(57)【要約】【課題】レーザーダイオードから発せられた複数本のレーザービームを光ファイバーによって１本に合波するようにしたレーザー装置において、簡単な構成で高出力化を達成する。【解決手段】複数の発光点が一方向に並ぶ状態とされた第１のレーザーダイオード１２に加えて、それに対して光軸方向位置およびそれと直交する方向の位置を変えて第２のレーザーダイオード１２を配設する。そして、第１のレーザーダイオード１２から発せられた複数のレーザービーム１２Ｂを、集光レンズが複数一体化されてなる第１の集光レンズアレイ１４で集光して光ファイバー３０に結合させるとともに、第２のレーザーダイオード１２から発せられた複数のレーザービーム１２Ｂを同様の第２の集光レンズアレイ１４で集光して光ファイバー３０に結合させる。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光点が一方向に並ぶ状態とされた第１のレーザーダイオードと、
複数の発光点が一方向に並ぶ状態とされて、前記第１のレーザーダイオードに対して光軸方向位置およびそれと直交する方向の位置を変えて配置された第２のレーザーダイオードと、
前記第１のレーザーダイオードから発せられた複数のレーザービームを、各々共通の所定位置において収束させる集光レンズが複数一体化されてなる第１の集光レンズアレイと、
前記第２のレーザーダイオードから発せられた複数のレーザービームを、各々前記所定位置において収束させる集光レンズが複数一体化されてなる第２の集光レンズアレイと、
前記第１および第２の集光レンズアレイによるレーザービームの収束位置に、コアの入射端面が位置するように配置された光ファイバーとからなるレーザー装置。
【請求項２】
前記レーザーダイオードおよび集光レンズアレイを固定する１つのブロックが設けられ、
この１つのブロックに、互いに高さ方向位置およびそれと直交する方向の位置を変えて階段状とされた第１および第２の取付け部分が形成され、
前記第１の取付け部分に、前記第１のレーザーダイオードと第１の集光レンズアレイとの組合せが取り付けられ、
前記第２の取付け部分に、前記第２のレーザーダイオードと第２の集光レンズアレイとの組合せが取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のレーザー装置。
【請求項３】
前記第１および／または第２のレーザーダイオードが、複数の発光点を有するマルチキャビティレーザーダイオードチップからなることを特徴とする請求項１または２記載のレーザー装置。
【請求項４】
前記第１および／または第２のレーザーダイオードが、１つの発光点を有するシングルキャビティレーザーダイオードチップが複数並設されてなるものであることを特徴とする請求項１または２記載のレーザー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザー装置に関し、特に詳細には、レーザーダイオードから発せられた複数本のレーザービームを光ファイバーによって１本に合波するようにしたレーザー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紫外域のレーザービームを発生させる装置として、半導体レーザー励起固体レーザーから発せられた赤外光を紫外域の第３高調波に変換する波長変換レーザーや、エキシマレーザーや、Ａｒレーザーが実用に供されている。
【０００３】
さらには近時、例えば非特許文献１に示されるように、４００ｎｍ近傍の波長のレーザービームを発するＧａＮ系半導体レーザー（レーザーダイオード）も提供されている。
【０００４】
このような波長のレーザービームを発する光源は、３５０〜４２０ｎｍの紫外領域を含んだ所定の波長域（以下「紫外域」という）に感度を有する感光材料を露光する露光装置において、露光用光源として適用することも考えられている。その場合の露光用光源は、当然ながら、感光材料を感光させるのに十分な出力を備えることが求められる。
【０００５】
しかし上記エキシマレーザーは、装置が大型で、コストやメンテナンスコストも高いという問題がある。
【０００６】
また、赤外光を紫外域の第３高調波に変換する波長変換レーザーは、波長変換効率が非常に低いことから、高出力を得るのは極めて困難になっている。現在のところは、３０Ｗの半導体レーザーで固体レーザー媒質を励起して１０Ｗの基本波（波長１０６４ｎｍ）を発振させ、それを３Ｗの第２高調波（波長５３２ｎｍ）に変換し、それら両者の和周波である１Ｗの第３高調波（波長３５５ｎｍ）を得る、というのが現在の実用レベルである。その場合の半導体レーザーの電気−光効率は５０％程度であり、そして紫外光への変換効率は１．７％程度と非常に低いものとなっている。そしてこのような波長変換レーザーは、高価な光波長変換素子を用いるために、コストがかなり高いものとなっている。
【０００７】
またＡｒレーザーは電気−光効率が０．００５％と非常に低く、寿命が１０００時間程度と非常に短いという問題がある。
【０００８】
一方、ＧａＮ系半導体レーザーについては、低転位のＧａＮ結晶基板が得られないことから、ＥＬＯＧという成長方法によって約５μｍ程度の低転位領域を作り出し、その上にレーザー領域を形成して高出力化と高信頼性を実現する試みがなされている。しかし、こうして作製されるＧａＮ系半導体レーザーにおいても、大面積に亘って低転位の基板を得るのが難しいので、５００ｍＷ〜１Ｗ級の高出力なものは未だ商品化されていない。
【０００９】
また、半導体レーザーの高出力化の別の試みとして、例えば１つで１００ｍＷの光を出力するキャビティを１００個形成することで１０Ｗの出力を得るようなことも考えられているが、１００個程度の多数のキャビティを高歩留まりで作成することは、ほとんど現実性が無いと言える。特に、シングルキャビティの場合でも９９％以上の高歩留まり化は困難であるＧａＮ系半導体レーザーにあっては、なおさらである。
【００１０】
本出願人は上記の事情に鑑みて、特に高出力が得られるレーザー装置を先に提案した（特許文献１参照）。この特許文献１に示されるレーザー装置は、複数のレーザーダイオードと、１本の光ファイバーと、上記複数のレーザーダイオードからそれぞれ出射したレーザービームを集光した上で上記光ファイバーに結合させる集光光学系とを備えてなるものである。このレーザー装置の好ましい実施の形態において、上記複数のレーザーダイオードは、それぞれの発光点が一方向に並ぶ状態に配設される。
【００１１】
なお、周知の通りレーザーダイオードからはそれぞれレーザービームが発散光状態で発せられるので、それらのレーザービームを１点に収束させる場合は、一般に、まず発散光状態のレーザービームをコリメーターレンズに通して平行光化するようにしている。その際各コリメーターレンズは、互いに別個に配設されてもよいが、複数が一列に並ぶ状態に一体化されてなるコリメーターレンズアレイを用いれば、レーザー装置の小型化や調整の容易化が達成される。
【００１２】
上記の集光光学系においてこのコリメーターレンズアレイを設ける場合は、それに加えて、平行光化されたレーザービームを光ファイバーのコアの入射端面上で収束させる集光レンズが必要となる。そのように、コリメーターレンズアレイと集光レンズとで構成される集光光学系は、構成が複雑になりがちである。そこで、本出願人による特願２００２−１４９２３４号に示されるように、コリメーターレンズアレイに代えて、集光機能を有するレンズをアレイ化してなる集光レンズアレイを採用して、構成の簡素化を図ることも考えられる。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００２−２０２４４２号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上に述べたように複数のレーザーダイオードとコリメーターレンズアレイとの組合わせを備えて、複数のレーザービームを光ファイバーで１本に合波するようにしたレーザー装置に対しては、より多数の組合わせを用いて大出力を得たいという要求がある。その要求に応えるために、本出願人による特願２００２−２０１９０２号に示されるように、複数のレーザーダイオードおよびコリメーターレンズアレイの組合せを複数多段に配置することが考えられる。
【００１５】
また、前述の特許文献１に示された集光レンズアレイを採用する場合でも、複数のレーザーダイオードおよび集光レンズアレイの組合せを複数多段に配置すれば、大出力化の要求に応えることができる。しかしその際は、レーザーダイオードおよび集光レンズアレイの組合せを例えば２段配置するならば、２本の光ファイバーが設けられることになり、それらから出射するレーザービームをさらに１本に合波する手段が必要になって、構成が複雑化することが避けられない。
【００１６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、複数本のレーザービームを発するレーザーダイオードと集光光学系との組合せを複数備えて高出力化を達成でき、その一方、構成も簡単なレーザー装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明によるレーザー装置は、前述したような集光レンズアレイとレーザーダイオードとの組合せを複数用いて高出力化を図るものであるが、複数の集光レンズアレイから共通の１本の光ファイバーにレーザービームを入力させるようにして、構成を簡素化したものである。
【００１８】
すなわち、より具体的に本発明によるレーザー装置は、
複数の発光点が一方向に並ぶ状態とされた第１のレーザーダイオードと、
複数の発光点が一方向に並ぶ状態とされて、前記第１のレーザーダイオードに対して光軸方向位置およびそれと直交する方向の位置を変えて配置された第２のレーザーダイオードと、
前記第１のレーザーダイオードから発せられた複数のレーザービームを、各々共通の所定位置において収束させる集光レンズが複数一体化されてなる第１の集光レンズアレイと、
前記第２のレーザーダイオードから発せられた複数のレーザービームを、各々前記所定位置において収束させる集光レンズが複数一体化されてなる第２の集光レンズアレイと、
前記第１および第２の集光レンズアレイによるレーザービームの収束位置に、コアの入射端面が位置するように配置された光ファイバーとからなることを特徴とするものである。
【００１９】
なお、上記構成を有する本発明のレーザー装置においては、さらに別のレーザーダイオードおよびそれに対応する集光レンズの組合せが付加されてもよく、そのように第３、４・・・のレーザーダイオードおよび第３、４・・・の集光レンズが設けられた構成も、本質的には上記第１、第２のレーザーダイオードおよび第１、第２の集光レンズアレイを備えているものであるから、当然、本発明に含まれるものとする。
また、上記構成を有する本発明のレーザー装置においては、
前記レーザーダイオードおよび集光レンズアレイを固定する１つのブロックが設けられ、
この１つのブロックに、互いに高さ方向位置およびそれと直交する方向の位置を変えて階段状とされた第１および第２の取付け部分が形成され、
前記第１の取付け部分に、前記第１のレーザーダイオードと第１の集光レンズアレイとの組合せが取り付けられ、
前記第２の取付け部分に、前記第２のレーザーダイオードと第２の集光レンズアレイとの組合せが取り付けられていることが望ましい。
【００２０】
また、前記第１および／または第２のレーザーダイオードは、複数の発光点を有するマルチキャビティレーザーダイオードチップを１つあるいは複数設けて構成してもよいし、あるいは、１つの発光点を有するシングルキャビティレーザーダイオードチップを複数並設して構成してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のレーザー装置は、複数の発光点が一方向に並ぶ状態とされた第１のレーザーダイオードから発せられた複数のレーザービームを第１の集光レンズアレイで１本の光ファイバーに結合し、同様に第２のレーザーダイオードから発せられた複数のレーザービームを第２の集光レンズアレイで同じ光ファイバーに結合するように構成したものであるから、多数本のレーザービームを１本の光ファイバーで合波して、高出力のレーザービームを得ることができる。例えば、第１および第２のレーザーダイオードから各々１０本のレーザービームが発せられる場合は、それらのレーザービーム２０本を１本に合波できる。そして、さらに第３、４・・・とレーザーダイオードが設けられれば、それに応じて合波レーザービームをさらに高出力化することが可能である。
【００２２】
また本発明のレーザー装置は、第１および第２の集光レンズアレイを、各々が集光したレーザービームを互いに共通の位置において収束させるように構成したので、各集光レンズアレイ毎に別々の光ファイバーで合波を行い、それらの光ファイバーから各々出射したレーザービームをさらに合波する構造や、上記集光レンズアレイの代わりにコリメーターレンズアレイおよびそれにより平行光化したレーザービームを集光する集光レンズを設けて、１本の光ファイバーにより合波する構造を有するものと比較すれば、構成が簡単になってコストダウンも実現される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
図１、２はそれぞれ、本発明の第１の実施形態によるレーザー装置１０の平面形状、側面形状を示すものであり、また図３は図２のＡ−Ａ線に沿った部分を示す正面図である。図示されるようにこのレーザー装置１０は、Ｃｕ、Ｃｕ合金またはＡｌＮ等から形成されたヒートブロック（マウント）１１上に、一例として２個のマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２，１２と、合成樹脂あるいはガラスからなる集光レンズアレイ１４との組合せが２組固定された構造を有するものである。
【００２５】
マルチキャビティレーザーダイオードチップ１２は、一例としてＧａＮ系レーザーダイオードからなる発振波長が４０５ｎｍのもので、５個のキャビティを備えたもの、つまり５個の発光点１２ａを有するものとされている。そして上記組合せの１つを構成する２個のマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２は、それぞれの発光点１２ａの並び方向と同じ方向に並べて固定されている。本実施の形態において、上記５個の発光点１２ａは０．３５ｍｍのピッチで形成され、各々から出力５０ｍＷのレーザービーム１２Ｂが発せられる。
【００２６】
一方ヒートブロック１１は、マルチキャビティレーザーダイオードチップ１２を固定する水平なレーザー固定面１１ａと、このレーザー固定面１１ａよりも前方側（レーザービーム１２Ｂの出射方向）に一段下げて形成された水平なレンズ固定面１１ｆとからなる取付け部分を２カ所有している。図２に明示される通り、これら２カ所の取付け部分は、互いに高さ位置および光軸方向位置を変えて階段状とされている。
【００２７】
そして上記２つの取付け部分のうち低い方の取付け部分において、レーザー固定面１１ａに２個のマルチキャビティレーザーダイオードチップ（第１のレーザーダイオード）１２が固定され、レンズ固定面１１ｆに集光レンズアレイ（第１の集光レンズ）１４が固定されている。また別の高い方の取付け部分において、同様にレーザー固定面１１ａに２個のマルチキャビティレーザーダイオードチップ（第２のレーザーダイオード）１２が固定され、レンズ固定面１１ｆに集光レンズアレイ（第２の集光レンズ）１４が固定されている。
【００２８】
上記レーザー固定面１１ａは、平面度が０．５μｍ以下である高平坦面に加工されている。２個のマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２は、熱拡散性を確保してその温度上昇を抑制するために、それぞれレーザー固定面１１ａに半田を用いて固定され、また両チップ１２、１２どうしも半田により固定される。
【００２９】
集光レンズアレイ１４は、１０個の集光レンズ１４ａが一列に一体的に固定されてなるものである。本実施の形態において１つの集光レンズ１４ａは、光軸を含む一部を細長く切り取った形状とされ、レーザービーム１２Ｂの断面形状に合わせて縦横比が例えば３：１とされている。これら１０個の集光レンズ１４ａのうち左側５個のピッチ、右側５個のピッチは、それぞれマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２の発光点ピッチに合わせて０．３５ｍｍ（誤差は０．２μｍ以下）とされている。またこれら左側５個、右側５個の集光レンズ１４ａの間には、２個のマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２の間の隙間に対応させて、０．０５ｍｍの隙間１４ｃが設けられている。
【００３０】
上方を向いた水平なレンズ固定面１１ｆも平面度が０．５μｍ以下である高平坦面に加工され、集光レンズアレイ１４はその下端面１４ｆをこのレンズ固定面１１ｆに支持させた状態で、該レンズ固定面１１ｆに半田で固定することによって取り付けられている。
【００３１】
本例のレーザー装置１０は、図１および２に示されている通り、複数のレーザービーム１２Ｂを１本に合波して、高強度のレーザービームを得るように構成されている。すなわち、このレーザー装置１０のヒートブロック１１はベース板２１上に固定され、該ベース板２１上にはさらにマルチモード光ファイバー３０の入射端部を保持するファイバーホルダ２３が固定されている。
【００３２】
上記の構成において、一方の集光レンズアレイ１４の各集光レンズ１４ａによって集光された合計１０本のレーザービーム１２Ｂは、各々マルチモード光ファイバー３０のコア（図示せず）の入射端面上で収束する。同様に、他方の集光レンズアレイ１４の各集光レンズ１４ａによって集光された合計１０本のレーザービーム１２Ｂも、各々マルチモード光ファイバー３０のコアの入射端面上で収束する。これら２０本のレーザービーム１２Ｂはマルチモード光ファイバー３０のコアに入射してそこを伝搬し、１本のレーザービームに合波されてマルチモード光ファイバー３０から出射する。なおマルチモード光ファイバー３０としては、ステップインデックス型のもの、グレーデッドインデックス型のもの、およびそれらの複合型のものが全て適用可能である。
【００３３】
本実施の形態において、マルチモード光ファイバー３０はコア径が５０μｍ、ＮＡ（開口数）が０．２のものである。２０本のレーザービーム１２Ｂは各々上記集光レンズ１４ａにより集光されて、マルチモード光ファイバー３０のコア端面に集光スポット径約４０μｍで収束する。これらのレーザービーム１２Ｂのファイバー結合における損失、および集光レンズ１４ａを透過する際の損失の合計は１０％である。その場合、各レーザービーム１２Ｂの出力が前述のように５０ｍＷであるならば、９００ｍＷの高出力、高輝度の合波レーザービームが得られることになる。また、各レーザービーム１２Ｂの出力が１００ｍＷで、損失が上記と同じ場合には、１．８Ｗの高出力、高輝度の合波レーザービームが得られることになる。
【００３４】
このレーザー装置１０では、２つ集光レンズアレイ１４を、各々が集光したレーザービーム１２Ｂを互いに共通の位置において収束させるように構成したので、上述の通り第１の２個のマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２および第２の２個のマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２からのレーザービームレーザービーム１２Ｂを全て１本のマルチモード光ファイバー３０で合波可能となっている。したがってこのレーザー装置１０は、各集光レンズアレイ１４毎に別々の光ファイバーで合波を行い、それらの光ファイバーから各々出射したレーザービームをさらに合波する構造や、集光レンズアレイ１４の代わりにコリメーターレンズアレイおよびそれにより平行光化したレーザービームを集光する集光レンズを設けて、１本の光ファイバーにより合波する構造と比較すれば、構成が簡単になってコストダウンも実現される。
【００３５】
なお、２個のマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２および集光レンズアレイ１４の組合せをさらに１組（合計３組）、２組（合計４組）・・・と付加して、さらに高出力化を図ることも可能である。
【００３６】
ここで、前述の集光レンズアレイ１４をヒートブロック１１に取り付ける際、マルチキャビティレーザーダイオードチップ１２の１０本の発光軸と、各集光レンズ１４ａの光軸とが一致する状態に集光レンズアレイ１４を位置合わせ固定する必要がある。以下、この集光レンズアレイ１４の固定について詳しく説明する。
【００３７】
ヒートブロック１１の各レンズ固定面１１ｆには、その幅方向（固定される集光レンズアレイ１４の長さ方向）中央付近において、例えば幅１ｍｍで深さ５０μｍの溝（凹部）１１ｇが形成されている。この溝１１ｇの内部には、Ａｕメッキが施されている。一方、集光レンズアレイ１４の下端面１４ｆはＴｉ／Ａｕ／Ｐｔでメタライズされ、その上にＡｕが蒸着されている。
【００３８】
集光レンズアレイ１４をレンズ固定面１１ｆに固定する際には、まず上記溝１１ｇに固体状態の半田が収められる。次いで集光レンズアレイ１４を、所定の治具を用いる等により、各集光レンズ１４ａの光軸がマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２の１０本の発光軸と一致するように保持する。このとき該集光レンズアレイ１４は、その下端面１４ｆがレンズ固定面１１ｆに接した状態とされる。そしてこの状態のまま半田を加熱して融解させ、その後固化させると、固化した半田５（図３参照）によって、集光レンズアレイ１４がレンズ固定面１１ｆの上に固定される。
【００３９】
以上のようにして集光レンズアレイ１４をレンズ固定面１１ｆの上に固定するとき、集光レンズアレイ１４は終始その下端面１４ｆがレンズ固定面１１ｆに接した状態に摩擦力によって維持されるので、半田の融解から固化までの間に集光レンズアレイ１４がレンズ固定面１１ｆの上で動くことがなく、その位置精度が高く確保される。具体的には、０．２μｍ以下の位置精度も実現可能である。
【００４０】
そうであれば、集光レンズアレイ１４とマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２との位置合わせ精度が高められるので、合波するレーザービームの本数を増やしても、各集光レンズ１４ａに入射するレーザービーム１２Ｂの芯ズレを抑制でき、よってより高強度の合波レーザービームを得ることが可能になる。
【００４１】
また本例では、ヒートブロック１１のレーザー固定面１１ａに、マルチキャビティレーザーダイオードチップ１２の発光点並び方向の取付け位置を指示する基準マーク４０が形成されている。そこで、マルチキャビティレーザーダイオードチップ１２を該ヒートブロック１１に実装する際に、この基準マーク４０を参照してマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２を発光点並び方向に簡単に位置決めして取り付けることができる。それにより、レーザー装置１０の組立て工程が簡素化され、またマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２の水平方向位置決め精度も高く保つことができる。
【００４２】
また本例のレーザー装置１０においては、１つのヒートブロック１１に形成された複数の取付け部分にそれぞれ、２個のマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２と集光レンズアレイ１４との組合せを取り付けているので、複数のヒートブロックを積み重ねる場合のように複数のブロックどうしを高精度で位置決めする必要がなく、よってこのレーザー装置１０は組立てが容易なものとなる。
【００４３】
なお、発光点を５個有するマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２を２つ用いる代わりに、発光点を１０個有するマルチキャビティレーザーダイオードチップを１つ用いてもよい。しかし、マルチキャビティレーザーダイオードチップは発光点が増えてチップ幅が大きくなるほど、作製に際して一般に「スマイル」と称される撓みが発生しやすい。この撓み発生を防止する上では、比較的発光点の少ないマルチキャビティレーザーダイオードチップを複数並べて使用するのが好ましい。
【００４４】
また、マルチキャビティレーザーダイオードチップの発光点数や、それを複数設置する場合の設置数は勿論上記の例に限定されるものではなく、例えば７個の発光点を有するマルチキャビティレーザーダイオードチップを横に２つ並設し、それを上下に２組配設して合計２８本のレーザービームを発生させることも可能である。さらには、５個の発光点を有するマルチキャビティレーザーダイオードチップを上下に３つ設置して、１５本のレーザービームを発生させることも可能である。この後者の場合、上記実施の形態と同様に１本のレーザービームの出力が５０ｍＷで、損失１０％で１本に合波できるので、６７５ｍＷの高出力、高輝度の合波レーザービームが得られる。
【００４５】
なお、図１に示される合波モジュールの全体を密閉容器内に気密封止して配置することにより、長寿命化を達成することができる。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図４および５はそれぞれ、本発明の第２の実施形態による光学部材の固定構造を備えたレーザー装置１１０の平面形状および側面形状を示すものである。なおこれらの図４および図５において、図１〜３中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する（以下、同様）。
【００４７】
本例のレーザー装置１１０は、図１〜３に示したレーザー装置１０と比べると、光学的要素は全て基本的に同一のものとされ、ヒートブロック１１に代えて平板積層型のヒートブロック１１１が用いられた点だけが異なるものである。
【００４８】
このヒートブロック１１１は、下から順に４枚の薄い平板１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃおよび１１１Ｄが積層固定されてなるものである。これらの平板１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃおよび１１１Ｄは一例としてＡｌＮからなるものであり、互いにメタル固定されている。なお平板の材料としてはこれに限らず、その他Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ｓｉ等を用いることもできる。ＡｌＮからなる平板を用いる場合は、互いの接合面とレーザー固定面およびレンズ固定面をメタライズしてから、互いをメタル固定する。また、Ｃｕからなる平板を用いる場合は、互いの接合面をＡｕメッキしてから、半田によって互いを固定する。
【００４９】
本例におけるヒートブロック１１１は、階段状とされた複数の取付け部分の高さ位置および集光レンズ光軸方向位置が異なる毎に１枚ずつ平板１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃおよび１１１Ｄが積層されてなるものとされている。すなわち、平板１１１Ａの上面のうち平板１１１Ｂより前方に突出した部分がそのままレンズ固定面１１１ｆとされ、平板１１１Ｂの上面のうち平板１１１Ｃより前方に突出した部分がそのままレーザー固定面１１１ａとされ、平板１１１Ｃの上面のうち平板１１１Ｄより前方に突出した部分がそのままレンズ固定面１１１ｆとされ、平板１１１Ｄの上面がそのままレーザー固定面１１１ａとされている。
【００５０】
本実施の形態でも、２つ集光レンズアレイ１４を、各々が集光したレーザービーム１２Ｂを互いに共通の位置において収束させるように構成したことにより、第１の２個のマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２および第２の２個のマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２からのレーザービームレーザービーム１２Ｂを全て１本のマルチモード光ファイバー３０で合波可能となっている。したがってこのレーザー装置１１０は、各集光レンズアレイ１４毎に別々の光ファイバーで合波を行い、それらの光ファイバーから各々出射したレーザービームをさらに合波する構造や、集光レンズアレイ１４の代わりにコリメーターレンズアレイおよびそれにより平行光化したレーザービームを集光する集光レンズを設けて、１本の光ファイバーにより合波する構造と比較すれば、構成が簡素化されてコストダウンも実現される。
【００５１】
なお、上記のように複数の平板１１１Ａ〜１１１Ｄを積層固定して形成されるヒートブロック１１１は、１つの部材を機械加工して形成されるヒートブロックと比べるとより安価に形成可能であり、したがって、このようなヒートブロック１１１を用いることによりレーザー装置のコストダウンが実現される。
【００５２】
上述のような平板１１１Ａ〜１１１Ｄは、通常は両面研磨加工で形成されるため、高平坦度、高平行度で、かつ厚み精度も高いものが低コストで得られるようになっている。そこで、このような平板１１１Ａ〜１１１Ｄを積層して形成されるヒートブロック１１１は、切削加工されるブロックと比較しても寸法精度が特に劣るようなことはない。具体的に、レンズ固定面１１１ｆやレーザー固定面１１１ａは、前述したように平面度が０．５μｍ以下の高平坦面に加工される必要があるが、このヒートブロック１１１は、そのような要求も満足するものとなっている。
【００５３】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図６は、本発明の第３の実施形態によるレーザー装置２１０の平面形状を示すものである。このレーザー装置２１０は、図１〜３に示したレーザー装置１０と比べると、第１のレーザーダイオードとしての２個のマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２、１２に代えて、１０個のシングルキャビティレーザーダイオードチップ１２’が用いられ、同様に第２のレーザーダイオードとしての２個のマルチキャビティレーザーダイオードチップ１２、１２に代えて、１０個のシングルキャビティレーザーダイオードチップ１２’が用いられた点が異なるものである。
【００５４】
この第３の実施形態においても、２つ集光レンズアレイ１４を、各々が集光したレーザービーム１２Ｂを互いに共通の位置において収束させるように構成して、２０本のレーザービームレーザービーム１２Ｂを全て１本のマルチモード光ファイバー３０に結合させることにより、第１および第２の実施形態におけるのと同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による合波レーザー装置の平面図
【図２】図１の合波レーザー装置の側面図
【図３】図１の合波レーザー装置の部分正面図
【図４】本発明の第２の実施形態による合波レーザー装置の平面図
【図５】図４の合波レーザー装置の側面図
【図６】本発明の第３の実施形態による合波レーザー装置の平面図
【符号の説明】
１０、１１０    レーザー装置
１１、１１１    ヒートブロック（マウント）
１１ａ、１１１ａ    ヒートブロックのレーザー固定面
１１ｆ、１１１ｆ    ヒートブロックのレンズ固定面
１１ｇ、１１ｍ    ヒートブロックの溝（凹部）
１２    マルチキャビティレーザーダイオードチップ
１２’    シングルキャビティレーザーダイオードチップ
１２ａ    発光点
１２Ｂ    レーザービーム
１４    集光レンズアレイ
１４ａ    集光レンズ
３０    マルチモード光ファイバー
【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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