JP6818867B2 - 波長結合レーザ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体レーザの複数の発光部から出射されたレーザ光を合成する波長結合レーザ装置に関する。
多数の半導体レーザダイオード(Laser Diode:LD)が出射する光(以下、LD光と称する)を合成するレーザ発振器の例として、回折格子を波長結合素子として用いた波長結合型の共振器が存在する。
近年、金属の切断または溶接といった加工に、波長が900nm帯または1000nm帯であって、電気光変換効率の高いLD光が直接用いられるようになってきた。しかし、これらの用途において、単一のLD光、つまり半導体素子の一つの発光層である活性層ストライプから放射される光の出力には限りがあるので、高出力なレーザ光を得るためには、複数の発光層からのLD光を集めて用いている。
さらに、特に切断加工においては、高いビーム品質すなわち集光性能も必要であるため、単純に複数のLD光を集めるだけでなく、LD光の合成が行われる。金属の切断または溶接といった加工には数100Wから数kWのレーザ出力が必要であり、発光層を複数本設けたLDバーは、複数のLD光を得るのに便利である。具体的には、幅10mm程のLDバーに幅50μmから200μmの発光層が等ピッチに配列されており、10本から50本のレーザ光がその端面から出射される。このようなLDバーからは数10Wの出力が得られ、近年では数100Wを出力するLDバーも入手可能になった。
波長結合型の共振器では、ビーム品質と電気光変換効率を低下させるクロスカップリング発振、いわゆるクロストークが生じ易い。波長結合型の共振器では、LDバーから出射された多数のLD光を重畳して、高出力且つ多波長の1本の合成レーザ光を得る。この波長結合には波長結合素子を備えた外部共振器光路を用いるが、部分反射鏡で反射されたLD光が、そのLD光を発した元の発光層に帰還せず、隣の発光層といった別の発光層に帰還することがある。このとき、隣り合う発光層間といった異なる発光層間でレーザ発振が生じる。このレーザ発振がクロスカップリング発振である。
このクロスカップリング発振を抑えるために、特許文献1においては、a cross−coupling mitigation systemの後のレーザ光のレイリー長内に、a partially−reflecting output coupler、すなわち部分反射鏡を配置すれば良いとされている。
米国特許第9256073号明細書
しかし、特許文献1に記載された手法では、クロスカップリング発振を止めることはできない。特許文献1は、回折格子から部分反射鏡までの間の距離であるLcplr_effを、レンズ後のレーザ光のレイリー長であるZrと同等以上にしている。また、Zrの具体的な値は160mと非現実的な距離であるため、アフォーカル望遠鏡を用いて1m程度の現実的な距離に短縮して部分反射鏡を配置している。しかし、クロスカップリング発振を抑制可能な部分反射鏡の配置位置は、実際にはこのような広い範囲ではなく、非常に狭いピンポイントでしか存在しない。したがって、クロスカップリング発振を止めるためには、a cross−coupling mitigation systemの後のレーザ光のレイリー長内に、部分反射鏡を配置するという条件だけでは不十分である。さらに、アフォーカル望遠鏡ではクロスカップリング発振を止めることができない。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、クロスカップリング発振を発生させず、高いビーム品質および高い電気光変換効率を有した波長結合レーザ装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、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、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、レーザ光結合方向に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、波長結合素子から出力された1本のレーザ光の光軸に垂直な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、クロスカップリング抑制光学系を経た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、を備えることを特徴とする。さらに、本発明は、1本のレーザ光の光軸とレーザ光結合方向とが成す平面内において、出射端面と部分反射鏡とを共役に結ぶことにより、出射端面を部分反射鏡の上に結像するように、クロスカップリング抑制光学系が配置され、クロスカップリング抑制光学系は、1本のレーザ光の光軸方向に垂直な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、波長結合素子に近い側の第一レンズのレーザ光結合方向の焦点距離をf1とし、部分反射鏡に近い側の第二レンズのレーザ光結合方向の焦点距離をf2とすると、f1>f2であり、第一レンズと第二レンズとの間隔Lは、L>f1+f2を満たし、第一レンズと第二レンズを合成したときのレンズ主面の位置は、波長結合素子より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。
本発明によれば、クロスカップリング発振を発生させず、高いビーム品質および高い電気光変換効率を有した波長結合レーザ装置を得ることが可能になるという効果を奏する。
本発明の実施の形態1にかかる波長結合レーザ装置の構成を示す図 実施の形態1にかかる波長結合素子における複数のレーザ光の振る舞いを示す図 クロスカップリング発振におけるレーザ光の振る舞いを説明する図 実施の形態1にかかる波長結合レーザ装置におけるクロスカップリング抑制光学系の働きを説明する図 図3に示した波長結合レーザ装置の波長スペクトルを示す図 図4に示した波長結合レーザ装置の波長スペクトルを示す図 実施の形態1にかかる波長結合レーザ装置に1/2波長板を配置した様子を示す図 本発明の実施の形態2にかかる波長結合レーザ装置の構成を示す図 実施の形態2にかかるLDバーおよびビーム整形素子の一例の拡大図 実施の形態2にかかるLDバーおよびビーム整形素子の別の例の拡大図 実施の形態1にかかる波長結合レーザ装置においてビーム品質が低下する様子を説明する図 本発明の実施の形態3にかかる波長結合レーザ装置の構成を示す図 実施の形態3にかかる別の波長結合レーザ装置の構成を示す図 本発明の実施の形態4にかかる波長結合レーザ装置の構成を示す図 実施の形態4にかかる別の波長結合レーザ装置の構成を示す図
以下に、本発明の実施の形態にかかる波長結合レーザ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
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。
LDバー1内の発光層1aは10本から50本程度設けられており、LDバー1の幅方向に等ピッチで並んでいる。LDバー1の幅方向は、波長結合素子3がレーザ光6を結合する方向であるレーザ光結合方向になっている。図1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。個々の発光層1aの出射端面1bから、レーザ光結合方向に垂直な光軸の方向にそれぞれレーザ光6が出射される。レーザ光結合方向は、レーザ光6の光軸に対する方向であり、光軸に対して垂直かつLDバー1の厚み方向に対しても垂直な方向と定義する。したがって、後述する波長結合素子3により光軸の方向が変化すれば、レーザ光結合方向も変化する。ここで、発光層1aが並んでいるLDバー1の幅方向をX方向、LDバー1の厚み方向をY方向、レーザ光6が出射される方向をZ方向とする。
LDバー1は、InGaAs基板またはAlGaAs基板に対して、リソグラフィといった半導体プロセスを実行することにより作製される。LDバー1を冷却するためのヒートシンク、LDバー1とヒートシンクをつなぐサブマウント、通電のための電極および金ワイヤーは、図1では省略してある。
集光素子2をレンズで構成する場合、集光素子2は石英またはガラス製で、少なくとも上述したレーザ光結合方向(X方向)に、凸のパワーすなわち正のパワーを持つ。集光素子2は、各発光層1aから出射されて発散しながら伝搬してくるレーザ光6をコリメートすなわち平行化する。同時に、集光素子2は、各レーザ光6の主光線6aを波長結合素子3上の一点Aに集める。
波長結合素子3を回折格子で構成する場合、波長結合素子3は、主光線6aが一点Aに集められた各レーザ光6を1次の回折方向へと回折する。なお、波長結合素子3が各レーザ光6を回折する方向は1次の回折方向に限定されるわけではない。
波長結合素子3で回折された各レーザ光6は、クロスカップリング抑制光学系4を透過し、部分反射鏡5でその一部が反射される。部分反射鏡5で反射された各レーザ光6の一部は、これまで伝搬してきた光路を逆方向に、クロスカップリング抑制光学系4、波長結合素子3、集光素子2と遡って行き、各々が当該各レーザ光6を出射した元の発光層1aへと帰還する。
すなわち、波長結合レーザ装置10は、発光層1aを利得媒質である発振源とし、LDバー1における出射端面1bの逆側の端面1cを全反射鏡とし、部分反射鏡5を端面1cに対向する鏡とした共振器である。LDバー1の外側の部分となる集光素子2から部分反射鏡5までを外部共振器光路と呼ぶ。
次に、複数のレーザ光6の合成、つまり波長結合について説明する。図2は、実施の形態1にかかる波長結合素子3における複数のレーザ光6の振る舞いを示す図である。図2では、複数のレーザ光6を、簡単のため3本の主光線6i,6j,6kで表している。主光線6i,6j,6kは、集光素子2で波長結合素子3上の一点Aに集められている。
波長結合素子3における主光線6i,6j,6kの入射角は、LDバー1における発光層1aのピッチと、集光素子2の焦点距離と、波長結合素子3の配置角とに基づいて、それぞれθi,θj,θkと決定される。
一方、主光線6i,6j,6kが各々の光線を出射した元の発光層1aに帰還するためには、主光線6i,6j,6kは波長結合素子3で回折された後、部分反射鏡5に垂直入射して垂直反射しなければならない。この条件から、波長結合素子3における主光線6i,6j,6kの出射角すなわち回折角は、全て同じ大きさの角度ψに決定される。
以上のようにして決定された入射角θi,θj,θkおよび出射角ψに基づいて、主光線6i,6j,6kの波長は、定められた値λi,λj,λkに決定される。
すなわち、各発光層1aから出射されるレーザ光6の発振可能な波長が自動的に選択されて、波長結合レーザ装置10は発振する。この時、入射角がθiからθkへと大きくなるのに従い、波長はλiからλkへと長くなることから、各発光層1aから出射されるレーザ光6の波長は、LDバー1のX方向に沿って段階的且つ離散的に変化したものになる。
波長結合素子3におけるレーザ光6の出射角ψは、入射角の大きさに関わらず一定の値である。つまり、波長結合素子3はレーザ光結合方向であるX方向に複数のレーザ光6を結合して1本のレーザ光6にして出力する。その結果、波長結合素子3から部分反射鏡5までの間、全ての波長のレーザ光6は1本に重畳されており、波長結合レーザ装置10は部分反射鏡5から1本の多波長の合成レーザ光を出射する。
クロスカップリング抑制光学系4が存在しない場合または適切に配置されていない場合、ある一つの発光層1aから出射されたレーザ光6が元の発光層1aに帰還せず、別の発光層1aに帰還してしまうことがある。このような場合、異なる2つの発光層1aの間で発振が生じる。この現象をクロスカップリング発振と呼ぶ。
図3は、クロスカップリング発振におけるレーザ光6の振る舞いを説明する図である。図3に示した波長結合レーザ装置20には、クロスカップリング抑制光学系4が存在しない。また、図3では、波長結合素子3における回折の効果を簡略化して示してあり、LDバー1から部分反射鏡5までを一直線に配置して示してある。そして、LDバー1の発光層については、着目する2本の発光層1p,1qのみを描いてある。実線で示した主光線6p,6qは、それぞれ発光層1p,1qから出射されたレーザ光で、クロスカップリング発振ではない正規発振の光路を表している。破線で示した光線6rはクロスカップリング発振の光路を表している。
発光層1pから斜めに出射された光線6rは、部分反射鏡5に対して入射角度εで入射し、反射角度εで反射して発光層1qに帰還する。逆に、光線6rが発光層1qから出射される場合は、発光層1pに帰還する。このようにして、光線6rは発光層1pと発光層1qとを往復する。この時、主光線6p,6qの一部は部分反射鏡5を真っ直ぐに透過するが、クロスカップリング発振の光線6rはその一部が角度εだけずれて部分反射鏡5を透過する。すなわち、クロスカップリング発振が生じると、部分反射鏡5から出射されるレーザ光は正規発振のレーザ光より広がり、ビーム品質が低下する。
なお、主光線6p,6qの波長をそれぞれλp,λqとした時、クロスカップリング発振の光線6rの波長は、およそλpおよびλqの中間の波長(λp+λq)/2になる。よって、出射されるレーザ光の波長スペクトルを測定すれば、クロスカップリング発振が生じているか否かを知ることができる。
図4は、実施の形態1にかかる波長結合レーザ装置10におけるクロスカップリング抑制光学系4の働きを説明する図である。図4も、図3と同様に、波長結合素子3における回折の効果を簡略化して示してあり、LDバー1から部分反射鏡5までを一直線に配置して示してある。
クロスカップリング抑制光学系4をレンズで構成する場合、クロスカップリング抑制光学系4は石英またはガラス製である。クロスカップリング抑制光学系4は、波長結合素子3において結合されて出射された1本のレーザ光6の光軸方向と、LDバー1の厚み方向との双方に垂直な図1に示したレーザ光結合方向400に凸のパワーすなわち正のパワーを有している。レーザ光結合方向400は、クロスカップリング抑制光学系4における、波長結合素子3で複数のレーザ光6を結合したLDバー1の幅方向に相当する方向である。
さらに、クロスカップリング抑制光学系4と集光素子2とを合わせた外部共振器光路のレンズ系は、1本のレーザ光6の光軸方向とレーザ光結合方向400とが成す平面内すなわちXZ面内においてLDバー1の出射端面1bと部分反射鏡5とを共役に結んでいる。つまり、上記レンズ系は、XZ面内で出射端面1bを部分反射鏡5上に結像する。
図4において実線で示した主光線6p,6qは、図3と同様に、それぞれ発光層1p,1qから出射されたレーザ光で、正規発振の光路を表している。図4において破線で示した光線6vは、図3の光線6rを参考にした部分反射鏡5上で入射角度εおよび反射角度εで入射および反射する仮想的な光線である。図4から、光線6vは発光層1pと発光層1qとの中央の点Bに帰還することが分かる。この帰還する点Bの位置は角度εの大きさに依らないことから、クロスカップリング発振のレーザ光である光線6vは存在することができない。
クロスカップリング抑制光学系4の機能を別の方法でも説明する。先に述べたように、クロスカップリング抑制光学系4と集光素子2とを合わせた外部共振器光路のレンズ系によって、XZ面内でLDバー1の出射端面1bは部分反射鏡5上に結像される。ここで、クロスカップリング発振が発生するとすれば、発光層1pと発光層1qとが同一の波長(λp+λq)/2で発振するため、部分反射鏡5上における発光層1pおよび発光層1qそれぞれの像は、発光層1pおよび発光層1qのピッチ分だけ分離しなければならない。つまり、発光層1pおよび発光層1qそれぞれの像は部分反射鏡5上で重ならないことになるので、部分反射鏡5で反射されたレーザ光6が出射元とは別の発光層1aに帰還することはなく、出射元の発光層1aのみに帰還可能である。よって、クロスカップリング発振は発生せず、部分反射鏡5から出射されるレーザ光6は正規発振のレーザ光6のみとなる。
図5は、図3に示した波長結合レーザ装置20の波長スペクトルを示す図である。図6は、図4に示した波長結合レーザ装置10の波長スペクトルを示す図である。図5および図6の横軸は波長で、縦軸は強度である。図6は、実施の形態1にかかる波長結合レーザ装置10の効果を示している。
図3に示した波長結合レーザ装置20および図4に示した波長結合レーザ装置10は、共に19本の発光層1aを備えたLDバー1を用いている。図5では、クロスカップリング発振が抑制できておらず、波長スペクトルが乱れているのに対して、図6では、19本の分離したピークを明瞭に確認でき、クロスカップリング発振が抑制できていることが分かる。
すなわち、実施の形態1にかかる波長結合レーザ装置10によれば、クロスカップリング抑制光学系4を設けることによって、光軸方向とレーザ光結合方向400とが成す平面内においてLDバー1の出射端面1bと部分反射鏡5とを共役に結ぶ、つまり出射端面1bを部分反射鏡5上に結像する。これにより、クロスカップリング発振が抑制され、高いビーム品質が得られる。また、クロスカップリング発振が生じると、LDバー1の電気光変換効率が低下するが、クロスカップリング発振を抑制することで本来LDバー1が備えている電気光変換効率が得られる。さらに、クロスカップリング発振によるレーザ光はビーム品質を落とす無駄な光であるので、クロスカップリング発振の発生を抑えることでレーザ加工に寄与するレーザ光の利用効率を高めることが可能となる。
実施の形態1にかかる波長結合レーザ装置10においては、クロスカップリング抑制光学系4を配置することのみによってLDバー1の出射端面1bを部分反射鏡5上に結像している。したがって、波長結合レーザ装置10は、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、レーザ光6の発振波長を固定するための追加光路であるロッキングアームなどを設ける必要がない単純かつ簡便な構成である。その結果、波長結合レーザ装置10は低コストであり、製造誤差に対しても安定してクロスカップリング発振を抑制することができる。
なお、LDバー1と波長結合素子3との間、具体的には集光素子2と波長結合素子3との間に1/2波長板を配置しても良い。図7は、実施の形態1にかかる波長結合レーザ装置10に1/2波長板8を配置した様子を示す図である。集光素子2と波長結合素子3との間に設けられた1/2波長板8によってレーザ光6の偏光方向を光軸の回りに90deg回転させることで、波長結合素子3の回折効率を高め易くなり、高効率な波長結合レーザ装置10が得られる。
さらに、波長結合レーザ装置10は半導体レーザであるLDバー1を複数備えても良い。全てのLDバー1から出射されるレーザ光6の主光線6aが、波長結合素子3上の一点Aに集まるようにLDバー1を配置する。複数のLDバー1のレーザ光6を1本に重畳するので、波長結合レーザ装置10は高出力を得ることができる。
実施の形態2.
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9は、実施の形態2にかかるLDバー1およびビーム整形素子7の一例の拡大図である。図10は、実施の形態2にかかるLDバー1およびビーム整形素子7の別の例の拡大図である。図9および図10は、異なる2タイプのビーム整形素子7を示している。
LDバー1の発光層1aの幅は、通常50μmから200μmであり、発光層1aから出射されるレーザ光6のLDバー1の幅方向(X方向)の発散角は7degから11degである。一方、発光層1aの厚さは1μm程度で、出射されるレーザ光6の発光層1aの厚み方向(Y方向)の発散角は45degから60degである。レーザ光6の発散角が小さい方向を遅軸方向と呼び、レーザ光6の発散角が大きい方向を速軸方向と呼ぶ。したがって、LDバー1の幅方向(X方向)が遅軸方向であり、発光層1aの厚み方向(Y方向)が速軸方向となる。すなわち、LDバー1において幅方向(遅軸方向)に並んだ複数の発光層1aから複数のレーザ光6が出射され、個々のレーザ光6は、発散角が異なる2つの方向、すなわち遅軸方向および速軸方向を有する。
このようなレーザ光6をコリメートするために、一例として図9に示すビーム整形素子7が用いられる。ビーム整形素子7は2つのレンズ、つまり速軸方向をコリメートするFAC(Fast Axis Collimator)71と、遅軸方向をコリメートするSAC(Slow Axis Collimator)72と、から構成される。FAC71は、X方向に母線を有するシリンドリカルレンズである。SAC72の出射面72bは、Y方向に母線を有するシリンドリカル形状のレンズ面をレーザ光結合方向であるX方向に複数並べたレンズアレイ、すなわちマイクロレンズアレイである。なお、SAC72の入射面72aは、平坦な面である。
一方、図10に示すビーム整形素子7は、FAC71を備えた上で、SAC72の代りに光路変換素子73を備える。光路変換素子73は、レーザ光6の遅軸方向と速軸方向とを入れ替える働きがある。つまり、光路変換素子73の前後で、レーザ光6の遅軸方向はX方向からY方向へと、速軸方向はY方向からX方向へと変化する。光路変換素子73においては、入射面73aおよび出射面73bは共に、シリンドリカル形状のレンズ面をレーザ光結合方向であるX方向に複数並べたレンズアレイ、すなわちマイクロレンズアレイである。マイクロレンズアレイを構成する個々のレンズ面は、XY平面内で45degの方向に母線を有する。マイクロレンズアレイを構成する個々のレンズ面は、入射面73aと出射面73bとで対向するように配置されており、遅軸方向であるX方向における対向するレンズ面同士の位置が一致する。また、個々のレンズ面の位置が発光層1aからのレーザ光6の出射位置とも一致するように、光路変換素子73は配置される。
FAC71、SAC72および光路変換素子73それぞれのレンズ面は、母線に垂直な断面形状が凸の円弧、楕円、双曲線またはそれらに多項式を組み合わせた非円弧のいずれかになっている。なお、光路変換素子73を用いる場合、外部共振器光路内にレーザ光6の遅軸方向をコリメートするレンズを別途設けることがある。
図9または図10に示したビーム整形素子7によって、レーザ光6をコリメートして発散角を抑えることで、波長結合レーザ装置11を小さくコンパクトにすることができる。つまり、波長結合レーザ装置11の製造コストを安く抑えることが可能である。
ビーム整形素子7でコリメートされたレーザ光6は、SAC72の出射面72bまたは光路変換素子73の出射面73bから出射した後、回折によって再び広がる。このため、波長結合レーザ装置11がビーム整形素子7を備える場合、出射面72bまたは73bをLDバー1の新たな出射端面と見なし、これらを部分反射鏡5上に結像することで、クロスカップリング発振を抑えることができる。すなわち、光軸方向とレーザ光結合方向とが成す平面内において出射面72bまたは73bが部分反射鏡5と共役に結ぶようにクロスカップリング抑制光学系4を配置することにより、出射面72bまたは73bを部分反射鏡5上に結像する。図8の破線は、出射面72b,73bが部分反射鏡5上に結像されていることを表す発散光である。なお、実線はレーザ光6の主光線6aである。実際には、ビーム整形素子7は、波長結合レーザ装置10と比べて十分小さいので、ビーム整形素子7を無視して、クロスカップリング抑制光学系4がLDバー1の出射端面1bを部分反射鏡5上に結像するように、クロスカップリング抑制光学系4を配置しても問題ない。
また、SAC72のピッチをずらす、またはFAC71の母線をXY面内で傾斜させるといった方法で、発光層1aから出射される各レーザ光6の主光線6aを波長結合素子3の一点Aに集めることができる。つまり、図8に示すように、実施の形態1にかかる波長結合レーザ装置10が備える集光素子2は必須の部品ではなく、無くてもかまわない。図8に示すように、集光素子2を用いない場合、クロスカップリング抑制光学系4のみによって、XZ面内でSAC72の出射面72bまたは光路変換素子73の出射面73bを部分反射鏡5上に結像する。
以上説明したように、実施の形態2にかかる波長結合レーザ装置11によれば、クロスカップリング抑制光学系4によって、光軸方向とレーザ光結合方向とが成す平面内においてSAC72の出射面72bまたは光路変換素子73の出射面73bと部分反射鏡5を共役に結ぶ、つまり、出射面72b,73bを部分反射鏡5上に結像することで、クロスカップリング発振が抑制されると共に、波長結合レーザ装置11を小さくコンパクトにして安価にすることができる。
実施の形態3.
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11は、実施の形態1にかかる波長結合レーザ装置10におけるクロスカップリング抑制光学系4によるビーム品質の低下を説明する図である。図11は簡略化して示すために、3本の発光層1aだけを描いている。真ん中の発光層1aから出射されるレーザ光6のみを考え、実線は主光線6aで、破線は出射端面1bが部分反射鏡5上に結像されていることを表す発散光である。クロスカップリング抑制光学系4は、波長結合レーザ装置10においては一枚のレンズである。前述したように、クロスカップリング抑制光学系4は、波長結合素子3において結合された1本のレーザ光6の光軸方向と、LDバー1の厚み方向との双方に垂直なレーザ光結合方向400に凸のパワーすなわち正のパワーを有している。
ここで、図11において、クロスカップリング抑制光学系4のレーザ光結合方向の焦点距離をf、波長結合素子3とクロスカップリング抑制光学系4との間隔をL1とし、クロスカップリング抑制光学系4と部分反射鏡5との間隔をL2とする。図11の波長結合レーザ装置10においては、L1=L2=fとなるようにクロスカップリング抑制光学系4と部分反射鏡5とが配置されている。
図11のようにクロスカップリング抑制光学系4と部分反射鏡5とが配置された場合、波長結合素子3で回折した波長の異なる複数の光線6s(波長λs)、光線6t(波長λt)、光線6u(波長λu)が元の発光層1aに帰還可能である。すなわち、1つの発光層1aが連続した広い波長幅でレーザ発振し、部分反射鏡5上でレーザ光6のビーム径は大きく広がっている。このため、部分反射鏡5から出射されるレーザ光のビーム品質が低下する。
このビーム品質の低下は、L1≪L2となる関係にすれば回避できる。そして、L1とL2との差を大きくすればするほど、各発光層1aの1つあたりの波長幅を狭くすることができる。これにより、部分反射鏡5上のレーザ光6のビーム径が細くなり、部分反射鏡5から出射されるレーザ光6のビーム品質は向上する。したがって、図11において、クロスカップリング抑制光学系4を波長結合素子3に近づけてL1をゼロに近づけ、L2(=f)をより長くすればL1とL2の差は大きくなる。しかし、これはL1がゼロ以下にならないため全体としては波長結合レーザ装置10が大型化する方向である。
図12は、本発明の実施の形態3にかかる波長結合レーザ装置12の構成を示す図である。図13は、実施の形態3にかかる別の波長結合レーザ装置13の構成を示す図である。本発明の実施の形態3にかかる波長結合レーザ装置12,13においては、外部共振器光路を長くすることなく、上記した条件を回避して、良好なビーム品質を実現することができる。
図12の波長結合レーザ装置12においては、クロスカップリング抑制光学系4を凸レンズ41および凹レンズ42の2枚のレンズで構成している。凸レンズ41と凹レンズ42は、波長結合素子3において結合された1本のレーザ光6の光軸方向と、LDバー1の厚み方向との双方に垂直な図12に示したレーザ光結合方向401にパワーを有している。波長結合素子3に近い側に第一レンズである凸レンズ41を配置し、部分反射鏡5に近い側に第二レンズである凹レンズ42を配置する。なお、凸レンズ41と凹レンズ42との間隔L3は、凸レンズ41のレーザ光結合方向401の焦点距離を第一焦点距離f1とし、凹レンズ42のレーザ光結合方向401の焦点距離を第二焦点距離f2とすると、L3>f1+f2を満たす。つまり、L3=f1+f2を満たすアフォーカル望遠鏡ではない。このレンズ配置により、凸レンズ41と凹レンズ42とを合成した時のレンズ主面Hを、波長結合素子3よりもLDバー1側に配置することができる。したがって、図12の波長結合レーザ装置12においては、図11の一枚のレンズからなるクロスカップリング抑制光学系4を上記レンズ主面Hに配置したことに相当する構成が可能となる。すなわち、図11において、L1<0にしてL1とL2の差を大きくすることに相当する構成が図12の波長結合レーザ装置12により可能となる。
また、図13の波長結合レーザ装置13においては、クロスカップリング抑制光学系4を2枚の凸レンズ43,44で構成している。凸レンズ43,44は、波長結合素子3において結合された1本のレーザ光6の光軸方向と、LDバー1の厚み方向との双方に垂直な図13に示したレーザ光結合方向402にパワーを有している。波長結合素子3に近い側に第一レンズである凸レンズ43を配置し、部分反射鏡5に近い側に第二レンズである凸レンズ44を配置する。なお、凸レンズ43と凸レンズ44との間隔L4は、凸レンズ43のレーザ光結合方向402の焦点距離を第一焦点距離f3、凸レンズ44のレーザ光結合方向402の焦点距離を第二焦点距離f4とすると、L4>f3+f4を満たす。つまり、クロスカップリング抑制光学系4はL4=f3+f4を満たすアフォーカル望遠鏡ではない。さらに、f3>f4である。凸レンズ44はレーザ光結合方向402に凸のパワーすなわち正のパワーを有しており、凸レンズ44と部分反射鏡5との間隔Sは、S>L4−f3を満たす。このレンズ配置により、凸レンズ43と凸レンズ44とを合成した時のレンズ主面Hを、波長結合素子3よりもLDバー1側に置くことができる。したがって、図13の波長結合レーザ装置13においては、図11の一枚のレンズからなるクロスカップリング抑制光学系4を上記レンズ主面Hに配置したことに相当する構成が可能となる。すなわち、図11において、L1<0にしてL1とL2の差を大きくすることに相当する構成が図13の波長結合レーザ装置13により可能となる。
以上説明したように、実施の形態3にかかる波長結合レーザ装置12,13によれば、クロスカップリング抑制光学系4を2枚のレンズで構成することにより、外部共振器光路を長くすることなく、つまり波長結合レーザ装置12,13を大型化することなく、クロスカップリング発振を抑制すると共に良好なビーム品質を得ることができる。
なお、図12および図13には、実施の形態2で示したビーム整形素子7を描いていないが、実施の形態3にかかる波長結合レーザ装置12,13においては、ビーム整形素子7が無くても上記効果が得られる。また、実施の形態3にかかる波長結合レーザ装置12,13がビーム整形素子7を備えている場合は、集光素子2を備えていなくても、波長結合レーザ装置12,13は良好なビーム品質を有する。
実施の形態4.
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。
図14を用いて説明すると、部分反射鏡5の外部共振器光路の内側に面した面が部分反射面5aであり、外部共振器光路の外側に面した面が全透過面5bである。波長結合レーザ装置14が複数のLDバー1を備える場合、1つのLDバー1を備える場合に比べて高い出力のレーザ光6が部分反射鏡5の部分反射面5a上に集光される。なお、全透過面5bは、真空蒸着またはその他の手法により形成された反射防止膜を備えている。
実施の形態4にかかる波長結合レーザ装置14では、部分反射面5aをノンコートの面にする。つまり、レーザ光6を吸収する可能性がある膜を無くして、高い出力のレーザ光6が集光されても損傷を生じ難くする。その結果、波長結合レーザ装置14において、レーザ光6は部分反射鏡5の硝材と空気との界面の約4%の反射率で反射されて、発光層1aに帰還し、波長結合レーザ装置14は発振する。
さらに、図15に示した実施の形態4にかかる波長結合レーザ装置15では、部分反射鏡5の外部共振器光路の内側に面した部分反射面5aを凹面にする。すなわち、部分反射面5aは、負のパワーを有している。部分反射面5aを凹面にすることで、全透過面5b上のレーザ光6を広げることによりエネルギー密度を下げることができ、全透過面5bの損傷を生じ難くすることができる。
すなわち、実施の形態4に係る波長結合レーザ装置14によれば、部分反射鏡5の部分反射面5aをノンコートの面にする、さらに実施の形態4にかかる波長結合レーザ装置15では、部分反射面5aを凹面にすることで、クロスカップリング発振を抑制すると共に部分反射鏡5の損傷を抑えて長寿命にすることが可能になる。
なお、部分反射面5aと全透過面5bとは逆の配置でも構わない。つまり、外部共振器光路の内側の面が全透過面で、外側の面が部分反射面であっても構わない。また、図14および図15には集光素子2を描いていないが、集光素子2が有っても無くても上記効果が得られる。また、実施の形態4にかかる波長結合レーザ装置14,15が、集光素子2を有する場合は、ビーム整形素子7を備えていなくても、波長結合レーザ装置14,15は部分反射鏡5の損傷を抑えることが可能である。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1 LDバー、1a,1p,1q 発光層、1b 出射端面、1c 端面(全反射鏡)、2 集光素子、3 波長結合素子、4 クロスカップリング抑制光学系、5 部分反射鏡、5a 部分反射面、5b 全透過面、6 レーザ光、6a,6i,6j,6k,6p,6q 主光線、6r,6s,6t,6u,6v 光線、7 ビーム整形素子、8 1/2波長板、10,11,12,13,14,15,20 波長結合レーザ装置、41,43,44 凸レンズ、42 凹レンズ、71 FAC、72 SAC、72a,73a 入射面、72b,73b 出射面、73 光路変換素子、θi,θj,θk 入射角、ψ 出射角(回折角)、A 一点、B 点、H レンズ主面。

Claims (7)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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からのいずれか1つに記載の波長結合レーザ装置。
  5. 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に記載の波長結合レーザ装置。
  6. 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からのいずれか1つに記載の波長結合レーザ装置。
  7. 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からのいずれか1つに記載の波長結合レーザ装置。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11025031B2 (en) 2016-11-29 2021-06-01 Leonardo Electronics Us Inc. Dual junction fiber-coupled laser diode and related methods
CA3109659C (en) 2018-08-13 2023-10-31 Leonardo Electronics Us Inc. Use of metal-core printed circuit board (pcb) for generation of ultra-narrow, high-current pulse driver
CN208753726U (zh) * 2018-09-13 2019-04-16 上海高意激光技术有限公司 非稳腔光谱合束装置
US11296481B2 (en) 2019-01-09 2022-04-05 Leonardo Electronics Us Inc. Divergence reshaping array
US11752571B1 (en) * 2019-06-07 2023-09-12 Leonardo Electronics Us Inc. Coherent beam coupler
WO2021106257A1 (ja) * 2019-11-28 2021-06-03 パナソニック株式会社 光学ユニット、ビーム結合装置およびレーザ加工機
JP7426255B2 (ja) 2020-02-26 2024-02-01 パナソニックホールディングス株式会社 半導体レーザ装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5760689B2 (ja) * 1974-02-07 1982-12-21 Canon Kk
US4003059A (en) 1974-02-07 1977-01-11 Canon Kabushiki Kaisha Optical recorder having focus controlling means
JP3746140B2 (ja) 1996-09-27 2006-02-15 株式会社東芝 レーザ保全・補修装置
US6163012A (en) 1996-09-27 2000-12-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Laser maintaining and repairing apparatus
US6192062B1 (en) * 1998-09-08 2001-02-20 Massachusetts Institute Of Technology Beam combining of diode laser array elements for high brightness and power
JP2002099007A (ja) * 2000-09-21 2002-04-05 Sony Corp レーザ光発生装置およびそれを用いた光学装置
CN100384032C (zh) * 2000-11-30 2008-04-23 中国科学院上海光学精密机械研究所 含有准直模块激光二极管线列阵的激光装置
US6665471B1 (en) 2001-08-13 2003-12-16 Nlight Photonics Corporation System and method for optimizing the performance of multiple gain element laser
TWI248244B (en) 2003-02-19 2006-01-21 J P Sercel Associates Inc System and method for cutting using a variable astigmatic focal beam spot
JP4517698B2 (ja) * 2003-09-26 2010-08-04 三菱電機株式会社 波長変換レーザ装置
JP2007179686A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Toshiba Corp 光ピックアップおよび光ディスク装置ならびにラジアルチルト検出方法
JP4818871B2 (ja) * 2006-10-20 2011-11-16 株式会社小松製作所 レーザ装置
JP4946662B2 (ja) * 2007-06-28 2012-06-06 沖電気工業株式会社 光クロック信号再生装置、光クロック信号再生方法
CN100486066C (zh) * 2007-10-18 2009-05-06 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 衍射光栅列阵外腔半导体激光线阵及其制备方法
US8049966B2 (en) 2008-11-04 2011-11-01 Massachusetts Institute Of Technology External-cavity one-dimensional multi-wavelength beam combining of two-dimensional laser elements
JP2010225932A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Yokogawa Electric Corp 波長可変光源
US9256073B2 (en) 2010-03-05 2016-02-09 TeraDiode, Inc. Optical cross-coupling mitigation system for multi-wavelength beam combining systems
US9325144B2 (en) 2012-02-14 2016-04-26 TeraDiode, Inc. Two-dimensional multi-beam stabilizer and combining systems and methods
CN102904157A (zh) * 2012-10-31 2013-01-30 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种单管半导体激光器合束结构
US9331457B2 (en) 2012-12-03 2016-05-03 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor laser apparatus
JP5892918B2 (ja) * 2012-12-14 2016-03-23 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置およびレーザ光発生方法
JP6157194B2 (ja) * 2013-04-23 2017-07-05 三菱電機株式会社 レーザ装置および光ビームの波長結合方法
CN204067850U (zh) * 2013-07-02 2014-12-31 江苏天元激光科技有限公司 一种半导体激光器管芯的合束装置
US20170207605A1 (en) 2014-07-25 2017-07-20 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor laser device
US9391425B2 (en) 2014-10-17 2016-07-12 Lumentum Operations Llc Wavelength combined laser system
JP2016096333A (ja) * 2014-11-10 2016-05-26 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置
US20180175590A1 (en) 2015-08-04 2018-06-21 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor laser device

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