JP2023112789A - 光学装置および光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、迷光による悪影響を抑制することが可能な、より改善された新規な構成を備えた光学装置および光源装置を得る。【解決手段】光学装置は、例えば、ベースと、ベース上に設けられ、レーザ光を出力する発光素子と、ベース上に設けられ、発光素子から出力されたレーザ光を光ファイバに伝送し当該光ファイバに結合する複数の光学部品と、光学部品としての第一光学部品と、第一光学部品を経由したレーザ光が経由する光学部品としての第二光学部品と、第一光学部品からのレーザ光の迷光が第二光学部品に向かうのを遮る遮蔽部と、を備える。また、光学装置では、第二光学部品は、ベースに接着剤を介して固定され、遮蔽部は、迷光が接着剤に向かうのを遮ってもよい。【選択図】図４

Description

本発明は、光学装置および光源装置に関する。

従来、所定の光路から外れた光である迷光（漏洩光）を処理する処理部を備えた光学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

特許文献１の光学装置のように、この種の光学装置にあっては、迷光による悪影響を抑制することは重要である。

そこで、本発明の課題の一つは、迷光による悪影響を抑制することが可能な、より改善された新規な構成を備えた光学装置および光源装置を得ること、である。

本発明の光学装置は、例えば、ベースと、前記ベース上に設けられ、レーザ光を出力する発光素子と、前記ベース上に設けられ、前記発光素子から出力されたレーザ光を光ファイバに伝送し当該光ファイバに結合する複数の光学部品と、前記光学部品としての第一光学部品と、前記第一光学部品を経由したレーザ光が経由する前記光学部品としての第二光学部品と、前記第一光学部品からのレーザ光の迷光が前記第二光学部品に向かうのを遮る遮蔽部と、を備える。

前記光学装置では、前記第二光学部品は、前記ベースに接着剤を介して固定され、前記遮蔽部は、前記迷光が前記接着剤に向かうのを遮ってもよい。

前記光学装置では、前記第一光学部品から前記第二光学部品へ向かう迷光ではない本来のレーザ光の光軸は、第一方向に沿い、前記第二光学部品は、前記ベースの前記第一方向に略沿う第一面に接着剤を介して固定されてもよい。

前記光学装置では、前記発光素子は、５５０［ｎｍ］以下の波長のレーザ光を出力してもよい。

前記光学装置では、前記発光素子は、４００［ｎｍ］以上かつ５００［ｎｍ］以下の波長のレーザ光を出力してもよい。

前記光学装置では、前記第一光学部品は第一コリメートレンズであってもよい。

前記光学装置では、前記第一コリメートレンズはレーザ光を速軸方向にコリメートしてもよい。

前記光学装置では、前記第二光学部品は第二コリメートレンズであってもよい。

前記光学装置では、前記第二コリメートレンズはレーザ光を遅軸方向にコリメートしてもよい。

前記光学装置では、前記第二光学部品は前記第二コリメートレンズを経由したレーザ光を反射するミラーであってもよい。

前記光学装置は、前記遮蔽部として、前記ベース上に突出した突起を備えてもよい。

前記光学装置では、前記突起は、前記迷光を前記ベースまたは前記光学部品から逸れる方向に反射する反射面を有してもよい。

前記光学装置では、前記第二光学部品は、前記ベースに設けられた凹部の底部上に設けられ、前記光学装置は、前記遮蔽部として、前記底部より前記第一光学部品の近くに位置し前記底部より高い段差を備えてもよい。

前記光学装置は、前記第二光学部品として、複数の第二光学部品を備え、前記遮蔽部として、前記第二光学部品のそれぞれに対応して設けられた遮蔽部を備えてもよい。

前記光学装置は、前記第二光学部品として、複数の第二光学部品を備え、前記遮蔽部として、前記複数の第二光学部品に対応して設けられた遮蔽部を備えてもよい。

本発明の光源装置は、例えば、上記光学装置を備える。

本発明によれば、例えば、迷光による悪影響を抑制することが可能な、より改善された新規な構成を備えた光学装置および光源装置を得ることができる。

図１は、第１実施形態の光学装置の例示的かつ模式的な平面図である。 図２は、第１実施形態の光学装置に含まれるベースの例示的かつ模式的な斜視図である。 図３は、第１実施形態の光学装置に含まれるサブユニットの例示的かつ模式的な側面図である。 図４は、第１実施形態の光学装置の遮蔽部を含む一部の例示的かつ模式的な側面図である。 図５は、第２実施形態の光学装置の遮蔽部を含む一部の例示的かつ模式的な側面図である。 図６は、第３実施形態の光学装置の遮蔽部を含む一部の例示的かつ模式的な側面図である。 図７は、第４実施形態の光学装置の遮蔽部を含む一部の例示的かつ模式的な側面図である。 図８は、第５実施形態の光学装置の例示的かつ模式的な平面図である。 図９は、第５実施形態の光学装置の遮蔽部を含む一部の例示的かつ模式的な側面図である。 図１０は、第６実施形態の光学装置の例示的かつ模式的な平面図である。 図１１は、第７実施形態の光源装置の例示的な構成図である。

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。

以下に示される複数の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。

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

また、各図において、Ｘ１方向を矢印Ｘ１で表し、Ｘ２方向を矢印Ｘ２で表し、Ｙ方向を矢印Ｙで表し、Ｚ方向を矢印Ｚで表す。Ｘ１方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに交差するとともに互いに直交している。また、Ｘ１方向とＸ２方向とは互いに逆方向である。

なお、図１，３，８，１０において、レーザ光Ｌの光路は、実線の矢印で示されている。

［第１実施形態］
［全体構成］
図１は、第１実施形態の光学装置１００Ａ（１００）の概略構成図であって、光学装置１００Ａの内部をＺ方向の反対方向に見た平面図である。

図１に示されるように、光学装置１００Ａは、ベース１０１と、複数のサブユニット１００ａと、光合成部１０８と、集光レンズ１０４，１０５と、光ファイバ１０７と、を備えている。各サブユニット１００ａの発光モジュール１０Ａから出力されたレーザ光は、各サブユニット１００ａのミラー１０３、光合成部１０８、および集光レンズ１０４，１０５を経由して光ファイバ１０７の端部（不図示）に伝送され、光ファイバ１０７と光学的に結合される。光学装置１００Ａは、発光装置とも称されうる。

ベース１０１は、例えば、銅系材料やアルミニウム系材料のような、熱伝導率が高い材料で作られる。ベース１０１は、一つの部品で構成されてもよいし、複数の部品で構成されてもよい。また、ベース１０１は、カバー（不図示）で覆われている。複数のサブユニット１００ａ、複数のミラー１０３、光合成部１０８、集光レンズ１０４，１０５、および光ファイバ１０７の端部は、いずれもベース１０１上に設けられ、ベース１０１とカバーとの間に形成された収容室（不図示）内に収容されている。収容室は、気密封止されている。

光ファイバ１０７は、出力光ファイバであって、その端部を支持するファイバ支持部１０６ａを介して、ベース１０１と固定されている。

ファイバ支持部１０６ａは、ベース１０１の一部として当該ベース１０１と一体的に構成されてもよいし、ベース１０１とは別部材として構成されたファイバ支持部１０６ａが、例えばねじのような固定具を介してベース１０１に取り付けられてもよい。

サブユニット１００ａは、それぞれ、レーザ光を出力する発光モジュール１０Ａと、複数のレンズ４１Ａ～４３Ａと、ミラー１０３と、を有している。レンズ４１Ａ～４３Ａおよびミラー１０３は、光学部品の一例である。レンズ４２Ａ，４３Ａは、速軸および遅軸において、レーザ光をコリメートする。

また、光学装置１００Ａは、複数のサブユニット１００ａがＹ方向に所定間隔で並ぶ二つのアレイＡ１，Ａ２を備えている。アレイＡ１のサブユニット１００ａ１（１００ａ）においては、発光モジュール１０Ａは、レーザ光をＸ１方向に出力し、レンズ４１Ａ～４３Ａは、当該発光モジュール１０Ａからのレーザ光をＸ１方向に伝送し、ミラー１０３は、Ｘ１方向へ進むレーザ光をＹ方向へ反射する。アレイＡ２のサブユニット１００ａ１（１００ａ）においては、発光モジュール１０Ａは、レーザ光をＸ２方向に出力し、レンズ４１Ａ～４３Ａは、当該発光モジュール１０Ａからのレーザ光をＸ２方向に伝送し、ミラー１０３は、Ｘ２方向へ進むレーザ光をＹ方向へ反射する。サブユニット１００ａ１は、第一サブユニットの一例であり、サブユニット１００ａ２は、第二サブユニットの一例である。また、Ｘ１方向およびＸ２方向は、第一方向の一例である。

本実施形態では、アレイＡ１のサブユニット１００ａ１とアレイＡ２のサブユニット１００ａ２とが、Ｘ１方向（Ｘ２方向）に並んでいる。サブユニット１００ａ１とサブユニット１００ａ２とがＸ１方向に並んだ場合、例えば、光学装置１００ＡのＹ方向のサイズがより小さくなるという利点が得られる。ただし、これには限定されず、サブユニット１００ａ１とサブユニット１００ａ２とは、互いにずれていてもよい。例えば、各サブユニット１００ａ２は、Ｙ方向に隣り合う二つのサブユニット１００ａ１の間の隙間に対してＸ１方向に並んでもよい。

図２は、ベース１０１の斜視図である。なお、図２では、段差１０１ｂ１に設けられた細かい凹凸等についての図示は、省略されている。図２に示されるように、ベース１０１の表面１０１ｂには、Ｙ方向に向かうにつれてサブユニット１００ａの位置がＺ方向の反対方向にずれる複数の段差１０１ｂ１（段差面）が設けられている。複数のサブユニット１００ａがＹ方向に所定間隔（例えば一定間隔）で並ぶアレイＡ１，Ａ２のそれぞれについて、サブユニット１００ａは、各段差１０１ｂ１上に配置されている。これにより、アレイＡ１に含まれるサブユニット１００ａのＺ方向の位置は、Ｙ方向に向かうにつれてＺ方向の反対方向にずれるとともに、アレイＡ２に含まれるサブユニット１００ａのＺ方向の位置も、Ｙ方向に向かうにつれてＺ方向の反対方向にずれる。このような構成により、各アレイＡ１，Ａ２において、複数のミラー１０３から、光合成部１０８に、Ｙ方向に進むＺ方向に並んだ互いに平行なレーザ光を、入力することができる。なお、段差１０１ｂ１は、Ｚ方向に対してＹ方向またはＹ方向の反対方向に傾斜した方向にずれ、各ミラー１０３から、Ｙ方向に対して所定の仰角をもつ方向にレーザ光が進むよう構成されてもよい。

図１に示されるように、各ミラー１０３からのレーザ光は、光合成部１０８に入力され、当該光合成部１０８において合成される。

光合成部１０８は、コンバイナ１０８ａ、ミラー１０８ｂ、および１／２波長板１０８ｃを有している。コンバイナ１０８ａ、ミラー１０８ｂ、および１／２波長板１０８ｃは、光学部品の一例である。

ミラー１０８ｂは、アレイＡ１のサブユニット１００ａからのレーザ光を１／２波長板１０８ｃを介してコンバイナ１０８ａに向かわせる。１／２波長板１０８ｃは、アレイＡ１からの光の偏波面を回転させる。

アレイＡ２のサブユニット１００ａからのレーザ光は、コンバイナ１０８ａに直接入力される。

コンバイナ１０８ａは、二つのアレイＡ１，Ａ２からのレーザ光を合成する。コンバイナ１０８ａは、偏波合成素子とも称されうる。

コンバイナ１０８ａからのレーザ光は、集光レンズ１０４，１０５によって光ファイバ１０７の端部（不図示）に向けて集光され、光ファイバ１０７と光学的に結合され、光ファイバ１０７内を伝送される。集光レンズ１０４，１０５は、光学部品の一例である。

また、ベース１０１には、サブユニット１００ａ（発光モジュール１０Ａ）や、ファイバ支持部１０６ａ、集光レンズ１０４，１０５、コンバイナ１０８ａ、遮蔽壁１０１ｄ（後述）等を冷却する冷媒通路１０９が設けられている。冷媒通路１０９では、例えば、冷却液のような冷媒が流れる。冷媒通路１０９は、例えば、ベース１０１の各部品の実装面の近く、例えば直下またはその近傍を通り、冷媒通路１０９の内面および冷媒通路１０９内の冷媒（不図示）は、冷却対象の部品や部位、すなわち、サブユニット１００ａ（発光モジュール１０Ａ）や、ファイバ支持部１０６ａ、集光レンズ１０４，１０５、コンバイナ１０８ａ等と、熱的に接続されている。ベース１０１を介して冷媒と部品や部位との間で熱交換が行われ、部品が冷却される。なお、冷媒通路１０９の入口１０９ａおよび出口１０９ｂは、一例として、ベース１０１のＹ方向の反対方向の端部に設けられているが、他の位置に設けられてもよい。

［サブユニット］
図３は、アレイＡ１のサブユニット１００ａ１（１００ａ）の構成を示す平面図である。なお、アレイＡ２のサブユニット１００ａ２は、光学部品の配置およびレーザ光の伝送方向がサブユニット１００ａ１とは逆であるが、サブユニット１００ａ１と同様の構成を有している。

発光モジュール１０Ａは、チップオンサブマウント３０と、当該チップオンサブマウント３０を収容したケース２０と、を有している。なお、図３において、発光モジュール１０Ａは、ケース２０の内部が透視された状態で描かれている。

ケース２０は、直方体状の箱であり、チップオンサブマウント３０を収容している。ケース２０は、壁部材２１と、窓部材２２と、を有している。壁部材２１は、例えば金属材料で作られている。

また、ケース２０は、ベース２１ａを有している。ベース２１ａは、Ｚ方向と交差した板状の形状を有している。ベース２１ａは、例えば、壁部材２１の一部（底壁）である。ベース２１ａは、例えば、無酸素銅のような、熱伝導率が高い金属材料で作られている。無酸素銅は、銅系材料の一例である。なお、ベース２１ａは、壁部材２１とは別に設けられてもよい。

壁部材２１のＸ１方向の端部には、開口部２１ｂが設けられている。開口部２１ｂには、レーザ光Ｌを透過する窓部材２２が取り付けられている。窓部材２２は、Ｘ１方向と交差しかつ直交している。チップオンサブマウント３０からＸ１方向に出射されたレーザ光Ｌは、窓部材２２を通過して、発光モジュール１０Ａの外へ出る。レーザ光Ｌは、発光モジュール１０ＡからＸ１方向に出射される。

壁部材２１（ケース２０）を構成する複数の部材（不図示）の境界部分、ならびに壁部材２１と窓部材２２との間の境界部分などは、気体が通過できないようにシールされている。すなわち、ケース２０は、気密封止されている。なお、窓部材２２は、壁部材２１の一部でもある。

チップオンサブマウント３０は、サブマウント３１と、発光素子３２と、を有している。チップオンサブマウント３０は、半導体レーザモジュールとも称されうる。

サブマウント３１は、例えば、Ｚ方向と交差するとともに直交した板状の形状を有している。サブマウント３１は、例えば、窒化アルミニウムや、セラミック、ガラスのような、熱伝導率が比較的高い絶縁材料で作られうる。サブマウント３１上には、発光素子３２に電力を供給する電極として、メタライズ層３１ａが形成されている。

サブマウント３１は、ベース２１ａ上に実装されている。発光素子３２は、サブマウント３１の頂面上に実装されている。すなわち、発光素子３２は、サブマウント３１を介してベース２１ａ上に実装されるとともに、サブマウント３１およびケース２０を介して、ベース１０１上に実装されている。

発光素子３２は、例えば、速軸（ＦＡ）と遅軸（ＳＡ）とを有した半導体レーザ素子である。発光素子３２は、Ｘ１方向に延びた細長い形状を有している。発光素子３２は、Ｘ１方向の端部に設けられた出射開口（不図示）から、Ｘ１方向に、レーザ光Ｌを出射する。チップオンサブマウント３０は、発光素子３２の速軸がＺ方向に沿い、かつ遅軸がＹ方向に沿うよう、実装される。Ｚ方向は速軸方向の一例であり、Ｙ方向は、遅軸方向の一例である。

発光素子３２から出射されたレーザ光Ｌは、レンズ４１Ａ、レンズ４２Ａ、およびレンズ４３Ａをこの順に経由し、少なくともＺ方向およびＹ方向でコリメートされる。レンズ４１Ａ、レンズ４２Ａ、およびレンズ４３Ａは、いずれもケース２０外に設けられている。

本実施形態では、レンズ４１Ａ、レンズ４２Ａ、およびレンズ４３Ａは、Ｘ１方向にこの順に並んでいる。発光素子３２から出射されたレーザ光Ｌは、レンズ４１Ａ、レンズ４２Ａ、およびレンズ４３Ａを、この順に通過する。また、発光素子３２から出て、レンズ４１Ａ、レンズ４２Ａ、およびレンズ４３Ａを通過し、ミラー１０３に到達するまでの間、レーザ光Ｌの光軸は直線状であり、Ｘ１方向またはＸ２方向に沿う。また、この間、レーザ光Ｌの速軸方向はＺ方向に沿い、かつレーザ光Ｌの遅軸方向はＹ方向に沿う。

レンズ４１Ａは、窓部材２２からＸ１方向に僅かに離れるか、あるいは窓部材２２に対してＸ１方向に接している。

レンズ４１Ａには、窓部材２２を通過したレーザ光Ｌが入射する。レンズ４１Ａの光学的な機能部分は、例えば、光軸に沿う中心軸Ａｘに対する軸対称形状を有するとともに、中心軸Ａｘ周りの回転体形状を有している。レンズ４１Ａは、中心軸ＡｘがＸ１方向に沿うとともにレーザ光Ｌの光軸と重なるように配置される。レンズ４１Ａの入射面４１ａおよび出射面４１ｂは、それぞれ、Ｘ１方向に延びた中心軸Ａｘ周りの回転面を有している。出射面４１ｂは、Ｘ１方向に凸の凸曲面である。出射面４１ｂは、入射面４１ａよりも大きく突出している。レンズ４１Ａは、所謂凸レンズであり、集光レンズとも称されうる。

レンズ４１Ａを出たレーザ光Ｌのビーム幅は、Ｘ１方向に進むにつれて狭くなる。なお、ビーム幅は、レーザ光のビームプロファイルにおいて、光強度が所定値以上となる領域の幅である。所定値は、例えば、ピークの光強度の１／ｅ^２である。レンズ４１Ａは、レーザ光Ｌを、Ｚ方向、Ｙ方向、およびＺ方向とＹ方向との間の方向において集束するため、レーザ光Ｌの収差が小さくなるという効果が得られる。

レンズ４２Ａは、Ｚ方向と交差しかつ直交した平面としての仮想中心面Ｖｃ２に対する面対称形状を有している。レンズ４２Ａの入射面４２ａおよび出射面４２ｂは、Ｙ方向に沿う母線を有しＹ方向に延びた柱面を有している。入射面４２ａは、Ｘ１方向の反対方向に凸の凸曲面である。また、出射面４２ｂは、Ｘ１方向に凹の凹曲面である。なお、レンズ４２Ａは、ベース１０１の面１０１ｂ０から突出したポスト１０１ｇに、接着剤５０を介して固定されている。接着剤５０は、Ｘ１方向（Ｘ２方向）において、レンズ４２Ａとポスト１０１ｇとの間に介在している。

レンズ４２Ａは、レーザ光Ｌを、Ｚ方向におけるビーム幅Ｗｚｃが、レンズ４１Ａへの入射面４１ａでのＺ方向におけるビーム幅Ｗｚａよりも小さい状態で、Ｚ方向において、すなわち速軸においてコリメートする。レンズ４２Ａは、Ｙ方向と直交する断面において凹レンズである。レンズ４２Ａは、コリメートレンズとも称されうる。

また、レンズ４２Ａは、レンズ４１Ａによるレーザ光ＬのＺ方向の集束点Ｐｃｚよりもレンズ４１Ａの近くに位置されている。仮に、レンズ４２Ａが、Ｚ方向の集束点Ｐｃｚよりもレンズ４１Ａの遠くに位置された場合、レンズ４１Ａとレンズ４２Ａとの間のレーザ光Ｌの光路上に、Ｚ方向の集束点Ｐｃｚが出現することになる。この場合、エネルギ密度の高いＺ方向の集束点Ｐｃｚにおいて塵芥が集積するなどの不都合が生じる虞がある。この点、本実施形態では、レンズ４２ＡがＺ方向の集束点Ｐｃｚよりもレンズ４１Ａの近くに位置されているため、レーザ光Ｌが集束点Ｐｃｚに到達する前にレンズ４２Ａによってコリメートされる。すなわち、本実施形態によれば、レーザ光Ｌの光路上にＺ方向の集束点Ｐｃｚが出現しないため、当該集束点Ｐｃｚによる不都合が生じるのを、回避することができる。

なお、レーザ光ＬのＹ方向における集束点（不図示）は、レンズ４１Ａとレンズ４２Ａとの間に出現するが、Ｙ方向における集束点でのエネルギ密度はそれほど高くないため、塵芥の集積のような問題は生じ無い。

発光素子３２から出射されレンズ４１Ａおよびレンズ４２Ａを経由したレーザ光ＬのＹ方向のビーム幅は、Ｘ１方向に進むにつれて拡がる。レンズ４３Ａには、レンズ４２Ａを経由してＹ方向において拡がっている先太りのレーザ光Ｌが入射する。

レンズ４３Ａの光学的な機能部分は、例えば、Ｙ方向と交差しかつ直交した平面としての仮想中心面に対する面対称形状を有している。レンズ４３Ａの入射面４３ａおよび出射面４３ｂは、Ｚ方向に沿う母線を有しＺ方向に延びた柱面を有している。入射面４３ａは、Ｘ１方向と直交する平面である。また、出射面４３ｂは、Ｘ１方向に凸の凸曲面である。

レンズ４３Ａは、レーザ光Ｌを、Ｙ方向において、すなわち遅軸においてコリメートする。レンズ４３Ａは、Ｚ方向と直交する断面において凸レンズである。レンズ４３Ａは、コリメートレンズとも称されうる。

［迷光による影響の低減］
図４は、光学装置１００Ａに含まれる一つのサブユニット１００ａ１（１００ａ）の側面図である。図４に示されるように、レンズ４３Ａおよびミラー１０３は、ベース１０１の各段差１０１ｂ１（図２参照）の面１０１ｂ０上に、接着剤５０を介して固定されている。面１０１ｂ０は、Ｚ方向を向くとともに、Ｘ１方向およびＸ２方向、すなわちレーザ光Ｌの光軸方向（図３参照）に略沿って延びている。また、面１０１ｂ０は、Ｙ方向にも略沿って延びている。面１０１ｂ０は、第一面の一例である。

接着剤５０は、例えば、光硬化性（電磁波硬化性）の接着剤や、熱硬化性の接着剤、湿度硬化性の接着剤等である。

図４の構成では、レンズ４１Ａやレンズ４２Ａにおいて本来のレーザ光の光路から外れた迷光が、レンズ４３Ａやミラー１０３を固定する接着剤５０に照射されると、接着剤５０が劣化する虞がある。その場合、レンズ４３Ａやミラー１０３が所期の位置からずれたり所期の姿勢から傾いたりし、これにより、レンズ４３Ａおよびミラー１０３を経由するレーザ光が所期の光路から外れ、ひいては、光ファイバ１０７への光の結合効率が低下する虞がある。

また、接着剤５０のレーザ光Ｌの吸収率は、波長が短いほど高い傾向にある。このため、発光モジュール１０Ａの出力するレーザ光Ｌの波長が、５５０［ｎｍ］以下である場合、特に４００［ｎｍ］以上かつ５００［ｎｍ］以下である場合には、接着剤５０が迷光のエネルギをより吸収しやすくなり、迷光による接着剤５０の劣化が生じ易くなる。

そこで、本実施形態では、レンズ４３Ａおよびミラー１０３に対してＸ１方向の後方（Ｘ２方向の前方）に、レンズ４３Ａから離れた位置に、面１０１ｂ０からＺ方向に突出した突起１０１ｃ１が設けられている。突起１０１ｃ１は、レンズ４１Ａやレンズ４２Ａからのレーザ光の迷光がレンズ４３Ａおよびミラー１０３を固定する接着剤５０、並びにレンズ４３Ａおよびミラー１０３のそれぞれの接着剤５０との近接部位に向かうのを、遮ることができる。突起１０１ｃ１は、遮蔽部の一例である。レンズ４１Ａは、第一光学部品の一例である。レンズ４２Ａは、第一光学部品の一例であり、第一コリメートレンズの一例である。レンズ４３Ａは、第二光学部品の一例であり、第二コリメートレンズの一例である。また、ミラー１０３は、第二光学部品の一例である。

さらに、本実施形態では、突起１０１ｃ１の、レンズ４３Ａおよびミラー１０３とは反対側となる部位に、レンズ４１Ａやレンズ４２Ａからの迷光をベース１０１やレンズ４２Ａ等の光学部品から逸れる方向へ反射する反射面１０１ｃ２が設けられている。反射面１０１ｃ２は、突起１０１ｃ１のＸ１方向の反対方向（Ｘ２方向）の端面であって、Ｘ２方向とＺ方向との間の方向を向き、Ｚ方向に対してＸ１方向に傾斜した傾斜面である。反射面１０１ｃ２により、例えば、迷光が突起１０１ｃ１で反射してレンズ４２Ａの接着剤５０を劣化させたり、当該迷光の反射光がレンズ４２Ａひいては発光モジュール１０Ａに戻ったり、といった不都合な事象が生じるのを抑制することができる。反射面１０１ｃ２の法線方向は、このような不都合な事象が生じないよう、各光学部品の配置等に応じて適宜に設定される。

また、図１に示されるように、本実施形態では、アレイＡ１とアレイＡ２との間に、迷光を遮る遮蔽壁１０１ｄが設けられている。遮蔽壁１０１ｄは、サブユニット１００ａ１のレンズ４１Ａ～４３Ａおよびミラー１０３からサブユニット１００ａ２のレンズ４１Ａ～４３Ａおよびミラー１０３へのＸ１方向への迷光を遮るとともに、当該サブユニット１００ａ１のレンズ４１Ａ～４３Ａおよびミラー１０３から逸れる方向に当該迷光を反射する。また、遮蔽壁１０１ｄは、サブユニット１００ａ２のレンズ４１Ａ～４３Ａおよびミラー１０３からサブユニット１００ａ１のレンズ４１Ａ～４３Ａおよびミラー１０３へのＸ２方向への迷光を遮るとともに、当該サブユニット１００ａ２のレンズ４１Ａ～４３Ａおよびミラー１０３から逸れる方向に当該迷光を反射する。

以上、説明したように、本実施形態では、突起１０１ｃ１は、レンズ４１Ａやレンズ４２Ａ（第一光学部品）で本来のレーザ光の光路を外れた迷光がレンズ４３Ａおよびミラー１０３（第二光学部品）、並びにそれらをベース１０１に固定する接着剤５０に向かうのを、遮ることができる。よって、本実施形態によれば、例えば、迷光によって接着剤５０が損傷したり、当該迷光が本来のレーザ光と干渉するのを抑制したり、といった迷光に起因した不都合な事象が生じるのを抑制することができる。

［第２実施形態］
図５は、第２実施形態の光学装置１００Ｂ（１００）に含まれるサブユニット１００ａ１（１００ａ）の側面図である。図１，４に示されるサブユニット１００ａに替えて、図５に示されるサブユニット１００ａが設けられている点を除き、光学装置１００Ｂは、第１実施形態の光学装置１００Ａと同様の構成を備えている。本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の構成に基づく同様の効果が得られる。

ただし、図５に示されるように、本実施形態では、ミラー１０３に対してＸ１方向の反対方向に突起１０１ｃ１が設けられている。上記第１実施形態では、レンズ４３Ａおよびミラー１０３（第二光学部品）の双方に対応した突起１０１ｃ１が設けられたが、本実施形態のように、突起１０１ｃ１は、第二光学部品のそれぞれに対応して設けられてもよい。

［第３実施形態］
図６は、第３実施形態の光学装置１００Ｃ（１００）に含まれるサブユニット１００ａ１（１００ａ）の側面図である。図１，４に示されるサブユニット１００ａに替えて、図６に示されるサブユニット１００ａが設けられている点を除き、光学装置１００Ｃは、第１実施形態の光学装置１００Ａと同様の構成を備えている。本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の構成に基づく同様の効果が得られる。

ただし、図６に示されるように、本実施形態において、ベース１０１には、突起１０１ｃ１に替えて凹部１０１ｅが設けられており、レンズ４３Ａおよびミラー１０３は、当該凹部１０１ｅの底面１０１ｅ１に、接着剤５０を介して固定されている。底面１０１ｅ１は、面１０１ｂ０と略平行である。すなわち、底面１０１ｅ１は、Ｚ方向を向くとともに、Ｘ１方向およびＸ２方向、すなわちレーザ光Ｌの光軸方向（図３参照）に略沿って延びている。また、底面１０１ｅ１は、Ｙ方向にも略沿って延びている。底面１０１ｅ１は、第一面の一例であり、底部の一例でもある。

このような凹部１０１ｅを形成したことにより、ベース１０１には、レンズ４３Ａおよびミラー１０３に対してＸ１方向の後方（Ｘ２方向の前方）において、底面１０１ｅ１よりもＺ方向に高く突出し、面１０１ｂ０を頂面とする段差１０１ｆが形成される。

本実施形態では、段差１０１ｆが、レンズ４３Ａおよびミラー１０３に対して、レンズ４１Ａやレンズ４２Ａからの迷光を遮る遮蔽部として機能する。よって、本実施形態によっても、例えば、迷光によって接着剤５０が損傷したり、当該迷光が本来のレーザ光と干渉するのを抑制したり、といった迷光に起因した不都合な事象が生じるのを抑制することができる。

［第４実施形態］
図７は、第４実施形態の光学装置１００Ｄ（１００）に含まれるサブユニット１００ａ１（１００ａ）の側面図である。図１，４に示されるサブユニット１００ａに替えて、図６に示されるサブユニット１００ａが設けられている点を除き、光学装置１００Ｄは、第１実施形態の光学装置１００Ａと同様の構成を備えている。本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の構成に基づく同様の効果が得られる。

ただし、図７に示されるように、本実施形態において、ベース１０１には、段差１０１ｆ上および底面１０１ｅ１上に、突起１０１ｃ１が設けられている。段差１０１ｆ上の突起１０１ｃ１は、迷光がレンズ４２Ｂおよび当該レンズ４２Ｂをベース１０１に固定する接着剤５０に向かうのを遮り、底面１０１ｅ１上の突起は、迷光がミラー１０３および当該ミラー１０３をベース１０１に固定する接着剤５０に向かうのを遮る。なお、段差１０１ｆ上の突起１０１ｃ１により、迷光がミラー１０３および当該ミラー１０３をベース１０１に固定する接着剤５０に向かうのを遮ることができる場合、底面１０１ｅ１上の突起１０１ｃ１は不要となる。

本実施形態では、段差１０１ｆおよび突起１０１ｃ１が、レンズ４３Ａおよびミラー１０３に対して、レンズ４１Ａやレンズ４２Ａからの迷光を遮る遮蔽部として機能する。よって、本実施形態によっても、例えば、迷光によって接着剤５０が損傷したり、当該迷光が本来のレーザ光と干渉するのを抑制したり、といった迷光に起因した不都合な事象が生じるのを抑制することができる。この例に限らず、段差１０１ｆや、凹部１０１ｅ、突起１０１ｃ１は、種々のレイアウトや組み合わせで配置することができる。例えば、ミラー１０３とレンズ４３Ａとの間に段差１０１ｆが設けられてもよい。

［第５実施形態］
図８は、第５実施形態の光学装置１００Ｅ（１００）の平面図である。光学装置１００Ｅは、サブユニット１００ａの光学部品の構成が異なる点を除き、第１実施形態の光学装置１００Ａ（１００）と同様の構成を備えている。

本実施形態では、サブユニット１００ａは、発光モジュール１０Ｅ、レンズ４２Ｂ、レンズ４３Ｂ、およびミラー１０３を有している。発光モジュール１０Ｅは、第１実施形態のようなケース２０（図３参照）を有さず、チップオンサブマウント３０を有している。当該チップオンサブマウント３０は、光学装置１００Ｄの収容室内では露出している。レンズ４２Ｂは、発光素子３２からのレーザ光を、Ｚ方向において、すなわち速軸においてコリメートする。また、レンズ４３Ｂは、レンズ４２Ｂからのレーザ光を、Ｙ方向において、すなわち遅軸においてコリメートする。

図９は、光学装置１００Ｅ（１００）に含まれるサブユニット１００ａ１（１００ａ）の側面図である。図９に示されるように、本実施形態でも、上記第１～第４実施形態と同様に、レンズ４３Ｂやミラー１０３に対応して段差１０１ｆや、凹部１０１ｅ、突起１０１ｃ１を設けることにより、上記第１～第４実施形態と同様の効果が得られる。

［第６実施形態］
図１０は、第６実施形態の光学装置１００Ｆ（１００）の平面図である。光学装置１００Ｆは、複数の発光素子３２が、互いに異なる波長（λ１，λ２，・・・，λｎ－１，λｎ）のレーザ光を出力し、１／２波長板１０８ｃを有しない点を除き、上記第５実施形態の光学装置１００Ｅと同様の構成を備えている。複数の波長の間隔は、例えば、中心波長間で、５［ｎｍ］～２０［ｎｍ］である。また、ここで合成される光には、青色のレーザ光が含まれてもよい。

第６実施形態の光学装置１００Ｆにおいても、レンズ４３Ｂやミラー１０３に対応して段差１０１ｆや、凹部１０１ｅ、突起１０１ｃ１を設けることにより、上記第１～第５実施形態と同様の効果が得られる。

［第７実施形態］
［光源装置］
図１１は、上記第１～第６実施形態のいずれかの光学装置１００（発光装置）が実装された第７実施形態の光源装置１１０の構成図である。光源装置１１０は、励起光源として、複数の光学装置１００を備えている。複数の光学装置１００から出力されたレーザ光は、光ファイバ１０７を介して光結合部としてのコンバイナ９０に伝送される。光ファイバ１０７の出力端は、複数入力１出力のコンバイナ９０の複数の入力ポートにそれぞれ結合されている。なお、光源装置１１０は、複数の光学装置１００を有するものに限定されるものではなく、少なくとも１つの光学装置１００を有していればよい。

本実施形態の光源装置１１０によれば、上記第１～第６実施形態の光学装置１００を備えていることにより、上記第１～第６実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、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、光学部品は、実施形態に開示されたものには限定されず、例えば、プリズムや回折光学素子のような、光を反射、屈折、または回折させる他の光学素子であってもよい。なお、回折光学素子は、例えば、周期の異なる複数の回折格子を複合して一体に構成したものである。

また、第一光学部品は、コリメートレンズ以外の光学部品であってもよいし、第二光学部品は、コリメートレンズやミラー以外の光学部品であってもよい。

また、サブユニットや、発光モジュール、各光学部品、突出部、遮蔽部等の、構成や、配置、組み合わせは、上記実施形態には限定されない。また、迷光の進行方向も、上述した方向には限定されない。

また、上記実施形態では、反射面は、平面状の形状を有しているが、これには限定されず、反射面は、例えば、凸曲面状の部位を含む形状のような、種々の形状を有することができる。

１０Ａ，１０Ｅ…発光モジュール
２０…ケース
２１…壁部材
２１ａ…ベース
２１ｂ…開口部
２２…窓部材
３０…チップオンサブマウント
３１…サブマウント
３１ａ…メタライズ層
３２…発光素子
４１Ａ…レンズ（光学部品、第一光学部品）
４１ａ…入射面
４１ｂ…出射面
４２Ａ，４２Ｂ…レンズ（光学部品、第一光学部品、第一コリメートレンズ）
４２ａ…入射面
４２ｂ…出射面
４３Ａ，４３Ｂ…レンズ（光学部品、第二光学部品、第二コリメートレンズ）
４３ａ…入射面
４３ｂ…出射面
５０…接着剤
９０…コンバイナ
１００，１００Ａ～１００Ｆ…光学装置
１００ａ，１００ａ１，１００ａ２…サブユニット
１０１…ベース
１０１ｂ…表面
１０１ｂ１…段差（遮蔽部）
１０１ｂ０…面
１０１ｃ１…突起（遮蔽部）
１０１ｃ２…反射面
１０１ｄ…遮蔽壁
１０１ｅ…凹部
１０１ｅ１…底面（第一面、底部）
１０１ｆ…段差
１０１ｇ…ポスト
１０３…ミラー（光学部品、第二光学部品）
１０４，１０５…集光レンズ（光学部品）
１０６ａ…ファイバ支持部
１０７…光ファイバ
１０８…光合成部
１０８ａ…コンバイナ（光学部品）
１０８ｂ…ミラー（光学部品）
１０８ｃ…１／２波長板（光学部品）
１０９…冷媒通路
１０９ａ…入口
１０９ｂ…出口
１１０…光源装置
Ａｘ…中心軸
Ａ１，Ａ２…アレイ
Ｌ…レーザ光
Ｐｃｚ…集束点
Ｖｃ２…仮想中心面
Ｗｚａ…（Ｚ方向における）ビーム幅
Ｗｚｃ…（Ｚ方向におけるコリメートされた）ビーム幅
Ｘ１…方向（第一方向）
Ｘ２…方向（第一方向）
Ｙ…方向
Ｚ…方向

Claims (16)

1. ベースと、
   前記ベース上に設けられ、レーザ光を出力する発光素子と、
   前記ベース上に設けられ、前記発光素子から出力されたレーザ光を光ファイバに伝送し当該光ファイバに結合する複数の光学部品と、
   前記光学部品としての第一光学部品と、
   前記第一光学部品を経由したレーザ光が経由する前記光学部品としての第二光学部品と、
   前記第一光学部品からのレーザ光の迷光が前記第二光学部品に向かうのを遮る遮蔽部と、
   を備えた、光学装置。
2. 前記第二光学部品は、前記ベースに接着剤を介して固定され、
   前記遮蔽部は、前記迷光が前記接着剤に向かうのを遮る、請求項１に記載の光学装置。
3. 前記第一光学部品から前記第二光学部品へ向かう迷光ではない本来のレーザ光の光軸は、第一方向に沿い、
   前記第二光学部品は、前記ベースの前記第一方向に略沿う第一面に接着剤を介して固定された、請求項２に記載の光学装置。
4. 前記発光素子は、５５０［ｎｍ］以下の波長のレーザ光を出力する、請求項１～３のうちいずれか一つに記載の光学装置。
5. 前記発光素子は、４００［ｎｍ］以上かつ５００［ｎｍ］以下の波長のレーザ光を出力する、請求項４に記載の光学装置。
6. 前記第一光学部品は第一コリメートレンズである、請求項１～５のうちいずれか一つに記載の光学装置。
7. 前記第一コリメートレンズはレーザ光を速軸方向にコリメートする、請求項６に記載の光学装置。
8. 前記第二光学部品は第二コリメートレンズである、請求項１～７のうちいずれか一つに記載の光学装置。
9. 前記第二コリメートレンズはレーザ光を遅軸方向にコリメートする、請求項８に記載の光学装置。
10. 前記第二光学部品は前記第二コリメートレンズを経由したレーザ光を反射するミラーである、請求項８または９に記載の光学装置。
11. 前記遮蔽部として、前記ベース上に突出した突起を備えた、請求項１～１０のうちいずれか一つに記載の光学装置。
12. 前記突起は、前記迷光を前記ベースまたは前記光学部品から逸れる方向に反射する反射面を有した、請求項１１に記載の光学装置。
13. 前記第二光学部品は、前記ベースに設けられた凹部の底部上に設けられ、
    前記遮蔽部として、前記底部よりも前記第一光学部品の近くに位置し前記底部よりも高い段差を備えた、請求項１～１２のうちいずれか一つに記載の光学装置。
14. 前記第二光学部品として、複数の第二光学部品を備え、
    前記遮蔽部として、前記第二光学部品のそれぞれに対応して設けられた遮蔽部を備えた、請求項１～１３のうちいずれか一つに記載の光学装置。
15. 前記第二光学部品として、複数の第二光学部品を備え、
    前記遮蔽部として、前記複数の第二光学部品に対応して設けられた遮蔽部を備えた、請求項１～１４のうちいずれか一つに記載の光学装置。
16. 請求項１～１５のうちいずれか一つに記載の光学装置を備えた、光源装置。

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