CN108603983A - 光学模块及光输出装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学模块及光输出装置，其能够简便地连接芯径不同的各光纤。光学模块(14、214、314)具有：入射侧光纤(41)，其与激光的入射侧对应；出射侧光纤(42)，其与激光的出射侧对应；以及连接保护部(44)，其设置在覆盖用于光学连接入射侧光纤(41)和出射侧光纤(42)的连接部位(43)的位置，出射侧光纤(42)具有比入射侧光纤大的芯径(41a的芯径＜41b的芯径)，连接部位(43)是入射侧光纤(41)和出射侧光纤(42)的芯部(41a、42a)之间以不连续的形状被连接的部位，连接保护部(44)由导热性保护材料、和/或与入射侧光纤的包层部(41b)相比具有同等以上的折射率的折光性保护材料构成。

Description

光学模块及光输出装置
技术领域
本发明涉及用于连接芯径不同的光纤之间的光学模块、以及以包括该光学模块的方式构成的光输出装置。
背景技术
以往，为了传播来自光源的光，通过在直径不同的光纤的端部，去除包覆而使包层露出，然后使各光纤的端面对置，在调整芯的位置后进行加热，从而进行熔接(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011－099926号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，存在希望将光传播到远离光源的位置的需求，在将光传播到离光源较远距离的位置的情况下，为了抑制受激拉曼散射(stimulated Raman scattering:SRS)，需要增大光纤的芯径。但是，在对芯径不同的各光纤之间进行熔接的情况下，由于在熔接的附近光发生泄漏，因此可能损坏光纤。
因此，为了减小上述那样的熔接损耗，可以考虑如下方法，即，基于FFC(Fiber toFiber Coupling unit:光纤到光纤耦合单元)等空间耦合系的连接、或锥状地进行熔接，以使芯部之间成为连续形状。但是，会产生作业工序数量较多且制造成本增高的问题。
因此，本发明要解决的课题在于：提供一种涉及芯径不同的光纤之间的连接，并能够同时实现作业工序数量以及制造成本的减少的光学模块及光输出装置。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的光学模块具有：第1光纤，其与激光的入射侧对应；第2光纤，其与所述激光的出射侧对应；以及连接保护部，其设置在覆盖用于光学连接所述第1光纤和所述第2光纤的连接部位的位置，所述第2光纤具有比所述第1光纤大的芯径，所述连接部位是所述第1光纤和所述第2光纤的芯部之间以不连续的形状被连接的部位，所述连接保护部由导热性保护材料、和/或与所述第1光纤的包层部相比具有同等以上的折射率的折光性保护材料构成。
由于在激光的入射侧和激光的出射侧分别设置芯径相对较小的所述第1光纤和芯径相对较大的所述第2光纤，因此，即使是以不连续的形状直接简单地连接芯部之间的连接部位，也能够使激光在不会泄漏的条件下正向传播。
然而，也有由于某种原因而产生激光的返回，且反向传播的返回光到达连接部位的情况。此时，由于芯径的大小关系，返回光经由连接部位而漏出至包层部。由此，在反向的漏光向光纤外部排出时，存在如下的可能性，即，在连接部位的附近，温度上升，光纤发生变质或损坏。另外，还存在反向的漏光在包层部传播，从而对配置在入射侧的光学部件或电子部件等造成影响的可能。
因此，通过用导热性保护材料以包括连接部位在内的方式进行覆盖，从而能够使反向的漏光逐渐向包层部的外部放出，并且抑制连接部位附近的温度上升。通过与此同时或者另外利用与第1光纤的包层部相比折射率相对较高的折光性保护材料覆盖连接部位，从而能够使反向的漏光迅速地向包层部的外部排出。
并且，通过组合上述结构，能够提供一种涉及芯径不同的光纤之间的连接，并能够同时实现作业工序数量以及制造成本的减少的光学模块。
此外，优选为，所述连接保护部设置在所述包层部的外周面上，从所述激光的出射侧向入射侧依次具有由所述导热性保护材料构成的第1保护材料以及由所述折光性保护材料构成的第2保护材料。由此，能够优先地抑制连接部位附近的温度上升，还能够使残留的反向的漏光迅速地向包层部的外部排出。
另外，优选为，所述连接保护部设置在所述包层部的外周面上，从所述激光的出射侧向入射侧依次具有由所述导热性保护材料构成的第1保护材料、由所述折光性保护材料构成的第2保护材料以及由所述导热性保护材料构成的第3保护材料。由此，能够优先地抑制连接部位附近的温度上升，还能够使残留的反向的漏光迅速地向包层部的外部排出。在还残留有反向的漏光的情况下，能够使该漏光逐渐向包层部的外部的排出的同时，抑制第2保护材料附近的温度上升。
另外，优选为，在所述第2光纤侧光学连接对出射的所述激光进行会聚并向外部输出的输出单元。关于对激光进行会聚并向外部输出的输出单元，具有上述的返回光的光量根据激光的会聚状态而发生变化的倾向。因此，在返回光的光量非预期地增加的情况下，显著地表现出使反向的漏光逐渐向包层部的外部放出，并且抑制连接部位附近的温度上升的效果。此外，通过与此同时或者另外利用与第1光纤的包层部相比折射率相对较高的折光性保护材料覆盖连接部位，从而显著地表现出能够使反向的漏光迅速地向包层部的外部排出的效果。
本发明的光输出装置具有上述任意的光学模块；向所述光学模块入射激光的光源单元；以及向外部输出从所述光学模块出射的所述激光的输出单元。
发明效果
如此，根据本发明，能够提供一种涉及芯径不同的光纤之间的连接，并能够同时实现作业工序数量以及制造成本的减少的光学模块及光输出装置。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的光输出装置的示意性俯视图。
图2中(a)是表示图1所示的光学模块的结构的剖视图，(b)是表示(a)所示的连接保护部的变形例的剖视图。
图3是表示与图1所示的光学模块连接的输出单元的俯视图。
图4是表示第2实施方式所涉及的光学模块的结构的剖视图。
图5是表示第3实施方式所涉及的光学模块的结构的剖视图。
图6是表示其它实施方式所涉及的光输出装置的示意性俯视图。
图7中(a)、(b)是其它实施方式所涉及的光学模块的连接保护部的剖视图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式所涉及的光学模块及光输出装置进行说明。
[1.第1实施方式]
首先，参照图1，对第1实施方式所涉及的光输出装置的示意性结构进行说明。
[1-1.光输出装置的示意性结构]
如图1所示，第1实施方式所涉及的光输出装置1具有发射激光的光源单元12、光学连接光源单元12与输出单元16的光学模块14、以及输出从光学模块14出射的激光的输出单元16。
光源单元12具有作为激发光源的半导体激光元件211～21n；对半导体激光元件211～21n输出的激发光进行波导的多模光纤221～22n；对多模光纤221～22n波导的激发光进行耦合，并使其从双包层光纤23输出的TFB(Tapered FiberBundle：锥形光纤束)24、25；在连接点C1、C4处与各双包层光纤23连接的双包层型的光纤光栅26、27；在连接点C2、C3处与光纤光栅26、27连接的双包层型的稀土掺杂光纤28；以及与TFB 24连接的输出光纤29。
半导体激光元件211～21n输出的激发光的波长为915nm附近的波长。此外，光纤光栅26的中心波长为1070nm，中心波长及其周围约4nm幅度的波段中的反射率为约100％，波长915nm的光几乎透射。此外，光纤光栅27的中心波长为1070nm，中心波长中的反射率为10～30％左右，反射波段的半值全宽为约1nm，波长915nm的光几乎透射。因此，光纤光栅26、27针对波长1070nm的光构成光谐振器。此外，稀土掺杂光纤28为在芯部中添加放大物质即镱(Yb)离子的扩增光纤。
上述各光纤均为石英玻璃系的光纤，双包层光纤23与光纤光栅26在连接点C1处熔接，光纤光栅26与稀土掺杂光纤28在连接点C2处熔接，稀土掺杂光纤28与光纤光栅27在连接点C3处熔接，光纤光栅27与双包层光纤23在连接点C4处熔接。另外，输出光纤29在连接点C5处与光学模块14熔接。
[1-2.光学模块的结构]
接下来，参照图2，对光学模块14的结构进行说明。如图2(a)和图2(b)所示，光学模块14具有：与激光的入射侧(箭头A侧)对应的入射侧光纤(第1光纤)41、与激光的出射侧(箭头B侧)对应的出射侧光纤(第2光纤)42、设置在覆盖用于光学连接入射侧光纤41和出射侧光纤42的连接部位43的位置的连接保护部44、以及用于载置入射侧光纤41和出射侧光纤42的基材45。
入射侧光纤41具有芯部41a、设置在芯部41a的外周的包层部41b、以及设置在包层部41b的外周并由低折射率的树脂等构成的包覆部41c。例如，芯部41a的直径(以下称为芯径D1)为100μm，包层部41b的直径(包层径)为400μm。包覆部41c的直径(包覆径)为900μm。
出射侧光纤42具有芯部42a、设置在芯部42a的外周的包层部42b、以及设置在包层部42b的外周并由低折射率的树脂等构成的包覆部42c。例如，芯部42a的直径(以下称为芯径D2)为200μm，比芯径D1大。此外，包层部42b的直径(包层径)为400μm，与包层部41b的直径相同。包覆部41c的直径(包覆径)为900μm。
入射侧光纤41与出射侧光纤42在连接部位43的周围以去除包覆部41c及包覆部42c的状态在连接点C6处熔接。在图2(a)所示的示例中，出射侧光纤42中去除的包覆的长度L1与入射侧光纤41中去除的包覆的长度L2大致相等(L1≈L2)。此外，在图2(b)所示的示例中，出射侧光纤42中的长度L1小于入射侧光纤41中去除包覆长度L3(L1＜L3)。
在包括连接点C6的连接部位43，入射侧光纤41的芯部41a与出射侧光纤42的芯部42a之间以不连续的形状连接。在此，沿轴向的芯截面积呈在连接点C6处阶梯状地变化的阶梯形状。
连接保护部44设置在包层部41b和包层部42b的外周面上且跨越连接点C6的位置处。连接保护部44由包括硅酮类导热性复合物的导热性保护材料构成。作为导热性保护材料，可以使用与包层部41b或包层部42b相比热传导率高的材料。具体来说，优选使用包括氮化硼作为填充物的美国Comerics(コメリクス)公司制造的T644。另外，对于导热性保护材料，只要是使在包层部41b或包层部42b中传播的光逐渐向包层部41b或包层部42b的外部放出的材料、使从包层部41b或包层部42b向导热性保护材料泄漏的光散射而不会被一次吸收的材料即可，可以使用其它的材料。此外，对于导热性保护材料，在大致垂直地照射激光的情况下，每1mm厚度的透射率为0.5％以上且10％以下，特别优选1％以上且10％以下。需要说明的是，可以如下求出大致垂直地照射激光时每1mm厚度的透射率：测定不存在导热性保护材料的情况下的激光功率与透射导热性保护材料后的激光功率之比，并通过用于测定的导热性保护材料的厚度求出。
基材45是由导热性高的铝等金属构成的大致长方体状的部件，具有能够包括连接保护部44整体的长度。在该基材45上形成有槽46，在该槽46内收纳有连接保护部44、连接保护部44附近的入射侧光纤41和出射侧光纤42。收纳的入射侧光纤41和出射侧光纤42在基材45的两端部附近被由硅酮等构成的固定件47固定。
[1-3.光学模块的制造方法]
接下来，参照图2(a)，对光学模块14的制造方法进行说明。
首先，准备与光源单元12的下游侧连接的入射侧光纤41、以及与输出单元16的上游侧连接的出射侧光纤42。从包覆部42c中去除自连接点C6朝向激光的正向(箭头A方向)的预定长度(L1加上剩余量后得到的长度)的包覆，并从包覆部41c中去除自连接点C6朝向激光的反向(返回方向；箭头B方向)的预定长度(L2加上剩余量后得到的长度)的包覆。并且，使用未图示的熔接机对入射侧光纤41与出射侧光纤42进行熔接。需注意该熔接机不具有锥状地进行熔接以使芯部41a与芯部42a之间形成连续形状的功能，而是具有一般的熔接功能。
并且，通过对露出的包层部41b及包层部42b的外周面上且连接点C6附近涂覆导热性保护材料，从而设置覆盖连接部位43的连接保护部44。最后，通过将入射侧光纤41和出射侧光纤42收纳在基材45的槽46内，并在基材45的两端部附近利用由硅酮等构成的固定件47固定入射侧光纤41和出射侧光纤42，从而完成光学模块14。
[1-4.光输出装置的动作]
接下来，参照图1～图3，对光输出装置1的动作进行说明。另外，图3是表示输出单元16的一个方式的示意性主视图。
如图1所示，当半导体激光元件211～21n输出波长915nm附近的激发光时，多模光纤221～22n对各激发光进行波导，TFB24、25对波导后的各激发光进行耦合，并向双包层光纤23输出。双包层光纤23以多模式传播耦合后的激发光。然后，光纤光栅26、27使在双包层光纤23中传播的激发光透射，并使其到达稀土掺杂光纤28。
到达稀土掺杂光纤28的激发光在稀土掺杂光纤28的内侧包层内以多模式进行传播的同时，对添加到稀土掺杂光纤28的芯部的Yb离子进行光激发，并使具有包括波长1070nm的波段的荧光发光。该荧光在光纤光栅26、27所构成的光谐振器内以单模式进行往复，同时，通过Yb离子的受激发射作用被放大，在振荡波长1070nm下进行激光振荡。
由此，光源单元12从输出光纤29输出激光。来自输出光纤29的激光通过连接点C5，并入射到光学模块14。
如图2所示，在光学模块14中，在激光的入射侧和激光的出射侧分别设置芯径D1相对较小的入射侧光纤41和芯径D2相对较大的出射侧光纤42。即使在以不连续的形状连接芯部41a和芯部42a之间的状态下，也能够使激光在不会泄漏的条件下正向(箭头A方向)传播。由此，来自出射侧光纤42的激光通过连接点C7，向输出单元16射出。
如图3所示，输出单元16经由连接线缆OC与光学模块14的出射侧光纤42连接。在此，输出单元16是朝向由包括铜的金属等构成的工件W照射激光束，并且通过喷射辅助气体，从而切割工件W的光学装置。
在这种光学装置上搭载有用于对激光进行会聚而得到激光束的会聚光学系统。此时，存在上述返回光的光量根据激光束针对工件W的会聚状态而发生变化的倾向。具体来说，当激光束在正确的位置进行会聚时，不产生返回光，或者很轻微。另一方面，在激光束的会聚位置发生偏离的情况下，产生了不可忽视的程度的返回光。
于是，有时该返回光在出射侧光纤42的芯部42a中向反向(箭头B方向)传播，并到达连接部位43。此时，由于芯径D1、D2的大小关系(D1＜D2)，返回光经由连接部位43而漏出到包层部41b。
然而，关于第1实施方式所涉及的光学模块14，通过用由导热性保护材料构成的连接保护部44以包括连接部位43的方式进行覆盖，从而能够使反向(箭头B方向)的漏光逐渐向包层部41b的外部放出，并且抑制连接部位43附近的温度上升。
[1-5.效果确认]
接下来，参照图2(a)和图2(b)，对发生激光返回的情况下的连接部位43的最高温度等的测定结果进行说明。
在连接部位43的测定中，为了再现激光的返回光，从出射侧光纤42入射100W的激光，并测定连接部位43的温度以及包层去除率，所述包层去除率表示在包层部41b、42b中进行传播的光向外部放出的比例。
首先，在未用连接保护部44覆盖连接部位43的条件下从出射侧光纤42入射100W的激光，此种情况下确认了入射激光的约35％作为芯模与入射侧光纤41的芯部41a耦合，约60％作为包层模与包层部41b耦合。另外，剩余的约5％的激光为泄漏到空气中或者经由包覆部41c或包覆部42c泄漏到空气中。
因此，为了定量地确认在包层部41b、42b中进行传播的激光向外部放出的效果，分别测定连接部位43的温度以及包层去除率。该“包层去除率”是通过用连接保护部44覆盖连接部位43而漏泄的功率相对于与包层模耦合的60％的功率的比率。即，相对于耦合为包层模式的60％的功率，未排出的状态相当于0％，全部排出的状态相当于100％。
包层部41b、42b的折射率分别为1.468，包覆部41c、42c的折射率分别为1.376。此外，对于构成连接保护部44的导热性保护材料(T644)，填充物即氮化硼的折射率为2.14。
如图2(a)所示，在将包覆部41c和包覆部42c中去除的包覆的长度分别设为L1(约1cm)和L2(约1cm)，并对包括露出的包层部41和包层部42b的连接部位43涂覆导热性保护材料，此种情况下测定出连接部位43的最高温度为约35度，包层去除率为约25％。
接下来，如图2(b)所示，在对入射侧光纤41与出射侧光纤42进行熔接之后，从激光的出射侧朝向入射侧进一步去除包覆部41c的包覆，将除去的包覆的长度设为L3(例如，从L2进一步去除约1cm包覆，将L3的长度设为约2cm)。
并且，在对包括露出的包层部41b和包层部42b的连接部位43涂覆导热性保护材料，此时测出连接部位43的最高温度为约30度，包层去除率为约45％。
此外，在将图2(b)所示的L3的长度设为约8cm，并对包括露出的包层部41b和包层部42b的连接部位43涂覆导热性保护材料的情况下，测出连接部位43的最高温度为约30度，包层去除率为约73％。
另外，在将L3的长度设为约8cm，并将弯曲入射侧光纤41时的弯曲位置的半径R设为约8cm的情况下，测定出连接部位43的最高温度为约30度，包层去除率为约79％。
因此，为了降低连接部位43附近的最高温度，且使包层去除率增高，在包覆部42c中去除长度L1的包覆以及包覆部41c中去除长度L2的包覆，并对入射侧光纤41与出射侧光纤42进行熔接之后，进一步去除包覆部41c的包覆。并且，优选将去除的包覆的长度设为L3(2cm～8cm)，对包括露出的包层部41b和包层部42b的连接部位43涂覆导热性保护材料。
[2.第2实施方式]
接下来，参照图4，对第2实施方式所涉及的光学模块进行说明。另外，第2实施方式是对第1实施方式所涉及的光学模块14的结构进行了改良后的方式，其它部分的结构相同。由此，以下对于与第1实施方式所涉及的光学模块14相同的结构，省略说明，并对与第1实施方式所涉及的光学模块14相同的结构要素标记相同的符号进行说明。
[2-1.光学模块的结构]
如图4所示，光学模块214具有与激光的入射侧对应的入射侧光纤(第1光纤)41、与激光的出射侧对应的出射侧光纤(第2光纤)42、设置在覆盖用于光学连接入射侧光纤41与出射侧光纤42的连接部位43的位置的连接保护部44、以及用于载置入射侧光纤41和出射侧光纤42的基材45。
连接保护部44设置在包层部41b和包层部42b的外周面上且跨越连接点C6的位置处。连接保护部44从激光的出射侧向入射侧(箭头B方向)依次由第1保护材料44a和第2保护材料44b构成，所述第1保护材料44a由导热性保护材料构成，所述第2保护材料44b由包括紫外线固化性树脂的折光性保护材料构成。作为折光性保护材料，可以使用与包层部41b或包层部42b相比具有同等以上的折射率的材料。具体来说，优选使用美国Norland公司制造的Norland61或JSR公司制造的DeSolite(注册商标)。另外，折光性保护材料显著地表现出如下效果，即，在与导热性保护材料相比光更易于透射的情况下，使在包层部41b或包层部42b中进行传播的光逐渐放出，并且抑制连接部位43附近的温度上升。
[2-2.光学模块的制造方法]
接下来，参照图4，对光学模块14的制造方法进行说明。
在对入射侧光纤41与出射侧光纤42进行熔接之后，如图4所示，在包覆部41c中从连接点C6朝向激光的反向(箭头B方向)进一步去除包覆部41c的包覆，将去除的包覆的长度设为L3(例如，约2cm)和L4(例如，4cm)。即，在图4所示的示例中，出射侧光纤42中去除的包覆的长度L1小于入射侧光纤41中去除的包覆的长度L3(L1＜L3)。此外，去除的包覆的长度L1小于入射侧光纤41中去除的包覆的长度L4(L1＜L4)。另外，入射侧光纤41中去除的包覆的长度L3小于去除的包覆的长度L4小(L3＜L4)。
并且，通过对露出的包层部41b和包层部42b的外周面上且连接点C6的附近涂覆导热性保护材料(第1保护材料44a)和折光性保护材料(第2保护材料44b)，从而设置用于覆盖连接部位43的连接保护部44。具体来说，对包括去除包覆长度L3和L1的出射侧光纤42的一部分涂覆导热性保护材料，并对包括去除包覆长度L4的入射侧光纤41的一部分涂覆折光性保护材料。最后，通过以夹持连接部位43的方式安装基材45，从而完成光学模块14。
如此，在上述第2实施方式所涉及的光学模块214中，通过用由导热性保护材料和折光性保护材料构成的连接保护部44以包括连接部位43的方式进行覆盖，从而能够优先地抑制由反向(箭头B方向)的漏光引起的连接部位43附近的温度上升，并且还能使残留的漏光迅速向包层部41b、包层部42b的外部排出。
[3.第3实施方式]
接下来，参照图5，对第3实施方式所涉及的光学模块进行说明。另外，第3实施方式是对第1实施方式所涉及的光学模块14的结构进行改良后的方式，其它部分的结构相同。由此，以下对于与第1实施方式所涉及的光学模块14相同的结构等省略说明，并对与第1实施方式所涉及的光学模块14相同的结构要素标记相同的符号进行说明。
[3-1.光学模块的结构]
如图5所示，光学模块314具有与激光的入射侧对应的入射侧光纤(第1光纤)41、与激光的出射侧对应的出射侧光纤(第2光纤)42、设置在覆盖用于光学连接入射侧光纤41和出射侧光纤42的连接部位43的位置的连接保护部44、以及用于载置入射侧光纤41和出射侧光纤42的基材45。
连接保护部44设置在包层部41b和包层部42b的外周面上且跨越连接点C6的位置处。连接保护部44从激光的出射侧向入射侧(箭头B方向)依次由第1保护材料44a、第2保护材料44b和第3保护材料44c构成，所述第1保护材料44a由导热性保护材料构成，所述第2保护材料44b由折光性保护材料构成，所述第3保护材料44c由导热性保护材料构成。
[3-2.光学模块的制造方法]
接下来，参照图5，对光学模块14的制造方法进行说明。
在对入射侧光纤41与出射侧光纤42进行熔接之后，如图5所示，在包覆部41c中，从连接点C6朝向激光的反向(箭头B方向)进一步去除包覆部41c的包覆，将去除的包覆的长度设为L 3(例如约2cm)、L4(例如约4cm)、L5(例如约2cm)。即，在图5所示的示例中，出射侧光纤42中的去除的包覆的长度L1小于入射侧光纤41中的去除的包覆的长度L3、L4、L5(L1＜L3、L1＜L4、L1＜L5)。去除的包覆的长度L3与L5大致相等(L3≈L5)。L4大于L5(L4＞L5)。
由此，在上述的第3实施方式所涉及的光学模块314中，通过利用2个导热性保护材料(第1保护材料44a和第3保护材料44c)以及位于该2个导热性保护材料之间的折光性保护材料(第2保护材料44b)进行覆盖，从而能够优先地抑制连接部位43附近的温度上升，还能够使残留的反向的漏光迅速地向包层部41b、包层部42b的外部排出。
此外，在还残留有反向的漏光的情况下，通过导热性保护材料(第3保护材料)，从而能够使该漏光逐渐向包层部41b、包层部42b的外部放出，并且抑制折光性保护材料附近的温度上升。
[3-3.效果确认]
接下来，参照图5，对发生激光返回的情况下的连接部位43的最高温度等的测定结果进行说明。
在连接部位43的测定中，与第1实施方式的情况同样地测定了包层去除率。另外，包层部41b、42b的折射率分别为1.468，包覆部41c、42c的折射率分别为1.376。此外，对于构成连接保护部44的导热性保护材料(T 644)，填充物即氮化硼的折射率为2.14、折光性保护材料(Norland 61)的折射率在波长1070nm/温度25℃的条件下为1.545。
如图5所示，在对入射侧光纤41与出射侧光纤42进行熔接之后，从激光的出射侧(箭头B侧)朝向入射侧(箭头A侧)进一步去除包覆部41c的包覆，将去除的包覆的长度设为L3(例如，约2cm)、L4(例如，约4cm)、L5(例如，约2cm)。
并且，从激光的出射侧(箭头B侧)向入射侧(箭头A侧)对包括露出的包层部41b和包层部42b的连接部位43依次涂覆导热性保护材料、折光性保护材料、导热性保护材料，此时测定出涂覆有折光性保护材料的部分(第2保护材料44b)的最高温度为约66度，包层去除率为约93％。
此外，将去除的包覆的长度设为L3(例如，约2cm)、L4(例如，约4cm)、L5(例如，约2cm)，并将使入射侧光纤41弯曲时的弯曲位置的半径R设为约8cm，此时测定出涂覆有折光性保护材料的部分的最高温度为约53度，包层去除率为约98％。
另外，在将L4的长度设为约8cm，并对包括露出的包层部41b和包层部42b的连接部位43涂覆导热性保护材料和折光性保护材料的情况下，测定出包层去除率为约100％。
因此，优选在对入射侧光纤41与出射侧光纤42进行熔接之后，进一步去除包覆部41c的包覆，将去除的包覆的长度设为L3(2cm)、L4(4cm～8cm)、L5(2cm)，并对包括露出的包层部41b和包层部42b的连接部位43涂覆导热性保护材料和折光性保护材料。
[4.作用效果]
上述光学模块14、214、314具有与激光的入射侧对应的入射侧光纤41、与激光的出射侧对应的出射侧光纤42、以及设置在覆盖光学连接入射侧光纤41和出射侧光纤42的连接部位43的位置的连接保护部44，并且出射侧光纤42具有比入射侧光纤大的芯径(芯径D1＜芯径D2)，连接部位43是入射侧光纤41和出射侧光纤42的芯部41a、42a之间以不连续的形状被连接的部位，连接保护部44由导热性保护材料和/或与入射侧光纤的包层部41b相比折射率相对较高的折光性保护材料构成。
根据上述光学模块14，由于在激光的入射侧和激光的出射侧分别设置芯径相对较小的入射侧光纤41和芯径相对较大的出射侧光纤，因此即使是以不连续的形状直接简单地连接芯部41a、芯部42a之间的连接部位，也能够使激光在不会泄漏的条件下正向传播。
此外，通过用导热性保护材料以包括连接部位43的方式进行覆盖，从而能够使激光的反向(返回方向；箭头B方向)的漏光逐渐向包层部41b、包层部42b的外部放出，并且抑制连接部位43附近的温度上升。通过与此同时或者另外利用与入射侧光纤41的包层部41b相比折射率相对较高的折光性保护材料覆盖连接部位43，从而能够使反向的漏光迅速向包层部41b、包层部42b的外部排出。因此，能够提供一种涉及芯径D1、D2不同的光纤41、42之间的连接、且能够同时实现作业工序数量以及制造成本的减少的光学模块14。
此外，光学模块214的连接保护部44设置在包层部41b、包层部42b的外周面上，并且从激光的出射侧向入射侧依次具有由导热性保护材料构成的第1保护材料44a以及由折光性保护材料构成的第2保护材料44b。由此，能够优先地抑制连接部位43附近的温度上升，还能够使残留的反向(返回方向；箭头B方向)的漏光迅速地向包层部41b、包层部42b的外部排出。
另外，光学模块314的连接保护部44设置在包层部41b、包层部42b的外周面上，并且从激光的出射侧向入射侧依次具有由导热性保护材料构成的第1保护材料44a、由折光性保护材料构成的第2保护材料44b以及由导热性保护材料构成的第3保护材料44c。由此，能够优先地抑制连接部位43附近的温度上升，还能够使残留的反向(返回方向；箭头B方向)的漏光迅速地向包层部41b、包层部42b的外部排出。在还残留有反向的漏光的情况下，能够使该漏光逐渐向包层部41b、包层部42b的外部放出，并且抑制折光性保护材料(第2保护材料)附近的温度上升。
此外，由于在光学模块14、214、314的出射侧光纤42连接有对出射的激光进行会聚并向外部输出的输出单元16，因此存在返回光的光量根据激光的会聚状态而发生变化的倾向，通过使对激光进行会聚并向外部输出的输出单元16与出射侧光纤42连接，从而显著地表现出使反向(返回方向；箭头B方向)的漏光逐渐向包层部41b、包层部42b外部放出且抑制连接部位43附近的温度上升的效果。此外，通过与此同时或者另外利用与入射侧光纤41的包层部41b相比折射率相对较高的折光性保护材料覆盖连接部位43，从而显著地表现出能够使反向的漏光迅速向包层部41b的外部排出的效果。
上述光输出装置1由于在出射侧光纤42连接有对出射的激光进行会聚并向外部输出的输出单元16，因此存在返回光的光量根据激光的会聚状态而发生变化的倾向，并且通过使对激光进行会聚并向外部输出的输出单元16与出射侧光纤42连接，从而能够使反向(返回方向；箭头B方向)的漏光逐渐向包层部41b、包层部42b的外部放出，并且抑制连接部位43附近的温度上升。通过与此同时或者另外利用与入射侧光纤41的包层部41b相比折射率相对较高的折光性保护材料覆盖连接部位43，从而能够使反向的漏光迅速向包层部41b的外部排出。因此，能够提供一种涉及芯径D1、D2不同的光纤41、42之间的连接且能够同时实现作业工序数量以及制造成本的减少的光输出装置1。
[5.其它实施方式及变形例]
虽然以上对本实施方式所涉及的光学模块14、214、314及光输出装置1进行图示并根据实施方式进行了说明，但光学模块14、214、314及光输出装置1不限于此，各部分的结构可以置换为具有相同功能的任意结构。以下对其它实施方式的光学模块14、214、314、光输出装置1、光学模块14、214、314以及光输出装置1的变形例进行说明。
[5-1.其它实施方式1]
在上述本实施方式所涉及的光学模块14、214、314中，针对激光从图1所示的光源单元12入射的情况进行了说明，但如图6所示，可以构成为以连接多个图1所示的光源单元121～12n的方式入射激光。具体来说，通过上述光学模块14连接多个光源单元121～12n与合成器CB，通过光学模块14连接与合成器CB连接的线缆OF1和与未图示的输出装置等连接的线缆OF2。
另外，虽然在上述本实施方式中，对光源单元12与光学模块14、214、314分开设置的情况进行了图示和说明，但也可以使用光学模块14、214、314作为光源单元12。
此外，入射到上述光学模块14、214、314的激光可以是单模光纤激光器，也可以是多模光纤激光器。在使用多模光纤激光器的情况下，还可以通过合波器对激光进行合波。此外，可以构成为从多个多模光纤激光器入射激光。还可以构成为从DDL(Direct DiodeLaser：直接二极管激光器)入射激光。
此外，除了如图6所示那样，并联连接光学模块14、214、314的情况之外，也可以串联连接光学模块14、214、314。在该情况下，可以串联连接多种光学模块。
[5-2.其它实施方式2]
对于上述的本实施方式所涉及的光学模块214，在图4中示出了以将垂直面之间对接的形状来形成连接保护部44中的第1保护材料44a与第2保护材料44b的边界部分的情况，但如图7(a)以及图7(b)所示，可以将第1保护材料44a与第2保护材料44b的边界部分74a、74b设为与图4所示的边界部分不同的各种形状，对边界部分的形状没有特别限定。
例如，也可以如图7(a)所示的边界部分74a那样，为剖视观察时第2保护部件44b的端部覆盖第1保护部件44a的端部的形状。另外，边界部分74a也可以为第1保护部件44a的端部覆盖第2保护部件44b的端部的形状。
此外，也可以如图7(b)所示的边界部分74b那样，为剖视观察时第1保护部件44a的端部向第2保护部件44b侧弯曲为凸状的形状。另外，边界部分74b也可以为反向弯曲，即第2保护部件44b的端部向第1保护部件44a侧弯曲为凸状的形状。
另外，不仅第1保护部件44a与第2保护部件44b的边界部分，而且图5所示的第2保护部件44b与第3保护部件44c的边界部分的形状也可以是图7(a)以及图7(b)所示的边界部分74a、74b的形状。
此外，第1保护部件44a与第2保护部件44b、第2保护部件44b与第3保护部件44c的边界部分除图7(a)和图7(b)所示的边界部分74a、74b以外，边界部分可以是复杂地咬入的形状，也可以是第1保护部件44a与第2保护部件44b在边界部分混合。
[5-3.变形例]
在上述本实施方式所涉及的光学模块14中，参照图2(a)和图2(b)，对去除L1和L2(L3)的包覆、并在露出的包层部41b和包层部42b的外周面上且连接点C6附近涂覆导热性保护材料的情况进行了说明，但是也可以涂覆折光性保护材料以代替导热性保护材料。在该情况下，能够使反向(返回方向；箭头B方向)的漏光迅速地向包层部的外部排出。
此外，虽然本实施方式所涉及的光学模块14、214、314以通过不连续的形状连接入射侧光纤41的芯部41a与出射侧光纤42的芯部42a之间为例，并对在连接点C6处以与轴向垂直的阶梯形状连接的情况进行了图示和说明，但也可以通过相对于轴向平缓的阶梯形状连接。
另外，上述本实施方式所涉及的光学模块14、214、314对入射侧光纤41、出射侧光纤42的包层径和包覆径分别相同的情况进行了说明，但也可以使用包层径和包覆径的至少一方不同的入射侧光纤41、出射侧光纤42。
此外，上述本实施方式所涉及的光学模块14、214、314对出射侧光纤42经由连接线缆17连接输出单元16的情况进行了说明，但是也可以经由输出光纤连接输出单元16。此外，作为输出单元16，对切割工件W的光学装置的情况进行了说明，但也可以变更为其它的装置。
另外，光学模块14、214、314的出射侧光纤42除了与对激光进行会聚并向外部输出的输出单元16连接以外，还可以与输出线缆或者输出光纤连接。
即使如上所述置换为具有相同功能的任意结构，也能够得到与本发明的实施方式所涉及的光学模块14、214、314及光输出装置1同样的作用效果。
符号说明
1：光输出装置；
12：光源单元；
14：光学模块(第1实施方式)；
16：输出单元；
21：半导体激光元件；
22：多模光纤；
23：双包层光纤；
24、25：TFB；
26、27：光纤光栅；
28：稀土掺杂光纤；
29：输出光纤；
41：入射侧光纤；
41a：芯部；
41b：包层部；
41c：包覆部；
42：输出侧光纤；
42a：芯部；
42b：包层部；
42c：包覆部；
43：连接部位；
44：连接保护部；
44a：第1保护材料；
44b：第2保护材料；
44c：第3保护材料；
45：基材；
46：槽；
47：固定件；
214：光学模块(第2实施方式)；
314：光学模块(第3实施方式)。

Claims (5)

1.一种光学模块，其特征在于，包括：
第1光纤，其与激光的入射侧对应；
第2光纤，其与所述激光的出射侧对应；以及
连接保护部，其设置在覆盖用于光学连接所述第1光纤和所述第2光纤的连接部位的位置，
所述第2光纤具有比所述第1光纤大的芯径，
所述连接部位是所述第1光纤和所述第2光纤的芯部之间以不连续的形状被连接的部位，
所述连接保护部由导热性保护材料、和/或与所述第1光纤的包层部相比具有同等以上的折射率的折光性保护材料构成。
2.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于，
所述连接保护部设置在所述包层部的外周面上，从所述激光的出射侧向入射侧依次具有由所述导热性保护材料构成的第1保护材料以及由所述折光性保护材料构成的第2保护材料。
3.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于，
所述连接保护部设置在所述包层部的外周面上，从所述激光的出射侧向入射侧依次具有由所述导热性保护材料构成的第1保护材料、由所述折光性保护材料构成的第2保护材料以及由所述导热性保护材料构成的第3保护材料。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学模块，其特征在于，
在所述第2光纤侧光学连接对出射的所述激光进行会聚并向外部输出的输出单元。
5.一种光输出装置，其特征在于，包括：
权利要求1至4中任一项所述的光学模块；
向所述光学模块入射激光的光源单元；以及
向外部输出从所述光学模块出射的所述激光的输出单元。
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