JP2007310363A - 光デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】光デバイスにおいて、低コストで異物の付着を抑制し、さらに高パワー密度領域での光ファイバの融着を防止して、光源の信頼性を向上させる。
【解決手段】光デバイス１は、光源ＬＤと光源ＬＤから発せられた光ビームＢを集光する集光レンズ３と、集光レンズ３を通過した光ビームＢの光路に配された誘電体ブロック４と、誘電体ブロック４を通過した光ビームＢが入射端面３０Ａのコア５から入射するように配置された光ファイバ３０とを備えてなる。少なくともコア５入射端面５ａが誘電体ブロック４の出射端面４ｂから離れて位置し、光ファイバ３０の入射端面３０Ａのコア５の入射端面５ａを囲む部分が、誘電体ブロック４に押圧されることにより、コア５の入射端面５ａを囲む密閉空間ＳＡが形成されている。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は光デバイスに関し、特に光源から発せられた光ビームを光ファイバに結合させるようにした光デバイスに関するものである。

従来、光源から発せられた光ビームを光学系で集光し光ファイバに結合する光デバイスにおいて、光学系を通過した光ビームの光路に、光源側が斜めにカットされた透明な誘電体ブロックを配置し、該誘電体ブロックの斜めカットされていない側（出射端面）に光ファイバをオプティカルコンタクトさせることによって、光ファイバの入射端面で反射した光が光源に戻ることで発生するノイズを低減する方法が使用されている。

しかしながら、上記光デバイスにおいては、前記光路に配設された部品に、該部品の周囲に残存する異物が付着（集塵）して光特性を劣化させるという問題があり、特に光が集光する（光密度の高い）部分すなわち誘電体ブロックの出射端面及び光ファイバの入射端面のコアにおいては集塵が顕著であった。そのため誘電ブロックの出射端面及び光ファイバの入射端面には上記オプティカルコンタクトをさせるために生じる圧力によって異物が強く押し付けられて付着し、該付着した異物が容易に取れなくなる虞があった。異物が付着すると、光の散乱や前記オプティカルコンタクト不良による結合率の低下が生じ、光源の信頼性を低下させてしまう虞があった。

そこで、誘電体ブロックを円筒状の部材（ストッパ）の内面に樹脂で接着して、該ストッパと光ファイバの周囲に配設されたフェルールとを接触させることにより、光ファイバの入射端面と誘電体ブロックとの間に空隙を設け、異物が付着するのを防止する方法が開示されている（特許文献１）。
特開平６−１４８４７１号公報

ところで、上述の異物としては有機物が挙げられ、該有機物は大気中に残存する有機分子の他に、接着剤から発生する有機分子の可能性が考えられる。接着剤は通常、光デバイスの内部に配設される光学部材の固定及び光ファイバと該光ファイバの周囲に配設されるフェルールとの固定等に使用される。そのため、上記のストッパを使用する方法では、ストッパとフェルールとを固定している接着剤から発生する有機分子が上述した密閉空間に回りこみ、光ファイバの入射端面のコアに付着してしまう虞がある。特にストッパと誘電体ブロックとの固定にも接着剤を使用している場合には、該接着剤から発生する有機分子によりさらに前記付着の可能性が高くなる虞がある。

また、光ファイバの入射端面が、光デバイスの内部に配設される光学部材を固定している接着剤から発生する有機分子や大気中に残存する有機分子にさらされる可能性がある場合にも、上記と同様、有機分子が光ファイバの入射端面のコアに付着してしまう虞がある。

また、ストッパを使用することにより、ストッパ分の部品点数が増加し、部品コストが高くなり、光デバイスにおいては、光源と光ファイバの入射端面とが光学的に結合された状態をマイクロメートルオーダで安定的に維持する必要があるため、ストッパと誘電体ブロックとの位置決めを高精度で行わなければならず、該位置決めによる製造コストがさらにかかってしまう。

また、本発明者らは、レーザなどの光源の発振波長が１６０ｎｍ〜５００ｎｍである場合、光ファイバの入射端面及び／又は誘電体ブロックの出射端面を通過する光ビームのパワー密度が、1.0mW/μm²高パワー密度領域において、光ファイバの入射端面と誘電体ブロックの出射端面とをオプティカルコンタクトして、前記光源から光ビームを発すると、コアの入射端面と誘電体ブロックの出射端面とが融着して、光ファイバの取り外しや振動等により光ファイバの入射端面及び／又は誘電体ブロックの出射端面が剥離して欠陥が生じ、光透過率を低下させる可能性があることを見出した。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、低コストで異物の付着を抑制し、さらに高パワー密度領域での光ファイバの融着を防止して、高信頼性を備える光デバイスを提供することを目的とするものである。

本発明の光デバイスは、光源と、
該光源から発せられた光ビームを集光する光学系と、
該光学系を通過した光ビームの光路に配された誘電体ブロックと、
該誘電体ブロックを通過した光ビームがコアの端面から入射するように配置された光ファイバとを備えてなる光デバイスにおいて、
前記光ファイバの入射端面と前記誘電体ブロックの出射端面の間で、少なくとも前記コアの入射端面が前記誘電体ブロックの出射端面から離れて位置し、
前記光ファイバの入射端面の前記コアの入射端面を囲む部分が、前記誘電体ブロックに押圧されることにより、前記コアの入射端面を囲む密閉空間が形成されていることを特徴とするものである
なお、ここで「前記光ファイバの入射端面の前記コアの入射端面を囲む部分」とは、前記光ファイバの入射端面における前記コアの入射端面以外の部分の全部であってもよいし、あるいは一部であってもよい。但し、この部分は、コアの入射端面に対して密閉空間を形成するようにコアの入射端面を完全に囲むものでなければならない。

本発明の光デバイスは、前記光ファイバが、前記コアの周囲にクラッドを備えるものであれば、前記コアの入射端面と隣接する前記クラッドの少なくとも一部の端面が前記誘電体ブロックの出射端面から離れて位置するものであってもよい。

本発明の他の光デバイスは、光源と、
該光源から発せられた光ビームを集光する光学系と、
該光学系を通過した光ビームの光路に配された誘電体ブロックと、
該誘電体ブロックを通過した光ビームがコアの端面から入射するように配置された光ファイバと、
該光ファイバの入射端面から突出した位置から前記光ビームの進行方向の所定位置まで、前記光ファイバの周囲に配設されるフェルールとを備えてなる光デバイスにおいて、
前記光ファイバの入射端面と前記誘電体ブロックの出射端面の間で、少なくとも前記コアの入射端面が前記誘電体ブロックの出射端面から離れて位置し、
前記光ファイバの入射端面から突出した前記フェルールの端面が、前記誘電体ブロックに押圧されることにより、前記コアの入射端面を囲む密閉空間が形成されていることを特徴とするものである。

前記密閉空間を形成する部材または前記密閉空間の内部と接する部材は、有機分子からなる部材を含んでいないことが好ましい。なお、有機分子からなる部材とは、具体的には接着剤等である。

前記光ファイバの入射端面及び／又は前記誘電体ブロックの出射端面は、前記光源から発せられた光ビームの反射を防止するＡＲ膜が被覆されていることが好ましい。

また、前記コアの入射端面と前記誘電体ブロックの出射端面との間の距離Ｌは、光ビームの波長をλとした場合、Ｌ＝ｎλ／２±λ／８（ｎは整数）であることが好ましい。

前記光ビームの波長は、１６０ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。前記光ビームのパワー密度は、前記光ファイバの入射端面へ入射する際には、１.0mW/μm²以上であることが好ましい。

本発明の画像露光装置は、上述の光デバイスを露光用光源として備えたことを特徴とするものである。

本発明の光デバイスによれば、誘電体ブロックの出射端面へ、光ファイバの入射端面のコアの入射端面を囲む部分、例えばコアの入射端面を囲む穴を有する光ファイバの入射端を押圧することにより、誘電体ブロックの出射端面および光ファイバの入射端面のコアを囲む部分が弾性変形し、前記コアの入射端面を囲む密閉空間が形成される。少なくともコアの入射端面と誘電体ブロックの出射端面との間に密閉空間が設けられることにより、光デバイスの内部に配設された光学部材等を固定する接着剤から発生する可能性のある有機分子等の異物が前記密閉空間の内部に混入することを低減できるので、光が集光する部分すなわちコアの入射端面への異物の付着を抑制することができる。また前記密閉空間に僅かながらも異物が混入してしまった場合にも、コアの入射端面に異物が押し付けられることを防止することができるので、異物の付着を抑制することができる。これにより異物による光散乱や結合効率の低下を抑制することができて、光源の信頼性を向上できる。

また前記密閉空間を設けるためにストッパ等の別部品を使用せず、光ファイバの入射端面及び／又は誘電体ブロックの出射端面に例えば凹部等を形成する加工工程を追加するのみでよいため、部品コストを削減することができ、ストッパと誘電体ブロックとの高精度な位置決めによる製造コストも削減することができる。

また、本発明の他のデバイスによれば、誘電体ブロックの出射端面へ、光ファイバの入射端面から突出したフェルールの端面を押圧することにより、誘電体ブロックの出射端面およびフェルールの端面が弾性変形し、前記コアの入射端面を囲む密閉空間が形成される。このため、例えば密閉空間に僅かな異物が混入してしまった場合であっても、コアの入射端面に異物が押し付けられることを防止することができるので、異物の付着を抑制することができる。これにより異物による光散乱や結合効率の低下を抑制することができて、光源の信頼性を向上できる。

また前記密閉空間を設けるためにストッパ等の別部品を使用せず、例えば突き当て治具等を使用し、フェルールの端面が光ファイバの入射端面よりも誘電体ブロック側に突出するようにして半田により固着する工程を追加するのみでよいため、部品コストを削減することができ、ストッパと誘電体ブロックとの高精度な位置決めによる製造コストも削減することができる。

さらに、密閉空間を形成する部材または密閉空間の内部と接する部材が有機分子からなる部材、例えば接着剤を含んでいない場合であれば、光デバイスの内部に配設された光学部材等を固定する接着剤から発生する可能性のある有機分子等の異物が密閉空間の内部に混入することを低減できるので、光が集光する部分すなわちコアの入射端面への異物の付着を抑制することができる。

また、光ファイバの入射端面及び／又は誘電体ブロックの出射端面に、光源から発せられた光ビームの反射を防止するＡＲ膜が被覆されている場合には、光ファイバの入射端面と誘電体ブロックの出射端面との間で生じる光ビームの反射損失を低減できるので、光ファイバに高効率で光を導波することできる。

さらに、コアの入射端面と誘電体ブロックの出射端面との間の距離Ｌが、光ビームの波長をλとした場合、Ｌ＝ｎλ／２±λ／８（ｎは整数）であれば、コアの入射端面および誘電体ブロックの出射端面における反射損失を低減できる。

光源の発振波長が１６０ｎｍ〜５００ｎｍである場合には、エネルギーが高くなることにより集塵が増長するため、本発明を適用することは、異物の付着を防止するために効果的である。

また光ファイバの入射端面へ入射する光ビームは、光ファイバに高効率で結合するため、コアの径よりも小さな領域に絞られるので、コアの入射端面及び誘電体ブロックの出射端面が高パワー密度領域となる。そのような場合、光ファイバの入射端面と誘電体ブロックの出射端面とをオプティカルコンタクトして、前記光源から光ビームを発する際に、コアの入射端面と誘電体ブロックの出射端面とが融着する虞があるが、本発明を適用することにより、少なくともコアの入射端面と誘電体ブロックの出射端面との間に密閉空間が設けられるので、前記融着を防止することができる。これにより光ファイバの取り外しや振動等により光ファイバの入射端面及び／又は誘電体ブロックの出射端面が剥離して欠陥が生じ、光透過率を低下するのを防止することができる。

本発明の画像露光装置は、上述の効果を得られる光デバイスを備えているので、高信頼性を備えた光源による露光が可能となる。

以下、本発明にかかる第１の実施形態の光デバイス１について、図面を参照して詳細に説明する。図１Ａに第１の実施形態の光デバイス１の概略形状を示す側断面図を示す。なお本実施形態では便宜上、図１Ａの上側を上方として説明する。

本実施形態による光デバイス１は、図１Ａに示す如く、銅又は銅合金からなるヒートブロック（放熱ブロック）２上に固定された光源としてのＧａＮ系半導体レーザＬＤと、ＧａＮ系半導体レーザＬＤから発せられたレーザ光Ｂ（光ビームＢ）を集光する光学系としての集光レンズ３と、集光レンズ３を通過したレーザ光Ｂの光路に配された誘電体ブロック４と、誘電体ブロック４を通過したレーザ光Ｂが入射する光ファイバ３０とから概略構成されている。

ＧａＮ系半導体レーザＬＤは、例えば４０５ｎｍの波長で発振するものであり、駆動電流を供給する引出配線２ａが繋がっている。なおＧａＮ系半導体レーザＬＤとしては、１６０ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲において、上記４０５ｎｍ以外の波長で発振するレーザを使用してもよい。ここで発振波長が160ｎｍ〜５００ｎｍである場合には、エネルギーが高くなることにより集塵が増長するため、本発明を適用すること、異物の付着を防止するために効果的である。

集光レンズ３は、凸レンズであり、例えば樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成されている。

誘電体ブロック４は、例えば石英ガラス等の、レーザ光Ｂが透過可能な部材で形成され、レーザ光Ｂの光路に配設されたときに集光レンズ３側の端面すなわち入射端面４ａが下方に向かうにつれて集光レンズ３から離れる斜面を有して形成され、光ファイバ３０側の端面すなわち出射端面４ｂが、光ファイバ３０の軸と直角になるように形成されている。上記のように入射端面４ａが斜面を有するものであれば、後述の光ファイバ３０の入射端面３０ａのコア５でのレーザ光Ｂの反射光がＧａＮ系半導体レーザＬＤに戻ることで発生するノイズを抑制することができる。

そして上述したＧａＮ系半導体レーザＬＤ、集光レンズ３及び誘電体ブロック４は光学配置され、例えば接着剤等によってパッケージに固着されて、一体型モジュールとなっている。

光ファイバ３０は、軸芯に形成されたコア５と、コア５の周囲に形成されたクラッド６とから構成されている。光ファイバ３０の周囲には光ファイバ３０の入射端面からレーザ光Ｂの進行方向に向かって所定位置（図示しない）まで、円筒状のフェルール７が例えば接着剤によって固着されている。

フェルール７は、セラミック、ガラス、又は金属、若しくはそれらの組合せからなる材料から形成されたものである。セラミックまたはガラスから形成された場合は、その側面が金属メッキ、若しくはスパッタリングによりメタライズ加工されていることが望ましい。そしてフェルール７が光ファイバ３０の周囲に配設された後、フェルール７の誘電体ブロック４側の端面７ａ及び光ファイバ３０の入射端面は平坦若しくは球面状に研磨加工される。

ここで本発明において特徴的なのは、上述したように光ファイバ３０の、平坦若しくは球面状に研磨加工された入射端面を、図１に示す如く、コア５の中心に向かって緩やかな曲率を有する凹部ＧＡが形成された入射端面３０Ａに加工してあることである。このとき凹部ＧＡはクラッド６の外周より若干内方（コア５側）から凹状を形成し、クラッド６の凹部ＧＡを除く外側入射端面６ａ１がフェルール７の端面７ａと同一面に位置するように加工する。凹部は光ファイバ３０の入射端面をエッジング溶液としてのＨＦ水溶液又はＨＦとＮＨ４Ｆの混合水溶液に浸して行うウエットエッチング方法により形成する。なお加工方法はウエットエッチング方法に限定されるものではなく、研磨による形状制御、ＣＦ４等を用いたドライエッチング、レジストプロセスとの組合せによるドライエッチング、ウエットエッチング、デポジション等を使用しても良い。

そして凹部ＧＡが形成された入射端面３０Ａには、レーザ光Ｂの反射を防止するＡＲ（無反射）膜を蒸着により被覆する。なおＡＲ膜は上述の誘電体ブロック４の入射端面４ａ及び出射端面４ｂにも被覆する。こうすることにより、誘電体ブロック４の出射端面４ｂと光ファイバ３０の入射端面３０Ａとを接続したときに、出射端面４ｂと入射端面３０Ａとの間で生じるレーザ光Ｂの反射損失を低減できるので、光ファイバ３０にレーザ光Ｂを高効率で導波することができる。なお本実施形態においては光ファイバ３０の入射端面３０Ａ、誘電体ブロック４の入射端面４ａ及び出射端面４ｂにＡＲ膜を被覆したが、本発明はこれに限られるものではなく、いずれか１つの端面に被覆しても、いずれか２つの端面に被覆してもよく、被覆しなくてもよい。

なお、ファイバと誘電体ブロックにAR膜を設けない場合には、コアの入射端面５ａと誘電体ブロックの出射端面４ｂとの間の距離をＬとし、光ビームの波長をλとした場合、Ｌ＝ｎλ／２±λ／８（ｎは整数）となるように、Ｌを設定することが好ましい。図１Ｂは、コアの入射端面５ａと誘電体ブロックの出射端面４ｂとの間の距離Ｌと透過率との関係を示すものであり、Ｌをｎλ／２±λ／８（ｎは整数）とすることで、出射端面４ｂと入射端面３０Ａとの間で生じるレーザ光Ｂの反射損失を低減できる。

そして上述のように形成された光ファイバ３０は、フェルール７の端面７ａ及びクラッド６の外側入射端面６ａ１を誘電体ブロック４の出射端面４ｂに6〜12Nで押圧すること、例えばレーザ光源、集光光学系、誘電体ブロックを包含するレセプタクルにフェルールと光ファイバからなるプラグを弾性部材で押圧するコネクター型としコネクタ構造内の弾性部材により、光ファイバ３０を誘電体ブロック４へ押圧することによって、誘電体ブロック４を通過したレーザ光Ｂがコア５の入射端面５ａに集光するように位置決めされる。なお光ファイバ３０は誘電体ブロック４の出射端面４ｂに繰り返し脱着することができる。

このように凹部ＧＡが形成された入射端面３０Ａを備えた光ファイバ３０と誘電体ブロック４とが押圧されていると、光ファイバ３０の入射端面３０Ａと誘電体ブロック４の出射端面４ｂが、コア５の入射端面５ａと該入射端面５ａに隣接するクラッド６の内側入射端面６ａ２すなわち凹部ＧＡの内面が出射端面４ｂから離れ、フェルール７の端面７ａ及びクラッド６の外側入射端面６ａ１が出射端面４ｂと密に接触する。これにより光ファイバ３０の入射端面３０Ａと誘電体ブロック４の出射端面４ｂとの間に、コア５の入射端面５ａを囲む密閉空間ＳＡが形成されるので、光デバイス１に配設された光学部材等を固定する際に接着剤を使用した場合に、該接着剤から発生する可能性のある有機分子等の異物が密閉空間ＳＡの内部に混入するのを低減でき、レーザ光Ｂが集光するコア５の入射端面５ａへの異物の付着を抑制することができる。また上述のようにフェルール７の端面７ａ及びクラッド６の外側入射端面６ａ１が出射端面４ｂと密に接触しているので、フェルール７と光ファイバ３０との固着面が密閉空間ＳＡに面しないため該固着面に使用した接着剤から発生する可能性のある有機分子が密閉空間ＳＡに混入するのを防止することができる。

なお密閉空間ＳＡに僅かながらも異物が混入してしまった場合にも、密閉空間ＳＡによってコア５の入射端面５ａに異物が押し付けられるのを防止できるので、異物の付着を抑制することができる。これにより異物による光散乱や結合効率の低下を抑制することができて、ＧａＮ系半導体レーザＬＤの信頼性を向上できる。

また別部品を使用せず、光ファイバ３０の入射端面３０Ａに凹部ＧＡを形成する加工工程を追加するのみで密閉空間ＳＡを形成することができるので、部品コストを削減することができる。

また、１５０ｍW以上の出力の半導体レーザＬＤの発振波長が１６０ｎｍ〜５００ｎｍ、発光領域が７×１μｍ²、4倍の光学レンズを用いた場合には、従来の凹部ＧＡを有さない光ファイバでは光ファイバの入射端面及び誘電体ブロックの出射端面を通過するレーザ光Ｂの断面積が28×４μm²となり、コアの入射端面及び誘電体ブロックの出射端面が１.0mW／μm²以上の高パワー密度領域となるため、光ファイバの入射端面と誘電体ブロックの出射端面とをオプティカルコンタクトして、レーザ光Ｂを発すると、コアの入射端面と誘電体ブロックの出射端面とが融着する虞があったが、上述のように密閉空間ＳＡを形成し、コア５の入射端面５ａ及び該入射端面５ａに隣接するクラッド６の内側入射端面６ａ２と誘電体ブロック４の出射端面４ｂとを離すことにより前記融着を防止することができる。

＜実施例１＞
ここで上述した実施形態の光ファイバ３０の入射端面３０Ａの加工方法及び該加工後の光ファイバ３０を誘電体ブロック４に繰り返し脱着したときの実施例について説明する。光ファイバ３０は、コア５径６０μｍ、クラッド６径１２５μｍのＳＩ型石英光ファイバであり、フェルール７に接着固定されている。光ファイバ３０およびフェルール７は、入射端面（フェルール７の端面７ａ、コア５の入射端面５ａ及びクラッド６の入射端面６ａ）を平坦に研磨加工したものを使用した。

１）上記光ファイバ３０をＨＦ：ＮＨ４Ｆ：純水＝０．１５：０：０．１の重量比になるように混合した水溶液に光ファイバ３０の入射端面を浸して５時間エッチングを行った。その結果、曲率半径約２５μｍの凹形状が得られた。

２）その後研磨加工を行い、フェルール７の端面７ａとクラッド６の外側入射端面６ａ１が同一面になるようにして凹部ＧＡを有する入射端面３０Ａを形成した。

３）そして上述のように凹部ＧＡが形成された光ファイバ３０の入射端面３０Ａを、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ、集光レンズ３及び誘電体ブロック４が光学配置された一体型モジュールの誘電体ブロック４の出射端面４ｂに、不図示のコネクタにより押圧し、脱着を繰り返し行った。その結果、従来の凹部ＧＡを有さない光ファイバと比較して、光ファイバ３０のコア５の入射端面５ａに異物が付着することが少なくなったことが確認できた。

４）なお僅かながらではあるが異物が付着してしまったときでも、綿棒等でふき取ることで付着した異物を容易に取り除くことができた。これは従来の凹部ＧＡを有さない光ファイバでは、該光ファイバの入射端面と誘電体ブロック４の出射端面４ｂが強く押圧されることによって、両者の間に混入した異物がコア５の入射端面５ａに貼り付いてしまっていたのに対し、光ファイバ３０の入射端面３０Ａに凹部ＧＡを形成したことで、コア５の入射端面５ａが押し付けられなくなったので、異物が貼り付くことを抑制できたと推察される。

次に、本発明にかかる第２の実施形態の光デバイス１Ｂについて、図面を参照して詳細に説明する。図２に第２の実施形態の光デバイス１Ｂの概略形状を示す側断面図を示す。

本実施形態による光デバイス１Ｂは、上述した第１の実施形態の光デバイス１と概略同様であるため、異なる部分である光ファイバ３０の入射端面３０Ｂについてのみ詳細に説明する。なお発明の効果についても第１の実施形態の光デバイス１と同様であるため説明は省略する。

本実施形態の光ファイバ３０には、上述した光デバイス１の光ファイバ３０の入射端面３０Ａに形成された凹部ＧＡと異なる形状の凹部ＧＢが形成されている。凹部ＧＢは、図２に示す如く、コア５の入射端面５ａのみに、コア５の中心に向かって緩やかな曲率を有して形成され、凹部ＧＢが形成された入射端面３０Ｂには、レーザ光Ｂの反射を防止するＡＲ（無反射）膜を蒸着により被覆する。凹部ＧＢが形成された入射端面３０Ｂを備えた光ファイバ３０と誘電体ブロック４とを押圧すると、光ファイバ３０の入射端面３０Ｂと誘電体ブロック４の出射端面４ｂが、コア５の入射端面５ａが出射端面４ｂから離れ、フェルール７の端面７ａ及びクラッド６の入射端面６ａが出射端面４ｂと密に接触する。これにより光ファイバ３０の入射端面３０Ｂと誘電体ブロック４の出射端面４ｂとの間に密閉空間ＳＢが形成される。

＜実施例２＞
ここで上述した実施形態の光ファイバ３０の入射端面３０Ｂの加工方法及び該加工後の光ファイバ３０を誘電体ブロック４に繰り返し脱着したときの実施例について説明する。なお本実施例は上述した実施例１と（１）の工程までは同様である。従って（２）以降の工程について説明する。

２）その後研磨加工を行い、フェルール７の端面７ａとクラッド６の入射端面６ａが同一面になるようにして凹部ＧＢを有する入射端面３０Ｂを形成した。

３）そして上述のように凹部ＧＢが形成された光ファイバ３０の入射端面３０Ｂを、上述の実施例１と同様に誘電体ブロック４の出射端面４ｂに押圧し、脱着を繰り返し行った。その結果、上述の実施例１と同様に光ファイバ３０のコア５の入射端面５ａに異物が付着することが少なくなったことが確認でき、異物が貼り付くことを抑制できたと推察される。

次に、本発明にかかる第３の実施形態の光デバイス１Ｃについて、図面を参照して詳細に説明する。図３に第３の実施形態の光デバイス１Ｃの概略形状を示す側断面図を示す。

本実施形態による光デバイス１Ｃは、上述した第１の実施形態の光デバイス１と概略同様であるため、異なる部分である光ファイバ３０の入射端面３０Ｃについてのみ詳細に説明する。

本実施形態の光ファイバ３０には、上述した光デバイス１の光ファイバ３０の入射端面３０Ａに形成された凹部ＧＡと異なる形状の凹部ＧＣが形成されている。凹部ＧＣは、図３に示す如く、光ファイバ３０のコア５及びクラッド６の平坦な入射端面５ａ、６ａがフェルール７の端面７ａよりもレーザ光Ｂの進行方向へ例えば４０μｍ離れることにより形成され、コア５及びクラッド６の平坦な入射端面５ａ、６ａとの内面によって構成される。この凹部ＧＣは、予め平坦に研磨加工されたコア５及びクラッド６の入射端面５ａ、６ａを有する光ファイバ３０のクラッド６に、例えば突き当て治具等を使用し、フェルール７を端面７ａが前記入射端面５ａ、６ａよりも誘電体４側に突出するようにして半田により固着し、その後でフェルール７の端面７ａを平坦に研磨加工することで形成されている。

なお凹部ＧＣの形成は上記の方法に限られるものではなく、例えば光ファイバ３０およびフェルール７の入射端面３０Ｃを予め平坦に研磨加工した後で、エッジング溶液としてのＨＦ水溶液又はＨＦとＮＨ４Ｆの混合水溶液に浸して行うウエットエッチング方法により形成してもよい。そして凹部ＧＣが形成された入射端面３０Ｃには、レーザ光Ｂの反射を防止するＡＲ（無反射）膜を蒸着により被覆する。

凹部ＧＣが形成された入射端面３０Ｃを備えた光ファイバ３０およびフェルール７を誘電体ブロック４へ押圧すると、クラッド６の入射端面６ａおよびコア５の入射端面５ａが誘電体ブロック４の出射端面４ｂから離れ、フェルール７の端面７ａが出射端面４ｂと密に接触する。これにより光ファイバ３０の入射端面３０Ｃと誘電体ブロック４の出射端面４ｂとの間に密閉空間ＳＣが形成される。

このため、例えば密閉空間に僅かな異物が混入してしまった場合であっても、コアの入射端面に異物が押し付けられることを防止することができるので、異物の付着を抑制することができる。これにより異物による光散乱や結合効率の低下を抑制することができて、光源の信頼性を向上できる。

また、本実施形態ではフェルール７と光ファイバ３０との固着に接着剤ではなく半田を使用しているので、該固着面Ｗが密閉空間ＳＣに面していても該固着面Ｗから有機分子が発生しないため有機分子が密閉空間ＳＡに混入しない。なおフェルール７と光ファイバ３０との固着は、有機分子が密閉空間ＳＡに混入しない固着方法であればよく、例えば密閉空間ＳＣ側の固着面Ｗの一部のみに半田を使用し、それ以外には接着剤を使用する方法であってもよい。

次に、本発明にかかる第４の実施形態の光デバイス１Ｄについて、図面を参照して詳細に説明する。図４に第４の実施形態の光デバイス１Ｄの概略形状を示す側断面図を示す。

本実施形態による光デバイス１Ｄは、上述した第１の実施形態の光デバイス１と概略同様であるため、異なる部分である光ファイバ３０の入射端面３０ａ及び誘電体ブロックの出射端面４ｂについてのみ詳細に説明する。なお発明の効果についても第１の実施形態の光デバイス１と同様であるため説明は省略する。

本実施形態の光デバイス１Ｄは、上述した第１〜３の実施形態とは異なり、光ファイバ３０が、図４に示す如く、フェルール７の端面７ａ及び光ファイバ３０のコア５とクラッド６の入射端面５ａ、６ａ（以下光ファイバ３０の入射端面３０ａという）は平坦に研磨加工され、光ファイバ３０ではなく誘電体ブロック４の出射端面４ｂに凹部ＧＤが形成されている。

凹部ＧＤは、光ファイバ３０と誘電体ブロック４とを押圧するときにコア５の入射端面５ａに対応する位置に、凹部ＧＤの円状の開口が入射端面５ａを囲むように形成され、出射端面４ｂから入射端面４ａに向かって底が球状となるように窒設されている。そして凹部ＧＤが形成された出射端面４ｂ、入射端面４ａ、および光ファイバ３０の入射端面３０ａに、レーザ光Ｂの反射を防止するＡＲ（無反射）膜を蒸着により被覆する。

凹部ＧＤが形成された誘電体ブロック４の出射端面４ｂと光ファイバ３０とを押圧すると、光ファイバ３０の入射端面３０ａと誘電体ブロック４の出射端面４ｂが、コア５の入射端面５ａ及び該入射端面５ａと隣接するクラッド６ａの入射端面６ａの一部が出射端面４ｂから離れ、フェルール７の端面７ａ及びクラッド６の前記一部を除く入射端面６ａが出射端面４ｂと密に接触する。これにより光ファイバ３０の入射端面３０ａと誘電体ブロック４の出射端面４ｂとの間に密閉空間ＳＤが形成される。

なお本実施形態では凹部ＧＤは上述のように凹部ＧＤの開口を円状とし、底を球状としたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば図５に示す第５の実施形態の如く、開口を四角形とする角柱状の穴で構成された凹部ＧＥとしてもよい。この場合凹部ＧＥが形成された誘電体ブロック４の出射端面４ｂと光ファイバ３０とを押圧すると、光ファイバ３０の入射端面３０ａと誘電体ブロック４の出射端面４ｂが、コア５の入射端面５ａ及び該入射端面５ａと隣接するクラッド６ａの入射端面６ａの一部が出射端面４ｂから離れ、フェルール７の端面７ａ及びクラッド６の前記一部を除く入射端面６ａが出射端面４ｂと密に接触する。これにより光ファイバ３０の入射端面３０ａと誘電体ブロック４の出射端面４ｂとの間に密閉空間ＳＥが形成される。

さらに本発明にかかる第６の実施形態の光デバイス１Ｄについて、実施例を挙げて詳細に説明する。図６に第６の実施形態の光デバイス１Ｆの光ファイバの先端形状を示す側断面図を示す。なお図６において横軸を光ファイバの径方向の距離（μｍ）、縦軸を光ファイバの軸方向の距離（ｎｍ）とし、縦軸の座標は測定系における相対座標とする。

本実施形態の光ファイバ３０は上述の第４及び５の実施形態の光ファイバ３０と同様にフェルール７の端面７ａ及び光ファイバ３０の入射端面３０ａを平坦に研磨加工した後で、さらに中間粒径（９ｕｍ）の研磨剤を使用して、研磨加工を行った。その結果、図６に示す如く先端形状が得られた。光ファイバ３０の入射端面３０ａ及びフェルール７の端面７ａは、フェルール７の端面７ａが光ファイバ３０の入射端面３０ａよりも先端側に突出するように先端が山形状を有した。

そして上記のように形成された光ファイバ３０を、上述の実施例１と同様に誘電体ブロック４の出射端面４ｂに押圧し、脱着を繰り返し行った。その結果、フェルール７の端面７ａが光ファイバ３０の入射端面３０ａよりも先端側に突出しているので、出射端面４ｂにはフェルール７の端面７ａのみが押圧され、出射端面４ｂと光ファイバ３０の入射端面３０ａとの間には密閉空間ＳＦが形成されたので、上述の実施例１と同様に光ファイバ３０のコア５の入射端面５ａに異物が付着することが少なくなったことが確認でき、異物が貼り付くことを抑制できたと推察される。

なお上記の実施形態の光デバイスは上述のように構成されるものとしたが、本発明の光デバイスはこれに限られるものではなく適宜設計変更可能である。

次に本発明の光デバイスを露光用光源として備えた画像露光装置について説明する。

［画像露光装置の構成］
この画像露光装置は、図７に示すように、シート状の感光材料１５０を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ１５２を備えている。４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド１５８が設置されている。ステージ１５２は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド１５８によって往復移動可能に支持されている。なお、この画像露光装置には、副走査手段としてのステージ１５２をガイド１５８に沿って駆動する後述のステージ駆動装置３０４（図１６参照）が設けられている。

設置台１５６の中央部には、ステージ１５２の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート１６０が設けられている。コ字状のゲート１６０の端部の各々は、設置台１５６の両側面に固定されている。このゲート１６０を挟んで一方の側にはスキャナ１６２が設けられ、他方の側には感光材料１５０の先端および後端を検知する複数（例えば２個）のセンサ１６４が設けられている。スキャナ１６２およびセンサ１６４はゲート１６０に各々取り付けられて、ステージ１５２の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ１６２およびセンサ１６４は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。

スキャナ１６２は、図８および図９（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば１４個）の露光ヘッド１６６を備えている。この例では、感光材料１５０の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド１６６を配置してある。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１６６_ｍｎと表記する。

露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア１６８_ｍｎと表記する。

また、図９（Ａ）および（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本例では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８_１１と露光エリア１６８_１２との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８_２１と３行目の露光エリア１６８_３１とにより露光することができる。

露光ヘッド１６６_１１〜１６６_ｍｎの各々は、図１０および図１１に示すように、入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、米国テキサス・インスツルメンツ社製のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。このＤＭＤ５０は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた後述のコントローラ３０２（図１６参照）に接続されている。このコントローラ３０２のデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御については後述する。

ＤＭＤ５０の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア１６８の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源６６、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させるレンズ系６７、このレンズ系６７を透過したレーザ光をＤＭＤ５０に向けて反射するミラー６９がこの順に配置されている。なお図１０では、レンズ系６７を概略的に示してある。

上記レンズ系６７は、図１１に詳しく示すように、ファイバアレイ光源６６から出射した照明光としてのレーザ光Ｂを集光する集光レンズ７１、この集光レンズ７１を通過した光の光路に挿入されたロッド状オプティカルインテグレータ（以下、ロッドインテグレータという）７２、およびこのロッドインテグレータ７２の下流側、つまりミラー６９側に配置されたコリメータレンズ７４から構成されている。集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２およびコリメータレンズ７４は、ファイバアレイ光源６６から出射したレーザ光を、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束としてＤＭＤ５０に入射させる。このロッドインテグレータ７２の形状や作用については、後に詳しく説明する。

上記レンズ系６７から出射したレーザ光Ｂはミラー６９で反射し、ＴＩＲ（全反射）プリズム７０を介してＤＭＤ５０に照射される。なお図１０では、このＴＩＲプリズム７０は省略してある。

またＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光Ｂを、感光材料１５０上に結像する結像光学系５１が配置されている。この結像光学系５１は図１０では概略的に示してあるが、図１１に詳細を示すように、レンズ系５２，５４からなる第１結像光学系と、レンズ系５７，５８からなる第２結像光学系と、これらの結像光学系の間に挿入されたマイクロレンズアレイ５５と、アパーチャアレイ５９とから構成されている。

マイクロレンズアレイ５５は、ＤＭＤ５０の各画素に対応する多数のマイクロレンズ５５ａが２次元状に配列されてなるものである。各マイクロレンズ５５ａは、それぞれ対応するマイクロミラー６２からのレーザ光Ｂが入射する位置において、レンズ系５２，５４によるマイクロミラー６２の結像位置から外れた、該マイクロミラー６２およびレンズ系５２，５４による分離集光位置に配されている。本例では、後述するようにＤＭＤ５０の１０２４個×７６８列のマイクロミラーのうち１０２４個×２５６列だけが駆動されるので、それに対応させてマイクロレンズ５５ａは１０２４個×２５６列配置されている。またマイクロレンズ５５ａの配置ピッチは縦方向、横方向とも４１μｍである。このマイクロレンズ５５ａは、一例として焦点距離が０．１９ｍｍ、ＮＡ（開口数）が０．１１で、光学ガラスＢＫ７から形成されている。なおマイクロレンズ５５ａの形状については、後に詳しく説明する。そして、各マイクロレンズ５５ａの位置におけるレーザ光Ｂのビーム径は、４１μｍである。

また上記アパーチャアレイ５９は、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａに対応する多数のアパーチャ（開口）５９ａが形成されてなるものである。本実施形態において、アパーチャ５９ａの径は１０μｍである。

上記第１結像光学系は、ＤＭＤ５０による像を３倍に拡大してマイクロレンズアレイ５５上に結像する。そして第２結像光学系は、マイクロレンズアレイ５５を経た像を１．６倍に拡大して感光材料１５０上に結像、投影する。したがって全体では、ＤＭＤ５０による像が４．８倍に拡大して感光材料１５０上に結像、投影されることになる。

なお本例では、第２結像光学系と感光材料１５０との間にプリズムペア７３が配設され、このプリズムペア７３を図１１中で上下方向に移動させることにより、感光材料１５０上における像のピントを調節可能となっている。なお同図中において、感光材料１５０は矢印Ｆ方向に副走査送りされる。

ＤＭＤ５０は図１２に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、各々画素（ピクセル）を構成する多数（例えば１０２４個×７６８個）の微小ミラー（マイクロミラー）６２が格子状に配列されてなるミラーデバイスである。各ピクセルにおいて、最上部には支柱に支えられたマイクロミラー６２が設けられており、マイクロミラー６２の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー６２の反射率は９０％以上であり、その配列ピッチは縦方向、横方向とも一例として１３．７μｍである。また、マイクロミラー６２の直下には、ヒンジおよびヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル６０が配置されており、全体はモノリシックに構成されている。

ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１２度）の範囲で傾けられる。図１３（Ａ）は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図１３（Ｂ）は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。したがって、画像信号に応じて、ＤＭＤ５０の各ピクセルにおけるマイクロミラー６２の傾きを、図１２に示すように制御することによって、ＤＭＤ５０に入射したレーザ光Ｂはそれぞれのマイクロミラー６２の傾き方向へ反射される。

なお図１２には、ＤＭＤ５０の一部を拡大し、マイクロミラー６２が＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、ＤＭＤ５０に接続された前記コントローラ３０２によって行われる。また、オフ状態のマイクロミラー６２で反射したレーザ光Ｂが進行する方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。本実施形態におけるマイクロミラー６２はその反射面に歪みを有するが、図１２、図１３ではその歪みは省略している。

また、ＤＭＤ５０は、その短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば、０．１°〜５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図１４（Ａ）はＤＭＤ５０を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）５３の走査軌跡を示し、図１４（Ｂ）はＤＭＤ５０を傾斜させた場合の露光ビーム５３の走査軌跡を示している。

ＤＭＤ５０には、長手方向にマイクロミラーが多数個（例えば１０２４個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば７５６組）配列されているが、図１４（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム５３の走査軌跡（走査線）のピッチＰ_１が、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ_２より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ５０の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ５０を傾斜させた場合の走査幅Ｗ_２と、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査幅Ｗ_１とは略同一である。

また、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上が重ねて露光（多重露光）されることになる。このように、多重露光されることで、アライメントマークに対する露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、主走査方向に配列された複数の露光ヘッドの間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。

なお、ＤＭＤ５０を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を副走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。

ファイバアレイ光源６６は図１５ａに示すように、光ファイバ３０を備えた複数（例えば１４個）の光デバイス１から構成されている。光ファイバ３０の他端には、コア径が光ファイバ３０と同一で且つクラッド径が光ファイバ３０より小さい第二の光ファイバ３１が結合されている。図１５ｂに詳しく示すように、第二の光ファイバ３１の光ファイバ３０と反対側の端部は副走査方向と直交する主走査方向に沿って７個並べられ、それが２列に配列されてレーザ出射部６８が構成されている。

第二の光ファイバ３１の端部で構成されるレーザ出射部６８は、図１５ｂに示すように、表面が平坦な２枚の支持板６５に挟み込まれて固定されている。また、第二の光ファイバ３１の光出射端面には、その保護のために、ガラス等の透明な保護板が配置されるのが望ましい。第二の光ファイバ３１の光出射端面は、光密度が高いため集塵し易く劣化し易いが、上述のような保護板を配置することにより、端面への塵埃の付着を防止し、また劣化を遅らせることができる。

本例では図１５（ｃ）に示すように、クラッド径が大きい光ファイバ３０のレーザ光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍ程度のクラッド径が小さい第二の光ファイバ３１が同軸的に結合されている。それらの光ファイバ３０，３１は、それぞれのコア軸が一致する状態で第二の光ファイバ３１の入射端面を光ファイバ３０の出射端面に融着することにより結合されている。上述した通り、第二の光ファイバ３１のコア３１ａの径は、光ファイバ３０のコア５の径と同じ大きさである。

次に図１６を参照して、本例の画像露光装置における電気的な構成について説明する。ここに示されるように全体制御部３００には変調回路３０１が接続され、該変調回路３０１にはＤＭＤ５０を制御するコントローラ３０２が接続されている。また全体制御部３００には、光デバイス１を駆動するＬＤ駆動回路３０３が接続されている。さらにこの全体制御部３００には、前記ステージ１５２を駆動するステージ駆動装置３０４が接続されている。

［画像露光装置の動作］
次に、上記画像露光装置の動作について説明する。スキャナ１６２の各露光ヘッド１６６において、ファイバアレイ光源６６の合波レーザ光源を構成するＧａＮ系半導体レーザＬＤ（図１参照）の各々から発散光状態で出射したレーザ光Ｂは、集光レンズ３によって集光され、誘電体ブロック４を通過して光ファイバ３０のコア５の入射端面５ａ上で収束する。そして光ファイバ３０のコア５に入射したレーザ光Ｂが、光ファイバ３０内を伝搬し、光ファイバ３０の出射端面に結合された第二の光ファイバ３１から出射する。

画像露光に際しては、図１６に示す変調回路３０１から露光パターンに応じた画像データがＤＭＤ５０のコントローラ３０２に入力され、そのフレームメモリに一旦記憶される。この画像データは、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。

感光材料１５０を表面に吸着したステージ１５２は、図１６に示すステージ駆動装置３０４により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ１５２がゲート１６０下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられたセンサ１６４により感光材料１５０の先端が検出されると、フレームメモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部で読み出された画像データに基づいて各露光ヘッド１６６毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。なお本例の場合、１画素部となる上記マイクロミラーのサイズは１４μｍ×１４μｍである。

ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０にレーザ光Ｂが照射されると、ＤＭＤ５０のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、レンズ系５４、５８により感光材料１５０上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光が画素毎にオンオフされて、感光材料１５０がＤＭＤ５０の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア１６８）で露光される。また、感光材料１５０がステージ１５２と共に一定速度で移動されることにより、感光材料１５０がスキャナ１６２によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、各露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。

スキャナ１６２による感光材料１５０の副走査が終了し、センサ１６４で感光材料１５０の後端が検出されると、ステージ１５２は、ステージ駆動装置３０４により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。

次に、図１１に示したファイバアレイ光源６６、集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２、コリメータレンズ７４、ミラー６９およびＴＩＲプリズム７０から構成されてＤＭＤ５０に照明光としてのレーザ光Ｂを照射する照明光学系について説明する。ロッドインテグレータ７２は例えば四角柱状に形成された透光性ロッドであり、その内部をレーザ光Ｂが全反射しながら進行するうちに、該レーザ光Ｂのビーム断面内強度分布が均一化される。なお、ロッドインテグレータ７２の入射端面、出射端面には反射防止膜がコートされて、透過率が高められている。以上のようにして、照明光であるレーザ光Ｂのビーム断面内強度分布を高度に均一化できれば、照明光強度の不均一を無くして、高精細な画像を感光材料１５０に露光可能となる。

第１の実施形態の光デバイスの概略形状を示す側断面図。 コアの入射端面と誘電体ブロックの出射端面との間の距離をＬと透過との関係を示す図 第２の実施形態の光デバイスの概略形状を示す側断面図。 第３の実施形態の光デバイスの概略形状を示す側断面図。 第４の実施形態の光デバイスの概略形状を示す側断面図。 第５の実施形態の光デバイスの概略形状を示す側断面図。 第６の実施形態の光デバイスの光ファイバの先端形状を示す側断面図。 本発明の一実施形態である画像露光装置の外観を示す斜視図。 図７の画像露光装置のスキャナの構成を示す斜視図。 （Ａ）は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図。 図７の画像露光装置の露光ヘッドの概略構成を示す斜視図。 上記露光ヘッドの断面図。 デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図。 （Ａ）および（Ｂ）はＤＭＤの動作を説明するための説明図。 （Ａ）および（Ｂ）は、ＤＭＤを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置および走査線を比較して示す平面図。 ファイバアレイ光源の構成を示す斜視図。 ファイバアレイ光源のレーザ出射部における発光点の配列を示す正面図。 光ファイバの構成を示す図。 上記画像露光装置の電気的構成を示すブロック図。

符号の説明

１、1Ｂ、1Ｃ、1Ｄ、1Ｅ、1Ｆ 光デバイス
２ ヒートブロック（放熱ブロック）
３ 集光レンズ（光学系）
３０ 光ファイバ
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０ａ 光ファイバの入射端面
３１ 第二の光ファイバ
４ 誘電体ブロック
４ａ 誘電体ブロックの入射端面
４ｂ 誘電体ブロックの出射端面
５、３１ａ コア
５ａ コアの入射端面
６ クラッド
６ａ クラッドの入射端面
７ フェルール
７ａ フェルールの入射端面
Ｂ レーザ光（光ビーム）
ＧＡ、ＧＢ、ＧＣ、ＧＤ、ＧＥ 凹部
ＬＤ ＧａＮ系半導体レーザ（光源）
ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ、ＳＥ、ＳＦ 密閉空間
５０、２５０ デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）
５１ 結像光学系
５２、５４ レンズ系
５５ マイクロレンズアレイ
５５ａ、５６ａ、１５５ａ、３５５ａ マイクロレンズ
５６ 集光用マイクロレンズアレイ
５７、５８ レンズ系
５９、１５９ アパーチャアレイ
５９ａ、１５９ａ アパーチャ
６２ マイクロミラー
６６ ファイバアレイ光源
６８ レーザ出射部
７２ ロッドインテグレータ
１５０ 感光材料
１５２ ステージ
１６２ スキャナ
１６６ 露光ヘッド
１６８ 露光エリア
１７０ 露光済み領域

Claims (9)

1. 光源と、
   該光源から発せられた光ビームを集光する光学系と、
   該光学系を通過した光ビームの光路に配された誘電体ブロックと、
   該誘電体ブロックを通過した光ビームがコアの端面から入射するように配置された光ファイバとを備えてなる光デバイスにおいて、
   前記光ファイバの入射端面と前記誘電体ブロックの出射端面の間で、少なくとも前記コアの入射端面が前記誘電体ブロックの出射端面から離れて位置し、
   前記光ファイバの入射端面の前記コアの入射端面を囲む部分が、前記誘電体ブロックに押圧されることにより、前記コアの入射端面を囲む密閉空間が形成されていることを特徴とする光デバイス。
2. 前記光ファイバが、前記コアの周囲にクラッドを備えるものであって、
   前記コアの入射端面と隣接する前記クラッドの少なくとも一部の端面が前記誘電体ブロックの出射端面から離れて位置することを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
3. 光源と、
   該光源から発せられた光ビームを集光する光学系と、
   該光学系を通過した光ビームの光路に配された誘電体ブロックと、
   該誘電体ブロックを通過した光ビームがコアの端面から入射するように配置された光ファイバと、
   該光ファイバの入射端面から突出した位置から前記光ビームの進行方向の所定位置まで、前記光ファイバの周囲に配設されるフェルールとを備えてなる光デバイスにおいて、
   前記光ファイバの入射端面と前記誘電体ブロックの出射端面の間で、少なくとも前記コアの入射端面が前記誘電体ブロックの出射端面から離れて位置し
   前記光ファイバの入射端面から突出した前記フェルールの端面が、前記誘電体ブロックに押圧されることにより、前記コアの入射端面を囲む密閉空間が形成されていることを特徴とする光デバイス。
4. 前記密閉空間を形成する部材または前記密閉空間の内部と接する部材が有機分子からなる部材を含んでいないことを特徴とする請求項３に記載の光デバイス。
5. 前記光ファイバの入射端面及び／又は前記誘電体ブロックの出射端面は、前記光源から発せられた光ビームの反射を防止するＡＲ膜が被覆されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光デバイス。
6. 前記コアの入射端面と前記誘電体ブロックの出射端面との間の距離Ｌが、光ビームの波長をλとした場合、Ｌ＝ｎλ／２±λ／８（ｎは整数）であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光デバイス。
7. 前記光ビームの波長が１６０ｎｍ〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光デバイス。
8. 前記光ビームのパワー密度が、前記光ファイバの入射端面へ入射する際には、１.0mW/μm²以上であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光デバイス。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の光デバイスを露光用光源として備えたことを特徴とする画像露光装置。

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