(57)【要約】      （修正有）【課題】容易に製造することができるレーザ装置を提供する。【解決手段】ＬＤモジュール１は、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０と、特定の波長の光の一部を選択的に反射する反射素子ＲＥとを備える。反射素子ＲＥは、一方のＬＤチップからのレーザ光のうち特定の波長のレーザ光を他方のＬＤチップに反射し、かつ、他方のＬＤチップからのレーザ光のうち特定の波長のレーザ光を一方のＬＤチップに反射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１レーザ素子および第２レーザ素子と、
上記第１レーザ素子からのレーザ光および上記第２レーザ素子からのレーザ光が互いに交差する位置に配置された、特定の波長の光の一部を選択的に反射する反射素子とを備え、
上記反射素子は、上記第１レーザ素子からのレーザ光のうち上記特定の波長のレーザ光を上記第２レーザ素子に反射し、かつ、上記第２レーザ素子からのレーザ光のうち上記特定の波長のレーザ光を上記第１レーザ素子に反射することを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
上記反射素子は、体積ブラッグ回折格子または多層膜であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
上記第１レーザ素子からのレーザ光および上記第２レーザ素子からのレーザ光は、上記反射素子の反射面の法線に対して対称に、上記反射素子に入射することを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
上記反射素子は、凹凸面を含む回折格子であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項５】
上記第１レーザ素子からのレーザ光および上記第２レーザ素子からのレーザ光は、回折条件を満たす角度で上記反射素子に入射することを特徴とする請求項１または４に記載のレーザ装置。
【請求項６】
上記反射素子を通過したレーザ光を導光する光ファイバを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項７】
上記反射素子は、上記光ファイバの端面に形成され、
上記第１レーザ素子からのレーザ光および上記第２レーザ素子からのレーザ光は、上記反射素子の位置に集束されることを特徴とする請求項６に記載のレーザ装置。
【請求項８】
上記第１レーザ素子からのレーザ光の光軸と上記第２レーザ素子からのレーザ光の光軸とが交差するように、上記第１レーザ素子からのレーザ光と上記第２レーザ素子からのレーザ光とを集束する集束レンズを備え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レーザ装置。
【請求項９】
上記第１レーザ素子からのレーザ光を反射する第１ミラーと、
上記第２レーザ素子からのレーザ光を反射する第２ミラーとを備え、
上記第１ミラーで反射されたレーザ光と上記第２ミラーで反射されたレーザ光とは平行ではなく、
上記集束レンズは、上記第１ミラーで反射されたレーザ光と上記第２ミラーで反射されたレーザ光の光軸が交差するように集束することを特徴とする請求項８に記載のレーザ装置。
【請求項１０】
上記第１レーザ素子からのレーザ光の光軸と上記第２レーザ素子からのレーザ光の光軸とが交差するように、上記第１レーザ素子および上記第２レーザ素子は配置されていることを特徴とする請求項８に記載のレーザ装置。
【請求項１１】
Ｎ対（Ｎは自然数）のレーザ素子と、
各レーザ素子からのレーザ光が互いに交差する位置に配置された、特定の波長の光の一部を選択的に反射する反射素子とを備え、
上記反射素子は、各レーザ素子からのレーザ光のうち上記特定の波長のレーザ光を該レーザ素子と対をなす他のレーザ素子に反射することを特徴とするレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ用の励起光源として、半導体レーザモジュールが使用される。高いパワー密度を得るために、半導体レーザモジュールは、複数の半導体レーザ素子を備えることがある。特許文献１には、複数の半導体レーザ素子を備える半導体レーザアセンブリが記載されている。
【０００３】
半導体レーザ素子を、レーザ媒質を励起するための励起光源として利用する場合、半導体レーザ素子から出力されるレーザ光の波長は、レーザ媒質に効率よく吸収される波長に固定されていることが望ましい。しかしながら、一般的に、ジャンクション温度に応じて半導体レーザ素子の発振波長は変化する。例えば、半導体レーザ素子の動作電流およびヒートシンクの温度に応じて発振波長は変化してしまう。
【０００４】
特許文献２、３には、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の一部を、該半導体レーザ素子に帰還させることにより、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の波長を固定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１２／１００１２４号（２０１２年７月２６日公開）
【特許文献２】特開平７−１５２０５５号公報（１９９５年６月１６日公開）
【特許文献３】特表２０１２−５０８４５３号公報（２０１２年４月５日公表）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２、３に記載の技術では、反射したレーザ光を半導体レーザ素子に帰還させるために、レーザ光を反射する反射素子の位置を調整する必要がある。例えば、複数の半導体レーザ素子を用いる場合、個々の半導体レーザ素子に対してそれぞれの反射素子の位置を調整するために、組立に必要な時間が増加する。これは製造コストの増加に繋がる。
【０００７】
本発明の目的は、容易に製造することができるレーザ装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係るレーザ装置は、第１レーザ素子および第２レーザ素子と、上記第１レーザ素子からのレーザ光および上記第２レーザ素子からのレーザ光が互いに交差する位置に配置された、特定の波長の光の一部を選択的に反射する反射素子とを備え、上記反射素子は、上記第１レーザ素子からのレーザ光のうち上記特定の波長のレーザ光を上記第２レーザ素子に反射し、かつ、上記第２レーザ素子からのレーザ光のうち上記特定の波長のレーザ光を上記第１レーザ素子に反射する。
【０００９】
上記の構成によれば、レーザ光が交差する位置に配置された反射素子は、第１レーザ素子と第２レーザ素子との間で、一方のレーザ素子からのレーザ光のうち特定の波長のレーザ光を他方のレーザ素子に帰還させる。これにより、第１レーザ素子と第２レーザ素子との間で、相互に、一方のレーザ素子からのレーザ光のうち特定の波長のレーザ光によって他方のレーザ素子の出力波長を固定することができる。第１レーザ素子および第２レーザ素子へのレーザ光の帰還は、１つの反射素子によってなされるため、一方のレーザ素子から他方のレーザ素子へレーザ光が帰還するように反射素子の位置調整を行えば、他方のレーザ素子から一方のレーザ素子へレーザ光が帰還するように自ずと調整される。そのため、上記レーザ装置では、光学系の位置調整を容易に行うことができる。
【００１０】
また、上記反射素子は、体積ブラッグ回折格子または多層膜であってもよい。
【００１１】
体積ブラッグ回折格子および多層膜は、特定の波長域の光を選択的に反射することができる。特に体積ブラッグ回折格子は、狭い特定の波長域の光を選択的に反射することができる。上記の構成によれば、体積ブラッグ回折格子または多層膜によって、第１レーザ素子および第２レーザ素子に帰還するレーザ光を狭い特定の波長域のレーザ光に制限することができる。それゆえ、第１レーザ素子および第２レーザ素子の出力波長を、精度よく特定の波長に固定することができる。
【００１２】
また、上記第１レーザ素子からのレーザ光および上記第２レーザ素子からのレーザ光は、上記反射素子の反射面の法線に対して対称に、上記反射素子に入射する構成であってもよい。
【００１３】
上記の構成によれば、第１レーザ素子からのレーザ光のうち特定の波長のレーザ光は、第２レーザ素子に反射され、第２レーザ素子からのレーザ光のうち特定の波長のレーザ光は、第１レーザ素子に反射される。それゆえ、第１レーザ素子および第２レーザ素子に対して、１つの反射素子の位置を調整すればよいため、光学系の位置調整が容易である。
【００１４】
また、上記反射素子は、凹凸面を含む回折格子であってもよい。
【００１５】
回折格子は狭い特定の波長域の光を選択的に反射することができる。上記の構成によれば、回折格子によって、第１レーザ素子および第２レーザ素子に帰還するレーザ光を狭い特定の波長域のレーザ光に制限することができる。それゆえ、第１レーザ素子および第２レーザ素子の出力波長を、精度よく特定の波長に固定することができる。
【００１６】
また、上記第１レーザ素子からのレーザ光および上記第２レーザ素子からのレーザ光は、回折条件を満たす角度で上記反射素子（回折格子）に入射する構成であってもよい。
【００１７】
凹凸面を含む回折格子では、入射した光は回折格子の法線に対して対称には反射せず、回折条件を満たす方向に反射（回折）する。上記の構成によれば、凹凸面を含む回折格子によって、第１レーザ素子からのレーザ光のうち特定の波長のレーザ光は、第２レーザ素子に反射され、第２レーザ素子からのレーザ光のうち特定の波長のレーザ光は、第１レーザ素子に反射される。
【００１８】
また、上記レーザ装置は、上記反射素子を通過したレーザ光を導光する光ファイバを備える構成であってもよい。
【００１９】
上記の構成によれば、第１レーザ素子および第２レーザ素子の出力波長は固定されているため、光ファイバからの出射光を、波長が固定されたレーザ光として利用することができる。
【００２０】
また、上記反射素子は、上記光ファイバの端面に形成され、上記第１レーザ素子からのレーザ光および上記第２レーザ素子からのレーザ光は、上記反射素子の位置に集束される構成であってもよい。
【００２１】
上記の構成によれば、反射素子に集束され、反射素子を通過したレーザ光は、そのまま光ファイバの端面に入射する。光ファイバの端面に反射素子を形成することにより、複数のレーザ光を光ファイバの端面に集束するための光学系の調整を省略することができる。
【００２２】
また、上記レーザ装置は、上記第１レーザ素子からのレーザ光の光軸と上記第２レーザ素子からのレーザ光の光軸とが交差するように、上記第１レーザ素子からのレーザ光と上記第２レーザ素子からのレーザ光とを集束する集束レンズを備える構成であってもよい。
【００２３】
上記の構成によれば、例えば、集束レンズへの入射前において第１レーザ素子からのレーザ光と第２レーザ素子からのレーザ光とが互いに平行に進む場合であっても、集束レンズによって、これらのレーザ光を集束することができる。
【００２４】
また、上記レーザ装置は、上記第１レーザ素子からのレーザ光を反射する第１ミラーと、上記第２レーザ素子からのレーザ光を反射する第２ミラーとを備え、上記第１ミラーで反射されたレーザ光と上記第２ミラーで反射されたレーザ光とは平行ではなく、上記集束レンズは、上記第１ミラーで反射されたレーザ光と上記第２ミラーで反射されたレーザ光の光軸が交差するように集束する構成であってもよい。
【００２５】
上記の構成によれば、集束レンズの焦点よりも、レーザ光の光軸を集束レンズ側で交差させることができる。それゆえ、集束レンズと反射素子との距離を短くし、レーザ装置を小型化することができる。
【００２６】
また、上記第１レーザ素子からのレーザ光の光軸と上記第２レーザ素子からのレーザ光の光軸とが交差するように、上記第１レーザ素子および上記第２レーザ素子は配置されている構成であってもよい。
【００２７】
上記の構成によれば、第１レーザ素子および第２レーザ素子からのレーザ光の進行方向を反射素子側に変えるミラー等を省略することができる。
【００２８】
本発明の一態様に係るレーザ装置は、Ｎ対（Ｎは自然数）のレーザ素子と、各レーザ素子からのレーザ光が互いに交差する位置に配置された、特定の波長の光の一部を選択的に反射する反射素子とを備え、上記反射素子は、各レーザ素子からのレーザ光のうち上記特定の波長のレーザ光を該レーザ素子と対をなす他のレーザ素子に反射する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の一態様によれば、光学系の位置調整を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係るＬＤモジュールの構成を示す平面図である。
【図２】上記ＬＤモジュールを構成する単位光学系の構成を示す斜視図である。
【図３】上記ＬＤモジュールにおけるレーザビームの光路を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の変形例に係る、内部に回折格子を有する光ファイバの断面を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るＬＤモジュールにおけるレーザビームの光路を模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態に係るＬＤモジュールにおけるレーザビームの光路を模式的に示す斜視図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態に係るＬＤモジュールにおけるレーザビームの光路を模式的に示す斜視図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態に係るＬＤモジュールにおけるレーザビームの光路を模式的に示す斜視図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係るＬＤモジュールにおけるレーザビームの光路を模式的に示す斜視図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態に係るＬＤモジュールにおけるレーザビームの光路を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
〔実施形態１〕
（ＬＤモジュール１の構成）
図１は、本実施形態に係るＬＤモジュール１の構成を示す平面図である。図２は、ＬＤモジュール１を構成する単位光学系Ｓｉの構成を示す斜視図である。
【００３２】
ＬＤ（Laser Diode）モジュール１（レーザ装置）は、Ｎ個のＬＤチップ（半導体レーザ素子）ＬＤ１〜ＬＤ１０から出射されたレーザビーム（レーザ光）を光ファイバＯＦに結合するためのものである。なお、本実施形態においては、１０個のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０から出射されたレーザビームを光ファイバＯＦに結合するＬＤモジュールを開示するが、本発明はＮ＝１０の場合に限定されない（Ｎは２以上の任意の自然数であり得る）。
【００３３】
ＬＤモジュール１は、図１に示すように、１０個のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０の他に、１０個のＦ軸コリメートレンズＦＡＣ１〜ＦＡＣ１０と、１０個のＳ軸コリメートレンズＳＡＣ１〜ＳＡＣ１０と、１０個の２連ミラーＭ１〜Ｍ１０と、基板Ｂと、Ｆ軸集束レンズＦＬ（集束レンズ）と、Ｓ軸集光レンズＳＬと、反射素子ＲＥと、光ファイバＯＦとを備えている。ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０、Ｆ軸コリメートレンズＦＡＣ１〜ＦＡＣ１０、Ｓ軸コリメートレンズＳＡＣ１〜ＳＡＣ１０、２連ミラーＭ１〜Ｍ１０、Ｆ軸集束レンズＦＬ、及びＳ軸集光レンズＳＬは、何れも、直接、または、不図示のマウントを介して基板Ｂ上に載置される。反射素子ＲＥは、光ファイバＯＦの入射端面に隣接するように配置されている。なお、Ｆ軸はＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０のファスト軸を意味し、Ｓ軸はスロー軸を意味する。
【００３４】
ＬＤモジュール１においては、基板Ｂ、Ｆ軸コリメートレンズＦＡＣ１〜ＦＡＣ１０、Ｓ軸コリメートレンズＳＡＣ１〜ＳＡＣ１０、及び２連ミラーＭ１〜Ｍ１０が、導光装置を構成する。この導光装置は、ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０から出射されたｚ軸正方向に伝搬するレーザビーム（以下、「入力ビーム」とも記載する）からなる入力ビーム束を、略ｘ軸負方向に伝搬するレーザビーム（以下、「出力ビーム」とも記載する）からなる出力ビーム束に変換する機能を有する。
【００３５】
この出力ビーム束の光路上には、Ｆ軸集束レンズＦＬとＳ軸集光レンズＳＬとが配置される。Ｆ軸集束レンズＦＬは、出力ビーム束を構成する複数の出力ビームを、Ｆ軸方向において反射素子ＲＥに集束させるように、各出力ビームを屈折させる。また、Ｆ軸収束レンズＦＬは、出力ビーム束を構成する各出力ビームを、Ｆ軸方向のビーム径が反射素子ＲＥにおいて略最小になるように集光する。一方、Ｓ軸集光レンズＳＬは、出力ビーム束を構成する各出力ビームを、Ｓ軸方向のビーム径が反射素子ＲＥにおいて略最小になるように集光する。Ｆ軸方向およびＳ軸方向のビーム径が光ファイバＯＦの入射端面において略最小になるように、各出力ビームは集光されてもよい。
【００３６】
ＬＤモジュール１は、図１に示すように、ＬＤチップＬＤｉと、Ｆ軸コリメートレンズＦＡＣｉと、Ｓ軸コリメートレンズＳＡＣｉと、２連ミラーＭｉとからなる光学系を単位として含む。
【００３７】
ＬＤモジュール１を部分的に構成する各単位光学系Ｓｉは、図２に示すように、ＬＤチップＬＤｉと、Ｆ軸コリメートレンズＦＡＣｉと、Ｓ軸コリメートレンズＳＡＣｉと、２連ミラーＭｉとにより構成される。
【００３８】
図２に示すように、ＬＤチップＬＤｉは、活性層がｚｘ平面と平行になるように、かつ、出射端面がｚ軸正方向を向くように、基板Ｂ上に載置される。このため、ＬＤチップＬＤｉから出射されるレーザビームは、伝搬方向がｚ軸正方向、Ｆ軸がｙ軸と平行、Ｓ軸がｘ軸と平行になる。
【００３９】
なお、図１に示したように、Ｎ個のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０は、ｘ軸に沿って並べられる。このため、各ＬＤチップＬＤｉからｚ軸正方向に出射されたレーザビームの光軸は、ｚｘ面に平行な第１の平面内でｘ軸に沿って平行に並ぶことになる。
【００４０】
図２に示すように、ＬＤチップＬＤｉから出射されるレーザビームの光路上には、Ｆ軸コリメートレンズＦＡＣｉとＳ軸コリメートレンズＳＡＣｉとが配置される。Ｆ軸コリメートレンズＦＡＣｉは、ＬＤチップＬＤｉから出射されたレーザビームのＦ軸方向の広がりをコリメートするためのものであり、Ｓ軸コリメートレンズＳＡＣｉは、ＬＤチップＬＤｉから出射されたレーザビームのＳ軸方向の広がりをコリメートするためのものである。Ｆ軸コリメートレンズＦＡＣｉ及びＳ軸コリメートレンズＳＡＣｉを透過したレーザビームは、伝搬方向がｚ軸正方向に収斂されたコリメートビームとなる。なお、ＬＤチップＬＤｉから出射されるレーザビームのＳ軸方向の広がりが十分に小さい場合、Ｓ軸コリメートレンズＳＡＣｉは省略しても構わない。
【００４１】
図２に示すように、ＬＤチップＬＤｉから出射されるレーザビームの光路上には、更に、２連ミラーＭｉが配置される。２連ミラーＭｉは、基板Ｂ上に載置された第１ミラーＭｉ１と、第１ミラーＭｉ１上に載置された第２ミラーＭｉ２とにより構成される。第１ミラーＭｉ１は、ＬＤチップＬＤｉから出射されたレーザビームを反射し、その伝搬方向をｚ軸正方向からｙ軸正方向に変換するためのものであり、「跳ね上げミラー」と呼ばれることもある。また、第２ミラーＭｉ２は、第１ミラーＭｉ１にて反射されたレーザビームを反射し、その伝搬方向をｙ軸正方向から略ｘ軸負方向に変換するためのものであり、「折り返しミラー」と呼ばれることもある。
【００４２】
なお、図１に示したように、ｘ軸負方向側から数えてｉ＋１番目のＬＤチップＬＤｉ＋１から出射されたレーザビームを反射する２連ミラーＭｉ＋１は、ｘ軸負方向側から数えてｉ番目のＬＤチップＬＤｉから出射されたレーザビームを反射する２連ミラーＭｉよりもｚ軸負方向側に配置される。このため、各２連ミラーＭｉにて略ｘ軸負方向に反射されたレーザビームの光軸は、ｚｘ面と平行な第２の平面であって、上述した第１の平面よりもｙ軸正方向側に位置する第２の平面内に並ぶことになる。
【００４３】
２連ミラーＭｉ毎に、第１ミラーＭｉ１上において第２ミラーＭｉ２をｚｘ面内で回転させることにより、各２連ミラーＭｉにより反射された出力ビーム（Ｆ軸収束レンズＦＬにより集束される前の出力ビーム）の方向を調整することができる。ＬＤモジュール１において、各２連ミラーＭｉにより反射された出力ビーム（Ｆ軸収束レンズＦＬにより集束される前の出力ビーム）の光軸の延長が１点で交わる。
【００４４】
なお、本実施形態においては、第２ミラーＭｉ２を第１ミラーｉ１上に載置する構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、第２ミラーＭｉ２を第１ミラーＭｉ１と一体化する構成を採用してもよい。また、本実施形態においては、２連ミラーＭｉを他の２連ミラーＭｊから分離する構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、２連ミラーＭｉの他の２連ミラーＭｊに対する相対位置が本実施形態のものと変わらなければ、２連ミラーＭｉを他の２連ミラーＭｊと一体化する構成を採用してもよい。
【００４５】
（出力波長の固定）
反射素子ＲＥは、特定の波長の光の一部を選択的に反射し、該特定の波長の光の他の一部と、他の波長の光とを透過する。例えば、反射素子ＲＥは、特定の波長（例えば９７６ｎｍ）の光の５％を反射し、該特定の波長（９７６ｎｍ）の光の９５％を透過する。例えば、反射素子ＲＥとして、体積ブラッグ回折格子等の回折格子を用いることができる。体積ブラッグ回折格子は、光軸方向において屈折率が周期的に変化する回折格子である。体積ブラッグ回折格子では、反射面は屈折率が均一な層（光軸に垂直な層）に平行になる。例えば、体積ブラッグ回折格子が反射する波長の帯域（波長幅）は１ｎｍ未満である。反射素子ＲＥは、薄い板状（多層状）の部材であり、光ファイバＯＦの入射端面に形成されている。
【００４６】
ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０は、同じ条件下で、同じ波長のレーザビームを出力する半導体レーザ素子である。ただし、各ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０が出力するレーザビームの波長域は、一般にジャンクション温度に応じて変化する。反射素子ＲＥは、ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０からのレーザビームのうち、特定の波長の光の一部を反射する。入射したレーザビームのうち反射素子ＲＥを通過したレーザビームは、光ファイバＯＦのコアに入射し、光ファイバＯＦによって導光される。
【００４７】
ここで、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０は、複数の対を構成している。例えば、対になったＬＤチップＬＤ１（第１レーザ素子）からのレーザビームとＬＤチップＬＤ１０（第２レーザ素子）からのレーザビームとは、Ｆ軸集束レンズＦＬの光軸に対して対称に、Ｆ軸集束レンズＦＬに入射する。そのため、対になったＬＤチップＬＤ１からのレーザビームとＬＤチップＬＤ１０からのレーザビームとは、反射素子ＲＥの反射面の法線（光軸）に対して対称に、反射素子ＲＥに入射する。なお、各レーザビームは、Ｓ軸集光レンズＳＬの光軸に対しても対称に、Ｓ軸集光レンズＳＬに入射する。図１において、ＬＤチップＬＤ１から出射されたレーザビームの進行方向を実線の矢印で示し、ＬＤチップＬＤ１０から出射されたレーザビームの進行方向を破線の矢印で示す。そのため、ＬＤチップＬＤ１から出射されたレーザビームのうち特定の波長のレーザビームの一部は、反射素子ＲＥによって反射され、Ｓ軸集光レンズＳＬ、Ｆ軸集束レンズＦＬ、２連ミラーＭ１０、Ｓ軸コリメートレンズＳＡＣ１０、およびＦ軸コリメートレンズＦＡＣ１０を介して、ＬＤチップＬＤ１０に入射する。同様に、ＬＤチップＬＤ１０から出射されたレーザビームのうち特定の波長のレーザビームの一部は、反射素子ＲＥによって反射され、ＬＤチップＬＤ１に入射する。
【００４８】
このように、対になったＬＤチップＬＤ１、ＬＤ１０の間で、一方のＬＤチップから出射されたレーザビームのうち特定の波長のレーザビームの一部が、他方のＬＤチップに帰還する。これにより、対になったＬＤチップＬＤ１、ＬＤ１０の出力は、帰還した特定の波長のレーザビームに固定（ロック）される。対になったＬＤチップＬＤ１、ＬＤ１０は、互いに相手の出力波長を固定する。
【００４９】
同様に、ＬＤチップＬＤ２とＬＤチップＬＤ９とが対を形成し、ＬＤチップＬＤ３とＬＤチップＬＤ８とが対を形成し、ＬＤチップＬＤ４とＬＤチップＬＤ７とが対を形成し、ＬＤチップＬＤ５とＬＤチップＬＤ６とが対を形成している。対になったＬＤチップからのレーザビームは、反射素子ＲＥの反射面の法線（光軸）に対して対称に、反射素子ＲＥに入射する。そのため、対になったＬＤチップ（例えばＬＤ２、ＬＤ９）の間で、一方のＬＤチップから出射されたレーザビームのうち特定の波長のレーザビームの一部が、反射素子ＲＥで反射され、他方のＬＤチップに帰還する。これにより、対になったＬＤチップの間で、出力波長が固定される。各ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０の出力波長は、反射素子ＲＥによって反射される光の波長に固定される。
【００５０】
ＬＤモジュール１の製造においては、対になるＬＤチップからのレーザビームが、反射素子ＲＥの反射面の法線に対して対称に反射素子ＲＥに入射するように、各部材の位置を調整する。すなわち、対になるＬＤチップからのレーザビームが、Ｆ軸集束レンズＦＬの光軸に対して対称に、Ｆ軸集束レンズＦＬに入射すればよい。ＬＤモジュール１の製造において、Ｆ軸集束レンズＦＬと光ファイバＯＦとの位置調整が行われる。そのため、光ファイバＯＦの入射端面に隣接するように反射素子ＲＥを配置すれば、ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０からのレーザビームは、反射素子ＲＥで交差するようになる。
【００５１】
そのため、ＬＤモジュール１では、複数の反射素子を複数のＬＤチップに対してそれぞれ位置調整する必要がなく、組み立てが容易である。また、１つの反射素子ＲＥによって、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０へのレーザビームの帰還を実現することができるため、部品コストも低減することができる。また、１つの反射素子ＲＥで帰還を行うＬＤチップの数にも制限がない。そのため、用いるＬＤチップの数を増やすことで、ＬＤモジュール１の出力（光ファイバＯＦの出射端からのレーザ出力）を増大させることができる。また、ＬＤモジュール１では、ハーフミラー等でレーザビームを同じ経路に結合する必要がないため、光ファイバＯＦまでの経路におけるレーザビームのロスを低減することができる。
【００５２】
なお、光ファイバＯＦから出射される高出力かつ波長が固定されたレーザビームは、例えばファイバレーザのレーザ媒質を励起するための励起光として好適に利用することができる。
【００５３】
（ＬＤモジュール１における光路）
図３は、本実施形態のＬＤモジュール１におけるレーザビームの光路を模式的に示す斜視図である。図３においては、見やすさのために、一部の光学部材（Ｆ軸コリメートレンズＦＡＣ１〜ＦＡＣ１０、Ｓ軸コリメートレンズＳＡＣ１〜ＳＡＣ１０、基板Ｂ、およびＳ軸集光レンズＳＬ）の図示を省略している。また、図３においては、ＬＤチップＬＤ３〜ＬＤ８の図示も省略している。一点鎖線はレーザビームの光路を示す。光路上の矢印はレーザビームの進行方向を示し、両側に矢の付いた矢印はＦ軸の方向を示す。第２ミラーＭ１２〜Ｍ１０２の上側の軸及び矢印は、第２ミラーＭ１２〜Ｍ１０２のそれぞれが、基準の向きから回転していることを示す。
【００５４】
ＬＤチップＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ９、ＬＤ１０は、レーザビームのＦ軸がｙ軸に平行になるようにレーザビームを出射する。第１ミラーＭ１１〜Ｍ１０１によって反射されたレーザビームのＦ軸は、ｚ軸に平行になる。さらに第２ミラーＭ１２〜Ｍ１０２によって反射されたレーザビームのＦ軸は、ｚ軸に平行なままである。Ｆ軸集束レンズＦＬは、Ｆ軸方向に並ぶ複数のレーザビームを、反射素子ＲＥに集束させる。反射素子ＲＥを通過したレーザビームは光ファイバＯＦの端面に入射する。一方、反射素子ＲＥで反射されたレーザビームのＦ軸の向きは、往路と同じようになり、最終的にＦ軸がｙ軸に平行なレーザビームがＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０の出射端面から入射する。
【００５５】
上述したように、対になったＬＤチップＬＤ１、ＬＤ１０の間で、一方のＬＤチップから出射されたレーザビームのうち特定の波長のレーザビームの一部が、他方のＬＤチップに帰還する。そのため、対になったＬＤチップＬＤ１の背面側の（出射端面の反対側の）劈開面とＬＤチップＬＤ１０の背面側の劈開面との間で、反射素子ＲＥまでの経路を含む共振器が形成されていると考えることができる。ＬＤチップＬＤ１、ＬＤ１０から出力されるレーザビームの位相を整合させるために、反射素子ＲＥでの反射を含むＬＤチップＬＤ１の出射端面からＬＤチップＬＤ１０の出射端面までの光路長は、反射素子ＲＥで反射される波長の整数倍になっていることが好ましい。上記光路長は、各ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０または２連ミラーＭ１〜Ｍ１０の位置を調整することにより、調整することができる。なお、上記光路長が波長の整数倍になっていることは必須ではない。また、ＬＤチップの異なる対の間では、光路長は異なっていてもよい。なお、反射素子ＲＥに到達するＬＤチップＬＤ１、ＬＤ１０からのレーザビームの偏光方向は、互いに平行であってもよいし、垂直であってもよい。他のＬＤチップの対についても同様である。なお、反射素子ＲＥにおいて、周期的に屈折率が変化する層の厚さ（例えば体積ブラッグ回折格子の厚さ）がある程度大きい場合（例えば０．１ｍｍ以上ある場合）、反射素子ＲＥの光軸方向の位置調整を行わなくても、自発的にレーザ発振条件を満たす光路長が見つかる。
【００５６】
（変形例）
なお、ＬＤモジュール１は、対を形成しないＬＤチップを備えてもよい。例えば、付加的なＬＤチップ及び対応する単位光学系ＳｉをＬＤチップＬＤ５とＬＤチップＬＤ６との間に設けてもよい。この場合、付加的なＬＤチップからのレーザビームは、Ｆ軸集束レンズＦＬの光軸を通過し、反射素子ＲＥの反射面に垂直に入射する。これにより、付加的なＬＤチップからのレーザビームのうち特定の波長の一部のレーザビームは、反射素子ＲＥにより該付加的なＬＤチップに帰還する。このように、付加的なＬＤチップの出力波長も固定することができる。
【００５７】
図４は、内部に回折格子を有する光ファイバＯＦの断面を示す図である。図４における太い一点鎖線は光ファイバＯＦの光軸を示し、細い一点鎖線はレーザビームを示す。反射素子ＲＥとして光ファイバＯＦの内部に形成された回折格子を用いることもできる。光ファイバＯＦは、コアＯＦａとクラッドＯＦｂとを備える。また、コアＯＦａの内部に反射素子ＲＥとしてファイバブラッググレーティングが形成されている。ファイバブラッググレーティングは、屈折率が異なる複数の層を含み、屈折率が光ファイバＯＦの光軸に沿って変化する。光ファイバＯＦのコアＯＦａの入射端面ＯＦｃに入射した複数のレーザビームは、光ファイバＯＦの内部の反射素子ＲＥの内部で交差する（反射素子ＲＥに集束される）。反射素子ＲＥによって反射された一部のレーザビームは、光ファイバＯＦの入射端面ＯＦｃより出射され、別のＬＤチップに帰還する。なお、ファイバブラッググレーティングは、入射端面ＯＦｃに隣接するようにコアＯＦａの内部に形成されていてもよい。
【００５８】
また、反射素子ＲＥとして、板状部材の表面または内部に凹凸面を含む回折格子を用いてもよい。このような凹凸面で光を反射する回折格子においては、レーザ光の入射角αと回折角β（反射角）とは回折格子の法線に対して対称ではない。sinα−sinβ＝ｍλ／ｄで示される回折条件を満たす場合に、回折したレーザ光は強めあう。ここで、λはレーザ光の波長であり、ｄは凹凸の周期であり、ｍは回折の次数である。ｍ＝０の場合、レーザ光は入射してきた方向に反射（回折）され、また、波長分離ができないので、本実施形態には利用できない。ｍ≠０の場合、レーザ光の入射角αと回折角βが異なる。それゆえ、対をなす一方のＬＤチップからのレーザ光が角αで反射素子ＲＥに入射し、他方のＬＤチップからのレーザ光が角βで入射するように配置すればよい。これにより、一方のＬＤチップからのレーザ光の一部は反射素子ＲＥの凹凸面で反射（回折）し、他方のＬＤチップに帰還する。逆も同様である。
【００５９】
また、反射素子ＲＥとして、光ファイバＯＦの入射端面上に、特定の波長の光の一部を反射する多層膜のコーティングを形成してもよい。なお、多層膜の層数は多い方が好ましい。層数が多ければ、多層膜によって選択的に反射される帯域が狭くなるためである。多層膜の厚さが薄い等の理由により、自発的にレーザ発振条件を満たす光路長が見つからない場合、レーザ発振条件を満たすために反射素子ＲＥを光軸方向に位置調整してもよい。
【００６０】
また、Ｆ軸コリメートレンズＦＡＣ１〜ＦＡＣ１０、Ｓ軸コリメートレンズＳＡＣ１〜ＳＡＣ１０、２連ミラーＭ１〜Ｍ１０、基板Ｂ、Ｆ軸集束レンズＦＬ、および／または、Ｓ軸集光レンズＳＬは、必須ではなく、省略してもよい。対のＬＤチップからのレーザビームが、反射素子ＲＥの光軸に対して対称に入射するよう、ＬＤチップが配置されていればよい。
【００６１】
また、反射素子ＲＥと光ファイバＯＦとの間にレンズを設けてもよい。この場合、反射素子ＲＥに集束された後、反射素子ＲＥを通過したレーザビームが、レンズによって再度光ファイバＯＦの入射端面に集束される。
【００６２】
また、複数のレーザ素子として、複数のＬＤチップの代わりに、半導体レーザバーに含まれる複数のレーザ出射部（発光点）を用いることができる。この場合、半導体レーザバーの複数のレーザ出射部を、それぞれレーザ素子と見なすことができる。また、ＬＤチップのような半導体レーザ素子に限らず、任意のレーザ素子を用いることができる。なお、ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０を隙間なく並べてもよい。これにより、帰還するレーザビームのスポットに拡がりがあったとしても、効率よくレーザビームを利用することができる。
【００６３】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態では、Ｆ軸集束レンズに入射する前の複数のレーザビームの光軸が互いに平行に揃っている点が実施形態１と異なる。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００６４】
図５は、本実施形態のＬＤモジュール２におけるレーザビームの光路を模式的に示す斜視図である。ＬＤモジュール２は、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０と、複数の２連ミラー（第１ミラーＭ１１〜Ｍ１０１および第２ミラーＭ１２〜Ｍ１０２）と、Ｆ軸集束レンズＦＬと、反射素子ＲＥと、光ファイバＯＦとを備えている。ＬＤモジュール２は、実施形態１のＬＤモジュール１と同様に、複数のＦ軸コリメートレンズ、複数のＳ軸コリメートレンズ、基板、およびＳ軸集光レンズを備えるが、これらの図示は省略している。一点鎖線はレーザビームの光路を示す。光路上の矢印はレーザビームの進行方向を示し、両側に矢尻の付いた矢印はＦ軸の方向を示す。
【００６５】
ＬＤモジュール２では、第２ミラーＭ１２〜Ｍ１０２で反射された複数のレーザビームの光軸は、互いに平行になっている。平行な複数のレーザビームが、Ｆ軸集束レンズＦＬの光軸に対して対称に、Ｆ軸集束レンズＦＬに入射する。Ｆ軸集束レンズＦＬは、これらのレーザビームを反射素子ＲＥに集束させる。対をなすＬＤチップからのレーザビームは、反射素子ＲＥの反射面の法線に対して対称に、反射素子ＲＥに入射する。各ＬＤチップ（例えばＬＤ１）からのレーザビームの一部（特定の波長の光の一部）は、反射素子ＲＥによって、該ＬＤチップと対をなすＬＤチップ（例えばＬＤ１０）に反射される。そのため、特定の波長のレーザビームが対をなすＬＤチップに帰還することにより、各ＬＤチップは、該ＬＤチップと対をなすＬＤチップの出力波長を固定する。なお、反射素子ＲＥを通過したレーザビームは、光ファイバＯＦのコアの中に入射する。
【００６６】
〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。本実施形態では、光学系の配置が上述の実施形態とは異なる。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００６７】
図６は、本実施形態のＬＤモジュール３におけるレーザビームの光路を模式的に示す斜視図である。ＬＤモジュール３は、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０と、複数の第３ミラーＭ１３〜Ｍ１０３と、Ｆ軸集束レンズＦＬと、反射素子ＲＥと、光ファイバＯＦとを備えている。ＬＤモジュール３は、実施形態１のＬＤモジュール１と同様に、複数のＦ軸コリメートレンズ、複数のＳ軸コリメートレンズ、基板、およびＳ軸集光レンズを備えるが、これらの図示は省略している。一点鎖線はレーザビームの光路を示す。光路上の矢印はレーザビームの進行方向を示し、両側に矢尻の付いた矢印はＦ軸の方向を示す。
【００６８】
ＬＤモジュール３では、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０は、ｘ軸およびｙ軸のそれぞれの方向に互いにずれて配置される。ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０のこのような配置を実現するために、例えば、基板上に配置された階段状の台座を用いることができる。このように複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０のｘ軸における位置がずれている場合、第３ミラーＭ１３〜Ｍ１０３のぞれぞれを基板上（またはｚｘ平面に平行な台上）に設けることができるため、第３ミラーＭ１３〜Ｍ１０３のそれぞれの向きを個別に調整することが容易である。なお、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０は、ｘ軸における位置が揃っていてもよい。複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０から出射されるレーザビームのＦ軸は、ｙ軸に平行である。
【００６９】
第３ミラーＭ１３〜Ｍ１０３の反射面は、ｚｘ平面に対して垂直であり、該反射面の法線はｚ軸に対して４５°の角度をなす。複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０からｚ軸正方向に出射されたレーザビームは、それぞれ対応する第３ミラーＭ１３〜Ｍ１０３によってｘ軸負方向に反射される。第３ミラーＭ１３〜Ｍ１０３で反射された後、各レーザビームのＦ軸は、ｙ軸に平行であり、複数のレーザビームはｙ軸方向に並ぶ。これらのレーザビームの光軸は、互いに平行である。そのため、Ｆ軸集束レンズＦＬの向きが実施形態１とは異なる。Ｆ軸集束レンズＦＬは、これらのレーザビームを反射素子ＲＥに集束させる。上述の実施形態と同様に、各ＬＤチップ（例えばＬＤ１）からのレーザビームの一部（特定の波長の光の一部）は、反射素子ＲＥによって、該ＬＤチップと対をなすＬＤチップ（例えばＬＤ１０）に反射される。これにより、各ＬＤチップの出力波長は特定の波長に固定される。ＬＤモジュール３では、２連ミラーの代わりに第３ミラーを用いるため、ミラーの構成を簡単にすることができる。
【００７０】
〔実施形態４〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。本実施形態では、Ｆ軸集束レンズに入射する前の複数のレーザビームの光軸が互いに平行ではない点が実施形態３と異なる。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００７１】
図７は、本実施形態のＬＤモジュール４におけるレーザビームの光路を模式的に示す斜視図である。ＬＤモジュール４は、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０と、複数の第３ミラーＭ１３〜Ｍ１０３と、Ｆ軸集束レンズＦＬと、反射素子ＲＥと、光ファイバＯＦとを備えている。ＬＤモジュール４は、実施形態１のＬＤモジュール１と同様に、複数のＦ軸コリメートレンズ、複数のＳ軸コリメートレンズ、基板、およびＳ軸集光レンズを備えるが、これらの図示は省略している。一点鎖線はレーザビームの光路を示す。光路上の矢印はレーザビームの進行方向を示し、両側に矢尻の付いた矢印はＦ軸の方向を示す。第３ミラーＭ１３〜Ｍ１０３の横側の軸及び矢印は、第３ミラーＭ１３〜Ｍ１０３のそれぞれが、基準の向き（実施形態３における第３ミラーの向き）から回転していることを示す。
【００７２】
第３ミラーＭ１３〜Ｍ１０３は、ｚｘ平面に対して少し傾いている。そのため、第３ミラーＭ１３〜Ｍ１０３で反射された後、複数のレーザビームの光軸は、互いに平行ではなく、複数のレーザビームの光軸の延長は反射素子ＲＥよりも遠い１点で交わる。Ｆ軸集束レンズＦＬは、これらのレーザビームを反射素子ＲＥに集束させる。上述の実施形態と同様に、各ＬＤチップ（例えばＬＤ１）からのレーザビームの一部（特定の波長の光の一部）は、反射素子ＲＥによって、該ＬＤチップと対をなすＬＤチップ（例えばＬＤ１０）に反射される。これにより、各ＬＤチップの出力波長は特定の波長に固定される。
【００７３】
ＬＤモジュール４では、レーザビームの交差点をＦ軸集束レンズＦＬの焦点よりも手前に形成することができる。これにより、Ｆ軸集束レンズＦＬに入射する複数のレーザビームが平行である場合と比べて、反射素子ＲＥおよび光ファイバＯＦの入射端面をＦ軸集束レンズＦＬに近づけることができる。その結果、ＬＤモジュール４を小型化することができる。
【００７４】
また、ＬＤモジュール４では、Ｆ軸集束レンズＦＬに入射する複数のレーザビームが平行である場合と比べて、Ｆ軸集束レンズＦＬの光軸と各レーザビームの光軸との間隔を小さくすることができる。これにより、Ｆ軸集束レンズＦＬの収差によって、出力ビーム束の集束が阻害されたり、各出力ビームの収斂が阻害されたりすることを回避することができる。その結果、ＬＤモジュール４におけるＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０と光ファイバＯＦとの結合効率を高効率化することができる。また、各ＬＤチップからのレーザビームの一部を、対をなすＬＤチップに効率よく帰還させることができる。
【００７５】
〔実施形態５〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。本実施形態では、光学系の配置が上述の実施形態とは異なる。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００７６】
図８は、本実施形態のＬＤモジュール５におけるレーザビームの光路を模式的に示す斜視図である。ＬＤモジュール５は、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０と、Ｆ軸集束レンズＦＬと、反射素子ＲＥと、光ファイバＯＦとを備えている。ＬＤモジュール５は、実施形態１のＬＤモジュール１と同様に、複数のＦ軸コリメートレンズ、複数のＳ軸コリメートレンズ、基板、およびＳ軸集光レンズを備えるが、これらの図示は省略している。一点鎖線はレーザビームの光路を示す。光路上の矢印はレーザビームの進行方向を示し、両側に矢尻の付いた矢印はＦ軸の方向を示す。
【００７７】
ＬＤモジュール５では、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０は、ｙ軸方向に並んで配置される。複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０から出射されるレーザビームのＦ軸は、ｙ軸に平行である。各ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０は、ｚ軸正方向にレーザビームを出射する。
【００７８】
複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０から出射されたレーザビームは、互いに平行である。Ｆ軸集束レンズＦＬは、これらのレーザビームを反射素子ＲＥに集束させる。上述の実施形態と同様に、各ＬＤチップ（例えばＬＤ１）からのレーザビームの一部（特定の波長の光の一部）は、反射素子ＲＥによって、該ＬＤチップと対をなすＬＤチップ（例えばＬＤ１０）に反射される。これにより、各ＬＤチップの出力波長は特定の波長に固定される。ＬＤモジュール５では、複数のレーザビームの進行方向を変えるミラー（２連ミラーまたは第３ミラー）を省くことができる。
【００７９】
〔実施形態６〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。本実施形態では、Ｆ軸集束レンズに入射する前の複数のレーザビームの光軸が互いに平行ではない点が実施形態５と異なる。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００８０】
図９は、本実施形態のＬＤモジュール６におけるレーザビームの光路を模式的に示す斜視図である。ＬＤモジュール６は、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０と、Ｆ軸集束レンズＦＬと、反射素子ＲＥと、光ファイバＯＦとを備えている。ＬＤモジュール６は、実施形態１のＬＤモジュール１と同様に、複数のＦ軸コリメートレンズ、複数のＳ軸コリメートレンズ、基板、およびＳ軸集光レンズを備えるが、これらの図示は省略している。一点鎖線はレーザビームの光路を示す。光路上の矢印はレーザビームの進行方向を示し、両側に矢尻の付いた矢印はＦ軸の方向を示す。ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０の横側の軸及び矢印は、ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０のそれぞれの出射方向が、基準の向き（ｚ軸方向）から回転していることを示す。
【００８１】
ＬＤモジュール６では、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０は、ｙ軸方向に並んで配置される。各ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０は、略ｚ軸正方向（ｚｙ面内）にレーザビームを出射するが、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０から出射されたレーザビームは、互いに平行ではない。
【００８２】
複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０から出射されたレーザビームの光軸の延長は反射素子ＲＥよりも遠い１点で交わる。Ｆ軸集束レンズＦＬは、これらのレーザビームを反射素子ＲＥに集束させる。上述の実施形態と同様に、各ＬＤチップ（例えばＬＤ１）からのレーザビームの一部（特定の波長の光の一部）は、反射素子ＲＥによって、該ＬＤチップと対をなすＬＤチップ（例えばＬＤ１０）に反射される。これにより、各ＬＤチップの出力波長は特定の波長に固定される。
【００８３】
〔実施形態７〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。本実施形態では、光学系の配置が上述の実施形態とは異なる。なお、説明の便宜上、上述の実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００８４】
図１０は、本実施形態のＬＤモジュール７におけるレーザビームの光路を模式的に示す斜視図である。ＬＤモジュール７は、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０と、集束レンズＦＬ１と、反射素子ＲＥと、光ファイバＯＦとを備えている。ＬＤモジュール７は、実施形態１のＬＤモジュール１と同様に、複数のＦ軸コリメートレンズ、複数のＳ軸コリメートレンズ、および基板を備えるが、これらの図示は省略している。一点鎖線はレーザビームの光路を示す。光路上の矢印はレーザビームの進行方向を示し、両側に矢尻の付いた矢印はＦ軸の方向を示す。
【００８５】
ＬＤモジュール７では、ＬＤチップＬＤ１、ＬＤ１０は、ｙ軸方向に並んで配置され、ＬＤチップＬＤ２、ＬＤ９は、ｘ軸方向に並んで配置される。複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０から出射されるレーザビームのＦ軸は、ｙ軸に平行である。各ＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０は、ｚ軸正方向にレーザビームを出射する。
【００８６】
複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０から出射されたレーザビームは、互いに平行である。集束レンズＦＬ１は、これらのレーザビームを反射素子ＲＥに集束させる。なお、集束レンズＦＬ１は、Ｆ軸方向のビーム径が反射素子ＲＥにおいて略最小になるように、かつ、Ｓ軸方向のビーム径が反射素子ＲＥにおいて略最小になるように、これらのレーザビームを集束する。集束レンズＦＬ１は、複数のレンズから構成されていてもよい。
【００８７】
複数のレーザビームは、集束レンズＦＬ１の光軸を中心とするｘｙ平面における１つの円上を通過する。ＬＤチップＬＤ１からのレーザビームの光軸と、ＬＤチップＬＤ１０からのレーザビームの光軸とは、ｚｙ平面に平行で、かつ、集束レンズＦＬ１の光軸に対して対称である。それゆえ、ＬＤチップＬＤ１からのレーザビームと、ＬＤチップＬＤ１０からのレーザビームとは、反射素子ＲＥの光軸に対して互いに対称に反射素子ＲＥに入射する。
【００８８】
同様に、ＬＤチップＬＤ２からのレーザビームの光軸と、ＬＤチップＬＤ９からのレーザビームの光軸とは、ｚｘ平面に平行で、かつ、集束レンズＦＬ１の光軸に対して対称である。それゆえ、ＬＤチップＬＤ２からのレーザビームと、ＬＤチップＬＤ９からのレーザビームとは、反射素子ＲＥの光軸に対して互いに対称に反射素子ＲＥに入射する。すなわち、複数のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０からのレーザビームは、１つの円錐の側面上を通るように反射素子ＲＥに入射する。
【００８９】
上述の実施形態と同様に、各ＬＤチップ（例えばＬＤ１）からのレーザビームの一部（特定の波長の光の一部）は、反射素子ＲＥによって、該ＬＤチップと対をなすＬＤチップ（例えばＬＤ１０）に反射される。ＬＤモジュール７では、ある対のＬＤチップＬＤ１、ＬＤ１０からのレーザビームの反射素子ＲＥへの入射角と、別の対のＬＤチップＬＤ２、ＬＤ９からのレーザビームの反射素子ＲＥへの入射角とを、同じにすることができる。これにより、複数のＬＤチップの出力波長は特定の波長に固定される。
【００９０】
なお、さらに別のＬＤチップの対をＬＤモジュール７に追加してもよい。追加されるＬＤチップの対は、一方のＬＤチップからのレーザビームと他方のＬＤチップからのレーザビームとが集束レンズＦＬ１の光軸に対して対称になるように、配置される。例えば、追加されるＬＤチップの対は、他のＬＤチップＬＤ１〜ＬＤ１０と同じ円上に、集束レンズＦＬ１の光軸を挟んで対称に配置される。
【００９１】
本実施形態のように、少なくとも２対のＬＤチップからのレーザビームが、１つの円錐の側面上を通るように反射素子ＲＥに入射することにより、各対において、一方のＬＤチップのレーザビームを他方のＬＤチップのレーザビームに帰還させることができる。また、各レーザビームの反射素子ＲＥへの入射角を同じにすることができる。それゆえ、複数のＬＤチップの出力波長を特定の波長に精度よく固定することができる。
【００９２】
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】
【００９３】
本発明は、レーザ装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１〜７                ＬＤモジュール（レーザ装置）
ＬＤ１〜ＬＤ１０      ＬＤチップ（レーザ素子）
ＦＡＣ１〜ＦＡＣ１０  Ｆ軸コリメートレンズ
ＳＡＣ１〜ＳＡＣ１０  Ｓ軸コリメートレンズ
Ｍ１〜Ｍ１０          ２連ミラー
Ｍｉ１                第１ミラー
Ｍｉ２                第２ミラー
ＦＬ                  Ｆ軸集束レンズ
ＦＬ１                集束レンズ
ＯＦ                  光ファイバ
ＲＥ                  反射素子
ＳＬ                  Ｓ軸集光レンズ
【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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