半导体激光光学装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种抑制串扰光的发生而得到高的准直効率并且比较便宜且紧凑的半导体激光光学装置。该半导体激光光学装置具备：具有半导体激光元件的激光光源；设置在激光光源的激光出射侧并对从激光光源出射的激光在快轴方向上发散的光成分进行准直的第一准直透镜；以及设置在第一准直透镜的出射侧并对从第一准直透镜出射的光在慢轴方向上发散的光成分进行准直的第二准直透镜；第一准直透镜具有使对慢轴方向的扩展得以抑制的光向第二准直透镜入射的功能。
【专利说明】半导体激光光学装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体激光光学装置。更详细地讲，涉及例如具备准直透镜构造体的半导体激光光学装置，该准直透镜构造体能够将从具有高输出的阵列型半导体激光元件的激光光源出射的激光效率良好地进行准直。
【背景技术】
[0002]作为激光光源，为了使从例如半导体激光元件出射的光通过适当的光学部件进行聚光并效率良好地入射到细径的光纤的芯部，希望是能够出射准直性(平行性)高的光束(beam)的光源。
[0003]作为半导体激光元件，已知例如配置了多个发射体(emitter)的阵列型的半导体激光元件。阵列型的半导体激光元件一般来说构成为端面放射型的元件，要求例如几W以上的光输出。
[0004]根据这样的半导体激光元件，在垂直于pn结面的方向即快轴方向上，活性层的厚度即各发射体的快轴方向尺寸足够小，因此出射扩展较大的单模(single-mode)的光。相对于此，在平行于pn结面的方向即慢轴方向上，活性层的幅度宽，即各发射体的慢轴方向尺寸较大，因此出射扩展较小的多模(multimode)的光。因而，在慢轴方向上发散的光成分相对于在快轴方向上发散的光成分而言，成为光束的品质差且不易进行准直的光。
[0005]作为对从这样的具备阵列型的半导体激光元件的激光光源出射的激光进行准直的技术，已知例如图8所示那样的技术。图8中，利用快轴方向准直透镜40，将从通过在慢轴方向(X轴方向)上呈一列地排列配置多个发射体12而得到的半导体激光元件11出射的激光在快轴方向(与纸面垂直的方向，Y轴方向)上发散的光成分进行准直。进而，利用慢轴方向准直透镜50，将从该快轴方向准直透镜40出射的光在慢轴方向(X轴方向)上发散的光成分进行准直。这里，作为慢轴方向准直透镜50，例如采用将与半导体激光元件11中的各个发射体12对应的多个透镜单元51在慢轴方向(X轴方向)上呈一列地排列配置的构造。图8中的符号C是发射体12的光轴。
[0006]此外，作为用于使慢轴方向的准直性提高的方法，例如已知在快轴方向准直透镜与慢轴方向准直透镜之间设置将光束在快轴方向上分割的机构的技术(参照专利文献I)。
[0007]专利文献1:日本特表平10 - 508122号公报
[0008]但是，在将快轴方向准直透镜40与慢轴方向准直透镜50排列而成的结构中，存在以下问题。即，如图8(b)所示，在从快轴方向观察的平面(X — Z平面)中，向面对半导体激光元件11中的一个发射体12而配置的、慢轴方向准直透镜50中的与该发射体12对应的透镜单元51b入射的激光向邻接的透镜单元51a、51c入射。在图8(a)、(b)中，如双点划线所示，比较低角度成分的光向规定的透镜单元51b入射而在慢轴方向上被准直。但是，在图8(a)、(b)中，如虚线所示那样，存在如下问题:比较高角度成分的光由于向与规定的透镜单元51的两侧邻接的透镜单元51a、51c入射，因此从慢轴方向准直透镜50出射的光发散(以下称为“串扰(cross talk)”)。
[0009]此外，由于半导体激光元件11构成为将多个发射体12在慢轴方向上以规定的间隔排列配置成一列，因此为了效率良好地实施慢轴方向的准直，需要进行以下的配置。即，需要将慢轴方向准直透镜50配置在如下位置:相比于从各透镜单元51的入射面相互邻接的各个发射体12出射的激光从快轴方向准直透镜40出射后、该激光重合的位置，将慢轴方向准直透镜50配置在更靠半导体激光元件11侧。但是，在这样的位置关系中，存在慢轴方向的准直性比快轴方向的准直性差的问题。
[0010]再者，在上述的专利文献I所记载的技术中，从相互邻接的发射体分别出射的激光被快轴方向准直透镜准直，并由该快轴方向准直透镜改变快轴方向的高度而出射。来自各发射体的光由于不发生与向慢轴方向出射的光的重合，因此具有的优点是，能够不考虑从邻接的发射体出射的激光的重合地设定慢轴方向准直透镜的透镜径。但是，存在光学系统复杂且其自身构造较大的问题。
【发明内容】
[0011]本发明是鉴于以上情况而做出的，其目的在于提供一种能够抑制串扰光的发生且能够得到高的准直效率、并且能够较便宜地进行制作的紧凑的半导体激光光学装置。
[0012]本发明的半导体激光光学装置，具备:激光光源，由半导体激光元件构成；第一准直透镜，设置在该激光光源的激光出射侧，对从该激光光源出射的激光在快轴方向上发散的光成分进行准直；以及第二准直透镜，设置在该第一准直透镜的出射侧，对从该第一准直透镜出射的光在慢轴方向上发散的光成分进行准直；上述第一准直透镜具有使对慢轴方向的扩展得以抑制的光向上述第二准直透镜入射的功能。
[0013]在本发明的半导体激光光学装置中，能够设为如下结构:上述第一准直透镜在入射面及出射面中的某一方或双方的慢轴方向的侧缘区域具有扩展抑制功能部分。
[0014]此外，在本发明的半导体激光光学装置中，作为构成上述激光光源的半导体激光元件，能够使用将多个发射体排列配置成一列的结构。
[0015]在本发明的半导体激光光学装置中，对从激光光源出射的激光的向快轴方向发散的光成分进行准直的第一准直透镜，具有使对慢轴方向的扩展得以抑制的光向第二准直透镜入射的功能。因而，根据本发明的半导体激光光学装置，能够将向慢轴方向发散的光成分中的、可能成为串扰光的以大发散角度发散的光成分向光轴侧进行偏转修正。进而，从第一准直透镜出射的激光能够利用第二准直透镜而在慢轴方向上进行充分的准直。因而，抑制了串扰光的发生，能够得到高的准直效率。并且，不需要为了提高准直性而使用例如光束分离器(beam splitter)或偏转机构等其他光学部件，因此能够以较少的部件件数低成本地制作具有所期望的性能的装置，并且能够使装置自身构成为小型的装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是概略地表示本发明的第一实施方式的半导体激光光学装置的一构成例的图。
[0017]图2是从慢轴方向观察图1所示的半导体激光光学装置的平面图。
[0018]图3是将图1所示的半导体激光光学装置的一部分放大表示的图。
[0019]图4-A是图1所示的半导体激光光学装置的第一比较例，是表示向凹状倾斜面入射的光线角度的倾斜度的符号与向第二准直透镜的透镜单元入射的光线角度的倾斜度的符号不同的情况的图。
[0020]图4-B是图1所示的半导体激光光学装置的第二比较例，是表示向凹状倾斜面入射的光线角度的倾斜度的符号与向第二准直透镜的透镜单元入射的光线角度的倾斜度的符号不同的情况的图。
[0021]图4-C是图1所示的半导体激光光学装置的第三比较例，是表示向凹状倾斜面入射的光线角度的倾斜度的符号与向第二准直透镜的透镜单元入射的光线角度的倾斜度的符号不同的情况的图。
[0022]图5是概略地表示本发明的第二实施方式的半导体激光光学装置的一构成例的图。
[0023]图6是概略地表示本发明的第三实施方式的半导体激光光学装置的一构成例的图。
[0024]图7是概略地表示本发明的第四实施方式的半导体激光光学装置的构成例的图。
[0025]图8是概略地表示以往的半导体激光光学装置的一构成例的图。
【具体实施方式】
[0026]以下，详细说明本发明的实施方式。
[0027]<第一实施方式>
[0028]图1是概略地表示本发明的第一实施方式的半导体激光光学装置的一构成例的图。图1(a)是从快轴方向观察的平面图，图1(b)是表示图1(a)中的被虚线的圆包围的区域的放大图。图2是将图1所示的半导体激光光学装置从慢轴方向观察的平面图。
[0029]该半导体激光光学装置具备:具有半导体激光元件11的激光光源10 ;设置在该激光光源10的激光出射侧的第一准直透镜20 ;和设置在该第一准直透镜20的出射侧的第二准直透镜30。第一准直透镜20具有对从激光光源10出射的激光(在图1及图2中用双点划线表示)在快轴方向(Y轴方向)上发散的光成分进行准直的功能。第二准直透镜30具有对从第一准直透镜20出射的光在慢轴方向(X轴方向)上发散的光成分进行准直的功倉泛。
[0030]激光光源10具备例如将多个(该例中为5个)在慢轴方向上分别幅度宽的发射体12沿慢轴方向以规定的间隔排列配置成一列的半导体激光元件11。
[0031]半导体激光元件11是例如端面放射型的元件。在该半导体激光元件11中，从各发射体12中的与半导体激光元件11的pn结面垂直的一端面，相对于发射体12的光轴(用单点划线表示)C，激光在慢轴方向及快轴方向上以规定的发散角度出射。
[0032]若表示半导体激光元件11的一构成例，则外形尺寸为4mmX 0.1mmX 1.5mm(X轴方向XY轴方向XZ轴方向)，一个发射体12的出射激光的一端面(激光出射端面)的尺寸为4(^111\14 111(乂轴方向XY轴方向)。此外，邻接的发射体的中心间距离(配设间距)P为200 μ m,振荡波长为634?644nm,相对于光轴的快轴方向的发散角度的半值全角(日语:半値全角)为40°，慢轴方向的发散角度的半值全角为7°。
[0033]第一准直透镜20具有如下功能:将从半导体激光元件11中的发射体12出射的激光的、相对于发射体12的光轴C而言在快轴方向上发散的光成分,通过向该发射体12的光轴C侧偏转而在快轴方向上准直。即，第一准直透镜20使从发射体12出射的激光在Y -Z平面中相对于发射体12的光轴成为平行光。
[0034]该第一准直透镜20以光轴与半导体激光元件11的光轴一致的状态，接近于激光光源10配置。
[0035]第二准直透镜30具有如下功能:将从第一准直透镜20出射的各发射体12的激光的、相对于发射体12的光轴而言在慢轴方向上发散的光成分，通过向该发射体12的光轴C侧偏转而在慢轴方向上准直。即，第二准直透镜30使在快轴方向上被准直后的从第一准直透镜20出射的激光，在X - Z平面中相对于发射体12的光轴成为平行光。
[0036]该例中的第二准直透镜30例如通过将与半导体激光元件11中的多个发射体12分别对应的多个透镜单元31在慢轴方向上排列配置而构成。各个透镜单元31的入射面32，以第二准直透镜30的光轴与半导体激光元件11的光轴一致的状态而与第一准直透镜20的出射面27对置地配置。此外，各个透镜单元31例如由在第一准直透镜20侧具有由凸圆柱面形成的折射面的平凸圆柱透镜形成，平坦面作为出射面35而构成。
[0037]因此，构成上述的半导体激光光学装置的第一准直透镜20具有使对慢轴方向的扩展得以抑制的光向第二准直透镜30入射的功能(以下称为“慢轴方向偏转修正功能”)。
[0038]该例中的第一准直透镜20在从各发射体12出射的激光的入射面22中的慢轴方向上的侧缘区域具有扩展抑制功能部分25。具体来说，对于第一准直透镜20而言，在X -Z平面中，在平凸圆柱透镜的平坦面的、邻接的发射体间的区域所面对的各个区域，形成有在快轴方向上相互平行地延伸的V字型的槽部。由此，在邻接的槽部间的区域形成有分别具有梯形的入射面22的多个偏转修正透镜部分21。各偏转修正透镜部分21相对于各个发射体12在慢轴方向上排列配置成一列。
[0039]此外，由各个偏转修正透镜部分21的凹状倾斜面22k构成扩展抑制功能部分25。这里，一个偏转修正透镜部分21的慢轴方向的尺寸小于例如以发射体12的光轴C为中心的慢轴方向上的发射体12的配设间距P。
[0040]在该第一准直透镜20中，从一个发射体12出射的激光中的、在慢轴方向上一边以比较大的发散角发散一边行进的光成分，入射到与该发射体12对应的偏转修正透镜部分21的凹状倾斜面22A。入射到该凹状倾斜面22k的高角度光成分向该发射体12的光轴C侧偏转，作为将慢轴方向上的发散角抑制得较小的低角度光成分出射。这里，在慢轴方向上，所谓“高角度光成分”是指，相对于发射体12的光轴C以超过±5.8°的角度进行发散的光成分，所谓“低角度光成分”是指，相对于发射体12的光轴C以±5.8°的范围内的角度进行发散的光成分。
[0041]各个偏转修正透镜部分21中的凹状倾斜面22A具有倾斜角度，以该倾斜角度，来自各发射体12的激光向第二准直透镜30的对应的透镜单元31入射，并且，从第二准直透镜30出射的各发射体12的激光与发射体12的光轴C大致平行。
[0042]对于各个偏转修正透镜部分21中的凹状倾斜面22k的倾斜角度，使用图3来具体说明。偏转修正透镜部分21中的凹状倾斜面22A的倾斜角度以如下的角度范围来设定，该角度范围使得在从快轴方向观察到的平面(X — Z平面)中，相对于凹状倾斜面22k的所入射的光线角度Θ I的倾斜度的符号(箭头的朝向)、与向第二准直透镜30的对应的透镜单元31的入射面32入射的光线角度Θ 2的倾斜度的符号一致。
[0043]在向凹状倾斜面22k入射的光线角度Θ I的倾斜度的符号与向第二准直透镜30的透镜单元31入射的光线角度Θ 2的倾斜度的符号不同的情况下，如图4 一 A及图4 一 B中作为比较例而示出的那样，从第二准直透镜30出射的激光不成为与发射体12的光轴C平行的光。特别是，在图4 一 B所示的构成的情况下，无法向第二准直透镜30中的对应的透镜单元31入射从而成为串扰光。另外，如在图4 - C中作为比较例而示出的那样，即使在第一准直透镜20的入射面22为平坦面的情况下，也与图4 一 B所示的构成的情况相同。SP，向第一准直透镜20的平坦的入射面22入射的光线角度Θ I的倾斜度的符号(箭头的朝向)与向第二准直透镜30的对应的透镜单元31入射的光线角度Θ 2的倾斜度的符号不同。由此，无法向第二准直透镜30的对应的透镜单元31入射，成为串扰光。
[0044]例如，将第一准直透镜20的入射面22中的平坦面与发射体12的出射激光的端面之间的光轴方向(Z轴方向)上的间隔距离设为0.16mm。此外,将第一准直透镜20的光轴方向的尺寸设为1mm，将第一准直透镜20的折射率设为1.78。并且，将第二准直透镜30的各个透镜单元31的入射面32与第一准直透镜20的出射面27之间的光轴方向(Z轴方向)上的最小间隔距离设为0.4mm。并且，将第二准直透镜30的各个透镜单元31的曲率半径设为0.81mm，将第二准直透镜30的折射率设为1.81，将向第一准直透镜20的凹状倾斜面22A入射的光线角度Θ I设为7.5?10.8°。该情况下，形成扩展抑制功能部分25的凹状倾斜面22A的倾斜角度优选为5°以内的角度范围内。
[0045]这样，在上述构成的半导体激光光学装置中，配置有具备将多个发射体12在慢轴方向上排列配置成一列而得到的半导体激光元件11的激光光源10。通过采用这样的结构，从激光光源10出射的激光在快轴方向上发散的光成分被第一准直透镜20进行准直。该第一准直透镜20采用如下结构，即:将在从各个半导体激光元件11的发射体12出射的激光的入射面22中的慢轴方向上的侧缘区域具有扩展抑制功能部分25的多个偏转修正透镜部分21在慢轴方向上排列配置成一列。由此，能够利用扩展抑制功能部分25，将从各发射体12出射的激光的向慢轴方向发散的光成分中的、会成为串扰光的以大发散角度发散的高角度光成分，向发射体12的光轴C侧进行偏转修正。因而，从第一准直透镜20出射的激光能够利用第二准直透镜30而在慢轴方向上准直。即，利用第一准直透镜20的各个偏转修正透镜部分21中的扩展抑制功能部分25，向慢轴方向的扩展得到抑制。此外，能够使从第一准直透镜20出射的激光可靠地入射到第二准直透镜30中的对应的透镜单元31，并能够利用该透镜单元31的透镜作用而在慢轴方向上进行准直。
[0046]因而，根据上述构成的半导体激光光学装置，能够可靠地抑制串扰光的发生而得到高的准直效率，并能够使光的利用率提高。并且，不需要为了使准直性提高而使用例如光束分离器或偏转机构等其他光学部件。因此，能够以较少的部件件数低成本地制作具有所期望的性能的装置，并且能够将半导体激光光学装置自身构成为小型的装置。
[0047]<第二实施方式>
[0048]图5是概略地表示本发明的第二实施方式的半导体激光光学装置的一构成例的图。图5(a)是从快轴方向观察的平面图，图5(b)是表示图5(a)中的虚线的圆所包围的区域的放大图。
[0049]该第二实施方式的半导体激光光学装置，除了在上述第一实施方式的半导体激光光学装置中作为第一准直透镜20而在入射面及出射面双方的慢轴方向的侧缘区域使用了具有扩展抑制功能部分的结构以外，具有与第一实施方式的半导体激光光学装置相同的构成。在图5中，为了方便，对与第一实施方式的半导体激光光学装置相同的构成部件赋予了相同的符号。
[0050]对于该例中的第一准直透镜20而言，在从快轴方向观察到的平面(X — Z平面)中，在平凸圆柱透镜的平坦面中的、邻接的发射体间的区域所面对的各个区域中，在快轴方向上相互平行地延伸地形成有V字型的槽部。由此，在邻接的槽部间的区域，形成在激光光源10侧具有凸出的梯形状的入射面22的多个入射侧偏转修正透镜部分21A。各入射侧偏转修正透镜部分21A对应于各个发射体12而在慢轴方向上排列配置成一列。进而，在平凸圆柱透镜的折射面中的、各个槽部所对置的位置上，在快轴方向上相互平行地延伸地形成有V字型的槽部。由此，在邻接的槽部间的区域，形成在第二准直透镜30侧具有凸出的梯形状的出射面27的多个出射侧偏转修正透镜部分26。各出射侧偏转修正透镜部分26对应于各个发射体12而在慢轴方向上排列配置成一列。因而，在该第一准直透镜20中，由各个入射侧偏转修正透镜部分21A的凹状倾斜面22A构成第一扩展抑制功能部分25A，并且由各个出射侧偏转修正透镜部分26的凸状倾斜面27A构成第二扩展抑制功能部分25B。
[0051]入射侧偏转修正透镜部分21A中的凹状倾斜面22A以及出射侧偏转修正透镜部分26中的凸状倾斜面27A既可以彼此以相同的倾斜角度形成，也可以以不同的倾斜角度形成。
[0052]在该半导体激光光学装置中，从一个发射体12出射的激光中的、在慢轴方向上以大发散角发散并行进的光成分，入射到第一准直透镜20中的与该发射体12对应的入射侧偏转修正透镜部分21A的凹状倾斜面22A。入射到该凹状倾斜面22k的高角度光成分通过第一扩展抑制功能部分25A的作用而向该发射体12的光轴C侧偏转。因而，根据这样的构成，该光成分从出射侧偏转修正透镜部分26中的凸状倾斜面27A出射时，能够进一步向该发射体12的光轴C侧偏转修正。此外，通过第二扩展抑制功能部分25B的作用，还能够将未能由第一扩展抑制功能部分25A偏转的光再次偏转修正，关于用于提高准直性的透镜设计，能够提高其自由度。
[0053]<第三实施方式>
[0054]图6是概略地表示本发明的第三实施方式的半导体激光光学装置的一构成例的图。图6 (a)是从快轴方向观察的平面图，图6(b)是表示图6(a)中的虚线的圆所包围的区域的放大图。
[0055]该第三实施方式的半导体激光光学装置，除了在上述第一实施方式的半导体激光光学装置中作为第一准直透镜20而使用了具有利用反射的慢轴方向偏转修正功能的结构以外，具有与第一实施方式的半导体激光光学装置相同的构成。在图6中，为了方便，对与第一实施方式的半导体激光光学装置相同的构成部件赋予了相同的符号。
[0056]对该例中的第一准直透镜20而言，在从快轴方向观察的平面(X — Z平面)中，在平凸圆柱透镜的平坦面中的、邻接的发射体间的区域所面对的各个区域中，在慢轴方向上相互平行地延伸地形成在Z轴方向上朝向第二准直透镜30侧凸出的梯形状的切口部。由此，在邻接的切口部间的区域形成有多个锥台状的偏转修正透镜部分21。各偏转修正透镜部分21对应于各个发射体12而在慢轴方向上排列配置成一列。并且，各个偏转修正透镜部分21的平坦面作为来自发射体12的激光所入射的入射面22。各个偏转修正透镜部分21的内侧面23以如下倾斜角度形成，该倾斜角度使得从偏转修正透镜部分21的平坦面入射的来自发射体12的激光中的、在慢轴方向上以较大发散角度发散的高角度光成分被临界反射(全反射)。因而，该第一准直透镜20构成为具有使该高角度光成分利用偏转修正透镜部分21的内侧面23进行全反射从而在慢轴方向上向发射体12的光轴C侧偏转修正的慢轴方向偏转修正功能的部件。
[0057]在这样的构成的半导体激光光学装置中，也能够得到与上述第一实施方式的半导体激光光学装置相同的效果。
[0058]<第四实施方式>
[0059]图7是概略地表示本发明的第四实施方式的半导体激光光学装置的一构成例的图。图7(a)是从快轴方向观察的平面图，图7(b)是表示图7(a)中的虚线的圆所包围的区域的放大图。
[0060]该第四实施方式的半导体激光光学装置，除了在上述第一实施方式的半导体激光光学装置中作为第一准直透镜20而使用了具有利用反射的慢轴方向偏转修正功能的结构以外，具有与第一实施方式的半导体激光光学装置相同的构成。在图7中，为了方便，对于与第一实施方式的半导体激光光学装置相同的构成部件赋予了相同的符号。
[0061]对该例中的第一准直透镜20而言，在从快轴方向观察的平面(X — Z平面)中，在平凸圆柱透镜的平坦面中的、邻接的发射体间的区域所面对的各个区域中，在慢轴方向上相互平行地延伸地形成有在Z轴方向朝向激光光源侧凸出的梯形状的凹部28。进而，在该凹部28的倾斜的内侧面28A的表面形成有反射膜29，各个凹部28的平坦的内端面作为来自发射体的激光所入射的入射面22。在该第一准直透镜20中，经由凹部28的开口向该凹部28内入射的来自发射体12的激光中的、在慢轴方向上以较大发散角度发散的高角度光成分被反射膜29反射。因而，该第一准直透镜20构成为具有将该高角度光成分在慢轴方向上向发射体12的光轴C侧偏转修正的慢轴方向偏转修正功能的部件。
[0062]各个凹部28的内侧面28A的倾斜角度被设定在如下的角度范围内，该角度范围使得向作为入射面22的凹部28的内端面入射的光线角度的倾斜度的符号与向第二准直透镜30的对应的透镜单元31的入射面32入射的光线角度的倾斜度的符号一致。
[0063]反射膜29优选的是，在从半导体激光元件11出射的激光的波长区域中具有高反射特性(例如90%以上)。这样的反射膜29能够通过例如铝构成。反射膜29的厚度是例如 100 ?200 μ m。
[0064]在该例中的半导体激光光学装置中，第一准直透镜20中的形成有凹部28的平坦面与发射体12的将激光出射的端面之间的光轴方向(Z轴方向)上的间隔距离被设定得小于第一实施方式的半导体激光光学装置的该间隔距离。这是为了使来自发射体12的激光可靠地入射到第一准直透镜20的对应的凹部28内。
[0065]在这样的构成的半导体激光光学装置中也能够得到与上述第一实施方式的半导体激光光学装置相同的效果。
[0066]以下，对为了确认本发明的效果而进行的实验例进行说明。
[0067]〈实验例I>
[0068]按照图1所示的构成，制作了具有以下所示的规格的本发明的半导体激光光学装置。进而，在第二准直透镜的出射侧配置聚光透镜，并且将光纤(外径Φ0.40πιπι)配置为使其入射端面位于聚光透镜的焦点位置，对向光纤入射的光束进行了测定。其结果，确认了光的利用率为98.8%。这里,用将向光纤入射的光束的大小除以包含未向光纤的入射面照射的光成分在内的全部光束的大小而得到的值表不光的利用率。此外，形成于光纤的入射端面的照射光斑的快轴方向的尺寸是±0.08mm,慢轴方向的尺寸是±0.2mm。通过该结果,确认到在快轴方向及慢轴方向上能够得到同等的准直性。
[0069]<半导体激光光学装置的规格>
[0070]〔激光光源(10)〕
[0071]半导体激光元件(11)
[0072]?外形尺寸(X轴方向XY轴方向XZ轴方向)；4mmX0.1mmX 1.5mm
[0073]?发射体的数量；5个
[0074].一个发射体中的激光出射端面的尺寸(X轴方向XY轴方向)；40μπιΧ0.1ym
[0075].邻接的发射体的中心间距离(配设间距)P ；200 μ m
[0076].激光的振荡波长；638nm
[0077].激光的相对于发射体光轴的快轴方向的发散角度；半值全角±48°
[0078].激光的相对于发射体光轴的慢轴方向的发散角度；半值全角±13°
[0079]?输出；8W
[0080]〔第一准直透镜(20)〕
[0081].光轴方向(Z轴方向)的尺寸；0.8mm
[0082]?折射率；1.78
[0083].偏转修正透镜部分中的凹状倾斜面的倾斜角度；5°
[0084]?入射面的平坦面与发射体的激光出射端面之间的光轴方向(Z轴方向)上的间隔距离；0.16mm
[0085].向各个透镜部分的凹状倾斜面入射的光线角度(Θ I) ；10.8。
[0086]〔第二准直透镜(30)〕
[0087].各个透镜单元的曲率半径；0.81mm
[0088]?折射率；1.81
[0089]?透镜单元的入射面与第一准直透镜的出射面之间的光轴方向(Z轴方向)上的最小间隔距离；1.Imm
[0090]<比较实验例I >
[0091]除了在实验例I中制作的半导体激光光学装置中、作为第一准直透镜而使用了不具有扩展抑制功能部分的结构(参照图4 一 C)以外，制作了与实验例I的半导体激光光学装置具有相同的构成的比较用的半导体激光光学装置。关于该比较用的半导体激光光学装置，通过与实验例I相同的方法求出光的利用率，确认到该利用率是92%。
[0092]<实验例2 >
[0093]除了在实验例I中制作的半导体激光光学装置中、作为第一准直透镜而使用了图6所示的构成的部件以外，制作了与实验例I具有相同的构成的本发明的半导体激光光学装置。该第一准直透镜具有下述规格。关于该半导体激光光学装置，通过与实验例I相同的方法求出光的利用率，确认到该利用率是96%。此外，形成于光纤的入射端面的照射光斑的快轴方向的尺寸是0.08_，慢轴方向的尺寸是0.2mmο通过该结果，确认到在快轴方向及慢轴方向上能够得到同等的准直性。
[0094]〔第一准直透镜的规格〕
[0095].光轴方向(Z轴方向)的尺寸；0.8mm
[0096]?折射率；1.78
[0097].偏转修正透镜部分中的内侧面的倾斜角度；0.5°
[0098].偏转修正透镜部分的入射面与发射体的激光出射端面之间的光轴方向(Z轴方向)上的间隔距离；0.15mm
[0099].向偏转修正透镜部分的入射面入射的光线角度；10°
[0100]<实验例3 >
[0101]除了在实验例I中制作的半导体激光光学装置中、作为第一准直透镜而使用了图7所示的构成的部件以外，制作了与实验例I具有相同的构成的本发明的半导体激光光学装置。该第一准直透镜具有下述规格。关于该半导体激光光学装置，通过与实验例I相同的方法求出光的利用率，确认到该利用率是95%。此外，形成于光纤的入射端面的照射光斑的快轴方向的尺寸是0.08_，慢轴方向的尺寸是0.2mmο通过该结果，确认到在快轴方向及慢轴方向上能够得到同等的准直性。
[0102]〔第一准直透镜的规格〕
[0103].光轴方向(Z轴方向)的尺寸；0.8mm
[0104]?折射率；1.78
[0105].凹部的开口的慢轴方向的尺寸；0.5mm
[0106].凹部的内侧面的倾斜角度；0.5°
[0107].平坦面与发射体的激光出射端面之间的光轴方向(Z轴方向)上的间隔距离；
0.16mm
[0108]?向凹部的入射面入射的光线角度；10°
[0109].反射膜的材质；招
[0110].反射膜对激光的波长的反射率；90%
[0111]?反射膜的厚度；ΙΟΟμπι
[0112]如以上那样确认到，根据本发明的半导体激光光学装置，能够得到与比较用的半导体激光光学装置相比更高的光的利用率，从而能够得到更高的准直效率。
[0113]以上，说明了本发明的实施方式，本发明并不限定于上述的实施方式，能够加以各种变更。
[0114]例如，第一实施方式的半导体激光光学装置中的扩展抑制功能部分以及第二实施方式的半导体激光光学装置中的第一扩展抑制功能部分可以通过凸状倾斜面构成。此外，第二实施方式的半导体激光光学装置中的第二扩展抑制功能部分可以通过凹状倾斜面构成。
[0115]此外，作为激光光源，并不限定于将多个发射体在慢轴方向上排列配置成一列而得到的阵列型的激光光源。此外，也可以是将多个发射体在慢轴方向上排列配置成一列而得到的例如芯片状的半导体激光元件的多个在快轴方向上层叠而得到的构成。
[0116]附图标记说明
[0117]10激光光源
[0118]11半导体激光元件
[0119]12发射体
[0120]20第一准直透镜
[0121]21偏转修正透镜部分
[0122]2IA入射侧偏转修正透镜部分
[0123]22入射面
[0124]22A凹状倾斜面
[0125]23内侧面
[0126]25扩展抑制功能部分
[0127]25A第一扩展抑制功能部分
[0128]25B第二扩展抑制功能部分
[0129]26出射侧偏转修正透镜部分
[0130]27出射面
[0131]27A凸状倾斜面
[0132]28 凹部
[0133]28A内侧面
[0134]29反射膜
[0135]30第二准直透镜
[0136]31透镜单元
[0137]32入射面
[0138]35出射面
[0139]40快轴方向准直透镜
[0140]50慢轴方向准直透镜
[0141]51,51a,51b,51c 透镜单元
[0142]C 发射体的光轴
【权利要求】
1.一种半导体激光光学装置，其特征在于， 具备: 激光光源，具有半导体激光兀件； 第一准直透镜，设置在该激光光源的激光出射侧，对从该激光光源出射的激光在快轴方向上发散的光成分进行准直；以及 第二准直透镜，设置在该第一准直透镜的出射侧，对从该第一准直透镜出射的光在慢轴方向上发散的光成分进行准直； 上述第一准直透镜具有使对慢轴方向的扩展得以抑制的光向上述第二准直透镜入射的功能。
2.如权利要求1所述的半导体激光光学装置，其特征在于， 上述第一准直透镜在入射面及出射面中的某一方或双方的慢轴方向的侧缘区域具有扩展抑制功能部分。
3.如权利要求1或2所述的半导体激光光学装置，其特征在于， 构成上述激光光源的半导体激光元件中，多个发射体被排列配置成一列。
【文档编号】H01S5/022GK104205530SQ201380018603
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月12日 优先权日:2012年4月3日
【发明者】绀谷亘 申请人:优志旺电机株式会社