JP3930405B2 - レーザ集光装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ集光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３に、従来の半導体レーザ集光装置の概略構成の例を示す。半導体レーザ（レーザダイオード等）の活性層１４の発光部１２から出射される半導体レーザ光（以下、「レーザ光」と記載する）は、レーザ光２の進行方向に対して垂直な面においてほぼ楕円状であり、当該楕円状のレーザ光２は、長軸方向（fast軸方向）と、短軸方向（slow軸方向）とを有する。また、当該楕円は、発光部１２からの距離が長くなるほど大きくなる。そして、長軸方向と短軸方向に２次元的に配列した複数の発光部を持つ半導体レーザアレイから出射されるレーザ光を、光ファイバに集光してレーザ光の出力を増大させる半導体レーザ集光装置が知られている。
例えば、半導体レーザをレーザ加工装置の光源として用いる場合、加工に用いるレーザ光の高出力化が必要であるが、単一の発光部から出射されるレーザ光では、出力強度に限界がある。そこで、レンズ群等を用いて複数の発光部から出射されるレーザ光を集光して、レーザ光の出力を増大させている。
従来の半導体レーザ集光装置の技術として、例えば、特開２０００−９８１９１号公報では、図１３に示すように、レンズ群と光ファイバ３０を備え、レーザ光の発光部１２から光ファイバ３０までの間に、長軸方向コリメートレンズアレイ７０、長軸方向集光レンズ８０、短軸方向集光レンズアレイ９０、の順にレンズを配置してレーザ光を光ファイバ３０に集光し、レーザ光の出力を増大させることを提案している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−９８１９１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
半導体レーザの発光部１２から出射されるレーザ光を効率良く光ファイバ３０に集光してレーザ光の出力を増大させるには、より細い光ファイバに、より多くの発光部からのレーザ光を入射して密度を高めることと、より小さな入射角で入射端面に入射して、入射したレーザ光を外部に反射させることなく、効率よく光ファイバに入射する（入射端面に対して、より直角に近い角度で入射する）ことが必要である。
ここで、発光部１２から出射されたレーザ光は、長軸方向及び短軸方向に拡がりながら進行する。拡がりながら進行するレーザ光を集光する場合、レンズ自身に非常に高い精度が要求され、そのレンズの配置位置も、非常に高い精度が要求される。
従来の半導体レーザ集光装置（例えば、特開２０００−９８１９１号公報）は、発光部の間隔が比較的広い長軸方向においては、一旦、平行光に変換してから集光しているが、発光部の間隔が比較的狭い短軸方向においては、レンズの径が非常に小さく、配置も困難であるため、平行光にしてから集光することをせず、集光のみを行っている。
【０００５】
従来の半導体レーザ集光装置（例えば、特開２０００−９８１９１号公報）では、図１３に示すように、半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）（ｍ行ｎ列、図１３の例では、５行１６列）から出射されるレーザ光を、長軸方向コリメートレンズアレイ７０を通過させ、長軸方向集光レンズ８０を通過させ、更に、短軸方向集光レンズアレイ９０を通過させて光ファイバ３０（ｓ，ｔ）（ｓ行ｔ列、図１３の例では、１行８列）に入射している。
なお、全ての図面において、座標軸は、レーザ光の進行方向をｚ軸、fast軸方向（長軸方向）をｘ軸、slow軸方向（短軸方向）をｙ軸としている。
なお、全ての図面は、説明を容易にするため、あるいは比較等を容易にするために、実際の寸法とは異なる寸法で記載している部分を含んでいる。
また、全ての図面において（図７、図１２（Ｂ）及び（Ｃ）を除く）、各レンズへ入射されたレーザ光、及び出射されたレーザ光は、実際には入射面及び出射面で屈折するが、説明を容易にするために、レンズの中心部分で屈折するように記載している。
【０００６】
また、図１３（従来の半導体レーザ集光装置）の構成における、各レンズ及びレーザ光の集光の様子を図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図１４（Ａ）は、短軸方向に配列された２個の発光部から出射される２本のレーザ光と、長軸方向に配列された５個の発光部から出射される５本のレーザ光の合計１０本のレーザ光を、１本の光ファイバに集光している。図１４（Ａ）は、図１３をｘ軸方向から見た図（上から見た図）であり、図１４（Ｂ）は、図１３をｙ軸方向から見た図（横から見た図）である。
一般的によく用いられる半導体レーザアレイでは、短軸方向においては、各発光部１２の幅（図１４（Ａ）中のＤw）は約０．２ｍｍであり、発光部と発光部の間隔（図１４（Ａ）中のＤp）は約０．２ｍｍである。よって、短軸方向において隣り合う２個の発光部をグループとした場合の幅（図１４（Ａ）中のＤin）は約０．６ｍｍである。また、各発光部から出射されるレーザ光の短軸方向の拡がり角（図１４（Ａ）中のθiny）は約３．５°である。
また、長軸方向において隣り合う発光部の間隔（図１４（Ｂ）中のＤh）は約１．７５ｍｍであり、各発光部の厚さ（図１４（Ｂ）中のＤt）は約０．００２ｍｍである。また、各発光部から出射されるレーザ光の長軸方向の拡がり角（図１４（Ｂ）中のθinx）は約４０°である。
【０００７】
例えば、このレーザ光を、光ファイバ３０に、短軸方向において２本のレーザ光を集光し、長軸方向において５本のレーザ光を集光する。また、短軸方向の入射角（図１４（Ａ）中のθouty）が約１０°以下になるように（より小さな入射角で）集光する。
この場合、最も効率良く集光するためには、図１４（Ａ）において、短軸方向に隣り合う発光部１２から出射されるレーザ光が重なる前に短軸方向集光レンズアレイ９０を配置する必要がある。レーザ光が重なる位置は、上記の数値の場合は、発光部１２から約１．６ｍｍの位置である。また、長軸方向は、拡がり角が大きいので、発光部１２により近い位置で平行光にすることが好ましい（発光部１２から約１ｍｍで隣り合うレーザ光と重なり合うため）。よって、発光部１２にほぼ隣接して長軸方向コリメートレンズアレイ７０を配置している。
【０００８】
以上より、発光部１２から約１．６ｍｍまでの距離の間に、長軸方向コリメートレンズアレイ７０と短軸方向集光レンズアレイ９０を配置する必要があり、事実上、配置は非常に困難である。なお、長軸方向集光レンズ８０は、図１４（Ａ）、（Ｂ）においては、長軸方向コリメートレンズアレイ７０と短軸方向集光レンズアレイ９０の間に配置したが、短軸方向集光レンズアレイ９０と光ファイバ３０の間に配置してもよい。ただし、この場合は、長軸方向集光レンズ８０と光ファイバ３０までの距離がより短くなるので、光ファイバ３０への長軸方向の入射角（図１４（Ｂ）中のθoutx）が大きくなり、集光の効率が低下する可能性がある。
【０００９】
また、この場合、短軸方向集光レンズアレイ９０の焦点距離（ｆ９０）を、発光部１２から短軸方向集光レンズアレイ９０までの距離（この場合、約１．６ｍｍ）に設定すると、短軸方向における集光の効率がほぼ最適になるので、光ファイバ３０の位置が短軸方向集光レンズアレイ９０から焦点距離（ｆ９０）の位置に自動的に決まる。つまり、発光部１２から光ファイバ３０までの距離（図１４（Ａ）中のＬ）は、約３．２ｍｍとなる。
しかし、例えば長軸方向に１．７５ｍｍ間隔で配列された５個の発光部から出射されるレーザ光を、長軸方向の入射角を１０°未満とするためには、約１９．８５ｍｍ以上の距離が必要であり、必要な数のレーザ光を集光することが非常に困難である。
【００１０】
従来のレーザ集光装置では、短軸方向集光レンズアレイ９０と発光部１２との間の距離が短い。このため、所定距離の間に、長軸方向コリメートレンズアレイ７０と短軸方向集光レンズアレイ９０を適切に配置することが困難である。また、光ファイバ３０の位置も発光部１２から短い距離になり、長軸方向の入射角（θoutx）を小さく設定すると、長軸方向に集光できるレーザ光の本数が少なくなる。
しかし、発光部１２と光ファイバ３０との集光経路の距離を長くすると、誤差の影響が大きくなり易く、目標とする光ファイバ３０にレーザ光を集光して適切に入射できない可能性がある。この場合、誤差としては、発光部１２のレーザ出射方向の誤差、各レンズの焦点距離及び光軸位置の誤差、各レンズの配置位置の誤差等、様々な誤差がある。特に、レーザ出射方向の誤差は、集光経路の距離が長い場合は、大きく増幅され、集光効率に大きく影響する。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、半導体レーザアレイから出射される複数のレーザ光を、より効率よく集光できるレンズアレイ及びレーザ集光装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本実施の形態に記載のレンズアレイでは、各半導体レーザアレイ毎に、当該半導体レーザアレイ固有の、基準位置（例えば、当該半導体レーザアレイ上の所定の位置）に対する、発光部の長軸方向の位置及びレーザ進行方向の位置を予め計測しておき、当該計測結果に基づいて、当該半導体レーザアレイに最適なレンズアレイを構成できる。
また、各発光部の位置は、半導体プロセスで作成される短軸方向においては比較的誤差が小さいが（ほぼ均一であるが）、機械的に積層されている長軸方向においては比較的誤差が大きい。このため、各第１レンズを各発光部毎に用意するのでなく、短軸方向のレーザグループ毎に用意する（例えば、短軸方向に軸を有するシリンドリカルレンズを用いる）ことで、適切にレンズアレイを構成できる。
このように、半導体レーザアレイ毎に、その半導体レーザアレイの誤差に合わせた専用のレンズアレイを構成することで、長い集光経路でより多くのレーザ光を集光する場合でも、各発光部の位置の誤差による影響を抑制し、当該半導体レーザアレイから出射される複数のレーザ光を、より効率よく集光できる。
【００１２】
また、本実施の形態に記載のレンズアレイでは、上記の実施の形態に対して、更に、各半導体レーザアレイ毎に、当該半導体レーザアレイ固有の、基準軸（例えば、長軸方向、短軸方向及びレーザ進行方向の軸）に対する、各レーザグループ毎の発光部において長軸方向を軸とした第１回転角度及びレーザ進行方向を軸とした第２回転角度を計測しておき、当該計測結果に基づいて、当該半導体レーザアレイに最適なレンズアレイを構成できる。
このため、上記の実施の形態に対して、更に、各発光部の角度の誤差による影響を抑制し、当該半導体レーザアレイから出射される複数のレーザ光を、更に効率よく集光できる。
【００１３】
また、本実施の形態に記載のレンズアレイでは、上記の実施の形態に対して、第１レンズの代わりにレンズグループを用いる。レンズグループは、長軸方向及び短軸方向への拡散を抑制する第２レンズ（例えば、球面レンズ）を短軸方向に複数配列して構成されている。また、請求項４に記載のレンズアレイでは、各半導体レーザアレイ毎に、当該半導体レーザアレイ固有の、基準位置に対する、発光部の長軸方向、短軸方向及びレーザ進行方向の位置を予め計測しておき、当該計測結果に基づいて、当該半導体レーザアレイに最適なレンズアレイを構成できる。
このため、上記の実施の形態に対して、入射されたレーザ光を、長軸方向だけでなく、短軸方向にも拡散を抑制する方向に屈折させ、半導体レーザアレイ毎に、その半導体レーザアレイの誤差に合わせた専用のレンズアレイを構成することで、長い集光経路でより多くのレーザ光を集光する場合でも、各発光部の位置の誤差による影響を抑制し、当該半導体レーザアレイから出射される複数のレーザ光を、より効率よく集光できる。
【００１４】
また、本実施の形態に記載のレンズアレイでは、上記の実施の形態に対して、更に、各半導体レーザアレイ毎に、当該半導体レーザアレイ固有の、基準軸に対する、各レーザグループ毎の発光部において長軸方向を軸とした第１回転角度及びレーザ進行方向を軸とした第２回転角度を計測しておき、当該計測結果に基づいて、当該半導体レーザアレイに最適なレンズアレイを構成できる。
このため、上記の実施の形態に対して、更に、各発光部の角度の誤差による影響を抑制し、当該半導体レーザアレイから出射される複数のレーザ光を、更に効率よく集光できる。
【００１５】
また、本実施の形態に記載のレーザ集光装置を用いれば、半導体レーザアレイの複数の発光部から出射されたレーザ光を、基準位置に対する各発光部の位置、あるいは基準軸に対する各発光部の角度に基づいて、当該半導体レーザアレイに最適なレンズアレイを構成し、当該レンズアレイを含むレンズ群を用いて光ファイバに集光できるので、当該半導体レーザアレイに対して最適な集光効率を有するレーザ集光装置を実現することができる。
【００１６】
また、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりのレーザ集光装置である。
請求項１に記載のレーザ集光装置を用いれば、対象とする半導体レーザアレイに固有の、基準位置に対する位置の誤差を有する各発光部（期待した位置から実際には多少の誤差を有する発光部）から出力される複数のレーザ光を、ほぼ単一平面上に整列させて配置された光整列器の出射部（期待した位置にほぼ正確に設定した出射部）から整列させて出射することができる。
これにより、出射時点における各レーザ光の出射位置をより正確な位置に補正することができるので、集光における誤差をより小さくすることができ、より効率よく集光することができる。
【００１７】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりのレーザ集光装置である。
請求項３に記載のレーザ集光装置を用いれば、光整列アレイの表面（所定の面）に光導波路を形成するので、光整列アレイの製作において、（微細な）孔を形成する必要がない。また、半導体レーザアレイの発光部は、短軸方向においては、長軸方向よりも精度が高く、誤差が小さいので、誤差の小さい短軸方向毎の光整列アレイとする。
光整列アレイの表面に光導波路を形成することで、光整列アレイの製作がより容易である。また、光整列アレイを、調整がほとんど不要な短軸方向に対しては一体成形することで、より単純な構成とすることができ、より容易に光整列器を実現することができる。
【００１８】
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりのレーザ集光装置である。
請求項４に記載のレーザ集光装置を用いれば、全反射部材で入射部と出射部を除く壁面を覆う（蒸着、貼り付け等）ことにより、全反射部材で覆った面からのレーザ光の漏れ量を抑制し、空洞に形成した光導波路内にレーザ光を容易に伝播させることができ、レーザ光の集光効率をより向上させることができる。
【００１９】
また、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりのレーザ集光装置である。
請求項１に記載のレーザ集光装置を用いれば、光整列器によってより正確な位置に補正された各レーザ光の出射位置（各出射部の位置）から出射されるレーザ光を、レンズ群（例えば、長軸方向における集光レンズと短軸方向における集光レンズ等）を用いて、より正確に光ファイバに集光及び入射することができる。
これにより、半導体レーザアレイの各発光部の位置の誤差を適切に補正して、より効率よくレーザ光を集光することができる。また、各発光部の位置をより正確に補正できるので、レンズ群及び光ファイバの集光位置の調整がより簡略化され、より容易にレーザ集光装置を構成することができる。
【００２０】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりのレーザ集光装置である。
請求項２に記載のレーザ集光装置を用いれば、光整列器によってより正確な位置に補正された各レーザ光の出射位置（各出射部の位置）から出射されるレーザ光を、光導波路アレイ（長軸方向毎のグループのレーザ光を長軸方向に集光する、光導波路ユニットを複数配列して構成）を用いて、より正確に光ファイバに集光及び入射することができる。
これにより、半導体レーザアレイの各発光部の位置の誤差を適切に補正して、より効率よくレーザ光を集光することができる。また、各発光部の位置をより正確に補正できるので、光導波路アレイ及び光ファイバの集光位置の調整がより簡略化され、より容易にレーザ集光装置を構成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
まず、図１（Ａ）〜（Ｆ）を用いて、半導体レーザアレイ１０について説明する。半導体レーザアレイ１０は、複数の発光部１２を有し、単一の発光部を有する半導体レーザを２次元的に配列して、あるいは一列に複数の発光部を有するアレイ型半導体レーザを積層または配列して、あるいは２次元配列されたスタック型半導体レーザで、構成されている。本実施の形態では、短軸（ｙ軸）方向に一列に複数の発光部を有するアレイ型半導体レーザ１０ａ〜１０ｅを積層した半導体レーザアレイを用いている。
【００２２】
●［誤差の種類］
次に、図１（Ａ）〜（Ｆ）を用いて、半導体レーザアレイ１０の各発光部における、位置の誤差及び角度の誤差について説明する。
一般的に、各アレイ型半導体レーザ１０ａ〜１０ｅは、半導体プロセスで作成されるため、比較的精度が良く、誤差が小さい。しかし、各アレイ型半導体レーザ１０ａ〜１０ｅを積層して半導体レーザアレイ１０を構成する場合、機械的に積層（組付け）するため、比較的精度が粗く、誤差が大きい。このとき、積層の組付け誤差に起因する誤差の種類は、以下に説明する６通りが考えられ、各半導体レーザアレイ毎に、且つ各アレイ型半導体レーザ毎に、様々な種類の誤差が、様々な程度で含まれている。
【００２３】
（１）長軸方向（ｘ軸方向）へのスライド誤差
図１（Ａ）に示すように、長軸方向に「距離ｄｘ」分、平行移動して組付けられている誤差である。
（２）短軸方向（ｙ軸方向）へのスライド誤差
図１（Ｂ）に示すように、短軸方向に「距離ｄｙ」分、平行移動して組付けられている誤差である。
（３）レーザ進行方向（ｚ軸方向）へのスライド誤差
図１（Ｃ）に示すように、レーザ進行方向に「距離ｄｚ」分、平行移動して組付けられている誤差である。
（４）長軸方向を軸とした回転誤差
図１（Ｄ）に示すように、長軸方向を軸として「角度θｘ」分、回転して組付けられている誤差である。
（５）短軸方向を軸とした回転誤差
図１（Ｅ）に示すように、短軸方向を軸として「角度θｙ」分、回転して組付けられている誤差である。
（６）レーザ進行方向を軸とした回転誤差
図１（Ｆ）に示すように、レーザ進行方向を軸として「角度θｚ」分、回転して組付けられている誤差である。
【００２４】
上記の誤差が、各半導体レーザアレイ毎、且つ各アレイ型半導体レーザ毎に、様々な種類及び程度で含まれているため、比較的長い集光経路で集光する場合、集光位置への影響が大きく、集光効率の低下を招く可能性がある。
そこで、各半導体レーザアレイ毎、且つ各アレイ型半導体レーザ毎（各誤差に合わせて）に、適切に構成したレンズ（例えば、レンズアレイ）を用いることで、集光位置の誤差を最小限に抑えて、集光効率を向上させる。
【００２５】
●［各発光部の位置の誤差及び角度の誤差の計測方法］
次に、図２（Ａ）、（Ｂ）を用いて、当該半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差及び角度の誤差の計測方法について説明する。これらの計測結果の誤差に基づいて、レンズアレイ４０を構成する。
各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差及び角度の誤差の計測方法には、例えば原子顕微鏡等を用いて各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置及び角度を計測する方法と、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、直交３軸ステージ５とビームプロファイラ６等を用いて各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置及び角度を計測する方法がある。各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置及び角度の計測方法は、種々の方法を用いることが可能である。
図２（Ａ）及び（Ｂ）は、半導体レーザアレイ１０上の所定の位置（例えば、図２（Ａ）中の位置Ｓ）を基準位置として、互いに直交するｘ軸／ｙ軸／ｚ軸を設定し、アレイ型半導体レーザ１０ａ、１０ｂ（レーザグループ）の中の任意の発光部から出射されたレーザ光を、直交３軸ステージ５とビームプロファイラ６を用いて出射されたレーザ光の分布密度を計測する例を示している。この計測の結果、アレイ型半導体レーザ１０ａが、基準軸（この場合、ｚ軸）に対して相対的に「角度θｘ」を有することから、ｘ軸方向を軸として角度θｘだけ回転していることを確認できる様子を示している。同様の計測方法にて、基準位置に対するｘ軸方向への「距離ｄｘ」のスライド誤差等、全ての誤差を計測することが可能である。
【００２６】
以下、集光効率を向上させるレンズアレイ及びレーザ集光装置について、［第１の実施の形態］〜［第２の実施の形態］にて、順に説明する。
◆［第１の実施の形態］
図３（Ａ）は、本発明のレンズアレイ（複数の第１レンズで構成されたレンズアレイ）を、レーザ集光装置に適用した第１の実施の形態の概略構成図を示している。図３（Ａ）に示す第１の実施の形態では、図１３に示す従来のレーザ集光装置に対して、半導体レーザアレイ１０と光ファイバ３０との距離を非常に大きくできる（従来では約３．２ｍｍのところを、第１の実施の形態では短軸方向幅均一化レンズ５０の焦点距離と、短軸方向集光レンズ６０の焦点距離に応じて、数ｃｍ以上（本実施の形態の例では、約２０ｃｍ）に設定することも可能）。このため、各レンズの配置が容易であるとともに、光ファイバ３０への入射角を小さくできるので、より効率よくレーザ光を集光することができる。しかし、集光経路が長いため、各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置及び角度の誤差が、光ファイバ３０への集光効率に大きく影響する。
ここで、各レンズ４０、２０、５０、６０は、例えば特開平７−１００７５２、特開平７−２９９７４６に記載の加工装置を用いることで超精密加工を行い、充分な精度を確保することが可能である。そこで、レンズアレイ４０を個々の半導体レーザアレイ１０の誤差に合わせて、当該半導体レーザアレイ１０に専用のレンズアレイ４０を構成することで、半導体レーザアレイ１０の誤差を補正し、光ファイバ３０への集光効率を向上させる。
【００２７】
●［全体構成］
半導体レーザアレイ１０は、長軸方向（ｘ軸方向）及び短軸方向（ｙ軸方向）に拡散しながら進行するレーザ光２を、発光部１２（ｍ，ｎ）（ｍ行ｎ列、図３（Ａ）の例では、５行１６列）から出射する。
レンズアレイ４０は、半導体レーザアレイ１０の発光部１２（ｍ，ｎ）から入射された複数のレーザ光を、長軸方向に対して各光ファイバ３０（ｓ，ｔ）（ｓ行ｔ列、図３（Ａ）の例では、１行８列）の入射面に集光するために、まず長軸方向への拡散を抑制する（この場合、ｚ軸方向と平行、且つ幅がほぼ均一なレーザ光に変換して出射する）。
ここで、レンズアレイ４０は、図３（Ｂ）に示すように、半導体レーザアレイ１０の発光部１２（ｍ，ｎ）の短軸方向毎の各レーザグループ毎に対応する第１レンズ（例えば、ほぼ短軸方向に中心軸を有するシリンドリカル状のレンズ）が、長軸方向に複数配列されて構成されている。この様子を図３（Ｂ）に示す。
図３（Ｂ）に示すレンズアレイ４０ａでは、１枚のレンズ基板に複数のレンズ４２ａ〜４２ｅ（第１レンズ）を形成した例を示している。
図３（Ｂ）に示すレンズアレイ４０ｂでは、各レンズ４４ａ〜４４ｅ（第１レンズ）を積層して形成した例を示している。レンズアレイ４０の構成には、種々の構成方法がある。
【００２８】
長軸方向集光レンズ２０は、レンズアレイ４０から入射された複数のレーザ光を、各光ファイバ３０の入射面に集まるように、長軸方向に集光する。
短軸方向幅均一化レンズ５０は、レンズアレイ４０から入射された複数のレーザ光を、各レーザ光毎に、短軸方向に対してほぼ幅が均一なレーザ光に変換して出射する。図３（Ａ）に示す例では、短軸方向幅均一化レンズ５０は、複数のレンズで構成されることなく、単体（単一）のレンズで構成されている。
短軸方向集光レンズ６０は、短軸方向幅均一化レンズ５０から入射されたレーザ光を、各光ファイバ３０の入射面に集まるように、短軸方向に集光する。図３（Ａ）に示す例では、短軸方向集光レンズ６０は、複数のレンズで構成されることなく、単体（単一）のレンズで構成されている。
光ファイバ３０には、長軸方向及び短軸方向に集光されたレーザ光が入射される。これにより、半導体レーザアレイ１０の複数の発光部１２から出射された複数のレーザ光を、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の入射面に集光して入射することができるので、レーザ光の出力を増大させることができ、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）から出射されるレーザ光を加工等に用いることができる。
【００２９】
●［各構成要素の配置と、レーザ光の集光状態（理想的な状態）］
次に、図４（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、誤差のない理想的な状態の半導体レーザアレイ１０の発光部１２（ｍ，ｎ）、レンズアレイ４０（この例では、図３（Ｂ）に示すレンズアレイ４０ｂ）、長軸方向集光レンズ２０、短軸方向幅均一化レンズ５０、短軸方向集光レンズ６０、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の配置位置と、レーザ光の集光状態について説明する。図４（Ａ）は、長軸方向（ｘ軸方向）から見た図であり、レーザ光を短軸方向（ｙ軸方向）に屈折及び集光する様子を示している。図４（Ｂ）は、短軸方向（ｙ軸方向）から見た図であり、レーザ光を長軸方向（ｘ軸方向）に屈折及び集光する様子を示している。
ここで、半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）は、短軸方向の幅（図４（Ａ）中のＤw）が約０．２ｍｍであり、短軸方向の間隔（図４（Ａ）中のＤp）が約０．２ｍｍである。
このため、短軸方向において隣り合う２つの発光部から出射されるレーザ光を１本の光ファイバに集光させるためには、出射の時点でＤin（約０．６ｍｍ）の幅を有するレーザ光を、Ｄout（例えば、０．２ｍｍ）の径の光ファイバ３０（ｓ，ｔ）に集光する。
【００３０】
次に、図４（Ａ）を用いて、各発光部１２（ｍ，ｎ）から出射された各レーザ光を、短軸方向において光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の入射面に集光することを説明する。図４（Ａ）において、短軸方向幅均一化レンズ５０の焦点距離を（ｆ５０）（例えば、７５ｍｍ）、短軸方向集光レンズ６０の焦点距離を（ｆ６０）（例えば、２５ｍｍ）とする。
そして、短軸方向幅均一化レンズ５０を「発光部１２（ｍ，ｎ）からほぼ（ｆ５０）の距離の位置」に配置し、短軸方向集光レンズ６０を「発光部１２（ｍ，ｎ）からほぼ（ｆ５０＋ｆ５０＋ｆ６０）の距離の位置」に配置し、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の入射面を「発光部１２（ｍ，ｎ）からほぼ（ｆ５０＋ｆ５０＋ｆ６０＋ｆ６０）の距離の位置」に配置する。また、発光部１２（ｍ，ｎ）から出射された各レーザ光において、短軸方向の拡がり角度をθiny（例えば、３．５°）とする。また、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）に入射されるレーザ光において、短軸方向の入射角をθouty（例えば、１０°）とする。
【００３１】
短軸方向幅均一化レンズ５０及び短軸方向集光レンズ６０を選定するには、発光部１２（ｍ，ｎ）における、Din、Dp、Dw、θinyから、目標とする光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の短軸方向の本数（ｔ）と径（Dout）と入射角（θouty）を満足するｆ５０、ｆ６０の焦点距離を有する、短軸方向幅均一化レンズ５０及び短軸方向集光レンズ６０を選定すればよい。
なお、この場合、レンズアレイ４０及び長軸方向集光レンズ２０は、短軸方向において、ほとんど影響を及ぼさないので説明を省略する。
【００３２】
各発光部１２（ｍ，ｎ）から出射された各レーザ光は、レーザ光の進行方向（ｚ軸方向）に対してθinyの角度（例えば、３．５°の角度）を持ち、徐々に拡がり、やがて重なる。短軸方向に重なったレーザ光は、短軸方向幅均一化レンズ５０を通過すると、短軸方向幅均一化レンズ５０が焦点距離（ｆ５０）の位置に配置されているため、短軸方向において幅がほぼ均一になる。この時、短軸方向幅均一化レンズ５０を通過した各レーザ光は、各々ｚ軸方向に対して異なる角度を有するが、各レーザ光の幅は各々ほぼ均一であり、また、幅がほぼ均一化された各レーザ光の幅の中心は、短軸方向幅均一化レンズ５０の焦点の位置（図４（Ａ）中のＦ５０）を通る。
そして、短軸方向幅均一化レンズ５０を通過した各レーザ光は、短軸方向集光レンズ６０を通過すると、各レーザ光がほぼ均一の幅であり、且つ短軸方向集光レンズ６０がＦ５０から焦点距離（ｆ６０）の位置に配置されているため、短軸方向集光レンズ６０からｆ６０の距離（短軸方向集光レンズ６０の焦点距離）に各々集光される。
【００３３】
そして、各レーザ光が短軸方向集光レンズ６０で集光される位置（短軸方向集光レンズ６０からｆ６０の距離の位置）に、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の入射面を配置して、集光されたレーザ光を入射する。なお、図４（Ａ）においては、以下の式が成立する。
θouty＝arctan［（ｆ５０／ｆ６０）＊tan（θiny）］
Ｄout／Ｄin＝tan（θiny）／tan（θouty）＝ｆ６０／ｆ５０
このため、短軸方向幅均一化レンズ５０の焦点距離（ｆ５０）と、短軸方向集光レンズ６０の焦点距離（ｆ６０）との比を適切に選択することで、Ｄout及びθoutyを任意に設定できる。図４（Ａ）の例では、短軸方向において、光ファイバ（１，１）には、発光部１２（１，１）と発光部１２（１，２）のレーザ光が集光される。
【００３４】
次に、図４（Ｂ）を用いて、発光部１２（ｍ，ｎ）から出射された各レーザ光を、長軸方向において光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の入射面に集光することを説明する。図４（Ｂ）において、レンズアレイ４０の各第１レンズ（例えば、４４ａ〜４４ｅ）の焦点距離を（ｆ４０）として、長軸方向集光レンズ２０の焦点距離を（ｆ２０）とする。また、発光部１２（ｍ，ｎ）から出射された各レーザ光において、長軸方向の拡がり角度をθinx（例えば、４０°）とする。また、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）に入射されるレーザ光において、長軸方向の入射角をθoutx（例えば、１０°）とする。また、発光部１２（ｍ，ｎ）の長軸方向における間隔をDh（例えば、１．７５ｍｍ）とする。また、各発光部の厚さをDt（例えば、０．００２ｍｍ）とする。
レンズアレイ４０及び長軸方向集光レンズ２０を選定するには、発光部１２（ｍ，ｎ）における、Ｄh、θinxから、目標とする光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の長軸方向の本数（ｓ）及び径（Ｄout）とθoutxを満足するｆ４０、ｆ２０の焦点距離を有する、レンズアレイ４０及び長軸方向集光レンズ２０を選定すればよい。
なお、この場合、短軸方向幅均一化レンズ５０と短軸方向集光レンズ６０は、長軸方向において、ほとんど影響を及ぼさないので説明を省略する。
【００３５】
各発光部１２（ｍ，ｎ）から出射された各レーザ光は、ｚ軸方向に対してθinxの角度を持ち、徐々に拡がり、レンズアレイ４０を通過すると、レンズアレイ４０が焦点距離（ｆ４０）の位置にあるため、長軸方向において幅がほぼ均一になる。この時、レンズアレイ４０を通過した各レーザ光は、全てｚ軸方向に対してほぼ平行になり、各レーザ光の幅はほぼ均一である。
そして、レンズアレイ４０を通過した各レーザ光は、長軸方向集光レンズ２０を通過すると、長軸方向集光レンズ２０からｆ２０の距離（長軸方向集光レンズ２０の焦点距離）に集光される。
そして、各レーザ光が長軸方向集光レンズ２０で集光される位置（長軸方向集光レンズ２０からｆ２０の距離の位置であり、この位置は、短軸方向集光レンズ６０からｆ６０の距離の位置でもある）に、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）を配置して集光されたレーザ光を入射する。図４（Ｂ）の例では、長軸方向において、光ファイバ３０（１，１）には、発光部１２（１，１）、（２，１）、（３，１）、（４，１）、（５，１）のレーザ光が集光される。
【００３６】
長軸方向の拡がり角（θinx：例えば４０°）は、短軸方向の拡がり角（θiny：例えば３．５°）と比較して充分大きいので、レンズアレイ４０は、発光部１２（ｍ，ｎ）により近い位置に配置することが好ましい。図４（Ａ）及び（Ｂ）の例では、発光部１２（ｍ，ｎ）に近接する位置に配置している。
また、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の長軸方向の本数（この場合は「ｓ」本であり、これにより、長軸方向に集光するレーザ光の数も決まる）、及び光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の径（この場合は「Ｄout」）、及び入射角（この場合は「θoutx」）により、長軸方向集光レンズ２０の焦点距離ｆ２０、及び長軸方向集光レンズ２０の配置位置が決まる。
図４（Ａ）及び（Ｂ）の例では、１本の光ファイバ３０に、短軸方向に２本のレーザ光を、長軸方向に５本のレーザ光を集光し、合計１０本のレーザ光を集光している。
なお、実現した半導体レーザ集光装置では、目標とするレーザ光の出力を得るために、短軸方向に２本のレーザ光を、長軸方向に１０本のレーザ光を集光し、合計２０本のレーザ光を集光して実用可能な出力を有するレーザ光を得た。
【００３７】
●［スライド誤差に対する、レンズアレイの構成とレーザ光の集光状態］
次に、図５（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、発光部１２（ｍ，ｎ）のｘ軸方向／（ｙ軸方向）／ｚ軸方向へのスライド誤差（距離ｄｘ／（距離ｄｙ）／距離ｄｚ）に基づいた、レンズアレイ４０の構成と、レーザ光の集光状態について説明する。なお、ｙ軸方向へのスライド誤差（距離ｄｙ）による光ファイバ３０（ｓ，ｔ）への集光位置への影響は、ｄｙ＊ｆ６０／ｆ５０であり、誤差が縮小（ｆ５０＞ｆ６０に設定するため）され、集光効率への影響があまり大きくないので、説明を省略する。
【００３８】
図５（Ａ）は、発光部１２（１，１）が、距離ｄｘのスライド誤差を有しており、発光部１２（５，１）が、距離ｄｚのスライド誤差を有しており、レンズアレイ４０（この例では、図３（Ｂ）に示すレンズアレイ４０ｂ）が、当該発光部１２の誤差に対応していない場合の例を示している。
基準位置Ｓに対して期待する位置からｘ軸方向に距離ｄｘのスライド誤差を有している発光部１２（１，１）は、対応する第１レンズ４４ａの光軸Kaからｘ軸方向に距離ｄｘ離れた位置からレーザ光を出射する。この場合、第１レンズ４４ａを通過したレーザ光２ａは、光軸Ｋaに対してほぼ平行なレーザ光に変換されない。更に、当該レーザ光２ａは、光軸Ｋaに対して平行でないため、長軸方向集光レンズ２０を通過した後、光ファイバ３０（１，１）の入射面にはほとんど集光されない可能性がある。
また、基準位置Ｓに対して期待する位置からｚ軸方向に距離ｄｚのスライド誤差を有している発光部１２（５，１）は、対応する第１レンズ４４ｅの光軸Ke上に位置しているが、焦点距離ｆ４０よりも第１レンズ４４ｅに距離ｄｚ近い位置からレーザ光を出射する。この場合、第１レンズ４４ｅを通過したレーザ光２ｅの中心は、光軸に対してほぼ平行であるが、幅がほぼ均一なレーザ光に変換されず、徐々に拡散するレーザ光２ｅとなる。更に、当該レーザ光２ｅは、徐々に拡散するため、長軸方向集光レンズ２０を通過した後、光ファイバ３０（１，１）の入射面には適切に集光されない可能性がある。
【００３９】
図５（Ｂ）は、発光部１２（１，１）における距離ｄｘのスライド誤差に基づいて、対応する第１レンズ４４ａを適切な位置に構成し、発光部１２（５，１）における距離ｄｚのスライド誤差に基づいて、対応する第１レンズ４４ｅを適切な位置に構成した例を示している。
距離ｄｘのスライド誤差を有している発光部１２（１，１）に対応する第１レンズ４４ａをｘ軸方向に距離ｄｘスライドさせ、光軸Ke上に発光部１２（１，１）が位置するようにする（焦点距離ｆ４０も維持する）。
発光部１２（１，１）に対しては、第１レンズ４４ａの光軸Kaを、距離ｄｘのスライド誤差を有している発光部１２（１，１）の位置に一致させる（すなわち、距離ｄｘに基づいて、第１レンズ４４ａを、距離ｄｘだけｘ軸方向に移動させる）。また、第１レンズ４４ａの焦点距離（ｆ４０）の位置に、発光部１２（１，１）が位置するように、第１レンズ４４ａを配置する。これにより、第１レンズ４４ａの光軸Ka上の焦点距離（ｆ４０）の位置にある発光部１２（１，１）から出射されたレーザ光は、第１レンズ４４ａを通過すると、幅がほぼ均一化され且つ出射時のレーザ進行方向とほぼ平行なレーザ光に変換される。当該レーザ光を、長軸方向集光レンズ２０に入射することで、精度良く光ファイバ３０（１，１）に集光することができる。
【００４０】
また、距離ｄｚのスライド誤差を有している発光部１２（５，１）に対応する第１レンズ４４ｅをｚ軸方向に距離ｄｚスライドさせ、発光部１２（５，１）が焦点距離ｆ４０の位置になるようにする（光軸Ke上の位置も維持する）。
発光部１２（５，１）に対しては、第１レンズ４４ｅを、距離ｄｚのスライド誤差を有している発光部１２（５，１）の位置に基づいて、距離ｄｚだけｚ軸方向に移動させる。また、第１レンズ４４ｅの焦点距離（ｆ４０）の位置に、発光部１２（５，１）が位置するように、且つ第１レンズ４４ｅの光軸Ke上に発光部１２（５，１）が位置するように、第１レンズ４４ｅを配置する。これにより、第１レンズ４４ｅの光軸Ke上の焦点距離（ｆ４０）の位置にある発光部１２（５，１）から出射されたレーザ光は、第１レンズ４４ｅを通過すると、幅がほぼ均一化され且つ出射時のレーザ進行方向とほぼ平行なレーザ光に変換される。当該レーザ光を、長軸方向集光レンズ２０に入射することで、精度良く光ファイバ３０（１，１）に集光することができる。
このように、レンズアレイ４０における各第１レンズの長軸方向及びレーザ進行方向の位置を、当該半導体レーザアレイ１０に固有の、対応するレーザグループの発光部１２（ｍ，ｎ）の長軸方向及びレーザ進行方向の位置に基づいて各々設定することで、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）への集光位置の精度を向上させ、集光効率を向上させる。
【００４１】
●［回転誤差に対する、レンズアレイの構成とレーザ光の集光状態］
上記のように、スライド誤差を補正するようにレンズアレイ４０を構成するだけでも集光効率を向上させることができるが、更に回転誤差をも補正するようにレンズアレイ４０を構成すると、より集光効率を向上させることができる。
次に、図６〜図９を用いて、発光部１２（ｍ，ｎ）のｘ軸方向／ｙ軸方向／ｚ軸方向を軸とした回転誤差（角度θｘ／角度θｙ／角度θｚ）に基づいた、レンズアレイ４０の構成と、レーザ光の集光状態について説明する。
図６（Ａ）は、発光部１２（ｍ，ｎ）がｘ軸方向を軸として角度θｘの回転誤差を有しており、レンズアレイ４０（この例では、図３（Ｂ）に示すレンズアレイ４０ｂ）が、当該発光部１２の誤差に対応していない場合の例を示している。
ｘ軸方向を回転軸として、基準軸（例えば、ｚ軸）に対して角度θｘの回転誤差を有している発光部１２（１，１）は、対応する第１レンズ４４ａの光軸方向に対して、θｘの角度を有するレーザ光を出射する。この場合、第１レンズ４４ａを通過したレーザ光２ａは、光軸方向に対してほぼ平行且つ幅がほぼ均一なレーザ光に変換されない。更に、当該レーザ光２ａは、光軸方向に対して平行でなく、且つ幅も均一でないため、長軸方向集光レンズ２０を通過した後、光ファイバ３０（１，１）の入射面にはほとんど集光されない可能性がある。
【００４２】
図６（Ｂ）では、発光部１２（１，１）においてｘ軸方向を軸とした角度θｘ（第１回転角度）の回転誤差に基づいて、対応する第１レンズ４４ａの入射面を適切な角度（第３回転角度）に設定している。また、当該第１レンズ４４ａの出射面の角度（ｘ軸方向を軸とした角度：第５回転角度）を、発光部１２（１，１）における角度θｘの回転誤差に基づいて、適切な角度に設定している。これにより、ｘ軸方向を軸として角度θｘの回転誤差を有する発光部１２（１，１）から出射されたレーザ光は、第１レンズ４４ａを通過させると、短軸方向における進行方向が、短軸方向幅均一化レンズ５０の光軸方向とほぼ平行になる。このため、短軸方向幅均一化レンズ５０、短軸方向集光レンズ６０にて精度良く光ファイバ３０に集光することができる。
【００４３】
この場合、各発光部１２（ｍ，ｎ）から短軸方向幅均一化レンズ５０までの距離が、半導体レーザアレイ１０の傾斜（角度θｘ）の影響により、焦点距離（ｆ５０）に一定でなくなるので、光ファイバ３０の入射面に集光するレーザ光の位置は、微小な誤差を含んでいる。この誤差を更に小さくするには、焦点距離（ｆ５０）をより大きな値に設定することで、相対的に小さくする（誤差の割合を小さくする）ことが可能である。
なお、第２の実施の形態では、第１の実施の形態では排除しきれないこの誤差を、ほとんど排除することが可能である。
【００４４】
次に、図７を用いて第１レンズ４４ａの詳細について説明する。図７に示すように、第１レンズ４４ａをｘ軸方向から見た形状は、角度θｘに基づいて、略テーパ状である。また、第１レンズ４４ａの中心軸Caと入射面はほぼ平行である。このように、第１レンズ４４ａの入射面を、発光部１２（１，１）のｘ軸方向を軸とした角度θｘ（第１回転角度）の回転誤差に基づいて、第１レンズ４４ａの入射面の角度（第３回転角度）を適切に設定する（この場合、角度θｘに基づいて、同等の角度θｘだけｘ軸方向を軸として回転させている）。また、発光部１２（１，１）のｘ軸方向を軸とした角度θｘ（第１回転角度）の回転誤差に基づいて、出射面の角度（第５回転角度）を適切に設定する。この場合、角度θｘに基づいて、ｘ軸方向を軸とした角度α１の角度を出射面に持たせている。また、第１レンズ４４ａの中心軸Caから発光部１２（１，１）までの距離が、第１レンズ４４ａの焦点距離（ｆ４０）となるようにする。
【００４５】
発光部１２（１，１）から出射されたレーザ光は、ｘ軸方向から見て、第１レンズ４４ａの入射面に対してほぼ垂直に（ほぼ入射角度０（ゼロ）で）入射される。この場合、入射の前後でレーザ光の進行方向における屈折は、ほとんどない。しかし、当該レーザ光が出射される場合、出射の前後でレーザ光の進行方向において屈折する。図７に示すように、出射角度α１で出射されたレーザ光を、短軸方向幅均一化レンズ５０の光軸方向とほぼ平行にするためには、出射面の角度を、発光部（１，１）の角度θｘの回転誤差に基づいて、角度（θｘ＋β１）に設定する。このとき、β１は、大気の屈折率をｍ１、第１レンズ４４ａの屈折率をｎ１として、下記の式から求めることができる。
sin（α１）／sin（β１）＝ｎ１／ｍ１
θｘ＋β１＝α１
以上の２式から、β１をθｘ、ｎ１、ｍ１で表すことができる。
【００４６】
このように、レンズアレイ４０の各第１レンズの入射面において長軸方向を軸とした第３回転角度を、当該半導体レーザアレイ１０に固有の、対応するレーザグループの発光部１２（ｍ，ｎ）の第１回転角度に基づいて各々設定することで、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）への集光位置の精度を向上させ、集光効率を向上させることができる。
また、更にレンズアレイ４０の各第１レンズの出射面において長軸方向を軸とした第５回転角度を、当該半導体レーザアレイ１０に固有の、対応するレーザグループの発光部１２（ｍ，ｎ）の第１回転角度に基づいて各々設定することで、光ファイバ３０（１，１）への集光位置の精度を更に向上させ、集光効率をより向上させることができる。
なお、角度θｘ（第１回転角度）が非常に小さい（例えば、１°未満）場合は、対応する第１レンズの入射面の角度（第３回転角度）を適切に設定すれば、当該第１レンズの出射面の角度（第５回転角度）を適切に設定することを省略してもよい。（焦点距離（ｆ４０）への影響は大きいが、短軸方向幅均一化レンズ５０への影響は小さいため。）
【００４７】
図８（Ａ）〜（Ｂ）では、発光部１２（１，１）においてｙ軸方向を軸とした角度θｙの回転誤差に基づいて、対応する第１レンズ４４ａの入射面を適切な位置に設定した例を示している。この場合、第１レンズ４４ａを、角度θｙに基づいて、ｙ軸方向を軸として回転させる必要はない。
図８（Ｂ）に示すように第１レンズ４４ａの光軸Ka上に発光部１２（１，１）が位置するように、且つ第１レンズ４４ａの焦点距離（ｆ４０）の位置に発光部１２（１，１）が位置するように配置すればよい。これにより、ｙ軸方向を軸として角度θｙの回転誤差を有する発光部１２（１，１）から出射されたレーザ光は、第１レンズ４４ａを通過すると、長軸方向における進行方向が、長軸方向集光レンズ２０の光軸方向とほぼ平行になり、且つ幅もほぼ均一化される。このため、長軸方向集光レンズ２０にて精度良く光ファイバ３０（１，１）に集光することができる。
【００４８】
図９では、発光部１２（１，１）においてｚ軸方向を軸とした角度θｚ（第２回転角度）の回転誤差に基づいて、対応する第１レンズ４４ａの入射面を適切な角度（第４回転角度、第７回転角度）に設定している。この場合、第１レンズ４４ａを、角度θｚに基づいて、ｚ軸方向を軸として回転させ、第１レンズ４４ａの光軸Ka上（この例では、第１レンズ４４ａがシリンドリカルレンズであるため、光軸Kaは平面状になる）に発光部１２（１，１）、（１，２）〜（１，１６）が位置するように配置し、且つ第１レンズ４４ａの焦点距離（ｆ４０）の位置に発光部１２（１，１）が位置するように配置する。これにより、ｚ軸方向を軸として角度θｚの回転誤差を有する発光部１２（１，１）から出射されたレーザ光は、第１レンズ４４ａを通過すると、長軸方向における進行方向が、長軸方向集光レンズ２０の光軸方向とほぼ平行になり、且つ幅もほぼ均一化される。このため、長軸方向集光レンズ２０にて精度良く光ファイバ３０に集光することができる。
このように、レンズアレイ４０の各第１レンズにおいてレーザ進行方向を軸とした第４回転角度を、当該半導体レーザアレイ１０に固有の、対応するレーザグループの発光部１２（ｍ，ｎ）の第２回転角度に基づいて各々設定することで、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）への集光位置の精度を向上させ、集光効率を向上させることができる。
【００４９】
◆［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、図３（Ａ）に示す第１の実施の形態に対して、レンズアレイ４０の構成が異なる（図１０（Ａ）〜（Ｃ））ことと、短軸方向幅均一化レンズ５０を省略（図１１）している点が異なる。このため、第１の実施の形態に比して、構成を簡素にすることができる。また、短軸方向幅均一化レンズ５０の誤差（焦点距離の誤差等）及び配置位置の誤差を排除できるので、より高精度にレーザ光を集光することができ、光ファイバ３０への集光効率を向上させることができる。
【００５０】
●［レンズアレイの構成及び全体構成］
次に、図１０（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、第２の実施の形態におけるレンズアレイについて説明する。
図１０（Ａ）に示すレンズアレイ４０ｃでは、各レンズグループ４６ａ〜４６ｅを積層して構成した例を示している。各レンズグループ４６ａ〜４６ｅは、図１０（Ｂ）に示すように、短軸方向（ｙ軸方向）にレンズ４８ｚ（ｍ，ｎ）（第２レンズ）を複数配列して構成されている。第２レンズ４８ｚ（ｍ，ｎ）は、例えば球面レンズであり、半導体レーザアレイ１０の複数の発光部１２（ｍ，ｎ）に対応させて設けられている。
また、図示しないが、図３（Ｂ）に示すレンズアレイ４０ａと同様に、１枚のレンズ基板に複数の第２レンズ４８ｚ（ｍ，ｎ）を形成し、短軸方向毎のレンズグループを構成するようにしてもよい。レンズアレイ４０の構成は、種々の構成方法がある。
このレンズアレイ４０ｃを用いて、発光部１２（ｍ，ｎ）から出射されたレーザ光を当該レンズアレイ４０ｃに通過させ、長軸方向及び短軸方向の双方向に対して、幅をほぼ均一化するとともにｚ軸方向にほぼ平行なレーザ光に変換する。
全体構成は、図３（Ａ）に示す第１の実施の形態から、上記レンズアレイの構成が異なる他は、短軸方向幅均一化レンズ５０が省略されている。
【００５１】
●［各構成要素の配置と、レーザ光の集光状態（理想的な状態）］
次に、図１１（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、誤差のない理想的な状態の半導体レーザアレイ１０の発光部１２（ｍ，ｎ）、レンズアレイ４０ｃ、長軸方向集光レンズ２０、短軸方向集光レンズ６０、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の配置位置と、レーザ光の集光状態について説明する。図１１（Ａ）は、長軸方向（ｘ軸方向）から見た図であり、レーザ光を短軸方向（ｙ軸方向）に屈折及び集光する様子を示している。図１１（Ｂ）は、短軸方向（ｙ軸方向）から見た図であり、レーザ光を長軸方向（ｘ軸方向）に屈折及び集光する様子を示している。図１１（Ａ）では、理解し易くするために、発光部１２を８個（発光部１２（１，１）〜（１，８））に変更して記載している。
半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）の各寸法等は、図４（Ａ）及び（Ｂ）の説明と同様であるので省略する。
【００５２】
次に、図１１（Ａ）を用いて、各発光部１２（ｍ，ｎ）から出射された各レーザ光を、短軸方向において光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の入射面に集光することを説明する。図１１（Ａ）において、レンズアレイ４０ｃの焦点距離を（ｆ４０）（例えば、０．３ｍｍ）、短軸方向集光レンズ６０の焦点距離を（ｆ６０）（例えば、２０ｃｍ）とする。
そして、レンズアレイ４０ｃの各第２レンズ４８ｚ（ｍ，ｎ）の各光軸上に、対応する発光部１２（ｍ，ｎ）が位置するように配置するとともに、各発光部１２（ｍ，ｎ）が、対応する第２レンズ４８ｚ（ｍ，ｎ）から焦点距離（ｆ４０）の位置になるように、レンズアレイ４０ｃを配置する。
そして、短軸方向集光レンズ６０を、発光部１２（ｍ，ｎ）から任意の位置に配置し、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の入射面を「短軸方向集光レンズ６０からほぼ（ｆ６０）の距離の位置」に配置する。
【００５３】
短軸方向集光レンズ６０を選定するには、目標とする光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の短軸方向の本数（ｔ）及びDout（径）とθouty（光ファイバへの短軸方向の入射角）を満足するｆ６０の焦点距離を有する短軸方向集光レンズ６０を選定すればよい。
なお、図１１（Ａ）に示す例では、短軸方向集光レンズ６０を単体（単一）のレンズで構成したため、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）は１本である。ここで、短軸方向集光レンズ６０を、２個短軸方向に並列させて配置した場合、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）は短軸方向に２本並列させて配置する。このように、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の本数に応じて、短軸方向集光レンズ６０の構成を変更する。また、長軸方向における長軸方向集光レンズ２０も同様である。
また、長軸方向集光レンズ２０と短軸方向集光レンズ６０を、長軸方向及び短軸方向に集光する双軸集光レンズ（球面レンズ等）に置き換えることも可能である。
【００５４】
各発光部１２（ｍ，ｎ）から出射された各レーザ光は、レーザ光の進行方向（ｚ軸方向）に対してθinyの角度（例えば、３．５°の角度）を持ち、徐々に拡がり、重なる前にレンズアレイ４０ｃの入射面（この場合は、各発光部１２に対応させた各第２レンズの入射面）に到達する。当該レーザ光は、各第２レンズの光軸上且つ焦点距離（ｆ４０）の位置から出射されているので、レンズアレイ４０ｃを通過すると、ｚ軸方向にほぼ平行且つ幅がほぼ均一化されたレーザ光に変換される。当該レーザ光は、短軸方向集光レンズ６０を通過すると、当該短軸方向集光レンズの焦点距離（ｆ６０）の位置に集光され、集光位置に配置された光ファイバ３０（１，１）の入射面に入射される。
なお、この場合、長軸方向集光レンズ２０は、短軸方向において、ほとんど影響を及ぼさないので説明を省略する。
【００５５】
また、、発光部１２（ｍ，ｎ）から出射された各レーザ光を、長軸方向において光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の入射面に集光する様子は、図４（Ｂ）と同様であるので、説明を省略する。
このように、図１１（Ａ）に示す例では、各発光部１２（ｍ，ｎ）から出射されたレーザ光は、全て光ファイバ３０（１，１）の入射面に集光される。
長軸方向の拡がり角（θinx：例えば４０°）は、短軸方向の拡がり角（θiny：例えば３．５°）と比較して充分大きいので、レンズアレイ４０ｃは、発光部１２（ｍ，ｎ）により近い位置に配置することが好ましい。図１１（Ａ）の例では、発光部１２（ｍ，ｎ）にほぼ接触する位置に配置している。
【００５６】
●［スライド誤差に対する、レンズアレイの構成とレーザ光の集光状態］
次に、発光部１２（ｍ，ｎ）のｘ軸方向／ｙ軸方向／ｚ軸方向へのスライド誤差（距離ｄｘ／距離ｄｙ／距離ｄｚ）に基づいた、レンズアレイ４０ｃの構成と、レーザ光の集光状態については、第１の実施の形態で説明した図５（Ａ）及び（Ｂ）と同様であるので、説明を省略する。ただし、第１の実施の形態に対して、第２の実施の形態では、ｙ軸方向へのスライド誤差（距離ｄｙ）に基づいて、対応する第２レンズ４８ｚを、ｙ軸方向に距離ｄｙだけ移動させ、ｙ軸方向においても、各第２レンズ４８ｚの光軸上に、対応する発光部１２が位置するように構成して配置する。
このように、レンズアレイ４０ｃの各レンズグループにおける長軸方向、短軸方向及びレーザ進行方向の位置を、当該半導体レーザアレイ１０に固有の、対応するグループの発光部１２（ｍ，ｎ）の長軸方向、短軸方向及びレーザ進行方向の位置に基づいて各々設定することで、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）への集光位置の精度を向上させ、集光効率を向上させることができる。
【００５７】
●［回転誤差に対する、レンズアレイの構成とレーザ光の集光状態］
上記のように、スライド誤差を補正するようにレンズアレイ４０ｃを構成するだけでも集光効率を向上させることができるが、更に回転誤差をも補正するようにレンズアレイ４０ｃを構成すると、より集光効率を向上させることができる。
次に、図１２（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、発光部１２（ｍ，ｎ）のｘ軸方向／ｙ軸方向／ｚ軸方向を軸とした回転誤差（角度θｘ／角度θｙ／角度θｚ）に基づいた、レンズアレイ４０ｃの構成と、レーザ光の集光状態について説明する。なお、ｙ軸方向を軸とした回転誤差（角度θｙ）、ｚ軸方向を軸とした回転誤差（角度θｚ）については、第１の実施の形態で説明した図８（Ａ）、（Ｂ）及び図９と同様であるので、説明を省略する。
【００５８】
図１２（Ａ）に示すように、ｘ軸方向を軸とした角度θｘ（第１回転角度）の回転誤差を有する半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）に対して、レンズアレイ４０ｃの各第２レンズが、当該第２レンズの焦点距離（ｆ４０）の位置になるように、各レンズグループの入射面の角度（第６回転角度）を設定する。
このように、レンズアレイ４０ｃの各レンズグループの入射面において長軸方向を軸とした第６回転角度を、当該半導体レーザアレイ１０に固有の、対応するレーザグループの発光部１２（ｍ，ｎ）の第１回転角度に基づいて各々設定することで、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）への集光位置の精度を向上させ、集光効率を向上させることができる。
また、レンズアレイ４０ｃの出射面を、ｘ軸方向を軸として適切な回転角度を持たせると、更に集光効率を向上させることができる。この場合、レンズアレイ４０ｃの出射面の角度（第８回転角度）は、発光部１２と第２レンズとの位置関係により、２通りの設定方法がある。
【００５９】
第１の設定角度は、図１２（Ｂ）に示すように、レンズアレイ４０ｃの出射面を、短軸方向集光レンズ６０の光軸とほぼ垂直（長軸方向集光レンズ２０の光軸ともほぼ垂直）に設定した角度（第８回転角度）である。この場合、発光部１２の位置が、第２レンズの中心（Ｐ）から短軸方向集光レンズ６０の光軸とほぼ平行な方向、且つ第２レンズの焦点距離（ｆ４０）の位置になるように、各第２レンズを配置したレンズグループを形成して配置する。
これにより、第２レンズの光軸上、且つ第２レンズの焦点距離（ｆ４０）の位置から出射されたレーザ光は、第２レンズに入射されると、幅がほぼ均一、且つ進行方向が短軸方向集光レンズ６０の光軸とほぼ平行なレーザ光に変換される。（なお、第２レンズが球面レンズの場合は、光軸は無数に存在する。）
【００６０】
当該レーザ光は、短軸方向集光レンズ６０にて、当該短軸方向集光レンズ６０の焦点距離（ｆ６０）の位置に配置した光ファイバ３０（１，１）の入射面に高精度に集光することができる。また、第１の実施の形態とは、短軸方向集光レンズ６０に入射されるレーザ光が短軸方向集光レンズ６０の光軸とほぼ平行である点が相違しているため（幅がほぼ均一化されている点は同様）、半導体レーザアレイ１０の傾斜（角度θｘの回転誤差）の影響をほとんど受けることなく、より高精度に光ファイバ３０にレーザ光を集光できる。
【００６１】
第２の設定角度は、図１２（Ｃ）に示すように、レンズアレイ４０ｃの出射面を、発光部の回転角度（角度θｘ：第１回転角度）よりも大きく設定した角度（角度α１：第８回転角度）である。この場合、発光部１２の位置が、発光部１２から出射されたレーザ光が第２レンズにほぼ垂直に入射される位置、且つ第２レンズの焦点距離（ｆ４０）の位置になるように、各第２レンズを配置したレンズグループを形成して配置する。
これにより、第２レンズの光軸上、且つ第２レンズの焦点距離（ｆ４０）の位置から出射され、第２レンズにほぼ垂直に入射されたレーザ光は、第２レンズに入射されると、幅がほぼ均一、且つ進行方向は角度θｘを有している。そして、出射面から出射される際、出射面への入射角と屈折率に基づいて屈折し、短軸方向集光レンズ６０の光軸とほぼ平行なレーザ光に変換される。短軸方向集光レンズ６０の光軸とほぼ平行な角度になる説明は、図７の説明と同様であるので、説明を省略する。
【００６２】
当該レーザ光は、短軸方向集光レンズ６０にて、当該短軸方向集光レンズ６０の焦点距離（ｆ６０）の位置に配置した光ファイバ３０（１，１）の入射面に高精度に集光することができる。また、第１の実施の形態とは、短軸方向集光レンズ６０に入射されるレーザ光が短軸方向集光レンズ６０の光軸とほぼ平行である点が相違しているため（幅がほぼ均一化されている点は同様）、半導体レーザアレイ１０の傾斜（角度θｘの回転誤差）の影響をほとんど受けることなく、より高精度に光ファイバ３０にレーザ光を集光できる。
【００６３】
このように、レンズアレイ４０ｃの各レンズグループの出射面において長軸方向を軸とした第８回転角度を、当該半導体レーザアレイ１０に固有の、対応するレーザグループの発光部１２（ｍ，ｎ）の第１回転角度に基づいて各々設定することで、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）への集光位置の精度を向上させ、集光効率を向上させることができる。
なお、角度θｘ（第１回転角度）が非常に小さい（例えば、１°未満）場合は、対応するレンズグループの入射面の角度（第６回転角度）を適切に設定すれば、当該レンズグループの出射面の角度（第８回転角度）を適切に設定することを省略してもよい。（焦点距離（ｆ４０）への影響は大きいが、短軸方向集光レンズ６０への影響は小さいため。）
【００６４】
◆［第３の実施の形態］
次に、図１５〜図１９を用いて、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、第１及び第２の実施の形態に対して、光整列器１２０を追加している（光整列器１２０は、対象とする半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差に応じて個々に用意する）。これにより、レンズアレイ４０（４０ａ〜４０ｃ）を、対象とする半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差に応じて個々に用意する必要がない。
【００６５】
第１及び第２の実施の形態では、対象とする半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差に応じて個々に用意したレンズアレイ４０を用いて光ファイバ３０までの集光経路で誤差を補正したが、第３の実施の形態では、個々に用意した光整列器１２０を用いて半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差そのものを補正する。
これにより、半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差を適切に補正して、より効率よくレーザ光を集光することができる。また、各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置をより正確に補正できるので、レンズ群及び光ファイバの集光位置の調整がより簡略化され、より容易にレーザ集光装置を構成することができる。
【００６６】
また、第１の実施の形態では、図１に示した６通りの誤差に対してＹ軸方向のスライド誤差を補正することができなかったが、第３の実施の形態では、Ｙ軸方向のスライド誤差を含む図１に示した６通りの誤差を全て補正することができる（なお、第２の実施の形態も、６通りの誤差を全て補正することが可能）。
以下、第１の実施の形態との相違点について説明する。
【００６７】
●［半導体レーザアレイの各発光部の位置の誤差（図１５）］
まず、図１５（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差の詳細について説明する。
半導体レーザアレイ１０は、図１５（Ｃ）に示すように、各発光部１２（ｍ，ｎ）が所定の方向（この例ではＹ軸方向）に、所定の間隔で規則正しく配列されたアレイ型半導体レーザ１０ａ〜１０ｍを、所定の方向（この例ではＸ軸方向）に機械的に積層（組付け）して構成されている。
また、アレイ型半導体レーザ１０ａは、図１５（Ａ）に示すように、ヒートシンク１０β（例えば、銅等で形成され、冷却水等で冷却して発熱を抑制する）に、レーザアレイ素子１０αを組付けて構成されている。このとき、レーザアレイ素子１０αは半導体プロセスで作成されるため、各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置は、レーザアレイ素子１０αのみで見た場合は非常に高い精度で位置決めされている。
なお、レーザアレイ素子１０αは、そのサイズに対して発熱量が大きい（例えば、Ｙ軸方向の長さが約１０［ｍｍ］に対して、発熱量が約３０〜５０［Ｗ］もある）ので、冷却用のヒートシンク１０βを必要とする。
【００６８】
しかし、ヒートシンク１０βにレーザアレイ素子１０αを組付ける場合、図１５（Ｂ）に示すように、はんだ１０γ等の流動性を有する物質にて、ヒートシンク１０βとレーザアレイ素子１０αとを接合している。通常、ヒートシンク１０β等の固体の形状は比較的容易に精度管理できる（高精度で形成できる）が、流体（はんだ１０γ等）の形状を管理することは非常に困難である。また、レーザアレイ素子１０αとヒートシンク１０βの組立体であるアレイ型半導体レーザ１０ａ〜１０ｍを積層する際に誤差が生じることは、第１の実施の形態と同様である。このため、ヒートシンク１０β及びレーザアレイ素子１０αを高精度に形成しても、各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置は、図１に示すように、様々な方向に、様々な程度の誤差を含む。
【００６９】
●［光整列器による各発光部の位置の補正（図１６）］
次に、図１６を用いて、光整列器１２０による各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差を補正する様子を説明する。
例えば、図１６（Ａ）に示すように、対象とする半導体レーザアレイ１０のアレイ型半導体レーザ１０ａが、Ｘ軸方向に「距離ｄｘ」分、平行移動して組付けられており、Ｙ軸方向に「距離ｄｙ」分、平行移動して組付けられているとする。このとき、Ｚ軸方向から見た各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置は、図１６（Ａ）の右図に示すように、Ｙ軸方向に隣り合う距離は、どこも「距離Ｄｓｙ」であるが、アレイ型半導体レーザ１０ａの各発光部１２（１，１）〜（１，４）の位置は、アレイ型半導体レーザ１０ｂの各発光部１２（２，１）〜１２（２，４）の位置及びアレイ型半導体レーザ１０ｃの各発光部１２（３，１）〜１２（３，４）の位置に対して、Ｙ軸方向に「距離ｄｙ」の誤差を有する。
また、図１６（Ａ）に示す例では、アレイ型半導体レーザ１０ｂの各発光部１２（２，１）〜１２（２，４）と、アレイ型半導体レーザ１０ｃの各発光部１２（３，１）〜１２（３，４）のＸ軸方向の距離は、「距離Ｄｓｘ」であるが、アレイ型半導体レーザ１０ｂの各発光部１２（２，１）〜１２（２，４）と、アレイ型半導体レーザ１０ａの各発光部１２（１，１）〜１２（１，４）のＸ軸方向の距離は、「距離Ｄｓｘ＋ｄｘ」であり、「距離ｄｘ」の誤差を有する。
【００７０】
そこで、図１６（Ｂ）に示す光整列器１２０を用いて、レーザ光が出射される各出射部１２２（ｍ，ｎ）の位置を、長軸方向（Ｘ軸方向）に第１の所定間隔（例えば「距離Ｄｓｘ」）で配置し、且つ短軸方向（Ｙ軸方向）に第２の所定間隔（例えば「距離Ｄｓｙ」）で配置し、更にほぼ単一平面上（Ｚ軸方向にはほぼ同一の位置）に、２次元配列する（図１６（Ｂ）の右図）。
また、各入射部１２１（ｍ，ｎ）の位置は、対象とする半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）に、ほぼ当接するように（ほぼ距離ゼロで向かい合うように）、予め計測した各発光部１２０（ｍ，ｎ）の位置に対応させて配置する（各発光部１２０（ｍ，ｎ）の位置の計測方法は、既に説明しているので省略する）。なお、各入射部１２１（ｍ，ｎ）の配置は、Ｘ軸及びＹ軸及びＺ軸の各軸の方向に対する位置と、Ｘ軸及びＹ軸及びＺ軸の各軸に対する回転角度に応じて、決定する。
【００７１】
そして、光整列器１２０の各入射部１２１（ｍ，ｎ）に対応する出射部１２２（ｍ，ｎ）とを、各々光導波路１２３（ｍ，ｎ）で連絡する。
なお、出射部１２２（ｍ，ｎ）及び入射部１２１（ｍ，ｎ）の位置は、特に２次元配列等に限定しない。出射部１２２（ｍ，ｎ）は、出射されたレーザ光を集光する集光系（例えば、図１８におけるレンズ群（レンズ４０、２０、５０、６０）及び光ファイバ３０）に応じた配置であれば、１次元配列等であってもよい。また、入射部１２１（ｍ，ｎ）は、対象とする半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）に応じた配置であればよい（例えば、発光部が１次元配列であれば、入射部も１次元配列にする）。
【００７２】
これにより、図１６（Ａ）に示すように、例えば、Ｘ軸方向に「距離ｄｘ」の誤差を含み、Ｙ軸方向に「距離ｄｙ」の誤差を含む発光部１２（ｍ，ｎ）の位置から出射されるレーザ光２（ｍ，ｎ）を、図１６（Ｂ）に示す光整列器１２０を用いることで、図１６（Ｃ）に示すように、長軸方向（Ｘ軸方向）に第１の所定間隔（例えば「距離Ｄｓｘ」）で配置し、且つ短軸方向（Ｙ軸方向）に第２の所定間隔（例えば「距離Ｄｓｙ」）で配置し、更にほぼ単一平面上（Ｚ軸方向にはほぼ同一の位置）に、２次元配列された出射部１２２（ｍ，ｎ）から整列させて出射させることができる。
【００７３】
このように、図１に示す６通りの誤差（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向へのスライド誤差、及び／あるいはＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向を軸とした回転誤差）に対して、光整列器１２０の入射部１２１（ｍ，ｎ）を、対応する発光部１２（ｍ，ｎ）にほぼ当接する位置に配置する。このため、光整列器１２０における入射部１２１（ｍ，ｎ）を有する面は、発光部１２（ｍ，ｎ）の位置に応じて凹凸が形成される。
【００７４】
●［光整列器の構造（図１７）］
次に、図１７（Ａ）〜（Ｄ）を用いて、光整列器１２０の構造について説明する。
図１７（Ａ）に示すように、例えば、光整列器１２０は、Ｙ軸方向（短軸方向）毎に形成された光整列アレイ１２０ａ〜１２０ｃを、Ｘ軸方向（長軸方向）に積層して構成されている。また、図１７（Ａ）に示す例では、各光整列アレイ１２０ａ〜１２０ｃの上面（Ｘ軸と交わる上側の面）の表面に光導波路１２３（ｍ，ｎ）を形成しているので、最上部には、光導波路１２３（ｍ，ｎ）を含まない最上部アレイ１２０ｚを積層している。
このように、光整列器１２０は、機械的に積層（組付け）して構成されているが、光整列アレイ１２０ａ〜１２０ｃ等の固体を積層（組付け）しており、はんだ等の流体を積層方向に含む半導体レーザアレイ１０とは異なり、非常に高精度に構成することができる。
【００７５】
次に、図１７（Ｂ）を用いて、光整列アレイ１２０ａを例にして、光整列アレイの構造について説明する。
光整列アレイ１２０ａは、ベース部材１２４ａを基板として、上面（Ｘ軸と交わる上側の面）の表面に光導波路１２３（１，１）が形成されている。また、［ベース部材１２４ａの屈折率］よりも、［光導波路１２３（１，１）の屈折率］を大きくすることで、光導波路１２３（１，１）の入射部１２１（１，１）から入射されたレーザ光を、外部への漏れ等を抑制しながら出射部１２２（１，１）から出射する。
図１７（Ｂ）に示す光整列器１２０ａでは、入射部１２１（ｍ，ｎ）の位置を、対応する出射部１２２（ｍ，ｎ）の位置に対して、「Ｘ軸方向に距離ｄｘ」及び「Ｙ軸方向に距離ｄｙ」補正している。
【００７６】
光整列アレイ１２０ａの表面に光導波路１２３（ｍ，ｎ）を形成することで、貫通孔を設けて光導波路１２３（ｍ，ｎ）を挿入するような製作方法等に対して、光整列アレイ１２０ａの製作がより容易になる。また、光整列アレイ１２０ａを、調整がほとんど不要な短軸方向に対しては一体成形することで、より単純な構成とすることができ、より容易に光整列器１２０を実現することができる。
【００７７】
また、図１７（Ｃ）に示すように、対象とする半導体レーザアレイ１０の発光部１２（ｍ，ｎ）のサイズに応じて、入射部１２１（ｍ，ｎ）及び出射部１２２（ｍ，ｎ）のサイズを設定する。この例では、発光部１２（ｍ，ｎ）と入射部１２１（ｍ，ｎ）と出射部１２２（ｍ，ｎ）をほぼ同じサイズに設定した。例えば、ある半導体レーザアレイ１０においては、発光部１２（ｍ，ｎ）の厚さＤｔは約１〜２［μｍ］、幅Ｄｗは約１５０［μｍ］、間隔Ｄｐは約３５０［μｍ］である（発光部の寸法等は、様々な種類がある）。
なお、光整列アレイ１２０ａのＺ軸方向の長さ「Ｌｓ」は、出射部１２２（ｍ，ｎ）の位置の精度等にはあまり影響を与えないので、製造時の扱い易さから、約３〜５［ｍｍ］とした。
【００７８】
また、光導波路１２３（ｍ，ｎ）をベース部材１２４ａよりも屈折率の大きな部材で構成する代わりに、図１７（Ｄ）に示すように、入射部１２１（ｍ，ｎ）部、及び光導波路１２３（ｍ，ｎ）部、及び出射部１２２（ｍ，ｎ）部を空洞にして、レーザ光を全反射する全反射部材１２５で、入射部１２１（ｍ，ｎ）と出射部１２２（ｍ，ｎ）を除く壁面を覆う（蒸着、貼り付け等する）ようにしてもよい。なお、壁面を全反射部材１２５で覆った場合、ベース部材１２４ａの材質及び屈折率等は、特に限定されない。
【００７９】
また、図１７（Ｅ）に示すように、光導波路１２３（ｍ，ｎ）は、対応する入射部１２１（ｍ，ｎ）及び出射部１２２（ｍ，ｎ）とを連絡（対応する入射部と出射部とを光導波路で接続）していれば、Ｚ軸方向に対して直線形状であっても、曲線を含む形状であってもよい。
なお、光導波路１２３（ｍ，ｎ）の断面形状（Ｘ軸とＹ軸とを含むＸＹ平面に平行な平面で切断した場合の断面形状）は、入射部１２１（ｍ，ｎ）とほぼ同じ形状であることが好ましい。また、発光部１２（ｍ，ｎ）の形状、入射部１２１（ｍ，ｎ）の形状、出射部１２２（ｍ，ｎ）の形状は、ほぼ同じ形状であることが好ましい。
【００８０】
●［レーザ集光装置の概略構成（図１８）］
図１８は、本実施の形態における光整列器１２０を、第１の実施の形態のレーザ集光装置に適用した例である。同様に第２の実施の形態にも適用可能であるが、こちらの説明は省略する。
図１８に示す構成にすることで、光整列器１２０によってより正確な位置に補正された各レーザ光の出射部１２２（ｍ，ｎ）から出射されるレーザ光を、レンズ群（この場合、レンズアレイ４０、及び長軸方向集光レンズ２０、及び短軸方向幅均一化レンズ５０、及び短軸方向集光レンズ６０）を用いて、より正確に光ファイバ３０に集光及び入射することができる。
また、各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置をより正確に補正できるので、レンズ群（４０、２０、５０、６０）及び光ファイバ３０の集光位置の調整がより簡略化され、より容易にレーザ集光装置を構成することができる。
また、光ファイバ３０の出射面から出射されるレーザ光を、集光レンズ１００で集光してレーザ光の出力を増加させ、レーザ加工等に使用することができる。
【００８１】
●［各構成要素の配置と、レーザ光の集光状態（図１９）］
次に、図１９（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、第３の実施の形態における、各構成要素の配置と、レーザ光の集光状態について説明する。図５及び図６に示す第１の実施の形態に対して、光整列器１２０を追加することで、半導体レーザアレイ１０の発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差を非常に小さくすることができる。位置の誤差が非常に小さい光整列器１２０の出射部１２２（ｍ，ｎ）から出射されるレーザ光を、理想的な焦点距離及び光軸位置を形成したレンズ群（レンズアレイ４０、長軸方向集光レンズ２０、短軸方向幅均一化レンズ５０、短軸方向集光レンズ６０）を理想的な位置に配置することで、ほぼ正確に光ファイバ３０（ｓ，ｔ）の入射面に集光して入射することができる。
これにより、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）への集光位置をより正確に位置決めできるので、レーザ光の集光効率を向上させることができる。
【００８２】
ここで、理想的な焦点距離、及び理想的な配置は、第１の実施の形態にて説明しているので説明を省略する。また、理想的な光軸位置とは、例えば、図１９に示す例の場合、レンズアレイ４０を構成している各レンズの光軸におけるＸ軸方向の距離が、全て「距離Ｄｓｘ」であることをいう。
これにより、光ファイバ３０（ｓ，ｔ）への集光位置の精度を向上させ、集光効率を向上させることができる。また、（故障、出力変更等により）半導体レーザアレイ１０を交換した場合、第１及び第２の実施の形態では、半導体レーザアレイ１０の配置位置と、レンズアレイ４０の配置位置の双方を調整する必要があるが、第３の実施の形態では、光整列器１２０を当接させた半導体レーザアレイ１０（光整列器１２０とほぼ一体化させた半導体レーザアレイ１０）の調節を行えばよいので、調整が比較的容易である。
つまり、レーザ光の発光源から先の集光経路の構成要素（この場合、レンズアレイ４０以降のレンズ、光ファイバ等）そのものを交換あるいは位置調整等する必要がない。また、光整列器１２０の出射部１２２（ｍ，ｎ）の位置は、対象とする半導体レーザアレイ１０の発光部１２（ｍ，ｎ）の位置に影響されないので、様々なピッチで発光部１２（ｍ，ｎ）が配置された半導体レーザアレイ１０であっても、所望する位置に出射部１２２（ｍ，ｎ）を設定することができる。このため、レーザ集光装置を一旦構成すれば、レーザ光の発光源の選択肢が拡がり、用途に合わせたレーザ集光装置を再構成することが容易になる。
【００８３】
◆［第４の実施の形態］
次に、図２０〜図２３を用いて、第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態では、第３の実施の形態に対して、レンズ群（４０、２０、５０、６０）を、光導波路アレイ２００に置き換えている。これにより、光ファイバ３０への集光位置の調整を、更に容易にすることができる。また、第４の実施の形態では、第２及び第３の実施の形態と同様に、Ｙ軸方向へのスライド誤差を含む図１に示した６通りの誤差を、全て補正することが可能である。
以下、第３の実施の形態との相違点について説明する。
【００８４】
●［レーザ集光装置の概略構成（図２０）］
図２０（Ａ）に、本実施の形態におけるレーザ集光装置の概略構成を示す。対象とする半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差に合わせて光整列器１２０を構成する点は第３の実施の形態と同一である。
そして、光整列器１２０の各出射部１２２（ｍ，ｎ）から整列されて出射されるレーザ光を、長軸方向のグループ（図２０（Ａ）中の「グループＡｏｕｔ」：第２レーザグループ）毎に、光導波路ユニット２００（１，ｎ）にて、長軸方向に集光して、光ファイバ３０（１，ｎ）に入射する点で、第３の実施の形態とは異なる。
第４の実施の形態では、長軸方向のグループ毎に光ファイバ３０に入射するので、光ファイバ３０の本数は短軸方向の数である点も、第３の実施の形態とは相違する（第３の実施の形態では、短軸方向における複数の発光部からのレーザ光を１本の光ファイバに入射することもできる）。
【００８５】
次に、図２０（Ｂ）を用いて、光導波路ユニット２０２（１，１）を例にして、光導波路ユニットの構造について説明する。
光導波路ユニット２０２（１，１）は、入射面側には、長軸方向毎のグループ（「グループＡｏｕｔ」）の各発光部１２（ｍ，ｎ）から出射されたレーザ光を、出射面（光ファイバ側の面）に集光するためのレンズ２２ａ〜２２ｅが形成されている。また、出射面側に徐々に狭くなるテーパ状（扇状）の形状を有している。
光導波路アレイ２００は、光導波路ユニット２０２（１，ｎ）を短軸方向に複数（図２０の例では１６個）配列して構成されている。また、［光導波路ユニットの屈折率］は、［各光導波路ユニットの間隙の屈折率］よりも大きくなるように、光導波路ユニットの材質、及び間隙の材質を選定する。
【００８６】
●［各構成要素の配置と、レーザ光の集光状態（図２１）］
次に、図２１（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、第４の実施の形態における、各構成要素の配置と、レーザ光の集光状態について説明する。
図２１（Ａ）は、Ｘ軸方向（長軸方向）から見た図である。半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）から出射されたレーザ光は、光整列器１２０によって整列されて、出射部１２２（ｍ，ｎ）から出射され、各光導波路ユニット２０２（１，ｎ）の入射面に入射される。光導波路ユニット２０２（１，ｎ）に入射されたレーザ光は、Ｙ軸方向（短軸方向）においては、光導波路ユニット２０２（１，ｎ）内を反射しながら当該光導波路ユニット２０２（１，ｎ）からほとんど外部に漏れることなく進行（Ｚ軸方向に進行）し、（当該光導波路ユニット２０２（１，ｎ）の出射面に到達し、）対応する光ファイバ３０（１，ｎ）の入射面に入射される。
【００８７】
また、図２１（Ｂ）は、Ｙ軸方向（短軸方向）から見た図であり、レーザ光をＸ軸方向（長軸方向）に屈折及び集光する様子を示している。
例えば、光導波路ユニット２０２（１，１）の各レンズ２２ａ〜２２ｅの焦点距離を「ｆ」として、各レンズ２２ａ〜２２ｅが適切な位置になるように配置することで、図２１（Ｂ）のレーザ光２（１，１）〜２（５，１）に示すように、対応する光ファイバ３０（１，１）の入射面に集光して入射することが可能である。
【００８８】
●［光導波路ユニットによる、長軸方向の集光］
次に、図２２を用いて、光導波路ユニット２０２（１，１）のレンズ２２ａ、２２ｃの位置と、レーザ光が光ファイバ３０（１，１）の入射面に集光される様子の例について説明する。
半導体レーザアレイ１０の発光部１２（１，１）及び発光部１２（３，１）から出射されるレーザ光は、各々光整列器１２０の入射部１２１（１，１）及び１２１（３，１）（図示せず）に入射され、各々光整列器１２０の出射部１２２（１，１）及び１２２（３，１）から整列されて出射される。図２２の例では、発光部１２（１，１）の位置が、Ｘ軸方向（長軸方向）に「距離ｄｘ」分補正され、位置が補正された出射部１２２（１，１）からレーザ光が出射される。
【００８９】
このとき、光導波路ユニット２０２（１，１）のレンズ２２ｃは、レンズ２２ｃの光軸Kcが出射部１２２（３，１）と光ファイバ３０（１，１）とを結んだ線上に来るように配置され、且つ下記に示す式が成立するように配置される。
１／Ｓ₃＋１／Ｔ₃＝１／ｆ
また、光導波路ユニット２０２（１，１）のレンズ２２ａは、レンズ２２ａの中心が、下記に示す式が成立するように配置される。
１／Ｓ₁＋１／Ｔ₁＝１／ｆ
上記の式が成立するように、レンズ２２ａの光軸Kaを、Ｘ軸方向に「距離Lx1」の位置に設定し、レンズ２２ａの中心から光整列器１２０までのＺ軸方向の距離を「距離Lz1」の位置に設定する。
【００９０】
次に、図２３（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、本実施の形態による効果について説明する。図２３（Ａ）及び（Ｂ）は、半導体レーザアレイ１０から出射されたレーザ光を、光ファイバ３０に入射するまでの経路を示しており、Ｘ軸方向（長軸方向）から見た図である。
また、図２３（Ａ）は本実施の形態を説明する図であり、図２３（Ｂ）は光整列器１２０を使用しなかった場合を説明する図である。
半導体レーザアレイ１０には、種々の製品が用意されているが、例えば、Ｙ軸方向における発光部１２（ｍ，ｎ）の長さが１５０［μｍ］、Ｙ軸方向における隣り合う発光部１２（ｍ，ｎ）の間の距離が３５０［μｍ］、Ｙ軸方向における各寸法の誤差が±５０［μｍ］である場合について説明する。
なお、図２３（Ａ）及び（Ｂ）において、光導波路ユニット２０２（１，ｎ）の間等に記載した間隙部材２１０は、光導波路ユニット２０２（１，ｎ）の屈折率よりも小さな屈折率を有する部材、あるいはレーザ光を全反射する部材等である。
【００９１】
まず、図２３（Ｂ）について説明する。
光整列器１２０を使用しない図２３（Ｂ）の場合、発光部１２（１，１）のＹ軸方向における位置は、±５０［μｍ］の誤差を考慮すると、図２３（Ｂ）中に示す「DwErの幅（この場合、２５０［μｍ］）」を有する（Ｘ軸方向において、各発光部１２（ｍ，ｎ）は、この２５０［μｍ］の幅の内部に存在する）。
このような位置の誤差を有する発光部１２（１，１）（及びＸ軸方向における発光部１２（ｎ，１））から出射されるレーザ光を、外部にほとんど漏らすことなく光導波路ユニット２０２（１，１）に入射させるためには、「DwEr＋α（例えば、Ｙ軸方向へのレーザ光の拡散を見込んだ値）の幅」を有する光導波路ユニット２０２（１，１）が必要となる。
例えば、αを５０［μｍ］とした場合、光導波路ユニット２０２（１，１）のＹ軸方向における幅「DwDz」は、３００［μｍ］になる。光導波路ユニット２０２（１，１）を、Ｙ軸方向において、レーザの進行方向に向かって徐々に細くする（Ｙ軸方向においてテーパ状にする）と、光導波路ユニット２０２（１，１）内部における反射角の影響にて、レーザ光の出射時の拡がり角が大きくなり、ビーム品質（Beam Parameter Product：BPP）が低下するので好ましくない。よって、この図２３（Ｂ）の場合、Ｙ軸方向においては、１５０［μｍ］の幅の発光部１２（１，１）から出射されるレーザ光を、３００［μｍ］の幅の光導波路ユニット２０２（１，１）で集光することになる。
また、光ファイバ３０（１，１）の径「DoutZ」は、３００［μｍ］以上に設定する必要がある。
【００９２】
上記に対して、図２３（Ａ）に示す本実施の形態の場合、発光部１２（１，１）のＹ軸方向における位置は、±５０［μｍ］の誤差があっても、その誤差を測定し、その位置及び幅に一致する入射部１２１（１，１）を配置する。そして、発光部１２（１，１）とほぼ同じ幅（Ｙ軸方向の長さ）の光導波路１２３（１，１）にて、発光部１２（１，１）とほぼ同じ幅（Ｙ軸方向の長さ）の出射部１２２（１，１）からレーザ光を出射させる。出射部１２２（ｍ，ｎ）の位置は、２次元状に非常に小さな誤差で整列されているので、出射部１２２（ｍ，ｎ）はＸ軸方向においても、ほぼ一直線にほとんど誤差なく配置されている。
このような位置の出射部１２２（１，１）から出射されるレーザ光を、外部にほとんど漏らすことなく光導波路ユニット２０２（１，１）に入射させるためには、図２３（Ａ）の場合、「１５０［μｍ］＋α（例えば、Ｙ軸方向へのレーザ光の拡散を見込んだ値）の幅」を有する光導波路ユニット２０２（１，１）で充分集光することができる。
例えば、αを上記と同様に５０［μｍ］とした場合、光導波路ユニット２０２（１，１）のＹ軸方向における幅「DwD」は、２００［μｍ］になる。よって、この図２３（Ａ）の場合、Ｙ軸方向においては、１５０［μｍ］の幅の発光部１２（１，１）から出射されるレーザ光を、２００［μｍ］の幅の光導波路ユニット２０２（１，１）で集光することになる。
また、光ファイバ３０（１，１）の径「Dout」は、２００［μｍ］以上に設定する必要があるが、「図２３（A）の光ファイバ３０（１，１）の径Dout」は、「図２３（Ｂ）の光ファイバ３０（１，１）の径DoutZ」より細くすることができるので、集光スポットサイズをより小さくすることができ、ビーム品質（BPP）を、より向上させることができる。
【００９３】
本発明のレンズアレイ、及び光整列器、及びレーザ集光装置は、本実施の形態で説明した構成、形状、寸法、配置等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
本発明のレンズアレイ、及び光整列器、及びレーザ集光装置は、レーザ加工装置等、レーザ光を用いた種々の装置に適用することが可能である。また、対象とする半導体レーザアレイと本発明の光整列器とを一体化させたレーザ発光装置を用いれば、発光部の位置の誤差が非常に小さい半導体レーザアレイとして用いることができるので、レーザ光を用いた種々の装置（特に高い精度が要求される装置等）に適用することが可能である。
本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。また、各レンズの形状、サイズ等は、実施の形態の説明及び図に限定されるものではない。本発明で使用される各レンズは、一方面が曲面であれば、他方面は平面でも曲面でもよい。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本実施の形態に記載のレンズアレイ及び当該レンズアレイを用いたレーザ集光装置を用いれば、半導体レーザアレイから出射される複数のレーザ光を、より効率よく集光できるレンズアレイ及びレーザ集光装置を提供できる。
また、請求項１〜４に記載のレーザ集光装置を用いれば、半導体レーザアレイから出射される複数のレーザ光を、より効率よく集光することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差及び角度の誤差を説明する図である。
【図２】 半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差及び角度の誤差の計測方法について説明する図である。
【図３】 本発明のレンズアレイ４０をレーザ集光装置に適用した、第１の実施の形態の概略構成図である。
【図４】 誤差のない理想的な状態の半導体レーザアレイ１０の発光部１２（ｍ，ｎ）における、第１の実施の形態のレーザ光の集光状態を説明する図である。
【図５】 スライド誤差に応じてレンズアレイを構成する例と、レーザ光の集光状態を説明する図である。
【図６】 回転誤差（ｘ軸方向を軸とした回転誤差）に応じてレンズアレイを構成する例と、レーザ光の集光状態を説明する図である。
【図７】 回転誤差（ｘ軸方向を軸とした回転誤差）に応じて構成するレンズアレイの詳細を説明する図である。
【図８】 回転誤差（ｙ軸方向を軸とした回転誤差）に応じてレンズアレイを構成する例と、レーザ光の集光状態を説明する図である。
【図９】 回転誤差（ｚ軸方向を軸とした回転誤差）に応じてレンズアレイを構成する例と、レーザ光の集光状態を説明する図である。
【図１０】 第２の実施の形態で用いるレンズアレイ４０の構成を説明する図である。
【図１１】 誤差のない理想的な状態の半導体レーザアレイ１０の発光部１２（ｍ，ｎ）における、第２の実施の形態のレーザ光の集光状態を説明する図である。
【図１２】 回転誤差（ｘ軸方向を軸とした回転誤差）に応じてレンズアレイを構成する例と、レーザ光の集光状態を説明する図である。
【図１３】 従来の半導体レーザ集光装置の概略構成を説明する図である。
【図１４】 従来の半導体レーザ集光装置において、各レンズの配置位置と、各レンズを通過したレーザ光が集光される様子を説明する図である。
【図１５】 半導体レーザアレイ１０の各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差の詳細について説明する図である。
【図１６】 第３及び第４の実施の形態における光整列器１２０による、各発光部１２（ｍ，ｎ）の位置の誤差を補正する様子を説明する図である。
【図１７】 第３及び第４の実施の形態における光整列器１２０の構造について説明する図である。
【図１８】 本発明の光整列器１２０をレーザ集光装置に適用した、第３の実施の形態の概略構成図である。
【図１９】 第３の実施の形態における、各構成要素の配置と、レーザ光の集光状態について説明する図である。
【図２０】 本発明の光整列器１２０をレーザ集光装置に適用した、第４の実施の形態の概略構成図である。
【図２１】 第４の実施の形態における、各構成要素の配置と、レーザ光の集光状態について説明する図である。
【図２２】 光導波路ユニット２０２（１，１）のレンズ２２ａ、２２ｃの位置と、レーザ光が光ファイバ３０（１，１）の入射面に集光される様子の例について説明する図である。
【図２３】 第４の実施の形態による効果について説明する図である。
【符号の説明】
１０ 半導体レーザアレイ
１２ 発光部
２０ 長軸方向集光レンズ
３０ 光ファイバ
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ レンズアレイ
４２ａ〜４２ｅ、４４ａ〜４４ｅ 第１レンズ
４６ａ〜４６ｅ レンズグループ
４８ｚ 第２レンズ
５０ 短軸方向幅均一化レンズ
６０ 短軸方向集光レンズ
７０ 長軸方向コリメートレンズアレイ
８０ 長軸方向集光レンズ
９０ 短軸方向集光レンズアレイ
１２０ 光整列器
１２０ａ〜１２０ｃ 光整列アレイ
１２１ 入射部
１２２ 出射部
１２３ 光導波路
２００ 光導波路アレイ
２０２ 光導波路ユニット

Claims (4)

1. 楕円状に広がりながら進行するレーザ光を出射する発光部が、前記楕円の長軸方向と短軸方向のそれぞれの方向に平行となるように２次元状に複数配列されるとともに前記発光部の各々の位置に固有の誤差を有する半導体レーザアレイと、
   前記半導体レーザアレイの各発光部から出射される複数のレーザ光を、前記長軸方向及び前記短軸方向に集光するレンズ群と、
   前記レンズ群にて集光されたレーザ光が入射される光ファイバと、
   を備えたレーザ集光装置において、
   対象とする半導体レーザアレイに固有の、基準位置に対する各発光部の位置を予め計測しておき、
   前記対象とする半導体レーザアレイの各発光部にほぼ当接するように、予め計測した各発光部の位置に対応させて配置された入射部の各々と、
   前記入射部の各々に対して、前記長軸方向に第１の所定間隔で且つ前記短軸方向に第２の所定間隔で、ほぼ単一平面上に整列させて配置された出射部の各々と、
   前記入射部と、前記入射部に対応する出射部と、を連絡して前記入射部から入射された前記レーザ光を前記出射部に導光する光導波路部の各々と、
   を備えることで、前記入射部の各々から入射されたレーザ光を前記出射部の各々から整列させて出射する光整列器が、前記入射部の各々と、対応する前記発光部の各々とがほぼ当接するように、前記対象とする半導体レーザアレイと前記レンズ群との間に配置されている、
   ことを特徴とするレーザ集光装置。
2. 楕円状に広がりながら進行するレーザ光を出射する発光部が、前記楕円の長軸方向と短軸方向のそれぞれの方向に平行となるように２次元状に複数配列されるとともに前記発光部の各々の位置に固有の誤差を有する半導体レーザアレイと、
   前記各発光部から出射される複数のレーザ光を、前記長軸方向に集光するとともに前記短軸方向に閉じ込めて集光する光導波路アレイと、
   前記光導波路アレイにて集光されたレーザ光が入射される光ファイバと、
   を備えたレーザ集光装置において、
   前記光導波路アレイは、前記長軸方向毎のグループのレーザ光が入射される光導波路ユニットを前記短軸方向に複数配列した構成を有しており、
   各光導波路ユニットの入射面には、入射された前記グループのレーザ光の各々を前記長軸方向に集光するレンズが形成されており、
   対象とする半導体レーザアレイに固有の、基準位置に対する各発光部の位置を予め計測しておき、
   前記対象とする半導体レーザアレイの各発光部にほぼ当接するように、予め計測した各発光部の位置に対応させて配置された入射部の各々と、
   前記入射部の各々に対して、前記光導波路ユニットの各々の入射面に対応するように前記長軸方向に第１の所定間隔で且つ前記短軸方向に第２の所定間隔で、ほぼ単一平面上に整列させて配置された出射部の各々と、
   前記入射部と、前記入射部に対応する出射部と、を連絡して前記入射部から入射された前記レーザ光を前記出射部に導光する光導波路部の各々と、
   を備えることで、前記入射部の各々から入射されたレーザ光を前記出射部の各々から整列させて出射する光整列器が、前記入射部の各々と、対応する前記発光部の各々とがほぼ当接するように、前記対象とする半導体レーザアレイと前記光導波路アレイとの間に配置されている、
   ことを特徴とするレーザ集光装置。
3. 請求項１または２に記載のレーザ集光装置であって、
   前記光整列器は、前記対象とする半導体レーザアレイの前記短軸方向の前記発光部毎に形成された複数の光整列アレイを前記長軸方向に複数積層して構成されており、
   前記光整列アレイには、前記積層において互いに当接する面における上面側の面に沿って、前記入射部の各々と、当該入射部の各々に対応する出射部の各々と、前記光導波路部の各々とが形成されている、
   ことを特徴とするレーザ集光装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のレーザ集光装置であって、
   前記光整列器における前記光導波路部と前記入射部と前記出射部は空洞に形成されており、当該光導波路部における入射部と出射部を除く壁面が、入射されたレーザ光をほぼ全反射する全反射部材で覆われている、
   ことを特徴とするレーザ集光装置。

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