JP2019191312A - レーザモジュール - Google Patents
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Abstract
Description
前記ベース部に固定されてレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記ベース部に固定され前記レーザ光の経路上に位置するコリメート光学系と、
前記コリメート光学系からの前記レーザ光を前記ベース部の外部に導出する光出力部を備えるレーザモジュールであって、
前記コリメート光学系は、それぞれが前記レーザ光の経路上に前記レーザ光源から順に位置する、前記レーザ光源から光を受ける前記入力レンズと、前記入力レンズから前記レーザ光を受け前記光出力部に出力する出力レンズと、を含み、
前記入力レンズは前記保持部に溶接された金属製の第1筒体内に固定された凸レンズであり、
前記出力レンズは前記入力レンズよりも長い焦点を有する凸レンズであり、かつ前記ベース部に接着された保持部材によって保持されていることを特徴とする。
図1、図2は本実施例の半導体レーザモジュール100の一部を分解した斜視図、図2及び図3はその組立状態の平面図と断面図である。
半導体レーザモジュール100は、金属材によって形成された保持部を有するベース部であるモジュールケース200を備える。モジュールケース200は金属材料によって中空の直方体形状に形成されている。モジュールケース200内には、その底部130からそれぞれ立設された入力ベース部130A、出力ベース部130B及び中間ベース部130Cが一体的に形成されている。入力ベース部130A、出力ベース部130B及び中間ベース部130Cはそれぞれ、レーザ光源の光軸方向(Z方向)に垂直な方向(Y方向、X方向)に広がる平坦で平行な内壁を有し、該内壁上に種々の部品が搭載される。
開口201Aの縁部には、入力レンズCL1を保持する第1筒体120が次のように固定されている。入力レンズCL1は、図3に示すように、金属からなる第1筒体120内に一端側からスリーブMが挿入、嵌合した後に、第1筒体120とスリーブMがYAG溶接より固定されている。なお、入力レンズCL1は金属スリーブMに凸レンズCL1が嵌着、保持されているものである。
図1、図2に示すように、モジュールケース200の他端の出力ベース部130Bには、光ファイバ保持部として円形の開口201Bが開けられており、この開口201Bの縁部には光ファイバ230(カップリングレンズピグテール)が次のように固定されている。
図1、図2に示すように、モジュールケース200の中間ベース部130Cには、レンズユニット保持部として矩形の開口201Cが開けられている。この開口201Cの下端平坦部201C1には、レンズユニット121を仮置きするXZ平面部が設けられている。
本実施例において、コリメートレンズ系CLを2枚の凸レンズ構成(入力レンズCL1と出力レンズCL2)とし、入力レンズCL1を短焦点とし、出力レンズCL2を長焦点として構成している。
d1=(d2ψCL2−1)/ψCL … (5)。
実施例の半導体レーザモジュールの製造方法における光軸アライメント工程について図12を参照しつつ説明する。
(発明の効果)
本実施例を用いると、入力レンズCL1の固定時に生じた位置ずれに対しR倍された出力レンズCL2調整量で補正する。出力レンズCL2の固定時の位置ずれは入力レンズCL1の位置ずれに換算すると1/R倍に低減されるため影響を小さくすることができ、結果として結合効率の低下は抑えられる。出力レンズCL2固定を接着で行うことにすれば、出力レンズCL2の固定時の位置ずれは更に低減できる。
従来技術の構成で、YAG溶接位置ずれを1μm以下に追い込むことは非常に高度な技術が必要とされるが、本実施例であればそれが容易に達成できる。
レーザ光源LDとレンズの位置決めとYAG溶接を行う高価な装置をもってしても、YAG溶接ずれを低減するには、当該装置導入後の条件だしに多大な努力が必要である。
レーザ光源LDと入力レンズCL1の固定は溶接で行うため、この部分に関する信頼性は従来技術と同等である。新たに出力レンズCL2の位置ずれ要因が加わるものの、影響は1/R程度と小さい。出力レンズCL2を接着固定した場合においても、接着応力の方向が位置ずれを生じない方向になるような構造を取っているため、位置ずれは十分小さい。このように、レーザ光源LDおよび入力レンズCL1の固定を接着で行い、温度変化や経時変化による位置ずれが生じにくい構造を有する本発明は、半導体レーザモジュールだけでなく、SADBの光源部や、レーザ光源を組み込んだプロジェクタやセンサ(ピコプロ、HUD、LiDAR等)に有用である。
CL1…入力レンズ、
LD…レーザ光源、
CL2…出力レンズ、
121…レンズユニット、
200…モジュールケース、
130A…入力ベース部、
130B…出力ベース部、
130C…中間ベース部、
122…第2筒体、
123…溝部、
201A…開口、
120…第1筒体、
CP…カップリングレンズ、
230…光ファイバ、
201C1…下端平坦部、
SP…スプリング保持部、
121B…平坦保持面、
121A…ユニットベース部。
Claims (5)
- 金属材によって形成された保持部を有するベース部と、
前記ベース部に固定されてレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記ベース部に固定され前記レーザ光の経路上に位置するコリメート光学系と、
前記コリメート光学系からの前記レーザ光を前記ベース部の外部に導出する光出力部を備えるレーザモジュールであって、
前記コリメート光学系は、それぞれが前記レーザ光の経路上に前記レーザ光源から順に位置する、前記レーザ光源から光を受ける前記入力レンズと、前記入力レンズから前記レーザ光を受け前記光出力部に出力する出力レンズと、を含み、
前記入力レンズは前記保持部に溶接された金属製の第1筒体内に固定された凸レンズであり、
前記出力レンズは前記入力レンズよりも長い焦点を有する凸レンズであり、かつ前記ベース部に接着された保持部材によって保持されていることを特徴とするレーザモジュール。 - 前記保持部材は、
前記出力レンズを保持する第2筒体と、
前記レーザ光の光軸沿って伸張しかつ前記第2筒体を支持する溝面を有する支持部と、
前記溝面の伸長方向に直交して広がり、前記レーザ光の光経路上に位置するように形成された貫通孔を有しかつ前記ベース部の表面に接する前記平坦保持面を有するユニットベース部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のレーザモジュール。 - 前記保持部材は、前記第2筒体を前記溝面との間で挟み込み保持する前記支持部に着脱可能な弾性体からなる弾性保持部を備え、
前記弾性保持部及び前記溝面は、前記出力レンズの位置合わせの際に、前記第2筒体を前記溝面上で前記レーザ光の光軸方向に前記第2筒体を移動可能に支持し、
前記ユニットベース部は、前記出力レンズの光軸合わせの際に、レーザ光源の光軸方向と垂直な方向に前記平坦保持面を含む平面に沿って移動可能に前記ベース部に支持されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のレーザモジュール。 - 前記光出力部が光ファイバであることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のレーザモジュール。
- 前記出力レンズと前記光出力部との間に凸レンズを更に有することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のレーザモジュール。
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