半导体激光器装置的制造方法_2

文档序号:9240237阅读:来源:国知局
在半导体激光器装置10中设置有使来自多个半导体激光器阵列Ila?Ilf的激光弯曲成向同一方向行进的例如由三棱镜构成的折转镜18、以及对由该折转镜18弯曲的激光进行聚光的聚光透镜19。
[0049]此外,光纤14的圆形状的一端面14a为光入射面,圆形状的另一端面14b为光射出面,且光纤14被配置成由聚光透镜19聚光的激光向光入射面(一端面14a)入射。
[0050]在该图的例子中,聚光透镜19具有大致圆板形状的外观形状。
[0051]此外,在图1中,La?Lf分别表示来自半导体激光器阵列Ila?Ilf的激光的光路。
[0052]此外,在来自多个半导体激光器阵列Ila?Ilf的激光到达折转镜18为止的光路上,与各半导体激光器阵列Ila?Ilf对应地设置有用于对来自该半导体激光器阵列Ila?Ilf的激光进行准直的准直构件。该准直构件由慢轴用准直透镜阵列17a和快轴用准直透镜阵列17b构成。
[0053]慢轴用准直透镜阵列17a及快轴用准直透镜阵列17b分别具有与半导体激光器阵列Ila?Ilf中的多个发光部分别对应的透镜单元。即,慢轴用准直透镜阵列17a及快轴用准直透镜阵列17b分别具有直线状排列的多个透镜单元。
[0054]此外,准直构件配置在接近半导体激光器阵列Ila?Ilf的位置。
[0055]通过将准直构件配置在接近半导体激光器阵列Ila?Ilf的位置,能够使来自半导体激光器阵列Ila?Ilf的激光高效地入射到准直构件。但是,另一方面,通过准直构件准直后的激光(准直光)在慢轴方向上具有数十mrad的扩展。
[0056]在此,用图2及图3具体说明通过将准直构件配置在接近半导体激光器阵列Ila?Ilf的位置而能够使来自半导体激光器阵列Ila?Ilf的激光高效地入射到准直构件的原因、以及基于准直构件的准直光具有扩展的原因。
[0057]图2及图3是从与多个发光部13的排列方向垂直的方向表示从半导体激光器阵列11的发光部13朝向准直构件射出激光的状态的说明用投影图。具体地说,图2是准直构件配置在接近半导体激光器阵列11的接近位置上的情况的说明用示意图,图3是表示准直构件配置在大幅远离半导体激光器阵列11的远方位置上的情况的说明用示意图。
[0058]作为激光光源而使用单管半导体元件的情况下,由于该单管半导体元件的发光部为I个,因此基于准直构件(准直透镜)的准直光成为大致平行光。
[0059]但是,在半导体激光器阵列11中,多个发光部13的间隔一般为数十ym?百数十μ m左右(具体地说,多个发光部13的间隔为0.5mm左右或其以下)。因此,在准直构件中,具体地说在准直透镜阵列16中,构成该准直透镜阵列16的各透镜单元16a的大小(半导体激光器阵列11中的多个发光部13的排列方向上的长度)受到制约。因此,难以通过准直透镜阵列16的准直来在慢轴方向上得到充分的平行状态,因此准直光一般在慢轴方向上具有数mrad?数十mrad的扩展。并且,由于各透镜单元16a的大小受到限制,且所得到的准直光有扩展,因此从准直透镜阵列16的激光的入射效率的观点考虑,半导体激光器阵列11与准直透镜阵列16的分离距离受到制约。
[0060]具体说明的话,如图2所示,在将准直透镜阵列16配置在半导体激光器阵列11的接近位置处的情况下,透镜单元16a的焦距成为近似于发光部13的宽度(多个发光部13的排列方向上的长度)的值,因此发光部13不能看作是点光源。因此,在发光部13中,来自端部13b的激光L2与来自中心部13a的激光LI所成的角(发散角)Θ I为数十mrad的大小。
[0061]另一方面,如图3所示,在将准直透镜阵列16配置在半导体激光器阵列11的远方位置处的情况下,与配置在接近位置处的情况相比,透镜单元16a的焦距变长。因此,来自端部13b的激光L2与来自中心部13a的激光LI所成的角(发散角)Θ 2小于配置在接近位置处的情况的发散角Θ1。但是,来自发光部13的激光的一部分Lll超出与该发光部13对应的透镜单元16a的光入射面,不入射而损失。
[0062]这样,若将准直透镜阵列16配置在半导体激光器阵列11的接近位置处,则能够使来自半导体激光器阵列11的激光高效地入射到准直透镜阵列16,但另一方面,基于准直透镜阵列16的准直光在慢轴方向上具有数十皿'ad的扩展。
[0063]在图2及图3中,用实线表示来自发光部13的中心部13a的激光,用虚线表示来自端部13b的激光。
[0064]多个半导体激光器阵列Ila?Ilf分别具有矩形平板状的外观形状,具有直线状排列的多个发光部的一面12为光射出面。在该光射出面(一面12)上,多个发光部在长边方向(图1中的与纸面垂直的方向)上以特定的间隔(例如0.5mm左右或其以下等间隔)排列。
[0065]此外,这些多个半导体激光器阵列Ila?Ilf优选的是,多个发光部所排列的方向上的长度相同。
[0066]在该图的例子中,多个半导体激光器阵列Ila?Ilf具有相同的规格。
[0067]半导体激光器阵列Ila?Ilf既可以是阵列型半导体激光器元件,也可以是多个单管半导体元件配置成以0.5mm左右或其以下的间隔直线状排列而成的结构。
[0068]散热器20具有长方体状的外观形状,在上表面形成有槽21。该槽21在散热器20的上表面上的短边方向(与图1的纸面垂直的方向)上直线状延伸,截面形状为大致梯形状。在该槽21中,彼此对置的侧面23、24在随着朝向底面26而彼此接近的方向上倾斜为阶梯状。并且,由散热器20的上表面上的槽21的一侧的周缘面21a及与该周缘面21a连续的槽21的侧面23构成用于配置半导体激光器阵列Ila?Ilc的阶梯状设置面(以下,还称为“第I阶梯状设置面”)27。此外,由散热器20的上表面上的槽21的另一侧的周缘面21b及与该周缘面21b连续的槽21的侧面24构成用于配置半导体激光器阵列Ild?Ilf的阶梯状设置面(以下,还称为“第2阶梯状设置面”)28。
[0069]在该图的例子中,侧面23是具有两个台阶面(Step surface) 23a、23b的2级阶梯形状,上述两个台阶面23a、23b为矩形状且与周缘面21a及底面26平行。此外,侧面24具有与侧面23同样的结构。即,侧面24是具有两个台阶面24a、24b的2级阶梯形状,上述两个台阶面24a、24b为矩形状且与周缘面21b及底面26平行。此外,对置配置的第I阶梯状设置面27及第2阶梯状设置面28相对于聚光透镜19的光轴而镜面对称。
[0070]在阶梯状设置面27、28各自上,一级的高度从激光利用性的观点考虑,根据来自半导体激光器阵列Ila?Ilf的激光或通过准直构件准直后激光(准直光)的快轴方向上的光线宽度而适当确定。在此,阶梯状设置面27、28各自的一级的高度在第I阶梯状设置面27中是指,周缘面21a与台阶面23a的位置水平之差、及台阶面23a与台阶面23b的位置水平之差。此外,在第2阶梯状设置面28中是指,周缘面21b与台阶面24a的位置水平之差、及台阶面24a与台阶面24b的位置水平之差。
[0071]此外,从排热性的观点考虑,周缘面21a、21b及台阶面23a、23b、24a、24b优选为能够与半导体激光器阵列Ila?Ilf的下表面(图1中的下表面)的整个区域接触的大小。
[0072]在散热器20中,周缘面21a、2Ib及台阶面23a、23b、24a、24b分别为元件设置面。在这些多个元件设置面上,分别配置有I个半导体激光器阵列。具体地说,在第I阶梯状设置面27中的元件设置面上,半导体激光器阵列Ila?Ilc以在快轴方向上排列成阶梯状的方式层叠配置。此外,在第2阶梯状设置面28中的元件设置面上,半导体激光器阵列Ild?Ilf以在快轴方向上排列成阶梯状的方式层叠配置。
[0073]并且,半导体激光器阵列Ila?Ilc和半导体激光器阵列Ild?Ilf分别配置成光射出面(一面12)对置。
[0074]此外,在底面26上配置有折转镜18。该折转镜18被设置成,来自多个半导体激光器阵列Ila?Ilf的激光(准直光)入射到该折转镜18,并且由该折转镜18反射而以直角弯曲的激光入射到聚光透镜19。
[0075]在该图的例子中,多个半导体激光器阵列Ila?Ilf分别被配置成,光射出面(一面12)位于周缘面2la、2Ib的外缘22a、22b上或台阶面23a、23b、24a、24b的外缘25a?25d上。此外,与各半导体激光器阵列Ila?Ilf对应的准直构件被配置在与配置有所对应的半导体激光器阵列Ila?Ilf的周缘面或台阶面相比低I级的台阶面或底面26的上方。
[0076]此外,折转镜18配置在槽21的中央部分,在该折转镜18的光射出方向(图1中的上方)的附近,配置有聚光镜19,并且在该聚光镜19的焦点位置配置有光纤14的光入射面(一端面14a) ο
[0077]通过如上所述将多个半导体激光器阵列Ila?Ilf配置在阶梯状设置面27、28的各元件设置面上,来自该多个半导体激光器阵列Ila?Ilc的激光到达聚光透镜19为止的光路的长度(聚光透镜入射光路长度)得到控制。
[0078]S卩,通过将半导体激光器阵列Ila?Ilc配置在第I阶梯状设置面27的各元件设置面上,成为来自这些半导体激光器阵列Ila?Ilc的激光的聚光透镜入射光路长度相对不同的状态。此外,通过将半导体激光器阵列Ild?Ilf配置在第2阶梯状设置面28的各元件设置面上,成为来自这些半导体激光器阵列Ild?Ilf的激光的聚光透镜入射光路长度相对不同的状态。
[0079]具体地说,来自半导体激光器阵列Ila的激光、来自半导体激光器阵列Ilb的激光及来自半导体激光器阵列Ilc的激光的聚光透镜入射光路长度依次变长。此外,来自半导体激光器阵列Ild的激光、来自半导体激光器阵列lie的激光及来自半导体激光器阵列Ilf的激光的聚光透镜入射光路长度依次变长。
[0080]在该图的例子中,来自对置配置的半导体激光器阵列的激光的聚光透镜入射光路长度相同。即,半导体激光器阵列Ila所涉及的聚光透镜入射光路长度与半导体激光器阵列Ild所涉及的聚光透镜入射光路长度相同,半导体激光器阵列Ilb所涉及的聚光透镜入射光路长度与半导体激光器阵列He所涉及的聚光透镜入射光路长度相同。此外,半导体激光器阵列Ilc所涉及的聚光透镜入射光路长度与半导体激光器阵列Ilf所涉及的聚光透镜入射光路长度相同。
[0081]此外,通过在第I阶梯状设置面27与第2阶梯状设置面28之间配置折转镜18,并列地排列而入射到聚光透镜19的光入射面19a的来自多个半导体激光器阵列Ila?Ilf的激光的入射位置得到控制。即,如图4所示,成为以下状态,光入射面19a上所形成的光入射列31中、来自聚光透镜入射光路长度最长的半导体激光器阵列IlaUld的激光入射到除了最外侧以外的位置的状态。
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