(57)【要約】【課題】レーザダイオードの出力を調整する際に生じ得る発信波長のズレを抑制すること。【解決手段】駆動回路１０は、互いに並列に接続された複数のレーザダイオードを駆動する駆動回路１０であって、点灯するレーザダイオードの個数を、点灯するレーザダイオードの合計出力が与えられた目標出力に一致又は略一致するように制御する制御部１１を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列に接続された複数のレーザダイオードを駆動する駆動回路であって、
上記複数のレーザダイオードの各々について、該レーザダイオードを特定の波長で発振させたときに得られる出力の大きさが予め定められており、上記予め定められた出力の大きさに基づいて、点灯するレーザダイオードの個数を、点灯するレーザダイオードの合計出力が与えられた目標出力に一致又は略一致するように制御する制御部を備えている、
ことを特徴とする駆動回路。
【請求項２】
上記制御部は、点灯するレーザダイオードの各々について、該レーザダイオードに供給する駆動電流の大きさを、該レーザダイオードを特定の波長で発振させる駆動電流の大きさとして、予め定められた値に制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
上記制御部は、点灯するＮ個のレーザダイオードのうち、Ｎ−１個のレーザダイオードの各々について、該レーザダイオードに供給される駆動電流の大きさを、該レーザダイオードを特定の波長で発振させる駆動電流の大きさとして、予め定められた値に制御すると共に、上記Ｎ個のレーザダイオードのうち、残り１個のレーザダイオードについて、該レーザダイオードに供給する駆動電流の大きさを、上記Ｎ個のレーザダイオードの合計出力が与えられた目標出力に一致するように制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
【請求項４】
上記複数のレーザダイオードの各々について、該レーザダイオードを上記特定の波長で発振させる駆動電流の大きさとして予め定められた値と、その大きさの駆動電流を供給したときに得られる該レーザダイオードの出力の大きさとして予め定められた値とが記載されたテーブルが格納されたメモリを備えており、
上記制御部は、上記テーブルを参照することによって、点灯するレーザダイオードの個数、及び、点灯するレーザダイオードの各々に供給する駆動電流の大きさを決定する、ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の駆動回路。
【請求項５】
複数のレーザダイオードと、上記複数のレーザダイオードを駆動する駆動回路であって、請求項１から４の何れか１項に記載の駆動回路とを備えている、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項６】
上記複数のレーザダイオードの各々は、互いに断熱されたヒートシンクに取り付けられている、
ことを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の光源装置と、上記複数のレーザダイオードから発振されたレーザ光を合波するポンプコンバイナと、上記ポンプコンバイナにより合波されたレーザ光を励起光として利用するレーザ媒質とを備えている、
ことを特徴とする光増幅器。
【請求項８】
互いに並列に接続された複数のレーザダイオードを駆動する駆動方法であって、
上記複数のレーザダイオードの各々について、該レーザダイオードを特定の波長で発振させたときに得られる出力の大きさが予め定められており、上記予め定められた出力の大きさに基づいて、点灯するレーザダイオードの個数を、点灯するレーザダイオードの合計出力が与えられた目標出力に一致又は略一致するように制御する制御工程を含んでいる、
ことを特徴とする駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のレーザダイオードを駆動する駆動回路および駆動方法に関する。また、そのような駆動回路を備えた光源装置、および、そのような光源装置を備えた光増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光による切断や溶接を行うレーザ加工機等として、ファイバレーザが広く用いられている。ファイバレーザは、光ファイバをレーザ媒質とするレーザ発振器であり、希土類が添加された増幅用ファイバと、増幅用ファイバに導入する励起光を発する光源装置とにより構成される。レーザ加工機として利用される高出力のファイバレーザにおいては、複数のレーザダイオードを備えた光源装置を用い、これらのレーザダイオードから発せられたレーザ光をポンプコンバイナによって合波したものを励起光とする構成が一般的である。
【０００３】
ところで、このようなファイバレーザにおいては、励起光の波長の変動によって、その増幅率が変動することが知られている。例えば、励起光の波長が目標波長からズレると、増幅用ファイバにおける励起光の吸収率が低下し、結果的にファイバレーザの増幅率が低下することとなる。
【０００４】
レーザダイオードから発せられるレーザ光の波長は、そのレーザダイオードに供給される駆動電流の大きさや、そのレーザダイオードの温度に依存する。このため、励起光源として使用するレーザダイオードの駆動電流や温度が変化すると、ファイバレーザの増幅率が変化してしまうこととなる。したがって、ファイバレーザの増幅効率を高めるためには、励起光の波長が目標波長と一致するように、励起光源として利用するレーザダイオードの駆動電流や温度を制御することが必要になる。
【０００５】
例えば、下記特許文献１には、励起用レーザダイオードの出力光の一部を取り出して分光し、その発振波長の目標波長に対するずれを検出し、その結果を温度調節回路にフィードバックして、その設定温度を調整することにより、発振波長の安定化を図る技術が開示されている。
【０００６】
また、下記特許文献２には、励起ＬＤ素子が発生する励起光のうちの波長選択型反射デバイスによって特定波長の光のみを反射して励起ＬＤ素子と波長選択型反射デバイスとの間でレーザ共振器を構成し、上記特定波長の光のみをレーザ発振する技術が開示されている。この技術によれば、温度変化に対して励起光の波長が変化しない光増幅器を提供することが可能となるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−９０６７２号公報（１９９３年４月９日公開）
【特許文献２】特開平１１−１８６６４２号公報（１９９９年７月９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術では、レーザダイオード発振波長の安定化を図るために、温度をモニタするための機構や、温度を調整するための機構が必要なため、構成が複雑になってしまうだけでなく、コストが増加してしまう。
【０００９】
また、上記特許文献２に開示されている技術では、励起光の経路上に高価な波長選択型反射デバイスを挿入する必要があるため、その挿入損失によって、レーザダイオードの発光効率が低下してしまうだけでなく、コストが増加してしまう。
【００１０】
一方、従来、レーザダイオードの駆動電流の大きさ調整することにより、レーザダイオードの出力を調整する方法が用いられている。しかしながら、上述したとおり、励起光の波長はレーザダイオードの駆動電流の大きさに依存するため、この方法では、レーザダイオードの出力の調整に伴って、励起光の波長が変化してしまい、ファイバレーザの増幅効率が低下することとなる。
【００１１】
このように、従来、レーザダイオードの出力波長の安定化のための技術や、レーザダイオードの出力の調整のための技術において、様々な問題を抱えていた。
【００１２】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーザダイオードの出力を調整する際に生じ得る発振波長のズレを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するため、本発明に係る駆動回路は、互いに並列に接続された複数のレーザダイオードを駆動する駆動回路であって、上記複数のレーザダイオードの各々について、該レーザダイオードを特定の波長で発振させたときに得られる出力の大きさが予め定められており、上記予め定められた出力の大きさに基づいて、点灯するレーザダイオードの個数を、点灯するレーザダイオードの合計出力が与えられた目標出力に一致又は略一致するように制御する制御部を備えている、ことを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、点灯するレーザダイオードの個数の制御は、上記のとおり、レーザダイオードを特定の波長で発振させたときに得られる出力の大きさとして、予め定められた値に基づいて行なわれる。したがって、従来のようにフィードバック制御を用いるよりも構成が簡単で、コストの低い駆動回路を実現することができる。
【００１５】
ここで、合計出力が目標出力に略一致するとは、点灯するレーザダイオードの個数を増減させることにより達成し得る精度で、合計出力が目標出力に一致することを指す。例えば、各レーザダイオードの出力が５Ｗである場合、合計出力と目標出力との差が５Ｗよりも小さければ、合計出力が目標出力と略一致していると言える。
【００１６】
なお、レーザダイオードに供給する駆動電流が決まると、そのレーザダイオードの出力と、そのレーザダイオードにおける消費電力とが決まる。そして、レーザダイオードにおける消費電力が決まれば、特定の環境温度における、そのレーザダイオードの温度が決まり、その結果、そのレーザダイオードの発振波長が決まる（厳密に言うと、レーザダイオードの発振波長は、そのレーザダイオードに供給される駆動電流自体にも依存する）。すなわち、レーザダイオードの駆動電流、出力、及び発振波長の三者の間には、一定の対応関係が存在する。したがって、レーザダイオードを特定の波長で発振させたときに、そのレーザダイオードにより得られる出力の大きさは、実験等によって事前に決定できる量である。
【００１７】
本発明に係る駆動回路において、上記制御部は、点灯するレーザダイオードの各々について、該レーザダイオードに供給する駆動電流の大きさを、該レーザダイオードを特定の波長で発振させる駆動電流の大きさとして、予め定められた値に制御する、ことが好ましい。
【００１８】
上記の構成によれば、上記複数のレーザダイオードの各々から発振されるレーザ光の波長を、上記特定の波長に一致させることができる。すなわち、上記複数のレーザダイオードの各々から発振されるレーザ光を合波すれば、出力が目標出力に略一致し、かつ、波長が目標波長に一致する光を生成することができる。
【００１９】
なお、上述したように、レーザダイオードの駆動電流、出力、及び発振波長の三者の間には一定の対応関係が存在する。したがって、レーザダイオードを特定の波長で発振させるために、そのレーザダイオードに供給すべき駆動電流の大きさは、実験等によって事前に決定できる量である。
【００２０】
本発明に係る駆動回路において、上記制御部は、点灯するＮ個のレーザダイオードのうち、Ｎ−１個のレーザダイオードの各々について、該レーザダイオードに供給される駆動電流の大きさを、該レーザダイオードを特定の波長で発振させる駆動電流の大きさとして、予め定められた値に制御すると共に、上記Ｎ個のレーザダイオードのうち、残り１個のレーザダイオードについて、該レーザダイオードに供給する駆動電流の大きさを、上記Ｎ個のレーザダイオードの合計出力が与えられた目標出力に一致するように制御する、ことが好ましい。
【００２１】
上記の構成によれば、上記Ｎ−１個のレーザダイオードの各々から発振されるレーザ光の波長を、上記特定の波長に一致させることができる。また、上記残りの１個のレーザダイオードから発振されるレーザ光の波長を、上記特定の波長に略一致させることができる。したがって、上記複数のレーザダイオードの各々から発振されるレーザ光を合波すれば、出力が目標出力に一致し、かつ、波長が目標波長に略一致する光を生成することができる。
【００２２】
本発明に係る駆動回路は、上記複数のレーザダイオードの各々について、該レーザダイオードを上記特定の波長で発振させる駆動電流の大きさとして予め定められた値と、その大きさの駆動電流を供給したときに得られる該レーザダイオードの出力の大きさとして予め定められた値とが記載されたテーブルが格納されたメモリを備えており、上記制御部は、上記テーブルを参照することによって、点灯するレーザダイオードの個数、及び、点灯するレーザダイオードの各々に供給する駆動電流の大きさを決定する、ことが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、上記複数のレーザダイオードから発振されるレーザ光の強度や波長をモニタすることなく、上記複数のレーザダイオードの合計出力を目標出力に合わせ込むことができる。すなわち、上述した効果を犠牲にすることなく、駆動回路の構成を簡単化し、そのコストを低下させることができる。
【００２４】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係る光源装置は、複数のレーザダイオードと、上記複数のレーザダイオードを駆動する駆動回路である上記駆動回路とを備えている、ことを特徴とする。
【００２５】
このように上記複数のレーザダイオードと上記駆動回路とを備えた光源装置も本発明の範疇に含まれる。
【００２６】
本発明に係る光源装置において、上記複数のレーザダイオードの各々は、互いに断熱されたヒートシンクに取り付けられている、ことが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、或るレーザダイオードを点灯したことにより、他のレーザダイオードの温度が上昇することはない。したがって、或るレーザダイオードに供給する駆動電流を、他のレーザダイオードを点灯しているか否かを参照することなく決定することが可能になる。したがって、各レーザダイオードに供給する駆動電流を決定するための構成が簡単になる。
【００２８】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係る光増幅器は、上記光源装置と、上記複数のレーザダイオードから発振されたレーザ光を合波するポンプコンバイナと、上記ポンプコンバイナにより合波されたレーザ光を励起光として利用するレーザ媒質とを備えている、ことを特徴とする。
【００２９】
上記の構成によれば、発振波長のズレが抑制された上記レーザ光を上記励起光として利用することができるため、その増幅効率が高い光増幅器を提供することができる。
【００３０】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係る駆動方法は、互いに並列に接続された複数のレーザダイオードを駆動する駆動方法であって、上記複数のレーザダイオードの各々について、該レーザダイオードを特定の波長で発振させたときに得られる出力の大きさが予め定められており、上記予め定められた出力の大きさに基づいて、点灯するレーザダイオードの個数を、点灯するレーザダイオードの合計出力が与えられた目標出力に一致又は略一致するように制御する制御工程を含んでいる、ことを特徴とする。
【００３１】
上記の構成によれば、上記駆動回路と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、比較的簡単な構成により、レーザダイオードの出力を調整する際に生じ得る発信波長のズレを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザ装置の概略を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るファイバレーザの概略を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る複数のレーザダイオードにおける発振波長の駆動電流依存性を示す図である。（ｂ）は、複数の当該レーザダイオードにおける出力パワーの駆動電流依存性を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るルックアップテーブルを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るレーザダイオードおよびヒートシンクの構成を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、本発明の一態様に係るレーザダイオードにおける発振波長の駆動電流依存性を示す図である。（ｂ）は、当該レーザダイオードにおける出力パワーの駆動電流依存性を示す図である。（ｃ）は、各当該ダイオードそれぞれの発振波長スペクトル、および、合波した発振波長スペクトルの概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の一実施形態について、図面を参照して以下に説明する。
【００３５】
（ファイバレーザ１００）
まず、本発明の一実施形態に係るファイバレーザ１００について、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るファイバレーザの概略を示すブロック図である。図２に示すように、ファイバレーザ１００は、レーザ装置４０、レーザ光合波部５０、増幅用ファイバ６０を備えている。
【００３６】
レーザ装置４０は、並列に配置されたｎ個のレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎ、およびダイオードＬＤ１〜ＬＤｎを駆動する駆動回路１０を備え、各レーザダイオードは、それぞれ所定の波長λｐを有するレーザ光を発振する。各レーザダイオードから発振されたそれぞれのレーザ光は、各レーザダイオードに対応する光ファイバに導入される。
【００３７】
ｎ本の光ファイバは、ポンプコンバイナ５０（レーザ光合波部）において１本の光ファイバにまとめられる。すなわち、ｎ個のレーザダイオードが発振するレーザ光は、ポンプコンバイナ５０において合波される。
【００３８】
合波されたレーザ光は、利得媒質（レーザ媒質）である増幅用ファイバ６０に導入される。増幅用ファイバ６０のコアには、イッテルビウムおよびエルビウムなどの希土類イオンが添加されている。合波されたレーザ光は、希土類イオンを励起するポンプ光として働く。
【００３９】
希土類イオンが励起されている状態の増幅用ファイバ６０に対して信号光が入射されると、この信号光が増幅された後に出力光として出射されることとなる。
【００４０】
（レーザ装置４０）
次に、図１を参照して、レーザ装置の構成について具体的に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るレーザ装置の概略を示すブロック図である。
【００４１】
図１に示すように、レーザ装置４０は、駆動回路１０、電源２１、ユーザインターフェース２２、および、ｎ個のレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎを備えている。レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎは、電気的に並列に配置されている。レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎは、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎが互いに断熱する（すなわち、熱的な接触を断つ）ためのヒートシンク３１ａ〜ｎに設置されている。本実施形態において、電源２１は定電圧電源である。
【００４２】
このように構成されたレーザ装置４０においては、レーザ装置４０が発振するレーザ光の目標出力が、ユーザによってユーザインターフェース２２を介して入力される。駆動回路１０は、点灯するレーザダイオードの個数を、点灯するレーザダイオードの合計出力が与えられた目標出力に一致又は略一致するように制御する。
【００４３】
特に、駆動回路１０は、点灯するレーザダイオードの各々について、該レーザダイオードに供給する駆動電流の大きさを、該レーザダイオードを特定の波長で発振させる値に制御する。
【００４４】
これにより、各レーザダイオードからは、特定の波長のレーザ光（すなわち、波長のズレが抑制されたレーザ光）が発振されることとなる。そして、各レーザダイオードから発振されたレーザ光の合計出力は、与えられた目標出力に一致又は略一致するものとなる。
【００４５】
なお、本実施形態において、“レーザダイオードを駆動する”とは、そのレーザダイオードに対してレーザ光を発振させることを意味する。したがって、“レーザダイオードを駆動する”には、レーザダイオードに対して何ら電流を供給していない状態から駆動電流を供給すること、および、レーザダイオードに対してレーザ光が発振されない程度の何らかの電流（例えば待機電流）を供給している状態から、駆動電流を供給すること、の双方を含んでいる。
【００４６】
（駆動回路１０）
以下、駆動回路１０の構成を具体的に説明する。
【００４７】
図１に示すように、駆動回路１０は、制御部１１（制御手段）と、ｎ個の駆動部１２とを備えている。ｎ個の駆動部１２は、各レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎに対応して電気的に並列に配置されている。以下において、レーザダイオードＬＤ１に対応する駆動部１２を第１の駆動部１２ａ、レーザダイオードＬＤ２に対応する駆動部１２を第２の駆動部１２ｂ、そして、レーザダイオードＬＤｎに対応する駆動部１２を第ｎの駆動部１２ｎと呼ぶ。
【００４８】
各駆動部１２は、各レーザダイオードに供給する駆動電流を制御する。具体的には、各駆動部１２には、制御部１１から、所定の駆動電流の電流値が通知される。これに応じて、各駆動部１２は、通知された電流値の駆動電流を生成し、生成した駆動電流を対応するレーザダイオードに供給する。
【００４９】
各駆動部１２は、それぞれ同様の構成を有しており、電流制御素子１３、電流制御素子駆動回路１４および電流検出用抵抗１５からなる。例えば、第１の駆動部１２ａは、電流制御素子１３ａ、電流制御素子駆動回路１４ａおよび電流検出用抵抗１５ａからなる。
【００５０】
電流制御素子１３ａは、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を備える。電流制御素子駆動回路１４ａは、ＦＥＴのゲート部に駆動信号を入力する。ＦＥＴのドレイン部は、電流検出用抵抗１５ａに接続されており、ＦＥＴのソース部は、レーザダイオードＬＤ１に接続されている。
【００５１】
電流制御素子１３ａは、電流制御素子駆動回路１４ａから供給される駆動信号に対応する電流を、レーザダイオードＬＤ１に供給する。
【００５２】
制御部１１は、電流制御素子駆動回路１４ａに対して、レーザダイオードＬＤ１に供給すべき駆動電流ＩＤＬ１の値を出力する。
【００５３】
電流制御素子駆動回路１４ａは、制御部１１からレーザダイオードＬＤ１に供給すべき駆動電流ＩＤＬ１の値を受け取ると共に、電流検出用抵抗１５ａにおける両端の電圧値を受け取る。電流制御素子駆動回路１４ａは、入力された当該電圧値から電流検出用抵抗１５ａに流れる電流（Ｉ１５ａと表記する）を算出する。
【００５４】
さらに、電流制御素子駆動回路１４ａは、電流Ｉ１５ａと、駆動電流ＩＤＬ１とを比較する。電流Ｉ１５ａが駆動電流ＩＤＬ１より小さい場合は、電流制御素子１３ａに対して電流値を大きくするための駆動信号を供給する。一方、電流Ｉ１５ａが駆動電流ＩＤＬ１より大きい場合は、電流制御素子１３ａに対して電流値を小さくするための駆動信号を供給する。上記の電流制御によって、電流Ｉ１５ａと、駆動電流ＩＤＬ１とは等しくなる。すなわち、レーザダイオードＬＤ１に所定の駆動電流ＩＬＤ１が供給される。
【００５５】
第２の駆動部１２ｂ〜第ｎの駆動部１２ｎにおいても、第１の駆動部１２ａにおける電流制御と同様の電流制御が行われる。その結果、レーザダイオードＬＤ２〜ＬＤｎには、それぞれ、所定の駆動電流ＩＬＤ２〜ＩＬＤｎが供給される。
【００５６】
なお、電流制御手段は上記の構成に限られない。所望の電流を供給可能な電流制御手段であれば、駆動回路１０が備える電流制御手段として用いることができる。
【００５７】
（レーザダイオードの特性）
ここで、図３（ａ）および（ｂ）を参照して、レーザ装置４０が備えるレーザダイオードの特性について説明する。
【００５８】
図３（ａ）は、レーザダイオードＬＤ１およびＬＤ２における発振波長の駆動電流依存性の例を示す図である。ここで、レーザダイオードが出射するレーザ光スペクトルにおけるピーク波長を、発振波長と定義する。
【００５９】
レーザダイオードの発振波長は、駆動電流に対して正の相関関係を示す。例えばレーザダイオードＬＤ１において、駆動電流ＩＬＤ１を大きくすることに伴い、レーザダイオードの温度が上昇し、発振波長は長波長側へシフトしていく。
【００６０】
また、各レーザダイオードは、それぞれ固有の発振波長および駆動電流の相関関係を有する。例えば、レーザダイオードＬＤ１およびＬＤ２は、それぞれ異なる発振波長の駆動電流依存性を示す（図３（ａ）参照）。
【００６１】
具体的には、レーザダイオードＬＤ１は、駆動電流６．０Ａにおいて、所定の発振波長λｐのレーザ光を発振する。すなわち、ＩＬＤ１＝６．０Ａである。一方、レーザダイオードＬＤ２は、駆動電流６．２Ａにおいて所定の発振波長λｐのレーザ光を発振する。すなわち、ＩＬＤ２＝６．２Ａである。
【００６２】
したがって、第１の駆動部１２ａは、レーザダイオードＬＤ１が所定の発振波長λｐのレーザ光を発振するために、駆動電流ＩＬＤ１として６．０ＡをレーザダイオードＬＤ１に供給する。第２の電流制御手段は、レーザダイオードＬＤ２が所定の発振波長λｐのレーザ光を発振するために、駆動電流ＩＬＤ２として６．２ＡをレーザダイオードＬＤ２に供給する。
【００６３】
図３（ｂ）は、レーザダイオードから発振されるレーザ光の出力パワーの駆動電流依存性を示す図である。レーザダイオードは、供給される駆動電流が閾値電流を上回るまでレーザ発振しない。駆動電流が閾値電流を上回る領域（以下においてレーザ発振領域と呼ぶ）においては、駆動電流と、出力パワーとは線形な関係をしめす。なお、レーザ発振領域において、各レーザダイオードは、それぞれ固有の出力パワーの駆動電流依存性を示す。
【００６４】
図３（ｂ）に示すように、レーザダイオードＬＤ１に駆動電流としてＩＬＤ１＝６．０Ａを供給すると、レーザダイオードＬＤ１の出力パワーは５．０Ｗになる。一方、レーザダイオードＬＤ２に駆動電流としてＩＬＤ２＝６．２Ａを供給すると、レーザダイオードＬＤ２の出力パワーは５．１Ｗになる。
【００６５】
このように、本実施形態において、各レーザダイオードは、所定の発振波長λｐのレーザ光を発振する所定の駆動電流によって駆動され、各レーザダイオードの特性によって決まる出力のレーザ光を発振する。言い換えると、レーザ装置４０は、発振波長がλｐに統一されたレーザ光を発振することができるレーザ装置であるといえる。
【００６６】
（ルックアップテーブル）
続いて、図４を参照して、駆動回路１０が備えるルックアップテーブルについて説明する。図４は、本発明の一実施形態に係るルックアップテーブルを示す図である。駆動回路１０は、ルックアップテーブルを記憶するメモリ１６を備えている。
【００６７】
このルックアップテーブルには、各レーザダイオードの各々について、その発振波長が所定の発振波長λｐになる駆動電流が所定の駆動電流として示されている。駆動回路１０の制御部１１は、このルックアップテーブルを参照することにより、各レーザダイオードの所定の駆動電流の電流値を得るように構成されている。
【００６８】
図４に示すように、ルックアップテーブル（以下、ＬＵＴと記載する）には、各レーザダイオードの番号と、各レーザダイオードの駆動電流、出力パワー、および、出力パワーの累計とが対応付けられている。図４に示すＬＵＴは、レーザ装置４０が１０個のレーザダイオードを備えている場合のＬＵＴである。
【００６９】
各レーザダイオードには１〜１０の番号が割り当てられている。すなわち、ＬＤ１〜ＬＤ１０としてＬＵＴに記載されている。
【００７０】
各レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ１０において、予め発振波長の駆動電流依存性が調べられており、所定の発振波長λｐを発振する所定の駆動電流ＩＬＤ１〜ＩＬＤ１０が求められている。ＬＵＴにおける駆動電流の列に所定の駆動電流ＩＬＤ１〜ＩＬＤ１０が格納されている。
【００７１】
同様に、各レーザダイオードを所定の駆動電流によって駆動した際の出力パワーも調べられており、ＬＵＴにおける出力パワーの列に格納されている。
【００７２】
ＬＵＴにおける出力パワーの累計とは、ＬＤ１からＬＤｉまでのｉ個のレーザダイオードの出力パワーの和を意味する。例えば、ＬＵＴのＬＤ３に関していえば、ｉ＝３となるため、出力パワーの累計は、ＬＤ１、ＬＤ２およびＬＤ３の３つのレーザダイオードの出力パワーの和となっている。
【００７３】
なお、ＬＵＴは、少なくともレーザダイオード毎の駆動電流および出力パワーが含まれていればよく、その他の点については、任意の構成とすることができる。例えば、出力パワーの累計はＬＵＴに含まれていなくてもよく、この場合であっても、制御部１１は、ＬＵＴに示されている出力パワーに基づいて、出力パワーの累計を容易に求めることができる。
【００７４】
（制御部１１）
駆動回路１０の制御部１１は、このようなＬＵＴから得られる各レーザダイオードの出力パワーの累計に基づいて、レーザダイオードの合計出力とユーザインターフェース２２を介して入力された目標出力との差分が最も小さくなるように、駆動対象のレーザダイオードの組み合わせを決定する。
【００７５】
例えば、制御部１１は、ＬＤ１に対応する出力パワーの累計と、目標出力との差分を第１の差分として算出する。次に、制御部１１は、ＬＤ２における出力パワー累計と、目標出力との差分を第２の差分として算出する。制御部１１は、第３の差分〜第１０の差分についても同様に算出する。制御部１１は、第１の差分〜第１０の差分の中から絶対値が最小になるものを選択する。そして、制御部１１は、選択された差分に対応するレーザダイオードをＬＤｉとし、ＬＤ１〜ＬＤｉを、駆動対象のレーザダイオードの組み合わせとして決定する。
【００７６】
次に、制御部１１は、ＬＤ１〜ＬＤｉの各ＬＤに対応する電流制御素子駆動回路１４に、それぞれ所定の駆動電流を供給する。その結果、ＬＤ１〜ＬＤｉの各レーザダイオードは波長λｐで発振し、レーザ装置４０は、目標出力に近い出力パワーのレーザ光を発振する。
【００７７】
具体的な目標出力を用いて、制御部１１が行う制御を説明する。例えば、制御部１１は、ユーザインターフェース２２を介して２０Ｗの目標出力を受けたとする。制御部１１は、第１の差分から第１０の差分を算出する。その結果、第１の差分は１５．０Ｗ、第２の差分は９．９Ｗ、第３の差分は４．５Ｗ、第４の差分は−０．３Ｗ、第５の差分は−５．３Ｗとなる。ここで、第６の差分以降については割愛する。
【００７８】
したがって、制御部１１は、最小の差分は第４の差分である、と判定する。その結果、制御部１１は、レーザダイオードＬＤ１からレーザダイオードＬＤ４をそれぞれの所定の電流値によって駆動する。すなわち、レーザ装置４０が出力する波長λｐのレーザ光の合計出力は２０．３Ｗである。
【００７９】
なお、ここでは、制御部１１は、出力パワーの累計が目標出力を超えるか否かに関わらず、目標出力とＬＵＴの出力パワーの累計との差分が最小になるＬＤ番号を選択する構成を説明とした。
【００８０】
ここで、制御部１１は、出力パワーの累計が目標出力を超えない範囲内で、目標出力とＬＵＴの出力パワーの累計との差分が最小になるＬＤ番号を選択する構成としてもよい。レーザ装置４０が出力する波長λｐのレーザ光の合計出力が、ユーザの希望する目標出力を超えた場合に不都合が生じるような場合は、このような構成にすることができる。
【００８１】
この場合、制御部１１は、目標出力とＬＵＴの出力パワーの累計との差分が正であり、その中で最小の差分になるＬＤ番号を選択する。例えば、目標出力が２０Ｗであれば、制御部１１は第３の差分が最小であると判定する。その結果、レーザダイオードＬＤ１からレーザダイオードＬＤ３をそれぞれの所定の電流値によって駆動する。その結果、レーザ装置４０が発振するレーザ光の合計出力は１５．５Ｗとなる。
【００８２】
以上説明したとおり、本実施形態のレーザ装置４０は、各レーザダイオードと、上記各レーザダイオードにおける所定の波長のレーザ光を発振するための駆動電流とを対応付けるＬＵＴを備えている。これにより、本実施形態のレーザ装置４０は、各レーザダイオードの上記駆動電流を容易かつ簡単な構成で得ることができる。また、各駆動電流の電流値が変動することがないので、各レーザダイオードに対して、所定の波長のレーザ光を安定的かつ確実に発振させることができる。
【００８３】
また、本実施形態のレーザ装置４０は、ＬＵＴに各レーザダイオードが波長λｐで発振する際の出力を記録しておき、この各レーザダイオードの出力に基づいて、駆動するレーザダイオードの合計出力と目標出力との差分が最も小さくなるレーザダイオードの組み合わせを、駆動対象のレーザダイオードの組み合わせとして決定することとしている。これにより、本実施形態のレーザ装置４０は、レーザダイオードの出力を、目標出力により近づいた適切なものとすることができる。
【００８４】
なお、制御部１１は、目標出力と合計出力との差分が最小となるレーザダイオードの組み合わせであって、ＬＤ番号が先頭（ＬＤ１）から連続するものでない組み合わせを選択してもよい。これにより、目標出力と合計出力との差分をより小さくすることが可能となる。
【００８５】
例えば目標出力が２０Ｗである場合、制御部１１は、レーザダイオードＬＤ２、ＬＤ４、ＬＤ６およびＬＤ１０の組み合わせを選択することによって、レーザ装置４０が発振するレーザ光の合計出力を２０．０Ｗとすることができる。すなわち、目標出力と合計出力とを等しくすることができる。
【００８６】
このように、目標出力と合計出力との差分が最小になるレーザダイオードの組み合わせを選択するためには、周知のアルゴリズムにしたがって動作するプログラムを用いてもよい。当該プログラムは、駆動回路１０が備えるメモリ１６に格納されていてもよい。
【００８７】
（レーザ装置４０の熱対策）
次に、図５を参照して、本実施形態に係るレーザ装置４０に施されている熱対策について説明する。図５は、本発明の一実施形態に係るレーザダイオードおよびヒートシンクの構成を示す斜視図である。
【００８８】
既に説明したとおり、レーザダイオードの発振波長は、レーザダイオードの温度にも依存する。このため、所定の発振波長λｐのレーザ光をレーザダイオードから安定的に発振させるためには、その周囲に存在する他のレーザダイオードからの熱影響を受けないことが好ましい。
【００８９】
そこで、図５に示すように、レーザ装置４０が備えるｎ個のレーザダイオードＬＤ１〜ＬＤｎは、それぞれ独立しているヒートシンク（放熱部）３１ａ〜３１ｎに固定されていることが好ましい。この際、各レーザダイオードは各ヒートシンクに対して、熱伝導の高い状態で固定されていることが好ましい。各レーザダイオードと各ヒートシンクとを接着する場合は、熱伝導度の高い接着剤を用いることが好ましい。このような接着剤としては、例えば銀ペーストなどが挙げられる。さらに、レーザ装置４０はそれぞれのレーザダイオードおよびヒートシンクを均一に冷却するために、装置外部の空気を取り込み各ヒートシンクに送風する冷却ファン３２を備えていることが好ましい。
【００９０】
これにより、各レーザダイオードおよび各ヒートシンクは、周囲に存在するレーザダイオードおよびヒートシンクの熱影響を受けることなく、効率的に冷却され、一定温度の平衡状態を保つことができる。
【００９１】
ここで、各レーザダイオードおよび各ヒートシンクを冷却した後の冷却風が、他のレーザダイオードおよびヒートシンクに当たってしまうと、この他のレーザダイオードおよびヒートシンクを、十分に冷却することが出来なくなる。
【００９２】
そこで、各レーザダイオードおよび各ヒートシンクは、レーザダイオードおよびヒートシンクを冷却した冷却風が、他のレーザダイオードおよびヒートシンクに当たらないように、配置されていることが好ましい。また、冷却ファン３２は、当該冷却ファン３２から送り込まれ、且つ一のレーザダイオードを冷却した冷却風（すなわち、一のレーザダイオードによって温められた冷却風）が、他のレーザダイオードに当たらないように配置されていることが好ましい。
【００９３】
例えば、図５に示すように、各ヒートシンク３１は、板状の冷却フィンを複数備えていることが好ましく、当該冷却フィンは、冷却風の流路（図５の矢印）に対して平行な方向に配置されていることが好ましい。これにより、各ヒートシンク３１を冷却した後の冷却風は、他のレーザダイオードおよびヒートシンクへ影響を与えることなく、冷却フィンに沿ってスムーズに通り抜けることができる。
【００９４】
以上説明したとおり、本実施形態のレーザ装置４０は、各レーザダイオードが、互いに断熱されているヒートシンク３１に固定されている。このため、本実施形態のレーザ装置４０は、複数のレーザダイオードによる相互の熱影響を抑制し、この熱影響に起因する各レーザダイオードの出力波長の変動を防止することができるため、複数のレーザダイオードの出力波長をより安定化することができる。
【００９５】
なお、上記例では、１つのレーザダイオードを１つのヒートシンクに設置することとしたが、複数のレーザダイオードを１つのヒートシンクに設置してもよい。
【００９６】
（変形例）
以下、実施形態の変形例を説明する。
【００９７】
（変形例１）
図４に示されているＬＵＴは、ある温度において各レーザダイオードが所定の発振波長λｐのレーザ光を発振する駆動電流を対応付けている。レーザ装置４０が使用される環境温度（外気温度）が、常に一定温度に制御されている場合は、駆動回路１０は当該一定温度に対応する１つのＬＵＴを備えていればよい。
【００９８】
一方、様々な環境においてレーザ装置４０が使用されることが想定される場合は、外気温度が変化することによって、平衡状態にある各レーザダイオードおよび各ヒートシンクの温度は変化することが考えられる。
【００９９】
したがって、駆動回路１０は、想定される外気温度の温度範囲に対応する複数のＬＵＴを備えていることが好ましい。この場合は、さらに、レーザ装置４０は、外気温度を検出する温度計を備えていることが好ましい。そして、制御部１１は、温度計によって検出された外気温度に対応するＬＵＴを参照することが好ましい。
【０１００】
これにより、制御部１１は、外気温度に応じた適切な駆動電流をレーザダイオードに供給することができる。その結果、レーザ装置４０は、その外気温度に拠らず、所定の発振波長λｐを有するレーザ光を発振させることができる。
【０１０１】
（変形例２）
次に、図６（ａ）〜（ｃ）を参照して、実施形態の変形例２について説明する。図６（ａ）は、本発明の一態様に係るレーザダイオードにおける発振波長の駆動電流依存性を示す図である。図６（ｂ）は、当該レーザダイオードにおける出力パワーの駆動電流依存性を示す図である。図６（ｃ）は、各当該ダイオードそれぞれの発振波長スペクトル、および、合波した発振波長スペクトルの概略を示す図である。
【０１０２】
実施形態において、制御部１１は、上記合計出力と、上記目標出力とが等しくなるように少なくとも１つのレーザダイオードに供給する駆動電流を制御するようにしてもよい。
【０１０３】
例えば、レーザ装置４０に対して、合計出力を微調整するためのＬＤ（以下、「ＬＤａｄｊ」と表現する）を少なくとも一つ設置しておく。また、レーザ装置４０に対して、ＬＤａｄｊの出力パワーと駆動電流との対応関係をＬＵＴ等に予め記憶させておく。そして、制御部１１は、目標出力に対する合計出力の不足が生じた場合、この不足分を補うように、ＬＤａｄｊからの出力を制御する。このとき、制御部１１は、上記対応関係を参照することにより、上記不足分に応じた駆動電流を容易に特定することができる。これにより、レーザ装置４０は、上記合計出力を上記目標出力と等しくすることが可能となる。
【０１０４】
以下、その実現方法の具体例を説明する。まず、制御部１１は、レーザダイオードの合計出力がこの目標出力を超えない範囲で、駆動対象のレーザダイオードを決定する。例えば、目標出力が１３Ｗの場合、ＬＤ１およびＬＤ２を駆動対象のレーザダイオードとして選択する。ＬＤ１およびＬＤ２の合計出力は、１０．１Ｗであり、目標出力よりも２．９Ｗ不足している。
【０１０５】
そこで、制御部１１は、ＬＤａｄｊを駆動することにより、不足分の２．９Ｗを補うこととする。このとき、制御部１１は、ＬＤａｄｊの出力パワーが２．９Ｗとなるような駆動電流（例えば、ＬＤａｄｊとしてＬＤ３と同様のＬＤを用いた場合、図６（ｂ）によると、３．０Ａとなる）を、ＬＤａｄｊに適用する駆動電流として決定する。これにより、各レーザダイオードの合計出力は、目標出力と等しい１３Ｗとなる。
【０１０６】
なお、上記例において、ＬＤａｄｊの代わりに、駆動対象とされなかったいずれかのＬＤを微調整用のＬＤとして用いてもよい。例えば、上記例において、ＬＤａｄｊの代わりに、ＬＤ３〜ＬＤ１０のいずれかを微調整用のＬＤとして用いてもよい。
【０１０７】
また、合計出力の調整方法は、上記した方法に限らない。例えば、上記例において、ＬＤａｄｊの出力パワー、または、ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤａｄｊの合計出力のパワーを検出部によって検出し、制御部１１によって、ＬＤａｄｊの出力パワーが２．９Ｗとなるとき、または、上記合計出力のパワーが１３ＷとなるときにＬＤａｄｊに供給していた駆動電流を、ＬＤ３の駆動電流として決定するように構成することも可能である。
【０１０８】
この場合、上記検出部は、少なくとも検出対象（上記例では、ＬＤａｄｊの出力パワー、または、上記合計出力のパワー）を検出することが可能な位置に配置されていればよい。例えば、検出部としては、フォトダイオードを備えた光センサ等を用いることができる。
【０１０９】
このようにＬＤ３の駆動電流を調整した場合、図６（ｃ）に示すように、ＬＤａｄｊの出力波長λＬＤ３が所定の出力波長λｐからズレる場合があるが、複数のレーザダイオードのうち、一部のレーザダイオードの駆動電流のみ調整を行うので、合計出力に対する、波長λｐからズレた波長成分の割合は小さい。また、目標とする出力パワー（１３Ｗ）を得ることができるため、特に出力パワーの精度を重視する場合には、この構成が有効である。
【０１１０】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、複数のレーザダイオードを備えた光源装置や、このような光源装置を駆動する駆動回路および駆動方法、このような光源装置を備えた光増幅器等に利用可能である。なお、本発明は、ファイバレーザに限らず、光アンプ（ファイバアンプ）等の他の光増幅器にも利用可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０    駆動回路
１１    制御部
１２    駆動部
１３ａ、１３ｂ、・・・、１３ｎ    電流制御素子
１４ａ、１４ｂ、・・・、１４ｎ    電流制御素子駆動回路
１５ａ、１５ｂ、・・・、１５ｎ    電流検出用抵抗
１６    メモリ
２１    電源
２２    ユーザインターフェース
３１ａ、３１ｂ、・・・、３１ｎ    ヒートシンク
４０    レーザ装置（光源装置）
１００  ファイバレーザ（光増幅器）
ＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤｎ    レーザダイオード
【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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