光導波路型光結合機構
【課題】レーザバーからのレーザ光を簡単な構造で効率良く光ファイバへ入射することができる光導波路型光結合機構を提供する。
【解決手段】半導体レーザバー１０と、該半導体レーザバー１０の各発光素子１１から出射された光を導光させるコア部２１および該コア部２１の周囲に形成されたクラッド部２２からなる光導波路２０と、コア３１および該コア３１の周囲に形成され、前記コア３１へ光を閉じ込めるクラッド３２からなる光ファイバ３０とを備え、前記光導波路２０が、前記光ファイバ３０の側面に接合されており、前記半導体レーザバー１０から出射された光が前記光導波路２０のコア部２１を介して前記光ファイバ３０のコア３１の側面へ入射されるものである。
【解決手段】半導体レーザバー１０と、該半導体レーザバー１０の各発光素子１１から出射された光を導光させるコア部２１および該コア部２１の周囲に形成されたクラッド部２２からなる光導波路２０と、コア３１および該コア３１の周囲に形成され、前記コア３１へ光を閉じ込めるクラッド３２からなる光ファイバ３０とを備え、前記光導波路２０が、前記光ファイバ３０の側面に接合されており、前記半導体レーザバー１０から出射された光が前記光導波路２０のコア部２１を介して前記光ファイバ３０のコア３１の側面へ入射されるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザバーと光ファイバを光接続する光導波路型結合機構に係り、特にファイバレーザに適用される光導波路型結合機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザにおける発光部は、１つの発光素子を基本として、横方向に数十素子程度並べたものをレーザバー、レーザバーを縦に並べたものをレーザスタックと呼んでいる。
【０００３】
レーザバーとして、Ｂｏｏｋｈａｍ社のレーザバー“ＢＡＣ５０ｃ−９ＸＸ−０３／０４”のデータシートを参考にレーザバーの構成について説明する（２００７年３月１日検索、インターネット＜ＵＲＬ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂｏｏｋｈａｍ．ｃｏｍ／ｄａｔａｓｈｅｅｔｓ／ｈｐｌｄ／ＢＡＣ５０Ｃ−９ｘｘ−０３．ｃｆｍ＞）。
【０００４】
レーザバー６０は、図１８に示すように、厚さ１μｍ、幅１００μｍ、共振長２４ｍｍの一つの発光素子６１を、図１９に示すように、基板６２内に横に５００μｍ間隔で１９個並べたものである。
【０００５】
一般的に、図２０に示すように、１９個の発光素子６１の発光部から出射される光は、ｘ軸方向に広がり角θｘ（光量の９０％）約６度、ｙ軸方向に広がり角θｙ（光量の９０％）約６０度となる。
【０００６】
よって、レーザバー６０の発光部から十分離れたｚ軸上の発光領域６３では、図２０に示されるような形状となる。
【０００７】
レーザバー６０から出射した光を光ファイバ７０へ入射する場合、図２１に示すような光導波路構造６５を用いてレーザバー６０からの出射形状を楕円形状から円形状に変換し、光ファイバ７０へ高効率に入射する方法がある（特許文献１）。
【０００８】
この他に、図２２に示すように、レーザバー６０の発光素子６１の一つ一つにバンドル用光ファイバ７２を光結合し、そのバンドル用光ファイバ７２を結束部７２ａで束ねてバンドル化７２ｂした後、目的の光ファイバ７０へ光接続する方法がある。ここで、レーザバー６０のｙ軸方向の光広がり角が大きいため、コリメートレンズ７１を用いてｙ軸方向の光広がり角を小さくしてからバンドル用光ファイバ７２へ光接続する。バンドル用光ファイバ７２と光ファイバ７０の断面形状は図２３に示すように、バンドル用光ファイバ７２の最外層のコア７３と光ファイバ７０のコア７４の径とが一致するようにされる。
【０００９】
また、伝送用光ファイバを用いて半導体レーザのレーザ光を目的の光ファイバへ側面より入射する技術（特許文献２）として、図２４（ａ）に示すように、半導体素子８０（一つの発光素子）から出射される光ビームの形状を円筒形レンズ８１を用いて変換し、伝送用光ファイバ（送給用ファイバ）８２へ高効率に入射し、その送給用ファイバ８２の他端において、図２４（ｂ）に示すように、送給用ファイバ８２を通して、マルチモード光源８４からの光量をマルチモードファイバ８６へ側面より供給する方式がある。
【００１０】
【特許文献１】特許第３６０７２１１号公報
【特許文献２】特許第３３３７６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図２１の光結合機構は、光導波路構造６５を製造する上で難しい問題がある。また、レーザ光を入射させたい光ファイバ７０の端面から入射させる方式（光接続）であるため、ｙ軸方向への光の広がりが大きい場合、光ファイバ７０にレーザ光を効率よく入射させることが困難である。
【００１２】
図２２のバンドルを用いた光結合機構は、バンドル用光ファイバ７２へコリメートレンズ７１を介在させるなどの手段を用いて光接続を行う必要があり、構造が複雑になる問題がある。また、バンドル部内にバンドル用光ファイバ７２のクラッド層が含まれるため、図２３に示すように、レーザ光が導波するコア７３の領域以上に径が大きいコア７４を要する光ファイバ７０を用いないとレーザ光を高効率に入射させることができない。
【００１３】
図２４の光結合機構は、送給ファイバ８２の１本当たり、１つの発光素子８０からレーザ光を入射させることとなるため、複数の送給ファイバ８２を用いる場合、レーザ光を入射させる発光素子８０も送給ファイバ８２と同数個必要となる。例えば、図２４（ｂ）に示すように、発光素子８０から出射されたレーザ光が光ファイバ８６へ側面から入射する際、１つの発光素子８０につき、１本の送給ファイバ８２が必要となるため、光ファイバ８６への側面への光接続箇所が多くなり、装置が複雑で大掛かりとなってしまう。
【００１４】
また、図２４の光結合機構をレーザバーに適用するためには、図２４（ａ）の円筒形レンズ８１による送給ファイバ８２への入射機構が複雑になる。
【００１５】
そこで、本発明は、レーザバーからのレーザ光を簡単な構造で効率良く光ファイバへ入射することができる光導波路型光結合機構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】
【００１６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、発光素子を並列に複数個並べて構成される半導体レーザバーと、該半導体レーザバーの各発光素子から出射された光を導光させるコア部および該コア部の周囲に形成されたクラッド部からなる光導波路と、コアおよび該コアの周囲に形成され、前記コアへ光を閉じ込めるクラッドからなる光ファイバとを備え、前記光導波路が、前記光ファイバの側面に接合されており、前記半導体レーザバーから出射された光が前記光導波路のコア部を介して前記光ファイバのコアの側面へ入射されることを特徴とする光導波路型光結合機構である。
【００１７】
請求項２の発明は、前記光導波路は、前記発光素子から出射された光の広がり角が前記光ファイバにおける光の受け入れ角以下になるテーパー状のコア部を有する請求項１記載の光導波路型光結合機構である。
【００１８】
請求項３の発明は、前記光ファイバは、前記光導波路と接合されるコアの形状が、前記光導波路との接合面に対して平坦である請求項１または２記載の光導波路型光結合機構である。
【００１９】
請求項４の発明は、前記光導波路は、前記コア部の形状を光導光軸に沿って変化させることにより伝播する光の広がり角を変換する機構を有する請求項２記載の光導波路型光結合機構である。
【００２０】
請求項５の発明は、前記コア部は、半導体レーザバー側の側面がレンズ加工されている請求項２記載の光導波路型光結合機構である。
【００２１】
請求項６の発明は、前記光導波路は、前記コア部内を伝播する前記発光素子から出射された光の方向を変換して前記光ファイバの側面へ導光する請求項１記載の光導波路型光結合機構である。
【００２２】
請求項７の発明は、前記光ファイバは、希土類が添加されたコアとそのコアの周囲に形成された異なる２つのクラッドを有するファイバレーザ用ダブルクラッドファイバである請求項３記載の光導波路型光結合機構である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、レーザバーからのレーザ光を簡単な構造で効率良く光ファイバへ入射することができるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２５】
図１は、光導波路を用いて半導体レーザバーのレーザ光を光ファイバへ入射する本発明の光導波路型光結合機構の一実施の形態を示したものである。
【００２６】
この光導波路型光結合機構は、半導体レーザバー１０より出射されるレーザ光を、光導波路２０を介して光ファイバ３０の側面へ入射するものである。
【００２７】
光導波路２０は、半導体レーザバー１０との接合及び光ファイバ３０のコア３１との接合を容易にするため、図示のような板状が好ましい。光導波路２０のレーザバー１０側の側面には、半導体レーザバー１０の発光素子１１と同じ間隔でコア部２１が形成されており、半導体レーザバー１０の各発光素子１１から出射されるレーザ光は、このコア部２１を伝送する。
【００２８】
一方、レーザ光が入射される光ファイバ３０において、コア３１は、板状の光導波路２０との接合を容易にすること及びレーザ光が入射されやすくするため、図示のように断面太鼓状など側面に平坦面をもつ非円形に形成するのが望ましい。
【００２９】
図２に図１の装置のｙｚ断面を示す。
【００３０】
半導体レーザバー１０の発光素子１１は、図１８にて説明したように、ｙ軸方向の大きな広がり角を有し、一般に、その広がり角は約６０度である。光ファイバの受け入れ角は、コアとクラッドの比屈折率差より決定されるが、一般に、大口径コアを有するマルチモード光ファイバのＮＡは０．２〜０．５（１１度〜３０度）である。よって、発光素子１１のｙ軸方向の広がり角は、光ファイバの受け入れ角を上回り、光ファイバへの高効率な光接続ができない。
【００３１】
そのため、ｙ軸方向に対する広がり角を次第に減らすことを目的として図２の光導波路２０のコア部２１をテーパー形状とし、また出射側のクラッド部２２の端面に反射コーティング２３を形成する。
【００３２】
ここで、ｙ軸方向の広がり角に対し独立に扱うと、その減少は近似的に、以下で表される（図３参照）。
【００３３】
Ｄｓ×ｓｉｎ（αｓ）＝Ｄｅ×ｓｉｎ（αｅ） ・・・式（１）
よって、図３における反射コーティング２３側の広がり角（αｅ）を光ファイバの受け入れ角以内又は等しくなるように、光導波路２０の出力側（反射コーティング２３側）におけるｙ軸方向のコア長Ｄｅを設定することにより、ｙ軸方向に対して高効率に光ファイバ３０と光結合を行うことができる。
【００３４】
また、図４に示すように、反射コーティング側のｙ軸方向の広がり角（αｅ）を小さくするため、光導波路２０のレーザバー１０側（発光素子１１側）の側面をレンズ加工した端面２４とすることによっても高効率に光ファイバ３０と光結合を行うことができる。
【００３５】
ここで、図２〜４における光導波路２０の光ファイバ側の側面には、光ファイバコア３１へ入射した光が光ファイバコア３１中を伝播する際、その光が光導波路２０のクラッド２２へ入射しないように反射コーティング２３を施すことが、効率的な光結合を実現する上で有効である。
【００３６】
図５に、図１におけるｘｚ平面における１つの発光素子１１及びその発光素子１１より発光されるレーザ光を導光する光導波路２０ａのコア部２１ａを示す。このコア部２１ａは、形状変化部２６と光ファイバ３０ａと結合する結合部２７とを有する。
【００３７】
ｘ軸方向の発光素子１１の広がり角は約６度であり、光ファイバ３０ａの受け入れ角より小さいため、発光素子１１側の光導波路２０のコア部２１ａの端部の幅Ｄｓｓを変更しなくても光ファイバ３０ａへの光結合は可能である。
【００３８】
ここで、この光結合は、ｙ軸カップラーとなり、特許文献１にも記載されているが、その結合比は、受け入れ側コア面積（光ファイバコア面積）と、受け入れ側コア面積（光ファイバコア面積）と送給側コア面積（光導波路コア）の和、に対する比に比例する。よって、高効率に受け入れ側コアへ送給側コアの光を結合するためには送給側コア面積が小さいほうが望ましい。
【００３９】
よって、図５に示すように、光ファイバ３０ａの受け入れ角とほぼ等しくなるようにＤｅｅを小さくすることにより、より良い結合効率を得ることが可能である。当然ながら、光ファイバ３０ａの受け入れ角より光導波路２０ａのコア部２１ａの広がり角が大きくなると結合後に光ファイバ３０ａ内を伝播することができず損失が発生するため、結合部２７での光導波路２０ａのコア部２１ａの広がり角は、光ファイバ３０ａのコア３１ａの受け入れ角以下であることが好ましい。
【００４０】
ここで、結合効率についての一例を説明する。
【００４１】
半導体レーザバーにおける一つの発光素子１１のサイズは、素子幅（図６におけるｘ軸方向）を１００μｍ、高さを一般的な１μｍとし、発光素子１１のレーザ光Ｌの放射角は、ｙ軸方向に６０度、ｘ軸方向に６度とした（図７（ａ）、（ｂ））。
【００４２】
図６は、光導波路２０ａ内におけるコア部２１ａを簡略的に示したもので、コア部２１ａの形状変化部２６では、図５に示したように曲がり部を有するが簡単のため、直線にて簡略化している。
【００４３】
このレーザ光Ｌを入射させる光ファイバは、光導波路２０ａとの接合面が平らであることが望ましいので、簡単な説明のため図８に示すような、一辺が１００μｍの四角形の断面形状を有し、Ｙｂ，Ｅｒ，Ｔｍなどの希土類元素が添加されたコア３１ａと低屈折率樹脂を用いたクラッド３２ａとからなる光ファイバ３０ａを使用し、そのＮＡを０．４６とした。ここで、コア３１ａの断面形状を四角形と定義したが、コア３１ａの光導波路２０ａと結合（接続）する面が光導波路の結合（接続）面に対して平ら（平行）となる形状であれば、図９（ａ）に示されるような太鼓状の非円形コア３１ａ、図９（ｂ）に示されるような多角形（８角形）のコア３１ａでも良い。
【００４４】
光ファイバ３０ａの光の受け入れ角はＮＡより求められ、約２８度である。ここで、各軸に対する広がり角と放射幅を独立に扱うと上述した式（１）の関係式より、光導波路２０ａの結合部２７における各軸方向への放射角を２８度と計算できる。
【００４５】
結果は、図１０（ａ）に示すようにｙ軸方向に約２μｍ、図１０（ｂ）に示すようにｘ軸方向に約２３μｍの放射幅を有する光導波路２０ａのコア形状にてレーザ光Ｌの放射角が２８度になり、光ファイバ３０ａの受け入れ角とほぼ同じとなる。
【００４６】
ここで、光ファイバへの結合効率は、先に述べたように、“受け入れ側である光ファイバのコア断面積”と“受け入れ側である光ファイバのコア断面積と光導波路結合部のコア断面積の和”の比に比例する。この例の場合、“受け入れ側である光ファイバのコア断面積”は、１００００μｍ２であり、“受け入れ側である光ファイバのコア断面積と光導波路結合部のコア断面積の和”は、１００４６μｍ２となる。よって、光導波路コアからの光は、光ファイバコアへ９９．５％結合する。
【００４７】
ここで、図５でも説明したが、光導波路２０ａは板状であるため、ｙ軸方向の加工が容易である。よって、光導波路２０ａのコア部２１ａのｙ軸方向のコア形状変化の効果の代わりに、レーザ入射側端面２４を球面状に研磨し、平凸シリンドリカルレンズの効果を付加し、同様の効果を得ても良い（図１１、１２）。
【００４８】
ここでの平凸シリンドリカルレンズの効果を有するためのレーザ入射側側面２４の球面加工方法及び曲率設定については、一般的なレンズ加工法及び曲率設定と同様であるため記載を省く。
【００４９】
次に、前記“ＢＡＣ５０ｃ−９ＸＸ−０３／０４”からなる半導体レーザバーと光導波路を用いて上記構成を適用した場合の結合効率について記載する。
【００５０】
ここで、光ファイバと光導波路との接合箇所を効率的に配置するため、図１３に示すように、光ファイバ３０ｃの両サイドより光導波路２０ｃを用いて１９個の発光素子１１−１〜１１−１９からなるレーザバー１０を結合した。
【００５１】
すなわち、光ファイバ３０ｃの両サイドに光導波路２０ｃを設け、その光導波路２０ｃに図５で説明したコア部２１ｃを各発光素子１１−１〜１１−１９に対応して形成し、それぞれのコア部２１ｃに発光素子１１−１〜１１−１９を結合し、コア部２１ｃを光ファイバ３０ｃの両サイドに結合部２７にて結合して構成する。
【００５２】
本構成にて光ファイバ３０ｃへ入射した１番目の発光素子１１−１のレーザ光は、その光量の９９．５％は光ファイバ３０ｃへ導光するが、残り０．５％は光導波路の結合部２７にて損失となる。次に、２番目の発光素子１１−２のレーザ光は、同様にその光量の９９．５％は光ファイバ３０ｃに結合するが、光ファイバ３０ｃを導光していた１番目の発光素子１１−１から結合した光のうち、０．５％は２番目の発光素子１１−２のレーザ用光導波路コア部２１ｃにおける結合部２７にて損失となる。最後に、１９番目の発光素子１１−１９の光結合部２７では、発光素子１１−１９の光量の９９．５％は光ファイバ３０ｃに結合するが、結合までに光ファイバ３０ｃを導光していた１〜１８番目の発光素子１１−１〜１８より結合した光の０．５％が損失となる。
【００５３】
よって、半導体レーザバー（発光素子１９個×２）１０を光ファイバ３０ｃへの結合した際の光ファイバへの入射光量及び結合効率は、図１４に示したようになる。
【００５４】
ここで、一素子あたりのレーザ出力光は、２．６３Ｗとした（１９素子で５０Ｗ出力の半導体レーザバーである）。光結合部にて光ファイバを導光していた光が損失として発生するため素子数が増加するほど効率は低くなるが、半導体レーザバーを２つ使用（３８素子）使用した場合においても結合効率９０％以上が得られる。
【００５５】
本発明のもう一つの目的であるファイバレーザに使用する場合の適用例を図１５で説明する。
【００５６】
図１５に示すように半導体レーザバー１０のレーザ出力光を光導波路２０を介してファイバレーザ用ダブルクラッドファイバ４０に光結合したもので、ファイバレーザ用ダブルクラッドファイバ４０は、Ｙｂが添加された希土類添加コア４１（外径：約５μｍ）の外周に、２つの異なるクラッドを形成したもので、該クラッドは、希土類添加コア４１の外周に形成され、９１５ｎｍ又は９７５ｎｍの波長を有する励起光を伝播させる励起光伝播コア（クラッド）４２とその外周に形成されたクラッド４３から構成されてなり、クラッド４３までの外径は約１３０μｍである。
【００５７】
なお、図示していないが、クラッド４３の外周に紫外線硬化型樹脂などからなる被覆層が形成されており、被覆層までの外径が約２５０μｍである（例えば、Ｎｕｆｅｒｎ社製のＹＤＦ−５／１３０）。
【００５８】
光導波路２０は、そのファイバレーザ用ダブルクラッドファイバ４０の両側に沿って複数（図示では８×２個）が接続され、各光導波路１０のコア部２１が、励起光伝搬コア４２の側面に結合される。
【００５９】
この半導体レーザバー１０のレーザ出力光を光導波路２０を介して励起光伝播コア４２へ光結合し、１０３０〜１０８０ｎｍの波長を有するレーザ光が発光するが、図１４に示すようにある効率（例えば９０％）以上で光結合が可能な素子数を結合後、次の半導体レーザバー１０と光導波路２０を用いた光結合箇所まで一定の間隔ｓ（例えば、励起光が９０％以上吸収されるファイバレーザ用ダブルクラッドファイバ４０のファイバ長）を置くことにより、励起光伝播コア４２を伝播する半導体レーザバー１０から光結合したレーザ光が希土類添加コア４１へ吸収される。よって、励起光吸収後に再度、半導体レーザバー１０と光導波路２０を配置することで１本のファイバレーザ用ダブルクラッドファイバ４０に対して沢山の励起光（レーザ光）を光結合することができる。
【００６０】
また、図１５に示すように、光導波路２０を間隔ｐで対向するように配置し、ファイバレーザ用ダブルクラッドファイバ４０の長手方向の両方向に励起光を伝播させることによって、その間隔ｐ内のファイバレーザ用ダブルクラッドファイバ４０に励起光のほとんどを吸収させることができ、一定の間隔ｓに対して２倍吸収させることができるとともに、吸収によって発生する熱量をファイバの長手方向に対して均一化（ファイバの長手方向に対する吸収光量を均一化）させることができる。
【００６１】
次に本発明に用いる光導波路構造の例について説明する。
【００６２】
本発明の光導波路構造において、光導波路２０のコア部２１は、接続する光ファイバコアと同じ材料又は同じ屈折率を有する材料が望ましい。例えば、石英にて励起光伝播コアを形成した光ファイバの場合、光導波路コアの材料も石英を選択することが望ましい。この場合、光導波路クラッドを石英の屈折率よりも低い屈折率からなる材料にて形成する（例えば、フッ素を添加した石英）ことが望ましい。
【００６３】
又は、図１６に示すように、空孔２８を有するクラッド構造とすることによって、実効的な屈折率を下げてクラッド部２２を形成しても良い。このとき、コア部２１の周りにも同様の空孔部を形成してもよいが、製造を容易にするという点から、空孔クラッド部は光導波路コア部２１の底辺のみとし、光導波路コア部２１の側面及び上部は空気クラッドにしたり、屈折率の低い樹脂（図８に示した低屈折率樹脂クラッドと同じ材料でも良い）を用いて覆っても良い。
【００６４】
また、図１７（ａ）に示すように、石英よりも屈折率が低いガラス（例えば、フッ化物ガラス）５０にパルスレーザ光５２を集光レンズ５３を介して照射し、図１７（ｂ）に示すように所望の形状を有する光導波路コア５１を形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】図１のｙｚ軸の断面図である。
【図３】図２の光導波路の断面図である。
【図４】図２の変形例を示す図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図６】図５における光導波路のコア部を簡略して示した図である。
【図７】図５において発光素子のサイズと放射角を説明する図である。
【図８】図５における光ファイバの断面形状を示す図である。
【図９】図５における光ファイバの他の断面形状を示す図である。
【図１０】図５において光導波路結合部のサイズと放射角を説明する図である。
【図１１】図６のにおけるコア部の変形例を示す図である。
【図１２】図１１におけるコア部の入出射部のサイズと放射角を説明する図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図１４】本発明においてレーザ入力光と光ファイバへの結合効率の関係を示す図である。
【図１５】本発明をファイバレーザに適用する場合の結合機構を示す図である。
【図１６】本発明において、光導波路構造の例を示す図である。
【図１７】本発明において、光導波路構造のコア部を形成する例を示す図である。
【図１８】半導体レーザとしての発光素子を示す図である。
【図１９】発光素子が組み込まれたレーザバーを示す図である。
【図２０】レーザバーの出射光の広がり角を説明する図である。
【図２１】従来の光導波路による半導体レーザと光ファイバの接続構造を示す図である。
【図２２】従来の光導波路による半導体レーザと光ファイバの接続構造を示す図である。
【図２３】図２２において、バンドル光ファイバと光ファイバの断面形状を示す図である。
【図２４】従来の光導波路による半導体レーザと光ファイバの接続構造を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 半導体レーザバー
１１ 発光素子
２０ 光導波路
２１ コア部
２２ クラッド部
３０ 光ファイバ
３１ コア
３２ クラッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザバーと光ファイバを光接続する光導波路型結合機構に係り、特にファイバレーザに適用される光導波路型結合機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザにおける発光部は、１つの発光素子を基本として、横方向に数十素子程度並べたものをレーザバー、レーザバーを縦に並べたものをレーザスタックと呼んでいる。
【０００３】
レーザバーとして、Ｂｏｏｋｈａｍ社のレーザバー“ＢＡＣ５０ｃ−９ＸＸ−０３／０４”のデータシートを参考にレーザバーの構成について説明する（２００７年３月１日検索、インターネット＜ＵＲＬ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂｏｏｋｈａｍ．ｃｏｍ／ｄａｔａｓｈｅｅｔｓ／ｈｐｌｄ／ＢＡＣ５０Ｃ−９ｘｘ−０３．ｃｆｍ＞）。
【０００４】
レーザバー６０は、図１８に示すように、厚さ１μｍ、幅１００μｍ、共振長２４ｍｍの一つの発光素子６１を、図１９に示すように、基板６２内に横に５００μｍ間隔で１９個並べたものである。
【０００５】
一般的に、図２０に示すように、１９個の発光素子６１の発光部から出射される光は、ｘ軸方向に広がり角θｘ（光量の９０％）約６度、ｙ軸方向に広がり角θｙ（光量の９０％）約６０度となる。
【０００６】
よって、レーザバー６０の発光部から十分離れたｚ軸上の発光領域６３では、図２０に示されるような形状となる。
【０００７】
レーザバー６０から出射した光を光ファイバ７０へ入射する場合、図２１に示すような光導波路構造６５を用いてレーザバー６０からの出射形状を楕円形状から円形状に変換し、光ファイバ７０へ高効率に入射する方法がある（特許文献１）。
【０００８】
この他に、図２２に示すように、レーザバー６０の発光素子６１の一つ一つにバンドル用光ファイバ７２を光結合し、そのバンドル用光ファイバ７２を結束部７２ａで束ねてバンドル化７２ｂした後、目的の光ファイバ７０へ光接続する方法がある。ここで、レーザバー６０のｙ軸方向の光広がり角が大きいため、コリメートレンズ７１を用いてｙ軸方向の光広がり角を小さくしてからバンドル用光ファイバ７２へ光接続する。バンドル用光ファイバ７２と光ファイバ７０の断面形状は図２３に示すように、バンドル用光ファイバ７２の最外層のコア７３と光ファイバ７０のコア７４の径とが一致するようにされる。
【０００９】
また、伝送用光ファイバを用いて半導体レーザのレーザ光を目的の光ファイバへ側面より入射する技術（特許文献２）として、図２４（ａ）に示すように、半導体素子８０（一つの発光素子）から出射される光ビームの形状を円筒形レンズ８１を用いて変換し、伝送用光ファイバ（送給用ファイバ）８２へ高効率に入射し、その送給用ファイバ８２の他端において、図２４（ｂ）に示すように、送給用ファイバ８２を通して、マルチモード光源８４からの光量をマルチモードファイバ８６へ側面より供給する方式がある。
【００１０】
【特許文献１】特許第３６０７２１１号公報
【特許文献２】特許第３３３７６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図２１の光結合機構は、光導波路構造６５を製造する上で難しい問題がある。また、レーザ光を入射させたい光ファイバ７０の端面から入射させる方式（光接続）であるため、ｙ軸方向への光の広がりが大きい場合、光ファイバ７０にレーザ光を効率よく入射させることが困難である。
【００１２】
図２２のバンドルを用いた光結合機構は、バンドル用光ファイバ７２へコリメートレンズ７１を介在させるなどの手段を用いて光接続を行う必要があり、構造が複雑になる問題がある。また、バンドル部内にバンドル用光ファイバ７２のクラッド層が含まれるため、図２３に示すように、レーザ光が導波するコア７３の領域以上に径が大きいコア７４を要する光ファイバ７０を用いないとレーザ光を高効率に入射させることができない。
【００１３】
図２４の光結合機構は、送給ファイバ８２の１本当たり、１つの発光素子８０からレーザ光を入射させることとなるため、複数の送給ファイバ８２を用いる場合、レーザ光を入射させる発光素子８０も送給ファイバ８２と同数個必要となる。例えば、図２４（ｂ）に示すように、発光素子８０から出射されたレーザ光が光ファイバ８６へ側面から入射する際、１つの発光素子８０につき、１本の送給ファイバ８２が必要となるため、光ファイバ８６への側面への光接続箇所が多くなり、装置が複雑で大掛かりとなってしまう。
【００１４】
また、図２４の光結合機構をレーザバーに適用するためには、図２４（ａ）の円筒形レンズ８１による送給ファイバ８２への入射機構が複雑になる。
【００１５】
そこで、本発明は、レーザバーからのレーザ光を簡単な構造で効率良く光ファイバへ入射することができる光導波路型光結合機構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】
【００１６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、発光素子を並列に複数個並べて構成される半導体レーザバーと、該半導体レーザバーの各発光素子から出射された光を導光させるコア部および該コア部の周囲に形成されたクラッド部からなる光導波路と、コアおよび該コアの周囲に形成され、前記コアへ光を閉じ込めるクラッドからなる光ファイバとを備え、前記光導波路が、前記光ファイバの側面に接合されており、前記半導体レーザバーから出射された光が前記光導波路のコア部を介して前記光ファイバのコアの側面へ入射されることを特徴とする光導波路型光結合機構である。
【００１７】
請求項２の発明は、前記光導波路は、前記発光素子から出射された光の広がり角が前記光ファイバにおける光の受け入れ角以下になるテーパー状のコア部を有する請求項１記載の光導波路型光結合機構である。
【００１８】
請求項３の発明は、前記光ファイバは、前記光導波路と接合されるコアの形状が、前記光導波路との接合面に対して平坦である請求項１または２記載の光導波路型光結合機構である。
【００１９】
請求項４の発明は、前記光導波路は、前記コア部の形状を光導光軸に沿って変化させることにより伝播する光の広がり角を変換する機構を有する請求項２記載の光導波路型光結合機構である。
【００２０】
請求項５の発明は、前記コア部は、半導体レーザバー側の側面がレンズ加工されている請求項２記載の光導波路型光結合機構である。
【００２１】
請求項６の発明は、前記光導波路は、前記コア部内を伝播する前記発光素子から出射された光の方向を変換して前記光ファイバの側面へ導光する請求項１記載の光導波路型光結合機構である。
【００２２】
請求項７の発明は、前記光ファイバは、希土類が添加されたコアとそのコアの周囲に形成された異なる２つのクラッドを有するファイバレーザ用ダブルクラッドファイバである請求項３記載の光導波路型光結合機構である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、レーザバーからのレーザ光を簡単な構造で効率良く光ファイバへ入射することができるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２５】
図１は、光導波路を用いて半導体レーザバーのレーザ光を光ファイバへ入射する本発明の光導波路型光結合機構の一実施の形態を示したものである。
【００２６】
この光導波路型光結合機構は、半導体レーザバー１０より出射されるレーザ光を、光導波路２０を介して光ファイバ３０の側面へ入射するものである。
【００２７】
光導波路２０は、半導体レーザバー１０との接合及び光ファイバ３０のコア３１との接合を容易にするため、図示のような板状が好ましい。光導波路２０のレーザバー１０側の側面には、半導体レーザバー１０の発光素子１１と同じ間隔でコア部２１が形成されており、半導体レーザバー１０の各発光素子１１から出射されるレーザ光は、このコア部２１を伝送する。
【００２８】
一方、レーザ光が入射される光ファイバ３０において、コア３１は、板状の光導波路２０との接合を容易にすること及びレーザ光が入射されやすくするため、図示のように断面太鼓状など側面に平坦面をもつ非円形に形成するのが望ましい。
【００２９】
図２に図１の装置のｙｚ断面を示す。
【００３０】
半導体レーザバー１０の発光素子１１は、図１８にて説明したように、ｙ軸方向の大きな広がり角を有し、一般に、その広がり角は約６０度である。光ファイバの受け入れ角は、コアとクラッドの比屈折率差より決定されるが、一般に、大口径コアを有するマルチモード光ファイバのＮＡは０．２〜０．５（１１度〜３０度）である。よって、発光素子１１のｙ軸方向の広がり角は、光ファイバの受け入れ角を上回り、光ファイバへの高効率な光接続ができない。
【００３１】
そのため、ｙ軸方向に対する広がり角を次第に減らすことを目的として図２の光導波路２０のコア部２１をテーパー形状とし、また出射側のクラッド部２２の端面に反射コーティング２３を形成する。
【００３２】
ここで、ｙ軸方向の広がり角に対し独立に扱うと、その減少は近似的に、以下で表される（図３参照）。
【００３３】
Ｄｓ×ｓｉｎ（αｓ）＝Ｄｅ×ｓｉｎ（αｅ） ・・・式（１）
よって、図３における反射コーティング２３側の広がり角（αｅ）を光ファイバの受け入れ角以内又は等しくなるように、光導波路２０の出力側（反射コーティング２３側）におけるｙ軸方向のコア長Ｄｅを設定することにより、ｙ軸方向に対して高効率に光ファイバ３０と光結合を行うことができる。
【００３４】
また、図４に示すように、反射コーティング側のｙ軸方向の広がり角（αｅ）を小さくするため、光導波路２０のレーザバー１０側（発光素子１１側）の側面をレンズ加工した端面２４とすることによっても高効率に光ファイバ３０と光結合を行うことができる。
【００３５】
ここで、図２〜４における光導波路２０の光ファイバ側の側面には、光ファイバコア３１へ入射した光が光ファイバコア３１中を伝播する際、その光が光導波路２０のクラッド２２へ入射しないように反射コーティング２３を施すことが、効率的な光結合を実現する上で有効である。
【００３６】
図５に、図１におけるｘｚ平面における１つの発光素子１１及びその発光素子１１より発光されるレーザ光を導光する光導波路２０ａのコア部２１ａを示す。このコア部２１ａは、形状変化部２６と光ファイバ３０ａと結合する結合部２７とを有する。
【００３７】
ｘ軸方向の発光素子１１の広がり角は約６度であり、光ファイバ３０ａの受け入れ角より小さいため、発光素子１１側の光導波路２０のコア部２１ａの端部の幅Ｄｓｓを変更しなくても光ファイバ３０ａへの光結合は可能である。
【００３８】
ここで、この光結合は、ｙ軸カップラーとなり、特許文献１にも記載されているが、その結合比は、受け入れ側コア面積（光ファイバコア面積）と、受け入れ側コア面積（光ファイバコア面積）と送給側コア面積（光導波路コア）の和、に対する比に比例する。よって、高効率に受け入れ側コアへ送給側コアの光を結合するためには送給側コア面積が小さいほうが望ましい。
【００３９】
よって、図５に示すように、光ファイバ３０ａの受け入れ角とほぼ等しくなるようにＤｅｅを小さくすることにより、より良い結合効率を得ることが可能である。当然ながら、光ファイバ３０ａの受け入れ角より光導波路２０ａのコア部２１ａの広がり角が大きくなると結合後に光ファイバ３０ａ内を伝播することができず損失が発生するため、結合部２７での光導波路２０ａのコア部２１ａの広がり角は、光ファイバ３０ａのコア３１ａの受け入れ角以下であることが好ましい。
【００４０】
ここで、結合効率についての一例を説明する。
【００４１】
半導体レーザバーにおける一つの発光素子１１のサイズは、素子幅（図６におけるｘ軸方向）を１００μｍ、高さを一般的な１μｍとし、発光素子１１のレーザ光Ｌの放射角は、ｙ軸方向に６０度、ｘ軸方向に６度とした（図７（ａ）、（ｂ））。
【００４２】
図６は、光導波路２０ａ内におけるコア部２１ａを簡略的に示したもので、コア部２１ａの形状変化部２６では、図５に示したように曲がり部を有するが簡単のため、直線にて簡略化している。
【００４３】
このレーザ光Ｌを入射させる光ファイバは、光導波路２０ａとの接合面が平らであることが望ましいので、簡単な説明のため図８に示すような、一辺が１００μｍの四角形の断面形状を有し、Ｙｂ，Ｅｒ，Ｔｍなどの希土類元素が添加されたコア３１ａと低屈折率樹脂を用いたクラッド３２ａとからなる光ファイバ３０ａを使用し、そのＮＡを０．４６とした。ここで、コア３１ａの断面形状を四角形と定義したが、コア３１ａの光導波路２０ａと結合（接続）する面が光導波路の結合（接続）面に対して平ら（平行）となる形状であれば、図９（ａ）に示されるような太鼓状の非円形コア３１ａ、図９（ｂ）に示されるような多角形（８角形）のコア３１ａでも良い。
【００４４】
光ファイバ３０ａの光の受け入れ角はＮＡより求められ、約２８度である。ここで、各軸に対する広がり角と放射幅を独立に扱うと上述した式（１）の関係式より、光導波路２０ａの結合部２７における各軸方向への放射角を２８度と計算できる。
【００４５】
結果は、図１０（ａ）に示すようにｙ軸方向に約２μｍ、図１０（ｂ）に示すようにｘ軸方向に約２３μｍの放射幅を有する光導波路２０ａのコア形状にてレーザ光Ｌの放射角が２８度になり、光ファイバ３０ａの受け入れ角とほぼ同じとなる。
【００４６】
ここで、光ファイバへの結合効率は、先に述べたように、“受け入れ側である光ファイバのコア断面積”と“受け入れ側である光ファイバのコア断面積と光導波路結合部のコア断面積の和”の比に比例する。この例の場合、“受け入れ側である光ファイバのコア断面積”は、１００００μｍ２であり、“受け入れ側である光ファイバのコア断面積と光導波路結合部のコア断面積の和”は、１００４６μｍ２となる。よって、光導波路コアからの光は、光ファイバコアへ９９．５％結合する。
【００４７】
ここで、図５でも説明したが、光導波路２０ａは板状であるため、ｙ軸方向の加工が容易である。よって、光導波路２０ａのコア部２１ａのｙ軸方向のコア形状変化の効果の代わりに、レーザ入射側端面２４を球面状に研磨し、平凸シリンドリカルレンズの効果を付加し、同様の効果を得ても良い（図１１、１２）。
【００４８】
ここでの平凸シリンドリカルレンズの効果を有するためのレーザ入射側側面２４の球面加工方法及び曲率設定については、一般的なレンズ加工法及び曲率設定と同様であるため記載を省く。
【００４９】
次に、前記“ＢＡＣ５０ｃ−９ＸＸ−０３／０４”からなる半導体レーザバーと光導波路を用いて上記構成を適用した場合の結合効率について記載する。
【００５０】
ここで、光ファイバと光導波路との接合箇所を効率的に配置するため、図１３に示すように、光ファイバ３０ｃの両サイドより光導波路２０ｃを用いて１９個の発光素子１１−１〜１１−１９からなるレーザバー１０を結合した。
【００５１】
すなわち、光ファイバ３０ｃの両サイドに光導波路２０ｃを設け、その光導波路２０ｃに図５で説明したコア部２１ｃを各発光素子１１−１〜１１−１９に対応して形成し、それぞれのコア部２１ｃに発光素子１１−１〜１１−１９を結合し、コア部２１ｃを光ファイバ３０ｃの両サイドに結合部２７にて結合して構成する。
【００５２】
本構成にて光ファイバ３０ｃへ入射した１番目の発光素子１１−１のレーザ光は、その光量の９９．５％は光ファイバ３０ｃへ導光するが、残り０．５％は光導波路の結合部２７にて損失となる。次に、２番目の発光素子１１−２のレーザ光は、同様にその光量の９９．５％は光ファイバ３０ｃに結合するが、光ファイバ３０ｃを導光していた１番目の発光素子１１−１から結合した光のうち、０．５％は２番目の発光素子１１−２のレーザ用光導波路コア部２１ｃにおける結合部２７にて損失となる。最後に、１９番目の発光素子１１−１９の光結合部２７では、発光素子１１−１９の光量の９９．５％は光ファイバ３０ｃに結合するが、結合までに光ファイバ３０ｃを導光していた１〜１８番目の発光素子１１−１〜１８より結合した光の０．５％が損失となる。
【００５３】
よって、半導体レーザバー（発光素子１９個×２）１０を光ファイバ３０ｃへの結合した際の光ファイバへの入射光量及び結合効率は、図１４に示したようになる。
【００５４】
ここで、一素子あたりのレーザ出力光は、２．６３Ｗとした（１９素子で５０Ｗ出力の半導体レーザバーである）。光結合部にて光ファイバを導光していた光が損失として発生するため素子数が増加するほど効率は低くなるが、半導体レーザバーを２つ使用（３８素子）使用した場合においても結合効率９０％以上が得られる。
【００５５】
本発明のもう一つの目的であるファイバレーザに使用する場合の適用例を図１５で説明する。
【００５６】
図１５に示すように半導体レーザバー１０のレーザ出力光を光導波路２０を介してファイバレーザ用ダブルクラッドファイバ４０に光結合したもので、ファイバレーザ用ダブルクラッドファイバ４０は、Ｙｂが添加された希土類添加コア４１（外径：約５μｍ）の外周に、２つの異なるクラッドを形成したもので、該クラッドは、希土類添加コア４１の外周に形成され、９１５ｎｍ又は９７５ｎｍの波長を有する励起光を伝播させる励起光伝播コア（クラッド）４２とその外周に形成されたクラッド４３から構成されてなり、クラッド４３までの外径は約１３０μｍである。
【００５７】
なお、図示していないが、クラッド４３の外周に紫外線硬化型樹脂などからなる被覆層が形成されており、被覆層までの外径が約２５０μｍである（例えば、Ｎｕｆｅｒｎ社製のＹＤＦ−５／１３０）。
【００５８】
光導波路２０は、そのファイバレーザ用ダブルクラッドファイバ４０の両側に沿って複数（図示では８×２個）が接続され、各光導波路１０のコア部２１が、励起光伝搬コア４２の側面に結合される。
【００５９】
この半導体レーザバー１０のレーザ出力光を光導波路２０を介して励起光伝播コア４２へ光結合し、１０３０〜１０８０ｎｍの波長を有するレーザ光が発光するが、図１４に示すようにある効率（例えば９０％）以上で光結合が可能な素子数を結合後、次の半導体レーザバー１０と光導波路２０を用いた光結合箇所まで一定の間隔ｓ（例えば、励起光が９０％以上吸収されるファイバレーザ用ダブルクラッドファイバ４０のファイバ長）を置くことにより、励起光伝播コア４２を伝播する半導体レーザバー１０から光結合したレーザ光が希土類添加コア４１へ吸収される。よって、励起光吸収後に再度、半導体レーザバー１０と光導波路２０を配置することで１本のファイバレーザ用ダブルクラッドファイバ４０に対して沢山の励起光（レーザ光）を光結合することができる。
【００６０】
また、図１５に示すように、光導波路２０を間隔ｐで対向するように配置し、ファイバレーザ用ダブルクラッドファイバ４０の長手方向の両方向に励起光を伝播させることによって、その間隔ｐ内のファイバレーザ用ダブルクラッドファイバ４０に励起光のほとんどを吸収させることができ、一定の間隔ｓに対して２倍吸収させることができるとともに、吸収によって発生する熱量をファイバの長手方向に対して均一化（ファイバの長手方向に対する吸収光量を均一化）させることができる。
【００６１】
次に本発明に用いる光導波路構造の例について説明する。
【００６２】
本発明の光導波路構造において、光導波路２０のコア部２１は、接続する光ファイバコアと同じ材料又は同じ屈折率を有する材料が望ましい。例えば、石英にて励起光伝播コアを形成した光ファイバの場合、光導波路コアの材料も石英を選択することが望ましい。この場合、光導波路クラッドを石英の屈折率よりも低い屈折率からなる材料にて形成する（例えば、フッ素を添加した石英）ことが望ましい。
【００６３】
又は、図１６に示すように、空孔２８を有するクラッド構造とすることによって、実効的な屈折率を下げてクラッド部２２を形成しても良い。このとき、コア部２１の周りにも同様の空孔部を形成してもよいが、製造を容易にするという点から、空孔クラッド部は光導波路コア部２１の底辺のみとし、光導波路コア部２１の側面及び上部は空気クラッドにしたり、屈折率の低い樹脂（図８に示した低屈折率樹脂クラッドと同じ材料でも良い）を用いて覆っても良い。
【００６４】
また、図１７（ａ）に示すように、石英よりも屈折率が低いガラス（例えば、フッ化物ガラス）５０にパルスレーザ光５２を集光レンズ５３を介して照射し、図１７（ｂ）に示すように所望の形状を有する光導波路コア５１を形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図２】図１のｙｚ軸の断面図である。
【図３】図２の光導波路の断面図である。
【図４】図２の変形例を示す図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図６】図５における光導波路のコア部を簡略して示した図である。
【図７】図５において発光素子のサイズと放射角を説明する図である。
【図８】図５における光ファイバの断面形状を示す図である。
【図９】図５における光ファイバの他の断面形状を示す図である。
【図１０】図５において光導波路結合部のサイズと放射角を説明する図である。
【図１１】図６のにおけるコア部の変形例を示す図である。
【図１２】図１１におけるコア部の入出射部のサイズと放射角を説明する図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図１４】本発明においてレーザ入力光と光ファイバへの結合効率の関係を示す図である。
【図１５】本発明をファイバレーザに適用する場合の結合機構を示す図である。
【図１６】本発明において、光導波路構造の例を示す図である。
【図１７】本発明において、光導波路構造のコア部を形成する例を示す図である。
【図１８】半導体レーザとしての発光素子を示す図である。
【図１９】発光素子が組み込まれたレーザバーを示す図である。
【図２０】レーザバーの出射光の広がり角を説明する図である。
【図２１】従来の光導波路による半導体レーザと光ファイバの接続構造を示す図である。
【図２２】従来の光導波路による半導体レーザと光ファイバの接続構造を示す図である。
【図２３】図２２において、バンドル光ファイバと光ファイバの断面形状を示す図である。
【図２４】従来の光導波路による半導体レーザと光ファイバの接続構造を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 半導体レーザバー
１１ 発光素子
２０ 光導波路
２１ コア部
２２ クラッド部
３０ 光ファイバ
３１ コア
３２ クラッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を並列に複数個並べて構成される半導体レーザバーと、該半導体レーザバーの各発光素子から出射された光を導光させるコア部および該コア部の周囲に形成されたクラッド部からなる光導波路と、コアおよび該コアの周囲に形成され、前記コアへ光を閉じ込めるクラッドからなる光ファイバとを備え、前記光導波路が、前記光ファイバの側面に接合されており、前記半導体レーザバーから出射された光が前記光導波路のコア部を介して前記光ファイバのコアの側面へ入射されることを特徴とする光導波路型光結合機構。
【請求項２】
前記光導波路は、前記発光素子から出射された光の広がり角が前記光ファイバにおける光の受け入れ角以下になるテーパー状のコア部を有する請求項１記載の光導波路型光結合機構。
【請求項３】
前記光ファイバは、前記光導波路と接合されるコアの形状が、前記光導波路との接合面に対して平坦である請求項１または２記載の光導波路型光結合機構。
【請求項４】
前記光導波路は、前記コア部の形状を光導光軸に沿って変化させることにより伝播する光の広がり角を変換する機構を有する請求項２記載の光導波路型光結合機構。
【請求項５】
前記コア部は、半導体レーザバー側の側面がレンズ加工されている請求項２記載の光導波路型光結合機構。
【請求項６】
前記光導波路は、前記コア部内を伝播する前記発光素子から出射された光の方向を変換して前記光ファイバの側面へ導光する請求項１記載の光導波路型光結合機構。
【請求項７】
前記光ファイバは、希土類が添加されたコアとそのコアの周囲に形成された異なる２つのクラッドを有するファイバレーザ用ダブルクラッドファイバである請求項３記載の光導波路型光結合機構。
【請求項１】
発光素子を並列に複数個並べて構成される半導体レーザバーと、該半導体レーザバーの各発光素子から出射された光を導光させるコア部および該コア部の周囲に形成されたクラッド部からなる光導波路と、コアおよび該コアの周囲に形成され、前記コアへ光を閉じ込めるクラッドからなる光ファイバとを備え、前記光導波路が、前記光ファイバの側面に接合されており、前記半導体レーザバーから出射された光が前記光導波路のコア部を介して前記光ファイバのコアの側面へ入射されることを特徴とする光導波路型光結合機構。
【請求項２】
前記光導波路は、前記発光素子から出射された光の広がり角が前記光ファイバにおける光の受け入れ角以下になるテーパー状のコア部を有する請求項１記載の光導波路型光結合機構。
【請求項３】
前記光ファイバは、前記光導波路と接合されるコアの形状が、前記光導波路との接合面に対して平坦である請求項１または２記載の光導波路型光結合機構。
【請求項４】
前記光導波路は、前記コア部の形状を光導光軸に沿って変化させることにより伝播する光の広がり角を変換する機構を有する請求項２記載の光導波路型光結合機構。
【請求項５】
前記コア部は、半導体レーザバー側の側面がレンズ加工されている請求項２記載の光導波路型光結合機構。
【請求項６】
前記光導波路は、前記コア部内を伝播する前記発光素子から出射された光の方向を変換して前記光ファイバの側面へ導光する請求項１記載の光導波路型光結合機構。
【請求項７】
前記光ファイバは、希土類が添加されたコアとそのコアの周囲に形成された異なる２つのクラッドを有するファイバレーザ用ダブルクラッドファイバである請求項３記載の光導波路型光結合機構。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００９−４７９７９（Ｐ２００９−４７９７９Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１４６５２（Ｐ２００７−２１４６５２）
【出願日】平成１９年８月２１日（２００７．８．２１）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【出願人】（５９２０３２６３６）学校法人トヨタ学園 (57)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２１日（２００７．８．２１）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【出願人】（５９２０３２６３６）学校法人トヨタ学園 (57)
【Ｆターム（参考）】
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