JP2022154134A - クラッド伝搬光除去機構 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッド伝搬光による局所的な発熱を抑制しつつ当該クラッド伝搬光を除去すること。【解決手段】クラッド伝搬光除去機構１は、光ファイバ１１２のクラッド部１１２ｂの外周に設けられ、クラッド部１１２ｂよりも屈折率が低い材料で構成された第１の除去部３と、クラッド部１１２ｂの外周において、第１の除去部３よりも光ファイバ１１２内を伝搬する光の伝搬方向Ａｒの後段側に設けられ、クラッド部１１２ｂよりも屈折率が高い樹脂で構成された第２の除去部４とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、クラッド伝搬光除去機構に関する。

従来、光ファイバのコア部に結合することなく当該光ファイバのクラッド部に沿って伝搬する光（以下、クラッド伝搬光と記載）を除去するクラッド伝搬光除去機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のクラッド伝搬光除去機構は、光ファイバの被覆材の一部を除去してクラッド部を露出させ、当該クラッド部が露出した部分を熱伝導性保護材及び光漏洩用保護材で覆った機構である。なお、熱伝導性保護材は、光漏洩用保護材よりも光ファイバ内を伝搬する光の伝搬方向の前段側に配置されており、窒化ホウ素をフィラーとして含むシリコーン系の熱伝導性コンパウンドで構成されている。

特許第５３７８８５２号公報

ところで、特許文献１に記載のクラッド伝搬光除去機構において、熱伝導性保護材を構成するシリコーン系の熱伝導性コンパウンドとしてクラッド部よりも屈折率が高い材料を採用した場合には、当該熱伝導性保護材は、クラッド伝搬光を局所的に除去してしまう。すなわち、熱伝導性保護材は、局所的に発熱してしまう、という問題がある。
そこで、クラッド伝搬光による局所的な発熱を抑制しつつ当該クラッド伝搬光を除去することができる技術が要望されている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、クラッド伝搬光による局所的な発熱を抑制しつつ当該クラッド伝搬光を除去することができるクラッド伝搬光除去機構を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構は、光ファイバのクラッド部の外周に設けられ、前記クラッド部よりも屈折率が低い材料で構成された第１の除去部と、前記クラッド部の外周において、前記第１の除去部よりも前記光ファイバ内を伝搬する光の伝搬方向の後段側に設けられ、前記クラッド部よりも屈折率が高い樹脂で構成された第２の除去部とを備える。

本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記第１の除去部は、前記クラッド部よりも屈折率が低い樹脂に前記クラッド部よりも屈折率が高いフィラーが含有された材料で構成されている。

また、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記第１の除去部の長さは、単位長さあたりのクラッド伝搬光除去率が飽和する飽和領域を除く非飽和領域の長さに設定されている。

また、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記非飽和領域の長さは、前記第１の除去部を介した後に前記光ファイバから出射される光のＮＡのうち特定の第１のＮＡにおける前記単位長さあたりのクラッド伝搬光除去率が基準値の半分以上となる長さである。

また、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記特定の第１のＮＡは、０．０６である。

また、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記非飽和領域の長さは、前記第１の除去部を介した後に前記光ファイバから出射される光のＮＡのうち特定の第２のＮＡにおける前記単位長さあたりのクラッド伝搬光除去率が基準値の１／８以上となる長さである。

また、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記特定の第２のＮＡは、０．２２である。

また、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記特定の第２のＮＡは、前記光ファイバのＮＡと等しい。

また、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記第２の除去部の長さは、単位長さあたりのクラッド伝搬光除去率が飽和する飽和領域を除く非飽和領域の長さに設定されている。

また、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記非飽和領域の長さは、前記第２の除去部を介した後に前記光ファイバから出射される光のＮＡのうち特定の第１のＮＡにおける前記単位長さあたりのクラッド伝搬光除去率が基準値の半分以上となる長さである。

また、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記特定の第１のＮＡは、０．０６である。

また、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記非飽和領域の長さは、前記第２の除去部を介した後に前記光ファイバから出射される光のＮＡのうち特定の第２のＮＡにおける前記単位長さあたりのクラッド伝搬光除去率が基準値の１／４以上となる長さである。

また、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記特定の第２のＮＡは、０．２２である。

また、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記特定の第２のＮＡは、前記光ファイバのＮＡと等しい。

また、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記第１の除去部は、３００～５５０ｎｍの波長範囲において、厚さ３５０μｍでの吸光度が０．０５以下となる材料で構成されている。

また、本発明に係るクラッド伝搬光除去機構では、上記発明において、前記第１の除去部は、顔料が含有されていない材料で構成されている。

本発明に係るクラッド伝搬光除去機構によれば、クラッド伝搬光による局所的な発熱を抑制しつつ当該クラッド伝搬光を除去することができる。

図１は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュールを示す図である。 図２は、クラッド伝搬光除去機構を示す図である。 図３は、クラッド伝搬光除去機構を示す図である。 図４は、第１の除去部を構成する材料の吸光度を示す図である。 図５は、第１の除去部の長さを説明する図である。 図６は、第１の除去部の長さを説明する図である。 図７は、第２の除去部の長さを説明する図である。 図８は、実施の形態２に係るダイレクトダイオードレーザを示す図である。 図９は、クラッド伝搬光除去機構を示す図である。 図１０は、実施の形態３に係るクラッド光除去機構の構成を示す図である。

以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

（実施の形態１）
〔半導体レーザモジュールの概略構成〕
図１は、実施の形態１に係る半導体レーザモジュール１００を示す図である。
半導体レーザモジュール１００は、筐体であるパッケージ１０１と、パッケージ１０１の内部に順に積載されたＬＤ高さ調整板１０２と、サブマウント１０３－１～１０３－６と、６つの半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６とを備える。なお、パッケージ１０１は、蓋を備えるが、図１においては説明のために図示を省略している。

ここで、半導体レーザモジュール１００は、半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６に電流を注入するリードピン１０５を備える。そして、半導体レーザモジュール１００は、半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６が出力するレーザ光の光路上に順に配置された光学素子（光学系）である、第１のレンズ１０６－１～１０６－６と、第２のレンズ１０７－１～１０７－６と、ミラー１０８－１～１０８－６と、第３のレンズ１０９と、光フィルタ１１０と、第４のレンズ１１１とを備える。これら第１のレンズ１０６－１～１０６－６、第２のレンズ１０７－１～１０７－６、ミラー１０８－１～１０８－６、第３のレンズ１０９、光フィルタ１１０、第４のレンズ１１１は、それぞれパッケージ１０１の内部に固定されている。さらに、半導体レーザモジュール１００は、第４のレンズ１１１と対向して配置されたクラッド伝搬光除去機構１と、一部がクラッド伝搬光除去機構１に挿入された光ファイバ１１２とを備える。当該光ファイバ１１２のクラッド伝搬光除去機構１に挿入された側とは反対側の一端は、パッケージ１０１の外部に延伸している。

半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６は、ＬＤ高さ調整板１０２によってパッケージ１０１の底面から互いに異なる高さに配置されている。さらに、第１のレンズ１０６－１～１０６－６、第２のレンズ１０７－１～１０７－６、ミラー１０８－１～１０８－６は、それぞれ対応する１つの半導体レーザ素子と同じ高さに配置されている。また、光ファイバ１１２のパッケージ１０１への挿入部には、ルースチューブ１１４が設けられ、ルースチューブ１１４の一部を覆うように、パッケージ１０１の一部にブーツ１１３が外嵌されている。

各半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６は、リードピン１０５から電力を供給されてレーザ光を出力する。出力された各レーザ光は、それぞれ第１のレンズ１０６－１～１０６－６および第２のレンズ１０７－１～１０７－６によって、略平行光とされる。つぎに、各レーザ光は、対応する高さに配置された１つのミラー１０８－１～１０８－６によって、光ファイバ１１２の方向に反射される。そして、各レーザ光は、第３のレンズ１０９および第４のレンズ１１１によって集光される。

クラッド伝搬光除去機構１は、第４のレンズ１１１によって集光され、光ファイバ１１２に入力されたレーザ光のうち、コア部に結合することなくクラッドモードで伝搬（クラッド部に沿って伝搬）する光（以下、クラッド伝搬光と記載）を除去する。
なお、クラッド伝搬光除去機構１の詳細な構成については、後述する「クラッド伝搬光除去機構の構成」において説明する。

筐体であるパッケージ１０１は、内部の温度上昇を抑制するため、熱伝導性のよい材料からなることが好ましく、各種金属からなる金属部材であってよい。
ＬＤ高さ調整板１０２は、上述したように、パッケージ１０１内に固定されており、半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６の高さを調節し、半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６が出力するレーザ光の光路が互いに干渉しないようにしている。なお、ＬＤ高さ調整板１０２は、パッケージ１０１と一体として構成されていてもよい。

サブマウント１０３－１～１０３－６は、ＬＤ高さ調整板１０２上に固定されており、載置された半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６の放熱を補助する。このため、サブマウント１０３－１～１０３－６は、熱伝導性のよい材料からなることが好ましく、各種金属からなる金属部材であってよい。

半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６は、出力されるレーザ光の光強度が、１Ｗ以上、さらには、１０Ｗ以上の高出力な半導体レーザ素子である。本実施の形態１において、半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６の出力するレーザ光の光強度は、例えば１１Ｗである。また、半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６は、例えば青色の波長帯域のレーザ光を出力する。なお、半導体レーザモジュール１００は６つの半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６を備えているが、６つ以外の複数でもよく、１つでもよい。

リードピン１０５は、不図示のボンディングワイヤを介して半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６に電力を供給する。なお、供給する電力は、一定の電圧であってよいが、変調電圧であってもよい。

第１のレンズ１０６－１～１０６－６は、例えば焦点距離が０．３ｍｍのシリンドリカルレンズである。これら第１のレンズ１０６－１～１０６－６は、対応する１つの半導体レーザ素子の出力光を鉛直方向に略平行光とする位置に配置される。

第２のレンズ１０７－１～１０７－６は、例えば焦点距離が５ｍｍのシリンドリカルレンズである。これら第２のレンズ１０７－１～１０７－６は、半導体レーザ素子の出力光を水平方向に略平行光とする位置に配置される。

ミラー１０８－１～１０８－６は、各種の金属膜、または誘電体膜を備えるミラーであってよく、半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６の出力するレーザ光の波長において、反射率が高いほど好ましい。また、ミラー１０８－１～１０８－６は、対応する１つの半導体レーザ素子のレーザ光を光ファイバ１１２に好適に結合するように、反射方向を微調整することができる。

第３のレンズ１０９と第４のレンズ１１１とは、例えばそれぞれ焦点距離が１２ｍｍ、５ｍｍの互いに曲率が直交したシリンドリカルレンズであり、半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６が出力したレーザ光を集光し、光ファイバ１１２に好適に結合する。また、第３のレンズ１０９と第４のレンズ１１１とは、例えば半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６が出力したレーザ光の光ファイバ１１２への結合効率が８５％以上となるように、光ファイバ１１２に対する位置が調整されている。

光フィルタ１１０は、半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６が出力する例えば青色の波長帯域のレーザ光を透過するローパスフィルタである。また、光フィルタ１１０は、光フィルタ１１０でわずかに反射された半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６の出力レーザ光が半導体レーザ素子１０４－１～１０４－６に戻らないように、レーザ光の光軸に対して角度をつけて配置されている。なお、光フィルタ１１０は、必ずしも必要ではない。

ブーツ１１３は、光ファイバ１１２を挿通されており、光ファイバ１１２の曲げによる損傷を防止する。なお、ブーツ１１３は、金属製のブーツであってよいが、材料は特に限定されず、ゴムや各種の樹脂、プラスチックなどであってもよい。ただし、ブーツ１１３は、必ずしも必要ではない。

ルースチューブ１１４は、光ファイバ１１２を挿通されており、光ファイバ１１２の曲げによる損傷を防止する。さらに、ルースチューブ１１４は、光ファイバ１１２と固着され、その結果、光ファイバ１１２に対して長手方向に引っ張る力が加えられた場合に、光ファイバ１１２の位置がずれることを防止する構成であってもよい。ただし、ルースチューブ１１４は必ずしも必要ではない。

〔クラッド伝搬光除去機構の構成〕
図２及び図３は、クラッド伝搬光除去機構１を示す図である。具体的に、図２は、クラッド伝搬光除去機構１の平面図である。図３は、図２に示すII-II線で切断した断面図である。なお、図２に示す矢印Ａｒは、光ファイバ１１２内を伝搬するレーザ光の伝搬方向を示している。
ここで、光ファイバ１１２は、石英ガラス系材料からなる光ファイバであって、コア部１１２ａと、当該コア部１１２ａの外周に形成されたクラッド部１１２ｂと、当該クラッド部１１２ｂの外周を覆う被覆材１１２ｃとを備える。なお、クラッド部１１２ｂの屈折率は、コア部１１２ａの屈折率よりも低い。

クラッド伝搬光除去機構１は、図２または図３に示すように、放熱板２と、第１，第２の除去部３，４とを備える。
放熱板２は、図２または図３に示すように、熱伝導性の高い材料である例えばアルミニウム製の略平板で構成されている。
この放熱板２において、一方の板面には、図２または図３に示すように、直線状に延在した溝部２１が形成されている。そして、当該溝部２１内には、光ファイバ１１２が収容されている。なお、当該光ファイバ１１２は、第４のレンズ１１１によって集光されたレーザ光を導入する入射端側の一部の被覆材１１２ｃが所定の長さだけ除去され、当該入射端が溝部２１外に位置し、当該被覆材１１２ｃが除去された部分が溝部２１内に位置する状態で、当該溝部２１内に収納されている。

第１の除去部３は、溝部２１内に設けられ、光ファイバ１１２における被覆材１１２ｃが除去されたクラッド部１１２ｂの外周を覆う。この第１の除去部３は、当該クラッド部１１２ｂよりも屈折率が低い材料で構成されている。

図４は、第１の除去部３を構成する材料の吸光度を示す図である。なお、図４に示す曲線ＣＬ１は、第１の除去部３を構成する材料の吸光度を示している。また、図４に示す曲線ＣＬ２は、米国コメリクス社製のＴ６４４の吸光度を示している。
具体的に、第１の除去部３は、クラッド部１１２ｂよりも屈折率が低いシリコーン系の樹脂に当該クラッド部１１２ｂよりも屈折率が高い窒化ホウ素等のフィラーが含有されているとともに、顔料が含有されていないシリコーン系の熱伝導性コンパウンドで構成されている。当該シリコーン系の熱伝導性コンパウンドは、図４に示すように、紫外～青色の波長帯域である３００～５５０ｎｍの波長範囲において、厚さ３５０μｍでの吸光度が０．０５以下となる材料である。
なお、第１の除去部３の長さ（伝搬方向Ａｒに沿う長さ）については、後述する「第１の除去部の長さについて」において説明する。

第２の除去部４は、溝部２１内において、第１の除去部３よりも光ファイバ１１２内を伝搬するレーザ光の伝搬方向Ａｒの後段側に設けられ、当該光ファイバ１１２における被覆材１１２ｃが除去されたクラッド部１１２ｂの外周を覆う。この第２の除去部４は、当該クラッド部１１２ｂよりも屈折率が高いシリコーン系の樹脂で構成されている。
なお、第２の除去部４の長さ（伝搬方向Ａｒに沿う長さ）については、後述する「第２の除去部の長さについて」において説明する。

〔第１の除去部の長さについて〕
次に、第１の除去部３の長さ（伝搬方向Ａｒに沿う長さ）について説明する。
図５及び図６は、第１の除去部３の長さを説明する図である。具体的に、図５は、除去区間[cm]を横軸にとり、単位長さあたりの除去率[%]（本発明に係る単位長さあたりのクラッド伝搬光除去率に相当）を縦軸にとったグラフである。図６は、第２の除去部４における除去パワー[W]を横軸にとり、当該第２の除去部４の温度[℃]を縦軸にとったグラフである。

ここで、図５に示すグラフは、以下に示すようにして作成されたものである。
光ファイバ１１２の入射端からレーザ光を導入させ、当該光ファイバ１１２から出射されるレーザ光について、当該出射されるレーザ光のＮＡ毎に、クラッド伝搬光除去機構１がない場合での当該レーザ光（以下、第１の基準レーザ光と記載）と、当該クラッド伝搬光除去機構１として第１の除去部３のみを設けた場合（第２の除去部４を省略した場合）での当該レーザ光（以下、第１の対象レーザ光と記載）とをそれぞれ測定する。本実施の形態１では、当該ＮＡとして、図５に示すように、「0.22」、「0.18」、「0.14」、「0.1」、及び「0.06」を採用した。そして、当該ＮＡ毎に、第１の基準レーザ光と第１の対象レーザ光とに基づいて、クラッド伝搬光除去機構１として第１の除去部３のみを設けた場合でのレーザ光（クラッド伝搬光）が除去されている割合を示す除去率を算出する。また、当該除去率の算出について、第１の除去部３の長さを種々の長さにおいて行った。本実施の形態１では、当該長さとして、「1cm」、「3cm」、「5cm」、「10cm」、「15cm」、及び「21cm」を採用した。そして、図５において、除去区間「0～1」の単位長さあたりの除去率は、第１の除去部３の長さが「1cm」での上述した除去率を示している。また、除去区間「1～3」の単位長さあたりの除去率は、第１の除去部３の長さが「3cm」での上述した除去率を「1cm」での上述した除去率で差し引いた除去率を当該長さの差分である「2」で除した値である。さらに、除去区間「3～5」の単位長さあたりの除去率は、第１の除去部３の長さが「5cm」での上述した除去率を「3cm」での上述した除去率で差し引いた除去率を当該長さの差分である「2」で除した値である。また、除去区間「5～10」の単位長さあたりの除去率は、第１の除去部３の長さが「10cm」での上述した除去率を「5cm」での上述した除去率で差し引いた除去率を当該長さの差分である「5」で除した値である。さらに、除去区間「10～15」の単位長さあたりの除去率は、第１の除去部３の長さが「15cm」での上述した除去率を「10cm」での上述した除去率で差し引いた除去率を当該長さの差分である「5」で除した値である。また、除去区間「15～21」の単位長さあたりの除去率は、第１の除去部３の長さが「21cm」での上述した除去率を「15cm」での上述した除去率で差し引いた除去率を当該長さの差分である「6」で除した値である。

そして、第１の除去部３の長さは、単位長さあたりの除去率が飽和する飽和領域を除く非飽和領域の長さに設定されている。当該飽和領域とは、第１の除去部３の長さを変化させても、除去率が顕著に変化しない領域である。また、当該非飽和領域とは、第１の除去部３の長さ変化させた場合に、除去率が線形に変化する領域である。
具体的に、当該非飽和領域の長さは、ＮＡ＝０．０６（本発明に係る特定の第１のＮＡに相当）に着目した場合には、以下の長さであることが好ましい。なお、当該０．０６という値は、例えば、光ファイバ１１２のＮＡと比べて十分に低い値の一例である。
すなわち、当該非飽和領域の長さは、ＮＡ＝０．０６における単位長さあたりの除去率が基準値の半分以上となる長さであることが好ましい。ここで、当該基準値は、ＮＡ＝０．０６において、除去区間が「0～1」での単位長さあたりの除去率である「24%」を採用することができる。このため、第１の除去部３の長さは、単位長さあたりの除去率が「12%」以上となる長さであることが好ましい。

また、当該非飽和領域の長さは、ＮＡ＝０．２２（本発明に係る特定の第２のＮＡに相当）に着目した場合には、以下の長さであることが好ましい。なお、当該０．２２という値は、例えば、光ファイバ１１２のＮＡと等しい値の一例である。
すなわち、当該非飽和領域の長さは、ＮＡ＝０．２２における単位長さあたりの除去率が基準値の１／８以上となる長さであることが好ましい。ここで、当該基準値は、ＮＡ＝０．２２において、除去区間が「0～1」での単位長さあたりの除去率である「100%」を採用することができる。このため、第１の除去部３の長さは、単位長さあたりの除去率が「12.5%」以上となる長さであることが好ましい。

ここで、図６に示した除去パワー[W]は、第２の除去部４にて除去される光のパワーを意味する。なお、第２の除去部４での除去率は略１００％であるため、当該除去パワー[W]は、当該第２の除去部４への光の入力パワーでもある。また、図６に示した「266℃」は、第２の除去部４において、燃焼により３％重量が減少する温度（３％重量減少温度）を示している。
そして、第１の除去部３の長さは、第２の除去部４が燃えないように、当該第２の除去部４への光の入力パワーが５９[W]以下となる長さに設定することが好ましい。
本実施の形態１では、第１の除去部３の長さは、以上の条件を満足する「3cm」に設定されている。

〔第２の除去部の長さについて〕
次に、第２の除去部４の長さ（伝搬方向Ａｒに沿う長さ）について説明する。
図７は、第２の除去部４の長さを説明する図である。具体的に、図７は、除去区間[cm]を横軸にとり、単位長さあたりの除去率[%]（本発明に係る単位長さあたりのクラッド伝搬光除去率に相当）を縦軸にとったグラフである。

ここで、図７に示すグラフは、以下に示すようにして作成されたものである。
光ファイバ１１２の入射端からレーザ光を導入させ、当該光ファイバ１１２から出射されるレーザ光について、当該出射されるレーザ光のＮＡ毎に、クラッド伝搬光除去機構１がない場合での当該レーザ光（以下、第２の基準レーザ光と記載）と、当該クラッド伝搬光除去機構１として第２の除去部４のみを設けた場合（第１の除去部３を省略した場合）での当該レーザ光（以下、第２の対象レーザ光と記載）とをそれぞれ測定する。本実施の形態１では、当該ＮＡとして、図７に示すように、「0.22」、「0.18」、「0.14」、「0.1」、及び「0.06」を採用した。そして、当該ＮＡ毎に、第２の基準レーザ光と第２の対象レーザ光とに基づいて、クラッド伝搬光除去機構１として第２の除去部４のみを設けた場合でのレーザ光（クラッド伝搬光）が除去されている割合を示す除去率を算出する。また、当該除去率の算出について、第２の除去部４の長さを種々の長さにおいて行った。本実施の形態１では、当該長さとして、「1cm」、「2cm」、「4cm」、「5cm」、「7cm」、及び「8cm」を採用した。そして、図７において、除去区間「0～1」の単位長さあたりの除去率は、第２の除去部４の長さが「1cm」での上述した除去率を示している。また、除去区間「1～2」の単位長さあたりの除去率は、第２の除去部４の長さが「2cm」での上述した除去率を「1cm」での上述した除去率で差し引いた除去率を当該長さの差分である「1」で除した値である。さらに、除去区間「2～4」の単位長さあたりの除去率は、第２の除去部４の長さが「4cm」での上述した除去率を「2cm」での上述した除去率で差し引いた除去率を当該長さの差分である「2」で除した値である。また、除去区間「4～5」の単位長さあたりの除去率は、第２の除去部４の長さが「5cm」での上述した除去率を「4cm」での上述した除去率で差し引いた除去率を当該長さの差分である「1」で除した値である。さらに、除去区間「5～7」の単位長さあたりの除去率は、第２の除去部４の長さが「7cm」での上述した除去率を「5cm」での上述した除去率で差し引いた除去率を当該長さの差分である「2」で除した値である。また、除去区間「7～8」の単位長さあたりの除去率は、第２の除去部４の長さが「8cm」での上述した除去率を「7cm」での上述した除去率で差し引いた除去率を当該長さの差分である「1」で除した値である。

そして、第２の除去部４の長さは、単位長さあたりの除去率が飽和する飽和領域を除く非飽和領域の長さに設定されている。当該飽和領域とは、第２の除去部４の長さを変化させても、除去率が顕著に変化しない領域である。また、当該非飽和領域とは、第２の除去部４の長さ変化させた場合に、除去率が線形に変化する領域である。
具体的に、当該非飽和領域の長さは、ＮＡ＝０．０６（本発明に係る特定の第１のＮＡに相当）に着目した場合には、以下の長さであることが好ましい。
すなわち、当該非飽和領域の長さは、ＮＡ＝０．０６における単位長さあたりの除去率が基準値の半分以上となる長さであることが好ましい。ここで、当該基準値は、ＮＡ＝０．０６において、除去区間が「0～1」での単位長さあたりの除去率である「50%」を採用することができる。このため、第２の除去部４の長さは、単位長さあたりの除去率が「25%」以上となる長さであることが好ましい。

また、当該非飽和領域の長さは、ＮＡ＝０．２２（本発明に係る特定の第２のＮＡに相当）に着目した場合には、以下の長さであることが好ましい。
すなわち、当該非飽和領域の長さは、ＮＡ＝０．２２における単位長さあたりの除去率が基準値の１／４以上となる長さであることが好ましい。ここで、当該基準値は、ＮＡ＝０．２２において、除去区間が「0～1」での単位長さあたりの除去率である「100%」を採用することができる。このため、第２の除去部４の長さは、単位長さあたりの除去率が「25%」以上となる長さであることが好ましい。
本実施の形態１では、第２の除去部４の長さは、以上の条件を満足する長さのうち最も長い長さに設定されている。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果を奏する。
本実施の形態１に係るクラッド伝搬光除去機構１において、伝搬方向Ａｒの前段側に配置される第１の除去部３は、クラッド部１１２ｂよりも屈折率が低い材料で構成されている。具体的に、当該第１の除去部３は、クラッド部１１２ｂよりも屈折率が低いシリコーン系の樹脂に当該クラッド部１１２ｂよりも屈折率が高い窒化ホウ素等のフィラーが含有されているシリコーン系の熱伝導性コンパウンドで構成されている。また、クラッド伝搬光除去機構１において、伝搬方向Ａｒの後段側に配置される第２の除去部４は、クラッド部１１２ｂよりも屈折率が高い樹脂で構成されている。
このため、伝搬方向Ａｒに沿って伝搬するクラッド伝搬光は、先ず、第１の除去部３のうち、クラッド部１１２ｂに接触するフィラーを介して段階的に緩やかに除去される。そして、第１の除去部３によって除去されなかったクラッド伝搬光は、第２の除去部４によって除去される。
したがって、本実施の形態１に係るクラッド伝搬光除去機構１によれば、クラッド伝搬光による局所的な発熱を抑制しつつ当該クラッド伝搬光を除去することができる。

ところで、第１，第２の除去部３，４の長さを単位長さあたりの除去率が飽和する飽和領域の長さにそれぞれ設定した場合には、当該第１，第２の除去部３，４の長さが不要に長くなっており、小型化を阻害する場合がある。
本実施の形態１に係るクラッド伝搬光除去機構１では、第１，第２の除去部３，４の長さを単位長さあたりの除去率が飽和する飽和領域を除く非飽和領域の長さに設定されている。このため、第１，第２の除去部３，４の長さを所望の除去率でクラッド伝搬光を除去することができる必要最低限の長さとし、小型化を図ることができる。

特に、当該非飽和領域の長さとして、比較的に低いＮＡ＝０．０６における単位長さあたりの除去率が基準値の半分以上となる長さとすることで、クラッド伝搬光における除去し難い低ＮＡ成分も確実に除去することができる。

また、第１の除去部３は、顔料が含有されておらず、３００～５５０ｎｍの波長範囲において、厚さ３５０μｍでの吸光度が０．０５以下となるシリコーン系の熱伝導性コンパウンドで構成されている。このように、第１の除去部３を、厚さ３５０μｍでの吸光度が０．０５以下、より好ましくは０．０２以下となるシリコーン系の熱伝導性コンパウンドで構成することで、当該第１の除去部３における上述した波長範囲の吸光度を下げ、クラッド伝搬光による温度上昇を抑制することができる。

（実施の形態２）
次に、本実施の形態２について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態１と同様の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略または簡略化する。
本実施の形態２では、本発明に係るクラッド伝搬光除去部をダイレクトダイオードレーザ（ＤＤＬ）に搭載している。

図８は、実施の形態２に係るダイレクトダイオードレーザ２００を示す図である。
ダイレクトダイオードレーザ２００は、図８に示すように、複数の半導体レーザモジュール２０１と、複数の光ファイバ２０２と、複数のクラッド伝搬光除去機構１Ａと、光結合器２０３と、デリバリファイバ２０４とを備える。なお、図８において、符号「２０５」は、ダイレクトダイオードレーザ２００の出力端を示している。

複数の半導体レーザモジュール２０１は、それぞれ、例えば青色の波長帯域のレーザ光を出力する。
複数の光ファイバ２０２は、それぞれ、各半導体レーザモジュール２０１から出力されたレーザ光を伝搬し、光結合器２０３に出力する。ここで、光ファイバ２０２は、石英ガラス系材料からなる光ファイバであって、コア部２０２ａと、当該コア部２０２ａの外周に形成されたクラッド部２０２ｂと、当該クラッド部２０２ｂの外周を覆う被覆材２０２ｃとを備える（図９参照）。なお、クラッド部２０２ｂの屈折率は、コア部２０２ａの屈折率よりも低い。

図９は、クラッド伝搬光除去機構１Ａを示す図である。具体的に、図９は、図２に対応した図である。
複数のクラッド伝搬光除去機構１Ａは、複数の光ファイバ２０２毎にそれぞれ設けられている。なお、クラッド伝搬光除去機構１Ａは、図９に示すように、上述した実施の形態１で説明したクラッド伝搬光除去機構１と同様に、放熱板２と、第１，第２の除去部３，４とを備える。
そして、光ファイバ２０２は、図９に示すように、一部の被覆材２０２ｃが除去され、当該被覆材２０２ｃが除去された部分が溝部２１内に位置する状態で、当該溝部２１内に収納される。また、第１，第２の除去部３，４は、溝部２１内において、伝搬方向Ａｒに沿って第１，第２の除去部３，４の順に設けられ、光ファイバ２０２における被覆材２０２ｃが除去されたクラッド部２０２ｂの外周をそれぞれ覆う。なお、第１の除去部３の屈折率は、当該クラッド部２０２ｂの屈折率よりも低い。また、第２の除去部４の屈折率は、当該クラッド部２０２ｂの屈折率よりも高い。

光結合器２０３は、複数の光ファイバ２０２とデリバリファイバ２０４とを光学的に結合する部分である。

以上説明した本実施の形態２の構成を採用した場合であっても、上述した実施の形態１と同様の効果を奏する。

（実施の形態３）
次に、本実施の形態３について説明する。
以下の説明では、上述した実施の形態２と同様の構成に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略または簡略化する。
図１０は、実施の形態３に係るクラッド伝搬光除去機構１Ｂを示す図である。具体的に、図１０は、図９に対応した図である。
本実施の形態３では、図１０に示すように、上述した実施の形態２に対して、光ファイバ２０２の構成が異なる。
具体的に、光ファイバ２０２は、図１０に示すように、光ファイバ２０６の出射端と光ファイバ２０７の入射端とが融着接続によって接続された構成を有する。ここで、当該２つの光ファイバ２０６，２０７は、それぞれ、石英ガラス系材料からなる光ファイバであって、コア部２０６ａ，２０７ａと、当該コア部２０６ａ，２０７ａの外周に形成されたクラッド部２０６ｂ，２０７ｂと、当該クラッド部２０６ｂ，２０７ｂの外周を覆う被覆材２０６ｃ，２０７ｃとを備える。なお、クラッド部２０６ｂ，２０７ｂの屈折率は、それぞれ、コア部２０６ａ，２０７ａの屈折率よりも低い。そして、光ファイバ２０６は、出射端から所定の長さだけ、被覆材２０６ｃが除去されている。同様に、光ファイバ２０７は、入射端から所定の長さだけ、被覆材２０７ｃが除去されている。なお、図１０において、符号「Ｃ１」で指し示す位置は、当該２つの光ファイバ２０６，２０７間の融着点を示している。

また、本実施の形態３に係るクラッド伝搬光除去機構１Ｂは、図１０に示すように、融着点Ｃ１を跨ぐように設けられている。なお、クラッド伝搬光除去機構１Ｂは、上述した実施の形態２で説明したクラッド伝搬光除去機構１Ａと同様に、放熱板２と、第１，第２の除去部３，４とを備える。
そして、光ファイバ２０２は、図１０に示すように、融着点Ｃ１が溝部２１内に位置する状態で、当該溝部２１内に収納される。また、第１，第２の除去部３，４は、溝部２１内において、伝搬方向Ａｒに沿って第１，第２の除去部３，４の順に設けられ、光ファイバ２０２における融着点Ｃ１を含み被覆材２０６ｃ，２０７ｃが除去されたクラッド部２０６ｂ，２０７ｂの外周をそれぞれ覆う。なお、融着点Ｃ１は、第１の除去部３内に位置する。また、第１の除去部３の屈折率は、当該クラッド部２０６ｂ，２０７ｂの屈折率よりも低い。さらに、第２の除去部４の屈折率は、当該クラッド部２０７ｂの屈折率よりも高い。

以上説明した本実施の形態３の構成を採用した場合であっても、上述した実施の形態１，２と同様の効果を奏する。

１，１Ａ，１Ｂ クラッド伝搬光除去機構
２ 放熱板
３ 第１の除去部
４ 第２の除去部
２１ 溝部
１００ 半導体レーザモジュール
１０１ パッケージ
１０２ ＬＤ高さ調整板
１０３－１～１０３－６ サブマウント
１０４－１～１０４－６ 半導体レーザ素子
１０５ リードピン
１０６－１～１０６－６ 第１のレンズ
１０７－１～１０７－６ 第２のレンズ
１０８－１～１０８－６ ミラー
１０９ 第３のレンズ
１１０ 光フィルタ
１１１ 第４のレンズ
１１２ 光ファイバ
１１２ａ コア部
１１２ｂ クラッド部
１１２ｃ 被覆材
１１３ ブーツ
１１４ ルースチューブ
２００ ダイレクトダイオードレーザ
２０１ 半導体レーザモジュール
２０２，２０６，２０７ 光ファイバ
２０２ａ，２０６ａ，２０７ａ コア部
２０２ｂ，２０６ｂ，２０７ｂ クラッド部
２０２ｃ，２０６ｃ，２０７ｃ 被覆材
２０３ 光結合器
２０４ デリバリファイバ
２０５ 出力端
Ａｒ 伝搬方向
Ｃ１ 融着点
ＣＬ１，ＣＬ２ 曲線

Claims (16)

1. 光ファイバのクラッド部の外周に設けられ、前記クラッド部よりも屈折率が低い材料で構成された第１の除去部と、
   前記クラッド部の外周において、前記第１の除去部よりも前記光ファイバ内を伝搬する光の伝搬方向の後段側に設けられ、前記クラッド部よりも屈折率が高い樹脂で構成された第２の除去部とを備えるクラッド伝搬光除去機構。
2. 前記第１の除去部は、
   前記クラッド部よりも屈折率が低い樹脂に前記クラッド部よりも屈折率が高いフィラーが含有された材料で構成されている請求項１に記載のクラッド伝搬光除去機構。
3. 前記第１の除去部の長さは、
   単位長さあたりのクラッド伝搬光除去率が飽和する飽和領域を除く非飽和領域の長さに設定されている請求項１または２に記載のクラッド伝搬光除去機構。
4. 前記非飽和領域の長さは、
   前記第１の除去部を介した後に前記光ファイバから出射される光のＮＡのうち特定の第１のＮＡにおける前記単位長さあたりのクラッド伝搬光除去率が基準値の半分以上となる長さである請求項３に記載のクラッド伝搬光除去機構。
5. 前記特定の第１のＮＡは、
   ０．０６である請求項４に記載のクラッド伝搬光除去機構。
6. 前記非飽和領域の長さは、
   前記第１の除去部を介した後に前記光ファイバから出射される光のＮＡのうち特定の第２のＮＡにおける前記単位長さあたりのクラッド伝搬光除去率が基準値の１／８以上となる長さである請求項３に記載のクラッド伝搬光除去機構。
7. 前記特定の第２のＮＡは、
   ０．２２である請求項６に記載のクラッド伝搬光除去機構。
8. 前記特定の第２のＮＡは、
   前記光ファイバのＮＡと等しい請求項６または７に記載のクラッド伝搬光除去機構。
9. 前記第２の除去部の長さは、
   単位長さあたりのクラッド伝搬光除去率が飽和する飽和領域を除く非飽和領域の長さに設定されている請求項１～８のいずれか１つに記載のクラッド伝搬光除去機構。
10. 前記非飽和領域の長さは、
    前記第２の除去部を介した後に前記光ファイバから出射される光のＮＡのうち特定の第１のＮＡにおける前記単位長さあたりのクラッド伝搬光除去率が基準値の半分以上となる長さである請求項９に記載のクラッド伝搬光除去機構。
11. 前記特定の第１のＮＡは、
    ０．０６である請求項１０に記載のクラッド伝搬光除去機構。
12. 前記非飽和領域の長さは、
    前記第２の除去部を介した後に前記光ファイバから出射される光のＮＡのうち特定の第２のＮＡにおける前記単位長さあたりのクラッド伝搬光除去率が基準値の１／４以上となる長さである請求項７に記載のクラッド伝搬光除去機構。
13. 前記特定の第２のＮＡは、
    ０．２２である請求項１２に記載のクラッド伝搬光除去機構。
14. 前記特定の第２のＮＡは、
    前記光ファイバのＮＡと等しい請求項１２または１３に記載のクラッド伝搬光除去機構。
15. 前記第１の除去部は、
    ３００～５５０ｎｍの波長範囲において、厚さ３５０μｍでの吸光度が０．０５以下となる材料で構成されている請求項１～１４のいずれか一つに記載のクラッド伝搬光除去機構。
16. 前記第１の除去部は、
    顔料が含有されていない材料で構成されている請求項１～１５のいずれか一つに記載のクラッド伝搬光除去機構。

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