JP2019197820A - Laser device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の光源からの光を集光レンズで集光させて、光ファイバに結合させるレーザ装置に関する。 The present invention relates to a laser device that collects light from a plurality of light sources with a condenser lens and couples the light to an optical fiber.
レーザを高出力化するために、複数の光源からの光を結合させた光を光ファイバ等の受光装置に入射させる発光装置が知られている(特許文献1)。 In order to increase the output of a laser, a light emitting device is known in which light obtained by combining light from a plurality of light sources is incident on a light receiving device such as an optical fiber (Patent Document 1).
この発光装置は、発光ダイオード(LED)や半導体レーザ等を光源とし、各光源からの光をレンズやプリズム等の光学系を用いて光ファイバに結合する方法を採用している。 This light emitting device employs a method in which a light emitting diode (LED), a semiconductor laser, or the like is used as a light source, and light from each light source is coupled to an optical fiber using an optical system such as a lens or a prism.
この場合、各半導体レーザは、自己のレーザで発生する熱を放熱させるために、金属製ホルダに取り付けられている。ねじ止め、接着、はんだ付けによって、各半導体レーザを金属製ホルダに取り付けている。 In this case, each semiconductor laser is attached to a metal holder in order to dissipate heat generated by its own laser. Each semiconductor laser is attached to a metal holder by screwing, bonding, or soldering.
しかしながら、前述した取り付け方法では、半導体レーザを損傷させることなく、半導体レーザをホルダから取り外すことができる。このため、製造者の意図しない使用がなされ、あるいは悪用される恐れがある。 However, with the mounting method described above, the semiconductor laser can be removed from the holder without damaging the semiconductor laser. For this reason, there is a possibility that it may be used or misused by the manufacturer.
本発明の課題は、光源を損傷させることなくホルダから光源を取り外すことができず、光源を再利用できなくすることができるレーザ装置を提供する。 An object of the present invention is to provide a laser device that cannot remove a light source from a holder without damaging the light source, and that makes the light source unusable.
本発明に係るレーザ装置の請求項1の発明は、各々がステムを有し、各ステムに溶融金属が施された1以上の光源と、前記1以上の光源に対応して設けられ、前記1以上の光源を保持する金属製の1以上のホルダとを備え、前記各光源と前記各ホルダとは、前記溶融金属に対して光吸収率の高いレーザ素子によりレーザ溶接して直接接合されていることを特徴とする。 The invention of claim 1 of the laser device according to the present invention is provided corresponding to one or more light sources each having a stem, each of which has a molten metal applied thereto, and the one or more light sources. One or more metal holders for holding the above light sources, and each light source and each holder are directly joined to the molten metal by laser welding with a laser element having a high light absorption rate. It is characterized by that.
請求項2の発明は、前記レーザ素子の波長が400nm〜500nmの範囲内にあることを特徴とする。
The invention of
請求項3の発明では、前記ステムの前記溶融金属が、銅合金又は金メッキであることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is characterized in that the molten metal of the stem is a copper alloy or gold plating.
本発明によれば、光源には溶融金属が施され、溶融金属に対して光吸収率の高いレーザ素子により、各光源と各ホルダとをレーザ溶接すると、溶融金属が溶けて、各光源と各ホルダとが直接接合される。 According to the present invention, molten metal is applied to the light source, and when each light source and each holder are laser welded by a laser element having a high light absorption rate with respect to the molten metal, the molten metal is melted, and each light source and each The holder is directly joined.
従って、光源を損傷させることなく光源をホルダから取り外すことができず、光源を再利用できなくすることができる。 Therefore, the light source cannot be removed from the holder without damaging the light source, and the light source cannot be reused.
(実施例1)
図1は、本発明の実施例1のレーザ装置の概略構成図である。図1に示すレーザ装置は、複数の光源1と、複数のホルダ2と、複数のコリメートレンズ3と、ハウジング4と、集光レンズ5と、光ファイバ6とを備えている。
(Example 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The laser apparatus shown in FIG. 1 includes a plurality of light sources 1, a plurality of
複数の光源1は、例えば、半導体レーザ(LD)又は発光ダイオード(LED)等からなり、各々の光源1が略等間隔に配置されている。複数の光源1は、図1の例では5個であるが、これに限定されることなく、複数の光源1の数はその他の数であってもよい。 The plurality of light sources 1 are made of, for example, a semiconductor laser (LD) or a light emitting diode (LED), and the light sources 1 are arranged at substantially equal intervals. Although the number of the plurality of light sources 1 is five in the example of FIG. 1, the number of the plurality of light sources 1 may be other numbers without being limited thereto.
複数のコリメートレンズ3は、複数の光源1に対応して設けられ、複数の光源1に対向した位置に配置され、複数の光源1からの各出射光をコリメートする。 The plurality of collimating lenses 3 are provided corresponding to the plurality of light sources 1, arranged at positions facing the plurality of light sources 1, and collimate each emitted light from the plurality of light sources 1.
複数のホルダ2は、複数のコリメートレンズ3に対応して設けられ、各々のホルダ2は、一対の光源1とコリメートレンズ3とを保持し且つコリメートレンズ3のコリメート光の出射位置と出射角度を調整する。
The plurality of
ハウジング4は、複数のホルダ2を保持するもので、樹脂等からなる。ハウジング4の内部には、複数のコリメートレンズ3に対応する位置に集光レンズ5が配置されている。
The housing 4 holds a plurality of
集光レンズ5は、本発明の集光部に対応し、出射位置と出射角度が調整された各コリメートレンズ3からの出射光を集光して光ファイバ6に結合する。光ファイバ6は、集光レンズ5で集光された光を伝送する。 The condensing lens 5 corresponds to the condensing unit of the present invention, condenses the outgoing light from each collimating lens 3 whose outgoing position and outgoing angle are adjusted, and couples it to the optical fiber 6. The optical fiber 6 transmits the light collected by the condenser lens 5.
図2は、本発明の実施例1のレーザ装置に設けられた光源1とホルダ2との断面図である。図2において、光源1は、円筒状をなすCANタイプの半導体レーザからなり、円筒体からなるステム7aとこのステム7aの外径よりも小径の円筒体7bとを備える。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the light source 1 and the
ステム7aは、銅合金又は鉄の表面に金メッキを施したものであり、本発明の溶融金属に対応する。銅合金又は鉄に金メッキが施されたステム7aは、青色レーザ8からのレーザ光の照射により照射された部分が溶融する。
The
なお、ステム7aは、銅合金又は鉄の表面に金メッキの代わりに、ステンレス又はコパル合金等でもよい。
The
ホルダ2は、円形をなし、ステンレスや銅等の金属からなり、ホルダ2には、光源1とコリメートレンズ3を挿入するための穴部20が設けられている。穴部20は、光源1のステム7aの外径よりも僅かに大径の穴部20aと、光源1の円筒体7bの外径よりも僅かに大径の穴部20bとからなる。
The
ステム7aは、穴部20aに挿入され、円筒体7bは、穴部20bに挿入され、穴部20aと穴部20bとの段差によりステム7aが穴部20aの底面に当接して停止する。
The
青色レーザ8は、波長が400nm〜500nmのレーザを出力し、銅、金のような難加工材料への光の吸収率が非常に高い。
The
これに対して、CO2レーザ、YAGレーザは、近赤外レーザであり、銅、金のような難加工材料への光の吸収率が悪い。 On the other hand, the CO2 laser and the YAG laser are near infrared lasers, and have a low light absorption rate for difficult-to-work materials such as copper and gold.
このため、実施例1では、青色レーザ8を用いて、光源1の銅合金又は鉄に金メッキを施したステム7aとホルダ2の穴部20aとの接合面に対して、青色レーザ光を照射して、レーザ溶接する。なお、レーザ溶接の条件や照射点数は、光源1の大きさや必要な強度により異なる。
For this reason, in Example 1, the
青色レーザ8は、銅、金のような難加工材料への光の吸収率が非常に高いので、ステム7aの銅合金や鉄に施された金メッキが溶融し、ステム7aとホルダ2の穴部20aとが直接接合される。
Since the
即ち、光源1とホルダ2を直接接合することにより、光源1を損傷させることなく光源1をホルダ2から分解することが困難となり、光源1を再利用することができなくなる。
That is, by directly joining the light source 1 and the
このように実施例1のレーザ装置によれば、光源1のステム7aには銅合金又は鉄に金メッキが施され、銅合金又は鉄に金メッキに対して光吸収率の高い青色レーザ8を照射することにより、各光源1と各ホルダ2とをレーザ溶接する。すると、銅合金又は鉄に金メッキが溶けて各光源1と各ホルダ2とが直接接合される。
Thus, according to the laser apparatus of Example 1, the
従って、光源1を損傷させることなく光源1をホルダ2から取り外すことができず、光源を再利用できなくすることができる。
Therefore, the light source 1 cannot be removed from the
本発明は、複数の光源のレーザ光を集光して1つの光ファイバに結合する光結合装置等に適用可能である。 The present invention is applicable to an optical coupling device or the like that condenses laser beams from a plurality of light sources and couples them to one optical fiber.
1 光源
2 ホルダ
3 コリメートレンズ
4 ハウジング
5 集光レンズ
6 光ファイバ
7a ステム
7b 円筒体
8 青色レーザ
20,20a,20b 穴部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記1以上の光源に対応して設けられ、前記1以上の光源を保持する金属製の1以上のホルダとを備え、
前記各光源と前記各ホルダとは、前記溶融金属に対して光吸収率の高いレーザ素子によりレーザ溶接して直接接合されていることを特徴とするレーザ装置。 One or more light sources each having a stem, each stem being provided with molten metal;
One or more metal holders that are provided corresponding to the one or more light sources and hold the one or more light sources;
Each of the light sources and each of the holders are directly joined by laser welding to the molten metal with a laser element having a high light absorption rate.
The laser apparatus according to claim 1, wherein the molten metal of the stem is a copper alloy or gold plating.
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