JP7422731B2 - 光源装置 - Google Patents

Description

本開示は、半導体レーザ素子を備える光源装置に関する。

従来、半導体レーザ素子等のレーザ素子から出力されたレーザ光を検出して、半導体レーザ素子に印加する電流の値を制御する装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されているレーザ素子（半導体レーザ素子）を備える装置の一例であるレーザ発光装置（光源装置）は、複数のレーザ素子と、複数のレーザ素子から出射されるレーザ光量分布を均一化する光学素子と、複数のレーザ素子の各々が出力するレーザ光の一部を受光する受光素子と、測定部と、制御部と、を備える。測定部は、複数のレーザ素子の動作電流の値、及び、動作電流の値に対するレーザ光の出力値との関係を少なくとも測定する。制御部は、測定部で測定した複数のレーザ素子の動作電流の値、及び、動作電流の値に対するレーザ光の出力値との関係に基づき、複数のレーザ素子の少なくとも１つのレーザ素子を、他のレーザ素子の光出力と異なるように動作させる。

これにより、発光効率の低いレーザ素子に対して発光効率の高いレーザ素子からの出力を大きくして動作させることができる。すなわち、高効率のレーザ素子を優先して用いることにより、レーザ発光装置全体の消費電力を低くすることができる。また、初期不良又は調整不良であるレーザ素子の出力を抑えることで、レーザ素子の寿命を長くすることができる。そのため、従来のレーザ発光装置によれば、時間変化に対して安定した光出力でレーザ光を出力できる。

国際公開第２００８／０４１６４８号

しかしながら、従来の光源装置では、例えば、レーザ光の配光を制御するための光学系が劣化して従来の光源装置から出力されるレーザ光の光出力が変化した場合においても、光学系の劣化による光出力の変化か半導体レーザ素子の劣化による光出力の変化かを判別することができない。

本開示は、光学系の劣化による光出力の変化か半導体レーザ素子の劣化による光出力の変化かを判別することができる光源装置を提供する。

本開示の一態様に係る半導体レーザ装置は、半導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子からの出射光を伝播する第１光学素子を有する光学系と、前記第１光学素子の少なくとも一部を伝播した第１伝播光を受光する第１受光部と、前記半導体レーザ素子の駆動電流を制御するレーザ駆動制御部と、前記第１受光部において受光された前記第１伝播光の受光強度を示す第１出力値を測定する受光強度測定部と、を備え、前記第１受光部は、前記第１光学素子の後段に配置され、前記レーザ駆動制御部は、互いに異なる複数の駆動電流で前記半導体レーザ素子を駆動させ、前記受光強度測定部は、前記互いに異なる複数の駆動電流の値に対する前記第１受光部において受光された前記第１伝播光のそれぞれの前記第１出力値を測定する。

本開示の一態様に係る光源装置によれば、光学系の劣化による光出力の変化か半導体レーザ素子の劣化による光出力の変化かを判別することができる。

図１は、実施の形態１に係る光源装置の特徴的な機能構成を示すブロック図である。 図２Ａは、実施の形態１に係る光源装置の一例を模式的に示す概略図である。 図２Ｂは、実施の形態１に係る光源装置の一例を模式的に示す概略図である。 図３は、実施の形態１に係る光源装置が実行する半導体レーザ素子と第１光学素子との劣化度合いを判定する処理手順を示すフローチャートである。 図４は、実施の形態１に係る光源装置が実行する特性解析処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図５は、実施の形態１に係る光源装置が実行する初期データ記憶処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図６は、実施の形態１に係る光源装置が実行するデータ記憶処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図７は、実施の形態１に係る光源装置が記憶するデータテーブルの一例を示す表である。 図８は、実施の形態１に係る光源装置が実行する劣化判定処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図９は、実施の形態１に係る光源装置が実行する故障判定処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図１０は、実施の形態１に係る光源装置におけるしきい値電流の値に対するスロープ効率の変化の一例を示すグラフである。 図１１は、実施の形態１に係る光源装置が実行する寿命予測処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図１２は、実施の形態１に係る光源装置が備える半導体レーザ素子の累積使用時間に対するしきい値電流の値の増加の一例を示すグラフである。 図１３は、実施の形態１に係る光源装置が備える半導体レーザ素子の累積使用時間に対するスロープ効率の低下の一例を示すグラフである。 図１４は、実施の形態１に係る光源装置の一例において、第１光学素子の劣化箇所を説明するための概略図である。 図１５は、実施の形態２に係る光源装置の特徴的な機能構成を示すブロック図である。 図１６は、実施の形態２に係る光源装置が備える光学モジュール部の詳細を説明するためのブロック図である。 図１７は、実施の形態２に係る光源装置の一例を模式的に示す概略図である。 図１８は、実施の形態２に係る光源装置が実行する半導体レーザ素子と第１光学素子及び第２光学素子との劣化度合いを判定する処理手順を示すフローチャートである。 図１９は、実施の形態２に係る光源装置が実行する特性解析処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図２０は、実施の形態２に係る光源装置が実行する初期データ記憶処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図２１は、実施の形態２に係る光源装置が実行するデータ記憶処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図２２は、実施の形態２に係る光源装置が記憶するデータテーブルの一例を示す表である。 図２３は、実施の形態２に係る光源装置が実行する劣化判定処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図２４は、実施の形態２に係る光源装置が実行する故障判定処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図２５は、実施の形態２に係る光源装置が備える判定部がスロープ効率に基づいて実行する第１光学素子及び第２光学素子の劣化度合いの判定結果の一例を示す表である。 図２６は、実施の形態２に係る光源装置が実行する寿命予測処理の詳細を説明するためのフローチャートである。 図２７は、実施の形態２に係る光源装置が備える半導体レーザ素子の累積使用時間に対するスロープ効率の変化の一例を示すグラフである。 図２８は、実施の形態２に係る光源装置が備える半導体レーザ素子の累積使用時間に対するスロープ効率の変化の別の一例を示すグラフである。 図２９は、変形例１に係る光学モジュール部の一例を模式的に示す概略図である。 図３０は、変形例２に係る光学モジュール部の一例を模式的に示す概略図である。 図３１は、変形例３に係る光源装置が備える半導体レーザ素子の累積使用時間に対するスロープ効率の低下の具体例を示すグラフである。 図３２は、変形例３に係る光源装置の特徴的な機能構成を示すブロック図である。 図３３は、変形例３に係る光源装置が実行する劣化判定処理の詳細を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して、本開示の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。

なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺等は必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、実質的に同一の構成に対する重複説明は省略又は簡略化する場合がある。

（実施の形態１）
［構成］
まず、図１、図２Ａ及び図２Ｂを参照して、実施の形態１に係る光源装置の構成について説明する。

図１は、実施の形態１に係る光源装置１００の特徴的な機能構成を示すブロック図である。図２Ａ及び図２Ｂは、実施の形態１に係る光源装置１００の一例を模式的に示す概略図である。

光源装置１００は、レーザ光を出力する装置である。光源装置１００は、例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示す照射対象物４１０をレーザ光によって加工するレーザ加工機に用いられる。なお、図２Ａ及び図２Ｂには、一例として、光源装置１００が半導体レーザ素子１２０を４つ備える場合を例示しているが、光源装置１００が備える半導体レーザ素子１２０の数は、特に限定されない。光源装置１００は、半導体レーザ素子１２０を１つ備えてもよいし、複数備えてもよい。

図１に示すように、光源装置１００は、光学モジュール部１１０と、回路部１６０と、処理部１９０と、を備える。

光学モジュール部１１０は、レーザ光を出力する光源部である。光学モジュール部１１０は、半導体レーザ素子１２０と、光学系１３０と、第１受光部１４０と、温度調整部１５０と、ステージ４２０と、を備える。

半導体レーザ素子１２０は、レーザ光を出力する半導体素子である。光学モジュール部１１０が備える半導体レーザ素子１２０の数は、１以上であればよく、特に限定されない。本実施の形態では、光学モジュール部１１０は、半導体レーザ素子１２０を複数（より具体的には、Ｎ（Ｎ≧２）個）備える。なお、図２Ａ及び図２Ｂには、一例として、光源装置１００が半導体レーザ素子１２０を４つ備える場合を示している。

半導体レーザ素子１２０が出力するレーザ光（出射光）の波長は、例えば、５５０ｎｍ以下、より好ましくは５００ｎｍ以下である。半導体レーザ素子１２０は、例えば、窒化物半導体で構成される。

複数の半導体レーザ素子１２０は、それぞれ光学系１３０へ向けてレーザ光を出力する。

光学系１３０は、半導体レーザ素子１２０から出力されたレーザ光の配光を制御する。具体的には、光学系１３０は、半導体レーザ素子１２０から出力されたレーザ光のコリメート、合波、集光等を行い、後述する照射対象物４１０又は第１受光部１４０に向けて配光を制御したレーザ光を出力する。

光学系１３０は、第１光学素子１３１を備える。

光学系１３０は、第１光学素子１３１によって、半導体レーザ素子１２０からの出射光５００を伝播する。第１光学素子１３１は、例えば、半導体レーザ素子１２０から出力されたレーザ光の配光の制御や伝播を行う。第１光学素子１３１は、レンズ、ミラー、及び、光導波路の少なくとも１つを含む。図２Ａ及び図２Ｂには、第１光学素子１３１の一例として、コリメータレンズ１３１ａ、１３１ｂ、集光レンズ１３１ｃ、光ファイバ１３１ｄ、及び、加工ヘッド１３１ｅを示している。加工ヘッド１３１ｅは、第１光学素子１３１の一例である、コリメータレンズ１３１ｆ及び集光レンズ１３１ｇを含む。

第１受光部１４０は、光学系１３０（具体的には、第１光学素子１３１）の少なくとも一部を伝播した第１伝播光５１０ａを受光する光センサである。第１受光部１４０は、回路部１６０と制御線で接続されており、検出した出力値（アナログ値）を回路部１６０に出力する。具体的には、第１受光部１４０は、回路部１６０が有する測定回路（受光強度測定部）１８０と制御線で接続されており、検出した出力値を測定回路１８０に出力する。

第１受光部１４０は、第１光学素子１３１の後段に配置される。例えば、第１受光部１４０は、光学系１３０が第１光学素子１３１以外に複数の光学素子を有する場合、光学系１３０が有する全ての光学素子の後段、つまり、光学系１３０の後段に配置される。

温度調整部１５０は、半導体レーザ素子１２０の温度を制御するための変温器である。温度調整部１５０は、例えば、半導体レーザ素子１２０を加熱又は冷却することで、半導体レーザ素子１２０の温度を制御する。温度調整部１５０は、例えば、ペルチェ素子である。半導体レーザ素子１２０は、例えば、温度調整部１５０に搭載されている。

ステージ４２０は、第１受光部１４０、及び、光源装置１００の外部から持ち込まれる照射対象物４１０を保持する。第１受光部１４０は、ステージ４２０に保持された状態で後述する第１伝播光５１０ａを照射され、照射対象物４１０は、ステージ４２０に保持された状態で後述する第１伝播光５１０ｂを照射される。

なお、以下の説明においては、第１伝播光５１０ａと第１伝播光５１０ｂとをあわせて第１伝播光５１０と記載する場合がある。

回路部１６０は、処理部１９０及び光学モジュール部１１０と接続されており、処理部１９０からの指示に基づいて、光学モジュール部１１０の動作を制御する。回路部１６０は、例えば、アナログ回路であり、機能的には、駆動回路１７０と、測定回路１８０と、を備える。

駆動回路１７０は、半導体レーザ素子１２０を駆動するための回路である。本実施の形態では、回路部１６０は、複数の半導体レーザ素子１２０をそれぞれ独立して駆動できるように、半導体レーザ素子１２０と同じ数だけの駆動回路１７０を備える。例えば、光学モジュール部１１０がＮ個の半導体レーザ素子１２０を有する場合、回路部１６０は、Ｎ個の駆動回路１７０を有する。

測定回路１８０は、第１受光部１４０において受光された第１伝播光５１０ａの受光強度を示す第１出力値を測定する。具体的には、測定回路１８０は、第１受光部１４０から出力されたアナログの出力値をデジタルの出力値に変換するＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器である。測定回路１８０は、第１出力値を処理部１９０（より具体的には、処理部１９０が有する解析部１９３）に出力する。

処理部１９０は、回路部１６０の動作を制御する。具体的には、処理部１９０は、回路部１６０を制御することで、半導体レーザ素子１２０の駆動電流を制御する。

処理部１９０は、機能的には、設定部１９１と、制御部１９２と、解析部１９３と、記憶部１９４と、判定部（劣化判定部）１９５と、通信部１９６と、を備える。

設定部１９１は、半導体レーザ素子１２０の駆動電流の値を設定する。例えば、設定部１９１は、ユーザが操作する表示装置２００から半導体レーザ素子１２０の駆動電流の値を示す情報を取得し、取得した駆動電流の値を記憶部１９４に記憶させる。また、設定部１９１は、光学モジュール部１１０が複数の半導体レーザ素子１２０を有する場合、使用する半導体レーザ素子１２０を選択する。例えば、設定部１９１は、ユーザが操作する表示装置２００から使用する半導体レーザ素子１２０を示す情報を取得し、取得した使用する半導体レーザ素子１２０を示す情報を記憶部１９４に記憶させる。なお、設定部１９１は、通信インターフェースを有し、表示装置２００と通信可能に接続されていてもよいし、通信部１９６を介して表示装置２００と通信してもよい。

制御部１９２は、半導体レーザ素子１２０の駆動電流を制御するレーザ駆動制御部１９２ａと、温度調整部１５０を制御する温度調整制御部１９２ｂと、第１受光部１４０および照射対象物４１０を保持するステージ４２０の駆動を制御するステージ制御部１９２ｃと、を備える。具体的には、制御部１９２のレーザ駆動制御部１９２ａは、回路部１６０が有する駆動回路１７０を制御することで、設定部１９１が設定した使用する半導体レーザ素子１２０に、設定部１９１が設定した駆動電流の値だけ電流を半導体レーザ素子１２０に印加させて、半導体レーザ素子１２０を駆動させる。レーザ駆動制御部１９２ａは、例えば、後述する検査モードにおいては、互いに異なる複数の駆動電流で半導体レーザ素子１２０を１つずつ駆動させる。この場合、測定回路１８０は、互いに異なる複数の駆動電流の値に対する第１受光部１４０において受光された第１伝播光５１０ａのそれぞれの第１出力値を測定する。

例えば、レーザ駆動制御部１９２ａは、光学モジュール部１１０が半導体レーザ素子１２０を複数備える場合、複数の半導体レーザ素子１２０をそれぞれ異なるタイミングで駆動させる。また、第１受光部１４０は、それぞれ異なるタイミングで駆動された複数の半導体レーザ素子１２０に対応する第１伝播光５１０ａの少なくとも一部をそれぞれ受光する。また、測定回路１８０は、複数の半導体レーザ素子１２０それぞれについて、駆動電流の複数の値に対する第１受光部１４０のそれぞれの出力を測定する。つまり、制御部１９２は、複数の半導体レーザ素子１２０をそれぞれ互いに異なるタイミングで駆動させる。また、第１受光部１４０は、それぞれ互いに異なるタイミングで駆動された複数の半導体レーザ素子のそれぞれに対する第１伝播光５１０ａの少なくとも一部をそれぞれ受光する。また、測定回路１８０は、複数の半導体レーザ素子１２０のそれぞれについて、互いに異なる駆動電流の値に対する第１受光部１４０において受光された第１伝播光５１０ａのそれぞれの第１出力値を測定する。

また、制御部１９２の温度調整制御部１９２ｂは、例えば、温度調整部１５０を制御することで、半導体レーザ素子１２０の温度を制御する。設定部１９１は、半導体レーザ素子１２０の温度を設定してもよい。例えば、設定部１９１は、ユーザが操作する表示装置２００から半導体レーザ素子１２０の温度を示す情報を取得し、取得した温度を記憶部１９４に記憶させる。温度調整制御部１９２ｂは、例えば、設定部１９１が設定した温度に基づいて、温度調整部１５０を制御することで、半導体レーザ素子１２０の温度を制御する。

例えば、測定回路１８０が第１出力値を測定するとき、半導体レーザ素子１２０の温度は、温度調整制御部１９２ｂによって温度調整部１５０が制御されることで、予め定められた温度である基準温度の±５℃の範囲内に制御される。

また、制御部１９２のステージ制御部１９２ｃは、第１受光部１４０及び照射対象物４１０を保持するステージ４２０の位置、高さ、温度等を制御する。具体的には、第１受光部１４０に光学系１３０を伝播した第１伝播光５１０ａを照射する、または、照射対象物４１０に光学系１３０を伝播した第１伝播光５１０ｂを照射するため、第１受光部１４０及び照射対象物４１０を保持した状態でステージ４２０の位置及び高さを調整する。第１受光部１４０を照射する第１伝播光５１０ａと、照射対象物４１０を照射する第１伝播光５１０ｂとは、照射する対象が異なるだけで、同じ半導体レーザ素子から出射され同じ光学系１３０を伝播した第１伝播光５１０である。照射対象物４１０は、例えば、光源装置１００が加工装置の場合、加工装置の外部から持ち込まれる加工対象物である。

また、制御部１９２は、半導体レーザ素子１２０を駆動させた時間（つまり、半導体レーザ素子１２０にレーザ光を出力させた時間）の合計である累積使用時間ｔを計測する。制御部１９２は、例えば、時間を計測するために、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）等の計時部を有していてもよい。制御部１９２は、計測した、半導体レーザ素子１２０を駆動させた時間である累積使用時間ｔを記憶部１９４に記憶させる。

解析部１９３は、測定回路１８０から取得した半導体レーザ素子１２０のレーザ光の出力値に基づいて、しきい値電流の値（しきい値電流Ｉ_ｔｈ）と、スロープ効率Ｓ_ｅとを算出する。

しきい値電流Ｉ_ｔｈは、半導体レーザ素子１２０においてレーザ光を発振する電流の値である。

スロープ効率Ｓ_ｅは、レーザ光を発振する電流の値における、電流の値に対する光出力の変化量（つまり、傾き）である。解析部１９３は、しきい値電流Ｉ_ｔｈと、スロープ効率Ｓ_ｅとを算出するために、レーザ光を発振する電流の値における、２つの電流の値に対する光出力を取得する。言い換えると、制御部１９２は、レーザ光を発振する電流の値における、２つの電流の値に対する光出力を解析部１９３に取得させるように、半導体レーザ素子１２０（具体的には、駆動回路１７０）を制御する。光学モジュール部１１０が半導体レーザ素子１２０を複数備える場合、制御部１９２は、複数の半導体レーザ素子１２０をそれぞれ個別に駆動させることで、半導体レーザ素子１２０それぞれのレーザ光を発振する電流の値における、２つの電流の値に対する光出力を解析部１９３に取得させる。

記憶部１９４は、解析部１９３が算出したしきい値電流Ｉ_ｔｈと、スロープ効率Ｓ_ｅとを記憶する。より具体的には、記憶部１９４は、解析部１９３が算出したしきい値電流Ｉ_ｔｈと、スロープ効率Ｓ_ｅとを、予め定められた時間ごとに記憶する。記憶部１９４は、例えば、光学モジュール部１１０が複数の半導体レーザ素子１２０を有する場合、解析部１９３が算出したしきい値電流Ｉ_ｔｈと、スロープ効率Ｓ_ｅと、半導体レーザ素子１２０を駆動させた時間とを、後述する図７に示すデータテーブル３４０のように、半導体レーザ素子１２０ごとに関連付けて記憶する。

また、記憶部１９４は、例えば、設定部１９１が設定した、半導体レーザ素子１２０の駆動電流の値、及び、使用する半導体レーザ素子１２０を記憶する。

また、記憶部１９４は、例えば、処理部１９０が実行する制御プログラムを記憶する。

記憶部１９４は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、不揮発性メモリ等である。

判定部１９５は、解析部１９３が算出した、しきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとから、半導体レーザ素子１２０及び光学系１３０の劣化度合いを判定する。具体的には、判定部１９５は、しきい値電流Ｉ_ｔｈから半導体レーザ素子１２０の劣化度合いを判定し、且つ、スロープ効率Ｓ_ｅから光学系１３０が有する第１光学素子１３１の劣化度合いを判定する。

半導体レーザ素子１２０と第１光学素子１３１とでは、それぞれ劣化の過程で特徴が異なる。半導体レーザ素子１２０の劣化過程では、しきい値電流Ｉ_ｔｈの増大とスロープ効率Ｓ_ｅの低下とが同時に発生する。一方、第１光学素子１３１の劣化過程では、しきい値電流Ｉ_ｔｈの増大は観測されず、スロープ効率Ｓ_ｅの低下のみが発生する。なぜなら、第１光学素子１３１の劣化は、伝搬光５１０ａの透過率が低下する現象だからである。

したがって、半導体レーザ素子１２０の劣化過程で発生するしきい値電流Ｉ_ｔｈの増大量とスロープ効率Ｓ_ｅの低下量との相関関係を事前に定量的に知っていれば、半導体レーザ素子１２０の劣化と第１光学素子１３１との劣化を切り分けて判断することができる。

たとえば、図１０の説明で後述するように、しきい値電流Ｉ_ｔｈの増大とスロープ効率Ｓ_ｅの低下とがそれぞれ一定量あったとする。このとき、スロープ効率Ｓ_ｅの低下量が、半導体レーザ素子１２０の劣化過程で想定されるスロープ効率Ｓ_ｅの低下量（例えば、しきい値電流Ｉ_ｔｈの増大量から決まる低下量）よりも多いと、第１光学素子１３１の劣化が発生していると判断できる。また、窒化物半導体で構成される半導体レーザ素子１２０の劣化過程では、スロープ効率Ｓ_ｅがあまり変わらず、しきい値電流Ｉ_ｔｈの増大が大きいという特徴を示す場合が多い。そのため、半導体レーザ素子１２０の劣化と第１光学素子１３１の劣化とを切り分ける判断が、より高い精度で実現できる。

具体的には、判定部１９５は、駆動電流の複数の値と、駆動電流の複数の値に対応するそれぞれの出力とに基づいて、第１光学素子１３１の劣化度合いを判定する。より具体的には、判定部１９５は、互いに異なる複数の駆動電流の値と、互いに異なる複数の駆動電流の値に対する第１受光部１４０において受光された第１伝播光５１０ａのそれぞれの第１出力値とに基づいて、第１光学素子１３１の劣化度合いを判定する。

判定部１９５は、例えば、互いに異なる複数の駆動電流のうちの２つの駆動電流の変化量をΔＩｆとし、２つの駆動電流に対する第１受光部１４０において受光された第１伝播光５１０ａのそれぞれの第１出力値の変化量をΔＰｏｍとした場合に、ΔＰｏｍ／ΔＩｆに基づいて第１光学素子１３１の劣化度合いを判定する。

また、判定部１９５は、例えば、半導体レーザ素子１２０がレーザ発振するしきい値電流Ｉ_ｔｈの時間に対する変化量を算出し、算出したしきい値電流Ｉｔｈの変化量を用いて、半導体レーザ素子１２０の寿命と第１光学素子１３１の劣化度合いとを区別して判定する。より具体的には、判定部１９５は、例えば、半導体レーザ素子１２０の寿命を算出し、且つ、第１光学素子１３１の劣化度合いを判定する。

また、例えば、処理部１９０は、判定部１９５において第１光学素子１３１の劣化度合いの判定と、半導体レーザ素子１２０の寿命と第１光学素子１３１の劣化度合いとの区別とを行う検査モードと、光学系１３０を伝播した伝播光を照射対象物４１０に照射する動作モードとを、切り替えて繰り返し実行する。具体的には、制御部１９２は、判定部１９５において第１光学素子１３１の劣化度合いの判定と、半導体レーザ素子１２０の寿命と第１光学素子１３１の劣化度合いとの区別とを行うために、光学系１３０を伝播した伝播光を第１受光部１４０に照射するように制御部１９２に半導体レーザ素子１２０を駆動させる検査モードと、判定部１９５を用いない光学系１３０を伝播した伝播光を照射対象物４１０に照射するように制御部１９２に半導体レーザ素子１２０を駆動させる動作モードとを、切り替えて繰り返し実行する。より具体的には、制御部１９２は、第１光学素子１３１を伝播した第１伝播光５１０ａを第１受光部１４０に受光させることで、第１光学素子１３１の劣化度合いの判定と、半導体レーザ素子１２０の寿命の算出とを行う検査モードと、第１光学素子１３１を伝播した第１伝播光５１０ｂを照射対象物４１０に照射させる動作モードとを、切り替えて繰り返し実行する。つまり、制御部１９２は、ステージ４２０を駆動させることで、図２Ａに示す状態（検査モード）と、図２Ｂに示す状態（動作モード）とを切り替える。

図２Ａに示すように、例えば、検査モードでは、ステージ４２０を駆動させることで光学系１３０（より具体的には、加工ヘッド１３１ｅ）から出力される第１伝播光５１０ａが照射される位置に第１受光部１４０を移動させ、半導体レーザ素子１２０を個々に駆動させて第１伝播光５１０ａを第１受光部１４０に照射する。

一方、図２Ｂに示すように、例えば、動作モードでは、ステージ４２０を駆動させることで光学系１３０（より具体的には、加工ヘッド１３１ｅ）から出力される第１伝播光５１０ｂが照射される位置に照射対象物４１０を移動させ、ガス噴出器４００を駆動させてガスを対象物に吹き付けさせながら、第１伝播光５１０ｂを照射対象物４１０に照射することにより照射対象物４１０をレーザ加工する。

なお、検査モードにおいては、例えば、第１受光部１４０は、第１受光部１４０の受光面において、第１光学素子１３１によって出射光５００が集光された第１伝播光５１０ａを、第１伝播光５１０ａの焦点からずれた位置で受光する。

また、例えば、第１受光部１４０で受光する第１伝播光５１０ａに対応する駆動電流は、定格駆動電流よりも小さい。例えば、制御部１９２は、検査モードにおいては、第１受光部１４０が受光する第１伝播光５１０ａに対応する駆動電流を、予め任意に定められた定格駆動電流よりも小さくなるように、半導体レーザ素子１２０を駆動させる。

また、処理部１９０は、ステージ４２０を任意に駆動できる。例えば、制御部１９２のステージ制御部１９２ｃは、ステージ４２０が有する図示しない駆動部と通信線等により接続されており、ステージ４２０を任意の位置に移動させる。

また、判定部１９５は、例えば、複数の異なる駆動電流の変化量をΔＩｆとし、複数の出力の変化量をΔＰｏｍとした場合、ΔＰｏｍ／ΔＩｆに基づいて、第１光学素子１３１が故障と判定される累積使用時間ｔ又は第１光学素子１３１が故障と判定されるまでにかかる寿命を予測する。つまり、互いに異なる複数の駆動電流のうちの２つの駆動電流の変化量をΔＩｆとし、２つの駆動電流に対する第１受光部１４０において受光された第１伝播光５１０ａのそれぞれ複数の第１出力値の変化量をΔＰｏｍとした場合、判定部１９５は、ΔＰｏｍ／ΔＩｆに基づいて、第１光学素子１３１が故障と判定される累積使用時間ｔ、及び、第１光学素子１３１が故障と判定されるまでにかかる時間の少なくとも一方を算出する。

また、判定部１９５は、例えば、算出した半導体レーザ素子１２０の寿命を、通信部１９６を介して外部機器（外部のコンピュータ）３００に送信する。

また、判定部１９５は、判定した第１光学素子１３１の劣化度合いを、通信部１９６を介して外部機器３００に送信する。

また、判定部１９５は、第１光学素子１３１が故障と判定されるまでかかる時間（つまり、寿命）を、通信部１９６を介して外部機器３００に送信する。

また、判定部１９５は、例えば、光学モジュール部１１０が複数の半導体レーザ素子１２０を有する場合、複数の半導体レーザ素子１２０それぞれの寿命を判定する。

通信部１９６は、処理部１９０と外部機器３００とがネットワークを介して通信するための通信インターフェースである。通信部１９６は、外部機器３００が備える通信部３１０と通信可能に接続されている。通信部１９６と通信部３１０とは、通信線で通信可能に接続されていてもよい。また、通信部１９６と通信部３１０とは、それぞれ無線アダプタ等の無線モジュールを備え、無線通信可能に接続されていてもよい。

処理部１９０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＣＰＵが実行する制御プログラムとによって実現される。当該制御プログラムは、例えば、記憶部１９４に記憶されている。なお、処理部１９０は、専用の電子回路等で実現されてもよい。例えば、設定部１９１と、制御部１９２と、解析部１９３と、判定部１９５とは、１つのＣＰＵで実現されてもよいし、複数のＣＰＵで実現されてもよい。

表示装置２００は、解析部１９３で算出されたしきい値電流Ｉ_ｔｈ及びスロープ効率Ｓ_ｅ、判定部１９５で判定された半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１の劣化度合いの判定結果等を表示することで、ユーザに通知する。

表示装置２００は、表示部２１０と、通信部２２０と、入力部２３０と、制御部２４０と、を備える。

表示部２１０は、解析部１９３で算出されたしきい値電流Ｉ_ｔｈ及びスロープ効率Ｓ_ｅ、判定部１９５で判定された半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１の劣化度合いの判定結果等を画像で表示するためのディスプレイである。

通信部２２０は、入力部２３０が受け付けたユーザからの情報を処理部１９０へ出力する。通信部２２０は、例えば、処理部１９０が有する通信部１９６と通信可能な通信インターフェースである。

入力部２３０は、ユーザが操作することで、使用する半導体レーザ素子１２０の選択結果、半導体レーザ素子１２０の駆動電流等を入力するための機器である。入力部２３０は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル等である。

制御部２４０は、表示装置２００が実行する各種制御を実行する。例えば、制御部２４０は、入力部２３０が受け付けたユーザからの情報を、通信部２２０を介して処理部１９０へ出力する。制御部２４０は、例えば、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行する、表示装置が有する図示しないメモリに記憶された制御プログラムとによって実現される。

外部機器３００は、処理部１９０から送信された情報を取得して記憶する機器である。外部機器３００は、例えば、パーソナルコンピュータ、サーバ装置等のコンピュータである。

外部機器３００は、例えば、通信部３１０と、記憶部３２０と、制御部３３０と、を備える。

通信部３１０は、処理部１９０と通信するための通信インターフェースである。通信部３１０は、例えば、処理部１９０が有する通信部１９６と通信可能に接続されている。

記憶部３２０は、通信部３１０を介して処理部１９０から取得した情報を記憶する記憶装置である。記憶部３２０は、例えば、ハードディスクドライブやフラッシュメモリなどの不揮発メモリである。

制御部３３０は、外部機器３００が実行する各種制御を実行する。例えば、制御部３３０は、通信部１９６を介して処理部１９０から取得した情報を、記憶部３２０に記憶させる。制御部３３０は、例えば、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行する、記憶部３２０に記憶された制御プログラムとによって実現される。

［処理手順］
続いて、図３～図１４を参照しながら、実施の形態１に係る光源装置１００が実行する半導体レーザ素子１２０と第１光学素子１３１との劣化度合いを判定する処理手順について説明する。

図３は、実施の形態１に係る光源装置１００が実行する半導体レーザ素子１２０と第１光学素子１３１との劣化度合いを判定する処理手順を示すフローチャートである。

まず、光源装置１００は、半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１の特性解析処理を実行する（ステップＳ１）。具体的には、ステップＳ１では、解析部１９３は、第１光学素子１３１から出力されたレーザ光から、しきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとを算出して、記憶部１９４に記憶させる。

次に、光源装置１００は、半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１の初期データ記憶処理を実行する（ステップＳ２）。具体的には、ステップＳ２では、解析部１９３は、第１光学素子１３１から出力されたレーザ光からステップＳ１で算出した、しきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとのそれぞれの初期値を算出し、算出した初期値に基づいて判定部１９５による劣化度合いの判定の基準となる基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤと、基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤとを算出して、記憶部１９４に記憶させる。

基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤと、基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤとは、例えば、それぞれの初期値に対して予め定められた定数を乗算することで算出される。なお、基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤと、基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤとは、予め任意に定められていてもよい。

次に、光源装置１００は、動作モードで光学モジュール部１１０を使用する（ステップＳ３）。例えば、ステップＳ３では、光源装置１００は、光源装置１００が図２Ａ及び図２Ｂに示すレーザ加工機として用いられる場合、図２Ａに示すように、照射対象物４１０にレーザ光を照射することで、照射対象物４１０を加工する。

次に、光源装置１００は、半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１の特性解析処理を実行する（ステップＳ４）。具体的には、ステップＳ４では、ステップＳ１と同様に、解析部１９３は、第１光学素子１３１から出力されたレーザ光から、しきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとを算出する。

次に、光源装置１００は、半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１のデータ記憶処理を実行する（ステップＳ５）。具体的には、ステップＳ５では、解析部１９３は、第１光学素子１３１から出力されたレーザ光からステップＳ４で算出した、しきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとのそれぞれの値を、半導体レーザ素子１２０が利用された時間である累積使用時間ｔに紐づけて、記憶部１９４に記憶させる。

次に、光源装置１００は、半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１の劣化判定処理を実行する（ステップＳ６）。具体的には、ステップＳ６では、判定部１９５は、ステップＳ５で解析部１９３が記憶部１９４に記憶させたしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅと累積使用時間ｔとから、半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１の劣化度合いを判定する。

次に、光源装置１００は、光源装置１００の使用を終了するか否かを判定する（ステップＳ７）。例えば、ステップＳ７では、制御部１９２は、入力部２３０及び通信部２２０を介してユーザから取得した指示に基づいて、引き続き動作モードで光学モジュール部１１０を使用するか否かを判定する。

光源装置１００は、光源装置１００の使用を終了すると判定した場合（ステップＳ７でＹｅｓ）、処理を終了する。

一方、光源装置１００は、光源装置１００の使用を終了しないと判定した場合（ステップＳ７でＮｏ）、処理をステップＳ３に戻し、引き続き動作モードで光学モジュール部１１０を使用する。

続いて、図３に示す各ステップの詳細について説明する。

なお、以下で説明する図４～図９及び図１１のフローチャートでは、光源装置１００がＮ個の半導体レーザ素子１２０を備える場合を例示して説明する。

図４は、実施の形態１に係る光源装置１００が実行する特性解析処理（具体的には、ステップＳ１及びステップＳ４）の詳細を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１とステップＳ４とは、半導体レーザ素子１２０の初期値であるどうかが異なるのみであり、図４では、ステップＳ１の詳細を説明する。

まず、設定部１９１は、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０の中から１つの半導体レーザ素子１２０を選択して設定する。ここで、例えば、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０には、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０をそれぞれ区別できるように、番号１から番号Ｎまでの番号が予め割り振られている。例えば、設定部１９１は、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０の中から番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０を選択して設定する（ステップＳ１０１）。

次に、制御部１９２は、ステップＳ１０１で設定部１９１が設定した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０を駆動（つまり、レーザ光を出力）させる（ステップＳ１０２）。

次に、解析部１９３は、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０のＩ－Ｌ特性（駆動電流に対する光出力）を計測する（ステップＳ１０３）。具体的には、解析部１９３は、測定回路１８０から第１受光部１４０が受光した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０の光出力を取得して、且つ、制御部１９２が番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０を駆動させている駆動電流を取得する。

次に、解析部１９３は、ステップＳ１０３で計測した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０のＩ－Ｌ特性から、しきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとを算出する（ステップＳ１０４）。

次に、解析部１９３は、ステップＳ１０４で算出した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０のしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとを記憶部１９４に記憶させる（ステップＳ１０５）。

なお、ステップＳ１０５では、例えば、解析部１９３は、制御部１９２によって計測されている半導体レーザ素子１２０の累積使用時間ｔをあわせて記憶部１９４に記憶させる。

次に、設定部１９１は、番号ｎの次の番号（ｎ＋１）の半導体レーザ素子１２０を設定する（ステップＳ１０６）。具体的には、設定部１９１は、番号ｎ＝１の次の番号ｎ＝２の半導体レーザ素子１２０を設定する。

次に、制御部１９２は、ステップＳ１０６で設定部１９１が設定した番号ｎがｎ＞Ｎを満たすか、つまり、光源装置１００が備えるＮ個の半導体レーザ素子１２０に設定されている番号の最大値を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。

制御部１９２は、ｎ＞Ｎでないと判定した場合（ステップＳ１０７でＮｏ）、処理をステップＳ１０２に戻す。設定部１９１、制御部１９２、及び、解析部１９３は、ステップＳ１０２～ステップＳ１０７の処理を繰り返すことで、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０それぞれのしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとを算出して記憶部１９４に記憶させる。

一方、制御部１９２は、ｎ＞Ｎであると判定した場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０のしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとを記憶部１９４に記憶させたとして、処理を終了する。

図５は、実施の形態１に係る光源装置１００が実行する初期データ記憶処理の詳細を説明するためのフローチャートである。具体的には、図５は、図３に示すステップＳ２の詳細を示すフローチャートである。

まず、設定部１９１は、図３に示すステップＳ１で解析部１９３が解析したＮ個の半導体レーザ素子１２０それぞれのしきい値電流Ｉ_ｔｈの初期値とスロープ効率Ｓ_ｅの初期値とにＭ＝０と設定する（ステップＳ２０１）。ここで、Ｍとは、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０それぞれのしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとを測定した順番を示す。ステップＳ２０１では、設定部１９１は、図３に示すステップＳ１で解析部１９３が解析したＮ個の半導体レーザ素子１２０それぞれのしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとが初めて測定した値であるため、例えば、Ｍ＝０と設定する。

次に、設定部１９１は、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０の中から番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０を選択して設定する（ステップＳ２０２）。

次に、解析部１９３は、ステップＳ２０２で設定部１９１が設定した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０の累積使用時間ｔを記憶部１９４から取得する（ステップＳ２０３）。

次に、解析部１９３は、記憶部１９４に記憶させている番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０のＩ－Ｌ特性を取得する（ステップＳ２０４）。

次に、解析部１９３は、記憶部１９４に記憶させている番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０のしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとを算出（取得）する（ステップＳ２０５）。

次に、解析部１９３は、取得した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０のしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅと累積使用時間ｔと紐づけたデータテーブル３４０（図７参照）を記憶部１９４に記憶させる（ステップＳ２０６）。こうすることで、ステップＳ２０６では、解析部１９３は、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０の初期データ（Ｍ＝０、累積使用時間ｔ＝０の場合のしきい値電流Ｉ_ｔｈ及びスロープ効率Ｓ_ｅ）を記憶部１９４に記憶させる。

次に、解析部１９３は、ステップＳ２０６で記憶部１９４に記憶させた初期データから、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０における、判定部１９５が番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１の劣化度合いを判定するために用いる寿命判定基準データである基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤと基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤとを設定（算出）して、記憶部１９４に記憶させる（ステップＳ２０７）。

次に、設定部１９１は、番号ｎの次の番号（ｎ＋１）の半導体レーザ素子１２０を設定する（ステップＳ２０８）。具体的には、設定部１９１は、番号ｎ＝１の次の番号ｎ＝２の半導体レーザ素子１２０を設定する。

次に、制御部１９２は、ステップＳ２０８で設定部１９１が設定した番号ｎがｎ＞Ｎを満たすか、つまり、光源装置１００が備えるＮ個の半導体レーザ素子１２０に設定されている番号の最大値を超えるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。

制御部１９２は、ｎ＞Ｎでないと判定した場合（ステップＳ２０９でＮｏ）、処理をステップＳ２０３に戻す。設定部１９１、制御部１９２、及び、解析部１９３は、ステップＳ２０３～ステップＳ２０７の処理を繰り返すことで、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０それぞれのデータテーブル３４０を作成する。

一方、制御部１９２は、ｎ＞Ｎであると判定した場合（ステップＳ２０９でＹｅｓ）、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０のデータテーブル３４０を記憶部１９４に記憶させたとして、処理を終了する。

図６は、実施の形態１に係る光源装置１００が実行するデータ記憶処理（ステップＳ５）の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、設定部１９１は、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０の中から番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０を選択して設定する（ステップＳ５０１）。

次に、解析部１９３は、検査番号Ｍを更新（Ｍ＝Ｍ＋１）する（ステップＳ５０２）。例えば、解析部１９３は、半導体レーザ素子１２０それぞれのしきい値電流Ｉ_ｔｈ等の測定が２回目の場合には、１回目の検査番号をＭ＝０としたとき、ステップＳ５０２では、Ｍ＝１とする。

次に、解析部１９３は、制御部１９２から番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０の累積使用時間ｔを取得する（ステップＳ５０３）。なお、制御部１９２が半導体レーザ素子１２０の累積使用時間ｔを記憶部１９４に記憶させている場合、解析部１９３は、記憶部１９４から番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０の累積使用時間ｔを取得してもよい。

次に、解析部１９３は、記憶部１９４に記憶させている番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０の２回目の測定結果であるしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとを取得する（ステップＳ５０４）。

次に、解析部１９３は、取得した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０の２回目の測定結果であるしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅと累積使用時間ｔと紐づけたデータテーブル３４１（図７参照）を記憶部１９４に記憶させる（ステップＳ５０５）。こうすることで、ステップＳ５０５では、解析部１９３は、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０の２回目の測定結果のデータ（Ｍ＝１の場合の累積使用時間ｔ、しきい値電流Ｉ_ｔｈ及びスロープ効率Ｓ_ｅ）を記憶部１９４に記憶させる。

なお、２回目の測定結果は、図３に示すステップＳ４で解析部１９３が記憶部１９４に記憶させている。

次に、設定部１９１は、番号ｎの次の番号（ｎ＋１）の半導体レーザ素子１２０を設定する（ステップＳ５０６）。具体的には、設定部１９１は、番号ｎ＝１の次の番号ｎ＝２の半導体レーザ素子１２０を設定する。

次に、制御部１９２は、ステップＳ５０６で設定部１９１が設定した番号ｎがｎ＞Ｎを満たすか、つまり、光源装置１００が備えるＮ個の半導体レーザ素子１２０に設定されている番号の最大値を超えるか否かを判定する（ステップＳ５０７）。

制御部１９２は、ｎ＞Ｎでないと判定した場合（ステップＳ５０７でＮｏ）、処理をステップＳ５０２に戻す。設定部１９１、制御部１９２、及び、解析部１９３は、ステップＳ５０２～ステップＳ５０７の処理を繰り返すことで、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０それぞれにおける検査番号Ｍのデータテーブル３４１、３４２（図７参照）を作成する。

一方、制御部１９２は、ｎ＞Ｎであると判定した場合（ステップＳ５０７でＹｅｓ）、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０における検査番号Ｍのデータテーブル（例えば、図７に示すデータテーブル３４０、３４１、３４２）を記憶部１９４に記憶させたとして、処理を終了する。

図７は、実施の形態１に係る光源装置１００が記憶するデータテーブル３４０、３４１、３４２の一例を示す表である。

図７に示すように、例えば、データテーブル３４０には、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０の検査番号Ｍ＝０からＭ＝１２までの、累積使用時間ｔと、しきい値電流Ｉ_ｔｈと、スロープ効率Ｓ_ｅとが含まれている。解析部１９３は、全ての（本実施の形態では、Ｎ個の）半導体レーザ素子１２０のデータテーブルを、記憶する。

図８は、実施の形態１に係る光源装置１００が実行する劣化判定処理（ステップＳ６）の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、設定部１９１は、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０の中から番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０を選択して設定する（ステップＳ６０）。

次に、判定部１９５は、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１の故障判定処理を実行する（ステップＳ６１）。具体的には、ステップＳ６１では、判定部１９５は、記憶部１９４に記憶されたデータテーブルに基づいて、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１が故障しているか否かを判定する。

次に、判定部１９５は、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１の寿命予測処理を実行する（ステップＳ６２）。具体的には、ステップＳ６２では、判定部１９５は、記憶部１９４に記憶されたデータテーブルに基づいて、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１の寿命を算出する。

つまり、判定部１９５は、ステップＳ６１及びステップＳ６２では、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１の劣化度合いを算出する。

次に、設定部１９１は、番号ｎの次の番号（ｎ＋１）の半導体レーザ素子１２０を設定する（ステップＳ６３）。具体的には、設定部１９１は、番号ｎ＝１の次の番号ｎ＝２の半導体レーザ素子１２０を設定する。

次に、判定部１９５は、ステップＳ６３で設定部１９１が設定した番号ｎがｎ＞Ｎを満たすか、つまり、光源装置１００が備えるＮ個の半導体レーザ素子１２０に設定されている番号の最大値を超えるか否かを判定する（ステップＳ６４）。

判定部１９５は、制御部１９２がｎ＞Ｎでないと判定した場合（ステップＳ６４でＮｏ）、処理をステップＳ６１に戻す。設定部１９１、制御部１９２、及び、判定部１９５は、ステップＳ６１～ステップＳ６４の処理を繰り返すことで、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０それぞれ及び第１光学素子１３１における劣化度合いの判定を行う。

一方、判定部１９５は、制御部１９２がｎ＞Ｎであると判定した場合（ステップＳ６４でＹｅｓ）、Ｎ個の半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１における劣化度合いの判定をしたとして、処理を終了する。

図９は、実施の形態１に係る光源装置１００が実行する故障判定処理（ステップＳ６１）の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、判定部１９５は、記憶部１９４から番号ｎの半導体レーザ素子１２０のしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとを取得する（ステップＳ６１１）。ステップＳ６１では、例えば、判定部１９５は、検査番号Ｍが最も大きいしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとを取得する。

次に、判定部１９５は、番号ｎの半導体レーザ素子１２０の寿命判定基準データである基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤと基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤとを取得する（ステップＳ６１２）。

次に、判定部１９５は、しきい値電流Ｉ_ｔｈ＜基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤであるか否かを判定する（ステップＳ６１３）。

判定部１９５は、しきい値電流Ｉ_ｔｈ＜基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤでないと判定した場合（ステップＳ６１３でＮｏ）、番号ｎの半導体レーザ素子１２０が寿命に到達したことを表示部２１０に表示させる（ステップＳ６１４）。ステップＳ６１４では、例えば、判定部１９５は、通信部１９６を介して、番号ｎの半導体レーザ素子１２０が寿命に到達したことを示す情報を表示装置２００に送信する。例えば、表示装置２００が備える制御部２４０は、処理部１９０から番号ｎの半導体レーザ素子１２０が寿命に到達したことを示す情報を、通信部２２０を介して受信した場合、表示部２１０を制御することで、表示部２１０に番号ｎの半導体レーザ素子１２０が寿命に到達したことを示す画像を表示させる。

また、判定部１９５は、番号ｎの半導体レーザ素子１２０が寿命に到達したことを外部機器３００に通知する（ステップＳ６１５）。ステップＳ６１５では、例えば、判定部１９５は、通信部１９６を介して、番号ｎの半導体レーザ素子１２０が寿命に到達したことを示す情報を外部機器３００に送信する。

外部機器３００は、例えば、光源装置１００のメンテナンスを行うユーザが操作している機器である。判定部１９５が番号ｎの半導体レーザ素子１２０が寿命に到達したことを外部機器３００に通知することで、光源装置１００のメンテナンスを行うユーザは、すぐに半導体レーザ素子１２０が寿命に到達したことを知ることができる。

また、判定部１９５は、しきい値電流Ｉ_ｔｈ＜基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤであると判定した場合（ステップＳ６１３でＹｅｓ）、スロープ効率Ｓ_ｅ＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤであるか否かを判定する（ステップＳ６１６）。

判定部１９５は、スロープ効率Ｓ_ｅ＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤでないと判定した場合（ステップＳ６１６でＮｏ）、番号ｎの半導体レーザ素子１２５が出力したレーザ光が通過する第１光学素子１３１が寿命に到達したことを表示部２１０に表示させる（ステップＳ６１７）。ステップＳ６１７では、例えば、判定部１９５は、通信部１９６を介して、第１光学素子１３１が寿命に到達したことを示す情報を表示装置２００に送信する。例えば、表示装置２００が備える制御部２４０は、処理部１９０から第１光学素子１３１が寿命に到達したことを示す情報を、通信部２２０を介して受信した場合、表示部２１０を制御することで、表示部２１０に第１光学素子１３１が寿命に到達したことを示す画像を表示させる。

また、判定部１９５は、第１光学素子１３１が寿命に到達したことを外部機器３００に通知する（ステップＳ６１８）。ステップＳ６１８では、例えば、判定部１９５は、通信部１９６を介して、第１光学素子１３１が寿命に到達したことを示す情報を外部機器３００に送信する。

判定部１９５は、スロープ効率Ｓ_ｅ＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤであると判定した場合（ステップＳ６１６でＹｅｓ）、番号ｎの半導体レーザ素子１２０が故障しておらず、且つ、第１光学素子１３１が故障していないとして、処理を終了する。

図１０は、実施の形態１に係る光源装置１００におけるしきい値電流Ｉ_ｔｈの値に対するスロープ効率Ｓ_ｅの変化の一例を示すグラフである。図１０に示すグラフは、例えば、光源装置１００が備える複数の半導体レーザ素子１２０における、１つの半導体レーザ素子１２０を駆動させることで得られるしきい値電流Ｉ_ｔｈ及びスロープ効率Ｓ_ｅの時間変化を示している。ここに示したしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとの相関関係は、半導体レーザ素子１２０のみが劣化した場合を示している。しきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとの相関関係は、使用している半導体レーザ素子１２０と同じ製法および同じ構造の半導体レーザ素子を用いてエージング試験をすることで事前に知ることができる。前述したように、第１光学素子１３１の劣化は、スロープ効率Ｓ_ｅのみ低下を引き起こす。したがって、半導体レーザ素子１２０のしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとの相関関係からはずれてスロープ効率Ｓ_ｅが低下すると、第１光学素子１３１の劣化があると判断できる。また、窒化物半導体を用いた半導体レーザ素子１２０では、スロープ効率Ｓ_ｅがあまり低下せずにしきい値電流Ｉ_ｔｈが増大しながら劣化することが多い。そのため、スロープ効率Ｓ_ｅの低下をともなう第１光学素子１３１の劣化を検出しやすい。

図１０に示すように、しきい値電流Ｉ_ｔｈ及びスロープ効率Ｓ_ｅの初期値（図１０に示す丸部分）から、つまり、検査番号Ｍ＝０のしきい値電流Ｉ_ｔｈ及びスロープ効率Ｓ_ｅから、累積使用時間ｔの増加にともなって、白抜き矢印の方向にしきい値電流Ｉ_ｔｈが増加するとともに、スロープ効率Ｓ_ｅが減少したとする。

ここで、判定部１９５は、しきい値電流Ｉ_ｔｈの大きさに基づいて、半導体レーザ素子１２０の劣化度合いを判定する。判定部１９５は、例えば、しきい値電流Ｉ_ｔｈが基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤより大きい場合に、半導体レーザ素子１２０が故障していると判定し、しきい値電流Ｉ_ｔｈが基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤ以下の場合に、半導体レーザ素子１２０が故障していないと判定するように、半導体レーザ素子１２０の劣化度合いを判定する。

また、判定部１９５は、しきい値電流Ｉ_ｔｈが基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤ以下の場合には、スロープ効率Ｓ_ｅから、第１光学素子１３１の劣化度合いを判定する。判定部１９５は、例えば、スロープ効率Ｓ_ｅが基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤより大きい場合に、第１光学素子１３１が故障していないと判定し、スロープ効率Ｓ_ｅが基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ以下の場合に、第１光学素子１３１が故障していると判定するように、第１光学素子１３１の劣化度合いを判定する。

なお、判定部１９５は、しきい値電流Ｉ_ｔｈが基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤ以上の場合に、半導体レーザ素子１２０が故障していると判定し、しきい値電流Ｉ_ｔｈが基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤ以下小さい場合に、半導体レーザ素子１２０が故障していないと判定するように、半導体レーザ素子１２０の劣化度合いを判定してもよい。同様に、判定部１９５は、例えば、スロープ効率Ｓ_ｅが基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ以上の場合に、第１光学素子１３１が故障していないと判定し、スロープ効率Ｓ_ｅが基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤより小さい場合に、第１光学素子１３１が故障していると判定するように、第１光学素子１３１の劣化度合いを判定してもよい。

図１１は、実施の形態１に係る光源装置１００が実行する寿命予測処理（ステップＳ６２）の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、判定部１９５は、寿命予測に使用するためにどこまでの検査番号までさかのぼるか決定する。ステップＳ６２１のＭ_ｐは、最新の検査番号から何番さかのぼるかを決める番号である。実際の装置では、半導体レーザ素子１２０それぞれの使用条件、すなわち光出力が一定でないため、半導体レーザ素子１２０それぞれ及び第１光学素子１３１の劣化度合いの進行は、時間に対して一定ではない。半導体レーザ素子１２０及び第１光学素子１３１の寿命予測に使用する検査データの期間をｔ_ｐとして、これが小さすぎると、予測される寿命が過剰に長くなったり、短くなったりする。寿命予測に使用する検査データの期間であるｔ_ｐは、ある程度長く、例えば、５００時間以上となるように、予め定められている。

本実施の形態では、寿命予測に使用する検査データの期間であるｔ_ｐは、５００時間であるとして、予め記憶部１９４に記憶されている。なお、ｔ_ｐが示す時間と一致する検査番号がない場合、ｔ_ｐが示す時間に最も近く、かつ、ｔ_ｐ＞５００時間となる検査番号を参照すればよい。

まず、判定部１９５は、Ｍ_ｐの初期値として０を代入する（ステップＳ６２１）。

次に、判定部１９５は、Ｍ_ｐ＝Ｍ_ｐ＋１とする計算をする（ステップＳ６２２）。

次に、判定部１９５は、最新のしきい値電流Ｉ_ｔｈ等が記憶されている検査番号ＭからＭ_ｐ回前の検査番号（つまり、検査番号Ｍ－Ｍ_ｐ）に含まれる累積使用時間ｔ（Ｍ－Ｍ_ｐ）を記憶部１９４から取得する（ステップＳ６２３）。

次に、判定部１９５は、ｔ（Ｍ）－ｔ（Ｍ－Ｍ_ｐ）＞ｔ_ｐであるか否かを判定する（ステップＳ６２４）。

なお、ｔ（Ｍ）は、検査番号Ｍに含まれる累積使用時間である。

判定部１９５は、ｔ（Ｍ）－ｔ（Ｍ－Ｍ_ｐ）＞ｔ_ｐでないと判定した場合（ステップＳ６２４でＮｏ）、処理をステップＳ６２２に戻し、ステップＳ６２２～ステップＳ６２４を繰り返し実行する。こうすることで、判定部１９５は、ｔ（Ｍ）－ｔ（Ｍ－Ｍ_ｐ）＞ｔ_ｐを満たす累積使用時間ｔを含む検査番号Ｍ－Ｍ_ｐを決定する。

また、判定部１９５は、ｔ（Ｍ）－ｔ（Ｍ－Ｍ_ｐ）＞ｔ_ｐであると判定した場合（ステップＳ６２４でＹｅｓ）、番号ｎの半導体レーザ素子１２０の寿命ｔ_{ＥＮＤＬＤ}を算出する（ステップＳ６２５）。

寿命ｔ_{ＥＮＤＬＤ}は、以下に示す式（１）で算出される。

ここで、Ｉ_ｔｈ（Ｍ）は、検査番号Ｍに含まれるしきい値電流Ｉ_ｔｈである。また、Ｉ_ｔｈ（Ｍ－Ｍ_ｐ）は、検査番号Ｍ―Ｍ_ｐに含まれるしきい値電流Ｉ_ｔｈである。

次に、判定部１９５は、番号ｎの半導体レーザ素子１２０の後段に位置する第１光学素子１３１の寿命ｔ_{ＥＮＤＯＰ}を算出する（ステップＳ６２６）。

寿命ｔ_{ＥＮＤＯＰ}は、以下に示す式（２）で算出される。

ここで、Ｓ_ｅ（Ｍ）は、検査番号Ｍに含まれるスロープ効率Ｓ_ｅである。また、Ｓ_ｅ（Ｍ－Ｍ_ｐ）は、検査番号Ｍ－Ｍ_ｐに含まれるスロープ効率Ｓ_ｅである。

次に、判定部１９５は、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}、ｔ_{ＥＮＤＯＰ}、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}－ｔ（Ｍ）、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ}－ｔ（Ｍ）を表示部２１０に表示させる（ステップＳ６２７）。ステップＳ６２７では、例えば、判定部１９５は、通信部１９６を介して、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}、ｔ_{ＥＮＤＯＰ}、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}－ｔ（Ｍ）、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ}－ｔ（Ｍ）を表示装置２００に送信する。例えば、表示装置２００が備える制御部２４０は、処理部１９０からｔ_{ＥＮＤＬＤ}、ｔ_{ＥＮＤＯＰ}、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}－ｔ（Ｍ）、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ}－ｔ（Ｍ）を、通信部２２０を介して受信した場合、表示部２１０を制御することで、表示部２１０にｔ_{ＥＮＤＬＤ}、ｔ_{ＥＮＤＯＰ}、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}－ｔ（Ｍ）、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ}－ｔ（Ｍ）を示す画像を表示させる。

また、判定部１９５は、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}、ｔ_{ＥＮＤＯＰ}、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}－ｔ（Ｍ）、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ}－ｔ（Ｍ）を外部機器３００に通知する（ステップＳ６２８）。ステップＳ６２８では、例えば、判定部１９５は、通信部１９６を介して、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}、ｔ_{ＥＮＤＯＰ}、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}－ｔ（Ｍ）、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ}－ｔ（Ｍ）を外部機器３００に送信する。

図１２は、実施の形態１に係る光源装置１００が備える半導体レーザ素子１２０の累積使用時間ｔに対するしきい値電流Ｉ_ｔｈの値の増加の一例を示すグラフである。図１３は、実施の形態１に係る光源装置１００が備える半導体レーザ素子１２０の累積使用時間ｔに対するスロープ効率Ｓ_ｅの低下の一例を示すグラフである。例えば、図１２は、番号ｎの半導体レーザ素子１２０を駆動させた場合のデータである。

判定部１９５は、図１２に示すように、上記式（１）を用いて、例えば、検査番号Ｍ－Ｍ_ｐのしきい値電流Ｉ_ｔｈ（Ｍ－Ｍ_ｐ）と、最新の検査番号Ｍのしきい値電流Ｉ_ｔｈ（Ｍ）の差分と、基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤとから半導体レーザ素子１２０の寿命ｔ_{ＥＮＤＬＤ}を算出する。また、判定部１９５は、算出した寿命ｔ_{ＥＮＤＬＤ}から、半導体レーザ素子１２０が寿命に到達していない場合、寿命に到達するまでの時間（つまり、故障と判定されるまでの時間）であるｔ_{ＥＮＤＬＤ}－ｔ（Ｍ）を算出する。

また、判定部１９５は、図１３に示すように、上記式（２）を用いて、例えば、検査番号Ｍ－Ｍ_ｐのスロープ効率Ｓ_ｅ（Ｍ－Ｍ_ｐ）と、最新の検査番号Ｍのスロープ効率Ｓ_ｅ（Ｍ）の差分と、基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤとからｎ番目の半導体レーザ素子１２０の後段に位置する第１光学素子の寿命ｔ_{ＥＮＤＯＰ}を算出する。また、判定部１９５は、算出した寿命ｔ_{ＥＮＤＯＰ}から、ｎ番目の半導体レーザ素子１２０の後段に位置する寿命に到達していない場合、寿命に到達するまでの時間（つまり、故障と判定されるまでの時間）であるｔ_{ＥＮＤＯＰ}－ｔ（Ｍ）を算出する。

図１２および図１３に示した例では、半導体レーザ素子１２０と第１光学素子１３１とは、どちらも劣化が進んでいる。累積使用時間ｔが約１，０００時間の時点で第１光学素子１３１が半導体レーザ素子１２０よりもさきに故障と判定される見込みとなる。さらに、半導体レーザ素子１２０も累積使用時間ｔが約１，７００時間の時点で故障と判定される見込みとなる。もしも、第１光学素子１３１の劣化がまったくなければ、劣化するのは半導体レーザ素子１２０のみである。その場合、図１３に示したスロープ効率Ｓ_ｅが基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤに到達する時間も約１，７００時間となるはずである。つまり、半導体レーザ素子１２０の寿命到達時点で、しきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとは、それぞれ基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤと基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤに到達することになる。

図１４は、実施の形態１に係る光源装置１００の一例において、第１光学素子１３１の劣化箇所６００を説明するための概略図である。なお、図１４に示す半導体レーザ素子１２１、１２２、１２３、１２４は、それぞれ、図１に示す半導体レーザ素子１２０の一例である。また、図１４においては、コリメータレンズ１３１ａが有する複数のコリメータレンズのうち、半導体レーザ素子１２２の後段に位置するコリメータレンズをコリメータレンズ１３１ａａと呼称している。また、図１４においては、コリメータレンズ１３１ｂが有する複数のコリメータレンズのうち、半導体レーザ素子１２２の後段に位置するコリメータレンズをコリメータレンズ１３１ｂｂと呼称している。

例えば、判定部１９５は、半導体レーザ素子１２２を駆動させた場合のしきい値電流Ｉ_ｔｈ及びスロープ効率Ｓ_ｅの結果から、半導体レーザ素子１２２の後段に位置する第１光学素子１３１が故障していると判定したとする。この場合、判定部１９５は、光学系１３０に含まれ、それぞれが第１光学素子１３１の一例である、コリメータレンズ１３１ａａ、コリメータレンズ１３１ｂｂ、及び、集光レンズ１３１ｃにおける半導体レーザ素子１２２の後段に位置する箇所（つまり、半導体レーザ素子１２２が出力したレーザ光が通過する箇所）を含む劣化箇所６００、光ファイバ１３１ｄ、コリメータレンズ１３１ｆ、並びに、集光レンズ１３１ｇのいずれかが故障したことが分かる。

［効果等］
以上説明したように、実施の形態１に係る光源装置１００は、半導体レーザ素子１２０と、半導体レーザ素子１２０からの出射光５００を伝播する第１光学素子１３１を有する光学系１３０と、第１光学素子１３１の少なくとも一部を伝播した第１伝播光５１０ａを受光する第１受光部１４０と、半導体レーザ素子１２０の駆動電流を制御するレーザ駆動制御部１９２ａと、第１受光部１４０において受光された第１伝播光５１０ａの受光強度を示す第１出力値を測定する測定回路１８０と、を備える。第１受光部１４０は、第１光学素子１３１の後段に配置される。レーザ駆動制御部１９２ａは、互いに異なる複数の駆動電流で半導体レーザ素子１２０を駆動させる。測定回路１８０は、互いに異なる複数の駆動電流の値に対する第１受光部１４０において受光された第１伝播光５１０ａのそれぞれの第１出力値を測定する。

このような構成によれば、少なくとも２つの駆動電流と、当該２つの駆動電流に対応した光出力とから、しきい値電流Ｉ_ｔｈと、スロープ効率Ｓ_ｅとが算出され得る。そのため、例えば、算出されたしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとから、基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤと基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤとが予め任意に定められていれば、図１０に示すグラフを用いることで、光学系１３０（具体的には、第１光学素子１３１）の劣化度合いと、半導体レーザ素子１２０の劣化度合いとをそれぞれ判定できる。そのため、光源装置１００によれば、光源装置１００から出力される光出力の低下が、第１受光部１４０の前段に位置する光学系１３０（具体的には、第１光学素子１３１）の劣化による光出力の変化か半導体レーザ素子１２０の劣化による光出力の変化かを判別することができる。

また、例えば、第１受光部１４０は、光学系１３０の後段に配置される。

このような構成によれば、例えば、光学系１３０が複数の第１光学素子１３１を有する場合、半導体レーザ素子１２０と第１受光部１４０との間にある光学系１３０が有する第１光学素子１３１の全ての劣化度合いと、半導体レーザ素子１２０の劣化度合いとを判別することができる。

また、例えば、第１光学素子１３１は、レンズ、ミラー、及び、光導波路の少なくともいずれかを含む。

つまり、第１光学素子１３１は、半導体レーザ素子１２０から出射されたレーザ光の配光の制御、合波、導波等ができる素子であればよい。光源装置１００は、このような第１光学素子１３１の劣化による光出力の変化か半導体レーザ素子１２０の劣化による光出力の変化かを判別することができる。

また、例えば、第１受光部１４０は、第１受光部１４０の受光面において、第１光学素子１３１によって出射光５００が集光された第１伝播光５１０ａを、第１伝播光５１０ａの焦点からずれた位置で受光する。

このような構成によれば、第１受光部１４０の受光面において、極端にレーザ光が集中する箇所をなくすことができる。そのため、第１受光部１４０が故障しにくくなる。

また、例えば、第１受光部１４０が受光する第１伝播光５１０ａに対応する駆動電流は、定格駆動電流よりも小さい。

例えば、しきい値電流Ｉ_ｔｈと、スロープ効率Ｓ_ｅとを算出するためには、半導体レーザ素子１２０がレーザ発振していればよく、高い光出力は必要ない。そのため、このような構成によれば、第１受光部１４０に、高い光出力のレーザ光が照射されることが抑制され得る。そのため、第１受光部１４０がさらに故障しにくくなる。

また、例えば、光源装置１００は、さらに、半導体レーザ素子１２０の温度を調整する温度調整部１５０を備える。また、光源装置１００は、さらに、温度調整部１５０を制御する温度調整制御部１９２ｂを備える。この場合、温度調整制御部１９２ａは、温度調整部１５０を制御することで、半導体レーザ素子１２０の温度を制御する。例えば、測定回路１８０が第１出力値を測定するとき、半導体レーザ素子１２０の温度は、温度調整制御部１９２ｂによって温度調整部１５０が制御されることで、予め定められた温度である基準温度の±５℃の範囲内に制御される。

スロープ効率Ｓ_ｅには、温度依存性があることが知られている。そのため、このような構成によれば、半導体レーザ素子１２０の温度を基準温度に近い値にすることができる。これにより、スロープ効率Ｓ_ｅは、さらに精度よく算出され得る。

また、例えば、光源装置１００は、さらに、第１光学素子１３１の劣化度合いを判定する判定部１９５を備える。判定部１９５は、例えば、互いに異なる複数の駆動電流の値と、互いに異なる複数の駆動電流の値に対する第１受光部１４０において受光された第１伝播光５１０ａのそれぞれの第１出力値とに基づいて、第１光学素子１３１の劣化度合いを判定する。つまり、判定部１９５は、解析部１９３が算出したしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅとから、第１光学素子１３１の劣化度合いを判定する。

このような構成によれば、例えば、第１光学素子１３１の劣化度合いの判定を外部機器３００等にさせることなく、光源装置１００が備える判定部１９５によって、第１光学素子１３１の劣化度合いを判定できる。

また、例えば、互いに異なる複数の駆動電流のうちの２つの駆動電流の変化量をΔＩｆとし、２つの駆動電流に対する第１受光部１４０において受光された第１伝播光５１０ａのそれぞれの第１出力値の変化量をΔＰｏｍとした場合に、判定部１９５は、ΔＰｏｍ／ΔＩｆ（つまり、スロープ効率Ｓ_ｅ）に基づいて第１光学素子１３１の劣化度合いを判定する。

このような構成によれば、判定部１９５は、スロープ効率Ｓ_ｅから第１光学素子１３１の劣化度合いを判定できる。

また、例えば、判定部１９５は、半導体レーザ素子１２０がレーザ発振するしきい値電流Ｉ_ｔｈの値の時間に対する変化量を算出し、算出したしきい値電流Ｉ_ｔｈの値の変化量を用いて、半導体レーザ素子１２０の寿命ｔ_{ＥＮＤＬＤ}を算出し、且つ、第１光学素子１３１の劣化度合いを判定する。

このような構成によれば、判定部１９５は、半導体レーザ素子１２０の劣化度合いと区別して、しきい値電流Ｉ_ｔｈの値の変化量から第１光学素子１３１の劣化度合いを判定できる。

また、例えば、判定部１９５において、第１光学素子１３１を伝播した第１伝播光５１０ａを第１受光部１４０に受光させることで、第１光学素子１３１の劣化度合いの判定と、半導体レーザ素子１２０の寿命の算出とを行う検査モードと、第１光学素子１３１を伝播した第１伝播光５１０ｂを照射対象物４１０に照射させる動作モードとを、繰り返し行う。

このような構成によれば、判定部１９５は、例えば、照射対象物４１０にレーザ光を照射していない時間帯を利用して、半導体レーザ素子１２０の劣化度合いと第１光学素子１３１の劣化度合いとを判定できる。

また、例えば、判定部１９５は、算出した半導体レーザ素子１２０の寿命を外部機器３００に送信する。

このような構成によれば、外部機器３００を使用する、光源装置１００をメンテナンスするユーザに対して、光源装置１００の半導体レーザ素子１２０をメンテナンスする必要があるか否かを通知できる。また、例えば、当該ユーザは、半導体レーザ素子１２０の寿命から、いつ半導体レーザ素子１２０をメンテナンスする必要があるかが分かる。

また、例えば、判定部１９５は、判定した第１光学素子１３１の劣化度合いを外部機器３００に送信する。

このような構成によれば、外部機器３００を使用する、光源装置１００をメンテナンスするユーザに対して、光源装置１００の第１光学素子１３１をメンテナンスする必要があるか否かを通知できる。

また、例えば、互いに異なる複数の駆動電流のうちの２つの駆動電流の変化量をΔＩｆとし、２つの駆動電流に対する第１受光部１４０において受光された第１伝播光５１０ａのそれぞれ複数の第１出力値の変化量をΔＰｏｍとした場合、判定部１９５は、ΔＰｏｍ／ΔＩｆに基づいて、第１光学素子１３１が故障と判定されるまでの累積使用時間ｔ、及び、第１光学素子１３１が故障と判定されるまでにかかる時間の少なくとも一方を算出する。

このような構成によれば、例えば、外部機器３００に光源装置１００をメンテナンスするユーザに対して、第１光学素子１３１が故障と判定されるまでの累積使用時間ｔ、及び、第１光学素子１３１が故障と判定されるまでにかかる時間を通知することで、外部機器３００を使用する当該ユーザは、光源装置１００のメンテナンスする必要がある時期が分かる。そのため、当該ユーザは、例えば、光源装置１００をメンテナンスするスケジュールを光源装置１００の光出力が著しく低下する前に決定しやすくなる。

また、例えば、判定部１９５は、算出した第１光学素子１３１が故障と判定されるまでにかかる時間を外部機器３００に送信する。

このような構成によれば、外部機器３００を使用する、光源装置１００をメンテナンスするユーザは、光源装置１００の第１光学素子１３１をメンテナンスすべき時期が分かる。

また、例えば、光源装置１００は、半導体レーザ素子１２０を複数備える。この場合、例えば、レーザ駆動制御部１９２ａは、複数の半導体レーザ素子１２０をそれぞれ互いに異なるタイミングで駆動させる。また、例えば、第１受光部１４０は、それぞれ互いに異なるタイミングで駆動された複数の半導体レーザ素子１２０のそれぞれに対する第１伝播光５１０ａの少なくとも一部をそれぞれ受光する。測定回路１８０は、複数の半導体レーザ素子１２０のそれぞれについて、互いに異なる駆動電流の値に対する第１受光部１４０において受光された第１伝播光５１０ａのそれぞれの第１出力値を測定する。

このような構成によれば、判定部１９５は、複数の半導体レーザ素子１２０それぞれの劣化度合いと、複数の半導体レーザ素子１２０それぞれの後段に位置する第１光学素子１３１の劣化度合いを区別して判定できる。

また、例えば、半導体レーザ素子１２０は、窒化物半導体で構成される。窒化物半導体の半導体レーザ素子１２０は劣化しやすいため、その劣化度合いを判定できることは実用上有効である。

また、例えば、出射光５００の波長は、５００ｎｍ以下である。

光学系１３０は、特に、出射光５００の波長が短い場合（つまり、１個の光子のエネルギーが大きい場合）に、劣化しやすい。そのため、出射光５００の波長が５００ｎｍ以下であるような、低波長の光を半導体レーザ素子１２０が出射する場合に、特に、本開示に係る光源装置１００が実行する光学系１３０の劣化による光出力の変化か半導体レーザ素子１２０の劣化による光出力の変化かを判別することが有効である。

（実施の形態２）
続いて、実施の形態２に係る光源装置について説明する。なお、実施の形態２に係る光源装置の説明においては、実施の形態１に係る光源装置１００との差異点を中心に説明し、実施の形態１に係る光源装置１００と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略又は簡略化する場合がある。

［構成］
まず、図１５～図１７を参照して、実施の形態２に係る光源装置の構成について説明する。

図１５は、実施の形態２に係る光源装置１００ａの特徴的な機能構成を示すブロック図である。図１６は、実施の形態２に係る光源装置１００ａが備える光学モジュール部１１０ａの詳細を説明するためのブロック図である。図１７は、実施の形態２に係る光源装置１００ａの一例を模式的に示す概略図である。

光源装置１００ａは、レーザ光を出力する装置である。光源装置１００ａは、例えば、図１７に示す照射対象物４１０をレーザ光によって加工するレーザ加工機に用いられる。なお、図１７には、一例として、光源装置１００ａが複数の発光点を有する、つまり、複数の箇所から同じ方向にレーザ光を出力する半導体レーザ素子（半導体レーザアレイ素子）１２５を１つ備える場合を例示している。本実施の形態では、半導体レーザ素子１２５は、４つの発光点を有する。もちろん、半導体レーザ素子１２５が有する発光点の数は、特に限定されない。

図１５に示すように、光源装置１００ａは、光学モジュール部１１０ａと、回路部１６０ａと、処理部１９０ａと、を備える。

光学モジュール部１１０ａは、レーザ光を出力する光源部である。光学モジュール部１１０は、半導体レーザ素子１２５と、光学系１３０ａと、第１受光部１４０と、第２受光部１４１と、温度調整部１５０と、ステージ４２０と、を備える。

半導体レーザ素子１２５は、レーザ光を出力する半導体素子である。半導体レーザ素子１２５が有する発光点の数は、１以上であればよく、特に限定されない。本実施の形態では、光学モジュール部１１０ａは、Ｎ個の発光点を有する半導体レーザ素子１２５を１つ備える。なお、図１７には、一例として、半導体レーザ素子１２５が発光点を４つ備える場合を示している。また、複数の発光点は、それぞれ独立して駆動可能なように、駆動回路１７０と接続されている。

半導体レーザ素子１２５が出力するレーザ光（出射光）の波長は、例えば、５００ｎｍ以下である。半導体レーザ素子１２５は、例えば、窒化物半導体で構成される。

半導体レーザ素子１２５は、光学系１３０ａへ向けてレーザ光を出力する。

光学系１３０ａは、半導体レーザ素子１２５から出力されたレーザ光の配光を制御する。具体的には、光学系１３０ａは、半導体レーザ素子１２５から出力されたレーザ光のコリメート、合波、集光等を行い、照射対象物４１０又は第１受光部１４０に向けて配光を制御したレーザ光を出力する。

光学系１３０ａは、第１光学素子１３１と、第２光学素子１３２と、を備える。具体的には、光学系１３０ａは、第１光学素子１３１の前段に第２光学素子１３２を有する。

第２光学素子１３２は、半導体レーザ素子１２５からの出射光５００を伝播する。第２光学素子１３２は、例えば、半導体レーザ素子１２５から出力されたレーザ光の配光の制御、伝播等を制御する。第２光学素子１３２は、レンズ、ミラー、及び、光導波路の少なくとも１つを含む。図１７には、第２光学素子１３２の一例として、コリメータレンズ１３２ａ、１３２ｂ、及び、集光レンズ１３２ｃを示している。

なお、図１７に示すように、コリメータレンズ１３２ａ、１３２ｂの各々は、レンズアレイとして、一体的に形成されている。このように、光学系１３０ａに採用される第１光学素子１３１及び第２光学素子１３２の形状は、任意でよい。

第２光学素子１３２は、第１光学素子１３１に向けて第２伝播光５２０を出射する。

第１光学素子１３１は、第２伝播光５２０を伝播して、第１伝播光５１０ａを第１受光部１４０に、第１伝播光５１０ｂを照射対象物４１０に向けて出射する。

第２受光部１４１は、第２光学素子１３２の少なくとも一部を伝播した第２伝播光５２０を受光する光センサである。図１６に示すように、第２受光部１４１は、第１光学素子１３１に向けて第２光学素子１３２から出射された第２伝播光５２０の一部を検出する。このように、第２受光部１４１は、第２光学素子１３２を伝播した第２伝播光５２０であって、第１光学素子１３１に入射する前の伝播光である第２伝播光５２０を受光する。第２受光部１４１は、回路部１６０ａと制御線で接続されており、検出した出力値（アナログ値）を回路部１６０ａに出力する。具体的には、第２受光部１４１は、回路部１６０ａが有する測定回路（受光強度測定部）１８１と制御線で接続されており、検出した出力値を測定回路１８１に出力する。

第１受光部１４０は、光学系１３０ａ（具体的には、第１光学素子１３１及び第２光学素子１３２）の少なくとも一部を伝播した第１伝播光５１０ａを受光する光センサである。

温度調整部１５０は、半導体レーザ素子１２５の温度を制御するための変温器である。半導体レーザ素子１２５は、例えば、ペルチェ素子等の温度調整部１５０に搭載されている。

回路部１６０ａは、処理部１９０ａ及び光学モジュール部１１０ａと接続されており、処理部１９０ａからの指示に基づいて、光学モジュール部１１０ａの動作を制御する。回路部１６０ａは、例えば、アナログ回路であり、機能的には、駆動回路１７０と、測定回路１８０と、測定回路１８１と、を備える。

駆動回路１７０は、半導体レーザ素子１２５を駆動するための回路である。本実施の形態では、回路部１６０は、半導体レーザ素子１２５が有する複数の発光点をそれぞれ独立して光出力させることができるように、半導体レーザ素子１２５の発光点の数と同じ数だけの駆動回路１７０を備える。例えば、光学モジュール部１１０ａがＮ個の発光点を有する半導体レーザ素子１２５を有する場合、回路部１６０は、Ｎ個の駆動回路１７０を有する。

測定回路１８１は、第２受光部１４１において受光された第２伝播光５２０の受光強度を示す第２出力値を測定する。具体的には、測定回路１８１は、第２受光部１４１から出力されたアナログの出力値をデジタルの出力値に変換するＡＤ変換器である。測定回路１８１は、第２出力値を処理部１９０ａ（より具体的には、処理部１９０ａが有する解析部１９３ａ）に出力する。

処理部１９０ａは、回路部１６０ａの動作を制御する。具体的には、処理部１９０ａは、回路部１６０ａを制御することで、半導体レーザ素子１２５の駆動電流を制御する。

処理部１９０ａは、機能的には、設定部１９１と、制御部１９２と、解析部１９３ａと、記憶部１９４ａと、判定部（劣化判定部）１９５ａと、通信部１９６と、を備える。

設定部１９１は、半導体レーザ素子１２５の駆動電流の値を設定する。例えば、設定部１９１は、ユーザが操作する表示装置２００から半導体レーザ素子１２５の駆動電流の値を示す情報を取得し、取得した駆動電流の値を記憶部１９４ａに記憶させる。また、設定部１９１は、光学モジュール部１１０ａが複数の発光点を有する半導体レーザ素子１２５を有する場合、使用する半導体レーザ素子１２５における発光点を選択する。例えば、設定部１９１は、ユーザが操作する表示装置２００から使用する半導体レーザ素子１２５の発光点を示す情報を取得し、取得した使用する半導体レーザ素子１２５の発光点を示す情報を記憶部１９４ａに記憶させる。なお、設定部１９１は、通信インターフェースを有し、表示装置２００と通信可能に接続されていてもよいし、通信部１９６を介して表示装置２００と通信してもよい。

制御部１９２は、半導体レーザ素子１２５の駆動電流を制御するレーザ駆動制御部１９２ａと、温度調整部を制御する温度調整制御部１９２ｂと、半導体レーザ素子１２０を保持するステージの駆動を制御するステージ制御部と１９２ｃを備える。具体的には、制御部１９２のレーザ駆動制御部１９２ａは、回路部１６０ａが有する駆動回路１７０を制御することで、設定部１９１が設定した使用する半導体レーザ素子１２５の発光点に、設定部１９１が設定した駆動電流の値だけ電流に印加させて、半導体レーザ素子１２５の任意の発光点を駆動させる。レーザ駆動制御部１９２ａは、例えば、検査モードにおいては、互いに異なる複数の駆動電流で半導体レーザ素子１２５の複数の発光点を１つずつ駆動させる。この場合、測定回路１８０は、互いに異なる複数の駆動電流の値に対する第１受光部１４０において受光された第１伝播光５１０ａのそれぞれの第１出力値を測定する。また、測定回路１８１は、互いに異なる複数の駆動電流の値に対する、第２受光部１４１において受光された第２伝播光５２０の受光強度を示す第２出力値をそれぞれ測定する。

解析部１９３ａは、測定回路１８０、１８１から取得した半導体レーザ素子１２５のレーザ光の出力値に基づいて、しきい値電流Ｉ_ｔｈと、スロープ効率Ｓ_ｅ１、Ｓ_ｅ２とを算出する。

スロープ効率Ｓ_ｅ１は、レーザ光を発振する電流の値における、電流の値に対する第１受光部１４０で受光されたレーザ光の光出力の変化量（つまり、傾き）である。

また、スロープ効率Ｓ_ｅ２は、レーザ光を発振する電流の値における、電流の値に対する第２受光部１４１で受光されたレーザ光の光出力の変化量（つまり、傾き）である。

このように、解析部１９３ａは、第１受光部１４０及び第２受光部１４１のそれぞれで検出されたレーザ光に対するスロープ効率Ｓ_ｅ１、Ｓ_ｅ２を算出する。

記憶部１９４ａは、解析部１９３ａが算出したしきい値電流Ｉ_ｔｈと、スロープ効率Ｓ_ｅ１、Ｓ_ｅ２とを記憶する。

記憶部１９４ａは、例えば、ＨＤＤ、不揮発性メモリ等である。

判定部１９５ａは、解析部１９３ａが算出した、しきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅ１、Ｓ_ｅ２とから、半導体レーザ素子１２５及び光学系１３０ａの劣化度合いを判定する。具体的には、判定部１９５ａは、しきい値電流Ｉ_ｔｈから半導体レーザ素子１２５の劣化度合いを判定し、スロープ効率Ｓ_ｅ１から光学系１３０ａが有する第１光学素子１３１の劣化度合いを判定し、且つ、スロープ効率Ｓ_ｅ２から光学系１３０ａが有する第２光学素子１３２の劣化度合いを判定する。

具体的には、判定部１９５ａは、駆動電流の複数の値と、駆動電流の複数の値に対応するそれぞれの出力とに基づいて、第１光学素子１３１及び第２光学素子１３２の劣化度合いを判定する。より具体的には、判定部１９５ａは、互いに異なる複数の駆動電流の値と、互いに異なる複数の駆動電流の値に対する第１受光部１４０において受光された第１伝播光５１０ａのそれぞれの第１出力値とに基づいて、第１光学素子１３１の劣化度合いを判定し、且つ、互いに異なる複数の駆動電流の値と、互いに異なる複数の駆動電流の値に対する第２受光部１４１において受光された第２伝播光５２０のそれぞれの第２出力値とに基づいて、第２光学素子１３２の劣化度合いを判定する。

以上のように、光源装置１００ａでは、実施の形態１に係る光源装置１００の処理に、さらに、第２受光部１４１で受光された第２伝播光５２０の光出力に基づいて、スロープ効率Ｓ_ｅ２を算出し、算出したスロープ効率Ｓ_ｅ２に基づいて、第２光学素子１３２の劣化度合いを算出する。他の構成要素及び処理に関しては、光源装置１００ａは、実施の形態１に係る光源装置１００と同様であるため、説明を省略する。

処理部１９０ａは、処理部１９０と同様に、例えば、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行する制御プログラムとによって実現される。当該制御プログラムは、例えば、記憶部１９４ａに記憶されている。なお、処理部１９０ａは、専用の電子回路等で実現されてもよい。例えば、設定部１９１と、制御部１９２と、解析部１９３ａと、判定部１９５ａとは、１つのＣＰＵで実現されてもよいし、複数のＣＰＵで実現されてもよい。

［処理手順］
続いて、図１８～図２８を参照しながら、実施の形態２に係る光源装置１００ａが実行する半導体レーザ素子１２５と第１光学素子１３１と第２光学素子１３２の劣化度合いを判定する処理手順について説明する。

なお、以下で説明する実施の形態２に係る光源装置１００ａが実行する処理手順において、実施の形態１に係る光源装置１００が実行する処理手順と実質的に同様のステップについては、同様の符号を付し、説明を省略又は簡略化する場合がある。

図１８は、実施の形態２に係る光源装置１００ａが実行する半導体レーザ素子１２５と第１光学素子１３１と第２光学素子１３２との劣化度合いを判定する処理手順を示すフローチャートである。

まず、光源装置１００ａは、半導体レーザ素子１２５、第１光学素子１３１、及び第２光学素子１３２の特性解析処理を実行する（ステップＳ１ａ）。具体的には、ステップＳ１ａでは、解析部１９３ａは、しきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅ１とスロープ効率Ｓ_ｅ２とを算出して、記憶部１９４ａに記憶させる。

次に、光源装置１００ａは、半導体レーザ素子１２５、第１光学素子１３１、及び、第２光学素子１３２の初期データ記憶処理を実行する（ステップＳ２ａ）。具体的には、ステップＳ２ａでは、解析部１９３ａは、第１光学素子１３１から出力されたレーザ光からステップＳ１ａで算出した、しきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅ１とのそれぞれの初期値を算出し、算出した初期値に基づいて判定部１９５ａによる劣化度合いの判定の基準となる基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤと、基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ１とを算出して、記憶部１９４ａに記憶させる。また、解析部１９３ａは、第２光学素子１３２から出力されたレーザ光（第２伝播光５２０）からステップＳ１ａで算出した、スロープ効率Ｓ_ｅ２の初期値を算出し、算出した初期値に基づいて判定部１９５ａによる劣化度合いの判定の基準となる基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ２とを算出して、記憶部１９４ａに記憶させる。

基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ１と基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ２とは、例えば、それぞれの初期値に対して予め定められた定数を乗算することで算出される。なお、基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤと、基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ１と、基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ２とは、予め任意に定められていてもよい。

次に、光源装置１００ａは、動作モードで光学モジュール部１１０ａを使用する（ステップＳ３ａ）。例えば、ステップＳ３ａは、ステップＳ３の処理と同様である。

次に、光源装置１００ａは、半導体レーザ素子１２５、第１光学素子１３１、及び、第２光学素子１３２の特性解析処理を実行する（ステップＳ４ａ）。具体的には、ステップＳ４ａでは、ステップＳ１ａと同様に、解析部１９３ａは、第１光学素子１３１から出力されたレーザ光から、しきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅ１とを算出し、且つ、第２光学素子１３２から出力された第２伝播光５２０から、スロープ効率Ｓ_ｅ２を算出する。

次に、光源装置１００ａは、半導体レーザ素子１２５、第１光学素子１３１、及び、第２光学素子１３２のデータ記憶処理を実行する（ステップＳ５ａ）。具体的には、ステップＳ５ａでは、解析部１９３ａは、ステップＳ４ａで算出した、しきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅ１とスロープ効率Ｓ_ｅ２とのそれぞれの値を、半導体レーザ素子１２５が利用された時間である累積使用時間ｔに紐づけて、記憶部１９４ａに記憶させる。

次に、光源装置１００ａは、半導体レーザ素子１２５、第１光学素子１３１、及び、第２光学素子１３２の劣化判定処理を実行する（ステップＳ６ａ）。具体的には、ステップＳ６ａでは、判定部１９５ａは、ステップＳ５ａで解析部１９３ａが記憶部１９４ａに記憶させたしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅ１とスロープ効率Ｓ_ｅ２と累積使用時間ｔとから、半導体レーザ素子１２５、第１光学素子１３１、及び、第２光学素子１３２の劣化度合いを判定する。

次に、光源装置１００ａは、光源装置１００ａの使用を終了するか否かを判定する（ステップＳ７ａ）。例えば、ステップＳ７ａは、ステップＳ７の処理と同様である。

続いて、図１８に示す各ステップの詳細について説明する。

なお、以下で説明する図１９～図２６のフローチャートでは、光源装置１００ａがＮ個の発光点を有する半導体レーザ素子１２５を備える場合を例示して説明する。

図１９は、実施の形態２に係る光源装置１００ａが実行する特性解析処理（具体的には、ステップＳ１ａ及びステップＳ４ａ）の詳細を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１ａとステップＳ４ａとは、半導体レーザ素子１２５の初期値であるどうかが異なるのみであり、図１９では、ステップＳ１ａの詳細を説明する。

まず、設定部１９１は、Ｎ個の半導体レーザ素子１２５の中から１つの半導体レーザ素子１２５を選択して設定する。つまり、設定部１９１は、Ｎ個の半導体レーザ素子１２５の発光点の中から１つの半導体レーザ素子１２５の発光点を選択して設定する。

ここで、例えば、Ｎ個の半導体レーザ素子１２５の発光点には、Ｎ個の半導体レーザ素子１２５の発光点をそれぞれ区別できるように、番号１から番号Ｎまでの番号が予め割り振られている。例えば、設定部１９１は、Ｎ個の半導体レーザ素子１２５の発光点の中から番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５の発光点を選択して設定する（ステップＳ１０１ａ）。

なお、以下では、番号ｎの半導体レーザ素子１２５の発光点を、単に、番号ｎの半導体レーザ素子１２５と記載する場合がある。

次に、制御部１９２は、ステップＳ１０１ａで設定部１９１が設定した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５を駆動（つまり、レーザ光を出力）させる（ステップＳ１０２ａ）。

次に、解析部１９３ａは、第２受光部１４１での受光強度に基づく番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５のＩ－Ｌ特性（駆動電流に対する光出力）を計測する（ステップＳ１０３ａ）。具体的には、解析部１９３ａは、測定回路１８１から第２受光部１４１が受光した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５の光出力を取得して、且つ、制御部１９２が番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５を駆動させている駆動電流を取得する。

次に、解析部１９３ａは、ステップＳ１０３ａで計測した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５のＩ－Ｌ特性から、スロープ効率Ｓ_ｅ２を算出する（ステップＳ１０４ａ）。

次に、解析部１９３ａは、ステップＳ１０４ａで算出した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５のスロープ効率Ｓ_ｅ２を記憶部１９４ａに記憶させる（ステップＳ１０５ａ）。

なお、ステップＳ１０５ａでは、例えば、解析部１９３ａは、制御部１９２によって計測されている半導体レーザ素子１２５の累積使用時間ｔをあわせて記憶部１９４ａに記憶させる。

次に、解析部１９３ａは、第１受光部１４０での受光強度に基づく番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５のＩ－Ｌ特性（駆動電流に対する光出力）を計測する（ステップＳ１０３ｂ）。具体的には、解析部１９３ａは、測定回路１８０から第１受光部１４０が受光した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５の光出力を取得して、且つ、制御部１９２が番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５を駆動させている駆動電流を取得する。

次に、解析部１９３ａは、ステップＳ１０３ａで計測した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５のＩ－Ｌ特性から、しきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅ１とを算出する（ステップＳ１０４ｂ）。

次に、解析部１９３ａは、ステップＳ１０４ｂで算出した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５のしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅ１とを記憶部１９４ａに記憶させる（ステップＳ１０５ｂ）。

なお、しきい値電流Ｉ_ｔｈは、第２受光部１４１での受光強度に基づいて算出されてもよい。

次に、設定部１９１は、番号ｎの次の番号（ｎ＋１）の半導体レーザ素子１２５を設定する（ステップＳ１０６）。

次に、制御部１９２は、ステップＳ１０６で設定部１９１が設定した番号ｎがｎ＞Ｎを満たすか、つまり、光源装置１００ａが備えるＮ個の半導体レーザ素子１２５に設定されている番号の最大値を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。

制御部１９２は、ｎ＞Ｎでないと判定した場合（ステップＳ１０７でＮｏ）、処理をステップＳ１０２ａに戻す。

一方、制御部１９２は、ｎ＞Ｎであると判定した場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、Ｎ個の半導体レーザ素子１２５のしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅ１とスロープ効率Ｓ_ｅ２とを記憶部１９４ａに記憶させたとして、処理を終了する。

図２０は、実施の形態２に係る光源装置１００ａが実行する初期データ記憶処理の詳細を説明するためのフローチャートである。具体的には、図２０は、図１８に示すステップＳ２ａの詳細を示すフローチャートである。

まず、設定部１９１は、図１８に示すステップＳ１ａで解析部１９３ａが解析したＮ個の半導体レーザ素子１２５それぞれのしきい値電流Ｉ_ｔｈの初期値とスロープ効率Ｓ_ｅ１とスロープ効率Ｓ_ｅ２の初期値とにＭ＝０と設定する（ステップＳ２０１ａ）。

次に、設定部１９１は、Ｎ個の半導体レーザ素子１２５の中から番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５を選択して設定する（ステップＳ２０２ａ）。

次に、解析部１９３ａは、ステップＳ２０２ａで設定部１９１が設定した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５の累積使用時間ｔを記憶部１９４ａから取得する（ステップＳ２０３ａ）。

次に、解析部１９３ａは、記憶部１９４ａに記憶させている番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５のＩ－Ｌ特性を取得する（ステップＳ２０４ａ）。ステップＳ２０４ａでは、解析部１９３ａは、記憶部１９４ａに記憶させている番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５の第１受光部１４０での受光強度に基づくＩ－Ｌ特性と、第２受光部１４１での受光強度に基づくＩ－Ｌ特性とを取得する。

次に、解析部１９３ａは、記憶部１９４ａに記憶させている番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５のしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅ１とスロープ効率Ｓ_ｅ２とを取得する（ステップＳ２０５ａ）。

次に、解析部１９３ａは、取得した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５のしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅ１とスロープ効率Ｓ_ｅ２と累積使用時間ｔと紐づけたデータテーブル３４０ａ（図２２参照）を記憶部１９４ａに記憶させる（ステップＳ２０６ａ）。

次に、解析部１９３ａは、ステップＳ２０６ａで記憶部１９４ａに記憶させた初期データから、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５における、判定部１９５ａが番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５、第１光学素子１３１、及び、第２光学素子１３２の劣化度合いを判定するために用いる寿命判定基準データである基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤと基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ１と基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ２とを設定（算出）して、記憶部１９４ａに記憶させる（ステップＳ２０７ａ）。

次に、設定部１９１は、番号ｎの次の番号（ｎ＋１）の半導体レーザ素子１２５を設定する（ステップＳ２０８）。

次に、制御部１９２は、ステップＳ２０８で設定部１９１が設定した番号ｎがｎ＞Ｎを満たすか、つまり、光源装置１００ａが備えるＮ個の半導体レーザ素子１２５に設定されている番号の最大値を超えるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。

制御部１９２は、ｎ＞Ｎでないと判定した場合（ステップＳ２０９でＮｏ）、処理をステップＳ２０３ａに戻す。

一方、制御部１９２は、ｎ＞Ｎであると判定した場合（ステップＳ２０９でＹｅｓ）、Ｎ個の半導体レーザ素子１２５のデータテーブル３４０ａ、３４１ａ、３４２ａを記憶部１９４ａに記憶させたとして、処理を終了する。

図２１は、実施の形態２に係る光源装置１００ａが実行するデータ記憶処理（ステップＳ５ａ）の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、設定部１９１は、Ｎ個の半導体レーザ素子１２５の中から番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５を選択して設定する（ステップＳ５０１ａ）。

次に、解析部１９３ａは、検査番号Ｍを更新（Ｍ＝Ｍ＋１）する（ステップＳ５０２ａ）。

次に、解析部１９３ａは、制御部１９２から番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５の累積使用時間ｔを取得する（ステップＳ５０３ａ）。

次に、解析部１９３ａは、記憶部１９４ａに記憶させている番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５の２回目の測定結果であるしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅ１とスロープ効率Ｓ_ｅ２とを取得する（ステップＳ５０４ａ）。

次に、解析部１９３ａは、取得した番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５の２回目の測定結果であるしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅ１とスロープ効率Ｓ_ｅ２と累積使用時間ｔと紐づけたデータテーブル３４１ａ（図７参照）を記憶部１９４ａに記憶させる（ステップＳ５０５ａ）。

なお、２回目の測定結果は、図３に示すステップＳ４ａで解析部１９３ａが記憶部１９４ａに記憶させている。

次に、設定部１９１は、番号ｎの次の番号（ｎ＋１）の半導体レーザ素子１２５を設定する（ステップＳ５０６）。

次に、制御部１９２は、ステップＳ２０８で設定部１９１が設定した番号ｎがｎ＞Ｎを満たすか、つまり、光源装置１００ａが備えるＮ個の半導体レーザ素子１２５に設定されている番号の最大値を超えるか否かを判定する（ステップＳ５０７）。

制御部１９２は、ｎ＞Ｎでないと判定した場合（ステップＳ５０７でＮｏ）、処理をステップＳ５０２ａに戻す。

一方、制御部１９２は、ｎ＞Ｎであると判定した場合（ステップＳ５０７でＹｅｓ）、Ｎ個の半導体レーザ素子１２５における検査番号Ｍのデータテーブル（例えば、図２２に示すデータテーブル３４０ａ、３４１ａ、３４２ａ）を記憶部１９４ａに記憶させたとして、処理を終了する。

図２２は、実施の形態２に係る光源装置１００ａが記憶するデータテーブル３４０ａ、３４１ａ、３４２ａの一例を示す表である。

図２２に示すように、例えば、データテーブル３４０ａには、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５の検査番号Ｍ＝０からＭ＝１２までの、累積使用時間ｔと、しきい値電流Ｉ_ｔｈと、スロープ効率Ｓ_ｅ１と、スロープ効率Ｓ_ｅ２とが含まれている。

つまり、例えば、図７に示すデータテーブル３４０とは、データテーブル３４０ａは、２つのスロープ効率Ｓ_ｅ１、Ｓ_ｅ２を含んでいる点が異なる。

図２３は、実施の形態２に係る光源装置１００ａが実行する劣化判定処理（ステップＳ６ａ）の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、設定部１９１は、Ｎ個の半導体レーザ素子１２５の中から番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５を選択して設定する（ステップＳ６０ａ）。

次に、判定部１９５ａは、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５、第１光学素子１３１、及び、第２光学素子１３２の故障判定処理を実行する（ステップＳ６１ａ）。具体的には、ステップＳ６１ａでは、判定部１９５ａは、記憶部１９４ａに記憶されたデータテーブルに基づいて、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５、第１光学素子１３１、及び、第２光学素子１３２が故障しているか否かを判定する。

次に、判定部１９５ａは、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５、第１光学素子１３１、及び、第２光学素子１３２の寿命予測処理を実行する（ステップＳ６２ａ）。具体的には、ステップＳ６２では、判定部１９５ａは、記憶部１９４ａに記憶されたデータテーブルに基づいて、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５、第１光学素子１３１、及び、第２光学素子１３２の寿命を算出する。

つまり、判定部１９５ａは、ステップＳ６１ａ及びステップＳ６２ａでは、番号ｎ＝１の半導体レーザ素子１２５、第１光学素子１３１、及び、第２光学素子１３２の劣化度合いを算出する。

次に、設定部１９１は、番号ｎの次の番号（ｎ＋１）の半導体レーザ素子１２５を設定する（ステップＳ６３）。

次に、判定部１９５ａは、ステップＳ６３で設定部１９１が設定した番号ｎがｎ＞Ｎを満たすか、つまり、光源装置１００ａが備えるＮ個の半導体レーザ素子１２５に設定されている番号の最大値を超えるか否かを判定する（ステップＳ６４）。

判定部１９５ａは、制御部１９２がｎ＞Ｎでないと判定した場合（ステップＳ６４でＮｏ）、処理をステップＳ６１ａに戻す。

一方、判定部１９５ａは、制御部１９２がｎ＞Ｎであると判定した場合（ステップＳ６４でＹｅｓ）、Ｎ個の半導体レーザ素子１２５、第１光学素子１３１、及び、第２光学素子１３２における劣化度合いの判定をしたとして、処理を終了する。

図２４は、実施の形態２に係る光源装置１００ａが実行する故障判定処理（ステップＳ６１ａ）の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、判定部１９５ａは、記憶部１９４ａから番号ｎの半導体レーザ素子１２５のしきい値電流Ｉ_ｔｈとスロープ効率Ｓ_ｅ１、Ｓ_ｅ２とを取得する（ステップＳ６１１ａ）。

次に、判定部１９５ａは、番号ｎの半導体レーザ素子１２５の寿命判定基準データである基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤと基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ１と基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ２とを取得する（ステップＳ６１２ａ）。

次に、判定部１９５ａは、しきい値電流Ｉ_ｔｈ＜基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤであるか否かを判定する（ステップＳ６１３）。

判定部１９５ａは、しきい値電流Ｉ_ｔｈ＜基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤでないと判定した場合（ステップＳ６１３でＮｏ）、番号ｎの半導体レーザ素子１２５が寿命に到達したことを表示部２１０に表示させる（ステップＳ６１４ａ）。

なお、判定部１９５ａは、図９に示すステップＳ６１５のように、番号ｎの半導体レーザ素子１２５が寿命に到達したことを外部機器３００に通知してもよい。

一方、判定部１９５ａは、しきい値電流Ｉ_ｔｈ＜基準しきい値電流Ｉ_ＥＮＤであると判定した場合（ステップＳ６１３でＹｅｓ）、スロープ効率Ｓ_ｅ２＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ２であるか否かを判定する（ステップＳ６１６ａ）。

判定部１９５ａは、スロープ効率Ｓ_ｅ２＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ２でないと判定した場合（ステップＳ６１６ａでＮｏ）、番号ｎの半導体レーザ素子１２５が出力したレーザ光が通過する第２光学素子１３２が寿命に到達したことを表示部２１０に表示させる（ステップＳ６１７ａ）。

なお、判定部１９５ａは、図９に示すステップＳ６１８のように、第２光学素子１３２が寿命に到達したことを外部機器３００に通知してもよい。

判定部１９５ａは、スロープ効率Ｓ_ｅ２＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ２であると判定した場合（ステップＳ６１６ａでＹｅｓ）、スロープ効率Ｓ_ｅ１＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ１であるか否かを判定する（ステップＳ６１６ｂ）。

判定部１９５ａは、スロープ効率Ｓ_ｅ１＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ１でないと判定した場合（ステップＳ６１６ｂでＮｏ）、番号ｎの半導体レーザ素子１２５が出力したレーザ光が通過する第１光学素子１３１が寿命に到達したことを表示部２１０に表示させる（ステップＳ６１７ｂ）。

なお、判定部１９５ａは、図９に示すステップＳ６１８のように、第１光学素子１３１が寿命に到達したことを外部機器３００に通知してもよい。

判定部１９５ａは、スロープ効率Ｓ_ｅ１＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ１であると判定した場合（ステップＳ６１６ｂでＹｅｓ）、番号ｎの半導体レーザ素子１２５が故障しておらず、且つ、第１光学素子１３１及び第２光学素子１３２が故障していないとして、処理を終了する。

図２５は、実施の形態２に係る光源装置１００ａが備える判定部１９５ａがスロープ効率Ｓ_ｅ１、Ｓ_ｅ２に基づいて実行する第１光学素子１３１及び第２光学素子１３２の劣化度合いの判定結果の一例を示す表である。

図２５に示すように、判定部１９５ａは、スロープ効率Ｓ_ｅ１が正常であり、つまり、スロープ効率Ｓ_ｅ１＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ１を満たし、且つ、スロープ効率Ｓ_ｅ２が正常である、つまり、スロープ効率Ｓ_ｅ２＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ２を満たす場合、光学系１３０ａ（第１光学素子１３１及び第２光学素子１３２）は故障していない、つまり、劣化箇所がないと判定する。

また、判定部１９５ａは、スロープ効率Ｓ_ｅ１が基準値（基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ１）より低下しており、つまり、スロープ効率Ｓ_ｅ１＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ１を満たさず、且つ、スロープ効率Ｓ_ｅ２が基準値（基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ２）より低下している、つまり、スロープ効率Ｓ_ｅ２＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ２を満たさない場合、第２光学素子１３２が故障している、つまり、劣化箇所が第２光学素子１３２にあると判定する。

また、判定部１９５ａは、スロープ効率Ｓ_ｅ１が基準値（基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ１）より低下しており、つまり、スロープ効率Ｓ_ｅ１＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ１を満たさず、且つ、スロープ効率Ｓ_ｅ２が正常である、つまり、スロープ効率Ｓ_ｅ２＞基準スロープ効率Ｓ_ＥＮＤ２を満たす場合、第１光学素子１３１が故障している、つまり、劣化箇所が第１光学素子１３１にあると判定する。

図２６は、実施の形態２に係る光源装置１００ａが実行する寿命予測処理（ステップＳ６２ａ）の詳細を説明するためのフローチャートである。

まず、判定部１９５ａは、Ｍ_ｐの初期値として０を代入する（ステップＳ６２１）。

次に、判定部１９５ａは、Ｍ_ｐ＝Ｍ_ｐ＋１とする計算をする（ステップＳ６２２）。

次に、判定部１９５ａは、最新のしきい値電流Ｉ_ｔｈ等が記憶されている検査番号ＭからＭ_ｐ回前の検査番号（つまり、検査番号Ｍ－Ｍ_ｐ）に含まれる累積使用時間ｔ（Ｍ－Ｍ_ｐ）を記憶部１９４ａから取得する（ステップＳ６２３）。

次に、判定部１９５ａは、ｔ（Ｍ）－ｔ（Ｍ－Ｍ_ｐ）＞ｔ_ｐであるか否かを判定する（ステップＳ６２４）。

判定部１９５ａは、ｔ（Ｍ）－ｔ（Ｍ－Ｍ_ｐ）＞ｔ_ｐでないと判定した場合（ステップＳ６２４でＮｏ）、処理をステップＳ６２２に戻し、ステップＳ６２２～ステップＳ６２４を繰り返し実行する。

また、判定部１９５ａは、ｔ（Ｍ）－ｔ（Ｍ－Ｍ_ｐ）＞ｔ_ｐであると判定した場合（ステップＳ６２４でＹｅｓ）、番号ｎの半導体レーザ素子１２５の寿命ｔ_{ＥＮＤＬＤ}を算出する（ステップＳ６２５）。

寿命ｔ_{ＥＮＤＬＤ}は、上記した式（１）で算出される。

次に、判定部１９５ａは、番号ｎの半導体レーザ素子１２５と第２受光部１４１との間に位置する第２光学素子１３２の寿命ｔ_{ＥＮＤＯＰ２}を算出する（ステップＳ６２６ａ）。

寿命ｔ_{ＥＮＤＯＰ２}は、以下に示す式（３）で算出される。

ここで、Ｓ_ｅ２（Ｍ）は、検査番号Ｍに含まれるスロープ効率Ｓ_ｅ２である。また、Ｓ_ｅ２（Ｍ－Ｍ_ｐ）は、検査番号Ｍ－Ｍ_ｐに含まれるスロープ効率Ｓ_ｅ２である。

次に、判定部１９５ａは、番号ｎの半導体レーザ素子１２５と第１受光部１４０との間に位置する第１光学素子１３１の寿命ｔ_{ＥＮＤＯＰ１}を算出する（ステップＳ６２６ｂ）。

寿命ｔ_{ＥＮＤＯＰ１}は、以下に示す式（４）で算出される。

ここで、Ｓ_ｅ１（Ｍ）は、検査番号Ｍに含まれるスロープ効率Ｓ_ｅ１である。また、Ｓ_ｅ１（Ｍ－Ｍ_ｐ）は、検査番号Ｍ－Ｍ_ｐに含まれるスロープ効率Ｓ_ｅ１である。

次に、判定部１９５ａは、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}、ｔ_{ＥＮＤＯＰ１}、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ２}を表示部２１０に表示させる（ステップＳ６２７ａ）。ステップＳ６２７ａでは、例えば、判定部１９５ａは、通信部１９６を介して、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}、ｔ_{ＥＮＤＯＰ１}、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ２}を表示装置２００に送信する。例えば、表示装置２００が備える制御部２４０は、処理部１９０ａからｔ_{ＥＮＤＬＤ}、ｔ_{ＥＮＤＯＰ１}、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ２}を、通信部２２０を介して受信した場合、表示部２１０を制御することで、表示部２１０にｔ_{ＥＮＤＬＤ}、ｔ_{ＥＮＤＯＰ１}、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ}２を示す画像を表示させる。

なお、判定部１９５ａは、さらに、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}－ｔ（Ｍ）、ｔ_{ＥＮＤＯＰ１}－ｔ（Ｍ）、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ２}－ｔ（Ｍ）を算出して、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}－ｔ（Ｍ）、ｔ_{ＥＮＤＯＰ１}－ｔ（Ｍ）、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ２}－ｔ（Ｍ）を表示部２１０に表示させてもよい。

また、判定部１９５ａは、図１１に示すステップＳ６２８のように、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}、ｔ_{ＥＮＤＯＰ１}、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ２}を外部機器３００に通知してもよい。

また、判定部１９５ａは、さらに、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}－ｔ（Ｍ）、ｔ_{ＥＮＤＯＰ１}－ｔ（Ｍ）、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ２}－ｔ（Ｍ）を算出して、ｔ_{ＥＮＤＬＤ}－ｔ（Ｍ）、ｔ_{ＥＮＤＯＰ１}－ｔ（Ｍ）、及び、ｔ_{ＥＮＤＯＰ２}－ｔ（Ｍ）を外部機器３００に通知してもよい。

図２７は、実施の形態２に係る光源装置１００ａが備える半導体レーザ素子１２５の累積使用時間ｔに対するスロープ効率Ｓ_ｅ１の変化の一例を示すグラフである。図２８は、実施の形態２に係る光源装置１００ａが備える半導体レーザ素子１２５の累積使用時間ｔに対するスロープ効率Ｓ_ｅ２の変化の別の一例を示すグラフである。具体的には、図２７及び図２８は、同じ番号ｎの半導体レーザ素子１２５における、スロープ効率Ｓ_ｅ１、Ｓ_ｅ２の変化を示すグラフである。

図２７及び図２８に示す例では、スロープ効率Ｓ_ｅ２は、累積使用時間ｔの変化に対してあまり変化しない。一方、スロープ効率Ｓ_ｅ１は、累積使用時間ｔの変化に対してスロープ効率Ｓ_ｅ２よりも変化が大きい。このように、スロープ効率Ｓ_ｅ２が累積使用時間ｔの変化に対してあまり変化せず、且つ、スロープ効率Ｓ_ｅ１が累積使用時間ｔの変化に対して大きく変化する場合、第１光学素子１３１の劣化度合いが大きい、と、判定部１９５ａは、判定できる。

［効果等］
以上説明したように、実施の形態２に係る光源装置１００ａは、実施の形態１に係る光源装置１００の構成に加えて、さらに、第２受光部１４１を備える。光学系１３０ａは、第１光学素子１３１の前段に第２光学素子１３２をさらに有する。第２受光部１４１は、第２光学素子１３２を伝播した第２伝播光５２０であって、第１光学素子１３１に入射する前の第２伝播光５２０を受光する。また、測定回路１８１は、互いに異なる複数の駆動電流の値に対する、第２受光部１４１において受光された第２伝播光５２０の受光強度を示す第２出力値をそれぞれ測定する。

このような構成によれば、光学系１３０ａが有する光学素子（本実施の形態では、第１光学素子１３１及び第２光学素子１３２）のうち、どの光学素子が劣化しているかを特定しやすくすることができる。

（変形例）
続いて、本開示に係る光源装置の変形例について説明する。なお、変形例の説明においては、実施の形態１及び２に係る光源装置１００、１００ａとの差異点を中心に説明し、実施の形態１及び２に係る光源装置１００、１００ａと同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略又は簡略化する場合がある。

なお、以下で説明する変形例１及び２は、実施の形態１及び２と、光学モジュール部の構成のみがことなる。そのため、以下では、光学モジュール部について説明する。

［変形例１］
図２９は、変形例１に係る光学モジュール部１１０ｂの一例を模式的に示す概略図である。

光学モジュール部１１０ｂは、スクリーン７００に映像を投影するプロジェクタ（走査型レーザディスプレイ装置）の光源として用いられる。このように、本開示に係る光源装置は、例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示すレーザ加工機の光源以外に採用されてもよい。

光学モジュール部１１０ｂは、半導体レーザ素子１２６、１２７、１２８と、光学系１３０ｂと、二軸スキャナ１３１ｊと、第１受光部１４０と、を備える。

半導体レーザ素子１２６、１２７、１２８は、レーザ光を出力する光源である。例えば、光学モジュール部１１０ｂがスクリーン７００に映像を投影するプロジェクタの光源として採用される場合、例えば、半導体レーザ素子１２６は、赤色光を出力し、半導体レーザ素子１２７は、緑色光（例えば波長約５３０ｎｍ）を出力し、半導体レーザ素子１２８は、青色光（例えば波長約４５０ｎｍ）を出力する。特に、半導体レーザ素子１２７と半導体レーザ素子１２８とは、窒化物半導体で構成されることが好ましい。また、このように、光学モジュール部１１０ｂが採用される装置に合わせて、本開示に係る光源装置が備える半導体レーザ素子が出力する波長は、任意に設定されてよい。

光学系１３０ｂは、３つのコリメータレンズ１３１ｈと、それぞれがダイクロイックミラーである３つのミラー１３１ｉと、を第１光学素子として有する。

このように、本開示に係る光学系に採用される複数の第１光学素子は、任意に選択されてよい。

動作モードにおいて、半導体レーザ素子１２６、１２７、１２８が出力したレーザ光は、コリメータレンズ１３１ｈを通過してミラー１３１ｉで反射され、二軸スキャナ１３１ｊによってスクリーン７００上で走査される。

検査モードにおいて、例えば、二軸スキャナ１３１ｊでレーザ光は第１受光部１４０へ反射され、第１受光部１４０は反射されたレーザ光を検出する。このように、第１受光部１４０は、第１光学素子（本変形例では、コリメータレンズ１３１ｈ及びミラー１３１ｉ）の後段に配置され、第１光学素子の少なくとも一部を伝播した光（例えば、図１に示す第１伝播光５１０ａ）を検出できればよい。なお、「伝播した光」とは、コリメータレンズ１３１ｈ等の光学素子を通過した光だけでなく、ミラー１３１ｉ等の光学素子で反射された光も意味する。

［変形例２］
図３０は、変形例２に係る光学モジュール部１１０ｃの一例を模式的に示す概略図である。

光学モジュール部１１０ｃは、映像を投影するプロジェクタ（透過型レーザディスプレイ装置）の光源として用いられる。

光学モジュール部１１０ｃは、半導体レーザ素子１２６、１２７、１２８と、光学系１３０ｃと、第１受光部１４０と、を備える。

光学系１３０ｃは、エクスパンド光学系１３１ｌと、２つのミラー１３１ｋと、３つの液晶パネル１３１ｍと、ダイクロイックプリズム１３１ｎと、投射レンズ１３１ｏを有する。

半導体レーザ素子１２６、１２７、１２８が出力したレーザ光は、例えば複数のレンズからなるエクスパンド光学系１３１ｌを通過して、一部はミラー１３１ｋで反射され、液晶パネル１３１ｍを通過して、ダイクロイックプリズム１３１ｎに入射される。ダイクロイックプリズム１３１ｎに入射されたレーザ光は、投射レンズ１３１ｏに向けて出射されて、投射レンズ１３１ｏに配光角度が制御されて、投射レンズ１３１ｏから出射される。

また、第１受光部１４０は、例えば、図示しない可動ステージ等に配置されており、移動可能となっている。検査モードにおいて、第１受光部１４０は、例えば、ダイクロイックプリズム１３１ｎと投射レンズ１３１ｏとの間に移動され、ダイクロイックプリズム１３１ｎから出射されたレーザ光を検出する。このように、第１受光部１４０を移動可能とすることで、上述した動作モードにおいて、第１受光部１４０によってレーザ光の一部が照射対象物４１０に照射されないことを抑制することができる。例えば、図示しない可動ステージは、制御部１９２によって移動が制御できるように、処理部１９０と制御線等によって通信可能に接続されていてもよい。

［変形例３］
例えば、制御部１９２は、解析部１９３が解析したしきい値電流Ｉ_ｔｈの値の変化に基づいて、半導体レーザ素子１２０の駆動電流の値を制御してもよい。

図３１の（ａ）と（ｂ）とは、それぞれ、半導体レーザ素子１２０ａと半導体レーザ素子１２０ｂとを備える変形例３に係る光源装置１００ｂにおいて、半導体レーザ素子１２０ａと半導体レーザ素子１２０ｂとの累積使用時間ｔに対するしきい値電流Ｉ_ｔｈの増加とスロープ効率Ｓ_ｅとの低下の具体例を示すグラフである。より具体的には、図３１の（ａ）は、半導体レーザ素子１２０ａにおける時間変化の具体例を示すグラフであり、図３１の（ｂ）は、半導体レーザ素子１２０ｂにおける時間変化の具体例を示すグラフである。

図３１に示すように、累積使用時間ｔ１において、半導体レーザ素子１２０ｂの方が半導体レーザ素子１２０ａよりもしきい値電流Ｉ_ｔｈの上昇が大きいとする。つまり、半導体レーザ素子１２０ｂの方が半導体レーザ素子１２０ａよりも劣化度合いが大きいとする。この場合、制御部１９２は、半導体レーザ素子１２０ａよりも半導体レーザ素子１２０ｂの方の駆動電流の値を小さくして、半導体レーザ素子１２０ａ、１２０ｂを駆動させる。こうすることで、半導体レーザ素子１２０ｂの劣化の進行が遅れ、累積使用時間ｔ２において、半導体レーザ素子１２０ａと半導体レーザ素子１２０ｂとのしきい値電流Ｉ_ｔｈが近づく。なお、この場合、光源装置１００ｂから出力されるレーザ光の光出力が低下しないように、半導体レーザ素子１２０ａの駆動電流の値を大きくしてもよい。

図３２は、変形例３に係る光源装置１００ｂの特徴的な機能構成を示すブロック図である。図３３は、変形例３に係る光源装置１００ｂが実行する劣化判定処理（図８に示すステップＳ６）の詳細を説明するためのフローチャートである。例えば、光源装置１００ｂが半導体レーザ素子１２０を複数備える場合、判定部１９５は、ステップＳ６２において、複数の半導体レーザ素子１２０それぞれの寿命を予測する。全半導体レーザ素子１２０の寿命を予測した後、ステップＳ６５において、例えば、設定部１９１は、判定部１９５によって予測された複数の半導体レーザ素子１２０それぞれの寿命が等しくなるように、それぞれの半導体レーザ素子１２０の駆動電流を設定しなおしてもよい。

具体的には、例えば、図３１に示す累積使用時間ｔ１まで、半導体レーザ素子１２０ａと半導体レーザ素子１２０ｂとは、各々２Ｗで駆動し、累積使用時間ｔ１以降、半導体レーザ素子１２０ａは３Ｗで、半導体レーザ素子１２０ｂは１Ｗで駆動する。このような駆動条件を設定すれば、累積使用時間ｔ１から累積使用時間ｔ２までの期間は、負荷の大きな半導体レーザ素子１２０ａの劣化は速く進行し、負荷の小さな半導体レーザ素子１２０ｂの劣化は遅く進行する。

このような構成によれば、本開示に係る光源装置が複数の半導体レーザ素子１２０を備える場合、複数の半導体レーザ素子１２０それぞれの劣化度合いが均等になりやすい。これにより、例えば、複数の半導体レーザ素子１２０のうちの１つの半導体レーザ素子１２０が極端に劣化の進行が早い場合においても、光源装置から出力されるレーザ光の光出力の合計値を変えずに、当該１つの半導体レーザ素子１２０の寿命を延ばすことができる。また、すべての半導体レーザ素子１２０がほぼ同時に寿命に到達するようにすることができる。

（その他の実施の形態）
以上、本開示の実施の形態に係る光源装置について、各実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を各実施の形態及び変形例に施したもの、又は、異なる実施の形態及び変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

また、上記実施の形態では、光源装置１００、１００ａは、表示装置２００を備えないものとして示したが、光源装置１００、１００ａは、表示装置２００を備えてもよい。

また、例えば、処理部１９０、１９０ａが有する構成要素は、１つ又は複数の電子回路で構成されてもよい。１つ又は複数の電子回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。１つ又は複数の電子回路には、例えば、半導体装置、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、又は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等が含まれてもよい。ＩＣ又はＬＳＩは、１つのチップに集積されてもよく、複数のチップに集積されてもよい。ここでは、ＩＣ又はＬＳＩと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Ｖｅｒｙ Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、又は、ＵＬＳＩ（Ｕｌｔｒａ Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と呼ばれるかもしれない。また、ＬＳＩの製造後にプログラムされるＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）も同じ目的で使うことができる。

また、本開示の全般的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路又はコンピュータプログラムで実現されてもよい。或いは、当該コンピュータプログラムが記憶された光学ディスク、ＨＤＤ若しくは半導体メモリ等のコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の光源装置は、半導体レーザ素子を備える光源装置に利用でき、例えば、レーザ光を用いて照射対象物を加工するレーザ加工機に適用できる。

１００、１００ａ、１００ｂ 光源装置
１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ 光学モジュール部
１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２６，１２７、１２８、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｘ 半導体レーザ素子
１２５ 半導体レーザ素子（半導体レーザアレイ素子）
１３０、１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ 光学系
１３１ 第１光学素子
１３１ａ、１３１ａａ、１３１ｂ、１３１ｂｂ、１３１ｆ、１３１ｈ コリメータレンズ
１３１ｃ、１３１ｇ 集光レンズ
１３１ｄ 光ファイバ
１３１ｅ 加工ヘッド
１３１ｉ、１３１ｋ ミラー
１３１ｊ 二軸スキャナ
１３１ｌ エクスパンド光学系
１３１ｍ 液晶パネル
１３１ｎ ダイクロイックプリズム
１３１ｏ 投射レンズ
１３２ 第２光学素子
１３２ａ、１３２ｂ コリメータレンズ
１３２ｃ 集光レンズ
１４０ 第１受光部
１４１ 第２受光部
１５０ 温度調整部
１６０、１６０ａ 回路部
１７０ 駆動回路
１８０、１８１ 測定回路（受光強度測定部）
１９０、１９０ａ、１９０ｂ 処理部
１９１ 設定部
１９２ 制御部
１９２ａ レーザ駆動制御部
１９２ｂ 温度調整制御部
１９２ｃ ステージ制御部
１９３、１９３ａ 解析部
１９４、１９４ａ 記憶部
１９５、１９５ａ 判定部（劣化判定部）
１９６、２２０、３１０ 通信部
２００ 表示装置
２１０ 表示部
２３０ 入力部
２４０、３３０ 制御部
３００ 外部機器（外部のコンピュータ）
３２０ 記憶部
３４０、３４０ａ、３４１、３４１ａ、３４２、３４２ａ データテーブル
４００ ガス噴出器
４１０ 照射対象物
４２０ ステージ
５００ 出射光
５１０、５１０ａ、５１０ｂ 第１伝播光
５２０ 第２伝播光
６００ 劣化箇所
７００ スクリーン

Claims (15)

1. 半導体レーザ素子と、
   前記半導体レーザ素子からの出射光を伝播する第１光学素子を有する光学系と、
   前記第１光学素子の少なくとも一部を伝播した第１伝播光を受光する第１受光部と、
   前記半導体レーザ素子の駆動電流を制御するレーザ駆動制御部と、
   前記第１受光部において受光された前記第１伝播光の受光強度を示す第１出力値を測定する受光強度測定部と、
   前記第１光学素子の劣化度合いを判定する劣化判定部と、を備え、
   前記第１受光部は、前記第１光学素子の後段に配置され、
   前記レーザ駆動制御部は、互いに異なる複数の駆動電流で前記半導体レーザ素子を駆動させ、
   前記受光強度測定部は、前記互いに異なる複数の駆動電流の値に対する前記第１受光部において受光された前記第１伝播光のそれぞれの前記第１出力値を測定し、
   前記劣化判定部は、前記互いに異なる複数の駆動電流の値と、前記互いに異なる複数の駆動電流の値に対する前記第１受光部において受光された前記第１伝播光のそれぞれの前記第１出力値とに基づいて、前記第１光学素子の劣化度合いを判定し、
   前記互いに異なる複数の駆動電流のうちの２つの駆動電流の変化量をΔＩｆとし、前記２つの駆動電流に対する前記第１受光部において受光された前記第１伝播光のそれぞれの前記第１出力値の変化量をΔＰｏｍとした場合に、前記劣化判定部は、ΔＰｏｍ／ΔＩｆに基づいて前記第１光学素子の劣化度合いを判定する
   光源装置。
2. 半導体レーザ素子と、
   前記半導体レーザ素子からの出射光を伝播する第１光学素子を有する光学系と、
   前記第１光学素子の少なくとも一部を伝播した第１伝播光を受光する第１受光部と、
   前記半導体レーザ素子の駆動電流を制御するレーザ駆動制御部と、
   前記第１受光部において受光された前記第１伝播光の受光強度を示す第１出力値を測定する受光強度測定部と、
   前記第１光学素子の劣化度合いを判定する劣化判定部と、を備え、
   前記第１受光部は、前記第１光学素子の後段に配置され、
   前記レーザ駆動制御部は、互いに異なる複数の駆動電流で前記半導体レーザ素子を駆動させ、
   前記受光強度測定部は、前記互いに異なる複数の駆動電流の値に対する前記第１受光部において受光された前記第１伝播光のそれぞれの前記第１出力値を測定し、
   前記劣化判定部は、前記互いに異なる複数の駆動電流の値と、前記互いに異なる複数の駆動電流の値に対する前記第１受光部において受光された前記第１伝播光のそれぞれの前記第１出力値とに基づいて、前記第１光学素子の劣化度合いを判定し、
   前記互いに異なる複数の駆動電流のうちの２つの駆動電流の変化量をΔＩｆとし、前記２つの駆動電流に対する前記第１受光部において受光された前記第１伝播光のそれぞれ複数の前記第１出力値の変化量をΔＰｏｍとした場合、前記劣化判定部は、ΔＰｏｍ／ΔＩｆに基づいて、前記第１光学素子が故障と判定される累積使用時間、及び、前記第１光学素子が故障と判定されるまでにかかる時間の少なくとも一方を算出する
   光源装置。
3. 前記劣化判定部は、算出した前記第１光学素子が故障と判定されるまでにかかる時間を外部のコンピュータに送信する
   請求項２に記載の光源装置。
4. 前記劣化判定部は、
   前記半導体レーザ素子がレーザ発振するしきい値電流の値の時間に対する変化量を算出し、
   算出した前記しきい値電流の値の変化量を用いて、前記半導体レーザ素子の寿命を算出し、且つ、前記第１光学素子の劣化度合いを判定する
   請求項１から３のいずれか１項に記載の光源装置。
5. 前記劣化判定部において、前記第１光学素子を伝播した前記第１伝播光を前記第１受光部に受光させることで、前記第１光学素子の劣化度合いの判定と、前記半導体レーザ素子の寿命の算出とを行う検査モードと、
   前記第１光学素子を伝播した前記第１伝播光を照射対象物に照射させる動作モードとを繰り返し行う
   請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置。
6. 前記劣化判定部は、算出した前記半導体レーザ素子の寿命を外部のコンピュータに送信する
   請求項１から５のいずれか１項に記載の光源装置。
7. 前記半導体レーザ素子を複数備え、
   前記劣化判定部は、複数の前記半導体レーザ素子それぞれの寿命を判定し、
   前記レーザ駆動制御部は、前記劣化判定部によって判定された複数の前記半導体レーザ素子の寿命に基づいて、複数の前記半導体レーザ素子それぞれに投入する駆動電流を制御する
   請求項１から６のいずれか１項に記載の光源装置。
8. 前記劣化判定部は、判定した前記第１光学素子の劣化度合いを外部のコンピュータに送信する
   請求項１から７のいずれか１項に記載の光源装置。
9. 半導体レーザ素子と、
   前記半導体レーザ素子からの出射光を伝播する第１光学素子を有する光学系と、
   前記第１光学素子の少なくとも一部を伝播した第１伝播光を受光する第１受光部と、
   前記半導体レーザ素子の駆動電流を制御するレーザ駆動制御部と、
   前記第１受光部において受光された前記第１伝播光の受光強度を示す第１出力値を測定する受光強度測定部と、
   第２受光部と、を備え、
   前記第１受光部は、前記第１光学素子の後段に配置され、
   前記レーザ駆動制御部は、互いに異なる複数の駆動電流で前記半導体レーザ素子を駆動させ、
   前記受光強度測定部は、前記互いに異なる複数の駆動電流の値に対する前記第１受光部において受光された前記第１伝播光のそれぞれの前記第１出力値を測定し、
   前記光学系は、前記第１光学素子の前段に第２光学素子をさらに有し、
   前記第２受光部は、前記第２光学素子を伝播した第２伝播光であって、前記第１光学素子に入射する前の第２伝播光を受光し、
   前記受光強度測定部は、前記互いに異なる複数の駆動電流の値に対する、前記第２受光部において受光された前記第２伝播光の受光強度を示す第２出力値をそれぞれ測定する
   光源装置。
10. 光源装置であって、
    半導体レーザ素子と、
    前記半導体レーザ素子からの出射光を伝播する第１光学素子を有する光学系と、
    前記第１光学素子の少なくとも一部を伝播した第１伝播光を受光する第１受光部と、
    前記半導体レーザ素子の駆動電流を制御するレーザ駆動制御部と、
    前記第１受光部において受光された前記第１伝播光の受光強度を示す第１出力値を測定する受光強度測定部と、を備え、
    前記第１受光部は、前記第１光学素子の後段に配置され、
    前記レーザ駆動制御部は、互いに異なる複数の駆動電流で前記半導体レーザ素子を駆動させ、
    前記受光強度測定部は、前記互いに異なる複数の駆動電流の値に対する前記第１受光部において受光された前記第１伝播光のそれぞれの前記第１出力値を測定し、
    前記光源装置は、前記半導体レーザ素子を複数備え、
    前記レーザ駆動制御部は、複数の前記半導体レーザ素子をそれぞれ互いに異なるタイミングで駆動させ、
    前記第１受光部は、それぞれ互いに異なるタイミングで駆動された複数の前記半導体レーザ素子のそれぞれに対する前記第１伝播光の少なくとも一部をそれぞれ受光し、
    前記受光強度測定部は、複数の前記半導体レーザ素子のそれぞれについて、互いに異なる駆動電流の値に対する前記第１受光部において受光された前記第１伝播光のそれぞれの前記第１出力値を測定する
    光源装置。
11. 前記第１受光部は、前記光学系の後段に配置され、
    さらに、前記第１光学素子を伝播した前記第１伝播光は、照射対象物に照射される
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の光源装置。
12. 前記第１受光部は、前記第１受光部の受光面において、前記第１光学素子によって前記出射光が集光された前記第１伝播光を、前記第１伝播光の焦点からずれた位置で受光する
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の光源装置。
13. 前記第１受光部が受光する前記第１伝播光に対応する前記駆動電流は、定格駆動電流よりも小さい
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の光源装置。
14. さらに、前記半導体レーザ素子の温度を調整する温度調整部と、前記温度調整部を制御する温度調整制御部と、を備え、
    前記温度調整制御部は、前記温度調整部を制御することで、前記半導体レーザ素子の温度を制御し、
    前記受光強度測定部が前記第１出力値を測定するとき、前記半導体レーザ素子の温度は、前記温度調整制御部によって前記温度調整部が制御されることで、予め定められた温度である基準温度の±５℃の範囲内に制御される
    請求項１から１３のいずれか１項に記載の光源装置。
15. 前記出射光の波長は、５００ｎｍ以下である
    請求項１から１４のいずれか１項に記載の光源装置。

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