CN117897640A

CN117897640A - 光学装置、光源装置以及光纤激光器

Info

Publication number: CN117897640A
Application number: CN202280059343.8A
Authority: CN
Inventors: 吉崎达也; 中角真也; 早水尚树; 石毛悠太
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2021-09-01
Filing date: 2022-08-31
Publication date: 2024-04-16
Also published as: JPWO2023033083A1; WO2023033083A1; US20240204472A1

Abstract

光学装置例如具备：基座；发光元件，其设置于基座上，且输出激光；多个光学部件，它们设置于基座上，且将从发光元件输出的激光传输至光纤并与该光纤耦合；以及遮蔽部，其设置于基座上，遮挡由多个光学部件所包含的第二光学部件反射的杂散光向多个光学部件所包含的第一光学部件照射。第二光学部件可以在激光的光路上位于该第一光学部件的前方。另外，遮蔽部位于相对于第一光学部件向经由该第一光学部件的激光的行进方向错开的位置。

Description

光学装置、光源装置以及光纤激光器

技术领域

本发明涉及光学装置、光源装置以及光纤激光器。

背景技术

以往，已知有具备对从规定的光路偏移的光即杂散光(泄漏光)进行处理的处理部的光学装置(例如，专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2017/134911号

发明内容

发明要解决的课题

如专利文献1的光学装置那样，在这种光学装置中，抑制杂散光带来的负面影响是重要的。

因此，本发明的课题之一是得到能够抑制杂散光带来的负面影响的、具备进一步改善的新结构的光学装置、光源装置以及光纤激光器。

用于解决课题的方案

本发明的光学装置例如具备：基座；发光元件，其设置于所述基座上，且输出激光；多个光学部件，它们设置于所述基座上，且将从所述发光元件输出的激光传输至光纤并与该光纤耦合；以及遮蔽部，其设置于所述基座上，遮挡由所述多个光学部件所包含的第二光学部件反射的杂散光向所述多个光学部件所包含的第一光学部件照射。

在所述光学装置中，可以的是，所述第二光学部件在从所述发光元件向所述光纤的所述激光的光路上位于该第一光学部件的前方。

在所述光学装置中，可以的是，所述遮蔽部位于相对于所述第一光学部件向经由该第一光学部件的所述激光的行进方向错开的位置。

在所述光学装置中，可以的是，所述遮蔽部与所述第一光学部件隔开间隙地设置。

在所述光学装置中，可以的是，所述遮蔽部具有吸收所述杂散光的吸收部。

可以的是，所述光学装置具备反射部，该反射部位于相对于所述第一光学部件向经由该第一光学部件的所述激光的行进方向的相反方向错开的位置，并将所述杂散光向规定方向反射。

在所述光学装置中，可以的是，所述反射部与所述第一光学部件隔开间隙地设置。

在所述光学装置中，所述反射部具有吸收所述杂散光的吸收部。

可以的是，所述光学装置具备：作为所述第一光学部件的两个第一光学部件，它们在所述激光的光路上隔开间隔地排列；以及壁部，其一体地具有：相对于所述两个第一光学部件中的位于所述光路的前方的所述第一光学部件的所述反射部、以及相对于所述两个第一光学部件中的位于所述光路的后方的所述第一光学部件的所述遮蔽部。

可以的是，所述光学装置具备：第一面，其设置于所述基座或固定于该基座的中间构件；以及接合材料，其介于所述第一面与所述第一光学部件之间，且将所述第一面与所述第一光学部件接合，所述遮蔽部遮挡朝向所述接合材料的所述杂散光。

在所述光学装置中，所述接合材料包括有机系材料。

在所述光学装置中，可以的是，所述遮蔽部包括从所述第一面突出的第一突起。

在所述光学装置中，所述第一面包括在所述基座或所述中间构件设置的凹部的底面，所述遮蔽部包括形成所述凹部的侧面的第一侧壁。

可以的是，所述光学装置具备反射部，所述反射部位于相对于所述第一光学部件向经由该第一光学部件的所述激光的行进方向的相反方向错开的位置，并将所述杂散光向从所述接合材料偏移的方向反射。

在所述光学装置中，可以的是，所述反射部包括从所述第一面突出的第二突起。

在所述光学装置中，可以的是，所述第一面包括在所述基座或所述中间构件设置的凹部的底面，所述反射部包括形成所述凹部的侧面的第二侧壁。

在所述光学装置中，可以的是，在所述第一面朝向第一方向，所述杂散光沿着沿所述第一方向以及与所述第一方向正交的第二方向的假想平面，向相对于所述第二方向以接近所述第一面的方式倾斜的方向前进，并且，所述杂散光的所述第一方向的相反方向的第一端缘的所述反射部处的第一反射点相对于所述接合材料在所述第一方向以及所述第二方向上分离的结构中，在将所述第一反射点相对于所述接合材料的所述第二方向上的距离设为L1、将所述第一反射点相对于所述接合材料的所述第一方向上的距离设为H1、将所述杂散光的行进方向相对于所述第二方向的倾斜角度设为θ、将所述第一反射点处的所述反射部的法线方向相对于所述第二方向的相反方向的仰角设为α时，满足以下的式(1)H1＜L1·tan(θ-2α)···(1)。

在所述光学装置中，可以的是，在所述第一面朝向第一方向，所述杂散光沿着沿所述第一方向以及与所述第一方向正交的第二方向的假想平面，向相对于所述第二方向以接近所述第一面的方式倾斜的方向前进，并且，所述杂散光的所述第一方向的第二端缘的所述反射部处的第二反射点相对于所述接合材料在所述第一方向以及所述第二方向上分离的结构中，在将所述第二反射点相对于所述接合材料的所述第二方向上的距离设为L2、将所述第二反射点相对于所述接合材料的所述第一方向上的距离设为H2、将所述杂散光的行进方向相对于所述第二方向的倾斜角度设为θ、将所述第二反射点处的所述反射部的法线方向相对于所述第二方向的相反方向的俯角设为β时，满足以下的式(2)H2＞L2·tan(θ+2β)···(2)。

在所述光学装置中，可以的是，在所述反射部将向所述第一光学部件中的激光的行进方向即第三方向的相反方向和与所述第三方向正交的第四方向之间的方向前进的所述杂散光向所述第三方向与所述第四方向的相反方向之间的方向反射，所述第一光学部件具有与所述反射部面对的所述第四方向的相反方向的端部即端点的结构中，在沿与所述第三方向以及所述第四方向正交的方向观察该结构的情况下，在将从所述反射部处的所述杂散光的所述第四方向的端缘的第三反射点到所述端点的所述第三方向上的距离设为L3、将从所述第三反射点到所述端点的向所述第四方向的相反方向的距离设为W、将朝向所述反射部的所述杂散光的相对于所述第三方向的相反方向的倾斜角度设为θw、将所述第三反射点处的所述反射部的法线方向的、相对于所述第三方向的倾斜角度设为γ的情况下，满足以下的式(3)W＞L3·tan(2γ-θw)···(3)。

可以的是，所述光学装置具备所述中间构件，所述中间构件的热膨胀系数是所述基座的热膨胀系数与所述接合材料的热膨胀系数之间的值。

本发明的光学装置例如具备：基座；发光元件，其设置于所述基座上，且输出激光；多个光学部件，它们设置于所述基座上，且将从所述发光元件输出的激光传输至光纤并与该光纤耦合；以及反射部，其位于相对于所述多个光学部件所包含的第一光学部件向经由该第一光学部件的所述激光的行进方向的相反方向错开的位置，将由所述多个光学部件所包含的第二光学部件反射的杂散光向从所述第一光学部件偏移的方向反射。

可以的是，本发明的光学装置例如具备：多个光学部件，它们将激光向光纤传输并与该光纤耦合；以及遮蔽部，其遮挡由所述多个光学部件所包含的第二光学部件反射的杂散光向所述多个光学部件所包含的第一光学部件照射。

另外，本发明的光源装置例如具备所述光学装置。

另外，本发明的光纤激光器例如具备：所述光源装置、以及放大从所述光源装置输出的激光的光放大光纤。

发明效果

根据本发明，例如能够得到能够抑制杂散光带来的负面影响的、具有进一步改善的新结构的光学装置、光源装置以及光纤激光器。

附图说明

图1是第一实施方式的光学装置的例示性且示意性的俯视图。

图2是第一实施方式的光学装置所包含的基座的例示性且示意性的立体图。

图3是第一实施方式的光学装置所包含的子单元的例示性且示意性的侧视图。

图4是第一实施方式的光学装置的包含遮蔽部的部位的例示性且示意性的立体图。

图5是图4所示的部位的一部分的例示性且示意性的剖视图。

图6是表示在第一实施方式的光学装置中杂散光的反射部中的反射光不与接合材料接触的条件的说明图。

图7是表示在第二实施方式的光学装置中杂散光的反射部中的反射光不与接合材料接触的条件的说明图。

图8是表示在第三实施方式的光学装置中杂散光的反射部中的反射光不与第一光学部件接触的条件的说明图。

图9是第四实施方式的光学装置的一部分的例示性且示意性的立体图。

图10是实施方式的光源装置的例示性的结构图。

图11是实施方式的光纤激光器的例示性的结构图。

图12是实施方式的变形例的子单元的例示性且示意性的侧视图。

具体实施方式

以下，公开本发明的例示性的实施方式以及变形例。以下所示的实施方式以及变形例的结构以及由该结构带来的作用以及结果(效果)是一例。本发明也能够通过以下的实施方式以及变形例所公开的结构以外的结构来实现。另外，根据本发明，能够得到通过结构而得到的各种效果(也包括衍生的效果)中的至少一个。

以下所示的多个实施方式以及变形例具备同样的结构。因此，根据各实施方式以及变形例的结构，能够得到基于该同样的结构的同样的作用以及效果。另外，以下，有时对这些同样的结构标注同样的附图标记，并且省略重复的说明。

在本说明书中，序数是为了便于区别部件、部位、方向等而标注的，并不表示优先级、顺序。

另外，在各图中，由箭头X1表示X1方向，由箭头X2表示X2方向，由箭头Y表示Y方向，由箭头Z表示Z方向。X1方向、Y方向以及Z方向相互交叉，并且相互正交。另外，X1方向与X2方向彼此为相反方向。

需要说明的是，在图1、3中，激光L的光路用实线的箭头表示。

[第一实施方式]

图1是第一实施方式的光学装置100A(100)的概要结构图，是在Z方向的相反方向上观察光学装置100A的内部的俯视图。

如图1所示，光学装置100A具备基座101、多个子单元100a、光合成部108、聚光透镜104、105、以及光纤107。从各子单元100a的发光模块10A输出的激光经由各子单元100a的反射镜103、光合成部108、以及聚光透镜104、105而传输到光纤107的端部(未图示)，且与光纤107光学性地耦合。光学装置100A也可以称为发光装置。

基座101例如由铜系材料、铝系材料那样的、热传导率高的材料制作。基座101可以由一个部件构成，也可以由多个部件构成。另外，基座101被盖部(未图示)覆盖。多个子单元100a、多个反射镜103、光合成部108、聚光透镜104、105、以及光纤107的端部均设置于基座101上，且收容于在基座101与盖部之间形成的收容室(未图示)内。收容室被气密密封。

光纤107是输出光纤，且经由支承其端部的光纤支承部106a而与基座101固定。

光纤支承部106a可以作为基座101的一部分而与该基座101一体地构成，作为与基座101分体的构件而构成的光纤支承部106a也可以例如经由螺钉那样的固定件而安装于基座101。

子单元100a分别具有输出激光的发光模块10A、多个透镜41A～43A以及反射镜103。透镜42A在快轴上对激光进行准直，透镜42B在慢轴上对激光进行准直。透镜41A～43A及反射镜103是光学部件的一例。

另外，光学装置100A具备多个子单元100a在Y方向上以规定间隔排列的两个阵列A1、A2。在阵列A1的子单元100a1(100a)中，发光模块10A向X1方向输出激光，透镜41A～43A向X1方向传输来自该发光模块10A的激光，反射镜103向Y方向反射向X1方向前进的激光。在阵列A2的子单元100a1(100a)中，发光模块10A向X2方向输出激光，透镜41A～43A向X2方向传输来自该发光模块10A的激光，反射镜103向Y方向反射向X2方向前进的激光。

在本实施方式中，阵列A1的子单元100a1和阵列A2的子单元100a2在X1方向(X2方向)上排列。需要说明的是，在子单元100a1和子单元100a2之间设置有遮蔽杂散光(泄漏光)的遮蔽部101c。这样，在子单元100a1和子单元100a2沿X1方向排列的情况下，例如能够得到光学装置100A在Y方向上的尺寸变得更小的优点。但是，并不限定于此，子单元100a1与子单元100a2也可以相互错开。例如，各子单元100a2也可以相对于在Y方向上相邻的两个子单元100al之间的间隙在X1方向上排列。

图2是基座101的立体图。如图2所示，在基座101的表面101b设置有子单元100a的位置随着朝向Y方向而向Z方向的相反方向错开的多个台阶101b1。对于多个子单元100a在Y方向上以规定间隔(例如一定间隔)排列的阵列A1、A2中的每一个，子单元100a配置于各台阶101b1上。由此，阵列A1所包含的子单元100a的Z方向的位置随着朝向Y方向而向Z方向的相反方向错开，并且阵列A2所包含的子单元100a的Z方向的位置也随着朝向Y方向而向Z方向的相反方向错开。通过这样的结构，在各阵列A1、A2中，能够从多个反射镜103向光合成部108输入沿Y方向前进的在Z方向上排列的相互平行的激光。需要说明的是，也可以构成为，台阶101bl相对于Z方向在向Y方向或者Y方向的相反方向倾斜的方向上错开，激光从各反射镜103向相对于Y方向具有规定的仰角的方向前进。

如图1所示，来自各反射镜103的激光被输入到光合成部108，在该光合成部108中被合成。

光合成部108具有合成器108a、反射镜108b、以及1/2波长板108c。合成器108a、反射镜108b、以及1/2波长板108c是光学部件的一例。

反射镜108b使来自阵列A1的子单元100a的激光经由1/2波长板108c朝向合成器108a。1/2波长板108c使来自阵列A1的光的偏振面旋转。

来自阵列A2的子单元100a的激光被直接输入合成器108a。

合成器108a合成来自两个阵列A1、A2的激光。合成器108a也可以称为偏振合成元件。

来自合成器108a的激光通过聚光透镜104、105而朝向光纤107的端部(未图示)聚光，且与光纤107光学性地耦合，在光纤107内传输。聚光透镜104、105是光学部件的一例。

另外，在基座101设置有对子单元100a(发光模块10A)、光纤支承部106a、聚光透镜104、105、合成器108a等进行冷却的制冷剂通路109。在制冷剂通路109中，例如供冷却液那样的制冷剂流动。制冷剂通路109例如通过基座101的各部件的安装面的附近、例如正下方或者其附近，制冷剂通路109的内表面以及制冷剂通路109内的制冷剂(未图示)与冷却对象的部件、部位、即子单元100a(发光模块10A)、光纤支承部106a、聚光透镜104、105、合成器108a等热连接。经由基座101在制冷剂与部件、部位之间进行热交换，部件被冷却。需要说明的是，作为一例，制冷剂通路109的入口109a以及出口109b设置于基座101的Y方向的相反方向的端部，但也可以设置于其他位置。

[子单元]

图3是表示阵列A1的子单元100a1(100a)的结构的侧视图。需要说明的是，关于阵列A2的子单元100a2，光学部件的配置及激光的传输方向与子单元100a1是相反的，但具有与子单元100a1同样的结构。

发光模块10A具有子台座芯片(chip on submount)30、以及收容该子台座芯片30的壳体20。需要说明的是，在图3中，发光模块10A以透视壳体20的内部的状态描绘。

壳体20是长方体状的箱，且收容子台座芯片30。壳体20具有壁构件21、以及窗构件22。壁构件21例如由金属材料制作。

另外，壳体20具有基座21a。基座21a具有与Z方向交叉的板状的形状。基座21a例如是壁构件21的一部分(底壁)。基座21a例如由无氧铜那样的热传导率高的金属材料制作。无氧铜是铜系材料的一例。需要说明的是，基座21a也可以与壁构件21分体设置。

在壁构件21的X1方向的端部设置有开口部21b。在开口部21b安装有透过激光L的窗构件22。窗构件22与X1方向交叉且正交。从子台座芯片30向X1方向输出的激光L通过窗构件22，向发光模块10A之外射出。激光L从发光模块10A向X1方向输出。

构成壁构件21(壳体20)的多个构件(未图示)的边界部分、以及壁构件21与窗构件22之间的边界部分等以气体无法通过的方式被密封。即，壳体20被气密密封。需要说明的是，窗构件22也是壁构件21的一部分。

子台座芯片30具有子台座31、以及发光元件32。子台座芯片30也可以称为半导体激光模块。

子台座31例如具有与Z方向交叉并且正交的板状的形状。子台座31例如能够由氮化铝、陶瓷、玻璃那样的热传导率比较高的绝缘材料制作。在子台座31上，作为向发光元件32供给电力的电极，形成有金属化层31a。

子台座31安装于基座21a上。发光元件32安装于子台座31的顶面上。即，发光元件32经由子台座31而安装于基座21a上，并且经由子台座31及壳体20而安装于基座101上。

发光元件32例如是具有快轴(FA)和慢轴(SA)的半导体激光元件。发光元件32具有在X1方向上延伸的细长的形状。发光元件32从设置于X1方向的端部的射出开口(未图示)向X1方向输出激光L。子台座芯片30以使发光元件32的快轴沿着Z方向且慢轴沿着Y方向的方式安装。Z方向是快轴方向的一例，Y方向是慢轴方向的一例。

从发光元件32输出的激光L依次经由透镜41A、透镜42A、以及透镜43A而至少在Z方向以及Y方向上准直。透镜41A、透镜42A、以及透镜43A均设置于壳体20外。

在本实施方式中，透镜41A、透镜42A、以及透镜43A依次在X1方向上排列。从发光元件32输出的激光L依次通过透镜41A、透镜42A、以及透镜43A。另外，在从发光元件32射出并通过透镜41A、透镜42A、以及透镜43A之前的期间，激光L的光轴为直线状，激光L的快轴方向沿着Z方向，并且激光L的慢轴方向沿着Y方向。

透镜41A在X1方向上与窗构件22稍微分离，或者在X1方向上与窗构件22相接。

通过窗构件22的激光L入射到透镜41A。透镜41A是具有相对于沿着光轴的中心轴Ax的轴对称形状的透镜，且构成为绕中心轴Ax的旋转体。透镜41A以使中心轴Ax沿着X1方向并且与激光L的光轴重叠的方式配置。透镜41A的入射面41a及射出面41b分别具有绕沿X1方向延伸的中心轴Ax的旋转面。射出面41b是向X1方向凸出的凸曲面。射出面41b比入射面41a突出得大。透镜41A是所谓凸透镜。

从透镜41A射出的激光L的光束宽度随着向X1方向前进而变窄。需要说明的是，光束宽度是在激光的光束轮廓中，光强度成为规定值以上的区域的宽度。规定值例如是峰值的光强度的1/e²。透镜41A在Z方向、Y方向以及Z方向与Y方向之间的方向上聚焦激光L，因此能够得到激光L的像差变小的效果。

透镜42A具有相对于作为与Z方向交叉且正交的平面的假想中心面Vc2的面对称形状。透镜42A的入射面42a及射出面42b具有沿着Y方向的母线并且具有沿着Y方向延伸的柱面。入射面42a是向X1方向的相反方向凸出的凸曲面。另外，射出面42b是向X1方向凹陷的凹曲面。

透镜42A在Z方向上的光束宽度Wzc比向透镜41A入射的入射面41a处的Z方向上的光束宽度Wza小的状态下，在Z方向上、即在快轴上对激光L进行准直。透镜42A在与Y方向正交的截面中是凹透镜。透镜42A也可以称为准直透镜。

另外，透镜42A位于比透镜41A的激光L的Z方向的聚焦点Pcz更靠透镜41A的附近的位置。假设在透镜42A位于比Z方向的聚焦点Pcz靠透镜41A的远处的情况下，在透镜41A与透镜42A之间的激光L的光路上出现Z方向的聚焦点Pcz。在该情况下，有可能产生在能量密度高的Z方向的聚焦点Pcz处尘垢聚集等不良情况。关于这一点，在本实施方式中，透镜42A位于比Z方向的聚焦点Pcz靠透镜41A的附近的位置，因此在激光L到达聚焦点Pcz之前被透镜42A准直。即，根据本实施方式，在激光L的光路上不出现Z方向的聚焦点Pcz，因此能够避免产生由该聚焦点Pcz引起的不良情况。

需要说明的是，激光L的Y方向上的聚焦点(未图示)出现在透镜41A与透镜42A之间，但Y方向上的聚焦点处的能量密度不那么高，因此不会产生尘垢的聚集那样的问题。

从发光元件32输出并经由透镜41A及透镜42A的激光L的Y方向的光束宽度随着向X1方向前进而扩展。在Y方向上扩展的前端粗的激光L经由透镜42A而入射到透镜43A。

透镜43A具有相对于作为与Y方向交叉且正交的平面的假想中心面的面对称形状。透镜43A的入射面43a以及射出面43b具有沿着Z方向的母线且具有沿着Z方向延伸的柱面。入射面43a是与X1方向正交的平面。另外，射出面43b是向X1方向凸出的凸曲面。

透镜43A在Y方向上、即在慢轴上对激光L进行准直。透镜43A在与Z方向正交的截面中是凸透镜。透镜43A也可以称为准直透镜。

[中间构件以及遮蔽部]

图4是光学装置100A(100)的包括光合成部108的部分的立体图。如图4所示，光学装置100A具备中间构件102。中间构件102固定于基座101，且支承光合成部108的合成器108a、反射镜108b、以及1/2波长板108c。中间构件102也可以称为支承构件或夹设构件。

中间构件102由热膨胀系数成为支承该中间构件102的基座101的热膨胀系数与该中间构件102所支承的合成器108a、反射镜108b、以及1/2波长板108c那样的光学部件的热膨胀系数之间的值的材料制作。作为这样的中间构件102的材料，例如可列举出氧化铝、A1N、SiC等陶瓷材料、或者10Cu-90W、20Cu-80W这样的CuW、可伐合金等合金材料。

中间构件102具有与Z方向交叉且正交，且在X1方向、X2方向以及Y方向上延伸的板状的形状。中间构件102具有下表面102a和上表面102b。下表面102a以及上表面102b分别与Z方向交叉且正交，具有平面状的形状，且相互平行。

下表面102a例如通过钎焊、熔焊、粘接等与基座101的表面101b接合。

另外，在上表面102b设置有在Z方向上开口的多个凹部102c。凹部102c与合成器108a、反射镜108b、以及1/2波长板108c分别对应地设置，分别收容合成器108a、反射镜108b、以及1/2波长板108c。即，在中间构件102设置有三个凹部102c。凹部102c也可以称为收容部。

凹部102c具有底面102c1。底面102c1朝向Z方向，与Z方向交叉且正交，且具有平面状的形状。另外，底面102c1与基座101的表面101b大致平行。

图5是沿着图4的一部分的、X1方向，X2方向以及Z方向的截面的剖视图。在图5中包含中间构件102、合成器108a、以及1/2波长板108c。如图5所示，合成器108a、以及1/2波长板108c分别经由接合材料108e而与底面102c1接合。接合材料108e介于合成器108a或1/2波长板108c与底面102c1之间。接合材料108e例如包括环氧树脂、丙烯酸树脂那样的有机系材料。接合材料108e也可以具有电磁波固化性、热固化性、或者湿度固化性。需要说明的是，虽未图示，但反射镜108b也经由接合材料108e而与对应的凹部102c的底面102c1接合。底面102c1是第一面的一例。

接合材料108e是包含有机系材料的粘接剂的情况下，若杂散光照射到该接合材料108e，则该接合材料108e有可能损伤。杂散光例如源自通过在各光学部件中非本意地反射或透过而从规定的光路偏移的激光。作为一例，杂散光是如图4所示的在端帽106b的端面106b1非本意地被反射的激光。端帽106b通过熔接等而与光纤107的输入端部光学性地耦合，与激光向光纤107输入的情况相比降低激光的输入端中的能量密度，由此具有抑制该输入端的损伤这一功能。经由反射镜108b、1/2波长板108c以及合成器108a的激光耦合到端帽106b。即，端帽106b在激光的光路中位于反射镜108b、1/2波长板108c以及合成器108a的前方。在这样的结构中，反射镜108b、1/2波长板108c以及合成器108a是第一光学部件的一例，端帽106b是第二光学部件的一例。

为了抑制这样的杂散光带来的负面影响，光学装置100A(100)具备遮蔽部102d。遮蔽部102d遮挡例如端帽106b处的非本意的反射光那样的、从激光的原本的光路的前方沿相反方向到来的杂散光向接合材料108e、以及合成器108a、反射镜108b及1/2波长板108c中的该接合材料108e的相邻区域或附近照射。

相对于合成器108a向Y方向错开设置的遮蔽部102d抑制朝向合成器108a沿Y方向的相反方向或相对于该相反方向倾斜的方向到来的杂散光向合成器108a的一部分以及将该合成器108a与底面102c1接合的接合材料108e照射。

相对于反射镜108b以及1/2波长板108c在X1方向上错开设置的遮蔽部102d向与Y方向的相反方向或相对于该相反方向倾斜的方向输入合成器108a，抑制在该合成器108a处向X2方向或相对于该X2方向倾斜的方向反射的杂散光向反射镜108b、1/2波长板108c以及将该反射镜108b或者1/2波长板108c与底面102c1接合的接合材料108e照射。

遮蔽部102d设置于中间构件102。遮蔽部102d构成为从底面102c1突出的突起。遮蔽部102d是第一突起的一例。

遮蔽部102d构成为形成凹部102c的侧面102d1的侧壁。遮蔽部102d是第一侧壁的一例。

另外，在遮蔽部102d与合成器108a、反射镜108b、以及1/2波长板108c之间设置有间隙。由此，能够防止遮蔽部102d妨碍合成器108a、反射镜108b、以及1/2波长板108c各自的X1方向或者X2方向的位置调整。另外，根据这样的结构，在如本实施方式那样合成器108a、反射镜108b、以及1/2波长板108c经由接合材料108e安装的情况下，在该接合材料108e是电磁波固化性、热固化性、或者湿度固化性的接合材料的情况下，能够更容易地使电磁波、热、或者蒸汽从该间隙作用于接合材料108e。

而且，遮蔽部102d也可以具有吸收杂散光的吸收部。吸收部例如是涂布于遮蔽部102d的激光的行进方向(X1方向)的作为端面的侧面102d1的黑色涂料那样的将激光的能量转换为热能的涂料。另外，吸收部例如也可以设置于上表面102b。通过吸收部，能够抑制遮蔽部102d处的反射光的负面影响。

[反射部]

另外，相对于光学部件从激光的行进方向的前方到来的杂散光也有可能在该光学部件的后方反射而造成负面影响。因此，在本实施方式中，为了抑制这样的杂散光的反射光的负面影响，光学装置100A(100)具备将杂散光向规定方向反射的反射面102r。反射面102r是反射部的一例。

如图5所示，反射面102r相对于合成器108a、1/2波长板108c以及接合材料108e分别在作为激光的行进方向的相反方向的X2方向上错开位置，将在作为激光的行进方向的相反方向的X2方向或者与该X2方向倾斜的方向上到达的杂散光向规定方向反射。由此，抑制杂散光的反射光的负面影响。

反射面102r设置于中间构件102。反射面102r构成为从底面102c1突出的作为突起的遮蔽部102d的侧面102d1。具有反射面102r的遮蔽部102d是第二突起的一例。

反射面102r构成为凹部102c的侧面102d1。具有反射面102r的遮蔽部102d是第二侧壁的一例。

另外，在具有反射面102r的遮蔽部102d与合成器108a、以及1/2波长板108c之间设置有间隙。由此，能够防止反射面102r(遮蔽部102d)对合成器108a、以及1/2波长板108c各自的X1方向或X2方向的位置调整带来障碍。另外，根据这样的结构，如本实施方式那样，在合成器108a、以及1/2波长板108c经由接合材料108e安装的情况下，在该接合材料108e是电磁波固化性、热固化性或湿度固化性的接合材料的情况下，能够更容易地使电磁波、热、或蒸汽从该间隙作用于接合材料108e。

而且，反射面102r也可以具有吸收杂散光的吸收部。通过吸收部，能够抑制因反射面102r处的反射光引起的负面影响。

另外，如图5所示，也可以是，在激光的光路上隔开间隔地排列的1/2波长板108c与合成器108a之间设置的遮蔽部102d相对于位于光路的后方的1/2波长板108C作为遮蔽部而发挥功能，并且具有相对于光路的前方的合成器108a的反射面102r。根据这样的结构，与分别具备遮蔽部和反射面102r的结构相比，例如能够得到结构变得更紧凑、结构进一步简化从而能够减少光学装置100A的制造的工夫、成本这样的优点。设置于1/2波长板108c与合成器108a之间的遮蔽部102d是壁部的一例。

需要说明的是，合成器108a、反射镜108b、以及1/2波长板108c也可以不是经由中间构件102间接地安装于基座101，而是直接安装于基座101。另外，遮蔽部、反射部、凹部、该凹部的底面以及侧面、第一突起、第二突起、第一侧壁、第二侧壁以及壁部也可以设置于基座101。

[反射面的反射方向]

图6是表示在光学装置100A(100)中，反射面102r中的反射光不与接合材料108e接触的条件的一例的说明图。需要说明的是，在图6中，为了容易理解，示出了激光的杂散光Ls相对于X2方向的倾斜角度θ比实际大很多的情况。

图6假定底面102c1朝向Z方向且杂散光Ls沿着沿Z方向以及X2方向的假想平面(即沿着图6的纸面的方向)向相对于该X2方向接近底面102c1的方向倾斜的方向前进的情况。另外，在图6中，示出了与杂散光Ls的Z方向相反方向的端缘Lsb的、反射面102r上的反射点P1相对于接合材料108e在X2方向上分离距离L1并且在Z方向上分离距离H1的情况。X2方向是第二方向的一例。

另外，在图6的例子中，反射面102r的法线方向N相对于Dl方向(X1方向)具有正的仰角α。在该情况下，相对于杂散光Ls的端缘Lsb的、反射光Lr的与Z方向相反方向的端缘Lrb到达比接合材料108e更远离Z方向的位置即可。于是，相对于杂散光Ls的反射光Lr的整体位于比端缘Lrb更向Z方向错开的位置，因此反射光Lr不会整体照射到接合材料108e。

在此，图6示出反射光Lr的端缘Lrb恰好到达接合材料108e的Z方向的端部的状态。在这种情况下，如图6所示，作为X2方向的相反方向的D1方向与端缘Lrb(反射光Lr)所成的角为θ-2α，因此H1＝L1·tan(θ-2α)成立。因此，在满足以下的式(1)

H1＜L1·tan(θ-2α)··· (1)

的情况下，反射光Lr的与Z方向相反方向的端缘Lrb到达比接合材料108e更远离Z方向的位置，反射光Lr不会照射到接合材料108e。

如以上说明的那样，在本实施方式中，遮蔽部102d遮挡由端帽106b那样的第二光学部件反射的杂散光向合成器108a、反射镜108b、以及1/2波长板108c那样的第一光学部件以及接合材料108e照射。

根据这样的结构，例如，能够抑制由第二光学部件反射的杂散光与由第一光学部件传输的激光干扰、或者产生因该杂散光而使接合材料108e损伤这样的不良情况。

另外，在本实施方式中，反射面102r(反射部)将由第二光学部件反射的杂散光向规定方向反射。

根据这样的结构，能够抑制由第二光学部件反射的杂散光的反射光与由第一光学部件传输的激光干扰、或者产生因该反射光而使接合材料108e损伤这样的不良情况。

另外，上述效果在激光的输出比较高的情况、激光的波长比较短的情况、装置的使用期间比较长期的情况下等特别有效。

而且，如本实施方式那样，遮蔽部102d、反射面102r(反射部)也可以设置于固定在基座101的中间构件102。

根据这样的结构，例如与遮蔽部102d、反射面102r直接设置于基座101的情况相比，能够更容易或更高精度地设置该遮蔽部102d、反射面102r，进而能够进一步降低光学装置100A的制造的工夫、成本。

[第二实施方式]

图7是表示在第二实施方式的光学装置100B(100)中，反射面102r中的反射光不与接合材料108e接触的条件的一例的说明图。

图7假定底面102c1朝向Z方向，杂散光Ls沿着沿Z方向以及X2方向的假想平面(即沿着图7的纸面的方向)向相对于该X2方向接近底面102c1的方向倾斜的方向前进的情况。另外，在图7中，示出了杂散光Ls的Z方向的端缘Lsu的、反射面102r上的反射点P2相对于接合材料108e在X2方向上分离距离L2，并且在Z方向上分离距离H2的情况。

另外，在图7的例子中，反射面102r的法线方向N相对于Dl方向(X1方向)具有正的俯角β。在该情况下，相对于杂散光Ls的端缘Lsu的反射光Lr的Z方向的端缘Lru到达比接合材料10Se向Z方向的相反方向离开的位置、或者在底面102c1上从接合材料108e向X2方向离开的位置即可。于是，相对于杂散光Ls的反射光Lr的整体位于比端缘Lru向Z方向的相反方向错开的位置，因此反射光Lr不会整体照射到接合材料108e。

在此，图7示出反射光Lr的端缘Lru恰好到达接合材料108e的Z方向的端部的状态。在这种情况下，如图7所示，作为X2方向的相反方向即Dl方向与端缘Lru(反射光Lr)所成的角为θ+2β，因此H2＝L2·tan(θ+2β)成立。因此，在满足以下的式(2)

H2＞L2·tan(θ+2β)··· (2)

的情况下，反射光Lr的Z方向的端缘Lru到达比接合材料108e向Z方向的相反方向离开的位置，换言之，到达在与底面102c1上从接合材料108e向X2方向离开的位置，反射光Lr不会照射到接合材料108e。

根据这样的本实施方式，也能够得到与上述第一实施方式相同的效果。

[第三实施方式]

图8是表示在第三实施方式的光学装置100C(100)中，反射面102r中的反射光不与作为第一光学部件的光学部件108f接触的条件的一例的说明图。

图8示出了在由第二光学部件反射而不是杂散光Ls的原本的激光前进的Dl方向(Y方向)的相反方向与X2方向之间的方向前进的杂散光Ls在反射面102r向Y方向与X1方向之间的方向反射的情况。另外，在图8中，示出了光学部件108f的X1方向的端部108f1相对于杂散光Ls的X2方向的端缘Lsw的反射面102r上的反射点P3在Y方向上分离距离L3并且在X1方向上分离距离W的情况。另外，杂散光Ls以相对于Y方向的相反方向以角度θw倾斜的角度向反射面102r前进。Y方向是第三方向的一例，X2方向是第四方向的一例。图8是从Z方向的相反方向观察的情况下的俯视图。

另外，在图8的例子中，反射面102r的法线方向N相对于D1方向(Y方向)以倾斜角度γ倾斜。在该情况下，反射光Lr的X2方向的端缘Lrw相比于杂散光Ls的X2方向的端缘Lsw到达比接合材料108e的X1方向的端部108f1更远离X1方向的位置即可。于是，相对于杂散光Ls的反射光Lr的整体位于比端缘Lrw向X1方向错开的位置，因此反射光Lr不会整体照射到光学部件108f。

在此，图8示出反射光Lr的端缘Lrw恰好到达光学部件108f的X1方向的端部108f1的状态。在这种情况下，如图8所示，作为Y方向的Dl方向与端缘Lrw(反射光Lr)所成的角为2γ-θw，因此H3＝L3·tan(2γ-θw)成立。因此，在满足以下的式(3)

H3＞L3·tan(2γ-θw)··· (3)

的情况下，反射光Lr的X2方向的端缘Lrw到达比光学部件108f的端部108f1更远离X1方向的位置，反射光Lr不会照射到光学部件108f。

根据这样的本实施方式，也能够得到与上述第一实施方式或上述第二实施方式同样的效果。

[第四实施方式]

图9是第四实施方式的光学装置100D(100)的一部分的立体图。如图9所示，具有遮蔽部102d以及反射面102r的构造也能够应用于设置有聚光透镜104、105的部位。在本实施方式中，作为一例，光纤支承部106aD构成为与基座101不同的构件，并且除了聚光透镜105以外，聚光透镜104也经由接合材料108e与该光纤支承部106aD接合。光纤支承部106aD作为中间构件102而发挥功能。聚光透镜104、105是第一光学部件的一例。

在图9的例子中，与聚光透镜104对应设置的反射面102r将杂散光Ls向Y方向与Z方向或Z方向的相反方向之间的方向反射，另一方面，与聚光透镜105对应设置的反射面102r将杂散光Ls向Y方向与X1方向或X2方向之间的方向反射。但是，并不限定于这样的结构以及配置，只要能够通过遮蔽部102d遮挡杂散光Ls接触到聚光透镜104、105中的接合材料108e的相邻区域、附近，或者能够抑制由反射面102r产生的杂散光Ls的反射光Lr接触接合材料108e，则可以是任意的结构以及配置。

[第五实施方式]

[光源装置、光纤激光器的结构]

图10是安装有上述第一～第三实施方式中任一个光学装置100(发光装置)的第五实施方式的光源装置110的结构图。光源装置110具备多个光学装置100来作为激发光源。从多个光学装置100输出的激光经由光纤107而向作为光耦合部的合成器90传输。光纤107的输出端分别与多个输入1输出的合成器90的多个输入端口耦合。需要说明的是，光源装置110并不限定于具有多个光学装置100，只要具有至少一个光学装置100即可。

[第六实施方式]

图11是安装有图10的光源装置110的光纤激光器200的结构图。光纤激光器200具备图10所示的光源装置110及合成器90、稀土类添加光纤130、以及输出侧光纤140。在稀土类添加光纤130的输入端以及输出端分别设置有高反射FBG120、121(fiber Bragggrating)。

在合成器90的输出端连接有稀土类添加光纤130的输入端，在稀土类添加光纤130的输出端连接有输出侧光纤140的输入端。需要说明的是，将从多个光学装置100输出的激光向稀土类添加光纤130输入的输入部也可以使用其他构成来代替合成器90。例如，也可以构成为将多个光学装置100中的输出部的光纤107排列配置，使用包含透镜的光学系统等输入部将从多个光纤107输出的激光输入到稀土类添加光纤130的输入端。稀土类添加光纤130是光放大光纤的一例。

根据第五实施方式的光源装置110、或者第六实施方式的光纤激光器200，通过具备上述第一～第四实施方式的光学装置100而得到与上述第一～第四实施方式相同的效果。

[子单元的变形例]

图12是表示子单元100a1(100a)的另一例(变形例)的侧视图。将图1的光学装置100A的子单元100a替换为图12的子单元100a，能够构成实施方式的变形例的光学装置100。如图12所示，本变形例的子单元100a1具有子台座芯片30、透镜42B、透镜43B、以及反射镜103(在图12中未图示，参照图1)。透镜42B在快轴上对激光进行准直，透镜43B在慢轴上对激光进行准直。透镜42B在面对发光元件32的端面32a的状态下与子台座芯片30一体化。即，在该例子中，发光模块10B一体地具有子台座芯片30和透镜42B。透镜42B、43B是光学部件的一例。在具有这样的子单元100a1(100a)的结构中，也能够得到与上述实施方式同样的效果。

以上，例示了本发明的实施方式以及变形例，但上述实施方式以及变形例是一例，并未意图限定发明的范围。上述实施方式以及变形例能够以其他各种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、替换、组合、变更。另外，各结构、形状等规格(构造、种类、方向、型式、大小、长度、宽度、厚度、高度、数量、配置、位置、材质等)能够适当变更来实施。

例如，光学部件不限于实施方式以及变形例中公开的光学部件，例如也可以是棱镜、衍射光学元件那样的使光反射、折射、或者衍射的其他光学元件。需要说明的是，衍射光学元件例如将周期不同的多个衍射光栅复合而构成为一体。

另外，子单元、发光模块、各光学部件、突出部、遮蔽部等的结构、配置、组合并不限定于上述实施方式以及变形例。另外，杂散光的行进方向也不限定于上述的方向。

工业上的可利用性

本发明能够利用于光学装置、光源装置以及光纤激光器。

附图标记说明：

10A、10B…发光模块(突出部)

20…壳体

21…壁构件

21a…基座

21b…开口部

22…窗构件

30…子台座芯片

31…子台座

31a…金属化层

32…发光元件

32a…端面

41A…透镜(光学部件)

41a…入射面

41b…射出面

42A、42B…透镜(光学部件)

42a…入射面

42b…射出面

43A、43B…透镜(光学部件)

43a…入射面

43b…射出面

90…合成器

100、100A～100D…光学装置

100a…子单元

100a1…子单元

100a2…子单元

101…基座

101b…表面

101b1…台阶

101c…遮蔽部

102…中间构件

102a…下表面

102b…上表面

102c…凹部

102c1…底面(第一面)

102d…遮蔽部(壁部、第一突起、第一侧壁、第二突起、第二侧壁)

102d1…侧面

102r…反射面(反射部)

103…反射镜(光学部件)

104、105…聚光透镜(第一光学部件、光学部件)

106a、106aD…光纤支承部

106b…端帽(第二光学部件、光学部件)

106b1…端面

107…光纤

108…光合成部

108a…合成器(第一光学部件、光学部件)

108b…反射镜(第一光学部件、光学部件)

108c…1/2波长板(第一光学部件、光学部件)

10ge…接合材料

108f...光学部件

108f1…端部

109…制冷剂通路

109a…入口

109b…出口

110…光源装置

120、121…高反射FBG

130…稀土类添加光纤

140…输出侧光纤

200…光纤激光器

Ax…中心轴

A1、A2…阵列

H1…距离

H2…距离

L...激光

L1…距离

L2…距离

L3…距离

Ls…杂散光

Lsb…端缘

Lsu…端缘

Lsw…端缘

Lr…反射光

Lrb…端缘

Lru…端缘

Lrw…端缘

N…法线方向

P1…反射点

P2…反射点

P3…反射点

Pcz…聚焦点

Vc2…假想中心面

W…距离

Wza…(在Z方向上的)光束宽度

Wzc…(在Z方向上被准直的)光束宽度

X1…方向

X2…方向(第二方向、第四方向)

Y…方向(第三方向)

Z…方向(第一方向)

θ…倾斜角度

α…仰角

β…俯角

γ…倾斜角度

θw…角度(倾斜角度)。

Claims

1.一种光学装置，其中，

所述光学装置具备：

基座；

发光元件，其设置于所述基座上，且输出激光；

多个光学部件，它们设置于所述基座上，且将从所述发光元件输出的激光传输至光纤并与该光纤耦合；以及

遮蔽部，其设置于所述基座上，遮挡由所述多个光学部件所包含的第二光学部件反射的杂散光向所述多个光学部件所包含的第一光学部件照射。

2.根据权利要求1所述的光学装置，其中，

所述第二光学部件在从所述发光元件向所述光纤的所述激光的光路上位于该第一光学部件的前方。

3.根据权利要求1或2所述的光学装置，其中，

所述遮蔽部位于相对于所述第一光学部件向经由该第一光学部件的所述激光的行进方向错开的位置。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的光学装置，其中，

所述遮蔽部与所述第一光学部件隔开间隙地设置。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的光学装置，其中，

所述遮蔽部具有吸收所述杂散光的吸收部。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的光学装置，其中，

所述光学装置具备反射部，所述反射部位于相对于所述第一光学部件向经由该第一光学部件的所述激光的行进方向的相反方向错开的位置，并将所述杂散光向规定方向反射。

7.根据权利要求6所述的光学装置，其中，

所述反射部与所述第一光学部件隔开间隙地设置。

8.根据权利要求6或7所述的光学装置，其中，

所述反射部具有吸收所述杂散光的吸收部。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的光学装置，其中，

所述光学装置具备：

作为所述第一光学部件的两个第一光学部件，它们在所述激光的光路上隔开间隔地排列；以及

壁部，其一体地具有：相对于所述两个第一光学部件中的位于所述光路的前方的所述第一光学部件的所述反射部、以及相对于所述两个第一光学部件中的位于所述光路的后方的所述第一光学部件的所述遮蔽部。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的光学装置，其中，

所述光学装置具备：

第一面，其设置于所述基座或固定于该基座的中间构件；以及

接合材料，其介于所述第一面与所述第一光学部件之间，且将所述第一面与所述第一光学部件接合，

所述遮蔽部遮挡朝向所述接合材料的所述杂散光。

11.根据权利要求10所述的光学装置，其中，

所述接合材料包括有机系材料。

12.根据权利要求10或11所述的光学装置，其中，

所述遮蔽部包括从所述第一面突出的第一突起。

13.根据权利要求10～12中任一项所述的光学装置，其中，

所述第一面包括在所述基座或所述中间构件设置的凹部的底面，

所述遮蔽部包括形成所述凹部的侧面的第一侧壁。

14.根据权利要求10～13中任一项所述的光学装置，其中，

所述光学装置具备反射部，所述反射部位于相对于所述第一光学部件向经由该第一光学部件的所述激光的行进方向的相反方向错开的位置，并将所述杂散光向从所述接合材料偏移的方向反射。

15.根据权利要求14所述的光学装置，其中，

所述反射部包括从所述第一面突出的第二突起。

16.根据权利要求14或15所述的光学装置，其中，

所述反射部包括形成所述凹部的侧面的第二侧壁。

17.根据权利要求14～16中任一项所述的光学装置，其中，

在所述第一面朝向第一方向，

所述杂散光沿着沿所述第一方向以及与所述第一方向正交的第二方向的假想平面，向相对于所述第二方向以接近所述第一面的方式倾斜的方向前进，并且，

所述杂散光的所述第一方向的相反方向的第一端缘的所述反射部处的第一反射点相对于所述接合材料在所述第一方向以及所述第二方向上分离的结构中，

在将所述第一反射点相对于所述接合材料的所述第二方向上的距离设为L1、

将所述第一反射点相对于所述接合材料的所述第一方向上的距离设为H1、

将所述杂散光的行进方向相对于所述第二方向的倾斜角度设为θ、

将所述第一反射点处的所述反射部的法线方向相对于所述第二方向的相反方向的仰角设为α时，

满足以下的式(1)

H1<L1·tan(θ-2α)···(1)。

18.根据权利要求14～16中任一项所述的光学装置，其中，

在所述第一面朝向第一方向，

所述杂散光的所述第一方向的第二端缘的所述反射部处的第二反射点相对于所述接合材料在所述第一方向以及所述第二方向上分离的结构中，

在将所述第二反射点相对于所述接合材料的所述第二方向上的距离设为L2、

将所述第二反射点相对于所述接合材料的所述第一方向上的距离设为H2、

将所述第二反射点处的所述反射部的法线方向相对于所述第二方向的相反方向的俯角设为β时，

满足以下的式(2)

H2＞L2·tan(θ+2β)···(2)。

19.根据权利要求14～18中任一项所述的光学装置，其中，

在所述反射部将向所述第一光学部件中的激光的行进方向即第三方向的相反方向和与所述第三方向正交的第四方向之间的方向前进的所述杂散光向所述第三方向与所述第四方向的相反方向之间的方向反射，

所述第一光学部件具有与所述反射部面对的所述第四方向的相反方向的端部即端点的结构中，

在沿与所述第三方向以及所述第四方向正交的方向观察该结构的情况下，

在将从所述反射部处的所述杂散光的所述第四方向的端缘的第三反射点到所述端点的所述第三方向上的距离设为L3、

将从所述第三反射点到所述端点的向所述第四方向的相反方向的距离设为W、

将朝向所述反射部的所述杂散光的相对于所述第三方向的相反方向的倾斜角度设为θw、

将所述第三反射点处的所述反射部的法线方向的、相对于所述第三方向的倾斜角度为γ的情况下，

满足以下的式(3)

W＞L3·tan(2γ-θw)···(3)。

20.根据权利要求10～19中任一项所述的光学装置，其中，

所述光学装置具备所述中间构件，

所述中间构件的热膨胀系数是所述基座的热膨胀系数与所述接合材料的热膨胀系数之间的值。

21.一种光学装置，其中，

所述光学装置具备：

基座；

发光元件，其设置于所述基座上，且输出激光；

反射部，其位于相对于所述多个光学部件所包含的第一光学部件向经由该第一光学部件的所述激光的行进方向的相反方向错开的位置，将由所述多个光学部件所包含的第二光学部件反射的杂散光向从所述第一光学部件偏移的方向反射。

22.一种光学装置，其中，

所述光学装置具备：

多个光学部件，它们将激光向光纤传输并与该光纤耦合；以及

遮蔽部，其遮挡由所述多个光学部件所包含的第二光学部件反射的杂散光向所述多个光学部件所包含的第一光学部件照射。

23.一种光源装置，其中，

所述光源装置具备权利要求1～22中任一项所述的光学装置。

24.一种光纤激光器，其中，

所述光纤激光器具备：

权利要求23所述的光源装置；以及

光放大光纤，其放大从所述光源装置输出的激光。