(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長のレーザ光を出射する複数のレーザ光源と、
前記複数のレーザ光源に対応して設けられ、前記レーザ光源の温度を制御する複数の第１温度制御素子と、
前記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光を伝送する光伝送部と、
前記光伝送部を出射した前記複数のレーザ光源からのレーザ光を合波して光ファイバに出射し且つ前記複数のレーザ光源からのレーザ光の一部を分岐する合波部と、
前記合波部の温度を制御する第２温度制御素子と、
前記複数のレーザ光源に対応して設けられ、前記合波部から出射された前記複数のレーザ光源のレーザ光の一部を検出する複数の光検出器と、
前記合波部の温度が所定温度になるように前記第２温度制御素子を制御し、前記複数の光検出器の検出出力に基づきレーザ出力を所定値に制御する制御回路を備え、前記複数のレーザ光源からの熱が前記合波部に影響しないことを特徴とする光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置。
【請求項２】
前記複数のレーザ光源の各々のレーザ光源は、互いに所定距離だけ離間して配置され、離間して配置された一方のレーザ光源からの熱が離間して配置された他方のレーザ光源に影響しないことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置。  
【請求項３】
前記制御回路は、前記複数の光検出器の出力に基づき前記複数のレーザ光源の光出力の変動が所定値以下になるように制御することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる波長を持つ複数のレーザ光を一本の光ファイバから出射する光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のレーザ光を同軸に合波して一本の光ファイバから出射する光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置においては、光出力を安定化するために、オートパワーコントロール（ＡＰＣ）を行う場合、フィードバック光として光ファイバ結合前のレーザ光を用いている。このため、環境温度の変化等により合波光学系の調芯がずれてしまうと、光ファイバへの結合効率が低下し、光ファイバ出射後の光出力が変動してしまう。
【０００３】
図３は、従来のマルチカラーレーザ装置の構成図である。図３に示すマルチカラーレーザ装置は、互いに異なる波長(488nm,635nm)を持つ各レーザ光を出射する複数のレーザ光源と、各レーザ光を合波する合波光学素子とを熱伝導率の大きい筐体３５０に実装し、筐体全体を温度コントローラ３５２で温度制御することにより、環境温度の変動による光ビームポインティングの変動を抑制している。
【０００４】
また、この種の従来の技術としては、例えば、特許文献２に記載された技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許７９０３７０６Ｂ２号公報
【特許文献２】特開昭６３−２２４３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された技術は、以下の課題を有していた。即ち、温度制御対象となる筐体３５０には、複数のレーザ光源と、合波光学素子とが含まれるため、温度調整能力が大きい温度コントローラ３５２が必要となるため、消費電力が大きくなる。
【０００７】
また、筐体全体を温度コントローラ３５２で温度制御しているため、レーザ光源の温度と合波光学素子の温度とを独立に制御できない。このため、環境温度が変化した時に、ビームポインティングの変動（合波部の結合効率変動）を抑制するために、温度コントローラは、合波光学素子の温度を変化させるとともに、レーザ光源の温度も同時に変化させてしまう。このため、レーザ光源の波長安定性を損なってしまう可能性がある。
【０００８】
本発明の課題は、合波部の結合効率変動を抑制し、温度コントローラの消費電力を低減し、レーザ光源の波長安定性を維持できる光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置は、上記課題を解決するために、互いに異なる波長のレーザ光を出射する複数のレーザ光源と、前記複数のレーザ光源に対応して設けられ、前記レーザ光源の温度を制御する複数の第１温度制御素子と、前記複数のレーザ光源から出射されたレーザ光を伝送する光伝送部と、前記光伝送部を出射した前記複数のレーザ光源からのレーザ光を合波して光ファイバに出射し且つ前記複数のレーザ光源からのレーザ光の一部を分岐する合波部と、前記合波部の温度を制御する第２温度制御素子と、前記複数のレーザ光源に対応して設けられ、前記合波部から出射された前記複数のレーザ光源のレーザ光の一部を検出する複数の光検出器と、前記合波部の温度が所定温度になるように前記第２温度制御素子を制御し、前記複数の光検出器の検出出力に基づきレーザ出力を所定値に制御する制御回路を備え、前記複数のレーザ光源からの熱が前記合波部に影響しないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数のレーザ光源と合波部とを熱的に絶縁し、合波部を所定温度になるように制御するので、環境温度の変化による合波部の結合効率変動を抑制し、光ファイバ出射後の光出力を安定化することができる。また、温度制御対象が小さくなるため、温度コントローラの消費電力を低減することができる。また、合波部の制御温度がレーザ光源と独立となるため、レーザ光源の波長安定性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置の上面構成図である。
【図２】本発明の実施形態の光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置の側面構成図である。
【図３】従来のマルチカラーレーザ装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態の光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置の上面構成図である。図２は、本発明の実施形態の光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置の側面構成図である。
【００１４】
光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置は、レーザ筐体１内に、複数のレーザ光源２−１〜２−ｎ、複数の第１温度制御素子３−１〜３−ｎ、光伝送光学系４、合波光学系５、第２温度制御素子６、複数のフォトダイオード７−１〜７−ｎ、レーザ制御回路８、コネクタ９を有して構成されている。
【００１５】
コネクタ９には光ファイバ１０の一端が接続されている。光ファイバ１０の他端にはコネクタ１１が接続されている。
【００１６】
複数のレーザ光源２−１〜２−ｎは、互いに異なる波長（λ１，λ２…λn）のレーザ光を出射するもので、互いに所定距離だけ離間して配置されている。このため、複数のレーザ光源２−１〜２−ｎの各々は、互いに熱的に絶縁されている。
【００１７】
複数の第１温度制御素子３−１〜３−ｎは、複数のレーザ光源２−１〜２−ｎに対応して設けられるとともに、図２に示すように、放熱板からなる筐体１とレーザ光源との間に設けられ、複数のレーザ光源２−１〜２−ｎの温度を制御するもので、例えばペルチェ素子からなる。
【００１８】
光伝送光学系４は、本発明の光伝送部に対応し、複数のレーザ光源２−１〜２−ｎから出射されたレーザ光を伝送するもので、例えば、光ファイバからなる。なお、光伝送光学系４は、光ファイバの代わりに、集光レンズを用いることもできる。
【００１９】
合波光学系５は、本発明の合波部に対応し、光伝送光学系４を出射した複数のレーザ光源２−１〜２−ｎからのレーザ光を同軸に合波してコネクタ９を介して光ファイバ１０に出射し且つ複数のレーザ光源２−１〜２−ｎからのレーザ光の一部を分岐して複数のフォトダイオード７−１〜７−ｎに出力するもので、例えば、ダイクロイックフィルタからなる。
【００２０】
第２温度制御素子６は、図２に示すように、筐体１と合波光学系５との間に設けられ、合波光学系５の温度を制御するもので、例えば、ペルチェ素子からなる。
【００２１】
複数のフォトダイオード７−１〜７−ｎは、本発明の複数の光検出器に対応し、合波光学系５から出射された複数のレーザ光源２−１〜２−ｎのレーザ光の一部を検出してレーザ制御回路８に出力する。
【００２２】
レーザ制御回路８は、本発明の制御回路に対応し、複数のレーザ光源２−１〜２−ｎの温度が所定温度になるように複数の第１温度制御素子３−１〜３−ｎを制御し、複数のフォトダイオード７−１〜７−ｎからの検出出力に基づきレーザ出力を所定値に制御する。レーザ制御回路８は、合波光学系５の温度が所定温度になるように第２温度制御素子６を制御する。
【００２３】
また、合波光学系５は、光伝送光学系４を介して複数のレーザ光源２−１〜２−ｎに対して熱的に絶縁されている。
【００２４】
レーザ制御回路８は、複数のフォトダイオード７−１〜７−ｎの出力に基づき複数のレーザ光源２−１〜２−ｎの光出力の変動が所定値以下になるように制御する。
【００２５】
次にこのように構成される本発明の実施形態の光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置の動作を説明する。
【００２６】
まず、異なる波長の複数のレーザ光源２−１〜２−ｎが、複数の第１温度制御素子３−１〜３−ｎにより温度制御される。各レーザ光源２−１〜２−ｎからの出射光は、光伝送光学系４を介して合波光学系５に導光され、同軸のビームに再配置される。
【００２７】
また、これと同時に、各波長のレーザ光の一部がフォトダイオード７−１〜７−ｎに導光され、レーザ制御回路８にフィードバックされる。レーザ制御回路８によりレーザ光源２−１〜２−ｎの各波長に対してＡＰＣ制御が行われる。
【００２８】
合波光学系５に取り付けられたコネクタ９には、同軸のビームに対して調芯された出力用の光ファイバ１０の一端が固定され、光ファイバ１０の他端からは各波長の光が出射される。
【００２９】
ここで、合波光学系５が実装される筐体１は、第２温度制御素子６により温度制御されるため、環境温度の変化による合波光学系５の結合効率変動を抑制し、ＡＰＣにより安定化された光出力を光ファイバ１０から出力することができる。また、光伝送光学系４は、熱伝導率が低く、レーザ光源２−１〜２−ｎと合波光学系５とを熱的に絶縁しているため、相互の熱的な干渉を排除することができる。
【００３０】
即ち、レーザ光源２−１〜２−ｎと合波光学系５とを熱的に絶縁し、合波光学系５を所定温度になるように制御するので、環境温度の変化による合波光学系５の結合効率変動を抑制し、光ファイバ出射後の光出力を安定化することができる。
【００３１】
また、温度制御対象が小さくなるため、温度コントローラの消費電力を低減することができる。また、合波光学系５の制御温度がレーザ光源２−１〜２−ｎと独立となるため、レーザ光源２−１〜２−ｎの波長安定性を維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明に係る光ファイバ出力型多波長レーザ光源装置は、異なる波長のレーザ光を同時又は時系列に使い分ける装置全般に適用され、レーザ顕微鏡、レーザプロジェクタ、フローサイトメータ等に利用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  レーザ筐体
２−１〜２−ｎ  レーザ光源
３−１〜３−ｎ  第１温度制御素子  
４  光伝送光学系
５  合波光学系
６  第２温度制御素子
７−１〜７−ｎ  フォトダイオード
８  レーザ制御回路
９，１１  コネクタ
１０  光ファイバ
【図１】
0006278200.tif 000002
【図２】
0006278200.tif 000003
【図３】
0006278200.tif 000004