(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の半導体レーザの全ての発振波長のレーザ光を１本の光ファイバに合波する事を目的とする。【解決手段】同一基板上に複数の半導体レーザ素子を形成した半導体レーザアレイを、固体光共振器の入出射面と、複数本の光ファイバを一次元配列したリボンファイバ６との間にはさんで光学的に結合した半導体レーザユニット１を波長帯毎に構成している。この半導体レーザユニット１を必要とする波長帯域分用意し、各リボンファイバ６を固体光分波器１０の出射面１１に波長順に配列して一括接続し、入射面１２に出力用の光ファイバ１３を接続している。半導体レーザアレイの各半導体レーザ素子は固体光共振器により少しずつ異なる波長で発振し、リボンファイバ６の各光ファイバにそれぞれ出力される。各半導体レーザユニット１からのレーザ光９はリボンファイバ６から固体光分波器１０に入射し、１本の出力用の光ファイバ１３に合波される。【選択図】図２
0003145746.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
同一基板上に複数の半導体レーザ素子を形成した半導体レーザアレイを、固体光共振器の入出射面と、複数本の光ファイバを一次元配列したリボンファイバとの間にはさんで光学的に結合した半導体レーザユニット。
【請求項２】
複数個の半導体レーザユニットを可視光や近赤外光の連続した波長帯域で用意し、各リボンファイバを固体光分波器の出射面に波長順に配列して一括接続し、入射面に出力用の光ファイバを接続したスペクトル分析機。
【請求項３】
対称物の吸収スペクトルに相当する特定の波長帯の何組かの半導体レーザユニットのリボンファイバを固体光分波器の出射面に一括接続し、入射面に出力用の光ファイバを接続したレーザマーカ用半導体レーザ光源。
【請求項４】
半導体レーザアレイの半導体レーザ素子を受光素子に置き換えた光受信器と半導体レーザユニットの光送信器とを組み合わせて、各リボンファイバを固体光分波器の出射面に波長順に配列して一括接続し、入射面に出力用の光ファイバを接続した波長多重光通信用の光送受信器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この考案は複数の半導体レーザ素子からなる半導体レーザアレイを複数個組み合わせたマルチ光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  半導体レーザの発振波長は４００ｎｍから２０００ｎｍの可視光から近赤外光におよぶが、それぞれ波長帯域により半導体の材料が異なるためにレーザ光の一括処理ができず、電気信号を導線で処理するように広い波長帯域のレーザ光を光ファイバで簡単に処理する事が求められていた。波長が少しずつ異なる個々の半導体レーザ素子からの光ファイバを光分波器に全て接続して合波する方法は、必要とする半導体レーザ素子の数が数十から数百個と多く、接続する光ファイバも多すぎて製作困難で現実的ではない。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】  そこでこの考案は複数の半導体レーザの全ての発振波長のレーザ光を１本の光ファイバに簡単に合波する事により取り扱いを容易にする事を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  そのための手段として、同一基板上に複数の半導体レーザ素子を形成した半導体レーザアレイを、固体光共振器の入出射面と、複数本の光ファイバを一次元配列したリボンファイバとの間にはさんで光学的に結合した半導体レーザユニットを構成している。半導体レーザ素子の間隔とリボンファイバの間隔派同一である。材料や成分比の異なる半導体レーザユニットを必要とする波長帯域分用意し、各リボンファイバを固体光分波器の出射面に波長順に配列して一括接続し、入射面に出力用の光ファイバを接続してマルチ光源を構成している。リボンファイバの一括接続が組み立てコストの低減に寄与している。
【考案の効果】
【０００５】  半導体レーザアレイの各半導体レーザ素子は固体光共振器により少しずつ異なる波長で発振し、リボンファイバの各光ファイバにそれぞれ出力される。各半導体レーザユニットからのレーザ光はリボンファイバから固体光分波器に入射し、１本の光ファイバに合波される。この光ファイバから出力されるレーザ光は各半導体レーザアレイに印加する電気信号により波長や強度が自由に変えられるので、物体の反射や透過の吸収スペクトルの測定やレーザマーカ用半導体レーザ光源や波長多重光通信用の光送信器などに応用できる。波長４００ｎｍから２０００ｎｍまでの可視光と近赤外光を全てカバーするには十数個の半導体レーザユニットで間に合うし、可視光と近赤外光を別々にすれば、それぞれ十個以内で可能である。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００６】  図１は半導体レーザユニット１の平面図である。同一基板上の８個の半導体レーザ素子２を形成した半導体レーザアレイ３を、固体光共振器４の入出射面５と、８本の光ファイバを一次元配列したリボンファイバ６との間にはさんで光学的に結合した半導体レーザユニット１を構成している。固体光共振器４は厚さ方向が光伝送路構造になっており、周囲の壁面に球面反射鏡７と回折格子８が形成してある。半導体レーザ素子２からのレーザ光９は固体光共振器４の光伝送路を伝播しながら球面反射鏡７で反射されて平行光線となって回折格子８に入射し、元の方向に回折されて再び球面反射鏡７で反射されて元の半導体レーザ素子２に集光されて発振波長を決める。このレーザ光９が対応するリボンファイバ６の他端から出力される。ここでは８個の半導体レーザ素子２の例を示しているが、半導体レーザアレイ３の発振波長帯域は１００ｎｍ程度であり、固体光共振器４を大きくすれば半導体レーザ素子２は数十個まで増やせる。【０００７】  図２は半導体レーザアレイマルチ光源の平面図である。この半導体レーザユニット１を必要とする波長帯域分用意し、各リボンファイバ６を固体光分波器１０の出射面１１に波長順に配列して一括接続し、入射面１２に出力用の光ファイバ１３を接続している。出射面１１と入射面１２の呼び方は光分波の観点からのものであり、ここでは逆に合波に利用している。固体光分波器１０は厚さ方向が光伝送路構造になっており、周囲の壁面に球面反射鏡１４と回折格子１５が形成してある。各半導体レーザユニット１のリボンファイバ６から入射したレーザ光９は固体光分波器１０の光伝送路を伝播しながら球面反射鏡１４で反射されて平行光線となって回折格子１５に入射し、回折されて再び球面反射鏡１４で反射集光されて出力用の光ファイバ１３から出力される。【０００８】  波長４００ｎｍから２０００ｎｍまでの可視光や近赤外光の連続した波長帯域の複数の半導体レーザユニット１を揃えたスペクトル分析機では、各半導体レーザ素子２を順番に発振させて波長掃引すると物体の反射や透過の吸収スペクトルを測定できる。そのスペクトルとデータベースの基準スペクトルとをコンピュータで比較して、物体の品種名の同定や各種成分の含有率の算出が可能になる。測定するレーザ光９の波長は連続ではなく間隔が５ないし１０ｎｍ程度の不等間隔でかつ非連続であるが、得られるスペクトルのデータをコンピュータで処理する場合に波長もデジタル化しなければならないし、データベースの波長データをこの装置の波長を基準に設定しておけば問題はない。例えば、血液中の血糖値の非接触測定や果実の糖度測定などに利用できる。【０００９】  対称物の吸収スペクトルに相当する特定の波長帯の半導体レーザユニット１を何組か組み合わせて、それらを同時にパルス発振させると強力なパルス光が発生する。このパルス光を対象物に照射すると効率よく吸収されて、対象物の表面に文字やマークを刻印できるので、レーザマーカ用半導体レーザ光源として利用できる。例えば、波長１４００ｎｍ帯と２０００ｎｍ帯が水の分子、１７００ｎｍ帯がプラスチックの吸収スペクトルであるから、食品やプラスチックへのレーザマーカ用レーザ光源として使え���。固体光共振器４を大きして波長間隔を小さくし、半導体レーザ素子２を数十個に増やすと光パワーを強化できる。【００１０】  図３は光受信器１６の平面図である。光受信器１１６は半導体レーザアレイ３の半導体レーザ素子２を受光素子１７に置き換えたものである。光受信器１６と半導体レーザユニット１の光送信器とを組み合わせると、波長多重光通信用の光送受信器として利用できる。同じユニット内に半導体レーザ素子２と受光素子１７を組み合わせることもできるが、組み立てが面倒である。波長帯毎に交互に送信と受信を分けると簡単である。１個の半導体レーザ素子２が１チャンネルに相当するから波長１２００ｎｍから１７００ｎｍまでを使って、波長１２００ｎｍ帯と１４００ｎｍ帯と１６００ｎｍ帯が送信、波長１３００ｎｍと１５００ｎｍ帯と１７００ｎｍ帯が受信として、８ｎｍ間隔で各３０チャンネルの双方向の波長多重光通信が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】半導体レーザユニットの平面図である。
【図２】半導体レーザアレイマルチ光源の平面図である。
【図３】光受信器の平面図である。
【符号の説明】
【００１２】１  半導体レーザユニット
２  半導体レーザ素子
３  半導体レーザアレイ
４  固体光共振器
５  固体光共振器の入出射面
６  リボンファイバ
７  固体光共振器の球面反射鏡
８  固体光共振器の回折格子
９  レーザ光
１０  固体光分波器
１１  固体光分波器の出射面
１２  固体光分波器の入射面
１３  出力用の光ファイバ
１４  固体光分波器の球面反射鏡
１５  固体光分波器の回折格子
１６  光受信器
１７  受光素子
【図１】
0003145746.tif 000003
【図２】
0003145746.tif 000004
【図３】
0003145746.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月17日(2008.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
同一基板上に複数の半導体レーザ素子を形成した半導体レーザアレイを、固体光共振器の入出射面と、複数本の光ファイバを一次元配列したリボンファイバとの間にはさんで光学的に結合した半導体レーザユニット。
【請求項２】
複数個の請求項１記載の半導体レーザユニットを可視光や近赤外光の連続した波長帯域で用意し、各リボンファイバを固体光分波器の出射面に波長順に配列して一括接続し、入射面に出力用の光ファイバを接続したスペクトル分析機。
【請求項３】
対称物の吸収スペクトルに相当する特定の波長帯の何組かの請求項１記載の半導体レーザユニットのリボンファイバを固体光分波器の出射面に一括接続し、入射面に出力用の光ファイバを接続したレーザマーカ用半導体レーザ光源。
【請求項４】
半導体レーザアレイの半導体レーザ素子を受光素子に置き換えた光受信器と請求項１記載の半導体レーザユニットの光送信器とを組み合わせて、各リボンファイバを固体光分波器の出射面に波長順に配列して一括接続し、入射面に出力用の光ファイバを接続した波長多重光通信用の光送受信器。