JPH1117268A - 半導体レーザーアレイ装置 - Google Patents
半導体レーザーアレイ装置Info
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- JPH1117268A JPH1117268A JP16573797A JP16573797A JPH1117268A JP H1117268 A JPH1117268 A JP H1117268A JP 16573797 A JP16573797 A JP 16573797A JP 16573797 A JP16573797 A JP 16573797A JP H1117268 A JPH1117268 A JP H1117268A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高出力且つ高輝度の半導体レーザー光を発生
させて、それを効率よく集光させることのできる、小
型、且つ高電気−光変換効率な、新しい半導体レーザー
アレイ装置を提供する。 【解決手段】複数の半導体レーザーにより構成された半
導体レーザーアレイと、この半導体レーザーアレイのレ
ーザー光出力側に設けられたマイクロレンズアレイと、
このマイクロレンズアレイの出力側に設けられた集光レ
ンズとを備えた装置であって、半導体レーザーアレイの
各半導体レーザーの活性層の幅が集光に必要な幅を有し
ており、各半導体レーザーからの出力レーザー光がマイ
クロレンズアレイによりコリメートされて集光レンズに
照射され、この集光レンズによりコリメートレーザー光
が集光される。
させて、それを効率よく集光させることのできる、小
型、且つ高電気−光変換効率な、新しい半導体レーザー
アレイ装置を提供する。 【解決手段】複数の半導体レーザーにより構成された半
導体レーザーアレイと、この半導体レーザーアレイのレ
ーザー光出力側に設けられたマイクロレンズアレイと、
このマイクロレンズアレイの出力側に設けられた集光レ
ンズとを備えた装置であって、半導体レーザーアレイの
各半導体レーザーの活性層の幅が集光に必要な幅を有し
ており、各半導体レーザーからの出力レーザー光がマイ
クロレンズアレイによりコリメートされて集光レンズに
照射され、この集光レンズによりコリメートレーザー光
が集光される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザー
アレイ装置に関するものである。さらに詳しくは、この
発明は、高出力レーザー加工、高出力加工用固体レーザ
ーの励起、レーザー核融合用固体レーザーの励起、レー
ザー医療分野等に有用な、高出力・高輝度半導体レーザ
ー光を発生させて、それを集光させることのできる、電
気−光変換効率が高く、小型な、新しい半導体レーザー
アレイ装置に関するものである。
アレイ装置に関するものである。さらに詳しくは、この
発明は、高出力レーザー加工、高出力加工用固体レーザ
ーの励起、レーザー核融合用固体レーザーの励起、レー
ザー医療分野等に有用な、高出力・高輝度半導体レーザ
ー光を発生させて、それを集光させることのできる、電
気−光変換効率が高く、小型な、新しい半導体レーザー
アレイ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】半導体レーザーは、電気−光
変換効率が高く、理想的な固体レーザーとしての特性を
備えている。しかしながら、従来より、この半導体レー
ザーは、出力ビームのパターンが悪く、集光特性が劣悪
であるために、複数の半導体レーザーを結合させて大出
力のパワーレーザーとして応用できる範囲が非常に限ら
れていた。
変換効率が高く、理想的な固体レーザーとしての特性を
備えている。しかしながら、従来より、この半導体レー
ザーは、出力ビームのパターンが悪く、集光特性が劣悪
であるために、複数の半導体レーザーを結合させて大出
力のパワーレーザーとして応用できる範囲が非常に限ら
れていた。
【０００３】それというのも、高い出力を出す半導体レ
ーザーおよびそれを複数個２次元的に配置させた半導体
レーザーアレイでは、その半導体レーザーに横幅の広い
活性層を使用するために、出力レーザー光の横方向モー
ドが悪く、また、活性層の縦と横とで大きく異なった発
散角を有しており、出力レーザー光を集光することが非
常に困難であるといった問題があった。このため、活性
層の広い、高い平均出力を発生できる半導体レーザーお
よび半導体レーザーアレイからの出力レーザー光は、専
らＹＡＧなどの固体レーザー励起用光源としてのみ使用
されており、パワーレーザーとしての応用では１０Ｗク
ラスの出力が達成されているに過ぎなかった。
ーザーおよびそれを複数個２次元的に配置させた半導体
レーザーアレイでは、その半導体レーザーに横幅の広い
活性層を使用するために、出力レーザー光の横方向モー
ドが悪く、また、活性層の縦と横とで大きく異なった発
散角を有しており、出力レーザー光を集光することが非
常に困難であるといった問題があった。このため、活性
層の広い、高い平均出力を発生できる半導体レーザーお
よび半導体レーザーアレイからの出力レーザー光は、専
らＹＡＧなどの固体レーザー励起用光源としてのみ使用
されており、パワーレーザーとしての応用では１０Ｗク
ラスの出力が達成されているに過ぎなかった。
【０００４】たとえば図１に例示したように、従来で
は、半導体レーザーが複数配置されてなる半導体レーザ
ーアレイ（１）は、反射鏡（３）と出力鏡（４）との間
に設けられているＹＡＧロッド（２）の励起用光源とし
て用いられており、半導体レーザーアレイ（１）により
励起されたＹＡＧロッド（１）からの高出力レーザー光
が、レンズ（５）を介して集光されてマルチモード光フ
ァイバー（６）に入射される。そして、このマルチモー
ド光ファイバー（６）の出力側に設けられているレンズ
（７）を通って加工対象物（８）に照射され、加工対象
物（８）をレーザー加工するようにしている。
は、半導体レーザーが複数配置されてなる半導体レーザ
ーアレイ（１）は、反射鏡（３）と出力鏡（４）との間
に設けられているＹＡＧロッド（２）の励起用光源とし
て用いられており、半導体レーザーアレイ（１）により
励起されたＹＡＧロッド（１）からの高出力レーザー光
が、レンズ（５）を介して集光されてマルチモード光フ
ァイバー（６）に入射される。そして、このマルチモー
ド光ファイバー（６）の出力側に設けられているレンズ
（７）を通って加工対象物（８）に照射され、加工対象
物（８）をレーザー加工するようにしている。
【０００５】このような従来のレーザー加工は、半導体
レーザーアレイにより励起されるＹＡＧ等の固体レーザ
ーを用いて行われているが、ＹＡＧ等の固体レーザーで
は総合効率を高くすることが困難であるため、高出力化
のために装置が非常に大型なものとなっている。そこ
で、半導体レーザーアレイからの出力レーザー光を集光
させて、直接マルチモード光ファイバーに入射させるこ
とができれば、従来のＹＡＧ等の半導体レーザー励起固
体レーザーよりも効率を１桁程度向上させることがで
き、且つ構造の簡略化および小型化が可能となるので、
レーザーの新しい加工応用を実現させることができるよ
うになる。
レーザーアレイにより励起されるＹＡＧ等の固体レーザ
ーを用いて行われているが、ＹＡＧ等の固体レーザーで
は総合効率を高くすることが困難であるため、高出力化
のために装置が非常に大型なものとなっている。そこ
で、半導体レーザーアレイからの出力レーザー光を集光
させて、直接マルチモード光ファイバーに入射させるこ
とができれば、従来のＹＡＧ等の半導体レーザー励起固
体レーザーよりも効率を１桁程度向上させることがで
き、且つ構造の簡略化および小型化が可能となるので、
レーザーの新しい加工応用を実現させることができるよ
うになる。
【０００６】たとえば、従来では、ガラスロッドレンズ
等を用いて半導体レーザーアレイからの出力レーザー光
を集光させ、光ファイバーに入射させるようにしている
が、そのガラスロッドレンズの形状を、半導体レーザー
アレイの各半導体レーザージャンクションに対して個別
に制御することができないため、２０Ｗ以下程度の低出
力・低輝度のレーザー光しか得ることができていない。
等を用いて半導体レーザーアレイからの出力レーザー光
を集光させ、光ファイバーに入射させるようにしている
が、そのガラスロッドレンズの形状を、半導体レーザー
アレイの各半導体レーザージャンクションに対して個別
に制御することができないため、２０Ｗ以下程度の低出
力・低輝度のレーザー光しか得ることができていない。
【０００７】この発明は、以上の通りの事情に鑑みてな
されたものであり、高出力且つ高輝度の半導体レーザー
光を発生させて、それを効率よく集光させることのでき
る、高電気−光変換効率を有する小型な、新しい半導体
レーザーアレイ装置を提供することを目的としている。
されたものであり、高出力且つ高輝度の半導体レーザー
光を発生させて、それを効率よく集光させることのでき
る、高電気−光変換効率を有する小型な、新しい半導体
レーザーアレイ装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、複数の半導体レーザーにより構
成された半導体レーザーアレイと、この半導体レーザー
アレイのレーザー光出力側に設けられたマイクロレンズ
アレイと、このマイクロレンズアレイの出力側に設けら
れた集光レンズとを備えた装置であって、半導体レーザ
ーアレイの各半導体レーザーの活性層の幅が集光に必要
な幅を有しており、各半導体レーザーからの出力レーザ
ー光がマイクロレンズアレイによりコリメートされて集
光レンズに照射され、この集光レンズによりコリメート
レーザー光が集光されることを特徴とする半導体レーザ
ーアレイ装置（請求項１）を提供する。
を解決するものとして、複数の半導体レーザーにより構
成された半導体レーザーアレイと、この半導体レーザー
アレイのレーザー光出力側に設けられたマイクロレンズ
アレイと、このマイクロレンズアレイの出力側に設けら
れた集光レンズとを備えた装置であって、半導体レーザ
ーアレイの各半導体レーザーの活性層の幅が集光に必要
な幅を有しており、各半導体レーザーからの出力レーザ
ー光がマイクロレンズアレイによりコリメートされて集
光レンズに照射され、この集光レンズによりコリメート
レーザー光が集光されることを特徴とする半導体レーザ
ーアレイ装置（請求項１）を提供する。
【０００９】また、この発明は、複数の半導体レーザー
により構成された半導体レーザーアレイと、この半導体
レーザーアレイのレーザー光出力側に設けられたマイク
ロレンズアレイとを備えた装置であって、半導体レーザ
ーアレイの各半導体レーザーの活性層の幅が集光に必要
な幅を有しており、各半導体レーザーからの出力レーザ
ー光がマイクロレンズアレイにより集光されることを特
徴とする半導体レーザーアレイ装置（請求項２）をも提
供する。
により構成された半導体レーザーアレイと、この半導体
レーザーアレイのレーザー光出力側に設けられたマイク
ロレンズアレイとを備えた装置であって、半導体レーザ
ーアレイの各半導体レーザーの活性層の幅が集光に必要
な幅を有しており、各半導体レーザーからの出力レーザ
ー光がマイクロレンズアレイにより集光されることを特
徴とする半導体レーザーアレイ装置（請求項２）をも提
供する。
【００１０】さらにまた、この発明は、上記の半導体レ
ーザーアレイ集光装置において、マイクロレンズアレイ
が、半導体レーザーアレイの大きさに対応した基板の両
面に、半導体レーザーアレイの各半導体レーザーからの
出力光をコリメートまたは集光するためのレンズが成形
されてなること（請求項３）や、半導体レーザーアレイ
の活性層の幅が約５〜２０ミクロンであること（請求項
４）等をその好ましい態様としている。
ーザーアレイ集光装置において、マイクロレンズアレイ
が、半導体レーザーアレイの大きさに対応した基板の両
面に、半導体レーザーアレイの各半導体レーザーからの
出力光をコリメートまたは集光するためのレンズが成形
されてなること（請求項３）や、半導体レーザーアレイ
の活性層の幅が約５〜２０ミクロンであること（請求項
４）等をその好ましい態様としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に沿って実施
例を示し、この発明の実施の形態について詳しく説明す
る。
例を示し、この発明の実施の形態について詳しく説明す
る。
【００１２】
【実施例】図２は、この発明の一実施例である半導体レ
ーザーアレイ装置を例示したものである。たとえばこの
図２に示したように、この発明の半導体レーザーアレイ
装置は、複数の半導体レーザー（１４）により構成され
た半導体レーザーアレイ（９）と、この半導体レーザー
アレイ（９）のレーザー出力側に設けられたマイクロレ
ンズアレイ（１０）と、このマイクロレンズアレイ（１
０）の出力側に設けられた集光レンズ（１２）とを備え
ている。
ーザーアレイ装置を例示したものである。たとえばこの
図２に示したように、この発明の半導体レーザーアレイ
装置は、複数の半導体レーザー（１４）により構成され
た半導体レーザーアレイ（９）と、この半導体レーザー
アレイ（９）のレーザー出力側に設けられたマイクロレ
ンズアレイ（１０）と、このマイクロレンズアレイ（１
０）の出力側に設けられた集光レンズ（１２）とを備え
ている。
【００１３】半導体レーザーアレイ（９）は、たとえば
１Ｗの出力を有する半導体レーザー（１４）が複数個配
置されて構成されており、冷却水を循環させる冷却水取
込み部（９１）と冷却水排出部（９２）とが設けられて
いる。この半導体レーザーアレイ（９）を構成する各半
導体レーザー（１４）の活性層の幅は、出力レーザー光
の集光に必要な幅、たとえば約５〜２０ミクロンを有し
ている。これにより、集光に必要な横モード数を得て、
各半導体レーザー（１４）の単位長さ当たりの数を増や
し、小型の半導体レーザーアレイ（９）で高出力、且つ
高輝度のレーザー光、たとえば１００Ｗ／ｃｍ2 の非常
に高い出力密度、を得ることができるようになる。
１Ｗの出力を有する半導体レーザー（１４）が複数個配
置されて構成されており、冷却水を循環させる冷却水取
込み部（９１）と冷却水排出部（９２）とが設けられて
いる。この半導体レーザーアレイ（９）を構成する各半
導体レーザー（１４）の活性層の幅は、出力レーザー光
の集光に必要な幅、たとえば約５〜２０ミクロンを有し
ている。これにより、集光に必要な横モード数を得て、
各半導体レーザー（１４）の単位長さ当たりの数を増や
し、小型の半導体レーザーアレイ（９）で高出力、且つ
高輝度のレーザー光、たとえば１００Ｗ／ｃｍ2 の非常
に高い出力密度、を得ることができるようになる。
【００１４】但し、半導体レーザーの活性層の幅を上述
のように調節するだけでは、図３に例示したように、各
半導体レーザー（１４）の出力レーザー光の縦と横の発
散角が異なっているために、その出力レーザー光を小さ
く集光させることができない。図３に例示した半導体レ
ーザー（１４）は、横幅１００μｍ、長さ６００μｍ、
厚さ１μｍ以下であり、この半導体レーザー（１４）に
より出力されたレーザー光は、回折拡がりの縦発散角が
４０°、共振器モードによる拡がり、つまり多モードの
横発散角が１０°と、縦発散角と横発散角とが異なって
しまっている。
のように調節するだけでは、図３に例示したように、各
半導体レーザー（１４）の出力レーザー光の縦と横の発
散角が異なっているために、その出力レーザー光を小さ
く集光させることができない。図３に例示した半導体レ
ーザー（１４）は、横幅１００μｍ、長さ６００μｍ、
厚さ１μｍ以下であり、この半導体レーザー（１４）に
より出力されたレーザー光は、回折拡がりの縦発散角が
４０°、共振器モードによる拡がり、つまり多モードの
横発散角が１０°と、縦発散角と横発散角とが異なって
しまっている。
【００１５】そこで、この発明の半導体レーザーアレイ
装置では、上述のようにレーザー光の活性層の幅を集光
に必要な幅にするとともに、半導体レーザーアレイ
（９）のレーザー光の出口側に、プラスチックやガラス
などにより生成されたマイクロレンズアレイ（１０）を
設置させて、このマイクロレンズアレイ（１０）によ
り、半導体レーザーアレイ（９）の各半導体レーザー
（１４）から出力されたレーザー光を平行光束となるよ
うにコリメートさせるようにしている。
装置では、上述のようにレーザー光の活性層の幅を集光
に必要な幅にするとともに、半導体レーザーアレイ
（９）のレーザー光の出口側に、プラスチックやガラス
などにより生成されたマイクロレンズアレイ（１０）を
設置させて、このマイクロレンズアレイ（１０）によ
り、半導体レーザーアレイ（９）の各半導体レーザー
（１４）から出力されたレーザー光を平行光束となるよ
うにコリメートさせるようにしている。
【００１６】マイクロレンズアレイ（１０）は、半導体
レーザーアレイの各半導体レーザーからの出力光をコリ
メートするためのレンズが半導体レーザーアレイの大き
さに対応した基板の両面に成形された単一レンズであ
り、型押し、エッチング、光造形、イオン注入、リソグ
ラフィーなどにより製造され、たとえば両面非球面シリ
ンドリカルレンズとされる。
レーザーアレイの各半導体レーザーからの出力光をコリ
メートするためのレンズが半導体レーザーアレイの大き
さに対応した基板の両面に成形された単一レンズであ
り、型押し、エッチング、光造形、イオン注入、リソグ
ラフィーなどにより製造され、たとえば両面非球面シリ
ンドリカルレンズとされる。
【００１７】そして、このマイクロレンズアレイ（１
０）によりコリメートされたコリメートレーザー光は、
集光レンズ（１２）に照射されて、一点に集光される。
このようにして、この発明の半導体レーザーアレイ装置
により、たとえば１〜１０ｃｍ2 程度の小型な半導体レ
ーザーアレイ（９）によって連続１００Ｗ〜１ｋＷもの
レーザー光を発生させて、そのハイパワーレーザー光を
一点に高い輝度で効率良く集光させることができ、よっ
て、半導体レーザーアレイをパワーレーザーとして使う
ことができるようになる。
０）によりコリメートされたコリメートレーザー光は、
集光レンズ（１２）に照射されて、一点に集光される。
このようにして、この発明の半導体レーザーアレイ装置
により、たとえば１〜１０ｃｍ2 程度の小型な半導体レ
ーザーアレイ（９）によって連続１００Ｗ〜１ｋＷもの
レーザー光を発生させて、そのハイパワーレーザー光を
一点に高い輝度で効率良く集光させることができ、よっ
て、半導体レーザーアレイをパワーレーザーとして使う
ことができるようになる。
【００１８】したがって、図１に例示したような電気−
光変換効率が１０％程度である従来の半導体レーザーア
レイにより励起された固体レーザーよりも約１桁小さい
装置で、同一程度のレーザー加工を行うことができるよ
うになり、たとえば加工用ロボットアームなどに直付け
するなど、様々な産業分野に応用させることができるよ
うになる。また、図２に例示したように、たとえば直径
６００μｍ程度のマルチモード光ファイバー（１３）に
入射させて、数％以内の低い損失の伝送を行うことがで
き、また、レンズ系でさらに転送させて加工対象物の上
に集光させることによりハイパワー半導体レーザー光に
よる穴開け、切断、マーキングや、加熱加工等を実現さ
せることができる。
光変換効率が１０％程度である従来の半導体レーザーア
レイにより励起された固体レーザーよりも約１桁小さい
装置で、同一程度のレーザー加工を行うことができるよ
うになり、たとえば加工用ロボットアームなどに直付け
するなど、様々な産業分野に応用させることができるよ
うになる。また、図２に例示したように、たとえば直径
６００μｍ程度のマルチモード光ファイバー（１３）に
入射させて、数％以内の低い損失の伝送を行うことがで
き、また、レンズ系でさらに転送させて加工対象物の上
に集光させることによりハイパワー半導体レーザー光に
よる穴開け、切断、マーキングや、加熱加工等を実現さ
せることができる。
【００１９】図４は、この発明の半導体レーザー装置の
別の一実施例を例示したものである。この図４に例示し
たこの発明の半導体レーザー装置では、縦３×横３個の
高出力半導体レーザー（１４）により構成された３ｃｍ
×３ｃｍの半導体レーザーアレイ（９）のレーザー光出
力側に、マイクロレンズアレイ（１０）のみが設けられ
ている。もちろん、半導体レーザーアレイ（９）を構成
する各半導体レーザー（１４）の活性層は、出力レーザ
ー光を集光するために必要な幅、たとえば５〜２０ミク
ロンの幅を有している。
別の一実施例を例示したものである。この図４に例示し
たこの発明の半導体レーザー装置では、縦３×横３個の
高出力半導体レーザー（１４）により構成された３ｃｍ
×３ｃｍの半導体レーザーアレイ（９）のレーザー光出
力側に、マイクロレンズアレイ（１０）のみが設けられ
ている。もちろん、半導体レーザーアレイ（９）を構成
する各半導体レーザー（１４）の活性層は、出力レーザ
ー光を集光するために必要な幅、たとえば５〜２０ミク
ロンの幅を有している。
【００２０】この図４の装置におけるマイクロレンズア
レイ（１０）としては、たとえばレーザーアブレーショ
ンにより精密に生成された、各半導体レーザーからの出
力レーザー光をその波面収差をも含めて補正して集光す
ることのできる、一枚の基板の両面に複数のレンズが成
形されて成る単一レンズが備えられている。このような
単一のマイクロレンズアレイ（１０）により、高出力且
つ高輝度のレーザー光を一点に集光させることができ、
たとえば直径約６００μｍ程度のマルチモード光ファイ
バー（１３）に入射させることができるようになる。
レイ（１０）としては、たとえばレーザーアブレーショ
ンにより精密に生成された、各半導体レーザーからの出
力レーザー光をその波面収差をも含めて補正して集光す
ることのできる、一枚の基板の両面に複数のレンズが成
形されて成る単一レンズが備えられている。このような
単一のマイクロレンズアレイ（１０）により、高出力且
つ高輝度のレーザー光を一点に集光させることができ、
たとえば直径約６００μｍ程度のマルチモード光ファイ
バー（１３）に入射させることができるようになる。
【００２１】また、この発明における半導体レーザーア
レイ（９）は、たとえば１ｃｍ2 の面積で平均１００Ｗ
程度の出力を得ることができるために、１本のマルチモ
ード光ファイバーで約１ｋＷのレーザー光を伝送させる
ことができるので、図５に例示したように、マルチモー
ド光ファイバー（１３）を複数本、たとえば１０本束
ね、各マルチモード光ファイバー（１３）の出力側にそ
れぞれコリメーターレンズ（１１）を設けて、これら各
コリメーターレンズ（１１）により、伝送されてきた高
出力半導体レーザー光をコリメートさせ、次いで単一の
集光レンズ（１５）によりコリメートレーザー光を、加
工対象物（８）の一点に集光させることができ、１０ｋ
Ｗのハイパワーレーザー光によるレーザー加工を実現さ
せることができる。
レイ（９）は、たとえば１ｃｍ2 の面積で平均１００Ｗ
程度の出力を得ることができるために、１本のマルチモ
ード光ファイバーで約１ｋＷのレーザー光を伝送させる
ことができるので、図５に例示したように、マルチモー
ド光ファイバー（１３）を複数本、たとえば１０本束
ね、各マルチモード光ファイバー（１３）の出力側にそ
れぞれコリメーターレンズ（１１）を設けて、これら各
コリメーターレンズ（１１）により、伝送されてきた高
出力半導体レーザー光をコリメートさせ、次いで単一の
集光レンズ（１５）によりコリメートレーザー光を、加
工対象物（８）の一点に集光させることができ、１０ｋ
Ｗのハイパワーレーザー光によるレーザー加工を実現さ
せることができる。
【００２２】ところで、この発明の半導体レーザーアレ
イ装置において、マルチモード光ファイバーに半導体レ
ーザー光を結合させない場合では、開口数ＮＡの制限が
なくなるので、集光レンズとして、たとえば短い焦点距
離を有するレンズを備えることにより、半導体レーザー
光の焦点スポットのサイズをより小さくすることもでき
る。また、半導体レーザーアレイの各半導体レーザーの
横幅が５μｍ程度になると単一モード発振が可能となる
ので、ストライプの幅を５μｍ程度にして、半導体レー
ザーの数を従来の２０倍程度にするようにしても、高出
力・光輝度半導体レーザー光を発生させて、効率よく集
光させることができる。
イ装置において、マルチモード光ファイバーに半導体レ
ーザー光を結合させない場合では、開口数ＮＡの制限が
なくなるので、集光レンズとして、たとえば短い焦点距
離を有するレンズを備えることにより、半導体レーザー
光の焦点スポットのサイズをより小さくすることもでき
る。また、半導体レーザーアレイの各半導体レーザーの
横幅が５μｍ程度になると単一モード発振が可能となる
ので、ストライプの幅を５μｍ程度にして、半導体レー
ザーの数を従来の２０倍程度にするようにしても、高出
力・光輝度半導体レーザー光を発生させて、効率よく集
光させることができる。
【００２３】さらにまた、この発明の半導体レーザーア
レイ装置によって、高出力加工用固体レーザーやレーザ
ー核融合用固体レーザーなどを励起させることもでき
る。もちろん、この発明は以上の例に限定されるもので
はなく、細部については様々な態様が可能であることは
言うまでもない。
レイ装置によって、高出力加工用固体レーザーやレーザ
ー核融合用固体レーザーなどを励起させることもでき
る。もちろん、この発明は以上の例に限定されるもので
はなく、細部については様々な態様が可能であることは
言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、高出力且つ高輝度の半導体レーザー光を発生させ
ることができ、そのハイパワー半導体レーザー光を効率
よく集光させることのできる、高光−電気変換効率で、
且つ小型な、新しい半導体レーザーアレイ装置が提供さ
れ、この半導体レーザーアレイ装置により、半導体レー
ザーアレイをパワーレーザーとして使うことが実現され
る。
って、高出力且つ高輝度の半導体レーザー光を発生させ
ることができ、そのハイパワー半導体レーザー光を効率
よく集光させることのできる、高光−電気変換効率で、
且つ小型な、新しい半導体レーザーアレイ装置が提供さ
れ、この半導体レーザーアレイ装置により、半導体レー
ザーアレイをパワーレーザーとして使うことが実現され
る。
【図１】従来のマルチモード光ファイバーを介したレー
ザー加工を例示した概念図である。
ザー加工を例示した概念図である。
【図２】この発明の一実施例である半導体レーザーアレ
イ装置を例示した要部斜視図である。
イ装置を例示した要部斜視図である。
【図３】半導体レーザーによる出力レーザー光を例示し
た概念図である。
た概念図である。
【図４】この発明の半導体レーザーアレイ装置の別の一
実施例を例示した要部斜視図である。
実施例を例示した要部斜視図である。
【図５】この発明の半導体レーザーアレイ装置を用いた
ハイパワーレーザー加工の一例を例示した概念図であ
る。
ハイパワーレーザー加工の一例を例示した概念図であ
る。
１ 半導体レーザーアレイ ２ ＹＡＧロッド ３ 反射鏡 ４ 出力鏡 ５ レンズ ６ マルチモード光ファイバー ７ レンズ ８ 加工対象物 ９ 半導体レーザーアレイ ９１ 冷却水取込み部 ９２ 冷却水排出部 １０ マイクロレンズアレイ １１ コリメーターレンズ １２ 集光レンズ １３ マルチモード光ファイバー １４ 半導体レーザー １５ 集光レンズ
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の半導体レーザーにより構成された
半導体レーザーアレイと、この半導体レーザーアレイの
レーザー光出力側に設けられたマイクロレンズアレイ
と、このマイクロレンズアレイの出力側に設けられた集
光レンズとを備えた装置であって、半導体レーザーアレ
イの各半導体レーザーの活性層の幅が集光に必要な幅を
有しており、各半導体レーザーからの出力レーザー光が
マイクロレンズアレイによりコリメートされて集光レン
ズに照射され、この集光レンズによりコリメートレーザ
ー光が集光されることを特徴とする半導体レーザーアレ
イ装置。 - 【請求項２】 複数の半導体レーザーにより構成された
半導体レーザーアレイと、この半導体レーザーアレイの
レーザー光出力側に設けられたマイクロレンズアレイと
を備えた装置であって、半導体レーザーアレイの各半導
体レーザーの活性層の幅が集光に必要な幅を有してお
り、各半導体レーザーからの出力レーザー光がマイクロ
レンズアレイにより集光されることを特徴とする半導体
レーザーアレイ装置。 - 【請求項３】 マイクロレンズアレイが、半導体レーザ
ーアレイの大きさに対応した基板の両面に、半導体レー
ザーアレイの各半導体レーザーからの出力光をコリメー
トまたは集光するためのレンズが成形されてなることを
特徴とする請求項１または２の半導体レーザーアレイ装
置。 - 【請求項４】 半導体レーザーアレイの活性層の幅が約
５〜２０ミクロンであることを特徴とする請求項１ない
し３の半導体レーザーアレイ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16573797A JPH1117268A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 半導体レーザーアレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16573797A JPH1117268A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 半導体レーザーアレイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1117268A true JPH1117268A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15818130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16573797A Pending JPH1117268A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 半導体レーザーアレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1117268A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002202442A (ja) * | 2000-11-06 | 2002-07-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 合波レーザー光源および露光装置 |
| JP2004071694A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Nichia Chem Ind Ltd | 高出力半導体レーザ装置 |
| JP2008276242A (ja) * | 2001-03-13 | 2008-11-13 | Heidelberger Druckmas Ag | 版露光装置 |
| JP2011076092A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Limo Patentverwaltung Gmbh & Co Kg | レーザビームを形成するための装置 |
| WO2016129323A1 (ja) * | 2015-02-09 | 2016-08-18 | 三菱電機株式会社 | レーザモジュールおよびレーザ加工装置 |
| JP2018056598A (ja) * | 2018-01-11 | 2018-04-05 | 三菱電機株式会社 | レーザ合成光学装置 |
-
1997
- 1997-06-23 JP JP16573797A patent/JPH1117268A/ja active Pending
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| EP2309309B1 (de) * | 2009-10-01 | 2018-03-07 | LIMO Patentverwaltung GmbH & Co. KG | Vorrichtung zur Formung von Laserstrahlung |
| WO2016129323A1 (ja) * | 2015-02-09 | 2016-08-18 | 三菱電機株式会社 | レーザモジュールおよびレーザ加工装置 |
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