特許 7712300 半導体レーザ装置、及び、半導体レーザ装置の制御方法

(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】2025-07-14

(45)【発行日】2025-07-23

(54)【発明の名称】半導体レーザ装置、及び、半導体レーザ装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/14 20060101AFI20250715BHJP

   H01S 5/40 20060101ALI20250715BHJP

   H01S 5/022 20210101ALI20250715BHJP

   G02B 26/00 20060101ALN20250715BHJP

【ＦＩ】

H01S5/14

H01S5/40

H01S5/022

G02B26/00

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022575124

(86)(22)【出願日】2021-12-02

(86)【国際出願番号】 JP2021044364

(87)【国際公開番号】W WO2022153707

(87)【国際公開日】2022-07-21

【審査請求日】2024-09-10

(31)【優先権主張番号】P 2021003074

(32)【優先日】2021-01-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２８年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構 「高輝度・高効率次世代レーザー技術開発／次々世代加工に向けた新規光源・要素技術開発／高効率加工用ＧａＮ系高出力・高ビーム品質半導体レーザーの開発」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000005821

【氏名又は名称】パナソニックホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(74)【代理人】

【識別番号】100137235

【弁理士】

【氏名又は名称】寺谷 英作

(74)【代理人】

【識別番号】100131417

【弁理士】

【氏名又は名称】道坂 伸一

(72)【発明者】

【氏名】山口 秀雄

(72)【発明者】

【氏名】深草 雅春

【審査官】佐藤 美紗子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２２４３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－８９７７６（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】

制御器によって制御される半導体レーザ装置であって、
各々が光を出射する複数の光増幅部と、
前記複数の光増幅部の各々からの前記光が入射する回折格子と、
前記複数の光増幅部と前記回折格子との間の光路上に配置される回動可能な回動ミラーとを備え、
前記制御器は、前記複数の光増幅部への印加電流に応じて前記回動ミラーを回動し、
前記回折格子に対する前記光の入射角度は、前記印加電流に応じて変化する
半導体レーザ装置。

【請求項2】

前記回折格子に対する前記入射角度は、前記印加電流が大きくなるにしたがって、増大する
請求項１に記載の半導体レーザ装置。

【請求項3】

前記回動ミラーは、前記回折格子に対する前記光の回折角度が維持されるように前記入射角度を変化させる
請求項１又は２に記載の半導体レーザ装置。

【請求項4】

前記制御器は、前記回動ミラーの位置を移動し、
前記複数の光増幅部の各々から出射された前記光が前記回折格子において重畳される位置は、前記回動ミラーの位置の移動に伴って移動される
請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。

【請求項5】

前記複数の光増幅部の各々から出射された前記光を前記回折格子で重畳させる結合光学系を備え、
前記結合光学系は、前記複数の光増幅部と前記回折格子との間の光路上に配置される
請求項１～４のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。

【請求項6】

前記半導体レーザ装置は、１以上の半導体レーザアレイを備え、
前記１以上の半導体レーザアレイは、前記複数の光増幅部を有する
請求項１～５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。

【請求項7】

前記複数の光増幅部の各々から出射された前記光をコリメートするコリメータレンズを備える
請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。

【請求項8】

前記コリメータレンズと前記回折格子との間の光路上に配置され、前記光の速軸方向と遅軸方向とを入れ替える９０°像回転光学系を備える
請求項７に記載の半導体レーザ装置。

【請求項9】

前記回折格子から出射された前記光の一部を透過し、かつ、他の一部を反射する部分反射ミラーを備える
請求項１～８のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。

【請求項10】

半導体レーザ装置の制御方法であって、
前記半導体レーザ装置は、各々が光を出射する複数の光増幅部と、
前記複数の光増幅部の各々からの前記光が入射する回折格子と、
前記複数の光増幅部と前記回折格子との間の光路上に配置される回動可能な回動ミラーとを備え、
前記半導体レーザ装置の制御方法は、
前記複数の光増幅部への印加電流を決定する決定ステップと、
前記印加電流に応じて前記回動ミラーを回動する回動ステップとを含み、
前記回折格子に対する前記光の入射角度は、前記印加電流に応じて変化する
半導体レーザ装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体レーザ装置、及び、半導体レーザ装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体レーザ装置から出射されるレーザ光を用いて、様々な製品の加工が行われている。この種の半導体レーザ装置では、加工品質を高めるために、出射光の高出力化が求められている。

【0003】

特許文献１に記載された半導体レーザ装置においては、互いに出射波長が異なる複数の半導体レーザ素子の各々から出射された光を、回折格子で合成することで出射光の高出力化を実現しようとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－５４２９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載された半導体レーザ装置においては、回折格子における複数の光の合成効率を最適化すべく、回折格子に対する光の入射角度が光の波長に応じて設定されている。しかしながら、半導体レーザ素子が出射する光の波長は、半導体レーザ素子への印加電流に応じて変化する。このため、半導体レーザ素子への印加電流を変化させると、回折格子に対する光の最適な入射角度が変化する。このため、半導体レーザ素子への印加電流を変化させる場合に、回折格子における複数の光の合成効率が低下する。

【0006】

本開示は、このような課題を解決するものであり、回折格子における複数の光の合成効率の低下を抑制できる半導体レーザ装置等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示に係る半導体レーザ装置の一態様は、制御器によって制御される半導体レーザ装置であって、各々が光を出射する複数の光増幅部と、前記複数の光増幅部の各々からの前記光が入射する回折格子と、前記複数の光増幅部と前記回折格子との間の光路上に配置される回動可能な回動ミラーとを備え、前記制御器は、前記複数の光増幅部への印加電流に応じて前記回動ミラーを回動し、前記回折格子に対する前記光の入射角度は、前記印加電流に応じて変化する。

【0008】

また、上記課題を解決するために、本開示に係る半導体レーザ装置の制御方法の一態様は、前記半導体レーザ装置は、各々が光を出射する複数の光増幅部と、前記複数の光増幅部の各々からの前記光が入射する回折格子と、前記複数の光増幅部と前記回折格子との間の光路上に配置される回動可能な回動ミラーとを備え、前記半導体レーザ装置の制御方法は、前記複数の光増幅部への印加電流を決定する決定ステップと、前記印加電流に応じて前記回動ミラーを回動する回動ステップとを含み、前記回折格子に対する前記光の入射角度は、前記印加電流に応じて変化する。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、回折格子における複数の光の合成効率の低下を抑制できる半導体レーザ装置等を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式図である。

【図2】図２は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子の構成の一例を示す模式的な斜視図である。

【図3】図３は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子が出射する光の速軸方向及び遅軸方向を示す模式図である。

【図4】図４は、実施の形態１に係る第二ミラーの構成を示す模式図である。

【図5】図５は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の第四ミラーの回動角度と、光出力との関係を示すグラフである。

【図6】図６は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の複数の光増幅部への印加電流と、光出力との関係を示すグラフである。

【図7】図７は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置の制御方法を示すフローチャートである。

【図8】図８は、実施の形態２に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式図である。

【図9】図９は、実施の形態３に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式図である。

【図10】図１０は、実施の形態４に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式図である。

【図11】図１１は、実施の形態４に係るレーザユニットの構成を示す模式図である。

【図12】図１２は、実施の形態４に係る半導体レーザアレイの構成の一例を示す模式的な斜視図である。

【図13】図１３は、実施の形態５に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式図である。

【図14】図１４は、実施の形態６に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式図である。

【図15】図１５は、実施の形態７に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式図である。

【図16】図１６は、実施の形態８に係る半導体レーザ装置の全体構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

また、本明細書において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」及び「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔をあけて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに接する状態で配置される場合にも適用される。

【0014】

（実施の形態１）
実施の形態１に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について説明する。

【0015】

［１－１．全体構成］
まず、本実施の形態に係る半導体レーザ装置の全体構成について図１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装置１の全体構成を示す模式図である。なお、図１及び以下に示す各図には、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸が示されている。

【0016】

本実施の形態に係る半導体レーザ装置１は、複数の光を回折格子５０によって合成し、合成された光を出射する装置である。図１に示されるように、半導体レーザ装置１は、複数のレーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８と、第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８と、第二ミラーＭＲ２と、第三ミラーＭＲ３と、第四ミラーＭＲ４と、回折格子５０とを備える。本実施の形態では、半導体レーザ装置１は、制御器８０と、電源８２と、駆動装置ＳＴ３及びＳＴ４と、速軸コリメータレンズＦＡＣ１～ＦＡＣ８と、ヒートシンクＨＳ１及びＨＳ２とをさらに備える。

【0017】

レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８の各々は、半導体レーザ素子を含むモジュールである。本実施の形態では、レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８の各々は、ＣＡＮパッケージと、半導体レーザ素子とを含む。レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ４は、ヒートシンクＨＳ１に配置され、レーザモジュールＣＰ５～ＣＰ８は、ヒートシンクＨＳ２に配置される。これにより、レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８において発生した熱をヒートシンクＨＳ１及びＨＳ２に放散することができる。ヒートシンクＨＳ１及びＨＳ２の構成は特に限定されないが、例えば、板状の金属部材などで形成された放熱プレートであってもよい。

【0018】

レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８の各々に含まれる半導体レーザ素子について、図２及び図３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素子１１の構成の一例を示す模式的な斜視図である。図３は、本実施の形態に係る半導体レーザ素子１１が出射する光の速軸方向及び遅軸方向を示す模式図である。

【0019】

半導体レーザ素子１１は、光を出射する光増幅部の一例であり、図２に示されるように、基板１１４と、Ｎ型クラッド層１１２と、活性層１１１と、Ｐ型クラッド層１１３と、コンタクト層１１５と、電極１１６Ｐ及び１１６Ｎと、絶縁層１２０とを有する。

【0020】

基板１１４は、一方の主面に半導体層が積層され、他方の主面に電極１１６Ｎが配置される板状の基材である。本実施の形態では、基板１１４は、Ｎ型の半導体基板である。Ｎ型クラッド層１１２は、基板１１４の上方に配置され、活性層１１１より屈折率が低いＮ型の半導体層である。活性層１１１は、Ｎ型クラッド層１１２の上方に配置される発光層である。Ｐ型クラッド層１１３は、活性層１１１の上方に配置され、活性層１１１より屈折率が低いＰ型の半導体層である。コンタクト層１１５は、電極１１６ＰとオーミックコンタクトするＰ型の半導体層である。

【0021】

絶縁層１２０は、電極１１６Ｐとコンタクト層１１５とを電気的に絶縁する誘電体層である。絶縁層１２０の中央にはＹ軸方向に延びるスリットが形成されている。絶縁層１２０のスリット内において、コンタクト層１１５と電極１１６Ｐとがコンタクトする。これにより、電極１１６Ｐからコンタクト層１１５に電流が注入される電流注入領域が形成される。本実施の形態では、Ｙ軸方向に延びる電流注入領域が形成される。絶縁層１２０のスリットの下方に配置される活性層１１１に電流が注入される。活性層１１１のうち電流が注入される領域が発光領域１１７を形成する。

【0022】

発光領域１１７のＺ軸方向（つまり、活性層１１１の主面に平行で、かつ、電流注入領域の長手方向に対して垂直な方向）における寸法Ｗ１は、発光領域１１７のＸ軸方向（つまり、活性層１１１の積層方向）における寸法Ｗ２より長い。半導体レーザ素子１１において、Ｚ軸方向は、遅軸（スロー軸）方向と称され、Ｘ軸方向は、速軸（ファスト軸）方向と称される。図３において、軸１１８ａは速軸を示し、軸１１８ｂは遅軸を示す。図３に示されるように、発光領域１１７から出射された光の速軸方向における広がり角は、遅軸方向における広がり角より大きい。このため、図３に示されるように発光領域１１７から出射される光Ｂ２０の断面形状は、楕円となる。

【0023】

半導体レーザ素子１１のＹ軸方向の一方の端面がフロント側端面１１Ｆであり、他方の端面がリア側端面１１Ｒである。フロント側端面１１Ｆは、光の反射率が低い端面であり、フロント側端面１１Ｆの発光領域１１７から光が出射される。フロント側端面１１Ｆの反射率は例えば１０％以下である。フロント側端面１１Ｆには、発光領域１１７から出射される光に対する反射率を低減するための誘電体多層膜などが形成されていてもよい。リア側端面１１Ｒは、フロント側端面１１Ｆより光の反射率が高い端面である。リア側端面１１Ｒの反射率は例えば９０％以上である。リア側端面１１Ｒには、発光領域１１７から出射される光に対する反射率を高めるための誘電体多層膜などが形成されていてもよい。

【0024】

図１に示されるレーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８の各々が含む半導体レーザ素子１１は、互いに異なる波長の光を出射する。レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８に含まれる隣り合う二つの半導体レーザ素子１１の波長は、例えば、数ｎｍ程度互いに異なっている。半導体レーザ素子１１が出射する光の波長は、例えば、３９０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下程度に設定される。

【0025】

半導体レーザ素子１１の各半導体層を形成する半導体材料は特に限定されない。各半導体材料として、例えば、窒化物系半導体などを用いることができる。

【0026】

図１に戻り、レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８は、Ｘ軸方向に直線状に並んで配置される。第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８は、それぞれ、レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８からＹ軸方向に離隔して配置される。第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８の各々は、レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８の各々に含まれる半導体レーザ素子１１のフロント側端面１１Ｆと対向する位置に配置される。つまり、第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８の各々は、レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８の各々に含まれる半導体レーザ素子１１から出射される光の光軸上に配置される。

【0027】

レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８と、第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８との間の光軸上には、それぞれ速軸コリメータレンズＦＡＣ１～ＦＡＣ８が配置される。速軸コリメータレンズＦＡＣ１～ＦＡＣ８の各々は、複数の光増幅部の各々から出射された光をコリメートするコリメータレンズの一例であり、光の速軸方向における発散を抑制する。これにより、第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８には、それぞれ、レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８から出射され、速軸コリメータレンズＦＡＣ１～ＦＡＣ８を透過した光が入射する。具体的には、速軸コリメータレンズＦＡＣ１～ＦＡＣ８は、それぞれ、レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８の近傍に配置される。これにより、レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８から出射された光の速軸方向における寸法を抑制できる。速軸コリメータレンズＦＡＣ１～ＦＡＣ８として例えば、シリンドリカルレンズを用いることができる。

【0028】

なお、速軸コリメータレンズＦＡＣ１～ＦＡＣ８と第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８との間の光軸上などに、複数の光増幅部の各々から出射された光をコリメートするコリメータレンズの他の例である遅軸コリメータレンズが配置されてもよい。遅軸コリメータレンズは、光の遅軸方向における発散を抑制する。

【0029】

第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８の反射面は、平面であり、光軸に対して傾斜して配置されている。これにより、第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８は、それぞれ、レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８からの光を第二ミラーＭＲ２に向けて反射する。第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１４は、互いに他の第一ミラーで反射した光を遮ることを抑制するために、互いにＹ軸方向にシフトして配置される。第一ミラーＭＲ１５～ＭＲ１８も、第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１４と同様に、互いにＹ軸方向にシフトして配置される。

【0030】

第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１４は、反射面がＸＹ平面に平行な平面上において、放物線上に並ぶように配置される。また、第一ミラーＭＲ１５～ＭＲ１８は、反射面がＸＹ平面に平行な平面上において、放物線上に並ぶように配置される。なお、ここで、放物線上とは、数学的に厳密な放物線上に限定されず、放物線上からわずかにずれた位置も含まれる。例えば、数学的に厳密な放物線から、各第一ミラーの反射面の寸法程度ずれた位置も放物線上に含まれる。

【0031】

第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１４の反射面の傾き角は、互いに異なり、第一ミラーＭＲ１５～ＭＲ１８の反射面の傾き角は、互いに異なる。

【0032】

第二ミラーＭＲ２は、第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８で反射した光が入射され、第三ミラーＭＲ３に向けて反射するミラーである。本実施の形態では、第二ミラーＭＲ２のＸ軸方向の位置は、レーザモジュールＣＰ４のＸ軸方向の位置とレーザモジュールＣＰ５のＸ軸方向の位置との間である。以下、第二ミラーＭＲ２の構成について、図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態に係る第二ミラーＭＲ２の構成を示す模式図である。図４に示されるように、第二ミラーＭＲ２は、レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８と同数のミラーＭＲ２１～ＭＲ２８を有する。図１に示される第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８で反射した光は、それぞれ、図４に示される第二ミラーＭＲ２のミラーＭＲ２１～ＭＲ２８に入射される。第二ミラーＭＲ２のミラーＭＲ２１～ＭＲ２８は、それぞれ、平面ミラーであり、入射された光を第三ミラーＭＲ３に向けて反射する。第二ミラーＭＲ２のミラーＭＲ２１～ＭＲ２４の反射面の傾き角は、互いに異なり、第二ミラーＭＲ２のミラーＭＲ２５～ＭＲ２８の反射面の傾き角は、互いに異なる。

【0033】

図１に戻り、第三ミラーＭＲ３は、第二ミラーＭＲ２のミラーＭＲ２１～ＭＲ２８で反射した光が入射され、第四ミラーＭＲ４に向けて反射するミラーである。第三ミラーＭＲ３は、例えば、平面ミラーである。第三ミラーＭＲ３は、駆動装置ＳＴ３に保持されている。駆動装置ＳＴ３は、制御器８０によって制御され、第三ミラーＭＲ３を回動させる。第三ミラーＭＲ３が回動することにより、第三ミラーＭＲ３の反射面における光の入射角及び反射角が変化する。これに伴い、第四ミラーＭＲ４への光の入射角も変化する。

【0034】

第四ミラーＭＲ４は、第三ミラーＭＲ３で反射した光が入射され、回折格子５０に向けて反射するミラーである。第四ミラーＭＲ４で反射された複数の光は、互いに異なる入射角度で回折格子５０に入射する。第四ミラーＭＲ４は、例えば、平面ミラーである。第四ミラーＭＲ４は、駆動装置ＳＴ４に保持されている。駆動装置ＳＴ４は、制御器８０によって制御され、第四ミラーＭＲ４を回動させる。第四ミラーＭＲ４が回動することにより、第四ミラーＭＲ４の反射面における光の入射角及び反射角が変化する。これに伴い、回折格子５０への光の入射角が変化する。

【0035】

以上のように、第三ミラーＭＲ３は、複数の光増幅部である複数の半導体レーザ素子１１と回折格子５０との間の光路上に配置される回動可能な第一回動ミラーの一例である。第四ミラーＭＲ４は、複数の光増幅部である複数の半導体レーザ素子１１と回折格子５０との間の光路上に配置される回動可能な第二回動ミラーの一例である。

【0036】

回折格子５０は、複数の光増幅部の各々からの光が入射する光学素子である。複数の光増幅部の各々からの光は、回折格子５０のほぼ同一の位置に入射し、回折される。回折格子５０は、入射した各光を波長に応じて回折する。このため、各光の波長に応じて入射角度を適切に定めることで、各光の回折格子５０に対する出射角度（つまり、回折角度）をほぼ同一にすることができる。つまり、回折格子５０によって、複数の互いに波長の異なる光を合成することができる。すなわち、回折格子５０から出射された各光は、互いに光軸が整合される。これにより、出射光Ｌ１０が生成される。本実施の形態では、回折格子５０における格子の配列方向と、複数の光の速軸方向とが一致するように、複数の光が回折格子５０に入射される。また、複数の光は、速軸方向に配列される。これにより、回折格子５０において、格子の配列方向における合成される複数の光のビーム径を小さくすることができる。ここで、回折格子５０において、格子の配列方向における光の径を小さくするほど合成効率を高めることができる。したがって、回折格子５０における格子の配列方向と、光の径を小さくできる速軸方向とを一致させることで、複数の光の合成効率を高めることができる。

【0037】

本実施の形態では、回折格子５０に入射する光の一部が回折されて出射光Ｌ１０となる。また、回折格子５０に入射する光の他の一部は、反射されて、第四ミラーＭＲ４、第三ミラーＭＲ３、第二ミラーＭＲ２、及び第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８を介して半導体レーザ素子１１に戻る。つまり、回折格子５０と、半導体レーザ素子１１のリア側端面１１Ｒとが外部共振器を形成し、当該外部共振器内で光が発振することでレーザ光が生成される。各半導体レーザ素子１１で増幅される光の波長は、回折格子５０に対する光の入射角度と、各半導体レーザ素子１１での波長に対する増幅利得特性とによって定まる。したがって、各半導体レーザ素子１１では、互いに異なる波長のレーザ光が生成される。このように、各半導体レーザ素子１１で生成された光が回折格子５０で合成されて複数の波長のレーザ光を含む出射光Ｌ１０として出力される。

【0038】

電源８２は、レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８の各々に電力を供給する直流電源である。具体的には、電源８２は、レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８の各々に含まれる半導体レーザ素子１１に直流電流を印加する。レーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８に含まれる８個の半導体レーザ素子１１は、例えば、電気的に直列に接続されて、８個の半導体レーザ素子１１に同一の電流が印加される。電源８２から半導体レーザ素子１１への印加電流は、制御器８０によって制御される。

【0039】

制御器８０は、半導体レーザ装置１を制御する機器である。制御器８０は、電源８２と、駆動装置ＳＴ３及びＳＴ４を制御する。具体的には、制御器８０は、電源８２を制御することで、光増幅部である半導体レーザ素子１１への印加電流を制御する。また、制御器８０は、駆動装置ＳＴ３及びＳＴ４を制御することで、回動ミラーである第三ミラーＭＲ３及び第四ミラーＭＲ４の回動角度（つまり、光軸に対する角度）を制御する。なお、制御器８０が、駆動装置ＳＴ３及びＳＴ４を制御することによって、第三ミラーＭＲ３及び第四ミラーＭＲ４を回動することを、制御器８０が、第三ミラーＭＲ３及び第四ミラーＭＲ４を回動するとも表現する。制御器８０は、複数の光増幅部である複数の半導体レーザ素子１１への印加電流に応じて回動ミラーである第三ミラーＭＲ３及び第四ミラーＭＲ４を回動する。制御器８０による半導体レーザ装置１の制御の詳細については後述する。制御器８０は、例えば、マイコンによって実現できる。マイコンは、プログラムが格納されたＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリと、プログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ）と、タイマと、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器などを含む入出力回路とを有する１チップの半導体集積回路である。なお、制御器８０は、マイコン以外のパーソナルコンピュータ、電気回路などを用いて実現されてもよい。

【0040】

［１－２．印加電流と出射光との関係］
次に、本実施の形態に係る複数の半導体レーザ素子１１への印加電流と、出射光Ｌ１０との関係について、図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１の第四ミラーＭＲ４の回動角度と、光出力との関係を示すグラフである。図５には、半導体レーザ素子１１への印加電流が２０Ａ、３０Ａ、４０Ａ、及び６０Ａである場合の各グラフが示されている。図５のグラフの横軸が第四ミラーＭＲ４の回動角度を示し、縦軸が光出力を示す。なお、横軸の第四ミラーＭＲ４の回動角度は、印加電流が６０Ａの場合に、光出力が最大となる角度がゼロと設定されている。

【0041】

図５に示されるように、印加電流に応じて、光出力が最大となる第四ミラーＭＲ４の回動角度が変化する。これは、印加電流が増大するほど、半導体レーザ素子１１の温度が上昇することで、半導体レーザ素子１１から出射される光、つまり、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）の波長が長波長側にシフトするためである。つまり、複数の半導体レーザ素子１１からの複数の光の波長に応じて、回折格子５０に対する複数の光の入射角度の最適値は変化する。ここで、入射角度の最適値とは、回折格子５０における複数の光の合成効率を最大とする入射角度である。図５に示される例では、複数の光の波長が長くなるほど、光出力が最大となる第四ミラーＭＲ４の回動角度が小さくなる（図５の横軸の下方に示される波長軸を参照されたい）。

【0042】

本実施の形態に係る制御器８０は、印加電流に応じて回動ミラーである第三ミラーＭＲ３及び第四ミラーＭＲ４を回動する。例えば、制御器８０は、印加電流と、光出力を最大とする各回動ミラーの角度との関係を示すテーブルと有し、当該テーブルに基づいて、印加電流に応じて各回動ミラーの角度を制御する。

【0043】

これにより、回折格子５０に対する光の入射角度は、印加電流に応じて変化する。したがって、印加電流が変化する場合にも、回折格子５０における複数の光の合成効率の低下を抑制することが可能となる。より具体的には、回折格子５０に対する光の入射角度は、印加電流が大きくなるにしたがって、増大する。このように、本実施の形態では、印加電流が大きくなることに伴う半導体レーザ素子１１からの光の波長の増大に合わせて、回折格子５０への光の入射角度が増大する。このため、光の波長の増大に伴う回折格子５０における複数の光の合成効率の低下を抑制できる。

【0044】

また、本実施の形態では、回動ミラーである第三ミラーＭＲ３及び第四ミラーＭＲ４は、回折格子５０に対する光の回折角度が維持されるように、光の入射角度を変化させる。これにより、印加電流が変化することで光の波長が変化しても、回折角度が一定に維持されるため、回折格子５０における複数の光の合成効率の低下を抑制できる。

【0045】

本実施の形態に係る半導体レーザ装置１のこのような効果について、図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１の複数の光増幅部への印加電流と、光出力との関係を示すグラフである。図６には、比較例の半導体レーザ装置の印加電流と、光出力との関係も併せて示されている。比較例の半導体レーザ装置は、第三ミラーＭＲ３及び第四ミラーＭＲ４の回動角度が、印加電流６０Ａの場合に光出力が最大となる角度に固定されている点以外は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１と同様の構成を有する半導体レーザ装置である。

【0046】

比較例の半導体レーザ装置では、第四ミラーＭＲ４の角度が固定されているため、印加電流が６０Ａ以外の場合においては、回折格子５０における複数の光の合成効率が低下し、図５に示される最大の光出力を得られない。一方、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１においては、印加電流に応じて第四ミラーＭＲ４を回動することで、回折格子５０における複数の光の合成効率の低下を抑制できる。このため、図６に示されるように、すべての印加電流において、図５に示される最大の光出力を得ることができる。

【0047】

また、図６に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１では、例えば、６Ｗ程度の光出力を２０Ａ程度の印加電流で得られるが、比較例の半導体レーザ装置では、６Ｗ程度の光出力を得るために３０Ａ程度の印加電流が必要となる。このように、本実施の形態では、回折格子５０における合成効率の低下を抑制できるため、消費電力を抑制することができる。

【0048】

［１－３．制御方法］
次に、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１の制御方法について、図７を用いて説明する。図７は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１の制御方法を示すフローチャートである。

【0049】

図７に示されるように、まず、制御器８０は、複数の増幅部である半導体レーザ素子１１への印加電流を決定する（Ｓ１０）。制御器８０は、例えば、ユーザなどによって外部から入力された信号に基づいて印加電流を決定する。

【0050】

続いて、制御器８０は、ステップＳ１０で決定された印加電流に基づいて、各回動ミラーの角度を決定する（Ｓ２０）。より具体的には、制御器８０は、印加電流と、光出力を最大とする各回動ミラーの角度との関係に基づいて、ステップＳ１０で決定された印加電流において、光出力が最大となるように、各回動ミラー（第三ミラーＭＲ３、第四ミラーＭＲ４）の角度を決定する。

【0051】

続いて、制御器８０は、ステップＳ２０で決定された各回動ミラーの角度と、各回動ミラーの角度が一致するように各回動ミラーを回動する（Ｓ３０）。より具体的には、制御器８０は、駆動装置ＳＴ３を制御することで、第三ミラーＭＲ３の角度がステップＳ２０で決定された第三ミラーＭＲ３の角度と一致するように、第三ミラーＭＲ３を回動する。また、制御器８０は、駆動装置ＳＴ４を制御することで、第四ミラーＭＲ４の角度がステップＳ２０で決定された第四ミラーＭＲ４の角度と一致するように、第四ミラーＭＲ４を回動する。これにより、回折格子５０に対する光の入射角度は、印加電流に応じて変化する。

【0052】

続いて、制御器８０は、複数の光増幅部である複数の半導体レーザ素子１１に電流を印加する（Ｓ４０）。より具体的には、制御器８０は、電源８２を制御することで、ステップＳ１０で決定された印加電流を複数の半導体レーザ素子１１に印加する。

【0053】

以上のように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１を、印加電流に応じて回折格子５０における合成効率が低下することを抑制するように制御することができる。

【0054】

（実施の形態２）
実施の形態２に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、出力カプラとして機能する部分反射ミラーを備える点において、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について、実施の形態１との相違点を中心に図８を用いて説明する。

【0055】

図８は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０１の全体構成を示す模式図である。図８に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０１は、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１と同様の構成要素と、部分反射ミラー６０とを備える。

【0056】

部分反射ミラー６０は、回折格子５０から出射された光の一部を透過し、かつ、他の一部を反射するミラーである。部分反射ミラー６０は、半導体レーザ装置１０１のレーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８の各々に含まれる半導体レーザ素子１１のリア側端面１１Ｒとの間で外部共振器を構成し、出力カプラとして機能する。部分反射ミラー６０は、例えば、平面ミラーである。なお、部分反射ミラー６０は、凹面ミラーであってもよい。

【0057】

本実施の形態に係る半導体レーザ装置１０１においても実施の形態１に係る半導体レーザ装置１と同様の効果が奏される。また、本実施の形態では、出力カプラとして機能する部分反射ミラー６０を備えるため、回折格子５０を出力カプラとして用いる場合と比べて、出力カプラの反射率、曲率などの設計の自由度を高めることができる。

【0058】

（実施の形態３）
実施の形態３に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、結合光学系を備える点において、実施の形態２に係る半導体レーザ装置１０１と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について、実施の形態２との相違点を中心に図９を用いて説明する。

【0059】

図９は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置２０１の全体構成を示す模式図である。図９に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置２０１は、実施の形態２に係る半導体レーザ装置１０１と同様の構成要素と、結合光学系７０とを備える。

【0060】

結合光学系７０は、複数の光増幅部である複数の半導体レーザ素子１１の各々から出射された光を回折格子５０で重畳させる光学系である。結合光学系７０は、複数の光増幅部と回折格子５０との間の光路上に配置される。本実施の形態では、結合光学系７０は、シリンドリカルレンズであり、第四ミラーＭＲ４と回折格子５０との間の光路上に配置される。

【0061】

本実施の形態に係る半導体レーザ装置２０１においても実施の形態２に係る半導体レーザ装置１０１と同様の効果が奏される。また、本実施の形態では、結合光学系７０を備えることで、各ミラーの構成、回折格子５０と半導体レーザ素子１１との間の光路長などの設計の自由度を高めることができる。

【0062】

（実施の形態４）
実施の形態４に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、光増幅部として、半導体レーザアレイを備える点において、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置３０１及びその制御方法について、実施の形態１との相違点を中心に図１０を用いて説明する。

【0063】

図１０は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置３０１の全体構成を示す模式図である。図１０に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置３０１は、レーザユニットＬＵ１～ＬＵ８と、第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８と、第二ミラーＭＲ２と、第三ミラーＭＲ３と、第四ミラーＭＲ４と、回折格子５０とを備える。本実施の形態では、半導体レーザ装置３０１は、制御器８０と、電源８２と、駆動装置ＳＴ３及びＳＴ４と、ヒートシンクＨＳ１及びＨＳ２とをさらに備える。

【0064】

本実施の形態に係るレーザユニットＬＵ１～ＬＵ８について、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施の形態に係るレーザユニットＬＵ１の構成を示す模式図である。図１１に示されるように、レーザユニットＬＵ１は、半導体レーザアレイ３１１と、速軸コリメータレンズＦＡＣと、９０°像回転光学系ＢＴと、放熱ブロックＢＬと、遅軸コリメータレンズＳＡＣとを有する。

【0065】

半導体レーザアレイ３１１は、複数の光増幅部を有する半導体発光素子である。半導体レーザアレイ３１１の構成について図１２を用いて説明する。図１２は、本実施の形態に係る半導体レーザアレイ３１１の構成の一例を示す模式的な斜視図である。図１２に示されるように、半導体レーザアレイ３１１は、複数の半導体レーザ素子１１がアレイ状に配列された素子である。複数の半導体レーザ素子１１の各々は、実施の形態１に係る半導体レーザ素子１１と同様の構成を有する。半導体レーザアレイ３１１は、遅軸方向に配列された複数の発光領域１１７を有する。本実施の形態では、複数の半導体レーザ素子１１は、共通基板３２０上に配置される。なお、図１２においては、半導体レーザアレイ３１１が４個の半導体レーザ素子１１を有する例が示されているが、半導体レーザアレイ３１１が有する半導体レーザ素子１１の個数は４個に限定されない。半導体レーザアレイ３１１が有する半導体レーザ素子１１の個数は、２個以上であればよい。また、半導体レーザアレイ３１１は、複数の半導体レーザ素子１１が一体的に形成されていてもよいし、互いに分離されていてもよい。

【0066】

図１１に戻り、速軸コリメータレンズＦＡＣは、光増幅部から出射された光をコリメートするレンズの一例であり、光の速軸方向における発散を抑制する。本実施の形態では、光増幅部である半導体レーザ素子１１から出射された光の速軸方向の発散を抑制する。速軸コリメータレンズＦＡＣとして、例えばシリンドリカルレンズを用いることができる。

【0067】

９０°像回転光学系ＢＴは、速軸コリメータレンズＦＡＣと回折格子５０との間の光路上に配置され、速軸コリメータレンズＦＡＣからの光の速軸方向と遅軸方向とを入れ替える光学系である。９０°像回転光学系ＢＴは、入射した光の像を光軸を中心に９０°回転させることで光の速軸方向と遅軸方向とを入れ替える。本実施の形態に係る半導体レーザ装置３０１は、９０°像回転光学系ＢＴを備えることで、遅軸方向に配列された複数の光を速軸方向に配置された複数の光に変換することができる。これにより、複数の光を速軸方向に配列することができる。したがって、回折格子５０の格子の配列方向と、複数の光の配列方向及び光の速軸方向とを一致させることができる。これにより、実施の形態１で述べたとおり、回折格子５０における複数の光の合成効率を高めることができる。

【0068】

遅軸コリメータレンズＳＡＣは、光増幅部から出射された光をコリメートするレンズの一例であり、光の遅軸方向における発散を抑制する。本実施の形態では、９０°像回転光学系ＢＴから出射された光の遅軸方向の発散を抑制する。遅軸コリメータレンズＳＡＣとして、例えばシリンドリカルレンズを用いることができる。

【0069】

放熱ブロックＢＬは、半導体レーザアレイ３１１が配置される金属ブロックであり、半導体レーザアレイ３１１で発生する熱を放散する。放熱ブロックＢＬは、例えば銅などの熱伝導率が高い金属で形成される。

【0070】

図１０に示されるレーザユニットＬＵ２～ＬＵ８は、図１１に示されるレーザユニットＬＵ１と同様の構成を有する。また、レーザユニットＬＵ１～ＬＵ４は、ヒートシンクＨＳ１に配置され、レーザユニットＬＵ５～ＬＵ８は、ヒートシンクＨＳ２に配置される。

【0071】

レーザユニットＬＵ１～ＬＵ８の各々に含まれる半導体レーザアレイ３１１には、実施の形態１に係るレーザモジュールＣＰ１～ＣＰ８の各々に含まれる半導体レーザ素子１１と同様に電源８２から電流が印加される。

【0072】

本実施の形態に係る半導体レーザ装置３０１は、以上のような構成を有することで、実施の形態１に係る半導体レーザ装置１と同様の効果が奏される。また、本実施の形態に係る半導体レーザ装置３０１は、複数の半導体レーザアレイ３１１を備え、複数の光増幅部として、半導体レーザアレイ３１１が有する複数の半導体レーザ素子１１が用いられる。このため、光増幅部を高密度で配置することができる。したがって、半導体レーザ装置３０１においては、小型化及び高出力化が可能となる。

【0073】

（実施の形態５）
実施の形態５に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、出力カプラとして機能する部分反射ミラーを備える点において、実施の形態４に係る半導体レーザ装置３０１と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について、実施の形態４との相違点を中心に図１３を用いて説明する。

【0074】

図１３は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置４０１の全体構成を示す模式図である。図１３に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置４０１は、実施の形態４に係る半導体レーザ装置３０１と同様の構成要素と、部分反射ミラー６０とを備える。

【0075】

部分反射ミラー６０は、実施の形態２に係る部分反射ミラー６０と同様に、回折格子５０から出射された光の一部を透過し、かつ、他の一部を反射するミラーである。部分反射ミラー６０は、半導体レーザ装置４０１のレーザユニットＬＵ１～ＬＵ８の各々に含まれる半導体レーザ素子１１のリア側端面１１Ｒとの間で外部共振器を構成し、出力カプラとして機能する。

【0076】

本実施の形態に係る半導体レーザ装置４０１においても実施の形態４に係る半導体レーザ装置３０１と同様の効果が奏される。また、本実施の形態では、出力カプラとして機能する部分反射ミラー６０を備えるため、回折格子５０を出力カプラとして用いる場合と比べて、出力カプラの反射率、曲率などの設計の自由度を高めることができる。

【0077】

（実施の形態６）
実施の形態６に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、結合光学系を備える点において、実施の形態５に係る半導体レーザ装置４０１と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について、実施の形態５との相違点を中心に図１４を用いて説明する。

【0078】

図１４は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置５０１の全体構成を示す模式図である。図１４に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置５０１は、実施の形態５に係る半導体レーザ装置４０１と同様の構成要素と、結合光学系７０とを備える。

【0079】

結合光学系７０は、実施の形態３に係る結合光学系７０と同様に、複数の光増幅部である複数の半導体レーザ素子１１の各々から出射された光を回折格子５０で重畳させる光学系である。結合光学系７０は、複数の光増幅部と回折格子５０との間の光路上に配置される。本実施の形態では、結合光学系７０は、シリンドリカルレンズであり、第四ミラーＭＲ４と回折格子５０との間の光路上に配置される。

【0080】

本実施の形態に係る半導体レーザ装置５０１においても実施の形態５に係る半導体レーザ装置４０１と同様の効果が奏される。また、本実施の形態では、結合光学系７０を備えることで、各ミラーの構成、回折格子５０と半導体レーザアレイ３１１との間の光路長などの設計の自由度を高めることができる。

【0081】

（実施の形態７）
実施の形態７に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、主に、単一の半導体レーザアレイを備える点において、実施の形態６に係る半導体レーザ装置５０１と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について、実施の形態６との相違点を中心に図１５を用いて説明する。

【0082】

図１５は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置６０１の全体構成を示す模式図である。図１５に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置６０１は、単一のレーザユニットＬＵ１と、ミラーＭＲ５と、第三ミラーＭＲ３と、第四ミラーＭＲ４と、回折格子５０とを備える。本実施の形態では、半導体レーザ装置６０１は、制御器８０と、電源８２と、駆動装置ＳＴ３及びＳＴ４と、部分反射ミラー６０と、結合光学系７０とを備える。

【0083】

レーザユニットＬＵ１は、実施の形態４～６に係るレーザユニットＬＵ１と同様の構成を有する。レーザユニットＬＵ１には、電源８２から電流が印加される。

【0084】

ミラーＭＲ５は、実施の形態１～６に係る第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８の各々などと同様の構成を有するミラーである。ミラーＭＲ５は、レーザユニットＬＵ１から出射された複数の光が入射され、第三ミラーＭＲ３に向けて反射する。ミラーＭＲ５は、半導体レーザ装置６０１が配置されるスペースを低減するために用いられる。つまり、半導体レーザ装置６０１は、ミラーＭＲ５を備えることで、スペースを有効に利用することができる。なお、半導体レーザ装置６０１は、ミラーＭＲ５を備えなくてもよい。

【0085】

本実施の形態に係る半導体レーザ装置６０１のその他の構成要素については、実施の形態６に係る半導体レーザ装置５０１の構成要素と同様の構成を有する。

【0086】

本実施の形態に係る半導体レーザ装置６０１においても、実施の形態６に係る半導体レーザ装置５０１と同様の効果が奏される。

【0087】

（実施の形態８）
実施の形態８に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について説明する。本実施の形態に係る半導体レーザ装置は、回折格子５０における複数の光が重畳される位置を変えることができる点において、実施の形態６に係る半導体レーザ装置５０１と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について、実施の形態６との相違点を中心に図１６を用いて説明する。

【0088】

図１６は、本実施の形態に係る半導体レーザ装置７０１の全体構成を示す模式図である。図１６に示されるように、本実施の形態に係る半導体レーザ装置７０１は、駆動装置ＳＴ７３及びＳＴ７４の構成において、実施の形態６に係る半導体レーザ装置５０１と相違する。

【0089】

駆動装置ＳＴ７３は、制御器８０によって制御され、第三ミラーＭＲ３を回動させ、かつ、第三ミラーＭＲ３の位置を移動する。本実施の形態では、駆動装置ＳＴ７３は、第三ミラーＭＲ３の光軸方向における位置を移動する。

【0090】

駆動装置ＳＴ７４は、制御器８０によって制御され、第四ミラーＭＲ４を回動させ、かつ、第四ミラーＭＲ４の位置を移動する。本実施の形態では、駆動装置ＳＴ７４は、第四ミラーＭＲ４の光軸方向における位置を移動する。

【0091】

このように、本実施の形態に係る制御器８０は、駆動装置ＳＴ７３及びＳＴ７４を制御することで、回動ミラーである第三ミラーＭＲ３及び第四ミラーＭＲ４の位置を移動する。なお、制御器８０が、駆動装置ＳＴ７３及びＳＴ７４を制御することによって、第三ミラーＭＲ３及び第四ミラーＭＲ４の位置を移動することを、制御器８０が、第三ミラーＭＲ３及び第四ミラーＭＲ４の位置を移動するとも表現する。

【0092】

本実施の形態では、第三ミラーＭＲ３及び第四ミラーＭＲ４の位置を移動することで、第四ミラーＭＲ４で反射された複数の光が回折格子５０において重畳される位置を移動することができる。なお、本実施の形態では、第三ミラーＭＲ３及び第四ミラーＭＲ４の両方の位置が移動可能であるが、いずれか一方のみの位置が移動可能であってもよい。

【0093】

以上のように、本実施の形態では、制御器８０は、回動ミラーの位置を移動し、複数の光増幅部の各々から出射された光が回折格子５０において重畳される位置は、回動ミラーの位置の移動に伴って移動される。本実施の形態に係る回折格子５０の複数の光が重畳される位置には高い熱負荷が加わるため損傷が生じやすい。しかしながら、本実施の形態では、複数の光が重畳される位置を移動することができるため、回折格子５０の特定の位置に高い熱負荷が加え続けられることを抑制できる。したがって、回折格子５０の損傷を低減できる。

【0094】

（変形例など）
以上、本開示に係る半導体レーザ装置及びその制御方法について、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。

【0095】

例えば、上記各実施の形態では、半導体レーザ装置は、制御器８０を備えるが、半導体レーザ装置は、制御器８０を備えなくてもよい。言い換えると、制御器８０は、半導体レーザ装置の外部から半導体レーザ装置を制御してもよい。

【0096】

また、上記各実施の形態では、第三ミラーＭＲ３及び第四ミラーＭＲ４の両方が回動したが、いずれか一方だけが回動してもよい。また、第一ミラーＭＲ１１～ＭＲ１８、第二ミラーＭＲ２のミラーＭＲ２１～ＭＲ２８、ミラーＭＲ５などが回動してもよい。

【0097】

また、上記各実施の形態では、回折格子５０として透過型の回折格子を用いたが、回折格子５０として反射型の回折格子を用いてもよい。

【0098】

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。

【産業上の利用可能性】

【0099】

本開示の半導体レーザ装置は、例えば、高出力かつ高効率な光源としてレーザ加工機などの光源に適用できる。

【符号の説明】

【0100】

１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１ 半導体レーザ装置
１１ 半導体レーザ素子
１１Ｆ フロント側端面
１１Ｒ リア側端面
５０ 回折格子
６０ 部分反射ミラー
７０ 結合光学系
８０ 制御器
８２ 電源
１１１ 活性層
１１２ Ｎ型クラッド層
１１３ Ｐ型クラッド層
１１４ 基板
１１５ コンタクト層
１１６Ｎ、１１６Ｐ 電極
１１７ 発光領域
１１８ａ、１１８ｂ 軸
１２０ 絶縁層
３１１ 半導体レーザアレイ
３２０ 共通基板
Ｂ２０ 光
ＢＬ 放熱ブロック
ＢＴ ９０°像回転光学系
ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３、ＣＰ４、ＣＰ５、ＣＰ６、ＣＰ７、ＣＰ８ レーザモジュール
ＦＡＣ、ＦＡＣ１、ＦＡＣ２、ＦＡＣ３、ＦＡＣ４、ＦＡＣ５、ＦＡＣ６、ＦＡＣ７、ＦＡＣ８ 速軸コリメータレンズ
ＨＳ１、ＨＳ２ ヒートシンク
Ｌ１０ 出射光
ＬＵ１、ＬＵ２、ＬＵ３、ＬＵ４、ＬＵ５、ＬＵ６、ＬＵ７、ＬＵ８ レーザユニット
ＭＲ１１、ＭＲ１２、ＭＲ１３、ＭＲ１４、ＭＲ１５、ＭＲ１６、ＭＲ１７、ＭＲ１８ 第一ミラー
ＭＲ２ 第二ミラー
ＭＲ５、ＭＲ２１、ＭＲ２２、ＭＲ２３、ＭＲ２４、ＭＲ２５、ＭＲ２６、ＭＲ２７、ＭＲ２８ ミラー
ＭＲ３ 第三ミラー
ＭＲ４ 第四ミラー
ＳＡＣ 遅軸コリメータレンズ
ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ７３、ＳＴ７４ 駆動装置

【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】

【図15】

【図16】