WO2018097241A1

WO2018097241A1 - レーザ装置及び光源装置

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Publication number: WO2018097241A1
Application number: PCT/JP2017/042196
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Inventors: 悠太石毛; 悦治片山; 小栗　淳司; 森　肇
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2018-05-31
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Abstract

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。レーザ装置は、被実装面を有する被実装部材と、被実装部材の被実装面上に設置された半導体レーザ素子とを有し、被実装面上の半導体レーザ素子の上方及び側方が開放されている。

Description

レーザ装置及び光源装置

　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、パッケージの筐体の側壁部に、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。

　さらに、従来の半導体レーザモジュールでは、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ため、半導体レーザ素子から出力されたレーザ光をモジュール内で観察することが容易ではない。このため、従来の半導体レーザモジュールは、出力部における光ファイバの調芯が困難であった。このような理由からも、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、被実装面を有する被実装部材と、前記被実装部材の前記被実装面上に設置された半導体レーザ素子とを有し、前記被実装面上の前記半導体レーザ素子の上方及び側方が開放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斜視図である。図２Ａは、本発明の第１実施形態によるレーザ装置の蓋部の取り付けを説明する概略図である。図２Ｂは、本発明の第１実施形態によるレーザ装置の蓋部の取り付けを説明する概略図である。図３Ａ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３Ｂ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４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５は、本発明の第２実施形態による光源装置を示す斜視図である。図６は、本発明の第２実施形態による光源装置の蓋部の取り付けを説明する概略図（その１）である。図７は、本発明の第２実施形態による光源装置の蓋部の取り付けを説明する概略図（その２）である。図８は、本発明の第３実施形態による光源装置の蓋部の取り付けを説明する概略図（その１）である。図９は、本発明の第３実施形態による光源装置の蓋部の取り付けを説明する概略図（その２）である。図１０は、本発明の第４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４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５実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。図１３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１４は、本発明の第７実施形態による光源装置を示す平面図である。図１５は、本発明の第８実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。図１６は、本発明の第８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乃至図４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は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。

　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等が設けられた被実装部材である底板部２４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。

　底板部２４は、例えば一方向に長い例えば略矩形状の平面形状を有する板状の部材であり、上面と、上面に対向する下面とを有している。底板部２４は、後述する段差部３８とともに被実装部材を構成する。底板部２４では、その長手方向において互いに対向する一端部及び他端部が、それぞれ前方端部及び後方端部になっている。なお、底板部２４の平面形状は、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。

　底板部２４及び段差部３８により構成される被実装部材は、半導体レーザ素子１２、光学系１４、端子部２０、２２等が実装される複数の被実装面を有している。具体的には、底板部２４の上面と、段差部３８における複数の段４０の上面とが被実装面になっている。複数の段４０の上面は、それぞれ底板部２４の上面と平行な被実装面になっており、互いに底板部２４の上面からの高さが異なっている。

　被実装面となる底板部２４の上面及び複数の段４０の上面は、それぞれ、平面であって、当該面上の空間の上方が天板等により覆われておらずに開放されており、当該面上の空間の側方も側壁等により覆われておらずに開放されている開放面になっている。なお、ここにいう面上の空間は、底板部２４の上面上及び複数の段４０の上面上に実装される半導体レーザ素子１２、光学系１４、端子部２０、２２等を含む空間である。すなわち、本実施形態によるレーザ装置１０では、底板部２４の上面及び複数の段４０の上面を含む被実装面上に設置された半導体レーザ素子１２、光学系１４、端子部２０、２２等の上方及び側方が開放されている。

　なお、半導体レーザ素子１２、光学系１４を構成する光学素子等が実装される被実装部材は、底板部２４のような板状部材及びこれに設けられた段差部３８により構成されるものに限定されるものではない。被実装部材は、半導体レーザ素子１２、光学素子等を実装しうる一又は複数の被実装面を有するものであればよい。また、被実装面は、平面のみならず、曲面、凹凸面であってもよいが、好ましくは平面である。

　底板部２４の上面上には、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が設けられている。また、底板部２４の上面上には、後述するように端子部２０、２２が設けられている。

　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ものである。底板部２４の上面上には、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、底板部２４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。すなわち、それぞれ被実装面である複数の段４０の上面は、前方のものよりも後方のものが底板部２４の上面からの高さが高くなっている。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。

　底板部２４の上面上及び段差部３８の複数の段４０の上面上には、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の上面上及び段差部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、底板部２４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底板部２４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、底板部２４の上面上には、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、底板部２４の上面上には、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の上面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。

　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、これを構成する光学素子として、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の上面上及び段差部３８の複数の段４０の上面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。光学系１４を構成する光学素子は、コリメートレンズ５８、６０、反射ミラー６２に限定されるものではなく、その他の光学素子を用いて構成することができる。

　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が設けられた底板部２４の前方側に導く。

　底板部２４の前方端部の上面上には、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。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、底板部２４の上面上に固定された一端である固定端と、底板部２４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。後述する蓋部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、底板部２４の上面及び段差部３８における複数の段４０の上面を含む被実装面上に複数の半導体レーザ素子１２、及び光学素子を含む光学系１４が設置されている。このように被実装面とされる底板部２４の上面及び複数の段４０の上面は、開放面になっており、それぞれの上面上の半導体レーザ素子１２、光学系１４、端子部２０、２２等の上方及び側方が覆われておらずに開放されている。このため、本実施形態によるレーザ装置１０では、複数の半導体レーザ素子１２から出力されたレーザ光をモジュール内で容易に観察することができる。したがって、本実施形態によるレーザ装置１０では、出力部１８の光ファイバ６８について、各半導体レーザ素子１２から出力されてコリメートレンズ５８、６０、反射ミラー６２及び集光レンズ６４を順次経たレーザ光に対する調芯を容易に行うことができる。また、本実施形態によるレーザ装置１０は、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が、底板部２４の上面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の上面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。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に対しては、底板部２４の上面上に設置された複数の半導体レーザ素子１２、光学系１４等を内部空間を空けて覆うように底板部２４の上面上に蓋部を取り付けて固定することができる。本実施形態によるレーザ装置１０の蓋部の取り付けについて図２Ａ及び図２Ｂを用いて説明する。図２Ａは、蓋部２６の取り付け前の本実施形態によるレーザ装置１０を、取り付け前の蓋部２６とともに示す斜視図である。図２Ｂは、蓋部２６の取り付け後の本実施形態によるレーザ装置１０を示す斜視図である。

　図２Ａ及び図２Ｂに示すように、蓋部２６は、底板部２４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、底板部２４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。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。なお、蓋部２６を構成する前側壁部２８、後側壁部３０、左側壁部３２、右側壁部３４及び天板部３６は、互いに一体的に形成されたものであってもよいし、接着剤、はんだ付け等により接合された別個のものであってもよい。また、蓋部２６は、底板部２４の上面上の半導体レーザ素子１２、光学系１４を含む空間の全部を覆うものであっても一部を覆うものであってもよい。

　蓋部２６は、底板部２４の上面上に設けられた複数の半導体レーザ素子１２、光学系１４等を内部空間を空けて覆うように底板部２４の上面上に取り付けられて固定される。なお、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の上面上に固定される。蓋部２６は、底板部２４に取り付けられて固定されることで、底板部２４とともに筐体１６を構成する。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。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。底板部２４と蓋部２６とにより構成される筐体１６は、例えば扁平な略直方体状の形状を有する。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。蓋部２６が底板部２４の上面上に固定された状態では、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。

　また、蓋部２６の天板部３６には、上述のように、底板部２４に設けられた貫通孔７０、７２に対応して、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。

　このように、本実施形態によるレーザ装置１０に対しては、底板部２４の上面上に蓋部２６を取り付けて固定することができる。

　上記のようにレーザ装置１０に対して蓋部２６を取り付ける場合、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。

　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３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。図３Ａは、本実施形態による光源装置を示す斜視図である。図３Ｂは、本実施形態による光源装置を示す平面図である。本実施形態では、蓋部２６が取り付けられたレーザ装置１０を用いて光源装置を構成する場合について説明する。なお、光源装置を構成する際、レーザ装置１０には、蓋部２６が取り付けられていなくてもよい。蓋部２６が取り付けられていないレーザ装置１０を用いて光源装置を構成する場合については、第２実施形態で説明する。

　図３Ａ及び図３Ｂ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。各レーザ装置１０では、上述のようにして底板部２４の上面上に蓋部２６が取り付けられて固定されている。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。なお、複数のレーザ装置１０が設置されるベース部材は、基板８２のような板状部材に限定されるものではなく、種々の形状を採ることができる。例えば、複数のレーザ装置１０が設置されるベース部材は、ヒートシンクのような放熱部材として機能するものであってもよい。この場合、ベース部材は、例えば、放熱性能を向上するための複数枚のフィンを有するものとすることができる。

　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、その底板部２４の長手方向、すなわちその筐体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。また、隣接する２つのレーザ装置１０は、互いに底板部２４及び蓋部２６の側端部を密着させて配列されていてもよいし、一定の間隔を空けて配列されていてもよい。

　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３Ａ及び図３Ｂ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４を用いて説明する。図４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４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５乃至図７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構成は、第１実施形態によるレーザ装置１０と同様である。本実施形態では、蓋部２６が取り付けられていないレーザ装置１０を用いて光源装置を構成する場合について説明する。

　まず、本実施形態による光源装置の構成について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態による光源装置を示す斜視図である。

　図５に示すように、本実施形態による光源装置８０１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。ただし、本実施形態による光源装置８０１では、各レーザ装置１０に対して蓋部２６が取り付けられておらず、半導体レーザ素子１２、光学系１４等が露出している。隣接する２つのレーザ装置１０は、互いに底板部２４の側端部を密着させて配列されている。なお、隣接する２つのレーザ装置１０は、一定の間隔を空けて配列されていてもよい。また、各レーザ装置１０は、底板部２４に設けられた貫通孔７０、７２を貫通して基板８２の雌ねじ孔に螺合する固定ねじ８５、８７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。

　各レーザ装置１０に対して蓋部２６が取り付けられていない本実施形態による光源装置８０１においても、第１実施形態による光源装置８０と同様に、バスバー８８により複数のレーザ装置１０が直列に接続されている。すなわち、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、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。なお、本実施形態においても、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。

　本実施形態のように、蓋部２６が取り付けられていないレーザ装置１０を用いて光源装置８０１を構成することもできる。

　本実施形態による光源装置８０１に対しては、各レーザ装置１０の底板部２４の上面上に設けられた複数の半導体レーザ素子１２、光学系１４等を内部空間を空けて一括して覆うようにそれらの底板部２４の上面上に単一の蓋部を取り付けて固定することができる。以下、本実施形態による光源装置８０１の蓋部の取り付けについて図６及び図７を用いて説明する。図６は、蓋部２２６の取り付け前の本実施形態による光源装置８０１を、取り付け前の蓋部２２６とともに示す斜視図である。図７は、蓋部２２６の取り付け後の本実施形態による光源装置８０１を示す斜視図である。

　図６及び図７に示すように、蓋部２２６は、各レーザ装置１０の底板部２４の長手方向において互いに対向する前側壁部２２８及び後側壁部２３０と、複数のレーザ装置１０の配列方向において互いに対向する左側壁部２３２及び右側壁部２３４とを有している。さらに、蓋部２２６は、各レーザ装置１０の底板部２４に対向するように各側壁部２２８、２３０、２３２、２３４上に設けられた天板部２３６を有している。前側壁部２２８には、複数のレーザ装置１０の出力部１８がそれぞれ嵌合する複数の切り欠き部２６６が設けられている。なお、蓋部２２６を構成する前側壁部２２８、後側壁部２３０、左側壁部２３２、右側壁部２３４及び天板部２３６は、互いに一体的に形成されたものであってもよいし、接着剤、はんだ付け等により接合された別個のものであってもよい。また、蓋部２２６は、各レーザ装置１０の底板部２４の上面上の半導体レーザ素子１２、光学系１４を含む空間の全部を覆うものであっても一部を覆うものであってもよい。

　蓋部２２６は、各レーザ装置１０の底板部２４の上面上に設けられた複数の半導体レーザ素子１２、光学系１４等を内部空間を空けて一括して覆うようにそれらの底板部２４の上面上に取り付けられて固定される。複数のレーザ装置１０は、蓋部２２６内において、上述のようにバスバー８８により直列に接続されている。なお、蓋部２２６は、例えば、接着剤、ねじ止め、はんだ付け等により底板部２４の上面上に固定される。蓋部２２６は、各レーザ装置１０の底板部２４に取り付けられて固定されることで、それらの底板部２４とともに筐体１１６を構成する。こうして底板部２４上に蓋部２２６が固定された筐体１１６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。蓋部２２６は、筐体１１６内への塵埃の侵入を防止する防塵機能、並びに筐体１１６外への光の漏出及び筐体１１６内への光の侵入を遮断する遮光機能を有している。底板部２４と蓋部２２６とにより構成される筐体１１６は、例えば扁平な略直方体状の形状を有する。なお、筐体１１６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。

　上記のように光源装置８０１に対して蓋部２６を取り付ける場合、各レーザ装置１０の底板部２４及び蓋部２２６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２２６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２２６を構成する材料、すなわち天板部２３６、前側壁部２２８、後側壁部２３０、左側壁部２３２及び右側壁部２３４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２２６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２２６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。

　本実施形態のように、各レーザ装置１０に対して個別の蓋部２６を取り付けるのではなく、各レーザ装置１０の複数の半導体レーザ素子１２、光学系１４等を一括して覆う蓋部２２６を設けることもできる。

　［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８及び図９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及び光源装置の構成は、第２実施形態によるレーザ装置１０及び光源装置８０１の構成と同様である。第２実施形態では、光源装置８０１における各レーザ装置１０の半導体レーザ素子１２、光学系１４等を覆う蓋部２２６を設けた際に、その蓋部２２６内で、複数のレーザ装置１０が直列に接続される場合について説明した。これに対して、本実施形態では、光源装置における複数のレーザ装置１０が蓋部の外で直列に接続される場合について説明する。

　以下、本実施形態による光源装置の蓋部の取り付けについて図８及び図９を用いて説明する。図８は、蓋部３２６の取り付け前の本実施形態による光源装置８０２を、取り付け前の蓋部３２６及びバスバー８８等とともに示す斜視図である。図９は、蓋部２２６の取り付け後の本実施形態による光源装置８０１を示す斜視図である。

　図８及び図９に示すように、蓋部３２６は、第２実施形態の蓋部２２６と同様に、前側壁部２２８、後側壁部２３０、左側壁部２３２、右側壁部２３４及び天板部２３６を有している。

　さらに、蓋部３２６では、天板部２３６に、複数のレーザ装置１０における複数組の端子部２０、２２の外部接続部４６にそれぞれ対応して複数組の開口部３５４、３５６が設けられている。蓋部３２６が各レーザ装置１０の底板部２４の上面上に固定された状態では、各レーザ装置１０における端子部２０、２２の外部接続部４６は、それぞれ天板部２３６に設けられた対応する開口部５４、５６を介して、天板部２３６の上方に部分的に突出している。こうして、各レーザ装置１０における端子部２０、２２の外部接続部４６は、それぞれ蓋部３２６の天板部２３６の上面からその外部に部分的に突出している。蓋部３２６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。

　各レーザ装置１０における端子部２０、２２の外部接続部４６が蓋部３２６の外部に部分的に突出した本実施形態による光源装置８０２においても、第１実施形態による光源装置８０と同様に、バスバー８８により複数のレーザ装置１０が直列に接続されている。すなわち、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、蓋部３２６外においてバスバー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。なお、本実施形態においても、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。

　本実施形態のように、蓋部３２６外で複数のレーザ装置１０が直列に接続されてもよい。

　［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１０及び図１１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、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２１０は、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は設けられていない。

　各固定部２１２は、底板部２４からそ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。

　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、底板部２４の外側に設けられていてもよい。

　なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、レーザ装置２１０に対して蓋部２６を取り付けて固定することができる。また、第２又は第３実施形態と同様に、光源装置２８０に対して蓋部２２６又は蓋部３２６を取り付けることができる。

　［第５実施形態］
　本発明の第５実施形態によるレーザ装置について図１２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４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、外部接続部が底板部２４の外側に設けられた端子部を有している点で、第４実施形態によるレーザ装置２１０とは異なっている。

　図１２は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。図１２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、外部接続部３４６が底板部２４の外側に設けられた端子部３２０、３２２を有している。

　端子部３２０は、底板部２４の前端部側に設けられている。端子部３２２は、底板部２４の後端部側に設けられている。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、底板部２４の前端部上に底板部２４の前方に突出するように底板部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と同様のシート状導体３４８を有している。このシート状導体３４８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、底板部２４の後端部上に底板部２４の後方に突出するように底板部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と同様のシート状導体３４８を有している。このシート状導体３４８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３４８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の底板部２４の外側における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３４８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の一部である外部接続部３４６が、底板部２４の外側に設けられていてもよい。

　なお、上記では、第４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。

　また、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、レーザ装置３１０に対して蓋部２６を取り付けて固定することができる。この場合、蓋部２６に開口部５４、５６を設ける必要はない。また、レーザ装置３１０を用いて光源装置を構成した場合に、第２又は第３実施形態と同様に、光源装置２８０に対して蓋部２２６又は蓋部３２６を取り付けて固定することができる。

　［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１３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４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４実施形態によるレーザ装置２１０とは異なっている。

　図１３は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。図１３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、素子接続部４４４と、素子接続部４４４と電気的に接続された外部接続部４４６とを有している。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、それぞれ底板部２４から上方に向かって突出する外部接続部４４６を有している。各外部接続部４４６は、底板部２４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、底板部２４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。

　各外部接続部４４６は、底板部２４の上面上に設けられた素子接続部４４４と電気的に接続されている。素子接続部４４４は、素子接続部４４と同様のものである。素子接続部４４４はシート状導体４８と同様のシート状導体４４７を有し、シート状導体４４７に外部接続部４４６が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４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４２０、４２２を設けることができる。また、第５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。

　また、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、レーザ装置４１０に対して蓋部２６を取り付けて固定することができる。この場合、蓋部２６には、端子部４２０、４２２の外部接続部４４６が蓋部２６の外部に突出する開口部が設けられる。また、レーザ装置４１０を用いて光源装置を構成した場合に、第２又は第３実施形態と同様に、光源装置２８０に対して蓋部２２６又は蓋部３２６を取り付けて固定することができる。

　［第７実施形態］
　本発明の第７実施形態による光源装置について図１４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１４は、本実施形態による光源装置を示す平面図である。図１４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１４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、その底板部２４の長手方向、すなわちその筐体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、その底板部２４の長手方向、すなわちその筐体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、その底板部２４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の底板部２４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。

　なお、本実施形態においても、第２実施形態と同様に、蓋部２６が取り付けられていないレーザ装置１０を用いて光源装置を構成することもできる。この場合、第２又は第３実施形態と同様に光源装置に対して蓋部を取り付けて固定することができる。

　［第８実施形態］
　本発明の第８実施形態によるレーザ装置について図１５及び図１６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１５は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。図１６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１５及び図１６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、底板部２４の上面上に設けられている。また、端子部６１４、６１６も、底板部２４の上面上に設けられている。

　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、底板部２４の温度又は底板部２４上の空間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の上面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、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の上面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。

　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、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、レーザ装置６１０に対して蓋部２６を取り付けて固定することができる。この場合、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、すなわち底板部２４と蓋部２６とにより構成される筐体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。

　また、レーザ装置６１０を用いて光源装置を構成した場合に、第２又は第３実施形態と同様に、光源装置に対して蓋部２２６又は蓋部３２６を取り付けて固定することができる。

　また、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４乃至第６実施形態によるレーザ装置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５実施形態における端子部３２０、３２２と同様に、底板部２４の外側に外部接続部６２２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、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、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、底板部２４の上面及び段差部３８における複数の段４０を含む被実装面上に設置された半導体レーザ素子１２、光学系１４、端子部２０、２２等の側方の全部が開放され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。底板部２４の上面上に設置された半導体レーザ素子１２等の側方は、側壁等により部分的に覆われていてもよく、一部が開放されていればよい。

　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３Ａ及び図３Ｂ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４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、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
２４…底板部
８０、８０１、８０２、２８０、５８０…光源装置
８２、２８２…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

　被実装面を有する被実装部材と、
　前記被実装部材の前記被実装面上に設置された半導体レーザ素子とを有し、
　前記被実装面上の前記半導体レーザ素子の上方及び側方が開放されていることを特徴とするレーザ装置。
　前記被実装部材の前記被実装面上に設置された光学素子を有することを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
　前記被実装部材の前記被実装面上に設けられ、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。
　前記被実装部材に対して上向きに設けられ、外部と電気的に接続可能な端子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。
　前記端子部の一部が、前記被実装部材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。
　前記半導体レーザ素子が設置された前記被実装部材の前記被実装面上に設けられた蓋部を有する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。
　前記被実装部材の熱伝導率が、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６記載のレーザ装置。
　請求項１乃至７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。
　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８記載の光源装置。
　前記複数のレーザ装置の前記被実装部材の前記被実装面上に設けられた蓋部を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の光源装置。
　請求項８乃至１０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。