JP2018066842A - Light guide device, method for manufacturing the same, and ld module - Google Patents

Light guide device, method for manufacturing the same, and ld module Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light guide device which attains an increased output of an output beam flux and a reduced size of the device.SOLUTION: The synthesis optical system COof a light guide device 10 includes: (1) a first mirror Mreflecting an input beam I; (2) a second mirror Mreflecting the input beam Ireflected by the first mirror M; (3) a third mirror Mreflecting the input beam I; and (4) a combiner Csynthesizing an output beam Oby transmitting the input beam Ireflected by the second mirror Mand reflecting the input beam Ireflected by the third mirror M.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数の入力ビームからなる入力ビーム束を複数の出力ビームからなる出力ビーム束に変換する導光装置に関する。また、そのような導光装置を備えたLDモジュール、及び、そのような導光装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a light guide device that converts an input beam bundle composed of a plurality of input beams into an output beam bundle composed of a plurality of output beams. The present invention also relates to an LD module including such a light guide device and a method for manufacturing such a light guide device.

ファイバアンプやファイバレーザなどのファイバ光学系においては、複数のLD(Laser Diode)などの光源から出射された複数のレーザビームを、1つの光ファイバに導く導光装置が用いられる。例えば、特許文献1の図1には、発振波長が0.82μmである2つのLDチップ(GaAlAs−LD)から出射されたレーザビームと、発振波長が1.48μmである2つのLDチップ(InGaAsP−LD)から出射されたレーザビームと、DFB形であるLDチップ(InGaAsP−LD)から出射されたレーザビームとをエルビウム添加光ファイバに導く導光装置(特許文献1における光増幅器の一部)が記載されている。   In a fiber optical system such as a fiber amplifier or a fiber laser, a light guide device that guides a plurality of laser beams emitted from light sources such as a plurality of LDs (Laser Diodes) to one optical fiber is used. For example, FIG. 1 of Patent Document 1 shows a laser beam emitted from two LD chips (GaAlAs-LD) having an oscillation wavelength of 0.82 μm and two LD chips (InGaAsP) having an oscillation wavelength of 1.48 μm. -LD) and a light guide device for guiding a laser beam emitted from a DFB-type LD chip (InGaAsP-LD) to an erbium-doped optical fiber (part of an optical amplifier in Patent Document 1) Is described.

この光増幅器は、(1)2つのGaAlAs−LDが出射する偏波面が異なる2つのレーザビーム同士を第1の合成ビームに偏波合成し、(2)2つのInGaAsP−LDが出射する偏波面が異なる2つのレーザビーム同士を第2の合成ビームに偏波合成し、(3)波長が異なる第1の合成ビームと第2の合成ビームとを第3の合成ビームに波長合成し、(4)波長が異なるDFB形であるInGaAsP−LDが出射するレーザビームと第3の合成ビームとを第4の合成ビームに波長合成し、(5)第4の合成ビームを対物レンズを用いてエルビウム添加光ファイバに導く。   In this optical amplifier, (1) two laser beams having different polarization planes emitted from two GaAlAs-LDs are combined into a first combined beam, and (2) polarization planes emitted from two InGaAsP-LDs. Two laser beams having different wavelengths are combined into a second combined beam, and (3) the first combined beam and the second combined beam having different wavelengths are combined into a third combined beam, and (4 ) Combine the wavelength of the laser beam emitted from the DFB type InGaAsP-LD with different wavelengths and the third combined beam into the fourth combined beam, and (5) add erbium using the objective lens. Lead to optical fiber.

特開平2−239237号公報(1990年9月21日公開)JP-A-2-239237 (published on September 21, 1990)

特許文献1の図1に示されているように、この光増幅器において、一方のGaAlAs−LDの光軸に沿う方向であってエルビウム添加光ファイバの光軸に沿う方向を第1の方向とすると、他方のGaAlAs−LDの光軸は、第1の方向に対しておよそ直交する第2の方向に沿い、一方のInGaAsP−LDの光軸は、第1の方向に沿い、他方のInGaAsP−LDの光軸は、第2の方向に沿っている。また、この光増幅器において、第1の合成ビームの光軸は、第1の方向に沿い、第2の合成ビームの光軸は、第2の方向に沿い、DFB形であるInGaAsP−LDの光軸は、第2の方向に沿っている。   As shown in FIG. 1 of Patent Document 1, in this optical amplifier, the first direction is the direction along the optical axis of one GaAlAs-LD and the optical axis of the erbium-doped optical fiber. The optical axis of the other GaAlAs-LD is along a second direction approximately perpendicular to the first direction, and the optical axis of one InGaAsP-LD is along the first direction, while the other InGaAsP-LD is The optical axis is along the second direction. In this optical amplifier, the optical axis of the first combined beam is along the first direction, the optical axis of the second combined beam is along the second direction, and the light of the InGaAsP-LD that is a DFB type. The axis is along the second direction.

そのうえで、2つのレーザビームを1つのレーザビームに合成する偏波ビームスプリッタ及びダイクロイックミラーの各々は、これらの2つの入力ビームの交点に配置され、一方の入力ビームを透過し、他方の入力ビームを直角に反射することによって1つの出力ビームに合成する。例えば、2つのGaAlAs−LDが出射する2つのレーザビーム同士を第1の合成ビームに偏波合成する偏波ビームスプリッタは、これらの2つのレーザビーム同士の交点に配置され、一方のGaAlAs−LDからのレーザビームを第1の方向に沿って透過させ、他方のGaAlAs−LDからのレーザビームを第1の方向に沿うように反射させることによって、光軸が第1の方向に沿った第1の合成ビームを偏波合成する。なお、以下では、偏波ビームスプリッタ及びダイクロイックミラーのことをまとめてコンバイナと総称する。   In addition, each of the polarization beam splitter and the dichroic mirror that combines the two laser beams into one laser beam is disposed at the intersection of these two input beams, transmits one input beam, and transmits the other input beam. It combines into one output beam by reflecting at right angles. For example, a polarization beam splitter that polarizes and combines two laser beams emitted from two GaAlAs-LDs into a first combined beam is disposed at the intersection of these two laser beams, and one of the GaAlAs-LDs. By transmitting the laser beam from the first direction along the first direction and reflecting the laser beam from the other GaAlAs-LD along the first direction, the optical axis becomes the first along the first direction. The combined beam is combined by polarization. Hereinafter, the polarization beam splitter and the dichroic mirror are collectively referred to as a combiner.

上述のように、特許文献1の図1に図示された光増幅器は、上述の5つのレーザビーム(2つのGaAlAs−LDが出射する2つのレーザビーム、2つのInGaAsP−LDが出射する2つのレーザビーム、及び、DFB形であるInGaAsP−LDが出射するレーザビーム)を1つの出力ビームに合成することができる。しかしながら、この光増幅器は、各LDチップの実装密度を高めることが難しいという課題、あるいは、小型化することが難しいという課題を有する。なぜならば、コンバイナが配置されている領域以外の領域において各LDチップの光軸が交差しないように各LDチップを特定の表面(例えば基板表面)上に配置しているため、各LDチップの光軸が1つの光軸に沿うように各LDチップを隣接して配置することができないためである。   As described above, the optical amplifier illustrated in FIG. 1 of Patent Document 1 includes the five laser beams described above (two laser beams emitted from two GaAlAs-LDs and two lasers emitted from two InGaAsP-LDs. And a laser beam emitted from a DFB type InGaAsP-LD) can be combined into one output beam. However, this optical amplifier has a problem that it is difficult to increase the mounting density of each LD chip, or that it is difficult to reduce the size. This is because each LD chip is arranged on a specific surface (for example, the substrate surface) so that the optical axes of the LD chips do not intersect in an area other than the area where the combiner is arranged. This is because the LD chips cannot be arranged adjacent to each other so that the axis is along one optical axis.

また、ファイバアンプやファイバレーザなどのファイバ光学系において用いられる導光装置においては、その出力ビームあるいは出力ビーム束を高出力化することが強く望まれる。特許文献1に記載の光増幅器の構成をファイバアンプやファイバレーザなどのファイバ光学系において用いられる導光装置に適用する場合を考える。該導光装置において出力ビームの高出力化は、該導光装置に搭載するLDの数を増やすことによって実現される。しかし、該導光装置に搭載するLDの数を増やすためには、更なるLDを互いに隣接しないように配置することが求められ、結果として導光装置の大型化を招く。   In light guide devices used in fiber optical systems such as fiber amplifiers and fiber lasers, it is strongly desired to increase the output beam or output beam bundle. Consider a case where the configuration of the optical amplifier described in Patent Document 1 is applied to a light guide device used in a fiber optical system such as a fiber amplifier or a fiber laser. In the light guide device, output of the output beam can be increased by increasing the number of LDs mounted on the light guide device. However, in order to increase the number of LDs mounted on the light guide device, it is required to dispose further LDs so as not to be adjacent to each other, resulting in an increase in the size of the light guide device.

以上のように、特許文献1に記載の光増幅器の構成をファイバアンプやファイバレーザなどのファイバ光学系において用いられる導光装置に適用した場合、出力ビーム束の高出力化と、該導光装置の小型化とを両立することが難しい。   As described above, when the configuration of the optical amplifier described in Patent Document 1 is applied to a light guide device used in a fiber optical system such as a fiber amplifier or a fiber laser, the output light bundle can be increased in power, and the light guide device. It is difficult to achieve both downsizing.

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の光源から出射された入力ビームからなる入力ビーム束を出力ビーム束に変換して光ファイバに導く導光装置において、出力ビーム束の高出力化と、該導光装置の小型化とを両立した導光装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a light guide device that converts an input beam bundle composed of input beams emitted from a plurality of light sources into an output beam bundle and guides it to an optical fiber. An object of the present invention is to provide a light guide device that achieves both high output beam bundle output and miniaturization of the light guide device.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る導光装置は、光軸が第1軸に沿う2n個(nは自然数)の入力ビームI,I,…,I2nからなる入力ビーム束を、光軸が第2軸に沿うn個の出力ビームO,O,…,Onからなる出力ビーム束に変換する導光装置において、2つの入力ビームI2k−1,I2k(k=1,2,…n)から出力ビームOを合成する合成光学系COであって、(1)入力ビームI2k−1を第3軸に沿う方向に反射する第1ミラーMk1と、(2)第1ミラーMk1にて反射された入力ビームI2k−1を第2軸に沿う方向に反射する第2ミラーMk2と、(3)入力ビームI2kを第3軸に沿う方向に反射する第3ミラーMk3と、(4)第2ミラーMk2にて反射された入力ビームI2k−1を透過するとともに、第3ミラーMk3にて反射された入力ビームI2kを第2軸に沿う方向に反射することによって、出力ビームOを合成するコンバイナCと、を含む合成光学系COを備えている。 In order to solve the above-described problem, a light guide device according to one embodiment of the present invention includes 2n (n is a natural number) input beams I 1 , I 2 ,. In the light guide device that converts the input beam bundle into an output beam bundle composed of n output beams O 1 , O 2 ,... On with the optical axis along the second axis, two input beams I 2k−1 , I 2k (k = 1,2, ... n) a synthetic optical system CO k for synthesizing the output beam O k from the first reflecting in the direction along the third axis (1) input beam I 2k-1 A mirror M k1 , (2) a second mirror M k2 that reflects the input beam I 2k-1 reflected by the first mirror M k1 in a direction along the second axis, and (3) an input beam I 2k that is a third mirror M k3 for reflecting in the direction along the 3 axis, is reflected at (4) a second mirror M k2 Thereby transmitting a force beam I 2k-1, by reflecting in the direction along the input beam I 2k reflected by the third mirror M k3 to the second shaft, and the combiner C k for synthesizing the output beam O k, and a combining optical system CO k including.

上記の構成によれば、本導光装置は、2n個(nは自然数)の入力ビームI,I,…,I2nからなる入力ビーム束を、n個の出力ビームO,O,…,Oからなる出力ビーム束に変換したうえで、出力ビーム束を光ファイバに導くことができる。したがって、本導光装置は、出力ビーム束の高出力化を図ることができる。 According to the above configuration, the light guide device converts an input beam bundle composed of 2n (n is a natural number) input beams I 1 , I 2 ,..., I 2n into n output beams O 1 , O 2. , ..., after converted into an output beam bundle consisting of O n, it is possible to direct the output beam bundle to the optical fiber. Therefore, this light guide device can achieve high output beam bundle output.

また、本導光装置のコンバイナは、光軸が第1軸に沿う2n個(nは自然数)の入力ビームI,I,…,I2nからなる入力ビーム束を、光軸が第2軸に沿うn個の出力ビームO,O,…,Oからなる出力ビーム束に変換することができる。このように、入力ビームI,I,…,I2nの光軸が何れも1つの軸である第1軸に沿っており、且つ、出力ビームO,O,…,Oの光軸が何れも1つの軸である第2軸に沿っている。そのため、入力ビームI,I,…,I2n及び出力ビームO,O,…,Oを配置するときに、入力ビームI,I,…,I2nの各々が交差しないように配慮する必要がなく、且つ、出力ビームO,O,…,Oの各々が交差しないように考慮する必要がない。したがって、入力ビームI,I,…,I2nの光軸の各々を並列に配置することができるため、従来の導光装置(例えば特許文献1に記載された光増幅器)と比較して小型化することができる。 Further, the combiner of the light guide device has an input beam bundle composed of 2n (n is a natural number) input beams I 1 , I 2 ,..., I 2n along the first axis, and the optical axis is the second. It can be converted into an output beam bundle consisting of n output beams O 1 , O 2 ,. As described above, the optical axes of the input beams I 1 , I 2 ,..., I 2n are all along the first axis that is one axis, and the output beams O 1 , O 2 ,. The optical axes are along the second axis, which is one axis. Therefore, input beams I 1, I 2, ..., I 2n and the output beam O 1, O 2, ..., when placing the O n, input beam I 1, I 2, ..., not intersect each I 2n as it is not necessary to consider, and the output beam O 1, O 2, ..., each O n is not necessary to consider so as not to cross. Therefore, since each of the optical axes of the input beams I 1 , I 2 ,..., I 2n can be arranged in parallel, compared with a conventional light guide device (for example, an optical amplifier described in Patent Document 1). It can be downsized.

以上のように、本導光装置は、出力ビーム束の高出力化と、該導光装置の小型化とを両立することができる。   As described above, the light guide device can achieve both high output beam bundle output and miniaturization of the light guide device.

また、上記の構成によれば、本導光装置は、入力ビーム束から出力ビーム束に変換するときに、出力ビームO,O,…,Oの数を2n個からn個に半減させる。したがって、本導光装置は、出力ビーム束が2n個の出力ビームによって構成されている場合と比較して、出力ビーム束の幅を縮小できるという副次的な効果を奏する。 Further, according to the above configuration, the light guide device, when converting from the input beam bundle in the output beam bundles, output beam O 1, O 2, ..., half the number of O n from the 2n into n Let Therefore, this light guide device has a secondary effect that the width of the output beam bundle can be reduced as compared with the case where the output beam bundle is constituted by 2n output beams.

また、上記の構成によれば、本導光装置は、入力ビームI,I,…,I2nからなる入力ビーム束を、光軸が第2軸に沿うn個の出力ビームO,O,…,Onからなる出力ビーム束に変換するときに、合成光学系COを構成する第1ミラーMk1、第2ミラーMk2、第3ミラーMk3、及びコンバイナCの各々を調整することによって、出力ビームO,O,…,Oの光軸が第2軸に沿うように調整することができる。 Further, according to the above configuration, the light guide device includes an input beam bundle composed of the input beams I 1 , I 2 ,..., I 2n, and the n output beams O 1 , Each of the first mirror M k1 , the second mirror M k2 , the third mirror M k3 , and the combiner C k constituting the composite optical system CO k is converted into an output beam bundle composed of O 2 ,. by adjusting the output beam O 1, O 2, ..., the optical axis of the O n can be adjusted along the second axis.

一方、従来の導光装置においては、2つのレーザビーム(入力ビームに対応)を1つのレーザビーム(出力ビーム対応)に変換するために1つのコンバイナを用いる。したがって、この光増幅器においては、出力ビームの光軸を調整するためにコンバイナを調整することしかできない。   On the other hand, in the conventional light guide device, one combiner is used to convert two laser beams (corresponding to input beams) into one laser beam (corresponding to output beams). Therefore, in this optical amplifier, the combiner can only be adjusted to adjust the optical axis of the output beam.

したがって、本導光装置は、従来の導光装置と比較して、出力ビームO,O,…,Oの光軸を調整する場合の自由度が高く、結果として、その調整を容易に行うことができるという副次的な効果を奏する。 Accordingly, the light guide device, in comparison with conventional light device, the output beam O 1, O 2, ..., a high degree of freedom in the case of adjusting the optical axis of the O n, as a result, facilitating the adjustment There is a secondary effect that can be performed.

本発明の一態様に係る導光装置において、前記nは2以上の自然数であり、前記合成光学系COに入射する前記2つの入力ビームI2k−1,I2kの各々は、それぞれ、波長が同一であり、且つ、偏波面が揃っており、前記合成光学系COは、前記第1ミラーMk1の前段又は前記第3ミラーMk3の前段に配置された偏波回転素子を更に備え、前記コンバイナCは、偏波依存型ビームコンバイナである、ことが好ましい。 In the light guide device according to an aspect of the present invention, n is a natural number of 2 or more, and each of the two input beams I 2k-1 and I 2k incident on the composite optical system CO k has a wavelength of And the planes of polarization are aligned, and the combining optical system CO k further includes a polarization rotation element disposed in front of the first mirror M k1 or in front of the third mirror M k3. The combiner C k is preferably a polarization-dependent beam combiner.

上記の構成によれば、本導光装置は、波長が同一であり、且つ、偏波面が揃った入力ビームI2k−1,I2kから出力ビームOを合成することによって、波長が単一な出力ビーム束を光ファイバに導くことができる。また、入力ビームI,I,…,I2nの数には上限値がないため、出力ビーム束の出力を容易に高出力化することができる。 According to the above configuration, the light guide device has a wavelength are the same, and by combining the output beam O k from the input beam I 2k-1, I 2k plane of polarization are aligned, wavelength single A simple output beam bundle can be guided to the optical fiber. Further, since there is no upper limit for the number of input beams I 1 , I 2 ,..., I 2n , the output of the output beam bundle can be easily increased.

一方、従来の導光装置においては、波長が単一な出力ビーム(出力ビーム束)を得ようとした場合、出力ビームの出力を高出力化することが難しい。なぜなら、各入力ビームの出力が同一である場合、(1)出力ビームの出力は、入力ビームの数に依存し、(2)この導光装置において使用可能な入力ビームの数は、2を上限とするためである。この導光装置において、それ以上の数の入力ビームを用いるためには、コンバイナとしてダイクロイックミラーを使わざるを得ず、この場合は波長が単一な出力ビームを得ることができない。   On the other hand, in the conventional light guide device, when an output beam having a single wavelength (output beam bundle) is to be obtained, it is difficult to increase the output of the output beam. Because, when the output of each input beam is the same, (1) the output beam output depends on the number of input beams, and (2) the number of input beams that can be used in this light guide device is limited to 2 This is because. In order to use a larger number of input beams in this light guide device, a dichroic mirror must be used as a combiner. In this case, an output beam having a single wavelength cannot be obtained.

したがって、本導光装置は、出力ビーム束のスペクトルの分布幅を従来の導光装置よりも狭めた出力ビーム束を光ファイバに導くことができ、且つ、容易に出力ビーム束の高出力化を図ることができる。   Therefore, the present light guide device can guide the output beam bundle whose distribution width of the spectrum of the output beam bundle is narrower than that of the conventional light guide device to the optical fiber, and easily increase the output beam bundle output. Can be planned.

本発明の一態様に係る導光装置において、前記合成光学系COに入射する前記2つの入力ビームI2k−1,I2kの各々は、それぞれ、異なる波長を有し、前記コンバイナCは、ダイクロイックミラーであってもよい。 In the light guide device according to an aspect of the present invention, each of the two input beams I 2k-1 and I 2k incident on the composite optical system CO k has a different wavelength, and the combiner C k A dichroic mirror may be used.

本発明の一態様に係る導光装置において2つの入力ビームI2k−1,I2kの各々の波長が異なる構成を採用した場合、本導光装置は、コンバイナCとしてダイクロイックミラーを採用することもできる。 When the light guide device according to one aspect of the present invention adopts a configuration in which the wavelengths of the two input beams I 2k-1 and I 2k are different from each other, the light guide device employs a dichroic mirror as the combiner C k. You can also.

本発明の一態様に係る導光装置において、前記第1ミラーMk1及び前記第3ミラーMk3の各々は、何れも、前記第1軸及び前記第2軸が張る特定の平面上に載置されており、前記第2ミラーMk2は、前記第1ミラーMk1の上に載置されており、前記コンバイナCは、前記第3ミラーMk3の上に載置されており、前記2つの入力ビームI2k−1,I2kの各々の前記光軸は、前記特定の平面と平行な平面内に並んでおり、前記合成光学系COについて、前記第1ミラーMk1を構成する反射面である第1反射面Pk1、前記第2ミラーMk2を構成する反射面である第2反射面Pk2、前記第3ミラーMk3を構成する反射面である第3反射面Pk3、及び、前記コンバイナCを構成する合成面PkCの各々は、前記出力ビームOの光軸が前記第2軸に一致するように調整されている、ことが好ましい。 In the light guide device according to an aspect of the present invention, each of the first mirror M k1 and the third mirror M k3 is placed on a specific plane stretched by the first axis and the second axis. The second mirror M k2 is placed on the first mirror M k1 , and the combiner C k is placed on the third mirror M k3. The optical axes of the two input beams I 2k-1 and I 2k are arranged in a plane parallel to the specific plane, and the reflection that constitutes the first mirror M k1 with respect to the combined optical system CO k. the first reflecting surface P k1 is a surface, the second mirror M k2 is a reflective surface constituting the second reflecting surface P k2, the third third reflecting surface P k3 a reflecting surface constituting a mirror M k3, and, each of the synthetic surface P kC constituting the combiner C k , The optical axis of the output beam O k is adjusted to match the second shaft, it is preferable.

上記の構成によれば、凸レンズなどによって構成された収束光学系と組み合わせることによって精度良く収束することが可能な出力ビーム束を得ることができる。   According to said structure, the output beam bundle which can be converged with a sufficient precision can be obtained by combining with the convergence optical system comprised by the convex lens.

本発明の一態様に係る導光装置において、前記第1反射面Pk1、及び、前記第3反射面Pk3の各々は、それぞれの法線ベクトルが前記第1軸及び前記第3軸が張る平面内に位置し、且つ、該法線ベクトルと前記第3軸との成す角が45°であり、前記第2反射面Pk2、及び、前記合成面PkCの各々は、それぞれの法線ベクトルが前記第3軸及び前記第2軸が張る平面内に位置し、且つ、該法線ベクトルと前記第3軸との成す角が45°である、ことが好ましい。 In the light guide device according to an aspect of the present invention, each of the first reflection surface P k1 and the third reflection surface P k3 has a normal vector extending from the first axis and the third axis. The angle between the normal vector and the third axis is 45 °, and each of the second reflecting surface P k2 and the composite surface P kC is a normal line. It is preferable that the vector is located in a plane extending by the third axis and the second axis, and an angle formed by the normal vector and the third axis is 45 °.

上記の構成によれば、凸レンズなどによって構成された収束光学系と組み合わせることによって精度良く収束することが可能な出力ビーム束を、容易に得ることができる。   According to the above configuration, it is possible to easily obtain an output beam bundle that can be converged with high accuracy by combining with a converging optical system including a convex lens.

本発明の一態様に係る導光装置において、前記第1ミラーMk1及び前記第3ミラーMk3は、一体成形されていてもよい。 In the light guide device according to an aspect of the present invention, the first mirror M k1 and the third mirror M k3 may be integrally formed.

上記の構成によれば、第1ミラーMk1と第3ミラーMk3とが別体に形成されている場合と比較して、合成光学系における光軸調整を容易にできる。 According to said structure, compared with the case where the 1st mirror Mk1 and the 3rd mirror Mk3 are formed in the different body, the optical axis adjustment in a synthetic | combination optical system can be performed easily.

本発明の一態様に係る導光装置において、前記入力ビームI,I,…,I2nの各々の光軸は、それぞれ、等間隔に配置されており、前記合成光学系COについて、第1反射面Pk1、第2反射面Pk2、第3反射面Pk3、及び合成面PkCは、前記出力ビームO,O,…,Oの各々の光軸が前記特定の平面に平行な平面内に等間隔で並ぶように調整されている、ことが好ましい。
ことを特徴とする請求項4〜6の何れか1項に記載の導光装置。
In the light guide device according to an aspect of the present invention, the optical axes of the input beams I 1 , I 2 ,..., I 2n are arranged at equal intervals, and the combined optical system CO k the first reflecting surface P k1, the second reflecting surface P k2, the third reflecting surface P k3, and combining surface P kC, the output beam O 1, O 2, ..., of each of the O n optical axis of the specific It is preferable that they are adjusted so as to be arranged at equal intervals in a plane parallel to the plane.
The light guide device according to claim 4, wherein the light guide device is a light guide device.

上記の構成によれば、凸レンズなどによって構成された収束光学系と組み合わせて出力ビーム束を収束させるときの精度を更に高めることができる。   According to said structure, the precision at the time of converging an output beam bundle can be further improved combining with the convergence optical system comprised by the convex lens etc. FIG.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るLDモジュールは、上述した何れか一態様に係る導光装置と、前記入力ビームI,I,…,I2nの各々をそれぞれ出射するLDチップLD,LD,…,LD2nと、前記導光装置によって変換された出力ビームO,O,…,Oを結合される光ファイバと、前記LDチップLD,LD,…,LD2nと前記合成光学系COとの間に挿入されたコリメート光学系であって、F軸コリメートレンズFC,FC,…,FC2nと、前記F軸コリメートレンズFC,FC,…,FC2nの後段に配置されたS軸コリメートレンズSC,SC,…,SC2nと、によって構成されたコリメート光学系と、前記導光装置と前記光ファイバとの間に挿入された集光レンズ系であって、F軸収束レンズと、該F軸収束レンズの後段に配置されたS軸収束レンズと、によって構成された収束光学系と、を備えている。 In order to solve the above problems, an LD module according to an aspect of the present invention includes a light guide device according to any one aspect described above, and each of the input beams I 1 , I 2 ,. LD chip LD 1, LD 2 that emits, ..., and LD 2n, the converted by the light guiding device output beam O 1, O 2, ..., and an optical fiber coupled to O n, the LD chip LD 1, LD 2, ..., a inserted collimating optical system between the LD 2n and the combining optical system CO k, F-axis collimating lens FC 1, FC 2, ..., and FC 2n, the F-axis collimating lens FC 1, FC 2, ..., S-axis collimating lens SC 1 which is disposed downstream of the FC 2n, SC 2, ..., and SC 2n, a collimating optical system configured by, said optical fiber and the light guide device A inserted condenser lens system during comprises a F-axis converging lens, and the S-axis converging lens arranged downstream of the F-axis converging lens, a converging optical system configured by the.

上記の構成によれば、本発明の一態様に係る導光装置と同様の効果を奏する。   According to said structure, there exists an effect similar to the light guide device which concerns on 1 aspect of this invention.

また、本LDモジュールは、出力ビーム束が2n個の出力ビームによって構成されている場合と比較して、幅が狭い出力ビーム束を得ることができるため、導光装置と光ファイバとの結合効率を向上させたり、収束光学系を構成するF軸収束レンズに起因する収差を抑制したり、F軸収束レンズから光ファイバまでの距離を短縮したりすることができる。 In addition, since this LD module can obtain an output beam bundle having a narrow width as compared with the case where the output beam bundle is composed of 2n output beams, the coupling efficiency between the light guide device and the optical fiber is improved. Can be improved, aberration caused by the F-axis converging lens constituting the converging optical system can be suppressed, or the distance from the F-axis converging lens to the optical fiber can be shortened.

本発明の一態様に係るLDモジュールは、その表面に、前記導光装置を構成する前記第1ミラーMk1及び前記第3ミラーMk3が載置された基板を更に備え、前記LDチップLD1,LD2,…,LD2nの各々は、それぞれの活性層が該基板の前記表面に沿うように配置されている、ことが好ましい。 The LD module according to an aspect of the present invention further includes a substrate on which the first mirror M k1 and the third mirror M k3 constituting the light guide device are mounted, and the LD chip LD1, LD2, ..., each LD 2n, each active layer is arranged along the said surface of the substrate, it is preferable.

上記の構成によれば、LDチップLD,LD,…,LD2nの活性層と、基板とが接触する領域の面積を最大化することができる。したがって、LDチップLD,LD,…,LD2nを効率良く冷却することができる。 According to the above configuration, LD chip LD 1, LD 2, ..., and the active layer of the LD 2n, the area of the region and the substrate are in contact can be maximized. Therefore, the LD chips LD 1 , LD 2 ,..., LD 2n can be efficiently cooled.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る製造方法は、上述した何れか一態様に係る導光装置を製造する製造方法であって、合成光学系COの各々について、前記第1ミラーMk1、前記第2ミラーMk2、前記第3ミラーMk3、及び前記コンバイナCの向きを、(1)前記入力ビームI2k−1,I2kから前記出力ビームOを合成するように、且つ、(2)該出力ビームOの光軸が前記第2軸と一致するように、調整する工程を含んでいる。 In order to solve the above problems, the manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a manufacturing method for manufacturing a light guiding device according to any one aspect as described above, for each of the combining optical system CO k, wherein The directions of the first mirror M k1 , the second mirror M k2 , the third mirror M k3 , and the combiner C k are as follows: (1) The output beam Ok is synthesized from the input beams I 2k−1 and I 2k. as to, and, (2) so that the optical axis of the output beam O k coincides with the second axis includes the step of adjusting.

上記の構成によれば、本発明の一態様に係る導光装置と同様の効果を奏する。   According to said structure, there exists an effect similar to the light guide device which concerns on 1 aspect of this invention.

本発明は、複数の光源から出射された入力ビームからなる入力ビーム束を出力ビーム束に変換して光ファイバに導く導光装置において、出力ビーム束の高出力化と、該導光装置の小型化とを両立することができる。   The present invention relates to a light guide device that converts an input beam bundle composed of input beams emitted from a plurality of light sources into an output beam bundle and guides it to an optical fiber. Both can be achieved.

本発明の実施形態1に係るLDモジュールの斜視図である。It is a perspective view of LD module concerning Embodiment 1 of the present invention. 図1に示したLDモジュールの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the LD module shown in FIG. 1. 図1に示したLDモジュールが備えている単位光学系の斜視図である。It is a perspective view of the unit optical system with which the LD module shown in FIG. 1 is provided. (a)は、図3に示した単位光学系に含まれる合成光学系を構成する第1〜第3ミラー及び偏波依存型ビームコンバイナの斜視図である。(b)は、入力ビーム及び出力ビームのビームプロファイルを示す斜視図である。(A) is a perspective view of the 1st-3rd mirror and polarization-dependent beam combiner which comprise the synthetic | combination optical system contained in the unit optical system shown in FIG. (B) is a perspective view which shows the beam profile of an input beam and an output beam. 図1に示したLDモジュールの製造方法のフローチャートである。It is a flowchart of the manufacturing method of LD module shown in FIG. 図6に示した製造方法を実施した後の出力ビーム束の断面図である。It is sectional drawing of the output beam bundle after implementing the manufacturing method shown in FIG. 本発明の実施形態2に係るLDモジュールが備えている単位光学系の斜視図である。It is a perspective view of the unit optical system with which the LD module which concerns on Embodiment 2 of this invention is provided.

〔第1の実施形態〕
本発明の第1の実施形態に係るLDモジュール1について、図1〜図4を参照して説明する。図1は、LDモジュール1の斜視図である。図2は、LDモジュール1の平面図である。図3は、LDモジュール1が備えている単位光学系Skの斜視図である。図4の(a)は、単位光学系Skに含まれている合成光学系COを構成する第1〜第3のミラーMk1〜Mk3及び偏波依存型ビームコンバイナCの斜視図である。図4の(b)は、入力ビームI2k−1,I2k及び出力ビームOkの各々のビームプロファイルを示す斜視図である。
[First Embodiment]
The LD module 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view of the LD module 1. FIG. 2 is a plan view of the LD module 1. FIG. 3 is a perspective view of the unit optical system Sk provided in the LD module 1. FIG. 4A is a perspective view of the first to third mirrors M k1 to M k3 and the polarization-dependent beam combiner C k constituting the synthesis optical system CO k included in the unit optical system Sk. is there. FIG. 4B is a perspective view showing beam profiles of the input beams I 2k−1 and I 2k and the output beam Ok.

図1〜図2に示すように、LDモジュール1は、2n個のLDチップLD,LD,…,LD2n、及び光ファイバOFの他に、基板B、導光装置10、コリメート光学系20、及び収束光学系30を備えている。 As shown in FIGS. 1 to 2, the LD module 1 includes a substrate B, a light guide device 10, and a collimating optical system in addition to 2n LD chips LD 1 , LD 2 ,..., LD 2n and an optical fiber OF. 20 and a converging optical system 30.

なお、以下において、基板Bの表面BSの法線に沿う(本実施形態においては平行な)方向であって、基板Bの裏面から表面BSに向かう方向をz軸正方向とする。なお、表面BSは、基板Bを構成する2つの表面のうち、導光装置10、コリメート光学系20、及び収束光学系30が載置されている側の表面である。表面BSに沿い、LDチップLD,LD,…,LD2nの各々から出射されたレーザビーム(入力ビーム)の光軸に沿う(本実施形態においては平行な)方向であって、該レーザビームの伝搬方向をx軸正方向とする。表面BSに沿い、且つ、x軸に直交する方向をy軸とする。なお、上述したx軸、y軸、及びz軸の各々が右手系の座標軸となるように、y軸正方向を定める。x軸、y軸、及びz軸の各々は、請求の範囲に記載の第1軸、第2軸、及び第3軸に対応する。 In the following, a direction along the normal line of the surface BS of the substrate B (parallel in the present embodiment) and from the back surface of the substrate B toward the surface BS is defined as a positive z-axis direction. The surface BS is a surface on the side where the light guide device 10, the collimating optical system 20, and the converging optical system 30 are placed among the two surfaces constituting the substrate B. A direction along the optical axis of the laser beam (input beam) emitted from each of the LD chips LD 1 , LD 2 ,..., LD 2n along the surface BS (parallel in the present embodiment) The propagation direction of the beam is the x-axis positive direction. A direction along the surface BS and perpendicular to the x-axis is taken as a y-axis. The positive y-axis direction is determined so that each of the above-described x-axis, y-axis, and z-axis is a right-handed coordinate axis. Each of the x axis, the y axis, and the z axis corresponds to the first axis, the second axis, and the third axis recited in the claims.

(LDチップ)
LDモジュール1は、2n個(nは自然数)のLDチップLD,LD,…,LD2k−1,LD2k,…,LD2n−1,LD2nの各々から出射されたレーザビームを光ファイバOFに結合する。ここで、kは、k=1,2,…,nである。以下において、LDチップLD,LD,…,LD2k−1,LD2k,…,LD2n−1,LD2nを一般化してLDチップLD2k−1,LD2kと記載する。この一般化の仕方は、他の部材についても同様である。
(LD chip)
LD module 1, LD chip LD 1, LD 2 of 2n (n is a natural number), ..., LD 2k-1 , LD 2k, ..., LD 2n-1, LD 2n light each laser beam emitted from the Couple to fiber OF. Here, k is k = 1, 2,..., N. In the following, the LD chips LD 1 , LD 2 ,..., LD 2k−1 , LD 2k ,..., LD 2n−1 , LD 2n are generalized and described as LD chips LD 2k−1 , LD 2k . This generalization method is the same for other members.

本実施形態において、LDモジュール1が備えるLDチップの個数2nは、12である。しかし、LDチップの個数2nは、これに限定されない。すなわち、LDモジュール1が備えるLDチップの個数2nは、2以上の偶数から任意に選ぶことができる。   In the present embodiment, the number 2n of LD chips included in the LD module 1 is twelve. However, the number 2n of LD chips is not limited to this. That is, the number 2n of LD chips included in the LD module 1 can be arbitrarily selected from an even number of 2 or more.

本実施形態において、LDチップLD,LD,…,LD2k−1,LD2k,…,LD2n−1,LD2nの各々は、同様に構成されている。したがって、LDチップLD1,LD2,…,LD2k−1,LD2k,…,LD2n−1,LD2nの各々が出射する入力ビームI1,I2,…,I2k−1,I2k,…,I2n−1,I2nの波長は、同一である。 In the present embodiment, the LD chips LD 1 , LD 2 ,..., LD 2k−1 , LD 2k ,..., LD 2n−1 , LD 2n are configured similarly. Therefore, LD chips LD1, LD2,..., LD2k-1 , LD2k ,..., LD2n-1 , LD2n respectively emit input beams I1, I2, ..., I2k-1 , I2k,. The wavelengths of I 2n-1 and I 2n are the same.

入力ビームI,I,…,I2k−1,I2k,…,I2n−1,I2n、すなわち入力ビームI2k−1,I2kの光軸がx軸方向及びy軸方向に沿う特定の平面に沿って等間隔に並ぶように、LD2k−1,LD2kは、基板Bの表面BS上に載置されている。表面BSは、請求の範囲に記載の特定の平面であり、本実施形態においては、xy平面と平行である。 Input beams I 1 , I 2 ,..., I 2k−1 , I 2k ,..., I 2n−1 , I 2n , that is, the optical axes of the input beams I 2k−1 , I 2k are in the x-axis direction and y-axis direction. LD 2k-1 and LD 2k are placed on the surface BS of the substrate B so as to be arranged at equal intervals along a specific plane along the line. The surface BS is a specific plane recited in the claims, and in the present embodiment, is parallel to the xy plane.

LDチップLD2k−1,LD2kの各々は、表面BSに沿った単一の平面内に配置された活性層を含む。換言すれば、LDチップLD2k−1,LD2kの各々の活性層は、表面BSからの高さが等しい単一の面内に配置されている。 Each of the LD chips LD 2k-1 and LD 2k includes an active layer arranged in a single plane along the surface BS. In other words, the active layers of the LD chips LD 2k-1 and LD 2k are arranged in a single plane having the same height from the surface BS.

x軸正方向側から見た場合、LDチップLD2k−1,LD2kの各々の活性層の形状は、y軸方向に沿った方向が長手方向であり、且つ、z軸方向に沿った方向が短手方向である略長方形である。このような活性層から出射された入力ビームI,I,…,I2nの各々は、出射された直後において、y軸方向に沿った方向が長軸となり、且つ、z軸に沿った方向が短軸となる楕円形のビームプロファイルを有する。そして、このような入力ビームI,I,…,I2nから、導光装置10によって変換された出力ビームO,O,…,Oは、長軸がz軸方向に沿い、短軸がx軸方向に沿った楕円形のビームプロファイルを有する。 When viewed from the x-axis positive direction side, the shape of each of the active layers of the LD chips LD 2k-1 and LD 2k is the direction along the y-axis direction and the direction along the z-axis direction. Is a substantially rectangular shape in the short direction. Each of the input beams I 1 , I 2 ,..., I 2n emitted from the active layer has a major axis in the direction along the y-axis direction and the z-axis immediately after being emitted. It has an elliptical beam profile whose direction is the minor axis. Then, such an input beam I 1, I 2, ..., along the I 2n, the output beam O 1 converted by the light guiding device 10, O 2, ..., O n , the long axis is in the z-axis direction, The minor axis has an elliptical beam profile along the x-axis direction.

なお、本実施形態において、LDチップLD2k−1,LD2kの各々は、同様に構成されている。すなわち、LDチップLD2k−1,LD2kの各々は、同じ波長を有し、且つ、偏波面が揃った入力ビームI2k−1,I2kを出射する。 In the present embodiment, each of the LD chips LD 2k-1 and LD 2k is configured similarly. That is, each of the LD chips LD 2k-1 and LD 2k emits input beams I 2k-1 and I 2k having the same wavelength and the same polarization plane.

(導光装置10)
次に導光装置について説明する。導光装置10は、LDチップLD2k−1,LD2kから出射された入力ビームI2k−1,I2kからなる入力ビーム束IBを、出力ビームOkからなる出力ビーム束OBに変換する。上述したように、入力ビームI2k−1,I2kの光軸は、x軸方向に沿っている(本実施形態では平行)。また、後述するように、出力ビームOBは、y軸に沿っている(本実施形態では平行)。
(Light guide device 10)
Next, the light guide device will be described. The light guide device 10 converts the input beam bundle IB composed of the input beams I 2k-1 and I 2k emitted from the LD chips LD 2k-1 and LD 2k into an output beam bundle OB composed of the output beam Ok. As described above, the optical axes of the input beams I 2k-1 and I 2k are along the x-axis direction (parallel in this embodiment). Further, as will be described later, the output beam OB is along the y-axis (parallel in the present embodiment).

導光装置10は、基板Bの表面BS上に載置された、n個の合成光学系CO(k=1,2,…,n)を備えている。合成光学系COk+1は、表面BS上において、合成光学系COをx軸正方向に並進し、且つ、y軸正方向に並進した位置に配置されている。 The light guide device 10 includes n synthetic optical systems CO k (k = 1, 2,..., N) placed on the surface BS of the substrate B. The synthetic optical system CO k + 1 is disposed on the surface BS at a position where the synthetic optical system CO k is translated in the positive x-axis direction and in the positive y-axis direction.

図3に示すように、合成光学系COは、第1ミラーMk1と、第2ミラーMk2と、第3ミラーMk3と、請求の範囲に記載のコンバイナである偏波依存型ビームコンバイナ(PBC)Cと、偏光回転素子PRとを含んでいる。以下において、偏波依存型ビームコンバイナCのことをPBCCと記載する。 As shown in FIG. 3, the combining optical system CO k includes a first mirror M k1 , a second mirror M k2 , a third mirror M k3, and a polarization-dependent beam combiner that is a combiner according to the claims. (PBC) C k and polarization rotation element PR k are included. In the following, described as PBCC k to a polarization dependent beam combiner C k.

第1ミラーMk1は、入力ビームI2k−1をz軸に沿う方向に反射する第1反射面Pk1を有する。第1反射面Pk1は、ガラス(例えば石英ガラス)製の光学部材の研磨された斜面に反射膜(例えばアルミニウム製の薄膜)を形成することによって得られる。 The first mirror M k1 has a first reflecting surface P k1 that reflects the input beam I 2k-1 in a direction along the z-axis. The first reflecting surface P k1 is obtained by forming a reflecting film (for example, an aluminum thin film) on a polished slope of an optical member made of glass (for example, quartz glass).

第2ミラーMk2は、第1ミラーMk1にて反射された入力ビームI2k−1をy軸に沿う方向に反射する第2反射面Pk2を有する。第2ミラーMk2は、ガラス(例えば石英ガラス)製の光学部材(例えばプリズム)により構成されており、xy平面に沿った底面とzx平面に沿った側面とは、何れも入力ビームI2k−1を透過する。また、第2反射面Pk2は、上記底面及び上記側面の双方と交わる、研磨された斜面に反射膜(例えばアルミニウム製の薄膜)を形成することによって得られる。 The second mirror M k2 has a second reflecting surface P k2 that reflects the input beam I 2k-1 reflected by the first mirror M k1 in the direction along the y-axis. The second mirror M k2 is configured by an optical member (for example, a prism) made of glass (for example, quartz glass), and the bottom surface along the xy plane and the side surface along the zx plane both have the input beam I 2k−. 1 is transmitted. The second reflecting surface P k2 is obtained by forming a reflecting film (for example, an aluminum thin film) on a polished slope that intersects both the bottom surface and the side surface.

偏光回転素子PRは、第3ミラーMk3の前段に配置されており、入力ビームI2kの偏波面を90°回転させる。したがって、第3ミラーMk3に入射する入力ビームI2kの偏波面は、第1ミラーMk1に入射する入力ビームI2k−1と比較して偏波面が90°回転されている。 The polarization rotation element PR k is disposed in front of the third mirror M k3 and rotates the polarization plane of the input beam I 2k by 90 °. Accordingly, the polarization plane of the input beam I 2k incident on the third mirror M k3 is rotated by 90 ° compared to the input beam I 2k−1 incident on the first mirror M k1 .

第3ミラーMk3は、入力ビームI2kをz軸に沿う方向に反射する第3反射面Pk3を有する。PBCCは、第2ミラーMk2にて反射された入力ビームI2k−1を透過するとともに、第3ミラーMk3にて反射された入力ビームI2kをy軸に沿う方向に反射して出力ビームOを合成するPBCCを有する。PBCCの合成面PkCは、偏波面が所定の方向と平行な光を透過し、偏波面が該所定の方向とは直交した光を反射する。本実施形態において、合成面PkCは、入力ビームI2k−1を透過し、その偏波面が入力ビームI2k−1の偏波面と直交している入力ビームI2kを反射する。 The third mirror M k3 has a third reflecting surface P k3 that reflects the input beam I 2k in the direction along the z-axis. PBCC k is configured to transmit the input beam I 2k-1 reflected by the second mirror M k2, the input beam I 2k reflected by the third mirror M k3 is reflected in the direction along the y-axis output having a PBCC k for synthesizing the beam O k. The composite plane P kC of PBCC k transmits light whose polarization plane is parallel to a predetermined direction, and reflects light whose polarization plane is orthogonal to the predetermined direction. In this embodiment, the synthetic surface P kC the input beam is transmitted through the I 2k-1, reflects the input beam I 2k which the polarization plane is orthogonal to the polarization plane of the input beam I 2k-1.

なお、偏波回転素子PRは、第3ミラーMk3の前段ではなく、第1ミラーMk1の前段に配置されていてもよい。ただし、その場合であっても、合成面PkCは、入力ビームI2k−1を透過し、入力ビームI2kを反射するように構成されている。 Note that the polarization rotator PR k may be arranged not in the preceding stage of the third mirror M k3 but in the preceding stage of the first mirror M k1 . However, even in that case, the synthesis plane P kC is configured to transmit the input beam I 2k-1 and reflect the input beam I 2k .

合成光学系COについて、第1反射面Pk1、第2反射面Pk2、第3反射面Pk3、及び合成面PkCの各々は、出力ビームO1,O2,…,Onの各々の光軸が特定の平面に平行な平面内に等間隔で並ぶように光軸が調整されているとよい。この合成光学系COについての光軸調整について、図5を参照して後述する。 For the combining optical system CO k , each of the first reflecting surface P k1 , the second reflecting surface P k2 , the third reflecting surface P k3 , and the combining surface P kC is the light of each of the output beams O1, O2,. The optical axis may be adjusted so that the axes are arranged at equal intervals in a plane parallel to a specific plane. The optical axis adjustment for this synthetic optical system CO k will be described later with reference to FIG.

(コリメート光学系)
コリメート光学系20は、LDチップLD2k−1,LD2kと合成光学系COとの間に挿入されている。コリメート光学系20は、(1)LDチップLD2k−1,LD2kの後段に配置されたF軸コリメートレンズFC2k−1,FC2kと、(2)F軸コリメートレンズFC2k−1,FC2kの後段、且つ、合成光学系COの前段に配置されたS軸コリメートレンズSC2k−1,SC2kと、によって構成されている。
(Collimating optics)
The collimating optical system 20 is inserted between the LD chips LD 2k-1 and LD 2k and the combining optical system CO k . The collimating optical system 20 includes (1) F-axis collimating lenses FC 2k-1 and FC 2k arranged at the subsequent stage of the LD chips LD 2k-1 and LD 2k , and (2) F-axis collimating lenses FC 2k-1 and FC. And S-axis collimating lenses SC 2k-1 and SC 2k arranged at the subsequent stage of 2k and the preceding stage of the synthesis optical system CO k .

F軸コリメートレンズFC2k−1,FC2kは、LDチップLD2k−1,LD2kから出射された入力ビームI2k−1,I2kのF軸方向の広がりをコリメートする。またS軸コリメートレンズSC2k−1,SC2kは、LDチップLD2k−1,LD2kから出射された入力ビームI2k−1,I2kのS軸方向の広がりをコリメートする。F軸コリメートレンズFC2k−1,FC2k及びS軸コリメートレンズSC2k−1,SC2kを透過した後の入力ビームI2k−1,I2kは、伝搬距離に関わらずビームスポットの形状及び大きさが一定に保たれた、いわゆるコリメートビームとなる。なお、LDチップLD2k−1,LD2kから出射される入力ビームI2k−1,I2kのS軸方向の広がりが十分に小さい場合、S軸コリメートレンズSC2k−1,SC2kは省略しても構わない。 The F-axis collimating lenses FC 2k-1 and FC 2k collimate the spread in the F-axis direction of the input beams I 2k-1 and I 2k emitted from the LD chips LD 2k-1 and LD 2k . The S-axis collimating lenses SC 2k-1 and SC 2k collimate the spread in the S-axis direction of the input beams I 2k-1 and I 2k emitted from the LD chips LD 2k-1 and LD 2k . The input beams I 2k-1 and I 2k after passing through the F-axis collimating lenses FC 2k-1 and FC 2k and the S-axis collimating lenses SC 2k-1 and SC 2k have a beam spot shape and size regardless of the propagation distance. This is a so-called collimated beam that is kept constant. Note that when the input beams I 2k-1 and I 2k emitted from the LD chips LD 2k-1 and LD 2k are sufficiently small in the S-axis direction, the S-axis collimating lenses SC 2k-1 and SC 2k are omitted. It doesn't matter.

(収束光学系)
収束光学系30は、導光装置10と光ファイバOPとの間に挿入された集光レンズ系である。収束光学系30は、(1)合成光学系COの後段に配置されたF軸収束レンズFLと、(2)F軸収束レンズFLの後段、且つ、光ファイバOPの前段に配置されたS軸収束レンズSLと、によって構成されている。F軸収束レンズFLは、出力ビーム束を構成する各出力ビームOを、z軸方向のビーム径が光ファイバOFの入射端面において最小になる(好ましくは0になる)ように集束させる。また、S軸収束レンズSLは、出力ビーム束を構成する各出力ビームOを、ビーム間隔が光ファイバOFの入射端面において最小になる(好ましくは0になる)ように、且つ、x軸方向のビーム径が光ファイバOFの入射端面において最小になる(好ましくは0になる)ように収束させる。
(Convergence optics)
The converging optical system 30 is a condensing lens system inserted between the light guide device 10 and the optical fiber OP. The converging optical system 30 includes (1) an F-axis converging lens FL disposed downstream of the combining optical system CO k , and (2) an S-axis disposed downstream of the F-axis converging lens FL and upstream of the optical fiber OP. And an axis converging lens SL. F-axis converging lens FL, the output of each output beam O k that constitute the beam bundle (becomes preferably 0) z-axis beam diameter is minimized at the incident end face of the optical fiber OF in focusing as. Also, the S-axis converging lens SL, each output beam O k constituting the output beam bundles, beam spacing becomes minimum at the incident end face of the optical fiber OF (preferably becomes 0) manner, and, x-axis direction Of the optical fiber OF is converged so as to be minimized (preferably 0) at the incident end face of the optical fiber OF.

(単位光学系の構成)
LDモジュール1は、図3に示す単位光学系Sを繰り返し配置することによって得られる。図3に示すように、単位光学系Sは、上述したLDチップLD2k−1,LD2kと、F軸コリメートレンズFC2k−1,FC2kと、S軸コリメートレンズSC2k−1,SC2kと、合成光学系COとにより構成される。
(Configuration of unit optical system)
LD module 1 is obtained by repeating placing unit optical system S k shown in FIG. As shown in FIG. 3, the unit optical system Sk includes the above-described LD chips LD 2k-1 and LD 2k , F-axis collimating lenses FC 2k-1 and FC 2k , and S-axis collimating lenses SC 2k-1 and SC. and 2k, composed of a composite optical system CO k.

第1ミラーMk1及び第3ミラーMk3の各々は、何れも、x軸及びy軸が張る特定の平面、本実施形態においては基板Bの表面BSに載置されている。第2ミラーMk2は、第1ミラーMk1の上に載置されており、PBCCは、第3ミラーMk3の上に載置されている。なお、第1ミラーMk1及び第3ミラーMk3は、一体成形されていてもよい。 Each of the first mirror M k1 and the third mirror M k3 is placed on a specific plane stretched by the x axis and the y axis, in this embodiment, the surface BS of the substrate B. The second mirror M k2 is placed on the first mirror M k1 , and the PBCC k is placed on the third mirror M k3 . The first mirror M k1 and the third mirror M k3 may be integrally formed.

また、上述したように、LDチップLD2k−1,LD2kは、活性層が基板Bの表面BSに沿うように配置されている。したがって、2つの入力ビームI2k−1,I2kの各々の光軸は、基板Bの表面BSと平行な平面内に並んでいる。 Further, as described above, the LD chips LD 2k-1 and LD 2k are arranged such that the active layer is along the surface BS of the substrate B. Therefore, the optical axes of the two input beams I 2k-1 and I 2k are aligned in a plane parallel to the surface BS of the substrate B.

合成光学系COについて、第1ミラーMk1を構成する反射面である第1反射面Pk1、第2ミラーMk2を構成する反射面である第2反射面Pk2、第3ミラーMk3を構成する反射面である第3反射面Pk3、及び、PBCCを構成する合成面PkCの各々は、出力ビームOの光軸がy軸と平行になるように調整されている。 Synthesis optical system CO k, the first reflecting surface P k1 is a reflecting surface that constitutes the first mirror M k1, the second reflecting surface P k2 is a reflecting surface that constitutes the second mirror M k2, a third mirror M k3 third reflecting surface P k3 and a reflecting surface that constitutes the, each combining surface P kC constituting the PBCC k, the optical axis of the output beam O k is adjusted to be parallel to the y-axis.

LDチップLD2k−1,LD2k、F軸コリメートレンズFC2k−1,FC2k、S軸コリメートレンズSC2k−1,SC2k、第1ミラーMk1、第3ミラーMk3、F軸集光レンズFL、及びS軸集光レンズSLは、何れも、直接、又は、不図示のマウントを介して基板B上に載置され、完成時には固定(例えば接着固定)されている。 LD chips LD 2k-1 and LD 2k , F-axis collimating lenses FC 2k-1 and FC 2k , S-axis collimating lenses SC 2k-1 and SC 2k , first mirror M k1 , third mirror M k3 , and F-axis condensing The lens FL and the S-axis condenser lens SL are both placed on the substrate B directly or via a mount (not shown), and are fixed (for example, adhesively fixed) when completed.

図4の(a)は、合成光学系COを構成する第1ミラーMk1の反射面Pk1、第2ミラーMk2の反射面Pk2、第3ミラーMk3の反射面Pk3、及び、PBCCの合成面PkC示している。 Figure. 4 (a), the reflecting surface P k1 of the first mirror M k1 constituting the combining optical system CO k, reflecting surface P k2 of the second mirror M k2, reflective surface P k3 of the third mirror M k3 and, , PBCC k composite surface P kC is shown.

第1反射面Pk1、及び、第3反射面Pk3の各々は、それぞれの法線ベクトルがx軸及びz軸が張る平面内に位置し、且つ、該法線ベクトルとz軸との成す角が45°となるように構成されている。 Each of the first reflecting surface P k1 and the third reflecting surface P k3 is located in a plane in which the respective normal vectors extend from the x axis and the z axis, and the normal vector and the z axis are formed. The angle is configured to be 45 °.

第2反射面Pk2、及び、合成面PkCの各々は、それぞれの法線ベクトルがy軸及びz軸が張る平面内に位置し、且つ、該法線ベクトルとz軸との成す角が45°となるように構成されている。 Each of the second reflecting surface P k2 and the composite surface P kC is located in a plane in which the respective normal vectors extend from the y axis and the z axis, and an angle formed between the normal vector and the z axis is It is comprised so that it may become 45 degrees.

上述したように、入射ビームI2k−1の光軸は、x軸に沿っている(本実施形態では平行である)。したがって、入射ビームI2k−1は、x軸及びy軸が張る平面と平行な面(基板Bの表面BSと平行な面)上をx軸と平行に伝搬し、第1ミラーMk1の反射面Pk1に入射する。入射ビームI2k−1は、反射面Pk1に反射され、光路をz軸に平行な方向に変えて第2ミラーMk2に入射する。入射ビームI2k−1は、第2ミラーMk2の反射面Pk2に反射され、光路をy軸に平行な方向に変えてPBCCの合成面PkCに入射する。合成面PkCは、入射ビームI2k−1を透過する。 As described above, the optical axis of the incident beam I 2k-1 is along the x-axis (in this embodiment, parallel). Therefore, the incident beam I 2k-1 propagates in parallel to the x axis on a plane parallel to the plane extending by the x axis and the y axis (a plane parallel to the surface BS of the substrate B), and is reflected by the first mirror M k1 . Incident on the surface P k1 . The incident beam I 2k-1 is reflected by the reflecting surface P k1 and enters the second mirror M k2 while changing the optical path in a direction parallel to the z axis. The incident beam I 2k-1 is reflected by the reflecting surface P k2 of the second mirror M k2 and enters the combined surface P kC of PBCC k by changing the optical path in a direction parallel to the y axis. The synthesis plane P kC transmits the incident beam I 2k−1 .

上述したように、入射ビームI2kの光軸は、x軸に沿っている(本実施形態では平行である)。したがって、入射ビームI2kは、x軸及びy軸が張る平面と平行な面(基板Bの表面BSと平行な面)上をx軸と平行に伝搬し、第3ミラーMk3の反射面Pk3に入射する。入射ビームI2kは、反射面Pk3に反射され、光路をz軸に平行な方向に変えてPBCCの合成面PkCに入射する。合成面PkCは、入射ビームI2kを反射する。そして、合成面PkCは、透過した入射ビームI2k−1と反射した入射ビームI2kとを合成して出力ビームOを出力する。出力ビームOの光軸は、y軸に沿っている(本実施形態では平行である)。 As described above, the optical axis of the incident beam I 2k is along the x-axis (in this embodiment, parallel). Therefore, the incident beam I 2k propagates in parallel with the x axis on a plane parallel to the plane extending by the x axis and the y axis (a plane parallel to the surface BS of the substrate B), and the reflecting surface P of the third mirror M k3. Incident at k3 . The incident beam I 2k is reflected by the reflecting surface P k3 and enters the combined surface P kC of PBCC k while changing the optical path in a direction parallel to the z axis. The synthesis plane P kC reflects the incident beam I 2k . The synthetic surface P kC is the transmitted incident beam I 2k-1 and the reflected incident beam by combining the I 2k outputs an output beam O k. The optical axis of the output beam O k is (are parallel in the present embodiment) which is along the y-axis.

このように合成光学系COは、光軸がx軸に沿った入力ビームI2k−1,I2kによって構成された入力ビーム束IBを光軸がy軸に沿った出力ビームOによって構成された出力ビーム束OBに変換することができる。そのため、入力ビームI,I,…,I2n及び出力ビームO,O,…,Oを配置するときに、入力ビームI,I,…,I2nの各々が交差しないように配慮する必要がなく、且つ、出力ビームO,O,…,Oの各々が交差しないように考慮する必要がない。 Thus combining optical system CO k is constituted by the output beam O k which the optical axis optical axis input beam I 2k-1, I input beams IB constituted by 2k along the x-axis is along the y-axis The output beam bundle OB can be converted. Therefore, input beams I 1, I 2, ..., I 2n and the output beam O 1, O 2, ..., when placing the O n, input beam I 1, I 2, ..., not intersect each I 2n as it is not necessary to consider, and the output beam O 1, O 2, ..., each O n is not necessary to consider so as not to cross.

そのため、導光装置10においては、入力ビームI,I,…,I2nの光軸の各々を並列に配置することができる、すなわち、LDチップLD,LD,…,LD2nの各々を並列に配置することができる。そのため、導光装置10は、従来の導光装置と比較してLDチップLD,LD,…,LD2nの実装密度を高めることができるので、従来の導光装置と比較して小型化することができる。 Therefore, in the light guide device 10, the optical axes of the input beams I 1 , I 2 ,..., I 2n can be arranged in parallel, that is, the LD chips LD 1 , LD 2 ,. Each can be arranged in parallel. Therefore, since the light guide device 10 can increase the mounting density of the LD chips LD 1 , LD 2 ,..., LD 2n compared to the conventional light guide device, the light guide device 10 can be downsized compared to the conventional light guide device. can do.

なお、上述したように、導光装置10において、入力ビームI,I,…,I2nの数は、2以上の偶数であればよい。上述した単位光学系Sをn個並列に並べることによって、導光装置10は、2n個(nは自然数)の入力ビームI,I,…,I2nからなる入力ビーム束IBを、n個の出力ビームO,O,…,Oからなる出力ビーム束OBに変換したうえで、出力ビーム束を光ファイバに導くことができる。したがって、導光装置10は、出力ビーム束OBの高出力を図ることができる。 As described above, in the light guide device 10, the number of the input beams I 1 , I 2 ,..., I 2n may be an even number of 2 or more. By arranging the unit optical system S k described above into n parallel, light guiding device 10, the input beam I 1, I 2 of 2n (n is a natural number), ..., an input beam bundle IB consisting of I 2n, n output beam O 1, O 2, ..., after having converted to an output beam bundle OB consisting O n, it is possible to direct the output beam bundle to the optical fiber. Therefore, the light guide device 10 can achieve a high output of the output beam bundle OB.

なお、導光装置10の出力ビーム束OBの出力値の上限は、LDチップLD,LD,…,LD2nの数に依存する。LDチップLD,LD,…,LD2nの数を増加させればさせるほど導光装置のサイズは、徐々に大きくなる。この傾向は、導光装置10及び従来の導光装置のいずれにおいても当てはまる。しかし、LDチップの増加に伴いサイズが大きくなる度合いは、従来の導光装置と比較して、導光装置10の方が少ない。 The upper limit of the output value of the output beam bundle OB of the light guide device 10 depends on the number of LD chips LD 1 , LD 2 ,..., LD 2n . The size of the light guide device gradually increases as the number of LD chips LD 1 , LD 2 ,..., LD 2n is increased. This tendency applies to both the light guide device 10 and the conventional light guide device. However, the degree to which the size increases as the number of LD chips increases is smaller in the light guide device 10 than in the conventional light guide device.

従来の導光装置では、対をなす1組のLDチップ(例えば特許文献1の第1図に記載のGaAlAs−LD3,3’)において、各々のLDチップから出射される入力ビームの光軸が互いに直交している。それに対して、導光装置10では、合成光学系COを備えていることによって、入力ビームI,I,…,I2nの光軸を全てx軸に沿わせることができる。したがって、LDチップLD,LD,…,LD2nの数を増加させる場合であっても、該導光装置のサイズがいたずらに大きくなることを抑制することができる。 In a conventional light guide device, in a pair of LD chips (for example, GaAlAs-LD3 and 3 ′ described in FIG. 1 of Patent Document 1), the optical axis of the input beam emitted from each LD chip is They are orthogonal to each other. On the other hand, in the light guide device 10, the optical axis of the input beams I 1 , I 2 ,..., I 2n can be all along the x axis by including the composite optical system CO k . Therefore, even when the number of the LD chips LD 1 , LD 2 ,..., LD 2n is increased, it is possible to prevent the size of the light guide device from becoming unnecessarily large.

このように複数のLDチップを配置することにより出力ビームOBの高出力化を図る場合であっても、該導光装置のサイズがいたずらに大きくなることを防止することができる。したがって、出力ビームOBの高出力化を図れば図るほど、導光装置10が奏する効果(出力ビーム束の高出力化と、該導光装置の小型化とを両立)は、より顕著になる。   Thus, even when the output beam OB is increased in output by arranging a plurality of LD chips, it is possible to prevent the size of the light guide device from becoming unnecessarily large. Therefore, the higher the output of the output beam OB, the more pronounced the effect of the light guide device 10 (both high output beam bundle output and miniaturization of the light guide device).

以上のように、導光装置10は、出力ビーム束OBの高出力化と、小型化とを両立することができる。   As described above, the light guide device 10 can achieve both high output beam bundle OB and miniaturization.

また、入力ビームI,I,…,I2k−1,I2k,…,I2n−1,I2nの波長が単一であるため、導光装置10は、搭載するLDチップLD,LD,…,LD2nの数をいくつにしようとも1つの波長成分からなる出力ビーム束OBを出力することができる。したがって、導光装置10は、1つの波長成分からなる出力ビーム束OBを高出力化することができる。 The input beams I 1, I 2, ..., I 2k-1, I 2k, ..., since the wavelength of I 2n-1, I 2n is a single, light guiding device 10, LD chip LD 1 to be mounted , LD 2 ,..., LD 2n can output an output beam bundle OB composed of one wavelength component regardless of the number. Therefore, the light guide device 10 can increase the output beam bundle OB composed of one wavelength component.

一方、特許文献1の導光装置において、出力ビームを高出力化することと、出力ビームに含まれる波長成分の数を抑制することとは、トレードオフの関係にある。出力ビームに含まれる波長成分を1つに抑制する場合、該導光装置に搭載可能な光源の数は、2つに限定される。このことは、該導光装置の出力ビームの出力値が導光装置10よりも低いことを意味する。   On the other hand, in the light guide device of Patent Document 1, there is a trade-off relationship between increasing the output beam and suppressing the number of wavelength components included in the output beam. When suppressing the wavelength component contained in the output beam to one, the number of light sources that can be mounted on the light guide device is limited to two. This means that the output value of the output beam of the light guide device is lower than that of the light guide device 10.

図4の(b)は、入力ビームI2k−1,I2k及び出力ビームOの各々のビームプロファイルを示す斜視図である。図4の(b)において、第1〜第3の反射面Pk1〜Pk3及び合成面PkCの各々は、図示しておらず、入力ビームI2k−1,I2k及び出力ビームOの光軸及びビームプロファイルのみを図示している。 (B) in FIG. 4 is a perspective view showing each of the beam profile of the input beam I 2k-1, I 2k and the output beam O k. In FIG. 4B, each of the first to third reflecting surfaces P k1 to P k3 and the combined surface P kC is not shown, and the input beams I 2k−1 , I 2k and the output beam O k. Only the optical axis and the beam profile are shown.

上述の通り、A1で示されるように、入力ビームI2k−1は、出射された直後において、z軸に沿った方向が長く、且つ、y軸に沿った方向が短い楕円形のビームプロファイルを有する。A2で示されるように、反射面Pk1に反射された入力ビームI2k−1は、y軸に沿った方向が長く、且つ、x軸に沿った方向が短い楕円形のビームプロファイルを有する。またA3で示されるように、反射面Pk2に反射された入力ビームI2k−1は、z軸に沿った方向が長く、且つ、x軸に沿った方向が短い楕円形のビームプロファイルを有する。入力ビームI2k−1は、z軸に沿った方向が長く、且つ、x軸に沿った方向が短い楕円形のビームプロファイルで合成面PkCに入射する。 As described above, as indicated by A1, the input beam I 2k-1 has an elliptical beam profile that is long in the direction along the z-axis and short in the direction along the y-axis immediately after being emitted. Have. As indicated by A2, the input beam I 2k-1 reflected by the reflecting surface P k1 has an elliptical beam profile that has a long direction along the y-axis and a short direction along the x-axis. As indicated by A3, the input beam I 2k-1 reflected by the reflecting surface P k2 has an elliptical beam profile that has a long direction along the z-axis and a short direction along the x-axis. . The input beam I 2k-1 is incident on the synthesis plane P kC with an elliptical beam profile having a long direction along the z-axis and a short direction along the x-axis.

同様に、B1で示されるように、入力ビームI2kは、出射された直後において、z軸に沿った方向が長く、且つ、y軸に沿った方向が短い楕円形のビームプロファイルを有する。B2で示されるように、反射面Pk3に反射された入力ビームI2kは、y軸に沿った方向が長く、且つ、x軸に沿った方向が短い楕円形のビームプロファイルを有する。また合成面PkCに反射された入力ビームI2kは、z軸に沿った方向が長く、且つ、x軸に沿った方向が短い楕円形のビームプロファイルを有する。 Similarly, as indicated by B1, the input beam I 2k has an elliptical beam profile that is long in the direction along the z-axis and short in the direction along the y-axis immediately after being emitted. As indicated by B2, the input beam I 2k reflected by the reflecting surface P k3 has an elliptical beam profile that is long in the direction along the y-axis and short in the direction along the x-axis. Further, the input beam I 2k reflected by the composite plane P kC has an elliptical beam profile that is long in the direction along the z-axis and short in the direction along the x-axis.

B3で示されるように、合成面PkCに入射した入力ビームI2k−1、及び合成面PkCに反射された入力ビームI2kの両方が、z軸に沿った方向が長く、且つ、x軸に沿った方向が短い楕円形のビームプロファイルを有するので、出力ビームOが合成される。 As shown in B3, both of the input beam I 2k-1, and is reflected on the combining surface P kC input beam I 2k incident on the synthesis plane P kC is, the direction is long along the z-axis, and, x Since it has an elliptical beam profile with a short direction along the axis, the output beam Ok is synthesized.

(LDモジュールの製造方法)
LDモジュール1の製造方法について、図5を参照して説明する。
(LD module manufacturing method)
A method for manufacturing the LD module 1 will be described with reference to FIG.

本製造方法は、合成光学系CO(k=1,2,…,n)について、下記工程T1〜工程T8を、繰り返すことにより実現される。 This manufacturing method is realized by repeating the following steps T1 to T8 for the synthetic optical system CO k (k = 1, 2,..., N).

第1ミラー回動工程T1は、z軸を回転軸として第1ミラーMk1を微小回転させることによって、x軸を回転軸として出力ビームの伝搬方向を微小回転させる工程である。 The first mirror rotation step T1 is a step of slightly rotating the propagation direction of the output beam about the x axis as the rotation axis by slightly rotating the first mirror M k1 about the z axis as the rotation axis.

第2ミラー回動工程T2は、z軸を回転軸として第2ミラーMk2を微小回転させることによって、z軸を回転軸として出力ビームの伝搬方向を微小回転させる工程である。 The second mirror rotating step T2 is a step of slightly rotating the propagation direction of the output beam about the z axis as the rotation axis by slightly rotating the second mirror Mk2 about the z axis as the rotation axis.

第3ミラー回動工程T3は、z軸を回転軸として第3ミラーMi3を微小回転させることによって、x軸を回転軸として出力ビームの伝搬方向を微小回転させる工程である。   The third mirror rotating step T3 is a step of slightly rotating the propagation direction of the output beam about the x axis as the rotation axis by slightly rotating the third mirror Mi3 about the z axis as the rotation axis.

コンバイナ回動工程T4は、z軸を回転軸としてPBCCを微小回転させることによって、z軸を回転軸として出力ビームの伝搬方向を微小回転させる工程である。 The combiner rotation step T4 is a step of slightly rotating the propagation direction of the output beam about the z axis as the rotation axis by slightly rotating PBCC k with the z axis as the rotation axis.

第1ミラー回動工程T1〜コンバイナ回動工程T4を実施することによって、出力ビーム束を構成する各出力ビームの伝搬方向をy軸方向と一致させるという第1の調整目標が達成される。   By performing the first mirror rotation step T1 to the combiner rotation step T4, the first adjustment target of matching the propagation direction of each output beam constituting the output beam bundle with the y-axis direction is achieved.

第1ミラー摺動工程T5は、x軸と平行に第1ミラーMk1を並進させることによって、x軸と平行に出力ビームの光軸を並進させる工程である。 The first mirror sliding step T5 is a step of translating the optical axis of the output beam in parallel with the x axis by translating the first mirror M k1 in parallel with the x axis.

第2ミラー摺動工程T6は、y軸と平行に第2ミラーMk2を並進させることによって、z軸と平行に出力ビームの光軸を並進させる工程である。 The second mirror sliding step T6 is a step of translating the optical axis of the output beam parallel to the z-axis by translating the second mirror Mk2 parallel to the y-axis.

第3ミラー摺動工程T7は、x軸と平行に第3ミラーMk3を並進させることによって、x軸と平行に出力ビームの光軸を並進させる工程である。 The third mirror sliding step T7 is a step of translating the optical axis of the output beam in parallel with the x axis by translating the third mirror Mk3 in parallel with the x axis.

コンバイナ摺動工程T8は、y軸と平行にPBCCを並進させることによって、z軸と平行に出力ビームの光軸を並進させる工程である。 The combiner sliding step T8 is a step of translating the optical axis of the output beam in parallel with the z axis by translating PBCC k in parallel with the y axis.

出力ビーム束を構成する各出力ビームOの光軸をxz面と平行な平面内に等間隔で並べることを第2の調整目標とする場合、第1ミラー摺動工程T5〜コンバイナ摺動工程T8において参照される調整目標値は、図6に示すように定めればよい。すなわち、F軸収束レンズFLより上流側のxz面と平行な平面内において、各出力ビーム束のビームスポットがx軸上に等間隔に並ぶように定めればよい。図6においては、w12=w23=w34=w45=w56となればよい。 If the arranging at equal intervals in xz plane and a plane parallel to the optical axis of each output beam O k constituting the output beams and the second adjustment target, the first mirror sliding step T5~ combiner sliding step The adjustment target value referred to in T8 may be determined as shown in FIG. That is, the beam spots of the output beam bundles may be determined so as to be arranged at equal intervals on the x axis in a plane parallel to the xz plane upstream from the F axis converging lens FL. In FIG. 6, w12 = w23 = w34 = w45 = w56 may be satisfied.

また、図6に示されるように、出力ビームOの各々は、長手方向がz軸に沿った楕円形のビームプロファイルを有する。 Further, as shown in FIG. 6, each of the output beam O k in the longitudinal direction has an elliptical beam profile of along the z-axis.

このように、合成光学系COについて、第1反射面Pk1、第2反射面Pk2、第3反射面Pk3、及び合成面PkCの向きを調整し、(1)入力ビームI2k−1,I2kから出力ビームOを合成し、且つ、(2)出力ビームOの光軸をy軸と一致させる。 As described above, the direction of the first reflecting surface P k1 , the second reflecting surface P k2 , the third reflecting surface P k3 , and the combining surface P kC is adjusted for the combining optical system CO k , and (1) the input beam I 2k -1, and combining the output beam O k from I 2k, and to match the y-axis the optical axes of the (2) the output beam O k.

なお、第1ミラー摺動工程T5〜コンバイナ摺動工程T8は、図5に示したように、第1ミラー回動工程T1〜コンバイナ回動工程T4を実施することによって、出力ビーム束を構成する各出力ビームの伝搬方向を平行化した後で実施することが好ましい。ただし、第1ミラー回動工程T1〜コンバイナ回動工程T4の実施順序、並びに、第1ミラー摺動工程T5〜コンバイナ摺動工程T8の実施順序は、図5に示したものに限定されない。すなわち、第2ミラー回動工程T2を実施した後に第1ミラー回動工程T1を実施する構成を採用してもよいし、第2ミラー摺動工程T6を実施した後に第1ミラー摺動工程T5を実施する構成を採用してもよい。   In addition, as shown in FIG. 5, the first mirror sliding step T5 to the combiner sliding step T8 constitute the output beam bundle by performing the first mirror rotating step T1 to the combiner rotating step T4. This is preferably performed after the propagation directions of the output beams are made parallel. However, the execution order of the first mirror rotation process T1 to the combiner rotation process T4 and the execution order of the first mirror sliding process T5 to the combiner sliding process T8 are not limited to those shown in FIG. That is, a configuration in which the first mirror rotation step T1 is performed after the second mirror rotation step T2 is performed may be adopted, or the first mirror sliding step T5 is performed after the second mirror sliding step T6 is performed. You may employ | adopt the structure which implements.

また、第1ミラーMk1の基板Bへの固定、第2ミラーMk2の第1ミラーMk1への固定、第3ミラーMk3の基板Bへの固定、及び、PBCCの第3ミラーMk3への固定に接着剤を用いる場合、これを以下のように行うことが好ましい。すなわち、第1ミラーMk1の下面と基板Bの上面との間、第2ミラーMk2の下面と第1ミラーMk1の上面との間、第3ミラーMk3の下面と基板Bの上面との間、及び、PBCCの下面と第3ミラーMk3の上面との間に接着剤を塗布した後、第1ミラー回動工程T1〜コンバイナ回動工程T4、及び第1ミラー摺動工程T5〜コンバイナ摺動工程T8を実施する。ただし、これらの工程を実施している間、及び、これらの工程を実施し終えてから接着剤の硬化が完了するまでの間、第1ミラーMk1の下面と基板Bの上面とが平行になり、第2ミラーMk2の下面と第1ミラーMk1の上面とが平行になり、第3ミラーMk3の下面と基板Bの上面とが平行になり、かつ、PBCCの下面と第3ミラーMk3の上面とが平行になる状態を保つ。これにより、第1ミラーMk1の下面と基板Bの上面との間に形成される接着剤層、第2ミラーMk2の下面と第1ミラーMk1の上面との間に形成される接着剤層、第3ミラーMk3の下面と基板Bの上面との間に形成される接着剤層、及び、PBCCの下面と第3ミラーMk3の上面との間に形成される接着剤層の厚みを均一化することができる。 Further, the first mirror M k1 is fixed to the substrate B, the second mirror M k2 is fixed to the first mirror M k1 , the third mirror M k3 is fixed to the substrate B, and the third mirror M of PBCC k . When an adhesive is used for fixing to k3 , this is preferably performed as follows. That is, the between the upper surface of the lower surface and the substrate B in the first mirror M k1, between the upper surface of the lower surface of the second mirror M k2 first mirror M k1, upper surface of the lower surface and the substrate B of the third mirror M k3 during, and after an adhesive is applied between the upper surface of the lower surface and the third mirror M k3 of PBCC k, first mirror rotation step T1~ combiner rotation step T4, and the first mirror sliding step T5 -The combiner sliding step T8 is performed. However, the lower surface of the first mirror Mk1 and the upper surface of the substrate B are parallel to each other during the execution of these steps and until the curing of the adhesive is completed after the completion of these steps. The lower surface of the second mirror M k2 and the upper surface of the first mirror M k1 are parallel, the lower surface of the third mirror M k3 and the upper surface of the substrate B are parallel, and the lower surface of the PBCC k and the third The state where the upper surface of the mirror Mk3 is parallel is maintained. Accordingly, an adhesive layer formed between the lower surface of the first mirror M k1 and the upper surface of the substrate B, and an adhesive formed between the lower surface of the second mirror M k2 and the upper surface of the first mirror M k1. layer, an adhesive layer formed between the upper surface of the lower surface and the substrate B of the third mirror M k3, and, of the adhesive layer is formed between the lower surface and the upper surface of the third mirror M k3 of PBCC k The thickness can be made uniform.

〔第2の実施形態〕
本発明の第2の実施形態に係るLDモジュールについて、図7を参照して説明する。図7は、本実施形態に係るLDモジュール2が備えている単位光学系Sk’の斜視図である。
[Second Embodiment]
An LD module according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a perspective view of the unit optical system Sk ′ included in the LD module 2 according to the present embodiment.

図7に示すように、本実施形態に係るLDモジュール2は、第1の実施形態に係るLDモジュール1が備えていた導光装置10及びLDチップLD2kの各々を、それぞれ、導光装置10’及びLDチップLD2k’に変更することによって得られる。LDモジュール2において、導光装置10’及びLDチップLD2k’以外の部材は、LDモジュール1と同様に構成されている。したがって、本実施形態においては、導光装置10’及びLDチップLD2k’について説明する。LDモジュール1と同様に構成されている部材については、LDモジュール1と同様の符号を付し、その説明を省略する。 As illustrated in FIG. 7, the LD module 2 according to the present embodiment includes the light guide device 10 and the LD chip LD 2k included in the LD module 1 according to the first embodiment, respectively. It is obtained by changing to “and LD chip LD 2k” . In the LD module 2, members other than the light guide device 10 ′ and the LD chip LD 2 k ′ are configured in the same manner as the LD module 1. Therefore, in the present embodiment, the light guide device 10 ′ and the LD chip LD 2k ′ will be described. About the member comprised similarly to LD module 1, the code | symbol similar to LD module 1 is attached | subjected, and the description is abbreviate | omitted.

(LDチップ)
LDモジュール2は、LDモジュール1と同様に、12個のLDチップLD,LD2’,…,LD2k−1,LD2k’,…,LD2n−1,LD2n−1’を備えている。このうち、y軸負方向側から数えて奇数番目に配置されるLDチップLD1,…,LD2k−1,…,LD2n−1は、LDモジュール1と同様に構成されている。一方、y軸負方向側から数えて偶数番目に配置されるLDチップLD2’,…,LD2k’,…,LD2n’は、LDモジュール1のLDチップLD,…,LD2k,…,LD2nと比較して、発振波長が短くなるように構成されている。すなわち、LDチップLD2’,…,LD2k’,…,LD2n’から出射される入力ビームI2’,…,I2k’,…,I2n’の波長λ2k−1は、入力ビームI,…,I2k−1,…,I2n−1の波長λ2kより短い。すなわち、合成光学系COに入射する2つの入力ビームI2k−1,I2kの各々は、それぞれ、異なる波長を有する。
(LD chip)
Similar to the LD module 1, the LD module 2 includes 12 LD chips LD 1 , LD 2 ′ ,..., LD 2k−1 , LD 2k ′ ,..., LD 2n−1 , LD 2n−1 ′. Yes. Among these, the LD chips LD1,..., LD 2k−1 ,..., LD 2n−1 arranged at odd numbers from the y-axis negative direction side are configured in the same manner as the LD module 1. On the other hand, LD chip LD 2 disposed numbered counting from the y-axis negative direction side ', ..., LD 2k', ..., LD 2n ' is, LD chip LD 2 of the LD module 1, ..., LD 2k, ... , LD 2n , the oscillation wavelength is configured to be shorter. That, LD chip LD 2 ', ..., LD 2k ', ..., LD 2n ' input beam I 2 emitted from the', ..., I 2k ', ..., I 2n' wavelength lambda 2k-1 of the input beam I 1, ..., I 2k- 1, ..., shorter than the wavelength λ 2k of I 2n-1. That is, each of the two input beams I 2k-1 and I 2k incident on the combining optical system CO k has a different wavelength.

本実施形態において、LDモジュール2が備えるLDチップの個数2nは、2以上の偶数から任意に選ぶことができる。すなわち、nは自然数である。   In the present embodiment, the number 2n of LD chips included in the LD module 2 can be arbitrarily selected from two or more even numbers. That is, n is a natural number.

波長λ2k−1及び波長λ2kは、後述するダイクロイックミラーDMの透過特性(裏返せば反射特性とも言える)に応じて定めればよい。例えば、コンバイナとして、立ち上がり波長が917nmであり、立ち上がり領域(反射帯と透過帯とに挟まれた領域)の幅が10nmであるダイクロイックミラーDMを採用する場合、波長λ2k−1と波長λ2kとの差分が10nm以上となるように波長λ2k−1及び波長λ2kを定めればよい。例えば、波長λ2k−1を922nmとし、波長λ2kを912nmとすればよい。 Wavelength lambda 2k-1 and the wavelength lambda 2k may be determined according to the transmission characteristic of the dichroic mirror DM k to be described later (it can be said reflection property if Uragaese). For example, as a combiner, a rise wavelength is 917Nm, when the width of the rising region (region sandwiched by the transmission band and the reflection band) employs a dichroic mirror DM k is 10 nm, the wavelength lambda 2k-1 and wavelength lambda The wavelength λ 2k-1 and the wavelength λ 2k may be determined so that the difference from 2k is 10 nm or more. For example, the wavelength λ 2k-1 may be 922 nm and the wavelength λ 2k may be 912 nm.

なお、LDモジュール2をファイバレーザやファイバアンプなどに用いる場合、すなわち、ファイバレーザやファイバアンプなどが備えている増幅用光ファイバにLDモジュール2からの出力ビーム束OBを導く場合、波長λ2k−1と波長λ2kとの差分は、立ち上がり領域の幅以上となる波長領域において、できるだけ小さく設定することが好ましい。この差分が小さいほど、スペクトルの分布幅が狭い出力ビーム束OBを増幅用光ファイバに導くことができ、増幅用光ファイバを励起する場合の効率を高めることができるためである。その理由は、以下の通りである。 When the LD module 2 is used for a fiber laser, a fiber amplifier, or the like, that is, when the output beam bundle OB from the LD module 2 is guided to the amplification optical fiber provided in the fiber laser, the fiber amplifier, or the like, the wavelength λ 2k− The difference between 1 and the wavelength λ 2k is preferably set as small as possible in the wavelength region that is equal to or greater than the width of the rising region. This is because as the difference is smaller, the output beam bundle OB having a narrow spectrum distribution width can be guided to the amplification optical fiber, and the efficiency in exciting the amplification optical fiber can be increased. The reason is as follows.

たとえば、増幅用光ファイバとして、Ybイオンを添加した光ファイバを用いる場合、この光ファイバは、917nmにピークを有する吸収係数を示す。したがって、この光ファイバを励起する場合、励起効率を考慮すると、励起光である出力ビーム束OBの波長λ2k−1,λ2kは、917nmと等しいことが最も好ましく、917nmと異なる場合には、各々ができるだけ917nmに近い波長であることが好ましい。 For example, when an optical fiber doped with Yb ions is used as the amplification optical fiber, this optical fiber exhibits an absorption coefficient having a peak at 917 nm. Therefore, when pumping this optical fiber, considering the pumping efficiency, the wavelengths λ 2k−1 and λ 2k of the output beam bundle OB that is pumping light are most preferably equal to 917 nm, and when different from 917 nm, It is preferable that each has a wavelength as close to 917 nm as possible.

したがって、LDモジュール1のように出力ビーム束OBが1つの波長成分(λ2k−1=λ2k)により構成されている場合、λ2k−1=λ2k’=917nmであることが好ましい。一方、LDモジュール2のように出力ビーム束OBが2つの波長成分(λ2k−1≠λ2k’)により構成されている場合、波長λ2k−1及び波長λ2kの各々は、(1)λc<λ2k−1であり、(2)λ2k<λであり、(3)λ2k−1とλ2kとの差分(λ2k−1−λ2k)は、立ち上がり領域の幅以上となる波長領域において、できるだけ小さいことが好ましい。この構成を用いることによって、出力ビーム束OBが2つの波長成分からなる場合であっても、励起効率の低下を抑制することができる。 Therefore, when the output beam bundle OB is constituted by one wavelength component (λ 2k−1 = λ 2k ) as in the LD module 1, it is preferable that λ 2k−1 = λ 2k ′ = 917 nm. On the other hand, when the output beam bundle OB is composed of two wavelength components (λ 2k−1 ≠ λ 2k ′ ) as in the LD module 2, each of the wavelength λ 2k−1 and the wavelength λ 2k is (1) λc <λ 2k−1 , (2) λ 2kc , and (3) the difference between λ 2k −1 and λ 2k2k−1 −λ 2k ) is equal to or greater than the width of the rising region It is preferable that the wavelength region is as small as possible. By using this configuration, it is possible to suppress a decrease in excitation efficiency even when the output beam bundle OB is composed of two wavelength components.

なお、近年では、立ち上がり領域の幅が1nm程度であるダイクロイックミラーも実現されている。このようなダイクロイックミラーをダイクロイックミラーDMとして採用することによって、励起効率の低下を更に抑制することができる。 In recent years, a dichroic mirror having a rising region width of about 1 nm has also been realized. By adopting such a dichroic mirror as the dichroic mirror DM k, it is possible to further suppress a decrease in pumping efficiency.

(導光装置)
導光装置10’は、第1の実施形態において説明した導光装置10に対して、以下の変更を施すことによって得られる。なお、導光装置10’が備えている合成光学系COk’は、導光装置10が備えている合成光学系COに対応する。
(Light guide device)
The light guide device 10 ′ is obtained by making the following changes to the light guide device 10 described in the first embodiment. The combined optical system CO k ′ included in the light guide device 10 corresponds to the combined optical system CO k included in the light guide device 10.

(変更1)導光装置10’が含むコンバイナとして、導光装置10が含むコンバイナであるPBCCの代わりにダイクロイックミラーDMを採用する。 (Modification 1) As a combiner included in the light guide device 10 ′, a dichroic mirror DM k is employed instead of the PBCC k that is the combiner included in the light guide device 10.

(変更2)導光装置10が備えていた偏波回転素子PR,…,PR,…,PRを省略する。 Omitted (change 2) polarization rotation device PR 1 light guiding device 10 is equipped, ..., PR k, ..., a PR n.

(変更3)合成光学系COが含む第1ミラーMk1及び第3ミラーMk3の代わりに、合成光学系COk’では、立ち上げミラーMk13を採用する。 Instead of (change 3) synthesizing optical system CO k first mirror comprising the M k1, and a third mirror M k3, the combining optical system CO k ', to adopt the raising mirror M k13.

すなわち、導光装置10’において、上述した変更1〜3に関係しない部材は、導光装置10と同様に構成されている。以下では、導光装置10と同様に構成された部材に関しては、導光装置10と同様の部材番号を付し、その説明を省略する。   That is, in the light guide device 10 ′, members not related to the above-described changes 1 to 3 are configured in the same manner as the light guide device 10. Below, regarding the member comprised similarly to the light guide device 10, the member number similar to the light guide device 10 is attached | subjected, and the description is abbreviate | omitted.

請求の範囲に記載のコンバイナであるダイクロイックミラーDMは、ガラス(例えば石英ガラス)製の光学部材であり、該ガラス部材の請求の範囲に記載の合成面PkCとして機能する界面に、(1)所定の波長より短い波長の光(入力ビーム)を反射し、且つ、(2)所定の波長以上より長い波長の光(入力ビーム)を透過する、反射・透過膜を形成したものである。本実施形態では、ダイクロイックミラーDMにおける請求の範囲に記載の合成面PkCのことを合成面PkC’と称する。 The dichroic mirror DM k which is the combiner described in the claims is an optical member made of glass (for example, quartz glass), and the interface of the glass member functioning as the synthetic surface P kC described in the claims is (1 (1) A reflection / transmission film is formed which reflects light (input beam) having a wavelength shorter than a predetermined wavelength and (2) transmits light (input beam) having a wavelength longer than a predetermined wavelength. In the present embodiment, the composite surface P kC described in the claims of the dichroic mirror DM k is referred to as a composite surface P kC ′.

合成面PkC’を構成する反射・透過膜としては、例えば誘電体多層膜を用いることができる。 For example, a dielectric multilayer film can be used as the reflection / transmission film constituting the composite surface P kC ′.

以下において、所定の波長より波長が短い波長領域であって、透過率が十分に低い波長領域を反射帯と称する。また、所定の波長より波長が長い波長領域であって、透過率が十分に高い波長領域を透過帯と称する。反射帯と透過帯との間には、上記所定の波長である立ち上がり波長を含む立ち上がり領域が存在する。この立ち上がり領域において、ダイクロイックミラーDMの透過率は、急激に高まる。なお、この所定の波長は、上述した中心波長λcと一致していることが好ましい。 Hereinafter, a wavelength region having a wavelength shorter than a predetermined wavelength and having a sufficiently low transmittance is referred to as a reflection band. A wavelength region having a wavelength longer than a predetermined wavelength and having a sufficiently high transmittance is referred to as a transmission band. A rising region including the rising wavelength, which is the predetermined wavelength, exists between the reflection band and the transmission band. In the rising region, the transmittance of the dichroic mirror DM k is increased rapidly. Note that this predetermined wavelength preferably coincides with the above-described center wavelength λc.

ダイクロイックミラーDMは、光の偏波方向の違いではなく波長の違いに応じて、その光を透過させたり反射させたりする。ダイクロイックミラーDMの中には、透過率及び反射率の波長依存性が入射する光の偏光方向に対する依存性(偏光依存性)を示すものもある。導光装置10’において採用するダイクロイックミラーDMが偏光依存性をもたない場合、導光装置10’においては、導光装置10が備えていた偏波回転素子PR,…,PR,…,PRを省略してもよい。一方、導光装置10’において採用するダイクロイックミラーDMが偏光依存性を有する場合、導光装置10’においても、導光装置10が備えていた偏波回転素子PR,…,PR,…,PRを備えていることが好ましい。 The dichroic mirror DM k, depending on the difference in wavelength and not the polarization direction of the light difference, or is reflected or not transmit the light. Some of the dichroic mirrors DM k show the dependence of the transmittance and reflectance on the polarization direction of the incident light (polarization dependence). When the dichroic mirror DM k employed in the light guide device 10 ′ does not have polarization dependency, the polarization rotation elements PR 1 ,..., PR k,. ..., PR n may be omitted. On the other hand, when the dichroic mirror DM k employed in the light guide device 10 ′ has polarization dependency, the polarization rotation elements PR 1 ,..., PR k , which the light guide device 10 includes also in the light guide device 10 ′. ..., PR n is preferably provided.

合成光学系COk’において、ダイクロイックミラーDMは、第2ミラーMk2にて反射された入力ビームI2k−1を透過するとともに、立ち上げミラーMk13にて反射された入力ビームI2k’を第2軸に沿う方向に反射することによって、出力ビームOを合成する。 In the synthesis optical system CO k ′ , the dichroic mirror DM k transmits the input beam I 2k−1 reflected by the second mirror M k2 and also reflects the input beam I 2k ′ reflected by the rising mirror M k13 . by reflecting in the direction along to the second axis, combining the output beam O k.

このように合成光学系COk’は、光軸がx軸に沿った入力ビームI2k−1,I2k’によって構成された入力ビーム束IBを光軸がy軸に沿った出力ビームOによって構成された出力ビーム束OBに変換することができる。したがって、合成光学系COk’を備えた導光装置10’は、第1の実施形態に係る導光装置10と同様に出力ビーム束OBの高出力化と、小型化とを両立することができる。 As described above, the combining optical system CO k ′ includes the input beam bundle IB formed by the input beams I 2k−1 and I 2k ′ whose optical axis is along the x axis, and the output beam O k whose optical axis is along the y axis. Can be converted into an output beam bundle OB constituted by Therefore, the light guide device 10 ′ provided with the combined optical system CO k ′ can achieve both high output beam bundle OB and miniaturization, similar to the light guide device 10 according to the first embodiment. it can.

また、導光装置10’において、入力ビームI2k−1,I2k’の波長は、異なる。そのため、入力ビーム束IBは、2つの波長成分からなる。したがって、入力ビーム束IBから変換された出力ビーム束OBは、2つの波長成分からなる。したがって、導光装置10’は、2つの波長成分からなる出力ビーム束OBを高出力化することができる。 In the light guide device 10 ′, the wavelengths of the input beams I 2k−1 and I 2k ′ are different. Therefore, the input beam bundle IB is composed of two wavelength components. Therefore, the output beam bundle OB converted from the input beam bundle IB consists of two wavelength components. Therefore, the light guide device 10 ′ can increase the output beam bundle OB composed of two wavelength components.

一方、特許文献1の導光装置において、出力ビームに含まれる波長成分を2つに抑制する場合、該導光装置に搭載可能な光源の数は、4つに限定される。このことは、該導光装置の出力ビームの出力値が導光装置10’よりも低いことを意味する。   On the other hand, in the light guide device of Patent Document 1, when the wavelength component included in the output beam is suppressed to two, the number of light sources that can be mounted on the light guide device is limited to four. This means that the output value of the output beam of the light guide device is lower than that of the light guide device 10 '.

また、LDモジュール2において、合成光学系COk’は、第1ミラーMk1及び第3ミラーMk3の代わりに立ち上げミラーMk13を備えている。立ち上げミラーMk13は、第1ミラーMk1及び第3ミラーMk3と同様に、ガラス(例えば石英ガラス)製の光学部材である。立ち上げミラーMk13は、第1ミラーMk1と第3ミラーMk3とを1つの光学部材として一体成形したものである。立ち上げミラーMk13において、反射面Pk13は、光軸がx軸(第1軸)に沿う入力ビームI2k−1をz軸(第3軸)に沿う方向に反射するとともに、光軸がx軸(第1軸)に沿う入力ビームI2kをz軸(第3軸)に沿う方向に反射する。 Further, in the LD module 2, the synthesis optical system CO k ′ includes a rising mirror M k13 instead of the first mirror M k1 and the third mirror M k3 . The raising mirror M k13 is an optical member made of glass (for example, quartz glass), like the first mirror M k1 and the third mirror M k3 . The raising mirror M k13 is formed by integrally forming the first mirror M k1 and the third mirror M k3 as one optical member. In the rising mirror M k13 , the reflecting surface P k13 reflects the input beam I 2k-1 whose optical axis is along the x-axis (first axis) in the direction along the z-axis (third axis), and the optical axis is The input beam I 2k along the x-axis (first axis) is reflected in the direction along the z-axis (third axis).

このように、立ち上げミラーMk13は、合成光学系COの第1ミラーMk1及び第3ミラーMk3に対応する。また、反射面Pk13は、合成光学系COの第1反射面Pk1及び第3Pk3に対応する。 As described above, the rising mirror M k13 corresponds to the first mirror M k1 and the third mirror M k3 of the combining optical system CO k . The reflecting surface P k13 corresponds to the first reflecting surface P k1 and the third P k3 of the composite optical system CO k .

上記の構成によれば、本実施形態に係る導光装置10’は、第1の実施形態に係る導光装置10と同様の効果を奏する。また、導光装置10’を備えたLDモジュール2は、導光装置10を備えたLDモジュール1と同様の効果を奏する。   According to said structure, the light guide apparatus 10 'which concerns on this embodiment has an effect similar to the light guide apparatus 10 which concerns on 1st Embodiment. Further, the LD module 2 including the light guide device 10 ′ has the same effect as the LD module 1 including the light guide device 10.

また、LDモジュール2においては、第1ミラーMk1及び第3ミラーMk3の代わりに立ち上げミラーMk13を備えているため、図5に示した第1ミラー回動工程T1と第3ミラー回動工程T3とを一括して実施することができ、第1ミラー摺動工程T5と第3ミラー摺動工程t7とを一括して実施することができる。したがって、導光装置10’の調整工程を容易にすることができる。 In the LD module 2, due to the provision of a mirror M k13 stand instead of the first mirror M k1, and a third mirror M k3, first mirror rotation step T1 and the third mirror rotating as shown in FIG. 5 The moving step T3 can be carried out at once, and the first mirror sliding step T5 and the third mirror sliding step t7 can be carried out collectively. Therefore, the adjustment process of the light guide device 10 ′ can be facilitated.

なお、本実施形態において、ダイクロイックミラーの一例であるキューブ状のプリズムによって構成されたダイクロイックミラーDMを採用している。しかし、ダイクロイックミラーDMの代わりに、ガラス板の一方の表面に多層誘電体膜が形成された板状のダイクロイックミラーを採用してもよい。 In the present embodiment employs a dichroic mirror DM k constituted by dichroic cube prism is an example of a dichroic mirror. However, dichroic the dichroic mirror DM instead of k, one dichroic mirror surface in the multilayer dielectric film is plate-shaped, which is formed of a glass plate may be employed.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

1,2 LDモジュール
10,10’ 導光装置
PR,…,PR,…,PR 偏波回転素子
CO,…,CO,…,CO 合成光学系
11,…,Mk1,…,Mn1 第1ミラー
12,…,Mk2,…,Mn2 第2ミラー
13,…,Mk3,…,Mn3 第3ミラー
,…,C,…,C 偏波依存型ビームコンバイナ(コンバイナ)
k1,Pk2,Pk3,PkC 第1反射面,第2反射面、第3反射面,合成面
k13 立ち上げミラー(第1ミラー及び第3ミラー)
k13 反射面
DM ダイクロイックミラー(コンバイナ)
kC’ 合成面
20 コリメート光学系
FC,FC,…,FC2k−1,FC2k,…,FC2n−1,FC2n F軸コリメートレンズ
SC,SC,…,SC2k−1,SC2k,…,SC2n−1,SC2n S軸コリメートレンズ
30 収束光学系
FL F軸収束レンズ
SL S軸収束レンズ
B 基板
BS 表面(特定の平面)
LD1,LD2,…,LD2k−1,LD2k,…,LD2n−1,LD2n,LD2’,…,LD2k’,…,LD2n’ LDチップ
,I,…,I2k−1,I2k,…,I2n−1,I2n 入力ビーム
IB 入力ビーム束
,O,…,O2k−1,O2k,…,O2n−1,O2n 出力ビーム
OB 出力ビーム束
OF 光ファイバ
1, 2 LD module 10, 10 'light guiding device PR 1, ..., PR k, ..., PR n polarization rotator CO 1, ..., CO k, ..., CO k combining optical system M 11, ..., M k1 , ..., M n1 first mirror M 12, ..., M k2, ..., M n2 second mirror M 13, ..., M k3, ..., M n3 third mirror C 1, ..., C k, ..., C n Polarization-dependent beam combiner (combiner)
P k1 , P k2 , P k3 , P kC first reflecting surface, second reflecting surface, third reflecting surface, composite surface M k13 rising mirror (first mirror and third mirror)
P k13 reflective surface DM k dichroic mirror (combiner)
P kC 'combining surface 20 collimating optical system FC 1, FC 2, ..., FC 2k-1, FC 2k, ..., FC 2n-1, FC 2n F -axis collimating lens SC 1, SC 2, ..., SC 2k-1 , SC 2k ,..., SC 2n−1 , SC 2n S-axis collimating lens 30 Converging optical system FL F-axis converging lens SL S-axis converging lens B Substrate BS Surface (specific plane)
LD1, LD2, ..., LD 2k -1, LD 2k, ..., LD 2n-1, LD 2n, LD 2 ', ..., LD 2k', ..., LD 2n 'LD chip I 1, I 2, ..., I 2k-1, I 2k, ... , I 2n-1, I 2n input beam IB input beam bundle O 1, O 2, ..., O 2k-1, O 2k, ..., O 2n-1, O 2n output beam OB Output beam bundle OF optical fiber

Claims (10)

光軸が第1軸に沿う2n個(nは自然数)の入力ビームI,I,…,I2nからなる入力ビーム束を、光軸が第2軸に沿うn個の出力ビームO,O,…,Oからなる出力ビーム束に変換する導光装置において、
2つの入力ビームI2k−1,I2k(k=1,2,…,n)から出力ビームOを合成する合成光学系COであって、(1)入力ビームI2k−1を第3軸に沿う方向に反射する第1ミラーMk1と、(2)第1ミラーMk1にて反射された入力ビームI2k−1を第2軸に沿う方向に反射する第2ミラーMk2と、(3)入力ビームI2kを第3軸に沿う方向に反射する第3ミラーMk3と、(4)第2ミラーMk2にて反射された入力ビームI2k−1を透過するとともに、第3ミラーMk3にて反射された入力ビームI2kを第2軸に沿う方向に反射することによって、出力ビームOを合成するコンバイナCと、を含む合成光学系COを備えている、
ことを特徴とする導光装置。
An input beam bundle made up of 2n (n is a natural number) input beams I 1 , I 2 ,..., I 2n whose optical axis is along the first axis, and n output beams O 1 whose optical axis is along the second axis. , O 2, ..., in the light guide device into an output beam bundle consisting of O n,
Two input beams I 2k-1, I 2k ( k = 1,2, ..., n) an output beam O k to synthesize combining optical system CO k from the (1) input beam I 2k-1 second A first mirror M k1 that reflects in the direction along the three axes; and (2) a second mirror M k2 that reflects the input beam I 2k−1 reflected by the first mirror M k1 in the direction along the second axis. (3) the third mirror M k3 that reflects the input beam I 2k in the direction along the third axis; and (4) the input beam I 2k-1 reflected by the second mirror M k2 is transmitted and A combining optical system CO k including a combiner C k that combines the output beam O k by reflecting the input beam I 2k reflected by the three mirrors M k3 in a direction along the second axis;
A light guide device.
前記nは2以上の自然数であり、
前記合成光学系COに入射する前記2つの入力ビームI2k−1,I2kの各々は、それぞれ、波長が同一であり、且つ、偏波面が揃っており、
前記合成光学系COは、前記第1ミラーMk1の前段又は前記第3ミラーMk3の前段に配置された偏波回転素子を更に備え、
前記コンバイナCは、偏波依存型ビームコンバイナである、
ことを特徴とする請求項1に記載の導光装置。
N is a natural number of 2 or more;
Each of the two input beams I 2k-1 and I 2k incident on the combined optical system CO k has the same wavelength and the same plane of polarization,
The combining optical system CO k further includes a polarization rotation element arranged at the front stage of the first mirror M k1 or the front stage of the third mirror M k3 ,
The combiner C k is a polarization dependent beam combiner.
The light guide device according to claim 1.
前記合成光学系COに入射する前記2つの入力ビームI2k−1,I2kの各々は、それぞれ、異なる波長を有し、
前記コンバイナCは、ダイクロイックミラーである、
ことを特徴とする請求項1に記載の導光装置。
Each of the two input beams I 2k-1 and I 2k incident on the combined optical system CO k has a different wavelength,
The combiner C k is a dichroic mirror.
The light guide device according to claim 1.
前記第1ミラーMk1及び前記第3ミラーMk3の各々は、何れも、前記第1軸及び前記第2軸が張る特定の平面上に載置されており、
前記第2ミラーMk2は、前記第1ミラーMk1の上に載置されており、
前記コンバイナCは、前記第3ミラーMk3の上に載置されており、
前記2つの入力ビームI2k−1,I2kの各々の前記光軸は、前記特定の平面と平行な平面内に並んでおり、
前記合成光学系COについて、前記第1ミラーMk1を構成する反射面である第1反射面Pk1、前記第2ミラーMk2を構成する反射面である第2反射面Pk2、前記第3ミラーMk3を構成する反射面である第3反射面Pk3、及び、前記コンバイナCを構成する合成面PkCの各々は、前記出力ビームOの光軸が前記第2軸に一致するように調整されている、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の導光装置。
Each of the first mirror M k1 and the third mirror M k3 is placed on a specific plane stretched by the first axis and the second axis,
The second mirror M k2 is placed on the first mirror M k1 ,
The combiner C k is placed on the third mirror M k3 ,
The optical axes of the two input beams I 2k-1 and I 2k are aligned in a plane parallel to the specific plane,
For the synthetic optical system CO k, the first reflecting surface P k1 first is a reflective surface constituting the mirror M k1, the second second reflecting surface P k2 is a reflecting surface constituting a mirror M k2, the first 3 mirror M k3 third reflecting surface P k3 a reflecting surface that constitutes the, and, each of the synthetic surface P kC constituting the combiner C k is the optical axis of the output beam O k is coincident with the second axis Have been adjusted to,
The light guide device according to claim 1, wherein the light guide device is a light guide device.
前記第1反射面Pk1、及び、前記第3反射面Pk3の各々は、それぞれの法線ベクトルが前記第1軸及び前記第3軸が張る平面内に位置し、且つ、該法線ベクトルと前記第3軸との成す角が45°であり、
前記第2反射面Pk2、及び、前記合成面PkCの各々は、それぞれの法線ベクトルが前記第3軸及び前記第2軸が張る平面内に位置し、且つ、該法線ベクトルと前記第3軸との成す角が45°である、
ことを特徴とする請求項4に記載の導光装置。
Each of the first reflecting surface P k1 and the third reflecting surface P k3 has a normal vector located in a plane extending by the first axis and the third axis, and the normal vector And the third axis is 45 °,
Each of the second reflective surface P k2 and the composite surface P kC has a normal vector located in a plane extending by the third axis and the second axis, and the normal vector and the The angle formed with the third axis is 45 °,
The light guide device according to claim 4.
前記第1ミラーMk1及び前記第3ミラーMk3は、一体成形されている、
ことを特徴とする請求項4又は5の何れか1項に記載の導光装置。
The first mirror M k1 and the third mirror M k3 are integrally formed.
The light guide device according to any one of claims 4 and 5.
前記入力ビームI,I,…,I2nの各々の光軸は、それぞれ、等間隔に配置されており、
前記合成光学系COについて、第1反射面Pk1、第2反射面Pk2、第3反射面Pk3、及び合成面PkCは、前記出力ビームO,O,…,Oの各々の光軸が前記特定の平面に平行な平面内に等間隔で並ぶように調整されている、
ことを特徴とする請求項4〜6の何れか1項に記載の導光装置。
The optical axes of the input beams I 1 , I 2 ,..., I 2n are arranged at equal intervals, respectively.
For the synthetic optical system CO k, the first reflecting surface P k1, the second reflecting surface P k2, the third reflecting surface P k3, and combining surface P kC, the output beam O 1, O 2, ..., the O n Each optical axis is adjusted so as to be arranged at equal intervals in a plane parallel to the specific plane.
The light guide device according to claim 4, wherein the light guide device is a light guide device.
請求項1〜7の何れか1項に記載の導光装置と、
前記入力ビームI,I,…,I2nの各々をそれぞれ出射するLDチップLD,LD,…,LD2nと、
前記導光装置によって変換された出力ビームO,O,…,Oを結合される光ファイバと、
前記LDチップLD,LD,…,LD2nと前記合成光学系COとの間に挿入されたコリメート光学系であって、F軸コリメートレンズFC,FC,…,FC2nと、前記F軸コリメートレンズFC,FC,…,FC2nの後段に配置されたS軸コリメートレンズSC,SC,…,SC2nと、によって構成されたコリメート光学系と、
前記導光装置と前記光ファイバとの間に挿入された集光レンズ系であって、F軸収束レンズと、該F軸収束レンズの後段に配置されたS軸収束レンズと、によって構成された収束光学系と、を備えている、
ことを特徴とするLDモジュール。
The light guide device according to any one of claims 1 to 7,
The input beam I 1, I 2, ..., LD chip LD 1, LD 2 for emitting respective each of I 2n, ..., and LD 2n,
The converted by the light guiding device output beam O 1, O 2, ..., and an optical fiber coupled to O n,
A collimating optical system inserted between the LD chips LD 1 , LD 2 ,..., LD 2n and the combining optical system CO k, and F-axis collimating lenses FC 1 , FC 2 ,. the F-axis collimating lens FC 1, FC 2, ..., S -axis collimating lens SC 1 which is disposed downstream of the FC 2n, SC 2, ..., a collimating optical system configured by the SC 2n,,
A condensing lens system that is inserted between the light guide device and the optical fiber, and is configured by an F-axis converging lens and an S-axis converging lens disposed at a subsequent stage of the F-axis converging lens A converging optical system,
LD module characterized by the above.
その表面に、前記導光装置を構成する前記第1ミラーMk1及び前記第3ミラーMk3が載置された基板を更に備え、
前記LDチップLD,LD,…,LD2nの各々は、それぞれの活性層が該基板の前記表面に沿うように配置されている、
ことを特徴とする請求項8に記載のLDモジュール。
The substrate further includes a substrate on which the first mirror M k1 and the third mirror M k3 constituting the light guide device are mounted,
Each of the LD chips LD 1 , LD 2 ,..., LD 2n is disposed such that each active layer is along the surface of the substrate.
The LD module according to claim 8.
請求項1に記載の導光装置を製造する製造方法であって、
合成光学系COの各々について、前記第1ミラーMk1、前記第2ミラーMk2、前記第3ミラーMk3、及び前記コンバイナCの向きを、(1)前記入力ビームI2k−1,I2kから前記出力ビームOを合成するように、且つ、(2)該出力ビームOの光軸が前記第2軸と一致するように、調整する工程を含んでいる、
ことを特徴とする製造方法。
A manufacturing method for manufacturing the light guide device according to claim 1,
For each of the combining optical systems CO k, the directions of the first mirror M k1 , the second mirror M k2 , the third mirror M k3 , and the combiner C k are: (1) the input beam I 2k−1 , to synthesize the output beam O k from I 2k, and, (2) so that the optical axis of the output beam O k coincides with the second axis includes the step of adjusting,
The manufacturing method characterized by the above-mentioned.
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