JP7021833B2 - Laser device - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ装置に関し、詳しくは複数の半導体レーザダイオードを有するレーザ装置に関する。 The present invention relates to a laser device, and more particularly to a laser device having a plurality of semiconductor laser diodes.
半導体レーザダイオード(以下、「LD」と記す)を使用することで、固体レーザを用いていた従来の場合に比べて、狭領域にてレーザ発振ユニットを構成することが可能になる。また、複数のLDのレーザ光を合波し集約させることで高出力化も可能である。
高出力化に際し、従来、一つの面に複数のLDを第1方向に1列に配列し、各LDからのレーザ光を合波し集約していた。しかしながらこの構成では、サイズ上の制約から一つの面に搭載するLDの数は限られてしまう。
By using a semiconductor laser diode (hereinafter referred to as "LD"), it is possible to configure a laser oscillation unit in a narrow region as compared with the conventional case where a solid-state laser is used. In addition, it is possible to increase the output by combining and aggregating the laser beams of a plurality of LDs.
In order to increase the output, conventionally, a plurality of LDs are arranged in a row in the first direction on one surface, and the laser light from each LD is combined and aggregated. However, in this configuration, the number of LDs mounted on one surface is limited due to size restrictions.
そこで、一つの基板上に、第1方向に沿って複数のLDを階段状に配置して各LDからのレーザ光をコリメートレンズ及びミラーを用いて集光する構成を1セットとし、同基板上にて、第1方向に直角の第2方向において上記セットを対に配置して計2セットとすることで、LD数を増やす技術が提案されている(特許文献1参照)。
該提案では、レーザ光群は、上記セット毎に、各種レンズ、プリズムによって1束にまとめられる。さらに最終的に、各セットにおけるレーザ光群束が合成されて、レーザ発振ユニット外部へ出射される。このように特許文献1では、光学回路構成が同一基板の同一平面内で完結されている。
Therefore, a set of configurations in which a plurality of LDs are arranged in a staircase pattern along the first direction on one substrate and the laser light from each LD is collected by using a collimating lens and a mirror is set on the same substrate. A technique for increasing the number of LDs has been proposed by arranging the above sets in pairs in a second direction perpendicular to the first direction to form a total of two sets (see Patent Document 1).
In the proposal, the laser beam group is bundled by various lenses and prisms for each set. Finally, the laser beam bundles in each set are synthesized and emitted to the outside of the laser oscillation unit. As described above, in Patent Document 1, the optical circuit configuration is completed in the same plane of the same substrate.
特許文献1による技術では、光学回路構成が同一基板の同一平面内で完結する構成を採っていることから、さらなる高出力化のためにLD搭載数を増やした場合、LD搭載スペース、及び光路を1束に収めるためのスペースは増加し、レーザ装置の筐体サイズが大型化するという問題がある。特にレーザ装置では、設置スペース(平面占有面積)の縮小化が求められており、設置スペースの大型化は避けねばならない。 In the technique according to Patent Document 1, since the optical circuit configuration is completed in the same plane on the same substrate, when the number of LDs mounted is increased for further high output, the LD mounting space and the optical path are increased. There is a problem that the space for accommodating one bundle is increased and the size of the housing of the laser device is increased. In particular, in laser devices, it is required to reduce the installation space (occupied area on a plane), and it is necessary to avoid increasing the size of the installation space.
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、設置スペース(平面占有面積)の縮小化を図り、かつLD搭載数の増加による高出力化を実現可能なレーザ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and provides a laser apparatus capable of reducing the installation space (occupied area in a plane) and increasing the output by increasing the number of LDs mounted. The purpose is.
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様におけるレーザ装置は、第1ベース板に設けた上流ユニットであって、半導体レーザダイオード、レンズ、及びミラーを含む光学回路構成を2系統以上有し、各系統からの光線群を反射する出射ミラーを有する複数の上流ユニットと、上記出射ミラーからの光線群を受ける入射ミラー、及び、入射ミラーで受けた光線群を収束し光学処理して1束の光線として出射する光線収束調整回路を有する一つの下流ユニットと、を備え、上記上流ユニットと上記下流ユニットとを上記第1ベース板の厚み方向に積層して配置したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
That is, the laser device according to one aspect of the present invention is an upstream unit provided on the first base plate and has two or more optical circuit configurations including a semiconductor laser diode, a lens, and a mirror, and light rays from each system. A plurality of upstream units having an emission mirror that reflects a group, an incident mirror that receives a group of light rays from the emission mirror, and a group of light rays received by the incident mirror are converged and optically processed to be emitted as a bundle of light rays. A downstream unit having a convergence adjustment circuit is provided, and the upstream unit and the downstream unit are laminated and arranged in the thickness direction of the first base plate.
本発明の一態様におけるレーザ装置によれば、上流ユニットと下流ユニットとを備え、これらを積層化したことで、設置スペース(平面占有面積)の縮小化を図り、かつLD搭載数の増加による高出力化を実現することができる。 According to the laser apparatus according to one aspect of the present invention, an upstream unit and a downstream unit are provided, and by stacking these, the installation space (planar occupied area) can be reduced, and the number of LDs mounted increases. Output can be realized.
実施形態であるレーザ装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。また、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け当業者の理解を容易にするため、既によく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。また、以下の説明及び添付図面の内容は、特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。 The laser apparatus according to the embodiment will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are designated by the same reference numerals. In addition, in order to avoid unnecessary redundancy of the following explanations and to facilitate the understanding of those skilled in the art, detailed explanations of already well-known matters and duplicate explanations for substantially the same configuration may be omitted. .. In addition, the following description and the contents of the attached drawings are not intended to limit the subject matter described in the claims.
<実施の形態1>
レーザ装置は、一般的に、複数のLD(半導体レーザダイオード)から出射するレーザ光線を調整レンズを通してミラーで反射させることで、各LDからのレーザ光線を揃え、揃えた光線群について最終的に位置あるいは偏光を調整して合成し1束の光線として出力する構造となっている。
<Embodiment 1>
In general, a laser device aligns laser beams from each LD by reflecting laser beams emitted from a plurality of LDs (semiconductor laser diodes) with a mirror through an adjustment lens, and finally positions the aligned ray group. Alternatively, it has a structure in which the polarization is adjusted, synthesized, and output as a bundle of light rays.
このような構成から、レーザ装置は、複数のLD、調整レンズ、ミラーを有する光学回路構成を形成する「上流ユニット」と、位置あるいは偏光を調整して合成し1束の光線として出力する光学回路構成を形成する「下流ユニット」とに区分することができる。
以下に記述する各実施形態においても、「上流ユニット」及び「下流ユニット」の文言を使用する。
From such a configuration, the laser device has an "upstream unit" that forms an optical circuit configuration having a plurality of LDs, adjustment lenses, and mirrors, and an optical circuit that adjusts the position or polarization, synthesizes them, and outputs them as a bundle of light rays. It can be divided into "downstream units" that form the configuration.
The terms "upstream unit" and "downstream unit" are also used in each of the embodiments described below.
図1から図3には、本実施の形態1におけるレーザ装置101が示されている。図示するようにレーザ装置101は、一例として3つの上流ユニットつまり第1上流ユニット110-1、第2上流ユニット110-2、及び第3上流ユニット110-3と、一つの下流ユニット120とを有し、第1上流ユニット110-1、第2上流ユニット110-2、第3上流ユニット110-3、及び下流ユニット120が厚み方向181において同一列上に積層して配置された構成を有する。即ち、本実施の形態1では、第1上流ユニット110-1を上段に、第2上流ユニット110-2を中段に、第3上流ユニット110-3を下段に、及び下流ユニット120を最下段に積層した構成である。
1 to 3 show the
尚、第1から第3の上流ユニット110-1,110-2,110-3を区別することなく総称として上流ユニット110と記すこともある。ここで、レーザ装置101において上流ユニット110は少なくとも一つ設けられ、また4つ以上を有することもできる。下流ユニット120は、レーザ装置101において一つが設けられる。
It should be noted that the first to third upstream units 110-1, 110-2, 110-3 may be collectively referred to as the
上流ユニット110は、第1ベース板131に設けられ、LD115、レンズの一例に相当する調整レンズ116、ミラー(反射ミラー)118、及び出射ミラー119を有する。調整レンズ116は、広がりを持って進む光線を一定幅で進むように絞り込む作用を行う。ここで、一つの上流ユニット110、例えば第1上流ユニット110-1において、LD115、調整レンズ116、及び反射ミラー118を含む光学回路構成は、2系統以上設けられる。本実施の形態1のレーザ装置101では、図1等に示すように、各上流ユニット110に5系統ずつ設けている。
The
一方、それぞれのLD115が発する各レーザ光線117を反射する出射ミラー119は、第1から第3の上流ユニット110-1,110-2,110-3毎に一つずつ設けられる。尚、説明の便宜上、第1上流ユニット110-1における出射ミラーを出射ミラー119-1と、第2上流ユニット110-2における出射ミラーを出射ミラー119-2と、第3上流ユニット110-3における出射ミラーを出射ミラー119-3と、それぞれ記す場合がある。
On the other hand, one emission mirror 119 for reflecting each
このような上流ユニット110では、複数のLD115は、第1ベース板131の表面(第1面)131bにおいて、第1ベース板131の縁部にて、例えば長手方向182に沿って一列状に配置される。各LD115からのレーザ光線117を反射する各反射ミラー118も表面131bに配置され、反射ミラー118にて反射した各レーザ光線117が、長手方向182に直角の幅方向183において重ならないように、反射ミラー118は、幅方向183において位置ズレして配置される。一方、本実施の形態1における5系統において、反射ミラー118から出射ミラー119へ送られるそれぞれのレーザ光線117は、厚み方向181において同高さで1列に揃えられる。
In such an
このように、5系統において、反射ミラー118から出射ミラー119へ送られるそれぞれのレーザ光線117が1列に揃えられて出射ミラー119に入るように、更には後述の下流ユニット120における光線収束調整回路123に至るまで有効に処理されるように、LD115、調整レンズ116、及び反射ミラー118は、配置位置及び角度が調整される。また出射ミラー119においても、上述の有効なレーザ光線処理がなされるように位置角度が調整される。
In this way, in the five systems, the
また出射ミラー119は、各反射ミラー118からのレーザ光線117を、第1光線軸A(図2の(a))に沿って1列に揃えて光線群111として、後述の下流ユニット120における入射ミラー122へ反射する。
また本実施の形態1のように、複数の上流ユニット110は、厚み方向181に積層配置されることから、各上流ユニット110におけるそれぞれの出射ミラー119は、図3に示すように、幅方向183において配置位置をずらして、言い換えるとオフセットして、配置される。これは、各出射ミラー119で反射された光線群111の範囲112-1,112-2,112-3(図2の(c))が互いに重なるのを防ぐためである。
Further, the emission mirror 119 aligns the
Further, since the plurality of
このため、各上流ユニット110、例えば第1上流ユニット110-1、第2上流ユニット110-2、及び第3上流ユニット110-3では、図3に示すように、LD115、調整レンズ116、及び反射ミラー118を含む光学回路構成の配置形態が異なる。
一方、本実施の形態1では、各上流ユニット110の出射ミラー119で反射された各光線群111における、厚み方向181に沿った第1光線軸Aは、図2の(a)に示すように、長手方向182において位置ずれしていない。
Therefore, in each
On the other hand, in the first embodiment, the first ray axis A along the
下流ユニット120は、第1ベース板131とは別の第2ベース板132に設けられ、出射ミラー119からの光線群111を受ける入射ミラー122と、入射ミラー122で受けた光線群111を収束し光学処理して1束の光線125として当該レーザ装置101から出射する光線収束調整回路123とを有する。光線収束調整回路123は、光線群111を収束させる光線収束回路部分123aと、収束させた光線を光学処理して1束とする光線調整回路部分123bとを有する。また、本実施の形態1のように複数の上流ユニット110を有する場合、入射ミラー122は、受けた各光線群111を、図2の(a)に示すように、長手方向182に沿った一つの第2光線軸Bに沿わせて反射する。
The
以上のように構成した本実施の形態1におけるレーザ装置101は、次のように動作する。
第1から第3の上流ユニット110-1,110-2,110-3において、各LD115から出射したレーザ光線117は、それぞれ調整レンズ116、反射ミラー118を介して各出射ミラー119に達する。それぞれの出射ミラー119-1,119-2,119-3では、第1から第3の上流ユニット110-1,110-2,110-3における各光線群111が、本実施の形態1では、すべて第1光線軸Aの同一列上に位置し、かつ各光線群111の範囲112-1,112-2,112-3が重ならないように幅方向183においてオフセットされて、下流ユニット120の入射ミラー122へ供給される。入射ミラー122では、各光線群111が第2光線軸Bに沿って進み、光線収束調整回路123にて、位置あるいは偏光を調整して合成されて1束の光線(装置出射光)125として出力される。
The
In the first to third upstream units 110-1, 110-2, 110-3, the
上述したように実施の形態1におけるレーザ装置101では、3つの上流ユニット110を厚み方向181において同一列上に積層配置しているが、各上流ユニット110における出射ミラー119-1,119-2,119-3は、幅方向183においてオフセットして配置している。よって、各出射ミラー119-1,119-2,119-3からの各光線群111は、互いに干渉することなく、下流ユニット120の入射ミラー122に入射することができる。
As described above, in the
したがって、従来であれば、3つ分の上流ユニットの設置スペース(平面占有面積)が必要であったところを、一つ分の設置スペースで収めることができ、設置スペースの縮小化を図ることができる。また、装置出射光の高出力化のため、LD数を増加する場合でも、厚み方向181に上流ユニット110を追加し積層すればよく、設置スペースを広げる必要はない。
Therefore, it is possible to reduce the installation space by reducing the installation space (flat area occupied) of three upstream units, which was previously required, by using one installation space. can. Further, in order to increase the output of the light emitted from the device, even when the number of LDs is increased, the
このようにレーザ装置101では、光学回路構成の中の上流ユニット110と下流ユニット120とにおける相互入出射角度を最適化することで、光線どうしが干渉することなく階層化することができ、設置スペース(平面占有面積)が最小化できる。よって、レーザ装置101の設置自由度が高く、狭小場所への設置が可能となる。
In this way, in the
また、LD115を多用あるいは増設する場合でも、上流ユニット110を増やすつまり階層化することで解決できるため、平面占有面積を変えるなどの設置への影響を最小限に抑えて高出力化が可能となる。
Further, even when the
本実施の形態1におけるレーザ装置101について、変形例として以下の構成を採ることもできる。尚、この変形例は、後述する実施の形態2-5における各レーザ装置に対しても適用可能である。
本実施の形態1では、図示するように、各上流ユニット110における第1ベース板131は、第1ベース板131を貫通する開口131aを有し、各出射ミラー119は、各LD115からの光線群111を、開口131aを通して下方に位置する入射ミラー122へ送出している。しかしながら該構成に限定されず、開口131aを設けず、例えば出射ミラー119を第1ベース板131から突設して第1ベース板131の外側にて光線群111を入射ミラー122へ送出してもよい。
The following configuration can be adopted as a modification of the
In the first embodiment, as shown in the figure, the
また、レーザ装置101としての機能を果たすために、LD115群、調整レンズ116群、反射ミラー118群、及び出射ミラー119には、各々位置角度調整機構を設けてもよい。
Further, in order to fulfill the function as the
また、本実施の形態1では、LD115、調整レンズ116、及び反射ミラー118を含む光学回路構成は5系統を設けたが、これに限らず、仕様に合わせて各上流ユニット110において、2から20系統程度、配置することができる。また、全ての上流ユニット110において系統数が同一でなくてもよく、上流ユニット110毎に、系統数を異ならせてもよい。さらにまた、上流ユニット110は、3つとしたが、仕様に合わせて、図4に示すように、1から20段程度で構成することが可能である。
Further, in the first embodiment, the optical circuit configuration including the
また、図3に示す各上流ユニット110におけるLD115、調整レンズ116、及び反射ミラー118を含む光学回路構成のレイアウト(配置形態)、及び下流ユニット120におけるレイアウトは一例であり、仕様に合わせて適宜、変更等を行うことができる。
また、上述の説明及び図示では、下流ユニット120における入射ミラー122は、一つの一体物としたが、各上流ユニット110における出射ミラー119に対応させて、例えば2から20個等に分割して構成してもよい。
Further, the layout (arrangement form) of the optical circuit configuration including the
Further, in the above description and illustration, the
また、上述の説明及び図示では、下流ユニット120は、厚み方向181において最下段に配置しているが、図10に示すように、下流ユニット120は、厚み方向181に積層する全段中のいずれの段に配置してもよい。尚、図10において、矢印25は、出射ミラー119から入射ミラー122への光線群111の進行方向を示している。
Further, in the above description and illustration, the
<実施の形態2>
次に、図5を参照して、実施の形態2におけるレーザ装置102について説明する。
本実施の形態2におけるレーザ装置102においても、実施の形態1におけるレーザ装置101の基本的構成を備える。即ち、上流ユニット110及び下流ユニット120を有して、これらが積層配置され、上流ユニット110は、LD115、調整レンズ116、及び反射ミラー118を含む光学回路構成を2系統以上有し、また出射ミラー119を有し、下流ユニット120は、入射ミラー122及び光線収束調整回路123を有する。したがって、実施の形態1におけるレーザ装置101と同じ構成部分について、ここでの説明は省略し、実施の形態2におけるレーザ装置102に特有な構成部分についてのみ、以下に説明を行う。
<Embodiment 2>
Next, the
The
実施の形態1におけるレーザ装置101では、図2の(b)に示すように、上流ユニット110において、各反射ミラー118から出射ミラー119へ進む各レーザ光線117の光線群111は、互いに平行で、かつ長手方向182に対しても平行である。つまり、図2の(b)に示す平面視において、各レーザ光線117は、出射ミラー119の反射面に対して直角に配向している。また、それぞれの出射ミラー119から入射ミラー122へ進む光線群111も、図2の(c)に示すように、互いに平行で、かつ厚み方向181に対しても平行に配向されている。ここで上記「平面視」とは、図2の(b)の図示のように、第1ベース板131の表面131bを上方から見た見方をいう。
In the
これに対して実施の形態2におけるレーザ装置102では、図5の(b)に示すように、各反射ミラー118から出射ミラー119へ進む各レーザ光線117の光線群111は、互いに平行ではなく、出射ミラー119にて光線間で集光を生じる角度で配向され、かつ長手方向182に対しても平行ではない。言い換えると、平面視において、各レーザ光線117は、出射ミラー119に対して斜めに入射し、一つのレーザ光線117は、長手方向182に対して例えば角度αにて傾斜している。さらに換言すると、各反射ミラー118から出射ミラー119へ進む各レーザ光線117は、集光方向に配向されているとも言える。
On the other hand, in the
さらに図5の(c)に示すように、それぞれの出射ミラー119から下流ユニット120における入射ミラー122へ進む光線群111についても、互いに平行ではなく、入射ミラー122にて光線間で集光を生じる角度で配向され、かつ厚み方向181に対しても平行ではない。即ち、側面視において、各レーザ光線117は、入射ミラー122に対して斜めに入射し、一つのレーザ光線117は、厚み方向181に対して例えば角度βにて傾斜している。換言すると、各出射ミラー119から入射ミラー122へ進む光線群111の各レーザ光線117は、集光方向に配向されていると言える。
ここで上記「側面視」とは、図5の(c)の図示のように、幅方向183と厚み方向181とで形成される面に直交する方向から見た見方をいう。
Further, as shown in FIG. 5 (c), the
Here, the above-mentioned "side view" refers to a view seen from a direction orthogonal to a plane formed in the
上述の角度α及び角度βは、それぞれ、仕様に合わせて約0度と約30度との間で設定することができる。 The above-mentioned angles α and β can be set between about 0 degrees and about 30 degrees, respectively, according to the specifications.
したがってレーザ装置102では、レーザ装置101に比べて、各反射ミラー118から、出射ミラー119におけるより狭い範囲に光線群111が供給され、かつ、各出射ミラー119から、入射ミラー122におけるより狭い範囲に光線群111が供給される。
Therefore, in the
したがって上述の構成を有する実施の形態2におけるレーザ装置102によれば、実施の形態1におけるレーザ装置101が奏する上述した効果に加えて、より柔軟な光学レイアウト、つまり光学回路構成の配置形態を形成することができ、レーザ装置のサイズ及び設置スペースの更なる縮小化に寄与することができる。
Therefore, according to the
また、実施の形態1において説明した、レーザ装置101に対する種々の変形内容は、本実施の形態2におけるレーザ装置102に対しても行うことができる。
Further, the various modifications to the
<実施の形態3>
次に、図6を参照して、実施の形態3におけるレーザ装置103について説明する。
本実施の形態3におけるレーザ装置103においても、実施の形態1におけるレーザ装置101の基本的構成を備える。即ち、上流ユニット110及び下流ユニット120を有して、これらが積層配置され、上流ユニット110は、LD115、調整レンズ116、及び反射ミラー118を含む光学回路構成を2系統以上有し、また出射ミラー119を有し、下流ユニット120は、入射ミラー122及び光線収束調整回路123を有する。したがって、実施の形態1におけるレーザ装置101と同じ構成部分について、ここでの説明は省略し、実施の形態3におけるレーザ装置103に特有な構成部分についてのみ、以下に説明を行う。
<Embodiment 3>
Next, the
The
実施の形態1におけるレーザ装置101では、図2の(a)に示すように、各上流ユニット110における出射ミラー119から下流ユニット120における入射ミラー122へ進む各光線群111は、厚み方向181に対して平行に配向されている。よって各光線群111は、図2の(a)に示す第1光線軸Aに沿って1列に揃えられている。
In the
これに対して実施の形態3におけるレーザ装置103では、図6の(a)に示すように、各上流ユニット110における出射ミラー119-1,119-2,119-3から下流ユニット120における入射ミラー122(詳しくは後述の入射ミラー122-1,122-2,122-3)へ進むそれぞれの光線群111は、上流ユニット110において反射ミラー118から出射ミラー119へ進む光線群111の進行方向、言い換えると長手方向182に対して傾斜して配向され、言い換えると厚み方向181に対して例えば傾斜角度γ等にて配向される。本実施の形態3では、出射ミラー119-1,119-2から入射ミラー122へ進む各光線群111は、傾斜角度γにて配向され、出射ミラー119-3から入射ミラー122へ進む光線群111は、厚み方向181に対して平行に配向されている。
しかしながら該構成に限定されず、各光線群111は、別々の傾斜角度にて配向することができる。
また、傾斜角度γは、仕様にあわせて0度と89度との間で設定することができる。
On the other hand, in the
However, the configuration is not limited, and each
Further, the inclination angle γ can be set between 0 degree and 89 degrees according to the specifications.
このように実施の形態3におけるレーザ装置103では、各出射ミラー119から各入射ミラー122へ進む各光線群111は、一つの第1光線軸Aにて1列に揃わない。
As described above, in the
各光線群111の傾斜角度に応じて、出射ミラー119-1,119-2,119-3の傾きは設定される。また、光線群111の傾斜角度の相違により、長手方向182における、下流ユニット120における入射ミラー122の配置位置は相違する。よって本実施の形態3では、入射ミラー122は一つではなく、出射ミラー119-1,119-2,119-3に対応して、入射ミラー122-1,122-2,122-3をそれぞれ設けている。
The inclination of the emission mirrors 119-1, 119-2, 119-3 is set according to the inclination angle of each
このように実施の形態3では、各上流ユニット110からの各光線群111は、別々の傾斜角度にて配向可能であり、第1光線軸Aは、各上流ユニット110において1列に一致しない。しかしながら、各出射ミラー119-1,119-2,119-3に対応して、各入射ミラー122-1,122-2,122-3を設けたことで、各入射ミラー122にて位置あるいはあおり角度を調整することができ、各上流ユニット110からの光線群111は、第2光線軸Bにて1列とすることができる。
As described above, in the third embodiment, each
上述の構成を有する実施の形態3のレーザ装置103によれば、実施の形態1におけるレーザ装置101が奏する上述した効果に加えて、より柔軟な光学レイアウトとすることができ、レーザ装置のサイズ及び設置スペースの縮小化に寄与することができる。例えば、レーザ装置と周辺部品との干渉等に起因して、一部の上流ユニットでは光線経路を変更する必要が生じた場合、実施の形態1、2のレーザ装置101,102では、対象となる上流ユニットの光路変更により面積が増加し、他の上流ユニットもそれに合わせる必要が生じ、全体的にサイズが大きくなる可能性もある。一方、実施の形態3の構成によれば、局所的なサイズ増加で済ませることが可能となり、設置スペースの縮小化を図ることができる。また、特定の階層の上流ユニット110を廃止して最上段に上流ユニット110を追加するような場合でも、サイズ拡大の回避が可能である。
According to the
また、実施の形態1において説明した、レーザ装置101に対する種々の変形内容は、本実施の形態3におけるレーザ装置103に対しても行うことができる。
Further, the various modifications to the
<実施の形態4>
次に、図7を参照して、実施の形態4におけるレーザ装置104について説明する。
本実施の形態4におけるレーザ装置104においても、実施の形態1におけるレーザ装置101の基本的構成を備える。即ち、上流ユニット110及び下流ユニット120を有して、これらが積層配置され、上流ユニット110は、LD115、調整レンズ116、及び反射ミラー118を含む光学回路構成を2系統以上有し、また出射ミラー119を有し、下流ユニット120は、入射ミラー122及び光線収束調整回路123を有する。したがって、実施の形態1におけるレーザ装置101と同じ構成部分について、ここでの説明は省略し、実施の形態4におけるレーザ装置104に特有な構成部分についてのみ、以下に説明を行う。
<Embodiment 4>
Next, the
The
実施の形態1におけるレーザ装置101では、図2の(b)、(a)に示すように、各上流ユニット110における出射ミラー119-1,119-2,119-3は、長手方向182において、言い換えると反射ミラー118から出射ミラー119への光線群111の進行方向において、同位置に配置している。よって、各出射ミラー119-1,119-2,119-3からの各光線群111は、下流ユニット120における入射ミラー122へ、厚み方向181において第1光線軸Aに沿って進む。
In the
これに対して実施の形態4におけるレーザ装置104では、図7の(b)、(a)に示すように、各上流ユニット110における出射ミラー119-1,119-2,119-3は、長手方向182において、言い換えると反射ミラー118から出射ミラー119への光線群111の進行方向において、それぞれ異なる位置に、つまり異なる光路長にて配置する。
本実施の形態4では、各出射ミラー119から入射ミラー122に送られる各光線群111は、厚み方向181に平行に配向される。
On the other hand, in the
In the fourth embodiment, each
また、出射ミラー119-1,119-2,119-3が長手方向182つまり進行方向においてそれぞれ異なる位置に配置され、各光線群111が厚み方向181に平行に配向されることに対応して、下流ユニット120における入射ミラー122は一つではなく複数設けられ、長手方向182においてそれぞれ異なる位置に配置される。即ち、出射ミラー119-1,119-2,119-3に対応して、入射ミラー122-1,122-2,122-3をそれぞれ設けている。このように本実施の形態4は、上流ユニット110から下流ユニット120への光路を異なる経路とした構成を有する。
Further, the emission mirrors 119-1, 119-2, and 119-3 are arranged at different positions in the
このような構成により、本実施の形態4では、第1光線軸Aは、各上流ユニット110において1列に一致しないが、実施の形態3と同様に各出射ミラー119に対応して各入射ミラー122を設けており、各上流ユニット110からの光線群111は、第2光線軸Bにて1列とすることが可能となる。
Due to such a configuration, in the fourth embodiment, the first ray axis A does not correspond to one row in each
上述の構成を有する実施の形態4におけるレーザ装置104によれば、実施の形態1におけるレーザ装置101が奏する上述した効果に加えて、各上流ユニット110間の光路長差を調整することができるため、光学性能の合わせこみが容易となり、設計精度を向上させることが可能となる。詳しく説明すると、一般的にレーザ装置では、光出力あるいはビーム品質を考慮しながら効率よくレーザ光を合成するためには、各々の光線においてベストとなる光路長が存在する。よって、すべての光路において最適光路長にすることがベストであるが、例えば実施の形態4のように、上流ユニット110と下流ユニット120との間の光路長は、各上流ユニット110で異なるため、各光路長の合わせ込みが必要となる。
そこで本実施の形態4の構成を採ることで、各光路長の合わせ込み、最終的には光合成状態での光出力あるいはビーム品質の性能の最適化が容易になる。
According to the
Therefore, by adopting the configuration of the fourth embodiment, it becomes easy to adjust the optical path lengths and finally to optimize the light output or beam quality performance in the photosynthetic state.
また、実施の形態1において説明した、レーザ装置101に対する種々の変形内容は、本実施の形態4におけるレーザ装置104に対しても行うことができる。
Further, the various modifications to the
<実施の形態5>
次に、図8及び図9を参照して、実施の形態5におけるレーザ装置105について説明する。
本実施の形態5におけるレーザ装置105においても、実施の形態1におけるレーザ装置101の基本的構成を備える。即ち、上流ユニット110及び下流ユニット120を有して、これらが積層配置され、上流ユニット110は、LD115、調整レンズ116、及び反射ミラー118を含む光学回路構成を2系統以上有し、また出射ミラー119を有し、下流ユニット120は、入射ミラー122及び光線収束調整回路123を有する。したがって、実施の形態1におけるレーザ装置101と同じ構成部分について、ここでの説明は省略し、実施の形態5におけるレーザ装置105に特有な構成部分についてのみ、以下に説明を行う。
<Embodiment 5>
Next, the
The
実施の形態1-4におけるレーザ装置101-104では、複数の上流ユニット110が設けられる場合、例えば図2の(a)に示すように各上流ユニット110は、それぞれの第1ベース板131の表面131bに設けられ、下流ユニット120は、第1ベース板131とは別の第2ベース板132に設けられている。
In the laser apparatus 101-104 of the first embodiment, when a plurality of
これに対して実施の形態5におけるレーザ装置105では、図9の(a)に示すように、第1ベース板131の表面131bと、該表面131bに対向する裏面(第2面)131cとに対応して、第1上流ユニット110-1と第2上流ユニット110-2とを設け、さらに、下流ユニット120を設けた第2ベース板132の裏面132cに対向する表面132bに第3上流ユニット110-3を設けた構成を採る。
On the other hand, in the
尚、この構成に限定するものではなく、上流ユニット110は、第1ベース板131の表面131b及び裏面131cの少なくとも一方に配置することができる。また、上述の各実施の形態のように、第2ベース板132は、下流ユニット120のみを設けることができる。また、これらの構成が混在してもよい。
The
上述の構成を有する実施の形態5におけるレーザ装置105によれば、実施の形態1におけるレーザ装置101が奏する上述した効果に加えて、さらに、一つの第1ベース板131及び一つの第2ベース板132を、上流ユニット110及び下流ユニット120にて共用することができることから、レーザ装置の構成を簡略化することができ、また、厚み方向(積層方向)181におけるサイズの縮小化を図ることができる。
According to the
また、実施の形態1において説明した、レーザ装置101に対する種々の変形内容は、本実施の形態5におけるレーザ装置105に対しても行うことができる。
Further, the various modifications to the
また、以上説明した実施の形態1-5における各構成を適宜組み合わせた構成を採ることも可能である。 Further, it is also possible to adopt a configuration in which each configuration in the above-described embodiments 1-5 is appropriately combined.
101-105 レーザ装置、
110 上流ユニット、111 光線群、115 LD、116 調整レンズ、
117 レーザ光線、118 反射ミラー、119 出射ミラー、
120 下流ユニット、122 入射ミラー、123 光線収束調整回路、
131 第1ベース板、132 第2ベース板、
181 厚み方向、182 長手方向、183 幅方向。
101-105 laser device,
110 upstream unit, 111 ray group, 115 LD, 116 adjustment lens,
117 laser beam, 118 reflection mirror, 119 emission mirror,
120 downstream unit, 122 incident mirror, 123 ray convergence adjustment circuit,
131 1st base plate, 132 2nd base plate,
181 thickness direction, 182 longitudinal direction, 183 width direction.
Claims (7)
上記出射ミラーからの光線群を受ける入射ミラー、及び、入射ミラーで受けた光線群を収束し光学処理して1束の光線として出射する光線収束調整回路を有する一つの下流ユニットと、
を備え、上記上流ユニットと上記下流ユニットとを上記第1ベース板の厚み方向に積層して配置したことを特徴とするレーザ装置。 An upstream unit provided on the first base plate, which has two or more optical circuit configurations including a semiconductor laser diode, a lens, and a mirror, and has a plurality of upstream units having an emission mirror that reflects a group of light rays from each system. When,
An incident mirror that receives a group of light rays from the emitted mirror, and one downstream unit having a light beam convergence adjustment circuit that converges the light rays group received by the incident mirror and optically processes them to emit them as a bundle of light rays.
The laser apparatus is characterized in that the upstream unit and the downstream unit are laminated and arranged in the thickness direction of the first base plate.
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