JP2008203774A - レーザー集光装置 - Google Patents

レーザー集光装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2008203774A
JP2008203774A JP2007042781A JP2007042781A JP2008203774A JP 2008203774 A JP2008203774 A JP 2008203774A JP 2007042781 A JP2007042781 A JP 2007042781A JP 2007042781 A JP2007042781 A JP 2007042781A JP 2008203774 A JP2008203774 A JP 2008203774A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
holder
optical
optical circuit
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007042781A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadashi Ichikawa
正 市川
Katsuji Okuda
勝治 奥田
Akio Sato
彰生 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2007042781A priority Critical patent/JP2008203774A/ja
Publication of JP2008203774A publication Critical patent/JP2008203774A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

【課題】光回路と光ファイバーを、低コストで、再現性よく、容易に着脱できるレーザー集光装置の提供を課題とする。
【解決手段】アレイ状に配列された複数の発光点20を有するレーザーバー12と、レーザーバー12から出射されたレーザー光を分岐又は合流させて出射する光回路14と、光回路14から出射されたレーザー光を受光して伝送する光ファイバー16と、光回路14を保持する光回路保持具24と、光ファイバー16を保持する光ファイバー保持具26と、光回路保持具24と光ファイバー保持具26とを着脱させる着脱機構30と、を備えたレーザー集光装置10とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、レーザー集光装置に関する。
複数の発光点を有する複数のレーザーバーと、レーザーバーと同数設けられ、そのレーザーバーから出射されたレーザー光を所定の方向に導光して1つに集光する光回路と、光回路と同数設けられ、その光回路から出射されたレーザー光を伝送する光ファイバーと、その光ファイバーを密に束ねたバンドル部と、を備えたレーザー集光装置が従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、ガイドピン固定溝とそれに固定された2本のガイドピンが具備された光導波路基板と、光ファイバーが収容されたホルダーとそれに設けられた2本のガイドピン収容穴が具備された光ファイバープラグと、を有する光導波路・光ファイバー接続コネクターが従来から知られている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献1に記載のレーザー集光装置においては、光回路と光ファイバーが、接着或いは融着されて、互いに分離できない(着脱できない)構造になっている。そのため、例えば複数設けられている光ファイバーのうち、たった1本が破断してしまった場合でも、全てのレーザー集光装置が使用できなくなってしまうという問題点がある。仮に、これを再生させようとすると、全ての光ファイバーを切断してバンドル部を一旦分離し、再度バンドル部を構成する必要がある。しかし、この場合でも、破断した箇所が光回路と光ファイバーの接続部近辺であった場合には、バンドル部を再構成することが不可能となる。
また、特許文献2に記載の光導波路・光ファイバー接続コネクターにおいては、ホルダーと基板をコネクトさせたときの光ファイバー端末と光導波路端末との位置精度は、ガイドピンをガイドピン収容穴に挿入させるという構造上、両者の加工精度によって決まる。したがって、加工精度を高くすれば、確かに両端末は正確に位置決めできるが、一方で加工コストが増加するという問題点が生じる。しかも、加工精度が高いということは、ガイドピンとガイドピン収容穴との間に隙間が殆ど無いということを意味し、それは着脱の困難性に繋がる。すなわち、加工精度が高いほど着脱が困難になり、無理に着脱しようとすると、破損するという問題点が生じる。
特開2004−361655号公報 特許第2843338号公報
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、光回路と光ファイバーを、低コストで、再現性よく、容易に着脱できるレーザー集光装置を得ることを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載のレーザー集光装置は、アレイ状に配列された複数の発光点を有するレーザーバーと、前記レーザーバーから出射されたレーザー光を分岐又は合流させて出射する光回路と、前記光回路から出射されたレーザー光を受光して伝送する光ファイバーと、前記光回路を保持する光回路保持具と、前記光ファイバーを保持する光ファイバー保持具と、前記光回路保持具と前記光ファイバー保持具とを着脱させる着脱機構と、を備えたことを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、光ファイバーを保持する光ファイバー保持具と、光回路を保持する光回路保持具とを着脱させる着脱機構を備えているので、光回路と光ファイバーの着脱が容易にできる。また、これにより、光回路と光ファイバーとが分離可能になるため、レーザー集光装置の組立時や移動時、更にはメンテナンス時に、光ファイバーを分離しておくことができる。したがって、光ファイバーが破断してしまう可能性を低減させることができる。また、万が一、光ファイバーが破断してしまった場合でも、その破断部分のみを修理することができるので、取り扱いが容易になり、メンテナンス性を向上させることができる。
また、請求項2に記載のレーザー集光装置は、請求項1に記載のレーザー集光装置において、前記光回路の出射端と前記光ファイバーの入射端との間に所定の間隙が形成されていることを特徴としている。
請求項2に記載の発明によれば、光回路の出射端と光ファイバーの入射端との間に所定の間隙が形成されているため、着脱時に、光回路と光ファイバーとが接触して、両者の光軸がずれるよう不具合が発生しない。したがって、再現性の良い着脱が容易にできる。
また、請求項3に記載のレーザー集光装置は、請求項2に記載のレーザー集光装置において、前記着脱機構が、前記光回路保持具と前記光ファイバー保持具の相対する一方の面に、互いに等間隔に設けられた3つの凸部と、前記光回路保持具と前記光ファイバー保持具の相対する他方の面に設けられ、前記凸部が当接可能とされる3つの凹部と、前記3つの凸部及び前記3つの凹部をそれぞれ頂点として形成される正三角形の重心位置に設けられ、前記光回路保持具と前記光ファイバー保持具とを着脱可能に連結する連結具と、を有することを特徴としている。
そして、請求項4に記載のレーザー集光装置は、請求項3に記載のレーザー集光装置において、前記凸部が、略球形状であることを特徴としている。
請求項3及び請求項4に記載の発明によれば、光回路保持具と光ファイバー保持具の相対する一方の面に互いに等間隔に設けられた3つの凸部を、他方の面に設けられた3つの凹部にそれぞれ当接し、その3つの凸部及び3つの凹部をそれぞれ頂点として形成される正三角形の重心位置を連結具で連結するので、連結具によって加えられる応力は3つの当接位置に均等に加えられる。したがって、着脱を繰り返し実行しても片当たりがなく、位置決め精度のバラツキがない。
また、請求項5に記載のレーザー集光装置は、請求項3又は請求項4に記載のレーザー集光装置において、前記凸部及び前記凹部の1つが、前記光回路の出射端又は前記光ファイバーの入射端が保持されている位置の直下に設けられていることを特徴としている。
請求項5に記載の発明によれば、凸部及び凹部の1つが、光回路の出射端又は光ファイバーの入射端が保持されている位置の直下に設けられているので、位置決め精度を向上でき、光軸の調整が不要な再現性の良い着脱が容易にできる。
また、請求項6に記載のレーザー集光装置は、請求項5に記載のレーザー集光装置において、前記光回路の出射端又は前記光ファイバーの入射端が保持されている位置の直下に設けられた前記凹部の形状が、前記凸部が完全に入り切らない円錐穴とされ、残りの前記凹部の一方の形状が、前記凸部が完全に入り切らず、かつ前記円錐穴とされた凹部へ向いた断面視「V」字状をなす溝穴とされ、他方の形状が、底面が平面をなす溝穴とされていることを特徴としている。
請求項6に記載の発明によれば、光回路の出射端又は光ファイバーの入射端が保持されている位置の直下に設けられた凹部の形状が、凸部が完全に入り切らない円錐穴とされ、更に、残りの2つの凹部のうち、一方の凹部の形状が、凸部が完全に入り切らず、かつ円錐穴とされた凹部へ向いた断面視「V」字状をなす溝穴とされているので、光回路保持具と光ファイバー保持具との間に、所定の間隙を容易に形成することができる。
そして、例えば2つの凸部間の距離と、それに対応する円錐穴とV字状溝穴との間の距離が異なっていたとしても、その距離が円錐穴とされた凹部を向くV字状溝穴の長さの範囲を超えなければ、凸部は必ずV字状溝穴内に固定される。また、残る1つの凸部も、底面が平面をなす溝穴内に確実に固定される。したがって、凸部と凹部の相対的な位置加工精度は最低限のものでよく、これにより、加工コストを低減することができる。
また、請求項7に記載のレーザー集光装置は、請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載のレーザー集光装置において、前記光回路保持具と前記光ファイバー保持具が冷却機構を有することを特徴としている。
請求項7に記載の発明によれば、レーザー集光装置の温度上昇を抑制することができる。したがって、強力なレーザー光を出射させる場合でも対応可能となる。
また、請求項8に記載のレーザー集光装置は、請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載のレーザー集光装置において、前記光ファイバーの断面形状が矩形状であることを特徴としている。
請求項8に記載の発明によれば、光ファイバーが複数設けられた場合に、光ファイバーの出射部を高さ方向に密に束ねて積層することが可能であり、通常の円形型形状の光ファイバーに比べて、ビーム品質を高めることができる。加えて、出射部の配列を任意かつ容易に変更することができる。したがって、任意の出射パターンを形成することができる。
以上のように、本発明によれば、光回路と光ファイバーを、低コストで、再現性よく、容易に着脱できるレーザー集光装置を提供することができる。
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図1は本実施形態に係るレーザー集光装置の構成を示す概略斜視図であり、図2は光回路の概略斜視図である。そして、図3は光回路保持具の概略正面図であり、図4は光ファイバー保持具の概略正面図である。なお、説明の便宜上、矢印X方向を幅方向、矢印Y方向を前後方向、矢印Z方向を高さ方向とする。
図1で示すように、このレーザー集光装置10は、幅方向(矢印X方向)に一直線上に配列された複数(図示のものは4個)の発光点20を有し、それぞれ同一方向に向けてレーザー光を出射する半導体レーザーバー12と、半導体レーザーバー12から出射された複数のレーザー光を所定の方向に導光し、1つに合流(合波)させる光回路14と、光回路14から出射されたレーザー光を受光して伝送する光ファイバー16と、半導体レーザーバー12を保持する側面視略「L」字状の筐体であるレーザーバー保持具22と、光回路14を保持する直方体形状の筐体である光回路保持具24と、光ファイバー16を保持する直方体形状の筐体である光ファイバー保持具26と、を備えている。
半導体レーザーバー12は、フォトプロセスにより製造され、発光点20の位置を正確に規定できるようになっている。光回路14は、平面基板上に熊手型形状の光導波路18が形成されて構成されている。この光導波路18は、半導体レーザーバー12の発光点20と同数・同間隔に配置された入射部18Aと、入射部18Aが1つに合流する合流部18Bと、合流部18Bから光回路14の出射端14Bへ伝送するための出射部18Cと、を有している。
光導波路18は、半導体レーザーバー12と同様にフォトプロセスにより製造されるため、入射部18Aの間隔を、半導体レーザーバー12の発光点20の間隔と一致させて配置することが容易にできる。また、複数ある入射部18Aを1つに合流させるための形状としては、熊手型形状に限定されるものではなく、例えばY分岐型形状やテーパー型形状等(図示省略)としてもよい。
このような光回路14は、例えばPLC(Planar Lightwave Circuit)技術で製造される。PLC技術とは、平面基板上に光導波路18を作製する製造技術であって、一般的には、Si基板上にSiO膜を堆積して下部クラッド層とし、その上にGeOやTiO等を微量添加したSiO膜を堆積してコア層とする。次に、このコア層をフォトプロセスとエッチングによって熊手型形状等の所望の形状とした後、更に、その上にSiO膜を堆積して上部クラッド層とし、光回路14とするものである。
この方法によれば、断面形状が矩形状で光損失の低い光導波路18を得ることができる。また、光導波路18の断面の大きさとしては、例えば図2で示すように、入射部18Aが幅100μm、高さ20μm、出射部18Cが幅240μm、高さ20μmとなるように製造することで、効率の良い合波用光回路14を形成することができる。なお、光回路14の製造方法は、PLC技術の他に、イオン交換法、熱拡散法等を用いてもよい。また、光回路14の平面基板の材料としては、Si等の半導体やSiO等のガラス、ポリイミドやPMMA等の高分子でもよい。
光ファイバー16は、幅方向(矢印X方向)の断面形状が、光導波路18の出射部18Cの断面形状と同じ矩形型形状とされ、その寸法は、光導波路18の出射部18Cの断面形状よりも僅かに大きくされている。すなわち、本実施例では、光ファイバー16の断面形状の寸法を幅280μm、高さ28μmとしている。これにより、光回路14から出射されるほぼ全てのレーザー光(出射光)を光ファイバー16内に導入することが可能になっている。
また、光ファイバー16が矩形型形状とされていると、光ファイバー16が複数設けられたときに、光ファイバー16の出射部16Bを高さ方向に密に束ねて積層することが可能となり、通常の円形型形状の光ファイバーに比べて、ビーム品質を高めることができる。そして、その出射部16Bの配列を任意かつ容易に変更することが可能となる。したがって、任意の出射パターンを形成することができる。
また、このような矩形状光ファイバー16は、一般的な製造方法である光ファイバー母材を紡糸するという方法において、通常、円形状の光ファイバー母材を用いるところを、矩形状の光ファイバー母材を用いて紡糸することで、容易に製造することができる。なお、光ファイバー16の材料としては、一般的なSiOやプラスチック等が使用できる。
また、半導体レーザーバー12と、光回路14と、光ファイバー16は、光軸が調整され、かつ光回路14の出射端14Bと、光ファイバー16の入射端16Aとが、数μm〜十数μm程度の僅かな間隙D1(図6(C)参照)を保った状態で、各々の保持具22、24、26上に保持されている。
つまり、半導体レーザーバー12と、光回路14と、光ファイバー16とが、互いに連結されていない(互いに接触していない)構成になっている。したがって、後述するように、光回路14と光ファイバー16は、光軸をずらすことなく、互いに分離させることができる。なお、光回路14の入射端14A及び出射端14Bと、光ファイバー16の入射端16Aには、屈折率不整合による反射損失を低減するため、反射防止膜(図示省略)を蒸着等によって設けることが望ましい。
また、図3、図4で示すように、光回路保持具24と光ファイバー保持具26は、着脱機構30によって着脱自在に構成されている。この着脱機構30は、光回路保持具24側と光ファイバー保持具26側とでは構成(形状)が異なっており、まず最初に、光回路保持具24側について説明する。
図3で示すように、光回路保持具24の光ファイバー保持具26に対向する嵌合面24Aには、剛性のある略球形状、例えば半球形状の凸部32、34、36が、互いに等間隔になるような位置、即ち所定の大きさの正三角形の各頂点となるような位置に設けられている。
そして、その正三角形の1つの頂点、即ち凸部32は、光回路14の出射端14Bが固定される位置の直下に設けられている。なお、各凸部32、34、36の外径R1は全て同一である。また、この3つの半球形状の凸部32、34、36は、嵌合面24Aに半球形状の凹部(図示省略)を形成し、その中に、剛性のある球体(図示省略)を取り付けることなどによって形成することができる。
次に、光ファイバー保持具26側について説明する。図4で示すように、光ファイバー保持具26の光回路保持具24に対向する嵌合面26Aには、3つの凸部32、34、36と相対する位置に、3つの凹部42、44、46が形成されている。各凹部42、44、46の形状はそれぞれ異なっており、各凹部42、44、46に各凸部32、34、36がそれぞれ嵌合・当接可能になっている。
すなわち、光ファイバー16の入射端16Aが固定される位置の直下に設けられている凹部42は、図5(A)で示すように、外径がR1とされた凸部32が、完全に入り切らないような深さF1と底部における角度θ1とを有する円錐穴形状とされている。そして、他の2つの凹部44、46のうち、1つの凹部44は、嵌合面26Aの1つの(図示の左下の)コーナー部近傍に形成され、図5(B)で示すように、外径R1とされた凸部34が、完全に入り切らないような深さF2と底部における角度θ2とを有する断面視「V」字状とされた溝穴形状(以下「V溝形状」という)とされている。
そして更に、V溝形状とされた凹部44において、その底部における稜線部44Aの向く方向は、円錐穴形状とされた凹部42の中心Oとされている。なお、凹部42の内径R2は、底部における角度θ1と深さF1によって、凸部32が完全に入り切らないように適宜決められる。同様に、凹部44の幅W1も、底部における角度θ2と深さF2によって、凸部34が完全に入り切らないように適宜決められる。
また、もう1つの凹部46は、嵌合面26Aの別の(図示の右下の)コーナー部近傍に形成され、図5(C)で示すように、底面が平面をなす矩形の溝穴形状(以下「平面溝形状」という)とされている。この平面溝形状とされた凹部46の深さF3は、凸部36が完全に入り切らないように(凹部42、44に対する凸部32、34の嵌合量と等しくなるように)、凸部36の外径R1よりも所定量小さく形成されており、凹部46の矢印Z方向の幅W2及び矢印X方向の幅W3は、共に凸部36の外径R1以上とされている。
凹部46の矢印Z方向の幅W2及び矢印X方向の幅W3が、共に凸部36の外径R1以上とされていると、凸部36が当接する凹部46(底面)の面積を確保できるので、凹部42、44、46に対する凸部32、34、36の寸法誤差が一層吸収される。なお、図示の凹部46の形状は、矢印X方向の幅W3が矢印Z方向の幅W2よりも長い長方形状とされているが、凹部46の形状は、図示の長方形状に限定されるものではなく、例えば正方形状とされてもよい。
何れにしても、このような形状の凹部42、44、46に、半球形状の凸部32、34、36が、それぞれ完全に入り切らない状態で嵌合・当接することにより、光回路保持具24と光ファイバー保持具26との間に、所定の間隙D2(図6(A)参照)が容易に形成される。また、凸部32、34の外径R1に対して、凹部42、44の底部における角度θ1、θ2及び深さF1、F2を調整することにより、間隙D2の大きさを調整することができる。
また更に、V溝形状とされた凹部44と、平面溝形状とされた凹部46を形成する位置は、図示のものとは左右逆になっても構わない。しかし、円錐穴形状とされた凹部42を形成する位置は、光ファイバー16が固定される位置の直下になる。また、本実施例では、光回路保持具24に凸部32、34、36を形成し、光ファイバー保持具26に凹部42、44、46を形成したが、光回路保持具24に凹部42、44、46を形成し、光ファイバー保持具26に凸部32、34、36を形成してもよい。
このような構成とされた光回路保持具24と光ファイバー保持具26の着脱は、凸部32、34、36がそれぞれ頂点とされた正三角形の重心となる位置に形成された非貫通のネジ穴38(図3参照)と、凹部42、44、46がそれぞれ頂点とされた正三角形の重心となる位置に形成された貫通のネジ孔48(図4参照)に、光ファイバー保持具26の嵌合面26Aとは反対側の外面26B側から、連結具としての固定ネジ28を1本螺合することによって行われる(図1参照)。これにより、互いに嵌合・当接する凸部32、34、36と凹部42、44、46は、均等な力で締め付けられる。
また、図1、図3、図4で示すように、レーザーバー保持具22と、光回路保持具24と、光ファイバー保持具26には、冷却機構としての冷却用水路40が設けられており、この水路40に冷媒(冷水)を流すことによって、強力なレーザー光によるレーザー集光装置10の温度上昇を抑制できるようになっている。
以上のような構成の着脱機構30を備えたレーザー集光装置10において、次にその作用(組立工程)について説明する。まず、図6(A)で示すように、光回路保持具24と光ファイバー保持具26を着脱機構30によって連結する。すなわち、光ファイバー保持具26の嵌合面26Aに光回路保持具24の嵌合面24Aを対面させ、嵌合面24Aに形成された凸部32、34、36を、嵌合面26Aに形成された凹部42、44、46に、それぞれ嵌合・当接させる。
このとき、光回路14の出射端14Bの直下に設けられた凸部32は、光ファイバー16の入射端16Aの直下に設けられた凹部42の底部における角度θ1及び深さF1により、その凹部42内に完全に入り切らない。同様に、図示の左下の凸部34も、V溝形状とされた凹部44の底部における角度θ2及び深さF2により、その凹部44内に完全に入り切らない。したがって、光回路保持具24と光ファイバー保持具26との間には、所定の間隙D2が形成される。
なお、このとき、例えば凸部32と凸部34の間の距離と、それに対応する円錐穴形状の凹部42とV溝形状の凹部44の間の距離が異なっていたとしても、V溝形状とされた凹部44は、その底部における稜線部44Aが凹部42の中心Oを向いているので、V溝形状とされた凹部44の長さH(図4参照)の範囲を超えなければ、凸部34は必ず凹部44内に嵌合・当接される。
そして、図示の右下の凸部36も、凹部46の深さF3が凸部36の外径R1未満とされているので、その平面溝形状とされた凹部46内に完全に入り切らず、また、凹部46の幅W2及び幅W3が、共に凸部36の外径R1以上とされているので、その凹部46内に加工精度の範囲内で確実に嵌合・当接される。つまり、凹部46において、幅W2及び幅W3が大きいほど、半球形状とされた凸部36の頂点が当接する底面の面積が広くなるので、それらの寸法誤差を一層吸収することができる。したがって、凸部32、34、36と凹部42、44、46の相対的な位置加工精度は最低限のものでよく、これにより、加工コストを低減することができる。
こうして、光回路保持具24の凸部32、34、36を、光ファイバー保持具26の凹部42、44、46に、それぞれ嵌合・当接させたら、光ファイバー保持具26の外面26B側から固定ネジ28をネジ孔48及びネジ穴38に螺合する。これにより、光回路保持具24と光ファイバー保持具26とが互いに連結される。
なお、このとき、凸部32、34、36を凹部42、44、46に嵌合・当接させつつ、その凸部32、34、36及び凹部42、44、46をそれぞれ頂点とする正三角形の重心位置に固定ネジ28を螺合して連結するので、固定ネジ28よって加えられる応力は、3つの嵌合・当接位置である凸部32、34、36及び凹部42、44、46に均等に加えられる。したがって、着脱作業を繰り返し実行しても、片当たりするような不具合がなく、位置決め精度のバラツキがない(位置ずれが生じない)。
特に、1つの凸部32及び凹部42が、それぞれ光回路14の出射端14Bが保持されている位置の直下と、光ファイバー16の入射端16Aが保持されている位置の直下に設けられているので、位置決め精度を向上させることができ、光軸調整が不要な再現性の良い着脱が容易に何度でも実行可能となる。つまり、光軸を調整しつつ組み付けた後に、上記着脱作業を繰り返し実行しても、光軸が調整された状態を維持することができ、着脱作業をする度に、光軸を調整する必要がない。
しかも、その着脱時に、固定ネジ28の締め付けトルクを一定にすれば、毎回同じ力で締め付けることが可能になるので、位置再現性をより一層向上させることができる。なお、固定ネジ28と光ファイバー保持具26の外面26Bとの間に皿バネ(図示省略)を介在させて、締付時の締め付けトルクが一定になるような構成にしてもよい。
こうして、光回路保持具24と光ファイバー保持具26とを互いに連結したら、光回路14のみを光回路保持具24上に接着剤等で固定する。そして、次に、図6(B)で示すように、予めレーザーバー保持具22上に半田等で固定されている半導体レーザーバー12を点灯させながら、光回路14との光軸調整を行い、光回路保持具24とレーザーバー保持具22とを固定手段50によって固定する。その固定手段50としては、接着剤でもよいし、溶接等でもよい。
そして、最後に、図6(C)で示すように、光ファイバー16を、光軸調整しつつ、光回路14の出射端14Bと僅かな間隙D1を保った状態で、光ファイバー保持具26上に、接着剤や半田等の固定手段52によって固定する。これにより、レーザー集光装置10の組み立てが完了する。
なお、図6(C)で示すように、本実施例では、光回路14の出射端14Bと光回路保持具24の嵌合面24Aが面一とされ、光ファイバー16の入射端16Aと光ファイバー保持具26の嵌合面26Aが面一とされているので、着脱機構30によって光回路保持具24と光ファイバー保持具26とが連結されたときに形成される間隙D2と、光回路14の出射端14Bと光ファイバー16の入射端16Aとの間隙D1が等しくされているが、これに限定されるものではなく、例えば光回路14の出射端14Bと光ファイバー16の入射端16Aとの間隙D1が、光回路保持具24と光ファイバー保持具26との間隙D2よりも小さくされてもよい。
こうして組み立てられたレーザー集光装置10は、3つの凸部32、34、36及び3つの凹部42、44、46をそれぞれ頂点とする正三角形の重心位置に螺合されている1本の固定ネジ28を外すことにより、光回路14を保持する光回路保持具24に対して、光ファイバー16を保持する光ファイバー保持具26を容易に取り外す(分離する)ことができる。
そして、再度、その着脱機構30によって、光回路保持具24と光ファイバー保持具26とを連結させる際には、3つの凸部32、34、36が、3つ(3種類)の凹部42、44、46に精度よく嵌合・当接するので、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向及びローリング方向、ピッチング方向、ヨーイング方向の6軸が固定される。したがって、位置再現性がよく、光軸をずらすことなく、何度でも容易に着脱させることができる。
図7(B)は光回路保持具24と光ファイバー保持具26を着脱したときの光ファイバー16の入射端16Aが保持される位置であるP点(図7(A)参照)の位置ずれ量を実際に測定したものである。この図7(B)で示すように、14回の着脱において、位置ずれ量の最大値は、X軸方向で1.1μm、Y軸方向で0.4μm、Z軸方向で1.8μmであった。光ファイバー16の断面寸法は、光回路14の出射部18Cの断面寸法を、この変動量以上で包含しているので、入射効率が低下することはない。
以上、説明したように、光回路14を保持した光回路保持具24と、光ファイバー16を保持した光ファイバー保持具26とを着脱するとき、光回路保持具24と光ファイバー保持具26は、それぞれ3つの凸部32、34、36と3つの凹部42、44、46により精度よく位置決めされて着脱され、かつ光回路14の出射端14Bと光ファイバー16の入射端16Aとの間には、所定の間隙D1(D2)が形成されるので、光回路14と光ファイバー16とが互いに接触して光軸がずれるような不具合はなく、位置再現性よく何度でも容易に着脱させることができる。
しかも、光ファイバー保持具26の嵌合面26Aに形成する凹部42、44、46は、それぞれ円錐穴形状とV溝形状と平面溝形状という3種類の形状としたので、凸部32、34、36の位置と凹部42、44、46の位置との相対的な位置加工精度は最低限のものでよく、低コストの製造方法で製造することができる。また、3つの凸部32、34、36を3つ(3種類)の凹部42、44、46に嵌合・当接させ、1本の固定ネジ28で固定するだけでよいため、これによっても製造コストを低減することができる。
更に、光回路保持具24に対して光ファイバー保持具26を分離可能であるため、レーザー集光装置10の組立時や移動時、更にはメンテナンス時に、光回路14から光ファイバー16を分離させておくことができる。したがって、光ファイバー16が破断してしまう可能性を低減させることができる。また、万が一、光ファイバー16が破断してしまった場合でも、その破断部分のみを修理することができるので、取り扱いが容易になり、メンテナンス性を向上させることができる。
なお、本実施例では、出射端14Bが1つの光回路14に対して1本の光ファイバー16で受光する場合を説明したが、出射端14Bが複数設けられている光回路14に対して、複数の光ファイバー16で受光する場合においても、同様の効果を得ることができる。また、この場合、光ファイバー16は矩形型形状に形成されているため、その出射部16Bを高さ方向に密に束ねて積層することが可能であり、通常の円形型形状の光ファイバーに比べて、ビーム品質を高めることができる。加えて、その出射部16Bの配列を任意かつ容易に変更することができる。したがって、任意の出射パターンを形成することができる。
本実施形態に係るレーザー集光装置の構成を示す概略斜視図 光回路の概略斜視図 光回路保持具の概略正面図 光ファイバー保持具の概略正面図 (A)図4のA−A断面図、(B)図4のB−B断面図、(C)図4のC−C断面図 レーザー集光装置の組立工程を説明する説明図 (A)光回路保持具と光ファイバー保持具を連結した状態を示す概略斜視図、(B)光ファイバーの入射端が保持されるP点の位置ずれ量を測定したグラフ
符号の説明
10 レーザー集光装置
12 半導体レーザーバー
14 光回路
16 光ファイバー
18 光導波路
20 発光点
22 レーザーバー保持具
24 光回路保持具
26 光ファイバー保持具
28 固定ネジ(連結具)
30 着脱機構
32 凸部
34 凸部
36 凸部
38 ネジ穴
40 水路(冷却機構)
42 凹部
44 凹部
46 凹部
48 ネジ孔
50 固定手段
52 固定手段

Claims (8)

  1. アレイ状に配列された複数の発光点を有するレーザーバーと、
    前記レーザーバーから出射されたレーザー光を分岐又は合流させて出射する光回路と、
    前記光回路から出射されたレーザー光を受光して伝送する光ファイバーと、
    前記光回路を保持する光回路保持具と、
    前記光ファイバーを保持する光ファイバー保持具と、
    前記光回路保持具と前記光ファイバー保持具とを着脱させる着脱機構と、
    を備えたことを特徴とするレーザー集光装置。
  2. 前記光回路の出射端と前記光ファイバーの入射端との間に所定の間隙が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のレーザー集光装置。
  3. 前記着脱機構は、
    前記光回路保持具と前記光ファイバー保持具の相対する一方の面に、互いに等間隔に設けられた3つの凸部と、
    前記光回路保持具と前記光ファイバー保持具の相対する他方の面に設けられ、前記凸部が当接可能とされる3つの凹部と、
    前記3つの凸部及び前記3つの凹部をそれぞれ頂点として形成される正三角形の重心位置に設けられ、前記光回路保持具と前記光ファイバー保持具とを着脱可能に連結する連結具と、
    を有することを特徴とする請求項2に記載のレーザー集光装置。
  4. 前記凸部が、略球形状であることを特徴とする請求項3に記載のレーザー集光装置。
  5. 前記凸部及び前記凹部の1つが、前記光回路の出射端又は前記光ファイバーの入射端が保持されている位置の直下に設けられていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のレーザー集光装置。
  6. 前記光回路の出射端又は前記光ファイバーの入射端が保持されている位置の直下に設けられた前記凹部の形状が、前記凸部が完全に入り切らない円錐穴とされ、残りの前記凹部の一方の形状が、前記凸部が完全に入り切らず、かつ前記円錐穴とされた凹部へ向いた断面視「V」字状をなす溝穴とされ、他方の形状が、底面が平面をなす溝穴とされていることを特徴とする請求項5に記載のレーザー集光装置。
  7. 前記光回路保持具と前記光ファイバー保持具は冷却機構を有することを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載のレーザー集光装置。
  8. 前記光ファイバーの断面形状が矩形状であることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載のレーザー集光装置。
JP2007042781A 2007-02-22 2007-02-22 レーザー集光装置 Pending JP2008203774A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007042781A JP2008203774A (ja) 2007-02-22 2007-02-22 レーザー集光装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007042781A JP2008203774A (ja) 2007-02-22 2007-02-22 レーザー集光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008203774A true JP2008203774A (ja) 2008-09-04

Family

ID=39781305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007042781A Pending JP2008203774A (ja) 2007-02-22 2007-02-22 レーザー集光装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008203774A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011141270A (ja) * 2009-12-11 2011-07-21 Arkray Inc 光源ユニット及び分析装置
JP2019049570A (ja) * 2011-08-29 2019-03-28 オートモーティブ コアリション フォー トラフィック セーフティ, インコーポレイテッド 自動車運転者において被分析物を非侵襲的に測定するためのシステムおよび方法
JPWO2019009086A1 (ja) * 2017-07-07 2020-04-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 半導体レーザ装置
US10710455B2 (en) 2013-08-27 2020-07-14 Automotive Coalition For Traffic Safety Systems and methods for controlling vehicle ignition using biometric data
US11513070B2 (en) 2019-06-12 2022-11-29 Automotive Coalition For Traffic Safety, Inc. System for non-invasive measurement of an analyte in a vehicle driver

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011141270A (ja) * 2009-12-11 2011-07-21 Arkray Inc 光源ユニット及び分析装置
JP2019049570A (ja) * 2011-08-29 2019-03-28 オートモーティブ コアリション フォー トラフィック セーフティ, インコーポレイテッド 自動車運転者において被分析物を非侵襲的に測定するためのシステムおよび方法
US11001142B2 (en) 2011-08-29 2021-05-11 Automotive Coalition For Traffic Safety, Inc. System for non-invasive measurement of an analyte in a vehicle driver
JP2021101196A (ja) * 2011-08-29 2021-07-08 オートモーティブ コアリション フォー トラフィック セーフティ, インコーポレイテッド 自動車運転者において被分析物を非侵襲的に測定するためのシステムおよび方法
US10710455B2 (en) 2013-08-27 2020-07-14 Automotive Coalition For Traffic Safety Systems and methods for controlling vehicle ignition using biometric data
JPWO2019009086A1 (ja) * 2017-07-07 2020-04-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 半導体レーザ装置
JP7174899B2 (ja) 2017-07-07 2022-11-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 半導体レーザ装置
US11513070B2 (en) 2019-06-12 2022-11-29 Automotive Coalition For Traffic Safety, Inc. System for non-invasive measurement of an analyte in a vehicle driver
US11971351B2 (en) 2019-06-12 2024-04-30 Automotive Coalition For Traffic Safety, Inc. System for non-invasive measurement of an analyte in a vehicle driver

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6994258B2 (ja) 光電子デバイスに対する光学サブアセンブリの光学アラインメント
US9201201B2 (en) Fiber trays, fiber optical modules, and methods of processing optical fibers
TWI498615B (zh) 積體矽光激性主動光學電纜組件、子組合及組合
JP3738441B2 (ja) 光ファイバー用受動整列接続装置
US20110026882A1 (en) Lensed optical connector with passive alignment features
JP6446815B2 (ja) 光接続構造
US20040096152A1 (en) Optical connection device
US9753221B2 (en) Optical coupler for a multicore fiber
US20140294339A1 (en) Compact optical fiber splitters
WO2013053708A1 (en) Optical connector with alignment element, optical unit and assembly method
JP2023512606A (ja) 弾性平均結合
US6766076B2 (en) Optical module and method for assembling the same
US6826347B2 (en) Two-dimensional optical element array and two-dimensional waveguide apparatus
US20180059330A1 (en) Fiber-to-waveguide optical interface device and components for photonic systems
TW201234066A (en) Optical interposer
JP2008203774A (ja) レーザー集光装置
US10156688B1 (en) Passive alignment system and an optical communications module that incorporates the passive alignment system
US20160238789A1 (en) Compact optical fiber splitters
JP2004078028A (ja) 光ファイバガイド部品およびその作製方法
US11467352B2 (en) Ferrule, fiber-attached ferrule, and method of manufacturing fiber-attached ferrule
JPH11160569A (ja) 光結合回路
JP2004101989A (ja) 光ファイバアレイおよびそれを用いた光モジュール
JP2003177277A (ja) 光結合モジュール
US10162118B2 (en) Optical coupling element
WO2017119259A1 (ja) 光レセプタクル、光モジュールおよび測定方法