(57)【要約】【課題】レーザ光合波調節装置において、複数のレーザ光束を光ファイバ中で合波させる際に各レーザ光束の波長バラツキにより生じる結合効率の低下を抑制する。【解決手段】半導体レーザから射出されたレーザ光束をコリメート部１５および光収束部２０に通して光ファイバ３０の端面３０ｃに収束させるための、上記レーザ光束の波長とこのレーザ光束を通す上記半導体レーザからコリメート部１５までの光路長との関係を求める。この関係を参照して、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から射出される各レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７の波長に対応する目標光路長Ｈ１〜Ｈ７をそれぞれ求め、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７からコリメート部１５までの各光路長を上記求めた目標光路長Ｈ１〜Ｈ７に一致させるように、コリメート部１５に対する各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の位置を調節して、各レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７を光ファイバ３０中に合波させる。【選択図】図１
2007199476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体レーザから射出された各レーザ光束をコリメート手段、光収束手段へこの順に通して１本の光ファイバの端面に収束させ該光ファイバ中に前記各レーザ光束を合波させる際に使用するレーザ光合波調節方法であって、
半導体レーザから射出されたレーザ光束を前記コリメート手段および光収束手段に通して前記光ファイバの端面に収束させるための、前記レーザ光束の波長と、該レーザ光束を通す光路中の前記半導体レーザから前記コリメート手段までの光路長との関係を求め、
前記関係を参照して、前記複数の半導体レーザから射出される各レーザ光束の波長に対応する光路長をそれぞれ求め、
前記半導体レーザから前記コリメート手段までの各光路長を前記求めた各光路長に一致させるように、前記コリメート手段に対する各半導体レーザの位置を調節することを特徴とするレーザ光合波調節方法。
【請求項２】
複数の半導体レーザから射出された各レーザ光束をコリメート手段、光収束手段へこの順に通して１本の光ファイバの端面に収束させ該光ファイバ中に前記各レーザ光束を合波させる際に使用するレーザ光合波調節装置であって、
半導体レーザから射出されたレーザ光束を前記コリメート手段および光収束手段に通して前記光ファイバの端面に収束させるための、前記レーザ光束の波長と、該レーザ光束を通す光路中の前記半導体レーザから前記コリメート手段までの光路長との関係を記憶する記憶手段と、
前記複数の半導体レーザから射出される各レーザ光束の波長を示す波長情報を取得する波長情報取得手段と、
前記関係を参照して、各半導体レーザ毎に前記波長情報の示す波長に対応する光路長を求める目標光路長取得手段と、
前記半導体レーザから前記コリメート手段までの各光路長を前記求めた各光路長に一致させるように、前記コリメート手段に対する各半導体レーザの位置を調節する位置調節手段とを備えたことを特徴とするレーザ光合波調節装置。
【請求項３】
前記複数の半導体レーザのそれぞれがＧａＮ系の半導体レーザであることを特徴とする請求項２記載のレーザ光合波調節装置。
【請求項４】
前記コリメート手段が、前記各レーザ光束に対応させた個別のコリメートレンズを並設してなるトランケート型のレンズであることを特徴とする請求項２または３記載のレーザ光合波調節装置。
【請求項５】
前記コリメート手段が、前記各レーザ光束に対応させた個別のコリメートレンズを一体成形してなるものであることを特徴とする請求項２または３記載のレーザ光合波調節装置。
【請求項６】
基準ブロックと、
前記基準ブロック上に配置された複数の半導体レーザと、
前記複数の半導体レーザから射出された各レーザ光束を平行光束にせしめる、前記基準ブロック上に配置されたコリメート手段と備えた平行光束射出ユニットであって、
前記複数の半導体レーザから射出された各レーザ光束の波長と該各光束のそれぞれを通す光路中の前記各半導体レーザから前記コリメート手段までの各光路長との関係が、半導体レーザから射出されたレーザ光束を前記コリメート手段に通して平行光束にせしめるための、前記レーザ光束の波長と該レーザ光束を通す光路中の前記半導体レーザから前記コリメート手段までの光路長との関係を満たすように、前記コリメート手段に対する前記複数の各半導体レーザそれぞれの位置が定められたものであることを特徴とする平行光束射出ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光合波調節方法および装置ならびに平行光束射出ユニットに関し、詳しくは、複数の半導体レーザから射出された各レーザ光束のそれぞれを１本の光ファイバの端面に収束させて上記光ファイバ中で各レーザ光束を合波させる際に使用するレーザ光合波調節方法および装置ならびに平行光束射出ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の半導体レーザから射出されたレーザ光束のそれぞれを収束させるとともに各レーザ光束からなる全体光束を収束させて１本の光ファイバの一端に入射させてこの光ファイバ中で上記各レーザ光束を合波させ、この光ファイバの他端から高出力の合波レーザ光束を射出させる合波レーザ光源が知られている（特許文献１および特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２０２４４２号公報
【特許文献２】特開２００４−４７６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、半導体レーザの発振波長には製造上の都合によりバラツキが生じ、例えば、発振波長の仕様が４０５ｎｍのＧａＮ系半導体レーザでは±１０ｎｍ程度の発振波長のバラツキが生じる。そのため、上記合波レーザ光源に使用する複数の半導体レーザは、多数の半導体レーザの中から選別したもの、例えば発振波長４０５ｎｍ±１ｎｍのものを採用している。すなわち、発振波長に±１０ｎｍのバラツキのある複数の半導体レーザを用いて合波レーザ光源を構成すると、複数の半導体レーザから射出された各レーザ光束を通す光学系の色収差の影響により各レーザ光束の光軸方向の収束位置が変動するため、これらのレーザ光束を光ファイバの端面に正確に収束させることができない。そして、各レーザ光束が光ファイバの端面に正確に収束しないと光ファイバ中で合波されるレーザ光束の光量が減少し、上記レーザ光束の光ファイバへの結合効率が低下してしまう。そのため、上記のような半導体レーザの選別が求められる。
【０００４】
しかしながら、上記半導体レーザの選別は装置コストを増大させるので、発振波長にバラツキのある複数の半導体レーザであっても、それらを選別することなく合波レーザ光源に使用できるようにしたいという要請がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数のレーザ光束を光ファイバ中で合波させる際の各レーザ光束の波長バラツキにより生じる結合効率の低下を抑制することができるレーザ光合波調節方法および装置ならびに平行光束射出ユニットを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレーザ光合波調節方法は、複数の半導体レーザから射出された各レーザ光束をコリメート手段、光収束手段へこの順に通して１本の光ファイバの端面に収束させこの光ファイバ中に前記各レーザ光束を合波させる際に使用するレーザ光合波調節方法であって、半導体レーザから射出されたレーザ光束を前記コリメート手段および光収束手段に通して光ファイバの端面に収束させるための、前記レーザ光束の波長と、このレーザ光束を通す光路中の前記半導体レーザからコリメート手段までの光路長との関係を求め、前記関係を参照して、前記複数の半導体レーザから射出される各レーザ光束の波長に対応する光路長をそれぞれ求め、それらの半導体レーザからコリメート手段までの各光路長を前記求めた各光路長に一致させるように、コリメート手段に対する各半導体レーザの位置を調節することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のレーザ光合波調節装置は、複数の半導体レーザから射出された各レーザ光束をコリメート手段、光収束手段へこの順に通して１本の光ファイバの端面に収束させこの光ファイバ中に各レーザ光束を合波させる際に使用するレーザ光合波調節装置であって、半導体レーザから射出されたレーザ光束を前記コリメート手段および光収束手段に通して光ファイバの端面に収束させるための、前記レーザ光束の波長と、このレーザ光束を通す光路中の前記半導体レーザからコリメート手段までの光路長との関係を記憶する記憶手段と、前記複数の半導体レーザから射出される各レーザ光束の波長を示す波長情報を取得する波長情報取得手段と、前記関係を参照して、各半導体レーザ毎に前記波長情報の示す波長に対応する光路長を求める目標光路長取得手段と、前記各半導体レーザからコリメート手段までの各光路長を前記求めた各光路長に一致させるように、コリメート手段に対する各半導体レーザの位置を調節する位置調節手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
前記複数の半導体レーザのそれぞれは、ＧａＮ系の半導体レーザとすることができる。
【０００９】
前記コリメート手段は、各レーザ光束に対応させた個別のコリメートレンズを並設してなるトランケート型のレンズとすることができる。また、前記コリメート手段は、前記各レーザ光束に対応させた個別のコリメートレンズを一体成形してなるものとすることもできる。
【００１０】
なお、トランケート型のレンズとは、複数のレンズを、レンズの光軸が延びる光軸方向と交わる方向に上記レンズを並べて配置する場合において、上記レンズが並ぶ並設方向および光軸方向の両方向に直交する直交方向の各レンズの寸法に比して上記並設方向における各レンズの寸法を短く詰めて、一定の寸法内により多くのレンズが並ぶように配置されたレンズ群を意味する。
【００１１】
なお、コリメート手段、および光収束手段の機能は完全に分離されている場合に限らず、互いの機能の一部を兼用するようにしてもよい。すなわち、コリメート手段と光収束手段とを合わせた作用によって上記複数の半導体レーザから射出された各レーザ光束が光ファイバに収束するように上記コリメート手段と光収束手段とが構成されたものであってもよい。
【００１２】
本発明の平行光束射出ユニットは、基準ブロックと、前記基準ブロック上に配置された複数の半導体レーザと、前記複数の半導体レーザから射出された各レーザ光束を平行光束にせしめる、前記基準ブロック上に配置されたコリメート手段と備えた平行光束射出ユニットであって、前記複数の半導体レーザから射出された各レーザ光束の波長と該各光束のそれぞれを通す光路中の前記各半導体レーザから前記コリメート手段までの各光路長との関係が、半導体レーザから射出されたレーザ光束を前記コリメート手段に通して平行光束にせしめるための、前記レーザ光束の波長と該レーザ光束を通す光路中の前記半導体レーザから前記コリメート手段までの光路長との関係を満たすように、前記コリメート手段に対する前記複数の各半導体レーザそれぞれの位置が定められたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のレーザ光合波調節方法および装置によれば、半導体レーザから射出されたレーザ光束をコリメート手段および光収束手段に通して光ファイバの端面に収束させるための、レーザ光束の波長と、このレーザ光束を通す光路中の半導体レーザからコリメート手段までの光路長との関係を求め、この関係を参照して、複数の半導体レーザから射出される各レーザ光束の波長に対応する光路長をそれぞれ求め、各半導体レーザから光収束手段までの各光路長を前記求めた各光路長に一致させるように、コリメート手段に対する各半導体レーザの位置を調節するようにしたので、各半導体レーザから射出されたレーザ光束を正確に光ファイバの端面に収束させることができ、結合効率の低下を抑制して波長にバラツキのある複数のレーザ光束を光ファイバ内に合波させることができる。これにより、例えば、従来のように半導体レーザの選別を行なうことなく複数の半導体レーザを合波レーザ光源に使用しても上記結合効率の低下を抑制することができ、上記半導体レーザの選別による装置コストの増大を抑制することができる。
【００１４】
本発明の平行光束射出ユニットは、複数の半導体レーザから射出された各レーザ光束の波長と各光束のそれぞれを通す光路中の上記各半導体レーザからコリメート手段までの各光路長との関係が、半導体レーザから射出されたレーザ光束をコリメート手段に通して平行光束にせしめるための、前記レーザ光束の波長とこのレーザ光束を通す光路中のこの半導体レーザからコリメート手段までの光路長との関係を満たすように、コリメート手段に対する上記複数の半導体レーザそれぞれの位置が定められたものとしたので、各半導体レーザから射出されたレーザ光束を正確に平行光束にせしめることができる。これにより、例えば、従来のように半導体レーザの選別を行なうことなく複数の半導体レーザを使用しても、上記各半導体レーザから射出されたレーザ光束を正確に平行光束にせしめることができ、上記半導体レーザの選別による装置コストの増大を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明のレーザ光合波調節方法を実施するレーザ光合波調節装置および上記レーザ光合波調節装置を適用する合波レーザ光源の概略構成を示す斜視図である。図２は上記合波レーザ光源を上方から見た様子を示す平面図、図３は上記合波レーザ光源を光軸方向と直交する側方から見た様子を示す側面図、図４は上記合波レーザ光源を光軸方向から見た様子を示す正面図である。図５はコリメート部を構成する各コリメートレンズ部分を個別に示す図、図６は半導体レーザからコリメート部までの各光路長を上記各目標光路長に一致させるように半導体レーザの位置を調節した状態を示す平面図である。図７は横軸に波長λ、縦軸に光路長Ｈを示す座標上に光ファイバにレーザ光束を正確に収束させるためのレーザ光束の波長とこのレーザ光束を射出する半導体レーザからコリメート部までの光路長との関係を示す図である。
【００１６】
なお、図１は、半導体レーザＬＤ４がマウントされているサブマウントＭ４を位置決めする様子を示している。また、図５（ａ）はコリメートレンズ部分を示す正面図、図５（ｂ）はコリメートレンズ部分を示す側面図、図５（ｃ）はコリメートレンズ部分を示す平面図である
図示の本発明のレーザ光合波調節装置２００は、複数の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から射出された各レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７をコリメート手段であるコリメート部１５、光収束手段である光収束レンズ２０へこの順に通して１本の光ファイバ３０の端面に収束させ、この光ファイバ３０中に各レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７を合波させる際に使用するものである。すなわち、上記レーザ光合波調節装置２００は、合波レーザ光源１００におけるレーザ光束を合波させる際の調節に使用するものである。
【００１７】
なお、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、７つの半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６およびＬＤ７を意味するものである。レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７は、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７のそれぞれから射出された７つのレーザ光束Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６およびＢ７を意味するものである。
【００１８】
上記レーザ光合波調節装置２００は、後述する波長光路長関係を記憶する記憶手段２１０、複数の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から射出される各レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７の波長を示す波長情報を取得する波長情報取得手段２２０、上記波長光路長関係を参照して、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７毎に上記波長情報の示す波長に対応する光路長である目標光路長Ｈ１〜Ｈ７を求める目標光路長取得手段２３０と、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７からコリメート部１５までの各光路長を上記各目標光路長Ｈ１〜Ｈ７に一致させるように（図６参照）コリメート部１５に対する各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の位置を調節する位置調節手段２４０とを備えている。
【００１９】
位置調節手段２４０は、多間接アームを有するもので半導体レーザＬＤの位置を調節する方式とすることができる。また、上記位置調節手段２４０は、半導体レーザＬＤを保持して上下方向（図中矢印Ｙ方向）に移動させる保持部と、上記半導体レーザが配置される後述する基準ブロック１０を支持しこの基準ブロック１０を水平方向であるＹ−Ｚ平面に平行な方向、および上記Ｙ−Ｚ平面に対して直交する軸（図中Ｙ軸と平行な軸）の周りに回転するθ方向に移動させる移動ステージとを組み合わせたものとしてもよい。ここでは、位置調節手段２４０を、多間接アームにより半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の位置を調節するものとする。
【００２０】
上記波長光路長関係は、半導体レーザから射出されたレーザ光束をコリメート部１５および光収束レンズ２０に通して光ファイバ３０の端面に収束させるための、上記レーザ光束の波長と、このレーザ光束を通す光路中の上記半導体レーザからコリメート部１５までの光路長との関係である。この波長光路長関係は、計算あるいは実験等により予め求めておくことができる。
【００２１】
また、波長情報取得手段２２０は、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から射出される各レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７の波長を実際に測定して、それらの波長の値を波長情報として取得するものであってもよいし、別途測定等によって得られた各レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７の波長の値を波長情報として取得するものであってもよい。
【００２２】
次に、合波レーザ光源１００について詳しく説明する。
【００２３】
合波レーザ光源１００は、銅部材からなる基準ブロック１０上のレーザ固定面１０ａに配列された７個のＧａＮ系の半導体レーザである半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７と、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から射出された各レーザ光束を平行光にするコリメート部１５とを備えている。
【００２４】
なお、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７のそれぞれは予めサブマウントＭ上に実装されており、サブマウントＭが基準ブロック１０上に固定される。すなわち、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７はサブマウントＭを介して基準ブロック１０のレーザ固定面１０ａに配置される。
【００２５】
コリメート部１５は、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から射出されるレーザ光束の各光路に対応させて配されたコリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７のそれぞれから構成される。上記コリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７は、互に同じ形状および性能を有し、図中ＹＺ平面における位置が互に一致している。
【００２６】
コリメート部１５は、このコリメート部１５の基準面Ｃｋを基準ブロック１０の基準面である側面１０Ｓに当てつけて光軸方向（図中矢印Ｚ方向）に位置決めされている。
【００２７】
一方、サブマウントＭ上に実装された各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を基準ブロック１０上に配置する時には、コリメート部１５を基準として光軸方向（図中矢印Ｚ方向）への位置の調節が行なわれる。
【００２８】
すなわち、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から発散光状態で射出されたレーザ光束Ｂ１〜Ｂ７は、それぞれコリメート部１５を構成する各コリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７によって平行光にせしめられるように、上記コリメート部１５に対して位置が調節される。
【００２９】
ここで、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７には発振波長のバラツキが有るので、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から射出されたレーザ光束をコリメート部を通して正確に平行光とするには、コリメート部と各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７との間の空気間隔を上記発振波長に応じて変更しなければならない。
【００３０】
また、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の最大出力はそれぞれ１００ｍＷである。
【００３１】
半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から発散光状態で射出されコリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７を通して平行光とされたレーザ光束Ｂ１〜Ｂ７のそれぞれは、光収束レンズ２０によって収束され、光ファイバ３０の入射端面３０ｃのコア３０ａ上に収束せしめられる。すなわち、光収束レンズ２０によって各レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７のそれぞれが収束せしめられるとともに、レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７の全体も収束せしめられる。この収束せしめられたレーザ光束Ｂ１〜Ｂ７が光ファイバ３０のコア３０ａに入射してコア３０ａ内を伝搬し合波され光ファイバ３０の他端から出射される。
【００３２】
なお、上記基準ブロック１０と、この基準ブロック１０上に配置された複数の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７と、上記複数の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から射出された各レーザ光束を平行光束にせしめる、基準ブロック１０上に配置されたコリメート手段であるコリメート部１５とが平行光束射出ユニットを構成している。
【００３３】
なお、上記平行光束射出ユニットは、複数の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から射出される各レーザ光束の波長と各光束のそれぞれを通す光路中の各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７からコリメート部１５までの各光路長との関係が、半導体レーザから射出されたレーザ光束をコリメート部１５に通して平行光束にせしめるための、上記レーザ光束の波長とそのレーザ光束を通す光路中の半導体レーザからコリメート部１５までの光路長との関係を満たすように、コリメート部１５に対する各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７それぞれの位置が定められている。
【００３４】
上記合波レーザ光源１００は、上方が開口した箱状のパッケージ４０内に収容され、このパッケージ４０の上記開口がパッケージ蓋４１によって閉じられることにより、このパッケージ４０およびパッケージ蓋４１が画成する閉空間内に密閉保持される。
【００３５】
パッケージ４０の底面にはベース板４２が固定され、このベース板４２の上面に基準ブロック１０が取り付けられ、そしてこの基準ブロック１０の側面１０Ｓにコリメート部１５が固定されている。さらにベース板４２の上面には、光収束レンズ２０を保持する光収束レンズホルダ４５と、光ファイバ３０の入射端部を保持するファイバホルダ４６が固定されている。
【００３６】
図４および図５に示すように、各コリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７は、非球面円形レンズの光軸を含む領域を光軸方向（図中矢印Ｚ方向）に細長く切り取った形状を有するものである。
【００３７】
このコリメート部１５は、各レーザ光束に対応させた個別のコリメートレンズを並設してなるトランケート型のレンズであり、各レーザ光束に個別に対応するコリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７が一体化されたものである。例えば、上記コリメート部１５は、互に隣り合うコリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７が連結されるように、樹脂あるいは光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。
【００３８】
上記コリメートレンズＣ１〜Ｃ７は、トランケート型のレンズであり半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の並び方向（図中矢印Ｘ方向）の開口長さがこの方向および上記光軸方向（図中矢印Ｚ方向）の両方向に直交する方向（図矢印Ｙ方向）の開口長さよりも小さくなっている。
【００３９】
一方、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各発光点から発せられるレーザ光束Ｂ１〜Ｂ７は、上記細長い形状とされた各コリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７に対して、レーザ光束の拡がり角最大の方向が各コリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７の開口長さの大きい方向と一致し、レーザ光束の拡がり角最小の方向が各コリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７の開口長さの小さな方向と一致する状態で入射する。つまり、細長い形状とされた各コリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７は、入射するレーザ光束Ｂ１〜Ｂ７の楕円形の断面形状に対応して、非有効部分を極力少なくして使用されることになる。
【００４０】
また、光収束レンズ２０は、各コリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７を通って平行光となったレーザ光束Ｂ１〜Ｂ７の全体を通す１つの凸レンズである。この光収束レンズ２０も、例えば樹脂あるいは光学ガラスをモールド成形によって形成することができる。
【００４１】
本実施の形態の構成においては、レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７の光ファイバ３０への結合効率の目標値は０．９である。したがって、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各出力が１００ｍＷのときには、光ファイバ３０から射出される合波レーザ光束の出力は６３０ｍＷ（＝１００ｍＷ×０．９×７）となる。
【００４２】
次に、上記合波レーザ光源１００におけるレーザ光束の合波の調節に使用するレーザ光合波調節装置２００の作用について説明する。
【００４３】
上記基準ブロック１０に半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を配置する際には、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を実装したサブマウントＭを介して上記半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を上記基準ブロック１０のレーザ固定面１０ａに配置する。
【００４４】
また、上記レーザ光束を合波させるための調節を行なう前に、波長情報取得手段２２０には各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から射出される各レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７の波長を示す波長情報が入力され、記憶手段２１０には上記波長光路長関係を記憶させておく。
【００４５】
次に、目標光路長取得手段２３０が、上記記憶手段２１０から入力した波長光路長関係と波長情報取得手段２２０から入力した波長情報とを参照して、各レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７を通す光路中の各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７からコリメート部１５、すなわち各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から各コリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７までの光路長の目標値である目標光路長Ｈ１〜Ｈ７を求める（図６参照）。
【００４６】
上記目標光路長Ｈ１〜Ｈ７は、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から射出されたレーザ光束Ｂ１〜Ｂ７をコリメート部１５および光収束部２０に通して光ファイバ３０の端面３０ｃに収束させるための、上記レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７の通る光路中の各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から各コリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７までの各光路長である。
【００４７】
また、上記目標光路長Ｈ１〜Ｈ７は、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から射出されたレーザ光束Ｂ１〜Ｂ７をコリメート部１５へ通して平行光束にせしめるための、上記レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７の通る光路中の各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７から各コリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７までの各光路長でもある。
【００４８】
具体的には、レーザ光束の波長λと、このレーザ光束を通す光路中の上記レーザ光束を射出する半導体レーザからコリメート部１５までの光路長Ｈとの関係である波長光路長関係は、図７に示すように、波長λが大きくなるにしたがって光路長Ｈも大きくなる関係を示す線Ｅで表すことができる。
【００４９】
したがって、上記波長光路長関係を示す線Ｅを参照して、レーザ光束Ｂ１〜Ｂ７の波長λ１〜λ７、すなわち各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発振波長λ１〜λ７に対応する目標光路長Ｈ１〜Ｈ７を求めることができる。
【００５０】
なお、上記目標光路長Ｈ１〜Ｈ７は、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各発光点から各コリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７それぞれの面頂位置Ｊｃまでの空気間隔として定められるものである。なお、図１の矢印Ｚ方向における各コリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７それぞれの位置は互に等しく、それらは図中の面頂位置Ｊｃに一致している。
【００５１】
次に、目標光路長取得手段２３０から目標光路長Ｈ１〜Ｈ７を入力した位置調節手段２４０が、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７からコリメート部１５までの各光路長を上記各目標光路長Ｈ１〜Ｈ７に一致させるように、コリメート部１５に対する各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の位置を調節する。
【００５２】
位置調節手段２４０は、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７が実装されたサブマウントＭである実装サブマウントＭ１〜Ｍ７を保持する保持部２４２と、保持部２４２をＸＹＺ方向およびＹ軸回りの回転方向に移動させる多間接アーム部２４４と、保持部２４２および多間接アーム部２４４の動作を制御する制御部２４６とを備えている。なお、保持部２４２が半導体レーザを保持したときに、この保持部２４２と半導体レーザの発光点との位置関係が予め定められた一定の関係となるように、半導体レーザが保持部２４２によって保持される。
【００５３】
制御部２４６には、予め、合波レーザ光源１００を構成する基準ブロック１０のレーザ固定面１０ａや、コリメート部１５の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７側の面頂位置Ｊｃ等の位置情報を記憶させておく。その後、この制御部２４６に、上記目標光路長取得手段２３０から目標光路長Ｈ１〜Ｈ７が入力される。
【００５４】
上記のことにより、上記位置調節手段２４０は、保持部２４２で保持した実装サブマウントＭ１〜Ｍ７上の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の位置を、上記各コリメートレンズ部分Ｃ１〜Ｃ７の面頂位置Ｊｃに対して正確に位置決めすることができる。すなわち、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７からコリメート部１５までの各光路長を上記各目標光路長Ｈ１〜Ｈ７に一致させるように、コリメート部１５に対する各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の位置を調節して配置することができる。
【００５５】
より具体的には、例えば、半導体レーザＬＤ１の位置を定める場合には、多間接アーム部２４４による保持部２４２のＸＹＺ方向およびＹ軸回りの回転方向への移動によりテーブルＴａ上に載置された実装サブマウントＭ１を保持部２４２で保持し、再度多間接アーム部２４４による保持部２４２の移動により実装サブマウントＭ１を基準ブロック１０のレーザ固定面１０ａに配置する。このとき、半導体レーザＬＤ１の発光点とコリメート部１５の面頂位置Ｊｃとの光軸方向（図中矢印Ｚ方向）の間隔を調節する。すなわち、半導体レーザＬＤ１からコリメート部１５までのレーザ光束Ｂ１の光路長を目標光路長Ｈ１とするように調節する。
【００５６】
実装サブマウントＭ１がレーザ固定面１０ａに配置されると、接着剤吐出部３００がレーザ固定面１０ａ上に実装サブマウントＭ１が固定されるように接着剤を吐出し、実装サブマウントＭ１がレーザ固定面１０ａ上に固定される。
【００５７】
以後、半導体レーザＬＤ２〜ＬＤ７が実装された実装サブマウントＭ２〜Ｍ７についても同様に、半導体レーザＬＤ２〜ＬＤ７からコリメート部１５までの光路長が目標光路長Ｈ２〜Ｈ７となるようにそれぞれ調節してレーザ固定面１０ａ上に固定する。
【００５８】
上記のことにより、各半導体レーザから射出されたレーザ光束を正確に光ファイバの端面に収束させることができ、これにより、発振波長にバラツキのある複数の半導体レーザを使用して合波レーザ光を生成するときの結合効率の低下を抑制することができる。
【００５９】
上記コリメート部は、各レーザ光束に対応させた個別のコリメートレンズを並設してなるトランケート型のレンズである場合に限るものではない。また、上記コリメート部は、前記各レーザ光束に対応させた個別のコリメートレンズを一体成形してなるものである場合に限るものでもない。
【００６０】
なお、コリメート部、および光収束部の機能は完全に分離されている場合に限らず、互いの機能の一部を兼用するようにしてもよい。すなわち、コリメート部と光収束部とを合わせた作用によって上記複数の半導体レーザから射出された各レーザ光束が光ファイバに収束するように上記コリメート部と光収束部とが構成されたものであればよい。
【００６１】
以上、合波するレーザ光束の合波本数を７本とした実施の形態について説明したが、本発明のレーザ装置を用いる場合の合波本数はこの７本に限られるものではなく、２本以上のいずれの数が選択されてもよい。
【００６２】
上記のように、本発明によれば、各コリメートレンズ部分が所定の位置に設置されている場合に、半導体レーザが実装される位置を調節することで、半導体レーザの発振波長のバラツキを考慮した調節を行なうことができる。７個のコリメートレンズ部分が個々に分離していて、個々にコリメートレンズ部分の設置位置の調節を行う方式でも半導体レーザの発振波長のバラツキによって生じる結合効率の低下を抑止した調節を行なうことができる。
【００６３】
なお、従来方式において、個々にコリメートレンズ部分の位置を調節するには、半導体レーザを駆動（発光）させながら調節する必要があった。さらに、個々の調節には、半導体レーザの発光、コリメートレンズ部分の位置の調節を半導体レーザの個数分行う必要があり、タクトタイムが非常に長かった。
【００６４】
これに対して、本発明の調節方式では、個々のコリメートレンズ部分の位置調節を無くすことで、タクトを半分以下にすることができる。すなわち、コリメート部は７個のコリメートレンズ部分を一体化したレンズ形態を成し、このコリメート部の所定位置への設置により、このコリメート部を構成する７個のコリメートレンズ部分を同時に正しい位置に設置することができる。これにより、タクトタイム短縮の最も大きな効果を得ることができる。
【００６５】
すなわち、コリメートレンズ部分が個別に分離したものである場合には、コリメートレンズ部分の固定に７工程、さらに半導体レーザの位置決め実装に７工程が必要となり、合計１４工程が必要となる。一方、コリメートレンズ部分が一体化されている場合には、コリメートレンズ部分の固定に１工程、半導体レーザの位置決め実装に７工程が必要となり、合計８工程で済むことになる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明のレーザ光合波調節装置および上記レーザ光合波調節装置を適用する合波レーザ光源の概略構成を示す斜視図
【図２】合波レーザ光源を上方から見た様子を示す平面図
【図３】合波レーザ光源を光軸方向と直交する側方から見た様子を示す側面図
【図４】合波レーザ光源を光軸方向から見た様子を示す正面図
【図５】図５（ａ）はコリメートレンズ部分を示す正面図、図５（ｂ）はコリメートレンズ部分を示す側面図、図５（ｃ）はコリメートレンズ部分を示す平面図
【図６】光路長を目標光路長に一致させるように半導体レーザ位置を調節した様子を示す平面図
【図７】波長光路長関係を示す図
【符号の説明】
【００６７】
１０    基準ブロック
１５    コリメート部
２０    光収束部
３０    光ファイバ
ＬＤ１〜ＬＤ７    半導体レーザ
Ｂ１〜Ｂ７    レーザ光束
Ｈ１〜Ｈ７    目標光路長
【図１】
2007199476.tif 000003
【図２】
2007199476.tif 000004
【図３】
2007199476.tif 000005
【図４】
2007199476.tif 000006
【図５】
2007199476.tif 000007
【図６】
2007199476.tif 000008
【図７】
2007199476.tif 000009