(57)【要約】【課題】  安価であって製造が容易な高出力のレーザ装置を提供する。【解決手段】  各光増幅部１０ｎの光増幅媒体１０３で発生した光のうち出射面１０２から出射された光は、光結合部３１の入出射端３１１ｎに入射する。入出射端３１１ｎに入射した光は、光カプラ３１３１〜３１３７を経て、光結合部３１の共通入出射端３１２から出力されて、回折格子部４０に入射する。そのうち特定波長の光の一部は、この回折格子部４０により選択的に反射され、これまでと逆の光路を辿って、各光増幅部１０ｎの光増幅媒体１０３に帰還し、光増幅部１０ｎの反射面２１１で反射される。光増幅部２０１〜２０８それぞれの反射面１０１と回折格子部４０との間で構成されるレーザ共振器においてレーザ発振する。光結合部３１の各入出射端３１１ｎにおける光導波路はマルチモードであり、回折格子部４０における光導波路はシングルモードである。【選択図】  図１
2005228987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面と出射面との間に光増幅媒体を有するＮ個の光増幅部と、
前記Ｎ個の光増幅部それぞれの前記光増幅媒体で発生する光のうち特定波長の光の一部を選択的にブラッグ反射させ、該特定波長の光の残部を透過させる回折格子部と、
前記Ｎ個の光増幅部に対して１対１に対応して設けられ前記出射面と光学的に結合されているＮ個の入出射端と、前記回折格子部と光学的に結合されている共通入出射端とを有し、前記Ｎ個の入出射端に入力した光を前記共通入出射端から出力するとともに、前記共通入出射端に入力した光をＮ分岐して前記Ｎ個の入出射端から出力する光結合部と、
を備え、
前記光結合部の前記Ｎ個の入出射端それぞれにおける光導波路が前記特定波長においてマルチモード光導波路であり、
前記回折格子部における光導波路が前記特定波長においてシングルモード光導波路であり、
前記Ｎ個の光増幅部それぞれの前記反射面と前記回折格子部との間でレーザ共振器を構成している、
ことを特徴とするレーザ装置（ただし、Ｎは２以上の整数）。
【請求項２】
前記光結合部は、ツリー状に接続された(Ｎ−１)個の２入力２出力の３ｄＢ光カプラを含み、各々の３ｄＢ光カプラの非接続の１つの端子が無反射終端とされている、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記光結合部は、Ｎ入力Ｎ出力の等分岐光カプラを含み、Ｎ出力のうち非接続の(Ｎ−１)個の端子が無反射終端とされている、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記光結合部は、ツリー状に接続された複数個の等分岐光カプラを含み、各々の等分岐光カプラの非接続の端子が無反射終端とされている、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記光結合部は、ツリー状に接続された(Ｎ−１)個の２入力１出力の分岐光カプラを含む、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記光結合部は、１個のＮ入力１出力の分岐光カプラを含む、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記光結合部は、ツリー状に接続された複数個の多入力１出力の分岐光カプラを含む、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記光結合部の前記Ｎ個の入出射端それぞれにおける前記マルチモード光導波路のコアサイズが前記特定波長の１０倍以上であることを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項９】
前記光結合部の前記Ｎ個の入出射端それぞれにおける前記マルチモード光導波路のコアの比屈折率差が０.２％以上であることを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１０】
前記マルチモード光導波路と前記シングルモード光導波路とが互いに融着接続されており、前記マルチモード光導波路のコアサイズをａ１とし、前記シングルモード光導波路のコアサイズをａ２としたときに、「０.９≦ａ１／ａ２≦１.０」または「０.９≦ａ２／ａ１≦１.０」なる関係式を満たす、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１１】
前記Ｎ個の光増幅部それぞれの前記出射面は、前記反射面に対して０度より大きく１０度以下の角度で傾斜している、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１２】
前記光結合部の前記Ｎ個の入出射端それぞれの端面は、該端面近傍における前記光結合部の光導波路の光軸に対して８０度以上９０度未満の角度で傾斜している、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１３】
前記Ｎ個の光増幅部それぞれの前記出射面と、前記光結合部の前記Ｎ個の入出射端との間に設けられ、前記出射面から出射した光を集光して前記入出射端に入射させるとともに、前記入出射端から出射した光を集光して前記出射面に入射させるＮ個の結合レンズを更に備える、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１４】
前記Ｎ個の光増幅部それぞれの前記出射面に結合レンズが一体形成され、この結合レンズから出射した光を集光して前記入出射端に入射させる、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１５】
前記Ｎ個の光増幅部それぞれの前記反射面から前記回折格子部までの光路長は、互いに異なり、光路長比が０.５〜２.０の範囲（ただし、１を除く）にある、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１６】
前記Ｎ個の光増幅部それぞれは半導体発光素子を含むことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１７】
前記Ｎ個の光増幅部は１次元状または２次元状にアレイ配置されて集積化されていることを特徴とする請求項１６記載のレーザ装置。
【請求項１８】
前記Ｎ個の光増幅部それぞれの前記出射面と、前記光結合部の前記Ｎ個の入出射端との間に設けられ、前記出射面から出射した光を集光して前記入出射端に入射させるとともに、前記入出射端から出射した光を集光して前記出射面に入射させるＮ個の結合レンズを更に備え、
これらＮ個の結合レンズは１次元状または２次元状にアレイ配置されて集積化されている、
ことを特徴とする請求項１７記載のレーザ装置。
【請求項１９】
前記Ｎ個の光増幅部それぞれの前記光増幅媒体は、波長範囲２００ｎｍ〜９００ｎｍに含まれる何れかの波長の光を発生する、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項２０】
前記光結合部における分岐部は、前記特定波長においてシングルモードである光導波路から構成されている、ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項２１】
前記回折格子部は基板上に形成された光導波路から構成されていることを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項２２】
前記回折格子部は光ファイバから形成されていることを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項２３】
前記光結合部における分岐部は基板上に形成された光導波路から構成されていることを特徴とする請求項１記載のレーザ装置。
【請求項２４】
前記光結合部の温度を調整する温度調整手段を更に備えることを特徴とする請求項２３記載のレーザ装置。
【請求項２５】
前記光導波路はオーバクラッド型のものであることを特徴とする請求項２３記載のレーザ装置。
【請求項２６】
請求項１〜２５の何れか１項に記載のレーザ装置と、
このレーザ装置から出力されるレーザ光を加工対象物に照射する照射光学系と、
を備えることを特徴とするレーザ加工機。
【請求項２７】
前記照射光学系は、前記レーザ装置から出力されるレーザ光を集光して加工対象物に照射する、ことを特徴とする請求項２６記載のレーザ加工機。
【請求項２８】
前記照射光学系は、前記レーザ装置から出力されるレーザ光をビーム径２０μｍ以下に集光する、ことを特徴とする請求項２６記載のレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ装置およびレーザ加工機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザ装置は、一般に、反射面と出射面との間に光増幅媒体を有しており、この反射面と出射面との間でレーザ共振器を構成している。また、光増幅媒体で発生する光の帯域幅が広い場合には、レーザ装置は、反射面と出射面との間に光増幅媒体を有する光増幅部と、この光増幅部の出射面から出力される光のうち特定波長の光の一部を選択的にブラッグ反射させ残部を透過させる回折格子部とを備えて、光増幅部の反射面と回折格子部との間でレーザ共振器を構成する（特許文献１および特許文献２を参照）。このような回折格子部を備えるレーザ装置から出力されるレーザ光の帯域幅は、該回折格子部のブラッグ反射帯域幅の程度となる。
【０００３】
また、出力レーザ光をハイパワー化するには、上記のような回折格子部を備える複数のレーザ装置を用い、各々の回折格子部のブラッグ反射波長を互いに異なるものとして、複数のレーザ装置それぞれの回折格子部から出力される多波長のレーザ光をＡＷＧ（Arrayed-Waveguide Grating）により合波することが行われる（特許文献３を参照）。
【特許文献１】特許第３４１２５８４号公報
【特許文献２】特開平１１−２８９１３０号公報
【特許文献３】特開２００１−２６７６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献３に記載された構成のものは、多くの回折格子部とＡＷＧとを含むことから、出力レーザ光の波長（すなわち、各々の回折格子部のブラッグ反射波長）について高精度の管理が必要となり、また、高価である。
【０００５】
さらに、特許文献３に記載された構成のものは、各々の回折格子部における光導波路の端面とＡＷＧの入射端面との間の光結合を高めるために高精度な光軸調整が必要となることから、製造歩留まりが悪く、製造コストが高くなる。特に、波長が短い場合には、光導波路のモードフィールド径が小さいことから、更に高精度の光軸調整が要求される。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、安価であって製造が容易な高出力のレーザ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】
【０００７】
本発明に係るレーザ装置は、(1) 反射面と出射面との間に光増幅媒体を有するＮ個の光増幅部と、(2) Ｎ個の光増幅部それぞれの光増幅媒体で発生する光のうち特定波長の光の一部を選択的にブラッグ反射させ、該特定波長の光の残部を透過させる回折格子部と、(3) Ｎ個の光増幅部に対して１対１に対応して設けられ出射面と光学的に結合されているＮ個の入出射端と、回折格子部と光学的に結合されている共通入出射端とを有し、Ｎ個の入出射端に入力した光を共通入出射端から出力するとともに、共通入出射端に入力した光をＮ分岐してＮ個の入出射端から出力する光結合部と、を備えることを特徴とする。さらに、本発明に係るレーザ装置は、光結合部のＮ個の入出射端それぞれにおける光導波路が特定波長においてマルチモード光導波路であり、回折格子部における光導波路が特定波長においてシングルモード光導波路であり、Ｎ個の光増幅部それぞれの反射面と回折格子部との間でレーザ共振器を構成していることを特徴とする。ただし、Ｎは２以上の整数である。また、「光導波路」は、基板に形成された光導波路および光ファイバの双方を含む。
【０００８】
本発明に係るレーザ装置は以下のように作用する。Ｎ個の光増幅部それぞれの光増幅媒体で発生した光のうち出射面から外部へ出射された光は、光結合部の対応する入出射端に入射する。光結合部のＮ個の入出射端それぞれに入射した光は、光結合部の共通入出射端から出力されて、回折格子部に入射する。回折格子部に入射した光のうち特定波長の光の一部は、この回折格子部により選択的に反射され、これまでと逆の光路を辿って、各光増幅部の光増幅媒体に帰還し、光増幅部の反射面で反射される。このように光増幅媒体に光が帰還することにより、光増幅媒体において誘導放射が生起されて、Ｎ個の光増幅部それぞれの反射面と回折格子部との間で構成されるレーザ共振器においてレーザ発振する。そして、発振したレーザ光の一部は、回折格子部を透過して外部へ出射される。
【０００９】
このレーザ装置では、並列的に配置された複数の光増幅部それぞれの光増幅媒体において誘導放射が生起されるので、出力レーザ光のハイパワー化が可能である。また、レーザ共振器の一方側に１個の回折格子部を設ければよいので、安価であり、また、出力レーザ光の波長（すなわち、回折格子部のブラッグ反射波長）の管理が容易である。また出力レーザ光波長において光結合部の各入出射端における光導波路がマルチモードであることから、光結合部の各入出射端と光増幅部との光結合を高めるための光軸調整が容易であり、製造歩留まりを向上させることができ、製造コストを安価にすることができる。また、出力レーザ光波長において回折格子部における光導波路がシングルモードであることから、この回折格子部において導波モードおよび反射率が安定して、動作も安定したものとなる。
【００１０】
本発明に係るレーザ装置では、光結合部は、ツリー状に接続された(Ｎ−１)個の２入力２出力の３ｄＢ光カプラを含み、各々の３ｄＢ光カプラの非接続の１つの端子が無反射終端とされているのが好適である。或いは、光結合部は、Ｎ入力Ｎ出力の等分岐光カプラを含み、Ｎ出力のうち非接続の(Ｎ−１)個の端子が無反射終端とされているのが好適である。或いは、光結合部は、ツリー状に接続された複数個の等分岐光カプラを含み、各々の等分岐光カプラの非接続の端子が無反射終端とされているのが好適である。これら何れの場合にも、Ｎ個の光増幅部それぞれの反射面と回折格子部との間でレーザ共振器を構成する上で好都合である。
【００１１】
本発明に係るレーザ装置では、光結合部は、ツリー状に接続された(Ｎ−１)個の２入力１出力の分岐光カプラを含むのが好適である。或いは、光結合部は、１個のＮ入力１出力の分岐光カプラを含むのが好適である。或いは、光結合部は、ツリー状に接続された複数個の多入力１出力の分岐光カプラを含むのが好適である。これら何れの場合にも、Ｎ個の光増幅部それぞれの反射面と回折格子部との間でレーザ共振器を構成する上で好都合である。
【００１２】
本発明に係るレーザ装置では、光結合部のＮ個の入出射端それぞれにおけるマルチモード光導波路のコアサイズが特定波長の１０倍以上であるのが好適であり、或いは、光結合部のＮ個の入出射端それぞれにおけるマルチモード光導波路のコアの比屈折率差が０.２％以上であるのが好適である。これら何れの場合にも、光結合部の各入出射端と光増幅部との間の光結合を高効率とすることができる。
【００１３】
本発明に係るレーザ装置では、マルチモード光導波路とシングルモード光導波路とが互いに融着接続されており、マルチモード光導波路のコアサイズをａ１とし、シングルモード光導波路のコアサイズをａ２としたときに、「０.９≦ａ１／ａ２≦１.０」または「０.９≦ａ２／ａ１≦１.０」なる関係式を満たすのが好適である。この場合には、マルチモード光導波路とシングルモード光導波路との接続位置における接続損失を低減することができる。
【００１４】
本発明に係るレーザ装置では、Ｎ個の光増幅部それぞれの出射面は、反射面に対して０度より大きく１０度以下の角度で傾斜しているのが好適である。また、光結合部のＮ個の入出射端それぞれの端面は、該端面近傍における光結合部の光導波路の光軸に対して８０度以上９０度未満の角度で傾斜しているのも好適である。これらの場合には、レ−ザ共振器における共振効率を向上させる上で好都合である。
【００１５】
本発明に係るレーザ装置は、Ｎ個の光増幅部それぞれの出射面と、光結合部のＮ個の入出射端との間に設けられ、出射面から出射した光を集光して入出射端に入射させるとともに、入出射端から出射した光を集光して出射面に入射させるＮ個の結合レンズを更に備えるのが好適である。Ｎ個の光増幅部それぞれの出射面に結合レンズが一体形成され、この結合レンズから出射した光を集光して入出射端に入射させるのも好適である。また、この結合レンズは表面に反射低減膜が形成されているのが好適である。また、光結合部のＮ個の入出射端それぞれは反射低減膜が形成されているのも好適である。また、光増幅部の出射面に反射低減膜が形成されているのも好適である。これらの場合にも、レ−ザ共振器における共振効率を向上させる上で好都合である。
【００１６】
本発明に係るレーザ装置では、Ｎ個の光増幅部それぞれの反射面から回折格子部までの光路長は、互いに異なり、光路長比が０.５〜２.０の範囲（ただし、１を除く）にあるのが好適である。この場合にも、レ−ザ共振器における共振効率を向上させる上で好都合である。
【００１７】
本発明に係るレーザ装置では、Ｎ個の光増幅部それぞれは半導体発光素子を含むのが好適である。また、Ｎ個の光増幅部は１次元状または２次元状にアレイ配置されて集積化されているのが好適である。さらに、本発明に係るレーザ装置は、Ｎ個の光増幅部それぞれの出射面と、光結合部のＮ個の入出射端との間に設けられ、出射面から出射した光を集光して入出射端に入射させるとともに、入出射端から出射した光を集光して出射面に入射させるＮ個の結合レンズを更に備え、これらＮ個の結合レンズが１次元状または２次元状にアレイ配置されて集積化されているのが好適である。これらの場合には、小型化・低価格化が可能であり、また、ペルチエ素子等で温度調整するのも容易である。
【００１８】
本発明に係るレーザ装置では、Ｎ個の光増幅部それぞれの光増幅媒体は、波長範囲２００ｎｍ〜９００ｎｍに含まれる何れかの波長の光を発生するのが好適である。この場合には、出力レーザ光を金属に照射して加工する際に、加工効率が優れる。
【００１９】
本発明に係るレーザ装置では、光結合部における分岐部は、特定波長においてシングルモードである光導波路から構成されているのが好適である。この場合には、導波モードが安定して、動作も安定したものとなる。
【００２０】
本発明に係るレーザ装置では、回折格子部は基板上に形成された光導波路から構成されているのが好適である。この場合には、可撓性がないため、モードが安定し、温度調整することで安定動作が可能となる。
【００２１】
本発明に係るレーザ装置では、回折格子部は光ファイバから形成されているのが好適である。この場合には、特性が良好で、安価である。
【００２２】
本発明に係るレーザ装置では、光結合部における分岐部は基板上に形成された光導波路から構成されているのが好適である。光結合部の温度を調整する温度調整手段を更に備えるのも好適である。また、光導波路はオーバクラッド型のものであるのも好適である。この場合には、心数が多い場合に低価格化が可能であり、小型化なども可能である。
【００２３】
本発明に係るレーザ加工機は、上記の本発明に係るレーザ装置と、このレーザ装置から出力されるレーザ光を加工対象物に照射する照射光学系と、を備えることを特徴とする。照射光学系は、レーザ装置から出力されるレーザ光を集光して加工対象物に照射するのが好適であり、また、レーザ装置から出力されるレーザ光をビーム径２０μｍ以下に集光するのが更に好適である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係るレーザ装置は、高出力のレーザ光を出力することができて、しかも、安価なものとすることができ、波長管理が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２６】
（第１実施形態）
先ず、本発明に係るレーザ装置の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係るレーザ装置１の構成図である。この図に示されるレーザ装置１は、８個の光増幅部１０１〜１０８、８個の結合レンズ２０１〜２０８、光結合部３１および回折格子部４０を備える。
【００２７】
各光増幅部１０ｎは、同様の構成のものであって、反射面と出射面との間に光増幅媒体を有するものであり、この光増幅媒体において所定波長域の光を放出するとともに誘導放射を生起することができる。ここで、ｎは１以上８以下の任意の整数である。
【００２８】
光結合部３１は、８個の入出射端３１１１〜３１１８および１個の共通入出射端３１２を有し、８個の入出射端３１１１〜３１１８に入力した光を共通入出射端３１２から出力するとともに、共通入出射端３１２に入力した光を８分岐して８個の入出射端３１１１〜３１１８から出力する。
【００２９】
光結合部３１の入出射端３１１ｎは、結合レンズ２０ｎを介して光増幅部１０ｎの出射面に光学的に結合されている。すなわち、結合レンズ２０ｎは、光増幅部１０ｎの出射面から出射した光を入力して、この光を集光して光結合部３１の入出射端３１１ｎに入射させるとともに、光結合部３１の入出射端３１１ｎから出射した光を入力して、この光を集光して光増幅部１０ｎの出射面に入射させる。或いは、光増幅部１０ｎの出射面に結合レンズが一体形成され、この結合レンズから出射した光を集光して入出射端３１１ｎに入射させるのも好適である。
【００３０】
光結合部３１の共通入出射端３１２は、回折格子部４０と光学的に結合されている。すなわち、光結合部３１の共通入出射端３１２から出射された光は回折格子部４０に入射し、回折格子部４０で反射された光は光結合部３１の共通入出射端３１２に入射する。
【００３１】
光結合部３１は、ツリー状に接続された７個の２入力２出力の３ｄＢ光カプラ３１３１〜３１３７を含む。図示のとおり、４個の光カプラ３１３１〜３１３４それぞれの２個の入力端子は、８個の入出射端３１１１〜３１１８と１対１に接続されている。２個の光カプラ３１３５，３１３６それぞれの２個の入力端子は、４個の光カプラ３１３１〜３１３４それぞれの１個の出力端子と１対１に接続されている。光カプラ３１３７の２個の入力端子は、２個の光カプラ３１３５，３１３６それぞれの１個の出力端子と１対１に接続されている。光カプラ３１３７の１個の出力端子は、共通入出射端３１２に接続されている。７個の光カプラ３１３１〜３１３７は、このようにツリー状に接続された場合、非接続の１つの端子を各々有することになるが、この非接続の端子は無反射終端とされている。
【００３２】
回折格子部４０は、８個の光増幅部１０１〜１０８それぞれの光増幅媒体で発生する光のうち、特定波長の光の一部を選択的にブラッグ反射させ、該特定波長の光の残部を透過させる。より具体的には、回折格子部４０は、光導波路において長手方向に周期的な屈折率変調による回折格子が形成されたもので、その光導波路を導波する光のうち該回折格子におけるブラッグ条件を満たす特定波長の光の一部を選択的に反射させる。
【００３３】
そして、このレーザ装置１は、８個の光増幅部２０１〜２０８それぞれの反射面と回折格子部４０との間でレーザ共振器を構成している。
【００３４】
図２は、光増幅部１０ｎ、結合レンズ２０ｎおよび光結合部３１の入出射端３１１ｎの構成の詳細図である。光増幅部１０ｎは、反射面１０１と出射面１０２との間に光増幅媒体１０３を有するものであり、この光増幅媒体１０３において所定波長域の光を放出するとともに誘導放射を生起することができる。光増幅媒体１０３で発生する光の波長において、反射面１０１の反射率は高く例えば９９％以上であり、出射面１０２の反射率は低く例えば１％以下である。この光増幅部１０ｎはレーザダイオード（半導体発光素子）であるのが好適であり、反射面１０１に高反射膜が形成されているのが好適であり、また、出射面１０２に反射低減膜が形成されているのが好適である。
【００３５】
結合レンズ２０ｎは、光増幅部１０ｎの出射面１０２から出射した光を入力して、この光を集光して光結合部３１の入出射端３１１ｎに入射させるとともに、光結合部３１の入出射端３１１ｎから出射した光を入力して、この光を集光して光増幅部１０ｎの出射面１０２に入射させる。この結合レンズ２０ｎの表面にも反射低減膜が形成されているのが好適である。また、光結合部３１の入出射端３１１ｎにも反射低減膜が形成されているのが好適である。このようにすることにより、レーザ共振器における共振効率が向上する。
【００３６】
光増幅部１０１〜１０８それぞれがレーザダイオードである場合には、小型化が容易であり、また、ペルチエ素子等で温度調整するのも容易である。また、光増幅部１０１〜１０８は１次元状または２次元状にアレイ配置されて集積化されているのが好適である。さらに、結合レンズ２０１〜２０８も１次元状または２次元状にアレイ配置されて集積化されているのが好適である。このように集積化することにより、装置の組み立てが容易となり、コストを低減することができる。
【００３７】
また、光増幅部１０１〜１０８それぞれの光増幅媒体１０３は、波長範囲２００ｎｍ〜９００ｎｍに含まれる何れかの波長の光を発生するのが好適である。この場合には、出力レーザ光を金属に照射して加工する際に、加工効率が優れる。
【００３８】
光増幅部１０１〜１０８それぞれの反射面から回折格子部４０までの光路長は、互いに異なり、光路長比が０.５〜２.０の範囲（ただし、１を除く）にあるのが好適である。すなわち、光増幅部１０ｎの反射面１０１から回折格子部４０までの光路長をＬｎと表すと、「Ｌｎ１≠Ｌｎ２」であって、「１＜Ｌｎ１／Ｌｎ２＜２」または「１＜Ｌｎ２／Ｌｎ１＜２」である。ただし、添え字ｎ１，ｎ２は、１以上８以下の任意の整数であって、互いに異なる。このようにすることによっても、レーザ共振器における共振効率が向上する。
【００３９】
図３は、光増幅部１０ｎ、結合レンズ２０ｎおよび光結合部３１の入出射端３１１ｎの他の構成の詳細図である。この図に示されるように、光増幅部１０ｎの出射面１０１は、反射面１０２に対して０度より大きく１０度以下の角度で傾斜しているのが好適である。また、入出射端３１１ｎの端面は、該端面近傍における光結合部３１の光導波路の光軸に対して８０度以上９０度未満の角度で傾斜しているのが好適である。このようにすることによっても、レーザ共振器における共振効率が向上する。
【００４０】
図４は、光結合部３１の入出射端３１１ｎと回折格子部４０との間の光導波路構造の説明図である。回折格子部４０のブラッグ反射波長において、光結合部３１の各入出射端３１１ｎにおける光導波路はマルチモードであり、回折格子部４０における光導波路はシングルモードである。光結合部３１の各入出射端３１１ｎと回折格子部４０との間の光導波路の長手方向に沿った何れかの位置Ｃにおいて、マルチモード光導波路Ａとシングルモード光導波路Ｂとの境界が存在する。
【００４１】
この境界位置Ｃにおいてマルチモード光導波路Ａとシングルモード光導波路Ｂとが融着接続されていてもよい。この場合には、その境界位置Ｃにおいて、マルチモード光導波路Ａのコアサイズをａ１とし、シングルモード光導波路Ｂのコアサイズをａ２としたときに、「０.９≦ａ１／ａ２≦１.０」または「０.９≦ａ２／ａ１≦１.０」なる関係式を満たすのが好適である。ここで、光導波路が光ファイバである場合には、コアサイズはコア径であり、基板上に形成された光導波路である場合には、コアサイズはコア幅である。このようにすることにより、この接続位置Ｃにおける接続損失を低減することができる。
【００４２】
或いは、光導波路のコアサイズが長手方向に沿って連続的に変化していて、そのコアサイズの連続的変化の途中の位置Ｃにおいてマルチモードとシングルモードとが切り替わるようになっていてもよい。
【００４３】
光結合部３１の各入出射端３１１ｎにおけるマルチモード光導波路Ａのコアサイズは、回折格子部４０のブラッグ波長の１０倍以上であるのが好適である。また、光結合部３１の各入出射端３１１ｎにおけるマルチモード光導波路Ａのコアの比屈折率差は０.２％以上であるのが好適である。このようにすることにより、光結合部３１の各入出射端３１１ｎと光増幅部１０ｎとの間の光結合を高効率とすることができる。
【００４４】
光結合部３１において、光カプラ３１３１〜３１３７それぞれは、マルチモード光導波路Ａおよびシングルモード光導波路Ｂの何れから構成されていてもよい。ただし、光カプラ３１３１〜３１３７それぞれは、シングルモード光導波路Ｂから構成されているのが好適であり、このようにすることにより、導波モードが安定して、動作も安定したものとなる。
【００４５】
本実施形態に係るレーザ装置１は以下のように動作する。各光増幅部１０ｎの光増幅媒体１０３で発生した光のうち出射面１０２から外部へ出射された光は、結合レンズ２０ｎにより集光されて、光結合部３１の入出射端３１１ｎに入射する。光結合部３１の８個の入出射端３１１１〜３１１８それぞれに入射した光は、光カプラ３１３１〜３１３７を経て、光結合部３１の共通入出射端３１２から出力されて、回折格子部４０に入射する。回折格子部４０に入射した光のうち特定波長の光の一部は、この回折格子部４０により選択的に反射され、これまでと逆の光路を辿って、各光増幅部１０ｎの光増幅媒体１０３に帰還し、光増幅部１０ｎの反射面１０１で反射される。このように光増幅媒体１０３に光が帰還することにより、光増幅媒体１０３において誘導放射が生起されて、光増幅部２０１〜２０８それぞれの反射面１０１と回折格子部４０との間で構成されるレーザ共振器においてレーザ発振する。そして、発振したレーザ光の一部は、回折格子部４０を透過して外部へ出射される。
【００４６】
このレーザ装置１では、光カプラ３１３１〜３１３７それぞれの非接続の１つの端子が無反射終端とされており、これらの無反射終端とされている端子と光増幅部２０ｎの反射面１０１との間では共振が起こらない。したがって、ハイパワーのレーザ光が回折格子部４０を経て外部へ出力される。また、このレーザ装置１では、レーザ共振器の一方側に１個の回折格子部４０を設ければよいので、安価であり、また、出力レーザ光の波長（すなわち、回折格子部４０のブラッグ反射波長）の管理が容易である。
【００４７】
また、このレーザ装置１は、出力レーザ光波長において光結合部３１の各入出射端３１１ｎにおける光導波路がマルチモードであることから、光結合部３１の各入出射端３１１ｎと光増幅部１０ｎとの光結合を高めるための光軸調整が容易であり、製造歩留まりを向上させることができ、製造コストを安価にすることができる。また、このレーザ装置１は、出力レーザ光波長において回折格子部４０における光導波路がシングルモードであることから、この回折格子部４０において導波モードおよび反射率が安定して、動作も安定したものとなる。
【００４８】
特に、本実施形態では、光結合部３１および回折格子部４０それぞれは光ファイバから構成されている。この場合には、心数が比較的少ないとき（例えば２〜４心のとき）に、安価に作製することができる。また、この光ファイバは特定波長において単一モード動作するのが好適であり、これにより共振効率が向上する。また、光結合部３１は偏波保持光ファイバから分岐部が構成されており、光結合部３１の８個の入出射面３１１１〜３１１８それぞれにおける偏波保持方位は、その入出射面に入射する光の偏向方位と一致するよう調整されているのが好適である。入出射面３１１１〜３１１８それぞれと、偏波保持光ファイバからなる分岐部との間に、マルチモード導波路が介在する場合には、該マルチモード導波路を平面基板で構成する等により、導波モードを安定化すると、共振効率が向上する。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明に係るレーザ装置の第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係るレーザ装置２の構成図である。この図に示されるレーザ装置２は、８個の光増幅部１０１〜１０８、８個の結合レンズ２０１〜２０８、光結合部３２および回折格子部４２を備える。８個の光増幅部１０１〜１０８および８個の結合レンズ２０１〜２０８は、第１実施形態におけるものと同様のものである。
【００５０】
光結合部３２は、８個の入出射端３２１１〜３２１８および１個の共通入出射端３２２を有し、８個の入出射端３２１１〜３２１８に入力した光を共通入出射端３２２から出力するとともに、共通入出射端３２２に入力した光を８分岐して８個の入出射端３２１１〜３２１８から出力する。
【００５１】
光結合部３２の入出射端３２１ｎは、結合レンズ２０ｎを介して光増幅部１０ｎの出射面に光学的に結合されている。すなわち、結合レンズ２０ｎは、光増幅部１０ｎの出射面から出射した光を入力して、この光を集光して光結合部３２の入出射端３２１ｎに入射させるとともに、光結合部３２の入出射端３２１ｎから出射した光を入力して、この光を集光して光増幅部１０ｎの出射面に入射させる。
【００５２】
光結合部３２の共通入出射端３２２は、回折格子部４２と光学的に結合されている。すなわち、光結合部３２の共通入出射端３２２から出射された光は回折格子部４２に入射し、回折格子部４２で反射された光は光結合部３２の共通入出射端３２２に入射する。
【００５３】
光結合部３２は、ツリー状に接続された７個の２入力２出力の３ｄＢ光カプラ３２３１〜３２３７を含む。図示のとおり、４個の光カプラ３２３１〜３２３４それぞれの２個の入力端子は、８個の入出射端３２１１〜３２１８と１対１に接続されている。２個の光カプラ３２３５，３２３６それぞれの２個の入力端子は、４個の光カプラ３２３１〜３２３４それぞれの１個の出力端子と１対１に接続されている。光カプラ３２３７の２個の入力端子は、２個の光カプラ３２３５，３２３６それぞれの１個の出力端子と１対１に接続されている。光カプラ３２３７の１個の出力端子は、共通入出射端３２２に接続されている。７個の光カプラ３２３１〜３２３７は、このようにツリー状に接続された場合、非接続の１つの端子を各々有することになるが、この非接続の端子は無反射終端とされている。
【００５４】
回折格子部４２は、８個の光増幅部１０１〜１０８それぞれの光増幅媒体で発生する光のうち、特定波長の光の一部を選択的にブラッグ反射させ、該特定波長の光の残部を透過させる。より具体的には、回折格子部４２は、光導波路において長手方向に周期的な屈折率変調による回折格子が形成されたもので、その光導波路を導波する光のうち該回折格子におけるブラッグ条件を満たす特定波長の光の一部を選択的に反射させる。
【００５５】
そして、このレーザ装置２は、８個の光増幅部２０１〜２０８それぞれの反射面と回折格子部４２との間でレーザ共振器を構成している。
【００５６】
光増幅部１０ｎ、結合レンズ２０ｎおよび光結合部３２の入出射端３２１ｎの構成の詳細については、第１実施形態において図２および図３を用いて説明したものと同様である。
【００５７】
また、光結合部３２の入出射端３２１ｎと回折格子部４２との間の光導波路構造については、第１実施形態において図４を用いて説明したものと同様である。すなわち、このレーザ装置２は、出力レーザ光波長において光結合部３２の各入出射端３２１ｎにおける光導波路がマルチモードであり、出力レーザ光波長において回折格子部４２における光導波路がシングルモードである。
【００５８】
以上のように構成される本実施形態に係るレーザ装置２は、第１実施形態に係るレーザ装置１と同様に動作して同様の効果を奏することができる。
【００５９】
特に、本実施形態では、光結合部３２および回折格子部４２それぞれは、共通の基板３２０上に形成された光導波路から構成されている。この場合には、心数が比較的多いとき（例えば５心以上のとき）には安価に作製することができる。また、回折格子部４２を保護する上でも好都合である。
【００６０】
光結合部３２および回折格子部４２が形成された基板３２０の温度を調整する温度調整手段（例えばペルチエ素子）を更に備えるのが好適であり、また、この温度調整手段により基板３２０の温度を４０℃以上の所定温度に維持するのが好適である。このように温度調整することにより、光結合部３２および回折格子部４２それぞれの特性が安定し、導波光の偏波状態を保持する上で好都合である。また、光結合部３２における光導波路はオーバクラッド型のものであるのが好適であり、この場合には、導波光の偏波状態を保持することができる。
【００６１】
（第３実施形態）
次に、本発明に係るレーザ装置の第３実施形態について説明する。図６は、第３実施形態に係るレーザ装置３の構成図である。この図に示されるレーザ装置３は、８個の光増幅部１０１〜１０８、８個の結合レンズ２０１〜２０８、光結合部３３および回折格子部４０を備える。８個の光増幅部１０１〜１０８、８個の結合レンズ２０１〜２０８および回折格子部４０は、第１実施形態におけるものと同様のものである。
【００６２】
光結合部３３は、８個の入出射端３３１１〜３３１８および１個の共通入出射端３３２を有し、８個の入出射端３３１１〜３３１８に入力した光を共通入出射端３３２から出力するとともに、共通入出射端３３２に入力した光を８分岐して８個の入出射端３３１１〜３３１８から出力する。
【００６３】
光結合部３３の入出射端３３１ｎは、結合レンズ２０ｎを介して光増幅部１０ｎの出射面に光学的に結合されている。すなわち、結合レンズ２０ｎは、光増幅部１０ｎの出射面から出射した光を入力して、この光を集光して光結合部３３の入出射端３３１ｎに入射させるとともに、光結合部３３の入出射端３３１ｎから出射した光を入力して、この光を集光して光増幅部１０ｎの出射面に入射させる。
【００６４】
光結合部３３の共通入出射端３３２は、回折格子部４０と光学的に結合されている。すなわち、光結合部３３の共通入出射端３３２から出射された光は回折格子部４０に入射し、回折格子部４０で反射された光は光結合部３３の共通入出射端３３２に入射する。
【００６５】
光結合部３３は、ツリー状に接続された７個の２入力２出力の３ｄＢ光カプラ３３３１〜３３３７を含む。図示のとおり、４個の光カプラ３３３１〜３３３４それぞれの２個の入力端子は、８個の入出射端３３１１〜３３１８と１対１に接続されている。２個の光カプラ３３３５，３３３６それぞれの２個の入力端子は、４個の光カプラ３３３１〜３３３４それぞれの１個の出力端子と１対１に接続されている。光カプラ３３３７の２個の入力端子は、２個の光カプラ３３３５，３３３６それぞれの１個の出力端子と１対１に接続されている。光カプラ３３３７の１個の出力端子は、共通入出射端３３２に接続されている。７個の光カプラ３３３１〜３３３７は、このようにツリー状に接続された場合、非接続の１つの端子を各々有することになるが、この非接続の端子は無反射終端とされている。
【００６６】
回折格子部４０は、８個の光増幅部１０１〜１０８それぞれの光増幅媒体で発生する光のうち、特定波長の光の一部を選択的にブラッグ反射させ、該特定波長の光の残部を透過させる。より具体的には、回折格子部４０は、光導波路において長手方向に周期的な屈折率変調による回折格子が形成されたもので、その光導波路を導波する光のうち該回折格子におけるブラッグ条件を満たす特定波長の光の一部を選択的に反射させる。
【００６７】
そして、このレーザ装置３は、８個の光増幅部２０１〜２０８それぞれの反射面と回折格子部４０との間でレーザ共振器を構成している。
【００６８】
光増幅部１０ｎ、結合レンズ２０ｎおよび光結合部３３の入出射端３３１ｎの構成の詳細については、第１実施形態において図２および図３を用いて説明したものと同様である。
【００６９】
また、光結合部３３の入出射端３３１ｎと回折格子部４０との間の光導波路構造については、第１実施形態において図４を用いて説明したものと同様である。すなわち、このレーザ装置３は、出力レーザ光波長において光結合部３３の各入出射端３３１ｎにおける光導波路がマルチモードであり、出力レーザ光波長において回折格子部４０における光導波路がシングルモードである。
【００７０】
以上のように構成される本実施形態に係るレーザ装置３は、第１実施形態に係るレーザ装置１と同様に動作して同様の効果を奏することができる。
【００７１】
特に、本実施形態では、光結合部３３は基板上に形成された光導波路から構成されていて、回折格子部４０は光ファイバから構成されている。この場合には、心数が比較的多いとき（例えば５心以上のとき）には光結合部３３を安価に作製することができる。また、光ファイバから構成される回折格子部４０をも安価に作製することができる。
【００７２】
光結合部３３が形成された基板の温度を調整する温度調整手段（例えばペルチエ素子）を更に備えるのが好適であり、また、この温度調整手段により基板の温度を４０℃以上の所定温度に維持するのが好適である。このように温度調整することにより、光結合部３３の特性が安定し、導波光の偏波状態を保持する上で好都合である。また、光結合部３３における光導波路はオーバクラッド型のものであるのが好適であり、この場合には、導波光の偏波状態を保持することができる。
【００７３】
（第４実施形態）
次に、本発明に係るレーザ装置の第４実施形態について説明する。図７は、第４実施形態に係るレーザ装置４の構成図である。この図に示されるレーザ装置４は、８個の光増幅部１０１〜１０８、８個の結合レンズ２０１〜２０８、光結合部３４および回折格子部４０を備える。８個の光増幅部１０１〜１０８、８個の結合レンズ２０１〜２０８および回折格子部４０は、第１実施形態におけるものと同様のものである。
【００７４】
光結合部３４は、８個の入出射端３４１１〜３４１８および１個の共通入出射端３４２を有し、８個の入出射端３４１１〜３４１８に入力した光を共通入出射端３４２から出力するとともに、共通入出射端３４２に入力した光を８分岐して８個の入出射端３４１１〜３４１８から出力する。
【００７５】
光結合部３４の入出射端３４１ｎは、結合レンズ２０ｎを介して光増幅部１０ｎの出射面に光学的に結合されている。すなわち、結合レンズ２０ｎは、光増幅部１０ｎの出射面から出射した光を入力して、この光を集光して光結合部３４の入出射端３４１ｎに入射させるとともに、光結合部３４の入出射端３４１ｎから出射した光を入力して、この光を集光して光増幅部１０ｎの出射面に入射させる。
【００７６】
光結合部３４の共通入出射端３４２は、回折格子部４０と光学的に結合されている。すなわち、光結合部３４の共通入出射端３４２から出射された光は回折格子部４０に入射し、回折格子部４０で反射された光は光結合部３４の共通入出射端３４２に入射する。
【００７７】
光結合部３４は、１個の８入力８出力の等分岐光カプラ３４３を含む。図示のとおり、光カプラ３４３の８個の入力端子は、８個の入出射端３４１１〜３４１８と１対１に接続されている。光カプラ３４３の１個の出力端子は、共通入出射端３４２に接続されている。光カプラ３４３の他の７個の非接続の出力端子は、無反射終端とされている。
【００７８】
回折格子部４０は、８個の光増幅部１０１〜１０８それぞれの光増幅媒体で発生する光のうち、特定波長の光の一部を選択的にブラッグ反射させ、該特定波長の光の残部を透過させる。より具体的には、回折格子部４０は、光導波路において長手方向に周期的な屈折率変調による回折格子が形成されたもので、その光導波路を導波する光のうち該回折格子におけるブラッグ条件を満たす特定波長の光の一部を選択的に反射させる。
【００７９】
そして、このレーザ装置４は、８個の光増幅部２０１〜２０８それぞれの反射面と回折格子部４０との間でレーザ共振器を構成している。
【００８０】
光増幅部１０ｎ、結合レンズ２０ｎおよび光結合部３４の入出射端３４１ｎの構成の詳細については、第１実施形態において図２および図３を用いて説明したものと同様である。
【００８１】
また、光結合部３４の入出射端３４１ｎと回折格子部４０との間の光導波路構造については、第１実施形態において図４を用いて説明したものと同様である。すなわち、このレーザ装置４は、出力レーザ光波長において光結合部３４の各入出射端３４１ｎにおける光導波路がマルチモードであり、出力レーザ光波長において回折格子部４０における光導波路がシングルモードである。
【００８２】
以上のように構成される本実施形態に係るレーザ装置４は、第１実施形態に係るレーザ装置１と同様に動作して同様の効果を奏することができる。
【００８３】
（第５実施形態）
次に、本発明に係るレーザ装置の第５実施形態について説明する。図８は、第５実施形態に係るレーザ装置５の構成図である。この図に示されるレーザ装置５は、８個の光増幅部１０１〜１０８、８個の結合レンズ２０１〜２０８、光結合部３５および回折格子部４０を備える。８個の光増幅部１０１〜１０８、８個の結合レンズ２０１〜２０８および回折格子部４０は、第１実施形態におけるものと同様のものである。
【００８４】
光結合部３５は、８個の入出射端３５１１〜３５１８および１個の共通入出射端３５２を有し、８個の入出射端３５１１〜３５１８に入力した光を共通入出射端３５２から出力するとともに、共通入出射端３５２に入力した光を８分岐して８個の入出射端３５１１〜３５１８から出力する。
【００８５】
光結合部３５の入出射端３５１ｎは、結合レンズ２０ｎを介して光増幅部１０ｎの出射面に光学的に結合されている。すなわち、結合レンズ２０ｎは、光増幅部１０ｎの出射面から出射した光を入力して、この光を集光して光結合部３５の入出射端３５１ｎに入射させるとともに、光結合部３５の入出射端３５１ｎから出射した光を入力して、この光を集光して光増幅部１０ｎの出射面に入射させる。
【００８６】
光結合部３５の共通入出射端３５２は、回折格子部４０と光学的に結合されている。すなわち、光結合部３５の共通入出射端３５２から出射された光は回折格子部４０に入射し、回折格子部４０で反射された光は光結合部３５の共通入出射端３５２に入射する。
【００８７】
光結合部３５は、２個の４入力４出力の等分岐光カプラ３５３１，３５３２、および、１個の２入力２出力の等分岐光カプラ３５３３を含む。図示のとおり、光カプラ３５３１，３５３２それぞれの４個の入力端子は、８個の入出射端３５１１〜３５１８と１対１に接続されている。光カプラ３５３３の２個の入力端子は、光カプラ３５３１，３５３２それぞれの１個の出力端子と１対１に接続されている。光カプラ３５３３の１個の出力端子は、共通入出射端３５２に接続されている。光カプラ３５３１〜３５３３それぞれの非接続の出力端子は、無反射終端とされている。
【００８８】
回折格子部４０は、８個の光増幅部１０１〜１０８それぞれの光増幅媒体で発生する光のうち、特定波長の光の一部を選択的にブラッグ反射させ、該特定波長の光の残部を透過させる。より具体的には、回折格子部４０は、光導波路において長手方向に周期的な屈折率変調による回折格子が形成されたもので、その光導波路を導波する光のうち該回折格子におけるブラッグ条件を満たす特定波長の光の一部を選択的に反射させる。
【００８９】
そして、このレーザ装置５は、８個の光増幅部２０１〜２０８それぞれの反射面と回折格子部４０との間でレーザ共振器を構成している。
【００９０】
光増幅部１０ｎ、結合レンズ２０ｎおよび光結合部３５の入出射端３５１ｎの構成の詳細については、第１実施形態において図２および図３を用いて説明したものと同様である。
【００９１】
また、光結合部３５の入出射端３５１ｎと回折格子部４０との間の光導波路構造については、第１実施形態において図４を用いて説明したものと同様である。すなわち、このレーザ装置５は、出力レーザ光波長において光結合部３５の各入出射端３５１ｎにおける光導波路がマルチモードであり、出力レーザ光波長において回折格子部４０における光導波路がシングルモードである。
【００９２】
以上のように構成される本実施形態に係るレーザ装置５は、第１実施形態に係るレーザ装置１と同様に動作して同様の効果を奏することができる。
【００９３】
（第６実施形態）
次に、本発明に係るレーザ装置の第６実施形態について説明する。図９は、第６実施形態に係るレーザ装置６の構成図である。この図に示されるレーザ装置６は、８個の光増幅部１０１〜１０８、８個の結合レンズ２０１〜２０８、光結合部３６および回折格子部４０を備える。８個の光増幅部１０１〜１０８、８個の結合レンズ２０１〜２０８および回折格子部４０は、第１実施形態におけるものと同様のものである。
【００９４】
光結合部３６は、８個の入出射端３６１１〜３６１８および１個の共通入出射端３６２を有し、８個の入出射端３６１１〜３６１８に入力した光を共通入出射端３６２から出力するとともに、共通入出射端３６２に入力した光を８分岐して８個の入出射端３６１１〜３６１８から出力する。
【００９５】
光結合部３６の入出射端３６１ｎは、結合レンズ２０ｎを介して光増幅部１０ｎの出射面に光学的に結合されている。すなわち、結合レンズ２０ｎは、光増幅部１０ｎの出射面から出射した光を入力して、この光を集光して光結合部３６の入出射端３６１ｎに入射させるとともに、光結合部３６の入出射端３６１ｎから出射した光を入力して、この光を集光して光増幅部１０ｎの出射面に入射させる。
【００９６】
光結合部３６の共通入出射端３６２は、回折格子部４０と光学的に結合されている。すなわち、光結合部３６の共通入出射端３６２から出射された光は回折格子部４０に入射し、回折格子部４０で反射された光は光結合部３６の共通入出射端３６２に入射する。
【００９７】
光結合部３６は、ツリー状に接続された７個の２入力１出力のＹ分岐光カプラ３６３１〜３６３７を含む。図示のとおり、４個の光カプラ３６３１〜３６３４それぞれの２個の入力端子は、８個の入出射端３６１１〜３６１８と１対１に接続されている。２個の光カプラ３６３５，３６３６それぞれの２個の入力端子は、４個の光カプラ３６３１〜３６３４それぞれの出力端子と１対１に接続されている。光カプラ３６３７の２個の入力端子は、２個の光カプラ３６３５，３６３６それぞれの出力端子と１対１に接続されている。光カプラ３６３７の出力端子は、共通入出射端３６２に接続されている。
【００９８】
回折格子部４０は、８個の光増幅部１０１〜１０８それぞれの光増幅媒体で発生する光のうち、特定波長の光の一部を選択的にブラッグ反射させ、該特定波長の光の残部を透過させる。より具体的には、回折格子部４０は、光導波路において長手方向に周期的な屈折率変調による回折格子が形成されたもので、その光導波路を導波する光のうち該回折格子におけるブラッグ条件を満たす特定波長の光の一部を選択的に反射させる。
【００９９】
そして、このレーザ装置６は、８個の光増幅部２０１〜２０８それぞれの反射面と回折格子部４０との間でレーザ共振器を構成している。
【０１００】
光増幅部１０ｎ、結合レンズ２０ｎおよび光結合部３６の入出射端３６１ｎの構成の詳細については、第１実施形態において図２および図３を用いて説明したものと同様である。
【０１０１】
また、光結合部３６の入出射端３６１ｎと回折格子部４０との間の光導波路構造については、第１実施形態において図４を用いて説明したものと同様である。すなわち、このレーザ装置６は、出力レーザ光波長において光結合部３６の各入出射端３６１ｎにおける光導波路がマルチモードであり、出力レーザ光波長において回折格子部４０における光導波路がシングルモードである。
【０１０２】
以上のように構成される本実施形態に係るレーザ装置６は、第１実施形態に係るレーザ装置１と同様に動作して同様の効果を奏することができる。
【０１０３】
（第７実施形態）
次に、本発明に係るレーザ装置の第７実施形態について説明する。図１０は、第７実施形態に係るレーザ装置７の構成図である。この図に示されるレーザ装置７は、８個の光増幅部１０１〜１０８、８個の結合レンズ２０１〜２０８、光結合部３７および回折格子部４０を備える。８個の光増幅部１０１〜１０８、８個の結合レンズ２０１〜２０８および回折格子部４０は、第１実施形態におけるものと同様のものである。
【０１０４】
光結合部３７は、８個の入出射端３７１１〜３７１８および１個の共通入出射端３７２を有し、８個の入出射端３７１１〜３７１８に入力した光を共通入出射端３７２から出力するとともに、共通入出射端３７２に入力した光を８分岐して８個の入出射端３７１１〜３７１８から出力する。
【０１０５】
光結合部３７の入出射端３７１ｎは、結合レンズ２０ｎを介して光増幅部１０ｎの出射面に光学的に結合されている。すなわち、結合レンズ２０ｎは、光増幅部１０ｎの出射面から出射した光を入力して、この光を集光して光結合部３７の入出射端３７１ｎに入射させるとともに、光結合部３７の入出射端３７１ｎから出射した光を入力して、この光を集光して光増幅部１０ｎの出射面に入射させる。
【０１０６】
光結合部３７の共通入出射端３７２は、回折格子部４０と光学的に結合されている。すなわち、光結合部３７の共通入出射端３７２から出射された光は回折格子部４０に入射し、回折格子部４０で反射された光は光結合部３７の共通入出射端３７２に入射する。
【０１０７】
光結合部３７は、１個の８入力１出力のＹ分岐光カプラ３７３を含む。図示のとおり、光カプラ３７３の８個の入力端子は、８個の入出射端３７１１〜３７１８と１対１に接続されている。光カプラ３７３の出力端子は、共通入出射端３７２に接続されている。
【０１０８】
回折格子部４０は、８個の光増幅部１０１〜１０８それぞれの光増幅媒体で発生する光のうち、特定波長の光の一部を選択的にブラッグ反射させ、該特定波長の光の残部を透過させる。より具体的には、回折格子部４０は、光導波路において長手方向に周期的な屈折率変調による回折格子が形成されたもので、その光導波路を導波する光のうち該回折格子におけるブラッグ条件を満たす特定波長の光の一部を選択的に反射させる。
【０１０９】
そして、このレーザ装置７は、８個の光増幅部２０１〜２０８それぞれの反射面と回折格子部４０との間でレーザ共振器を構成している。
【０１１０】
光増幅部１０ｎ、結合レンズ２０ｎおよび光結合部３７の入出射端３７１ｎの構成の詳細については、第１実施形態において図２および図３を用いて説明したものと同様である。
【０１１１】
また、光結合部３７の入出射端３７１ｎと回折格子部４０との間の光導波路構造については、第１実施形態において図４を用いて説明したものと同様である。すなわち、このレーザ装置７は、出力レーザ光波長において光結合部３７の各入出射端３７１ｎにおける光導波路がマルチモードであり、出力レーザ光波長において回折格子部４０における光導波路がシングルモードである。
【０１１２】
以上のように構成される本実施形態に係るレーザ装置７は、第１実施形態に係るレーザ装置１と同様に動作して同様の効果を奏することができる。
【０１１３】
（第８実施形態）
次に、本発明に係るレーザ装置の第８実施形態について説明する。図１１は、第８実施形態に係るレーザ装置８の構成図である。この図に示されるレーザ装置８は、８個の光増幅部１０１〜１０８、８個の結合レンズ２０１〜２０８、光結合部３８および回折格子部４０を備える。８個の光増幅部１０１〜１０８、８個の結合レンズ２０１〜２０８および回折格子部４０は、第１実施形態におけるものと同様のものである。
【０１１４】
光結合部３８は、８個の入出射端３８１１〜３８１８および１個の共通入出射端３８２を有し、８個の入出射端３８１１〜３８１８に入力した光を共通入出射端３８２から出力するとともに、共通入出射端３８２に入力した光を８分岐して８個の入出射端３８１１〜３８１８から出力する。
【０１１５】
光結合部３８の入出射端３８１ｎは、結合レンズ２０ｎを介して光増幅部１０ｎの出射面に光学的に結合されている。すなわち、結合レンズ２０ｎは、光増幅部１０ｎの出射面から出射した光を入力して、この光を集光して光結合部３８の入出射端３８１ｎに入射させるとともに、光結合部３８の入出射端３８１ｎから出射した光を入力して、この光を集光して光増幅部１０ｎの出射面に入射させる。
【０１１６】
光結合部３８の共通入出射端３８２は、回折格子部４０と光学的に結合されている。すなわち、光結合部３８の共通入出射端３８２から出射された光は回折格子部４０に入射し、回折格子部４０で反射された光は光結合部３８の共通入出射端３８２に入射する。
【０１１７】
光結合部３８は、２個の４入力１出力のＹ分岐光カプラ３８３１，３８３２、および、１個の２入力１出力のＹ分岐光カプラ３８３３を含む。図示のとおり、光カプラ３８３１，３８３２それぞれの４個の入力端子は、８個の入出射端３８１１〜３８１８と１対１に接続されている。光カプラ３８３３の２個の入力端子は、光カプラ３８３１，３８３２それぞれの出力端子と１対１に接続されている。光カプラ３８３３の出力端子は、共通入出射端３８２に接続されている。
【０１１８】
回折格子部４０は、８個の光増幅部１０１〜１０８それぞれの光増幅媒体で発生する光のうち、特定波長の光の一部を選択的にブラッグ反射させ、該特定波長の光の残部を透過させる。より具体的には、回折格子部４０は、光導波路において長手方向に周期的な屈折率変調による回折格子が形成されたもので、その光導波路を導波する光のうち該回折格子におけるブラッグ条件を満たす特定波長の光の一部を選択的に反射させる。
【０１１９】
そして、このレーザ装置８は、８個の光増幅部２０１〜２０８それぞれの反射面と回折格子部４０との間でレーザ共振器を構成している。
【０１２０】
光増幅部１０ｎ、結合レンズ２０ｎおよび光結合部３８の入出射端３８１ｎの構成の詳細については、第１実施形態において図２および図３を用いて説明したものと同様である。
【０１２１】
また、光結合部３８の入出射端３８１ｎと回折格子部４０との間の光導波路構造については、第１実施形態において図４を用いて説明したものと同様である。すなわち、このレーザ装置８は、出力レーザ光波長において光結合部３８の各入出射端３８１ｎにおける光導波路がマルチモードであり、出力レーザ光波長において回折格子部４０における光導波路がシングルモードである。
【０１２２】
以上のように構成される本実施形態に係るレーザ装置８は、第１実施形態に係るレーザ装置１と同様に動作して同様の効果を奏することができる。
【０１２３】
（レーザ加工機の実施形態）
次に、本発明に係るレーザ加工機の実施形態について説明する。図１２は、本実施形態に係るレーザ加工機９の構成図である。この図に示されるレーザ加工機９は、上述したレーザ装置１および照射光学系５０を備える。照射光学系５０は、レーザ装置１から出力されるレーザ光を加工対象物に照射するものであり、光ファイバ５１およびレンズ５２を含む。
【０１２４】
光ファイバ５１は、回折格子部４０を透過してレーザ装置１から出力されたレーザ光を一端に入力し、このレーザ光を導光して他端から出力する。そして、レンズ５２は、この光ファイバ５１の他端から出力されたレーザ光を入力して、このレーザ光を加工対象物に集光照射する。このように加工対象物にレーサ光を集光照射することにより、この加工対象物に対して、穴開け加工、半田付け加工およびアニーリング処理などを施す。
【０１２５】
このとき、レンズ５２によるレーザ光の集光に際し、その集光されたレーザ光のビーム径が２０μｍ以下であるのが好適であり、この場合には、加工対象物を微細加工する上で好都合である。
【０１２６】
また、レーザ装置１において、光増幅部１０１〜１０８それぞれの光増幅媒体１０３は、波長範囲２００ｎｍ〜９００ｎｍに含まれる何れかの波長の光を発生するのが好適である。この場合には、加工対象物が金属であるときに、加工対象物におけるレーザ光吸収効率が高く、加工効率が優れる。
【０１２７】
また、レーザ装置１において、光増幅部１０１〜１０８それぞれはレーザダイオードであるのが好適であるのが好適であり、この場合には、レーザ加工機９は、小型化が容易であり、また、ペルチエ素子等で温度調整するのも容易である。
【０１２８】
（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上記の各実施形態では、光増幅部、結合レンズおよび光結合部の入出射端それぞれの個数を８としたが、本発明では一般に、これらの個数を２以上とすることができる。
【０１２９】
また、第４〜第８の実施形態それぞれにおいて、光結合部は基板上に形成された光導波路から構成されていてもよいし、回折格子部も基板上に形成されていてもよい。
【０１３０】
また、結合レンズは無くてもよく、光増幅部と光結合部の入出射端とは直接に結合されていてもよい。ただし、光増幅部と光結合部とが別体である場合には、結合レンズを用いることにより、光結合効率が優れ、また、光軸調整が容易となる。
【０１３１】
また、光結合部において、互いに光結合された２つの光カプラの間に光ファイバが設けられていてもよいし、光カプラと入出射端との間に光ファイバが設けられていてもよいし、また、光カプラと共通入出射端との間に光ファイバが設けられていてもよい。これらの場合には、光カプラおよび光ファイバを含めて光結合部と扱うことができる。光カプラと入出射端との間に設けられた光ファイバがマルチモード光ファイバであればよい。
【０１３２】
また、実施形態のレーザ加工機９において、レーザ装置１に替えて、レーザ装置２〜８の何れかが用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】第１実施形態に係るレーザ装置１の構成図である。
【図２】光増幅部１０ｎ、結合レンズ２０ｎおよび光結合部３１の入出射端３１１ｎの構成の詳細図である。
【図３】光増幅部１０ｎ、結合レンズ２０ｎおよび光結合部３１の入出射端３１１ｎの他の構成の詳細図である。
【図４】光結合部３１の入出射端３１１ｎと回折格子部４０との間の光導波路構造の説明図である。
【図５】第２実施形態に係るレーザ装置２の構成図である。
【図６】第３実施形態に係るレーザ装置３の構成図である。
【図７】第４実施形態に係るレーザ装置４の構成図である。
【図８】第５実施形態に係るレーザ装置５の構成図である。
【図９】第６実施形態に係るレーザ装置６の構成図である。
【図１０】第７実施形態に係るレーザ装置７の構成図である。
【図１１】第８実施形態に係るレーザ装置８の構成図である。
【図１２】本実施形態に係るレーザ加工機９の構成図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１〜８…レーザ装置、９…レーザ加工機、１０…光増幅部、２０…結合レンズ、３１〜３８…光結合部、４０，４２…回折格子部。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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