(57)【要約】  連続した発光領域から波長の異なる複数のビームを出射する半導体レーザバー１１と、複数のビームを集光する集光光学系１３と、波長分散機能を有する波長分散光学素子１４と、透過するビームの波長が周期的に異なっている光学フィルター１５と、同軸上に重畳された複数のビームの光路上に配置されたアパーチャ１６と、部分反射鏡１７とを備え、半導体レーザバー１１の背面には、全反射鏡１９が形成されており、全反射鏡１９で反射されて半導体レーザバー１１から出射される波長の異なる複数のビームの各波長は、光学フィルター１５により透過される波長と同一である。
2017022142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続した発光領域から波長の異なる複数のビームを出射する半導体レーザバーと、
前記複数のビームを集光する集光レンズと、
前記複数のビームが集光される位置に配置され、波長分散機能を有する波長分散光学素子と、
透過するビームの波長が周期的に異なっている光学フィルターと、
アパーチャと、を備え、
前記半導体レーザバーの背面には、全反射鏡が形成されており、
前記全反射鏡で反射されて前記半導体レーザバーから出射される波長の異なる複数のビームの各波長は、前記光学フィルターにより透過される複数の波長と同一であることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
前記アパーチャの後段であって、前記波長分散光学素子により回折されて同軸上に重畳された前記複数の波長のビームの光路上に部分反射鏡を配置したことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
前記波長分散光学素子は、半導体レーザバーから入射された前記複数のビームの一部を入射されたビームそれぞれに対して同軸上に反射し、他のビームは回折されて同軸上に重畳されたビームを形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】
前記アパーチャは前記波長分散光学素子により回折されて同軸上に重畳された前記複数の波長のビームの光路上に配置され、
前記光学フィルターは、前記波長分散光学素子により回折されて同軸上に重畳された前記複数の波長のビームの光路上に配置、または、前記半導体レーザバーと前記集光光学系との間に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】
前記光学フィルターは、エタロンであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】
連続した発光領域から波長の異なる複数のビームを出射する半導体レーザバーと、
前記複数のビームを集光する集光レンズと、
前記複数のビームが集光される位置に配置され、波長分散機能を有する波長分散光学素子と、
前記波長分散光学素子で回折されて同軸上に重畳された前記複数の波長のビームの光路上に配置されたアパーチャと、
前記アパーチャの後段であって、前記同軸上に重畳された前記複数の波長のビームの光路上に配置され、反射するビームの波長が周期的に異なっている部分反射鏡と、を備え、
前記半導体レーザバーの背面には、前記部分反射鏡によって反射されて前記半導体レーザバーに戻ってきた波長の異なる複数のビームを反射する全反射鏡が形成されており、
前記全反射鏡で反射されて前記半導体レーザバーから出射される波長の異なる複数のビームの各波長は、前記部分反射鏡により反射される波長と同一であることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項７】
連続した発光領域から波長の異なる複数のビームを出射する半導体レーザバーと、
前記複数のビームを集光する第１集光レンズと、
前記複数のビームが集光される位置に配置され、波長分散機能を有する波長分散光学素子と、
前記波長分散光学素子で回折されて同軸上に重畳されたビームの光路上に配置され、ビームを集光する第２集光レンズと、
前記第２集光レンズにより集光されたビームが入射されるファイバーブラッググレーティングと、を備え、
前記ファイバーブラッググレーティングは、前記半導体レーザバーから出射される波長の異なる複数のビームの波長に対して反射率が高いことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項８】
前記半導体レーザバーは、複数の発光領域を有し、各発光領域それぞれから波長の異なる複数のビームを出射することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】
前記半導体レーザバーおよび前記集光レンズから構成されるレーザ集光群を複数備え、
前記複数のレーザ集光群は、前記波長分散光学素子の表面上の同一の場所でビームが集光されるように配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】
前記半導体レーザバーの発光面と全反射膜面と電極面とはいずれも異なる側面に反射率１％以下の無反射膜を施したことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】
前記半導体レーザバーの発光面と全反射膜面と電極面とはいずれも異なる側面は発光面との角度が垂直から１°以上傾いていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１２】
前記半導体レーザバーの発光面と全反射膜面と電極面とはいずれも異なる側面は電極面との角度が垂直から０．１°以上傾いていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の半導体レーザ装置。
【請求項１３】
波長の異なる複数のビームを出射する半導体レーザバーと、
前記複数のビームを集光する集光レンズと、
前記複数のビームが集光される位置に配置され、波長分散機能を有する波長分散光学素子と、
透過するビームの波長が周期的に異なっている光学フィルターと、
アパーチャと、
前記アパーチャの後段であって、前記波長分散光学素子により回折されて同軸上に重畳された前記複数の波長のビームの光路上に配置される部分反射鏡と、を備え、
前記半導体レーザバーの背面には、前記部分反射鏡によって反射されて前記半導体レーザバーに戻ってきた波長の異なる複数のビームを反射する全反射鏡が形成されており、
前記全反射鏡で反射されて前記半導体レーザバーから出射される波長の異なる複数のビームの各波長は、前記光学フィルターにより透過される波長と同一であることを特徴とする半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共振器による光増幅を行う半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体レーザ装置においては、半導体レーザバーのビーム品質を向上させるために、半導体レーザバーの各発光点からのビームの発散角度を補正してからレンズを用いて波長分散光学素子上に集光するとともに、波長分散光学素子の波長分散性により各発光点からのビームを重畳し、重畳したビームに対して部分反射ミラーを設置して外部共振器を構成する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０２１６４１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の技術を半導体レーザバーの側面方向に連続した発光領域から波長の異なる複数のビームを出射するようなブロードエリア型の半導体レーザ装置に適用した場合、一つの発光点の遅軸方向の発散角が大きいため、単に複数のビームを波長重畳させただけではビーム品質のよいレーザ光を得ることは困難である。なお、遅軸方向とは、Ｘ軸方向のことである。また、半導体レーザの一つの発光点を小さくすることによりビーム品質は向上できるが、この場合効率が悪く出力の小さなレーザ装置しかできない。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、半導体レーザバーの側面方向に連続した発光領域から出射された波長の異なる複数のビームの品質を向上することができ、効率も高い半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る半導体レーザ装置は、連続した発光領域から波長の異なる複数のビームを出射する半導体レーザバーと、前記複数のビームを集光する集光レンズと、前記複数のビームが集光される位置に配置され、波長分散機能を有する波長分散光学素子と、透過するビームの波長が周期的に異なっている光学フィルターと、アパーチャと、を備え、前記半導体レーザバーの背面には、全反射鏡が形成されており、前記全反射鏡で反射されて前記半導体レーザバーから出射される波長の異なる複数のビームの各波長は、前記光学フィルターにより透過される複数の波長と同一であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、連続した発光領域から出射された波長の異なる複数のビームの品質を向上させながら重畳することができ、さらに効率もよくなる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の構成を示す斜視図
【図２】実施の形態１にかかる半導体レーザ装置の構成を示す上面図
【図３】実施の形態１にかかる光学フィルターの波長と透過率との関係を示す図
【図４】実施の形態１にかかる半導体レーザバーの構成を示す斜視図
【図５】実施の形態１にかかる半導体レーザバーの発光面と遅軸方向の温度分布を示す図
【図６】実施の形態１にかかる半導体レーザバーの遅軸方向の屈折率分布を示す図
【図７】実施の形態１にかかる半導体レーザバーから出射した複数のビームが共振器を１往復したときに半導体レーザバーで観測される個々のビームプロファイルを示す図
【図８】図７に示す個々のビームプロファイルを合成した場合の合成ビームプロファイルを示す図
【図９】実施の形態１にかかる半導体レーザバーから出射した複数のビームが共振器を１往復したときに部分反射鏡で観測される個々のビームプロファイルを示す図
【図１０】実施の形態１にかかる半導体レーザバーから出射した複数のビームが共振器を２０往復したときに半導体レーザバーで観測される個々のビームプロファイルを示す図
【図１１】図１０に示す個々のビームプロファイルを合成した場合の合成ビームプロファイルを示す図
【図１２】実施の形態１にかかる半導体レーザバーから出射した複数のビームが共振器を２０往復したときに部分反射鏡で観測される個々のビームプロファイルを示す図
【図１３】実施の形態２にかかる半導体レーザ装置の構成を示す斜視図
【図１４】実施の形態２にかかる半導体レーザ装置の共振器の光路上でのビーム径の変化を示す図
【図１５】実施の形態２にかかる半導体レーザ装置において、ビーム半径と重ね合わせのピッチが同じ場合のビームプロファイルを示す図
【図１６】実施の形態２にかかる半導体レーザ装置において、ビーム半径が重ね合わせのピッチの半分の場合のビームプロファイルを示す図
【図１７】実施の形態２にかかる半導体レーザ装置において、ビーム半径と重ね合わせピッチとの比における半導体レーザバー内の全体のビーム強度比を示す図
【図１８】実施の形態３にかかる半導体レーザ装置の構成を示す斜視図
【図１９】実施の形態３にかかる半導体レーザ装置の部分反射鏡の反射率を示す図
【図２０】実施の形態３にかかる半導体レーザ装置の部分反射鏡の反射率を示す図
【図２１】実施の形態４にかかる半導体レーザ装置の構成を示す斜視図
【図２２】実施の形態５にかかる半導体レーザ装置の構成を示す斜視図
【図２３】実施の形態６にかかる半導体レーザ装置の構成を示す斜視図
【図２４】実施の形態７にかかる半導体レーザ装置の構成を示す斜視図
【図２５】実施の形態８にかかる半導体レーザ装置の構成を示す上面図
【図２６】実施の形態９にかかる半導体レーザ装置の構成を示す斜視図
【図２７】実施の形態９にかかるエタロンの反射率を示す図
【図２８】実施の形態１０にかかる半導体レーザ装置の構成を示す上面図
【図２９】実施の形態１１にかかる半導体レーザ装置の構成を示す斜視図
【図３０】実施の形態１２にかかる半導体レーザ装置の構成を示す斜視図
【図３１】実施の形態１〜１１における半導体レーザバー内部の不要な光の伝搬径路を示す上面図
【図３２】実施の形態１２にかかる半導体レーザバーを示す上面図
【図３３】実施の形態１３にかかる半導体レーザ装置の構成を示す上面図
【図３４】実施の形態１４にかかる半導体レーザ装置の構成を示す上面図
【図３５】実施の形態１４にかかる半導体レーザバーを示す正面図
【図３６】実施の形態１５にかかる半導体レーザ装置の構成を示す上面図
【図３７】実施の形態１５にかかる半導体レーザバーを示す正面図
【図３８】従来の半導体レーザ装置のビームプロファイルを示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態に係る半導体レーザ装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１の構成を示す斜視図である。半導体レーザ装置１０１は、半導体レーザバーの側面方向に連続した発光領域１０を有する半導体レーザバー１１と、ビームの発散角度を補正するビーム発散角度補正光学系１２と、ビームを集光する集光レンズである集光光学系１３と、波長分散機能を有する波長分散光学素子１４と、入射光のうち、予め定められている波長範囲の光だけを透過する光学フィルター１５と、予め定めた範囲のビームを通過させるアパーチャ１６と、一部のビームを外部に出射し、残りのビームをアパーチャ１６に反射する部分反射鏡１７とを備える。ここで側面方向とは、図に示すＸ軸方向である。
【００１１】
半導体レーザバー１１は、連続した発光領域から波長の異なる複数のビームを出射する。半導体レーザバー１１は、連続した発光領域を生成するために、例えば、電極１８が半導体レーザバー１１の全面に形成されている。半導体レーザバー１１の発光面に対向する面には、全反射鏡１９が形成されている。また、半導体レーザ装置１０１は、部分反射鏡１７と全反射鏡１９との間で共振器を構成している。
【００１２】
ビーム発散角度補正光学系１２は、半導体レーザバー１１から出射された波長の異なる複数のビームの発散角度を補正する。
【００１３】
集光光学系１３は、複数のビームを集光する。また、集光光学系１３は、シリンドリカルレンズである。
【００１４】
波長分散光学素子１４は、複数のビームが集光される位置に配置され、波長分散機能を有する。また、波長分散光学素子１４は、回折格子またはプリズムである。
【００１５】
光学フィルター１５は、波長分散光学素子１４により回折されて同軸上に重畳された複数のビームの光路上に配置され、透過するビームの波長が周期的に異なっている。光学フィルター１５は、光の波長に対して周期的な透過率分布を有しており、複数のビームの波長（λ１、λ２、・・・、λｎ）の光に対して透過率が高くなるように構成されている。
【００１６】
アパーチャ１６は、波長分散光学素子１４により回折されて同軸上に重畳された複数のビームの光路上に配置されている。なお、図１に示す例では、アパーチャ１６は、円形開口となっているが、矩形開口でもよい。
【００１７】
部分反射鏡１７は、アパーチャ１６の後段であって、波長分散光学素子１４により回折されて同軸上に重畳された複数のビームの光路上に配置されている。
【００１８】
半導体レーザバー１１の背面には、部分反射鏡１７によって反射されて半導体レーザバー１１に戻ってきた波長の異なる複数のビームを反射する全反射鏡１９が形成されている。
【００１９】
全反射鏡１９で反射されて半導体レーザバー１１から出射される波長の異なる複数のビームの各波長は、光学フィルター１５により透過される波長と同一である。
【００２０】
図２は、半導体レーザ装置１０１の構成を示す上面図である。半導体レーザバー１１から出射されたビームは、集光光学系１３によって波長分散光学素子１４の表面に集光される。波長分散光学素子１４は、集光されたビームを各波長に対応した回折角で回折し、一つの光軸Ｂ１上に重畳する。一つの光軸Ｂ１上に重畳されたビームは、光学フィルター１５に入射される。光学フィルター１５は、予め定められた複数の波長のビームのみを透過する。光学フィルター１５を透過したビームは、アパーチャ１６を介して部分反射鏡１７に入射される。
【００２１】
部分反射鏡１７の反射率は、例えば５％から２０％である。部分反射鏡１７によって反射されたビームは、光路を逆方向にたどって、再び、半導体レーザバー１１に入射される。半導体レーザバー１１に入射されたビームは、半導体レーザバー１１の全反射鏡１９によって反射されて、半導体レーザバー１１から出射される。上述のようにして、波長の異なる複数のビームは、全反射鏡１９と部分反射鏡１７との間を往復する。
【００２２】
半導体レーザバー１１に入射されるときのビームの位置は、光学フィルター１５を透過した波長のビームとなるため、ほぼ等間隔に決まった位置となる。ビームの形であるビームプロファイルは、アパーチャ１６の開口の大きさで決まるモード選択によって、図２に示すように、ガウシアンプロファイルＢ２が形成される。また、半導体レーザバー１１への入射時には、図２に示すように、全体として均一な分布のビームプロファイルＢ３となる。
【００２３】
ここで、光学フィルター１５は、例えば、エタロンを用いる。図３は、エタロンの透過強度のスペクトルを示す。図３は、反射率が９０％、屈折率が１．５、厚みが２００μｍ、入射角が５ｄｅｇ．のソリッドエタロンの例である。また、図３中のΔλは、ＦＳＲ（Ｆｒｅｅ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｒａｎｇｅ）と呼ばれており、透過率が高いピーク位置の波長の間隔を示している。
【００２４】
図３に示すように、ＦＳＲの値を適切に設計すると、複数の波長でピークを有する透過率特性になる。よって、予め定めた複数の波長のビームに対しては、ほぼ１００％透過し、予め定めた複数の波長以外の波長のビームに対しては、ほとんど透過しない特性になる。
【００２５】
例えば、半導体レーザバー１１の利得幅が９００ｎｍから９３０ｎｍの範囲の場合、半導体レーザ装置１０１は、図３に示すように、２２本の異なる波長によって発振し、２２本のビームを重畳させることができる。また、重畳されたビームは、各波長がガウシアンプロファイルとなっているため、図２に示すように、部分反射鏡１７から出射されるビームＢ４の形状もガウシアンプロファイルになる。
【００２６】
よって、半導体レーザ装置１０１は、光学フィルター１５にエタロンを用いることにより、波長分散光学素子１４で回折されるビームの回折角を制御することができ、半導体レーザバー１１に入射するビームの位置を均等に配置できる。
【００２７】
なお、半導体レーザ装置１０１は、波長分散光学素子１４の光路中にλ／２波長板等の波長板を挿入して波長分散光学素子１４にＳ偏光で入射するようにしてもよい。当該構成によれば、半導体レーザ装置１０１は、波長分散光学素子１４の回折効率を高めることができる。
【００２８】
従来の半導体レーザ装置では、半導体レーザの発光点とアウトプットカップラとの間で共振条件を満たすように、発光点の位置によってグレーティングの回折角が決まり、波長が自動的に決まる。
【００２９】
一方、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１では、半導体レーザバー１１の発光領域１０の全体から発光できるため、発光点の位置は発光領域１０のどこでも可能となるため、半導体レーザバーのみではグレーティングの回折角は決まらない構成になっている。本発明の半導体レーザ装置１０１は、光学フィルター１５を用いることによって発振波長を選択し、グレーティングの回折角を決めている。
【００３０】
次に、半導体レーザバー１１内の温度および屈折率分布について説明する。図４は、半導体レーザバー１１の詳細を示す斜視図である。例えば、半導体レーザバー１１の遅軸方向であるＸ軸方向の幅は、１０ｍｍ程度の大きさである。また、発光領域１０が形成されている面は、ＡＲ（Ａｎｔｉ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティングが施されている。
【００３１】
図５は、半導体レーザバー１１を発光領域１０の面からみたときの正面図と、遅軸方向の温度分布を示す。図６は、半導体レーザバー１１の遅軸方向の屈折率分布を示す図である。半導体レーザバー１１は、印加する電流が遅軸方向に関して均一であり、ゲイン分布が均一になる。これにより、発熱による温度分布は、図５に示すように、均一な分布になる。材料の屈折率温度依存性による屈折率分布も、図６に示すように、遅軸方向において均一な分布になる。
【００３２】
よって、半導体レーザバー１１は、遅軸方向に屈折率境界がない。半導体レーザバー１１を通過するビームは、ほとんど自由空間を伝搬するビームに等しい挙動を示すことになる。従来のブロードエリア型の半導体レーザでは遅軸方向に屈折率境界があり導波路モードで伝搬するため遅軸方向のビーム品質を向上させることが困難であるが、本発明による半導体レーザバー１１は自由空間を伝搬するのに等しいためビーム品質を向上させることできる。
【００３３】
ここで、半導体レーザ装置１０１のレーザ発振をシミュレーションした結果について、図７から図１２を用いて説明する。図７から図１２は、部分反射鏡１７と全反射鏡１９との間で構成される共振器を往復するビームプロファイルを示す。
【００３４】
図７は、半導体レーザバー１１から出射した複数のビームが共振器を１往復したときに半導体レーザバー１１で観測される個々のビームプロファイルを示す図である。半導体レーザバー１１は、初期値としてランダムな強度分布のビームを出射する。図７に示すビームプロファイルは、ビームが共振器を１往復し、半導体レーザバー１１に入射する時のビームプロファイルであり、一例として、ビームの数を１６本としている。
【００３５】
図８は、図７に示す個々のビームプロファイルを合成した場合の合成ビームプロファイルを示す図である。
【００３６】
図９は、半導体レーザバー１１から出射した複数のビームが共振器を１往復したときに部分反射鏡１７で観測される個々のビームプロファイルを示す図である。図９に示すビームプロファイルは、１６本のビームを足し合わせた結果になっている。
【００３７】
図１０は、半導体レーザバー１１から出射した複数のビームが共振器を２０往復したときに半導体レーザバー１１で観測される個々のビームプロファイルを示す図である。
【００３８】
図１１は、図１０に示す個々のビームプロファイルを合成した場合の合成ビームプロファイルを示す図である。
【００３９】
図１２は、半導体レーザバー１１から出射した複数のビームが共振器を２０往復したときに部分反射鏡１７で観測される個々のビームプロファイルを示す図である。
【００４０】
半導体レーザバー１１の遅軸方向の幅である利得の幅は、例として１０ｍｍとした。よって、波長の異なる各ビームの間隔は、０．６ｍｍである。
【００４１】
半導体レーザバー１１から出射した複数のビームが共振器を１往復した場合には、図７に示すように、１６本の各ビームは、強度分布がばらばらである。また、１６本のビームプロファイルを合成した場合、図８に示すように、合成ビームプロファイルは、強度分布の変化が大きい。また、半導体レーザバー１１から出射した複数のビームが共振器を１往復したときの部分反射鏡１７で観測されるビームプロファイルには、図９に示すように、サイドローブが発生している。
【００４２】
一方、半導体レーザ装置１０１の半導体レーザバー１１から出射した複数のビームが共振器を２０往復した場合には、半導体レーザバー１１で観測される個々のビームプロファイルは、図１０に示すように、ほぼガウシアンプロファイルになっている。また、１６本のビームプロファイルを合成した場合、図１１に示すように、合成プロファイルは、ほぼ均一な強度分布になっている。また、半導体レーザバー１１から出射した複数のビームが共振器を２０往復したときの部分反射鏡１７で観測されるビームプロファイルは、図１２に示すように、サイドローブを有しないガウシアンプロファイルになっている。
【００４３】
よって、半導体レーザ装置１０１は、ランダムな強度分布のビームを共振器内で何度も往復させることにより、ビームプロファイルを収束させ、最終的にサイドローブが発生していないガウシアンプロファイルのシングルモードでレーザ発振を行うことができる。
【００４４】
なお、実施の形態１では、ビームの数を１６本で説明したが、ビームの本数は１６本に限られず、複数本であれば何本であっても同様の効果が得られる。
【００４５】
また、従来の半導体レーザ装置では、遅軸方向のビームモードが発光点の遅軸方向の幅によって決まってしまう。一方、半導体レーザ装置１０１は、アパーチャ１６によってビームモードを制限しており、ほぼ任意のモードで発振させることができ、アパーチャ１６の開口径を小さくすることにより、シングルモードにすることもできる。例えば、図３８は従来のブロードエリア型の半導体レーザのビームプロファイルの実測値であり、図３８と本発明によるビームプロファイル図１２とを比較すれば本発明によって劇的にビーム品質が向上することがわかる。さらに、図１１に示した合成プロファイルはほぼ均一な強度分布となっており、半導体レーザバーのゲイン分布とほぼ同じ分布になる。つまりゲイン領域をビームが無駄なく通過することになり、発振効率が良い半導体レーザとなる。
【００４６】
よって、半導体レーザ装置１０１は、遅軸方向においてシングルモードで発振することができ、連続した発光領域から出射された波長の異なる複数のビームの品質を向上させ、さらに効率も向上させることができる。なお、ビームの品質が向上するとは、光の波長、位相および方向が揃っているということであり、集光性がよいことを示す。なお、実施の形態１では、光学フィルター１５が波長分散光学素子１４により回折されて同軸上に重畳された光路上に配置されているが、例えば、半導体レーザバー１１と集光光学系１３との間に配置される構成でもよい。また、ここでは連続した発光領域を生成するために、電極１８を半導体レーザバー１１の全面に形成しているが、活性層を半導体レーザバー側面方向の端から端まで形成してもよい。
【００４７】
実施の形態２．
つぎに、実施の形態２について説明する。図１３は、実施の形態２にかかる半導体レーザ装置１０２の構成を示す斜視図である。実施の形態２にかかる半導体レーザ装置１０２と、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１とは、光学フィルター１５と部分反射鏡１７との間の構成が異なる。以下では、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１の構成と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４８】
半導体レーザ装置１０２は、矩形形状の開口を有するアパーチャ２１と、アパーチャ２１の前後にシリンドリカルレンズ２２，２３を有する。半導体レーザ装置１０２は、当該構成により、遅軸方向のビームに対して、アパーチャ２１が配置されている場所で集光することができる。
【００４９】
よって、半導体レーザ装置１０２は、アパーチャ２１が配置されている場所でフーリエ変換像ができ、明確にビームモードを制限することができる。
【００５０】
図１４は、半導体レーザ装置１０２の部分反射鏡１７と全反射鏡１９との間で構成される共振器の光路上におけるビーム径の変化を示す図である。図１４中に示す矢印は、発光領域１０、集光光学系１３、波長分散光学素子１４、シリンドリカルレンズ２２、アパーチャ２１、シリンドリカルレンズ２３および部分反射鏡１７が配置されている場所を示すものである。また、図１４には、第１の波長のビームの光軸Ｂ５と、第１の波長とは異なる第２の波長のビームの光軸Ｂ６と、第１の波長のビーム半径Ｒ１と、第２の波長のビーム半径Ｒ２とを示す。なお、図１４では、説明の便宜上、２つのビームのみを示したが、実際には複数のビームが存在する。
【００５１】
半導体レーザ装置１０２は、波長の異なるビームを半導体レーザバー１１内で重ね合わせることにより均一な強度分布を形成している。よって、ビームの重ね合わせ間隔と個々のビーム半径との関係が重要である。
【００５２】
図１４に示す例では、ビーム半径と重ね合わせのピッチが等しくなっている。なお、ビーム半径とは、１／ｅ２半径のことであり、ビーム強度のピーク値に対して強度が１／ｅ２の値となる位置の径のことである。ｅは、自然対数を示している。
【００５３】
図１５は、ビーム半径と重ね合わせのピッチが同じ場合のビームプロファイルを示す図である。図１５に示すように、ビームプロファイルは、全体としてほぼ均一な分布となっていることが分かる。
【００５４】
また、図１６は、ビーム半径が重ね合わせのピッチの半分の場合のビームプロファイルを示す図である。図１６に示すように、ビームプロファイルは、均一な分布になっていない。つまり、半導体レーザバー１１内の全体のビーム強度分布が均一になっていないことを示している。
【００５５】
ビーム強度の低い部分は、半導体レーザバー１１の利得が残り、当該部分で共振器を介さず半導体レーザバー１１のみで発振する可能性があり、ビーム品質の悪いレーザ光が混じりこむ原因になる。
【００５６】
図１７は、ビーム半径と重ね合わせピッチとの比における半導体レーザバー１１内の全体のビーム強度比ｂ／ａを示す図である。ｂは、図１６中のビーム強度の低い部分であり、ａは、図１６中の全体のビーム強度を示している。ビーム強度比を０．８５以上とする場合には、図１７に示すように、ビーム半径と重ね合わせピッチの比は、０．８よりも大きい必要がある。
【００５７】
実施の形態２にかかる半導体レーザ装置１０２では、全反射鏡１９で反射されて半導体レーザバー１１から出射される波長の異なる複数のビームは、半導体レーザバー１１の出射位置において、各ビーム半径と各ビームの光軸位置の間隔との比が０．８よりも大きい関係にある。
【００５８】
よって、半導体レーザ装置１０２は、半導体レーザバー１１の出射位置において、各ビーム半径と各ビームの光軸位置の間隔との比を０．８よりも大きくすることにより、遅軸方向においてシングルモードで発振することができ、連続した発光領域から出射された波長の異なる複数のビームの品質を向上することができる。
【００５９】
実施の形態３．
つぎに、実施の形態３について説明する。図１８は、実施の形態３にかかる半導体レーザ装置１０３の構成を示す斜視図である。実施の形態３にかかる半導体レーザ装置１０３と、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１とは、波長分散光学素子１４以降の構成が異なる。以下では、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１の構成と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６０】
半導体レーザ装置１０３は、波長分散光学素子１４で回折されて同軸上に重畳された複数のビームの光路上に配置されるアパーチャ２５と、アパーチャ２５の後段であって、複数のビームの光路上に配置される部分反射鏡２６とを備える。
【００６１】
部分反射鏡２６は、反射するビームの波長が周期的に異なっている。半導体レーザバー１１の背面には、部分反射鏡２６によって反射されて半導体レーザバー１１に戻ってきた波長の異なる複数のビームを反射する全反射鏡１９が形成されている。
【００６２】
全反射鏡１９により反射された波長の異なる複数のビームの各波長は、部分反射鏡２６により反射される波長と同一である。
【００６３】
アパーチャ２５は、開口の大きさによってビームモードを選択する。また、部分反射鏡２６のアパーチャ２５に向き合っている面には、波長選択性を有する誘電体多層膜が形成されている。
【００６４】
図１９は、部分反射鏡２６に形成されている誘電体多層膜の反射率を示す図である。図２０は、図１９に示されている０．９１μｍ付近から０．９５μｍ付近を拡大した図である。
【００６５】
誘電体多層膜は、図１９に示すように、反射率が高く波長に依存しない領域Ａ１と、反射率が周期的に変化する領域Ａ２が存在する。一般的に、誘電体多層膜では、反射率が高く波長に依存しない領域を用いて全反射膜として利用される。図１９に示す例では、反射率が高く波長に依存しない領域は、波長域が０．９７μｍから１μｍ付近である。
【００６６】
誘電体多層膜の反射率は、図２０に示すように、半導体レーザバー１１の利得が存在する波長域である０．９μｍから０．９５μｍの間において、０％から２０％で周期的に変化している。
【００６７】
当該領域を共振器の部分反射鏡として使用すると、特定の複数の波長の帰還率が高くなり、当該波長において選択的にレーザ発振する。
【００６８】
半導体レーザ装置１０３は、部分反射鏡２６に形成されている誘電体多層膜の反射率が高い複数の波長のみがアパーチャ２５側に反射され、各波長のビームが波長分散光学素子１４によって回折され、半導体レーザバー１１の所望の異なる位置に入射させることができ、全体として均一なビーム強度分布を形成することができる。
【００６９】
よって、半導体レーザ装置１０３は、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１と同様に、遅軸方向においてシングルモードで発振することができ、連続した発光領域から出射された波長の異なる複数のビームの品質を向上し、効率も高めることができる。
【００７０】
また、実施の形態３にかかる半導体レーザ装置１０３では、全反射鏡１９で反射され、半導体レーザバー１１から出射される波長の異なる複数のビームは、半導体レーザバー１１の出射位置において、各ビーム半径と各ビームの光軸位置の間隔との比が０．８よりも大きいことが好ましい。ビーム強度比を０．８５以上とする場合には、図１７に示すように、ビーム半径と重ね合わせピッチの比は、０．８よりも大きい必要があるからである。
【００７１】
よって、半導体レーザ装置１０３は、半導体レーザバー１１の出射位置において、各ビーム半径と各ビームの光軸位置の間隔との比を０．８よりも大きくすることにより、遅軸方向においてシングルモードで発振することができ、連続した発光領域から出射された波長の異なる複数のビームの品質を向上し、効率も高めることができる。
【００７２】
実施の形態４．
つぎに、実施の形態４について説明する。図２１は、実施の形態４にかかる半導体レーザ装置１０４の構成を示す斜視図である。実施の形態４にかかる半導体レーザ装置１０４と、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１とは、波長分散光学素子１４以降の構成が異なる。以下では、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１の構成と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７３】
半導体レーザ装置１０４は、波長分散光学素子１４で回折されて同軸上に重畳されたビームの光路上に配置され、ビームを集光する第２集光光学系である集光光学系３１と、集光光学系３１により集光されたビームが入射されるファイバーブラッググレーティング３２とを備える。
【００７４】
ファイバーブラッググレーティング３２は、半導体レーザバー１１から出射される波長の異なる複数のビームの波長に対して反射率が高くなるように構成されている。
【００７５】
波長分散光学素子１４から到来したビームは、集光光学系３１により集光されて、ファイバーブラッググレーティング３２に入射する。
【００７６】
ファイバーブラッググレーティング３２は、グレーティング部において複数の異なる波長を部分反射するように構成されており、例えば、異なるピッチのグレーティングが複数刻みこまれている。ファイバーブラッググレーティング３２によって選択的に反射された複数の波長の光のみが半導体レーザバー１１に帰還する。
【００７７】
よって、半導体レーザ装置１０４は、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１と同様に、遅軸方向においてシングルモードで発振することができ、連続した発光領域から出射された波長の異なる複数のビームの品質を向上し、効率も高めることができる。
【００７８】
実施の形態５．
つぎに、実施の形態５について説明する。図２２は、実施の形態５にかかる半導体レーザ装置１０５の構成を示す斜視図である。実施の形態５にかかる半導体レーザ装置１０５と、実施の形態４にかかる半導体レーザ装置１０４とは、ファイバーブラッググレーティング３２の構成が異なる。以下では、実施の形態４にかかる半導体レーザ装置１０４の構成と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７９】
半導体レーザ装置１０５は、集光光学系３１により集光されたビームが入射されるファイバーブラッググレーティング３５を備える。ファイバーブラッググレーティング３５の出射端には、部分反射鏡３６が形成されている。
【００８０】
当該構成によれば、半導体レーザ装置１０５は、ファイバーブラッググレーティング３５によって選択的に反射された複数の波長の光のみが半導体レーザバー１１に帰還する。
【００８１】
よって、半導体レーザ装置１０５は、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１と同様に、遅軸方向においてシングルモードで発振することができ、連続した発光領域から出射された波長の異なる複数のビームの品質を向上し、効率も高めることができる。
【００８２】
実施の形態６．
つぎに、実施の形態６について説明する。図２３は、実施の形態６にかかる半導体レーザ装置１０６の構成を示す斜視図である。実施の形態６にかかる半導体レーザ装置１０６は、実施の形態４にかかる半導体レーザ装置１０４からアパーチャ１６を省略した構成である。以下では、実施の形態４にかかる半導体レーザ装置１０４の構成と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８３】
ファイバーブラッググレーティング３２は、シングルモード光ファイバーである。よって、半導体レーザ装置１０６は、ファイバーブラッググレーティング３２がシングルモード光ファイバーであるので、ファイバーブラッググレーティング３２内でシングルモードを選択することができ、アパーチャ１６を省略することができ、製造コストを低減することができる。
【００８４】
実施の形態７．
つぎに、実施の形態７について説明する。図２４は、実施の形態７にかかる半導体レーザ装置１０７の構成を示す斜視図である。実施の形態７にかかる半導体レーザ装置１０７と、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１とは、波長分散光光学素子１４がプリズム４１に置換されている構成が異なる。以下では、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１の構成と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８５】
実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１の波長分散光学素子１４は、反射型または透過型のグレーティングを想定した。実施の形態７にかかる半導体レーザ装置１０７は、波長分散光学素子１４をプリズム４１に置換した構成でも、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１と同様に、遅軸方向においてシングルモードで発振することができ、連続した発光領域から出射された波長の異なる複数のビームの品質を向上し、効率も高めることができる。
【００８６】
実施の形態８．
つぎに、実施の形態８について説明する。図２５は、実施の形態８にかかる半導体レーザ装置１０８の構成を示す上面図である。実施の形態８にかかる半導体レーザ装置１０８と、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１とは、半導体レーザバー１１の構成が異なる。以下では、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１の構成と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８７】
半導体レーザ装置１０８は、複数の発光領域を有し、各発光領域から波長の異なる複数のビームを出射する半導体レーザバー４５を備える。
【００８８】
半導体レーザバー４５は、例えば、２つの電極４６，４７により構成され、発光領域が２つに分かれている。
【００８９】
波長分散光学素子１４は、集光されたビームを各波長に応じた回折角で回折し、一つの光軸Ｂ７上に重畳する。一つの光軸Ｂ７上に重畳されたビームは、光学フィルター１５に入射される。光学フィルター１５は、予め定められた複数の波長のビームのみを透過する。光学フィルター１５を透過したビームは、アパーチャ１６を介して部分反射鏡１７に入射される。
【００９０】
半導体レーザバー４５に入射されるときのビームの位置は、光学フィルター１５を透過した波長のビームとなるため、ほぼ等間隔に決まった位置となる。ビームの形であるビームプロファイルは、アパーチャ１６の開口の大きさで決まるモード選択によって、図２５に示すように、ガウシアンプロファイルＢ８が形成される。また、半導体レーザバー４５への入射時には、図２５に示すように、全体として均一な分布の二つのビームプロファイルＢ９、Ｂ１０となる。
【００９１】
また、半導体レーザバー４５から出射した複数のビームは、部分反射鏡１７と全反射鏡１９との間で構成される共振器で複数回往復した後、部分反射鏡１７からガウシアンプロファイルのビームＢ１１として出射される。
【００９２】
よって、実施の形態８にかかる半導体レーザ装置１０８は、半導体レーザバー４５の中で発光領域が複数に分かれていても、半導体レーザバー４５の発光領域内に複数の波長のビームが入射し、発光領域内でほぼ均一な分布のビームプロファイルＢ９、Ｂ１０を得ることができる。
【００９３】
よって、半導体レーザ装置１０８は、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１と同様に、遅軸方向においてシングルモードで発振することができ、連続した発光領域から出射された波長の異なる複数のビームの品質を向上し、効率も高めることができる。ここで発光領域は電極を２つにわけることによって２つに分けているが、活性層を２つにわけることによって発光領域を２つにわけてもよい。
【００９４】
実施の形態９．
つぎに、実施の形態９について説明する。図２６は、実施の形態９にかかる半導体レーザ装置１０９の構成を示す斜視図である。実施の形態９にかかる半導体レーザ装置１０９と、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１とは、部分反射鏡１７の位置に光学フィルター５１を配置し、部分反射鏡１７を備えない構成が異なる。以下では、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１の構成と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９５】
半導体レーザ装置１０９は、波長分散光学素子１４で回折されて同軸上に重畳された複数のビームの光路上に配置されたアパーチャ１６と、アパーチャ１６の後段であって、同軸上に重畳された複数のビームの光路上に配置され、反射するビームの波長が周期的に異なっている光学フィルター５１とを備える。
【００９６】
半導体レーザバー１１の背面には、光学フィルター５１によって反射されて半導体レーザバー１１に戻ってきた波長の異なる複数のビームを反射する全反射鏡１９が形成されている。
【００９７】
全反射鏡１９で反射されて半導体レーザバー１１から出射される波長の異なる複数のビームの各波長は、光学フィルター５１により反射される波長と同一である。
【００９８】
光学フィルター５１は、エタロンである。半導体レーザ装置１０９は、エタロンを垂直入射で使用する。
【００９９】
また、図２７は、図２６に示すエタロンの反射率を示す図である。反射率は、波長に対して周期的に変化している。反射率が高い部分は、１０％であり、反射率が低い部分は、０％、つまり１００％の透過になっている。
【０１００】
半導体レーザ装置１０９は、部分反射鏡の代わりにエタロンを用いることにより、反射率が高い複数の波長のみが帰還し、帰還した波長によってレーザ発振することができる。
【０１０１】
よって、半導体レーザ装置１０９は、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１と同様に、遅軸方向においてシングルモードで発振することができ、連続した発光領域から出射された波長の異なる複数のビームの品質を向上し、効率も高めることができる。
【０１０２】
実施の形態１０．
つぎに、実施の形態１０について説明する。図２８は、実施の形態１０にかかる半導体レーザ装置１１０の構成を示す上面図である。実施の形態１０にかかる半導体レーザ装置１１０と実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１とは、半導体レーザバーおよび集光光学系から構成されるレーザ集光群を複数備える構成が異なる。以下では、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１の構成と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０３】
半導体レーザ装置１１０は、半導体レーザバー１１ａ、ビーム発散角度補正光学系１２ａおよび集光光学系１３ａから構成されるレーザ集光群５５ａと、半導体レーザバー１１ｂ、ビーム発散角度補正光学系１２ｂおよび集光光学系１３ｂから構成されるレーザ集光群５５ｂと、半導体レーザバー１１ｃ、ビーム発散角度補正光学系１２ｃおよび集光光学系１３ｃから構成されるレーザ集光群５５ｃとを備える。
【０１０４】
複数のレーザ集光群５５ａ，５５ｂ，５５ｃは、波長分散光学素子１４の表面上の同一の場所でビームが集光されるように配置される。
【０１０５】
半導体レーザバー１１ａの発光面に対向する面には、全反射鏡１９ａが形成されている。半導体レーザバー１１ｂの発光面に対向する面には、全反射鏡１９ｂが形成されている。半導体レーザバー１１ｃの発光面に対向する面には、全反射鏡１９ｃが形成されている。
【０１０６】
半導体レーザ装置１１０は、複数のレーザ集光群５５ａ，５５ｂ，５５ｃを用いて波長分散光学素子１４上に集光し、波長重畳させた構成である。
【０１０７】
半導体レーザ装置１１０は、より多くの波長のビームを重畳させることができるのでビームの高品質を保ったまま高出力化ができる。なお、実施の形態１０では、半導体レーザ装置１１０が３つのレーザ集光群により構成される例を示したが、２つのレーザ集光群または４つ以上のレーザ集光群で構成されてもよい。
【０１０８】
実施の形態１１．
つぎに、実施の形態１１について説明する。図２９は、実施の形態１１にかかる半導体レーザ装置１１１の構成を示す斜視図である。実施の形態１１にかかる半導体レーザ装置１１１と実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１とは、ビーム発散角度補正光学系１２以降の構成が異なる。以下では、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１の構成と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０９】
半導体レーザ装置１１１は、透過するビームの波長が周期的に異なっている光学フィルター６１と、光学フィルター６１を透過した複数のビームを集光する集光光学系１３と、アパーチャ６２と、アパーチャ６２の後段であって、複数のビームが集光される位置に配置され、波長分散機能を有する波長分散光学素子６３とを備える。
【０１１０】
波長分散光学素子６３は、入射されたビームの一部を反射する。半導体レーザバー１１の背面には、波長分散光学素子６３によって反射されて半導体レーザバー１１に戻ってきた波長の異なる複数のビームを反射する全反射鏡１９が形成されている。
【０１１１】
全反射鏡１９で反射されて半導体レーザバー１１から出射される波長の異なる複数のビームの各波長は、光学フィルター６１により透過される波長と同一である。
【０１１２】
光学フィルター６１は、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１の光学フィルター１５と同様に、光の波長に対して周期的な透過率分布を有しており、複数のビームの波長（λ１、λ２、・・・、λｎ）の光に対して透過率が高くなるように構成されている。
【０１１３】
波長分散光学素子６３は、０次の反射光が入射光軸と同じ軸上に戻るように構成されてもよい。また、波長分散光学素子６３の反射率は、例えば、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１の部分反射鏡１７の反射率と同じ５％から２０％に構成されてもよい。当該構成の場合、波長分散光学素子６３の回折効率は、９５％から８０％である。
【０１１４】
波長分散光学素子６３によって反射された０次の反射光は、波長分散光学素子６３と半導体レーザバー１１の背面に形成されている全反射鏡１９との間を往復し、レーザ発振する。つまり、実施の形態１１にかかる半導体レーザ装置１１１は、波長分散光学素子６３がアウトプットカップラとなり、波長分散光学素子６３による回折光がアウトプットカップラの出力となる。ビームモードは、波長分散光学素子６３の直前に配置されているアパーチャ６２によって選択する。
【０１１５】
よって、半導体レーザ装置１１１は、部分反射鏡を構成要素から除くことができ、装置全体を小型化することができる。
【０１１６】
実施の形態１２．
つぎに、実施の形態１２について説明する。図３０は、実施の形態１２にかかる半導体レーザ装置１１２の構成を示す斜視図である。これは、実施の形態１に示した構成とＡＲ（Ａｎｔｉ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティング７１を除いて同じものである。ＡＲコーティング７１は、半導体レーザバー１１の全反射鏡１９が施されている全反射面および電極１８が施されている面と垂直な面である半導体レーザバー１１の側面８８に施されている。
【０１１７】
次にこのＡＲコーティング７１の効果について説明する。図３１は、実施の形態１〜１１における半導体レーザバー１１の内部の不要な光の伝搬径路を示す上面図である。図３１では、実施の形態１にかかる半導体レーザ装置１０１の半導体レーザバー１１の場合を一例として示している。ここで図３1における破線両矢印７２は、半導体レーザバー１１内を伝搬する光を示している。
【０１１８】
つまり実施の形態１では、場合によっては、破線両矢印７２に示したように半導体レーザバー１１の側面方向に光が伝搬し、半導体レーザバー１１の側面８８で反射され、半導体レーザバー１１の側面８８間で光が往復することにより寄生発振が生じる恐れがある。また実線片矢印７３は、半導体レーザバー１１の側面８８および全反射面および発光面で反射し、半導体レーザバー１１内を巡回する光を示している。このような光が存在すると発光面から傾きの大きな光が出射することになり、全反射面と垂直方向に発振するレーザ光に不要な光が混じり込むことになる。これはレーザ光のビーム品質を悪化させる原因となる。
【０１１９】
一方、実施の形態１２では、図３２に示すように半導体レーザバー１１の側面８８にＡＲコーティング７１を施すことにより、上記の破線両矢印７２および実線片矢印７３のような光は半導体レーザバー１１の側面８８で反射せずに、出射されるため半導体レーザバー１１の内部ではほとんど存在せず、寄生発振が起こること、および不要な光が混じり込むことを防ぐことができる。なお、このときのＡＲコーティング７１の反射率は、１％以下が望ましい。
【０１２０】
上記の説明では、半導体レーザバー１１の側面８８にＡＲコーティング７１を施すことを実施の形態１の構成に適用した場合を例示したが、実施の形態１〜１１の何れの構成にも適用可能である。
【０１２１】
実施の形態１３．
つぎに、実施の形態１３について説明する。図３３は、実施の形態１３にかかる半導体レーザ装置１１３の構成を示す上面図である。これは、実施の形態１に示した構成と半導体レーザバー７５の側面９０が傾いていることを除いて同じものである。実施の形態１３では、半導体レーザバー７５の側面９０が図３３に示されているように全反射膜１９が施されている面あるいは発光領域１０の面に対して垂直ではなく傾いている。
【０１２２】
上記のように構成すると、実施の形態１２で示したように半導体レーザバー１１の側面方向に伝搬する光が存在しても半導体レーザバー７５の側面間で光が往復することはなく、寄生発振を防ぐことができる。側面９０の角度は全反射鏡１９が施されている面あるいは発光領域１０の面に対して垂直から僅かに傾いていれば良く、例えば垂直から１°傾いていれば十分である。
【０１２３】
上記の説明では、半導体レーザバー７５の側面９０に傾きを施すことを実施の形態１の構成に適用した場合を例示したが、実施の形態１〜１２の何れの構成にも適用可能である。
【０１２４】
実施の形態１４．
つぎに、実施の形態１４について説明する。図３４は、実施の形態１４にかかる半導体レーザ装置１１４の構成を示す上面図であり、図３５は実施の形態１４にかかる半導体レーザバー７６の発光領域１０の面からみたときの正面図である。これは、実施の形態１に示した構成と半導体レーザバー７６の側面９２が傾いていることを除いて同じものである。側面９２が図３５に示されているように電極１８が施されている面に対して垂直ではなく傾いている。
【０１２５】
上記のように構成すると、実施の形態１２で示したように半導体レーザバー１１の側面方向に伝搬する光が存在しても半導体レーザバー７６の側面９２で反射した光は、半導体レーザバー７６内の活性層で形成される発光領域には戻らないため半導体レーザバー７６の側面９２間で光が往復することはない。このことにより、寄生発振を防ぐことができる。側面９２の角度は、電極１８面に対して垂直から僅かに傾いていれば良く、例えば垂直から０．１°傾いていれば十分である。
【０１２６】
上記の説明では、半導体レーザバー側面に傾きを施すことを実施の形態１の構成に適用した場合を例示したが、実施の形態１〜１２の何れの構成にも適用可能である。
【０１２７】
実施の形態１５．
つぎに、実施の形態１５について説明する。図３６は、実施の形態１５にかかる半導体レーザ装置１１５の構成を示す上面図である。これは、実施の形態１に示した構成と半導体レーザバー７７の電極１８面が半導体レーザバー７７の全面に施されておらず、レーザ光の光軸と直角方向の半導体レーザバー７７の側面９４に近い領域には電流が流れないようにしていることを除いて同じものである。図３７は、実施の形態１５にかかる半導体レーザバー７７の発光領域１０の面からみたときの正面図である。図３７に示されているように電極１８および発光領域１０は、半導体レーザバー７７の端の方、すなわち側面９４の近くには存在しない。
【０１２８】
上記のように構成すると、実施の形態１２で示したように半導体レーザバー１１の側面方向に伝搬する光が存在しても、半導体レーザバー７７の側面９４に到達する前に半導体レーザバー７７内で吸収され、側面９４まで到達せず光は半導体レーザバー７７内の活性層で形成される発光領域には戻らない。このため、半導体レーザバー７７の側面９４間で光が往復することはない。このことにより、寄生発振を防ぐことができる。電流が流れない領域は、側面方向に１００μｍあれば十分である。一般のストライプ電極型のＬＤバーでは、隣り合う電極間距離は１００μｍ程度であり、隣り合う活性領域でレーザ光は十分に分離されている。つまり、１００μｍ離れていれば光が伝搬することはなく、十分吸収されると考えられる。
【０１２９】
また、上記では、電極１８によって発光領域を制限していたが、活性層によって発光領域を制限してもよい。つまり側面９４から１００μｍ程度は活性層を形成しないことによっても発光領域を制限できる。
【０１３０】
上記では、半導体レーザバー７７の側面９４に傾きを施すことを実施の形態１の構成に適用した場合を例示したが、実施の形態１〜１４の何れの構成にも適用可能である。
【０１３１】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。例えば、ビーム径を調整するために図示していないレンズ等を光路中に用いてもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８，１０９，１１０，１１１，１１２，１１３，１１４，１１５  半導体レーザ装置、１０  発光領域、１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，４５  半導体レーザバー、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  ビーム発散角度補正光学系、１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  集光光学系、１４，６３  波長分散光学素子、１５，５１，６１  光学フィルター、１６，２１，２５，６２  アパーチャ、１７，２６，３６  部分反射鏡、１８，４６，４７  電極、１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ  全反射鏡、２２，２３  シリンドリカルレンズ、３１  集光光学系、３２，３５  ファイバーブラッググレーティング、４１  プリズム、５５ａ，５５ｂ，５５ｃ  レーザ集光群、７１  ＡＲ（Ａｎｔｉ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティング、７２  半導体レーザバーの側面方向を往復する光、７３  半導体レーザバー内を周回する光、７５  側面が傾いた半導体レーザバー、７６  側面が傾いた半導体レーザバー、７７  側面の近くに電極および発光領域がない半導体レーザバー、８８，９０，９２，９４  側面。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【国際調査報告】
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