(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及びレーザーモジュールを提供する。【解決手段】レーザー装置は、光ファイバー３０と、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及び光ファイバー３０の一端がガラススタブ２０と対向する位置で光ファイバー３０を保持するレセプタクル部１４Ａ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とガラススタブ２０との間にオイル３４を介在させてレーザーモジュール１０と光ファイバー３０とが接続されていることを特徴とする。【選択図】図３
2007219150.tif 000002
【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及び前記光ファイバーの一端が前記透光部材と対向する位置で前記光ファイバーを保持するレセプタクル部を備えた収容体に、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、
前記光ファイバーと前記透光部材との間に所定の液体を介在させて前記レーザーモジュールと前記光ファイバーとが接続されている
ことを特徴とするレーザー装置。
【請求項２】
前記所定の液体は、前記レーザー光源から出射されるレーザー光の波長及びエネルギーに対して不活性で且つ透明な液体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】
前記レセプタクル部に、一部の前記所定の液体を退避させる退避部が設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーザー装置。
【請求項４】
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及び光ファイバーの一端が前記透光部材と対向する位置で前記光ファイバーを保持するレセプタクル部を備えた収容体に、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であって、
前記光ファイバーと前記透光部材との間に所定の液体を介在させて前記レーザーモジュールと前記光ファイバーとを接続した時に、一部の前記所定の液体を退避するための退避部が前記レセプタクル部に設けられたことを特徴とするレーザーモジュール。
【請求項５】
前記退避部は、前記レセプタクル部１４を貫通する貫通孔であることを特徴とする請求項４記載のレーザーモジュール。
【請求項６】
前記退避部は、前記レセプタクル部１４の内壁に設けられた孔であることを特徴とする請求項４記載のレーザーモジュール。
【請求項７】
前記退避部は、前記レセプタクル部１４の内壁に設けられた外部へ通じる溝であることを特徴とする請求項４記載のレーザーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー装置及びレーザーモジュールに係り、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及びレーザーモジュールに関する。
【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、レーザーモジュールのガラス窓の熱膨張率と光ファイバー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及びレーザーモジュール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及び前記光ファイバーの一端が前記透光部材と対向する位置で前記光ファイバーを保持するレセプタクル部を備えた収容体に、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、前記光ファイバーと前記透光部材との間に所定の液体を介在させて前記レーザーモジュールと前記光ファイバーとが接続されていることを特徴とする。
【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。また、収容体には、光ファイバーの一端が透光部材と対向する位置で光ファイバーを保持するための、すなわち接続するためのレセプタクル部を備えている。
【００１１】
そして、光ファイバーと収容体の透光部材との間に所定の液体を介在させてレーザーモジュールと光ファイバーとが接続されている。
【００１２】
このように、レーザーモジュールと光ファイバーとの間に所定の液体を介在させた状態で両者を接続することにより、両者の接続部分が潤滑される。このため、レーザー光源からのレーザー光によって接続部分の温度が上昇し、接続部分における透光部材や光ファイバーの表面が熱膨張した場合でも、それらの表面にクラックが発生したりするのを防止することができる。
【００１３】
なお、請求項２に記載したように、前記所定の液体は、前記レーザー光源から出射されるレーザー光の波長及びエネルギーに対して不活性で且つ透明な液体であることが好ましい。
【００１４】
また、請求項３に記載したように、前記レセプタクル部に、一部の前記所定の液体を退避させる退避部が設けられた構成としてもよい。これにより、余分な所定の液体を退避させ、透光部材と光ファイバーとの間の液体の量を適切にすることができる。
【００１５】
請求項４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及び光ファイバーの一端が前記透光部材と対向する位置で前記光ファイバーを保持するレセプタクル部を備えた収容体に、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であって、前記光ファイバーと前記透光部材との間に所定の液体を介在させて前記レーザーモジュールと前記光ファイバーとを接続した時に、一部の前記所定の液体を退避するための退避部が前記レセプタクル部に設けられたことを特徴とする。
【００１６】
このように、レセプタクル部に所定の液体を退避させる退避部を設けることにより、光ファイバーが接続された時に余分な所定の液体を退避させ、透光部材と光ファイバーとの間の液体の量を適切にすることができる。
【００１７】
なお、請求項５に記載したように、前記退避部は、前記レセプタクル部１４を貫通する貫通孔である構成としてもよい。
【００１８】
また、請求項６に記載したように、前記退避部は、前記レセプタクル部１４の内壁に設けられた孔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、前記退避部は、前記レセプタクル部１４の内壁に設けられた外部へ通じる溝である構成としてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
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】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
そして、レーザーモジュール１０と光ファイバーケーブル２４とを接続する際には、レーザーモジュール１０の凹部２２に少量のオイル３４を入れた状態で光ファイバーケーブル２４の一端をレーザーモジュール１０の凹部に挿入する。
【００３３】
これにより、図３に示すように、ガラススタブ２０と光ファイバー３０との間にオイル３４が介在した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とが接続される。
【００３４】
オイル３４は、例えば透明で（半導体レーザー１２から出射されるレーザー光の波長に対して透過率が十分高い）且つ揮発性が高く、適度な粘性を持ち、半導体レーザー１２から出射されるレーザー光の波長やエネルギーに対して（レーザー光のエネルギーによる温度変化に対して）変質しにくい不活性な液体が採用される。このようなオイルの例としては、例えばスクワランやモリテックス社のマッチングリキッド（無色なフロロカーボン系液体）等を用いることができる。
【００３５】
スクワラン（分子構造2.6.10.15.19.23.ヘキサメチルテトラコサン）は、深海に生息するサメの肝油から抽出された不飽和炭化水素（スクワレン）を水素添加して得られる天然の飽和炭化水素であり、無色の液体である。スクワランオイルは、スクワレンオイルを精製したものであり、炭化水素が９９．９９％を占め、汚れを落とす性質がある。また、スクワランの温度特性は、凝固点が約−５５°Ｃ、沸点が約３５０°Ｃと幅広い温度領域を有し、常温下における劣化が極めて少ない粘性が低いオイルである。
【００３６】
また、オイルに限らず純水でもよいが、沸点が１００°Ｃで大気中では蒸発するため、レーザーモジュール１０と光ファイバーケーブル２４との接続部分を気密構造にする必要がある。
【００３７】
このように、レーザーモジュール１０と光ファイバーケーブル２４との間にオイル３４が満たされた状態で両者を接続することにより、両者の接続部分が潤滑される。このため、半導体レーザー１２からのレーザー光がＢ点付近で集光することによりＢ点付近の温度が上昇し、接続部分におけるガラススタブ２０や光ファイバー３０の表面が熱膨張した場合でも、それらの表面にクラックが発生したりするのを防止することができる。
【００３８】
次に、レーザーモジュール１０の変形例について説明する。
【００３９】
図４（Ａ）には、第１の変形例に係るレーザーモジュール１０１の側面断面図を示した。同図（Ａ）に示すように、レーザーモジュール１０１のレセプタクル部１４Ａに、余分なオイル３４を外部へ排出するための貫通孔３６を設けられている。これにより、光ファイバーケーブル２４をレーザーモジュール１０の凹部２２に挿入した時に、余分なオイル３４を外部へ排出することができ、ガラススタブ２０と光ファイバー３０の表面との間のオイル３４の量を適切にすることができる。なお、同図（Ｂ）に示すレーザーモジュール１０１Ａのように、貫通孔３６をレセプタクル部１４Ａに複数設けるようにしてもよい。
【００４０】
図５（Ａ）には、第２の変形例に係るレーザーモジュール１０２の側面断面図を、同図（Ｂ）には、レーザーモジュール１０２を同図（Ａ）において矢印Ａ方向から見た平面図を示した。
【００４１】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すレーザーモジュール１０１の場合、レーザーモジュール１０１に光ファイバーケーブル２４を挿入した時に、レセプタクル部１４Ａと光ファイバーケーブル２４との間にほとんど隙間がなく気密性が高い場合、余分なオイル３４が貫通孔３６から外部へ排出されにくい場合もある。
【００４２】
そこで、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、レーザーモジュール１０２では、レセプタクル部１４Ａに設けられた貫通孔３６よりも手前の内周部に、ガイド３８を設けた構成としている。なお、ガイド３８の内径Ｒ３は、光ファイバーケーブル２４のフェルール３２の外径Ｒ１（図２（Ｂ）参照）と略同一である。
【００４３】
このような構成により、光ファイバーケーブル２４をレーザーモジュール１０２に挿入した時に、光ファイバーケーブル２４はガイド３８によって確実にレーザーモジュール１０２に接続されると共に、光ファイバーケーブル２４の先端側とレセプタクル部１４Ａの内壁との間に隙間が生じるので、余分なオイル３４を確実に貫通孔３６から外部へ排出させることができる。また、レセプタクル部１４Ａとフェルール３２との間の気密性がそれ程高くない場合には、レセプタクル部１４Ａに貫通孔３６を設けない構成としてもよい。
【００４４】
なお、第１の変形例に係るレーザーモジュール１０１、第２の変形例に係るレーザーモジュール１０２では、レセプタクル部１４Ａに貫通孔３６を設けた構成としているが、図６に示す第３の変形例に係るレーザーモジュール１０３のように、貫通孔ではなくオイル３４を溜めるための孔４０をレセプタクル部１４Ａの内壁に設けた構成としてもよい。
【００４５】
また、図７（Ａ）には、第４の変形例に係るレーザーモジュール１０４の側面断面図を、同図（Ｂ）には、レーザーモジュール１０４を同図（Ａ）において矢印Ａ方向から見た平面図を示した。
【００４６】
レーザーモジュール１０４は、レセプタクル部１４Ａの内壁に、余分なオイル３４を外部へ排出するための溝４２が同図（Ａ）において矢印Ａ方向に設けられている。これにより、光ファイバーケーブル２４をレーザーモジュール１０２に挿入した時に、余分なオイル３４が溝４２から外部へ排出させることができる。
【００４７】
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】
【００４８】
【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】第１の変形例に係るレーザーモジュールの側面断面図である。
【図５】第２の変形例に係るレーザーモジュールの側面断面図である。
【図６】第３の変形例に係るレーザーモジュールの側面断面図である。
【図７】第４の変形例に係るレーザーモジュールの側面断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
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）
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      オイル（液体）
３６      貫通孔
３８      ガイド
４０      孔
４２      溝
１０１      レーザーモジュール
１０１Ａ      レーザーモジュール
１０１      レーザーモジュール
１０２      レーザーモジュール
１０３      レーザーモジュール
１０４      レーザーモジュール
【図１】
2007219150.tif 000003
【図２】
2007219150.tif 000004
【図３】
2007219150.tif 000005
【図４】
2007219150.tif 000006
【図５】
2007219150.tif 000007
【図６】
2007219150.tif 000008
【図７】
2007219150.tif 000009