JP2018061006A - 光源装置 - Google Patents
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Abstract
Description
な光源装置を提供することを目的とする。
できる。
(本発明の第1の実施形態に係る光源装置)
はじめに、図1を参照ながら、本発明の第1の実施形態に係る光源装置60の説明を行う。ここで図1は、光ファイバを用いた反射型の光源装置60を模式的に示す平面図である。
コリメートレンズ4により、レーザーダイオードバー10から平行光が出射され、それぞれのストライプ2に対応した光ファイバ20A〜Cのコアに入射する。光ファイバ20A〜Cのコアに入射した光は、コア内を伝送されて回折格子40側に出射される。
sinα + sinβ = N・m・λ
[記号の説明]
α: 入射角
β: 回折角
N: 回折格子の1mm当たりの溝数
m: 回折次数 (本実施形態ではm=1)
λ: 波長
なお、回折格子に入射する光の波長範囲や入射角度に応じて、回折格子の1mm当たりの溝数を適切に設定したパターンを有することにより、各々のコアから入射した光の回折光を1つの光軸で出射させることができる。
次に、図2を参照しながら、本発明の第2の実施形態に係る光源装置70の説明を行う。ここで図2は、光ファイバを用いた反射型の光源装置70を模式的に示す平面図である。なお、以下の実施形態においては、第1の実施形態と同じ機能を有する部材については、第1の実施形態と同じ参照番号を付している。
1つは、本実施形態では、光ファイバ20A〜Gの両端とレーザーダイオードバー10及び回折格子40とが離間して配置されている点である。もう1つは、コリメートレンズ4が、光ファイバ20A〜G両端部に配置されている点である。
更に、光学部材として、コリメートレンズ4やコリメートレンズ6の代わりに、グレーデッドインデックス・マルチモード光ファイバ(GIファイバ)を用いることもできるし、複数のレンズが一体化されたレンズアレイを用いることもできる。
次に、図3を参照しながら、本発明の第3の実施形態に係る光源装置80の説明を行う。ここで図3は、光導波路を用いた反射型の光源装置80を模式的に示す平面図である。
コリメートレンズ4によりレーザーダイオードバー10から平行光が出射され、それぞれのストライプ2に対応した光導波路30のコア32A〜Cに入射する。コア32A〜Cに入射した光は、コア32A〜C内を伝送されて回折格子40側に出射される。
この光導波路30はあらかじめコリメートレンズ4と一体的に形成されていれば、光導波路30を設置するだけで、各コア32A〜Cの微妙な角度調整は不要であり、組み立て作業を容易に実施できる。
次に、図4を参照しながら、本発明の第4の実施形態に係る光源装置90の説明を行う。ここで図4は、光導波路を用いた反射型の光源装置90を模式的に示す平面図である。
1つは、本実施形態では、コア32A〜Gの両端とレーザーダイオードバー10及び回折格子40とが離間して配置されている点である。もう1つは、光導波路30のコア32A〜Gの両端部に出射光を平行光とする光学部材としてコリメートレンズ4A、6Aが一体的に形成されている点である。
次に、図5を参照しながら、本発明の第5の実施形態に係る光源装置100の説明を行う。ここで図5は、反射型の光源装置100を模式的に示す(a)平面図及び(b)側面図である。
上記の実施形態に係る何れの光源装置60〜100においても、各々のストライプに対応し、それぞれ異なる入射角で回折格子の一領域に入射するように配置されたコアを有する導光部を備えるので、集光レンズを用いた場合に比べて、ストライプ及び回折格子の間をより短く繋ぐことができ、かつ無駄なスペースの少ない効率的な配置も可能となる。よって、高出力なレーザ光を出射可能な小型な光源装置を提供することができる。また、レンズの場合は焦点距離が決まっているため、焦点距離にあわせたレンズと回折格子との距離を設ける必要があり、同一の回折角で外部共振をさせる場合のストライプからの出射光の波長範囲が限られてしまうところ、上記の実施形態にかかる何れの光源装置60〜100においても、このような波長範囲の制限を受けることがない。更に、高出力化のため、仮にレーザーダイオードバーのサイズが大きくなっても、集光レンズを用いた場合のように、製造コストが著しく上昇することがない。
光源装置60〜100では、何れも複数のストライプが一列に配列されたレーザーダイオードバーを備えているが、複数の導体レーザが並んだ列が複数あるマトリックス状に配列されたレーザーダイオードバーを用いることもできる。この場合、回折格子から各列に対応した回折光の複数の光軸が形成される。これに応じて、共振器ミラーからの出力光も複数の光軸が形成される。このとき、共振器ミラーの出力側に複数の光軸の光を集光する光学部材を備えることによって、高い光強度の出力光を得ることができる。以上により、複数のストライプがマトリックス状に配列されたレーザーダイオードバーを用いた光源装置も実現できる。
光源装置60〜100では、何れも回折格子の反射回折光を用いているが、これに限られるものではなく、図8(a)、(b)に示すような、回折格子の透過回折光を用いた光源装置とすることができる。なお、透過回折光を用いた光源装置の場合も、回折格子及びストライプ(詳細には、ストライプのリアミラー)の間で外部共振することとなる。
図8(a)に示す光源装置110では、透過回折1次光を出力光として用いており、図8(b)に示す光源装置110では、透過回折0次光を出力光として用いている。なお、透過回折0次光を用いる場合には、同一の光軸とならないため、レンズ、プリズム等の光学部材52を用いて集光させる必要がある。
4、4A コリメートレンズ
6、6A コリメートレンズ
10 レーザーダイオードバー
20 光ファイバ
30 光導波路
32 コア
34 クラッド
40、40’ 回折格子
50 共振器ミラー
52 光学部材
60 第1の実施形態に係る光源装置
70 第2の実施形態に係る光源装置
80 第3の実施形態に係る光源装置
90 第4の実施形態に係る光源装置
100 第5の実施形態に係る光源装置
110 その他の実施形態に係る光源装置
Claims (5)
- 所定の幅の波長領域で発振可能な複数のストライプを有するレーザーダイオードバーと、
前記複数のストライプそれぞれに対応し、前記ストライプからの出射光が入射する複数のコアを有する導光部と、
前記コアからの出射光が入射する回折格子と、
前記回折格子からの出射光が入射する共振器ミラーと、
を備え、
各々の前記コアが、その出射光が異なる入射角で前記回折格子の一領域に入射するように配置され、
前記回折格子が、各々の前記コアから入射した光の回折光が1つの光軸で出射されるようなパターンを有し、
前記共振器ミラーが、その光軸が前記1つの光軸に一致するように配置されていることを特徴とする光源装置。
- 複数の前記コアのうち、入射側端部の最も離れた2つのコアにおける入射側端部間の距離よりも、出射側端部の最も離れたコアにおける出射側端部間の距離の方が短いことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記ストライプと前記コアとの間において、前記複数のストライプからの出射光の光軸が同一平面上に位置するように、前記複数のストライプが一列に配置されており、
前記コアが、少なくとも出射側近傍において、前記同一平面から外れる方向に伸びていることを特徴とする請求項1または2に記載の光源装置。
- 前記導光部が、前記コアと、前記コアを取り囲むクラッドとをそれぞれが有する複数の光ファイバから構成され、
各々の前記光ファイバの入射側に前記ストライプからの出射光を平行光とする光学部材を備えることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の光源装置。
- 前記導光部が、前記複数のコアを一体的に取り囲む1つのクラッドを有し、
前記導光部の入射側に各々の前記ストライプからの出射光を平行光とする光学部材を備えることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の光源装置。
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