(57)【要約】【課題】光合波装置を小型にする。【解決手段】複数の第２光ファイバ１２０は第１光ファイバ１１０の周囲に配置されている。第２光ファイバ１２０の一端１２４は、第１光ファイバ１１０の一端１１４と同じ方向を向いている。反射面１６２は一端１１４及び一端１２４に対向しており、放物面となっている。また、一端１１４は、反射面１６２の放物面の軸の延長線上、すなわちこの放物面の元となる放物線の軸の延長上に位置している。【選択図】図１
2014102304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光ファイバと、
前記第１光ファイバの周囲に配置されており、一端が前記第１光ファイバの一端と同じ方向を向いている複数の第２光ファイバと、
前記第１光ファイバの前記一端及び前記複数の第２光ファイバの前記一端に対向しており、放物面となっている反射面と、
を備え、
前記放物面の軸の延長線上に、前記第１光ファイバの前記一端が位置している光合波装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光合波装置において、前記第１光ファイバの前記一端は、前記放物面の焦点に位置している光合波装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光合波装置において、
前記複数の第２光ファイバそれぞれの前記一端に設けられたコリメータを備える光合波装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光合波装置において、
前記中心軸に垂直な面において、前記複数の第２光ファイバは、前記第１光ファイバを中心とした円周上に配置されている光合波装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光合波装置において、
前記第１ファイバの前記一端と前記複数の第２光ファイバの前記一端に一面が接しており、前記一面とは反対側の面が放物面になっている透光性の光学部材と、
前記放物面に形成された光反射膜と、
を備え、
前記反射面は、前記光反射膜のうち前記放物面に面する面である光合波装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光合波装置において、
前記第１ファイバの前記一端と前記複数の第２光ファイバの前記一端は同一平面を構成しており、
前記光学部材の前記一面は平面である光合波装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の光合波装置において、
前記第１光ファイバの前記一端に設けられた第１反射防止膜と、
前記第２光ファイバの前記一端に設けられた第２反射防止膜と、
を備える光合波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光を合波する光合波装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のレーザ光源から出射された複数の光を一つの光ファイバに入射するためには、これら複数の光を合波する必要がある。光を合波するための技術としては、例えば特許文献１，２に記載のものがある。特許文献１に記載の技術は、複数の導波路の一端を結合させることにより光を合波するものである。また特許文献２に記載の技術は、入力側の複数の光ファイバを、出力側の一つの光ファイバに溶着させることにより、光を合波するものである。
【０００３】
一方、特許文献３には、以下の光スイッチ装置が記載されている。まず、出力光が入射される複数の光ファイバの光入射面を互いにそろえておく。そして、これらの入射面に対して平行に放物面鏡をスライドさせることにより、光が入射する光ファイバを切り替える。
【０００４】
また特許文献４には、光源から出射した光を、表面が湾曲した反射面を用いてコリメートすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３０４３６号公報
【特許文献２】特表２００７−１６３６５０号公報
【特許文献３】特開２００８−１４５４５９号公報
【特許文献４】特表２００６−５１７６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、光合波装置を小型化することを検討した。すなわち本発明が目的とするところは、小型の光合波装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、光合波装置は、第１光ファイバ、複数の第２光ファイバ、及び反射面を備えている。複数の第２光ファイバは、第１光ファイバの周囲に配置されており、一端が第１光ファイバの一端と同じ向きを向いている。反射面は、第１光ファイバの一端及び複数の第２光ファイバの一端に対向しており、放物面となっている。そして、この放物面の軸上に、第１光ファイバの一端が位置している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光合波装置を小型にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る光合波装置の構成を示す断面図である。
【図２】第１光ファイバ及び第２光ファイバの配置を説明するための平面図である。
【図３】光合波装置の使用例を説明するための図である。
【図４】第２の実施形態に係る光合波装置の構成を示す断面図である。
【図５】第３の実施形態に係る光合波装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る光合波装置１０の構成を示す断面図である。本実施形態に係る光合波装置１０は、第１光ファイバ１１０、複数の第２光ファイバ１２０、及び反射面１６２を備えている。複数の第２光ファイバ１２０は第１光ファイバ１１０の周囲に配置されている。第２光ファイバ１２０の一端１２４は、第１光ファイバ１１０の一端１１４と同じ方向を向いている。反射面１６２は一端１１４及び一端１２４に対向しており、放物面となっている。また、一端１１４は、反射面１６２の放物面の軸の延長線上、すなわちこの放物面の元となる放物線の軸の延長上に位置している。以下、詳細に説明する。
【００１２】
第１光ファイバ１１０は、光合波装置１０で合波された光を出射するために設けられている。第２光ファイバ１２０は、光合波装置１０で合波される光を入射するために設けられている。第１光ファイバ１１０及び第２光ファイバ１２０は、例えばシングルモードファイバであり、それぞれコア１１２，１２２を有している。ただし第１光ファイバ１１０及び第２光ファイバ１２０は、シングルモードファイバに限定されず、マルチモードファイバであってもよい。また、第１光ファイバ１１０の一端１１４と第２光ファイバ１２０の一端１２４は同一面、例えば同一平面を形成している。ただし、一端１１４と一端１２４は同一面を形成していなくても良い。
【００１３】
第２光ファイバ１２０の先端には、コリメータ１２６が設けられている。そして第２光ファイバ１２０の一端１２４は、コリメータ１２６の端面になっている。コリメータ１２６は、第２光ファイバ１２０から出射する光をコリメートする。第２光ファイバ１２０がシングルモードファイバである場合、コリメータ１２６は、例えば第２光ファイバ１２０にグレーテッドインデックス型の光ファイバを溶着することにより、形成される。本図に示す例において、第２光ファイバ１２０の直径とコリメータ１２６の直径は互いに等しい。ただし、これらの直径は互いに異なっていても良い。
【００１４】
第１光ファイバ１１０及び複数の第２光ファイバ１２０は、同一の環状部材１４０（例えばフェルール）を用いて束ねられている。すなわち第１光ファイバ１１０と、複数の第２光ファイバ１２０は互いに接している。このとき、第１光ファイバ１１０の周囲を複数の第２光ファイバ１２０が取り囲むようにする。第１光ファイバ１１０及び第２光ファイバ１２０は、例えば接着剤を用いて環状部材１４０の内壁に固定されている。
【００１５】
なお、第１光ファイバ１１０及び第２光ファイバ１２０は、環状部材１４０内に固定された後、一端１１４，１２４が研磨されることにより、一端１１４，１２４が同一面となる。
【００１６】
環状部材１４０は、中空の保持部材１５０に挿入されている。保持部材１５０は、中空部に光学部材１６０を有している。光学部材１６０は、保持部材１５０の中空部のうち、環状部材１４０を挿入するための開口部に対向する位置に配置されている。光学部材１６０は、この開口に対向する面が反射面１６２となっている。すなわち、環状部材１４０を保持部材１５０の開口部に挿入することにより、第１光ファイバ１１０の一端１１４及び第２光ファイバ１２０の一端１２４は、反射面１６２に対向する。
【００１７】
光学部材１６０は、例えば樹脂やガラスなどにより形成されている。そして反射面１６２には、光を反射する反射膜が形成されている。この反射膜は、例えばＡｌ薄膜などの金属薄膜であるが、他の膜であってもよい。
【００１８】
上記したように、反射面１６２は放物面を有している。反射面１６２は、例えば研磨加工により、放物面となっている。そしてこの放物面の軸の延長線上に、第１光ファイバ１１０のコア１１２の端部（一端１１４に位置する部分）が配置されている。この端部は、好ましくは、反射面１６２の焦点と重なっている。ただし、この端部は、反射面１６２の焦点から多少ずれていても良い。
【００１９】
図２は、第１光ファイバ１１０及び第２光ファイバ１２０の配置を説明するための平面図であり、図１のＡ方向から見た図に対応している。本図に示す例、すなわち放物面である反射面１６２の中心軸に垂直な面において、複数の第２光ファイバ１２０は、第１光ファイバ１１０のコア１１２を中心とした円周上に配置されている。このようにすると、光合波装置１０に複数の第２光ファイバ１２０を設けても、光合波装置１０が大型になることを抑制できる。本図に示す例では、第１光ファイバ１１０及び第２光ファイバ１２０は同一の直径を有しており、第１光ファイバ１１０の周囲に６本の第２光ファイバ１２０が配置されている。ただし、第２光ファイバ１２０の直径は第１光ファイバ１１０の直径と異なっていても良い。
【００２０】
図３は、光合波装置１０の使用例を説明するための図である。複数の第２光ファイバ１２０には、それぞれ光源２００から光が入射される。光源２００は、例えばレーザ光源を有している。少なくとも一つの光源２００は、さらに波長変換素子を有していてもよい。すなわち複数の光源２００は、互いに同一の波長の光を出射しても良いし、少なくとも一つの光源２００が、他の光源２００とは異なる波長の光を出射しても良い。
【００２１】
上記したように、反射面１６２は、第２光ファイバ１２０の一端１２４に対向している。このため、光源２００から第２光ファイバ１２０に入射された光は、第２光ファイバ１２０の一端１２４から出射し、反射面１６２に照射される。そして、第１光ファイバ１１０は、反射面１６２の放物面の軸の延長線上に位置している。このため、反射面１６２で反射された光の多くは、第１光ファイバ１１０に入射する。このようにして、複数の光源２００から出射した光は、いずれも第１光ファイバ１１０で合波され、外部に出射する。
【００２２】
ここで、反射面１６２の位置や第１光ファイバ１１０に対する第２光ファイバ１２０の位置は、第１光ファイバ１１０の一端１１４における光の入射角が、コア１１２の臨界角未満となるように設定される。
【００２３】
なお、第２光ファイバ１２０の先端にコリメータ１２６が設けられていた場合、第２光ファイバ１２０から出射する光はコリメートされているため、高効率で第１光ファイバ１１０に入射する。また、第１光ファイバ１１０が反射面１６２の焦点に位置していた場合も、第２光ファイバ１２０から出射する光は高効率で第１光ファイバ１１０に入射する。
【００２４】
光源２００及び光合波装置１０を有する装置は、例えば光信号の送信装置、分光計測装置や分光分析装置の光源、レーザ加工装置の光源、レーザ顕微鏡用の光源、DNA分析装置用光源、内視鏡用の光源、又は眼底検査装置用の光源として使用される。
【００２５】
以上、本実施形態によれば、第１光ファイバ１１０の一端１１４及び複数の第２光ファイバ１２０の一端１２４は、いずれも反射面１６２に対向している。反射面１６２は放物面となっている。そして一端１１４は、反射面１６２の放物面の軸の延長線上に位置している。このため、複数の第２光ファイバ１２０の一端１２４から出射した光は、いずれも第１光ファイバ１１０の一端１１４に入射する。このため、光合波装置１０を用いて複数の光を合波することができる。また、第１光ファイバ１１０、複数の第２光ファイバ１２０、及び反射面１６２で光合波装置を形成することができるため、光合波装置を小型化することができる。
【００２６】
また、光合波装置１０の光学結合系は反射光学系で形成されているため、第２光ファイバ１２０に入射される光が可視光領域、例えば波長が４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲の場合、色収差の影響を受けにくい。
【００２７】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る光合波装置１０の構成を示す断面図である。本実施形態に係る光合波装置１０は、反射防止膜１７０を有している点を除いて、第１の実施形態に係る光合波装置１０と同様の構成である。
【００２８】
反射防止膜１７０は、第１光ファイバ１１０の一端１１４及び第２光ファイバ１２０の一端１２４に設けられている。本図に示す例では、一端１１４及び一端１２４は同一面を形成しているため、反射防止膜１７０は、連続した膜として、一端１１４及び一端１２４に形成されている。反射防止膜１７０は、例えば誘電体膜であり、蒸着法などを用いて形成されている。
【００２９】
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、一端１１４及び一端１２４に反射防止膜１７０が形成されているため、さらに高い効率で光を合波することができる。
【００３０】
（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係る光合波装置１０の構成を示す断面図である。本実施形態に係る光合波装置１０は、以下の点を除いて、第１の実施形態に係る光合波装置１０と同様の構成を有している。
【００３１】
まず、光学部材１６０は透光性の材料（例えばガラスや透光性の樹脂）から形成されている。そして光学部材１６０の反射面１６２は、光学部材１６０のうち第１光ファイバ１１０及び第２光ファイバ１２０に対向する面とは反対側の面１６４に形成されている。そして面１６４は、第１光ファイバ１１０の一端１１４及び第２光ファイバ１２０の一端１２４に接している。具体的には、面１６４は平面であり、一端１１４及び一端１２４からなる平面に接している。
【００３２】
なお、反射面１６２は、光学部材１６０を第１光ファイバ１１０及び第２光ファイバ１２０に接着させた後、放物面に加工されてもよい。また、光学部材１６０は、反射面１６２が放物面に加工された後、第１光ファイバ１１０及び第２光ファイバ１２０に接着されても良い。なお、いずれの場合においても、反射面１６２に反射膜を形成するタイミングは、反射面１６２を放物面に加工した後であれば、いつでも良い。
【００３３】
本実施形態において、第２光ファイバ１２０の一端１２４から出射した光は、光学部材１６０の中を通って反射面１６２で反射し、光学部材１６０の中を通って第１光ファイバ１１０に入射する。
【００３４】
このため、本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、光学部材１６０の面１６４を第１光ファイバ１１０の一端１１４及び第２光ファイバ１２０の一端１２４に取り付ければよいため、光合波装置１０の製造工程数が少なくなる。なお、本実施形態においても、反射防止膜１７０を設けても良い。
【００３５】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００３６】
１０ 光合波装置
１１０ 第１光ファイバ
１１２ コア
１１４ 一端
１２０ 第２光ファイバ
１２２ コア
１２４ 一端
１２６ コリメータ
１４０ 環状部材
１５０ 保持部材
１６０ 光学部材
１６２ 反射面
１６４ 面
１７０ 反射防止膜
２００ 光源
【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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