(57)【要約】【課題】光ファイバといった光導波路の出射端と、光導波部材のコアの入射端との光結合状態の調整に要する時間を短縮することが可能なレーザ光照射装置を提供する。【解決手段】レーザ光照射装置１０は、複数の光源３１と、複数の光導波路２１と、光導波部材２２と、複数の光検出手段３２とを備える。複数の光検出手段３２は、光導波部材２２のクラッド２２ｂの周囲において光導波部材２２の周方向に並んで配置される。相対位置演算部３３は、各光検出手段３２の位置に関する情報と、各光検出手段３２から出力される光検出信号Ｓａとに基づいて、各光導波路２１の端面と光導波部材２２の端面との相対的な位置に関する情報（相対位置情報Ｄａ）を演算する。駆動制御部３５は、相対位置情報Ｄａに基づいて、各光導波路２１の端面と光導波部材２２の端面との相対的な位置が所定位置に近づくようにステージ３４を駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生する一又は複数の光源と、
一端面が前記一又は複数の光源のそれぞれと光学的に結合された一又は複数の光導波路と、
一本のコア、及び該コアを覆うクラッドを有し、前記コアの一端面が前記一又は複数の光導波路の他端面と対向しており、前記レーザ光を前記コアの他端面から出射する光導波部材と、
前記クラッドの周囲において前記光導波部材の周方向に並んで配置された複数の光検出手段と、
前記複数の光検出手段の位置に関する情報である光検出手段位置情報を予め記憶する記憶手段を有し、前記複数の光検出手段のそれぞれから出力される複数の光検出信号と前記光検出手段位置情報とに基づいて、前記一又は複数の光導波路の他端面と前記光導波部材の一端面との相対的な位置に関する情報である相対位置情報を演算する相対位置演算部と、
前記一又は複数の光導波路の他端面と前記光導波部材の一端面とのうち少なくとも一方を変位させる変位手段と、
前記相対位置演算部から出力される前記相対位置情報に基づいて、前記一又は複数の光導波路の他端面と前記光導波部材の一端面との相対的な位置が所定位置に近づくように前記変位手段を駆動する駆動制御部と
を備えることを特徴とする、レーザ光照射装置。
【請求項２】
前記クラッドの表面に、前記複数の光検出手段と前記クラッドとの光結合効率を高めるための光放射部を有することを特徴とする、請求項１に記載のレーザ光照射装置。
【請求項３】
前記光放射部は、前記クラッドの表面のうち、前記光検出手段と対向する領域を含み前記クラッドの全周にわたる領域に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のレーザ光照射装置。
【請求項４】
前記光導波部材の光導波方向に対し垂直な断面における前記コアの形状が、所定の第１の方向を長手方向とし、該第１の方向と直交する第２の方向を短手方向とする細長形状を呈していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ光照射装置。
【請求項５】
前記複数の光検出手段のうち少なくとも２つの前記光検出手段が、前記光導波方向と前記第１の方向とに沿っており前記コアの中心を含む第１の平面の両側にそれぞれ位置することを特徴とする、請求項４に記載のレーザ光照射装置。
【請求項６】
前記少なくとも２つの前記光検出手段の位置が、前記第１の平面に対して略対称であることを特徴とする、請求項５に記載のレーザ光照射装置。
【請求項７】
前記複数の光検出手段のうち少なくとも２つの前記光検出手段が、前記光導波方向と前記第２の方向とに沿っており前記コアの中心を含む第２の平面の両側にそれぞれ位置することを特徴とする、請求項４に記載のレーザ光照射装置。
【請求項８】
前記少なくとも２つの前記光検出手段の位置が、前記第２の平面に対して略対称であることを特徴とする、請求項７に記載のレーザ光照射装置。
【請求項９】
当該レーザ光照射装置が、前記複数の光導波路及び前記光導波部材のうち少なくとも一方を光導波方向に沿った軸まわりに回転させる回転手段を更に備え、
前記相対位置演算部が、前記複数の光検出手段のそれぞれから出力される複数の光検出信号と前記光検出手段位置情報とに基づいて、前記複数の光導波路の他端面の並び方向と前記コアの前記長手方向との相対的な角度に関する情報である相対角度情報を更に演算し、
駆動制御部が、前記相対位置演算部から出力される前記相対角度情報に基づいて、前記並び方向と前記長手方向との相対的な角度が所定の角度に近づくように前記回転手段を駆動する
ことを特徴とする、請求項４に記載のレーザ光照射装置。
【請求項１０】
前記複数の光検出手段が第１及び第２の前記光検出手段を少なくとも含み、
前記第１及び第２の光検出手段が、前記光導波方向と前記第１の方向とに沿っており前記コアの中心を含む第１の平面の一方の側に位置しており、
前記第１の光検出手段が、前記光導波方向と前記第２の方向とに沿っており前記コアの中心を含む第２の平面の一方の側に位置しており、
前記第２の光検出手段が、前記第２の平面の他方の側に位置している
ことを特徴とする、請求項９に記載のレーザ光照射装置。
【請求項１１】
前記複数の光検出手段が第１、第２、第３及び第４の前記光検出手段を少なくとも含み、
前記第１及び第２の光検出手段が、前記光導波方向と前記第１の方向とに沿っており前記コアの中心を含む第１の平面の一方の側に位置しており、前記第３及び第４の光検出手段が前記第１の平面の他方の側に位置しており、
前記第１及び第３の光検出手段が、前記光導波方向と前記第２の方向とに沿っており前記コアの中心を含む第２の平面の一方の側に位置しており、前記第２及び第４の光検出手段が前記第２の平面の他方の側に位置している、
ことを特徴とする請求項４または９に記載のレーザ光照射装置。
【請求項１２】
前記光導波部材の他端面と光学的に結合され、前記レーザ光を分岐する光分岐手段と、
前記光分岐手段によって分岐された前記レーザ光の光量を測定する光量測定手段と
を更に備え、
前記駆動制御部は、前記光量測定手段における測定結果に基づいて、前記光導波部材の他端面から出射される前記レーザ光の強度が所定の強度に近づくように前記変位手段を駆動する
ことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレーザ光照射装置。
【請求項１３】
一本のコア、及び該コアを覆うクラッドを有する光導波部材と、一又は複数の光導波路とを備えるレーザ光照射モジュールにおける、前記光導波部材の一端面と前記一又は複数の光導波路の一端面との相対位置を調整するための装置であって、
前記一又は複数の光導波路それぞれの他端面と光学的に結合され、レーザ光を発生する一又は複数の光源と、
前記クラッドの周囲において前記光導波部材の周方向に並んで配置される複数の光検出手段と、
前記複数の光検出手段の位置に関する情報である光検出手段位置情報を予め記憶する記憶手段を有し、前記複数の光検出手段のそれぞれから出力される複数の光検出信号と前記光検出手段位置情報とに基づいて、前記一又は複数の光導波路の前記一端面と前記光導波部材の前記一端面との相対的な位置に関する情報である相対位置情報を演算する相対位置演算部と、
前記一又は複数の光導波路の前記一端面と前記光導波部材の前記一端面とのうち少なくとも一方を変位させる変位手段と、
前記相対位置演算部から出力される前記相対位置情報に基づいて、前記一又は複数の光導波路の前記一端面と前記光導波部材の前記一端面との相対的な位置が所定位置に近づくように前記変位手段を駆動する駆動制御部と
を備えることを特徴とする、レーザ光照射モジュール調整装置。
【請求項１４】
一本のコア、及び該コアを覆うクラッドを有する光導波部材と、一又は複数の光導波路とを備えるレーザ光照射モジュールにおける、前記光導波部材の一端面と前記一又は複数の光導波路の端面との相対位置を調整する方法であって、
複数の光検出手段を、前記クラッドの周囲において前記光導波部材の周方向に並べて配置するステップと、
前記一又は複数の光導波路それぞれの他端面にレーザ光を入射させるステップと、
予め用意された前記複数の光検出手段の位置に関する情報と、前記複数の光検出手段のそれぞれから出力される複数の光検出信号とに基づいて、前記一又は複数の光導波路の前記一端面と前記光導波部材の前記端面との相対的な位置に関する情報である相対位置情報を演算するステップと、
前記相対位置情報に基づいて、前記一又は複数の光導波路の前記一端面と前記光導波部材の前記端面との相対的な位置が所定位置に近づくように前記一又は複数の光導波路の前記一端面と前記光導波部材の前記端面とのうち少なくとも一方を変位させるステップと
を備えることを特徴とする、レーザ光照射モジュール調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光照射装置、レーザ光照射モジュール調整装置、およびレーザ光照射モジュール調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、対象物へ照射されるレーザ光の光軸に垂直な断面の形状を長尺とするレーザ光照射装置が記載されている。このレーザ光照射装置は、レーザ光を出射する複数のレーザ光源と、平板状のコアを有する光導波部材と、レーザ光を複数のレーザ光源から上記コアの入射端面へ導く複数の光ファイバとを備えている。複数の光ファイバの出射端は、コアの入射端面の長手方向と平行な方向に並んで配列されている。
【０００３】
特許文献２には、レーザ光と光ファイバとの光軸調整を行うための装置が記載されている。この装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、光ファイバの先端に設けられた光コネクタとを備えている。光コネクタの外壁には、光ファイバの周方向に並ぶ複数の透光孔が設けられている。少なくとも二つの透光孔の外側には光検出素子が設けられており、これらの光検出素子における受光量が最小となるように、レーザ光の光軸と光コネクタとを相対的に移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１５７２９号公報
【特許文献２】特許第３５９７９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば特許文献１に記載された装置のように、レーザ光照射装置には、所定の断面形状のコアを有する光導波部材とレーザ光源とが、光ファイバといった光導波路によって結合された構成を備えるものがある。このようなレーザ光照射装置では、光ファイバの出射端面と、光導波部材のコアの入射端面とが高い結合効率でもって光学的に結合されることが望ましい。そのため、光ファイバの出射端と光導波部材のコアの入射端とを互いに対向させた状態で光ファイバの入射端にレーザ光を入射させ、光導波部材のコアの出射端から出射される該レーザ光の光強度を観測しながら、該光強度が最大となるように光ファイバの出射端と光導波部材のコアの入射端との相対位置を調整することが行われる。
【０００６】
従来より、このような調整作業の際には、例えば光ファイバの出射端を光導波部材の入射端面に沿って走査し、レーザ光の光強度が最大となる位置を探していた。しかしながらこのような方法では、光導波部材の入射端面の全面を走査する必要があるので、調整作業に要する時間が長くなってしまう。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、光ファイバといった光導波路の出射端と、光導波部材のコアの入射端との光結合状態の調整に要する時間を短縮することが可能なレーザ光照射装置、レーザ光照射モジュール調整装置、およびレーザ光照射モジュール調整方法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】
上述した課題を解決するために、本発明によるレーザ光照射装置は、（１）レーザ光を発生する一又は複数の光源と、（２）一端面が一又は複数の光源のそれぞれと光学的に結合された一又は複数の光導波路と、（３）一本のコア、及び該コアを覆うクラッドを有し、コアの一端面が一又は複数の光導波路の他端面と対向しており、レーザ光をコアの他端面から出射する光導波部材と、（４）クラッドの周囲において光導波部材の周方向に並んで配置された複数の光検出手段と、（５）複数の光検出手段の位置に関する情報である光検出手段位置情報を予め記憶する記憶手段を有し、複数の光検出手段のそれぞれから出力される複数の光検出信号と光検出手段位置情報とに基づいて、一又は複数の光導波路の他端面と光導波部材の一端面との相対的な位置に関する情報である相対位置情報を演算する相対位置演算部と、（６）一又は複数の光導波路の他端面と光導波部材の一端面とのうち少なくとも一方を変位させる変位手段と、（７）相対位置演算部から出力される相対位置情報に基づいて、一又は複数の光導波路の他端面と光導波部材の一端面との相対的な位置が所定位置に近づくように変位手段を駆動する駆動制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このレーザ光照射装置において、一又は複数の光源からのレーザ光が一又は複数の光導波路の一端面にそれぞれ入射すると、これらのレーザ光は各光導波路の他端面を介して光導波部材のコアの一端面に達する。このとき、各光導波路の他端面の位置が光導波部材のコアの一端面に対して偏っている場合、その偏りの方向や程度は、クラッドの周囲に配置された複数の光検出手段において検出される光強度に現れる。例えば、各光導波路の他端面が或る方向に偏っている場合には、該方向に配置された光検出手段において検出される光強度が強くなり、該方向とは逆の方向に配置された光検出手段において検出される光強度が弱くなる。
【００１０】
そこで、上述したレーザ光照射装置では、予め記憶された複数の光検出手段の位置に関する情報（光検出手段位置情報）と、複数の光検出手段のそれぞれから出力される複数の光検出信号とに基づいて、上述した位置の偏り、すなわち光導波路の他端面と光導波部材の一端面との相対的な位置に関する情報（相対位置情報）が、相対位置演算部によって演算される。そして、この相対位置情報に基づいて、上述した位置の偏りが解消される方向に変位手段が駆動され、光導波路の他端面と光導波部材の一端面との光結合効率が高められる。このように、上述したレーザ光照射装置によれば、光導波路の他端を光導波部材の一端面に沿って走査することなく光導波路と光導波部材のコアとの光結合状態の調整を行うことができるので、調整に要する時間を格段に短縮することができる。
【００１１】
また、上述したレーザ光照射装置は、クラッドの表面に、複数の光検出手段とクラッドとの光結合効率を高めるための光放射部を有してもよい。クラッドと空気との屈折率差が大きいと、光がクラッドから十分に漏れ出ず、光検出手段において検出される光強度が小さくなってしまうことがある。そこで、このような光放射部をクラッドの表面（特に、光検出手段と対向する領域）に設けることによって、複数の光検出手段において十分な光強度を検出することができる。なお、このような光放射部は、例えばクラッドの表面に屈折率製合剤を塗布することや、クラッドの表面を粗面化することによって好適に実現可能である。
【００１２】
また、相対位置演算部によって相対位置情報を精度良く算出するためには、クラッドの表面における光の多重反射を防ぐとよい。したがって、上記のような光放射部は、クラッドの表面のうち、光検出手段と対向する領域を含みクラッドの全周にわたる領域に設けられていることが好ましい。
【００１３】
また、上述したレーザ光照射装置では、光導波部材の光導波方向に対し垂直な断面におけるコアの形状が、所定の第１の方向を長手方向とし、該第１の方向と直交する第２の方向を短手方向とする細長形状を呈してもよい。この場合、複数の光検出手段のうち少なくとも２つの光検出手段が、光導波方向と第１の方向とに沿っておりコアの中心を含む第１の平面の両側にそれぞれ位置することが好ましい。これにより、光導波路の他端面の位置が第１の方向と交差する方向に偏っている場合に、その偏りの方向および程度を好適に検出することができる。そして、この場合、この少なくとも２つの光検出手段の位置が第１の平面に対して略対称であれば、光導波路の他端位置の偏りの方向および程度を更に精度良く検出することができる。
【００１４】
また、光導波部材のコアの形状が上記のような形状を呈する場合、複数の光検出手段のうち少なくとも２つの光検出手段が、光導波方向と第２の方向とに沿っておりコアの中心を含む第２の平面の両側にそれぞれ位置することが好ましい。これにより、光導波路の他端面の位置が第２の方向と交差する方向に偏っている場合に、その偏りの方向および程度を好適に検出することができる。そして、この場合、この少なくとも２つの光検出手段の位置が第２の平面に対して略対称であれば、光導波路の他端位置の偏りの方向および程度を更に精度良く検出することができる。
【００１５】
また、レーザ光照射装置は、複数の光導波路及び光導波部材のうち少なくとも一方を光導波方向に沿った軸まわりに回転させる回転手段を更に備え、相対位置演算部が、複数の光検出手段のそれぞれから出力される複数の光検出信号と光検出手段位置情報とに基づいて、複数の光導波路の他端面の並び方向とコアの長手方向との相対的な角度に関する情報である相対角度情報を更に演算し、駆動制御部が、相対位置演算部から出力される相対角度情報に基づいて、複数の光導波路の他端面の並び方向とコアの長手方向との相対的な角度が所定の角度に近づくように回転手段を駆動することを特徴としてもよい。
【００１６】
例えば特許文献１に記載された装置のように、光導波部材のコアの入射端面が一方向に延びており、該コアの入射端面と複数の光ファイバ（光ファイバアレイ）との光結合状態を調整する場合、これらの相対位置だけでなく、複数の光導波路の並び方向とコアの入射端面の長手方向との相対角度をも考慮する必要がある。したがって、調整作業に要する時間が更に長くなってしまう。このような問題点に対し、上述したレーザ光照射装置では、複数の光導波路の並び方向が光導波部材のコアの一端面の長手方向に対して傾斜していると、その傾斜の向きや角度は、複数の光検出手段において検出される光強度に現れる。例えば、上記相対角度が或る方向に傾斜している場合には、該方向に配置された光検出手段において検出される光強度が強くなり、該方向とは逆の方向に配置された光検出手段において検出される光強度が弱くなる。そこで、上述したレーザ光照射装置では、上述した相対角度に関する情報（相対角度情報）が、相対位置演算部によって演算される。そして、この相対角度情報に基づいて、上述した相対角度の傾斜が解消される方向に回転手段が駆動され、光導波路の他端面と光導波部材の一端面との光結合効率が高められる。このように、上述したレーザ光照射装置によれば、複数の光導波路の並び方向とコアの入射端面の長手方向との相対角度を容易に調整することができるので、調整に要する時間を効果的に短縮することができる。
【００１７】
また、このようなレーザ光照射装置では、複数の光検出手段が第１及び第２の光検出手段を少なくとも含み、第１及び第２の光検出手段が、光導波方向と第１の方向とに沿っておりコアの中心を含む第１の平面の一方の側に位置しており、第１の光検出手段が、光導波方向と第２の方向とに沿っておりコアの中心を含む第２の平面の一方の側に位置しており、第２の光検出手段が、第２の平面の他方の側に位置していることが好ましい。このように光検出手段が配置されることによって、コアの入射端面の長手方向に対する複数の光導波路の並び方向の傾斜の向きや角度を精度良く検出することができる。
【００１８】
また、レーザ光照射装置は、複数の光検出手段が第１、第２、第３及び第４の光検出手段を少なくとも含み、第１及び第２の光検出手段が、光導波方向と第１の方向とに沿っておりコアの中心を含む第１の平面の一方の側に位置しており、第３及び第４の光検出手段が第１の平面の他方の側に位置しており、第１及び第３の光検出手段が、光導波方向と第２の方向とに沿っておりコアの中心を含む第２の平面の一方の側に位置しており、第２及び第４の光検出手段が第２の平面の他方の側に位置していることが好ましい。このように光検出手段が配置されることによって、光導波路の他端面の位置が何れの方向に偏っていたとしても、その偏りの方向および程度を好適に検出することができる。
【００１９】
また、レーザ光照射装置は、光導波部材の他端面と光学的に結合され、レーザ光を分岐する光分岐手段と、光分岐手段によって分岐されたレーザ光の光量を測定する光量測定手段とを更に備え、制御部は、光量測定手段における測定結果に基づいて、光導波部材の他端面から出射されるレーザ光の強度が所定の強度に近づくように変位手段を駆動することを特徴としてもよい。
【００２０】
また、本発明によるレーザ光照射モジュール調整装置は、一本のコア、及び該コアを覆うクラッドを有する光導波部材と、一又は複数の光導波路とを備えるレーザ光照射モジュールにおける、光導波部材の一端面と一又は複数の光導波路の一端面との相対位置を調整するための装置であって、（１）一又は複数の光導波路それぞれの他端面と光学的に結合され、レーザ光を発生する一又は複数の光源と、（２）クラッドの周囲において光導波部材の周方向に並んで配置される複数の光検出手段と、（３）複数の光検出手段の位置に関する情報である光検出手段位置情報を予め記憶する記憶手段を有し、複数の光検出手段のそれぞれから出力される複数の光検出信号と光検出手段位置情報とに基づいて、一又は複数の光導波路の一端面と光導波部材の一端面との相対的な位置に関する情報である相対位置情報を演算する相対位置演算部と、（４）一又は複数の光導波路の一端面と光導波部材の一端面とのうち少なくとも一方を変位させる変位手段と、（５）相対位置演算部から出力される相対位置情報に基づいて、一又は複数の光導波路の一端面と光導波部材の一端面との相対的な位置が所定位置に近づくように変位手段を駆動する駆動制御部とを備えることを特徴とする。このレーザ光照射モジュール調整装置によれば、上述したレーザ光照射装置と共通の構成を備えることによって、光導波路の一端を光導波部材の一端面に沿って走査することなく光導波路と光導波部材のコアとの光結合状態の調整を行うことができるので、調整に要する時間を格段に短縮することができる。
【００２１】
また、本発明によるレーザ光照射モジュール調整方法は、一本のコア、及び該コアを覆うクラッドを有する光導波部材と、一又は複数の光導波路とを備えるレーザ光照射モジュールにおける、光導波部材の一端面と一又は複数の光導波路の一端面との相対位置を調整する方法であって、（１）複数の光検出手段を、クラッドの周囲において光導波部材の周方向に並べて配置するステップと、（２）一又は複数の光導波路それぞれの他端面にレーザ光を入射させるステップと、（３）予め用意された複数の光検出手段の位置に関する情報と、複数の光検出手段のそれぞれから出力される複数の光検出信号とに基づいて、一又は複数の光導波路の一端面と光導波部材の一端面との相対的な位置に関する情報である相対位置情報を演算するステップと、（４）相対位置情報に基づいて、一又は複数の光導波路の一端面と光導波部材の一端面との相対的な位置が所定位置に近づくように一又は複数の光導波路の一端面と光導波部材の一端面とのうち少なくとも一方を変位させるステップとを備えることを特徴とする。このレーザ光照射モジュール調整方法によれば、上述したレーザ光照射装置と同様に、光導波路の一端を光導波部材の一端面に沿って走査することなく光導波路と光導波部材のコアとの光結合状態の調整を行うことができるので、調整に要する時間を格段に短縮することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によるレーザ光照射装置、レーザ光照射モジュール調整装置、およびレーザ光照射モジュール調整方法によれば、光ファイバといった光導波路の出射端と、光導波部材のコアの入射端との光結合状態の調整に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るレーザ光照射装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、レーザ光照射装置が備える光導波路の他端付近の構成を示す斜視図である。
【図３】図３は、レーザ光照射装置が備える光導波部材及び光検出手段の構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、複数の光導波路の他端面と、光導波部材の一端面との位置関係を示す図である。
【図５】図５は、複数の光導波路の他端面の位置が、光導波部材の一端面に対してＹ軸正方向に偏っている状態を示す図である。
【図６】図６は、複数の光導波路の他端面の並設方向が、光導波部材の一端面の長手方向（Ｘ軸方向）に対して角度θだけ傾いている状態を示す図である。
【図７】図７は、クラッド２２ｂの内部における光検出手段３２への光の伝搬経路を概略的に示す図である。
【図８】図８は、レーザ光照射モジュール調整方法を示すフローチャートである。
【図９】図９は、光検出手段の好適な配置の例を示す図である。
【図１０】図１０は、光検出手段の好適な配置の例を示す図である。
【図１１】図１１は、光検出手段の好適な配置の例を示す図である。
【図１２】図１２は、光導波部材のコアに対して光導波路の端面が偏って配置された場合における、コアの外部へ漏れる光の強さを計算により求めた例を示す図であって、光導波路の端面位置がコアに対してＸ軸の負方向に０．２ｍｍ偏った場合の計算結果を示している。
【図１３】図１３は、光導波部材のコアに対して光導波路の端面が偏って配置された場合における、コアの外部へ漏れる光の強さを計算により求めた例を示す図であって、光導波路の端面位置がコアに対してＹ軸の正方向に０．２ｍｍ偏った場合の計算結果を示している。
【図１４】図１４は、光導波部材のコアに対して光導波路の端面が偏って配置された場合における、コアの外部へ漏れる光の強さを計算により求めた例を示す図であって、光導波路の端面の並設方向がコアの端面の長手方向（Ｘ軸方向）に対して反時計回りに６°傾斜した場合の計算結果を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しながら本発明によるレーザ光照射装置、レーザ光照射モジュール調整装置、およびレーザ光照射モジュール調整方法の実施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。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係るレーザ光照射装置１０の構成を概略的に示す図である。図２は、このレーザ光照射装置１０が備える光導波路２１の端面２１ａ付近の構成を示す斜視図である。図３は、このレーザ光照射装置１０が備える光導波部材２２及び光検出手段３２の構成を示す斜視図である。なお、図１〜図３には、理解の容易のためＸＹＺ直交座標系が併せて示されている。図１に示されるように、このレーザ光照射装置１０は、レーザ光照射モジュール２０と、レーザ光照射モジュール調整装置３０とを備えている。
【００２６】
レーザ光照射モジュール２０は、加工対象物Ｗに対してレーザ光Ｌ２を照射するためのモジュールである。レーザ光照射モジュール２０は、例えば光ファイバといった複数の光導波路２１と、光導波部材２２と、集光レンズ２３とを備えている。複数の光導波路２１の各一方の端面は、レーザ光照射モジュール調整装置３０が備える複数の光源３１のそれぞれと光学的に結合される。複数の光導波路２１の各一方の端面には、各光源３１からレーザ光Ｌ１が入射する。複数の光導波路２１の各他方の端面２１ａは、光導波部材２２の一方の端面２２ｃと光学的に結合される。なお、複数の光導波路２１の他方の端面２１ａ付近は、接続用基板２４に固定されている。
【００２７】
図２に示されるように、接続用基板２４は、所定方向（光導波路２１の並設方向Ａ１）に並んで配列された複数の溝を有する。これら複数の溝の断面形状は、例えばＶ字型である。これら複数の溝には、複数の光導波路２１が、端面を揃えて収められる。また、接続用基板２４上には、接続用基板２４との間に複数の光導波路２１を挟むための基板２５が設けられる。これらのような接続用基板２４及び基板２５が設けられることによって、複数の光導波路２１が所定の間隔を精度良く維持した状態で、複数の光導波路２１の各端面２１ａと光導波部材２２の端面２２ｃとを容易に光学的に結合することができる。
【００２８】
光導波部材２２は、一本のコア２２ａと、コア２２ａを覆うクラッド２２ｂとを有している。コア２２ａの屈折率はクラッド２２ｂの屈折率より高く、光導波部材２２において光はコア２２ａ内を導波する。光導波部材２２の光導波方向に対して垂直な断面におけるコア２２ａの形状は、図中のＸ軸方向（所定の第１の方向）を長手方向とし、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向（第２の方向）を短手方向とする細長い長方形状を呈している。複数の光導波路２１の端面２１ａは、コア２２ａの端面の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って並んでおり、且つコア２２ａの端面と対向している。これにより、コア２２ａの端面は、複数の光導波路２１からレーザ光Ｌ１を受ける。これらのレーザ光Ｌ１は、光導波部材２２の内部を伝搬する際に互いに均等に混ざり合い、レーザ光Ｌ２となる。レーザ光Ｌ２の光軸に垂直な断面の形状は、コア２２ａの断面形状と同様に、Ｘ軸方向を長手方向とする細長形状となる。光導波部材２２は、他方の端面２２ｄから加工対象物Ｗに向けてレーザ光Ｌ２を出射する。
【００２９】
集光レンズ２３は、光導波部材２２と加工対象物Ｗとの間に配置されている。集光レンズ２３は、光導波部材２２から出射されたレーザ光Ｌ２を、加工対象物Ｗに焦点を合わせて集光する。
【００３０】
レーザ光照射モジュール調整装置３０は、複数の光源３１と、例えば受光素子（フォトダイオード）といった複数の光検出手段３２と、相対位置演算部３３と、ステージ３４と、駆動制御部３５とを備えている。
【００３１】
複数の光源３１は、例えばレーザダイオードといった発光素子をそれぞれ有しており、加工対象物Ｗの加工に適した波長のレーザ光Ｌ１をそれぞれ出射する。各光源３１は、対応する光導波路２１の一端面に対し集光レンズ３８を介して光学的に結合されており、各光導波路２１へレーザ光Ｌ１を提供する。
【００３２】
複数の光検出手段３２は、図３に示されるように、光導波部材２２の端面２２ｃ付近においてクラッド２２ｂの周囲に配置されており、且つ光導波部材２２の周方向に並んで配置されている。各光検出手段３２は、例えばフォトダイオードといった受光素子によって好適に構成される。各光検出手段３２は、クラッド２２ｂから漏れ出たレーザ光Ｌ２の光強度に応じた電気的な光検出信号（光電流）Ｓａを出力する。各光検出手段３２から出力された光検出信号Ｓａは、相対位置演算部３３に提供される。
【００３３】
クラッド２２ｂの表面には、クラッド２２ｂの表面からの光の放射を容易にし、複数の光検出手段３２とクラッド２２ｂとの光結合効率を高めるための光放射部２８が設けられることが好ましい。光放射部２８は、例えばクラッド２２ｂの表面に屈折率製合剤を塗布することや、クラッド２２ｂの表面を粗面化することによって好適に実現される。また、図３に示されるように、光放射部２８は、クラッド２２ｂの表面のうち、光検出手段３２と対向する領域を含みクラッド２２ｂの全周にわたる領域に設けられていると尚好ましい。さらに、光の伝搬過程における多重反射を防ぐために、光放射部２８はクラッド２２ｂの表面のうち、光検出手段３２より光の入射側端面２２ｃの方向に延出して設けられていても良い。
【００３４】
相対位置演算部３３は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリを含むコンピュータ等の演算装置によって好適に構成される。相対位置演算部３３は不揮発性の記憶手段３３ａを有しており、記憶手段３３ａには、複数の光検出手段３２の位置に関する情報（特に、光導波部材２２の光導波方向に垂直な平面における、複数の光検出手段３２の位置座標に相当する情報）である光検出手段位置情報が予め記憶されている。相対位置演算部３３は、複数の光検出手段３２のそれぞれから出力される複数の光検出信号Ｓａと、記憶手段３３ａに記憶されている光検出手段位置情報とに基づいて、複数の光導波路２１の端面２１ａと光導波部材２２の端面２２ｃとの相対的な位置に関する情報（相対位置情報Ｄａ）を演算する。この相対位置情報Ｄａは、相対位置演算部３３から駆動制御部３５へ提供される。
【００３５】
また、相対位置演算部３３は、複数の光検出手段３２のそれぞれから出力される複数の光検出信号Ｓａと、記憶手段３３ａに記憶されている光検出手段位置情報とに基づいて、複数の光導波路２１の他端面の並設方向と、コア２２ａの端面の長手方向（すなわちＸ軸方向）との相対的な角度に関する情報（相対角度情報Ｄｂ）を更に演算する。この相対角度情報Ｄｂは、相対位置演算部３３から駆動制御部３５へ提供される。
【００３６】
ここで、相対位置情報Ｄａ及び相対角度情報Ｄｂの算出原理について更に説明する。図４は、複数の光導波路２１の端面２１ａと、光導波部材２２の端面２２ｃとの位置関係を示す図である。いま、図４に示されるように、複数の光導波路２１の端面２１ａの位置が、光導波部材２２の端面２２ｃに対してＸ軸正方向に偏っているとする。この場合において、各光導波路２１から光導波部材２２へレーザ光が入射すると、複数の光検出手段３２ａ〜３２ｄのうち、Ｘ座標が正である領域に配置された光検出手段３２ａ，３２ｃに入射する光が強くなり、Ｘ座標が負である領域に配置された光検出手段３２ｂ，３２ｄに入射する光が弱くなる。従って、光検出手段３２ａ，３２ｃにおける光強度と、光検出手段３２ｂ，３２ｄにおける光強度との比に基づいて、光導波部材２２の端面２２ｃに対し複数の光導波路２１の端面２１ａの位置がＸ軸正方向にどの程度偏っているかを算出することができる。
【００３７】
また、図５に示されるように、複数の光導波路２１の端面２１ａの位置が、光導波部材２２の一端面２２ｃに対してＹ軸正方向に偏っている場合を考える。この場合において、各光導波路２１から光導波部材２２へレーザ光が入射すると、複数の光検出手段３２ａ〜３２ｄのうち、Ｙ座標が正である領域に配置された光検出手段３２ａ，３２ｂに入射する光が強くなり、Ｙ座標が負である領域に配置された光検出手段３２ｃ，３２ｄに入射する光が弱くなる。従って、光検出手段３２ａ，３２ｂにおける光強度と、光検出手段３２ｃ，３２ｄにおける光強度との比に基づいて、光導波部材２２の端面２２ｃに対し複数の光導波路２１の端面２１ａの位置がＹ軸正方向にどの程度偏っているかを算出することができる。
【００３８】
また、図６に示されるように、複数の光導波路２１の端面２１ａの並設方向Ａ１が、光導波部材２２の端面２２ｃの長手方向（Ｘ軸方向）に対して角度θだけ傾いている場合を考える。この場合において、各光導波路２１から光導波部材２２へレーザ光が入射すると、複数の光検出手段３２ａ〜３２ｄのうち、並設方向Ａ１の傾斜方向に配置された光検出手段３２ａ，３２ｄに入射する光が強くなり、並設方向Ａ１の傾斜方向とは逆の方向に配置された光検出手段３２ｂ，３２ｃに入射する光が弱くなる。従って、光検出手段３２ａ，３２ｄにおける光強度と、光検出手段３２ｂ，３２ｃにおける光強度との比に基づいて、並設方向Ａ１の傾斜の向きを特定するとともに、傾斜角θがどの程度の大きさを有するかを算出することができる。
【００３９】
再び図１を参照する。ステージ３４は、本実施形態における変位手段を構成しており、複数の光導波路２１の端面２１ａと光導波部材２２の端面２２ｃとのうち少なくとも一方を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に任意の距離だけ変位させる。図１に示される例では、ステージ３４は、複数の光導波路２１の他端部に設けられた接続用基板２４を支持しており、複数の光導波路２１の端面２１ａを変位させることができる。更に、ステージ３４は、本実施形態における回転手段を構成しており、複数の光導波路２１及び光導波部材２２のうち少なくとも一方を、光導波方向（すなわちＺ軸方向）に沿った軸まわりに任意の角度だけ回転させる。図１に示される例では、ステージ３４は、接続用基板２４を回転させることによって、複数の光導波路２１の端面２１ａの並設方向Ａ１を回転させることができる。
【００４０】
駆動制御部３５は、相対位置演算部３３から出力される相対位置情報Ｄａ及び相対角度情報Ｄｂに基づいて、ステージ３４を駆動する。駆動制御部３５は、ステージ３４を駆動して複数の光導波路２１の端面２１ａをＸ軸方向及びＹ軸方向に変位させることにより、複数の光導波路２１の端面２１ａと光導波部材２２の端面２２ｃとの相対的な位置を、所定位置（多くの場合、光結合効率が最も高くなる位置）に近づける。また、駆動制御部３５は、ステージ３４を駆動して複数の光導波路２１の端面２１ａの並設方向Ａ１を回転させることにより、並設方向Ａ１と、コア２２ａの端面の長手方向との相対角度を所定の角度（多くの場合、光結合効率が最も高くなる角度）に近づける。これにより、複数の光導波路２１の端面２１ａと光導波部材２２のコア２２ａの端面との相対的な位置や角度の偏りが解消されるので、複数の光導波路２１の端面２１ａと光導波部材２２の端面２２ｃとの光結合効率が高められる。
【００４１】
このように、本実施形態のレーザ光照射装置１０によれば、光導波路２１の端部を光導波部材２２の端面２２ｃに沿って走査することなく、光導波路２１と光導波部材２２のコア２２ａとの光結合状態の調整を行うことができる。したがって、従来の装置と比較して調整に要する時間を格段に短縮することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、クラッド２２ｂの表面に、複数の光検出手段３２とクラッド２２ｂとの光結合効率を高めるための光放射部２８が設けられている。クラッド２２ｂと空気との屈折率差が大きい場合、光がクラッド２２ｂから十分に漏れ出ず、光検出手段３２において検出される光強度が小さくなってしまうことがある。そこで、このような光放射部２８をクラッド２２ｂの表面（特に、光検出手段３２と対向する領域）に設けることによって、複数の光検出手段３２において十分な光強度を検出することができ、相対位置情報Ｄａ及び相対角度情報Ｄｂを精度良く算出することができる。
【００４３】
ここで、図７は、クラッド２２ｂの内部における光検出手段３２への光の伝搬経路を概略的に示す図である。図７に示されるように、クラッド２２ｂの内部における光の伝搬経路は、コア２２ａから直接的に光検出手段３２に達する経路（図中の矢印Ａ２）に限られず、クラッド２２ｂの表面において反射を繰り返しながら光検出手段３２に達する経路（図中の矢印Ａ３）も存在する。相対位置演算部３３によって相対位置情報Ｄａ及び相対角度情報Ｄｂを精度良く算出するためには、クラッド２２ｂの表面におけるこのような多重反射を低減することが望ましい。したがって、本実施形態のように、光放射部２８は、クラッド２２ｂの表面のうち、光検出手段３２と対向する領域を含みクラッド２２ｂの全周にわたる領域に設けられていることが好ましい。さらに、光の伝搬過程における多重反射を防ぐために、光放射部２８はクラッド２２ｂの表面のうち、光検出手段３２より光の入射側端面２２ｃの方向に延出して設けられていても良い。
【００４４】
図８は、上述したレーザ光照射モジュール調整装置３０を使用して行われる、レーザ光照射モジュール調整方法を示すフローチャートである。この調整方法では、まず、複数の光検出手段３２を、クラッド２２ｂの周囲において光導波部材２２の周方向に並べて配置する（ステップＳ１）。次に、複数の光導波路２１それぞれの一端面にレーザ光Ｌ１を入射させる（ステップＳ２）。そして、予め用意された複数の光検出手段３２の位置に関する情報と、複数の光検出手段３２のそれぞれから出力される複数の光検出信号Ｓａとに基づいて、相対位置情報Ｄａ及び相対角度情報Ｄｂを演算する（ステップＳ３）。続いて、相対位置情報Ｄａに基づいて、複数の光導波路２１の他端面と光導波部材２２の一端面との相対的な位置が所定位置に近づくように、複数の光導波路２１の他端面と光導波部材２２の一端面とのうち少なくとも一方を変位させる（ステップＳ４）。また、相対角度情報Ｄｂに基づいて、並設方向Ａ１（図６参照）と、光導波部材２２の一端面の長手方向との相対角度が所定の角度に近づくように、複数の光導波路２１の他端面の並設方向Ａ１を回転させる（ステップＳ５）。このようなレーザ光照射モジュール調整方法によって、複数の光導波路２１の他端面と光導波部材２２の一端面との光結合効率を高めることができる。また、光導波路２１と光導波部材２２のコア２２ａとの光結合状態の調整に要する時間を短縮することができる。
【００４５】
ここで、再び図１を参照する。本実施形態のレーザ光照射モジュール調整装置３０は、ビームスプリッタ３６と、光量測定手段３７とを更に備えていてもよい。ビームスプリッタ３６は、本実施形態における光分岐手段であり、光導波部材２２の端面２２ｄと集光レンズ２３との間に配置され、光導波部材２２の端面２２ｄと光学的に結合されている。ビームスプリッタ３６は、光導波部材２２の端面２２ｄから出射されたレーザ光Ｌ２の一部（例えば５％程度）を、光量測定手段３７へ向けて分岐する。ビームスプリッタ３６は、例えばレーザ光Ｌ２を平行光とするコリメートレンズと、この平行光に対して３０°〜６０°の傾斜角でもって傾斜したハーフミラーとによって構成されることができる。なお、ハーフミラーは、例えば反射率５％程度の石英ガラスや多層膜フィルタ等によって好適に構成される。光量測定手段３７は、ビームスプリッタ３６によって分岐された光の光量を測定するための手段であり、例えばフォトダイオードといった受光素子を有する。光量測定手段３７は、受光した光の光強度に応じた電気的な光強度信号Ｓｂを生成する。この光強度信号Ｓｂは、光量測定手段３７から駆動制御部３５へ提供される。
【００４６】
駆動制御部３５は、ステージ３４を駆動する際、前述したような相対位置情報Ｄａ及び相対角度情報Ｄｂだけでなく、光量測定手段３７から提供される光強度信号Ｓｂを併せて参照することが望ましい。その場合、駆動制御部３５は、光強度信号Ｓｂに基づいて、光導波部材２２の端面２２ｄから出射されるレーザ光Ｌ２の強度が所定の強度に近づくようにステージ３４を駆動する。これにより、レーザ光照射装置１０の動作中にレーザ光Ｌ２の強度が一定となるようにステージ３４を駆動することが可能となる。
【００４７】
続いて、複数の光検出手段３２の好適な配置について更に説明する。図９〜図１１は、光検出手段３２の好適な配置の例を示す図である。なお、図９〜図１１には、光導波部材２２の端面２２ｃと、コア２２ａの端面とが実線で示されており、複数の光導波路２１の端面２１ａが一点鎖線で示されている。
【００４８】
図９を参照すると、２つの光検出手段３２が光導波部材２２のクラッド２２ｂの周囲に配置されている。また、図９には、第１の平面Ｐ１および第２の平面Ｐ２が示されている。第１の平面Ｐ１は、光導波方向であるＺ軸方向と、コア２２ａの端面の長手方向であるＸ軸方向とに沿っており、且つコア２２ａの中心を含む平面である。第２の平面Ｐ２は、光導波方向であるＺ軸方向と、コア２２ａの端面の短手方向であるＹ軸方向とに沿っており、且つコア２２ａの中心を含む平面である。
【００４９】
図９に示される例では、２つの光検出手段３２は、第１の平面Ｐ１の両側にそれぞれ配置されている。複数の光検出手段３２のうち少なくとも２つがこのように配置されることによって、光導波路２１の端面２１ａの位置がＸ軸方向と交差する方向に偏っている場合に、その偏りの方向および程度を好適に検出することができる。特に、図９に示されるように、少なくとも２つの光検出手段３２の位置が、第１の平面Ｐ１に対して略対称であることにより、光導波路２１の端面２１ａの偏りの方向および程度を更に精度良く検出することができる。
【００５０】
図１０を参照すると、２つの光検出手段３２が光導波部材２２のクラッド２２ｂの周囲に配置されている。また、図１０には、図９と同様に、第１の平面Ｐ１および第２の平面Ｐ２が示されている。図１０に示される例では、２つの光検出手段３２は、第２の平面Ｐ２の両側にそれぞれ配置されている。複数の光検出手段３２のうち少なくとも２つがこのように配置されることによって、光導波路２１の端面２１ａの位置がＹ軸方向と交差する方向に偏っている場合に、その偏りの方向および程度を好適に検出することができる。特に、図１０に示されるように、少なくとも２つの光検出手段３２の位置が、第２の平面Ｐ２に対して略対称であることにより、光導波路２１の端面２１ａの偏りの方向および程度を更に精度良く検出することができる。
【００５１】
また、この図１０において、２つの光検出手段３２は、共に第１の平面Ｐ１の一方の側に位置している。そして、一つの光検出手段３２は、第２の平面Ｐ２の一方の側に位置しており、他の一つの光検出手段３２は、第２の平面Ｐ２の他方の側に配置されている。複数の光検出手段３２のうち少なくとも２つがこのように配置されることによって、コア２２ａの端面の長手方向（Ｘ軸方向）に対する複数の光導波路２１の並設方向Ａ１（図６参照）の傾斜の向きや角度θを精度良く検出することができる。
【００５２】
図１１は、上述した実施形態の図４〜図６と同様の配置を示している。図１１を参照すると、４つの光検出手段３２ａ〜３２ｄが光導波部材２２のクラッド２２ｂの周囲に配置されている。また、図１１には、図９と同様に、第１の平面Ｐ１および第２の平面Ｐ２が示されている。図１１に示される例では、２つの光検出手段３２ａ，３２ｂが、第１の平面Ｐ１の一方の側に配置されており、他の２つの光検出手段３２ｃ，３２ｄが、第１の平面Ｐ１の他方の側に配置されている。また、２つの光検出手段３２ａ，３２ｃが、第２の平面Ｐ２の一方の側に配置されており、他の２つの光検出手段３２ｂ，３２ｄが、第２の平面Ｐ２の他方の側に配置されている。複数の光検出手段３２のうち少なくとも４つがこのように配置されることによって、光導波路２１の端面の位置が何れの方向に偏っていたとしても、その偏りの方向および程度を好適に検出することができる。
【００５３】
（実施例）
図１２〜図１４は、光導波部材２２のコア２２ａに対して光導波路２１の端面２１ａが偏って配置された場合における、クラッド２２ｂへ漏れ出す光の強さを計算により求めた例を示す図である。なお、これらの計算では、条件を以下のように設定した。また、光導波路２１の端面２１ａと光導波部材２２の端面２２ｃとが互いに接しているものと仮定した。
＜計算条件＞
１．光導波部材２２の特性および寸法
コア２２ａの屈折率：１．４６
クラッド２２ｂの屈折率：１．４５
比屈折率差：０．００６８５
開口数：０．１７
コア２２ａのＸ軸方向の幅：６ｍｍ
コア２２ａのＹ軸方向の幅：０．０６ｍｍ
クラッド２２ｂの直径：８．２５ｍｍ
２．光導波路２１の特性および寸法
コアの直径：０．０６ｍｍ
コア間のピッチ：０．６ｍｍ
光導波路の本数：１０
開口数：０．１４
【００５４】
図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、光導波路２１の端面位置がコア２２ａに対してＸ軸の負方向に０．２ｍｍ偏った場合の計算結果を示している。なお、図１２（ａ）は、光導波部材２２の端面２２ｃからＺ軸負方向に１０ｍｍ離れた断面を示しており、図１２（ｂ）は、光導波部材２２の端面２２ｃからＺ軸負方向に２０ｍｍ離れた断面を示しており、図１２（ａ）は、光導波部材２２の端面２２ｃからＺ軸負方向に３０ｍｍ離れた断面を示している。なお、これらの図において、濃く着色された領域ほど光の強度が大きいことを示している。
【００５５】
図１２に示されるように、光導波路２１の端面位置がＸ軸の負方向に偏ると、その偏った方向においてクラッド２２ｂに漏れ出す光の強度が大きくなる。したがって、該方向に配置された光検出手段３２に入射する光の強度がその偏りの程度に応じて大きくなるので、該方向およびその偏りの程度を好適に検出することができる。なお、図１２（ａ）ないし図１２（ｃ）に示されるように、光導波部材２２に入射したレーザ光は、光導波部材２２の内部を進みながら拡散し、その範囲が広がるとともに光強度が次第に小さくなる。したがって、光導波部材２２の端面２２ｃの近くに光検出手段３２を配置することによって、各光検出手段３２に入射する光の強度差がより明確になる。
【００５６】
図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、光導波路２１の端面位置がコア２２ａに対してＹ軸の正方向に０．２ｍｍ偏った場合の計算結果を示している。なお、図１３（ａ）、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）は、光導波部材２２の端面２２ｃからＺ軸負方向にそれぞれ１０ｍｍ、
２０ｍｍ、及び３０ｍｍ離れた断面を示している。図１３に示されるように、光導波路２１の端面位置がＹ軸の正方向に偏ると、その偏った方向においてクラッド２２ｂに漏れ出す光の強度が大きくなる。したがって、該方向に配置された光検出手段３２に入射する光の強度がその偏りの程度に応じて大きくなるので、該方向およびその偏りの程度を好適に検出することができる。
【００５７】
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、光導波路２１の端面２１ａの並設方向がコア２２ａの端面の長手方向（Ｘ軸方向）に対して反時計回りに６°傾斜した場合の計算結果を示している。なお、図１４（ａ）、図１４（ｂ）及び図１４（ｃ）は、光導波部材２２の端面２２ｃからＺ軸負方向にそれぞれ１０ｍｍ、２０ｍｍ、及び３０ｍｍ離れた断面を示している。図１４に示されるように、光導波路２１の端面２１ａの並設方向がコア２２ａの端面の長手方向に対して反時計回りに傾斜すると、その傾斜した並設方向に沿って、クラッド２２ｂに漏れ出す光の強度が大きくなる。したがって、並設方向が傾斜する方向に配置された光検出手段３２に入射する光の強度が、その傾斜角に応じて大きくなるので、傾斜の方向およびその角度を好適に検出することができる。
【００５８】
本発明によるレーザ光照射装置、レーザ光照射モジュール調整装置、およびレーザ光照射モジュール調整方法は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、レーザ光照射装置がレーザ光照射モジュールとレーザ光照射モジュール調整装置とを備えるものとして説明したが、本発明においては、レーザ光照射モジュール調整装置とレーザ光照射モジュールとが互いに独立していてもよい。その場合、レーザ光照射モジュールの光導波路の端面と光導波部材の端面との相対位置がレーザ光照射モジュール調整装置によって調整され、その後、これらの端面同士が互いに接着されることによりレーザ光照射モジュールが提供される。このような形態は、光導波路と光導波部材との位置決め精度が或る程度低くてもよい場合や、接着部分の温度変化等によって光導波路と光導波部材との相対位置が偏っても光結合効率に大きな影響がない場合等に好適である。これに対し、光導波路と光導波部材とを樹脂等によって接着できない場合や、レーザ光強度が大きいことにより接着用樹脂の耐光性が十分でない場合、光導波路と光導波部材との位置決め精度が温度変化を許容できない場合、使用時又はメンテナンス時に調整が可能な場合等には、光導波路の端面と光導波部材の端面とを接着することなく、レーザ光照射モジュール調整装置及びレーザ光照射モジュールを備えるレーザ光照射装置として本発明を適用することが好ましい。
【００５９】
また、上記実施形態では、光源および光導波路の数をそれぞれ複数として説明したが、光源および光導波路はそれぞれ一つのみであってもよい。そのような場合であっても、本発明に係るレーザ光照射装置によれば、上記実施形態と同様の原理によって、光導波路の端面と光導波部材のコアの端面との相対的な位置を短時間で調整することができる。
【００６０】
また、上記実施形態では、光検出手段としてフォトダイオードといった受光素子を例示したが、本発明の光検出手段はこれに限られるものではなく、光導波部材のクラッドから漏れ出る光の強度を検出し得る様々な構成を適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０…レーザ光照射装置、２０…レーザ光照射モジュール、２１…光導波路、２１ａ…端面、２２…光導波部材、２２ａ…コア、２２ｂ…クラッド、２２ｃ，２２ｄ…端面、２３…集光レンズ、２４…接続用基板、２８…光放射部、３０…レーザ光照射モジュール調整装置、３１…光源、３２，３２ａ〜３２ｄ…光検出手段、３３…相対位置演算部、３３ａ…記憶手段、３４…ステージ、３５…駆動制御部、３６…ビームスプリッタ、３７…光量測定手段、３８…集光レンズ、Ａ１…並設方向、Ｄａ…相対位置情報、Ｄｂ…相対角度情報、Ｌ１，Ｌ２…レーザ光、Ｓａ…光検出信号、Ｓｂ…光強度信号、Ｗ…加工対象物。
【図１】
2012211939.tif 000003
【図２】
2012211939.tif 000004
【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】
2012211939.tif 000009
【図８】
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【図９】
2012211939.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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