JP2021034531A - Laser module and fiber laser device - Google Patents

Abstract

To provide an inexpensive laser module capable of outputting a laser beam with a desired wavelength.SOLUTION: A laser module 1 comprises: an optical fiber 14; a plurality of semiconductor laser elements 22A to 22F and 122A to 122F; a beam splitter 150 that synthesizes a laser beam ejected from each of the semiconductor laser elements 22A to 22F and a laser beam ejected from each of the semiconductor laser elements 122A to 122F to direct them to condenser lenses 32 and 34; and a plurality of wavelength stabilization elements 41 to 46 that achieve a narrow band of a wavelength of laser beams LA to LF ejected from the semiconductor laser elements 22A to 22F. Each of the wavelength stabilization elements 41 to 46 is arranged on a downstream side of mirrors 28 and 128, and is structured so as to achieve the narrow band of the wavelength of the laser beams ejected from the semiconductor laser elements 22A to 22F and 122A to 122F.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、レーザモジュール及びファイバレーザ装置に係り、特に複数の半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を集光して出力するレーザモジュールに関するものである。 The present invention relates to a laser module and a fiber laser device, and particularly relates to a laser module that collects and outputs laser light emitted from a plurality of semiconductor laser elements.

従来から、複数の半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を集光し、高パワーのレーザ光を出力するレーザモジュールが知られている。このようなレーザモジュールに用いられる半導体レーザ素子の発振波長は、製造上のばらつきによって変動し、また温度依存性を有することから、所望の波長のレーザ光を安定して出力するためには、それぞれの半導体レーザ素子から出力されるレーザ光の波長を特定の波長にロックする必要がある。複数の半導体レーザ素子の出力レーザ光の波長をロックする方法の１つとして、所定の格子間隔で屈折率が周期的に変化するVolume Bragg Grating（ＶＢＧ）と呼ばれる波長安定化素子を用いて特定の波長を選択的に反射させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a laser module that collects laser light emitted from a plurality of semiconductor laser elements and outputs a high-power laser light has been known. Since the oscillation wavelength of the semiconductor laser element used in such a laser module fluctuates due to manufacturing variations and has temperature dependence, in order to stably output laser light of a desired wavelength, each of them is used. It is necessary to lock the wavelength of the laser beam output from the semiconductor laser element of the above to a specific wavelength. As one of the methods for locking the wavelength of the output laser light of a plurality of semiconductor laser elements, a specific wavelength stabilizing element called Volume Bragg Grating (VBG) whose refractive index changes periodically at a predetermined lattice interval is used. A method of selectively reflecting a wavelength is known (see, for example, Patent Document 1).

図１は、このようなＶＢＧを用いた従来のレーザモジュールの構成の一例を模式的に示す図である。図１に示す従来のレーザモジュールにおいては、異なる高さに配置されたサブマウント５００上の複数の半導体レーザ素子５１０からそれぞれレーザ光が出射される。このレーザ光は、ファースト軸コリメートレンズ５２０及びスロー軸コリメートレンズ５３０によってコリメートされ、ミラー５４０によってその伝搬方向が９０度転換される。この方向転換されたレーザ光Ｂは、ファースト軸集光レンズ５５０及びスロー軸集光レンズ５６０によって集光されて光ファイバ５７０に結合される。 FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a configuration of a conventional laser module using such a VBG. In the conventional laser module shown in FIG. 1, laser light is emitted from a plurality of semiconductor laser elements 510 on submounts 500 arranged at different heights. This laser beam is collimated by the fast-axis collimating lens 520 and the slow-axis collimating lens 530, and its propagation direction is changed by 90 degrees by the mirror 540. The directed laser beam B is condensed by the fast-axis condensing lens 550 and the slow-axis condensing lens 560 and coupled to the optical fiber 570.

ここで、ファースト軸コリメートレンズ５２０とスロー軸コリメートレンズ５３０との間にはそれぞれ波長安定化素子（ＶＢＧ）５９０が配置されている。この波長安定化素子５９０は、ファースト軸コリメートレンズ５２０からのレーザ光のうち特定の波長を反射するように構成されている。これにより、波長安定化素子５９０の反射面と半導体レーザ素子５１０の活性層の反射端面との間で外部共振器が形成され、狭帯域化された波長のレーザ光が波長安定化素子５９０からスロー軸コリメートレンズ５３０に向けて出力される。 Here, a wavelength stabilizing element (VBG) 590 is arranged between the fast-axis collimating lens 520 and the slow-axis collimating lens 530, respectively. The wavelength stabilizing element 590 is configured to reflect a specific wavelength of the laser light from the fast-axis collimating lens 520. As a result, an external resonator is formed between the reflecting surface of the wavelength stabilizing element 590 and the reflecting end surface of the active layer of the semiconductor laser element 510, and the laser light having a narrowed wavelength is thrown from the wavelength stabilizing element 590. It is output toward the axial collimating lens 530.

しかしながら、波長安定化素子５９０は高価なものである。図１に示す構成では、複数の半導体レーザ素子５１０のそれぞれに対して波長安定化素子５９０を設ける必要があるため、多数の波長安定化素子５９０が必要になり、レーザモジュールの製造コストの増大が問題となる。例えば、それぞれの波長安定化素子５９０を半導体レーザ素子５１０に対して正確に位置決めする必要が生じ、波長安定化素子５９０の設置作業の工数が増大する。 However, the wavelength stabilizing element 590 is expensive. In the configuration shown in FIG. 1, since it is necessary to provide the wavelength stabilizing element 590 for each of the plurality of semiconductor laser elements 510, a large number of wavelength stabilizing elements 590 are required, which increases the manufacturing cost of the laser module. It becomes a problem. For example, it becomes necessary to accurately position each wavelength stabilizing element 590 with respect to the semiconductor laser element 510, which increases the man-hours for installing the wavelength stabilizing element 590.

米国特許出願公開第２０１６／０１７２８２３号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2016/0172823

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、所望の波長のレーザ光を出力することができる安価なレーザモジュールを提供することを第１の目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and a first object of the present invention is to provide an inexpensive laser module capable of outputting a laser beam having a desired wavelength.

また、本発明は、安価なファイバレーザ装置を提供することを第２の目的とする。 A second object of the present invention is to provide an inexpensive fiber laser apparatus.

本発明の第１の態様によれば、所望の波長のレーザ光を出力することができる安価なレーザモジュールが提供される。このレーザモジュールは、光ファイバと、複数の第１半導体レーザ素子と、上記複数の第１半導体レーザ素子に対応する複数の第２半導体レーザ素子と、上記複数の第１半導体レーザ素子から出射されるレーザ光及び上記複数の第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を集光して上記光ファイバに結合させる集光レンズと、上記複数の第１半導体レーザ素子から出射されるレーザ光と上記複数の第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光とを合成して上記集光レンズに向ける光合成部と、上記複数の第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を反射して上記光合成部に向ける補助ミラーと、上記複数の第１半導体レーザ素子のうち対応する第１半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を反射して上記光合成部に向ける複数の第１ミラーと、上記複数の第２半導体レーザ素子のうち対応する第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を反射して上記補助ミラーに向ける複数の第２ミラーと、上記複数の第１半導体レーザ素子のうち対応する第１半導体レーザ素子から出射されるレーザ光をスロー軸方向にコリメートする複数の第１スロー軸コリメートレンズと、上記複数の第２半導体レーザ素子のうち対応する第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光をスロー軸方向にコリメートする複数の第２スロー軸コリメートレンズと、上記複数の第１半導体レーザ素子及び上記複数の第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の波長を狭帯域化する複数の波長安定化素子とを備える。上記複数の波長安定化素子のそれぞれは、上記１つの第１半導体レーザ素子から上記光ファイバに至る光路において、対応する上記第１ミラーの下流側で、かつ、上記１つの第２半導体レーザ素子から上記光ファイバに至る光路において、対応する上記第２ミラーの下流側に配置される。上記複数の波長安定化素子のそれぞれは、上記複数の第１半導体レーザ素子のうちの１つの第１半導体レーザ素子から出射されるレーザ光と、上記複数の第２半導体レーザ素子のうち上記１つの第１半導体レーザ素子に対応する１つの第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の波長を狭帯域化するように構成される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an inexpensive laser module capable of outputting a laser beam having a desired wavelength. This laser module is emitted from an optical fiber, a plurality of first semiconductor laser elements, a plurality of second semiconductor laser elements corresponding to the plurality of first semiconductor laser elements, and the plurality of first semiconductor laser elements. A condensing lens that condenses the laser light and the laser light emitted from the plurality of second semiconductor laser elements and couples them to the optical fiber, and the laser light emitted from the plurality of first semiconductor laser elements and the plurality. The photosynthesis unit that synthesizes the laser light emitted from the second semiconductor laser element of the above and directs it to the condenser lens, and reflects the laser light emitted from the plurality of second semiconductor laser elements and directs it to the photosynthesis unit. The auxiliary mirror, the plurality of first mirrors that reflect the laser light emitted from the corresponding first semiconductor laser element among the plurality of first semiconductor laser elements and direct them toward the photosynthesis unit, and the plurality of second semiconductor lasers. From the plurality of second mirrors that reflect the laser light emitted from the corresponding second semiconductor laser element among the elements and direct them toward the auxiliary mirror, and from the corresponding first semiconductor laser element among the plurality of first semiconductor laser elements. A plurality of first slow-axis collimating lenses that collimate the emitted laser light in the slow-axis direction, and laser light emitted from the corresponding second semiconductor laser element among the plurality of second semiconductor laser elements in the slow-axis direction. A plurality of second slow-axis collimating lenses that collimate, and a plurality of wavelength stabilizing elements that narrow the wavelength of the laser light emitted from the plurality of first semiconductor laser elements and the plurality of second semiconductor laser elements. Be prepared. Each of the plurality of wavelength stabilizing elements is on the downstream side of the corresponding first mirror in the optical path from the one first semiconductor laser element to the optical fiber, and from the one second semiconductor laser element. In the optical path leading to the optical fiber, it is arranged on the downstream side of the corresponding second mirror. Each of the plurality of wavelength stabilizing elements includes a laser light emitted from one of the first plurality of first semiconductor laser elements and one of the plurality of second semiconductor laser elements. It is configured to narrow the wavelength of the laser light emitted from one second semiconductor laser device corresponding to the first semiconductor laser device.

このような構成によれば、複数の波長安定化素子のそれぞれが、第１半導体レーザ素子のうちの１つの第１半導体レーザ素子から出射されるレーザ光と、この第１半導体レーザ素子に対応する１つの第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の波長を狭帯域化するように構成されているため、位置決め作業を必要とし、高価な部品でもある波長安定化素子の個数の増加を抑えることができるので、レーザモジュールの製造コストを抑えることができる。また、第１半導体レーザ素子から出射されるレーザ光と第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光とを光合成部により合成しているため、より高パワーのレーザ光を出力することが可能である。 According to such a configuration, each of the plurality of wavelength stabilizing elements corresponds to the laser light emitted from the first semiconductor laser element of one of the first semiconductor laser elements and the first semiconductor laser element. Since the wavelength of the laser light emitted from one second semiconductor laser element is configured to be narrowed, positioning work is required and an increase in the number of wavelength stabilizing elements, which is also an expensive component, can be suppressed. Therefore, the manufacturing cost of the laser module can be suppressed. Further, since the laser light emitted from the first semiconductor laser element and the laser light emitted from the second semiconductor laser element are combined by the photosynthesis unit, it is possible to output a higher power laser beam. ..

また、それぞれの波長安定化素子は、上記１つの第１半導体レーザ素子から上記光ファイバに至る光路において、対応する上記第１ミラーの下流側で、かつ、上記１つの第２半導体レーザ素子から上記光ファイバに至る光路において、対応する上記第２ミラーの下流側に配置されているので、波長安定化素子を配置した後に、第１半導体レーザ素子及び第２半導体レーザ素子から光ファイバに至る光路の調心作業を第１ミラー及び第２ミラーの向きの調整により行うことができるので、その調心作業が容易である。 Further, each wavelength stabilizing element is located on the downstream side of the corresponding first mirror in the optical path from the one first semiconductor laser element to the optical fiber, and from the one second semiconductor laser element to the above. In the optical path leading to the optical fiber, since it is arranged on the downstream side of the corresponding second mirror, after arranging the wavelength stabilizing element, the optical path from the first semiconductor laser element and the second semiconductor laser element to the optical fiber Since the centering work can be performed by adjusting the orientations of the first mirror and the second mirror, the centering work is easy.

上記複数の波長安定化素子のそれぞれは、上記１つの第１半導体レーザ素子から上記光ファイバに至る光路において、対応する上記第１スロー軸コリメートレンズの上流側で、かつ、上記１つの第２半導体レーザ素子から上記光ファイバに至る光路において、対応する上記第２スロー軸コリメートレンズの上流側に配置されていてもよい。半導体レーザ素子から出射されるレーザ光は下流側に行くほど広がっていくが、複数の波長安定化素子のそれぞれを第１スロー軸コリメートレンズ及び第２スロー軸コリメートレンズの上流側に配置すると、第１スロー軸コリメートレンズ及び第２スロー軸コリメートレンズの下流側に配置する場合に比べて、波長安定化素子に入射するレーザ光の広がりを小さくすることができる。したがって、波長安定化素子の大きさを小さくすることができ、波長安定化素子のコストを低減することができる。 Each of the plurality of wavelength stabilizing elements is on the upstream side of the corresponding first slow axis collimating lens in the optical path from the one first semiconductor laser element to the optical fiber, and is the first second semiconductor. In the optical path from the laser element to the optical fiber, it may be arranged on the upstream side of the corresponding second slow axis collimating lens. The laser light emitted from the semiconductor laser element spreads toward the downstream side, but when each of the plurality of wavelength stabilizing elements is arranged on the upstream side of the first slow axis collimating lens and the second slow axis collimating lens, the second is The spread of the laser beam incident on the wavelength stabilizing element can be reduced as compared with the case where the 1-slow axis collimating lens and the 2nd slow axis collimating lens are arranged on the downstream side. Therefore, the size of the wavelength stabilizing element can be reduced, and the cost of the wavelength stabilizing element can be reduced.

効率的な配置のためには、上記１つの第１半導体レーザ素子と上記１つの第２半導体レーザ素子とは同一の高さに配置されることが好ましい。この場合には、波長安定化素子を設置する面を平面にすることができるので、波長安定化素子の設置作業が容易になる。 For efficient arrangement, it is preferable that the one first semiconductor laser element and the one second semiconductor laser element are arranged at the same height. In this case, since the surface on which the wavelength stabilizing element is installed can be made flat, the installation work of the wavelength stabilizing element becomes easy.

本発明の第２の態様によれば、安価なファイバレーザ装置が提供される。このファイバレーザ装置は、上述したレーザモジュールを含む励起光源と、上記レーザモジュールの上記光ファイバに接続され、希土類元素イオンが添加されたコアを有する増幅用光ファイバとを備える。
である。 According to the second aspect of the present invention, an inexpensive fiber laser apparatus is provided. This fiber laser apparatus includes an excitation light source including the above-mentioned laser module, and an amplification optical fiber connected to the above-mentioned optical fiber of the above-mentioned laser module and having a core to which rare earth element ions are added.
Is.

本発明によれば、所望の波長のレーザ光を出力することができる安価なレーザモジュールが得られる。 According to the present invention, an inexpensive laser module capable of outputting a laser beam having a desired wavelength can be obtained.

図１は、従来のレーザモジュールの構成の一例を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a configuration of a conventional laser module. 図２は、本発明の一実施形態におけるレーザモジュールを模式的に示す部分断面平面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional plan view schematically showing a laser module according to an embodiment of the present invention. 図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 図４は、本発明に係るレーザモジュールを用いたファイバレーザ装置の一例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic view showing an example of a fiber laser apparatus using the laser module according to the present invention.

以下、本発明に係るレーザモジュール及びファイバレーザ装置の実施形態について図２から図４を参照して詳細に説明する。なお、図２から図４において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図２から図４においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。 Hereinafter, embodiments of the laser module and the fiber laser apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4. In FIGS. 2 to 4, the same or corresponding components are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. Further, in FIGS. 2 to 4, the scale and dimensions of each component may be exaggerated or some components may be omitted.

図２は、本発明の一実施形態におけるレーザモジュール１を模式的に示す部分断面平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。図２及び図３に示すように、このレーザモジュール１は、筐体１０と、筐体１０の内部に配置された階段状の台座１２と、筐体１０の内部に延びる光ファイバ１４と、光ファイバ１４を固定するためのファイバマウント１６と、光ファイバ１４を保持する円筒状のファイバ保持部１８とを含んでいる。光ファイバ１４は接着材１９などによりファイバマウント１６上に固定されている。なお、筐体１０の上部には図示しない蓋体が配置されており、この蓋体により筐体の内部空間が封止される。 FIG. 2 is a partial cross-sectional plan view schematically showing the laser module 1 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the laser module 1 includes a housing 10, a stepped pedestal 12 arranged inside the housing 10, an optical fiber 14 extending inside the housing 10, and light. It includes a fiber mount 16 for fixing the fiber 14 and a cylindrical fiber holding portion 18 for holding the optical fiber 14. The optical fiber 14 is fixed on the fiber mount 16 by an adhesive 19 or the like. A lid (not shown) is arranged on the upper part of the housing 10, and the internal space of the housing is sealed by the lid.

台座１２は、Ｚ方向の高さが異なる６つの段部１２Ａ〜１２Ｆを有しており、本実施形態では、１段目の段部１２Ａから−Ｘ方向に向かって次第に高くなるように段部１２Ａ〜１２Ｆが形成されている。それぞれの段部１２Ａ〜１２Ｆには２つのサブマウント２０，１２０が配置されている。それぞれのサブマウント２０上には、＋Ｙ方向にレーザ光Ｌ_A〜Ｌ_Fを出射する半導体レーザ素子２２Ａ〜２２Ｆ（第１半導体レーザ素子）が載置されており、それぞれのサブマウント１２０上には、−Ｙ方向にレーザ光Ｍ_A〜Ｍ_Fを出射する半導体レーザ素子１２２Ａ〜１２２Ｆ（第２半導体レーザ素子）が載置されている。なお、本明細書では、特に言及がない場合には、半導体レーザ素子２２Ａ〜２２Ｆ，１２２Ａ〜１２２Ｆのそれぞれから光ファイバ１４に向かってレーザ光が出射される方向を「下流側」といい、それとは逆の方向を「上流側」ということとする。 The pedestal 12 has six step portions 12A to 12F having different heights in the Z direction, and in the present embodiment, the step portions are gradually raised from the first step portion 12A in the −X direction. 12A to 12F are formed. Two submounts 20 and 120 are arranged on the respective step portions 12A to 12F. On each of the sub-mount 20, + semiconductor laser element 22A~22F which emits a laser beam L _A ~L _F in the Y-direction (first semiconductor laser element) which is placed, on each of the sub-mount 120 , The semiconductor laser elements 122A to 122F (second semiconductor laser elements) that emit laser light M _{A to} M _{F in the −Y direction are mounted.} In the present specification, unless otherwise specified, the direction in which laser light is emitted from each of the semiconductor laser elements 22A to 22F and 122A to 122F toward the optical fiber 14 is referred to as "downstream side". Let the opposite direction be the "upstream side".

半導体レーザ素子１２２Ａは、半導体レーザ素子２２Ａと同一の高さで半導体レーザ素子２２Ａと対向するように配置され、半導体レーザ素子１２２Ｂは、半導体レーザ素子２２Ｂと同一の高さで半導体レーザ素子２２Ｂと対向するように配置されている。また、半導体レーザ素子１２２Ｃは、半導体レーザ素子２２Ｃと同一の高さで半導体レーザ素子２２Ｃと対向するように配置され、半導体レーザ素子１２２Ｄは、半導体レーザ素子２２Ｄと同一の高さで半導体レーザ素子２２Ｄと対向するように配置されている。さらに、半導体レーザ素子１２２Ｅは、半導体レーザ素子２２Ｅと同一の高さで半導体レーザ素子２２Ｅと対向するように配置され、半導体レーザ素子１２２Ｆは、半導体レーザ素子２２Ｆと同一の高さで半導体レーザ素子２２Ｆと対向するように配置されている。 The semiconductor laser element 122A is arranged so as to face the semiconductor laser element 22A at the same height as the semiconductor laser element 22A, and the semiconductor laser element 122B faces the semiconductor laser element 22B at the same height as the semiconductor laser element 22B. It is arranged to do. Further, the semiconductor laser element 122C is arranged so as to face the semiconductor laser element 22C at the same height as the semiconductor laser element 22C, and the semiconductor laser element 122D is arranged at the same height as the semiconductor laser element 22D. It is arranged so as to face the. Further, the semiconductor laser element 122E is arranged so as to face the semiconductor laser element 22E at the same height as the semiconductor laser element 22E, and the semiconductor laser element 122F is arranged at the same height as the semiconductor laser element 22F. It is arranged so as to face the.

また、台座１２のそれぞれの段部１２Ａ〜１２Ｆには、半導体レーザ素子２２Ａ〜２２Ｆに対応して、半導体レーザ素子２２Ａ〜２２Ｆから出射されたレーザ光Ｌ_A〜Ｌ_Fをファースト軸方向にコリメートするファースト軸コリメートレンズ２４（第１ファースト軸コリメートレンズ）と、ファースト軸コリメートレンズ２４を透過したレーザ光Ｌ_A〜Ｌ_Fの伝搬方向を９０度転換するミラー２８（第１ミラー）と、ミラー２８で反射したレーザ光Ｌ_A〜Ｌ_Fをスロー軸方向にコリメートするスロー軸コリメートレンズ２６（第１スロー軸コリメートレンズ）とが配置されている。それぞれのスロー軸コリメートレンズ２６は、対応するミラー２８の＋Ｘ方向側に配置されている。 Further, each stepped portion 12A~12F of the base 12, corresponding to the semiconductor laser element 22A-22F, collimates the laser beam L _A ~L _F emitted from the semiconductor laser element 22A-22F in the fast axis direction fast axis collimating lens 24 (the first fast axis collimating lens), the laser beam L _a ~L _F mirror 28 the propagation direction converting 90 degrees which has passed through the fast axis collimating lens 24 (first mirror), the mirror 28 _A slow axis collimating lens 26 (first slow axis collimating lens) that collimates the reflected laser beams LA _{to L F in the slow axis direction is arranged.} Each slow axis collimating lens 26 is arranged on the + X direction side of the corresponding mirror 28.

同様に、台座１２のそれぞれの段部１２Ａ〜１２Ｆには、半導体レーザ素子１２２Ａ〜１２２Ｆに対応して、半導体レーザ素子１２２Ａ〜１２２Ｆから出射されたレーザ光Ｍ_A〜Ｍ_Fをファースト軸方向にコリメートするファースト軸コリメートレンズ１２４（第２ファースト軸コリメートレンズ）と、ファースト軸コリメートレンズ１２４を透過したレーザ光Ｍ_A〜Ｍ_Fの伝搬方向を９０度転換するミラー１２８（第２ミラー）と、ミラー１２８で反射したレーザ光Ｍ_A〜Ｍ_Fをスロー軸方向にコリメートするスロー軸コリメートレンズ１２６（第２スロー軸コリメートレンズ）とが配置されている。 Similarly, each of the stepped portions 12A~12F of the base 12, corresponding to the semiconductor laser element 122A～122F, collimates the laser beam M _A ~M _F emitted from the semiconductor laser element 122A～122F the fast axis direction to fast-axis collimating lens 124 (second fast axis collimating lens), a mirror 128 for converting 90 degrees propagation direction of the laser beam M _a ~M _F that has passed through the fast axis collimating lens 124 (second mirror), the mirror 128 A slow-axis collimating lens 126 (second slow-axis collimating lens) that collimates the laser beams M _{A to} M _{F reflected in the above in the slow axis direction is arranged.}

また、台座１２の１段目の段部１２Ａ上のスロー軸コリメートレンズ２６とファースト軸集光レンズ３２との間には、半導体レーザ素子２２Ａ〜２２Ｆからのレーザ光と半導体レーザ素子１２２Ａ〜１２２Ｆからのレーザ光とを合成してファースト軸集光レンズ３２に向ける光合成部としてのビームスプリッタ１５０が配置されており、台座１２の１段目の段部１２Ａ上のスロー軸コリメートレンズ１２６の＋Ｘ方向側には、半導体レーザ素子１２２Ａ〜１２２Ｆから出射されたレーザ光Ｍ_A〜Ｍ_Fを反射してビームスプリッタ１５０に向ける補助ミラー１５２が配置されている。ビームスプリッタ１５０と補助ミラー１５２との間には１／２波長板（図示せず）が配置される。なお、上述した光合成部として、本実施形態に示すビームスプリッタ１５０に代えて、例えばダイクロイックミラーのような光学部品を用いることもできる。 Further, between the slow-axis collimating lens 26 and the fast-axis condensing lens 32 on the first-stage portion 12A of the pedestal 12, the laser light from the semiconductor laser elements 22A to 22F and the semiconductor laser elements 122A to 122F A beam splitter 150 is arranged as a photosynthesizing unit that synthesizes the laser light of the above and directs it toward the first axis condensing lens 32, and the + X direction side of the slow axis collimating lens 126 on the first stage portion 12A of the pedestal 12. _{Auxiliary mirror 152 that reflects the laser light M A to} M _F emitted from the semiconductor laser elements 122A to 122F and directs them to the beam splitter 150 is arranged in the above. A 1/2 wave plate (not shown) is arranged between the beam splitter 150 and the auxiliary mirror 152. As the photosynthetic unit described above, an optical component such as a dichroic mirror can be used instead of the beam splitter 150 shown in the present embodiment.

ここで、本実施形態におけるレーザモジュール１は、所定の格子間隔で屈折率が周期的に変化する波長安定化素子（ＶＢＧ）４１〜４６を有している。これらの波長安定化素子４１〜４６は、特定の波長（例えば９７６ｎｍ）を反射するように構成されている。 Here, the laser module 1 in the present embodiment has wavelength stabilizing elements (VBG) 41 to 46 whose refractive index changes periodically at predetermined lattice intervals. These wavelength stabilizing elements 41 to 46 are configured to reflect a specific wavelength (for example, 976 nm).

波長安定化素子４１は、台座１２の１段目の段部１２Ａのミラー２８とスロー軸コリメートレンズ２６との間からミラー１２８とスロー軸コリメートレンズ１２６との間までＹ方向に延びている。この波長安定化素子４１は、２つのレーザ光の光路上、すなわち、１段目の段部１２Ａに配置された半導体レーザ素子２２Ａから出射されるレーザ光Ｌ_A及びこの半導体レーザ素子２２Ａに対向する半導体レーザ素子１２２Ａから出射されるレーザ光Ｍ_Aの光路上に位置している。換言すれば、波長安定化素子４１は、レーザ光Ｌ_Aの光路上でミラー２８の下流側及びスロー軸コリメートレンズ２６の上流側で、かつ、レーザ光Ｍ_Aの光路上でミラー１２８の下流側及びスロー軸コリメートレンズ１２６の上流側に配置されている。 The wavelength stabilizing element 41 extends in the Y direction from between the mirror 28 of the first stage portion 12A of the pedestal 12 and the slow axis collimating lens 26 to between the mirror 128 and the slow axis collimating lens 126. The wavelength stabilizing element 41, the optical path of the two laser beams, i.e., opposite to the laser light L _A and the semiconductor laser device 22A is emitted from the semiconductor laser device 22A arranged in the first stage of the stepped portion 12A It is located on the optical path of the laser beam M _a emitted from the semiconductor laser element 122A. In other words, the wavelength stabilizing element 41, at the downstream side and the upstream side of the slow-axis collimating lens 26 of the mirror 28 in the optical path of the laser beam L _A, and the downstream side of the mirror 128 in the optical path of the laser beam M _A And is arranged on the upstream side of the slow axis collimating lens 126.

波長安定化素子４２〜４６も波長安定化素子４１と同様に、台座１２のそれぞれの段部１２Ｂ〜１２Ｆのミラー２８とスロー軸コリメートレンズ２６との間からミラー１２８とスロー軸コリメートレンズ１２６との間までＹ方向に延びており、それぞれのレーザ光Ｌ_B〜Ｌ_Fの光路上でミラー２８の下流側及びスロー軸コリメートレンズ２６の上流側で、かつ、それぞれのレーザ光Ｍ_B〜Ｍ_Fの光路上でミラー１２８の下流側及びスロー軸コリメートレンズ１２６の上流側に配置されている。半導体レーザ素子２２Ａ〜２２Ｆ，１２２Ａ〜１２２Ｆから出射されるレーザ光は下流側に行くほど広がっていくが、波長安定化素子４１〜４６のそれぞれをスロー軸コリメートレンズ２６，１２６の上流側に配置すると、スロー軸コリメートレンズ２６，１２６の下流側に配置する場合に比べて、波長安定化素子４１〜４６に入射するレーザ光の広がりを小さくすることができる。したがって、波長安定化素子４１〜４６の大きさを小さくすることができ、波長安定化素子４１〜４６のコストを低減することができる。 Similar to the wavelength stabilizing elements 41, the wavelength stabilizing elements 42 to 46 also include the mirror 128 and the slow axis collimating lens 126 from between the mirror 28 and the slow axis collimating lens 26 of the respective step portions 12B to 12F of the pedestal 12. during extend in the Y direction until, in each of the downstream and upstream side of the slow-axis collimating lens 26 of the laser beam L _B ~L _F of the mirror 28 in the optical path, and, for each laser beam M _B ~M _F It is arranged on the downstream side of the mirror 128 and the upstream side of the slow axis collimating lens 126 on the optical path. The laser light emitted from the semiconductor laser elements 22A to 22F and 122A to 122F spreads toward the downstream side, but if the wavelength stabilizing elements 41 to 46 are arranged on the upstream side of the slow axis collimating lenses 26 and 126, respectively. The spread of the laser beam incident on the wavelength stabilizing elements 41 to 46 can be reduced as compared with the case where the slow axis collimating lenses 26 and 126 are arranged on the downstream side. Therefore, the size of the wavelength stabilizing elements 41 to 46 can be reduced, and the cost of the wavelength stabilizing elements 41 to 46 can be reduced.

このような構成において、半導体レーザ素子２２Ａから＋Ｙ方向に出射されたレーザ光Ｌ_Aは、ファースト軸コリメートレンズ２４によりファースト軸にコリメートされ、ミラー２８により９０度方向転換されて＋Ｘ方向に伝搬する。このレーザ光Ｌ_Aは、波長安定化素子４１で反射して半導体レーザ素子２２Ａに向かって戻り、波長安定化素子４１の反射面と半導体レーザ素子２２Ａの活性層の反射端面との間で外部共振器が形成される。これによって、波長が狭帯域化されたレーザ光Ｌ_A’が波長安定化素子４１から＋Ｘ方向に出力される。この波長が狭帯域化されたレーザ光Ｌ_A’は、スロー軸コリメートレンズ２６によりスロー軸方向にコリメートされ、ビームスプリッタ１５０に向けられる。 In such a configuration, the semiconductor laser device 22A laser light L _A emitted in the + Y direction from the the fast axis collimating lens 24 is collimated in the fast axis by the mirror 28 propagates to the 90-degree direction change has been the + X direction. The laser beam L _A is returned towards the semiconductor laser device 22A and reflected by the wavelength stabilizing element 41, an external resonator between the reflecting end face of the active layer of the reflecting surface and the semiconductor laser device 22A having a wavelength stabilizing element 41 A vessel is formed. Thus, the wavelength is narrowed laser beam L _A 'is output from the wavelength stabilizing element 41 in the + X direction. This wavelength is narrowed laser beam L _A 'is collimated in the slow axis direction by the slow-axis collimating lens 26, is directed to beam splitter 150.

同様に、半導体レーザ素子２２Ｂ〜２２Ｆのそれぞれから＋Ｙ方向に出射されたレーザ光Ｌ_B〜Ｌ_Fは、ファースト軸コリメートレンズ２４を通過後、ミラー２８により９０度方向転換されて＋Ｘ方向に伝搬し、それぞれ対応する波長安定化素子４２〜４６で反射する。これにより、波長安定化素子４２〜４６の反射面と半導体レーザ素子２２Ｂ〜２２Ｆの活性層の反射端面との間で外部共振器が形成され、波長が狭帯域化されたレーザ光Ｌ_B’〜Ｌ_F’が波長安定化素子４２〜４６から＋Ｘ方向に出力される。波長が狭帯域化されたレーザ光Ｌ_B’〜Ｌ_F’は、スロー軸コリメートレンズ２６によりスロー軸方向にコリメートされ、ビームスプリッタ１５０に向けられる。 Similarly, the laser beam L _B ~L _F emitted in the + Y direction from the respective semiconductor laser elements 22B~22F propagates fast axis collimating lens 24 after passing by the mirror 28 in the direction of 90 degrees turning has been the + X direction , Each of which is reflected by the corresponding wavelength stabilizing elements 42 to 46. Thus, an external resonator formed between the reflecting end face of the active layer of the reflecting surface and the semiconductor laser element 22B~22F the wavelength stabilizing element 42-46, wavelength narrowed laser beam L _B '~ L _F 'is outputted from the wavelength stabilizing element 42 to 46 in the + X direction. Wavelength narrowed laser beam L _B '~L _F' is collimated in the slow axis direction by the slow-axis collimating lens 26, it is directed to beam splitter 150.

また、半導体レーザ素子１２２Ａから−Ｙ方向に出射されたレーザ光Ｍ_Aは、ファースト軸コリメートレンズ１２４によりファースト軸にコリメートされ、ミラー１２８により９０度方向転換されて＋Ｘ方向に伝搬する。このレーザ光Ｍ_Aは、上述した波長安定化素子４１で反射して半導体レーザ素子１２２Ａに向かって戻り、波長安定化素子４１の反射面と半導体レーザ素子１２２Ａの活性層の反射端面との間で外部共振器が形成される。これによって、波長が狭帯域化されたレーザ光Ｍ_A’が波長安定化素子４１から＋Ｘ方向に出力される。波長が狭帯域化されたレーザ光Ｍ_A’は、スロー軸コリメートレンズ１２６によりスロー軸方向にコリメートされ、補助ミラー１５２に向けられる。 The semiconductor laser element 122A laser beam M _A which is emitted in the -Y direction from, the first axis collimating lens 124 is collimated in fast axis, the mirror 128 propagates in the 90-degree direction change has been the + X direction. The laser beam M _A returns toward the semiconductor laser element 122A is reflected by the wavelength stabilized device 41 described above, between the reflecting end face of the active layer of the reflecting surface and the semiconductor laser element 122A of the wavelength stabilizing element 41 An external resonator is formed. Thus, the wavelength is narrowed laser beam M _A 'is output from the wavelength stabilizing element 41 in the + X direction. Laser beam M _A which wavelengths are narrowing 'is collimated in the slow axis direction by the slow-axis collimating lens 126 and is directed to the auxiliary mirror 152.

同様に、半導体レーザ素子１２２Ｂ〜１２２Ｆのそれぞれから−Ｙ方向に出射されたレーザ光Ｍ_B〜Ｍ_Fは、ファースト軸コリメートレンズ１２４を通過後、ミラー１２８により９０度方向転換されて＋Ｘ方向に伝搬し、それぞれ対応する波長安定化素子４２〜４６で反射する。これにより、波長安定化素子４２〜４６の反射面と半導体レーザ素子１２２Ｂ〜１２２Ｆの活性層の反射端面との間で外部共振器が形成され、波長が狭帯域化されたレーザ光Ｍ_B’〜Ｍ_F’が波長安定化素子４２〜４６から＋Ｘ方向に出力される。波長が狭帯域化されたレーザ光Ｍ_B’〜Ｍ_F’は、それぞれスロー軸コリメートレンズ１２６によりスロー軸方向にコリメートされ、補助ミラー１５２に向けられる。 Similarly, the laser beam M _B ~M _F emitted in the -Y direction from the respective semiconductor laser elements 122B~122F propagation after passing through the first axis collimating lens 124, the mirror 128 in the 90-degree direction change has been the + X direction Then, it is reflected by the corresponding wavelength stabilizing elements 42 to 46. Thus, an external resonator formed between the reflecting end face of the active layer of the reflecting surface and the semiconductor laser element 122B~122F the wavelength stabilizing element 42-46, wavelength narrowed laser beam M _B '~ M _F 'is outputted from the wavelength stabilizing element 42 to 46 in the + X direction. Wavelength narrowed laser beam M _B '~M _F' is the slow-axis collimating lens 126 respectively is collimated in the slow axis direction is directed to the auxiliary mirror 152.

これらのレーザ光Ｍ_A’〜Ｍ_F’は、補助ミラー１５２により９０度方向転換されて−Ｙ方向に伝搬し、１／２波長板によって偏波された後、ビームスプリッタ１５０によってレーザ光Ｌ_A’〜Ｌ_F’と偏波合成されてファースト軸集光レンズ３２に出力される。ファースト軸集光レンズ３２でこれらのレーザ光Ｌ_A’〜Ｌ_F’及びＭ_A’〜Ｍ_F’はファースト軸に集光され、さらにスロー軸集光レンズ３４によってスロー軸に集光される。これによって、これらのレーザ光Ｌ_A’〜Ｌ_F’及びＭ_A’〜Ｍ_F’が光ファイバ１４の端面に光学的に結合される。 These laser light M _A '~M _F' is 90 degrees redirected to propagate in the -Y direction by the auxiliary mirror 152, after being polarized by 1/2-wavelength plate, the laser beam L _A by the beam splitter 150 '~L _F' and is polarization combining is output to the fast axis converging lens 32. These laser light L _A '~L _F' in fast axis converging lens 32 and the M _A '~M _F' is condensed in fast axis, it is focused on the slow axis further by the slow axis converging lens 34. Thus, these laser light L _A '~L _F' and M _A '~M _F' are optically coupled to the end face of the optical fiber 14.

このように、本実施形態における波長安定化素子４１は、半導体レーザ素子２２Ａから出射されるレーザ光Ｌ_Aとこの半導体レーザ素子２２Ａと対向するように配置される半導体レーザ素子１２２Ａから出射されるレーザ光Ｍ_Aの波長を狭帯域化するように構成されている。波長安定化素子４２は、半導体レーザ素子２２Ｂから出射されるレーザ光Ｌ_Bとこの半導体レーザ素子２２Ｂと対向するように配置される半導体レーザ素子１２２Ｂから出射されるレーザ光Ｍ_Bの波長を狭帯域化するように構成されている。波長安定化素子４３は、半導体レーザ素子２２Ｃから出射されるレーザ光Ｌ_Cとこの半導体レーザ素子２２Ｃと対向するように配置される半導体レーザ素子１２２Ｃから出射されるレーザ光Ｍ_Cの波長を狭帯域化するように構成されている。波長安定化素子４４は、半導体レーザ素子２２Ｄから出射されるレーザ光Ｌ_Dとこの半導体レーザ素子２２Ｄと対向するように配置される半導体レーザ素子１２２Ｄから出射されるレーザ光Ｍ_Dの波長を狭帯域化するように構成されている。波長安定化素子４５は、半導体レーザ素子２２Ｅから出射されるレーザ光Ｌ_Eとこの半導体レーザ素子２２Ｅと対向するように配置される半導体レーザ素子１２２Ｅから出射されるレーザ光Ｍ_Eの波長を狭帯域化するように構成されている。波長安定化素子４６は、半導体レーザ素子２２Ｆから出射されるレーザ光Ｌ_Fとこの半導体レーザ素子２２Ｆと対向するように配置される半導体レーザ素子１２２Ｆから出射されるレーザ光Ｍ_Fの波長を狭帯域化するように構成されている。 Thus, the wavelength stabilizing element 41 in this embodiment, the laser emitted from the semiconductor laser element 122A that is disposed to face the laser light L _A emitted and the semiconductor laser device 22A from the semiconductor laser element 22A It is configured to narrowing the wavelength of the light M _a. Wavelength stabilizing element 42 is a narrow band wavelength of the laser beam M _B emitted from the semiconductor laser element 122B disposed to face the laser beam L _B emitted and the semiconductor laser device 22B from the semiconductor laser element 22B It is configured to be. Wavelength stabilizing element 43, a narrow band wavelength of the laser beam M _C emitted from the semiconductor laser element 122C which is arranged so as to face the laser light L _C emitted and the semiconductor laser element 22C from the semiconductor laser device 22C It is configured to be. Wavelength stabilizing element 44, a narrow band wavelength of the laser beam M _D emitted from the semiconductor laser element 122D disposed so as to face the laser beam L _D emitted and the semiconductor laser element 22D from the semiconductor laser element 22D It is configured to be. Wavelength stabilizing element 45, a narrow band wavelength of the laser beam M _E emitted from the semiconductor laser element 122E is disposed to face the laser beam L _E emitted and the semiconductor laser device 22E from the semiconductor laser element 22E It is configured to be. Wavelength stabilizing element 46, a narrow band wavelength of the laser beam M _F emitted from the semiconductor laser element 122F is disposed to face the laser beam L _F emitted and the semiconductor laser device 22F from the semiconductor laser element 22F It is configured to be.

このように、本実施形態によれば、１２個の半導体レーザ素子２２Ａ〜２２Ｆ，１２２Ａ〜１２２Ｆから出射されるレーザ光の波長をその半分の数の６つの波長安定化素子４１〜４６で狭帯域化することができる。したがって、位置決め作業を必要とし、高価な部品でもある波長安定化素子の個数の増加を抑えることができるので、レーザモジュール１の製造コストを抑えることができる。 As described above, according to the present embodiment, the wavelength of the laser light emitted from the 12 semiconductor laser elements 22A to 22F and 122A to 122F is narrowed by half the number of the six wavelength stabilizing elements 41 to 46. Can be converted to. Therefore, since positioning work is required and an increase in the number of wavelength stabilizing elements, which is also an expensive component, can be suppressed, the manufacturing cost of the laser module 1 can be suppressed.

また、半導体レーザ素子２２Ａ〜２２Ｆから出射されるレーザ光Ｌ_A’〜Ｌ_F’と半導体レーザ素子１２２Ａ〜１２２Ｆから出射されるレーザ光Ｍ_A’〜Ｍ_F’とをビームスプリッタ１５０により合成しているため、高パワーのレーザ光を出力することができる。 Further, synthesized by the laser beam L _A '~L _F' the laser beam M _A '~M _F' and a beam splitter 150 to be emitted from the semiconductor laser element 122A~122F emitted from the semiconductor laser element 22A~22F Therefore, it is possible to output a high-power laser beam.

上述したレーザモジュール１は、例えばファイバレーザ装置などに用いることができる。図４は、本発明に係るレーザモジュールを用いたファイバレーザ装置の一例を示す模式図である。図４に示すファイバレーザ装置４０１は、光共振器４１０と、光共振器４１０の前方から光共振器４１０に励起光を導入する複数の前方励起光源４２０Ａと、光ファイバ４２１Ａを介してこれらの前方励起光源４２０Ａが接続される前方インラインコンバイナ４２２Ａと、光共振器４１０の後方から光共振器４１０に励起光を導入する複数の後方励起光源４２０Ｂと、光ファイバ４２１Ｂを介してこれらの後方励起光源４２０Ｂが接続される後方インラインコンバイナ４２２Ｂとを備えている。上述したレーザモジュール１は、前方励起光源４２０Ａ及び後方励起光源４２０Ｂとして用いることができる。 The laser module 1 described above can be used in, for example, a fiber laser device. FIG. 4 is a schematic view showing an example of a fiber laser apparatus using the laser module according to the present invention. The fiber laser apparatus 401 shown in FIG. 4 includes an optical resonator 410, a plurality of forward excitation light sources 420A for introducing excitation light into the optical resonator 410 from the front of the optical resonator 410, and the front of the optical resonator 410 via the optical fiber 421A. A front in-line combiner 422A to which the excitation light source 420A is connected, a plurality of rear excitation light sources 420B for introducing excitation light into the optical resonator 410 from behind the optical resonator 410, and these rear excitation light sources 420B via an optical fiber 421B. Is provided with a rear inline combiner 422B to which the is connected. The laser module 1 described above can be used as a front excitation light source 420A and a rear excitation light source 420B.

光共振器４１０は、例えばイッテルビウム（Ｙｂ）やエルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｒ）、ネオジム（Ｎｄ）などの希土類元素イオンが添加されたコアを有する増幅用光ファイバ４１２と、増幅用光ファイバ４１２及び前方インラインコンバイナ４２２Ａと接続される高反射ファイバブラッググレーディング（高反射ＦＢＧ）４１４と、増幅用光ファイバ４１２及び後方インラインコンバイナ４２２Ｂと接続される低反射ファイバブラッググレーディング（低反射ＦＢＧ）４１６とから構成されている。例えば、増幅用光ファイバ４１２は、コアの周囲に形成された内側クラッドと、内側クラッドの周囲に形成された外側クラッドとを有するダブルクラッドファイバによって構成される。 The optical resonator 410 includes an amplification optical fiber 412 having a core to which rare earth element ions such as itterbium (Yb), erbium (Er), turium (Tr), and neodymium (Nd) are added, and an amplification optical fiber 412. It is composed of a high-reflection fiber bragg grading (high-reflection FBG) 414 connected to the front in-line combiner 422A and a low-reflection fiber brag grading (low-reflection FBG) 416 connected to the amplification optical fiber 412 and the rear in-line combiner 422B. Has been done. For example, the amplification optical fiber 412 is composed of a double clad fiber having an inner clad formed around the core and an outer clad formed around the inner clad.

また、ファイバレーザ装置４０１は、後方インラインコンバイナ４２２Ｂから延びるデリバリファイバ４３０をさらに有しており、このデリバリファイバ４３０の後流側の端部には増幅用光ファイバ４１２からのレーザ発振光を例えば被処理物に向けて出射するレーザ出力部４６０が設けられている。 Further, the fiber laser apparatus 401 further includes a delivery fiber 430 extending from the rear in-line combiner 422B, and the end portion of the delivery fiber 430 on the wake side is, for example, covered with laser oscillation light from the amplification optical fiber 412. A laser output unit 460 that emits light toward the processed object is provided.

前方インラインコンバイナ４２２Ａ及び後方インラインコンバイナ４２２Ｂは、それぞれ前方励起光源４２０Ａ及び後方励起光源４２０Ｂから出力される励起光を結合して上述した増幅用光ファイバ４１２の内側クラッドに導入するものである。これにより、増幅用光ファイバ４１２の内側クラッドの内部を励起光が伝搬する。 The front in-line combiner 422A and the rear in-line combiner 422B combine the excitation lights output from the front excitation light source 420A and the rear excitation light source 420B, respectively, and introduce them into the inner cladding of the amplification optical fiber 412 described above. As a result, the excitation light propagates inside the inner clad of the amplification optical fiber 412.

高反射ＦＢＧ４１４は、周期的に光ファイバの屈折率を変化させて形成されるもので、所定の波長帯の光を１００％に近い反射率で反射するものである。低反射ＦＢＧ４１６は、高反射ＦＢＧ４１４と同様に、周期的に光ファイバの屈折率を変化させて形成されるもので、高反射ＦＢＧ４１４で反射される波長帯の光の一部を通過させ、残りを反射するものである。このように、高反射ＦＢＧ４１４と増幅用光ファイバ４１２と低反射ＦＢＧ４１６とによって、高反射ＦＢＧ４１４と低反射ＦＢＧ４１６との間で特定の波長帯の光を再帰的に増幅してレーザ発振を生じさせる光共振器４１０が構成される。 The high-reflection FBG414 is formed by periodically changing the refractive index of the optical fiber, and reflects light in a predetermined wavelength band with a reflectance close to 100%. Like the high-reflection FBG414, the low-reflection FBG416 is formed by periodically changing the refractive index of the optical fiber, and allows a part of the light in the wavelength band reflected by the high-reflection FBG414 to pass through and the rest. It is a reflection. In this way, the high-reflection FBG414, the amplification optical fiber 412, and the low-reflection FBG416 recursively amplify the light in a specific wavelength band between the high-reflection FBG414 and the low-reflection FBG416 to generate laser oscillation. The resonator 410 is configured.

図４に示す例では、高反射ＦＢＧ４１４側と低反射ＦＢＧ４１６側の双方に励起光源４２０Ａ，４２０Ｂとコンバイナ４２２Ａ，４２２Ｂが設けられており、双方向励起型のファイバレーザ装置となっているが、高反射ＦＢＧ４１４側と低反射ＦＢＧ４１６側のいずれか一方にのみ励起光源とコンバイナを設置することとしてもよい。また、光共振器４１０内でレーザ発振させるための反射手段としてＦＢＧに代えてミラーを用いることもできる。 In the example shown in FIG. 4, excitation light sources 420A and 420B and combiners 422A and 422B are provided on both the high-reflection FBG414 side and the low-reflection FBG416 side, which is a bidirectional excitation type fiber laser apparatus, but is high. The excitation light source and the combiner may be installed only on either the reflection FBG414 side or the low reflection FBG416 side. Further, a mirror can be used instead of the FBG as a reflection means for oscillating the laser in the optical resonator 410.

また、ファイバレーザ装置としては、シード光源からのシード光を励起光源からの励起光を用いて増幅するＭＯＰＡファイバレーザ装置も知られているが、上述したレーザモジュールはこのようなＭＯＰＡファイバレーザ装置の励起光源としても用いることも可能である。 Further, as a fiber laser device, a MOPA fiber laser device that amplifies seed light from a seed light source by using excitation light from an excitation light source is also known, and the above-mentioned laser module is a MOPA fiber laser device of such a MOPA fiber laser device. It can also be used as an excitation light source.

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described so far, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment and may be implemented in various different forms within the scope of the technical idea.

１ レーザモジュール
１０ 筐体
１２ 台座
１２Ａ〜１２Ｆ 段部
１４ 光ファイバ
２０ サブマウント
２２Ａ〜２２Ｆ 半導体レーザ素子（第１半導体レーザ素子）
２４ ファースト軸コリメートレンズ（第１ファースト軸コリメートレンズ）
２６ スロー軸コリメートレンズ（第１スロー軸コリメートレンズ）
２８ ミラー（第１ミラー）
３２ ファースト軸集光レンズ
３４ スロー軸集光レンズ
４１〜４６ 波長安定化素子
１２０ サブマウント
１２２Ａ〜１２２Ｆ 半導体レーザ素子（第２半導体レーザ素子）
１２４ ファースト軸コリメートレンズ（第２ファースト軸コリメートレンズ）
１２６ スロー軸コリメートレンズ（第２スロー軸コリメートレンズ）
１２８ ミラー（第２ミラー）
１５０ ビームスプリッタ（光合成部）
１５２ 補助ミラー
４０１ ファイバレーザ装置
４１０ 光共振器
４１２ 増幅用光ファイバ
４１４ 高反射ＦＢＧ
４１６ 低反射ＦＢＧ
４２０Ａ，４２０Ｂ 励起光源
４２１Ａ，４２１Ｂ 光ファイバ
４２２Ａ，４２２Ｂ インラインコンバイナ
４３０ デリバリファイバ
４６０ レーザ出力部 1 Laser module 10 Housing 12 Pedestal 12A-12F Step 14 Optical fiber 20 Submount 22A-22F Semiconductor laser element (first semiconductor laser element)
24 First axis collimating lens (1st first axis collimating lens)
26 Slow axis collimating lens (1st slow axis collimating lens)
28 Mirror (1st Mirror)
32 First-axis condensing lens 34 Slow-axis condensing lens 41-46 Wavelength stabilizing element 120 Submount 122A to 122F Semiconductor laser element (second semiconductor laser element)
124 First axis collimating lens (2nd first axis collimating lens)
126 Slow axis collimating lens (2nd slow axis collimating lens)
128 mirror (second mirror)
150 Beam splitter (photosynthesis unit)
152 Auxiliary mirror 401 Fiber laser device 410 Optical resonator 412 Amplification optical fiber 414 High reflection FBG
416 Low reflection FBG
420A, 420B Excitation light source 421A, 421B Optical fiber 422A, 422B In-line combiner 430 Delivery fiber 460 Laser output unit

Claims (4)

光ファイバと、
複数の第１半導体レーザ素子と、
前記複数の第１半導体レーザ素子に対応する複数の第２半導体レーザ素子と、
前記複数の第１半導体レーザ素子から出射されるレーザ光及び前記複数の第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を集光して前記光ファイバに結合させる集光レンズと、
前記複数の第１半導体レーザ素子から出射されるレーザ光と前記複数の第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光とを合成して前記集光レンズに向ける光合成部と、
前記複数の第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を反射して前記光合成部に向ける補助ミラーと、
前記複数の第１半導体レーザ素子のうち対応する第１半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を反射して前記光合成部に向ける複数の第１ミラーと、
前記複数の第２半導体レーザ素子のうち対応する第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を反射して前記補助ミラーに向ける複数の第２ミラーと、
前記複数の第１半導体レーザ素子のうち対応する第１半導体レーザ素子から出射されるレーザ光をスロー軸方向にコリメートする複数の第１スロー軸コリメートレンズと、
前記複数の第２半導体レーザ素子のうち対応する第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光をスロー軸方向にコリメートする複数の第２スロー軸コリメートレンズと、
前記複数の第１半導体レーザ素子及び前記複数の第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の波長を狭帯域化する複数の波長安定化素子と
を備え、
前記複数の波長安定化素子のそれぞれは、
前記１つの第１半導体レーザ素子から前記光ファイバに至る光路において、対応する前記第１ミラーの下流側で、かつ、前記１つの第２半導体レーザ素子から前記光ファイバに至る光路において、対応する前記第２ミラーの下流側に配置され、
前記複数の第１半導体レーザ素子のうちの１つの第１半導体レーザ素子から出射されるレーザ光と、前記複数の第２半導体レーザ素子のうち前記１つの第１半導体レーザ素子に対応する１つの第２半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の波長を狭帯域化するように構成される、
レーザモジュール。 With optical fiber
With a plurality of first semiconductor laser elements,
A plurality of second semiconductor laser elements corresponding to the plurality of first semiconductor laser elements,
A condensing lens that condenses the laser light emitted from the plurality of first semiconductor laser elements and the laser light emitted from the plurality of second semiconductor laser elements and couples them to the optical fiber.
A photosynthesis unit that synthesizes the laser light emitted from the plurality of first semiconductor laser elements and the laser light emitted from the plurality of second semiconductor laser elements and directs the laser light toward the condenser lens.
An auxiliary mirror that reflects laser light emitted from the plurality of second semiconductor laser elements and directs the laser light toward the photosynthesis unit.
A plurality of first mirrors that reflect the laser light emitted from the corresponding first semiconductor laser element among the plurality of first semiconductor laser elements and direct them toward the photosynthetic unit.
A plurality of second mirrors that reflect the laser beam emitted from the corresponding second semiconductor laser element among the plurality of second semiconductor laser elements and direct them toward the auxiliary mirror.
A plurality of first slow axis collimating lenses that collimate the laser light emitted from the corresponding first semiconductor laser element among the plurality of first semiconductor laser elements in the slow axis direction.
A plurality of second slow axis collimating lenses that collimate the laser light emitted from the corresponding second semiconductor laser element among the plurality of second semiconductor laser elements in the slow axis direction.
The plurality of first semiconductor laser elements and a plurality of wavelength stabilizing elements for narrowing the wavelength of the laser light emitted from the plurality of second semiconductor laser elements are provided.
Each of the plurality of wavelength stabilizing elements
In the optical path from the one first semiconductor laser element to the optical fiber, on the downstream side of the corresponding first mirror, and in the optical path from the one second semiconductor laser element to the optical fiber, the corresponding said. Located on the downstream side of the second mirror,
The laser light emitted from one of the first semiconductor laser elements of the plurality of first semiconductor laser elements and one first of the plurality of second semiconductor laser elements corresponding to the one first semiconductor laser element. 2 Configured to narrow the wavelength of the laser light emitted from the semiconductor laser device.
Laser module. 前記複数の波長安定化素子のそれぞれは、前記１つの第１半導体レーザ素子から前記光ファイバに至る光路において、対応する前記第１スロー軸コリメートレンズの上流側で、かつ、前記１つの第２半導体レーザ素子から前記光ファイバに至る光路において、対応する前記第２スロー軸コリメートレンズの上流側に配置される、請求項１に記載のレーザモジュール。 Each of the plurality of wavelength stabilizing elements is on the upstream side of the corresponding first slow axis collimating lens in the optical path from the one first semiconductor laser element to the optical fiber, and the first second semiconductor. The laser module according to claim 1, which is arranged on the upstream side of the corresponding second slow axis collimating lens in the optical path from the laser element to the optical fiber. 前記１つの第１半導体レーザ素子と前記１つの第２半導体レーザ素子とは同一の高さに配置される、請求項１又は２に記載のレーザモジュール。 The laser module according to claim 1 or 2, wherein the one first semiconductor laser element and the one second semiconductor laser element are arranged at the same height. 請求項１から３のいずれか一項に記載のレーザモジュールを含む励起光源と、
前記レーザモジュールの前記光ファイバに接続され、希土類元素イオンが添加されたコアを有する増幅用光ファイバと
を備える、ファイバレーザ装置。 An excitation light source including the laser module according to any one of claims 1 to 3.
A fiber laser apparatus comprising an optical fiber for amplification connected to the optical fiber of the laser module and having a core to which rare earth element ions are added.

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