JPWO2007111046A1 - Optical fiber array, semiconductor laser condensing device, and optical fiber array manufacturing method - Google Patents

Optical fiber array, semiconductor laser condensing device, and optical fiber array manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JPWO2007111046A1
JPWO2007111046A1 JP2008507389A JP2008507389A JPWO2007111046A1 JP WO2007111046 A1 JPWO2007111046 A1 JP WO2007111046A1 JP 2008507389 A JP2008507389 A JP 2008507389A JP 2008507389 A JP2008507389 A JP 2008507389A JP WO2007111046 A1 JPWO2007111046 A1 JP WO2007111046A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
axis direction
array
incident surface
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008507389A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5277959B2 (en
Inventor
太田 浩充
浩充 太田
ともみ 中野
ともみ 中野
加藤 喜紳
喜紳 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2008507389A priority Critical patent/JP5277959B2/en
Publication of JPWO2007111046A1 publication Critical patent/JPWO2007111046A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5277959B2 publication Critical patent/JP5277959B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4249Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4202Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/005Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0225Out-coupling of light
    • H01S5/02251Out-coupling of light using optical fibres
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/023Mount members, e.g. sub-mount members
    • H01S5/02325Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031Edge-emitting structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

この発明は、損失をより抑制することができる光ファイバアレイ及び半導体レーザ集光装置及び光ファイバアレイの製造方法を提供することを目的とする。このため、本発明は、楕円状に広がりながら進行する光を出射する発光部(12a)が楕円の短軸方向に複数配列されたアレイ状発光源(10)から出射される各光を入射する複数の光ファイバ(22a)にて構成され、各光ファイバは、発光部の短軸方向の間隔に合わせて各光ファイバの各入射面が各発光部に対向するように配置されており、各光ファイバの入射面側は、固定部材で固定されて固定部材と光ファイバの入射面による一体部(21)が形成されており、一体部における各光ファイバの入射面側には、入射された光を集光するレンズ部が、研削、または切削、または研磨、または溶融させて型を押し当てること、によって形成されている。An object of the present invention is to provide an optical fiber array, a semiconductor laser condensing device, and a method for manufacturing the optical fiber array that can further suppress loss. For this reason, the present invention makes each light emitted from an array light emitting source (10) in which a plurality of light emitting sections (12a) emitting light traveling while spreading in an elliptical shape are arranged in the short axis direction of the ellipse enter. It is composed of a plurality of optical fibers (22a), and each optical fiber is arranged so that each incident surface of each optical fiber faces each light emitting part according to the short-axis direction interval of the light emitting part. The incident surface side of the optical fiber is fixed by a fixing member to form an integrated part (21) by the fixing member and the incident surface of the optical fiber, and is incident on the incident surface side of each optical fiber in the integrated part. The lens part that collects light is formed by grinding, cutting, polishing, or melting and pressing the mold.

Description

本発明は、半導体レーザアレイから出射されるレーザ光を効率良く集光することが可能な光ファイバアレイ及び半導体レーザ集光装置及び光ファイバアレイの製造方法に関する。   The present invention relates to an optical fiber array capable of efficiently condensing laser light emitted from a semiconductor laser array, a semiconductor laser condensing apparatus, and an optical fiber array manufacturing method.

近年、半導体レーザは発振効率が高い(〜50%)ことから、固体レーザの励起光として、あるいは直接加工光源として利用するニーズが高まっている。また、半導体レーザメーカからは、複数のエミッタ(発光部)を一次元状に配置した半導体レーザバーや、半導体レーザバーを積層して複数のエミッタ(発光部)を二次元状に配置した半導体レーザスタックが商品化されている。
例えば一般的な半導体レーザバーは、長さ約10mm、厚さ約0.2mm、幅約1mmの外形寸法の半導体レーザチップをヒートシンクにマウントしたもので、この中に厚さ方向に約1μm、長さ方向に約150μmの発光部がピッチ約500μmで10数個集積化されている。そして1個の発光部からは約2Wの出力のレーザ光が出射される。これらを集光してパワー密度を高くして励起光として用いたり、直接加工光源として用いたりすれば、金属の溶接や穴あけ、切断等を行うことができる。
なお、本明細書では、半導体レーザバーも半導体レーザスタックもまとめて半導体レーザアレイと呼ぶ。
In recent years, semiconductor lasers have a high oscillation efficiency (˜50%), and therefore there is an increasing need for using them as excitation light for solid-state lasers or as direct processing light sources. Also, semiconductor laser manufacturers include semiconductor laser bars in which a plurality of emitters (light emitting portions) are arranged one-dimensionally, and semiconductor laser stacks in which semiconductor laser bars are stacked and a plurality of emitters (light emitting portions) are arranged two-dimensionally. It has been commercialized.
For example, a general semiconductor laser bar is a semiconductor laser chip having an external dimension of about 10 mm in length, about 0.2 mm in thickness, and about 1 mm in width mounted on a heat sink, and about 1 μm in length in the thickness direction. About 10 light emitting portions having a pitch of about 500 μm are integrated in the direction. Then, a laser beam with an output of about 2 W is emitted from one light emitting unit. If these are condensed to increase the power density and used as excitation light or directly as a processing light source, metal welding, drilling, cutting, etc. can be performed.
In this specification, the semiconductor laser bar and the semiconductor laser stack are collectively referred to as a semiconductor laser array.

一般的な半導体レーザアレイにおいて、図1の例(発光部が一次元配置の例)に示すように、発光部(12a〜12g)から出射されるレーザ光L1は長軸方向及び短軸方向にほぼ楕円状に広がりながら進行する。また、図2の例に示すように、長軸方向の広がり角θfは数10度(例えば30度〜40度)程度であり、図3の例に示すように、短軸方向の広がり角θsは数度(例えば3度〜4度)程度である。また各発光部(12a〜12g)の寸法は、上述したように、一般的な半導体レーザアレイでは長軸方向が1μm程度、短軸方向が100〜200μm程度である。
レーザ光の集光性は「ビーム径*広がり角」で示されるビームパラメータプロダクトに依存し、上述のような半導体レーザアレイの場合、長軸方向のビームパラメータプロダクトは0.2mm・mrad程度で、短軸方向のビームパラメータプロダクトは200mm・mradである。このため、集光する場合、長軸方向には比較的容易に小さく集光できるが、短軸方向に小さく集光することは比較的困難である。
In a general semiconductor laser array, as shown in the example of FIG. 1 (example in which the light emitting part is one-dimensionally arranged), the laser light L1 emitted from the light emitting parts (12a to 12g) is emitted in the major axis direction and the minor axis direction. It progresses while spreading in an almost elliptical shape. As shown in the example of FIG. 2, the spread angle θf in the major axis direction is about several tens of degrees (for example, 30 to 40 degrees), and as shown in the example of FIG. 3, the spread angle θs in the minor axis direction. Is about several degrees (for example, 3 to 4 degrees). Further, as described above, the dimensions of the light emitting portions (12a to 12g) are about 1 μm in the major axis direction and about 100 to 200 μm in the minor axis direction in a general semiconductor laser array.
The condensing property of the laser light depends on the beam parameter product indicated by “beam diameter * divergence angle”. In the case of the semiconductor laser array as described above, the beam parameter product in the major axis direction is about 0.2 mm · mrad, The beam parameter product in the short axis direction is 200 mm · mrad. For this reason, when condensing, it is relatively easy to condense in the long axis direction, but it is relatively difficult to condense in the short axis direction.

例えば特許文献1に記載された従来技術では、シングルモードファイバの一方の先端に、斜断面を設けて楔状にして先端部を凸曲面としたレンズ状のマルチモードファイバを融着もしくは接着した、端部レンズ付きファイバが提案されている。半導体レーザの発光部から出射されるレーザ光は、長軸方向にはレンズ状の凸曲面で内側に屈折し、更に内部の屈折率分布で径が小さくなるように屈折し、短軸方向には屈折率分布で径が小さくなるように屈折し、シングルモードファイバへと導光される。
また特許文献2に記載された従来技術では、半導体レーザアレイとレンズアレイを金属ブロックに搭載し、当該金属ブロックをパッケージ(筐体)の側壁の窓の内側にレーザ溶着し、当該窓の外側には光ファイバアレイを搭載したスリーブを位置決めしてレーザ溶着した、半導体レーザモジュールが提案されている。パッケージ(筐体)の底面に金属ブロックを固定することなく側面に固定することで、底面の歪みや、レーザ発光時の温度上昇による位置ずれ(半導体レーザアレイとレンズアレイと光ファイバアレイの位置ずれ)に起因する光結合損失が抑制される。
また特許文献3に記載された従来技術では、クラッドのエッチング速度がコアのエッチング速度よりも速い材料からなるファイバでファイバアレイを構成しており、各ファイバ先端をエッチング処理し、コア端面を球面レンズ状に加工している。
特開2000−304965号公報 特開平6−308358号公報 特開平6−324234号公報
For example, in the prior art described in Patent Document 1, a single-mode fiber is fused or bonded to one end of a single-mode fiber by attaching a lens-shaped multimode fiber having a slanted cross section with a wedge shape and a tip portion having a convex curved surface. A fiber with a partial lens has been proposed. Laser light emitted from the light emitting portion of the semiconductor laser is refracted inward by a lens-like convex curved surface in the major axis direction, and further refracted so as to have a smaller diameter by an internal refractive index distribution, and in the minor axis direction. The light is refracted so as to have a smaller diameter by the refractive index distribution and guided to the single mode fiber.
In the prior art described in Patent Document 2, a semiconductor laser array and a lens array are mounted on a metal block, the metal block is laser-welded inside a window on the side wall of a package (housing), and the outside of the window. Has proposed a semiconductor laser module in which a sleeve on which an optical fiber array is mounted is positioned and laser-welded. By fixing the metal block to the side of the package (chassis) without fixing it to the side, the bottom surface is displaced and the position is shifted due to temperature rise during laser emission (the position of the semiconductor laser array, lens array, and optical fiber array is shifted). ) Is reduced.
In the prior art described in Patent Document 3, a fiber array is formed of fibers made of a material whose cladding etching rate is faster than the core etching rate. Each fiber tip is etched, and the core end surface is a spherical lens. It is processed into a shape.
JP 2000-304965 A JP-A-6-308358 JP-A-6-324234

特許文献1に記載した従来技術では、光ファイバとレンズが一体となっており、半導体レーザの発光部とレンズと光ファイバとの3者を位置決めすることなく、半導体レーザの発光部と光ファイバの2者を位置決めすれば良い。しかし、複数の発光部を有する半導体レーザアレイに対応させた場合、半導体レーザアレイの各発光部に対して1本ずつ光ファイバの位置を合わせる必要があるため、非常に手間がかかるとともに、位置ずれによる損失が大きくなる可能性がある。
また特許文献2に記載した従来技術では、半導体レーザアレイとレンズアレイが搭載された金属ブロックと、光ファイバアレイとが別体であるため、これらの位置合わせに非常に手間がかかるとともに、半導体レーザアレイの出力が比較的大きい場合、半導体レーザアレイとレンズアレイの発熱が光ファイバアレイよりも大きくなり、金属ブロックの熱膨張量と、光ファイバアレイの熱膨張量の差による位置ずれが発生して損失が大きくなる可能性がある。
また特許文献3に記載した従来技術では、エッチングによりファイバを溶かしてコア端面にレンズを形成するため、ほぼ球面状のレンズ形状しか加工できず、例えばシリンドリカルレンズ形状等、損失を抑制する適切なレンズ形状に形成することが困難である。また、エッチングで溶かして球面状となることを期待する方法であるため、損失をより抑制することができる焦点距離等、所望するレンズ特性を得ることが困難である。また、コア端面に形成されるレンズの位置(コアの長手方向における位置)をファイバ毎に精密に一致させて損失をより抑制することも困難である。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、損失をより抑制することができる光ファイバアレイ及び半導体レーザ集光装置及び光ファイバアレイの製造方法を提供することを課題とする。
In the prior art described in Patent Document 1, the optical fiber and the lens are integrated, and the positioning of the light emitting part of the semiconductor laser and the optical fiber is not performed without positioning the light emitting part of the semiconductor laser, the lens, and the optical fiber. What is necessary is just to position two persons. However, in the case of using a semiconductor laser array having a plurality of light emitting portions, it is necessary to align the position of one optical fiber for each light emitting portion of the semiconductor laser array. The loss due to may increase.
In the prior art described in Patent Document 2, the metal block on which the semiconductor laser array and the lens array are mounted is separate from the optical fiber array. When the output of the array is relatively large, the heat generation of the semiconductor laser array and the lens array becomes larger than that of the optical fiber array, and a positional shift occurs due to the difference between the thermal expansion amount of the metal block and the thermal expansion amount of the optical fiber array. Loss can be significant.
In the prior art described in Patent Document 3, since a fiber is formed by etching to form a lens on the end face of the core, only a substantially spherical lens shape can be processed. For example, a suitable lens that suppresses loss such as a cylindrical lens shape. It is difficult to form into a shape. In addition, since it is a method that expects to form a spherical surface by melting by etching, it is difficult to obtain desired lens characteristics such as a focal length that can further suppress loss. It is also difficult to further suppress loss by precisely matching the position of the lens formed on the core end face (position in the longitudinal direction of the core) for each fiber.
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide an optical fiber array, a semiconductor laser condensing device, and a method for manufacturing the optical fiber array that can further suppress loss. .

上記課題を解決するため、本発明は、請求の範囲に記載の通りの構成を備える光ファイバアレイ、半導体レーザ集光装置及び光ファイバアレイの製造方法である。
第1の発明の光ファイバアレイは、楕円状に広がりながら進行する光を出射する発光部が楕円の短軸方向に複数配列されたアレイ状発光源から出射される各光を入射する複数の光ファイバにて構成された光ファイバアレイである。
各光ファイバは、発光部の短軸方向の間隔に合わせて各光ファイバの各入射面が各発光部に対向するように配置されている。
そして、各光ファイバの入射面側は、固定部材で固定されて固定部材と光ファイバの入射面による一体部が形成されており、一体部における各光ファイバの入射面側には、入射された光を集光するレンズ部が、研削、または切削、または研磨、または溶融させて型を押し当てること、によって形成されている。
第1の発明によれば、一体部における複数の光ファイバの各入射面が、アレイ状発光源の発光部の間隔に合わせて並んでいるので、各発光部の位置に合わせて個々の光ファイバを位置決めする必要がないため、位置決めが容易であるとともに、位置決め精度が高い。これにより、損失をより抑制することができる。
In order to solve the above-described problems, the present invention is an optical fiber array, a semiconductor laser condensing device, and a method for manufacturing the optical fiber array, each having a configuration as set forth in the claims.
The optical fiber array according to the first aspect of the present invention is a plurality of light incident on each light emitted from an arrayed light source in which a plurality of light emitting portions emitting light that travels in an elliptical shape are arranged in the short axis direction of the ellipse. An optical fiber array composed of fibers.
Each optical fiber is arranged so that each incident surface of each optical fiber faces each light emitting unit according to the interval in the minor axis direction of the light emitting unit.
Then, the incident surface side of each optical fiber is fixed by a fixing member to form an integral part of the fixing member and the incident surface of the optical fiber, and is incident on the incident surface side of each optical fiber in the integral part. The lens portion that collects light is formed by grinding, cutting, polishing, or melting, and pressing the mold.
According to the first invention, since the incident surfaces of the plurality of optical fibers in the integrated part are aligned in accordance with the intervals of the light emitting parts of the array light source, the individual optical fibers are adapted to the positions of the light emitting parts. Therefore, positioning is easy and positioning accuracy is high. Thereby, loss can be suppressed more.

第2の発明の光ファイバアレイでは、固定部材は、複数の光ファイバの入射面側の先端部を固める固形材にて構成されている。
第2の発明によれば、固形材にて固定部材を容易に構成することができる。
In the optical fiber array of the second invention, the fixing member is made of a solid material that hardens the tip portions on the incident surface side of the plurality of optical fibers.
According to the second invention, the fixing member can be easily configured with a solid material.

第3の発明の光ファイバアレイでは、固定部材は、楕円の長軸方向に直交する面を互いに対向させた少なくとも2つの固定板にて構成されており、複数の光ファイバの入射面側の先端部が固定板にて挟み込まれて固定されている。
第3の発明によれば、光ファイバを挟み込む少なくとも2つの固定板にて固定部材を容易に構成することができる。
In the optical fiber array of the third invention, the fixing member is composed of at least two fixing plates in which surfaces orthogonal to the major axis direction of the ellipse are opposed to each other, and tips on the incident surface side of the plurality of optical fibers The portion is sandwiched and fixed by a fixed plate.
According to the third aspect of the invention, the fixing member can be easily configured with at least two fixing plates that sandwich the optical fiber.

第4の発明の光ファイバアレイでは、少なくとも固定板の1つには、発光部の短軸方向の間隔にて光ファイバを位置決めする溝が形成されている。
第4の発明によれば、固定板に対して光ファイバを容易に位置決めすることができる。
In the optical fiber array according to the fourth aspect of the invention, at least one of the fixed plates is formed with a groove for positioning the optical fiber at an interval in the minor axis direction of the light emitting portion.
According to the fourth invention, the optical fiber can be easily positioned with respect to the fixed plate.

第5の発明の光ファイバアレイでは、レンズ部は、一体部において入射された光が長軸方向に屈折するように長軸方向に対して凸状に一体形成されている。
第5の発明によれば、広がり角の大きな長軸方向に対してはレンズ部で広がり角を小さくして光ファイバ内に導光し、広がり角の小さな短軸方向に対してはそのまま導光し、光ファイバ内に適切に光を導光することができ、損失をより抑制することができる。
また、一体部においてレンズ部を一体形成するため、レンズ部の作成が容易である。また、各光ファイバにおけるレンズ部が同一形状(ばらつきが非常に小さい)となるため、位置決めが容易であるとともに、損失をより抑制することができる。
In the optical fiber array of the fifth invention, the lens portion is integrally formed in a convex shape with respect to the major axis direction so that light incident on the integral portion is refracted in the major axis direction.
According to the fifth aspect of the invention, in the long axis direction with a large divergence angle, the lens portion reduces the divergence angle and guides it into the optical fiber, and in the short axis direction with a small divergence angle, the light is guided as it is. In addition, light can be appropriately guided into the optical fiber, and loss can be further suppressed.
In addition, since the lens portion is integrally formed in the integral portion, it is easy to create the lens portion. Moreover, since the lens part in each optical fiber becomes the same shape (a variation is very small), positioning is easy and loss can be suppressed more.

第6の発明の半導体レーザ集光装置では、第1の発明〜第5の発明のいずれかに記載の光ファイバアレイと、アレイ状発光源として、楕円状に広がりながら進行するレーザ光を出射する発光部が楕円の短軸方向に複数配列された半導体レーザアレイとを備えた半導体レーザ集光装置であって、発光部の各々と、レンズ部を形成した入射面の各々とが対向するように、半導体レーザアレイと一体部とを位置決めして、各発光部から出射されるレーザ光を各光ファイバに入射して集光する。
第6の発明によれば、半導体レーザアレイと一体部との2つを位置決めするのみで、複数の発光部と各光ファイバとをまとめて位置決めできる。各発光部の位置に合わせて個々の光ファイバを位置決めする必要がないため、位置決めが容易であるとともに、位置決め精度が高い。これにより、損失をより抑制することができる。
In the semiconductor laser condensing device of the sixth invention, the optical fiber array according to any one of the first to fifth inventions and the laser light that travels while spreading in an elliptical shape are emitted as the arrayed light source. A semiconductor laser condensing device comprising a semiconductor laser array in which a plurality of light emitting portions are arranged in the minor axis direction of an ellipse, wherein each of the light emitting portions and each of the incident surfaces on which the lens portions are formed face each other. The semiconductor laser array and the integrated part are positioned, and the laser light emitted from each light emitting part is incident on each optical fiber and condensed.
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to position the plurality of light emitting portions and the respective optical fibers together by only positioning the two of the semiconductor laser array and the integral portion. Since there is no need to position individual optical fibers according to the position of each light emitting part, positioning is easy and positioning accuracy is high. Thereby, loss can be suppressed more.

第7の発明の半導体レーザ集光装置では、半導体レーザアレイと一体部とが同一部材上に固定されている。
第7の発明によれば、レーザ光が発光部から出射されて集光されるまでの経路に位置する部材である半導体レーザアレイと一体部とが発熱しても、固定されている部材が同一部材であり熱膨張率が同じであるため、熱膨張による位置ずれ量を抑制することができ、損失をより抑制することができる。
In the semiconductor laser condensing device of the seventh invention, the semiconductor laser array and the integral part are fixed on the same member.
According to the seventh invention, even if the semiconductor laser array, which is a member located on the path from the time when the laser light is emitted from the light emitting portion and condensed, and the integrated portion generate heat, the fixed members are the same. Since they are members and have the same coefficient of thermal expansion, it is possible to suppress the amount of displacement due to thermal expansion, and it is possible to further suppress loss.

第8の発明の光ファイバアレイの製造方法は、楕円状に広がりながら進行する光を出射する発光部が楕円の短軸方向に複数配列されたアレイ状発光源から出射される各光を入射する複数の光ファイバにて構成された光ファイバアレイの製造方法であって、各光ファイバを、発光部の短軸方向の間隔に合わせて各光ファイバの各入射面が各発光部に対向するように配置し、各光ファイバの入射面側を固定部材で固定し、固定部材と光ファイバの入射面による一体部を形成する。
そして、一体部における光ファイバの入射面側から、長軸方向に対して凹状形状を有する加工工具を押しつけて加工工具を短軸方向に移動させて、入射された光が長軸方向に屈折するように長軸方向に対して凸状形状のレンズ部を各光ファイバの入射面に一体形成する。
第8の発明によれば、光ファイバアレイにおける各光ファイバの先端を一体化した一体部に、長軸方向に対して凸状形状のレンズ部を容易に且つ短時間に一体形成することができる。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical fiber array, wherein each light emitted from an array light source in which a plurality of light emitting portions emitting light that travels in an elliptical shape is arranged in the short axis direction of the ellipse is incident. A method of manufacturing an optical fiber array composed of a plurality of optical fibers, wherein each optical fiber is aligned with a short axis direction interval of the light emitting part so that each incident surface of each optical fiber faces each light emitting part. And the incident surface side of each optical fiber is fixed by a fixing member, and an integral part is formed by the fixing member and the incident surface of the optical fiber.
Then, from the incident surface side of the optical fiber in the integral part, the machining tool having a concave shape with respect to the major axis direction is pressed to move the machining tool in the minor axis direction, and the incident light is refracted in the major axis direction. Thus, a convex lens portion is formed integrally with the incident surface of each optical fiber with respect to the long axis direction.
According to the eighth aspect of the invention, the lens portion having a convex shape with respect to the major axis direction can be easily and integrally formed in the integrated portion in which the tips of the optical fibers in the optical fiber array are integrated. .

第9の発明の光ファイバアレイの製造方法は、楕円状に広がりながら進行する光を出射する発光部が楕円の短軸方向に複数配列されたアレイ状発光源から出射される各光を入射する複数の光ファイバにて構成された光ファイバアレイの製造方法であって、各光ファイバを、発光部の短軸方向の間隔に合わせて各光ファイバの各入射面が各発光部に対向するように配置し、各光ファイバの入射面側を固定部材で固定し、固定部材と光ファイバの入射面による一体部を形成する。
そして、一体部における光ファイバの入射面側にて、短軸方向に平行な回転軸を有する円柱形状の加工工具を、入射された光が長軸方向に屈折するように一体部が長軸方向に凸状となるように移動させて、入射された光が長軸方向に屈折するように長軸方向に対して凸状形状のレンズ部を各光ファイバの入射面に一体形成する。
第9の発明によれば、光ファイバアレイにおける各光ファイバの先端を一体化した一体部に、長軸方向に対して凸状形状のレンズ部をより高精度に一体形成することができる。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical fiber array, wherein each light emitted from an array-shaped light source in which a plurality of light emitting portions emitting light that travels in an elliptical shape is arranged in the minor axis direction of the ellipse is incident. A method of manufacturing an optical fiber array composed of a plurality of optical fibers, wherein each optical fiber is aligned with a short axis direction interval of the light emitting part so that each incident surface of each optical fiber faces each light emitting part. And the incident surface side of each optical fiber is fixed by a fixing member, and an integral part is formed by the fixing member and the incident surface of the optical fiber.
Then, on the incident surface side of the optical fiber in the integrated part, the integrated part is arranged in the long axis direction so that the cylindrical processing tool having a rotation axis parallel to the short axis direction is refracted in the long axis direction. In order to refract the incident light in the long axis direction, a convex lens portion with respect to the long axis direction is integrally formed on the incident surface of each optical fiber.
According to the ninth aspect, a lens portion having a convex shape with respect to the major axis direction can be integrally formed with higher accuracy in the integrated portion in which the tips of the optical fibers in the optical fiber array are integrated.

第10の発明の光ファイバアレイの製造方法は、楕円状に広がりながら進行する光を出射する発光部が楕円の短軸方向に複数配列されたアレイ状発光源から出射される各光を入射する複数の光ファイバにて構成された光ファイバアレイの製造方法であって、各光ファイバを、発光部の短軸方向の間隔に合わせて各光ファイバの各入射面が各発光部に対向するように配置し、各光ファイバの入射面側を固定部材で固定し、固定部材と光ファイバの入射面による一体部を形成する。
そして、光ファイバと固定部材とを同じ材質または融点の近い材質にて構成し、一体部における光ファイバの入射面側を溶融させて型を押し当てることで、入射された光が長軸方向に屈折するように長軸方向に対して凸状形状のレンズ部を各光ファイバの入射面に一体形成する。
第10の発明によれば、光ファイバアレイにおける各光ファイバの先端を一体化した一体部に、長軸方向に対して凸状形状のレンズ部をより容易に一体形成することができる。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical fiber array, in which each light emitted from an array light source in which a plurality of light emitting portions emitting light that travels in an elliptical shape is arranged in the short axis direction of the ellipse is incident. A method of manufacturing an optical fiber array composed of a plurality of optical fibers, wherein each optical fiber is aligned with a short axis direction interval of the light emitting part so that each incident surface of each optical fiber faces each light emitting part. And the incident surface side of each optical fiber is fixed by a fixing member, and an integral part is formed by the fixing member and the incident surface of the optical fiber.
Then, the optical fiber and the fixing member are made of the same material or a material having a close melting point, and the incident surface side of the optical fiber in the integral part is melted and pressed against the mold, so that the incident light is in the major axis direction. A lens portion convex in the major axis direction is integrally formed on the incident surface of each optical fiber so as to be refracted.
According to the tenth aspect of the present invention, a lens portion having a convex shape with respect to the major axis direction can be more easily integrally formed with the integrated portion in which the tips of the optical fibers in the optical fiber array are integrated.

第11の発明の光ファイバアレイの製造方法では、発光部の短軸方向の間隔にて複数の溝が形成された溝アレイの各溝に、先端部が溝アレイから突出するように各光ファイバを配置し、突出させた先端部を固定部材で固定して一体部を形成する。
第11の発明によれば、発光部の短軸方向の間隔で光ファイバを容易に位置決めすることが可能であり、光ファイバアレイにおける各光ファイバの先端を一体化した一体部を容易に形成することができる。
In the optical fiber array manufacturing method according to the eleventh aspect of the present invention, each optical fiber is formed such that the tip portion protrudes from the groove array in each groove of the groove array in which a plurality of grooves are formed at intervals in the minor axis direction of the light emitting portion. And the protruding tip is fixed by a fixing member to form an integral part.
According to the eleventh aspect, it is possible to easily position the optical fibers at intervals in the minor axis direction of the light emitting portions, and an integrated portion in which the tips of the optical fibers in the optical fiber array are integrated is easily formed. be able to.

一般的な半導体レーザアレイの構造及び出射されるレーザ光を説明する図(斜視図)である。It is a figure (perspective view) explaining the structure of a general semiconductor laser array and emitted laser light. 一般的な半導体レーザアレイの構造及び出射されるレーザ光を説明する図(側面図)である。It is a figure (side view) explaining the structure of a general semiconductor laser array and emitted laser light. 一般的な半導体レーザアレイの構造及び出射されるレーザ光を説明する図(平面図)である。It is a figure (plan view) illustrating the structure of a general semiconductor laser array and emitted laser light. 本発明の光ファイバアレイ20の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the optical fiber array 20 of this invention. 本発明の光ファイバアレイ20、及び半導体レーザ集光装置1の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the optical fiber array 20 of this invention, and the semiconductor laser condensing apparatus 1. FIG. 光ファイバアレイ20から出射されるレーザ光の広がり角及び半径と、伝送用光ファイバ40に入射されるレーザ光の広がり角及び半径との関係を説明する図である。4 is a diagram for explaining the relationship between the spread angle and radius of laser light emitted from the optical fiber array 20 and the spread angle and radius of laser light incident on a transmission optical fiber 40. FIG. 一体部21の構造(側面図)と機能を説明する図である。It is a figure explaining the structure (side view) and function of the integral part. 一体部21の構造(平面図)と機能を説明する図である。It is a figure explaining the structure (plan view) and function of an integral part. 溝アレイ26の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the groove | channel array. レンズ部が一体形成された光ファイバアレイ20の製造方法の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the manufacturing method of the optical fiber array 20 in which the lens part was integrally formed. 半導体レーザ集光装置1の応用例を説明する図である。It is a figure explaining the application example of the semiconductor laser condensing device. 半導体レーザ集光装置1の応用例を説明する図である。It is a figure explaining the application example of the semiconductor laser condensing device. 光ファイバアレイ20の構成における他の実施例を説明する図である。It is a figure explaining the other Example in the structure of the optical fiber array. 図13に示す光ファイバアレイの先端部の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the front-end | tip part of the optical fiber array shown in FIG. 図14に示す光ファイバアレイの入射面側にレンズ部を一体形成する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to integrally form a lens part in the entrance plane side of the optical fiber array shown in FIG. 図14に示す光ファイバアレイの入射面側にレンズ部を一体形成する方法における他の実施例を説明する図(斜視図)である。It is a figure (perspective view) explaining the other Example in the method of integrally forming a lens part in the entrance plane side of the optical fiber array shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体レーザ集光装置
10 半導体レーザアレイ
12a〜12g 発光部
20 光ファイバアレイ
21 一体部
22a〜22g 光ファイバ
23a クラッド部材
24a コア部材
26 溝アレイ
29 バンドル部
30 集光手段
31、32 レンズ
40 伝送用光ファイバ
50 基板
60 ヒートシンク
70 フィン
80 ファイバレーザ用光ファイバ
81 ダイクロイックミラー
82 レンズ
83 FBG
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser condensing apparatus 10 Semiconductor laser array 12a-12g Light emission part 20 Optical fiber array 21 Integrated part 22a-22g Optical fiber 23a Clad member 24a Core member 26 Groove array 29 Bundle part 30 Condensing means 31, 32 Lens 40 For transmission Optical fiber 50 Substrate 60 Heat sink 70 Fin 80 Optical fiber for fiber laser 81 Dichroic mirror 82 Lens 83 FBG

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。なお、全ての図面においてX軸方向は短軸方向を示しており、Y軸方向は長軸方向を示しており、Z軸方向は発光部から出射されるレーザ光の出射方向を示している。
図4〜図6は、本発明の光ファイバアレイ20、及び本発明の半導体レーザ集光装置1を含むレーザ集光装置の例を示している。
●[光ファイバアレイの構成(図4)]
図4の例に示すように本発明の光ファイバアレイ20は、半導体レーザアレイ10の発光部の短軸方向の間隔に合わせて各光ファイバ(22a、22b)の各入射面が各発光部に対向するように配置されている(隣り合う発光部の短軸方向の中心間隔と、隣り合う光ファイバの入射面の短軸方向の中心間隔が同一)。
そして隣り合う光ファイバの入射面の周囲を固形材(例えば、紫外線硬化樹脂や、石英系化合物(ポリシラン、ポリシラザン)もしくはエポキシ系の接着剤)で固めた一体部21が形成され、一体部21と各光ファイバ(22a、22b・・)にて光ファイバアレイ20を構成している。
また、一体部21における光ファイバ(22a、22b)の入射面側には、入射されるレーザ光を集光するレンズ部が形成されており、当該レンズ部については後述する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings, the X-axis direction indicates the short-axis direction, the Y-axis direction indicates the long-axis direction, and the Z-axis direction indicates the emission direction of the laser light emitted from the light emitting unit.
FIGS. 4-6 has shown the example of the laser condensing apparatus containing the optical fiber array 20 of this invention, and the semiconductor laser condensing apparatus 1 of this invention.
● [Configuration of optical fiber array (Fig. 4)]
As shown in the example of FIG. 4, in the optical fiber array 20 of the present invention, each light incident surface of each optical fiber (22 a, 22 b) is placed in each light emitting unit in accordance with the interval in the minor axis direction of the light emitting unit of the semiconductor laser array 10. They are arranged so as to face each other (the center interval in the minor axis direction of the adjacent light emitting portions is the same as the center interval in the minor axis direction of the incident surface of the adjacent optical fiber).
Then, an integrated portion 21 is formed in which the periphery of the incident surface of the adjacent optical fiber is solidified with a solid material (for example, an ultraviolet curable resin, a quartz compound (polysilane, polysilazane) or an epoxy adhesive). Each optical fiber (22a, 22b,...) Constitutes an optical fiber array 20.
In addition, a lens portion for collecting incident laser light is formed on the incident surface side of the optical fiber (22a, 22b) in the integrated portion 21, and the lens portion will be described later.

●[半導体レーザ集光装置1の構成(図5)]
図5の例に示すように本発明の半導体レーザ集光装置1は、半導体レーザアレイ10、光ファイバアレイ20にて構成されている。
そして半導体レーザアレイ10の各発光部(12a〜12g、図1参照)に対して、一体部21の各入射面が対向するように、半導体レーザアレイ10と一体部21(光ファイバアレイ20)とを位置決めする。
光ファイバアレイ20の出射面から伝送用光ファイバ40に集光するまでの集光手段30には種々の形態があり、図5の例ではレンズ31、32を用いたNA変換光学系を用いており、半導体レーザアレイから出射されたレーザ光を直接加工光源として用いる例を示している。なお、後述する図11及び図12の説明にて、直接加工光源として用いる例、及び固体レーザの励起光として用いる例について説明する。
● [Configuration of Semiconductor Laser Condenser 1 (FIG. 5)]
As shown in the example of FIG. 5, the semiconductor laser condensing device 1 of the present invention includes a semiconductor laser array 10 and an optical fiber array 20.
The semiconductor laser array 10 and the integrated portion 21 (optical fiber array 20) are arranged so that the respective incident surfaces of the integrated portion 21 face the light emitting portions (12a to 12g, see FIG. 1) of the semiconductor laser array 10. Positioning.
There are various forms of condensing means 30 from the exit surface of the optical fiber array 20 to condensing on the transmission optical fiber 40. In the example of FIG. 5, an NA conversion optical system using lenses 31 and 32 is used. In this example, laser light emitted from the semiconductor laser array is directly used as a processing light source. In the description of FIG. 11 and FIG. 12 to be described later, an example used directly as a processing light source and an example used as excitation light for a solid-state laser will be described.

光ファイバアレイ20の出射面は図6に示すようにバンドルされ(束ねられ)ており、その半径をr1、出射されるレーザ光の広がり角をθ1とする。また、レンズ31、32にて集光されたレーザ光が入射される伝送用光ファイバ40の入射面の半径をr2、入射されるレーザ光の入射角をθ2とすると、r1*θ1=r2*θ2が成立する。
更に伝送用光ファイバ40の開口数をNAとすると、sinθ2<NAとなるように、適切なr1、r2、NAを選定することで、光ファイバアレイ20から出射されたレーザ光を伝送用光ファイバ40に効率良く入射することができる。
The exit surface of the optical fiber array 20 is bundled (bundled) as shown in FIG. 6, and its radius is r1, and the spread angle of the emitted laser light is θ1. Further, assuming that the radius of the incident surface of the transmission optical fiber 40 on which the laser light condensed by the lenses 31 and 32 is incident is r2, and the incident angle of the incident laser light is θ2, r1 * θ1 = r2 *. θ2 is established.
Furthermore, when the numerical aperture of the transmission optical fiber 40 is NA, by selecting appropriate r1, r2, and NA so that sin θ2 <NA, the laser light emitted from the optical fiber array 20 is transmitted to the transmission optical fiber. 40 can be efficiently incident.

●[一体部21の構造と機能(図7、図8)]
次に図7及び図8を用いて、一体部21の構造と機能について説明する。
図7は図4における半導体レーザアレイ10の発光部12aと一体部21及び光ファイバ22aとを短軸方向(X軸方向)から見た図であり、図8は長軸方向(Y軸方向)から見た図である。
図7に示すように、一体部21における光ファイバ22aの入射面側には、入射されるレーザ光L1を集光するレンズ部が形成されており、当該レンズ部にてレーザ光L1を屈折させて広がり角を小さくして(ほぼ平行光となるように屈折させて)光ファイバ22a内に導光し、クラッド23aに周囲を覆われたコア部24a内に適切に導光することが可能である。なお、レンズ部は一体部21において長軸方向に対して凸状に一体形成されている(形成方法については図9及び図10の説明にて後述する)。
また、図8の例では短軸方向にはレンズ形状を形成していないが、短軸方向は広がり角が小さいため、特に集光しなくても開口数NA以下で光ファイバ22a内にレーザ光L1を導光することが可能である。
もちろん各光ファイバの入射面に、更に短軸方向に凸状となるようにレンズ部を形成してもよいが、長軸方向の曲面と短軸方向の曲面では異なる曲率となる。
● [Structure and function of integrated unit 21 (FIGS. 7 and 8)]
Next, the structure and function of the integrated portion 21 will be described with reference to FIGS.
7 is a view of the light emitting portion 12a, the integrated portion 21, and the optical fiber 22a of the semiconductor laser array 10 in FIG. 4 as viewed from the short axis direction (X axis direction), and FIG. 8 is the long axis direction (Y axis direction). It is the figure seen from.
As shown in FIG. 7, a lens portion for condensing incident laser light L1 is formed on the incident surface side of the optical fiber 22a in the integrated portion 21, and the laser light L1 is refracted by the lens portion. It is possible to guide the light into the optical fiber 22a with a small divergence angle (refracted so as to be almost parallel light), and appropriately guide the light into the core portion 24a covered with the cladding 23a. is there. The lens portion is integrally formed in a convex shape with respect to the major axis direction in the integral portion 21 (the formation method will be described later in the description of FIGS. 9 and 10).
In the example of FIG. 8, the lens shape is not formed in the minor axis direction. However, since the divergence angle is small in the minor axis direction, the laser beam is not incident on the optical fiber 22a with a numerical aperture NA or less even if it is not condensed. It is possible to guide L1.
Of course, a lens portion may be formed on the incident surface of each optical fiber so as to be further convex in the minor axis direction, but the curved surface in the major axis direction and the curved surface in the minor axis direction have different curvatures.

●[レンズ部が一体形成された光ファイバアレイ20の製造方法(図9及び図10)]
次に図9及び図10を用いて、レンズ部が一体形成された光ファイバアレイ20の製造方法(一体部21の形成方法とレンズ部の一体形成方法)の例について説明する。
まず、半導体レーザアレイ10の発光部12xの中心間隔(短軸方向における間隔)でV溝が形成された溝アレイ26を用意する(図9)。V溝の数は発光部の数と同数あるいは同数以上である。なお、溝の形状はV溝に限定されず、種々の形状の溝を使用することが可能である。
そして図10の例に示すように、発光部の数と同数の光ファイバ22nを、先端部が溝アレイ26から突出するようにV溝に並べていく。そして突出させた先端部を紫外線硬化樹脂や、石英系化合物(ポリシラン、ポリシラザン)もしくは、エポキシ等の接着剤等の固形材で固めて一体とした一体部21を形成する。なお次の工程にて、一体部21の先端から加工工具T(この例では回転砥石)にて研削してレンズ部を一体形成するので、一体部21を形成した時点(レンズ部を形成する前)では、光ファイバの入射面を前記接着剤等が覆っていても、溝アレイ26からの突出長さが均等でなくても構わない。
そして、内壁Taが長軸方向に対して凹状形状を有する加工工具T(この例では回転砥石T(回転軸は長軸方向と平行))を用いて、当該加工工具Tの内壁Taを一体部21に押付けながら短軸方向(X軸方向)に移動させて、形状を整えるとともに各光ファイバの入射面を表面に露出させ、一体部21にレンズ部(長軸方向に対して凸状形状のレンズ部)を一体形成する。一体形成するため、短時間に、且つ容易に形成することができる。なお、加工工具Tは内壁Taの形状を転写できるものであればよく、回転砥石に限定されず、例えば短軸方向に往復振動する加工工具等であってもよい。
溝アレイ26は、レンズ部を形成した後に取り外してもよいし、そのまま集光用光ファイバ部20として取り付けておいてもよい。
[Production method of optical fiber array 20 in which lens portion is integrally formed (FIGS. 9 and 10)]
Next, an example of a method for manufacturing the optical fiber array 20 in which the lens portions are integrally formed (a method for forming the integral portion 21 and a method for integrally forming the lens portion) will be described with reference to FIGS.
First, a groove array 26 is prepared in which V grooves are formed at the center interval (interval in the minor axis direction) of the light emitting portions 12x of the semiconductor laser array 10 (FIG. 9). The number of V grooves is the same as or more than the number of light emitting portions. The shape of the groove is not limited to the V-groove, and various shapes of grooves can be used.
Then, as shown in the example of FIG. 10, the same number of optical fibers 22 n as the number of light emitting portions are arranged in the V-groove so that the tip portion protrudes from the groove array 26. Then, the projecting tip is solidified with a solid material such as an ultraviolet curable resin, a quartz compound (polysilane, polysilazane), or an adhesive such as epoxy to form an integrated unit 21. In the next step, the lens portion is integrally formed by grinding with a processing tool T (in this example, a rotating grindstone) from the tip of the integral portion 21. Therefore, when the integral portion 21 is formed (before the lens portion is formed). ), The length of projection from the groove array 26 may not be uniform even if the adhesive surface or the like covers the incident surface of the optical fiber.
Then, the inner wall Ta of the machining tool T is integrally formed by using the machining tool T (in this example, the rotating grindstone T (the rotation axis is parallel to the major axis direction)) in which the inner wall Ta has a concave shape with respect to the major axis direction. While moving to the minor axis direction (X-axis direction) while pressing against the lens 21, the shape is adjusted and the incident surface of each optical fiber is exposed to the surface. Lens part) is integrally formed. Since they are integrally formed, they can be formed easily in a short time. The processing tool T is not limited to a rotating grindstone as long as it can transfer the shape of the inner wall Ta, and may be a processing tool that reciprocally vibrates in the short axis direction, for example.
The groove array 26 may be removed after the lens portion is formed, or may be attached as it is as the condensing optical fiber portion 20.

上記のようにレンズ部を形成した一体部21では、各光ファイバの入射面に同一形状のレンズ部が形成され、各光ファイバの入射面の間隔は発光部の間隔と同一である。
従って、半導体レーザアレイ10と一体部21とを位置決めするのみで、複数の発光部から出射されるレーザ光を複数の光ファイバの各々に適切に入射することができ、非常に便利であるとともに、位置ずれによる損失を抑制することができる。
また各レンズ部は一体形成されており、レンズ部毎の形状のばらつきが非常に小さいため(焦点距離のばらつきが非常に小さいため)、位置ずれによる損失をより抑制することができる。
また、更に短軸方向に凸状となるようにレンズ部を加工(形成)したい場合には、90度回転させた加工工具(内壁Taの凹状形状が短軸方向に凹状となるように回転、ただし内壁Taの凹状形状の曲率は上記加工工具Tとは異なる)を用いて、各光ファイバの入射面に押付けながら長軸方向(Y軸方向)に移動させてレンズ部を加工してもよい。
In the integrated portion 21 in which the lens portions are formed as described above, the lens portions having the same shape are formed on the incident surfaces of the optical fibers, and the intervals between the incident surfaces of the optical fibers are the same as the intervals between the light emitting portions.
Therefore, the laser beam emitted from the plurality of light emitting portions can be appropriately incident on each of the plurality of optical fibers only by positioning the semiconductor laser array 10 and the integrated portion 21, which is very convenient, Loss due to misalignment can be suppressed.
Further, each lens part is integrally formed, and the variation in shape of each lens part is very small (since the variation in focal length is very small), it is possible to further suppress the loss due to the displacement.
Further, when it is desired to process (form) the lens portion so as to be convex in the short axis direction, the processing tool rotated 90 degrees (rotated so that the concave shape of the inner wall Ta becomes concave in the short axis direction, However, the lens portion may be processed by moving in the major axis direction (Y-axis direction) while pressing against the incident surface of each optical fiber using a concave curvature of the inner wall Ta different from that of the processing tool T). .

●[半導体レーザ集光装置1の応用例(図11、図12)]
図11に示した例は、本発明の半導体レーザ集光装置1を構成している半導体レーザアレイ10と光ファイバアレイ20とを6セット用いている。各光ファイバアレイ20の出射面をバンドル部29で束ね、レンズ31(平行光に変換するコリメートレンズ)、及びレンズ32(平行光のレーザ光の径を小さくする集光レンズ)で構成された集光手段を用いて、バンドル部29から出射されたレーザ光L1を集光して伝送用光ファイバ40に入射し、伝送用光ファイバ40の出射面からレーザ光を取り出すものである。この例は半導体レーザアレイ10から出射されるレーザ光を直接加工光源として利用する例である。
半導体レーザアレイ10、及び光ファイバアレイ20の一体部21とは、同一部材(放熱用の基板50であり、熱伝導率の高い金属等にて構成される)に固定されている。半導体レーザアレイ10や一体部21の発熱により基板50が熱膨張率に従って膨張しても、半導体レーザアレイ10が固定されている位置と一体部21が固定されている位置とで熱膨張率の差がなく(同一部材であるため)、同じ方向に固定しているため、熱膨張が発生しても、同じ方向に同じ量が作用し、温度変化に伴う位置ずれを抑制することができ、損失をより抑制することができる。
なお、図11では、更に基板50にヒートシンク60とファン70とを設け、放熱している。また、基板50にパス穴をあけて水や油等の流体で冷却することも可能である。
[Application example of the semiconductor laser focusing device 1 (FIGS. 11 and 12)]
The example shown in FIG. 11 uses six sets of the semiconductor laser array 10 and the optical fiber array 20 constituting the semiconductor laser condensing device 1 of the present invention. A collection unit configured by bundling the emission surfaces of the optical fiber arrays 20 with a bundle unit 29, and including a lens 31 (a collimating lens for converting into parallel light) and a lens 32 (a condensing lens for reducing the diameter of the parallel laser light). The light means is used to collect the laser light L1 emitted from the bundle unit 29, enter the transmission optical fiber 40, and extract the laser light from the emission surface of the transmission optical fiber 40. In this example, laser light emitted from the semiconductor laser array 10 is directly used as a processing light source.
The semiconductor laser array 10 and the integrated portion 21 of the optical fiber array 20 are fixed to the same member (a heat-dissipating substrate 50 and made of a metal having a high thermal conductivity). Even if the substrate 50 expands according to the coefficient of thermal expansion due to the heat generated by the semiconductor laser array 10 and the integrated part 21, the difference in coefficient of thermal expansion between the position where the semiconductor laser array 10 is fixed and the position where the integrated part 21 is fixed. (Because they are the same member), they are fixed in the same direction, so even if thermal expansion occurs, the same amount acts in the same direction, and it is possible to suppress displacement due to temperature change and loss. Can be further suppressed.
In FIG. 11, a heat sink 60 and a fan 70 are further provided on the substrate 50 to dissipate heat. It is also possible to make a pass hole in the substrate 50 and cool it with a fluid such as water or oil.

図12に示した例は、図11と同様に本発明の半導体レーザ集光装置1を構成している半導体レーザアレイ10と光ファイバアレイ20とを6セット用いている。図11とは、光ファイバアレイ20のバンドル部29から先の構成が異なる。
図12において符号80は希土類元素がドープされたコア部を内部に持つファイバレーザ用光ファイバであり(コア部の周囲は、入射された励起光を閉じ込めるクラッド部で構成されている)、入射面から励起光(この場合、半導体レーザアレイから出射されるレーザ光)が入射されると、前記コア部が励起されてコア部内で(発振)レーザ光が発生する。(発振)レーザ光はファイバレーザ用光ファイバ80の両端から出射されるが、励起光の入射面側の端面と反対側の端面にFBG(ファイバブラッググレーティング)を設けて(発振)レーザ光を反射して入射面側に戻し、励起光の入射面側から(発振)レーザ光を取り出す。
In the example shown in FIG. 12, six sets of the semiconductor laser array 10 and the optical fiber array 20 constituting the semiconductor laser condensing device 1 of the present invention are used as in FIG. 11 is different from the bundle unit 29 of the optical fiber array 20 in FIG.
In FIG. 12, reference numeral 80 denotes an optical fiber for a fiber laser having a core portion doped with a rare earth element (the periphery of the core portion is composed of a clad portion for confining incident excitation light), and the incident surface When pumping light (in this case, laser light emitted from the semiconductor laser array) enters, the core portion is excited and (oscillation) laser light is generated in the core portion. The (oscillation) laser light is emitted from both ends of the optical fiber 80 for fiber laser. An FBG (fiber Bragg grating) is provided on the end surface opposite to the end surface on the incident surface side of the excitation light to reflect the (oscillation) laser light. Then, the laser beam is returned to the incident surface side, and (oscillation) laser light is extracted from the incident surface side of the excitation light.

ファイバレーザ用光ファイバ80内にて、FBG側に向かう方向に発生したがFBGによって反射された(発振)レーザ光と、入射面側に向かう方向に発生した(発振)レーザ光とが重畳されて入射面のコア部から出射される。出射された(発振)レーザ光は、レンズ32にて平行光に変換され、更にダイクロイックミラー81にて進行方向が変換される。なお、レンズ32は、半導体レーザアレイ10から出射されたレーザ光(励起光)に対しては、ファイバレーザ用光ファイバ80に導光するために径を小さくする集光レンズとして機能し、ファイバレーザ用光ファイバ80から出射された(発振)レーザ光に対しては、(発振)レーザ光を平行光に変換するコリメートレンズとして機能する。
また、ダイクロイックミラー81は、励起光(この場合、半導体レーザアレイ10から出射されたレーザ光)の波長の光を透過させ、(発振)レーザ光(ファイバレーザ用光ファイバ80から出射されたレーザ光)の波長の光を反射するものである。
ダイクロイックミラー81にて反射された(発振)レーザ光は、集光レンズ82にて径が小さくされ、伝送用光ファイバ40の入射面に入射される。そして伝送用光ファイバ40の出射面からレーザ光を取り出すものである。この例は半導体レーザアレイ10から出射されるレーザ光を励起光として利用する例である。
半導体レーザアレイ10、及び光ファイバアレイ20の一体部21とは、同一部材(放熱用の基板50等)に固定されており、損失が小さい点については図11と同様であるので説明を省略する。
In the optical fiber 80 for fiber laser, the (oscillation) laser beam generated in the direction toward the FBG side but reflected by the FBG and the (oscillation) laser beam generated in the direction toward the incident surface side are superimposed. The light is emitted from the core portion of the incident surface. The emitted (oscillation) laser light is converted into parallel light by the lens 32, and the traveling direction is further converted by the dichroic mirror 81. The lens 32 functions as a condensing lens for reducing the diameter of the laser light (excitation light) emitted from the semiconductor laser array 10 so as to guide the laser light to the optical fiber 80 for fiber laser. The (oscillation) laser light emitted from the optical fiber 80 functions as a collimating lens that converts the (oscillation) laser light into parallel light.
The dichroic mirror 81 transmits light having a wavelength of excitation light (in this case, laser light emitted from the semiconductor laser array 10), and (oscillation) laser light (laser light emitted from the optical fiber 80 for fiber laser). ) Is reflected.
The (oscillation) laser light reflected by the dichroic mirror 81 is reduced in diameter by the condenser lens 82 and is incident on the incident surface of the transmission optical fiber 40. Then, laser light is extracted from the exit surface of the transmission optical fiber 40. In this example, laser light emitted from the semiconductor laser array 10 is used as excitation light.
The semiconductor laser array 10 and the integrated portion 21 of the optical fiber array 20 are fixed to the same member (such as the heat-dissipating substrate 50), and since the loss is the same as in FIG. .

●[光ファイバアレイの構成と製造方法のその他の実施例(図13〜図16)]
次に、光ファイバアレイ20の構成におけるその他の実施例について、図13を用いて説明し、光ファイバアレイ20の製造方法におけるその他の実施例について、図14〜図16を用いて説明する。
図13に示すように、長軸方向(Y軸方向)に直交する面を互いに対向させた2つの固定板21a、21bにて固定部材を構成し、複数の光ファイバ22a〜22eの入射面側の先端部を固定板21a、21bにて挟み込んで固定し、一体部を形成する。なお、図13の例では、1つの固定板21aと1つの固定板21bにて固定部材を構成したが、固定板21aまたは21bを2つ以上の固定板で構成してもよい。
また、図13の例では、光ファイバ22a〜22eをより安定的に位置決めするために、光ファイバ22a〜22eの先端部を挟み込む固定板21bに対して、光ファイバ22a〜22eの先端部よりやや後方を挟み込む固定板27を備えているが、固定板27は省略してもよい。なお、固定板21b、27は、ネジ21nにて固定板21aに固定される。
[Other Embodiments of Optical Fiber Array Configuration and Manufacturing Method (FIGS. 13 to 16)]
Next, another embodiment in the configuration of the optical fiber array 20 will be described with reference to FIG. 13, and another embodiment in the method for manufacturing the optical fiber array 20 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 13, a fixing member is constituted by two fixing plates 21a and 21b whose surfaces orthogonal to the major axis direction (Y-axis direction) are opposed to each other, and incident surfaces of a plurality of optical fibers 22a to 22e. Are fixed by being sandwiched between the fixing plates 21a and 21b. In the example of FIG. 13, the fixing member is configured by one fixing plate 21a and one fixing plate 21b. However, the fixing plate 21a or 21b may be configured by two or more fixing plates.
In the example of FIG. 13, in order to position the optical fibers 22 a to 22 e more stably, the fixing plate 21 b that sandwiches the distal ends of the optical fibers 22 a to 22 e is slightly more than the distal ends of the optical fibers 22 a to 22 e. Although the fixing plate 27 that sandwiches the rear is provided, the fixing plate 27 may be omitted. The fixing plates 21b and 27 are fixed to the fixing plate 21a with screws 21n.

少なくとも1つの固定板(図13の例では固定板21a)には、溝21m(例えばV溝)が、半導体レーザアレイ10の発光部の短軸方向の間隔で形成されている。光ファイバ22a〜22eは、この溝21mの間隔にて短軸方向に位置決めされ、固定板21aにおける長軸方向に直交する面上に位置決めされる。もちろん、固定板21a、21bの双方に溝21mを設けてもよい。
また、固定板21a、21bの材質には、例えば、比較的熱に強い(融点が光ファイバよりも高い)金属やガラスを用いることができる。これにより、接着剤や樹脂等の比較的熱に弱い材質で固定部材を形成した場合と比べて、光ファイバの入射面にレーザ光を入射した際の漏れレーザ光(一般的に、図1〜図3のL1で示す範囲内に含まれるレーザ光は約86%程度であり、残りの約14%のレーザ光はL1で示す範囲の外に漏れる)による発熱及び焼損等を確実に防止することができる。なお、固定板21aと固定板21bを互いに異なる材質で構成してもよい。
Grooves 21m (for example, V-grooves) are formed in at least one fixing plate (the fixing plate 21a in the example of FIG. 13) at intervals in the minor axis direction of the light emitting portions of the semiconductor laser array 10. The optical fibers 22a to 22e are positioned in the minor axis direction at intervals of the grooves 21m, and are positioned on the surface of the fixed plate 21a that is orthogonal to the major axis direction. Of course, you may provide the groove | channel 21m in both the fixed plates 21a and 21b.
Further, as the material of the fixing plates 21a and 21b, for example, metal or glass that is relatively resistant to heat (melting point is higher than that of the optical fiber) can be used. As a result, compared with the case where the fixing member is formed of a relatively heat-sensitive material such as an adhesive or a resin, the leakage laser light when the laser light is incident on the incident surface of the optical fiber (generally, FIG. The laser beam included in the range indicated by L1 in FIG. 3 is approximately 86%, and the remaining approximately 14% of the laser beam leaks out of the range indicated by L1). Can do. The fixed plate 21a and the fixed plate 21b may be made of different materials.

次に図14〜図16を用いて光ファイバアレイ20の製造方法について説明する。
図14及び図15に示す製造方法は、図10にて説明した製造方法と同じ加工工具T(内壁Taが長軸方向に凹形状の加工工具)を用い、加工工具Tの内壁Taを一体部における光ファイバの入射面側から押しつけて、加工工具Tを短軸方向(X軸方向)に移動させて、研削または切削または研磨することで、長軸方向に対して凸状形状のレンズ部を、各光ファイバの入射面に一体形成する。この場合の光ファイバアレイは、図10に示す構成であっても、図13に示す構成であってもよい。
Next, a method for manufacturing the optical fiber array 20 will be described with reference to FIGS.
The manufacturing method shown in FIGS. 14 and 15 uses the same processing tool T as the manufacturing method described in FIG. 10 (the inner wall Ta has a concave shape in the long axis direction), and the inner wall Ta of the processing tool T is an integral part. Is pressed from the incident surface side of the optical fiber, and the working tool T is moved in the short axis direction (X-axis direction) to grind or cut or polish the lens portion having a convex shape with respect to the long axis direction. These are formed integrally on the incident surface of each optical fiber. The optical fiber array in this case may have the configuration shown in FIG. 10 or the configuration shown in FIG.

また、図16に示す製造方法は、加工工具Tとして短軸方向(X軸方向)に回転軸を有する略円柱形状の回転砥石を用いる。そして、当該加工工具Tを長軸方向に対して凸状形状に形成するレンズ部の形状に沿って移動させることで、入射された光が長軸方向に屈折するように長軸方向に対して凸状形状となるレンズ部を、各光ファイバの入射面に一体形成する。この場合の光ファイバアレイは、図10に示す構成であっても、図13に示す構成であってもよい。   In the manufacturing method shown in FIG. 16, a substantially cylindrical rotating grindstone having a rotation axis in the minor axis direction (X-axis direction) is used as the processing tool T. And by moving the said processing tool T along the shape of the lens part which forms convex shape with respect to a major axis direction, with respect to a major axis direction, incident light is refracted in a major axis direction. A convex lens portion is integrally formed on the incident surface of each optical fiber. The optical fiber array in this case may have the configuration shown in FIG. 10 or the configuration shown in FIG.

また、更に他の製造方法として、光ファイバと固定部材とを同じ材質または融点の近い材質にて構成する。この場合の光ファイバアレイは、図10に示す構成であっても、図13に示す構成であってもよい。
そして、一体部における光ファイバの入射面側を加熱等して溶融させ、レンズ部を形成(転写)するための型(金属や超硬合金等の型)を押し当て、長軸方向に対して凸状形状のレンズ部を、各光ファイバの入射面に一体形成する(図示省略)。
As still another manufacturing method, the optical fiber and the fixing member are made of the same material or a material having a close melting point. The optical fiber array in this case may have the configuration shown in FIG. 10 or the configuration shown in FIG.
Then, the incident surface side of the optical fiber in the integrated part is heated and melted, and a mold (mold such as metal or cemented carbide) for forming (transferring) the lens part is pressed against the major axis direction. A convex lens portion is integrally formed on the incident surface of each optical fiber (not shown).

以上に説明したように、光ファイバと固定部材にて一体化した一体部を同時に加工することによって各光ファイバの入射面に、一体的に球面レンズ(もしくは非球面(曲率が非一定の球面)レンズ)、もしくは円筒レンズ(もしくは非円筒(曲率が非一定の円筒)レンズ)を形成する。加工によって任意形状のレンズ部を形成することができるので、損失をより抑制することができる適切な形状、及び適切な位置(各光ファイバで揃った位置)となるように、各光ファイバの入射面にレンズ部を形成することができる。
また、図13に示す光ファイバアレイの構成にて、固定板21a、21bの材質を適切に選定することで、焼損を防止できる光ファイバアレイを構成することができる。
また、光ファイバと同じまたは類似の材質にて固定部材を構成すれば、加工精度をより向上させることができ、加工工具Tの偏摩耗も抑制され、加工後のレンズ部の形状の崩れ等が生じにくくなる。
As described above, a spherical lens (or an aspheric surface (a spherical surface with a non-constant curvature)) is integrally formed on the incident surface of each optical fiber by simultaneously processing an integrated portion integrated with the optical fiber and the fixing member. Lens), or cylindrical lens (or non-cylindrical (cylindrical cylinder) lens). Since the lens part of an arbitrary shape can be formed by processing, the incidence of each optical fiber is adjusted so that the loss can be further suppressed and the appropriate position (position aligned with each optical fiber) can be obtained. A lens portion can be formed on the surface.
Further, in the configuration of the optical fiber array shown in FIG. 13, an optical fiber array that can prevent burning can be configured by appropriately selecting the material of the fixing plates 21a and 21b.
Further, if the fixing member is made of the same or similar material as the optical fiber, the processing accuracy can be further improved, the uneven wear of the processing tool T can be suppressed, and the shape of the lens part after processing may be lost. It becomes difficult to occur.

本発明の光ファイバアレイ20、及び半導体レーザ集光装置1は、本実施の形態で説明した外観、構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
また、本実施の形態にて説明した光ファイバアレイ20は、半導体レーザアレイからのレーザ光の集光に限定されず、長軸方向及び短軸方向にほぼ楕円状に広がりながら進行する光を出射する発光部が短軸方向に複数配列されたアレイ状発光源から出射される各光を集光する用途に利用することができる。

The optical fiber array 20 and the semiconductor laser condensing device 1 of the present invention are not limited to the appearance, configuration, structure, and the like described in the present embodiment, and various modifications, additions, and the like can be made without changing the gist of the present invention. Can be deleted.
The numerical values used in the description of the present embodiment are examples, and are not limited to these numerical values.
In addition, the optical fiber array 20 described in the present embodiment is not limited to condensing laser light from the semiconductor laser array, and emits light that travels in a substantially elliptical shape in the major axis direction and the minor axis direction. It can be used for the purpose of condensing each light emitted from an arrayed light source in which a plurality of light emitting units are arranged in the short axis direction.

Claims (11)

楕円状に広がりながら進行する光を出射する発光部が前記楕円の短軸方向に複数配列されたアレイ状発光源から出射される各光を入射する複数の光ファイバにて構成された光ファイバアレイであって、
各光ファイバは、前記発光部の前記短軸方向の間隔に合わせて各光ファイバの各入射面が各発光部に対向するように配置されており、
各光ファイバの入射面側は、固定部材で固定されて当該固定部材と光ファイバの入射面による一体部が形成されており、
前記一体部における各光ファイバの入射面側には、入射された光を集光するレンズ部が、研削、または切削、または研磨、または溶融させて型を押し当てること、によって形成されている光ファイバアレイ。
An optical fiber array comprising a plurality of optical fibers that receive light emitted from an array-shaped light source in which a plurality of light emitting portions that emit light traveling in an elliptical shape are arranged in the short axis direction of the ellipse Because
Each optical fiber is arranged so that each incident surface of each optical fiber faces each light emitting unit according to the interval in the minor axis direction of the light emitting unit,
The incident surface side of each optical fiber is fixed by a fixing member to form an integral part of the fixing member and the incident surface of the optical fiber,
On the incident surface side of each optical fiber in the integrated part, a lens part that collects incident light is formed by grinding, cutting, polishing, or melting and pressing a mold Fiber array.
請求項1に記載の光ファイバアレイであって、
前記固定部材は、複数の前記光ファイバの入射面側の先端部を固める固形材にて構成されている光ファイバアレイ。
The optical fiber array according to claim 1, wherein
The said fixing member is an optical fiber array comprised with the solid material which solidifies the front-end | tip part by the side of the incident surface of the said some optical fiber.
請求項1に記載の光ファイバアレイであって、
前記固定部材は、前記楕円の長軸方向に直交する面を互いに対向させた少なくとも2つの固定板にて構成されており、複数の前記光ファイバの入射面側の先端部が前記固定板にて挟み込まれて固定されている光ファイバアレイ。
The optical fiber array according to claim 1, wherein
The fixing member is composed of at least two fixing plates in which surfaces perpendicular to the major axis direction of the ellipse are opposed to each other, and tip portions on the incident surface side of the plurality of optical fibers are the fixing plates. An optical fiber array that is sandwiched and fixed.
請求項3に記載の光ファイバアレイであって、
少なくとも前記固定板の1つには、前記発光部の前記短軸方向の間隔にて前記光ファイバを位置決めする溝が形成されている光ファイバアレイ。
The optical fiber array according to claim 3,
An optical fiber array in which a groove for positioning the optical fiber is formed in at least one of the fixing plates at an interval in the minor axis direction of the light emitting section.
請求項1〜4のいずれかに記載の光ファイバアレイであって、
前記レンズ部は、前記一体部において入射された光が前記長軸方向に屈折するように前記長軸方向に対して凸状に一体形成されている光ファイバアレイ。
The optical fiber array according to any one of claims 1 to 4,
The lens unit is an optical fiber array integrally formed in a convex shape with respect to the major axis direction so that light incident on the integral part is refracted in the major axis direction.
請求項1〜5のいずれかに記載の光ファイバアレイと、
前記アレイ状発光源として、楕円状に広がりながら進行するレーザ光を出射する発光部が前記楕円の短軸方向に複数配列された半導体レーザアレイとを備えた半導体レーザ集光装置であって、
前記発光部の各々と、前記レンズ部を形成した前記入射面の各々とが対向するように、前記半導体レーザアレイと前記一体部とを位置決めして、各発光部から出射されるレーザ光を各光ファイバに入射して集光する半導体レーザ集光装置。
An optical fiber array according to any one of claims 1 to 5,
A semiconductor laser condensing device comprising a semiconductor laser array as a plurality of light emitting units that emit laser light that travels while spreading in an elliptical shape as the array-shaped light source,
The semiconductor laser array and the integrated portion are positioned so that each of the light emitting portions and each of the incident surfaces on which the lens portions are formed face each other, and laser light emitted from each light emitting portion is A semiconductor laser condensing device that collects light by entering an optical fiber.
請求項6に記載の半導体レーザ集光装置であって、
前記半導体レーザアレイと前記一体部とが同一部材上に固定されている半導体レーザ集光装置。
The semiconductor laser condensing device according to claim 6,
A semiconductor laser condensing device in which the semiconductor laser array and the integral part are fixed on the same member.
楕円状に広がりながら進行する光を出射する発光部が前記楕円の短軸方向に複数配列されたアレイ状発光源から出射される各光を入射する複数の光ファイバにて構成された光ファイバアレイの製造方法であって、
各光ファイバを、前記発光部の前記短軸方向の間隔に合わせて各光ファイバの各入射面が各発光部に対向するように配置し、
各光ファイバの入射面側を固定部材で固定し、当該固定部材と光ファイバの入射面による一体部を形成し、
前記一体部における前記光ファイバの入射面側から、前記長軸方向に対して凹状形状を有する加工工具を押しつけて当該加工工具を前記短軸方向に移動させて、入射された光が前記長軸方向に屈折するように前記長軸方向に対して凸状形状のレンズ部を各光ファイバの入射面に一体形成する光ファイバアレイの製造方法。
An optical fiber array comprising a plurality of optical fibers that receive light emitted from an array-shaped light source in which a plurality of light emitting portions that emit light traveling in an elliptical shape are arranged in the short axis direction of the ellipse A manufacturing method of
Each optical fiber is arranged so that each incident surface of each optical fiber faces each light emitting unit in accordance with the interval in the minor axis direction of the light emitting unit,
Fixing the incident surface side of each optical fiber with a fixing member, forming an integral part of the fixing member and the incident surface of the optical fiber;
A machining tool having a concave shape with respect to the major axis direction is pressed from the incident surface side of the optical fiber in the integrated portion to move the machining tool in the minor axis direction, and incident light is incident on the major axis. A method of manufacturing an optical fiber array, in which a lens portion convex to the major axis direction is integrally formed on an incident surface of each optical fiber so as to be refracted in a direction.
楕円状に広がりながら進行する光を出射する発光部が前記楕円の短軸方向に複数配列されたアレイ状発光源から出射される各光を入射する複数の光ファイバにて構成された光ファイバアレイの製造方法であって、
各光ファイバを、前記発光部の前記短軸方向の間隔に合わせて各光ファイバの各入射面が各発光部に対向するように配置し、
各光ファイバの入射面側を固定部材で固定し、当該固定部材と光ファイバの入射面による一体部を形成し、
前記一体部における前記光ファイバの入射面側にて、前記短軸方向に平行な回転軸を有する円柱形状の加工工具を、入射された光が前記長軸方向に屈折するように前記一体部が前記長軸方向に凸状となるように移動させて、入射された光が前記長軸方向に屈折するように前記長軸方向に対して凸状形状のレンズ部を各光ファイバの入射面に一体形成する光ファイバアレイの製造方法。
An optical fiber array comprising a plurality of optical fibers that receive light emitted from an array-shaped light source in which a plurality of light emitting portions that emit light traveling in an elliptical shape are arranged in the short axis direction of the ellipse A manufacturing method of
Each optical fiber is arranged so that each incident surface of each optical fiber faces each light emitting unit in accordance with the interval in the minor axis direction of the light emitting unit,
Fixing the incident surface side of each optical fiber with a fixing member, forming an integral part of the fixing member and the incident surface of the optical fiber;
On the incident surface side of the optical fiber in the integral part, the integral part is arranged so that incident light is refracted in the major axis direction with a cylindrical processing tool having a rotation axis parallel to the minor axis direction. A lens portion having a convex shape with respect to the long axis direction is moved to the incident surface of each optical fiber so that the incident light is refracted in the long axis direction. A manufacturing method of an optical fiber array formed integrally.
楕円状に広がりながら進行する光を出射する発光部が前記楕円の短軸方向に複数配列されたアレイ状発光源から出射される各光を入射する複数の光ファイバにて構成された光ファイバアレイの製造方法であって、
各光ファイバを、前記発光部の前記短軸方向の間隔に合わせて各光ファイバの各入射面が各発光部に対向するように配置し、
各光ファイバの入射面側を固定部材で固定し、当該固定部材と光ファイバの入射面による一体部を形成し、
前記光ファイバと前記固定部材とを同じ材質または融点の近い材質にて構成し、
前記一体部における前記光ファイバの入射面側を溶融させて型を押し当てることで、入射された光が前記長軸方向に屈折するように前記長軸方向に対して凸状形状のレンズ部を各光ファイバの入射面に一体形成する光ファイバアレイの製造方法。
An optical fiber array comprising a plurality of optical fibers that receive light emitted from an array-shaped light source in which a plurality of light emitting portions that emit light traveling in an elliptical shape are arranged in the short axis direction of the ellipse A manufacturing method of
Each optical fiber is arranged so that each incident surface of each optical fiber faces each light emitting unit in accordance with the interval in the minor axis direction of the light emitting unit,
Fixing the incident surface side of each optical fiber with a fixing member, forming an integral part of the fixing member and the incident surface of the optical fiber;
The optical fiber and the fixing member are made of the same material or a material having a close melting point,
By melting the incident surface side of the optical fiber in the integrated portion and pressing the mold, a lens portion having a convex shape with respect to the major axis direction is formed so that incident light is refracted in the major axis direction. A method for manufacturing an optical fiber array, which is integrally formed on an incident surface of each optical fiber.
請求項8〜10のいずれかに記載の光ファイバアレイの製造方法であって、
前記発光部の前記短軸方向の間隔にて複数の溝が形成された溝アレイの各溝に、先端部が前記溝アレイから突出するように各光ファイバを配置し、
前記突出させた先端部を前記固定部材で固定して前記一体部を形成する光ファイバアレイの製造方法。

It is a manufacturing method of the optical fiber array in any one of Claims 8-10,
In each groove of the groove array in which a plurality of grooves are formed at intervals in the minor axis direction of the light emitting portion, each optical fiber is arranged so that a tip portion protrudes from the groove array,
A method of manufacturing an optical fiber array, wherein the protruding tip portion is fixed by the fixing member to form the integrated portion.

JP2008507389A 2006-03-29 2007-02-08 Optical fiber array, semiconductor laser condensing device, and optical fiber array manufacturing method Expired - Fee Related JP5277959B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008507389A JP5277959B2 (en) 2006-03-29 2007-02-08 Optical fiber array, semiconductor laser condensing device, and optical fiber array manufacturing method

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006090791 2006-03-29
JP2006090791 2006-03-29
JP2008507389A JP5277959B2 (en) 2006-03-29 2007-02-08 Optical fiber array, semiconductor laser condensing device, and optical fiber array manufacturing method
PCT/JP2007/052203 WO2007111046A1 (en) 2006-03-29 2007-02-08 Optical fiber array, semiconductor laser light collecting device, and optical fiber array manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2007111046A1 true JPWO2007111046A1 (en) 2009-08-06
JP5277959B2 JP5277959B2 (en) 2013-08-28

Family

ID=38540980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008507389A Expired - Fee Related JP5277959B2 (en) 2006-03-29 2007-02-08 Optical fiber array, semiconductor laser condensing device, and optical fiber array manufacturing method

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5277959B2 (en)
WO (1) WO2007111046A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012027141A (en) * 2010-07-21 2012-02-09 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical semiconductor device
JP5335873B2 (en) * 2011-09-20 2013-11-06 株式会社日立メディアエレクトロニクス Laser light source module and scanning image display apparatus including the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5822306B2 (en) * 1981-03-16 1983-05-07 富士通株式会社 Optical fiber end face bevel processing method
JPH08271763A (en) * 1995-03-30 1996-10-18 Kyocera Corp Coupling structure of semiconductor laser and optical fiber and production of optical fiber array
JP3857876B2 (en) * 1999-12-17 2006-12-13 古河電気工業株式会社 Fiber with lens, manufacturing method thereof, manufacturing apparatus and semiconductor laser module
JP2001183537A (en) * 1999-12-24 2001-07-06 Namiki Precision Jewel Co Ltd Fiber array having lens and its manufacturing method
JP4886112B2 (en) * 2001-01-22 2012-02-29 キヤノン株式会社 Device having planar optical element and optical fiber

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007111046A1 (en) 2007-10-04
JP5277959B2 (en) 2013-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8588267B1 (en) Rectangular core optical fiber and rectangular core optical fiber arrays
JP5675407B2 (en) Optical communication module and optical coupling member
KR100271046B1 (en) Solid-state laser device which is pumped by light output from laser diode
US20190265495A1 (en) Beam shaping device and laser oscillator
JP2011243717A (en) Semiconductor laser module and fiber laser using the same
US5859942A (en) Optical coupling device
EP1703601A1 (en) Fiber laser oscillator
US7123791B2 (en) Optical fiber coupling system and manufacturing method thereof
JP2008124358A (en) Laser module
JP5277959B2 (en) Optical fiber array, semiconductor laser condensing device, and optical fiber array manufacturing method
US7769058B2 (en) Optical fiber laser
US20210135423A1 (en) Methods and systems for spectral beam-combining
JP3932982B2 (en) Condensing optical circuit and light source device
CN1949007B (en) Light guide and light struck apparatus
JP2004103792A (en) Compound optical device and method of manufacturing the same
JP2965203B1 (en) Laser device using prism
JP6026147B2 (en) Optical connector
JP4380287B2 (en) Lens holder for optical module, optical module, and method for assembling optical module
JP2002374031A (en) Convergence system for semiconductor laser
WO2014016939A1 (en) Module in which light emitting element and optical fiber are coupled, and component therefor
JP2018036635A (en) Optical component, fiber array module, light-receiving module, and method for manufacturing optical component
JP4882786B2 (en) Bundle fiber manufacturing method
JP2009109715A (en) Fiber stub, optical connector component using the same and optical module
JP4946879B2 (en) Optical connector and optical connector manufacturing method
KR100539545B1 (en) micro optical coupler and production method for the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121106

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130423

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130506

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees