合う導波本
路同士で、共振器を共有させるには、連結導波路の延伸
方向を、導波本路の長手方向に対していかなる角度で交
差させるかも重要な要素となる。つまり、導波本路の延
伸方向に対して直交する方向に連結導波路を形成する
と、両導波本路の連結するコーナー部分で光が散乱する
ため、光のロスが大きくなるが、導波本路の延伸方向に
対して連結導波路を角度を付けて傾斜させて形成するこ
とにより、コーナー部分での光の散乱を抑えて、効果的
に隣合う導波本路間で共振器を共有させることが可能と
なる。したがって、連結導波路の両端寄り部位は、その
端部が結合する導波本路との結合部分近くで緩やかなカ
ーブを形成し、その交差角度を漸減するようにすること
が望ましい。さらに、導波本路と連結導波路とは、導波
本路の端部から内部側で完全に交差させることが共振器
を共有させる上で望ましい。
<Regarding the Angle of the Connecting Waveguide> In order for adjacent waveguides to share a resonator, the extending direction of the connecting waveguide should intersect at any angle with the longitudinal direction of the waveguide. It is also an important factor. In other words, if the connecting waveguide is formed in a direction perpendicular to the extending direction of the main waveguide, light is scattered at a corner where the two main waveguides are connected to each other. By forming the connecting waveguide at an angle to the extension direction of the main path, the scattering of light at the corners is suppressed, and the resonator is effectively shared between the adjacent main paths. It is possible to do. Therefore, it is desirable that a portion near both ends of the coupling waveguide forms a gentle curve near a coupling portion with the waveguide main line to which the end is coupled, so that the intersection angle is gradually reduced. Further, it is desirable that the waveguide and the coupling waveguide completely intersect from the end of the waveguide to the inside in order to share the resonator.

【0048】<連結導波路の変形例について> 上記説明では、隣合う導波本路同士は、一本の連結
導波路で連結したが、これに限られず、複数本の連結導
波路で連結することもできる。 上記説明では、図4に示すように各連結導波路は、ア
レイの中央部分でほぼ平行に並ぶように形成したが、そ
れらが、複数の導波本路に斜めに交わるような一本の直
線上に並ぶようにしてもよい。このようにすれば、全て
の導波本路が共有されることになり、より効果的にフェ
ーズロックを行うことができると思われる。
<Regarding Modified Example of Connection Waveguide> In the above description, adjacent waveguide main lines are connected by one connection waveguide. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of connection waveguides are connected. You can also. In the above description, as shown in FIG. 4, the connecting waveguides are formed so as to be substantially parallel to each other at the center of the array. It may be lined up. By doing so, all the waveguides are shared, and it is considered that phase locking can be performed more effectively.

【0049】また、図8に示すように、各導波本路3
01が、延伸方向の中央部分で互いに合流されたX字形
状となるよう形成することもできる。このようなX字形
状により、互いに隣合う導波本路301A(図面左側に
位置)及び301B(図面右側に位置)でレーザ光が共
振し合うという作用が得られる。また、X字形状の導波
本路301が複数並設されている場合は、一方の導波本
路301A及び他方の導波本路301Bを近接した位置に
設け、それぞれの水平方向における導波領域の一部を互
いに接するように又は重なり合うようにすることで、隣
合うX字形状の導波本路301間同士でもいわゆる共振
器を共有することとなる。これによって、全ての導波本
路301においてフェーズロックさせることができる。
Also, as shown in FIG.
01 may be formed in an X-shape where they are joined together at the center in the stretching direction. With such an X-shape, an effect is obtained in which laser beams resonate in the waveguide main paths 301A (positioned on the left side in the drawing) and 301B (positioned on the right side in the drawing) adjacent to each other. When a plurality of X-shaped waveguide main paths 301 are arranged in parallel, one waveguide main path 301A and the other waveguide main path 301B are provided close to each other, and the waveguide in the horizontal direction is provided. When a part of the regions is in contact with or overlaps with each other, a so-called resonator is shared between adjacent X-shaped waveguide main paths 301. As a result, the phase can be locked in all the waveguide paths 301.

【0050】さらに、図9に示すように、対向する各
端部から中央付近にまで延長された導波本路403及び
404がそれぞれ複数平行に設けられた形状としてもよ
い。この場合には対抗する両端面からレーザ光が出射さ
れるようにその透過率を若干上げる必要がある。ここ
で、導波本路403、404の長辺方向の間隔dを互い
の導波領域の一部が接する又は重なり合うような距離に
設定すれば、導波本路403及び404でレーザ光が共
振し合うという作用が得られる。そのため、各導波本路
におけるレーザ光をフェーズロックすることができる。
Further, as shown in FIG. 9, a plurality of waveguide main paths 403 and 404 extending from the opposing ends to the vicinity of the center may be provided in parallel. In this case, it is necessary to slightly increase the transmittance so that the laser light is emitted from the opposite end faces. Here, if the distance d in the long side direction of the waveguides 403 and 404 is set to a distance such that a part of the waveguide regions is in contact with or overlaps with each other, the laser beams resonate in the waveguides 403 and 404. The effect of mutual interaction is obtained. Therefore, it is possible to phase-lock the laser light in each waveguide.

【0051】上記説明では、連結導波路は隣合う導波
本路同士全てを連結するように行ったが、これに限られ
ず、複数の導波本路のうち少なくとも2本の導波本路が
連結されていることも本発明に含まれる。この場合、フ
ェーズロックを行うためには、連結されていない導波本
路同士は、導波領域の水平方向の一部が互いに接する又
は重なり合うように近接させる必要がある。
In the above description, the connecting waveguides are connected so as to connect all adjacent waveguides. However, the present invention is not limited to this, and at least two waveguides out of a plurality of waveguides are connected. The connection is also included in the present invention. In this case, in order to perform the phase lock, the uncoupled waveguide main paths need to be close to each other so that a part of the waveguide region in the horizontal direction is in contact with or overlaps with each other.

【0052】しかし、発熱の要因となる、一の基板上に
配された各素子を近接して位置させる箇所は、全ての導
波本路としないので、各レーザ素子部分での発熱の程度
は従来のように全ての素子を近接させた場合と比べて低
いと言える。 上記説明では、連結導波路は、電流ブロック層を当該
電流ブロック層の幅方向に完全に横断して構造的に導波
本路を連結させることにより、隣合う導波本路を導波す
るレーザ光を結合させることとしたが、構造的に連結さ
せていなくても、電流ブロック層の一部を除去して不連
続とし、導波本路を導波するレーザ光同士を光結合させ
られるように構成すれば、上記した作用・効果を発揮さ
せることができる。
However, the location of each element disposed on one substrate, which is a factor of heat generation, is not located in all of the waveguide main paths. Therefore, the degree of heat generation in each laser element portion is limited. It can be said that it is lower than the case where all the elements are brought close to each other as in the related art. In the above description, the coupling waveguide is a laser that guides adjacent waveguides by connecting the waveguides structurally completely across the current blocking layer in the width direction of the current blocking layer. Although the light is coupled, even if it is not structurally coupled, a part of the current blocking layer is removed to make it discontinuous so that laser light guided through the main waveguide can be optically coupled to each other. With such a configuration, the above-described functions and effects can be exhibited.

【0053】以上の構成により、各半導体レーザアレイ
素子11,12から出射されるレーザ光LBは、それぞ
れの素子に対応する波長にフェーズロックされる。ま
た、多波長レーザ発光装置1または2には、集光レンズ
40またはホログラム光学部品41の位置を自動的に調
整するようにしているため、レーザ光の集光レンズ40
において生じる軸上色収差を補正することができる。そ
のため、どの波長が選択されてもフェーズロックされた
当該波長のレーザ光をスポットSP1の一点に集光する
ことができ、さらにレーザ発振部位を設けた数に比例し
て、レーザ光を高出力化できる。
With the above configuration, the laser light LB emitted from each of the semiconductor laser array elements 11 and 12 is phase-locked to the wavelength corresponding to each element. Also, since the position of the condenser lens 40 or the hologram optical component 41 is automatically adjusted in the multi-wavelength laser light emitting device 1 or 2, the laser light condenser lens 40
Can be corrected. Therefore, no matter which wavelength is selected, the phase-locked laser light of the wavelength can be focused on one spot of the spot SP1, and the output of the laser light is increased in proportion to the number of laser oscillation parts provided. it can.

【0054】したがって、例えば、複合部材の穴開けな
どに用いるときには、複合部材を構成する各物質の光吸
収波長領域に応じた異なる波長の高出力のレーザ光を短
時間に交互に切り換えて使用してやれば、各部材が均等
に溶解するので穴あけの径を所定の大きさに開けること
ができる。なお、上記実施の形態では、赤色半導体レー
ザを例に本発明について説明したが、赤色レーザ以外に
も、青色レーザ、緑色レーザ、赤外レーザ等の半導体レ
ーザでも同様に上記した導波本路間でレーザ光を共振さ
せる考え方は適用される。
Therefore, for example, when the composite member is used for drilling holes, high-power laser beams having different wavelengths corresponding to the light absorption wavelength regions of the respective substances constituting the composite member can be alternately used in a short time. In this case, since the respective members are uniformly dissolved, the diameter of the hole can be formed to a predetermined size. In the above embodiment, the present invention has been described by taking a red semiconductor laser as an example. However, in addition to the red laser, semiconductor lasers such as a blue laser, a green laser, and an infrared laser may be similarly used. The concept of causing the laser light to resonate is applied.

【0055】(第2の実施の形態)上記第1の実施の形
態においては、図1および図2に示す光源部10にそれ
ぞれ単一の波長のレーザ光を出射する半導体レーザアレ
イ素子11,12が用いられていたが、本第2の実施の
形態においては、その光源部10に1個で2種類のフェ
ーズロックされた波長のレーザ光を出射することができ
る半導体レーザアレイ素子を用いるようにしている。
(Second Embodiment) In the first embodiment, the semiconductor laser array elements 11, 12 for emitting laser beams of a single wavelength to the light source unit 10 shown in FIGS. 1 and 2, respectively. However, in the second embodiment, a single semiconductor laser array element capable of emitting two types of phase-locked laser beams to the light source unit 10 is used. ing.

【0056】〈全体構成〉本第2の実施の形態に係る多
波長レーザ発光装置は、第1の実施の形態の図1および
図2における、半導体レーザアレイ素子12と当該半導
体レーザアレイ素子12専用の光学素子(図1において
は、ホログラム光学部品22、ハーフミラー32、図2
においては、ホログラム光学部品22)を省略して、半
導体レーザアレイ素子11の代わりに、レーザアレイ層
を2層備え、各層から波高されるレーザ光の波長が異な
るように構成された半導体レーザアレイ素子13を設け
ているだけなので、ここでは特に図示しない。
<Overall Configuration> The multi-wavelength laser light emitting device according to the second embodiment is a semiconductor laser array element 12 and a dedicated laser diode array element shown in FIGS. 1 and 2 of the first embodiment. (In FIG. 1, the hologram optical component 22, the half mirror 32, and FIG.
, The hologram optical component 22) is omitted, the semiconductor laser array element is provided with two laser array layers instead of the semiconductor laser array element 11, and configured so that the wavelength of the laser light wave-hung from each layer is different. 13 are not provided here.

【0057】〈半導体レーザアレイ素子13の全体構
成〉図10は、上記半導体レーザアレイ素子13の断面
図である。この半導体レーザアレイ素子13は、第1の
実施の形態で説明したような半導体レーザアレイ素子を
2列向かい合わせて接合したような構成をしている。図
11は、上記半導体レーザアレイ素子13の一部切り欠
き斜視図である。
<Overall Configuration of Semiconductor Laser Array Element 13> FIG. 10 is a cross-sectional view of the semiconductor laser array element 13. The semiconductor laser array element 13 has a configuration in which the semiconductor laser array elements as described in the first embodiment are joined in two rows facing each other. FIG. 11 is a partially cutaway perspective view of the semiconductor laser array element 13.

【0058】本半導体レーザアレイ素子13は、一の基
板上にいわゆるシングルヘテロ構造体が2つ形成された
実屈折率導波型の構成であり、赤色および赤外の2波長
のレーザ光を発振させるものである。この半導体レーザ
アレイ素子13は、一の基板上に基板の鉛直方向に長尺
状のシングルヘテロ構造体をもつ複数のレーザ光発振部
700、710が積層されたもので、しかも、基板表面
と平行な方向には、レーザ光発振部700及び710の
それぞれが同一平面上に列設された構造体である。ここ
で、基板表面と平行な方向に複数のレーザ光発振部70
0が列設されてなる部位を第1レーザアレイ層701と
呼び、その上に位置する基板表面と平行な方向に複数の
レーザ光発振部710が列設されてなる部位を第2レー
ザアレイ層711と呼ぶ。
The semiconductor laser array element 13 has a real refractive index waveguide type structure in which two so-called single heterostructures are formed on one substrate, and oscillates laser beams of two wavelengths, red and infrared. It is to let. The semiconductor laser array element 13 is formed by laminating a plurality of laser light oscillating units 700 and 710 each having a long single heterostructure in the vertical direction of the substrate on one substrate, and furthermore, is parallel to the substrate surface. In each direction, the laser light oscillating units 700 and 710 are structures arranged in a row on the same plane. Here, a plurality of laser light oscillating units 70 are arranged in a direction parallel to the substrate surface.
A portion where 0s are arranged in a row is called a first laser array layer 701, and a portion where a plurality of laser light oscillating portions 710 are arranged in a direction parallel to the substrate surface located thereon is a second laser array layer. 711.

【0059】具体的には、半導体レーザアレイ素子13
は、n型GaAs基板201と、n型GaAsバッファ層202
と、n型AlGaInP第1クラッド層203と、GaInP/AlGa
InP量子井戸構造第1活性層204と、p型AlGaInP第2
クラッド層205と、n型AlInP第1電流ブロック層2
06と、p型AlGaInP第3クラッド層207と、n型GaA
lAs第2電流ブロック層208と、p型GaAlAs第4クラ
ッド層209と、GaAs/GaAlAs量子井戸構造第2活性層
210と、n型GaAlAs第5クラッド層211と、n型Ga
Asコンタクト層212とが順次積層された構造体に、n
型電極213A、213B及びp型電極214A、214B
を備えたものである。なお、電極を除いた構造体を以下
便宜上アレイ構造前駆体と呼ぶ。
Specifically, the semiconductor laser array element 13
Are an n-type GaAs substrate 201 and an n-type GaAs buffer layer 202
, An n-type AlGaInP first cladding layer 203, and GaInP / AlGa
InP quantum well structure first active layer 204, p-type AlGaInP second active layer
Cladding layer 205 and n-type AlInP first current blocking layer 2
06, a p-type AlGaInP third cladding layer 207, and an n-type GaAs
lAs second current blocking layer 208, p-type GaAlAs fourth cladding layer 209, GaAs / GaAlAs quantum well structure second active layer 210, n-type GaAlAs fifth cladding layer 211, n-type Ga
The structure in which the As contact layer 212 is sequentially laminated has n
Type electrodes 213A and 213B and p-type electrodes 214A and 214B
It is provided with. The structure excluding the electrodes is hereinafter referred to as an array structure precursor for convenience.

【0060】n型電極213A及び213Bは、アレイ構
造前駆体の上下表面に形成された面状の電極であり、n
型基板213Aは、裏面側に形成されたAuGe/Ni/Auの
三層が積層された構造の電極であり、n型基板213B
は、表面側に形成されたAuGe/Ni/Auの三層が積層され
た構造の電極である。一対のp型電極214A及び21
4Bは、アレイ構造前駆体の左右2箇所に設けられた帯
状の電極であり、アレイ構造前駆体の左右両端が上部か
らp型GaAlAs第3クラッド層209の中央付近まで切り
欠かれることにより形成された2つの段差部215の表
面215Aに形成されたものである。
The n-type electrodes 213A and 213B are planar electrodes formed on the upper and lower surfaces of the array structure precursor.
The mold substrate 213A is an electrode having a structure in which three layers of AuGe / Ni / Au formed on the back side are laminated, and the n-type substrate 213B
Is an electrode having a structure in which three layers of AuGe / Ni / Au formed on the surface side are laminated. A pair of p-type electrodes 214A and 21
4B are band-shaped electrodes provided at two places on the left and right of the array structure precursor, and are formed by cutting off the left and right ends of the array structure precursor from the upper part to the vicinity of the center of the p-type GaAlAs third cladding layer 209. It is formed on the surface 215A of the two step portions 215.

【0061】上記構造によって、レーザ光発振部700
は、n型AlGaInP第1クラッド層203からp型AlGaInP
第3クラッド層207とによって構成され、レーザ光発
振部710は、p型AlGaInP第3クラッド層207から
n型GaAlAs第5クラッド層211とによって構成され
る。以上の構成により、p型電極214A及び214Bか
ら注入される電流は、各レーザ光発振部700、710
において狭窄されて流れ、GaInP/AlGaInP量子井戸構造
第1活性層204、およびGaAs/GaAlAs量子井戸構造第
2活性層210においてレーザ発振が生じる。なお、こ
の各レーザ光発振部700,710は、図示しない制御
部により、LD駆動部を介して各波長を出力するように
切り換えられる。
With the above structure, the laser light oscillation section 700
Is formed from the n-type AlGaInP first cladding layer 203 to the p-type AlGaInP
The laser light oscillating section 710 is composed of the p-type AlGaInP third cladding layer 207 to the n-type GaAlAs fifth cladding layer 211. With the above configuration, the current injected from the p-type electrodes 214A and 214B is
, And laser oscillation occurs in the GaInP / AlGaInP quantum well structure first active layer 204 and the GaAs / GaAlAs quantum well structure second active layer 210. The laser light oscillation units 700 and 710 are switched by a control unit (not shown) so as to output each wavelength via an LD driving unit.

【0062】<半導体レーザアレイ素子13の細部構造>
以下に第1レーザアレイ層701及び第2レーザアレイ
層711の詳細について説明する。図10及び図11に
示すように、まず、下側に位置する第1レーザアレイ層
701におけるn型AlInP第1電流ブロック層206
は、両側部206Aと、互いに平行に列設された複数本
のストライプ206Bとその延伸方向中央部分に不連続
部206Cを有する。そして、p型AlGaInP第3クラッド
層207が、前記両側部206Aとストライプ206Bと
の間及びストライプ206B間に形成されたストライプ
状の溝206D並びに前記不連続部206Cに埋め込ま
れ、かつ、電流ブロック層206全体を覆うように形成
されている。
<Detailed Structure of Semiconductor Laser Array Element 13>
Hereinafter, the details of the first laser array layer 701 and the second laser array layer 711 will be described. As shown in FIGS. 10 and 11, first, the n-type AlInP first current block layer 206 in the lower first laser array layer 701 is formed.
Has a side portion 206A, a plurality of stripes 206B arranged in parallel with each other, and a discontinuous portion 206C at the center in the extending direction. Then, a p-type AlGaInP third cladding layer 207 is buried in the stripe-like grooves 206D formed between the side portions 206A and the stripes 206B and between the stripes 206B and the discontinuous portions 206C, and the current blocking layer 206 is formed so as to cover the entirety.

【0063】また、上記第1レーザアレイ層701の上
側に位置する第2レーザアレイ層711におけるn型Ga
AlAs第2電流ブロック層208も上記n型AlInP第1電
流ブロック層206と同様に、両側部208Aと、互い
に平行に列設された複数本のストライプ208Bとその
延伸方向中央部分に不連続部208Cを有する。そし
て、p型GaAlAs第4クラッド層209が、前記両側部2
08Aとストライプ208Bとの間及びストライプ208
B間に形成されたストライプ状の溝208D並びに前記不
連続部208Cに埋め込まれ、かつ、電流ブロック層2
08全体を覆うように形成されている。
The n-type Ga in the second laser array layer 711 located above the first laser array layer 701
Similarly to the n-type AlInP first current block layer 206, the AlAs second current block layer 208 has both side portions 208A, a plurality of stripes 208B arranged in parallel with each other, and a discontinuous portion 208C at the center in the extending direction. Having. Then, the p-type GaAlAs fourth cladding layer 209 is formed on the both sides 2.
08A and stripe 208B and stripe 208
B, embedded in the striped groove 208D and the discontinuous portion 208C, and
08 is formed.

【0064】これにより、各レーザアレイ層における活
性層、そのn型のクラッド層等を含めた部分でレーザ光
が分布する要素を含むレーザ光発振部700、710が
構成されることになる。レーザ光発振時には、前記溝2
06D、208D、不連続部206C、208Cに埋め込ま
れたクラッド層部分に上下方向に対応する要素部分から
給電される。そして、前記各クラッド層が埋め込まれた
前記溝206D、208D、不連続部206C、208Cは
レーザ光の導波路の一部分となる。以下この部分を第1
レーザアレイ層701において溝206Dに対応する部
分を導波本路206Eと、不連続部206Cに対応する部
分を連結導波路206Fと呼び、第2レーザアレイ層7
11において溝208Dに対応する部分を導波本路20
8Eと、不連続部208Cに対応する部分を連結導波路2
08Fと呼ぶ。
As a result, the laser light oscillating units 700 and 710 including the elements in which the laser light is distributed in the portions including the active layer in each laser array layer, the n-type cladding layer, and the like are formed. At the time of laser light oscillation, the groove 2
06D, 208D and the cladding layer portions embedded in the discontinuous portions 206C, 208C are supplied with power from the element portions corresponding in the vertical direction. Then, the grooves 206D, 208D and the discontinuous portions 206C, 208C in which the respective cladding layers are embedded become a part of the waveguide of the laser light. Hereafter this part is the first
In the laser array layer 701, a portion corresponding to the groove 206D is referred to as a main waveguide 206E, and a portion corresponding to the discontinuous portion 206C is referred to as a coupling waveguide 206F.
In FIG. 11, the portion corresponding to the groove 208D is
8E and the portion corresponding to the discontinuous portion 208C are connected to the connecting waveguide 2
Call it 08F.

【0065】なお、第1レーザアレイ層701及び第2
レーザアレイ層711とは、各レーザ光発振部700及
び710が垂直方向に同じ位置でしかも平行に並ぶよう
に位置が定められている。また、前記第1の電流ブロッ
ク層及び第2の電流ブロック層の禁制帯幅は、当該第1
の電流ブロック層同士及び第2の電流ブロック層同士の
間に位置する各レーザ光発振部の活性層のそれよりも大
きく、前記第1の電流ブロック層及び第2の電流ブロッ
ク層の屈折率が当該第1の電流ブロック層同士及び第2
の電流ブロック層同士の間に位置する各レーザ光発振部
のそれより小さくなるような材料でそれぞれ形成されて
いる。これにより、実屈折率差によって光閉じ込め効果
を奏すると共に、電流ブロック層でのレーザ光の吸収に
よるレーザ光のロスを低減させることができる。レーザ
光が出射される端面は、図11の図面手前側の端面21
6であり、反対側の端面217からは出射されないよう
に、端面216の表面には1〜15%程度の低反射率膜
が形成されている。この低反射率膜の材料としては、Al
23、SiO2、Si34、TiO2等を用いることがで
きるが、これらに限られるものではない。また、端面2
17の表面には、反射率が70〜98%程度の高反射率
膜が形成されている。この高反射率膜は、Al23、S
iO2、Si34等から選ばれる材料からなる低屈折率
誘電体膜とTiO2、アモルファスSi、水素化アモル
ファスSi等から選ばれる高屈折率誘電体膜とを交互に
2層以上繰返して堆積することにより形成することがで
きるが、これに限るものではない。
The first laser array layer 701 and the second
The position of the laser array layer 711 is determined so that the laser light oscillation units 700 and 710 are arranged in the same position in the vertical direction and in parallel. Further, the forbidden band width of the first current blocking layer and the second current blocking layer is the first band width.
Are larger than those of the active layers of the respective laser light oscillating portions located between the current block layers and the second current block layers, and the refractive indices of the first current block layer and the second current block layer are larger. The first current blocking layers and the second
Are formed of a material smaller than that of each laser light oscillating portion located between the current block layers. Thus, a light confinement effect is exhibited by the actual refractive index difference, and a loss of laser light due to absorption of laser light in the current blocking layer can be reduced. The end face from which the laser light is emitted is an end face 21 on the near side in the drawing of FIG.
6, a low reflectance film of about 1 to 15% is formed on the surface of the end face 216 so as not to be emitted from the end face 217 on the opposite side. As a material of this low reflectance film, Al
2 O 3 , SiO 2 , Si 3 O 4 , TiO 2 and the like can be used, but are not limited thereto. Also, end face 2
A high reflectivity film having a reflectivity of about 70 to 98% is formed on the surface of No. 17. This high reflectance film is made of Al 2 O 3 , S
By alternately repeating two or more layers of a low-refractive-index dielectric film made of a material selected from iO 2 and Si 3 O 4 and a high-refractive-index dielectric film selected from TiO 2 , amorphous Si, hydrogenated amorphous Si and the like. It can be formed by deposition, but is not limited to this.

【0066】<半導体レーザアレイ素子13の製造方法>
図12から図14は、この製造方法を示す工程図であ
る。まず、図12(1)に示すように、n型GaAs基板2
01を準備する。次に、図12(2)に示すように、前
記n型GaAs基板201の表面に、順次、p型GaAlInP第
1クラッド層205までの各層をMOCVD法又はMB
E法を用いて積層形成する。なお、以下には、特記はし
ないが、以下の各工程における各層の形成も同様に、M
OCVD法又はMBE法を用いて形成する。
<Method of Manufacturing Semiconductor Laser Array Element 13>
12 to 14 are process diagrams showing this manufacturing method. First, as shown in FIG.
Prepare 01. Next, as shown in FIG. 12B, the layers up to the p-type GaAlInP first cladding layer 205 are sequentially formed on the surface of the n-type GaAs substrate 201 by MOCVD or MB.
The layers are formed by using the E method. In the following, although not particularly specified, the formation of each layer in each of the following steps is similarly performed by M
It is formed by using the OCVD method or the MBE method.

【0067】次に、図12(3)に示すように、n型In
AlP電流第1ブロック層206のパターニング前の材料
層206Gを形成する。次に、図12(4)に示すよう
に、n型InAlP電流第1ブロック層206の形成パター
ンとは反対のパターンの開口部を有するマスク層MA1
を形成する。次に、図12(5)に示すように、マスク
層MA1上から液相エッチングを施すことにより前記材
料層206Gに、n型InAlP電流第1ブロック層206の
パターンを形成する。その後、マスクMA1を除去す
る。
Next, as shown in FIG.
A material layer 206G before patterning the AlP current first block layer 206 is formed. Next, as shown in FIG. 12 (4), a mask layer MA1 having an opening having a pattern opposite to the pattern in which the n-type InAlP current first block layer 206 is formed.
To form Next, as shown in FIG. 12 (5), a pattern of the n-type InAlP current first block layer 206 is formed on the material layer 206G by performing liquid phase etching from above the mask layer MA1. After that, the mask MA1 is removed.

【0068】次に、図13(6)に示すように、p型Al
GaInP第3クラッド層207を形成する。次に、図13
(7)に示すように、n型GaAlAs第2電流ブロック層2
08の材料層208Gを形成する。次に、図13(8)
に示すように、n型GaAlAs電流第2ブロック層208の
形成パターンとは反対のパターンの開口部を有するマス
ク層MA2を形成する。
Next, as shown in FIG.
A GaInP third cladding layer 207 is formed. Next, FIG.
As shown in (7), the n-type GaAlAs second current blocking layer 2
08 material layer 208G is formed. Next, FIG.
As shown in FIG. 7, a mask layer MA2 having an opening having a pattern opposite to that of the formation pattern of the n-type GaAlAs current second block layer 208 is formed.

【0069】次に、図13(9)に示すように、マスク
層MA2上から液相エッチングを施すことにより前記材
料層208Gに、n型GaAlAs電流第2ブロック層208
のパターンを形成する。その後、マスクMA2を除去す
る。次に、図14(10)に示すように、p型GaAlAs第
4クラッド層209からn型GaAsコンタクト層212ま
での各層を順次積層して形成する。
Next, as shown in FIG. 13 (9), the n-type GaAlAs current second block layer 208 is formed on the material layer 208G by performing liquid phase etching from above the mask layer MA2.
Is formed. After that, the mask MA2 is removed. Next, as shown in FIG. 14 (10), layers from a p-type GaAlAs fourth cladding layer 209 to an n-type GaAs contact layer 212 are sequentially laminated and formed.

【0070】次に、図14(11)に示すように、n型
GaAsコンタクト層212の表面上に左右両端部を残して
マスクMA3を形成する。次に、図14(12)に示す
ように、マスクMA3上から液相エッチングを施すこと
によりn型GaAsコンタクト層212の左右両端部及びこ
の下方に位置するp型AlGaInP第3クラッド層207の
中途部分までを除去し、前記段差部215Aを形成す
る。その後、マスクMA3を除去する。
Next, as shown in FIG.
A mask MA3 is formed on the surface of the GaAs contact layer 212 except for left and right ends. Next, as shown in FIG. 14 (12), the left and right ends of the n-type GaAs contact layer 212 and the p-type AlGaInP third cladding layer 207 located thereunder are subjected to liquid phase etching from above the mask MA3. The steps are removed to form the step 215A. After that, the mask MA3 is removed.

【0071】以上の工程により、前記アレイ構造前駆体
が形成される。次に、図14(13)に示すように、n
型電極213A、213B及びp型電極214A、214B
を所定の部位に形成することによって前記半導体レーザ
アレイ素子が完成される。 <半導体レーザアレイ素子13における作用・効果>以上
説明したような構成の半導体レーザアレイ素子13によ
れば、第1の実施形態の図7と同様に、第1レーザアレ
イ層701、第2レーザアレイ層711における各導波
本路206E,208E同士が、それぞれ連結導波路20
6F,208Fとにより連結されているため、第1レーザ
アレイ層701及び第2レーザアレイ層711それぞれ
において、レーザ光をフェーズロックさせることが可能
となる。したがって、同一層上にあるレーザ発振部から
出射されるレーザ光は、フェーズロックされるため、集
光したスポットにおいてレーザ光が位相のずれのために
互いに打ち消し合うように干渉し合わないため、レーザ
光発振部位を設けた数に対応して、高出力のレーザスポ
ットを得ることができる。そのうえ、各波長を出射する
レーザ発振部が非常に接近して設けられるため、各波長
に対するレーザ光の光学部品を共有することが可能であ
る。したがって、半導体レーザアレイ素子13を使用す
ることによって、第1の実施の形態に比べて、ホログラ
ム光学部品21やハーフミラー31,32の数を減らす
ことができるので、コスト的にも優れる。
Through the above steps, the array structure precursor is formed. Next, as shown in FIG.
Type electrodes 213A and 213B and p-type electrodes 214A and 214B
Is formed at a predetermined portion to complete the semiconductor laser array device. <Operation / Effect in Semiconductor Laser Array Element 13> According to the semiconductor laser array element 13 having the above-described structure, the first laser array layer 701 and the second laser array are provided in the same manner as in FIG. 7 of the first embodiment. The main waveguides 206E and 208E in the layer 711 are connected to each other by the connecting waveguide 20.
6F and 208F, the laser beam can be phase-locked in each of the first laser array layer 701 and the second laser array layer 711. Therefore, the laser light emitted from the laser oscillation unit on the same layer is phase-locked, so that the laser light does not interfere so as to cancel each other out of the focused spot due to a phase shift. A high-power laser spot can be obtained in accordance with the number of light oscillation portions. In addition, since the laser oscillation units that emit the respective wavelengths are provided very close to each other, it is possible to share the optical components of the laser light for each wavelength. Therefore, by using the semiconductor laser array element 13, the number of the hologram optical components 21 and the half mirrors 31, 32 can be reduced as compared with the first embodiment, so that the cost is excellent.

【0072】<第2の実施の形態の変形例>本第2の実施
の形態の変形例として、以下のような形態を実施するこ
とができる 上記第2の実施の形態においては、半導体レーザアレ
イ素子13の製造方法において、各層をMOCVD法又
はMBE法を用いて一体的に形成していたが、予め作製
された第1レーザアレイ層701及び第2レーザアレイ
層711を含む2つの構造体を張り合わせて形成しても
よい。
<Modification of Second Embodiment> As a modification of the second embodiment, the following embodiment can be carried out. In the second embodiment, the semiconductor laser array is used. In the method of manufacturing the element 13, each layer is integrally formed by using the MOCVD method or the MBE method. However, two structures including the first laser array layer 701 and the second laser array layer 711 manufactured in advance are used. It may be formed by laminating.

【0073】図15は、本変形例にかかる製造方法を示
す工程図である。次に、図12(1)から図13(6)
に示す工程を第1レーザアレイ701層、第2レーザア
レイ層711各層の組成に対応させて行い、図15
(1)に示すように、アレイ構造前駆体500、510
を作製する。次に、図15(2)に示すように、前記ア
レイ構造前駆体500、510のp型AlGaInP第3クラ
ッド層207を対向させ、しかもレーザ光発振部の位置
合わせをして重ね合わせ、その状態で加熱処理を施して
水素結合で接着させる。
FIG. 15 is a process chart showing a manufacturing method according to this modification. Next, FIG. 12 (1) to FIG. 13 (6)
15 are performed in accordance with the composition of each layer of the first laser array 701 layer and the second laser array layer 711, and FIG.
As shown in (1), array structure precursors 500, 510
Is prepared. Next, as shown in FIG. 15 (2), the p-type AlGaInP third cladding layers 207 of the array structure precursors 500 and 510 are opposed to each other, and the laser light oscillating portions are aligned and overlapped. And heat-bonded to bond by hydrogen bonding.

【0074】この重ね合わせるのに先だって、ボンディ
ングをすべき2枚の各アレイ構造前駆体500、510
のp型AlGaInP第3クラッド層207の表面を清浄化
し、自然酸化膜を除去した後、親水処理すなわち、当該
表面をOH基で終端させる。親水処理されたウエハを重
ね合わせると、両者は室温においても水素結合により一
体化し、張り合わせ部分での強度が向上するので望まし
い。
Prior to the superposition, two array structure precursors 500 and 510 to be bonded are to be bonded.
After cleaning the surface of the p-type AlGaInP third cladding layer 207 and removing the natural oxide film, a hydrophilic treatment, that is, the surface is terminated with OH groups. Lamination of the wafers subjected to the hydrophilic treatment is desirable because they are integrated by hydrogen bonding even at room temperature, and the strength at the bonded portion is improved.

【0075】また、このように親水処理を施す場合に
は、水素存在下で加熱処理を施せばさらに強固に両アレ
イ構造前駆体500及び510を一体化させることがで
きる。次に、図14(10)から図14(13)に示す
工程を行って、図15(3)に示すように、半導体レー
ザアレイ素子が完成される。 上記第2の実施の形態にかかる半導体レーザアレイ素
子13は、第1レーザアレイ層701、第2レーザアレ
イ層711における各導波本路206E,208E同士を
それぞれ連結導波路206F,208Fにより連結させて
いたが、一方もしくは両方の連結導波路の形状を、上記
第1の実施の形態における<連結導波路の変形例につい
て>の項で説明したような形状に形成してもよい。この
ように形成することによっても、第1レーザアレイ層7
01及び第2レーザアレイ層711それぞれにおいて、
レーザ光をフェーズロックさせることが可能であること
は上述の通りであり、フェーズロックされたレーザ光を
集光することにより高出力化することができる。
In the case where the hydrophilic treatment is performed as described above, if the heat treatment is performed in the presence of hydrogen, both array structure precursors 500 and 510 can be more firmly integrated. Next, the steps shown in FIGS. 14 (10) to 14 (13) are performed to complete the semiconductor laser array element as shown in FIG. 15 (3). In the semiconductor laser array element 13 according to the second embodiment, the main waveguides 206E and 208E in the first laser array layer 701 and the second laser array layer 711 are connected by connecting waveguides 206F and 208F, respectively. However, one or both of the coupling waveguides may be formed in the shape described in the section <Modifications of the coupling waveguide> in the first embodiment. The first laser array layer 7 can be formed in this manner.
01 and the second laser array layer 711, respectively.
As described above, the laser light can be phase-locked, and the output can be increased by condensing the phase-locked laser light.

【0076】上記第2の実施の形態では、半導体レー
ザアレイ素子13の第1レーザアレイ層701及び第2
レーザアレイ層711から異なる波長を出射させるため
に対応する各層に組成の異なる層を形成していたが、対
応する各層に同じ組成のものを使用して同じ波長を出射
させるようにしてもよい。ただし、このような場合に
は、半導体レーザアレイ素子13単体では同波長のレー
ザ光を第1レーザアレイ層701及び第2レーザアレイ
層711から出射するようになるので、もうひとつ波長
の異なる半導体レーザアレイ素子を用意する必要があ
る。このようにすれば、第1の実施の形態同様光学部品
の数は増えるが、レーザ光の本数が増加するためより高
出力とすることができる。なお、さらに光学部品の数を
増やすこととなるが、3つ以上の波長の異なる半導体レ
ーザアレイ素子を用いれば、高出力多波長の必要な用途
にも対応することができる。
In the second embodiment, the first laser array layer 701 and the second
Although layers having different compositions are formed in the corresponding layers in order to emit different wavelengths from the laser array layer 711, the same wavelength may be emitted using the same composition in each corresponding layer. However, in such a case, the semiconductor laser array element 13 alone emits laser light of the same wavelength from the first laser array layer 701 and the second laser array layer 711. It is necessary to prepare an array element. By doing so, the number of optical components increases as in the first embodiment, but higher output can be achieved because the number of laser beams increases. Although the number of optical components is further increased, the use of three or more semiconductor laser array elements having different wavelengths can cope with applications requiring high output and multiple wavelengths.

【0077】上記第2の実施の形態では、半導体レー
ザアレイ素子13において、p型AlGaInP第2クラッド
層205と、n型AlInP第1電流ブロック層206との
間、及びp型AlGaInP第3クラッド層207とn型GaAlA
s第2電流ブロック層208とは、直接接触された構造
であったが、それらの間にp型InGaPエッチングストッ
プ層を設けることもできる。このようにp型InGaPエッ
チングストップ層を設けることにより、電流ブロック層
を形成する表面部分の酸化を防止することができる。こ
のため、結晶性の高い電流ブロック層を形成することが
できる。
According to the second embodiment, in the semiconductor laser array device 13, between the p-type AlGaInP second cladding layer 205 and the n-type AlInP first current blocking layer 206, and between the p-type AlGaInP third cladding layer 207 and n-type GaAlA
Although the s-second current blocking layer 208 has a direct contact structure, a p-type InGaP etching stop layer may be provided between them. By providing the p-type InGaP etching stop layer in this way, it is possible to prevent oxidation of the surface portion on which the current blocking layer is formed. Therefore, a current blocking layer with high crystallinity can be formed.

【0078】(全体の変形例)なお、上記各実施の形態
においては、主に連結導波路により半導体レーザアレイ
素子単体でレーザ光をフェーズロックさせたものを用い
た多波長レーザ発光装置について説明してきたが、本発
明は、これに限定されるものではなく、以下のような形
態で実施することができる。
(Overall Modifications) In each of the above-described embodiments, a multi-wavelength laser light-emitting device using a semiconductor laser array element whose laser light is phase-locked mainly by a connection waveguide has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be implemented in the following forms.

【0079】上記各実施の形態では、上記半導体レー
ザアレイ素子を複数用いた場合でも複数の半導体レーザ
アレイ素子同士でフェーズロックさせることが可能であ
る。図16は、本変形例にかかる多波長レーザ発光装置
の光源部の構成を示す斜視図である。同図に示すよう
に、本多波長レーザ発光装置は、半導体レーザアレイ素
子600複数個(図では4つ)が、レーザ光が出射され
る端面601を前面にして同じ姿勢で水平方向に列設さ
れてなる集合体602と、その前方でレーザ光線603
が出射される方向前記平行光生成部との間に配置された
光学部品604とからなる。
In each of the above embodiments, even when a plurality of the semiconductor laser array elements are used, it is possible to perform a phase lock among the plurality of semiconductor laser array elements. FIG. 16 is a perspective view illustrating a configuration of a light source unit of a multi-wavelength laser light emitting device according to the present modification. As shown in the figure, in the present multi-wavelength laser light emitting device, a plurality of semiconductor laser array elements 600 (four in the figure) are arranged horizontally in the same posture with the end face 601 from which laser light is emitted facing the front. And a laser beam 603 in front of the
And an optical component 604 disposed between the light source and the parallel light generator.

【0080】各半導体レーザアレイ素子600は、第2
の実施の形態におけるもので、上下に波長の異なるレー
ザを出射するレーザ光発振部が配列されたものであり、
フェーズロックされたレーザ光を出射する構成となって
いる。光学部品604は、所定の光透過性を備えると共
に、集合体602との対向面604Aは平坦に形成され
て入射されるレーザ光線603の一部を反射して集合体
602の各端面601に折り返す。ここで、通常、半導
体レーザから出射されるレーザ光は広がりながら出射さ
れるため、対向面604Aにおいて入射したレーザ光は
その入射角に応じて種々の角度で反射される。このよう
な光学部品604を設けることによって、異なる半導体
レーザアレイ素子から出射されたレーザ光が各端面60
1に折り返されて、その隣にある半導体レーザアレイ素
子のレーザ光発振部内部にも一部が入射されることとな
る。各端面601の出力端面から一部のレーザ光は共振
器内に入射され、半導体レーザアレイ素子間でも連結導
波路を設けることと同様に共振器を共有する結果とな
る。そのため、半導体レーザアレイ素子間でもフェーズ
ロックが行われることになる。
Each semiconductor laser array element 600 has a second
In the embodiment, the laser light oscillating units that emit lasers having different wavelengths vertically are arranged,
The phase-locked laser light is emitted. The optical component 604 has a predetermined light transmissivity, and a surface 604A facing the assembly 602 is formed flat and reflects a part of the incident laser beam 603 to be turned back to each end surface 601 of the assembly 602. . Here, since the laser light emitted from the semiconductor laser is generally emitted while spreading, the laser light incident on the facing surface 604A is reflected at various angles according to the incident angle. By providing such an optical component 604, laser light emitted from different semiconductor laser array elements can
It is folded back to 1 and a part of the light is also incident on the inside of the laser light oscillating section of the semiconductor laser array element next to it. A part of the laser light is incident into the resonator from the output end face of each end face 601, and the result is that the resonator is shared between the semiconductor laser array elements in the same manner as the provision of the coupling waveguide. Therefore, the phase lock is also performed between the semiconductor laser array elements.

【0081】この結果、フェーズロックされたレーザ光
の本数がさらに増加するため、さらに高出力のレーザス
ポットを得ることができる。 上記各実施の形態にかかる半導体レーザアレイ素子の
端面には、レーザ光発振部のその延伸方向両端部が臨む
部分に端面窓構造を形成し、さらに、その端面窓構造が
形成された部分で、各電極表面部分に絶縁層を形成して
もよい。端面窓構造とは、レーザ光発振部の延伸方向両
端部が臨む部分にZnを拡散した構造である。このZnによ
り、レーザ光発振部端部でのレーザ光の吸収を抑えて発
熱を抑えるような作用がある。そして、このZn拡散部の
各電極の上に位置する部分には、SiO2絶縁層を形成すれ
ば、端面での給電をなくしてその部分での発熱防止をさ
らに促進することができる。
As a result, the number of phase-locked laser beams further increases, so that a higher-power laser spot can be obtained. On the end face of the semiconductor laser array element according to each of the above embodiments, an end face window structure is formed in a portion where both ends in the extending direction of the laser light oscillating section face, and further, in the portion where the end face window structure is formed, An insulating layer may be formed on each electrode surface. The end face window structure is a structure in which Zn is diffused in a portion where both ends in the extending direction of the laser light oscillation unit face. This Zn has the effect of suppressing absorption of laser light at the end of the laser light oscillating portion, thereby suppressing heat generation. If an SiO 2 insulating layer is formed in a portion of the Zn diffusion portion located above each electrode, power supply at the end face can be eliminated, and prevention of heat generation at that portion can be further promoted.

【0082】また、上記各実施の形態では、赤色(AlGa
InP材料)、赤外(InGaAs材料)半導体レーザの組み合
わせを例に本発明について説明したが、これ以外にも、
青色(InGaN材料)、緑色(InGaN材料)等の半導体レー
ザを加えた組み合わせでも本発明を適用することは勿論
可能である。 <用途例>次に、上記多波長レーザ発光装置の用途例につ
いて説明する。なお、以下の用途に限定されないのは勿
論である。
In each of the above embodiments, the red (AlGa
The present invention has been described by taking as an example a combination of an InP material) and an infrared (InGaAs material) semiconductor laser.
The present invention can, of course, be applied to a combination of semiconductor lasers of blue (InGaN material) and green (InGaN material). <Application Example> Next, an application example of the multi-wavelength laser light emitting device will be described. It is needless to say that the present invention is not limited to the following uses.

【0083】 まず、上記多波長レーザ発光装置装置
は、溶接装置のトーチに組み込んで、金属の溶接に用い
ることができる。図17は、従来の溶接ロボット800
の外観を示す斜視図である。レーザ溶接トーチ801を
ロボットアーム802を介して基台803に保持し、不
図示の制御部にプログラムされた内容に従ってワークを
溶接する。加工精度が十分ではないので、通常はレーザ
溶接トーチ801を矢印の方向に周期的に振りながら溶
接するいわゆるウィービング溶接が実行されるが、従来
の構成による多波長レーザ発光装置におけるレーザ溶接
トーチ801は重量があり、このレーザ溶接トーチ80
1の振り動作により、溶接ロボット800本体が揺れな
いようにロボットアーム802などはかなり剛性を強く
しなければならず、全体として大型化せざるをえなかっ
た。ところが、本発明に係る多波長レーザ発光装置は、
大変軽量に構成できるので、これをレーザ溶接トーチ8
01に搭載すれば、その振り動作によって生じる振動も
ほとんどなく、溶接ロボット800を小型・軽量化でき
る。さらに、図1、図2における集光レンズ40やホロ
グラム光学部品41の光軸を少しずらすだけでも、ビー
ム光は振れるので、このような構成を取れば、図17の
ようにレーザ溶接トーチ801全体を振る必要がなくな
り、加工精度に悪影響を及ぼす振動はほとんど発生しな
い。これによれば、高出力であるだけでなく、可視領域
のレーザ光を用いればレーザ光は色を有するので、視認
性に優れ、溶接作業の作業性向上にも寄与すると思われ
る。また、プリント基板などへの穴開けもしくは切断を
行う穴開け加工装置にも利用することもできる。
First, the multi-wavelength laser light emitting device can be incorporated into a torch of a welding device and used for welding metal. FIG. 17 shows a conventional welding robot 800.
FIG. The laser welding torch 801 is held on a base 803 via a robot arm 802, and the work is welded according to the contents programmed in a control unit (not shown). Since the machining accuracy is not sufficient, so-called weaving welding is usually performed in which the laser welding torch 801 is periodically waved in the direction of the arrow to perform welding. However, the laser welding torch 801 in the multi-wavelength laser light emitting device according to the conventional configuration is Heavy, this laser welding torch 80
The robot arm 802 and the like had to have considerably high rigidity so that the main body of the welding robot 800 was not shaken by the swinging operation 1, and the whole had to be enlarged. However, the multi-wavelength laser light emitting device according to the present invention,
Since it can be made very lightweight, it can be used with a laser welding torch 8
01, there is almost no vibration caused by the swinging operation, and the welding robot 800 can be reduced in size and weight. Further, even if the optical axes of the condenser lens 40 and the hologram optical component 41 in FIGS. 1 and 2 are slightly displaced, the beam light can fluctuate. With such a configuration, the entire laser welding torch 801 as shown in FIG. This eliminates the need to shake, and hardly causes vibration that adversely affects machining accuracy. According to this, not only high output but also laser light having a color when using laser light in the visible region is excellent in visibility, and is considered to contribute to improvement in workability of welding work. Further, the present invention can also be used for a boring apparatus for punching or cutting a printed circuit board or the like.

【0084】このようなレーザ溶接装置としては、通
常、 AlGaInP材料の赤色レーザ(波長655nm〜66
5nm)や、InGaAs材料の赤外レーザ(波長1060n
m;In 0.2Ga0.9As)が用いられるが、さらに異なる波長
のレーザ光を発する半導体レーザアレイ素子を組み込ん
で、ワークの素材に応じた最適な波長のレーザ光に切り
替えることにより、作業を中断する必要もなく迅速かつ
最適な溶接が可能となる。
As such a laser welding apparatus,
Red laser of AlGaInP material (wavelength 655 nm to 66
5 nm) or an infrared laser of InGaAs material (wavelength 1060 n
m; In 0.2Ga0.9As) is used, but at a different wavelength
Incorporates a semiconductor laser array device that emits laser light
Cuts the laser light to the optimal wavelength according to the workpiece material.
By changing, quickly and without the need to interrupt work
Optimal welding becomes possible.

【0085】特に、従来技術で挙げたように波長ごとに
吸収効率が異なる2以上の素材からなるワークに穴開け
加工する場合には、それぞれの素材に適した波長のレー
ザ光を短期間で切り替えながら照射することにより、精
度の高い穴開け加工が可能になる。また、レーザ光で金
属ワークの表面を走査していけば、表面変質(焼き入
れ)を行うことができる。この場合も金属の種類に応じ
て出力や波長を変えるようにすれば効率的に処理でき
る。
In particular, when a hole is formed in a work made of two or more materials having different absorption efficiencies for each wavelength as described in the prior art, a laser beam having a wavelength suitable for each material is switched in a short period of time. By irradiating while piercing, highly accurate drilling can be performed. In addition, by scanning the surface of the metal work with the laser light, the surface can be altered (quenched). Also in this case, if the output and the wavelength are changed according to the type of the metal, the processing can be performed efficiently.

【0086】2次元マトリックスデータの作製 本装置は、いわゆるドット状の2次元マトリックスデー
タを作製するのに有効である。特開平11−16760
2号公報にも開示されているように、従来は、YAGレ
ーザでマーキング処理するのが一般であるが、このYA
Gレーザは応答性がよくないので、高速で均一なドット
を形成する上で問題があった。例えば、照射しない時間
が続いた後、細かくパルス状に照射を行うようなマトリ
ックスパターンを形成するのにはあまり向いていなかっ
た。これに対して、多波長レーザ発光装置は、応答性に
優れるため、このようなマトリックスパターンを形成す
るのに有効である。
Production of Two-Dimensional Matrix Data This apparatus is effective for producing so-called dot-shaped two-dimensional matrix data. JP-A-11-16760
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2 (1999) -207, conventionally, marking processing is generally performed using a YAG laser.
Since the G laser has poor response, there is a problem in forming uniform dots at high speed. For example, it is not suitable for forming a matrix pattern in which irradiation is performed in a fine pulse after a non-irradiation time continues. On the other hand, the multi-wavelength laser light emitting device has excellent responsiveness and is therefore effective for forming such a matrix pattern.

【0087】また、波長の異なるレーザ光を切り替えて
出力することができるので、次のような効果を得ること
ができる。すなわち、当該マーキングの対象となるワー
クが異なる素材からなる部材をつなぎ合わせて構成され
ている場合、そのつなぎ目で、異なる部材に適した波長
のレーザ光に切り替えることにより、当該ワークに連続
的にマーキングすることが可能になり作業効率が大幅に
向上する。また、異なる波長のレーザに対して異なる吸
収率を有する部材を積層したワークの場合に、加工した
い層ごとにレーザ光の波長とその出力を切り替えること
により上層にマーキングや穴開け加工したり、上層はそ
のままで中間層にマーキングしたりすることも可能にな
り用途がさらに広がる。
Further, since laser beams having different wavelengths can be switched and output, the following effects can be obtained. In other words, when the work to be marked is formed by joining members made of different materials, the joint is switched to laser light having a wavelength suitable for different members at the joint, thereby continuously marking the work. Work efficiency can be greatly improved. Also, in the case of a work in which members having different absorptances for lasers of different wavelengths are laminated, marking or punching processing is performed on the upper layer by switching the wavelength of laser light and its output for each layer to be processed, or Can also be used to mark the intermediate layer as it is, further expanding the applications.

【0088】 また、上記実施の形態に係る多波長レ
ーザ発光装置は、上述のような産業機器以外にも医療機
器の分野にも適用できる。たとえば、生体の切開や止血
用のレーザメス、フォトフィリン薬を注入した生体に照
射して癌などの悪性腫瘍の治療、育毛治療などの医療機
器にも利用することができ、それぞれの用途に応じて最
適な波長が選定されることは言うまでもない。図1、図
2に示した多波長レーザ発光装置にいれば、出力と波長
を容易に切り替えることができるので、1台で多くの用
途に兼用できる。また、装置を小型にできるので治療室
で場所を取らないという利点もある。
Further, the multi-wavelength laser light emitting device according to the above embodiment can be applied to the field of medical equipment in addition to the industrial equipment as described above. For example, a laser scalpel for incision and hemostasis of a living body, and irradiation of a living body injected with a photophylline drug can be used for medical devices such as treatment of malignant tumors such as cancer and hair growth treatment. It goes without saying that the optimum wavelength is selected. In the multi-wavelength laser light emitting device shown in FIGS. 1 and 2, the output and the wavelength can be easily switched, so that one device can be used for many purposes. Another advantage is that the device can be made smaller, so that it does not take up space in the treatment room.

【0089】特に、 InGaN材料の青色レーザ(波長55
0nm;In0.5Ga0.5N)は、網膜に照射して網膜剥離の
治療に適している。また、InGaN材料の緑色レーザ(波
長380nm;In0.5Ga0.95N)は、角膜に照射して近視
を治療するのに適している。さらに、InGaAs材料の赤外
レーザ(波長1060nm;In0.2Ga0.9As)は、 生体
の切開や止血用のレーザメスへの使用に加えて、SHG
素子(波長を半分にする素子)を介して網膜に照射する
ことによる上述の網膜剥離の治療などにも利用すること
ができる。なお、青色レーザと緑色レーザを1台の装置
に備えることにより、適宜レーザを選択することで効率
よく目の治療をすることができる。
In particular, a blue laser of InGaN material (wavelength 55
0 nm; In 0.5 Ga 0.5 N) is suitable for treating retinal detachment by irradiating the retina. A green laser (wavelength: 380 nm; In 0.5 Ga 0.95 N) made of an InGaN material is suitable for treating myopia by irradiating the cornea. In addition, the infrared laser of InGaAs material (wavelength: 1060 nm; In 0.2 Ga 0.9 As) can be used for laser incision of a living body and laser scalpel for hemostasis.
It can also be used for the treatment of the above-mentioned retinal detachment by irradiating the retina through an element (an element that reduces the wavelength). In addition, by providing the blue laser and the green laser in one device, the eye can be efficiently treated by appropriately selecting the laser.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る多波長
レーザ発光装置によれば、出力するレーザ光の波長が異
なる複数の半導体レーザアレイ素子と、前記複数の半導
体レーザアレイ素子から発光された複数のレーザ光を所
定の位置に集光する光学素子とを備え、少なくとも一の
半導体レーザアレイ素子は、電流ブロック層にて仕切ら
れた光導波路が一の基板上に複数列設されて形成された
レーザアレイ層を1層または複数層含み、少なくとも一
のレーザアレイ層の光導波路のうち少なくとも隣合うも
の2つが互いに光結合されるようにしたので、高出力で
あって波長の異なるレーザ光を出力することができる。
半導体レーザアレイ素子自体大変小さく軽量であるの
で、これを利用したレーザ応用機器も小型・軽量にで
き、しかも一の装置で波長の異なるレーザ光が発光でき
るので、産業用から医療用の多くの分野で利用可能であ
る。
As described above, according to the multi-wavelength laser light emitting device of the present invention, a plurality of semiconductor laser array elements having different wavelengths of laser light to be output and light emitted from the plurality of semiconductor laser array elements is provided. An optical element for condensing a plurality of laser beams at predetermined positions, at least one semiconductor laser array element is formed by arranging a plurality of optical waveguides partitioned by a current block layer on one substrate. One or more laser array layers, and at least two adjacent optical waveguides of at least one laser array layer are optically coupled to each other. Can be output.
Since the semiconductor laser array element itself is very small and light, laser-applied equipment using it can be made small and light, and laser light of different wavelengths can be emitted by a single device. Available at

【0091】また、本発明に係る半導体レーザアレイ素
子によれば、1個の素子により異なる波長のレーザ光を
出力することができるので、上記多波長レーザ発光装置
に組み込まれるのに最適な半導体レーザアレイ素子を提
供することができる。
Further, according to the semiconductor laser array element of the present invention, one element can output laser beams of different wavelengths, so that the most suitable semiconductor laser to be incorporated in the multi-wavelength laser light emitting device. An array element can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態にかかる多波長レーザ発光装
置1の全体構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a multi-wavelength laser light emitting device 1 according to a first embodiment.

【図2】第1の実施の形態にかかる多波長レーザ発光装
置2の全体構成を示す斜視図である
FIG. 2 is a perspective view showing an overall configuration of the multi-wavelength laser light emitting device 2 according to the first embodiment.

【図3】図1における半導体レーザアレイ素子11の一
部切り欠き斜視図である。
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of the semiconductor laser array element 11 in FIG.

【図4】図3における半導体レーザアレイ素子11の内
部構造を示すため上面から透視した図である。
FIG. 4 is a view seen through from above to show the internal structure of the semiconductor laser array element 11 in FIG. 3;

【図5】上記半導体レーザアレイ素子11の製造方法を
示す工程図である。
FIG. 5 is a process chart showing a method for manufacturing the semiconductor laser array element 11;

【図6】図5における工程2のn型AlInP電流ブロック
層106の形成方法を詳細に説明するための模式図であ
る。
6 is a schematic diagram for explaining in detail a method of forming an n-type AlInP current blocking layer 106 in step 2 in FIG.

【図7】上記半導体レーザアレイ素子11における共振
作用を具体的に説明する模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram specifically explaining a resonance effect in the semiconductor laser array element 11;

【図8】連結導波路のバリエーションを示した図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a variation of the coupling waveguide.

【図9】連結導波路のバリエーションを示した図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a variation of the coupling waveguide.

【図10】第2の実施の形態にかかる多波長レーザ発光
装置の半導体レーザアレイ素子13の断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a semiconductor laser array element 13 of the multi-wavelength laser light emitting device according to the second embodiment.

【図11】上記半導体レーザアレイ素子13の一部切り
欠き斜視図である。
FIG. 11 is a partially cutaway perspective view of the semiconductor laser array element 13;

【図12】上記半導体レーザアレイ素子13の製造方法
を示す工程図であり、番号順に進行する。
FIG. 12 is a process chart showing a method for manufacturing the semiconductor laser array element 13, and proceeds in numerical order.

【図13】上記半導体レーザアレイ素子13の製造方法
を示す工程図であり、番号順に進行する。
FIG. 13 is a process chart showing a method for manufacturing the semiconductor laser array element 13, and proceeds in numerical order.

【図14】上記半導体レーザアレイ素子13の製造方法
を示す工程図であり、番号順に進行する。
FIG. 14 is a process chart showing a method for manufacturing the semiconductor laser array element 13, and proceeds in numerical order.

【図15】上記第2の実施の形態における変形例に係る
半導体レーザアレイ素子の作製工程の一工程を示す工程
図であり、番号順に進行する。
FIG. 15 is a process diagram showing one process of manufacturing a semiconductor laser array element according to a modification of the second embodiment, and proceeds in numerical order.

【図16】上記各実施の形態における変形例に係る多波
長レーザ発光装置の光源部を示す斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view showing a light source unit of a multi-wavelength laser light emitting device according to a modification of each of the above embodiments.

【図17】従来のレーザ溶接装置の全体構成を示す斜視
図である。
FIG. 17 is a perspective view showing the overall configuration of a conventional laser welding apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 多波長レーザ発光装置 10 光源部 11,12,13 半導体レーザアレイ素子 20 コリメート部 30 反射部 40 集光レンズ 50 集光レンズ駆動部 51 制御部 52 LD駆動部 53 ホログラム駆動部 107C,206F,208F 連結導波路 121,123,206E,208E 導波本路 122,124,125,126 共振器 201 GaAs基板 202 n型GaAsバッファ層 203 n型AlGaInP第1クラッド層 204 GaInP/AlGaInP量子井戸構造第1活性層 205 p型AlGaInP第2クラッド層 206 n型AlInP第1電流ブロック層 207 p型AlGaInP第3クラッド層 208 n型GaAlAs第2電流ブロック層 209 p型GaAlAs第4クラッド層 210 GaAs/GaAlAs量子井戸構造第2活性層 211 n型GaAlAs第5クラッド層 700,710 レーザ光発振部 701 第1レーザアレイ層 711 第2レーザアレイ層 SP1,SP2 集光位置 1, 2 multi-wavelength laser light emitting device 10 light source unit 11, 12, 13 semiconductor laser array element 20 collimating unit 30 reflecting unit 40 condensing lens 50 condensing lens driving unit 51 control unit 52 LD driving unit 53 hologram driving unit 107C, 206F , 208F coupling waveguides 121, 123, 206E, 208E waveguides 122, 124, 125, 126 resonator 201 GaAs substrate 202 n-type GaAs buffer layer 203 n-type AlGaInP first cladding layer 204 GaInP / AlGaInP quantum well structure 1 active layer 205 p-type AlGaInP second cladding layer 206 n-type AlInP first current blocking layer 207 p-type AlGaInP third cladding layer 208 n-type GaAlAs second current blocking layer 209 p-type GaAlAs fourth cladding layer 210 GaAs / GaAlAs quantum Well-structured second active layer 211 N-type GaAlAs fifth cladding layer 700, 710 Laser light oscillating unit 7 1 the first laser array layer 711 second laser array layers SP1, SP2 focus-position

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B23K 26/00 A61B 17/36 350 (72)発明者 数村 勝 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 Fターム(参考) 4C026 AA02 AA03 AA04 BB08 FF02 FF03 4E068 AE00 AF00 AH00 CK01 5F072 AB13 JJ04 RR03 YY06 5F073 AA12 AA61 AA62 AA74 AA83 AA86 AB04 BA01 BA04 BA09 CA14 CB02 DA05 DA22 DA31 DA33 EA04 EA24 GA02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // B23K 26/00 A61B 17/36 350 (72) Inventor Masaru Satsumura No. 1 in Sachimachi, Takatsuki-shi, Osaka No. 1 Matsushita Electronics Co., Ltd. F term (reference) 4C026 AA02 AA03 AA04 BB08 FF02 FF03 4E068 AE00 AF00 AH00 CK01 5F072 AB13 JJ04 RR03 YY06 5F073 AA12 AA61 AA62 AA74 AA83 AA86 DA04 BA01 DA04

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 出力するレーザ光の波長が異なる複数の
半導体レーザアレイ素子と、 前記複数の半導体レーザアレイ素子から発光された複数
のレーザ光を所定の位置に集光する光学素子とを備え、 少なくとも一の半導体レーザアレイ素子は、電流ブロッ
ク層にて仕切られた光導波路が一の基板上に複数列設さ
れて形成されたレーザアレイ層を1層または複数層含
み、少なくとも一のレーザアレイ層の光導波路のうち少
なくとも隣合うもの2つが互いに光結合されることを特
徴とする多波長レーザ発光装置。
1. A semiconductor laser array device comprising: a plurality of semiconductor laser array elements having different wavelengths of laser light to be output; and an optical element for condensing a plurality of laser lights emitted from the plurality of semiconductor laser array elements at a predetermined position. At least one semiconductor laser array element includes one or more laser array layers formed by arranging a plurality of optical waveguides partitioned by a current block layer on one substrate, and includes at least one laser array layer. Wherein at least two adjacent optical waveguides are optically coupled to each other.
【請求項2】 出力するレーザ光の波長が異なる一また
は複数の半導体レーザアレイ素子と、 前記一または複数の半導体レーザアレイ素子から発光さ
れた複数のレーザ光を所定の位置に集光する光学素子と
を備え、 少なくとも一の半導体レーザアレイ素子は、電流ブロッ
ク層にて仕切られた光導波路が一の基板上に複数列設さ
れて形成されたレーザアレイ層を複数層含み、各レーザ
アレイ層から発光されるレーザ光の波長が異なると共に
少なくとも一のレーザアレイ層の光導波路のうち少なく
とも隣合うもの2つが互いに光結合されることを特徴と
する多波長レーザ発光装置。
2. An semiconductor device comprising: one or more semiconductor laser array elements having different wavelengths of laser light to be outputted; and an optical element for condensing a plurality of laser lights emitted from the one or more semiconductor laser array elements at a predetermined position. At least one semiconductor laser array element includes a plurality of laser array layers formed by arranging a plurality of optical waveguides partitioned by a current block layer on a single substrate, and includes a plurality of laser array layers. A multi-wavelength laser light emitting device, wherein the wavelengths of emitted laser lights are different and at least two adjacent optical waveguides of at least one laser array layer are optically coupled to each other.
【請求項3】 前記光学素子を駆動してレーザ光の集光
位置を調整する調整手段と、 指定された波長のレーザ光を発光するレーザアレイ層を
選択して励起するレーザ駆動手段と、 発光するレーザ光の波長に応じて前記調整手段を制御す
る制御手段とを備えることを特徴とする請求項1または
2に記載の多波長レーザ発光装置。
3. An adjusting means for driving the optical element to adjust the condensing position of the laser light, a laser driving means for selecting and exciting a laser array layer which emits a laser light of a designated wavelength, 3. The multi-wavelength laser light emitting device according to claim 1, further comprising a control unit that controls the adjusting unit according to a wavelength of the laser light to be emitted.
【請求項4】 前記光導波路同士の光結合は、その間に
ある電流ブロック層の一部が溝状に除去されて形成され
た結合用路導波を介して行われることを特徴とする請求
項1から3のいずれかに記載の多波長レーザ発光装置。
4. The optical coupling between the optical waveguides is performed via a coupling waveguide formed by removing a part of a current blocking layer between the optical waveguides in a groove shape. 4. The multi-wavelength laser light emitting device according to any one of 1 to 3.
【請求項5】 前記結合用導波路は、その延伸方向が光
導波路の延伸方向に対し交差していることを特徴とする
請求項4に記載の多波長レーザ発光装置。
5. The multi-wavelength laser light emitting device according to claim 4, wherein the extension direction of the coupling waveguide crosses the extension direction of the optical waveguide.
【請求項6】 少なくとも2本の隣合う光導波路は湾曲
して形成され、その延伸方向一部において合流すること
により光導波路同士の光結合がなされることを特徴とす
る請求項1から3のいずれかに記載の多波長レーザ発光
装置。
6. The optical waveguide according to claim 1, wherein at least two adjacent optical waveguides are formed to be curved, and the optical waveguides are optically coupled by merging in a part of the optical waveguide in an extending direction thereof. The multi-wavelength laser light emitting device according to any one of the above.
【請求項7】 一の基板上において、電流ブロック層に
よって仕切られることによって基板の対向する両端面か
ら中央部分まで伸びる複数の光導波路が平行に形成さ
れ、 前記複数の光導波路のうちの第1の基板端面から伸びる
ものと、前記第2の基板端面から伸びるものとは、基板
面上に光導波路の延伸方向に直行する方向において交互
に位置することにより光導波路同士の光結合がなされる
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の多
波長レーザ発光装置。
7. A plurality of optical waveguides extending from opposing end surfaces of the substrate to a central portion by being partitioned by a current blocking layer on one substrate are formed in parallel, and a first of the plurality of optical waveguides is formed. The one extending from the end face of the substrate and the one extending from the end face of the second substrate are alternately positioned in the direction perpendicular to the extending direction of the optical waveguide on the substrate surface, whereby optical coupling between the optical waveguides is performed. The multi-wavelength laser light emitting device according to claim 1, wherein:
【請求項8】 請求項1から7のいずれかに記載の多波
長レーザ発光装置が発光するレーザ光を用いて溶接する
ことを特徴とするレーザ溶接装置。
8. A laser welding apparatus for performing welding using laser light emitted by the multi-wavelength laser light emitting apparatus according to claim 1.
【請求項9】 請求項1から請求項7のいずれかに記
載の多波長レーザ発光装置が発光するレーザ光を照射し
て被照射面に2次元マトリックスデータを作製すること
を特徴とする2次元マトリックスデータ作製装置。
9. A two-dimensional matrix data is produced on a surface to be irradiated by irradiating a laser beam emitted by the multi-wavelength laser light emitting device according to any one of claims 1 to 7. Matrix data preparation device.
【請求項10】 請求項1から請求項7のいずれかに記
載の多波長レーザ発光装置が発光するレーザ光を照射し
て生体を切開又は止血することを特徴とする半導体レー
ザメス装置。
10. A semiconductor laser knife device which cuts or stops a living body by irradiating a laser beam emitted by the multi-wavelength laser light emitting device according to any one of claims 1 to 7.
【請求項11】 請求項1から請求項7のいずれかに記
載の多波長レーザ発光装置が発光するレーザ光を網膜に
照射して網膜剥離の治療を行うことを特徴とする網膜剥
離治療装置。
11. A retinal detachment treatment apparatus, wherein a treatment for retinal detachment is performed by irradiating the retina with laser light emitted by the multi-wavelength laser light emitting device according to any one of claims 1 to 7.
【請求項12】 請求項1から請求項7のいずれかに記
載の多波長レーザ発光装置が発光するレーザ光を角膜に
照射して近視の治療を行うことを特徴とする近視治療装
置。
12. A myopia treatment apparatus for irradiating the cornea with laser light emitted by the multi-wavelength laser light emitting apparatus according to any one of claims 1 to 7 to treat myopia.
【請求項13】 請求項1から請求項7のいずれかに記
載の多波長レーザ発光装置が発光するレーザ光を被照射
体に照射して穴あけもしくは切断加工を行うことを特徴
とする穴あけ加工装置。
13. A drilling device for irradiating a laser beam emitted by the multi-wavelength laser light emitting device according to any one of claims 1 to 7 onto an object to perform drilling or cutting. .
【請求項14】 請求項1から請求項7のいずれかに記
載の多波長レーザ発光装置が発光するレーザ光を被照射
体に照射して表面変質加工を行うことを特徴とする表面
変質加工装置。
14. A surface alteration processing apparatus which performs surface alteration processing by irradiating a laser beam emitted by the multi-wavelength laser light emitting device according to any one of claims 1 to 7 onto an object to be irradiated. .
【請求項15】 第1の電流ブロック層にて仕切られた
第1のレーザ光発振部が複数列設されて形成された第1
のレーザアレイ層と、第2の電流ブロック層にて仕切ら
れた第2のレーザ光発振部が複数列設されて形成された
第2のレーザアレイ層とが対向配置されると共に、第1
と第2のレーザアレイ層から発されるレーザ光の波長が
異なることを特徴とする半導体レーザアレイ素子。
15. A first laser beam oscillating section divided by a first current block layer and formed in a plurality of rows.
And a second laser array layer formed by arranging a plurality of rows of second laser light oscillating portions partitioned by a second current block layer, and the first laser array layer is arranged opposite to the first laser array layer.
A semiconductor laser array device, wherein the wavelength of the laser light emitted from the second laser array layer is different from the wavelength of the laser light emitted from the second laser array layer.
【請求項16】 前記第1のレーザアレイ層における第
1のレーザ光発振部のうち少なくとも隣合うもの2つ及
び前記第2のレーザアレイ層における第2のレーザ光発
振部のうち少なくとも隣合うもの2つが互いに光結合さ
れることを特徴とする請求項15に記載の半導体レーザ
アレイ素子。
16. At least two adjacent ones of the first laser light oscillating portions in the first laser array layer and at least two adjacent ones of the second laser light oscillating portions in the second laser array layer 16. The semiconductor laser array device according to claim 15, wherein the two are optically coupled to each other.
【請求項17】 前記第1のレーザ光発振部同士の光結
合及び前記第2のレーザ光発振部同士の光結合は、第1
の電流ブロック層及び第2の電流ブロック層の一部が細
長溝状に除去されて形成された結合用導波路によって行
われることを特徴とする請求項16に記載の半導体レー
ザアレイ素子。
17. The optical coupling between the first laser light oscillating units and the optical coupling between the second laser light oscillating units are the first
17. The semiconductor laser array device according to claim 16, wherein the coupling is performed by a coupling waveguide formed by removing a part of the current block layer and the second current block layer in an elongated groove shape.
【請求項18】 前記第1のレーザ光発振部同士の光結
合及び前記第2のレーザ光発振部同士の光結合は、延伸
方向一部において合流するよう湾曲して形成された構成
によって行われることを特徴とする請求項16に記載の
半導体レーザアレイ素子。
18. The optical coupling between the first laser light oscillating units and the optical coupling between the second laser light oscillating units are performed by a configuration that is curved so as to merge in a part of the extending direction. 17. The semiconductor laser array device according to claim 16, wherein:
【請求項19】 前記第1のレーザ光発振部同士の光結
合及び前記第2のレーザ光発振部同士の光結合は、延伸
方向に直行する方向において交互に位置する第1の端面
から伸びるものと、第2の端面から伸びるものとの間で
行われることを特徴とする請求項16に記載の半導体レ
ーザアレイ素子。
19. The optical coupling between the first laser light oscillating portions and the optical coupling between the second laser light oscillating portions extend from first end faces that are alternately located in a direction perpendicular to a stretching direction. 17. The semiconductor laser array device according to claim 16, wherein the operation is performed between the second end face and the one extending from the second end face.
【請求項20】 前記第1のレーザ光発振部同士の光結
合及び前記第2のレーザ光発振部同士の光結合は、第1
の電流ブロック層及び第2の電流ブロック層におけるレ
ーザ光のしみ出し領域同士が互いに接する又は重なり合
うようにすることによって行われることを特徴とする請
求項16に記載の半導体レーザアレイ素子。
20. The optical coupling between the first laser light oscillating units and the optical coupling between the second laser light oscillating units are the first and the second.
17. The semiconductor laser array device according to claim 16, wherein the laser beam exuding regions in the current block layer and the second current block layer are in contact with each other or overlap each other.
【請求項21】 前記第1のレーザアレイ層及び第2の
レーザアレイ層とを挟み込むように第1の極性の電極が
形成され、前記第1のレーザアレイ層及び第2のレーザ
アレイ層との境界に形成された導電層表面端部に第1の
極性とは異なる第2の極性の電極が形成されていること
を特徴とする請求項15から20のいずれかに記載の半
導体レーザアレイ素子。
21. An electrode having a first polarity is formed so as to sandwich the first laser array layer and the second laser array layer, and an electrode having a first polarity is formed between the first laser array layer and the second laser array layer. 21. The semiconductor laser array device according to claim 15, wherein an electrode having a second polarity different from the first polarity is formed at an end of the surface of the conductive layer formed at the boundary.
【請求項22】 第1のレーザアレイ層の端部及び第2
のレーザアレイ層の端部が臨むデバイス端部に端面窓構
造を備えることを特徴とする請求項15から20のいず
れかに記載の半導体レーザアレイ素子。
22. An end of the first laser array layer and a second end of the second laser array layer.
21. The semiconductor laser array element according to claim 15, wherein an end window structure is provided at an end of the device facing an end of the laser array layer.
【請求項23】 前記端面窓構造の表面で給電が行われ
る部位には絶縁部を備えることを特徴とする請求項22
に記載の半導体レーザアレイ素子。
23. An insulating portion is provided at a portion where power is supplied on the surface of the end window structure.
3. The semiconductor laser array device according to item 1.
【請求項24】 前記第1の電流ブロック層及び第2の
電流ブロック層の禁制帯幅は、当該前記第1の電流ブロ
ック層同士及び第2の電流ブロック層同士の間に位置す
る第1のレーザ光発振部及び第2のレーザ光発振部の部
位の活性層のそれよりも大きく、前記第1の電流ブロッ
ク層及び第2の電流ブロック層の屈折率が当該第1の電
流ブロック層同士及び第2の電流ブロック層同士の間に
位置する第1のレーザ光発振部及び第2のレーザ光発振
部のそれより小さいことを特徴とする請求項15から2
3のいずれかに記載の半導体レーザアレイ素子。
24. The forbidden band width of the first current blocking layer and the second current blocking layer is equal to a first band gap between the first current blocking layer and the second current blocking layer. The refractive index of the first current blocking layer and the second current blocking layer is larger than that of the active layer at the portion of the laser beam oscillating section and the second laser beam oscillating section, and The second laser light oscillating unit is smaller than the first laser light oscillating unit and the second laser light oscillating unit located between the second current blocking layers.
3. The semiconductor laser array device according to any one of 3.
【請求項25】 請求項15から24のいずれかに記載
の半導体レーザアレイ素子複数個と、 一の半導体レーザアレイ素子から出射されるレーザ光を
別の半導体レーザアレイ素子のレーザ光発振部に入射さ
せる光帰還手段と、を備えたことを特徴とする半導体レ
ーザアレイ素子集合体。
25. A plurality of semiconductor laser array elements according to claim 15, and laser light emitted from one semiconductor laser array element is incident on a laser light oscillation section of another semiconductor laser array element. A semiconductor laser array element assembly comprising:
【請求項26】 請求項16に記載の半導体レーザアレ
イ素子の製造方法であって、 複数のレーザ光発振部が列設されてなる第1のレーザア
レイ層を形成する第1の工程と、 前記第1のレーザアレイ層と対向させて、複数のレーザ
光発振部が列設されてなる第2のレーザアレイ層を形成
する第2の工程と、を備え、 前記第2の工程は、第1のレーザアレイ層上に、MOC
VD法又はMBE法を用いて光導波層を形成した後、第
1のレーザアレイ層から発生するレーザ光と異なる波長
のレーザ光を発生するように成分を変えて第2のレーザ
アレイ層を第1のレーザアレイ層と同様の方法で形成す
ることを特徴とする半導体レーザアレイ素子の製造方
法。
26. The method for manufacturing a semiconductor laser array element according to claim 16, wherein: a first step of forming a first laser array layer in which a plurality of laser light oscillating units are arranged in line; A second step of forming a second laser array layer in which a plurality of laser light oscillating units are arranged in line, facing the first laser array layer; MOC on the laser array layer
After forming the optical waveguide layer using the VD method or the MBE method, the second laser array layer is formed by changing a component so as to generate a laser beam having a different wavelength from the laser beam generated from the first laser array layer. A method for manufacturing a semiconductor laser array element, wherein the semiconductor laser array element is formed by a method similar to that of the first laser array layer.
【請求項27】 請求項16に記載の半導体レーザアレ
イ素子の製造方法であって、 複数のレーザ光発振部が列設されてなる第1のレーザア
レイ層を形成する第1の工程と、 複数のレーザ光発振部が列設されてなる第2のレーザア
レイ層を形成する第2の工程と、 前記第1のレーザアレイ層と前記第2のレーザアレイ層
とを張り合わせる第3の工程と、を備え、 前記第3の工程は、第1のレーザアレイ層と前記第2の
レーザアレイ層との張り合わせ面の少なくとも一方に光
導波層を形成した後、当該光導波層を介して第1のレー
ザアレイ層と前記第2のレーザアレイ層とを張り合わせ
ることを特徴とする半導体レーザアレイ素子の製造方
法。
27. The method of manufacturing a semiconductor laser array element according to claim 16, wherein: a first step of forming a first laser array layer in which a plurality of laser light oscillating units are arranged in line; A second step of forming a second laser array layer in which the laser light oscillation sections are arranged in a row, and a third step of bonding the first laser array layer and the second laser array layer together The third step includes forming an optical waveguide layer on at least one of the bonding surfaces of the first laser array layer and the second laser array layer, and then performing the first step via the optical waveguide layer. A method for manufacturing a semiconductor laser array element, comprising: laminating the laser array layer of (1) with the second laser array layer.
【請求項28】 さらに、前記第3の工程の前に、前記
光導波層若しくは第1のレーザアレイ層又は第2のレー
ザアレイ層の少なくともいずれか一の張り合わせ面を、
親水処理する第4の工程を備えると共に、 前記第3の工程は、水素存在下で加熱処理を施すことを
特徴とする請求項27に記載の半導体レーザアレイ素子
の製造方法。
28. Further, before the third step, at least one bonding surface of the optical waveguide layer, the first laser array layer, or the second laser array layer is formed.
28. The method according to claim 27, further comprising a fourth step of performing a hydrophilic treatment, and wherein the third step performs a heat treatment in the presence of hydrogen.
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