(57)【要約】【課題】レーザ光源と、光ファイバに入射させるレーザビームを集光する集光光学系を各々保持した２つの筒状部材を互いに溶接固定した構造を有するレーザモジュールを、レーザ光源と集光光学系との相対位置を最適にして組み立てる。【解決手段】レーザ光源１１と、そこからのレーザビームＢを集光する集光光学系１２と、レーザ光源１１および集光光学系１２の一方を保持した外筒３０ａと、この外筒３０ａ内に固定され、レーザ光源１１および集光光学系１２の他方を保持した内筒３１ａと、集光されたレーザビームＢが入射する光ファイバ１３とを備えてなるレーザモジュールを組み立てる方法において、光ファイバ１３から出射したレーザビームＢの出力をモニタし、外筒３０ａと内筒３１ａとを、レーザ光源１１と集光光学系１２との距離が最適値よりも大になっている状態にして溶接開始し、この溶接毎に確認する出力が所定値以上となるまで溶接を繰り返す。【選択図】図１
2008233706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
このレーザ光源から発せられたレーザビームを集光する集光光学系と、
前記レーザ光源および集光光学系の一方を、その光軸が筒軸と平行になる状態に保持した外筒と、
この外筒の内周面と摺動可能な外周面を有して該外筒内に固定され、前記レーザ光源および集光光学系の他方を、その光軸が筒軸と平行になる状態に保持した内筒と、
前記集光光学系によって集光されたレーザビームが入射する光ファイバとを備えてなるレーザモジュールを組み立てる方法であって、
前記光ファイバから出射したレーザビームの出力をモニタし、
前記外筒と内筒とを、前記レーザ光源と集光光学系との距離が最適値よりも大になっている状態にして、これら両筒を外筒の外周面側から溶接し、
この溶接を行なう毎に前記出力を確認し、
この出力が予め設定した所定値以上となるまで前記溶接を繰り返して、前記外筒と内筒とを固定することを特徴とするレーザモジュールの組立方法。
【請求項２】
レーザ光源と、
このレーザ光源から発せられたレーザビームを集光する集光光学系と、
前記レーザ光源および集光光学系の一方を、その光軸が筒軸と平行になる状態に保持した外筒と、
この外筒の内周面と摺動可能な外周面を有して該外筒内に固定され、前記レーザ光源および集光光学系の他方を、その光軸が筒軸と平行になる状態に保持した内筒と、
前記集光光学系によって集光されたレーザビームが入射する光ファイバとを備えてなるレーザモジュールを組み立てる方法であって、
前記光ファイバから出射したレーザビームの出力をモニタし、
前記外筒と内筒とを、前記レーザ光源と集光光学系との距離が最適値よりも大になっている状態にして、これら両筒を外筒の外周面側から溶接し、
この溶接を行なう毎に前記出力を確認し、
この出力が、前回の確認時よりも小さくなるまで前記溶接を繰り返して、前記外筒と内筒とを固定することを特徴とするレーザモジュールの組立方法。
【請求項３】
レーザ光源と、
このレーザ光源から発せられたレーザビームを集光する集光光学系と、
前記レーザ光源および集光光学系の一方を、その光軸が筒軸と平行になる状態に保持した外筒と、
この外筒の内周面と摺動可能な外周面を有して該外筒内に固定され、前記レーザ光源および集光光学系の他方を、その光軸が筒軸と平行になる状態に保持した内筒と、
前記集光光学系によって集光されたレーザビームが入射する光ファイバとを備えてなるレーザモジュールを組み立てる方法であって、
前記集光光学系を経たレーザビームのビーム径を光ファイバへの入射位置でモニタし、
前記外筒と内筒とを、前記レーザ光源と集光光学系との距離が最適値よりも大になっている状態にして、これら両筒を外筒の外周面側から溶接し、
この溶接を行なう毎に前記ビーム径を確認し、
このビーム径が予め設定した所定値以下になるまで前記溶接を繰り返して、前記外筒と内筒とを固定することを特徴とするレーザモジュールの組立方法。
【請求項４】
レーザ光源と、
このレーザ光源から発せられたレーザビームを集光する集光光学系と、
前記レーザ光源および集光光学系の一方を、その光軸が筒軸と平行になる状態に保持した外筒と、
この外筒の内周面と摺動可能な外周面を有して該外筒内に固定され、前記レーザ光源および集光光学系の他方を、その光軸が筒軸と平行になる状態に保持した内筒と、
前記集光光学系によって集光されたレーザビームが入射する光ファイバとを備えてなるレーザモジュールを組み立てる方法であって、
前記集光光学系を経たレーザビームのビーム径を光ファイバへの入射位置でモニタし、
前記外筒と内筒とを、前記レーザ光源と集光光学系との距離が最適値よりも大になっている状態にして、これら両筒を外筒の外周面側から溶接し、
この溶接を行なう毎に前記ビーム径を確認し、
このビーム径が前回の確認時よりも大きくなるまで前記溶接を繰り返して、前記外筒と内筒とを固定することを特徴とするレーザモジュールの組立方法。
【請求項５】
前記レーザモジュールが、前記光ファイバを保持し、前記集光光学系を保持している外筒あるいは内筒に対して突き当てることにより、光ファイバ軸方向の位置が規定される光ファイバ保持手段を有するものであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載のレーザモジュールの組立方法。
【請求項６】
前記外筒および内筒として、ステンレス鋼からなるものを用いることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載のレーザモジュールの組立方法。
【請求項７】
レーザ光源と、
このレーザ光源から発せられたレーザビームを集光する集光光学系と、
前記レーザ光源および集光光学系の一方を、その光軸が筒軸と平行になる状態に保持した外筒と、
この外筒の内周面と摺動可能な外周面を有して該外筒内に固定され、前記レーザ光源および集光光学系の他方を、その光軸が筒軸と平行になる状態に保持した内筒と、
前記集光光学系によって集光されたレーザビームが入射する光ファイバとを備えてなるレーザモジュールを組み立てる装置であって、
前記光ファイバから出射したレーザビームの出力をモニタする出力モニタ手段と、
前記外筒と内筒とを外筒の外周面側から溶接する溶接手段とを備えたことを特徴とするレーザモジュールの組立装置。
【請求項８】
レーザ光源と、
このレーザ光源から発せられたレーザビームを集光する集光光学系と、
前記レーザ光源および集光光学系の一方を、その光軸が筒軸と平行になる状態に保持した外筒と、
この外筒の内周面と摺動可能な外周面を有して該外筒内に固定され、前記レーザ光源および集光光学系の他方を、その光軸が筒軸と平行になる状態に保持した内筒と、
前記集光光学系によって集光されたレーザビームが入射する光ファイバとを備えてなるレーザモジュールを組み立てる装置であって、
前記集光光学系を経たレーザビームのビーム径を光ファイバへの入射位置でモニタするビーム径モニタ手段と、
前記外筒と内筒とを外筒の外周面側から溶接する溶接手段とを備えたことを特徴とするレーザモジュールの組立装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザモジュール、特に詳細には、半導体レーザ等のレーザから発せられたレーザビームを集光光学系により集光して光ファイバに入射させる構成を有するレーザモジュールを組み立てる方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、複数の半導体レーザが発したレーザビームをそれぞれ集光光学系で集光して光ファイバに入射させ、その光ファイバから合波された１本のレーザビームを出射させるようにしたレーザモジュールが公知となっている。
【０００３】
そのようなレーザモジュールが画像露光装置の露光光源やあるいは画像記録装置の記録光源等として用いられる場合、上記レーザとしては小型の半導体レーザが広く適用されているが、近時、半導体レーザの高出力化が進んでいることから、１個の半導体レーザが発したレーザビームを集光光学系で集光して光ファイバに入射させ、その光ファイバからレーザビームを出射させるようにしたレーザモジュールも提供されている。上記特許文献１には、そのように１個のレーザを用いるレーザモジュールも示されている。
【０００４】
上述のような集光光学系および光ファイバを備えてなるモジュールにおいては、例えば特許文献２に示されるように、集光光学系や光ファイバを筒状の部材に保持した上で、その筒状の部材を他の部材に溶接で固定することが広く行なわれている。なお、そのような溶接は、レーザビーム照射によるスポット溶接を複数箇所において行なうことでなされることが多い。またこの特許文献２には、溶接による熱変形を利用して、レーザビームを平行光化するコリメーターレンズの傾きを修正する技術も開示されている。
【０００５】
また、上述のような集光光学系を半導体レーザと組み付ける際には、半導体レーザも筒状の部材に保持させた上で、その筒状部材を、集光光学系を保持した筒状部材と筒軸方向に摺動自在に組み合わせ、集光光学系と半導体レーザとの距離を最適に設定した後、両筒状部材を溶接することが考えられている。その最適な距離とは、集光光学系で集光されたレーザビームの集光スポットが、光ファイバのコアの入射端面上で最も小さくなるような位置である。つまり、そのような状態になっていれば、レーザビームがコアから外れた位置に照射されることがなくなり、レーザビームの光ファイバへの入力効率を最大にすることができる。
【０００６】
そのために従来、光ファイバから出射するレーザビームの出力をモニタし、その出力が最大となるように２つの筒状部材の相対位置を設定し、その状態で両筒状部材を溶接固定することが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−２５３７８３号公報
【特許文献２】特開２００２−１３９６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、そのようにして２つの筒状部材を溶接固定する場合、溶接前は光ファイバから出射するレーザビームの出力が最大になっていたのに、溶接後はその出力が低下してしまう、つまり集光光学系と半導体レーザとの距離が最適の設定値から外れてしまうという問題が認められている。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、レーザ光源と、光ファイバに入射させるレーザビームを集光する集光光学系を各々保持した２つの筒状部材を互いに固定した構造を有するレーザモジュールを、レーザ光源と集光光学系との相対位置を最適あるいはそれに近い状態にして組み立てることができる方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また本発明は、そのような方法を実施することができるレーザモジュールの組立装置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】
【００１０】
本発明による第１のレーザモジュールの組立方法は、
レーザ光源と、
このレーザ光源から発せられたレーザビームを集光する集光光学系と、
前記レーザ光源および集光光学系の一方を、その光軸が筒軸と平行になる状態に保持した外筒と、
この外筒の内周面と摺動可能な外周面を有して該外筒内に固定され、前記レーザ光源および集光光学系の他方を、その光軸が筒軸と平行になる状態に保持した内筒と、
前記集光光学系によって集光されたレーザビームが入射する光ファイバとを備えてなるレーザモジュールを組み立てる方法において、
前記光ファイバから出射したレーザビームの出力をモニタし、
前記外筒と内筒とを、前記レーザ光源と集光光学系との距離が最適値よりも大になっている状態にして、これら両筒を外筒の外周面側から溶接し、
この溶接を行なう毎に前記出力を確認し、
この出力が予め設定した所定値以上となるまで前記溶接を繰り返して、前記外筒と内筒とを固定することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明による第２のレーザモジュールの組立方法は、上記と同様のレーザ光源と、集光光学系と、外筒と、内筒と、光ファイバとを備えてなるレーザモジュールを組み立てる方法において、
前記光ファイバから出射したレーザビームの出力をモニタし、
前記外筒と内筒とを、前記レーザ光源と集光光学系との距離が最適値よりも大になっている状態にして、これら両筒を外筒の外周面側から溶接し、
この溶接を行なう毎に前記出力を確認し、
この出力が、前回の確認時よりも小さくなるまで前記溶接を繰り返して、前記外筒と内筒とを固定することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明による第３のレーザモジュールの組立方法は、上記と同様のレーザ光源と、集光光学系と、外筒と、内筒と、光ファイバとを備えてなるレーザモジュールを組み立てる方法において、
前記集光光学系を経たレーザビームのビーム径を光ファイバへの入射位置でモニタし、
前記外筒と内筒とを、前記レーザ光源と集光光学系との距離が最適値よりも大になっている状態にして、これら両筒を外筒の外周面側から溶接し、
この溶接を行なう毎に前記ビーム径を確認し、
このビーム径が予め設定した所定値以下になるまで前記溶接を繰り返して、前記外筒と内筒とを固定することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明による第４のレーザモジュールの組立方法は、上記と同様のレーザ光源と、集光光学系と、外筒と、内筒と、光ファイバとを備えてなるレーザモジュールを組み立てる方法において、
前記集光光学系を経たレーザビームのビーム径を光ファイバへの入射位置でモニタし、
前記外筒と内筒とを、前記レーザ光源と集光光学系との距離が最適値よりも大になっている状態にして、これら両筒を外筒の外周面側から溶接し、
この溶接を行なう毎に前記ビーム径を確認し、
このビーム径が前回の確認時よりも大きくなるまで前記溶接を繰り返して、前記外筒と内筒とを固定することを特徴とするものである。
【００１４】
なお、上記第３および第４のレーザモジュールの組立方法においては、ビーム径として一般的な１／ｅ2径等をモニタする他、径方向のビーム強度分布状態、例えばビーム中心から径方向に所定距離離れた位置のビーム強度等を測定することにより、間接的にビーム径をモニタするようにしてもよい。
【００１５】
また、以上述べた本発明による第１〜４のレーザモジュールの組立方法は、特にレーザモジュールが、前記光ファイバを保持し、前記集光光学系を保持している外筒あるいは内筒に対して突き当てることにより、光ファイバ軸方向の位置が規定される光ファイバ保持手段を有するものである場合に適用されることが望ましい。
【００１６】
また、以上述べた本発明による第１〜４のレーザモジュールの組立方法は、特にステンレス鋼からなる外筒および内筒を用いる場合に適用されることが望ましい。
【００１７】
一方、本発明による第１のレーザモジュールの組立装置は、これも上述と同様のレーザ光源と、集光光学系と、外筒と、内筒と、光ファイバとを備えてなるレーザモジュールを組み立てる装置において、
前記光ファイバから出射したレーザビームの出力をモニタする出力モニタ手段と、
前記外筒と内筒とを外筒の外周面側から溶接する溶接手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明による第２のレーザモジュールの組立装置は、上記と同様のレーザ光源と、集光光学系と、外筒と、内筒と、光ファイバとを備えてなるレーザモジュールを組み立てる装置において、
前記集光光学系を経たレーザビームのビーム径を光ファイバへの入射位置でモニタするビーム径モニタ手段と、
前記外筒と内筒とを外筒の外周面側から溶接する溶接手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
なお上記のビーム径モニタ手段は、ビーム径として一般的な１／ｅ2径等をモニタする手段の他、径方向のビーム強度分布状態、例えばビームの所定半径位置のビーム強度等を測定することにより間接的にビーム径をモニタするような手段も適用可能である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明者の研究によると、２つの筒状部材を溶接固定する場合、溶接前は光ファイバから出射するレーザビームの出力が最大になっていたのに、溶接後はその出力が低下してしまうという従来技術の問題は、溶接による筒状部材の熱変形（収縮）に起因していることが判明した。つまり、レーザ光源および集光光学系の一方、他方を保持している外筒および内筒にそのような熱収縮が発生すると、レーザ光源と集光光学系との間の距離が短縮して、最適の設定値から外れてしまうのである。
【００２１】
そして本発明者はさらに、レーザ光源と集光光学系との間の距離は、溶接を１回行う毎に段階的に短縮するものであることも見出した。本発明はこの知見に基づいて得られたもので、溶接による筒状部材の段階的短縮を利用して、レーザ光源と集光光学系との間の距離を最適値に設定可能としたものである。
【００２２】
すなわち、本発明による第１のレーザモジュールの組立方法は、光ファイバから出射したレーザビームの出力をモニタし、外筒と内筒とを、レーザ光源と集光光学系との距離が最適値よりも大になっている状態にして、これら両筒を外筒の外周面側から溶接し、この溶接を行なう毎に（つまり、外筒および内筒の熱収縮が進行する毎に）前記出力を確認し、この出力が予め設定した所定値以上となるまで溶接を繰り返して外筒と内筒とを固定するようにしたので、上記所定値の設定次第で、レーザ光源と集光光学系との間の距離が略最適値になっている状態（集光されたレーザビームが最大効率で光ファイバに入射して、モニタされる出力が最大になる状態である）に外筒と内筒とを固定可能となる。
【００２３】
なお、外筒と内筒とがそのような状態になる出力の所定値は、実験あるいは経験に基づいて予め知ることができる。他方、レーザ光源と集光光学系との距離が最適値よりも大になるような外筒と内筒との相対位置関係も、実験あるいは経験に基づいて知ることができる。
【００２４】
また本発明による第２のレーザモジュールの組立方法は、光ファイバから出射したレーザビームの出力をモニタし、外筒と内筒とを、レーザ光源と集光光学系との距離が最適値よりも大になっている状態にして、これら両筒を外筒の外周面側から溶接し、この溶接を行なう毎に（つまり、外筒および内筒の熱収縮が進行する毎に）前記出力を確認し、この出力が、前回の確認時よりも小さくなるまで溶接を繰り返して、外筒と内筒とを固定するようにしたので、光ファイバから出射するレーザビームの出力が最大値（レーザ光源と集光光学系との間の距離が最適値になっているときに得られる値である）から僅かだけ低くなっている状態に外筒と内筒とを固定可能となる。
【００２５】
一方本発明による第３のレーザモジュールの組立方法は、集光光学系を経たレーザビームのビーム径を光ファイバへの入射位置でモニタし、外筒と内筒とを、レーザ光源と集光光学系との距離が最適値よりも大になっている状態にして、これら両筒を外筒の外周面側から溶接し、この溶接を行なう毎に前記ビーム径を確認し、このビーム径が予め設定した予め設定した所定値以下になるまで溶接を繰り返して、外筒と内筒とを固定するようにしたので、上記所定値の設定次第で、レーザ光源と集光光学系との間の距離が略最適値になっている状態（集光されたレーザビームが最大効率で光ファイバに入射する状態）に外筒と内筒とを固定可能となる。なお、外筒と内筒とがそのような状態になる上記ビーム径の所定値は、実験あるいは経験に基づいて予め知ることができる。
【００２６】
また、本発明による第４のレーザモジュールの組立方法は、集光光学系を経たレーザビームのビーム径を光ファイバへの入射位置でモニタし、外筒と内筒とを、レーザ光源と集光光学系との距離が最適値よりも大になっている状態にして、これら両筒を外筒の外周面側から溶接し、この溶接を行なう毎に前記ビーム径を確認し、このビーム径が前回の確認時よりも大きくなるまで溶接を繰り返して、外筒と内筒とを固定するようにしたので、光ビームに入射するレーザビームのビーム径が最小値（レーザ光源と集光光学系との間の距離が最適値になっているときに得られる値である）から僅かだけ大きくなっている状態に外筒と内筒とを固定可能となる。
【００２７】
また、以上述べた本発明による各レーザモジュールの組立方法が、集光光学系を保持している外筒あるいは内筒に対して突き当てることにより、光ファイバ軸方向の位置が規定される光ファイバ保持手段を有するレーザモジュールの組立に適用された場合は、レーザビームの光ファイバへの入力効率を高める効果が特に顕著なものとなる。すなわち、このような構成のレーザモジュールにおいては、集光光学系に対する光ファイバの軸方向位置が調整不可能であることから、レーザ光源と集光光学系との距離が不適切になっているとレーザビームの光ファイバへの入力効率が低くなりがちであるが、前述の通りにしてレーザ光源と集光光学系との距離を随意に設定できれば、この入力効率を高く確保できるようになる。
【００２８】
一方、本発明による第１のレーザモジュールの組立装置は、光ファイバから出射したレーザビームの出力をモニタする出力モニタ手段と、前記外筒と内筒とを外筒の外周面側から溶接する溶接手段とを備えているので、前述した本発明による第１および第２のレーザモジュールの組立方法を実施できるものとなる。
【００２９】
また、本発明による第２のレーザモジュールの組立装置は、集光光学系を経たレーザビームのビーム径を光ファイバへの入射位置でモニタするビーム径モニタ手段と、前記外筒と内筒とを外筒の外周面側から溶接する溶接手段とを備えているので、前述した本発明による第３および第４のレーザモジュールの組立方法を実施できるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態によるレーザモジュールの組立装置１００を示す一部破断側面図であり、また図２は、この装置によって組み立てられるレーザモジュール１０を示す一部破断側面図である。
【００３１】
まず図２を参照して、レーザモジュール１０について説明する。図示の通りこのレーザモジュール１０は、レーザ光源としてのチップ状態の半導体レーザ１１と、この半導体レーザ１１から発せられたレーザビームＢを集光する集光レンズ１２と、一端面が入射端面１３ａ、他端面が出射端面１３ｂとされ、集光レンズ１２により集光されたレーザビームＢを入射端面１３ａから受け入れる位置に配された光ファイバ１３と、この光ファイバ１３の少なくとも入射端面近傍部分を収容固定したガラス製のフェルール１４と、光ファイバ１３の入射端面１３ａ並びにそれと整合するフェルール１４の後端面１４ａに接合された透明部材１５と、この透明部材１５およびフェルール１４を収容固定したスリーブ６０とを有している。
【００３２】
上記半導体レーザ１１は、例えば発光幅が１０μｍ、出力が５００ｍＷのマルチモードブロードエリアレーザである。この半導体レーザ１１は、概略円板状のステム１６、キャップ１７および該キャップ１７の光出射窓１７ａを閉じる窓ガラス１８からなるいわゆるＣＡＮパッケージ２０の中に配設されている。すなわち、ステム１６には銅等からなる放熱性の良いヒートブロック１９が固定され、このヒートブロック１９に例えばＡｕＳｎロウ材を用いて半導体レーザ１１が実装されている。このようにして半導体レーザ１１が実装された後、ステム１６に対して例えば低抵抗溶接によりキャップ１７が接合され、ＣＡＮパッケージ２０の内部が封止される。なお、ＣＡＮパッケージ２０の内部には、不活性ガスを充填させておくことが望ましい。
【００３３】
半導体レーザ１１は、ステム１６を貫通するリード２１を介して、パッケージ外の半導体レーザ駆動回路（図示せず）と接続される。そして上記ＣＡＮパッケージ２０は、円筒状部分３０ａおよびフランジ部３０ｂを有するステンレス鋼製のレーザホルダ３０内に保持されている。つまり上記円筒状部分３０ａがレーザ保持部とされ、その内周面にＣＡＮパッケージ２０のステム１６が圧入固定されている。なお、このような圧入固定によらず、その他ＹＡＧ溶接等の溶接、半田、あるいは接着剤等によって上記円筒状部分３０ａにステム１６を固定することも可能である。
【００３４】
レーザホルダ３０の円筒状部分３０ａは、上述のようにしてＣＡＮパッケージ２０が（つまり半導体レーザ１１が）そこに保持された状態では、半導体レーザ１１の光軸方向に延びる状態となるが、この円筒状部分３０ａは光学系ホルダ収容部も構成している。すなわち、円筒状部分３１ａおよびフランジ部３１ｂを有する光学系ホルダ３１の円筒状部分３１ａ内に集光レンズ１２が接着固定され、この円筒状部分３１ａがレーザホルダ３０の円筒状部分３０ａ内に溶接によって固定されている。ここで集光レンズ１２は、その光軸と平行となる円筒状部分３１ａに対して、上記接着の他、圧入等によって固定されても構わない。
【００３５】
レーザホルダ３０の円筒状部分３０ａ、光学系ホルダ３１の円筒状部分３１ａは各々本発明における外筒、内筒を構成するものであり、例えばＳＵＳ３０４やＳＵＳ４３０等のステンレス鋼から形成されている。それら両者は円筒状部分３０ａの外周面側からＹＡＧ貫通溶接によって固定されるが、この溶接については後に詳しく説明する。
【００３６】
光ファイバ１３の入射端面１３ａに近い部分は、被覆が剥がされて素線状態とされ、その部分がフェルール１４内に収容固定されている。そしてこのフェルール１４の後端面１４ａ並びに光ファイバ１３の入射端面１３ａと、透明部材１５の前端面１５ａとが、前述の常温接合により接合されている。すなわち、それらの後端面１４ａ並びに入射端面１３ａと、透明部材１５の前端面１５ａとは、平滑化加工された後に紫外線洗浄され、次いで適当な圧力で加圧しながら突き合わせることにより、接合される。
【００３７】
本実施形態では、株式会社テクノビジョン製紫外線オゾン洗浄装置ＵＶ−３１２を用い、ピーク波長２５３．７ｎｍ／１８４．９ｎｍで、パワー密度１０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線を１０００秒間照射することによって上記の紫外線洗浄が行われる。
【００３８】
なお、上記常温接合における加圧中に、接合面に短波長の光を照射すると、より安定な接合状態が得られる。本実施形態の場合、フェルール１４は透明なガラスであるので、そこを透過させて斜方から接合面に短波長の光ビームを照射することができる。具体的に本例では、波長４０５ｎｍでパワー密度１１００Ｗ／ｍｍ2の紫外線を４時間照射した。あるいは、光ファイバ１３の出力側から短波長の光ビームを照射してもよい。そうする場合は、ファイバコア部に輝度の高い光が照射されるので、非常に安定した接合が得られる。
【００３９】
透明部材１５は概略円柱状に形成され、フェルール１４とともに例えば円筒状のスリーブ６０内に収容されている。そしてこのフェルール１４の外周面の一部とスリーブ６０の端面とが接着剤６１によって接合されることにより、該フェルール１４および透明部材１５がスリーブ６０内に固定されている。
【００４０】
上記スリーブ６０は、透明部材ホルダ３２内に収容固定されている。そしてこの透明部材ホルダ３２が、前記光学系ホルダ３１に固定されている。これらのホルダ３２および３１も一例としてステンレス鋼製とされ、それら両者はＹＡＧ溶接により固定されている。なおそれらの固定は、ＹＡＧ溶接の他、接着剤や半田を用いて行ってもよい。
【００４１】
以上の構成を有する本実施形態のレーザモジュール１０においては、半導体レーザ１１から発せられたレーザビームＢが集光レンズ１２によって集光され、光ファイバ１３の入射端面１３ａ上で収束する。そこでレーザビームＢがこの入射端面１３ａから光ファイバ１３のコア（図示せず）内に入射し、そこを導波して、光ファイバ１３の出射端面１３ｂから出射する。
【００４２】
次に図１も参照して、このレーザモジュール１０の組立について説明する。ここで用いられる図１のレーザモジュール組立装置１００は、テーブル４０と、下面Ｐが球面の一部をなす形状とされて上部にテーブル４０を固定した揺動台４１と、上記下面Ｐと摺動自在にして緊密に組み合わされた凹面形状の上面Ｑを有する球面受け４２と、テーブル４０と連結されて該テーブル４０とともにレーザホルダ保持手段を構成するクランプ４３と、ＹＡＧレーザ溶接機４４と、光学系ホルダ３１を保持する光学系ホルダ保持手段４５と、透明部材ホルダ３２を保持するファイバ端部保持手段４６と、光ファイバ１３から出射したレーザビームＢの光強度を検出するレーザパワーメータ４８と、このレーザパワーメータ４８に接続された表示手段４９とから構成されている。
【００４３】
球面受け４２は、上記凹面Ｑの１本の法線がｚ方向を向き、そして間に揺動台４１を置いて光ファイバ１３と向き合う状態に配設されている。また本装置１００において、レーザホルダ３０を固定するクランプ４３は、球面受け４２側に連結されている。そしてこれらのクランプ４３の下側を向いた先端面、つまりレーザホルダ３０のフランジ部３０を抑える部分は、ｚ方向に対して正確に直角な向きとなるように形成されている。
【００４４】
ＹＡＧレーザ溶接機４４は図１では１台のみ示してあるが、実際には、レーザモジュール組立装置１００にセットされたレーザホルダ３０の円筒状部分３０ａおよび光学系ホルダ３１の円筒状部分３１ａの筒軸周りに、等角度間隔つまり１２０°間隔で３台配設されている。このＹＡＧレーザ溶接機４４としては一例として、射出する溶接用レーザビームＷＢのエネルギーが５Ｊ、溶接箇所におけるビームスポット径が４００μｍ、ビームパルス幅が１０ｍｓ（マイクロ・秒）のものが用いられている。
【００４５】
ファイバ端部保持手段４６は、透明部材ホルダ３２を保持することによって間接的に光ファイバ１３の端部を保持し、その保持している光ファイバ１３の軸方向（矢印ｚ方向）に微小量ずつ移動可能とされ、さらにこのｚ方向と直交する２方向すなわち矢印ｘ、ｙ方向にも移動可能に形成されている。なお上記ｚ方向は、球面受け４２の下面に対して直角な方向で、これが基準方向となる。
【００４６】
一方光学系ホルダ保持手段４５は、光学系ホルダ３１のフランジ部３１ｂの近傍部分を把持することによって該光学系ホルダ３１を保持し、上記ｚ方向にファイバ端部保持手段４６と同期して移動可能に形成されている。この光学系ホルダ保持手段４５およびファイバ端部保持手段４６は、図示外のアクチュエータにより上述のよう移動するようになっている。
【００４７】
次に、上記構成を有するレーザモジュール組立装置１００の作用について説明する。本実施形態においては、集光レンズ１２として、焦点距離が２．１ｍｍで倍率４倍のレンズが用いられている。一方光ファイバ１３としては、ＮＡが０．２２で、コア径が３３μｍのマルチモードファイバが適用されている。半導体レーザ１１および集光レンズ１２が光軸方向の最適相対位置に設定されたとき、レーザビームＢの集光ビーム径は、半導体レーザ１１の活性層と平行な方向の長径が２８μｍ、活性層に垂直な方向の短径が３μｍとなる。この集光状態が、光ファイバ１３の直径３３μｍのコア端面上で得られるように半導体レーザ１１、集光レンズ１２および光ファイバ１３を光軸方向に位置合わせするために、以下のようにして本発明の組立方法が適用される。
【００４８】
レーザホルダ３０の円筒状部分３０ａおよび光学系ホルダ３１の円筒状部分３１ａは、前者の内周面に対して後者の外周面が摺動可能な状態に形成され、それらの筒軸方向の相対位置が最適となる状態、つまり半導体レーザ１１および集光レンズ１２が上記最適相対位置になる状態にして、両者が溶接によって固定される。そのために、外筒である円筒状部分３０ａには、図２に示す通り円環状の溝３０ｃが２本形成されている。そして、円筒状部分３０ａが部分的に薄肉状態になっているこの溝３０ｃの部分に向けて、３台のＹＡＧレーザ溶接機４４からＹＡＧレーザビームＷＢが照射されることにより、該円筒状部分３０ａと、光学系ホルダ３１の円筒状部分３１ａとが溶接される。
【００４９】
まず本装置１００による組立の前工程において、予めＣＡＮパッケージ２０がレーザホルダ３０内に固定され、集光レンズ１２が光学系ホルダ３１に固定され、透明部材１５が透明部材ホルダ３２に固定される。そしてレーザホルダ３０の円筒状部分３０ａ内に光学系ホルダ３１が組み込まれ、その状態でレーザホルダ３０がテーブル４０の上にセットされる。
【００５０】
次いでクランプ４３が作動され、該クランプ４３の先端面によってレーザホルダ３０のフランジ部３０が上方から抑え付けられる。このとき、テーブル４０上のレーザホルダ３０が、その筒軸方向がｚ方向と一致していない状態にあれば、フランジ部３０が上述の通りのクランプ４３によって抑え付けられることにより、揺動台４１が球面受け４２の上で滑動してｘ軸周りおよび／またはｙ軸周りに揺動し、レーザホルダ３０はその筒軸方向がｚ方向と一致する状態に保持されるようになる。その後揺動台４１は、この状態を維持するように図示外のロック機構によりロックされる。こうして、半導体レーザ１１および集光レンズ１２の光軸方向が光ファイバ１３の軸方向と一致する状態にして、レーザホルダ３０がテーブル４０上に保持される。
【００５１】
次に、以上の状態を保ったまま光学系ホルダ３１が光学系ホルダ保持手段４５に把持され、またファイバ端部保持手段４６により透明部材ホルダ３２が保持される。次いでファイバ端部保持手段４６がｚ方向（下向き方向）に移動され、透明部材ホルダ３２が、光学系ホルダ３１の前端面３１ｃに圧接される。なおこの際の圧接力を、例えば光学系ホルダ３１やテーブル４０に設置したロードセル等の荷重測定手段によって検出し、その圧接力が適正値に設定されるようにするのが望ましい。
【００５２】
これ以降、半導体レーザ１１が連続的に駆動される。この半導体レーザ１１から射出されたレーザビームＢは集光レンズ１２によって集光され、光ファイバ１３に入射してそこを伝搬し、光ファイバ１３から出射する。そして、光ファイバ１３から出射したレーザビームＢの出力がレーザパワーメータ４８によって連続的に測定（モニタ）される。
【００５３】
次に、透明部材ホルダ３２が光学系ホルダ３１の前端面３１ｃに圧接した状態を保ったまま、光学系ホルダ保持手段４５およびファイバ端部保持手段４６がｚ方向に同期して移動されるとともに、ファイバ端部保持手段４６が光学系ホルダ保持手段４５に対してｘ、ｙ方向に移動される。このように光学系ホルダ保持手段４５およびファイバ端部保持手段４６がｚ方向に移動すると、光学系ホルダ３１の円筒状部分３１ａはレーザホルダ３０の円筒状部分３０ａ内で摺動しつつ移動するので、半導体レーザ１１と集光レンズ１２との間の距離が変化する。またファイバ端部保持手段４６が光学系ホルダ保持手段４５に対してｘ、ｙ方向に移動すると、半導体レーザ１１および集光レンズ１２に対する光ファイバ１３のｘ、ｙ方向相対位置が変化する。
【００５４】
以上の操作がなされている間、レーザパワーメータ４８によりレーザビームＢの出力が測定される。そしてレーザパワーメータ４８に接続された表示手段４９は、光学系ホルダ保持手段４５およびファイバ端部保持手段４６を駆動するアクチュエータからの位置信号も受けて、ファイバ端部保持手段４６の（つまり光ファイバ１３の）ｘ、ｙ方向位置および、光学系ホルダ保持手段４５およびファイバ端部保持手段４６の（つまり集光レンズ１２および光ファイバ１３の）ｚ方向位置毎に、該位置と対応付けてレーザビームＢの出力を表示する。
【００５５】
組立作業者は表示手段４９における上記の表示を確認して、ファイバ端部保持手段４６の光学系ホルダ保持手段４５に対するｘ、ｙ方向相対位置を、レーザビームＢの最大出力が得られたときの位置に固定する一方、光学系ホルダ保持手段４５およびファイバ端部保持手段４６のｚ方向位置を、レーザビームＢの最大出力が得られたときの位置に設定する。ここで上記最大出力をＰ００と示す。
【００５６】
次に、光学系ホルダ保持手段４５およびファイバ端部保持手段４６が、つまり集光レンズ１２および光ファイバ１３が図中上方に、一例として１０μｍ移動させられる。そこで集光レンズ１２と半導体レーザ１１との間の距離は、最適と考えられる値よりも１０μｍだけ大きな値となる。なおこの１０μｍという値は、実験あるいは経験に基づいて設定されるものであるが、集光レンズ１２と半導体レーザ１１との間の距離を大きくする方向の値であれば、それ以外の値が設定されても構わない。こうすることにより、光ファイバ１３のコア端面上におけるレーザビームＢのビーム径がコア径よりも大きくなるので、そのときレーザパワーメータ４８が測定するレーザビームＢの出力Ｐ０１は、上記出力Ｐ００よりも小さくなる。
【００５７】
次に、レーザホルダ３０と光学系ホルダ３１とを固定するために、まず第１回目の溶接がなされる。このとき３台のＹＡＧレーザ溶接機４４は、２本の円環状の溝３０ｃのうち下側の溝３０ｃの周外方に位置する状態とされ、その状態で３台が同時に駆動される。それにより各ＹＡＧレーザ溶接機４４から発せられた溶接用レーザビームＷＢが、円筒状部分３０ａの外周面側から該部分３０ａに照射され、両円筒状部分３０ａ、３１ａが３点で貫通溶接される。
【００５８】
このような３点でのスポット溶接は後述するように複数回なされ、その溶接がなされる毎に、レーザビームＢの出力がレーザパワーメータ４８によって測定され、その測定値が表示手段４９に表示される。この第１回目の溶接後のレーザビームＢの出力をＰ１と示す。こうして溶接がなされると、ステンレス鋼製の円筒状部分３０ａ、３１ａが前述したように熱収縮する結果、集光レンズ１２が下方に動いて半導体レーザ１１との間の距離が短くなる。その結果、光ファイバ１３の入射端面１３ａ上のビーム径がより小さくなって、レーザビームＢの光ファイバ１３への入力効率が上がるので、出力Ｐ１は前記出力Ｐ０１よりも大きくなる。
【００５９】
なお図３に、溶接回数に対する集光レンズ１２の下方への動き量、つまり円筒状部分３０ａ、３１ａの収縮量を測定した結果を３例示す。ここに示される通り、溶接回数を重ねる毎に集光レンズ１２はより下方へと動いて行く。
【００６０】
次に、３台のＹＡＧレーザ溶接機４４を円筒状部分３０ａおよび３１ａの筒軸周りに３０°回転させ、その状態で第２回目の溶接がなされる。引き続き３台のＹＡＧレーザ溶接機４４を上記と同様にしてさらに３０°回転させ、その状態で第３回目の溶接がなされ、また３台のＹＡＧレーザ溶接機４４をさらに３０°回転させ、その状態で第４回目の溶接がなされる。通常は、溶接当初の第２回目、第３回目、第４回目の溶接後のレーザビームＢの出力をそれぞれＰ２、Ｐ３、Ｐ４とすると、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４のように溶接回数を重ねる毎に出力が増大するが、後述する通り、この出力増大傾向が無くなるまで溶接が次々となされる。なお、３台のＹＡＧレーザ溶接機４４を回転させる代わりに、円筒状部分３０ａおよび３１ａを回転させても構わない。
【００６１】
ここで、第４回目の溶接がなされると、溶接スポットは３０°間隔で１２箇所に及ぶので、もし第５回目以降も溶接がなされる場合は、円筒状部分３０ａおよび３１ａの筒軸方向に位置を変えて溶接が行なわれる。すなわち、第５回目の溶接がなされる前に、３台のＹＡＧレーザ溶接機４４が２本の円環状の溝３０ｃのピッチ分だけ上方に移動され、第５回目以降の溶接は、上側の溝３０ｃの部分に溶接用レーザビームＷＢを照射することによってなされる。
【００６２】
第５回目以降の溶接も、上に述べたのと同様に１回当たり３箇所に溶接用レーザビームＷＢを照射して、そして１回毎に溶接箇所を３０°ずつ変えてなされる。こうして溶接は最大８回までなされるが、表示手段４９に表示される第ｎ回目の溶接後のレーザビームＢの出力をＰｎとすると、以下の条件が満たされたところで、溶接は終了となる。
【００６３】
Ｐｎ＜Ｐ（ｎ−１）
Ｐ００×α≦Ｐｎ  〔αは所定の係数で例えば０．９７等〕
図３に示した通り、溶接回数を重ねる毎に集光レンズ１２はより下方へ動き、それに従って光ファイバ１３の入射端面１３ａ上のレーザビームＢのビーム径がより小さくなって行くが、集光レンズ１２が最適位置（該集光レンズ１２と半導体レーザ１１との距離が最適値となって上記ビーム径が最小となる位置）よりも下方まで動き過ぎると、そこで上記ビーム径が増大傾向に転じる。そのようになると、このビーム径が光ファイバ１３のコア径より大きくなって、レーザビームＢの光ファイバ１３への入力効率が低下するので、上記出力Ｐ（ｎ）がそれまでの増大傾向から低下傾向に転じる。
【００６４】
そこで、上述したようにＰｎ＜Ｐ（ｎ−１）となった回数ｎで溶接を終了させれば、光ファイバ１３から出射するレーザビームＢの出力が最大値から僅かだけ低くなっている状態に円筒状部分３０ａおよび３１ａを固定できるようになる。
【００６５】
基本的には、以上の通りにするだけで半導体レーザ１１と集光レンズ１２との光軸方向相対位置を最適あるいはそれに近い状態に設定することができるが、本実施形態ではさらにＰ００×α≦Ｐｎであること、つまりｎ回溶接した後のレーザビームＢの出力が所定値以上であることも溶接終了の条件としている。こうすることにより、半導体レーザ１１と集光レンズ１２との光軸方向相対位置をより確実に最適に近い状態に設定することができる。
【００６６】
なお、特にＰｎ＜Ｐ（ｎ−１）の判定はせずに、Ｐ００×α≦Ｐｎとなったところで溶接を終了するようにしても、半導体レーザ１１と集光レンズ１２との光軸方向相対位置を最適あるいはそれに近い状態に設定することができる。
【００６７】
また表示手段４９には、第１〜ｎ回目の溶接後のレーザビームＢの各出力Ｐ１〜Ｐｎを並べて表示させるだけで、上記２つの不等式の条件が満足されているかどうかは作業者が判別するようにしてもよいし、あるいはそれを演算回路に判別させて、該条件が満足されたときその旨を音声や文字表示等によって作業者に知らせるようにしてもよい。
【００６８】
その後、透明部材ホルダ３２が光学系ホルダ３１に固定される。この固定も例えばＹＡＧ溶接によって行われるが、その他に、接着剤等を利用して行っても構わない。なおこの固定を行なう前に、再度光学系ホルダ３１に対して透明部材ホルダ３２をｘ、ｙ方向に微量ずつ移動させ、そのときレーザパワーメータ４８が測定するレーザビームＢの出力が最大となる位置で透明部材ホルダ３２を光学系ホルダ３１に固定してもよい。またこの固定は、前記最大出力Ｐ００が測定された時点で行なってもよい。
【００６９】
なお、レーザビームＢのビーム径は通常いわゆる１／ｅ2径で規定されるので、そのビーム径の外側の範囲にも弱いビームが存在する。そこで、ビーム径が小さくなるにつれてレーザビームＢの光ファイバ１３への入力効率が大きくなる傾向は、ビーム径が光ファイバ１３のコア径より大きい範囲では勿論、ビーム径が光ファイバ１３のコア径よりある程度小さい範囲でも認められるものである。
【００７０】
ここで、上述のような溶接回数の制御がなされない場合には、どの程度の不具合が発生し得るものであるか具体的に説明する。先に述べた通り本実施形態では、集光レンズ１２の焦点距離は２．１ｍｍ、倍率は４倍である。一方光ファイバ１３のＮＡは０．２２、コア径は３３μｍである。また、半導体レーザ１１と集光レンズ１２とが光軸方向の最適相対位置に設定されたとき、レーザビームＢの集光ビーム径は、半導体レーザ１１の活性層と平行な方向の長径が２８μｍ、活性層に垂直な方向の短径が３μｍとなる。そして、集光されたレーザビームＢのＮＡは、半導体レーザ１１の活性層と平行な方向、垂直な方向についてそれぞれ０．０４、０．１５であるので、レーザビームＢの集光位置が光軸方向にｄずれたとすると、集光ビーム径はこれら２方向について各々０．０４ｄ、０．１５ｄ拡大することになる。
【００７１】
例えば、光学系ホルダ３１とレーザホルダ３０とを溶接したとき、集光レンズ１２が光軸方向に５μｍ動いたとする。図３から分かる通り、この程度の動きは、溶接を数回行なえば発生するものである。このように集光レンズ１２が動くと、レーザビームＢの集光位置がレンズ倍率の２乗倍変化する。そこで、倍率が４倍である本実施形態では、レーザビームＢの集光位置が５×４2＝８０倍変化する。
【００７２】
よって半導体レーザ１１の活性層と平行な方向に関してビーム径（直径）は、８０×０．０４×２＝６．４μｍ拡大することになる。つまり、この方向に関してビーム径は２８＋６．４＝３４．４μｍとなり、光ファイバ１３のコア径３３μｍを超えてしまう。この状態では、レーザビームＢの一部が光ファイバ１３のコアに入射し得ないので、その分、レーザビームＢの光ファイバ１３への入力効率が低下することになる。本発明によれば、前述した通りにして、半導体レーザ１１と集光レンズ１２の光軸方向位置が最適に設定されるので、このような不具合の発生を防止できる。
【００７３】
なお、半導体レーザ１１の活性層に垂直な方向に関してビーム径（直径）は、８０×０．１５×２＝２４μｍ拡大することになる。つまり、この方向に関してビーム径は３＋２４２７μｍとなる。
【００７４】
次に図４を参照して、本発明の第２の実施形態によるレーザモジュール組立装置２００について説明する。なおこの図４において、図１中の要素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ない限り省略する。
【００７５】
このレーザモジュール組立装置２００は、図１に示した装置と比較すると基本的に、レーザパワーメータ４８に代えてビーム径モニタ手段７０が適用されている点が異なるものである。このビーム径モニタ手段７０は、外形形状が前述のフェルール１４と同じものとされて、スリーブ６０内に収容固定されている。そしてこのスリーブ６０は、レーザモジュールの組立の際にだけ使われるダミーの透明部材ホルダ３２内に固定されている。
【００７６】
ビーム径モニタ手段７０は、図中下端面が例えばＣＣＤ等からなる撮像面とされたものである。そしてこのビーム径モニタ手段７０は、レーザモジュール１０を構成する通常の透明部材ホルダ３２内にスリーブ６０を介して固定される光ファイバ１３の入射端面１３ａ（図２参照）と同じ位置に上記撮像面が位置するようにして、スリーブ６０内に固定されている。
【００７７】
ダミーの透明部材ホルダ３２は、円筒状部分３０ａおよび３１ａを互いに溶接するに当たり、前述の第１の実施形態におけるのと同様にファイバ端部保持手段４６に保持され、その後は前述と同様にして溶接処理がなされる。ただしこの場合、レーザビームＢの出力は測定されず、その代わりに、ビーム径モニタ手段７０によってレーザビームＢのビーム径が連続的に測定（モニタ）される。このモニタされたビーム径は、表示手段４９に表示される。具体的にこの表示は、ビーム径モニタ手段７０が撮像したビーム断面像を拡大してそのままスケールと並べて表示手段４９に表示したり、あるいはビーム断面像に基づいて画像処理により具体的に何μｍと求めて、その数値を表示手段４９に表示したりすることによりなされる。
【００７８】
溶接を始める前には、まずファイバ端部保持手段４６がｘ、ｙ方向に微量ずつ動かされて、ビーム径モニタ手段７０が、レーザビームＢを受ける位置に設定される。次に光学系ホルダ保持手段４５およびファイバ端部保持手段４６が一体的にｚ方向に微量ずつ動かされて、モニタされるビーム径が最小となる位置に光学系ホルダ３１が設定される。このときのビーム径を、Ｄ００とする。
【００７９】
次に、光学系ホルダ保持手段４５およびファイバ端部保持手段４６が、つまり集光レンズ１２および光ファイバ１３が図中上方に、一例として１０μｍ移動させられる。そこで集光レンズ１２と半導体レーザ１１との間の距離は、最適と考えられる値よりも１０μｍだけ大きな値となる。こうすることにより、ビーム径モニタ手段７０の撮像面上のレーザビームＢのビーム径は、上記Ｄ００よりも大きいＤ０１となる。
【００８０】
以後は第１実施形態におけるのと同様にして、第１回目、第２回目・・・と最大８回目まで、円筒状部分３０ａと３１ａとが３台のＹＡＧレーザ溶接機４４によって溶接される。このとき、表示手段４９に表示される第ｎ回目の溶接後のレーザビームＢのビーム径をＤｎとすると、以下の条件が満たされたところで、溶接は終了となる。
【００８１】
Ｄｎ＞Ｄ（ｎ−１）
Ｄ００×β≧Ｄｎ  〔βは所定の係数〕
図３に示した通り、溶接回数を重ねる毎に集光レンズ１２はより下方へ動き、それに従ってビーム径モニタ手段７０がモニタするレーザビームＢのビーム径がより小さくなって行くが、集光レンズ１２が最適位置（該集光レンズ１２と半導体レーザ１１との距離が最適値となって上記ビーム径が最小となる位置）よりも下方まで動き過ぎると、そこで上記ビーム径が増大傾向に転じる。
【００８２】
そこで、上述したようにＤｎ＞Ｄ（ｎ−１）となった回数ｎで溶接を終了させれば、ビーム径モニタ手段７０の撮像面上のレーザビームＢのビーム径が最小値から僅かだけ大きくなっている状態に円筒状部分３０ａおよび３１ａを固定できるようになる。この溶接処理が終了した後、ダミーの透明部材ホルダ３２は実際に使用される光ファイバ１３を保持している透明部材ホルダ３２に替えられ、その透明部材ホルダ３２が光学系ホルダ３１の前端面３１ｃに接合される。そのとき、光ファイバ１３の入射端面１３ａは上記撮像面と一致した位置に来るので、結局、この入射端面１３ａ上のレーザビームＢのビーム径が最小値から僅かだけ大きくなっている状態になる。
【００８３】
基本的には、以上の通りにするだけで半導体レーザ１１と集光レンズ１２との光軸方向相対位置を最適あるいはそれに近い状態に設定することができるが、本実施形態ではさらにＤ００×β≧Ｄｎであること、つまりｎ回溶接した後のレーザビームＢのビーム径が所定値以下であることも溶接終了の条件としている。こうすることにより、半導体レーザ１１と集光レンズ１２との光軸方向相対位置をより確実に最適に近い状態に設定することができる。
【００８４】
なお、特にＤｎ＞Ｄ（ｎ−１）の判定はせずに、Ｄ００×β≧Ｄｎとなったところで溶接を終了するようにしても、半導体レーザ１１と集光レンズ１２との光軸方向相対位置を最適あるいはそれに近い状態に設定することができる。
【００８５】
また、光ファイバ１３の入射端面１３ａ上のレーザビーム径を測定するには、以上述べたようなビーム径モニタ手段７０以外の手段を用いることもできる。すなわち、例えば図１の構成において、光ファイバ１３を保持しているファイバ端部保持手段４６をｘあるいはｙ方向に一定速度で移動させ、そのとき光ファイバ１３から出射するレーザビームＢの出力をレーザパワーメータ４８で連続的に測定する。そのとき測定される出力は、光ファイバ１３のコアがレーザビームＢの集光位置から外れている範囲では０（ゼロ）を示し、集光されたレーザビームＢがコアに入射するようになるとある値まで立ち上がり、そして光ファイバ１３のコアがレーザビームＢの集光位置を通り過ぎると再度０（ゼロ）まで低下する。上述のようにしてレーザビームＢの出力が立ち上がっている時間は、レーザビームＢのビーム径に比例するので、この時間を計測することにより、間接的にレーザビームＢのビーム径を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１実施形態によるレーザモジュールの組立装置を示す一部破断側面図
【図２】図１の装置によって組み立てられるレーザモジュールの一部破断側面図
【図３】溶接回数と集光レンズの動きの量との関係を示すグラフ
【図４】本発明の第２実施形態によるレーザモジュールの組立装置を示す一部破断側面図
【符号の説明】
【００８７】
１０    レーザモジュール
１１    半導体レーザ
１２    集光レンズ
１３    光ファイバ
１４    フェルール
１５    透明部材
３０    レーザホルダ
３１    光学系ホルダ
３２    透明部材ホルダ
４０    テーブル
４１    揺動台
４２    球面受け
４３    クランプ
４５    光学系ホルダ保持手段
４６    ファイバ端部保持手段
４８    レーザパワーメータ
４９    表示手段
６０    スリーブ
７０    ビーム径モニタ手段
１００、２００    レーザモジュール組立装置
【図１】
2008233706.tif 000003
【図２】
2008233706.tif 000004
【図３】
2008233706.tif 000005
【図４】
2008233706.tif 000006