JP2022162231A - 導光装置、光ファイバアセンブリ、および光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不要な光を他の部材へ導いて処理することができるより簡素な構成の導光装置、光ファイバアセンブリ、および光学装置を提供する。【解決手段】導光装置１００は、コア２１ａとクラッド２１ｂとを有した芯線２１と芯線の周囲を取り囲む被覆２１ｃとを有し第一方向Ｘに延びた光ファイバ２０の芯線中を伝送される光に対して透明な材料で作られ、光ファイバのうち芯線が露出した露出区間２０ａに沿って延びるベース４１と、ベースに第一方向に間隔をあけて設けられ露出区間において芯線の外周と接する複数の接触面４２ａと、を有した導光部材４０と、接触面のそれぞれが外周を押圧するよう、導光部材を第一方向と交差した第二方向Ｚに押圧する押圧機構と、を備え、芯線から複数の接触面を介してベースに結合した光を導光する。【選択図】図４

Description

本発明は、導光装置、光ファイバアセンブリ、および光学装置に関する。

従来、空間的に多重化されたレーザ光が光ファイバの芯線の端部（入力端）に結合されるレーザ装置において、当該端部と接するように当該端部の前段に緩和部材が設けられるとともに、緩和部材の後段に光処理部が設けられた、レーザ装置が知られている（例えば、特許文献１）。

国際公開第２０１７／１３４９１１号

光学装置において、例えば漏洩光のような光の処理は重要な課題の一つである。よって、例えば不要な光を他の部材へ導いて処理することができるより簡素な構成の導光装置のような、改善された新規な導光装置が得られれば、有益である。

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、改善された新規な導光装置、光ファイバアセンブリ、および光学装置を得ること、である。

本発明の導光装置は、例えば、コアとクラッドとを有した芯線と当該芯線の周囲を取り囲む被覆とを有し第一方向に延びた光ファイバの前記芯線中を伝送される光に対して透明な材料で作られ、前記光ファイバのうち前記芯線が露出した露出区間に沿って延びるベースと、当該ベースに前記第一方向に間隔をあけて設けられ前記露出区間において前記芯線の外周と接する複数の接触面と、を有した導光部材と、前記接触面のそれぞれが前記外周を押圧するよう、前記導光部材を前記第一方向と交差した第二方向に押圧する押圧機構と、を備え、前記芯線から前記複数の接触面を介して前記ベースに結合した光を導光する。

前記導光装置にあっては、前記芯線中を伝送される光の波長がλ、前記クラッドの屈折率がｎ１、前記導光部材の屈折率がｎ２である場合に、前記複数の接触面が前記第一方向に沿って次の式（１）
Ｐ＝λ／｜ｎ１－ｎ２｜ ・・・（１）
で示される周期Ｐで配置されてもよい。

前記導光装置にあっては、前記押圧機構は、前記光ファイバに対して前記導光部材とは反対側で、前記光ファイバを支持する支持部材と、前記支持部材に取り付けられ、前記導光部材を前記支持部材に向けて押圧する押圧部材と、を有してもよい。

前記導光装置にあっては、前記支持部材は、前記複数の接触面と隙間をあけて面した第一面と、前記第一面に設けられ、前記光ファイバの前記第一方向および前記第二方向と交差する第三方向への位置ずれを抑制する位置決め構造と、を有してもよい。

前記導光装置にあっては、前記芯線中を伝送される光の波長は、４００［ｎｍ］以上かつ６００［ｎｍ］以下であってもよい。

前記導光装置にあっては、前記芯線中を伝送される光のパワーは、１００［Ｗ］以上であってもよい。

また、本発明の光ファイバアセンブリは、例えば、前記導光装置と、前記導光装置が前記露出区間と隣接して設けられた前記光ファイバと、を備える。

前記光ファイバアセンブリは、前記芯線の端部に接続され、当該端部とは反対側に空間からの光を受光し面積が前記芯線の断面積よりも大きい受光面を有した緩和部材を備え、前記導光装置が、前記端部に対して前記緩和部材の反対側に位置されてもよい。

また、本発明の光学装置は、例えば、前記光ファイバアセンブリと、前記光ファイバと光学的に接続された光学系と、を備える。

前記光学装置は、前記光ファイバと前記光学系を介して光学的に接続された光源を備えてもよい。

本発明によれば、例えば、改善された新規な導光装置、光ファイバアセンブリ、および光学装置を得ることができる。

図１は、第１実施形態の光ファイバアセンブリの例示的かつ模式的な斜視図である。 図２は、第１実施形態の導光装置の例示的かつ模式的な斜視図である。 図３は、図２のIII－III断面図である。 図４は、図２のIV－IV断面図である。 図５は、変形例の導光装置の図３と同等位置での例示的かつ模式的な断面図である。 図６は、第２実施形態の光学装置の例示的な概略構成図である。 図７は、第３実施形態の光学装置の例示的な概略構成図である。

以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

以下に示される実施形態および変形例は、同様の構成を備えている。よって、各実施形態および変形例の構成によれば、当該同様の構成に基づく同様の作用および効果が得られる。また、以下では、それら同様の構成には同様の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。

各図において、Ｘ方向を矢印Ｘで表し、Ｙ方向を矢印Ｙで表し、Ｚ方向を矢印Ｚで表す。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに交差するとともに直交している。Ｘ方向は、長手方向あるいは延び方向とも称されうる。

また、本明細書において、序数は、部品や、部材、部位等を区別するために便宜上付与されており、優先度や順番を示すものではない。

［第１実施形態］
［光ファイバアセンブリ］
図１は、第１実施形態の光ファイバアセンブリ１０の斜視図である。光ファイバアセンブリ１０は、種々の光学機器において、主に、レーザ光を出力する出力光ファイバとしての光ファイバ２０の、端部の支持に、適用される。光ファイバアセンブリ１０は、端部構造や、支持構造、支持部とも称されうる。

図１に示されるように、光ファイバアセンブリ１０は、光ファイバ２０と、支持ベース１１と、カバー１２と、エンドキャップ１３と、集光レンズ３３ｇと、導光装置１００と、を備えている。

支持ベース１１は、Ｘ方向に延びた直方体状の形状を有しており、Ｘ方向に延びた光ファイバ２０を支持している。支持ベース１１は、ベースや、支持部材、ボディとも称されうる。Ｘ方向は、第一方向の一例である。

支持ベース１１は、Ｚ方向の反対方向の端部に位置された面１１ａと、Ｚ方向の端部に位置された面１１ｂと、を有している。

面１１ａは、Ｚ方向の反対方向を向き、Ｚ方向と交差しかつ直交している。面１１ａは、四角形状の平面であって、Ｘ方向に長い長方形状の平面である。

面１１ｂは、Ｚ方向を向き、Ｚ方向と交差しかつ直交している。面１１ｂは、Ｚ方向にずれた三つの面１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３を有している。面１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３は、いずれもＺ方向を向き、Ｚ方向と交差しかつ直交している。面１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３は、いずれも四角形状の平面である。面１１ｂ２は、面１１ｂ１からＺ方向の反対方向にずれて位置され、面１１ｂ３は、面１１ｂ２からＺ方向の反対方向にずれて位置されている。面１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３は、段差を構成している。面１１ａ、面１１ｂ１、面１１ｂ２、および面１１ｂ３は、平行である。

カバー１２は、Ｚ方向と交差しかつ直交している。カバー１２は、Ｘ方向に長い長方形状かつ板状の形状を有している。

支持ベース１１およびカバー１２は、いずれも、例えば、銅系材料やアルミニウム系の材料のような、熱伝導性の高い材料で作られうる。

支持ベース１１とカバー１２との間には、Ｘ方向に延びる収容室Ｓが設けられ、当該収容室Ｓ内に、導光部材４０が収容されている。収容室Ｓは、支持ベース１１の面１１ｂ１と、カバー１２の面１２ａに設けられた凹部１２ｂと、によって形成された略角筒状の空間である。光ファイバ２０は、導光部材４０と支持ベース１１との間でＸ方向に延びている。導光部材４０の構成については、後述する。

光ファイバ２０は、コアおよび当該コアを取り囲むクラッドを含む芯線２１と、当該芯線２１を取り囲む被覆２２と、を有している。芯線２１は、例えば、石英系ガラス材料で作られうる。また、被覆２２は、例えば、合成樹脂材料で作られうる。

光ファイバ２０の被覆２２は、導光部材４０に沿う区間の全部または大半において、除去されている。

カバー１２は、例えば、支持ベース１１に取り付けられるねじのような固定具１６によって、当該支持ベース１１と固定されている。なお、支持ベース１１とカバー１２とは、固定具１６による結合とは異なる結合方式によって一体化されてもよい。

エンドキャップ１３は、例えば、光ファイバ２０のコアと同程度の屈折率を有する材料で作られうる。一例として、エンドキャップ１３は、光ファイバ２０のコアと同じ石英系ガラス材料で作られうる。

エンドキャップ１３は、剥離端部２０ａの先端、すなわち芯線２１のＸ方向の先端に対して、Ｘ方向に隣接し、当該先端と融着接続されている。エンドキャップ１３のＸ方向の端面１３ａ１の面積は、芯線２１の断面積よりも広い。このような構成において、集光レンズ３３ｇからの光は、端面１３ａ１からエンドキャップ１３内に入射し、当該エンドキャップ１３を介して、剥離端部２０ａの先端に光学的に結合される。

仮に、エンドキャップ１３が設けられていない構成において、剥離端部２０ａの先端に向けて集光レンズ３３ｇ等によって集光された光が到来すると、界面となる先端においてビーム径が小さくなるのに伴ってパワー密度が過度に大きくなり、これにより過度な温度上昇が生じ、ひいては当該先端が損傷してしまう虞がある。そこで、本実施形態では、剥離端部２０ａの先端にエンドキャップ１３を接続することにより、界面の拡大を図っている。このような構成によれば、光は、当該先端よりも広いエンドキャップ１３の端面１３ａ１に、ビーム径がより大きくパワー密度がより小さい状態で到達するため、界面となる端面１３ａ１ならびに導光部材の途中となる剥離端部２０ａの先端の双方において、過度な温度上昇ひいては損傷を、抑制することができる。エンドキャップ１３は、緩和部材とも称され、端面１３ａ１は、受光面とも称されうる。

エンドキャップ１３は、面１１ｂ上に載置された状態で、支持ベース１１に取り付けられている。エンドキャップ１３は、例えば、接着によって支持ベース１１に固定されてもよいし、支持ベース１１とキャップカバー（不図示）との間に挟まれた状態で当該支持ベース１１およびキャップカバーに固定あるいは支持されてもよい。

光ファイバ２０およびエンドキャップ１３は、支持ベース１１に設けられた凹凸構造によって支持あるいは位置決めされている。本実施形態では、一例として、光ファイバ２０およびエンドキャップ１３は、それぞれ、支持ベース１１の面１１ｂ１または面１１ｂ２に設けられた凹部１１ｃに収容されることにより、当該支持ベース１１に支持されるとともに位置決めされている。凹部１１ｃは、面１１ｂ１または面１１ｂ２からＺ方向の反対方向に凹み、Ｘ方向に延びている。凹部１１ｃのＸ方向と交差する断面の形状は、例えば、Ｖ字状やＵ字状である。なお、凹凸構造は、このような構成には限定されず、例えば、それぞれＸ方向に延びて互いにＹ方向に一定間隔で離間した二本の凸条のような構造であってもよい。

また、導光部材４０は、カバー１２に設けられた凹部１２ｂ、すなわち収容室Ｓによって位置決めされている。

図２は、導光装置１００の斜視図である。図２に示されるように、導光装置１００は、導光部材４０を有している。導光部材４０は、光ファイバ２０の剥離端部２０ａを覆い、当該剥離端部２０ａと接している。なお、導光部材４０によって覆われる区間の一部において、芯線２１は被覆２２で覆われていてもよい。

導光部材４０は、ベース４１を有している。ベース４１は、Ｚ方向と交差するとともに直交している。ベース４１は、Ｘ方向に延びている。すなわち、ベース４１は、剥離端部２０ａに沿って延びている。ベース４１は、Ｙ方向にも延びている。

ベース４１は、Ｚ方向の反対方向の端部に位置された面４１ａを有している。面４１ａには、Ｙ方向に延びた凸条４２とＹ方向に延びた凹溝４３とがＸ方向に交互に設けられている。なお、凸条４２は、凸部とも称され、凹溝４３は、凹部とも称されうる。

導光部材４０は、光ファイバ２０の芯線２１中を伝送される光に対して透明な材料で作られる。導光部材４０は、例えば、石英系ガラス材料で作られうる。導光部材４０は、屈折率が光ファイバ２０のクラッドの屈折率よりも低い材料で作られる。また、上述したような、ベース４１と、凸条４２とを有し、凹溝４３が設けられた導光部材４０は、例えば、エッチング等の微細加工技術を用い、ガラス基板表面に凹溝４３を形成することにより、製作することができる。

図３は、図２のIII－III断面図である。図３に示されるように、支持ベース１１の面１１ｂ１には、Ｚ方向の反対方向に凹みＸ方向に延びた凹部１１ｃが設けられている。凹部１１ｃは、一例として、断面Ｖ字状の凹溝である。

凹部１１ｃには、剥離端部２０ａが収容されている。凹部１１ｃの側面、すなわち支持ベース１１は、剥離端部２０ａに対して導光部材４０とは反対側で、当該剥離端部２０ａをＺ方向に支持している。また、凹部１１ｃの側面は、当該凹部１１ｃに収容された剥離端部２０ａのＹ方向への位置ずれを抑制している、言い換えると、Ｙ方向に位置決めしている。面１１ｂ１は、第一面の一例であり、凹部１１ｃ（の側面）は、位置決め構造の一例である。また、Ｙ方向は、第三方向の一例である。なお、位置決め構造は、このような構造には限定されず、例えば突起や凸条のような、他の構造であってもよい。

また、剥離端部２０ａは、凹部１１ｃ内に部分的に収容されている。言い換えると、剥離端部２０ａの一部は、面１１ｂ１よりもＺ方向に突出している。なお、剥離端部２０ａでは、被覆２２が除去されることにより、コア２１ａとクラッド２１ｂとを有した芯線２１の外周面２１ｃが露出している。剥離端部２０ａは露出区間の一例であり、外周面２１ｃは、外周の一例である。

ここで、導光部材４０は、支持ベース１１に対してＺ方向に離間している。すなわち、導光部材４０の凸条４２の頂面４２ａと支持ベース１１の面１１ｂ１とは、Ｚ方向に離間している。また、導光部材４０は、剥離端部２０ａに対してＺ方向に隣接している。すなわち、頂面４２ａは、外周面２１ｃと接している。そして、剥離端部２０ａは、凸条４２には接しているが、凹溝４３には接していない。このような構成において、剥離端部２０ａは、頂面４２ａと、凹部１１ｃの側面との間に挟まれている。

図４は、図２のIV－IV断面図である。図４に示されるように、剥離端部２０ａにおいて、芯線２１の外周面２１ｃは、凸条４２の頂面４２ａと接している。頂面４２ａは、Ｚ方向と交差するとともに直交した平面である。すなわち頂面４２ａは、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。

固定具１６（図１参照）によるカバー１２の支持ベース１１に対するＺ方向の反対方向への押圧によって、カバー１２は導光部材４０をＺ方向の反対方向に押圧する。これにより、複数の頂面４２ａが、外周面２１ｃと接触した状態が維持される。固定具１６の設置位置や締め付けトルクは、複数の頂面４２ａと外周面２１ｃとの所要の接触状態が得られるよう、適宜に設定される。頂面４２ａは、接触面の一例である。支持ベース１１は、支持部材の一例である。固定具１６およびカバー１２は、押圧部材の一例である。支持ベース１１、固定具１６、およびカバー１２は、押圧機構の一例である。また、Ｚ方向の反対方向は、第二方向の一例である。

複数の頂面４２ａは、Ｘ方向に沿った一定の幅を有するとともに、Ｘ方向に空間的な一定の周期Ｐで配置されている。ここで、周期Ｐは、以下の式（１）を満たすように設定されている。
Ｐ＝λ／｜ｎ１－ｎ２｜ ・・・（１）
ここに、λは、芯線２１を伝送される光の波長、ｎ１は、クラッド２１ｂの屈折率、ｎ２は、導光部材４０の屈折率である。式（１）は、位相整合条件や波数整合条件と呼ばれる。

このような構成によれば、芯線２１中を伝送される光のうち、クラッド２１ｂ内で伝送される波長λの光を、外周面２１ｃと周期Ｐで接触した複数の頂面４２ａによって構成される回折格子構造によって、導光部材４０内にエネルギを漏洩する放射モードに光学的に結合することができる。なお、回折格子の周期Ｐが式（１）の位相整合条件を満たしている場合には、クラッド伝搬光から放射モードへの変換が効率的に行われる。クラッド２１ｂから導光部材４０に漏洩した光は速やかに導光部材４０内に拡散され、エネルギ密度が低下した状態で不図示の光処理機構へ向けて導光される。光処理機構は、導光部材４０からの光を散乱したり光エネルギを熱エネルギに変換したりすることによって、当該光を処理することができる。光処理機構と導光部材４０とを光学部材を介して光学的に接続することにより、光処理機構のレイアウトの自由度を高めることができる。なお、導光部材４０で導光された光をカバー１２に結合し、当該カバー１２が当該光を吸収し放熱してもよい。この場合、カバー１２は光処理機構の一例である。

以上、説明したように、本実施形態では、導光装置１００は、ベース４１と、Ｘ方向（第一方向）に間隔をあけて設けられ芯線２１の外周面２１ｃ（外周）と接する複数の頂面４２ａ（接触面）と、を有した導光部材４０と、頂面４２ａのそれぞれが外周面２１ｃを押圧するよう、導光部材４０をＺ方向の反対方向（第二方向）に押圧する固定具１６（押圧機構）と、を備えている。導光装置１００は、芯線２１から複数の頂面４２ａを介してベース４１に結合した光を導光する。

このような構成によれば、例えば、芯線２１から不要な光を導光する導光装置１００を、芯線２１と他の部材との間の接着材等を有しない比較的簡素な構成によって実現することができる。導光装置１００が接着材を有する場合、当該接着材の信頼性の確保が必要となるが、本実施形態によっては、接着材の信頼性の確保は不要となる。また、クラッド伝搬光を除去するために芯線２１の周囲に有機接着剤や放熱樹脂を塗布する構造においては、クラッド伝搬光のパワーが強い場合に有機接着剤や放熱樹脂が燃焼する虞がある。本実施形態では燃焼しやすい有機物の使用を回避することができ、かつ導光部材４０中に光を拡散させエネルギ密度を下げた状態で光の処理を行うことができるため、クラッド伝搬光のパワーが比較的大きい場合にも適用することができる。

また、本実施形態のように、芯線２１中を伝送される光の波長がλ、クラッド２１ｂの屈折率がｎ１、導光部材４０の屈折率がｎ２である場合に、複数の頂面４２ａは、Ｘ方向に沿って次の式（１）
Ｐ＝λ／｜ｎ１－ｎ２｜ ・・・（１）
で示される空間的な周期Ｐで配置されてもよい。

このような構成によれば、例えば、波長λの光を、クラッド２１ｂから、外周面２１ｃと周期Ｐで接触した複数の頂面４２ａによって構成される回折格子構造を介して、導光部材４０に光学的に結合することができる。また、屈折率ｎ１，ｎ２および周期Ｐの適宜な設定により、所期の波長λの光を導光部材４０に結合することができる。また、凹溝４３の深さや、凸条４２と凹溝４３の面積比を変化させることにより、導光部材４０に漏洩するクラッド伝搬光の量を調整することができる。これにより、導光部材４０の過度な発熱を防ぐことができる。

また、本実施形態では、導光装置１００は、導光部材４０に結合される光の波長が、４００［ｎｍ］以上かつ６００［ｎｍ］以下となるよう、構成されてもよい。

波長が４００［ｎｍ］以上かつ６００［ｎｍ］以下の光は、銅のような金属材料に対する吸収率が他の波長帯の光に比べて高い。このため、例えば、当該光が所定の光路から外れて吸収率の高い金属材料で構成された周辺部品に照射されると、当該周辺部品が不本意に加熱される虞がある。この点、導光部材４０に４００［ｎｍ］以上かつ６００［ｎｍ］以下の波長の光が結合されるよう、導光装置１００が構成された場合にあっては、所定の光路から外れた当該波長の光の照射による周辺部品の不本意な加熱を、抑制することができる。

また、本実施形態では、光ファイバ２０により伝送される光のパワーは、１００［Ｗ］以上であってもよい。

このような構成によれば、例えば、所定の光路から外れた比較的パワーの大きい光の照射による周辺部品の不本意な加熱を、抑制することができる。

また、本実施形態のように、導光装置１００は、芯線２１の端部に対してエンドキャップ１３（緩和部材）の反対側に位置されてもよい。

このような構成によれば、例えば、エンドキャップ１３を介してクラッド２１ｂに入力された不要な光を、当該クラッド２１ｂから導光部材４０に結合することができる。

［導光部材の変形例］
図５は、本変形例の導光装置１００Ａの図３と同等位置における断面図である。本変形例の導光装置１００Ａは、導光装置１００に替えて、光ファイバアセンブリ１０に組み込むことができる。

図５に示されるように、本変形例では、導光部材４０Ａの面４１ａは、支持ベース１１の面１１ｂ１に対してＺ方向に離間した平面である。面４１ａには、剥離端部２０ａに沿って、Ｚ方向に凹むとともにＸ方向に延びた半円筒状の凹溝４１ｂが設けられている。凹溝４１ｂの内周面において、円弧状の凸条４２と凹溝４３とが設けられている。凸条４２と凹溝４３とはＸ方向に交互に設けられ、複数の凸条４２は、空間的な一定の周期Ｐで配置されている。すなわち、本変形例でも、複数の凸条４２の頂面４２ａ（接触面）は、剥離端部２０ａにおける芯線２１の外周面２１ｃと、Ｘ方向に沿った空間的な一定の周期Ｐで、接している。

このような構成によっても、上記第１実施形態と同様に、芯線２１中を伝送される光のうち、クラッド２１ｂ内で伝送される波長λの光を、外周面２１ｃと接触した頂面４２ａから導光部材４０Ａに結合することができる。

また、本変形例によれば、頂面４２ａと外周面２１ｃとの接触面積をより大きくすることができるため、例えば、光をクラッド２１ｂから導光部材４０Ａへより効率よく結合することができる。

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態の発光装置３０Ａの概略構成図であって、カバーを取り外した状態で発光装置３０Ａの内部をＺ方向の反対方向に見た平面図である。発光装置３０Ａは、光学装置の一例であって、半導体レーザモジュールとも称されうる。

図６に示されるように、発光装置３０Ａは、ベース３１と、当該ベース３１と固定された光ファイバ２０と、複数の発光ユニット３２と、複数の発光ユニット３２からの光を合成する光合成部３３と、を有している。

光ファイバ２０は、出力光ファイバであって、第１実施形態の光ファイバアセンブリ１０を介して、ベース３１と固定されている。

光ファイバアセンブリ１０は、ベース３１の一部として当該ベース３１と一体的に構成されてもよいし、ベース３１とは別部材として構成された光ファイバアセンブリ１０が、例えばねじのような固定具を介してベース３１に取り付けられてもよい。

ベース３１は、例えば、銅系材料やアルミニウム系材料のような、熱伝導性の高い材料で作られる。ベース３１は、カバー（不図示）で覆われている。光ファイバ２０、発光ユニット３２、光合成部３３、および光ファイバアセンブリ１０は、ベース３１とカバーとの間に形成された収容室内に収容され、封止されている。

ベース３１には、Ｘ方向に複数の発光ユニット３２が所定間隔（例えば一定間隔）で並ぶアレイＡ１，Ａ２のそれぞれについて、Ｘ方向に向かうにつれて、発光ユニット３２の位置がＺ方向にずれるよう、段差面（不図示）が設けられている。段差面は、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。発光ユニット３２は、それぞれ、段差面上に載置されている。Ｘ１方向は、第一方向の一例である。また、段差面は、載置面とも称されうる。また、このような構成により、発光ユニット３２、コリメートレンズ３３ｂ、およびミラー３３ｃが設けられる部位において、ベース３１のＺ方向の厚さは、Ｘ方向に向かうにつれて厚くなっている。

発光ユニット３２は、一例として、チップオンサブマウントである。発光ユニット３２は、それぞれ、サブマウント３２ａと、当該サブマウント３２ａ上に実装された発光素子３２ｂと、を有している。発光素子３２ｂは、例えば、半導体レーザチップである。複数の発光素子３２ｂは、例えば、同じ波長（単一の波長）の光を出力する。発光素子３２ｂ（発光ユニット３２）は、光源の一例である。

複数の発光素子３２ｂから出力された光は、光合成部３３によって合成される。光合成部３３は、コリメートレンズ３３ａ，３３ｂ、ミラー３３ｃ，３３ｄ、コンバイナ３３ｅ、集光レンズ３３ｆ，３３ｇ等の光学部品を有している。光合成部３３に含まれる光学部品は、複数の発光素子３２ｂ（発光ユニット３２）と光ファイバ２０とを光学的に接続する光学系の一例である。

コリメートレンズ３３ａは、光をＺ方向（速軸方向）にコリメートし、コリメートレンズ３３ｂは、光をＸ２方向（遅軸方向）にコリメートする。コリメートレンズ３３ａは、例えば、サブマウント３２ａに取り付けられ、発光ユニット３２と一体化されている。コリメートレンズ３３ｂは、対応する発光ユニット３２が実装されている段差面上に載置されている。

ミラー３３ｃは、コリメートレンズ３３ｂからの光をコンバイナ３３ｅに向かわせる。ミラー３３ｃは、対応する発光ユニット３２およびコリメートレンズ３３ｂが実装されている段差面上に載置されている。すなわち、発光ユニット３２、当該発光ユニット３２が有する発光素子３２ｂからの光が通るコリメートレンズ３３ｂ、および当該コリメートレンズ３３ｂからの光を反射するミラー３３ｃは、同一の段差面上に実装されている。すなわち、アレイＡ１，Ａ２毎に、Ｙ方向に並ぶ発光ユニット３２、コリメートレンズ３３ｂ、およびミラー３３ｃは、同一の段差面上に実装されている。なお、段差面のＺ方向の位置およびミラー３３ｃのＺ方向のサイズは、他のミラー３３ｃからの光と干渉しないように設定されている。また、以下では、段差面上に実装されている発光ユニット３２、コリメートレンズ３３ｂ、およびミラー３３ｃは、単に実装部品と称することがある。また、発光ユニット３２、コリメートレンズ３３ｂ、およびミラー３３ｃは、同一の段差面（平面）上に実装されなくてもよい。

コンバイナ３３ｅは、二つのアレイＡ１，Ａ２からの光を合成して集光レンズ３３ｆに向けて出力する。アレイＡ１からの光は、ミラー３３ｄおよび１／２波長板３３ｅ１を介してコンバイナ３３ｅに入力され、アレイＡ２からの光は、コンバイナ３３ｅに直接入力される。１／２波長板３３ｅ１は、アレイＡ１からの光の偏波面を回転させる。コンバイナ３３ｅは、偏波合成素子とも称されうる。

集光レンズ３３ｆは、光をＺ方向（速軸方向）に集光する。集光レンズ３３ｇは、集光レンズ３３ｆからの光をＹ方向（遅軸方向）に集光し、光ファイバ２０の端部に光学的に結合する。なお、集光レンズ３３ｇは、光ファイバアセンブリ１０に設けられてもよいし、ベース３１上に設けられてもよい。また、集光レンズ３３ｆは、光ファイバアセンブリ１０上に設けられてもよい。

上記第１実施形態および変形例の効果は、本実施形態の発光装置３０Ａにおいても得られる。

［第３実施形態］
図７は、第３実施形態の発光装置３０Ｂの平面図である。発光装置３０Ｂは、光学装置の一例であって、半導体レーザモジュールとも称されうる。本実施形態では、段差面３１ｃが、Ｘ方向およびＹ方向に延びるとともに、Ｚ方向にずれており、階段状に形成されている。ミラー３３ｃからの光は、集光レンズ３３ｆ、ローパスフィルタ３３ｈ、および集光レンズ３３ｇを経由して、光ファイバアセンブリ１０に支持された光ファイバ２０の芯線２１の先端に結合される。本実施形態でも、ベース３１のＺ方向の厚さは、Ｘ方向に向かうにつれて、厚くなっている。上記第１実施形態および変形例の効果は、本実施形態の発光装置３０Ｂにおいても得られる。

以上、本発明の実施形態および変形例が例示されたが、上記実施形態および変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

例えば、露出区間は、光ファイバの長手方向の端部には限定されず、当該端部から離れた長手方向の中間部分に位置されてもよい。

また、光ファイバアセンブリは、半導体レーザモジュールとは異なる光学装置に適用可能である。また、光ファイバアセンブリを備える光学装置は、光源を有しなくてもよい。

１０…光ファイバアセンブリ
１１…支持ベース（支持部材、押圧機構）
１１ａ…面
１１ｂ，１１ｂ２，１１ｂ３…面
１１ｂ１…面（第一面）
１１ｃ…凹部（位置決め構造）
１２…カバー（押圧部材、押圧機構）
１２ａ…面
１２ｂ…凹部
１３…エンドキャップ（緩和部材）
１３ａ１…端面
１６…固定具（押圧部材、押圧機構）
２０…光ファイバ
２０ａ…剥離端部（露出区間）
２１…芯線
２１ａ…コア
２１ｂ…クラッド
２１ｃ…外周面（外周）
２２…被覆
３０Ａ，３０Ｂ…発光装置（光学装置）
３１…ベース
３１ｃ…段差面
３２…発光ユニット（光源）
３２ａ…サブマウント
３２ｂ…発光素子（光源）
３３…光合成部
３３ａ…コリメートレンズ
３３ｂ…コリメートレンズ
３３ｃ…ミラー
３３ｄ…ミラー
３３ｅ…コンバイナ
３３ｅ１…１／２波長板
３３ｆ…集光レンズ
３３ｇ…集光レンズ
３３ｈ…ローパスフィルタ
４０，４０Ａ…導光部材
４１…ベース
４１ａ…面
４１ｂ…凹溝
４２…凸条
４２ａ…頂面（接触面）
４３…凹溝
１００，１００Ａ…導光装置
Ａ１，Ａ２…アレイ
Ｐ…周期
ｎ１，ｎ２…屈折率
Ｓ…収容室
Ｘ…方向（第一方向）
Ｙ…方向（第三方向）
Ｚ…方向（第二方向の反対方向）
λ…波長

Claims (10)

1. コアとクラッドとを有した芯線と当該芯線の周囲を取り囲む被覆とを有し第一方向に延びた光ファイバの前記芯線中を伝送される光に対して透明な材料で作られ、前記光ファイバのうち前記芯線が露出した露出区間に沿って延びるベースと、当該ベースに前記第一方向に間隔をあけて設けられ前記露出区間において前記芯線の外周と接する複数の接触面と、を有した導光部材と、
   前記接触面のそれぞれが前記外周を押圧するよう、前記導光部材を前記第一方向と交差した第二方向に押圧する押圧機構と、
   を備え、前記芯線から前記複数の接触面を介して前記ベースに結合した光を導光する導光装置。
2. 前記芯線中を伝送される光の波長がλ、前記クラッドの屈折率がｎ１、前記導光部材の屈折率がｎ２である場合に、前記複数の接触面が前記第一方向に沿って次の式（１）
   Ｐ＝λ／｜ｎ１－ｎ２｜ ・・・（１）
   で示される周期Ｐで配置された、請求項１に記載の導光装置。
3. 前記押圧機構は、
   前記光ファイバに対して前記導光部材とは反対側で、前記光ファイバを支持する支持部材と、
   前記支持部材に取り付けられ、前記導光部材を前記支持部材に向けて押圧する押圧部材と、
   を有した、請求項１または２に記載の導光装置。
4. 前記支持部材は、
   前記複数の接触面と隙間をあけて面した第一面と、
   前記第一面に設けられ、前記光ファイバの前記第一方向および前記第二方向と交差する第三方向への位置ずれを抑制する位置決め構造と、
   を有した、請求項３に記載の導光装置。
5. 前記芯線中を伝送される光の波長は、４００［ｎｍ］以上かつ６００［ｎｍ］以下である、請求項１～４のうちいずれか一つに記載の導光装置。
6. 前記芯線中を伝送される光のパワーは、１００［Ｗ］以上である、請求項１～５のうちいずれか一つに記載の導光装置。
7. 請求項１～６のうちいずれか一つに記載の導光装置と、
   前記導光装置が前記露出区間と隣接して設けられた前記光ファイバと、
   を備えた、光ファイバアセンブリ。
8. 前記芯線の端部に接続され、当該端部とは反対側に空間からの光を受光し面積が前記芯線の断面積よりも大きい受光面を有した緩和部材を備え、
   前記導光装置が、前記端部に対して前記緩和部材の反対側に位置された、請求項７に記載の光ファイバアセンブリ。
9. 請求項７または８に記載の光ファイバアセンブリと、
   前記光ファイバと光学的に接続された光学系と、
   を備えた、光学装置。
10. 前記光ファイバと前記光学系を介して光学的に接続された光源を備えた、請求項９に記載の光学装置。

Images