(57)【要約】【課題】ビーム品質の低下を抑制できる半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】半導体レーザ装置１００は、光を出射する複数の増幅部１２１と、速軸コリメータレンズ１６３、波長分散素子１４２、及び、部分反射ミラー１５０を有する外部共振器４００と、速軸コリメータレンズ１６３と複数の増幅部１２１とを支持する第１ベースブロック１２３と、速軸コリメータレンズ１６３を第１ベースブロック１２３に固定するための複数の接着剤２２０と、を備える。複数の接着剤２２０は、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称に配置されている。【選択図】図４
2020145355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する複数の増幅部と、
前記複数の増幅部のそれぞれから出射された光の速軸方向をそれぞれコリメートして複数の光を出射する速軸コリメータレンズ、前記速軸コリメータレンズから出射された複数の光を透過又は反射して当該複数の光が１つの光路を通過するように出射する波長分散素子、及び、前記波長分散素子から出射された光の一部を透過し、且つ、他部を反射する部分反射ミラーを有する外部共振器と、
前記速軸コリメータレンズと前記複数の増幅部とを支持する基部と、
前記速軸コリメータレンズを前記基部に固定するための複数の接着剤と、を備え、
前記速軸コリメータレンズから出射された複数の光は、前記波長分散素子で重畳されており、
前記複数の接着剤は、前記速軸コリメータレンズに対して対称に配置されている
半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記複数の接着剤は、前記速軸コリメータレンズに対して、前記増幅部から出射される光の遅軸方向に平行な方向において対称に配置されている
請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記複数の接着剤は、前記速軸コリメータレンズに対して、前記増幅部から出射される光の速軸方向に平行な方向において対称に配置されている
請求項１又は２に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記複数の接着剤は、前記速軸コリメータレンズの光軸に垂直な方向から見た場合に、前記速軸コリメータレンズに対して対称に配置されている
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
さらに、前記基部とともに前記速軸コリメータレンズを支持する光学ホルダを備え、
前記接着剤は、前記光学ホルダと前記基部とを接着することで、前記速軸コリメータレンズを前記基部に固定する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
前記外部共振器は、さらに、前記速軸コリメータレンズと前記波長分散素子との間に配置され、前記速軸コリメータレンズから出射された複数の光を前記波長分散素子で重畳させる結合光学系を備える
請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項７】
前記外部共振器は、さらに、前記速軸コリメータレンズから出射された複数の光のそれぞれの速軸方向と遅軸方向とを入れ替える９０°像回転光学系を備える
請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体発光素子の外部で共振させる外部共振器型の半導体レーザ装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されている従来の半導体レーザ装置は、第１の半導体発光素子と、第２の半導体発光素子と、波長分散素子と、部分反射ミラーと、を備える。
【０００４】
第１の半導体発光素子の第１の発光点、及び、第２の半導体発光素子の第２の発光点それぞれから出射された光は、波長分散素子の波長分散効果により、１つのビームに重畳されて部分反射ミラーに照射される。
【０００５】
部分反射ミラーに照射された光は、一部が透過して、正規発振出力ビーム（レーザ光）として部分反射ミラーから出射される。また、残りの一部は、部分反射ミラーで反射される。
【０００６】
部分反射ミラーで反射された光は、第１の発光点及び第２の発光点から部分反射ミラーへ向かう光と同じ光路で逆向きに伝播して、第１の発光点及び第２の発光点に戻る。これにより、第１の半導体発光素子及び第２の半導体発光素子と、部分反射ミラーとの間で、波長分散素子を介して外部レーザ共振器（外部共振器）が形成される。
【０００７】
部分反射ミラーを透過して出射されるレーザ光は、第１の発光点及び第２の発光点からの２つの光が波長分散素子によって重畳されて１つの光路を通過するレーザ光である。そのため、従来の半導体レーザ装置は、半導体発光素子が１つの場合と比べて、第１の半導体発光素子及び第２の半導体発光素子によって、輝度を約２倍にできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第６２８９６４０号公報
【特許文献２】特開２０００−１３７１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
外部共振器が有する各光学素子のいずれかが、光の共振を発生させるための所定の位置からずれた場合、半導体レーザ装置から出射されるレーザ光の光出力は低下される、所望の波長のレーザ光が得られない等のビーム品質が低下する問題がある。
【００１０】
本開示は、ビーム品質の低下を抑制できる半導体レーザ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の一態様に係る半導体レーザ装置は、光を出射する複数の増幅部と、前記複数の増幅部のそれぞれから出射された光の速軸方向をそれぞれコリメートして複数の光を出射する速軸コリメータレンズ、前記速軸コリメータレンズから出射された複数の光を透過又は反射して当該複数の光が１つの光路を通過するように出射する波長分散素子、及び、前記波長分散素子から出射された光の一部を透過し、且つ、他部を反射する部分反射ミラーを有する外部共振器と、前記速軸コリメータレンズと前記複数の増幅部とを支持する基部と、前記速軸コリメータレンズを前記基部に固定するための複数の接着剤と、を備え、前記速軸コリメータレンズから出射された複数の光は、前記波長分散素子で重畳されており、前記複数の接着剤は、前記速軸コリメータレンズに対して対称に配置されている。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の一態様に係る半導体レーザ装置によれば、ビーム品質の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施の形態に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る半導体レーザ装置における光の共振を説明するための概略図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る半導体レーザ装置が備える半導体素子ユニットを示す斜視図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る半導体レーザ装置が備える複数の接着剤の位置関係を説明するための模式図である。
【図５】図５は、実施の形態に係る半導体レーザ装置が備える半導体素子ユニットの製造工程を示す斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態に係る半導体レーザ装置が備える合波部を示す斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態に係る半導体レーザ装置が備える合波部を示す側面図である。
【図７】図７は、変形例１に係る半導体素子ユニットを示す斜視図である。
【図８】図８は、変形例１に係る複数の接着剤の位置関係を説明するための模式図である。
【図９】図９は、変形例２に係る半導体素子ユニットを示す斜視図である。
【図１０】図１０は、変形例２に係る複数の接着剤の位置関係を説明するための模式図である。
【図１１】図１１は、変形例２に係る光学ホルダを説明するための図である。
【図１２】図１２は、変形例３に係る半導体レーザ装置を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、変形例３に係る増幅部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。本開示は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素について説明される。
【００１５】
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。
【００１６】
また、以下の実施の形態において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではない。また、「上方」及び「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔をあけて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに密着して配置されて２つの構成要素が接する場合にも適用される。
【００１７】
また、本明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。各実施の形態では、Ｙ軸方向を鉛直方向とし、Ｙ軸に垂直な方向（ＸＺ平面に平行な方向）を水平方向としている。
【００１８】
また、以下で説明する実施の形態において、Ｙ軸正方向を上方と記載し、Ｙ軸負方向を下方と記載する場合がある。
【００１９】
また、以下で説明する実施の形態において、「上面視」とは、ベースの主面の法線方向から当該主面を見たときのことをいう。
【００２０】
（実施の形態）
［構成］
＜全体構成＞
図１は、実施の形態に係る半導体レーザ装置１００を示す概略斜視図である。図２は、実施の形態に係る半導体レーザ装置１００における光の共振を説明するための概略図である。
【００２１】
半導体レーザ装置１００は、外部共振器４００を用いてレーザ光３１０を出射する外部共振器型のレーザ装置である。半導体レーザ装置１００は、例えば、対象物をレーザ加工する加工機器の光源として利用される。
【００２２】
半導体レーザ装置１００は、ベース１１０と、複数の半導体素子ユニット１２０と、結合光学系１３０と、合波部１４０と、部分反射ミラー１５０と、を備える。
【００２３】
ベース１１０は、半導体レーザ装置１００が備える各種構成要素が載置される台である。具体的には、ベース１１０の主面１１１（ベース１１０の上面）には、半導体素子ユニット１２０と、結合光学系１３０と、合波部１４０と、部分反射ミラー１５０とが載置されている。
【００２４】
なお、ベース１１０に採用される材料は、特に限定されない。ベース１１０に採用される材料は、例えば、金属材料でもよいし、樹脂材料でもよいし、セラミック材料でもよい。
【００２５】
また、ベース１１０の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、ベース１１０は、上面視で矩形である。また。半導体素子ユニット１２０が載置される部分は、他部よりもＹ軸正方向側に高くなっている。
【００２６】
半導体素子ユニット１２０は、光を出射する半導体発光素子（増幅部）１２１を有する光源部である。複数の半導体素子ユニット１２０（具体的には、複数の半導体発光素子１２１）のそれぞれから出射された光は、速軸コリメータレンズ１６３、９０°像回転光学系１６２、結合光学系１３０、及び、合波部１４０を介して、部分反射ミラー１５０に照射される。部分反射ミラー１５０に照射された光は、一部が透過して正規発振出力ビーム（レーザ光３１０）として部分反射ミラー１５０から出射され、他部が反射されて部分反射ミラー１５０から出射されて反射光３２０となる。
【００２７】
部分反射ミラー１５０で反射された反射光３２０は、半導体素子ユニット１２０（具体的には、半導体発光素子１２１）から部分反射ミラー１５０へ向かう光と同じ光路で逆向きに伝播する。例えば、図２には、半導体発光素子１２１から部分反射ミラー１５０へ向かう光を実線の矢印で示し、部分反射ミラー１５０から半導体発光素子１２１へ向かう光を破線の矢印で示している。
【００２８】
これにより、半導体発光素子１２１と、部分反射ミラー１５０との間で、結合光学系１３０、合波部１４０が有する波長分散素子１４２、９０°像回転光学系１６２、及び、速軸コリメータレンズ１６３を介して、光の共振が発生する、言い換えると、外部レーザ共振器（外部共振器）が形成される。共振された光は、レーザ光３１０として部分反射ミラー１５０から一部がレーザ光３１０として出射される。
【００２９】
なお、半導体レーザ装置１００が出射するレーザ光３１０の波長は、任意に設定されてよい。
【００３０】
本実施の形態では、半導体レーザ装置１００は、３つの半導体素子ユニット１２０を備える。３つの半導体素子ユニット１２０は、それぞれ、部分反射ミラー１５０との間で、結合光学系１３０、合波部１４０等を介して光を共振させる半導体発光素子１２１を１つずつ有する。
【００３１】
また、半導体発光素子１２１は、外部共振器４００との間で光の共振が発生されることにより、レーザ光を出射する。このとき、本実施の形態では、半導体発光素子１２１は、Ｙ軸方向が速軸となるように、レーザ光を出射する。
【００３２】
結合光学系１３０は、３つの半導体素子ユニット１２０からそれぞれ出射された光を合波部１４０が有する波長分散素子１４２の同じ位置に重畳して照射させるための光学素子である。本実施の形態では、結合光学系１３０は、１つの凸レンズである。結合光学系１３０は、３つの半導体素子ユニット１２０からそれぞれ出射された光を波長分散素子１４２に集光させる。
【００３３】
結合光学系１３０は、外部共振器４００によって発生される、共振した光の光路上であって、複数の半導体発光素子１２１と波長分散素子１４２との間に配置されている。本実施の形態では、結合光学系１３０は、速軸コリメータレンズ１６３と波長分散素子１４２との間に配置されている。より具体的には、結合光学系１３０は、９０°像回転光学系１６２と波長分散素子１４２との間に配置されている。
【００３４】
なお、本実施の形態では、半導体レーザ装置１００は、結合光学系１３０として１つの凸レンズを備えるが、半導体レーザ装置１００が備える結合光学系１３０のレンズの形状、レンズの数等は、特に限定されない。
【００３５】
合波部１４０は、結合光学系１３０から出射された互いに異なる光路を通過する光を１つの光路を通過するように合波して出射する波長分散素子１４２を有する光学部材である。合波部１４０は、回折格子が形成された波長分散素子１４２を有し、波長分散素子１４２によって、異なる方向から入射された、互いに波長が異なる光をそれぞれ異なる角度に屈折させて出射することで、それぞれが互いに異なる光路を通過する複数の光を１つの光路を通過するように合波して出射する。
【００３６】
複数の半導体素子ユニット１２０と部分反射ミラー１５０との間で光の共振が発生されている状態では、部分反射ミラー１５０と合波部１４０との間では、１つの光路を光が通過して光の共振が発生されるように、複数の半導体素子ユニット１２０のそれぞれが出射する光の波長が自動的に決定される。また、複数の半導体素子ユニット１２０それぞれから出射される光は、それぞれ互いに異なる方向から合波部１４０（より具体的には、波長分散素子１４２）に入射されるために、複数の半導体素子ユニット１２０それぞれから出射される光の波長は、それぞれ互いに異なる波長となる。
【００３７】
そのため、合波部１４０は、複数の半導体素子ユニット１２０のそれぞれから出射された光であって、互いに異なる方向から入射され、且つ、互いに波長が異なる光を、１つの光路を通過するように合波して出射する。
【００３８】
部分反射ミラー１５０は、一部の光を透過して出射し、且つ、他部の光を反射して出射する光学部材である。具体的には、部分反射ミラー１５０は、合波部１４０で合波された光における総光出力の数％〜数十％を反射させ、残りの数％〜数十％を透過させる。
【００３９】
なお、部分反射ミラー１５０の光反射率は、特に限定されない。例えば、部分反射ミラーの光反射率は、５０％以上でもよいし、５０％未満でもよい。
【００４０】
本実施の形態では、図２に示すように、速軸コリメータレンズ１６３、９０°像回転光学系１６２、波長分散素子１４２、及び、部分反射ミラー１５０によって、外部共振器４００が形成されている。言い換えると、外部共振器４００は、速軸コリメータレンズ１６３、９０°像回転光学系１６２、波長分散素子１４２、及び、部分反射ミラー１５０を有する。
【００４１】
９０°像回転光学系１６２は、半導体発光素子１２１から出射された光のスポットを９０°回転させる光学素子である。具体的には、９０°像回転光学系１６２は、速軸コリメータレンズ１６３から出射された光の速軸方向と遅軸方向とを入れ替える。９０°像回転光学系１６２は、例えば、ＢＴＵ（Ｂｅａｍ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｌｅｎｓ  Ｕｎｉｔ）である。また、例えば、９０°像回転光学系１６２は、特開２０００−１３７１３９号公報に開示されている光学的光束変換器でもよい。
【００４２】
９０°像回転光学系１６２は、光学ホルダ１６１に一部が固定されており、他の一部が速軸コリメータレンズ１６３に固定されている。
【００４３】
速軸コリメータレンズ１６３は、半導体発光素子１２１から出射された光のうちの速軸方向の光をコリメートするレンズである。
【００４４】
半導体発光素子１２１から出射された光は、速軸コリメータレンズ１６３によって速軸方向に広がる光がコリメートされて平行光となり、さらに、９０°像回転光学系１６２によって光のスポットが９０°回転される。言い換えると、半導体発光素子１２１から出射された光は、９０°像回転光学系１６２によって速軸と遅軸とが入れ替えられる。そのため、例えば、半導体発光素子１２１から出射された光は、光学ユニット１６０を通過することで、水平方向にコリメートされ、且つ、鉛直方向が遅軸方向となった光となる。
【００４５】
＜半導体素子ユニット＞
続いて、図３〜図５を参照しながら、半導体素子ユニット１２０の構成について、詳細に説明する。
【００４６】
図３は、実施の形態に係る半導体レーザ装置１００が備える半導体素子ユニット１２０を示す斜視図である。図４は、実施の形態に係る半導体レーザ装置１００が備える２つの接着剤２２０の位置関係を説明するための模式図である。図５は、半導体素子ユニット１２０の製造工程を示す斜視図である。
【００４７】
なお、図４においては、半導体素子ユニット１２０が備える構成要素の一部のみを図示しており、第２ベースブロック１２５等の構成要素の一部の図示を省略している。
【００４８】
図３〜図５に示すように半導体素子ユニット１２０は、半導体発光素子１２１と、サブマウント１２２と、基部５００と、絶縁シート１２４と、ねじ２１０、２１１と、９０°像回転光学系１６２と、速軸コリメータレンズ１６３と、を備える。
【００４９】
半導体発光素子１２１は、半導体素子ユニット１２０における、光を出射する光源である。また、部分反射ミラー１５０と半導体発光素子１２１との間で、光の共振は、発生される。
【００５０】
本実施の形態では、半導体発光素子１２１は、１つの発光点を有し、１箇所から光を出射する。
【００５１】
なお、半導体発光素子１２１に採用される材料は、特に限定されない。
【００５２】
半導体発光素子１２１は、サブマウント１２２に載置されている。
【００５３】
サブマウント１２２は、半導体発光素子１２１が載置され、第１ベースブロック１２３に載置される部材である。
【００５４】
サブマウント１２２は、半導体発光素子１２１の放熱性を高める役割を担う。また、サブマウント１２２は、半導体発光素子１２１と第１ベースブロック１２３との熱膨張率の差により半導体発光素子１２１が破壊されることを抑制する。
【００５５】
サブマウント１２２に採用される材料は、特に限定されない。サブマウント１２２に採用される材料は、例えば、セラミック材料等である。
【００５６】
基部５００は、少なくとも１つの半導体発光素子１２１と、速軸コリメータレンズ１６３と、９０°像回転光学系１６２とを支持する基台である。基部５００は、第１ベースブロック１２３と、第２ベースブロック１２５と、を有する。
【００５７】
第１ベースブロック１２３は、半導体発光素子１２１が載置されたサブマウント１２２が載置されるブロックである。第１ベースブロック１２３は、ベース１１０の主面１１１に載置される。
【００５８】
第１ベースブロック１２３には、後述する第２ベースブロック１２５を第１ベースブロック１２３に固定するためのねじが嵌合される孔２００、２０１、２０２、２０３が上面に形成されている。
【００５９】
絶縁シート１２４は、第１ベースブロック１２３上に第２ベースブロック１２５を配置した際に、第１ベースブロック１２３と第２ベースブロック１２５とを電気的に絶縁するシートである。
【００６０】
絶縁シート１２４は、電気的な絶縁性を有していればよく、任意の材料が採用されてよい。
【００６１】
第２ベースブロック１２５は、第１ベースブロック１２３に絶縁シート１２４を介して載置されるブロックである。第２ベースブロック１２５には、孔２００、２０１、２０２、２０３の位置に合わせて貫通孔が形成されている。当該貫通孔には、例えば、ねじ２１０、２１１が配置される。第１ベースブロック１２３と第２ベースブロック１２５とは、ねじ２１０、２１１によって固定されている。
【００６２】
第１ベースブロック１２３及び第２ベースブロック１２５は、例えば、金属材料、セラミック材料等で形成される。
【００６３】
また、第１ベースブロック１２３には、半導体発光素子１２１における光出射側に２つの突起部１２６が形成されている。
【００６４】
２つの突起部１２６は、第１ベースブロック１２３の載置面１２７から載置面１２７の法線方向に向かって突出した突起である。２つの突起部１２６は、上面視した場合に、半導体発光素子１２１から出射される光の光軸に対して対称な位置に配置されている。２つの突起部１２６には、接着剤２２０がそれぞれ接着されている。
【００６５】
複数の接着剤２２０は、速軸コリメータレンズ１６３を第１ベースブロック１２３に固定するための接着剤である。本実施の形態では、速軸コリメータレンズ１６３は、９０°像回転光学系１６２に接着して固定されている。複数の接着剤２２０は、９０°像回転光学系１６２と第１ベースブロック１２３の突起部１２６とを接着することで、速軸コリメータレンズ１６３を第１ベースブロック１２３に固定している。
【００６６】
複数の接着剤２２０は、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称に配置されている。本実施の形態では、複数の接着剤２２０は、速軸コリメータレンズ１６３に対して、増幅部１２１から出射される光の遅軸方向に平行な方向において対称に配置されている。言い換えると、複数の接着剤２２０は、上面視において（つまり、載置面１２７の法線方向から接着剤２２０を見た場合）、速軸コリメータレンズ１６３の光軸６００に対して対称となる位置に配置されている。また、本実施の形態では、半導体発光素子１２１が出射する光の光軸と速軸コリメータレンズ１６３の光軸とは、一致する。そのため、複数の接着剤２２０は、上面視において、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称となる位置であって、半導体発光素子１２１が出射する光の光軸に対して対称となる位置に配置されている。本実施の形態では、複数の接着剤２２０は、速軸コリメータレンズ１６３に対して、半導体発光素子１２１から出射される光の遅軸方向に平行な方向において対称に配置されている。より具体的には、本実施の形態では、２つの接着剤２２０は、速軸コリメータレンズ１６３に対して、複数の半導体発光素子１２１のアレイ方向（本実施の形態では、Ｚ軸方向）に平行な方向において対称に対となって配置されている。
【００６７】
２つの接着剤２２０は、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称な位置で且つ同量で塗布されている。
【００６８】
接着剤２２０に採用される材料は、特に限定されない。接着剤２２０は、例えば、熱硬化性樹脂でもよいし、熱可塑性樹脂でもよいし、紫外線硬化樹脂でもよい。本実施の形態では、接着剤２２０には、紫外線硬化樹脂が採用されている。
【００６９】
続いて、半導体素子ユニット１２０の製造工程について説明する。
【００７０】
図５の（ａ）に示すように、まず、半導体発光素子１２１と、サブマウント１２２と、第１ベースブロック１２３と、を準備する。
【００７１】
次に、図５の（ｂ）に示すように、第１ベースブロックの上面に、絶縁シート１２４を配置する。
【００７２】
絶縁シート１２４には、孔２００、２０１、２０２、２０３の位置に合わせて貫通孔が形成されている。
【００７３】
次に、図５の（ｃ）に示すように、第１ベースブロック１２３上に第２ベースブロック１２５を配置する。具体的には、第２ベースブロック１２５は、第１ベースブロック１２３とともに絶縁シート１２４を挟むように、絶縁シート１２４を介して第１ベースブロック１２３上に配置される。
【００７４】
また、第２ベースブロック１２５には、孔２００、２０１、２０２、２０３の位置に合わせて貫通孔が形成されている。当該貫通孔には、例えば、ねじ２１０、２１１が配置される。第１ベースブロック１２３と第２ベースブロック１２５とは、ねじ２１０、２１１によって固定されている。
【００７５】
次に、図５の（ｄ）に示すように、半導体素子ユニット１２０における、半導体発光素子１２１が出射した光が照射される位置に速軸コリメータレンズ１６３及び９０°像回転光学系１６２を配置する。速軸コリメータレンズ１６３及び９０°像回転光学系１６２は、２つの接着剤２２０によって、第１ベースブロック１２３の突起部１２６の側面に接着される。
【００７６】
なお、図５の（ｃ）に示すように、第１ベースブロック１２３には、半導体発光素子１２１が出射した光が照射される側の一部に、傾斜部１２８が形成されていてもよい。こうすることで、速軸コリメータレンズ１６３及び９０°像回転光学系１６２を第１ベースブロック１２３に配置しやすくできる。
【００７７】
傾斜部１２８は、半導体素子ユニット１２０を側面視した場合（本実施の形態では、Ｚ軸方向からＸＹ平面を見た場合）、光軸６００に対して傾いている。より具体的には、傾斜部１２８は、半導体素子ユニット１２０を側面視した場合、速軸コリメータレンズ１６３から結合光学系１３０に向けて出射される光の進行方向側に向かうにつれて、光軸６００から鉛直下方に離れるように光軸６００に対して傾いている。
【００７８】
＜合波部＞
続いて、図６Ａ及び図６Ｂを参照しながら、合波部１４０の構成について、詳細に説明する。図６Ａは、合波部１４０を示す斜視図である。図６Ｂは、合波部１４０を示す正面図である。
【００７９】
なお、図６Ｂは、波長分散素子１４２における、半導体素子ユニット１２０から出射された光が入射される側の面の法線方向から、合波部１４０を見た場合を示す図である。
【００８０】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、合波部１４０は、基台１４１と、波長分散素子１４２と、押圧部１４３と、調整ねじ２１２と、を備える。
【００８１】
基台１４１は、波長分散素子１４２が載置される台である。基台１４１は、波長分散素子１４２を任意の高さに固定する。基台１４１は、ベース１１０の主面１１１に載置され、ベース１１０に固定されている。
【００８２】
なお、基台１４１は、接着剤等によりベース１１０に固定されていてもよいし、ベース１１０と一体的に形成されていてもよい。
【００８３】
また、基台１４１に採用される材料は、特に限定されない。基台１４１に採用される材料は、例えば、金属材料でもよいし、セラミック材料でもよい。
【００８４】
また、基台１４１は、部分反射ミラー１５０に向けて波長分散素子１４２が光を出射する側の面に、傾斜部１４８を有する。
【００８５】
傾斜部１４８は、基台１４１に形成された傾斜面である。傾斜部１４８は、例えば、波長分散素子１４２における光を出射する側の面に対して上面視で傾斜している。波長分散素子１４２からは、複数の半導体発光素子１２１からの複数の光が合波された光が上面視で波長分散素子１４２における光を出射する側の面に対して法線方向から傾斜するように屈折して出射される。そのため、基台１４１のサイズによっては、波長分散素子１４２から部分反射ミラー１５０に向けて出射された光が基台１４１に照射されてしまう場合がある。そこで、基台１４１が傾斜部１４８を有することで、波長分散素子１４２から部分反射ミラー１５０に向けて出射された光が基台１４１に照射されてしまうことを抑制できる。
【００８６】
波長分散素子１４２は、回折格子が形成された光学素子である。具体的には、波長分散素子１４２は、第１方向に延在する溝が第１方向に直交する方向に複数並んで設けられた回折格子を有する。本実施の形態では、第１方向は、Ｙ軸方向である。
【００８７】
波長分散素子１４２には、例えば、中央部に複数の半導体素子ユニット１２０のそれぞれから出射された光が照射される。そのため、波長分散素子１４２の中央部には、速軸コリメータレンズ１６３から出射された複数の光が重畳されることで形成された１つの光スポット３００が位置する。波長分散素子１４２は、複数の半導体素子ユニット１２０のそれぞれから出射された光を合波して、１つの光路を通過するように、部分反射ミラー１５０に向けて出射する。
【００８８】
なお、光スポット３００では、速軸コリメータレンズ１６３から出射された複数の光のそれぞれの光軸が波長分散素子１４２で重なっているとよい。また、光スポット３００では、速軸コリメータレンズ１６３から出射された複数の光の光スポット３００が完全に重畳している必要はなく、速軸コリメータレンズ１６３から出射された複数の光それぞれの少なくとも一部の光が重畳されていればよい。
【００８９】
また、波長分散素子１４２は、部分反射ミラー１５０で反射された反射光３２０を、半導体素子ユニット１２０のそれぞれに向けて出射する。具体的には、波長分散素子１４２は、半導体素子ユニット１２０のそれぞれから出射された光の元の光路を通過するように、反射光３２０を分波して半導体素子ユニット１２０のそれぞれに向けて出射する。
【００９０】
波長分散素子１４２は、回折格子が形成され、且つ、透光性を有する材料であればよい。波長分散素子１４２は、例えば、樹脂材料、ガラス等で形成される。
【００９１】
なお、例えば、図１に示すように、本実施の形態では、波長分散素子１４２は、光を透過する透過型のタイプであるが、光を反射する反射型のタイプでもよい。
【００９２】
また、波長分散素子１４２に形成される回折格子が有する溝のピッチは、特に限定されない。当該ピッチは、レーザ光３１０が所望の波長となるように、任意に形成されればよい。
【００９３】
押圧部１４３は、基台１４１に波長分散素子１４２を押圧することで、波長分散素子１４２を基台１４１に固定する。具体的には、押圧部１４３は、波長分散素子１４２を第１方向と平行な方向に押圧することで、波長分散素子１４２を基台１４１に固定する。押圧部１４３は、例えば、板ばねである。
【００９４】
押圧部１４３は、上面視でＴ字となっており、上面視で波長分散素子１４２の長尺な方向と平行な方向に長尺となっている。押圧部１４３は、一端が調整ねじ２１２によって基台１４１に固定されており、他端には平板状の押圧部１４３の面から波長分散素子１４２に向かって突出した凸部１４５が形成されている。波長分散素子１４２は、凸部１４５に押圧されることで、基台１４１に押圧されて固定されている。
【００９５】
なお、調整ねじ２１２は、締結度合いが調整されることで、調整ねじ２１２に固定されている押圧部１４３による波長分散素子１４２への押圧力を調整可能な構成となっていてもよい。
【００９６】
このように、半導体レーザ装置１００が備える合波部１４０は、波長分散素子１４２の両端の上面から板ばね（押圧部１４３）にて押圧して波長分散素子１４２を固定している。また、合波部１４０は、例えば、板ばねの他端を支持している調整ねじ（調整ねじ２１２）を回転させることにより、波長分散素子１４２への押圧力を変更可能な構成となっていてもよい。
【００９７】
また、押圧部１４３は、速軸コリメータレンズ１６３から出射された複数の光が波長分散素子１４２で重畳されることで形成されている光スポット３００の第１方向（Ｙ軸方向）に平行な方向において、波長分散素子１４２を１箇所で押圧することで、波長分散素子１４２を基台１４１に固定する。本実施の形態において、光スポット３００は、正面視で波長分散素子１４２の中央部に位置する。そのため、本実施の形態では、押圧部１４３は、上面視で波長分散素子１４２の長手方向における中央部において、波長分散素子１４２を１箇所で押圧することで、波長分散素子１４２を基台１４１に固定している。例えば、押圧部１４３は、複数の半導体発光素子１２１からの複数の光が重畳される光スポット３００の上方で、波長分散素子１４２を下方に押圧する。
【００９８】
［効果等］
以上説明したように、実施の形態に係る半導体レーザ装置１００は、光を出射する複数の半導体発光素子１２１と、複数の半導体発光素子１２１のそれぞれから出射された光の速軸方向をそれぞれコリメートして複数の光を出射する速軸コリメータレンズ１６３、速軸コリメータレンズ１６３から出射された複数の光を透過又は反射して当該複数の光が１つの光路を通過するように出射する波長分散素子１４２、及び、波長分散素子１４２から出射された光の一部を透過し、且つ、他部を反射する部分反射ミラー１５０を有する外部共振器４００と、速軸コリメータレンズ１６３と複数の半導体発光素子１２１とを支持する基部５００と、速軸コリメータレンズ１６３を基部５００に固定するための複数の接着剤２２０と、を備える。また、速軸コリメータレンズ１６３から出射された複数の光は、波長分散素子１４２で重畳されている。また、複数の接着剤２２０は、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称に配置されている。
【００９９】
本実施の形態では、半導体レーザ装置１００は、光を出射する３つの半導体発光素子１２１と、３つの半導体発光素子１２１のそれぞれから出射された光の速軸方向をそれぞれコリメートしてそれぞれが光を出射する３つの速軸コリメータレンズ１６３、３つの速軸コリメータレンズ１６３のそれぞれから出射された複数の光を透過又は反射して当該複数の光が１つの光路を通過するように出射する波長分散素子１４２、及び、波長分散素子１４２から出射された光の一部を透過し、且つ、他部を反射する部分反射ミラー１５０を有する外部共振器４００と、１つの速軸コリメータレンズ１６３と１つの半導体発光素子１２１とを支持する３つの第１ベースブロック１２３と、を備える。速軸コリメータレンズ１６３を第１ベースブロック１２３に固定するための複数の接着剤２２０は、１つの第１ベースブロック１２３に対して２つ設けられている。
【０１００】
半導体レーザ装置１００が発生する光による熱、半導体レーザ装置１００へ加わる外力等により、２つの接着剤２２０は、膨張又は収縮することにより、精度よく位置が調整された半導体レーザ装置１００が備える各部品を動かす要因となる。特に、速軸コリメータレンズ１６３等の外部共振器４００を構成する光学部品は、所望の位置からのわずかなずれが、半導体レーザ装置１００から出射されるレーザ光３１０の光出力、波長、スポット径等のビーム品質に多大な影響を及ぼす。ここで、２つの接着剤２２０は、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称な位置に配置されている。より具体的には、２つの接着剤２２０は、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称な位置で且つ同量で塗布されている。これにより、２つの接着剤２２０は、膨張又は収縮することで速軸コリメータレンズ１６３に与える力を互いに打ち消しあう。そのため、速軸コリメータレンズ１６３は、調整された状態の位置から動くことが抑制される。このように、半導体レーザ装置１００によれば、ビーム品質の低下を抑制できる。
【０１０１】
また、例えば、複数の接着剤２２０は、速軸コリメータレンズ１６３に対して、半導体発光素子１２１から出射される光の遅軸方向に平行な方向において対称に配置されている。
【０１０２】
例えば、２つの接着剤２２０において、図３に示すＺ軸方向に速軸コリメータレンズ１６３を引き合う力又は押し合う力が異なると、ＸＺ平面においてＺ軸に対して傾くことが考えらえる。そうすると、半導体発光素子１２１から出射された光である反射光３２０は、当該光の出射元の半導体発光素子１２１に戻らずに、当該半導体発光素子１２１とは異なる半導体発光素子１２１に戻る場合がある。こうなると、意図しない共振が発生することで、例えば、レーザ光３１０に意図しない波長が含まれる、所望の波長において光出力が低下する等のビーム品質の低下が発生する。そこで、複数の接着剤２２０が速軸コリメータレンズ１６３に対して半導体発光素子１２１から出射される光の遅軸方向に平行な方向において対称に配置されている構成とすることで、２つの接着剤２２０において、図３に示すＺ軸方向に速軸コリメータレンズ１６３を引き合う力又は押し合う力が等しくなる。これにより、ビーム品質の低下は、抑制される。また、本実施の形態では、Ｚ軸方向に長尺な１つの速軸コリメータレンズを用いているが、半導体レーザ装置１００が複数の半導体発光素子１２１の数に合わせて複数の速軸コリメータレンズを備える場合がある。この場合、速軸コリメータレンズがＺ軸方向に動くだけで、半導体発光素子１２１から出射された光の光軸が所定の位置からずれてしまうことがある。このような場合、複数の接着剤２２０が速軸コリメータレンズ１６３に対して半導体発光素子１２１から出射される光の遅軸方向に平行な方向において対称に配置されている構成とすることで、複数の速軸コリメータレンズのそれぞれのＺ軸方向のずれの発生を低減することで、ビーム品質の低下を抑制できる。また、本実施の形態では、速軸コリメータレンズ１６３に９０°像回転光学系１６２が接着されている。そのため、速軸コリメータレンズ１６３がＺ軸方向に所定の位置からずれた場合、９０°像回転光学系１６２の位置も所定の位置からずれることとなる。これにより、所定の位置からずれた９０°像回転光学系１６２によって、半導体発光素子１２１から出射された光の光軸が所定の位置からずれてしまうことがある。このような場合、複数の接着剤２２０が速軸コリメータレンズ１６３に対して半導体発光素子１２１から出射される光の遅軸方向に平行な方向において対称に配置されている構成とすることで、複数の速軸コリメータレンズのそれぞれのＺ軸方向のずれの発生を低減することで、ビーム品質の低下を抑制できる。
【０１０３】
また、例えば、外部共振器４００は、さらに、複数の半導体発光素子１２１と波長分散素子１４２との間に、複数の半導体発光素子１２１のそれぞれから出射された光を波長分散素子１４２で重畳させる結合光学系１３０を備える。本実施の形態では、結合光学系１３０は、速軸コリメータレンズ１６３と波長分散素子１４２との間に、速軸コリメータレンズ１６３から出射された複数の光を波長分散素子１４２で１つの光スポット３００となるように重畳させる。
【０１０４】
このような構成によれば、例えば、結合光学系１３０によって複数の半導体発光素子１２１のそれぞれから出射された光を集光できるため、複数の半導体発光素子１２１と波長分散素子１４２との距離を近づけても、複数の半導体発光素子１２１のそれぞれから出射された光を波長分散素子１４２で１つの光スポット３００にしやすくなる。そのため、このような構成によれば、半導体レーザ装置１００は、小型化され得る。
【０１０５】
また、例えば、外部共振器４００は、さらに、速軸コリメータレンズ１６３から出射された複数の光のそれぞれの速軸方向と遅軸方向とを入れ替える９０°像回転光学系１６２を備える。
【０１０６】
本実施の形態では、速軸コリメータレンズ１６３から出射された複数の光のそれぞれの速軸方向と、回折格子の溝が延在している第１方向とが平行な方向となっている。そのため、速軸コリメータレンズ１６３から出射された複数の光のそれぞれの速軸方向は、９０°像回転光学系１６２によって、遅軸方向と反転するように第１方向と垂直な方向となる。そのため、波長分散素子１４２には、光の回折に影響を及ぼす第１方向に垂直な方向（つまり、回折格子の溝の並び方向）において光がコリメートされた状態で入射されるため、波長分散素子１４２において光の発散角度による回折角度の所望の位置からのずれを低減できる。
【０１０７】
（変形例１）
続いて、変形例１に係る半導体レーザ装置について説明する。なお、変形例１に係る半導体レーザ装置は、実施の形態に係る半導体レーザ装置１００と半導体素子ユニットの構成のみが異なる。そのため、変形例１に係る半導体レーザ装置の説明においては、半導体素子ユニットの構成を中心に説明する。
【０１０８】
［構成］
図７は、変形例１に係る半導体レーザ装置が備える半導体素子ユニット１２０ａを示す斜視図である。図８は、変形例１に係る複数の接着剤２２０ａの位置を説明するための図である。
【０１０９】
なお、図８においては、半導体素子ユニット１２０ａが備える構成要素の一部のみを図示しており、第２ベースブロック１２５ａ等の構成要素の一部の図示を省略している。
【０１１０】
半導体素子ユニット１２０ａは、半導体発光素子１２１と、基部５００ａと、ねじ２１０、２１１と、９０°像回転光学系１６２と、速軸コリメータレンズ１６３と、を備える。
【０１１１】
なお、図示しないが、半導体素子ユニット１２０ａは、半導体素子ユニット１２０と同様に、第１ベースブロック１２３ａと第２ベースブロック１２５ａとの間に絶縁シート１２４を備える。また、図示しないが、半導体素子ユニット１２０ａは、半導体素子ユニット１２０と同様に、第１ベースブロック１２３ａ上に載置され、半導体発光素子１２１が載置されるサブマウント１２２を備える。
【０１１２】
基部５００ａは、少なくとも１つの半導体発光素子１２１と、速軸コリメータレンズ１６３と、９０°像回転光学系１６２とを支持する基台である。基部５００ａは、第１ベースブロック１２３ａと、第２ベースブロック１２５ａと、を有する。
【０１１３】
第１ベースブロック１２３ａは、半導体発光素子１２１が載置されたサブマウント１２２（例えば、図５参照）が載置されるブロックである。
【０１１４】
また、第１ベースブロック１２３ａには、速軸コリメータレンズ１６３及び９０°像回転光学系１６２を第１ベースブロック１２３ａに配置しやすくするために、半導体発光素子１２１が出射した光が照射される側の一部に、平面部１２８ａが形成されていてもよい。
【０１１５】
平面部１２８ａは、半導体素子ユニット１２０ａを側面視した場合、載置面１２７に平行な面であって、載置面１２７より鉛直下方に位置する。こうすることで、半導体発光素子１２１に応じた位置に速軸コリメータレンズ１６３及び９０°像回転光学系１６２を設置しやすくできる。このように、速軸コリメータレンズ１６３及び９０°像回転光学系１６２を第１ベースブロックに配置しやすくするために、第１ベースブロック１２３のように傾斜部１２８が設けられてもよいし、第１ベースブロック１２３ａのように平面部１２８ａが設けられてもよい。
【０１１６】
また、第１ベースブロック１２３ａには、第１ベースブロック１２３と異なり、突起部１２６が設けられていない。
【０１１７】
第２ベースブロック１２５ａは、第１ベースブロック１２３ａに絶縁シート１２４（例えば、図５参照）を介して載置されるブロックである。
【０１１８】
第１ベースブロック１２３ａと第２ベースブロック１２５ａとは、ねじ２１０、２１１によって固定されている。
【０１１９】
また、第２ベースブロック１２５ａには、第２ベースブロック１２５とは異なり、半導体発光素子１２１における光出射側に、当該光出射側に突出した２つの突起部１２６ａが形成されている。
【０１２０】
２つの突起部１２６ａは、９０°像回転光学系１６２及び速軸コリメータレンズ１６３の上方に位置する。９０°像回転光学系１６２及び速軸コリメータレンズ１６３は、２つの突起部１２６ａと第１ベースブロックの平面部１２８ａとの間に位置する。具体的には、９０°像回転光学系１６２及び速軸コリメータレンズ１６３は、２つの突起部１２６ａと第１ベースブロック１２３ａの平面部１２８ａとに複数の接着剤２２０ａによって接着されている。より具体的には、速軸コリメータレンズ１６３は、９０°像回転光学系１６２に接着されて固定されており、９０°像回転光学系１６２が複数の接着剤２２０ａに接着されている。
【０１２１】
複数の接着剤２２０ａは、速軸コリメータレンズ１６３を第１ベースブロック１２３ａ及び第２ベースブロック１２５ａ（つまり、基部５００ａ）に固定するための接着剤である。本実施の形態では、速軸コリメータレンズ１６３は、９０°像回転光学系１６２に接着して固定されている。複数の接着剤２２０ａは、９０°像回転光学系１６２と、第１ベースブロック１２３の平面部１２８ａ及び第２ベースブロック１２５ａの突起部１２６ａとを接着することで、速軸コリメータレンズ１６３を基部５００ａに固定している。
【０１２２】
複数の接着剤２２０ａは、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称に配置されている。本実施の形態では、複数の接着剤２２０ａは、速軸コリメータレンズ１６３に対して、半導体発光素子１２１から出射される光の速軸方向に平行な方向において対称に配置されている。言い換えると、複数の接着剤２２０ａは、正面視において（つまり、半導体発光素子１２１の光出射側から接着剤２２０ａを見た場合）、速軸コリメータレンズ１６３の光軸６００に対して鉛直方向に対称となる位置に配置されている。また、本実施の形態では、４つの接着剤２２０ａは、速軸コリメータレンズ１６３の光軸６００を軸として、２回対称となっている。４つの接着剤２２０ａは、速軸コリメータレンズ１６３の光軸６００を軸とした２回対称の位置で且つ同量で塗布されている。
【０１２３】
接着剤２２０ａに採用される材料は、特に限定されない。本実施の形態では、接着剤２２０ａには、紫外線硬化樹脂が採用されている。
【０１２４】
［効果等］
以上説明したように、変形例１に係る半導体レーザ装置が備える半導体素子ユニット１２０ａにおいては、複数の接着剤２２０は、速軸コリメータレンズ１６３に対して、半導体発光素子１２１から出射される光の速軸方向に平行な方向において対称に配置されている。
【０１２５】
例えば、図７に示すＹ軸方向に速軸コリメータレンズ１６３が所定の位置からずれた場合、複数の半導体発光素子１２１から出射される光の速軸方向（本実施の形態では、Ｙ軸方向）のファーフィールド分布が広いために、速軸コリメータレンズ１６３に一部の光が入射されず、半導体素子ユニット１２０ａを備える本開示に係る半導体レーザ装置の光出力の低下を引き起こす。或いは、図７に示すＹ軸方向に速軸コリメータレンズ１６３が所定の位置からずれた場合、速軸コリメータレンズ１６３と接着して配置されている９０°像回転光学系１６２における面であって、波長分散素子１４２に向けて光を出射する面において、一部の光が当該面から出射されずに意図しない位置から出射されることが考えられる。この場合もまた、半導体素子ユニット１２０ａを備える本開示に係る半導体レーザ装置の光出力の低下を引き起こす。そのため、複数の接着剤２２０が速軸コリメータレンズ１６３に対して半導体発光素子１２１から出射される光の速軸方向に平行な方向において対称に配置されている構成とすることで、速軸コリメータレンズ１６３のＹ軸方向への所定の位置からのずれを低減させることで、光出力の低下が、低減される。
【０１２６】
（変形例２）
続いて、変形例２に係る半導体レーザ装置について説明する。なお、変形例２に係る半導体レーザ装置は、実施の形態に係る半導体レーザ装置１００と半導体素子ユニットの構成のみが異なる。そのため、変形例２に係る半導体レーザ装置の説明においては、半導体素子ユニットの構成を中心に説明する。
【０１２７】
［構成］
図９は、変形例２に係る半導体レーザ装置が備える半導体素子ユニット１２０ｂを示す斜視図である。図１０は、変形例２に係る複数の接着剤２２０ｂの位置を説明するための図である。
【０１２８】
半導体素子ユニット１２０ｂは、半導体発光素子１２１と、基部５００ｂと、ねじ２１０、２１１と、９０°像回転光学系１６２と、速軸コリメータレンズ１６３と、光学ホルダ１６１と、を備える。
【０１２９】
なお、図示しないが、半導体素子ユニット１２０ｂは、半導体素子ユニット１２０と同様に、第１ベースブロック１２３ａと第２ベースブロック１２５ｂとの間に絶縁シート１２４を備える。また、図示しないが、半導体素子ユニット１２０ｂは、半導体素子ユニット１２０と同様に、第１ベースブロック１２３ａ上に載置され、半導体発光素子１２１が載置されるサブマウント１２２を備える。
【０１３０】
基部５００ｂは、少なくとも１つの半導体発光素子１２１と、速軸コリメータレンズ１６３と、９０°像回転光学系１６２とを支持する基台である。基部５００ａは、第１ベースブロック１２３ａと、第２ベースブロック１２５ｂと、を有する。
【０１３１】
第２ベースブロック１２５ｂは、第１ベースブロック１２３ａに絶縁シート１２４（例えば、図５参照）を介して載置されるブロックである。
【０１３２】
第１ベースブロック１２３ａと第２ベースブロック１２５ｂとは、ねじ２１０、２１１によって固定されている。
【０１３３】
また、第２ベースブロック１２５ｂには、第２ベースブロック１２５とは異なり、半導体発光素子１２１における光出射側に、当該光出射側に突出した２つの突起部１２６ｂが形成されている。
【０１３４】
２つの突起部１２６ｂは、９０°像回転光学系１６２、速軸コリメータレンズ１６３、及び、光学ホルダ１６１の上方に位置する。９０°像回転光学系１６２、速軸コリメータレンズ１６３、及び、光学ホルダ１６１は、２つの突起部１２６ｂと第１ベースブロックの平面部１２８ａとの間に位置する。具体的には、９０°像回転光学系１６２、速軸コリメータレンズ１６３、及び、光学ホルダ１６１は、２つの突起部１２６ｂと第１ベースブロック１２３ａの平面部１２８ａとに複数の接着剤２２０ｂによって接着されている。より具体的には、速軸コリメータレンズ１６３、９０°像回転光学系１６２、及び、光学ホルダ１６１は、互いに接着されて固定されており、さらに、光学ホルダ１６１が複数の接着剤２２０ｂに接着されている。
【０１３５】
図１１は、変形例２に係る光学ホルダ１６１の位置関係を説明するための図である。
【０１３６】
光学ホルダ１６１は、９０°像回転光学系１６２と速軸コリメータレンズ１６３とを半導体発光素子１２１の光出射側に固定するための部材である。本実施の形態では、光学ホルダ１６１は、第２ベースブロック１２５に一部が固定されており、且つ、９０°像回転光学系１６２に他の一部が固定されている。
【０１３７】
このように、変形例２に係る半導体レーザ装置が備える半導体素子ユニット１２０ｂは、基部５００ｂとともに速軸コリメータレンズ１６３を支持する光学ホルダ１６１を備える。接着剤２２０ｂは、光学ホルダ１６１と基部５００ｂとを接着することで、速軸コリメータレンズ１６３を基部５００に固定する。
【０１３８】
光学ホルダ１６１に採用される材料は、例えば、ガラス、金属材料等である。
【０１３９】
また、２つの突起部１２６ｂは、それぞれ半導体発光素子１２１の光が出射される側（つまり、Ｘ軸正方向側）において、先端が鉛直下方に屈曲している。複数の接着剤２２０ｂは、それぞれ光学ホルダ１６１のＸ軸方向側の側面と、２つの突起部１２６ｂ及び第２ベースブロック１２５ｂの側面とを接着する。
【０１４０】
複数の接着剤２２０ｂは、速軸コリメータレンズ１６３を第１ベースブロック１２３ａ及び第２ベースブロック１２５ｂ（つまり、基部５００ｂ）に固定するための接着剤である。本実施の形態では、速軸コリメータレンズ１６３は、９０°像回転光学系１６２に接着して固定されている。
【０１４１】
複数の接着剤２２０ｂは、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称に配置されている。本実施の形態では、複数の接着剤２２０ｂは、速軸コリメータレンズ１６３の光軸６００に垂直な方向から見た場合に、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称に配置されている。言い換えると、複数の接着剤２２０ａは、側面視において、速軸コリメータレンズ１６３の光軸６００に直交する方向に対称となる位置に配置されている。本実施の形態では、複数の接着剤２２０ｂは、側面視した場合に、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称に配置されている。さらに、本実施の形態では、複数の接着剤２２０ｂは、上面視した場合に、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称に配置されている。また、本実施の形態では、４つの接着剤２２０ｂは、上面視した場合に、光学ホルダ１６１の中心を軸として、２回対称となっている。４つの接着剤２２０ｂは、同量で塗布されている。
【０１４２】
接着剤２２０ｂに採用される材料は、特に限定されない。本実施の形態では、接着剤２２０ｂには、紫外線硬化樹脂が採用されている。
【０１４３】
［効果等］
以上説明したように、変形例２に係る半導体レーザ装置が備える半導体素子ユニット１２０ｂにおいては、複数の接着剤２２０ｂは、速軸コリメータレンズ１６３の光軸６００に垂直な方向から見た場合に、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称に配置されている。本実施の形態では、複数の接着剤２２０ｂは、側面視した場合に、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称に配置されている。さらに、本実施の形態では、複数の接着剤２２０ｂは、上面視した場合に、速軸コリメータレンズ１６３に対して対称に配置されている。
【０１４４】
例えば、図１０に示すＸ軸方向（半導体発光素子１２１の光出射方向）に速軸コリメータレンズ１６３が所定の位置からずれた場合、部分反射ミラー１５０における光の入射面に対して垂直に光が入射されず、当該入射面の垂直方向に対してわずかな傾きをもって入射される。これにより、部分反射ミラー１５０で反射されて半導体発光素子１２１に帰還される光の強度が低下し、光の共振が不安定な状態になる。そこで、複数の接着剤２２０ｂが速軸コリメータレンズ１６３の光軸６００に垂直な方向から見た場合に速軸コリメータレンズ１６３に対して対称に配置されている構成とすることで、光の共振が不安定な状態を抑制できる。
【０１４５】
（変形例３）
続いて、変形例３に係る半導体レーザ装置について説明する。なお、変形例３に係る半導体レーザ装置は、実施の形態に係る半導体レーザ装置１００が備える増幅部と９０°像回転光学系との構成のみが異なる。そのため、変形例３に係る半導体レーザ装置の説明においては、増幅部と９０°像回転光学系との構成を中心に説明する。
【０１４６】
［構成］
図１２は、変形例３に係る半導体レーザ装置１００ａを示す斜視図である。図１３は、変形例３に係る増幅部１２１ａを示す斜視図である。
【０１４７】
なお、図１３においては、半導体素子ユニット１２０ｃが備える構成要素のうちの複数の増幅部１２１ａ（半導体発光素子アレイ１９０）と、速軸コリメータレンズ１６３と、複数の９０°像回転光学系１６２ａ（９０°像回転光学系アレイ１７０）とを、示し、他の構成要素については図示を省略している。また、図１３では、速軸コリメータレンズ１６３と９０°像回転光学系アレイ１７０とを離間して配置しているが、接触していてもよい。
【０１４８】
半導体素子ユニット１２０ｃでは、実施の形態に係る半導体素子ユニット１２０から、半導体発光素子１２１が半導体発光素子アレイ１９０となり、９０°像回転光学系１６２が９０°像回転光学系アレイ１７０となっている。他の構成要素については、例えば、図４に示す半導体素子ユニット１２０と同様の構成となっている。
【０１４９】
半導体発光素子アレイ１９０は、複数の増幅部１２１ａを有する半導体発光素子である。半導体発光素子アレイ１９０は、複数の増幅部１２１ａのそれぞれから速軸コリメータレンズ１６３に向けて光を出射する。言い換えると、半導体発光素子アレイ１９０は、速軸コリメータレンズ１６３に向けて複数の光を出射する。
【０１５０】
このように、本開示に係る半導体レーザ装置は、光を出射する複数の増幅部を備えていればよく、例えば、図２に示すように複数の半導体発光素子１２１により複数の増幅部が実現されてもよいし、図１２に示すように半導体発光素子アレイ１９０により複数の増幅部１２１ａが実現されてもよい。また、本開示に係る半導体レーザ装置は、１以上の速軸コリメータレンズ１６３を有していればよく、１つの増幅部に対して１つの速軸コリメータレンズ１６３を備えてもよいし、複数の増幅部に対して１つの速軸コリメータレンズを備えてもよい。
【０１５１】
９０°像回転光学系アレイ１７０は、９０°像回転光学系１６２ａを複数備えるアレイレンズである。具体的には、９０°像回転光学系アレイ１７０は、９０°像回転光学系１６２ａを増幅部１２１ａと同じ数だけ備える。
【０１５２】
９０°像回転光学系アレイ１７０は、図２に示す９０°像回転光学系１６２と同様に、速軸コリメータレンズ１６３と波長分散素子１４２との間に配置される。
【０１５３】
ここで、９０°像回転光学系アレイ１７０は、複数の９０°像回転光学系１６２ａを、複数の増幅部１２１ａと等しいピッチで備える。言い換えると、９０°像回転光学系アレイ１７０は、複数の９０°像回転光学系１６２ａを、複数の増幅部１２１ａの発光点３３０と等しいピッチで備える。このように、本開示に係る半導体レーザ装置は、速軸コリメータレンズ１６３と波長分散素子１４２との間に、複数の増幅部１２１ａと等しいピッチで配列された、速軸コリメータレンズ１６３から出射された光の速軸方向と遅軸方向とを入れ替える複数の９０°像回転光学系１６２ａを有する９０°像回転光学系アレイ１７０を備えてもよい。ここで、例えば、複数の９０°像回転光学系１６２ａのピッチとは、複数の９０°像回転光学系１６２ａの中心間距離である。ここで、中心とは、例えば、９０°像回転光学系１６２ａの上面視における中心、又は、９０°像回転光学系アレイ１７０の光出射面の法線方向から９０°像回転光学系アレイ１７０を見た場合における９０°像回転光学系１６２ａの中心である。
【０１５４】
［効果等］
以上説明したように、変形例３に係る半導体レーザ装置１００ａは、複数の半導体発光素子１２１の代わりに、複数の増幅部１２１ａを有する半導体発光素子アレイ１９０を備える。
【０１５５】
このような構成によれば、複数の半導体発光素子１２１の位置調整（光学調整）をする場合と比較して、複数の増幅部１２１ａの相対位置が変わらないために、光学調整が簡便になる。
【０１５６】
また、例えば、変形例３に係る半導体レーザ装置１００ａは、さらに、速軸コリメータレンズ１６３と波長分散素子１４２との間に、複数の増幅部１２１ａと等しいピッチで複数の９０°像回転光学系１６２ａを有する９０°像回転光学系アレイ１７０を備える。
【０１５７】
複数の増幅部１２１ａからは、互いに平行な光が出射される。そのため、９０°像回転光学系アレイ１７０が複数の増幅部１２１ａと等しいピッチで配列された、速軸コリメータレンズ１６３から出射された光の速軸方向と遅軸方向とを入れ替える複数の９０°像回転光学系１６２ａを有することで、複数の増幅部１２１ａから出射される光をそれぞれ、簡便な調整で複数の９０°像回転光学系１６２ａそれぞれに入射させることができる。
【０１５８】
（その他の実施の形態）
以上、本開示の実施の形態に係る半導体レーザ装置について、実施の形態及び各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各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に施したもの、又は、異なる実施の形態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。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本開示の半導体レーザ装置は、例えば、レーザ加工に用いられる加工装置の光源として利用される。
【符号の説明】
【０１６０】
１００、１００ａ  半導体レーザ装置
１１０  ベース
１１１  主面
１２０、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ  半導体素子ユニット
１２１  半導体発光素子（増幅部）
１２１ａ  増幅部
１２２  サブマウント
１２３、１２３ａ  第１ベースブロック
１２４  絶縁シート
１２５、１２５ａ、１２５ｂ  第２ベースブロック
１２６、１２６ａ、１２６ｂ  突起部
１２７  載置面
１２８、１４８  傾斜部
１２８ａ  平面部
１３０  結合光学系
１４０  合波部
１４１  基台
１４２  波長分散素子
１４３  押圧部
１４５  凸部
１５０  部分反射ミラー
１６０  光学ユニット
１６１  光学ホルダ
１６２、１６２ａ  ９０°像回転光学系
１６３  速軸コリメータレンズ
１７０  ９０°像回転光学系アレイ
１９０  半導体発光素子アレイ
２００、２０１、２０２、２０３  孔
２１０、２１１  ねじ
２１２  調整ねじ
２２０、２２０ａ、２２０ｂ  接着剤
３００  光スポット
３１０  レーザ光
３２０  反射光
３３０  発光点
４００  外部共振器
５００、５００ａ、５００ｂ  基部
６００  光軸
【図１】
2020145355.tif 000003
【図２】
2020145355.tif 000004
【図３】
2020145355.tif 000005
【図４】
2020145355.tif 000006
【図５】
2020145355.tif 000007
【図６Ａ】
2020145355.tif 000008
【図６Ｂ】
2020145355.tif 000009
【図７】
2020145355.tif 000010
【図８】
2020145355.tif 000011
【図９】
2020145355.tif 000012
【図１０】
2020145355.tif 000013
【図１１】
2020145355.tif 000014
【図１２】
2020145355.tif 000015
【図１３】
2020145355.tif 000016