(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体レーザ光源が放出するレーザ光を集光するレーザ・アセンブリであって、効率が高く、光学系の構成が煩雑ではなく、組み立て及び調整に必要とされる工数が少ないレーザ・アセンブリを提供する。【解決手段】複数のレーザ・サブアセンブリ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを備える。レーザ・サブアセンブリ１００Ａは、半導体レーザ光源１０１Ａと、第１のレンズ群１０３Ａと、第２のレンズ群１０５Ａとを備える。第１のレンズ群は、光軸及び該半導体レーザ光源の速軸を含む面内において、該光軸上の所定の位置に集光させ、第２のレンズ群は、該光軸及び該半導体レーザ光源の遅軸を含む面内において、該所定の位置に集光させる。該複数のレーザ・サブアセンブリの光軸は、該複数のレーザ・サブアセンブリの半導体レーザ光源の速軸を含む面内において、該所定の位置を中心として放射状に配置されている。【選択図】図２Ａ
2011086905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の位置にレーザ光を集光させるレーザ・アセンブリであって、複数のレーザ・サブアセンブリを備え、それぞれのレーザ・サブアセンブリは、半導体レーザ光源と、第１のレンズ群と、第２のレンズ群と、を備え、第１のレンズ群及び第２のレンズ群にともに垂直に入射する光の方向をそれぞれのレーザ・サブアセンブリの光軸として、第１のレンズ群は、該半導体レーザ光源から放射されたレーザ光を、該光軸及び該半導体レーザ光源の速軸を含む面内において、該光軸上の該所定の位置に集光させ、第２のレンズ群は、該半導体レーザ光源から放射されたレーザ光を、該光軸及び該半導体レーザ光源の遅軸を含む面内において、該光軸上の該所定の位置に集光させ、該複数のレーザ・サブアセンブリが該所定の位置にレーザ光を集光させるように、該複数のレーザ・サブアセンブリの光軸が、該複数のレーザ・サブアセンブリの半導体レーザ光源の速軸を含む面内において、該所定の位置を中心として放射状に配置されたレーザ・アセンブリ。
【請求項２】
筺体と、該筺体に取り付けられた複数のプレートと、を備え、該複数のプレートのそれぞれは、その上に半導体レーザ光源と、第１のレンズ群と、第２のレンズ群と、を備えてレーザ・サブアセンブリを形成し、該筺体および該複数のプレートは、該複数のプレートを位置決めして該筺体に取り付けることができるように構成された、請求項１に記載のレーザ・アセンブリ。
【請求項３】
複数の半導体レーザ光源に接する共通のヒートシンクをさらに備えた請求項１または２に記載のレーザ・アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ光源が放出するレーザ光を集光するレーザ・アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
高出力の半導体レーザは、産業上の種々の分野で使用されている。
【０００３】
半導体レーザの出力ビームは、エミッタの半導体接合に垂直な方向（速軸方向）の発散角度が、エミッタの半導体接合に平行な方向（遅軸方向）の発散角度よりも大きい。その結果、半導体レーザの出力ビームの断面は楕円形となる。このため、出力ビームを使用する際には、その断面を整形するための光学系が必要となる。そのような光学系が必要とされるので、出力を増加させるために、複数の半導体レーザから射出された複数の出力ビームを結合するのは簡単ではない。
【０００４】
図１５及び図１６は、複数の半導体レーザから射出された複数の出力ビームを結合する、従来のレーザ・アセンブリの構成を示す図である（特許文献１）。図１５は、半導体レーザの速軸を含む断面（速軸断面）を示す図であり、図１６は、半導体レーザの遅軸を含む断面（遅軸断面）を示す図である。
【０００５】
レーザ・アセンブリは、３個の半導体レーザ光源２０１Ａ、２０１Ｂ及び２０１Ｃ、３個の第１レンズ２０３Ａ、２０３Ｂ及び２０３Ｃ、３個の第２レンズ２０５Ａ、２０５Ｂ及び２０５Ｃならびに集光レンズ２０７を備える。半導体レーザ光源２０１Ａから射出されたレーザ光は、第１レンズ２０３Ａによって、速軸断面においてコリメートされ、遅軸断面においては影響を受けず経路は維持される。第１レンズ２０３Ａを通過したレーザ光は、第２レンズ２０５Ａによって、遅軸断面においてコリメートされ、速軸断面においては影響を受けず経路は維持される。第２レンズ２０５Ａを通過したレーザ光は、速軸断面及び遅軸断面においてコリメートされており、集光レンズ２０７によって、光ファイバ２２１の端面の位置に集光される。半導体レーザ光源２０１Ｂ及び２０１Ｃを射出した光も同様に光ファイバ２２１の端面の位置に集光され、このようにして３個の半導体レーザ光源２０１Ａ、２０１Ｂ及び２０１Ｃから射出したレーザ光が光ファイバ２２１において結合される。
【０００６】
図１７は、従来のレーザ・アセンブリの種々の位置におけるレーザビームの断面の形状を示す図である。図１７（ａ）は、第１レンズ２０３Ａ通過後のレーザビームの断面の形状を示す図である。レーザビームの断面は、速軸方向に細長い形状である。図１７（ｂ）は、第２レンズ２０５Ａ通過後のレーザビームの断面の形状を示す図である。レーザビームの断面は、遅軸方向に細長い形状である。レーザビームは、第１レンズ２０３Ａによって速軸断面においてコリメートされるので、レーザビームの断面の速軸方向の幅は、第１レンズ２０３Ａ通過後に維持される。他方、レーザビームの断面の遅軸方向の幅は、第１レンズ２０３Ａ通過後に広がる。図１７（ｃ）は、集光レンズ２０７通過後のレーザビームの断面の形状を示す図である。図１７（ｂ）に示された断面の形状が、速軸方向に３個重ねられた形状である。レーザビームは、第２レンズ２０５Ａによって遅軸断面においてコリメートされるので、レーザビームの断面の両軸方向の幅は、第２レンズ２０５Ａ通過後に維持される。図１７（ｃ）に示すように、遅軸方向に細長い形状の断面を速軸方向に重ねることにより、断面において両軸方向の寸法がほぼ等しいビームが形成される。図１７（ｃ）に示された断面の形状を有するビームが、集光レンズ２０７によって光ファイバ２２１の端面の位置に集光され、このようにして３個の半導体レーザ光源２０１Ａ、２０１Ｂ及び２０１Ｃから射出したレーザ光が光ファイバ２２１において結合される。
【０００７】
しかし、上記のレーザ・アセンブリにおいては、たとえば、第１レンズ２０３Ａ、２０３Ｂ及び２０３Ｃを通過した光は、速軸断面において、回折により完全にコリメートされず、所定の角度で拡散する。第１レンズ２０３Ａ、２０３Ｂ及び２０３Ｃから集光レンズ２０７までの光路長が異なるので、集光レンズ２０７の位置において、第１レンズ２０３Ａからのビームのスポット径がもっとも大きく、第１レンズ２０３Ｃからのビームのスポット径がもっとも小さくなる。その結果、たとえば、光ファイバ２２１に集光する際に必要とされる開口数がビームごとに不揃いとなり、無駄が生じる。また、光学系が煩雑となり、組み立て及び調整に必要とされる工数が多くなる。
【０００８】
他方、従来技術において、それぞれの半導体レーザから集光点までの光路長を等しくするようなレーザ・アセンブリも開発されている（特許文献２）。しかし、このレーザ・アセンブリも上記のレーザ・アセンブリと同様に、速軸断面及び遅軸断面においてコリメートを行なうものであり、上記のレーザ・アセンブリと比較して、光学系がさらに煩雑となり、組み立て及び調整に必要とされる工数がさらに多くなる。
【０００９】
このように、半導体レーザ光源が放出するレーザ光を集光するレーザ・アセンブリであって、効率が高く、光学系の構成が煩雑ではなく、組み立て及び調整に必要とされる工数が少ないレーザ・アセンブリは、開発されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】US2008/0291955A1
【特許文献２】特開2008-311655号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、半導体レーザ光源が放出するレーザ光を集光するレーザ・アセンブリであって、効率が高く、光学系の構成が煩雑ではなく、組み立て及び調整に必要とされる工数が少ないレーザ・アセンブリに対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるレーザ・アセンブリは、所定の位置にレーザ光を集光させるレーザ・アセンブリであって、複数のレーザ・サブアセンブリを備える。それぞれのレーザ・サブアセンブリは、半導体レーザ光源と、第１のレンズ群と、第２のレンズ群と、を備える。第１のレンズ群及び第２のレンズ群にともに垂直に入射する光の方向をそれぞれのレーザ・サブアセンブリの光軸として、第１のレンズ群は、該半導体レーザ光源から放射されたレーザ光を、該光軸及び該半導体レーザ光源の速軸を含む面内において、該光軸上の該所定の位置に集光させ、第２のレンズ群は、該半導体レーザ光源から放射されたレーザ光を、該光軸及び該半導体レーザ光源の遅軸を含む面内において、該光軸上の該所定の位置に集光させる。該複数のレーザ・サブアセンブリが該所定の位置にレーザ光を集光させるように、該複数のレーザ・サブアセンブリの光軸が、該複数のレーザ・サブアセンブリの半導体レーザ光源の速軸を含む面内において、該所定の位置を中心として放射状に配置されている。
【００１３】
本発明によるレーザ・アセンブリにおいて、第１のレンズ群は、光学系の光軸及び半導体レーザ光源の速軸を含む断面において、レーザ光を光軸上の所定の位置へ集光させる。第２のレンズ群は、光学系の光軸及び半導体レーザ光源の遅軸を含む断面において、レーザ光を光軸上の該所定の位置へ集光させる。半導体レーザ光源の、速軸を含む断面のエミッタサイズは、遅軸を含む断面のエミッタサイズよりも小さいので、光学系の光軸及び速軸を含む断面における集光側の開口数は、十分に小さくすることができ、該複数のレーザ・サブアセンブリの光軸を、該光軸及び該半導体レーザ光源の速軸を含む面内において、該所定の位置を中心として放射状に配置して、該複数のレーザ・サブアセンブリのレーザ光を該所定の位置へ集光することができる。
【００１４】
本発明の実施形態によるレーザ・アセンブリは、筺体と、該筺体に取り付けられた複数のプレートと、を備え、該複数のプレートのそれぞれは、その上に半導体レーザ光源と、第１のレンズ群と、第２のレンズ群と、を備えてレーザ・サブアセンブリを形成し、該筺体および該複数のプレートは、該複数のプレートを位置決めして該筺体に取り付けることができるように構成されている。
【００１５】
本実施形態によれば、プレート上に、半導体レーザ光源と、第１のレンズ群と、第２のレンズ群と、を取り付けてレーザ・サブアセンブリを形成する際に光学系の調整を行い、その後に調整されたレーザ・サブアセンブリを筺体に位置決めして取り付けることにより、効率的にレーザ・アセンブリを製造することができる。
【００１６】
本発明の実施形態によるレーザ・アセンブリは、複数の半導体レーザ光源に接する共通のヒートシンクをさらに備えている。
【００１７】
本実施形態によれば、複数の半導体レーザ光源に接する共通のヒートシンクによって、該複数の半導体レーザ光源が発生する熱を効率的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態によるレーザ・サブアセンブリの光学系の、半導体レーザ光源の遅軸断面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による複数のレーザ・サブアセンブリの光学系の、図１の断面と垂直な断面の断面図である。
【図２Ｂ】本発明の他の実施形態による複数のレーザ・サブアセンブリの光学系の、図１の断面と垂直な断面の断面図である。
【図３】速軸断面及び遅軸断面における光学系の幾何学的な関係を説明するための図である。
【図４】遅軸断面における光学系と光ファイバ１２１の取り込み角θとの関係を示す図である。
【図５】速軸断面における光学系と光ファイバ１２１の取り込み角θとの関係を示す図である。
【図６】レーザ・アセンブリの種々の位置におけるレーザビームの断面形状を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態によるレーザ・サブアセンブリの側面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるレーザ・サブアセンブリの平面図である。
【図９】ユニット組み立て装置に取り付けられたユニットを示す図である。
【図１０】筺体に取り付けられるレーザ・サブアセンブリのユニットを示す図である。
【図１１】ユニットを位置決めするための位置決め用ガイドを備えた筺体を示す図である。
【図１２】ヒートシンクを装着する前の筺体を示す図である。
【図１３】一つのタイプのヒートシンクを装着した筺体を示す図である。
【図１４】他のタイプのヒートシンクを装着した筺体を示す図である。
【図１５】複数の半導体レーザから射出された複数の出力ビームを結合する、従来のレーザ・アセンブリの構成を示す図である。
【図１６】複数の半導体レーザから射出された複数の出力ビームを結合する、従来のレーザ・アセンブリの構成を示す図である。
【図１７】従来のレーザ・アセンブリの種々の位置におけるレーザビームの断面の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態によるレーザ・サブアセンブリ１００の光学系の、半導体レーザ光源の遅軸を含む断面図である。レーザ・サブアセンブリ１００は、半導体レーザ光源１０１、第１のレンズ１０３及び第２のレンズ１０５を備える。ここで、第１のレンズ及び第２のレンズにともに垂直に入射する光の方向をそれぞれのレーザ・サブアセンブリの光軸とする。図１において、光軸を一点鎖線で示した。なお、第１のレンズ及び第２のレンズは、複数のレンズから構成されるレンズ群であってもよい。
【００２０】
遅軸断面において、半導体レーザ光源１０１から射出されたレーザ光の経路は、第１のレンズ１０３を通過する際にそのまま維持される。換言すれば、第１のレンズ１０３の光学面は、半導体レーザ光源の遅軸断面において平坦である。第１のレンズ１０３を通過したレーザ光は、第２のレンズ１０５によって光軸上の所定の位置に集光される。図１においては、所定の位置に光ファイバ１２１の端部が配置されており、レーザ光は、光ファイバ１２１に進入する。
【００２１】
図２Ａは、本実施形態による３個のレーザ・サブアセンブリ１００Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃの光学系の、図１の断面と垂直な断面の断面図である。図２の断面は、３個のレーザ・サブアセンブリ１００Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃの速軸及び光軸を含む。３個のレーザ・サブアセンブリ１００Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃは、３本の光軸が、光ファイバ１２１の端部が配置されている所定の位置で交わるように放射状に配置されている。
【００２２】
たとえば、半導体レーザ光源１０１Ａから射出されたレーザ光は、第１のレンズ１０３Ａによって、光軸上の上記所定の位置に集光される。第１のレンズ１０３Ａを通過したレーザ光の経路は、第２のレンズ１０５Ａを通過する際にそのまま維持される。換言すれば、第２のレンズ１０５Ａの光学面は、半導体レーザ光源の速軸断面において平坦である。
【００２３】
したがって、半導体レーザ光源１０１Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃから射出されたレーザ光は、光ファイバ１２１の端部が配置されている上記所定の位置に集光され、光ファイバ１２１に進入する。このようにして、半導体レーザ光源１０１Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃから射出されたレーザ光が、光ファイバ１２１内で結合される。
【００２４】
図３は、速軸断面及び遅軸断面における光学系の幾何学的な関係を説明するための図である。半導体レーザ１０１のエミッタのサイズ（光軸からの高さ）をｈ１、光ファイバ１２１の断面半径をｈ２、半導体レーザ１０１の発光面からレンズまでの距離をＬ１、レンズから光ファイバ１２１の端面までの距離をＬ２、レンズの有効径をＤとする。また、光源側の開口数をＮＡ１、集光側の開口数をＮＡ２とする。図３におけるレンズは、遅軸断面の場合には第２レンズ１０５であり、速軸断面の場合には第１レンズ１０３である。幾何学的な関係から以下の式が成立する。
【数１】
2011086905.tif 000003
遅軸断面のエミッタのサイズ（光軸からの高さ）ｈ１は、速軸断面のエミッタのサイズ（光軸からの高さ）ｈ１よりも大きい。したがって、遅軸断面の場合のｈ１に基づいて光学系が設計される。速軸断面の場合のｈ１は、遅軸断面の場合のｈ１よりも小さいので集光側の開口数ＮＡ２を十分に小さくすることができる。
【００２５】
具体的に、速軸断面のＮＡ１は、０．３乃至０．９であり、ＮＡ２は、０．００２乃至０．２５である。また、遅軸断面のＮＡ１は、０．０５乃至０．３であり、ＮＡ２は、０．０５乃至０．５である。
【００２６】
図４は、遅軸断面における光学系と光ファイバ１２１の取り込み角θとの関係を示す図である。集光側の開口数ＮＡ２を光ファイバ１２１の取り込み角θに合わせるように光学系が設計されている。
【００２７】
図５は、速軸断面における光学系と光ファイバ１２１の取り込み角θとの関係を示す図である。集光側の開口数ＮＡ２は、光ファイバ１２１の取り込み角θよりも小さい。したがって、図２Ａに示すように、速軸断面において、３個のレーザ・サブアセンブリ１００Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃを、３本の光軸が、光ファイバ１２１の端部が配置されている所定の位置で交わるように放射状に配置して、３個のレーザ・サブアセンブリ１００Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃからのレーザ光を光ファイバ１２１に取り込んで結合ことが可能となる。
【００２８】
図６は、レーザ・アセンブリ１００Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃの種々の位置におけるレーザビームの断面形状を示す図である。図６（ａ）は、第１のレンズ１０３Ａ、１０３Ｂ及び１０３Ｃを通過後のレーザビームの断面形状を示す図である。レーザビームの断面形状は、半導体レーザ光源１０１Ａ、１０１Ｂ及び１０１Ｃから射出されたときと同様に、速軸方向に細長い形状である。図６（ｂ）は、第２のレンズ１０５Ａ、１０５Ｂ及び１０５Ｃを通過後のレーザビームの断面形状を示す図である。レーザビームの断面形状は、遅軸方向に細長い形状である。レーザビームは、たとえば、第１のレンズ１０３Ａを通過後、速軸断面において第１のレンズ１０３Ａのパワーによって狭められる。他方、レーザビームは、第１のレンズ１０３Ａを通過後、遅軸断面において第１のレンズ１０３Ａのパワーの影響を受けずに拡散する。したがって、第２のレンズ１０５Ａの位置において、図６（ａ）に示した形状と比較して、速軸方向に狭まり、遅軸方向に広がった形状となる。図６（ｃ）は、光ファイバ１２１の端部におけるレーザビームの断面形状を示す図である。レーザビームは、第２のレンズ１０５Ａによって、光ファイバ１２１の端部において、ほぼ円形の断面形状を有するように集光される。３個のレーザビームは、光ファイバ１２１の端部断面に重ねて集光される。
【００２９】
本実施形態においては、半導体レーザ光源１０１Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃから射出され、光ファイバ１２１の端部に至るレーザ光の光路長は等しいので、光ファイバ１２１に集光する際に必要とされる開口数は各ビームで等しく、無駄が生じることはない。
【００３０】
以下に本発明によるレーザ・アセンブリの光学系の実施例及び構成について説明する。
【００３１】
実施例１
実施例１のレーザ・アセンブリは、図１及び図２Ａを使用して説明したものである。
【００３２】
表１は、実施例１のレーザ・サブアセンブリ１００の光学素子の面間隔、レンズの屈折率及びレンズのアッベ数を示す表である。表１及び他の表において長さの単位はミリメータである。表１において、第１面（面番号１の面、以下同様）は、光源１０１の放射面を表す。第２面及び第３面は、第１レンズ１０３の入射面及び出射面をそれぞれ表す。第４面及び第５面は、第２レンズ１０５の入射面及び出射面をそれぞれ表す。第６面は、光ファイバ１２１の端面を表す。第１面の面間隔とは、第１面と第２面との間の間隔を指す。他の面についても同様である。
【表１】
2011086905.tif 000004
【００３３】
速軸方向をｘ軸方向、遅軸方向をｙ軸方向として、第１レンズ１０３の光学面（光源側の第２面及び像側の第３面）は以下の式で表せる。
【数２】
2011086905.tif 000005
ここで、ｋは２次曲線の形状を定める定数、ｃは中心曲率、Ｒは中心曲率半径である。また、α2iは補正係数である。
【００３４】
表２は、第２面および第３面を表す式の係数及び定数を示す表である。
【表２】
2011086905.tif 000006
【００３５】
速軸方向をｘ軸方向、遅軸方向をｙ軸方向として、第２レンズ１０５の光学面（光源側の第４面及び像側の第５面）は以下の式で表せる。
【数３】
2011086905.tif 000007
ここで、ｋは２次曲線の形状を定める定数、ｃは中心曲率、Ｒは中心曲率半径である。また、α2iは補正係数である。
【００３６】
表３は、第４面および第５面を表す式の係数及び定数を示す表である。
【表３】
2011086905.tif 000008
【００３７】
実施例２
実施例２のレーザ・アセンブリは、５個のレーザ・サブアセンブリ１００Ａ、１００Ｂ１００Ｃ、１００Ｄ及び１００Ｅから構成される。
【００３８】
たとえば、レーザ・サブアセンブリ１０００Ａは、半導体レーザ光源１０１０Ａ、第１のレンズ１０３１Ａ及び第２のレンズ１０３３Ａからなる第１のレンズ群、第３のレンズ１０５１Ａ及び第４のレンズ１０５３Ａからなる第２のレンズ群を含む。
【００３９】
図２Ｂは、実施例２のレーザ・アセンブリの半導体レーザ光源の速軸を含む断面図である。
【００４０】
表４は、実施例２のレーザ・サブアセンブリの光学素子の面間隔、レンズの屈折率及びレンズのアッベ数を示す表である。表２において、第１面（面番号１の面、以下同様）は、たとえば、光源１０１０Ａの放射面を表す。第２面及び第３面は、たとえば、第１レンズ１０３１Ａの入射面及び出射面をそれぞれ表す。第４面及び第５面は、たとえば、第２レンズ１０３３Ａの入射面及び出射面をそれぞれ表す。第１０面は、光ファイバ１２１１の端面を表す。第１面の面間隔とは、第１面と第２面との間の間隔を指す。他の面についても同様である。
【表４】
2011086905.tif 000009
【００４１】
速軸方向をｘ軸方向、遅軸方向をｙ軸方向として、第１及び第２レンズ（第１レンズ群）の光学面（第２乃至第５面）は以下の式で表せる。
【数４】
2011086905.tif 000010
ここで、ｋは２次曲線の形状を定める定数、ｃは中心曲率、Ｒは中心曲率半径である。また、α2iは補正係数である。
【００４２】
表５は、第２乃至第５面を表す式の係数及び定数を示す表である。
【表５】
2011086905.tif 000011
【００４３】
速軸方向をｘ軸方向、遅軸方向をｙ軸方向として、第３及び第４レンズ（第２レンズ群）の光学面（光源側の第６乃至第９面）は以下の式で表せる。
【数５】
2011086905.tif 000012
ここで、ｋは２次曲線の形状を定める定数、ｃは中心曲率、Ｒは中心曲率半径である。また、α2iは補正係数である。
【００４４】
表６は、第６乃至第９面を表す式の係数及び定数を示す表である。
【表６】
2011086905.tif 000013
【００４５】
レーザ・アセンブリの構成
図７は、本発明の一実施形態によるレーザ・サブアセンブリ１００の側面図である。
【００４６】
図８は、本実施形態によるレーザ・サブアセンブリ１００の平面図である。
【００４７】
本実施形態において、プレート１０７上に、半導体レーザ光源１０１、第１のレンズ１０３及び第２のレンズ１０５を含む光学系が配置されている。図７及び図８において、光軸を一点鎖線で示した。プレート１０７及び光学系をユニットと呼称する。すなわち、本実施形態において、レーザ・サブアセンブリ１００はユニットによって形成される。半導体レーザ光源１０１は、プレート１０７上に設置されたブロック１０１１の側面に設置される。
【００４８】
図９は、ユニット組み立て装置１４１に取り付けられたユニットを示す図である。ユニット組み立て装置１４１は、プレート１０７上に予め設置されたブロック１０１１に対して、半導体レーザ光源１０１、第１のレンズ１０３及び第２のレンズ１０５の位置決めを行なって配置することによりユニットを組み立てるための装置である。半導体レーザ光源１０１は、予めブロック１０１１の側面に設置しておいてもよい。ユニット組み立て装置１４１は、アパーチャ１４３を備えている。最初に、ユニット組み立て装置１４１の所定の位置に設置されたピンを、プレート１０７に設けたピン孔に挿入することなどにより、プレート１０７をユニット組み立て装置１４１に設置する。半導体レーザ光源１０１が射出したレーザ光が、第１のレンズ１０３及び第２のレンズ１０５を経てアパーチャ１４３に集光するように、第１のレンズ１０３及び第２のレンズ１０５の位置調整を行う。位置調整を行った後、第１のレンズ１０３及び第２のレンズ１０５をプレート１０７に固定する。その後、ユニットをユニット組み立て装置１４１から取り外す。
【００４９】
図１０は、筺体１６１Ａに取り付けられるレーザ・サブアセンブリのユニットを示す図である。筺体１６１Ａの所定の位置に設置されたピンを、プレート１０７に設けたピン孔に挿入することなどにより、ユニットを筺体１６１Ａに設置する。
【００５０】
図１１は、ユニットを位置決めするための位置決め用ガイドを備えた筺体１６１Ｂを示す図である。ピンの代わりに位置決め用ガイドで、筺体１６１Ｂ上にユニットを位置決めしてもよい。
【００５１】
このように本実施形態においては、レーザ・サブアセンブリ１００のユニットごとに光学系の調整を行った後に、ピンまたは位置決め用ガイドなどによってユニットを筺体に設置する。したがって、光学系の調整の手間が大幅に軽減される。
【００５２】
半導体レーザにおいて光エネルギに変換されない電気エネルギは、熱として放出される。したがって、高出力半導体レーザは、多くの熱を放出する。このため、レーザ・アセンブリにおいては、半導体レーザから放出される熱を除去する必要がある。本実施形態においては、筺体上に半導体レーザが並んで配置されるので、以下に示すようなヒートシンクを設置することにより、半導体レーザから放出される熱を効率的に除去することができる。
【００５３】
図１２は、ヒートシンクを装着する前の筺体１６１Ｂを示す図である。
【００５４】
図１３は、一つのタイプのヒートシンク１８１Ａを装着した筺体１６１Ｂを示す図である。このタイプのヒートシンク１８１Ａは、筺体１６１Ｂ上に並んで配置された半導体レーザの部分を覆うように筺体１６１Ｂに装着される。ヒートシンク１８１Ａは、銅など熱伝導率の高い金属で構成されるのが好ましい。
【００５５】
図１４は、他のタイプのヒートシンク１８１Ｂを装着した筺体１６１Ｂを示す図である。このタイプのヒートシンク１８１Ｂは、筺体１６１Ｂ上に並んで配置された半導体レーザの部分を含む広い範囲を覆うように筺体１６１Ｂに装着される。
【符号の説明】
【００５６】
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ      レーザ・サブアセンブリ
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ      半導体レーザ光源
１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ      第１のレンズ
１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ      第２のレンズ
【図１】
2011086905.tif 000014
【図２Ａ】
2011086905.tif 000015
【図２Ｂ】
2011086905.tif 000016
【図３】
2011086905.tif 000017
【図４】
2011086905.tif 000018
【図５】
2011086905.tif 000019
【図６】
2011086905.tif 000020
【図７】
2011086905.tif 000021
【図８】
2011086905.tif 000022
【図９】
2011086905.tif 000023
【図１０】
2011086905.tif 000024
【図１１】
2011086905.tif 000025
【図１２】
2011086905.tif 000026
【図１３】
2011086905.tif 000027
【図１４】
2011086905.tif 000028
【図１５】
2011086905.tif 000029
【図１６】
2011086905.tif 000030
【図１７】
2011086905.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月22日(2010.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の位置にレーザ光を集光させるレーザ・アセンブリであって、筺体と複数のレーザ・サブアセンブリとを備え、それぞれのレーザ・サブアセンブリは、独立したプレート及びその上に配置された、半導体レーザ光源と、第１のレンズ群と、第２のレンズ群と、を備え、第１のレンズ群及び第２のレンズ群にともに垂直に入射する光の方向をそれぞれのレーザ・サブアセンブリの光軸として、第１のレンズ群は、該半導体レーザ光源から放射されたレーザ光を、該光軸及び該半導体レーザ光源の速軸を含む面内において、該光軸上の該所定の位置に集光させ、第２のレンズ群は、該半導体レーザ光源から放射されたレーザ光を、該光軸及び該半導体レーザ光源の遅軸を含む面内において、該光軸上の該所定の位置に集光させ、該複数のレーザ・サブアセンブリが該所定の位置にレーザ光を集光させるように、該複数のレーザ・サブアセンブリの光軸が、該複数のレーザ・サブアセンブリの半導体レーザ光源の速軸を含む面内において、該所定の位置を中心として放射状に配置され、該筺体および該複数のプレートは、該複数のプレートを位置決めして該筺体に取り付けることができるように構成されたレーザ・アセンブリ。
【請求項２】
複数の半導体レーザ光源を覆うように、該複数のレーザ・サブアセンブリをまたいで配置されたヒートシンクをさらに備えた請求項１に記載のレーザ・アセンブリ。