光カップリングユニット及び光源装置
【課題】空間中を進むレーザー光を光ファイバに結合させる光カップリング技術において、クラッドモード光による悪影響の抑制を図る。
【解決手段】空間中を進むレーザー光Ｌが光ファイバ３００の一端側の端面から入射される光カップリングユニット１００において、光ファイバ３００が配置され、かつ熱を外部に放出するユニット本体１１０と、光ファイバ３００から漏出したクラッドモード光により熱変形する部材を用いることなく前記露出部の一部を保持し、光ファイバ３００の前記一端側の端面をレーザー光Ｌが入射する位置に予め位置決めするフェルール１３０と、前記露出部の下流側が埋設され、かつユニット本体１１０に密着した状態で設けられると共に、光ファイバ３００のクラッド３０２と同じか、それよりも高い屈折率からなる高屈折率部材１２０と、を備えることを特徴とする。
【解決手段】空間中を進むレーザー光Ｌが光ファイバ３００の一端側の端面から入射される光カップリングユニット１００において、光ファイバ３００が配置され、かつ熱を外部に放出するユニット本体１１０と、光ファイバ３００から漏出したクラッドモード光により熱変形する部材を用いることなく前記露出部の一部を保持し、光ファイバ３００の前記一端側の端面をレーザー光Ｌが入射する位置に予め位置決めするフェルール１３０と、前記露出部の下流側が埋設され、かつユニット本体１１０に密着した状態で設けられると共に、光ファイバ３００のクラッド３０２と同じか、それよりも高い屈折率からなる高屈折率部材１２０と、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間中を進むレーザー光が光ファイバの一端側の端面から入射される光カップリングユニット、及び光カップリングユニットを備えた光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光を利用する場合、最終的な出力形態として、光ファイバから出射させる形態を取ることが望ましい場合が多々存在する。例えば、各種分析，治療，加工を目的として、対象物にレーザー光を照射させる場合には、照射位置を自由に変えられるように上記の形態を取るのが望ましい。このような場合において、高次高調波のレーザー光を照射させるために結晶にレーザー光を通して波長変換させたり、空間に出射されたレーザー光を所望の位置に導いたりするために、一旦空間に出射されたレーザー光を光ファイバに結合させなければならないことがある。
【０００３】
そこで、レーザー光源から空間に出射されたレーザー光を、光ファイバに結合させる光カップリング技術が知られている。かかる光カップリング技術においては、一般的に、通常は光ファイバ同士を接続するために使用される光コネクタ（特許文献１参照）がそのまま用いられている。すなわち、レーザー光源から出射されるレーザー光の光路上に、光ファイバの端部に固定した光コネクタを配置することで、一旦空間に出射されたレーザー光を、光コネクタに固定された光ファイバに導くようにしている。
【０００４】
ここで、レーザー光の波長が短くなるにつれて、特に、シングルモード光ファイバにおいては、コアの径を小さくしなければならない。コアの径を小さくすればするほど、空間中を進むレーザー光を光ファイバの一端側の端面に入射させる際に、レーザー光をコアに入射し難くなってしまう。これに伴い、クラッドモード光（クラッドを通る光）となる確率が高くなってしまう。
【０００５】
光を光ファイバの一端にカップリングした後に、光ファイバの他端から出射させるレーザー光にクラッドモード光が残留していると、レーザー光のパワーが変動してしまい、所望の光パワー及びビーム形状のレーザー光を得ることができなくなってしまう。
【０００６】
また、通常の光ファイバでは、クラッドよりも屈折率の高い被覆材などでクラッドの外周表面が覆われている。このため、残留しているクラッドモード光は、被覆材にリークし、それよりも外側にある接着剤や金属等に吸収され、発熱する（特許文献２，３参照）。レーザー光源が高出力の場合には、発熱量が大きくなり、金属部材等の膨張により光ファイバの位置変動がおき、結合効率が低下し、信号光出力が低下する。相対的にクラッドモード光が増える結果、更に発熱量が大きくなるという負の連鎖に陥り、やがては光ファイバの破断に至ることもある。破断に至らないまでも出力が不安定になったりしてしまう。
【０００７】
これらクラッドモード光による悪影響を抑制するための技術として、光ファイバレーザーや光ファイバ増幅器内において、クラッドモード光を積極的に吸収し、かつ放熱させることでクラッドモード光を除去する技術が知られている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１７５５４５号公報
【特許文献２】特開平３−１４５６０８号公報
【特許文献３】特開２００１−１１１１５３号公報
【特許文献４】特開２００８−１８７１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献４に開示されている技術は、装置外部から光ファイバ内のクラッドを進んできたクラッドモード光を、装置の内部にて除去するものである。従って、この技術は、空間中を進むレーザー光を光ファイバに結合させる光カップリング技術ではなく、光ファイバの端面への入射直後のクラッドモード光の取り扱いについては、何ら記載されていない。
【００１０】
本発明の目的は、空間中を進むレーザー光を光ファイバに結合させる光カップリング技術において、クラッドモード光による悪影響を抑制できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１２】
すなわち、本発明の光カップリングユニットは、
空間中を進むレーザー光が光ファイバの一端側の端面から入射される光カップリングユニットにおいて、
クラッドの外周表面が露出した露出部を前記一端側に有する状態で前記光ファイバが配置され、かつ、前記露出部から漏出したクラッドモード光を吸収して発熱し、その熱を外部に放出する光吸収放熱部材（金属など熱伝導率の高い材料からなる部材）と、
前記光ファイバから漏出したクラッドモード光により熱変形する部材を用いることなく前記露出部の一部を保持し、前記光ファイバの前記一端側の端面を前記レーザー光が入射する位置に予め位置決めする位置決め部材と、
前記露出部のうち前記位置決め部材による保持位置よりも光の進行方向における下流側が埋設され、かつ前記光吸収放熱部材に密着した状態で設けられると共に、前記露出部からクラッドモード光を漏出させる、前記光ファイバのクラッドと同じか、それよりも高い屈折率からなる高屈折率部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
ここで、「光ファイバから漏出したクラッドモード光により熱変形する部材を用いることなく前記露出部の一部を保持」には、クラッドモード光を吸収して発熱しても変形しない部材によって露出部を保持する場合、クラッドモード光を透過する（吸収しない）部材によって露出部を保持する場合、クラッドモード光を吸収して発熱しても、その熱を外部に放出する部材によって露出部を保持する場合が含まれる。
【００１４】
本発明によれば、空間中を進むレーザー光が光ファイバの一端側の端面に入射した際に、クラッドに入射してクラッドモード光となっても、クラッドモード光はクラッドから高屈折率部材を通って光吸収放熱部材に吸収される。従って、クラッドモード光を光カップリングユニット内で除去することができる。また、光吸収放熱部材にて吸収された光は熱に変換されるが、光吸収放熱部材自体によって、熱を外部に放出し、ユニット内における昇温を抑制することができる。これにより、昇温に伴う各種部材の熱変形や、隣接する部材の線膨張係数の相違に伴う不具合を抑制することができる。
【００１５】
更に、本発明においては、光ファイバにおけるレーザー光が入射される側の端面の位置決めは、光ファイバから漏出したクラッドモード光により熱変形する部材を用いることなく、クラッドの外周表面が露出した露出部の一部が保持されることにより行われている。従って、光ファイバ端面への入射直後のクラッドモード光は、高屈折率部材に至るまで光ファイバから漏れないか、または漏れたとしても熱変形の問題がなく、光ファイバの端面
の位置ずれを抑制することができる。
【００１６】
前記位置決め部材は、前記露出部が挿通される微細孔を有するフェルールであり、前記微細孔内には前記露出部のみが存在するとよい。
【００１７】
これにより、光ファイバの露出部とフェルールの微細孔との間には光を吸収するものは存在しないため、これらの間に介在物が存在した場合に生じ得る、介在物の熱変形に伴う不具合は発生しない。
【００１８】
前記位置決め部材は、前記露出部が嵌め込まれる位置決め溝と、該位置決め溝内に前記露出部を押え付けるカバーとを有する部材であることも好適である。
【００１９】
このような部材を用いても、光ファイバの一端側の端面を好適に位置決めすることができる。
【００２０】
また、前記位置決め溝と前記カバーとを有する位置決め部材は、前記光吸収放熱部材であるとよい。
【００２１】
このような構成を採用すれば、少ない部品点数で、光ファイバの一端側の端面を位置決めすることができる。
【００２２】
本発明の光源装置は、
レーザー光源と、
該レーザー光源から空間中に出射されたレーザー光をカップリングする上記いずれかの光カップリングユニットと、
を備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明の光源装置によれば、光カップリングユニットにおいて、クラッドモード光が好適に除去され、また、光ファイバの端面の位置ずれが抑制されて品質が維持されるため、長期に亘り安定的にレーザー光を出射することができる。
【００２４】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、空間中を進むレーザー光を光ファイバに結合させるための光カップリング技術において、クラッドモード光による悪影響の抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る光源装置の概略構成図である。
【図２】図２は本発明の実施例１に係る光源装置の模式的断面図である。
【図３】図３は本発明の実施例２に係る光源装置の模式的断面図である。
【図４】図４は本発明の実施例３に係る光源装置の模式的断面図である。
【図５】図５は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットの外観図である。
【図６】図６は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットの断面図である。
【図７】図７は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットのカバーを外した状態を示す外観図である。
【図８】図８は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットのカバーを外した状態を示す断面図である。
【図９】図９は本発明の実施例４に係る光吸収放熱部材（ユニット本体）の外観図及び断面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施例５に係る光カップリングユニットの外観図である。
【図１１】図１１は本発明の実施例６に係る光カップリングユニットの外観図である。
【図１２】図１２は本発明の実施例６に係る光カップリングユニットの断面図である。
【図１３】図１３は本発明の実施例６に係る光吸収放熱部材の外観図及び断面図である。
【図１４】図１４は本発明の実施例７に係る光カップリングユニットの外観図及び断面図である。
【図１５】図１５は本発明の実施例８に係る光カップリングユニットの外観図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態及び実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２８】
以下の説明において、光カップリングユニット内に設けられる光ファイバのうち、空間中を進むレーザー光が入射される側を「一端側」、その反対側を「他端側」と称する。
【００２９】
（実施形態）
＜光源装置及び光カップリングユニットの構成＞
図１を参照して、本発明の実施形態に係る光源装置及び光カップリングユニットについて説明する。図１（ａ）は本実施形態に係る光源装置全体の概略構成を示したものである。なお、図１（ａ）において、光カップリングユニットについては模式的断面図にて示している。また、図１（ｂ）は光カップリングユニットの一部拡大断面図である。なお、説明の便宜上、図１（ａ）中の光カップリングユニットと同図（ｂ）中の光カップリングユニットの縮尺は異なっている。
【００３０】
本実施形態に係る光源装置２００は、ケース２０１内に設けられるレーザー光源２１０と、レーザー光源２１０から出射され、空間中を進むレーザー光Ｌを光ファイバ３００にカップリングする光カップリングユニット１００とを備えている。また、光源装置２００は、レーザー光源２１０から出射されたレーザー光Ｌを光カップリングユニット１００に向けて集光するためのレンズ２２０や光ファイバ３００から所望の位置に向けてレーザー光Ｌを照射するためのレーザーヘッド３１０も備えている。
【００３１】
光カップリングユニット１００は、光ファイバ３００が配置される光吸収放熱部材としてのユニット本体１１０と、高屈折率部材１２０と、光ファイバ３００の一端側の端面３００ａを位置決めするための位置決め部材としてのフェルール１３０とを備えている。
【００３２】
ユニット本体１１０は、熱を外部に放出させる部材であり、熱伝導率の高い金属などにより構成される。より効率的に放熱させるための構造としては、ユニット本体１１０の表面面積を広くするために、複数のフィンを設けたり、複数の穴や突起を設けたりする構成を採用し得る。
【００３３】
このユニット本体１１０の内部に、光ファイバ３００の一端側の端部が配置される。光ファイバ３００は、一端側の端面３００ａから他端側に向かって所定の距離だけ被覆３０
３が剥がされてクラッド３０２の外周表面が露出した状態となっている。以下、光ファイバ３００のうちクラッド３０２の外周表面が露出した部分を、単に「露出部」と称する。
【００３４】
フェルール１３０は例えば円筒状の部材であり、光ファイバ３００における露出部が挿通される微細孔１３０ａが設けられている。図１（ｂ）に示すように、この微細孔１３０ａの孔径を光ファイバ３００におけるクラッド３０２の外径（例えば、１２５μｍ）よりも僅かに大きく（例えば、１μｍ程度大きく）することによって、微細孔１３０ａによって露出部の一部を保持し、光ファイバ３００の一端側の端面３００ａをレーザー光Ｌが入射するように高精度に位置決めすることができる。
【００３５】
ここで、本実施形態では、光ファイバ３００における露出部の一部を保持することで、光ファイバ３００の一端側の端面３００ａを位置決めするに際し、クラッドモード光に基づき熱変形しない部材を用いている。具体的には、（１）クラッドモード光を吸収して発熱しても変形しない部材によって露出部を保持するか、（２）クラッドモード光を透過する（吸収しない）部材によって露出部を保持するか、（３）クラッドモード光を吸収して発熱しても、その熱を外部に放出する部材によって露出部を保持するようにしている。
【００３６】
（１）の場合、例えば、フェルール１３０を、クラッドモード光を吸収して発熱しても変形しない材料により構成すればよい。（２）の場合、例えば、フェルール１３０を、クラッドモード光を透過する（吸収しない）材料により構成すればよい。（３）の場合、例えば、フェルール１３０を、クラッドモード光を吸収して発熱しても、その熱を外部に放出する材料により構成すればよい。
【００３７】
また、図１（ｂ）に示す例では、微細孔１３０ａ内には、光ファイバ３００の露出部のみが存在するようにしている。従って、露出部と微細孔１３０ａとの間には光を吸収するものは存在しないため、これらの間に介在物が存在した場合に生じ得る、介在物の熱変形に伴う不具合は発生しない。
【００３８】
そして、高屈折率部材１２０は、フェルール１３０によって光ファイバ３００の露出部を保持する位置よりも、光の進行方向における下流側に設けられている。この高屈折率部材１２０は、光ファイバ３００のクラッド３０２と同じか、それよりも高い屈折率の材料によって構成されている。また、この高屈折率部材１２０は、ユニット本体１１０の内壁面に密着するように設けられている。更に、この高屈折率部材１２０は、光ファイバ３００の露出部の一部が埋設されるように構成されている。
【００３９】
かかる高屈折率部材１２０は、例えば、ユニット本体１１０内に空間部を形成しておき、光ファイバ３００を配置させた後に、前記空間部に流動状態にある高屈折率の樹脂材を充填し、その後、この樹脂材を硬化させることで得ることができる。また、この高屈折率部材１２０は、図１（ｂ）においては、フェルール１３０に隣接させて設けているが、高屈折率部材１２０とフェルール１３０との間に隙間（空間）があっても構わない。更に、図１（ｂ）においては、光ファイバ３００における露出部のみが高屈折率部材１２０の内部に埋設される場合を示しているが、露出部だけでなく光ファイバ３００における被覆３０３の一部が埋設されても構わない。なお、光ファイバ３００における露出部において、高屈折率部材１２０によって埋設される長手方向（光ファイバ３００の長さ方向）の範囲については、通常、数ｃｍ程度でよい。
【００４０】
また、ユニット本体１１０における空間部内壁１１０ａの表面には、粗し加工が施されることで、微小な凹凸１１０ｂが複数形成されている。これにより、高屈折率部材１２０を通ってきた光が、ユニット本体１１０の内壁面で反射して、光ファイバ３００に戻ってしまうことを抑制できる。
【００４１】
また、高屈折率部材１２０は、その内部に光ファイバ３００の一部を埋設することによって、光ファイバ３００をユニット本体１１０に対して固定する機能も発揮する。
【００４２】
＜光源装置及び光カップリングユニットの機能＞
レーザー光源２１０から空間中に出射されたレーザー光Ｌは、レンズ２２０により集光されて、光ファイバ３００の一端側の端面３００ａに入射する。このとき、光ファイバ３００のコア３０１に入射した光Ｌ１は、クラッド３０２との界面にて全反射するため、コア３０１から漏れることなく、コア３０１内を進む。
【００４３】
一方、光ファイバ３００のクラッド３０２に入射した光はクラッドモード光Ｌ２となる。クラッドモード光Ｌ２は、一部クラッド３０２から漏出し、一部クラッド３０２の外面で反射して戻る。図１（ｂ）に示す例の場合、クラッドモード光Ｌ２はクラッド３０２の外面で反射を繰り返し、光ファイバ３００から漏れることなく進んでいく。そして、高屈折率部材１２０に達したクラッドモード光Ｌ２は、高屈折率部材１２０に漏出していき、その後、ユニット本体１１０の空間部内壁１１０ａに吸収される。ユニット本体１１０に吸収された光は熱に変換され、変換された熱は、ユニット本体１１０内を伝わって外部に放出される。
【００４４】
＜本実施形態に係る光源装置及び光カップリングユニットの優れた点＞
本実施形態によれば、空間中を進むレーザー光Ｌが光ファイバ３００の一端側の端面３００ａに入射した際に、クラッド３０２に入射してクラッドモード光Ｌ２となっても、クラッドモード光Ｌ２はクラッド３０２から高屈折率部材１２０を通ってユニット本体１１０の空間部内壁１１０ａに吸収される。従って、クラッドモード光Ｌ２を光カップリングユニット１００内で除去することができる。また、本実施形態では、ユニット本体１１０における空間部内壁１１０ａの表面に微小な凹凸１１０ｂが形成されているので、高屈折率部材１２０を通ってきた光が、ユニット本体１１０の空間部内壁１１０ａの表面で反射して、光ファイバ３００に戻ってしまうことを抑制できる。
【００４５】
また、ユニット本体１１０にて吸収された光は熱に変換されるが、上記の通り、ユニット本体１１０の外面から放熱することができるので、光カップリングユニット１００内における昇温を抑制することができる。これにより、昇温に伴う光カップリングユニット１００内の各種部材の熱変形や隣接する部材の線膨張係数の相違に伴う不具合などを抑制することができる。
【００４６】
更に、光ファイバ３００の端面３００ａの位置決めは、漏出したクラッドモード光により熱変形する部材を用いることなく、クラッド３０２の外周表面が露出した露出部の一部が保持されることにより行われている。従って、光ファイバ３００の端面３００ａへの入射直後のクラッドモード光Ｌ２は、高屈折率部材１２０に至るまで光ファイバ３００から漏れないか、または漏れたとしても熱変形の問題がなく、光ファイバ３００の端面３００ａの位置ずれを抑制することができる。
【００４７】
また、フェルール１３０を、クラッドモード光を透過する材料や、クラッドモード光を吸収しても熱により変形しない材料や、クラッドモード光を吸収して発熱しても、その熱を外部に放出する材料により構成した場合であっても、クラッドモード光Ｌ２の漏れや漏れに伴う発熱を極力抑制するために、光ファイバ３００の一端側の端面３００ａから高屈折率部材１２０までの距離を極力短くするのが望ましい。
【００４８】
以上のように、本実施形態に係る光源装置２００によれば、光カップリングユニット１００において、クラッドモード光Ｌ２が好適に除去され、また、光ファイバ３００の端面
３００ａの位置ずれが抑制されて他端側のビーム品質が維持される。従って、本実施形態に係る光源装置２００によれば、長期に亘って安定的にレーザー光Ｌを出射することができる。
【００４９】
＜その他＞
高屈折率部材１２０の屈折率は、上記の通り、クラッド３０２を通るクラッドモード光Ｌ２が高屈折率部材１２０に漏出するように、クラッド３０２の屈折率と同じか、当該屈折率よりも高くなるように設定されている。ただし、高屈折率部材１２０の屈折率が高すぎると、クラッドモード光Ｌ２の高屈折率部材１２０に入射する角度が急峻になり、空間部内壁１１０ａで反射して光ファイバ３００内に戻ってしまう可能性が高くなる。そのため、高屈折率部材１２０の屈折率はクラッド３０２の屈折率にできるだけ近い方が望ましい。ただし、屈折率は温度依存性を有するため、２つの材料間で、温度によっては屈折率の高低が逆転する場合がある。そのため、高屈折率部材１２０の屈折率Ｓとクラッド３０２の屈折率Ｔが、光カップリングユニット１００が使用される条件下の環境温度で、常に、Ｓ≧Ｔの関係を維持するように、それぞれの材料を選ぶ必要がある。なお、本実施形態においては、上記の環境温度としては０〜５０℃における任意の温度範囲とする。何故なら、実際の使用環境は、例えば、５〜３０℃の場合もあったり、１５〜４５℃の場合もあったり、一定のパターンでは定まらないためである。
【００５０】
また、本実施形態における光ファイバ３００は、シングルモード光ファイバであってもよいし、マルチモード光ファイバであってもよい。本実施形態では、上記の通り、コア３０１に入射されずにクラッドモード光Ｌ２が発生しても、クラッドモード光Ｌ２を好適に除去できる。従って、コア径を小さくしなければならないシングルモード光ファイバでも好適に適用できる。
【００５１】
また、本実施形態に係る光源装置２００においては、光カップリングユニット１００に入射させる光の波長は特に限定されるものではない。かかる光の波長が７００ｎｍ以下のもので、光ファイバ３００のコア径を小さくせざるを得ない場合でも、本実施形態においては、上記の通り、クラッドモード光Ｌ２を好適に除去できるので問題はない。
【００５２】
また、光源装置の出力光のパワーが０．５Ｗ以上の高出力のものであっても、上記の通り、光カップリングユニット１００内における昇温を抑制することができる。従って、高出力の光源であっても好適に用いることができる。
【００５３】
以下、本実施形態に係る光源装置及び光カップリングユニットのより具体的な実施例をいくつか説明する。
【００５４】
（光源装置の実施例）
（実施例１）
図２を参照して、本発明の実施例１に係る光源装置について説明する。図２は本発明の実施例１に係る光源装置の模式的断面図である。なお、上述した実施形態に係る光源装置２００と、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
【００５５】
本実施例に係る光源装置２００ａは、ケース２０１内に設けられる固体レーザーユニット２１１と、固体レーザーユニット２１１から出射されたレーザー光Ｌの波長を変換する波長変換ユニット２１２と、光カップリングユニット１００とを備えている。波長変換ユニット２１２は、その内部に、非線形光学結晶２１２ａが備えられており、レーザー光Ｌの光路上に非線形光学結晶２１２ａを配置させることで、当該結晶内に光を通過させる際に、レーザー光Ｌの波長を整数分の１（例えば、１／２，１／３）に変換させることができる。
【００５６】
固体レーザーユニット２１１は、ケース２０１に直接固定されており、波長変換ユニット２１２は、ケース２０１に固定されている第１ステージ２３０に、固体レーザーユニット２１１との位置調整が行われた状態で固定されている。また、光カップリングユニット１００は、第１ステージ２３０に固定された第２ステージ２３１に、波長変換ユニット２１２との位置調整が行われた状態で固定されている。更に、レンズ２２０は、第２ステージ２３１に固定された第３ステージ２３２に、波長変換ユニット２１２及び光カップリングユニット１００との位置調整が行われた状態で固定されている。また、ケース２０１の外側の光ファイバ３００は光コネクタ３２０によって、ケース２０１内の光ファイバ３００に接続されている。
【００５７】
以上のように構成された本実施例に係る光源装置２００ａによれば、固体レーザーユニット２１１から出射されたレーザー光Ｌは、波長変換ユニット２１２によって波長変換される。そして、波長変換されたレーザー光Ｌが、光カップリングユニット１００において、光ファイバ３００にカップリングされる。光カップリングユニット１００については、上記実施形態で説明した通りであるので、その説明は省略する。
【００５８】
（実施例２）
図３を参照して、本発明の実施例２に係る光源装置について説明する。図３は本発明の実施例２に係る光源装置の模式的断面図である。上記実施例１に係る光源装置においては、固体レーザーユニットの下流側（光の進む方向の下流側）に波長変換ユニットを備える場合を示したが、本実施例においては、波長変換ユニットを備えていない場合を説明する。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５９】
本実施例に係る光源装置２００ｂは、ケース２０１内に固体レーザーユニット２１３が設けられている。この固体レーザーユニット２１３は波長変換ユニットが不要なタイプである。ただし、固体レーザーユニット２１３の内部に波長変換ユニットを設けてもよい。
【００６０】
この固体レーザーユニット２１３も、上記実施例１の場合と同様に、ケース２０１に直接固定されている。また、本実施例においては、ケース２０１に固定されている第１ステージ２３３に、光カップリングユニット１００が固体レーザーユニット２１３との位置調整が行われた状態で固定されている。更に、レンズ２２０は、第１ステージ２３３に固定された第２ステージ２３４に、固体レーザーユニット２１３及び光カップリングユニット１００との位置調整が行われた状態で固定されている。その他の構成については、上記実施例１と同一のため、その説明は省略する。
【００６１】
（実施例３）
図４を参照して、本発明の実施例３に係る光源装置について説明する。図４は本発明の実施例３に係る光源装置の模式的断面図である。上記実施例１に係る光源装置においては、レーザー光源として固体レーザーユニットを用いる場合を示したが、本実施例においては、レーザー光源としてファイバーレーザーユニットを用いる場合を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００６２】
本実施例に係る光源装置２００ｃは、ケース２０１内にファイバーレーザーユニット２１４が設けられている。そして、本実施例に係る光源装置２００ｃにおいては、一端側が光コネクタ２１６によってファイバーレーザーユニット２１４に接続され、かつ他端側が光コネクタ２１７によって波長変換ユニット２１２に接続された光ファイバ２１５が設けられている。この光ファイバ２１５によって、ファイバーレーザーユニット２１４からの
レーザー光Ｌが波長変換ユニット２１２に導かれる。その他の構成については、上記実施例１と同一のため、その説明は省略する。
【００６３】
（光カップリングユニットの実施例）
（実施例４）
図５〜図９を参照して、本発明の実施例４に係る光カップリングユニットについて説明する。図５は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットの外観図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は正面図であり、同図（ｃ）は背面図であり、同図（ｄ）は裏面図であり、同図（ｅ）は側面図である。図６は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットの断面図であり、図５（ａ）中のＡＡ断面図である。図７は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットのカバーを外した状態を示す外観図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は正面図である。図８は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットのカバーを外した状態を示す断面図であり、図７（ａ）中のＡＡ断面図である。図９（ａ）は本発明の実施例４に係る光吸収放熱部材（ユニット本体）の平面図であり、同図（ｂ）はその断面図（同図（ａ）中のＡＡ断面図）である。なお、上述した実施形態に係る光カップリングユニット１００と、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
【００６４】
本実施例に係る光カップリングユニット１００ａは、光ファイバ３００が配置される光吸収放熱部材としてのユニット本体１１１と、高屈折率部材１２１と、光ファイバ３００の一端側の端面を位置決めするための位置決め部材としてのフェルール１３１とを備えている。また、本実施例に係る光カップリングユニット１００ａにおいては、光ファイバ３００の他端側を位置決めするフェルール１４０、及びユニット本体１１１において空間部の開口孔を閉塞するカバー１１２が設けられている。
【００６５】
＜＜ユニット本体（光吸収放熱部材）＞＞
本実施例に係るユニット本体１１１は、熱伝導率の高い金属（例えば、金、銀、銅、アルミニウム、鉄、亜鉛、ニッケルなどの純金属、もしくは、これらのいずれかを含む合金類（アルミニウム合金、真鍮、ステンレス等））からなる略直方体（例えば、外形が長さ４４ｍｍ，幅６０ｍｍ，高さ２６ｍｍ程度の直方体）の部材である。そして、このユニット本体１１１には、上面側と下面側の略全域に亘って複数のフィン１１１ａが設けられており、効率的に熱を外部に放出させる放熱構造を有している。
【００６６】
また、このユニット本体１１１には、幅方向の中央に、光ファイバ３００の一端側を挿通可能とする空間部が設けられている。より具体的には、高屈折率部材１２１が配置される溝状（長さ３０ｍｍ程度の溝状）の空間部Ｋと、この空間部Ｋに通じかつフェルール１３１が装着される挿通孔Ｋ１と、同じく空間部Ｋに通じかつフェルール１４０が装着される挿通孔Ｋ２とが設けられている（特に、図９（ｂ）参照）。また、空間部Ｋの上部には、この空間部Ｋに通じる第１開口孔１１１ｂと、同じくこの空間部Ｋに通じる第２開口孔１１１ｃとが設けられている（特に、図９（ａ）参照）。
【００６７】
また、空間部Ｋを形成する内壁面は、鏡面反射による光ファイバ３００側への光の反射を抑制するために、内壁面全体がヤスリ等によって粗し加工が施されて、微小な凹凸が形成された状態となっている。更に、空間部Ｋを形成する内壁の表面には、黒色アルマイトや黒色メッキ等の表面処理が施されることで、光の反射をより一層抑制するようにしている。
【００６８】
また、ユニット本体１１１には、カバー１１２を固定するためのネジ１５１のネジ穴１１１ｄ、及びフェルール１３１，１４０を固定するためのネジ１５２のネジ穴１１１ｅが設けられている。
【００６９】
このユニット本体１１１に、４か所のネジ１５１によってカバー１１２が固定されることで、第１開口孔１１１ｂ及び第２開口孔１１１ｃが塞がれる。なお、光カップリングユニット１００ａの使用態様により、第１開口孔１１１ｂ及び第２開口孔１１１ｃを塞ぐ必要がない場合には、カバー１１２を設けなくてもよい。
【００７０】
＜＜高屈折率部材＞＞
高屈折率部材１２１は、例えば、ＵＶ硬化樹脂やシリコーンエラストマーからなる光学樹脂によって構成される部材である。この高屈折率部材１２１は、上記実施形態で説明した通り、光ファイバ３００のクラッドと同じか、それよりも高い屈折率の材料によって構成されている。
【００７１】
この高屈折率部材１２１は、流動状態にある高屈折率の樹脂材を上述した空間部Ｋに流し込み、その後、硬化させることで得られる。より具体的には、まず、フェルール１３１，１４０によって、ユニット本体１１１内に光ファイバ３００を保持した状態とする。そして、本実施例では、光ファイバ３００の保持をより確実にするために、他端側のフェルール１４０の上流側先端に接着剤１６０を付けて光ファイバ３００を固定している。この接着剤１６０を付ける作業は、第２開口孔１１１ｃを通して行うことができる（図７（ａ）参照）。この接着剤１６０による固定後、第１開口孔１１１ｂを通して、空間部Ｋ内に高屈折率の樹脂材を一定量だけ充填する。その後、紫外線照射や常温放置など、樹脂材の特性に応じた手法で樹脂材を硬化させることで高屈折率部材１２１を得ることができる。
【００７２】
＜＜光ファイバ及びフェルール＞＞
本実施例に係る光ファイバ３００は、コア径が１０μｍ以下のシングルモード光ファイバである。本実施例においては、この光ファイバ３００の一端側は、上記実施形態で説明した通り、クラッドの外周表面が露出している。本実施例では、図６中Ｘの範囲が露出部である。なお、同図中Ｙの範囲は１次被覆が露出した部位であり、同図中Ｚは２次被覆が露出した部位である。同図から分かるように、本実施例では、高屈折率部材１２１に埋設されている位置から光ファイバ３００に被覆が設けられている。これにより、接着剤１６０によって安定的に光ファイバ３００が接着している。クラッドとの相性の良い接着剤を用いる場合には、例えば同図中Ｙに示す範囲を光ファイバ３００の露出部としてもよい。
【００７３】
光ファイバ３００をユニット本体１１１に保持かつ固定するためのフェルール１３１，１４０は、それぞれユニット本体１１１の挿通孔Ｋ１，Ｋ２に挿入された状態で、ネジ１５２によって固定される。
【００７４】
特に、フェルール１３１は、機械的方法のみによってユニット本体１１１に固定され、かつその周囲に樹脂や接着剤など熱によって変形する部材は存在させない。これにより、クラッドモード光による熱変形に伴うフェルール１３１の位置ずれを抑制することができる。
【００７５】
これらのフェルール１３１，１４０としては、熱膨張率が低くかつ耐熱性の高いもの、光透過性の高いもの、熱伝導性の高いものが好適である。例えば、ジルコニアフェルールや電鋳ニッケルフェルールの他、ＳＵＳ等の金属製やガラス製のフェルール、及びＳＭＡフェルールを用いることができる。耐熱性及び熱伝導性の低い樹脂製フェルールは不適当である。
【００７６】
光ファイバ３００の一端側を位置決めするフェルール１３１については、上記実施形態で説明した通り、光ファイバ３００における露出部の一部を保持することで、光ファイバ３００の一端側の端面３００ａを位置決めしている。光ファイバ３００の一端側は、フェ
ルール１３１の端面付近で、ファイバの軸に垂直な方向にクリーブされることで端面３００ａが形成されている。
【００７７】
ここで、フェルール１３１として、微細孔の寸法精度が優れているジルコニアフェルールや電鋳ニッケルフェルールを採用した場合には、光ファイバ３００を高精度に位置決めすることができる。これにより、クラッドモード光を抑制することができる。
【００７８】
また、フェルール１３１として、熱伝導性の高い金属製フェルールを採用した場合には、フェルール１３１で変換された熱を効率良くユニット本体１１１に伝導させることができる。
【００７９】
更に、フェルール１３１として、クラッドモード光の透過性の高いガラス製フェルールを採用した場合には、フェルール１３１に入射した光を透過させて周囲に放射させることができる。従って、フェルール１３１においては、光を吸収することがないため、光の吸収に伴う発熱、及び発熱に伴う膨張変形などが生じないという利点がある。
【００８０】
また、フェルール１３１は、その全長を例えば１０．５ｍｍ程度に設定することで、光ファイバ３００の位置決めを十分に行いつつ、光ファイバ３００の端面３００ａから高屈折率部材１２１に達するまでの距離を極力短くすることができる。これにより、高屈折率部材１２１に達する前におけるクラッドモード光の悪影響を、極力小さくすることができる。
【００８１】
以上のように構成された光カップリングユニット１００ａによって、上述した実施形態に係る光カップリングユニット１００と同様の効果を得ることができる。また、本実施例に係る光カップリングユニット１００ａにおいては、ユニット本体１１１における上面側と下面側の略全域に亘って複数のフィン１１１ａが設けられており、光ファイバ３００を中心として、上下に対称的、かつ左右にも対称的に複数のフィン１１１ａが設けられる構成を採用している。従って、放熱に際して熱の分布を一様にすることができ、効率良く放熱させることができる。
【００８２】
（実施例５）
図１０を参照して、本発明の実施例５に係る光カップリングユニットについて説明する。図１０は本発明の実施例５に係る光カップリングユニットの外観図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は正面図である。上記実施例４においては、カバーにはフィンが設けられていない場合を示したが、本実施例においては、カバーにもフィンを設けた場合を説明する。その他の構成及び作用については、上記実施例４と同一のため、同一の構成については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００８３】
本実施例に係る光カップリングユニット１００ｂにおいては、カバー１１３にも複数のフィン１１３ａが設けられている。上記実施例４に係る光カップリングユニット１００ａの場合、カバー１１２にはフィンが設けられていないため、光ファイバ３００の近傍においては、上下方向においてフィンの配置が対称ではない構成であった。これに対して、本実施例では、カバー１１３にも複数のフィン１１３ａを設ける構成を採用しているため、光ファイバ３００の上下方向に対するフィンの対称性をより一層高めることができる。
【００８４】
（実施例６）
図１１〜図１３を参照して、本発明の実施例６に係る光カップリングユニットについて説明する。図１１は本発明の実施例６に係る光カップリングユニットの外観図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は正面図であり、同図（ｃ）は背面図であり、同図（ｄ）は裏面図であり、同図（ｅ）は側面図であり、同図（ｆ）は同図（ｂ）中Ｐで示す
部位の拡大図である。図１２は本発明の実施例６に係る光カップリングユニットの断面図であり、図１１（ａ）中のＡＡ断面図である。図１３（ａ）は本発明の実施例６に係る光吸収放熱部材（ユニット本体）の平面図であり、同図（ｂ）はその断面図（同図（ａ）中のＡＡ断面図）である。
【００８５】
上記実施例４においては、光ファイバ３００の一端側の端面を位置決めするための位置決め部材として、フェルールを用いる場合を示した。これに対し、本実施例では、当該位置決め部材として、位置決め溝とカバーとを有する部材を用い、かつ当該部材がユニット本体である場合を示す。その他の構成及び作用については、上記実施例４と同一のため、同一の構成については同一の符号を付してその説明は適宜省略する。
【００８６】
本実施例に係る光カップリングユニット１００ｃは、光ファイバ３００が配置される光吸収放熱部材としてのユニット本体１１５と、高屈折率部材１２２とを備えている。
【００８７】
＜＜ユニット本体（光吸収放熱部材）＞＞
本実施例に係るユニット本体１１５も、上記実施例４の場合と同様に、熱伝導率の高い金属からなる略直方体の部材である。そして、このユニット本体１１５には、上面側と下面側の略全域に亘って複数のフィン１１５ａが設けられており、熱を外部に拡散させる放熱構造を有している。
【００８８】
また、このユニット本体１１５には、幅方向の中央に、光ファイバ３００の一端側を挿通可能とする空間部が設けられている。より具体的には、高屈折率部材１２２が配置される溝状の空間部Ｋが設けられている。そして、本実施例のユニット本体１１５の場合には、この空間部Ｋに通じ、かつ光ファイバ３００の一端側を位置決めして保持する位置決め溝としてのＶ溝１１５ｃと、他端側を位置決めして保持するＶ溝１１５ｄとが設けられている。これらのＶ溝１１５ｃ，１１５ｄに光ファイバ３００を嵌め込んだ状態で、Ｖ溝用カバー１１６，１１７を固定することで、光ファイバ３００はＶ溝１１５ｃ，１１５ｄに押え込まれて位置決めされ保持される。これにより、光ファイバ３００の一端側において、光ファイバ３００の露出部が保持される。なお、Ｖ溝用カバー１１６，１１７もユニット本体１１５と同様に熱伝導率の高い金属などにより構成される。このように、本実施例においては、ユニット本体１１５は、位置決め溝としてのＶ溝１１５ｃとＶ溝用カバー１１６とを有する位置決め部材としての役割も担っている。
【００８９】
また、空間部Ｋの上部には、この空間部Ｋに通じる開口孔１１５ｂが設けられている。空間部Ｋを形成する内壁面に粗し加工が施される点や、黒色メッキ等の表面処理が施される点は、上記実施例４の場合と同様である。
【００９０】
また、ユニット本体１１５には、Ｖ溝用カバー１１６，１１７を固定するためのネジ１５３，１５４のネジ穴１１５ｅ，１１５ｆが設けられている。
【００９１】
＜＜高屈折率部材＞＞
高屈折率部材１２２は、例えば、ＵＶ硬化樹脂やシリコーンエラストマーからなる光学樹脂によって構成される部材である。この高屈折率部材１２２は、上記実施形態で説明した通り、光ファイバ３００のクラッドと同じか、それよりも高い屈折率の材料によって構成されている。
【００９２】
この高屈折率部材１２２は、上記実施例４の場合と同様に、流動状態にある高屈折率の樹脂材を上述した空間部Ｋに流し込み、その後、硬化させることで得られる。より具体的には、Ｖ溝１１５ｃ，１１５ｄ及びＶ溝用カバー１１６，１１７によってユニット本体１１５内に光ファイバ３００を保持した状態とする。そして、開口孔１１５ｂを通して、空
間部Ｋ内に高屈折率の樹脂材を一定量だけ充填する。その後、紫外線照射や常温放置など、樹脂材の特性に応じた手法で樹脂材を硬化させることで高屈折率部材１２２を得ることができる。
【００９３】
＜＜光ファイバ及びＶ溝＞＞
本実施例に係る光ファイバ３００も、上記実施例４の場合と同様に、コア径が１０μｍ以下のシングルモード光ファイバである。本実施例においては、この光ファイバ３００の一端側は、上記実施形態で説明した通り、クラッドの外周表面が露出している。本実施例では、図１２中Ｘの範囲が露出部である。なお、同図中Ｙの範囲は被覆が設けられた部位である。
【００９４】
本実施例においては、光ファイバ３００の一端側の露出部は、ユニット本体１１５に直接保持された状態で固定され、かつその周囲に樹脂や接着剤など熱によって変形する部材は存在しない。従って、クラッドモード光による熱変形に伴う光ファイバ３００の位置ずれを抑制することができる。
【００９５】
また、光ファイバ３００の一端側は、ユニット本体１１５の一端側の端面付近で、ファイバの軸に垂直な方向にクリーブされることで端面３００ａが形成されている。
【００９６】
そして、本実施例の場合には、光ファイバ３００の一端側がユニット本体１１５に直接保持された状態で固定される。そのため、入射直後のクラッドモード光の一部が高屈折率部材１２２に到達する前にユニット本体１１５やＶ溝用カバー１１６に漏れて吸収される。しかし、これらユニット本体１１５及びＶ溝用カバー１１６は熱伝導性が高く、ユニット本体１１５に設けられた放熱構造（複数のフィン１１５ａ）によって、効率良く熱を逃すことができる。従って、光ファイバ３００の一端側の端面３００ａの位置ずれを抑制することができる。
【００９７】
また、Ｖ溝１１５ｃは、その全長が例えば７ｍｍ程度に設定することで、光ファイバ３００の位置決めを十分に行いつつ、光ファイバ３００の端面３００ａから高屈折率部材１２２までの距離を極力短くすることができる。これにより、高屈折率部材１２２に達する前に、光ファイバ３００から光が漏れることを抑制できる。
【００９８】
以上のように構成された光カップリングユニット１００ｃによって、上述した実施形態に係る光カップリングユニット１００及び実施例４に係る光カップリングユニット１００ａと同様の効果を得ることができる。また、本実施例に係る光カップリングユニット１００ｃにおいても、上記実施例４の場合と同様に、ユニット本体１１５における上面側と下面側の略全域に亘って複数のフィン１１５ａが設けられ、光ファイバ３００を中心として、上下に対称的、かつ左右にも対称的に複数のフィン１１５ａが設けられる構成を採用している。従って、放熱に際して熱の分布を一様にすることができ、効率良く放熱させることができる。
【００９９】
（実施例７）
図１４を参照して、本発明の実施例７に係る光カップリングユニットについて説明する。図１４（ａ）は本発明の実施例７に係る光カップリングユニットの平面図であり、同図（ｂ）はその正面図であり、同図（ｃ）はその断面図（同図（ａ）中のＡＡ断面図）である。
【０１００】
本実施例においては、上記実施例６に示す構成において、更に、カバーを取り付けた場合を示す。その他の構成及び作用については、上記実施例６の場合と同一のため、同一の構成については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１０１】
本実施例に係る光カップリングユニット１００ｄにおいては、上記実施例６に係る光カップリングユニット１００ｃの構成において、開口孔１１５ｂを塞ぐためのカバー１１８が更に設けられた構成である。なお、本実施例においては、４か所のネジ１５５によって、このカバー１１８と共に、Ｖ溝用カバー１１６，１１７を固定する構成を採用している。
【０１０２】
以上のように構成された光カップリングユニット１００ｄによれば、上記実施例６と同様の作用効果に加えて、空間部の開口孔を閉塞することが可能となる。なお、使用環境に応じて、カバーを備えていない上記実施例６に係る光カップリングユニット１００ｃとカバー１１８を備えた本実施例に係る光カップリングユニット１００ｄのいずれかを使い分けるとよい。
【０１０３】
（実施例８）
図１５を参照して、本発明の実施例８に係る光カップリングユニットについて説明する。図１５（ａ）は本発明の実施例８に係る光カップリングユニットの平面図であり、同図（ｂ）はその正面図であり、同図（ｃ）はその断面図（同図（ａ）中のＡＡ断面図）である。上記実施例７においては、カバーにはフィンが設けられていない場合を示したが、本実施例においては、カバーにもフィンを設けた場合を説明する。その他の構成及び作用については、上記実施例７と同一のため、同一の構成については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１０４】
本実施例に係る光カップリングユニット１００ｅにおいては、カバー１１９にも複数のフィン１１９ａが設けられている。上記実施例７に係る光カップリングユニット１００ｄの場合、カバー１１８にはフィンが設けられていないため、光ファイバ３００の近傍においては、上下方向においてフィンの配置が対称ではない構成であった。これに対して、本実施例では、カバー１１９にも複数のフィン１１９ａを設ける構成を採用しているため、光ファイバ３００の上下方向に対するフィンの対称性をより一層高めることができる。
【０１０５】
（その他）
上記の各実施例においては、放熱構造の一例として、ユニット本体の上下面に、光ファイバの長手方向に伸びる複数のフィンを設ける構造を示したが、本発明における放熱構造はそのような構造に限られるものではない。ユニット本体の側面側にフィンを設けてもよいし、光ファイバの長手方向に直交する方向に伸びるフィンを設けてもよい。また、フィンに限らず、複数の穴を設けたり、複数の突起を設けたりすることで、表面面積を広くして放熱効果を高めた放熱構造を採用することもできる。
【０１０６】
実施例６〜８においては、位置決め溝とカバーとを有する位置決め部材が、光吸収放熱部材としての役割も担うユニット本体である場合を示した。しかしながら、位置決め溝とカバーとを有する位置決め部材を、ユニット本体とは別の部材で構成して、当該別の部材を、ユニット本体に固定する構成を採用することもできる。
【０１０７】
実施例６〜８においては、位置決め溝として、Ｖ溝の場合を示したが、断面Ｕ字形状の溝や、断面矩形状の溝などでも良く、溝の形状は限定されるものではない。また、ユニット本体に対して設けた溝によって光ファイバの一端側を位置決めするのではなく、ユニット本体に微細孔を形成することで、当該微細孔に光ファイバの一端側を挿通させて、光ファイバの一端側を位置決めさせる構成を採用することも可能である。
【０１０８】
上記実施例４〜８においては、ユニット本体が略直方体の部材で構成される場合を示したが、ユニット本体の形状はこれに限られるものではない。例えば、ユニット本体（光吸
収放熱部材）として、略円柱状のものを採用することも可能である。この場合、略円柱状のユニット本体の中心軸を通るように光ファイバを配置して、その周りに高屈折率部材を同心的に配置し、かつユニット本体の外周面全体に光ファイバの長手方向に伸びる同一寸法形状のフィンを等角度（等間隔）で配置する構成を採用できる。このような構成を採用することで、熱を放射状に逃がすことが可能となり、熱の分布をより一層一様にすることができ、放熱の効率をより高めることが可能となる。
【０１０９】
上記実施形態及び各実施例においては、高屈折率部材として、流動状態の樹脂材を硬化させたものを例として挙げたが、高屈折率部材の材料はこれに限定されるものではない。例えば、高屈折率部材の材料としては、弾性や柔軟性のある材料を採用することもできる。また、液体やゲルなど流動性を有する材料を採用することもできる。ただし、この場合には、密閉空間を形成し、この密閉空間内に流動性を有する材料を封じ込める必要がある。これにより、この密閉空間内に封じ込められた流動性を有する材料の部分が、高屈折率部材に相当する。
【符号の説明】
【０１１０】
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ…光カップリングユニット、１１０，１１１…ユニット本体、１１１ａ…フィン、１１５…ユニット本体、１１５ａ…フィン、１１５ｃ，１１５ｄ…Ｖ溝、１１６，１１７…Ｖ溝用カバー、１２０，１２１，１２２…高屈折率部材、１３０，１３１，１４０…フェルール、１３０ａ…微細孔、２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ…光源装置、２１０…レーザー光源、３００…光ファイバ、３００ａ…端面、３０１…コア、３０２…クラッド、Ｌ…レーザー光、Ｌ２…クラッドモード光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間中を進むレーザー光が光ファイバの一端側の端面から入射される光カップリングユニット、及び光カップリングユニットを備えた光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光を利用する場合、最終的な出力形態として、光ファイバから出射させる形態を取ることが望ましい場合が多々存在する。例えば、各種分析，治療，加工を目的として、対象物にレーザー光を照射させる場合には、照射位置を自由に変えられるように上記の形態を取るのが望ましい。このような場合において、高次高調波のレーザー光を照射させるために結晶にレーザー光を通して波長変換させたり、空間に出射されたレーザー光を所望の位置に導いたりするために、一旦空間に出射されたレーザー光を光ファイバに結合させなければならないことがある。
【０００３】
そこで、レーザー光源から空間に出射されたレーザー光を、光ファイバに結合させる光カップリング技術が知られている。かかる光カップリング技術においては、一般的に、通常は光ファイバ同士を接続するために使用される光コネクタ（特許文献１参照）がそのまま用いられている。すなわち、レーザー光源から出射されるレーザー光の光路上に、光ファイバの端部に固定した光コネクタを配置することで、一旦空間に出射されたレーザー光を、光コネクタに固定された光ファイバに導くようにしている。
【０００４】
ここで、レーザー光の波長が短くなるにつれて、特に、シングルモード光ファイバにおいては、コアの径を小さくしなければならない。コアの径を小さくすればするほど、空間中を進むレーザー光を光ファイバの一端側の端面に入射させる際に、レーザー光をコアに入射し難くなってしまう。これに伴い、クラッドモード光（クラッドを通る光）となる確率が高くなってしまう。
【０００５】
光を光ファイバの一端にカップリングした後に、光ファイバの他端から出射させるレーザー光にクラッドモード光が残留していると、レーザー光のパワーが変動してしまい、所望の光パワー及びビーム形状のレーザー光を得ることができなくなってしまう。
【０００６】
また、通常の光ファイバでは、クラッドよりも屈折率の高い被覆材などでクラッドの外周表面が覆われている。このため、残留しているクラッドモード光は、被覆材にリークし、それよりも外側にある接着剤や金属等に吸収され、発熱する（特許文献２，３参照）。レーザー光源が高出力の場合には、発熱量が大きくなり、金属部材等の膨張により光ファイバの位置変動がおき、結合効率が低下し、信号光出力が低下する。相対的にクラッドモード光が増える結果、更に発熱量が大きくなるという負の連鎖に陥り、やがては光ファイバの破断に至ることもある。破断に至らないまでも出力が不安定になったりしてしまう。
【０００７】
これらクラッドモード光による悪影響を抑制するための技術として、光ファイバレーザーや光ファイバ増幅器内において、クラッドモード光を積極的に吸収し、かつ放熱させることでクラッドモード光を除去する技術が知られている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１７５５４５号公報
【特許文献２】特開平３−１４５６０８号公報
【特許文献３】特開２００１−１１１１５３号公報
【特許文献４】特開２００８−１８７１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献４に開示されている技術は、装置外部から光ファイバ内のクラッドを進んできたクラッドモード光を、装置の内部にて除去するものである。従って、この技術は、空間中を進むレーザー光を光ファイバに結合させる光カップリング技術ではなく、光ファイバの端面への入射直後のクラッドモード光の取り扱いについては、何ら記載されていない。
【００１０】
本発明の目的は、空間中を進むレーザー光を光ファイバに結合させる光カップリング技術において、クラッドモード光による悪影響を抑制できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１２】
すなわち、本発明の光カップリングユニットは、
空間中を進むレーザー光が光ファイバの一端側の端面から入射される光カップリングユニットにおいて、
クラッドの外周表面が露出した露出部を前記一端側に有する状態で前記光ファイバが配置され、かつ、前記露出部から漏出したクラッドモード光を吸収して発熱し、その熱を外部に放出する光吸収放熱部材（金属など熱伝導率の高い材料からなる部材）と、
前記光ファイバから漏出したクラッドモード光により熱変形する部材を用いることなく前記露出部の一部を保持し、前記光ファイバの前記一端側の端面を前記レーザー光が入射する位置に予め位置決めする位置決め部材と、
前記露出部のうち前記位置決め部材による保持位置よりも光の進行方向における下流側が埋設され、かつ前記光吸収放熱部材に密着した状態で設けられると共に、前記露出部からクラッドモード光を漏出させる、前記光ファイバのクラッドと同じか、それよりも高い屈折率からなる高屈折率部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
ここで、「光ファイバから漏出したクラッドモード光により熱変形する部材を用いることなく前記露出部の一部を保持」には、クラッドモード光を吸収して発熱しても変形しない部材によって露出部を保持する場合、クラッドモード光を透過する（吸収しない）部材によって露出部を保持する場合、クラッドモード光を吸収して発熱しても、その熱を外部に放出する部材によって露出部を保持する場合が含まれる。
【００１４】
本発明によれば、空間中を進むレーザー光が光ファイバの一端側の端面に入射した際に、クラッドに入射してクラッドモード光となっても、クラッドモード光はクラッドから高屈折率部材を通って光吸収放熱部材に吸収される。従って、クラッドモード光を光カップリングユニット内で除去することができる。また、光吸収放熱部材にて吸収された光は熱に変換されるが、光吸収放熱部材自体によって、熱を外部に放出し、ユニット内における昇温を抑制することができる。これにより、昇温に伴う各種部材の熱変形や、隣接する部材の線膨張係数の相違に伴う不具合を抑制することができる。
【００１５】
更に、本発明においては、光ファイバにおけるレーザー光が入射される側の端面の位置決めは、光ファイバから漏出したクラッドモード光により熱変形する部材を用いることなく、クラッドの外周表面が露出した露出部の一部が保持されることにより行われている。従って、光ファイバ端面への入射直後のクラッドモード光は、高屈折率部材に至るまで光ファイバから漏れないか、または漏れたとしても熱変形の問題がなく、光ファイバの端面
の位置ずれを抑制することができる。
【００１６】
前記位置決め部材は、前記露出部が挿通される微細孔を有するフェルールであり、前記微細孔内には前記露出部のみが存在するとよい。
【００１７】
これにより、光ファイバの露出部とフェルールの微細孔との間には光を吸収するものは存在しないため、これらの間に介在物が存在した場合に生じ得る、介在物の熱変形に伴う不具合は発生しない。
【００１８】
前記位置決め部材は、前記露出部が嵌め込まれる位置決め溝と、該位置決め溝内に前記露出部を押え付けるカバーとを有する部材であることも好適である。
【００１９】
このような部材を用いても、光ファイバの一端側の端面を好適に位置決めすることができる。
【００２０】
また、前記位置決め溝と前記カバーとを有する位置決め部材は、前記光吸収放熱部材であるとよい。
【００２１】
このような構成を採用すれば、少ない部品点数で、光ファイバの一端側の端面を位置決めすることができる。
【００２２】
本発明の光源装置は、
レーザー光源と、
該レーザー光源から空間中に出射されたレーザー光をカップリングする上記いずれかの光カップリングユニットと、
を備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明の光源装置によれば、光カップリングユニットにおいて、クラッドモード光が好適に除去され、また、光ファイバの端面の位置ずれが抑制されて品質が維持されるため、長期に亘り安定的にレーザー光を出射することができる。
【００２４】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、空間中を進むレーザー光を光ファイバに結合させるための光カップリング技術において、クラッドモード光による悪影響の抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る光源装置の概略構成図である。
【図２】図２は本発明の実施例１に係る光源装置の模式的断面図である。
【図３】図３は本発明の実施例２に係る光源装置の模式的断面図である。
【図４】図４は本発明の実施例３に係る光源装置の模式的断面図である。
【図５】図５は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットの外観図である。
【図６】図６は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットの断面図である。
【図７】図７は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットのカバーを外した状態を示す外観図である。
【図８】図８は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットのカバーを外した状態を示す断面図である。
【図９】図９は本発明の実施例４に係る光吸収放熱部材（ユニット本体）の外観図及び断面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施例５に係る光カップリングユニットの外観図である。
【図１１】図１１は本発明の実施例６に係る光カップリングユニットの外観図である。
【図１２】図１２は本発明の実施例６に係る光カップリングユニットの断面図である。
【図１３】図１３は本発明の実施例６に係る光吸収放熱部材の外観図及び断面図である。
【図１４】図１４は本発明の実施例７に係る光カップリングユニットの外観図及び断面図である。
【図１５】図１５は本発明の実施例８に係る光カップリングユニットの外観図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態及び実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２８】
以下の説明において、光カップリングユニット内に設けられる光ファイバのうち、空間中を進むレーザー光が入射される側を「一端側」、その反対側を「他端側」と称する。
【００２９】
（実施形態）
＜光源装置及び光カップリングユニットの構成＞
図１を参照して、本発明の実施形態に係る光源装置及び光カップリングユニットについて説明する。図１（ａ）は本実施形態に係る光源装置全体の概略構成を示したものである。なお、図１（ａ）において、光カップリングユニットについては模式的断面図にて示している。また、図１（ｂ）は光カップリングユニットの一部拡大断面図である。なお、説明の便宜上、図１（ａ）中の光カップリングユニットと同図（ｂ）中の光カップリングユニットの縮尺は異なっている。
【００３０】
本実施形態に係る光源装置２００は、ケース２０１内に設けられるレーザー光源２１０と、レーザー光源２１０から出射され、空間中を進むレーザー光Ｌを光ファイバ３００にカップリングする光カップリングユニット１００とを備えている。また、光源装置２００は、レーザー光源２１０から出射されたレーザー光Ｌを光カップリングユニット１００に向けて集光するためのレンズ２２０や光ファイバ３００から所望の位置に向けてレーザー光Ｌを照射するためのレーザーヘッド３１０も備えている。
【００３１】
光カップリングユニット１００は、光ファイバ３００が配置される光吸収放熱部材としてのユニット本体１１０と、高屈折率部材１２０と、光ファイバ３００の一端側の端面３００ａを位置決めするための位置決め部材としてのフェルール１３０とを備えている。
【００３２】
ユニット本体１１０は、熱を外部に放出させる部材であり、熱伝導率の高い金属などにより構成される。より効率的に放熱させるための構造としては、ユニット本体１１０の表面面積を広くするために、複数のフィンを設けたり、複数の穴や突起を設けたりする構成を採用し得る。
【００３３】
このユニット本体１１０の内部に、光ファイバ３００の一端側の端部が配置される。光ファイバ３００は、一端側の端面３００ａから他端側に向かって所定の距離だけ被覆３０
３が剥がされてクラッド３０２の外周表面が露出した状態となっている。以下、光ファイバ３００のうちクラッド３０２の外周表面が露出した部分を、単に「露出部」と称する。
【００３４】
フェルール１３０は例えば円筒状の部材であり、光ファイバ３００における露出部が挿通される微細孔１３０ａが設けられている。図１（ｂ）に示すように、この微細孔１３０ａの孔径を光ファイバ３００におけるクラッド３０２の外径（例えば、１２５μｍ）よりも僅かに大きく（例えば、１μｍ程度大きく）することによって、微細孔１３０ａによって露出部の一部を保持し、光ファイバ３００の一端側の端面３００ａをレーザー光Ｌが入射するように高精度に位置決めすることができる。
【００３５】
ここで、本実施形態では、光ファイバ３００における露出部の一部を保持することで、光ファイバ３００の一端側の端面３００ａを位置決めするに際し、クラッドモード光に基づき熱変形しない部材を用いている。具体的には、（１）クラッドモード光を吸収して発熱しても変形しない部材によって露出部を保持するか、（２）クラッドモード光を透過する（吸収しない）部材によって露出部を保持するか、（３）クラッドモード光を吸収して発熱しても、その熱を外部に放出する部材によって露出部を保持するようにしている。
【００３６】
（１）の場合、例えば、フェルール１３０を、クラッドモード光を吸収して発熱しても変形しない材料により構成すればよい。（２）の場合、例えば、フェルール１３０を、クラッドモード光を透過する（吸収しない）材料により構成すればよい。（３）の場合、例えば、フェルール１３０を、クラッドモード光を吸収して発熱しても、その熱を外部に放出する材料により構成すればよい。
【００３７】
また、図１（ｂ）に示す例では、微細孔１３０ａ内には、光ファイバ３００の露出部のみが存在するようにしている。従って、露出部と微細孔１３０ａとの間には光を吸収するものは存在しないため、これらの間に介在物が存在した場合に生じ得る、介在物の熱変形に伴う不具合は発生しない。
【００３８】
そして、高屈折率部材１２０は、フェルール１３０によって光ファイバ３００の露出部を保持する位置よりも、光の進行方向における下流側に設けられている。この高屈折率部材１２０は、光ファイバ３００のクラッド３０２と同じか、それよりも高い屈折率の材料によって構成されている。また、この高屈折率部材１２０は、ユニット本体１１０の内壁面に密着するように設けられている。更に、この高屈折率部材１２０は、光ファイバ３００の露出部の一部が埋設されるように構成されている。
【００３９】
かかる高屈折率部材１２０は、例えば、ユニット本体１１０内に空間部を形成しておき、光ファイバ３００を配置させた後に、前記空間部に流動状態にある高屈折率の樹脂材を充填し、その後、この樹脂材を硬化させることで得ることができる。また、この高屈折率部材１２０は、図１（ｂ）においては、フェルール１３０に隣接させて設けているが、高屈折率部材１２０とフェルール１３０との間に隙間（空間）があっても構わない。更に、図１（ｂ）においては、光ファイバ３００における露出部のみが高屈折率部材１２０の内部に埋設される場合を示しているが、露出部だけでなく光ファイバ３００における被覆３０３の一部が埋設されても構わない。なお、光ファイバ３００における露出部において、高屈折率部材１２０によって埋設される長手方向（光ファイバ３００の長さ方向）の範囲については、通常、数ｃｍ程度でよい。
【００４０】
また、ユニット本体１１０における空間部内壁１１０ａの表面には、粗し加工が施されることで、微小な凹凸１１０ｂが複数形成されている。これにより、高屈折率部材１２０を通ってきた光が、ユニット本体１１０の内壁面で反射して、光ファイバ３００に戻ってしまうことを抑制できる。
【００４１】
また、高屈折率部材１２０は、その内部に光ファイバ３００の一部を埋設することによって、光ファイバ３００をユニット本体１１０に対して固定する機能も発揮する。
【００４２】
＜光源装置及び光カップリングユニットの機能＞
レーザー光源２１０から空間中に出射されたレーザー光Ｌは、レンズ２２０により集光されて、光ファイバ３００の一端側の端面３００ａに入射する。このとき、光ファイバ３００のコア３０１に入射した光Ｌ１は、クラッド３０２との界面にて全反射するため、コア３０１から漏れることなく、コア３０１内を進む。
【００４３】
一方、光ファイバ３００のクラッド３０２に入射した光はクラッドモード光Ｌ２となる。クラッドモード光Ｌ２は、一部クラッド３０２から漏出し、一部クラッド３０２の外面で反射して戻る。図１（ｂ）に示す例の場合、クラッドモード光Ｌ２はクラッド３０２の外面で反射を繰り返し、光ファイバ３００から漏れることなく進んでいく。そして、高屈折率部材１２０に達したクラッドモード光Ｌ２は、高屈折率部材１２０に漏出していき、その後、ユニット本体１１０の空間部内壁１１０ａに吸収される。ユニット本体１１０に吸収された光は熱に変換され、変換された熱は、ユニット本体１１０内を伝わって外部に放出される。
【００４４】
＜本実施形態に係る光源装置及び光カップリングユニットの優れた点＞
本実施形態によれば、空間中を進むレーザー光Ｌが光ファイバ３００の一端側の端面３００ａに入射した際に、クラッド３０２に入射してクラッドモード光Ｌ２となっても、クラッドモード光Ｌ２はクラッド３０２から高屈折率部材１２０を通ってユニット本体１１０の空間部内壁１１０ａに吸収される。従って、クラッドモード光Ｌ２を光カップリングユニット１００内で除去することができる。また、本実施形態では、ユニット本体１１０における空間部内壁１１０ａの表面に微小な凹凸１１０ｂが形成されているので、高屈折率部材１２０を通ってきた光が、ユニット本体１１０の空間部内壁１１０ａの表面で反射して、光ファイバ３００に戻ってしまうことを抑制できる。
【００４５】
また、ユニット本体１１０にて吸収された光は熱に変換されるが、上記の通り、ユニット本体１１０の外面から放熱することができるので、光カップリングユニット１００内における昇温を抑制することができる。これにより、昇温に伴う光カップリングユニット１００内の各種部材の熱変形や隣接する部材の線膨張係数の相違に伴う不具合などを抑制することができる。
【００４６】
更に、光ファイバ３００の端面３００ａの位置決めは、漏出したクラッドモード光により熱変形する部材を用いることなく、クラッド３０２の外周表面が露出した露出部の一部が保持されることにより行われている。従って、光ファイバ３００の端面３００ａへの入射直後のクラッドモード光Ｌ２は、高屈折率部材１２０に至るまで光ファイバ３００から漏れないか、または漏れたとしても熱変形の問題がなく、光ファイバ３００の端面３００ａの位置ずれを抑制することができる。
【００４７】
また、フェルール１３０を、クラッドモード光を透過する材料や、クラッドモード光を吸収しても熱により変形しない材料や、クラッドモード光を吸収して発熱しても、その熱を外部に放出する材料により構成した場合であっても、クラッドモード光Ｌ２の漏れや漏れに伴う発熱を極力抑制するために、光ファイバ３００の一端側の端面３００ａから高屈折率部材１２０までの距離を極力短くするのが望ましい。
【００４８】
以上のように、本実施形態に係る光源装置２００によれば、光カップリングユニット１００において、クラッドモード光Ｌ２が好適に除去され、また、光ファイバ３００の端面
３００ａの位置ずれが抑制されて他端側のビーム品質が維持される。従って、本実施形態に係る光源装置２００によれば、長期に亘って安定的にレーザー光Ｌを出射することができる。
【００４９】
＜その他＞
高屈折率部材１２０の屈折率は、上記の通り、クラッド３０２を通るクラッドモード光Ｌ２が高屈折率部材１２０に漏出するように、クラッド３０２の屈折率と同じか、当該屈折率よりも高くなるように設定されている。ただし、高屈折率部材１２０の屈折率が高すぎると、クラッドモード光Ｌ２の高屈折率部材１２０に入射する角度が急峻になり、空間部内壁１１０ａで反射して光ファイバ３００内に戻ってしまう可能性が高くなる。そのため、高屈折率部材１２０の屈折率はクラッド３０２の屈折率にできるだけ近い方が望ましい。ただし、屈折率は温度依存性を有するため、２つの材料間で、温度によっては屈折率の高低が逆転する場合がある。そのため、高屈折率部材１２０の屈折率Ｓとクラッド３０２の屈折率Ｔが、光カップリングユニット１００が使用される条件下の環境温度で、常に、Ｓ≧Ｔの関係を維持するように、それぞれの材料を選ぶ必要がある。なお、本実施形態においては、上記の環境温度としては０〜５０℃における任意の温度範囲とする。何故なら、実際の使用環境は、例えば、５〜３０℃の場合もあったり、１５〜４５℃の場合もあったり、一定のパターンでは定まらないためである。
【００５０】
また、本実施形態における光ファイバ３００は、シングルモード光ファイバであってもよいし、マルチモード光ファイバであってもよい。本実施形態では、上記の通り、コア３０１に入射されずにクラッドモード光Ｌ２が発生しても、クラッドモード光Ｌ２を好適に除去できる。従って、コア径を小さくしなければならないシングルモード光ファイバでも好適に適用できる。
【００５１】
また、本実施形態に係る光源装置２００においては、光カップリングユニット１００に入射させる光の波長は特に限定されるものではない。かかる光の波長が７００ｎｍ以下のもので、光ファイバ３００のコア径を小さくせざるを得ない場合でも、本実施形態においては、上記の通り、クラッドモード光Ｌ２を好適に除去できるので問題はない。
【００５２】
また、光源装置の出力光のパワーが０．５Ｗ以上の高出力のものであっても、上記の通り、光カップリングユニット１００内における昇温を抑制することができる。従って、高出力の光源であっても好適に用いることができる。
【００５３】
以下、本実施形態に係る光源装置及び光カップリングユニットのより具体的な実施例をいくつか説明する。
【００５４】
（光源装置の実施例）
（実施例１）
図２を参照して、本発明の実施例１に係る光源装置について説明する。図２は本発明の実施例１に係る光源装置の模式的断面図である。なお、上述した実施形態に係る光源装置２００と、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
【００５５】
本実施例に係る光源装置２００ａは、ケース２０１内に設けられる固体レーザーユニット２１１と、固体レーザーユニット２１１から出射されたレーザー光Ｌの波長を変換する波長変換ユニット２１２と、光カップリングユニット１００とを備えている。波長変換ユニット２１２は、その内部に、非線形光学結晶２１２ａが備えられており、レーザー光Ｌの光路上に非線形光学結晶２１２ａを配置させることで、当該結晶内に光を通過させる際に、レーザー光Ｌの波長を整数分の１（例えば、１／２，１／３）に変換させることができる。
【００５６】
固体レーザーユニット２１１は、ケース２０１に直接固定されており、波長変換ユニット２１２は、ケース２０１に固定されている第１ステージ２３０に、固体レーザーユニット２１１との位置調整が行われた状態で固定されている。また、光カップリングユニット１００は、第１ステージ２３０に固定された第２ステージ２３１に、波長変換ユニット２１２との位置調整が行われた状態で固定されている。更に、レンズ２２０は、第２ステージ２３１に固定された第３ステージ２３２に、波長変換ユニット２１２及び光カップリングユニット１００との位置調整が行われた状態で固定されている。また、ケース２０１の外側の光ファイバ３００は光コネクタ３２０によって、ケース２０１内の光ファイバ３００に接続されている。
【００５７】
以上のように構成された本実施例に係る光源装置２００ａによれば、固体レーザーユニット２１１から出射されたレーザー光Ｌは、波長変換ユニット２１２によって波長変換される。そして、波長変換されたレーザー光Ｌが、光カップリングユニット１００において、光ファイバ３００にカップリングされる。光カップリングユニット１００については、上記実施形態で説明した通りであるので、その説明は省略する。
【００５８】
（実施例２）
図３を参照して、本発明の実施例２に係る光源装置について説明する。図３は本発明の実施例２に係る光源装置の模式的断面図である。上記実施例１に係る光源装置においては、固体レーザーユニットの下流側（光の進む方向の下流側）に波長変換ユニットを備える場合を示したが、本実施例においては、波長変換ユニットを備えていない場合を説明する。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５９】
本実施例に係る光源装置２００ｂは、ケース２０１内に固体レーザーユニット２１３が設けられている。この固体レーザーユニット２１３は波長変換ユニットが不要なタイプである。ただし、固体レーザーユニット２１３の内部に波長変換ユニットを設けてもよい。
【００６０】
この固体レーザーユニット２１３も、上記実施例１の場合と同様に、ケース２０１に直接固定されている。また、本実施例においては、ケース２０１に固定されている第１ステージ２３３に、光カップリングユニット１００が固体レーザーユニット２１３との位置調整が行われた状態で固定されている。更に、レンズ２２０は、第１ステージ２３３に固定された第２ステージ２３４に、固体レーザーユニット２１３及び光カップリングユニット１００との位置調整が行われた状態で固定されている。その他の構成については、上記実施例１と同一のため、その説明は省略する。
【００６１】
（実施例３）
図４を参照して、本発明の実施例３に係る光源装置について説明する。図４は本発明の実施例３に係る光源装置の模式的断面図である。上記実施例１に係る光源装置においては、レーザー光源として固体レーザーユニットを用いる場合を示したが、本実施例においては、レーザー光源としてファイバーレーザーユニットを用いる場合を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００６２】
本実施例に係る光源装置２００ｃは、ケース２０１内にファイバーレーザーユニット２１４が設けられている。そして、本実施例に係る光源装置２００ｃにおいては、一端側が光コネクタ２１６によってファイバーレーザーユニット２１４に接続され、かつ他端側が光コネクタ２１７によって波長変換ユニット２１２に接続された光ファイバ２１５が設けられている。この光ファイバ２１５によって、ファイバーレーザーユニット２１４からの
レーザー光Ｌが波長変換ユニット２１２に導かれる。その他の構成については、上記実施例１と同一のため、その説明は省略する。
【００６３】
（光カップリングユニットの実施例）
（実施例４）
図５〜図９を参照して、本発明の実施例４に係る光カップリングユニットについて説明する。図５は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットの外観図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は正面図であり、同図（ｃ）は背面図であり、同図（ｄ）は裏面図であり、同図（ｅ）は側面図である。図６は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットの断面図であり、図５（ａ）中のＡＡ断面図である。図７は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットのカバーを外した状態を示す外観図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は正面図である。図８は本発明の実施例４に係る光カップリングユニットのカバーを外した状態を示す断面図であり、図７（ａ）中のＡＡ断面図である。図９（ａ）は本発明の実施例４に係る光吸収放熱部材（ユニット本体）の平面図であり、同図（ｂ）はその断面図（同図（ａ）中のＡＡ断面図）である。なお、上述した実施形態に係る光カップリングユニット１００と、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
【００６４】
本実施例に係る光カップリングユニット１００ａは、光ファイバ３００が配置される光吸収放熱部材としてのユニット本体１１１と、高屈折率部材１２１と、光ファイバ３００の一端側の端面を位置決めするための位置決め部材としてのフェルール１３１とを備えている。また、本実施例に係る光カップリングユニット１００ａにおいては、光ファイバ３００の他端側を位置決めするフェルール１４０、及びユニット本体１１１において空間部の開口孔を閉塞するカバー１１２が設けられている。
【００６５】
＜＜ユニット本体（光吸収放熱部材）＞＞
本実施例に係るユニット本体１１１は、熱伝導率の高い金属（例えば、金、銀、銅、アルミニウム、鉄、亜鉛、ニッケルなどの純金属、もしくは、これらのいずれかを含む合金類（アルミニウム合金、真鍮、ステンレス等））からなる略直方体（例えば、外形が長さ４４ｍｍ，幅６０ｍｍ，高さ２６ｍｍ程度の直方体）の部材である。そして、このユニット本体１１１には、上面側と下面側の略全域に亘って複数のフィン１１１ａが設けられており、効率的に熱を外部に放出させる放熱構造を有している。
【００６６】
また、このユニット本体１１１には、幅方向の中央に、光ファイバ３００の一端側を挿通可能とする空間部が設けられている。より具体的には、高屈折率部材１２１が配置される溝状（長さ３０ｍｍ程度の溝状）の空間部Ｋと、この空間部Ｋに通じかつフェルール１３１が装着される挿通孔Ｋ１と、同じく空間部Ｋに通じかつフェルール１４０が装着される挿通孔Ｋ２とが設けられている（特に、図９（ｂ）参照）。また、空間部Ｋの上部には、この空間部Ｋに通じる第１開口孔１１１ｂと、同じくこの空間部Ｋに通じる第２開口孔１１１ｃとが設けられている（特に、図９（ａ）参照）。
【００６７】
また、空間部Ｋを形成する内壁面は、鏡面反射による光ファイバ３００側への光の反射を抑制するために、内壁面全体がヤスリ等によって粗し加工が施されて、微小な凹凸が形成された状態となっている。更に、空間部Ｋを形成する内壁の表面には、黒色アルマイトや黒色メッキ等の表面処理が施されることで、光の反射をより一層抑制するようにしている。
【００６８】
また、ユニット本体１１１には、カバー１１２を固定するためのネジ１５１のネジ穴１１１ｄ、及びフェルール１３１，１４０を固定するためのネジ１５２のネジ穴１１１ｅが設けられている。
【００６９】
このユニット本体１１１に、４か所のネジ１５１によってカバー１１２が固定されることで、第１開口孔１１１ｂ及び第２開口孔１１１ｃが塞がれる。なお、光カップリングユニット１００ａの使用態様により、第１開口孔１１１ｂ及び第２開口孔１１１ｃを塞ぐ必要がない場合には、カバー１１２を設けなくてもよい。
【００７０】
＜＜高屈折率部材＞＞
高屈折率部材１２１は、例えば、ＵＶ硬化樹脂やシリコーンエラストマーからなる光学樹脂によって構成される部材である。この高屈折率部材１２１は、上記実施形態で説明した通り、光ファイバ３００のクラッドと同じか、それよりも高い屈折率の材料によって構成されている。
【００７１】
この高屈折率部材１２１は、流動状態にある高屈折率の樹脂材を上述した空間部Ｋに流し込み、その後、硬化させることで得られる。より具体的には、まず、フェルール１３１，１４０によって、ユニット本体１１１内に光ファイバ３００を保持した状態とする。そして、本実施例では、光ファイバ３００の保持をより確実にするために、他端側のフェルール１４０の上流側先端に接着剤１６０を付けて光ファイバ３００を固定している。この接着剤１６０を付ける作業は、第２開口孔１１１ｃを通して行うことができる（図７（ａ）参照）。この接着剤１６０による固定後、第１開口孔１１１ｂを通して、空間部Ｋ内に高屈折率の樹脂材を一定量だけ充填する。その後、紫外線照射や常温放置など、樹脂材の特性に応じた手法で樹脂材を硬化させることで高屈折率部材１２１を得ることができる。
【００７２】
＜＜光ファイバ及びフェルール＞＞
本実施例に係る光ファイバ３００は、コア径が１０μｍ以下のシングルモード光ファイバである。本実施例においては、この光ファイバ３００の一端側は、上記実施形態で説明した通り、クラッドの外周表面が露出している。本実施例では、図６中Ｘの範囲が露出部である。なお、同図中Ｙの範囲は１次被覆が露出した部位であり、同図中Ｚは２次被覆が露出した部位である。同図から分かるように、本実施例では、高屈折率部材１２１に埋設されている位置から光ファイバ３００に被覆が設けられている。これにより、接着剤１６０によって安定的に光ファイバ３００が接着している。クラッドとの相性の良い接着剤を用いる場合には、例えば同図中Ｙに示す範囲を光ファイバ３００の露出部としてもよい。
【００７３】
光ファイバ３００をユニット本体１１１に保持かつ固定するためのフェルール１３１，１４０は、それぞれユニット本体１１１の挿通孔Ｋ１，Ｋ２に挿入された状態で、ネジ１５２によって固定される。
【００７４】
特に、フェルール１３１は、機械的方法のみによってユニット本体１１１に固定され、かつその周囲に樹脂や接着剤など熱によって変形する部材は存在させない。これにより、クラッドモード光による熱変形に伴うフェルール１３１の位置ずれを抑制することができる。
【００７５】
これらのフェルール１３１，１４０としては、熱膨張率が低くかつ耐熱性の高いもの、光透過性の高いもの、熱伝導性の高いものが好適である。例えば、ジルコニアフェルールや電鋳ニッケルフェルールの他、ＳＵＳ等の金属製やガラス製のフェルール、及びＳＭＡフェルールを用いることができる。耐熱性及び熱伝導性の低い樹脂製フェルールは不適当である。
【００７６】
光ファイバ３００の一端側を位置決めするフェルール１３１については、上記実施形態で説明した通り、光ファイバ３００における露出部の一部を保持することで、光ファイバ３００の一端側の端面３００ａを位置決めしている。光ファイバ３００の一端側は、フェ
ルール１３１の端面付近で、ファイバの軸に垂直な方向にクリーブされることで端面３００ａが形成されている。
【００７７】
ここで、フェルール１３１として、微細孔の寸法精度が優れているジルコニアフェルールや電鋳ニッケルフェルールを採用した場合には、光ファイバ３００を高精度に位置決めすることができる。これにより、クラッドモード光を抑制することができる。
【００７８】
また、フェルール１３１として、熱伝導性の高い金属製フェルールを採用した場合には、フェルール１３１で変換された熱を効率良くユニット本体１１１に伝導させることができる。
【００７９】
更に、フェルール１３１として、クラッドモード光の透過性の高いガラス製フェルールを採用した場合には、フェルール１３１に入射した光を透過させて周囲に放射させることができる。従って、フェルール１３１においては、光を吸収することがないため、光の吸収に伴う発熱、及び発熱に伴う膨張変形などが生じないという利点がある。
【００８０】
また、フェルール１３１は、その全長を例えば１０．５ｍｍ程度に設定することで、光ファイバ３００の位置決めを十分に行いつつ、光ファイバ３００の端面３００ａから高屈折率部材１２１に達するまでの距離を極力短くすることができる。これにより、高屈折率部材１２１に達する前におけるクラッドモード光の悪影響を、極力小さくすることができる。
【００８１】
以上のように構成された光カップリングユニット１００ａによって、上述した実施形態に係る光カップリングユニット１００と同様の効果を得ることができる。また、本実施例に係る光カップリングユニット１００ａにおいては、ユニット本体１１１における上面側と下面側の略全域に亘って複数のフィン１１１ａが設けられており、光ファイバ３００を中心として、上下に対称的、かつ左右にも対称的に複数のフィン１１１ａが設けられる構成を採用している。従って、放熱に際して熱の分布を一様にすることができ、効率良く放熱させることができる。
【００８２】
（実施例５）
図１０を参照して、本発明の実施例５に係る光カップリングユニットについて説明する。図１０は本発明の実施例５に係る光カップリングユニットの外観図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は正面図である。上記実施例４においては、カバーにはフィンが設けられていない場合を示したが、本実施例においては、カバーにもフィンを設けた場合を説明する。その他の構成及び作用については、上記実施例４と同一のため、同一の構成については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００８３】
本実施例に係る光カップリングユニット１００ｂにおいては、カバー１１３にも複数のフィン１１３ａが設けられている。上記実施例４に係る光カップリングユニット１００ａの場合、カバー１１２にはフィンが設けられていないため、光ファイバ３００の近傍においては、上下方向においてフィンの配置が対称ではない構成であった。これに対して、本実施例では、カバー１１３にも複数のフィン１１３ａを設ける構成を採用しているため、光ファイバ３００の上下方向に対するフィンの対称性をより一層高めることができる。
【００８４】
（実施例６）
図１１〜図１３を参照して、本発明の実施例６に係る光カップリングユニットについて説明する。図１１は本発明の実施例６に係る光カップリングユニットの外観図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は正面図であり、同図（ｃ）は背面図であり、同図（ｄ）は裏面図であり、同図（ｅ）は側面図であり、同図（ｆ）は同図（ｂ）中Ｐで示す
部位の拡大図である。図１２は本発明の実施例６に係る光カップリングユニットの断面図であり、図１１（ａ）中のＡＡ断面図である。図１３（ａ）は本発明の実施例６に係る光吸収放熱部材（ユニット本体）の平面図であり、同図（ｂ）はその断面図（同図（ａ）中のＡＡ断面図）である。
【００８５】
上記実施例４においては、光ファイバ３００の一端側の端面を位置決めするための位置決め部材として、フェルールを用いる場合を示した。これに対し、本実施例では、当該位置決め部材として、位置決め溝とカバーとを有する部材を用い、かつ当該部材がユニット本体である場合を示す。その他の構成及び作用については、上記実施例４と同一のため、同一の構成については同一の符号を付してその説明は適宜省略する。
【００８６】
本実施例に係る光カップリングユニット１００ｃは、光ファイバ３００が配置される光吸収放熱部材としてのユニット本体１１５と、高屈折率部材１２２とを備えている。
【００８７】
＜＜ユニット本体（光吸収放熱部材）＞＞
本実施例に係るユニット本体１１５も、上記実施例４の場合と同様に、熱伝導率の高い金属からなる略直方体の部材である。そして、このユニット本体１１５には、上面側と下面側の略全域に亘って複数のフィン１１５ａが設けられており、熱を外部に拡散させる放熱構造を有している。
【００８８】
また、このユニット本体１１５には、幅方向の中央に、光ファイバ３００の一端側を挿通可能とする空間部が設けられている。より具体的には、高屈折率部材１２２が配置される溝状の空間部Ｋが設けられている。そして、本実施例のユニット本体１１５の場合には、この空間部Ｋに通じ、かつ光ファイバ３００の一端側を位置決めして保持する位置決め溝としてのＶ溝１１５ｃと、他端側を位置決めして保持するＶ溝１１５ｄとが設けられている。これらのＶ溝１１５ｃ，１１５ｄに光ファイバ３００を嵌め込んだ状態で、Ｖ溝用カバー１１６，１１７を固定することで、光ファイバ３００はＶ溝１１５ｃ，１１５ｄに押え込まれて位置決めされ保持される。これにより、光ファイバ３００の一端側において、光ファイバ３００の露出部が保持される。なお、Ｖ溝用カバー１１６，１１７もユニット本体１１５と同様に熱伝導率の高い金属などにより構成される。このように、本実施例においては、ユニット本体１１５は、位置決め溝としてのＶ溝１１５ｃとＶ溝用カバー１１６とを有する位置決め部材としての役割も担っている。
【００８９】
また、空間部Ｋの上部には、この空間部Ｋに通じる開口孔１１５ｂが設けられている。空間部Ｋを形成する内壁面に粗し加工が施される点や、黒色メッキ等の表面処理が施される点は、上記実施例４の場合と同様である。
【００９０】
また、ユニット本体１１５には、Ｖ溝用カバー１１６，１１７を固定するためのネジ１５３，１５４のネジ穴１１５ｅ，１１５ｆが設けられている。
【００９１】
＜＜高屈折率部材＞＞
高屈折率部材１２２は、例えば、ＵＶ硬化樹脂やシリコーンエラストマーからなる光学樹脂によって構成される部材である。この高屈折率部材１２２は、上記実施形態で説明した通り、光ファイバ３００のクラッドと同じか、それよりも高い屈折率の材料によって構成されている。
【００９２】
この高屈折率部材１２２は、上記実施例４の場合と同様に、流動状態にある高屈折率の樹脂材を上述した空間部Ｋに流し込み、その後、硬化させることで得られる。より具体的には、Ｖ溝１１５ｃ，１１５ｄ及びＶ溝用カバー１１６，１１７によってユニット本体１１５内に光ファイバ３００を保持した状態とする。そして、開口孔１１５ｂを通して、空
間部Ｋ内に高屈折率の樹脂材を一定量だけ充填する。その後、紫外線照射や常温放置など、樹脂材の特性に応じた手法で樹脂材を硬化させることで高屈折率部材１２２を得ることができる。
【００９３】
＜＜光ファイバ及びＶ溝＞＞
本実施例に係る光ファイバ３００も、上記実施例４の場合と同様に、コア径が１０μｍ以下のシングルモード光ファイバである。本実施例においては、この光ファイバ３００の一端側は、上記実施形態で説明した通り、クラッドの外周表面が露出している。本実施例では、図１２中Ｘの範囲が露出部である。なお、同図中Ｙの範囲は被覆が設けられた部位である。
【００９４】
本実施例においては、光ファイバ３００の一端側の露出部は、ユニット本体１１５に直接保持された状態で固定され、かつその周囲に樹脂や接着剤など熱によって変形する部材は存在しない。従って、クラッドモード光による熱変形に伴う光ファイバ３００の位置ずれを抑制することができる。
【００９５】
また、光ファイバ３００の一端側は、ユニット本体１１５の一端側の端面付近で、ファイバの軸に垂直な方向にクリーブされることで端面３００ａが形成されている。
【００９６】
そして、本実施例の場合には、光ファイバ３００の一端側がユニット本体１１５に直接保持された状態で固定される。そのため、入射直後のクラッドモード光の一部が高屈折率部材１２２に到達する前にユニット本体１１５やＶ溝用カバー１１６に漏れて吸収される。しかし、これらユニット本体１１５及びＶ溝用カバー１１６は熱伝導性が高く、ユニット本体１１５に設けられた放熱構造（複数のフィン１１５ａ）によって、効率良く熱を逃すことができる。従って、光ファイバ３００の一端側の端面３００ａの位置ずれを抑制することができる。
【００９７】
また、Ｖ溝１１５ｃは、その全長が例えば７ｍｍ程度に設定することで、光ファイバ３００の位置決めを十分に行いつつ、光ファイバ３００の端面３００ａから高屈折率部材１２２までの距離を極力短くすることができる。これにより、高屈折率部材１２２に達する前に、光ファイバ３００から光が漏れることを抑制できる。
【００９８】
以上のように構成された光カップリングユニット１００ｃによって、上述した実施形態に係る光カップリングユニット１００及び実施例４に係る光カップリングユニット１００ａと同様の効果を得ることができる。また、本実施例に係る光カップリングユニット１００ｃにおいても、上記実施例４の場合と同様に、ユニット本体１１５における上面側と下面側の略全域に亘って複数のフィン１１５ａが設けられ、光ファイバ３００を中心として、上下に対称的、かつ左右にも対称的に複数のフィン１１５ａが設けられる構成を採用している。従って、放熱に際して熱の分布を一様にすることができ、効率良く放熱させることができる。
【００９９】
（実施例７）
図１４を参照して、本発明の実施例７に係る光カップリングユニットについて説明する。図１４（ａ）は本発明の実施例７に係る光カップリングユニットの平面図であり、同図（ｂ）はその正面図であり、同図（ｃ）はその断面図（同図（ａ）中のＡＡ断面図）である。
【０１００】
本実施例においては、上記実施例６に示す構成において、更に、カバーを取り付けた場合を示す。その他の構成及び作用については、上記実施例６の場合と同一のため、同一の構成については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１０１】
本実施例に係る光カップリングユニット１００ｄにおいては、上記実施例６に係る光カップリングユニット１００ｃの構成において、開口孔１１５ｂを塞ぐためのカバー１１８が更に設けられた構成である。なお、本実施例においては、４か所のネジ１５５によって、このカバー１１８と共に、Ｖ溝用カバー１１６，１１７を固定する構成を採用している。
【０１０２】
以上のように構成された光カップリングユニット１００ｄによれば、上記実施例６と同様の作用効果に加えて、空間部の開口孔を閉塞することが可能となる。なお、使用環境に応じて、カバーを備えていない上記実施例６に係る光カップリングユニット１００ｃとカバー１１８を備えた本実施例に係る光カップリングユニット１００ｄのいずれかを使い分けるとよい。
【０１０３】
（実施例８）
図１５を参照して、本発明の実施例８に係る光カップリングユニットについて説明する。図１５（ａ）は本発明の実施例８に係る光カップリングユニットの平面図であり、同図（ｂ）はその正面図であり、同図（ｃ）はその断面図（同図（ａ）中のＡＡ断面図）である。上記実施例７においては、カバーにはフィンが設けられていない場合を示したが、本実施例においては、カバーにもフィンを設けた場合を説明する。その他の構成及び作用については、上記実施例７と同一のため、同一の構成については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１０４】
本実施例に係る光カップリングユニット１００ｅにおいては、カバー１１９にも複数のフィン１１９ａが設けられている。上記実施例７に係る光カップリングユニット１００ｄの場合、カバー１１８にはフィンが設けられていないため、光ファイバ３００の近傍においては、上下方向においてフィンの配置が対称ではない構成であった。これに対して、本実施例では、カバー１１９にも複数のフィン１１９ａを設ける構成を採用しているため、光ファイバ３００の上下方向に対するフィンの対称性をより一層高めることができる。
【０１０５】
（その他）
上記の各実施例においては、放熱構造の一例として、ユニット本体の上下面に、光ファイバの長手方向に伸びる複数のフィンを設ける構造を示したが、本発明における放熱構造はそのような構造に限られるものではない。ユニット本体の側面側にフィンを設けてもよいし、光ファイバの長手方向に直交する方向に伸びるフィンを設けてもよい。また、フィンに限らず、複数の穴を設けたり、複数の突起を設けたりすることで、表面面積を広くして放熱効果を高めた放熱構造を採用することもできる。
【０１０６】
実施例６〜８においては、位置決め溝とカバーとを有する位置決め部材が、光吸収放熱部材としての役割も担うユニット本体である場合を示した。しかしながら、位置決め溝とカバーとを有する位置決め部材を、ユニット本体とは別の部材で構成して、当該別の部材を、ユニット本体に固定する構成を採用することもできる。
【０１０７】
実施例６〜８においては、位置決め溝として、Ｖ溝の場合を示したが、断面Ｕ字形状の溝や、断面矩形状の溝などでも良く、溝の形状は限定されるものではない。また、ユニット本体に対して設けた溝によって光ファイバの一端側を位置決めするのではなく、ユニット本体に微細孔を形成することで、当該微細孔に光ファイバの一端側を挿通させて、光ファイバの一端側を位置決めさせる構成を採用することも可能である。
【０１０８】
上記実施例４〜８においては、ユニット本体が略直方体の部材で構成される場合を示したが、ユニット本体の形状はこれに限られるものではない。例えば、ユニット本体（光吸
収放熱部材）として、略円柱状のものを採用することも可能である。この場合、略円柱状のユニット本体の中心軸を通るように光ファイバを配置して、その周りに高屈折率部材を同心的に配置し、かつユニット本体の外周面全体に光ファイバの長手方向に伸びる同一寸法形状のフィンを等角度（等間隔）で配置する構成を採用できる。このような構成を採用することで、熱を放射状に逃がすことが可能となり、熱の分布をより一層一様にすることができ、放熱の効率をより高めることが可能となる。
【０１０９】
上記実施形態及び各実施例においては、高屈折率部材として、流動状態の樹脂材を硬化させたものを例として挙げたが、高屈折率部材の材料はこれに限定されるものではない。例えば、高屈折率部材の材料としては、弾性や柔軟性のある材料を採用することもできる。また、液体やゲルなど流動性を有する材料を採用することもできる。ただし、この場合には、密閉空間を形成し、この密閉空間内に流動性を有する材料を封じ込める必要がある。これにより、この密閉空間内に封じ込められた流動性を有する材料の部分が、高屈折率部材に相当する。
【符号の説明】
【０１１０】
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ…光カップリングユニット、１１０，１１１…ユニット本体、１１１ａ…フィン、１１５…ユニット本体、１１５ａ…フィン、１１５ｃ，１１５ｄ…Ｖ溝、１１６，１１７…Ｖ溝用カバー、１２０，１２１，１２２…高屈折率部材、１３０，１３１，１４０…フェルール、１３０ａ…微細孔、２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ…光源装置、２１０…レーザー光源、３００…光ファイバ、３００ａ…端面、３０１…コア、３０２…クラッド、Ｌ…レーザー光、Ｌ２…クラッドモード光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間中を進むレーザー光が光ファイバの一端側の端面から入射される光カップリングユニットにおいて、
クラッドの外周表面が露出した露出部を前記一端側に有する状態で前記光ファイバが配置され、かつ、前記露出部から漏出したクラッドモード光を吸収して発熱し、その熱を外部に放出する光吸収放熱部材と、
前記光ファイバから漏出したクラッドモード光により熱変形する部材を用いることなく前記露出部の一部を保持し、前記光ファイバの前記一端側の端面を前記レーザー光が入射する位置に予め位置決めする位置決め部材と、
前記露出部のうち前記位置決め部材による保持位置よりも光の進行方向における下流側が埋設され、かつ前記光吸収放熱部材に密着した状態で設けられると共に、前記露出部からクラッドモード光を漏出させる、前記光ファイバのクラッドと同じか、それよりも高い屈折率からなる高屈折率部材と、
を備えることを特徴とする光カップリングユニット。
【請求項２】
前記位置決め部材は、前記露出部が挿通される微細孔を有するフェルールであり、前記微細孔内には前記露出部のみが存在することを特徴とする請求項１に記載の光カップリングユニット。
【請求項３】
前記位置決め部材は、前記露出部が嵌め込まれる位置決め溝と、該位置決め溝内に前記露出部を押え付けるカバーとを有する部材であることを特徴とする請求項１に記載の光カップリングユニット。
【請求項４】
前記位置決め溝と前記カバーとを有する位置決め部材は、前記光吸収放熱部材であることを特徴とする請求項３に記載の光カップリングユニット。
【請求項５】
レーザー光源と、
該レーザー光源から空間中に出射されたレーザー光をカップリングする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光カップリングユニットと、
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項１】
空間中を進むレーザー光が光ファイバの一端側の端面から入射される光カップリングユニットにおいて、
クラッドの外周表面が露出した露出部を前記一端側に有する状態で前記光ファイバが配置され、かつ、前記露出部から漏出したクラッドモード光を吸収して発熱し、その熱を外部に放出する光吸収放熱部材と、
前記光ファイバから漏出したクラッドモード光により熱変形する部材を用いることなく前記露出部の一部を保持し、前記光ファイバの前記一端側の端面を前記レーザー光が入射する位置に予め位置決めする位置決め部材と、
前記露出部のうち前記位置決め部材による保持位置よりも光の進行方向における下流側が埋設され、かつ前記光吸収放熱部材に密着した状態で設けられると共に、前記露出部からクラッドモード光を漏出させる、前記光ファイバのクラッドと同じか、それよりも高い屈折率からなる高屈折率部材と、
を備えることを特徴とする光カップリングユニット。
【請求項２】
前記位置決め部材は、前記露出部が挿通される微細孔を有するフェルールであり、前記微細孔内には前記露出部のみが存在することを特徴とする請求項１に記載の光カップリングユニット。
【請求項３】
前記位置決め部材は、前記露出部が嵌め込まれる位置決め溝と、該位置決め溝内に前記露出部を押え付けるカバーとを有する部材であることを特徴とする請求項１に記載の光カップリングユニット。
【請求項４】
前記位置決め溝と前記カバーとを有する位置決め部材は、前記光吸収放熱部材であることを特徴とする請求項３に記載の光カップリングユニット。
【請求項５】
レーザー光源と、
該レーザー光源から空間中に出射されたレーザー光をカップリングする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光カップリングユニットと、
を備えることを特徴とする光源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−９８５５６（Ｐ２０１２−９８５５６Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４６７０１（Ｐ２０１０−２４６７０１）
【出願日】平成２２年１１月２日（２０１０．１１．２）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２日（２０１０．１１．２）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]