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JP2003279885A - Semiconductor laser beam converging device - Google Patents

Semiconductor laser beam converging device

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Publication number
JP2003279885A
JP2003279885A JP2002083398A JP2002083398A JP2003279885A JP 2003279885 A JP2003279885 A JP 2003279885A JP 2002083398 A JP2002083398 A JP 2002083398A JP 2002083398 A JP2002083398 A JP 2002083398A JP 2003279885 A JP2003279885 A JP 2003279885A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis direction
laser
laser beam
laser light
divided
Prior art date
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Granted
Application number
JP2002083398A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3975797B2 (en
Inventor
Hiromitsu Ota
浩充 太田
Yoshinobu Katou
喜紳 加藤
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.)
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyoda Koki 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.)
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Publication date
Application filed by Toyoda Koki KK filed Critical Toyoda Koki KK
Priority to JP2002083398A priority Critical patent/JP3975797B2/en
Publication of JP2003279885A publication Critical patent/JP2003279885A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and efficiently converge light without increasing the cost by rearranging divided laser beams for which a thin and long laser beam from a light source is divided in a longitudinal direction so as to make the respective optical path lengths equal to each other in a semiconductor laser beam converging device. <P>SOLUTION: The semiconductor laser beam converging device comprises: a semiconductor laser chip 11 radiating a thin and long laser beam group; a dividing optical system 20 for dividing the laser beam collimated by a collimator lens 12 in a slow axis direction; a displacing optical system 30 for mutually displacing the divided laser beams in a tast axis direction; and a parallelizing optical system 40 for parallelizing the displaced respective divided laser beams in the tast axis direction. The dividing optical system 20, the displacing optical system 30 and the parallelizing optical system 40 are set so as to make the respective optical path lengths of first and second laser beams LB1 and LB2 equal to each other. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、複数のエミッタを
有する半導体レーザから放射されたレーザ光の集光装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for condensing laser light emitted from a semiconductor laser having a plurality of emitters.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、この種の集光装置として、特
開2001−111147号公報に示されるように、レ
ーザビームを放射する第1の方向に長い複数のエミッタ
を同第1の方向に直線的に並ぶように前側面に設けてな
り該前側面に対してほぼ垂直な第2の方向にレーザビー
ム群を放射する半導体レーザと、この半導体レーザの前
方に配置してレーザビーム群をスロー軸方向に対してほ
ぼ垂直なファースト軸方向に屈折させてコリメートする
コリメータレンズと、このコリメータレンズの前方に配
置してファースト軸方向にコリメートされたレーザビー
ム群を入射しスロー軸方向に複数に分割し、これらスロ
ー軸方向に長い分割レーザビームのうち少なくとも1つ
をレーザビーム群が進行した平面の上方または下方に変
位させて、各分割レーザビームをファースト軸方向に平
行に並べて射出する並列手段と、この並列手段から射出
された並列レーザビーム群を集光する集光レンズとを備
えたものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a condensing device of this type, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-111147, a plurality of emitters long in a first direction for emitting a laser beam are arranged in the first direction. A semiconductor laser which is provided on the front side surface so as to be linearly arranged and emits a laser beam group in a second direction substantially perpendicular to the front side surface, and is arranged in front of this semiconductor laser to throw the laser beam group. A collimator lens that refracts in the fast axis direction, which is almost perpendicular to the axial direction, and collimates, and a laser beam group that is placed in front of this collimator lens and that is collimated in the fast axis direction, and is split into multiple slow axis directions. Then, at least one of the divided laser beams that are long in the slow axis direction is displaced above or below the plane in which the laser beam group has traveled, and each divided laser beam is divided. A parallel means for injection side by side parallel to the fast axis direction Zabimu, the parallel laser beams emitted from the parallel means that a focusing lens for focusing are known.

【0003】このように構成された集光装置において
は、半導体レーザから射出されたレーザビームは、スロ
ー軸方向およびファースト軸方向に所定の発散角にて進
行し、コリメータレンズによってファースト軸方向にコ
リメートされて、スロー軸方向に横長のレーザビームと
なる。このレーザビームは、第1のプリズムによって2
つのレーザビームに分割され互いに正反対の方向に射出
される。第1のレーザビームは集光レンズに直接到達し
て集光(収束)され、第2のレーザビームは第2のプリ
ズムにて反射して折り返し、第1のレーザビームとファ
ースト軸方向に平行に隣接し集光レンズに到達して集光
(収束)される。
In the condensing device having such a configuration, the laser beam emitted from the semiconductor laser travels at a predetermined divergence angle in the slow axis direction and the fast axis direction, and is collimated in the fast axis direction by the collimator lens. As a result, the laser beam becomes horizontally long in the slow axis direction. This laser beam is reflected by the first prism 2
It is divided into two laser beams and emitted in opposite directions. The first laser beam directly reaches the condenser lens and is condensed (converged), and the second laser beam is reflected by the second prism and folded back to be parallel to the first laser beam in the fast axis direction. It is adjacent and reaches the condenser lens to be condensed (converged).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の技術においては、第2のレーザビームは、折り返し分
だけ第1のレーザビームより光路長が長くなっている。
一方第1および第2のレーザビームは、スロー軸方向に
はコリメートしておらず、すなわち球面波であるので、
光路長が長くなるにしたがってスロー軸方向に広がって
断面積は大きくなる。したがって、集光レンズに到達し
た第2のレーザビームの断面積は集光手段に到達した第
1のレーザビームの断面積より大きくなるので、集光レ
ンズから所定距離だけ離れた位置における集光された第
2のレーザビームの断面積も集光された第1のレーザビ
ームの断面積より大きくなるため、集光装置の集光効率
の低下を招くという問題があった。この問題に対処する
ために、第1のレーザビームと第2のレーザビームが到
達する集光レンズの各部分の曲率を変更して、集光レン
ズから所定距離だけ離れた位置に集光(収束)された各
レーザビームの断面積を同一にすることも考えられる。
しかし、これを実現するためには、集光レンズを特殊な
形状、例えば第1および第2のレーザビームがそれぞれ
当たる部分を曲率を異ならせた形状としなければなら
ず、その形状に製造するのは難しく、また製造できたと
してもコスト高なものとなってしまう。
However, in the above-mentioned conventional technique, the optical path length of the second laser beam is longer than that of the first laser beam by the amount of folding.
On the other hand, since the first and second laser beams are not collimated in the slow axis direction, that is, they are spherical waves,
As the optical path length becomes longer, it spreads in the slow axis direction and the cross-sectional area becomes larger. Therefore, the cross-sectional area of the second laser beam that reaches the condenser lens is larger than the cross-sectional area of the first laser beam that reaches the condenser means, so that the light is condensed at a position separated from the condenser lens by a predetermined distance. Moreover, since the cross-sectional area of the second laser beam is also larger than the cross-sectional area of the focused first laser beam, there is a problem that the focusing efficiency of the focusing device is lowered. In order to deal with this problem, the curvature of each part of the condenser lens reached by the first laser beam and the second laser beam is changed so that light is condensed (converged) at a position separated from the condenser lens by a predetermined distance. It is also conceivable to make the cross-sectional areas of each of the laser beams described above) identical.
However, in order to realize this, the condensing lens has to have a special shape, for example, a shape in which the portions where the first and second laser beams hit each other have different curvatures, and the condenser lens is manufactured in that shape. Is difficult, and even if it can be manufactured, it is expensive.

【0005】そこで、本発明の目的は、集光装置におい
て、光源からの細長いレーザビームを長手方向に分割し
た分割レーザビームをその各光路長が互いに等しくなる
ように並び替えることにより、コストの上昇を招くこと
なく簡単かつ効率よく集光することである。
Therefore, an object of the present invention is to increase the cost by rearranging the divided laser beams obtained by dividing the elongated laser beam from the light source in the longitudinal direction in the condensing device so that the respective optical path lengths become equal to each other. It is to collect light easily and efficiently without inviting.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、レーザ光を
放射するスロー軸方向に長い複数のエミッタをスロー軸
方向に一列に設けた半導体レーザと、該レーザ光をコリ
メートするコリメータレンズと、該コリメータレンズで
コリメートされたレーザ光をスロー軸方向に分割し、分
割したレーザ光をスロー軸方向に直交するファースト軸
方向に互いに変位させ、変位された各分割レーザ光をフ
ァースト軸方向に並列させる手段と、この並列された分
割レーザ光を集光する集光レンズとを有する半導体レー
ザ光集光装置において、前記手段は、半導体レーザから
集光レンズまでの各分割レーザ光の光路長が互いに等し
くなるように設定されたことにある。
In order to solve the above-mentioned problems, a structural feature of the invention according to claim 1 is that a plurality of emitters, which are long in the slow axis direction and emit laser light, are arranged in a line in the slow axis direction. A semiconductor laser provided, a collimator lens for collimating the laser light, a laser beam collimated by the collimator lens is split in the slow axis direction, and the split laser light is displaced in the fast axis direction orthogonal to the slow axis direction. In the semiconductor laser beam condensing device having means for arranging the displaced divided laser beams in parallel in the fast axis direction and a condenser lens for condensing the parallel divided laser beams, the means is a semiconductor laser. It is because the optical path lengths of the respective divided laser beams from to the condenser lens are set to be equal to each other.

【0007】また、請求項2に係る発明の構成上の特徴
は、レーザ光を放射するスロー軸方向に長い複数のエミ
ッタをスロー軸方向に一列に設けた半導体レーザと、該
レーザ光をコリメートするコリメータレンズと、該コリ
メータレンズでコリメートされたレーザ光をスロー軸方
向に少なくとも2分割する分割手段と、分割された各分
割レーザ光をスロー軸方向に直交するファースト軸方向
に互いに変位させる変位手段と、変位された各分割レー
ザ光をファースト軸方向に並列させる並列手段と、この
並列された分割レーザ光を集光する集光レンズとを有す
る半導体レーザ光集光装置において、分割手段、変位手
段および並列手段は、半導体レーザから集光レンズまで
の各分割レーザ光の光路長が互いに等しくなるように設
定されたことにある。
Further, the structure of the invention according to claim 2 is to collimate the laser light with a semiconductor laser having a plurality of emitters which are long in the slow axis direction and which are arranged in a line in the slow axis direction. A collimator lens, a splitting unit that splits the laser beam collimated by the collimator lens into at least two in the slow axis direction, and a displacing unit that displaces each split split laser beam in the fast axis direction orthogonal to the slow axis direction. In the semiconductor laser light condensing device having parallel means for arranging the displaced divided laser beams in parallel in the fast axis direction and a condenser lens for condensing the parallel divided laser beams, the dividing means, the displacing means, and The parallel means is set so that the optical path lengths of the divided laser beams from the semiconductor laser to the condenser lens are equal to each other. .

【0008】また、請求項3に係る発明の構成上の特徴
は、レーザ光を放射する複数のエミッタがスロー軸方向
に並設された半導体レーザと、該レーザ光をコリメート
するコリメータレンズと、該コリメータレンズでコリメ
ートされたレーザ光をスロー軸方向に2分割する分割手
段と、2分割された各二分の一レーザ光を偏光方向が互
いに異なる四分の一レーザ光に夫々分割する偏光分割手
段と、各偏光分割手段によって分割された偏光方向が互
いに異なる四分の一レーザ光を再び合波する偏光合波手
段と、各偏光合波手段によって合波された各四分の一レ
ーザ光をスロー軸方向に直交するファースト軸方向に互
いに変位させ、ファースト軸方向に並列させる変位並列
手段と、この並列された分割レーザ光を集光する集光レ
ンズとを有する半導体レーザ光集光装置において、分割
手段、偏光分割手段、偏光合波手段および変位並列手段
は、半導体レーザから集光レンズまでの各分割レーザ光
の光路長が互いに等しくなるように設定されたことにあ
る。
Further, the constitutional feature of the invention according to claim 3 is that a semiconductor laser having a plurality of emitters for emitting laser light arranged in parallel in the slow axis direction, a collimator lens for collimating the laser light, Splitting means for splitting the laser beam collimated by the collimator lens into two in the slow axis direction, and polarization splitting means for splitting each half laser beam into two quarter laser beams having different polarization directions. , A polarization combining means for combining again the quarter laser beams having different polarization directions, which are split by the polarization splitting means, and the quarter laser beams, which are multiplexed by the polarization combining means, are thrown. A half having displacement parallel means for displacing each other in the fast axis direction orthogonal to the axial direction and juxtaposed in the fast axis direction, and a condenser lens for condensing the parallel split laser beams. In the body laser beam condensing device, the splitting means, the polarization splitting means, the polarization multiplexing means, and the displacement paralleling means are set so that the optical path lengths of the split laser beams from the semiconductor laser to the condenser lens are equal to each other. It is in.

【0009】また、請求項4に係る発明の構成上の特徴
は、レーザ光を放射する複数のエミッタがスロー軸方向
に並設された半導体レーザと、該レーザ光をコリメート
するコリメータレンズと、該コリメータレンズでコリメ
ートされたレーザ光をスロー軸方向に2分割し、これら
分割した二分の一レーザ光をスロー軸方向に直交するフ
ァースト軸方向に互いに変位させる分割変位手段と、2
分割された各二分の一レーザ光を偏光方向が互いに異な
る四分の一レーザ光に夫々分割する偏光分割手段と、各
偏光分割手段によって分割された偏光方向が互いに異な
る四分の一レーザ光を再び合波する偏光合波手段と、各
偏光合波手段によって合波された各四分の一レーザ光を
ファースト軸方向に並列させる並列手段と、この並列さ
れた分割レーザ光を集光する集光レンズとを有する半導
体レーザ光集光装置において、分割変位手段、偏光分割
手段、偏光合波手段および並列手段は、半導体レーザか
ら集光レンズまでの各分割レーザ光の光路長が互いに等
しくなるように設定されたことにある。
Further, the structural feature of the invention according to claim 4 is that a semiconductor laser having a plurality of emitters for emitting laser light arranged in parallel in the slow axis direction, a collimator lens for collimating the laser light, Splitting displacement means for splitting the laser light collimated by the collimator lens into two in the slow axis direction and displacing the split half laser light in the first axial direction orthogonal to the slow axis direction.
Polarization splitting means for splitting each split half laser light into quarter laser light having different polarization directions and quarter laser light split by each polarization splitting means having different polarization directions are provided. Polarization combining means for combining again, parallel means for arranging each quarter laser light combined by each polarization combining means in the fast axis direction, and collecting means for collecting the parallel divided laser light. In the semiconductor laser light condensing device having a light lens, the splitting displacement means, the polarization splitting means, the polarization multiplexing means and the parallel means are arranged such that the optical path lengths of the respective split laser light from the semiconductor laser to the condensing lens are equal to each other. Has been set to.

【0010】[0010]

【発明の作用・効果】上記のように構成した請求項1に
係る発明においては、半導体レーザから放射されてコリ
メータレンズによってコリメートされたスロー軸方向に
細長いレーザ光群は、スロー軸方向に複数に分割され、
これら長手方向に短くなった分割レーザ光は長手方向に
垂直な方向に並び替えられて、集光レンズに到達するこ
とになる。これら到達した各分割レーザ光は、光路長が
同一であるので、長手方向への広がりは同一となり、集
光レンズに到達した各レーザ光の断面は同一なものとな
る。したがって、並び替えた各レーザ光を集光レンズに
よって効率よく集光することができる。
In the invention according to claim 1 configured as described above, the laser beam group elongated in the slow axis direction, which is emitted from the semiconductor laser and collimated by the collimator lens, is divided into a plurality of groups. Split,
These split laser beams shortened in the longitudinal direction are rearranged in the direction perpendicular to the longitudinal direction and reach the condenser lens. Since each of the split laser beams thus reached has the same optical path length, the spread in the longitudinal direction is the same, and the cross sections of the respective laser beams reaching the condenser lens are the same. Therefore, the rearranged laser beams can be efficiently condensed by the condenser lens.

【0011】上記のように構成した請求項2に係る発明
においては、半導体レーザから放射されてコリメータレ
ンズによってコリメートされたスロー軸方向に細長いレ
ーザ光群は、分割手段によってスロー軸方向に複数に分
割され、これら長手方向に短くなった分割レーザ光は、
変位手段によってファースト軸方向に変位され並列手段
によって長手方向に垂直な方向に並び替えられて、集光
レンズに到達することになる。これら到達した各分割レ
ーザ光は、光路長が同一であるので、長手方向への広が
りは同一となり、集光レンズに到達した各レーザ光の断
面は同一なものとなる。したがって、並び替えた各レー
ザ光を集光レンズによって効率よく集光することができ
る。
In the invention according to claim 2 configured as described above, the laser beam group elongated in the slow axis direction emitted from the semiconductor laser and collimated by the collimator lens is divided into a plurality of pieces in the slow axis direction by the dividing means. The split laser light shortened in the longitudinal direction is
The displacement means displaces it in the fast axis direction, the parallel means rearranges it in the direction perpendicular to the longitudinal direction, and reaches the condenser lens. Since each of the split laser beams thus reached has the same optical path length, the spread in the longitudinal direction is the same, and the cross sections of the respective laser beams reaching the condenser lens are the same. Therefore, the rearranged laser beams can be efficiently condensed by the condenser lens.

【0012】上記のように構成した請求項3に係る発明
においては、半導体レーザから放射されてコリメータレ
ンズによってコリメートされたスロー軸方向に細長いレ
ーザ光群は、分割手段によってスロー軸方向に2分割さ
れ、これら長手方向に短くなった二分の一レーザ光は、
各偏光分割手段によって偏光方向が互いに異なる四分の
一レーザ光にそれぞれ2分割される。そして、これら四
分の一レーザ光は各偏光合波手段によって再び四分の一
レーザ光に合波され光の密度が高められる。これら合波
された各四分の一レーザ光は、変位並列手段によってフ
ァースト軸方向に変位され長手方向に垂直な方向に並び
替えられて、集光レンズに到達する。これら到達した各
分割レーザ光は、光路長が同一であるので、長手方向へ
の広がりは同一となり、集光レンズに到達した各レーザ
光の断面は同一なものとなる。したがって、並び替えた
各レーザ光を集光レンズによって効率よく集光すること
ができる。
In the invention according to claim 3 configured as described above, the laser beam group elongated in the slow axis direction emitted from the semiconductor laser and collimated by the collimator lens is divided into two by the dividing means in the slow axis direction. , These half laser beams shortened in the longitudinal direction are
Each of the polarization splitting means splits the laser light into two quarter laser beams having different polarization directions. Then, the quarter-laser light is recombined by the polarization-combining means into the quarter-laser light to increase the density of the light. Each of these combined quarter-laser lights is displaced in the fast axis direction by the displacement paralleling means, rearranged in the direction perpendicular to the longitudinal direction, and reaches the condenser lens. Since each of the split laser beams thus reached has the same optical path length, the spread in the longitudinal direction is the same, and the cross sections of the respective laser beams reaching the condenser lens are the same. Therefore, the rearranged laser beams can be efficiently condensed by the condenser lens.

【0013】上記のように構成した請求項4に係る発明
においては、半導体レーザから放射されてコリメータレ
ンズによってコリメートされたスロー軸方向に細長いレ
ーザ光群は、分割変位手段によってスロー軸方向に2分
割されこれら分割した二分の一レーザ光をスロー軸方向
に直交するファースト軸方向に互いに変位され、2分割
された各二分の一レーザ光は、偏光分割手段によって偏
光方向が互いに異なる四分の一レーザ光にそれぞれ2分
割される。そして、これら四分の一レーザ光は各偏光合
波手段によって再び四分の一レーザ光に合波され光の密
度が高められる。これら合波された各四分の一レーザ光
は、並列手段によって長手方向に垂直な方向に並び替え
られて、集光レンズに到達する。これら到達した各分割
レーザ光は、光路長が同一であるので、長手方向への広
がりは同一となり、集光レンズに到達した各レーザ光の
断面は同一なものとなる。したがって、並び替えた各レ
ーザ光を集光レンズによって効率よく集光することがで
きる。
In the invention according to claim 4 configured as described above, the laser beam group elongated in the slow axis direction emitted from the semiconductor laser and collimated by the collimator lens is divided into two by the dividing displacement means in the slow axis direction. These divided half laser beams are displaced from each other in the fast axis direction orthogonal to the slow axis direction, and the respective divided half laser beams are divided into quarter laser beams having different polarization directions by the polarization splitting means. The light is divided into two parts. Then, the quarter-laser light is recombined by the polarization-combining means into the quarter-laser light to increase the density of the light. Each of the combined quarter-laser lights is rearranged in the direction perpendicular to the longitudinal direction by the parallel means and reaches the condenser lens. Since each of the split laser beams thus reached has the same optical path length, the spread in the longitudinal direction is the same, and the cross sections of the respective laser beams reaching the condenser lens are the same. Therefore, the rearranged laser beams can be efficiently condensed by the condenser lens.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明による半導体レーザ
光集光装置の第1の実施の形態について図面を参照して
説明する。図1はこの集光装置を示す斜視図である。な
お、半導体レーザチップ11(後述する)の前側面(射
出面)に向かって右方向および上方向をそれぞれx軸正
方向およびy軸正方向とし、半導体レーザチップ11の
前側面の垂直手前方向をz軸正方向とする。また、レー
ザビームの光路を矢印にて示している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of a semiconductor laser beam focusing device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing this light collecting device. Note that the right direction and the upward direction toward the front side surface (emission surface) of the semiconductor laser chip 11 (described later) are defined as the x-axis positive direction and the y-axis positive direction, respectively, and the vertical front direction of the front side surface of the semiconductor laser chip 11 is The z axis is in the positive direction. Also, the optical path of the laser beam is indicated by an arrow.

【0015】この集光装置は、光源10、コリメータレ
ンズ12、分割光学系20、変位光学系30、並列光学
系40および集光レンズ50から構成されている。
This condensing device comprises a light source 10, a collimator lens 12, a splitting optical system 20, a displacement optical system 30, a parallel optical system 40 and a condensing lens 50.

【0016】光源10は、x軸方向に横長のエミッタ1
1aをx軸方向に一直線に並べて設けた半導体レーザチ
ップ11を備えたものである。この半導体レーザチップ
11は、外形寸法が10mm×0.2mm×1mm(x
軸方向×y軸方向×z軸方向)であり、半導体レーザチ
ップ11の前側面には、150μm×1μm(x軸方向
×y軸方向)に形成されたエミッタ11aが500μm
のピッチでx軸方向に設けられている。これらエミッタ
11aからはそれぞれS偏光のレーザビームLBがz軸
正方向(射出面に垂直方向)に射出される。これら射出
されたレーザビームLBはスロー軸方向(x軸方向)お
よびファースト軸方向(y軸方向)に所定の発散角度を
もって広がっている。なお本明細書中、スロー軸方向お
よびファースト方向とはそれぞれレーザビームの断面長
手方向およびこの長手方向と直交する方向のことをい
う。
The light source 10 is an emitter 1 which is horizontally long in the x-axis direction.
The semiconductor laser chip 11 is provided with 1a aligned in the x-axis direction. The semiconductor laser chip 11 has external dimensions of 10 mm × 0.2 mm × 1 mm (x
(Axis direction × y-axis direction × z-axis direction), and on the front side surface of the semiconductor laser chip 11, an emitter 11a formed in a size of 150 μm × 1 μm (x-axis direction × y-axis direction) is 500 μm.
Are provided in the x-axis direction at a pitch of. The S-polarized laser beam LB is emitted from each of these emitters 11a in the positive direction of the z-axis (direction perpendicular to the emission surface). The emitted laser beam LB spreads in the slow axis direction (x-axis direction) and the fast axis direction (y-axis direction) with a predetermined divergence angle. In this specification, the slow axis direction and the fast direction refer to the cross-sectional longitudinal direction of the laser beam and the direction orthogonal to this longitudinal direction, respectively.

【0017】半導体レーザチップ11の前方には、半導
体レーザチップ11の前側面に対向してコリメータレン
ズ12が配置されている。コリメータレンズ12はエミ
ッタ11aから射出されたレーザビームLBをy軸方向
にのみ屈折してコリメート(平行化)するものである。
一方、各レーザビームLBはx軸方向には平行化されて
おらず所定の発散角にてx軸方向に広がりながら進行す
る。
In front of the semiconductor laser chip 11, a collimator lens 12 is arranged so as to face the front side surface of the semiconductor laser chip 11. The collimator lens 12 refracts the laser beam LB emitted from the emitter 11a only in the y-axis direction to collimate (collimate) the laser beam LB.
On the other hand, each laser beam LB is not collimated in the x-axis direction and travels while spreading in the x-axis direction at a predetermined divergence angle.

【0018】コリメータレンズ12の前方には、分割光
学系20が配置されている。この分割光学系20は、上
面および底面が直角二等辺三角形であり各側面が全反射
面である直角プリズム21から構成されている。この直
角プリズム21は、直角を挟む一組の一の側面に入射し
たレーザビームLB群の半分(第1のレーザビームLB
1)をx軸正方向に反射し、他の側面に入射したレーザ
ビームLB群の残りの半分(第2のレーザビームLB
2)をx軸負方向に反射するように配置されている。こ
れにより、コリメータレンズ12によってコリメートさ
れたレーザビームLB群はx軸方向に2分割されて、互
いに異なる方向にすなわちx軸正方向およびx軸負方向
に射出される。このとき、第1および第2レーザビーム
LB1,LB2の各スロー軸はz軸方向に変換される。
なお、光源10から直角プリズムまでの両レーザビーム
LB1,LB2の光路長は互いに等しくなるようになっ
ている。
A split optical system 20 is arranged in front of the collimator lens 12. The split optical system 20 is composed of a right-angled prism 21 whose top and bottom surfaces are right-angled isosceles triangles, and each side surface is a total reflection surface. The right-angle prism 21 has a half of the laser beam LB group (first laser beam LB
1) which is reflected in the positive direction of the x-axis and is incident on the other side surface of the other half of the laser beam LB group (second laser beam LB
2) is arranged so as to reflect in the negative direction of the x-axis. As a result, the laser beam LB group collimated by the collimator lens 12 is divided into two in the x-axis direction and emitted in mutually different directions, that is, in the x-axis positive direction and the x-axis negative direction. At this time, the slow axes of the first and second laser beams LB1 and LB2 are converted into the z-axis direction.
The optical path lengths of the two laser beams LB1 and LB2 from the light source 10 to the rectangular prism are equal to each other.

【0019】変位光学系30は、分割光学系20から入
射した各レーザビームLB1,LB2を、それぞれ立体
的に折り曲げることにより半導体レーザチップ11に設
けたエミッタ11aからなる一列を含むx−z平面(半
導体レーザチップ11に設けたエミッタ11aから放射
されたレーザビームLB群が進行したx−z平面)の上
方または下方に光路変更するものであり、第1および第
2変位光学系31,32から構成されている。両変位光
学系31,32の光路長は互いに等しくなるように設定
されている。
The displacement optical system 30 includes a row of emitters 11a provided on the semiconductor laser chip 11 by bending the respective laser beams LB1 and LB2 incident from the split optical system 20 in a three-dimensional manner (xz plane). The optical path is changed above or below (the xz plane in which the laser beam LB group emitted from the emitter 11a provided in the semiconductor laser chip 11 travels), and is composed of the first and second displacement optical systems 31 and 32. Has been done. The optical path lengths of both displacement optical systems 31 and 32 are set to be equal to each other.

【0020】第1変位光学系31は、反射手段としての
複数(例えば4つ)の直角プリズム31a〜31dから
構成されている。各直角プリズム31a〜31dは、上
述した直角プリズム21と同様に上面および底面が直角
二等辺三角形であり各側面が全反射面となっている。こ
の第1変位光学系31においては側面(例えば直角に対
向した側面)を使用してレーザビームLBを反射してい
る。これら4つの直角プリズム31a〜31dのうち第
1および第2の直角プリズム31a,31bは、上述し
たエミッタ11aからなる一列を含むx−z平面に沿っ
てそれぞれ配置されている。
The first displacement optical system 31 is composed of a plurality of (for example, four) rectangular prisms 31a to 31d as reflecting means. Similar to the above-mentioned right-angled prism 21, each of the right-angled prisms 31a to 31d has an upper surface and a bottom surface that are right-angled isosceles triangles, and each side surface is a total reflection surface. In the first displacement optical system 31, the side surface (for example, the side surface facing at a right angle) is used to reflect the laser beam LB. Of these four right-angled prisms 31a to 31d, the first and second right-angled prisms 31a and 31b are arranged along the xz plane including a row of the emitters 11a described above.

【0021】第1の直角プリズム31aは分割光学系2
0からx軸正方向へ進行する第1のレーザビームLB1
を入射してz軸正方向に反射する。このとき、第1レー
ザビームLB1のスロー軸はx軸方向に変換される。第
2の直角プリズム31bは第1の直角プリズム31aか
らz軸正方向へ進行するレーザビームLB1を入射して
y軸正方向に反射する。このとき、第1レーザビームL
B1のファースト軸はz軸方向に変換される。
The first right-angle prism 31a is a split optical system 2
First laser beam LB1 traveling from 0 in the positive direction of the x-axis
And is reflected in the positive direction of the z-axis. At this time, the slow axis of the first laser beam LB1 is converted to the x-axis direction. The second right-angle prism 31b receives the laser beam LB1 traveling in the positive direction of the z-axis from the first right-angle prism 31a and reflects it in the positive direction of the y-axis. At this time, the first laser beam L
The fast axis of B1 is converted to the z-axis direction.

【0022】第3および第4の直角プリズム31c,3
1dは、エミッタ11aからなる一列を含むx−z平面
の上方に配置されており、第3の直角プリズム31cは
第2の直角プリズム31bからy軸正方向へ進行するレ
ーザビームLB1を入射してx軸負方向に反射する。こ
のとき、第1レーザビームLB1のスロー軸はy軸方向
に変換される。第4の直角プリズム31dは第3の直角
プリズム31cからx軸負方向へ進行するレーザビーム
LB1を入射してy軸負方向に反射する。このとき、第
1レーザビームLB1のスロー軸はx軸方向に変換され
る。なお、前述した各直角プリズム31a〜31dは、
分割光学系20から第1の直角プリズム31aまでの光
路長と第3の直角プリズム31cから第4の直角プリズ
ム31dまでの光路長が互いに等しくなるように配置さ
れている。
Third and fourth rectangular prisms 31c, 3
1d is arranged above an xz plane including a row of emitters 11a, and the third rectangular prism 31c receives a laser beam LB1 which travels in the positive y-axis direction from the second rectangular prism 31b. Reflect in the negative x-axis direction. At this time, the slow axis of the first laser beam LB1 is converted to the y-axis direction. The fourth right-angle prism 31d receives the laser beam LB1 traveling in the negative direction of the x-axis from the third right-angle prism 31c and reflects it in the negative direction of the y-axis. At this time, the slow axis of the first laser beam LB1 is converted to the x-axis direction. The right angle prisms 31a to 31d described above are
The optical path length from the splitting optical system 20 to the first rectangular prism 31a and the optical path length from the third rectangular prism 31c to the fourth rectangular prism 31d are arranged to be equal to each other.

【0023】また、第2変位光学系32も、第1変位光
学系31と同様に反射手段としての複数(例えば4つ)
の直角プリズム32a〜32dから構成されている。こ
れら直角プリズム32a〜32dは、第1変位光学系3
1と同様な直角プリズムである。これら4つの直角プリ
ズム32a〜32dのうち第1および第2の直角プリズ
ム32a,32bは、上述したエミッタ11aからなる
一列を含むx−z平面に沿ってそれぞれ配置されてお
り、第1の直角プリズム32aは分割光学系20からx
軸負方向へ進行する第2のレーザビームLB2を入射し
てz軸正方向に反射する。このとき、第2のレーザビー
ムLB2のスロー軸はx軸方向に変換される。第2の直
角プリズム32bは第1の直角プリズム32aからz軸
正方向へ進行するレーザビームLB2を入射してy軸負
方向に反射する。このとき、第2のレーザビームLB2
のファースト軸はz軸方向に変換される。
The second displacement optical system 32 also has a plurality (for example, four) as the reflection means, like the first displacement optical system 31.
The right angle prisms 32a to 32d. These rectangular prisms 32a to 32d are used for the first displacement optical system 3
It is a rectangular prism similar to 1. Of these four right-angle prisms 32a to 32d, the first and second right-angle prisms 32a and 32b are respectively arranged along the xz plane including a row of the emitters 11a described above, and the first right-angle prism 32a is x from the split optical system 20.
The second laser beam LB2 traveling in the negative axis direction is incident and reflected in the positive z-axis direction. At this time, the slow axis of the second laser beam LB2 is converted to the x-axis direction. The second right-angle prism 32b receives the laser beam LB2 traveling in the positive direction of the z-axis from the first right-angle prism 32a and reflects it in the negative direction of the y-axis. At this time, the second laser beam LB2
The fast axis of is converted to the z-axis direction.

【0024】第3および第4の直角プリズム32c,3
2dは、エミッタ11aからなる一列を含むx−z平面
の下方に配置されており、第3の直角プリズム32cは
第2の直角プリズム32bからy軸負方向へ進行するレ
ーザビームLB2を入射してx軸正方向に反射する。こ
のとき、第2のレーザビームLB2のスロー軸はy軸方
向に変換される。第4の直角プリズム32dは第3の直
角プリズム32cからx軸正方向へ進行するレーザビー
ムLB2を入射してy軸正方向に反射する。このとき、
第2のレーザビームLB2のスロー軸はx軸方向に変換
される。
Third and fourth right angle prisms 32c, 3
2d is arranged below the xz plane including a row of emitters 11a, and the third rectangular prism 32c receives the laser beam LB2 which travels in the negative y-axis direction from the second rectangular prism 32b. Reflect in the positive x-axis direction. At this time, the slow axis of the second laser beam LB2 is converted to the y-axis direction. The fourth right-angle prism 32d receives the laser beam LB2 traveling from the third right-angle prism 32c in the positive x-axis direction and reflects the laser beam LB2 in the positive y-axis direction. At this time,
The slow axis of the second laser beam LB2 is converted to the x-axis direction.

【0025】なお、前述した各直角プリズム32a〜3
2dは、分割光学系20から第1の直角プリズム32a
までの光路長と第3の直角プリズム32cから第4の直
角プリズム32dまでの光路長が互いに等しく、かつこ
れらの光路長が分割光学系20から第1変位光学系31
を構成する第1の直角プリズム31aまでの光路長と等
しくなるように配置されている。また、第1の直角プリ
ズム32aから第2の直角プリズム32bまでの光路長
が第1変位光学系31を構成する第1の直角プリズム3
1aから第2の直角プリズム31bまでの光路長と等し
くなるように配置されている。さらに、第2の直角プリ
ズム32bから第3の直角プリズム32cまでの光路長
が第1変位光学系31を構成する第2の直角プリズム3
1bから第3の直角プリズム31cまでの光路長と等し
くなるように配置されている。
The above-mentioned right angle prisms 32a to 32a are provided.
2d is a first right-angle prism 32a from the split optical system 20.
And the optical path lengths from the third rectangular prism 32c to the fourth rectangular prism 32d are equal to each other, and these optical path lengths are from the split optical system 20 to the first displacement optical system 31.
Is arranged so as to be equal to the optical path length to the first right-angled prism 31a constituting the above. Further, the optical path length from the first right-angled prism 32a to the second right-angled prism 32b constitutes the first right-angled prism 3 which constitutes the first displacement optical system 31.
The optical path length from 1a to the second rectangular prism 31b is equal to the optical path length. Further, the optical path length from the second right angle prism 32b to the third right angle prism 32c constitutes the second right angle prism 3 which constitutes the first displacement optical system 31.
It is arranged so as to be equal to the optical path length from 1b to the third rectangular prism 31c.

【0026】第1および第2変位光学系31,32を構
成する第4の直角プリズム31d,32dの中間には、
並列光学系40が配置されており、この並列光学系40
は、第1および第2変位光学系31,32からそれぞれ
入射した各レーザビームLB1,LB2を同一方向に光
路変更して断面長手方向に垂直な方向(y軸方向)に平
行に並べて射出するものである。並列光学系40は、分
割光学系20を構成する直角プリズム21と同様な直角
プリズムで構成されており、すなわち上面および底面が
直角二等辺三角形であり各側面が全反射面である直角プ
リズム41から構成されている。この直角プリズム41
は、直角を挟む一組の一の側面および他の側面にそれぞ
れ入射した第1および第2のレーザビームLB1,LB
2をz軸正方向に反射するように配置されている。これ
により、y軸正方向から入射した第1のレーザビームL
B1およびy軸負方向から入射した第2のレーザビーム
LB2はそれぞれy軸方向に平行に並べられて並列レー
ザビームLB群としてz軸正方向に射出される。このと
き、第1および第2レーザビームLB1,LB2のスロ
ー軸およびファースト軸はそれぞれx軸およびy軸方向
である。なお、第1および第2変位光学系31,32を
構成する第4の直角プリズム31d,32dから並列光
学系40を構成する直角プリズム41までの両レーザビ
ームLB1,LB2の光路長は互いに等しくなるように
なっている。
In the middle of the fourth rectangular prisms 31d and 32d which form the first and second displacement optical systems 31 and 32,
The parallel optical system 40 is arranged, and the parallel optical system 40
Is a laser beam in which the laser beams LB1 and LB2 respectively incident from the first and second displacement optical systems 31 and 32 are changed in optical path in the same direction and are arranged in parallel in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the cross section (y-axis direction) and emitted. Is. The parallel optical system 40 is configured by a right-angle prism similar to the right-angle prism 21 that constitutes the split optical system 20, that is, from a right-angle prism 41 whose top and bottom surfaces are right-angled isosceles triangles and each side surface is a total reflection surface. It is configured. This right angle prism 41
Is the first and second laser beams LB1 and LB respectively incident on the pair of side surfaces and the other side surface that sandwich the right angle.
2 is arranged so as to reflect 2 in the positive direction of the z-axis. Thereby, the first laser beam L incident from the positive direction of the y-axis
B1 and the second laser beams LB2 incident from the y-axis negative direction are arranged in parallel with each other in the y-axis direction and emitted as a parallel laser beam LB group in the z-axis positive direction. At this time, the slow axis and the fast axis of the first and second laser beams LB1 and LB2 are in the x-axis and y-axis directions, respectively. The optical path lengths of both laser beams LB1 and LB2 from the fourth right-angle prisms 31d and 32d forming the first and second displacement optical systems 31 to 32 to the right-angle prism 41 forming the parallel optical system 40 are equal to each other. It is like this.

【0027】並列光学系40から射出された並列レーザ
ビームLB群の光軸上には、集光レンズ50(収束レン
ズ)がx−y平面に対して平行に配置されている。集光
レンズ50は凸レンズであり、入射したレーザビームL
B群を焦点に結ばせるものである。
On the optical axis of the parallel laser beam LB group emitted from the parallel optical system 40, a condenser lens 50 (converging lens) is arranged parallel to the xy plane. The condenser lens 50 is a convex lens, and the incident laser beam L
The focus is on the group B.

【0028】このように構成した実施の形態による集光
装置においては、半導体レーザチップ11の前側面に設
けた各エミッタ11aからレーザビームLBが放射され
ると、放射されたレーザビームLB群はコリメータレン
ズ12によってy軸方向にのみコリメートされ、x軸方
向(スロー軸方向)に細長いレーザビームLB群として
放射される。この細長いレーザビームLB群は分割光学
系20によってx軸方向に2分割され、これら長手方向
(スロー軸方向)に短くなった各分割レーザビームLB
(第1および第2のレーザビームLB1,LB2)は変
位光学系30によってy軸正方向およびy軸負方向にそ
れぞれ変位され、これら変位された両レーザビームLB
1,LB2は並列光学系40によって長手方向に垂直な
方向(ファースト軸方向)に並び替えられて、集光レン
ズ50に到達することになる。このとき、第1および第
2のレーザビームLB1,LB2は、両レーザビームL
B1,LB2の光路長が同一であるので、集光レンズ5
0に到達した両レーザビームLB1,LB2の長手方向
(スロー軸方向)への広がりは同一となり、すなわち集
光レンズ50にて両レーザビームLB1,LB2の断面
は同一なものとなる。したがって、並び替えられた各レ
ーザビームLB1,LB2を集光レンズ50によって効
率よく集光することができる。
In the condensing device according to the embodiment configured as described above, when the laser beam LB is emitted from each emitter 11a provided on the front side surface of the semiconductor laser chip 11, the emitted laser beam LB group is collimated. It is collimated only in the y-axis direction by the lens 12 and emitted as an elongated laser beam LB group in the x-axis direction (slow axis direction). This elongated laser beam LB group is divided into two in the x-axis direction by the division optical system 20, and each divided laser beam LB shortened in the longitudinal direction (slow axis direction).
The (first and second laser beams LB1 and LB2) are respectively displaced by the displacement optical system 30 in the y-axis positive direction and the y-axis negative direction, and the two laser beams LB thus displaced are displaced.
1, LB2 are rearranged by the parallel optical system 40 in the direction perpendicular to the longitudinal direction (fast axis direction) and reach the condenser lens 50. At this time, the first and second laser beams LB1 and LB2 are both laser beams L
Since B1 and LB2 have the same optical path length, the condenser lens 5
The two laser beams LB1 and LB2 that have reached 0 have the same spread in the longitudinal direction (the slow axis direction), that is, the laser beams LB1 and LB2 have the same cross section in the condenser lens 50. Therefore, the rearranged laser beams LB1 and LB2 can be efficiently condensed by the condenser lens 50.

【0029】なお、上述した第1の実施の形態において
は、第1および第2変位光学系31,32を構成する複
数の直角プリズムの配置を次の例のように変更してもよ
い。このとき、両変位光学系31,32の光路長が互い
に等しくなるように設定しなければならない。例えば、
第1変位光学系31を構成する第2の直角プリズム31
bを、第3および第4の直角プリズム31c,31dが
配置された平面に配置すればよい。このとき、第1の直
角プリズム31aは分割光学系20からx軸正方向へ進
行する第1のレーザビームLB1を入射してy軸正方向
に反射し、第2の直角プリズム31bは第1の直角プリ
ズム31aからy軸正方向へ進行するレーザビームLB
1を入射してz軸正方向に反射し、第3の直角プリズム
31cは第2の直角プリズム31bからz軸正方向へ進
行するレーザビームLB1を入射してx軸負方向に反射
するように設定すればよい。また第2変位光学系32を
構成する第2の直角プリズム32bを第3および第4の
直角プリズム32c,32dが配置された平面に配置す
ればよい。このとき、第1の直角プリズム32aは分割
光学系20からx軸負方向へ進行する第2のレーザビー
ムLB2を入射してy軸負方向に反射し、第2の直角プ
リズム32bは第1の直角プリズム32aからy軸負方
向へ進行するレーザビームLB2を入射してz軸正方向
に反射し、第3の直角プリズム32cは第2の直角プリ
ズム32bからz軸正方向へ進行するレーザビームLB
2を入射してx軸正方向に反射するように設定すればよ
い。
In the above-described first embodiment, the arrangement of the plurality of right angle prisms forming the first and second displacement optical systems 31 and 32 may be changed as in the following example. At this time, the optical path lengths of both displacement optical systems 31 and 32 must be set to be equal to each other. For example,
Second right-angled prism 31 constituting the first displacement optical system 31
b may be arranged on the plane where the third and fourth rectangular prisms 31c and 31d are arranged. At this time, the first right-angled prism 31a enters the first laser beam LB1 traveling in the positive direction of the x-axis from the split optical system 20 and reflects it in the positive-direction of the y-axis, and the second right-angled prism 31b has the first prism 31b. Laser beam LB traveling from the right-angle prism 31a in the positive direction of the y-axis
1 to be reflected in the positive direction of the z-axis, and the third right-angle prism 31c is made to enter the laser beam LB1 traveling in the positive direction of the z-axis from the second right-angle prism 31b and reflected in the negative direction of the x-axis. Just set it. Further, the second right-angle prism 32b forming the second displacement optical system 32 may be arranged on the plane where the third and fourth right-angle prisms 32c and 32d are arranged. At this time, the first right-angled prism 32a receives the second laser beam LB2 traveling in the negative direction of the x-axis from the split optical system 20 and reflects it in the negative-direction of the y-axis, and the second right-angled prism 32b has the first prism 32b. A laser beam LB2 traveling in the negative direction of the y-axis is incident from the right-angle prism 32a and reflected in the positive direction of the z-axis, and a third right-angle prism 32c is a laser beam LB traveling in the positive direction of the z-axis from the second right-angle prism 32b.
It may be set so that 2 is incident and reflected in the positive direction of the x-axis.

【0030】次に、本発明の第2の実施の形態による集
光装置を図2を参照して説明する。本実施の形態は、分
割光学系20、第1および第2変位光学系31,32を
構成する複数の直角プリズムの配置を変更した点で第1
の実施の形態と異なる。このとき、分割光学系20、第
1および第2変位光学系31,32から形成される第1
および第2のレーザビームLB1,LB2の光路長が互
いに等しくなるように設定しなければならない。なお、
上述した第1の実施の形態と同一の構成要件については
同一符号を付してその説明を省略する。
Next, a light collecting device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the first embodiment in that the arrangement of a plurality of right-angle prisms constituting the split optical system 20 and the first and second displacement optical systems 31 and 32 is changed.
Different from the embodiment. At this time, the first divisional optical system 20 and the first and second displacement optical systems 31 and 32 are formed.
The optical path lengths of the second laser beams LB1 and LB2 must be set to be equal to each other. In addition,
The same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0031】分割光学系20は、それぞれ上述した直角
プリズム21と同様に上面および底面が直角二等辺三角
形であり各側面が全反射面である一対の直角プリズム2
2,23から構成されている。これら直角プリズム2
2,23においては側面(例えば直角に対向した側面)
を使用してレーザビームLBを反射している。そして、
第1の直角プリズム22は、レーザビームLB群の半分
(第1のレーザビームLB1)を直角に対向した側面に
入射してy軸正方向に反射し、また第2の直角プリズム
23は、レーザビームLBの残りの半分(第2のレーザ
ビームLB2)を直角に対向した側面に入射してy軸負
方向に反射するようにそれぞれ配置する。これにより、
第1および第2のレーザビームLB1,LB2の各ファ
ースト軸はz軸方向に変換される。
Similar to the above-mentioned right-angled prism 21, the split optical system 20 has a pair of right-angled prisms 2 whose upper and bottom surfaces are right-angled isosceles triangles and whose side surfaces are total reflection surfaces.
It is composed of 2, 23. These right angle prisms 2
In 2 and 23, side surfaces (for example, side surfaces facing each other at a right angle)
Is used to reflect the laser beam LB. And
The first right-angle prism 22 makes half of the laser beam LB group (first laser beam LB1) incident on side surfaces facing each other at a right angle and reflects it in the positive direction of the y-axis, and the second right-angle prism 23 makes the laser The other half of the beam LB (second laser beam LB2) is arranged so as to be incident on the side surfaces facing each other at a right angle and reflected in the y-axis negative direction. This allows
The fast axes of the first and second laser beams LB1 and LB2 are converted to the z-axis direction.

【0032】また、第1変位光学系31を構成する第1
から第4の直角プリズム31a〜31dは、エミッタ1
1aからなる一列を含むx−z平面の上方に配置する。
このとき、第1の直角プリズム31aは分割光学系20
の第1の直角プリズム22からy軸正方向へ進行する第
1のレーザビームLB1を入射してx軸正方向に反射し
(スロー軸はy軸方向に変換され)、第2の直角プリズ
ム31bは第1の直角プリズム31aからx軸正方向へ
進行するレーザビームLB1を入射してz軸正方向に反
射し(ファースト軸はx軸方向に変換され)、第3の直
角プリズム31cは第2の直角プリズム31bからz軸
正方向へ進行するレーザビームLB1を入射してx軸負
方向に反射する(ファースト軸はz軸方向に変換され
る)ように設定する。
The first displacement optical system 31 has a first
To the fourth right-angled prisms 31a to 31d,
It is located above the xz plane, which includes a row of 1a.
At this time, the first right-angled prism 31a is connected to the split optical system 20.
The first laser beam LB1 traveling in the positive direction of the y-axis is incident from the first right-angled prism 22 and is reflected in the positive direction of the x-axis (the slow axis is converted into the y-axis direction), and the second right-angle prism 31b. From the first rectangular prism 31a enters the laser beam LB1 traveling in the positive direction of the x-axis and reflects it in the positive direction of the z-axis (the fast axis is converted to the x-axis direction), and the third rectangular prism 31c is the second prism. The laser beam LB1 traveling in the positive direction of the z-axis is incident from the right-angle prism 31b and is reflected in the negative direction of the x-axis (the fast axis is converted to the z-axis direction).

【0033】また、第2変位光学系32を構成する第1
から第4の直角プリズム32a〜32dは、エミッタ1
1aからなる一列を含むx−z平面の下方に配置する。
このとき、第1の直角プリズム32aは分割光学系20
の第2の直角プリズム23からy軸負方向へ進行する第
2のレーザビームLB2を入射してx軸負方向に反射し
(スロー軸はy軸方向に変換され)、第2の直角プリズ
ム32bは第1の直角プリズム32aからx軸負方向へ
進行するレーザビームLB2を入射してz軸正方向に反
射し(ファースト軸はx軸方向に変換され)、第3の直
角プリズム32cは第2の直角プリズム32bからz軸
正方向へ進行するレーザビームLB2を入射してx軸正
方向に反射する(ファースト軸はz軸方向に変換され
る)ように設定する。このように構成した第2の実施の
形態による集光装置においても、上述した第1の実施の
形態と同様な作用および効果を得ることができる。
Further, the first displacement optical system 32 has a first
To the fourth right angle prisms 32a to 32d,
It is placed below the xz plane containing a row of 1a.
At this time, the first right-angled prism 32a is connected to the split optical system 20.
Second laser beam LB2 traveling in the y-axis negative direction from the second right-angled prism 23 and reflected in the x-axis negative direction (the slow axis is converted into the y-axis direction), and the second right-angled prism 32b Is incident on the laser beam LB2 traveling in the negative direction of the x-axis from the first right-angled prism 32a and reflected in the positive direction of the z-axis (the fast axis is converted to the x-axis direction), and the third right-angled prism 32c is changed to the second prism 32c. The laser beam LB2 traveling in the positive direction of the z-axis is incident from the right-angle prism 32b and is reflected in the positive direction of the x-axis (the fast axis is converted to the z-axis direction). Also in the light-collecting device according to the second embodiment configured as described above, the same operation and effect as those of the above-described first embodiment can be obtained.

【0034】さらに、本発明の第3の実施の形態による
集光装置を図3を参照して説明する。本実施の形態は、
第1および第2変位光学系31,32をそれぞれ反射手
段としての直角プリズムを3個用いて構成した点で、直
角プリズムを4個用いて構成した第1の実施の形態と異
なる。このとき、両変位光学系31,32の光路長が互
いに等しくなるように設定しなければならない。また、
第2変位光学系32には像回転器81が設けられてい
る。なお、上述した第1の実施の形態と同一の構成要件
については同一符号を付してその説明を省略する。
Further, a light collecting device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment,
This is different from the first embodiment in which four right-angle prisms are used in that the first and second displacement optical systems 31 and 32 are each formed by using three right-angle prisms as reflecting means. At this time, the optical path lengths of both displacement optical systems 31 and 32 must be set to be equal to each other. Also,
An image rotator 81 is provided in the second displacement optical system 32. The same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0035】具体的には、分割光学系20は、上述した
直角プリズム21と同様に上面および底面が直角二等辺
三角形であり各側面が全反射面である直角プリズムから
構成し、この直角プリズム21は、光源10から入射し
たレーザビームLB群の半分(第1のレーザビームLB
1)をそのままz軸正方向に通過させ、レーザビームL
B群の残りの半分(第2のレーザビームLB2)を直角
に対向した側面に入射してx軸正方向に反射するように
配置する。これにより、第1および第2のレーザビーム
LB1,LB2のスロー軸はx軸およびz軸方向とな
る。
Specifically, the splitting optical system 20 is composed of a right-angled prism whose top and bottom surfaces are right-angled isosceles triangles and each side surface is a total reflection surface, like the right-angled prism 21 described above. Is a half of the laser beam LB group incident from the light source 10 (first laser beam LB
1) as it is in the positive direction of the z-axis, and the laser beam L
The other half of the group B (second laser beam LB2) is arranged so as to be incident on the side surfaces facing each other at a right angle and reflected in the positive direction of the x-axis. As a result, the slow axes of the first and second laser beams LB1 and LB2 are in the x-axis and z-axis directions.

【0036】第1変位光学系31を構成する各直角プリ
ズム31a〜31cは、上述した直角プリズム21と同
様に上面および底面が直角二等辺三角形であり各側面が
全反射面となっている。これら3つの直角プリズム31
a〜31cのうち第1の直角プリズム31aは、上述し
たエミッタ11aからなる一列を含むx−z平面に沿っ
て配置され、第1の直角プリズム31aは光源10から
z軸正方向へ進行する第1のレーザビームLB1を入射
してy軸正方向に反射する。このとき、第1のレーザビ
ームLB1のファースト軸はz軸方向に変換される。第
2および第3の直角プリズム31b,31cは、エミッ
タ11aからなる一列を含むx−z平面の上方に配置さ
れ、第2の直角プリズム31bは第1の直角プリズム3
1aからy軸正方向へ進行するレーザビームLB1を入
射してx軸負方向に反射し(第1のレーザビームLB1
のスロー軸はy軸方向に変換され)、第3の直角プリズ
ム31cは第2の直角プリズム31bからx軸負方向へ
進行するレーザビームLB1を入射してy軸負方向に反
射する。このとき、第1のレーザビームLB1のスロー
軸はx軸方向に変換される。
Each of the right-angle prisms 31a to 31c constituting the first displacement optical system 31 has an upper surface and a bottom surface which are isosceles right triangles, and each side surface is a total reflection surface, like the right-angle prism 21 described above. These three right angle prisms 31
The first right-angled prism 31a among the a to 31c is arranged along the xz plane including a row of the emitters 11a described above, and the first right-angled prism 31a travels from the light source 10 in the positive z-axis direction. One laser beam LB1 is incident and reflected in the positive direction of the y-axis. At this time, the fast axis of the first laser beam LB1 is converted to the z-axis direction. The second and third right-angle prisms 31b and 31c are arranged above the xz plane including one row of the emitters 11a, and the second right-angle prism 31b is the first right-angle prism 3.
1a from which a laser beam LB1 traveling in the positive direction of the y-axis is incident and reflected in the negative direction of the x-axis (first laser beam LB1
Is converted to the y-axis direction), and the third rectangular prism 31c receives the laser beam LB1 traveling from the second rectangular prism 31b in the negative x-axis direction and reflects it in the negative y-axis direction. At this time, the slow axis of the first laser beam LB1 is converted to the x-axis direction.

【0037】第2変位光学系32を構成する各直角プリ
ズム32a〜32cも、上述した直角プリズム21と同
様に上面および底面が直角二等辺三角形であり各側面が
全反射面となっている。これら3つの直角プリズム32
a〜32cのうち第1の直角プリズム32aは、上述し
たエミッタ11aからなる一列を含むx−z平面に沿っ
て配置され、第1の直角プリズム32aは第2分割光学
系20からx軸負方向へ進行する第2のレーザビームL
B2を入射してy軸負方向に反射する。このとき、第2
のレーザビームLB2のファースト軸はx軸方向に変換
される。
Each of the right-angled prisms 32a to 32c constituting the second displacement optical system 32 has an upper surface and a bottom surface which are right-angled isosceles triangles and each side surface is a total reflection surface, like the right-angled prism 21 described above. These three right angle prisms 32
The first right-angled prism 32a among the a to 32c is arranged along the xz plane including a row of the emitters 11a described above, and the first right-angled prism 32a is arranged in the negative direction of the x-axis from the second split optical system 20. Second laser beam L which travels to
B2 is incident and reflected in the negative y-axis direction. At this time, the second
The first axis of the laser beam LB2 is converted to the x-axis direction.

【0038】第2および第3の直角プリズム32b,3
2cは、エミッタ11aからなる一列を含むx−z平面
の下方に配置され、第2の直角プリズム32bは第1の
直角プリズム32aからy軸負方向へ進行するレーザビ
ームLB2を入射してz軸正方向に反射する。このと
き、第2のレーザビームLB2のファースト軸はz軸方
向に変換される。
The second and third right angle prisms 32b, 3
2c is arranged below an xz plane including a row of emitters 11a, and the second right-angle prism 32b receives a laser beam LB2 traveling from the first right-angle prism 32a in the y-axis negative direction and then the z-axis. Reflects in the positive direction. At this time, the fast axis of the second laser beam LB2 is converted to the z-axis direction.

【0039】第2および第3の直角プリズム32b,3
2cの間の光軸上には、像回転器81(例えば像回転プ
リズム)が設置されている。この像回転器81は入射し
たレーザビームを光軸まわりに90度時計まわりに回転
させて出射するものであり、これにより、第2のレーザ
ビームLB2のスロー軸およびファースト軸はそれぞれ
x軸方向およびy軸方向に変換される。
The second and third right angle prisms 32b, 3
An image rotator 81 (for example, an image rotation prism) is installed on the optical axis between 2c. The image rotator 81 rotates the incident laser beam by 90 degrees clockwise about the optical axis and emits it, whereby the slow axis and the fast axis of the second laser beam LB2 are in the x-axis direction and in the x-axis direction, respectively. Converted in the y-axis direction.

【0040】そして、第3の直角プリズム32cは第2
の直角プリズム32bからz軸正方向へ進行するレーザ
ビームLB2を入射してy軸正方向に反射する。このと
き、第2のレーザビームLB2のファースト軸はz軸方
向に変換される。このように構成した第3の実施の形態
による集光装置においても、上述した第1の実施の形態
と同様な作用および効果を得ることができる。なお、上
述した第3の実施の形態においては像回転器81を32
bと32cの間に設置したが、これに限られず、第2の
レーザビームLB2の光路上であればいずれの場所に設
置してもよい。
The third right-angle prism 32c has a second
The laser beam LB2 traveling in the positive direction of the z-axis is incident from the right-angle prism 32b and is reflected in the positive direction of the y-axis. At this time, the fast axis of the second laser beam LB2 is converted to the z-axis direction. Also in the light condensing device according to the third embodiment configured as described above, it is possible to obtain the same operation and effect as those of the above-described first embodiment. In addition, in the above-described third embodiment, the image rotator 81 is 32
Although it is installed between b and 32c, it is not limited to this and may be installed at any place on the optical path of the second laser beam LB2.

【0041】また、上述した各実施の形態においては、
本発明を、半導体レーザチップ11の前側面に設けた各
エミッタ11aから放射されたレーザビームLB群を2
分割する半導体レーザ光集光装置に適用するようにした
が、この場合に限られず、レーザビームLB群を3以上
に分割する半導体レーザ光集光装置に適用してもよい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments,
According to the present invention, two laser beam LB groups emitted from each emitter 11a provided on the front side surface of the semiconductor laser chip 11 are used.
Although the invention is applied to the semiconductor laser light condensing device for dividing, it is not limited to this case, and it may be applied to the semiconductor laser light condensing device for dividing the laser beam LB group into three or more.

【0042】次に、本発明の第4の実施の形態を図4を
参照して説明する。図4は集光装置を示す斜視図であ
る。本実施の形態は、半導体レーザチップ11の前側面
に設けた各エミッタ11aから放射されたS偏光のレー
ザビームLB群を2分割し、これら二分の一レーザビー
ムLB(第1および第2のレーザビームLB1,LB
2)を偏光方向が互いに異なる(S偏光およびP偏光)
四分の一レーザビームLBにそれぞれ分割する第1およ
び第2偏光分割光学系61,62と、これら分割された
偏光方向が互いに異なる四分の一レーザビームLBを再
び合波する第1および第2偏光合波光学系71,72と
を備えた点で上述した第1の実施の形態と異なる。な
お、上述した第1の実施の形態と同一の構成要件には同
一符号を付してその説明を省略する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a perspective view showing the light collecting device. In the present embodiment, the S-polarized laser beam LB group emitted from each emitter 11a provided on the front side surface of the semiconductor laser chip 11 is divided into two, and the half laser beam LB (first and second laser beams) is divided. Beams LB1, LB
2) has different polarization directions (S-polarized light and P-polarized light)
First and second polarization splitting optical systems 61 and 62 for respectively splitting into the quarter laser beam LB, and first and second splitting and splitting the quarter laser beam LB having mutually different polarization directions. It differs from the first embodiment described above in that the two-polarization multiplexing optical systems 71 and 72 are provided. The same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0043】具体的には、分割光学系20と第1および
第2変位光学系31,32との間にそれぞれ第1および
第2偏光分割光学系61,62と第1および第2偏光合
波光学系71,72が設けられている。第1偏光分割光
学系61は、第1および第2の直角プリズム61a,6
1bと、半波長板61cから構成されている。第1の直
角プリズム61aは、上述した直角プリズム21と同様
に上面および底面が直角二等辺三角形であり各側面が全
反射面である直角プリズムから構成し、この直角プリズ
ム61aは、分割光学系20を構成する直角プリズム2
1から入射した第1のレーザビームLB1の半分(四分
の一レーザビームLB)を通過させ、残りの半分(四分
の一レーザビームLB)を直角に対向した側面に入射し
てz軸正方向に反射するように配置する。これにより、
通過した四分の一レーザビームのスロー軸およびファー
スト軸はz軸方向およびy軸方向であり、反射した四分
の一レーザビームのスロー軸およびファースト軸はx軸
方向およびy軸方向である。
Specifically, the first and second polarization splitting optical systems 61 and 62 and the first and second polarization multiplexing systems are provided between the splitting optical system 20 and the first and second displacement optical systems 31 and 32, respectively. Optical systems 71 and 72 are provided. The first polarization splitting optical system 61 includes the first and second right angle prisms 61a, 6a.
1b and a half-wave plate 61c. The first right-angled prism 61a is composed of a right-angled prism whose top and bottom surfaces are right-angled isosceles triangles and whose side surfaces are total reflection surfaces, like the right-angled prism 21 described above. Right angle prism 2
One half (quarter laser beam LB) of the first laser beam LB1 incident from No. 1 is passed through, and the other half (quarter laser beam LB) is incident on the side surfaces facing each other at a right angle, and the z-axis is positive. Arrange so that it reflects in the direction. This allows
The slow axis and the fast axis of the passed quarter laser beam are the z-axis direction and the y-axis direction, and the slow axis and the fast axis of the reflected quarter laser beam are the x-axis direction and the y-axis direction.

【0044】第2の直角プリズム61bも、上述した直
角プリズム21と同様な直角プリズムから構成し、この
直角プリズム61bは、分割光学系20を構成する直角
プリズム21から入射した四分の一レーザビームLB
(第1のレーザビームLB1の半分)を直角に対向した
側面に入射してz軸正方向に反射するように配置する。
このとき、反射した四分の一レーザビームのスロー軸は
x軸方向に変換される。半波長板61cは、入射したレ
ーザビームLBの偏光方向をS偏光からP偏光に変換し
て射出するものであり、第1の直角プリズム61aから
入射した四分の一レーザビームLB(第1のレーザビー
ムLB1の残りの半分)の光軸上に配置する。このと
き、射出した四分の一レーザビームのスロー軸およびフ
ァースト軸はx軸方向およびy軸方向のままである。し
たがって、分割光学系20の直角プリズム21から入射
した第1のレーザビームLB1は長手方向(スロー軸方
向)に2分割されて、これら分割された四分の一レーザ
ビームLBは偏光方向が互いに異なる。
The second right-angle prism 61b is also composed of a right-angle prism similar to the above-mentioned right-angle prism 21, and the right-angle prism 61b is a quarter laser beam incident from the right-angle prism 21 forming the split optical system 20. LB
(Half of the first laser beam LB1) is arranged so as to be incident on side surfaces facing each other at a right angle and reflected in the positive direction of the z-axis.
At this time, the slow axis of the reflected quarter laser beam is converted to the x-axis direction. The half-wave plate 61c converts the polarization direction of the incident laser beam LB from S-polarized light to P-polarized light and emits it. The quarter-wave laser beam LB (first polarized light beam LB) incident from the first rectangular prism 61a (first The other half of the laser beam LB1) is arranged on the optical axis. At this time, the slow axis and the fast axis of the emitted quarter laser beam remain in the x-axis direction and the y-axis direction. Therefore, the first laser beam LB1 incident from the rectangular prism 21 of the split optical system 20 is split into two in the longitudinal direction (slow axis direction), and the split quarter laser beams LB have different polarization directions. .

【0045】第1偏光合波光学系71は、第1の直角プ
リズム71aと偏光ビームスプリッタ71bから構成さ
れている。第1の直角プリズム71aは、上述した直角
プリズム21と同様に上面および底面が直角二等辺三角
形であり各側面が全反射面である直角プリズムから構成
し、この直角プリズム71aは、第1偏光分割光学系6
1を構成する第1の直角プリズム61aからz軸正方向
に進行する四分の一レーザビームLBを直角に対向した
側面に入射してx軸正方向に反射するように配置する。
これにより、反射された四分の一レーザビームLBのス
ロー軸はz軸方向に変換される。偏光ビームスプリッタ
71bは、偏光方向が互いに異なる2つのレーザビーム
LBを入射し重ね合わせ合成し光の単位面積あたりの出
力を高めて射出するものである。この偏光ビームスプリ
ッタ71bは、第1偏光分割光学系61を構成する第2
の直角プリズム61bからz軸正方向に進行するS偏光
の四分の一レーザビームLB、および第1偏光合波光学
系71を構成する第1の直角プリズム71aからx軸正
方向に進行するP偏光の四分の一レーザビームLBを入
射してz軸正方向に射出するように配置する。これによ
り、射出された四分の一レーザビームLBのスロー軸お
よびファースト軸はそれぞれx軸方向およびy軸方向と
なる。したがって、2つの四分の一レーザビームLBは
再合成されて、第1のレーザビームLB1は長手方向
(スロー軸方向)に約四分の一となり、変位光学系31
の直角プリズム31bに入射される。これ以降は第1の
実施の形態と同様である。
The first polarization multiplexing optical system 71 comprises a first rectangular prism 71a and a polarization beam splitter 71b. The first right-angled prism 71a is composed of a right-angled prism whose upper and bottom surfaces are right-angled isosceles triangles and whose side surfaces are total reflection surfaces, like the right-angled prism 21 described above. Optical system 6
The 1st right-angled prism 61a which constitutes 1 is arranged so that the quarter laser beam LB traveling in the positive direction of the z-axis is incident on the side surfaces facing each other at a right angle and reflected in the positive direction of the x-axis.
As a result, the slow axis of the reflected quarter laser beam LB is converted to the z-axis direction. The polarization beam splitter 71b is for injecting two laser beams LB having mutually different polarization directions, superimposing them on each other, combining them, and increasing the output per unit area of the light and emitting them. The polarization beam splitter 71b is a second polarization beam splitter 71b that constitutes a first polarization splitting optical system 61.
Of the S-polarized quarter laser beam LB that travels in the positive direction of the z-axis from the right-angle prism 61b, and P that travels in the positive direction of the x-axis from the first right-angle prism 71a that constitutes the first polarization multiplexing optical system 71. It is arranged so that a quarter-polarized laser beam LB is incident and emitted in the positive direction of the z-axis. As a result, the slow axis and the fast axis of the emitted quarter laser beam LB become the x-axis direction and the y-axis direction, respectively. Therefore, the two quarter laser beams LB are recombined so that the first laser beam LB1 becomes approximately one quarter in the longitudinal direction (slow axis direction), and the displacement optical system 31
It is incident on the rectangular prism 31b. The subsequent steps are the same as those in the first embodiment.

【0046】また、第1偏光分割光学系61と第1偏光
合波光学系71は、偏光ビームスプリッタ71bに入射
する四分の一レーザビームLBの各光路長が等しくなる
ように配置されている。
The first polarization splitting optical system 61 and the first polarization multiplexing optical system 71 are arranged so that the optical path lengths of the quarter laser beam LB entering the polarization beam splitter 71b are equal. .

【0047】第2偏光分割光学系62も、第1偏光分割
光学系61と同様に第1および第2の直角プリズム62
a,62bと、半波長板62cから構成されている。こ
れにより、分割光学系20の直角プリズム21から入射
した第2のレーザビームLB2は長手方向に2分割され
て、これら分割された四分の一レーザビームLBは偏光
方向が互いに異なる。また、第2偏光合波光学系72
も、第1偏光合波光学系71と同様に第1の直角プリズ
ム72aと偏光ビームスプリッタ72bから構成されて
いる。これにより、2つの四分の一レーザビームLBは
再合成されて、第2のレーザビームLB2は長手方向に
約四分の一となる。また、第2偏光分割光学系62と第
2偏光合波光学系72は、偏光ビームスプリッタ72b
に入射する四分の一レーザビームLBの各光路長が等し
くなるように配置されている。
Similarly to the first polarization splitting optical system 61, the second polarization splitting optical system 62 also includes first and second right-angle prisms 62.
It is composed of a and 62b and a half-wave plate 62c. As a result, the second laser beam LB2 incident from the rectangular prism 21 of the split optical system 20 is split into two in the longitudinal direction, and the split quarter laser beams LB have different polarization directions. In addition, the second polarization multiplexing optical system 72
Also, like the first polarization multiplexing optical system 71, it is also composed of a first rectangular prism 72a and a polarization beam splitter 72b. As a result, the two quarter laser beams LB are recombined, and the second laser beam LB2 becomes approximately one quarter in the longitudinal direction. Further, the second polarization splitting optical system 62 and the second polarization multiplexing optical system 72 include a polarization beam splitter 72b.
Are arranged so that the respective optical path lengths of the quarter laser beam LB that is incident on are equal to each other.

【0048】このように構成した第4の実施の形態によ
る集光装置においては、半導体レーザから放射されてコ
リメータレンズ12によってコリメートされたスロー軸
方向(x軸方向)に細長いレーザビームLB群は、分割
光学系20によって長手方向(スロー軸方向)に2分割
される。そして、これら長手方向に短くなった二分の一
レーザビームLB(第1および第2のレーザビームLB
1,LB2)は、第1および第2偏光分割光学系61,
62によって偏光方向が互いに異なる四分の一レーザビ
ームLBにそれぞれ2分割される。これら四分の一レー
ザビームLBは第1および第2偏光合波光学系71,7
2によって合波され、光の密度が高められる。さらに、
これら合波された両四分の一レーザビームLBは、第1
および第2変位光学系31,32によってファースト軸
方向に変位され長手方向に垂直な方向(ファースト軸方
向)に並び替えられて、集光レンズ50に到達すること
になる。これら到達した両四分の一レーザビームLB
は、光路長が同一であるので、長手方向への広がりは同
一となり、集光レンズ50に到達した各四分の一レーザ
ビームの断面は同一なものとなる。したがって、並び替
えた各四分の一レーザビームを集光レンズ50によって
効率よく集光することができる。
In the condensing device according to the fourth embodiment configured as described above, the laser beam LB group elongated in the slow axis direction (x-axis direction) emitted from the semiconductor laser and collimated by the collimator lens 12 is: The split optical system 20 splits the light into two in the longitudinal direction (slow axis direction). Then, the half laser beam LB shortened in the longitudinal direction (first and second laser beams LB
1, LB2) is a first and second polarization splitting optical system 61,
62 divides the laser beam LB into two quarters each having a different polarization direction. These quarter laser beams LB are transmitted to the first and second polarization combining optical systems 71, 7
It is multiplexed by 2 and the density of light is increased. further,
These combined quarter laser beams LB are
Then, the light is displaced in the fast axis direction by the second displacement optical systems 31 and 32, rearranged in the direction perpendicular to the longitudinal direction (fast axis direction), and reaches the condenser lens 50. Both quarter laser beams LB that have reached these
Have the same optical path length, they have the same spread in the longitudinal direction, and the cross sections of the quarter laser beams reaching the condenser lens 50 are the same. Therefore, the rearranged quarter laser beams can be efficiently condensed by the condenser lens 50.

【0049】なお、上述した第4の実施の形態において
は、コリメータレンズ12でコリメートされたレーザビ
ームLBをスロー軸方向に2分割し、先に、第1および
第2偏光分割光学系61,62によって2分割された各
二分の一レーザビームLBを偏光方向が互いに異なる四
分の一レーザビームLBに夫々分割し、第1および第2
偏光合波光学系71,72によって分割された偏光方向
が互いに異なる四分の一レーザビームLBを再び合波し
た後で、合波された各四分の一レーザビームLBをスロ
ー軸方向に直交するファースト軸方向に互いに変位さ
せ、ファースト軸方向に並列させるようにしたが、コリ
メータレンズ12でコリメートされたレーザビームLB
群をスロー軸方向に2分割し、先に、これら分割した二
分の一レーザビームLBをスロー軸方向に直交するファ
ースト軸方向に互いに変位させ、その後第1および第2
偏光分割光学系61,62によって2分割された各二分
の一レーザビームLBを偏光方向が互いに異なる四分の
一レーザビームLBに夫々分割し、第1および第2偏光
合波光学系71,72によって分割された偏光方向が互
いに異なる四分の一レーザビームLBを再び合波し、合
波された各四分の一レーザビームLBをファースト軸方
向に並列するようにしてもよい。
In the above-described fourth embodiment, the laser beam LB collimated by the collimator lens 12 is split into two in the slow axis direction, and first the first and second polarization splitting optical systems 61 and 62 are used. Each half laser beam LB divided into two is divided into quarter laser beams LB whose polarization directions are different from each other.
After re-combining the quarter laser beams LB that are divided by the polarization combining optical systems 71 and 72 and have different polarization directions, each of the combined quarter laser beams LB is orthogonal to the slow axis direction. The laser beams LB collimated by the collimator lens 12 are arranged such that they are displaced from each other in the fast axis direction and arranged in parallel in the fast axis direction.
The group is divided into two in the slow axis direction, first, these divided half laser beams LB are displaced from each other in the fast axis direction orthogonal to the slow axis direction, and then the first and second
Each half laser beam LB split into two by the polarization splitting optical systems 61 and 62 is split into quarter laser beams LB whose polarization directions are different from each other, and the first and second polarization multiplexing optical systems 71 and 72 are split. Alternatively, the quarter laser beams LB that are divided by the different polarization directions may be combined again, and the combined quarter laser beams LB may be arranged in parallel in the fast axis direction.

【0050】なお、上述した各実施の形態においては、
光源10に、エミッタ11aを一列に設けた半導体レー
ザチップ11を1つだけ備えるようにしたが、この半導
体レーザチップ11を複数積層させて備えるようにして
もよい。
In each of the above-mentioned embodiments,
Although the light source 10 is provided with only one semiconductor laser chip 11 in which the emitters 11a are provided in one row, a plurality of the semiconductor laser chips 11 may be laminated and provided.

【0051】また、上述した各実施の形態においては、
反射手段として直角プリズムの各側面を用いるようにし
たが、これに代えて、全反射ミラーを用いるようにして
もよい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments,
Although each side surface of the rectangular prism is used as the reflecting means, a total reflection mirror may be used instead of this.

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

【図1】 本発明の第1の実施の形態による半導体レー
ザ光集光装置を示した斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor laser light condensing device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第2の実施の形態による半導体レー
ザ光集光装置を示した斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a semiconductor laser light condensing device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第3の実施の形態による半導体レー
ザ光集光装置を示した斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a semiconductor laser light condensing device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第4の実施の形態による半導体レー
ザ光集光装置を示した斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a semiconductor laser light condensing device according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…光源、11…半導体レーザチップ、11a…エミ
ッタ、12…コリメータレンズ、20…分割光学系、3
0…変位光学系、31,32…第1および第2変位光学
系、40…並列光学系、50…集光レンズ。
10 ... Light source, 11 ... Semiconductor laser chip, 11a ... Emitter, 12 ... Collimator lens, 20 ... Dividing optical system, 3
0 ... Displacement optical system, 31, 32 ... 1st and 2nd displacement optical system, 40 ... Parallel optical system, 50 ... Condensing lens.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光を放射するスロー軸方向に長い
複数のエミッタをスロー軸方向に一列に設けた半導体レ
ーザと、該レーザ光をコリメートするコリメータレンズ
と、該コリメータレンズでコリメートされたレーザ光を
前記スロー軸方向に分割し、分割したレーザ光を前記ス
ロー軸方向に直交するファースト軸方向に互いに変位さ
せ、変位された各分割レーザ光を前記ファースト軸方向
に並列させる手段と、この並列された分割レーザ光を集
光する集光レンズとを有する半導体レーザ光集光装置に
おいて、 前記手段は、前記半導体レーザから集光レンズまでの前
記各分割レーザ光の光路長が互いに等しくなるように設
定されたことを特徴とする半導体レーザ光集光装置。
1. A semiconductor laser in which a plurality of emitters, which are long in the slow axis direction, for emitting laser light are provided in a row in the slow axis direction, a collimator lens for collimating the laser light, and a laser beam collimated by the collimator lens. Is divided in the slow axis direction, the divided laser beams are displaced in the fast axis direction orthogonal to the slow axis direction, and the displaced divided laser beams are arranged in parallel in the fast axis direction. In the semiconductor laser light condensing device having a condensing lens for condensing the divided laser light, the means is set such that the optical path lengths of the respective divided laser lights from the semiconductor laser to the condensing lens are equal to each other. A semiconductor laser light condensing device characterized in that
【請求項2】 レーザ光を放射するスロー軸方向に長い
複数のエミッタをスロー軸方向に一列に設けた半導体レ
ーザと、該レーザ光をコリメートするコリメータレンズ
と、該コリメータレンズでコリメートされたレーザ光を
スロー軸方向に少なくとも2分割する分割手段と、分割
された各分割レーザ光を前記スロー軸方向に直交するフ
ァースト軸方向に互いに変位させる変位手段と、変位さ
れた各分割レーザ光を前記ファースト軸方向に並列させ
る並列手段と、この並列された分割レーザ光を集光する
集光レンズとを有する半導体レーザ光集光装置におい
て、 前記分割手段、変位手段および並列手段は、前記半導体
レーザから集光レンズまでの前記各分割レーザ光の光路
長が互いに等しくなるように設定されたことを特徴とす
る半導体レーザ光集光装置。
2. A semiconductor laser provided with a plurality of emitters, which are long in the slow axis direction, for emitting laser light in a row in the slow axis direction, a collimator lens for collimating the laser light, and a laser beam collimated by the collimator lens. Is divided into at least two in the slow axis direction, displacement means for displacing each divided laser beam in the fast axis direction orthogonal to the slow axis direction, and each displaced divided laser beam in the fast axis direction. In a semiconductor laser light condensing device having parallel means for arranging in parallel in a direction and a condensing lens for condensing the parallel divided laser light, the dividing means, the displacing means, and the parallel means condense light from the semiconductor laser. A semiconductor laser characterized in that the optical path lengths of the respective divided laser beams to the lens are set to be equal to each other. Condenser.
【請求項3】 レーザ光を放射する複数のエミッタがス
ロー軸方向に並設された半導体レーザと、該レーザ光を
コリメートするコリメータレンズと、該コリメータレン
ズでコリメートされたレーザ光をスロー軸方向に2分割
する分割手段と、2分割された各二分の一レーザ光を偏
光方向が互いに異なる四分の一レーザ光に夫々分割する
偏光分割手段と、各偏光分割手段によって分割された偏
光方向が互いに異なる四分の一レーザ光を再び合波する
偏光合波手段と、各偏光合波手段によって合波された各
四分の一レーザ光を前記スロー軸方向に直交するファー
スト軸方向に互いに変位させ、前記ファースト軸方向に
並列させる変位並列手段と、この並列された分割レーザ
光を集光する集光レンズとを有する半導体レーザ光集光
装置において、 前記分割手段、偏光分割手段、偏光合波手段および変位
並列手段は、前記半導体レーザから集光レンズまでの前
記各分割レーザ光の光路長が互いに等しくなるように設
定されたことを特徴とする半導体レーザ光集光装置。
3. A semiconductor laser in which a plurality of emitters for emitting laser light are arranged side by side in the slow axis direction, a collimator lens for collimating the laser light, and laser light collimated by the collimator lens in the slow axis direction. Splitting means for splitting into two, polarization splitting means for splitting each split half laser light into quarter laser light having different polarization directions, and polarization directions split by each polarization splitting means. Polarization combining means for recombining different quarter laser beams, and each quarter laser light combined by each polarization combining means are displaced from each other in the fast axis direction orthogonal to the slow axis direction. A semiconductor laser light condensing device having a displacement paralleling means arranged in parallel in the fast axis direction and a condensing lens for condensing the parallel divided laser light, The splitting means, the polarization splitting means, the polarization multiplexing means and the displacement paralleling means are set such that the optical path lengths of the split laser beams from the semiconductor laser to the condenser lens are equal to each other. Light concentrator.
【請求項4】 レーザ光を放射する複数のエミッタがス
ロー軸方向に並設された半導体レーザと、該レーザ光を
コリメートするコリメータレンズと、該コリメータレン
ズでコリメートされたレーザ光をスロー軸方向に2分割
し、これら分割した二分の一レーザ光を前記スロー軸方
向に直交するファースト軸方向に互いに変位させる分割
変位手段と、2分割された各二分の一レーザ光を偏光方
向が互いに異なる四分の一レーザ光に夫々分割する偏光
分割手段と、各偏光分割手段によって分割された偏光方
向が互いに異なる四分の一レーザ光を再び合波する偏光
合波手段と、各偏光合波手段によって合波された各四分
の一レーザ光を前記ファースト軸方向に並列させる並列
手段と、この並列された分割レーザ光を集光する集光レ
ンズとを有する半導体レーザ光集光装置において、 前記分割変位手段、偏光分割手段、偏光合波手段および
並列手段は、前記半導体レーザから集光レンズまでの前
記各分割レーザ光の光路長が互いに等しくなるように設
定されたことを特徴とする半導体レーザ光集光装置。
4. A semiconductor laser in which a plurality of emitters for emitting laser light are arranged side by side in the slow axis direction, a collimator lens for collimating the laser light, and laser light collimated by the collimator lens in the slow axis direction. Dividing and displacing means for dividing the halved laser light into two and displacing the divided halved laser light with each other in the fast axis direction orthogonal to the slow axis direction, and the halved laser light divided into two quadrants having different polarization directions. Polarization splitting means for splitting the laser light into one laser beam, polarization splitting means for splitting again the quarter laser beams split by the polarization splitting means and having different polarization directions, and splitting by each polarization splitting means. A semi-conductor having parallel means for arranging each of the quarter-wave laser beams shunted in parallel in the first axis direction, and a condenser lens for condensing the parallel split laser beams. In the body laser light condensing device, the division displacement means, the polarization division means, the polarization combining means and the parallel means are set so that the optical path lengths of the respective divided laser lights from the semiconductor laser to the condenser lens are equal to each other. A semiconductor laser light condensing device characterized in that
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