(57)【要約】  省スペース化及び適用する装置の形状の制限を軽減することができる光源モジュールを提供する。  光源モジュール１は、少なくとも一部が同一直線上となるように順次配設され、該配設方向へ光を出射するレーザダイオード１１・１２・１３を有している。レーザダイオード１１・１２・１３から出射される光は、３本の光ファイバ２１・２２・２３によって光ファイバ型光合波器３０まで伝搬される。光ファイバ型光合波器３０は、伝搬された光を合波し、配設方向に出射する。
2012046656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が同一直線上となるように順次配設され、該配設方向へ光を出射する複数の光源と、
前記複数の光源から出射される光を夫々伝搬させる複数の光ファイバと、
前記複数の光源と同一直線上の前記配設方向に配設され、前記複数の光ファイバによって伝搬された光を合波し、合波光を前記配設方向に出射する光ファイバ型光合波器とを有していることを特徴とする光源モジュール。
【請求項２】
前記複数の光源、前記複数の光ファイバ及び前記光ファイバ型合波器を収容し、少なくとも２つの蓋部材からなり、該蓋部材によって前記複数の光源及び前記光ファイバ型合波器を挟み込んで支持する筐体をさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
【請求項３】
前記筐体は、少なくとも１つの前記蓋部材が、前記複数の光源及び前記光ファイバ型合波器のうちの少なくとも１つを嵌合可能な窪みを有していることを特徴とする請求項２に記載の光源モジュール。
【請求項４】
前記複数の光源は、夫々異なる波長の光を出射することを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
【請求項５】
前記複数の光源は、可視光を出射することを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
【請求項６】
前記複数の光源は、夫々ＲＧＢ３原色に対応した波長のレーザを出射するレーザダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
【請求項７】
３つの前記光源と、シングルモード伝送する第１〜第３の前記光ファイバとが配設され、
前記光ファイバ型光合波器は、
前記第１〜第３の光ファイバを、ファイバ軸方向に直交する断面方向から見てこの順に互いに並行に配列した光合波器であり、
前記第１の光ファイバと前記第３の光ファイバは、お互い接触することなく、夫々前記第２の光ファイバのみと接触して配列されており、
前記第１〜第３の光ファイバのうち、前記第１の光ファイバと前記第２の光ファイバは、互いに等しいパラメータを有し、前記第３の光ファイバは、他の２本の前記光ファイバとは異なるパラメータを有しており、
夫々の３本の前記光ファイバから入射される光の波長の関係をλ１＜λ２＜λ３としたとき、前記第１の光ファイバには前記λ１の波長を有する光が入射され、前記第２の光ファイバには前記λ２の波長を有する光が入射され、前記第３の光ファイバには前記λ３の波長を有する光が入射され、前記λ１、λ２、λ３の波長を有する光の合波光が、前記第１の光ファイバから出射されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光源モジュール。
【請求項８】
前記光ファイバは、前記光源からの光を、前記光ファイバ型光合波器内において出射するものであり、
前記光ファイバ型光合波器は、
前記光ファイバの出射端面から出射された前記光を当該出射端面と対向する入射端面から入射する出射側光ファイバと、
前記出射端面と前記入射端面との間に介在し、当該出射端面から出射された前記光を前記入射端面へ透過させるゲル状の樹脂からなる保護媒体とを有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光源からの光を合波して出射する光源モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の光源を有し、該光源から出力される光を単一に合波する構成を有した装置が知られている。例えば、特許文献１には、並列配置された３つの光源からのレーザビームをダイクロイックミラー等の光学系を介して合波するレーザディスプレイ装置が開示されている。【０００３】
また、特許文献２には、隣り合う３つのレーザ光源が直角になるように配置され、該レーザ光源の出射光をダイクロイックミラー等の光学系を介して合波し、プロジェクタレンズで投影するレーザディスプレイ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１３０７８号公報
【特許文献２】特開平１１−０６４７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１および２では、各光源から出射される光を光学系によって光軸を合わせることで合波する。このため、光源の位置は、他の光源の出射方向を遮蔽しないように配設する必要がある。したがって、各光源の配置が制限されると共に集光された光の出射方向に対して垂直な方向にスペースをとるという問題やこのような構成を適用させる装置の形状を制限するという問題があった。【０００６】
本発明は、上記の問題を鑑みてされたものであり、省スペース化及び適用する装置の形状の制限を軽減することができる光源モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光源モジュールは、少なくとも一部が同一直線上となるように順次配設され、該配設方向へ光を出射する複数の光源と、前記複数の光源から出射される光を夫々伝搬させる複数の光ファイバと、前記複数の光源と同一直線上の前記配設方向に配設され、前記複数の光ファイバによって伝搬された光を合波し、合波光を前記配設方向に出射する光ファイバ型光合波器とを有している。【０００８】
上記構成によれば、複数の光源からの光は光ファイバにより光ファイバ型光合波器へ伝搬される。一般的に、光ファイバは材質等に応じた曲げ耐性を有しているため、湾曲されて光ファイバ型光合波器に達することができる。これにより、光源から光ファイバに入射された光は、その光ファイバを通って直接光ファイバ型光合波器に伝搬されるため、反射・回折等を行う光学系が不要となる。さらに、複数の光源が同一直線上に順次配設されるため、各光源において光の出射方向と垂直な方向への小型化を図ることができる。その結果、省スペース化及び適用する装置の形状の制限を軽減することができる。【０００９】
さらに、光ファイバ型光合波器を用いるため、光源からの光を光ファイバで伝搬するため、反射・回折等を行う光学系が不要となる。これにより、温度変化による部材の膨張収縮や外部からの振動に起因する光軸のズレが発生することがない。その結果、外部環境変化への耐性を向上し、品質を安定化することができる。【００１０】
また、本発明の光源モジュールは、前記複数の光源、前記複数の光ファイバ及び前記光ファイバ型合波器を収容し、少なくとも２つの蓋部材からなり、該蓋部材によって前記複数の光源及び前記光ファイバ型合波器を挟み込んで支持する筐体をさらに有していてもよい。【００１１】
上記構成によれば、各構成が筐体に挟持された状態で収容されるため、安定した支持を行うことができる。【００１２】
また、本発明の光源モジュールにおいて、前記筐体は、少なくとも１つの前記蓋部材が、前記複数の光源及び前記光ファイバ型合波器のうちの少なくとも１つを嵌合可能な窪みを有していてもよい。【００１３】
上記構成によれば、複数の光源及び光ファイバ型合波器のうちの少なくとも１つが筐体内部に嵌合された状態で挟持されるため、さらに安定した支持を行うことができる。【００１４】
また、本発明の光源モジュールにおいて、前記複数の光源は、夫々異なる波長の光を出射する構成であってもよい。【００１５】
上記構成によれば、複数の光源は、夫々異なる波長の光を出射することが可能となっている。これにより、様々な波長の光を合波することができ、光源モジュールの適用範囲を拡大することができる。【００１６】
また、本発明の光源モジュールにおいて、前記複数の光源は、可視光を出射する構成であってもよい。【００１７】
上記構成によれば、複数の光源は、夫々可視光を出射することが可能となっている。これにより、視認可能な光を出射できるため照明等の種々の機器に適用することができる。【００１８】
また、本発明の光源モジュールにおいて、前記複数の光源は、夫々ＲＧＢ３原色に対応した波長のレーザを出射するレーザダイオードであってもよい。【００１９】
上記構成によれば、複数の光源は、夫々ＲＧＢ３原色に対応する波長のレーザを出射することが可能となっている。これにより、３原色夫々に対応したレーザダイオードの光強度を調整して、光ファイバ型光合波器から出射される光について所望の色を得ることができる。【００２０】
また、本発明の光源モジュールは、３つの前記光源と、シングルモード伝送する第１〜第３の前記光ファイバとが配設され、前記光ファイバ型光合波器は、前記第１〜第３の光ファイバを、ファイバ軸方向に直交する断面方向から見てこの順に互いに並行に配列した光合波器であり、前記第１の光ファイバと前記第３の光ファイバは、お互い接触することなく、夫々前記第２の光ファイバのみと接触して配列されており、前記第１〜第３の光ファイバのうち、前記第１の光ファイバと前記第２の光ファイバは、互いに等しいパラメータを有し、前記第３の光ファイバは、他の２本の前記光ファイバとは異なるパラメータを有しており、夫々の３本の前記光ファイバから入射される光の波長の関係をλ１＜λ２＜λ３としたとき、前記第１の光ファイバには前記λ１の波長を有する光が入射され、前記第２の光ファイバには前記λ２の波長を有する光が入射され、前記第３の光ファイバには前記λ３の波長を有する光が入射され、前記λ１、λ２、λ３の波長を有する光の合波光が、前記第１の光ファイバから出射される構成であってもよい。【００２１】
上記の構成によれば、光源からの３波長の光を、ある一定基準以上の透過率で合波することができる。さらに、３本の光ファイバを一体にする構成であるため、小型である。【００２２】
また、本発明の光源モジュールの前記光ファイバは、前記光源からの光を、前記光ファイバ型光合波器内において出射するものであり、前記光ファイバ型光合波器は、前記光ファイバの出射端面から出射された前記光を当該出射端面と対向する入射端面から入射する出射側光ファイバと、前記出射端面と前記入射端面との間に介在し、当該出射端面から出射された前記光を前記入射端面へ透過させるゲル状の樹脂からなる保護媒体とを有している構成であってもよい。【００２３】
上記の構成によれば、光ファイバの出射端面と出射側光ファイバの入射端面との間にゲル状の樹脂からなる保護媒体が介在している。そのため、振動などによって光ファイバおよび出射側光ファイバの端面同士がこすれたり、光ファイバの出射端面と出射側光ファイバの入射端面との間に掛かる圧着荷重が大きくなったりした場合でも、保護媒体自体が損傷することがない。これにより、保護媒体の損傷が原因による光ファイバ型光合波器の透過特性の劣化を防止することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、省スペース化及び適用する装置の形状の制限を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る光源モジュールを示す一部透過斜視図である。
【図２】光源モジュールにおけるレーザダイオード、光ファイバ、及び、光ファイバ型光合波器の位置関係を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る光ファイバ型光合波器を示す図である。
【図４】図３の光ファイバ型光合波器における光結合部の断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る光ファイバ型光合波器を構成するシングルモード光ファイバの特性表を示す図である。
【図６】光ファイバ型光合波器を構成するシングルモード光ファイバに赤色の光を入射したときの巻き径対曲げ損失のグラフを示す図である。
【図７】比較例１、２および実施例における光ファイバ型光合波器の構成表を示す図である。
【図８】比較例１における光ファイバ型光合波器から出射される光の波長対透過率のグラフを示す図である。
【図９】比較例２における光ファイバ型光合波器から出射される光の波長対透過率のグラフを示す図である。
【図１０】実施例における光ファイバ型光合波器から出射される光の波長対透過率のグラフを示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る光源モジュールの一部分解斜視図である。
【図１２】光源モジュールにおけるレーザダイオード、光ファイバ、及び、光ファイバ型光合波器の位置関係の変形例を示す説明図である。
【図１３】光源モジュールにおけるレーザダイオード、光ファイバ、及び、光ファイバ型光合波器の位置関係の変形例を示す説明図である。
【図１４】複数の光ファイバにマルチモード光ファイバを用いた変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
（光源モジュール）
図１に示すように、本実施形態に係る光源モジュール１は、少なくとも一部が同一直線上となるように順次配設され、該配設方向へ光を出射する光源としてのレーザダイオード１１・１２・１３（第１レーザダイオード１１、第２レーザダイオード１２、第３レーザダイオード１３）と、レーザダイオード１１・１２・１３から出射される光を夫々伝搬させる３本の光ファイバ２１・２２・２３と、レーザダイオード１１・１２・１３と同一直線上の配設方向に配設され、３本の光ファイバ２１・２２・２３によって伝搬された光を合波し、合波光を配設方向に出射する光ファイバ型光合波器３０と、を有している。
【００２８】
また、光源モジュール１は、３つの電力供給ケーブル４１・４２・４３と、３つのレーザダイオード１１・１２・１３、３本の光ファイバ２１・２２・２３及び光ファイバ型光合波器３０を収容する筐体５０と、を有している。
【００２９】
ここで、『配設方向』とは、少なくとも一部が同一直線上に配設される複数の光源が一列に並ぶ方向であり、光源の出射方向である。従って、１つの光源の光の出射方向に次の光源が配設される。即ち、複数の光源は、互いに並列になる位置には配設されない。尚、本実施形態において、光源の数は３つであるがこれに限定されず、例えば、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
【００３０】
また、『配設方向に出射する』とは、例えば、第２レーザダイオード１２は、光の出射位置から、第１レーザダイオード１１から第２レーザダイオード１２へ向かう方向側へ出射することを示している。
【００３１】
次に、本実施形態に係る光源モジュール１の上記の各構成について具体的に説明する。
【００３２】
（光源）
図２は、本実施形態に係る光源モジュール１の構成の位置関係を示す説明図である。図２に示すように、光源としてのレーザダイオード１１・１２・１３は、ＲＧＢ３原色に対応した波長の可視光を出射する。具体的に、第１レーザダイオード１１は青色光（第１の可視光）を出射し、第２レーザダイオード１２は赤色光（第２の可視光）を出射し、第３レーザダイオード１３は緑色光（第３の可視光）を出射する。
【００３３】
レーザダイオード１１・１２・１３は、仮想線１００（二点鎖線）で示す同一直線上に位置するように配設されている。具体的に、第２レーザダイオード１２は、第１レーザダイオード１１が出射する青色光の出射方向に配設され、青色光の出射方向と同じ方向に赤色光を出射する。また、第３レーザダイオード１３は、第２レーザダイオード１２が出射する赤色光の出射方向に配設され、赤色光の出射方向と同じ方向に緑色光を出射する。即ち、レーザダイオード１１・１２・１３は、直列に位置すると共に可視光の出射方向が同軸となるように配設されている。そして、第３レーザダイオード１３からの緑色光の出射方向には、光ファイバ型光合波器３０が配設されている。尚、レーザダイオード及び光ファイバ型光合波器の配置態様はこれに限定されない。
【００３４】
ここで、レーザダイオード１１・１２・１３の具体的な構成について説明する。図示しないが、レーザダイオード１１は、レーザダイオード素子と、ＣＡＮパッケージ、レンズと、鏡筒と、フランジと、フェルールと、を有している。
【００３５】
供給される電圧に応じた光強度の青色光を出射するレーザダイオード素子は、筒状のＣＡＮパッケージで覆われている。ＣＡＮパッケージに接着剤で固定された筒状の鏡筒には、ＣＡＮパッケージ側の端部に出射光と同軸となるようにレンズが設けられている。これにより、レンズには、レーザダイオード素子からのレーザ光が入射される。フランジには、フェルールが鏡筒側に突出した状態で嵌合されると共に、フェルールに嵌挿される光ファイバ２１の一端を突出させるための貫通孔が設けられている。フェルールは、一端部がフランジに嵌合されて接着剤で固定されると共に、フランジから突出した他端部が鏡筒に嵌合されて接着剤で固定される。レンズによって集光された青色光は、フェルールに嵌挿された光ファイバ２１の他端側に入射される。
【００３６】
これにより、第１レーザダイオード１１から出射する青色光は、光ファイバ２１によって伝搬される。尚、第２レーザダイオード１２、及び、第３レーザダイオード１３の構成については、第１レーザダイオード１１と同様であるため説明を省略する。
【００３７】
尚、本実施形態の場合、赤色の光とは、波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲となる光である。また、緑色の光とは、波長が４９０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲となる光である。さらに、青色の光とは、波長が４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲となる光である。即ち、３つのレーザダイオード１１・１２・１３は、夫々青（Ｂ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）のＲＧＢ３原色に対応した波長の可視光（レーザ光）を出射することができるようになっている。尚、本実施形態では、第１レーザダイオ−ド１１が青色光、第２レーザダイオ−ド１２が赤色光、第３レーザダイオ−ド１３が緑色光を出射するようになっているがこれに限定されない。また、緑色の光と青色の光の波長帯域が重なっているなど、上記の波長帯域の値は、目的などによって見解が異なるが、本実施形態においては、上記の波長帯域の可視光を出力するレーザダイオードを夫々に用いる。
【００３８】
（光ファイバ）
光ファイバ２１・２２・２３は、シングルモード光ファイバであり、上述のように構成されたレーザダイオード１１・１２・１３から出射される各可視光を、光ファイバ型光合波器３０まで伝搬する。図２に示すように、光ファイバ２１・２２・２３は、一端が夫々レーザダイオード１１・１２・１３に接続され、他端が光ファイバ型光合波器３０に接続されている。
【００３９】
具体的に、光ファイバ２１は、一端が第１レーザダイオード１１に接続され、他端が光ファイバ型光合波器３０に接続されている。光ファイバ２１は、第１レーザダイオード１１からの青色光出射方向へ延在し光ファイバ型光合波器３０に至る。尚、光ファイバ２１は、第２レーザダイオード１２と第３レーザダイオード１３とに沿うように、凸状に湾曲されている。即ち、光ファイバ２１は、第１レーザダイオード１１と光ファイバ型光合波器３０との中間位置において第２レーザダイオード１２と第３レーザダイオード１３とを迂回した状態に配設されている。
【００４０】
また、光ファイバ２２は、一端が第２レーザダイオード１２に接続され、他端が光ファイバ型光合波器３０に接続されている。光ファイバ２２は、第２レーザダイオード１２からの赤色光出射方向へ延在し光ファイバ型光合波器３０に至る。尚、光ファイバ２２は、第３レーザダイオード１３に沿うように、光ファイバ２１が湾曲する方向とは反対側へ凸状に湾曲されている。即ち、光ファイバ２２は、第２レーザダイオード１２と光ファイバ型光合波器３０との中間位置において第３レーザダイオード１３を迂回した状態に配設されている。
【００４１】
また、光ファイバ２３は、一端が第３レーザダイオード１３に接続され、他端が光ファイバ型光合波器３０に接続されている。光ファイバ２３は、第３レーザダイオード１３からの緑色光出射方向へ延在し光ファイバ型光合波器３０に至る。
【００４２】
このように、レーザダイオード１１・１２・１３と光ファイバ型光合波器３０とが、光ファイバ２１・２２・２３によって接続されることで、レーザダイオード１１・１２・１３からの各可視光を光ファイバ型光合波器３０まで伝搬することができるようになっている。
【００４３】
尚、レーザダイオード１１・１２・１３間の間隔は、光ファイバの曲げ損失に応じたものとしてもよい。即ち、湾曲による光ファイバの曲げ損失によって所望の合波光が得られない場合、レーザダイオード１１・１２・１３間の間隔を広げてファイバの曲げ半径を大きくするものであってもよい。これにより、光源モジュール１の性能の低下を防止することができる。また、本実施形態では、光ファイバ２１・２２・２３はシングルモード光ファイバであるがこれに限定されない。
【００４４】
（光ファイバ型光合波器）
このように各光ファイバ２１・２２・２３と接続された光ファイバ型光合波器３０は、３本の光ファイバ２１・２２・２３によって伝搬された可視光を合波し、合波光を第３レーザダイオード１３とは反対側に出射する３波長光合波器である。
【００４５】
本実施形態においては、光ファイバ型光合波器３０は、第３レーザダイオード１３からの緑色光の出射方向に配設される。即ち、光ファイバ型光合波器３０は、レーザダイオード１１・１２・１３と直列になる位置に配設されている。また、光ファイバ型光合波器３０は、レーザダイオード１１・１２・１３からの可視光と同じ方向へ合波光を出射する。
【００４６】
ここで、光ファイバ型光合波器３０の具体的な構成、製造方法、及び、比較例を用いた実施例の特性について説明する。
【００４７】
（光ファイバ型光合波器の構成）
図３は、光ファイバ型光合波器３０を示す概略図である。図３に示すように、本実施形態の光ファイバ型光合波器３０は、第１の光ファイバとしてのシングルモード光ファイバ３１と、第２の光ファイバとしてのシングルモード光ファイバ３３と、第３の光ファイバとしてのシングルモード光ファイバ３２を備えている。
【００４８】
３本のシングルモード光ファイバ３１・３２・３３は、互いに並行に配列されており、光結合部３６において３本のシングルモード光ファイバ３１・３２・３３が一括で融着延伸されている。尚、シングルモード光ファイバ３１・３２・３３は、光結合部３６においてファイバ軸方向に直交する断面方向から見て互いに並行に配列されていればよい。即ち、シングルモード光ファイバ３１・３２・３３は、光結合部３６において、同一平面上に配列された状態にされていてもよいし、螺旋状にねじれた形状の同一曲面上に配列されていてもよい。さらに、シングルモード光ファイバ３１とシングルモード光ファイバ３２は、お互い接触することなく、夫々がシングルモード光ファイバ３３のみと接触して配列されている。
【００４９】
また、シングルモード光ファイバ３１・３２・３３は、光が入出射されるポートを有している。具体的に、シングルモード光ファイバ３１は、光ファイバ２１からの光が入射される入射ポート３１−１と、光が出射される出射ポート３１−２と、を有している。同様に、シングルモード光ファイバ３３は、光ファイバ２３からの光が入射される入射ポート３３−１および出射ポート３３−２を、シングルモード光ファイバ３２は、光ファイバ２２からの光が入射される入射ポート３２−１および出射ポート３２−２を、有している。なお、出射ポート３３−２および出射ポート３２−２は、終端部３１０により、無反射処理が施されている。また、図１に示すように、シングルモード光ファイバ３１は、筐体５０外部へ延在している。即ち、光源モジュール１（光ファイバ型光合波器３０）から出射される合波光は、シングルモード光ファイバ３１を介して外部へ伝搬される。
【００５０】
シングルモード光ファイバ３１・３２・３３の夫々の入射ポート３１−１、３２−１、３３−１からは、レーザダイオード１１・１２・１３から光ファイバ２１・２２・２３によって伝搬される異なる波長の光が夫々に入射される。具体的には、図３中の下側に位置するシングルモード光ファイバ３２の入射ポート３２−１からは赤色の光が入射される。図３中の中央に位置するシングルモード光ファイバ３３の入射ポート３３−１からは緑色の光が入射される。また、図３中の上側に位置するシングルモード光ファイバ３１の入射ポート３１−１からは青色の光が入射される。そして、入射された３色の可視光は、光結合部３６において合波され、出射ポート３１−２から合波光が出射される。即ち、出射ポート３１−２からの出射される合波光が、光源モジュール１から出射される合波光となる。なお、出射ポート３２−２、３３−２は、終端部３１０により無反射処理が施されていることにより、入射ポートへの光信号の反射を防止している。
【００５１】
次に、図４は、図３に示す光ファイバ型光合波器３０の光結合部３６に係る線Ａ−Ａ´に沿う断面図である。図４に示すように、光ファイバ型光合波器３０を構成するシングルモード光ファイバ３１・３２・３３は、コア９と、コア９の周囲に形成されたクラッド８と、からなる。尚、シングルモード光ファイバ３１・３２・３３の配列態様はこれに限定されず、シングルモード光ファイバ３１とシングルモード光ファイバ３２が互いに接触することなく、夫々がシングルモード光ファイバ３３のみと接触して配列されていればよい。
【００５２】
（光ファイバ型光合波器のシングルモード光ファイバの特性）
上記のような構成を有するシングルモード光ファイバ３１・３２・３３は、図５の表に示すような特性を有している。ここで、本実施形態の場合、シングルモード光ファイバ３１、３３は、互いに等しいパラメータを有しており、シングルモード光ファイバ３２は、他の２本とは異なるパラメータを有している。なお、パラメータとは、シングルモード光ファイバ３１・３２・３３のパラメータのことであり、具体的には、クラッド径、コアの屈折率、クラッドの屈折率、コアとクラッドとの比屈折率、開口数（ＮＡ）、２次モードカットオフ波長、などである。
【００５３】
つまり、本実施形態の場合、シングルモード光ファイバ３１、３３には、同じパラメータを有するシングルモード光ファイバが用いられ、シングルモード光ファイバ３２には、それとは異なるシングルモード光ファイバが用いられている。具体的には、シングルモード光ファイバ３１、３３には、図５におけるシングルモード光ファイバＡが用いられ、シングルモード光ファイバ３２には、図５におけるシングルモード光ファイバＢが用いられている。
【００５４】
図５に示すように、シングルモード光ファイバＡおよびシングルモード光ファイバＢにおいて大きく異なる特性は、波長に関する特性である。具体的には、シングルモード光ファイバＡは動作波長が４４５〜６００ｎｍ、２次モードカットオフ波長が４３０±１５ｎｍである。一方、シングルモード光ファイバＢは動作波長が６００〜７７０ｎｍ、２次モードカットオフ波長が５７０±３０ｎｍとなり、シングルモード光ファイバＡに比べて波長帯が高波長側にある。
【００５５】
また、上記のような特性を有するシングルモード光ファイバＡおよびシングルモード光ファイバＢは、曲げ損失についても特性が異なる。図６は、光ファイバ型光合波器３０を構成するシングルモード光ファイバＡおよびシングルモード光ファイバＢに６５６ｎｍの赤色の光を入射したときの巻き径対曲げ損失のグラフを示す図である。
【００５６】
図６に示すように、シングルモード光ファイバＡおよびシングルモード光ファイバＢに６５６ｎｍの赤色の光を入射して、巻き径を変化させていくと、シングルモード光ファイバＡにおいては、２０ｍｍ径で約１ｄＢほどの曲げ損失が発生し、１２ｍｍ径で９ｄＢの曲げ損失が発生する。一方、シングルモード光ファイバＢにおいては、１２ｍｍ径でも曲げ損失が発生することがない。従って、光合波器において、赤色の光を入射するシングルモード光ファイバにシングルモード光ファイバＢを用いた方が、取り回しを小さくできるため、より省スペースでシングルモード光ファイバの収納が可能となる。
【００５７】
（光ファイバ型光合波器の製造）
次に、光ファイバ型光合波器３０の光結合部３６を形成する際に用いた融着延伸方法について、説明する。まず、光結合用部位を有する３本のシングルモード光ファイバ３１・３２・３３を用意する。次に、光結合部３６を形成する箇所のみ、クラッド８を保護していた被覆材を除去する。そして、互いに並行に配列し、３本のシングルモード光ファイバ３１・３２・３３における夫々の光結合用部位を当接する。この状態で、当接箇所を加熱して溶融させながら後述する方法で延伸することにより、図３の光ファイバ型光合波器３０の光結合部３６が形成される。
【００５８】
次に、延伸の方法を説明する。３本のシングルモード光ファイバ３１・３２・３３を上記のように当接させる。そして、シングルモード光ファイバ３２の入射ポート３２−１から赤色の光を入射し、シングルモード光ファイバ３１の出射ポート３１−２から出射される光の出射パワーをモニタしながら、延伸する。そして、出射ポート３１−２から出射される光の出射パワーが所望の値となった所で、延伸を停止することにより、光ファイバ型光合波器３０の光結合部３６を得ることができる。
【００５９】
ここで、融着延伸する際のスピードは２７５μｍ／秒で、延伸時間は約８５秒である。即ち、光結合部３６の延伸長は、約２３．３７５ｍｍとなる。なお、入射ポート３１−１、３２−１、３３−１から入射される可視光の波長、延伸を停止する時の出射パワーの値は、目的とする透過率とそのときの波長によって、適宜設定することができる。
【００６０】
なお、上記の融着延伸方法は、赤色の光をシングルモード光ファイバ３２に入射した場合を説明した。これは、３色の可視光の中では、赤色の光の波長が一番長く、結合曲線が急勾配となるためである。従って、赤色の光の出射パワーが所望の値になるところで延伸を停止した方が、光学的にはばらつきが小さい光ファイバ型光合波器３０の光結合部３６を形成することができる。なお、融着延伸においては、赤色の光に限らず、緑色や青色の光を入射して、モニタしてもよい。
【００６１】
（光ファイバ型光合波器の比較例１、２と実施例）
次に、光ファイバ型光合波器３０の比較例１、２および実施例を用いて、夫々の特性を比較する。
【００６２】
図７は、比較例１、２および実施例における３波長光合波器の構成表を示す図である。図７に示すように、比較例１は、光ファイバ型光合波器３０を構成する３本のシングルモード光ファイバ３１・３２・３３について全て同じパラメータの光ファイバを用いている。具体的には、３本のシングルモード光ファイバ３１・３２・３３には、図７に示したシングルモード光ファイバＡが用いられている。また、比較例１における光ファイバ型光合波器３０については、シングルモード光ファイバ３１に青色の光が入射され、シングルモード光ファイバ３３に緑色の光が入射され、シングルモード光ファイバ３２に赤色の光が入射される。
【００６３】
比較例２は、光ファイバ型光合波器３０を構成する３本のシングルモード光ファイバ３１・３２・３３について一部パラメータの異なる光ファイバを用いている。具体的には、比較例２のシングルモード光ファイバ３１、３２には、図５に示したシングルモード光ファイバＡが用いられ、シングルモード光ファイバ３３には、図５に示したシングルモード光ファイバＢが用いられている。
【００６４】
また、比較例２における光ファイバ型光合波器３０については、比較例１および実施例における光ファイバ型光合波器３０に入射される光とは一部異なる。即ち、シングルモード光ファイバ３１には青色の光が入射され、シングルモード光ファイバ３３には赤色の光が入射され、シングルモード光ファイバ３２には緑色の光が入射される。
【００６５】
実施例は、シングルモード光ファイバ３１、３３について図５に示したシングルモード光ファイバＡを使用し、シングルモード光ファイバ３２について図５に示したシングルモード光ファイバＢを使用している。また、実施例における光ファイバ型光合波器３０については、シングルモード光ファイバ３１に青色の光が入射され、シングルモード光ファイバ３３に緑色の光が入射され、シングルモード光ファイバ３２に赤色の光が入射される。
【００６６】
ここで、夫々の光ファイバ型光合波器３０に入射される青色の光の波長は４４６ｎｍとし、これをλ１と定義する。緑色の光の波長は５３２ｎｍとし、これをλ２と定義する。赤色の光の波長帯域は６３５ｎｍとし、これをλ３と定義する。また、シングルモード光ファイバＡの２次モードカットオフ波長は、４３４ｎｍとし、これをＣ１と定義する。さらに、シングルモード光ファイバＢの２次モードカットオフ波長は、５７４ｎｍとし、これをＣ２と定義する。
【００６７】
この場合、実施例における光ファイバ型光合波器３０は、互いに等しいパラメータを有するシングルモード光ファイバ３１、３３と、他の２本とは異なるパラメータを有するシングルモード光ファイバ３２と、を有しており、夫々の３本のシングルモード光ファイバ３１、３３、３２から入射される光（青色、緑色、赤色の光）の波長の関係をλ１＜λ２＜λ３としたとき、シングルモード光ファイバ３１にはλ１の波長を有する青色の光が入射され、シングルモード光ファイバ３３にはλ２の波長を有する緑色の光が入射され、シングルモード光ファイバ３２にはλ３の波長を有する赤色の光が入射され、λ１、λ２、λ３の波長を有する光の合波光が、シングルモード光ファイバ３１から出射されるようになっている。
【００６８】
また、実施例における光ファイバ型光合波器３０は、シングルモード光ファイバ３１およびシングルモード光ファイバ３３の２次モードカットオフ波長Ｃ１と、シングルモード光ファイバ３２の２次モードカットオフ波長Ｃ２と、シングルモード光ファイバ３２から入射される赤色の光の波長λ３と、の関係が、Ｃ１＜Ｃ２＜λ３となっている。
【００６９】
一方、比較例１における光ファイバ型光合波器３０は、夫々のシングルモード光ファイバ３１、３３、３２に入射された光の波長と、２次モードカットオフ波長と、の関係が、Ｃ１＜λ１、λ２、λ３となる。つまり、比較例１では、全てのシングルモード光ファイバ３１、３３、３２の２次モードカットオフ波長が、夫々に入射された光の波長帯域λ１、λ２、λ３よりも小さい値となっている。
【００７０】
また、比較例２における光ファイバ型光合波器３０は、実施例と同様に、互いに等しいパラメータを有するシングルモード光ファイバ３１、３２と、他の２本とは異なるパラメータを有するシングルモード光ファイバ３３と、を有しているが、シングルモード光ファイバ３３およびシングルモード光ファイバ３２に入射される光が、実施例とは反対になっている。
【００７１】
このような関係にある比較例１、２および実施例の光ファイバ型光合波器３０について、入射ポート３１−１、３２−１、３３−１の夫々に入射される可視光において、出射ポート３１−２から出射される光の波長に対する透過率をグラフ化したものを図８〜図１０に示す。
【００７２】
なお、図８〜図１０に示す波長対透過率のグラフを作成する際は、レーザー光源を用いて波長の異なる光を光ファイバ型光合波器３０に入射し、光パワーメータを用いて出射された光の透過率の測定を６ポイント行った。
【００７３】
図８は、比較例１における波長対透過率のグラフである。図８に示すように、入射ポート３１−１に青色の光のみを入射した場合、出射ポート３１−２に出射される光は、青色の波長である４４６ｎｍにおいて、出射ピーク値が８０％近く得ることができる。また、入射ポート３２−１に赤色の光のみを入射した場合、出射ポート３１−２に出射される光は、赤色の波長である６３５ｎｍにおいて、出射ピーク値が１００％得ることができる。しかしながら、入射ポート３３−１に緑色の光のみを入射した場合、出射ポート３１−２に出射される光は、緑色の波長である５３２ｎｍにおいて、出射ピーク値が４０％ほどしか得ることが出来ず、目標とする基準の透過率６０％を大きく下回っている。
【００７４】
また、図９は、比較例２における波長対透過率のグラフである。図９に示すように、入射ポート３１−１に青色の光のみを入射した場合、出射ポート３１−２に出射される光は、青色の波長である４４６ｎｍにおいて、出射ピーク値が１００％近く得ることができる。しかしながら、入射ポート３３−１に赤色の光のみを入射した場合、出射ポート３１−２に出射される光は、赤色の波長である６３５ｎｍにおいて、出射ピーク値が１０％ほどしか得ることができない。さらに、入射ポート３２−１に緑色の光のみを入射した場合も、出射ポート３１−２に出射される光は、緑色のポイント波長である５３２ｎｍにおいて、出射ピーク値が１０％ほどしか得ることが出来ず、目標とする基準の透過率６０％を大きく下回っている。
【００７５】
一方、図１０は、実施例における波長対透過率のグラフである。図１０に示すように、入射ポート３１−１に青色の光のみを入射した場合、出射ポート３１−２に出射される光は、青色の波長である４４６ｎｍにおいて、出射ピーク値を７０％得ることができる。また、入射ポート３２−１に赤色の光のみを入射した場合、出射ポート３１−２に出射される光は、赤色の波長である６３５ｎｍにおいて、出射ピーク値を７０％以上得ることができる。さらに、入射ポート３３−１に緑色の光のみ入射した場合、出射ポート３１−２に出射される光は、緑色の波長である５３２ｎｍにおいて、出射ピーク値を目標とする基準の透過率６０％以上を得ることができる。
【００７６】
以上の結果から、比較例１のように、光ファイバ型光合波器３０を構成するシングルモード光ファイバ３１・３２・３３に全て同じパラメータを有するシングルモード光ファイバＡを用いた場合、緑色の光の透過率が目標とする基準の６０％を大きく下回ってしまう。
【００７７】
また、比較例２のように、シングルモード光ファイバ３１に青色の光を入射し、シングルモード光ファイバ３３に赤色の光を入射し、シングルモード光ファイバ３２に緑色の光を入射した場合、緑色の光と赤色の光の透過率が、著しく悪化してしまう。
【００７８】
一方、実施例のように、シングルモード光ファイバ３１、３３に同じパラメータを有するシングルモード光ファイバＡを用い、シングルモード光ファイバ３２に他の２本とは異なるパラメータを有するシングルモード光ファイバＢを用い、さらに、シングルモード光ファイバ３１に青色の光を入射し、シングルモード光ファイバ３３に緑色の光を入射し、シングルモード光ファイバ３２に赤色の光を入射した場合、結果的に、入射された３波長の光を、目標とする基準（６０％）以上の透過率で合波することができる。
【００７９】
このように、３本のシングルモード光ファイバ３１・３２・３３へ入射される波長の異なる光、特に赤色、青色、緑色の光を、透過率を一定基準（６０％）以上で合波するためには、上述した実施例のようなシングルモード光ファイバ３１・３２・３３の構成、および配列が必要となる。
【００８０】
（電力供給ケーブル）
上述のように合波される各可視光を出射するレーザダイオード１１・１２・１３は、３つの電力供給ケーブル４１・４２・４３から電力が供給されることにより、駆動が制御される。
【００８１】
図１に示すように、３つの電力供給ケーブル４１・４２・４３は、筐体５０内部に収容されるレーザダイオード１１・１２・１３と、筐体５０外部に設けられ各レーザダイオード１１・１２・１３を独立して駆動制御する駆動部（図示せず）とを接続する。電力供給ケーブル４１・４２・４３は、夫々信号線とグランド線とを有している。駆動部は、レーザダイオード１１・１２・１３へ電力を供給すると共に、その電圧値を変更することによりレーザダイオード１１・１２・１３夫々の光強度を調節することができるようになっている。
【００８２】
電力供給ケーブル４１・４２・４３は、レーザダイオード１１・１２・１３から、筐体５０に形成された開口を介して外部の制御部に至るようになっている。尚、電力供給ケーブル４１・４２・４３は、筐体５０内壁と、レーザダイオード１１・１２・１３とによって挟みこまれるように支持されるものであってもよい。これにより、電力供給ケーブル４１・４２・４３を固定することができる。尚、本実施形態において、電力供給ケーブル４１・４２・４３は、丸型の信号線とグランド線とが一体形成されたものであるがこれに限定されない。例えば、電力供給ケーブルは、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）やＦＦＣ(フレキシブルフラットケーブル）でも良い。
【００８３】
（筐体）
筐体５０は、上述のように、レーザダイオード１１・１２・１３、光ファイバ２１・２２・２３及び光ファイバ型光合波器３０を収容している。図１１は、光源モジュール１の一部分解斜視図である。図１１に示すように、筐体５０は、２つの蓋部材５１・５２からなり、該蓋部材５１・５２によってレーザダイオード１１・１２・１３及び光ファイバ型光合波器３０を挟み込んで支持する。
【００８４】
具体的に、蓋部材５１は、レーザダイオード１１・１２・１３、及び、光ファイバ型光合波器３０が嵌合する窪み５１ａが形成されている。レーザダイオード１１・１２・１３、及び、光ファイバ型光合波器３０は、筐体５０の長手方向と垂直方向の側面の少なくとも一部が筐体５０の内壁に当接するように、窪み５１ａに嵌合される。これにより、レーザダイオード１１・１２・１３、及び、光ファイバ型光合波器３０は、筐体５０の長手方向と垂直な方向に動きが規制される。
【００８５】
筐体５０は、レーザダイオード１１・１２・１３、及び、光ファイバ型光合波器３０が蓋部材５１の窪み５１ａに嵌合された状態で、蓋部材５１と蓋部材５２との開放面を合わせ、蓋部材５１及び蓋部材５２に形成された螺合穴にネジを螺合させることにより、蓋部材５１と蓋部材５２とが固定される。これにより、レーザダイオード１１・１２・１３、及び、光ファイバ型光合波器３０は、蓋部材５１と蓋部材５２とによって挟持された状態に支持されるようになっている。
【００８６】
尚、筐体５０はこの態様に限定されるものではない。例えば、レーザダイオード１１・１２・１３を支持する箇所及び光ファイバ型光合波器３０を支持する箇所の隣り合う同士の間に対応する箇所において、例えば、蛇腹構造を有している、又は、変形可能な樹脂等の材質で形成されていることにより屈曲可能に形成されていてもよい。これにより、適用する装置の形状に合わせることができ、省スペース化・小型化を図ることができる。
【００８７】
（光源モジュール１の概要）
以上のように、光源モジュール１は、少なくとも一部が同一直線上となるように順次配設され、該配設方向へ光を出射する複数の光源（レーザダイオード１１・１２・１３）と、複数の光源から出射される光を夫々伝搬させる複数の光ファイバ（光ファイバ２１・２２・２３）と、複数の光源と同一直線上の配設方向に配設され、複数の光ファイバによって伝搬された光を合波し、合波光を前記配設方向に出射する光ファイバ型光合波器（光ファイバ型光合波器３０）とを有した構成にされている。
【００８８】
上記構成によれば、複数の光源からの可視光は光ファイバにより光ファイバ型光合波器へ伝搬される。一般的に、光ファイバは材質等に応じた曲げ耐性を有しているため、湾曲されて光ファイバ型光合波器に達することができる。これにより、光源から光ファイバに入射された光は、その光ファイバを通って直接光ファイバ型光合波器に伝搬されるため、反射・回折等を行う光学系が不要となる。さらに、複数の光源が同一直線上に順次配設されるため、各光源において光の出射方向と垂直な方向への小型化を図ることができる。その結果、省スペース化及び適用する装置の形状の制限を軽減することができる。
【００８９】
さらに、光ファイバ型光合波器を用いるため、光源からの可視光を光ファイバで伝搬するため、反射・回折等を行う光学系が不要となる。これにより、温度変化による部材の膨張収縮や外部からの振動に起因する光軸のズレが発生することがない。その結果、外部環境変化への耐性を向上し、品質を安定化することができる。
【００９０】
また、光源モジュール１は、３つの光源、３本の光ファイバ及び前記光ファイバ型合波器を収容し、２つの蓋部材（蓋部材５１・５２）からなり、該蓋部材によって３つの光源及び光ファイバ型合波器を挟み込んで支持する筐体（筐体５０）をさらに有している。これにより、各構成が筐体に挟持された状態で収容されるため、安定した支持を行うことができる。
【００９１】
また、光源モジュール１の筐体は、少なくとも１つの蓋部材が、３つの光源及び光ファイバ型合波器のうちの少なくとも１つを嵌合可能な窪み（窪み５１ａ）を有している。これにより、さらに安定した支持を行うことができる。
【００９２】
また、光源モジュール１は、複数の光源が、ＲＧＢ３原色に対応した夫々異なる波長の可視光レーザを出射するレーザダイオードである。これにより、様々な波長の光を合波することができ、光源モジュールの適用範囲を拡大することができる。また、視認可能な光を出射できるため照明等の種々の機器に適用することができる。さらに、３原色夫々に対応したレーザダイオードの光強度を調整して、光ファイバ型光合波器から出射される光について所望の色を得ることができる。
【００９３】
（変形例）
以上、本発明の実施例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００９４】
例えば、本実施形態において、３本のシングルモード光ファイバ３１・３２・３３の入射ポート３１−１、３３−１、３２−１から夫々入射される光は、青色、緑色、赤色であったが、これに限定される必要はない。図７の実施例に示すような波長と２次モードカットオフ波長の対応関係であれば、何れの波長を用いていてもよい。
【００９５】
また、本実施形態において、出射パワーのある一定基準は、透過率６０％であるが、これに限定する必要はなく、６０％より大きくてもよいし、６０％より小さくてもよい。
【００９６】
また、本実施形態において、図２に示すように、レーザダイオード１１・１２・１３と、光ファイバ型光合波器３０とは、仮想線１００で示される同一直線上に一列に配設される構成であったが、これに限定されない。
【００９７】
例えば、図１２に示すように、レーザダイオード１１・１２・１３と、光ファイバ型光合波器３０とは、少なくとも一部が、仮想線１００で示される同一直線上に配設される構成であってもよい。即ち、先の実施形態と比較して、レーザダイオード１１・１２を夫々光ファイバ２１・２２の湾曲方向へずらすように配設しても良い。これにより、小型化を図ると共に、光ファイバ２１・２２の湾曲を減少させて伝搬されるレーザの損失を軽減することができる。
【００９８】
また、本実施形態において、図２に示すように、３つのレーザダイオード１１・１２・１３を有する構成であったが、これに限定されない。例えば、図１３に示すように、２つのレーザダイオード１２・１３と、これらから出射される光を伝搬する２本の光ファイバ２２・２３とを有する構成であってもよい。このように、光源が２つである場合、図１３に記載の光ファイバ型光合波器１３０は、２入力１出力であってもよいし、３入力１出力であってもよい。光ファイバ型光合波器１３０が３入力１出力である場合は、３入力のうちの何れか２入力を使えばよい。また、４つ以上のレーザダイオードと、４つ以上のレーザダイオードに対応する複数の光ファイバとを有する構成であってもよい。
【００９９】
また、本実施形態において、３つのレーザダイオード１１・１２・１３は、全て異なる波長の可視光を出射するものであったが、これに限定されない。例えば、複数の光源のうち、少なくとも２つ以上の光源、又は、全ての光源が同じ波長のものであってもよい。また、光源が出射する光は可視光に限定されるものではない。
【０１００】
また、本実施形態において、光ファイバ２１・２２・２３は、シングルモード光ファイバであったが、これに限定されない。例えば、複数の光ファイバがマルチモード光ファイバであってもよい。以下、マルチモード光ファイバを用いた本実施形態の変形例について説明する。
【０１０１】
図１４は、複数の光ファイバにマルチモード光ファイバを用いた変形例を示す説明図である。図１４に示すように、本変形例の光源モジュール２０１は、少なくとも一部が同一直線上となるように順次配設され、該配設方向へ光を出射する４つの光源２１０ａ・２１０ｂ・２１０ｃ・２１０ｄと、４つの光源２１０ａ・２１０ｂ・２１０ｃ・２１０ｄから出射される光を夫々伝搬させる４本の入射側光ファイバ２２０・２２０・２２０・２２０と、４つの光源２１０ａ・２１０ｂ・２１０ｃ・２１０ｄと同一直線上の配設方向に配設され、マルチモード光ファイバである４つの入射側光ファイバ２２０・２２０・２２０・２２０によって伝搬された光を合波し、合波光を配設方向に出射する光ファイバ型光合波器２３０とを有している。
【０１０２】
図１４に示すように、光ファイバ型光合波器２３０は、入射された光を出射端面から出射する４本の入射側光ファイバ２２０と、出射端面から出射された光を出射端面と対向する入射端面から入射する出射側光ファイバ２２１と、出射端面と入射端面との間に介在し、出射端面から出射された光を入射端面へ透過させるゲル状の樹脂からなる保護媒体２５０と、を備える。尚、本変形例の光ファイバ型光合波器２３０の説明において、「入射」とは光ファイバ型光合波器２３０への入射を示し、「出射」とは光ファイバ型光合波器２３０からの出射を示す。
【０１０３】
また、光ファイバ型光合波器２３０は、入射側光ファイバ２２０を収納する入射側光学部材２１３と、出射側光ファイバ２２１を収納する出射側光学部材２２３と、入射側光ファイバ２１０の出射端面と出射側光ファイバ２２１の入射端面とを対向させるように、入射側光学部材２１３と出射側光学部材２２３とを保持する保持部材２３２と、入射側光学部材２１３と出射側光学部材２２３と保持部材２３２とを一体的に収納する保持ケース２３３と、を備え、保持部材２３２は、保持ケース２３３に接触されることなく保持ケース２３３内に収納されている。
【０１０４】
４本の入射側光ファイバ２２０は、マルチモード光ファイバであり、光ファイバ型光合波器２３０において４本の入射側光ファイバ２２０が束ねられている。そのため、同波長や異なる波長、また異なる出力パワーの光などを結合することができるようになっている。また、光源との接続が容易で、発光面積の大きいハイパワー光源にも接続することができる。夫々の入射側光ファイバ２２０は、中心部に光の経路であるコアを有し、その周面に厚さの薄いクラッドが覆うようにして構成されている。束ねられた４本の入射側光ファイバ２２０は、接着剤によって接着固定されており、入射側光学部材２１３の中心部に形成された貫通穴に収納されている。接着剤は、波長４００ｎｍでの透過率が５０％以上で、かつガラス転移温度が１３０℃以上、ショア硬さが８０以上の特性を有する物質で形成されており、４本の入射側光ファイバ２２０同士を接着固定すると共に、入射側光ファイバ２２０と入射側光学部材２１３の内面とを接着固定している。ここで、上記のような特性を有する接着剤を使用する理由は、透過率が５０％より小さいと接着剤が漏れ光を吸収して発熱し、劣化を早めてしまうためである。また、接着剤のガラス転移温度が１３０℃より小さいと温度上昇によりガラス転移温度を超える可能性があり、接着剤の物性変化によって、結果的に光ファイバ型光合波器２３０の透過率が低下する可能性がある。さらに、接着剤のショア硬さが８０より小さいと製造過程における研磨作業の際に削れすぎてへこんでしまい、その部分にゴミが付着したり、へこんだ箇所で光が散乱したり、などの不具合が生じてしまうためである。
【０１０５】
出射側光ファイバ２２１は、１本のマルチモード光ファイバから構成され、入射側光ファイバ２２０と同様に、中心部に光の経路であるコアを有し、その周面に厚さの薄いクラッドが覆っている。出射側光ファイバ２２１は、出射側光学部材２２３の中心部に形成された貫通穴に収納されており、出射側光ファイバ２２１と出射側光学部材２２３の内面との隙間に充填された接着剤によって接着固定されている。なお、出射側光ファイバ２２１のコア径は、入射側光ファイバ２２０のコア径よりも大きく設定されている。より詳細には、４本の入射側光ファイバ２２０のコアの領域全てが、出射側光ファイバ２２１のコアの領域に含まれるように夫々のコア径が設定されている。これは、入射側光ファイバ２２０の出射端面と出射側光ファイバ２２１の入射端面との間２４０における光結合の際、入射側光ファイバ２２０のコアから出射された光を出射側光ファイバ２２１のコアへ低損失で伝送させるためである。さらに、出射側光ファイバ２２１の開口数（ＮＡ）は、入射側光ファイバ２２０の開口数（ＮＡ）以上に設定されている。これにより、入射側光ファイバ２２０から出射された光は、出射側光ファイバ２２１内へ低損失で伝送される。
【０１０６】
上記の入射側光ファイバ２２０および出射側光ファイバ２２１は、図１の拡大部２３５に示すように、入射側光ファイバ２２０の出射端面と出射側光ファイバ２２１の入射端面とが対向するようにして配置されている。そして、入射側光ファイバ２２０と出射側光ファイバ２２１との間２４０には、保護媒体２５０が介在している。
【０１０７】
保護媒体２５０は、入射側光ファイバ２２０の出射端面から出射された光を出射側光ファイバ２２１の入射端面へ透過させるゲル状の樹脂からなる。保護媒体２５０は、入射側光ファイバ２２０の出射端面および出射側光ファイバ２２１の入射端面を完全に覆うようにして設けられているため、入射側光ファイバ２２０と出射側光ファイバ２２１との間２４０には空気層が存在していない。そのため、入射側光ファイバ１０から入力された光が、空気中のシリコン化合物と化学反応を起こしてＳｉＯ２を形成し、入射側光ファイバ２２０の出射端面および出射側光ファイバ２２１の入射端面にそのＳｉＯ２が付着することがなく、光の透過特性を劣化させてしまうことがない。また、保護媒体２５０は、ゲル状の樹脂であるため、高い粘性を有している。具体的に、保護媒体２５０には、混和ちょう度（ＪＩＳＫ２２２０）が３００の樹脂が用いられている。ここで、光ファイバ型光合波器２３０の使用状況によっては、振動などが起こる場合がある。保護媒体２５０が、入射側光ファイバ２２０の出射端面および出射側光ファイバ２２１の入射端面の少なくとも一方に蒸着法やイオンアシスト法によって成膜された膜体、所謂固体物である場合、両者に形成された保護媒体同士が振動によって衝突したり、互いにこすりあったりして、保護媒体自体が損傷する恐れがある。その点、光ファイバ型光合波器２３０は、入射側光ファイバ２２０の出射端面と出射側光ファイバ２２１の入射端面との間２４０にゲル状の樹脂からなる保護媒体２５０が介在している。そのため、振動などによって入射側光ファイバ２２０および出射側光ファイバ２２１の端面同士がこすれたり、入射側光ファイバ２２０の出射端面と出射側光ファイバ２２１の入射端面との間２４０に掛かる圧着荷重が大きくなったりした場合でも、保護媒体２５０自体が損傷することがない。これにより、保護媒体２５０の損傷が原因による光ファイバ型光合波器２３０の透過特性の劣化を防止することができる。
【０１０８】
また、保護媒体２５０は、入射側光ファイバ２２０および出射側光ファイバ２２１との屈折率差が小さいシリコーンからなるゲル状の樹脂である。具体的に、保護媒体２５０には、屈折率ｎＤ２５が１．４４８〜１．４７５、波長４００ｎｍにおける透過率が９５％以上であるシリコーンからなるゲル状の樹脂が用いられている。また、シリコーンは耐熱性に優れているため、温度上昇した場合でも保護媒体２５０が変質しにくく、耐光性にも優れているため、保護媒体２５０の屈折率や透過率が変化しにくい。
【０１０９】
入射側光ファイバ２２０の出射端面と出射側光ファイバ２２１の入射端面とを対向させるように、入射側光学部材２１３と出射側光学部材２２３とを保持する保持部材２３２は、中空円筒状の割りスリーブである。具体的に、保持部材２３２は、保持部材２３２内に圧入された入射側光学部材２１３および出射側光学部材２２３の外周面に内面が密着して接することによって、入射側光学部材２１３および出射側光学部材２２３を保持している。また、保持部材２３２の材質は、ジルコニアである。ジルコニアは光を外部に放出しやすいため、入射側光学部材２１３や出射側光学部材２２３を介して漏れた光をそのまま外部に放出する。一方、ニッケルなどの金属スリーブの場合は、漏れた光を外部に放出しにくいため、全ての光が入射側光ファイバ２２０の接着剤や入射側光学部材２１３、および出射側光学部材２２３の内部に吸収されてしまい、その結果、内部温度が上昇して接着剤が劣化してしまう。その点、保持部材２３２はジルコニア製であるため、漏れ光が外部に放出され、内部温度の上昇を防ぐことができる。
【０１１０】
入射側光学部材２１３は、ステンレス製のフランジ２１４にジルコニア製のキャピラリ２１５が圧入されて一体的に構成されたものである。フランジ２１４およびキャピラリ２１５の内部には、貫通穴が形成されており、この貫通穴には、保護チューブ２１２に通された入射側光ファイバ２２０が、フランジ２１４側から挿入されている。そして、上記のように入射側光学部材２１３に挿入された入射側光ファイバ２２０は、入射側光学部材２１３の内部に充填された接着剤によって、接着固定されている。また、フランジ２１４は、保持ケース２３３の内壁に接するようにして収納されており、保持部材２３２を保持ケース２３３に接触することなく保持すると共に、入射側光学部材２１３の内部で発生した熱を保持ケース２３３へ放熱させる役割を有する。また、入射側光学部材２１３の端面（キャピラリ２１５の端面）は、入射側光ファイバ２２０の出射端面と共に平面状に研磨されている。ここで、入射側光ファイバ２２０の出射端面が平面状に研磨されていない場合、出射端面は曲面状になっているため、出射側光ファイバ２２１の入射端面との間２４０でフィジカルコンタクトできない箇所に、入射側光ファイバ２２０の出射端面が配置される場合がある。そして、このような箇所に配置された入射側光ファイバ２２０からの光は、出射側光ファイバ２２１の入射端面に向けて斜めに出射されてしまい、出射側光ファイバ２２１の入射端面との間２４０で光損失が生じてしまう恐れがある。しかしながら、上記のように入射側光ファイバ２２０の出射端面が平面状に研磨されているため、入射側光ファイバ２２０の出射端面から出射された光は、真っ直ぐに出射側光ファイバ２２１の入射端面へ伝送される。これにより、入射側光ファイバ２２０からの光を出射側光ファイバ２２１内へ低損失で伝送することができる。
【０１１１】
出射側光学部材２２３は、図１４に示すように、ステンレス製のフランジ２２４にジルコニア製のキャピラリ２２５が圧入されて一体的に構成されたものである。フランジ２２４およびキャピラリ２２５の内部には、貫通穴が形成されており、この貫通穴には、保護チューブ２２２に通された出射側光ファイバ２２１が、フランジ２２４側から挿入されている。そして、上記のように出射側光学部材２２３に挿入された出射側光ファイバ２２１は、出射側光学部材２２３の内部に充填された接着剤によって、接着固定されている。また、フランジ２２４は、保持ケース２３３の内壁に下端部が接するようにして収納されており、保持部材２３２を保持ケース２３３に接触することなく保持すると共に、出射側光学部材２２３の内部で発生した熱を保持ケース２３３へ放熱させる役割を有する。また、フランジ２２４は、バネ２３４によって、保持ケース２３３の出射側内壁と接続されている。バネ２３４は、フランジ２２４と保持ケース２３３との間を接続することによって、その付勢力で、入射側光学部材２１３の端面と出射側光学部材２２３の端面との間隔を一定に保っている。ここで、入射側光学部材２１３の端面と出射側光学部材２２３の端面との間隔は、その間に介在する保護媒体２５０の粘度によっても調整される。保護媒体２５０には、混和ちょう度（ＪＩＳＫ２２２０）が３００の樹脂が用いられており、バネ２３４の付勢力と共に、入射側光学部材２１３の端面と出射側光学部材２２３の端面との間隔が調整される。また、出射側光学部材２２３の端面（キャピラリ２２５の端面）は、入射側光ファイバ２２０の出射端面と同様に、出射側光ファイバ２２１の入射端面と共に平面状に研磨されている。
【０１１２】
このような光ファイバ型光合波器２３０は、図１４に示すように、入射側光ファイバ２２０の夫々の先端に設けられた先端フェルール２１６に、夫々光源２１０ａ・２１０ｂ・２１０ｃ・２１０ｄが入射側光ファイバ２２０を介して接続されるようになっている。光源２１０ａ・２１０ｂ・２１０ｃ・２１０ｄからは、例えば同波長や異なる波長、また異なる出力パワーの光などが出力されるようになっている。そして、入射側光ファイバ２２０内を伝送した光は、入射側光ファイバ２２０と出射側光ファイバ２２１との間２４０で、出射側光ファイバ２２１へ結合されるようになっている。また、結合された光は、出射側光ファイバ２２１を伝送し、出射側光ファイバ２２１の先端に設けられた先端フェルール２２６に接続された機器へ出力されるようになっている。このように、光ファイバ型光合波器２３０を用いて光源２１０ａ・２１０ｂ・２１０ｃ・２１０ｄからの光を結合することによって、パワー結合や波長結合された光を出力することができるようになっている。なお、入射側光ファイバ２２０が、例えば標準的な光ファイバに比べて径が小さい場合であって、かつ標準的な光ファイバに適用される部品や機器を使用したい場合は、入射側光ファイバ２２０の先端に標準的な光ファイバを融着しても良い。つまり、融着によって入射側光ファイバ１０から標準的な光ファイバに変換することで、標準的な光ファイバに適用される部品や機器に対応させても良い。
【符号の説明】
【０１１３】
１    光源モジュール
１１    第１レーザダイオード
１２    第２レーザダイオード
１３    第３レーザダイオード
２１・２２・２３    光ファイバ
３０    光ファイバ型光合波器
４１・４２・４３    電力供給ケーブル
５０    筐体
５１・５２    蓋部材
５１ａ    窪み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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