JP2020016826A - 多波長レーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】赤緑青のレーザダイオードの位置を擬似的にシフトさせ、小型化を図る多波長レーザ装置。【解決手段】互いに異なる波長を有し、レーザビームを出射する複数のレーザダイオード１ａ〜１ｃから出射された複数のレーザビームをバルク部分で屈折させてシフトさせ、界面部分で透過及び反射させて出射光軸に伝搬させる複合プリズム素子３ａ，３ｂを備え、複数のレーザビームが複合プリズム素子を通過した後の出射光軸の基準面からレーザダイオード１ａ，１ｂの第１発光点位置までの物理的距離が基準面からレーザダイオード１ｃの第２発光点位置までの物理的距離よりも長い場合に、複合プリズム素子の屈折率と厚みとを設定することにより、基準面から第１発光点位置までの見かけの距離と基準面から第２発光点位置までの見かけの距離とを同一にした。【選択図】図１

Description

本発明は、複数のレーザ光源からのレーザ光を光学素子で合波して、集光レンズで一点に集光させる多波長レーザ装置に関する。

光の３原色（赤Ｒ，緑Ｇ，青Ｂ）を出力できるレーザダイオードが知られている。Ｒ，Ｇ，Ｂの３つのレーザダイオードのビームをレンズやミラー等の光学素子を通し且つＲ，Ｇ，Ｂの３つのレーザダイオードを高速に変調しながら、ＭＥＭＳミラー(Micro-Electro-Mechanical Systems)等でレーザビームを走査させる。これにより、レーザプロジェクタとして画像を表示することができる。

横モードがシングルモードとみなすことができるレーザダイオードは、Ｍ２値が小さく、理想的なレーザ光源である。このレーザダイオードは、集光時に深い焦点深度が得られるため、フォーカスフリーの小型プロジェクタ用レーザ光源等に使用することができる。

特許文献１には、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つのレーザダイオードを用いたレーザ光源が記載されている。レーザダイオードは、半導体チップからなるが、通電時の熱を逃がすために、ＴＯ３８，ＴＯ５６等の小型のＣＡＮパッケージにパッケージングされている。集光レンズを用いて３つのレーザダイオードの集光点を一致させるときには、クロスキューブプリズム等を用いて３方向からのレーザビームを入射する方法が考えられる。これにより、小型な光学系を実現することができる。

特開２０１１−１７１５３５号公報

しかしながら、光学系は小型であるが、放熱器の寸法を合わせたレーザ装置としての寸法では、大型化してしまうという課題を有していた。また、レーザ装置が平面的に広がってしまうため、レーザ装置の光軸が中心付近となってしまう。即ち、レーザ装置の端部に、レーザビーム出射点を設けることが困難であった。

上記課題を解決するために、レーザダイオードが一面のみ、あるいは二面に分かれて配置され、放熱機構を含めたレーザ装置を小型化する場合を考える。例えば、１つの面に複数のレーザダイオードが配置されているとき、装置出射光軸上の一点から見た複数のレーザビームの発光点位置までの距離は同一距離とはならない。即ち、１つの面上の異なる位置に配置されたレーザビームの集光点は、他のレーザのビームの集光点位置と異なる。

一方、図９に示すように、距離が一番小さい青色レーザダイオードＢの前方に、レンズ１１を配置して、擬似的に発光点位置を移動させる方法もある。しかしながら、レンズ１１を挿入すると拡がり角（集光角）は、小さくなるが、レーザビームのビーム径Ｗとビーム拡がり角θとの積は、一定であるため、集光点でのビーム径Ｗは大きくなる。このため、レーザ装置をレーザプロジェクタとして使用するときには、解像度が低下する。従って、レーザダイオードの位置を物理的に遠ざけなければならず、レーザ装置が大型化してしまう。

本発明の課題は、赤緑青のレーザダイオードの位置を擬似的にシフトさせ、小型化を図ることができる多波長レーザ装置を提供する。

本発明に係る多波長レーザ装置の請求項１は、互いに異なる波長を有し、レーザビームを出射する複数のレーザダイオードと、前記複数のレーザダイオードから出射された複数のレーザビームをバルク部分で屈折させてシフトさせ、界面部分で透過及び反射させて出射光軸に伝搬させる１以上の複合プリズム素子とを備え、前記複数のレーザビームが前記１以上の複合プリズム素子を通過した後の前記出射光軸上の一点から前記複数のレーザダイオードの内の１以上のレーザダイオードの第１発光点位置までの物理的距離が前記一点から前記複数のレーザダイオードの内の前記１以上のレーザダイオードを除く残りのレーザダイオードの第２発光点位置までの物理的距離よりも長い場合に、前記１以上の複合プリズム素子の屈折率と厚みとを設定することにより、前記一点から前記第１発光点位置までの見かけの距離と前記一点から前記第２発光点位置までの見かけの距離とを同一にしたことを特徴とする。

請求項２の発明は、前記１以上の複合プリズム素子からの１以上のレーザビームを集光する集光レンズを備えることを特徴とする。

請求項３の発明では、前記複数のレーザダイオードは、第１レーザダイオードと第２レーザダイオードと第３レーザダイオードとからなり、前記１以上の複合プリズム素子は、第１誘電体多層膜が形成され、前記第１レーザダイオード及び前記第２レーザダイオードからのレーザビームを入射して前記第１誘電体多層膜で透過及び反射させる第１複合プリズム素子と、第２誘電体多層膜が形成され、前記第１複合プリズム素子からのレーザビームと前記第３レーザダイオードからのレーザビームとを入射して前記第２誘電体多層膜で透過及び反射させる第２複合プリズム素子とを備えることを特徴とする。

請求項４の発明では、前記１以上の複合プリズム素子は、１つの複合プリズム素子からなり、前記１つの複合プリズム素子は、第１誘電体多層膜及び第２誘電体多層膜が形成され、前記第１誘電体多層膜は、前記１以上のレーザダイオードより入射した１以上のレーザビームを透過及び反射し、前記第２誘電体多層膜は、前記１以上のレーザビームと前記残りのレーザダイオードより入射したレーザビームを透過及び反射することを特徴とする。

請求項５の発明では、前記第１複合プリズム素子は、前記バルク部分が第１屈折率を有し、前記第２複合プリズム素子は、前記バルク部分が前記第１屈折率よりも値が小さい第２屈折率を有することを特徴とする。

請求項６の発明では、前記１つの複合プリズム素子は、前記第１誘電体多層膜を含む第１バルク部分と、前記第２誘電体多層膜を含む第２バルク部分とからなり、前記第１バルク部分は、第１屈折率を有し、前記第２バルク部分が前記第１屈折率よりも値が小さい第２屈折率を有することを特徴とする。

請求項７の発明では、前記１以上の複合プリズム素子に入射されたレーザビームの一部を前記第２誘電体多層膜を通して受光する受光素子を備えることを特徴とする。

本発明によれば、１以上の複合プリズム素子の屈折率と厚みとを設定することにより、一点から第１発光点位置までの見かけの距離と一点から第２発光点位置までの見かけの距離とを同一にした。

即ち、１以上の複合プリズム素子の屈折率により、後ろよりに位置するレーザダイオードの発光点位置を擬似的に前よりの発光点位置にシフトさせて、一点から発光点位置までの見かけの距離を短くさせることで、一点から第１発光点位置までの見かけの距離と一点から第２発光点位置までの見かけの距離とを同一にすることができる。従って、レーザ装置の小型化を図ることができる。

本発明の実施例１の多波長レーザ装置の構成図である。 実施例１の多波長レーザ装置の複合プリズム素子内をレーザビームが伝搬したときの見かけの発光点位置が光軸の方向にシフトする様子を説明するための図である。 実施例２の多波長レーザ装置の構成図である。 複数の屈折媒質が存在する時の見かけ上の距離を示す図である。 実施例３の多波長レーザ装置の構成図である。 実施例４の多波長レーザ装置の構成図である。 実施例５の多波長レーザ装置の構成図である。 実施例６の多波長レーザ装置の構成図である。 青色レーザダイオードの前方にレンズを用いて擬似的に焦点距離を移動させる構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態に係る多波長レーザ装置を図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１の多波長レーザ装置の構成図である。実施例１の多波長レーザ装置は、ＲＧＢレーザモジュールに適用したものである。実施例の多波長レーザ装置は、赤色レーザダイオード１ａと緑色レーザダイオード１ｂと青色レーザダイオード１ｃと、アパーチャ２ａ〜２ｃ、複合プリズム素子３ａ，３ｂ、集光レンズ４を備えている。

各レーザダイオード（ＬＤ）１ａ〜１ｃは、互いに異なる波長を有し、レーザ光を出射する。赤色レーザダイオード１ａは、光軸上に配置され、緑色レーザダイオード１ｂと青色レーザダイオード１ｃは、光軸に直交する位置に互いに離間して配置されている。レーザダイオードの種類には、ファブリペロー型レーザダイオードや、垂直共振器面発光型レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）等がある。

アパーチャ２ａ〜２ｃは、レーザビームの周辺光を除去するために配置されている。アパーチャ２ａは、赤色レーザダイオード１ａに対向して配置され開口部を有し、赤色レーザダイオード１ａから出射されたレーザビームを開口部により所定幅のレーザビームに制限する。

アパーチャ２ｂは、緑色レーザダイオード１ｂに対向して配置され開口部を有し、緑色レーザダイオード１ｂから出射されたレーザビームを開口部により所定幅のレーザビームに制限する。

アパーチャ２ｃは、青色レーザダイオード１ｃに対向して配置され開口部を有し、青色レーザダイオード１ｃから出射されたレーザビームを開口部により所定幅のレーザビームに制限する。

複合プリズム素子３ａ（３ｂ）は、キューブ型ビームスプリッタからなり、２つの直角プリズムで構成され、２つの直角プリズムの斜面Ｓ１，Ｓ２（界面部分）には誘電体多層膜５ａ（５ｂ）が施され、直角プリズムの斜面同士を接着して構成されている。

なお、複合プリズム素子３ａ（３ｂ）は、直角プリズムの斜面同士を接着する代わりに、オプティカルコンタクトにより２つの直角プリズムを一体化してもよい。

複合プリズム素子３ａは、本発明の第１複合プリズム素子に対応し、立方体（バルク部分）からなり、立方体の一面Ｓａ（入射面）がアパーチャ２ａの長手部と平行に配置され、一面Ｓａに直交する他の一面Ｓｂ（入射面）がアパーチャ２ｂの長手部と平行に配置され、一面Ｓａにレーザダイオード１ａからのレーザビームが入射され、他の一面Ｓｂにレーザダイオード１ｂからのレーザビームが入射される。複合プリズム素子３ａは、バルク部分でレーザダイオード１ａからのレーザビームとレーザダイオード１ｂからのレーザビームとを屈折させてそれぞれの見かけの発光点位置をシフトさせる。

複合プリズム素子３ａの誘電体多層膜５ａは、レーザダイオード１ａからのレーザビームを出射光軸に透過させ、レーザダイオード１ｂからのレーザビームを反射させて出射光軸に伝搬させる。

複合プリズム素子３ｂは、本発明の第２複合プリズム素子に対応し、立方体（バルク部分）からなり、立方体の一面Ｓｃ（入射面）がアパーチャ２ａの長手部と平行に配置され、一面Ｓｃに直交する他の一面Ｓｄ（入射面）がアパーチャ２ｃの長手部と平行に配置され、一面Ｓｃにレーザダイオード１ａ，１ｂからのレーザビームが入射され、他の一面Ｓｄにレーザダイオード１ｃからのレーザビームが入射される。複合プリズム素子３ｂは、バルク部分でレーザダイオード１ａ，１ｂからのレーザビームとレーザダイオード１ｃからのレーザビームとを屈折させてそれぞれの見かけの発光点位置をシフトさせる。

複合プリズム素子３ｂの誘電体多層膜５ｂは、レーザダイオード１ａ，１ｂからのレーザビームを出射光軸に透過させ、レーザダイオード１からのレーザビームを反射させて出射光軸に伝搬させる。集光レンズ４は、複合プリズム素子３ｂからのレーザダイオード１ａ，１ｂ，１ｃからの合成ビームを同一のスポットに集光する。

複合プリズム素子３ａ（３ｂ）の直角プリズムは、空気の屈折率ｎ１（ｎ１＝１）よりも大きい屈折率ｎ２を有し、例えば、屈折率（ｎ＝１．５２）が一様なガラス材料ＢＫ７からなる。

屈折率が空気（屈折率ｎ１）よりも大きい屈折率ｎ２を有する複合プリズム素子３ａ，３ｂ内をレーザビームが伝搬すると、図２に示すように、レーザダイオードの１ａ〜１ｃの見かけの発光点位置が光軸の＋Ｚ方向にシフトする。このシフト量ΔＺは、以下の式で表される。
ΔＺ＝Ｔ｛１−（ｎ１／ｎ２）｝
ここで、Ｔは、複合プリズム素子３ａ，３ｂのビーム進行方向の厚みである。シフト量ΔＺは、上式から、複合プリズム素子３ａ，３ｂのビーム進行方向の厚みＴと複合プリズム素子３ａ，３ｂの屈折率ｎ２と空気の屈折率ｎ１から算出することができる。

図１に示すレーザ装置において、レーザダイオード１ａ〜１ｃからの３つのレーザビームが複合プリズム素子３ａ，３ｂを通過した後の出射光軸上の基準面（本発明の一点に対応）からレーザダイオード１ａ〜１ｃの内のレーザダイオード１ａ，１ｂの発光点位置までの物理的距離Ｚ１が基準面からレーザダイオード１ｃの発光点位置までの物理的距離Ｚ２よりも長い。

この場合に、複合プリズム素子３ａ，３ｂの屈折率ｎ２と厚みＴとを設定することにより、基準面からレーザダイオード１ａ，１ｂの発光点位置までの見かけの距離と基準面からレーザダイオード１ｃの発光点位置までの見かけの距離とを同一にしている。

この例では、レーザダイオード１ａ，１ｂについては、レーザダイオード１ａ，１ｂからのレーザビームは、複合プリズム素子３ａと複合プリズム素子３ｂとを透過するので、複合プリズム素子３ａの屈折率ｎ２と複合プリズム素子３ｂの屈折率ｎ２により、基準面に対して後ろよりに位置するレーザダイオード１ａ，１ｂの発光点位置を擬似的に前よりの発光点位置にシフトさせて、基準面から発光点位置までの見かけの距離を複合プリズム素子３ａ，３ｂの挿入分だけ短くさせることができる。このシフト量をΔＺ１とすると、見かけの距離は、Ｚ１−ΔＺ１である。

次に、レーザダイオード１ｃについては、レーザダイオード１ｃからのレーザビームは、複合プリズム素子３ｂのみを透過するので、複合プリズム素子３ｂの屈折率ｎ２により、基準面に対して後ろよりに位置するレーザダイオード１ａ，１ｂの発光点位置を擬似的に前よりの発光点位置にシフトさせて、基準面から発光点位置までの見かけの距離を複合プリズム素子３ｂの挿入分だけ短くさせることができる。このシフト量をΔＺ２（ΔＺ２＜ΔＺ１）とすると、見かけの距離は、Ｚ２−ΔＺ２である。

ここで、（Ｚ１−ΔＺ１）＞（Ｚ２−ΔＺ２）であるので、（Ｚ１−ΔＺ１）＝（Ｚ２−ΔＺ２）とするために、レーザダイオード１ｂから複合プリズム素子３ａの面Ｓｂまでの距離よりもレーザダイオード１ｃから複合プリズム素子３ｂの面Ｓｄまでの距離を大きくしている。即ち、レーザダイオード１ｃとアパーチャ２ｃとを複合プリズム素子３ｂからより遠ざけている。

このように実施例１のレーザ装置によれば、複合プリズム素子３ａ，３ｂの屈折率ｎ２と厚みＴとを設定することにより、基準面からレーザダイオード１ａ，１ｂの発光点位置までの見かけの距離と基準面からレーザダイオード１ｃの発光点位置までの見かけの距離とを同一にした。

即ち、複合プリズム素子３ａ，３ｂの屈折率ｎ２により、後ろよりに位置するレーザダイオードの発光点位置を擬似的に前よりの発光点位置にシフトさせて、基準面から発光点位置までの見かけの距離を短くさせることで、基準面からレーザダイオード１ａ，１ｂの発光点位置までの見かけの距離と基準面からレーザダイオード１ｃの発光点位置までの見かけの距離とを同一にすることができる。従って、レーザ装置の小型化を図ることができる。

（実施例２）
図３は、実施例２の多波長レーザ装置の構成図で、同一の屈折率ｎ２を有する１つの複合プリズム素子３を用いた例を示す図である。図１に示す実施例１では、複合プリズム素子３ａと複合プリズム素子３ｂとの間に空気が存在したが、図３に示す実施例２では、空気をなくすために複合プリズム素子３を長くしている。

複合プリズム素子３は、バルク部分が屈折率ｎ２を有し、誘電体多層膜５ａが形成され、１以上のレーザビームを入射して誘電体多層膜５ａで透過及び反射させ、誘電体多層膜５ｂが形成され、１以上のレーザビームとレーザダイオード１ｃからのレーザビームとを入射して誘電体多層膜５ｂで透過及び反射させる。

このように複合プリズム素子３を一体化することで、複合プリズム素子の位置決め工程を簡略化することができる。

（実施例３）
図４は、複数の屈折媒質が存在する時の見かけ上の距離を示す図である。図５は、実施例３の多波長レーザ装置の構成図で、互いに異なる屈折率を有する２つの複合プリズム素子３ｃ，３ｄを用いた例を示す図である。実施例３は、実施例１の構成に対して、以下の構成が異なる。複合プリズム素子３ｃは、レーザダイオード１ａからのレーザビームとレーザダイオード１ｂからのレーザビームとを透過及び反射して伝播させる。複合プリズム素子３ｃの屈折率は、ｎ３である。例えば、屈折率は、一様なガラス材料ＳＦ１１であり、１．８である。

複合プリズム素子３ｄは、レーザダイオード１ａ，１ｂからのレーザビームとレーザダイオード１ｃからのレーザビームとを透過及び反射して伝播させる。複合プリズム素子３ｄの屈折率は、ｎ３よりも小さい値を持つｎ２である。複合プリズム素子３ｄは、屈折率（ｎ＝１．５２）が一様なガラス材料ＢＫ７からなる。

図４に示すように、ｎ３＞ｎ２のとき、屈折率ｎ２の媒質の単位長さあたりのシフト量ΔＺ２´よりも屈折率ｎ３の媒質の単位長さあたりのシフト量ΔＺ３´の方が大きくなる。このため、基準面からレーザダイオード１ａ，１ｂの発光点位置までの見かけの距離は、Ｚ１−ΔＺ３−ΔＺ２となる。基準面からレーザダイオード１ｃの発光点位置までの見かけの距離は、Ｚ２−ΔＺ２となる。

基準面からレーザダイオード１ａ，１ｂの発光点位置までの見かけの距離と、基準面からレーザダイオード１ｃの発光点位置までの見かけの距離とを同一にするためには、以下の式を満たす必要がある。
（Ｚ１−ΔＺ３−ΔＺ２）＝（Ｚ２−ΔＺ２）
上式は、Ｚ１−Ｚ２＝ΔＺ３となる。

上式を満たすように、屈折率ｎ３と厚みＴを操作することによりシフト量ΔＺ３を設定すれば、基準面からレーザダイオード１ａ，１ｂの発光点位置までの見かけの距離と、基準面からレーザダイオード１ｃの発光点位置までの見かけの距離とを同一にすることができる。また、実施例３は、実施例１に対して、レーザダイオード１ｃから複合プリズム素子３ｄまでの距離を、レーザダイオード１ｂから複合プリズム素子３ｃまでの距離と略同一とすることができるので、さらに、レーザ装置のスペースが少なくて済み、さらに、レーザ装置の小型化を図ることができる。

（実施例４）
図６は、実施例４の多波長レーザ装置の構成図で、屈折率ｎ３の領域（第１バルク部分）と屈折率ｎ２の領域（第２バルク部分）とを有する１つの複合プリズム素子３ｅを用いた例を示す図である。図５に示す実施例３では、複合プリズム素子３ｃと複合プリズム素子３ｄとの間に空気が存在したが、図６に示す実施例４では、空気をなくすために複合プリズム素子３ｅを長くしている。

複合プリズム素子３ｅは、第１バルク部分に誘電体多層膜５ａが形成され、１以上のレーザダイオードからの１以上のレーザビームを入射して誘電体多層膜５ａで透過及び反射させ、第２バルク部分に誘電体多層膜５ｂが形成され、１以上のレーザビームと残りのレーザダイオードからのレーザビームとを入射して誘電体多層膜５ｂで透過及び反射させる。

また、屈折率変化面がビーム伝搬方向に対して斜めになっていると、非点収差が発生する。このため、屈折率変化面をＳ３のようにビーム伝搬方向に対して、垂直に配置している。屈折率変化面Ｓ３は、フレネル反射を抑制するためのコーティングが施されている。また、屈折率の異なる硝子材料を接着させるために、熱膨張係数の値が略同じである硝子材料を使用して、硝子材料の熱変形を防止している。

このように複合プリズム素子３ｅを一体化することで、複合プリズム素子３ｅの位置決め工程を簡略化することができる。

（実施例５）
図７は、実施例５の多波長レーザ装置の構成図である。図７は、図６に示す構成に対して、さらに、本発明の受光素子としてのフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２を設けたものである。

フォトダイオードＰＤ１は、複合プリズム素子３ｅの長手部に沿って且つアパーチャ２ｂ及び誘電体多層膜６ａに対向させて配置され、誘電体多層膜６ａで反射されるレーザダイオード１ａからのレーザビームと誘電体多層膜６ａで透過されるレーザダイオード１ｂからのレーザビームを受光する。

フォトダイオードＰＤ２は、複合プリズム素子３ｅの長手部に沿って且つアパーチャ２ｃ及び誘電体多層膜６ｂに対向させて配置され、誘電体多層膜６ｂで反射される誘電体多層膜６ａからのレーザビームと誘電体多層膜６ｂで透過されるレーザダイオード１ｃからのレーザビームとを受光する。

フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２は、受光されたレーザダイオード１ａ〜１ｃからのレーザビームの出力を図示しない定出力制御部に出力する。定出力制御部は、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の受光出力に基づき受光出力を一定出力になるように制御する（ＡＰＣ制御）。

レーザダイオード１ａ〜１ｃは、動作温度により閾値電流が変動してしまうので、光出力を変動させてしまうが、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２と定出力制御部とにより光出力を安定化させることができる。

（実施例６）
図８は、実施例６の多波長レーザ装置の構成図である。図８では、図６に示す複合プリズム素子５ｅをさらに延長した複合プリズム素子５ｆを用い、複合プリズム素子５ｆの延長した領域で斜面に誘電体多層膜５ｃを配置している。誘電体多層膜５ｃに対向し且つレーザダイオード１ｂ，１ｃ側にフォトダイオードＰＤを配置している。

フォトダイオードＰＤは、誘電体多層膜５ｃを介してレーザダイオード１ａ〜１ｃからのレーザビームの一部を受光する。フォトダイオードＰＤは、受光されたレーザダイオード１ａ〜１ｃからのレーザビームの出力を図示しない定出力制御部に出力する。定出力制御部の処理は、前述した通りである。

このように実施例６の多波長レーザ装置によれば、実施例５の多波長レーザ装置の効果と同様な効果が得られる。

本発明の多波長レーザ装置は、小型レーザプロジェクタ、ファイバ結合型レーザダイオードモジュールに適用可能である。

１ａ 赤色レーザダイオード
１ｂ 緑色レーザダイオード
１ｃ 青色レーザダイオード
２ａ〜２ｃ アパーチャ
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 複合プリズム素子
３ｅ，３ｆ 複合プリズム素子
４ 集光レンズ
５，５ａ，５ｂ 誘電体多層膜
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 斜面（界面部分）
ｎ１，ｎ２，ｎ３ 屈折率
ＰＤ１，ＰＤ２ フォトダイオード

Claims (7)

1. 互いに異なる波長を有し、レーザビームを出射する複数のレーザダイオードと、
   前記複数のレーザダイオードから出射された複数のレーザビームをバルク部分で屈折させてシフトさせ、界面部分で透過及び反射させて出射光軸に伝搬させる１以上の複合プリズム素子とを備え、
   前記複数のレーザビームが前記１以上の複合プリズム素子を通過した後の前記出射光軸上の一点から前記複数のレーザダイオードの内の１以上のレーザダイオードの第１発光点位置までの物理的距離が前記一点から前記複数のレーザダイオードの内の前記１以上のレーザダイオードを除く残りのレーザダイオードの第２発光点位置までの物理的距離よりも長い場合に、前記１以上の複合プリズム素子の屈折率と厚みとを設定することにより、前記一点から前記第１発光点位置までの見かけの距離と前記一点から前記第２発光点位置までの見かけの距離とを同一にしたことを特徴とする多波長レーザ装置。
2. 前記１以上の複合プリズム素子からの１以上のレーザビームを集光する集光レンズを備えることを特徴とする請求項１記載の多波長レーザ装置。
3. 前記複数のレーザダイオードは、第１レーザダイオードと第２レーザダイオードと第３レーザダイオードとからなり、
   前記１以上の複合プリズム素子は、第１誘電体多層膜が形成され、前記第１レーザダイオード及び前記第２レーザダイオードからのレーザビームを入射して前記第１誘電体多層膜で透過及び反射させる第１複合プリズム素子と、
   第２誘電体多層膜が形成され、前記第１複合プリズム素子からのレーザビームと前記第３レーザダイオードからのレーザビームとを入射して前記第２誘電体多層膜で透過及び反射させる第２複合プリズム素子と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の多波長レーザ装置。
4. 前記１以上の複合プリズム素子は、１つの複合プリズム素子からなり、
   前記１つの複合プリズム素子は、第１誘電体多層膜及び第２誘電体多層膜が形成され、
   前記第１誘電体多層膜は、前記１以上のレーザダイオードより入射した１以上のレーザビームを透過及び反射し、
   前記第２誘電体多層膜は、前記１以上のレーザビームと前記残りのレーザダイオードより入射したレーザビームを透過及び反射することを特徴とする請求項１又は２記載の多波長レーザ装置。
5. 前記第１複合プリズム素子は、前記バルク部分が第１屈折率を有し、
   前記第２複合プリズム素子は、前記バルク部分が前記第１屈折率よりも値が小さい第２屈折率を有することを特徴とする請求項３記載の多波長レーザ装置。
6. 前記１つの複合プリズム素子は、前記第１誘電体多層膜を含む第１バルク部分と、前記第２誘電体多層膜を含む第２バルク部分とからなり、前記第１バルク部分は、第１屈折率を有し、前記第２バルク部分が前記第１屈折率よりも値が小さい第２屈折率を有することを特徴とする請求項４記載の多波長レーザ装置。
7. 前記１以上の複合プリズム素子に入射されたレーザビームの一部を前記第２誘電体多層膜を通して受光する受光素子を備えることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の多波長レーザ装置。

Images