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JP2007065600A - Combined laser equipment - Google Patents

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JP2007065600A
JP2007065600A JP2005255249A JP2005255249A JP2007065600A JP 2007065600 A JP2007065600 A JP 2007065600A JP 2005255249 A JP2005255249 A JP 2005255249A JP 2005255249 A JP2005255249 A JP 2005255249A JP 2007065600 A JP2007065600 A JP 2007065600A
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JP
Japan
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laser
optical fiber
optical
incident
transparent member
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2005255249A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Nagano
和彦 永野
Shinichiro Sonoda
慎一郎 園田
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.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
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 Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2005255249A priority Critical patent/JP2007065600A/en
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Abstract

【課題】 複数の半導体レーザ素子から出射されたレーザビームを合波して出力する合波レーザ装置を、小型化可能とし、長期信頼性のあるものとすると共に安価に構成する。
【解決手段】 複数の半導体レーザ素子LD1〜4と、該複数の半導体レーザ素子LD1〜4から出射されたレーザビームB1〜4をそれぞれコリメートすると共に集光する4つのレンズ11〜14と、各レーザビームB1〜4をそれぞれ反射する反射面を側面21〜24として有する正四角錐の光学部材20と、光学部材20で反射されたレーザビームの集光位置に入射端面31が配置された1本のマルチモード光ファイバ33とを備え、半導体レーザ素子LD1〜4、光ファイバ33、光学部材20およびレンズ11〜14が、各半導体レーザLD1〜4から出射されたレーザビームB1〜4が光学部材20のそれぞれ異なる側面21〜24に入射し、該異なる側面21〜24に入射したレーザビームがそれぞれ反射されて光ファイバ33の入射端面31に集光される位置にそれぞれ配置する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the size of a combined laser device that combines and outputs laser beams emitted from a plurality of semiconductor laser elements, to be long-term reliable, and to be configured at low cost.
SOLUTION: A plurality of semiconductor laser elements LD1-4, four lenses 11-14 for collimating and condensing laser beams B1-4 emitted from the plurality of semiconductor laser elements LD1-4, respectively, and each laser A regular quadrangular pyramid optical member 20 having reflecting surfaces that reflect the beams B1 to B4 as side surfaces 21 to 24, respectively, and a multi-piece in which an incident end face 31 is disposed at the condensing position of the laser beam reflected by the optical member 20. Mode optical fiber 33, semiconductor laser elements LD 1 to LD 4, optical fiber 33, optical member 20, and lenses 11 to 14, and laser beams B 1 to 4 emitted from respective semiconductor lasers LD 1 to 4 are optical members 20. The laser beams incident on the different side surfaces 21 to 24 are arranged at positions where the laser beams incident on the different side surfaces 21 to 24 are reflected and condensed on the incident end surface 31 of the optical fiber 33, respectively.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は合波レーザ装置に関し、特に、複数の半導体レーザから発せられたレーザビームを光ファイバを利用して合波する合波レーザ装置に関するものである。   The present invention relates to a multiplex laser device, and more particularly to a multiplex laser device that multiplexes laser beams emitted from a plurality of semiconductor lasers using an optical fiber.

従来、紫外域のレーザービームを発生させる装置として、半導体レーザー励起固体レーザーから発せられた赤外光を紫外域の第3高調波に変換する波長変換レーザーや、エキシマレーザーや、Arレーザーが実用に供されている。   Conventionally, wavelength conversion lasers, excimer lasers, and Ar lasers that convert infrared light emitted from semiconductor laser-excited solid-state lasers into third harmonics in the ultraviolet region have been put to practical use as devices that generate ultraviolet laser beams. It is provided.

このような波長のレーザービームを発する光源は、350〜420nmの紫外領域を含んだ所定の波長域(以下「紫外域」という)に感度を有する感光材料を露光する露光装置において、露光用光源として適用することも考えられている。その場合の露光用光源は、当然ながら、感光材料を感光させるのに十分な出力を備えることが求められる。   A light source that emits a laser beam having such a wavelength is used as an exposure light source in an exposure apparatus that exposes a photosensitive material having sensitivity in a predetermined wavelength region (hereinafter referred to as “ultraviolet region”) including an ultraviolet region of 350 to 420 nm. It is also considered to apply. In this case, the light source for exposure is naturally required to have a sufficient output for exposing the photosensitive material.

しかし上記エキシマレーザーは、装置が大型で、コストやメンテナンスコストも高いという問題がある。   However, the excimer laser has a problem that the apparatus is large, and the cost and maintenance cost are high.

また、赤外光を紫外域の第3高調波に変換する波長変換レーザーは、波長変換効率が非常に低いことから、高出力を得るのは極めて困難になっている。現在のところは、30Wの半導体レーザーで固体レーザー媒質を励起して10Wの基本波(波長1064nm)を発振させ、それを3Wの第2高調波(波長532nm)に変換し、それら両者の和周波である1Wの第3高調波(波長355nm)を得る、というのが現在の実用レベルである。その場合の半導体レーザーの電気−光効率は50%程度であり、そして紫外光への変換効率は1.7%程度と非常に低いものとなっている。そしてこのような波長変換レーザーは、高価な光波長変換素子を用いるために、コストがかなり高いものとなっている。   In addition, a wavelength conversion laser that converts infrared light into the third harmonic in the ultraviolet region has extremely low wavelength conversion efficiency, so that it is extremely difficult to obtain a high output. At present, a solid laser medium is excited with a 30 W semiconductor laser to oscillate a 10 W fundamental wave (wavelength 1064 nm), which is converted into a 3 W second harmonic (wavelength 532 nm), and the sum frequency of both of them. The current practical level is to obtain a third harmonic of 1 W (wavelength 355 nm). In this case, the electro-optical efficiency of the semiconductor laser is about 50%, and the conversion efficiency to ultraviolet light is very low, about 1.7%. Such a wavelength conversion laser is considerably expensive because it uses an expensive optical wavelength conversion element.

またArレーザーは電気−光効率が0.005%と非常に低く、寿命が1000時間程度と非常に短いという問題がある。   In addition, the Ar laser has a problem that the electro-optical efficiency is very low as 0.005% and the lifetime is as short as about 1000 hours.

これらを解決し、高出力を得ることができる低コストかつ高寿命のレーザ装置として、複数の半導体レーザ素子からのレーザビームを合波して出力する合波レーザ装置が提案されている。例えば、特許文献1には、1次元状に並べられた複数の半導体レーザをからのレーザビームを光ファイバに集光して合波させる合波レーザ装置が提案されている。また、特許文献2には複数の半導体レーザを二次元状、具体的には円周状に並べて配設し、複数の半導体レーザからの光を1本の光ファイバに集光して合波させる合波レーザ装置が提案されている。   As a low-cost and long-life laser apparatus that can solve these problems and obtain a high output, a combined laser apparatus that combines and outputs laser beams from a plurality of semiconductor laser elements has been proposed. For example, Patent Document 1 proposes a multiplexing laser device that condenses and multiplexes laser beams from a plurality of semiconductor lasers arranged one-dimensionally on an optical fiber. In Patent Document 2, a plurality of semiconductor lasers are arranged two-dimensionally, specifically, circumferentially, and the light from the plurality of semiconductor lasers is collected on one optical fiber and combined. A combined laser device has been proposed.

一方、青色・紫外領域の短波長のレーザ、あるいは高出力のレーザ装置において、光パワー密度が高い状態にある光学部品の表面に有機物等の付着物が堆積し、光学部品の透過率の低下、あるいは破壊などの現象が生じやすいという問題が知られている。この光学部品のレーザビーム入射端面への付着物としては、空気中の塵埃の集塵効果によるもの、周辺あるいは空気中に揮発している有機物がレーザ光と化学反応した結果の堆積物・付着物などが知られている。この問題は、出力の大きい合波レーザ装置においては特に顕著になるものと考えられる。
特開2004-77779号公報 特開2003-347647号公報
On the other hand, in a blue / ultraviolet short wavelength laser device or a high-power laser device, deposits such as organic substances are deposited on the surface of the optical component in a state where the optical power density is high, and the transmittance of the optical component is reduced. Or the problem that phenomena, such as destruction, are easy to occur is known. The deposits on the laser beam incident end face of this optical component are due to the dust collection effect of the dust in the air, and the deposits and deposits resulting from the chemical reaction of the organic substances volatile in or around the air with the laser beam. Etc. are known. This problem is considered to be particularly remarkable in a combined laser device having a large output.
JP 2004-77779 A JP 2003-347647 A

特許文献1および特許文献2の装置は、複数の半導体レーザ、光ファイバの先端およびレーザビームを光ファイバに集光する光学系が、気密封止された比較的大型のパッケージ内に配置された構成となっており、汚染物質の付着を効果的に抑制することができるが、このような気密封止パッケージは特注品となる場合が多く、コスト高になる虞がある。   In the devices of Patent Document 1 and Patent Document 2, a plurality of semiconductor lasers, an optical fiber tip, and an optical system for condensing the laser beam on the optical fiber are arranged in a relatively large package hermetically sealed. Thus, the adhesion of contaminants can be effectively suppressed, but such a hermetically sealed package is often a custom-made product, which may increase the cost.

そこで、コスト高となる大型の気密封止パッケージを備えない構造とするため、例えば、特許文献2の装置において、個々にCANパッケージに実装された半導体レーザ素子を用い、円周状に配置した構成とすることも考えられる。しかしながら、例えば、外径直径が5.6mmのCANパッケージを円周状に4つ配列した場合、結合効率を高めるためにはコリメートレンズとして直径φが8mm程度のものを要する。このとき、4つの半導体レーザからの4本ビーム束の直径は、20mmにもなる。このコリメートレーザビームをNA(開口)=0.2のファイバに集光させる場合、焦点距離50mmの集光レンズとする必要がある。そのため、レーザ装置としてのサイズが大きくなりがちである。このようにモジュールとしてサイズが大きくなってしまい、結果として十分な低コスト化を図ることができない虞がある。   Therefore, in order to obtain a structure that does not include a large hermetically sealed package that is expensive, for example, in the apparatus of Patent Document 2, a configuration in which semiconductor laser elements individually mounted on a CAN package are used and arranged circumferentially It can also be considered. However, for example, when four CAN packages having an outer diameter of 5.6 mm are arranged circumferentially, a collimating lens having a diameter φ of about 8 mm is required to increase the coupling efficiency. At this time, the diameter of the four beam bundles from the four semiconductor lasers is 20 mm. When condensing this collimated laser beam on a fiber with NA (aperture) = 0.2, it is necessary to use a condensing lens with a focal length of 50 mm. Therefore, the size as a laser device tends to increase. As described above, the module becomes large in size, and as a result, there is a possibility that it is not possible to achieve a sufficient cost reduction.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、小型かつ高出力が得られる低コストの合波レーザ装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a low-cost multiplexing laser device that is small in size and high in output.

本発明の合波レーザ装置は、複数の半導体レーザと、
1本のマルチモード光ファイバと、
角錘面状の反射面を有する光学部材を備え、
前記半導体レーザ、前記光ファイバおよび前記光学部材が、前記複数の半導体レーザから出射されるレーザビームが前記光学部材のそれぞれ異なる側面に入射し、該異なる側面から入射した複数のレーザビームが該側面で反射されて前記光ファイバの入射端面に集光される位置に配置されていることを特徴とするものである。
The multiplexing laser device of the present invention includes a plurality of semiconductor lasers,
One multimode optical fiber;
An optical member having a pyramidal reflective surface;
In the semiconductor laser, the optical fiber, and the optical member, laser beams emitted from the plurality of semiconductor lasers are incident on different side surfaces of the optical member, and a plurality of laser beams incident from the different side surfaces are incident on the side surfaces. It is arranged at a position where it is reflected and condensed on the incident end face of the optical fiber.

角錘面状の反射面を有する光学部材とは、側面がミラーで構成された角垂体部材、あるいは角錘体形状の凹部を有し、角錘体形状の側面が反射面となっているプリズムなどである。   The optical member having a pyramidal reflecting surface is a prism member whose side surface is constituted by a mirror, or a prism having a pyramidal concave portion and the side surface of the pyramidal shape being a reflecting surface. Etc.

なお、複数の半導体レーザ素子は、個別に気密封止されたパッケージ内に配置されていることが望ましい。   It is desirable that the plurality of semiconductor laser elements be arranged in individually hermetically sealed packages.

また、本発明の合波レーザ装置は、光ファイバの入射端面に接触するように配置された透明部材を備え、複数のレーザビームが透明部材を介して光ファイバの入射端面に集光されるものであり、透明部材の、レーザビームが入射する入射面における該レーザビームの光パワー密度が、10W/mm2以下であることが望ましい。 In addition, the multiplexing laser device of the present invention includes a transparent member disposed so as to contact the incident end face of the optical fiber, and a plurality of laser beams are condensed on the incident end face of the optical fiber via the transparent member. It is desirable that the optical power density of the laser beam on the incident surface of the transparent member on which the laser beam is incident be 10 W / mm 2 or less.

また、このとき、光学部材を内包する、光出射窓を有する筐体を備え、透明部材が、前記光出射窓を覆うように配置され、光ファイバが、前記筐体の外部に該筐体に対して着脱自在とされていることが望ましい。   Further, at this time, a housing having a light exit window that includes the optical member is provided, a transparent member is disposed so as to cover the light exit window, and an optical fiber is attached to the housing outside the housing. On the other hand, it is desirable to be detachable.

あるいは、本発明の合波レーザ装置は、光学部材を内包する、光出射窓を有する筐体と、光出射窓を覆うように配置された透明部材とを備え、光ファイバが、筐体の外部に透明部材に入射端面が接触するように配置されており、複数のレーザビームが透明部材を介して光ファイバの入射端面に集光されるものであり、光ファイバおよび透明部材が、筐体に対して着脱自在とされていることが望ましい。   Alternatively, the multiplexing laser device of the present invention includes a housing having a light exit window that contains an optical member, and a transparent member disposed so as to cover the light exit window, and the optical fiber is provided outside the housing. Are arranged so that the incident end face comes into contact with the transparent member, and a plurality of laser beams are condensed on the incident end face of the optical fiber through the transparent member, and the optical fiber and the transparent member are attached to the casing. On the other hand, it is desirable to be detachable.

本発明の合波レーザ装置は、角錘面状の反射面を有するミラーまたはプリズムからなる光学部材を備え、半導体レーザ素子からのレーザビームの光路を反射させ、光ファイバの入射端面に集光させているため、レーザビームの光路を直線状ではなく折り返すことにより、焦点距離の短い集光レンズを使用することができ、結果として装置全体を小型化することが可能となる。   The multiplexing laser device of the present invention includes an optical member made of a mirror or prism having a pyramidal reflecting surface, reflects the optical path of the laser beam from the semiconductor laser element, and focuses it on the incident end face of the optical fiber. Therefore, by turning back the optical path of the laser beam instead of being linear, a condensing lens with a short focal length can be used, and as a result, the entire apparatus can be miniaturized.

複数の半導体レーザ素子はそれぞれ個別に気密封止されたパッケージ内に配置することができ、装置全体を大きな気密パッケージで覆う必要がなく、高価な気密パッケージを使わないためコストを抑制することができる。個々の半導体レーザを気密封止するためのパッケージは市販の安価なCANパッケージなどを用いることができる。   The plurality of semiconductor laser elements can be individually arranged in a hermetically sealed package, and it is not necessary to cover the entire apparatus with a large hermetic package, and the cost can be suppressed because an expensive hermetic package is not used. . A commercially available inexpensive CAN package can be used as a package for hermetically sealing individual semiconductor lasers.

また、紫外領域の合波レーザ装置においては、ファイバ入射端面でのパワー密度が高くなるためファイバ入射端面が汚染される問題があるが、本発明の合波レーザ装置において、光ファイバの入射端面が透明部材に接触するように配置構成すれば、光ファイバの入射端面と透明部材はフィジカルコンタクトしているので光ファイバの入射端面への汚染がなく、大気と接する透明部材のビーム入射面のパワー密度は光ファイバの入射端面におけるパワー密度と比較して低いため、該透明部材の入射端面への汚染物質の付着は抑制されたものとなり、結果として装置の劣化を抑制することができる。またその透明部材のレーザビームが入射する入射面における光パワー密度が、10W/mm2以下であれば、透明部材の入射面への汚染物質の付着をより効果的に抑制することができ、より高寿命化を図ることができる。 In addition, in the combined laser device in the ultraviolet region, there is a problem that the fiber incident end surface is contaminated because the power density at the fiber incident end surface becomes high. In the combined laser device of the present invention, the incident end surface of the optical fiber is If the transparent fiber is placed in contact with the transparent member, the optical fiber incident end face and the transparent member are in physical contact, so there is no contamination of the optical fiber incident end face, and the power density of the beam incident face of the transparent member in contact with the atmosphere. Is lower than the power density at the incident end face of the optical fiber, so that the adhesion of contaminants to the incident end face of the transparent member is suppressed, and as a result, deterioration of the apparatus can be suppressed. Moreover, if the optical power density at the incident surface on which the laser beam of the transparent member is incident is 10 W / mm 2 or less, the adhesion of contaminants to the incident surface of the transparent member can be more effectively suppressed. Long life can be achieved.

また、本発明の合波レーザ装置は、光ファイバの入射端面に接触させられる透明部材と、光ファイバとが、光学部材を内包する筐体に対して着脱自在とされていれば、透明部材のレーザビームが入射する面に汚染物質が付着、堆積した場合や、透明部材と光ファイバの入射端面との間に塵埃等が介在した場合にも透明部材を容易にクリーニングもしくは交換することができるため、装置劣化を抑制し、高寿命化を図ることができる。   In addition, the multiplexing laser device of the present invention is configured so that the transparent member brought into contact with the incident end face of the optical fiber and the optical fiber are detachable from the housing containing the optical member. The transparent member can be easily cleaned or replaced even when contaminants adhere to and accumulate on the surface on which the laser beam is incident, or when dust or the like is present between the transparent member and the incident end surface of the optical fiber. , Device deterioration can be suppressed and the life can be extended.

以下、本発明の実施の形態の図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, it explains in detail using a drawing of an embodiment of the invention.

まず、本発明の第1の実施の形態による合波レーザ装置について説明する。図1はその概略構成を示す側面図であり、図2は、光学部材および半導体レーザ素子の位置関係およびレーザビーム光路を概略的に示す平面図である。   First, the multiplexing laser device according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration thereof, and FIG. 2 is a plan view schematically showing a positional relationship between an optical member and a semiconductor laser element and a laser beam optical path.

本実施形態の合波レーザ装置1は、4つの半導体レーザ素子LD1〜4と、該4つの半導体レーザ素子LD1〜4から出射されたレーザビームB1〜4をそれぞれコリメートすると共に集光する4つのレンズ11〜14と、各レーザビームB1〜4をそれぞれ反射する反射面を側面21〜24として有する正四角錐の光学部材20と、光学部材20で反射されたレーザビームの集光位置に入射端面31が配置された1本のマルチモード光ファイバ33とを備えており、4つの半導体レーザ素子LD1〜4、光ファイバ33、光学部材20およびレンズ11〜14が、各半導体レーザLD1〜4から出射されたレーザビームB1〜4が光学部材20のそれぞれ異なる側面21〜24に入射し、該異なる側面21〜24に入射したレーザビームがそれぞれ反射されて光ファイバ33の入射端面31に集光される位置にそれぞれ配置されている。   The combining laser device 1 of the present embodiment includes four lenses for collimating and condensing the four semiconductor laser elements LD1 to LD4 and the laser beams B1 to B4 emitted from the four semiconductor laser elements LD1 to LD4, respectively. 11 to 14, an optical member 20 of a regular quadrangular pyramid having reflecting surfaces reflecting the laser beams B1 to B4 as side surfaces 21 to 24, and an incident end face 31 at the condensing position of the laser beam reflected by the optical member 20 The multi-mode optical fiber 33 is arranged, and the four semiconductor laser elements LD1 to LD4, the optical fiber 33, the optical member 20, and the lenses 11 to 14 are emitted from the respective semiconductor lasers LD1 to LD4. The laser beams B1 to B4 are incident on different side surfaces 21 to 24 of the optical member 20, and the laser beams incident on the different side surfaces 21 to 24 are reflected and focused on the incident end surface 31 of the optical fiber 33, respectively. Each Is placed.

光学部材20は図3に示す正四角錘形状の部材であり、その4つの側面21〜24はミラーで構成されており入射してくる光を反射する反射面である。この光学部材20は筐体15内に配置されており、筐体15の、光学部材20の頂点25上方の箇所にはレーザビームが出射する出射窓16が開口されている。また筐体15は、各半導体レーザ素子からのレーザビームが透過し、光学部材20に入射するよう側壁が光透過部材で構成されている。   The optical member 20 is a regular quadrangular pyramid-shaped member shown in FIG. 3, and its four side surfaces 21 to 24 are formed of mirrors and are reflecting surfaces that reflect incident light. The optical member 20 is disposed in the housing 15, and an emission window 16 through which a laser beam is emitted is opened at a location on the housing 15 above the vertex 25 of the optical member 20. Further, the housing 15 has a side wall made of a light transmitting member so that the laser beam from each semiconductor laser element is transmitted and enters the optical member 20.

それぞれの半導体レーザ素子LD1〜4は、脱気処理後、不活性ガスを充填し気密封止されたCANパッケージC1〜C4内に配置されており、各半導体レーザからのレーザビームが光学部材20の4つの側面21〜24にそれぞれ入射される位置に配置されている(図2参照)。   Each of the semiconductor laser elements LD1 to LD4 is disposed in a CAN package C1 to C4 that is filled with an inert gas and hermetically sealed after the deaeration process, and a laser beam from each semiconductor laser is transmitted to the optical member 20. It arrange | positions in the position which each injects into the four side surfaces 21-24 (refer FIG. 2).

コリメートおよび集光を行う各レンズ11〜14は、各CANパッケージC1〜C4の光出射窓外側に配置されている。   The lenses 11 to 14 for collimating and condensing are arranged outside the light emission windows of the CAN packages C1 to C4.

筐体15の、出射窓16の外側には、透明部材30が該窓16を覆うように固定されており、さらにこの透明部材30を囲むようにして光ファイバ33の先端に取り付けられたフェルール35を受容するレセプタクル36が固定されている。   A transparent member 30 is fixed outside the exit window 16 of the housing 15 so as to cover the window 16, and further receives a ferrule 35 attached to the tip of the optical fiber 33 so as to surround the transparent member 30. A receptacle 36 is fixed.

光ファイバ33の入射端面31を含む先端部はフェルール35に挿入されており、このフェルール35ごと、レセプタクル36に嵌合するコネクタ38に取り付けられている。フェルール35はレセプタクル36の内スリーブ36aに受容され、レセプタクル36の外スリーブ36bとコネクタ38とには互いに係合する係合部36cおよび38cが設けられた構成である。   The tip portion including the incident end face 31 of the optical fiber 33 is inserted into the ferrule 35, and the ferrule 35 is attached to a connector 38 that fits into the receptacle 36. The ferrule 35 is received by the inner sleeve 36a of the receptacle 36, and the outer sleeve 36b of the receptacle 36 and the connector 38 are provided with engaging portions 36c and 38c that engage with each other.

コネクタ38は、レセプタクル36と嵌合時にフェルール35を透明部材30の接触面30aに押圧するバネ39を備えており、レセプタクル36にコネクタ38を接続すると、フェルール35はバネ39により所定の圧力を受けて透明部材30に押しつけられ、押圧接触された状態で保持固定される。   The connector 38 includes a spring 39 that presses the ferrule 35 against the contact surface 30a of the transparent member 30 when mated with the receptacle 36. When the connector 38 is connected to the receptacle 36, the ferrule 35 receives a predetermined pressure by the spring 39. Then, it is pressed against the transparent member 30 and is held and fixed in a pressed contact state.

レセプタクル36が筐体15に固定されているため、集光点と、フェルール35を受容するレセプタクル36の内スリーブ36aの位置は変化することがなく、光ファイバ33や半導体レーザLDを交換しても集光点と光ファイバ33の入射端面31の位置精度が維持され、高効率結合を得ることができる。   Since the receptacle 36 is fixed to the housing 15, the position of the condensing point and the inner sleeve 36a of the receptacle 36 that receives the ferrule 35 does not change, and even if the optical fiber 33 or the semiconductor laser LD is replaced. The positional accuracy between the condensing point and the incident end face 31 of the optical fiber 33 is maintained, and high efficiency coupling can be obtained.

本合波レーザ装置1においては、各半導体レーザ素子LD1〜4から出射されたレーザビームB1〜4がレンズ11〜14を経て光学部材20の各側面21〜24に入射され、該側面21〜24で反射されて光学部材頂点25側へ進行方向が変えられ、透明部材30を介して該透明部材30に接触して配置されている光ファイバ33の入射端面31で集光する。該入射端面31から光ファイバ33内に入射したレーザビームはファイバ33内を伝播し、合波されたレーザビームが光ファイバ33の図示しない出射端面から出射される。   In the multiplexing laser device 1, laser beams B1 to B4 emitted from the semiconductor laser elements LD1 to LD4 are incident on the side surfaces 21 to 24 of the optical member 20 through the lenses 11 to 14, respectively. And the traveling direction is changed toward the optical member apex 25 side, and the light is condensed on the incident end face 31 of the optical fiber 33 arranged in contact with the transparent member 30 through the transparent member 30. The laser beam incident on the optical fiber 33 from the incident end face 31 propagates in the fiber 33, and the combined laser beam is emitted from an output end face (not shown) of the optical fiber 33.

各CANパッケージC1〜4内に250mWのレーザチップを備えているとすると、本合波レーザ装置は4つの半導体レーザ素子を備えているため、出力は1Wとなる。   If each of the CAN packages C1 to C4 includes a 250 mW laser chip, the combined laser device includes four semiconductor laser elements, and thus the output is 1 W.

本実施形態の合波レーザ装置のように、レーザビームを反射する光学部材30を備え、レーザビームの光路を折り返すことにより、直線状で集光させる場合よりも焦点距離が短い集光レンズを用いることができるようになり、光路長を短くすることができ、全体として装置を小型化することができる。   As in the combined laser apparatus of the present embodiment, a condensing lens that includes an optical member 30 that reflects a laser beam and has a shorter focal length than the case of condensing linearly by folding the optical path of the laser beam is used. Thus, the optical path length can be shortened, and the apparatus can be downsized as a whole.

具体的な例として、半導体レーザ素子LD1〜4として250mWの半導体レーザをφ5.6mmのCANパッケージに実装し電気抵抗溶接によって密封したものを用い、各CAN パッケージC1〜4の光出射窓の外側に配置されているレンズ11〜14の、チップ側のNAが0.6、ファイバ側のNAが0.13であるとき、レンズ中心と発光点までの距離は、3mm、レンズ中心とファイバ入射点の集光点までの距離は、13.5mmとなる。これは、既述のように、特許文献2記載の装置において、φ5.6mmのCANパッケージを4つ備えた構成の場合に焦点距離が50mmであったことと比較すると格段に短いものである。   As a specific example, a semiconductor laser element LD1 to LD4 having a 250 mW semiconductor laser mounted on a φ5.6 mm CAN package and hermetically sealed by electric resistance welding is used outside the light emission window of each CAN package C1 to C4. When the NA on the chip side of the arranged lenses 11 to 14 is 0.6 and the NA on the fiber side is 0.13, the distance from the lens center to the light emitting point is 3 mm, to the focal point of the lens center and the fiber incident point The distance is 13.5 mm. As described above, in the apparatus described in Patent Document 2, the focal length is 50 mm in the case of the configuration including four CAN packages of φ5.6 mm, which is much shorter.

なお、CANパッケージC1〜4は、内部の揮発成分を除去するため脱気処理を施した上で気密封止されたものであるため、汚染物質の半導体レーザ素子端面への付着を抑制することができる。また、使用時において光ファイバ33の入射端面31は透明部材30に接触させて押圧固定されているので、入射端面31は透明部材30により保護された状態となり汚染物質が付着しない。したがって、装置の長期に亘って信頼性の高いものとすることができる。   Since the CAN packages C1 to C4 are hermetically sealed after performing a deaeration process to remove internal volatile components, it is possible to suppress adhesion of contaminants to the end face of the semiconductor laser element. it can. In addition, since the incident end face 31 of the optical fiber 33 is pressed and fixed in contact with the transparent member 30 during use, the incident end face 31 is protected by the transparent member 30 and no contaminants adhere to it. Therefore, the device can be highly reliable over a long period of time.

さらに、半導体レーザ素子を気密封止するCANパッケージは市販の安価なものを用いることができ、一方、筐体15は気密封止する必要はないため、筐体が高価なものとなることもなく合波レーザ装置を安価に構成することができる。   Further, a commercially available CAN package that hermetically seals the semiconductor laser element can be used. On the other hand, the casing 15 does not need to be hermetically sealed, so that the casing does not become expensive. The multiplexing laser device can be configured at low cost.

なお、本合波レーザ装置1において、駆動時における、透明部材30の光ビーム入射面30bにおける光パワー密度を10W/mm2以下とすることにより、透明部材30の入射面30bへの有機物等の汚染物質は抑制されるため、装置のさらなる高寿命化を図ることができる。 In the combined laser device 1, when the optical power density at the light beam incident surface 30 b of the transparent member 30 is set to 10 W / mm 2 or less during driving, organic matter or the like on the incident surface 30 b of the transparent member 30 is driven. Since contaminants are suppressed, the life of the apparatus can be further increased.

図4は、透明部材30の光ビーム入射面30bにおける光パワー密度と、レーザモジュールの寿命との関係を示すデータである。ここで、寿命は、レーザモジュールの出力パワーが、初期出力パワーの60%になった時点で定義している。パワー密度が10W/mm2のとき18000時間の寿命が、パワー密度が大きくなるにつれて短くなることが明らかである。すなわち、透明部材の光ビーム入射面における光パワー密度を10W/mm2以下とすることにより、18000時間程度以上の寿命を得ることができると考えられ、製品の寿命として十分な長さを達成することができる。 FIG. 4 is data showing the relationship between the optical power density on the light beam incident surface 30b of the transparent member 30 and the lifetime of the laser module. Here, the lifetime is defined when the output power of the laser module reaches 60% of the initial output power. It is clear that when the power density is 10 W / mm 2 , the lifetime of 18000 hours decreases as the power density increases. That is, it is considered that a lifetime of about 18000 hours or more can be obtained by setting the optical power density on the light beam incident surface of the transparent member to 10 W / mm 2 or less, and a sufficient length as the lifetime of the product is achieved. be able to.

透明部材の光ビーム入射面における光パワー密度を10W/mm2以下とするための具体的例を説明する。 A specific example for setting the optical power density on the light beam incident surface of the transparent member to 10 W / mm 2 or less will be described.

光ファイバのNAが0.22、集光ビームの入射NAが0.2、各半導体レーザ素子の出力は250mWであるとする。ここでは、4つの半導体レーザ素子からの光を合波するため、出力は1Wである。ファイバのビーム入射端面を保護する透明部材30として、屈折率1.5のガラスを使用するものとする。このとき、ガラス内部の集光ビームのNAは、0.127となる。ファイバ保護ガラスである透明部材30の板厚が1mmのとき、該透明部材30のビーム入射面における光パワー密度が10W/mm2となる。すなわち、上記条件の場合、透明部材30の板厚を1mm以上とすることにより、透明部材の光ビーム入射面における光パワー密度を10W/mm2以下とすることができる。 It is assumed that the NA of the optical fiber is 0.22, the incident NA of the focused beam is 0.2, and the output of each semiconductor laser element is 250 mW. Here, in order to multiplex the light from the four semiconductor laser elements, the output is 1 W. Glass having a refractive index of 1.5 is used as the transparent member 30 that protects the beam incident end face of the fiber. At this time, the NA of the focused beam inside the glass is 0.127. When the thickness of the transparent member 30 that is fiber protective glass is 1 mm, the optical power density at the beam incident surface of the transparent member 30 is 10 W / mm 2 . That is, under the above conditions, the light power density on the light beam incident surface of the transparent member can be 10 W / mm 2 or less by setting the plate thickness of the transparent member 30 to 1 mm or more.

次に、本発明の第2の実施の形態による合波レーザ装置について説明する。図5はその概略構成を示す側面図であり、図6は、図5に示す合波レーザ装置のコネクタ非装着時の構成を示す側面図である。なお、図5および図6において、第1の実施形態と同一の要素には同一符号を付し詳細な説明を省略し、主として第1の実施形態と異なる点を説明する(以下において同様とする)。   Next, a multiplexing laser device according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a side view showing a schematic configuration thereof, and FIG. 6 is a side view showing a configuration when the connector of the multiplexing laser apparatus shown in FIG. 5 is not attached. 5 and 6, the same elements as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and differences from the first embodiment will be mainly described (the same applies hereinafter). ).

本実施形態の合波レーザ装置2においては、筐体15の出射窓16の部分に該出射窓16よりも径の大きい開口部17が形成されており、この開口部17に透明部材30が挿入されている。開口部17は透明部材保持部を構成するものである。図6に示すように、透明部材30はレセプタクル36の内スリーブ36a内を貫通可能な大きさであり、筐体15に対して着脱可能である。透明部材30は円柱状のガラスブロックであり、窓16、保持部17はいずれも円筒状とされている。保持部17の径は窓16の径よりも若干広くなっており、この段差部分16aがストッパとなって透明部材30の光軸方向の位置が規制される。   In the multiplexing laser device 2 of the present embodiment, an opening 17 having a diameter larger than that of the emission window 16 is formed in the portion of the emission window 16 of the housing 15, and the transparent member 30 is inserted into the opening 17. Has been. The opening 17 constitutes a transparent member holding part. As shown in FIG. 6, the transparent member 30 has a size that can penetrate the inner sleeve 36 a of the receptacle 36, and is detachable from the housing 15. The transparent member 30 is a columnar glass block, and the window 16 and the holding portion 17 are both cylindrical. The diameter of the holding portion 17 is slightly larger than the diameter of the window 16, and the step portion 16a serves as a stopper to restrict the position of the transparent member 30 in the optical axis direction.

レセプタクル36にコネクタ38を接続すると、フェルール35はバネ39により所定の圧力を受けて透明部材30に押しつけられ、接触固定されるが、このとき、このフェルール35による押圧と筐体10の透明部材保持部16の段差部分16aとにより透明部材30の光学軸方向位置が一義的に定められる。したがって、透明部材が筐体に対して固定されていなくても光学のずれ等の問題は生じない。   When the connector 38 is connected to the receptacle 36, the ferrule 35 receives a predetermined pressure by the spring 39 and is pressed against the transparent member 30 and fixed in contact. At this time, the pressing by the ferrule 35 and the holding of the transparent member of the housing 10 are performed. The position of the transparent member 30 in the optical axis direction is uniquely determined by the step portion 16a of the portion 16. Therefore, even if the transparent member is not fixed to the housing, problems such as optical displacement do not occur.

透明部材30が着脱自在であるため、長時間の駆動の後、透明部材30の光ビームBの入射面30bに汚染物質が付着した場合もしくは、透明部材30の光ファイバ接触面30aと光ファイバ33との間に塵埃等が付着した場合、透明部材30のクリーニングもしくは透明部材30の交換を容易に行うことができる。   Since the transparent member 30 is detachable, when contaminants adhere to the incident surface 30b of the light beam B of the transparent member 30 after long-time driving, or the optical fiber contact surface 30a of the transparent member 30 and the optical fiber 33 When dust or the like adheres between the two, the cleaning of the transparent member 30 or the replacement of the transparent member 30 can be easily performed.

本実施形態の合波レーザ装置2においても、第1の実施形態の合波レーザ装置1と同様に小型化の効果を得ることができ、また、透明部材30が汚染された場合には、取り外してクリーニングもしくは交換が容易にできるため長期信頼性を得ることもできる。   Also in the multiplexing laser device 2 of the present embodiment, it is possible to obtain the effect of downsizing similarly to the multiplexing laser device 1 of the first embodiment, and when the transparent member 30 is contaminated, it is removed. Long-term reliability can be obtained because cleaning or replacement can be easily performed.

次に、本発明の第3の実施形態の合波レーザ装置について説明する。第3の実施形態の合波レーザ装置3の側断面図を図7に示す。本実施形態の合波レーザ装置3は、レーザビームを反射して光路を変化させる、角錘面状の反射面を有する光学部材がプリズム40から構成されている点で上記実施形態と異なる。   Next, a combining laser device according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 shows a side sectional view of the multiplex laser device 3 of the third embodiment. The multiplex laser device 3 of this embodiment is different from the above embodiment in that an optical member having a pyramidal reflecting surface that reflects a laser beam and changes an optical path is constituted by a prism 40.

プリズム40は、図8に斜視図を示すように、四角柱の底面に正四角錐形の凹部50が設けられた形状を有する。四角柱の外側面41〜44から入射したレーザビームは四角錘50の側面に相当する面45〜48で反射してその進行方向が四角柱の上面49向きに変えられる。   As shown in the perspective view of FIG. 8, the prism 40 has a shape in which a concave portion 50 having a regular quadrangular pyramid shape is provided on the bottom surface of the quadrangular prism. The laser beam incident from the outer side surfaces 41 to 44 of the quadrangular column is reflected by the surfaces 45 to 48 corresponding to the side surfaces of the quadrangular pyramid 50 and its traveling direction is changed to the upper surface 49 of the quadrangular column.

プリズム40は、上面49のレーザ光集光位置に開口56を有する筐体55内に配置されており、光ファイバ33は、筐体55の開口56から挿入されて入射端面31がプリズム40の上面49に接触するように配置されている。半導体レーザ素子LD1〜4、レンズ11〜14、プリズム40および光ファイバ.33は、半導体レーザLD1〜4からのレーザビームB1〜4がそれぞれレンズ11〜14、プリズム40を経て光ファイバ33の入射端面31(プリズム上面49)で集光する位置関係に配置されている。   The prism 40 is disposed in a housing 55 having an opening 56 at the laser beam condensing position on the upper surface 49, and the optical fiber 33 is inserted from the opening 56 of the housing 55 so that the incident end surface 31 is the upper surface of the prism 40. It is arranged to contact 49. Semiconductor laser elements LD1 to LD4, lenses 11 to 14, prism 40 and optical fiber 33 are incident end faces of optical fiber 33 through which laser beams B1 to B4 from semiconductor lasers LD1 to LD4 pass through lenses 11 to 14 and prism 40, respectively. 31 (prism upper surface 49) is arranged in a positional relationship where light is condensed.

本合波レーザ装置3においては、各半導体レーザ素子LD1〜4から出射されたレーザビームB1〜4がレンズ11〜14を経てプリズム40の各側面41〜44に入射され、角錘体状の凹部の側面45〜49で反射されてプリズムの上面49側へ進行方向が変えられ、プリズム上面49と接触いている光ファイバ33の入射端面31で集光する。該入射端面31から光ファイバ33内に入射したレーザビームはファイバ33内を伝播し、合波されたレーザビームが光ファイバ33の図示しない出射端面から出射される。   In the multiplexing laser device 3, laser beams B1 to B4 emitted from the semiconductor laser elements LD1 to LD4 are incident on the side surfaces 41 to 44 of the prism 40 through the lenses 11 to 14, and are formed into prismatic concave portions. , The direction of travel is changed toward the upper surface 49 side of the prism, and the light is condensed on the incident end surface 31 of the optical fiber 33 in contact with the upper surface 49 of the prism. The laser beam incident on the optical fiber 33 from the incident end face 31 propagates in the fiber 33, and the combined laser beam is emitted from an output end face (not shown) of the optical fiber 33.

本実施形態においても上記実施形態と同様に装置小型化の効果を得ることができ、また、各半導体レーザ素子がCANパッケージ内に配置されており、光ファイバ.33の入射端面31はプリズム40の上面49に押圧接触されて保持固定されて、駆動時に光パワー密度の高い部分における汚染物質の付着が防止されており、長期信頼性を得ることができる。   Also in this embodiment, the effect of downsizing the apparatus can be obtained as in the above embodiment, and each semiconductor laser element is disposed in the CAN package, and the incident end face 31 of the optical fiber .33 is formed of the prism 40. It is pressed against the upper surface 49 and held and fixed to prevent the contamination from adhering to the portion where the optical power density is high during driving, and long-term reliability can be obtained.

なお、上記各実施形態においては正四角錘の光学部材もしくは正四角錘の凹部を有する光学部材としたが、三角錐、五角錐など種々の多角錘の光学部材を用いることができる。n角錘を用いた場合、n個の半導体レーザ素子からのレーザビームを合波する装置を構成することができる。   In each of the above embodiments, an optical member having a regular quadrangular pyramid or an optical member having a concave portion having a regular quadrangular pyramid is used. However, various polygonal pyramid optical members such as a triangular pyramid and a pentagonal pyramid can be used. In the case of using an n-sided pyramid, it is possible to configure a device that combines laser beams from n semiconductor laser elements.

8角錐の光学部材を備えた合波レーザ装置を本発明の第4の実施形態として説明する。図9はその概略構成を示す側面図であり、図10は、光学部材および半導体レーザ素子の位置関係およびレーザビーム光路を概略的に示す平面図である。   A combined laser device provided with an 8-pyramid optical member will be described as a fourth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a side view showing the schematic configuration, and FIG. 10 is a plan view schematically showing the positional relationship between the optical member and the semiconductor laser element and the laser beam optical path.

図9および図10に示すように、本実施形態の合波レーザ装置4は、8つの半導体レーザ素子LD11〜18と、該8つの半導体レーザ素子LD11〜18から出射されたレーザビームB11〜18をそれぞれコリメートすると共に集光する8つのレンズ51〜58と、各レーザビームB11〜18をそれぞれ反射する反射面を側面61〜68として有する八角錘形状の光学部材60を備えている。   As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the multiplexing laser device 4 of the present embodiment includes eight semiconductor laser elements LD11 to LD18 and laser beams B11 to 18 emitted from the eight semiconductor laser elements LD11 to LD18. Eight lenses 51 to 58 for collimating and condensing, respectively, and an octagonal pyramid shaped optical member 60 having reflecting surfaces reflecting the laser beams B11 to 18 as side surfaces 61 to 68, respectively.

光学部材60は八角錐形状の部材であり、その8つの側面61〜68はミラーで構成されており入射してくる光を反射する反射面である。   The optical member 60 is an octagonal pyramid-shaped member, and its eight side surfaces 61 to 68 are formed of mirrors and are reflecting surfaces that reflect incident light.

それぞれの半導体レーザ素子LD11〜18は、脱気処理後、不活性ガスを充填し気密封止されたCANパッケージC11〜C18内に配置されており、各半導体レーザからのレーザビームが光学部材60の8つの側面61〜68にそれぞれ入射される位置に配置されている(図10参照)。コリメートおよび集光を行う各レンズ51〜58は、各CANパッケージC11〜C18の光出射窓外側に配置されている。   Each of the semiconductor laser elements LD11 to LD18 is disposed in a CAN package C11 to C18 that is filled with an inert gas and hermetically sealed after deaeration treatment, and the laser beam from each semiconductor laser is transmitted to the optical member 60. It arrange | positions in the position which each injects into eight side surfaces 61-68 (refer FIG. 10). The respective lenses 51 to 58 for collimating and condensing are arranged outside the light emission window of each of the CAN packages C11 to C18.

その他の構成は第1の実施形態の構成とほぼ同様である。   Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment.

本合波レーザ装置4においては、各半導体レーザ素子LD11〜18から出射されたレーザビームB11〜18がレンズ11〜18を経て光学部材60の各側面61〜68に入射され、該側面61〜68で反射されて光学部材頂点側へ進行方向が変えられ、透明部材30を介して該透明部材30に接触して配置されている光ファイバ33の入射端面31で集光する。該入射端面31から光ファイバ33内に入射したレーザビームはファイバ33内を伝播し、合波されたレーザビームが光ファイバ33の図示しない出射端面から出射される。   In this multiplexing laser device 4, laser beams B11-18 emitted from the semiconductor laser elements LD11-18 are incident on the side surfaces 61-68 of the optical member 60 through the lenses 11-18, and the side surfaces 61-68. And the traveling direction is changed toward the apex side of the optical member, and the light is condensed on the incident end face 31 of the optical fiber 33 arranged in contact with the transparent member 30 through the transparent member 30. The laser beam incident on the optical fiber 33 from the incident end face 31 propagates in the fiber 33, and the combined laser beam is emitted from an output end face (not shown) of the optical fiber 33.

各CANパッケージC11〜18内に250mWのレーザチップを備えているとすると、本合波レーザ装置は8つの半導体レーザ素子を備えているため、出力は2Wとなる。   If each of the CAN packages C11 to C18 includes a 250 mW laser chip, the combined laser apparatus includes eight semiconductor laser elements, so that the output is 2W.

本合波レーザ装置4においては8本のレーザビームB11〜18を集光するため、駆動時における、透明部材30の光ビーム入射面30bにおける光パワー密度を10W/mm2以下とするためには、第1の実施形態の場合と比較して透明部材30の厚みを厚くする必要がある。 具体的な例として、第1の実施形態の場合と同様に、光ファイバのNAが0.22、集光ビームの入射NAが0.2、各半導体レーザ素子の出力は250mWであり、ファイバのビーム入射端面を保護する透明部材30として、屈折率1.5のガラスを使用するものとする。このとき、250mWの半導体レーザ素子からのレーザビームを8本合波するため出力は2Wとなる。透明部材として板厚が1.4mmのガラスを用いたとき、透明部材のビーム入射面におけるパワー密度が10W/mm2となる。すなわち、上記条件の場合、透明部材30の板厚を1.4mm以上とすることにより、透明部材の光ビーム入射面における光パワー密度を10W/mm2以下とすることができ、透明部材のビーム入射面の汚染を防止することが可能となり、経時信頼性が高いレーザを実現することができる。 In this multiplexing laser device 4, since eight laser beams B11 to B18 are condensed, the optical power density on the light beam incident surface 30b of the transparent member 30 during driving is set to 10 W / mm 2 or less. The thickness of the transparent member 30 needs to be increased compared to the case of the first embodiment. As a specific example, as in the case of the first embodiment, the NA of the optical fiber is 0.22, the incident NA of the focused beam is 0.2, the output of each semiconductor laser element is 250 mW, and the beam incident end face of the fiber is As the transparent member 30 to be protected, glass having a refractive index of 1.5 is used. At this time, since eight laser beams from the 250 mW semiconductor laser element are combined, the output is 2 W. When glass with a plate thickness of 1.4 mm is used as the transparent member, the power density on the beam incident surface of the transparent member is 10 W / mm 2 . That is, in the case of the above conditions, by setting the thickness of the transparent member 30 to 1.4 mm or more, the light power density on the light beam incident surface of the transparent member can be 10 W / mm 2 or less, and the beam incidence of the transparent member Surface contamination can be prevented, and a laser with high temporal reliability can be realized.

第1の実施形態の合波レーザ装置の側断面図Side sectional view of the combined laser device of the first embodiment 図1の合波レーザ装置の光路を示す平面図The top view which shows the optical path of the combining laser apparatus of FIG. 角錐面を有する光学部材の斜視図Perspective view of optical member having pyramid surface 光入射端面におけるパワー密度と寿命の関係を示すグラフGraph showing the relationship between power density and lifetime at the light incident end face 第2の実施形態の合波レーザ装置の側断面図Side sectional view of the combined laser device of the second embodiment 第2の実施形態の合波レーザ装置のコネクタ非装着状態を示す側面図The side view which shows the connector non-mounting state of the combining laser apparatus of 2nd Embodiment 第3の実施形態の合波レーザ装置の側断面図Side sectional view of the combined laser device of the third embodiment 角錐面を有する光学部材の斜視図Perspective view of optical member having pyramid surface 第4の実施形態の合波レーザ装置の一部側断面図Partial side sectional view of the combined laser device of the fourth embodiment 図1の合波レーザ装置の光路を示す平面図The top view which shows the optical path of the combining laser apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、2、3、4 合波レーザ装置
11、12、13、14 レンズ
15 筐体
16 出射窓
17 透明部材保持部
20 光学部材
21、22、23、24 反射面
30 透明部材
31 光ファイバの入射端面
33 光ファイバ
35 フェルール
36 レセプタクル
38 コネクタ
39 バネ
40 プリズム
B1〜4 レーザビーム
C1〜4 CANパッケージ
LD1〜4 半導体レーザ素子
1, 2, 3, 4 Combined laser device
11, 12, 13, 14 Lens
15 housing
16 Exit window
17 Transparent member holder
20 Optical components
21, 22, 23, 24 Reflective surface
30 Transparent material
31 Optical fiber entrance end face
33 Optical fiber
35 Ferrule
36 Receptacle
38 connectors
39 Spring
40 Prism B1-4 Laser beam C1-4 CAN package LD1-4 Semiconductor laser device

Claims (5)

複数の半導体レーザと、
1本のマルチモード光ファイバと、
角錘面状の反射面を有する光学部材を備え、
前記半導体レーザ、前記光ファイバおよび前記光学部材が、前記複数の半導体レーザから出射されるレーザビームが前記光学部材のそれぞれ異なる側面に入射し、該異なる側面から入射した複数のレーザビームが該側面で反射されて前記光ファイバの入射端面に集光される位置に配置されていることを特徴とする合波レーザ装置。
A plurality of semiconductor lasers;
One multimode optical fiber;
An optical member having a pyramidal reflective surface;
In the semiconductor laser, the optical fiber, and the optical member, laser beams emitted from the plurality of semiconductor lasers are incident on different side surfaces of the optical member, and a plurality of laser beams incident from the different side surfaces are incident on the side surfaces. A combined laser device, wherein the combined laser device is disposed at a position where the light is reflected and condensed on an incident end face of the optical fiber.
前記複数の半導体レーザ素子が、個別に気密封止されたパッケージ内に配置されていることを特徴とする請求項1記載の合波レーザ装置。   2. The combined laser device according to claim 1, wherein the plurality of semiconductor laser elements are arranged in an individually hermetically sealed package. 前記光ファイバの入射端面に接触するように配置された透明部材を備え、
前記複数のレーザビームが前記透明部材を介して前記光ファイバの入射端面に集光されるものであり、
前記透明部材の、前記レーザビームが入射する入射面における該レーザビームの光パワー密度が、10W/mm2以下であることを特徴とする請求項1または2記載の合波レーザ装置。
Comprising a transparent member arranged to contact the incident end face of the optical fiber;
The plurality of laser beams are condensed on the incident end face of the optical fiber through the transparent member,
3. The combined laser device according to claim 1, wherein an optical power density of the laser beam on an incident surface of the transparent member on which the laser beam is incident is 10 W / mm 2 or less.
前記光学部材を内包する、光出射窓を有する筐体を備え、
前記透明部材が、前記光出射窓を覆うように配置され、
前記光ファイバが、前記筐体の外部に該筐体に対して着脱自在とされていることを特徴とする請求項3記載の合波レーザ装置。
A housing having a light exit window that encloses the optical member;
The transparent member is arranged to cover the light exit window;
4. The combined laser device according to claim 3, wherein the optical fiber is detachably attached to the housing outside the housing.
前記光学部材を内包する、光出射窓を有する筐体と、
前記光出射窓を覆うように配置された透明部材とを備え、
前記光ファイバが、前記筐体の外部に前記透明部材に前記入射端面が接触するように配置されており、
前記複数のレーザビームが前記透明部材を介して前記光ファイバの入射端面に集光されるものであり、
前記光ファイバおよび前記透明部材が、前記筐体に対して着脱自在とされていることを特徴とする請求項1または2記載の合波レーザ装置。
A housing having a light exit window containing the optical member;
A transparent member arranged to cover the light exit window,
The optical fiber is disposed outside the housing such that the incident end surface contacts the transparent member,
The plurality of laser beams are condensed on the incident end face of the optical fiber through the transparent member,
3. The combined laser device according to claim 1, wherein the optical fiber and the transparent member are detachable from the housing.
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