半导体激光振荡器制造技术

半导体激光振荡器具备激光二极管模块(11m1～11mn)。温度传感器(TS)直接或间接地检测激光二极管模块(11m1～11mn)中的至少一个的温度。校准透镜(1102)对从激光二极管模块(11m1～11mn)射出的各个激光进行平行光化。光栅(1103)对从校准透镜(1102)射出的各个激光进行光谱光束耦合。入射角可变机构、即移动控制部(201)、驱动部(202)及驱动部(203)根据温度传感器(TS)检测出的温度，使各个激光的入射角变化，该各个激光为从校准透镜(1102)射出并向光栅(1103)入射的激光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体激光振荡器
本专利技术涉及射出激光的半导体激光振荡器。
技术介绍
以往，半导体激光振荡器普遍用于固体激光、光纤激光的激发用途，通过高亮度化的实现，直接用于加工的直接二极管激光器(DDL)的加工机普遍。作为DDL振荡器，具有使用了多个高输出的单发射体的激光二极管的振荡器。该DDL振荡器向多个波长的各个射出锁定了的光谱光束耦合了的激光。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-174720号公报
技术实现思路
在DDL振荡器中，通过耦合光谱光束，实现高输出、高亮度。为了实现多个波长的激光的光谱光束耦合，需要使各波长的光谱为狭长带域。因此，DDL振荡器通过外部共振器将激光锁定为多个期望的波长。此时，波长锁定效率越高，越能有效地进行光谱光束耦合，从而得到高效率的激光输出。为了提高波长锁定效率，需要使激光二极管的材料和锁定波长最适化。激光二极管具有由于温度，激光的波长变换的特性。在激光二极管的温度低的低温开始时、低输出时或短脉冲振荡时，波形锁定效率低，进行波长耦合的激光二极管的效率也低。波长锁定效率低且以锁定波长以外的波长振荡了的激光从本来的光轴偏离，使应该射出的激光的损失增大。于是，该损失产生半导体激光振荡器的内部的发热、传送光纤入射部的局部的发热。由此，无法最大限地发挥半导体激光振荡器的性能。实施方式的目的在于提供一种即使是激光二极管的温度低的状态，也能维持高效率的波长锁定效率的半导体激光振荡器。根据实施方式的一方案，提供一种半导体激光振荡器，具备：多个激光二极管模块；直接或间接地检测上述多个激光二极管模块中的至少一个激光二极管模块的温度的温度传感器；对从上述激光二极管模块射出的各个激光进行平行光化的校准透镜；对从上述校准透镜射出的各个激光进行光谱光束耦合的光栅；根据上述温度传感器检测出的温度，使将从上述校准透镜射出的激光向上述光栅入射的各个激光的入射角变化的入射角可变机构。在上述结构中，上述入射角可变机构的第一结构例构成为包括使上述校准透镜以及上述光栅向与上述校准透镜的光轴正交的方向移动的驱动部和根据上述温度传感器检测出的温度，控制由上述驱动部进行的上述校准透镜以及上述光栅的移动的移动控制部。在上述结构中，上述入射角可变机构的第二结构例构成为包括使上述光栅向使激光的入射角变化的方向旋转的第一驱动部；从上述光栅射出的激光所入射的全反射镜；以通过上述第一驱动部使上述光栅旋转来修正从上述光栅射出的激光的光轴的偏离的方式使上述全反射镜移动的第二驱动部；根据上述温度传感器检测出的温度，控制利用上述第一驱动部进行的上述光栅的旋转和利用上述第二驱动部进行的上述全反射镜的移动的旋转移动控制部。在上述结构中，上述入射角可变机构的第三结构例构成为包括配置于上述校准透镜的前级的合成石英基板；以使入射至上述光栅的激光的入射角变化的方式使上述合成石英基板旋转的驱动部；根据上述温度传感器检测出的温度控制利用上述驱动部进行的上述合成石英基板的旋转的旋转控制部。根据实施方式的半导体激光振荡器，即使是激光二极管的温度低的状态，也能维持高效率的波长锁定效率。附图说明图1是表示具备一实施方式的半导体激光振荡器的激光加工机的整体的结构例的立体图。图2是表示一实施方式的半导体激光振荡器的方框图。图3是图2中的DDL单元的具体的结构图。图4是表示一实施方式的半导体激光振荡器具备的入射角可变机构的第一结构例的图。图5是表示一实施方式的半导体激光振荡器具备的入射角可变机构的第二结构例的图。图6是表示一实施方式的半导体激光振荡器具备的入射角可变机构的第三结构例的图。具体实施方式下面，关于一实施方式的半导体激光振荡器，参照附图进行说明。首先，说明具备一实施方式的半导体激光振荡器的激光加工机的整体的结构及动作。以图1所示的激光加工机100为通过激光对被加工材料进行切断加工的激光切断加工机的情况为例。激光加工机也可以是通过激光对被加工材料进行焊接加工的激光焊接加工机、通过激光对被加工材料的表面进行改质的表面改质装置、通过激光对被加工材料进行标记的标记装置。激光加工机100具备生成激光LB并射出的激光振荡器11、激光加工单元15、将激光LB向激光加工单元15传送的工艺光纤12。激光振荡器11作为一例是DDL振荡器。下面，将激光振荡器11称为DDL振荡器11。之后详细地叙述DDL振荡器11的具体的结构及动作。激光振荡器11只要具有波长锁定机构即可，并未限定于DDL振荡器。工艺光纤12沿配置于激光加工单元15的X轴及Y轴的电缆通道(未图示)安装。激光加工单元15具有载置被加工材料W的加工工作台21、在加工工作台21上沿X轴方向移动自如的门型的X轴滑架22以及在X轴滑架22上沿与X轴垂直的Y轴方向移动自如的Y轴滑架23。另外，激光加工单元15具有固定于Y轴滑架23的准直单元29。准直单元29具有使从工艺光纤12的输出端射出的激光LB成为大致平行光束的校准透镜28、将大致变换为平行光束的激光LB向与X轴及Y轴垂直的Z轴方向下方反射的弯曲反射镜25。另外，准直单元29具有对由弯曲反射镜25反射的激光LB聚光的聚光透镜27和加工头26。校准透镜28、弯曲反射镜25、聚光透镜27、加工头26在预先调整了光轴的状态下固定于准直单元29内。为了修正焦点位置，可以构成为准直透镜28在X轴方向上移动。准直单元29固定于在Y轴方向移动自如的Y轴滑架23，Y轴滑架23设于在X轴方向移动自如的X轴滑架22。由此，激光加工单元15能将使从加工头26射出的激光LB向被加工材料W照射的位置在X轴方向以及Y轴方向移动。通过以上的结构，激光加工机100通过工艺光纤12将从DDL振荡器11射出的激光LB向激光加工单元15传送，能在高能量密度的状态下照射至被加工材料，并对被加工材料W进行切断加工。另外，在对被加工材料W进行切断加工时，向被加工材料W喷射用于除去熔融物的辅助气体。在图1中，关于喷射辅助气体的结构，省略图示。接着，使用图2说明DDL振荡器11的具体的结构。如图2所示，DDL振荡器11具有DDL单元11u1～11un的n个DDL单元和对分别从DDL单元11u1～11un射出的激光进行空间光束耦合的组合件(コンバイナ)112。另外，DDL振荡器11具有向DDL单元11u1～11un供给电力的电力供给部113和控制DDL振荡器11的控制部114。将未特定DDL单元11u1～11un中的任一个的DDL单元称为DDL单元11u。DDL单元11u的个数n是1以上，只要根据进行射出的激光LB所需的输出适当设定即可。另外，在DDL单元11u为1个的情况下，不需要组合件。使用图3说明DDL单元11u的基本的结构及动作。DDL单元11u具有由激光二极管模块11m1～11mn构成的n个激光二极管模块。将未特定激光二极管模块11m1～11mn中的任一个的激光二极管模块称为激光二极管模块11m。激光二极管模块11m的个数n也只要适当设定即可。各个激光二极管模块11m构成为串联地连接多个激光二极管。激光二极管的个数例如是14个。由激光二极管模块11m的各个锁定的激光的波长不同。激光二极管模块11m1～11mn将各激光二极管空间耦合于光纤11f1～11fn的一方的端部。在与构成激光二极管模块11m1～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光振荡器，其特征在于，具备：多个激光二极管模块；温度传感器，其直接或间接地检测上述多个激光二极管模块中的至少一个激光二极管模块的温度；校准透镜，其对从上述激光二极管模块射出的各个激光进行平行光化；光栅，其对从上述校准透镜射出的各个激光进行光谱光束耦合；以及入射角可变机构，其根据上述温度传感器检测出的温度，使各个激光的入射角变化，该各个激光为从上述校准透镜射出并向上述光栅入射的激光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.25 JP 2015-0620391.一种半导体激光振荡器，其特征在于，具备：多个激光二极管模块；温度传感器，其直接或间接地检测上述多个激光二极管模块中的至少一个激光二极管模块的温度；校准透镜，其对从上述激光二极管模块射出的各个激光进行平行光化；光栅，其对从上述校准透镜射出的各个激光进行光谱光束耦合；以及入射角可变机构，其根据上述温度传感器检测出的温度，使各个激光的入射角变化，该各个激光为从上述校准透镜射出并向上述光栅入射的激光。2.根据权利要求1所述的半导体激光振荡器，其特征在于，上述入射角可变机构包括：驱动部，其使上述校准透镜以及上述光栅向与上述校准透镜的光轴正交的方向移动；以及移动控制部，其根据上述温度传感器检测出的温度，对利用上述驱动部的上述校准透镜以及上述光栅的...

【专利技术属性】
技术研发人员：臼田香织，
申请(专利权)人：株式会社天田控股集团，
类型：发明
国别省市：日本,JP