JP2004279944A - 光ファイバモジュールおよびその製造方法、映像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体レーザから出射される非対称な広がりを有する光を、光ファイバに低損失に入射させる。
【解決手段】通常の作製手段によって作製した光ファイバ１を、この光ファイバ１のクラッド６の材料と熱膨張係数が近いガラス基板２，３で挟み、これらを光ファイバ１のガラス転移温度を超える所定の温度まで加熱するとともに所定の加圧を行うことにより光ファイバ１をテーパ化し、半導体レーザ等の発光素子との結合性に優れた光ファイバモジュールを得ることができる。
【選択図】 図１
【解決手段】通常の作製手段によって作製した光ファイバ１を、この光ファイバ１のクラッド６の材料と熱膨張係数が近いガラス基板２，３で挟み、これらを光ファイバ１のガラス転移温度を超える所定の温度まで加熱するとともに所定の加圧を行うことにより光ファイバ１をテーパ化し、半導体レーザ等の発光素子との結合性に優れた光ファイバモジュールを得ることができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発光素子、特に大出力の半導体レーザの出射光を高効率に結合させることのできる光ファイバモジュールおよびその製造方法、映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ファイバモジュールにおいては、半導体レーザから出射される非対称な広がりを有する光を、光ファイバに低損失で入射させるための手段として、入射端面を楕円形状として、徐々に円形の形状に変化させるテーパファイバが考えられている。（例えば、特許文献１）
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−９６７２９号公報（第４〜５頁、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献１の技術は、予め光ファイバのクラッドに貫通孔を光ファイバの長手方向に形成する必要があり、ファイバ径の極めて小さな貫通孔を形成することは製造上困難でコストアップを来たす可能性がある。
【０００５】
この発明の目的は、構成が簡単で高効率な光結合を実現する光ファイバモジュールおよびその製造方法、映像表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、この発明の光ファイバモジュールは、コアおよびクラッドの一方の端面の断面形状が楕円であり、前記端面から離れるに伴って漸次円形に変化するテーパ形状部を有する光ファイバと、前記光ファイバの前記端面から所定の長さの領域あるいは前記光ファイバの側面から全体を挟んだ、熱膨張係数が前記光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の保持部材と、前記光ファイバと前記保持部材との間隙を埋める封止材とを具備したことを特徴とする。
【０００７】
この発明の光ファイバモジュールの製造方法は、光ファイバを、該光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の熱膨張係数を有する基板の間に配置する第１の工程と、前記基板および該基板の間に配置された状態の前記光ファイバとを前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度以上まで加熱する第２の工程と、前記温度を維持した状態で前記基板の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧を行う第３の工程と、前記光ファイバと前記保持部材との間隙に接着材料を充填して接着する第４の工程と、前記光ファイバを挟んでいる前記基板と一緒に端面研磨する第５の工程と、からなることを特徴とする。
【０００８】
また、光ファイバを、該光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の熱膨張係数を有する基板の間に配置する工程および前記基板の間の少なくとも１箇所に、所定の厚さを有するスペーサ部材を配置する工程からなる第１の工程と、前記基板および、該基板の間に配置された状態の前記光ファイバおよび前記スペーサ部材とを前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度以上まで加熱する第２の工程と、前記温度を維持した状態で前記基板の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧を行う第３の工程と、前記光ファイバと前記保持部材との間隙に接着材料を充填して接着する第４の工程と、前記光ファイバを、前記光ファイバを挟んでいる前記基板と一緒に端面研磨する第５の工程と、からなることを特徴とする。
【０００９】
さらに、光ファイバを、該光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の熱膨張係数を有する基板の間に配置する工程および前記基板の間に前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度よりも十分低い融点を有する低融点ガラス材料を所定量配置する工程からなる第１の工程と、前記基板および該基板の間に配置された状態の前記光ファイバおよび前記低融点ガラス材料とを前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度以上まで加熱する第２の工程と、前記温度を維持した状態で前記基板の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧を行う第３の工程と、前記光ファイバを、前記光ファイバを挟んでいる前記基板と一緒に端面研磨する第４の工程と、からなることを特徴とする。
【００１０】
またさらに、光ファイバを、該光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の熱膨張係数を有する基板の間に配置する工程および前記基板の間の少なくとも１箇所に、所定の厚さを有するスペーサ部材を配置する工程および前記基板の間に前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度よりも十分低い融点を有する低融点ガラス材料を所定量配置する工程からなる第１の工程と、前記基板および該基板の間に配置された状態の前記光ファイバおよび前記スペーサ部材および前記低融点ガラス材料を、前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度以上まで加熱する第２の工程と、前記温度を維持した状態で前記基板の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧を行う第３の工程と、前記光ファイバを、該光ファイバを挟んでいる前記基板と一緒に端面研磨する第４の工程と、からなることを特徴とする。
【００１１】
この発明の映像表示装置は、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ光を出力するファイバレーザ装置と、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ出力光をそれぞれ空間変調する空間変調素子と、前記空間変調素子によりそれぞれ空間変調されたＲ，Ｇ，Ｂ光を合成する合成手段と、前記合成手段の出力光を所定の位置に結像させる光学素子とを具備し、前記ファイバレーザ装置の少なくとも１つは、半導体レーザとアップコンバージョンファイバとの間に請求項１に基づく光ファイバモジュールを配置したことを特徴とする。
【００１２】
また、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ光を出力するファイバレーザ装置と、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ出力光を１つにまとめ、巨視的に見て白色光となるようにする白色光生成手段と、前記白色光生成手段の出力光を空間変調する空間変調素子と、前記空間変調素子により空間変調された光を所定の位置に結像させる光学素子とを具備し、前記ファイバレーザ装置は、半導体レーザとアップコンバージョンファイバとの間に請求項１に基づく光ファイバモジュールを配置したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１、図２は、この発明の第１の実施の形態における光ファイバモジュールの概略について説明するためのもので、図１は全体斜視図、図２（ａ）側面図、図２（ｂ）は上面図、図２（ｃ）は一端側の端面図、図２（ｄ）は他端側の端面図である。
【００１４】
図１において、１は光ファイバ、２，３は光ファイバ１を側面から挟んだ状態で保持するためのガラス基板、４は光ファイバ１とガラス基板２，３との間隙を埋める封止材４である。
【００１５】
光ファイバ１は、多成分ガラスからなる光ファイバであり、コア５およびクラッド６のガラス転移温度はともに約５２０℃、コア５およびクラッド６の熱膨張係数はいずれも約８５×１０− ７（１／Ｋ）である。また、光ファイバ１を挟んで保持しているガラス基板２，３は、いずれも硼珪酸ガラスを用いたガラス基板であり、熱膨張係数は９０×１０−７（１／Ｋ）である。さらに、光ファイバ１と、光ファイバ１を挟んで保持しているガラス基板２，３との間隙に充たされている封止材４は、エポキシ接着剤となっている。
【００１６】
光ファイバ１は、図２（ｃ）に示すように一方の端面１ａにおいて偏平に潰れた状態となっており、端面１ａにおける光ファイバのコア５の形状は短軸半径が約４μｍ、長軸半径が約２５μｍの楕円形状となっている。また、光軸方向の長さＬは約２５ｍｍであり、光ファイバ１は端面１ａから約１５ｍｍの位置１ｃまでに渡って漸次にその断面形状がφ２０μｍの円形に近付くようなテーパ形状をなしており、位置１ｃからもう一方の側の端面１ｂまでの約１０ｍｍの長さの領域ではφ２０μｍの通常の円形断面を有する形状となっている。さらに、光ファイバ１の端面１ａおよび１ｂは、いずれもガラス基板２，３および封止材４と一緒に研磨処理が行われ、鏡面が形成されている。
【００１７】
この発明の光ファイバモジュールによれば、幅広な領域から非対称な広がりを持って出射される半導体レーザの光を、一体的に形成された光ファイバモジュールを通して円形の光に変換することで、効率の良い光結合を得ることが可能となる。
【００１８】
なお、光ファイバとしては、多成分ガラスからなる光ファイバを用いた例について説明したが、各種の一般的な光ファイバが適用可能である。また、光ファイバを挟んで保持する部材としては、硼珪酸ガラスを用いたガラス基板としたが、保持部材としては用いる光ファイバのクラッドの熱膨張係数と近い熱膨張係数を有する部材であれば良く、各種のガラス部材、セラミック部材を用いることが可能である。封止材もエポキシ接着剤に限定されるものではなく、各種の一般的な接着剤を用いることが可能である。さらに、光ファイバ径、光ファイバの断面形状、各部材の熱膨張係数等、この実施の形態で示した数値はいずれも一例に過ぎず、光ファイバモジュールの用途、材料の種類等に応じて任意に変更することが可能である。
【００１９】
続いて、図３、図４を参照しながら、この発明の光ファイバモジュールの製造方法について説明する。なお、図３、図４はいずれも同一方向から見た側面図である。
まず、通常の手段を用いて作成された光ファイバ１を用意し、この光ファイバの一部分を硼珪酸ガラス製のガラス基板２，３の間に挟持する（図３（ａ））。ここで、光ファイバ１に樹脂被膜がコーティングされている場合には事前にこれを除去し、少なくともガラス基板２，３で挟む領域ではクラッドが剥き出しとなるようにしておく。なお、光ファイバ１の材料の各種特性およびガラス基板２，３の各種特性はそれぞれ上記したとおりである。
【００２０】
次に、ガラス基板２，３とその間に挟まれた状態の光ファイバ１を、ヒータ７を用いて所定の温度で加熱を行う（図３（ｂ））。
さらに、ガラス基板２，３とその間に挟まれた状態の光ファイバ１とを加熱した状態を維持しつつ、ガラス基板２に、ガラス基板２，３の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧８を行う（図３（ｃ））。なお、ここでは図示しないが、ガラス基板３は動かないように固定されており、加圧８はガラス基板２の一方の端面２ａ側で大きく光ファイバ１を潰し、ガラス基板２の内側の位置２ｃ付近からもう一方の端面２ｂ側にかけては光ファイバ１に加圧が生じないような形で行う。
【００２１】
続いて、加圧および加熱を止め（図４（ｄ））、ガラス基板２，３および光ファイバ１との間隙に封止材４を充填し（図４（ｅ））、光ファイバ１とガラス基板２，３を互いにしっかりと接着する。
【００２２】
最後に、光ファイバ１の両側の端面１ａ、１ｂを光ファイバ１と接着されたガラス基板２，３とともに研磨処理し鏡面とする（図４（ｆ））ことにより、図１，図２で示した光ファイバモジュールが完成される。
【００２３】
図５を用いて光ファイバ１への加熱および加圧のプロファイルの一例について説明する。一点鎖線ａに示す光ファイバのガラス転移温度までガラス基板２，３に挟まれた光ファイバの温度を上昇させる。この温度を維持しながら、２点鎖線ｂで示すようにガラス基板２を加圧する。この例での加圧は、ガラス転移温度以上が保持された図中破線ｃとｄの期間内とする。加圧が終了した時点で常温の程度まで冷却することにより、加圧変形された状態を保持する。
【００２４】
なお、光ファイバの材料、光ファイバを挟むガラス基板の種類、光ファイバの所望テーパ形状等によって任意に変更することが可能である。光ファイバに加圧を行う方法として、ここでは２枚のガラス基板で光ファイバを挟み、ガラス基板の一方を固定した状態でもう一方のガラス基板に加圧を行うという方法を採ったが、２枚のガラス基板の両方に加圧を行っても良い。また、２枚のガラス基板ではなく、中空状のガラス部材に光ファイバを挿入し、これに加圧を行う等の方法であっても良いし、ガラス基板に挟む光ファイバを複数本として、これらをまとめて加工しても良い。さらに、光ファイバの両端面を保持ガラス基板とともに研磨したが、楕円形状に潰れた側の端面のみを研磨し、通常の円形形状を維持している側のファイバはそのままの状態とすることも可能である。
【００２５】
図６、図７は、この発明の第２の実施の形態における光ファイバモジュールの概略について説明するためのもので、図６は全体斜視図、図７（ａ）側面図、図７（ｂ）は上面図、図７（ｃ）は一端側の端面図、図７（ｄ）は他端側の端面図である。なお、図１と同一機能の部分には同一の符号を付して説明する。
【００２６】
この実施の形態は、光ファイバ１が途中部分１ｂから抜け出させて延伸部１ｄとして伸ばし、封止材９が光ファイバ１のコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度よりも低い融点を有するガラスとした点と、保持部材であるガラス基板２，３の間の各コーナー部にスペーサ部材１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂが挿入された点が第１の実施例とは異なる。この実施例では、スペーサ部材１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂはいずれも、ガラス基板２，３の熱膨張係数と近い（即ち、光ファイバ材料の熱膨張係数と近い）値の熱膨張係数を有するガラス材料から成るものを用いた。また、スペーサ部材１０ａ，１０ｂとしては厚さが約６０μｍのもの、スペーサ部材１１ａ，１１ｂとしては厚さが約１５０μｍのものを用いた。その他、光ファイバ１およびガラス基板２，３の各種特性・仕様などについては第１の実施例に記載したものと同様であり、光ファイバ１のテーパ部分の形状についても第１の実施例と同様である。
【００２７】
この場合、幅広な領域から非対称な広がりを持って出射される半導体レーザの光を効率良く、光接続することが可能となる第１の実施の形態の効果に加え、光ファイバ１の、通常の円形形状をした側が延ばして延伸部１ｄを形成したことから、出力光を他の光ファイバに接続することが容易となり、適用可能なアプリケーションがさらに多くなる。
【００２８】
続いて、図８、図９を参照しながら、この発明の第２の実施の形態の光ファイバモジュールの製造方法について説明する。
まず、通常の手段を用いて作成された光ファイバ１を用意し、この光ファイバの一部分をガラス基板２，３の間に挟持するとともに、ガラス基板２，３間の各コーナーにはスペーサ１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂを配置する。（図８（ａ））。ここで、光ファイバ１に樹脂被膜がコーティングされている場合には事前にこれを除去し、少なくともガラス基板２，３で挟む領域ではクラッドが剥き出しとなるようにしておく。なお、光ファイバ１の材料の各種特性およびガラス基板２，３の各種特性はそれぞれ上記したとおりである。
【００２９】
次に、ガラス基板２，３とその間に挟まれた状態の光ファイバ１を、ヒータ７を用いて所定の温度で加熱を行う（図８（ｂ））。
さらに、ガラス基板２，３とその間に挟まれた状態の光ファイバ１とを加熱した状態を維持しつつ、ガラス基板２に、ガラス基板２，３の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧の加圧８を行う（図８（ｃ））。なお、ここでは図示しないが、ガラス基板３は動かないように固定されており、加圧８はガラス基板２の一方の端面２ａ側で大きく光ファイバ１を潰し、ガラス基板２の内側の位置２ｃ付近からもう一方の端面２ｂ側にかけては光ファイバ１に加圧が生じないような形で行う。この際、前記のスペーサ部材１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂがガラス基板２，３の間に配置されていることにより、加圧８をガラス基板全面に一様に加えるような状態でも、ファイバのテーパ加工が安定した状態で精度良く行うことが可能となる。
【００３０】
続いて、加圧および加熱を止め（図９（ｄ），（ｅ））、最後に、光ファイバ１の、断面が楕円形状となっている側の端面１ａを光ファイバ１と接着されたガラス基板２，３とともに研磨処理し鏡面とする（図９（ｆ））ことにより、図６，７で示した光ファイバモジュールが完成される。ここで、加熱加工を行う前に予め、ガラス基板２，３の間に光ファイバとともに、低融点ガラス材料９ａ，９ｂを配置しておくことにより、加熱時にこの低融点ガラス９ａ，９ｂが溶けて低融点ガラス材料９となり、この低融点ガラス９によってガラス基板２と３との間隙が充たされるため、冷却を行うことでガラス光ファイバ１とガラス基板２，３とが低融点ガラス材料９によって安定に接着された状態となる。このため、第１の実施の形態で行ったような、加熱加工後に接着剤を充填する工程が省略できるとともに、接着剤充填処理前に取り扱いのミス等で、加工した光ファイバを折ってしまう等のトラブルを避けることが可能となる。
【００３１】
図１０は、この発明の光ファイバモジュールを用いた映像表示装置の一実施の形態を概略的に示したものである。
１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂは、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の出力光を得るファイバレーザ装置である。ファイバレーザ装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂは、半導体レーザ１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ、光ファイバモジュール１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂ、アップコンバージョンファイバ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ、とから構成される。光ファイバモジュール１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂは、それぞれ図１に示す構成を用いる。
【００３２】
ファイバレーザ装置１０１Ｒを例として、ファイバレーザの動作原理を簡単に説明する。ファイバレーザ装置１０１Ｒでは、半導体レーザ１０２Ｒから出力されるレーザ光が光ファイバモジュール１０３Ｒを介して、アップコンバージョンファイバ１０４Ｒへと入射され、入射されたレーザ光はアップコンバージョンファイバによって、入射されたレーザ光とは波長の異なるＲ（赤）のレーザ光となって出力される。ここで、図１に記載の光ファイバモジュールを用いることにより、アップコンバージョンファイバ１０４Ｒへと入射されるレーザ光のパワーを大きくすることが可能となる。
【００３３】
なお、アップコンバージョンファイバから最終的に出力されるレーザ光の波長はアップコンバージョンファイバの種類、アップコンバージョンファイバの両端に配置するミラー（図示せず）の特性等によって変更することが可能であり、これにより、ファイバレーザ装置１０１Ｇ，１０１ＢにおいてはそれぞれＧ（緑）、Ｂ（青）の波長のレーザ光を取り出している。また、アップコンバージョンファイバを多段に接続し、いったん、異なる波長に変換したレーザ光をさらに後段のアップコンバージョンファイバに入射させることで、さらに別の波長のレーザ光に変換することも可能である。
【００３４】
なお、図１０では半導体レーザ１０２Ｒから光ファイバモジュール１０３Ｒへレーザ光を入射させる手段、光ファイバモジュールとアップコンバージョンファイバへとレーザ光を入射させる手段等を示していないが、この手段としてはレンズ等の光学部品を用いる方法や、半導体レーザと光ファイバモジュール、あるいは光ファイバモジュールとアップコンバージョンファイバとをバットジョイントにより接続する方法など、一般的な光学系の接続手段をとることができる。
【００３５】
続いて、映像表示部の構成に関して説明する。各レーザ装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから出力されるＲ，Ｇ，Ｂ光は、それぞれ液晶パネル１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂに入力され空間変調を受ける。空間変調を受けたＲ，Ｇ，Ｂ光は、ダイクロイックプリズムなどの合成部１０６によって合成ざれ、投射レンズ１０８に入力する。この入力光は、投射レンズ１０８によってスクリーン１０９に映像として表示させる。なお、ここでは空間変調素子として液晶パネルを用いたが、この発明はこれに限定されるものではなく、ＤＭＤ等、その他の一般的な空間変調素子であっても良い。
【００３６】
図１１は、この発明の光ファイバモジュールを用いた映像表示装置の他の実施の形態を概略的に示したものである。
この実施の形態では、ファイバレーザ装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから出力されるＲ，Ｇ，Ｂ光を白色光合成手段１０６により、１つにまとめて巨視的（全体的）に見た場合の白色光を作る。この白色光をカラーフィルタ付の液晶パネル１０７に入力し、投射レンズ１０８によってスクリーン１０９に映像として表示させる。なお、ここでは空間変調素子として液晶パネルを用いたが、この発明はこれに限定されるものではなく、ＤＭＤ等、その他の一般的な空間変調素子であっても良い。また、白色光合成手段としては
【００３７】
ダイクロックプリズム等の光学素子を用いる方法のほか、Ｒ，Ｇ，Ｂ光を出力する光ファイバを束ねるといった方法で行っても良い。
上記したこの発明の光ファイバモジュールを用いた各映像表示装置によれば、所望の波長のレーザ出力を低損失にスクリーンへと投射できるため、結果として映像表示に必要な輝度の光出力を得るための消費電力を低く抑えることが可能となる。
【００３８】
なお、図１０、図１１では図１に構成する光ファイバモジュールを使用した例を説明したが、当然のことながら図６に構成する光ファイバモジュールを使用しても構わない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、一体形成により作成した光ファイバモジュールにより半導体レーザから出射されるような非対称な広がりを有する光を、光ファイバに低損失に入射させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態である光ファイバモジュールについて説明するための斜視図。
【図２】図１の（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は一端側の端面図、（ｄ）は他端側の端面図。
【図３】この発明の光ファイバモジュールの製造方法の（ａ）〜（ｃ）の工程について説明するための説明図。
【図４】この発明の光ファイバモジュールの製造方法の（ｄ）〜（ｆ）の工程について説明するための説明図。
【図５】図３、図４の工程で用いる加熱および加圧のプロファイル例について説明するための説明図。
【図６】この発明の第２の実施の形態の光ファイバモジュールについて説明するための斜視図。
【図７】図６の（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は一端側の端面図、（ｄ）は他端側の端面図。
【図８】この発明の第２の実施の形態である光ファイバモジュールの作製方法の（ａ）〜（ｃ）の工程について説明するための説明図。
【図９】この発明の第２の実施の形態である光ファイバモジュールの作製方法の（ｄ）〜（ｆ）の工程について説明するための説明図。
【図１０】この発明の光ファイバモジュールを用いた映像表示装置の一実施の形態について説明するための概略構成図。
【図１１】この発明の光ファイバモジュールを用いた映像表示装置の他の実施の形態について説明するための概略構成図。
【符号の説明】
１，１ｄ，１０５，１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂ…光ファイバ
１ａ，１ｂ…端面
２，３…ガラス基板
４…封止材
５…コア
６…クラッド
７…ヒータ
１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ…スペーサ部材
１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ…ファイバレーザ装置
１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ…半導体レーザ
１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂ…光ファイバモジュール
１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ…アップコンバージョンファイバ
１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂ，１０７…液晶パネル
１０６…合成手段
１０８…投射レンズ
１０９…スクリーン
【発明の属する技術分野】
この発明は、発光素子、特に大出力の半導体レーザの出射光を高効率に結合させることのできる光ファイバモジュールおよびその製造方法、映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ファイバモジュールにおいては、半導体レーザから出射される非対称な広がりを有する光を、光ファイバに低損失で入射させるための手段として、入射端面を楕円形状として、徐々に円形の形状に変化させるテーパファイバが考えられている。（例えば、特許文献１）
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−９６７２９号公報（第４〜５頁、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献１の技術は、予め光ファイバのクラッドに貫通孔を光ファイバの長手方向に形成する必要があり、ファイバ径の極めて小さな貫通孔を形成することは製造上困難でコストアップを来たす可能性がある。
【０００５】
この発明の目的は、構成が簡単で高効率な光結合を実現する光ファイバモジュールおよびその製造方法、映像表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、この発明の光ファイバモジュールは、コアおよびクラッドの一方の端面の断面形状が楕円であり、前記端面から離れるに伴って漸次円形に変化するテーパ形状部を有する光ファイバと、前記光ファイバの前記端面から所定の長さの領域あるいは前記光ファイバの側面から全体を挟んだ、熱膨張係数が前記光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の保持部材と、前記光ファイバと前記保持部材との間隙を埋める封止材とを具備したことを特徴とする。
【０００７】
この発明の光ファイバモジュールの製造方法は、光ファイバを、該光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の熱膨張係数を有する基板の間に配置する第１の工程と、前記基板および該基板の間に配置された状態の前記光ファイバとを前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度以上まで加熱する第２の工程と、前記温度を維持した状態で前記基板の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧を行う第３の工程と、前記光ファイバと前記保持部材との間隙に接着材料を充填して接着する第４の工程と、前記光ファイバを挟んでいる前記基板と一緒に端面研磨する第５の工程と、からなることを特徴とする。
【０００８】
また、光ファイバを、該光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の熱膨張係数を有する基板の間に配置する工程および前記基板の間の少なくとも１箇所に、所定の厚さを有するスペーサ部材を配置する工程からなる第１の工程と、前記基板および、該基板の間に配置された状態の前記光ファイバおよび前記スペーサ部材とを前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度以上まで加熱する第２の工程と、前記温度を維持した状態で前記基板の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧を行う第３の工程と、前記光ファイバと前記保持部材との間隙に接着材料を充填して接着する第４の工程と、前記光ファイバを、前記光ファイバを挟んでいる前記基板と一緒に端面研磨する第５の工程と、からなることを特徴とする。
【０００９】
さらに、光ファイバを、該光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の熱膨張係数を有する基板の間に配置する工程および前記基板の間に前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度よりも十分低い融点を有する低融点ガラス材料を所定量配置する工程からなる第１の工程と、前記基板および該基板の間に配置された状態の前記光ファイバおよび前記低融点ガラス材料とを前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度以上まで加熱する第２の工程と、前記温度を維持した状態で前記基板の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧を行う第３の工程と、前記光ファイバを、前記光ファイバを挟んでいる前記基板と一緒に端面研磨する第４の工程と、からなることを特徴とする。
【００１０】
またさらに、光ファイバを、該光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の熱膨張係数を有する基板の間に配置する工程および前記基板の間の少なくとも１箇所に、所定の厚さを有するスペーサ部材を配置する工程および前記基板の間に前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度よりも十分低い融点を有する低融点ガラス材料を所定量配置する工程からなる第１の工程と、前記基板および該基板の間に配置された状態の前記光ファイバおよび前記スペーサ部材および前記低融点ガラス材料を、前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度以上まで加熱する第２の工程と、前記温度を維持した状態で前記基板の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧を行う第３の工程と、前記光ファイバを、該光ファイバを挟んでいる前記基板と一緒に端面研磨する第４の工程と、からなることを特徴とする。
【００１１】
この発明の映像表示装置は、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ光を出力するファイバレーザ装置と、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ出力光をそれぞれ空間変調する空間変調素子と、前記空間変調素子によりそれぞれ空間変調されたＲ，Ｇ，Ｂ光を合成する合成手段と、前記合成手段の出力光を所定の位置に結像させる光学素子とを具備し、前記ファイバレーザ装置の少なくとも１つは、半導体レーザとアップコンバージョンファイバとの間に請求項１に基づく光ファイバモジュールを配置したことを特徴とする。
【００１２】
また、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ光を出力するファイバレーザ装置と、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ出力光を１つにまとめ、巨視的に見て白色光となるようにする白色光生成手段と、前記白色光生成手段の出力光を空間変調する空間変調素子と、前記空間変調素子により空間変調された光を所定の位置に結像させる光学素子とを具備し、前記ファイバレーザ装置は、半導体レーザとアップコンバージョンファイバとの間に請求項１に基づく光ファイバモジュールを配置したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１、図２は、この発明の第１の実施の形態における光ファイバモジュールの概略について説明するためのもので、図１は全体斜視図、図２（ａ）側面図、図２（ｂ）は上面図、図２（ｃ）は一端側の端面図、図２（ｄ）は他端側の端面図である。
【００１４】
図１において、１は光ファイバ、２，３は光ファイバ１を側面から挟んだ状態で保持するためのガラス基板、４は光ファイバ１とガラス基板２，３との間隙を埋める封止材４である。
【００１５】
光ファイバ１は、多成分ガラスからなる光ファイバであり、コア５およびクラッド６のガラス転移温度はともに約５２０℃、コア５およびクラッド６の熱膨張係数はいずれも約８５×１０− ７（１／Ｋ）である。また、光ファイバ１を挟んで保持しているガラス基板２，３は、いずれも硼珪酸ガラスを用いたガラス基板であり、熱膨張係数は９０×１０−７（１／Ｋ）である。さらに、光ファイバ１と、光ファイバ１を挟んで保持しているガラス基板２，３との間隙に充たされている封止材４は、エポキシ接着剤となっている。
【００１６】
光ファイバ１は、図２（ｃ）に示すように一方の端面１ａにおいて偏平に潰れた状態となっており、端面１ａにおける光ファイバのコア５の形状は短軸半径が約４μｍ、長軸半径が約２５μｍの楕円形状となっている。また、光軸方向の長さＬは約２５ｍｍであり、光ファイバ１は端面１ａから約１５ｍｍの位置１ｃまでに渡って漸次にその断面形状がφ２０μｍの円形に近付くようなテーパ形状をなしており、位置１ｃからもう一方の側の端面１ｂまでの約１０ｍｍの長さの領域ではφ２０μｍの通常の円形断面を有する形状となっている。さらに、光ファイバ１の端面１ａおよび１ｂは、いずれもガラス基板２，３および封止材４と一緒に研磨処理が行われ、鏡面が形成されている。
【００１７】
この発明の光ファイバモジュールによれば、幅広な領域から非対称な広がりを持って出射される半導体レーザの光を、一体的に形成された光ファイバモジュールを通して円形の光に変換することで、効率の良い光結合を得ることが可能となる。
【００１８】
なお、光ファイバとしては、多成分ガラスからなる光ファイバを用いた例について説明したが、各種の一般的な光ファイバが適用可能である。また、光ファイバを挟んで保持する部材としては、硼珪酸ガラスを用いたガラス基板としたが、保持部材としては用いる光ファイバのクラッドの熱膨張係数と近い熱膨張係数を有する部材であれば良く、各種のガラス部材、セラミック部材を用いることが可能である。封止材もエポキシ接着剤に限定されるものではなく、各種の一般的な接着剤を用いることが可能である。さらに、光ファイバ径、光ファイバの断面形状、各部材の熱膨張係数等、この実施の形態で示した数値はいずれも一例に過ぎず、光ファイバモジュールの用途、材料の種類等に応じて任意に変更することが可能である。
【００１９】
続いて、図３、図４を参照しながら、この発明の光ファイバモジュールの製造方法について説明する。なお、図３、図４はいずれも同一方向から見た側面図である。
まず、通常の手段を用いて作成された光ファイバ１を用意し、この光ファイバの一部分を硼珪酸ガラス製のガラス基板２，３の間に挟持する（図３（ａ））。ここで、光ファイバ１に樹脂被膜がコーティングされている場合には事前にこれを除去し、少なくともガラス基板２，３で挟む領域ではクラッドが剥き出しとなるようにしておく。なお、光ファイバ１の材料の各種特性およびガラス基板２，３の各種特性はそれぞれ上記したとおりである。
【００２０】
次に、ガラス基板２，３とその間に挟まれた状態の光ファイバ１を、ヒータ７を用いて所定の温度で加熱を行う（図３（ｂ））。
さらに、ガラス基板２，３とその間に挟まれた状態の光ファイバ１とを加熱した状態を維持しつつ、ガラス基板２に、ガラス基板２，３の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧８を行う（図３（ｃ））。なお、ここでは図示しないが、ガラス基板３は動かないように固定されており、加圧８はガラス基板２の一方の端面２ａ側で大きく光ファイバ１を潰し、ガラス基板２の内側の位置２ｃ付近からもう一方の端面２ｂ側にかけては光ファイバ１に加圧が生じないような形で行う。
【００２１】
続いて、加圧および加熱を止め（図４（ｄ））、ガラス基板２，３および光ファイバ１との間隙に封止材４を充填し（図４（ｅ））、光ファイバ１とガラス基板２，３を互いにしっかりと接着する。
【００２２】
最後に、光ファイバ１の両側の端面１ａ、１ｂを光ファイバ１と接着されたガラス基板２，３とともに研磨処理し鏡面とする（図４（ｆ））ことにより、図１，図２で示した光ファイバモジュールが完成される。
【００２３】
図５を用いて光ファイバ１への加熱および加圧のプロファイルの一例について説明する。一点鎖線ａに示す光ファイバのガラス転移温度までガラス基板２，３に挟まれた光ファイバの温度を上昇させる。この温度を維持しながら、２点鎖線ｂで示すようにガラス基板２を加圧する。この例での加圧は、ガラス転移温度以上が保持された図中破線ｃとｄの期間内とする。加圧が終了した時点で常温の程度まで冷却することにより、加圧変形された状態を保持する。
【００２４】
なお、光ファイバの材料、光ファイバを挟むガラス基板の種類、光ファイバの所望テーパ形状等によって任意に変更することが可能である。光ファイバに加圧を行う方法として、ここでは２枚のガラス基板で光ファイバを挟み、ガラス基板の一方を固定した状態でもう一方のガラス基板に加圧を行うという方法を採ったが、２枚のガラス基板の両方に加圧を行っても良い。また、２枚のガラス基板ではなく、中空状のガラス部材に光ファイバを挿入し、これに加圧を行う等の方法であっても良いし、ガラス基板に挟む光ファイバを複数本として、これらをまとめて加工しても良い。さらに、光ファイバの両端面を保持ガラス基板とともに研磨したが、楕円形状に潰れた側の端面のみを研磨し、通常の円形形状を維持している側のファイバはそのままの状態とすることも可能である。
【００２５】
図６、図７は、この発明の第２の実施の形態における光ファイバモジュールの概略について説明するためのもので、図６は全体斜視図、図７（ａ）側面図、図７（ｂ）は上面図、図７（ｃ）は一端側の端面図、図７（ｄ）は他端側の端面図である。なお、図１と同一機能の部分には同一の符号を付して説明する。
【００２６】
この実施の形態は、光ファイバ１が途中部分１ｂから抜け出させて延伸部１ｄとして伸ばし、封止材９が光ファイバ１のコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度よりも低い融点を有するガラスとした点と、保持部材であるガラス基板２，３の間の各コーナー部にスペーサ部材１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂが挿入された点が第１の実施例とは異なる。この実施例では、スペーサ部材１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂはいずれも、ガラス基板２，３の熱膨張係数と近い（即ち、光ファイバ材料の熱膨張係数と近い）値の熱膨張係数を有するガラス材料から成るものを用いた。また、スペーサ部材１０ａ，１０ｂとしては厚さが約６０μｍのもの、スペーサ部材１１ａ，１１ｂとしては厚さが約１５０μｍのものを用いた。その他、光ファイバ１およびガラス基板２，３の各種特性・仕様などについては第１の実施例に記載したものと同様であり、光ファイバ１のテーパ部分の形状についても第１の実施例と同様である。
【００２７】
この場合、幅広な領域から非対称な広がりを持って出射される半導体レーザの光を効率良く、光接続することが可能となる第１の実施の形態の効果に加え、光ファイバ１の、通常の円形形状をした側が延ばして延伸部１ｄを形成したことから、出力光を他の光ファイバに接続することが容易となり、適用可能なアプリケーションがさらに多くなる。
【００２８】
続いて、図８、図９を参照しながら、この発明の第２の実施の形態の光ファイバモジュールの製造方法について説明する。
まず、通常の手段を用いて作成された光ファイバ１を用意し、この光ファイバの一部分をガラス基板２，３の間に挟持するとともに、ガラス基板２，３間の各コーナーにはスペーサ１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂを配置する。（図８（ａ））。ここで、光ファイバ１に樹脂被膜がコーティングされている場合には事前にこれを除去し、少なくともガラス基板２，３で挟む領域ではクラッドが剥き出しとなるようにしておく。なお、光ファイバ１の材料の各種特性およびガラス基板２，３の各種特性はそれぞれ上記したとおりである。
【００２９】
次に、ガラス基板２，３とその間に挟まれた状態の光ファイバ１を、ヒータ７を用いて所定の温度で加熱を行う（図８（ｂ））。
さらに、ガラス基板２，３とその間に挟まれた状態の光ファイバ１とを加熱した状態を維持しつつ、ガラス基板２に、ガラス基板２，３の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧の加圧８を行う（図８（ｃ））。なお、ここでは図示しないが、ガラス基板３は動かないように固定されており、加圧８はガラス基板２の一方の端面２ａ側で大きく光ファイバ１を潰し、ガラス基板２の内側の位置２ｃ付近からもう一方の端面２ｂ側にかけては光ファイバ１に加圧が生じないような形で行う。この際、前記のスペーサ部材１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂがガラス基板２，３の間に配置されていることにより、加圧８をガラス基板全面に一様に加えるような状態でも、ファイバのテーパ加工が安定した状態で精度良く行うことが可能となる。
【００３０】
続いて、加圧および加熱を止め（図９（ｄ），（ｅ））、最後に、光ファイバ１の、断面が楕円形状となっている側の端面１ａを光ファイバ１と接着されたガラス基板２，３とともに研磨処理し鏡面とする（図９（ｆ））ことにより、図６，７で示した光ファイバモジュールが完成される。ここで、加熱加工を行う前に予め、ガラス基板２，３の間に光ファイバとともに、低融点ガラス材料９ａ，９ｂを配置しておくことにより、加熱時にこの低融点ガラス９ａ，９ｂが溶けて低融点ガラス材料９となり、この低融点ガラス９によってガラス基板２と３との間隙が充たされるため、冷却を行うことでガラス光ファイバ１とガラス基板２，３とが低融点ガラス材料９によって安定に接着された状態となる。このため、第１の実施の形態で行ったような、加熱加工後に接着剤を充填する工程が省略できるとともに、接着剤充填処理前に取り扱いのミス等で、加工した光ファイバを折ってしまう等のトラブルを避けることが可能となる。
【００３１】
図１０は、この発明の光ファイバモジュールを用いた映像表示装置の一実施の形態を概略的に示したものである。
１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂは、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の出力光を得るファイバレーザ装置である。ファイバレーザ装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂは、半導体レーザ１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ、光ファイバモジュール１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂ、アップコンバージョンファイバ１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ、とから構成される。光ファイバモジュール１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂは、それぞれ図１に示す構成を用いる。
【００３２】
ファイバレーザ装置１０１Ｒを例として、ファイバレーザの動作原理を簡単に説明する。ファイバレーザ装置１０１Ｒでは、半導体レーザ１０２Ｒから出力されるレーザ光が光ファイバモジュール１０３Ｒを介して、アップコンバージョンファイバ１０４Ｒへと入射され、入射されたレーザ光はアップコンバージョンファイバによって、入射されたレーザ光とは波長の異なるＲ（赤）のレーザ光となって出力される。ここで、図１に記載の光ファイバモジュールを用いることにより、アップコンバージョンファイバ１０４Ｒへと入射されるレーザ光のパワーを大きくすることが可能となる。
【００３３】
なお、アップコンバージョンファイバから最終的に出力されるレーザ光の波長はアップコンバージョンファイバの種類、アップコンバージョンファイバの両端に配置するミラー（図示せず）の特性等によって変更することが可能であり、これにより、ファイバレーザ装置１０１Ｇ，１０１ＢにおいてはそれぞれＧ（緑）、Ｂ（青）の波長のレーザ光を取り出している。また、アップコンバージョンファイバを多段に接続し、いったん、異なる波長に変換したレーザ光をさらに後段のアップコンバージョンファイバに入射させることで、さらに別の波長のレーザ光に変換することも可能である。
【００３４】
なお、図１０では半導体レーザ１０２Ｒから光ファイバモジュール１０３Ｒへレーザ光を入射させる手段、光ファイバモジュールとアップコンバージョンファイバへとレーザ光を入射させる手段等を示していないが、この手段としてはレンズ等の光学部品を用いる方法や、半導体レーザと光ファイバモジュール、あるいは光ファイバモジュールとアップコンバージョンファイバとをバットジョイントにより接続する方法など、一般的な光学系の接続手段をとることができる。
【００３５】
続いて、映像表示部の構成に関して説明する。各レーザ装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから出力されるＲ，Ｇ，Ｂ光は、それぞれ液晶パネル１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂに入力され空間変調を受ける。空間変調を受けたＲ，Ｇ，Ｂ光は、ダイクロイックプリズムなどの合成部１０６によって合成ざれ、投射レンズ１０８に入力する。この入力光は、投射レンズ１０８によってスクリーン１０９に映像として表示させる。なお、ここでは空間変調素子として液晶パネルを用いたが、この発明はこれに限定されるものではなく、ＤＭＤ等、その他の一般的な空間変調素子であっても良い。
【００３６】
図１１は、この発明の光ファイバモジュールを用いた映像表示装置の他の実施の形態を概略的に示したものである。
この実施の形態では、ファイバレーザ装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂから出力されるＲ，Ｇ，Ｂ光を白色光合成手段１０６により、１つにまとめて巨視的（全体的）に見た場合の白色光を作る。この白色光をカラーフィルタ付の液晶パネル１０７に入力し、投射レンズ１０８によってスクリーン１０９に映像として表示させる。なお、ここでは空間変調素子として液晶パネルを用いたが、この発明はこれに限定されるものではなく、ＤＭＤ等、その他の一般的な空間変調素子であっても良い。また、白色光合成手段としては
【００３７】
ダイクロックプリズム等の光学素子を用いる方法のほか、Ｒ，Ｇ，Ｂ光を出力する光ファイバを束ねるといった方法で行っても良い。
上記したこの発明の光ファイバモジュールを用いた各映像表示装置によれば、所望の波長のレーザ出力を低損失にスクリーンへと投射できるため、結果として映像表示に必要な輝度の光出力を得るための消費電力を低く抑えることが可能となる。
【００３８】
なお、図１０、図１１では図１に構成する光ファイバモジュールを使用した例を説明したが、当然のことながら図６に構成する光ファイバモジュールを使用しても構わない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、一体形成により作成した光ファイバモジュールにより半導体レーザから出射されるような非対称な広がりを有する光を、光ファイバに低損失に入射させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態である光ファイバモジュールについて説明するための斜視図。
【図２】図１の（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は一端側の端面図、（ｄ）は他端側の端面図。
【図３】この発明の光ファイバモジュールの製造方法の（ａ）〜（ｃ）の工程について説明するための説明図。
【図４】この発明の光ファイバモジュールの製造方法の（ｄ）〜（ｆ）の工程について説明するための説明図。
【図５】図３、図４の工程で用いる加熱および加圧のプロファイル例について説明するための説明図。
【図６】この発明の第２の実施の形態の光ファイバモジュールについて説明するための斜視図。
【図７】図６の（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は一端側の端面図、（ｄ）は他端側の端面図。
【図８】この発明の第２の実施の形態である光ファイバモジュールの作製方法の（ａ）〜（ｃ）の工程について説明するための説明図。
【図９】この発明の第２の実施の形態である光ファイバモジュールの作製方法の（ｄ）〜（ｆ）の工程について説明するための説明図。
【図１０】この発明の光ファイバモジュールを用いた映像表示装置の一実施の形態について説明するための概略構成図。
【図１１】この発明の光ファイバモジュールを用いた映像表示装置の他の実施の形態について説明するための概略構成図。
【符号の説明】
１，１ｄ，１０５，１０６Ｒ，１０６Ｇ，１０６Ｂ…光ファイバ
１ａ，１ｂ…端面
２，３…ガラス基板
４…封止材
５…コア
６…クラッド
７…ヒータ
１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ…スペーサ部材
１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ…ファイバレーザ装置
１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ…半導体レーザ
１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂ…光ファイバモジュール
１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ…アップコンバージョンファイバ
１０５Ｒ，１０５Ｇ，１０５Ｂ，１０７…液晶パネル
１０６…合成手段
１０８…投射レンズ
１０９…スクリーン
Claims (10)
- コアおよびクラッドの一方の端面の断面形状が楕円であり、前記端面から離れるに伴って漸次円形に変化するテーパ形状部を有する光ファイバと、
前記光ファイバの前記端面から所定の長さの領域あるいは前記光ファイバの側面から全体を挟んだ、熱膨張係数が前記光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の保持部材と、
前記光ファイバと前記保持部材との間隙を埋める封止材とを具備したことを特徴とする光ファイバモジュール。 - 前記光ファイバの少なくとも一方の端面は、前記保持部材と一緒に研磨処理が行われていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバモジュール。
- 前記保持部材はガラス材料あるいはセラミック材料であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバモジュール。
- 前記封止材は、前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度よりも十分低い融点を有するガラスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバモジュール。
- 光ファイバを、該光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の熱膨張係数を有する基板の間に配置する第１の工程と、
前記基板および該基板の間に配置された状態の前記光ファイバとを前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度以上まで加熱する第２の工程と、
前記温度を維持した状態で前記基板の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧を行う第３の工程と、
前記光ファイバと前記保持部材との間隙に接着材料を充填して接着する第４の工程と、
前記光ファイバを挟んでいる前記基板と一緒に端面研磨する第５の工程と、からなることを特徴とする光ファイバモジュールの製造方法。 - 光ファイバを、該光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の熱膨張係数を有する基板の間に配置する工程および前記基板の間の少なくとも１箇所に、所定の厚さを有するスペーサ部材を挿入する工程からなる第１の工程と、
前記基板および、該基板の間に挿入された状態の前記光ファイバおよび前記スペーサ部材とを前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度以上まで加熱する第２の工程と、
前記温度を維持した状態で前記基板の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧を行う第３の工程と、
前記光ファイバと前記保持部材との間隙に接着材料を充填して接着する第４の工程と、
前記光ファイバを、前記光ファイバを挟んでいる前記基板と一緒に端面研磨する第５の工程と、からなることを特徴とする光ファイバモジュールの製造方法。 - 光ファイバを、該光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の熱膨張係数を有する基板の間に挿入する工程および前記基板の間に前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度よりも十分低い融点を有する低融点ガラス材料を所定量挿入する工程からなる第１の工程と、
前記基板および該基板の間に挿入された状態の前記光ファイバおよび前記低融点ガラス材料とを前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度以上まで加熱する第２の工程と、
前記温度を維持した状態で前記基板の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧を行う第３の工程と、
前記光ファイバを、前記光ファイバを挟んでいる前記基板と一緒に端面研磨する第４の工程と、からなることを特徴とする光ファイバモジュールの製造方法。 - 光ファイバを、該光ファイバのクラッド材料の熱膨張係数に近い値の熱膨張係数を有する基板の間に挿入する工程および前記基板の間の少なくとも１箇所に、所定の厚さを有するスペーサ部材を挿入する工程および前記基板の間に前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度よりも十分低い融点を有する低融点ガラス材料を所定量挿入する工程からなる第１の工程と、
前記基板および該基板の間に挿入された状態の前記光ファイバおよび前記スペーサ部材および前記低融点ガラス材料を、前記光ファイバのコア材料のガラス転移温度およびクラッド材料のガラス転移温度以上まで加熱する第２の工程と、
前記温度を維持した状態で前記基板の貼り合わせ面に対しほぼ垂直な方向に所定の加圧を行う第３の工程と、
前記光ファイバを、該光ファイバを挟んでいる前記基板と一緒に端面研磨する第４の工程と、からなることを特徴とする光ファイバモジュールの製造方法。 - それぞれＲ，Ｇ，Ｂ光を出力するファイバレーザ装置と、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂ出力光をそれぞれ空間変調する空間変調素子と、
前記空間変調素子によりそれぞれ空間変調されたＲ，Ｇ，Ｂ光を合成する合成手段と、
前記合成手段の出力光を所定の位置に結像させる光学素子とを具備し、
前記ファイバレーザ装置の少なくとも１つは、半導体レーザとアップコンバージョンファイバとの間に請求項１に基づく光ファイバモジュールを配置したことを特徴とする映像表示装置。 - それぞれＲ，Ｇ，Ｂ光を出力するファイバレーザ装置と、
前記Ｒ，Ｇ，Ｂ出力光を１つにまとめ、巨視的に見て白色光となるようにする白色光生成手段と、
前記白色光生成手段の出力光を空間変調する空間変調素子と、
前記空間変調素子により空間変調された光を所定の位置に結像させる光学素子とを具備し、
前記ファイバレーザ装置の少なくとも１つは、半導体レーザとアップコンバージョンファイバとの間に請求項１に基づく光ファイバモジュールを配置したことを特徴とする映像表示装置。
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