JP2021019053A - Semiconductor laser module, light source unit, light source device, and fiber optic laser - Google Patents
Semiconductor laser module, light source unit, light source device, and fiber optic laser Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021019053A JP2021019053A JP2019132995A JP2019132995A JP2021019053A JP 2021019053 A JP2021019053 A JP 2021019053A JP 2019132995 A JP2019132995 A JP 2019132995A JP 2019132995 A JP2019132995 A JP 2019132995A JP 2021019053 A JP2021019053 A JP 2021019053A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- light source
- laser module
- sac
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 176
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 60
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 32
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100334476 Mus musculus Fbrs gene Proteins 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02255—Out-coupling of light using beam deflecting elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体レーザモジュール、光源ユニット、光源装置および光ファイバレーザに関するものである。 The present invention relates to a semiconductor laser module, a light source unit, a light source device, and an optical fiber laser.
従来、パッケージ筐体内に収容された半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子から出力されたレーザビームを光ファイバの光入射端面に結合させる集光光学系とを備えたレーザモジュールが知られている(たとえば特許文献1参照)。 Conventionally, a laser module including a semiconductor laser element housed in a package housing and a condensing optical system for coupling a laser beam output from the semiconductor laser element to an optical incident end face of an optical fiber is known (for example). See Patent Document 1).
このようなレーザモジュールでは、たとえばFACレンズやSACレンズを用いて、レーザビームの速軸方向および遅軸方向のビームをそれぞれコリメートしている。FACレンズ等のコリメートレンズは、パッケージ筐体の外部に配置されるため、焦点距離を短くできないほか、コリメートビーム幅が太くなるため、システムサイズが大きくなるという問題を有していた。 In such a laser module, for example, a FAC lens or a SAC lens is used to collimate the beams in the fast axis direction and the slow axis direction of the laser beam, respectively. Since the collimated lens such as the FAC lens is arranged outside the package housing, the focal length cannot be shortened, and the collimated beam width becomes wide, so that the system size becomes large.
パッケージ筐体内にコリメートレンズを内蔵することにより、コリメートビーム幅を狭くでき、システムの小型化が可能となる。しかしながら、コリメートレンズをパッケージ筐体内に固定する場合、固定剤がレーザビームの照射により劣化し、半導体レーザ素子の信頼性に悪影響を及ぼすおそれがある。 By incorporating the collimating lens in the package housing, the collimating beam width can be narrowed and the system can be miniaturized. However, when the collimating lens is fixed in the package housing, the fixing agent may be deteriorated by the irradiation of the laser beam, which may adversely affect the reliability of the semiconductor laser element.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、信頼性が高く、小型化可能な半導体レーザモジュール、光源ユニット、光源装置および光ファイバレーザを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a highly reliable and miniaturized semiconductor laser module, a light source unit, a light source device, and an optical fiber laser.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る半導体レーザモジュールは、マルチモードのレーザビームを出力する半導体レーザ素子と、前記レーザビームを鉛直方向にコリメートする放物面を有する反射体と、前記半導体レーザ素子を実装する実装面と、前記反射体がコリメートしたレーザビームを透過する窓部と、を有するパッケージ筐体と、を備え、前記パッケージ筐体の前記半導体レーザを実装する実装面は放熱面であって、前記窓部は前記実装面と対向する面に設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the semiconductor laser module according to the present invention has a semiconductor laser element that outputs a multimode laser beam and a radial surface that collimates the laser beam in the vertical direction. A package housing having a reflector, a mounting surface on which the semiconductor laser element is mounted, and a window portion through which the collimated laser beam is transmitted is provided, and the semiconductor laser of the package housing is mounted. The mounting surface to be mounted is a heat radiating surface, and the window portion is provided on a surface facing the mounting surface.
また、本発明に係る半導体レーザモジュールは、上記発明において、前記パッケージ筐体は気密封止されていることを特徴とする。 Further, the semiconductor laser module according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the package housing is hermetically sealed.
また、本発明に係る半導体レーザモジュールは、上記発明において、前記パッケージ筐体は、前記実装面と垂直な側面のうちの少なくとも一面が放熱面であることを特徴とする。 Further, in the above invention, the semiconductor laser module according to the present invention is characterized in that at least one of the side surfaces perpendicular to the mounting surface is a heat radiating surface.
また、本発明に係る半導体レーザモジュールは、上記発明において、前記反射体は、前記実装面に実装されていることを特徴とする。 Further, the semiconductor laser module according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the reflector is mounted on the mounting surface.
また、本発明に係る半導体レーザモジュールは、上記発明において、前記反射体は、実装面がメタライズされているガラス材料からなり、半田によって前記パッケージ筐体の実装面に接合されていることを特徴とする。 Further, the semiconductor laser module according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the reflector is made of a glass material whose mounting surface is metallized, and is bonded to the mounting surface of the package housing by soldering. To do.
また、本発明に係る光源ユニットは、上記のいずれか一つに記載の半導体レーザモジュールと、前記半導体レーザモジュールから出力されるレーザビームを水平方向にコリメートするSAC素子と、前記半導体レーザモジュールおよび前記SACレンズにより、鉛直方向および水平方向にコリメートされたビームを集光する集光レンズと、前記集光レンズが集光したビームを光結合する光ファイバと、を備えることを特徴とする。 Further, the light source unit according to the present invention includes the semiconductor laser module according to any one of the above, a SAC element that collimates a laser beam output from the semiconductor laser module in the horizontal direction, the semiconductor laser module, and the above. The SAC lens is characterized by comprising a condensing lens that condenses beams collimated in the vertical and horizontal directions, and an optical fiber that photocouples the beams condensed by the condensing lens.
また、本発明に係る光源ユニットは、上記発明において、前記SAC素子は、レンズまたはミラーであることを特徴とする。 Further, the light source unit according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the SAC element is a lens or a mirror.
また、本発明に係る光源ユニットは、上記のいずれか一つに記載の複数の半導体レーザモジュールと、前記半導体レーザモジュールから出力されるレーザビームを、それぞれ反射する複数の第1の反射ミラーと、前記半導体レーザモジュールから出力されるレーザビームを、それぞれ水平方向にコリメートする複数のSACレンズと、前記半導体レーザモジュールおよび前記SACレンズにより、鉛直方向および水平方向にコリメートされたビームを、それぞれ反射する第2の反射ミラーと、前記第2の反射ミラーからのレーザビームを集光する集光レンズと、前記集光レンズが集光したビームを光結合する光ファイバと、前記半導体レーザモジュールを、半導体レーザ素子の実装面で実装する実装部材と、を備え、前記実装部材の前記半導体レーザモジュールの実装面は階段状をなし、1つの段部に1つの前記半導体レーザモジュールがそれぞれ配置され、1つの段部にそれぞれ配置された前記半導体レーザモジュールから出力されたレーザビームは、前記複数の第1の反射ミラー、前記複数のSACレンズ、および前記複数の第2の反射ミラーを介してそれぞれ反射またはコリメートされ、前記集光レンズは、前記複数の第2の反射ミラーでそれぞれ反射されたレーザビーム群を集光することを特徴とする。 Further, the light source unit according to the present invention includes a plurality of semiconductor laser modules according to any one of the above, a plurality of first reflection mirrors each reflecting a laser beam output from the semiconductor laser module, and a plurality of first reflection mirrors. A plurality of SAC lenses that collimate the laser beam output from the semiconductor laser module in the horizontal direction, and beams collimated in the vertical and horizontal directions by the semiconductor laser module and the SAC lens are reflected, respectively. A semiconductor laser is formed by combining the two reflection mirrors, a condensing lens that condenses the laser beam from the second reflection mirror, an optical fiber that photocouples the condensed beam of the condensing lens, and the semiconductor laser module. A mounting member to be mounted on the mounting surface of the element is provided, and the mounting surface of the semiconductor laser module of the mounting member has a stepped shape, and one semiconductor laser module is arranged in one step portion, and one step is provided. The laser beam output from the semiconductor laser module arranged in each unit is reflected or collimated through the plurality of first reflection mirrors, the plurality of SAC lenses, and the plurality of second reflection mirrors, respectively. The condensing lens is characterized in that it condenses a group of laser beams reflected by each of the plurality of second reflecting mirrors.
また、本発明に係る光源ユニットは、上記のいずれか一つに記載の複数の半導体レーザモジュールと、前記半導体レーザモジュールから出力されるレーザビームを、それぞれ反射する複数の第1の反射ミラーと、前記半導体レーザモジュールから出力されるレーザビームを、それぞれ鉛直方向にコリメートする複数のSACレンズと、前記半導体レーザモジュールおよび前記SACレンズにより、鉛直方向および水平方向にコリメートされたビームを、それぞれ反射する第2の反射ミラーと、前記第2の反射ミラーからのレーザビームを集光する集光レンズと、前記集光レンズが集光したビームを光結合する光ファイバと、前記半導体レーザモジュールを、半導体レーザ素子の実装面で実装する実装部材と、を備え、前記複数の半導体レーザモジュールは、前記実装部材の同一の平面に実装され、前記半導体レーザモジュールから出力されたレーザビームは、前記複数の第1の反射ミラー、前記複数のSACレンズ、および前記複数の第2の反射ミラーを介してそれぞれ反射またはコリメートされるように、前記第1の反射ミラー、前記SACレンズ、および前記第2の反射ミラーからなる1組の光学系は、それぞれ異なる高さに配置され、前記集光レンズは、異なる高さに配置された前記複数の第2の反射ミラーでそれぞれ反射されたレーザビーム群を集光することを特徴とする。 Further, the light source unit according to the present invention includes a plurality of semiconductor laser modules according to any one of the above, a plurality of first reflection mirrors each reflecting a laser beam output from the semiconductor laser module, and a plurality of first reflection mirrors. A plurality of SAC lenses that collimate the laser beam output from the semiconductor laser module in the vertical direction, and beams collimated in the vertical direction and the horizontal direction by the semiconductor laser module and the SAC lens are reflected, respectively. A semiconductor laser is formed by combining the two reflection mirrors, a condensing lens that condenses the laser beam from the second reflection mirror, an optical fiber that photocouples the condensed beam of the condensing lens, and the semiconductor laser module. The plurality of semiconductor laser modules are mounted on the same plane of the mounting member, and the laser beam output from the semiconductor laser module is the plurality of first units, including a mounting member mounted on the mounting surface of the element. From the first reflective mirror, the SAC lens, and the second reflective mirror so that they are reflected or collimated via the reflective mirror, the plurality of SAC lenses, and the plurality of second reflective mirrors, respectively. A set of optical systems is arranged at different heights, and the condenser lens collects a group of laser beams reflected by the plurality of second reflection mirrors arranged at different heights. It is characterized by.
また、本発明に係る光源ユニットは、上記発明において、前記SACレンズは、前記半導体レーザモジュールと前記第1の反射ミラーとの間にそれぞれ配置されていることを特徴とする。 Further, the light source unit according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the SAC lens is arranged between the semiconductor laser module and the first reflection mirror, respectively.
また、本発明に係る光源ユニットは、上記のいずれか一つに記載の複数の半導体レーザモジュールと、前記半導体レーザモジュールから出力されるレーザビームを、それぞれ水平方向にコリメートする複数のSACレンズと、前記半導体レーザモジュールおよび前記SACレンズにより、鉛直方向および水平方向にコリメートされたビームを、それぞれ反射する第2の反射ミラーと、前記第2の反射ミラーからのレーザビームを集光する集光レンズと、前記集光レンズが集光したビームを光結合する光ファイバと、前記半導体レーザモジュールを、半導体レーザ素子の実装面と垂直な側面で実装する実装部材と、を備え、前記実装部材の前記半導体レーザモジュールの実装面は階段状をなし、1つの段部に1組の前記半導体レーザモジュール、前記SACレンズ、および前記第2の反射ミラーが配置されるとともに、前記半導体レーザモジュールは、前記半導体レーザモジュールから出力されるレーザビームが前記段部と平行となるように配置され、前記集光レンズは、各段部に配置された複数の前記第2の反射ミラーで反射されたレーザビーム群を集光することを特徴とする。 Further, the light source unit according to the present invention includes a plurality of semiconductor laser modules according to any one of the above, and a plurality of SAC lenses that collimate the laser beam output from the semiconductor laser module in the horizontal direction. A second reflection mirror that reflects the beams collimated in the vertical and horizontal directions by the semiconductor laser module and the SAC lens, and a condenser lens that collects the laser beam from the second reflection mirror. The semiconductor of the mounting member includes an optical fiber that photocouples the beam focused by the condensing lens and a mounting member that mounts the semiconductor laser module on a side surface perpendicular to the mounting surface of the semiconductor laser element. The mounting surface of the laser module has a stepped shape, and a set of the semiconductor laser module, the SAC lens, and the second reflection mirror are arranged in one step portion, and the semiconductor laser module is the semiconductor laser. The laser beam output from the module is arranged so as to be parallel to the step portion, and the condenser lens collects a group of laser beams reflected by the plurality of second reflection mirrors arranged in each step portion. It is characterized by shining.
また、本発明に係る光源装置は、上記のいずれか一つに記載の光源ユニットを少なくとも1つ備えることを特徴とする。 Further, the light source device according to the present invention is characterized by including at least one light source unit according to any one of the above.
また、本発明に係る光ファイバレーザは、上記に記載の光源装置と、前記光源ユニットから出力されるレーザ光により光励起される光増幅ファイバと、を備えることを特徴とする。 Further, the optical fiber laser according to the present invention is characterized by including the light source device described above and an optical amplification fiber photoexcited by a laser beam output from the light source unit.
本発明によれば、小型化可能であって、信頼性の高い半導体レーザモジュール、光源ユニット、光源装置および光ファイバレーザを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a semiconductor laser module, a light source unit, a light source device, and an optical fiber laser that can be miniaturized and have high reliability.
以下に、図面を参照して本発明に係る半導体レーザモジュール、光学ユニット、光源装置および光ファイバレーザの実施の形態を説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 Hereinafter, embodiments of the semiconductor laser module, optical unit, light source device, and optical fiber laser according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. Further, in the description of the drawings, the same or corresponding elements are appropriately designated by the same reference numerals. In addition, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the dimensions of each element, the ratio of each element, and the like may differ from the reality. Even between drawings, there may be parts where the relationship and ratio of dimensions are different from each other.
(実施の形態1)
まず、本発明の実施の形態に係る半導体レーザモジュールの構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る半導体レーザモジュールの模式的な一部切欠図である。半導体レーザモジュール10は、マルチモードのレーザビームを出力する半導体レーザ素子11と、レーザビームを鉛直方向にコリメートする放物面13aを有する反射体13と、半導体レーザ素子11を収容するパッケージ筐体15と、を備えている。
(Embodiment 1)
First, the configuration of the semiconductor laser module according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic partial cutaway drawing of the semiconductor laser module according to the embodiment of the present invention. The
半導体レーザ素子11は、マルチモードレーザであり、サブマウント12上に実装されている。半導体レーザ素子11は、紙面の右側である反射体13の方向にレーザビームを出力する。半導体レーザ素子11は、出力されるレーザ光の光強度が、1W以上、さらには、10W以上の高出力な半導体レーザ素子である。本実施の形態において、半導体レーザ素子11の出力するレーザ光の光強度は、たとえば11Wである。また、半導体レーザ素子11は、たとえば、900nm〜1000nmの波長のレーザ光を出力する。
The
反射体13は、ガラス材料からなり、実装面13bがメタライズされている。反射体13は、半導体レーザ素子11の出力光を鉛直方向に略平行光とする位置に配置される。反射体13は、実装面13bがパッケージ筐体15の実装面である底面部15aに半田14を介して接合されている。反射体13は、ガラス材料以外にアルミニウム等の金属材料から形成されていてもよく、放物面13aは、保護膜つき、または保護膜なしの、アルミニウムコーティング、銀コーティングまたは金コーティングが形成されている。また、実装面13bにメタライズを施すことなく接着剤等で底面部15aに接合することもできるが、固定材である接着剤等の劣化の観点から、実装面13bをメタライズして、半田14で接合することが好ましい。
The
パッケージ筐体15は、略直方体状の形状をなし、実装面である底面部15aと、底面部15aと垂直な側面部15b、15c、15d、15e(15eは、図1では切り欠かれており図示していない。図4参照)と、上面部15fと、を有している。パッケージ筐体15は、底面部15aと側面部15b、15c、15d、15eとからなる箱部に、上面部15fを気密封止した状態で取り付けられている。サブマウント12を介して半導体レーザ素子11が実装されている底面部15aは放熱面である。サブマウント12および底面部15aは、熱伝導性のよい材料からなることが好ましく、各種金属からなる金属部材や、窒化アルミニウム、酸化ベリリウム等の熱伝導性の高いセラミックスであってよい。また、底面部15aと対向する面である上面部15fには、レーザビームを透過する窓部16が設けられている。
The
半導体レーザモジュール10では、半導体レーザ素子11がレーザビームを反射体13の方向に出力すると、反射体13は、このレーザビームをパッケージ筐体15の底面部15aに対して鉛直方向にコリメートして、窓部16が設けられている上面部15f方向に反射する。半導体レーザモジュール10では、反射体13をパッケージ筐体15内に設けているため、反射体13によりコリメートされ、反射されるビーム幅を細くでき、システムを小型化することが可能となる。また、反射体13は、パッケージ筐体15の底面部15aに接合されるとともに、放物面13aには金属コーティングが施されているため、半導体レーザ素子11から照射されるビームが、反射体13の実装面に照射されることがなく、固定材の劣化を防止でき、固定材の劣化による半導体レーザ素子11の信頼性に悪影響を及ぼすことがない。
In the
次に、半導体レーザモジュール10を使用する光学ユニットについて説明する。図2は、図1の半導体レーザモジュールを使用した光源ユニットの模式的な平面図である。図3は、図2に示す光源ユニットの側面を表す模式的な一部切欠図である。図4は、図2に示す光源ユニットにおける半導体レーザモジュールと光学系の配置を示す図である。
Next, an optical unit using the
光源ユニット100は、6つの半導体レーザモジュール10−1〜10−6と、半導体レーザモジュール10−1〜10−6から出力されるレーザビームを、それぞれ反射する6つの第1の反射ミラー20−1〜20−6と、半導体レーザモジュール10−1〜10−6から出力されるレーザビームを、それぞれ水平方向にコリメートする6つのSACレンズ30−1〜30−6と、半導体レーザモジュール10−1〜10−6およびSACレンズ30−1〜30−6により、鉛直方向および水平方向にコリメートされたビームを、それぞれ反射する第2の反射ミラー40−1〜40−6と、第2の反射ミラー40−1〜40−6からのレーザビームを集光する集光レンズ60、62と、光フィルタ61と、集光レンズ60、62が集光したビームを光結合する光ファイバ66と、半導体レーザモジュール10−1〜10−6を、半導体レーザ素子11の実装面である底面部15aで実装する実装部材52と、を備える。
The
半導体レーザモジュール10−1〜10−6、第1の反射ミラー20−1〜20−6、SACレンズ30−1〜30−6、第2の反射ミラー40−1〜40−6、集光レンズ60、62は、筐体51内に収容されている。筐体51は、図3に示すように蓋51aを備えるが、図2においては、パッケージ51aの蓋は、図示を省略している。また、光源ユニット100は、半導体レーザモジュール10−1〜10−6に電流を注入するリードピン53を備える。
Semiconductor laser module 10-1 to 10-6, first reflection mirror 20-1 to 20-6, SAC lens 30-1 to 30-6, second reflection mirror 40-1 to 40-6,
図3に示すように、実装部材52の実装面は階段状をなし、1つの段部に1つの半導体レーザモジュール10−1(または10−2、・・・・、10−6)がそれぞれ配置されている。半導体レーザモジュール10−1〜10−6は、実装部材52によって、筐体51の内部に、段差をつけて配置されている。さらに、1組の第1の反射ミラー20−1(または20−2、・・・・、20−6)、SACレンズ30−1(または30−2、・・・・、30−6)、および第2の反射ミラー40−1(または40−2、・・・・、40−6)は、図4に示すように、半導体レーザモジュール10−1(または10−2、・・・・、10−6)から出力されたレーザビームを、反射または透過してコリメートしうるように、同じ高さ、かつ半導体レーザモジュール10−1(または10−2、・・・・、10−6)より上部に配置されている。半導体レーザモジュール10−1〜10−6、第1の反射ミラー20−1〜20−6、SACレンズ30−1〜30−6、第2の反射ミラー40−1〜40−6、集光レンズ60、62、光フィルタ61は、それぞれ筐体51の内部に固定されている。
As shown in FIG. 3, the mounting surface of the mounting
光ファイバ66のレーザビームを入射する側の一端は、筐体51の内部に収容されている。また、光ファイバ66の筐体51への挿入部には、ルースチューブ65が設けられ、ルースチューブ65の一部と挿入部を覆うように、筐体51の一部にブーツ64が外嵌されている。
One end of the
また、図3に示すように、光ファイバ66は、光学部品としてのガラスキャピラリ67に挿通されている。光ファイバ66は、被覆部66aを備えるが、光ファイバ66のガラスキャピラリ67に挿通される部分は、被覆部66aが除去されている。また、光ファイバ66は、入射側の一部にガラスキャピラリ67から突出した突出部66bを備える。ガラスキャピラリ67は、その外周を光吸収体68に覆われている。そして、光吸収体68は、筐体51に固定されている。
Further, as shown in FIG. 3, the
筐体51は、内部の温度上昇を抑制するため、熱伝導性のよい材料からなることが好ましく、各種金属からなる金属部材であってよい。また、筐体51は、図3に示すように、ガラスキャピラリ67が配置された領域において、底面が当該光源ユニット100を設置する面と離間していることが好ましい。これにより、筐体51をねじ等で固定する際、筐体51底面のそりの影響を低減することができる。
The
実装部材52は、上述したように、筐体51内に固定されており、半導体レーザモジュール10−1〜10−6の高さを調節し、半導体レーザモジュール10−1〜10−6が出力するレーザビームの光路が互いに干渉しないようにしている。なお、実装部材52は、筐体51と一体として構成されていてもよい。
As described above, the mounting
半導体レーザモジュール10−1〜10−6、第1の反射ミラー20−1〜20−6、SACレンズ30−1〜30−6、および第2の反射ミラー40−1〜40−6からなる光学系は、実施の形態に係る光源ユニット100のように複数であってもよいが、1つであってもよく、その数は特に限定されない。
Optics consisting of a semiconductor laser module 10-1 to 10-6, a first reflection mirror 20-1 to 20-6, a SAC lens 30-1 to 30-6, and a second reflection mirror 40-1 to 40-6. The number of systems may be plural as in the
リードピン35は、不図示のボンディングワイヤを介して半導体レーザモジュール10−1〜10−6に電力を供給する。供給する電力は、一定の電圧であってよいが、変調電圧であってもよい。 The lead pin 35 supplies electric power to the semiconductor laser modules 10-1 to 10-6 via a bonding wire (not shown). The power to be supplied may be a constant voltage, but may be a modulated voltage.
第1の反射ミラー20−1〜20−6は、各種の金属膜、または誘電体膜を備えるミラーであってよく、半導体レーザモジュール10−1〜10−6の出力するレーザ光の波長において、反射率が高いほど好ましい。また、第1の反射ミラー20−1〜20−6は、対応する半導体レーザモジュール10−1〜10−6のレーザビームを、SACレンズ30−1〜30−6に反射する。 The first reflection mirrors 20-1 to 20-6 may be mirrors provided with various metal films or dielectric films, and at the wavelength of the laser light output by the semiconductor laser module 10-1 to 10-6, The higher the reflectance, the more preferable. Further, the first reflection mirrors 20-1 to 20-6 reflect the laser beam of the corresponding semiconductor laser module 10-1 to 10-6 to the SAC lenses 30-1 to 30-6.
SACレンズ30−1〜30−6は、たとえば焦点距離が5mmのシリンドリカルレンズである。SACレンズ30−1〜30−6は、半導体レーザモジュール10−1〜10−6からの出力光を、それぞれ水平方向にコリメートする。SACレンズ30−1〜30−6は、半導体レーザモジュール10−1〜10−6からの出力光を略平行光とする位置に配置される。 The SAC lenses 30-1 to 30-6 are, for example, cylindrical lenses having a focal length of 5 mm. The SAC lenses 30-1 to 30-6 collimate the output light from the semiconductor laser modules 10-1 to 10-6 in the horizontal direction, respectively. The SAC lenses 30-1 to 30-6 are arranged at positions where the output light from the semiconductor laser modules 10-1 to 10-6 is substantially parallel light.
第2の反射ミラー40−1〜40−6は、各種の金属膜、または誘電体膜を備えるミラーであってよく、半導体レーザモジュール10−1〜10−6の出力するレーザ光の波長において、反射率が高いほど好ましい。また、第2の反射ミラー40−1〜40−6は、対応する1つの半導体レーザモジュール10−1〜10−6のレーザ光を光ファイバ66に好適に結合するように、反射方向を微調整することができる。
The second reflection mirrors 40-1 to 40-6 may be mirrors provided with various metal films or dielectric films, and at the wavelength of the laser light output by the semiconductor laser modules 10-1 to 10-6, The higher the reflectance, the more preferable. Further, the second reflection mirror 40-1 to 40-6 finely adjusts the reflection direction so that the laser light of one corresponding semiconductor laser module 10-1 to 10-6 is suitably coupled to the
集光レンズ60、62は、互いに曲率が直交したシリンドリカルレンズであり、半導体レーザモジュール10−1〜10−6が出力し、各段部に配置された複数の第2の反射ミラー40−1〜40−6で反射されたレーザ光を集光し、光ファイバ66に好適に結合する。集光レンズ60、62は、たとえば半導体レーザモジュール10−1〜10−6が出力したレーザ光の光ファイバ66への結合効率が85%以上となるように、光ファイバ66に対する位置が調整されている。
The
光フィルタ61は、たとえば波長1060nm〜1080nmの光を反射し、900nm〜1000nmの光を透過するローパスフィルタである。その結果、光フィルタ61は、半導体レーザモジュール10−1〜10−6が出力したレーザ光を透過するとともに、波長1060nm〜1080nmの光が半導体レーザモジュール10−1〜10−6に外部から照射されることを防止する。また、光フィルタ61は、光フィルタ61でわずかに反射された半導体レーザモジュール10−1〜10−6の出力レーザ光が半導体レーザモジュール10−1〜10−6に戻らないように、レーザ光の光軸に対して角度をつけて配置されている。
The
光ファイバ66は、たとえばコア径が105μm、クラッド系が125μmのマルチモード光ファイバであってよいが、シングルモード光ファイバであってもよい。光ファイバ112のNAは、たとえば0.15〜0.22であってよい。
The
光源ユニット100において、段差をつけて配置された各半導体レーザモジュール10−1〜10−6は、リードピン53から電力を供給されてレーザ光を出力する。出力された各レーザ光は、それぞれ各半導体レーザモジュール10−1〜10−6内の反射体13により鉛直方向にコリメートされ、窓部16を介して第1の反射ミラー20−1〜20−6に出力される。出力されたレーザ光は、第1の反射ミラー20−1〜20−6でそれぞれ90°折り曲げてSACレンズ30−1〜30−6の方向にそれぞれ反射され、SACレンズ30−1〜30−6でそれぞれ水平方向にコリメートされる。つぎに、各レーザ光は、第2の反射ミラー40−1〜40−6によって、光ファイバ66の方向に反射され、各レーザ光は、集光レンズ60および集光レンズ62によって集光されて光ファイバ66に結合される。光ファイバ66に結合したレーザ光は、光ファイバ66によって、光源ユニット100の外部に導波されて出力される。光源ユニット100は、実装部材52の階段状の段差部に配置された半導体レーザモジュール10−1〜10−6等の段差によって、レーザ光に不要な損失が生じることを防いでいる。なお、本実施の形態において、各半導体レーザモジュール10−1〜10−6の出力光の光強度が、それぞれ11Wであり、結合効率が85%であるとすると、光源ユニット100の出力光の光強度は、56Wとなる。
In the
光源ユニット100は、光源装置に使用することができる。図5は、図2の光源ユニットを使用する光源装置の概略図である。
The
光源装置110は、光源ユニット100を複数有し、光結合部としてのコンバイナ90を備える。光源装置110は、光源ユニット100を励起光源として用いている。光源装置110に含まれる複数の光源ユニット100において、光ファイバ66によりコンバイナ90に伝搬される。光ファイバ66の出力端は、複数入力1出力のコンバイナ90の複数の入力ポートにそれぞれ結合されている。なお、光源装置110は、複数の光源ユニット100を有するものに限定されるものではなく、少なくとも1つの光源ユニット100を有していればよい。
The
また、光源ユニット100は、光ファイバレーザに使用することができる。図6は、図2の光源ユニットを使用する光ファイバレーザの概略図である。光ファイバレーザ200は、光源ユニット100を複数有し、励起光源として使用する光源装置110と、コンバイナ90と、希土類添加光ファイバ130と、出力側光ファイバ140と、を備える。希土類添加光ファイバ130の入力端及び出力端には、それぞれ高反射FBR(Fiber Bragg Grating)120、121が設けられている。
Further, the
コンバイナ90の出力端には、希土類添加光ファイバ130の入力端が接続され、希土類添加光ファイバ130の出力端には、出口側光ファイバ140の入力端が接続されている。なお、複数の光源ユニット100から出力されるレーザ光を希土類添加光ファイバ130に入射させる入射部は、コンバイナ90に換えて他の構成を使用してもよい。例えば、複数の光源ユニット100における出力部の光ファイバ66を並べて配置し、複数の光ファイバ66から出力されたレーザ光を、レンズを含む光学系等の入射部を用いて、希土類添加光ファイバ130の入力端に入射させるように構成してもよい。
The input end of the rare earth-added
上述した光源ユニット100、光源装置110および光ファイバレーザ200は、半導体レーザモジュール10を使用することにより、システムの小型化が可能となる。
The
なお、光源ユニット100は、第1の反射ミラー20−1〜20−6、およびSACレンズ30−1〜30−6に換えて、SACミラーを使用するものであってもよい。図7は、図2に示す光源ユニットにおける半導体レーザモジュールと光学系の配置を示す他の例の図である。
The
SACミラー70−1は、半導体レーザモジュール10−1から出力されるレーザビームを反射しながら、水平方向にコリメートする。第2の反射ミラー40−1は、半導体レーザモジュール10−1およびSACミラー70−1により、鉛直方向および水平方向にコリメートされたビームを、反射する。 The SAC mirror 70-1 collimates in the horizontal direction while reflecting the laser beam output from the semiconductor laser module 10-1. The second reflection mirror 40-1 reflects the beam collimated vertically and horizontally by the semiconductor laser module 10-1 and the SAC mirror 70-1.
半導体レーザモジュール、SACミラーおよび第2の反射ミラーを備える光源ユニットも、光源ユニット100と同様に、光源装置や光ファイバレーザとして使用した場合に、システムの小型化が可能となる。
Similar to the
(実施の形態2)
つぎに、実施の形態2について説明する。図8は、本発明の実施の形態2に係る光学ユニットの側面を表す模式的な一部切欠図である。以下では実施の形態2に係る光源ユニット100Aの実施の形態1の光源ユニット100との主な相違点について説明する。
(Embodiment 2)
Next, the second embodiment will be described. FIG. 8 is a schematic partial cutaway drawing showing a side surface of the optical unit according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, the main differences between the
光源ユニット100Aでは、光源ユニット100と同様に、6つの半導体レーザモジュール10−1〜10−6と、半導体レーザモジュール10−1〜10−6から出力されるレーザビームを、それぞれ反射する6つの第1の反射ミラー20−1〜20−6と、半導体レーザモジュール10−1〜10−6から出力されるレーザビームを、それぞれ水平方向にコリメートする6つのSACレンズ30−1〜30−6と、半導体レーザモジュール10−1〜10−6およびSACレンズ30−1〜30−6により、鉛直方向および水平方向にコリメートされたビームを、それぞれ反射する第2の反射ミラー40−1〜40−6と、第2の反射ミラー40−1〜40−6からのレーザビームを集光する集光レンズ60、62と、光フィルタ61と、集光レンズ60、62が集光したビームを光結合する光ファイバ66と、を備えている。
In the
光源ユニット100Aにおいて、半導体レーザモジュール10−1〜10−6は、実装部材52Aの同一の平面に実装されている。また、第1の反射ミラー20−1(または20−2、・・・・、20−6)、SACレンズ30−1(または30−2、・・・・、30−6)、および第2の反射ミラー40−1(または40−2、・・・・、40−6)からなる1組の光学系は、半導体レーザモジュール10−1(または10−2、・・・・、10−6)から出力されたレーザビームを、第1の反射ミラー20−1(または20−2、・・・・、20−6)、SACレンズ30−1(または30−2、・・・・、30−6)、および第2の反射ミラー40−1(または40−2、・・・・、40−6)を介してそれぞれ反射またはコリメートされるように、同じ高さに配置されるとともに、半導体レーザモジュール10−1〜10−6が出力するレーザビームの光路が互いに干渉しないように、各光学系はそれぞれ異なる高さに配置されている。第1の反射ミラー20−1〜20−6、SACレンズ30−1〜30−6、および第2の反射ミラー40−1〜40−6からなる各光学系を、それぞれ異なる高さに配置することによって、半導体レーザモジュール10−1〜10−6から出力され、第1の反射ミラー20−1〜20−6、SACレンズ30−1〜30−6、および第2の反射ミラー40−1〜40−6で反射されたレーザビーム群を集光レンズ60、62で集光し、不要な損失なく光ファイバ66に光結合することができる。
In the
(実施の形態3)
つぎに、実施の形態3について説明する。図9は、本発明の実施の形態3に係る光源ユニットの模式的な平面図である。図10は、図9に示す光源ユニットの側面を表す模式的な一部切欠図である。図11は、図9に示す光源ユニットにおける半導体レーザモジュールと光学系の配置を示す図である。以下では実施の形態3に係る光源ユニット100Bの実施の形態1の光源ユニット100との主な相違点について説明する。
(Embodiment 3)
Next, the third embodiment will be described. FIG. 9 is a schematic plan view of the light source unit according to the third embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic partial cutaway drawing showing a side surface of the light source unit shown in FIG. FIG. 11 is a diagram showing the arrangement of the semiconductor laser module and the optical system in the light source unit shown in FIG. Hereinafter, the main differences between the
光源ユニット100Bでは、半導体レーザモジュール10−1〜10−6から出力されるレーザビームを、それぞれ反射する6つの第1の反射ミラー20−1〜20−6を有していない点で、光源ユニット100と異なる。また、図9〜11に示すように、半導体レーザモジュール10−1〜10−6は、パッケージ筐体15の側面部15bで実装部材52に実装されている。
The
実装部材52の実装面は階段状をなし、1つの段部に1組の半導体レーザモジュール10−1(または10−2、・・・・、10−6)、SACレンズ30−1(または30−2、・・・・、30−6)、および第2の反射ミラー40−1(または40−2、・・・・、40−6)が配置されている。半導体レーザモジュール10−1〜10−6は、半導体素子11の実装面と垂直な側面(図1に示す側面15b)で実装部材52に実装されている。半導体レーザモジュール10−1〜10−6は、実装部材52によって、筐体51の内部に、段差をつけて配置されている。さらに、SACレンズ30−1〜30−6、第2の反射ミラー40−1〜40−6は、図11に示すように、それぞれ対応する1つの半導体レーザモジュール10−1〜10−6から出力されたレーザビームを、透過または反射しうるように、同じ高さに配置されている。
The mounting surface of the mounting
光源ユニット100Bにおいて、段差をつけて配置された各半導体レーザモジュール10−1〜10−6は、リードピン53から電力を供給されてレーザ光を出力する。出力された各レーザ光は、それぞれ各半導体レーザモジュール10−1〜10−6内の反射体13により鉛直方向にコリメートされ、窓部16を介してSACレンズ30−1〜30−6の方向にそれぞれ射出される。SACレンズ30−1〜30−6は、レーザビームをそれぞれ水平方向にコリメートし、コリメートされた各レーザ光は、第2の反射ミラー40−1〜40−6によって、光ファイバ66の方向に反射され、各レーザ光は、集光レンズ60および集光レンズ62によって、不要な損失なく光ファイバ66に光結合することができる。
In the
なお、半導体レーザモジュール10−1〜10−6は、実装面である底面部15aを放熱面とするが、底面部15aに加え、底面部15aと垂直な側面部のうちの少なくとも一面を放熱面としてもよい。底面部15aと垂直な側面部のうちの少なくとも一面を放熱面とする場合、実装部材52への実装面である側面部15bを放熱面とすることが好ましい。
In the semiconductor laser module 10-1 to 10-6, the
以上のように、本発明に係る半導体レーザモジュール、光源ユニットおよび光源装置は、主に高出力の光ファイバレーザに利用して好適なものである。 As described above, the semiconductor laser module, the light source unit, and the light source device according to the present invention are mainly suitable for use in high-power optical fiber lasers.
10、10−1〜10−6 半導体レーザモジュール
11 半導体レーザ素子
12 サブマウント
13 反射体
14 半田
15 パッケージ筐体
16 窓部
20−1〜20−6 第1の反射ミラー
30−1〜30−6 SACレンズ
40−1〜40−6 第2の反射ミラー
51 筐体
52 実装部材
53 リードピン
60、62 集光レンズ
61 光フィルタ
64 ブーツ
65 ルースチューブ
66 光ファイバ
67 ガラスキャピラリ
68 光吸収体
70−1 SACミラー
90 コンバイナ
100、100A、100B 光源ユニット
110 光源装置
130、131 高反射FBG
140 希土類添加光ファイバ
150 出力側光ファイバ
200 光ファイバレーザ
10, 10-1 to 10-6
140 Rare earth-added optical fiber 150 Output side
Claims (13)
前記レーザビームを鉛直方向にコリメートする放物面を有する反射体と、
前記半導体レーザを実装する実装面と、前記反射体がコリメートしたレーザビームを透過する窓部と、を有するパッケージ筐体と、
を備え、前記パッケージ筐体の前記半導体レーザを実装する実装面は放熱面であって、前記窓部は前記実装面と対向する面に設けられていることを特徴とする半導体レーザモジュール。 A semiconductor laser device that outputs a multi-mode laser beam and
A reflector having a paraboloid that collimates the laser beam in the vertical direction,
A package housing having a mounting surface on which the semiconductor laser is mounted and a window portion through which the reflector collimates a laser beam.
The semiconductor laser module is characterized in that the mounting surface of the package housing on which the semiconductor laser is mounted is a heat dissipation surface, and the window portion is provided on a surface facing the mounting surface.
前記半導体レーザモジュールから出力されるレーザビームを水平方向にコリメートするSAC素子と、
前記半導体レーザモジュールおよび前記SACレンズにより、鉛直方向および水平方向にコリメートされたビームを集光する集光レンズと、
前記集光レンズが集光したビームを光結合する光ファイバと、
を備えることを特徴とする光源ユニット。 The semiconductor laser module according to any one of claims 1 to 5.
A SAC element that collimates the laser beam output from the semiconductor laser module in the horizontal direction,
A condensing lens that collects beams collimated vertically and horizontally by the semiconductor laser module and the SAC lens.
An optical fiber that photocouples the beam focused by the condenser lens,
A light source unit characterized by being equipped with.
前記半導体レーザモジュールから出力されるレーザビームを、それぞれ反射する複数の第1の反射ミラーと、
前記半導体レーザモジュールから出力されるレーザビームを、水平方向にそれぞれコリメートする複数のSACレンズと、
前記半導体レーザモジュールおよび前記SACレンズにより、鉛直方向および水平方向にコリメートされたビームを、それぞれ反射する第2の反射ミラーと、
前記第2の反射ミラーからのレーザビームを集光する集光レンズと、
前記集光レンズが集光したビームを光結合する光ファイバと、
前記半導体レーザモジュールを、半導体レーザ素子の実装面で実装する実装部材と、を備え、
前記実装部材の前記半導体レーザモジュールの実装面は階段状をなし、1つの段部に1つの前記半導体レーザモジュールがそれぞれ配置され、1つの段部にそれぞれ配置された前記半導体モジュールから出力されたレーザビームは、前記複数の第1の反射ミラー、前記複数のSACレンズ、および前記複数の第2の反射ミラーを介してそれぞれ反射またはコリメートされ、
前記集光レンズは、前記複数の第2の反射ミラーでそれぞれ反射されたレーザビーム群を集光することを特徴とする光源ユニット。 The plurality of semiconductor laser modules according to any one of claims 1 to 5 and
A plurality of first reflection mirrors that reflect the laser beam output from the semiconductor laser module, respectively.
A plurality of SAC lenses that collimate the laser beam output from the semiconductor laser module in the horizontal direction, respectively.
A second reflection mirror that reflects beams collimated vertically and horizontally by the semiconductor laser module and the SAC lens, respectively.
A condenser lens that collects the laser beam from the second reflection mirror, and
An optical fiber that photocouples the beam focused by the condenser lens,
A mounting member for mounting the semiconductor laser module on the mounting surface of the semiconductor laser element is provided.
The mounting surface of the semiconductor laser module of the mounting member has a stepped shape, one of the semiconductor laser modules is arranged in one step, and a laser output from the semiconductor module arranged in each of the steps. The beam is reflected or collimated via the plurality of first reflection mirrors, the plurality of SAC lenses, and the plurality of second reflection mirrors, respectively.
The condensing lens is a light source unit characterized by condensing a group of laser beams reflected by each of the plurality of second reflection mirrors.
前記半導体レーザモジュールから出力されるレーザビームを、それぞれ反射する複数の第1の反射ミラーと、
前記半導体レーザモジュールから出力されるレーザビームを、水平方向にそれぞれコリメートする複数のSACレンズと、
前記半導体レーザモジュールおよび前記SACレンズにより、鉛直方向および水平方向にコリメートされたビームを、それぞれ反射する第2の反射ミラーと、
前記第2の反射ミラーからのレーザビームを集光する集光レンズと、
前記集光レンズが集光したビームを光結合する光ファイバと、
前記半導体レーザモジュールを、半導体レーザ素子の実装面で実装する実装部材と、を備え、
前記複数の半導体レーザモジュールは、前記実装部材の同一の平面に実装され、前記複数の半導体モジュールから出力されたレーザビームは、前記複数の第1の反射ミラー、前記複数のSACレンズ、および前記複数の第2の反射ミラーを介してそれぞれ反射またはコリメートされるように、前記第1の反射ミラー、前記SACレンズ、および前記第2の反射ミラーからなる1組の光学系は同じ高さに配置されるとともに、各光学系はそれぞれ異なる高さに配置され、
前記集光レンズは、異なる高さに配置された前記複数の第2の反射ミラーでそれぞれ反射されたレーザビーム群を集光することを特徴とする光源ユニット。 The plurality of semiconductor laser modules according to any one of claims 1 to 5 and
A plurality of first reflection mirrors that reflect the laser beam output from the semiconductor laser module, respectively.
A plurality of SAC lenses that collimate the laser beam output from the semiconductor laser module in the horizontal direction, respectively.
A second reflection mirror that reflects beams collimated vertically and horizontally by the semiconductor laser module and the SAC lens, respectively.
A condenser lens that collects the laser beam from the second reflection mirror, and
An optical fiber that photocouples the beam focused by the condenser lens,
A mounting member for mounting the semiconductor laser module on the mounting surface of the semiconductor laser element is provided.
The plurality of semiconductor laser modules are mounted on the same plane of the mounting member, and the laser beams output from the plurality of semiconductor modules are the plurality of first reflection mirrors, the plurality of SAC lenses, and the plurality of laser beams. A set of optics consisting of the first reflective mirror, the SAC lens, and the second reflective mirror are arranged at the same height so that they are reflected or collimated, respectively, through the second reflective mirror. At the same time, each optical system is arranged at a different height,
The condensing lens is a light source unit that condenses a group of laser beams reflected by each of the plurality of second reflecting mirrors arranged at different heights.
前記半導体レーザモジュールから出力されるレーザビームを、水平方向にそれぞれコリメートする複数のSACレンズと、
前記半導体レーザモジュールおよび前記SACレンズにより、鉛直方向および水平方向にコリメートされたビームを、それぞれ反射する第2の反射ミラーと、
前記第2の反射ミラーからのレーザビームを集光する集光レンズと、
前記集光レンズが集光したビームを光結合する光ファイバと、
前記半導体レーザモジュールを、半導体レーザ素子の実装面と垂直な側面で実装する実装部材と、を備え、
前記実装部材の前記半導体レーザモジュールの実装面は階段状をなし、1つの段部に1組の前記半導体レーザモジュール、前記SACレンズ、および前記第2の反射ミラーが配置されるとともに、前記半導体レーザモジュールは、前記半導体レーザモジュールから出力されるレーザビームが前記段部と平行となるように配置され、
前記集光レンズは、各段部に配置された複数の前記第2の反射ミラーで反射されたレーザビーム群を集光することを特徴とする光源ユニット。 The plurality of semiconductor laser modules according to any one of claims 1 to 5 and
A plurality of SAC lenses that collimate the laser beam output from the semiconductor laser module in the horizontal direction, respectively.
A second reflection mirror that reflects beams collimated vertically and horizontally by the semiconductor laser module and the SAC lens, respectively.
A condenser lens that collects the laser beam from the second reflection mirror, and
An optical fiber that photocouples the beam focused by the condenser lens,
A mounting member for mounting the semiconductor laser module on a side surface perpendicular to the mounting surface of the semiconductor laser element is provided.
The mounting surface of the semiconductor laser module of the mounting member has a stepped shape, and a set of the semiconductor laser module, the SAC lens, and the second reflection mirror are arranged in one step, and the semiconductor laser is arranged. The module is arranged so that the laser beam output from the semiconductor laser module is parallel to the step portion.
The condensing lens is a light source unit that condenses a group of laser beams reflected by a plurality of the second reflection mirrors arranged in each stage.
前記光源ユニットから出力されるレーザ光により光励起される光増幅ファイバと、
を備えることを特徴とする光ファイバレーザ。 The light source device according to claim 12,
An optical amplifier fiber that is photoexcited by the laser light output from the light source unit,
An optical fiber laser characterized by comprising.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019132995A JP7370753B2 (en) | 2019-07-18 | 2019-07-18 | Light source unit, light source device and optical fiber laser |
PCT/JP2020/027958 WO2021010488A1 (en) | 2019-07-18 | 2020-07-17 | Semiconductor laser module, light source unit, light source device, and optical fiber laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019132995A JP7370753B2 (en) | 2019-07-18 | 2019-07-18 | Light source unit, light source device and optical fiber laser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021019053A true JP2021019053A (en) | 2021-02-15 |
JP7370753B2 JP7370753B2 (en) | 2023-10-30 |
Family
ID=74211009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019132995A Active JP7370753B2 (en) | 2019-07-18 | 2019-07-18 | Light source unit, light source device and optical fiber laser |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7370753B2 (en) |
WO (1) | WO2021010488A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024070857A1 (en) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | 日亜化学工業株式会社 | Light emitting device and light emitting module |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7518404B2 (en) * | 2022-07-29 | 2024-07-18 | 日亜化学工業株式会社 | Light-emitting device |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62298194A (en) * | 1986-06-18 | 1987-12-25 | Fujitsu Ltd | Laser emitting device |
JP2003309309A (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-31 | Itaru Watanabe | High-density and high-output laser device |
JP2012109201A (en) * | 2010-10-29 | 2012-06-07 | Sharp Corp | Light-emitting device, vehicular headlight, lighting device, and laser element |
US20140029639A1 (en) * | 2011-12-28 | 2014-01-30 | Edward A. Zarbock | Photonic package architecture |
JP2014126852A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Fujikura Ltd | Multiplexing device, multiplexing method, and ld module |
JP2015031739A (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 株式会社フジクラ | Ld module |
US20150124846A1 (en) * | 2013-11-07 | 2015-05-07 | Binoptics Corporation | Lasers with beam shape and beam direction modification |
JP2016224376A (en) * | 2015-06-03 | 2016-12-28 | 株式会社フジクラ | Laser apparatus |
JP2018170431A (en) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 株式会社フジクラ | Semiconductor laser device and manufacturing method for the same |
US10218151B1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-02-26 | Arima Lasers Corp. | Laser module package with dual colors and multi-dies |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005072224A2 (en) * | 2004-01-20 | 2005-08-11 | Binoptics Corporation | Integrated photonic devices |
JP6508466B2 (en) * | 2015-05-29 | 2019-05-08 | セイコーエプソン株式会社 | Light source device and projector |
DE102016107715A1 (en) * | 2016-04-26 | 2017-10-26 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Laser module with an optical component |
JP6844994B2 (en) * | 2016-11-25 | 2021-03-17 | 古河電気工業株式会社 | Laser device and light source device |
JP2018174176A (en) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 株式会社フジクラ | Manufacturing method of pcb mounting body and manufacturing method of semiconductor laser module |
-
2019
- 2019-07-18 JP JP2019132995A patent/JP7370753B2/en active Active
-
2020
- 2020-07-17 WO PCT/JP2020/027958 patent/WO2021010488A1/en active Application Filing
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62298194A (en) * | 1986-06-18 | 1987-12-25 | Fujitsu Ltd | Laser emitting device |
JP2003309309A (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-31 | Itaru Watanabe | High-density and high-output laser device |
JP2012109201A (en) * | 2010-10-29 | 2012-06-07 | Sharp Corp | Light-emitting device, vehicular headlight, lighting device, and laser element |
US20140029639A1 (en) * | 2011-12-28 | 2014-01-30 | Edward A. Zarbock | Photonic package architecture |
JP2014126852A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Fujikura Ltd | Multiplexing device, multiplexing method, and ld module |
JP2015031739A (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 株式会社フジクラ | Ld module |
US20150124846A1 (en) * | 2013-11-07 | 2015-05-07 | Binoptics Corporation | Lasers with beam shape and beam direction modification |
JP2016224376A (en) * | 2015-06-03 | 2016-12-28 | 株式会社フジクラ | Laser apparatus |
JP2018170431A (en) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 株式会社フジクラ | Semiconductor laser device and manufacturing method for the same |
US10218151B1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-02-26 | Arima Lasers Corp. | Laser module package with dual colors and multi-dies |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024070857A1 (en) * | 2022-09-29 | 2024-04-04 | 日亜化学工業株式会社 | Light emitting device and light emitting module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7370753B2 (en) | 2023-10-30 |
WO2021010488A1 (en) | 2021-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5661835A (en) | Optical composite module and method of assembling the same | |
US6636540B2 (en) | Optical turn for monitoring light from a laser | |
CN110299668B (en) | Construction of multiple diode laser modules and method of operating the same | |
JP7480609B2 (en) | Optical module and method for manufacturing the optical module | |
US10746933B2 (en) | Fiber coupled laser source pump with wavelength division multiplexer, isolator, tap filter, and photodetector | |
US20170031118A1 (en) | Optoelectronic components housed in a to-can package | |
JP2011175245A (en) | Laser light source | |
WO2021010488A1 (en) | Semiconductor laser module, light source unit, light source device, and optical fiber laser | |
JP2006301597A (en) | Laser apparatus and method for assembling the same | |
US20220294174A1 (en) | Light emitting apparatus, light source unit, light source apparatus, and optical fiber laser | |
WO2022168934A1 (en) | Optical device, light source device, and optical fiber laser | |
WO2004077629A1 (en) | Devices and methods for optoelectronics | |
JP7504702B2 (en) | Semiconductor laser device and laser device | |
WO2018097241A1 (en) | Laser device and light-source device | |
CN112636158A (en) | Semiconductor laser with double-layer optical path | |
JP7527271B2 (en) | Optical Components and Semiconductor Laser Modules | |
JP2019140240A (en) | Optical module and manufacturing method thereof | |
US8072849B2 (en) | Optical integrated module and optical pickup device | |
US9935425B2 (en) | Fiber coupled laser source pump with wavelength division multiplexer | |
JP7623237B2 (en) | Optical device, light source device, and optical fiber laser | |
CN112787220A (en) | High-power semiconductor laser | |
JP2020181091A (en) | Semiconductor laser module | |
JP2020120000A (en) | Light source unit | |
JP2016201392A (en) | Laser module | |
CN113917614A (en) | Optical module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230221 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230413 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230627 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230825 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231003 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231018 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7370753 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |