JP2008053380A - Laser device - Google Patents

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Takashi Iida
剛史 飯田
Ushin Tei
宇進 鄭
Hirobumi Suga
博文 菅
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser device manufactured by a specific structure so as to compose laser beams from a plurality of laser arrays to obtain a high output. <P>SOLUTION: A first laser unit 3 for outputting first output laser beams, and a second laser unit 4 which has a mounting part of a different thickness from the first laser unit 3 for outputting second output laser beams in a direction perpendicular to the first output laser beams, are mounted on a metallic base 9 via insulating sheets 13, 21, respectively, a mirror 42 for reflecting a progressive direction of the second output laser beams to the identical direction to the first output laser beams is mounted thereon, and the first and second laser units 3, 4 are electrically series-connected by a wiring to constitute the laser device 1. Thus, even when the laser beams from the plurality of laser arrays are composed to obtain a sufficiently high output, a cooling can be suitably performed, and when an operator touches the device, he/she can be prevented from receiving an electric shock. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザダイオードを用いた高出力のレーザ装置に関する。   The present invention relates to a high-power laser device using a laser diode.

従来のレーザ装置として、二つのレーザアレイからのレーザ光を合成させるものであって、一方のレーザアレイからのレーザ光を直進させ、他方のレーザアレイからのレーザ光を偏光ビームスプリッタ(光路変更素子)で90°偏光させることによって、合成させた2方向からのレーザ光で固体レーザ素子を励起するものが知られている(例えば、特許文献1)。このようなレーザ装置によれば、複数のレーザ光を合成することにより、高い出力を得ることができる。
特開平4−78180号公報
As a conventional laser apparatus, the laser beams from two laser arrays are synthesized, the laser beams from one laser array are linearly moved, and the laser beams from the other laser array are converted into a polarization beam splitter (optical path changing element). ) Is used to excite a solid-state laser element with the combined laser light from two directions (for example, Patent Document 1). According to such a laser device, a high output can be obtained by combining a plurality of laser beams.
JP-A-4-78180

複数のレーザアレイからのレーザ光を合成する従来方式のレーザ装置では、さらに高い出力が得られる構成とした場合に、例えばレーザアレイの冷却を好適になし得ない点や、作業者が装置と接触したときに感電してしまう点で問題が生じる。このため、複数のレーザアレイからのレーザ光を合成して、充分に高い出力を得ることのできるレーザ装置を、具体的に構成することができなかった。   In a conventional laser device that synthesizes laser beams from a plurality of laser arrays, when it is configured to obtain a higher output, for example, the laser array cannot be suitably cooled, and the operator touches the device. The problem arises in that you get an electric shock. For this reason, it has not been possible to specifically configure a laser apparatus that can combine laser beams from a plurality of laser arrays to obtain a sufficiently high output.

本発明は、このような課題を解決したレーザ装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the laser apparatus which solved such a subject.

本発明に係るレーザ装置によれば、金属製のベースを底面とするケースと、ケース内でベースに載置された所定の厚さの第1の搭載部上に、複数の第1のレーザダイオードをアレイ状に配列した第1のレーザアレイを搭載することにより構成された第1のレーザユニットと、ケース内でベースに載置された第1の搭載部とは異なる厚さの第2の搭載部上に、複数の第2のレーザダイオードをアレイ状に配列した第2のレーザアレイを搭載することにより構成され、複数の第1のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸を含む第1の配列面と平行な第2の配列面に複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸が含まれ、かつ、複数の第1レーザダイオードの出力レーザ光と異なる方向に複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光が伝播するようにされた第2のレーザユニットと、ベースの裏側に設けられ、ベースを介して第1及び第2のレーザユニットを冷却する冷却手段と、複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸上であって、複数の第1のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸と最近接する位置に設けられ、複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光の進行方向を複数の第1のレーザダイオードの出力レーザ光と同一方向へ変更させる光路変更素子と、ケースから絶縁され、第1及び第2のレーザアレイ同士を電気的に直列に接続する配線と、を備え、第1及び第2のレーザユニットのそれぞれは、厚さ方向に伸縮可能な素材からなり、第1及び第2の搭載部とベースとの間、または、第1及び第2の搭載部のレーザアレイ側部分とベース側部分との間に介在された絶縁シートを有していることを特徴とする。   According to the laser device of the present invention, a plurality of first laser diodes are provided on a case having a metal base as a bottom surface and a first mounting portion having a predetermined thickness placed on the base in the case. A first laser unit configured by mounting a first laser array arranged in an array and a second mounting having a thickness different from that of the first mounting portion mounted on the base in the case A first array including an optical axis of output laser light from the plurality of first laser diodes, the second laser array having a plurality of second laser diodes arrayed on the unit. The second array plane parallel to the plane includes the optical axes of the output laser beams of the plurality of second laser diodes, and the plurality of second lasers in a direction different from the output laser beams of the plurality of first laser diodes. Diode output laser light A second laser unit sowed, cooling means provided on the back side of the base for cooling the first and second laser units via the base, and output laser light of a plurality of second laser diodes Are provided at positions closest to the optical axes of the output laser beams of the plurality of first laser diodes, and the traveling directions of the output laser beams of the plurality of second laser diodes are set to the plurality of first laser diodes. An optical path changing element that changes the laser diode in the same direction as the output laser light of the laser diode, and a wiring that is insulated from the case and electrically connects the first and second laser arrays in series, the first and second Each of the laser units is made of a material that can expand and contract in the thickness direction, and is between the first and second mounting portions and the base, or between the laser array side portion and the base side of the first and second mounting portions. portion Characterized in that it has a interposed an insulating sheet between.

このレーザ装置によれば、厚さの異なる第1及び第2の搭載部によって第1及び第2のレーザアレイのレーザ出力位置の高さが異なるようにされているため、一方の出力レーザ光が干渉されることなく、他方の出力レーザ光の光路が干渉されるように光路変更素子を設置できるので、異なる2つの方向から伝播してきたレーザ光の光軸を並行かつ近接させることができる。   According to this laser apparatus, since the heights of the laser output positions of the first and second laser arrays are different depending on the first and second mounting portions having different thicknesses, one of the output laser beams is Since the optical path changing element can be installed so that the optical path of the other output laser light is interfered without interference, the optical axes of the laser light propagating from two different directions can be made parallel and close to each other.

ここで、第1及び第2のレーザアレイは互いに電気的に直列に接続されるので、小さな電流で大きなレーザ強度を得ることができる。また、絶縁シートによりレーザアレイとベースとが絶縁され、レーザユニット間の配線もケースと絶縁されているため、大きなレーザ強度を得るためにレーザアレイに含まれるレーザダイオードの数を多くしてレーザユニット間の配線に高電圧をかけた場合でも、ケースあるいはベースの帯電を防止できる。また、変形可能な絶縁シートによってレーザアレイとベースとの間の部品同士の密着性が高まり、熱伝導性が向上するため、大きなレーザ強度を得るために大電力でレーザアレイを駆動した場合でも、冷却手段によって効率よく冷却できる。以上により、冷却や感電の問題を克服しつつ、多数のレーザダイオードを発光駆動して、一つの方向に揃えられた強力なレーザ光として出力できるレーザ装置を具体的に構成することができる。   Here, since the first and second laser arrays are electrically connected in series with each other, a large laser intensity can be obtained with a small current. Also, since the laser array and the base are insulated from each other by the insulating sheet, and the wiring between the laser units is also insulated from the case, the number of laser diodes included in the laser array is increased to obtain a large laser intensity. Even when a high voltage is applied to the wiring between them, charging of the case or the base can be prevented. In addition, the deformable insulating sheet increases the adhesion between the components between the laser array and the base and improves the thermal conductivity, so even when the laser array is driven with high power to obtain a large laser intensity, It can be efficiently cooled by the cooling means. As described above, it is possible to specifically configure a laser apparatus capable of driving a number of laser diodes to emit light and outputting them as powerful laser light aligned in one direction while overcoming the problems of cooling and electric shock.

本発明に係るレーザ装置において、複数の第1及び第2のレーザダイオードの出力レーザ光を第1及び第2の配列面と直交する方向にコリメートする第1の光学素子と、第1の光学素子から出射された複数の第1及び第2のレーザダイオードの出力レーザ光を、それぞれの光軸を中心として90°回転させる光路変換素子と、光路変換素子から出射された複数の第1及び第2のレーザダイオードの出力レーザ光を、それぞれ第1及び第2の配列面と直交する方向にコリメートする第2の光学素子と、を更に備えてもよい。   In the laser apparatus according to the present invention, a first optical element that collimates output laser light from a plurality of first and second laser diodes in a direction orthogonal to the first and second array planes, and the first optical element An optical path conversion element that rotates the output laser beams of the plurality of first and second laser diodes emitted from the optical axis by 90 ° about the respective optical axes, and a plurality of first and second output lights from the optical path conversion element And a second optical element that collimates the output laser light of each of the laser diodes in directions orthogonal to the first and second arrangement surfaces, respectively.

これによれば、一定の拡がりを持って出力されたそれぞれの出力レーザ光を、レーザダイオードの配列面方向及び配列面と垂直な方向にコリメートすることにより、隣り合うレーザダイオードの出力レーザ光同士の交差を防止できる。これによって、レーザダイオードを高密度で実装し、それぞれのレーザアレイの出力を高くすることができる。   According to this, each output laser beam output with a certain spread is collimated in the direction of the array plane of the laser diode and in the direction perpendicular to the array plane, so that the output laser beams of adjacent laser diodes Crossing can be prevented. As a result, the laser diodes can be mounted at a high density, and the output of each laser array can be increased.

本発明に係るレーザ装置において、第1及び第2の搭載部の少なくとも一方は、レーザアレイ側にサブマウントを有するとともに、ベース側に所定厚さのスペーサを有することが好ましく、これによれば、それぞれのレーザユニットで同一のサブマウントを使用した場合でも、スペーサを替えるだけで搭載部の厚さを調整できる。   In the laser device according to the present invention, at least one of the first and second mounting portions preferably has a submount on the laser array side and a spacer having a predetermined thickness on the base side. Even when the same submount is used in each laser unit, the thickness of the mounting portion can be adjusted by simply changing the spacer.

本発明に係るレーザ装置において、進行方向が同一とされた複数の第1及び第2のレーザダイオードの出力レーザ光を集光するための集光素子を更に備えてもよく、これによれば、例えば光ファイバなどへ容易にレーザ光を導入することができ、また、配線は、架空構造とされていることが好ましく、これによれば、各レーザアレイに安定して高圧電流を流すことができる。   The laser device according to the present invention may further include a condensing element for condensing the output laser beams of the plurality of first and second laser diodes whose traveling directions are the same. For example, it is possible to easily introduce laser light into an optical fiber or the like, and it is preferable that the wiring has an aerial structure. According to this, a high-voltage current can be stably supplied to each laser array. .

本発明に係るレーザ装置において、絶縁シートとして、薄膜のカーボングラファイト層と、薄膜のポリエチレンテレフタレート層の積層構造からなるものが挙げられ、また、ケースはベース上に設けられた側面壁を有し、ベースと側面壁とが接触する部分には無端の封止用リングが設けられていることが好ましく、これによれば、ケース内の気密性を高めることができる。   In the laser device according to the present invention, the insulating sheet includes a thin carbon graphite layer and a thin film polyethylene terephthalate layer laminated structure, and the case has a side wall provided on the base, It is preferable that an endless sealing ring is provided at a portion where the base and the side wall are in contact with each other, and according to this, the airtightness in the case can be improved.

本発明に係るレーザ装置において、第1及び第2のレーザユニットをベースに向かって締め付けることにより、絶縁シートの厚さ方向の変形量を調節するネジ部材を更に備えてもよく、これによれば、容易な締め付け作業のみでそれぞれのレーザユニットにおけるレーザ出力位置を微調整できるため、光学素子の組み合わせのみでは補正不可能であるような出力レーザ光ごとの光軸のずれを精度よく補正できる。   The laser apparatus according to the present invention may further include a screw member that adjusts the deformation amount in the thickness direction of the insulating sheet by tightening the first and second laser units toward the base. Since the laser output position in each laser unit can be finely adjusted only by an easy tightening operation, it is possible to accurately correct the deviation of the optical axis for each output laser beam that cannot be corrected only by a combination of optical elements.

本発明に係るレーザ装置によれば、複数の第1のレーザダイオードをアレイ状に配列した第1のレーザアレイと、複数の第2のレーザダイオードをアレイ状に配列することにより構成され、複数の第1のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸を含む第1の配列面と一定の距離をあけて平行な第2の配列面に複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸が含まれ、かつ、複数の第1レーザダイオードの出力レーザ光と異なる方向に複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光が伝播するようにされた第2のレーザアレイと、複数の第1及び第2のレーザダイオードの出力レーザ光を第2の配列面と直交する方向にコリメートする第1の光学素子と、第1の光学素子から出射された複数の第1及び第2のレーザダイオードの出力レーザ光を、それぞれの光軸を中心として90°回転させる光路変換素子と、光路変換素子から出射された複数の第1及び第2のレーザダイオードの出力レーザ光を、それぞれ第1及び第2の配列面と直交する方向にコリメートする第2の光学素子と、複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸上であって、複数の第1のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸と最近接する位置に設けられ、複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光の進行方向を複数の第1のレーザダイオードの出力レーザ光と同一方向へ変更させる光路変更素子と、を備える。   According to the laser device of the present invention, the first laser array in which a plurality of first laser diodes are arranged in an array and a plurality of second laser diodes are arranged in an array, The optical axes of the output laser beams of the plurality of second laser diodes are included in a second array plane parallel to the first array plane including the optical axis of the output laser light of the first laser diode with a certain distance. A second laser array in which the output laser light of the plurality of second laser diodes propagates in a direction different from the output laser light of the plurality of first laser diodes, and the plurality of first and second laser diodes A first optical element that collimates the output laser light of the laser diode in a direction orthogonal to the second array plane, and output laser beams of the first and second laser diodes emitted from the first optical element. An optical path conversion element that rotates light by 90 ° about each optical axis, and output laser beams of a plurality of first and second laser diodes emitted from the optical path conversion element, respectively, in first and second arrays A second optical element that collimates in a direction orthogonal to the surface, and an optical axis of the output laser light of the plurality of second laser diodes, and the optical axis of the output laser light of the plurality of first laser diodes An optical path changing element that is provided at a contact position and changes the traveling direction of the output laser light of the plurality of second laser diodes in the same direction as the output laser light of the plurality of first laser diodes.

このレーザ装置によれば、第1及び第2のレーザダイオードから一定の拡がりを持って出力されたそれぞれの出力レーザ光を、レーザダイオードの配列面方向及び配列面と垂直な方向にコリメートすることにより、隣り合うレーザダイオードの出力レーザ光同士の交差を防止することができる。これによって、レーザダイオードを高密度に実装し、それぞれのレーザアレイの出力を高くすることができる。そして、第1及び第2のレーザダイオードのレーザ出力光の光軸を含む第1及び第2の配列面位置が一定の距離だけ離れるようにされているため、一方の出力レーザ光が干渉されることなく、他方の出力レーザ光の光路が干渉されるように光路変更素子を設置できるので、異なる2つの方向から伝播してきたレーザ光の光軸を並行かつ近接させることができる。以上により、高密度に実装された多数のレーザダイオードを発光駆動して、一つの方向に揃えられた強力なレーザ光として出力できるレーザ装置を具体的に構成することができる。   According to this laser apparatus, by collimating the respective output laser beams output from the first and second laser diodes with a certain spread in the laser diode array plane direction and the direction perpendicular to the array plane. The crossing of the output laser beams of adjacent laser diodes can be prevented. As a result, the laser diodes can be mounted at a high density, and the output of each laser array can be increased. Since the first and second array plane positions including the optical axes of the laser output lights of the first and second laser diodes are separated by a certain distance, one of the output laser lights interferes. Since the optical path changing element can be installed so that the optical path of the other output laser light interferes, the optical axes of the laser light propagating from two different directions can be made parallel and close to each other. As described above, it is possible to specifically configure a laser apparatus that can drive and emit a large number of laser diodes mounted at high density and output them as powerful laser light aligned in one direction.

本発明に係るレーザ装置によれば、具体的な構成で、複数のレーザ光を合成して高い出力を得ることができる。   According to the laser device of the present invention, a high output can be obtained by combining a plurality of laser beams with a specific configuration.

以下、本発明に係るレーザ装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a laser device according to the invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係るレーザ装置1におけるケース2の側面壁2bの一部と上面壁を切断し、その内部の概略構成を示した斜視図である。図1に示すように、レーザ装置1は、ケース2の内部に第1及び第2レーザユニット3,4と、それらに対応した光学素子等が収容されて構成されており、第1レーザユニット3から出射される第1出力レーザ光と、第2レーザユニット4から出射される第2出力レーザ光を合成しケース2の外部へ出射するものである。   FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration inside a part of a side wall 2b and a top wall of a case 2 in a laser device 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the laser apparatus 1 is configured by housing first and second laser units 3 and 4 and optical elements corresponding to the first and second laser units 3 and 4 inside a case 2. The first output laser light emitted from the second laser unit 4 and the second output laser light emitted from the second laser unit 4 are combined and emitted to the outside of the case 2.

ケース2は、その内部が密閉空間とされた直方体状の箱体であり、矩形板状のベース9に四方を取り囲む側面壁2bを設け、その側面壁2bの上端側を上面壁(図示せず)で覆うことにより構成されている。側面壁2bと、ベース9及び上面壁とが接触する部分にはそれぞれ無端の封止リング(図示せず)が設けられ、ケース2内の気密性が高められている。また、レーザ装置1の電極側の側面壁2bにはケース2内部から見て右側から順番にボルト形状の電極端子6,7,8が固定されており、電極側の側面壁2bと向かい合う出力側の側面壁(図示せず)からは合成されたレーザ光が出射される。   The case 2 is a rectangular parallelepiped box whose inside is a sealed space. A rectangular plate-like base 9 is provided with a side wall 2b surrounding the four sides, and the upper end side of the side wall 2b is an upper wall (not shown). ). Endless sealing rings (not shown) are provided at portions where the side wall 2b contacts the base 9 and the top wall, respectively, so that the airtightness in the case 2 is enhanced. Further, bolt-shaped electrode terminals 6, 7, and 8 are fixed to the side wall 2b on the electrode side of the laser device 1 in order from the right side when viewed from the inside of the case 2, and the output side facing the side wall 2b on the electrode side. The combined laser beam is emitted from the side wall (not shown).

長方形状のベース9は、銅などの熱伝導性の高い材料からなり、裏面9bには、ベース9を介してレーザユニット3,4を冷却するためのペルチェ冷却器(冷却手段)11が裏面9b全体を覆うように設けられる。ベース9の上面9a上の電極端子6寄りの位置には、出力側の側面壁方向に第1出力レーザ光を出射する第1レーザユニット3が載置され、出力側の側面壁寄り且つ電極端子8寄りの位置には、第1出力レーザ光の進行方向と直交する方向へ第2出力レーザ光を出射する第2レーザユニット4が載置されている。   The rectangular base 9 is made of a material having high thermal conductivity such as copper, and a Peltier cooler (cooling means) 11 for cooling the laser units 3 and 4 via the base 9 is provided on the back surface 9b. It is provided so as to cover the whole. The first laser unit 3 that emits the first output laser beam in the direction of the side wall on the output side is placed at a position near the electrode terminal 6 on the upper surface 9a of the base 9. A second laser unit 4 that emits the second output laser beam in a direction orthogonal to the traveling direction of the first output laser beam is placed at a position closer to eight.

第1レーザユニット3は、直方体状の第1台座(第1の搭載部のレーザアレイ側部分)14と、図示されないサブマウントを介して上面14aに搭載された第1レーザアレイ16と、ベース9の上面に配置されたスペーサ(第1の搭載部のベース側部分)12と、第1台座14の下面とスペーサ12の上面との間に介在された第1絶縁シート13とによって構成されている。第1レーザアレイ16は、第1台座14の上面14aにおける出力側縁部14bに搭載され、更に、その出力光の進行方向の前方には各光学素子が配置されている。   The first laser unit 3 includes a rectangular parallelepiped first pedestal (laser array side portion of the first mounting portion) 14, a first laser array 16 mounted on the upper surface 14a via a submount (not shown), and a base 9 And a first insulating sheet 13 interposed between the lower surface of the first pedestal 14 and the upper surface of the spacer 12. . The first laser array 16 is mounted on the output side edge portion 14b of the upper surface 14a of the first pedestal 14, and each optical element is arranged in front of the traveling direction of the output light.

第1台座14とスペーサ12の間に介在された第1絶縁シート13は、薄膜のカーボングラファイト層と、薄膜のポリエチレンテレフタレート層の積層構造によって形成され、熱伝達性と弾力性が高くされている。第1絶縁シート13の高い熱伝導性により、第1レーザアレイ16をペルチェ冷却器11によって効率よく冷却できる。更に、高い弾力性によって、スペーサ12と第1台座14との密着性が高まり、部品間の熱伝導性を向上させて冷却効率をさらに向上させることができる。   The first insulating sheet 13 interposed between the first pedestal 14 and the spacer 12 is formed by a laminated structure of a thin carbon graphite layer and a thin polyethylene terephthalate layer, and has high heat transfer properties and elasticity. . Due to the high thermal conductivity of the first insulating sheet 13, the first laser array 16 can be efficiently cooled by the Peltier cooler 11. Furthermore, due to the high elasticity, the adhesion between the spacer 12 and the first pedestal 14 is increased, and the thermal conductivity between the components can be improved to further improve the cooling efficiency.

第1レーザユニット3は、第1台座14の上面14aから開けられたネジ穴にネジを挿通してなる第1ネジ部(ネジ部材)15により、第1台座14をベース9に対して締め付けることによって固定されている。更に、第1ネジ部15の締め付け具合によって第1絶縁シート13の厚さ方向の変形量を調節できるため、第1レーザユニット3のレーザ出力位置を微調整することができる。この第1ネジ部15によって、光学素子の組み合わせのみでは補正不可能なレーザ光の光軸のずれを精度よく補正できる。   The first laser unit 3 fastens the first pedestal 14 to the base 9 by a first screw portion (screw member) 15 formed by inserting a screw into a screw hole formed from the upper surface 14 a of the first pedestal 14. It is fixed by. Further, since the deformation amount in the thickness direction of the first insulating sheet 13 can be adjusted by the tightening degree of the first screw portion 15, the laser output position of the first laser unit 3 can be finely adjusted. The first screw portion 15 can accurately correct the deviation of the optical axis of the laser beam that cannot be corrected only by a combination of optical elements.

第2レーザユニット4は、直方体状の第2台座(第2の搭載部)22と、図示されないサブマウントを介して上面22aに搭載された第2レーザアレイ24と、その下面とベース9の上面との間に介在された第2絶縁シート(絶縁シート)21によって構成されている。第2レーザアレイ24は、第2台座22の上面22aにおける出力側縁部22bに搭載され、その前方には各光学素子が配置されているが、その出力光の進行方向は第1レーザアレイ16からの出力光と直交している。   The second laser unit 4 includes a rectangular parallelepiped second base (second mounting portion) 22, a second laser array 24 mounted on the upper surface 22 a via a submount (not shown), a lower surface thereof, and an upper surface of the base 9. It is comprised by the 2nd insulating sheet (insulating sheet) 21 interposed between these. The second laser array 24 is mounted on the output side edge 22b of the upper surface 22a of the second pedestal 22, and each optical element is disposed in front of the second laser array 24. The traveling direction of the output light is the first laser array 16. It is orthogonal to the output light from.

第2レーザユニット4が第1レーザユニット3と異なる点は、第1に、第2絶縁シートの下面にスペーサが設けられていないこと、第2に、第2レーザアレイ24からの出力光の進行方向が第1レーザアレイ16からの出力光と直交していることである。したがって、第2絶縁シート21や第2ネジ部23は、第1レーザユニット3のものと同様のものが使用され、上述と同様の作用効果を奏することができる。   The second laser unit 4 is different from the first laser unit 3 in that first, no spacer is provided on the lower surface of the second insulating sheet, and second, the progress of output light from the second laser array 24. The direction is perpendicular to the output light from the first laser array 16. Therefore, the same thing as the thing of the 1st laser unit 3 is used for the 2nd insulating sheet 21 and the 2nd screw part 23, and there can exist an effect similar to the above-mentioned.

第1台座14の上面14aには第1レーザアレイ16に電流を供給する長尺の電極板28が配置され、その電極板28と電極端子6とが長方形状で架空の配線板29によって電気的に接続される。また、第2台座22の上面22aには同じく電極板31が配置され、電極板31と第1台座14の上面14aとがL字型板状で架空の配線板32により電気的に接続される。更に、第2台座22の上面22aと側面壁2bの電極端子8とが長尺で架空の配線板33により電気的に接続される。そして、電極端子8がプラス極、電極端子6がマイナス極となるようにケース2の外側で半導体用電源などの駆動用電源(図示せず)に接続される。   A long electrode plate 28 for supplying a current to the first laser array 16 is disposed on the upper surface 14a of the first pedestal 14, and the electrode plate 28 and the electrode terminals 6 are rectangular and electrically connected by an aerial wiring board 29. Connected to. Similarly, an electrode plate 31 is disposed on the upper surface 22a of the second pedestal 22, and the electrode plate 31 and the upper surface 14a of the first pedestal 14 are electrically connected by an aerial wiring board 32 in the shape of an L-shaped plate. . Further, the upper surface 22 a of the second pedestal 22 and the electrode terminal 8 on the side wall 2 b are electrically connected by a long and aerial wiring board 33. The electrode terminal 8 is connected to a driving power source (not shown) such as a semiconductor power source outside the case 2 so that the electrode terminal 8 has a positive pole and the electrode terminal 6 has a negative pole.

以上のように、第1レーザユニット3の第1レーザアレイ16を構成する多数のレーザダイオードと、第2レーザユニット4の第2レーザアレイ16を構成する多数のレーザダイオードとは、互いに電気的に直列に接続される。これによって、レーザアレイやレーザダイオードを並列接続する場合よりも少ない電流でレーザダイオードを発光駆動できるので、レーザ装置1の全体として大きなレーザ強度を得ることができる。   As described above, the multiple laser diodes constituting the first laser array 16 of the first laser unit 3 and the multiple laser diodes constituting the second laser array 16 of the second laser unit 4 are electrically connected to each other. Connected in series. Thus, the laser diode can be driven to emit light with a smaller current than in the case where the laser array and the laser diode are connected in parallel, so that a large laser intensity can be obtained as a whole of the laser device 1.

なお、第1及び第2レーザアレイ16,24を構成するレーザダイオードが多数の場合は、直列接続されたレーザダイオードの数に比例して供給電圧も高圧化するが、配線板29,32,33はいずれも架空状態で掛け渡すように配線されているため、第1及び第2レーザアレイ16,24に安定して高圧電流を流すことができる。   If there are a large number of laser diodes constituting the first and second laser arrays 16, 24, the supply voltage is increased in proportion to the number of laser diodes connected in series, but the wiring boards 29, 32, 33 Since both are wired so as to be suspended in an aerial state, a high-voltage current can be stably supplied to the first and second laser arrays 16 and 24.

また、ケース2における側面壁2b及び上面壁を金属以外の材料により形成することで、第1及び第2レーザアレイ16,24を接続する配線とベース9とを絶縁できる。あるいは、それらを金属により形成する場合は、電極端子6,8と電極側の側面壁2bとの間に絶縁性の部材を介在させることによって、ケース2における側面壁2b及び上面壁が帯電するのを防止できる。更に、前述のとおり絶縁シート13及び絶縁シート21により第1及び第2レーザアレイ16,24のそれぞれとベース9とが絶縁されている。以上によって、レーザユニット同士を直列接続したことにともない高電圧をかけた場合であっても、作業者が誤ってケース2あるいはベース9に接触して感電することを防止することができる。更に、それぞれの部品から第1及び第2レーザアレイ16,24に与える電気的影響を減少させることもできる。   Further, by forming the side wall 2b and the top wall of the case 2 with a material other than metal, the wiring connecting the first and second laser arrays 16 and 24 and the base 9 can be insulated. Alternatively, when they are formed of metal, the side wall 2b and the top wall in the case 2 are charged by interposing an insulating member between the electrode terminals 6 and 8 and the side wall 2b on the electrode side. Can be prevented. Further, as described above, the base 9 is insulated from each of the first and second laser arrays 16 and 24 by the insulating sheet 13 and the insulating sheet 21. As described above, even when a high voltage is applied due to the laser units connected in series, it is possible to prevent an operator from accidentally touching the case 2 or the base 9 and receiving an electric shock. Furthermore, the electrical influence exerted on the first and second laser arrays 16 and 24 from the respective components can be reduced.

ベース9の上面9aには、第1出力レーザ光の進行方向前側で第1レーザユニット3と隣合うように第1コリメートレンズ搭載部36が設けられる。この第1コリメートレンズ搭載部36は直方体形状をなし、その上面には第1出力レーザ光をコリメートする第1コリメートレンズ(第2の光学素子)37が配置されている。これと同様に、ベース9の上面9aには、第2レーザユニット4に対応する第2コリメートレンズ搭載部38が設けられ、この上面に第2コリメートレンズ(第2の光学素子)39が配置されている。   A first collimating lens mounting portion 36 is provided on the upper surface 9a of the base 9 so as to be adjacent to the first laser unit 3 on the front side in the traveling direction of the first output laser light. The first collimating lens mounting portion 36 has a rectangular parallelepiped shape, and a first collimating lens (second optical element) 37 for collimating the first output laser beam is disposed on the upper surface thereof. Similarly, a second collimating lens mounting portion 38 corresponding to the second laser unit 4 is provided on the upper surface 9a of the base 9, and a second collimating lens (second optical element) 39 is disposed on the upper surface. ing.

ベース9の上面9aには、第1コリメートレンズ37の出射光と第2コリメートレンズ39の出射光とが交差する位置にミラー搭載部41が設けられ、この上面にはミラー(光路変更素子)42が設けられている。ここで、第1コリメートレンズ37の出射光の高さ位置はスペーサ12の厚さ分だけ第2コリメートレンズ39の出射光の高さ位置よりも高くなっている。そこで、ミラー42の高さ方向のサイズを調整することで、第2コリメートレンズ39からの出射された第2出力レーザ光を出力側の側面壁へ向かって反射させつつ、第1出力レーザ光はミラー42の上方を通過させ、結果的に双方の出力レーザ光を実質的に一つのレーザ光に揃えることができる。   On the upper surface 9 a of the base 9, a mirror mounting portion 41 is provided at a position where the emitted light from the first collimating lens 37 and the emitted light from the second collimating lens 39 intersect, and a mirror (optical path changing element) 42 is provided on the upper surface. Is provided. Here, the height position of the emitted light of the first collimating lens 37 is higher than the height position of the emitted light of the second collimating lens 39 by the thickness of the spacer 12. Therefore, by adjusting the size of the mirror 42 in the height direction, the first output laser beam is reflected while reflecting the second output laser beam emitted from the second collimating lens 39 toward the side wall on the output side. As a result, both output laser beams can be substantially aligned with one laser beam.

ベース9の上面9aには、第1出力レーザ光の進行方向前側でミラー搭載部41と隣合うように集光レンズ搭載部40が設けられる。この集光レンズ搭載部40の上面には、第1及び第2出力レーザ光を集光するための集光レンズ(集光素子)43が設けられる。なお、集光されたレーザ光は出力側の側面壁に設けられた図示されないファイバ入力端を介してバンドル型の光ファイバ束に導入される。   A condensing lens mounting portion 40 is provided on the upper surface 9 a of the base 9 so as to be adjacent to the mirror mounting portion 41 on the front side in the traveling direction of the first output laser light. A condensing lens (condensing element) 43 for condensing the first and second output laser beams is provided on the upper surface of the condensing lens mounting portion 40. The condensed laser light is introduced into the bundle type optical fiber bundle through a fiber input end (not shown) provided on the side wall on the output side.

電極側の側面壁2bの電極端子7には、取り合い用のコネクター44が接続されており、このコネクター44には、第1台座14中に設けられたペルチェ冷却器11制御用の図示されない測温体(Pt100)、第1及び第2レーザアレイ16,24の第2レーザダイオード24aの発光状況を確認するための受光素子46、ケース2内の気密性を確認するための湿度測定素子47、及び第1コリメートレンズ搭載部36内部に配置された図示されない赤色ガイド光用レーザダイオードが電気的に接続されている。なお、赤色ガイド光用レーザダイオードから出力されたガイド光は、ミラー搭載部41に設けられた図示されない貫通穴を通過して、集光レンズ43で第1及び第2出力レーザ光とともに集光されることとなる。   A connector 44 for connection is connected to the electrode terminal 7 on the side wall 2b on the electrode side, and this connector 44 is connected to the first pedestal 14 for controlling the temperature of the Peltier cooler 11 (not shown). A body (Pt100), a light receiving element 46 for confirming the light emission state of the second laser diode 24a of the first and second laser arrays 16, 24, a humidity measuring element 47 for confirming airtightness in the case 2, and A laser diode for red guide light (not shown) disposed inside the first collimating lens mounting portion 36 is electrically connected. The guide light output from the laser diode for red guide light passes through a through hole (not shown) provided in the mirror mounting portion 41 and is collected together with the first and second output laser lights by the condenser lens 43. The Rukoto.

以上のように構成されたレーザ装置1の光学系についての詳細な説明を、図2を参照しながら行う。   A detailed description of the optical system of the laser apparatus 1 configured as described above will be given with reference to FIG.

図2は、第1及び第2レーザユニット3,4から出射された第1及び第2出力レーザ光70,80が集光レンズ43に集光されるまでの経路を示した模式図である。   FIG. 2 is a schematic diagram showing paths through which the first and second output laser beams 70 and 80 emitted from the first and second laser units 3 and 4 are collected on the condenser lens 43.

第1レーザアレイ16は長手方向の寸法が1cm程度の直方体であり、第1出力レーザ光70を出力する複数(図2では5つ)の第1レーザダイオード16aをアレイ状に配列させて形成されている。この第1レーザダイオード16aの発光出力端面のサイズは100μm×1μm程度であり、500μm程度の間隔で形成されている。なお、各第1レーザダイオード16aからの出力光の各光軸を含む面(これを「第1配列面」と呼ぶ。)はベース9の上面9aと平行となる。また、第1出力レーザ光70は、第1レーザダイオード16aの配列方向にそれぞれ4度、配列方向と直交する方向にそれぞれ15度拡がった状態で出力される。   The first laser array 16 is a rectangular parallelepiped having a longitudinal dimension of about 1 cm, and is formed by arranging a plurality (five in FIG. 2) of first laser diodes 16a that output the first output laser light 70 in an array. ing. The size of the light emitting output end face of the first laser diode 16a is about 100 μm × 1 μm, and is formed at an interval of about 500 μm. A plane including each optical axis of output light from each first laser diode 16 a (referred to as “first arrangement plane”) is parallel to the upper surface 9 a of the base 9. Further, the first output laser light 70 is output in a state of being expanded by 4 degrees in the arrangement direction of the first laser diodes 16a and 15 degrees in the direction orthogonal to the arrangement direction.

第1台座14上には、第1出力レーザ光70を第1配列面と直交する方向にコリメートするコリメートレンズ(第1の光学素子)17が、第1レーザダイオード16aに近接するように設けられている。このコリメートレンズ17は第1レーザダイオード16a一つに対して一つずつ配列されており、その寸法は、アレイ方向へ1.2mm程度、それと直交する方向へ0.6mm程度、光軸方向へ0.2mm程度であり、そのレーザ出射面は凸の湾曲面とされている。   On the first pedestal 14, a collimating lens (first optical element) 17 that collimates the first output laser beam 70 in a direction orthogonal to the first arrangement surface is provided so as to be close to the first laser diode 16a. ing. The collimating lenses 17 are arranged one by one for each first laser diode 16a, and the dimensions thereof are about 1.2 mm in the array direction, about 0.6 mm in the direction perpendicular to the array direction, and 0 in the optical axis direction. The laser emission surface is a convex curved surface.

第1台座14上のコリメートレンズ17の出射面側には、それぞれの第1出力レーザ光70をその光軸中心に90度回転させる第1光路変換素子(光路変換素子)18が設けられている。第1光路変換素子18の寸法は、アレイ方向へ12mm程度、これと直交する方向へ1.5mm程度、光軸方向へ1.5mm程度であり、レーザ入射面及び出射面には直径0.5mmの半円柱が第1レーザダイオード16aの配列方向に向かって、レーザダイオード16aの一つに対して一つずつ配列されるとともに、いずれの面も配列方向と直交する方向に45度の傾斜が設けられている。   On the exit surface side of the collimating lens 17 on the first pedestal 14, there are provided first optical path conversion elements (optical path conversion elements) 18 that rotate the respective first output laser beams 70 about the optical axis thereof by 90 degrees. . The dimensions of the first optical path conversion element 18 are about 12 mm in the array direction, about 1.5 mm in the direction perpendicular to the array direction, and about 1.5 mm in the optical axis direction. Are arranged one by one with respect to one of the laser diodes 16a toward the arrangement direction of the first laser diodes 16a, and each surface is inclined by 45 degrees in a direction perpendicular to the arrangement direction. It has been.

コリメートレンズ17によって第1配列面と垂直な方向にコリメートされた第1出力レーザ光70は第1光路変換素子18によって交軸を中心として90°回転することとなるので、出射される第1出力レーザ光70は、第1配列面と垂直な方向に拡がっているとともに第1配列面方向にコリメートされた状態となっている。   The first output laser beam 70 collimated by the collimating lens 17 in the direction perpendicular to the first arrangement surface is rotated by 90 ° about the axis of intersection by the first optical path conversion element 18, so that the first output emitted is emitted. The laser beam 70 is spread in a direction perpendicular to the first arrangement surface and is collimated in the first arrangement surface direction.

第1コリメートレンズ37は、第1出力レーザ光70を第1配列面と直交する方向にコリメートするものであり、その寸法は、アレイ方向へ12mm程度、これと直交する方向へ3mm程度、光軸方向へ0.5mm程度であり、そのレーザ出射面は凸の湾曲面とされている。第1光路変換素子18から出射された第1出力レーザ光70は、第1コリメートレンズ37によって第1配列面と垂直な方向にコリメートされるため、結果として、いずれの方向においてもコリメートされた状態で集光レンズ43に向かうこととなる。   The first collimating lens 37 collimates the first output laser beam 70 in a direction orthogonal to the first arrangement surface, and its dimensions are about 12 mm in the array direction and about 3 mm in the direction orthogonal to the optical axis. The laser emission surface is a convex curved surface. Since the first output laser beam 70 emitted from the first optical path conversion element 18 is collimated in the direction perpendicular to the first array plane by the first collimating lens 37, as a result, it is collimated in any direction. Therefore, it goes to the condensing lens 43.

以上のような光学系によって、隣に配列された第1レーザダイオードからのレーザ光同士が、レーザ出力時の拡がりによって互いに交差してしまうことを防止することができる。これによって、第1レーザアレイ16において第1レーザダイオードを高密度に実装できるので、第1レーザアレイ16の全体としてのレーザ出力を高強度にすることができる。   With the optical system as described above, it is possible to prevent the laser beams from the first laser diodes arranged next to each other from crossing each other due to spreading at the time of laser output. As a result, the first laser diodes can be mounted at a high density in the first laser array 16, so that the laser output of the entire first laser array 16 can be increased in intensity.

第2レーザユニット4側の構成と機能は、前述した第1レーザユニット3側の構成および機能と実質的に同一であり、
第2レーザアレイ24は第1レーザアレイ16と、第2出力レーザ光80は第1出力レーザ光70と、第2レーザダイオード24aは第1レーザダイオード16aと、コリメートレンズ26はコリメートレンズ17と、第2光路変換素子27は第1光路変換素子とそれぞれ対応している。両者が異なる点は、第2出力レーザ光80の進行方向が第1出力レーザ光70と直交するようにされている点と、方向スペーサが設けられていない分だけ第2出力レーザ光80の出力位置が低くされている点と、第2出力レーザ光80がミラー42によって第1出力レーザ光70と同一方向へ反射され、集光レンズ43へ向かう点である。
The configuration and function on the second laser unit 4 side are substantially the same as the configuration and function on the first laser unit 3 side described above,
The second laser array 24 is the first laser array 16, the second output laser light 80 is the first output laser light 70, the second laser diode 24a is the first laser diode 16a, the collimating lens 26 is the collimating lens 17, The second optical path conversion element 27 corresponds to the first optical path conversion element, respectively. The difference between the two is that the traveling direction of the second output laser light 80 is orthogonal to the first output laser light 70 and the output of the second output laser light 80 by the amount that the direction spacer is not provided. The position is lowered, and the second output laser beam 80 is reflected by the mirror 42 in the same direction as the first output laser beam 70 and travels toward the condenser lens 43.

なお、第2配列面と第1配列面との間には、第1レーザユニット4におけるスペーサ12の厚み分だけの間隔が設けられている。このように、スペーサ12を用いることによって、第1レーザユニット3と第2レーザユニット4とで、サブマウント付の同一の台座を使用した場合でも、スペーサ12を替えるだけで容易に第1及び第2配列面同士の間隔を調整することができる。   Note that an interval corresponding to the thickness of the spacer 12 in the first laser unit 4 is provided between the second array surface and the first array surface. As described above, by using the spacer 12, even when the first laser unit 3 and the second laser unit 4 use the same pedestal with a submount, the first and second laser units can be easily changed by simply changing the spacer 12. It is possible to adjust the interval between the two arrangement surfaces.

また、ミラー42は、第2出力レーザ光80の光軸上であって第1及び第2出力レーザ光70,80が最近接する位置に設けられており、それによって、配列面と垂直な方向から見たときに、第2出力レーザ光80は、第1出力レーザ光70と交差する位置で反射され、第1出力レーザ光70と重なるようにされて集光レンズ43へ向かうこととなる。   Further, the mirror 42 is provided on the optical axis of the second output laser beam 80 and at a position where the first and second output laser beams 70 and 80 are closest to each other, and thereby, from a direction perpendicular to the arrangement surface. When viewed, the second output laser beam 80 is reflected at a position intersecting with the first output laser beam 70, overlaps with the first output laser beam 70, and travels toward the condenser lens 43.

以上のような光学系の構成によって、第1及び第2レーザアレイ16,24のレーザ出力位置の高さが異なるようにされているため、第1出力レーザ光70が干渉されることなく、第2出力レーザ光80の進行方向を変更するようにミラー42を設置できるので、異なる方向から伝播してきた2つのレーザ光の光軸を並行かつ近接させることができる。   Since the height of the laser output position of the first and second laser arrays 16 and 24 is made different by the configuration of the optical system as described above, the first output laser beam 70 is not interfered with the first laser beam 70 without interference. Since the mirror 42 can be installed so as to change the traveling direction of the two-output laser beam 80, the optical axes of the two laser beams propagating from different directions can be made parallel and close to each other.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the embodiment described above.

例えば、図3に示すような構成としてもよい。この図3に示すレーザ装置が上述のレーザ装置1と異なる点は、第2レーザユニット4の隣に第3レーザユニット51、第3コリメートレンズ52、ミラー53を配置することにより、3つのレーザユニットからなるレーザ装置としている点である。このとき、スペーサによって、第3レーザユニット51、第2レーザユニット4、第1レーザユニット3の順番で高さ位置を高くしてゆき、それに伴ってコリメートレンズ及びミラーの高さ位置も調節する。また、それぞれのレーザユニットを電気的に直列に接続する。   For example, it is good also as a structure as shown in FIG. The laser device shown in FIG. 3 is different from the laser device 1 described above in that a third laser unit 51, a third collimating lens 52, and a mirror 53 are arranged next to the second laser unit 4 to thereby provide three laser units. It is a point made into the laser apparatus which consists of. At this time, the height position of the third laser unit 51, the second laser unit 4, and the first laser unit 3 is increased by the spacer in this order, and the height positions of the collimating lens and the mirror are adjusted accordingly. Each laser unit is electrically connected in series.

また、ミラー42をはさんで第2レーザユニット4の反対側の位置に第3レーザユニット51を配置してもよい。このとき、第3レーザユニット51は第2レーザユニット4の方向へレーザ光を出力し、ミラー53をミラー42と交差させるようにして配置する。   Further, the third laser unit 51 may be disposed at a position opposite to the second laser unit 4 with the mirror 42 interposed therebetween. At this time, the third laser unit 51 outputs laser light in the direction of the second laser unit 4 and arranges the mirror 53 so as to intersect the mirror 42.

また、レーザユニットは2つ、3つに限らず更に増加させてもよい。   Further, the number of laser units is not limited to two or three, and may be further increased.

また、レーザユニットにおけるレーザアレイは一つに限らず、複数のレーザアレイを積層させてもよい。   The laser unit in the laser unit is not limited to one, and a plurality of laser arrays may be stacked.

本発明の実施形態に係るレーザ装置のケースの側面壁の一部と上面壁を切断し、その内部の概略構成を示した斜視図である。It is the perspective view which cut | disconnected a part of side wall and upper surface wall of the case of the laser apparatus which concern on embodiment of this invention, and showed the schematic structure of the inside. 第1及び第2レーザユニットから出射された第1及び第2出力レーザ光が集光レンズに集光されるまでの経路を示した模式図である。It is the schematic which showed the path | route until the 1st and 2nd output laser beams radiate | emitted from the 1st and 2nd laser unit are condensed on a condensing lens. 変形例に係るレーザ装置を示す図であり、図1に相当する斜視図である。It is a figure which shows the laser apparatus which concerns on a modification, and is a perspective view equivalent to FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…レーザ装置、2…ケース、3…第1レーザユニット、4…第2レーザユニット、9…ベース、11…ペルチェ冷却器(冷却手段)、12…スペーサ(第1の搭載部のベース側部分)、13,21…第1,第2絶縁シート(絶縁シート)、14…第1台座(第1の搭載部のレーザアレイ側部分)、15,23…第1,第2ネジ部(ネジ部材)、16…第1レーザアレイ、16a…第1レーザダイオード、17,26…コリメートレンズ(第1の光学素子)、18,27…第1,第2光路変換素子、22…第2台座(第2の搭載部)、24…第2レーザアレイ、24a…第2レーザダイオード、29,32,33…配線板(配線)、37,39…第1,第2コリメートレンズ(第2の光学素子)、42…ミラー(光路変更素子)、43…集光レンズ(集光素子)、70…第1出力レーザ光、80…第2出力レーザ光。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser apparatus, 2 ... Case, 3 ... 1st laser unit, 4 ... 2nd laser unit, 9 ... Base, 11 ... Peltier cooler (cooling means), 12 ... Spacer (base side part of 1st mounting part) , 13, 21... First and second insulating sheets (insulating sheets), 14... First pedestal (laser array side portion of the first mounting portion), 15, 23..., First and second screw portions (screw members) ), 16 ... first laser array, 16a ... first laser diode, 17, 26 ... collimating lens (first optical element), 18,27 ... first and second optical path conversion elements, 22 ... second pedestal (first) 2), 24 ... second laser array, 24a ... second laser diode, 29, 32, 33 ... wiring board (wiring), 37,39 ... first and second collimating lenses (second optical element) 42 ... Mirror (optical path changing element) 43 ... Condensed light 'S (condensing device), 70 ... first output laser beam, 80 ... second output laser beam.

Claims (9)

金属製のベースを底面とするケースと、
前記ケース内で前記ベースに載置された所定の厚さの第1の搭載部上に、複数の第1のレーザダイオードをアレイ状に配列した第1のレーザアレイを搭載することにより構成された第1のレーザユニットと、
前記ケース内で前記ベースに載置された前記第1の搭載部とは異なる厚さの第2の搭載部上に、複数の第2のレーザダイオードをアレイ状に配列した第2のレーザアレイを搭載することにより構成され、前記複数の第1のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸を含む第1の配列面と平行な第2の配列面に前記複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸が含まれ、かつ、前記複数の第1レーザダイオードの出力レーザ光と異なる方向に前記複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光が伝播するようにされた第2のレーザユニットと、
前記ベースの裏側に設けられ、前記ベースを介して前記第1及び第2のレーザユニットを冷却する冷却手段と、
前記複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸上であって、前記複数の第1のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸と最近接する位置に設けられ、前記複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光の進行方向を前記複数の第1のレーザダイオードの出力レーザ光と同一方向へ変更させる光路変更素子と、
前記ケースから絶縁され、前記第1及び第2のレーザアレイ同士を電気的に直列に接続する配線と、
を備え、
前記第1及び第2のレーザユニットのそれぞれは、厚さ方向に伸縮可能な素材からなり、前記第1及び第2の搭載部と前記ベースとの間、または、前記第1及び第2の搭載部の前記レーザアレイ側部分と前記ベース側部分との間に介在された絶縁シートを有していることを特徴とするレーザ装置。
A case with a metal base as the bottom,
A first laser array in which a plurality of first laser diodes are arranged in an array is mounted on a first mounting portion having a predetermined thickness placed on the base in the case. A first laser unit;
A second laser array in which a plurality of second laser diodes are arranged in an array on a second mounting portion having a thickness different from that of the first mounting portion placed on the base in the case. The output laser beams of the plurality of second laser diodes on a second array plane parallel to the first array plane including the optical axes of the output laser beams of the plurality of first laser diodes. A second laser unit that includes the optical axes of the plurality of second laser diodes and propagates the output laser beams of the plurality of second laser diodes in a direction different from the output laser beams of the plurality of first laser diodes;
A cooling means provided on the back side of the base for cooling the first and second laser units via the base;
The plurality of second lasers provided on the optical axis of the output laser light of the plurality of second laser diodes and closest to the optical axis of the output laser light of the plurality of first laser diodes. An optical path changing element that changes a traveling direction of output laser light of the diode in the same direction as output laser light of the plurality of first laser diodes;
A wiring insulated from the case and electrically connecting the first and second laser arrays in series;
With
Each of the first and second laser units is made of a material that can expand and contract in the thickness direction, and is between the first and second mounting portions and the base, or the first and second mountings. A laser apparatus comprising: an insulating sheet interposed between the laser array side portion and the base side portion of a portion.
前記複数の第1及び第2のレーザダイオードの出力レーザ光を前記第1及び第2の配列面と直交する方向にコリメートする第1の光学素子と、
前記第1の光学素子から出射された前記複数の第1及び第2のレーザダイオードの出力レーザ光を、それぞれの光軸を中心として90°回転させる光路変換素子と、
前記光路変換素子から出射された前記複数の第1及び第2のレーザダイオードの出力レーザ光を、それぞれ前記第1及び第2の配列面と直交する方向にコリメートする第2の光学素子と、
を更に備えることを特徴とする請求項1記載のレーザ装置。
A first optical element that collimates output laser light of the plurality of first and second laser diodes in a direction orthogonal to the first and second arrangement surfaces;
An optical path conversion element that rotates the output laser beams of the plurality of first and second laser diodes emitted from the first optical element by 90 ° about the respective optical axes;
A second optical element that collimates the output laser light of the plurality of first and second laser diodes emitted from the optical path conversion element in a direction orthogonal to the first and second arrangement surfaces, respectively;
The laser apparatus according to claim 1, further comprising:
前記第1及び第2の搭載部の少なくとも一方は、前記レーザアレイ側にサブマウントを有するとともに、前記ベース側に所定厚さのスペーサを有することを特徴とする請求項1または2記載のレーザ装置。   3. The laser device according to claim 1, wherein at least one of the first and second mounting portions includes a submount on the laser array side and a spacer having a predetermined thickness on the base side. . 進行方向が同一とされた前記複数の第1及び第2のレーザダイオードの出力レーザ光を集光するための集光素子を更に備えることを特徴とする請求項1〜3記載のレーザ装置。   The laser apparatus according to claim 1, further comprising a condensing element for condensing output laser beams from the plurality of first and second laser diodes having the same traveling direction. 前記配線は、架空構造とされていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のレーザ装置。   The laser apparatus according to claim 1, wherein the wiring has an aerial structure. 前記絶縁シートは、薄膜のカーボングラファイト層と、薄膜のポリエチレンテレフタレート層の積層構造からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のレーザ装置。   6. The laser device according to claim 1, wherein the insulating sheet has a laminated structure of a thin carbon graphite layer and a thin polyethylene terephthalate layer. 前記ケースは前記ベース上に設けられた側面壁を有し、前記ベースと前記側面壁とが接触する部分には無端の封止用リングが設けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のレーザ装置。   The case includes a side wall provided on the base, and an endless sealing ring is provided at a portion where the base and the side wall are in contact with each other. The laser device according to any one of the above. 前記第1及び第2のレーザユニットを前記ベースに向かって締め付けることにより、前記絶縁シートの前記厚さ方向の変形量を調節するネジ部材を更に備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のレーザ装置。   The screw member which adjusts the amount of deformation of the thickness direction of the insulating sheet by tightening the first and second laser units toward the base, further comprising: A laser device according to claim 1. 複数の第1のレーザダイオードをアレイ状に配列した第1のレーザアレイと、
複数の第2のレーザダイオードをアレイ状に配列することにより構成され、前記複数の第1のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸を含む第1の配列面と一定の距離をあけて平行な第2の配列面に前記複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸が含まれ、かつ、前記複数の第1レーザダイオードの出力レーザ光と異なる方向に前記複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光が伝播するようにされた第2のレーザアレイと、
前記複数の第1及び第2のレーザダイオードの出力レーザ光を前記第2の配列面と直交する方向にコリメートする第1の光学素子と、
前記第1の光学素子から出射された前記複数の第1及び第2のレーザダイオードの出力レーザ光を、それぞれの光軸を中心として90°回転させる光路変換素子と、
前記光路変換素子から出射された前記複数の第1及び第2のレーザダイオードの出力レーザ光を、それぞれ前記第1及び第2の配列面と直交する方向にコリメートする第2の光学素子と、
前記複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸上であって、前記複数の第1のレーザダイオードの出力レーザ光の光軸と最近接する位置に設けられ、前記複数の第2のレーザダイオードの出力レーザ光の進行方向を前記複数の第1のレーザダイオードの出力レーザ光と同一方向へ変更させる光路変更素子と、
を備えることを特徴とするレーザ装置。
A first laser array in which a plurality of first laser diodes are arranged in an array;
A plurality of second laser diodes are arranged in an array, and the first laser diodes are parallel to each other at a certain distance from the first array plane including the optical axis of the output laser light of the plurality of first laser diodes. Two array planes include the optical axes of the output laser beams of the plurality of second laser diodes, and the plurality of second laser diodes in a direction different from the output laser beams of the plurality of first laser diodes. A second laser array adapted to propagate the output laser light;
A first optical element that collimates output laser light of the plurality of first and second laser diodes in a direction perpendicular to the second arrangement surface;
An optical path conversion element that rotates the output laser beams of the plurality of first and second laser diodes emitted from the first optical element by 90 ° about the respective optical axes;
A second optical element that collimates the output laser light of the plurality of first and second laser diodes emitted from the optical path conversion element in a direction orthogonal to the first and second arrangement surfaces, respectively;
The plurality of second lasers provided on the optical axis of the output laser light of the plurality of second laser diodes and closest to the optical axis of the output laser light of the plurality of first laser diodes. An optical path changing element that changes a traveling direction of output laser light of the diode in the same direction as output laser light of the plurality of first laser diodes;
A laser device comprising:
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