(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記被実装部材の前記被実装面上に設けられ、前記半導体レーザ素子から出力されるレーザ光を、光ファイバを通して出力する出力部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のレーザ装置。
【発明を実施するための形態】
【0013】
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態によるレーザ装置及び光源装置について
図1乃至
図3を用いて説明する。
【0014】
まず、本実施形態によるレーザ装置の構成について
図1を用いて説明する。
図1は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。
【0015】
本実施形態によるレーザ装置は、レーザ素子として複数の半導体レーザ素子を有する半導体レーザモジュールである。
図1に示すように、本実施形態によるレーザ装置10は、複数の半導体レーザ素子12と、複数の半導体レーザ素子12に対応して設けられた光学系14を有している。また、本実施形態によるレーザ装置10は、複数の半導体レーザ素子12、光学系14等が設けられた被実装部材である底板部24を有している。さらに、本実施形態によるレーザ装置10は、レーザ光が出力される出力部18と、それぞれ外部と電気的に接続可能な端子部20、22とを有している。
【0016】
底板部24は、例えば一方向に長い例えば略矩形状の平面形状を有する板状の部材であり、上面と、上面に対向する下面とを有している。底板部24は、後述する段差部38とともに被実装部材を構成する。底板部24では、その長手方向において互いに対向する一端部及び他端部が、それぞれ前方端部及び後方端部になっている。なお、底板部24の平面形状は、特に限定されるものではなく、種々の形状を採用することができる。
【0017】
底板部24及び段差部38により構成される被実装部材は、半導体レーザ素子12、光学系14、端子部20、22等が実装される複数の被実装面を有している。具体的には、底板部24の上面と、段差部38における複数の段40の上面とが被実装面になっている。複数の段40の上面は、それぞれ底板部24の上面と平行な被実装面になっており、互いに底板部24の上面からの高さが異なっている。
【0018】
被実装面となる底板部24の上面及び複数の段40の上面は、それぞれ、平面であって、当該面上の空間の上方が天板等により覆われておらずに開放されており、当該面上の空間の側方も側壁等により覆われておらずに開放されている開放面になっている。なお、ここにいう面上の空間は、底板部24の上面上及び複数の段40の上面上に実装される半導体レーザ素子12、光学系14、端子部20、22等を含む空間である。すなわち、本実施形態によるレーザ装置10では、底板部24の上面及び複数の段40の上面を含む被実装面上に設置された半導体レーザ素子12、光学系14、端子部20、22等の上方及び側方が開放されている。
【0019】
なお、半導体レーザ素子12、光学系14を構成する光学素子等が実装される被実装部材は、底板部24のような板状部材及びこれに設けられた段差部38により構成されるものに限定されるものではない。被実装部材は、半導体レーザ素子12、光学素子等を実装しうる一又は複数の被実装面を有するものであればよい。また、被実装面は、平面のみならず、曲面、凹凸面であってもよいが、好ましくは平面である。
【0020】
底板部24の上面上には、複数の半導体レーザ素子12、光学系14及び後述の集光レンズ64が設けられている。また、底板部24の上面上には、後述するように端子部20、22が設けられている。
【0021】
底板部24は、後述するように、レーザ装置10を基板上に設置する際に、基板の設置面上にその下面を接触させて設置されるものである。底板部24の上面上には、段差部38が設けられている。段差部38は、階段状になっており、底板部24の前後方向に沿って並ぶように設けられた複数の段40を有している。段差部38の複数の段40は、前方から後方に向かうに従って段々に高くなっている。すなわち、それぞれ被実装面である複数の段40の上面は、前方のものよりも後方のものが底板部24の上面からの高さが高くなっている。段差部38は、底板部24と一体的に形成されていてもよいし、はんだ付け等により底板部24に固定された別部品であってもよい。
【0022】
底板部24の上面上及び段差部38の複数の段40の上面上には、複数の半導体レーザ素子12が設置されている。複数の半導体レーザ素子12は、例えば、互いに発振波長、出力その他のレーザ特性を同じくする同一の半導体レーザ素子である。なお、複数の半導体レーザ素子12の数は、特に限定されるものではなく、レーザ装置10に要求されるレーザ出力等に応じて適宜設定することができる。
【0023】
複数の半導体レーザ素子12は、別々のチップに形成された互いに別個独立の素子である。各半導体レーザ素子12は、例えば、サブマント42上にはんだ付け等により固定されて搭載されたチップオンサブマウント(Chip On Submount、COS)の形態で、底板部24の上面上及び段差部38の複数の段40上に設置されている。
【0024】
底板部24上及び段差部38の複数の段40上に設置された複数の半導体レーザ素子12は、底板部24の長手方向に沿って一列に配列されている。一列に配列された複数の半導体レーザ素子12の間には、段差部38による高低差が設けられている。複数の半導体レーザ素子12は、それぞれレーザ光の出力方向が底板部24の短手方向になるように配置されている。一列に配列された複数の半導体レーザ素子12は、その配列に対して同じ一方の側にレーザ光を出力するように配置されている。なお、複数の半導体レーザ素子12の配列は、一列のみならず、複数列設けられていてもよい。
【0025】
複数の半導体レーザ素子12の配列においては、隣接する半導体レーザ素子12の電極がワイヤボンディング等により電気的に接続されている。これにより、複数の半導体レーザ素子12が直列に接続されている。なお、半導体レーザ素子12を電気的に接続する方法は、特に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができるが、例えば特開2015−185667号公報に記載されるワイヤボンディングによる方法を用いることができる。
【0026】
複数の半導体レーザ素子12の配列の前方側において、底板部24の上面上には、端子部20が設けられている。また、複数の半導体レーザ素子12の配列の後方側において、底板部24の上面上には、端子部22が設けられている。端子部20、22は、それぞれ外部の駆動電源に電気的に接続可能であり、駆動電源により複数の半導体レーザ素子12のそれぞれに駆動電流を印加するためのものである。端子部20、22のうち、一方が駆動電源の正極端子に接続され、他方が駆動電源の負極端子に接続される。
【0027】
端子部20、22は、それぞれ、素子接続部44と、素子接続部44と電気的に接続された外部接続部46とを有している。端子部20、22は、それぞれ外部との電気的な接続に際してねじを利用する接続形式のものである。
【0028】
各端子部20、22の素子接続部44は、底板部24の上面上に設けられている。このように、各端子部20、22の一部である素子接続部44が、底板部24に設けられている。各端子部20、22の素子接続部44は、シート状導体48をそれぞれ有している。シート状導体48は、底板部24に平行に設けられている。シート状導体48は、直列に接続された複数の半導体レーザ素子12の配列における端部の半導体レーザ素子12の電極に、例えばワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。
【0029】
より具体的には、端子部20における素子接続部44のシート状導体48は、直列に接続された複数の半導体レーザ素子12の配列における前側の端部の半導体レーザ素子12の電極に、ワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。また、端子部22における素子接続部44のシート状導体48は、直列に接続された複数の半導体レーザ素子12の配列における後側の端部の半導体レーザ素子12の電極に、ワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。なお、素子接続部44のシート状導体48と半導体レーザ素子12の電極とを電気的に接続する方法は、ワイヤボンディングによる方法に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。
【0030】
各端子部20、22の外部接続部46は、素子接続部44上に設けられている。各端子部20、22の外部接続部46は、例えば底板部24に垂直な柱状に形成された柱状導体50を有している。各端子部20、22において、柱状導体50は、シート状導体48に電気的に接続されている。各柱状導体50は、上方に向けて開口した雌ねじ孔52を上端に有している。各雌ねじ孔52は、後述するように、外部との電気的な接続のために用いられるものである。こうして、各端子部20、22の外部接続部46は、底板部24に対して上向きに設けられている。すなわち、各端子部20、22の一部である外部接続部46は、底板部24が設置されて固定される設置面とは反対側において、その設置面と反対方向に延伸するように設けられている。なお、底板部24に対して上向きとは、底板部24に直交する方向に底板部24に対して上向きである場合のほか、底板部24に直交する方向に対して所定の傾斜角度で傾斜する方向に底板部24に対して上向きである場合をも含みうる。すなわち、底板部24に対して上向く方向は、底板部24に直交する方向のみならず、底板部24に直交する方向に対して所定の傾斜角度で傾斜する方向であってもよい。
【0031】
各端子部20、22の外部接続部46は、雌ねじ孔52に螺合するねじ又はねじ部を利用して、外部と電気的に接続することができる。例えば、雌ねじ孔52に螺合するねじにより、導体棒であるバスバーを、柱状導体50と接触させつつ外部接続部46に固定し、固定したバスバーを介して外部接続部46を外部と電気的に接続することができる。また、雌ねじ孔52に螺合する雄ねじ部を有する外部端子を用い、外部端子の雄ねじ部を雌ねじ孔52に螺合して固定し、固定した外部端子を介して外部接続部46を外部と電気的に接続することができる。また、例えば丸形又は先開形の圧着端子である外部端子を、雌ねじ孔52に螺合する雄ねじにより、柱状導体50と接触させつつ外部接続部46に固定し、固定した外部端子を介して外部接続部46を外部と電気的に接続することができる。
【0032】
複数の半導体レーザ素子12の配列の一方の側には、光学系14が設けられている。光学系14は、これを構成する光学素子として、複数組のコリメートレンズ58、60及び反射ミラー62を有している。複数組のコリメートレンズ58、60及び反射ミラー62は、複数の半導体レーザ素子12に対応して、底板部24の上面上及び段差部38の複数の段40の上面上に設置されている。複数のコリメートレンズ58は、光学特性を同じくする同一のものになっている。複数のコリメートレンズ60は、光学特性を同じくする同一のものになっている。複数の反射ミラー62は、光学特性を同じくする同一のものになっている。光学系14を構成する光学素子は、コリメートレンズ58、60、反射ミラー62に限定されるものではなく、その他の光学素子を用いて構成することができる。
【0033】
コリメートレンズ58、60及び反射ミラー62の各組において、コリメートレンズ58、60は、対応する半導体レーザ素子12のレーザ光の出力側に順次配置されている。また、反射ミラー62は、コリメートレンズ60の後段に配置されている。コリメートレンズ58、60は、対応する半導体レーザ素子12から出力されたレーザ光をそれぞれ縦方向及び横方向にコリメートして平行光とする。反射ミラー62は、対応するコリメートレンズ58、60によりコリメートされたレーザ光を前方側に90°反射して、出力部18が設けられた底板部24の前方側に導く。
【0034】
底板部24の前方端部の上面上には、出力部18が設けられている。出力部18と光学系14との間には、集光レンズ64が設けられている。出力部18は、レーザ光を出力するための光ファイバ68を有しており、光ファイバ68を通してレーザ光を出力するようになっている。なお、光ファイバ68の長さは、設計に応じて適宜変更することができる。
【0035】
出力部18の光ファイバ68は、底板部24の上面上に固定された一端である固定端と、底板部24の外部に引き出された一端である出力端とを有している。集光レンズ64は、光学系14とともに、複数の半導体レーザ素子12から出力されたレーザ光を光ファイバ68の固定端に入射させるための光学系を構成している。集光レンズ64は、複数の反射ミラー62のそれぞれにより反射されたレーザ光を、光ファイバ68の固定端に集光して入射させる。光ファイバ68の固定端に入射したレーザ光は、光ファイバ68を伝搬して、レーザ装置10の出力として光ファイバ68の出力端から出力される。なお、光ファイバ68の固定端にレーザ光を入射させるための光学系の構成は、集光レンズ64を含む複数枚の集光レンズを有するものであってもよいし、各種フィルタを有するものであってもよい。
【0036】
また、底板部24の前端部及び後端部には、固定ねじが貫通する貫通孔70、72がそれぞれ設けられている。貫通孔70、72は、互いに対角に位置している。後述する蓋部26の天板部36には、底板部24に設けられた貫通孔70、72に対応して、固定ねじが貫通する貫通孔74、76がそれぞれ設けられている。
【0037】
本実施形態によるレーザ装置10は、後述するように、例えば、基板上に複数配列されて光源装置として用いられる。レーザ装置10が配列される基板の設置面には、雄ねじである固定ねじが螺合する雌ねじ孔が設けられている。レーザ装置10は、貫通孔70、74を貫通して基板に設けられた雌ねじ孔に螺合する固定ねじ、及び貫通孔72、76を貫通して基板に設けられた雌ねじ孔に螺合する固定ねじにより、基板の設置面上に取り付けられて固定される。なお、レーザ装置10を基板の設置面上に固定する方法は、特に限定されるものではなく、固定ねじを用いた方法のほか、ボルト及びナットを用いた方法、接着剤を用いた方法等の種々の方法を用いることができる。
【0038】
こうして、本実施形態によるレーザ装置10が構成されている。
【0039】
本実施形態によるレーザ装置10の動作時には、端子部20、22に電気的に接続された外部の駆動電源により、直列に接続された複数の半導体レーザ素子12のそれぞれに駆動電流が印加される。駆動電流が印加されると、各半導体レーザ素子12は、レーザ発振してレーザ光を出力する。各半導体レーザ素子12から出力されたレーザ光は、対応するコリメートレンズ58、60によりコリメートされた後、対応する反射ミラー62により反射されて集光レンズ64に導かれる。各反射ミラー62により反射されたレーザ光は、集光レンズ64により集光されて出力部18の光ファイバ68の固定端に入射する。光ファイバ68の固定端に入射したレーザ光は、レーザ装置10の出力として、光ファイバ68の出力端から出力される。
【0040】
本実施形態によるレーザ装置10は、上述のように、底板部24の上面及び段差部38における複数の段40の上面を含む被実装面上に複数の半導体レーザ素子12、及び光学素子を含む光学系14が設置されている。このように被実装面とされる底板部24の上面及び複数の段40の上面は、開放面になっており、それぞれの上面上の半導体レーザ素子12、光学系14、端子部20、22等の上方及び側方が覆われておらずに開放されている。このため、本実施形態によるレーザ装置10では、複数の半導体レーザ素子12から出力されたレーザ光をモジュール内で容易に観察することができる。したがって、本実施形態によるレーザ装置10では、出力部18の光ファイバ68について、各半導体レーザ素子12から出力されてコリメートレンズ58、60、反射ミラー62及び集光レンズ64を順次経たレーザ光に対する調芯を容易に行うことができる。また、本実施形態によるレーザ装置10は、半導体レーザ素子12の電極に電気的に接続される端子部20、22が、底板部24の上面上に設けられている。また、レーザ光を出力するための光ファイバ68を含む出力部18も、底板部24の上面上に設けられている。このため、本実施形態によるレーザ装置10では、そのパッケージの組み立てに際して、筐体16の側壁部に設けられた部材に対して、筐体16内に収容される半導体レーザ素子12を電気的に接続したり、光学的に位置合わせしたりする必要がない。したがって、本実施形態によるレーザ装置10は、組立性が良好で安価に製造することができる。
【0041】
さらに、本実施形態によるレーザ装置10では、端子部20、22が、雌ねじ孔52を有しており、ねじにより外部と電気的に接続されるようになっている。このため、本実施形態によるレーザ装置10によれば、リードピンのようにはんだ付けをする必要がない。したがって、本実施形態によるレーザ装置10によれば、外部との電気的な接続に際して良好な作業性を確保することができる。
【0042】
また、本実施形態によるレーザ装置10では、端子部20、22の外部接続部46が、天板部36の上方、すなわち筐体16の外部に部分的に突出している。このように外部接続部46が突出していることにより、本実施形態によるレーザ装置10によれば、例えば接続作業が容易なバスバーの利用が可能である等、外部との電気的な接続を高い作業性で行うことができる。
【0043】
さらに、本実施形態によるレーザ装置10は、高価なハーメチックシールが施されたリードピンを用いる必要がない。したがって、本実施形態によるレーザ装置10によれば、より安価な価格を実現することができる。
【0044】
このように、本実施形態によれば、組立性が良好で安価に製造することができるレーザ装置10を実現することができる。
【0045】
本実施形態によるレーザ装置10に対しては、底板部24の上面上に設置された複数の半導体レーザ素子12、光学系14等を内部空間を空けて覆うように底板部24の上面上に蓋部を取り付けて固定することができる。本実施形態によるレーザ装置10の蓋部の取り付けについて
図2を用いて説明する。
図2(a)は、蓋部26の取り付け前の本実施形態によるレーザ装置10を、取り付け前の蓋部26とともに示す斜視図である。
図2(b)は、蓋部26の取り付け後の本実施形態によるレーザ装置10を示す斜視図である。
【0046】
図2(a)及び
図2(b)に示すように、蓋部26は、底板部24の長手方向において互いに対向する前側壁部28及び後側壁部30と、底板部24の短手方向において互いに対向する左側壁部32及び右側壁部34とを有している。さらに、蓋部26は、底板部24に対向するように各側壁部28、30、32、34上に設けられた天板部36を有している。前側壁部28には、出力部18が嵌合する切り欠き部66が設けられている。なお、蓋部26を構成する前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32、右側壁部34及び天板部36は、互いに一体的に形成されたものであってもよいし、接着剤、はんだ付け等により接合された別個のものであってもよい。また、蓋部26は、底板部24の上面上の半導体レーザ素子12、光学系14を含む空間の全部を覆うものであっても一部を覆うものであってもよい。
【0047】
蓋部26は、底板部24の上面上に設けられた複数の半導体レーザ素子12、光学系14等を内部空間を空けて覆うように底板部24の上面上に取り付けられて固定される。なお、蓋部26は、例えば、接着剤、ねじ止め、はんだ付け等により底板部24の上面上に固定される。蓋部26は、底板部24に取り付けられて固定されることで、底板部24とともに筐体16を構成する。こうして底板部24上に蓋部26が固定された筐体16は、ハーメチックシールが施されておらず、気密封止されていない状態になっている。蓋部26は、筐体16内への塵埃の侵入を防止する防塵機能、並びに筐体16外への光の漏出及び筐体16内への光の侵入を遮断する遮光機能を有している。底板部24と蓋部26とにより構成される筐体16は、例えば扁平な略直方体状の形状を有する。なお、筐体16の形状は、特に限定されるものではなく、種々の形状を採用することができる。
【0048】
蓋部26の天板部36には、端子部20、22の外部接続部46にそれぞれ対応して開口部54、56が設けられている。蓋部26が底板部24の上面上に固定された状態では、端子部20、22の外部接続部46は、それぞれ天板部36に設けられた開口部54、56を介して、天板部36の上方、すなわち筐体16の外部に部分的に突出している。こうして、端子部20、22の外部接続部46は、それぞれ筐体16の上面から筐体16の外部に部分的に突出している。筐体16の外部に部分的に突出した各外部接続部46は、雌ねじ孔52を上方に向けている。
【0049】
また、蓋部26の天板部36には、上述のように、底板部24に設けられた貫通孔70、72に対応して、レーザ装置10を基板の設置面上に取り付けて固定するための固定ねじが貫通する貫通孔74、76がそれぞれ設けられている。
【0050】
このように、本実施形態によるレーザ装置10に対しては、底板部24の上面上に蓋部26を取り付けて固定することができる。
【0051】
上記のようにレーザ装置10に対して蓋部26を取り付ける場合、底板部24及び蓋部26を構成する材料は、互いに同種の材料であっても互いに異種の材料であってもよく、例えば金属であっても樹脂であってもよい。例えば、底板部24を金属で構成する一方、蓋部26を樹脂で構成することができる。ただし、底板部24を構成する材料は、蓋部26を構成する材料、すなわち天板部36、前側壁部28、後側壁部30、左側壁部32及び右側壁部34を構成する材料よりも熱伝導率が高いことが好ましい。すなわち、底板部24の熱伝導が、蓋部26の熱伝導率よりも高いことが好ましい。このように、発熱する半導体レーザ素子12が設けられる底板部24の熱伝導率を比較的に高くする一方、蓋部26の熱伝導率を底板部24の熱伝導率よりも低くすることで、製品コストの上昇を抑制しつつ、優れた放熱特性を得ることができる。
【0052】
本実施形態によるレーザ装置10は、これを複数配列することにより光源装置を構成することができる。複数のレーザ装置10を用いることにより、光源装置の高出力化を図ることができる。以下、複数のレーザ装置10を配列した本実施形態による光源装置について
図3を用いて説明する。
図3(a)は、本実施形態による光源装置を示す斜視図である。
図3(b)は、本実施形態による光源装置を示す平面図である。本実施形態では、蓋部26が取り付けられたレーザ装置10を用いて光源装置を構成する場合について説明する。なお、光源装置を構成する際、レーザ装置10には、蓋部26が取り付けられていなくてもよい。蓋部26が取り付けられていないレーザ装置10を用いて光源装置を構成する場合については、第2実施形態で説明する。
【0053】
図3(a)及び
図3(b)に示すように、本実施形態による光源装置80は、基板82と、基板82上に配列されて設置された複数のレーザ装置10とを有している。各レーザ装置10では、上述のようにして底板部24の上面上に蓋部26が取り付けられて固定されている。なお、複数のレーザ装置10の数は、特に限定されるものではなく、光源装置80に要求されるレーザ出力等に応じて適宜設定することができる。
【0054】
基板82は、配列される複数のレーザ装置10が設置された設置面を有し、その設置面上に設置された複数のレーザ装置10を支持するベース部材である。基板82の設置面上には、複数のレーザ装置10のそれぞれが、底板部24側を基板82側にして取り付けられて固定されている。各レーザ装置10は、上述のように、貫通孔70、74を貫通して基板82の雌ねじ孔に螺合する固定ねじ84、及び貫通孔72、76を貫通して基板82の雌ねじ孔に螺合する固定ねじ86により、基板82の設置面上に取り付けられて固定されている。なお、複数のレーザ装置10が設置されるベース部材は、基板82のような板状部材に限定されるものではなく、種々の形状を採ることができる。例えば、複数のレーザ装置10が設置されるベース部材は、ヒートシンクのような放熱部材として機能するものであってもよい。この場合、ベース部材は、例えば、放熱性能を向上するための複数枚のフィンを有するものとすることができる。
【0055】
基板82の設置面上に設置された複数のレーザ装置10は、例えば基板82の長手方向を配列方向として横方向に一列に配列されている。一列に配列された複数のレーザ装置10は、その配列に対して同じ側に出力部18を向けている。複数のレーザ装置10のそれぞれは、複数のレーザ装置10の配列方向に対して、その底板部24の長手方向、すなわちその筐体16の長手方向が直交するように配置されている。なお、配列方向に対するレーザ装置10の傾斜角度は、特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。また、隣接する2つのレーザ装置10は、互いに底板部24及び蓋部26の側端部を密着させて配列されていてもよいし、一定の間隔を空けて配列されていてもよい。
【0056】
隣接する2つのレーザ装置10のうち、一方のレーザ装置10の端子部20と、他方のレーザ装置10の端子部22とは、導体棒であるバスバー88により電気的に接続されている。バスバー88の一端は、一方のレーザ装置10の端子部20の雌ねじ孔52に螺合する固定ねじ90により、その端子部20に固定されて端子部20に電気的に接続されている。バスバー88の他端は、他方のレーザ装置10の端子部22の雌ねじ孔52に螺合する固定ねじ92により、その端子部22に固定されて端子部22に電気的に接続されている。こうして、複数のレーザ装置10が直列に接続されている。なお、複数のレーザ装置10を電気的に接続する方法は、バスバー88を用いた方法に限定されるものではなく、リード線を用いた方法等の種々の方法を用いることができる。
【0057】
こうして、本実施形態による光源装置80が構成されている。
【0058】
上述のように、本実施形態によるレーザ装置10は安価に製造することができるため、複数のレーザ装置10を用いた光源装置80も安価に製造することができる。
【0059】
また、本実施形態によるレーザ装置10は、上述のように、外部と電気的に接続可能な端子部20、22が、基板82の設置面上に設置される底板部24に対して上向きに設けられている。このため、複数のレーザ装置10を例えば
図3(a)及び
図3(b)に示すように横方向に配列して光源装置80を構成する場合に、端子部20、22のスペースを確保する必要がなく、光源装置80のフットプリントを低減することができる。これにより、省スペース化を実現することができる。
【0060】
本実施形態による光源装置80は、例えば、光ファイバレーザの励起光源として用いることができる。ここで、本実施形態による光源装置80を励起光源として用いた光ファイバレーザについて
図4を用いて説明する。
図4は、本実施形態による光源装置80を励起光源として用いた光ファイバレーザを示す概略図である。
【0061】
図4に示すように、本実施形態による光源装置80を励起光源として用いた光ファイバレーザ94は、励起光源としての光源装置80と、光結合部としてのポンプコンバイナ96とを有している。また、光ファイバレーザ94は、増幅用光ファイバとしての希土類添加光ファイバ98と、出力側光ファイバ100とを有している。希土類添加光ファイバ98の入力端及び出力端には、それぞれ高反射FBG(Fiber Bragg Grating)102及び低反射FBG104が設けられている。
【0062】
光源装置80に含まれる複数のレーザ装置10における出力部18の光ファイバ68の出力端は、複数入力1出力のポンプコンバイナ96の複数の入力ポートにそれぞれ結合されている。ポンプコンバイナ96の出力ポートには、希土類添加光ファイバ98の入力端が接続されている。希土類添加光ファイバ98の出力端には、出力側光ファイバ100の入力端が接続されている。なお、複数のレーザ装置10から出力されるレーザ光を希土類添加光ファイバ98に入射させる入射部としては、ポンプコンバイナ96に代えて他の構成を用いることもできる。例えば、複数のレーザ装置10における出力部18の光ファイバ68を並べて配置し、複数の光ファイバ68から出力されたレーザ光を、レンズを含む光学系等の入射部を用いて、希土類添加光ファイバ98の入力端に入射させるように構成してもよい。
【0063】
こうして、本実施形態による光源装置80を励起光源として用いた光ファイバレーザ94が構成されている。
【0064】
光ファイバレーザ94において、複数のレーザ装置10の光ファイバ68から出力されたレーザ光は、ポンプコンバイナ96により結合されてその出力ポートから出力される。入射部としてのポンプコンバイナ96は、その出力ポートから出力された励起光としてのレーザ光を、希土類添加光ファイバ98の入力端に入射させる。希土類添加光ファイバ98においては、高反射FBG102及び低反射FBG104により、希土類添加光ファイバ98を含む共振器が形成されている。
【0065】
増幅用光ファイバである希土類添加光ファイバ98では、伝搬する励起光が、コアにドープされた希土類元素に吸収されて、基底準位と準安定準位との間に反転分布が生じて光が放出される。こうして放出された光は、希土類添加光ファイバ98の光増幅作用と高反射FBG102及び低反射FBG104により構成されるレーザ共振器の作用とによってレーザ発振する。こうして、レーザ発振によりレーザ光が生じる。生じたレーザ光は、希土類添加光ファイバ98の出力端に接続された出力側光ファイバ100の出力端から出力される。
【0066】
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態によるレーザ装置及び光源装置について
図5乃至
図7を用いて説明する。なお、上記第1実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
【0067】
本実施形態によるレーザ装置の構成は、第1実施形態によるレーザ装置10と同様である。本実施形態では、蓋部26が取り付けられていないレーザ装置10を用いて光源装置を構成する場合について説明する。
【0068】
まず、本実施形態による光源装置の構成について
図5を用いて説明する。
図5は、本実施形態による光源装置を示す斜視図である。
【0069】
図5に示すように、本実施形態による光源装置801は、第1実施形態による光源装置80と同様に、基板82と、基板82上に配列されて設置された複数のレーザ装置10とを有している。ただし、本実施形態による光源装置801では、各レーザ装置10に対して蓋部26が取り付けられておらず、半導体レーザ素子12、光学系14等が露出している。隣接する2つのレーザ装置10は、互いに底板部24の側端部を密着させて配列されている。なお、隣接する2つのレーザ装置10は、一定の間隔を空けて配列されていてもよい。また、各レーザ装置10は、底板部24に設けられた貫通孔70、72を貫通して基板82の雌ねじ孔に螺合する固定ねじ85、87により、基板82の設置面上に取り付けられて固定されている。
【0070】
各レーザ装置10に対して蓋部26が取り付けられていない本実施形態による光源装置801においても、第1実施形態による光源装置80と同様に、バスバー88により複数のレーザ装置10が直列に接続されている。すなわち、隣接する2つのレーザ装置10のうち、一方のレーザ装置10の端子部20と、他方のレーザ装置10の端子部22とは、バスバー88により電気的に接続されている。バスバー88の一端は、一方のレーザ装置10の端子部20の雌ねじ孔52に螺合する固定ねじ90により、その端子部20に固定されて端子部20に電気的に接続されている。バスバー88の他端は、他方のレーザ装置10の端子部22の雌ねじ孔52に螺合する固定ねじ92により、その端子部22に固定されて端子部22に電気的に接続されている。なお、本実施形態においても、複数のレーザ装置10を電気的に接続する方法は、バスバー88を用いた方法に限定されるものではなく、リード線を用いた方法等の種々の方法を用いることができる。
【0071】
本実施形態のように、蓋部26が取り付けられていないレーザ装置10を用いて光源装置801を構成することもできる。
【0072】
本実施形態による光源装置801に対しては、各レーザ装置10の底板部24の上面上に設けられた複数の半導体レーザ素子12、光学系14等を内部空間を空けて一括して覆うようにそれらの底板部24の上面上に単一の蓋部を取り付けて固定することができる。以下、本実施形態による光源装置801の蓋部の取り付けについて
図6及び
図7を用いて説明する。
図6は、蓋部226の取り付け前の本実施形態による光源装置801を、取り付け前の蓋部226とともに示す斜視図である。
図7は、蓋部226の取り付け後の本実施形態による光源装置801を示す斜視図である。
【0073】
図6及び
図7に示すように、蓋部226は、各レーザ装置10の底板部24の長手方向において互いに対向する前側壁部228及び後側壁部230と、複数のレーザ装置10の配列方向において互いに対向する左側壁部232及び右側壁部234とを有している。さらに、蓋部226は、各レーザ装置10の底板部24に対向するように各側壁部228、230、232、234上に設けられた天板部236を有している。前側壁部228には、複数のレーザ装置10の出力部18がそれぞれ嵌合する複数の切り欠き部266が設けられている。なお、蓋部226を構成する前側壁部228、後側壁部230、左側壁部232、右側壁部234及び天板部236は、互いに一体的に形成されたものであってもよいし、接着剤、はんだ付け等により接合された別個のものであってもよい。また、蓋部226は、各レーザ装置10の底板部24の上面上の半導体レーザ素子12、光学系14を含む空間の全部を覆うものであっても一部を覆うものであってもよい。
【0074】
蓋部226は、各レーザ装置10の底板部24の上面上に設けられた複数の半導体レーザ素子12、光学系14等を内部空間を空けて一括して覆うようにそれらの底板部24の上面上に取り付けられて固定される。複数のレーザ装置10は、蓋部226内において、上述のようにバスバー88により直列に接続されている。なお、蓋部226は、例えば、接着剤、ねじ止め、はんだ付け等により底板部24の上面上に固定される。蓋部226は、各レーザ装置10の底板部24に取り付けられて固定されることで、それらの底板部24とともに筐体116を構成する。こうして底板部24上に蓋部226が固定された筐体116は、ハーメチックシールが施されておらず、気密封止されていない状態になっている。蓋部226は、筐体116内への塵埃の侵入を防止する防塵機能、並びに筐体116外への光の漏出及び筐体116内への光の侵入を遮断する遮光機能を有している。底板部24と蓋部226とにより構成される筐体116は、例えば扁平な略直方体状の形状を有する。なお、筐体116の形状は、特に限定されるものではなく、種々の形状を採用することができる。
【0075】
上記のように光源装置801に対して蓋部26を取り付ける場合、各レーザ装置10の底板部24及び蓋部226を構成する材料は、互いに同種の材料であっても互いに異種の材料であってもよく、例えば金属であっても樹脂であってもよい。例えば、底板部24を金属で構成する一方、蓋部226を樹脂で構成することができる。ただし、底板部24を構成する材料は、蓋部226を構成する材料、すなわち天板部236、前側壁部228、後側壁部230、左側壁部232及び右側壁部234を構成する材料よりも熱伝導率が高いことが好ましい。すなわち、底板部24の熱伝導が、蓋部226の熱伝導率よりも高いことが好ましい。このように、発熱する半導体レーザ素子12が設けられる底板部24の熱伝導率を比較的に高くする一方、蓋部226の熱伝導率を底板部24の熱伝導率よりも低くすることで、製品コストの上昇を抑制しつつ、優れた放熱特性を得ることができる。
【0076】
本実施形態のように、各レーザ装置10に対して個別の蓋部26を取り付けるのではなく、各レーザ装置10の複数の半導体レーザ素子12、光学系14等を一括して覆う蓋部226を設けることもできる。
【0077】
[第3実施形態]
本発明の第3実施形態によるレーザ装置及び光源装置について
図8及び
図9を用いて説明する。なお、上記第1及び第2実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
【0078】
本実施形態によるレーザ装置及び光源装置の構成は、第2実施形態によるレーザ装置10及び光源装置801の構成と同様である。第2実施形態では、光源装置801における各レーザ装置10の半導体レーザ素子12、光学系14等を覆う蓋部226を設けた際に、その蓋部226内で、複数のレーザ装置10が直列に接続される場合について説明した。これに対して、本実施形態では、光源装置における複数のレーザ装置10が蓋部の外で直列に接続される場合について説明する。
【0079】
以下、本実施形態による光源装置の蓋部の取り付けについて
図8及び
図9を用いて説明する。
図8は、蓋部326の取り付け前の本実施形態による光源装置802を、取り付け前の蓋部326及びバスバー88等とともに示す斜視図である。
図9は、蓋部226の取り付け後の本実施形態による光源装置801を示す斜視図である。
【0080】
図8及び
図9に示すように、蓋部326は、第2実施形態の蓋部226と同様に、前側壁部228、後側壁部230、左側壁部232、右側壁部234及び天板部236を有している。
【0081】
さらに、蓋部326では、天板部236に、複数のレーザ装置10における複数組の端子部20、22の外部接続部46にそれぞれ対応して複数組の開口部354、356が設けられている。蓋部326が各レーザ装置10の底板部24の上面上に固定された状態では、各レーザ装置10における端子部20、22の外部接続部46は、それぞれ天板部236に設けられた対応する開口部54、56を介して、天板部236の上方に部分的に突出している。こうして、各レーザ装置10における端子部20、22の外部接続部46は、それぞれ蓋部326の天板部236の上面からその外部に部分的に突出している。蓋部326の外部に部分的に突出した各外部接続部46は、雌ねじ孔52を上方に向けている。
【0082】
各レーザ装置10における端子部20、22の外部接続部46が蓋部326の外部に部分的に突出した本実施形態による光源装置802においても、第1実施形態による光源装置80と同様に、バスバー88により複数のレーザ装置10が直列に接続されている。すなわち、隣接する2つのレーザ装置10のうち、一方のレーザ装置10の端子部20と、他方のレーザ装置10の端子部22とは、蓋部326外においてバスバー88により電気的に接続されている。バスバー88の一端は、一方のレーザ装置10の端子部20の雌ねじ孔52に螺合する固定ねじ90により、その端子部20に固定されて端子部20に電気的に接続されている。バスバー88の他端は、他方のレーザ装置10の端子部22の雌ねじ孔52に螺合する固定ねじ92により、その端子部22に固定されて端子部22に電気的に接続されている。なお、本実施形態においても、複数のレーザ装置10を電気的に接続する方法は、バスバー88を用いた方法に限定されるものではなく、リード線を用いた方法等の種々の方法を用いることができる。
【0083】
本実施形態のように、蓋部326外で複数のレーザ装置10が直列に接続されてもよい。
【0084】
[第4実施形態]
本発明の第4実施形態によるレーザ装置及び光源装置について
図10及び
図11を用いて説明する。なお、上記第1乃至第3実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
【0085】
本実施形態によるレーザ装置の基本的構成は、第1実施形態によるレーザ装置10の構成と同様である。本実施形態によるレーザ装置は、レーザ装置10を基板の設置面上に取り付けて固定するための底板部24の貫通孔70、72に代えて固定部を有する点で、第1実施形態によるレーザ装置10とは異なっている。
【0086】
図10は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。
図10に示すように、本実施形態によるレーザ装置210は、底板部24に設けられた複数の固定部212を有している。なお、本実施形態によるレーザ装置210では、第1実施形態によるレーザ装置10とは異なり、底板部24には貫通孔70、72は設けられていない。
【0087】
各固定部212は、底板部24からその外側に突出するように底板部24に設けられている。例えば、底板部24の長手方向に沿った2つの縁端部のうち、一方に2つに固定部212が設けられ、他方に1つの固定部212が設けられている。なお、固定部212の数及び位置は、特に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【0088】
各固定部212には、固定ねじが貫通する貫通孔214が設けられている。レーザ装置210は、レーザ装置10と同様に、例えば、基板の設置面上に複数配列されて光源装置として用いられる。レーザ装置210が配列される基板の設置面には、雄ねじである固定ねじが螺合する雌ねじ孔が設けられている。レーザ装置210は、各固定部212の貫通孔214を貫通して基板の設置面に設けられた雌ねじ孔に螺合する固定ねじにより、基板の設置面上に取り付けられて固定される。なお、レーザ装置210を基板の設置面上に固定する方法は、特に限定されるものではなく、固定ねじを用いた方法のほか、ボルト及びナットを用いた方法等の種々の方法を用いることができる。
【0089】
図11は、本実施形態による光源装置を示す平面図である。
図11に示すように、本実施形態による光源装置280は、基板282と、基板282上に配列されて設置された複数のレーザ装置210とを有している。なお、
図11では、端子部20と端子部22との間を電気的に接続するバスバー88及び固定ねじ90、92を省略している。
【0090】
基板282上には、複数のレーザ装置210のそれぞれが、底板部24側を基板282側にして取り付けられている。各レーザ装置210は、上述のように、各固定部212に設けられた貫通孔214を貫通して基板282の雌ねじ孔に螺合する固定ねじ216により、基板282の設置面上に取り付けられて固定されている。
【0091】
本実施形態のように、レーザ装置210を基板282の設置面上に取り付けて固定するための固定部212が、底板部24の外側に設けられていてもよい。
【0092】
なお、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、レーザ装置210に対して蓋部26を取り付けて固定することができる。また、第2又は第3実施形態と同様に、光源装置280に対して蓋部226又は蓋部326を取り付けることができる。
【0093】
[第5実施形態]
本発明の第5実施形態によるレーザ装置について
図12を用いて説明する。なお、上記第1乃至第4実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
【0094】
本実施形態によるレーザ装置の基本的構成は、第4実施形態によるレーザ装置210の構成と同様である。本実施形態によるレーザ装置は、端子部20、22に代えて、外部接続部が底板部24の外側に設けられた端子部を有している点で、第4実施形態によるレーザ装置210とは異なっている。
【0095】
図12は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。
図12に示すように、本実施形態によるレーザ装置310は、端子部20、22に代えて、外部接続部346が底板部24の外側に設けられた端子部320、322を有している。
【0096】
端子部320は、底板部24の前端部側に設けられている。端子部322は、底板部24の後端部側に設けられている。端子部320、322は、外部と電気的に接続可能であり、それぞれ端子部20、22と同様の機能を有するものである。
【0097】
端子部320、322は、それぞれ、素子接続部344と、素子接続部344と電気的に接続された外部接続部346とを有している。端子部320、322は、それぞれ外部との電気的な接続に際してねじを利用する接続形式のものである。
【0098】
端子部320の素子接続部344は、底板部24の前端部上に底板部24の前方に突出するように底板部24に平行に設けられている。端子部320の素子接続部344は、上記シート状導体48と同様のシート状導体348を有している。このシート状導体348は、複数の半導体レーザ素子12の配列における前側の端部の半導体レーザ素子12の電極に、ワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。
【0099】
端子部322の素子接続部344は、底板部24の後端部上に底板部24の後方に突出するように底板部24に平行に設けられている。端子部322の素子接続部344は、上記シート状導体48と同様のシート状導体348を有している。このシート状導体348は、複数の半導体レーザ素子12の配列における後側の端部の半導体レーザ素子12の電極に、ワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。
【0100】
なお、各素子接続部344のシート状導体348と半導体レーザ素子12の電極とを電気的に接続する方法は、ワイヤボンディングによる方法に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。
【0101】
各端子部320、322の外部接続部346は、素子接続部344の底板部24の外側における部分上に設けられている。各端子部320、322の外部接続部346は、例えば底板部24に垂直な柱状に形成された柱状導体350をそれぞれ有している。各端子部320、322において、柱状導体350は、素子接続部344のシート状導体348に電気的に接続されている。各柱状導体350は、上方に向けて開口した雌ねじ孔352を上端に有している。こうして、各端子部320、322の外部接続部346は、第1実施形態における各端子部20、22の外部接続部46と同様に、底板部24に対して上向きに設けられている。すなわち、各端子部320、322の一部である外部接続部346は、底板部24が設置されて固定される設置面とは反対側において、その設置面と反対方向に延伸するように設けられている。
【0102】
各端子部320、322の外部接続部346は、上記端子部20、22の外部接続部46と同様に、雌ねじ孔352に螺合するねじ又はねじ部を利用して、外部と電気的に接続することができる。
【0103】
本実施形態のように、外部と電気的に接続可能な端子部320、322の一部である外部接続部346が、底板部24の外側に設けられていてもよい。
【0104】
なお、上記では、第4実施形態によるレーザ装置210と同様の構成において、端子部20、22に代えて端子部320、322を設ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。第1実施形態によるレーザ装置10と同様の構成においても、端子部20、22に代えて端子部320、322を設けることができる。
【0105】
また、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、レーザ装置310に対して蓋部26を取り付けて固定することができる。この場合、蓋部26に開口部54、56を設ける必要はない。また、レーザ装置310を用いて光源装置を構成した場合に、第2又は第3実施形態と同様に、光源装置280に対して蓋部226又は蓋部326を取り付けて固定することができる。
【0106】
[第6実施形態]
本発明の第6実施形態によるレーザ装置について
図13を用いて説明する。なお、上記第1乃至第5実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
【0107】
本実施形態によるレーザ装置の基本的構成は、第4実施形態によるレーザ装置210の構成と同様である。本実施形態によるレーザ装置は、端子部20、22に代えて、端子部20、22とは形状及び外部との接続形式が異なる端子部を有している点で、第4実施形態によるレーザ装置210とは異なっている。
【0108】
図13は、本実施形態によるレーザ装置を示す斜視図である。
図13に示すように、本実施形態によるレーザ装置410は、端子部20、22に代えて端子部420、422を有している。
【0109】
端子部420、422は、それぞれ、素子接続部444と、素子接続部444と電気的に接続された外部接続部446とを有している。端子部420、422は、それぞれ端子部20、22と同様の機能を有するものである。ただし、端子部420、422は、端子部20、22とは形状及び外部との接続形式が異なっている。すなわち、端子部420、422は、それぞれ外部との電気的な接続に際して、以下に説明する開口部448を利用する接続形式のものである。
【0110】
端子部420、422は、それぞれ底板部24から上方に向かって突出する外部接続部446を有している。各外部接続部446は、底板部24の長手方向に直交する板状導体で構成されている。各外部接続部446には、底板部24の長手方向に沿って貫通する開口部448が設けられている。
【0111】
各外部接続部446は、底板部24の上面上に設けられた素子接続部444と電気的に接続されている。素子接続部444は、素子接続部44と同様のものである。素子接続部444はシート状導体48と同様のシート状導体447を有し、シート状導体447に外部接続部446が電気的に接続されている。
【0112】
端子部420、422の外部接続部446には、それぞれ開口部448を利用して外部端子を電気的に接続することができる。例えば、丸形又は先開形の圧着端子である外部端子を、外部接続部446の側方から、開口部448に通したボルト及び対応するナットにより外部接続部446に固定することができる。このようにして、外部端子を端子部420、422にそれぞれ電気的に接続することができる。
【0113】
本実施形態のように、ねじを利用する接続形式の端子部20、22に代えて、開口部448を利用する接続形式の端子部420、422が設けられていてもよい。
【0114】
なお、上記では、第4実施形態によるレーザ装置210と同様の構成において、端子部20、22に代えて端子部420、422を設ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。第1実施形態によるレーザ装置10と同様の構成においても、端子部20、22に代えて端子部420、422を設けることができる。また、第5実施形態によるレーザ装置310と同様の構成においても、端子部320、322に代えて端子部420、422を設けることができる。
【0115】
また、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、レーザ装置410に対して蓋部26を取り付けて固定することができる。この場合、蓋部26には、端子部420、422の外部接続部446が蓋部26の外部に突出する開口部が設けられる。また、レーザ装置410を用いて光源装置を構成した場合に、第2又は第3実施形態と同様に、光源装置280に対して蓋部226又は蓋部326を取り付けて固定することができる。
【0116】
[第7実施形態]
本発明の第7実施形態による光源装置について
図14を用いて説明する。なお、上記第1乃至第6実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
【0117】
本実施形態による光源装置の基本的構成は、第1実施形態による光源装置80の構成と同様である。本実施形態による光源装置は、複数のレーザ装置10の配列方向に対するレーザ装置10の傾斜角度が、第1実施形態による光源装置80とは異なっている。
【0118】
図14は、本実施形態による光源装置を示す平面図である。
図14に示すように、本実施形態による光源装置580は、第1実施形態による光源装置80と同様に、基板82と、基板82上に配列されて設置された複数のレーザ装置10とを有している。なお、
図14では、端子部20と端子部22との間を電気的に接続するバスバー88及び固定ねじ90、92を省略している。
【0119】
第1実施形態による光源装置80においては、上述のように、複数のレーザ装置10のそれぞれは、複数のレーザ装置10の配列方向に対して、その底板部24の長手方向、すなわちその筐体16の長手方向が直交するように配置されている。
【0120】
これに対して、本実施形態による光源装置580において、複数のレーザ装置10のそれぞれは、複数のレーザ装置10の配列方向に対して、その底板部24の長手方向、すなわちその筐体16の長手方向が鋭角又は鈍角の傾斜角度で傾斜するように配置されている。すなわち、各レーザ装置10は、複数のレーザ装置10の配列方向に対して、その底板部24の長手方向が90°以外の所定の傾斜角度で傾斜するように配置されている。
【0121】
なお、傾斜するように配置された複数のレーザ装置10のそれぞれは、第1実施形態による光源装置80のレーザ装置10と同様に、基板82の設置面上に取り付けられて固定されている。
【0122】
本実施形態のように、複数のレーザ装置10の配列方向に対してレーザ装置10の底板部24の長手方向が鋭角又は鈍角の傾斜角度で傾斜するように、複数のレーザ装置10のそれぞれが配置されていてもよい。
【0123】
なお、本実施形態においても、第2実施形態と同様に、蓋部26が取り付けられていないレーザ装置10を用いて光源装置を構成することもできる。この場合、第2又は第3実施形態と同様に光源装置に対して蓋部を取り付けて固定することができる。
【0124】
[第8実施形態]
本発明の第8実施形態によるレーザ装置について
図15及び
図16を用いて説明する。なお、上記第1乃至第7実施形態によるレーザ装置及び光源装置と同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
【0125】
本実施形態によるレーザ装置の基本的構成は、第1実施形態によるレーザ装置10の構成と同様である。本実施形態によるレーザ装置は、第1実施形態によるレーザ装置10の構成に加えて、さらに半導体レーザ素子12とは異なる電子部品及びこれに対応する端子部を有している。
【0126】
図15は、本実施形態によるレーザ装置を示す分解斜視図である。
図16は、本実施形態によるレーザ装置における電子部品を示す拡大斜視図である。
【0127】
図15及び
図16に示すように、本実施形態によるレーザ装置610は、第1実施形態によるレーザ装置10の構成に加えて、電子部品612と、これに対応する端子部614、616とを有している。
【0128】
電子部品612は、底板部24の上面上に設けられている。また、端子部614、616も、底板部24の上面上に設けられている。
【0129】
電子部品612は、半導体レーザ素子12とは異なるものであり、例えば、底板部24の温度又は底板部24上の空間の温度を検出するサーミスタ等の温度センサである。電子部品612は、底板部24の出力部18近傍の領域上に設置されている。電子部品612は、例えば、サブマント618上にはんだ付け等により固定されて搭載されたCOSの形態で、底板部24の上面上に設置されている。底板部24は、電子部品612及び端子部614、616を設けるため、第1実施形態と比較して拡張されている。
【0130】
なお、電子部品612は、温度センサに限定されるものではない。電子部品612は、例えば、フォトダイオード等の光検出器であってもよい。
【0131】
電子部品612に対応する端子部614、616は、それぞれ底板部24の電子部品612の近傍の領域上に設置されている。端子部614、616は、それぞれ電子部品612に応じた外部の回路部に電気的に接続され、電子部品612の機能を実現するためのものである。電子部品612がサーミスタ等の温度センサである場合、端子部614、616はそれぞれ測温回路の所定の端子に接続されて、温度センサによる温度測定が実現される。
【0132】
端子部614、616は、それぞれ、部品接続部620と、部品接続部620と電気的に接続された外部接続部622とを有している。端子部614、616は、それぞれ外部との電気的な接続に際してねじを利用する接続形式のものである。端子部614、616の部品接続部620及び外部接続部622は、それぞれ端子部20、22の素子接続部44及び外部接続部46と同様の構造を有している。
【0133】
各端子部614、616の部品接続部620は、底板部24の上面上に設けられている。このように、各端子部614、616の一部である部品接続部620が、底板部24に設けられている。各端子部614、616の部品接続部620は、シート状導体624をそれぞれ有している。シート状導体624は、底板部24に平行に設けられている。シート状導体624は、電子部品612の電極に、例えばワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。
【0134】
より具体的には、端子部614における部品接続部620のシート状導体624は、電子部品612の一方の電極に、ワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。また、端子部616における部品接続部620のシート状導体624は、電子部品612の他方の電極に、ワイヤボンディングによるワイヤを介して電気的に接続されている。なお、部品接続部620のシート状導体624と電子部品612の電極とを電気的に接続する方法は、ワイヤボンディングによる方法に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。
【0135】
各端子部614、616の外部接続部622は、部品接続部620上に設けられている。各端子部614、616の外部接続部622は、例えば底板部24に垂直な柱状に形成された柱状導体626を有している。各端子部614、616において、柱状導体626は、シート状導体624に電気的に接続されている。各柱状導体626は、上方に向けて開口した雌ねじ孔628を上端に有している。各雌ねじ孔628は、後述するように、外部との電気的な接続のために用いられるものである。こうして、各端子部614、616の外部接続部622は、端子部20、22の外部接続部46と同様に、底板部24に対して上向きに設けられている。すなわち、各端子部614、616の一部である外部接続部622は、底板部24が設置されて固定される設置面とは反対側において、その設置面と反対方向に延伸するように設けられている。
【0136】
各端子部614、616の外部接続部622は、雌ねじ孔628に螺合するねじ又はねじ部を利用して、外部と電気的に接続することができる。例えば、雌ねじ孔628に螺合するねじにより、導体棒であるバスバーを、柱状導体626と接触させつつ外部接続部622に固定し、固定したバスバーを介して外部接続部622を外部と電気的に接続することができる。また、雌ねじ孔628に螺合する雄ねじ部を有する外部端子を用い、外部端子の雄ねじ部を雌ねじ孔628に螺合して固定し、固定した外部端子を介して外部接続部622を外部と電気的に接続することができる。また、例えば丸形又は先開形の圧着端子である外部端子を、雌ねじ孔628に螺合する雄ねじにより、柱状導体626と接触させつつ外部接続部622に固定し、固定した外部端子を介して外部接続部622を外部と電気的に接続することができる。
【0137】
本実施形態のように、電子部品612及びこれに対応する端子部614、616がさらに設けられていてもよい。この場合において、電子部品612に対応する端子部614、616も、基板の設置面上に設置される底板部24に対して上向きに設けられている。このため、端子部20、22と同様に、光源装置を構成する場合に端子部614、616のスペースを確保する必要がなく、光源装置のフットプリントを低減することができる。これにより、省スペース化を実現することができる。
【0138】
また、端子部614、616も、雌ねじ孔628を有しており、ねじにより外部と電気的に接続されるようになっている。このため、端子部614、616についても、リードピンのようにはんだ付けをする必要がなく、外部との電気的な接続に際して良好な作業性を確保することができる。
【0139】
なお、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、レーザ装置610に対して蓋部26を取り付けて固定することができる。この場合、蓋部26の天板部36には、端子部614、616の外部接続部622にそれぞれ対応して開口部630、632が設けられている。端子部614、616の外部接続部622は、それぞれ天板部36に設けられた開口部630、632を介して、天板部36の上方、すなわち底板部24と蓋部26とにより構成される筐体16の外部に部分的に突出している。こうして、端子部614、616の外部接続部622は、それぞれ筐体16の上面から筐体16の外部に部分的に突出している。筐体16の外部に部分的に突出した各外部接続部622は、雌ねじ孔628を上方に向けている。なお、蓋部26は、電子部品612及び端子部614、616を筐体16内に収容するため、拡張された底板部24に対応して第1実施形態と比較して拡張されている。
【0140】
また、レーザ装置610を用いて光源装置を構成した場合に、第2又は第3実施形態と同様に、光源装置に対して蓋部226又は蓋部326を取り付けて固定することができる。
【0141】
また、上記では、第1実施形態によるレーザ装置10の構成に加えて電子部品612及び端子部614、616が設けられている場合について説明したが、これに限定されるものではない。第4乃至第6実施形態によるレーザ装置210、310、410の構成に加えて、電子部品612及び端子部614、616が設けられていてもよい。
【0142】
また、電子部品612に対応する端子部614、616は、第5実施形態における端子部320、322と同様に、底板部24の外側に外部接続部622が設けられていてもよい。また、電子部品612に対応する端子部614、616は、第6実施形態における端子部420、422と同様に、開口部を利用する接続形式のものであってもよい。
【0143】
[変形実施形態]
本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。
【0144】
例えば、上記実施形態では、レーザ装置10、210、310、410、610が複数の半導体レーザ素子12を有する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。レーザ装置10、210、310、410、610は、1つの半導体レーザ素子12を有するものであってもよい。
【0145】
また、上記実施形態では、底板部24の上面及び段差部38における複数の段40を含む被実装面上に設置された半導体レーザ素子12、光学系14、端子部20、22等の側方の全部が開放されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。底板部24の上面上に設置された半導体レーザ素子12等の側方は、側壁等により部分的に覆われていてもよく、一部が開放されていればよい。
【0146】
また、上記実施形態では、端子部20、22、320、322が雌ねじ孔52、352を有する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。端子部20、22、320、322は、雌ねじ孔52、352に代えて、外部との電気的な接続のための雄ねじ部を有するものとすることができる。この場合、例えば、その雄ねじ部に螺合するナット等を用いて、雄ねじ部に挿入された環状部等により雄ねじ部と接触した外部端子を端子部20、22、320、322に固定することができる。電子部品612に対応する端子部614、616についても、同様に雄ねじ部を有するものを用いることができる。
【0147】
また、上記実施形態では、端子部20、22、320、322、420、422としてねじ又は開口部を利用する接続形式のものを例に説明したが、これらに限定されるものではなく、他の接続形式のものを用いることができる。例えば、端子部20、22、320、322、420、422として、バナナプラグ等のプラグが挿入可能なジャックを利用する接続形式のものとすることができる。電子部品612に対応する端子部614、616についても、同様に他の接続形式のものを用いることができる。
【0148】
また、上記実施形態では、複数のレーザ装置10、210を基板82、282上に設置する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。複数のレーザ装置10、210は、基板82、282のほか、設置台等の種々のベース部材の設置面上に設置することができる。
【0149】
また、上記実施形態では、
図3に示すように、一列に配列された複数のレーザ装置10が、その配列に対して同じ側に出力部18を向けている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、一列に配列された複数のレーザ装置10が、その配列に対して一方の側と他方の側に互い違いに出力部18を向けていてもよい。この場合、隣接する2つのレーザ装置10におけるバスバー88で接続すべき端子部20、22が互いに同じ側に位置するので、バスバー88の長さを短縮することができ、よって、電気的な接続経路を短縮することができる。
【0150】
また、上記実施形態では、
図4に示すように、光源装置80を光ファイバレーザ94の励起光源として用いる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。光源装置80は、波長合成を行う装置、偏波合成を行う装置等、種々の装置又はシステムの光源として用いることができる。また、光源装置80は、ダイレクトダイオードレーザとして用いることができる。例えば、光源装置80は、その複数のレーザ装置10から出力されたレーザ光が入射される光学系とともに用いることができる。光学系には、集光レンズ等のレンズ、コンバイナ、ミラー等が含まれる。より具体的には、光源装置80における複数のレーザ装置10から出力されたレーザ光を、レンズを含む光学系により集光して出力することができる。また、光源装置80における複数のレーザ装置10から出力されたレーザ光を、コンバイナにより結合して出力することができる。なお、光源装置80における複数のレーザ装置10は、レーザ光の波長等のレーザ特性が互いに同一であっても異なっていてもよい。複数のレーザ装置10のレーザ特性は、光源装置80の用途に応じて適宜設定することができる。