JPWO2013031524A1 - コリメータ装置及びレーザ光源 - Google Patents
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Abstract
Description
図1(A)及び図1(B)は、第1実施形態に係るコリメータ装置2とレーザ光源1の概略構成図である。図1(A)のコリメータ装置2は、レーザ光の出射位置を設定するレーザ光入射部25、コリメートレンズ30、コリメートレンズ30を固定するコリメートレンズ設置部35、レーザ光入射部25のレーザ光出射位置(光ファイバ出射端面)22とコリメートレンズ30の位置との間隔を調整するため、レーザ光入射部の位置を調整する位置調整部50とで構成される。位置調整部50は、コリメートレンズ設置部35の位置を調整できるように設置されていても良い。図1(B)のレーザ光源1は、光源10、光ファイバ20、端面22を固定するレーザ光入射部25、コリメートレンズ30、コリメートレンズ30を固定するコリメートレンズ設置部35、集光レンズ40、及び、集光レンズ40を固定する集光レンズ設置部45を含んで構成される。このうち、レーザ光入射部25、コリメートレンズ30、コリメートレンズ設置部35がコリメータ装置として機能する。レーザ光源10は出力用の光ファイバ20を含んでいても良い。光ファイバ20の出射端面22は、端部に光ファイバの20の端面損傷を避けるため、光ファイバ20を導波してきた光のパワー密度を低下させるコアレスファイバのエンドキャップ構造を有するものであっても良い。
図9は、第2実施形態に係るレーザ光源100の概略構成図である。この第2実施形態に係るレーザ光源100は、図1(B)に示された第1実施形態に係るレーザ光源1の構成を含み、さらに、レーザ光の出射位置すなわち単一モード光を伝搬させる光ファイバ20の出射端面22に設置されたピンホールマスク26を備える。ピンホールマスク26には、ピンホール260が形成されており、ピンホール260のサイズ(開口径)は、多色光光源10から出射される多色光の波長成分のうち最短波長の成分に対する、光ファイバ20のモードフィールド径と同程度か、そのモードフィールド径に比べ1割小さい。ピンホールマスク26の厚さは、100μm程度以下の極力薄い厚さの物が良い。それよりも厚いピンホールマスク26の場合、ピンホール260の断面形状は、ピンホール260内を伝搬し回折により拡がっていく最短波長の光が遮られない様に、テーパー形状の加工が施されるのが好ましい。ピンホール260を通過した全波長成分の、光ファイバ20の出射端面22におけるビーム径は、同程度となるように設置されている。特に、多色光光源10から出射される多色光の波長帯域が広い場合(スペクトル幅が大きい場合)、長波長側の波長成分に対するモードフィールド径は、最短波長成分に対するモードフィールド径よりも大きくなる。そのため、短波長成分に対するモードフィールド径と同程度の最大径を有するピンホール260を通過する際に光エネルギーがカットされ、エアリディスク(サイドローブ)が生じることがある(図10参照)。サイドローブ領域の光パワーが全光パワーの1割を占める場合は、必要に応じて遠視野像(コリメートレンズ設置部35と集光レンズ設置部45の間に形成される像)において、サイドローブをカットするアパーチャーを設置する場合もある。なお、本発明は、波長それぞれに対するモードフィールド径が同一になるという条件下での発明であるが、ピンホールが無い場合は、波長に依存したモードフィールド径が存在し、そのモードフィールド径を反映した焦点距離差Δαが現れることが考えられる。
Claims (7)
- レーザ光の入射位置を設定するレーザ光入射部と、
前記レーザ光入射部から到達したレーザ光をコリメートするコリメートレンズであって、アクロマティックレンズで構成されたコリメートレンズと、
前記コリメートレンズを設置するコリメートレンズ設置部と、
前記レーザ光の入射位置と前記コリメートレンズの中心位置との距離を10μmレベル以下で位置調整可能にする位置調整部と、
を備えたコリメータ装置。 - スペクトル幅が数百nmであるレーザ光を単一モード光として出射する光ファイバと、
前記光ファイバから拡光して出射されたレーザ光をコリメートするコリメートレンズであって、アクロマティックレンズで構成されたコリメートレンズと、
前記コリメートレンズによりコリメートされたレーザ光を集光する集光レンズであって、アクロマティックレンズで構成された集光レンズと、
前記光ファイバから出射されるレーザ光の入射位置を設定するレーザ光入射部と、
前記コリメートレンズを固定するコリメートレンズ設置部と、を備え、
前記レーザ光の入射位置と前記コリメートレンズの中心位置との距離の、前記レーザ光に含まれる基準波長成分での前記コリメートレンズの焦点距離に対するずれ量で規定される調整位置と、前記レーザ光の波長成分毎に異なるビームウエスト位置の、前記コリメートレンズを介して形成される前記基準波長成分のビームウエスト位置に対する変動量の最大値と最小値の差で規定される変動幅との関係において、
前記変動幅が極小となる位置と、前記変動幅がサブピークとなる位置との間に前記調整位置が収まるよう、前記レーザ光の入射位置と前記コリメートレンズの中心位置との距離が調整されていることを特徴とするレーザ光源。 - 前記集光レンズを固定する集光レンズ設置部を備え、
前記レーザ光に含まれる波長成分毎に異なる前記集光レンズの集光距離について、その集光距離の最大差が概ね最小となるよう、前記集光レンズの中心位置と前記コリメートレンズの中心位置の間隔が設定されていることを特徴とする請求項2記載のレーザ光源。 - 前記レーザ光入射部と前記コリメートレンズ設置部のいずれか一方に設けられた位置調整部であって、前記レーザ光の入射位置と前記コリメートレンズの中心位置との距離を、10μmレベル以下で位置調整可能にする位置調整部を備えたことを特徴とする請求項2記載のレーザ光源。
- 前記光ファイバのレーザ光出射端に設けられたピンホールを備えたことを特徴とする請求項2記載のレーザ光源。
- 前記ピンホールの開口径は、前記レーザ光に含まれる波長成分のうち最短波長成分に対する、前記光ファイバのモードフィールド径と等しいかそれ以下であることを特徴とする請求項5記載のレーザ光源。
- 前記ピンホールを規定する開口端がテーパー状に加工されていることを特徴とする請求項2記載のレーザ光源。
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