(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のヒートシンクに実装され、第１の方向にレーザを照射し前記第１の方向とは垂直なスローアクシス方向に互いに並んだ少なくとも２つの第１の発光エミッタを有する第１の半導体レーザアレイと、
第２のヒートシンクに実装され、前記第１の方向にレーザを照射し前記スローアクシス方向に互いに並んだ少なくとも２つの第２の発光エミッタを有する第２の半導体レーザアレイと、
前記第１の半導体レーザアレイからレーザが照射される方向に配置され、前記第１の方向及び前記スローアクシス方向に対して垂直なファーストアクシス方向に広がるレーザをコリメートする第１のファーストアクシスコリメートレンズと、
前記第１のファーストアクシスコリメートレンズからレーザが照射される方向に配置され、前記スローアクシス方向に広がるレーザをコリメートする第１のスローアクシスコリメートレンズと、
前記第２の半導体レーザアレイからレーザが照射される方向に配置され、前記ファーストアクシス方向に広がるレーザをコリメートする第２のファーストアクシスコリメートレンズと、
前記第２のファーストアクシスコリメートレンズからレーザが照射される方向に配置され、前記スローアクシス方向に広がるレーザをコリメートする第２のスローアクシスコリメートレンズと、
前記第１のスローアクシスコリメートレンズおよび前記第２のスローアクシスコリメートレンズからレーザが照射される方向に配置され、前記ファーストアクシス方向においてレーザを集光するファーストアクシス集光レンズと、
前記ファーストアクシス集光レンズからレーザが照射される方向に位置し、前記スローアクシス方向においてレーザを集光するスローアクシス集光レンズと、
２つの前記第１の発光エミッタのうちの一方および２つの前記第２の発光エミッタのうちの一方から照射されたレーザが入射される光ファイバ、および、２つの前記第１の発光エミッタのうちの他方および２つの前記第２の発光エミッタのうちの他方から照射されたレーザが入射される光ファイバの、少なくとも２つの光ファイバを有する光ファイバアレイとを備え、
前記第２のヒートシンクは、前記第１のヒートシンクに対して、前記第１のヒートシン
クと前記第１の半導体レーザアレイとの前記ファーストアクシス方向の厚みの和よりも小さいピッチで前記ファーストアクシス方向に位置し、
前記第２のヒートシンクは、前記第１のヒートシンクの前記第１の方向の長さよりも大きいピッチで、レーザ照射方向とは反対側に位置している半導体レーザモジュール。
【請求項２】
前記第１の半導体レーザアレイと前記第１のファーストアクシスコリメートレンズとの距離は、前記第２の半導体レーザアレイと前記第２のファーストアクシスコリメートレンズとの距離と等しく、
前記第１のファーストアクシスコリメートレンズと前記第１のスローアクシスコリメートレンズとの距離は、前記第２のファーストアクシスコリメートレンズと前記第２のスローアクシスコリメートレンズとの距離と等しく、
前記第１の半導体レーザアレイと前記ファーストアクシス集光レンズとの距離は、前記第２の半導体レーザアレイと前記ファーストアクシス集光レンズとの距離よりも小さく、
少なくとも２つの前記第１の発光エミッタおよび少なくとも２つの前記第２の発光エミッタから照射された少なくとも４つのレーザは、ファーストアクシス方向及びスローアクシス方向において互いにほぼ平行に前記ファーストアクシス集光レンズに達する請求項１に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項３】
前記第１の発光エミッタの数および間隔と、前記第２の発光エミッタの数および間隔と、前記光ファイバの数および間隔とは等しい請求項１または２に記載の半導体レーザモジュール。
【請求項４】
信号光が伝搬する信号光ファイバと励起光が伝搬するマルチモードファイバとが密にバンドルされた光ファイバカプラと、
請求項１〜３のいずれかに記載の半導体レーザモジュールとを備え、
前記光ファイバカプラと前記光ファイバアレイとを融着接続したファイバレーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の半導体レーザモジュールおよびファイバレーザは金属材料あるいは樹脂材料などの熱加工（例えば溶接、切断など）を行うレーザ加工装置に組み込んで用いるものであり、本発明は複数個の半導体レーザアレイを高効率かつ高輝度にファイバカップリングした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を励起源としたファイバレーザに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体レーザを光源、または励起源としたレーザ加工装置が、溶接、溶着、切断、改質など種々の材料加工に広く用いられている。
【０００３】
その中でもファイバレーザはその特徴として高品質のビームを有しているが、昨今の技術の進展によりシングルモードまたはそれに近い低次のマルチモードという高品質のビームを保持した上で、数ＫＷという非常に大きなレーザ出力まで発振可能となった。その結果、材料加工分野への積極的な普及が図られている。
【０００４】
このようなファイバレーザの大出力化には、ダブルクラッドファイバの採用を背景とした光ファイバ技術の進歩が大きく寄与している。ダブルクラッドファイバを用いたファイバレーザの典型的な励起方法を図８に示す。
【０００５】
ダブルクラッドファイバ２２はコア２３と、コア部の外周を取り囲むインナークラッド２４と、インナークラッド２４を取り囲むアウタークラッド２５から構成されている。信号光はコア２３をシングルモードまたは低次のマルチモードで伝搬し、励起光はコア２３を含み、インナークラッド２４の領域を伝搬する。インナークラッド２４を伝搬する励起光のうち、コア２３部分を通過する励起光はコア２３に希土類元素が添加されていれば、これを励起し、光結合することによりコア２３を伝搬する信号光を増幅する。
【０００６】
ダブルクラッドファイバ２２への励起光の注入は光ファイバカプラを融着接続する方法が良く用いられる。光ファイバカプラ１５は、信号光が伝搬する信号光ファイバと励起光が伝搬するマルチモードファイバが密にバンドルされたファイババンドル部１６と、ダブルクラッドファイバ２２と、ダブルクラッドファイバのインナークラッドと同程度の直径まで前記ファイババンドル部１６を溶融一体化するとともにテーパ状に加熱延伸し、ダブルクラッドファイバ２２へ光結合された融着部１７から構成される。
【０００７】
ファイババンドル部断面図１８はファイババンドル部１６における断面の構成を示している。ファイババンドル部１６は信号光が伝搬するコアを有した信号光ファイバ２０を中心として、その周囲に励起光が伝搬するマルチモードファイバ１９が同心円状に配置され、互いに密着したファイババンドルを形成している。
【０００８】
融着部断面２１ａおよび融着部断面２１ｂは、融着部１７の近傍においてテーパ化されたファイババンドル断面の構成を示している。テーパ状に加熱延伸する際の、温度あるいは延伸の時間、速度など延伸条件によって、融着部断面の形態は、融着部断面２１ａのようなファイババンドル部１６とほぼ相似の形態から、融着部断面２１ｂのような表面張力の作用により円状に一体化がすすんだ形態まで様々である。
【０００９】
いずれにせよファイババンドル部１６は、その外径がダブルクラッドファイバ２２のインナークラッド２４の直径とほぼ同じになるよう延伸され、複数のマルチモードファイバ１９からダブルクラッドファイバ２２のインナークラッド２４へ励起光が正しく伝搬されるべく、さらに信号光ファイバ２０のコアからダブルクラッドファイバ２２のコア２３へ（またはその逆へ）信号光が正しく伝搬されるべくダブルクラッドファイバ２２と融着接続され、光結合されている。
【００１０】
上記の構成、動作を行うファイバレーザとして、例えば特許文献１などが提案されている。このようにダブルクラッドにすることによって大きな励起光を注入することが可能となり、結果、大きな増幅を行うことが可能となった。現在ではこのような構成を組み合わせたファイバレーザの登場により、数ＫＷという非常に大きなレーザ出力が可能となっている。
【００１１】
マルチモードファイバ１９へは、励起光源となる半導体レーザと各種の光学素子を組み合わせて半導体レーザからのビームが光結合される。すなわちファイバレーザの大出力化は、いかにマルチモードファイバ１９へ高輝度、高密度に励起光をカップリングするかが重要である。上記、励起光の高輝度、高密度化のため、より高輝度なビームを出力する半導体レーザ自身の開発はもとより、光学素子を用いて半導体レーザからの出力ビームを成形、集光する技術開発も積極的に行われている。
【００１２】
また、レーザ加工の用途、範囲拡大のためには装置コストの低減化も必要である。レーザ加工装置を構成する様々な部材・材料コストの中で、半導体レーザが占める割合は非常に大きい。レーザの装置コストあるいは部材コストの評価指標として、単位レーザ出力当たりの価格が良く用いられる。
【００１３】
上記、半導体レーザの高輝度化は、使用する半導体レーザの個数を少なくすることができ、それに伴う光学素子など部材点数の削減も相まって、単位レーザ出力当たりの装置価格を低減させるものである。
【００１４】
その他、半導体レーザアレイの採用もレーザ装置価格を低減させる手段として良く用いられている。半導体レーザアレイの模式図を図５に示す。最も多く採用されている半導体レーザアレイの形状は、ブロードストライプ半導体レーザをモノリシックに一次元アレイ化したもので、ＬＤバー（半導体レーザ・バー）と呼ばれることもある。半導体レーザアレイの幅は通常１０ｍｍ程度のものが広く用いられている。半導体レーザアレイ２は発光エミッタ９を複数個有し、発光エミッタが１つのシングルエミッタの半導体レーザと比べて、半導体レーザ１個あたりの生産コスト差は小さく、単位レーザ出力当たりのコストを低く抑えることができる。
【００１５】
図６は１つの発光エミッタから照射されるレーザ光の拡がり方を示す説明図である。発光エミッタ９より出力されるレーザ光はその厚み方向（ファーストアクシス）と幅方向（スローアクシス）に異なった拡がり角を持ち、図６に示すようにそのプロファイルは楕円形となる。一般にファーストアクシスのレーザ光はシングルモードに近く、その拡がり角１０はスローアクシスの拡がり角１１に比し大きいが、ＢＰＰ（Beam Parameter Product）は小さく、ビーム品質は良い。
【００１６】
半導体レーザアレイと光学素子を用いビーム成形、集光を行う方法として、例えば特許文献２、または特許文献３などが提案されている。
【００１７】
特許文献２は半導体レーザアレイと光ファイバをカップリングする方法として最もシンプルなものである。半導体レーザアレイから照射されるビームは光学レンズ（例えばロッドレンズ）によってファーストアクシスのみコリメートされる。
【００１８】
前記、光学レンズの直後には、半導体レーザアレイの発光点の数および間隔にあわせてガラス基板上に光ファイバを配列した光ファイバアレイと呼ばれる光学素子が配置され、半導体レーザアレイからの照射ビームは光ファイバへカップリングされる。光ファイバはコア径が１００マイクロメータ前後のマルチモードファイバ、光学レンズは光ファイバと同程度の非常に細いレンズが用いられ、半導体レーザアレイ、光学レンズ、光ファイバアレイの三者は数十マイクロメータ程度の近接した状態でアライメントされる。
【００１９】
特許文献２に限らず、このような構成によるファイバカップリングの方法は従来から用いられており、半導体レーザアレイからの照射ビームを高効率で光ファイバへカップリングすることができる。
【００２０】
特許文献３はステップ上に配されたミラーとテレスコープを用い、ビームを回転させることによってビーム成形を行い、複数エミッタからのビームを高品質に、一つのビームに集光、またはファイバカップリング可能となる光学素子を提案している。
【００２１】
また、ファーストアクシスに加えスローアクシスもコリメートすることを利用すれば、コリメート後の光路長を長くでき、波長加算あるいは偏波加算などの手法を用いることもできる。これにより、複数個の半導体レーザからの出力を加算し、さらなる高輝度化も可能となる。このように特許文献３によれば、先に述べたマルチモードファイバへ高輝度、高密度に励起光のカップリングが可能であり、市場の要望するファイバレーザの高出力化が実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開平１１−０７２６２９号公報
【特許文献２】米国特許第６７８５４４０号明細書
【特許文献３】米国特許第５８８７０９６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
特許文献２に代表される半導体レーザモジュールは構成がシンプルである分、光学素子を含む部品点数も少なく材料コストを抑えることができる。しかしながらその構成上、マルチモードファイバ一本に対してカップリングされる半導体レーザの発光点は一つに限られ、大きな励起光の高輝度、高密度化は望めない。
【００２４】
本モジュールを用いて高出力のファイバレーザを構成するためには、図８に示したファイバレーザを複数段にカスケード接続し、発振したレーザ光を次々に増幅する必要がある。これは高出力化の要求の程度に応じて、ファイバレーザの作用長が長くなっていくことを意味する。作用長の長いファイバレーザは必然的にファイバ同士の融着箇所が増え、融着損失と融着部の発熱を増大させる。
【００２５】
また、寄生発振などレーザ発振が不安定になりやすく、光サージの発生による励起半導体レーザの破壊など重大な故障を引き起こす可能性がある。
【００２６】
一方、特許文献３の半導体レーザモジュールは前述の通り、高輝度、高密度にマルチモードファイバへ励起光をカップリングすることができるため、作用長の短いファイバで大出力のファイバレーザを構成することができる。しかしながら、本モジュールに使用されるステップミラーは非常に高価であり、半導体レーザアレイの採用によるレーザ装置コスト抑制の効果が薄れてしまう。また、ファイバカップリングを行うためには種々の光学素子を適正にアライメントするとともに、それらを接着固定する高度な技術が要求される。光学素子の部品点数が比較的多いことも相まって、半導体レーザモジュールの長期信頼性の確保にはさらなる技術、ノウハウが必要である。
【００２７】
本発明は、低コストかつ高輝度にファイバカップリングされた半導体レーザモジュールを提供することを目的とし、特にファイバレーザの大出力化の励起源として効果を奏するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記課題を解決するために、本発明の半導体レーザモジュールは、第１のヒートシンクに実装され、第１の方向にレーザを照射し第１の方向とは垂直なスローアクシス方向に互いに並んだ少なくとも２つの第１の発光エミッタを有する第１の半導体レーザアレイと、第２のヒートシンクに実装され、第１の方向にレーザを照射しスローアクシス方向に互いに並んだ少なくとも２つの第２の発光エミッタを有する第２の半導体レーザアレイとを有する。さらに、第１の半導体レーザアレイからレーザが照射される方向に配置され、第１の方向及びスローアクシス方向に対して垂直なファーストアクシス方向に広がるレーザをコリメートする第１のファーストアクシスコリメートレンズと、第１のファーストアクシスコリメートレンズからレーザが照射される方向に配置され、スローアクシス方向に広がるレーザをコリメートする第１のスローアクシスコリメートレンズとを有する。さらに、第２の半導体レーザアレイからレーザが照射される方向に配置され、ファーストアクシス方向に広がるレーザをコリメートする第２のファーストアクシスコリメートレンズと、第２のファーストアクシスコリメートレンズからレーザが照射される方向に配置され、スローアクシス方向に広がるレーザをコリメートする第２のスローアクシスコリメートレンズとを有する。さらに、第１のスローアクシスコリメートレンズおよび第２のスローアクシスコリメートレンズからレーザが照射される方向に配置され、ファーストアクシス方向においてレーザを集光するファーストアクシス集光レンズと、ファーストアクシス集光レンズからレーザが照射される方向に位置し、スローアクシス方向においてレーザを集光する
スローアクシス集光レンズとを有する。さらに、少なくとも２つの第１の発光エミッタのうちの一方および少なくとも２つの第２の発光エミッタのうちの一方から照射されたレーザが入射される光ファイバ、および、２つの第１の発光エミッタのうちの他方および２つの前記第２の発光エミッタのうちの他方から照射されたレーザが入射される光ファイバの、少なくとも２つの光ファイバを有する光ファイバアレイを有する。そして、第２のヒートシンクは、第１のヒートシンクに対して、第１のヒートシンクと第１の半導体レーザアレイとのファーストアクシス方向の厚みの和よりも小さいピッチでファーストアクシス方向に位置し、第２のヒートシンクは、第１のヒートシンクの第１の方向の長さよりも大きいピッチで、レーザ照射方向とは反対側に位置している。
【００２９】
そして、この構成により複数個の半導体レーザアレイのビームを、半導体レーザアレイの発光エミッタ数と同数の光ファイバへ光結合することとなる。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、本発明は、複数個の半導体レーザアレイを階段状に配置し、コリメートされたビームの内、ファースト方向のみを集光し光ファイバアレイに光結合することにより、低コストでありながら高輝度の半導体レーザモジュールを提供することができ、特にファイバレーザの励起源として効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の半導体レーザモジュールの実施の形態１における全体構成を示す側面図
【図２】本発明の半導体レーザモジュールの実施の形態１における全体構成を示す上面図
【図３】本発明の半導体レーザモジュールの実施の形態２における全体構成を示す側面図
【図４】本発明の半導体レーザモジュールの実施の形態２における全体構成を示す上面図
【図５】半導体レーザアレイの概略図
【図６】半導体レーザの発光エミッタから照射されるレーザ光の説明図
【図７】光ファイバアレイの概略図
【図８】本発明のファイバレーザの実施の形態３における動作説明を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（実施の形態１）
図１および図２は本発明の半導体レーザモジュールの構成の一例を示すもので、図１は側面図、図２は上方視の平面図である。
【００３３】
半導体レーザモジュール１は以下に示す光学部品より構成される。図１および図２において、半導体レーザアレイ２は一定間隔で並んだ複数個の発光エミッタを有し、それぞれのエミッタからレーザ光を発振する、コリメートレンズ３は半導体レーザアレイ２から照射されたレーザ光のうち、ファーストアクシスをコリメートする、コリメートレンズ４は半導体レーザアレイ２から照射されたレーザ光のうち、スローアクシスをコリメートする、集光レンズ５はコリメートされたレーザ光のうちファーストアクシスのみまとめて集光する、光ファイバアレイ６は１個の半導体レーザアレイの発光エミッタ数と同数、かつ発光エミッタ間隔と同間隔でマルチモードファイバを基板上に一列に配列したもので、集光されたレーザ光と光結合する光学部品を示す。
【００３４】
以上のように構成された半導体レーザモジュールについて、その動作を説明する。図５は図１および図２の半導体レーザアレイ２の拡大図である。既に説明したとおり、半導体レーザアレイは複数の発光エミッタ９が一定間隔で横並びに配されたものである。
【００３５】
本実施の形態１においては図５に示すように、特にエミッタ数が６個の半導体レーザアレイ２を用いた場合について説明する。半導体レーザアレイ２の発光エミッタ９からは、図６に示すようにファーストアクシス１０とスローアクシス１１それぞれにある拡がり角をもったレーザ光が照射される。
【００３６】
コリメートレンズ３とコリメートレンズ４は半導体レーザアレイ２の直後にアライメントされ、まず、コリメートレンズ３を用いて半導体レーザアレイから照射されるレーザ光のファーストアクシスを、つづいてコリメートレンズ４を用いてスローアクシスを順次コリメートする。本例においては発光エミッタ数が６個であるので、コリメートレンズ４から６本のコリメートされたほぼ平行なビームが照射されることになる。
【００３７】
つづいて、半導体レーザアレイ２とコリメートレンズ３およびコリメートレンズ４を一組として、同じ構成の組を複数個、階段状に配置する。本実施の形態１においては半導体レーザアレイ２が３個の場合について説明する。具体的には図２の上面図に示すように、３個の半導体レーザアレイからの６本のビームが、上面から見て光軸が一致するように半導体レーザアレイは縦並びに配置されている。そして図１の側面図に示すように、縦並びの３個の半導体レーザアレイ２は階段状に高さを変えて配置されている。
【００３８】
このように階段状に半導体レーザアレイ２を配置する理由は、前方の半導体レーザアレイに照射ビームが干渉しない範囲で、できるだけ各々の半導体レーザアレイからの照射ビームの間隔を小さくするためである。半導体レーザチップは通常、冷却のためのヒートシンクにはんだ付けなどで実装されており、縦に積み重ねる（スタック）だけではヒートシンクなどの厚み分だけ、ビームのピッチが大きくなってしまう。
【００３９】
図１に示すように階段状に配置することで各半導体レーザアレイからのビームのピッチを小さくすることができ、後述するように集光後のビーム品質を大きく改善することができる。このように本例においては、３個の半導体レーザアレイから照射される１８本のコリメートされたビームは、上方から見て６本、側面からは３本の配列となっている。
【００４０】
半導体レーザアレイ２から照射されたレーザ光はコリメートレンズ３およびコリメートレンズ４によってコリメートされ、そのビームは集光レンズ５によってファーストアクシスのビームのみ集光される。
【００４１】
図１の側面図に示したファーストアクシスの３本のビームは、集光レンズ５を用いて１点に集光され、図２の上面図に示したスローアクシスの６本のビームはそのまま素通りとなり、集光点においては半導体レーザアレイの発光エミッタの数と間隔に一致した６本のビームとなる。この集光点のビーム拡がり角とスポット径に適合した、受光角とコア径を有したマルチモードファイバをアライメントすれば、ファイバカップリングできることになる。
【００４２】
図７は図１および図２における光ファイバアレイの拡大図である。光ファイバアレイはガラス基板１４上に所望の本数と間隔でＶ溝を形成し、そこへ光ファイバ１３を整列させ接着固定したものである。
【００４３】
前述の通り、集光レンズ５のあとのビームはその集光点において、半導体レーザアレイ２の発光エミッタ間隔に一致した、６本のビームとなる。その集光点へ半導体レーザアレイ２の発光エミッタ間隔と同じで、６本のマルチモードファイバからなる光ファイバアレイ６をアライメントすれば、それぞれの光ファイバへ光結合できることになる。
【００４４】
集光レンズ５の後、ファーストアクシスに適合した光ファイバアレイのマルチモードファイバの諸元（ＢＰＰ）は次式で表される。
【００４５】
【数１】
0005621318.tif 000002
Ｆｄはマルチモードファイバのコア径、ＦΘはマルチモードファイバの受光角、Ｂｄは集光点でのビームスポット径、Ｂｅは集光点でのビーム拡がり角、Ｎはファーストアクシスのビーム数、ｆはフィルファクターと呼ばれるものでファースト方向のビーム間隔に占めるビーム幅の割合である。
【００４６】
先に説明した、半導体レーザアレイを階段状に配置するのはフィルファクターｆをできるだけ大きくするためで、結果、集光後のファーストアクシスのＢＰＰをより小さくすることができる。
【００４７】
本実施の形態では、半導体レーザアレイが３個で、半導体レーザアレイそれぞれに発光エミッタ数が６個である場合を説明したが、本発明はこの範囲に限定されるものではない。
【００４８】
半導体レーザアレイの発光エミッタ数は、そのまま光ファイバアレイで使用されるマルチモードファイバの本数を規定することになる。しかしながら、半導体レーザアレイの個数は上式のファーストアクシスのビーム数Ｎに一致し、上式の関係を満たせば、種々の値を取り得ることは明らかである。すなわち、本例以外に多数の変形例が存在することになるが、いずれも本発明の動作に基づくものである。
【００４９】
以上のように本発明によれば、特別な光学素子を用いることなく低コストで、高輝度にファイバカップリングされた半導体レーザモジュールを提供することができるものである。
【００５０】
（実施の形態２）
本発明の半導体レーザモジュールについて上述の実施の形態とは異なる一例を詳細に説明する。本実施の形態において実施の形態１と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００５１】
図３および図４は本発明の半導体レーザモジュールの構成の一例を示すもので、半導体レーザアレイ２で照射されたレーザ光が、集光レンズ５で集光されるまでの一連の動作は実施の形態１で説明したものと同じである。
【００５２】
半導体レーザモジュール７は集光レンズ５による集光後のそれぞれのビームに対して、スローアクシスを集光する集光レンズ８が追加されている。光ファイバアレイ６で用いられるマルチモードファイバのコア径はスローアクシスのビームスポット径に依存している場合が多く、集光レンズ８を用いることにより。光ファイバアレイのマルチモードファイバのコア径を小さくすることができる。
【００５３】
【表１】
0005621318.tif 000003
表１は実施の形態１および実施の形態２で説明した半導体レーザモジュールの実施例である。表中、モジュールＡは実施の形態１で説明した半導体レーザモジュールの一例であり、モジュールＢは実施の形態２の半導体レーザモジュールの一例である。
【００５４】
両者では光ファイバアレイへ結合される直前でのビーム品質が異なり、モジュールＡではコア径４００μｍ、モジュールＢではコア径１０５μｍのマルチモードファイバを光ファイバアレイへそれぞれ適用した。
【００５５】
なお、モジュールＡにおいてはコア径４００μｍをコア径１０５μｍへ減少させるテーパファイバを融着接続し、コア径１０５μｍのマルチモードファイバをモジュールの出力ファイバとしている。両者モジュールとも出力されるビームのパワーと品質がほぼ同じであり、モジュールＡで使用したテーパファイバはモジュールＢの集光レンズ８と同じ光学的な機能を有しているためである。
【００５６】
（実施の形態３）
本発明のファイバレーザに係る実施の形態の一例について、既に説明した図８を用いて詳細に説明する。
【００５７】
信号光ファイバ２０の周囲にマルチモードファイバを同心円状に配した光ファイバカプラ１５へ、上述の実施の形態１または実施の形態２で説明した半導体レーザモジュールを融着接続することで、希土類元素が添加されたダブルクラッドファイバ２２を励起し、レーザ発振させるものである。
【００５８】
図８に示した光ファイバカプラは励起光の注入を行うマルチモードファイバが６本であり、これは実施の形態１または実施の形態２での実施例で示した半導体レーザモジュールからの出力ファイバ数６本に一致する。すなわち、半導体レーザモジュールの出力ファイバと、光ファイバカプラのマルチモードファイバをそれぞれ融着接続すればよいことになる。
【００５９】
本例に限らず、所望の励起光の注入ポート数に合わせて、半導体レーザアレイの発光エミッタ数を選択すればよい。本発明によれば、光ファイバカプラの励起注入に用いられるマルチモードファイバに対し、複数発光エミッタ分の励起光注入が可能となり、ファイバレーザの効率的な励起とファイバレーザの作用長の短尺化が低コストで実現できる。
【００６０】
なお、本発明の半導体レーザモジュールは光ファイバコンバイナとの融着接続も可能である。光ファイバコンバイナとは複数のマルチモードファイバをバンドル後、融着延伸しマルチモードファイバと融着接続したもので、複数のレーザパワーを一本のマルチモードファイバへ合算するときに用いられる。この光ファイバコンバイナを用いれば、半導体レーザアレイの光出力を一本のマルチモードファイバへ集中させることができ、ファイバレーザへの高輝度励起の他、集光レンズを組み合わせてダイレクト加工を行う熱源としても使用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の半導体レーザモジュールは、複数個の半導体レーザアレイを低コストかつ高輝度にファイバカップリングすることができ、特にこれを励起源としたファイバレーザは金属材料あるいは樹脂材料などの熱加工（例えば溶接、切断など）を行うレーザ加工装置用として有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１    実施の形態１に係る半導体レーザモジュール
２    半導体レーザアレイ
３    コリメートレンズ（ファーストアクシス）
４    コリメートレンズ（スローアクシス）
５    集光レンズ（ファーストアクシス）
６    光ファイバアレイ
７    実施の形態２に係る半導体レーザモジュール
８    集光レンズ（スローアクシス）
９    発光エミッタ
１０    ファーストアクシスの拡がり角
１１    スローアクシスの拡がり角
１２    光ファイバアレイ
１３    マルチモードファイバ
１４    光ファイバアレイのＶ溝基板
１５    光ファイバカプラ
１６    ファイババンドル束
１７    融着部
１８    ファイババンドル部の断面図
１９    マルチモードファイバ
２０    信号光ファイバ
２１    融着部の断面図
２２    ダブルクラッドファイバ
２３    コア
２４    インナークラッド
２５    アウタークラッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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