(57)【要約】【課題】半導体レーザと、レーザ光が入射する光ファイバーとからなる半導体レーザ光源において、戻り光によるノイズ発生を抑制する。【解決手段】半導体レーザ１０と、半導体レーザ１０から発せられたレーザ光Ｌのビーム中心に対して光軸が離れた状態に配置されてレーザ光Ｌを収束させる集光光学系１２と、集光光学系１２を経たレーザ光Ｌを伝搬させる光ファイバー１３とからなる半導体レーザ光源において、光ファイバー１３の光入射端面１３ｃにおいて反射した反射光Ｌ１を遮断する空間フィルター２０を設け、さらに半導体レーザ１０と光ファイバー１３との間に、光ファイバー１３に向かって進行するレーザ光Ｌの透過率を９５％以下に制限する透過損失部材２０ａを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと、
この半導体レーザから発せられたレーザ光を収束させる集光光学系であって、前記レーザ光のビーム中心に対して光軸が離れた状態に配置された集光光学系と、
この集光光学系を経たレーザ光を伝搬させる光ファイバーであって、前記レーザ光が入射する光入射端面が、前記集光光学系の光軸に対して斜めカットされた光ファイバーと、
からなる半導体レーザ光源において、
前記光ファイバーの光入射端面において反射した前記レーザ光の反射光を遮断する空間フィルターが設けられ、
前記半導体レーザと光ファイバーとの間に、光ファイバーに向かって進行する前記レーザ光の透過率を９５％以下に制限する透過損失部材が設けられた、
ことを特徴とする半導体レーザ光源。
【請求項２】
前記光入射端面がノンコートの面である、請求項１に記載の半導体レーザ光源。
【請求項３】
前記光ファイバーが、光入射側の端部にエンドキャップが配置されたものである、請求項１または２に記載の半導体レーザ光源。
【請求項４】
前記半導体レーザが、ＧａＮ基板から形成されて波長３７５〜５２０ｎｍのレーザ光を発するものである、請求項１から３いずれか１項記載の半導体レーザ光源。
【請求項５】
前記半導体レーザが、ＧａＡｓ基板から形成されて波長６３０〜８８０ｎｍのレーザ光を発するものである、請求項１から３いずれか１項記載の半導体レーザ光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体レーザ光源、より詳しくは半導体レーザと、そこから発せられたレーザ光が入射する光ファイバーとからなる半導体レーザ光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１や２に示されるように、半導体レーザと、そこから発せられたレーザ光と結合するようにして、該半導体レーザと離して配置された光ファイバーとからなる半導体レーザ光源が知られている。この種の半導体レーザ光源の中でも、特に可視領域の波長のレーザ光を発するものは、バイオ顕微鏡、医療検査機器、粒子計測、半導体検査機器等の分野で広く使われている。
【０００３】
上述したような各種分野では、画像情報を取得するため、多くの場合アナログ情報が取り使われる。そのため、これらの分野に用いられる半導体レーザ光源に対しては、光通信帯でのデジタル変調等の場合には特に問題になっていない低レベルのノイズの発生も抑制することが望まれている。
【０００４】
半導体レーザと、それと離して配置された光ファイバーとからなる半導体レーザ光源において、ノイズを発生させるノイズ源の一つとして、上記特許文献１や２にも示されている戻り光が良く知られている。この戻り光とは、光ファイバーに向かったレーザ光が、この光ファイバーの光入射端面で反射して半導体レーザに戻る光のことである。
【０００５】
図５は、この戻り光を詳しく説明するものである。ここに示すように、半導体レーザ１０から発せられたレーザ光Ｌはコリメートレンズ１１によって平行光とされた後、集光光学系としての集光レンズ１２により集光されて光ファイバー１３に入射する。光ファイバー１３は、コア１３ａと、それよりも低屈折率でコア１３ａの周りに配されたクラッド１３ｂとからなるものである。レーザ光Ｌは集光レンズ１２により、光ファイバー１３の光入射端面１３ｃ上で収束するように集光されて、光ファイバー１３内つまりコア１３ａに入射される。コア１３ａに入射したレーザ光Ｌは、クラッド１３ｂとの界面で全反射を繰り返しながらコア１３ａ内を伝搬し、所定の利用位置に送られる。上述のようにしてレーザ光Ｌを光ファイバー１３に入射させる際、このレーザ光Ｌは光ファイバー１３の光入射端面１３ｃで反射し、戻り光Ｌ１となって半導体レーザ１０に戻り得る。
【０００６】
なお、特許文献１にも記載があるように、レーザ光Ｌと光ファイバー１３との光結合効率を上げるために集光レンズ１２を、その光軸がレーザ光Ｌのビーム中心から外れた状態に配置することが知られており、図５でもそのような構成を示している。また、戻り光Ｌ１が半導体レーザ１０に入射することを防止するために、光ファイバー１３の光入射端面１３ｃを、その前の集光レンズ１２の光軸に対して斜めにカットしておくことが従来知られており、図５はこの構造も併せて示している。
【０００７】
このように光入射端面１３ｃを斜めカットしておくことにより、戻り光Ｌ１の光路が半導体レーザ１０から遠去かるようにすることができる。そして多くの場合、コリメートレンズ１１と集光レンズ１２との間には、レーザ光Ｌのビーム断面形状を真円化するためのプリズムペアが配置されるが、図５ではその図示を省略している。
【０００８】
戻り光Ｌ１が半導体レーザ１０に入射することを防止するための構成としては、上述のように光ファイバー１３の光入射端面１３ｃを斜めカットする他に、図４に示すように、光入射端面１３ｃと半導体レーザ１０との間に、戻り光Ｌ１を遮断するマスク（空間フィルター）２０を配置することも知られている。上述のように光入射端面１３ｃを斜めカットしても、ビーム裾の一部が集光レンズ１２の開口にかかることで、戻り光Ｌ１の一部が半導体レーザ１０に向かって進行するが、空間フィルター２０を配置しておくことにより、そのように進行する戻り光Ｌ１を遮断することができる。特許文献２は、そのような構成の一例も示している。なおこの図４において、先に説明した図５中のものと同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は、特に必要の無い限り省略する（以下、同様）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公平７−１１９８５７号公報
【特許文献２】特許第５０７４２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし本発明者の研究によると、前述したように集光レンズをその光軸がレーザ光のビーム中心から外れた状態に配置した半導体レーザ光源において、光ファイバーの光入射端面を斜めカットしたり、戻り光を遮断するマスクを設けたりしても、なお戻り光によるノイズが発生し得ることが解った。
【００１１】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、集光レンズをその光軸がレーザ光のビーム中心から外れた状態に配置した半導体レーザ光源において、戻り光によるノイズ発生をより確実に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による半導体レーザ光源は、
半導体レーザと、
この半導体レーザから発せられたレーザ光を収束させる集光光学系であって、前記レーザ光のビーム中心に対して光軸が離れた状態に配置された集光光学系と、
この集光光学系を経たレーザ光を伝搬させる光ファイバーであって、上記レーザ光が入射する光入射端面が、集光光学系の光軸に対して斜めカットされた光ファイバーと、
からなる半導体レーザ光源において、
光ファイバーの光入射端面において反射したレーザ光の反射光を遮断する空間フィルターが設けられ、
半導体レーザと光ファイバーとの間に、光ファイバーに向かって進行するレーザ光の透過率を９５％以下に制限する透過損失部材が設けられた、
ことを特徴とするものである。なお、上記の「ビーム中心」とは、レーザ光の波面法線を意味する。
【００１３】
上記透過損失部材の透過率は、より好ましくは８７％以下、さらに好ましくは８０％以下とされる。
【００１４】
本発明の半導体レーザ光源において、上記光入射端面はノンコートの面であることが望ましい。
【００１５】
また光ファイバーは、光入射側の端部にエンドキャップが配置されたものであることが望ましい。
【００１６】
また半導体レーザは、ＧａＮ基板から形成されて波長３７５〜５２０ｎｍのレーザ光を発するものであることが望ましい。ただしそれに限らず半導体レーザは、ＧａＡｓ基板から形成されて波長６３０〜８８０ｎｍのレーザ光を発するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明者の研究によると、光ファイバーの光入射端面を斜めカットしたり、戻り光を遮断するマスクを設けたりしても、なお戻り光によるノイズが発生するのは以下の理由によるものであることが解った。すなわち、半導体レーザと、そこから発せられたレーザ光が入射する光ファイバーとからなる半導体レーザ光源は、光ファイバーの光入射端面とは反対側の光出射端面（遠端）からレーザ光を出射させて利用位置に供給するが、この光出射端面においてもレーザ光が反射し、その反射光が半導体レーザ側に戻り得る。また光出射端面の先には一般に、レーザ光を集光する集光レンズやミラー等の光学系が配置されるが、その光学系で反射した光も、半導体レーザから光ファイバーに向かうレーザ光の光路を逆に辿って半導体レーザ側に戻り光として入射し得る。
【００１８】
本発明の半導体レーザ光源は、この新しい知見に鑑みて、半導体レーザと光ファイバーとの間に、光ファイバーに向かって進行するレーザ光の透過率を９５％以下に制限する透過損失部材を設けたものである。そこで本発明の半導体レーザ光源によれば、半導体レーザから光ファイバーに向かうレーザ光の光路を逆に辿る戻り光を、透過損失部材によって減衰させることができ、半導体レーザにおける光ノイズの発生を低減可能となる。
【００１９】
この光ノイズの発生を低減する効果は、透過損失部材の透過率が低いほど顕著となるので、より好ましくは前述した通り８７％以下、さらに好ましくは８０％以下とされる。半導体レーザが戻り光に対して比較的強い場合や、光ファイバーの遠端やその先の光学系からの戻り光の光量が比較的少ない場合は、透過損失部材の透過率が９０％以下、あるいは８７％以下でも光ノイズを実用上問題無い程度まで低減可能である。なお、上記光学系からの戻り光の光量が比較的少ない場合の例としては、その光学系を構成するレンズ等のガラスにＡＲ（反射防止）コートが施されていてそこでの反射率が０．５％程度に抑えられる場合が挙げられる。
【００２０】
一方、半導体レーザが戻り光に対して比較的弱い場合や、光ファイバーの遠端やその先の光学系からの戻り光の光量が比較的多い場合は、透過損失部材の透過率が８０％以下、具体的には７０％、６０％、５０％等とすれば、光ノイズを実用上問題無い０．５％ｒｍｓ（root mean square）程度まで低減可能である。なお、半導体レーザが戻り光に対して比較的弱い場合の例としては、光ファイバーの遠端での反射率が４％程度であっても、無対策なら光ノイズが０．５％ｒｍｓより高い値に達する場合が挙げられる。また、上記光学系からの戻り光の光量が比較的多い場合の例としては、この光学系にミラーが含まれていてそこでの反射率がほぼ１００％となっている場合が挙げられる。なお、透過損失部材の透過率が以上挙げた各数値である場合の光ノイズ発生状況に関しては、後に実施形態に沿って具体的に説明する。
【００２１】
また本発明の半導体レーザ光源によれば、光ファイバーの光入射端面において反射したレーザ光の反射光を遮断する空間フィルターが設けられたことにより、この反射光が戻り光となって半導体レーザに入射することも防止できる。それにより、この戻り光に起因する光ノイズの発生も低減可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態による半導体レーザ光源を示す概略構成図
【図２】図１の半導体レーザ光源における戻り光減衰効果を示すグラフ
【図３】本発明の第２の実施形態による半導体レーザ光源を示す概略構成図
【図４】従来の半導体レーザ光源の一例を示す概略構成図
【図５】従来の半導体レーザ光源の別の例を示す概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態による半導体レーザ光源の構成を概略的に示すものである。図示の通りこの半導体レーザ光源は、図５に示した半導体レーザ光源におけるものと同様の半導体レーザ１０、コリメートレンズ１１、集光レンズ１２および光ファイバー１３を備えて構成されている。またこの図１では、半導体レーザ光源の適用状態をより現実的に表すように、光ファイバー１３の光出射端面１３ｄから出射したレーザ光Ｌを集光する集光レンズ１４と、その先にさらに配置されるミラー１５とを概略的に図示している。
【００２４】
この図１の構成でも、レーザ光Ｌと光ファイバー１３との光結合効率を上げるために集光レンズ１２は、その光軸がレーザ光Ｌのビーム中心から外れた状態に配置されている。そしてこの集光レンズ１２とコリメートレンズ１１との間には、遮光マスクからなる空間フィルター２０が配置されている。本実施形態における空間フィルター２０は、図４に示したものとは形状が異なって、コリメートレンズ１１から集光レンズ１２に向かうレーザ光Ｌの光路まで延びる部分を有している。そしてこの部分には、アパーチャー（開口）２０ａが設けられている。なお本実施形態の半導体レーザ光源でも、コリメートレンズ１１を経たレーザ光Ｌは、図示外のプリズムペアによってビーム断面形状が真円化される。そして空間フィルター２０は、上記プリズムペアよりも光ファイバー１３側の位置に配されている。
【００２５】
以下、この半導体レーザ光源における各部の詳細な仕様について説明する。半導体レーザ１０の光出力は５０ｍＷ、レーザ光Ｌの波長は可視領域の４８８ｎｍ、平行光化かつ真円化された後のレーザ光Ｌのビーム径（１／ｅ２径、以下同様）は０．６ｍｍである。それに対してアパーチャー２０ａの径は０．５ｍｍであり、このアパーチャー２０ａの中心がレーザ光Ｌのビーム中心と一致した状態にして空間フィルター２０が配置されている。このような構成において、アパーチャー２０ａにおけるレーザ光Ｌの透過率は７０％となっている。つまり、空間フィルター２０のアパーチャー２０ａが設けられた部分は、レーザ光Ｌの透過を損なう透過損失部材として機能するものとなっている。
【００２６】
一方光ファイバー１３は、コア１３ａの直径が４μｍの偏光保存（偏波面保存）ファイバーである。この光ファイバー１３の光入射端面１３ｃは、コア軸に垂直な面に対して８°の角度をなす状態に斜めカット、研磨されている。そしてこの光入射端面１３ｃは、ＡＲ（反射防止）コートが施されていないノンコート面とされている。
【００２７】
以下、上記構成を有する半導体レーザ光源の作用について説明する。半導体レーザ１０から発せられたレーザ光Ｌはコリメートレンズ１１によって平行光とされた後、集光レンズ１２により集光されて光ファイバー１３内つまりコア１３ａに入射される。コア１３ａに入射したレーザ光Ｌはコア１３ａ内を伝搬し、光出射端面１３ｄから出射して所定の利用位置に送られる。本例では、光出射端面１３ｄから出射したレーザ光Ｌが集光レンズ１４によって集光された後、ミラー１５等を含むレーザ光利用部に送られる。
【００２８】
上記の構成においては、レーザ光Ｌが光ファイバー１３内に入射する際、レーザ光Ｌは光ファイバー１３の光入射端面１３ｃで反射する。この反射したレーザ光は、光入射端面１３ｃが前述したように斜めカットされているので、光入射端面１３ｃに入射するレーザ光Ｌの光路を逆に辿ることはないが、集光レンズ１２に入射した後に半導体レーザ１０に向かって進行する戻り光Ｌ１となり得る。光入射端面１３cから反射された戻り光Ｌ１は空間フィルター２０の位置ではレーザ光Ｌ１とは１．６ｍｍ離れて戻ってくるため、この戻り光Ｌ１の大部分は遮光マスクからなる空間フィルター２０によって遮断され、半導体レーザ１０まで戻ることが防止される。具体的には、半導体レーザ１０の光出力に対して、そこに入射する戻り光Ｌ１は−８９ｄＢに減衰された。これにより、戻り光Ｌ１に起因する光ノイズを、空間フィルター２０を設けない場合の１％ｒｍｓ（root mean square）と比べて、０．２％ｒｍｓ以下まで低減させることができる。
【００２９】
なお空間フィルター２０による戻り光Ｌ１の減衰量は、レーザ光Ｌと戻り光Ｌ１との距離に応じて変わる。そこで、レーザ光Ｌのビーム中心と戻り光Ｌ１の中心との距離を５通りに変えて、各場合の上記減衰量を調べた。その結果を図２に示す。数値で詳しく示すと、上記距離が１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．４ｍｍ、１．６ｍｍ（本実施形態における値）、１．８ｍｍである場合、上記減衰量はそれぞれ−３５ｄＢ、−５０ｄＢ、−６８ｄＢ、−８９ｄＢ、−１２２ｄＢとなった。なお、上記の１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．４ｍｍ、１．６ｍｍ、１．８ｍｍは、光ファイバー１３の光入射端面１３ｃの斜めカット角度を各々５°、６°、７°、８°、９°と変えることで距離を変えたものである。
【００３０】
図１の半導体レーザ光源においては、以上述べた光入射端面１３ｃからの戻り光Ｌ１だけではなく、光ファイバー１３の光出射端面（遠端）１３ｄで反射した光や、さらには、その先の集光レンズ１４やミラー１５等の光学系で反射した光も、戻り光となって半導体レーザ１０に入射し得る。なお、光出射端面１３ｄがノンコートの場合、そこに入射するレーザ光Ｌに対して例えば４％程度の光量の反射光が生じる。以下では、それらの反射光をまとめて戻り光Ｌ２と称する。この戻り光Ｌ２は、半導体レーザ１０から出射するレーザ光Ｌと同じ光路を逆に辿って半導体レーザ１０に戻り、半導体レーザ１０に光ノイズを発生させるノイズ源となり得る。
【００３１】
空間フィルター２０のアパーチャー２０ａが設けられた部分、つまりレーザ光Ｌに対して透過損失部材として機能する部分は、上述のようにノイズ源となり得る戻り光Ｌ２を減衰させる。具体的に本例では、アパーチャー２０ａが設けられた部分のレーザ光Ｌに対する透過率は７０％であるから、この部分の往復での透過率は４９％となる。
【００３２】
それにより、戻り光Ｌ２に起因する半導体レーザ１０の光ノイズが抑圧される。本実施形態では具体的に、戻り光Ｌ２に起因する光ノイズを、アパーチャー２０ａによる透過損失を与えない場合の１％ｒｍｓ以上と比べて、０．２％ｒｍｓ以下まで低減させることができた。なお、上記の０．２％ｒｍｓという値は、半導体レーザ１０単体のノイズに等しい値である。すなわち、図１の半導体レーザ光源は、半導体レーザ１０が本来持っているノイズ性能を低下させることも無く、戻り光による光ノイズを低減可能となっている。また、アパーチャー２０ａを有する空間フィルター２０を取り除くと、光入射端面１３ｃからの戻り光Ｌ１により、数％の大きな光ノイズが発生してしまう。
【００３３】
以上説明した通り本実施形態においては、光ファイバー１３の光入射端面１３ｃからの戻り光Ｌ１に起因する光ノイズおよび、光ファイバー１３の光出射端面１３ｄやその先の光学系からの戻り光Ｌ２に起因する光ノイズの双方を低減させることが可能となっている。また本実施形態においては、光入射端面１３ｃをＡＲコートが施されていないノンコート面としているので、ＡＲコートの反射率バラつきによる光ノイズのバラつきを抑えることができる。また、ＡＲコートを不要としたことによる低コスト化も実現される。
【００３４】
なお本実施形態において、偏光保存光ファイバー１３のコア１３ａの直径は４μｍであるが、コア１３ａの直径が３．５μｍである偏光保存光ファイバー１３を用いた場合も、以上述べた効果が同様に得られた。
【００３５】
ここで、図１に示す構成と基本的に同じ構成を有し、仕様を変えた５通りの設計例に関して、光ノイズの低減について説明する。なお、これら５通りの設計例のいずれにおいても、アパーチャー２０ａを有する空間フィルター２０を用いない場合の光ノイズは１．０％ｒｍｓ以上である。また、これら５通りの設計例のいずれにおいても、光ファイバー１３の光入射端面１３ｃの、コア軸に垂直な面に対する斜めカット角度は全て共通の８°である。
＜設計例１＞
半導体レーザ１０の光出力：５０ｍＷ、レーザ光Ｌの波長：４８８ｎｍ、レーザ光Ｌのビーム径：０．６ｍｍ、アパーチャー２０ａの径：０．５ｍｍ、アパーチャー２０ａでの透過率：７０％である。この場合の光ノイズは０．１％ｒｍｓ以下であった。
＜設計例２＞
半導体レーザ１０の光出力：１００ｍＷ、レーザ光Ｌの波長：４０５ｎｍ、レーザ光Ｌのビーム径：０．６ｍｍ、アパーチャー２０ａの径：０．８ｍｍ、アパーチャー２０ａでの透過率：９５％である。この場合の光ノイズは０．２％ｒｍｓ以下であった。
＜設計例３＞
半導体レーザ１０の光出力：１００ｍＷ、レーザ光Ｌの波長：６４０ｎｍ、レーザ光Ｌのビーム径：０．６ｍｍ、アパーチャー２０ａの径：０．８ｍｍ、アパーチャー２０ａでの透過率：９５％である。この場合の光ノイズは０．２％ｒｍｓ以下であった。
＜設計例４＞
半導体レーザ１０の光出力：１００ｍＷ、レーザ光Ｌの波長：４４５ｎｍ、レーザ光Ｌのビーム径：０．６ｍｍ、アパーチャー２０ａの径：０．８ｍｍ、アパーチャー２０ａでの透過率：９５％である。この場合の光ノイズは０．２％ｒｍｓ以下であった。
＜設計例５＞
半導体レーザ１０の光出力：８０ｍＷ、レーザ光Ｌの波長：４８８ｎｍ、レーザ光Ｌのビーム径：０．６ｍｍ、アパーチャー２０ａの径：０．６ｍｍ、アパーチャー２０ａでの透過率：８７％である。この場合の光ノイズは０．２％ｒｍｓ以下であった。
【００３６】
次に図３を参照して、本発明の第２実施形態による半導体レーザ光源について説明する。なおこの図３において、先に説明した図１中のものと同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は、特に必要の無い限り省略する。本実施形態の半導体レーザ光源は、図１に示した半導体レーザ光源と対比すると、光ファイバー１３の光入射側にエンドキャップ１６が融着されている点で基本的に相違する。エンドキャップ１６はコアを持たない構造の光ファイバーであり、本例ではこのエンドキャップ１６の光入射端面１６ａを光ファイバーの光入射端面とする。
【００３７】
この半導体レーザ光源において半導体レーザ１０としては、ＧａＮ基板から形成された、可視領域波長のレーザ光Ｌを発するものが用いられている。このレーザ光Ｌは波長が短いため、エンドキャップ１６が無い場合は、光パワー密度が高くなると光ファイバー１３のコア１３ａが光入射端面１３ｃ近くで損傷したり、光入射端面１３ｃに有機物が付着して透過率の低下を招く。特にレーザ光Ｌの波長が４０５ｎｍの場合、この問題が顕著になる。例えば光出力が３０ｍＷを超え、通電時間が１００時間程度になると、上記問題に起因してレーザ出力の低下が始まる。
【００３８】
エンドキャップ１６はコアが無い窓構造であるので、レーザ光Ｌはビーム径が比較的大きい状態で光入射端面１６ａに入射される。その結果、光入射端面１６ａでのレーザ光Ｌの光パワー密度が低くなり、上述した損傷や有機物付着が低減される。そこで、エンドキャップ付きの光ファイバーを用いれば、レーザ出力の低下が防止され、半導体レーザ１０自体の寿命である１００００時間以上の寿命品質を、半導体レーザ光源について確保できる。近時、発振波長が４０５ｎｍの半導体レーザは高出力化の開発が進み、出力が１００ｍＷ、２００ｍＷ、３００ｍＷ等のものも市販されている。そこで、この様な高出力の半導体レーザ１０を使用する場合は、エンドキャップ付きの光ファイバーが極めて有効である。
【００３９】
本実施形態では、一例としてレーザ光Ｌのビーム径が０．６ｍｍ、アパーチャー２０ａの径が０．８ｍｍ、レーザ光Ｌのビーム中心と戻り光Ｌ１の中心との距離が１．６ｍｍである場合に、アパーチャー２０ａにおける透過率が約８０％、約９０％である空間フィルター２０を用いたが、いずれの場合も空間フィルター２０を用いない場合と比べて、光ノイズを低減する効果が得られた。また以上の効果は、エンドキャップ長（エンドキャップ１６の最長部分の長さ）が０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、０．９ｍｍであるいずれの場合でも、同様に得ることができた。
【００４０】
エンドキャップ１６が融着された光ファイバー１３を用いる場合、通常レーザ光Ｌは、エンドキャップ１６の光入射端面１６ａではなく、光ファイバー１３の光入射端面１３ｃにビームウエスト位置が有るように集光される。その場合、光入射端面１６ａで反射する戻り光Ｌ１の光量は比較的低くなるので、空間フィルター２０による戻り光遮断はより確実になされ得る。
【００４１】
なお、空間フィルター２０として具体的には、金属プレートに切削加工で孔を空けて、それをアパーチャー２０ａとしたものを用いることができる。またそれ以外に、ガラス基板上に金属薄膜を形成してマスク部分とし、そこにエッチングでアパーチャー２０ａを形成したものも適用できる。
【００４２】
また、光ファイバーの光入射端面のカット角度は、８°以外に４°、６°等としてもよい。光ファイバー１３が偏光保存ファイバーである場合は、半導体レーザ１０と光ファイバー１３の偏光方位とを合わせて、直線偏光を得ることができる。その際、光ファイバー１３を軸中心に回転させて、半導体レーザ１０と光ファイバー１３の偏光方位とを合わせる。エンドキャップ付きの光ファイバーでは、光ファイバーを上述のように回転させると、軸ズレが起きてファイバー結合効率が偏光調整中に低下し、ファイバー結合効率調整と偏光調整を両立させる工程が難しくなる。光ファイバーの光入射端面のカット角度が４°、６°あるいは８°等と小さいと、上記軸ズレが小さくなって、調整工数が少なくて済むという効果が得られる。
【００４３】
なお前述した通り、エンドキャップ１６を適用するのは、半導体レーザ１０が、ＧａＮ基板から形成されて波長３７５〜５２０ｎｍのレーザ光を発するものである場合に特に好ましいと言える。しかし半導体レーザはその種の半導体レーザに限らず、前述した設計例３におけるように、ＧａＡｓ基板から形成されて波長６３０〜８８０ｎｍのレーザ光を発するもの等も適用可能である。
【００４４】
次に、透過損失部材の他の例について説明する。なお以下では、取り上げる各要素を、図１中に示した附番を適用して説明する。
＜レンズホルダーの形状＞
半導体レーザ１０から光ファイバー１３に向かって進行するレーザ光Ｌの光路には、各種レンズが配置されることがある。そのようなレンズを周囲から保持するレンズホルダーの内径を、レーザ光Ｌのビーム径より小さくして、レーザ光Ｌに透過損失を与えることができる。
【００４５】
＜レンズの薄膜透過率＞
上述のように配置される各種レンズに、レーザ光Ｌに対する透過率を低下させる薄膜を形成して、そのレンズを透過損失部材とすることができる。例えば、その透過率を８０％、７０％等とすればよい。
【００４６】
＜結合レンズの設計＞
レーザ光Ｌを光ファイバー１３と結合させる結合レンズ（例えば図１の集光レンズ１２等）が設けられる場合、その結合レンズの焦点距離を最適設計値からずらすことで結合効率を低下させて、そのレンズに透過損失部材の機能をもたせることができる。例えば、最適設計値の焦点距離が４ｍｍの場合、５ｍｍあるいは３ｍｍ等とすることで結合効率を下げることができる。
【００４７】
＜光ファイバーに対するビーム位置の調整＞
例えば図１の集光レンズ１２による、レーザ光Ｌのコア１３ａへの結像位置を、光ファイバー端面に平行な方向にコア１３ａからずらすことで、レーザ光Ｌとコア１３ａとの結合効率を下げて、レーザ光Ｌに透過損失を与えることができる。
【００４８】
＜光ファイバーに対する結像位置の調整＞
レーザ光Ｌを光ファイバー１３と結合させる結合レンズ（例えば図１の集光レンズ１２等）が設けられる場合、その結合レンズの焦点位置を前後にずらしたオフフォーカス位置に光入射端面１３ｃが来るように、光ファイバー１３の位置を調整する。それにより、レーザ光Ｌと光ファイバー１３との結合効率を低下させて、レーザ光Ｌに透過損失を与えることができる。
【００４９】
＜アッテネータ＞
透過率が９５％より低いアッテネータをレーザ光Ｌの光路中に配置することで、透過損失を与えることができる。より具体的には、例えば金属薄膜、あるいは誘電体多層膜をガラス板に形成した透過率９０％、８０％、７０％、６０％、５０％の部材をアッテネータとして用意し、用途に合わせて選択する。出力優先なら透過率９０％のアッテネータを、ノイズ低減優先なら透過率５０％のアッテネータを選んで、半導体レーザ光源を組み立てればよい。
【符号の説明】
【００５０】
１０    半導体レーザ
１１    コリメートレンズ
１２、１４    集光レンズ
１３    光ファイバー
１３ｃ    光ファイバーの光入射端面
１３ｄ    光ファイバーの光出射端面
１５    ミラー
１６    エンドキャップ
２０    空間フィルター
２０ａ  アパーチャー
【図１】
2020155594.tif 000003
【図２】
2020155594.tif 000004
【図３】
2020155594.tif 000005
【図４】
2020155594.tif 000006
【図５】
2020155594.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月28日(2019.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
また、光ファイバーの光入射端面のカット角度は、８°以外に４°、６°等としてもよい。光ファイバー１３が偏光保存ファイバーである場合は、半導体レーザ１０と光ファイバー１３の偏光方位とを合わせて、直線偏光を得ることができる。その際、光ファイバー１３を軸中心に回転させて、半導体レーザ１０と光ファイバー１３の偏光方位とを合わせる。エンドキャップ付きの光ファイバーでは、光ファイバーを上述のように回転させると、軸ズレが起きてファイバー結合効率が偏光調整中に低下し、ファイバー結合効率調整と偏光調整を両立させる工程が難しくなる。光ファイバーの光入射端面のカット角度が４°あるいは６°等と小さいと、上記軸ズレが小さくなって、調整工数が少なくて済むという効果が得られる。