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JP2002232064A - Semiconductor laser device and method of fixing lens position of semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device and method of fixing lens position of semiconductor laser device

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Publication number
JP2002232064A
JP2002232064A JP2001028636A JP2001028636A JP2002232064A JP 2002232064 A JP2002232064 A JP 2002232064A JP 2001028636 A JP2001028636 A JP 2001028636A JP 2001028636 A JP2001028636 A JP 2001028636A JP 2002232064 A JP2002232064 A JP 2002232064A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
semiconductor laser
condenser lens
emission
laser device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001028636A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirobumi Miyajima
博文 宮島
Hirobumi Suga
博文 菅
Kazunori Kuroyanagi
和典 黒柳
Takayuki Uchiyama
貴之 内山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP2001028636A priority Critical patent/JP2002232064A/en
Publication of JP2002232064A publication Critical patent/JP2002232064A/en
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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ出射面と集光レンズとの間隔を一定に
保持し、集光効率を向上させることが可能な半導体レー
ザ装置を提供する。 【解決手段】 半導体レーザ装置1において、集光レン
ズ15の平坦面20cと半導体レーザアレイ11の出射
面20aとの間隔が一定となるように集光レンズ15が
位置合わせされた後、剛体スペーサ18が平坦面20c
及びヒートシンク14の支持面20bに接した状態で挿
入される。剛体スペーサ18の周囲には、紫外線硬化型
の接着剤17が予め塗布されているため、紫外線を照射
することによって集光レンズ15が支持面20b上に接
着される。このように剛体スペーサ18を挿入した状態
で集光レンズ15を接着すれば、接着剤17が重合収縮
を起こしても、出射面20aと集光レンズ15との間隔
が一定に保持される。
(57) [Problem] To provide a semiconductor laser device capable of maintaining a constant distance between a laser emission surface and a condenser lens and improving the condenser efficiency. SOLUTION: In the semiconductor laser device 1, after the condenser lens 15 is positioned so that the distance between the flat surface 20c of the condenser lens 15 and the emission surface 20a of the semiconductor laser array 11 is constant, the rigid spacer 18 is formed. Is a flat surface 20c
And, it is inserted in a state in contact with the support surface 20 b of the heat sink 14. Since the ultraviolet curing adhesive 17 is applied in advance around the rigid spacers 18, the condenser lens 15 is adhered to the support surface 20b by irradiating the ultraviolet rays. If the condenser lens 15 is bonded with the rigid spacer 18 inserted in this manner, the gap between the exit surface 20a and the condenser lens 15 is kept constant even when the adhesive 17 undergoes polymerization shrinkage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体レーザの励起
や微細加工処理等の光源として使用される半導体レーザ
装置、及び、半導体レーザ装置におけるレンズ位置固定
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device used as a light source for excitation of a solid-state laser, fine processing, and the like, and a lens position fixing method in the semiconductor laser device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザは、スペクトル幅が狭く、
効率が高いという特徴を有するため、発振波長をNd:
YAG等の固体レーザ結晶の吸収スペクトルに適合させ
れば、効率よく固定レーザ結晶を励起することが可能で
あり、固体レーザ励起用光源として用いられている。ま
た、近年では、半導体レーザを微細加工用の光源として
用いることも検討されている。このように半導体レーザ
を固体レーザの励起や微細加工処理等の光源として用い
る場合には、高出力化及び高光密度化を図るために、レ
ーザ出射点を1次元方向に多数配列したバー状の半導体
レーザアレイ、又は、この半導体レーザアレイを2次元
状に複数積層した半導体アレイスタックを用いた半導体
レーザ装置が使用されている。
2. Description of the Related Art Semiconductor lasers have a narrow spectrum width,
Due to the characteristic of high efficiency, the oscillation wavelength is set to Nd:
By adjusting the absorption spectrum of a solid-state laser crystal such as YAG, it is possible to efficiently excite a fixed laser crystal, and it is used as a light source for exciting a solid-state laser. In recent years, the use of a semiconductor laser as a light source for fine processing has been studied. When a semiconductor laser is used as a light source for excitation of a solid-state laser or fine processing, a bar-shaped semiconductor having a large number of laser emission points arranged in a one-dimensional direction in order to achieve high output and high light density. A semiconductor laser device using a laser array or a semiconductor array stack in which a plurality of the semiconductor laser arrays are stacked two-dimensionally is used.

【0003】こうした半導体レーザ装置では、各レーザ
出射点からの発熱が大きいため、レーザ素子の出力特性
が低下すると共に素子寿命が著しく短くなってしまうお
それがある。そのため、半導体レーザアレイは、熱伝導
率が高く放熱特性に優れたヒートシンクに載置された状
態(半導体レーザアレイスタックは、各半導体レーザア
レイ間にヒートシンクを挟み込んだ状態)で使用され
る。このような技術は、例えば特開平10−20019
9号公報に開示されている。
[0003] In such a semiconductor laser device, since the heat generated from each laser emission point is large, the output characteristics of the laser element may be reduced and the life of the laser element may be significantly shortened. Therefore, the semiconductor laser array is used in a state where it is mounted on a heat sink having high heat conductivity and excellent heat radiation characteristics (the semiconductor laser array stack has a heat sink sandwiched between the semiconductor laser arrays). Such a technique is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-20019.
No. 9 discloses this.

【0004】また、こうした半導体レーザ装置では、出
射されるレーザ光の発散角が大きく、レーザ光を効率よ
く集光するには出射されたレーザ光を平行化することが
必要になる。そのため、半導体レーザ装置には、出射さ
れたレーザ光を平行化するためのシリンドリカルレンズ
等の集光レンズが出射面近傍に配置される。このような
技術は、例えば特開平10−284779号に開示され
ている。
In such a semiconductor laser device, the emitted laser light has a large divergence angle, and it is necessary to collimate the emitted laser light in order to efficiently collect the laser light. Therefore, in the semiconductor laser device, a condensing lens such as a cylindrical lens for collimating the emitted laser light is disposed near the emission surface. Such a technique is disclosed in, for example, JP-A-10-284779.

【0005】図18、図19及び図20は、単一の半導
体レーザアレイを用いた従来の半導体レーザ装置を示す
それぞれ斜視図、側面図及び平面図である。これらの図
に示すように、この半導体レーザ装置100では、バー
状の半導体レーザアレイ101の上下面にそれぞれカバ
ープレート102及びサブマウントベース103が接合
されており、ヒートシンク104上に載置されている。
また、断面が半円形状である柱状の集光レンズ105
が、半導体レーザアレイ101の出射面に沿うように配
置され、ヒートシンク104の前面(出射方向側の面)
に支持されている。この半導体レーザ装置101におい
て、半導体レーザアレイ101の各レーザ出射点から出
射されたレーザ光は、出射直後に集光レンズ105によ
って平行化される。
FIGS. 18, 19 and 20 are a perspective view, a side view and a plan view, respectively, showing a conventional semiconductor laser device using a single semiconductor laser array. As shown in these figures, in this semiconductor laser device 100, a cover plate 102 and a submount base 103 are respectively joined to the upper and lower surfaces of a bar-shaped semiconductor laser array 101, and are mounted on a heat sink 104. .
A columnar condenser lens 105 having a semicircular cross section
Are arranged along the emission surface of the semiconductor laser array 101, and the front surface of the heat sink 104 (the surface on the emission direction side)
It is supported by. In this semiconductor laser device 101, laser light emitted from each laser emission point of the semiconductor laser array 101 is collimated by a condenser lens 105 immediately after emission.

【0006】また、図21は、半導体レーザアレイスタ
ックを用いた従来の半導体レーザ装置を示す斜視図であ
る。同図に示すように、この半導体レーザ装置110で
は、半導体レーザアレイ101、カバープレート102
及びサブマウントベース103からなるユニットがヒー
トシンク104を挟み込んで交互に積層されて半導体レ
ーザアレイスタックを構成している。この半導体レーザ
アレイスタックは、U字型のハウジング111の凹部に
配置されており、断面が半円形状である柱状の集光レン
ズ105が、各半導体レーザアレイ101の出射面に沿
うように配置され、ハウジング111の前面(出射方向
側の面)に両端を支持されている。
FIG. 21 is a perspective view showing a conventional semiconductor laser device using a semiconductor laser array stack. As shown in FIG. 1, in this semiconductor laser device 110, a semiconductor laser array 101, a cover plate 102
Units including the submount base 103 are alternately stacked with the heat sink 104 interposed therebetween to form a semiconductor laser array stack. This semiconductor laser array stack is arranged in a concave portion of a U-shaped housing 111, and a columnar condenser lens 105 having a semicircular cross section is arranged along the emission surface of each semiconductor laser array 101. Both ends are supported by a front surface (a surface on the emission direction side) of the housing 111.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】半導体レーザ装置を固
体レーザの励起や微細加工処理等の光源として使用する
場合、固体レーザの端面や加工部位等の微小なスポット
にレーザ光を集光しなければならない。この集光効率を
向上させるためには、出射されたレーザ光を高い精度で
平行化しなければならず、レーザ出射面の近傍に配置さ
れる集光レンズの位置精度が重要となる。特に、レーザ
出射方向についての位置精度が重要であり、集光レンズ
と半導体レーザアレイの出射面との間隔が一定となるよ
うに(長手方向については、図20におけるδ1とδ2
が等しくなるように)集光レンズを配置する必要があ
る。
When a semiconductor laser device is used as a light source for excitation of a solid-state laser, fine processing, or the like, a laser beam must be focused on a minute spot such as an end face of the solid-state laser or a processing portion. No. In order to improve the light-collecting efficiency, the emitted laser light must be parallelized with high accuracy, and the positional accuracy of the light-collecting lens disposed near the laser emission surface is important. In particular, positional accuracy in the laser emission direction is important, and the distance between the condenser lens and the emission surface of the semiconductor laser array is fixed (in the longitudinal direction, δ 1 and δ 2 in FIG. It is necessary to arrange a condenser lens.

【0008】しかしながら、半導体レーザ装置を作製す
る場合、半導体レーザアレイと他の各部材とを接合する
作業の際にズレが生じやすく、ヒートシンク又はハウジ
ング等のレンズホルダの支持面と半導体レーザアレイの
レーザ出射面とが平行でなくなってしまうことがある。
例えば、図22に示すように、半導体レーザアレイ10
1をサブマウントベース103上にマウントする際に図
中z軸方向を回転軸とするズレが生じやすいと共に、接
合時のはんだ層106の厚さムラによってy軸方向及び
x軸方向を回転軸とするズレが生じる。これらにより、
半導体レーザアレイ101の出射面200aとヒートシ
ンク104の支持面200bとが平行でなくなってしま
う。従って、このような場合には、集光レンズと半導体
レーザアレイの出射面の間隔が一定となるように配置す
ることが困難になっていた。
However, when a semiconductor laser device is manufactured, misalignment is likely to occur during the operation of joining the semiconductor laser array to other members, and the supporting surface of a lens holder such as a heat sink or a housing and the laser of the semiconductor laser array are not connected. The exit surface may not be parallel.
For example, as shown in FIG.
When mounting 1 on the sub-mount base 103, a shift with the z-axis direction as the rotation axis in the drawing is likely to occur, and the y-axis direction and the x-axis direction are set as the rotation axes due to the uneven thickness of the solder layer 106 at the time of joining. A gap occurs. By these,
The emission surface 200a of the semiconductor laser array 101 and the support surface 200b of the heat sink 104 are not parallel. Therefore, in such a case, it has been difficult to dispose the condensing lens and the emitting surface of the semiconductor laser array so that the distance between them is constant.

【0009】また、集光レンズは、半導体レーザアレイ
の出射面との間隔が一定となるように位置合わせされた
後、ヒートシンク又はハウジング等のレンズホルダの支
持面に接着剤を用いて固定されるが(図18〜図21に
おける符号107参照)、特に樹脂系の接着剤を用いて
固定する際、接着剤の重合収縮に伴なって集光レンズと
半導体レーザアレイの出射面との間隔が変化してしまう
ことがあった。さらには、集光レンズと半導体レーザア
レイの出射面の間隔が一定となるように高精度に固定で
きたとしても、接着の際に重合しなかった残存モノマー
成分の重合収縮が時間の経過と共に進行するため、集光
レンズと半導体レーザアレイの出射面との間隔が経時的
に変化してしまうことがあった。
[0009] The condensing lens is positioned so that the distance from the emitting surface of the semiconductor laser array is constant, and then fixed to the supporting surface of a lens holder such as a heat sink or a housing using an adhesive. (Refer to reference numeral 107 in FIGS. 18 to 21), particularly when the fixing is performed using a resin-based adhesive, the distance between the condensing lens and the emission surface of the semiconductor laser array changes due to the polymerization shrinkage of the adhesive. Was sometimes done. Furthermore, even if the gap between the condenser lens and the emission surface of the semiconductor laser array can be fixed with high precision, the polymerization shrinkage of the remaining monomer components that did not polymerize at the time of bonding progresses with time. Therefore, the distance between the condenser lens and the emission surface of the semiconductor laser array may change with time.

【0010】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、レーザ出射面と集光レンズとの間隔を一定に保
持し、集光効率を向上させることが可能な半導体レーザ
装置、及び、半導体レーザ装置のレンズ位置固定方法を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a semiconductor laser device capable of maintaining a constant distance between a laser emission surface and a condenser lens and improving the condenser efficiency, and An object of the present invention is to provide a method for fixing a lens position of a semiconductor laser device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】第1の発明に係る半導体
レーザ装置は、複数のレーザ出射点が出射面上において
長手方向に配列された半導体レーザアレイと、半導体レ
ーザアレイの出射方向近傍に出射面に沿うようにして配
置され、半導体レーザアレイから出射されたレーザ光を
長手方向と交差する方向に集光する集光レンズと、集光
レンズを支持するための支持面を有するレンズホルダ
と、を備え、集光レンズ及びレンズホルダの支持面の少
なくとも一方に切り欠き面が形成され、集光レンズとレ
ンズホルダの支持面との間の当該切り欠き面が形成され
た箇所に剛体スペーサが挿入され、集光レンズとレンズ
ホルダの支持面との間に塗布された接着剤を硬化させる
ことによって集光レンズがレンズホルダの支持面上に接
着されたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser device including a semiconductor laser array in which a plurality of laser emission points are arranged in a longitudinal direction on an emission surface, and an emission near the emission direction of the semiconductor laser array. A condensing lens arranged along the surface and condensing the laser light emitted from the semiconductor laser array in a direction intersecting the longitudinal direction, and a lens holder having a support surface for supporting the condensing lens, A notch surface is formed in at least one of the condensing lens and the support surface of the lens holder, and a rigid spacer is inserted into a portion between the condensing lens and the support surface of the lens holder where the notch surface is formed. And the condensing lens is adhered to the supporting surface of the lens holder by curing the adhesive applied between the condensing lens and the supporting surface of the lens holder. To.

【0012】また、第2の発明に係る半導体レーザ装置
は、複数のレーザ出射点が出射面上において長手方向に
配列された複数の半導体レーザアレイが、出射方向を同
一方向として長手方向及び出射方向と交差する方向にス
タック状に配置された半導体レーザアレイスタックと、
各半導体レーザアレイの出射方向近傍に出射面に沿うよ
うにして配置され、各半導体レーザアレイから出射され
たレーザ光を長手方向と交差する方向に集光する半導体
レーザアレイと同数の集光レンズと、集光レンズを支持
するための支持面を有するレンズホルダと、を備え、集
光レンズ及びレンズホルダの支持面の少なくとも一方の
切り欠き面が形成され、集光レンズとレンズホルダの支
持面との間の当該切り欠き面が形成された箇所に剛体ス
ペーサが挿入され、集光レンズとレンズホルダの支持面
との間に塗布された接着剤を硬化させることによって集
光レンズがレンズホルダの支持面上に接着されたことを
特徴とする。
Further, in a semiconductor laser device according to a second aspect of the present invention, a plurality of semiconductor laser arrays in which a plurality of laser emission points are arranged in a longitudinal direction on an emission surface, wherein the emission direction is the same direction and the longitudinal direction and the emission direction. A semiconductor laser array stack arranged in a stack in a direction intersecting with
The same number of converging lenses as the number of semiconductor laser arrays that are arranged along the emission surface in the vicinity of the emission direction of each semiconductor laser array and condense laser light emitted from each semiconductor laser array in a direction that intersects the longitudinal direction. A lens holder having a support surface for supporting the condenser lens, wherein at least one notch surface of the support surface of the condenser lens and the lens holder is formed, and a support surface of the condenser lens and the lens holder. A rigid spacer is inserted into the portion where the notched surface is formed between the two, and the adhesive applied between the condenser lens and the support surface of the lens holder is cured so that the condenser lens supports the lens holder. It is characterized by being adhered on a surface.

【0013】また、第3の発明に係る半導体レーザ装置
のレンズ位置固定方法は、複数のレーザ出射点が出射面
上において長手方向に配列された半導体レーザアレイ
と、半導体レーザアレイの出射方向近傍に出射面に沿う
ようにして配置され、半導体レーザアレイから出射され
たレーザ光を長手方向と交差する方向に集光する集光レ
ンズと、集光レンズを支持するための支持面を有するレ
ンズホルダとを備え、集光レンズ及びレンズホルダの支
持面の少なくとも一方に切り欠き面が形成された半導体
レーザ装置において集光レンズの位置を固定する方法で
あって、集光レンズとレンズホルダの支持面との間の当
該切り欠き面が形成された箇所に、出射面と集光レンズ
との間隔を調整する剛体スペーサを挿入する第1のステ
ップと、集光レンズとレンズホルダの支持面との間に塗
布された接着剤を硬化させることによって集光レンズを
レンズホルダの支持面上に接着する第2のステップとを
備えることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for fixing a lens position of a semiconductor laser device, comprising: a semiconductor laser array in which a plurality of laser emission points are arranged in a longitudinal direction on an emission surface; A condensing lens arranged along the emission surface and condensing laser light emitted from the semiconductor laser array in a direction intersecting the longitudinal direction, and a lens holder having a support surface for supporting the condensing lens A method for fixing the position of the condenser lens in a semiconductor laser device in which a cutout surface is formed on at least one of the support surfaces of the condenser lens and the lens holder, comprising: A first step of inserting a rigid spacer for adjusting the distance between the exit surface and the condenser lens at a position where the notch surface is formed between Characterized in that it comprises a second step of adhering onto the support surface of the lens holder the condensing lens by curing the adhesive applied between the supporting surface of the lens holder.

【0014】また、第4の発明に係る半導体レーザ装置
のレンズ位置固定方法は、複数のレーザ出射点が出射面
上において長手方向に配列された複数の半導体レーザア
レイが、出射方向を同一方向として長手方向及び出射方
向と交差する方向にスタック状に配置された半導体レー
ザアレイスタックと、各半導体レーザアレイの出射方向
近傍に出射面に沿うようにして配置され、各半導体レー
ザアレイから出射されたレーザ光を長手方向と交差する
方向に集光する半導体レーザアレイと同数の集光レンズ
と、集光レンズを支持するための支持面を有するレンズ
ホルダとを備え、集光レンズ及びレンズホルダの支持面
の少なくとも一方に切り欠き面が形成された半導体レー
ザ装置において集光レンズの位置を固定する方法であっ
て、集光レンズとレンズホルダの支持面との間の当該切
り欠き面が形成された箇所に、出射面と集光レンズとの
間隔を調整する剛体スペーサを挿入する第1のステップ
と、集光レンズとレンズホルダの支持面との間に塗布さ
れた接着剤を硬化させることによって集光レンズをレン
ズホルダの支持面上に接着する第2のステップとを備え
ることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of fixing a lens position of a semiconductor laser device, a plurality of semiconductor laser arrays in which a plurality of laser emission points are arranged in a longitudinal direction on an emission surface are arranged so that the emission directions are the same. A semiconductor laser array stack arranged in a stack in a direction intersecting the longitudinal direction and the emission direction, and a laser emitted from each semiconductor laser array arranged along the emission surface in the vicinity of the emission direction of each semiconductor laser array A semiconductor laser array for condensing light in a direction intersecting the longitudinal direction, the same number of condensing lenses, and a lens holder having a supporting surface for supporting the condensing lens, and a supporting surface for the condensing lens and the lens holder A method of fixing the position of the condenser lens in a semiconductor laser device in which a cutout surface is formed on at least one of A first step of inserting a rigid spacer for adjusting the distance between the exit surface and the condenser lens at a position where the cutout surface is formed between the lens holder and the support surface of the lens holder, and supporting the condenser lens and the lens holder. Bonding the condensing lens onto the supporting surface of the lens holder by curing the adhesive applied between the lens holder and the surface.

【0015】これらの発明によれば、集光レンズとレン
ズホルダの支持面との間隔が一定となるように、集光レ
ンズ及びレンズホルダの支持面の少なくとも一方に切り
欠き面を形成し、剛体スペーサをこの切り欠き面に沿っ
て摺動させながら挿入した後、集光レンズとレンズホル
ダの支持面との間に塗布された接着剤を硬化させ、集光
レンズをレンズホルダの支持面上に接着することによっ
て集光レンズの位置が固定される。集光レンズの位置調
整は剛体スペーサを切り欠き面に沿って摺動させながら
行なえるため、レーザ出射面とレンズホルダの支持面と
が平行でない場合であっても、剛体スペーサの挿入深さ
を調整することにより、集光レンズとレンズホルダの支
持面との間隔が一定となるように配置することが容易に
なる。また、剛体スペーサを挿入した状態で集光レンズ
とレンズホルダの支持面とを接着すれば、接着処理の際
又は接着後経時的に接着剤が重合収縮を起こしても、レ
ーザ出射面と集光レンズとの間隔を一定に保持すること
が可能になる。
According to these inventions, at least one of the support surfaces of the condenser lens and the lens holder is formed with a cutout surface so that the distance between the condenser lens and the support surface of the lens holder is constant. After inserting the spacer while sliding along the cutout surface, the adhesive applied between the condenser lens and the support surface of the lens holder is cured, and the condenser lens is placed on the support surface of the lens holder. By bonding, the position of the condenser lens is fixed. Since the position adjustment of the condenser lens can be performed while sliding the rigid spacer along the cutout surface, even if the laser emission surface and the support surface of the lens holder are not parallel, the insertion depth of the rigid spacer can be adjusted. By adjusting, it is easy to arrange the condenser lens and the support surface of the lens holder so that the distance between the condenser lens and the support surface is constant. Also, if the condensing lens and the supporting surface of the lens holder are bonded together with the rigid spacers inserted, even if the adhesive undergoes polymerization shrinkage during the bonding process or over time after bonding, the laser emitting surface and the condensing lens are condensed. It is possible to keep the distance from the lens constant.

【0016】また、上記第1及び第2の発明に係る半導
体レーザ装置において、上記集光レンズの外周面に平坦
面が形成されたことが好ましい。
In the semiconductor laser devices according to the first and second aspects of the present invention, it is preferable that a flat surface is formed on an outer peripheral surface of the condenser lens.

【0017】また、上記第3及び第4の発明に係る半導
体レーザ装置のレンズ位置固定方法において、上記集光
レンズとして、外周面に平坦面が形成された集光レンズ
を用ることが好ましい。
In the method for fixing a lens position of a semiconductor laser device according to the third and fourth aspects of the present invention, it is preferable to use a condensing lens having a flat outer peripheral surface as the condensing lens.

【0018】これらのように、集光レンズの外周面に平
坦面を形成すれば、剛体スペーサを挿入する作業や集光
レンズの位置を調整する作業が容易になると共に、集光
レンズを安定した状態でレンズホルダの支持面上に固定
することが可能になる。
As described above, if a flat surface is formed on the outer peripheral surface of the condenser lens, the work of inserting the rigid spacer and the operation of adjusting the position of the condenser lens are facilitated, and the condenser lens is stabilized. In this state, it can be fixed on the support surface of the lens holder.

【0019】また、上記第1及び第2の発明に係る半導
体レーザ装置において、集光レンズ及びレンズホルダの
支持面の少なくともいずれか一方に剛体スペーサを摺動
可能なガイド溝が形成され、上記剛体スペーサは、当該
ガイド溝に沿って集光レンズとレンズホルダの支持面と
の間に挿入されたことも好ましい。
Further, in the semiconductor laser device according to the first and second aspects of the present invention, at least one of the converging lens and the support surface of the lens holder is provided with a guide groove capable of sliding a rigid spacer. The spacer is preferably inserted between the condenser lens and the support surface of the lens holder along the guide groove.

【0020】また、上記第3及び第4の発明に係る半導
体レーザ装置のレンズ位置固定方法において、集光レン
ズ及びレンズホルダの支持面の少なくともいずれか一方
に剛体スペーサを摺動可能なガイド溝を形成するステッ
プをさらに備え、上記第1のステップでは、上記剛体ス
ペーサを、当該ガイド溝に沿って集光レンズとレンズホ
ルダの支持面との間に挿入することも好ましい。
In the method for fixing a lens position of a semiconductor laser device according to the third and fourth aspects of the present invention, a guide groove slidable with a rigid spacer is provided on at least one of the converging lens and the support surface of the lens holder. It is preferable that the method further includes a forming step, and in the first step, the rigid spacer is inserted between the condenser lens and the support surface of the lens holder along the guide groove.

【0021】これらのように、集光レンズ及びレンズホ
ルダの支持面の少なくともいずれか一方にガイド溝を形
成し、このガイド溝に沿って剛体スペーサを挿入すれ
ば、剛体スペーサの移動させる作業が容易になると共
に、剛体スペーサがガイド溝と交差する方向にぐらつく
ことがなく集光レンズを安定した状態でレンズホルダの
支持面上に固定することが可能になる。
As described above, if a guide groove is formed in at least one of the support surface of the condenser lens and the lens holder, and the rigid spacer is inserted along the guide groove, the operation of moving the rigid spacer is easy. In addition, it becomes possible to fix the condenser lens on the support surface of the lens holder in a stable state without wobbling in the direction in which the rigid spacer intersects the guide groove.

【0022】また、上記第1及び第2の発明に係る半導
体レーザ装置において、上記剛体スペーサは、複数の剛
体スペーサを含むことも好ましい。
Further, in the semiconductor laser devices according to the first and second aspects, it is preferable that the rigid spacer includes a plurality of rigid spacers.

【0023】また、上記第3及び第4の発明に係る半導
体レーザ装置のレンズ位置固定方法において、上記剛体
スペーサとして、複数の剛体スペーサを用いることも好
ましい。
In the method for fixing a lens position of a semiconductor laser device according to the third and fourth aspects of the present invention, it is preferable that a plurality of rigid spacers are used as the rigid spacers.

【0024】これらの場合には、各剛体スペーサの厚さ
や挿入位置等を変えることによって、レンズホルダの支
持面に対してアオリ(所定の回転軸についての回転)を
与えた状態で集光レンズを固定することが可能になる。
例えば、厚さの異なる複数本のロッド状剛体スペーサを
集光レンズの長手方向と交差する方向に並列して挿入す
れば、集光レンズにアオリ(すなわち、長手方向を回転
軸とする回転)を与えることができる。また、単一の剛
体スペーサを用いる場合と比較して、集光レンズを安定
した状態でレンズホルダの支持面上に固定することが可
能になる。
In these cases, by changing the thickness, insertion position, and the like of each rigid spacer, the condenser lens is tilted (rotated about a predetermined rotation axis) with respect to the support surface of the lens holder. It becomes possible to fix.
For example, if a plurality of rod-shaped rigid spacers having different thicknesses are inserted in parallel in a direction intersecting with the longitudinal direction of the condenser lens, the condenser lens may be tilted (that is, rotated with the longitudinal direction as a rotation axis). Can be given. Further, as compared with a case where a single rigid spacer is used, the condenser lens can be fixed on the support surface of the lens holder in a stable state.

【0025】また、上記第1及び第2の発明に係る半導
体レーザ装置において、上記剛体スペーサの線膨張係数
は、集光レンズの線膨張係数と実質的同一であることも
好ましい。
In the semiconductor laser devices according to the first and second aspects of the present invention, it is preferable that the linear expansion coefficient of the rigid spacer is substantially the same as the linear expansion coefficient of the condenser lens.

【0026】また、上記第3及び第4の発明に係る半導
体レーザ装置のレンズ位置固定方法において、上記剛体
スペーサとして、集光レンズの線膨張係数と実質的同一
の線膨張係数を有する剛体スペーサを用いることも好ま
しい。
In the method of fixing a lens position of a semiconductor laser device according to the third and fourth aspects, a rigid spacer having a linear expansion coefficient substantially equal to a linear expansion coefficient of a condenser lens is used as the rigid spacer. It is also preferable to use them.

【0027】半導体レーザ装置の作動時には、レーザ発
振に伴ない各レーザ素子において大量の熱が発生し、集
光レンズや剛体スペーサの温度が上昇する場合がある。
そのため、集光レンズの線膨張係数と実質的同一の線膨
張係数を有する剛体スペーサを用いれば、集光レンズと
剛体スペーサとの間における熱応力の発生を抑止するこ
とが可能になる。
During operation of the semiconductor laser device, a large amount of heat is generated in each laser element due to laser oscillation, and the temperature of the condenser lens and the rigid spacer may rise.
Therefore, if a rigid spacer having a linear expansion coefficient substantially the same as the linear expansion coefficient of the condenser lens is used, it is possible to suppress the generation of thermal stress between the condenser lens and the rigid spacer.

【0028】また、上記第1及び第2の発明に係る半導
体レーザ装置において、上記剛体スペーサは、紫外線を
透過する特性を有することも好ましい。
In the semiconductor laser devices according to the first and second aspects of the present invention, it is preferable that the rigid spacer has a property of transmitting ultraviolet rays.

【0029】さらに、上記第3及び第4の発明に係る半
導体レーザ装置のレンズ位置固定方法において、上記剛
体スペーサとして、紫外線を透過する特性を有する剛体
スペーサを用いることも好ましい。
Furthermore, in the lens position fixing method of the semiconductor laser device according to the third and fourth aspects, it is preferable that a rigid spacer having a property of transmitting ultraviolet rays is used as the rigid spacer.

【0030】集光レンズとレンズホルダの支持面を接着
するための接着剤として、紫外線を照射することによっ
て接着作用を有する紫外線硬化型の接着剤(例えば、ア
クリル系モノマーと紫外線照射によってラジカルを発生
する重合開始剤とから構成される接着剤)を使用する場
合には、このように紫外線を透過する特性を有する剛体
スペーサを用いることによって、紫外線硬化型の接着剤
をまんべんなく硬化させることが可能になる。
As an adhesive for adhering the condensing lens and the support surface of the lens holder, an ultraviolet-curing adhesive having an adhesive action by irradiating ultraviolet rays (for example, an acrylic monomer and radicals generated by ultraviolet irradiation) In the case of using an adhesive composed of a polymerization initiator, a UV-curable adhesive can be cured evenly by using a rigid spacer having the property of transmitting ultraviolet light. Become.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明に係る半導体レーザ装置、及び、半導体レーザ装
置のレンズ位置固定方法の好適な実施形態について詳細
に説明する。なお、図面の説明において、同一又は相当
要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
また、実施形態においては、半導体レーザアレイのレー
ザ出射面に向かって左方向をx軸正方向、レーザ出射方
向をy軸正方向、レーザ出射面に向かって上方向をz軸
正方向とする右手系の直交座標を用いて説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
Preferred embodiments of a semiconductor laser device and a method for fixing a lens position of the semiconductor laser device according to the present invention will be described in detail. In the description of the drawings, the same or corresponding elements will be denoted by the same reference characters, without redundant description.
Further, in the embodiment, the right hand with the x-axis positive direction toward the laser emitting surface of the semiconductor laser array, the y-axis positive direction as the laser emitting direction, and the z-axis positive direction as the upward direction toward the laser emitting surface. This will be described using the rectangular coordinates of the system.

【0032】まず、本発明の第1の実施形態について説
明する。図1及び図2は、それぞれ第1の実施形態に係
る半導体レーザ装置を示す斜視図及び側面図である。こ
の半導体レーザ装置1は、バー状の半導体レーザアレイ
11と、カバープレート12と、サブマウントベース1
3と、ヒートシンク14と、集光レンズ15とを備えて
構成される。
First, a first embodiment of the present invention will be described. 1 and 2 are a perspective view and a side view, respectively, showing the semiconductor laser device according to the first embodiment. The semiconductor laser device 1 includes a bar-shaped semiconductor laser array 11, a cover plate 12, and a submount base 1.
3, a heat sink 14, and a condenser lens 15.

【0033】半導体レーザアレイ11は、GaAs等か
らなる化合物半導体から構成されており、発光領域の大
きさが100μm×2μm程度の1チャンネルのレーザ
出射点を出射面20a上に多数配列してバー状に形成し
たものである。この半導体レーザアレイ11には、カバ
ープレート12及びサブマウントベース13がはんだ付
けによって上下面から挟み込むように接合されており、
レーザ出射方向が図中x軸正方向、半導体レーザアレイ
11の長手方向(レーザ出射点の配列方向)が図中y軸
方向となるようにヒートシンク14上に載置されてい
る。サブマウントベース13及びヒートシンク14は熱
伝導性に優れた材質から構成されており、ヒートシンク
14の内部には水路(図示せず)が設けられて冷却水を
循環流通させることが可能になっている。
The semiconductor laser array 11 is made of a compound semiconductor made of GaAs or the like, and has a bar-like shape formed by arranging a large number of laser emission points of one channel having an emission area of about 100 μm × 2 μm on the emission surface 20a. It is formed in. A cover plate 12 and a submount base 13 are joined to the semiconductor laser array 11 by soldering so as to be sandwiched from above and below.
The semiconductor laser array 11 is mounted on the heat sink 14 such that the laser emission direction is the positive x-axis direction in the figure and the longitudinal direction of the semiconductor laser array 11 (the arrangement direction of laser emission points) is the y-axis direction in the figure. The submount base 13 and the heat sink 14 are made of a material having excellent thermal conductivity, and a water passage (not shown) is provided inside the heat sink 14 so that cooling water can be circulated and circulated. .

【0034】また、集光レンズ15は、円柱状のレンズ
に研削加工等を施すことによって平坦面20cが形成さ
れた断面が半円形状のレンズであり、その平坦面20c
に端面部側からテーパ状の切り欠き面20dが形成され
ている。レンズの平坦面20cを半導体レーザアレイ1
1の出射面20aの方向(x軸負方向)に向けた状態
で、出射面20aに沿うように配置されており、ヒート
シンク14の支持面(x軸正方向側の面)20bにレン
ズの両端部である切り欠き面20dを支持されている。
集光レンズ15の両端の切り欠き面20dとヒートシン
ク14の支持面20bとの間の支持部分には、集光レン
ズ15と実質的同一の線膨張係数を有する、例えば石英
ガラス等からなるロッド状の剛体スペーサ18が、集光
レンズ15の両端の切り欠き面20d及びヒートシンク
14の支持面20bに接した状態で各端に2本ずつ挿入
されており、集光レンズ15は各剛体スペーサ18の周
囲に塗布された接着剤17によってヒートシンク14の
支持面20b上に接着されている。以下、この集光レン
ズの位置固定方法について詳細に説明する。
The condensing lens 15 is a lens having a semicircular cross section in which a flat surface 20c is formed by subjecting a cylindrical lens to grinding or the like.
Is formed with a tapered cutout surface 20d from the end face side. The semiconductor laser array 1
1 is arranged along the emission surface 20a in a state facing the direction of the emission surface 20a (x-axis negative direction), and both ends of the lens are placed on the support surface (surface on the x-axis positive direction side) 20b of the heat sink 14. The notch surface 20d which is a part is supported.
The support portion between the notch surfaces 20d at both ends of the condenser lens 15 and the support surface 20b of the heat sink 14 has a rod-like shape made of, for example, quartz glass having substantially the same linear expansion coefficient as the condenser lens 15. The rigid spacers 18 are inserted at each end in a state of being in contact with the cutout surfaces 20d at both ends of the condenser lens 15 and the support surface 20b of the heat sink 14, and the condenser lens 15 is It is adhered to the support surface 20b of the heat sink 14 by an adhesive 17 applied to the periphery. Hereinafter, the position fixing method of the condenser lens will be described in detail.

【0035】この位置固定方法では、まず、ヒートシン
ク14の支持面20bから約300μm程度前側(x軸
正方向側)に集光レンズ15を配置し、半導体レーザア
レイ11の出射面20aと集光レンズ15の平坦面20
cとの間隔が一定となるように(すなわち、半導体レー
ザアレイ11の出射面20aと集光レンズ15の平坦面
20cとが平行になるように)集光レンズ15の位置合
わせを行なう。この位置合わせ処理は、例えば、半導体
レーザアレイ11を作動させて、集光レンズ15によっ
て集光されたレーザ光をモニターしながら行なわれ、モ
ニター出力が最大になるように集光レンズ15の位置が
調整される。
In this position fixing method, first, the condenser lens 15 is disposed about 300 μm in front of the support surface 20b of the heat sink 14 (on the positive side of the x-axis), and the exit surface 20a of the semiconductor laser array 11 and the condenser lens 15 flat surfaces 20
The position of the condenser lens 15 is adjusted so that the distance between the condenser lens 15 and c is constant (that is, the emission surface 20a of the semiconductor laser array 11 is parallel to the flat surface 20c of the condenser lens 15). This alignment process is performed, for example, by operating the semiconductor laser array 11 and monitoring the laser light condensed by the condensing lens 15, and adjusting the position of the condensing lens 15 so that the monitor output is maximized. Adjusted.

【0036】集光レンズ15の位置合わせ処理が行なわ
れた後、図3に示すように、保持手段(図示せず)によ
り保持されたロッド状の剛体スペーサ18が集光レンズ
15の切り欠き面20d及びヒートシンク14の支持面
20bの両方に接するまで同図中y軸方向に沿って挿入
される。このとき、集光レンズ15の平坦面20cとヒ
ートシンク14の支持面20bとの間隔を広げたい場合
には、集光レンズ15の中心部側(同図中y軸負方向
側)の深い位置まで剛体スペーサ18を挿入し、逆に間
隔を狭めたい場合には、集光レンズ15の端部側(同図
中y軸正方向側)の浅い位置に剛体スペーサ18を挿入
するに留めることによって集光レンズ15の平坦面20
cとヒートシンク14の支持面20bとの間隔が調整さ
れる。この剛体スペーサ18は、紫外線透過性を有する
材質から構成されており、長手方向をy軸方向とし、各
端に2本ずつ上下方向(z軸方向)に並列して挿入され
る。また、挿入される剛体スペーサ18の周囲には、ペ
ースト状の紫外線硬化型の接着剤17が予め塗布されて
いる。
After the alignment of the condenser lens 15 is performed, as shown in FIG. 3, the rod-shaped rigid spacer 18 held by the holding means (not shown) is cut into the notched surface of the condenser lens 15. It is inserted along the y-axis direction in the drawing until it comes into contact with both the support surface 20b of the heat sink 14 and the support surface 20b. At this time, if it is desired to increase the distance between the flat surface 20c of the condenser lens 15 and the support surface 20b of the heat sink 14, it is necessary to increase the distance to the center of the condenser lens 15 (the y-axis negative direction side in the drawing). When the rigid spacers 18 are to be inserted and the interval is to be narrowed, conversely, the rigid spacers 18 are inserted at a shallow position on the end side of the condenser lens 15 (the y-axis positive direction side in the figure). Flat surface 20 of optical lens 15
The distance between c and the support surface 20b of the heat sink 14 is adjusted. The rigid spacers 18 are made of a material having a UV-transmitting property, and the longitudinal direction is the y-axis direction, and two rigid spacers 18 are inserted in each end in parallel in the vertical direction (z-axis direction). A paste-like ultraviolet-curable adhesive 17 is applied in advance around the rigid spacer 18 to be inserted.

【0037】剛体スペーサ18が挿入された後、紫外線
ランプ(図示せず)等を用いて接着剤17に紫外線を照
射し、接着剤17を硬化させることによって集光レンズ
15をヒートシンク14の支持面20b上に接着させ
る。このとき、剛体スペーサ18は紫外線透過性を有す
るため、多方向から紫外線を照射することを必要とせず
に接着剤17をまんべんなく硬化させることができる。
After the rigid spacers 18 are inserted, the adhesive 17 is irradiated with ultraviolet rays using an ultraviolet lamp (not shown) or the like, and the adhesive 17 is cured, so that the condenser lens 15 is attached to the support surface of the heat sink 14. Adhere on 20b. At this time, since the rigid spacers 18 have ultraviolet transmittance, the adhesive 17 can be cured evenly without the need to irradiate ultraviolet rays from multiple directions.

【0038】このように、集光レンズ15の両端部に形
成された切り欠き面20dとヒートシンク14の支持面
20dの間に挿入された剛体スペーサ18を切り欠き面
20dに沿って摺動させることによって、集光レンズ1
5の平坦面2cとハウジング21の支持面20dとの間
隔(ひいては、半導体レーザアレイ11の出射面20a
と集光レンズ15の平坦面20cとの間隔)を容易に調
整することができる。また、集光レンズ15の一端側で
は深い位置まで剛体スペーサ18を挿入し、他端部では
浅い位置に剛体スペーサ18を挿入するに留めれば、z
軸に対するアオリ(z軸方向を回転軸とする回転)を集
光レンズ15に与えることもできる。
As described above, the rigid spacer 18 inserted between the cutout surface 20d formed at both ends of the condenser lens 15 and the support surface 20d of the heat sink 14 is slid along the cutout surface 20d. By condensing lens 1
5 and the support surface 20d of the housing 21 (therefore, the emission surface 20a of the semiconductor laser array 11).
And the flat surface 20c of the condenser lens 15) can be easily adjusted. If the rigid spacer 18 is inserted at one end of the condenser lens 15 to a deep position and the rigid spacer 18 is inserted at a shallow position at the other end, z
The tilt (rotation about the z-axis direction as a rotation axis) with respect to the axis can be given to the condenser lens 15.

【0039】さらに、集光レンズ15の切り欠き面20
cに沿って、集光レンズ15の上側に挿入される剛体ス
ペーサ18と、下側に挿入される剛体スペーサ18との
挿入位置(挿入深さ)を変えることによって、y軸に対
するアオリ(y軸方向を回転軸とする回転)を集光レン
ズ15に与えることもできる。例えば、図7に示すよう
に、上下方向(z軸方向)に並列して挿入された2本の
剛体スペーサ18のうち、下側の剛体スペーサ18を深
い位置まで挿入し、上側の剛体スペーサ18を浅い位置
に挿入するに留めれば、下広がりのアオリを集光レンズ
15に与えることができる。
Further, the notch surface 20 of the condenser lens 15
By changing the insertion position (insertion depth) of the rigid spacer 18 inserted above the condenser lens 15 and the rigid spacer 18 inserted below the condensing lens 15 along c, the tilt (y-axis) with respect to the y-axis is changed. (A rotation with the direction as a rotation axis) can be given to the condenser lens 15. For example, as shown in FIG. 7, of the two rigid spacers 18 inserted in parallel in the vertical direction (z-axis direction), the lower rigid spacer 18 is inserted to a deep position, and the upper rigid spacer 18 is inserted. Can be applied to the condensing lens 15 if it is inserted only at a shallow position.

【0040】図4は、このようにして集光レンズ15が
固定された半導体レーザ装置1の平面図であり、図中δ
及びδ’は、それぞれ各端における出射面20aと集光
レンズ15の平坦面20cとの間隔を示す値である。剛
体スペーサ18を挿入せずに接着剤17のみによって固
定した場合、接着処理の際又は接着後経時的に接着剤1
7の重合収縮が進行し、特にその収縮量が各端によって
異なると集光レンズ15の位置がずれて半導体レーザア
レイ11の出射面20aと集光レンズ15の平坦面20
cとの間隔が一定ではなくなってしまう(すなわち、δ
≠δ’となってしまう)。本実施形態では、剛体スペー
サ18を挿入した状態で集光レンズ15の切り欠き面2
0dとヒートシンク14の支持面20bとを接着するた
め、接着剤17が重合収縮を起こしても、剛体スペーサ
18によって出射面20aと集光レンズ15の平坦面2
0cとの間隔を一定に(すなわち、δ=δ’に)保持す
ることができる。
FIG. 4 is a plan view of the semiconductor laser device 1 to which the condensing lens 15 is fixed as described above.
And δ ′ are values indicating the distance between the exit surface 20a and the flat surface 20c of the condenser lens 15 at each end. When the rigid spacer 18 is fixed only by the adhesive 17 without being inserted, the adhesive 1
7, the condensing lens 15 is displaced, and the flat surface 20 of the condensing lens 15 and the exit surface 20a of the condensing lens 15 are displaced when the amount of shrinkage is different at each end.
c is not constant (that is, δ
≠ δ '). In this embodiment, the cut-out surface 2 of the condenser lens 15 is inserted with the rigid spacer 18 inserted.
Od and the support surface 20b of the heat sink 14 are adhered to each other.
The distance from 0c can be kept constant (that is, δ = δ ′).

【0041】また、本実施形態では、ロッド状の剛体ス
ペーサ18が各端に2本ずつ挿入されるため、各端に1
本ずつ挿入した場合と比較して、集光レンズ15を安定
した状態でヒートシンク14の支持面20b上に固定す
ることができる。さらに、本実施形態で用いる剛体スペ
ーサ18は線膨張係数が集光レンズ15と実質的同一で
あるため、レーザ発振等による発熱によって温度上昇が
起った場合でも、集光レンズ15と剛体スペーサ18と
の間における熱応力の発生を抑止することができる。
In this embodiment, since two rod-shaped rigid spacers 18 are inserted into each end, one end is inserted into each end.
The condenser lens 15 can be fixed on the support surface 20b of the heat sink 14 in a stable state as compared with the case where the lenses are inserted one by one. Further, since the rigid spacer 18 used in the present embodiment has substantially the same linear expansion coefficient as that of the condenser lens 15, even if the temperature rises due to heat generated by laser oscillation or the like, the condenser spacer 15 and the rigid spacer 18 may be used. Can be suppressed from occurring.

【0042】次に、本発明の第2の実施形態について説
明する。図5及び図6は、それぞれ第2の実施形態に係
る半導体レーザ装置を示す斜視図及び側面図である。こ
の半導体レーザ装置2では、第1の実施形態と同様にし
て形成された半導体レーザアレイ11、カバープレート
12及びサブマウントベース13からなるユニットが、
ヒートシンク14を挟み込んでz軸方向に交互に積層さ
れて半導体レーザアレイスタックを構成し、この半導体
レーザアレイスタックがU字型のハウジング21の凹部
に配置されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIGS. 5 and 6 are a perspective view and a side view, respectively, showing a semiconductor laser device according to the second embodiment. In the semiconductor laser device 2, a unit including the semiconductor laser array 11, the cover plate 12, and the submount base 13 formed in the same manner as in the first embodiment includes:
The semiconductor laser array stack is formed by being alternately stacked in the z-axis direction with the heat sink 14 interposed therebetween, and this semiconductor laser array stack is arranged in a concave portion of the U-shaped housing 21.

【0043】また、半導体レーザアレイ11と同数の断
面が半円形状であり、その平坦面20cに端部側からテ
ーパ状の切り欠き面20dが形成されている。集光レン
ズ15が、平坦面20cを各半導体レーザアレイ11の
出射面20aの方向(x軸負方向)に向けた状態で、各
出射面20aに沿うように配置されており、ハウジング
21の支持面(x軸正方向側の面)20bにレンズの両
端部である切り欠き面20dを支持されている。第1の
実施形態と同様に各集光レンズ15の両端の切り欠き面
20dとハウジング21の支持面20bとの間の支持部
分には、例えば石英ガラス等からなるロッド状の剛体ス
ペーサ18が各端に2本ずつ挿入されており、各集光レ
ンズ15は各剛体スペーサ18の周囲に塗布された接着
剤17によってハウジング21の支持面20b上に固定
されている。
The same number of cross sections as the semiconductor laser array 11 is semicircular, and a tapered cutout surface 20d is formed on the flat surface 20c from the end side. The condenser lens 15 is disposed along each of the emission surfaces 20 a with the flat surface 20 c facing the direction of the emission surface 20 a of each semiconductor laser array 11 (x-axis negative direction). A notch surface 20d, which is both ends of the lens, is supported on a surface (surface on the x-axis positive direction side) 20b. As in the first embodiment, a rod-shaped rigid spacer 18 made of, for example, quartz glass or the like is provided on a support portion between the cutout surfaces 20d at both ends of each condenser lens 15 and the support surface 20b of the housing 21. Two condenser lenses 15 are inserted into each end, and each condenser lens 15 is fixed on the support surface 20 b of the housing 21 by an adhesive 17 applied around each rigid spacer 18.

【0044】この半導体レーザ装置2における各集光レ
ンズ15は、第1の実施形態において説明した位置固定
方法と同様の方法を用いて固定される。すなわち、各半
導体レーザアレイ11の出射面20aと各集光レンズ1
5の平坦面20cとの間隔が一定となるように各集光レ
ンズ15の位置合わせを行なった後、ロッド状の剛体ス
ペーサ18が各端に2本ずつ集光レンズ15の切り欠き
面20d及びハウジング21の支持面20bの両方に接
するまで挿入される。剛体スペーサ18の周囲には、ペ
ースト状の紫外線硬化型の接着剤17が予め塗布されて
おり、剛体スペーサ18が挿入された後、接着剤17に
紫外線を照射し、接着剤17を硬化させることによって
集光レンズ15をハウジング21の支持面20bに接着
させる。
Each condenser lens 15 in the semiconductor laser device 2 is fixed using the same method as the position fixing method described in the first embodiment. That is, the emission surface 20a of each semiconductor laser array 11 and each condensing lens 1
After the alignment of each condenser lens 15 is performed so that the distance between the condenser lens 15 and the flat surface 20c is constant, two rod-shaped rigid spacers 18 are provided at each end of the notch surface 20d of the condenser lens 15 and two rigid spacers. It is inserted until it contacts both of the support surfaces 20b of the housing 21. A paste-shaped ultraviolet-curing adhesive 17 is applied in advance around the rigid spacer 18, and after the rigid spacer 18 is inserted, the adhesive 17 is irradiated with ultraviolet light to cure the adhesive 17. Thereby, the condenser lens 15 is adhered to the support surface 20b of the housing 21.

【0045】本実施形態においても、剛体スペーサ18
を挿入した状態で各集光レンズ15の平坦面20cとハ
ウジング21の支持面20bとを接着するため、接着剤
17が重合収縮を起こしても、剛体スペーサ18によっ
て各半導体レーザアレイ11の出射面20aと各集光レ
ンズ15の平坦面20cとの間隔を一定に保持すること
ができる。
Also in this embodiment, the rigid spacer 18
The flat surface 20c of each condenser lens 15 and the support surface 20b of the housing 21 are adhered to each other in a state in which the laser beam is inserted. The distance between 20a and the flat surface 20c of each condenser lens 15 can be kept constant.

【0046】なお、本実施形態に係る半導体レーザ装置
2において、半導体レーザアレイ11とサブマウントベ
ース13との間のはんだ層16の厚さムラによって、長
手方向(y軸方向)を回転軸とするズレが生じ、半導体
レーザアレイ11の出射面がハウジング21の支持面2
0b(yz平面)に対して傾いてしまうことがある。こ
のように、半導体レーザアレイ11の出射面20aとハ
ウジング21の支持面20bとが平行でない場合には、
集光レンズ15にアオリ(y軸方向を回転軸とする回
転)を与える必要があるが、この場合、第1の実施形態
と同様に、図8に示すように集光レンズ15に切り欠き
面20dの上側に挿入される剛体スペーサ18と、下側
に挿入される剛体スペーサ18との挿入位置(挿入深
さ)を変えることによって、y軸に対するアオリ(y軸
方向を回転軸とする回転)を集光レンズ15に与えた状
態で容易に固定することができる。
In the semiconductor laser device 2 according to the present embodiment, the longitudinal direction (y-axis direction) is set as the rotation axis due to the uneven thickness of the solder layer 16 between the semiconductor laser array 11 and the submount base 13. Deviation occurs, and the emission surface of the semiconductor laser array 11 is
It may be inclined with respect to 0b (yz plane). Thus, when the emission surface 20a of the semiconductor laser array 11 and the support surface 20b of the housing 21 are not parallel,
It is necessary to give a tilt (rotation about the y-axis direction as a rotation axis) to the condenser lens 15. In this case, as in the first embodiment, a cutout surface is formed in the condenser lens 15 as shown in FIG. By changing the insertion position (insertion depth) between the rigid spacer 18 inserted above the 20d and the rigid spacer 18 inserted below the 20d, a tilt with respect to the y-axis (rotation with the y-axis direction as a rotation axis) Can be easily fixed in a state provided to the condenser lens 15.

【0047】また、集光レンズ15の一端側では深い位
置まで剛体スペーサ18を挿入し、他端側では浅い位置
に剛体スペーサ18を挿入するに留めれば、z軸に対す
るアオリ(z軸方向を回転軸とする回転)を集光レンズ
15に与えることもできる。
If the rigid spacer 18 is inserted at one end of the condenser lens 15 to a deep position and the rigid spacer 18 is inserted at a shallow position at the other end, a tilt with respect to the z-axis (the z-axis direction is (Rotation about the rotation axis) can be given to the condenser lens 15.

【0048】次に、本発明の第3の実施形態について説
明する。本実施形態では、図9に示すように、集光レン
ズ15の平坦面20cに形成された切り欠き面20dと
ハウジング21の支持面20bとの間に、1本のロッド
状剛体スペーサ18が、その長軸が集光レンズ15の長
手方向と交差する方向(同図ではz軸方向)とされた状
態で挿入される。剛体スペーサ18が挿入された後、上
記各実施形態と同様に、剛体スペーサ18の周囲に塗布
された接着剤17に紫外線を照射して集光レンズ15が
ハウジング21の支持面20bに接着される。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 9, one rod-shaped rigid spacer 18 is provided between a cutout surface 20d formed on the flat surface 20c of the condenser lens 15 and the support surface 20b of the housing 21. The long axis is inserted in a direction crossing the longitudinal direction of the condenser lens 15 (the z-axis direction in the figure). After the rigid spacer 18 is inserted, the condensing lens 15 is adhered to the support surface 20b of the housing 21 by irradiating the adhesive 17 applied around the rigid spacer 18 with ultraviolet rays as in the above-described embodiments. .

【0049】本実施形態のように、挿入されるロッド状
剛体スペーサ18の長軸を集光レンズ15の長手方向と
交差する方向とすることによっても、y軸に対するアオ
リ(y軸方向を回転軸とする回転)を集光レンズ15に
与えることができる。例えば、図10に示すように、ロ
ッド状剛体スペーサ18の長軸方向をz軸方向から所定
角度だけ傾けた状態で挿入すれば(同図では、ロッド状
剛体スペーサ18の下端を深い位置まで挿入し、上端を
浅い位置に挿入するに留めれば)、下広がりのアオリを
集光レンズ15に与えることができる。
As in the present embodiment, by setting the long axis of the rod-shaped rigid spacer 18 to be inserted in a direction intersecting with the longitudinal direction of the condenser lens 15, the tilt with respect to the y-axis (the y-axis Can be given to the condenser lens 15. For example, as shown in FIG. 10, if the long axis direction of the rod-shaped rigid spacer 18 is inserted while being inclined at a predetermined angle from the z-axis direction (in FIG. 10, the lower end of the rod-shaped rigid spacer 18 is inserted to a deep position). However, if the upper end is inserted at a shallow position), the tilt that spreads downward can be given to the condenser lens 15.

【0050】次に、本発明の第4の実施形態について説
明する。本実施形態では、図11に示すように、ハウジ
ング21の支持面20bに切り欠き面20eが形成され
ており、この切り欠き面20eと集光レンズ15の平坦
面20cとの間に剛体スペーサ18が挿入される。この
ように、ハウジング21の支持面20bに切り欠き面2
0eを形成すれば、第2の実施形態と同様に、挿入され
た剛体スペーサ18を切り欠き面20eに沿って摺動さ
せることによって、集光レンズ15の平坦面20cとハ
ウジング21の支持面20bとの間隔(ひいては、半導
体レーザアレイ11の出射面20aと集光レンズ15の
平坦面20cとの間隔)を容易に調整することができ
る。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 11, a notch surface 20e is formed in a support surface 20b of a housing 21, and a rigid spacer 18 is provided between the notch surface 20e and a flat surface 20c of the condenser lens 15. Is inserted. As described above, the notch surface 2 is formed on the support surface 20b of the housing 21.
By forming the rigid spacer 18e along the cutout surface 20e, the flat surface 20c of the condenser lens 15 and the support surface 20b of the housing 21 are formed, as in the second embodiment. (And the distance between the emission surface 20a of the semiconductor laser array 11 and the flat surface 20c of the condenser lens 15) can be easily adjusted.

【0051】次に、本発明の第5の実施形態について説
明する。本実施形態では、図12に示すように、各集光
レンズ15の平坦面20cに切り欠き面20dが形成さ
れると共に、ハウジング21の支持面20bにも切り欠
き面20eが形成されている。また、本実施形態では、
スペーサとしてくさび状の剛体スペーサ19が各切り欠
き面20d及び20eに密着した状態で挿入され、この
剛体スペーサ19を各切り欠き面20d及び20eに沿
って摺動させることによって、集光レンズ15の平坦面
20cとハウジング21の支持面20bとの間隔が調整
される。こうして剛体スペーサ19が挿入された後、上
記各実施形態と同様に、剛体スペーサ19の周囲に塗布
された接着剤17に紫外線を照射して集光レンズ15が
ハウジング21の支持面20bに接着される。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 12, a notch surface 20d is formed on the flat surface 20c of each condenser lens 15, and a notch surface 20e is also formed on the support surface 20b of the housing 21. In this embodiment,
A wedge-shaped rigid spacer 19 is inserted as a spacer in close contact with each of the cutout surfaces 20d and 20e, and the rigid spacer 19 is slid along each of the cutout surfaces 20d and 20e, whereby the condensing lens 15 The distance between the flat surface 20c and the support surface 20b of the housing 21 is adjusted. After the rigid spacer 19 is inserted in this manner, the adhesive 17 applied around the rigid spacer 19 is irradiated with ultraviolet rays to adhere the condenser lens 15 to the support surface 20b of the housing 21 in the same manner as in the above embodiments. You.

【0052】図13は、このようにして固定された集光
レンズ15及びハウジング21の平面図である。本実施
形態のようにくさび状の剛体スペーサ19を用いれば、
切り欠き面に沿って摺動させることが容易になると共
に、同図に示すように、集光レンズ15及びハウジング
21と剛体スペーサ19との接触面積が広いため、集光
レンズ15をよりいっそう安定した状態でハウジング2
1の支持面20b上に固定することができる。
FIG. 13 is a plan view of the condenser lens 15 and the housing 21 fixed as described above. If the wedge-shaped rigid spacer 19 is used as in this embodiment,
It is easy to slide along the cutout surface, and as shown in the figure, since the contact area between the condenser lens 15 and the housing 21 and the rigid spacer 19 is large, the condenser lens 15 is further stabilized. Housing 2
It can be fixed on one support surface 20b.

【0053】最後に、本発明の第6の実施形態について
説明する。本実施形態では、図14に示すように、ハウ
ジング21の支持面20b上にy軸方向に沿うように2
本のガイド溝22が形成されており、2本のロッド状剛
体スペーサ18がこのガイド溝22に沿って切り欠き面
20dとハウジング21の支持面20bとの間に挿入さ
れる。剛体スペーサ18が挿入された後、上記各実施形
態と同様に、剛体スペーサ18の周囲に塗布された接着
剤17に紫外線を照射して集光レンズ15がハウジング
21の支持面20bに接着される。
Finally, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, as shown in FIG.
Two guide grooves 22 are formed, and the two rod-shaped rigid spacers 18 are inserted along the guide grooves 22 between the cutout surface 20 d and the support surface 20 b of the housing 21. After the rigid spacer 18 is inserted, the condensing lens 15 is adhered to the support surface 20b of the housing 21 by irradiating the adhesive 17 applied around the rigid spacer 18 with ultraviolet rays as in the above-described embodiments. .

【0054】本実施形態のように、ハウジング21の支
持面20bにガイド溝22を形成し、このガイド溝22
に沿ってロッド状剛体スペーサ18を挿入すれば、剛体
スペーサ18を移動させる作業が容易になる。また、剛
体スペーサ18がガイド溝22と交差する方向にぐらつ
くことがなく、集光レンズ15を安定した状態でハウジ
ング21の支持面20b上に固定することができる。
As in the present embodiment, the guide groove 22 is formed on the support surface 20b of the housing 21, and the guide groove 22 is formed.
When the rod-shaped rigid spacer 18 is inserted along, the operation of moving the rigid spacer 18 becomes easy. Also, the condenser spacer 15 can be fixed on the support surface 20b of the housing 21 in a stable state without the rigid spacer 18 swaying in the direction intersecting the guide groove 22.

【0055】なお、本発明に係る半導体レーザ装置、及
び、半導体レーザ装置のレンズ位置固定方法は、上記実
施形態に記載の態様に限定されるものではなく、他の条
件等に応じて種々の変形態様をとることが可能である。
例えば、上記実施形態では、放熱のためのヒートシンク
や半導体レーザアレイスタックを収納するためのハウジ
ングをレンズホルダとし、これらに集光レンズを固定す
る例について説明したが、これらとは別個にレンズホル
ダを設けてそのレンズホルダに集光レンズを固定しても
よい。
The semiconductor laser device and the method for fixing the lens position of the semiconductor laser device according to the present invention are not limited to the embodiments described in the above embodiments, but may be modified in various ways according to other conditions. It is possible to take the form.
For example, in the above embodiment, a description has been given of an example in which a heat sink for heat dissipation and a housing for housing a semiconductor laser array stack are used as lens holders and a condenser lens is fixed to these lens holders. And a condenser lens may be fixed to the lens holder.

【0056】また、上記実施形態では、予め周囲に接着
剤が塗布された剛体スペーサを集光レンズとレンズホル
ダの支持面との間に挿入する例について説明したが、剛
体スペーサのみを挿入した後、集光レンズとレンズホル
ダの支持面との間に接着剤を注入してもよい。
Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which the rigid spacer with the adhesive applied beforehand is inserted between the condenser lens and the support surface of the lens holder. Alternatively, an adhesive may be injected between the condenser lens and the support surface of the lens holder.

【0057】また、上記実施形態のように、剛体スペー
サは集光レンズとレンズホルダの支持面とに接した状態
で挿入されることが好ましいが、実質的に(集光レンズ
とレンズホルダの支持面との間隔を保持できる程度に)
接した状態であれば、本発明の効果を得ることができ
る。
Further, as in the above embodiment, it is preferable that the rigid spacer is inserted in a state in which it is in contact with the condenser lens and the support surface of the lens holder. To the extent that it can keep the gap with the surface)
If in contact, the effects of the present invention can be obtained.

【0058】また、上記実施形態では、挿入される剛体
スペーサとしてロッド状及びくさび状のものを用いた
が、無論、他の形状の剛体スペーサを用いてもよい。例
えば、図15に示すように、切り欠き面20dとハウジ
ング21の支持面20bとの間に、球状の剛体スペーサ
23を挿入してもよい。
In the above embodiment, rod-shaped and wedge-shaped rigid spacers are used. However, rigid spacers of other shapes may be used. For example, as shown in FIG. 15, a spherical rigid spacer 23 may be inserted between the cutout surface 20d and the support surface 20b of the housing 21.

【0059】また、上記第2の実施形態等では、予め半
導体レーザアレイスタックを構成した後、各レーザ出射
面に対して集光レンズを固定する例について説明した
が、各半導体レーザアレイをヒートシンク等を介して積
層するごとにその半導体レーザアレイの出射方向近傍に
集光レンズを固定し、これらの作業を順次繰り返すこと
によって半導体レーザアレイスタックを構成してもよ
い。
Further, in the second embodiment and the like, the example in which the semiconductor laser array stack is formed in advance and the condenser lens is fixed to each laser emission surface has been described. Each time the layers are stacked, a condensing lens may be fixed near the emission direction of the semiconductor laser array, and these operations may be sequentially repeated to form a semiconductor laser array stack.

【0060】また、上記第6の実施形態では、ハウジン
グの支持面上にガイド溝を形成し、そのガイド溝に沿っ
て剛体スペーサを挿入する例について説明したが、図1
6に示すように、集光レンズ15の平坦面20c上にガ
イド溝22を形成し、このガイド溝22に沿って剛体ス
ペーサ18を挿入してもよい。
In the sixth embodiment, the guide groove is formed on the support surface of the housing, and the rigid spacer is inserted along the guide groove.
As shown in FIG. 6, a guide groove 22 may be formed on the flat surface 20c of the condenser lens 15, and the rigid spacer 18 may be inserted along the guide groove 22.

【0061】また、上記実施形態では、集光レンズの光
学部分(すなわち、集光に関与する部分)とレンズホル
ダの支持面との間に剛体スペーサを挿入する例について
説明したが、集光レンズに専用の支持部を設け、この支
持部とレンズホルダの支持面との間に剛体スペーサを挿
入して集光レンズを固定してもよい。例えば、図17に
示すように、集光レンズ15の下部に突起部25を設
け、この突起部25に形成された平坦面部分20cの両
端部に切り欠き部20dを設け、この切り欠き部20d
とヒートシンク14の支持面20bとの間に剛体スペー
サ18を挿入することとしてもよい。
In the above-described embodiment, an example has been described in which a rigid spacer is inserted between the optical part of the condenser lens (that is, the part involved in light collection) and the support surface of the lens holder. May be provided with a dedicated support, and a rigid spacer may be inserted between the support and the support surface of the lens holder to fix the condenser lens. For example, as shown in FIG. 17, a projection 25 is provided below the condensing lens 15, and notches 20d are provided at both ends of a flat surface portion 20c formed on the projection 25, and the notches 20d are provided.
The rigid spacer 18 may be inserted between the heat sink 14 and the support surface 20b.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体レーザ装置、及び、半導体レーザ装置のレンズ位置固
定方法によれば、レーザ出射面と集光レンズとの間隔を
一定に保持し、集光効率を向上させることが可能にな
る。
As described above, according to the semiconductor laser device and the method for fixing the lens position of the semiconductor laser device according to the present invention, the distance between the laser emission surface and the condenser lens is kept constant, Light efficiency can be improved.

【0063】すなわち、集光レンズ及びレンズホルダの
支持面の少なくとも一方に切り欠き面を形成し、剛体ス
ペーサをこの切り欠き面に沿って摺動させながら挿入
し、位置調整を行うことによって、レーザ出射面とレン
ズホルダとの支持面が平行でない場合であっても、剛体
スペーサの挿入深さを調整することにより集光レンズと
レンズホルダの支持面との間隔が一定となるように配置
することが容易になる。。また、剛体スペーサを挿入し
た状態で集光レンズとレンズホルダの支持面とを接着す
ることによって、接着処理の際又は接着後経時的に接着
剤が重合収縮を起こしても、レーザ出射面と集光レンズ
との間隔を一定に保持することが可能になる。
That is, a notch surface is formed on at least one of the support surfaces of the condenser lens and the lens holder, and a rigid spacer is inserted while sliding along the notch surface to adjust the position. Even if the exit surface and the support surface of the lens holder are not parallel, the distance between the condenser lens and the support surface of the lens holder should be constant by adjusting the insertion depth of the rigid spacer. Becomes easier. . In addition, by bonding the condenser lens and the support surface of the lens holder with the rigid spacers inserted, even if the adhesive undergoes polymerization shrinkage during the bonding process or over time after bonding, the laser collecting surface and the laser emitting surface are collected. The distance from the optical lens can be kept constant.

【0064】また、集光レンズの外周面に平坦面を形成
することによって、剛体スペーサを挿入する作業や集光
レンズの位置を調整する作業が容易になると共に、集光
レンズを安定した状態でレンズホルダの支持面上に固定
することが可能になる。
By forming a flat surface on the outer peripheral surface of the condenser lens, the work of inserting the rigid spacer and the operation of adjusting the position of the condenser lens are facilitated, and the condenser lens is kept in a stable state. It can be fixed on the support surface of the lens holder.

【0065】集光レンズ及びレンズホルダの支持面の少
なくともいずれか一方にガイド溝を形成し、このガイド
溝に沿って剛体スペーサを挿入することによって、剛体
スペーサの移動させる作業が容易になると共に、剛体ス
ペーサがガイド溝と交差する方向にぐらつくことがなく
集光レンズを安定した状態でレンズホルダの支持面上に
固定することが可能になる。
A guide groove is formed in at least one of the support surface of the condenser lens and the lens holder, and the rigid spacer is inserted along the guide groove, so that the operation of moving the rigid spacer is facilitated. The condensing lens can be fixed on the support surface of the lens holder in a stable state without the rigid spacer swaying in the direction intersecting the guide groove.

【0066】また、複数の剛体スペーサの厚さや挿入位
置を変えることによって、レンズホルダの支持面に対し
てアオリ(所定の回転軸についての回転)を与えた状態
で集光レンズを固定することが可能になる。また、複数
の剛体スペーサを用いることによって、単一の剛体スペ
ーサを用いる場合と比較して、集光レンズをレンズホル
ダの支持面に安定した状態で固定することが可能にな
る。
Further, by changing the thickness and the insertion position of the plurality of rigid spacers, it is possible to fix the condenser lens while giving a tilt (rotation about a predetermined rotation axis) to the support surface of the lens holder. Will be possible. Further, by using a plurality of rigid spacers, it becomes possible to stably fix the condenser lens to the support surface of the lens holder as compared with the case of using a single rigid spacer.

【0067】また、集光レンズの線膨張係数と実質的同
一の線膨張係数を有する剛体スペーサを用いることによ
って、集光レンズと剛体スペーサとの間における熱応力
の発生を抑止することが可能になる。
Further, by using a rigid spacer having a linear expansion coefficient substantially the same as the linear expansion coefficient of the condenser lens, it is possible to suppress the generation of thermal stress between the condenser lens and the rigid spacer. Become.

【0068】また、紫外線を透過する特性を有する剛体
スペーサを用いることによって、紫外線硬化型の接着剤
をまんべんなく硬化させることが可能になる。
Further, by using a rigid spacer having a property of transmitting ultraviolet rays, it becomes possible to cure an ultraviolet-curable adhesive uniformly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施形態に係る半導体レーザ装置の斜視
図である。
FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor laser device according to a first embodiment.

【図2】第1の実施形態に係る半導体レーザ装置の側面
図である。
FIG. 2 is a side view of the semiconductor laser device according to the first embodiment.

【図3】第1の実施形態に係る半導体レーザ装置のレン
ズ位置固定方法を説明する摸式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method for fixing a lens position of the semiconductor laser device according to the first embodiment.

【図4】第1の実施形態に係る半導体レーザ装置の平面
図である。
FIG. 4 is a plan view of the semiconductor laser device according to the first embodiment.

【図5】第2の実施形態に係る半導体レーザ装置の斜視
図である。
FIG. 5 is a perspective view of a semiconductor laser device according to a second embodiment.

【図6】第2の実施形態に係る半導体レーザ装置の側面
図である。
FIG. 6 is a side view of a semiconductor laser device according to a second embodiment.

【図7】第2の実施形態に係る半導体レーザ装置のレン
ズ位置固定方法を説明する模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a method for fixing a lens position of a semiconductor laser device according to a second embodiment.

【図8】第2の実施形態に係る半導体レーザ装置のレン
ズ位置固定方法を説明する模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a method for fixing a lens position of a semiconductor laser device according to a second embodiment.

【図9】第3の実施形態に係る半導体レーザ装置のレン
ズ位置固定方法を説明する模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a method for fixing a lens position of a semiconductor laser device according to a third embodiment.

【図10】第3の実施形態に係る半導体レーザ装置の斜
視図である。
FIG. 10 is a perspective view of a semiconductor laser device according to a third embodiment.

【図11】第4の実施形態に係る半導体レーザ装置のレ
ンズ位置固定方法を説明する模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a method for fixing a lens position of a semiconductor laser device according to a fourth embodiment.

【図12】第5の実施形態に係る半導体レーザ装置のレ
ンズ位置固定方法を説明する模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a method for fixing a lens position of a semiconductor laser device according to a fifth embodiment.

【図13】第5の実施形態に係る半導体レーザ装置のレ
ンズ位置固定方法を説明する平面図である。
FIG. 13 is a plan view illustrating a method for fixing a lens position of a semiconductor laser device according to a fifth embodiment.

【図14】第6の実施形態に係る半導体レーザ装置のレ
ンズ位置固定方法を説明する模式図である。
FIG. 14 is a schematic view illustrating a method for fixing a lens position of a semiconductor laser device according to a sixth embodiment.

【図15】実施形態に係る半導体レーザ装置のレンズ位
置固定方法の変形例を説明する模式図である。
FIG. 15 is a schematic view illustrating a modification of the method for fixing the lens position of the semiconductor laser device according to the embodiment.

【図16】実施形態に係る半導体レーザ装置のレンズ位
置固定方法の変形例を説明する模式図である。
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a modification of the method for fixing the lens position of the semiconductor laser device according to the embodiment.

【図17】実施形態に係る半導体レーザ装置のレンズ位
置固定方法の変形例を説明する側面図である。
FIG. 17 is a side view illustrating a modification of the lens position fixing method of the semiconductor laser device according to the embodiment.

【図18】第1の従来例に係る半導体レーザ装置の斜視
図である。
FIG. 18 is a perspective view of a semiconductor laser device according to a first conventional example.

【図19】第1の従来例に係る半導体レーザ装置の側面
図である。
FIG. 19 is a side view of a semiconductor laser device according to a first conventional example.

【図20】第1の従来例に係る半導体レーザ装置の平面
図である。
FIG. 20 is a plan view of a semiconductor laser device according to a first conventional example.

【図21】第2の従来例に係る半導体レーザ装置の斜視
図である。
FIG. 21 is a perspective view of a semiconductor laser device according to a second conventional example.

【図22】半導体レーザアレイとサブマウントベースと
を接合する際に生じるズレを説明する模式図である。
FIG. 22 is a schematic diagram for explaining a displacement that occurs when a semiconductor laser array and a submount base are joined.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体レーザ装置、2…半導体レーザ装置、11…
半導体レーザアレイ、12…カバープレート、13…サ
ブマウントベース、14…ヒートシンク、15…集光レ
ンズ、16…はんだ層、17…接着剤、18…剛体スペ
ーサ、19…剛体スペーサ、20a…レーザ出射面、2
0b…支持面、20c…平坦面、20d…切り欠き面、
20e…切り欠き面、21…ハウジング、22…ガイド
溝、23…剛体スペーサ、24…ガイド溝、25…突起
部、100…半導体レーザ装置、101…半導体レーザ
アレイ、102…カバープレート、103…サブマウン
トベース、104…ヒートシンク、105…集光レン
ズ、106…はんだ層、107…接着剤、110…半導
体レーザ装置、111…ハウジング、200a…レーザ
出射面、200b…支持面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser device, 2 ... Semiconductor laser device, 11 ...
Semiconductor laser array, 12 ... cover plate, 13 ... submount base, 14 ... heat sink, 15 ... condenser lens, 16 ... solder layer, 17 ... adhesive, 18 ... rigid spacer, 19 ... rigid spacer, 20a ... laser emission surface , 2
0b: Support surface, 20c: Flat surface, 20d: Notch surface,
20e: Notched surface, 21: Housing, 22: Guide groove, 23: Rigid spacer, 24: Guide groove, 25: Projection, 100: Semiconductor laser device, 101: Semiconductor laser array, 102: Cover plate, 103: Sub Mount base, 104 heat sink, 105 condensing lens, 106 solder layer, 107 adhesive, 110 semiconductor laser device, 111 housing, 200a laser emission surface, 200b support surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒柳 和典 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 内山 貴之 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松ホ トニクス株式会社内 Fターム(参考) 5F073 AB02 EA29 FA08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazunori Kuroyagi 1126-1, Nomachi, Hamamatsu-shi, Shizuoka Prefecture Inside Hamamatsu Photonics Co., Ltd. Co., Ltd. F-term (reference) 5F073 AB02 EA29 FA08

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のレーザ出射点が出射面上において
長手方向に配列された半導体レーザアレイと、 前記半導体レーザアレイの出射方向近傍に前記出射面に
沿うようにして配置され、前記半導体レーザアレイから
出射されたレーザ光を前記長手方向と交差する方向に集
光する集光レンズと、 前記集光レンズを支持するための支持面を有するレンズ
ホルダと、 を備え、 前記集光レンズ及び前記レンズホルダの支持面の少なく
とも一方に切り欠き面が形成され、 前記集光レンズと前記レンズホルダの支持面との間の当
該切り欠き面が形成された箇所に剛体スペーサが挿入さ
れ、 前記集光レンズと前記レンズホルダの支持面との間に塗
布された接着剤を硬化させることによって前記集光レン
ズが前記レンズホルダの支持面上に接着されたことを特
徴とする半導体レーザ装置。
A semiconductor laser array in which a plurality of laser emission points are arranged in a longitudinal direction on an emission surface; and a semiconductor laser array arranged near the emission direction of the semiconductor laser array along the emission surface. A condenser lens for condensing the laser light emitted from the lens in a direction intersecting with the longitudinal direction, and a lens holder having a support surface for supporting the condenser lens. The condenser lens and the lens A cutout surface is formed on at least one of the support surfaces of the holder, and a rigid spacer is inserted at a position where the cutout surface is formed between the condenser lens and the support surface of the lens holder. By curing the adhesive applied between the lens holder and the support surface of the lens holder, it is determined that the condenser lens is bonded to the support surface of the lens holder. Characteristic semiconductor laser device.
【請求項2】 複数のレーザ出射点が出射面上において
長手方向に配列された複数の半導体レーザアレイが、出
射方向を同一方向として前記長手方向及び前記出射方向
と交差する方向にスタック状に配置された半導体レーザ
アレイスタックと、 前記各半導体レーザアレイの出射方向近傍に前記出射面
に沿うようにして配置され、前記各半導体レーザアレイ
から出射されたレーザ光を前記長手方向と交差する方向
に集光する前記半導体レーザアレイと同数の集光レンズ
と、 前記集光レンズを支持するための支持面を有するレンズ
ホルダと、 を備え、 前記集光レンズ及び前記レンズホルダの支持面の少なく
とも一方に切り欠き面が形成され、 前記集光レンズと前記レンズホルダの支持面との間の当
該切り欠き面が形成された箇所に剛体スペーサが挿入さ
れ、 前記集光レンズと前記レンズホルダの支持面との間に塗
布された接着剤を硬化させることによって前記集光レン
ズが前記レンズホルダの支持面上に接着されたことを特
徴とする半導体レーザ装置。
2. A plurality of semiconductor laser arrays in which a plurality of laser emission points are arranged in a longitudinal direction on an emission surface, are arranged in a stack in a direction intersecting the longitudinal direction and the emission direction with the emission direction being the same direction. And a semiconductor laser array stack arranged in the vicinity of the emission direction of each of the semiconductor laser arrays along the emission surface, and collects laser light emitted from each of the semiconductor laser arrays in a direction intersecting the longitudinal direction. And a lens holder having a supporting surface for supporting the condensing lens, the same number of the condensing lenses as the semiconductor laser array that emits light, and cutting at least one of the converging lens and the supporting surface of the lens holder. A notch surface is formed, and a rigid spacer is provided at a position where the notch surface is formed between the condenser lens and the support surface of the lens holder. A semiconductor, wherein the condensing lens is attached to the supporting surface of the lens holder by curing an adhesive applied between the condensing lens and the supporting surface of the lens holder. Laser device.
【請求項3】 前記集光レンズの外周面に平坦面が形成
されていることを特徴とする請求項1または2記載の半
導体レーザ装置。
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein a flat surface is formed on an outer peripheral surface of said condenser lens.
【請求項4】 前記集光レンズ及び前記レンズホルダの
支持面の少なくとも一方に前記剛体スペーサを摺動可能
なガイド溝が形成され、前記剛体スペーサは、当該ガイ
ド溝に沿って前記集光レンズと前記レンズホルダの支持
面との間に挿入された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装置。
4. A guide groove slidable on the rigid spacer is formed on at least one of the condensing lens and the support surface of the lens holder, and the rigid spacer is formed along the guide groove with the condensing lens. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device is inserted between the lens holder and a supporting surface.
【請求項5】 前記剛体スペーサは、複数の剛体スペー
サを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記
載の半導体レーザ装置。
5. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein said rigid spacer includes a plurality of rigid spacers.
【請求項6】 前記剛体スペーサの線膨張係数は、前記
集光レンズの線膨張係数と実質的同一であることを特徴
とする請求項1〜5のいずれかに記載の半導体レーザ装
置。
6. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein a linear expansion coefficient of the rigid spacer is substantially the same as a linear expansion coefficient of the condenser lens.
【請求項7】 前記剛体スペーサは、紫外線を透過する
特性を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか
に記載の半導体レーザ装置。
7. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the rigid spacer has a property of transmitting ultraviolet light.
【請求項8】 複数のレーザ出射点が出射面上において
長手方向に配列された半導体レーザアレイと、前記半導
体レーザアレイの出射方向近傍に前記出射面に沿うよう
にして配置され、前記半導体レーザアレイから出射され
たレーザ光を前記長手方向と交差する方向に集光する集
光レンズと、前記集光レンズを支持するための支持面を
有するレンズホルダとを備え、前記集光レンズ及び前記
レンズホルダの支持面の少なくとも一方に切り欠き面が
形成された半導体レーザ装置において前記集光レンズの
位置を固定する方法であって、 前記集光レンズと前記レンズホルダの支持面との間の当
該切り欠き面が形成された箇所に、前記出射面と前記集
光レンズとの間隔を調整する剛体スペーサを挿入する第
1のステップと、 前記集光レンズと前記レンズホルダの支持面との間に塗
布された接着剤を硬化させることによって前記集光レン
ズを前記レンズホルダの支持面上に接着する第2のステ
ップとを備えることを特徴とする半導体レーザ装置のレ
ンズ位置固定方法。
8. A semiconductor laser array in which a plurality of laser emission points are arranged in a longitudinal direction on an emission surface, and the semiconductor laser array is arranged near the emission direction of the semiconductor laser array along the emission surface. A condenser lens for condensing the laser light emitted from the lens in a direction intersecting the longitudinal direction, and a lens holder having a support surface for supporting the condenser lens, wherein the condenser lens and the lens holder A method of fixing the position of the condenser lens in a semiconductor laser device having a notch surface formed on at least one of the support surfaces, wherein the notch is provided between the condenser lens and a support surface of the lens holder. A first step of inserting a rigid spacer for adjusting a distance between the exit surface and the condenser lens at a position where a surface is formed; Bonding the condensing lens onto the support surface of the lens holder by curing an adhesive applied between the lens holder and the support surface of the lens holder. Position fixing method.
【請求項9】 複数のレーザ出射点が出射面上において
長手方向に配列された複数の半導体レーザアレイが、出
射方向を同一方向として前記長手方向及び前記出射方向
と交差する方向にスタック状に配置された半導体レーザ
アレイスタックと、前記各半導体レーザアレイの出射方
向近傍に前記出射面に沿うようにして配置され、前記各
半導体レーザアレイから出射されたレーザ光を前記長手
方向と交差する方向に集光する前記半導体レーザアレイ
と同数の集光レンズと、前記集光レンズを支持するため
の支持面を有するレンズホルダとを備え、前記集光レン
ズ及び前記レンズホルダの支持面の少なくとも一方に切
り欠き面が形成された半導体レーザ装置において前記集
光レンズの位置を固定する方法であって、 前記集光レンズと前記レンズホルダの支持面との間の当
該切り欠き面が形成された箇所に、前記出射面と前記集
光レンズとの間隔を調整する剛体スペーサを挿入する第
1のステップと、 前記集光レンズと前記レンズホルダの支持面との間に塗
布された接着剤を硬化させることによって前記集光レン
ズを前記レンズホルダの支持面上に接着する第2のステ
ップとを備えることを特徴とする半導体レーザ装置のレ
ンズ位置固定方法。
9. A plurality of semiconductor laser arrays in which a plurality of laser emission points are arranged in a longitudinal direction on an emission surface, are arranged in a stack in a direction intersecting the longitudinal direction and the emission direction with the emission direction being the same direction. And a semiconductor laser array stack arranged in the vicinity of the emission direction of each of the semiconductor laser arrays along the emission surface, and collects laser light emitted from each of the semiconductor laser arrays in a direction intersecting the longitudinal direction. A plurality of light-collecting lenses, and a lens holder having a support surface for supporting the light-collecting lens; and a notch formed in at least one of the light-collecting lens and the lens holder. A method of fixing a position of the condenser lens in a semiconductor laser device having a surface formed thereon, the method comprising: A first step of inserting a rigid spacer for adjusting an interval between the light exit surface and the condenser lens at a position where the notch surface is formed between the condenser lens and the condenser surface; Bonding the condensing lens onto the support surface of the lens holder by curing an adhesive applied between the support surface of the lens holder and the second surface of the semiconductor laser device. How to fix the lens position.
【請求項10】 前記集光レンズとして、外周面に平坦
面が形成された集光レンズを用いることを特徴とする請
求項8または9記載の半導体レーザ装置のレンズ位置固
定方法。
10. The method of fixing a lens position of a semiconductor laser device according to claim 8, wherein a condenser lens having a flat surface formed on an outer peripheral surface is used as the condenser lens.
【請求項11】 前記集光レンズ及び前記レンズホルダ
の支持面の少なくとも一方に前記剛体スペーサを摺動可
能なガイド溝を形成するステップをさらに備え、 前記第1のステップでは、前記剛体スペーサを、当該ガ
イド溝に沿って前記集光レンズと前記レンズホルダの支
持面との間に挿入することを特徴とする請求項8〜10
のいずれかに記載の半導体レーザ装置のレンズ位置固定
方法。
11. The method according to claim 11, further comprising: forming a guide groove on at least one of the support surface of the condenser lens and the lens holder, the guide groove being capable of sliding the rigid spacer. 11. Inserted between the condenser lens and the support surface of the lens holder along the guide groove.
The method of fixing a lens position of a semiconductor laser device according to any one of the above.
【請求項12】 前記剛体スペーサとして、複数の剛体
スペーサを用いることを特徴とする請求項8〜11のい
ずれかに記載の半導体レーザ装置のレンズ位置固定方
法。
12. The method of fixing a lens position of a semiconductor laser device according to claim 8, wherein a plurality of rigid spacers are used as said rigid spacers.
【請求項13】 前記剛体スペーサとして、前記集光レ
ンズの線膨張係数と実質的同一の線膨張係数を有する剛
体スペーサを用いることを特徴とする請求項8〜12の
いずれかに記載の半導体レーザ装置のレンズ位置固定方
法。
13. The semiconductor laser according to claim 8, wherein a rigid spacer having a linear expansion coefficient substantially equal to a linear expansion coefficient of the condenser lens is used as the rigid spacer. How to fix the lens position of the device.
【請求項14】 前記剛体スペーサとして、紫外線を透
過する特性を有する剛体スペーサを用いることを特徴と
する請求項8〜13のいずれかに記載の半導体レーザ装
置のレンズ位置固定方法。
14. The method of fixing a lens position of a semiconductor laser device according to claim 8, wherein a rigid spacer having a property of transmitting ultraviolet rays is used as said rigid spacer.
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