JP6818867B2 - 波長結合レーザ装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1にかかる波長結合レーザ装置10の構成を示す図である。波長結合レーザ装置10は、複数の発光部である発光層1aが設けられた半導体レーザであるLDバー1と、集光素子2と、波長結合素子3と、クロスカップリング抑制光学系4と、部分反射鏡5と、を備えている。集光素子2およびクロスカップリング抑制光学系4それぞれの具体例はレンズである。波長結合素子3の具体例は回折格子である。
図8は、本発明の実施の形態2にかかる波長結合レーザ装置11の構成を示す図である。図8において、図1および図4と同じ符号を付した構成要素は同じである。実施の形態2に示す波長結合レーザ装置11は、ビーム整形素子7を備える。すなわち、波長結合レーザ装置11のLDバー1は、出射端面1bに対向するようにビーム整形素子7を備える。LDバー1の幅方向であるX方向に等ピッチで並ぶアレイ状の発光層1aから発散光として出射される複数のレーザ光6がお互いに重なり合う前に、ビーム整形素子7は、LDバー1から出射される複数のレーザ光6をコリメートして発散角を抑える。ビーム整形素子7によってコリメートされた複数のレーザ光6が波長結合素子3に入射する。図8においては、簡略化して示すために3本の発光層1aだけが描かれている。ビーム整形素子7の詳細については、図9および図10を用いて以下で説明する。
図11は、実施の形態1にかかる波長結合レーザ装置10においてビーム品質が低下する様子を説明する図である。実施の形態1にかかる波長結合レーザ装置10および実施の形態2にかかる波長結合レーザ装置11が備えるクロスカップリング抑制光学系4によって、クロスカップリング発振を抑制することができても、以下に説明する条件下でビーム品質が低下することがある。
図14は、本発明の実施の形態4にかかる波長結合レーザ装置14の構成を示す図である。図15は、実施の形態4にかかる別の波長結合レーザ装置15の構成を示す図である。
Claims (7)
- レーザ光結合方向に並んだ複数の発光部の出射端面から、前記レーザ光結合方向に垂直な光軸の方向へ複数のレーザ光を出射する半導体レーザと、
前記レーザ光結合方向に前記複数のレーザ光を結合して1本のレーザ光にして出力する波長結合素子と、
前記波長結合素子から出力された前記1本のレーザ光の光軸に垂直な前記レーザ光結合方向に正のパワーを有するクロスカップリング抑制光学系と、
前記クロスカップリング抑制光学系を経た前記1本のレーザ光を反射すると共に透過させて出射する部分反射鏡と、
を備え、
前記1本のレーザ光の光軸と前記レーザ光結合方向とが成す平面内において、前記出射端面と前記部分反射鏡とを共役に結ぶことにより、前記出射端面を前記部分反射鏡の上に結像するように、前記クロスカップリング抑制光学系が配置され、
前記クロスカップリング抑制光学系は、前記1本のレーザ光の光軸方向に垂直な前記レーザ光結合方向にパワーを有する2枚のレンズからなり、前記波長結合素子に近い側の第一レンズの前記レーザ光結合方向の焦点距離をf1とし、前記部分反射鏡に近い側の第二レンズの前記レーザ光結合方向の焦点距離をf2とすると、f1>f2であり、前記第一レンズと前記第二レンズとの間隔Lは、L>f1+f2を満たし、前記第一レンズと前記第二レンズを合成したときのレンズ主面の位置は、前記波長結合素子より前記半導体レーザ側に位置し、
クロスカップリング発振の光路を遮断するための開口またはスリットを備えていない
ことを特徴とする波長結合レーザ装置。 - レーザ光結合方向に並んだ複数の発光部の出射端面から、前記レーザ光結合方向に垂直な光軸の方向へ複数のレーザ光を出射する半導体レーザと、
前記出射端面に対向するように設けられ、前記複数のレーザ光をコリメートして出射する出射面が前記レーザ光結合方向に並べられた複数のレンズ面であるビーム整形素子と、
前記レーザ光結合方向に前記出射面からの前記複数のレーザ光を結合して1本のレーザ光にして出力する波長結合素子と、
前記波長結合素子から出力された前記1本のレーザ光の光軸に垂直な前記レーザ光結合方向に正のパワーを有するクロスカップリング抑制光学系と、
前記クロスカップリング抑制光学系を経た前記1本のレーザ光を反射すると共に透過させて出射する部分反射鏡と、
を備え、
前記1本のレーザ光の光軸と前記レーザ光結合方向とが成す平面内において、前記出射面と前記部分反射鏡とを共役に結ぶことにより、前記出射面を前記部分反射鏡の上に結像するように、前記クロスカップリング抑制光学系が配置され、
前記クロスカップリング抑制光学系は、前記1本のレーザ光の光軸方向に垂直な前記レーザ光結合方向にパワーを有する2枚のレンズからなり、前記波長結合素子に近い側の第一レンズの前記レーザ光結合方向の焦点距離をf1とし、前記部分反射鏡に近い側の第二レンズの前記レーザ光結合方向の焦点距離をf2とすると、f1>f2であり、前記第一レンズと前記第二レンズとの間隔Lは、L>f1+f2を満たし、前記第一レンズと前記第二レンズを合成したときのレンズ主面の位置は、前記波長結合素子より前記半導体レーザ側に位置し、
クロスカップリング発振の光路を遮断するための開口またはスリットを備えていない
ことを特徴とする波長結合レーザ装置。 - 前記第二レンズは、前記レーザ光結合方向に正のパワーを有し、
前記第二レンズと前記部分反射鏡との間隔Sは、S>L−f1を満たす
ことを特徴とする請求項1または2に記載の波長結合レーザ装置。 - 前記部分反射鏡の部分反射面がノンコートである
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の波長結合レーザ装置。 - 前記部分反射鏡の部分反射面が負のパワーを有する
ことを特徴とする請求項4に記載の波長結合レーザ装置。 - 前記半導体レーザを複数備える
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の波長結合レーザ装置。 - 前記半導体レーザと前記波長結合素子との間に1/2波長板を備える
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の波長結合レーザ装置。
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