JP7479348B2 - Optical fiber end structure and semiconductor laser module - Google Patents

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Description

本発明は、光ファイバにおける端部構造および半導体レーザモジュールに関する。The present invention relates to an end structure of an optical fiber and a semiconductor laser module.

複数の半導体レーザ素子のそれぞれから出力されたレーザ光をマルチモード光ファイバの一方の端面に集光させて入力し、他方の端面から出力させる構成が開示されている(特許文献1参照)。当該他方の端面には、直方体のガラス部材が融着されている。このようなガラス部材はエンドキャップとも呼ばれる。エンドキャップは、出力するレーザ光の、ガラスと空気との界面におけるパワー密度を低減する機能を有する。A configuration has been disclosed in which laser light output from each of a plurality of semiconductor laser elements is focused and input to one end face of a multimode optical fiber, and output from the other end face (see Patent Document 1). A rectangular glass member is fused to the other end face. Such a glass member is also called an end cap. The end cap has a function of reducing the power density of the output laser light at the interface between the glass and air.

一方、加工や溶接といった産業分野においても、半導体レーザモジュールが用いられている。半導体レーザモジュールにおいて、複数の半導体レーザ素子から出力されたレーザ光を光ファイバの一方の端面に集光させて入力し、光ファイバを伝搬させる構成が開示されている(特許文献2参照)。Meanwhile, semiconductor laser modules are also used in industrial fields such as machining and welding. In a semiconductor laser module, a configuration is disclosed in which laser light output from a plurality of semiconductor laser elements is focused and input to one end face of an optical fiber, and propagates through the optical fiber (see Patent Document 2).

特開2004-128058号公報JP 2004-128058 A 国際公開第2015/037725号International Publication No. 2015/037725

レーザ光を入力する光ファイバの端面にエンドキャップを設け、ガラスと空気との界面におけるレーザ光のパワー密度を、レーザ光を直接的に光ファイバの端面に入力する場合の界面におけるパワー密度よりも低減し、光ファイバの端面の損傷の発生を抑制する技術が考えられる。しかしながら、この場合、エンドキャップに入力された光のうち前記光ファイバに結合しなかった非結合光が存在する場合がある。このような非結合光は、他の部材に到達すると、該部材を損傷させる場合がある。たとえば、非結合光が、光ファイバを固定部材に固着する固着材に到達すると、固着材を損傷させる場合がある。また、非結合光が、光ファイバの被覆に到達すると、被覆を損傷させる場合がある。A technique is conceivable in which an end cap is provided on the end face of an optical fiber where laser light is input, and the power density of the laser light at the interface between glass and air is reduced to be lower than the power density at the interface when the laser light is directly input to the end face of the optical fiber, thereby suppressing the occurrence of damage to the end face of the optical fiber. However, in this case, there may be uncoupled light that is not coupled to the optical fiber among the light input to the end cap. If such uncoupled light reaches another member, it may damage the member. For example, if the uncoupled light reaches a fixing material that fixes the optical fiber to the fixing member, it may damage the fixing material. Also, if the uncoupled light reaches the coating of the optical fiber, it may damage the coating.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、損傷の発生が抑制された光ファイバにおける端部構造および半導体レーザモジュールを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an end structure of an optical fiber and a semiconductor laser module in which the occurrence of damage is suppressed.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光ファイバにおける端部構造は、コア部と、前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを有する光ファイバと、前記光ファイバの端面に接合された、前記光ファイバの端面よりも面積が広い第1面と、前記第1面とは反対側に位置し、前記光ファイバの端面よりも面積が広い第2面とを有し、前記第2面から光が入力されるエンドキャップと、を備え、前記第1面のうち、前記光ファイバの端面が接合された領域の周囲の領域の少なくとも一部に、前記エンドキャップに入力された光のうち前記光ファイバに結合しなかった光を散乱または反射する光処理材が設けられていることを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, an end structure of an optical fiber according to one embodiment of the present invention comprises an optical fiber having a core portion and a cladding portion formed on the outer periphery of the core portion, and an end cap having a first surface joined to an end face of the optical fiber and having a larger area than the end face of the optical fiber, and a second surface located opposite the first surface and having a larger area than the end face of the optical fiber, wherein light is input from the second surface, and is characterized in that an optical processing material is provided in at least a portion of the area of the first surface surrounding the area where the end face of the optical fiber is joined, which scatters or reflects light input to the end cap that is not coupled to the optical fiber.

本発明の一態様に係る光ファイバにおける端部構造は、前記光処理材は無機系接着剤、または光を反射する金属膜もしくは誘電体多層膜を含むことを特徴とする。In an end structure of an optical fiber according to one aspect of the present invention, the light treatment material includes an inorganic adhesive, or a metal film or a dielectric multilayer film that reflects light.

本発明の一態様に係る光ファイバにおける端部構造は、前記光処理材は前記光を散乱させる樹脂剤を含むことを特徴とする。In an end structure of an optical fiber according to one aspect of the present invention, the optical treatment material contains a resin agent that scatters the light.

本発明の一態様に係る光ファイバにおける端部構造は、前記光ファイバの前記端面側の一部および前記エンドキャップの外周に配置され、少なくとも前記光ファイバを固定する光吸収体をさらに備えることを特徴とする。The end structure of an optical fiber according to one embodiment of the present invention is characterized in that it further comprises a light absorber that is arranged on a portion of the end face side of the optical fiber and on the outer periphery of the end cap, and fixes at least the optical fiber.

本発明の一態様に係る光ファイバにおける端部構造は、前記光ファイバと前記エンドキャップとは融着接続されていることを特徴とする。An end structure of an optical fiber according to one aspect of the present invention is characterized in that the optical fiber and the end cap are fusion spliced.

本発明の一態様に係る光ファイバにおける端部構造は、前記光ファイバは、前記クラッド部の長手方向における一部が太径化された太径部を有することを特徴とする。An end structure of an optical fiber according to one aspect of the present invention is characterized in that the optical fiber has a thickened portion in which a part of the cladding portion in a longitudinal direction is thickened.

本発明の一態様に係る半導体レーザモジュールは、前記光ファイバにおける端部構造と、レーザ光を出力する半導体レーザ素子と、前記レーザ光を集光して前記端部構造の前記エンドキャップの前記第2面に入力させる光学系と、を備えることを特徴とする。A semiconductor laser module according to one aspect of the present invention is characterized in that it comprises an end structure in the optical fiber, a semiconductor laser element that outputs laser light, and an optical system that focuses the laser light and inputs it to the second surface of the end cap of the end structure.

本発明によれば、損傷の発生が抑制された光ファイバにおける端部構造および半導体レーザモジュールを実現できるという効果を奏する。According to the present invention, it is possible to realize an end structure of an optical fiber and a semiconductor laser module in which the occurrence of damage is suppressed.

図1は、実施形態1に係る端部構造を備えた半導体レーザモジュールの模式的な平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of a semiconductor laser module having an end structure according to a first embodiment. 図2は、実施形態1に係る端部構造の模式的な一部切欠図である。FIG. 2 is a schematic, partially cutaway view of the end structure according to the first embodiment. 図3は、端部構造における光の入力状態を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the state of light input in the end structure. 図4は、実施形態2に係る端部構造の模式的な一部切欠図である。FIG. 4 is a schematic, partially cutaway view of an end structure according to the second embodiment. 図5は、実施形態3に係る端部構造の模式的な一部切欠図である。FIG. 5 is a schematic, partially cutaway view of an end structure according to the third embodiment.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付し、重複説明を適宜省略する。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ことに留意する必要がある。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment described below. In addition, in the description of the drawings, the same or corresponding elements are appropriately given the same reference numerals, and duplicated explanations are appropriately omitted. It should be noted that the drawings are schematic, and the dimensional relationship of each element, the ratio of each element, etc. may differ from reality.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る光ファイバにおける端部構造を備えた半導体レーザモジュールの模式的な平面図である。なお、以下では、光ファイバにおける端部構造を、単に端部構造と記載する場合がある。
(Embodiment 1)
1 is a schematic plan view of a semiconductor laser module having an end structure in an optical fiber according to embodiment 1. In the following, the end structure in an optical fiber may be simply referred to as an end structure.

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。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。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である、第1レンズ106-1~106-6と、第2レンズ107-1~107-6と、ミラー108-1~108-6と、第3レンズ109と、光フィルタ110と、第4レンズ111とを備える。第1レンズ106-1~106-6、第2レンズ107-1~107-6、ミラー108-1~108-6、第3レンズ109、光フィルタ110、第4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レンズ111の近傍に配置された端部構造10を備える。端部構造10は、光ファイバ11を備える。光ファイバ11の第4レンズ111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。The semiconductor laser module 100 includes a package 101, which is a housing, an LD height adjustment plate 102, submounts 103-1 to 103-6, and six semiconductor laser elements 104-1 to 104-6, which are stacked in order inside the package 101. The package 101 includes a lid, which is not shown in FIG. 1 for the sake of explanation. The semiconductor laser module 100 includes a lead pin 105 for injecting a current into the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6. The semiconductor laser module 100 includes first lenses 106-1 to 106-6, second lenses 107-1 to 107-6, mirrors 108-1 to 108-6, a third lens 109, an optical filter 110, and a fourth lens 111, which are optical elements arranged in order on the optical path of the laser light output by the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6. The first lenses 106-1 to 106-6, the second lenses 107-1 to 107-6, the mirrors 108-1 to 108-6, the third lens 109, the optical filter 110, and the fourth lens 111 are each fixed inside the package 101. Furthermore, the semiconductor laser module 100 includes an end structure 10 disposed in the vicinity of the fourth lens 111. The end structure 10 includes an optical fiber 11. One end of the optical fiber 11 opposite to the fourth lens 111 side extends to the outside of the package 101.

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レンズ106-1~106-6、第2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。The semiconductor laser elements 104-1 to 104-6 are arranged at different heights from the bottom surface of the package 101 by the LD height adjustment plate 102. Furthermore, the first lenses 106-1 to 106-6, the second lenses 107-1 to 107-6, and the mirrors 108-1 to 108-6 are arranged at the same height as their corresponding semiconductor laser elements. A loose tube 114 is provided at the insertion portion of the optical fiber 112 into the package 101, and a boot 113 is fitted onto a part of the package 101 so as to cover a part of the loose tube 114.

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レンズ106-1~106-6および第2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レンズ109および第4レンズ111によって集光される。すなわち、第1レンズ106-1~106-6、第2レンズ107-1~107-6、ミラー108-1~108-6、第3レンズ109および第4レンズ111は、各レーザ光を端部構造10に入力させる光学系を構成している。Each of the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6 receives power from the lead pin 105 and outputs a laser beam. The output laser beam is converted into a substantially parallel beam by the first lenses 106-1 to 106-6 and the second lenses 107-1 to 107-6, respectively. Next, each laser beam is reflected in the direction of the optical fiber 112 by one of the mirrors 108-1 to 108-6 arranged at a corresponding height. Then, each laser beam is focused by the third lens 109 and the fourth lens 111. That is, the first lenses 106-1 to 106-6, the second lenses 107-1 to 107-6, the mirrors 108-1 to 108-6, the third lens 109, and the fourth lens 111 constitute an optical system that inputs each laser beam to the end structure 10.

端部構造10には、第4レンズ111によって集光された各レーザ光が入力される。光ファイバ11は、入力された各レーザ光を導波し、半導体レーザモジュール100の外部に出力する。The laser beams focused by the fourth lens 111 are input to the end structure 10. The optical fiber 11 guides the input laser beams and outputs them to the outside of the semiconductor laser module 100.

つぎに、半導体レーザモジュール100の各構成要素についてより詳細に説明する。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。Next, a more detailed description will be given of each component of the semiconductor laser module 100. The package 101, which is the housing, is preferably made of a material with good thermal conductivity in order to suppress an increase in the internal temperature, and may be a metallic member made of various metals.

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。As described above, the LD height adjustment plate 102 is fixed inside the package 101 and adjusts the heights of the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6 so that the optical paths of the laser beams output by the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6 do not interfere with each other. The LD height adjustment plate 102 may be formed integrally with the package 101.

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。そのため、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。The submounts 103-1 to 103-6 are fixed on the LD height adjustment plate 102 and assist in dissipating heat from the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6 placed thereon. For this reason, the submounts 103-1 to 103-6 are preferably made of a material with good thermal conductivity, and may be metallic members made of various metals.

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。本実施形態において、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、たとえば11Wである。また、半導体レーザ素子104-1~104-6は、たとえば、900nm~1000nmの波長のレーザ光を出力する。ただし、レーザ光の波長や強度は特に限定されない。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。The semiconductor laser elements 104-1 to 104-6 are high-output semiconductor laser elements that output laser light with an intensity of 1 W or more, or even 10 W or more. In this embodiment, the intensity of the laser light output by the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6 is, for example, 11 W. The semiconductor laser elements 104-1 to 104-6 output laser light with a wavelength of, for example, 900 nm to 1000 nm. However, the wavelength and intensity of the laser light are not particularly limited. Although the semiconductor laser module 100 includes six semiconductor laser elements 104-1 to 104-6, the number may be a number other than six, or may be just one.

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。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。The lead pins 105 supply power to the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6 via bonding wires (not shown). The power to be supplied may be a constant voltage, or may be a modulated voltage.

第1レンズ106-1~106-6は、たとえば焦点距離が0.3mmのシリンドリカルレンズである。第1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。The first lenses 106-1 to 106-6 are cylindrical lenses having a focal length of, for example, 0.3 mm, and are disposed at positions such that the output light of a corresponding one of the semiconductor laser elements is made into substantially parallel light in the vertical direction.

第2レンズ107-1~107-6は、たとえば焦点距離が5mmのシリンドリカルレンズである。第2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。The second lenses 107-1 to 107-6 are cylindrical lenses having a focal length of, for example, 5 mm, and are disposed at positions that convert the output light of the semiconductor laser element into substantially parallel light in the horizontal direction.

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。The mirrors 108-1 to 108-6 may be mirrors having various metal films or dielectric films, and the higher the reflectivity at the wavelength of the laser light output from the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6, the more preferable. Furthermore, the mirrors 108-1 to 108-6 can finely adjust the reflection direction so as to suitably couple the laser light of the corresponding semiconductor laser element to the optical fiber 112.

第3レンズ109と第4レンズ111とは、たと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。第3レンズ109と第4レンズ111とは、たと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。The third lens 109 and the fourth lens 111 are cylindrical lenses having, for example, focal lengths of 12 mm and 5 mm, respectively, and having mutually orthogonal curvatures, and focus the laser light output from the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6 and suitably couple it to the optical fiber 112. The positions of the third lens 109 and the fourth lens 111 with respect to the optical fiber 112 are adjusted, for example, so that the coupling efficiency of the laser light output from the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6 to the optical fiber 112 is 85% or more.

光フィルタ110は、たとえば波長1060nm~1080nmの光を反射し、900nm~1000nmの光を透過するローパスフィルタである。その結果、光フィルタ110は、半導体レーザ素子104-1~104-6が出力したレーザ光を透過するとともに、波長1060nm~1080nmの光が半導体レーザ素子104-1~104-6に外部から照射されることを防止する。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。光フィルタ110の通過波長として、1060nm~1080nmとしたが、この波長に限定するものではない。また、光フィルタ110は必ずしも必要ではない。The optical filter 110 is a low-pass filter that reflects light with wavelengths of, for example, 1060 nm to 1080 nm and transmits light with wavelengths of 900 nm to 1000 nm. As a result, the optical filter 110 transmits the laser light output from the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6 and prevents light with wavelengths of 1060 nm to 1080 nm from being externally irradiated onto the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6. The optical filter 110 is disposed at an angle to the optical axis of the laser light so that the output laser light of the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6 slightly reflected by the optical filter 110 does not return to the semiconductor laser elements 104-1 to 104-6. The passing wavelength of the optical filter 110 is set to 1060 nm to 1080 nm, but is not limited to this wavelength. The optical filter 110 is not necessarily required.

ブーツ113は、光ファイバ112を挿通されており、光ファイバ11の曲げによる損傷を防止する。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。The boot 113 has the optical fiber 112 inserted therethrough, and prevents damage to the optical fiber 112 due to bending. The boot 113 may be a metal boot, but the material is not particularly limited and may be rubber, various resins, plastics, etc. However, the boot 113 is not necessarily required.

ルースチューブ114は、光ファイバ11を挿通されており、光ファイバ11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11と固着され、その結果、光ファイバ11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11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。The loose tube 114 has the optical fiber 11 inserted therethrough and prevents damage to the optical fiber 11 due to bending. Furthermore, the loose tube 114 may be fixed to the optical fiber 11, thereby preventing the optical fiber 11 from shifting out of position when a pulling force is applied to the optical fiber 11 in the longitudinal direction. However, the loose tube 114 is not necessarily required.

(端部構造の構成)
つぎに、端部構造10の構成について具体的に説明する。図2は、端部構造10の模式的な一部切欠図である。
(Configuration of end structure)
Next, a specific description will be given of the configuration of the end structure 10. FIG.

端部構造10は、光ファイバ11と、エンドキャップ12と、光吸収体13と、固着材14とを備えている。The end structure 10 includes an optical fiber 11 , an end cap 12 , a light absorber 13 , and an adhesive 14 .

光ファイバ11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11aと、コア部11aの外周に形成されたクラッド部11bと、クラッド部11bの外周に形成された樹脂からなる被覆11cとを有する。また、光ファイバ11は、端面11dを有する。被覆11cは、端面11dの近傍では除去されており、クラッド部11bが露出している。光ファイバ11は、コア部11aのコア径が105μm、クラッド部11bのクラッド径が125μmのマルチモード光ファイバであってよいが、シングルモード光ファイバであってもよい。光ファイバ11のNAは、たとえば0.15~0.22である。The optical fiber 11 is an optical fiber made of a silica glass material, and has a core 11a, a cladding 11b formed on the outer periphery of the core 11a, and a coating 11c made of resin formed on the outer periphery of the cladding 11b. The optical fiber 11 also has an end face 11d. The coating 11c is removed near the end face 11d, exposing the cladding 11b. The optical fiber 11 may be a multimode optical fiber with a core diameter of the core 11a of 105 μm and a cladding diameter of the cladding 11b of 125 μm, but may also be a single mode optical fiber. The NA of the optical fiber 11 is, for example, 0.15 to 0.22.

エンドキャップ12は、円錐台形状の出力部12aと、円柱形状の入力部12bとを備える。出力部12aは、その表面として、円錐台形状の上底面である円形状の底面12aaと、円錐台の側面である側面12abとを有する。エンドキャップ12の底面12aaは光ファイバ11の端面11dと接合している。接合は、融着接続による接合でもよいし、底面12aaと端面11dとが融着されずに単に当接した状態でもよい。底面12aaは第1面に相当し、端面11dよりも面積が大きい。エンドキャップ12の出力部12aは、底面12aaに向かって直径が縮径しているので、光ファイバ11と融着接続がしやすい。The end cap 12 includes an output section 12a having a truncated cone shape and an input section 12b having a cylindrical shape. The output section 12a has a circular bottom surface 12aa, which is the upper bottom surface of the truncated cone shape, and a side surface 12ab, which is the side surface of the truncated cone, as its surface. The bottom surface 12aa of the end cap 12 is joined to the end surface 11d of the optical fiber 11. The joining may be a joining by fusion splicing, or the bottom surface 12aa and the end surface 11d may simply be in contact without being fused. The bottom surface 12aa corresponds to the first surface and has a larger area than the end surface 11d. The output section 12a of the end cap 12 has a diameter that decreases toward the bottom surface 12aa, making it easy to fusion splice with the optical fiber 11.

入力部12bは、その表面として、円柱形状の一方の端面であり円環状の円環面12baと、円柱形状の側面である側面12bbと、円柱形状の他方の端面であり円形状の底面12bcとを有する。底面12bcは、底面12aaの反対側に位置する第2面に相当し、端面11dよりも面積が大きい。The input portion 12b has, as its surfaces, a circular toric surface 12ba which is one end face of the cylindrical shape, a side surface 12bb which is a side surface of the cylindrical shape, and a circular bottom surface 12bc which is the other end face of the cylindrical shape. The bottom surface 12bc corresponds to a second surface located opposite to the bottom surface 12aa, and has an area larger than that of the end face 11d.

エンドキャップ12の材料は、光ファイバ11のコア部11aと同程度の屈折率を有する材料であることが好ましく、たとえば光ファイバ11のコア部11aと同じ石英系ガラス材料であることが好ましい。The material of the end cap 12 is preferably a material having a refractive index similar to that of the core portion 11 a of the optical fiber 11 , and is preferably, for example, the same silica-based glass material as that of the core portion 11 a of the optical fiber 11 .

エンドキャップ12は、底面12bcから、第4レンズ111で集光されたレーザ光L1が入力される。The end cap 12 receives the laser light L1 condensed by the fourth lens 111 from a bottom surface 12bc.

光吸収体13は、筒状の部材であって、光ファイバ11の端面11d側の一部およびエンドキャップ12の外周に配置されている。光吸収体13は、光ファイバ11が配置される挿通孔13aと、挿通孔13aと連通しており、エンドキャップ12が配置される凹部13bとを有する。光吸収体13は、クラッド部11bと固着材14で固着される。光吸収体13は、単一の筒状の部材で構成されていてもよいし、複数の部材を組み合わせて構成されていてもよい。また、光吸収体13の形状については、外縁が挿通孔13aに垂直な断面においてたとえば円状や多角形状などであり、特に限定されない。また、挿通孔13aの断面形状についても円状や多角形状などであり、特に限定されない。外縁が多角形状で挿通孔13aが円状でもよい。The light absorber 13 is a cylindrical member and is disposed on a part of the end face 11d side of the optical fiber 11 and on the outer periphery of the end cap 12. The light absorber 13 has an insertion hole 13a in which the optical fiber 11 is disposed, and a recess 13b that communicates with the insertion hole 13a and in which the end cap 12 is disposed. The light absorber 13 is fixed to the cladding portion 11b by a fixing material 14. The light absorber 13 may be composed of a single cylindrical member, or may be composed of a combination of multiple members. In addition, the shape of the light absorber 13 is not particularly limited, and the outer edge is, for example, circular or polygonal in a cross section perpendicular to the insertion hole 13a. In addition, the cross-sectional shape of the insertion hole 13a is also not particularly limited, and may be circular or polygonal. The outer edge may be polygonal and the insertion hole 13a may be circular.

光吸収体13は、レーザ光L1の波長において、光吸収性を有し、たとえばレーザ光L1の波長において、吸収率が30%以上、好ましくは70%以上である。その結果、光吸収体13は、光ファイバ11に入力したレーザ光L1のうち、クラッド部11bから漏洩したレーザ光を吸収する。また、光吸収体13は、光吸収により発生した熱を放熱するため、熱伝導性のよい材料からなることが好ましく、たとえばCu、Ni、ステンレス鋼、またはFeを含む金属部材、Ni、Cr、Tiを含む金属、もしくはCを含む表面メッキ層を備える部材、AlN、もしくはAlを含むセラミック部材、またはAlN、もしくはAlを含む表面を覆うセラミック層を備える部材からなることが好ましい。また、光吸収体13は、光吸収により発生した熱を放熱するため、パッケージ101に不図示の熱良導体を介して接続されていることが好ましい。熱良導体は、熱伝導率が0.5W/mK以上の材料からなることが好ましく、たとえばはんだや熱伝導性接着剤からなる。 The light absorber 13 has light absorption at the wavelength of the laser light L1, and has an absorptivity of 30% or more, preferably 70% or more, at the wavelength of the laser light L1. As a result, the light absorber 13 absorbs the laser light leaked from the cladding portion 11b of the laser light L1 input to the optical fiber 11. In addition, the light absorber 13 is preferably made of a material with good thermal conductivity in order to dissipate heat generated by light absorption, and is preferably made of, for example, a metal member containing Cu, Ni, stainless steel, or Fe, a metal containing Ni, Cr, Ti, or a member having a surface plating layer containing C, a ceramic member containing AlN or Al 2 O 3 , or a member having a ceramic layer covering the surface containing AlN or Al 2 O 3. In addition, the light absorber 13 is preferably connected to the package 101 via a good thermal conductor (not shown) in order to dissipate heat generated by light absorption. The good thermal conductor is preferably made of a material with a thermal conductivity of 0.5 W/mK or more, and is, for example, made of solder or a thermally conductive adhesive.

固着材14は、たとえばエポキシ樹脂、ウレタン系の樹脂などのUV硬化樹脂からなる。固着材14の屈折率は、25℃において光ファイバ11のクラッド部11bの屈折率と等しい、またはそれよりも高いことが好ましく、半導体レーザモジュール100の使用温度領域(たとえば、15℃~100℃)において、光ファイバ11のクラッド部11bの屈折率と等しい、またはそれよりも高いことがさらに好ましい。固着材14の屈折率は、たとえばクラッド部11bに対する比屈折率差が0%以上10%以下である。また、固着材14は、光ファイバ11の長手方向に直交する方向における厚さが1μm以上800μm以下とされていることが好ましい。なお、UV硬化樹脂は、例えば、フッ素を含有させることで低屈折率化でき、イオウを含有させることで高屈折率化できることが知られており、屈折率を高くする材料や、低くする材料の含有量を調整することで、屈折率を調整することができる。The fixing material 14 is made of a UV-curable resin such as an epoxy resin or a urethane-based resin. The refractive index of the fixing material 14 is preferably equal to or higher than the refractive index of the cladding portion 11b of the optical fiber 11 at 25° C., and more preferably equal to or higher than the refractive index of the cladding portion 11b of the optical fiber 11 in the operating temperature range of the semiconductor laser module 100 (for example, 15° C. to 100° C.). The refractive index of the fixing material 14 is, for example, a relative refractive index difference with respect to the cladding portion 11b of the optical fiber 11 of 0% to 10%. In addition, the fixing material 14 preferably has a thickness of 1 μm to 800 μm in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber 11. It is known that the refractive index of the UV-curable resin can be reduced by, for example, containing fluorine, and can be increased by, for example, containing sulfur, and the refractive index can be adjusted by adjusting the content of a material that increases or decreases the refractive index.

つぎに、エンドキャップ12のより具体的構成およびレーザ光L1の入力状態について、図3を参照して説明する。図3において、レーザ光L1a、L1b、L1cはレーザ光L1の成分である。Next, a more specific configuration of the end cap 12 and the input state of the laser light L1 will be described with reference to Fig. 3. In Fig. 3, laser light L1a, L1b, and L1c are components of the laser light L1.

エンドキャップ12の底面12bcには、AR(Anti-Reflection)コーティング12cが設けられている。これにより、レーザ光L1a、L1b、L1cの底面12bcでの反射が抑制される。An AR (Anti-Reflection) coating 12c is provided on a bottom surface 12bc of the end cap 12. This suppresses reflection of the laser beams L1a, L1b, and L1c on the bottom surface 12bc.

エンドキャップ12の底面12bcは、光ファイバ11の端面11dよりも面積が大きい。その結果、レーザ光L1が集光されて端部構造10に入力する場合、光ファイバ11の端面11dに直接入力する場合よりも、エンドキャップ12の底面12bcに入力する方が、界面におけるレーザ光L1のビームのパワー密度が小さい状態で入力する。その結果、レーザ光L1のパワーによるガラスの損傷の発生が抑制される。The bottom surface 12bc of the end cap 12 has a larger area than the end surface 11d of the optical fiber 11. As a result, when the laser light L1 is condensed and input to the end structure 10, the power density of the beam of the laser light L1 at the interface is smaller when input to the bottom surface 12bc of the end cap 12 than when input directly to the end surface 11d of the optical fiber 11. As a result, the occurrence of damage to the glass due to the power of the laser light L1 is suppressed.

また、エンドキャップ12の側面12ab、円環面12ba、および、底面12aaのうち、光ファイバ11の端面11dが接合された領域の周囲にある円環状の領域には、光処理材12dが設けられている。Furthermore, an optical processing material 12d is provided in an annular region of the side surface 12ab, the annular surface 12ba, and the bottom surface 12aa of the end cap 12 that surrounds the region where the end surface 11d of the optical fiber 11 is joined.

レーザ光L1には、光ファイバ11のコア部11aに結合してコア部11aを伝搬する成分であるレーザ光L1aが含まれている。また、レーザ光L1には、光ファイバ11のコア部11aに結合しないが、クラッド部11bに結合してクラッドモードで伝搬する成分であるレーザ光L1bが含まれている。なお、クラッドモードで伝搬したレーザ光L1bは、長手方向において徐々に漏洩し、固着材14を通過して光吸収体13に吸収される。The laser light L1 includes a laser light L1a that is a component that is coupled to the core 11a of the optical fiber 11 and propagates through the core 11a. The laser light L1 also includes a laser light L1b that is not coupled to the core 11a of the optical fiber 11 but is coupled to the cladding 11b and propagates in a cladding mode. The laser light L1b propagating in the cladding mode gradually leaks out in the longitudinal direction, passes through the fixing material 14, and is absorbed by the light absorber 13.

さらに、レーザ光L1には、光ファイバ11に結合しない成分、すなわち非結合光であるレーザ光L1cが含まれている。レーザ光L1cはたとえば底面12aaのうち、端面11dが接合された領域の周囲にある円環状の領域に到達する。Furthermore, the laser light L1 includes a component that is not coupled to the optical fiber 11, that is, a laser light L1c that is a non-coupled light. The laser light L1c reaches, for example, an annular region of the bottom surface 12aa that surrounds the region where the end surface 11d is joined.

光処理材12dは、レーザ光L1cを散乱または反射する。その結果、レーザ光L1cが固着材14や被覆11cに到達することが抑制される、または散乱された光の場合、固着材14や被覆11cに到達しても光密度が低くなっているので、固着材14や被覆11cの損傷が抑制される。The light treatment material 12d scatters or reflects the laser light L1c, which prevents the laser light L1c from reaching the adhesive 14 or the coating 11c, or in the case of scattered light, the light density is low even if the laser light L1c reaches the adhesive 14 or the coating 11c, so that damage to the adhesive 14 or the coating 11c is suppressed.

光処理材12dは、レーザ光L1cを散乱または反射するものであれば特に限定されない。たとえは、光処理材12dは、誘電体多層膜や金属膜からなる高反射コーティングである。高反射コーティングの反射率は80%以上が好ましく、95%以上がさらに好ましい。The light processing material 12d is not particularly limited as long as it scatters or reflects the laser light L1c. For example, the light processing material 12d is a high-reflection coating made of a dielectric multilayer film or a metal film. The reflectance of the high-reflection coating is preferably 80% or more, and more preferably 95% or more.

たとえは、光処理材12dは、主成分として無機系接着剤を含む。また、光処理材12dは、無機系接着剤からなるものでもよい。無機系接着剤は、たとえばケイ素系やアルミナ系のものであり、未硬化の状態で塗布した後に硬化させることで、セラミック状の膜となる。無機系接着剤は光を反射したり散乱したりする。無機系接着剤は耐熱性が高いので好ましい。また、無機系接着剤が有機溶剤を使用するものである場合、有機溶剤は、硬化の際に殆どが揮発する。For example, the light processing material 12d contains an inorganic adhesive as a main component. The light processing material 12d may also be made of an inorganic adhesive. The inorganic adhesive is, for example, a silicon-based or alumina-based adhesive, and becomes a ceramic film when applied in an uncured state and then cured. The inorganic adhesive reflects or scatters light. The inorganic adhesive is preferable because it has high heat resistance. In addition, when the inorganic adhesive uses an organic solvent, most of the organic solvent volatilizes during curing.

たとえは、光処理材12dは、主成分としてレーザ光L1cを散乱させる樹脂剤を含む。また、光処理材12dは、レーザ光L1cを散乱させる樹脂剤からなるものでもよい。このような樹脂としては、たとえばシリコーン系の熱伝導性コンパウンドを使用できる。このような熱伝導性コンパウンドは、たとえば窒化ホウ素をフィラーとして含み、フィラーによって光が散乱され、拡散する。このような熱伝導性コンパウンドは、たとえば窒化ホウ素をフィラーとして含むものであり、たとえば米国コメリクス社製T644である。また、光を散乱するフィラーは、窒化ホウ素に限られず、他の無機フィラーでもよい。For example, the light processing material 12d contains a resin agent that scatters the laser light L1c as a main component. The light processing material 12d may also be made of a resin agent that scatters the laser light L1c. For example, a silicone-based thermally conductive compound can be used as such a resin. Such a thermally conductive compound contains, for example, boron nitride as a filler, and the filler scatters and diffuses the light. Such a thermally conductive compound contains, for example, boron nitride as a filler, and is, for example, T644 manufactured by Comerics, Inc., USA. Also, the filler that scatters the light is not limited to boron nitride, and may be other inorganic fillers.

また、光処理材12dが無機系接着剤や樹脂剤を含むものであれば、光ファイバ11とエンドキャップ12とを融着接続した後に、塗布して硬化させることによって光処理材12dを容易かつ安価に形成することができる。また、光ファイバ11との間に隙間ができないように光処理材12dを設けることが容易にできる。Furthermore, if the light processing material 12d contains an inorganic adhesive or a resin agent, the light processing material 12d can be easily and inexpensively formed by applying and curing the material after fusion splicing the optical fiber 11 and the end cap 12. Furthermore, the light processing material 12d can be easily provided so that no gap is formed between the optical fiber 11 and the light processing material 12d.

なお、本実施形態では、光処理材12dは、エンドキャップ12の側面12ab、円環面12ba、および、底面12aaのうち円環状の領域に設けられている。しかし、光処理材は、たとえば底面12aaのうち円環状の領域または該領域の一部のみに設けられていてもよいし、底面12aaのうち円環状の領域と、エンドキャップ12の側面12abまたは側面12abの一部とに設けられていてもよい。In this embodiment, the light treatment material 12d is provided on the side surface 12ab, the annular surface 12ba, and the annular region of the bottom surface 12aa of the end cap 12. However, the light treatment material may be provided, for example, only on the annular region of the bottom surface 12aa or a part of the region, or on the annular region of the bottom surface 12aa and the side surface 12ab or a part of the side surface 12ab of the end cap 12.

以上説明したように、端部構造10では、固着材14や被覆11cの損傷が抑制される。As described above, in the end structure 10, damage to the adhesive 14 and the coating 11c is suppressed.

(実施形態2)
図4は、実施形態2に係る端部構造10Aの模式的な一部切欠図である。この端部構造10Aは、半導体レーザモジュール100において端部構造10に置き換えて使用することができる。
(Embodiment 2)
4 is a schematic, partially cutaway view of an end structure 10A according to embodiment 2. This end structure 10A can be used in place of the end structure 10 in the semiconductor laser module 100.

端部構造10Aは、光ファイバ11と、エンドキャップ12Aと、光吸収体13Aと、固着材14と、光処理材12Adを備えている。The end structure 10A includes an optical fiber 11, an end cap 12A, a light absorber 13A, a fixing material 14, and a light treatment material 12Ad.

エンドキャップ12Aは、図3に示すエンドキャップ12の構成から、光処理材12dを削除した構成を有する。光吸収体13Aは、図2に示す光吸収体13の構成に、さらに注入孔13cを設けた構成を有する。注入孔13cは光吸収体13の外周面から凹部13bに連通するように形成されている。光吸収体13Aは、単一の筒状の部材で構成されていてもよいし、複数の部材を組み合わせて構成されていてもよい。固着材14は、図2と同様に、光ファイバ11のクラッド部11bと光吸収体13Aとを固着している。The end cap 12A has a configuration in which the light treatment material 12d is deleted from the configuration of the end cap 12 shown in Fig. 3. The light absorber 13A has a configuration in which an injection hole 13c is further provided in addition to the configuration of the light absorber 13 shown in Fig. 2. The injection hole 13c is formed so as to communicate from the outer peripheral surface of the light absorber 13 to the recess 13b. The light absorber 13A may be composed of a single cylindrical member, or may be composed of a combination of multiple members. The fixing material 14 fixes the cladding portion 11b of the optical fiber 11 and the light absorber 13A, as in Fig. 2.

端部構造10Aでは、光吸収体13Aの凹部13bに光処理材12Adが充填されている。これによって、エンドキャップ12Aの側面12ab、円環面12ba、および、底面12aaのうち光ファイバ11の端面11dが接合された領域の周囲にある円環状の領域に、光処理材12Adが設けられている。その結果、端部構造10Aでは、端部構造10の場合と同様に、エンドキャップ12Aの底面12bcから入力されたレーザ光L1のうち、光ファイバ11に結合しない非結合光を、光処理材12Adが散乱または反射する。その結果、固着材14や被覆11cの損傷が抑制される。In the end structure 10A, the recess 13b of the light absorber 13A is filled with the light processing material 12Ad. As a result, the light processing material 12Ad is provided in the side surface 12ab, the annular surface 12ba, and the annular area around the area of the bottom surface 12aa of the end cap 12A where the end surface 11d of the optical fiber 11 is joined. As a result, in the end structure 10A, as in the case of the end structure 10, the light processing material 12Ad scatters or reflects non-coupled light that is not coupled to the optical fiber 11 out of the laser light L1 input from the bottom surface 12bc of the end cap 12A. As a result, damage to the fixing material 14 and the coating 11c is suppressed.

光処理材12Adは、たとえば主成分として無機系接着剤を含む、または非結合光を散乱させる樹脂剤を含むものであり、光処理材12dと同様のものが使用できる。光処理材12Adは、未硬化の状態で注入孔13cから注入した後に硬化させることで、凹部13bに充填された状態とすることができる。The light treatment material 12Ad may be, for example, a material containing an inorganic adhesive as a main component, or a resin agent that scatters uncoupled light, and may be the same as the light treatment material 12d. The light treatment material 12Ad can be filled into the recess 13b by injecting it in an uncured state through the injection hole 13c and then curing it.

本実施形態においても、光処理材12Adは、たとえば底面12aaのうち円環状の領域または該領域の一部のみに設けられていてもよいし、底面12aaのうち円環状の領域と、エンドキャップ12の側面12abまたは側面12abの一部とに設けられていてもよい。ただし、光処理材12Adが設けられる領域はこれらに限定されない。In this embodiment, the optical treatment material 12Ad may be provided, for example, in a circular region of the bottom surface 12aa or only in a part of the region, or may be provided in a circular region of the bottom surface 12aa and in the side surface 12ab or a part of the side surface 12ab of the end cap 12. However, the region in which the optical treatment material 12Ad is provided is not limited to these.

(実施形態3)
図5は、実施形態2に係る端部構造10Bの模式的な一部切欠図である。この端部構造10Aは、半導体レーザモジュール100において端部構造10に置き換えて使用することができる。
(Embodiment 3)
5 is a schematic, partially cutaway view of an end structure 10B according to embodiment 2. This end structure 10A can be used in place of the end structure 10 in the semiconductor laser module 100.

端部構造10Bは、光ファイバ11Bと、エンドキャップ12と、光吸収体13Bと、固着材14とを備えている。The end structure 10B includes an optical fiber 11B, an end cap 12, a light absorber 13B, and an adhesive 14.

光ファイバ11Bは、光ファイバ11のクラッド部11bをクラッド部11Bbに置き換えた構成を有する。光ファイバ11Bは、クラッド部11Bbの長手方向における一部が太径化された太径部11Bbaを有する。太径部11Bbaは、クラッド径が、光ファイバ11Bの端面11Bdにおいては太径部11Bba以外の部分と同じであり、たとえば125μmである。太径部11Bbaは、端面11Bdから離間するにつれてクラッド径がテーパ状に拡径する部分と、クラッド径が一定の太径である部分と、端面11Bdから離間するにつれてクラッド径がテーパ状に縮径する部分とからなる。縮径した後のクラッド径はたとえば125μmである。一定の太径の部分のクラッド径は125μmより大きく、たとえば500μmである。The optical fiber 11B has a configuration in which the cladding portion 11b of the optical fiber 11 is replaced with the cladding portion 11Bb. The optical fiber 11B has a thickened portion 11Bba in which a portion of the cladding portion 11Bb in the longitudinal direction is thickened. The thickened portion 11Bba has a cladding diameter that is the same as that of the portion other than the thickened portion 11Bba at the end face 11Bd of the optical fiber 11B, and is, for example, 125 μm. The thickened portion 11Bba is composed of a portion in which the cladding diameter increases in a tapered manner as it moves away from the end face 11Bd, a portion in which the cladding diameter is a constant thick diameter, and a portion in which the cladding diameter decreases in a tapered manner as it moves away from the end face 11Bd. The cladding diameter after the diameter reduction is, for example, 125 μm. The cladding diameter of the constant thick diameter portion is larger than 125 μm, and is, for example, 500 μm.

光吸収体13Bは、光吸収体13と同様に、光ファイバ11Bが配置される挿通孔13Baと、挿通孔13Baと連通しており、エンドキャップ12が配置される凹部13bとを有する。挿通孔13Baの内径は、光ファイバ11Bの太径部11Bbaのクラッド径に対応した大きさとされている。光吸収体13Bは、クラッド部11Bbの太径部11Bbaにおいて固着材14で固着される。The light absorber 13B, like the light absorber 13, has an insertion hole 13Ba in which the optical fiber 11B is disposed, and a recess 13b that communicates with the insertion hole 13Ba and in which the end cap 12 is disposed. The inner diameter of the insertion hole 13Ba corresponds to the cladding diameter of the thick-diameter portion 11Bba of the optical fiber 11B. The light absorber 13B is fixed to the thick-diameter portion 11Bba of the cladding portion 11Bb with a fixing material 14.

エンドキャップ12には、図3に示すエンドキャップと同様に、図5では不図示の光処理材12dが設けられている。The end cap 12 is provided with a light processing material 12d (not shown in FIG. 5) similar to the end cap shown in FIG.

端部構造10Bにおいても、端部構造10や10Aと同様に、固着材14や被覆11cの損傷が抑制される。In the end structure 10B, as in the end structures 10 and 10A, damage to the adhesive 14 and the coating 11c is suppressed.

さらに、端部構造10Bでは、クラッドモードで伝搬したレーザ光(たとえば図2におけるレーザ光L1b)が太径部11Bbaの外周面に到達し、漏洩して固着材14を通過する際には、太径部11Bbaが無い場合よりも、レーザ光のパワー密度が低減される。その結果、固着材14の損傷の発生をより一層抑制できる。Furthermore, in the end structure 10B, when the laser light propagating in the cladding mode (for example, the laser light L1b in FIG. 2) reaches the outer peripheral surface of the large diameter portion 11Bba and leaks out and passes through the adhesive 14, the power density of the laser light is reduced compared to when the large diameter portion 11Bba is not present. As a result, the occurrence of damage to the adhesive 14 can be further suppressed.

なお、本実施形態では、太径部11Bbaが光ファイバ11の端面11dから始まっているが、太径部11Bbaが端面11dから離れていてもよい。また、本実施形態では、太径部11Bbaの両端がテーパ状になっているが、両端の少なくとも一方がステップ状になっていてもよい。In this embodiment, the large diameter portion 11Bba starts from the end face 11d of the optical fiber 11, but the large diameter portion 11Bba may be spaced apart from the end face 11d. In this embodiment, both ends of the large diameter portion 11Bba are tapered, but at least one of the ends may be stepped.

また、上記実施形態では、エンドキャップ12、12Aは円柱形状と円錐台形状とを組み合わせた形状を有するが、エンドキャップの形状はこれには限定されず、たとえば直方体形状や円柱形状でもよい。In the above embodiment, the end caps 12, 12A have a shape that combines a cylindrical shape with a truncated cone shape, but the shape of the end caps is not limited to this and may be, for example, a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape.

なお、上記実施形態では、赤外領域の波長のレーザ光を例に挙げたが、波長はこれに限定されない。例えば、緑色や青色のような短波長のレーザ光にあっては、固着材によるエネルギの吸収量が赤外領域の波長のレーザ光よりも大きく、本発明による効果がより顕著になる場合がある。In the above embodiment, the laser light having a wavelength in the infrared region is taken as an example, but the wavelength is not limited to this. For example, in the case of a laser light having a short wavelength such as green or blue, the amount of energy absorbed by the adhesive is larger than that of a laser light having a wavelength in the infrared region, and the effect of the present invention may be more pronounced.

また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。Furthermore, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. The present invention also includes a configuration in which the above-mentioned components are appropriately combined. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the present invention are not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications are possible.

本発明は、光ファイバおよび半導体レーザモジュールに利用することができる。The present invention can be applied to optical fibers and semiconductor laser modules.

10、10A、10B 端部構造
11、11B 光ファイバ
11a コア部
11b、11Bb クラッド部
11Bba 太径部
11c 被覆
11d、11Bd 端面
12、12A エンドキャップ
12a 出力部
12aa 底面
12ab 側面
12b 入力部
12ba 円環面
12bb 側面
12bc 底面
12c ARコーティング
12d、12Ad 光処理材
13、13A、13B 光吸収体
13a、13Ba 挿通孔
13b 凹部
13c 注入孔
14 固着材
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レンズ
107-1~107-6 第2レンズ
108-1~108-6 ミラー
109 第3レンズ
110 光フィルタ
111 第4レンズ
112 光ファイバ
113 ブーツ
114 ルースチューブ
L1、L1a、L1b、L1c レーザ光
10, 10A, 10B End structure 11, 11B Optical fiber 11a Core portion 11b, 11Bb Cladding portion 11Bba Large diameter portion 11c Coating 11d, 11Bd End face 12, 12A End cap 12a Output portion 12aa Bottom surface 12ab Side surface 12b Input portion 12ba Annular surface 12bb Side surface 12bc Bottom surface 12c AR coating 12d, 12Ad Light processing material 13, 13A, 13B Light absorber 13a, 13Ba Insertion hole 13b Recess 13c Injection hole 14 Fixing material 100 Semiconductor laser module 101 Package 102 LD height adjustment plate 103-1 to 103-6 Submount 104-1 to 104-6 Semiconductor laser element 105 Lead pin 106-1 to 106-6 First lenses 107-1 to 107-6 Second lenses 108-1 to 108-6 Mirror 109 Third lens 110 Optical filter 111 Fourth lens 112 Optical fiber 113 Boot 114 Loose tubes L1, L1a, L1b, L1c Laser light

Claims (9)

コア部と、前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを有する光ファイバと、
前記光ファイバの端面に接合された、前記光ファイバの端面よりも面積が広い第1面と、前記第1面とは反対側に位置し、前記光ファイバの端面よりも面積が広い第2面とを有し、前記第2面から光が入力されるエンドキャップと、
を備え、
前記エンドキャップに入力された光には、前記光ファイバに結合しない成分が含まれ、
前記第1面のうち、前記光ファイバの端面が接合された領域の周囲の円環状の領域に、前記光ファイバに結合しない成分を散乱または反射する光処理材が設けられていることを特徴とする光ファイバにおける端部構造。
an optical fiber having a core portion and a cladding portion formed on the outer periphery of the core portion;
an end cap having a first surface joined to an end surface of the optical fiber and having an area larger than that of the end surface of the optical fiber, and a second surface located on the opposite side to the first surface and having an area larger than that of the end surface of the optical fiber, wherein light is input from the second surface;
Equipped with
the light input to the end cap includes a component that is not coupled to the optical fiber;
An end structure for an optical fiber, characterized in that an optical processing material that scatters or reflects components that are not coupled to the optical fiber is provided in an annular region of the first surface surrounding the area where the end face of the optical fiber is joined.
前記エンドキャップは、The end cap is
前記第2面と、当該第2面に対して前記光ファイバ側に離れて位置した円環面と、を有するとともに、前記第2面と前記円環面との間で延びた円柱形状を有した入力部と、an input portion having the second surface and a toric surface located away from the second surface toward the optical fiber, the input portion having a cylindrical shape extending between the second surface and the toric surface;
前記円環面の円環の内側から前記光ファイバに向けて先細り状に突出した円錐台形状を有するとともに、前記第1面と、前記円錐台形状の側面と、を有した出力部と、an output section having a truncated cone shape that protrudes from an inner side of the annulus of the annular surface toward the optical fiber in a tapered manner, the output section having the first surface and a side surface of the truncated cone shape;
を有し、having
さらに、前記円環面および前記側面に、前記光ファイバに結合しない成分を散乱または反射する光処理材が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の光ファイバにおける端部構造。2. The end structure of an optical fiber according to claim 1, further comprising a light processing material provided on said annular surface and said side surface for scattering or reflecting components not coupled to said optical fiber.
前記光処理材は無機系接着剤、または光を反射する金属膜もしくは誘電体多層膜を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の光ファイバにおける端部構造。 3. The end structure of an optical fiber according to claim 1, wherein the optical treatment material includes an inorganic adhesive, or a metal film or a dielectric multilayer film that reflects light. 前記光処理材は前記光を散乱させる樹脂剤を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の光ファイバにおける端部構造。 3. The end structure of an optical fiber according to claim 1, wherein the light processing material contains a resin agent that scatters the light. 前記光ファイバの前記端面側の一部および前記エンドキャップの外周に配置され、少なくとも前記光ファイバを固定する光吸収体をさらに備えることを特徴とする請求項1~のいずれか一つに記載の光ファイバにおける端部構造。 The end structure of an optical fiber described in any one of claims 1 to 4 , further comprising a light absorber arranged on a portion of the end face side of the optical fiber and on the outer periphery of the end cap, and fixing at least the optical fiber. 前記光ファイバと前記エンドキャップとは融着接続されていることを特徴とする請求項1~のいずれか一つに記載の光ファイバにおける端部構造。 6. The end structure of an optical fiber according to claim 1, wherein the optical fiber and the end cap are fusion spliced. 前記光ファイバは、前記クラッド部の長手方向における一部が太径化された太径部を有することを特徴とする請求項1~のいずれか一つに記載の光ファイバにおける端部構造。 7. The end structure of an optical fiber according to claim 1 , wherein the optical fiber has a thickened portion in a longitudinal direction of the cladding. 請求項1~のいずれか一つに記載の光ファイバにおける端部構造と、
レーザ光を出力する半導体レーザ素子と、
前記レーザ光を集光して前記端部構造の前記エンドキャップの前記第2面に入力させる光学系と、
を備えることを特徴とする半導体レーザモジュール。
An end structure of an optical fiber according to any one of claims 1 to 7 ;
a semiconductor laser element that outputs laser light;
an optical system for focusing the laser light onto the second surface of the end cap of the end structure;
A semiconductor laser module comprising:
コア部と、前記コア部の外周に形成されたクラッド部とを有する光ファイバと、an optical fiber having a core portion and a cladding portion formed on the outer periphery of the core portion;
前記光ファイバの端面に接合された、前記光ファイバの端面よりも面積が広い第1面と、前記第1面とは反対側に位置し、前記光ファイバの端面よりも面積が広い第2面とを有し、前記第2面から光が入力されるエンドキャップと、an end cap having a first surface joined to an end surface of the optical fiber and having an area larger than that of the end surface of the optical fiber, and a second surface located on the opposite side to the first surface and having an area larger than that of the end surface of the optical fiber, wherein light is input from the second surface;
を備え、Equipped with
前記エンドキャップに入力された光には、前記光ファイバに結合しない成分が含まれ、the light input to the end cap includes a component that is not coupled to the optical fiber;
前記第1面のうち、前記光ファイバの端面が接合された領域の周囲の領域の少なくとも一部に、前記光ファイバに結合しない成分を散乱または反射する光処理材が設けられ、a light processing material that scatters or reflects components that are not coupled to the optical fiber is provided on at least a part of a region of the first surface surrounding a region to which the end face of the optical fiber is joined;
前記光ファイバの前記端面側の一部および前記エンドキャップの外周に配置され、少なくとも前記光ファイバを固定する光吸収体を備え、a light absorber disposed on a portion of the end face side of the optical fiber and on an outer periphery of the end cap, and fixing at least the optical fiber;
前記クラッド部と前記光吸収体との間に当該クラッド部および当該光吸収体に接した状態で介在する固着剤により、前記クラッド部と前記光吸収体とが固着されている、ことを特徴とする光ファイバにおける端部構造。an optical fiber end structure, characterized in that the cladding portion and the optical absorber are fixed to each other by an adhesive interposed between the cladding portion and the optical absorber in a state of contact with the cladding portion and the optical absorber.
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