激光振荡器制造技术

本发明专利技术提供一种能够在输出高的激光振荡器用的半导体激光模块中使用塑料透镜并且即使激光输出变化、与光纤的耦合效率也不易下降的激光振荡器。该激光振荡器包括具有多个半导体激光元件的半导体激光模块，该激光振荡器具备：多个第一组透镜，该多个第一组透镜设置于半导体激光模块，使来自半导体激光元件的激光透过；以及第二组透镜，其使透过了多个第一组透镜的所有透过光透过，其中，第一组透镜为塑料透镜，且第二组透镜为玻璃透镜。

【技术实现步骤摘要】
激光振荡器
本专利技术涉及一种具备半导体激光模块的激光振荡器。
技术介绍
金属、塑料材料等的切割、焊接等中使用的激光振荡器搭载有半导体激光模块来作为光源或激励用的光源。半导体激光模块使半导体激光元件射出的激光与光纤耦合(光耦合)，或者使半导体激光元件射出的激光在空间中传输后提供到谐振器等。在将半导体激光元件与光纤耦合的光学系统中使用透镜(lens)、镜(mirror)。透镜的材质一般为玻璃。其理由是因为玻璃制的透镜满足耐热性高以及光学特性相对于温度变化的变化小这种要求。另一方面，塑料制的透镜的成形比较容易。因此，能够大致自由地设计透镜的形状。例如，也能够实现曲率在纵向和横向上不同的非球面形状。此外，能够将安装构件、散热机构也一体成形。以往提出一种关于使半导体激光模块的半导体激光元件与光纤耦合的构造(例如参照专利文献1)。在专利文献1中提出如下一种技术：使镜的材质为玻璃，使半导体激光模块的壁构件也为玻璃，由此提高粘结性。另一方面，还提出如下一种技术：在具备利用树脂模制体进行密封的包装的光模块中，在半导体光元件的光轴上，在树脂与气体的界面至少形成两处具有聚光功能的透镜面，不使用玻璃透镜，来提高光耦合度(例如参照专利文献2)。另外，还提出如下一种技术：在半导体激光模块中，为了应对光学特性相对于温度变化的变化，采用微小球透镜和塑料透镜的两透镜结构，为了减小由于温度变化导致的耦合效率的变化，以摄氏25度以上的温度进行透镜等的光轴调整(例如参照专利文献3)。专利文献1：日本特开2013-235943号公报专利文献2：日本特开2010-161204号公报专利文献3：日本特开2007-047433号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1所记载的技术中，光学构件的材质均为玻璃，半导体激光模块的壁构件也为玻璃，由此来提高粘结性，但没有提及使用塑料制的透镜、镜的情况。专利文献2所记载的技术是关于进行光通信的发送接收的半导体激光模块的技术，作为激光输出，为数mW。与此相对，金属、塑料材料等的切割、焊接等中使用的激光振荡器用的半导体激光模块的激光输出为数十W到数百W，因此与光通信用的半导体激光模块的要求规格完全不同，具体的结构也不同。即，专利文献2的光通信用的技术是以在激光输出低的领域中使用为前提的。因此，探讨了塑料制的透镜的应用。具体地说，通过将透镜设为两透镜结构来弥补塑料的低折射率性。另一方面，没有提及在高的输出的激光中会成为问题的耐热性、光学特性相对于温度变化的变化。在专利文献3所记载的技术中，以摄氏25度以上的温度进行透镜等的光轴调整。但是，该技术也没有针对在高的输出的激光中会成为问题的耐热性、光学特性相对于温度变化的变化提出充分的解决方案。如上所述，专利文献1至3的技术均适合于低输出的激光振荡器。因而，关于在金属、塑料材料等的切割、焊接用途等的输出为数十W到数百W高的激光振荡器用的半导体激光模块中使用塑料透镜的方法没有任何公开。即，当在高输出的激光振荡器中如以往那样使用塑料透镜时，根据激光输出，温度变化，因此光学特性变化，与光纤的耦合效率降低，但没有找出对于该技术问题的解决方法。本专利技术是鉴于上述这样的情况而完成的，其目的是提供一种能够在输出高的激光振荡器用的半导体激光模块中使用塑料透镜且即使激光输出变化、与光纤的耦合效率也不易下降的激光振荡器。用于解决问题的方案(1)本专利技术的激光振荡器(例如后述的激光振荡器1、1a)包括具有多个半导体激光元件(例如后述的半导体激光元件3(301、302、303))的半导体激光模块(例如后述的半导体激光模块10、10a、10b)，所述激光振荡器具备：多个第一组透镜(例如后述的第一组透镜400(401、402、403))，该多个第一组透镜设置于所述半导体激光模块，使来自所述半导体激光元件的激光透过；以及第二组透镜(例如后述的第二组透镜600(610))，其使透过了多个所述第一组透镜的所有透过光透过，其中，所述第一组透镜为塑料透镜，且所述第二组透镜为玻璃透镜。(2)关于(1)的激光振荡器，在其一个方式中，也可以是，所述半导体激光模块还具有镜(例如后述的镜500(501、502、503))，该镜反射来自所述半导体激光元件的激光，所述第一组透镜与所述镜是一体化的。(3)关于(1)或(2)的激光振荡器，在其一个方式中，也可以是，激光振荡器具备：半导体激光元件用温度调节部(例如后述的半导体激光元件用温度调节部61)，其进行所述半导体激光元件的温度调节；以及透镜用温度调节部(例如后述的透镜用温度调节部62)，其进行所述第一组透镜和/或所述第二组透镜的温度调整，其中，所述透镜用温度调节部构成为与所述半导体激光元件用温度调节部相独立地根据所述半导体激光元件的输出来进行透镜的温度控制。(4)关于(1)至(3)中的任一个激光振荡器，在其一个方式中，也可以是，激光振荡器具备模块驱动部(例如后述的模块驱动部110)，该模块驱动部对多个所述半导体激光模块中的各个半导体激光模块个别地进行驱动，所述模块驱动部构成为对多个所述半导体激光模块中的各个半导体激光模块选择性地应用并执行以使得输出额定输出的方式驱动所述半导体激光模块的额定驱动模式以及不进行驱动的停止模式这两种控制模式。(5)关于(1)至(3)中的任一个激光振荡器，在其一个方式中，也可以是，激光振荡器具备模块驱动部(例如后述的模块驱动部110)，该模块驱动部对多个所述半导体激光模块中的各个半导体激光模块个别地进行驱动，所述模块驱动部构成为对多个所述半导体激光模块中的各个半导体激光模块选择性地应用并执行以使得输出额定输出的附近的输出的方式驱动所述半导体激光模块的准额定驱动模式以及不进行驱动的停止模式这两种控制模式。(6)关于(4)或(5)的激光振荡器，在其一个方式中，也可以是，多个所述半导体激光模块构成包括额定输出不同的半导体激光模块的半导体激光模块组。(7)关于(1)至(3)中的任一个激光振荡器，在其一个方式中，也可以是，所述半导体激光模块具备：多个半导体激光元件(例如后述的半导体激光元件301、302、303)；以及半导体激光元件驱动部(例如后述的半导体激光元件驱动部310)，其对所述多个半导体激光元件个别地进行驱动，其中，所述半导体激光元件驱动部构成为对多个所述半导体激光元件选择性地应用并执行以使得输出额定输出的方式驱动所述多个半导体激光元件的额定驱动模式以及不进行驱动的停止模式这两种控制模式。(8)关于(1)至(7)中的任一个激光振荡器，在其一个方式中，也可以是，所述半导体激光模块以在该半导体激光模块中的额定输出时耦合效率最大的方式来设定搭载于该半导体激光模块自身的所述半导体激光元件和与其对应的所述第一组透镜之间的相对位置。专利技术的效果根据本专利技术，能够实现提供一种能够在输出高的激光振荡器用的半导体激光模块中使用塑料透镜并且即使激光输出变化、与光纤的耦合效率也不易下降的激光振荡器。附图说明图1是表示作为本专利技术的一个实施方式的激光振荡器的概要结构图。图2是表示图1的激光振荡器的半导体激光模块的概要侧视截面图。图3A是说明半导体激光模块的耦合效率没有恶化的状态的图。图3B是说明半导体激光模块的耦合效率恶化的状态的图。图4是表示图1的激光振荡器的半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光振荡器，包括具有多个半导体激光元件的半导体激光模块，所述激光振荡器具备：多个第一组透镜，该多个第一组透镜设置于所述半导体激光模块，使来自所述半导体激光元件的激光透过；以及第二组透镜，其使透过了多个所述第一组透镜的所有透过光透过，其中，所述第一组透镜为塑料透镜，且所述第二组透镜为玻璃透镜。

【技术特征摘要】
2016.10.17 JP 2016-2037431.一种激光振荡器，包括具有多个半导体激光元件的半导体激光模块，所述激光振荡器具备：多个第一组透镜，该多个第一组透镜设置于所述半导体激光模块，使来自所述半导体激光元件的激光透过；以及第二组透镜，其使透过了多个所述第一组透镜的所有透过光透过，其中，所述第一组透镜为塑料透镜，且所述第二组透镜为玻璃透镜。2.根据权利要求1所述的激光振荡器，其特征在于，所述半导体激光模块还具有镜，该镜反射来自所述半导体激光元件的激光，所述第一组透镜与所述镜是一体化的。3.根据权利要求1或2所述的激光振荡器，其特征在于，所述激光振荡器具备：半导体激光元件用温度调节部，其进行所述半导体激光元件的温度调节；以及透镜用温度调节部，其进行所述第一组透镜和/或所述第二组透镜的温度调整，其中，所述透镜用温度调节部与所述半导体激光元件用温度调节部相独立地根据所述半导体激光元件的输出来进行透镜的温度控制。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的激光振荡器，其特征在于，所述激光振荡器具备模块驱动部，该模块驱动部对多个所述半导体激光模块中的各个半导体激光模块个别地进行驱动，所述模块驱动部对多个所述半导体激光模块中的各个半导体激光模块选择性地应用并执行以使得输出额定输出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高实哲久，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP