(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-09
(45)【発行日】2024-10-18
(54)【発明の名称】レーザ光源ユニット及びレーザ光源モジュール
(51)【国際特許分類】
H01S 5/40 20060101AFI20241010BHJP
H01S 5/02212 20210101ALI20241010BHJP
H01S 5/02253 20210101ALI20241010BHJP
H01S 5/02255 20210101ALI20241010BHJP
H01S 5/02251 20210101ALI20241010BHJP
H01S 5/024 20060101ALI20241010BHJP
【ＦＩ】
H01S5/40
H01S5/02212
H01S5/02253
H01S5/02255
H01S5/02251
H01S5/024
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2023023476
(22)【出願日】2023-02-17
(65)【公開番号】P2024117399
(43)【公開日】2024-08-29
【審査請求日】2024-01-04
(73)【特許権者】
【識別番号】390014672
【氏名又は名称】株式会社アマダ
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100111235
【弁理士】
【氏名又は名称】原 裕子
(74)【代理人】
【識別番号】100170575
【弁理士】
【氏名又は名称】森 太士
(72)【発明者】
【氏名】小林 寛和
(72)【発明者】
【氏名】村山 一平
(72)【発明者】
【氏名】梁瀬 淳
【審査官】右田 昌士
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２２／０３０５１３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００１－２８４７００（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２１２２３０７７５（ＣＮ，Ｕ）
【文献】特開２０２２－１１２６０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－３３５０３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２１／２５６４２１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２０－１９４９５５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｓ ５／００ － ５／５０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
長方形の板状に形成され、一端からその半分未満の幅で延出部が延出しているベース座部と、前記ベース座部に立設する固定壁部と、前記固定壁部に周囲を覆われると共に前記固定壁部に金属元素からなる第１の合金で固定されたＴＯ－ＣＡＮ型パッケージ又は面発光のレーザダイオードと、を有する複数の光源ベースと、板状のベース部と、前記光源ベースを載置可能な台座を一定で同じ高さピッチの第１列と第２列との２列の階段状であって前記２列を前記高さピッチの半分の高さの差となるよう第１の方向に並べた階段台座部と、が一体とされたユニットベースと、を備え、
前記ベース座部に、前記レーザダイオードから放射したレーザビームを平行ビームに整形して放射するコリメート光学系が固定され、前記延出部に、前記コリメート光学系から前記平行ビームで放射した前記レーザビームの進行方向を反射により変えるミラーが固定され、
複数の前記光源ベースは、前記ベース座部の底面が前記ユニットベースの前記第１列の前記台座と前記第２列の前記台座それぞれに、前記延出部が中央側となる向きで、前記ミラーで反射した前記レーザビームが高さ方向に一直線上に並んでラインレーザビームとして放射されるように、金属元素からなる第２の合金で固定されている、レーザ光源ユニット。
【請求項2】
前記ベース座部は、前記固定壁部に対して前記コリメート光学系が固定された位置とは反対方向にも延出している、請求項１記載のレーザ光源ユニット。
【請求項3】
前記第１の合金は、はんだである請求項１記載のレーザ光源ユニット。
【請求項4】
前記第２の合金は、はんだである請求項１記載のレーザ光源ユニット。
【請求項5】
前記第１の合金は、第１溶融温度で溶融し、前記第２の合金は、前記第１溶融温度よりも低い第２溶融温度で溶融する請求項１記載のレーザ光源ユニット。
【請求項6】
前記光源ベースは、前記第２溶融温度にして前記ユニットベースから取り外しても、前記レーザダイオードは前記光源ベースに取り付けられたままである請求項５記載のレーザ光源ユニット。
【請求項7】
前記第１の合金は、前記レーザダイオードを前記光源ベースに対し、前記レーザダイオードの前記光源ベースに対する接触対象面の全面にわたって接合し、前記第２の合金は、前記光源ベースを前記ユニットベースに対し、前記光源ベースの前記ユニットベースに対する接触対象面の全面にわたって接合している請求項１記載のレーザ光源ユニット。
【請求項8】
冷却板と、内部に冷却用の冷媒流路を有し前記冷却板が一体的に取り付けられたベース板と、前記冷却板に取り付けられた請求項１～７のいずれか１項に記載されたレーザ光源ユニットの複数台と、複数台の前記レーザ光源ユニットそれぞれから放射する複数のラインレーザビームを整列配置させた後、カップリングしてファイバに入射させるカップリング光学系と、を備えたレーザ光源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザ光源ユニット及びレーザ光源ユニットを複数備えたレーザ光源モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１に、いわゆるＴＯ－ＣＡＮ（ＴＲＡＮＳＩＳＴＯＲ ＯＵＴＬＩＮＥ ＣＡＮ）型パッケージ構造とされ、冷却のための熱電冷却素子を備えたレーザダイオードが記載されている。ＴＯ－ＣＡＮ型パッケージのレーザダイオードは、発光端面が外気と遮断されるので信頼性に優れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】米国特許第９７６８５３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
高い信頼性を有する高出力のレーザを得るために、複数のＴＯ－ＣＡＮ型パッケージ又は面発光のレーザダイオードを用いてレーザ光源ユニットを構成し、そのレーザ光源ユニットをさらに複数台用いてレーザ光源モジュールを構成することが検討される。このようなレーザ光源モジュールは、多くのレーザダイオードを用いるために全体として動作時の発熱量が非常に多く、レーザダイオードの温度が定格温度を越えてしまう虞がある。これに対応すべく、レーザダイオードに、特許文献１に記載されたような熱電冷却素子を備えたものを用いてレーザダイオードの温度上昇を抑えることが検討される。しかしながら、熱電冷却素子を備えたレーザダイオードは比較的高コストであるため、これを多数備えたレーザ光源モジュールは大幅なコストアップになってしまう。
【0005】
そこで、熱電冷却素子を備えていない複数のＴＯ－ＣＡＮ型パッケージ又は面発光のレーザダイオードを用いても、安価な構成で各レーザダイオードを良好に冷却できるレーザ光源ユニット及びレーザ光源モジュールが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、次の１）、２）の構成を有する。
１） 長方形の板状に形成され、一端からその半分未満の幅で延出部が延出しているベース座部と、前記ベース座部に立設する固定壁部と、前記固定壁部に周囲を覆われると共に前記固定壁部に金属元素からなる第１の合金で固定されたＴＯ－ＣＡＮ型パッケージ又は面発光のレーザダイオードと、を有する複数の光源ベースと、
板状のベース部と、前記光源ベースを載置可能な台座を一定で同じ高さピッチの第１列と第２列との２列の階段状であって前記２列を前記高さピッチの半分の高さの差となるよう第１の方向に並べた階段台座部と、が一体とされたユニットベースと、を備え、
前記ベース座部に、前記レーザダイオードから放射したレーザビームを平行ビームに整形して放射するコリメート光学系が固定され、前記延出部に、前記コリメート光学系から前記平行ビームで放射した前記レーザビームの進行方向を反射により変えるミラーが固定され、
複数の前記光源ベースは、前記ベース座部の底面が前記ユニットベースの前記第１列の前記台座と前記第２列の前記台座それぞれに、前記延出部が中央側となる向きで、前記ミラーで反射した前記レーザビームが高さ方向に一直線上に並んでラインレーザビームとして放射されるように、金属元素からなる第２の合金で固定されている、レーザ光源ユニットである。
２）冷却板と、内部に冷却用の冷媒流路を有し前記冷却板が一体的に取り付けられたベース板と、前記冷却板に取り付けられた１）に記載されたレーザ光源ユニットの複数台と、複数台の前記レーザ光源ユニットそれぞれから放射する複数のラインレーザビームを整列配置させた後、カップリングしてファイバに入射させるカップリング光学系と、を備えたレーザ光源モジュールである。
１） 長方形の板状に形成され、一端からその半分未満の幅で延出部が延出しているベース座部と、前記ベース座部に立設する固定壁部と、前記固定壁部に周囲を覆われると共に前記固定壁部に金属元素からなる第１の合金で固定されたＴＯ－ＣＡＮ型パッケージ又は面発光のレーザダイオードと、を有する複数の光源ベースと、
板状のベース部と、前記光源ベースを載置可能な台座を一定で同じ高さピッチの第１列と第２列との２列の階段状であって前記２列を前記高さピッチの半分の高さの差となるよう第１の方向に並べた階段台座部と、が一体とされたユニットベースと、を備え、
前記ベース座部に、前記レーザダイオードから放射したレーザビームを平行ビームに整形して放射するコリメート光学系が固定され、前記延出部に、前記コリメート光学系から前記平行ビームで放射した前記レーザビームの進行方向を反射により変えるミラーが固定され、
複数の前記光源ベースは、前記ベース座部の底面が前記ユニットベースの前記第１列の前記台座と前記第２列の前記台座それぞれに、前記延出部が中央側となる向きで、前記ミラーで反射した前記レーザビームが高さ方向に一直線上に並んでラインレーザビームとして放射されるように、金属元素からなる第２の合金で固定されている、レーザ光源ユニットである。
２）冷却板と、内部に冷却用の冷媒流路を有し前記冷却板が一体的に取り付けられたベース板と、前記冷却板に取り付けられた１）に記載されたレーザ光源ユニットの複数台と、複数台の前記レーザ光源ユニットそれぞれから放射する複数のラインレーザビームを整列配置させた後、カップリングしてファイバに入射させるカップリング光学系と、を備えたレーザ光源モジュールである。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一態様によれば、安価な構成でレーザダイオードを良好に冷却できる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
（実施例）
本発明の実施の形態に係るレーザ光源ユニットの実施例であるレーザ光源ユニットＬＵについて、図１～図９を参照して説明する。図１は、レーザダイオード１を示す斜視図である。図２は、レーザダイオード１を取り付ける光源ベース２を示す斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係るレーザ光源ユニットの実施例であるレーザ光源ユニットＬＵが備える光源ブロックＴＢを示す斜視図である。図４は、光源ブロックＴＢの平面図である。図５は、レーザ光源ユニットＬＵが備えるユニットベース６を示す斜視図である。図６は、レーザ光源ユニットＬＵを示す斜視図である。図７は、レーザ光源ユニットＬＵの正面図である。図８は、光源ブロックＴＢから放射されるレーザビームＬｓを示す斜視図である。図９は、レーザ光源ユニットＬＵから出力されるラインレーザビームＢｍＬを示す図である。
本発明の実施の形態に係るレーザ光源ユニットの実施例であるレーザ光源ユニットＬＵについて、図１～図９を参照して説明する。図１は、レーザダイオード１を示す斜視図である。図２は、レーザダイオード１を取り付ける光源ベース２を示す斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係るレーザ光源ユニットの実施例であるレーザ光源ユニットＬＵが備える光源ブロックＴＢを示す斜視図である。図４は、光源ブロックＴＢの平面図である。図５は、レーザ光源ユニットＬＵが備えるユニットベース６を示す斜視図である。図６は、レーザ光源ユニットＬＵを示す斜視図である。図７は、レーザ光源ユニットＬＵの正面図である。図８は、光源ブロックＴＢから放射されるレーザビームＬｓを示す斜視図である。図９は、レーザ光源ユニットＬＵから出力されるラインレーザビームＢｍＬを示す図である。
【0010】
まず、図１～図４を参照して光源ブロックＴＢについて説明する。図１に示されるように、レーザダイオード１は、いわゆるＴＯ－ＣＡＮ型パッケージで構成され熱電冷却素子を備えていないものを用いる。レーザダイオード１は、外観上、一方の端面から一対の端子１３，１３が延出した円筒状の基部１２と、基部１２の一方の縁部において径方向の外方に張り出した円形鍔状のフランジ部１１とを有する。基部１２の軸線ＣＬ２及び一対の端子１３，１３を含む仮想平面ＳＦｂと、仮想平面ＳＦｂに直交する仮想平面ＳＦａとを設定すると、仮想平面ＳＦａがよぎる位置に１ヶ所形成された第１切り欠き部１１ａと、仮想平面ＳＦｂ上がよぎる位置で１８０°離隔して形成された一対の第２切り欠き部１１ｂ，１１ｂとを有する。
【0011】
基部１２の内部には、半導体レーザ素子（不図示）が収容され、半導体レーザ素子で生成されたレーザビームＬｓは、基部１２の他方の端面の中心位置に形成された放射口１２ａから軸線ＣＬ２を中心とした円錐状に広がる光束で外部に放射する。放射口１２ａから放射したレーザビームＬｓの光束は、仮想平面ＳＦａに沿ったファスト軸ＡＦと、仮想平面ＳＦｂに沿いファスト軸ＡＦに直交するスロー軸ＡＳとを有する。
【0012】
図２に示される光源ベース２は、銅又は銅合金などの熱伝導に優れた材料によって形成されている。光源ベース２は、長方形の板状部分であるベース座部２１と、ベース座部２１の一端からベース座部２１の半分未満の幅で延出した延出部２３と、ベース座部２１の上面２１ａにおいて垂直に立設した固定壁部２２とを有する。
上面２１ａにおける、ベース座部２１と延出部２３との接続部位近傍には、延出部２３側が厚くなる段部２１３が形成されている。延出部２３の中央には、厚さ方向に貫通しベース座部２１の長手方向に延びる長孔２５が形成されている。ベース座部２１における延出部２３とは反対側の部位には、図３及び図４に示されるように、厚さ方向に貫通する丸孔２４が形成されている。固定壁部２２は、ベース座部２１の長手方向の端部に立設していてもよく、このように端部ではない中間の部位に立設していてもよい。換言するならば、光源ベース２は、側面視でＴ字状又はＬ字状に形成されている。
上面２１ａにおける、ベース座部２１と延出部２３との接続部位近傍には、延出部２３側が厚くなる段部２１３が形成されている。延出部２３の中央には、厚さ方向に貫通しベース座部２１の長手方向に延びる長孔２５が形成されている。ベース座部２１における延出部２３とは反対側の部位には、図３及び図４に示されるように、厚さ方向に貫通する丸孔２４が形成されている。固定壁部２２は、ベース座部２１の長手方向の端部に立設していてもよく、このように端部ではない中間の部位に立設していてもよい。換言するならば、光源ベース２は、側面視でＴ字状又はＬ字状に形成されている。
【0013】
固定壁部２２の延出部２３側の側面には、円形に抉られた収容凹部２２ａと、収容凹部２２ａの中央部分においてさらに抉られた端子逃げ部２２ｂとが形成されている。端子逃げ部２２ｂの底面には一対の貫通孔（不図示）が形成されており、一対の貫通孔それぞれには絶縁チューブ３が嵌め込まれている。固定壁部２２の先端部位には、収容凹部２２ａの周壁を一部欠落させる切り欠き部２２ｃが形成されている。
【0014】
図３及び図４に示されるように、光源ベース２には、レーザダイオード１，第１光学台座５１２，及び第２光学台座５２２が取り付けられて光源ブロックＴＢが構成される。なお、第１光学台座５１２及び第１コリメートレンズ５１１の構成を第１光学ブロック５１と称し、第２光学台座５２２及び第２コリメートレンズ５２１の構成を第２光学ブロック５２と称することとする。
【0015】
レーザダイオード１は、端子１３，１３がそれぞれ絶縁チューブ３の端子孔３ａに挿通され、収容凹部２２ａにフランジ部１１が概ね没するように収められて固定壁部２２に取り付けられている。すなわち、レーザダイオード１は、固定壁部２２に覆われるように、その固定壁部２２に合金で固定されている。レーザダイオード１の軸線ＣＬ２まわりの取付の向きは、フランジ部１１の第１切り欠き部１１ａが収容凹部２２ａの切り欠き部２２ｃに合致する向きとされる。
【0016】
レーザダイオード１におけるフランジ部１１の側面１１ｃ及び底面１１ｄと（図１参照）、収容凹部２２ａの内側の側面及び収容底部２２ｄとは、第１の合金としての第１はんだＳｄ１によって固定されている。第１はんだＳｄ１は、溶融温度である第１溶融温度Ｔ１が、例えば２００℃を超え２６０℃未満である。レーザダイオード１の固定は、レーザダイオード１を、シート状の第１はんだＳｄ１を間に挟んで収容凹部２２ａに収容し、第１はんだＳｄ１を、第１溶融温度Ｔ１より高い温度に極短時間維持して溶融させた後、常温に戻して硬化させることで行う。
【0017】
第１光学ブロック５１において、第１光学台座５１２は、レーザダイオード１の基部１２の近傍のベース座部２１の上面２１ａに固定され、第１コリメートレンズ５１１は第１光学台座５１２の上面に、レーザダイオード１の軸線ＣＬ２が中心、かつ軸線ＣＬ２と垂直となるように固定されている。第２光学ブロック５２において、第２光学台座５２２は、延出部２３のベース座部２１側の延部に固定され、第２コリメートレンズ５２１は、第２光学台座５２２の上面に軸線ＣＬ２が中心、かつ軸線ＣＬ２と垂直となるように固定されている。第１光学台座５１２及び第２光学台座５２２の光源ベース２への固定は、はんだ付けの場合、第１光学台座５１２及び第２光学台座５２２の光源ベース２との接合面にシート状の第１はんだＳｄ１を貼って溶接し、接着する場合、第１光学台座５１２及び第２光学台座５２２の光源ベース２との接合面に接着材を塗布して、接合する。第１光学台座５１２及び第２光学台座５２２は、熱伝導率の大きい銅又は銅合金や、熱膨張の少ないセラミックやＦｅ－Ｎｉ合金などで形成される。
【0018】
第１コリメートレンズ５１１は、ファスト軸方向に広がる光束を平行光束にし、第２コリメートレンズ５２１は、スロー軸方向に広がる光束を平行光束にする。光源ブロックＴＢにおけるこのコリメート作用についての詳細は、図８を参照して後述する。
【0019】
次に、図５～図９を参照して、レーザ光源ユニットＬＵについて説明する。
レーザ光源ユニットＬＵは、図５に示されるユニットベース６と、ユニットベース６に搭載された１５個の光源ブロックＴＢとを備えている。図５～図７には、説明の便宜のために規定する左右上下前後の各方向が矢印で示されている。
レーザ光源ユニットＬＵは、図５に示されるユニットベース６と、ユニットベース６に搭載された１５個の光源ブロックＴＢとを備えている。図５～図７には、説明の便宜のために規定する左右上下前後の各方向が矢印で示されている。
【0020】
図５に示されるように、ユニットベース６は、概ね平板状のベース部６１と、ベース部６１の上面側にベース部６１に垂直となる後面を有する略直角三角柱状に形成された階段台座部６１２とが、一体かつ中実に塊として形成されている。ユニットベース６は、銅又は銅合金によって形成されている。ベース部６１の左右の縁部には、左右それぞれの外方に延出した複数の取付座部６１１が形成されている。それぞれの取付座部６１１には、上下方向に貫通する取付孔６１１ａが形成されている。
【0021】
階段台座部６１２の斜面は、左右で２列となる複数段の台座群６２Ｌ，６２Ｒを有し後方側が高くなる階段状に形成されている。この例において、左列の台座群６２Ｌは、奇数番号の台座が配置されている。具体的には、上方側から第１台座６２１，第３台座６２３，第５台座６２５，第７台座６２７，第９台座６２９，第１１台座６２１１，第１３台座６２１３，及び第１５台座６２１５の８段である。一方、右列の台座群６２Ｒは、偶数番号の台座が配置されている。具体的には、上方側から第２台座６２２，第４台座６２４，第６台座６２６，第８台座６２８，第１０台座６２１０，第１２台座６２１２，及び第１４台座６２１４の７段である。各台座を区別しない場合には台座６２１とする。
【0022】
台座群６２Ｌにおける８段の台座の高さピッチＰＬと、台座群６２Ｒにおける７段の台座の高さピッチＰＲとは一定で同じピッチ（ＰＬ＝ＰＲ）であり、台座群６２Ｒの各台座の高さ位置は、台座群６２Ｌの各台座の高低差の半分の位置にある。すなわち、台座群６２Ｌと台座群６２Ｒとの隣接する台座の高さの差ΔＰは、ＰＬ／２である。
【0023】
台座群６２Ｌ，６２Ｒの各台座には、位置決めピンＰ２４と位置決めピンＰ２５とが左右方向に離隔して上方に突出するよう埋め込まれている。位置決めピンＰ２４は左縁部及び右縁部それぞれの近傍に設けられ、位置決めピンＰ２５は、ユニットベース６の左右方向の中央位置において、上面視で前後方向に一直線上になるよう設けられている。
【0024】
各台座は、光源ブロックＴＢにおけるベース座部２１の底面２６に対応した形状の平坦面として形成され、光源ブロックＴＢが載置可能とされている。位置決めピンＰ２４及び位置決めピンＰ２５は、それぞれ光源ベース２の丸孔２４及び長孔２５にほぼ遊びなく係合する。これにより、ユニットベース６には、１５個の光源ブロックＴＢを、その延出部２３が中央側となる向きで左右二列の階段状に載置できる。
【0025】
ユニットベース６の１５か所の台座への光源ブロックＴＢの固定には、溶融前にシート状の第２はんだＳｄ２を用いる。第２の合金である第２はんだＳｄ２の溶融温度である第２溶融温度Ｔ２が、第１はんだＳｄ１の第１溶融温度Ｔ１よりも低い。第２溶融温度Ｔ２は、例えば２００℃以下である。光源ブロックＴＢの固定は、光源ブロックＴＢを、シート状の第２はんだＳｄ２を間に挟んでユニットベース６の台座に載せ、第２はんだＳｄ２を第２溶融温度Ｔ２を超え第１溶融温度Ｔ１より低い温度に短時間維持して溶融させた後、常温に戻して硬化させることで行う。
【0026】
図６は、ユニットベース６の台座群６２Ｌ，６２Ｒの合計１５個の台座に、光源ブロックＴＢを取り付けるなどして組み立てたレーザ光源ユニットＬＵを示している。具体的には、レーザ光源ユニットＬＵは、ユニットベース６に１５個の光源ブロックＴＢが取り付けられ、それぞれのレーザダイオード１に電力を供給する配線部が設けられている。
【0027】
この配線部は、接続ワイヤ６３Ｌ，接続ワイヤ６３Ｒ，導通バー６５，接続端子６４Ｌ，及び接続端子６４Ｒを含んで構成されている。接続ワイヤ６３Ｌは、台座群６２Ｌの８個のレーザダイオード１の端子１３に直列に接続され、接続ワイヤ６３Ｒは、台座群６２Ｒの７個のレーザダイオード１の端子１３に直列に接続されている。導通バー６５は、接続ワイヤ６３Ｌ，６３Ｒの前端部を直列に繋いでいる。接続端子６４Ｌは、接続ワイヤ６３Ｌの後端側に接続され、接続端子６４Ｒは、接続ワイヤ６３Ｒの後端側に接続されている。接続端子６４Ｌと接続端子６４Ｒは、外部の電源装置と接続されて両端子間に所定の電圧がかけられる。これにより、１５個のレーザダイオード１からレーザビームＬｓが出力される。
【0028】
それぞれの光源ブロックＴＢには、第３光学ブロック５３が、光源ベース２におけるベース座部２１の上面２１ａに、第１はんだＳｄ１によって固定されている。第３光学ブロック５３を上面２１ａに固定する際には、レーザビームＬｓのビーム路調整がなされる。第３光学ブロック５３を取り付けた光源ブロックＴＢについて、図８を参照して説明する。
【0029】
図８に示されるように、レーザダイオード１は、フランジ部１１の第１切り欠き部１１ａが光源ベース２の切り欠き部２２ｃから臨まれる姿勢で、収容凹部２２ａに第１はんだＳｄ１によって固定されている。この姿勢で基部１２から放射するレーザビームＬｓは、上下方向がファスト軸ＡＦとなる。
【0030】
光源ブロックＴＢにおいて、レーザダイオード１から放射したレーザビームＬｓは、まず、第１光学ブロック５１の第１コリメートレンズ５１１に入射する。第１コリメートレンズ５１１は、ファスト軸方向に広がるビームを平行ビームに整形するコリメートレンズである。そのため、レーザビームＬｓは、第１コリメートレンズ５１１によってファスト軸方向が平行なファスト偏向ビームＬｓａとなる。
【0031】
ファスト偏向ビームＬｓａは、次に、第２光学ブロック５２の第２コリメートレンズ５２１に入射する。第２コリメートレンズ５２１は、スロー軸方向に広がるビームを平行ビームに整形するコリメートレンズである。そのため、ファスト偏向ビームＬｓａは、第２コリメートレンズ５２１によってスロー軸方向も平行なスロー偏向ビームＬｓｂとなる。すなわち、第２コリメートレンズ５２１から放射したスロー偏向ビームＬｓｂの光束は、ファスト軸方向及びスロー軸方向の両方が平行に整えられた横断面形状が概ね正方向となっている。第１光学ブロック５１及び第２光学ブロック５２をまとめてコリメート光学系５４Ｋと称する（図３及び図４参照）。
【0032】
第３光学ブロック５３は、全反射鏡のミラー５３１とミラー５３１を固定する第３光学台座５３２とを有する。第２コリメートレンズ５２１から放射したスロー偏向ビームＬｓｂは、ミラー５３１で反射し９０°向きが変えられて平行ビームＬｓｃとして放射する。図６に示される、左列の台座群６２Ｌに固定された奇数番号の第１，３，５，・・・，１５光源ブロックＴＢ１，ＴＢ３，ＴＢ５，…，ＴＢ１５では、図８に示されるように、ミラー５３１は、レーザビームＬｓを進行方向右方に９０°偏向させる向きで配置される。一方、右列の台座群６２Ｒに固定された偶数番号の第２，４，６，…，１４の光源ブロックＴＢ２，ＴＢ４，ＴＢ６，…，ＴＢ１４は、レーザビームＬｓを進行方向左方に９０°偏向させる向きで配置される。
【0033】
これにより、図６に示されるように、第１～第１５光源ブロックＴＢ１～ＴＢ１５それぞれのレーザダイオード１から放射したレーザビームＬｓは、すべて前方に向かうように９０°偏向される。図６及び図７では、代表として第１４光源ブロックＴＢ１４及び第１５光源ブロックＴＢ１５のレーザビームＬｓについて一点鎖線で示されている（図６では光軸のみが示されている）。
【0034】
ユニットベース６における台座群６２Ｌと台座群６２Ｒとの間の隣接する台座の高さの差ΔＰは、図８に示される、光源ブロックＴＢから平行ビームＬｓｃとして放射するレーザビームＬｓの上下方向の幅とほぼ同じとされている。これにより、レーザ光源ユニットＬＵは、前方視で図９に示されるような、第１光源ブロックＴＢ１～第１５光源ブロックＴＢ１５から放射される１５本のレーザビームＬｓである第１レーザビームＢｍ１～第１５レーザビームＢｍ１が上下方向に直線状に並んだラインレーザビームＢｍＬを放射する。
【0035】
図１０は、レーザ光源ユニットＬＵを複数備えたレーザ光源モジュール７を示す模式的平面図である。
【0036】
図１０におけるＳ１１－Ｓ１１位置での断面図である図１１に示されるように、レーザ光源モジュール７は、冷却板７１とベース板７２とが一体的に固定された積層構造を有する。ベース板７２は、内部に所定のパターン（つづら折り状、格子状、など）の冷却用の冷媒流路７２１が形成されている。冷媒流路７２１には、ホース７９１（図１０参照）が接続され外部から冷媒となる水などの流体が常温以下の温度で潤沢に流入される。冷媒流路７２１を流れる冷媒は、ベース板７２と熱交換をして昇温し、ホース７９２（図１０参照）から外部に排出される。
【0037】
これにより、ベース板７２は良好に冷却される。また、ベース板７２は、ろう付けなどの結合方法を用いて冷却板７１が密着して一体化されているので、冷却板７１も良好に冷却される。
【0038】
図１０に示されるように、冷却板７１の上面には、複数台のレーザ光源ユニットＬＵが備えられている。各レーザ光源ユニットＬＵは、ベース部６１の平坦な底面が図１１に示されるように熱伝導シート７３を挟んで冷却板７１の平坦の上面に載置され、取付孔６１１ａ（図６参照）を利用して冷却板７１にねじで固定されている。
【0039】
レーザ光源ユニットＬＵの複数台がまとめられて光源ユニット群が構成される。この例において、レーザ光源モジュール７は、３つの光源ユニット群として第１～第３光源ユニット群ＬＵＧ１～ＬＵＧ３を有する。
【0040】
図１０において、第１～第３光源ユニット群ＬＵＧ１～ＬＵＧ３それぞれからラインレーザビームＬｍＧ１～ＬｍＧ３が出力される。レーザ光源モジュール７には、集光レンズ７７２を有するカップリング光学系ＣＫが備えられている。複数のラインレーザビームＬｍＧ１～ＬｍＧ３は、カップリング光学系ＣＫによって結合されてコンバインレーザビームＢｍＳとされる。コンバインレーザビームＢｍＳは、集光レンズ７７２で集光されてファイバ７８の入光部７７３を介しファイバ７８へ入光する。
【0041】
図１２に示されるように、集光レンズ７７２に入射するコンバインレーザビームＢｍＳは、ラインレーザビームＬｍＧ１～ＬｍＧ３に基づく横断面が矩形形状の光束となる。例えば、コンバインレーザビームＢｍＳが１４本のラインレーザビームＢｍＬ１～ＢｍＬ１４からなる場合は、４２０個のレーザダイオード１の出力に対応したものとなる。
【0042】
一般的な青色レーザダイオードの特性は、例えば、電流４Ａ、電圧５Ｖの入力に対し出力は５Ｗで、電気光変換効率は２５％である。また、上限使用温度は６０℃である。従って、レーザ光源モジュール７は、コンバインレーザビームＢｍＳの出力が５Ｗ×４２０個の２１００Ｗであり、単位時間あたりの発熱量は、２１００Ｗ×（１００―２５）／２５で、６３００Ｗとなる。
【0043】
レーザ光源モジュール７は、上述のように高出力化が可能であり、熱源である複数のレーザダイオード１によって相応の発熱も生じる。しかしながら、レーザ光源モジュール７は、レーザダイオード１を光源ベース２の固定壁部２２に対し熱伝導シートの役割を果たす第１はんだＳｄ１によって接合し、光源ベース２を、レーザ光源モジュール７におけるユニットベース６の台座６２１に対し熱伝導シートの役割を果たす第２はんだＳｄ２によって接合し、ユニットベース６を中実の階段状に形成し、最大面積となる底面を熱伝導シート７３を介して冷却板７１に面接触で密着させ、冷却板と実質的に熱抵抗が生じないよう一体化したベース板７２を冷媒によって冷却することで、各レーザダイオード１の昇温を効果的に抑制できる。
【0044】
レーザ光源モジュール７の動作時のレーザダイオード１の温度上昇について、図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は、レーザ光源モジュール７におけるレーザダイオード１の温度の時間変化を説明するためのグラフである。図１４は、レーザ光源モジュール７におけるレーザダイオード１の温度上昇幅ΔＴを説明するためのグラフである。
【0045】
図１３は、レーザ光源モジュール７の１５個の光源ブロックＴＢのうち、代表として、光源ブロックＴＢ１のレーザダイオード１と、光源ブロックＴＢ１５のレーザダイオード１と、光源ブロックＴＢ９のレーザダイオード１との、エージング開始１分後からの温度Ｔｃの推移を、それぞれＬＤ１，ＬＤ１５，ＬＤ９として示している。光源ブロックＴＢ１のレーザダイオード１は、冷却板７１に対し最も遠い位置（高い位置）にある。光源ブロックＴＢ１５のレーザダイオード１は、冷却板７１に対し最も近い位置（低い位置）にある。光源ブロックＴＢ９のレーザダイオード１は、これらの中間の高さ位置にある。ここで、エージング開始時点は、レーザダイオード１に付与する電流を０Ａ（アンペア）から徐々に上昇させ、定格電流３．２Ａに達してから１分経過した時点としている。周囲温度は常温の２５℃である。また、２５℃の水を冷媒流路７２１に潤沢に流入させてレーザ光源モジュール７を冷却した。
【0046】
その結果、図１３に示されるように、いずれのレーザダイオード１も、測定開始から温度Ｔｃは上昇し、エージング時間で約２０分経過後にほぼ一定の飽和温度になった。
冷却板７１に対し最も遠い位置にある第１光源ブロックＴＢ１のレーザダイオード１の飽和温度が約３３．９℃で最も低く、次が、最も近い位置にある第１５光源ブロックＴＢ１５のレーザダイオード１の飽和温度で約３６．０℃である。また、中間の高さ位置にある第９光源ブロックＴＢ９のレーザダイオード１の飽和温度が最も高く約３８．５℃となった。この第９光源ブロックＴＢ９のレーザダイオード１の飽和温度は、１５個のレーザダイオード１の飽和温度の中で最も高い温度となった。
冷却板７１に対し最も遠い位置にある第１光源ブロックＴＢ１のレーザダイオード１の飽和温度が約３３．９℃で最も低く、次が、最も近い位置にある第１５光源ブロックＴＢ１５のレーザダイオード１の飽和温度で約３６．０℃である。また、中間の高さ位置にある第９光源ブロックＴＢ９のレーザダイオード１の飽和温度が最も高く約３８．５℃となった。この第９光源ブロックＴＢ９のレーザダイオード１の飽和温度は、１５個のレーザダイオード１の飽和温度の中で最も高い温度となった。
【0047】
図１４は、第１，３，５，７，９，１１，１３，１５光源ブロックＴＢ１，ＴＢ３，ＴＢ５，ＴＢ７，ＴＢ９，ＴＢ１１，ＴＢ１３，ＴＢ１５のレーザダイオード１の飽和温度の、常温からの温度上昇分である温度上昇幅ΔＴを示したグラフである。
【0048】
図１４に示されるように、冷却板７１から遠い側と近い側のレーザダイオード１の温度上昇幅ΔＴよりも、中間高さのレーザダイオード１の温度上昇幅ΔＴが大きいことが明らかである。それでも、温度上昇幅ΔＴは１４℃未満に抑えられている。従って、使用環境温度が常温の場合はもとより使用環境温度が仮に４０℃の高温であってもレーザダイオード１の飽和温度は定格使用上限温度６０℃未満となる。このように、レーザ光源モジュール７は、レーザダイオード１の冷却が極めて良好である。
【0049】
発明者らは、光源ベース２の形状による温度上昇の影響を評価した。具体的には、光源ベース２が固定壁部２２のみで形成された側面視がＩ字状の場合と、ベース座部２１を有し、固定壁部２２がベース座部２１に立設した側面視がＴ字状の場合とについて、動作条件及び環境条件を同じにして飽和温度を測定し比較した。測定場所は２箇所であって、固定壁部２２に接合されたＴＯ－ＣＡＮ型パッケージのレーザダイオード１におけるフランジ部１１、及びレーザビームの放射口近傍（ＬＤ端）である。
【0050】
その結果、フランジ部１１及びＬＤ端の両方とも、Ｔ字状の方がＩ字状よりも飽和温度が約０．９℃低くなる結果を得た。これにより、光源ベース２は、ベース座部２１を有して側面視がＴ字状となる形状とするのがより好ましいことが明らかとなった。
【0051】
以上詳述のように、本発明の一態様であるレーザ光源ユニットＬＵの光源ブロックＴＢは、光源ベース２の底面２６（図３参照）と、各台座の上面とが熱伝導シートの役割を果たす第２はんだＳｄ２によって固定されている。第２はんだは、溶融温度が、熱伝導シートの役割を果たす第１はんだの第１溶融温度Ｔ１よりも低い第２溶融温度Ｔ２である。そのため、いずれかの光源ブロックＴＢに不具合が生じた場合に、その光源ブロックＴＢの温度を、第２溶融温度Ｔ２を超え第１溶融温度Ｔ１未満の温度にすることで、第１はんだＳｄ１で固定されている光源ブロックＴＢのレーザダイオード１及び第１～第３光学ブロック５１～５３はそのままで、対象の光源ブロックＴＢをユニットベース６から取り外すことができる。これにより、レーザ光源ユニットＬＵ及びレーザ光源モジュール７は、光源ブロックＴＢ単位での修理及び交換が可能であり、メンテナンスの作業効率が向上する。
【0052】
光源ブロックＴＢは、それ自体で光学特性の評価をすることができる。そのため、レーザ光源ユニットＬＵ及びレーザ光源モジュール７のメンテナンス作業の効率が向上する。また、光学特性の揃った光源ブロックＴＢを選別してレーザ光源ユニットＬＵを構成することができるので、高性能の光源ブロックＴＢを安定して製造することができる。
【0053】
このように、本発明の一態様であるレーザ光源ユニットＬＵは、光源ブロックＴＢを台座６２１（階段台座部６１２）から個別に取り外すことができるので、高いメンテナンス性を有する。
一方で、レーザ光源ユニットＬＵは、熱源であるレーザダイオード１と光源ベース２との間を密着させている第１はんだＳｄ１が、熱伝導シートの役割を果たすようになっている。さらに、光源ブロックＴＢと台座６２１とを分離し、光源ブロックＴＢの光源ベース２と台座６２１との間を密着させている第２はんだＳｄ２も熱伝導シートの役割を果たすようになっている。詳しくは、第１はんだＳｄ１は、レーザダイオード１を光源ベース２に対し、レーザダイオード１の光源ベース２に対する接触対象面の全面にわたって接合し、第２はんだＳｄ２は、光源ベース２をユニットベース６に対し、光源ベース２のユニットベース６に対する接触対象面の全面にわたって接合している。ここで、接触対象面は、第１はんだＳｄ１及び第２はんだＳｄ２が介在しなかった場合に相手部品に近接対向又は接触して第1はんだＳｄ１又は第２はんだＳｄ２が介在した場合に接合され得る面のことである。例えば、レーザダイオード１については、フランジ部１１の側面１１ｃ及び底面１１ｄにおける、第１はんだＳｄ１が介在しない場合に固定壁部２２の収容凹部２２ａの内側の側面及び収容底部２２ｄと近接対向又は接触して第１はんだＳｄ１によって接合され得る面である（図１参照）。また、光源ベース２については、第１はんだＳｄ１が介在しない場合にベース座部２１の底面２６における台座６２１と近接対向又は接触して第２はんだＳｄ２によって接合され得る面である（図３参照）。例えば、光源ベース２の底面２６が平坦な平面であれば底面２６の全面が接触対象面となる。これにより、レーザ光源ユニットＬＵは、従来のような光源ブロックＴＢと台座６２１とが一体の構成でなくても、レーザダイオード１で発生する熱が、光源ブロックＴＢを介して台座６２１側に十分に伝わるので、レーザダイオード１及び光源ブロックＴＢは良好に冷却される。言い換えれば、光源ブロックＴＢを台座６２１から個別に取り外せる構成にした場合に生じる虞のある、光源ブロックＴＢの光源ベース２及び台座６２１それぞれの接触面間に介在する微小な空気層に基づく冷却効率の低下という副次的な課題を、本発明の一態様のレーザ光源ユニットＬＵの構成は解決できる。
一方で、レーザ光源ユニットＬＵは、熱源であるレーザダイオード１と光源ベース２との間を密着させている第１はんだＳｄ１が、熱伝導シートの役割を果たすようになっている。さらに、光源ブロックＴＢと台座６２１とを分離し、光源ブロックＴＢの光源ベース２と台座６２１との間を密着させている第２はんだＳｄ２も熱伝導シートの役割を果たすようになっている。詳しくは、第１はんだＳｄ１は、レーザダイオード１を光源ベース２に対し、レーザダイオード１の光源ベース２に対する接触対象面の全面にわたって接合し、第２はんだＳｄ２は、光源ベース２をユニットベース６に対し、光源ベース２のユニットベース６に対する接触対象面の全面にわたって接合している。ここで、接触対象面は、第１はんだＳｄ１及び第２はんだＳｄ２が介在しなかった場合に相手部品に近接対向又は接触して第1はんだＳｄ１又は第２はんだＳｄ２が介在した場合に接合され得る面のことである。例えば、レーザダイオード１については、フランジ部１１の側面１１ｃ及び底面１１ｄにおける、第１はんだＳｄ１が介在しない場合に固定壁部２２の収容凹部２２ａの内側の側面及び収容底部２２ｄと近接対向又は接触して第１はんだＳｄ１によって接合され得る面である（図１参照）。また、光源ベース２については、第１はんだＳｄ１が介在しない場合にベース座部２１の底面２６における台座６２１と近接対向又は接触して第２はんだＳｄ２によって接合され得る面である（図３参照）。例えば、光源ベース２の底面２６が平坦な平面であれば底面２６の全面が接触対象面となる。これにより、レーザ光源ユニットＬＵは、従来のような光源ブロックＴＢと台座６２１とが一体の構成でなくても、レーザダイオード１で発生する熱が、光源ブロックＴＢを介して台座６２１側に十分に伝わるので、レーザダイオード１及び光源ブロックＴＢは良好に冷却される。言い換えれば、光源ブロックＴＢを台座６２１から個別に取り外せる構成にした場合に生じる虞のある、光源ブロックＴＢの光源ベース２及び台座６２１それぞれの接触面間に介在する微小な空気層に基づく冷却効率の低下という副次的な課題を、本発明の一態様のレーザ光源ユニットＬＵの構成は解決できる。
【0054】
また、レーザ光源ユニット及びレーザ光源モジュールは、レーザの高出力化のために搭載する複数のレーザダイオードを高密度に配置すること，複数のレーザダイオードを高密度に配置しても各レーザダイオードを十分に冷却できること，及びメンテナンス性を有しつつレーザダイオードを高密度に配置しても各レーザダイオードの冷却性能が損なわれないこと、が求められる。本発明の一態様のレーザ光源ユニットＬＵ及びレーザ光源モジュール７は、上述のように、これらの求めをすべて実現する構成を有する。
【0055】
上述のように、レーザ光源モジュール７は、レーザダイオード１を備えた複数の光源ブロックＴＢを階段状に取り付けたユニットベース６と、ユニットベース６を密着固定した平板状の冷却板と、冷却板に対し積層された冷媒流路を有するベース板７２と、を含む極めて簡単な構成でレーザダイオード１を良好に冷却できる。レーザ光源モジュール７は、レーザダイオード１が熱電冷却素子を備えていないＴＯ－ＣＡＮパッケージのレーザダイオードであっても、安価な構成で良好に冷却して安定して動作させることができる。
【0056】
また、光源ブロックＴＢは、光源ベース２の底面２６（図３参照）と、各台座の上面とが熱伝導シートの役割を果たす第２はんだＳｄ２によって固定されている。第２はんだは、溶融温度が熱伝導シートの役割を果たす第１はんだの第１溶融温度Ｔ１よりも低い第２溶融温度Ｔ２である。そのため、いずれかの光源ブロックＴＢに不具合が生じた場合に、その光源ブロックＴＢの温度を、第２溶融温度Ｔ２を超え第１溶融温度Ｔ１未満の温度にして第１はんだＳｄ１で固定されている光源ブロックＴＢのレーザダイオード１及び第１～第３光学ブロック５１～５３はそのままで、対象の光源ブロックＴＢをユニットベース６から取り外すことができる。これにより、レーザ光源ユニットＬＵ及びレーザ光源モジュール７は、光源ブロックＴＢ単位での修理及び交換が可能であり、メンテナンスの作業効率が向上する。
【0057】
光源ブロックＴＢは、それ自体で光学特性の評価をすることができる。そのため、レーザ光源ユニットＬＵ及びレーザ光源モジュール７のメンテナンス作業の効率が向上する。また、光学特性の揃った光源ブロックＴＢを選別してレーザ光源ユニットＬＵを構成することができるので、高性能の光源ブロックＴＢを安定して製造することができる。
【0058】
すなわち、本発明のレーザ光源ユニットの一態様は、ＴＯ－ＣＡＮ型パッケージのレーザダイオード１と、レーザダイオード１が第１溶融温度Ｔ１で溶融する第１はんだＳｄ１で固定された光源ベース２と、レーザダイオード１から放射したレーザビームＬｓを平行ビームに整形して放射するコリメート光学系５４Ｋと、整形されたレーザビームＬｓを反射して進行方向を変えるミラー５３１とを有する複数の光源ブロックＴＢ１～ＴＢ１５と、板状のベース部６１と光源ブロックＴＢを載置可能な複数の台座６２１を所定の高さピッチである差ΔＰで階段状に並べた台座群６２Ｌ，６２Ｒを有する階段台座部６１２とが一体とされたユニットベース６と、を備え、複数の光源ブロックＴＢ１～ＴＢ１５は、それぞれユニットベース６の台座群６２Ｌ，６２Ｒの複数の台座６２１に第１溶融温度Ｔ１よりも低い第２溶融温度Ｔ２で溶融する第２はんだＳｄ２で固定されており、複数の光源ブロックＴＢ１～ＴＢ１５それぞれにおけるミラー５３１で反射したレーザビームＬｓは、高さ方向に一直線上に並んでラインレーザビームＢｍＬとして放射するレーザ光源ユニットＬＵである。
【0059】
このレーザ光源ユニットは、ユニットベース６が階段状を呈して熱容量が大きく、ユニットベース６の底面は階段状の底面であることから大面積となる。そのため、ユニットベース６の底面を熱伝導シート７３を介して冷却板７１に密着させ冷却板７１を水冷などの周知の安価な冷却方法で冷却することで各レーザダイオード１を良好に冷却できる。
【0060】
また、上記レーザ光源ユニットにおいて、光源ブロックＴＢは、第２溶融温度Ｔ２を超え第１溶融温度Ｔ１よりも低い温度にすることで台座群６２Ｌ，６２Ｒの台座６２１から取り外し可能である。
【0061】
これにより、レーザ光源ユニットＬＵは、光源ブロックＴＢ単位での修理及び交換が可能であり、メンテナンスの作業効率が向上する。
【0062】
また、本発明のレーザ光源モジュールの一態様は、冷却板７１と、内部に冷却用の冷媒流路７２１を有し冷却板７１が一体的に取り付けられたベース板７２と、冷却板７１に熱伝導シート７３を挟んで取り付けられた上記レーザ光源ユニットＬＵの複数台と、複数台のレーザ光源ユニットＬＵそれぞれから放射する複数のラインレーザビームＢｍＬを整列配置させた後、カップリングしてファイバ７８に入射させるカップリング光学系ＣＫと、を備えたレーザ光源モジュール７である。
【0063】
これにより、冷媒流路７２１に水などの冷媒を流入させることでベース板７２、並びに、レーザ光源ユニットＬＵ及び冷却板７１を良好に冷却でき、レーザダイオード１が熱電冷却素子を備えていないＴＯ－ＣＡＮパッケージのレーザダイオードであっても、安価な構成で良好に冷却して安定して動作させることができる。
また、上記レーザ光源モジュール７において、光源ブロックＴＢは、第２溶融温度Ｔ２を超え第１溶融温度Ｔ１よりも低い温度にすることで台座群６２Ｌ，６２Ｒの台座６２１から取り外し可能である。これにより、レーザ光源モジュール７は、光源ブロックＴＢ単位での修理及び交換が可能であり、メンテナンスの作業効率が向上する。
また、上記レーザ光源モジュール７において、光源ブロックＴＢは、第２溶融温度Ｔ２を超え第１溶融温度Ｔ１よりも低い温度にすることで台座群６２Ｌ，６２Ｒの台座６２１から取り外し可能である。これにより、レーザ光源モジュール７は、光源ブロックＴＢ単位での修理及び交換が可能であり、メンテナンスの作業効率が向上する。
【0064】
本発明の実施例は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。
【0065】
光源ブロックＴＢとして、レーザダイオード１，第１光学ブロック５１，第２光学ブロック５２，及び第３光学ブロック５３を固定できるものを説明したが、これに限定されない。例えば、ベース座部２１をレーザダイオード１のみを固定する形状にして、ユニットベース６の台座（第１台座６２１など）に第２はんだＳｄ２で固定するようにしてもよい。この場合、第１～第３光学ブロック５１～５３も、第１台座６２１に対し、ビーム路調整をして第１はんだＳｄ１によってそれぞれ独立に固定する。
【0066】
レーザダイオード１は、ＴＯ－ＣＡＮ型パッケージのものに限定されず面発光のレーザダイオードであってもよい。レーザダイオード１とベース座部２１の固定壁部２２との接合は、金属元素からなる合金によるものであれば、はんだよるものに限定されない。また、光源ベース２とユニットベース６の階段台座部６１２との接合は、金属元素からなる合金によるものであれば、はんだよるものに限定されない。
【0067】
以上詳述したように、本発明の一態様のレーザ光源ユニットＬＵは、ベース座部２１と、ベース座部２１に立設する固定壁部２２と、固定壁部２２に周囲を覆われると共に固定壁部２２に金属元素からなる第１の合金Ｓｄ１で固定されたＴＯ－ＣＡＮ型パッケージ又は面発光のレーザダイオード１と、を有する複数の光源ベース２と、板状のベース部６１及び光源ベース２を載置可能な台座を所定の高さの間隔で階段状に並べた階段台座部６１２が一体とされたユニットベース６と、を備え、複数の光源ベース２は、ユニットベース６のそれぞれの台座に金属元素からなる第２の合金Ｓｄ２で固定されている。
【0068】
これにより、レーザダイオード１の温度上昇が抑制される。
【0069】
この一態様のレーザ光源ユニットＬＵは、前記レーザダイオード１から放射したレーザビームを平行ビームに整形して放射するコリメート光学系５４Ｋがベース座部２１に固定されていてもよい。
【0070】
これにより、複数のレーザ光源ユニットＬＵから放射されるレーザの光軸の精度が向上する。
【0071】
この一態様のレーザ光源ユニットＬＵは、ベース座部２１は固定壁部２２に対してコリメート光学系５４Ｋが固定された位置とは反対方向にも延出している、
【0072】
これにより、ベース座部２１の放熱効果がより向上する。
【0073】
この一態様のレーザ光源ユニットＬＵは、第１の合金Ｓｄ１又は第２の合金Ｓｄ２がはんだであってもよい。
【0074】
これにより、第１及び第２の合金Ｓｄ１，Ｓｄ２を入手しやすく取り扱い易いのでコストアップが抑制される。
【0075】
この一態様のレーザ光源ユニットＬＵは、第１の合金Ｓｄ１は、第１溶融温度Ｔ１で溶融し、第２の合金Ｓｄ２は、第１溶融温度Ｔ１よりも低い第２溶融温度Ｔ２で溶融するものであってもよい。
【0076】
これにより、レーザ光源ユニットＬＵを、第１溶融温度Ｔ１と第２溶融温度Ｔ２の中間の温度にすることで、レーザダイオード１を固定壁部２２に固定させたまま光源ベース２を階段台座部６１２から取り外すことができる。
【0077】
この一態様のレーザ光源ユニットＬＵは、前記光源ベース２は、第２溶融温度Ｔ２にしてユニットベース６から取り外しても、レーザダイオード１は光源ベース２に取り付けられたままであるものであってよい。
【0078】
これにより、メンテナンス性が向上する。
【0079】
この一態様のレーザ光源ユニットＬＵは、第１の合金Ｓｄ１は、レーザダイオード１を光源ベース２に対し、レーザダイオード１の光源ベース２に対する接触対象面の全面にわたって接合し、第２の合金Ｓｄ２は、光源ベース２をユニットベース６に対し、光源ベース２のユニットベース６に対する接触対象面の全面にわたって接合しているものであってよい。
【0080】
これにより、レーザダイオード１の温度上昇が良好に抑制される。
【0081】
この一態様のレーザ光源ユニットＬＵは、光源ベース２と、コリメート光学系５４Ｋから放射したレーザビームを反射して進行方向を変えるミラー５３１とを含んで光源ブロックＴＢが構成され、複数の光源ブロックＴＢそれぞれにおけるミラー５３１で反射したレーザビームは、高さ方向に一直線上に並んでラインレーザビームＢｍＬとして放射するようにしてもよい。
【0082】
これにより、精度のよいラインレーザビームＢｍＬを容易に構成できる。
【0083】
本発明の第２の一態様であるレーザ光源モジュール７は、冷却板７１と、内部に冷却用の冷媒流路７２１を有し冷却板７１が一体的に取り付けられたベース板７２と、冷却板７１に取り付けられた上記一態様のレーザ光源ユニットＬＵの複数台と、複数台のレーザ光源ユニットＬＵそれぞれから放射する複数のラインレーザビームＢｍＬを整列配置させた後、カップリングしてファイバに入射させるカップリング光学系ＣＫと、を備えていている。
【0084】
これにより、レーザダイオード１の温度上昇を良好に抑制するレーザ光源モジュール７が得られる。
【符号の説明】
【0085】
１ レーザダイオード
１１ フランジ部
１１ａ 第１切り欠き部
１１ｂ 第２切り欠き部
１１ｃ 側面
１１ｄ 底面
１２ 基部
１２ａ 放射口
１３ 端子
２ 光源ベース
２１ ベース座部
２１ａ 上面
２１３ 段部
２２ 固定壁部
２２ａ 収容凹部
２２ｂ 端子逃げ部
２２ｃ 切り欠き部
２２ｄ 収容底部
２３ 延出部
２４ 丸孔
２５ 長孔
２６ 底面
３ 絶縁チューブ
３ａ 端子孔
５１ 第１光学ブロック
５１１ 第１コリメートレンズ
５１２ 第１光学台座
５２ 第２光学ブロック
５２１ 第２コリメートレンズ
５２２ 第２光学台座
５３ 第３光学ブロック
５３１ ミラー
５３２ 第３光学台座
５４Ｋ コリメート光学系
６ ユニットベース
６１ ベース部
６１１ 取付座部
６１１ａ 取付孔
６１２ 階段台座部
６２Ｌ，６２Ｒ 台座群
６２１～６２１５ 第１～第１５台座
６３Ｌ，６３Ｒ 接続ワイヤ
６４Ｌ，６４Ｒ 接続端子
６５ 導通バー
７ レーザ光源モジュール
７１ 冷却板
７２ ベース板
７２１ 冷媒流路
７３ 熱伝導シート
７７２ 集光レンズ
７７３ 入光部
７８ ファイバ
７９１，７９２ ホース
ＡＦ ファスト軸、 ＡＳ スロー軸
Ａ１～Ａ３ 第１領域～第３領域
ＢＣ ビーム結合器
Ｂｍ１～Ｂｍ１５ 第１レーザビーム～第１５レーザビーム
ＢｍＬ ラインレーザビーム
ＢｍＬ１～ＢｍＬ１４ 第１～第１４ラインレーザビーム
ＢｍＳ コンバインレーザビーム
ＣＫ カップリング光学系
ＣＬ２ 軸線
ＬＵ レーザ光源ユニット
ＬＵＧ１～ＬＵＧ３ 第１～第３光源ユニット群
Ｌｓ レーザビーム
Ｌｓａ ファスト偏向ビーム
Ｌｓｂ スロー偏向ビーム
Ｌｓｃ 平行ビーム
ＰＬ，ＰＲ 高さピッチ
Ｐ２４，Ｐ２５ 位置決めピン
Ｓｄ１ 第１はんだ
Ｓｄ２ 第２はんだ
ＳＦａ，ＳＦｂ 仮想平面
ＴＢ 光源ブロック
ＴＢ１～ＴＢ１５ 第１光源ブロック～第１５光源ブロック
Ｔｃ 温度
Ｔ１ 第１溶融温度
Ｔ２ 第２溶融温度
ΔＰ 差
ΔＴ 温度上昇幅
１１ フランジ部
１１ａ 第１切り欠き部
１１ｂ 第２切り欠き部
１１ｃ 側面
１１ｄ 底面
１２ 基部
１２ａ 放射口
１３ 端子
２ 光源ベース
２１ ベース座部
２１ａ 上面
２１３ 段部
２２ 固定壁部
２２ａ 収容凹部
２２ｂ 端子逃げ部
２２ｃ 切り欠き部
２２ｄ 収容底部
２３ 延出部
２４ 丸孔
２５ 長孔
２６ 底面
３ 絶縁チューブ
３ａ 端子孔
５１ 第１光学ブロック
５１１ 第１コリメートレンズ
５１２ 第１光学台座
５２ 第２光学ブロック
５２１ 第２コリメートレンズ
５２２ 第２光学台座
５３ 第３光学ブロック
５３１ ミラー
５３２ 第３光学台座
５４Ｋ コリメート光学系
６ ユニットベース
６１ ベース部
６１１ 取付座部
６１１ａ 取付孔
６１２ 階段台座部
６２Ｌ，６２Ｒ 台座群
６２１～６２１５ 第１～第１５台座
６３Ｌ，６３Ｒ 接続ワイヤ
６４Ｌ，６４Ｒ 接続端子
６５ 導通バー
７ レーザ光源モジュール
７１ 冷却板
７２ ベース板
７２１ 冷媒流路
７３ 熱伝導シート
７７２ 集光レンズ
７７３ 入光部
７８ ファイバ
７９１，７９２ ホース
ＡＦ ファスト軸、 ＡＳ スロー軸
Ａ１～Ａ３ 第１領域～第３領域
ＢＣ ビーム結合器
Ｂｍ１～Ｂｍ１５ 第１レーザビーム～第１５レーザビーム
ＢｍＬ ラインレーザビーム
ＢｍＬ１～ＢｍＬ１４ 第１～第１４ラインレーザビーム
ＢｍＳ コンバインレーザビーム
ＣＫ カップリング光学系
ＣＬ２ 軸線
ＬＵ レーザ光源ユニット
ＬＵＧ１～ＬＵＧ３ 第１～第３光源ユニット群
Ｌｓ レーザビーム
Ｌｓａ ファスト偏向ビーム
Ｌｓｂ スロー偏向ビーム
Ｌｓｃ 平行ビーム
ＰＬ，ＰＲ 高さピッチ
Ｐ２４，Ｐ２５ 位置決めピン
Ｓｄ１ 第１はんだ
Ｓｄ２ 第２はんだ
ＳＦａ，ＳＦｂ 仮想平面
ＴＢ 光源ブロック
ＴＢ１～ＴＢ１５ 第１光源ブロック～第１５光源ブロック
Ｔｃ 温度
Ｔ１ 第１溶融温度
Ｔ２ 第２溶融温度
ΔＰ 差
ΔＴ 温度上昇幅
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】