CN104914518A - 半导体激光器模块、半导体激光器光源和半导体激光器系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供半导体激光器模块、半导体激光器光源和半导体激光器系统。半导体激光器模块(1)具备射出激光(L)的半导体激光器(21)、以及与半导体激光器(21)光学耦合并将激光(L)进行导波而射出的光纤(3)，光纤(3)具有一个端面(4a)与半导体激光器(21)光学耦合的第一光纤(4)，以及一个端面(5a)熔接于第一光纤(4)的另一个端面(4b)并从另一个端面(5b)射出激光(L)的第二光纤(5)，第二光纤(5)包含弯曲部(7)，芯的截面积比第一光纤(4)的芯的截面积大且数值孔径(NA₂)等于第一光纤(4)的数值孔径(NA₁)。

Description

半导体激光器模块、半导体激光器光源和半导体激光器系统

技术领域

本发明涉及半导体激光器模块以及使用了半导体激光器模块的半导体激光器光源和半导体激光器系统。

背景技术

具备射出激光的半导体激光器、将从半导体激光器射出的激光进行导波而射出的光纤、以及阻止来自光纤的出射端面的朝向半导体激光器的反射光(返回光)的光隔离器的半导体模块已为人所知(例如专利文献1～5)。在专利文献1～5中所记载的半导体激光器模块中，通过利用光隔离器阻止回光，抑制返回光到达半导体激光器而在该半导体激光器的出射端面产生损伤。

专利文献1：日本特开平8-43692号公报

专利文献2：日本特开2006-163351号公报

专利文献3：日本特开平3-178181号公报

专利文献4：日本特开平6-88926号公报

专利文献5：日本特开2003-14992号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，在专利文献1～5中记载的半导体激光器模块中，由于使用了光隔离器，因此成本高。因此，在本技术领域中，期望减少到达半导体激光器的返回光的量的新的方法。

解决技术问题的手段

本发明的一个侧面所涉及的半导体激光器模块具备：半导体激光器，其射出激光；以及光纤，其与半导体激光器光学耦合，将激光进行导波而射出，光纤具有：第一光纤，其一个端面与半导体激光器光学耦合；以及第二光纤，其一个端面熔接于第一光纤的另一个端面，从另一个端面射出激光，第二光纤包含弯曲部，所述第二光纤的芯的截面积比第一光纤的芯的截面积大且数值孔径为第一光纤的数值孔径以上，或者芯的截面积为第一光纤的芯的截面积以上且数值孔径比第一光纤的数值孔径大。

在该半导体激光器模块中，光纤具有在端面彼此熔接的第一光纤和第二光纤，第一光纤和第二光纤的芯的截面积和数值孔径为规定的关系。由此，在第一光纤和第二光纤的熔接部使来自光纤的出射端面的返回光向芯的外部漏出，能够减少到达半导体激光器的返回光的量。此外，相比于熔接部位于更靠出射端面侧的第二光纤包含弯曲部。由此，容易产生模扰乱，返回光在整个第二光纤的芯内扩散。因此，能够在熔接部良好地将返回光向芯的外部输出。因此，可以适当地降低到达半导体激光器的返回光的量。

可选地，第二光纤以一个端面的芯的截面与第一光纤的另一个端面的芯的整个截面从光纤的中心轴方向看重叠的方式熔接于第一光纤。在这种情况下，能够抑制从半导体激光器射出的激光经由第一光纤与第二光纤的熔接部时的光损失。

可选地，第一光纤和第二光纤各自的芯的截面为圆形。在这种情况下，第一光纤和第二光纤各自的芯的截面为旋转对称，因此熔接时的定位容易进行。

可选地，弯曲部是第二光纤卷绕成环状的部分。在这种情况下，更容易产生模扰乱。

可选地，弯曲部是第二光纤卷绕成8字状的部分。在这种情况下，更加容易产生模扰乱。

本发明的一个侧面所涉及的半导体激光器光源具备上述半导体激光器模块。

由于该半导体激光器光源具备上述半导体激光器模块，因此能够适当地降低到达半导体激光器的返回光的量。

本发明的一个侧面所涉及的半导体激光器系统具备上述半导体激光器模块。

由于该半导体激光器系统具备上述半导体激光器模块，因此能够适当地降低到达半导体激光器的返回光的量。

根据本发明的一个侧面，能够降低到达半导体激光器的返回光的量。

附图说明

图1是第一实施方式的半导体激光器模块的结构图。

图2是表示图1的弯曲部的结构图。

图3(A)是将图1的熔接部的中心轴方向的截面放大表示的放大截面图，图3(B)是表示图1的第一光纤的径向的折射率分布的图，图3(C)是表示图1的第二光纤的径向的折射率分布的图。

图4(A)是将第二实施方式的熔接部的中心轴方向的截面图放大表示的放大截面图，图4(B)是表示第二实施方式的第一光纤的径向的折射率分布的图，图4(C)是表示第二实施方式的第二光纤的径向的折射率分布的图。

图5(A)是将第三实施方式的熔接部的中心轴方向的截面图放大表示的放大截面图，图5(B)是表示第三实施方式的第一光纤的径向的折射率分布的图，图5(C)是表示第三实施方式的第二光纤的径向的折射率分布的图。

图6是表示弯曲部的变形例的结构图。

符号的说明：

1…半导体激光器模块，3…光纤，4…第一光纤，4a…第一光纤的端面(一个端面)，4b…第一光纤的端面(另一个端面)，5…第二光纤，5a…第二光纤的端面(一个端面)，5b…第二光纤的端面(另一个端面)，7…弯曲部，21…半导体激光器，a₁、a₂…芯径，L…激光，M、M₁、M₂…中心轴。

具体实施方式

以下，参照附图就本发明的实施方式进行说明。另外，在附图的说明中，对相同的要素赋予相同的符号，省略重复的说明。此外，图面的尺寸比率并不一定与说明的尺寸比例一致。

(第一实施方式)

图1是第一实施方式的半导体激光器模块的结构图。如图1所示，半导体激光器模块1具备半导体激光器装置2和光纤3。半导体激光器装置2具有半导体激光器21、以及将从半导体激光器21射出的激光L聚光于在光纤3的入射端面3a的光学系统(未图示)。光纤3在一个端部具有入射端面3a，在另一个端部具有出射端面3b。光纤3的入射端面3a侧光学耦合于半导体激光器21，将从入射端面3a入射的激光L进行导波而从出射端面3b射出。光学耦合是指可将光进行导波地连接。例如，光纤3既可以为了降低连接损失而直接连接于半导体激光器21，也可以经由光学部件或空气等连接。光学部件可以是透镜或光纤等。光纤3是多模芯的光纤。在光纤3的出射端面3b侧的端部安装有连接器9。出射端面3b是通过将光纤3插入至连接器9的金属环(ferrule)并对连接器9进行垂直研磨而形成的垂直研磨面。

光纤3具有成为包含入射端面3a的部分的第一光纤4、以及成为包含出射端面3b的第二光纤5。第一光纤4的一个端面4a光学耦合于半导体激光器装置2。即，第一光纤4的端面4a是光纤3的入射端面3a。第二光纤5的一个端面5a熔接于第一光纤4的另一个端面4b。熔接是指例如通过加热使第一光纤4的端面4a侧的部分和第二光纤5的端面5a侧的部分熔融而在熔融状态下粘接的方法。在端面4b与端面5a之间形成有熔接部6。此外，第二光纤5从另一个端面5b射出激光L。即，第二光纤5的端面5b是光纤3的出射端面3b。

第二光纤5包含弯曲部7。弯曲部7是第二光纤5以规定的曲率弯曲而成的部分。具体而言，弯曲部7是第二光纤5以规定的曲率卷绕成环状的部分。更具体而言，弯曲部7是第二光纤5在一个平面内卷绕成8字状的部分。另外，8字状也是环状的一种。

图2是表示图1的弯曲部的结构图。如图2所示，弯曲部7是第二光纤5在一个平面内卷绕成8字状的部分。弯曲部7既可以由第二光纤5的一部分构成，也可以由全部构成。另外，弯曲部7只要以在某个视线方向上如上述那样弯曲即可，根据视线方向包含不弯曲的部分。例如，在一个平面内为8字状是指，只要如图2所示至少在该一个平面的俯视图中为8字状即可。

图3(A)是将图1的熔接部的中心轴方向的截面放大表示的放大截面图，图3(B)是表示图1的第一光纤的径向的折射率分布的图，图3(C)是表示图1的第二光纤的径向的折射率分布的图。如图3(A)所示，第一光纤4包含截面为圆形且在中心轴M方向上延伸的芯41、以及包围芯41的外周面的包层42。第二光纤5同样包含截面为圆形且在中心轴M方向上延伸的芯51、以及包围芯51的外周面的包层52。第二光纤5的芯径a₂比第一光纤4的芯径a₁大。即，第二光纤5的芯的截面积比第一光纤4的芯的截面积大。第一光纤4的数值孔径NA₁与第二光纤5的数值孔径NA₂相等。

包层42和包层52的径向的厚度相等，第二光纤5的包层径b₂比第一光纤4的包层径b₁大。另外，包层42和包层52的径向的厚度、第二光纤5的包层径b₂和第一光纤4的包层径b₁的关系不限定于此。只要满足第二光纤5的芯的截面积比第一光纤4的芯的截面积大，第一光纤4的数值孔径NA₁与第二光纤5的数值孔径NA₂相等这样的关系，第一光纤4的包层径b₁也可以与第二光纤5的包层径b₂相等。

熔接部6具有从第一光纤4的端面4b侧至第二光纤5的端面5a侧芯径和包层径逐渐增大并且平滑地连接芯径不同的第一光纤4和第二光纤5的形状。由此，熔接部6的机械强度增大。另外，熔接部6并不限定于这样具有芯径和包层径逐渐增大那样的形状的情况，也可以具有芯径和包层径急剧地增大的形状，还可以具有中心轴M方向上的截面为曲柄状的形状。在考虑抑制熔接所致的光损失和确保机械强度下选择最合适的形状。通常，光纤彼此的连接是使用了放电或加热器加热等的熔接。在熔接连接中，例如可以使用光纤熔接连接专用的熔接连接机(株式会社藤仓：FSM-40PM)。由此，能够通过进行熔融区域的调整、熔接时间的最适化来降低熔接所致的光损失。而且，如图3所示，能够使第一光纤4与第二光纤5的界面部分即熔接部6的外周面平滑，提高熔接部6的机械强度。

第一光纤4和第二光纤5以第一光纤4的中心轴M₁和第二光纤5的中心轴M₂一致的方式熔接。即，光纤3的中心轴M分别与第一光纤4的中心轴M₁和第二光纤5的中心轴M₂一致。换言之，第二光纤5以端面5a的芯的截面与第一光纤4的端面4b的芯的整个截面从光纤3的中心轴M方向看重叠的方式熔接于第一光纤4。另外，熔接后的第一光纤4的端面4b和第二光纤5的端面5a的位置分别为与熔接部6相邻的位置。即，熔接后的第一光纤4的端面4b和第二光纤5的端面5a处于经由熔接部6配置的状态。

如图3(B)和图3(C)所示，第一光纤4和第二光纤5的芯41和芯51的折射率分别相等，包层42和包层52的折射率分别相等。此外，芯41和芯51各自的折射率比包层42和包层52各自的折射率高，第一光纤4的芯41和包层42的折射率差δ₁等于第二光纤5的芯51和包层52的折射率差δ₂。

在如以上那样构成的半导体激光器模块1中，从半导体激光器21射出的激光L从入射端面3a入射到光纤3，由光纤3导波后，从出射端面3b射出。光纤3通过第一光纤4与第二光纤5熔接而成。因此，更具体而言，从半导体激光器21射出的激光L从端面4a入射到第一光纤4，由第一光纤4导波。接着，激光L经由熔接部6而入射到第二光纤5。此时的光损失由于第二光纤5的端面5a的芯的截面与第一光纤4的端面4b的芯的整个截面从光纤3的中心轴M方向看重叠且第一光纤4的数值孔径NA₁与第二光纤5的数值孔径NA₂相等因而较少。然后，入射到第二光纤5的激光L由第二光纤5导波之后，从端面5b射出。

此处，在第二光纤5的端面5b，由于第二光纤5的材质即石英与大气的折射率的不匹配而产生约3％的菲涅尔反射。为了防止返回光输入到半导体激光器21，也有使用光隔离器的情况。但是，在利用使用光隔离器的方法中，在使用了石榴石单晶膜作为光隔离器的法拉第旋转子的情况下，例如在0.8～0.9μm的波长带域，石榴石单晶膜中所含的铁成分会引起光吸收。由此，在该波长带域光损失更加增大，有光输出为一半以下的担忧。而且，石榴石单晶膜由于发热而需要冷却设备，难以实现实用化。作为石榴石单晶膜以外的材料，可以列举TGG(Terbium Gallium Garnet：铽镓石榴石)、TAG(Terbium AluminumGarnet：铽铝石榴石)等，但是磁光效应均不充分，难以阻止到达半导体激光器的返回光。假如在由这些材料构成光隔离器的情况下，为了阻止到达半导体激光器的返回光而需要非常大的构造，还是有难以实用化的问题。

此外，以往作为降低到达半导体激光器的返回光的量的方法，已知的有倾斜地研磨连接器而使光纤的出射端面形成为斜研磨面的方法。例如，在使用了芯径105μm、数值孔径0.22的光纤的情况下，在垂直研磨面反射衰减量为14.8dB(约3.3％)，相对于此，在斜研磨面反射衰减量减少至21.9dB(约0.6％)。但是，如果出射端面为斜研磨面，则从出射端面射出的激光也遵循斯涅耳定律，保持约2度的角度射出。因此，例如在连接器前连接加工头并将激光照射于加工对象物来使用的情况下，光纤与加工头非同轴，因而有不可实用的担忧。此外，即使连接器端面(即，光纤的出射端面)是斜的，也有在光从加工对象物等通过同一轨道返回之时该光返回到光纤到达半导体激光器而对半导体激光器造成损伤的可能性。另外，反射衰减量是半导体激光器的出射光量与返回到半导体激光器的返回光量的相对比，由返回至半导体激光器的返回光量/光纤的出射光量(％)或者-101og(返回至半导体激光器的返回光量/光纤的出射光量)(dB)定义。

相对于此，在半导体激光器模块1中，第二光纤5的芯的截面积比第一光纤4的芯的截面积大，且第一光纤4的数值孔径NA₁与第二光纤5的数值孔径NA₂相等。因此，在第二光纤5的端面5b产生的返回光L_r由第二光纤5导波之后，如图1所示那样在熔接部6向芯的外部漏出。由此，能够降低到达半导体激光器21的返回光L_r的量。此外，在弯曲部7产生模扰乱(mode scramble)，返回光L_r容易在整个第二光纤5的芯51内均匀地扩散。即，在第二光纤5的芯51内以高阶模传播的光的功率比例增加。由此，在熔接部6返回光L_r容易向芯的外部漏出，能够有效地抑制返回光L_r所致的半导体激光器21的损伤。另外，模扰乱是指在光纤内的多个模之间引起光功率的相互传达而实效地使模扰乱的现象。

如以上说明的那样，实施方式的半导体激光器模块1具备：射出激光L的半导体激光器21、以及光学耦合于半导体激光器21并将激光L进行导波而射出的光纤3，光纤3具有一个端面4a光学耦合于半导体激光器21的第一光纤4、以及一个端面5a熔接在第一光纤4的另一个端面4b并从另一个端面4b射出激光L的第二光纤5，第二光纤5包含弯曲部7，第二光纤5的芯的截面积比第一光纤4的芯的截面积大，第一光纤4的数值孔径NA₁与第二光纤5的数值孔径NA₂相等。

在该半导体激光器模块1中，光纤3具有第一光纤4和第二光纤5，第一光纤4与第二光纤5在端面4b、5a彼此熔接连接。此外，第一光纤4和第二光纤5的芯的截面积和数值孔径NA₁、NA₂为规定的关系。因此，通过在熔接部6使来自光纤3的出射端面3b的返回光L_r向芯的外部漏出，从而抑制返回光L_r到达半导体激光器21而使半导体激光器21的特别是出射端面产生损伤。此外，由于相比于熔接部6位于更靠出射端面3b侧的第二光纤5包含弯曲部7，因此容易产生模扰乱，并且返回光L_r在整个第二光纤5的芯内扩散。由此，在熔接部6返回光L_r容易向芯的外部漏出，有利于减少到达半导体激光器21的返回光L_r的量。

此外，第二光纤5以端面5a的芯的截面与第一光纤4的端面4b的芯的整个截面从光纤3的中心轴M方向看重叠的方式熔接于第一光纤4。由此，能够抑制从半导体激光器21射出的激光L经由熔接部6时的光损失。此外，第一光纤4和第二光纤5各自的芯的截面为圆形。即，芯的截面能够相互旋转对称，因而在熔接第一光纤4和第二光纤5时容易进行定位。只要将第一光纤4和第二光纤5各自的中心轴M₁、M₂对准，第一光纤4的端面4b的芯的整个截面与第二光纤5的端面5a的芯的截面从光纤3的中心轴M方向看便重叠。此外，弯曲部7是第二光纤5在一个平面上卷绕成8字状的部分，因此能够有效地产生模扰乱。

半导体激光器那样的单发射器元件可以在高负荷状态即高驱动电流区域下使用。因此，在将半导体激光器连接至光纤而光纤模块化的情况下，由于来自光纤的出射端面的菲涅尔反射(Fresnel reflection)而有元件端面容易损伤的担忧。在半导体激光器模块1中，通过具备上述结构，从而具有使在光纤3的出射端面3b产生的返回光L_r不返回至半导体激光器21的防止返回光效果，因而能够不损伤元件地在直至高驱动电流下使用。

此外，在该半导体激光器模块1中，由于不使用光隔离器那样的有增大光损失的担忧的光学部件而通过光纤3降低到达半导体激光器21的返回光L_r的量，因此能够有效地抑制光损失。此外，由于一般而言光隔离器昂贵，因此通过不使用光隔离器，可以削减制造成本。此外，通过不使用光隔离器，可以减少部件个数而实现结构的小型化和简化。

该半导体激光器模块1例如能够应用于树脂或焊锡的熔接等中所使用的半导体激光器光源或各种半导体激光器系统。

(第二实施方式)

图4(A)是将第二实施方式的熔接部的中心轴方向的截面图放大表示的放大截面图，图4(B)是表示第二实施方式的第一光纤的径向的折射率分布的图，图4(C)是表示第二实施方式的第二光纤的径向的折射率分布的图。如图4所示，第二实施方式与第一实施方式不同点在于所使用的光纤3。特别是第二光纤5与第一实施方式不同。第二光纤5的芯径a₂与第一光纤4的芯径a₁相等，且第二光纤5的数值孔径NA₂比第一光纤4的数值孔径NA₁大。即，第二光纤5的芯的截面积与第一光纤4的芯的截面积相等，且第二光纤5的数值孔径NA₂比第一光纤4的数值孔径NA₁大。

包层42和包层52的径向的厚度相等，第一光纤4的包层径b₁和第二光纤5的包层径b₂相等。这样芯径a₁和芯径a₂相等，包层径b₁和包层径b₂相等，因此，熔接部6具有芯径和包层径均匀并且将第一光纤4与第二光纤5平滑地连接的形状。由此，熔接部6的机械强度增大。另外，包层42和包层52的径向的厚度、第一光纤4的包层径b₁和第二光纤5的包层径b₂的关系不限定于此。只要满足第二光纤5的芯的截面积与第一光纤4的芯的截面积相等且第二光纤5的数值孔径NA₂比第一光纤4的数值孔径NA₁大这样的关系，则第一光纤4的包层径b₁既可以比第二光纤5的包层径b₂大，也可以比它小。

此外，第一光纤4和第二光纤5的芯41和芯51的折射率分别相等，包层42的折射率比包层52的折射率大。此外，芯41和芯51各自的折射率比包层42和包层52各自的折射率高，第一光纤4的芯41和包层42的折射率差δ₁比第二光纤5的芯51和包层52的折射率差δ₂小。

在如以上那样构成的半导体激光器模块1中，第二光纤5的芯的截面积与第一光纤4的芯的截面积相等，且第二光纤5的数值孔径NA₂比第一光纤4的数值孔径NA₁大。因此，与第一实施方式同样地，返回光L_r在熔接部6向芯的外部漏出，因此，能够降低到达半导体激光器21的返回光L_r的量。此外，与第一实施方式同样地，第二光纤5的端面5a的芯的截面与第一光纤4的端面4b的芯的整个截面从光纤3的中心轴M方向看重叠，因而激光L经由熔接部6而入射到第二光纤5时的光损失少。

此外，在该半导体激光器模块1中，由于像这样芯径a₁和芯径a₂相等，包层径b₁和包层径b₂相等，因此熔接连接容易。此外，容易减少连接所致的光损失。

(第三实施方式)

图5(A)是将第三实施方式的熔接部的中心轴方向的截面图放大表示的放大截面图，图5(B)是表示第三实施方式的第一光纤的径向的折射率分布的图，图5(C)是表示第三实施方式的第二光纤的径向的折射率分布的图。如图5所示，第三实施方式与第一实施方式不同点在于所使用的光纤3。特别是第二光纤5与第一实施方式不同。第二光纤5的芯径a₂比第一光纤4的芯径a₁大，且第二光纤5的数值孔径NA₂比第一光纤4的数值孔径NA₁大。即，第二光纤5的芯的截面积比第一光纤4的芯的截面积大，且第二光纤5的数值孔径NA₂比第一光纤4的数值孔径NA₁大。

包层42和包层52的径向的厚度相等，第二光纤5的包层径b₂比第一光纤4的包层径b₁大。另外，包层42和包层52的径向的厚度、第二光纤5的包层径b₂和第一光纤4的包层径b₁的关系不限定于此。只要满足第二光纤5的芯径a₂比第一光纤4的芯径a₁大，且第二光纤5的数值孔径NA₂比第一光纤4的数值孔径NA₁大这样的关系，则第一光纤4的包层径b₁也可以与第二光纤5的包层径b₂相等。

熔接部6具有从第一光纤4的端面4b侧至第二光纤5的端面5a侧芯径和包层径逐渐增大并且平滑地连接芯径不同的第一光纤4与第二光纤5的形状。由此，熔接部6的机械强度增大。另外，熔接部6并不限定于这样具有芯径和包层径逐渐增大的形状的情况，也可以具有芯径和包层径急剧地增大的形状，还可以具有中心轴M方向的截面为曲柄状的形状。在考虑抑制熔接所致的光损失和确保机械强度下选择最合适的形状。

此外，第一光纤4和第二光纤5的芯41和芯51的折射率分别相等，包层42的折射率比包层52的折射率大。此外，芯41和芯51各自的折射率比包层42和包层52各自的折射率高，第一光纤4的芯41和包层42的折射率差δ₁比第二光纤5的芯51和包层52的折射率差δ₂小。

在如以上那样构成的半导体激光器模块1中，由于第二光纤5的芯的截面积比第一光纤4的芯的截面积大，且第二光纤5的数值孔径NA₂比第一光纤4的数值孔径NA₁大，因此，返回光L_r在熔接部6向芯的外部漏出，因而能够降低到达半导体激光器21的返回光L_r的量。此外，与第一实施方式同样地，第二光纤5的端面5a的芯的截面与第一光纤4的端面4b的芯的整个截面从光纤3的中心轴M方向看重叠，因而激光L经由熔接部6而入射到第二光纤5时的光损失少。

以上，就实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述各实施方式。例如，弯曲部7的形状作为第二光纤5在一个平面内弯曲成8字状的形状进行了说明，但是并不限定于此，可以取各种各样的形状。

图6是表示弯曲部的变形例的结构图。例如，也可以成为如图6(A)所示第二光纤5在一个方向上弯曲一次的形状。此外，也可以成为如图6(B)所示第二光纤5在一个平面内在相对的两个方向上分别弯曲各一次的形状。此外，虽然未图示，但是也可以为卷绕两重以上的环状，只要是能够适当地产生模扰乱那样的形状都可以。

此外，第二光纤5以端面5a的芯的截面与第一光纤4的端面4b的芯的整个截面从光纤3的中心轴M方向看重叠的方式熔接于第一光纤4进行了说明，但是并不限定于此。只要至少第一光纤4与第二光纤5的芯的截面积和数值孔径NA₁、NA₂为规定的关系，即使在第二光纤5的端面5a的芯的截面与第一光纤4的端面4b的芯的整个截面从光纤3的中心轴M方向看不重叠的情况下，也能够降低到达半导体激光器21的返回光L_r的量。

此外，只要至少第一光纤4和第二光纤5的芯的截面积和数值孔径NA₁、NA₂为规定的关系，第一光纤4的芯的截面和第二光纤5的芯的截面各自就可以不限定于圆形而例如为方形等。第一光纤4和第二光纤5的芯的截面分别为方形时，第二光纤5的芯的截面的一个边的长度为第一光纤4的芯的截面的一个边的长度以上。

此外，光纤3由第一光纤4和第二光纤5这两个光纤构成进行了说明，但是光纤3也可以由三个以上的光纤构成。在光纤3由第一光纤4、第二光纤5、……第n光纤(n为3以上的整数)构成的情况下，第n光纤既可以光学耦合在半导体激光器21与第一光纤4之间，也可以光学耦合于第二光纤5的端面5b。即，第一光纤4的端面4a和第二光纤5的端面5b分别不限为光纤3的入射端面3a和出射端面3b。即使在这样光纤3由三个以上光纤构成的情况下，只要至少第一光纤4和第二光纤5的芯的截面积和数值孔径NA₁、NA₂为规定的关系即可。

在光纤3由三个以上光纤构成的情况下，如果从半导体激光器21侧依次按芯径或数值孔径渐渐变大的顺序熔接各光纤，则能够抑制光损失。此外，由于不仅在第一光纤4与第二光纤5的熔接部6而且其以外的熔接部也是返回光L_r向芯的外部漏出，因此能够降低到达半导体激光器21的返回光L_r的量。此外，在熔接连接于第n光纤与第二光纤5的端面5b侧的情况下，第n光纤也可以与第二光纤5同样地具有弯曲部。由此，能够有效地降低到达半导体激光器21的返回光L_r的量。

此外，也可以令出射端面3b为斜研磨面。由此，能够更有效地降低到达半导体激光器21的返回光L_r的量。

[实施例]

以下说明实施例。不过，本发明丝毫不限定于这些例子。

(实施例1)

准备芯径为105μm、数值孔径为0.15的光纤作为第一光纤。此外，准备芯径为105μm、数值孔径为0.22的光纤作为第二光纤。接着，使用将所准备的第一光纤和第二光纤以中心轴一致的方式熔接连接而成的光纤，构成与上述第二实施方式的半导体激光器模块对应的实施例1的半导体激光器模块。

此外，令以该半导体激光器模块的弯曲部的形状成为图6(A)所示那样的弯曲一次的形状的实施例为实施例1-1，成为图6(B)所示那样的弯曲两次的形状的实施例为实施例1-2，成为图2所示那样的8字状的实施例为实施例1-3。

(实施例2)

准备芯径为105μm、数值孔径为0.15的光纤作为第一光纤。此外，准备芯径为200μm、数值孔径为0.15的光纤作为第二光纤。接着，使用将所准备的第一光纤和第二光纤以中心轴一致的方式熔接而成的光纤，构成与上述第一实施方式的半导体激光器模块对应的实施例2的半导体激光器模块。

此外，令以该半导体激光器模块的弯曲部的形状成为图6(A)所示那样的弯曲一次的形状的实施例为实施例2-1，成为图6(B)所示那样的弯曲两次的形状的实施例为实施例2-2，成为图2所示那样的8字状的实施例为实施例2-3。

(实施例3)

准备芯径为105μm、数值孔径为0.15的光纤作为第一光纤。此外，准备芯径为200μm、数值孔径为0.22的光纤作为第二光纤。接着，使用将所准备的第一光纤和第二光纤以中心轴一致的方式熔接而成的光纤，构成与上述第三实施方式的半导体激光器模块对应的实施例3的半导体激光器模块。

此外，令以该半导体激光器模块的弯曲部的形状成为图6(A)所示那样的弯曲一次的形状的实施例为实施例3-1，成为图6(B)所示那样的弯曲两次的形状的实施例为实施例3-2，成为图2所示那样的8字状的实施例为实施例3-3。

(比较例)

准备仅一种芯径为105μm、数值孔径为0.15的光纤，使用其构成比较例的半导体激光器模块。

(猝死电流和光纤输出的测定)

使用上述实施例1～3和比较例的半导体激光器模块，测定猝死电流和光纤输出。将该测定结果表示在表1。此外，在表1还一并表示假定为通过弯曲完全进行模扰乱而计算的各光纤的反射衰减率。另外，半导体激光器模块的猝死电流是指半导体激光器被返回光损伤而不能作为半导体激光器模块进行动作的电流值。光纤输出是指半导体激光器模块不能动作时的输出即半导体激光器模块的容许最大输出。

[表1]

如表1所示，在比较例中在15A(光纤输出13.5W)的驱动电流下半导体激光器的出射端面损伤。相对于此，在实施例1～3中，半导体激光器模块的猝死电流和光纤输出均提高。特性提高最大的是使用芯径和数值孔径均比第一光纤的芯径和数值孔径大的光纤作为第二光纤的实施例3的情况。从该结果能够确认，通过令第一光纤与第二光纤的芯的截面积和数值孔径为规定的关系，从而降低到达半导体激光器的返回光的量，抑制半导体激光器的损伤。还可知，通过令第二光纤的芯的截面积和数值孔径两者比第一光纤的芯的截面积和数值孔径大，从而获得其效果最大。

此外，在实施例1～3中，均在弯曲部的形状为8字状时猝死电流和光纤输出提高最多。弯曲部的形状为弯曲二次时，相比于弯曲一次，猝死电流和光纤输出更加提高。从该结果能够确认，8字状时最容易产生模扰乱。

Claims (7)

1.一种半导体激光器模块，其特征在于：

具备：

半导体激光器，其射出激光；以及

光纤，其与所述半导体激光器光学耦合，将所述激光进行导波而射出，

所述光纤具有：第一光纤，其一个端面与所述半导体激光器光学耦合；以及第二光纤，其一个端面熔接于所述第一光纤的另一个端面，从另一个端面射出所述激光，

所述第二光纤包含弯曲部，所述第二光纤的芯的截面积比所述第一光纤的芯的截面积大且数值孔径为所述第一光纤的数值孔径以上，或者芯的截面积为所述第一光纤的芯的截面积以上且数值孔径比所述第一光纤的数值孔径大。

2.如权利要求1所述的半导体激光器模块，其特征在于：

所述第二光纤以所述一个端面的所述芯的截面与所述第一光纤的所述另一个端面的芯的整个截面从所述光纤的中心轴方向看重叠的方式熔接于所述第一光纤。

3.如权利要求1或2所述的半导体激光器模块，其特征在于：

所述第一光纤和所述第二光纤各自的芯的截面为圆形。

4.如权利要求1所述的半导体激光器模块，其特征在于：

所述弯曲部是所述第二光纤卷绕成环状的部分。

5.如权利要求1所述的半导体激光器模块，其特征在于：

所述弯曲部是所述第二光纤卷绕成8字状的部分。

6.一种半导体激光器光源，其特征在于：

具备权利要求1所述的半导体激光器模块。

7.一种半导体激光器系统，其特征在于：

具备权利要求1所述的半导体激光器模块。