JP6844994B2 - レーザ装置及び光源装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体レーザ素子を有するレーザ装置、及び複数のレーザ装置を有する光源装置に関する。
半導体レーザは、消費電力が小さい、小型である等の特徴を有しており、光通信、光記録、物質加工等の様々な分野において広く利用されるに至っている。半導体レーザが実装された半導体レーザモジュールとしては、パッケージ内に複数の半導体レーザが設けられたものが知られている(特許文献1)。
特許第5730814号公報
従来の半導体レーザモジュールでは、パッケージの筐体内に、半導体レーザ素子やレンズ等の光学素子が収容される。パッケージの筐体の側壁部には、リードピン等の電極を含む端子部や光ファイバを含む出力部が設けられている。このように筐体の側壁部に設けられた端子部の電極は、筐体内に収容される半導体レーザ素子と電気的に接続する必要がある。また、筐体の側壁部に設けられた出力部の光ファイバは、筐体内に収容される半導体レーザ素子から出力されて光学素子による反射や集光を経たレーザ光に対して調芯を行う必要がある。
上述のように、従来の半導体レーザモジュールでは、筐体の側壁部に設けられた部材に対して、筐体内に収容される半導体レーザ素子等を電気的に接続したり、光学的に位置合わせしたりする必要がある。このため、従来の半導体レーザモジュールは、組立性が良好ではなく、よって安価に製造することが困難であった。
本発明の目的は、上記に鑑みてなされたものであって、組立性が良好で安価に製造することができるレーザ装置及びこれを用いた光源装置を提供することにある。
本発明の一観点によれば、底板部と、前記底板部上に設置された半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子が設置された前記底板部上に設けられ、天板部を有する蓋部と、前記底板部と前記天板部との間の空間の側方の一部又は全部を覆う側壁部とを有し、前記天板部が、前記側壁部の一部又は全部と一体的に形成されていることを特徴とするレーザ装置が提供される。
本発明の他の観点によれば、上記の複数のレーザ装置と、前記複数のレーザ装置が設置された設置面を有するベース部材とを有することを特徴とする光源装置が提供される。
本発明のさらに他の観点によれば、上記の光源装置と、増幅用光ファイバと、前記光源装置の前記複数のレーザ装置から出力されるレーザ光を前記増幅用光ファイバに入射させる入射部とを有することを特徴とする光ファイバレーザが提供される。
本発明によれば、組立性が良好で安価に製造することができるレーザ装置及びこれを用いた光源装置を提供することができる。
図1は、本発明の第1実施形態によるレーザ装置を示す概略図である。 図2は、本発明の第1実施形態による光源装置を示す概略図である。 図3は、本発明の第1実施形態による光源装置を励起光源として用いた光ファイバレーザを示す概略図である。 図4は、本実施形態の第2実施形態によるレーザ装置を示す概略図である。 図5は、本実施形態の第3実施形態によるレーザ装置を示す概略図である。 図6は、本実施形態の第4実施形態によるレーザ装置を示す概略図である。 図7は、本発明の第5実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。 図8は、本発明の第5実施形態による光源装置を示す平面図である。 図9は、本発明の第6実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。 図10は、本発明の第7実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。 図11は、本発明の第8実施形態による光源装置を示す平面図である。 図12は、本発明の第9実施形態によるレーザ装置を示す分解斜視図である。 図13は、本発明の第9実施形態によるレーザ装置における電子部品及び端子部を示す拡大斜視図である。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態によるレーザ装置及び光源装置について図1及び図2を用いて説明する。
まず、本実施形態によるレーザ装置の構成について図1を用いて説明する。図1(a)は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。図1(b)は、本実施形態によるレーザ装置を示す分解斜視図である。
本実施形態によるレーザ装置は、レーザ素子として複数の半導体レーザ素子を有する半導体レーザモジュールである。図1(a)及び図1(b)に示すように、本実施形態によるレーザ装置10は、複数の半導体レーザ素子12と、複数の半導体レーザ素子12に対応して設けられた光学系14を有している。また、本実施形態によるレーザ装置10は、複数の半導体レーザ素子12、光学系14等を収容するパッケージの筐体16を有している。さらに、本実施形態によるレーザ装置10は、レーザ光が出力される出力部18と、それぞれ外部と電気的に接続可能な端子部20、22とを有している。
筐体16は、例えば扁平な略直方体状の形状を有し、底板部24と、蓋部26とを有している。蓋部26は、筐体16の長手方向において互いに対向する前側壁部28及び後側壁部30と、筐体16の短手方向において互いに対向する左側壁部32及び右側壁部34とを有している。さらに、蓋部26は、底板部24に対向するように各側壁部28、30、32、34上に設けられた天板部36を有している。蓋部26は、内部空間を空けて、底板部24の底面上に設けられた複数の半導体レーザ素子12、光学系14等を覆うように底板部24上に固定されている。蓋部26は、筐体16内への塵埃の侵入を防止する防塵機能、並びに筐体16外への光の漏出及び筐体16内への光の侵入を遮断する遮光機能を有している。なお、筐体16の形状は、特に限定されるものではなく、種々の形状を採用することができる。
蓋部26において、天板部36は、前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34の各側壁部と一体的に形成されている。すなわち、天板部36と、前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34の各側壁部との間には、例えば溶接、接着、ねじ止め等による接合部や継ぎ目がなく、天板部36と各側壁部とが一体になっている。なお、前側壁部28と左側壁部32及び右側壁部34との間にも、例えば溶接、接着、ねじ止め等による接合部や継ぎ目がない。また、後側壁部30と左側壁部32及び右側壁部34との間にも、例えば溶接、接着、ねじ止め等による接合部や継ぎ目がなく、前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34の各側壁部も互いに一体になっている。こうして、蓋部26は、天板部36と、前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34のそれぞれとが一体的に形成されたものとなっている。
天板部36と一体的に形成された前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34は、それぞれ底板部24と天板部36との間の空間の前側、後側、左側及び右側の側方を覆っている。こうして、天板部36と一体的に形成された各側壁部により、底板部24と天板部36との間の空間の側方の全部が覆われている。
上記のように天板部36と各側壁部とが一体的に形成された蓋部26は、例えば、射出成形、切削加工、鋳造法、塑性加工等により形成することができる。より具体的には、射出成形としては、例えば、金属粉末射出成形(Metal Injection Molding、MIM)、樹脂射出成形を用いることができる。また、鋳造法としては、例えばダイカスト法を用いることができる。また、塑性加工としては、例えば、曲げ加工、絞り加工等のプレス加工を用いることができる。なお、蓋部26を形成する方法は、これらに限定されるものではない。蓋部26は、その他の種々の方法を用いて形成することができる。
なお、蓋部26においては、底板部24と天板部36との間の空間の側方の全部を覆うように前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34が天板部36と一体的に形成されている必要はない。天板部36と一体的に形成された側壁部は、底板部24と天板部36との間の空間の側方の少なくとも一部を覆うものであればよい。
また、天板部36は、底板部24と天板部36との間の空間の側方の全部を覆う側壁部である前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34の全部と一体的に形成されている必要はない。天板部36は、底板部24と天板部36との間の空間の側方の一部又は全部を覆う側壁部の一部又は全部と一体的に形成されていればよい。
例えば、前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34のうちの一部が、天板部36ではなく底板部24に設けられていてもよい。また、前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34のうちの一部が設けられておらず、天板部36と底板部24との間の空間の側方の一部が開放されていてもよい。これらの場合については、第2乃至第4実施形態において詳述する。
筐体16を構成する底板部24及び蓋部26を構成する材料は、互いに同種の材料であっても互いに異種の材料であってもよく、例えば金属であっても樹脂であってもよい。例えば、底板部24を金属で構成する一方、蓋部26を樹脂で構成することができる。ただし、底板部24を構成する材料は、蓋部26を構成する材料、すなわち互いに一体的に形成された天板部36、前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34を構成する材料よりも熱伝導率が高いことが好ましい。すなわち、底板部24の熱伝導が、蓋部26の熱伝導率よりも高いことが好ましい。このように、発熱する半導体レーザ素子12が後述のように設けられる底板部24の熱伝導率を比較的に高くする一方、蓋部26の熱伝導率を底板部24の熱伝導率よりも低くすることで、製品コストの上昇を抑制しつつ、優れた放熱特性を得ることができる。
蓋部26は、例えば、接着剤、ねじ止め、はんだ付け等により底板部24上に固定されている。こうして底板部24上に蓋部26が固定された筐体16は、ハーメチックシールが施されておらず、気密封止されていない状態になっている。
筐体16内には、複数の半導体レーザ素子12、光学系14及び後述の集光レンズ64が収容されている。また、筐体16内には、後述するように端子部20、22の筐体16外に突出した部分以外の部分が収容されている。
底板部24は、後述するように、レーザ装置10を基板上に設置する際に、基板の設置面上にその下面を接触させて設置される部分である。底板部24上には、段差部38が設けられている。段差部38は、階段状になっており、筐体16の前後方向に沿って並ぶように設けられた複数の段40を有している。段差部38の複数の段40は、前方から後方に向かうに従って段々に高くなっている。段差部38は、底板部24と一体的に形成されていてもよいし、はんだ付け等により底板部24に固定された別部品であってもよい。なお、上述のように、底板部24の熱伝導率を蓋部26の熱伝導率よりも高くすることができる。これにより、製品コストの上昇を抑制しつつ、優れた放熱特性を得ることができる。
底板部24上及び段差部38の複数の段40上には、複数の半導体レーザ素子12が設置されている。複数の半導体レーザ素子12は、例えば、互いに発振波長、出力その他のレーザ特性を同じくする同一の半導体レーザ素子である。なお、複数の半導体レーザ素子12の数は、特に限定されるものではなく、レーザ装置10に要求されるレーザ出力等に応じて適宜設定することができる。
複数の半導体レーザ素子12は、別々のチップに形成された互いに別個独立の素子である。各半導体レーザ素子12は、例えば、サブマント42上にはんだ付け等により固定されて搭載されたチップオンサブマウント(Chip On Submount、COS)の形態で、底板部24上及び段差部38の複数の段40上に設置されている。
底板部24上及び段差部38の複数の段40上に設置された複数の半導体レーザ素子12は、筐体16の長手方向に沿って一列に配列されている。一列に配列された複数の半導体レーザ素子12の間には、段差部38による高低差が設けられている。複数の半導体レーザ素子12は、それぞれレーザ光の出力方向が筐体16の短手方向になるように配置されている。一列に配列された複数の半導体レーザ素子12は、その配列に対して同じ一方の側にレーザ光を出力するように配置されている。なお、複数の半導体レーザ素子12の配列は、一列のみならず、複数列設けられていてもよい。
複数の半導体レーザ素子12の配列においては、隣接する半導体レーザ素子12の電極がワイヤボンディング等により電気的に接続されている。これにより、複数の半導体レーザ素子12が直列に接続されている。なお、半導体レーザ素子12を電気的に接続する方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができるが、例えば特開2015−185667号公報に記載されるワイヤボンディングによる方法を用いることができる。
複数の半導体レーザ素子12の配列の前方側において、筐体16内の底板部24上には、端子部20が設けられている。また、複数の半導体レーザ素子12の配列の後方側において、筐体16内の底板部24上には、端子部22が設けられている。端子部20、22は、それぞれ外部の駆動電源に電気的に接続可能であり、駆動電源により複数の半導体レーザ素子12のそれぞれに駆動電流を印加するためのものである。端子部20、22のうち、一方が駆動電源の正極端子に接続され、他方が駆動電源の負極端子に接続される。
端子部20、22は、それぞれ、素子接続部44と、素子接続部44と電気的に接続された外部接続部46とを有している。端子部20、22は、それぞれ外部との電気的な接続に際してねじを利用する接続形式のものである。
各端子部20、22の素子接続部44は、底板部24上に設けられている。このように、各端子部20、22の一部である素子接続部44が、底板部24に設けられている。各端子部20、22の素子接続部44は、シート状導体48をそれぞれ有している。シート状導体48は、底板部24に平行に設けられている。シート状導体48は、直列に接続された複数の半導体レーザ素子12の配列における端部の半導体レーザ素子12の電極に、例えばワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。
より具体的には、端子部20における素子接続部44のシート状導体48は、直列に接続された複数の半導体レーザ素子12の配列における前側の端部の半導体レーザ素子12の電極に、ワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。また、端子部22における素子接続部44のシート状導体48は、直列に接続された複数の半導体レーザ素子12の配列における後側の端部の半導体レーザ素子12の電極に、ワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。なお、素子接続部44のシート状導体48と半導体レーザ素子12の電極とを電気的に接続する方法は、ワイヤボンディングによる方法に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。
各端子部20、22の外部接続部46は、素子接続部44上に設けられている。各端子部20、22の外部接続部46は、例えば底板部24に垂直な柱状に形成された柱状導体50を有している。各端子部20、22において、柱状導体50は、シート状導体48に電気的に接続されている。各柱状導体50は、上方に向けて開口した雌ねじ孔52を上端に有している。各雌ねじ孔52は、後述するように、外部との電気的な接続のために用いられるものである。こうして、各端子部20、22の外部接続部46は、底板部24に対して上向きに設けられている。すなわち、各端子部20、22の一部である外部接続部46は、底板部24が設置されて固定される設置面とは反対側において、その設置面と反対方向に延伸するように設けられている。なお、底板部24に対して上向きとは、底板部24に直交する方向に底板部24に対して上向きである場合のほか、底板部24に直交する方向に対して所定の傾斜角度で傾斜する方向に底板部24に対して上向きである場合をも含みうる。すなわち、底板部24に対して上向く方向は、底板部24に直交する方向のみならず、底板部24に直交する方向に対して所定の傾斜角度で傾斜する方向であってもよい。
蓋部26の天板部36には、端子部20、22の外部接続部46にそれぞれ対応して開口部54、56が設けられている。端子部20、22の外部接続部46は、それぞれ天板部36に設けられた開口部54、56を介して、天板部36の上方、すなわち筐体16の外部に部分的に突出している。こうして、端子部20、22の外部接続部46は、それぞれ筐体16の上面から筐体16の外部に部分的に突出している。筐体16の外部に部分的に突出した各外部接続部46は、雌ねじ孔52を上方に向けている。
各端子部20、22の外部接続部46は、雌ねじ孔52に螺合するねじ又はねじ部を利用して、外部と電気的に接続することができる。例えば、雌ねじ孔52に螺合するねじにより、導体棒であるバスバーを、柱状導体50と接触させつつ外部接続部46に固定し、固定したバスバーを介して外部接続部46を外部と電気的に接続することができる。また、雌ねじ孔52に螺合する雄ねじ部を有する外部端子を用い、外部端子の雄ねじ部を雌ねじ孔52に螺合して固定し、固定した外部端子を介して外部接続部46を外部と電気的に接続することができる。また、例えば丸形又は先開形の圧着端子である外部端子を、雌ねじ孔52に螺合する雄ねじにより、柱状導体50と接触させつつ外部接続部46に固定し、固定した外部端子を介して外部接続部46を外部と電気的に接続することができる。
複数の半導体レーザ素子12の配列の一方の側には、光学系14が設けられている。光学系14は、複数組のコリメートレンズ58、60及び反射ミラー62を有している。複数組のコリメートレンズ58、60及び反射ミラー62は、複数の半導体レーザ素子12に対応して、底板部24上及び段差部38の複数の段40上に設置されている。複数のコリメートレンズ58は、光学特性を同じくする同一のものになっている。複数のコリメートレンズ60は、光学特性を同じくする同一のものになっている。複数の反射ミラー62は、光学特性を同じくする同一のものになっている。
コリメートレンズ58、60及び反射ミラー62の各組において、コリメートレンズ58、60は、対応する半導体レーザ素子12のレーザ光の出力側に順次配置されている。また、反射ミラー62は、コリメートレンズ60の後段に配置されている。コリメートレンズ58、60は、対応する半導体レーザ素子12から出力されたレーザ光をそれぞれ縦方向及び横方向にコリメートして平行光とする。反射ミラー62は、対応するコリメートレンズ58、60によりコリメートされたレーザ光を前方側に90°反射して、出力部18が設けられた筐体16の前方側に導く。
底板部24の前方端部上には、出力部18が設けられている。出力部18と光学系14との間には、集光レンズ64が設けられている。蓋部26の前側壁部28には、出力部18が嵌合する切り欠き部66が設けられている。出力部18は、レーザ光を出力するための光ファイバ68を有しており、光ファイバ68を通してレーザ光を出力するようになっている。なお、光ファイバ68の長さは、設計に応じて適宜変更することができる。
出力部18の光ファイバ68は、筐体16の内部に固定された一端である固定端と、筐体16の外部に引き出された一端である出力端とを有している。集光レンズ64は、光学系14とともに、複数の半導体レーザ素子12から出力されたレーザ光を光ファイバ68の固定端に入射させるための光学系を構成している。集光レンズ64は、複数の反射ミラー62のそれぞれにより反射されたレーザ光を、光ファイバ68の固定端に集光して入射させる。光ファイバ68の固定端に入射したレーザ光は、光ファイバ68を伝搬して、レーザ装置10の出力として光ファイバ68の出力端から出力される。なお、光ファイバ68の固定端にレーザ光を入射させるための光学系の構成は、集光レンズ64を含む複数枚の集光レンズを有するものであってもよいし、各種フィルタを有するものであってもよい。
また、底板部24の前端部及び後端部には、固定ねじが貫通する貫通孔70、72がそれぞれ設けられている。貫通孔70、72は、互いに対角に位置している。蓋部26の天板部36には、底板部24に設けられた貫通孔70、72に対応して、固定ねじが貫通する貫通孔74、76がそれぞれ設けられている。
本実施形態によるレーザ装置10は、後述するように、例えば、基板上に複数配列されて光源装置として用いられる。レーザ装置10が配列される基板の設置面には、雄ねじである固定ねじが螺合する雌ねじ孔が設けられている。レーザ装置10は、貫通孔70、74を貫通して基板に設けられた雌ねじ孔に螺合する固定ねじ、及び貫通孔72、76を貫通して基板に設けられた雌ねじ孔に螺合する固定ねじにより、基板の設置面上に取り付けられて固定される。なお、レーザ装置10を基板の設置面上に固定する方法は、特に限定されるものではなく、固定ねじを用いた方法のほか、ボルト及びナットを用いた方法、接着剤を用いた方法等の種々の方法を用いることができる。
こうして、本実施形態によるレーザ装置10が構成されている。
本実施形態によるレーザ装置10の動作時には、端子部20、22に電気的に接続された外部の駆動電源により、直列に接続された複数の半導体レーザ素子12のそれぞれに駆動電流が印加される。駆動電流が印加されると、各半導体レーザ素子12は、レーザ発振してレーザ光を出力する。各半導体レーザ素子12から出力されたレーザ光は、対応するコリメートレンズ58、60によりコリメートされた後、対応する反射ミラー62により反射されて集光レンズ64に導かれる。各反射ミラー62により反射されたレーザ光は、集光レンズ64により集光されて出力部18の光ファイバ68の固定端に入射する。光ファイバ68の固定端に入射したレーザ光は、レーザ装置10の出力として、光ファイバ68の出力端から出力される。
本実施形態によるレーザ装置10は、上述のように、蓋部26において、天板部36が、前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34の各側壁部と一体的に形成されている。一方、半導体レーザ素子12の電極に電気的に接続される端子部20、22は、底板部24上に設けられている。また、レーザ光を出力するための光ファイバ68を含む出力部18も、底板部24上に設けられている。このため、本実施形態によるレーザ装置10では、そのパッケージの組み立てに際して、筐体16の側壁部に設けられた部材に対して、筐体16内に収容される半導体レーザ素子12を電気的に接続したり、光学的に位置合わせしたりする必要がない。天板部36と各側壁部とが互いに一体的に形成された蓋部26は、底板部24上に単に固定するだけでよい。したがって、本実施形態によるレーザ装置10は、組立性が良好で安価に製造することができる。
さらに、本実施形態によるレーザ装置10では、端子部20、22が、雌ねじ孔52を有しており、ねじにより外部と電気的に接続されるようになっている。このため、本実施形態によるレーザ装置10によれば、リードピンのようにはんだ付けをする必要がない。したがって、本実施形態によるレーザ装置10によれば、外部との電気的な接続に際して良好な作業性を確保することができる。
また、本実施形態によるレーザ装置10では、端子部20、22の外部接続部46が、天板部36の上方、すなわち筐体16の外部に部分的に突出している。このように外部接続部46が突出していることにより、本実施形態によるレーザ装置10によれば、例えば接続作業が容易なバスバーの利用が可能である等、外部との電気的な接続を高い作業性で行うことができる。
さらに、本実施形態によるレーザ装置10は、高価なハーメチックシールが施されたリードピンを用いる必要がない。したがって、本実施形態によるレーザ装置10によれば、より安価な価格を実現することができる。
このように、本実施形態によれば、組立性が良好で安価に製造することができるレーザ装置10を実現することができる。
本実施形態によるレーザ装置10は、これを複数配列することにより光源装置を構成することができる。複数のレーザ装置10を用いることにより、光源装置の高出力化を図ることができる。以下、複数のレーザ装置10を配列した本実施形態による光源装置について図2を用いて説明する。図2(a)は、本実施形態による光源装置を示す斜視図である。図2(b)は、本実施形態による光源装置を示す平面図である。
図2(a)及び図2(b)に示すように、本実施形態による光源装置80は、基板82と、基板82上に配列されて設置された複数のレーザ装置10とを有している。なお、複数のレーザ装置10の数は、特に限定されるものではなく、光源装置80に要求されるレーザ出力等に応じて適宜設定することができる。
基板82は、配列される複数のレーザ装置10が設置された設置面を有し、その設置面上に設置された複数のレーザ装置10を支持するベース部材である。基板82の設置面上には、複数のレーザ装置10のそれぞれが、底板部24側を基板82側にして取り付けられて固定されている。各レーザ装置10は、上述のように、貫通孔70、74を貫通して基板82の雌ねじ孔に螺合する固定ねじ84、及び貫通孔72、76を貫通して基板82の雌ねじ孔に螺合する固定ねじ86により、基板82の設置面上に取り付けられて固定されている。
基板82の設置面上に設置された複数のレーザ装置10は、例えば基板82の長手方向を配列方向として横方向に一列に配列されている。一列に配列された複数のレーザ装置10は、その配列に対して同じ側に出力部18を向けている。複数のレーザ装置10のそれぞれは、複数のレーザ装置10の配列方向に対して、その筐体16の長手方向が直交するように配置されている。なお、配列方向に対するレーザ装置10の傾斜角度は、特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。
隣接する2つのレーザ装置10のうち、一方のレーザ装置10の端子部20と、他方のレーザ装置10の端子部22とは、導体棒であるバスバー88により電気的に接続されている。バスバー88の一端は、一方のレーザ装置10の端子部20の雌ねじ孔52に螺合する固定ねじ90により、その端子部20に固定されて端子部20に電気的に接続されている。バスバー88の他端は、他方のレーザ装置10の端子部22の雌ねじ孔52に螺合する固定ねじ92により、その端子部22に固定されて端子部22に電気的に接続されている。こうして、複数のレーザ装置10が直列に接続されている。なお、複数のレーザ装置10を電気的に接続する方法は、バスバー88を用いた方法に限定されるものではなく、リード線を用いた方法等の種々の方法を用いることができる。
こうして、本実施形態による光源装置80が構成されている。
上述のように、本実施形態によるレーザ装置10は安価に製造することができるため、複数のレーザ装置10を用いた光源装置80も安価に製造することができる。
また、本実施形態によるレーザ装置10は、上述のように、外部と電気的に接続可能な端子部20、22が、基板82の設置面上に設置される底板部24に対して上向きに設けられている。このため、複数のレーザ装置10を例えば図2(a)及び図2(b)に示すように横方向に配列して光源装置80を構成する場合に、端子部20、22のスペースを確保する必要がなく、光源装置80のフットプリントを低減することができる。これにより、省スペース化を実現することができる。
本実施形態による光源装置80は、例えば、光ファイバレーザの励起光源として用いることができる。ここで、本実施形態による光源装置80を励起光源として用いた光ファイバレーザについて図3を用いて説明する。図3は、本実施形態による光源装置80を励起光源として用いた光ファイバレーザを示す概略図である。
図3に示すように、本実施形態による光源装置80を励起光源として用いた光ファイバレーザ94は、励起光源としての光源装置80と、光結合部としてのポンプコンバイナ96とを有している。また、光ファイバレーザ94は、増幅用光ファイバとしての希土類添加光ファイバ98と、出力側光ファイバ100とを有している。希土類添加光ファイバ98の入力端及び出力端には、それぞれ高反射FBG(Fiber Bragg Grating)102及び低反射FBG104が設けられている。
光源装置80に含まれる複数のレーザ装置10における出力部18の光ファイバ68の出力端は、複数入力1出力のポンプコンバイナ96の複数の入力ポートにそれぞれ結合されている。ポンプコンバイナ96の出力ポートには、希土類添加光ファイバ98の入力端が接続されている。希土類添加光ファイバ98の出力端には、出力側光ファイバ100の入力端が接続されている。なお、複数のレーザ装置10から出力されるレーザ光を希土類添加光ファイバ98に入射させる入射部としては、ポンプコンバイナ96に代えて他の構成を用いることもできる。例えば、複数のレーザ装置10における出力部18の光ファイバ68を並べて配置し、複数の光ファイバ68から出力されたレーザ光を、レンズを含む光学系等の入射部を用いて、希土類添加光ファイバ98の入力端に入射させるように構成してもよい。
こうして、本実施形態による光源装置80を励起光源として用いた光ファイバレーザ94が構成されている。
光ファイバレーザ94において、複数のレーザ装置10の光ファイバ68から出力されたレーザ光は、ポンプコンバイナ96により結合されてその出力ポートから出力される。入射部としてのポンプコンバイナ96は、その出力ポートから出力された励起光としてのレーザ光を、希土類添加光ファイバ98の入力端に入射させる。希土類添加光ファイバ98においては、高反射FBG102及び低反射FBG104により、希土類添加光ファイバ98を含む共振器が形成されている。
増幅用光ファイバである希土類添加光ファイバ98では、伝搬する励起光が、コアにドープされた希土類元素に吸収されて、基底準位と準安定準位との間に反転分布が生じて光が放出される。こうして放出された光は、希土類添加光ファイバ98の光増幅作用と高反射FBG102及び低反射FBG104により構成されるレーザ共振器の作用とによってレーザ発振する。こうして、レーザ発振によりレーザ光が生じる。生じたレーザ光は、希土類添加光ファイバ98の出力端に接続された出力側光ファイバ100の出力端から出力される。
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態によるレーザ装置及び光源装置について図4を用いて説明する。なお、上記第1実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
本実施形態によるレーザ装置の基本的構成は、第1実施形態によるレーザ装置10の構成と同様である。本実施形態によるレーザ装置は、第1実施形態によるレーザ装置10の蓋部26における前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34のうちの一部が、天板部36と一体的に形成されているのではなく、底板部24に設けられている。この点で、本実施形態によるレーザ装置は、第1実施形態によるレーザ装置10とは異なっている。
図4(a)は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。図4(b)は、本実施形態によるレーザ装置を示す分解斜視図である。図4(a)及び図4(b)に示すように、本実施形態によるレーザ装置101では、蓋部26において、天板部36が、前側壁部28、後側壁部30及び左側壁部32と一体的に形成されている。一方、蓋部26において、第1実施形態の右側壁部34に相当する側壁部は設けられていない。なお、本実施形態の蓋部26も、第1実施形態の蓋部26と同様に、例えば、射出成形、切削加工、鋳造法、塑性加工等により形成することができる。
一方、底板部24の右側端部には、第1実施形態の右側壁部34に相当する右側壁部35が設けられている。右側壁部35は、底板部24と一体的に形成されていてもよいし、例えば接着剤、ねじ止め等により底板部24に固定された底板部24とは別個のものであってもよい。右側壁部35が底板部24と一体的に形成されている場合、一体的に形成された底板部24及び右側壁部35は、蓋部26と同様に、例えば、射出成形、切削加工、鋳造法、塑性加工等により形成することができる。
このように、本実施形態では、天板部36が、側壁の一部である前側壁部28、後側壁部30及び左側壁部32と一体的に形成されている一方、側壁部の他の一部である右側壁部34が底板部24に設けられている。
天板部36と前側壁部28、後側壁部30及び左側壁部32とが一体的に形成された蓋部26は、内部空間を空けて、複数の半導体レーザ素子12、光学系14等を覆うように、右側壁部35が設けられた底板部24上に固定されている。底板部24と天板部36との間の空間の側方は、天板部36と一体的に形成された前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32、並びに底板部24に設けられた右側壁部35により全部覆われている。
こうして、本実施形態によるレーザ装置101では、天板部36と前側壁部28、後側壁部30及び左側壁部32とが一体的に形成された蓋部26と、右側壁部35が設けられた底板部24とにより筐体16が構成されている。
なお、本実施形態によるレーザ装置101においても、第1実施形態と同様に、底板部24の熱伝導率を蓋部26の熱伝導率よりも高くすることができる。すなわち、底板部24及びこれと一体的に形成された右側壁部35を構成する材料は、蓋部26を構成する材料、すなわち互いに一体的に形成された天板部36、前側壁部28、後側壁部30及び左側壁部32を構成する材料よりも熱伝導率が高いことが好ましい。これにより、製品コストの上昇を抑制しつつ、優れた放熱特性を得ることができる。
本実施形態のように、筐体16を構成する側壁部のうちの一部が、蓋部26ではなく、底板部24に設けられていてもよい。
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態によるレーザ装置及び光源装置について図5を用いて説明する。なお、上記第1及び第2実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
本実施形態によるレーザ装置の基本的構成は、第1実施形態によるレーザ装置10の構成と同様である。本実施形態によるレーザ装置は、第1実施形態によるレーザ装置10の蓋部26において天板部36と一体的に形成されていた前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34のうちの一部が設けられていない。この点で、本実施形態によるレーザ装置は、第1実施形態によるレーザ装置10とは異なっている。
図5(a)は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。図5(b)は、本実施形態によるレーザ装置を示す分解斜視図である。図5(a)及び図5(b)に示すように、本実施形態によるレーザ装置102では、蓋部26において、天板部36が、左側壁部32及び右側壁部34と一体的に形成されている。一方、蓋部26において、第1実施形態の前側壁部28及び後側壁部30に相当する側壁部は設けられていない。なお、本実施形態の蓋部26も、第1実施形態の蓋部26と同様に、例えば、射出成形、切削加工、鋳造法、塑性加工等により形成することができる。
天板部36と左側壁部32及び右側壁部34とが一体的に形成された蓋部26は、内部空間を空けて、複数の半導体レーザ素子12、光学系14等を覆うように、底板部24上に固定されている。底板部24と天板部36との間の空間の側方の一部である前側の側方及び後側の側方は、側壁部に覆われておらず、開放された状態になっている。
こうして、本実施形態によるレーザ装置102では、天板部36と左側壁部32及び右側壁部34とが一体的に形成された蓋部26と、底板部24とにより筐体16が構成されている。筐体16の一部が開放されているため、本実施形態によるレーザ装置102では、より優れた放熱特性を得ることができる。
なお、本実施形態によるレーザ装置102においても、第1実施形態と同様に、底板部24の熱伝導率を蓋部26の熱伝導率よりも高くすることができる。すなわち、底板部24を構成する材料は、蓋部26を構成する材料、すなわち互いに一体的に形成された天板部36、左側壁部32及び右側壁部34を構成する材料よりも熱伝導率が高いことが好ましい。これにより、製品コストの上昇を抑制しつつ、優れた放熱特性を得ることができる。
本実施形態のように、筐体16を構成する側壁部のうちの一部が設けられておらず、筐体16の一部が開放されていてもよい。
なお、上記では、第1実施形態によるレーザ装置10と同様の構成において、前側壁部28及び後側壁部30が設けられていない場合について説明したが、これに限定されるものではない。第2実施形態によるレーザ装置101と同様の構成においても、前側壁部28及び後側壁部30を設けないようにすることができる。
[第4実施形態]
本発明の第4実施形態によるレーザ装置及び光源装置について図6を用いて説明する。なお、上記第1乃至第3実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
本実施形態によるレーザ装置の基本的構成は、第1実施形態によるレーザ装置10の構成と同様である。本実施形態によるレーザ装置は、前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34の各側壁部の下側部分が、底板部24に設けられている。この点で、本実施形態によるレーザ装置は、第1実施形態によるレーザ装置10とは異なっている。
図6(a)は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。図6(b)は、本実施形態によるレーザ装置を示す分解斜視図である。図6(a)及び図6(b)に示すように、本実施形態によるレーザ装置103では、前側壁部28は、底板部24側の下側部分28aと、天板部36側の上側部分28bとから構成されている。また、後側壁部30は、底板部24側の下側部分30aと、天板部36側の上側部分30bとから構成されている。また、左側壁部32は、底板部24側の下側部分32aと、天板部36側の上側部分32bとから構成されている。また、右側壁部34は、底板部24側の下側部分34aと、天板部36側の上側部分34bとから構成されている。
蓋部26においては、天板部36が、前側壁部28の上側部分28b、後側壁部30の上側部分30b、左側壁部32の上側部分32b及び右側壁部34の上側部分34bと一体的に形成されている。なお、本実施形態の蓋部26も、第1実施形態の蓋部26と同様に、例えば、射出成形、切削加工、鋳造法、塑性加工等により形成することができる。
底板部24には、前側壁部28の下側部分28a、後側壁部30の下側部分30a、左側壁部32の下側部分32a及び右側壁部34の下側部分34aがそれぞれ設けられている。下側部分28a、下側部分30a、下側部分32a及び下側部分34aは、底板部24と一体的に形成されていてもよいし、例えば接着剤、ねじ止め等により底板部24に固定された底板部24とは別個のものであってもよい。下側部分28a、30a、32a、34aが底板部24と一体的に形成されている場合、一体的に形成された底板部24及び各下側部分は、蓋部26と同様に、例えば、射出成形、切削加工、鋳造法、塑性加工等により形成することができる。
前側壁部28の上側部分28bは、前側壁部28の下側部分28aに固定されている。後側壁部30の上側部分30bは、後側壁部30の下側部分30aに固定されている。左側壁部32の上側部分32bは、左側壁部32の下側部分32aに固定されている。右側壁部34の上側部分34bは、右側壁部34の下側部分34aに固定されている。これら各側壁部の上側部分と下側部分とは、例えば接着剤等により固定されている。
なお、本実施形態によるレーザ装置102においても、第1実施形態と同様に、底板部24の熱伝導率を蓋部26の熱伝導率よりも高くすることができる。すなわち、底板部24及びこれに設けられた各側壁部の下側部分を構成する材料は、蓋部26を構成する材料、すなわち互いに一体的に形成された天板部36及び各側壁部の上側部分を構成する材料よりも熱伝導率が高いことが好ましい。これにより、製品コストの上昇を抑制しつつ、優れた放熱特性を得ることができる。
本実施形態のように、前側壁部28の上側部分28b、後側壁部30の上側部分30b、左側壁部32の上側部分32b及び右側壁部34の上側部分34bが天板部36と一体的に形成されてもよい。
なお、上記では、第1実施形態によるレーザ装置10と同様の構成において、各側壁部が下側部分と上側部分とから構成される場合について説明したが、これに限定されるものではない。第2及び第3実施形態によるレーザ装置101、102と同様の構成においても、各側壁部が下側部分と上側部分とから構成されるようにすることができる。
[第5実施形態]
本発明の第5実施形態によるレーザ装置及び光源装置について図7及び図8を用いて説明する。なお、上記第1乃至第4実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
本実施形態によるレーザ装置の基本的構成は、第1実施形態によるレーザ装置10の構成と同様である。本実施形態によるレーザ装置は、レーザ装置10を基板の設置面上に取り付けて固定するための底板部24の貫通孔70、72及び天板部36の貫通孔74、76に代えて固定部を有する点で、第1実施形態によるレーザ装置10とは異なっている。
図7は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。図7に示すように、本実施形態によるレーザ装置210は、筐体16の底板部24に設けられた複数の固定部212を有している。なお、本実施形態によるレーザ装置210では、第1実施形態によるレーザ装置10とは異なり、底板部24には貫通孔70、72は設けられておらず、天板部36にも貫通孔74、76は設けられていない。
各固定部212は、底板部24から筐体16の外側に突出するように底板部24に設けられている。例えば、底板部24の長手方向に沿った2つの縁端部のうち、一方に2つに固定部212が設けられ、他方に1つの固定部212が設けられている。なお、固定部212の数及び位置は、特に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
各固定部212には、固定ねじが貫通する貫通孔214が設けられている。レーザ装置210は、レーザ装置10と同様に、例えば、基板の設置面上に複数配列されて光源装置として用いられる。レーザ装置210が配列される基板の設置面には、雄ねじである固定ねじが螺合する雌ねじ孔が設けられている。レーザ装置210は、各固定部212の貫通孔214を貫通して基板の設置面に設けられた雌ねじ孔に螺合する固定ねじにより、基板の設置面上に取り付けられて固定される。なお、レーザ装置210を基板の設置面上に固定する方法は、特に限定されるものではなく、固定ねじを用いた方法のほか、ボルト及びナットを用いた方法等の種々の方法を用いることができる。
図8は、本実施形態による光源装置を示す平面図である。図8に示すように、本実施形態による光源装置280は、基板282と、基板282上に配列されて設置された複数のレーザ装置210とを有している。なお、図8では、端子部20と端子部22との間を電気的に接続するバスバー88及び固定ねじ90、92を省略している。
基板282上には、複数のレーザ装置210のそれぞれが、底板部24側を基板282側にして取り付けられている。各レーザ装置210は、上述のように、各固定部212に設けられた貫通孔214を貫通して基板282の雌ねじ孔に螺合する固定ねじ216により、基板282の設置面上に取り付けられて固定されている。
本実施形態のように、レーザ装置210を基板282の設置面上に取り付けて固定するための固定部212が、筐体16の外側に設けられていてもよい。
なお、上記では、第1実施形態によるレーザ装置10と同様の構成において、貫通孔70、72、74、76に代えて固定部212を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。第2及び第3実施形態によるレーザ装置101、102と同様の構成においても、貫通孔70、72、74、76に代えて固定部212を有するように構成することができる。
[第6実施形態]
本発明の第6実施形態によるレーザ装置について図9を用いて説明する。なお、上記第1乃至第5実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
本実施形態によるレーザ装置の基本的構成は、第5実施形態によるレーザ装置210の構成と同様である。本実施形態によるレーザ装置は、端子部20、22に代えて、筐体16の外部に設けられた端子部を有している点で、第5実施形態によるレーザ装置210とは異なっている。
図9は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。図9に示すように、本実施形態によるレーザ装置310は、端子部20、22に代えて、筐体16の外部に設けられた端子部320、322を有している。
端子部320は、蓋部26の前側壁部28に設けられている。端子部322は、蓋部26の後側壁部30に設けられている。端子部320、322は、外部と電気的に接続可能であり、それぞれ端子部20、22と同様の機能を有するものである。
端子部320、322は、それぞれ、素子接続部344と、素子接続部344と電気的に接続された外部接続部346とを有している。端子部320、322は、それぞれ外部との電気的な接続に際してねじを利用する接続形式のものである。
端子部320の素子接続部344は、蓋部26の前側壁部28を内外に貫通するように底板部24に平行に設けられている。端子部320の素子接続部344は、上記シート状導体48と同様の不図示のシート状導体を有している。このシート状導体は、複数の半導体レーザ素子12の配列における前側の端部の半導体レーザ素子12の電極に、ワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。
端子部322の素子接続部344は、蓋部26の後側壁部30を内外に貫通するように底板部24に平行に設けられている。端子部322の素子接続部344は、上記シート状導体48と同様の不図示のシート状導体を有している。このシート状導体は、複数の半導体レーザ素子12の配列における後側の端部の半導体レーザ素子12の電極に、ワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。
なお、各素子接続部344のシート状導体と半導体レーザ素子12の電極とを電気的に接続する方法は、ワイヤボンディングによる方法に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。
各端子部320、322の外部接続部346は、素子接続部344の筐体16外の部分上に設けられている。各端子部320、322の外部接続部346は、例えば底板部24に垂直な柱状に形成された柱状導体350をそれぞれ有している。各端子部320、322において、柱状導体350は、素子接続部344のシート状導体に電気的に接続されている。各柱状導体350は、上方に向けて開口した雌ねじ孔352を上端に有している。こうして、各端子部320、322の外部接続部346は、第1実施形態における各端子部20、22の外部接続部46と同様に、底板部24に対して上向きに設けられている。すなわち、各端子部320、322の一部である外部接続部346は、底板部24が設置されて固定される設置面とは反対側において、その設置面と反対方向に延伸するように設けられている。
各端子部320、322の外部接続部346は、上記端子部20、22の外部接続部46と同様に、雌ねじ孔352に螺合するねじ又はねじ部を利用して、外部と電気的に接続することができる。
本実施形態のように、外部と電気的に接続可能な端子部320、322が、筐体16の外部に設けられていてもよい。
なお、上記では、第5実施形態によるレーザ装置210と同様の構成において、端子部20、22に代えて端子部320、322を設ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。第1乃至第4実施形態によるレーザ装置10と同様の構成においても、端子部20、22に代えて端子部320、322を設けることができる。
[第7実施形態]
本発明の第7実施形態によるレーザ装置について図10を用いて説明する。なお、上記第1乃至第6実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
本実施形態によるレーザ装置の基本的構成は、第5実施形態によるレーザ装置210の構成と同様である。本実施形態によるレーザ装置は、端子部20、22に代えて、端子部20、22とは形状及び外部との接続形式が異なる端子部を有している点で、第5実施形態によるレーザ装置210とは異なっている。
図10は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。図10に示すように、本実施形態によるレーザ装置410は、端子部20、22に代えて端子部420、422を有している。
端子部420、422は、それぞれ端子部20、22と同様の機能を有するものである。ただし、端子部420、422は、端子部20、22とは形状及び外部との接続形式が異なっている。すなわち、端子部420、422は、それぞれ外部との電気的な接続に際して、以下に説明する開口部448を利用する接続形式のものである。
端子部420、422は、それぞれ蓋部26の天板部36から上方に向かって、筐体16の外部に突出する外部接続部446を有している。各外部接続部446は、筐体16の上面から筐体16の外部に部分的に突出している。各外部接続部446は、筐体16の長手方向に直交する板状導体で構成されている。各外部接続部446には、筐体16の長手方向に沿って貫通する開口部448が設けられている。なお、各外部接続部446は、筐体16内において、素子接続部44と同様の素子接続部と電気的に接続されている。
端子部420、422の外部接続部446には、それぞれ開口部448を利用して外部端子を電気的に接続することができる。例えば、丸形又は先開形の圧着端子である外部端子を、外部接続部446の側方から、開口部448に通したボルト及び対応するナットにより外部接続部446に固定することができる。このようにして、外部端子を端子部420、422にそれぞれ電気的に接続することができる。
本実施形態のように、ねじを利用する接続形式の端子部20、22に代えて、開口部448を利用する接続形式の端子部420、422が設けられていてもよい。
なお、上記では、第5実施形態によるレーザ装置210と同様の構成において、端子部20、22に代えて端子部420、422を設ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。第1乃至第4実施形態によるレーザ装置10、101、102、103と同様の構成においても、端子部20、22に代えて端子部420、422を設けることができる。また、第6実施形態によるレーザ装置310と同様の構成においても、端子部320、322に代えて端子部420、422を設けることができる。
[第8実施形態]
本発明の第8実施形態による光源装置について図11を用いて説明する。なお、上記第1乃至第7実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
本実施形態による光源装置の基本的構成は、第1実施形態による光源装置80の構成と同様である。本実施形態による光源装置は、複数のレーザ装置10の配列方向に対するレーザ装置10の傾斜角度が、第1実施形態による光源装置80とは異なっている。
図11は、本実施形態による光源装置を示す平面図である。図11に示すように、本実施形態による光源装置580は、第1実施形態による光源装置80と同様に、基板82と、基板82上に配列されて設置された複数のレーザ装置10とを有している。なお、図11では、端子部20と端子部22との間を電気的に接続するバスバー88及び固定ねじ90、92を省略している。
第1実施形態による光源装置80においては、上述のように、複数のレーザ装置10のそれぞれは、複数のレーザ装置10の配列方向に対して、その筐体16の長手方向が直交するように配置されている。
これに対して、本実施形態による光源装置580において、複数のレーザ装置10のそれぞれは、複数のレーザ装置10の配列方向に対して、その筐体16の長手方向が鋭角又は鈍角の傾斜角度で傾斜するように配置されている。すなわち、各レーザ装置10は、複数のレーザ装置10の配列方向に対して、その筐体16の長手方向が90°以外の所定の傾斜角度で傾斜するように配置されている。
なお、傾斜するように配置された複数のレーザ装置10のそれぞれは、第1実施形態による光源装置80のレーザ装置10と同様に、基板82の設置面上に取り付けられて固定されている。
本実施形態のように、複数のレーザ装置10の配列方向に対してレーザ装置10の筐体16の長手方向が鋭角又は鈍角の傾斜角度で傾斜するように、複数のレーザ装置10のそれぞれが配置されていてもよい。
[第9実施形態]
本発明の第9実施形態によるレーザ装置について図12及び図13を用いて説明する。なお、上記第1乃至第8実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
本実施形態によるレーザ装置の基本的構成は、第1実施形態によるレーザ装置10の構成と同様である。本実施形態によるレーザ装置は、第1実施形態によるレーザ装置10の構成に加えて、さらに半導体レーザ素子12とは異なる電子部品及びこれに対応する端子部を有している。
図12は、本実施形態によるレーザ装置を示す分解斜視図である。図13は、本実施形態によるレーザ装置における電子部品を示す拡大斜視図である。
図12及び図13に示すように、本実施形態によるレーザ装置610は、第1実施形態によるレーザ装置10の構成に加えて、電子部品612と、これに対応する端子部614、616とを有している。
電子部品612は、筐体16内に収容されている。また、後述するように端子部614、616の筐体16外に突出した部分以外の部分も、筐体16内に収容されている。
電子部品612は、半導体レーザ素子12とは異なるものであり、例えば、筐体16内の温度を検出するサーミスタ等の温度センサである。電子部品612は、底板部24の出力部18近傍の領域上に設置されている。電子部品612は、例えば、サブマント618上にはんだ付け等により固定されて搭載されたCOSの形態で、底板部24上に設置されている。底板部24は、電子部品612及び端子部614、616を設けるため、第1実施形態と比較して拡張されている。
なお、電子部品612は、温度センサに限定されるものではない。電子部品612は、例えば、フォトダイオード等の光検出器であってもよい。
電子部品612に対応する端子部614、616は、筐体16内において、それぞれ底板部24の電子部品612の近傍の領域上に設置されている。端子部614、616は、それぞれ電子部品612に応じた外部の回路部に電気的に接続され、電子部品612の機能を実現するためのものである。電子部品612がサーミスタ等の温度センサである場合、端子部614、616はそれぞれ測温回路の所定の端子に接続されて、温度センサによる温度測定が実現される。
端子部614、616は、それぞれ、部品接続部620と、部品接続部620と電気的に接続された外部接続部622とを有している。端子部614、616は、それぞれ外部との電気的な接続に際してねじを利用する接続形式のものである。端子部614、616の部品接続部620及び外部接続部622は、それぞれ端子部20、22の素子接続部44及び外部接続部46と同様の構造を有している。
各端子部614、616の部品接続部620は、底板部24上に設けられている。このように、各端子部614、616の一部である部品接続部620が、底板部24に設けられている。各端子部614、616の部品接続部620は、シート状導体624をそれぞれ有している。シート状導体624は、底板部24に平行に設けられている。シート状導体624は、電子部品612の電極に、例えばワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。
より具体的には、端子部614における部品接続部620のシート状導体624は、電子部品612の一方の電極に、ワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。また、端子部616における部品接続部620のシート状導体624は、電子部品612の他方の電極に、ワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。なお、部品接続部620のシート状導体624と電子部品612の電極とを電気的に接続する方法は、ワイヤボンディングによる方法に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。
各端子部614、616の外部接続部622は、部品接続部620上に設けられている。各端子部614、616の外部接続部622は、例えば底板部24に垂直な柱状に形成された柱状導体626を有している。各端子部614、616において、柱状導体626は、シート状導体624に電気的に接続されている。各柱状導体626は、上方に向けて開口した雌ねじ孔628を上端に有している。各雌ねじ孔628は、後述するように、外部との電気的な接続のために用いられるものである。こうして、各端子部614、616の外部接続部622は、端子部20、22の外部接続部46と同様に、底板部24に対して上向きに設けられている。すなわち、各端子部614、616の一部である外部接続部622は、底板部24が設置されて固定される設置面とは反対側において、その設置面と反対方向に延伸するように設けられている。
蓋部26の天板部36には、端子部614、616の外部接続部622にそれぞれ対応して開口部630、632が設けられている。端子部614、616の外部接続部622は、それぞれ天板部36に設けられた開口部630、632を介して、天板部36の上方、すなわち筐体16の外部に部分的に突出している。こうして、端子部614、616の外部接続部622は、それぞれ筐体16の上面から筐体16の外部に部分的に突出している。筐体16の外部に部分的に突出した各外部接続部622は、雌ねじ孔628を上方に向けている。なお、蓋部26は、電子部品612及び端子部614、616を筐体16内に収容するため、拡張された底板部24に対応して第1実施形態と比較して拡張されている。
各端子部614、616の外部接続部622は、雌ねじ孔628に螺合するねじ又はねじ部を利用して、外部と電気的に接続することができる。例えば、雌ねじ孔628に螺合するねじにより、導体棒であるバスバーを、柱状導体626と接触させつつ外部接続部622に固定し、固定したバスバーを介して外部接続部622を外部と電気的に接続することができる。また、雌ねじ孔628に螺合する雄ねじ部を有する外部端子を用い、外部端子の雄ねじ部を雌ねじ孔628に螺合して固定し、固定した外部端子を介して外部接続部622を外部と電気的に接続することができる。また、例えば丸形又は先開形の圧着端子である外部端子を、雌ねじ孔628に螺合する雄ねじにより、柱状導体626と接触させつつ外部接続部622に固定し、固定した外部端子を介して外部接続部622を外部と電気的に接続することができる。
本実施形態のように、電子部品612及びこれに対応する端子部614、616がさらに設けられていてもよい。この場合において、電子部品612に対応する端子部614、616も、基板の設置面上に設置される底板部24に対して上向きに設けられている。このため、端子部20、22と同様に、光源装置を構成する場合に端子部614、616のスペースを確保する必要がなく、光源装置のフットプリントを低減することができる。これにより、省スペース化を実現することができる。
また、端子部614、616も、雌ねじ孔628を有しており、ねじにより外部と電気的に接続されるようになっている。このため、端子部614、616についても、リードピンのようにはんだ付けをする必要がなく、外部との電気的な接続に際して良好な作業性を確保することができる。
なお、上記では、第1実施形態によるレーザ装置10の構成に加えて電子部品612及び端子部614、616が設けられている場合について説明したが、これに限定されるものではない。第2乃至第7実施形態によるレーザ装置101、102、103、210、310、410の構成に加えて、電子部品612及び端子部614、616が設けられていてもよい。
また、電子部品612に対応する端子部614、616は、第6実施形態における端子部320、322と同様に、筐体16の外部に設けられていてもよい。また、電子部品612に対応する端子部614、616は、第7実施形態における端子部420、422と同様に、開口部を利用する接続形式のものであってもよい。
[変形実施形態]
本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、レーザ装置10、101、102、103、210、310、410、610が複数の半導体レーザ素子12を有する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。レーザ装置10、101、102、103、210、310、410、610は、1つの半導体レーザ素子12を有するものであってもよい。
また、上記実施形態では、端子部20、22、320、322が雌ねじ孔52、352を有する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。端子部20、22、320、322は、雌ねじ孔52、352に代えて、外部との電気的な接続のための雄ねじ部を有するものとすることができる。この場合、例えば、その雄ねじ部に螺合するナット等を用いて、雄ねじ部に挿入された環状部等により雄ねじ部と接触した外部端子を端子部20、22、320、322に固定することができる。電子部品612に対応する端子部614、616についても、同様に雄ねじ部を有するものを用いることができる。
また、上記実施形態では、端子部20、22、320、322、420、422としてねじ又は開口部を利用する接続形式のものを例に説明したが、これらに限定されるものではなく、他の接続形式のものを用いることができる。例えば、端子部20、22、320、322、420、422として、バナナプラグ等のプラグが挿入可能なジャックを利用する接続形式のものとすることができる。電子部品612に対応する端子部614、616についても、同様に他の接続形式のものを用いることができる。
また、上記実施形態では、複数のレーザ装置10、210を基板82、282上に設置する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。複数のレーザ装置10、210は、基板82、282のほか、設置台等の種々のベース部材の設置面上に設置することができる。
また、上記実施形態では、図2に示すように、一列に配列された複数のレーザ装置10が、その配列に対して同じ側に出力部18を向けている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、一列に配列された複数のレーザ装置10が、その配列に対して一方の側と他方の側に互い違いに出力部18を向けていてもよい。この場合、隣接する2つのレーザ装置10におけるバスバー88で接続すべき端子部20、22が互いに同じ側に位置するので、バスバー88の長さを短縮することができ、よって、電気的な接続経路を短縮することができる。
また、上記実施形態では、図3に示すように、光源装置80を光ファイバレーザ94の励起光源として用いる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。光源装置80は、波長合成を行う装置、偏波合成を行う装置等、種々の装置又はシステムの光源として用いることができる。また、光源装置80は、ダイレクトダイオードレーザとして用いることができる。例えば、光源装置80は、その複数のレーザ装置10から出力されたレーザ光が入射される光学系とともに用いることができる。光学系には、集光レンズ等のレンズ、コンバイナ、ミラー等が含まれる。より具体的には、光源装置80における複数のレーザ装置10から出力されたレーザ光を、レンズを含む光学系により集光して出力することができる。また、光源装置80における複数のレーザ装置10から出力されたレーザ光を、コンバイナにより結合して出力することができる。なお、光源装置80における複数のレーザ装置10は、レーザ光の波長等のレーザ特性が互いに同一であっても異なっていてもよい。複数のレーザ装置10のレーザ特性は、光源装置80の用途に応じて適宜設定することができる。
10、101、102、103、210、310、410、610…レーザ装置
12…半導体レーザ素子
16…筐体
18…出力部
20、320、420…端子部
22、322、422…端子部
80、280、580…光源装置
82…基板
94…光ファイバレーザ
96…ポンプコンバイナ
98…希土類添加光ファイバ
612…電子部品
614…端子部
616…端子部

Claims (10)

  1. 底板部と、
    前記底板部上に設置された半導体レーザ素子と、
    前記半導体レーザ素子が設置された前記底板部上に設けられ、天板部を有する蓋部と、
    前記底板部と前記天板部との間の空間の側方の一部又は全部を覆う側壁部と
    前記底板部に対して上向きに設けられ、導体部品を介して外部と電気的に接続可能な端子部とを有し、
    前記端子部が、ねじ孔に螺合するねじを利用して外部と電気的に接続可能であり、
    前記天板部が、前記側壁部の一部又は全部と一体的に形成されていることを特徴とするレーザ装置。
  2. 前記天板部が、前記側壁部の前記一部と一体的に形成され、
    前記側壁部の前記一部以外の他の一部が、前記底板部に設けられていることを特徴とする請求項1記載のレーザ装置。
  3. 前記底板部上に設けられ、前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光を、光ファイバを通して出力する出力部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のレーザ装置。
  4. 前記端子部は、前記蓋部の上方に部分的に突出する外部接続部を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレーザ装置。
  5. 前記端子部の一部が、前記底板部に設けられていることを特徴とする請求項4記載のレーザ装置。
  6. 前記底板部の熱伝導率が、前記蓋部の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のレーザ装置。
  7. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の複数のレーザ装置と、
    前記複数のレーザ装置が設置された設置面を有するベース部材と
    を有することを特徴とする光源装置。
  8. 前記複数のレーザ装置から出力されたレーザ光が入射される光学系を有することを特徴とする請求項7記載の光源装置。
  9. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の複数のレーザ装置を有し、
    一の前記レーザ装置の前記端子部が、前記導体部品を介して他の前記レーザ装置の前記端子部に電気的に接続されていることを特徴とする光源装置。
  10. 請求項7乃至9のいずれか1項に記載の光源装置と、
    増幅用光ファイバと、
    前記光源装置の前記複数のレーザ装置から出力されるレーザ光を前記増幅用光ファイバに入射させる入射部と
    を有することを特徴とする光ファイバレーザ。
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