JPH11261167A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
- Publication number
- JPH11261167A JPH11261167A JP7329798A JP7329798A JPH11261167A JP H11261167 A JPH11261167 A JP H11261167A JP 7329798 A JP7329798 A JP 7329798A JP 7329798 A JP7329798 A JP 7329798A JP H11261167 A JPH11261167 A JP H11261167A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- semiconductor laser
- lens
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- nfp
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＦＰを改善して光強度プロファイルをフラ
ット化する。 【解決手段】 レーザチップ１１からのレーザビームを
コリメートレンズ１２、シリンドリカルレンズアレイ１
３および集光レンズ１４を経て集光面１５に導くように
し、シリンドリカルレンズアレイ１３から集光面１５ま
での等価的な距離をシリンドリカルレンズアレイ１３の
各レンズの焦点距離の２倍以上とする。
ット化する。 【解決手段】 レーザチップ１１からのレーザビームを
コリメートレンズ１２、シリンドリカルレンズアレイ１
３および集光レンズ１４を経て集光面１５に導くように
し、シリンドリカルレンズアレイ１３から集光面１５ま
での等価的な距離をシリンドリカルレンズアレイ１３の
各レンズの焦点距離の２倍以上とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば固体レ
ーザ励起用の光源としてあるいはＣＤ（コンパクトディ
スク）の初期化などに用いられるのに好適な、半導体レ
ーザ装置に関する。
ーザ励起用の光源としてあるいはＣＤ（コンパクトディ
スク）の初期化などに用いられるのに好適な、半導体レ
ーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ装置のチップは、III属元
素Ａｌ，Ｇａ，ＩｎおよびV属元素Ｐ，Ａｓ，Ｓｂの組
み合わせからなる化合物半導体の結晶を基板の上にエキ
タピシャル成長させて活性層などを形成することによっ
て作られる。半導体レーザ装置を、固体レーザ励起用の
光源としてあるいはＣＤの初期化などに用いる場合、均
一加熱などの要請から、近視野像（ＮＦＰ；Ｎｅａｒ
Ｆｉｅｌｄ Ｐａｔｔｅｒｎ）が均一であることが必要
である。
素Ａｌ，Ｇａ，ＩｎおよびV属元素Ｐ，Ａｓ，Ｓｂの組
み合わせからなる化合物半導体の結晶を基板の上にエキ
タピシャル成長させて活性層などを形成することによっ
て作られる。半導体レーザ装置を、固体レーザ励起用の
光源としてあるいはＣＤの初期化などに用いる場合、均
一加熱などの要請から、近視野像（ＮＦＰ；Ｎｅａｒ
Ｆｉｅｌｄ Ｐａｔｔｅｒｎ）が均一であることが必要
である。
【０００３】ところが、半導体レーザ装置ではＮＦＰの
均一性が悪いという問題がある。そこで、従来では、拡
散板を用いてレーザ出射光を拡散させたり、レンズアレ
イを用いその各々のレンズで広がった光を重ね合わせた
りして、光強度プロファイルの均一化を図るようにして
いる。
均一性が悪いという問題がある。そこで、従来では、拡
散板を用いてレーザ出射光を拡散させたり、レンズアレ
イを用いその各々のレンズで広がった光を重ね合わせた
りして、光強度プロファイルの均一化を図るようにして
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように光を拡散させて均一化を図る場合は、光のロスが
大きく、レーザ光のパワーを低下させてしまうという問
題がある。また、レンズアレイの各々のレンズで広がっ
た光を重ね合わせる場合は、光強度が均一になるように
重ね合わせる制御が難しい。
ように光を拡散させて均一化を図る場合は、光のロスが
大きく、レーザ光のパワーを低下させてしまうという問
題がある。また、レンズアレイの各々のレンズで広がっ
た光を重ね合わせる場合は、光強度が均一になるように
重ね合わせる制御が難しい。
【０００５】この発明は、上記に鑑み、光のロスがなく
しかも容易に光強度プロファイルを均一化できるように
改善した、半導体レーザ装置を提供することを目的とす
る。
しかも容易に光強度プロファイルを均一化できるように
改善した、半導体レーザ装置を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による半導体レーザ装置においては、半導
体レーザチップと、該チップからの出力レーザビームを
導く光学系と、該光学系においてレーザビームをいった
ん複数の光束に分けた上でそれらを相互に干渉させる干
渉手段とが備えられることが特徴となっている。
め、この発明による半導体レーザ装置においては、半導
体レーザチップと、該チップからの出力レーザビームを
導く光学系と、該光学系においてレーザビームをいった
ん複数の光束に分けた上でそれらを相互に干渉させる干
渉手段とが備えられることが特徴となっている。
【０００７】半導体レーザチップから出力されたレーザ
ビームを導く光学系において、そのレーザビームがいっ
たん複数の光束に分けられた上でそれらが相互に干渉す
るようにされる。そのため、光の干渉の現象を利用した
光強度の均一化が行われるようになり、光強度均一化の
ため光のロスが生じるということを避けることができ
る。また、光の干渉の現象を利用しているので、光の重
ね合わせの制御という問題も避けることができる。
ビームを導く光学系において、そのレーザビームがいっ
たん複数の光束に分けられた上でそれらが相互に干渉す
るようにされる。そのため、光の干渉の現象を利用した
光強度の均一化が行われるようになり、光強度均一化の
ため光のロスが生じるということを避けることができ
る。また、光の干渉の現象を利用しているので、光の重
ね合わせの制御という問題も避けることができる。
【０００８】レーザビームをいったん複数の光束に分け
た上でそれらを相互に干渉させる干渉手段としては、回
折格子やシリンドリカルレンズアレイやマイクロレンズ
アレイを用いることができる。これら回折格子やシリン
ドリカルレンズアレイやマイクロレンズアレイを用いた
場合、光の干渉現象に加えて回折現象が生じ、これらを
利用して光強度均一化をより良好に行うことができる。
た上でそれらを相互に干渉させる干渉手段としては、回
折格子やシリンドリカルレンズアレイやマイクロレンズ
アレイを用いることができる。これら回折格子やシリン
ドリカルレンズアレイやマイクロレンズアレイを用いた
場合、光の干渉現象に加えて回折現象が生じ、これらを
利用して光強度均一化をより良好に行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１におい
て、半導体レーザチップ１１から出力されるレーザビー
ムがコリメートレンズ１２によって平行ビームにされ、
シリンドリカルレンズアレイ１３を通り、さらに集光レ
ンズ１４によって収束されて焦点面１５に結像するよう
にされている。なお、図では省略しているが、半導体レ
ーザチップ１１は、ヒートシンクを介してペルチェ素子
等に取り付けられて放熱されるようになっており、これ
らがパッケージに収められ、そのパッケージに設けられ
た出力窓からレーザビームが出力されるようになってい
る。
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１におい
て、半導体レーザチップ１１から出力されるレーザビー
ムがコリメートレンズ１２によって平行ビームにされ、
シリンドリカルレンズアレイ１３を通り、さらに集光レ
ンズ１４によって収束されて焦点面１５に結像するよう
にされている。なお、図では省略しているが、半導体レ
ーザチップ１１は、ヒートシンクを介してペルチェ素子
等に取り付けられて放熱されるようになっており、これ
らがパッケージに収められ、そのパッケージに設けられ
た出力窓からレーザビームが出力されるようになってい
る。
【００１０】レーザビームがシリンドリカルレンズアレ
イ１３を通ると、図２に示すように、各々のレンズで収
束された後広がって相互に重なり合うようになる。そし
て、この重なり合う光が相互に干渉する干渉現象が生じ
るようになる。また、同時に回折現象も生じる。そのた
め、この光が重なり合うようになる位置、つまり各レン
ズの焦点距離をｆとするとシリンドリカルレンズアレイ
１３から距離２ｆ以上離れた位置に集光面１５があると
すると、その集光面１５では、回折スポットなどが現れ
て重なる。
イ１３を通ると、図２に示すように、各々のレンズで収
束された後広がって相互に重なり合うようになる。そし
て、この重なり合う光が相互に干渉する干渉現象が生じ
るようになる。また、同時に回折現象も生じる。そのた
め、この光が重なり合うようになる位置、つまり各レン
ズの焦点距離をｆとするとシリンドリカルレンズアレイ
１３から距離２ｆ以上離れた位置に集光面１５があると
すると、その集光面１５では、回折スポットなどが現れ
て重なる。
【００１１】そこで、光強度プロファイルが曲線１６で
示すようになっているレーザビームが、シリンドリカル
レンズアレイ１３を通ると、集光面１５では曲線１７で
示すプロファイルが重なり合ったようになり、結果的に
曲線１８で示すようなフラットなプロファイルが得られ
る。重なる光の数は、焦点距離ｆに対する集光面１５の
距離で定まるため、この集光面１５の距離を適宜決定す
ることによって、回折・干渉現象を起こしながら重なる
光による光強度均一化を調整することが可能となる。
示すようになっているレーザビームが、シリンドリカル
レンズアレイ１３を通ると、集光面１５では曲線１７で
示すプロファイルが重なり合ったようになり、結果的に
曲線１８で示すようなフラットなプロファイルが得られ
る。重なる光の数は、焦点距離ｆに対する集光面１５の
距離で定まるため、この集光面１５の距離を適宜決定す
ることによって、回折・干渉現象を起こしながら重なる
光による光強度均一化を調整することが可能となる。
【００１２】なお、図２ではシリンドリカルレンズアレ
イ１３と集光面１５との間の集光レンズ１４が省略され
ているが、これは説明の便宜であり、集光レンズ１４が
挿入されていても等価的に説明できる。すなわち、集光
レンズ１４が挿入された場合、集光面１５への投影像
（プロファイル１８）が縮小されるだけである。また、
シリンドリカルレンズアレイ１３の挿入位置はコリメー
トレンズ１２と集光レンズ１４との間だけに限らず、集
光レンズ１４と集光面１５との間あるいは光路の適宜な
箇所でよいことも明らかであろう。
イ１３と集光面１５との間の集光レンズ１４が省略され
ているが、これは説明の便宜であり、集光レンズ１４が
挿入されていても等価的に説明できる。すなわち、集光
レンズ１４が挿入された場合、集光面１５への投影像
（プロファイル１８）が縮小されるだけである。また、
シリンドリカルレンズアレイ１３の挿入位置はコリメー
トレンズ１２と集光レンズ１４との間だけに限らず、集
光レンズ１４と集光面１５との間あるいは光路の適宜な
箇所でよいことも明らかであろう。
【００１３】このようにシリンドリカルレンズアレイ１
３を用いた場合、そのレンズの並び方向つまり図１、２
では紙面の上下方向（紙面に平行な面内の方向）におい
て曲線１６のように光強度プロファイルが均一でないレ
ーザビームを曲線１８のようにフラットにすることがで
きるので、とくにブロードストライプレーザチップに好
適である。ブロードストライプレーザチップはストライ
プ状の発光領域の幅（ストライプ幅）を広く（５０μｍ
〜５００μｍ程度に）して高出力化した半導体レーザチ
ップとして知られているものである。この広いストライ
プ幅方向では、光利得による導波のみによって支配され
るモードが存在するため、横モードは多モードとなり、
光強度分布が生じ、この方向では光強度は平坦でなく図
２の曲線１６のように多数の凹凸を持つ。このストライ
プ幅方向とシリンドリカルレンズアレイ１３のレンズ並
び方向とを一致させることにより、光強度プロファイル
を平坦化できる。
３を用いた場合、そのレンズの並び方向つまり図１、２
では紙面の上下方向（紙面に平行な面内の方向）におい
て曲線１６のように光強度プロファイルが均一でないレ
ーザビームを曲線１８のようにフラットにすることがで
きるので、とくにブロードストライプレーザチップに好
適である。ブロードストライプレーザチップはストライ
プ状の発光領域の幅（ストライプ幅）を広く（５０μｍ
〜５００μｍ程度に）して高出力化した半導体レーザチ
ップとして知られているものである。この広いストライ
プ幅方向では、光利得による導波のみによって支配され
るモードが存在するため、横モードは多モードとなり、
光強度分布が生じ、この方向では光強度は平坦でなく図
２の曲線１６のように多数の凹凸を持つ。このストライ
プ幅方向とシリンドリカルレンズアレイ１３のレンズ並
び方向とを一致させることにより、光強度プロファイル
を平坦化できる。
【００１４】マイクロレンズアレイはこのようなシリン
ドリカルレンズアレイを２次元的に拡張したものである
から、マイクロレンズアレイを用いれば、光強度プロフ
ァイルの１次元方向での平坦化のみでなく、光強度プロ
ファイルの２次元方向での平坦化を行うことができる。
ドリカルレンズアレイを２次元的に拡張したものである
から、マイクロレンズアレイを用いれば、光強度プロフ
ァイルの１次元方向での平坦化のみでなく、光強度プロ
ファイルの２次元方向での平坦化を行うことができる。
【００１５】また、このようなレンズアレイだけでな
く、回折格子などを用いることによっても、レーザビー
ムを多数の光束に分けた上で回折・干渉現象を生じさせ
ながら相互に重ね合わせて光強度の均一化を図ることも
可能である。
く、回折格子などを用いることによっても、レーザビー
ムを多数の光束に分けた上で回折・干渉現象を生じさせ
ながら相互に重ね合わせて光強度の均一化を図ることも
可能である。
【００１６】その他、具体的な構成などは、上の記載に
限定されることなく、種々に変更可能である。
限定されることなく、種々に変更可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の半導体
レーザ装置によれば、光のロスをなくしながら光強度プ
ロファイルの均一化を容易に達成できる。そのため、Ｎ
ＦＰが悪い半導体レーザチップであってもそのＮＦＰを
改善できるため、製造歩留まりを向上させて低価格化で
きる。
レーザ装置によれば、光のロスをなくしながら光強度プ
ロファイルの均一化を容易に達成できる。そのため、Ｎ
ＦＰが悪い半導体レーザチップであってもそのＮＦＰを
改善できるため、製造歩留まりを向上させて低価格化で
きる。
【図１】この発明の実施の形態を示す模式図。
【図２】同実施形態を説明するための原理図。
１１ レーザチップ １２ コリメートレンズ １３ シリンドリカルレンズアレイ １４ 集光レンズ １５ 集光面
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体レーザチップと、該チップからの
出力レーザビームを導く光学系と、該光学系においてレ
ーザビームをいったん複数の光束に分けた上でそれらを
相互に干渉させる干渉手段とを備えることを特徴とする
半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7329798A JPH11261167A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7329798A JPH11261167A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11261167A true JPH11261167A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13514096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7329798A Withdrawn JPH11261167A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11261167A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015531895A (ja) * | 2012-09-24 | 2015-11-05 | リモ パテントフェルヴァルトゥング ゲーエムベーハー ウント コー．カーゲーＬＩＭＯ Ｐａｔｅｎｔｖｅｒｗａｌｔｕｎｇ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ | 作業面におけるレーザビームの線形強度分布を発生させるための装置 |
| CN108701958A (zh) * | 2016-02-16 | 2018-10-23 | 优志旺电机株式会社 | 激光片光光源装置 |
| JP2019528579A (ja) * | 2016-08-31 | 2019-10-10 | ルミレッズ ホールディング ベーフェー | 調整された照明パターンを伴うレーザベース光源 |
-
1998
- 1998-03-06 JP JP7329798A patent/JPH11261167A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015531895A (ja) * | 2012-09-24 | 2015-11-05 | リモ パテントフェルヴァルトゥング ゲーエムベーハー ウント コー．カーゲーＬＩＭＯ Ｐａｔｅｎｔｖｅｒｗａｌｔｕｎｇ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ | 作業面におけるレーザビームの線形強度分布を発生させるための装置 |
| CN108701958A (zh) * | 2016-02-16 | 2018-10-23 | 优志旺电机株式会社 | 激光片光光源装置 |
| CN108701958B (zh) * | 2016-02-16 | 2020-08-25 | 优志旺电机株式会社 | 激光片光光源装置 |
| JP2019528579A (ja) * | 2016-08-31 | 2019-10-10 | ルミレッズ ホールディング ベーフェー | 調整された照明パターンを伴うレーザベース光源 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040614 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050401 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Effective date: 20050401 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050404 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20051026 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |