JPH10325941A - 半導体レーザ光源および固体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光同士の合流効率および後段の光学系
への結合効率を格段に向上できる半導体レーザ光源およ
び固体レーザ装置を提供する。 【解決手段】 半導体レーザ光源９は、偏光面が互いに
平行で、直交２方向の拡がり角θｚ、θｘがθｚ＞θｘ
を満たすレーザ光ＬＡ、ＬＢを出射する半導体レーザア
レイ２と、半導体レーザアレイ２から出射されるレーザ
光ＬＡ、ＬＢを拡がり角θｚが減少する方向に集光する
シリンドリカルレンズ４と、シリンドリカルレンズ４を
通過したレーザ光ＬＡ、ＬＢの偏光面が互いに９０度と
なるように偏光方向を制御する波長板４と、波長板４を
通過したレーザ光ＬＡ、ＬＢの光路を複屈折効果によっ
て合流させる複屈折光学素子６と、複屈折光学素子６で
合流したレーザ光ＬＡ、ＬＢを拡がり角θｘが減少する
方向に集光する光出射面７などで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のレーザ光を
合成するように構成された半導体レーザ光源およびこれ
を用いた固体レーザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザは、ガスレーザや固体レー
ザ等と比べて小型で信頼性が高く、メンテナンスも容易
である点で、光通信や光ディスク装置等で広く使用され
ているが、レーザ溶接やレーザメス等の大出力レーザ光
を必要とする分野では開発途上の段階である。１つの半
導体レーザから得られる光出力は、ＣＷ(Constant Wav
e)動作で数ｍＷから数百ｍＷ程度が限度であり、上記分
野への応用はかなり難しい。こうした対策として、複数
の半導体レーザからのレーザ光を１つに合成することに
よって、レーザ光の大出力化を狙う研究が行われてい
る。

【０００３】一方、半導体レーザのレーザ光は拡がり角
が大きいため、光学素子の形状や配置に高い精度が要求
され、複数のレーザ光を１つに合成することはかなり技
術的に困難であるが、たとえば１本の光ファイバに複数
のレーザ光を合流させることが実現できければ、応用分
野も拡大する。

【０００４】先行技術として特開昭６０−７６７０７号
公報には、２つの半導体レーザからの光を１本の光ファ
イバに入射させるために、一方のレーザ光の偏光面を９
０°回転させた後、複屈折効果によって２つのレーザ光
を合流させる光学系を使用しており、１つが故障したと
き残りが動作を継続することによって、多重化による信
頼性向上を目的とした光通信用の半導体レーザ二重化モ
ジュールが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６０−７６７０７号公報の構成では、拡がり角の大きい
半導体レーザを使用した場合、複屈折素子への入射角度
が光軸近傍の光と外側に拡がった光とで大きく相違する
ため、複屈折効果がばらついてレーザ光の合流が困難に
なる。さらに、入射角度が大きく変化することによって
レーザ光の波面も乱れてしまうため、小さなコア径を有
する光ファイバへの集光が難しくなる。

【０００６】波長安定性や寿命を重視した光通信用半導
体レーザでは拡がり角があまり大きくないため、上記の
ような問題点は生じないが、高出力・高輝度を重視した
加工用半導体レーザでは一般に拡がり角が大きいため、
上記のような問題点が浮上してくる。

【０００７】さらに、該先行技術ではレーザ光を合流さ
せる光学素子と光ファイバに結合させる光学素子とを別
個に設けているため、光の通過損失も増加するととも
に、全体構成が大型で複雑になり、信頼性や生産性が低
くなる。

【０００８】本発明の目的は、レーザ光同士の合流効率
および後段の光学系への結合効率を格段に向上できる半
導体レーザ光源を提供することである。

【０００９】また本発明の目的は、レーザ光同士の合流
効率および後段の光学系への結合効率の向上によって、
励起光の大出力化が可能な固体レーザ装置を提供するこ
とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、偏光面が互い
に平行で、直交２方向の拡がり角θａ、θｂがθａ＞θ
ｂを満たすレーザ光を出射する第１および第２半導体レ
ーザと、第１および第２半導体レーザから出射されるレ
ーザ光を拡がり角θａが減少する方向に集光するシリン
ドリカル光学素子と、シリンドリカル光学素子を通過し
た各レーザ光の偏光面が互いに９０度となるように偏光
方向を制御する偏光回転素子と、偏光回転素子を通過し
た各レーザ光の光路を複屈折効果によって合流させる複
屈折光学素子と、複屈折光学素子で合流したレーザ光を
拡がり角θｂが減少する方向に集光する集光性光学素子
とを備えることを特徴とする半導体レーザ光源である。

【００１１】本発明に従えば、第１および第２半導体レ
ーザの後にシリンドリカル光学素子を配置し、レーザ光
を拡がり角θａが減少する方向に集光することによっ
て、光利用効率が向上するとともに、後段に配置された
複屈折光学素子への入射角度変化を小さくできる。その
ためレーザ光の複屈折効果のばらつきが減少して、レー
ザ光同士の合流効率も向上する。

【００１２】また、複屈折光学素子で合流したレーザ光
を拡がり角θｂが減少する方向に集光する集光性光学素
子、たとえばシリンドリカルレンズや球面レンズなどを
設けることによって、光利用効率が向上するとともに、
シリンドリカル光学素子および集光性光学素子が２つの
拡がり角θａ、θｂを別個に制御することになるため、
円形で小さい集光スポットを実現できる。その結果、た
とえば光ファイバ等の後段の光学系との結合効率を格段
に向上できる。

【００１３】また本発明は、第１および第２半導体レー
ザがそれぞれ横マルチモードで発振することを特徴とす
る。

【００１４】本発明に従えば、横マルチモードの半導体
レーザは単体でも大出力のものが得られるため、レーザ
光の出力向上に資する。

【００１５】また本発明は、第１および第２半導体レー
ザが、単一のチップに複数の発光領域が形成された横マ
ルチモードの半導体レーザアレイであることを特徴とす
る。

【００１６】本発明に従えば、複数の発光領域を有する
半導体レーザアレイを用いることによって、各発光領域
での発光特性、たとえば拡がり角、偏光比、発振波長、
出力などがほぼ均一になるため、合流後のレーザ光の特
性を均質にできる。また、横マルチモードの半導体レー
ザアレイは単体でも大出力のものが得られるため、レー
ザ光の出力向上に資する。

【００１７】また本発明は、集光性光学素子は、前記複
屈折光学素子の光出射面に一体形成された曲面で構成さ
れることを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、集光性光学素子と複屈折
光学素子とを一体的に形成することによって、個別配置
と比べて界面反射ロスが少なくなるとともに、組立調整
が簡単になり、信頼性や生産性が向上する。

【００１９】また本発明は、シリンドリカル光学素子の
集光位置と集光性光学素子の集光位置とが一致し、該集
光位置に光ファイバの入射端面が配置されることを特徴
とする。

【００２０】本発明に従えば、集光位置でのスポット径
を小さく形成できるため、光ファイバとの結合効率が格
段に向上する。

【００２１】また本発明は、前記光ファイバが複数の光
ファイバが束ねられて構成され、各光ファイバの入射端
面には前記半導体レーザアレイの発光領域のうち２つの
発光領域からのレーザ光が合流して入射するように配置
された光ファイババンドルであることを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、光ファイババンドルの出
射端面が一定面積を有する面状光源として構成されるた
め、大出力・高輝度の光源を実現でき、光励起型固体レ
ーザの励起光源やその他の加工や照明、表示などの用途
に有用である。

【００２３】また本発明は、偏光面が互いに平行で、直
交２方向の拡がり角θａ、θｂがθａ＞θｂを満たすレ
ーザ光を出射する第１および第２半導体レーザと、第１
および第２半導体レーザから出射されるレーザ光を拡が
り角θａが減少する方向に集光するシリンドリカル光学
素子と、シリンドリカル光学素子を通過した各レーザ光
の偏光面が互いに９０度となるように偏光方向を制御す
る偏光回転素子と、偏光回転素子を通過した各レーザ光
の光路を複屈折効果によって合流させる複屈折光学素子
と、複屈折光学素子で合流したレーザ光を拡がり角θｂ
が減少する方向に集光する集光性光学素子と、合流した
レーザ光で光励起され、レーザ発振を行う固体レーザ媒
質とを備えることを特徴とする固体レーザ装置である。

【００２４】本発明に従えば、第１および第２半導体レ
ーザの後にシリンドリカル光学素子を配置し、レーザ光
を拡がり角θａが減少する方向に集光することによっ
て、光利用効率が向上するとともに、後段に配置された
複屈折光学素子への入射角度変化を小さくできる。その
ためレーザ光の複屈折効果のばらつきが減少して、レー
ザ光同士の合流効率も向上する。

【００２５】また、複屈折光学素子で合流したレーザ光
を拡がり角θｂが減少する方向に集光する集光性光学素
子、たとえばシリンドリカルレンズや球面レンズなどを
設けることによって、光利用効率が向上するとともに、
シリンドリカル光学素子および集光性光学素子が２つの
拡がり角θａ、θｂを個別に制御することによって、円
形で小さい集光スポットを実現できる。その結果、後段
の光学系との結合効率を格段に向上できる。

【００２６】こうして大出力化されたレーザ光を固体レ
ーザ媒質の励起光として使用することによって、固体レ
ーザ媒質のレーザ出力が格段に増加する。

【００２７】ここでシリンドリカル光学素子とは、両側
の光入出力面が互いに平行な母線を有する曲面や平面で
形成され、母線と垂直な方向に集光力を有し、母線と平
行な方向に集光力を持たない素子を意味し、たとえば一
方が円筒状で他方が平面状に形成されたレンズ（いわゆ
るかまぼこ型レンズ）や母線に垂直な断面が円形である
円柱レンズなどが例示できる。

【００２８】本発明では、装置の小型化のために、シリ
ンドリカル光学素子として円柱レンズが好ましい。円柱
レンズはかまぼこ型レンズより屈折力が大きいため、半
導体レーザアレイの発光部の間隔を小さくし、複屈折光
学素子のレーザ光伝播方向の長さを短くすることが可能
になり、それにより光ファイバのＮＡ（開口数）を大き
くしなくても光ファイバまでの距離を短くすることがで
きる。この効果をより引き出すために円柱レンズの直径
の上限は１ｍｍが好ましく、さらに５００μmがより好
ましい。直径の下限は半導体レーザの発散角とその距離
にもよるが、調整のしやすさを考慮すると１０μｍが好
ましく、３０μｍがより好ましい。

【００２９】さらに本発明では、周辺部の屈折率が中心
部の屈折率より小さくなるような屈折率分布を有する円
柱レンズがより好ましい。こうした屈折率分布型円柱レ
ンズを使用することによって、球面収差を補正できるた
め、第１および第２半導体レーザから出射した２つのレ
ーザビームがそれぞれコリメートされて重なり合う複屈
折光学素子の面での波面の乱れが小さく、また複屈折効
果のばらつきも少なくなり、その結果、ビームは小さい
スポットに良好に集光される。このような屈折率分布型
円柱レンズとして、たとえばカナダDoric Lenses社製の
ドリックレンズが使用できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態の構
成を示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は部分正面
図、図１（ｃ）は光出射側の端面形状を示す図である。
半導体レーザ光源９は、複数の発光領域３を有する半導
体レーザアレイ２と、発光領域３からのレーザ光ＬＡ、
ＬＢをＺ方向に集光するシリンドリカルレンズ４と、シ
リンドリカルレンズ４を通過したレーザ光ＬＡ、ＬＢの
偏光面が互いに９０度となるように偏光方向を制御する
偏光回転素子である波長板５と、波長板５を通過したレ
ーザ光ＬＡ、ＬＢの光路を複屈折効果によって合流させ
る複屈折光学素子６と、複屈折光学素子６を通過するレ
ーザ光ＬＡ、ＬＢをＸ方向に集光するためにシリンドリ
カル面状に形成された光出射面７と、シリンドリカルレ
ンズ４および光出射面７の集光位置に設けられた複数の
光ファイバ１０などで構成される。

【００３１】半導体レーザアレイ２から複屈折光学素子
６での各光学素子は同一の基板上に固定され、光源モジ
ュール１として構成される。

【００３２】半導体レーザアレイ２は、単一のチップに
複数の発光領域３がストライプ幅５０μｍ、ストライプ
間隔５００μｍ、共振器長１ｍｍで形成されたもので、
１つの発光領域が１つの独立した半導体レーザとして機
能し、横マルチモード発振でそれぞれ出力１Ｗ程度とい
う大出力のレーザ光を発生する。こうした半導体レーザ
アレイ２を用いることによって、各発光領域３での発光
特性、たとえば拡がり角、偏光比、発振波長、出力など
がほぼ均一になるため、合流後のレーザ光の特性を均質
にできる。

【００３３】発光領域３からのレーザ光ＬＡ、ＬＢは、
ＸＹ面と平行に形成された活性層に対して垂直なＺ方向
に拡がり角が大きい楕円状の強度分布を示し、たとえば
Ｚ方向の拡がり角θｚ＝３４°、Ｘ方向の拡がり角θｘ
＝１０°である。また、発光領域３から出射した直後の
レーザ光ＬＡ、ＬＢはほぼ直線偏光であり、その偏光面
は活性層と平行になる。

【００３４】シリンドリカルレンズ４は、Ｘ方向と平行
な母線を有するシリンドリカル面に形成された光入射面
と、平面状の光出射面とを有し、発光領域３からのレー
ザ光ＬＡ、ＬＢをＺ方向にのみ集光し、Ｘ方向には集光
しない。こうしたシリンドリカルレンズ４を半導体レー
ザアレイ２の後に配置することによって、光利用効率が
向上するとともに、後段の複屈折光学素子６への入射角
度変化を小さくできるため、複屈折効果のばらつきが減
少し、レーザ光同士の合流効率が向上する。

【００３５】シリンドリカルレンズ４として、たとえば
光入射面の曲率半径５００μｍ、開口数（ＮＡ）０．
４、中心厚さ０．５ｍｍの溶融クォーツから成るシリン
ドリカルレンズ４が使用できる。

【００３６】波長板５は、Ｘ方向とＺ方向とで光の屈折
率が相違する１軸性結晶または２軸性結晶で形成され、
かつレーザ光ＬＡが通過する部分５ａとレーザ光ＬＢが
通過する部分５ｂとで厚さが異なるように光出射面が段
差状に形成される。こうした形状によって光学距離の相
違に起因する光の位相差が生じ、隣合ったレーザ光Ｌ
Ａ、ＬＢ同士の偏光面の回転角度が９０°となるように
調整している。

【００３７】波長板５として、たとえば異常光屈折率ｎ
ｅ＝１．５３８０、常光屈折率ｎｏ＝１．５４７０の溶
融クォーツで形成し、部分５ａの厚さが０．５ｍｍで、
部分５ｂでは厚さ０．５ｍｍに対して４５μｍの凹みを
形成することによって、部分５ａは偏光面をそのまま保
持するとともに、部分５ｂは２分の１波長板として機能
し、偏光面を９０°回転させる。したがって、部分５ａ
を通過するレーザ光ＬＡの偏光面はＸ方向と平行なまま
であり、一方、部分５ｂを通過するレーザ光ＬＢの偏光
面はＺ方向と平行になり、両者の偏光面は互いに垂直に
なる。なお、各部分５ａ、５ｂの厚さを調整することに
よって、レーザ光ＬＡの偏光面を９０°回転させ、レー
ザ光ＬＢの偏光面をそのまま保持するような波長板も使
用可能であり、あるいは一方の偏光面を＋４５°に回転
させ、他方を−４５°に回転させるように構成すること
も可能である。

【００３８】複屈折光学素子６は、複屈折性の結晶、た
とえばｃ軸に対して４５°の方向に切り出されたＹＶＯ
₄ 結晶（異常光屈折率ｎｅ＝２．２０、常光屈折率ｎｏ
＝２．０）で形成され、複屈折効果によってレーザ光Ｌ
Ａは常光線としてＹ方向と平行に直進し、レーザ光ＬＢ
は異常光線としてＸＹ面内でＹ方向に対して約５．８°
のビームウォークオフが生じて斜めに進行する。また、
複屈折光学素子６内でのレーザ光ＬＡ、ＬＢはともに約
２．５°の拡がり角となる。

【００３９】こうして光入射面で一定距離隔てていたレ
ーザ光ＬＡ、ＬＢは、レーザ光ＬＢの斜め進行によって
光路が交差することになり、この交差位置と光出射面と
が一致するように複屈折光学素子６の長さを調整する。
ここでは長さ５ｍｍに設定している。

【００４０】光出射面７は、Ｚ方向と平行な母線を有
し、たとえば曲率半径５ｍｍのシリンドリカル面状に形
成することによって、シリンドリカルレンズと同等な機
能を付与しており、レーザ光ＬＡ、ＬＢをＸ方向にのみ
集光し、Ｚ方向に集光しない。この光出射面７では、レ
ーザ光ＬＢは約５．８°のビームウォークオフが解消さ
れ、レーザ光ＬＡ、ＬＢは重なり合ってＹ方向と平行に
出射する。こうして合流したレーザ光ＬＡ、ＬＢは、１
つの光ファイバ１０に入射する。

【００４１】ここで、光出射面７によるＸ方向の集光位
置とシリンドリカルレンズ４によるＺ方向の集光位置と
を一致させることが好ましく、たとえば光出射面７の結
像倍率βｘをほぼ等倍、シリンドリカルレンズ４の結像
倍率βｚを１０〜３０倍に設定している。これによって
直交方向で拡がり角が異なるレーザ光であっても、集光
位置で円形で小さい集光スポットを実現でき、後段の光
学系である光ファイバ１０との結合効率を向上できる。
また、複屈折光学素子６の光出射面７に集光レンズの機
能を一体的に形成することによって、個別配置と比べて
界面反射ロスが少なくなるとともに、組立調整が簡単に
なり、信頼性や生産性が向上する。

【００４２】光ファイバ１０は、たとえば直径６０μｍ
のコア１１とコア１１を被覆するクラッド１２とで構成
され、開口数ＮＡ＝０．１４である。光ファイバ１０の
光入射端面は、複屈折光学素子６の光出射面７から約７
ｍｍ後方に配置される。

【００４３】こうして隣合うレーザ光ＬＡ、ＬＢが合流
した光ファイバ１０が複数本設置され、これらの光出射
端はリング状の結束部材１３によって結束され、図１
（ｃ）に示すように、１本の光ファイババンドルとして
構成され、レーザ光ＬＣを発生する単一の面状光源とし
て利用される。たとえば、出力１Ｗの発光領域３が２０
個形成された半導体レーザアレイ２と、１０本の光ファ
イバを使用することによって、途中の光学ロスを考慮し
ても出力約１４Ｗのレーザ光ＬＣを発生する光源が得ら
れることになる。これは半導体レーザのレーザ加工への
応用を拡大するものである。

【００４４】図２は、本発明に係る固体レーザ装置の構
成図である。固体レーザ装置は、図１で説明した半導体
レーザ装置９と、半導体レーザ装置９から発生するレー
ザ光ＬＣを集光するレンズ１４と、レーザ光ＬＣによっ
て光励起されてレーザ発振を行う固体レーザ部２０など
で構成される。

【００４５】固体レーザ部２０は、励起光であるレーザ
光ＬＣによって光励起されて反転分布を形成する固体レ
ーザ媒質２２と、レーザ光ＬＣの波長に対して高い透過
率で、固体レーザ媒質２２の発振波長に対して高い反射
率を示す凹面ミラー２１と、固体レーザ媒質２２の発振
波長に対して９５％の反射率を示す平面ミラー２４と、
発振光の横モードを制限するアパーチャ２３などで構成
される。

【００４６】たとえば、レーザ光ＬＣの波長が８１０ｎ
ｍ、固体レーザ媒質２２がＮｄが１．１ａｔ％ドープさ
れ、発振波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡＧ結晶、アパー
チャ２３の開口直径が２５０μｍ、凹面ミラー２１およ
び平面ミラー２４から成る光共振器長が１００ｍｍで構
成された場合、波長１０６４ｎｍで出力約７．５Ｗのレ
ーザ光ＬＰを得ることができる。

【００４７】このように半導体レーザアレイ２から出射
される複数のレーザ光を複屈折効果によって２つから１
つに合流させ、さらに光ファイバ１０を束ねることによ
って大出力で単一の励起光源が得られる。さらに固体レ
ーザ媒質２２を光励起するよって、固体レーザ媒質２２
のレーザ発振出力も格段に増加する。

【００４８】図３は本発明の実施の他の形態の構成を示
し、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は部分正面図であ
る。全体の構成は図１で説明したものと同様であるが、
図１のシリンドリカルレンズ４の代わりに屈折率分布型
の円柱レンズ４ａ（たとえば直径３００μｍのドリック
レンズ：カナダDoric Lenses社製）をシリンドリカル光
学素子として使用している。シリンドリカルレンズとし
て円柱レンズ４ａを用いているため、図３（ｂ）に示す
ように、光ファイバ１０のＮＡを大きくしなくても光フ
ァイバ１０と半導体レーザアレイ２との距離を近づける
ことができる。そのための設計として、発光領域３の間
隔を２５０μｍ、複屈折光学素子６の長さを２．５ｍ
ｍ、光出射面７のシリンドリカル面の曲率半径を２．５
ｍｍとし、さらに複屈折光学素子６と光ファイバ１０と
の距離を３．５ｍｍとした。その他の条件や動作内容は
図１のものと同様であるため重複説明を省略する。この
ように円柱レンズ４ａを用いることで、光ファイバ１０
のＮＡを図１のものと同じ０．１４のままで、光伝播方
向に沿った全体の長さを約半分にすることができた。

【００４９】さらに、こうした円柱レンズ４ａを用いた
場合、半導体レーザアレイ２の発光領域３からのレーザ
光ＬＡ、ＬＢをＺ方向に集光して、複屈折光学素子６に
おけるレーザ光ＬＡ、ＬＢの合成をさらに効率的に行な
うことができる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、第
１および第２半導体レーザの後にレーザ光を拡がり角θ
ａが減少する方向に集光するシリンドリカル光学素子を
配置することによって、光利用効率が向上し、複屈折光
学素子への入射角度変化を小さくできる。そのためレー
ザ光の複屈折効果のばらつきが減少して、レーザ光同士
の合流効率も向上する。

【００５１】また、複屈折光学素子で合流したレーザ光
を拡がり角θｂが減少する方向に集光する集光性光学素
子を設けることによって、光利用効率が向上するととも
に、シリンドリカル光学素子および集光性光学素子が２
つの拡がり角θａ、θｂを別個に制御することになるた
め、円形で小さい集光スポットを実現できる。その結
果、後段の光学系との結合効率を格段に向上できる。

【００５２】さらに、合流したレーザ光で固体レーザ媒
質の光励起を行うことによって、励起光の大出力化が図
られ、その結果、固体レーザ媒質のレーザ発振出力も格
段に増加する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の構成を示し、図１
（ａ）は平面図、図１（ｂ）は部分正面図、図１（ｃ）
は光出射側の端面形状を示す図である。

【図２】本発明に係る固体レーザ装置の構成図である。

【図３】本発明の実施の他の形態の構成を示し、図３
（ａ）は平面図、図３（ｂ）は部分正面図である。

【符号の説明】

１ 光源モジュール ２ 半導体レーザアレイ ３ 発光領域 ４ シリンドリカルレンズ ４ａ 円柱レンズ ５ 波長板 ６ 複屈折光学素子 ７ 光出射面 ９ 半導体レーザ光源 １０ 光ファイバ １３ 結束部材 ２０ 固体レーザ部 ２１ 凹面ミラー ２２ 固体レーザ媒質 ２４ 平面ミラー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏光面が互いに平行で、直交２方向の拡
   がり角θａ、θｂがθａ＞θｂを満たすレーザ光を出射
   する第１および第２半導体レーザと、 第１および第２半導体レーザから出射されるレーザ光を
   拡がり角θａが減少する方向に集光するシリンドリカル
   光学素子と、 シリンドリカル光学素子を通過した各レーザ光の偏光面
   が互いに９０度となるように偏光方向を制御する偏光回
   転素子と、 偏光回転素子を通過した各レーザ光の光路を複屈折効果
   によって合流させる複屈折光学素子と、 複屈折光学素子で合流したレーザ光を拡がり角θｂが減
   少する方向に集光する集光性光学素子とを備えることを
   特徴とする半導体レーザ光源。
2. 【請求項２】 第１および第２半導体レーザがそれぞれ
   横マルチモードで発振することを特徴とする請求項１記
   載の半導体レーザ光源。
3. 【請求項３】 第１および第２半導体レーザが、単一の
   チップに複数の発光領域が形成された横マルチモードの
   半導体レーザアレイであることを特徴とする請求項１記
   載の半導体レーザ光源。
4. 【請求項４】 集光性光学素子は、前記複屈折光学素子
   の光出射面に一体形成された曲面で構成されることを特
   徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体レーザ
   光源。
5. 【請求項５】 シリンドリカル光学素子の集光位置と集
   光性光学素子の集光位置とが一致し、該集光位置に光フ
   ァイバの入射端面が配置されることを特徴とする請求項
   １〜４のいずれかに記載の半導体レーザ光源。
6. 【請求項６】 前記光ファイバが複数の光ファイバが束
   ねられて構成され、各光ファイバの入射端面には前記半
   導体レーザアレイの発光領域のうち２つの発光領域から
   のレーザ光が合流して入射するように配置された光ファ
   イババンドルであることを特徴とする請求項５記載の半
   導体レーザ光源。
7. 【請求項７】 偏光面が互いに平行で、直交２方向の拡
   がり角θａ、θｂがθａ＞θｂを満たすレーザ光を出射
   する第１および第２半導体レーザと、 第１および第２半導体レーザから出射されるレーザ光を
   拡がり角θａが減少する方向に集光するシリンドリカル
   光学素子と、 シリンドリカル光学素子を通過した各レーザ光の偏光面
   が互いに９０度となるように偏光方向を制御する偏光回
   転素子と、 偏光回転素子を通過した各レーザ光の光路を複屈折効果
   によって合流させる複屈折光学素子と、 複屈折光学素子で合流したレーザ光を拡がり角θｂが減
   少する方向に集光する集光性光学素子と、 合流したレーザ光で光励起され、レーザ発振を行う固体
   レーザ媒質とを備えることを特徴とする固体レーザ装
   置。