JP2016157863A - レーザ光源装置およびその調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コスト及び簡素な構成で、安定したレーザ光を出射可能なレーザ光源装置およびその調整方法を提供する。
【解決手段】レーザ光Ｂ１を出射するレーザ光源素子３０と、レーザ光源素子３０の後段に配置された光学素子とを備えたレーザ光源装置であって、レーザ光源素子３０の活性層３１と交差するＹ方向に変位した位置に戻り光受光面２６を有し、光学素子は、光学素子で反射した戻り光であるレーザ光Ｂ４が戻り光受光面２６に入射するように、レーザ光Ｂ１の光軸に対して傾けて設置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、レーザ光を出射するレーザ光源装置およびその調整方法に関する。

従来、測定や通信等の様々な用途にレーザ光が利用されている。とくに、レーザ光の強度や波長の安定性が求められる分野においては、レーザダイオード等を光源とする半導体レーザが利用されている。
このような半導体レーザは、レーザ光を出射するレーザ光源素子と、レーザ光源素子の後段に配置された光学素子とを備えたレーザ光源装置により提供される。
光学素子としては、コリメータレンズのほか、エタロン基板や偏光板、各種波長板などの光学フィルタ、プリズム、保護用の透明板など、あるいはこれらの組み合わせが用いられる。

レーザ光源装置においては、レーザ光源素子からのレーザ光が、後段の光学素子により反射され、再びレーザ光源素子へ向かう戻り光となることがある。
とくに、光学素子の表面が平面であると同じ方向の戻り光が大きくなり、コリメータレンズがある場合には通過する戻り光がレーザ光源素子に収束することもある。
戻り光がレーザ光源素子に入射すると、レーザ光源素子における発振が不安定になり、出射するレーザ光の強度や波長が変化する不都合が生じる。
このような戻り光のレーザ光源素子への入射を抑制するために、光学素子に反射防止膜を設けたり、光アイソレータを用いたりする構成が用いられていた。

このうち、反射防止膜を設けた光学素子では、光学素子の透過率を向上させ、戻り光を減らすことができる。しかしながら、高い透過率の反射防止膜を設けることは、コストが高くなり、また、反射防止膜による透過率向上にも限界がある。さらに、反射防止膜が形成できない光学素子も存在する等の課題があった。
また、光アイソレータは、高価であり、レーザ光源装置が大型化し、複雑化する等の課題もあった。
より容易に戻り光を抑制する構成として、光学素子をレーザ光の主光軸に対して傾斜させる構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１１４４２号公報

ところで、レーザ光源素子から出射されたレーザ光には、非点隔差（活性層に沿った方向の焦点と活性層に交差する方向の焦点とのずれ）があり、光軸に沿ってビーム形状（光束の断面形状）が変化する。
図６において、レーザ光源装置９０は、レーザ光９９を出射するレーザ光源素子９１と、このレーザ光源素子９１を収容するケース９２とを備えている。
レーザ光源素子９１は、その活性層が図中Ｚ方向およびＸ方向に沿って配置され、レーザ光９９はＺ方向に出射される。レーザ光９９のビーム形状はＸ方向およびＹ方向に沿った断面形状として表れる。
レーザ光源素子９１の背面側には、出力制御用の光検出器９３が設置される。

レーザ光源素子９１から出射されたレーザ光９９は、レーザ光源素子９１から近い範囲（ニアフィールド）では、Ｘ方向の長さＮＸがＹ方向の長さＮＹより長く、長軸がＸ方向に沿った楕円形のビーム形状となる。
一方、ニアフィールドよりも遠い範囲（ファーフィールド）では、Ｙ方向の長さＦＹがＸ方向の長さＦＸより長くなり、長軸がＹ方向（活性層と交差方向）に沿った楕円形のビーム形状となる。

このような非点隔差によるビーム形状の変化（楕円の長軸方向の変化）は、前述した特許文献１では考慮されておらず、特許文献１では戻り光のレーザ光源素子への入射を十分に防止できないという問題がある。

すなわち、戻り光がレーザ光源素子に入射しないように、光学素子を傾斜させ、例えばレーザ光源素子に至る戻り光をＹ方向に変位させることができる。
しかし、ファーフィールドにおいて光学素子により反射された戻り光は、レーザ光源素子の近傍でＹ方向が長軸となる楕円形状のスポットを形成する。
このように、戻り光がＹ方向に長軸となる楕円形状であると、戻り光をＹ方向に変位させても、戻り光の一部がレーザ光源素子に入射してしまうことがある。そして、これにより安定したレーザ光が出射できない状況を改善できない。

このような楕円形状のスポットに対しては、光学素子の設置角度をさらに大きくすることで、戻り光のレーザ光源素子への入射を防止することができる。
しかし、光学素子の設置角度をさらに大きくすることは、装置の大型化を招き、装置の剛性や温度安定性が低下する。
また、光学素子によっては、設置角度を大きく変更できない場合がある。例えば、光学素子としてエタロンを用いる場合では、設置角度によって透過波長や透過光量が変化してしまい、設置角度を大きく変更することができない。

本発明は、低コスト及び簡素な構成で、安定したレーザ光を出射可能なレーザ光源装置およびその調整方法を提供することを目的とする。

本発明のレーザ光源装置は、レーザ光を出射するレーザ光源素子と、前記レーザ光源素子の後段に配置された光学素子とを備えたレーザ光源装置であって、前記レーザ光源素子の活性層と交差方向に変位した位置に戻り光受光面を有し、前記光学素子は、前記光学素子で反射した戻り光が前記戻り光受光面に入射するように、前記レーザ光の光軸に対して傾けて設置されていることを特徴とする。

このような本発明では、光学素子を傾けて設置することで、光学素子からの戻り光が戻り光受光面に入射され、レーザ光源素子には入射されない。このため、レーザ光源素子におけるレーザ光の発振に影響を及ぼすことがなく、安定したレーザ光が得られる。

さらに、光学素子の傾き、および戻り光受光面の配置を、レーザ光源素子の活性層と交差方向とすることにより、戻り光受光面に入射する戻り光のビーム形状を、活性層と交差方向に扁平になるようにし、とくにコリメータレンズを有する場合には長軸が活性層に沿った楕円形とすることができ、光学素子の傾き角度を最小にできる。
つまり、光学素子の傾き角度が小さくても、戻り光受光面に入射する戻り光の一部がレーザ光源素子に入り込むような状況（戻り光のビーム形状が活性層と交差方向に長い場合など）を回避することができる。

また、レーザ光源装置において、多くの場合、レーザ光源素子の背面側にレーザ出力制御用の光検出器が配置される。このような構成において、前述のように戻り光が戻り光受光面で受けられることで、光検出器に戻り光が入射することがなく、光検出器における戻り光による影響を防止することができ、レーザ出力制御の安定化も図ることができる。

本発明のレーザ光源装置において、前記レーザ光源素子は、前記レーザ光源素子の活性層と交差方向に設置された支持部材で支持され、前記支持部材の表面が前記戻り光受光面を形成していることが好ましい。

このような本発明では、支持部材の表面で戻り光受光面を形成することができ、部材の兼用により構造の簡素化を図ることができる。
レーザ光源装置において、レーザ光源素子は、ケース内に収容されるとともに、ケースのベース部材に固定された支持部材により支持されている。支持部材は、多くの場合、レーザ光源素子の発熱を発散させるためのヒートシンクを兼ねており、伝熱性をも考慮してレーザ光源素子の表裏の平坦な面、つまり活性層と交差方向となる側に配置される。従って、このような支持部材を利用して戻り光受光面を形成することができ、構造の簡素化を図ることができる。

本発明のレーザ光源装置において、前記光学素子と前記レーザ光源素子との間にコリメータレンズを有し、前記コリメータレンズは、前記レーザ光の前記活性層と交差方向の成分が平行光となるようにコリメートするとともに、前記レーザ光の光軸上で前記レーザ光のビーム形状が前記活性層と交差方向に長い楕円形状となる領域に設置されていることが好ましい。

このような本発明では、戻り光受光面に入射する戻り光のビーム形状を、活性層と交差方向に扁平とすることができ、戻り光をレーザ光源素子に入射させないための光学素子の傾き角度を最小にできる。つまり、光学素子の傾き角度が小さくても、戻り光受光面に入射する戻り光の一部がレーザ光源素子に入り込むような状況を回避することができる。

詳述すると、レーザ光源素子は、非点隔差があるため、レーザ光の出射端（ニアフィールド）では、長軸が活性層に沿った方向となる楕円形のビーム形状であり、十分な遠方（ファーフィールド）では長軸が活性層と交差方向となる楕円形のビーム形状となる。
ここで、ファーフィールドでの楕円形の長軸方向のビームがコリメートされるように、コリメータレンズを配置する。このような配置では、光学素子からレーザ光源素子に戻される光のビーム形状は、出射端付近において、出射時と同様に長軸が活性層に沿った方向となる楕円形のビーム形状になる。従って、光学素子の設置角度を浅くしても、レーザ光源素子の発光領域（活性層）や光検出器に、戻り光が入り込むような状況を回避することができる。

本発明のレーザ光源装置の調整方法は、レーザ光を出射するレーザ光源素子と、前記レーザ光源素子の後段に配置された光学素子と、前記レーザ光源素子の活性層と交差方向に変位した位置に設置された戻り光受光面と、前記レーザ光源素子の前記光学素子とは反対側に設置された光検出器と、を備え、前記光学素子が、前記光学素子で反射した戻り光が前記戻り光受光面に入射するように、前記レーザ光の光軸に対して傾けて設置されているレーザ光源装置の調整方法であって、前記光検出器の出力信号を監視しつつ、前記光学素子の前記活性層と交差方向の傾きを調整し、前記光検出器の出力信号が所定の閾値以下になったらその傾きで前記光学素子を固定することを特徴とする。

このような本発明では、光検出器の出力信号に表れるレーザ光源素子への戻り光の入射を検出することで、戻り光がレーザ光源素子へ入射している状態および戻り光受光面に入射している状態を判別することができる。
光学素子の傾きがない状態では、戻り光はレーザ光源素子に入射するので、光検出器の出力信号は高い値を示す。この状態から、光学素子の傾きを大きくしてゆき、戻り光の入射がレーザ光源素子から戻り光受光面に移ることで、光検出器の出力信号は低い値を示すようになる。
従って、光検出器の出力信号が所定の閾値以下になった状態で傾きを固定すれば、戻り光のレーザ光源素子への入射を回避できる最小の傾き角度に設定することができる。

本発明のレーザ光源装置およびレーザ光源装置の調整方法によれば、低コスト及び簡素な構成で、安定したレーザ光を出射可能にできる。

本発明の一実施形態を示す断面図。 前記実施形態の要部を示す模式図。 前記実施形態の要部を示す模式的な斜視図。 前記実施形態におけるレーザ光を示す模式図。 前記実施形態における調整手順を示すフロー図。 従来のレーザ光源装置の要部を示す斜視図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、レーザ光源装置１０は、外周にフランジを有する中空筒状の本体１１を有する。

本体１１の背面には背面板１２が固定されている。本体１１の背面板１２側には半導体レーザ光源２０が設置されている。
半導体レーザ光源２０からは、本体１１の前面側に向けてレーザ光Ｂ１が出射される。レーザ光Ｂ１は、主光軸がＺ方向とされた拡散光束である。

本体１１の内部には、前面側からレンズホルダ１３が装着されている。
レンズホルダ１３は中空筒状とされ、中空部の半導体レーザ光源２０に対向する側にはコリメータレンズ１４が固定されている。
コリメータレンズ１４は、半導体レーザ光源２０から出射されたレーザ光Ｂ１をコリメートする。コリメートされたレーザ光Ｂ２は、Ｚ方向の平行光束となる。

レンズホルダ１３は、外周を本体１１の内周に螺合されており、本体１１に対して回転させることで、中心軸線方向（レーザ光Ｂ１，Ｂ２の光軸方向、Ｚ方向）に移動可能である。従って、レンズホルダ１３を回転させることで、半導体レーザ光源２０に対する焦点調整を行うことができる。

本体１１の前面には、レンズホルダ１３を覆うように、光学素子ホルダ１５が固定されている。
光学素子ホルダ１５は、円板状であるが中央部が空洞とされ、空洞のレンズホルダ１３側には光学フィルタ１６が固定されている。

光学フィルタ１６は、例えばエタロン基板であり、表裏が互いに平行な平坦面とされている。
光学フィルタ１６は、レーザ光Ｂ１，Ｂ２の光軸であるＺ方向の軸線に対して、Ｙ方向に角度θだけ傾けた状態で、光学素子ホルダ１５に固定されている。

図２において、半導体レーザ光源２０は、ベース２１およびケース２２を有し、その内部にレーザダイオードを用いたレーザ光源素子３０を備えている。
ベース２１のケース２２で覆われた部分には、ブラケット２３が固定され、その先端にはサドル２４が固定され、このサドル２４にレーザ光源素子３０が支持されている。

ブラケット２３およびサドル２４は、レーザ光源素子３０の支持部材であるとともに、レーザ光源素子３０からの熱を発散させるヒートシンクを兼ねている。
ベース２１には、レーザ光源素子３０の背面側（コリメータレンズ１４に向かう全面側とは反対側）に、出力制御用の光検出器２５が設置されている。
光検出器２５には、レーザ光源素子３０からレーザ光Ｂ１と逆向きに出射されるレーザ光が入射される。

半導体レーザ光源２０において、レーザ光源素子３０から出射されたレーザ光Ｂ１は、コリメータレンズ１４でコリメートされてレーザ光Ｂ２となる。レーザ光Ｂ２は、光学フィルタ１６を通してレーザ光源装置１０の外部へ送出される。
この際、光学フィルタ１６の表面では、レーザ光Ｂ２の一部が反射され、反射されたレーザ光Ｂ３はコリメータレンズ１４を逆向きに通過し、収束するレーザ光Ｂ４が戻り光として半導体レーザ光源２０に戻る。

ここで、光学フィルタ１６はＹ方向に角度θだけ傾けられており、戻り光であるレーザ光Ｂ４はレーザ光源素子３０に入射せず、レーザ光源素子３０からＹ方向に変位したサドル２４の表面に入射する。

図３において、支持部材およびヒートシンクを兼ねるブラケット２３およびサドル２４、光検出器２５は前述した通りである。
レーザ光源素子３０は、２枚の半導体層の間に活性層３１を有し、一端面の発光領域３２からレーザ光Ｂ１を出射する。
サドル２４は、発光領域３２がある側の表面を戻り光受光面２６とされ、この戻り光受光面２６には、前述した戻り光であるレーザ光Ｂ４が入射され、そのスポットマーク２７が表れる。

戻り光受光面２６に表れるスポットマーク２７は、Ｘ方向に長軸が延びる楕円形とされるとともに、戻り光受光面２６のうち、レーザ光源素子３０に隣接する辺縁に近づけて配置されている。

スポットマーク２７が、Ｘ方向に長軸が延びる楕円形となるのは、次のような構成による。
図４において、レーザ光源素子３０から出射されるレーザ光Ｂ１には、活性層３１に交差するＹ方向の成分（図４（Ａ）参照）と、活性層３１に沿ったＸ方向の成分（図４（Ｂ）参照）との間で非点隔差Ｄがあり、Ｚ方向の光軸に沿ってビーム形状（光束の断面形状）が変化する。

図４（Ａ）において、レーザ光Ｂ１のＹ方向の成分Ｂ１Ｙは、レーザ光源素子３０の出射端が焦点となり、発光領域３２においてはＹ方向の高さは比較的小さい。
図４（Ｂ）において、レーザ光Ｂ１のＸ方向の成分Ｂ１Ｘは、レーザ光源素子３０の出射端より奥が焦点となり、発光領域３２においてはＸ方向の幅が比較的大きい。
従って、発光領域３２において、レーザ光Ｂ１のビーム形状は、Ｙ方向に狭く、Ｘ方向に広い楕円形、つまり長軸がＸ方向に沿った楕円形となる。

レーザ光Ｂ１のＹ方向の成分Ｂ１Ｙは、発光領域３２ではＸ方向の成分Ｂ１Ｘよりも幅が狭いが、拡散角度が成分Ｂ１Ｘより大きいため、境界Ｅで同じ幅となる。つまり、境界Ｅでは、レーザ光Ｂ１のビーム形状が円形となる。
さらに、境界Ｅより先の領域では、Ｙ方向の成分Ｂ１Ｙの幅がＸ方向の成分Ｂ１Ｘの幅より大きくなり、レーザ光Ｂ１のビーム形状は、Ｙ方向に広く、Ｘ方向に狭い楕円形、つまり長軸がＹ方向に沿った楕円形となる。

レーザ光源素子３０においては、発光領域３２から境界Ｅまでの領域がニアフィールド領域であり、境界Ｅから先がファーフィールド領域である。
本実施形態においては、コリメータレンズ１４が、境界Ｅより先のファーフィールド領域に設置されており、コリメータレンズ１４がコリメートするレーザ光Ｂ１は長軸がＹ方向に沿った楕円形となっている。

コリメータレンズ１４は、レーザ光源素子３０から出射されたレーザ光Ｂ１に対して、そのＹ方向の成分Ｂ１Ｙをコリメートするような光学特性に設定されている。
従って、コリメータレンズ１４を通過したレーザ光Ｂ２のＹ方向の成分Ｂ２Ｙは、平行光束として光学フィルタ１６に入射される（図４（Ａ）参照）。
一方、コリメータレンズ１４を通るレーザ光Ｂ１のＸ方向の成分Ｂ１Ｘは、平行光にはならず、一旦収束したのち、再び発散する光束となる（図４（Ａ）参照）。

図２で説明した通り、レーザ光Ｂ２は、一部が光学フィルタ１６の表面で反射され、コリメータレンズ１４ないしレーザ光源素子３０側へと戻る戻り光（レーザ光Ｂ３，Ｂ４）となる。
光学フィルタ１６は、元のレーザ光Ｂ１の主光軸であるＺ方向に対してＹ方向へ角度θだけ傾けられており、レーザ光源素子３０側に戻るレーザ光Ｂ４は、発光領域３２ではなく、レーザ光源素子３０に隣接した戻り光受光面２６の表面にスポットマーク２７を形成する。

レーザ光Ｂ３のＹ方向の成分Ｂ３Ｙは、成分Ｂ２Ｙに準じて平行光束であるが、コリメータレンズ１４を逆向きに通過したレーザ光Ｂ４のＹ方向の成分Ｂ４Ｙは収束光束とされ、スポットマーク２７はＹ方向の幅が狭くなる。
一方、レーザ光Ｂ３のＸ方向の成分Ｂ３Ｘは、成分Ｂ２Ｘに準じて拡散光束であり、コリメータレンズ１４を逆向きに通過したレーザ光Ｂ４のＸ方向の成分Ｂ４Ｘは収束光束となるものの収束角度が緩く、スポットマーク２７はＸ方向の幅が広く狭くなる。
従って、スポットマーク２７において、戻り光であるレーザ光Ｂ４のビーム形状は、Ｙ方向に狭く、Ｘ方向に広い楕円形、つまり長軸がＸ方向に沿った楕円形となる。

このように、レーザ光源素子３０は、非点隔差Ｄがあるため、レーザ光Ｂ１の出射端（ニアフィールド）では、長軸が活性層３１に沿ったＸ方向となる楕円形のビーム形状であるが、境界Ｅより先の領域（ファーフィールド）では長軸が活性層３１と交差するＹ方向となる楕円形のビーム形状となる。
そして、レーザ光Ｂ１のうちファーフィールドでの楕円形の長軸であるＹ方向の成分Ｂ１Ｙがコリメートされるように、コリメータレンズ１４が配置されているため、光学フィルタ１６からレーザ光源素子３０側に戻るレーザ光Ｂ３のビーム形状は、出射端付近において、出射時と同様に長軸が活性層３１に沿ったＸ方向となる楕円形のビーム形状になる。

このように、戻り光受光面２６に形成されるスポットマーク２７が、活性層３１に沿ったＸ方向に長い楕円形となるため、戻り光であるレーザ光Ｂ４の光軸のＺ方向に対する傾きが小さくても、レーザ光Ｂ４が活性層３１に入り込むこと、言い換えればスポットマーク２７が活性層３１に重なることが回避されている。

本実施形態においては、レーザ光Ｂ４が活性層３１に入り込まない範囲、つまりスポットマーク２７が活性層３１に重ならない範囲で、戻り光であるレーザ光Ｂ４の光軸のＺ方向に対する傾きがなるべく小さいことが望ましい。
このようなレーザ光Ｂ４の傾き調整は、前述した光学フィルタ１６の傾き角度θの調整により行うことができる。
本実施形態では、以下の手順で光学フィルタ１６の傾き角度θの調整を行う。

図５において、光学フィルタ１６の傾き角度θの調整を行う際には、先ず傾き角度θ＝０つまり光学フィルタ１６の傾きがない状態としておく（処理ＳＴ１）。
傾きのない状態では、戻り光であるレーザ光Ｂ４はＺ方向に沿ってレーザ光源素子３０に戻り、スポットマーク２７が発光領域３２に重なって表れ、光検出器２５の出力信号は高い状態になっている。

次に、光検出器２５の出力信号の監視を開始し（処理ＳＴ２）、監視のもとで光学フィルタ１６をＹ方向へ傾け、スポットマーク２７が戻り光受光面２６に向けて移動するように傾き角度θを調節する（処理ＳＴ３）。
具体的には、傾き角度θを増し、その都度、光検出器２５の出力信号を判定し（処理ＳＴ４）、光検出器２５の出力信号が閾値より高い状態であれば傾きを増すこと（処理ＳＴ３）を繰り返してゆく。
光検出器２５の出力信号が閾値以下と判定されたら（処理ＳＴ４）、光検出器２５の出力信号の監視を終了し（処理ＳＴ５）、その傾き角度θで光学フィルタ１６を固定する（処理ＳＴ６）。

このような調整手順の結果、戻り光のスポットマーク２７はレーザ光源素子３０から離れ、レーザ光源素子３０に戻り光であるレーザ光Ｂ４が入射することが防止できる。
そして、調整で得られる傾き角度θは、スポットマーク２７がレーザ光源素子３０から離れる最小角度となり、光学フィルタ１６の傾きを最小にすることができる。

本実施形態によれば、以下のような効果が得られる。
本発明のレーザ光源装置は、レーザ光を出射するレーザ光源素子と、前記レーザ光源素子の後段に配置された光学素子とを備えたレーザ光源装置であって、前記レーザ光源素子の活性層と交差方向に変位した位置に戻り光受光面を有し、前記光学素子は、前記光学素子で反射した戻り光が前記戻り光受光面に入射するように、前記レーザ光の光軸に対して傾けて設置されていることを特徴とする。

本実施形態では、光学フィルタ１６を傾けて設置することで、光学フィルタ１６からの戻り光（レーザ光Ｂ４）が戻り光受光面２６に入射され、レーザ光源素子３０には入射されない。このため、レーザ光源素子３０におけるレーザ光Ｂ１の発振に影響を及ぼすことがなく、安定したレーザ光Ｂ１が得られる。

さらに、光学フィルタ１６の傾き、および戻り光受光面２６の配置を、レーザ光源素子３０の活性層３１と交差するＹ方向とすることにより、戻り光受光面２６に入射するレーザ光Ｂ４のビーム形状（スポットマーク２７）を、活性層３１と交差するＹ方向に扁平になるようにし、長軸が活性層３１に沿ったＸ方向とされた楕円形とすることができ、光学フィルタ１６の傾き角度θを最小にできる。
つまり、光学フィルタ１６の傾き角度θが小さくても、戻り光受光面２６に入射するレーザ光Ｂ４の一部がレーザ光源素子３０に入り込むような状況を回避することができる。

また、戻り光であるレーザ光Ｂ４が戻り光受光面２６で受けられることで、レーザ光源素子３０の背面側の光検出器２５にレーザ光Ｂ４が入射することもなく、光検出器２５におけるレーザ光Ｂ４の影響をも防止することができ、レーザ出力制御の安定化も図ることができる。

本実施形態では、レーザ光源素子３０をブラケット２３およびサドル２４で支持した。この際、サドル２４でヒートシンクを兼ねることで、構造を簡略化しつつ、レーザ光源素子３０からの熱の発散が効果的に行える。
さらに、サドル２４の表面で戻り光受光面２６を形成したため、部材の兼用により構造の簡素化を図ることができる。

本実施形態では、光学フィルタ１６とレーザ光源素子３０との間にコリメータレンズ１４が設置され、コリメータレンズ１４は、レーザ光Ｂ１の活性層３１と交差するＹ方向の成分Ｂ１Ｙが平行光束である成分Ｂ２Ｙとなるようにコリメートするものとした。
さらに、コリメータレンズ１４は、レーザ光Ｂ１の光軸上でレーザ光Ｂ１のビーム形状が活性層３１と交差するＹ方向に長い楕円形状となるファーフィールド領域に設置した。

このような構成により、戻り光受光面２６に入射するレーザ光Ｂ４のビーム形状（スポットマーク２７）を、活性層３１と交差するＹ方向に扁平とすることができ、戻り光であるレーザ光Ｂ４をレーザ光源素子３０に入射させないための光学フィルタ１６の傾き角度θを最小にできる。
つまり、光学フィルタ１６の傾き角度θが小さくても、戻り光受光面２６に入射するレーザ光Ｂ４の一部がレーザ光源素子３０に入り込むような状況を回避することができる。

本実施形態では、光学フィルタ１６の傾き角度θの調整の際に、光検出器２５の出力信号に表れるレーザ光源素子３０への戻り光（レーザ光Ｂ４）の入射を監視し、光検出器２５の出力信号が所定の閾値以下になった状態で傾きを固定するようにしたので、レーザ光Ｂ４のレーザ光源素子３０への入射を回避できる最小の傾き角度θに設定することができる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは、本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、光学素子として光学フィルタ１６を例示したが、エタロン基板や偏光板、各種波長板などであってもよく、プリズム、保護用の透明板など、あるいはこれらの組み合わせを用いてもよい。

さらに、前記実施形態は、実質的に戻り光を生じない光学素子であるコリメータレンズ１４と、平板状とされて戻り光を生じる光学素子としての光学フィルタ１６と、を用いる構成であった。しかし、コリメータレンズ１４が片面平坦とされ、戻り光を生じる場合には、このコリメータレンズ１４の傾きを調整するようにしてもよい。さらに、レーザ光源装置１０としては、コリメータレンズ１４がない構成であってもよい。

前記実施形態では、レーザ光源素子３０をブラケット２３およびサドル２４で支持し、サドル２４の表面を戻り光受光面２６として用いた。しかし、本発明は、レーザ光源素子３０の支持部材としてブラケット２３およびサドル２４を用いる構成に限定されるものではなく、また、戻り光受光面２６を支持部材の表面で兼用する構成に限定されるものでもない。

例えば、レーザ光源素子３０の支持部材として、レーザ光源素子３０の側面（Ｘ方向の両側）を支持するようにしてもよく、さらに他の部分を支持してもよい。
このような構成では、レーザ光源素子３０の発光領域３２からＹ方向にずれた位置に戻り光受光面２６となる部材、例えば遮蔽板などを独立して設ければよい。

本発明は、レーザ光を出射するレーザ光源装置およびその調整方法に利用できる。

１０…レーザ光源装置、１１…本体、１２…背面板、１３…レンズホルダ、１４…コリメータレンズ、１５…光学素子ホルダ、１６…光学フィルタ、２０…半導体レーザ光源、２１…ベース、２２…ケース、２３…ブラケット、２４…サドル、２５…光検出器、２６…戻り光受光面、２７…スポットマーク、３０…レーザ光源素子、３１…活性層、３２…発光領域、９０…レーザ光源装置、９１…レーザ光源素子、９２…ケース、９３…光検出器、９９…レーザ光、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４…レーザ光、Ｂ１Ｘ，Ｂ２Ｘ，Ｂ３Ｘ，Ｂ４Ｘ…レーザ光のＸ方向の成分、Ｂ１Ｙ，Ｂ２Ｙ，Ｂ３Ｙ，Ｂ４Ｙ…レーザ光のＹ方向の成分、Ｄ…非点隔差、Ｅ…境界、ＦＸ，ＦＹ，ＮＸ，ＮＹ…長さ、θ…角度。

Claims (4)

1. レーザ光を出射するレーザ光源素子と、前記レーザ光源素子の後段に配置された光学素子とを備えたレーザ光源装置であって、
   前記レーザ光源素子の活性層と交差方向に変位した位置に戻り光受光面を有し、
   前記光学素子は、前記光学素子で反射した戻り光が前記戻り光受光面に入射するように、前記レーザ光の光軸に対して傾けて設置されていることを特徴とするレーザ光源装置。
2. 請求項１に記載したレーザ光源装置において、
   前記レーザ光源素子は、前記レーザ光源素子の活性層と交差方向に設置された支持部材で支持され、前記支持部材の表面が前記戻り光受光面を形成していることを特徴とするレーザ光源装置。
3. 請求項１または請求項２に記載したレーザ光源装置において、
   前記光学素子と前記レーザ光源素子との間にコリメータレンズを有し、
   前記コリメータレンズは、前記レーザ光の前記活性層と交差方向の成分が平行光となるようにコリメートするとともに、前記レーザ光の光軸上で前記レーザ光のビーム形状が前記活性層と交差方向に長い楕円形状となる領域に設置されていることを特徴とするレーザ光源装置。
4. レーザ光を出射するレーザ光源素子と、前記レーザ光源素子の後段に配置された光学素子と、前記レーザ光源素子の活性層と交差方向に変位した位置に設置された戻り光受光面と、前記レーザ光源素子の前記光学素子とは反対側に設置された光検出器と、を備え、前記光学素子が、前記光学素子で反射した戻り光が前記戻り光受光面に入射するように、前記レーザ光の光軸に対して傾けて設置されているレーザ光源装置の調整方法であって、
   前記光検出器の出力信号を監視しつつ、前記光学素子の前記活性層と交差方向の傾きを調整し、前記光検出器の出力信号が所定の閾値以下になったらその傾きで前記光学素子を固定することを特徴とするレーザ光源装置の調整方法。

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