JP2007252452A - 美容レーザ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 半導体基板上に、下部多層膜反射鏡と、活性層と、上部多層膜反射鏡とがこの順に積層された面発光レーザ素子をアレイ状に配置して使用し、レーザ光を照射する。各面発光レーザ素子を近接して集積することができ、広い面積で光強度分布が均質なレーザ光を照射することが可能な美容レーザ装置を提供する。各面発光レーザ素子のレーザビーム径が大きいので、光学的位置調整が容易であり、光学系も簡易なものとすることができる。
【選択図】 図3
Description
例えば、皮膚面に一様なレーザ光を照射し、色素の有無等による光の吸収の差を利用し、毛根部やシミ・ソバカスに選択的にレーザ光を吸収させ、発熱やたんぱく変性を生じさせ取り除く脱毛や美肌のための美容処理を行うものである。あるいは、皮膚面に比較的弱いレーザ光を照射し、血行促進等の美容処理を行うものである。
このような美容レーザ装置では、装置の小型化や扱いの容易性の点から半導体レーザ素子を使用したものが開発されている。
端面発光型の半導体レーザ素子は、複数の半導体層を積層した後、基板とともに劈開し、その劈開面からレーザ光が出射される構造をしている。このような端面発光型の半導体レーザ素子では光の出射方向に長い形状をしている。美容レーザ装置に使用する場合には、その出力されたレーザ光を放射状に広げた後にレンズで方向を調整したり分岐したりするということが行われている。
従来、美容レーザ装置に使用されているような端面発光型の半導体レーザ素子は、光出力が大きい一方、レーザビーム径が小さく、その出力されたレーザ光を放射状に広げた後にレンズで方向を調整したり分岐したりするということが行われている。
さらには、端面発光型の半導体レーザ素子は、非常に高価であり、多数を備えた大面積のレーザ光照射が可能な美容レーザ装置の提供は困難であった。
上記に鑑みて、本発明は、安全性が高く、照射面積の広い美容レーザ装置を安価に提供することを目的とする。
また、本発明の美容レーザ装置は、面発光レーザ素子を1次元または2次元に集積したことを特徴とする。
さらには、本発明の美容レーザ装置は、同一半導体基板上に面発光レーザ素子を1次元または2次元に集積したレーザアレイを備えていることを特徴とするものである。
本実施形態の面発光レーザ素子10は、図1に示すように、p−GaAs基板12上に、下部多層膜反射鏡14、活性層24、上部多層膜反射鏡28の積層構造を備えている。
また、この下部多層膜反射鏡14上に、例えば電流の流れるAlAs層16がその側縁部をAlAs層の選択酸化により形成された絶縁性のAlOX層18によってリング状に囲まれた電流狭窄領域20が形成されている。
こうして、上部多層膜反射鏡28及び下部多層膜反射鏡14によって上下を挟まれた活性層24からなる垂直共振器が、p−GaAs基板12上に形成されている。 また、p−GaAs基板12の裏面には、AuZn合金からなる下部電極36が形成されている。 また、図1に示されるように、円柱形状のメサ構造の最上層をなす円形のn−GaInAsコンタクト層30上には、例えばAuGeNi/Au上部電極38が円環状にオーミック接触して形成されている。
美容レーザ装置70は、光透過性を有する材料からなる光照射窓71を有する筐体72の内部に、レーザ光出射面が光照射窓71側となるように2次元面発光レーザ素子アレイ50を4個近接配置し、すなわち100個の面発光レーザ素子を有している。筐体72の内部へは、レーザ光を出力するための電力供給および制御をおこなうためのケーブル73が接続されている。
各面発光レーザ素子は0.1mW〜100mWのレーザ光を出射する。面発光レーザ素子は密集して集積されており、全体としては大きな光量のレーザ光を皮膚面に照射することができる。
通常、半導体レーザ素子が発振するレーザ光は中心部で光強度が大きくなるような強度分布を有しているが、各面発光レーザ素子は近接して配置されているため、各レーザ光が重畳することによって、広い面積で光強度分布が均質なレーザ光を得られる。
面発光レーザ素子はパルス発振では強度の強い光を発振できるため、強度の大きい光を必要とするレーザ脱毛等の処理を行う際は、パルス発振をおこない、十分な光強度を得ることができる。また、複数のレーザ光が少しずつ異なる角度で照射されるため、毛根全体に比較的均等にレーザ光を照射することが可能である。
また、血行促進等の比較的弱いレーザ光を長時間照射することが好ましい用途では、常時レーザ光を発振させて使用してもよい。
また、レンズ等の光学系と組み合わせて所望のレーザ強度や角度をもって照射可能な美容レーザ装置を設計してもよい。面発光レーザ素子は従来の端面発光型レーザ素子に比べ、レーザビーム径が大きいので、光学的位置調整が容易である。光学系も簡易なものとすることができる。
さらには、面発光レーザ素子アレイを使用した場合には、予め、各面発光レーザ素子を配置する間隔を非常に精度よく、かつ、近接して配置されている。そのため、予め複数のレンズがシート状に成型されたレンズシートのようなものを使用して、集光や拡散等を行っても良い。
また、各面発光レーザ素子の発光強度は、従来の端面発光型レーザ素子に比較して小さいため、操作等を誤った場合にも、人体へ多大な悪影響を与えるような光強度のレーザ光が照射されることを回避できる。
12 p−GaAs基板
14 下部多層膜反射鏡
16 AlAs層
18 AlOX層
20 電流狭窄領域
22 下部クラッド層
24 活性層
26 上部クラッド層
28 上部多層膜反射鏡
30 コンタクト層
32 SiNX膜
34 ポリイミド層
36 下部電極
38 上部電極
40 光出射窓
50 2次元面発光レーザ素子アレイ
60 ヒートシンク
70 美容レーザ装置
71 光照射窓
72 筐体
73 ケーブル
80 端面発光型の半導体レーザ素子
81 半導体基板
82 下部クラッド層
84 活性層
85 上部クラッド層
86 コンタクト層
87 絶縁保護膜
88 下部電極
89 上部電極
Claims (4)
- レーザ光を皮膚面に照射する美容レーザ装置であって、半導体基板上に、下部多層膜反射鏡と、活性層と、上部多層膜反射鏡とがこの順に積層された面発光レーザ素子を備えていることを特徴とする美容レーザ装置。
- 前記美容レーザ装置は、面発光レーザ素子を1次元または2次元に集積したことを特徴とする請求項1に記載の美容レーザ装置。
- 前記美容レーザ装置は、同一半導体基板上に面発光レーザ素子を1次元または2次元に集積したレーザアレイを備えていることを特徴とする請求項2に記載の美容レーザ装置。
- 前記美容レーザ装置は、毛根部でレーザ光を吸収して毛根部を変性し毛の発育を抑制するレーザ脱毛装置であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の美容レーザ装置。
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