JP7398517B1

JP7398517B1 - レーザダイオード装置

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Publication number: JP7398517B1
Application number: JP2022100228A
Authority: JP
Inventors: 建治安在; 寛和小林
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2022-06-22
Filing date: 2022-06-22
Publication date: 2023-12-14
Anticipated expiration: 2042-06-22
Also published as: JP2024001524A; WO2023248915A1

Abstract

【課題】コストダウンを図ることができるレーザダイオード装置を提供する。【解決手段】第１のレーザモジュールＬＭ１と第２のレーザモジュールＬＭ２との間には、レーザビームの進行方向を９０度曲げるミラー５１及び５２が配置されている。ミラー５１及び５２は、直方体の複数の辺のうちの高さ方向と平行の辺を含む１つの角を高さ方向の上端部から下端部まで切り落とし面を含む形状を有し、レーザビームを反射する反射面と切り落とし面とが４５度以下の角度を有する。ミラー５１とミラー５２とは、ミラー５１がミラー５２に入射して反射するレーザビームに干渉せず、ミラー５２がミラー５１に入射して反射するレーザビームに干渉しない範囲で、互いに近接させて配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、複数のレーザビーム発生源を用いたレーザダイオード装置に関する。

特許文献１に記載されているように、レーザ発振器の励起光源として用いられるレーザダイオード装置は、レーザビーム発生源として複数のレーザダイオードを備える。レーザダイオード装置は、複数のレーザダイオードより射出されるレーザビームを合成して高出力の合成レーザビームを射出するように構成されている。

国際公開第２０２０／２０３３２６号

レーザダイオード装置のコストダウンを図ることが求められている。

１またはそれ以上の実施形態の一態様は、レーザビームを第１の方向に射出する第１のレーザモジュールと、レーザビームを前記第１の方向とは反対方向の前記第１のレーザモジュールに向かう方向である第２の方向に射出する第２のレーザモジュールとを備えるレーザダイオード装置を提供する。

上記のレーザダイオード装置において、高さ方向の位置が互いに異なるように配置された複数のレーザビーム発生源よりなる第１のレーザビーム発生源群と、前記第１のレーザビーム発生源群より射出されたレーザビームの進行方向を９０度曲げて前記高さ方向に積層した状態の第１の積層レーザビームを前記第１の方向に進行させる複数のミラーよりなる第１のミラー群とを含む。

上記のレーザダイオード装置において、前記第２のレーザモジュールは、前記高さ方向の位置が互いに異なるように配置された複数のレーザビーム発生源よりなる第２のレーザビーム発生源群と、前記第２のレーザビーム発生源群より射出されたレーザビームの進行方向を９０度曲げて前記高さ方向に積層した状態の第２の積層レーザビームを前記第２の方向に進行させる複数のミラーよりなる第２のミラー群とを含む。

上記のレーザダイオード装置は、前記第１のレーザモジュールと前記第２のレーザモジュールとの間に配置され、前記第１のレーザモジュールより前記第１の方向に射出された前記第１の積層レーザビームが入射され、前記第１の積層レーザビームの進行方向を９０度曲げて、第３の方向に進行させる第３のミラーと、前記第１のレーザモジュールと前記第２のレーザモジュールとの間に配置され、前記第２のレーザモジュールより前記第２の方向に射出された前記第２の積層レーザビームが入射され、前記第２の積層レーザビームの進行方向を９０度曲げて、前記第３の方向に進行させる第４のミラーとをさらに備える。

上記のレーザダイオード装置において、前記第１のミラー群と前記第２のミラー群とは１つの直線上に位置し、前記第３のミラーは、直方体の複数の辺のうちの前記高さ方向と平行の辺を含む１つの角のみを前記高さ方向の上端部から下端部まで切り落とした第１の切り落とし面を含む形状を有し、前記第１の積層レーザビームを反射する第１の反射面と前記第１の切り落とし面とが４５度以下の角度を有し、前記第４のミラーは、直方体の複数の辺のうちの前記高さ方向と平行の辺を含む１つの角のみを前記高さ方向の上端部から下端部まで切り落とした第２の切り落とし面を含む形状を有し、前記第２の積層レーザビームを反射する第２の反射面と前記第２の切り落とし面とが４５度以下の角度を有する。

上記のレーザダイオード装置において、前記第３のミラーは、前記第２のレーザモジュールよりも前記第１のレーザモジュールに近い位置に配置され、前記第４のミラーは、前記第１のレーザモジュールよりも前記第２のレーザモジュールに近い位置に配置され、前記第３のミラーと前記第４のミラーとは、前記第３のミラーが前記第４のミラーに入射して反射する前記第２の積層レーザビームに干渉せず、前記第４のミラーが前記第３のミラーに入射して反射する前記第１の積層レーザビームに干渉しない範囲で、前記第１の切り落とし面と前記第２の切り落とし面とが対向した状態で互いに近接させて配置されている。

１またはそれ以上の実施形態の一態様によれば、前記第１及び第２のミラーを直方体の形状とした場合よりも前記第１及び第２のミラーを互いに近接させて配置することができる。従って、レーザダイオード装置のコストダウンを図ることが可能となる。

１またはそれ以上の実施形態によれば、レーザダイオード装置のコストダウンを図ることができる。

図１は、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザダイオード装置１００を示す平面図である。図２は、図１におけるチップオンサブマウント１より射出されるレーザビームの速軸と遅軸とを示す概念的な斜視図である。図３は、図１における第１のレーザモジュールＬＭ１及び第２のレーザモジュールＬＭ２を示す斜視図である。図４は、図１におけるミラー５１、５２、６１、６２の立体的な形状を示す斜視図である。図５は、比較例のレーザダイオード装置１００ｃを部分的に示す平面図である。図６は、直方体のミラー５Ｌ及び５Ｒの第１の配置例を示す平面図である。図７は、直方体のミラー５Ｌ及び５Ｒの第２の配置例を示す平面図である。図８は、直方体のミラー５Ｌ及び５Ｒの第３の配置例を示す平面図である。図９は、直方体の１つの角を切り落としたミラー５１及び５２の第１の配置例を示す平面図である。図１０は、直方体の１つの角を切り落としたミラー５１及び５２の第２の配置例を示す平面図である。図１１は、図１のレーザダイオード装置１００におけるミラー５１、５２、６１、６２を示す平面図である。図１２は、ミラー５１、５２、６１、６２の変形例であるミラー５１０、５２０、６１０、６２０を示す平面図である。図１３は、ミラー５１、５２、６１、６２の他の変形例であるミラー５１’、５２’、６１’、６２’を示す斜視図である。

１またはそれ以上の実施形態に係るレーザダイオード装置は、レーザビームを第１の方向に射出する第１のレーザモジュールと、レーザビームを前記第１の方向とは反対方向の前記第１のレーザモジュールに向かう方向である第２の方向に射出する第２のレーザモジュールとを備える。

１またはそれ以上の実施形態に係るレーザダイオード装置において、高さ方向の位置が互いに異なるように配置された複数のレーザビーム発生源よりなる第１のレーザビーム発生源群と、前記第１のレーザビーム発生源群より射出されたレーザビームの進行方向を９０度曲げて前記高さ方向に積層した状態の第１の積層レーザビームを前記第１の方向に進行させる複数のミラーよりなる第１のミラー群とを含む。

１またはそれ以上の実施形態に係るレーザダイオード装置において、前記第２のレーザモジュールは、前記高さ方向の位置が互いに異なるように配置された複数のレーザビーム発生源よりなる第２のレーザビーム発生源群と、前記第２のレーザビーム発生源群より射出されたレーザビームの進行方向を９０度曲げて前記高さ方向に積層した状態の第２の積層レーザビームを前記第２の方向に進行させる複数のミラーよりなる第２のミラー群とを含む。

１またはそれ以上の実施形態に係るレーザダイオード装置は、前記第１のレーザモジュールと前記第２のレーザモジュールとの間に配置され、前記第１のレーザモジュールより前記第１の方向に射出された前記第１の積層レーザビームが入射され、前記第１の積層レーザビームの進行方向を９０度曲げて、第３の方向に進行させる第３のミラーと、前記第１のレーザモジュールと前記第２のレーザモジュールとの間に配置され、前記第２のレーザモジュールより前記第２の方向に射出された前記第２の積層レーザビームが入射され、前記第２の積層レーザビームの進行方向を９０度曲げて、前記第３の方向に進行させる第４のミラーとをさらに備える。

１またはそれ以上の実施形態に係るレーザダイオード装置において、前記第３のミラーは、直方体の複数の辺のうちの前記高さ方向と平行の辺を含む１つの角を前記高さ方向の上端部から下端部まで切り落とした第１の切り落とし面を含む形状を有し、前記第１の積層レーザビームを反射する第１の反射面と前記第１の切り落とし面とが４５度以下の角度を有する。１またはそれ以上の実施形態に係るレーザダイオード装置において、前記第４のミラーは、直方体の複数の辺のうちの前記高さ方向と平行の辺を含む１つの角を前記高さ方向の上端部から下端部まで切り落とした第２の切り落とし面を含む形状を有し、前記第２の積層レーザビームを反射する第２の反射面と前記第２の切り落とし面とが４５度以下の角度を有する。

１またはそれ以上の実施形態に係るレーザダイオード装置において、前記第３のミラーと前記第４のミラーとは、前記第３のミラーが前記第４のミラーに入射して反射する前記第２の積層レーザビームに干渉せず、前記第４のミラーが前記第３のミラーに入射して反射する前記第１の積層レーザビームに干渉しない範囲で、互いに近接させて配置されている。

以下、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザダイオード装置について、添付図面を参照して具体的に説明する。図１は、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザダイオード装置１００を示す平面図である。レーザダイオード装置１００はレーザ発振器の励起光源として使用される。レーザ発振器は一例としてファイバレーザ発振器である。

図１において、水冷板５０上には、第１のレーザモジュールＬＭ１と第２のレーザモジュールＬＭ２とが配置されている。一例として、水冷板５０は、冷却用の水を流す水路としての銅管５０１及び５０２を２枚のアルミニウム板で挟んだ構成を有する。第１のレーザモジュールＬＭ１及び第２のレーザモジュールＬＭ２の各ベース３０は、４本のボルト４０によって水冷板５０に固定されている。ベース３０は例えば銅板によって形成されている。水冷板５０の水路は、切削加工によって形成されていてもよい。

第１のレーザモジュールＬＭ１と第２のレーザモジュールＬＭ２とは同じ構成を有する。第１のレーザモジュールＬＭ１及び第２のレーザモジュールＬＭ２は、同じ構成の２つのレーザモジュールを向かい合わせて配置したものである。第１のレーザモジュールＬＭ１及び第２のレーザモジュールＬＭ２は、図１の上方側の左右方向に配列された９個のチップオンサブマウント（以下、ＣＯＳ）１と、図１の下方側の左右方向に配列された９個のＣＯＳ１を備える。ＣＯＳ１の配列数の９個は一例であって、配列数は９個に限定されない。上方側のＣＯＳ１の配列数と下方側のＣＯＳ１の配列数とが異なっていてもよい。

図２は、図１におけるＣＯＳ１より射出されるレーザビームの速軸と遅軸とを示す概念的な斜視図である。図２に示すように、ＣＯＳ１は、サブマウント１１上にレーザダイオード１２が配置された構造を有する。図２においては、電極及び配線等の図示が省略されている。レーザダイオード１２はシングルエミッタダイオードである。ＣＯＳ１は、一点鎖線で示すように、レーザダイオード１２の図２における手前側の端面からレーザビームを射出する。レーザダイオード１２から射出される発散光のレーザビームにおける光の発散角が大きい方向を速軸（ファースト軸）、発散角が小さい方向を遅軸（スロー軸）と称する。

図１に戻り、各ＣＯＳ１の端面には速軸コリメートレンズ２が配置されている。図２に示すように、速軸コリメートレンズ２の射出面は、レーザビームを速軸方向に平行光化するような曲面を有する。

第１のレーザモジュールＬＭ１及び第２のレーザモジュールＬＭ２は、上方側の９個のＣＯＳ１に対応して、左右方向に配列された９個の遅軸コリメートレンズ３、左右方向に配列された９個のミラー４を備える。第１のレーザモジュールＬＭ１及び第２のレーザモジュールＬＭ２は、下方側の９個のＣＯＳ１に対応して、左右方向に配列された９個の遅軸コリメートレンズ３、左右方向に配列された９個のミラー４を備える。

図３は、図１における第１のレーザモジュールＬＭ１及び第２のレーザモジュールＬＭ２を示す斜視図である。第１のレーザモジュールＬＭ１及び第２のレーザモジュールＬＭ２における各１８個のＣＯＳ１、速軸コリメートレンズ２、遅軸コリメートレンズ３、ミラー４を次のように添え字を用いて区別することとする。図３に示すように、１８個のＣＯＳ１をＣＯＳ１_１～１_１８、１８個の速軸コリメートレンズ２を速軸コリメートレンズ２_１～２_１８、１８個の遅軸コリメートレンズ３を遅軸コリメートレンズ３_１～３_１８、１８個のミラー４をミラー４_１～４_１８とする。

ベース３０におけるＣＯＳ１_１～１_９の第１の配置面は、ＣＯＳ１_１の配置面からＣＯＳ１_９の配置面の順に低くなるように階段状に形成されている。同様に、ベース３０におけるＣＯＳ１_１０～１_１８の第２の配置面は、ＣＯＳ１_１０の配置面からＣＯＳ１_１８の配置面の順に低くなるように階段状に形成されている。ＣＯＳ１_１～１_９の第１の配置面とＣＯＳ１_１０～１_１８の第２の配置面との対向する配置面は同じ高さである。

ベース３０における遅軸コリメートレンズ３_１～３_９、ミラー４_１～４_９、遅軸コリメートレンズ３_１０～３_１８、ミラー４_１０～４_１８は、第３の配置面に配置されている。第３の配置面は、遅軸コリメートレンズ３_１及び３_１０とミラー４_１及び４_１０の配置面から、遅軸コリメートレンズ３_９及び３_１８とミラー４_９及び４_１８の配置面の順に低くなるように階段状に形成されている。

図１または図３において、ＣＯＳ１_１～１_９より射出されたレーザビームは、それぞれ、速軸コリメートレンズ２_１～２_９によって速軸方向のみコリメート光に変換されて、遅軸コリメートレンズ３_１～３_９に入射する。遅軸コリメートレンズ３_１～３_９の射出面は、レーザビームを遅軸方向に平行光化するような曲面を有する。速軸コリメートレンズ２_１～２_９より射出されたレーザビームは、それぞれ、遅軸コリメートレンズ３_１～３_９によって遅軸方向のコリメート光に変換される。よって、遅軸コリメートレンズ３_１～３_９より射出されるレーザビームは、速軸方向及び遅軸方向の双方にコリメート光のレーザビームとされる。

同様に、ＣＯＳ１_１０～１_１８より射出されたレーザビームは、それぞれ、速軸コリメートレンズ２_１０～２_１８によって速軸方向のみコリメート光に変換されて、遅軸コリメートレンズ３_１０～３_１８に入射する。遅軸コリメートレンズ３_１０～３_１８の射出面は、レーザビームを遅軸方向に平行光化するような曲面を有する。速軸コリメートレンズ２_１０～２_１８より射出されたレーザビームは、それぞれ、遅軸コリメートレンズ３_１０～３_１８によって遅軸方向のコリメート光に変換される。よって、遅軸コリメートレンズ３_１０～３_１８より射出されるレーザビームは、速軸方向及び遅軸方向の双方にコリメート光のレーザビームとされる。

レーザダイオード装置１００は、ＣＯＳ１_１０～１_１８における各レーザダイオード１２より射出されたレーザビームを速軸方向及び遅軸方向のコリメート光に変換する複数のコリメートレンズを備えればよい。複数のコリメートレンズは、ＣＯＳ１_１～１_９とミラー４_１～４_９との間、ＣＯＳ１_１０～１_１８とミラー４_１０～４_１８との間に設けられていればよい。

遅軸コリメートレンズ３_１～３_９より射出されたレーザビームは、それぞれ、ミラー４_１～４_９に入射角４５度で入射して反射し、進行方向が９０度曲げられる。ミラー４_１～４_９で反射して進行するレーザビームは、ミラー４_１で反射するレーザビームからミラー４_９で反射するレーザビームの順に低い位置を進行する。遅軸コリメートレンズ３_１０～３_１８より射出されたレーザビームは、それぞれ、ミラー４_１０～４_１８に入射角４５度で入射して反射し、進行方向が９０度曲げられる。ミラー４_１０～４_１８で反射して進行するレーザビームは、ミラー４_１０で反射するレーザビームからミラー４_１８で反射するレーザビームの順に低い位置を進行する。

以上のようにして、第１のレーザモジュールＬＭ１は、レーザビームを第２のレーザモジュールＬＭ２に向かう方向である第１の方向に射出する。第２のレーザモジュールＬＭ２は、レーザビームを第１の方向とは反対方向の第１のレーザモジュールＬＭ１に向かう方向である第２の方向に射出する。

第１のレーザモジュールＬＭ１において、ＣＯＳ１_１～１_９またはＣＯＳ１_１０～１_１８は、一列に配列された複数のレーザダイオード１２よりなる第１のレーザダイオード群を構成する。第１のレーザモジュールＬＭ１において、速軸コリメートレンズ２_１～２_９及び遅軸コリメートレンズ３_１～３_９、または速軸コリメートレンズ２_１０～２_１８及び遅軸コリメートレンズ３_１０～３_１８は、複数のコリメートレンズよりなる第１のコリメートレンズ群を構成する。第１のレーザモジュールＬＭ１において、ミラー４_１～４_９またはミラー４_１０～４_１８は、一列に配列された複数のミラーよりなる第１のミラー群を構成する。

第１のレーザダイオード群と、第１のコリメートレンズ群と、第１のミラー群とを１つのグループとすると、第１のレーザモジュールＬＭ１は、第１の方向と直交する方向に並べて配置された第１のグループ及び第２のグループを含む。第１のレーザモジュールＬＭ１は、１つのグループのみを備える構成であってもよい。レーザビームの高出力化のため、第１のレーザモジュールＬＭ１は２つのグループを備えるのがよい。

第２のレーザモジュールＬＭ２において、ＣＯＳ１_１～１_９またはＣＯＳ１_１０～１_１８は、一列に配列された複数のレーザダイオード１２よりなる第２のレーザダイオード群を構成する。第２のレーザモジュールＬＭ２において、速軸コリメートレンズ２_１～２_９及び遅軸コリメートレンズ３_１～３_９、または速軸コリメートレンズ２_１０～２_１８及び遅軸コリメートレンズ３_１０～３_１８は、複数のコリメートレンズよりなる第２のコリメートレンズ群を構成する。第２のレーザモジュールＬＭ２において、ミラー４_１～４_９またはミラー４_１０～４_１８は、一列に配列された複数のミラーよりなる第２のミラー群を構成する。

第２のレーザダイオード群と、第２のコリメートレンズ群と、第２のミラー群とを１つのグループとすると、第２のレーザモジュールＬＭ２は、第２の方向と直交する方向に並べて配置された第３のグループ及び第４のグループを含む。第２のレーザモジュールＬＭ２は、１つのグループのみを備える構成であってもよい。レーザビームの高出力化のため、第２のレーザモジュールＬＭ２は２つのグループを備えるのがよい。

図１に示すように、第１のレーザモジュールＬＭ１及び第２のレーザモジュールＬＭ２のベース３０の間には、ミラー５１、５２、６１、６２が配置されている。ミラー５１は第３のミラー、ミラー５２は第４のミラー、ミラー６１は第５のミラー、ミラー６２は第６のミラーである。なお、第１のレーザモジュールＬＭ１及び第２のレーザモジュールＬＭ２がそれぞれ１つのグループのみを備える構成である場合には、第１のレーザモジュールＬＭ１及び第２のレーザモジュールＬＭ２のベース３０の間に、ミラー５１及び５２のみを配置すればよい。

第１のレーザモジュールＬＭ１におけるミラー４_１～４_９で反射して高さ方向に積層した状態で進行するレーザビームは、ミラー５１に入射角４５度で入射して反射し、進行方向が９０度曲げられる。第１のレーザモジュールＬＭ１におけるミラー４_１０～４_１８で反射して高さ方向に積層した状態で進行するレーザビームは、ミラー６１に入射角４５度で入射して反射し、進行方向が９０度曲げられる。第１のレーザモジュールＬＭ１におけるミラー４_１～４_９またはミラー４_１０～４_１８で反射して高さ方向に積層した状態で進行するレーザビームは、第１の積層レーザビームである。

第２のレーザモジュールＬＭ２におけるミラー４_１～４_９で反射して高さ方向に積層した状態で進行するレーザビームは、ミラー６２に入射角４５度で入射して反射し、進行方向が９０度曲げられる。第２のレーザモジュールＬＭ２におけるミラー４_１０～４_１８で反射して高さ方向に積層した状態で進行するレーザビームは、ミラー５２に入射角４５度で入射して反射し、進行方向が９０度曲げられる。第２のレーザモジュールＬＭ２におけるミラー４_１～４_９またはミラー４_１０～４_１８で反射して高さ方向に積層した状態で進行するレーザビームは、第２の積層レーザビームである。

ミラー５１及び６１は、第１のレーザモジュールＬＭ１より第１の方向に射出されたレーザビームの進行方向を９０度曲げて、第３の方向に進行させる。ミラー５２及び６２は、第２のレーザモジュールＬＭ２より第２の方向に射出されたレーザビームの進行方向を９０度曲げて、第３の方向に進行させる。

図４は、図１におけるミラー５１、５２、６１、６２の立体的な形状を示す斜視図である。ミラー５１、５２、６１、６２は、二点鎖線で示すように、直方体の複数の辺のうち、第１または第２の積層レーザビームの積層方向である高さ方向と平行の辺を含む１つの角を高さ方向の上端部から下端部まで切り落としたような形状を有する。

ミラー５１、５２、６１、６２は、頂点Ｖ１～Ｖ４で囲まれた反射面Ｓｆ１、頂点Ｖ３、Ｖ４、Ｖ７、Ｖ８で囲まれた切り落とし面Ｓｆ２、頂点Ｖ１、Ｖ２、Ｖ５、Ｖ６で囲まれた隣接面Ｓｆ３を有する。第１または第２の積層レーザビームは反射面Ｓｆ１に入射して反射する。切り落とし面Ｓｆ２は、切り落とし面Ｓｆ２の一辺と反射面Ｓｆ１の一辺とが共通の辺Ｖ３－Ｖ４である、反射面Ｓｆ１に隣接する隣接面である。反射面Ｓｆ１と切り落とし面Ｓｆ２とがなす角度θ１は４５度以下である。

典型的には、反射面Ｓｆ１の長辺（辺Ｖ１－Ｖ２）は短辺（辺Ｖ１－Ｖ４）の２倍以上の長さを有する。これは、高さ方向に積層した状態の第１または第２の積層レーザビームを反射面Ｓｆ１で反射する必要があるからである。

図１に示すように、第１のレーザモジュールＬＭ１と第２のレーザモジュールＬＭ２とは、ミラー４_１～４_９及び４_１０～４_１８で反射するレーザビームの進行方向（第１または第２の方向）と直交する方向（第３の方向と平行な方向）に位置がずれていない。

即ち、第１のレーザモジュールＬＭ１におけるＣＯＳ１_１～１_９、遅軸コリメートレンズ３_１～３_９、ミラー４_１～４_９と、第２のレーザモジュールＬＭ２におけるＣＯＳ１_１～１_９、遅軸コリメートレンズ３_１～３_９、ミラー４_１～４_９とは、それぞれ１つの直線上に位置している。また、第１のレーザモジュールＬＭ１におけるミラー４_１０～４_１８、遅軸コリメートレンズ３_１０～３_１８、ＣＯＳ１_１０～１_１８と、第２のレーザモジュールＬＭ２におけるミラー４_１０～４_１８、遅軸コリメートレンズ３_１０～３_１８、ＣＯＳ１_１０～１_１８とは、それぞれ１つの直線上に位置している。

従って、ミラー５１及び５２と、ミラー６１及び６２とは、ミラー４_１～４_９及び４_１０～４_１８で反射するレーザビームの進行方向と直交する方向に位置がずれていない。ミラー５１及び５２は、ミラー４_１～４_９で反射するレーザビームの進行方向と平行の１つの直線上に位置している。ミラー６１及び６２は、ミラー４_１０～４_１８で反射するレーザビームの進行方向と平行の１つの直線上に位置している。

ミラー５１及び５２は、第３の方向と平行の直線に対して線対称である。ミラー５１及び５２は、ミラー５１の反射面Ｓｆ１（第１の反射面）に隣接する切り落とし面Ｓｆ２（第１の切り落とし面）と、ミラー５２の反射面Ｓｆ１（第２の反射面）に隣接する切り落とし面Ｓｆ２（第２の切り落とし面）とが対向するように配置されている。ミラー６１及び６２は、第３の方向と平行の直線に対して線対称である。ミラー６１及び６２は、ミラー６１の反射面Ｓｆ１（第３の反射面）に隣接する切り落とし面Ｓｆ２（第３の切り落とし面）と、ミラー６２の反射面Ｓｆ１（第４の反射面）に隣接する切り落とし面Ｓｆ２（第４の切り落とし面）とが対向するように配置されている。

ミラー５１は、ミラー５２または６２に入射して反射する第２の積層レーザビームに干渉せず、ミラー６１に入射して反射する第１の積層レーザビームに干渉しない。ミラー５２は、ミラー５１または６１に入射して反射する第１の積層レーザビームに干渉せず、ミラー６２に入射して反射する第２の積層レーザビームに干渉しない。ミラー６１は、ミラー５１に入射して反射する第１の積層レーザビームに干渉せず、ミラー５２または６２に入射して反射する第２の積層レーザビームに干渉しない。ミラー６２は、ミラー５１または６１に入射して反射する第１の積層レーザビームに干渉せず、ミラー５２に入射して反射する第２の積層レーザビームに干渉しない。このように、ミラー５１、５２、６１、６２は、他のミラーに入射して反射するレーザビームに干渉しない範囲で、互いに近接させて配置されている。

ミラー５１及び６１で反射したレーザビームは、偏光ビームスプリッタ８に入射する。プリズム８１～８３が接合されて偏光ビームスプリッタ８が形成されている。一例として、プリズム８１とプリズム８２との接合面８１２とプリズム８２とプリズム８３との接合面８２３には、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を反射させる誘電体多層膜が設けられている。プリズム８２のレーザビームの入射面には、１／２波長板７が貼り付けられている。

ミラー５１及び６１で反射したレーザビームはプリズム８１に入射し、ミラー５１及び６１で反射したレーザビームに含まれているＰ偏光は接合面８１２を透過して射出面より射出する。ミラー５１及び６１で反射したレーザビームに含まれているＳ偏光は接合面８１２で反射するので射出面より射出しない。

ミラー５２及び６２で反射したレーザビームは、１／２波長板７を介して偏光ビームスプリッタ８に入射する。ミラー５２及び６２で反射したレーザビームに含まれているＰ偏光は１／２波長板７によってＳ偏光に変換されてプリズム８２に入射する。プリズム８２に入射したＳ偏光は接合面８２３で反射し、さらに、接合面８１２で反射して射出面より射出する。ミラー５２及び６２で反射したレーザビームに含まれているＳ偏光は１／２波長板７によってＰ偏光に変換されてプリズム８２に入射するが、接合面８２３を透過するので接合面８１２には向かわない。

従って、偏光ビームスプリッタ８からは、ミラー５１及び６１で反射したレーザビームとミラー５２及び６２で反射したレーザビームのＰ偏光成分を合成した合成レーザビームが射出される。

偏光ビームスプリッタ８より射出された合成レーザビームは、フィルタ９を介して集束レンズ１０に入射する。フィルタ９は、誘導ラマン散乱光の波長等の不要帯域を除去する。集束レンズ１０は、入射した合成レーザビームを集束させて、光ファイバ２０のコアに入射させる。光ファイバ２０のコアに入射される合成レーザビームは、ミラー５１、５２、６１、６２で反射した第１及び第２の積層レーザビームがコアの面内で並べられた状態のレーザビームとなる。光ファイバ２０は、入射した合成レーザビームを伝送する。なお、光ファイバ２０は、所定の固定具によって水冷板５０に直接的または間接的に固定されている。

図１に示すレーザダイオード装置１００においては、第１のレーザモジュールＬＭ１におけるＣＯＳ１_１～１_９と第２のレーザモジュールＬＭ２におけるＣＯＳ１_１～１_９とが１つの直線上に位置している。従って、銅管５０１（第１の水路）を直線状に形成している。また、第１のレーザモジュールＬＭ１におけるＣＯＳ１_１０～１_１８と第２のレーザモジュールＬＭ２におけるＣＯＳ１_１０～１_１８とが１つの直線上に位置している。従って、銅管５０２（第２の水路）を直線状に形成している。銅管５０１及び５０２が直線状に形成されて途中で屈曲していないため、圧力損失がほとんど発生しない。

なお、銅管５０１及び５０２は、第１のレーザダイオード群及び第２のレーザダイオード群の下方に配置され、主としてＣＯＳ１_１～１_１８で発生する熱を冷却する。

ところで、特許文献１に記載のレーザダイオード装置においては、ミラー５１、５２、６１、６２に相当するミラーをそれぞれ直方体のミラー５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒとしている。ミラー５Ｌとミラー５Ｒとの間、ミラー６Ｌとミラー６Ｒとの間には、比較的広い間隔が設けられている。レーザダイオード装置を小型化することによってコストダウンを図るためには、ミラー５Ｌとミラー５Ｒとの間隔、及びミラー６Ｌとミラー６Ｒとの間隔を狭くする必要がある。好ましくは、ミラー５Ｌとミラー６Ｌとの間隔、及びミラー５Ｒとミラー６Ｒとの間隔を狭くするのがよい。

ところが、ミラー５Ｌとミラー５Ｒ、ミラー６Ｌとミラー６Ｒとが、上記のレーザビームの進行方向と平行の１つの直線上に位置していると、ミラー５Ｌとミラー５Ｒ、ミラー６Ｌとミラー６Ｒとを、互いが干渉しないように配置する必要がある。よって、ミラー５Ｌとミラー５Ｒとの間隔、及びミラー６Ｌとミラー６Ｒとの間隔を狭くするには限界がある。

図５は、比較例のレーザダイオード装置１００ｃを部分的に示す平面図である。図５に示すように、ミラー５Ｌとミラー５Ｒ、及びミラー６Ｌとミラー６Ｒとを、第３の方向と平行な方向に位置をずらして、ミラー５Ｌとミラー５Ｒとの間、ミラー６Ｌとミラー６Ｒとの間の第１及び第２の方向と平行な方向の間隔を狭くすることが考えられる。ミラー５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒは、各ミラーが他のミラーが反射するレーザビームに干渉しない限り互いを近付けて配置することが可能である。

図５においては、１／２波長板７、偏光ビームスプリッタ８、フィルタ９、集束レンズ１０、光ファイバ２０の部分の図示を省略している。比較例のレーザダイオード装置１００ｃにおいて、第１のレーザモジュールＬＭ１と第２のレーザモジュールＬＭ２とは、第３の方向と平行な方向に位置がずれている。

即ち、第１のレーザモジュールＬＭ１におけるＣＯＳ１_１～１_９、遅軸コリメートレンズ３_１～３_９、ミラー４_１～４_９と、第２のレーザモジュールＬＭ２におけるＣＯＳ１_１～１_９、遅軸コリメートレンズ３_１～３_９、ミラー４_１～４_９とは、別々の直線上に位置している。また、第１のレーザモジュールＬＭ１におけるミラー４_１０～４_１８、遅軸コリメートレンズ３_１０～３_１８、ＣＯＳ１_１０～１_１８と、第２のレーザモジュールＬＭ２におけるミラー４_１０～４_１８、遅軸コリメートレンズ３_１０～３_１８、ＣＯＳ１_１０～１_１８とは、別々の直線上に位置している。

レーザダイオード装置１００ｃにおいては、ミラー５Ｌとミラー５Ｒとを第３の方向と平行な方向に離隔させて配置する必要があり、ミラー６Ｌとミラー６Ｒとを第３の方向と平行な方向に離隔させて配置する必要がある。よって、レーザダイオード装置１００ｃはレーザダイオード装置１００よりも大型化し、コストダウンを図ることが困難である。

さらに、レーザダイオード装置１００ｃにおいては、第１のレーザモジュールＬＭ１におけるＣＯＳ１_１～１_９と第２のレーザモジュールＬＭ２におけるＣＯＳ１_１～１_９とが別々の直線上に位置しているから、ＣＯＳ１を効率よく冷却するためには直線状の銅管を用いるよりも屈曲した銅管５１１を用いるのがよい。また、第１のレーザモジュールＬＭ１におけるＣＯＳ１_１０～１_１８と第２のレーザモジュールＬＭ２におけるＣＯＳ１_１０～１_１８とが別々の直線上に位置しているから、直線状の銅管を用いるよりも屈曲した銅管５１２を用いるのがよい。

銅管５１１は、直線状の銅管５１１１、直線状の銅管５１１３、銅管５１１１と銅管５１１３とを連結する傾斜した銅管５１１２とを有する。銅管５１２は、直線状の銅管５１２１、直線状の銅管５１２３、銅管５１２１と銅管５１２３とを連結する傾斜した銅管５１２２とを有する。屈曲した銅管５１１及び５１２を用いると、直線状に形成した銅管５０１及び５０２を用いる場合と比較してコストアップとなってしまう。よって、レーザダイオード装置１００ｃは、レーザダイオード装置１００と比較して大幅なコストアップとなる。また、屈曲した銅管５１１及び５１２は、圧力損失が発生するので好ましくない。

なお、銅管５１１及び５１２はレーザダイオード装置１００ｃの外側で他の銅管と継手によって接続される。銅管５１１及び５１２の断面形状を円形とすると、断面形状を矩形や楕円とするよりも圧力損失が少ない。外側の他の銅管の断面形状が円形であれば、銅管５１１及び５１２の断面形状も円形とすることにより、継手による接続は低コストとなる。このように、銅管５１１及び５１２の断面形状を円形としたとしても、屈曲した銅管５１１及び５１２を用いると圧力損失が多くなってしまい、コストアップとなるので、屈曲した銅管５１１及び５１２を用いることは好ましくない。

切削加工によって水路を形成する場合も同様に水路を屈曲させる必要があり、レーザダイオード装置１００ｃのコストアップを招く。切削加工によって水路を形成する場合も、圧力損失が発生するので好ましくない。

ここで、図６～図１０を用いて、ミラー５Ｌ及び５Ｒまたは５１及び５２の位置関係が、レーザダイオード装置１００ｃまたは１００の大きさ、及び水路にどのような影響を与えるかを考察する。

図６は、直方体のミラー５Ｌ及び５Ｒの第１の配置例を示す平面図である。図６に示す第１の配置例では、ミラー５Ｌを第１のレーザモジュールＬＭ１側、ミラー５Ｒを第２のレーザモジュールＬＭ２側として、両者を接触または近接させて配置している。図６では、ミラー５Ｌ及び５Ｒの両端部間の距離は比較的長い距離Ｄ６である。ミラー５Ｌ及び５Ｒの両端部間の距離が長くなればミラー６Ｌ及び６Ｒの両端部間の距離も長くなり、レーザダイオード装置１００ｃは大型化する。

図６では、ミラー５Ｌで反射して第３の方向に進行するレーザビームと、ミラー５Ｒで反射して第３の方向に進行するレーザビームとの間には隙間Ｇ６が形成されてしまう。隙間Ｇ６が存在すると、ミラー５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒで反射して集束レンズ１０に入射するレーザビームの直径が大きくなる。すると、集束したレーザビームが光ファイバ２０の開口数（ＮＡ）を超えて、一部のレーザビームが光ファイバ２０のコアを伝搬せず、クラッドに漏れてしまうことがある。

また、図６に示す第１の配置例を採用すると、ミラー５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒで反射したレーザビームを隙間なく光ファイバ２０のコアに入射させるよう、ミラー５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒで反射したレーザビームの光路を互いに近接させるための付加的な構成が必要となってしまう。よって、図６に示すミラー５Ｌ及び５Ｒの第１の配置例は好ましくない。

図７は、直方体のミラー５Ｌ及び５Ｒの第２の配置例を示す平面図である。図７に示す第２の配置例では、ミラー５Ｌ及び５Ｒを、ミラー５Ｒの反射面に隣接する隣接面をミラー５Ｌの反射面と対向する対向面に接触させるように配置している。図７では、ミラー５Ｌ及び５Ｒの両端部間の距離は距離Ｄ６より短い距離Ｄ７となり、ミラー５Ｌで反射して第３の方向に進行するレーザビームと、ミラー５Ｒで反射して第３の方向に進行するレーザビームとの間の隙間は隙間Ｇ６より少ない隙間Ｇ７となる。ところが、第１の方向に進行してミラー５Ｌに入射するレーザビームと、第２の方向に進行してミラー５Ｒに入射するレーザビームとの間に、第３の方向と平行な方向の距離Ｌ７が存在する。

従って、レーザダイオード装置１００ｃが図７に示す第２の配置例を採用したとしても、図５と同様に、第１のレーザモジュールＬＭ１と第２のレーザモジュールＬＭ２とを第３の方向と平行な方向にずらす必要がある。第２の配置例を採用するレーザダイオード装置１００ｃも、屈曲した銅管５１１及び５１２を用いる必要があり、コストアップを招く。よって、図７に示すミラー５Ｌ及び５Ｒの第２の配置例も好ましくない。

図８は、直方体のミラー５Ｌ及び５Ｒの第３の配置例を示す平面図である。図８に示す第３の配置例は、図５のレーザダイオード装置１００ｃにおけるミラー５Ｌ及び５Ｒの配置例である。図８では、ミラー５Ｌ及び５Ｒの両端部間の距離は距離Ｄ６より短い距離Ｄ８となり、ミラー５Ｌで反射して第３の方向に進行するレーザビームと、ミラー５Ｒで反射して第３の方向に進行するレーザビームとの間の隙間はほとんど存在しない。

しかしながら、図５に示すように、第１のレーザモジュールＬＭ１と第２のレーザモジュールＬＭ２とを第３の方向と平行な方向にずらす必要がある。図８に示すように、第１の方向に進行してミラー５Ｌに入射するレーザビームと、第２の方向に進行してミラー５Ｒに入射するレーザビームとの間に、第３の方向と平行な方向の距離Ｌ８が存在する。よって、図８に示すミラー５Ｌ及び５Ｒの第３の配置例はコストアップを招き、好ましくない。

図９は、直方体の１つの角を切り落としたミラー５１及び５２の第１の配置例を示す平面図である。図９に示す第１の配置例は、図８におけるミラー５Ｌ及び５Ｒをそれぞれミラー５１及び５２に置換した配置例に相当する。図９では、ミラー５１及び５２の両端部間の距離は図８における距離Ｄ８より短い距離Ｄ９となる。レーザダイオード装置１００が図９に示すミラー５１及び５２の第１の配置例を採用すると、レーザダイオード装置１００を小型化することができる。但し、第１の方向に進行してミラー５１に入射するレーザビームと、第２の方向に進行してミラー５２に入射するレーザビームとの間に、第３の方向と平行な方向の距離Ｌ９が存在する。

図９に示すミラー５１及び５２の第１の配置例を採用するレーザダイオード装置１００は、屈曲した銅管５１１及び５１２を用いる必要があるものの、レーザダイオード装置１００を小型化することができる。従って、ミラー５１及び５２の第１の配置例を採用するレーザダイオード装置１００は、レーザダイオード装置１００ｃと比較してコストダウンを図ることができる。

図９において、ミラー５１におけるレーザビームを反射する反射面Ｓｆ１と反射面Ｓｆ１に隣接する切り落とし面Ｓｆ２とは４５度以下の角度を有する。ミラー５２おけるレーザビームを反射する反射面Ｓｆ１と反射面Ｓｆ１に隣接する切り落とし面Ｓｆ２とは４５度以下の角度を有する。ミラー５１とミラー５２とは、ミラー５１がミラー５２に入射して反射するレーザビームに干渉せず、ミラー５２がミラー５１に入射して反射するレーザビームに干渉しない範囲で、互いに近接させて配置されている。

図１０は、直方体の１つの角を切り落としたミラー５１及び５２の第２の配置例を示す平面図である。図１０に示す第２の配置例は、図１のレーザダイオード装置１００におけるミラー５１及び５２の配置例である。ミラー５１とミラー５２とは、ミラー５１の切り落とし面Ｓｆ２とミラー５２の切り落とし面Ｓｆ２とが対向するように配置されている。図１０では、ミラー５１及び５２の両端部間の距離は図８における距離Ｄ８より短い距離Ｄ１０となる。図１０に示すミラー５１及び５２の第２の配置例によると、ミラー５１及び５２の両端部間の距離を、ミラー５１及び５２の板厚を２の平方根で除算した距離だけ短くすることができる。

しかも、図１０に示すミラー５１及び５２の第２の配置例を採用するレーザダイオード装置１００は、直線状の銅管５０１及び５０２を用いることができるので、さらなるコストダウンが可能である。直線状の銅管５０１及び５０２を用いることにより、圧力損失が発生しない。図１０に示す第２の配置例を採用するレーザダイオード装置１００は、図９に示す第１の配置例を採用するレーザダイオード装置１００よりも好ましい。

図１１は、図１のレーザダイオード装置１００におけるミラー５１、５２、６１、６２を示す平面図である。図１１に示すように、第１の方向に進行してミラー５１に入射するレーザビームと、第１の方向に進行してミラー６１に入射するレーザビームとの間には、第３の方向と平行な方向の距離Ｌ１１が存在する。同様に、第２の方向に進行してミラー５２に入射するレーザビームと、第２の方向に進行してミラー６２に入射するレーザビームとの間には、第３の方向と平行な方向の距離Ｌ１１が存在する。

図１２は、ミラー５１、５２、６１、６２の変形例であるミラー５１０、５２０、６１０、６２０を示す平面図である。ミラー５１０、５２０、６１０、６２０もそれぞれ第３、第４、第５、第６のミラーである。ミラー５１０、５２０、６１０、６２０は、直方体の複数の辺のうちの高さ方向と平行の辺を含む他の角を高さ方向の上端部から下端部までさらに切り落としたような形状を有する。ミラー５１０、５２０、６１０、６２０は、切り落とし面Ｓｆ２に加えて切り落とし面Ｓｆ３’を有する。切り落とし面Ｓｆ３’は、切り落とし面Ｓｆ３’の一辺と反射面Ｓｆ１の一辺とが共通の辺である、反射面Ｓｆ１に隣接する隣接面である。反射面Ｓｆ１と切り落とし面Ｓｆ３’とがなす角度θ２は４５度以下である。

ミラー６１０は、ミラー５１０に入射して反射するレーザビームの光路とミラー６１０に入射して反射するレーザビームの光路との間に配置されている。ミラー６２０は、ミラー５２０に入射して反射するレーザビームの光路とミラー６２０に入射して反射するレーザビームの光路との間に配置されている。レーザダイオード装置１００におけるミラー６１及び６２をミラー６１０及び６２０に置換すると、ミラー６１０が切り落とし面Ｓｆ３’（第５の切り落とし面）を有し、ミラー６２０が切り落とし面Ｓｆ３’（第６の切り落とし面）を有するから、距離Ｌ１１に対応する距離を距離Ｌ１１より短い距離Ｌ１２とすることができる。図１２において、ミラー５１０及び５２０の代わりに図１１に示すミラー５１及び５２を用いてもよい。

図１３は、ミラー５１、５２、６１、６２の他の変形例であるミラー５１’、５２’、６１’、６２’を示す斜視図である。図４に示すミラー５１、５２、６１、６２に代えて、図１３に示すミラー５１’、５２’、６１’、６２’を用いてもよい。ミラー５１’、５２’、６１’、６２’は直方体の高さ方向と平行の辺を含む１つの角を、例えば４５度の角度で、辺Ｖ３－Ｖ４を通らない面で高さ方向の上端部から下端部まで切り落としたような形状である。ミラー５１’、５２’、６１’、６２’は、反射面Ｓｆ１に隣接する頂点Ｖ３、Ｖ４、Ｖ９、Ｖ１０で囲まれた隣接面Ｓｆ４と、頂点Ｖ７’、Ｖ８’、Ｖ９、Ｖ１０で囲まれた切り落とし面Ｓｆ５とを有する。反射面Ｓｆ１と切り落とし面Ｓｆ５とがなす角度は４５度以下である。

ミラー５１’及び５２’を双方の切り落とし面Ｓｆ５を対向させて配置し、ミラー６１’及び６２’を双方の切り落とし面Ｓｆ５を対向させて配置すれば、直方体のミラー５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒを用いるよりもレーザダイオード装置１００を小型化できる。よって、ミラー５１’、５２’、６１’、６２’を用いることによりレーザダイオード装置１００のコストダウンを図ることができる。なお、ミラー５１’、５２’、６１’、６２’を用いるより、ミラー５１、５２、６１、６２を用いる方がレーザダイオード装置１００をより小型化できるので好ましい。

ところで、直方体のミラー５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒの板厚を薄くすることによってレーザダイオード装置１００ｃの小型化を図るということが考えられる。しかしながら、ミラー５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒの板厚を薄くすると水冷板５０との接着面積が少なくなって、レーザダイオード装置１００ｃに振動が加わったときの信頼性が低下する。また、ミラー５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒの板厚を薄くすると、ミラー５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒに歪みが発生しやすくなる。特に、ミラー５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒの反射面Ｓｆ１の長辺が短辺の２倍以上の長さを有するような場合には、歪みが発生しやすい。従って、ミラー５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒの板厚を薄くすることは得策ではない。

これに対して、ミラー５１、５２、６１、６２を用いると、板厚を薄くすることなく、レーザダイオード装置１００を小型化することができる。レーザダイオード装置１００によれば、ミラー５１、５２、６１、６２と水冷板５０との所定の面積以上の接着面積を確保することができるから、十分な信頼性が得られる。ミラー５１、５２、６１、６２を所定以上の板厚とすることができるから、ミラー５１、５２、６１、６２、が歪むことはほとんどない。これらの副次的な効果は、ミラー５１’、５２’、６１’、６２’または５１０、５２０、６１０、６２０を用いる場合でも同様に奏する。

本発明は以上説明した１またはそれ以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。図１に示すレーザダイオード装置１００においては、第１のレーザモジュールＬＭ１及び第２のレーザモジュールＬＭ２の２つのレーザモジュールを備えるが、レーザビームのさらなる高出力化のため、４つ以上のレーザモジュールを備えてもよい。

図１に示すレーザダイオード装置１００において、ＣＯＳ１_１～１_１８に代えて、フォトニック結晶レーザ（ＰＣＳＥＬ：Photonic Crystal Surface Emitting Laser）を用いてもよい。ＰＣＳＥＬは面発光型の半導体レーザである。ＣＯＳ１_１～１_１８の代わりにＰＣＳＥＬを用いると、ＰＣＳＥＬから射出されるレーザビームは発散光ではないので、速軸コリメートレンズ２_１～２_１８及び遅軸コリメートレンズ３_１～３_１８を省略することができる。

ＣＯＳ１_１～１_１８のレーザダイオード１２はレーザビーム発生源の第１の例であり、ＰＣＳＥＬはレーザビーム発生源の第２の例である。第１及び第２のレーザダイオード群は、それぞれ、第１及び第２のレーザビーム発生源群である。チップオンサブマウント１_１～１_１８の代わりにＰＣＳＥＬを用いる場合には、複数のＰＣＳＥＬの群が第１または第２のレーザビーム発生源群である。

１，１_１～１_１８チップオンサブマウント
２，２_１～２_１８速軸コリメートレンズ
３，３_１～３_１８遅軸コリメートレンズ
４，４_１～４_１８ミラー
７１／２波長板
８偏光ビームスプリッタ
９フィルタ
１０集束レンズ
２０光ファイバ
３０ベース
５０水冷板
５１,５２，６１，６２，５１’，５２’，６１’，６２’，５１０，５２０，６１０，６２０ミラー
１００レーザダイオード装置
５０１，５０２銅管（水路）
ＬＭ１第１のレーザモジュール
ＬＭ２第２のレーザモジュール

Claims

レーザビームを第１の方向に射出する第１のレーザモジュールと、
レーザビームを前記第１の方向とは反対方向の前記第１のレーザモジュールに向かう方向である第２の方向に射出する第２のレーザモジュールと、
を備え、
前記第１のレーザモジュールは、
高さ方向の位置が互いに異なるように配置された複数のレーザビーム発生源よりなる第１のレーザビーム発生源群と、
前記第１のレーザビーム発生源群より射出されたレーザビームの進行方向を９０度曲げて前記高さ方向に積層した状態の第１の積層レーザビームを前記第１の方向に進行させる複数のミラーよりなる第１のミラー群と、
を含み、
前記第２のレーザモジュールは、
前記高さ方向の位置が互いに異なるように配置された複数のレーザビーム発生源よりなる第２のレーザビーム発生源群と、
前記第２のレーザビーム発生源群より射出されたレーザビームの進行方向を９０度曲げて前記高さ方向に積層した状態の第２の積層レーザビームを前記第２の方向に進行させる複数のミラーよりなる第２のミラー群と、
を含み、
前記第１のレーザモジュールと前記第２のレーザモジュールとの間に配置され、前記第１のレーザモジュールより前記第１の方向に射出された前記第１の積層レーザビームが入射され、前記第１の積層レーザビームの進行方向を９０度曲げて、第３の方向に進行させる第３のミラーと、
前記第１のレーザモジュールと前記第２のレーザモジュールとの間に配置され、前記第２のレーザモジュールより前記第２の方向に射出された前記第２の積層レーザビームが入射され、前記第２の積層レーザビームの進行方向を９０度曲げて、前記第３の方向に進行させる第４のミラーと、
をさらに備え、
前記第１のミラー群と前記第２のミラー群とは１つの直線上に位置し、
前記第３のミラーは、直方体の複数の辺のうちの前記高さ方向と平行の辺を含む１つの角のみを前記高さ方向の上端部から下端部まで切り落とした第１の切り落とし面を含む形状を有し、前記第１の積層レーザビームを反射する第１の反射面と前記第１の切り落とし面とが４５度以下の角度を有し、
前記第４のミラーは、直方体の複数の辺のうちの前記高さ方向と平行の辺を含む１つの角のみを前記高さ方向の上端部から下端部まで切り落とした第２の切り落とし面を含む形状を有し、前記第２の積層レーザビームを反射する第２の反射面と前記第２の切り落とし面とが４５度以下の角度を有し、
前記第３のミラーは、前記第２のレーザモジュールよりも前記第１のレーザモジュールに近い位置に配置され、前記第４のミラーは、前記第１のレーザモジュールよりも前記第２のレーザモジュールに近い位置に配置され、
前記第３のミラーと前記第４のミラーとは、前記第３のミラーが前記第４のミラーに入射して反射する前記第２の積層レーザビームに干渉せず、前記第４のミラーが前記第３のミラーに入射して反射する前記第１の積層レーザビームに干渉しない範囲で、前記第１の切り落とし面と前記第２の切り落とし面とが対向した状態で互いに近接させて配置されている
レーザダイオード装置。
前記第１のレーザビーム発生源群と前記第２のレーザビーム発生源群とは１つの直線上に位置し、
前記第１及び第２のレーザビーム発生源群の下方に配置され、冷却用の水を流す直線状の水路をさらに備える
請求項１に記載のレーザダイオード装置。
前記第３のミラーにおける前記第１の切り落とし面は、前記第１の切り落とし面の一辺と前記第１の反射面の一辺とが共通の辺である、前記第１の反射面に隣接する隣接面であり、
前記第４のミラーにおける前記第２の切り落とし面は、前記第２の切り落とし面の一辺と前記第２の反射面の一辺とが共通の辺である、前記第２の反射面に隣接する隣接面である
請求項１または２に記載のレーザダイオード装置。
前記第１のレーザモジュールは、前記第１のレーザビーム発生源群と前記第１のミラー群とを１つのグループとして、前記第３の方向と平行な方向に並べて配置された第１のグループ及び第２のグループを含み、
前記第２のレーザモジュールは、前記第２のレーザビーム発生源群と前記第２のミラー群とを１つのグループとして、前記第３の方向と平行な方向に並べて配置された第３のグループ及び第４のグループを含み、
前記第３のミラーは、前記第１のグループにおける前記第１のミラー群より前記第１の方向に射出された前記第１の積層レーザビームを前記第３の方向に進行させ、
前記第４のミラーは、前記第３のグループにおける前記第２のミラー群より前記第２の方向に射出された前記第２の積層レーザビームを前記第３の方向に進行させ、
前記第２のグループにおける前記第１のミラー群より前記第１の方向に射出された前記第１の積層レーザビームが入射され、前記第１の積層レーザビームの進行方向を９０度曲げて前記第３の方向に進行させる第５のミラーと、
前記第４のグループにおける前記第２のミラー群より前記第２の方向に射出された前記第２の積層レーザビームが入射され、前記第２の積層レーザビームの進行方向を９０度曲げて前記第３の方向に進行させる第６のミラーと、
をさらに備え、
前記第１のグループにおける前記第１のミラー群と前記第３のグループにおける前記第２のミラー群とは１つの直線上に位置し、前記第２のグループにおける前記第１のミラー群と前記第４のグループにおける前記第２のミラー群とは１つの直線上に位置し、
前記第５のミラーは、直方体の複数の辺のうちの前記高さ方向と平行の辺を含む１つの角のみを前記高さ方向の上端部から下端部まで切り落とした第３の切り落とし面を含む形状を有し、前記第１の積層レーザビームを反射する第３の反射面と前記第３の切り落とし面とが４５度以下の角度を有し、
前記第６のミラーは、直方体の複数の辺のうちの前記高さ方向と平行の辺を含む１つの角のみを前記高さ方向の上端部から下端部まで切り落とした第４の切り落とし面を含む形状を有し、前記第２の積層レーザビームを反射する第４の反射面と前記第４の切り落とし面とが４５度以下の角度を有し、
前記第５のミラーは、前記第２のレーザモジュールよりも前記第１のレーザモジュールに近い位置に位置し、前記第６のミラーは、前記第１のレーザモジュールよりも前記第２のレーザモジュールに近い位置に位置し、
前記第５のミラーと前記第６のミラーとは、前記第３の切り落とし面と前記第４の切り落とし面とが対向した状態で配置され、
前記第３のミラー、前記第４のミラー、前記第５のミラー、前記第６のミラーは、前記第３のミラーが、前記第４及び第６のミラーに入射して反射する前記第２の積層レーザビームと前記第５のミラーに入射して反射する前記第１の積層レーザビームに干渉せず、前記第４のミラーが、前記第３及び第５のミラーに入射して反射する前記第１の積層レーザビームと前記第６のミラーに入射して反射する前記第２の積層レーザビームに干渉せず、前記第５のミラーが、前記第３に入射して反射する前記第１の積層レーザビームと前記第４及び第６のミラーに入射して反射する前記第２の積層レーザビームに干渉せず、前記第６のミラーが、前記第３及び第５のミラーに入射して反射する前記第１の積層レーザビームと前記第４のミラーに入射して反射する前記第２の積層レーザビームに干渉しない範囲で、互いに近接させて配置されている
請求項１に記載のレーザダイオード装置。
前記第１のグループにおける前記第１のレーザビーム発生源群と前記第３のグループにおける前記第２のレーザビーム発生源群とは１つの直線上に位置し、前記第２のグループにおける前記第１のレーザビーム発生源群と前記第４のグループにおける前記第２のレーザビーム発生源群とは１つの直線上に位置し、
前記第１のグループにおける前記第１のレーザビーム発生源群と前記第３のグループにおける前記第２のレーザビーム発生源群の下方に配置され、冷却用の水を流す直線状の第１の水路と、
前記第２のグループにおける前記第１のレーザビーム発生源群と前記第４のグループにおける前記第２のレーザビーム発生源群の下方に配置され、冷却用の水を流す直線状の第２の水路と、
をさらに備える請求項４に記載のレーザダイオード装置。
前記第３のミラーにおける前記第１の切り落とし面は、前記第１の切り落とし面の一辺と前記第１の反射面の一辺とが共通の辺である、前記第１の反射面に隣接する隣接面であり、
前記第４のミラーにおける前記第２の切り落とし面は、前記第２の切り落とし面の一辺と前記第２の反射面の一辺とが共通の辺である、前記第２の反射面に隣接する隣接面であり、
前記第５のミラーにおける前記第３の切り落とし面は、前記第３の切り落とし面の一辺と前記第３の反射面の一辺とが共通の辺である、前記第３の反射面に隣接する隣接面であり、
前記第６のミラーにおける前記第４の切り落とし面は、前記第４の切り落とし面の一辺と前記第４の反射面の一辺とが共通の辺である、前記第４の反射面に隣接する隣接面である
請求項４または５に記載のレーザダイオード装置。