JP5856016B2 - Optical module - Google Patents
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Description
本発明は、強度の大きな光を出射する場合であっても、優れた安全性を有することができる光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module that can have excellent safety even when emitting high intensity light.
光モジュールの一つとして、レーザ素子から出射するレーザ光が光ファイバを介して出射される光モジュールが知られている。この光モジュールでは、一般に、筐体内に配置されたレーザ素子から出射する光が、筐体内から筐体外に導出される光ファイバで伝播され、この光ファイバから光が出射する構成とされる。 As one of the optical modules, an optical module in which laser light emitted from a laser element is emitted via an optical fiber is known. In this optical module, generally, light emitted from a laser element arranged in a housing is propagated through an optical fiber led out from the housing to the outside of the housing, and light is emitted from the optical fiber.
下記特許文献1には、このような光モジュールが記載されている。この光モジュールでは、光が光ファイバのコアに入射されて、この光がコアを伝播する。なお、例えば、光の一部の成分がコアの開口数(NA:numerical aperture)を超える等の理由により、コアからクラッドに入射する光は、所定の手段により光ファイバ外に放出される。
しかし、特許文献1に記載の光モジュールでは、レーザ素子からコアに入射する光の内、コアの開口数を超えない光であるものの、コアの開口数と略同等の光が存在する。この光は、コアの開口数を超えないため、コアを伝播する。しかし、コアの開口数と略同等の光の成分は、光ファイバが曲げられた部位において、コアの開口数を超えてしまいコアからクラッドに伝播してしまう。このクラッドに伝播した光が被覆層に吸収され、被覆層が過熱する。このように、光ファイバが曲がっている部位において、光ファイバの被覆層が過熱する場合がある。この光ファイバが曲がっている位置は、光ファイバの使用状況により変わるため、予定しない部位において、光ファイバが過熱することがある。特に、光モジュールから出射される光の強度が大きい場合には、この被覆層の加熱が、安全性の観点から問題となる場合がある。また、より優れた安全性を有する光モジュールが求められている。
However, in the optical module described in
そこで、本発明は、強度の大きな光を出射する場合であっても、優れた安全性を有することができる光モジュールを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical module that can have excellent safety even when light having high intensity is emitted.
上記課題を解決するため、本発明の光モジュールは、筐体と、前記筐体に固定され、前記筐体の内側から外側に連通する貫通孔が形成された光ファイバ保持体と、前記筐体内に配置され、レーザ光を出射するレーザ素子と、コアを有し、前記レーザ素子から出射する光が前記コアに入射する光ファイバ素線と、コアを有し、前記光ファイバ素線に接続されると共に、一部が前記貫通孔に挿入される光ファイバと、を備え、前記光ファイバ素線の前記コアの開口数は、前記光ファイバの前記コアの開口数より小さく、前記光ファイバ素線と前記光ファイバとの接続部は、前記光ファイバ保持体の前記貫通孔内に位置することを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, an optical module of the present invention includes a housing, an optical fiber holder that is fixed to the housing and has a through hole that communicates from the inside to the outside of the housing, and the inside of the housing. A laser element that emits laser light, and a core, and an optical fiber strand in which light emitted from the laser element enters the core; a core that is connected to the optical fiber strand And an optical fiber partially inserted into the through hole, wherein the numerical aperture of the core of the optical fiber strand is smaller than the numerical aperture of the core of the optical fiber, and the optical fiber strand And the optical fiber connecting portion is located in the through hole of the optical fiber holder.
このような光モジュールにおいては、光ファイバ素線のコアの開口数が、光ファイバのコアの開口数よりも小さいため、光ファイバのコアの開口数を超えない光であるものの、光ファイバのコアの開口数と同等である光の成分は、光ファイバ素線のコアを伝播することができず、光ファイバ素線の側面方向から出射する。つまり、上記のような従来の光モジュールのように光ファイバ素線がない場合に、レーザ素子から出射して光ファイバの被覆層に吸収される不要な光が予め除去される。従って、光ファイバが被覆層で被覆される場合であっても、被覆層が過熱されることを防止できる。従って、強度の大きな光を出射する場合であっても、優れた安全性を有することができる。 In such an optical module, since the numerical aperture of the core of the optical fiber is smaller than the numerical aperture of the core of the optical fiber, the light does not exceed the numerical aperture of the core of the optical fiber. The light component equivalent to the numerical aperture of the optical fiber cannot propagate through the core of the optical fiber, and is emitted from the side surface direction of the optical fiber. That is, when there is no optical fiber as in the conventional optical module as described above, unnecessary light emitted from the laser element and absorbed by the coating layer of the optical fiber is removed in advance. Therefore, even when the optical fiber is coated with the coating layer, the coating layer can be prevented from being overheated. Accordingly, even when light having a high intensity is emitted, excellent safety can be obtained.
また、光ファイバ素線と光ファイバとの接続部が、光ファイバ保持体の貫通孔内に位置する。従って、本発明の光モジュールによれば、光ファイバ素線の側面方向から出射する不要な光が、予定されない場所から放出されることを防止することができ、より一層優れた安全性とすることができる。 Moreover, the connection part of an optical fiber strand and an optical fiber is located in the through-hole of an optical fiber holder. Therefore, according to the optical module of the present invention, unnecessary light emitted from the side surface direction of the optical fiber can be prevented from being emitted from an unplanned place, and the safety can be further improved. Can do.
また、上記の光モジュールにおいて、前記光ファイバ保持体は、前記筐体に固定され前記筐体内に連通する貫通孔が形成された枠体と、前記枠体の前記貫通孔に挿入されるフェルールとから成り、前記光ファイバ素線と前記光ファイバとの接続部が位置する前記光ファイバ保持体の前記貫通孔は、前記フェルールに形成されていることが好ましい。 Further, in the above optical module, the optical fiber holder includes a frame body that is fixed to the housing and has a through hole that communicates with the housing, and a ferrule that is inserted into the through hole of the frame body. It is preferable that the through-hole of the optical fiber holder in which a connection portion between the optical fiber and the optical fiber is located is formed in the ferrule.
光ファイバ素線がフェルールの貫通孔内に挿入されることで、光ファイバ素線の端部とレーザ素子との相対的な位置をより適切に固定することができ、適切にレーザ素子から出射する光を光ファイバ素線のコアに入射させることができる。 By inserting the optical fiber strand into the through hole of the ferrule, the relative position between the end portion of the optical fiber strand and the laser element can be more appropriately fixed, and the laser element is appropriately emitted. Light can be incident on the core of the optical fiber.
この場合、前記筐体、及び、前記枠体は、金属製であり、前記フェルールは、光透過性の材料から成ることがより好ましい。 In this case, it is more preferable that the casing and the frame body are made of metal, and the ferrule is made of a light transmissive material.
フェルールが光透過性であれば、光ファイバ素線の側面から放出される不要な光は、フェルールを透過して、金属製の筐体や枠体に吸収される。従って、光ファイバ素線で除去された不要な光が光モジュール外に放出されることを防止することができる。この筐体や枠体は、金属から成るため、吸収した光により発生する熱を効率よく伝導することができる。本発明の光モジュールのように、レーザ素子から出射する光を光ファイバから出射する光モジュールは、冷却部材に接続された状態で使用されるため、筐体や枠体で発生する熱は、筐体から冷却部材に伝導し、光モジュールが熱により破損することが防止できる。また、少なくともフェルールの分だけ光ファイバ素線や光ファイバから離れた位置で熱が発生する。このため、光ファイバ素線や光ファイバを熱からより適切に保護することができる。 If the ferrule is light transmissive, unnecessary light emitted from the side surface of the optical fiber is transmitted through the ferrule and absorbed by a metal casing or frame. Therefore, unnecessary light removed by the optical fiber can be prevented from being emitted outside the optical module. Since the casing and the frame are made of metal, the heat generated by the absorbed light can be efficiently conducted. An optical module that emits light emitted from a laser element from an optical fiber like the optical module of the present invention is used in a state where it is connected to a cooling member. Conduction from the body to the cooling member can prevent the optical module from being damaged by heat. Further, heat is generated at a position separated from the optical fiber or the optical fiber by at least the ferrule. For this reason, an optical fiber strand and an optical fiber can be protected more appropriately from heat.
さらに、前記光透過性の材料は、光散乱性を呈することが好ましい。この場合、光ファイバ素線の側面から放出される光が、筐体や光ファイバ保持体の一部に集中して照射されることを防止することができる。従って、筐体や光ファイバ保持体の一部が集中的に加熱されることを防止することができ、より安全性に優れる光モジュールとすることができる。 Further, the light transmissive material preferably exhibits light scattering properties. In this case, the light emitted from the side surface of the optical fiber can be prevented from being concentrated and irradiated on a part of the housing or the optical fiber holder. Accordingly, it is possible to prevent a part of the housing and the optical fiber holder from being heated intensively, and it is possible to provide an optical module with higher safety.
また、前記フェルールの一端は、前記筐体内の空間に突出し、前記光ファイバ素線と前記光ファイバとの接続部は、前記フェルールの前記筐体内に突出した部分に位置することが好ましい。 In addition, it is preferable that one end of the ferrule protrudes into a space in the casing, and a connection portion between the optical fiber and the optical fiber is located in a portion protruding into the casing of the ferrule.
この場合、光ファイバ素線は、筐体内の空間に位置することになり、光ファイバ素線の側面から放出される不要な光は、フェルールを介して筐体の内壁で吸収される。本発明の光モジュールのように、レーザ素子から出射する光を光ファイバから出射する光モジュールは、上述のように、筐体が冷却部材に接続された状態で使用されるため、筐体で熱が発生することにより、光ファイバ保持体で熱が発生するよりも、より早く熱を逃がすことができ、パイプに固定される光ファイバを熱から適切に保護することができる。 In this case, the optical fiber strand is located in a space in the housing, and unnecessary light emitted from the side surface of the optical fiber strand is absorbed by the inner wall of the housing through the ferrule. An optical module that emits light emitted from a laser element from an optical fiber, like the optical module of the present invention, is used in a state where the casing is connected to a cooling member as described above. As a result, heat can be released faster than heat is generated in the optical fiber holder, and the optical fiber fixed to the pipe can be appropriately protected from heat.
或いは、前記光ファイバ素線と前記光ファイバとの接続部は、前記枠体の前記貫通孔内に位置しても良い。 Or the connection part of the said optical fiber strand and the said optical fiber may be located in the said through-hole of the said frame.
この場合、光ファイバ素線の少なくとも一部は、枠体内に位置するため、光ファイバ素線の側面から放出される不要な光の少なくとも一部は、フェルールを介して枠体の内壁で吸収される。そして、枠体から筐体を介して上記と同様にして熱を逃がすことができる。 In this case, since at least a part of the optical fiber is located in the frame, at least a part of unnecessary light emitted from the side surface of the optical fiber is absorbed by the inner wall of the frame through the ferrule. The Then, heat can be released from the frame through the housing in the same manner as described above.
また、前記フェルールは、金属製であることとしても良い。 The ferrule may be made of metal.
以上のように、本発明によれば、強度の大きな光を出射する場合であっても、優れた安全性を有することができる光モジュールが提供される。 As described above, according to the present invention, there is provided an optical module that can have excellent safety even when light having a high intensity is emitted.
以下、本発明に係る光モジュールの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an optical module according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る光モジュールを示す図であり、具体的には、光モジュールを真横から見る場合の構造を示す断面図である。図1に示すように、光モジュール1は、筐体10と、筐体10に接続される枠体としてのパイプ20と、パイプ20の貫通孔に挿入されるフェルール30と、フェルール30の貫通孔に挿入される光ファイバ素線40と、一部がフェルール30の貫通孔に挿入される光ファイバ50と、筐体10内に配置されるレーザマウント61と、レーザマウント61上に配置されるレーザ素子62と、を主な構成として備える。このようにパイプ20にフェルール30が挿入され、フェルール30に光ファイバ素線40及び光ファイバ50の一部が挿入されることで、光ファイバ素線40及び光ファイバ50が保持されているため、本実施形態では、枠体としてのパイプ20とフェルール30とで、光ファイバ保持体を構成している。なお、図1においては、理解の容易のため、筐体10、パイプ20、フェルール30のみが、その断面で示され、レーザマウント61、レーザ素子62は、形状が直方体とされて簡易に示されている。
FIG. 1 is a diagram showing an optical module according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure when the optical module is viewed from the side. As shown in FIG. 1, the
本実施形態において、筐体10は、金属製であり、中空の略直方体の形状とされる。具体的には、筐体10は、天壁11及び底壁12と、その天壁11と底壁12とに挟まれる側壁13とを有し、これらの壁によって空間が形成されている。さらに、筐体10の特定の側壁13には開口が形成されている。
In the present embodiment, the housing 10 is made of metal and has a hollow, substantially rectangular parallelepiped shape. Specifically, the housing 10 has a top wall 11 and a
また、本実施形態では、パイプ20は、貫通孔H2が形成された金属製の管体から成る。そしてパイプ20は、上述の側壁13の開口に嵌入されることで、筐体10に一端が固定されて、他端が筐体10の外側に延在している。従って、パイプ20の貫通孔H2は、筐体10内に連通している。なお、このパイプ20は、上記のように筐体10と別体として成形されて、筐体10の側壁13に接続されても良いが、筐体10と一体に成形されても良い。
Moreover, in this embodiment, the
レーザマウント61は、レーザ素子62の高さを調整するための台であり、筐体10の底壁12における所定位置に例えばはんだ付け等により固定されている。このレーザマウント61は、このように筐体10と別体に設けられて筐体10に固定されても良いが、筐体10と一体に成型されても良い。
The
レーザ素子62は、レーザマウント61上にはんだ等により固定されている。本実施形態のレーザ素子62においては、複数の半導体層が積層されており、これらの半導体層により共振器構造が形成されている。そして、レーザ素子62のパイプ20側の面から、例えば、波長が900nm帯のレーザ光が出射される。
The
フェルール30は、中心軸に沿って貫通孔H3が形成された円筒状の形状をしている。フェルール30は、パイプ20よりも長く形成されており、一方の端部36が筐体10内に突出し、他方の端部37がパイプ20から僅かに突出した状態で、パイプ20の貫通孔H2内に挿入されている。また、フェルール30の外径は、パイプ20の内径と略同等であり、フェルール30は、接着剤等によりパイプ20の内壁に固定されている。また、本実施形態において、フェルール30は、光透過性の材料から構成されており、更に、この材料は光散乱性を呈する構成とされる。このような材料としては、例えば、ジルコニアや発泡性ガラスを挙げることができる。
The
図2は、図1のフェルール30及びその周辺を拡大する図である。図2に示すように光ファイバ素線40は、コア41とコア41の外周面を隙間なく囲むクラッド42とから成り、クラッド42を被覆する被覆層を有さない。コア41は、例えば、ゲルマニウム等の屈折率を上げるドーパントが添加された石英から成る。クラッド42は、例えば、コア41に添加されるドーパントが、コア41よりも低い含有率で添加された石英から成り、コア41の屈折率よりも低い屈折率とされる。
FIG. 2 is an enlarged view of the
また、光ファイバ素線40は、上記のようにフェルール30の貫通孔H3内に全体が挿入された状態で、一方の端部がフェルール30の一方の端部36と面一にされており、レーザ素子から出射するレーザ光Lが、コア41に入射するように、レーザ素子62の出射面に対向する位置に正確に位置合わせされている。なお、レーザ素子62と光ファイバ素線40との間に、レーザ素子62から出射するレーザ光Lをコリメート光にするレンズや集光するレンズ等が配置される場合があるが、本実施形態においては、これらのレンズ等が省略されている。
In addition, the
また、本実施形態において、クラッド42の屈折率は、フェルール30の屈折率よりも低くされている。従って、クラッド42に伝播する光は、フェルール30に伝播し易い構成とされている。
In the present embodiment, the refractive index of the clad 42 is set lower than the refractive index of the
光ファイバ50は、コア51と、コア51の外周面を隙間なく囲むクラッド52と、クラッド52の外周面を被覆する被覆層53とから構成される。コア51は、例えば、光ファイバ素線40のコア41を構成する材料と同様の材料から成り、コア41とコア51とが同じの屈折率とされる。クラッド52は、例えば、何らドーパントが添加されない純粋な石英から成り、コア51の屈折率よりも低い屈折率とされる。また、被覆層53は、例えば、紫外線硬化樹脂等から形成される1層又は2層以上の樹脂層とされる。
The
そして、光ファイバ素線40のコア41の開口数は、光ファイバ50のコア51の開口数よりも低くされる。このように光ファイバ素線40のコア41の開口数が、光ファイバ50のコア51の開口数よりも低くされるには、光ファイバ素線40のコア41のクラッド42に対する比屈折率差が、光ファイバ50のコア51のクラッド52に対する比屈折率差よりも小さくされれば良い。このように光ファイバ素線40と光ファイバ50とで、コア−クラッドの比屈折率差を変えるには、例えば、光ファイバ素線40及び光ファイバ50が上記のように構成されても良く、クラッド42とクラッド52が純粋な石英から成り互いに同じ屈折率とされ、光ファイバ素線40のコア41に添加されるドーパントの添加量よりも、光ファイバ50のコア51に添加されるドーパントの添加量が多くされて、コア41の屈折率よりもコア51の屈折率が高くされても良い。
The numerical aperture of the
また、図2に示すように、被覆層53は、光ファイバ50の一方の端部から所定の距離剥離されており、光ファイバ50の被覆層53が剥離された部分は、フェルール30の貫通孔H3に挿入されている。そして、光ファイバ50の一方の端部は、フェルール30の貫通孔H3内において、光ファイバ素線40の他方の端部と融着により接続されており、光ファイバ素線40のコア41と光ファイバ50のコア51とが光学的に結合している。このような構成にするには、光ファイバ素線40と光ファイバ50とを融着した後に、光ファイバ素線40及び光ファイバ50をフェルール30の貫通孔H3に挿入すれば良い。なお、本実施形態においては、光ファイバ素線40と光ファイバ50との接続部CNは、フェルール30の貫通孔H3の内、上述のフェルール30の筐体10の空間内に突出した部分に位置する。従って、光ファイバ素線40は、その全体が、上述のフェルール30の筐体10内に突出した部分に位置する。
Further, as shown in FIG. 2, the
さらに、光ファイバ50の被覆層53の端部は、フェルール30の他方の端部37の近傍に位置しており、固定樹脂63により、フェルール30の他方の端部37に固定されている。こうして、光ファイバ50の被覆層53が剥離された部分は、フェルール30と固定樹脂63とにより保護されて、光ファイバ50が折れることが防止されている。
Further, the end portion of the
次に上記構成の光モジュール1の光学的な動作とその作用について説明する。
Next, the optical operation and action of the
本実施形態の光モジュール1のように、レーザ素子62から出射する光を光ファイバ50から出射する光モジュールは、筐体10が冷却部材に接続された状態で使用される。より具体的には、筐体10の底壁12が、図示しない冷却部材に固定された状態で使用される。
Like the
まず、図1、図2において破線で示すように、レーザ素子62からレーザ光Lが出射し、光ファイバ素線40のコア41に入射する。コア41に入射する光の内、光の一部の成分は、コア41の開口数以下で入射し、光の他の一部の成分は、コア41の開口数を超えて入射する。
First, as indicated by broken lines in FIGS. 1 and 2, the laser light L is emitted from the
光ファイバ素線40のコア41の開口数を超えてコア41に入射する光は、コア41から漏れてクラッド42に伝播し、さらに、クラッド42からフェルール30に伝播する。フェルール30は、上述のように、光透過性であり、更に、光散乱性を呈するため、フェルール30に入射した光は、散乱を繰り返しながらフェルール30内を伝播する。なお、上記のようにフェルール30の屈折率が、光ファイバ素線40のクラッド42の屈折率以上であれば、コア41から漏れた光がクラッド42からフェルール30に伝播し易いため好ましい。そして、図2において点線で示すように、散乱した光がフェルール30から放出される。
Light that enters the
フェルール30から放出される光は、筐体10の内壁まで伝播して、筐体10で吸収され熱に変換される。筐体10で発生する熱は、筐体10の底壁12まで伝導して、底壁12から図示しない冷却部材で吸熱される。
The light emitted from the
一方、コア41の開口数以下で入射する光は、コア41を伝播して、光ファイバ50のコア51に入射する。上述のように、光ファイバ素線40のコア41の開口数は、光ファイバ50のコア51の開口数より小さいため、光ファイバ素線40のコア41から光ファイバ50のコア51に伝播する光は、光ファイバ50のコア51から漏れずにコア51を伝播する。しかもコア41からコア51に入射する光は、コア51の開口数と同等となる成分を含まない。したがって、コア51を伝播する光は、途中で光ファイバ50が曲げられる場合であっても、コア51の開口数を超えることが抑制される。従って、コア51から光が漏れることが抑制される。
On the other hand, light incident at a numerical aperture equal to or less than the core 41 propagates through the
このように本実施形態の光モジュールによれば、光ファイバ50が曲げられる場合であっても、コア51から光が漏れることが抑制されるため、被覆層53が発熱することを抑制することができる。従って、強度の大きな光を出射する場合であっても、優れた安全性を有することができる。
As described above, according to the optical module of the present embodiment, even when the
また、光ファイバ素線40と光ファイバ50との接続部CNが、パイプ20の筐体10側と反対側の端部よりも筐体10側に位置するので、光ファイバ素線40から放出される光が、外部に漏れることがなく、より優れた安全性とすることができる。
In addition, since the connection portion CN between the
また、本実施形態では、光ファイバ素線40の全体が筐体10内の空間内に位置するので、光ファイバ素線40から放出される不要な光は、金属製の筐体10の内壁で吸収され、筐体10で熱が発生する。このように筐体10で熱が発生することにより、パイプ20で熱が発生するよりも、より早く熱を逃がすことができる。このためパイプに固定される光ファイバを熱から適切に保護することができる。
Further, in the present embodiment, since the entire
また、フェルール30が光透過性であることにより、光ファイバ素線40や光ファイバ50から離れた位置で熱が発生する。このため、光ファイバ素線40や光ファイバ50を熱から適切に保護することができる。
Further, since the
さらに、フェルール30が、光散乱性を呈するため、光ファイバ素線40から放出される光が、筐体10やパイプ20の一部に集中して照射されることを防止することができる。従って、筐体10やパイプ20の一部が集中的に加熱されることを防止することができ、より優れた安全性とすることができる。
Furthermore, since the
以上、本発明について上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれに限らない。 As mentioned above, although the said embodiment was demonstrated to the example about this invention, this invention is not limited to this.
例えば、上記実施形態では、筐体10及びパイプ20が金属から成るとしたが、本発明はこれに限らず、筐体10及びパイプ20の少なくとも一方が金属以外の材料から成っても良い。この場合、筐体10及びパイプ20を構成する材料として、例えば、セラミックを挙げることができる。
For example, in the above embodiment, the housing 10 and the
また、例えば、上記実施形態では、フェルール30が光散乱性を呈するものとしたが、フェルール30が、例えば、特に気泡等を有さないガラス製から成り、光散乱性を呈しなくても良い。
For example, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、光ファイバ素線40と光ファイバ50との接続部CNが、上述のフェルール30の筐体10の空間内に突出した部分に位置することで、光ファイバ素線40の全体が、筐体10の空間内に位置した。しかし、光ファイバ素線40と光ファイバ50との接続部CNは、光ファイバ保持体の貫通孔内に位置する限りにおいて、その場所が限定されるわけではなく、パイプ20の貫通孔H2内に位置していても良い。例えば、上記実施形態のようにフェルール30の一方の端部36が筐体10の空間内に突出し、光ファイバ素線40の一部がパイプ20の貫通孔H2内に位置しても良く、フェルール30の一方の端部36が筐体10の空間内に突出せずに、光ファイバ素線40の全部が、パイプ20の貫通孔H2内に位置しても良い。この場合、光ファイバ素線40から放出される光の少なくとも一部は、フェルール30を介して、パイプ20で吸収されて熱に変換される。発生した熱は、パイプ20から筐体10に伝導して、上記実施形態と同様にして、筐体10から冷却部材に吸熱される。なお、上記のようにフェルール30の一方の端部36が筐体10の空間内に突出せずに、光ファイバ素線40の全部が、パイプ20の貫通孔H2内に位置する場合、筐体10をフェルール30が突出しない分だけ小型化することができる。
Moreover, in the said embodiment, the connection part CN of the
また、上記実施形態では、枠体としてパイプ20が用いられたが、枠体は、筐体10に固定され、筐体10の内側から外側に連通するフェルールが挿入される貫通孔が形成された部材であれば良く、例えば、筐体10の側壁13よりも厚みの大きな板状の部材であっても良い。この場合、板状の部材が金属製であれば、熱伝導性がよく、更に、板状の部材の一部が、筐体10の底壁12の底面と面一に形成されていれば、底壁12が冷却部材に接続される場合に、板状の部材を底壁12と共に冷却部材に接続することができる。従って、光ファイバ保持体を直接冷却することができる。この場合、上記のように、光ファイバ素線40から放出される光の少なくとも一部が、パイプ20で吸収されて熱に変換される場合に有効である。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、フェルール30が用いられることで光ファイバ素線40及び光ファイバ50がパイプ20に保持された。しかし、本発明はこれに限らず、フェルール30が用いられなくても良い。この場合、例えば、パイプ20の内径が、フェルール30の内径と同等とされ、筐体10の空間内にファイバマウント等の光ファイバを固定する手段により、光ファイバ素線40が固定されても良い。
Moreover, in the said embodiment, the
また、上記実施形態では、フェルール30は光透過性の材料から成っていたが、金属製であっても良い。
In the above embodiment, the
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。 Hereinafter, the content of the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
(実施例1)
コアの直径が105μmで、開口数が0.15であり、クラッドの外周面が樹脂から成る被覆層で被覆された光ファイバ、及び、コアの直径が105μmで、開口数が0.12であり、長さが1.5mmのクラッドが露出した光ファイバ素線、及び、長さが10mmで、ジルコニアから成るフェルールを準備した。次に、光ファイバの被覆層を9.0mm剥離して、光ファイバの被覆層が剥離された側の端部に、光ファイバ素線の端部を融着した。そして、光ファイバ素線の端部とフェルールの端部とが面一になるようにして、光ファイバ素線と光ファイバの被覆層が剥離された部分とをフェルールの貫通孔内に挿入して固定した。このとき光ファイバの被覆層とフェルールとを接着剤により固定した。その後、光ファイバ素線の端部とフェルールの端部とを共に研磨して、研磨された光ファイバ素線の端部に反射防止膜をコーティングした。
Example 1
The core diameter is 105 μm, the numerical aperture is 0.15, the outer peripheral surface of the clad is coated with a coating layer made of resin, and the core diameter is 105 μm and the numerical aperture is 0.12. An optical fiber strand having a 1.5 mm long cladding exposed and a ferrule made of zirconia having a length of 10 mm were prepared. Next, the coating layer of the optical fiber was peeled 9.0 mm, and the end portion of the optical fiber was fused to the end portion on the side where the coating layer of the optical fiber was peeled. Then, the end of the optical fiber and the end of the ferrule are flush with each other, and the optical fiber and the portion where the optical fiber coating layer is peeled off are inserted into the through hole of the ferrule. Fixed. At this time, the coating layer of the optical fiber and the ferrule were fixed with an adhesive. Thereafter, the end of the optical fiber and the end of the ferrule were both polished, and an antireflection film was coated on the end of the polished optical fiber.
また、長さ8mmの金属のパイプが固定された金属の筐体内にレーザ素子が固定されたものを準備し、光ファイバ素線が筐体内に配置されるように、フェルールが筐体内の空間に2mm突出させてパイプにフェルールを挿入して固定した。このときレーザ素子から出射する光が光ファイバ素線に入射するように位置合わせをした。 In addition, a metal element having a metal pipe with a length of 8 mm is prepared in which a laser element is fixed, and the ferrule is placed in the space in the casing so that the optical fiber is disposed in the casing. The ferrule was inserted and fixed to the pipe by protruding 2 mm. At this time, alignment was performed so that light emitted from the laser element was incident on the optical fiber.
次に、光ファイバのパイプから10cm離れたところを、直径6cmとなるように長さ30cmにわたって曲げた。そして、この状態で、レーザ素子から10Wのパワーでレーザ光を出射して、このレーザ光を光ファイバ素線のコアに入射させた。このとき、光フィアバの曲げられている部分において、被覆層の最も高い温度は、33度であった。 Next, a portion 10 cm away from the optical fiber pipe was bent over a length of 30 cm so as to have a diameter of 6 cm. In this state, laser light was emitted from the laser element at a power of 10 W, and this laser light was incident on the core of the optical fiber. At this time, the highest temperature of the coating layer in the bent portion of the optical fiber was 33 degrees.
(比較例1)
実施例1と同様の光ファイバを準備して、被覆層を10mm剥離した。そして、実施例1と同様のフェルールに光ファイバの被覆層が剥離された部分を挿入して、固定した。このとき実施例1と同様にして、光ファイバの被覆層とフェルールとを接着剤により固定した。その後、光ファイバの端部とフェルールの端部とを共に研磨して、研磨された光ファイバ素線の端部に反射防止膜をコーティングした。
(Comparative Example 1)
The same optical fiber as in Example 1 was prepared, and the coating layer was peeled off by 10 mm. And the part from which the coating layer of the optical fiber was peeled was inserted and fixed to the same ferrule as Example 1. At this time, in the same manner as in Example 1, the coating layer of the optical fiber and the ferrule were fixed with an adhesive. Thereafter, the end portion of the optical fiber and the end portion of the ferrule were polished together, and the end portion of the polished optical fiber was coated with an antireflection film.
次に、実施例1と同様のパイプが固定された筐体内にレーザ素子が固定されたものを準備し、フェルールが筐体内の空間に2mm突出した状態で、パイプにフェルールを挿入して固定した。このときレーザ素子から出射する光が光ファイバのコアに入射するように位置合わせをした。 Next, the same one as in Example 1 with a fixed laser element was prepared in a casing, and the ferrule was inserted into the pipe and fixed with the ferrule protruding 2 mm into the space in the casing. . At this time, alignment was performed so that light emitted from the laser element was incident on the core of the optical fiber.
次に実施例1と同様にして、光ファイバを曲げた状態で、実施例1と同様のパワーのレーザ光をレーザ素子から出射させ、このレーザ光を光ファイバのコアに入射させた。このとき、光ファイバの曲げられている部分において、被覆層の最も高い温度は、80度であった。 Next, in the same manner as in Example 1, with the optical fiber bent, laser light having the same power as in Example 1 was emitted from the laser element, and this laser light was incident on the core of the optical fiber. At this time, the highest temperature of the coating layer in the bent portion of the optical fiber was 80 degrees.
以上より、本発明の構成である実施例1によれば、被覆層の温度が上昇することを抑制できることが確認された。従って、本発明によれば、強度の大きな光を出射する場合であっても、優れた安全性を有することが確認された。 As mentioned above, according to Example 1 which is the structure of this invention, it was confirmed that it can suppress that the temperature of a coating layer rises. Therefore, according to the present invention, it has been confirmed that even when a high intensity light is emitted, it has excellent safety.
以上説明したように、本発明によれば、強度の大きな光を出射する場合であっても、優れた安全性を有する光モジュールが提供され、ファイバレーザ装置の励起光源や、レーザ加工装置等に利用することができる。 As described above, according to the present invention, an optical module having excellent safety can be provided even in the case of emitting light with high intensity, and can be used for an excitation light source of a fiber laser device, a laser processing device, or the like. Can be used.
1・・・光モジュール
10・・・筐体
11・・・天壁
12・・・底壁
13・・・側壁
20・・・パイプ(枠体)
30・・・フェルール
40・・・光ファイバ素線
41・・・コア
42・・・クラッド
50・・・光ファイバ
51・・・コア
52・・・クラッド
53・・・被覆層
61・・・レーザマウント
62・・・レーザ素子
63・・・固定樹脂
CN・・・接続部
H2,H3・・・貫通孔
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記筐体に固定され、前記筐体の内側から外側に連通する貫通孔が形成された光ファイバ保持体と、
前記筐体内に配置され、レーザ光を出射するレーザ素子と、
コアを有し、前記レーザ素子から出射する光が前記コアに入射する光ファイバ素線と、
コアを有し、前記光ファイバ素線に接続されると共に、一部が前記貫通孔に挿入される光ファイバと、
を備え、
前記光ファイバ素線の前記コアの開口数は、前記光ファイバの前記コアの開口数より小さく、
前記光ファイバ素線と前記光ファイバとの接続部は、前記光ファイバ保持体の前記貫通孔内に位置し、
前記接続部において、前記光ファイバ素線と前記光ファイバとは互いに融着されており、
前記光ファイバ素線はマルチモードファイバである
ことを特徴とする光モジュール。 A housing,
An optical fiber holder fixed to the housing and having a through hole communicating from the inside to the outside of the housing;
A laser element disposed in the housing and emitting laser light;
An optical fiber having a core, and light emitted from the laser element is incident on the core;
An optical fiber having a core, connected to the optical fiber, and partially inserted into the through hole;
With
The numerical aperture of the core of the optical fiber is smaller than the numerical aperture of the core of the optical fiber,
The connection portion between the optical fiber and the optical fiber is located in the through hole of the optical fiber holder,
In the connecting portion, the optical fiber and the optical fiber are fused to each other ,
The optical module, wherein the optical fiber is a multimode fiber .
ことを特徴とする請求項1に記載の光モジュール。 The optical module according to claim 1, wherein each of the optical fiber and the optical fiber is made of quartz.
前記光ファイバ素線と前記光ファイバとの接続部が位置する前記光ファイバ保持体の前記貫通孔は、前記フェルールに形成されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光モジュール。 The optical fiber holder includes a frame body that is fixed to the housing and has a through hole that communicates with the housing, and a ferrule that is inserted into the through hole of the frame body.
3. The optical module according to claim 1, wherein the through hole of the optical fiber holder in which a connection portion between the optical fiber and the optical fiber is located is formed in the ferrule.
前記フェルールは、光透過性の材料から成る
ことを特徴とする請求項3に記載の光モジュール。 The housing and the frame are made of metal.
The optical module according to claim 3, wherein the ferrule is made of a light transmissive material.
を特徴とする請求項4に記載の光モジュール。 The optical module according to claim 4, wherein the light transmissive material exhibits light scattering properties.
前記接続部は、前記フェルールの前記筐体内に突出した部分に位置する
ことを特徴とする請求項4または5に記載の光モジュール。 One end of the ferrule protrudes into the space in the housing,
The optical module according to claim 4, wherein the connection portion is located at a portion of the ferrule that protrudes into the housing.
ことを特徴とする請求項3に記載の光モジュール。 The optical module according to claim 3, wherein the ferrule is made of metal.
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