JP2020145355A - Semiconductor laser device - Google Patents

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JP2020145355A JP2019041923A JP2019041923A JP2020145355A JP 2020145355 A JP2020145355 A JP 2020145355A JP 2019041923 A JP2019041923 A JP 2019041923A JP 2019041923 A JP2019041923 A JP 2019041923A JP 2020145355 A JP2020145355 A JP 2020145355A
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semiconductor
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秀雄 山口
Hideo Yamaguchi
秀雄 山口
深草 雅春
Masaharu Fukakusa
雅春 深草
中村 亘志
Nobuyuki Nakamura
亘志 中村
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Abstract

To provide a semiconductor laser device capable of suppressing degradation of beam quality.SOLUTION: A semiconductor laser device 100 includes: multiple amplification units 121 each outputting a beam of light; an external resonator 400 that has a fast axis collimator lens 163, a wavelength dispersion element 142, and a partial reflection mirror 150; a first base block 123 that supports the fast axis collimator lens 163 and the multiple amplification unit 121; and multiple adhesive materials 220 for fixing the fast axis collimator lens 163 to the first base block 123. The multiple adhesive materials 220 are arranged symmetrically with respect to the fast axis collimator lens 163.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、半導体レーザ装置に関する。 The present disclosure relates to a semiconductor laser device.

従来、半導体発光素子の外部で共振させる外部共振器型の半導体レーザ装置がある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there is an external resonator type semiconductor laser device that resonates outside the semiconductor light emitting element (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に開示されている従来の半導体レーザ装置は、第1の半導体発光素子と、第2の半導体発光素子と、波長分散素子と、部分反射ミラーと、を備える。 The conventional semiconductor laser device disclosed in Patent Document 1 includes a first semiconductor light emitting element, a second semiconductor light emitting element, a wavelength dispersion element, and a partial reflection mirror.

第1の半導体発光素子の第1の発光点、及び、第2の半導体発光素子の第2の発光点それぞれから出射された光は、波長分散素子の波長分散効果により、1つのビームに重畳されて部分反射ミラーに照射される。 The light emitted from each of the first light emitting point of the first semiconductor light emitting element and the second light emitting point of the second semiconductor light emitting element is superimposed on one beam due to the wavelength dispersion effect of the wavelength dispersion element. The partial reflection mirror is irradiated.

部分反射ミラーに照射された光は、一部が透過して、正規発振出力ビーム(レーザ光)として部分反射ミラーから出射される。また、残りの一部は、部分反射ミラーで反射される。 Part of the light emitted to the partially reflected mirror is transmitted, and the light is emitted from the partially reflected mirror as a normal oscillation output beam (laser beam). The remaining part is reflected by the partial reflection mirror.

部分反射ミラーで反射された光は、第1の発光点及び第2の発光点から部分反射ミラーへ向かう光と同じ光路で逆向きに伝播して、第1の発光点及び第2の発光点に戻る。これにより、第1の半導体発光素子及び第2の半導体発光素子と、部分反射ミラーとの間で、波長分散素子を介して外部レーザ共振器(外部共振器)が形成される。 The light reflected by the partially reflected mirror propagates in the same optical path as the light from the first light emitting point and the second light emitting point to the partially reflected mirror, and propagates in the opposite direction to the first light emitting point and the second light emitting point. Return to. As a result, an external laser cavity (external cavity) is formed between the first semiconductor light emitting element and the second semiconductor light emitting element and the partial reflection mirror via the wavelength dispersion element.

部分反射ミラーを透過して出射されるレーザ光は、第1の発光点及び第2の発光点からの2つの光が波長分散素子によって重畳されて1つの光路を通過するレーザ光である。そのため、従来の半導体レーザ装置は、半導体発光素子が1つの場合と比べて、第1の半導体発光素子及び第2の半導体発光素子によって、輝度を約2倍にできる。 The laser beam emitted through the partially reflected mirror is a laser beam in which two lights from a first light emitting point and a second light emitting point are superimposed by a wavelength dispersion element and pass through one optical path. Therefore, in the conventional semiconductor laser apparatus, the brightness can be doubled by the first semiconductor light emitting element and the second semiconductor light emitting element as compared with the case where there is only one semiconductor light emitting element.

特許第6289640号公報Japanese Patent No. 6289640 特開2000−137139号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-137139

外部共振器が有する各光学素子のいずれかが、光の共振を発生させるための所定の位置からずれた場合、半導体レーザ装置から出射されるレーザ光の光出力は低下される、所望の波長のレーザ光が得られない等のビーム品質が低下する問題がある。 When any of the optical elements of the external cavity deviates from a predetermined position for causing optical resonance, the optical output of the laser beam emitted from the semiconductor laser apparatus is reduced to a desired wavelength. There is a problem that the beam quality is deteriorated such that the laser beam cannot be obtained.

本開示は、ビーム品質の低下を抑制できる半導体レーザ装置を提供する。 The present disclosure provides a semiconductor laser device capable of suppressing deterioration of beam quality.

本開示の一態様に係る半導体レーザ装置は、光を出射する複数の増幅部と、前記複数の増幅部のそれぞれから出射された光の速軸方向をそれぞれコリメートして複数の光を出射する速軸コリメータレンズ、前記速軸コリメータレンズから出射された複数の光を透過又は反射して当該複数の光が1つの光路を通過するように出射する波長分散素子、及び、前記波長分散素子から出射された光の一部を透過し、且つ、他部を反射する部分反射ミラーを有する外部共振器と、前記速軸コリメータレンズと前記複数の増幅部とを支持する基部と、前記速軸コリメータレンズを前記基部に固定するための複数の接着剤と、を備え、前記速軸コリメータレンズから出射された複数の光は、前記波長分散素子で重畳されており、前記複数の接着剤は、前記速軸コリメータレンズに対して対称に配置されている。 The semiconductor laser apparatus according to one aspect of the present disclosure collimates a plurality of amplification units that emit light and the speed axis directions of light emitted from each of the plurality of amplification units to emit a plurality of lights. An axial collimator lens, a wavelength dispersion element that transmits or reflects a plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens and emits the plurality of lights so as to pass through one optical path, and a wavelength dispersion element emitted from the wavelength dispersion element. An external resonator having a partial reflection mirror that transmits a part of the light and reflects another part, a base portion that supports the speed axis collimator lens and the plurality of amplification parts, and the speed axis collimator lens. A plurality of adhesives for fixing to the base portion, and a plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens are superimposed on the wavelength dispersion element, and the plurality of adhesives are the speed axis. It is arranged symmetrically with respect to the collimator lens.

本開示の一態様に係る半導体レーザ装置によれば、ビーム品質の低下を抑制できる。 According to the semiconductor laser apparatus according to one aspect of the present disclosure, deterioration of beam quality can be suppressed.

図1は、実施の形態に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor laser device according to an embodiment. 図2は、実施の形態に係る半導体レーザ装置における光の共振を説明するための概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the resonance of light in the semiconductor laser device according to the embodiment. 図3は、実施の形態に係る半導体レーザ装置が備える半導体素子ユニットを示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a semiconductor element unit included in the semiconductor laser device according to the embodiment. 図4は、実施の形態に係る半導体レーザ装置が備える複数の接着剤の位置関係を説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the positional relationship of a plurality of adhesives included in the semiconductor laser apparatus according to the embodiment. 図5は、実施の形態に係る半導体レーザ装置が備える半導体素子ユニットの製造工程を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a manufacturing process of a semiconductor element unit included in the semiconductor laser device according to the embodiment. 図6Aは、実施の形態に係る半導体レーザ装置が備える合波部を示す斜視図である。FIG. 6A is a perspective view showing a wave junction portion included in the semiconductor laser device according to the embodiment. 図6Bは、実施の形態に係る半導体レーザ装置が備える合波部を示す側面図である。FIG. 6B is a side view showing a wave-matching portion included in the semiconductor laser device according to the embodiment. 図7は、変形例1に係る半導体素子ユニットを示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a semiconductor element unit according to the first modification. 図8は、変形例1に係る複数の接着剤の位置関係を説明するための模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the positional relationship of the plurality of adhesives according to the first modification. 図9は、変形例2に係る半導体素子ユニットを示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a semiconductor element unit according to the second modification. 図10は、変形例2に係る複数の接着剤の位置関係を説明するための模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the positional relationship of the plurality of adhesives according to the second modification. 図11は、変形例2に係る光学ホルダを説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the optical holder according to the second modification. 図12は、変形例3に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing a semiconductor laser device according to the third modification. 図13は、変形例3に係る増幅部を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing an amplification unit according to the third modification.

以下、図面を参照して、本開示の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。本開示は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素について説明される。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that all of the embodiments described below show a specific example of the present disclosure. The numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of the components, steps, the order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present disclosure. The present disclosure is limited only by the scope of claims. Therefore, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept of the present disclosure will be described.

なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺等は必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、実質的に同一の構成に対する重複説明は省略又は簡略化する場合がある。 It should be noted that each figure is a schematic view and is not necessarily exactly illustrated. Therefore, for example, the scales and the like do not always match in each figure. Further, in each figure, the same reference numerals are given to substantially the same configurations, and duplicate explanations for substantially the same configurations may be omitted or simplified.

また、以下の実施の形態において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向(鉛直上方)及び下方向(鉛直下方)を指すものではない。また、「上方」及び「下方」という用語は、2つの構成要素が互いに間隔をあけて配置されて2つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、2つの構成要素が互いに密着して配置されて2つの構成要素が接する場合にも適用される。 Further, in the following embodiments, the terms "upper" and "lower" do not refer to the upward direction (vertically upward) and the downward direction (vertically downward) in absolute spatial recognition. Also, the terms "upper" and "lower" are used not only when the two components are spaced apart from each other and another component exists between the two components, but also when the two components It also applies when the two components are placed in close contact with each other and touch each other.

また、本明細書及び図面において、X軸、Y軸及びZ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。各実施の形態では、Y軸方向を鉛直方向とし、Y軸に垂直な方向(XZ平面に平行な方向)を水平方向としている。 Further, in the present specification and the drawings, the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis indicate the three axes of the three-dimensional Cartesian coordinate system. In each embodiment, the Y-axis direction is the vertical direction, and the direction perpendicular to the Y-axis (the direction parallel to the XZ plane) is the horizontal direction.

また、以下で説明する実施の形態において、Y軸正方向を上方と記載し、Y軸負方向を下方と記載する場合がある。 Further, in the embodiment described below, the Y-axis positive direction may be described as upward and the Y-axis negative direction may be described as downward.

また、以下で説明する実施の形態において、「上面視」とは、ベースの主面の法線方向から当該主面を見たときのことをいう。 Further, in the embodiment described below, the "top view" means when the main surface is viewed from the normal direction of the main surface of the base.

(実施の形態)
[構成]
<全体構成>
図1は、実施の形態に係る半導体レーザ装置100を示す概略斜視図である。図2は、実施の形態に係る半導体レーザ装置100における光の共振を説明するための概略図である。
(Embodiment)
[Constitution]
<Overall configuration>
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a semiconductor laser device 100 according to an embodiment. FIG. 2 is a schematic view for explaining the resonance of light in the semiconductor laser device 100 according to the embodiment.

半導体レーザ装置100は、外部共振器400を用いてレーザ光310を出射する外部共振器型のレーザ装置である。半導体レーザ装置100は、例えば、対象物をレーザ加工する加工機器の光源として利用される。 The semiconductor laser device 100 is an external resonator type laser device that emits a laser beam 310 using an external resonator 400. The semiconductor laser device 100 is used, for example, as a light source for a processing device that laser-processes an object.

半導体レーザ装置100は、ベース110と、複数の半導体素子ユニット120と、結合光学系130と、合波部140と、部分反射ミラー150と、を備える。 The semiconductor laser device 100 includes a base 110, a plurality of semiconductor element units 120, a coupling optical system 130, a combiner 140, and a partial reflection mirror 150.

ベース110は、半導体レーザ装置100が備える各種構成要素が載置される台である。具体的には、ベース110の主面111(ベース110の上面)には、半導体素子ユニット120と、結合光学系130と、合波部140と、部分反射ミラー150とが載置されている。 The base 110 is a table on which various components included in the semiconductor laser device 100 are placed. Specifically, the semiconductor element unit 120, the coupling optical system 130, the wave combining portion 140, and the partial reflection mirror 150 are mounted on the main surface 111 (upper surface of the base 110) of the base 110.

なお、ベース110に採用される材料は、特に限定されない。ベース110に採用される材料は、例えば、金属材料でもよいし、樹脂材料でもよいし、セラミック材料でもよい。 The material used for the base 110 is not particularly limited. The material used for the base 110 may be, for example, a metal material, a resin material, or a ceramic material.

また、ベース110の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、ベース110は、上面視で矩形である。また。半導体素子ユニット120が載置される部分は、他部よりもY軸正方向側に高くなっている。 Further, the shape of the base 110 is not particularly limited. In this embodiment, the base 110 is rectangular in top view. Also. The portion on which the semiconductor element unit 120 is placed is higher on the Y-axis positive direction side than the other portions.

半導体素子ユニット120は、光を出射する半導体発光素子(増幅部)121を有する光源部である。複数の半導体素子ユニット120(具体的には、複数の半導体発光素子121)のそれぞれから出射された光は、速軸コリメータレンズ163、90°像回転光学系162、結合光学系130、及び、合波部140を介して、部分反射ミラー150に照射される。部分反射ミラー150に照射された光は、一部が透過して正規発振出力ビーム(レーザ光310)として部分反射ミラー150から出射され、他部が反射されて部分反射ミラー150から出射されて反射光320となる。 The semiconductor element unit 120 is a light source unit having a semiconductor light emitting element (amplification unit) 121 that emits light. The light emitted from each of the plurality of semiconductor element units 120 (specifically, the plurality of semiconductor light emitting elements 121) includes a fast-axis collimator lens 163, a 90 ° image rotation optical system 162, a coupling optical system 130, and a combination. The partial reflection mirror 150 is irradiated through the wave portion 140. Part of the light emitted to the partial reflection mirror 150 is transmitted and emitted from the partial reflection mirror 150 as a normal oscillation output beam (laser light 310), and the other portion is reflected and emitted from the partial reflection mirror 150 to be reflected. It becomes light 320.

部分反射ミラー150で反射された反射光320は、半導体素子ユニット120(具体的には、半導体発光素子121)から部分反射ミラー150へ向かう光と同じ光路で逆向きに伝播する。例えば、図2には、半導体発光素子121から部分反射ミラー150へ向かう光を実線の矢印で示し、部分反射ミラー150から半導体発光素子121へ向かう光を破線の矢印で示している。 The reflected light 320 reflected by the partially reflected mirror 150 propagates in the opposite direction in the same optical path as the light directed from the semiconductor element unit 120 (specifically, the semiconductor light emitting element 121) to the partially reflected mirror 150. For example, in FIG. 2, the light from the semiconductor light emitting element 121 to the partial reflection mirror 150 is indicated by a solid arrow, and the light from the partial reflection mirror 150 to the semiconductor light emitting element 121 is indicated by a broken arrow.

これにより、半導体発光素子121と、部分反射ミラー150との間で、結合光学系130、合波部140が有する波長分散素子142、90°像回転光学系162、及び、速軸コリメータレンズ163を介して、光の共振が発生する、言い換えると、外部レーザ共振器(外部共振器)が形成される。共振された光は、レーザ光310として部分反射ミラー150から一部がレーザ光310として出射される。 As a result, between the semiconductor light emitting element 121 and the partial reflection mirror 150, the coupling optical system 130, the wavelength dispersion element 142 included in the wave combining portion 140, the 90 ° image rotation optical system 162, and the speed axis collimator lens 163 are inserted. Through this, optical resonance occurs, in other words, an external laser cavity (external cavity) is formed. A part of the resonated light is emitted as a laser beam 310 from the partial reflection mirror 150 as a laser beam 310.

なお、半導体レーザ装置100が出射するレーザ光310の波長は、任意に設定されてよい。 The wavelength of the laser beam 310 emitted by the semiconductor laser device 100 may be arbitrarily set.

本実施の形態では、半導体レーザ装置100は、3つの半導体素子ユニット120を備える。3つの半導体素子ユニット120は、それぞれ、部分反射ミラー150との間で、結合光学系130、合波部140等を介して光を共振させる半導体発光素子121を1つずつ有する。 In the present embodiment, the semiconductor laser device 100 includes three semiconductor element units 120. Each of the three semiconductor element units 120 has one semiconductor light emitting element 121 that resonates light with the partial reflection mirror 150 via a coupling optical system 130, a combiner unit 140, and the like.

また、半導体発光素子121は、外部共振器400との間で光の共振が発生されることにより、レーザ光を出射する。このとき、本実施の形態では、半導体発光素子121は、Y軸方向が速軸となるように、レーザ光を出射する。 Further, the semiconductor light emitting element 121 emits laser light by generating light resonance with the external resonator 400. At this time, in the present embodiment, the semiconductor light emitting device 121 emits laser light so that the Y-axis direction is the speed axis.

結合光学系130は、3つの半導体素子ユニット120からそれぞれ出射された光を合波部140が有する波長分散素子142の同じ位置に重畳して照射させるための光学素子である。本実施の形態では、結合光学系130は、1つの凸レンズである。結合光学系130は、3つの半導体素子ユニット120からそれぞれ出射された光を波長分散素子142に集光させる。 The coupling optical system 130 is an optical element for superimposing and irradiating the light emitted from each of the three semiconductor element units 120 on the same position of the wavelength dispersion element 142 included in the combiner unit 140. In this embodiment, the coupling optical system 130 is one convex lens. The coupling optical system 130 collects the light emitted from each of the three semiconductor element units 120 on the wavelength dispersion element 142.

結合光学系130は、外部共振器400によって発生される、共振した光の光路上であって、複数の半導体発光素子121と波長分散素子142との間に配置されている。本実施の形態では、結合光学系130は、速軸コリメータレンズ163と波長分散素子142との間に配置されている。より具体的には、結合光学系130は、90°像回転光学系162と波長分散素子142との間に配置されている。 The coupling optical system 130 is on the optical path of the resonated light generated by the external resonator 400, and is arranged between the plurality of semiconductor light emitting elements 121 and the wavelength dispersion element 142. In the present embodiment, the coupling optical system 130 is arranged between the speed axis collimator lens 163 and the wavelength dispersion element 142. More specifically, the coupling optical system 130 is arranged between the 90 ° image rotation optical system 162 and the wavelength dispersion element 142.

なお、本実施の形態では、半導体レーザ装置100は、結合光学系130として1つの凸レンズを備えるが、半導体レーザ装置100が備える結合光学系130のレンズの形状、レンズの数等は、特に限定されない。 In the present embodiment, the semiconductor laser device 100 includes one convex lens as the coupling optical system 130, but the shape of the lens of the coupling optical system 130 included in the semiconductor laser device 100, the number of lenses, and the like are not particularly limited. ..

合波部140は、結合光学系130から出射された互いに異なる光路を通過する光を1つの光路を通過するように合波して出射する波長分散素子142を有する光学部材である。合波部140は、回折格子が形成された波長分散素子142を有し、波長分散素子142によって、異なる方向から入射された、互いに波長が異なる光をそれぞれ異なる角度に屈折させて出射することで、それぞれが互いに異なる光路を通過する複数の光を1つの光路を通過するように合波して出射する。 The combiner unit 140 is an optical member having a wavelength dispersion element 142 that combines and emits light emitted from the coupling optical system 130 that passes through different optical paths so as to pass through one optical path. The combiner unit 140 has a wavelength dispersion element 142 on which a diffraction grating is formed, and the wavelength dispersion element 142 refracts and emits light incident from different directions and having different wavelengths at different angles. , A plurality of lights each passing through different optical paths are combined and emitted so as to pass through one optical path.

複数の半導体素子ユニット120と部分反射ミラー150との間で光の共振が発生されている状態では、部分反射ミラー150と合波部140との間では、1つの光路を光が通過して光の共振が発生されるように、複数の半導体素子ユニット120のそれぞれが出射する光の波長が自動的に決定される。また、複数の半導体素子ユニット120それぞれから出射される光は、それぞれ互いに異なる方向から合波部140(より具体的には、波長分散素子142)に入射されるために、複数の半導体素子ユニット120それぞれから出射される光の波長は、それぞれ互いに異なる波長となる。 In a state where light resonance is generated between the plurality of semiconductor element units 120 and the partial reflection mirror 150, light passes through one optical path between the partial reflection mirror 150 and the confluence portion 140 to generate light. The wavelength of the light emitted by each of the plurality of semiconductor element units 120 is automatically determined so that the resonance of the above is generated. Further, since the light emitted from each of the plurality of semiconductor element units 120 is incident on the combiner unit 140 (more specifically, the wavelength dispersion element 142) from different directions, the plurality of semiconductor element units 120 The wavelengths of the light emitted from each are different from each other.

そのため、合波部140は、複数の半導体素子ユニット120のそれぞれから出射された光であって、互いに異なる方向から入射され、且つ、互いに波長が異なる光を、1つの光路を通過するように合波して出射する。 Therefore, the combiner 140 is the light emitted from each of the plurality of semiconductor element units 120, which is incident from different directions and has different wavelengths, so as to pass through one optical path. Waves and emits.

部分反射ミラー150は、一部の光を透過して出射し、且つ、他部の光を反射して出射する光学部材である。具体的には、部分反射ミラー150は、合波部140で合波された光における総光出力の数%〜数十%を反射させ、残りの数%〜数十%を透過させる。 The partial reflection mirror 150 is an optical member that transmits a part of the light and emits the light, and reflects and emits the light of the other part. Specifically, the partial reflection mirror 150 reflects several% to several tens of% of the total light output in the light combined by the combining unit 140, and transmits the remaining several% to several tens of%.

なお、部分反射ミラー150の光反射率は、特に限定されない。例えば、部分反射ミラーの光反射率は、50%以上でもよいし、50%未満でもよい。 The light reflectance of the partial reflection mirror 150 is not particularly limited. For example, the light reflectance of the partial reflection mirror may be 50% or more or less than 50%.

本実施の形態では、図2に示すように、速軸コリメータレンズ163、90°像回転光学系162、波長分散素子142、及び、部分反射ミラー150によって、外部共振器400が形成されている。言い換えると、外部共振器400は、速軸コリメータレンズ163、90°像回転光学系162、波長分散素子142、及び、部分反射ミラー150を有する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the external resonator 400 is formed by the fast-axis collimator lens 163, the 90 ° image rotation optical system 162, the wavelength dispersion element 142, and the partial reflection mirror 150. In other words, the external resonator 400 includes a speed axis collimator lens 163, a 90 ° image rotation optical system 162, a wavelength dispersion element 142, and a partial reflection mirror 150.

90°像回転光学系162は、半導体発光素子121から出射された光のスポットを90°回転させる光学素子である。具体的には、90°像回転光学系162は、速軸コリメータレンズ163から出射された光の速軸方向と遅軸方向とを入れ替える。90°像回転光学系162は、例えば、BTU(Beam Twisted Lens Unit)である。また、例えば、90°像回転光学系162は、特開2000−137139号公報に開示されている光学的光束変換器でもよい。 The 90 ° image rotation optical system 162 is an optical element that rotates a spot of light emitted from the semiconductor light emitting element 121 by 90 °. Specifically, the 90 ° image rotation optical system 162 swaps the fast axis direction and the slow axis direction of the light emitted from the fast axis collimator lens 163. The 90 ° image rotation optical system 162 is, for example, a BTU (Beam Twisted Lens Unit). Further, for example, the 90 ° image rotation optical system 162 may be an optical luminous flux converter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-137139.

90°像回転光学系162は、光学ホルダ161に一部が固定されており、他の一部が速軸コリメータレンズ163に固定されている。 A part of the 90 ° image rotation optical system 162 is fixed to the optical holder 161 and the other part is fixed to the speed axis collimator lens 163.

速軸コリメータレンズ163は、半導体発光素子121から出射された光のうちの速軸方向の光をコリメートするレンズである。 The fast-axis collimator lens 163 is a lens that collimates the light in the fast-axis direction among the light emitted from the semiconductor light emitting element 121.

半導体発光素子121から出射された光は、速軸コリメータレンズ163によって速軸方向に広がる光がコリメートされて平行光となり、さらに、90°像回転光学系162によって光のスポットが90°回転される。言い換えると、半導体発光素子121から出射された光は、90°像回転光学系162によって速軸と遅軸とが入れ替えられる。そのため、例えば、半導体発光素子121から出射された光は、光学ユニット160を通過することで、水平方向にコリメートされ、且つ、鉛直方向が遅軸方向となった光となる。 The light emitted from the semiconductor light emitting element 121 is collimated by the speed axis collimator lens 163 to become parallel light, and the light spot is rotated by 90 ° by the 90 ° image rotation optical system 162. .. In other words, the light emitted from the semiconductor light emitting device 121 is switched between the fast axis and the slow axis by the 90 ° image rotation optical system 162. Therefore, for example, the light emitted from the semiconductor light emitting element 121 passes through the optical unit 160 and becomes light that is collimated in the horizontal direction and whose vertical direction is the slow axis direction.

<半導体素子ユニット>
続いて、図3〜図5を参照しながら、半導体素子ユニット120の構成について、詳細に説明する。
<Semiconductor element unit>
Subsequently, the configuration of the semiconductor element unit 120 will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5.

図3は、実施の形態に係る半導体レーザ装置100が備える半導体素子ユニット120を示す斜視図である。図4は、実施の形態に係る半導体レーザ装置100が備える2つの接着剤220の位置関係を説明するための模式図である。図5は、半導体素子ユニット120の製造工程を示す斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view showing a semiconductor element unit 120 included in the semiconductor laser device 100 according to the embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the two adhesives 220 included in the semiconductor laser device 100 according to the embodiment. FIG. 5 is a perspective view showing a manufacturing process of the semiconductor element unit 120.

なお、図4においては、半導体素子ユニット120が備える構成要素の一部のみを図示しており、第2ベースブロック125等の構成要素の一部の図示を省略している。 Note that, in FIG. 4, only a part of the component elements included in the semiconductor element unit 120 is shown, and the part of the component elements such as the second base block 125 is not shown.

図3〜図5に示すように半導体素子ユニット120は、半導体発光素子121と、サブマウント122と、基部500と、絶縁シート124と、ねじ210、211と、90°像回転光学系162と、速軸コリメータレンズ163と、を備える。 As shown in FIGS. 3 to 5, the semiconductor element unit 120 includes a semiconductor light emitting element 121, a submount 122, a base 500, an insulating sheet 124, screws 210 and 211, and a 90 ° image rotation optical system 162. A speed axis collimator lens 163 is provided.

半導体発光素子121は、半導体素子ユニット120における、光を出射する光源である。また、部分反射ミラー150と半導体発光素子121との間で、光の共振は、発生される。 The semiconductor light emitting element 121 is a light source that emits light in the semiconductor element unit 120. Further, light resonance is generated between the partial reflection mirror 150 and the semiconductor light emitting element 121.

本実施の形態では、半導体発光素子121は、1つの発光点を有し、1箇所から光を出射する。 In the present embodiment, the semiconductor light emitting device 121 has one light emitting point and emits light from one place.

なお、半導体発光素子121に採用される材料は、特に限定されない。 The material used for the semiconductor light emitting device 121 is not particularly limited.

半導体発光素子121は、サブマウント122に載置されている。 The semiconductor light emitting device 121 is mounted on the submount 122.

サブマウント122は、半導体発光素子121が載置され、第1ベースブロック123に載置される部材である。 The submount 122 is a member on which the semiconductor light emitting element 121 is mounted and is mounted on the first base block 123.

サブマウント122は、半導体発光素子121の放熱性を高める役割を担う。また、サブマウント122は、半導体発光素子121と第1ベースブロック123との熱膨張率の差により半導体発光素子121が破壊されることを抑制する。 The submount 122 plays a role of enhancing the heat dissipation of the semiconductor light emitting element 121. Further, the submount 122 suppresses the semiconductor light emitting element 121 from being destroyed due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the semiconductor light emitting element 121 and the first base block 123.

サブマウント122に採用される材料は、特に限定されない。サブマウント122に採用される材料は、例えば、セラミック材料等である。 The material used for the submount 122 is not particularly limited. The material used for the submount 122 is, for example, a ceramic material or the like.

基部500は、少なくとも1つの半導体発光素子121と、速軸コリメータレンズ163と、90°像回転光学系162とを支持する基台である。基部500は、第1ベースブロック123と、第2ベースブロック125と、を有する。 The base 500 is a base that supports at least one semiconductor light emitting element 121, a speed axis collimator lens 163, and a 90 ° image rotation optical system 162. The base 500 has a first base block 123 and a second base block 125.

第1ベースブロック123は、半導体発光素子121が載置されたサブマウント122が載置されるブロックである。第1ベースブロック123は、ベース110の主面111に載置される。 The first base block 123 is a block on which the submount 122 on which the semiconductor light emitting element 121 is mounted is mounted. The first base block 123 is placed on the main surface 111 of the base 110.

第1ベースブロック123には、後述する第2ベースブロック125を第1ベースブロック123に固定するためのねじが嵌合される孔200、201、202、203が上面に形成されている。 The first base block 123 is formed with holes 200, 201, 202, and 203 on the upper surface into which screws for fixing the second base block 125, which will be described later, are fitted to the first base block 123.

絶縁シート124は、第1ベースブロック123上に第2ベースブロック125を配置した際に、第1ベースブロック123と第2ベースブロック125とを電気的に絶縁するシートである。 The insulating sheet 124 is a sheet that electrically insulates the first base block 123 and the second base block 125 when the second base block 125 is arranged on the first base block 123.

絶縁シート124は、電気的な絶縁性を有していればよく、任意の材料が採用されてよい。 The insulating sheet 124 may have any electrical insulating property, and any material may be adopted.

第2ベースブロック125は、第1ベースブロック123に絶縁シート124を介して載置されるブロックである。第2ベースブロック125には、孔200、201、202、203の位置に合わせて貫通孔が形成されている。当該貫通孔には、例えば、ねじ210、211が配置される。第1ベースブロック123と第2ベースブロック125とは、ねじ210、211によって固定されている。 The second base block 125 is a block that is placed on the first base block 123 via the insulating sheet 124. Through holes are formed in the second base block 125 in accordance with the positions of the holes 200, 201, 202, and 203. For example, screws 210 and 211 are arranged in the through hole. The first base block 123 and the second base block 125 are fixed by screws 210 and 211.

第1ベースブロック123及び第2ベースブロック125は、例えば、金属材料、セラミック材料等で形成される。 The first base block 123 and the second base block 125 are formed of, for example, a metal material, a ceramic material, or the like.

また、第1ベースブロック123には、半導体発光素子121における光出射側に2つの突起部126が形成されている。 Further, the first base block 123 is formed with two protrusions 126 on the light emitting side of the semiconductor light emitting element 121.

2つの突起部126は、第1ベースブロック123の載置面127から載置面127の法線方向に向かって突出した突起である。2つの突起部126は、上面視した場合に、半導体発光素子121から出射される光の光軸に対して対称な位置に配置されている。2つの突起部126には、接着剤220がそれぞれ接着されている。 The two protrusions 126 are protrusions that protrude from the mounting surface 127 of the first base block 123 toward the normal direction of the mounting surface 127. The two protrusions 126 are arranged at positions symmetrical with respect to the optical axis of the light emitted from the semiconductor light emitting element 121 when viewed from above. An adhesive 220 is adhered to each of the two protrusions 126.

複数の接着剤220は、速軸コリメータレンズ163を第1ベースブロック123に固定するための接着剤である。本実施の形態では、速軸コリメータレンズ163は、90°像回転光学系162に接着して固定されている。複数の接着剤220は、90°像回転光学系162と第1ベースブロック123の突起部126とを接着することで、速軸コリメータレンズ163を第1ベースブロック123に固定している。 The plurality of adhesives 220 are adhesives for fixing the speed axis collimator lens 163 to the first base block 123. In the present embodiment, the speed axis collimator lens 163 is adhered and fixed to the 90 ° image rotation optical system 162. The plurality of adhesives 220 fix the speed axis collimator lens 163 to the first base block 123 by adhering the 90 ° image rotation optical system 162 and the protrusion 126 of the first base block 123.

複数の接着剤220は、速軸コリメータレンズ163に対して対称に配置されている。本実施の形態では、複数の接着剤220は、速軸コリメータレンズ163に対して、増幅部121から出射される光の遅軸方向に平行な方向において対称に配置されている。言い換えると、複数の接着剤220は、上面視において(つまり、載置面127の法線方向から接着剤220を見た場合)、速軸コリメータレンズ163の光軸600に対して対称となる位置に配置されている。また、本実施の形態では、半導体発光素子121が出射する光の光軸と速軸コリメータレンズ163の光軸とは、一致する。そのため、複数の接着剤220は、上面視において、速軸コリメータレンズ163に対して対称となる位置であって、半導体発光素子121が出射する光の光軸に対して対称となる位置に配置されている。本実施の形態では、複数の接着剤220は、速軸コリメータレンズ163に対して、半導体発光素子121から出射される光の遅軸方向に平行な方向において対称に配置されている。より具体的には、本実施の形態では、2つの接着剤220は、速軸コリメータレンズ163に対して、複数の半導体発光素子121のアレイ方向(本実施の形態では、Z軸方向)に平行な方向において対称に対となって配置されている。 The plurality of adhesives 220 are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163. In the present embodiment, the plurality of adhesives 220 are arranged symmetrically with respect to the fast-axis collimator lens 163 in a direction parallel to the slow-axis direction of the light emitted from the amplification unit 121. In other words, the positions of the plurality of adhesives 220 are symmetrical with respect to the optical axis 600 of the speed axis collimator lens 163 in top view (that is, when the adhesive 220 is viewed from the normal direction of the mounting surface 127). It is located in. Further, in the present embodiment, the optical axis of the light emitted by the semiconductor light emitting element 121 and the optical axis of the speed axis collimator lens 163 coincide with each other. Therefore, the plurality of adhesives 220 are arranged at positions symmetrical with respect to the fast-axis collimator lens 163 and symmetrical with respect to the optical axis of the light emitted by the semiconductor light emitting element 121 in the top view. ing. In the present embodiment, the plurality of adhesives 220 are arranged symmetrically with respect to the fast-axis collimator lens 163 in a direction parallel to the slow-axis direction of the light emitted from the semiconductor light emitting element 121. More specifically, in the present embodiment, the two adhesives 220 are parallel to the speed axis collimator lens 163 in the array direction of the plurality of semiconductor light emitting elements 121 (in the present embodiment, the Z axis direction). They are arranged symmetrically in pairs in the same direction.

2つの接着剤220は、速軸コリメータレンズ163に対して対称な位置で且つ同量で塗布されている。 The two adhesives 220 are applied at symmetrical positions and in the same amount with respect to the speed axis collimator lens 163.

接着剤220に採用される材料は、特に限定されない。接着剤220は、例えば、熱硬化性樹脂でもよいし、熱可塑性樹脂でもよいし、紫外線硬化樹脂でもよい。本実施の形態では、接着剤220には、紫外線硬化樹脂が採用されている。 The material used for the adhesive 220 is not particularly limited. The adhesive 220 may be, for example, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or an ultraviolet curable resin. In the present embodiment, an ultraviolet curable resin is used for the adhesive 220.

続いて、半導体素子ユニット120の製造工程について説明する。 Subsequently, the manufacturing process of the semiconductor element unit 120 will be described.

図5の(a)に示すように、まず、半導体発光素子121と、サブマウント122と、第1ベースブロック123と、を準備する。 As shown in FIG. 5A, first, the semiconductor light emitting device 121, the submount 122, and the first base block 123 are prepared.

次に、図5の(b)に示すように、第1ベースブロックの上面に、絶縁シート124を配置する。 Next, as shown in FIG. 5B, the insulating sheet 124 is arranged on the upper surface of the first base block.

絶縁シート124には、孔200、201、202、203の位置に合わせて貫通孔が形成されている。 Through holes are formed in the insulating sheet 124 in accordance with the positions of the holes 200, 201, 202, and 203.

次に、図5の(c)に示すように、第1ベースブロック123上に第2ベースブロック125を配置する。具体的には、第2ベースブロック125は、第1ベースブロック123とともに絶縁シート124を挟むように、絶縁シート124を介して第1ベースブロック123上に配置される。 Next, as shown in FIG. 5 (c), the second base block 125 is arranged on the first base block 123. Specifically, the second base block 125 is arranged on the first base block 123 via the insulating sheet 124 so as to sandwich the insulating sheet 124 together with the first base block 123.

また、第2ベースブロック125には、孔200、201、202、203の位置に合わせて貫通孔が形成されている。当該貫通孔には、例えば、ねじ210、211が配置される。第1ベースブロック123と第2ベースブロック125とは、ねじ210、211によって固定されている。 Further, through holes are formed in the second base block 125 in accordance with the positions of the holes 200, 201, 202 and 203. For example, screws 210 and 211 are arranged in the through hole. The first base block 123 and the second base block 125 are fixed by screws 210 and 211.

次に、図5の(d)に示すように、半導体素子ユニット120における、半導体発光素子121が出射した光が照射される位置に速軸コリメータレンズ163及び90°像回転光学系162を配置する。速軸コリメータレンズ163及び90°像回転光学系162は、2つの接着剤220によって、第1ベースブロック123の突起部126の側面に接着される。 Next, as shown in FIG. 5D, the speed axis collimator lens 163 and the 90 ° image rotation optical system 162 are arranged at positions in the semiconductor element unit 120 where the light emitted by the semiconductor light emitting element 121 is irradiated. .. The fast-axis collimator lens 163 and the 90 ° image rotation optical system 162 are adhered to the side surface of the protrusion 126 of the first base block 123 by two adhesives 220.

なお、図5の(c)に示すように、第1ベースブロック123には、半導体発光素子121が出射した光が照射される側の一部に、傾斜部128が形成されていてもよい。こうすることで、速軸コリメータレンズ163及び90°像回転光学系162を第1ベースブロック123に配置しやすくできる。 As shown in FIG. 5C, the first base block 123 may have an inclined portion 128 formed on a part of the side irradiated with the light emitted by the semiconductor light emitting element 121. By doing so, the speed axis collimator lens 163 and the 90 ° image rotation optical system 162 can be easily arranged in the first base block 123.

傾斜部128は、半導体素子ユニット120を側面視した場合(本実施の形態では、Z軸方向からXY平面を見た場合)、光軸600に対して傾いている。より具体的には、傾斜部128は、半導体素子ユニット120を側面視した場合、速軸コリメータレンズ163から結合光学系130に向けて出射される光の進行方向側に向かうにつれて、光軸600から鉛直下方に離れるように光軸600に対して傾いている。 The inclined portion 128 is inclined with respect to the optical axis 600 when the semiconductor element unit 120 is viewed from the side (in the present embodiment, when the XY plane is viewed from the Z-axis direction). More specifically, when the semiconductor element unit 120 is viewed from the side, the inclined portion 128 is directed from the optical axis 600 toward the traveling direction side of the light emitted from the speed axis collimator lens 163 toward the coupling optical system 130. It is tilted with respect to the optical axis 600 so as to be separated vertically downward.

<合波部>
続いて、図6A及び図6Bを参照しながら、合波部140の構成について、詳細に説明する。図6Aは、合波部140を示す斜視図である。図6Bは、合波部140を示す正面図である。
<Combination part>
Subsequently, the configuration of the combine unit 140 will be described in detail with reference to FIGS. 6A and 6B. FIG. 6A is a perspective view showing the merging unit 140. FIG. 6B is a front view showing the combined wave portion 140.

なお、図6Bは、波長分散素子142における、半導体素子ユニット120から出射された光が入射される側の面の法線方向から、合波部140を見た場合を示す図である。 Note that FIG. 6B is a diagram showing a case where the wave junction 140 is viewed from the normal direction of the surface of the wavelength dispersion element 142 on which the light emitted from the semiconductor element unit 120 is incident.

図6A及び図6Bに示すように、合波部140は、基台141と、波長分散素子142と、押圧部143と、調整ねじ212と、を備える。 As shown in FIGS. 6A and 6B, the combiner unit 140 includes a base 141, a wavelength dispersion element 142, a pressing unit 143, and an adjusting screw 212.

基台141は、波長分散素子142が載置される台である。基台141は、波長分散素子142を任意の高さに固定する。基台141は、ベース110の主面111に載置され、ベース110に固定されている。 The base 141 is a base on which the wavelength dispersion element 142 is placed. The base 141 fixes the wavelength dispersion element 142 at an arbitrary height. The base 141 is placed on the main surface 111 of the base 110 and fixed to the base 110.

なお、基台141は、接着剤等によりベース110に固定されていてもよいし、ベース110と一体的に形成されていてもよい。 The base 141 may be fixed to the base 110 with an adhesive or the like, or may be integrally formed with the base 110.

また、基台141に採用される材料は、特に限定されない。基台141に採用される材料は、例えば、金属材料でもよいし、セラミック材料でもよい。 The material used for the base 141 is not particularly limited. The material used for the base 141 may be, for example, a metal material or a ceramic material.

また、基台141は、部分反射ミラー150に向けて波長分散素子142が光を出射する側の面に、傾斜部148を有する。 Further, the base 141 has an inclined portion 148 on the surface on the side where the wavelength dispersion element 142 emits light toward the partial reflection mirror 150.

傾斜部148は、基台141に形成された傾斜面である。傾斜部148は、例えば、波長分散素子142における光を出射する側の面に対して上面視で傾斜している。波長分散素子142からは、複数の半導体発光素子121からの複数の光が合波された光が上面視で波長分散素子142における光を出射する側の面に対して法線方向から傾斜するように屈折して出射される。そのため、基台141のサイズによっては、波長分散素子142から部分反射ミラー150に向けて出射された光が基台141に照射されてしまう場合がある。そこで、基台141が傾斜部148を有することで、波長分散素子142から部分反射ミラー150に向けて出射された光が基台141に照射されてしまうことを抑制できる。 The inclined portion 148 is an inclined surface formed on the base 141. The inclined portion 148 is inclined in a top view with respect to the surface of the wavelength dispersion element 142 on the side that emits light, for example. From the wavelength dispersion element 142, the light obtained by combining a plurality of lights from the plurality of semiconductor light emitting elements 121 is inclined from the normal direction with respect to the surface of the wavelength dispersion element 142 on which the light is emitted from the top view. It is refracted and emitted. Therefore, depending on the size of the base 141, the light emitted from the wavelength dispersion element 142 toward the partial reflection mirror 150 may be applied to the base 141. Therefore, since the base 141 has the inclined portion 148, it is possible to prevent the base 141 from being irradiated with the light emitted from the wavelength dispersion element 142 toward the partial reflection mirror 150.

波長分散素子142は、回折格子が形成された光学素子である。具体的には、波長分散素子142は、第1方向に延在する溝が第1方向に直交する方向に複数並んで設けられた回折格子を有する。本実施の形態では、第1方向は、Y軸方向である。 The wavelength dispersion element 142 is an optical element on which a diffraction grating is formed. Specifically, the wavelength dispersion element 142 has a diffraction grating in which a plurality of grooves extending in the first direction are arranged side by side in a direction orthogonal to the first direction. In the present embodiment, the first direction is the Y-axis direction.

波長分散素子142には、例えば、中央部に複数の半導体素子ユニット120のそれぞれから出射された光が照射される。そのため、波長分散素子142の中央部には、速軸コリメータレンズ163から出射された複数の光が重畳されることで形成された1つの光スポット300が位置する。波長分散素子142は、複数の半導体素子ユニット120のそれぞれから出射された光を合波して、1つの光路を通過するように、部分反射ミラー150に向けて出射する。 For example, the wavelength dispersion element 142 is irradiated with light emitted from each of the plurality of semiconductor element units 120 in the central portion. Therefore, one light spot 300 formed by superimposing a plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens 163 is located at the center of the wavelength dispersion element 142. The wavelength dispersion element 142 combines the light emitted from each of the plurality of semiconductor element units 120 and emits the light toward the partial reflection mirror 150 so as to pass through one optical path.

なお、光スポット300では、速軸コリメータレンズ163から出射された複数の光のそれぞれの光軸が波長分散素子142で重なっているとよい。また、光スポット300では、速軸コリメータレンズ163から出射された複数の光の光スポット300が完全に重畳している必要はなく、速軸コリメータレンズ163から出射された複数の光それぞれの少なくとも一部の光が重畳されていればよい。 In the light spot 300, it is preferable that the optical axes of the plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens 163 are overlapped by the wavelength dispersion element 142. Further, in the light spot 300, it is not necessary that the light spots 300 of the plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens 163 are completely superimposed, and at least one of the plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens 163 is at least one. It suffices if the light of the part is superimposed.

また、波長分散素子142は、部分反射ミラー150で反射された反射光320を、半導体素子ユニット120のそれぞれに向けて出射する。具体的には、波長分散素子142は、半導体素子ユニット120のそれぞれから出射された光の元の光路を通過するように、反射光320を分波して半導体素子ユニット120のそれぞれに向けて出射する。 Further, the wavelength dispersion element 142 emits the reflected light 320 reflected by the partial reflection mirror 150 toward each of the semiconductor element units 120. Specifically, the wavelength dispersion element 142 demultiplexes the reflected light 320 and emits it toward each of the semiconductor element units 120 so as to pass through the original optical path of the light emitted from each of the semiconductor element units 120. To do.

波長分散素子142は、回折格子が形成され、且つ、透光性を有する材料であればよい。波長分散素子142は、例えば、樹脂材料、ガラス等で形成される。 The wavelength dispersion element 142 may be made of a material having a diffraction grating formed and having translucency. The wavelength dispersion element 142 is made of, for example, a resin material, glass, or the like.

なお、例えば、図1に示すように、本実施の形態では、波長分散素子142は、光を透過する透過型のタイプであるが、光を反射する反射型のタイプでもよい。 For example, as shown in FIG. 1, in the present embodiment, the wavelength dispersion element 142 is a transmission type that transmits light, but may be a reflection type that reflects light.

また、波長分散素子142に形成される回折格子が有する溝のピッチは、特に限定されない。当該ピッチは、レーザ光310が所望の波長となるように、任意に形成されればよい。 Further, the pitch of the grooves of the diffraction grating formed on the wavelength dispersion element 142 is not particularly limited. The pitch may be arbitrarily formed so that the laser beam 310 has a desired wavelength.

押圧部143は、基台141に波長分散素子142を押圧することで、波長分散素子142を基台141に固定する。具体的には、押圧部143は、波長分散素子142を第1方向と平行な方向に押圧することで、波長分散素子142を基台141に固定する。押圧部143は、例えば、板ばねである。 The pressing portion 143 fixes the wavelength dispersion element 142 to the base 141 by pressing the wavelength dispersion element 142 against the base 141. Specifically, the pressing portion 143 fixes the wavelength dispersion element 142 to the base 141 by pressing the wavelength dispersion element 142 in a direction parallel to the first direction. The pressing portion 143 is, for example, a leaf spring.

押圧部143は、上面視でT字となっており、上面視で波長分散素子142の長尺な方向と平行な方向に長尺となっている。押圧部143は、一端が調整ねじ212によって基台141に固定されており、他端には平板状の押圧部143の面から波長分散素子142に向かって突出した凸部145が形成されている。波長分散素子142は、凸部145に押圧されることで、基台141に押圧されて固定されている。 The pressing portion 143 is T-shaped in the top view, and is long in a direction parallel to the long direction of the wavelength dispersion element 142 in the top view. One end of the pressing portion 143 is fixed to the base 141 by the adjusting screw 212, and the other end is formed with a convex portion 145 protruding from the surface of the flat plate-shaped pressing portion 143 toward the wavelength dispersion element 142. .. The wavelength dispersion element 142 is pressed and fixed to the base 141 by being pressed by the convex portion 145.

なお、調整ねじ212は、締結度合いが調整されることで、調整ねじ212に固定されている押圧部143による波長分散素子142への押圧力を調整可能な構成となっていてもよい。 The adjusting screw 212 may have a configuration in which the pressing force applied to the wavelength dispersion element 142 by the pressing portion 143 fixed to the adjusting screw 212 can be adjusted by adjusting the degree of fastening.

このように、半導体レーザ装置100が備える合波部140は、波長分散素子142の両端の上面から板ばね(押圧部143)にて押圧して波長分散素子142を固定している。また、合波部140は、例えば、板ばねの他端を支持している調整ねじ(調整ねじ212)を回転させることにより、波長分散素子142への押圧力を変更可能な構成となっていてもよい。 In this way, the wave combining portion 140 included in the semiconductor laser device 100 is pressed by leaf springs (pressing portion 143) from the upper surfaces of both ends of the wavelength dispersion element 142 to fix the wavelength dispersion element 142. Further, the combiner 140 has a configuration in which the pressing force on the wavelength dispersion element 142 can be changed by rotating the adjusting screw (adjusting screw 212) that supports the other end of the leaf spring, for example. May be good.

また、押圧部143は、速軸コリメータレンズ163から出射された複数の光が波長分散素子142で重畳されることで形成されている光スポット300の第1方向(Y軸方向)に平行な方向において、波長分散素子142を1箇所で押圧することで、波長分散素子142を基台141に固定する。本実施の形態において、光スポット300は、正面視で波長分散素子142の中央部に位置する。そのため、本実施の形態では、押圧部143は、上面視で波長分散素子142の長手方向における中央部において、波長分散素子142を1箇所で押圧することで、波長分散素子142を基台141に固定している。例えば、押圧部143は、複数の半導体発光素子121からの複数の光が重畳される光スポット300の上方で、波長分散素子142を下方に押圧する。 Further, the pressing portion 143 is a direction parallel to the first direction (Y-axis direction) of the light spot 300 formed by superimposing a plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens 163 on the wavelength dispersion element 142. In, the wavelength dispersion element 142 is fixed to the base 141 by pressing the wavelength dispersion element 142 at one place. In the present embodiment, the light spot 300 is located at the center of the wavelength dispersion element 142 in front view. Therefore, in the present embodiment, the pressing portion 143 presses the wavelength dispersion element 142 at one place in the central portion in the longitudinal direction of the wavelength dispersion element 142 in the top view, so that the wavelength dispersion element 142 is used as the base 141. It is fixed. For example, the pressing unit 143 presses the wavelength dispersion element 142 downward above the light spot 300 on which a plurality of lights from the plurality of semiconductor light emitting elements 121 are superimposed.

[効果等]
以上説明したように、実施の形態に係る半導体レーザ装置100は、光を出射する複数の半導体発光素子121と、複数の半導体発光素子121のそれぞれから出射された光の速軸方向をそれぞれコリメートして複数の光を出射する速軸コリメータレンズ163、速軸コリメータレンズ163から出射された複数の光を透過又は反射して当該複数の光が1つの光路を通過するように出射する波長分散素子142、及び、波長分散素子142から出射された光の一部を透過し、且つ、他部を反射する部分反射ミラー150を有する外部共振器400と、速軸コリメータレンズ163と複数の半導体発光素子121とを支持する基部500と、速軸コリメータレンズ163を基部500に固定するための複数の接着剤220と、を備える。また、速軸コリメータレンズ163から出射された複数の光は、波長分散素子142で重畳されている。また、複数の接着剤220は、速軸コリメータレンズ163に対して対称に配置されている。
[Effects, etc.]
As described above, the semiconductor laser apparatus 100 according to the embodiment collimates the speed axis directions of the plurality of semiconductor light emitting elements 121 that emit light and the light emitted from each of the plurality of semiconductor light emitting elements 121. A wavelength dispersion element 142 that transmits or reflects a plurality of lights emitted from the fast-axis collimator lens 163 and the fast-axis collimator lens 163 and emits the plurality of lights so as to pass through one optical path. An external resonator 400 having a partial reflection mirror 150 that transmits a part of the light emitted from the wavelength dispersion element 142 and reflects the other part, a fast-axis collimator lens 163, and a plurality of semiconductor light emitting elements 121. A base portion 500 for supporting the above, and a plurality of adhesives 220 for fixing the speed axis collimator lens 163 to the base portion 500 are provided. Further, the plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens 163 are superimposed on the wavelength dispersion element 142. Further, the plurality of adhesives 220 are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163.

本実施の形態では、半導体レーザ装置100は、光を出射する3つの半導体発光素子121と、3つの半導体発光素子121のそれぞれから出射された光の速軸方向をそれぞれコリメートしてそれぞれが光を出射する3つの速軸コリメータレンズ163、3つの速軸コリメータレンズ163のそれぞれから出射された複数の光を透過又は反射して当該複数の光が1つの光路を通過するように出射する波長分散素子142、及び、波長分散素子142から出射された光の一部を透過し、且つ、他部を反射する部分反射ミラー150を有する外部共振器400と、1つの速軸コリメータレンズ163と1つの半導体発光素子121とを支持する3つの第1ベースブロック123と、を備える。速軸コリメータレンズ163を第1ベースブロック123に固定するための複数の接着剤220は、1つの第1ベースブロック123に対して2つ設けられている。 In the present embodiment, the semiconductor laser apparatus 100 collimates the speed axis directions of the three semiconductor light emitting elements 121 that emit light and the light emitted from each of the three semiconductor light emitting elements 121, and each emits light. A wavelength dispersion element that transmits or reflects a plurality of lights emitted from each of the three fast-axis collimator lenses 163 and the three fast-axis collimator lenses 163 and emits the plurality of lights so as to pass through one optical path. An external resonator 400 having a partial reflection mirror 150 that transmits a part of the light emitted from the 142 and the wavelength dispersion element 142 and reflects the other part, one fast-axis collimator lens 163, and one semiconductor. It includes three first base blocks 123 that support the light emitting element 121. Two adhesives 220 for fixing the speed axis collimator lens 163 to the first base block 123 are provided for one first base block 123.

半導体レーザ装置100が発生する光による熱、半導体レーザ装置100へ加わる外力等により、2つの接着剤220は、膨張又は収縮することにより、精度よく位置が調整された半導体レーザ装置100が備える各部品を動かす要因となる。特に、速軸コリメータレンズ163等の外部共振器400を構成する光学部品は、所望の位置からのわずかなずれが、半導体レーザ装置100から出射されるレーザ光310の光出力、波長、スポット径等のビーム品質に多大な影響を及ぼす。ここで、2つの接着剤220は、速軸コリメータレンズ163に対して対称な位置に配置されている。より具体的には、2つの接着剤220は、速軸コリメータレンズ163に対して対称な位置で且つ同量で塗布されている。これにより、2つの接着剤220は、膨張又は収縮することで速軸コリメータレンズ163に与える力を互いに打ち消しあう。そのため、速軸コリメータレンズ163は、調整された状態の位置から動くことが抑制される。このように、半導体レーザ装置100によれば、ビーム品質の低下を抑制できる。 Each component of the semiconductor laser device 100 whose position is accurately adjusted by expanding or contracting the two adhesives 220 due to heat generated by the light generated by the semiconductor laser device 100, an external force applied to the semiconductor laser device 100, or the like. It becomes a factor to move. In particular, the optical components constituting the external resonator 400 such as the fast-axis collimator lens 163 have a slight deviation from a desired position, such as the light output, wavelength, spot diameter, etc. of the laser beam 310 emitted from the semiconductor laser device 100. Has a great effect on the beam quality of. Here, the two adhesives 220 are arranged at positions symmetrical with respect to the speed axis collimator lens 163. More specifically, the two adhesives 220 are applied at symmetrical positions and in the same amount with respect to the speed axis collimator lens 163. As a result, the two adhesives 220 cancel each other out the forces exerted on the fast-axis collimator lens 163 by expanding or contracting. Therefore, the speed axis collimator lens 163 is suppressed from moving from the position in the adjusted state. As described above, according to the semiconductor laser apparatus 100, deterioration of beam quality can be suppressed.

また、例えば、複数の接着剤220は、速軸コリメータレンズ163に対して、半導体発光素子121から出射される光の遅軸方向に平行な方向において対称に配置されている。 Further, for example, the plurality of adhesives 220 are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163 in a direction parallel to the slow axis direction of the light emitted from the semiconductor light emitting element 121.

例えば、2つの接着剤220において、図3に示すZ軸方向に速軸コリメータレンズ163を引き合う力又は押し合う力が異なると、XZ平面においてZ軸に対して傾くことが考えらえる。そうすると、半導体発光素子121から出射された光である反射光320は、当該光の出射元の半導体発光素子121に戻らずに、当該半導体発光素子121とは異なる半導体発光素子121に戻る場合がある。こうなると、意図しない共振が発生することで、例えば、レーザ光310に意図しない波長が含まれる、所望の波長において光出力が低下する等のビーム品質の低下が発生する。そこで、複数の接着剤220が速軸コリメータレンズ163に対して半導体発光素子121から出射される光の遅軸方向に平行な方向において対称に配置されている構成とすることで、2つの接着剤220において、図3に示すZ軸方向に速軸コリメータレンズ163を引き合う力又は押し合う力が等しくなる。これにより、ビーム品質の低下は、抑制される。また、本実施の形態では、Z軸方向に長尺な1つの速軸コリメータレンズを用いているが、半導体レーザ装置100が複数の半導体発光素子121の数に合わせて複数の速軸コリメータレンズを備える場合がある。この場合、速軸コリメータレンズがZ軸方向に動くだけで、半導体発光素子121から出射された光の光軸が所定の位置からずれてしまうことがある。このような場合、複数の接着剤220が速軸コリメータレンズ163に対して半導体発光素子121から出射される光の遅軸方向に平行な方向において対称に配置されている構成とすることで、複数の速軸コリメータレンズのそれぞれのZ軸方向のずれの発生を低減することで、ビーム品質の低下を抑制できる。また、本実施の形態では、速軸コリメータレンズ163に90°像回転光学系162が接着されている。そのため、速軸コリメータレンズ163がZ軸方向に所定の位置からずれた場合、90°像回転光学系162の位置も所定の位置からずれることとなる。これにより、所定の位置からずれた90°像回転光学系162によって、半導体発光素子121から出射された光の光軸が所定の位置からずれてしまうことがある。このような場合、複数の接着剤220が速軸コリメータレンズ163に対して半導体発光素子121から出射される光の遅軸方向に平行な方向において対称に配置されている構成とすることで、複数の速軸コリメータレンズのそれぞれのZ軸方向のずれの発生を低減することで、ビーム品質の低下を抑制できる。 For example, if the force of attracting or pressing the speed axis collimator lens 163 in the Z axis direction shown in FIG. 3 is different between the two adhesives 220, it can be considered that the two adhesives are tilted with respect to the Z axis in the XZ plane. Then, the reflected light 320, which is the light emitted from the semiconductor light emitting element 121, may return to the semiconductor light emitting element 121 different from the semiconductor light emitting element 121 without returning to the semiconductor light emitting element 121 from which the light is emitted. .. In this case, unintended resonance occurs, so that, for example, the laser beam 310 contains an unintended wavelength, the light output is reduced at a desired wavelength, and the beam quality is deteriorated. Therefore, the two adhesives are arranged so that the plurality of adhesives 220 are arranged symmetrically with respect to the fast-axis collimator lens 163 in a direction parallel to the slow-axis direction of the light emitted from the semiconductor light emitting element 121. In 220, the force of attracting or pressing the speed axis collimator lens 163 in the Z-axis direction shown in FIG. 3 becomes equal. As a result, the deterioration of beam quality is suppressed. Further, in the present embodiment, one speed-axis collimator lens elongated in the Z-axis direction is used, but the semiconductor laser device 100 uses a plurality of speed-axis collimator lenses according to the number of the plurality of semiconductor light emitting elements 121. May be prepared. In this case, the optical axis of the light emitted from the semiconductor light emitting element 121 may deviate from a predetermined position only by moving the speed axis collimator lens in the Z-axis direction. In such a case, a plurality of adhesives 220 are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163 in a direction parallel to the slow axis direction of the light emitted from the semiconductor light emitting element 121. By reducing the occurrence of deviation in the Z-axis direction of each of the speed-axis collimator lenses, the deterioration of beam quality can be suppressed. Further, in the present embodiment, the 90 ° image rotation optical system 162 is adhered to the speed axis collimator lens 163. Therefore, when the speed axis collimator lens 163 deviates from a predetermined position in the Z-axis direction, the position of the 90 ° image rotation optical system 162 also deviates from the predetermined position. As a result, the optical axis of the light emitted from the semiconductor light emitting device 121 may be deviated from the predetermined position by the 90 ° image rotation optical system 162 deviated from the predetermined position. In such a case, a plurality of adhesives 220 are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163 in a direction parallel to the slow axis direction of the light emitted from the semiconductor light emitting element 121. By reducing the occurrence of deviation in the Z-axis direction of each of the speed-axis collimator lenses, the deterioration of beam quality can be suppressed.

また、例えば、外部共振器400は、さらに、複数の半導体発光素子121と波長分散素子142との間に、複数の半導体発光素子121のそれぞれから出射された光を波長分散素子142で重畳させる結合光学系130を備える。本実施の形態では、結合光学系130は、速軸コリメータレンズ163と波長分散素子142との間に、速軸コリメータレンズ163から出射された複数の光を波長分散素子142で1つの光スポット300となるように重畳させる。 Further, for example, the external resonator 400 further couples the plurality of semiconductor light emitting elements 121 and the wavelength dispersion element 142 so that the light emitted from each of the plurality of semiconductor light emitting elements 121 is superimposed on the wavelength dispersion element 142. It includes an optical system 130. In the present embodiment, the coupling optical system 130 transmits a plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens 163 between the speed axis collimator lens 163 and the wavelength dispersion element 142 to one light spot 300 by the wavelength dispersion element 142. Overlay so that

このような構成によれば、例えば、結合光学系130によって複数の半導体発光素子121のそれぞれから出射された光を集光できるため、複数の半導体発光素子121と波長分散素子142との距離を近づけても、複数の半導体発光素子121のそれぞれから出射された光を波長分散素子142で1つの光スポット300にしやすくなる。そのため、このような構成によれば、半導体レーザ装置100は、小型化され得る。 According to such a configuration, for example, since the light emitted from each of the plurality of semiconductor light emitting elements 121 can be collected by the coupling optical system 130, the distance between the plurality of semiconductor light emitting elements 121 and the wavelength dispersion element 142 can be shortened. However, the light emitted from each of the plurality of semiconductor light emitting elements 121 can be easily converted into one light spot 300 by the wavelength dispersion element 142. Therefore, according to such a configuration, the semiconductor laser device 100 can be miniaturized.

また、例えば、外部共振器400は、さらに、速軸コリメータレンズ163から出射された複数の光のそれぞれの速軸方向と遅軸方向とを入れ替える90°像回転光学系162を備える。 Further, for example, the external resonator 400 further includes a 90 ° image rotation optical system 162 that exchanges the speed axis direction and the slow axis direction of the plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens 163.

本実施の形態では、速軸コリメータレンズ163から出射された複数の光のそれぞれの速軸方向と、回折格子の溝が延在している第1方向とが平行な方向となっている。そのため、速軸コリメータレンズ163から出射された複数の光のそれぞれの速軸方向は、90°像回転光学系162によって、遅軸方向と反転するように第1方向と垂直な方向となる。そのため、波長分散素子142には、光の回折に影響を及ぼす第1方向に垂直な方向(つまり、回折格子の溝の並び方向)において光がコリメートされた状態で入射されるため、波長分散素子142において光の発散角度による回折角度の所望の位置からのずれを低減できる。 In the present embodiment, the respective speed axis directions of the plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens 163 and the first direction in which the groove of the diffraction grating extends are parallel directions. Therefore, the speed axis direction of each of the plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens 163 is perpendicular to the first direction so as to be inverted to the slow axis direction by the 90 ° image rotation optical system 162. Therefore, the wavelength dispersion element 142 is incident with light in a collimated state in a direction perpendicular to the first direction that affects the diffraction of light (that is, the arrangement direction of the grooves of the diffraction grating). In 142, the deviation of the diffraction angle from the desired position due to the light divergence angle can be reduced.

(変形例1)
続いて、変形例1に係る半導体レーザ装置について説明する。なお、変形例1に係る半導体レーザ装置は、実施の形態に係る半導体レーザ装置100と半導体素子ユニットの構成のみが異なる。そのため、変形例1に係る半導体レーザ装置の説明においては、半導体素子ユニットの構成を中心に説明する。
(Modification example 1)
Subsequently, the semiconductor laser apparatus according to the first modification will be described. The semiconductor laser device according to the first modification differs only in the configuration of the semiconductor element unit from the semiconductor laser device 100 according to the embodiment. Therefore, in the description of the semiconductor laser device according to the first modification, the configuration of the semiconductor element unit will be mainly described.

[構成]
図7は、変形例1に係る半導体レーザ装置が備える半導体素子ユニット120aを示す斜視図である。図8は、変形例1に係る複数の接着剤220aの位置を説明するための図である。
[Constitution]
FIG. 7 is a perspective view showing a semiconductor element unit 120a included in the semiconductor laser device according to the first modification. FIG. 8 is a diagram for explaining the positions of the plurality of adhesives 220a according to the first modification.

なお、図8においては、半導体素子ユニット120aが備える構成要素の一部のみを図示しており、第2ベースブロック125a等の構成要素の一部の図示を省略している。 Note that, in FIG. 8, only a part of the component elements included in the semiconductor element unit 120a is shown, and the part of the component elements such as the second base block 125a is not shown.

半導体素子ユニット120aは、半導体発光素子121と、基部500aと、ねじ210、211と、90°像回転光学系162と、速軸コリメータレンズ163と、を備える。 The semiconductor element unit 120a includes a semiconductor light emitting element 121, a base portion 500a, screws 210 and 211, a 90 ° image rotation optical system 162, and a speed axis collimator lens 163.

なお、図示しないが、半導体素子ユニット120aは、半導体素子ユニット120と同様に、第1ベースブロック123aと第2ベースブロック125aとの間に絶縁シート124を備える。また、図示しないが、半導体素子ユニット120aは、半導体素子ユニット120と同様に、第1ベースブロック123a上に載置され、半導体発光素子121が載置されるサブマウント122を備える。 Although not shown, the semiconductor element unit 120a includes an insulating sheet 124 between the first base block 123a and the second base block 125a, similarly to the semiconductor element unit 120. Further, although not shown, the semiconductor element unit 120a is mounted on the first base block 123a and includes a submount 122 on which the semiconductor light emitting element 121 is mounted, similarly to the semiconductor element unit 120.

基部500aは、少なくとも1つの半導体発光素子121と、速軸コリメータレンズ163と、90°像回転光学系162とを支持する基台である。基部500aは、第1ベースブロック123aと、第2ベースブロック125aと、を有する。 The base portion 500a is a base that supports at least one semiconductor light emitting element 121, a speed axis collimator lens 163, and a 90 ° image rotation optical system 162. The base 500a has a first base block 123a and a second base block 125a.

第1ベースブロック123aは、半導体発光素子121が載置されたサブマウント122(例えば、図5参照)が載置されるブロックである。 The first base block 123a is a block on which a submount 122 (for example, see FIG. 5) on which the semiconductor light emitting element 121 is mounted is mounted.

また、第1ベースブロック123aには、速軸コリメータレンズ163及び90°像回転光学系162を第1ベースブロック123aに配置しやすくするために、半導体発光素子121が出射した光が照射される側の一部に、平面部128aが形成されていてもよい。 Further, in order to facilitate the arrangement of the speed axis collimator lens 163 and the 90 ° image rotation optical system 162 on the first base block 123a, the side irradiated with the light emitted by the semiconductor light emitting element 121 A flat surface portion 128a may be formed as a part of the above.

平面部128aは、半導体素子ユニット120aを側面視した場合、載置面127に平行な面であって、載置面127より鉛直下方に位置する。こうすることで、半導体発光素子121に応じた位置に速軸コリメータレンズ163及び90°像回転光学系162を設置しやすくできる。このように、速軸コリメータレンズ163及び90°像回転光学系162を第1ベースブロックに配置しやすくするために、第1ベースブロック123のように傾斜部128が設けられてもよいし、第1ベースブロック123aのように平面部128aが設けられてもよい。 The flat surface portion 128a is a plane parallel to the mounting surface 127 when the semiconductor element unit 120a is viewed from the side, and is located vertically below the mounting surface 127. By doing so, the speed axis collimator lens 163 and the 90 ° image rotation optical system 162 can be easily installed at the positions corresponding to the semiconductor light emitting element 121. As described above, in order to facilitate the arrangement of the speed axis collimator lens 163 and the 90 ° image rotation optical system 162 in the first base block, the inclined portion 128 may be provided as in the first base block 123, or the first base block 123 may be provided. A flat surface portion 128a may be provided as in the case of the base block 123a.

また、第1ベースブロック123aには、第1ベースブロック123と異なり、突起部126が設けられていない。 Further, unlike the first base block 123, the first base block 123a is not provided with the protrusion 126.

第2ベースブロック125aは、第1ベースブロック123aに絶縁シート124(例えば、図5参照)を介して載置されるブロックである。 The second base block 125a is a block that is placed on the first base block 123a via an insulating sheet 124 (see, for example, FIG. 5).

第1ベースブロック123aと第2ベースブロック125aとは、ねじ210、211によって固定されている。 The first base block 123a and the second base block 125a are fixed by screws 210 and 211.

また、第2ベースブロック125aには、第2ベースブロック125とは異なり、半導体発光素子121における光出射側に、当該光出射側に突出した2つの突起部126aが形成されている。 Further, unlike the second base block 125, the second base block 125a is formed with two protrusions 126a protruding toward the light emitting side of the semiconductor light emitting element 121 on the light emitting side.

2つの突起部126aは、90°像回転光学系162及び速軸コリメータレンズ163の上方に位置する。90°像回転光学系162及び速軸コリメータレンズ163は、2つの突起部126aと第1ベースブロックの平面部128aとの間に位置する。具体的には、90°像回転光学系162及び速軸コリメータレンズ163は、2つの突起部126aと第1ベースブロック123aの平面部128aとに複数の接着剤220aによって接着されている。より具体的には、速軸コリメータレンズ163は、90°像回転光学系162に接着されて固定されており、90°像回転光学系162が複数の接着剤220aに接着されている。 The two protrusions 126a are located above the 90 ° image rotation optical system 162 and the speed axis collimator lens 163. The 90 ° image rotation optical system 162 and the speed axis collimator lens 163 are located between the two protrusions 126a and the flat surface portion 128a of the first base block. Specifically, the 90 ° image rotation optical system 162 and the speed axis collimator lens 163 are adhered to the two protrusions 126a and the flat surface portion 128a of the first base block 123a by a plurality of adhesives 220a. More specifically, the speed axis collimator lens 163 is adhered and fixed to the 90 ° image rotation optical system 162, and the 90 ° image rotation optical system 162 is adhered to a plurality of adhesives 220a.

複数の接着剤220aは、速軸コリメータレンズ163を第1ベースブロック123a及び第2ベースブロック125a(つまり、基部500a)に固定するための接着剤である。本実施の形態では、速軸コリメータレンズ163は、90°像回転光学系162に接着して固定されている。複数の接着剤220aは、90°像回転光学系162と、第1ベースブロック123の平面部128a及び第2ベースブロック125aの突起部126aとを接着することで、速軸コリメータレンズ163を基部500aに固定している。 The plurality of adhesives 220a are adhesives for fixing the speed axis collimator lens 163 to the first base block 123a and the second base block 125a (that is, the base portion 500a). In the present embodiment, the speed axis collimator lens 163 is adhered and fixed to the 90 ° image rotation optical system 162. The plurality of adhesives 220a adhere the 90 ° image rotation optical system 162 to the flat surface portion 128a of the first base block 123 and the protrusion 126a of the second base block 125a to form the speed axis collimator lens 163 at the base portion 500a. It is fixed to.

複数の接着剤220aは、速軸コリメータレンズ163に対して対称に配置されている。本実施の形態では、複数の接着剤220aは、速軸コリメータレンズ163に対して、半導体発光素子121から出射される光の速軸方向に平行な方向において対称に配置されている。言い換えると、複数の接着剤220aは、正面視において(つまり、半導体発光素子121の光出射側から接着剤220aを見た場合)、速軸コリメータレンズ163の光軸600に対して鉛直方向に対称となる位置に配置されている。また、本実施の形態では、4つの接着剤220aは、速軸コリメータレンズ163の光軸600を軸として、2回対称となっている。4つの接着剤220aは、速軸コリメータレンズ163の光軸600を軸とした2回対称の位置で且つ同量で塗布されている。 The plurality of adhesives 220a are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163. In the present embodiment, the plurality of adhesives 220a are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163 in a direction parallel to the speed axis direction of the light emitted from the semiconductor light emitting element 121. In other words, the plurality of adhesives 220a are symmetrical in the vertical direction with respect to the optical axis 600 of the speed axis collimator lens 163 in front view (that is, when the adhesive 220a is viewed from the light emitting side of the semiconductor light emitting element 121). It is arranged at the position where. Further, in the present embodiment, the four adhesives 220a are twice symmetrical with respect to the optical axis 600 of the speed axis collimator lens 163. The four adhesives 220a are applied at positions symmetrically with respect to the optical axis 600 of the speed axis collimator lens 163 and in the same amount.

接着剤220aに採用される材料は、特に限定されない。本実施の形態では、接着剤220aには、紫外線硬化樹脂が採用されている。 The material used for the adhesive 220a is not particularly limited. In the present embodiment, an ultraviolet curable resin is used for the adhesive 220a.

[効果等]
以上説明したように、変形例1に係る半導体レーザ装置が備える半導体素子ユニット120aにおいては、複数の接着剤220は、速軸コリメータレンズ163に対して、半導体発光素子121から出射される光の速軸方向に平行な方向において対称に配置されている。
[Effects, etc.]
As described above, in the semiconductor element unit 120a included in the semiconductor laser device according to the first modification, the plurality of adhesives 220 are the speeds of light emitted from the semiconductor light emitting element 121 with respect to the speed axis collimator lens 163. They are arranged symmetrically in a direction parallel to the axial direction.

例えば、図7に示すY軸方向に速軸コリメータレンズ163が所定の位置からずれた場合、複数の半導体発光素子121から出射される光の速軸方向(本実施の形態では、Y軸方向)のファーフィールド分布が広いために、速軸コリメータレンズ163に一部の光が入射されず、半導体素子ユニット120aを備える本開示に係る半導体レーザ装置の光出力の低下を引き起こす。或いは、図7に示すY軸方向に速軸コリメータレンズ163が所定の位置からずれた場合、速軸コリメータレンズ163と接着して配置されている90°像回転光学系162における面であって、波長分散素子142に向けて光を出射する面において、一部の光が当該面から出射されずに意図しない位置から出射されることが考えられる。この場合もまた、半導体素子ユニット120aを備える本開示に係る半導体レーザ装置の光出力の低下を引き起こす。そのため、複数の接着剤220が速軸コリメータレンズ163に対して半導体発光素子121から出射される光の速軸方向に平行な方向において対称に配置されている構成とすることで、速軸コリメータレンズ163のY軸方向への所定の位置からのずれを低減させることで、光出力の低下が、低減される。 For example, when the speed axis collimator lens 163 deviates from a predetermined position in the Y axis direction shown in FIG. 7, the speed axis direction of the light emitted from the plurality of semiconductor light emitting elements 121 (in the present embodiment, the Y axis direction). Due to the wide furfield distribution of the above, a part of the light is not incident on the speed axis collimator lens 163, which causes a decrease in the light output of the semiconductor laser device according to the present disclosure including the semiconductor element unit 120a. Alternatively, when the speed axis collimator lens 163 deviates from a predetermined position in the Y-axis direction shown in FIG. 7, it is a surface in the 90 ° image rotation optical system 162 which is arranged so as to be adhered to the speed axis collimator lens 163. On the surface that emits light toward the wavelength dispersion element 142, it is conceivable that some light is emitted from an unintended position without being emitted from the surface. This case also causes a decrease in the optical output of the semiconductor laser device according to the present disclosure including the semiconductor element unit 120a. Therefore, the plurality of adhesives 220 are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163 in the direction parallel to the speed axis direction of the light emitted from the semiconductor light emitting element 121, so that the speed axis collimator lens By reducing the deviation of 163 from a predetermined position in the Y-axis direction, the decrease in light output is reduced.

(変形例2)
続いて、変形例2に係る半導体レーザ装置について説明する。なお、変形例2に係る半導体レーザ装置は、実施の形態に係る半導体レーザ装置100と半導体素子ユニットの構成のみが異なる。そのため、変形例2に係る半導体レーザ装置の説明においては、半導体素子ユニットの構成を中心に説明する。
(Modification 2)
Subsequently, the semiconductor laser apparatus according to the second modification will be described. The semiconductor laser device according to the second modification differs only in the configuration of the semiconductor element unit from the semiconductor laser device 100 according to the embodiment. Therefore, in the description of the semiconductor laser device according to the second modification, the configuration of the semiconductor element unit will be mainly described.

[構成]
図9は、変形例2に係る半導体レーザ装置が備える半導体素子ユニット120bを示す斜視図である。図10は、変形例2に係る複数の接着剤220bの位置を説明するための図である。
[Constitution]
FIG. 9 is a perspective view showing a semiconductor element unit 120b included in the semiconductor laser device according to the second modification. FIG. 10 is a diagram for explaining the positions of the plurality of adhesives 220b according to the second modification.

半導体素子ユニット120bは、半導体発光素子121と、基部500bと、ねじ210、211と、90°像回転光学系162と、速軸コリメータレンズ163と、光学ホルダ161と、を備える。 The semiconductor element unit 120b includes a semiconductor light emitting element 121, a base 500b, screws 210 and 211, a 90 ° image rotation optical system 162, a speed axis collimator lens 163, and an optical holder 161.

なお、図示しないが、半導体素子ユニット120bは、半導体素子ユニット120と同様に、第1ベースブロック123aと第2ベースブロック125bとの間に絶縁シート124を備える。また、図示しないが、半導体素子ユニット120bは、半導体素子ユニット120と同様に、第1ベースブロック123a上に載置され、半導体発光素子121が載置されるサブマウント122を備える。 Although not shown, the semiconductor element unit 120b is provided with an insulating sheet 124 between the first base block 123a and the second base block 125b, similarly to the semiconductor element unit 120. Further, although not shown, the semiconductor element unit 120b is mounted on the first base block 123a and includes a submount 122 on which the semiconductor light emitting element 121 is mounted, similarly to the semiconductor element unit 120.

基部500bは、少なくとも1つの半導体発光素子121と、速軸コリメータレンズ163と、90°像回転光学系162とを支持する基台である。基部500aは、第1ベースブロック123aと、第2ベースブロック125bと、を有する。 The base portion 500b is a base that supports at least one semiconductor light emitting element 121, a speed axis collimator lens 163, and a 90 ° image rotation optical system 162. The base 500a has a first base block 123a and a second base block 125b.

第2ベースブロック125bは、第1ベースブロック123aに絶縁シート124(例えば、図5参照)を介して載置されるブロックである。 The second base block 125b is a block that is placed on the first base block 123a via an insulating sheet 124 (see, for example, FIG. 5).

第1ベースブロック123aと第2ベースブロック125bとは、ねじ210、211によって固定されている。 The first base block 123a and the second base block 125b are fixed by screws 210 and 211.

また、第2ベースブロック125bには、第2ベースブロック125とは異なり、半導体発光素子121における光出射側に、当該光出射側に突出した2つの突起部126bが形成されている。 Further, unlike the second base block 125, the second base block 125b is formed with two protrusions 126b protruding toward the light emitting side of the semiconductor light emitting element 121 on the light emitting side.

2つの突起部126bは、90°像回転光学系162、速軸コリメータレンズ163、及び、光学ホルダ161の上方に位置する。90°像回転光学系162、速軸コリメータレンズ163、及び、光学ホルダ161は、2つの突起部126bと第1ベースブロックの平面部128aとの間に位置する。具体的には、90°像回転光学系162、速軸コリメータレンズ163、及び、光学ホルダ161は、2つの突起部126bと第1ベースブロック123aの平面部128aとに複数の接着剤220bによって接着されている。より具体的には、速軸コリメータレンズ163、90°像回転光学系162、及び、光学ホルダ161は、互いに接着されて固定されており、さらに、光学ホルダ161が複数の接着剤220bに接着されている。 The two protrusions 126b are located above the 90 ° image rotation optical system 162, the speed axis collimator lens 163, and the optical holder 161. The 90 ° image rotation optical system 162, the speed axis collimator lens 163, and the optical holder 161 are located between the two protrusions 126b and the flat surface portion 128a of the first base block. Specifically, the 90 ° image rotation optical system 162, the speed axis collimator lens 163, and the optical holder 161 are adhered to the two protrusions 126b and the flat surface portion 128a of the first base block 123a by a plurality of adhesives 220b. Has been done. More specifically, the speed axis collimator lens 163, the 90 ° image rotation optical system 162, and the optical holder 161 are adhered and fixed to each other, and the optical holder 161 is adhered to a plurality of adhesives 220b. ing.

図11は、変形例2に係る光学ホルダ161の位置関係を説明するための図である。 FIG. 11 is a diagram for explaining the positional relationship of the optical holder 161 according to the second modification.

光学ホルダ161は、90°像回転光学系162と速軸コリメータレンズ163とを半導体発光素子121の光出射側に固定するための部材である。本実施の形態では、光学ホルダ161は、第2ベースブロック125に一部が固定されており、且つ、90°像回転光学系162に他の一部が固定されている。 The optical holder 161 is a member for fixing the 90 ° image rotation optical system 162 and the speed axis collimator lens 163 to the light emitting side of the semiconductor light emitting element 121. In the present embodiment, a part of the optical holder 161 is fixed to the second base block 125, and another part is fixed to the 90 ° image rotation optical system 162.

このように、変形例2に係る半導体レーザ装置が備える半導体素子ユニット120bは、基部500bとともに速軸コリメータレンズ163を支持する光学ホルダ161を備える。接着剤220bは、光学ホルダ161と基部500bとを接着することで、速軸コリメータレンズ163を基部500に固定する。 As described above, the semiconductor element unit 120b included in the semiconductor laser apparatus according to the second modification includes an optical holder 161 that supports the speed axis collimator lens 163 together with the base portion 500b. The adhesive 220b fixes the speed axis collimator lens 163 to the base 500 by adhering the optical holder 161 and the base 500b.

光学ホルダ161に採用される材料は、例えば、ガラス、金属材料等である。 The material used for the optical holder 161 is, for example, glass, a metal material, or the like.

また、2つの突起部126bは、それぞれ半導体発光素子121の光が出射される側(つまり、X軸正方向側)において、先端が鉛直下方に屈曲している。複数の接着剤220bは、それぞれ光学ホルダ161のX軸方向側の側面と、2つの突起部126b及び第2ベースブロック125bの側面とを接着する。 Further, the tips of the two protrusions 126b are bent vertically downward on the side where the light of the semiconductor light emitting element 121 is emitted (that is, the side in the positive direction of the X-axis). The plurality of adhesives 220b bond the side surface of the optical holder 161 on the X-axis direction side, the two protrusions 126b, and the side surface of the second base block 125b, respectively.

複数の接着剤220bは、速軸コリメータレンズ163を第1ベースブロック123a及び第2ベースブロック125b(つまり、基部500b)に固定するための接着剤である。本実施の形態では、速軸コリメータレンズ163は、90°像回転光学系162に接着して固定されている。 The plurality of adhesives 220b are adhesives for fixing the speed axis collimator lens 163 to the first base block 123a and the second base block 125b (that is, the base portion 500b). In the present embodiment, the speed axis collimator lens 163 is adhered and fixed to the 90 ° image rotation optical system 162.

複数の接着剤220bは、速軸コリメータレンズ163に対して対称に配置されている。本実施の形態では、複数の接着剤220bは、速軸コリメータレンズ163の光軸600に垂直な方向から見た場合に、速軸コリメータレンズ163に対して対称に配置されている。言い換えると、複数の接着剤220aは、側面視において、速軸コリメータレンズ163の光軸600に直交する方向に対称となる位置に配置されている。本実施の形態では、複数の接着剤220bは、側面視した場合に、速軸コリメータレンズ163に対して対称に配置されている。さらに、本実施の形態では、複数の接着剤220bは、上面視した場合に、速軸コリメータレンズ163に対して対称に配置されている。また、本実施の形態では、4つの接着剤220bは、上面視した場合に、光学ホルダ161の中心を軸として、2回対称となっている。4つの接着剤220bは、同量で塗布されている。 The plurality of adhesives 220b are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163. In the present embodiment, the plurality of adhesives 220b are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163 when viewed from a direction perpendicular to the optical axis 600 of the speed axis collimator lens 163. In other words, the plurality of adhesives 220a are arranged at positions symmetrical in the direction orthogonal to the optical axis 600 of the speed axis collimator lens 163 in the side view. In the present embodiment, the plurality of adhesives 220b are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163 when viewed from the side. Further, in the present embodiment, the plurality of adhesives 220b are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163 when viewed from above. Further, in the present embodiment, the four adhesives 220b are twice symmetrical with respect to the center of the optical holder 161 when viewed from above. The four adhesives 220b are applied in equal amounts.

接着剤220bに採用される材料は、特に限定されない。本実施の形態では、接着剤220bには、紫外線硬化樹脂が採用されている。 The material used for the adhesive 220b is not particularly limited. In the present embodiment, an ultraviolet curable resin is used for the adhesive 220b.

[効果等]
以上説明したように、変形例2に係る半導体レーザ装置が備える半導体素子ユニット120bにおいては、複数の接着剤220bは、速軸コリメータレンズ163の光軸600に垂直な方向から見た場合に、速軸コリメータレンズ163に対して対称に配置されている。本実施の形態では、複数の接着剤220bは、側面視した場合に、速軸コリメータレンズ163に対して対称に配置されている。さらに、本実施の形態では、複数の接着剤220bは、上面視した場合に、速軸コリメータレンズ163に対して対称に配置されている。
[Effects, etc.]
As described above, in the semiconductor element unit 120b included in the semiconductor laser device according to the second modification, the plurality of adhesives 220b are fast when viewed from the direction perpendicular to the optical axis 600 of the speed axis collimator lens 163. It is arranged symmetrically with respect to the axial collimator lens 163. In the present embodiment, the plurality of adhesives 220b are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163 when viewed from the side. Further, in the present embodiment, the plurality of adhesives 220b are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163 when viewed from above.

例えば、図10に示すX軸方向(半導体発光素子121の光出射方向)に速軸コリメータレンズ163が所定の位置からずれた場合、部分反射ミラー150における光の入射面に対して垂直に光が入射されず、当該入射面の垂直方向に対してわずかな傾きをもって入射される。これにより、部分反射ミラー150で反射されて半導体発光素子121に帰還される光の強度が低下し、光の共振が不安定な状態になる。そこで、複数の接着剤220bが速軸コリメータレンズ163の光軸600に垂直な方向から見た場合に速軸コリメータレンズ163に対して対称に配置されている構成とすることで、光の共振が不安定な状態を抑制できる。 For example, when the speed axis collimator lens 163 deviates from a predetermined position in the X-axis direction (light emission direction of the semiconductor light emitting element 121) shown in FIG. 10, the light is perpendicular to the incident surface of the light in the partial reflection mirror 150. It is not incident and is incident with a slight inclination with respect to the vertical direction of the incident surface. As a result, the intensity of the light reflected by the partial reflection mirror 150 and returned to the semiconductor light emitting element 121 decreases, and the resonance of the light becomes unstable. Therefore, when the plurality of adhesives 220b are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens 163 when viewed from the direction perpendicular to the optical axis 600 of the speed axis collimator lens 163, the resonance of light is generated. Unstable state can be suppressed.

(変形例3)
続いて、変形例3に係る半導体レーザ装置について説明する。なお、変形例3に係る半導体レーザ装置は、実施の形態に係る半導体レーザ装置100が備える増幅部と90°像回転光学系との構成のみが異なる。そのため、変形例3に係る半導体レーザ装置の説明においては、増幅部と90°像回転光学系との構成を中心に説明する。
(Modification 3)
Subsequently, the semiconductor laser apparatus according to the third modification will be described. The semiconductor laser device according to the third modification differs only in the configuration of the amplification unit included in the semiconductor laser device 100 according to the embodiment and the 90 ° image rotation optical system. Therefore, in the description of the semiconductor laser device according to the third modification, the configuration of the amplification unit and the 90 ° image rotation optical system will be mainly described.

[構成]
図12は、変形例3に係る半導体レーザ装置100aを示す斜視図である。図13は、変形例3に係る増幅部121aを示す斜視図である。
[Constitution]
FIG. 12 is a perspective view showing the semiconductor laser device 100a according to the third modification. FIG. 13 is a perspective view showing the amplification unit 121a according to the third modification.

なお、図13においては、半導体素子ユニット120cが備える構成要素のうちの複数の増幅部121a(半導体発光素子アレイ190)と、速軸コリメータレンズ163と、複数の90°像回転光学系162a(90°像回転光学系アレイ170)とを、示し、他の構成要素については図示を省略している。また、図13では、速軸コリメータレンズ163と90°像回転光学系アレイ170とを離間して配置しているが、接触していてもよい。 In FIG. 13, a plurality of amplification units 121a (semiconductor light emitting element array 190) among the components included in the semiconductor element unit 120c, a speed axis collimator lens 163, and a plurality of 90 ° image rotation optical systems 162a (90). ° Image rotation optical system array 170) is shown, and illustration is omitted for other components. Further, in FIG. 13, the speed axis collimator lens 163 and the 90 ° image rotation optical system array 170 are arranged apart from each other, but they may be in contact with each other.

半導体素子ユニット120cでは、実施の形態に係る半導体素子ユニット120から、半導体発光素子121が半導体発光素子アレイ190となり、90°像回転光学系162が90°像回転光学系アレイ170となっている。他の構成要素については、例えば、図4に示す半導体素子ユニット120と同様の構成となっている。 In the semiconductor element unit 120c, from the semiconductor element unit 120 according to the embodiment, the semiconductor light emitting element 121 becomes the semiconductor light emitting element array 190, and the 90 ° image rotating optical system 162 becomes the 90 ° image rotating optical system array 170. The other components have the same configuration as the semiconductor element unit 120 shown in FIG. 4, for example.

半導体発光素子アレイ190は、複数の増幅部121aを有する半導体発光素子である。半導体発光素子アレイ190は、複数の増幅部121aのそれぞれから速軸コリメータレンズ163に向けて光を出射する。言い換えると、半導体発光素子アレイ190は、速軸コリメータレンズ163に向けて複数の光を出射する。 The semiconductor light emitting device array 190 is a semiconductor light emitting device having a plurality of amplification units 121a. The semiconductor light emitting device array 190 emits light from each of the plurality of amplification units 121a toward the speed axis collimator lens 163. In other words, the semiconductor light emitting device array 190 emits a plurality of lights toward the fast axis collimator lens 163.

このように、本開示に係る半導体レーザ装置は、光を出射する複数の増幅部を備えていればよく、例えば、図2に示すように複数の半導体発光素子121により複数の増幅部が実現されてもよいし、図12に示すように半導体発光素子アレイ190により複数の増幅部121aが実現されてもよい。また、本開示に係る半導体レーザ装置は、1以上の速軸コリメータレンズ163を有していればよく、1つの増幅部に対して1つの速軸コリメータレンズ163を備えてもよいし、複数の増幅部に対して1つの速軸コリメータレンズを備えてもよい。 As described above, the semiconductor laser device according to the present disclosure may be provided with a plurality of amplification units that emit light. For example, as shown in FIG. 2, a plurality of amplification units are realized by the plurality of semiconductor light emitting elements 121. Alternatively, as shown in FIG. 12, a plurality of amplification units 121a may be realized by the semiconductor light emitting device array 190. Further, the semiconductor laser device according to the present disclosure may have one or more speed axis collimator lenses 163, and may be provided with one speed axis collimator lens 163 for one amplification unit, or may have a plurality of speed axis collimator lenses 163. One speed axis collimator lens may be provided for the amplification unit.

90°像回転光学系アレイ170は、90°像回転光学系162aを複数備えるアレイレンズである。具体的には、90°像回転光学系アレイ170は、90°像回転光学系162aを増幅部121aと同じ数だけ備える。 The 90 ° image rotation optical system array 170 is an array lens including a plurality of 90 ° image rotation optical systems 162a. Specifically, the 90 ° image rotation optical system array 170 includes the same number of 90 ° image rotation optical systems 162a as the amplification units 121a.

90°像回転光学系アレイ170は、図2に示す90°像回転光学系162と同様に、速軸コリメータレンズ163と波長分散素子142との間に配置される。 The 90 ° image rotation optical system array 170 is arranged between the speed axis collimator lens 163 and the wavelength dispersion element 142, similarly to the 90 ° image rotation optical system 162 shown in FIG.

ここで、90°像回転光学系アレイ170は、複数の90°像回転光学系162aを、複数の増幅部121aと等しいピッチで備える。言い換えると、90°像回転光学系アレイ170は、複数の90°像回転光学系162aを、複数の増幅部121aの発光点330と等しいピッチで備える。このように、本開示に係る半導体レーザ装置は、速軸コリメータレンズ163と波長分散素子142との間に、複数の増幅部121aと等しいピッチで配列された、速軸コリメータレンズ163から出射された光の速軸方向と遅軸方向とを入れ替える複数の90°像回転光学系162aを有する90°像回転光学系アレイ170を備えてもよい。ここで、例えば、複数の90°像回転光学系162aのピッチとは、複数の90°像回転光学系162aの中心間距離である。ここで、中心とは、例えば、90°像回転光学系162aの上面視における中心、又は、90°像回転光学系アレイ170の光出射面の法線方向から90°像回転光学系アレイ170を見た場合における90°像回転光学系162aの中心である。 Here, the 90 ° image rotation optical system array 170 includes a plurality of 90 ° image rotation optical systems 162a at the same pitch as the plurality of amplification units 121a. In other words, the 90 ° image rotation optical system array 170 includes a plurality of 90 ° image rotation optical systems 162a at a pitch equal to the light emitting points 330 of the plurality of amplification units 121a. As described above, the semiconductor laser device according to the present disclosure is emitted from the fast-axis collimator lens 163, which is arranged between the fast-axis collimator lens 163 and the wavelength dispersion element 142 at the same pitch as the plurality of amplification units 121a. A 90 ° image rotating optical system array 170 having a plurality of 90 ° image rotating optical systems 162a that switch the fast axis direction and the slow axis direction of light may be provided. Here, for example, the pitch of the plurality of 90 ° image rotation optical systems 162a is the distance between the centers of the plurality of 90 ° image rotation optical systems 162a. Here, the center is, for example, the center in the top view of the 90 ° image rotation optical system 162a, or the 90 ° image rotation optical system array 170 from the normal direction of the light emitting surface of the 90 ° image rotation optical system array 170. It is the center of the 90 ° image rotation optical system 162a when viewed.

[効果等]
以上説明したように、変形例3に係る半導体レーザ装置100aは、複数の半導体発光素子121の代わりに、複数の増幅部121aを有する半導体発光素子アレイ190を備える。
[Effects, etc.]
As described above, the semiconductor laser device 100a according to the third modification includes a semiconductor light emitting element array 190 having a plurality of amplification units 121a instead of the plurality of semiconductor light emitting elements 121.

このような構成によれば、複数の半導体発光素子121の位置調整(光学調整)をする場合と比較して、複数の増幅部121aの相対位置が変わらないために、光学調整が簡便になる。 According to such a configuration, the relative positions of the plurality of amplification units 121a do not change as compared with the case of adjusting the positions (optical adjustment) of the plurality of semiconductor light emitting elements 121, so that the optical adjustment becomes simple.

また、例えば、変形例3に係る半導体レーザ装置100aは、さらに、速軸コリメータレンズ163と波長分散素子142との間に、複数の増幅部121aと等しいピッチで複数の90°像回転光学系162aを有する90°像回転光学系アレイ170を備える。 Further, for example, in the semiconductor laser device 100a according to the modification 3, a plurality of 90 ° image rotation optical systems 162a are further provided between the speed axis collimator lens 163 and the wavelength dispersion element 142 at the same pitch as the plurality of amplification units 121a. The 90 ° image rotating optical system array 170 is provided.

複数の増幅部121aからは、互いに平行な光が出射される。そのため、90°像回転光学系アレイ170が複数の増幅部121aと等しいピッチで配列された、速軸コリメータレンズ163から出射された光の速軸方向と遅軸方向とを入れ替える複数の90°像回転光学系162aを有することで、複数の増幅部121aから出射される光をそれぞれ、簡便な調整で複数の90°像回転光学系162aそれぞれに入射させることができる。 Light parallel to each other is emitted from the plurality of amplification units 121a. Therefore, a plurality of 90 ° images in which the 90 ° image rotating optical system array 170 is arranged at the same pitch as the plurality of amplification units 121a, and the fast axis direction and the slow axis direction of the light emitted from the fast axis collimator lens 163 are exchanged. By having the rotating optical system 162a, the light emitted from the plurality of amplification units 121a can be incident on each of the plurality of 90 ° image rotating optical systems 162a with simple adjustment.

(その他の実施の形態)
以上、本開示の実施の形態に係る半導体レーザ装置について、実施の形態及び各変形例に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態及び各変形例に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を各実施の形態に施したもの、又は、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
(Other embodiments)
The semiconductor laser device according to the embodiment of the present disclosure has been described above based on the embodiment and each modification, but the present disclosure is not limited to these embodiments and each modification. As long as the gist of the present disclosure is not deviated, various modifications that can be conceived by those skilled in the art are applied to each embodiment, or a form constructed by combining components in different embodiments is also a form of one or more embodiments. It may be included in the range.

本開示の半導体レーザ装置は、例えば、レーザ加工に用いられる加工装置の光源として利用される。 The semiconductor laser apparatus of the present disclosure is used, for example, as a light source of a processing apparatus used for laser processing.

100、100a 半導体レーザ装置
110 ベース
111 主面
120、120a、120b、120c 半導体素子ユニット
121 半導体発光素子(増幅部)
121a 増幅部
122 サブマウント
123、123a 第1ベースブロック
124 絶縁シート
125、125a、125b 第2ベースブロック
126、126a、126b 突起部
127 載置面
128、148 傾斜部
128a 平面部
130 結合光学系
140 合波部
141 基台
142 波長分散素子
143 押圧部
145 凸部
150 部分反射ミラー
160 光学ユニット
161 光学ホルダ
162、162a 90°像回転光学系
163 速軸コリメータレンズ
170 90°像回転光学系アレイ
190 半導体発光素子アレイ
200、201、202、203 孔
210、211 ねじ
212 調整ねじ
220、220a、220b 接着剤
300 光スポット
310 レーザ光
320 反射光
330 発光点
400 外部共振器
500、500a、500b 基部
600 光軸
100, 100a Semiconductor laser device 110 Base 111 Main surface 120, 120a, 120b, 120c Semiconductor element unit 121 Semiconductor light emitting element (amplification unit)
121a Amplification part 122 Submount 123, 123a First base block 124 Insulation sheet 125, 125a, 125b Second base block 126, 126a, 126b Projection part 127 Mounting surface 128, 148 Inclined part 128a Flat part 130 Coupled optical system 140 Wave part 141 Base 142 Wavelength dispersion element 143 Pressing part 145 Convex part 150 Partial reflection mirror 160 Optical unit 161 Optical holder 162, 162a 90 ° image rotating optical system 163 Speed axis collimeter lens 170 90 ° image rotating optical system Array 190 Semiconductor light emission Element Array 200, 201, 202, 203 Hole 210, 211 Screw 212 Adjusting Screw 220, 220a, 220b Adhesive 300 Optical Spot 310 Laser Light 320 Reflected Light 330 Light Emitting Point 400 External Resonator 500, 500a, 500b Base 600 Optical Axis

Claims (7)

光を出射する複数の増幅部と、
前記複数の増幅部のそれぞれから出射された光の速軸方向をそれぞれコリメートして複数の光を出射する速軸コリメータレンズ、前記速軸コリメータレンズから出射された複数の光を透過又は反射して当該複数の光が1つの光路を通過するように出射する波長分散素子、及び、前記波長分散素子から出射された光の一部を透過し、且つ、他部を反射する部分反射ミラーを有する外部共振器と、
前記速軸コリメータレンズと前記複数の増幅部とを支持する基部と、
前記速軸コリメータレンズを前記基部に固定するための複数の接着剤と、を備え、
前記速軸コリメータレンズから出射された複数の光は、前記波長分散素子で重畳されており、
前記複数の接着剤は、前記速軸コリメータレンズに対して対称に配置されている
半導体レーザ装置。
Multiple amplification units that emit light,
A fast-axis collimator lens that collimates the speed-axis directions of light emitted from each of the plurality of amplification units to emit a plurality of lights, and transmits or reflects a plurality of lights emitted from the fast-axis collimator lens. An external surface having a wavelength dispersion element that emits the plurality of lights so as to pass through one optical path, and a partial reflection mirror that transmits a part of the light emitted from the wavelength dispersion element and reflects the other part. With a resonator
A base portion that supports the speed axis collimator lens and the plurality of amplification portions,
A plurality of adhesives for fixing the speed axis collimator lens to the base portion, and
The plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens are superimposed on the wavelength dispersion element.
A semiconductor laser device in which the plurality of adhesives are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens.
前記複数の接着剤は、前記速軸コリメータレンズに対して、前記増幅部から出射される光の遅軸方向に平行な方向において対称に配置されている
請求項1に記載の半導体レーザ装置。
The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the plurality of adhesives are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens in a direction parallel to the slow axis direction of the light emitted from the amplification unit.
前記複数の接着剤は、前記速軸コリメータレンズに対して、前記増幅部から出射される光の速軸方向に平行な方向において対称に配置されている
請求項1又は2に記載の半導体レーザ装置。
The semiconductor laser apparatus according to claim 1 or 2, wherein the plurality of adhesives are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens in a direction parallel to the speed axis direction of light emitted from the amplification unit. ..
前記複数の接着剤は、前記速軸コリメータレンズの光軸に垂直な方向から見た場合に、前記速軸コリメータレンズに対して対称に配置されている
請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
The plurality of adhesives are arranged symmetrically with respect to the speed axis collimator lens when viewed from a direction perpendicular to the optical axis of the speed axis collimator lens, according to any one of claims 1 to 3. The semiconductor laser device described.
さらに、前記基部とともに前記速軸コリメータレンズを支持する光学ホルダを備え、
前記接着剤は、前記光学ホルダと前記基部とを接着することで、前記速軸コリメータレンズを前記基部に固定する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
Further, an optical holder for supporting the speed axis collimator lens together with the base is provided.
The semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 4, wherein the adhesive fixes the speed axis collimator lens to the base portion by adhering the optical holder and the base portion.
前記外部共振器は、さらに、前記速軸コリメータレンズと前記波長分散素子との間に配置され、前記速軸コリメータレンズから出射された複数の光を前記波長分散素子で重畳させる結合光学系を備える
請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
The external resonator further includes a coupled optical system that is arranged between the speed axis collimator lens and the wavelength dispersion element and superimposes a plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens on the wavelength dispersion element. The semiconductor laser apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記外部共振器は、さらに、前記速軸コリメータレンズから出射された複数の光のそれぞれの速軸方向と遅軸方向とを入れ替える90°像回転光学系を備える
請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。
The external cavity further includes any one of claims 1 to 6 including a 90 ° image rotating optical system that exchanges the speed axis direction and the slow axis direction of the plurality of lights emitted from the speed axis collimator lens. The semiconductor laser apparatus according to the section.
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WO2023074182A1 (en) * 2021-10-27 2023-05-04 パナソニックホールディングス株式会社 Light-emitting device, laser processing system, light-emitting device manufacturing method, and laser processing system manufacturing method

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