JP6440469B2 - Laser synthesis optical device - Google Patents
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Description
本発明はレーザ合成光学装置に関し、例えば、プロジェクタ等の光源として利用される高出力レーザを実現するためにレーザ光を結合するレーザ合成光学装置に関する。さらに詳しくは、複数の発光点を有するレーザダイオード（以下マルチエミッタＬＤと称す）を複数合成し、その出力を増大するための光学的結合方法に関するものである。 The present invention relates to a laser synthesizing optical apparatus, for example, a laser synthesizing optical apparatus that combines laser beams to realize a high-power laser used as a light source for a projector or the like. More specifically, the present invention relates to an optical coupling method for synthesizing a plurality of laser diodes having a plurality of light emitting points (hereinafter referred to as multi-emitter LDs) and increasing the output thereof.
従来、プロジェクタ等の投射型表示装置にはその光源として高圧水銀ランプ等が利用されていた。ランプの発光スペクトルは、その内部に封入された物質の性質により略連続した可視光である。ランプの光は、表示装置に最適な色を作り出すために、さらに赤、緑、青の３色に分離される。そして、小型表示装置を照明することにより、光を再合成することでフルカラーの映像を形成する。 Conventionally, a high-pressure mercury lamp or the like has been used as a light source for a projection display device such as a projector. The emission spectrum of the lamp is substantially continuous visible light due to the nature of the substance enclosed therein. The lamp light is further separated into three colors, red, green and blue, in order to produce an optimal color for the display device. Then, by illuminating the small display device, a full-color image is formed by recombining the light.
近年、ランプに代わってレーザダイオード（以下ＬＤとも記載）を光源とした投射型表示装置の開発が盛んである。ＬＤを光源とした投射型表示装置の特徴は、レーザ光の単色性による色再現範囲の拡大と、発光点が小さいことによる光学系全体の小型化を実現できることにある。また、赤、緑、青の各色ＬＤを用いた場合、各色が独立して制御されることから、ランプを光源とした場合のような色分離のための光学系を必要としない。 In recent years, development of projection display devices using a laser diode (hereinafter also referred to as LD) as a light source instead of a lamp has been actively developed. The projection display device using an LD as a light source is characterized in that the color reproduction range can be expanded by monochromaticity of laser light and the entire optical system can be downsized due to a small light emitting point. In addition, when each color LD of red, green, and blue is used, since each color is controlled independently, an optical system for color separation as in the case of using a lamp as a light source is not required.
しかしながら単一のＬＤでは、投射型表示装置の光源に利用するには光出力が低い。特に、大画面を投射する用途では十分な光量を得ることができない。このため、例えば特許文献１に示されるような、レーザモジュールを複数合成して高出力を実現させる手段が提案されている。 However, a single LD has a low light output for use as a light source for a projection display device. In particular, a sufficient amount of light cannot be obtained in applications where a large screen is projected. For this reason, for example, a means for realizing a high output by synthesizing a plurality of laser modules as shown in Patent Document 1 has been proposed.
さらに特許文献２では、複数の発光点を有するマルチエミッタレーザダイオード（以下マルチエミッタＬＤとも記載）の出力光を集光し、ファイバ結合する方法が提案されている。また、特許文献３、４では、ビーム合成素子を用いたＬＤの合成方法が示されている。 Further, Patent Document 2 proposes a method of condensing the output light of a multi-emitter laser diode having a plurality of light emitting points (hereinafter also referred to as multi-emitter LD) and fiber coupling. Patent Documents 3 and 4 show LD combining methods using beam combining elements.
しかしながら上述の特許文献１では、レーザモジュールを複数合成するため、装置の小型化が困難である。また、特許文献２では、単一のマルチエミッタＬＤを集光する構成が示されているが、この構成にて複数のＬＤを合成することは困難である。 However, in Patent Document 1 described above, since a plurality of laser modules are combined, it is difficult to reduce the size of the apparatus. Further, Patent Document 2 shows a configuration for condensing a single multi-emitter LD, but it is difficult to synthesize a plurality of LDs with this configuration.
また、特許文献３および特許文献４のビーム合成素子は、偏光プリズム、ダイクロイックプリズム、ミラーあるいはハーフミラーなどが示されている。しかしながら、このビーム合成素子を用いるためには、互いに直交する偏光あるいは波長の異なるレーザが必要になる。このため、偏光方向および同一波長のレーザを複数合成することが困難である。 Further, as the beam combining elements of Patent Document 3 and Patent Document 4, a polarizing prism, a dichroic prism, a mirror, a half mirror, or the like is shown. However, in order to use this beam combining element, lasers having mutually different polarizations or different wavelengths are required. For this reason, it is difficult to synthesize a plurality of lasers having the same polarization direction and the same wavelength.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で複数のマルチエミッタＬＤからのレーザ光を合成することが可能なレーザ合成光学装置の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a laser combining optical device that can combine laser beams from a plurality of multi-emitter LDs with a simple configuration. .
本発明に係るレーザ合成光学装置は、複数のマルチエミッタレーザダイオードと、複数のマルチエミッタレーザダイオードのそれぞれの光出射面側に配置された複数のコリメータレンズと、２つの全反射面を備える少なくとも１つの反射素子と、を備え、１つの前記マルチエミッタレーザダイオードから出射するレーザ光は、前記反射素子の前記２つの全反射面で順に反射されて、別の前記マルチエミッタレーザダイオードから出射し前記反射素子を反射せずに透過するレーザ光に近づく方向にずれる。 A laser synthesizing optical device according to the present invention includes at least one multi-emitter laser diode, a plurality of collimator lenses disposed on the light emission surface side of each of the plurality of multi-emitter laser diodes, and two total reflection surfaces. Laser light emitted from one multi-emitter laser diode is sequentially reflected by the two total reflection surfaces of the reflective element, and emitted from another multi-emitter laser diode and reflected. It shifts in the direction approaching the laser beam that is transmitted without reflecting the element .
本発明に係るレーザ合成光学装置によれば、１つのマルチエミッタレーザダイオードから出射したレーザ光は、反射素子によって、別のマルチエミッタダイオードから出射され反射素子を反射せずに透過するレーザ光に近づく方向にずれる。このため、別のマルチエミッタレーザダイオードから出射されるレーザ光と反射素子において反射したレーザ光との間隔は、マルチエミッタレーザダイオードの配置間隔よりも小さくなる。よって、レーザモジュールを構成する各部品の寸法の大きさにかかわらず、複数のレーザ光を小さな範囲に集め、レーザモジュールの出力を増大することが可能となる。また、従来の構成に反射素子を追加するだけの簡易な構成で上記効果を得ることが可能である。 According to the laser combining optical device according to the present invention, the laser beam emitted from a single multi-emitter laser diode, the reflective element, the laser beam you transmitted without being reflected reflective elements is emitted from another multi-emitter diode Shift in the direction of approach. For this reason, the interval between the laser beam emitted from another multi-emitter laser diode and the laser beam reflected by the reflecting element is smaller than the arrangement interval of the multi-emitter laser diodes. Therefore, regardless of the size of each component constituting the laser module, it is possible to collect a plurality of laser beams in a small range and increase the output of the laser module. Further, the above effect can be obtained with a simple configuration in which a reflective element is added to the conventional configuration.
以下本発明の実施の形態の例を説明するが、本発明は以下の実施の形態のみに限定されるものではない。 Examples of embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiments.
＜実施の形態１＞
本発明の実施形態を述べる前に、シングルエミッタレーザダイオード（以下シングルエミッタＬＤとも記載）およびマルチエミッタレーザダイオード（以下マルチエミッタＬＤとも記載）について説明する。図１２（ａ），（ｂ）は、シングルエミッタＬＤの構成を示す図である。図１３は、マルチエミッタレーザＬＤの斜視図である。なお、図中に示した配置は、ＸＹＺ軸で図示した座標系に従うものとする。
<Embodiment 1>
Before describing embodiments of the present invention, a single emitter laser diode (hereinafter also referred to as a single emitter LD) and a multi emitter laser diode (hereinafter also referred to as a multi emitter LD) will be described. 12A and 12B are diagrams showing the configuration of the single emitter LD. FIG. 13 is a perspective view of the multi-emitter laser LD. It should be noted that the arrangement shown in the figure follows the coordinate system illustrated by the XYZ axes.
シングルエミッタＬＤにおいて、発光点であるエミッタは、電極１１、保持部材、放熱部材等から構成される封止パッケージ１０の中に配置される。エミッタが封止構造内に配置される理由は、環境における温度、湿度の影響での結露を防止することが主な目的である。このため、不活性ガスまたは乾燥空気を封入した気密封止構造とするのが一般的であり、電極１１に外部から給電することによりレーザ発光する。また、シングルエミッタＬＤが出射するレーザ光２２は、ＸＺ面内（図１２（ａ））とＹＺ面内（図１２（ｂ））とでレーザ光３２の広がり角度が異なる。本明細書では、広がり角度の大きな系をＹＺ面で定義する。以下、レーザ光３２の出射角度が大きな方向をファスト軸、ファスト軸に直交する方向をスロー軸と記載する。 In the single emitter LD, an emitter that is a light emitting point is disposed in a sealed package 10 including an electrode 11, a holding member, a heat radiating member, and the like. The reason why the emitter is arranged in the sealing structure is mainly to prevent dew condensation due to the influence of temperature and humidity in the environment. For this reason, an airtight sealing structure in which an inert gas or dry air is enclosed is generally used, and laser light is emitted by supplying power to the electrode 11 from the outside. Further, the laser beam 22 emitted from the single emitter LD has different spread angles of the laser beam 32 in the XZ plane (FIG. 12A) and in the YZ plane (FIG. 12B). In this specification, a system having a large spread angle is defined by the YZ plane. Hereinafter, a direction in which the emission angle of the laser beam 32 is large is referred to as a fast axis, and a direction orthogonal to the fast axis is referred to as a slow axis.
シングルエミッタＬＤのレーザ出力はおよそ１Ｗ以下であり、プロジェクタ等の投射型表示装置の光源とするには出力が不十分である。このため複数のシングルエミッタＬＤを備えるレーザモジュールを複数並べて、各レーザモジュールの出力光を光学的に合成する構成が提案されている。 The laser output of the single emitter LD is about 1 W or less, and the output is insufficient for a light source of a projection display device such as a projector. For this reason, a configuration has been proposed in which a plurality of laser modules each having a plurality of single emitter LDs are arranged and the output light of each laser module is optically combined.
あるいは、レーザモジュール自身の出力増大を目的として、複数の発光点を有するマルチエミッタＬＤを搭載したレーザモジュールも開発されている。図１３はマルチエミッタＬＤ２０を模式的に示した図である。マルチエミッタＬＤ２０は複数の発光点３１が図中Ｘ軸方向に配置されたものであり、各発光点３１からシングルエミッタＬＤ同様のレーザ光３２が出射される。したがって、マルチエミッタＬＤを搭載したレーザモジュールからは複数のシングルエミッタＬＤのレーザ光３２を合成したレーザ光２２２が出射される。 Alternatively, a laser module equipped with a multi-emitter LD having a plurality of light emitting points has been developed for the purpose of increasing the output of the laser module itself. FIG. 13 is a diagram schematically showing the multi-emitter LD20. The multi-emitter LD 20 has a plurality of light emitting points 31 arranged in the X-axis direction in the figure, and laser light 32 similar to the single emitter LD is emitted from each light emitting point 31. Therefore, a laser module 222 on which a multi-emitter LD is mounted emits a laser beam 222 that is a combination of the laser beams 32 of a plurality of single-emitter LDs.
ここで、複数の発光点３１が並んだ層は活性層と呼ばれ概略１μｍ程度の厚みである。従って、ＹＺ面内のレーザ光２２２は、おおよそ点光源からレーザ光が出射されていると考えることができ、コリメータレンズ等により平行度の高いレーザ光を比較的容易に作り出すことが可能である。以下、複数のマルチエミッタＬＤを備えるレーザ合成光学装置について説明する。 Here, the layer in which the plurality of light emitting points 31 are arranged is called an active layer and has a thickness of about 1 μm. Therefore, it can be considered that the laser light 222 in the YZ plane is roughly emitted from a point light source, and laser light with high parallelism can be relatively easily generated by a collimator lens or the like. Hereinafter, a laser combining optical device including a plurality of multi-emitter LDs will be described.
図１は、本実施の形態１におけるレーザ合成光学装置１００の構成を示す図である。レーザ合成光学装置１００は、２つのマルチエミッタＬＤ２０ａ，２０ｂと、２つのコリメータレンズ３０と、反射素子５０とを備える。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser combining optical device 100 according to the first embodiment. The laser combining optical device 100 includes two multi-emitters LD 20a and 20b, two collimator lenses 30, and a reflecting element 50.
マルチエミッタＬＤ２０ａ，２０ｂは、図１３に示したマルチエミッタＬＤと同じものである。マルチエミッタＬＤ２０ａとマルチエミッタＬＤ２０ｂとの発光点の間隔は、マルチエミッタＬＤ自身の物理的な大きさおよび放熱のための空間を考慮して、間隔Ｄ１で配置されている。各マルチエミッタＬＤ２０ａ，２０ｂから出射したレーザ光は、レーザ光を平行光に変換する各コリメータレンズ３０を通過して略平行なレーザ光となる。図１はＹＺ面に座標をとった模式図のため、図中の光線はファスト軸のレーザ光を表している。従って、各マルチエミッタＬＤ２０ａ，２０ｂにおける複数の発光点は図面に垂直な方向に並んでいる。 The multi-emitter LDs 20a and 20b are the same as the multi-emitter LD shown in FIG. The interval between the light emitting points of the multi-emitter LD 20a and the multi-emitter LD 20b is arranged at the interval D1 in consideration of the physical size of the multi-emitter LD itself and the space for heat dissipation. The laser light emitted from each multi-emitter LD 20a, 20b passes through each collimator lens 30 that converts the laser light into parallel light and becomes substantially parallel laser light. Since FIG. 1 is a schematic diagram in which coordinates are taken on the YZ plane, a light beam in the figure represents a fast axis laser beam. Therefore, the plurality of light emitting points in each of the multi-emitters LD20a and 20b are arranged in a direction perpendicular to the drawing.
ファスト軸のレーザ光は、さきに説明したように概略点光源とみなせるので、比較的簡単なレンズ構成で平行度の高いレーザ光に変換することが可能である。図２にコリメータレンズ３０の構成例を示す。図２（ａ）は、ＹＺ面内（ファスト軸面内）にのみレンズ効果を有するコリメータレンズを示す図である。Ｘ軸方向に複数並んだ発光点全てのファスト軸光を平行なレーザ光に変換する。また、図２（ｂ）は、各発光点に対応するレンズが複数並んだ形状を有するコリメータレンズである。図２（ｂ）においては、ファスト軸のみならず、スロー軸方向レーザ光の平行度も補正される。コリメータレンズは本例に限らずレーザモジュールの構成、要求されるレーザ光の平行度を鑑みて、レンズ形状、レンズ構成面を任意に設定することが可能である。 Since the fast axis laser beam can be regarded as an approximate point light source as described above, it can be converted into a laser beam having a high degree of parallelism with a relatively simple lens configuration. FIG. 2 shows a configuration example of the collimator lens 30. FIG. 2A shows a collimator lens having a lens effect only in the YZ plane (in the fast axis plane). The fast axis light of all the light emitting points arranged in the X-axis direction is converted into parallel laser light. FIG. 2B shows a collimator lens having a shape in which a plurality of lenses corresponding to each light emitting point are arranged. In FIG. 2B, not only the fast axis but also the parallelism of the laser beam in the slow axis direction is corrected. The collimator lens is not limited to this example, and the lens shape and lens configuration surface can be arbitrarily set in view of the configuration of the laser module and the required parallelism of the laser beam.
反射素子５０は、図１に示すように、平行四辺形を図の紙面に垂直な方向に引き伸ばした形状を有する。反射素子５０は、互いに平行な全反射面５０ａ，５０ｂを備える。全反射面５０ａ，５０ｂにおいてレーザ光は全反射する。 As shown in FIG. 1, the reflecting element 50 has a shape obtained by extending a parallelogram in a direction perpendicular to the drawing sheet. The reflection element 50 includes total reflection surfaces 50a and 50b that are parallel to each other. The laser light is totally reflected at the total reflection surfaces 50a and 50b.
図１において、マルチエミッタＬＤ２０ｂから出射し、コリメータレンズ３０を通過して略平行光となったレーザ光２２２ｂは、反射素子５０を反射せずに透過する。 In FIG. 1, the laser beam 222 b that is emitted from the multi-emitter LD 20 b and passes through the collimator lens 30 and becomes substantially parallel light passes through the reflecting element 50 without being reflected.
一方、マルチエミッタＬＤ２０ａから出射し、コリメータレンズ３０を通過して略平行光となったレーザ光２２２ａは、まず、反射素子５０の全反射面５０ａで全反射し、全反射面５０ｂに向かって方向を変える。そして次に、全反射面５０ｂで全反射し、レーザ光２２２ｂと平行なレーザ光として出射する。 On the other hand, the laser beam 222a emitted from the multi-emitter LD 20a and having passed through the collimator lens 30 to become substantially parallel light is first totally reflected by the total reflection surface 50a of the reflection element 50 and directed toward the total reflection surface 50b. change. Next, the light is totally reflected by the total reflection surface 50b and emitted as laser light parallel to the laser light 222b.
つまり、マルチエミッタＬＤ２０ａから出射したレーザ光２２２ａは、反射素子５０によって、マルチエミッタＬＤ２０ｂから出射されるレーザ光２２２ｂに近づく方向に平行にずれる。このため、反射素子５０を透過したレーザ光２２２ｂと、反射素子５０において反射したレーザ光２２２ａとの間隔Ｄ２は、マルチエミッタＬＤ２０ａ，２０ｂの間隔Ｄ１よりも小さくなる。 That is, the laser beam 222a emitted from the multi-emitter LD 20a is shifted in parallel with the reflecting element 50 in the direction approaching the laser beam 222b emitted from the multi-emitter LD 20b. For this reason, the distance D2 between the laser light 222b transmitted through the reflecting element 50 and the laser light 222a reflected by the reflecting element 50 is smaller than the distance D1 between the multi-emitters LD20a and 20b.
従って、レーザモジュールを構成する各部品の寸法の大きさにかかわらず、複数のレーザ光を小さな範囲に集め、レーザモジュールの出力を増大することが可能となる。 Therefore, regardless of the size of each component constituting the laser module, it is possible to collect a plurality of laser beams in a small range and increase the output of the laser module.
反射素子５０は、図１に示すように、平行四辺形を図の紙面に垂直な方向に引き伸ばした形状を有し、比較的容易に製造可能である。また、全反射を利用してレーザ光を合成するため、全反射面５０ａ，５０ｂに特殊なコーティング等の処理を施す必要がなく、安価に製造できる。またさらに、反射素子５０は、全反射面５０ａ，５０ｂでの全反射を利用して合成を行うため、レーザ光の波長、斜面の角度を考慮して材料の屈折率が決定される。このため、比較的安価なガラス材にて実現可能である。 As shown in FIG. 1, the reflecting element 50 has a shape obtained by extending a parallelogram in a direction perpendicular to the drawing sheet, and can be manufactured relatively easily. In addition, since the laser light is synthesized using total reflection, it is not necessary to apply special coating or the like to the total reflection surfaces 50a and 50b, and can be manufactured at low cost. Furthermore, since the reflection element 50 performs synthesis by utilizing total reflection on the total reflection surfaces 50a and 50b, the refractive index of the material is determined in consideration of the wavelength of the laser beam and the angle of the slope. For this reason, it is realizable with a comparatively cheap glass material.
図３（ａ）、図３（ｂ）のそれぞれは、本実施の形態１におけるレーザ合成光学装置１００と集光レンズ４０とを組み合わせた構成のＹＺ方向に沿った断面図とＸＺ方向に沿った断面図である。図４は、レーザ合成光学装置１００と集光レンズ４０とを組み合わせた構成の斜視図である。また、図５は、反射素子５０を用いないでマルチエミッタＬＤ２０ａ，２０ｂのレーザ光を集光する構成を示す図である。 3A and 3B are respectively a cross-sectional view along the YZ direction and an XZ direction of the configuration in which the laser combining optical device 100 and the condenser lens 40 according to the first embodiment are combined. It is sectional drawing. FIG. 4 is a perspective view of a configuration in which the laser combining optical device 100 and the condenser lens 40 are combined. FIG. 5 is a diagram showing a configuration for condensing the laser beams of the multi-emitter LDs 20a and 20b without using the reflecting element 50.
図５から明らかなように、反射素子５０を用いない場合には、マルチエミッタＬＤ２０ａ，２０ｂの発光点の間隔Ｄ１に依存してその合成直径ＤＬが決められる。ここで合成直径ＤＬとは、集光レンズ４０に入射する前のレーザ光の直径である。一方、本実施の形態１（図３）では、反射素子５０を用いない構成（図５）と比較して、合成直径ＤＬを小さくすることが可能である。合成直径ＤＬを小さくすることにより、集光レンズ４０の直径を小さくすることが可能である。 As is apparent from FIG. 5, when the reflecting element 50 is not used, the combined diameter DL is determined depending on the distance D1 between the light emitting points of the multi-emitters LD20a and 20b. Here, the combined diameter DL is the diameter of the laser light before entering the condenser lens 40. On the other hand, in the first embodiment (FIG. 3), the combined diameter DL can be reduced as compared with the configuration not using the reflecting element 50 (FIG. 5). By reducing the combined diameter DL, the diameter of the condenser lens 40 can be reduced.
＜効果＞
本実施の形態１におけるレーザ合成光学装置１００は、複数のマルチエミッタレーザダイオード２０ａ，２０ｂと、複数のマルチエミッタレーザダイオード２０ａ，２０ｂのそれぞれの光出射面側に配置された複数のコリメータレンズ３０と、２つの全反射面５０ａ，５０ｂを備える少なくとも１つの反射素子５０と、を備え、１つのマルチエミッタレーザダイオード２０ａから出射するレーザ光２２２ａは、反射素子５０の２つの全反射面５０ａ，５０ｂで順に反射されて、別のマルチエミッタレーザダイオード２０ｂから出射するレーザ光２２２ｂに近づく方向にずれる。
<Effect>
The laser combining optical device 100 according to the first embodiment includes a plurality of multi-emitter laser diodes 20a and 20b, and a plurality of collimator lenses 30 disposed on the light emission surface side of the plurality of multi-emitter laser diodes 20a and 20b. And at least one reflection element 50 including two total reflection surfaces 50a and 50b. The laser light 222a emitted from one multi-emitter laser diode 20a is reflected on the two total reflection surfaces 50a and 50b of the reflection element 50. The light is sequentially reflected and shifted in a direction approaching the laser beam 222b emitted from another multi-emitter laser diode 20b.
従って、マルチエミッタＬＤ２０ａから出射したレーザ光２２２ａは、反射素子５０によって、マルチエミッタＬＤ２０ｂから出射されるレーザ光２２２ｂに近づく方向に平行にずれる。このため、反射素子５０を透過したレーザ光２２２ｂと、反射素子５０において反射したレーザ光２２２ａとの間隔Ｄ２は、マルチエミッタＬＤ２０ａ，２０ｂの間隔Ｄ１よりも小さくなる。よって、レーザモジュールを構成する各部品の寸法の大きさにかかわらず、複数のレーザ光を小さな範囲に集め、レーザモジュールの出力を増大することが可能となる。また、従来の構成に反射素子５０を追加するだけの簡易な構成で上記効果を得ることが可能である。 Therefore, the laser light 222a emitted from the multi-emitter LD 20a is shifted in parallel with the reflecting element 50 in a direction approaching the laser light 222b emitted from the multi-emitter LD 20b. For this reason, the distance D2 between the laser light 222b transmitted through the reflecting element 50 and the laser light 222a reflected by the reflecting element 50 is smaller than the distance D1 between the multi-emitters LD20a and 20b. Therefore, regardless of the size of each component constituting the laser module, it is possible to collect a plurality of laser beams in a small range and increase the output of the laser module. In addition, the above-described effects can be obtained with a simple configuration in which the reflective element 50 is added to the conventional configuration.
また、本実施の形態１におけるレーザ合成光学装置１００において、１つのマルチエミッタレーザダイオード２０ａから出射するレーザ光２２２ａは、反射素子５０の２つの全反射面５０ａ，５０ｂで順に反射されて、別のマルチエミッタレーザダイオード２０ｂから出射され反射素子５０で反射されないレーザ光２２２ｂに近づく方向にずれる。 Further, in the laser combining optical device 100 according to the first embodiment, the laser light 222a emitted from one multi-emitter laser diode 20a is sequentially reflected by the two total reflection surfaces 50a and 50b of the reflecting element 50, and another The laser beam is shifted in the direction approaching the laser beam 222b emitted from the multi-emitter laser diode 20b and not reflected by the reflecting element 50.
従って、本実施の形態１では、一方のレーザ光２２２ａの軌道を他方のレーザ光２２２ｂに近づけるように平行移動させるため、レーザ光２２２ｂの軌道を変化させることなく、複数のレーザ光を小さな範囲に集めることが可能である。 Accordingly, in the first embodiment, the trajectory of one laser beam 222a is translated so as to be closer to the other laser beam 222b, so that a plurality of laser beams can be brought into a small range without changing the trajectory of the laser beam 222b. It is possible to collect.
また、本実施の形態１におけるレーザ合成光学装置１００において、反射素子５０に備わる２つの全反射面５０ａ，５０ｂは互いに平行である。 In the laser combining optical device 100 according to the first embodiment, the two total reflection surfaces 50a and 50b provided in the reflecting element 50 are parallel to each other.
従って、マルチエミッタＬＤ２０ａから出射するレーザ光２２２ａを、反射素子５０の２つの全反射面５０ａ，５０ｂで順に反射して、元の軌道から平行にずらすことが可能となる。 Accordingly, the laser beam 222a emitted from the multi-emitter LD 20a can be sequentially reflected by the two total reflection surfaces 50a and 50b of the reflection element 50 and shifted in parallel from the original trajectory.
＜実施の形態１の変形例＞
図６は、実施の形態１におけるレーザ合成光学装置１００の変形例を示す図である。図６に示すレーザ合成光学装置１００Ａに備わる反射素子５０は、レーザ合成光学装置１００に備わる反射素子５０よりもＹ軸方向に短い。そのため、図６において、マルチエミッタＬＤ２０ｂから出射し、コリメータレンズ３０を通過して略平行光となったレーザ光２２２ｂは、反射素子５０の存在しない経路を通る。
<Modification of Embodiment 1>
FIG. 6 is a diagram illustrating a modification of the laser combining optical device 100 according to the first embodiment. The reflecting element 50 provided in the laser combining optical device 100A illustrated in FIG. 6 is shorter in the Y-axis direction than the reflecting element 50 included in the laser combining optical device 100. Therefore, in FIG. 6, the laser beam 222 b emitted from the multi-emitter LD 20 b and passed through the collimator lens 30 to become substantially parallel light passes through a path where the reflecting element 50 does not exist.
一方、マルチエミッタＬＤ２０ａから出射し、コリメータレンズ３０を通過して略平行光となったレーザ光２２２ａは、実施の形態１と同様、まず、反射素子５０の第１の全反射面５０ａで全反射し、全反射面５０ｂに向かって方向を変える。そして次に、全反射面５０ｂで全反射し、レーザ光２２２ｂと平行なレーザ光として出射する。 On the other hand, the laser beam 222a emitted from the multi-emitter LD 20a and having passed through the collimator lens 30 to become substantially parallel light is first totally reflected by the first total reflection surface 50a of the reflection element 50, as in the first embodiment. Then, the direction is changed toward the total reflection surface 50b. Next, the light is totally reflected by the total reflection surface 50b and emitted as laser light parallel to the laser light 222b.
つまり、レーザ光２２２ｂと、反射素子５１において反射したレーザ光２２２ａとの間隔Ｄ２は、マルチエミッタＬＤ２０ａ，２０ｂの間隔Ｄ１よりも小さくなる。 That is, the interval D2 between the laser beam 222b and the laser beam 222a reflected by the reflecting element 51 is smaller than the interval D1 between the multi-emitters LD20a and 20b.
本変形例においては、反射素子５０をより小さく構成することができるため、反射素子５０をさらに安価に製造することが可能である。 In this modification, the reflective element 50 can be made smaller, and therefore the reflective element 50 can be manufactured at a lower cost.
＜実施の形態２＞
図７は、本実施の形態２におけるレーザ合成光学装置２００の構成を示す図である。図７において、２つのコリメータレンズ３０は反射素子５０と一体に構成されている。各コリメータレンズ３０は、ファスト軸方向にのみレンズ機能を有する形状（図２（ａ））、あるいは各発光点に対応した複数レンズから構成される形状（図２（ｂ））のいずれの形状においても、反射素子５０と一体に構成することが可能である。その他の構成は実施の形態１（図１）と同じため、説明を省略する。
<Embodiment 2>
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the laser combining optical device 200 according to the second embodiment. In FIG. 7, the two collimator lenses 30 are configured integrally with the reflecting element 50. Each collimator lens 30 has either a shape having a lens function only in the fast axis direction (FIG. 2A) or a shape composed of a plurality of lenses corresponding to each light emitting point (FIG. 2B). In addition, the reflection element 50 can be integrated. Since other configurations are the same as those of the first embodiment (FIG. 1), description thereof is omitted.
＜効果＞
本実施の形態２におけるレーザ合成光学装置２００において、複数のコリメータレンズ３０が反射素子５０と一体化されている。
<Effect>
In the laser combining optical device 200 according to the second embodiment, a plurality of collimator lenses 30 are integrated with the reflecting element 50.
従って、本実施の形態２では、複数のコリメータレンズ３０と反射素子５０とが一体に形成されるか、もしくは、複数のコリメータレンズ３０と反射素子５０とが保持部品を介さずに直接接合されている。よって、２つのコリメータレンズ３０の間隔、コリメータレンズ３０の傾き、さらには、コリメータレンズ３０の光軸と、第１、第２の全反射面５０ａ，５０ｂとの相互角度誤差の精度を向上させることが可能である。 Therefore, in the second embodiment, the plurality of collimator lenses 30 and the reflection element 50 are integrally formed, or the plurality of collimator lenses 30 and the reflection element 50 are directly joined without using a holding component. Yes. Therefore, the accuracy of the mutual angle error between the distance between the two collimator lenses 30, the tilt of the collimator lens 30, and the optical axis of the collimator lens 30 and the first and second total reflection surfaces 50a and 50b is improved. Is possible.
＜実施の形態２の変形例＞
図８は、実施の形態２におけるレーザ合成光学装置２００の変形例を示す図である。図８に示すレーザ合成光学装置２００Ａは、光学素子６０を備える。光学素子６０には、複数のコリメータレンズ３０が一体に形成されている。光学素子６０と反射素子５０とは、直接接合されるか、一体に形成されている。
<Modification of Embodiment 2>
FIG. 8 is a diagram illustrating a modification of the laser combining optical device 200 according to the second embodiment. The laser combining optical device 200A shown in FIG. A plurality of collimator lenses 30 are formed integrally with the optical element 60. The optical element 60 and the reflective element 50 are directly joined or integrally formed.
図８において、マルチエミッタＬＤ２０ｂから出射し、光学素子６０に形成されたコリメータレンズ３０を通過して略平行光となったレーザ光２２２ｂは、反射素子５０の存在しない経路を通る。 In FIG. 8, the laser beam 222 b emitted from the multi-emitter LD 20 b and passed through the collimator lens 30 formed in the optical element 60 and becomes substantially parallel light passes through a path where the reflecting element 50 does not exist.
一方、マルチエミッタＬＤ２０ａから出射し、コリメータレンズ３０を通過して略平行光となったレーザ光２２２ａは、実施の形態２と同様、まず、反射素子５０の全反射面５０ａで全反射し、全反射面５０ｂに向かって方向を変える。そして次に、全反射面５０ｂで全反射し、レーザ光２２２ｂと平行なレーザ光として出射する。 On the other hand, the laser beam 222a emitted from the multi-emitter LD 20a and having passed through the collimator lens 30 to become substantially parallel light is first totally reflected by the total reflection surface 50a of the reflection element 50, as in the second embodiment, and then totally reflected. The direction is changed toward the reflecting surface 50b. Next, the light is totally reflected by the total reflection surface 50b and emitted as laser light parallel to the laser light 222b.
つまり、レーザ光２２２ｂと、反射素子５０において反射したレーザ光２２２ａとの間隔Ｄ２は、マルチエミッタＬＤ２０ａ，２０ｂの間隔Ｄ１よりも小さくなる。 That is, the interval D2 between the laser beam 222b and the laser beam 222a reflected by the reflecting element 50 is smaller than the interval D1 between the multi-emitters LD20a and 20b.
＜効果＞
本実施の形態２の変形例におけるレーザ合成光学装置２００Ａにおいて、複数のコリメータレンズ３０は共通の部材（即ち光学素子６０）に一体に形成されている。
<Effect>
In the laser combining optical device 200A according to the modification of the second embodiment, the plurality of collimator lenses 30 are integrally formed on a common member (that is, the optical element 60).
従って、複数のコリメータレンズ３０を共通の部材に一体に形成することによって、複数のコリメータレンズ３０間の位置精度を向上させることが可能である。 Therefore, it is possible to improve the positional accuracy between the plurality of collimator lenses 30 by integrally forming the plurality of collimator lenses 30 on a common member.
＜実施の形態３＞
図９は、本実施の形態２におけるレーザ合成光学装置３００の構成を示す図である。レーザ合成光学装置３００は、第１、第２の反射素子５１，５２と、第１から第５のマルチエミッタＬＤ２１，２２，２３，２４，２５と、５つのコリメータレンズ３０とを備える。
<Embodiment 3>
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the laser combining optical device 300 according to the second embodiment. The laser combining optical device 300 includes first and second reflecting elements 51 and 52, first to fifth multi-emitters LD 21, 22, 23, 24 and 25, and five collimator lenses 30.
第１、第４のマルチエミッタＬＤ２１，２４、２つのコリメータレンズ３０および第１の反射素子５１からなる構成は、実施の形態１（図１）における合成光学装置１００（即ち、マルチエミッタＬＤ２０ａ，２０ｂ、２つのコリメータレンズ３０および反射素子５０を含む構成）と同じ構成である。 The configuration comprising the first and fourth multi-emitters LD 21 and 24, the two collimator lenses 30 and the first reflecting element 51 is the same as the combining optical device 100 in Embodiment 1 (FIG. 1) (ie, the multi-emitters LD 20a and 20b). The configuration is the same as the configuration including the two collimator lenses 30 and the reflective element 50.
第２、第５のマルチエミッタＬＤ２２，２５、２つのコリメータレンズ３０および第２の反射素子５２からなる構成は、実施の形態１（図１）における合成光学装置１００の左右を反転させた構成に対応する。 The configuration including the second and fifth multi-emitters LD 22 and 25, the two collimator lenses 30 and the second reflecting element 52 is a configuration in which the left and right sides of the combining optical device 100 in the first embodiment (FIG. 1) are reversed. Correspond.
また、図９に示すように、第４、第５のマルチエミッタＬＤ２４，２５の間には、第３のマルチエミッタＬＤ２３が配置される。つまり、図９の構成は第３のマルチエミッタＬＤ２３を挟んで対称に第１、第２の反射素子５１，５２が配置されている。 Further, as shown in FIG. 9, a third multi-emitter LD 23 is arranged between the fourth and fifth multi-emitters LD 24 and 25. That is, in the configuration of FIG. 9, the first and second reflecting elements 51 and 52 are arranged symmetrically with the third multi-emitter LD 23 in between.
図９に示すように、第１のマルチエミッタＬＤから出射するレーザ光２２２１は、コリメータレンズ３０を通過して略平行光になった後、第１の反射素子５１の２つの全反射面５１ａ，５１ｂで順に反射されて、第２のマルチエミッタＬＤから出射するレーザ光２２２２に近づく方向にずれる。第４のマルチエミッタＬＤ２４から出射するレーザ光２２２４は、コリメータレンズ３０を通過して略平行光になった後、第１の反射素子５１を反射せずに透過する。 As shown in FIG. 9, the laser light 2221 emitted from the first multi-emitter LD passes through the collimator lens 30 and becomes substantially parallel light, and then the two total reflection surfaces 51a, 51a, The light is sequentially reflected by 51b and shifted toward the laser beam 2222 emitted from the second multi-emitter LD. The laser light 2224 emitted from the fourth multi-emitter LD 24 passes through the collimator lens 30 and becomes substantially parallel light, and then passes through the first reflecting element 51 without being reflected.
また、第２のマルチエミッタＬＤ２２から出射するレーザ光２２２２は、コリメータレンズ３０を通過して略平行光になった後、第２の反射素子５２の２つの全反射面５２ａ，５２ｂで順に反射されて、第１のマルチエミッタＬＤ２１から出射するレーザ光２２２１に近づく方向にずれる。第５のマルチエミッタＬＤ２５から出射するレーザ光２２２５は、コリメータレンズ３０を通過して略平行光になった後、第２の反射素子５２を反射せずに透過する。 Further, the laser light 2222 emitted from the second multi-emitter LD 22 passes through the collimator lens 30 and becomes substantially parallel light, and then is sequentially reflected by the two total reflection surfaces 52 a and 52 b of the second reflecting element 52. Thus, the laser beam 2221 emitted from the first multi-emitter LD 21 is shifted in the direction approaching. The laser light 2225 emitted from the fifth multi-emitter LD 25 passes through the collimator lens 30 and becomes substantially parallel light, and then passes through the second reflecting element 52 without being reflected.
第３のマルチエミッタＬＤ２３から出射するレーザ光２２２３は、コリメータレンズ３０を通過して略平行光になった後、第１、第２の反射素子５１，５２で反射せずに、第１の反射素子５１から出射した第１のマルチエミッタＬＤのレーザ光２２２１と、第２の反射素子５２から出射した第２のマルチエミッタＬＤのレーザ光２２２２との間に来る。 The laser light 2223 emitted from the third multi-emitter LD 23 passes through the collimator lens 30 and becomes substantially parallel light, and then is not reflected by the first and second reflecting elements 51 and 52 but is first reflected. It comes between the laser light 2221 of the first multi-emitter LD emitted from the element 51 and the laser light 2222 of the second multi-emitter LD emitted from the second reflecting element 52.
＜効果＞
本実施の形態３におけるレーザ合成光学装置３００において、少なくとも１つの反射素子は、第１、第２の反射素子５１、５２であり、複数のマルチエミッタレーザダイオードの１つは第１の反射素子５１に入射する第１のマルチエミッタレーザダイオード２１であり、複数のマルチエミッタレーザダイオードの別の１つは第２の反射素子５２に入射する第２のマルチエミッタレーザダイオード２２であり、第１のマルチエミッタレーザダイオード２１から出射するレーザ光２２２１は、第１の反射素子５１の２つの全反射面５１ａ，５１ｂで順に反射されて、第２のマルチエミッタレーザダイオード２２から出射するレーザ光２２２２に近づく方向にずれ、第２のマルチエミッタレーザダイオード２２から出射するレーザ光２２２２は、第２の反射素子５２の２つの全反射面５２ａ，５２ｂで順に反射されて、第１のマルチエミッタレーザダイオード２１から出射するレーザ光２２２１に近づく方向にずれる。
<Effect>
In the laser combining optical apparatus 300 according to the third embodiment, the at least one reflecting element is the first and second reflecting elements 51 and 52, and one of the plurality of multi-emitter laser diodes is the first reflecting element 51. The first multi-emitter laser diode 21 incident on the second multi-emitter laser diode 21 and another one of the plurality of multi-emitter laser diodes is the second multi-emitter laser diode 22 incident on the second reflecting element 52. The laser beam 2221 emitted from the emitter laser diode 21 is sequentially reflected by the two total reflection surfaces 51 a and 51 b of the first reflection element 51 and approaches the laser beam 2222 emitted from the second multi-emitter laser diode 22. The laser beam 2222 emitted from the second multi-emitter laser diode 22 is Two total reflection surfaces 52a of the reflecting element 52, is sequentially reflected by the 52 b, it shifts toward the laser beam 2221 emitted from the first multi-emitter laser diode 21.
従って、２つの反射素子（第１、第２の反射素子５１，５２）を用いて、それぞれの反射素子によって複数のレーザ光を互いに近づけることによって、合成光を高密度化することが可能である。 Therefore, it is possible to increase the density of the combined light by using two reflecting elements (first and second reflecting elements 51 and 52) and bringing the plurality of laser beams close to each other by the reflecting elements. .
また、本実施の形態３におけるレーザ合成光学装置３００において、複数のマルチエミッタレーザダイオードは、第３のマルチエミッタレーザダイオード２３を含み、第３のマルチエミッタレーザダイオード２３から出射されるレーザ光２２２３は第１、第２の反射素子５１，５２で反射されず、第１の反射素子５１から出射した第１のマルチエミッタレーザダイオード２１のレーザ光２２２１と、第２の反射素子５２から出射した第２のマルチエミッタレーザダイオード２２のレーザ光２２２２との間に来る。 In the laser combining optical device 300 according to the third embodiment, the plurality of multi-emitter laser diodes includes the third multi-emitter laser diode 23, and the laser light 2223 emitted from the third multi-emitter laser diode 23 is Laser light 2221 of the first multi-emitter laser diode 21 that is not reflected by the first and second reflecting elements 51 and 52 and is emitted from the first reflecting element 51 and the second that is emitted from the second reflecting element 52. The laser light 2222 of the multi-emitter laser diode 22 comes between.
従って、２つの反射素子（第１、第２の反射素子５１，５２）を用いて、それぞれの反射素子によって複数のレーザ光を互いに近づけ、さらに、別のレーザ光（即ち第３のマルチエミッタＬＤからのレーザ光２２２３）を加えることによって、合成光をさらに高密度化することが可能である。 Therefore, using two reflecting elements (first and second reflecting elements 51 and 52), a plurality of laser beams are brought close to each other by each reflecting element, and another laser beam (that is, the third multi-emitter LD). It is possible to further increase the density of the synthesized light by adding the laser beam 2223).
＜実施の形態３の変形例＞
図１０は、実施の形態３におけるレーザ合成光学装置３００の変形例を示す図である。図１０に示すレーザ合成光学装置３００Ａは、レーザ合成光学装置３００（図９）に対して共通部材７０をさらに備える。共通部材７０は透過性の部材であり、例えば平板ガラスである。第１、第２の反射素子５１，５２と共通部材７０とは一体化されている。ここで、一体化されているとは、直接接合されているか、一体に形成されていることを意味する。
<Modification of Embodiment 3>
FIG. 10 is a diagram illustrating a modification of the laser combining optical device 300 according to the third embodiment. The laser combining optical device 300A shown in FIG. 10 further includes a common member 70 with respect to the laser combining optical device 300 (FIG. 9). The common member 70 is a transparent member, for example, flat glass. The first and second reflecting elements 51 and 52 and the common member 70 are integrated. Here, being integrated means that it is directly joined or integrally formed.
＜効果＞
本実施の形態３の変形例におけるレーザ合成光学装置３００Ａにおいて、第１、第２の反射素子５１，５２は共通の部材（共通部材７０）を介して一体化されている。
<Effect>
In the laser combining optical device 300A according to the modification of the third embodiment, the first and second reflecting elements 51 and 52 are integrated via a common member (common member 70).
従って、共通部材７０として例えば平板ガラスを介して第１、第２の反射素子５１，５２を一体化することによって、第１、第２の反射素子５１，５２の相互の位置精度を向上させることができる。第１の反射素子５１の全反射面５１ａ，５１ｂの角度と、第２の反射素子５２の全反射面５２ａ，５２ｂの角度との精度が向上することにより、複数のレーザ光２２２１，２２２２，２２２３，２２２４，２２２５の相互の平行度が向上する。よって、合成光の直径がより小さくなるため、合成光の密度をより高めることが可能である。 Accordingly, by integrating the first and second reflecting elements 51 and 52 through, for example, flat glass as the common member 70, the mutual positional accuracy of the first and second reflecting elements 51 and 52 is improved. Can do. By improving the accuracy of the angles of the total reflection surfaces 51a and 51b of the first reflection element 51 and the angles of the total reflection surfaces 52a and 52b of the second reflection element 52, a plurality of laser beams 2221, 222, and 2223 are obtained. , 2224, 2225 are improved in parallelism. Therefore, since the diameter of the synthesized light becomes smaller, the density of the synthesized light can be further increased.
＜実施の形態４＞
図１１は、本実施の形態４におけるレーザ合成光学装置４００の構成を示す図である。レーザ合成光学装置４００は、反射素子５０と、第１から第３のマルチエミッタＬＤ２１，２２，２３と、３つのコリメータレンズ３０とを備える。第１から第３のマルチエミッタＬＤ２１，２２，２３はこの順序で並んで配置される。
<Embodiment 4>
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the laser combining optical device 400 according to the fourth embodiment. The laser combining optical device 400 includes a reflecting element 50, first to third multi-emitters LD 21, 22 and 23, and three collimator lenses 30. The first to third multi-emitters LD 21, 22 and 23 are arranged in this order.
図１１に示すように、第１のマルチエミッタＬＤ２１から出射し、コリメータレンズ３０を通過して略平行光となったレーザ光２２２１は、反射素子５０を通過せず、そのまま合成される。第２のマルチエミッタＬＤ２２から出射し、コリメータレンズ３０を通過して略平行光となったレーザ光２２２２は、反射素子５０を反射せずに透過する。第３のマルチエミッタＬＤ２３から出射し、コリメータレンズ３０を通過して略平行光となったレーザ光２２２３は、まず、反射素子５０の全反射面５０ａで全反射し、全反射面５０ｂに向かって方向を変える。そして次に、全反射面５０ｂで全反射し、レーザ光２２２１，２２２と平行なレーザ光として出射する。 As shown in FIG. 11, the laser light 2221 emitted from the first multi-emitter LD 21 and passed through the collimator lens 30 to become substantially parallel light does not pass through the reflecting element 50 and is synthesized as it is. The laser beam 2222 emitted from the second multi-emitter LD 22 and passed through the collimator lens 30 to become substantially parallel light passes through the reflecting element 50 without being reflected. The laser beam 2223 emitted from the third multi-emitter LD 23 and having passed through the collimator lens 30 to become substantially parallel light is first totally reflected by the total reflection surface 50a of the reflection element 50, and directed toward the total reflection surface 50b. Change direction. Next, the light is totally reflected by the total reflection surface 50 b and emitted as laser light parallel to the laser light 2221 and 222.
つまり、第３のマルチエミッタＬＤ２３から出射したレーザ光２２２３は、反射素子５０によって、第１のマルチエミッタＬＤ２１から出射されるレーザ光２２２１と、第２のマルチエミッタＬＤ２２から出射されるレーザ光２２２２との間に来るようにずれる。 That is, the laser light 2223 emitted from the third multi-emitter LD23 is reflected by the reflecting element 50 from the laser light 2221 emitted from the first multi-emitter LD21 and the laser light 2222 emitted from the second multi-emitter LD22. Shift to come between.
＜効果＞
本実施の形態４におけるレーザ合成光学装置４００において、複数のマルチエミッタレーザダイオードは第１、第２、第３のマルチエミッタレーザダイオード２１，２２，２３であり、第１、第２、第３のマルチエミッタレーザダイオード２１，２２，２３はこの順序で並んで配置され、第３のマルチエミッタレーザダイオード２３から出射するレーザ光２２２３は、反射素子５０の２つの全反射面５０ａ，５０ｂで順に反射されて、第１のマルチエミッタレーザダイオード２１から出射され反射素子５０で反射されないレーザ光２２２１と、第２のマルチエミッタレーザダイオード２２から出射され反射素子５０で反射されないレーザ光２２２２との間に来るようにずれる。
<Effect>
In the laser combining optical device 400 according to the fourth embodiment, the plurality of multi-emitter laser diodes are the first, second, and third multi-emitter laser diodes 21, 22, and 23, and the first, second, and third multi-emitter laser diodes. The multi-emitter laser diodes 21, 22, and 23 are arranged in this order, and the laser light 2223 emitted from the third multi-emitter laser diode 23 is sequentially reflected by the two total reflection surfaces 50 a and 50 b of the reflection element 50. Thus, the laser beam 2221 emitted from the first multi-emitter laser diode 21 and not reflected by the reflecting element 50 is placed between the laser beam 2222 emitted from the second multi-emitter laser diode 22 and not reflected by the reflecting element 50. Sneak away.
従って、２つのレーザ光２２２１，２２２２の間に、反射素子５０によってレーザ光２２２３を導くことによって、３つのレーザ光を高密度で合成することが可能となる。 Therefore, by guiding the laser beam 2223 between the two laser beams 2221 and 2222 by the reflecting element 50, it becomes possible to synthesize the three laser beams at a high density.
また、本実施の形態４におけるレーザ合成光学装置４００において、第１、第２のマルチエミッタレーザダイオード２１，２２の間隔と、第２、第３のマルチエミッタレーザダイオード２２，２３の間隔とが異なる。 In the laser combining optical device 400 according to the fourth embodiment, the distance between the first and second multi-emitter laser diodes 21 and 22 is different from the distance between the second and third multi-emitter laser diodes 22 and 23. .
例えば、第１、第２、第３のマルチエミッタＬＤ２１，２２，２３の特性（出力、波長、変換効率など）が互いに異なる場合、異なる放熱構造を必要とする場合がある。このとき、各マルチエミッタＬＤの周辺保持構造、放熱構成部材等に異なる形状を採用する必要がある。本実施の形態４では、反射素子５０のＹ軸方向の長さを自由に変えられるため、第１、第２のマルチエミッタＬＤ２１，２２の間隔と、第２、第３のマルチエミッタＬＤ２２，２３の間隔とを異ならせることが可能である。よって、各マルチエミッタＬＤの特性に応じて、所望の間隔で第１、第２、第３のマルチエミッタＬＤ２１，２２，２３を配置することが可能である。 For example, if the characteristics (output, wavelength, conversion efficiency, etc.) of the first, second, and third multi-emitters LD 21, 22, and 23 are different from each other, different heat dissipation structures may be required. At this time, it is necessary to adopt different shapes for the peripheral holding structure of each multi-emitter LD, the heat dissipating component, and the like. In the fourth embodiment, since the length of the reflecting element 50 in the Y-axis direction can be freely changed, the distance between the first and second multi-emitters LD21 and 22 and the second and third multi-emitters LD22 and 23 It is possible to vary the interval of. Therefore, the first, second, and third multi-emitters LD21, 22, and 23 can be arranged at a desired interval according to the characteristics of each multi-emitter LD.
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
１００，１００Ａ，２００，２００Ａ，３００，４００ レーザ合成光学装置、１１ 電極、２０，２０ａ，２０ｂ マルチエミッタレーザダイオード、２１ 第１のマルチエミッタレーザダイオード、２２ 第２のマルチエミッタレーザダイオード、２３ 第３のマルチエミッタレーザダイオード、２４ 第４のマルチエミッタレーザダイオード、２５ 第５のマルチエミッタレーザダイオード、３０ コリメータレンズ、３１ 発光点、４０ 集光レンズ、５０ 反射素子、５１ 第１の反射素子、５２ 第２の反射素子、５０ａ，５０ｂ，５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ 全反射面、３２，２２２ａ，２２２ｂ，２２２１，２２２２，２２２３，２２２４，２２２５ レーザ光。 100, 100A, 200, 200A, 300, 400 Laser synthesizing optical device, 11 electrodes, 20, 20a, 20b multi-emitter laser diode, 21 first multi-emitter laser diode, 22 second multi-emitter laser diode, 23 third Multi-emitter laser diode, 24 fourth multi-emitter laser diode, 25 fifth multi-emitter laser diode, 30 collimator lens, 31 light emitting point, 40 condenser lens, 50 reflective element, 51 first reflective element, 52 first 2 reflective elements, 50a, 50b, 51a, 51b, 52a, 52b Total reflection surface, 32, 222a, 222b, 2221, 2222, 2223, 2224, 2225 Laser light.
Claims (9)
前記複数のマルチエミッタレーザダイオードのそれぞれの光出射面側に配置された複数のコリメータレンズと、
２つの全反射面を備える少なくとも１つの反射素子と、
を備え、
１つの前記マルチエミッタレーザダイオードから出射するレーザ光は、前記反射素子の前記２つの全反射面で順に反射されて、別の前記マルチエミッタレーザダイオードから出射し前記反射素子を反射せずに透過するレーザ光に近づく方向にずれる、
レーザ合成光学装置。 A plurality of multi-emitter laser diodes;
A plurality of collimator lenses arranged on the light exit surface side of each of the plurality of multi-emitter laser diodes;
At least one reflective element comprising two total reflection surfaces;
With
Laser light emitted from one multi-emitter laser diode is sequentially reflected by the two total reflection surfaces of the reflective element, and is emitted from another multi-emitter laser diode and transmitted without reflecting the reflective element. Shift in the direction approaching the laser beam,
Laser synthesis optical device.
請求項１に記載のレーザ合成光学装置。 The plurality of collimator lenses are directly fixed to the reflective element;
The laser synthesis optical apparatus according to claim 1 .
請求項１または請求項２に記載のレーザ合成光学装置。 The plurality of collimator lenses are integrally formed on a common member.
The laser synthesizing optical apparatus according to claim 1 or 2 .
前記複数のマルチエミッタレーザダイオードは、前記第１の反射素子に入射する第１および第４のマルチエミッタレーザダイオードと、前記第２の反射素子に入射する第２および第５のマルチエミッタレーザダイオードとを含み、
前記第４のマルチエミッタレーザダイオードから出射するレーザ光は、前記第１の反射素子を反射せずに透過し、
前記第５のマルチエミッタレーザダイオードから出射するレーザ光は、前記第２の反射素子を反射せずに透過し、
前記第１のマルチエミッタレーザダイオードから出射するレーザ光は、前記第１の反射素子の前記２つの全反射面で順に反射されて、前記第２および第４のマルチエミッタレーザダイオードから出射するレーザ光に近づく方向にずれ、
前記第２のマルチエミッタレーザダイオードから出射するレーザ光は、前記第２の反射素子の前記２つの全反射面で順に反射されて、前記第１および第５のマルチエミッタレーザダイオードから出射するレーザ光に近づく方向にずれる、
請求項１に記載のレーザ合成光学装置。 The at least one reflective element is a first and second reflective element;
Wherein the plurality of multi-emitter laser diode, the first and the first and fourth multi-emitter laser diode to be incident on the reflective element, the second and fifth multi-emitter laser diode to be incident on the second reflecting element Including
Laser light emitted from the fourth multi-emitter laser diode is transmitted without reflecting the first reflective element,
Laser light emitted from the fifth multi-emitter laser diode passes through the second reflective element without being reflected,
Laser light emitted from the first multi-emitter laser diode is sequentially reflected by the two total reflection surfaces of the first reflective element and emitted from the second and fourth multi-emitter laser diodes. Shifted in the direction approaching
Laser light emitted from the second multi-emitter laser diode is sequentially reflected by the two total reflection surfaces of the second reflective element, and emitted from the first and fifth multi-emitter laser diodes. Shift in the direction of approaching,
The laser synthesis optical apparatus according to claim 1.
前記第３のマルチエミッタレーザダイオードから出射されるレーザ光は、前記第１および第２の反射素子で反射されず、前記第１の反射素子から出射した前記第１のマルチエミッタレーザダイオードのレーザ光と、前記第２の反射素子から出射した前記第２のマルチエミッタレーザダイオードのレーザ光との間に来る、
請求項４に記載のレーザ合成光学装置。 The plurality of multi-emitter laser diodes include a third multi-emitter laser diode;
The third laser beam emitted from the multi-emitter laser diode, the laser beam detecting means is not reflected by the first and second reflective elements, the first said emitted from the reflective element of the first multi-emitter laser diode And the laser beam of the second multi-emitter laser diode emitted from the second reflecting element,
The laser combining optical device according to claim 4 .
請求項４または請求項５に記載のレーザ合成光学装置。 The first and second reflective elements are integrated via a common member;
The laser synthesizing optical device according to claim 4 or 5 .
前記第１、第２および第３のマルチエミッタレーザダイオードはこの順序で並んで配置され、
前記第３のマルチエミッタレーザダイオードから出射するレーザ光は、前記反射素子の前記２つの全反射面で順に反射されて、前記第１のマルチエミッタレーザダイオードから出射され前記反射素子で反射されないレーザ光と、前記第２のマルチエミッタレーザダイオードから出射され前記反射素子で反射されないレーザ光との間に来るようにずれる、
請求項１に記載のレーザ合成光学装置。 The plurality of multi-emitter laser diodes are first, second and third multi-emitter laser diodes;
The first, second and third multi-emitter laser diodes are arranged in this order;
Laser light emitted from the third multi-emitter laser diode is sequentially reflected by the two total reflection surfaces of the reflective element, and is emitted from the first multi-emitter laser diode and is not reflected by the reflective element. And the laser beam emitted from the second multi-emitter laser diode and not reflected by the reflecting element,
The laser synthesis optical apparatus according to claim 1.
請求項７に記載のレーザ合成光学装置。 An interval between the first and second multi-emitter laser diodes is different from an interval between the second and third multi-emitter laser diodes;
The laser combining optical device according to claim 7 .
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のレーザ合成光学装置。 The two total reflection surfaces of the reflection element are parallel to each other;
The laser combining optical device according to any one of claims 1 to 8 .
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