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JP7316098B2 - Semiconductor laser module and laser processing equipment - Google Patents

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JP7316098B2
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Description

本開示は、半導体レーザモジュール及びレーザ加工装置に関する。 The present disclosure relates to a semiconductor laser module and a laser processing apparatus.

例えば、光出力が1ワットを超えるような非常に高いパワーの光を出射する光源ユニットの開発が進んでいる。特に指向性の優れた光を効率よく出射させる光源ユニットは様々な用途への適用が検討されている。このような指向性の優れた光を出射する光源ユニットに用いる光源として、半導体発光装置が挙げられる。半導体発光装置は、半導体レーザ素子に代表される、光導波路を有する半導体発光素子と、半導体発光素子が搭載されるパッケージなどとを備える。例えば、InAlGaP系、InAlGaAs系などの化合物半導体を用いた半導体発光装置は、溶接装置、加工装置、レーザスクライビング装置、薄膜のアニール装置などの産業用加工装置の光源や、ディスプレイの長波長光源、LiDAR(Light Detection and Ranging)用赤外光源として開発が進められている。またInAlGaN系などの窒化物半導体を用いた半導体発光装置は、レーザディスプレイやプロジェクションマッピング用のプロジェクタなどの画像表示装置の光源や、白色固体光源の励起光源として開発が進められている。例えば、励起光源としての半導体発光装置と、蛍光体とを組み合わせた光源ユニットは、高い輝度の白色光を出射させることができる。このため、このような光源ユニットは、プロジェクタや車両前照灯などの光源として開発が進められている。 For example, the development of light source units that emit extremely high-power light with an optical output exceeding 1 watt is progressing. In particular, light source units that efficiently emit light with excellent directivity are being studied for application to various uses. As a light source used in a light source unit that emits light with such excellent directivity, a semiconductor light emitting device can be cited. A semiconductor light emitting device includes a semiconductor light emitting element having an optical waveguide, typically a semiconductor laser element, and a package on which the semiconductor light emitting element is mounted. For example, semiconductor light emitting devices using compound semiconductors such as InAlGaP and InAlGaAs are used as light sources for industrial processing equipment such as welding equipment, processing equipment, laser scribing equipment, and thin film annealing equipment, long wavelength light sources for displays, and LiDAR. (Light Detection and Ranging) is being developed as an infrared light source. Semiconductor light-emitting devices using nitride semiconductors such as InAlGaN-based semiconductors are being developed as light sources for image display devices such as laser displays and projectors for projection mapping, and as excitation light sources for white solid-state light sources. For example, a light source unit that combines a semiconductor light emitting device as an excitation light source and a phosphor can emit white light with high brightness. For this reason, such light source units are being developed as light sources for projectors, vehicle headlights, and the like.

これらの光源ユニットは、例えば、合計数ワットを超えるような非常に高いパワーの光を小さな発光部から出射させる必要がある。このような高いパワーの光を得るために、複数の光源を用いる構成が採用され得る。この場合、光源ユニットに配置された複数の光源から出射される光を効率よく結合させる構造についてもさまざまな工夫が必要となる。 These light source units are required to emit very high power light, for example over several watts in total, from small emitters. In order to obtain light of such high power, a configuration using multiple light sources may be employed. In this case, it is necessary to devise a structure for efficiently combining the light emitted from the plurality of light sources arranged in the light source unit.

上記のような課題に対し、例えば、特許文献1には複数の半導体レーザ素子を組み合わせたレーザ光源の構造について提案がなされている。 In order to address the above problems, for example, Patent Document 1 proposes a structure of a laser light source in which a plurality of semiconductor laser elements are combined.

特許文献1に記載されたレーザ光源においては、複数の半導体レーザ素子を複数の階段状支持部に配置している。これにより、複数の半導体レーザ素子からの複数のレーザ光の各々と、他のレーザ光の光路に配置された光学素子とが干渉することを抑制しながら、複数のレーザ光をファスト軸方向に互いに隣接させて、つまり、複数のレーザ光をファスト軸方向に束ねて伝搬させようとしている。 In the laser light source disclosed in Patent Document 1, a plurality of semiconductor laser elements are arranged on a plurality of stepped support portions. Accordingly, while suppressing interference between each of the plurality of laser beams from the plurality of semiconductor laser elements and the optical element arranged in the optical path of the other laser beam, the plurality of laser beams are directed to each other in the fast axis direction. A plurality of laser beams are being bundled and propagated adjacent to each other, that is, in the fast axis direction.

特開2009―170881号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-170881

しかしながら、特許文献1に記載されたレーザ光源においては、複数の半導体レーザ素子を、高さの異なる階段状の支持部に配置するため、半導体レーザ素子の実装が困難である。 However, in the laser light source described in Patent Document 1, since a plurality of semiconductor laser elements are arranged on stepped support portions having different heights, it is difficult to mount the semiconductor laser elements.

本開示は、このような課題を解決するものであり、複数のレーザ光を束ねて出射する半導体レーザモジュールにおいて、半導体レーザ素子の実装を容易化することを目的とする。 An object of the present disclosure is to solve such problems, and to facilitate mounting of a semiconductor laser element in a semiconductor laser module that bundles and emits a plurality of laser beams.

上記課題を解決するために、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様は、底面を有する筐体と、前記底面に配置され、第1上面を有する第1ベースと、前記第1上面に配置され、第1発光点を有する第1半導体レーザ素子と、前記第1上面に配置され、第2発光点を有する第2半導体レーザ素子と、前記第1発光点から出射される第1レーザ光を偏向する第1偏向素子と、前記第2発光点から出射される第2レーザ光を偏向する第2偏向素子とを備え、前記第1上面は、前記底面に対して0より大きい第1角度だけ傾斜しており、前記第1発光点の前記底面からの距離は、前記第2発光点の前記底面からの距離よりも大きく、前記第1発光点及び前記第2発光点の各々のニアフィールドパターンの長手方向は、前記第1上面と平行である。 In order to solve the above problems, one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure is a housing having a bottom surface, a first base disposed on the bottom surface and having a first top surface, and a first base disposed on the first top surface. a first semiconductor laser element having a first light emitting point; a second semiconductor laser element disposed on the first upper surface and having a second light emitting point; and deflecting the first laser light emitted from the first light emitting point. and a second deflection element for deflecting the second laser beam emitted from the second light emitting point, wherein the first top surface is inclined by a first angle larger than 0 with respect to the bottom surface. and the distance of the first light emitting point from the bottom surface is greater than the distance of the second light emitting point from the bottom surface, and the near field pattern of each of the first light emitting point and the second light emitting point The longitudinal direction is parallel to the first upper surface.

このように、第1半導体レーザ素子と第2半導体レーザ素子とを同一面上に実装するため、実装を容易化できる。また、各発光点の底面からの距離を異ならせることで、二つのレーザ光を底面に平行な方向に伝搬させる場合に、二つのレーザ光が重なることを抑制できる。 In this manner, since the first semiconductor laser element and the second semiconductor laser element are mounted on the same surface, mounting can be facilitated. In addition, by making the distances of the light emitting points different from the bottom surface, it is possible to prevent the two laser beams from overlapping each other when the two laser beams are propagated in a direction parallel to the bottom surface.

また、第1発光点及び第2発光点の各々のニアフィールドパターンの長手方向は、各半導体レーザ素子の半導体層の積層方向と垂直であり、一般に、積層方向は、半導体レーザ素子の基板の主面に垂直である。このため、第1発光点及び第2発光点の各々のニアフィールドパターンの長手方向を第1上面と平行とすることで、半導体レーザ素子の基板の主面と第1上面とが平行になるように、各半導体レーザ素子を実装できる。したがって、各半導体レーザ素子の第1上面への実装を容易化できる。 The longitudinal direction of the near-field pattern of each of the first light emitting point and the second light emitting point is perpendicular to the stacking direction of the semiconductor layers of each semiconductor laser device. perpendicular to the face. Therefore, by making the longitudinal directions of the near-field patterns of the first light emitting point and the second light emitting point parallel to the first upper surface, the main surface of the substrate of the semiconductor laser element and the first upper surface are made parallel. , each semiconductor laser element can be mounted. Therefore, mounting of each semiconductor laser element on the first upper surface can be facilitated.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様は、底面を有する筐体と、前記底面に配置され、第1上面を有する第1ベースと、前記第1上面に配置され、第1発光点及び第2発光点を有する半導体レーザ素子と、前記第1発光点から出射される第1レーザ光を偏向する第1偏向素子と、前記第2発光点から出射される第2レーザ光を偏向する第2偏向素子とを備え、前記第1上面は、前記底面に対して0より大きい第1角度で傾斜しており、前記第1発光点の前記底面からの距離は、前記第2発光点の前記底面からの距離よりも大きく、前記第1発光点及び前記第2発光点の各々のニアフィールドパターンの長手方向は、前記第1上面と平行である。 Further, one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure includes a housing having a bottom surface, a first base arranged on the bottom surface and having a first upper surface, a first light emitting point arranged on the first upper surface, and a semiconductor laser element having a second light emitting point; a first deflection element for deflecting the first laser light emitted from the first light emitting point; and a second light emitting point for deflecting the second laser light emitted from the second light emitting point. 2 deflection elements, wherein the first top surface is inclined at a first angle greater than 0 with respect to the bottom surface, and the distance of the first light emitting point from the bottom surface is the distance of the second light emitting point from the bottom surface; A longitudinal direction of the near-field pattern of each of the first light emitting point and the second light emitting point is parallel to the first top surface, which is greater than the distance from the bottom surface.

このように、複数の発光点を有する半導体レーザ素子を第1上面に実装するため、複数の半導体レーザ素子を実装する場合より実装を容易化できる。また、各発光点の底面からの距離を異ならせることで、二つのレーザ光を底面に平行な方向に伝搬させる場合に、二つのレーザ光が重なることを抑制できる。 Since the semiconductor laser element having a plurality of light emitting points is mounted on the first upper surface in this manner, mounting can be made easier than when a plurality of semiconductor laser elements are mounted. In addition, by making the distances of the light emitting points different from the bottom surface, it is possible to prevent the two laser beams from overlapping each other when the two laser beams are propagated in a direction parallel to the bottom surface.

また、一般に、第1発光点及び第2発光点の各々のニアフィールドパターンの長手方向は、半導体レーザ素子の半導体層の積層方向と垂直であり、積層方向は、半導体レーザ素子の基板の主面に垂直である。このため、第1発光点及び第2発光点の各々のニアフィールドパターンの長手方向を第1上面と平行とすることで、半導体レーザ素子の基板の主面と第1上面とが平行になるように、半導体レーザ素子を実装できる。したがって、半導体レーザ素子の第1上面への実装を容易化できる。 In general, the longitudinal direction of the near-field pattern of each of the first light emitting point and the second light emitting point is perpendicular to the stacking direction of the semiconductor layers of the semiconductor laser device, and the stacking direction is the main surface of the substrate of the semiconductor laser device. is perpendicular to Therefore, by making the longitudinal directions of the near-field patterns of the first light emitting point and the second light emitting point parallel to the first upper surface, the main surface of the substrate of the semiconductor laser element and the first upper surface are made parallel. A semiconductor laser element can be mounted on the substrate. Therefore, mounting of the semiconductor laser element on the first upper surface can be facilitated.

また、半導体レーザ素子が各発光点を有することにより、発光点間の距離を低減できるため、半導体レーザモジュールの小型化が可能となる。また、半導体レーザ素子が各発光点を有することにより、発光点間の相対的な位置ずれを低減できる。 Moreover, since the semiconductor laser element has each light emitting point, the distance between the light emitting points can be reduced, so that the size of the semiconductor laser module can be reduced. Moreover, since the semiconductor laser element has each light emitting point, it is possible to reduce the relative positional deviation between the light emitting points.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第1角度は、57度より小さくてもよい。 In one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the first angle may be smaller than 57 degrees.

これにより、半導体レーザモジュールの底面からの高さが大きくなり過ぎることを抑制できる。 As a result, it is possible to prevent the height from the bottom surface of the semiconductor laser module from becoming too large.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第1発光点及び前記第2発光点は、前記第1上面と平行な同一平面上に位置してもよい。 In one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the first light emitting point and the second light emitting point may be positioned on the same plane parallel to the first upper surface.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第1レーザ光及び前記第2レーザ光は、前記底面と平行に伝搬してもよい。 In one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the first laser beam and the second laser beam may propagate parallel to the bottom surface.

これにより、第1レーザ光及び第2レーザ光の各々の底面からの距離を一定に維持できる。ここで、第1発光点及び第2発光点の底面からの距離が異なることから、各レーザ光が底面と平行に伝搬することで、各レーザ光が互いに重なること、及び、各レーザ光が底面と干渉することを抑制できる。また、各レーザ光のニアフィールドパターンの長手方向の傾斜が第1角度である場合には、各レーザ光が底面と平行に伝搬することで、各レーザ光が、第1上面から一定の距離を保ったまま伝搬できる。 Thereby, the distance from the bottom surface of each of the first laser beam and the second laser beam can be kept constant. Here, since the distances from the bottom surface of the first light-emitting point and the second light-emitting point are different, the respective laser beams propagate parallel to the bottom surface, so that the respective laser beams overlap each other, and the respective laser beams overlap the bottom surface. can be prevented from interfering with Further, when the inclination of the longitudinal direction of the near-field pattern of each laser beam is the first angle, each laser beam propagates parallel to the bottom surface, so that each laser beam extends a certain distance from the first top surface. It can be propagated while maintaining.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第1偏向素子で偏向された第1偏向光及び前記第2偏向素子で偏向された第2偏向光は、前記底面と平行に伝搬してもよい。 In one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the first polarized light deflected by the first deflecting element and the second polarized light deflected by the second deflecting element propagate parallel to the bottom surface. may

各偏向光が底面と平行に伝搬することで、各偏向光が底面と干渉することを抑制できる。各偏向光の底面からの距離が異なる場合には、各偏向光が互いに重なることを抑制できる。 By propagating each polarized light parallel to the bottom surface, each polarized light can be suppressed from interfering with the bottom surface. If the distances from the bottom surface of each polarized light are different, it is possible to prevent the polarized lights from overlapping each other.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第1偏向光は、前記第2偏向素子の上方を前記底面と平行に伝搬してもよい。 Further, in one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the first polarized light may propagate above the second deflection element parallel to the bottom surface.

これにより、二つの偏向光を高さ方向に配列させることが可能となる。 This makes it possible to arrange the two polarized light beams in the height direction.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第1偏向光及び前記第2偏向光を集光する第1集光素子をさらに備えてもよい。 Moreover, in one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, a first condensing element that condenses the first polarized light and the second polarized light may be further provided.

これにより、第1偏向光と第2偏向光とをより狭い領域に収束させることができる。 Thereby, the first polarized light and the second polarized light can be converged in a narrower area.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第1偏向光及び前記第2偏向光は、前記第1集光素子によって細長い形状に集光され、前記細長い形状の長手方向は、前記底面に対して、前記第1角度で傾斜してもよい。 Further, in one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the first polarized light and the second polarized light are condensed into an elongated shape by the first condensing element, and the longitudinal direction of the elongated shape is the It may be inclined at the first angle with respect to the bottom surface.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記筐体に接続された光ファイバをさらに備え、前記第1偏向光及び前記第2偏向光は、前記筐体内部に配置された前記光ファイバの一方の端面に集光されてもよい。 Further, in one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, an optical fiber connected to the housing is further provided, and the first polarized light and the second polarized light are the light arranged inside the housing. It may be focused on one end face of the fiber.

これにより、第1偏向光及び第2偏向光を一つの光ファイバで筐体の外部に伝搬できる。 Thereby, the first polarized light and the second polarized light can be propagated to the outside of the housing through one optical fiber.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第1発光点と前記第1偏向素子との間に配置される第2集光素子を有してもよい。 Further, in one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, it may have a second condensing element arranged between the first light emitting point and the first deflection element.

これにより、第1レーザ光の発散を抑制できる。 Thereby, divergence of the first laser light can be suppressed.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第2集光素子は、前記第1レーザ光をコリメートしてもよい。 In one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the second light collecting element may collimate the first laser light.

これにより、第1レーザ光のビーム径を所定の値に維持できるため、第1レーザ光が第1上面などと干渉することを抑制できる。また、第1偏向素子の寸法をビーム径に合わせる必要があるため、ビーム径を維持することで、第1偏向素子の大型化を抑制できる。 As a result, the beam diameter of the first laser light can be maintained at a predetermined value, so that interference of the first laser light with the first upper surface and the like can be suppressed. In addition, since it is necessary to match the size of the first deflecting element with the beam diameter, it is possible to suppress an increase in the size of the first deflecting element by maintaining the beam diameter.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第2集光素子は、前記第1レーザ光の前記第1上面と垂直な方向の発散を減少させるファスト軸コリメータレンズと、前記第1レーザ光の前記第1上面と平行な方向の発散を減少させるスロー軸コリメータレンズとを含み、前記スロー軸コリメータレンズは、前記ファスト軸コリメータレンズと前記第1偏向素子との間に配置されてもよい。 In one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the second light collecting element includes a fast-axis collimator lens that reduces divergence of the first laser light in a direction perpendicular to the first upper surface; a slow-axis collimator lens for reducing divergence of laser light in a direction parallel to the first top surface, the slow-axis collimator lens being disposed between the fast-axis collimator lens and the first deflection element. good.

このようにファスト軸コリメータレンズとスロー軸コリメータレンズとを備えることで、第1レーザ光をファスト軸方向及びスロー軸方向の両方向においてコリメートできる。また、ファスト軸コリメータレンズをスロー軸コリメータレンズよりも発光点に近い位置に配置することで、発散角度が大きいファスト軸方向のビーム径を低減できる。 By providing the fast-axis collimator lens and the slow-axis collimator lens in this way, the first laser light can be collimated in both the fast-axis direction and the slow-axis direction. Also, by arranging the fast-axis collimator lens at a position closer to the light emitting point than the slow-axis collimator lens, the beam diameter in the fast-axis direction, which has a large divergence angle, can be reduced.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記底面に配置され、第2上面を有する第2ベースをさらに備え、前記第2上面に、前記第1偏向素子及び前記第2偏向素子が配置されてもよい。 In one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the second base is arranged on the bottom surface and has a second upper surface, and the first deflection element and the second deflection element are arranged on the second upper surface. may be placed.

このように、第1ベースと第2ベースとを備えることで、各ベースを小型化でき、かつ、各ベースの構成の自由度を高めることができる。 By providing the first base and the second base in this way, each base can be made smaller, and the degree of freedom in the configuration of each base can be increased.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第2上面は、前記底面に対して傾斜していてもよい。 In one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the second top surface may be inclined with respect to the bottom surface.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第2上面は、前記底面に対して前記第1角度で傾斜していてもよい。 In one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the second top surface may be inclined at the first angle with respect to the bottom surface.

これにより、第1上面及び第2上面の傾斜角を揃えることができるため、各素子の設計及び位置決めを容易化できる。 As a result, the inclination angles of the first upper surface and the second upper surface can be made uniform, thereby facilitating the design and positioning of each element.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第1ベースと前記第2ベースとは一体に形成されていてもよい。 Further, in one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the first base and the second base may be integrally formed.

これにより、半導体レーザ素子と偏向素子との位置ずれを抑制できる。 As a result, positional deviation between the semiconductor laser element and the deflection element can be suppressed.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第1偏向素子が配置される前記第2上面上の位置における前記底面からの距離は、前記第2偏向素子が配置される前記第2上面上の位置における前記底面からの距離よりも大きくてもよい。 Further, in one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the distance from the bottom surface at the position on the second top surface where the first deflection element is arranged is the second distance on which the second deflection element is arranged. It may be greater than the distance from the bottom surface at a location on the top surface.

これにより、各偏向素子を底面に直接配置する場合より、各偏向素子を小型化でき、かつ、各偏向素子の寸法の差を低減できる。 As a result, each deflection element can be made smaller and the dimensional difference between the deflection elements can be reduced as compared with the case where each deflection element is directly arranged on the bottom surface.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第1偏向素子の前記第2上面と対向する面及び前記第2偏向素子の前記第2上面と対向する面は、前記底面に対して傾斜していてもよい。 Further, in one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, a surface of the first deflecting element facing the second upper surface and a surface of the second deflecting element facing the second upper surface are arranged with respect to the bottom surface. It may be slanted.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第1偏向素子及び前記第2偏向素子は、一体に形成されていてもよい。 In one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the first deflection element and the second deflection element may be integrally formed.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第1偏向素子及び前記第2偏向素子の各々は、ミラーであってもよい。 In one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, each of the first deflection element and the second deflection element may be a mirror.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記第1偏向素子及び前記第2偏向素子の各々は、プリズムであってもよい。 In one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, each of the first deflection element and the second deflection element may be a prism.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記筐体は、天面部を有してもよい。 Further, in one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the housing may have a top surface.

また、本開示に係る半導体レーザモジュールの一態様において、前記筐体の内部は、気密空間であってもよい。 Further, in one aspect of the semiconductor laser module according to the present disclosure, the inside of the housing may be an airtight space.

これにより、筐体内に埃などが進入することを低減できる。また、筐体内の雰囲気を安定化できるため、各素子の劣化を抑制できる。 As a result, it is possible to reduce the entry of dust and the like into the housing. Moreover, since the atmosphere in the housing can be stabilized, deterioration of each element can be suppressed.

また、本開示に係るレーザ加工装置の一態様は、上記半導体レーザモジュールを有し、前記第1偏向光及び前記第2偏向光が前記光ファイバの他方の端面から出射される。 In one aspect of the laser processing apparatus according to the present disclosure, the semiconductor laser module is provided, and the first polarized light and the second polarized light are emitted from the other end surface of the optical fiber.

これにより、複数のレーザ光を集光して一つの光ファイバから出射できる高出力のレーザ加工装置を実現できる。 This makes it possible to realize a high-output laser processing apparatus capable of condensing a plurality of laser beams and emitting them from one optical fiber.

本開示によれば、複数のレーザ光を束ねて出射する半導体レーザモジュールにおいて、半導体レーザ素子の実装を容易化できる。 According to the present disclosure, in a semiconductor laser module that bundles and emits a plurality of laser beams, mounting of a semiconductor laser element can be facilitated.

図1は、実施の形態1に係る半導体レーザモジュールの全体構成を示す模式的な斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing the overall configuration of a semiconductor laser module according to Embodiment 1. FIG. 図2は、実施の形態1に係る半導体レーザモジュールの第1上面の平面視における平面図である。FIG. 2 is a plan view of the first upper surface of the semiconductor laser module according to the first embodiment. 図3は、実施の形態1に係る第1半導体レーザ素子の構成を示す斜視図である。3 is a perspective view showing the configuration of the first semiconductor laser device according to Embodiment 1. FIG. 図4は、実施の形態1に係る第1半導体レーザ素子の構成及び実装態様を示す模式的な側面図である。FIG. 4 is a schematic side view showing the configuration and mounting mode of the first semiconductor laser device according to Embodiment 1. FIG. 図5は、実施の形態1に係るファスト軸コリメータレンズの構成を示す模式的な側面図である。5 is a schematic side view showing the configuration of the fast-axis collimator lens according to Embodiment 1. FIG. 図6は、実施の形態1に係るスロー軸コリメータレンズの構成を示す模式的な平面図である。6 is a schematic plan view showing the configuration of the slow-axis collimator lens according to Embodiment 1. FIG. 図7は、比較例に係る半導体レーザモジュールの構成を示す模式的な側面図である。FIG. 7 is a schematic side view showing the configuration of a semiconductor laser module according to a comparative example. 図8は、実施の形態1に係る半導体レーザモジュールの構成の特徴を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing features of the configuration of the semiconductor laser module according to the first embodiment. 図9は、実施の形態1に係る半導体レーザモジュールの各偏向素子付近における各レーザ光の光路などを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing optical paths of laser beams near deflection elements of the semiconductor laser module according to the first embodiment. 図10は、実施の形態1に係る光ファイバの一方の端面に入射される各偏向光の断面形状を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the cross-sectional shape of each polarized light incident on one end face of the optical fiber according to the first embodiment. 図11Aは、実施の形態1の変形例1に係る半導体レーザモジュールの各偏向素子の形状を示す第1の側面図である。11A is a first side view showing the shape of each deflection element of the semiconductor laser module according to Modification 1 of Embodiment 1. FIG. 図11Bは、実施の形態1の変形例1に係る半導体レーザモジュールの各偏向素子の形状を示す第1上面の平面視における平面図である。11B is a plan view of the first upper surface showing the shape of each deflection element of the semiconductor laser module according to Modification 1 of Embodiment 1. FIG. 図11Cは、実施の形態1の変形例1に係る半導体レーザモジュールの各偏向素子の形状を示す第2の側面図である。11C is a second side view showing the shape of each deflection element of the semiconductor laser module according to Modification 1 of Embodiment 1. FIG. 図12は、実施の形態1の変形例1に係る第1偏向素子の形状を示す図である。12A and 12B are diagrams showing the shape of the first deflection element according to Modification 1 of Embodiment 1. FIG. 図13は、実施の形態1の変形例2に係る半導体レーザモジュールの各偏向素子が配置される第2ベースの構成を示す側面図である。13 is a side view showing a configuration of a second base on which deflection elements of the semiconductor laser module according to Modification 2 of Embodiment 1 are arranged. FIG. 図14は、実施の形態1の変形例3に係る半導体レーザモジュールの各偏向素子及び第2ベースの構成を示す側面図である。14 is a side view showing the configuration of each deflection element and the second base of the semiconductor laser module according to Modification 3 of Embodiment 1. FIG. 図15は、実施の形態2に係る半導体レーザモジュールの第1上面の平面視における平面図である。FIG. 15 is a plan view of the first upper surface of the semiconductor laser module according to the second embodiment. 図16は、実施の形態2に係る半導体レーザモジュールの各偏向素子付近における各レーザ光の光路などを示す図である。FIG. 16 is a diagram showing optical paths of laser beams near deflection elements of the semiconductor laser module according to the second embodiment. 図17は、実施の形態2に係る光ファイバの一方の端面に入射される各偏向光の断面形状を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing the cross-sectional shape of each polarized light incident on one end surface of the optical fiber according to the second embodiment. 図18Aは、実施の形態3係る半導体レーザモジュールの第1上面の平面視における平面図である。18A is a plan view of the first upper surface of the semiconductor laser module according to Embodiment 3. FIG. 図18Bは、実施の形態3係る半導体レーザモジュールの各偏向素子の形状を示す第1の側面図である。18B is a first side view showing the shape of each deflection element of the semiconductor laser module according to Embodiment 3. FIG. 図18Cは、実施の形態3係る半導体レーザモジュールの各偏向素子の形状を示す第2の側面図である。18C is a second side view showing the shape of each deflection element of the semiconductor laser module according to Embodiment 3. FIG. 図19は、実施の形態3に係る各発光点の位置を示す側面図である。19 is a side view showing the position of each light emitting point according to Embodiment 3. FIG. 図20Aは、実施の形態4に係る半導体レーザモジュールの第1上面の平面視における平面図である。20A is a plan view of the first upper surface of the semiconductor laser module according to Embodiment 4. FIG. 図20Bは、実施の形態4に係る偏向素子アレイの形状を示す第1の側面図である。20B is a first side view showing the shape of the deflection element array according to Embodiment 4. FIG. 図20Cは、実施の形態4に係る偏向素子アレイの形状を示す第2の側面図である。20C is a second side view showing the shape of the deflection element array according to the fourth embodiment. FIG. 図21は、実施の形態4に係る各発光点の位置を示す側面図である。21 is a side view showing the position of each light emitting point according to Embodiment 4. FIG. 図22は、実施の形態5に係る半導体レーザモジュールの構成を示す斜視図である。22 is a perspective view showing the configuration of a semiconductor laser module according to Embodiment 5. FIG. 図23は、実施の形態5に係る半導体レーザモジュールの構成を示す上面図である。23 is a top view showing the configuration of a semiconductor laser module according to Embodiment 5. FIG.

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、及び、構成要素の配置位置や接続形態などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments described below is a specific example of the present disclosure. Therefore, the numerical values, shapes, materials, constituent elements, and arrangement positions and connection forms of the constituent elements shown in the following embodiments are examples and are not intended to limit the present disclosure.

また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。 Each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated. Therefore, the scales and the like are not always the same in each drawing. In addition, in each figure, the same code|symbol is attached|subjected to the substantially same structure, and the overlapping description is abbreviate|omitted or simplified.

(実施の形態1)
実施の形態1に係る半導体レーザモジュール及びレーザ加工装置について説明する。
(Embodiment 1)
A semiconductor laser module and a laser processing apparatus according to Embodiment 1 will be described.

[1-1.全体構成]
まず、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールの全体構成について図面を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール1の全体構成を示す模式的な斜視図である。図1においては、半導体レーザモジュール1の筐体90の天面部95を分解した状態の斜視図が示されている。なお、図1においては、半導体レーザモジュール1の筐体90の底面93bに垂直な方向をY軸方向とし、Y軸方向に垂直な方向のうち、第1半導体レーザ素子から出射される第1レーザ光の出射方向に平行な方向をZ軸方向とし、Y軸方向及びZ軸方向に垂直な方向をX軸方向としている。また、各図において、X軸の正の方向、Y軸の正の方向と、Z軸の正の方向は、右手系座標系となるように描かれている。以下に示す図についても同様である。
[1-1. overall structure]
First, the overall configuration of the semiconductor laser module according to this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing the overall configuration of a semiconductor laser module 1 according to this embodiment. In FIG. 1, a perspective view of a disassembled top surface portion 95 of a housing 90 of the semiconductor laser module 1 is shown. In FIG. 1, the direction perpendicular to the bottom surface 93b of the housing 90 of the semiconductor laser module 1 is defined as the Y-axis direction. The direction parallel to the light emission direction is defined as the Z-axis direction, and the direction perpendicular to the Y-axis direction and the Z-axis direction is defined as the X-axis direction. In each figure, the positive direction of the X-axis, the positive direction of the Y-axis, and the positive direction of the Z-axis are drawn in a right-handed coordinate system. The same applies to the figures shown below.

本実施の形態に係る半導体レーザモジュール1は、複数のレーザ光を束ねて出射するモジュールである。半導体レーザモジュール1は、筐体90と、第1ベース61と、第1半導体レーザ素子11と、第2半導体レーザ素子12と、第1偏向素子51と、第2偏向素子52とを備える。本実施の形態では、半導体レーザモジュール1は、第3半導体レーザ素子13と、第3偏向素子53と、サブマウント21~23と、ファスト軸コリメータレンズ31~33と、スロー軸コリメータレンズ41~43と、第1集光素子71と、光ファイバ80と、光ファイバ保持部84とをさらに備える。 A semiconductor laser module 1 according to the present embodiment is a module that bundles and emits a plurality of laser beams. The semiconductor laser module 1 includes a housing 90 , a first base 61 , a first semiconductor laser element 11 , a second semiconductor laser element 12 , a first deflection element 51 and a second deflection element 52 . In this embodiment, the semiconductor laser module 1 includes a third semiconductor laser element 13, a third deflection element 53, submounts 21 to 23, fast axis collimator lenses 31 to 33, slow axis collimator lenses 41 to 43. , a first condensing element 71 , an optical fiber 80 , and an optical fiber holding portion 84 .

筐体90は、底面93bを有し、底面93bに配置される各光学素子を収容するケースである。本実施の形態では、筐体90の内部は気密空間である。これにより、筐体90内に埃などが進入することを低減できる。また、筐体90内の雰囲気を安定化できるため、各素子の劣化を抑制できる。筐体90内の雰囲気は例えば、ドライエアであってもよい。筐体90は、例えば、Cu又はCu系合金などで形成される。筐体90は、本体91と、天面部95とを有する。本体91は、開口を有する有底筒状の部材であり、側壁部92と、底部93とを有する。 The housing 90 is a case that has a bottom surface 93b and accommodates each optical element arranged on the bottom surface 93b. In this embodiment, the inside of the housing 90 is an airtight space. As a result, entry of dust into the housing 90 can be reduced. Moreover, since the atmosphere in the housing 90 can be stabilized, deterioration of each element can be suppressed. The atmosphere inside the housing 90 may be, for example, dry air. The housing 90 is made of, for example, Cu or a Cu-based alloy. The housing 90 has a main body 91 and a top portion 95 . The main body 91 is a bottomed tubular member having an opening, and has a side wall portion 92 and a bottom portion 93 .

底部93は、筐体90の底に位置する板状の部分である。底部93は、筐体90の内側に位置する面が底面93bを有する。本実施の形態では、底面93bは、長方形状の平面である。 The bottom portion 93 is a plate-like portion positioned at the bottom of the housing 90 . The bottom portion 93 has a bottom surface 93 b located inside the housing 90 . In this embodiment, the bottom surface 93b is a rectangular flat surface.

側壁部92は、底面93bの周縁において、底面93bに対して垂直に立設された壁状の部分である。本実施の形態では、断面が長方形状の筒状部材である。側壁部92には、光ファイバ保持部84によって保持された、光ファイバ80が接続されている。より具体的には、側壁部92には、光ファイバ保持部84の直径と同程度の直径の孔が設けられており、当該孔に光ファイバ保持部84が固定され、光ファイバ保持部84の長手方向に垂直な断面の中心に光ファイバ80が挿入されている。光ファイバ80の一方の端面は筐体90内に配置されている。 The side wall portion 92 is a wall-like portion erected perpendicularly to the bottom surface 93b on the periphery of the bottom surface 93b. In this embodiment, it is a cylindrical member having a rectangular cross section. An optical fiber 80 held by an optical fiber holding portion 84 is connected to the side wall portion 92 . More specifically, the side wall portion 92 is provided with a hole having a diameter approximately equal to the diameter of the optical fiber holding portion 84 , and the optical fiber holding portion 84 is fixed to the hole. An optical fiber 80 is inserted in the center of the cross section perpendicular to the longitudinal direction. One end face of the optical fiber 80 is arranged inside the housing 90 .

天面部95は、本体91の開口を覆う板状の部分である。本実施の形態では、天面部95は、長方形状の板状部材である。 The top surface portion 95 is a plate-like portion that covers the opening of the main body 91 . In this embodiment, the top surface portion 95 is a rectangular plate member.

第1ベース61は、筐体90の底面93bに配置され、第1上面61tを有する部材である。第1ベース61は、筐体90の底面93bに対向して配置される第1底面61bをさらに有する。第1上面61tは、筐体90の底面93bに対して0より大きい第1角度θ1だけ傾斜している。本実施の形態では、第1ベース61は、平面状の第1底面61bと、第1底面61bに対して第1角度θ1だけ傾斜している平面状の第1上面61tとを有する楔型(三角柱)の部材である。ここで、第1角度θ1は、0度より大きく、90度未満であれば特に限定されないが、57度より小さくてもよい。これにより、半導体レーザモジュール1の底面93bからの高さが大きくなり過ぎることを抑制できる。また、第1角度θ1は、2度以上であってもよい。このように第1上面61tの傾斜を大きくすることにより、第1半導体レーザ素子11及び第2半導体レーザ素子12の底面93bからの距離の差を所定の値以上とするために必要な第1上面61tの寸法を低減できる。 The first base 61 is a member arranged on the bottom surface 93b of the housing 90 and having a first top surface 61t. The first base 61 further has a first bottom surface 61b arranged to face the bottom surface 93b of the housing 90 . The first top surface 61t is inclined with respect to the bottom surface 93b of the housing 90 by a first angle θ1 greater than zero. In the present embodiment, the first base 61 has a wedge shape (or triangular prism). Here, the first angle θ1 is not particularly limited as long as it is greater than 0 degrees and less than 90 degrees, but may be less than 57 degrees. This can prevent the height of the semiconductor laser module 1 from the bottom surface 93b from becoming too large. Also, the first angle θ1 may be 2 degrees or more. By increasing the inclination of the first top surface 61t in this way, the first top surface necessary for making the difference in distance from the bottom surface 93b of the first semiconductor laser element 11 and the second semiconductor laser element 12 to a predetermined value or more is increased. The size of 61t can be reduced.

なお、本実施の形態では、第1上面61tは、平面形状を有するが、完全な平面でなくてもよく、一部に凹部、凸部などが形成されていてもよい。例えば、第1上面61tに、各素子の配置位置を示すアライメントマークなどが形成されていてもよい。 Although the first upper surface 61t has a planar shape in the present embodiment, it may not be a perfect plane, and may have concave portions, convex portions, or the like formed in part thereof. For example, an alignment mark or the like indicating the arrangement position of each element may be formed on the first upper surface 61t.

第1ベース61を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、アルミウムや銅などの熱伝導率が高い材料であってもよい。 The material forming the first base 61 is not particularly limited, but may be, for example, a material with high thermal conductivity such as aluminum or copper.

以下、半導体レーザモジュール1が備える各光学素子の構成について、図1に加えて図2を用いて説明する。図2は、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール1の第1上面61tの平面視における平面図である。図2において、Z軸に垂直で第1上面61tと平行な方向をX1軸方向とし、Z軸及びX1軸と垂直な方向をY1軸方向としている。つまり、X軸とX1軸とがなす角、及び、Y軸とY1軸とがなす角は、第1角度θ1である。以下の図においても同様である。 The configuration of each optical element included in the semiconductor laser module 1 will be described below with reference to FIG. 2 in addition to FIG. FIG. 2 is a plan view of the first upper surface 61t of the semiconductor laser module 1 according to the present embodiment. In FIG. 2, the direction perpendicular to the Z-axis and parallel to the first upper surface 61t is defined as the X1-axis direction, and the direction perpendicular to the Z-axis and the X1-axis is defined as the Y1-axis direction. That is, the angle between the X axis and the X1 axis and the angle between the Y axis and the Y1 axis are the first angle θ1. The same applies to the following figures.

図2に示されるように、第1半導体レーザ素子11、第2半導体レーザ素子12及び第3半導体レーザ素子13は、第1上面61tに配置され、それぞれ、第1発光点11r、第2発光点12r及び第3発光点13rを有する半導体レーザ素子である。第1発光点11r、第2発光点12r及び第3発光点13rからは、それぞれ、第1レーザ光L11、第2レーザ光L12、及び、第3レーザ光L13が底面93bに平行な方向(図1及び図2のZ軸方向)に出射される。 As shown in FIG. 2, the first semiconductor laser element 11, the second semiconductor laser element 12, and the third semiconductor laser element 13 are arranged on the first upper surface 61t, and have a first light emitting point 11r and a second light emitting point 11r, respectively. 12r and a third light emitting point 13r. From the first light emitting point 11r, the second light emitting point 12r, and the third light emitting point 13r, the first laser light L11, the second laser light L12, and the third laser light L13 are directed parallel to the bottom surface 93b (Fig. 1 and the Z-axis direction in FIG. 2).

なお、本明細書内において、「平行」との記載が表す状態には、完全に平行な状態だけでなく、実質的に平行な状態も含まれる。例えば、完全に平行な状態から5度以下程度だけ角度がずれている状態も「平行」との記載が表す状態に含まれる。「垂直」との記載についても、同様であり、「垂直」との記載が表す状態には、完全に垂直な状態だけでなく、実質的に垂直な状態も含まれる。例えば、完全に垂直な状態から5度以下程度だけ角度がずれている状態も「垂直」との記載が表す状態に含まれる。 In this specification, the state represented by the description “parallel” includes not only a completely parallel state but also a substantially parallel state. For example, the state represented by the description “parallel” also includes a state in which the angle is shifted by about 5 degrees or less from the completely parallel state. The same applies to the description of "perpendicular", and the state represented by the description of "perpendicular" includes not only a completely vertical state but also a substantially vertical state. For example, the state represented by the description “perpendicular” also includes a state in which the angle is shifted by about 5 degrees or less from the completely vertical state.

本実施の形態では、第1半導体レーザ素子11、第2半導体レーザ素子12及び第3半導体レーザ素子13は、それぞれ、サブマウント21、22及び23を介して第1上面61tに配置される。このとき、第1発光点11r、第2発光点12r及び第3発光点13rは、X1軸方向に等間隔に配置される。図2に示されるように、第1上面61tにアライメントマークAmが形成され、アライメントマークAmに合わせて、各半導体レーザ素子が位置決めされてもよい。 In this embodiment, the first semiconductor laser element 11, the second semiconductor laser element 12 and the third semiconductor laser element 13 are arranged on the first upper surface 61t via the submounts 21, 22 and 23, respectively. At this time, the first light emitting point 11r, the second light emitting point 12r, and the third light emitting point 13r are arranged at equal intervals in the X1 axis direction. As shown in FIG. 2, an alignment mark Am may be formed on the first upper surface 61t, and each semiconductor laser element may be positioned according to the alignment mark Am.

以下、第1半導体レーザ素子11について、図3及び図4を用いて説明する。図3は、本実施の形態に係る第1半導体レーザ素子11の構成を示す斜視図である。図4は、本実施の形態に係る第1半導体レーザ素子11の構成及び実装態様を示す模式的な側面図である。図4には、サブマウント21を介して第1上面61t上に配置された第1半導体レーザ素子11の出射面11e側の面が示されている。 The first semiconductor laser element 11 will be described below with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the first semiconductor laser device 11 according to this embodiment. FIG. 4 is a schematic side view showing the configuration and mounting mode of the first semiconductor laser device 11 according to this embodiment. FIG. 4 shows the emission surface 11e side of the first semiconductor laser element 11 arranged on the first upper surface 61t with the submount 21 interposed therebetween.

図3及び図4に示されるように、第1半導体レーザ素子11は、直方体状の形状を有し、サブマウント21に実装される。図4に示されるように、第1半導体レーザ素子11は、n側電極11enと、n側半導体層11nと、活性層11aと、p側半導体層11pと、p側電極11epと、電流ブロック層11iとを有する。 As shown in FIGS. 3 and 4 , the first semiconductor laser element 11 has a rectangular parallelepiped shape and is mounted on a submount 21 . As shown in FIG. 4, the first semiconductor laser element 11 includes an n-side electrode 11en, an n-side semiconductor layer 11n, an active layer 11a, a p-side semiconductor layer 11p, a p-side electrode 11ep, and a current blocking layer. 11i.

n側電極11enは、n側半導体層11nに接続される電極である。n側半導体層11nは、n型の半導体層を主に含む層である。図4に示される例では、n側半導体層11nは、n型半導体からなる基板を含む。活性層11aは、第1半導体レーザ素子11の発光層である。p側半導体層11pは、p型の半導体層を主に含む層である。p側電極11epは、p側半導体層11pに接続される電極である。電流ブロック層11iは、電流狭窄のための絶縁層である。 The n-side electrode 11en is an electrode connected to the n-side semiconductor layer 11n. The n-side semiconductor layer 11n is a layer mainly including an n-type semiconductor layer. In the example shown in FIG. 4, the n-side semiconductor layer 11n includes a substrate made of an n-type semiconductor. The active layer 11 a is a light emitting layer of the first semiconductor laser element 11 . The p-side semiconductor layer 11p is a layer mainly including a p-type semiconductor layer. The p-side electrode 11ep is an electrode connected to the p-side semiconductor layer 11p. The current blocking layer 11i is an insulating layer for current confinement.

本実施の形態では、第1半導体レーザ素子11は、サブマウント21にジャンクションダウン実装される。つまり、n型基板から遠い側のp側電極11epが、サブマウント21上に形成された電極21pに接続される。一方、n側電極11enは、図3に示されるように、サブマウント21上に形成された電極21nとボンディングワイヤ21wを介して接続される。サブマウント21上に形成され、互いに絶縁された電極21p及び21nには、それぞれ高電位及び低電位が印加される。これにより、第1半導体レーザ素子11に電圧が印加され、第1発光点11rから第1レーザ光L11が出射される。ここで、第1レーザ光L11のファスト軸方向及びスロー軸方向は、それぞれY1軸及びX1軸に平行な方向となる。 In this embodiment, the first semiconductor laser element 11 is junction-down mounted on the submount 21 . That is, the p-side electrode 11ep on the far side from the n-type substrate is connected to the electrode 21p formed on the submount 21. FIG. On the other hand, the n-side electrode 11en is connected to an electrode 21n formed on the submount 21 via a bonding wire 21w, as shown in FIG. A high potential and a low potential are applied to electrodes 21p and 21n formed on the submount 21 and insulated from each other, respectively. As a result, a voltage is applied to the first semiconductor laser element 11, and the first laser light L11 is emitted from the first light emitting point 11r. Here, the fast axis direction and the slow axis direction of the first laser beam L11 are directions parallel to the Y1 axis and the X1 axis, respectively.

なお、第2半導体レーザ素子12及び第3半導体レーザ素子13についても、第1半導体レーザ素子11と同様に、それぞれ、サブマウント22及び23に実装される。 The second semiconductor laser element 12 and the third semiconductor laser element 13 are also mounted on submounts 22 and 23, respectively, in the same manner as the first semiconductor laser element 11. As shown in FIG.

第1半導体レーザ素子11、第2半導体レーザ素子12及び第3半導体レーザ素子13は、それぞれ、同一の構成を有していてもよいし、異なる構成を有していてもよい。例えば、各半導体レーザ素子は、互いに異なる材料で形成された半導体層を有し、互いに異なる波長のレーザ光を出射してもよい。本実施の形態では、各半導体レーザ素子は、いずれも紫外又は青色の波長帯域のレーザ光を出射する窒化物系半導体レーザ素子である。図2に示されるように、各半導体レーザ素子の共振器長L1は、例えば、4.0mm程度であり、各半導体レーザ素子の幅(図2のX1軸方向の寸法)W1は、例えば、0.4mm程度である。また、隣り合う発光点間の距離D1は、例えば、3.5mm程度である。このように、距離D1が比較的大きい場合には、第1ベース61の第1角度θ1が小さくても発光点間の高さの差を大きくできる。本実施の形態のように、距離D1が3.5mm以上である場合には、第1角度θ1は、3度以上12度以下であってもよい。 The first semiconductor laser element 11, the second semiconductor laser element 12, and the third semiconductor laser element 13 may each have the same configuration, or may have different configurations. For example, each semiconductor laser element may have semiconductor layers made of different materials and emit laser light with different wavelengths. In this embodiment, each semiconductor laser element is a nitride semiconductor laser element that emits laser light in the ultraviolet or blue wavelength band. As shown in FIG. 2, the cavity length L1 of each semiconductor laser element is, for example, about 4.0 mm, and the width (dimension in the X1-axis direction in FIG. 2) W1 of each semiconductor laser element is, for example, 0 mm. 0.4 mm. Also, the distance D1 between adjacent light emitting points is, for example, about 3.5 mm. Thus, when the distance D1 is relatively large, the difference in height between the light emitting points can be increased even if the first angle θ1 of the first base 61 is small. As in this embodiment, when the distance D1 is 3.5 mm or more, the first angle θ1 may be 3 degrees or more and 12 degrees or less.

サブマウント21~23は、半導体レーザ素子が実装される部材である。本実施の形態では、サブマウント21は、図3及び図4に示されるように、板状の形状を有し、上面に電極21p及び21nが形成される。サブマウント21は、例えば、ダイヤモンド基板やSiC基板やAlN基板などの熱伝導率が高く、絶縁性の材料で形成される。図示しないが、サブマウント22及び23についても、サブマウント21と同様の構成を有する。各サブマウントの長さ(各半導体レーザ素子の共振器長方向の長さ)L2、及び、幅(図2のX1軸方向の寸法)W2は、例えば、それぞれ、4.5mm程度、及び、2.0mm程度である。 The submounts 21 to 23 are members on which semiconductor laser elements are mounted. In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the submount 21 has a plate-like shape, and electrodes 21p and 21n are formed on the upper surface. The submount 21 is made of an insulating material having high thermal conductivity, such as a diamond substrate, a SiC substrate, an AlN substrate, or the like. Although not shown, the submounts 22 and 23 also have the same configuration as the submount 21 . The length of each submount (the length of each semiconductor laser element in the resonator length direction) L2 and the width (dimension in the X1-axis direction in FIG. 2) W2 are, for example, about 4.5 mm and about 2 mm, respectively. 0 mm.

図4に示すように、サブマウント21の幅方向、第1半導体レーザ素子11の幅方向、及び、第1半導体レーザ素子11の第1発光点11rの長手方向は、底面93bに対して、第1角度θ1で傾いている。 As shown in FIG. 4, the width direction of the submount 21, the width direction of the first semiconductor laser element 11, and the longitudinal direction of the first light emitting point 11r of the first semiconductor laser element 11 are arranged in the same direction as the bottom surface 93b. It is tilted by one angle θ1.

第1偏向素子51は、第1発光点11rから出射される第1レーザ光L11を偏向する素子である。本実施の形態では、第1偏向素子51は、ミラーであり、図2に示されるように、第1レーザ光L11を底面93bに平行な面内において約90度偏向して、第1偏向光L21とする。より具体的には、第1偏向素子51は、底面93bに垂直な平面状の反射面51rを有する平面ミラーであり、反射面51rは、第1レーザ光L11に対して45度傾けられている。 The first deflection element 51 is an element that deflects the first laser beam L11 emitted from the first light emitting point 11r. In the present embodiment, the first deflection element 51 is a mirror, and as shown in FIG. 2, deflects the first laser beam L11 by about 90 degrees in a plane parallel to the bottom surface 93b to L21. More specifically, the first deflecting element 51 is a plane mirror having a planar reflecting surface 51r perpendicular to the bottom surface 93b, and the reflecting surface 51r is inclined by 45 degrees with respect to the first laser beam L11. .

第2偏向素子52は、第2発光点12rから出射される第2レーザ光L12を偏向する素子である。本実施の形態では、第2偏向素子52は、ミラーであり、図2に示されるように、第2レーザ光L12を底面93bに平行な面内において約90度偏向して、第2偏向光L22とする。より具体的には、第2偏向素子52は、底面93bに垂直な平面状の反射面52rを有する平面ミラーであり、反射面52rは、第2レーザ光L12に対して45度傾けられている。 The second deflection element 52 is an element that deflects the second laser beam L12 emitted from the second light emitting point 12r. In the present embodiment, the second deflection element 52 is a mirror, and as shown in FIG. 2, deflects the second laser beam L12 by about 90 degrees in a plane parallel to the bottom surface 93b to obtain the second deflected light beam L12. L22. More specifically, the second deflecting element 52 is a plane mirror having a planar reflecting surface 52r perpendicular to the bottom surface 93b, and the reflecting surface 52r is inclined by 45 degrees with respect to the second laser beam L12. .

第3偏向素子53は、第3発光点13rから出射される第3レーザ光L13を偏向する素子である。本実施の形態では、第3偏向素子53は、ミラーであり、図2に示されるように、第3レーザ光L13を底面93bに平行な面内において約90度偏向して、第3偏向光L23とする。より具体的には、第3偏向素子53は、底面93bに垂直な平面状の反射面53rを有する平面ミラーであり、反射面53rは、第3レーザ光L13に対して45度傾けられている。 The third deflection element 53 is an element that deflects the third laser beam L13 emitted from the third light emitting point 13r. In the present embodiment, the third deflecting element 53 is a mirror, and as shown in FIG. 2, deflects the third laser beam L13 by about 90 degrees in a plane parallel to the bottom surface 93b to obtain the third deflected beam L23. More specifically, the third deflecting element 53 is a plane mirror having a planar reflecting surface 53r perpendicular to the bottom surface 93b, and the reflecting surface 53r is inclined 45 degrees with respect to the third laser beam L13. .

本実施の形態では、各偏向素子は、反射面51rと反射面52rとのX1軸方向の間隔が、反射面52rと反射面53rとのX1軸方向の間隔に等しくなるように、第1上面61t上に配置される。例えば、第1上面61tと接する各反射面の辺が、平行に等間隔に配置されることをいう。この場合、各偏向素子の第1上面61tと対向する面は、底面93bに対して傾斜している。各偏向素子の形状は、直方体の下方を第1上面61tで切り取った切頭四角柱である。また、第1偏向素子51が配置される第1上面61t上の位置における底面93bからの距離は、第2偏向素子52が配置される第1上面61t上の位置における底面93bからの距離よりも大きい。また、第2偏向素子52が配置される第1上面61t上の位置における底面93bからの距離は、第3偏向素子53が配置される第1上面61t上の位置における底面93bからの距離よりも大きい。 In the present embodiment, each deflection element has a first upper surface so that the distance between the reflecting surfaces 51r and 52r in the X1-axis direction is equal to the distance between the reflecting surfaces 52r and 53r in the X1-axis direction. 61t. For example, it means that the sides of each reflecting surface in contact with the first upper surface 61t are arranged in parallel at regular intervals. In this case, the surface of each deflection element facing the first upper surface 61t is inclined with respect to the bottom surface 93b. The shape of each deflecting element is a truncated square prism obtained by cutting the lower part of a rectangular parallelepiped with the first upper surface 61t. Further, the distance from the bottom surface 93b at the position on the first top surface 61t where the first deflection element 51 is arranged is greater than the distance from the bottom surface 93b at the position on the first top surface 61t where the second deflection element 52 is arranged. big. Further, the distance from the bottom surface 93b at the position on the first top surface 61t where the second deflection element 52 is arranged is greater than the distance from the bottom surface 93b at the position on the first top surface 61t where the third deflection element 53 is arranged. big.

各偏向素子の構成については、後で詳述する。 The configuration of each deflection element will be described in detail later.

第1集光素子71は、第1偏向光L21及び第2偏向光L22の光路上に配置され、第1偏向光L21及び第2偏向光L22を集光する素子である。本実施の形態では、第1集光素子71は、第3偏向光L23も集光する。第1集光素子71は、例えば、球面レンズである。第1集光素子71によって第1偏向光L21、第2偏向光L22及び第3偏向光L23をより狭い領域に収束させることができる。本実施の形態では、第1集光素子71は、光ファイバ80の一方の端面81と各偏向素子との間の底面93b上に設置され、第1集光素子71により、これらの偏向光を光ファイバ80の一方の端面81に収束させることができる。 The first condensing element 71 is arranged on the optical path of the first polarized light L21 and the second polarized light L22, and is an element that converges the first polarized light L21 and the second polarized light L22. In this embodiment, the first light collecting element 71 also collects the third polarized light L23. The first condensing element 71 is, for example, a spherical lens. The first condensing element 71 can converge the first polarized light L21, the second polarized light L22, and the third polarized light L23 into a narrower area. In this embodiment, the first condensing element 71 is installed on the bottom surface 93b between one end face 81 of the optical fiber 80 and each deflection element, and the first condensing element 71 converts these polarized lights into It can be converged on one end face 81 of the optical fiber 80 .

ファスト軸コリメータレンズ31、32及び33は、それぞれ、第1レーザ光L11、第2レーザ光L12及び第3レーザ光L13の第1上面61tと垂直な方向(図2のY1軸方向)の発散を減少させるレンズであり、X1軸方向に等間隔で配置される。ファスト軸コリメータレンズ31、32及び33が同一形状の場合、例えば、それぞれ第1レーザ光L11、第2レーザ光L12及び第3レーザ光L13を入射する平面の第1集光素子71側の第1上面61t側の角部が等間隔で配置されてもよい。また、例えば、ファスト軸コリメータレンズ31、32のスペースとファスト軸コリメータレンズ32、33のスペースとが同じ大きさであってもよい。ファスト軸コリメータレンズ31、32及び33として、各レーザ光の光軸方向に平行で、かつ、第1上面61tに垂直な断面において曲率を有するコリメータレンズを用いることができる。ファスト軸コリメータレンズ31、32及び33として、例えば、シリンドリカルレンズなどの非球面レンズを用いることができる。 The fast-axis collimator lenses 31, 32, and 33 diverge the first laser beam L11, the second laser beam L12, and the third laser beam L13 in a direction perpendicular to the first upper surface 61t (Y1-axis direction in FIG. 2), respectively. It is a decreasing lens and is arranged at regular intervals in the X1 axis direction. When the fast-axis collimator lenses 31, 32 and 33 have the same shape, for example, the first laser beam L11, the second laser beam L12 and the third laser beam L13 are incident on the first light collecting element 71 side of the plane, respectively. The corners on the upper surface 61t side may be arranged at regular intervals. Also, for example, the space between the fast axis collimator lenses 31 and 32 and the space between the fast axis collimator lenses 32 and 33 may be of the same size. As the fast-axis collimator lenses 31, 32 and 33, collimator lenses having a curvature in a cross section parallel to the optical axis direction of each laser beam and perpendicular to the first upper surface 61t can be used. As the fast-axis collimator lenses 31, 32 and 33, for example, aspherical lenses such as cylindrical lenses can be used.

ファスト軸コリメータレンズ31は、第1発光点11rと、第1偏向素子51との間に配置され、かつ、第1レーザ光L11をコリメートする第2集光素子に含まれる素子の一例である。ファスト軸コリメータレンズ32は、第2発光点12rと、第2偏向素子52との間に配置され、かつ、第2レーザ光L12をコリメートする第2集光素子に含まれる素子の一例である。ファスト軸コリメータレンズ33は、第3発光点13rと、第3偏向素子53との間に配置され、かつ、第3レーザ光L13をコリメートする第2集光素子に含まれる素子の一例である。 The fast-axis collimator lens 31 is an example of an element included in the second condensing element arranged between the first light emitting point 11r and the first deflection element 51 and collimating the first laser beam L11. The fast-axis collimator lens 32 is an example of an element included in the second condensing element arranged between the second light emitting point 12r and the second deflection element 52 and collimating the second laser beam L12. The fast-axis collimator lens 33 is an example of an element included in the second condensing element arranged between the third light emitting point 13r and the third deflection element 53 and collimating the third laser beam L13.

以下、本実施の形態に係るファスト軸コリメータレンズ31~33の詳細な構成について、図5を用いて説明する。図5は、本実施の形態に係るファスト軸コリメータレンズ31の構成を示す模式的な側面図である。図5には、第1上面61t、第1半導体レーザ素子11及びサブマウント21も併せて示されている。図5に示されるように、ファスト軸コリメータレンズ31は、第1レーザ光L11の光軸方向(図5のZ軸方向)に平行で、かつ、第1上面61tに垂直な断面において曲率を有するシリンドリカル平凸レンズである。ファスト軸コリメータレンズ31と第1上面61tの間に、スペーサー30Sが配置される。スペーサー30Sにより、ファスト軸コリメータレンズ31の高さ調整を容易に行うことができる。 A detailed configuration of the fast-axis collimator lenses 31 to 33 according to this embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic side view showing the configuration of the fast-axis collimator lens 31 according to this embodiment. FIG. 5 also shows the first upper surface 61t, the first semiconductor laser element 11, and the submount 21. As shown in FIG. As shown in FIG. 5, the fast-axis collimator lens 31 has a curvature in a cross section parallel to the optical axis direction of the first laser beam L11 (the Z-axis direction in FIG. 5) and perpendicular to the first upper surface 61t. It is a cylindrical plano-convex lens. A spacer 30S is positioned between the fast axis collimator lens 31 and the first top surface 61t. The spacer 30S facilitates height adjustment of the fast-axis collimator lens 31. FIG.

なお、ファスト軸コリメータレンズ32及び33についても、ファスト軸コリメータレンズ31と同様の構成を有する。 Note that the fast axis collimator lenses 32 and 33 also have the same configuration as the fast axis collimator lens 31 .

ここで、図5に示される例における第1レーザ光L11のビーム径の一例について説明する。例えば、第1レーザ光L11のファスト軸方向(図5のY1軸方向)におけるニアフィールドパターンのビーム径が2μmであり、広がり角が55度である場合について説明する。ファスト軸コリメータレンズ31の中心厚さLtが0.30mmであって、第1半導体レーザ素子11の出射面11eからファスト軸コリメータレンズ31の平面までの距離Lgを0.1mmとすると、ファスト軸コリメータレンズ31によってコリメートされた第1レーザ光L11のY1軸方向におけるビーム径Dfは、0.29mm程度となる。なお、ファスト軸コリメータレンズ31の曲面は、第1レーザ光L11をコリメートし得る非球面の形状を有すると仮定している。 Here, an example of the beam diameter of the first laser light L11 in the example shown in FIG. 5 will be described. For example, a case will be described where the beam diameter of the near-field pattern in the fast axis direction (Y1 axis direction in FIG. 5) of the first laser beam L11 is 2 μm and the spread angle is 55 degrees. Assuming that the center thickness Lt of the fast-axis collimator lens 31 is 0.30 mm and the distance Lg from the emission surface 11e of the first semiconductor laser element 11 to the plane of the fast-axis collimator lens 31 is 0.1 mm, the fast-axis collimator The beam diameter Df in the Y1-axis direction of the first laser beam L11 collimated by the lens 31 is approximately 0.29 mm. It is assumed that the curved surface of the fast-axis collimator lens 31 has an aspheric shape capable of collimating the first laser beam L11.

スロー軸コリメータレンズ41、42及び43は、それぞれ、第1レーザ光L11、第2レーザ光L12及び第3レーザ光L13の第1上面61tと平行な方向(図2のX1軸方向)の発散を減少させるレンズであり、X1軸方向に等間隔で配置される。スロー軸コリメータレンズ41、42及び43が同一形状の場合、例えば、それぞれ第1レーザ光L11、第2レーザ光L12及び第3レーザ光L13を入射する平面の第1集光素子71側の第1上面61t側の角部が等間隔で配置されてもよい。また、例えば、スロー軸コリメータレンズ41及び42の間隔と、スロー軸コリメータレンズ42及び43の間隔とが同じであってもよい。スロー軸コリメータレンズ41、42及び43として、各レーザ光の光軸方向に平行で、かつ、第1上面61tに平行な断面において曲率を有するコリメータレンズを用いることができる。スロー軸コリメータレンズ41、42及び43として、例えば、シリンドリカルレンズなどの非球面レンズを用いることができる。スロー軸コリメータレンズ41、42及び43の各々は、第2集光素子に含まれる素子の一例である。 The slow-axis collimator lenses 41, 42, and 43 diverge the first laser beam L11, the second laser beam L12, and the third laser beam L13 in a direction parallel to the first upper surface 61t (X1-axis direction in FIG. 2), respectively. It is a decreasing lens and is arranged at regular intervals in the X1 axis direction. When the slow-axis collimator lenses 41, 42, and 43 have the same shape, for example, the first laser beam L11, the second laser beam L12, and the third laser beam L13 are incident on the first laser beam L11, the second laser beam L12, and the third laser beam L13. The corners on the upper surface 61t side may be arranged at regular intervals. Also, for example, the interval between the slow-axis collimator lenses 41 and 42 and the interval between the slow-axis collimator lenses 42 and 43 may be the same. As the slow-axis collimator lenses 41, 42, and 43, collimator lenses having a curvature in a cross section parallel to the optical axis direction of each laser beam and parallel to the first upper surface 61t can be used. As the slow-axis collimator lenses 41, 42 and 43, for example, aspherical lenses such as cylindrical lenses can be used. Each of the slow-axis collimator lenses 41, 42 and 43 is an example of an element included in the second condensing element.

以下、本実施の形態に係るスロー軸コリメータレンズ41~43の詳細な構成について、図6を用いて説明する。図6は、本実施の形態に係るスロー軸コリメータレンズ41の構成を示す模式的な平面図である。図6には、第1上面61tの平面視における平面図が示されている。また、図6には、第1半導体レーザ素子11、サブマウント21及びファスト軸コリメータレンズ31も併せて示されている。図6に示されるように、スロー軸コリメータレンズ41は、第1レーザ光L11の光軸方向(図6のZ軸方向)に平行で、かつ、第1上面61tに平行(つまり、ZX1平面に平行)な断面において曲率を有するシリンドリカル平凸レンズである。なお、スロー軸コリメータレンズ42及び43についても、スロー軸コリメータレンズ41と同様の構成を有する。 A detailed configuration of the slow-axis collimator lenses 41 to 43 according to this embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic plan view showing the configuration of the slow-axis collimator lens 41 according to this embodiment. FIG. 6 shows a planar view of the first upper surface 61t. 6 also shows the first semiconductor laser element 11, the submount 21, and the fast axis collimator lens 31. FIG. As shown in FIG. 6, the slow-axis collimator lens 41 is parallel to the optical axis direction of the first laser beam L11 (Z-axis direction in FIG. 6) and parallel to the first upper surface 61t (that is, parallel to the ZX1 plane). It is a cylindrical plano-convex lens that has a curvature in a parallel cross section. Note that the slow-axis collimator lenses 42 and 43 also have the same configuration as the slow-axis collimator lens 41 .

ここで、図6に示される例における第1レーザ光L11のビーム径の一例について説明する。例えば、第1レーザ光L11のスロー軸方向(図6のX1軸方向)におけるニアフィールドパターンのビーム径が30μmであり、広がり角が25度である場合について説明する。スロー軸コリメータレンズ41の中心厚さが1.5mmであって、第1レーザ光L11の光軸方向(Z軸方向)における第1半導体レーザ素子11の出射面11eからスロー軸コリメータレンズ41の曲面までの距離Lsを6.0mmとすると、スロー軸コリメータレンズ41によってコリメートされた第1レーザ光L11のX1軸方向におけるビーム径Dsは、2.3mm程度となる。なお、スロー軸コリメータレンズ41の曲面は、第1レーザ光L11をコリメートし得る非球面の形状を有すると仮定している。 Here, an example of the beam diameter of the first laser beam L11 in the example shown in FIG. 6 will be described. For example, a case where the beam diameter of the near-field pattern in the slow axis direction (the X1 axis direction in FIG. 6) of the first laser beam L11 is 30 μm and the spread angle is 25 degrees will be described. The central thickness of the slow-axis collimator lens 41 is 1.5 mm, and the curved surface of the slow-axis collimator lens 41 extends from the emission surface 11e of the first semiconductor laser element 11 in the optical axis direction (Z-axis direction) of the first laser beam L11. Assuming that the distance Ls to 6.0 mm, the beam diameter Ds in the X1-axis direction of the first laser beam L11 collimated by the slow-axis collimator lens 41 is approximately 2.3 mm. It is assumed that the curved surface of the slow-axis collimator lens 41 has an aspheric shape capable of collimating the first laser beam L11.

以上のように、本実施の形態では、第2集光素子が、各ファスト軸コリメータレンズと各スロー軸コリメータレンズとを含む。これにより、各レーザ光をファスト軸方向及びスロー軸方向の両方向においてコリメートできる。 As described above, in this embodiment, the second condensing element includes each fast-axis collimator lens and each slow-axis collimator lens. Thereby, each laser beam can be collimated in both the fast axis direction and the slow axis direction.

本実施の形態では、コリメートされた各レーザ光の断面形状も、ニアフィールドパターンと同様に、細長い形状を有し、長手方向は、ニアフィールドパターンの長手方向と同一の方向となる。 In this embodiment, the cross-sectional shape of each collimated laser beam also has an elongated shape like the near-field pattern, and the longitudinal direction is the same as the longitudinal direction of the near-field pattern.

また、本実施の形態では、第2集光素子は、ファスト軸コリメータレンズ31~33及びスロー軸コリメータレンズ41~43を有し、各レーザ光をコリメートする。これにより、各レーザ光のビーム径を所定の値に維持できるため、各レーザ光が第1上面などと干渉することを抑制できる。また、各偏向素子の寸法をビーム径に合わせる必要があるため、ビーム径を維持することで、各偏向素子の大型化を抑制できる。 In addition, in the present embodiment, the second condensing element has fast axis collimator lenses 31 to 33 and slow axis collimator lenses 41 to 43 to collimate each laser beam. Thereby, since the beam diameter of each laser beam can be maintained at a predetermined value, it is possible to suppress interference of each laser beam with the first upper surface and the like. In addition, since it is necessary to match the size of each deflecting element with the beam diameter, maintaining the beam diameter can suppress the enlargement of each deflecting element.

また、本実施の形態においては、図1及び図2に示されるように、スロー軸コリメータレンズ41は、ファスト軸コリメータレンズ31と第1偏向素子51との間に配置される。また、スロー軸コリメータレンズ42は、ファスト軸コリメータレンズ32と第2偏向素子52との間に配置される。また、スロー軸コリメータレンズ43は、ファスト軸コリメータレンズ33と第3偏向素子53との間に配置される。このように、各ファスト軸コリメータレンズを各スロー軸コリメータレンズよりも発光点に近い位置に配置することで、発散角度が大きいファスト軸方向のビーム径を低減できる。 Also, in this embodiment, the slow-axis collimator lens 41 is arranged between the fast-axis collimator lens 31 and the first deflection element 51, as shown in FIGS. Also, the slow axis collimator lens 42 is positioned between the fast axis collimator lens 32 and the second deflection element 52 . Also, the slow axis collimator lens 43 is arranged between the fast axis collimator lens 33 and the third deflection element 53 . By arranging each fast-axis collimator lens at a position closer to the light-emitting point than each slow-axis collimator lens in this way, the beam diameter in the fast-axis direction, which has a large divergence angle, can be reduced.

光ファイバ80は、筐体90に接続された導光部材である。図1に示されるように、光ファイバ80の一方の端面81が筐体90の内部に配置される。本実施の形態では、第1集光素子71によって、端面81に第1偏向光L21、第2偏向光L22及び第3偏向光L23が集光される。光ファイバ80の端面81に集光された第1偏向光L21、第2偏向光L22及び第3偏向光L23は、光ファイバ80内を伝搬し、光ファイバ80の他方の端面82から出射される。このように、本実施の形態においては、第1偏向光L21、第2偏向光L22及び第3偏向光L23を一つの光ファイバ80で筐体の外部に伝搬できる。本実施の形態に係る半導体レーザモジュール1は、以上のような構成を有することから、レーザ加工装置として利用できる。これにより、複数のレーザ光を集光して一つの光ファイバから出射できる高出力のレーザ加工装置を実現できる。 The optical fiber 80 is a light guide member connected to the housing 90 . As shown in FIG. 1, one end face 81 of the optical fiber 80 is arranged inside the housing 90 . In the present embodiment, the first condensing element 71 converges the first polarized light L21, the second polarized light L22, and the third polarized light L23 on the end face 81. FIG. The first polarized light L21, the second polarized light L22, and the third polarized light L23 condensed on the end face 81 of the optical fiber 80 propagate through the optical fiber 80 and exit from the other end face 82 of the optical fiber 80. . Thus, in this embodiment, the first polarized light L21, the second polarized light L22, and the third polarized light L23 can be propagated to the outside of the housing through one optical fiber 80. FIG. Since the semiconductor laser module 1 according to the present embodiment has the configuration described above, it can be used as a laser processing apparatus. This makes it possible to realize a high-output laser processing apparatus capable of condensing a plurality of laser beams and emitting them from one optical fiber.

[1-2.作用及び効果]
次に、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール1の主な作用及び効果について比較例と比較しながら図7~図10を用いて説明する。図7は、比較例に係る半導体レーザモジュールの構成を示す模式的な側面図である。図7には、比較例に係る半導体レーザモジュールのベース1061、半導体レーザ素子1011~1013、サブマウント1021~1023及び底面1093bが示されている。
[1-2. Action and effect]
Next, main actions and effects of the semiconductor laser module 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 10 while comparing with comparative examples. FIG. 7 is a schematic side view showing the configuration of a semiconductor laser module according to a comparative example. FIG. 7 shows a base 1061, semiconductor laser elements 1011 to 1013, submounts 1021 to 1023, and a bottom surface 1093b of a semiconductor laser module according to the comparative example.

比較例に係る半導体レーザモジュールにおいては、図7に示されるように、底面1093b上に配置された階段状の支持部1061tを有するベース1061にサブマウント1021~1023を介して半導体レーザ素子1011~1013が実装されている。このような構成においては、各半導体レーザ素子の実装面の高さが異なるため、実装がむずかしい。また、階段状の支持部1061tの高さの製造誤差が発生し得るため、当該製造誤差を考慮して光学系などの設計を行う必要がある。加えて、ベース1061の形状が複雑なため、ベース1061の製造も困難である。 In the semiconductor laser module according to the comparative example, as shown in FIG. 7, semiconductor laser elements 1011 to 1013 are mounted on base 1061 having stepped support portion 1061t arranged on bottom surface 1093b via submounts 1021 to 1023. is implemented. In such a configuration, mounting is difficult because the mounting surfaces of the semiconductor laser elements have different heights. In addition, since a manufacturing error may occur in the height of the stepped support portion 1061t, it is necessary to design the optical system and the like in consideration of the manufacturing error. In addition, since the shape of base 1061 is complicated, manufacturing of base 1061 is also difficult.

一方、本実施の形態では、図1及び図2に示されるように、第1半導体レーザ素子11、第2半導体レーザ素子12及び第3半導体レーザ素子13を平面状の第1上面61tに実装することができる。また、第1発光点11r、第2発光点12r及び第3発光点13rの各々のニアフィールドパターンの長手方向は、第1ベース61の第1上面61tと平行である。ここで、各発光点のニアフィールドパターンについて図8を用いて説明する。図8は、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール1の構成の特徴を示す模式図である。図8においては、第1レーザ光L11、第2レーザ光L12及び第3レーザ光L13のそれぞれのニアフィールドパターンNFP1、NFP2及びNFP3の形状、位置及び傾斜の概要が示されている。 On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the first semiconductor laser element 11, the second semiconductor laser element 12 and the third semiconductor laser element 13 are mounted on the planar first upper surface 61t. be able to. Also, the longitudinal direction of the near-field pattern of each of the first light emitting point 11r, the second light emitting point 12r, and the third light emitting point 13r is parallel to the first upper surface 61t of the first base 61. As shown in FIG. Here, the near-field pattern of each light emitting point will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing the features of the configuration of the semiconductor laser module 1 according to this embodiment. FIG. 8 outlines the shapes, positions, and inclinations of the near-field patterns NFP1, NFP2, and NFP3 of the first laser beam L11, the second laser beam L12, and the third laser beam L13, respectively.

図8に示されるように、第1発光点11r、第2発光点12r及び第3発光点13rのそれぞれのニアフィールドパターンNFP1、NFP2及びNFP3の長手方向は、第1ベース61の第1上面61tと平行である。ここで、一般に、各発光点のニアフィールドパターンの長手方向は、各半導体レーザ素子の半導体層の積層方向と垂直であり、積層方向は、半導体レーザ素子の基板の主面に垂直である。このため、各発光点のニアフィールドパターンの長手方向を第1上面61tと平行とすることで、各半導体レーザ素子の基板の主面と第1上面61tとが平行になるように、各半導体レーザ素子を実装できる。したがって、各半導体レーザ素子の第1上面への実装を容易化できる。 As shown in FIG. 8, the longitudinal directions of the near-field patterns NFP1, NFP2 and NFP3 of the first light emitting point 11r, the second light emitting point 12r and the third light emitting point 13r are aligned with the first upper surface 61t of the first base 61. As shown in FIG. is parallel to Here, in general, the longitudinal direction of the near-field pattern of each light emitting point is perpendicular to the lamination direction of the semiconductor layers of each semiconductor laser element, and the lamination direction is perpendicular to the main surface of the substrate of the semiconductor laser element. Therefore, by making the longitudinal direction of the near-field pattern of each light-emitting point parallel to the first top surface 61t, each semiconductor laser element can be arranged so that the main surface of the substrate of each semiconductor laser element and the first top surface 61t are parallel to each other. element can be mounted. Therefore, mounting of each semiconductor laser element on the first upper surface can be facilitated.

また、図8に示されるように、第1発光点11r、第2発光点12r及び第3発光点13rは、第1上面61tと平行な同一の平面P0上に位置する。これにより、各発光点の第1上面61tからの高さを同一に揃えることができる。 Also, as shown in FIG. 8, the first light emitting point 11r, the second light emitting point 12r, and the third light emitting point 13r are positioned on the same plane P0 parallel to the first upper surface 61t. As a result, the heights of the light emitting points from the first upper surface 61t can be made uniform.

このように、各半導体レーザ素子を同一面上に実装でき、かつ、各半導体レーザ素子の基板と実装面である第1上面61tとを平行に実装することができるため、本実施の形態における半導体レーザモジュールでは、比較例に係る半導体レーザモジュールより実装を容易化できる。本実施の形態では、例えば、実装の際に第1ベース61の第1上面61tが水平となるように、第1ベース61を支持した状態に維持することで、平板状の実装基板に実装する際と同様に、容易に実装を行うことができる。 In this manner, each semiconductor laser element can be mounted on the same surface, and the substrate of each semiconductor laser element can be mounted in parallel with the first upper surface 61t, which is the mounting surface. The laser module can be easier to mount than the semiconductor laser module according to the comparative example. In the present embodiment, for example, the first base 61 is maintained in a supported state so that the first upper surface 61t of the first base 61 is horizontal during mounting, so that the first base 61 is mounted on a flat mounting substrate. As always, it can be easily implemented.

続いて、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール1における各レーザ光の光路などについて図8~図10を用いて説明する。図9は、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール1の各偏向素子付近における各レーザ光の光路などを示す図である。図9においては、各偏向光の下流側から各偏向素子などを見た図が示されている。言い換えると、図9には、第1集光素子71から各偏向光の光路に平行な方向に各偏向素子を見た図が示されている。図10は、本実施の形態に係る光ファイバ80の一方の端面81に入射される各偏向光の断面形状を示す図である。図10においては、光ファイバ80の他方の端面82側から一方の端面81を見た場合の各偏向光の断面形状が示されている。また、図10には、各偏向光の断面形状の長手方向に平行なAS軸と、AS軸に垂直なAF軸とが併せて示されている。 Next, optical paths of laser beams in the semiconductor laser module 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 10. FIG. FIG. 9 is a diagram showing the optical path of each laser beam in the vicinity of each deflection element of the semiconductor laser module 1 according to this embodiment. FIG. 9 shows a view of each deflecting element and the like from the downstream side of each deflected light. In other words, FIG. 9 shows a view of each deflecting element viewed from the first condensing element 71 in a direction parallel to the optical path of each deflected light. FIG. 10 is a diagram showing the cross-sectional shape of each polarized light incident on one end face 81 of the optical fiber 80 according to this embodiment. FIG. 10 shows the cross-sectional shape of each polarized light when one end face 81 is viewed from the other end face 82 side of the optical fiber 80 . FIG. 10 also shows the AS axis parallel to the longitudinal direction of the cross-sectional shape of each polarized beam, and the AF axis perpendicular to the AS axis.

本実施の形態に係る半導体レーザモジュール1においては、図8に示されるように、第1発光点11rの底面93bからの距離H1は、第2発光点12rの底面93bからの距離H2よりも大きい。また、第2発光点12rの底面93bからの距離H2は、第3発光点13rの底面93bからの距離H3よりも大きい。このように、各発光点の底面93bからの距離を異ならせることで、各レーザ光を底面93bに平行な方向に伝搬させる場合に、各レーザ光が重なることを抑制できる。また、各偏向素子によって、各レーザ光を底面93bと平行な方向に偏向することにより、各レーザ光を底面93bに垂直な方向に束ねることが可能となる。 In the semiconductor laser module 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, the distance H1 from the bottom surface 93b of the first light emitting point 11r is greater than the distance H2 from the bottom surface 93b of the second light emitting point 12r. . Also, the distance H2 from the bottom surface 93b of the second light emitting point 12r is greater than the distance H3 from the bottom surface 93b of the third light emitting point 13r. In this way, by varying the distance from the bottom surface 93b of each light emitting point, it is possible to prevent the laser beams from overlapping each other when the laser beams are propagated in a direction parallel to the bottom surface 93b. Further, by deflecting each laser beam in a direction parallel to the bottom surface 93b by each deflection element, each laser beam can be bundled in a direction perpendicular to the bottom surface 93b.

また、図8に示されるように、各ニアフィールドパターンの長手方向は、第1ベース61の第1上面61tと平行である。また、図5及び図6を用いて説明したように、コリメートされた各レーザ光も各ニアフィールドパターンと同様に第1上面61tに平行な方向に長手方向を有する細長い断面形状を有する。このため、各偏向素子において、各レーザ光の断面形状の長手方向も第1上面61tと平行である。したがって、各偏向素子で偏向された各偏向光の断面形状の長手方向は、図9に示されるように、底面93bに対して第1角度θ1で傾斜している。 Also, as shown in FIG. 8 , the longitudinal direction of each near-field pattern is parallel to the first upper surface 61 t of the first base 61 . As described with reference to FIGS. 5 and 6, each collimated laser beam also has an elongated cross-sectional shape with its longitudinal direction parallel to the first upper surface 61t, like each near-field pattern. Therefore, in each deflection element, the longitudinal direction of the cross-sectional shape of each laser beam is also parallel to the first upper surface 61t. Therefore, the longitudinal direction of the cross-sectional shape of each deflected light beam deflected by each deflection element is inclined at a first angle θ1 with respect to the bottom surface 93b, as shown in FIG.

このような状態で各偏向素子で偏向された各偏向光は、図10に示されるように、第1集光素子71によって細長い形状に集光され、細長い形状の長手方向(図10のAS軸方向)は、底面93bに対して第1角度θ1で傾斜する。 As shown in FIG. 10, each polarized light beam deflected by each deflecting element in this state is condensed into an elongated shape by the first light condensing element 71. direction) is inclined at a first angle θ1 with respect to the bottom surface 93b.

また、上述したとおり、各半導体レーザ素子から出射されたレーザ光は、底面93bと平行に伝搬する。これにより、各レーザ光の底面93bからの距離を一定に維持できる。ここで、各発光点の底面93bからの距離が異なることから、各レーザ光が底面93bと平行に伝搬することで、各レーザ光が互いに重なること、及び、各レーザ光が底面93bと干渉することを抑制できる。また、各レーザ光のニアフィールドパターンの長手方向の傾斜が第1角度θ1である場合には、各レーザ光が底面93bと平行に伝搬することで、各レーザ光が、第1上面61tから一定の距離を保ったまま伝搬できる。 Further, as described above, the laser light emitted from each semiconductor laser element propagates parallel to the bottom surface 93b. Thereby, the distance from the bottom surface 93b of each laser beam can be kept constant. Here, since the distance from the bottom surface 93b of each light emitting point is different, each laser beam propagates in parallel with the bottom surface 93b, so that each laser beam overlaps each other and each laser beam interferes with the bottom surface 93b. can be suppressed. Further, when the inclination of the near-field pattern of each laser beam in the longitudinal direction is the first angle θ1, each laser beam propagates in parallel with the bottom surface 93b, so that each laser beam is uniformly distributed from the first upper surface 61t. can be propagated while maintaining a distance of

また、図8に示されるように、本実施の形態においては、各偏向光は、底面93bと平行に伝搬する。このように、各偏向光が底面93bと平行に伝搬することで、各偏向光が底面93bと干渉することを抑制できる。また、本実施の形態では、各偏向光の底面93bからの距離が異なるため、各偏向光が互いに重なることを抑制できる。また、図8及び図9に示されるように、第1偏向光L21は、第2偏向光L22の上方を底面93bと平行に伝搬し、第2偏向光L22は、第3偏向光L23の上方を底面93bと平行に伝搬する。これにより、各偏向光を高さ方向に配列させることが可能となる。 Moreover, as shown in FIG. 8, in this embodiment, each polarized light propagates parallel to the bottom surface 93b. Thus, each polarized light propagates parallel to the bottom surface 93b, thereby suppressing interference of each polarized light with the bottom surface 93b. Moreover, in the present embodiment, since the distances from the bottom surface 93b of the respective polarized light beams are different, it is possible to suppress the overlapping of the respective polarized light beams. 8 and 9, the first polarized light L21 propagates above the second polarized light L22 parallel to the bottom surface 93b, and the second polarized light L22 propagates above the third polarized light L23. propagates parallel to the bottom surface 93b. This makes it possible to arrange the respective polarized lights in the height direction.

[1-3.変形例1]
次に、本実施の形態の変形例1に係る半導体レーザモジュールについて説明する。本変形例に係る半導体レーザモジュールは、各偏向素子の形状において、実施の形態1に係る半導体レーザモジュール1と相違し、その他の点において一致する。以下、本変形例に係る半導体レーザモジュールについて、実施の形態1に係る半導体レーザモジュール1との相違点を中心に図11A~図12を用いて説明する。
[1-3. Modification 1]
Next, a semiconductor laser module according to Modification 1 of the present embodiment will be described. The semiconductor laser module according to this modification is different from the semiconductor laser module 1 according to Embodiment 1 in the shape of each deflection element, but is the same in other respects. The semiconductor laser module according to this modification will be described below with reference to FIGS. 11A to 12, focusing on differences from the semiconductor laser module 1 according to the first embodiment.

図11A、図11B及び図11Cは、それぞれ、本変形例に係る半導体レーザモジュールの各偏向素子の形状を示す第1の側面図、平面図及び第2の側面図である。図11Aにおいては、各偏向光の下流側からX軸方向に各偏向素子などを見た図が示されている。図11Bにおいては、第1上面61tの平面視における各偏向素子などの平面図が示されている。図11Cにおいては、各レーザ光の上流側からZ軸方向に各偏向素子などを見た図が示されている。なお、図11Cにおいては、各偏向素子と、第1ベース61と底面93bだけが示されており、各半導体レーザ素子、各スロー軸コリメータレンズなどの図示は省略されている。 11A, 11B, and 11C are a first side view, a plan view, and a second side view, respectively, showing the shape of each deflection element of the semiconductor laser module according to this modification. FIG. 11A shows a view of each deflection element and the like in the X-axis direction from the downstream side of each polarized light. FIG. 11B shows a plan view of each deflection element and the like in a plan view of the first upper surface 61t. FIG. 11C shows a view of each deflecting element and the like in the Z-axis direction from the upstream side of each laser beam. In FIG. 11C, only the deflection elements, the first base 61 and the bottom surface 93b are shown, and the semiconductor laser elements, slow-axis collimator lenses, etc. are omitted.

図11Bに示されるように、本変形例に係る第1偏向素子51a、第2偏向素子52a及び第3偏向素子53aの配置位置は、それぞれ、図2に示される実施の形態1に係る第1偏向素子51、第2偏向素子52及び第3偏向素子53の配置位置と同様である。図11A及び図11Cに示されるように、本変形例に係る第1偏向素子51a、第2偏向素子52a及び第3偏向素子53aは、それぞれの上面51at、52at及び53at付近の形状において、図9に示される実施の形態1に係る各偏向素子と相違する。ここで、各上面は、各偏向素子の表面のうち、第1上面61tと接しない面である。言い換えると、各偏向素子の上面は、各偏向素子の表面のうち、底面93bからの距離が最も大きい面である。本変形例においては、各偏向素子の上面と反射面とが接する辺が、偏向光の断面形状の傾斜に沿って、つまり、第1上面61tの傾斜に平行に形成されており、また、各偏向素子の底面と反射面の接する辺と平行に形成されている。これにより、各偏向素子の上方を伝搬する偏向光が、各偏向素子と干渉することをより一層確実に抑制できる。言い換えると、各偏向光の底面93bからの距離の差が小さい場合にも、各偏向光と各偏向素子との干渉を抑制できる。 As shown in FIG. 11B, the arrangement positions of the first deflecting element 51a, the second deflecting element 52a, and the third deflecting element 53a according to this modification are the same as those of the first deflecting element 51a according to Embodiment 1 shown in FIG. The arrangement positions of the deflection element 51 , the second deflection element 52 and the third deflection element 53 are the same. As shown in FIGS. 11A and 11C, the first deflecting element 51a, the second deflecting element 52a, and the third deflecting element 53a according to this modified example have the shapes near the upper surfaces 51at, 52at, and 53at, respectively, which are similar to those shown in FIG. is different from each deflecting element according to the first embodiment shown in FIG. Here, each upper surface is the surface of each deflection element that is not in contact with the first upper surface 61t. In other words, the top surface of each deflecting element is the surface of each deflecting element that has the greatest distance from the bottom surface 93b. In this modification, the side where the top surface of each deflecting element and the reflecting surface are in contact is formed along the slope of the cross-sectional shape of the deflected light, that is, parallel to the slope of the first top surface 61t. It is formed parallel to the side where the bottom surface of the deflecting element and the reflecting surface are in contact with each other. Thereby, the polarized light propagating above each deflecting element can be more reliably prevented from interfering with each deflecting element. In other words, even when the difference in distance from the bottom surface 93b of each polarized light is small, interference between each polarized light and each deflection element can be suppressed.

ここで、本変形例に係る第1偏向素子51aの形状について、図12を用いて説明する。図12は、本変形例に係る第1偏向素子51aの形状を示す図である。図12には、第1偏向素子51aの上面図(a)と、側面図(b)~(d)と、底面図(e)とが示されている。図12の側面図(c)は、第1偏向素子51aを、その反射面51arに垂直な方向から見た図である。ここで、側面図(c)のX軸方向とZ軸方向は紙面の奥に45度斜め方向に向かう方向である。側面図(b)のX軸方向は紙面の奥に45度斜め方向に向かう方向で、Z軸方向は紙面の手前に45度斜め方向に向かう方向である。側面図(d)のX軸方向は紙面の手前に45度斜め方向に向かう方向で、Z軸方向は紙面の奥に45度斜め方向に向かう方向である。第1偏向素子51aの底面51abは、水平方向(底面93bと平行な方向)に対して、最大傾斜の方向(X軸方向)に向かって角θ1で上方に傾斜するように形成されている。側面図(b)に示されるように、反射面51arから反射面51arと反対側の面に向かって、第1偏向素子51aの底面51abは、水平方向(底面93bと平行な方向)に対して、反射面51arと垂直な方向において、角θ3で上方に傾斜するように形成されている。また、側面図(c)に示されるように、反射面51arと底面51abの接する辺は、水平方向に対して角θ3で上方に傾斜するように形成されている。これにより、第1上面61tの最大傾斜方向に対して反射面51arを45°回転させて、第1上面61tに第1偏向素子51aを設置した場合に、底面93bに対して垂直になるように、反射面51arを設置することができる。また、反射面51arから反射面51arと反対側の面に向かって、第1偏向素子51aの上面51atは、水平方向に対して角θ3で下方に傾斜するように形成されている。これによって、第2偏向素子52aで偏向された偏向光と上面51atとの干渉を抑制できる。ここで角θ3は、本変形例において、以下の式(1)で表される。 Here, the shape of the first deflection element 51a according to this modified example will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram showing the shape of the first deflection element 51a according to this modification. FIG. 12 shows a top view (a), side views (b) to (d), and a bottom view (e) of the first deflection element 51a. The side view (c) of FIG. 12 is a view of the first deflecting element 51a seen from a direction perpendicular to its reflecting surface 51ar. Here, the X-axis direction and the Z-axis direction in the side view (c) are directions diagonally 45 degrees into the paper surface. The X-axis direction in the side view (b) is a direction diagonally 45 degrees toward the back of the page, and the Z-axis direction is a direction diagonally 45 degrees toward the front of the page. The X-axis direction in the side view (d) is the direction diagonally 45 degrees toward the front of the paper, and the Z-axis direction is the direction diagonal 45 degrees toward the back of the paper. The bottom surface 51ab of the first deflection element 51a is inclined upward at an angle θ1 toward the maximum inclination direction (X-axis direction) with respect to the horizontal direction (direction parallel to the bottom surface 93b). As shown in the side view (b), the bottom surface 51ab of the first deflection element 51a extends from the reflecting surface 51ar toward the surface opposite to the reflecting surface 51ar with respect to the horizontal direction (direction parallel to the bottom surface 93b). , is inclined upward at an angle θ3 in a direction perpendicular to the reflecting surface 51ar. Further, as shown in the side view (c), the side where the reflecting surface 51ar and the bottom surface 51ab contact is inclined upward at an angle θ3 with respect to the horizontal direction. As a result, when the reflecting surface 51ar is rotated by 45° with respect to the maximum inclination direction of the first top surface 61t, and the first deflection element 51a is installed on the first top surface 61t, the reflecting surface 51ar is perpendicular to the bottom surface 93b. , a reflective surface 51ar can be installed. Further, the upper surface 51at of the first deflection element 51a is formed to be inclined downward at an angle θ3 with respect to the horizontal direction from the reflecting surface 51ar toward the surface opposite to the reflecting surface 51ar. Thereby, interference between the polarized light deflected by the second deflection element 52a and the upper surface 51at can be suppressed. Here, the angle θ3 is represented by the following formula (1) in this modified example.

Figure 0007316098000001
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第2偏向素子52aの上面52at及び底面52ab、並びに、第3偏向素子53aの上面53at及び底面53abについても、第1偏向素子51aと同様の構成であればよい。これにより、各偏向光と各偏向素子との干渉を抑制できる。 The top surface 52at and bottom surface 52ab of the second deflection element 52a and the top surface 53at and bottom surface 53ab of the third deflection element 53a may have the same configuration as the first deflection element 51a. Thereby, interference between each polarized light and each deflection element can be suppressed.

[1-4.変形例2]
次に、本実施の形態の変形例2に係る半導体レーザモジュールについて説明する。本変形例に係る半導体レーザモジュールは、各偏向素子が配置されるベースの構成において変形例1に係る半導体レーザモジュールと相違し、その他の点において一致する。以下、本変形例に係る半導体レーザモジュールについて、変形例1に係る半導体レーザモジュールとの相違点を中心に図13を用いて説明する。
[1-4. Modification 2]
Next, a semiconductor laser module according to Modification 2 of the present embodiment will be described. The semiconductor laser module according to this modification differs from the semiconductor laser module according to Modification 1 in the structure of the base on which each deflecting element is arranged, and is the same in other respects. The semiconductor laser module according to this modification will be described below with reference to FIG. 13, focusing on the differences from the semiconductor laser module according to Modification 1. FIG.

図13は、本変形例に係る半導体レーザモジュールの各偏向素子が配置される第2ベース62の構成を示す側面図である。図13においては、各偏向光の下流側から第2ベース62を見た図が示されている。 FIG. 13 is a side view showing the configuration of the second base 62 on which each deflection element of the semiconductor laser module according to this modification is arranged. FIG. 13 shows a view of the second base 62 from the downstream side of each polarized light.

本変形例に係る半導体レーザモジュールは、図13に示されるように、底面93bに配置され、第2上面62tを有する第2ベース62を備える。本実施の形態では、第2上面62tは、底面93bに対して傾斜している。第2上面62tの傾斜角度は特に限定されないが、本実施の形態では、第2上面62tは、底面93bに対して、第1上面61tと同様に、第1角度θ1で傾斜している。これにより、第1上面61t及び第2上面62tの傾斜角を揃えることができるため、各素子の設計及び位置決めを容易化できる。また、第2上面62tが底面93bに対して傾斜しているため、各偏向素子の第2上面62tと対向する面は、底面93bに対して傾斜している。 As shown in FIG. 13, the semiconductor laser module according to this modification includes a second base 62 arranged on a bottom surface 93b and having a second top surface 62t. In this embodiment, the second upper surface 62t is inclined with respect to the bottom surface 93b. Although the inclination angle of the second upper surface 62t is not particularly limited, in the present embodiment, the second upper surface 62t is inclined at the first angle θ1 with respect to the bottom surface 93b, like the first upper surface 61t. As a result, the inclination angles of the first upper surface 61t and the second upper surface 62t can be made uniform, thereby facilitating the design and positioning of each element. Also, since the second top surface 62t is inclined with respect to the bottom surface 93b, the surface of each deflection element facing the second top surface 62t is inclined with respect to the bottom surface 93b.

第2ベース62を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、アルミウムや銅などの熱伝導率が高い材料であってもよい。 The material forming the second base 62 is not particularly limited, but may be, for example, a material with high thermal conductivity such as aluminum or copper.

第2ベース62の第2上面62tには、第1偏向素子51a、第2偏向素子52a及び第3偏向素子53aが配置される。第2ベース62の第2上面62tが上述のとおり傾斜していることから、第1偏向素子51aが配置される第2上面62t上の位置における底面93bからの距離は、第2偏向素子52aが配置される第2上面62t上の位置における底面93bからの距離よりも大きい。また、第2偏向素子52aが配置される第2上面62t上の位置における底面93bからの距離は、第3偏向素子53aが配置される第2上面62t上の位置における底面93bからの距離よりも大きい。これにより、各偏向素子を底面93bに直接配置する場合より、各偏向素子を小型化でき、かつ、各偏向素子の寸法の差を低減できる。なお、各偏向素子の形状は、変形例1と同じである。 A first deflecting element 51a, a second deflecting element 52a, and a third deflecting element 53a are arranged on the second upper surface 62t of the second base 62. As shown in FIG. Since the second top surface 62t of the second base 62 is inclined as described above, the distance from the bottom surface 93b at the position on the second top surface 62t where the first deflection element 51a is arranged is It is larger than the distance from the bottom surface 93b at the position on the second top surface 62t arranged. Further, the distance from the bottom surface 93b at the position on the second top surface 62t where the second deflection element 52a is arranged is greater than the distance from the bottom surface 93b at the position on the second top surface 62t where the third deflection element 53a is arranged. big. As a result, compared with the case where each deflection element is directly arranged on the bottom surface 93b, the size of each deflection element can be reduced, and the difference in the dimensions of each deflection element can be reduced. The shape of each deflection element is the same as that of the first modification.

以上のように、本変形例に係る半導体レーザモジュールにおいては、第1ベース61と第2ベース62とを備えることで、各ベースを小型化でき、かつ、各ベースの構成の自由度を高めることができる。なお、第1ベース61と第2ベース62とは一体に形成されていてもよい。これにより、各半導体レーザ素子と各偏向素子との位置ずれを抑制できる。 As described above, in the semiconductor laser module according to this modified example, by providing the first base 61 and the second base 62, each base can be made smaller, and the degree of freedom in the configuration of each base can be increased. can be done. Note that the first base 61 and the second base 62 may be formed integrally. Thereby, the positional deviation between each semiconductor laser element and each deflection element can be suppressed.

[1-5.変形例3]
次に、本実施の形態の変形例3に係る半導体レーザモジュールについて説明する。本変形例に係る半導体レーザモジュールは、第2ベース及び各偏向素子の形状において、変形例2に係る半導体レーザモジュールと相違し、その他の点において一致する。以下、本変形例に係る半導体レーザモジュールについて、変形例2に係る半導体レーザモジュールとの相違点を中心に図14を用いて説明する。
[1-5. Modification 3]
Next, a semiconductor laser module according to Modification 3 of the present embodiment will be described. The semiconductor laser module according to this modification differs from the semiconductor laser module according to Modification 2 in the shape of the second base and each deflecting element, but is the same in other respects. The semiconductor laser module according to this modified example will be described below with reference to FIG. 14, focusing on the differences from the semiconductor laser module according to the second modified example.

図14は、本変形例に係る半導体レーザモジュールの各偏向素子及び第2ベース62bの構成を示す側面図である。図14においては、各偏向光の下流側から第2ベース62bを見た図が示されている。 FIG. 14 is a side view showing the configuration of each deflection element and the second base 62b of the semiconductor laser module according to this modification. FIG. 14 shows a view of the second base 62b from the downstream side of each polarized light.

図14に示されるように、本変形例に係る半導体レーザモジュールは、底面93bに配置された第2ベース62bを備える。第2ベース62bは、階段状の形状を有する。第2ベース62bは、底面93bと平行で、底面93bからの距離が互いに異なる三つの支持面62t1、62t2及び62t3を有する。底面93bから各支持面までの距離は、支持面62t1、62t2及び62t3の順に小さくなる。支持面62t1、62t2及び62t3には、それぞれ、第1偏向素子51a1、第2偏向素子52a1及び第3偏向素子53a1が配置される。図14において、第1ベース61と第2ベース62bとは離間して配置されているが、第1偏向素子51a、第2偏向素子52a及び第3偏向素子53aが所望の位置に配置されるのであれば、離間せずに接合していてもよい。 As shown in FIG. 14, the semiconductor laser module according to this modification includes a second base 62b arranged on the bottom surface 93b. The second base 62b has a stepped shape. The second base 62b has three support surfaces 62t1, 62t2 and 62t3 that are parallel to the bottom surface 93b and have different distances from the bottom surface 93b. The distance from the bottom surface 93b to each support surface decreases in order of the support surfaces 62t1, 62t2 and 62t3. A first deflection element 51a1, a second deflection element 52a1 and a third deflection element 53a1 are arranged on the support surfaces 62t1, 62t2 and 62t3, respectively. In FIG. 14, the first base 61 and the second base 62b are arranged apart from each other. If so, they may be joined together without separation.

本実施の形態に係る第1偏向素子51a1、第2偏向素子52a1及び第3偏向素子53a1は、第2ベース62bの各支持面と対向する面の形状において変形例1に係る第1偏向素子51a、第2偏向素子52a及び第3偏向素子53aとそれぞれ相違する。本変形例に係る各偏向素子の各支持面と対向する面は、底面93bと平行な平面である。 The first deflecting element 51a1, the second deflecting element 52a1, and the third deflecting element 53a1 according to the present embodiment differ from the first deflecting element 51a according to Modified Example 1 in the shape of the surface facing each supporting surface of the second base 62b. , the second deflection element 52a and the third deflection element 53a, respectively. A surface of each deflecting element according to this modified example that faces each support surface is a plane parallel to the bottom surface 93b.

以上のように、本変形例に係る半導体レーザモジュールにおいては、第1ベース61と第2ベース62bとを備えることで、各ベースを小型化でき、かつ、各ベースの構成の自由度を高めることができる。なお、第1ベース61と第2ベース62bとは一体に形成されていてもよい。 As described above, in the semiconductor laser module according to this modified example, by providing the first base 61 and the second base 62b, each base can be made smaller, and the degree of freedom in the configuration of each base can be increased. can be done. Note that the first base 61 and the second base 62b may be integrally formed.

(実施の形態2)
実施の形態2に係る半導体レーザモジュールについて説明する。本実施の形態に係る半導体レーザモジュールは、主に各偏向素子の配置において、実施の形態1に係る半導体レーザモジュール1と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールについて、実施の形態1に係る半導体レーザモジュール1との相違点を中心に図15~図17を用いて説明する。
(Embodiment 2)
A semiconductor laser module according to Embodiment 2 will be described. The semiconductor laser module according to the present embodiment differs from the semiconductor laser module 1 according to the first embodiment mainly in the arrangement of deflection elements. The semiconductor laser module according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 15 to 17, focusing on differences from the semiconductor laser module 1 according to the first embodiment.

図15は、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールの第1上面61tの平面視における平面図である。なお、図15には示されないが、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールも、実施の形態1に係る半導体レーザモジュール1と同様に、筐体90、光ファイバ80及び光ファイバ保持部84を備える。図16は、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールの各偏向素子付近における各レーザ光の光路などを示す図である。図17は、本実施の形態に係る光ファイバ80の一方の端面81に入射される各偏向光の断面形状を示す図である。図17においては、光ファイバ80の他方の端面82側から一方の端面81を見た場合の各偏向光の断面形状が示されている。また、図17には、各偏向光の断面形状の長手方向に平行なAS軸と、AS軸に垂直なAF軸とが併せて示されている。 FIG. 15 is a plan view of the first upper surface 61t of the semiconductor laser module according to the present embodiment. Although not shown in FIG. 15, the semiconductor laser module according to the present embodiment also includes a housing 90, an optical fiber 80, and an optical fiber holding portion 84, like the semiconductor laser module 1 according to the first embodiment. . FIG. 16 is a diagram showing optical paths of laser beams in the vicinity of deflection elements of the semiconductor laser module according to the present embodiment. FIG. 17 is a diagram showing the cross-sectional shape of each polarized light incident on one end face 81 of the optical fiber 80 according to this embodiment. FIG. 17 shows the cross-sectional shape of each polarized light when one end face 81 is viewed from the other end face 82 side of the optical fiber 80 . FIG. 17 also shows the AS axis parallel to the longitudinal direction of the cross-sectional shape of each polarized beam and the AF axis perpendicular to the AS axis.

図15及び図16に示されるように、本実施の形態において、各偏向素子は、X1軸方向に第1集光素子71に遠い側から第1偏向素子51、第2偏向素子52及び第3偏向素子53の順に、反射面51rと反射面52rとの間隔が、反射面52rと反射面53rとの間隔と等しくなるように配置される。また、各偏向素子は、X1軸方向に第1集光素子71に遠い側から第1偏向素子51、第2偏向素子52及び第3偏向素子53の順に、各レーザ光の光軸方向(つまり、図15及び図16におけるZ軸方向)に、対応する半導体レーザ素子に近づくように配置される。すなわち、Z軸方向における、第1発光点11rと反射面51rの距離は、第2発光点12rと反射面52rの距離よりも大きく、第2発光点12rと反射面52rの距離は、第3発光点13rと反射面53rの距離よりも大きい。したがって、図17に示されるように、光ファイバ80の一方の端面81に入射される隣り合う偏向光のZ軸方向における間隔が等しくなる。 As shown in FIGS. 15 and 16, in the present embodiment, each deflecting element is composed of a first deflecting element 51, a second deflecting element 52, and a third deflecting element 52 from the side farther from the first light collecting element 71 in the X1-axis direction. The deflecting elements 53 are arranged in order such that the distance between the reflecting surfaces 51r and 52r is equal to the distance between the reflecting surfaces 52r and 53r. In addition, the deflection elements are arranged in the order of the first deflection element 51, the second deflection element 52, and the third deflection element 53 from the side farthest from the first light collecting element 71 in the X1 axis direction in the optical axis direction of each laser beam (that is, , Z-axis direction in FIGS. 15 and 16) so as to approach the corresponding semiconductor laser element. That is, the distance between the first light emitting point 11r and the reflecting surface 51r in the Z-axis direction is greater than the distance between the second light emitting point 12r and the reflecting surface 52r, and the distance between the second light emitting point 12r and the reflecting surface 52r is the third It is larger than the distance between the light emitting point 13r and the reflecting surface 53r. Therefore, as shown in FIG. 17, the intervals in the Z-axis direction between adjacent polarized light beams incident on one end face 81 of the optical fiber 80 are equal.

本実施の形態に係る半導体レーザモジュールにおいても、実施の形態に係る半導体レーザモジュールと同様の効果が奏される。 The semiconductor laser module according to the present embodiment also has the same effect as the semiconductor laser module according to the embodiment.

また、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールにおいては、例えば、第1偏向光L21と、第2偏向光L22とのZ軸方向の位置を異ならせることができるため、第2偏向素子52の位置を第1偏向光L21の光路から、ずらすことが可能となる。したがって、第1偏向光L21と第2偏向素子52との干渉を低減し得る。同様に、第1偏向光L21及び第2偏向光L22と第3偏向素子53との干渉を低減し得る。 Further, in the semiconductor laser module according to the present embodiment, for example, the positions in the Z-axis direction of the first polarized light L21 and the second polarized light L22 can be made different. can be shifted from the optical path of the first polarized light L21. Therefore, interference between the first polarized light L21 and the second deflection element 52 can be reduced. Similarly, interference between the first polarized light L21 and the second polarized light L22 and the third deflection element 53 can be reduced.

また、本実施の形態では、各偏向光のZ軸方向位置を異ならせることができるため、光ファイバ80の一方の端面81における各偏向光のZ軸方向の位置を調整できる。 Further, in this embodiment, since the Z-axis direction position of each polarized light beam can be changed, the Z-axis direction position of each polarized light beam on one end surface 81 of the optical fiber 80 can be adjusted.

(実施の形態3)
実施の形態3に係る半導体レーザモジュールについて説明する。本実施の形態に係る半導体レーザモジュールは、サブマウントと偏向素子の構成において、実施の形態2に係る半導体レーザモジュールと相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールについて、実施の形態2に係る半導体レーザモジュールとの相違点を中心に図18A~図19を用いて説明する。
(Embodiment 3)
A semiconductor laser module according to Embodiment 3 will be described. The semiconductor laser module according to this embodiment differs from the semiconductor laser module according to the second embodiment in the configuration of the submount and deflection element. The semiconductor laser module according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 18A to 19, focusing on differences from the semiconductor laser module according to the second embodiment.

図18Aは、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールの第1上面61tの平面視における平面図である。図18B及び図18Cは、それぞれ、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールの各偏向素子の形状を示す第1の側面図及び第2の側面図である。図18Bにおいては、各偏向光の下流側からX軸方向に各偏向素子などを見た図が示されている。図18Cにおいては、各レーザ光の上流側からZ軸方向に各偏向素子などを見た図が示されている。なお、図18Cにおいては、各偏向素子と、第1ベース61と底面93bだけが示されており、各半導体レーザ素子、各スロー軸コリメータレンズなどの図示は省略されている。なお、図18A~図18Cには示されないが、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールも、実施の形態1に係る半導体レーザモジュール1と同様に、筐体90、光ファイバ80及び光ファイバ保持部84を備える。図19は、本実施の形態に係る各発光点の位置を示す側面図である。 FIG. 18A is a plan view of the first upper surface 61t of the semiconductor laser module according to the present embodiment. 18B and 18C are a first side view and a second side view, respectively, showing the shape of each deflection element of the semiconductor laser module according to this embodiment. FIG. 18B shows a view of each deflection element and the like in the X-axis direction from the downstream side of each polarized light. FIG. 18C shows a view of each deflecting element and the like in the Z-axis direction from the upstream side of each laser beam. In FIG. 18C, only the deflecting elements, the first base 61 and the bottom surface 93b are shown, and the semiconductor laser elements, slow-axis collimator lenses, etc. are omitted. Although not shown in FIGS. 18A to 18C, the semiconductor laser module according to the present embodiment also has a housing 90, an optical fiber 80, and an optical fiber holding portion in the same manner as the semiconductor laser module 1 according to the first embodiment. 84. FIG. 19 is a side view showing the position of each light emitting point according to this embodiment.

図18A~図18Cに示されるように、本実施の形態で用いた第1偏向素子51a、第2偏向素子52a及び第3偏向素子53aは、それぞれ、実施の形態1の変形例1で用いた第1偏向素子51a、第2偏向素子52a及び第3偏向素子53aと同一の形状を有する。本実施の形態で用いた各偏向素子は、実施の形態2と同様に、X1軸方向に第1集光素子71に遠い側から第1偏向素子51a、第2偏向素子52a及び第3偏向素子53aの順に、反射面51arと反射面52arとの間隔が、反射面52arと反射面53arとの間隔と等しくなるように配置される。また、各偏向素子は、X1軸方向に第1集光素子71に遠い側から第1偏向素子51a、第2偏向素子52a及び第3偏向素子53aの順に各レーザ光の光軸方向(つまり、図18A~図18CにおけるZ軸方向)に対応する半導体レーザ素子に近づくように配置される。すなわち、Z軸方向における、第1発光点11rと反射面51arの距離は、第2発光点12rと反射面52arの距離よりも大きく、第2発光点12rと反射面52arの距離は、第3発光点13rと反射面53arの距離よりも大きい。 As shown in FIGS. 18A to 18C, the first deflecting element 51a, the second deflecting element 52a, and the third deflecting element 53a used in the present embodiment are the same as those used in Modification 1 of Embodiment 1. It has the same shape as the first deflecting element 51a, the second deflecting element 52a and the third deflecting element 53a. As in the second embodiment, the deflecting elements used in this embodiment are the first deflecting element 51a, the second deflecting element 52a, and the third deflecting element from the side farthest from the first light collecting element 71 in the X1 axis direction. In the order of 53a, the distance between the reflecting surfaces 51ar and 52ar is arranged to be equal to the distance between the reflecting surfaces 52ar and 53ar. In addition, each deflecting element is arranged in the order of the first deflecting element 51a, the second deflecting element 52a, and the third deflecting element 53a from the side farther from the first light collecting element 71 in the X1 axis direction. Z-axis direction in FIGS. 18A to 18C) is arranged so as to approach the corresponding semiconductor laser element. That is, the distance between the first light emitting point 11r and the reflecting surface 51ar in the Z-axis direction is greater than the distance between the second light emitting point 12r and the reflecting surface 52ar, and the distance between the second light emitting point 12r and the reflecting surface 52ar is the third It is larger than the distance between the light emitting point 13r and the reflecting surface 53ar.

図18A~図19に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールにおいては、第1半導体レーザ素子11、第2半導体レーザ素子12及び第3半導体レーザ素子13が配置されるサブマウント120を備える。つまり、第1半導体レーザ素子11、第2半導体レーザ素子12及び第3半導体レーザ素子13が、一つのサブマウント120に実装される。 As shown in FIGS. 18A to 19, in the semiconductor laser module according to the present embodiment, a submount 120 on which the first semiconductor laser element 11, the second semiconductor laser element 12 and the third semiconductor laser element 13 are arranged. Prepare. That is, the first semiconductor laser element 11 , the second semiconductor laser element 12 and the third semiconductor laser element 13 are mounted on one submount 120 .

サブマウント120の形状は、特に限定されないが、直方体状であってもよい。サブマウントの長さL2、幅W2及び厚さは、例えば、それぞれ、4.5mm程度、10mm程度、及び、0.2mm程度である。 The shape of the submount 120 is not particularly limited, but may be a rectangular parallelepiped. The length L2, width W2, and thickness of the submount are, for example, approximately 4.5 mm, approximately 10 mm, and approximately 0.2 mm, respectively.

また、本実施の形態では、隣り合う発光点間の距離D1は、例えば、1mm以上3.5mm未満程度である。このように、距離D1がこの程度の場合には、第1ベース61の第1角度θ1がある程度大きい方が発光点間の高さの差を確保できる。本実施の形態のように、距離D1が1mm以上3.5mm未満程度である場合には、第1角度θ1は、4度以上18度以下であってもよい。 Further, in the present embodiment, the distance D1 between adjacent light emitting points is, for example, about 1 mm or more and less than 3.5 mm. Thus, when the distance D1 is about this level, the difference in height between the light emitting points can be ensured when the first angle θ1 of the first base 61 is large to some extent. As in this embodiment, when the distance D1 is about 1 mm or more and less than 3.5 mm, the first angle θ1 may be 4 degrees or more and 18 degrees or less.

本実施の形態では、複数の半導体レーザ素子が共通のサブマウント120に配置されることにより、半導体レーザ素子間の位置ずれを低減できる。また、サブマウント120の実装工程を簡素化できる。このような単純な形状を有するサブマウント120に複数の半導体レーザ素子を配置することは、図7に示されるような、階段状の支持部を有するベース1061においては、不可能である。本実施の形態では、各半導体レーザ素子を、平面状の第1上面61tに配置することによって、このようなサブマウント120の利用を実現できる。 In this embodiment, by arranging a plurality of semiconductor laser elements on a common submount 120, misalignment between the semiconductor laser elements can be reduced. Also, the process of mounting the submount 120 can be simplified. Arranging a plurality of semiconductor laser elements on the submount 120 having such a simple shape is impossible with a base 1061 having a stepped support portion as shown in FIG. In the present embodiment, such use of the submount 120 can be realized by arranging each semiconductor laser element on the planar first upper surface 61t.

また、図19に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールにおいても、実施の形態1に係る半導体レーザモジュールと同様に、第1発光点11r、第2発光点12r及び第3発光点13rは、第1上面61tと平行な同一の平面P0上に位置する。これにより、各発光点の第1上面61tからの高さを同一に揃えることができる。 Further, as shown in FIG. 19, also in the semiconductor laser module according to the present embodiment, similarly to the semiconductor laser module according to the first embodiment, the first light emitting point 11r, the second light emitting point 12r and the third light emitting point 11r The point 13r is located on the same plane P0 parallel to the first upper surface 61t. As a result, the heights of the light emitting points from the first upper surface 61t can be made uniform.

(実施の形態4)
実施の形態4に係る半導体レーザモジュールについて説明する。本実施の形態に係る半導体レーザモジュールは、複数の発光点を有する半導体レーザ素子を備える点などにおいて、実施の形態3に係る半導体レーザモジュールと相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールについて、実施の形態3に係る半導体レーザモジュールとの相違点を中心に図20A~図21を用いて説明する。
(Embodiment 4)
A semiconductor laser module according to Embodiment 4 will be described. The semiconductor laser module according to the present embodiment differs from the semiconductor laser module according to the third embodiment in that it includes a semiconductor laser element having a plurality of light emitting points. The semiconductor laser module according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 20A to 21, focusing on differences from the semiconductor laser module according to the third embodiment.

図20Aは、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールの第1上面61tの平面視における平面図である。図20B及び図20Cは、本実施の形態に係る偏向素子アレイ150の形状を示す第1の側面図及び第2の側面図である。図20Bにおいては、各偏向光の下流側からX軸方向に各偏向素子などを見た図が示されている。図18Cにおいては、各レーザ光の上流側からZ軸方向に各偏向素子などを見た図が示されている。なお、図20Aには示されないが、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールも、実施の形態1に係る半導体レーザモジュール1と同様に、筐体90、光ファイバ80及び光ファイバ保持部84を備える。図21は、本実施の形態に係る各発光点の位置を示す側面図である。 FIG. 20A is a plan view of the first upper surface 61t of the semiconductor laser module according to the present embodiment. 20B and 20C are a first side view and a second side view showing the shape of deflection element array 150 according to this embodiment. FIG. 20B shows a view of each deflection element and the like in the X-axis direction from the downstream side of each polarized light. FIG. 18C shows a view of each deflecting element and the like in the Z-axis direction from the upstream side of each laser beam. Although not shown in FIG. 20A, the semiconductor laser module according to the present embodiment also includes a housing 90, an optical fiber 80, and an optical fiber holding portion 84, like the semiconductor laser module 1 according to the first embodiment. . FIG. 21 is a side view showing the position of each light emitting point according to this embodiment.

図20A及び図21に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールは、第1ベース61と、半導体レーザ素子110と、サブマウント120と、ファスト軸コリメータレンズ130及びスロー軸コリメータレンズアレイ140と、偏向素子アレイ150と、第1集光素子71とを備える。本実施の形態に係る第1ベース61の側面(Z軸方向視における側面)は、台形である。また、図20A~図21には示されないが、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールは、実施の形態1に係る半導体レーザモジュール1と同様に、筐体90、光ファイバ80及び光ファイバ保持部84をさらに備える。 As shown in FIGS. 20A and 21, the semiconductor laser module according to this embodiment includes a first base 61, a semiconductor laser element 110, a submount 120, a fast axis collimator lens 130 and a slow axis collimator lens array. 140 , a deflecting element array 150 and a first condensing element 71 . The side surface of the first base 61 according to the present embodiment (the side surface when viewed in the Z-axis direction) is trapezoidal. Moreover, although not shown in FIGS. 20A to 21, the semiconductor laser module according to the present embodiment includes a housing 90, an optical fiber 80 and an optical fiber holding portion, similarly to the semiconductor laser module 1 according to the first embodiment. 84 is further provided.

本実施の形態に係る半導体レーザ素子110は、第1ベース61の第1上面61tに配置され、第1発光点11r、第2発光点12r及び第3発光点13rを有する。つまり、半導体レーザ素子110は、マルチエミッタ型の半導体レーザ素子である。半導体レーザ素子110の寸法などは特に限定されないが、半導体レーザ素子110における隣り合う発光点間の距離D1は、例えば1mm程度であり、共振器長L1は、4mm程度である。本実施の形態では、半導体レーザ素子110は、サブマウント120を介して第1上面61tに配置される。 The semiconductor laser device 110 according to the present embodiment is arranged on the first upper surface 61t of the first base 61 and has a first light emitting point 11r, a second light emitting point 12r and a third light emitting point 13r. In other words, the semiconductor laser device 110 is a multi-emitter semiconductor laser device. Although the dimensions of the semiconductor laser element 110 are not particularly limited, the distance D1 between adjacent light emitting points in the semiconductor laser element 110 is, for example, about 1 mm, and the cavity length L1 is about 4 mm. In this embodiment, semiconductor laser element 110 is arranged on first upper surface 61t via submount 120 .

本実施の形態では、隣り合う発光点間の距離D1は、1mm程度であり、比較的小さい。このように、距離D1が比較的小さい場合には、発光点間の高さの差を確保するために、第1ベース61の第1角度θ1を大きくする必要がある。本実施の形態のように、距離D1が1mm以下程度である場合には、第1角度θ1は、6度以上57度以下であってもよい。 In this embodiment, the distance D1 between adjacent light emitting points is about 1 mm, which is relatively small. Thus, when the distance D1 is relatively small, it is necessary to increase the first angle θ1 of the first base 61 in order to secure the height difference between the light emitting points. As in the present embodiment, when the distance D1 is about 1 mm or less, the first angle θ1 may be 6 degrees or more and 57 degrees or less.

図21に示されるように、本実施の形態においても、実施の形態1に係る半導体レーザモジュールと同様に、第1発光点11r、第2発光点12r及び第3発光点13rは、第1上面61tと平行な同一の平面P0上に位置する。これにより、各発光点の第1上面61tからの高さを同一に揃えることができる。 As shown in FIG. 21, also in this embodiment, similarly to the semiconductor laser module according to Embodiment 1, the first light emitting point 11r, the second light emitting point 12r, and the third light emitting point 13r are arranged on the first upper surface. located on the same plane P0 parallel to 61t. As a result, the heights of the light emitting points from the first upper surface 61t can be made uniform.

また、図示しないが、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールにおいても、実施の形態1に係る半導体レーザモジュールと同様に、第1発光点11r、第2発光点12r及び第3発光点13rのそれぞれのニアフィールドパターンNFP1、NFP2及びNFP3の長手方向は、第1ベース61の第1上面61tと平行である。 Although not shown, in the semiconductor laser module according to the present embodiment, similarly to the semiconductor laser module according to the first embodiment, each of the first light emitting point 11r, the second light emitting point 12r and the third light emitting point 13r are parallel to the first top surface 61 t of the first base 61 .

このように、本実施の形態に係る半導体レーザ素子110によれば、一つの半導体レーザ素子だけをサブマウント120に実装すればよいため、複数の半導体レーザ素子を個別にサブマウント120に実装する場合より、実装工程を簡素化できる。また、本実施の形態に係る半導体レーザ素子110によれば、発光点間の位置ずれを低減できる。 As described above, according to the semiconductor laser device 110 according to the present embodiment, only one semiconductor laser device needs to be mounted on the submount 120. Therefore, when a plurality of semiconductor laser devices are individually mounted on the submount 120, Therefore, the mounting process can be simplified. Further, according to the semiconductor laser device 110 of the present embodiment, it is possible to reduce the positional deviation between the light emitting points.

本実施の形態に係るファスト軸コリメータレンズ130は、第1発光点11r、第2発光点12r及び第3発光点13rからそれぞれ出射される第1レーザ光L11、第2レーザ光L12及び第3レーザ光L13のファスト軸方向(第1上面61tと垂直な方向)における発散を低減するレンズである。ファスト軸コリメータレンズ130として、各レーザ光の光軸方向に平行で、かつ、第1上面61tに垂直な断面において曲率を有するコリメータレンズを用いることができる。ファスト軸コリメータレンズ130として、例えば、シリンドリカルレンズなどの非球面レンズを用いることができる。ファスト軸コリメータレンズ130は、各レーザ光のファスト軸方向をコリメートする第2集光素子の一例である。本実施の形態では、発光点間の距離D1が1mm程度と小さく、かつ、発光点間の相対的な位置ずれが低減されるため、一つのファスト軸コリメータレンズ130を用いてコリメートできる。これにより、半導体レーザモジュールの構成を簡素化でき、かつ、光軸調整などの調整工程も簡素化できる。 The fast-axis collimator lens 130 according to the present embodiment includes a first laser beam L11, a second laser beam L12, and a third laser beam L12 emitted from the first light emitting point 11r, the second light emitting point 12r, and the third light emitting point 13r, respectively. It is a lens that reduces the divergence of the light L13 in the fast axis direction (the direction perpendicular to the first upper surface 61t). As the fast-axis collimator lens 130, a collimator lens having a curvature in a cross section parallel to the optical axis direction of each laser beam and perpendicular to the first upper surface 61t can be used. As the fast-axis collimator lens 130, for example, an aspherical lens such as a cylindrical lens can be used. The fast-axis collimator lens 130 is an example of a second condensing element that collimates the fast-axis direction of each laser beam. In the present embodiment, the distance D1 between the light emitting points is as small as about 1 mm, and the relative positional deviation between the light emitting points is reduced. As a result, the configuration of the semiconductor laser module can be simplified, and the adjustment process such as optical axis adjustment can also be simplified.

スロー軸コリメータレンズアレイ140は、第1レーザ光L11、第2レーザ光L12及び第3レーザ光L13の第1上面61tと平行な方向(図2のX1軸方向)の発散を減少させるレンズである。スロー軸コリメータレンズアレイ140は、三つのスロー軸コリメータレンズ141、142及び143が第1発光点11r、第2発光点12r及び第3発光点13rの配列方向に配列されて一体化されたレンズアレイである。スロー軸コリメータレンズ141、142及び143は、それぞれ、第1レーザ光L11、第2レーザ光L12及び第3レーザ光L13をコリメートする第2集光素子の一例である。本実施の形態では、発光点間の位置ずれが低減されるため、三つのスロー軸コリメータレンズ141、142及び143を一体化できる。これにより、半導体レーザモジュールの構成を簡素化でき、かつ、光軸調整などの調整工程も簡素化できる。 The slow-axis collimator lens array 140 is a lens that reduces the divergence of the first laser beam L11, the second laser beam L12, and the third laser beam L13 in the direction parallel to the first upper surface 61t (X1-axis direction in FIG. 2). . The slow-axis collimator lens array 140 is a lens array in which three slow-axis collimator lenses 141, 142 and 143 are arranged and integrated in the arrangement direction of the first light emitting point 11r, the second light emitting point 12r and the third light emitting point 13r. is. The slow-axis collimator lenses 141, 142, and 143 are examples of second condensing elements that collimate the first laser beam L11, the second laser beam L12, and the third laser beam L13, respectively. In this embodiment, the three slow-axis collimator lenses 141, 142 and 143 can be integrated because the positional deviation between the light emitting points is reduced. As a result, the configuration of the semiconductor laser module can be simplified, and the adjustment process such as optical axis adjustment can also be simplified.

偏向素子アレイ150は、図20B及び図20Cに示されるように筐体90の底面93bに直接配置され、図20Aに示されるように第1レーザ光L11、第2レーザ光L12及び第3レーザ光L13を偏向する素子である。偏向素子アレイ150は、第1偏向素子151、第2偏向素子152及び第3偏向素子153が一体化されたアレイである。本実施の形態では、各偏向素子は、ミラーであり、図20Aに示されるように、各レーザ光を底面93bに平行な面内において約90度偏向して、各偏向光とする。より具体的には、各偏向素子は、底面93bに垂直な平面状の反射面を有する平面ミラーであり、反射面は、第1レーザ光L11に対して45度傾けられている。 The deflection element array 150 is directly arranged on the bottom surface 93b of the housing 90 as shown in FIGS. 20B and 20C, and as shown in FIG. It is an element that deflects L13. The deflection element array 150 is an array in which the first deflection element 151, the second deflection element 152 and the third deflection element 153 are integrated. In the present embodiment, each deflection element is a mirror, and as shown in FIG. 20A, each laser light is deflected by approximately 90 degrees in a plane parallel to the bottom surface 93b to obtain each polarized light. More specifically, each deflecting element is a plane mirror having a planar reflecting surface perpendicular to the bottom surface 93b, and the reflecting surface is tilted 45 degrees with respect to the first laser beam L11.

本実施の形態では、偏向素子アレイ150は、階段状の形状を有する。偏向素子アレイ150の階段状の形状の各段部に各偏向素子が配置されることによって、各偏向素子は一体化されている。なお、第1偏向素子151、第2偏向素子152及び第3偏向素子153を一体化する構成は、特に限定されない。例えば、第1偏向素子151、第2偏向素子152及び第3偏向素子153は、底面93bに対向して配置される板状部材で連結されることで一体化されてもよい。また、第1偏向素子151、第2偏向素子152及び第3偏向素子153は、第1ベース61の第1上面61tに配置されてもよい。この場合、第1偏向素子151、第2偏向素子152及び第3偏向素子153は、第1上面61tに対向して配置される板状部材で連結されることで一体化されてもよい。 In this embodiment, deflection element array 150 has a stepped shape. Each deflection element is integrated by arranging each deflection element at each stepped portion of the deflection element array 150 . The configuration for integrating the first deflecting element 151, the second deflecting element 152, and the third deflecting element 153 is not particularly limited. For example, the first deflecting element 151, the second deflecting element 152, and the third deflecting element 153 may be integrated by being connected by a plate-shaped member arranged facing the bottom surface 93b. Also, the first deflecting element 151 , the second deflecting element 152 and the third deflecting element 153 may be arranged on the first upper surface 61 t of the first base 61 . In this case, the first deflecting element 151, the second deflecting element 152, and the third deflecting element 153 may be integrated by being connected by a plate-shaped member arranged to face the first upper surface 61t.

本実施の形態に係る半導体レーザモジュールは、以上のような構成を有することにより、実施の形態1に係る半導体レーザモジュール1と同様の効果が奏される。さらに、本実施の形態では、半導体レーザ素子110が各発光点を有することにより、発光点間の距離D1を低減できるため、半導体レーザモジュールの小型化が可能となる。具体的には、半導体レーザ素子110の出射面からファスト軸コリメータレンズ130までの距離は、例えば、0.03mm程度とすることができる。また、半導体レーザ素子110の出射面からスロー軸コリメータレンズアレイ140の出射面までの距離は、例えば、2.0mm程度とすることができる。 Since the semiconductor laser module according to the present embodiment has the above configuration, the same effects as those of the semiconductor laser module 1 according to the first embodiment can be obtained. Furthermore, in the present embodiment, since the semiconductor laser element 110 has each light emitting point, the distance D1 between the light emitting points can be reduced, so the size of the semiconductor laser module can be reduced. Specifically, the distance from the emission surface of the semiconductor laser element 110 to the fast axis collimator lens 130 can be set to, for example, about 0.03 mm. Also, the distance from the emission surface of the semiconductor laser element 110 to the emission surface of the slow-axis collimator lens array 140 can be set to, for example, about 2.0 mm.

また、半導体レーザ素子110が各発光点を有することにより、発光点間の相対的な位置ずれを低減できる。これにより、例えば、各スロー軸コリメータレンズ間の位置調整が不要となるため、三つのスロー軸コリメータレンズを一体化できる。これにより、半導体レーザモジュールの構成を簡素化でき、かつ、光軸調整などの調整工程も簡素化できる。第1偏向素子151、第2偏向素子152及び第3偏向素子153についても、三つのスロー軸コリメータレンズと同様のことが言える。 Moreover, since the semiconductor laser element 110 has each light emitting point, it is possible to reduce the relative positional deviation between the light emitting points. As a result, for example, positional adjustment between the slow-axis collimator lenses becomes unnecessary, so that three slow-axis collimator lenses can be integrated. As a result, the configuration of the semiconductor laser module can be simplified, and the adjustment process such as optical axis adjustment can also be simplified. The same can be said for the first deflecting element 151, the second deflecting element 152 and the third deflecting element 153 as well as the three slow-axis collimator lenses.

(実施の形態5)
実施の形態5に係る半導体レーザモジュールについて説明する。本実施の形態に係る半導体レーザモジュールは、主に、偏向素子として屈折光学素子を用いる点において、実施の形態1に係る半導体レーザモジュール1と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザモジュールについて、実施の形態1に係る半導体レーザモジュール1との相違点を中心に図22及び図23を用いて説明する。
(Embodiment 5)
A semiconductor laser module according to Embodiment 5 will be described. The semiconductor laser module according to this embodiment differs from the semiconductor laser module 1 according to the first embodiment mainly in that a refractive optical element is used as a deflection element. The semiconductor laser module according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 22 and 23, focusing on differences from the semiconductor laser module 1 according to the first embodiment.

図22及び図23は、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール201の構成を示す斜視図及び上面図である。図23においては、底面93bの上面視における半導体レーザモジュール201の構成が示されている。 22 and 23 are a perspective view and a top view showing the configuration of a semiconductor laser module 201 according to this embodiment. FIG. 23 shows the configuration of the semiconductor laser module 201 in a top view of the bottom surface 93b.

図22及び図23に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザモジュール201は、第1ベース61と、第1半導体レーザ素子11と、第2半導体レーザ素子12と、第1偏向素子251及び256と、第2偏向素子252及び257とを備える。本実施の形態では、半導体レーザモジュール201は、第3半導体レーザ素子13と、第3光学素子258と、ファスト軸コリメータレンズ31~33と、スロー軸コリメータレンズ41~43と、第1集光素子71と、光ファイバ保持部84と、光ファイバ80と、筐体90とを備える。なお、図22及び図23においては、筐体90のうち、底部93だけが示されており、側壁部92や天面部95は省略されている。 As shown in FIGS. 22 and 23, the semiconductor laser module 201 according to this embodiment includes a first base 61, a first semiconductor laser element 11, a second semiconductor laser element 12, and a first deflection element 251. , 256 and second deflection elements 252 and 257 . In this embodiment, the semiconductor laser module 201 includes the third semiconductor laser element 13, the third optical element 258, the fast-axis collimator lenses 31-33, the slow-axis collimator lenses 41-43, and the first condensing element. 71 , an optical fiber holding portion 84 , an optical fiber 80 and a housing 90 . 22 and 23, only the bottom portion 93 of the housing 90 is shown, and the side wall portion 92 and the top surface portion 95 are omitted.

本実施の形態において、第1偏向素子251及び256と、第2偏向素子252及び257は、それぞれ、第1レーザ光L11及び第2レーザ光L12を屈折によって偏向する。第1偏向素子251、256、第2偏向素子252、257は、例えば、プリズムである。より具体的には、第1偏向素子251、256、第2偏向素子252、257は、例えば、入射面及び出射面を有する三角柱や四角柱などの多角柱のプリズムであり、当該入射面及び当該出射面は、底面93bと垂直である。そして、当該入射面と当該出射面とは鋭角をなし、楔型の形状を有する。 In this embodiment, the first deflection elements 251 and 256 and the second deflection elements 252 and 257 respectively deflect the first laser beam L11 and the second laser beam L12 by refraction. The first deflecting elements 251, 256 and the second deflecting elements 252, 257 are prisms, for example. More specifically, the first deflecting elements 251 and 256 and the second deflecting elements 252 and 257 are, for example, polygonal prisms such as triangular prisms and square prisms having an incident surface and an exit surface. The exit surface is perpendicular to the bottom surface 93b. The incident surface and the exit surface form an acute angle and have a wedge shape.

本実施の形態では、第3半導体レーザ素子13は、図23の上面図において、第1集光素子71の光軸上に配置される。そして、第3半導体レーザ素子13から出射された第3レーザ光L13は、偏向素子には入射しない。一方で、第1集光素子71の光軸上に配置されない第1半導体レーザ素子11及び第2半導体レーザ素子12からそれぞれ出射された第1レーザ光L11及び第2レーザ光L12は、各偏向素子により屈折され、図23の上面図において、第3レーザ光L13と光軸が重なるように各偏向素子が配置される。 In this embodiment, the third semiconductor laser element 13 is arranged on the optical axis of the first light collecting element 71 in the top view of FIG. The third laser beam L13 emitted from the third semiconductor laser element 13 does not enter the deflection element. On the other hand, the first laser beam L11 and the second laser beam L12 emitted from the first semiconductor laser element 11 and the second semiconductor laser element 12, which are not arranged on the optical axis of the first light collecting element 71, respectively, are reflected by the deflection elements. , and each deflection element is arranged so that the optical axis overlaps with the third laser beam L13 in the top view of FIG.

上記構成において、第1レーザ光L11、第2レーザ光L12及び第3レーザ光L13は、底面93bに垂直な方向に対しては、重ならない。第1半導体レーザ素子11、第2半導体レーザ素子12及び第3半導体レーザ素子13から出射された、断面の長手方向が底面93bに対し所定の角度を有するレーザ光は、第1集光素子71によって光ファイバ80の端面81に細長い形状に集光される。そして、図10に示されるように、細長い形状の長手方向は、底面93bに対して第1角度θ1で傾斜するとともに、図面上下方向(つまり、底面93bに垂直な方向)に並んだ形状で配置される。 In the above configuration, the first laser beam L11, the second laser beam L12, and the third laser beam L13 do not overlap in the direction perpendicular to the bottom surface 93b. The laser beams emitted from the first semiconductor laser element 11, the second semiconductor laser element 12, and the third semiconductor laser element 13 and having the longitudinal direction of the cross section at a predetermined angle with respect to the bottom surface 93b are Light is focused in an elongated shape on the end face 81 of the optical fiber 80 . Then, as shown in FIG. 10, the longitudinal direction of the elongated shape is inclined at a first angle θ1 with respect to the bottom surface 93b, and arranged in a shape aligned in the vertical direction of the drawing (that is, the direction perpendicular to the bottom surface 93b). be done.

つまり、本実施の形態の偏向素子のように屈折光学素子を用いても、他の実施の形態と同様の効果を実現することができる。 In other words, even if a refractive optical element is used like the deflection element of this embodiment, the same effects as those of the other embodiments can be achieved.

より具体的には、第3光学素子258は、入射面及び出射面が、第1集光素子71の光軸に対して垂直なプリズム(例えば直方体状のプリズム)であり、底部93に固定される。第3半導体レーザ素子13から出射した第3レーザ光L13は、スロー軸コリメータレンズ43、第3光学素子258を通過し、第1集光素子71にて光ファイバ80の端面81に集光される。ここで、第3光学素子258は、第3レーザ光L13の光路長を調整する機能や、上部に配置する第2偏向素子257を固定する機能を有する。なお、第3光学素子258は、第3レーザ光L13が通過する部分が空隙(つまり開口)である開口形状のものでもよい。 More specifically, the third optical element 258 is a prism (for example, a rectangular parallelepiped prism) whose entrance surface and exit surface are perpendicular to the optical axis of the first light collecting element 71, and is fixed to the bottom 93. be. The third laser light L13 emitted from the third semiconductor laser element 13 passes through the slow-axis collimator lens 43 and the third optical element 258, and is condensed onto the end surface 81 of the optical fiber 80 by the first condensing element 71. . Here, the third optical element 258 has a function of adjusting the optical path length of the third laser beam L13 and a function of fixing the second deflection element 257 arranged above. The third optical element 258 may have an aperture shape in which the portion through which the third laser beam L13 passes is a gap (that is, an aperture).

本実施の形態においては、第1偏向素子251は三角柱のプリズムであり、入射面と出射面とのなす鋭角が、第1集光素子71の光軸に対して遠い側に向くように(つまり、第1集光素子71の光軸から遠ざかるほど第1偏向素子251の入射面と出射面との距離が小さくなるように)、第1偏向素子251は底部93に固定される。第1偏向素子256は、三角柱であり、入射面と出射面とのなす鋭角が、第1半導体レーザ素子11の光軸に対して遠い側に向くように、第2偏向素子257上に固定される。第1偏向素子251によって、第1レーザ光L11は、第1集光素子71の光軸に近づくように偏向され、第1偏向素子256によって、第1レーザ光L11は、第1集光素子71の光軸に並行に伝搬するように偏向され、第1集光素子71に入射する。 In this embodiment, the first deflecting element 251 is a triangular prism, and the acute angle between the incident surface and the exit surface is directed farther from the optical axis of the first light collecting element 71 (that is, , so that the distance between the incident surface and the exit surface of the first deflecting element 251 decreases as the distance from the optical axis of the first light condensing element 71 increases. The first deflecting element 256 is a triangular prism, and is fixed on the second deflecting element 257 so that the acute angle formed by the incident surface and the emitting surface faces away from the optical axis of the first semiconductor laser element 11 . be. The first deflection element 251 deflects the first laser beam L11 so as to approach the optical axis of the first condensing element 71, and the first deflection element 256 deflects the first laser beam L11 to the first condensing element 71. is polarized so as to propagate parallel to the optical axis of , and is incident on the first light collecting element 71 .

本実施の形態では、第2偏向素子252は四角柱のプリズムであり、底部93に固定される。第2偏向素子257は、例えば、三角柱のプリズムであり、第3光学素子258上に固定される。第2偏向素子252及び257によって、第2レーザ光L12は、第1レーザ光L11と同様に偏向され、第1集光素子71に入射する。 In this embodiment, the second deflecting element 252 is a rectangular prism and is fixed to the bottom 93 . The second deflection element 257 is, for example, a triangular prism and is fixed on the third optical element 258 . The second laser light L12 is deflected by the second deflecting elements 252 and 257 in the same manner as the first laser light L11, and enters the first condensing element 71. As shown in FIG.

なお、第1偏向素子251及び第2偏向素子252は、第1上面61tに配置されてもよい。この場合、各偏向素子の第1上面61tと対向する面は、底面93bに対して傾斜するように形成される。 Note that the first deflection element 251 and the second deflection element 252 may be arranged on the first upper surface 61t. In this case, the surface of each deflection element facing the first upper surface 61t is formed to be inclined with respect to the bottom surface 93b.

以上のような構成を有する本実施の形態に係る半導体レーザモジュールにおいても、実施の形態1と同様の効果が奏される。 The semiconductor laser module according to the present embodiment having the configuration as described above also has the same effects as those of the first embodiment.

(変形例など)
以上、本開示に係る半導体レーザモジュール及びレーザ加工装置について、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記各実施の形態に限定されるものではない。
(Modified example, etc.)
As described above, the semiconductor laser module and the laser processing apparatus according to the present disclosure have been described based on the respective embodiments, but the present disclosure is not limited to the above embodiments.

例えば、上記各実施の形態においては、半導体レーザモジュールが三つの発光点を有する例を示したが、発光点の個数は三つに限定されない。発光点の個数は、複数であればよい。 For example, in each of the above embodiments, the semiconductor laser module has three light emitting points, but the number of light emitting points is not limited to three. The number of light emitting points may be plural.

また、上記各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。 In addition, it is realized by arbitrarily combining the constituent elements and functions of the above embodiments without departing from the scope of the present disclosure, as well as the forms obtained by applying various modifications that a person skilled in the art can think of for the above embodiments. Any form is also included in the present disclosure.

本開示の半導体レーザモジュールは、例えば、高出力かつ高効率な光源としてレーザ加工装置などに適用できる。 The semiconductor laser module of the present disclosure can be applied to, for example, a laser processing apparatus as a high-output and high-efficiency light source.

1、201 半導体レーザモジュール
11 第1半導体レーザ素子
12 第2半導体レーザ素子
13 第3半導体レーザ素子
11e 出射面
11r 第1発光点
12r 第2発光点
13r 第3発光点
21、22、 23、120、1021、1022、1023 サブマウント
21n、21p 電極
21w ボンディングワイヤ
30S スペーサー
31、32、33、130 ファスト軸コリメータレンズ
41、42、43、141、142、143 スロー軸コリメータレンズ
51、51a、51a1、151、251、256 第1偏向素子
51ab、52ab、53ab 底面
51at、52at、53at 上面
51r、52r、53r、51ar、52ar、53ar 反射面
52、52a、52a1、152、252、257 第2偏向素子
53、53a、53a1、153 第3偏向素子
61 第1ベース
61b 第1底面
61t 第1上面
62、62b 第2ベース
62t 第2上面
62t1、62t2、62t3 支持面
71 第1集光素子
80 光ファイバ
81、82 端面
84 光ファイバ保持部
90 筐体
91 本体
92 側壁部
93 底部
93b 底面
95 天面部
110、1011、1012、1013 半導体レーザ素子
140 スロー軸コリメータレンズアレイ
150 偏向素子アレイ
258 第3光学素子
1061 ベース
1061t 支持部
1093b 底面
NFP1、NFP2、NFP3 ニアフィールドパターン
Reference Signs List 1, 201 semiconductor laser module 11 first semiconductor laser element 12 second semiconductor laser element 13 third semiconductor laser element 11e emitting surface 11r first light emitting point 12r second light emitting point 13r third light emitting point 21, 22, 23, 120, 1021, 1022, 1023 submount 21n, 21p electrode 21w bonding wire 30S spacer 31, 32, 33, 130 fast axis collimator lens 41, 42, 43, 141, 142, 143 slow axis collimator lens 51, 51a, 51a1, 151, 251, 256 First deflection elements 51ab, 52ab, 53ab Bottom surfaces 51at, 52at, 53at Top surfaces 51r, 52r, 53r, 51ar, 52ar, 53ar Reflective surfaces 52, 52a, 52a1, 152, 252, 257 Second deflection elements 53, 53a , 53a1, 153 third deflection element 61 first base 61b first bottom surface 61t first top surface 62, 62b second base 62t second top surface 62t1, 62t2, 62t3 support surface 71 first light collecting element 80 optical fiber 81, 82 end surface 84 optical fiber holding portion 90 housing 91 main body 92 side wall portion 93 bottom portion 93b bottom surface 95 top surface portion 110, 1011, 1012, 1013 semiconductor laser element 140 slow-axis collimator lens array 150 deflection element array 258 third optical element 1061 base 1061t support portion 1093b Bottom NFP1, NFP2, NFP3 Near field pattern

Claims (25)

底面を有する筐体と、
前記底面に配置され、第1上面を有する第1ベースと、
前記第1上面に配置され、第1発光点及び第2発光点を有する半導体レーザ素子と、
前記第1発光点から出射される第1レーザ光を偏向する第1偏向素子と、
前記第2発光点から出射される第2レーザ光を偏向する第2偏向素子と
前記第1偏向素子で偏向された第1偏向光及び前記第2偏向素子で偏向された第2偏向光を集光する第1集光素子とを備え、
前記第1上面は、前記底面に対して0より大きい第1角度で傾斜しており、
前記第1発光点の前記底面からの距離は、前記第2発光点の前記底面からの距離よりも大きく、
前記第1発光点及び前記第2発光点の各々のニアフィールドパターンの長手方向は、前記第1上面と平行である
半導体レーザモジュール。
a housing having a bottom surface;
a first base disposed on the bottom surface and having a first top surface;
a semiconductor laser element disposed on the first upper surface and having a first light emitting point and a second light emitting point;
a first deflection element that deflects the first laser light emitted from the first light emitting point;
a second deflection element that deflects the second laser light emitted from the second light emitting point ;
a first light collecting element that collects the first polarized light deflected by the first deflecting element and the second polarized light deflected by the second deflecting element;
the first top surface is inclined at a first angle greater than 0 with respect to the bottom surface;
the distance of the first light emitting point from the bottom surface is greater than the distance of the second light emitting point from the bottom surface;
A semiconductor laser module in which a longitudinal direction of each of the near-field patterns of the first light emitting point and the second light emitting point is parallel to the first upper surface.
底面を有する筐体と、
前記底面に配置され、第1上面を有する第1ベースと、
前記第1上面に配置されるサブマウントと、
前記サブマウントに実装され、第1発光点を有する第1半導体レーザ素子と、
前記サブマウントに実装され、第2発光点を有する第2半導体レーザ素子と、
前記第1発光点から出射される第1レーザ光を偏向する第1偏向素子と、
前記第2発光点から出射される第2レーザ光を偏向する第2偏向素子と
前記第1偏向素子で偏向された第1偏向光及び前記第2偏向素子で偏向された第2偏向光を集光する第1集光素子とを備え、
前記第1上面は、前記底面に対して0より大きい第1角度だけ傾斜しており、
前記第1発光点の前記底面からの距離は、前記第2発光点の前記底面からの距離よりも大きく、
前記第1発光点及び前記第2発光点の各々のニアフィールドパターンの長手方向は、前記第1上面と平行である
半導体レーザモジュール。
a housing having a bottom surface;
a first base disposed on the bottom surface and having a first top surface;
a submount disposed on the first top surface;
a first semiconductor laser element mounted on the submount and having a first light emitting point;
a second semiconductor laser element mounted on the submount and having a second light emitting point;
a first deflection element that deflects the first laser light emitted from the first light emitting point;
a second deflection element that deflects the second laser light emitted from the second light emitting point ;
a first light collecting element that collects the first polarized light deflected by the first deflecting element and the second polarized light deflected by the second deflecting element;
the first top surface is inclined with respect to the bottom surface by a first angle greater than zero;
the distance of the first light emitting point from the bottom surface is greater than the distance of the second light emitting point from the bottom surface;
A semiconductor laser module in which a longitudinal direction of each of the near-field patterns of the first light emitting point and the second light emitting point is parallel to the first upper surface.
底面を有する筐体と、
前記底面に配置され、第1上面を有する第1ベースと、
前記第1上面に配置され、第1発光点を有する第1半導体レーザ素子と、
前記第1上面に配置され、第2発光点を有する第2半導体レーザ素子と、
前記第1発光点から出射される第1レーザ光を偏向する第1偏向素子と、
前記第2発光点から出射される第2レーザ光を偏向する第2偏向素子と
前記第1偏向素子で偏向された第1偏向光及び前記第2偏向素子で偏向された第2偏向光を集光する第1集光素子とを備え、
前記第1上面は、前記底面に対して0より大きい第1角度だけ傾斜しており、
前記第1発光点の前記底面からの距離は、前記第2発光点の前記底面からの距離よりも大きく、
前記第1発光点及び前記第2発光点の各々のニアフィールドパターンの長手方向は、前記第1上面と平行である
半導体レーザモジュール。
a housing having a bottom surface;
a first base disposed on the bottom surface and having a first top surface;
a first semiconductor laser element disposed on the first upper surface and having a first light emitting point;
a second semiconductor laser element disposed on the first upper surface and having a second light emitting point;
a first deflection element that deflects the first laser light emitted from the first light emitting point;
a second deflection element that deflects the second laser light emitted from the second light emitting point ;
a first light collecting element that collects the first polarized light deflected by the first deflecting element and the second polarized light deflected by the second deflecting element;
the first top surface is inclined with respect to the bottom surface by a first angle greater than zero;
the distance of the first light emitting point from the bottom surface is greater than the distance of the second light emitting point from the bottom surface;
A semiconductor laser module in which a longitudinal direction of each of the near-field patterns of the first light emitting point and the second light emitting point is parallel to the first upper surface.
前記第1角度は、57度より小さい
請求項1~3のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュール。
4. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein said first angle is smaller than 57 degrees.
前記第1発光点及び前記第2発光点は、前記第1上面と平行な同一平面上に位置する
請求項1~4のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュール。
5. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein said first light emitting point and said second light emitting point are positioned on the same plane parallel to said first upper surface.
前記第1レーザ光及び前記第2レーザ光は、前記底面と平行に伝搬する
請求項1~5のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュール。
6. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein said first laser beam and said second laser beam propagate parallel to said bottom surface.
記第1偏向光及び前記第2偏向光は、前記底面と平行に伝搬する
請求項1~6のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュール。
7. The semiconductor laser module according to claim 1 , wherein said first polarized light and said second polarized light propagate parallel to said bottom surface.
前記第1偏向光は、前記第2偏向素子の上方を前記底面と平行に伝搬する
請求項7に記載の半導体レーザモジュール。
8. The semiconductor laser module according to claim 7, wherein said first polarized light propagates above said second deflecting element parallel to said bottom surface.
前記第1偏向光及び前記第2偏向光は、前記第1集光素子によって細長い形状に集光され、
前記細長い形状の長手方向は、前記底面に対して、前記第1角度で傾斜する
請求項1~8のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュール。
The first polarized light and the second polarized light are condensed into an elongated shape by the first condensing element,
The semiconductor laser module according to any one of claims 1 to 8, wherein the longitudinal direction of the elongated shape is inclined at the first angle with respect to the bottom surface.
前記筐体に接続された光ファイバをさらに備え、
前記第1偏向光及び前記第2偏向光は、前記筐体内部に配置された前記光ファイバの一方の端面に集光される
請求項1~9のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュール。
further comprising an optical fiber connected to the housing,
10. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein said first polarized light and said second polarized light are focused on one end surface of said optical fiber arranged inside said housing.
前記第1発光点と前記第1偏向素子との間に配置される第2集光素子を有する
請求項1~10のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュール。
11. The semiconductor laser module according to claim 1, further comprising a second condensing element arranged between said first light emitting point and said first deflection element.
前記第2集光素子は、前記第1レーザ光をコリメートする
請求項11に記載の半導体レーザモジュール。
12. The semiconductor laser module according to claim 11 , wherein said second condensing element collimates said first laser light.
前記第2集光素子は、
前記第1レーザ光の前記第1上面と垂直な方向の発散を減少させるファスト軸コリメータレンズと、
前記第1レーザ光の前記第1上面と平行な方向の発散を減少させるスロー軸コリメータレンズとを含み、
前記スロー軸コリメータレンズは、前記ファスト軸コリメータレンズと前記第1偏向素子との間に配置される
請求項12に記載の半導体レーザモジュール。
The second condensing element is
a fast-axis collimator lens that reduces divergence of the first laser light in a direction perpendicular to the first top surface;
a slow-axis collimator lens that reduces divergence of the first laser light in a direction parallel to the first top surface;
13. The semiconductor laser module according to claim 12 , wherein said slow-axis collimator lens is arranged between said fast-axis collimator lens and said first deflection element.
前記底面に配置され、第2上面を有する第2ベースをさらに備え、
前記第2上面に、前記第1偏向素子及び前記第2偏向素子が配置される
請求項1~13のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュール。
further comprising a second base disposed on the bottom surface and having a second top surface;
14. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein the first deflection element and the second deflection element are arranged on the second upper surface.
前記第2上面は、前記底面に対して傾斜している
請求項14に記載の半導体レーザモジュール。
15. The semiconductor laser module according to claim 14 , wherein said second top surface is inclined with respect to said bottom surface.
前記第2上面は、前記底面に対して前記第1角度で傾斜している
請求項15に記載の半導体レーザモジュール。
16. The semiconductor laser module according to claim 15 , wherein said second top surface is inclined at said first angle with respect to said bottom surface.
前記第1ベースと前記第2ベースとは一体に形成されている
請求項1416のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュール。
17. The semiconductor laser module according to claim 14 , wherein said first base and said second base are integrally formed.
前記第1偏向素子が配置される前記第2上面上の位置における前記底面からの距離は、前記第2偏向素子が配置される前記第2上面上の位置における前記底面からの距離よりも大きい
請求項1417のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュール。
The distance from the bottom surface at the position on the second top surface where the first deflection element is arranged is greater than the distance from the bottom surface at the position on the second top surface where the second deflection element is arranged. 18. The semiconductor laser module according to any one of items 14 to 17 .
前記第1偏向素子の前記第2上面と対向する面及び前記第2偏向素子の前記第2上面と対向する面は、前記底面に対して傾斜している
請求項18に記載の半導体レーザモジュール。
19. The semiconductor laser module according to claim 18 , wherein a surface of said first deflection element facing said second upper surface and a surface of said second deflection element facing said second upper surface are inclined with respect to said bottom surface.
前記第1偏向素子及び前記第2偏向素子は、一体に形成されている
請求項1~19のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュール。
20. The semiconductor laser module according to claim 1, wherein said first deflection element and said second deflection element are integrally formed.
前記第1偏向素子及び前記第2偏向素子の各々は、ミラーである
請求項1~20のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュール。
The semiconductor laser module according to any one of claims 1 to 20 , wherein each of said first deflection element and said second deflection element is a mirror.
前記第1偏向素子及び前記第2偏向素子の各々は、プリズムである
請求項1~20のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュール。
The semiconductor laser module according to any one of claims 1 to 20 , wherein each of said first deflection element and said second deflection element is a prism.
前記筐体は、天面部を有する
請求項1~22のいずれか1項に記載の半導体レーザモジュール。
The semiconductor laser module according to any one of claims 1 to 22 , wherein the housing has a top surface portion.
前記筐体の内部は、気密空間である
請求項23に記載の半導体レーザモジュール。
24. The semiconductor laser module according to claim 23 , wherein the inside of said housing is an airtight space.
請求項10に記載の半導体レーザモジュールを有し、
前記第1偏向光及び前記第2偏向光が前記光ファイバの他方の端面から出射される
レーザ加工装置。
Having the semiconductor laser module according to claim 10 ,
A laser processing apparatus in which the first polarized light and the second polarized light are emitted from the other end surface of the optical fiber.
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