(57)【要約】【課題】狭い帯域にレーザ発振を確実にロックする。【解決手段】ビーム結合型半導体レーザ光源１０は、複数の半導体レーザチップ１、複数の進相軸（ＦＡ）方向シリンドリカルコリメータ２、一つの遅相軸（ＳＡ）方向シリンドリカルコリメータ３、一つの誘電体多層膜フィルタ４、一つの部分反射鏡５、一つのＦＡ方向結像レンズ６、一つのＳＡ方向結像レンズ７、及び、一つのマルチモード光ファイバ８を備えている。誘電体多層膜フィルタ４はマウント１４に対してロック波長に応じた角度θ１で固定されている。レーザ光１５は誘電体多層膜フィルタ４によって特定波長のみが透過される。誘電体多層膜フィルタ４を透過したレーザ光１５は部分反射鏡５によって一部反射されて、誘電体多層膜フィルタ４、ＳＡ方向シリンドリカルコリメータ３、及び、ＦＡ方向シリンドリカルコリメータ２を経て半導体レーザチップ１に帰還する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体レーザチップ、前記複数の半導体レーザチップに対応した進相軸方向シリンドリカルコリメータ、結像光学系、及び、マルチモード光ファイバを備えたビーム結合型半導体レーザ光源において、
さらに帯域通過型の誘電体多層膜フィルタと部分反射鏡を備えていることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
【請求項２】
請求項１のビーム結合型半導体レーザ光源において、
さらに、遅相軸シリンドリカルコリメータを備えていることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
【請求項３】
請求項１のビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記結像光学系は進相軸シリンドリカル結像レンズと遅相軸シリンドリカル結像レンズからなることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
【請求項４】
請求項１のビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記誘電体多層膜フィルタの取り付け角度を変えることによって、異なる波長のレーザ発振を生じる製品ファミリーを構築したことを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
【請求項５】
請求項１のビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記誘電体多層膜フィルタは二つの誘電体多層膜反射層にスペーサ層が挟まれた構造であり、スペーサ層の厚さはｎλ／２であることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
ただし、λは前記誘電体多層膜フィルタの透過波長であり、ｎは自然数である。
【請求項６】
請求項１のビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記スペーサ層の厚さを規定するｎの値が２以上であることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
【請求項７】
複数の半導体レーザチップ、前記複数の半導体レーザチップに対応した進相軸方向シリンドリカルコリメータ、結像光学系、及び、マルチモード光ファイバを備えたビーム結合型半導体レーザ光源において、
体積ブラッグ回折格子を備えていることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の半導体レーザからのレーザ光を集約して光ファイバに結合させるビーム結合型半導体レーザ光源に関する。本発明は半導体レーザの波長ロック法に関する。本発明は大出力の半導体レーザに関する。本発明は固体レーザ、ファイバーレーザの励起光源に関する。本発明は波長多重化技術に関する。本発明は波長多重化を用いて大出力のレーザ光を生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体レーザのレーザ光の進相軸（ＦＡ：Ｆａｓｔ  Ａｘｉｘ）と遅相軸（ＳＡ：Ｓｌｏｗ  Ａｘｉｓ）を回転させる素子を用いて、半導体レーザアレイからのレーザ光を光ファイバに結合させる手法が開示されている。また、２つの半導体レーザアレイからのレーザ光を、１／２波長位相板（偏光変換器）と偏光ビーム結合器を用いて、一本の光ファイバに結合させる手法が開示されている。
特許文献２には、複数の半導体レーザアレイを積層させると共に、シリンドリカルレンズを用いて、複数の半導体レーザアレイからのレーザ光を固体レーザロッドの端面に導入する手法が開示されている。
特許文献３には、半導体レーザの進相軸（ＦＡ：Ｆａｓｔ  Ａｘｉｘ）と遅相軸（ＳＡ：Ｓｌｏｗ  Ａｘｉｓ）を回転させる素子と、半導体レーザアレイを組み合わせて外部共振器型の半導体レーザを構成する手法が開示されている。
特許文献４には、半導体レーザアレイと傾斜した反射鏡を用いて外部共振器型の半導体レーザを構成する手法が開示されている。
特許文献５には、ひな壇状のマウント上に設けた複数の反射鏡を用いて、複数の半導体レーザからのレーザ光を近接させることによって、レーザ光を光ファイバに結合させる手法が開示されている。
特許文献６には、ステップ状の反射鏡アレイを用いることによって、半導体レーザのレーザ光の進相軸（ＦＡ：Ｆａｓｔ  Ａｘｉｘ）と遅相軸（ＳＡ：Ｓｌｏｗ  Ａｘｉｓ）を回転させる手法が開示されている。
特許文献７には、ひな壇状のマウントに複数の半導体レーザを設けることによって、複数の半導体レーザからのレーザ光を近接させる手法が開示されている。
特許文献８には、複数の半導体レーザからなる二列の光源を設け、この二列の光源からの光を、位相板を用いた偏光結合によって一本の光ファイバに結合させる手法が開示されている。
特許文献９には、体積ブラッグ回折格子を用いて波長ロックを行う手法が開示されている。
特許文献１０には、干渉フィルタを用いた外部共振器型半導体レーザが開示されている。また、干渉フィルタの角度を変えることによって外部共振器型半導体レーザの発振波長を変化させる手法が開示されている。
特許文献１１には、誘電体多層膜フィルタを用いたスリーポートデバイスの構造が開示されている。また、スリーポートデバイスをタンデム接続して波長多重化器を構成する手法が開示されている。
特許文献１２には、透明平板ガラスに誘電体多層膜フィルタを接着して、波長多重器を構成する手法が開示されている。
非特許文献１には誘電体多層膜フィルタの構造とその特性が開示されている。
非特許文献２には、回折格子を用いてファイバーレーザからのレーザ光を合波して大出力のレーザ光を得る手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０７１３６０号公報
【特許文献２】特開平１０−３２３５９号公報
【特許文献３】特許第４００２２８６号公報
【特許文献４】特許第４０２４２７０号公報
【特許文献５】米国特許第４９７８１９７号明細書
【特許文献６】米国特許第５８０８３２３号明細書
【特許文献７】米国特許第６１２４９７３号明細書
【特許文献８】米国特許第７７３８１７８号明細書
【特許文献９】米国特許第８４２７７４９号明細書
【特許文献１０】特開平０４−１４２０９０号公報
【特許文献１１】特開２００３−１８５８７６号公報
【特許文献１２】特開２００３−１４９４９０号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】小檜山光信、「光学薄膜フィルタデザイン」、オプトロニクス社、２００６年１０月７日刊、ＩＳＢＮ４−９０２３１２−１０−０
【非特許文献２】Ｔ．Ｙ．Ｆａｎ，"Ｌａｓｅｒ  Ｂｅａｍ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｐｏｗｅｒ，  Ｈｉｇｈ−Ｒａｄａｎｃｅ  Ｓｏｕｒｃｅｓ"，ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ｔｏｐｉｃｓ  ｉｎ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏｌ．１１，Ｎｏ．３，Ｍａｙ／Ｊｕｎｅ  ２００５，ｐ５６７−５７７，  ２００５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のビーム結合型半導体レーザ光源においては、波長ロックは体積ブラッグ回折格子を用いて行われることが多かった。体積ブラッグ回折格子はロック対象の波長の光を１０％程度反射して、反射光を半導体レーザに帰還するものであり、他の波長の光は透過してしまう。このため、レーザ発振光は、ロック波長以外のものを含むことがあり、また、ロック外れが生じることもあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明のビーム結合型半導体レーザ光源は、複数の半導体レーザチップ、半導体レーザチップに対応した進相軸方向シリンドリカルコリメータ、結像光学系、及び、マルチモード光ファイバを備えたビーム結合型半導体レーザ光源において、さらに帯域通過型の誘電体多層膜フィルタと部分反射鏡を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、帯域通過型の誘電体多層膜フィルタは特定の波長の光しか透過しないために、出力光は誘電体多層膜フィルタの透過帯域の波長に限定される。このため、狭い帯域にレーザ発振を確実にロックすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一実施例のビーム結合型半導体レーザ光源１０の構成を示す概略図である。
【図２】誘電体多層膜フィルタ４の構成とその特性を示す概略図である。
【図３】誘電体多層膜フィルタ４の別の構成とその特性を示す概略図である。
【図４】本発明の第二実施例のビーム結合型半導体レーザ光源４０を示す概略図である。
【図５】本発明の第三実施例のビーム結合型半導体レーザ光源５０の構成を示す概略図である。
【図６】本発明の第四実施例のビーム結合型半導体レーザ光源６０の構成を示す概略図である。
【図７】本発明の第五実施例のビーム結合型半導体レーザ光源７０の構成を示す概略図である。
【図８】本発明の第六実施例のビーム結合型半導体レーザ光源８０の構成を示す概略図である。
【図９】本発明の第七実施例のビーム結合型半導体レーザ光源９０の構成を示す上面図である。
【図１０】本発明の第七実施例のビーム結合型半導体レーザ光源９０の構成を示す側面図である。
【図１１】本発明の第八実施例の波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源１００の構成を示す概略図である。
【図１２】スリーポートデバイス１１３、及び、スリーポートデバイス１３０の構造を示す概略図である。
【図１３】誘電体多層膜フィルタ１１７の構成とその特性を示す概略図である。
【図１４】本発明の第九実施例において用いられる波長多重化器１４０の構成を示す概略図である。
【図１５】本発明の第十実施例の波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源１５０の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、図面を参照して本発明に係わる固体レーザ発振器の実施の形態を詳細に説明する。この実施の形態により本発明が限定されるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付与している。
【００１０】
［第一実施例］
図１に本発明の第一実施例のビーム結合型半導体レーザ光源１０の構成を示す。図１（ａ）はビーム結合型半導体レーザ光源１０を上面側から見た図である。図１（ｂ）はビーム結合型半導体レーザ光源１０の側面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）において矢印Ａ方向から見た図に相当する。
【００１１】
ビーム結合型半導体レーザ光源１０は、複数の半導体レーザチップ１、複数の進相軸（ＦＡ：Ｆａｓｔ  Ａｘｉｘ）方向シリンドリカルコリメータ２、一つの遅相軸（ＳＡ：Ｓｌｏｗ  Ａｘｉｓ）方向シリンドリカルコリメータ３、一つの誘電体多層膜フィルタ４、一つの部分反射鏡５、一つのＦＡ方向結像レンズ６、一つのＳＡ方向結像レンズ７、及び、一つのマルチモード光ファイバ８を備えている。マルチモード光ファイバ８は横モードが複数ある光ファイバである。
【００１２】
ＦＡ方向結像レンズ６とＳＡ方向結像レンズ７はシリンドリカルレンズである。ＦＡ方向結像レンズ６とＳＡ方向結像レンズ７によって結像光学系が形成されている。
【００１３】
半導体レーザチップ１はそれぞれサブマウント１３上に取り付けられている。複数のサブマウント１３は、一つのマウント１４上に絶縁スペーサ１７を介して取り付けられている。マルチモード光ファイバ８は光ファイバサポート９を介してマウント１４に取り付けられている。
【００１４】
半導体レーザチップ１は、一つの例として、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）ベースの半導体レーザである。発振波長は、一つの例として、９００ｎｍ帯である。半導体レーザチップ１はストライプ１２を備えている。ストライプ１２は幅が広く、ＳＡ方向の横モードがマルチモードである。ストライプ１２の幅には特に制限はなく、一つの例として１００μｍである。半導体レーザチップ１はいわゆるブロードエリアレーザである。
【００１５】
サブマウント１３はＧａＡｓと熱膨張係数が略一致し、かつ、熱伝導性の良好な材料で作られている。サブマウント１３の材料としては、例えば、銅タングステン合金（ＣｕＷ）、あるいは、ダイヤモンド粒子分散銅などを上げることができる。
【００１６】
絶縁性スペーサ１７は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）製である。あるいは、サブマウント１３に窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）などの絶縁性材料薄膜を、真空蒸着、スパッタ法、あるいは、化学気相成長法などで形成してもよい。
【００１７】
半導体レーザチップ１からのレーザ光１５は、ＦＡ方向シリンドリカルコリメータ２によってＦＡ方向に対して平行光に変換される。また、半導体レーザチップ１からのレーザ光１５は、ＳＡ方向シリンドリカルコリメータ３によって、ＳＡ方向に対して平行光に変換される。
【００１８】
平行光に変換された光は誘電体多層膜フィルタ４に入射する。誘電体多層膜フィルタは入射する光の角度によって分光特性が変化するが、誘電体多層膜フィルタ４には平行光が入射するので、誘電体多層膜フィルタ４の分光特性は安定化される。
【００１９】
なお、半導体レーザチップ１からのレーザ光１５はＳＡ方向の拡がり角度は小さい。このため、光学系の設計によってはＳＡ方向シリンドリカルコリメータ３を省略することもできる。ただし、高い性能を得るためにはＳＡ方向シリンドリカルコリメータ３を設けることが好ましい。
【００２０】
誘電体多層膜フィルタ４はマウント１４に対して角度θ１で固定されている。角度θ１は平行光に変換されたレーザ光１５に対して垂直にならないように選ばれている。レーザ光１５は誘電体多層膜フィルタ４によって特定波長のみが透過される。他の波長の光は反射光１６となって、レーザ光１５の誘電体多層膜フィルタ４に対する入射光路外に排出される。誘電体多層膜フィルタ４を透過したレーザ光１５は部分反射鏡５によって一部反射されて、誘電体多層膜フィルタ４、ＳＡ方向シリンドリカルコリメータ３、及び、ＦＡ方向シリンドリカルコリメータ２を経て半導体レーザチップ１に帰還する。
【００２１】
上記の光学系によって、半導体レーザチップ１の端面１１と部分反射鏡５はファブリーペロー共振器を形成する。この構成は、いわゆる外部共振器型の半導体レーザであり、誘電体多層膜フィルタ４の波長選択性のために、波長ロックが生じる。このため、レーザ光１５は特定波長（誘電体多層膜フィルタ４の透過波長）となる。
【００２２】
波長ロックされたレーザ光１５は、ＦＡ方向結像レンズ６とＳＡ方向結像レンズ７によってマルチモード光ファイバ８に結合される。
【００２３】
なお、ＦＡ方向結像レンズ６とＳＡ方向結像レンズ７に代えて、一つの球面結像レンズを用いる、結像光学系を形成することもできる。
【００２４】
図２（ａ）に誘電体多層膜フィルタ４の構成を示す。誘電体多層膜フィルタ４は透明基板２０上に一つのキャビティ２６が設けられている。キャビティ２６は二つの誘電体多層膜反射層２４、２５にスペーサ層２３が挟まれた構造である。このような構造とこの構造のフィルタ特性については非特許文献１中に詳しく開示されている。
【００２５】
誘電体多層膜反射層２４、２５はある波長λに対してλ／４の厚さを有する低屈折率層２１とλ／４の厚さを有する高屈折率層２２を交互積層した構造を有している。また、スペーサ層２３はｎλ／２の厚さを有する低屈折層もしくは高屈折率層からなる。ただし、ｎは自然数（正の整数）である。ただし、図２ではｎ＝１の場合を図示している。
【００２６】
誘電体多層膜フィルタ４はバンドパス型のフィルタであり特定の波長帯域のみを透過し、他の波長は反射する。すなわち、入射光３０の内、特定波長帯域のみが透過光３１として透過し、他の波長の光は反射光３２として反射される。誘電体多層膜フィルタ４は、いわゆる帯域通過型のフィルタである。
【００２７】
図２（ｂ）に誘電体多層膜フィルタ４の透過率対波長特性を示す。図２（ｂ）のグラフでは、Ｘ軸は波長であり、Ｙ軸は透過率である。誘電体多層膜フィルタ４は阻止帯２７を有し、阻止帯２７中に狭い帯域幅の透過ピーク２８を有している。入射光３０がキャビティ２６に対して垂直でない場合は、透過ピーク波長は短波長側にシフトし、例えば、図２（ｂ）に示す透過ピーク２９となる。
【００２８】
したがって、図１（ｂ）に示した固定角度θ１を変えることによって、誘電体多層膜フィルタ４が透過する波長を変えることができる。この特性を利用して、異なるロック波長を有するビーム結合型半導体レーザ光源１０の製品ファミリーを構成することができる。
【００２９】
例えば、固体レーザ結晶である。Ｎｄ：ＹＡＧは８８５ｎｍに吸収波長を持つ。別の固体レーザ結晶であるＮｄ：ＹＶＯ４は８８０ｎｍに吸収波長をもつ。固定角度θ１を変更することによって同一の誘電体多層膜フィルタ４を用いて、ロック波長を８８５ｎｍあるいは８８０ｎｍに合わせることができる。
【００３０】
同一の誘電体多層膜フィルタ４を異なる固定角度のサポートを用いてマウント１４に取り付けるようにすれば、容易に波長調整を行うことができる。この構成ではキーパーツである誘電体多層膜フィルタ４を共用化ができるという利点がある。
【００３１】
なお、上記の固定角度θ１はレーザ光１５の進行方向に対して垂直な方向を基準とした傾斜角度と言い換えることもできる。レーザ光１５の進行方向に対して垂直な方向に対して誘電体多層膜フィルタ４を傾斜させるのは、誘電体多層膜フィルタ４からの反射光が半導体レーザチップ１へ帰還するのを防ぐためである。
【００３２】
誘電体多層膜フィルタ４は、透過光以外は反射してしまうので、誘電体多層膜フィルタ４をマウント１４に対して垂直に取り付けると、反射光が半導体レーザチップ１へ帰還してしまい、適切な波長ロックが行えなくなってしまう。
【００３３】
誘電体多層膜フィルタ４の透過波長は、厳密には、スペーサ層２３の厚さによって決まる。したがって、スペーサ層２３の材料として熱膨張係数が低く、屈折率の温度変化が小さい材料を用いると誘電体多層膜フィルタ４の透過波長は安定となる。ひいては、ビーム結合型半導体レーザ光源１０のロック波長が安定化する。
【００３４】
熱膨張係数が低く、屈折率の温度変化が小さい材料としては酸化シリコン（ＳｉＯ２）をあげることができる。スペーサ層２３として酸化シリコンを用いることによってロック波長が安定なビーム結合型半導体レーザ光源１０を実現することができる。
【００３５】
図３（ａ）にｎがより大きい自然数である場合の誘電体多層膜フィルタ４の構成を示す。キャビティ３４は、スペーサ２３に代えてスペーサ層３３を備えている。スペーサ層３３はスペーサ層２３より厚く、ｎ≧２の次数を有している。
【００３６】
また、図３（ｂ）に図３（ａ）の構成の誘電体多層膜フィルタ４の特性を示す。阻止帯２７中に複数の透過ピーク３５が生じる。また、透過ピーク３５の透過帯域幅は透過ピーク２８よりも狭い。
【００３７】
図３に示した構成の誘電体多層膜フィルタ４を図１の構成に適用すると、レーザ光１５の発振波長をより狭帯域でロックさせることができる。また、半導体レーザチップ１として異なる発振可能帯域を有する半導体レーザチップを用いることによって、複数の透過ピーク３５の中から特定のピークを選択することができる。したがって、同一構成の誘電体多層膜フィルタ４を用いて異なるロック波長のビーム結合型半導体レーザ光源１０を実現することができる。
【００３８】
本実施例のビーム結合型半導体レーザ光源１０は固体レーザの励起光源として用いることができる。特にファイバーレーザの励起光源に適する。また、ロッド状の固体レーザの端面励起のための励起光源に適する。さらに、光ファイバに結合した半導体レーザ光を用いたレーザ加工にも用いることができる。
【００３９】
［第二実施例］
図４に本発明の第二実施例のビーム結合型半導体レーザ光源４０を示す。本実施例は、ビーム結合型半導体レーザ光源１０の変形例である。ビーム結合型半導体レーザ光源４０は、誘電体多層膜フィルタ４の傾斜方向を変えた点が、ビーム結合型半導体レーザ光源１０とは異なる。
【００４０】
ビーム結合型半導体レーザ光源４０においては、誘電体多層膜フィルタ４をマウント１４の部品載置面内方向に固定角度θ２だけ傾斜させている。この固定角度θ２はレーザ光１５の進行方向に対して垂直な方向を基準とした傾斜角度である。
【００４１】
ビーム結合型半導体レーザ光源４０の構成においても、誘電多薄膜フィルタ４からの反射光を半導体レーザチップ１へ帰還させることを防ぐことができるので、所望の波長ロックを実現することができる。
【００４２】
ビーム結合型半導体レーザ光源４０の構成においては、固定角度θ２を変えることによってレーザ光１５がロックする波長を変えることができる。
【００４３】
［第三実施例］
図５に本発明の第三実施例のビーム結合型半導体レーザ光源５０の構成を示す。本実施例は、ビーム結合型半導体レーザ光源１０の変形例である。ビーム結合型半導体レーザ光源５０は、誘電体多層膜フィルタ４と部分反射鏡５に代えて体積ブラッグ回折格子５１を設けた点が、ビーム結合型半導体レーザ光源１０とは異なる。
【００４４】
体積ブラッグ回折格子５１は、ある波長λに対してλ／４の厚さを有する低屈折率層とλ／４の厚さを有する高屈折率層を交互積層した構造を有している。ただし、積層数は非常に多い。紫外線照射により屈折率が変化する特性を有するガラスに対して干渉露光を行うことによって、この素子は製造される。
【００４５】
本実施例では、波長ロックに必要な光学素子が少なくて済み、簡易な構成が実現できるという利点がある。ただし、回折格子４の場合のように固定角度を変えてロックする波長を変えることはできない。
【００４６】
［第四実施例］
図６に本発明の第四実施例のビーム結合型半導体レーザ光源６０の構成を示す。ビーム結合型半導体レーザ光源６０は二つのレーザビーム群６１と６２、一つの１／２波長位相板（偏光変換器）６３、一つの偏光ビーム結合器６４、一つの誘電体多層膜フィルタ４、一つの部分反射鏡５、一つのＦＡ方向結像レンズ６、一つのＳＡ方向結像レンズ７、及び、一つのマルチモード光ファイバ８を備えている。
【００４７】
レーザビーム群６１と６２は、それぞれ、複数の半導体レーザチップ１、複数のＦＡ方向シリンドリカルコリメータ２、及び、一つのＳＡ方向シリンドリカルコリメータ３を備えている。
【００４８】
レーザビーム群６２からのレーザ光は１／２波長位相板（偏光変換器）６３によって偏光方向が変換されて、偏光ビーム結合器６４に導かれる。偏光ビーム結合器６４によってレーザビーム群６１からのレーザ光とレーザビーム群６２からのレーザ光が結合される。
【００４９】
偏光ビーム結合器６４からのレーザ光は誘電体多層膜フィルタ４と部分反射鏡５によって波長ロックされる。この波長ロックの原理は第一実施例において説明した通りである。
【００５０】
部分反射鏡５からのレーザ光は、ＦＡ方向結像レンズ６とＳＡ方向結像レンズ７によってマルチモード光ファイバ８に結合される。
【００５１】
ビーム結合型半導体レーザ光源６０では、偏光ビーム結合器６４によって、二群のレーザビーム群からのレーザ光をマルチモード光ファイバ８に結合するので、マルチモード光ファイバ８に結合されるレーザ光電力をおよそ２倍に増加させることができる。
【００５２】
ビーム結合型半導体レーザ光源６０においても、図２に示したような誘電体多層膜フィルタ４と部分反射鏡５の配置を用いることができる。また、ビーム結合型半導体レーザ光源６０においても、図３に示したように、誘電体多層膜フィルタ４と部分反射鏡５に代えて体積ブラッグ回折格子５１を用いることができる。
【００５３】
［第五実施例］
図７に本発明の第五実施例のビーム結合型半導体レーザ光源７０の構成を示す。本実施例は、ビーム結合型半導体レーザ光源１０の変形例である。図７（ａ）はビーム結合型半導体レーザ光源７０を上面側から見た図である。図７（ｂ）はビーム結合型半導体レーザ光源７０の側面図である。図７（ｃ）は図７（ａ）におけるＸ−Ｘ'断面におけるレーザビームプロファイルを示す。図７（ｄ）は図７（ａ）におけるＹ−Ｙ'断面におけるレーザビームプロファイルを示す。
【００５４】
ビーム結合型半導体レーザ光源７０は、半導体レーザチップ１とＦＡ方向シリンドリカルコリメータ３に代えて、半導体レーザアレイチップ７１、ＦＡ方向シリンドリカルコリメータ７２、及び、光路変換素子７３を備えている。
【００５５】
半導体レーザアレイチップ７１はサブマウント７４に取り付けられている。複数のサブマウント７４が、一つのマウント１４上に絶縁スペーサ７５を介して取り付けられている。
【００５６】
半導体レーザアレイチップ７１からのレーザ光はＦＡ方向シリンドリカルコリメータ７２によって平行光に変換される。ＦＡ方向シリンドリカルコリメータ７２を経たレーザ光は図７（ｃ）に示すようなレーザビームプロファイルを有している。
【００５７】
光路変換素子７３は個々のレーザビームの角度を９０°回転させる機能を有している。光路変換素子７３は図７（ｃ）に示すようなレーザビームプロファイルを、図７（ｄ）に示すようなレーザビームプロファイルに変換する。光路変換素子７３は特許文献１に開示された手法によって構築することができる。
【００５８】
光路変換素子７３からのレーザ光は誘電体多層膜フィルタ４と部分反射鏡５によって波長ロックされる。波長ロックされたレーザ光はＦＡ方向結像レンズ６とＳＡ方向結像レンズ７によってマルチモード光ファイバ８に結合される。
【００５９】
ビーム結合型半導体レーザ光源７０は、ビーム結合型半導体レーザ光源１０に比べて、個別の半導体レーザチップ１を多数実装するのではなく、一つの半導体レーザアレイチップ７１を用いて一括して実装するので製造が容易になるという利点がある。
【００６０】
一方、ビーム結合型半導体レーザ光源１０は、ビーム結合型半導体レーザ光源７０に比べて、光路変換素子７３が不要であるという利点がある。光路変換素子７３は光路変換に当たって光量損失を生じたり、有効な開口率に制限を与えたりするという欠点がある。ビーム結合型半導体レーザ光源１０ではこのような問題が生じない。
【００６１】
ビーム結合型半導体レーザ光源７０に、図４に示した構成を適用することができる。すなわち、誘電体多層膜フィルタ４を固定角度θ２で取り付けた構成とすることができる。
【００６２】
ビーム結合型半導体レーザ光源７０において、誘電体多層膜フィルタ４と部分反射鏡５に代えて体積ブラッグ回折格子５１を設けることができる。
【００６３】
［第六実施例］
図８に本発明の第六実施例のビーム結合型半導体レーザ光源８０の構成を示す。本実施例は、図６に示したビーム結合型半導体レーザ光源６０の変形例である。ビーム結合型半導体レーザ光源８０は、レーザビーム群６１と６２に代えて、レーザビーム群８１と８２を設けた点が、ビーム結合型半導体レーザ光源６０とは異なる。
【００６４】
レーザビーム群８１と８２は、それぞれ、半導体レーザアレイチップ７１、ＦＡ方向シリンドリカルコリメータ７２、及び、光路変換素子７３を備えている。レーザビーム群８１と８２の構成は図７に示したビーム結合型半導体レーザ光源７０の構成に準じている。
【００６５】
したがって、ビーム結合型半導体レーザ光源８０の構成は、ビーム結合型半導体レーザ光源６０の構成とビーム結合型半導体レーザ光源７０の構成を組み合わせたものでもある。
【００６６】
ビーム結合型半導体レーザ光源８０では、偏光ビーム結合器６４によって、二群のレーザビーム群からのレーザ光をマルチモード光ファイバ８に結合するので、マルチモード光ファイバ８に結合されるレーザ光電力をおよそ２倍に増加させることができる。
【００６７】
ビーム結合型半導体レーザ光源８０は、ビーム結合型半導体レーザ光源６０に比べて、個別の半導体レーザチップ１を多数実装するのではなく、半導体レーザアレイチップ７１を用いて一括して実装するので製造が容易になるという利点がある。
【００６８】
ビーム結合型半導体レーザ光源８０に、図４に示した構成を適用することができる。すなわち、誘電体多層膜フィルタ４を固定角度θ２で取り付けた構成とすることができる。
【００６９】
ビーム結合型半導体レーザ光源８０において、誘電体多層膜フィルタ４と部分反射鏡５に代えて体積ブラッグ回折格子５１を設けることができる。
【００７０】
［第七実施例］
図９と図１０に本発明の第七実施例のビーム結合型半導体レーザ光源９０の構成を示す。図９はビーム結合型半導体レーザ光源９０の上面図である。図１０はビーム結合型半導体レーザ光源９０の側面図である。
【００７１】
本実施例は、図６に示したビーム結合型半導体レーザ光源６０の変形例である。ビーム結合型半導体レーザ光源９０は、レーザビーム群６１と６２に代えて、レーザビーム群９１と９２を備えている。また、マウント９５はひな壇状の構造を有しており、壇９６、９７、及び、９８を有している。
【００７２】
半導体レーザチップ１はサブマウント９３に取り付けられている。複数のサブマウント９３が、一つのマウント９５上に、それぞれ、絶縁スペーサ９４を介して取り付けられている。
【００７３】
レーザビーム群９１に属する半導体レーザチップ１からのレーザ光は、ＦＡ方向シリンドリカルコリメータ２、ＳＡ方向シリンドリカルコリメータ３、及び、反射鏡８８を経て、偏光ビーム結合器６４に導かれる。
【００７４】
レーザビーム群９２に属する半導体レーザチップ１からのレーザ光は、ＦＡ方向シリンドリカルコリメータ２、ＳＡ方向シリンドリカルコリメータ３、反射鏡８８、反射鏡８９、及び、１／２波長位相板６３を経て偏光ビーム結合器６４に導かれる。
【００７５】
偏光ビーム結合器６４によって、レーザビーム群９１からのレーザ光とレーザビーム群９２からのレーザ光が結合される。偏光ビーム結合器６４は、レーザビーム群９１と９２からのレーザ光をマルチモード光ファイバ８に結合するので、マルチモード光ファイバ８に結合されるレーザ光電力をおよそ２倍に増加させることができる。
【００７６】
ひな壇状のマウント９５を用いた複数のレーザ光の結合方法は特許文献７及び９に開示されている手法に準じている。
【００７７】
特許文献９に開示されているビーム結合光源においては、体積ブラッグ回折格子を用いて波長ロックを行っている。これに対して、ビーム結合型半導体レーザ光源９０では誘電体多層膜フィルタ４と部分反射鏡５によって波長ロックを行っている。
【００７８】
前述の通り、図１（ｂ）に示した固定角度θ１を変えることによって、誘電体多層膜フィルタ４が透過する波長を変えることができる。この特性を利用して、異なるロック波長を有するビーム結合型半導体レーザ光源９０の製品ファミリーを構成することができる。
【００７９】
体積ブラッグ回折格子を用いた構成では、このようにロック波長を変えることはできない。この点では、ビーム結合型半導体レーザ光源９０は先行技術文献９の構成に比べて優れている。
【００８０】
ビーム結合型半導体レーザ光源９０において、図２に示したような誘電体多層膜フィルタ４と部分反射鏡５の配置を用いることができる。
【００８１】
［第八実施例］
図１１（ａ）に本発明の第八実施例の波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源１００の構成を示す。波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源１００は、波長多重化の手法を用いてレーザ光の強度を増加させる構成を有している。ビーム結合型半導体レーザ光源１００は、出力レーザ光１０６を被加工物１０７に照射してレーザ加工をする用途に用いることができる。ただし、波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源１００の用途はレーザ加工に限定されない。
【００８２】
波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源１００は、複数の単一波長ビーム結合型半導体レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、及び、誘電体多層膜フィルタに基づく波長多重化器１０３を備えている。単一波長ビーム結合型半導体レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄは波長多重化器１０３のマルチモード光ファイバ１０２によって接続されている。
【００８３】
単一波長ビーム結合型半導体レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄは、それぞれ、波長λ１、λ２、λ３、λ４の波長のレーザ光を発生する。
【００８４】
波長多重化器１０３によって波長多重化されたレーザ光はマルチモード光ファイバ１０４を経て出力ポート１０５に送られる。出力ポート１０５からのレーザ光１０６は被加工物１０７に照射される。
【００８５】
複数の単一波長ビーム結合型半導体レーザ光源１０１は、それぞれ、別の波長のレーザ光を発振するようにロック波長が調整されている。
【００８６】
図１１（ｂ）に単一波長ビーム結合型半導体レーザ光源１０１の構成を示す。単一波長ビーム結合型半導体レーザ光源１０１は複数のブロードエリア型の半導体レーザチップ１０８、空間多重化器１０９、波長ロック機構１１０、偏光多重化器１１１、及び、マルチモード光ファイバ（出力光ファイバ）１０２を備えている。ただし、偏光多重化器１１１は必須要素ではなく、省略することができる。
【００８７】
空間多重化器１０９は複数の半導体レーザチップ１０８からのレーザ光を、空間光学系を用いて一つのマルチモード光ファイバ１０２に結合させる機能を有している。波長ロック機構は、ブロードエリア型の半導体レーザチップ１０８のレーザ発振波長を特定の波長に固定する機能を有している。偏光多重化器１１１は偏光変換器と偏光ビーム結合を用いて複数のレーザ光を結合する機能を有している。
【００８８】
単一波長ビーム結合型半導体レーザ光源１０１の具体的構成としては、前述のビーム結合型半導体レーザ光源１０、４０、５０、６０、７０、８０、及び、９０を挙げることができる。
【００８９】
光ファイバ通信用の波長多重化システムでは、光源として分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢレーザ）を用いることが多い。ＤＦＢレーザではレーザ光出力を大きくすることは困難である。これに対して、本実施例では波長ロックされたブロードエリア型半導体レーザを用いたので、出力レーザ光１０６を大出力化できる。
【００９０】
さらに、本実施例に用いた単一波長ビーム結合型半導体レーザ光源１０１では、複数の半導体レーザチップ１０８からのレーザ光を空間多重化と偏光多重化の技術を用いて、一本のマルチモード光ファイバに結合したので、出力レーザ光１０６をより大出力化できる。
【００９１】
複数の単一波長ビーム結合型半導体レーザ光源１０１からの、異なる波長のレーザ光は、波長多重化器１０３によってマルチモード光ファイバ１０４に結合される。波長多重化器１０３は誘電体多層膜フィルタに基づいているが、回折格子などの他の原理によるものも用いることができる。
【００９２】
本実施例で用いた誘電体多層膜フィルタに基づく波長多重化器は、回折格子を用いて構築した波長多重化器などよりも挿入損失が小さいというという特徴がある。このため、大出力のレーザ光を必要とする用途に適している。また、高いエネルギー効率が得られるという利点がある。
【００９３】
図１１（ｃ）に波長多重化器１０３の構成を示す。波長多重化器１０３は複数のスリーポートデバイス１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃを備えている。これらの複数のスリーポートデバイス１１３はタンデム接続されて、複数の波長（一例としてλ１、λ２、λ３、λ４）の光を合波する。波長多重化器１０３は任意の波長数のものを用いることができる。
【００９４】
波長多重化器１０３のスリーポートデバイス１１３の数は波長数より一つ少ない数としている。波長多重化器１０３は合波のみを行い、分波は行わないためにこのように構成することができる。
【００９５】
図１２（ａ）にスリーポートデバイス１１３の構造を示す。スリーポートデバイス１１３は、光ファイバ（反射ポート）１１４、光ファイバ（透過ポート）１１５、光ファイバ（共通ポート）１１６、誘電体多層膜フィルタ１１７、共通レンズ１１８、及び、透過ポート側レンズ１１９を備えている。共通レンズ１１８と透過ポート側レンズ１１９はコリメートレンズとして機能する。光ファイバ１１４、１１５、及び、１１６はマルチモード光ファイバである。
【００９６】
一例として、誘電体多層膜フィルタ１１７はある特定の波長λ１の光のみを透過し、それ以外の波長の光は反射する。光ファイバ（透過ポート）１１５に入射する光１２１はこの波長λ１の光である。光ファイバ（透過ポート）１１５からの光１２１は透過ポート側レンズ１１９を経て薄膜フィルタ１１７に照射される。透過した波長λ１の光は共通レンズ１１８を経て光ファイバ（共通ポート）１１６へと導かれる。
【００９７】
一方、光ファイバ（反射ポート）１１４に入射する光１２０は別の波長λ２の光である。光ファイバ（反射ポート）１１４からの光１２０は共通レンズ１１８を経て薄膜フィルタ１１７に照射される。波長λ２の光１２０は薄膜フィルタ１１７によって反射されて、共通レンズ１１８を経て光ファイバ（共通ポート）１１６へと導かれる。
【００９８】
したがって、波長λ１の光１２１と波長λ２の光１２０が合波されて、合波光１２２として光ファイバ（共通ポート）１１６へと導かれる。
誘電体多層膜フィルタ１１７の表面に対する法線と光１２１のなす角度をθ３と定義する。後述のように、このθ３を変えることによって、誘電体多層膜フィルタ１１７の透過波長λ１を変えることができる。
また、誘電体多層膜フィルタ１１７の層構造のパラメータを変えることによって透過波長を変えることができる。前述のスリーポートデバイス１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃは、それぞれ、波長λ１、λ２、λ３を透過するような構成されている。
図１２（ｂ）は別の構造のスリーポートデバイス１３０の構造を示す。スリーポートデバイス１３０では、光ファイバ（反射ポート）１１４、光ファイバ（透過ポート）１１５、及び、光ファイバ（共通ポート）１１６に対応して結合レンズ１３１を設けている。
【００９９】
スリーポートデバイス１３０では、光ファイバ１１４、１１５、及び、１１６にそれぞれコリメータとして機能するレンズ１３１、１１９、及び、１３２を設けている。さらに、レンズ１３１、１１９、及び、１３２の光軸を光ファイバ１１４、１１５、及び、１１６のコアの光軸に一致させている。このため、θ３の値を大きく取ってもレンズの収差の影響を受けることが無い。
【０１００】
図１３（ａ）に誘電体多層膜フィルタ１１７の構成を示す。誘電体多層膜フィルタ１１７は透明基板２０上に複数のキャビティ２６が設けられている。複数のキャビティ２６は結合層１３３を介して結合されている。キャビティ２６は図２において説明した構造を有している。このようなマルチキャビティ構造の誘電体多層膜フィルタとその特性については非特許文献１中に詳しく開示されている。
【０１０１】
図１３（ｂ）に誘電体多層膜フィルタ１１７の透過率対波長特性を示す。図１３（ｂ）のグラフでは、Ｘ軸は波長であり、Ｙ軸は透過率である。誘電体多層膜フィルタ１１７は阻止帯２７を有し、阻止帯２７中にトップフラット型の透過ピーク１３４を有している。また、フィルタ特性の"裾切れ"が良好である。これらの特性はマルチキャビティ構造によってもたらされている。
【０１０２】
なお、前述のθ３の値が変化すると、透過ピーク波長は短波長側にシフトし、例えば、図１３（ｂ）に示す透過ピーク１３５となる。図１２（ａ）と（ｂ）に示した構造において、θ３を変えると誘電体多層膜フィルタ１１７の透過ピーク波長を変えることができる。この特性を利用して、同一の積層膜構造を有する誘電体多層膜フィルタ１１７を用いて異なる透過波長のスリーポートデバイスを作ることができる。
【０１０３】
このような構成では、少ない種類の誘電体多層膜フィルタ１１７を用いて、多数の異なる透過波長を有するスリーポートデバイスを作ることができる。したがって、キーパーツを共通化することができる。
【０１０４】
図１３（ｂ）に示したスリーポートデバイスでは、θ３を広い範囲で変えることができるので、共通の誘電体多層膜フィルタ１１７を用いて、より多種類の透過波長のスリーポートデバイスを作ることができる。
【０１０５】
［第九実施例］
図１４に波長多重化器１４０の構成を示す。本発明の第九実施例の波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源は、波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源１００において、波長多重化器１０３に代えてこの波長多重化器１４０を用いている。
【０１０６】
波長多重化器１４０は透明基板１４１、誘電体多層膜フィルタ１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ、複数のレンズ１３１、及び、複数のマルチモード光ファイバ１４２を備えている。この波長多重化器の原理は特許文献１２に開示されている通りである。
【０１０７】
スリーポートデバイス１１３においては、誘電体多層膜フィルタ１１７によって反射された光はレンズ１１８によって光ファイバ１１６に結合される。このため、光ファイバ１１６への結合損失が生じてしまう。図１１（ｃ）に示した波長多重化器１０３では３つのスリーポートデバイス１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃを用いているので、このような損失は３回生じることになる。
【０１０８】
一方、波長多重化器１４０では誘電体多層膜フィルタ１１７によって反射された光は透明基板１４１中を伝播して、光ファイバ１４２（出力ポート１４３）にはレンズ１３１を介して結合される。このため、光ファイバ１４２への結合損失は１回しか生じない。したがって、波長多重化器１４０は波長多重化器１０３よりも挿入損失が小さい。
【０１０９】
以上より、波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源１００において、波長多重化器１４０を用いた構成は、レーザ光出力が大きく、エネルギー効率が高いという利点がある。
【０１１０】
［第十実施例］
【０１１１】
図１５に本発明の第十実施例の波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源１５０の構成を示す。波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源１５０は波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源１００の変形例である。
【０１１２】
波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源１５０は、複数の単一波長ビーム結合型半導体レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆ、１０１ｇ、１０１ｈ、波長多重化器１０３ａ、波長多重化器１０３ｂ、及び、波長多重化器１５１を備えている。波長多重化器１０３ａと１０３ｂ波長多重化器１０３と同様の構造を有しているが、備えているスリーポートデバイスの透過波長が異なる。
【０１１３】
波長多重化器１０３ａと波長多重化器１５１はマルチモード光ファイバ１５２で接続されている。また、波長多重化器１０３ｂと波長多重化器１５１はマルチモード光ファイバ１５３で接続されている。波長多重化器１５１と出力ポート１０５はマルチモード光ファイバ１５４で接続されている。すなわち、波長多重化器１０３ａ、波長多重化器１０３ｂ、及び、波長多重化器１５１はツリー状に接続されている。
【０１１４】
単一波長ビーム結合型半導体レーザ光源１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄからの波長λ１、λ２、λ３、λ４の光は波長多重化器１０３ａによって合波される。また、単一波長ビーム結合型半導体レーザ光源１０１ｅ、１０１ｆ、１０１ｇ、１０１ｈからの波長λ５、λ６、λ７、λ８の光は波長多重化器１０３ｂによって合波される。
【０１１５】
波長多重化器１５１は単一のスリーポートデバイスであり、図１２（ａ）に示したスリーポートデバイス１１３もしくは、図１２（ｂ）に示したスリーポートデバイス１３０と同様に構造を有している。ただし、波長多重化器１５１は波長λ１、λ２、λ３、λ４を透過する特性の誘電体薄層膜フィルタを備えている。このようなフィルタは光ファイバ通信においては、４スキップ１フィルタとして公知である。
【０１１６】
長多重化器１５１は波長多重化器１４０ａからの波長λ１、λ２、λ３、λ４の光と、波長多重化器１０３ｂからの波長λ５、λ６、λ７、λ８の光を合波する。８つの波長の光は合波されてマルチモード光ファイバ１５４を経て出力ポート１０５より出射し、被加工物１０７に照射される。
【０１１７】
８つの波長の光を合波する場合に図１１に示した波長多重化器１０３の構成を用いると、スリーポートデバイスは７個必要である。そして、合波される光は、最大で７回反射されてから出力用の光ファイバに結合される。
【０１１８】
これに対して本実施例では、波長多重化器１０３ａでは合波される光は、最大で３回反射される。そして、その後に波長多重化器１５１の誘電体薄層膜フィルタを１回透過する。また、波長多重化器１０３ｂでは合波される光は、最大で３回反射される。そして、その後に波長多重化器１５１において１回反射される。すなわち、合計４回反射される。
【０１１９】
波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源１５０の構成は、単純に８つの波長の光を合波する波長多重化器を用いる場合に比べて、少ない反射回数で合波が行われる。このため、合波損失が小さくなるという利点が生じる。
【０１２０】
なお、波長多重化器１５１として、３個以上のスリーポートデバイスを備えた波長多重化器を用いても良い。この場合は、さらに多数の波長多重化器１０３からの光を合波することができる。また、波長多重化器１０３に代えて波長多重化器１４０を用いても良い。波長多重化器１５１として波長多重化器１４０を用いることもできる。
【０１２１】
波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源１５０は波長多重化器を二段階のツリー状に接続したが、さらに段数の多いツリー状接続とすることもできる。
【０１２２】
［技術的特徴］
以下、ここで説明した技術的特徴をまとめておく。
（図１の特徴について）
［技術的特徴１］複数の半導体レーザチップ、半導体レーザチップに対応した進相軸方向シリンドリカルコリメータ、結像光学系、及び、マルチモード光ファイバを備えたビーム結合型半導体レーザ光源において、
さらに帯域通過型の誘電体多層膜フィルタと部分反射鏡を備えていることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
［技術的特徴２］技術的特徴１のビーム結合型半導体レーザ光源において、
さらに、遅相軸シリンドリカルコリメータを備えていることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
［技術的特徴３］技術的特徴１のビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記結像光学系は進相軸シリンドリカル結像レンズと遅相軸シリンドリカルレンズからなることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
（図１、図４の特徴について）
［技術的特徴４］技術的特徴１のビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記誘電体多層膜フィルタの取り付け角度を変えることによって、異なる波長のレーザ発振を生じる製品ファミリーを構築したことを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
（図２の特徴について）
［技術的特徴５］技術的特徴１のビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記誘電体多層膜フィルタは二つの誘電体多層膜反射層にスペーサ層が挟まれた構造であり、スペーサ層の厚さはｎλ／２であることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
ただし、λは前記誘電体多層膜フィルタの透過波長であり、ｎは自然数である。
（図３の特徴について）
［技術的特徴６］技術的特徴５のビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記スペーサ層の厚さを規定するｎの値が２以上であることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
（図５の特徴について）
［技術的特徴７］複数の半導体レーザチップ、半導体レーザチップに対応した進相軸方向シリンドリカルコリメータ、結像レンズ、及び、マルチモード光ファイバを備えたビーム結合型半導体レーザ光源において、
体積ブラッグ回折格子を備えていることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
（図６の特徴について）
［技術的特徴８］２つのレーザビーム群を、偏光ビーム結合器を用いて合波するビーム結合型半導体レーザ光源において、
各レーザビーム群は複数の半導体レーザチップ、半導体レーザチップに対応した進相軸方向シリンドリカルコリメータ、及び、マウントを備え、
マウントの表面は平坦であり、
半導体レーザチップから出射されるレーザ光の進相軸がマウント表面に対して水平になるように半導体レーザチップがマウントに対して配置されていることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
［技術的特徴９］技術的特徴８のビーム結合型半導体レーザ光源において、
さらに波長選択手段を備え、
この波長選択手段はレーザビームが偏光結合された後の位置に設けられていることを特徴とするーム結合型半導体レーザ光源。
［技術的特徴１０］技術的特徴９のビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記波長選択手段は誘電体多層膜フィルタと部分反射鏡からなることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
［技術的特徴１１］技術的特徴９のビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記波長選択手段は体積ブラッグ回折格子からなることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
（図７の特徴について）
［技術的特徴１２］半導体レーザアレイチップ、進相軸方向シリンドリカルコリメータ、
光路変換素子、結像光学系、及び、マルチモード光ファイバを備えたビーム結合型半導体レーザ光源において、
光路変換素子と結像光学系の間に波長選択手段を設けたことを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
（図８の特徴について）
［技術的特徴１３］２つのレーザビーム群を、偏光ビーム結合器を用いて合波するビーム結合型半導体レーザ光源において、
各レーザビーム群は半導体レーザアレイチップ、進相軸方向シリンドリカルコリメータ、及び、光路変換素子を備えていることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
（図９、図１０の特徴について）
［技術的特徴１４］２つのレーザビーム群を、偏光ビーム結合器を用いて合波するビーム結合型半導体レーザ光源において、
各レーザビーム群は複数の半導体レーザチップ、半導体レーザチップに対応した進相軸方向シリンドリカルコリメータ、波長選択手段、及び、ひな壇状のマウントを備え、
レーザビームが偏光結合された後の位置に誘電体多層膜フィルタと部分反射鏡が設けられていることを特徴とするビーム結合型半導体レーザ光源。
（図１１の特徴について）
［技術的特徴１５］複数の異なる波長のビーム結合型半導体レーザ光源、及び、波長多重化器を備えた波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源において、
ビーム結合型半導体レーザ光源は、複数のブロードエリア型の半導体レーザチップ、空間多重化器、波長ロック機構を備えていることを特徴とする波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源。
［技術的特徴１６］技術的特徴１５の波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記波長多重化器は誘電体多層膜フィルタを備えていることを特徴とする波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源。
［技術的特徴１７］技術的特徴１５の波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源において、
出力レーザ光の横モードがマルチモードであることを特徴とする波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源。
（図１２の特徴について）
［技術的特徴１８］技術的特徴１６の波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記波長多重化器は３つのレンズを備えたスリーポートデバイスを備えていることを特徴とする波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源。
（図１３の特徴について）
［技術的特徴１９］技術的特徴１６の波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記波長多重化器は複数のキャビティを結合層によって結合した誘電体多層膜フィルタを備えていることを特徴とする波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源。
（図１４の特徴について）
［技術的特徴２０］技術的特徴１６の波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記波長多重化器は一つの透明基板と複数の誘電体多層膜フィルタを備え、誘電体多層膜フィルタは透明基板に貼り付けられており、誘電体多層膜フィルタによって反射された光が透明基板中を伝播することを特徴とする波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源。
（図１５の特徴について）
［技術的特徴２１］技術的特徴１５波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源において、
前記波長多重化器は複数の波長多重化器をツリー状に接続して構築したものであることを特徴とする波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源。
【符号の説明】
【０１２３】
１…半導体レーザチップ１、２…ＦＡ方向シリンドリカルコリメータ、３…ＳＡ方向シリンドリカルコリメータ、４…誘電体多層膜フィルタ、５…部分反射鏡、６…ＦＡ方向結像レンズ、７…ＳＡ方向結像レンズ、８…マルチモード光ファイバ、９…光ファイバサポート、１０…ビーム結合型半導体レーザ光源、１１…半導体レーザチップ１の端面、１２…ストライプ、１３…サブマウント、１４…マウント、１５…レーザ光、１６…反射光、１７…絶縁スペーサ、２０…透明基板、２３…スペーサ層、２４、２５…誘電体多層膜反射層、２６…キャビティ、２７…阻止帯、２８…透過ピーク、２９…シフトした透過ピーク、３０…入射光、３１…透過光、３２…反射光、３３…スペーサ層、３４…キャビティ、３５…透過ピーク、４０…ビーム結合型半導体レーザ光源、５０…ビーム結合型半導体レーザ光源、５１…体積ブラッグ回折格子、６０…ビーム結合型半導体レーザ光源、６１、６２…レーザビーム群、６３…１／２波長位相板（偏光変換器）、６４…偏光ビーム結合器、７０ビーム結合型半導体レーザ光源、７１…半導体レーザアレイチップ、７２…ＦＡ方向シリンドリカルコリメータ、７３…光路変換素子、７４…サブマウント、７５…絶縁スペーサ、８０…ビーム結合型半導体レーザ光源、８１、８２…レーザビーム群、８８、８９…反射鏡、ビーム結合型半導体レーザ光源…９０、９１、９２…レーザビーム群、９３…サブマウント、９４…絶縁スペーサ、９５…ひな壇状のマウント、９６、９７、９８…壇、１００長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源、１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ…単一波長ビーム結合型半導体レーザ光源、１０２…マルチモード光ファイバ、１０３、１０３ａ、１０３ｂ…波長多重化器、１０４…マルチモード光ファイバ、１０５…出力ポート、１０６…出力レーザ光、１０７…被加工物、１０８…ブロードエリア型の半導体レーザチップ、１０９…空間多重化器、１１０…波長ロック機構、１１１…偏光多重化器、１１３、１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ…スリーポートデバイス、１１４…光ファイバ（反射ポート）、１１５…光ファイバ（透過ポート）、１１６…光ファイバ（共通ポート）、１１７…誘電体多層膜フィルタ、１１８…共通レンズ、１１９…透過ポート側レンズ、１２０…波長λ２の光、１２１…波長λ１の光、１２２…合波光、１３０…スリーポートデバイス、１３１…結合レンズ、１３３…結合層、１３４…透過ピーク、１３５…シフトした透過ピーク、１４０…波長多重化器、１４１…透明基板、１４２…マルチモード光ファイバ、１４３…出力ポート、１５０…波長多重化ビーム結合型半導体レーザ光源、１５１…波長多重化器、１５２、１５３、１５４…マルチモード光ファイバ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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