JP4470414B2 - レーザ光源装置 - Google Patents
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Description
該半導体レーザから出射されたレーザ光が、前記レンズとウェッジ型の光学素子とを順に通過して外部に出射されるレーザ光源装置であって
前記半導体レーザは、前記レンズの中心軸からずれて設置され、
前記ウェッジ型の光学素子は、ビームスプリッターであり、
さらに外部に出射されるレーザ光は、前記レンズの中心軸と平行な方向に出射されることを特徴とするレーザ光源装置。
本発明の半導体レーザ10は、さらにレンズ11の中心軸を垂線とする平面を平行移動して設置することが好ましい。この場合、半導体レーザから出射されるレーザ光が、レンズの入射面と出射面の両方を通過する範囲で平行移動させる。平行移動させて設置することで、半導体レーザを水平から傾斜させて設置するよりも再現性よく、レーザ光源装置から外部に出射されるレーザ光の出射方向を制御することができる。
本発明のレーザ光源装置100は、アナモルフィックプリズム13を設けてもよい。好ましくは、コリメータレンズ11とウェッジ型のビームスプリッター12との間に設ける。アナモルフィックプリズム13は、上面から見ると図3に示されるように、2つのプリズムからなり、それぞれで半導体レーザ10の半導体素子端面から出されるレーザ光A1の遠視野像におけるX方向とY方向を整形することができる。このアナモルフィックプリズム13は、レンズの中心軸を半導体レーザからのレーザ光が通る場合に、それぞれのプリズムが、レーザ光が垂直に入射する面を有するように設置することが好ましい。このように設置すれば、アナモルフィックプリズム13を再現性よく設置できるだけでなく、アナモルフィックプリズムで反射したレーザ光が半導体レーザに戻ることがないので好ましい。従来のように、レンズの中心軸に半導体レーザを設置し、中心軸を通るレーザ光を出射させた場合、アナモルフィックプリズムにおいては、レーザ光が垂直に当たる面を有し、その面でレーザ光は反射し、戻り光となって、半導体レーザに入射してしまう。本発明のアナモルフィックプリズムは上記のように設置することで、レーザ光の軌跡Aはアナモルフィックプリズム13のいずれの面にも垂直に入射しないために、反射による戻り光がないので好ましい。
本発明のウェッジ型のビームスプリッター12は、レーザ光のうち、S偏光とP偏光のどちらの光を分岐してもよいが、P偏光を分岐することで、外部に出射されるレーザ光の出力を大きくすることができ、S偏光を分岐することで、受光素子に向かうレーザ光が強くなり、精度よくAPC駆動することができる。
本発明のレーザ光源装置100は、CuやAlなどの放熱性のよい平板101上に半導体レーザ10とそれぞれの光学素子を設置することで、半導体レーザからの放熱、さらには光学素子がレーザ光によって加熱されても、平板に向かって好適に放熱されるので、高出力や長時間半導体レーザを発振させても出射されるレーザ光は一定で、さらに長寿命なレーザ光源装置とすることができる。
本発明のレーザ光源装置は、平板上にコリメータレンズやウェッジ型のビームスプリッターが少なくとも設置されてなる。このようにコリメータレンズやビームスプリッター、さらにはアナモルフィックプリズムや、その他の光学素子の平板への固定は、接着剤による固定、ねじなどその他の別の固定手段を設けて固定することができるが、好ましくは光硬化型の接着剤で固定されていることが好ましく、さらには半導体レーザ自身の発振波長で光硬化する接着剤を用いることが好ましい。このような接着剤を用いることで、装置からのレーザ光を、レンズの中心軸と平行な方向に出射されるように、半導体レーザを発振させながら位置調整することで、光学素子が平板に固定される。このとき、半導体レーザからの出力を閾値以下のLED光程度で動作し、光学素子を仮接着し、仮接着の段階で光学素子を微調整すると共に、半導体レーザを位置調整する。それぞれが調整されたら半導体レーザを閾値以上で発振させ、光学素子を本接着するという、二段階で光学素子を接着する方法をとることができる。これにより光学素子、半導体レーザをもっとも精度よく固定、設置することが可能となる。また、場合によっては、半導体レーザ自身の発振波長で仮接着され、半導体レーザと光学素子の位置調整ができたら、外部からの光によって本接着されるような接着剤を用いてもよい。
[実施例1]
図1に示すように、平板101上にコリメータレンズ11をレンズの中心軸Bが水平方向と一致するように設置する。次にアナモルフィックプリズム13とウェッジ型のビームスプリッター12を設置し、これらをレンズにおいて、レンズの中心軸Bを半導体レーザ10から出射されるレーザ光A1が通過するような位置で固定する。まずレンズの中心軸Bをレーザ光A1が通るように半導体レーザ10を設置し、半導体レーザを発振させる。このとき、ビームスプリッター12から出射され、レーザ光源装置100から出射されるレーザ光A4は水平と異なる方向出射される。そして、半導体レーザ10をコリメートレンズの中心軸Bを垂線とする平面上を平行移動Cさせ、ビームスプリッター12から出射されるレーザ光A3が水平となるように調整する。ビームスプリッターからのレーザ光A3が水平となる位置で半導体レーザ10を固定すれば、水平方向に出射されるレーザ光源装置100を得ることができる。
実施例1の比較例として、図4に示すように、半導体レーザ10から出射されたレーザ光A1’が、レンズの中心軸B上を通るように半導体レーザ10を設置する他は、実施例1と同様に光学素子を設置する。半導体レーザから出射されたレーザ光A1’は、コリメータレンズ11で反射され、半導体レーザ10へ戻り光となり入射してしまう。またレーザ光は、アナモルフィックプリズム13とウェッジ型のビームスプリッター12を通過するが、ビームスプリッターから出射されたレーザ光A3は、水平と異なる方向に出射されてしまう。レーザ光源装置100を水平面に設置したときに、装置から出射されるレーザ光A4は、水平方向と一致しない。
実施例1であって、ビームスプリッター12をレーザ光のS偏光が分岐するように設置する。このとき半導体レーザ10はコリメータレンズの中心軸Bを垂線とする平面上において、鉛直方向に平行移動して調整することで、水平方向に出射されるレーザ光源装置100を得ることができる。
実施例1であって、光学素子として用いるコリメータレンズ11、ビームスプリッター12、アナモルフィックプリズム13の少なくとも1つ、好ましくはすべてを半導体レーザ10の発振波長で光硬化する接着剤を用いて平板101上に設置する。
実施例1であって、光学素子として用いるコリメータレンズ11、ビームスプリッター12、アナモルフィックプリズム13の少なくとも1つ、好ましくは全てを半導体レーザ10の発振波長で光硬化する接着剤を用いて平板101上に設置する。
11・・・コリメータレンズ、
12・・・ウェッジ型のビームスプリッター、
13・・・アナモルフィックプリズム、
100・・・レーザ光源装置、
101・・・平板。
Claims (4)
- 半導体レーザとレンズとウェッジ型の光学素子とを有し、
該半導体レーザから出射されたレーザ光が、前記レンズとウェッジ型の光学素子とを順に通過して外部に出射されるレーザ光源装置であって
前記半導体レーザは、前記レンズの中心軸からずれて設置され、
前記ウェッジ型の光学素子は、ビームスプリッターであり、
さらに外部に出射されるレーザ光は、前記レンズの中心軸と平行な方向に出射されることを特徴とするレーザ光源装置。 - 前記レンズはコリメータレンズであることを特徴とする請求項1に記載のレーザ光源装置。
- 前記レンズとウェッジ型光学素子との間にアナモルフィックプリズムを有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のレーザ光源装置。
- 前記半導体レーザは、前記レンズの中心軸を垂線とする平面を平行移動させて設置されてなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のレーザ光源装置。
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