(57)【要約】【課題】レーザーモジュールと光ファイバーとの接続部分の破壊を防止することができるレーザー装置、レーザーモジュール、及び光ファイバーを提供する。【解決手段】レーザー装置は、光ファイバー３０、レーザー光を出射するための窓部に設けられたガラススタブ２０を備えたハウジング１４に、レーザー光を出射する半導体レーザー１２が収容されたレーザーモジュール１０と、を備え、光ファイバー３０の一端とガラススタブ２０との接続面に、当該接続面を分断する分断層を備えたことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーと、
レーザー光を出射するための窓部に設けられた透光部材を備えた収容体に、前記レーザー光を出射するレーザー光源が収容されたレーザーモジュールと、
を備え、
前記光ファイバーの一端と前記透光部材との接続面に、当該接続面を分断する分断層を備えたことを特徴とするレーザー装置。
【請求項２】
前記分断層は、前記光ファイバー及び前記透光部材の少なくとも一方の接続面に設けられた複数の島部又は溝部であることを特徴とする請求項１記載のレーザー装置。
【請求項３】
前記分断層は、前記光ファイバー及び前記透光部材の少なくとも一方の接続面に分断して施されたコート層であることを特徴とする請求項１記載のレーザー装置。
【請求項４】
前記分断層は、前記接続面の中心に向かうに従って分断密度が高くなるように前記接続面を分断することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のレーザー装置。
【請求項５】
レーザー光を出射するための窓部に設けられた透光部材を備えた収容体に、前記レーザー光を出射するレーザー光源が収容され、光ファイバーと接続可能なレーザーモジュールであって、
前記透光部材の前記光ファイバーとの接続面に、当該接続面を分断する分断層を備えたことを特徴とするレーザーモジュール。
【請求項６】
前記分断層は、前記接続面に設けられた複数の島部又は溝部であることを特徴とする請求項５記載のレーザーモジュール。
【請求項７】
前記分断層は、前記接続面に分断して施されたコート層であることを特徴とする請求項５記載のレーザーモジュール。
【請求項８】
前記分断層は、前記接続面の中心に向かうに従って分断密度が高くなるように前記接続面を分断することを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れか１項に記載のレーザーモジュール。
【請求項９】
レーザー光を出射するための窓部に設けられた透光部材を備えた収容体に、前記レーザー光を出射するレーザー光源が収容されたレーザーモジュールに接続される光ファイバーであって、
前記透光部材との接続面に、当該接続面を分断する分断層を備えたことを特徴とする光ファイバー。
【請求項１０】
前記分断層は、前記接続面に設けられた複数の島部又は溝部であることを特徴とする請求項９記載の光ファイバー。
【請求項１１】
前記分断層は、前記接続面に分断して施されたコート層であることを特徴とする請求項９記載の光ファイバー。
【請求項１２】
前記分断層は、前記接続面の中心に向かうに従って分断密度が高くなるように前記接続面を分断することを特徴とする請求項９乃至請求項１１の何れか１項に記載の光ファイバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー装置、レーザーモジュール、及び光ファイバーに係り、特に、半導体レーザー等のレーザー光源を備えたレーザーモジュールと光ファイバーの一端とを接続し、その光ファイバーの他端からレーザー光を出射するレーザー装置、レーザーモジュール、及び光ファイバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空間光変調素子で変調したレーザー光を結像光学系に通し、このレーザー光による像を所定の感光材料上に結像して当該感光材料を露光する画像露光装置が公知となっている。この種の画像露光装置は、基本的に、照射されたレーザー光を各々制御信号に応じて変調する多数の画素部が２次元状に配列されてなる空間光変調素子と、この空間光変調素子にレーザー光を照射するレーザー装置と、前記空間光変調素子により変調されたレーザー光による像を感光材料上に結像する結像光学系とを備えてなるものである。なお、特許文献１には、上記基本的構成を有する画像露光装置の一例が示されている。
【０００３】
この種の画像露光装置におけるレーザー装置として、半導体レーザーを含むレーザーモジュールと光ファイバーとを接続したものが用いられる場合がある。そして、このようなレーザー装置では、レーザーモジュールが光ファイバーを接続するための所謂レセプタクル構造を有し、光ファイバーを容易に接続することができるようになっているものがある（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１２４４号公報
【特許文献２】特許第２８９８６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなレーザー装置では、レーザーモジュールの端部のガラス窓から出射されるレーザー光の集光位置に光ファイバーの端部が配置されるようにする場合があり、レーザー光の出力を高めることにより光の集塵効果によってゴミ等が光ファイバーの端部に付着し、光出力が低下するという問題があった。
【０００５】
この場合、レーザーモジュールのガラス窓と光ファイバーの端部とを圧接により接触させて接続すれば、光の集塵効果による光出力の低下を防止することは可能である。
【０００６】
しかしながら、ガラス窓や光ファイバーの端部には反射防止用のＡＲコートが施されるの通常であるが、このＡＲコートの熱膨張率とガラスの熱膨張率とは異なるのが通常であるため、レーザー光の出力の上昇によって両者の接触部分が温度上昇し表面部分が破壊される可能性がある、という問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、レーザーモジュールと光ファイバーとの接続部分の破壊を防止することができるレーザー装置、レーザーモジュール、及び光ファイバー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】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明のレーザー装置は、光ファイバーと、レーザー光を出射するための窓部に設けられた透光部材を備えた収容体に、前記レーザー光を出射するレーザー光源が収容されたレーザーモジュールと、を備え、前記光ファイバーの一端と前記透光部材との接続面に、当該接続面を分断する分断層を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、レーザー装置は、光ファイバーとレーザーモジュールとが接続された構成である。
【００１０】
レーザーモジュールは、収容体にレーザー光源が収容されており、この収容体にはレーザー光を出射するための窓部として透光部材が設けられている。
【００１１】
そして、光ファイバーの一端とレーザーモジュールの透光部材との接続面に、当該接続面を分断する分断層を備えている。
【００１２】
これにより、光ファイバーの一端とレーザーモジュールとの接続が分断される。すなわち部分的に接触した状態で接続されることとなる。従って、両者の接触部分に生じる熱膨張率差の影響を抑えることができ、クラックの発生を低減することができる。
【００１３】
なお、請求項２に記載したように、前記分断層は、前記光ファイバー及び前記透光部材の少なくとも一方の接続面に設けられた複数の島部又は溝部である構成とすることができる。
【００１４】
また、請求項３に記載したように、前記分断層は、前記光ファイバー及び前記透光部材の少なくとも一方の接続面に分断して施されたコート層である構成としてもよい。
【００１５】
また、請求項４に記載したように、前記分断層は、前記接続面の中心に向かうに従って分断密度が高くなるように前記接続面を分断する構成としてもよい。
【００１６】
請求項５記載の発明のレーザーモジュールは、レーザー光を出射するための窓部に設けられた透光部材を備えた収容体に、前記レーザー光を出射するレーザー光源が収容され、光ファイバーと接続可能なレーザーモジュールであって、前記透光部材の前記光ファイバーとの接続面に、当該接続面を分断する分断層を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、部分的に接触した状態で光ファイバーの一端とレーザーモジュールとが接続されることになるので、両者の接触部分に生じる熱膨張率差の影響を抑えることができ、クラックの発生を低減することができる。
【００１８】
なお、請求項６に記載したように、前記分断層は、前記接続面に設けられた複数の島部又は溝部である構成としてもよい。
【００１９】
また、請求項７に記載したように、前記分断層は、前記接続面に分断して施されたコート層である構成としてもよい。
【００２０】
また、請求項８に記載したように、前記分断層は、前記接続面の中心に向かうに従って分断密度が高くなるように前記接続面を分断する構成としてもよい。
【００２１】
請求項９記載の発明の光ファイバーは、レーザー光を出射するための窓部に設けられた透光部材を備えた収容体に、前記レーザー光を出射するレーザー光源が収容されたレーザーモジュールに接続される光ファイバーであって、前記透光部材との接続面に、当該接続面を分断する分断層を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、部分的に接触した状態で光ファイバーの一端とレーザーモジュールとが接続されることになるので、両者の接触部分に生じる熱膨張率差の影響を抑えることができ、クラックの発生を低減することができる。
【００２３】
なお、請求項１０に記載したように、前記分断層は、前記接続面に設けられた複数の島部又は溝部である構成としてもよい。
【００２４】
また、請求項１１に記載したように、前記分断層は、前記接続面に分断して施されたコート層である構成としてもよい。
【００２５】
また、請求項１２に記載したように、前記分断層は、前記接続面の中心に向かうに従って分断密度が高くなるように前記接続面を分断する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、レーザーモジュールと光ファイバーとの接続部分の破壊を防止することができる、という効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２８】
図１（Ａ）には、本実施形態に係るレーザーモジュール１０の側面の概略断面図を、同図（Ｂ）には、レーザーモジュール１０を同図（Ａ）において矢印Ａ方向から見た平面図を示した。
【００２９】
図１に示すように、レーザーモジュール１０は、一例として外形が略円筒状である。そして、レーザーモジュール１０は半導体レーザー１２を備えており、ハウジング１４内に収容されている。
【００３０】
半導体レーザー１２は、例えばＴＯパッケージ（例えばφ５．６ｍｍのパッケージ）を用いることができる。また、半導体レーザー１２は、例えば可視〜紫外光域の波長のレーザー光を出射する半導体レーザーを用いることができる。本実施形態では、半導体レーザー１２は、可視〜紫外光域の波長のレーザー光を出射するＴＯパッケージ（例えばφ５．６ｍｍのパッケージ）の高出力半導体レーザーを用いるものとする。
【００３１】
半導体レーザー１２のレーザー光の出射側には、レンズ１６が設けられている。このレンズ１６は、レンズホルダ１８によってハウジング１４内に固定されている。
【００３２】
また、ハウジング１４には、半導体レーザー１２から出射され、レンズ１６を透過したレーザー光をハウジング１４の外部へ出射するための窓部としてのガラススタブ２０が設けられている。半導体レーザー１２から出射されレンズ１６を透過したレーザー光は、このガラススタブ２０を透過してレーザーモジュール１０の外部へ出射される。ガラススタブ２０のレーザー光の出射面側には、図示しない反射防止用の無色透明のＡＲコート層が形成されている。
【００３３】
なお、レンズ１６は、半導体レーザー１２から出射されたレーザー光が、ガラススタブ２０の端部（図１に示すＢ点）付近に集光されるような開口率を有する。これにより、レンズ１６を透過したレーザー光は、後述する光ファイバーケーブルの端部との接続位置である図１（Ａ）に示すＢ点付近に集光される。
【００３４】
また、ハウジング１４のレーザー光の出力端側は、レセプタクル部１４Ａが設けられたレセプタクル構造となっており、略円筒状の凹部２２が形成されている。この凹部２２に後述する光ファイバーケーブルの一端が挿入される。
【００３５】
図２（Ａ）には、光ファイバーケーブル２４の側面断面図を、同図（Ｂ）には、光ファイバーケーブル２４を同図（Ａ）において矢印Ｃ方向から見た平面図を示した。
【００３６】
同図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光ファイバーケーブル２４は、コア２６及びクラッド２８から成る光ファイバー３０の一端に、フェルール３２が取り付けられた構成である。また、光ファイバーケーブル２４の一端側は、レーザー光の反射防止用として無色透明なＡＲコート層３４が形成されている。なお、ＡＲコート層は、光ファイバー３０及びガラススタブ２０の一方に設けるようにしてもよい。
【００３７】
フェルール３２の外径Ｒ１は、凹部２２の内径Ｒ２（図１（Ｂ）参照）と略同一である。これにより、図３に示すように、レーザーモジュール１０の凹部２２に光ファイバーケーブル２４の一端をほぼ隙間無く挿入して、レーザーモジュール１０と光ファイバーケーブル２４とを接続することができる。なお、レーザーモジュール１０と光ファイバーケーブル２４とが接続されたものが本発明に係るレーザー装置に相当する。
【００３８】
このように、ガラススタブ２０と光ファイバー３０の端部とがほぼ隙間の無い状態でレーザーモジュール１０と光ファイバーケーブル２４とを接続することにより、レーザー光の集塵効果によりゴミがガラススタブ２０や光ファイバー３０の端部付近に付着するのを防ぐことができる。
【００３９】
ここで、ガラススタブ２０及び光ファイバー３０の接続面側の形状を共に平面とすると、ガラススタブ２０と光ファイバー３０の端部に形成されたＡＲコート層３４の熱膨張率と異なるため、レーザー光の出力の上昇によって両者の接触部分が温度上昇し表面部分にクラックが発生する可能性がある。
【００４０】
そこで、本実施形態では、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ガラススタブ２０の光ファイバー３０との接続面側が、平面ではなく複数の島部２０Ａを備えた形状となっている。この複数の島部２０Ａが本発明の分断層として機能する。なお、同図では、ＡＲコート層は省略している。
【００４１】
ガラススタブ２０に複数の島部２０Ａを形成する方法としては、例えば公知のフォトリソグラフィ技術等を用いることができる。
【００４２】
このように、ガラススタブ２０の光ファイバー３０との接続面側が、平面ではなく複数の島部２０Ａを備えた形状とすることにより、ガラススタブ２０と光ファイバー３０との接続が分断される。すなわち部分的に接触した状態で接続されることとなる。従って、両者の接触部分に生じる熱膨張率差の影響を抑えることができ、クラックの発生を低減することができる。
【００４３】
なお、ガラススタブ２０の表面を複数の島部を備えた構成とするのではなく、複数の溝部を備えた構成としてもよい。すなわち、図４（Ａ），（Ｂ）に示す島部２０Ａを溝部（凹部）に置き換えた構成としてもよい。
【００４４】
次に、ガラススタブ２０の変形例について説明する。
【００４５】
第１の変形例として、例えば図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ガラススタブ２０の光ファイバー３０との接続面を平面とし、その上に複数の島部２１から成るＡＲコート層を形成するようにしてもよい。この場合、マスク等を用いてＡＲコートをガラススタブ２０の表面に施すことにより、部分的に表面をＡＲコートすることができる。これにより、簡単な方法で分断層を形成することができる。
【００４６】
また、第２の変形例として、図６に示すように、ガラススタブ２０の表面に、ガラススタブ２０の中心部から周縁部にかけて放射状に伸びる溝部２０Ｂを設けた構成としてもよい。溝部２０Ｂは、ガラススタブ２０の中心に向かうほど、すなわち、レーザー光が集光する位置に向かうほど、ガラススタブ２０の表面の分断密度が高くなるような形状となっている。これにより、レーザー光のパワーが強くなるガラススタブ２０の中心部に向かうほど細かく表面が分断されるので、クラックを効果的に抑えることができる。
【００４７】
また、第３の変形例として、図７に示すように、ガラススタブ２０の表面に、同心円状の複数の溝部２０Ｃを設けた構成としてもよい。複数の溝部２０Ｃは、ガラススタブ２０の中心に向かうほど、すなわち、レーザー光が集光する位置に向かうほど、ガラススタブ２０の表面の分断密度が高くなるように、隣接する溝部との距離が徐々に小さくなるように設けられている。これにより、レーザー光のパワーが強くなるガラススタブ２０の中心部に向かうほど細かく表面が分断されるので、クラックを効果的に抑えることができる。
【００４８】
また、第４の変形例として、図８に示すように、ガラススタブ２０の表面に、ガラススタブ２０の中心部から周縁部にかけて放射状に伸びる溝部２０Ｂと、同心円状の複数の溝部２０Ｃと、を設けた構成としてもよい。これにより、ガラススタブ２０の中心に向かうほど、すなわち、レーザー光が集光する位置に向かうほど、ガラススタブ２０の表面の分断密度をより高めることができる。これにより、クラックをより効果的に抑えることができる。
【００４９】
なお、ガラススタブ２０の表面を、図６〜図８に示した溝部を凸部に置き換えた形状としてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、ガラススタブ２０側に分断層を設けた構成について説明したが、これに限らず、分断層を光ファイバー３０の表面に設けても良い。すなわち、光ファイバー３０のガラススタブ２０側の表面を図４〜図８に示すような構成としてもよい。
【００５１】
また、分断層をガラススタブ２０及び光ファイバー３０の両方に設けてもよく、ガラススタブ２０及び光ファイバー３０と別個独立した分断層をガラススタブ２０と光ファイバー３０との間に設けるようにしてもよい。
【００５２】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（Ａ）はレーザーモジュールの側面断面図、（Ｂ）はレーザーモジュールの端部の平面図である。
【図２】（Ａ）は光ファイバーケーブルの側面断面図、（Ｂ）は光ファイバーケーブルの端部の平面図である。
【図３】レーザーモジュールと光ファイバーケーブルとが接続されたレーザー装置の断面図である。
【図４】（Ａ）はガラススタブの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図５】（Ａ）は第１の変形例に係るガラススタブの平面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図６】第２の変形例に係るガラススタブの平面図である。
【図７】第３の変形例に係るガラススタブの平面図である。
【図８】第４の変形例に係るガラススタブの平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０      レーザーモジュール
１２      半導体レーザー（レーザー光源）
１４      ハウジング（収容体）
１４Ａ      レセプタクル部
１６      レンズ
１８      レンズホルダ
２０      ガラススタブ（透光部材）
２０Ａ      島部（分断層）
２０Ｂ、２０Ｃ      溝部（分断層）
２１      島部（分断層）
２２      凹部
２４      光ファイバーケーブル
２６      コア
２８      クラッド
３０      光ファイバー
３２      フェルール
３４      コート層
【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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