JP2004045667A

JP2004045667A - ファイバーモジュール

Info

Publication number: JP2004045667A
Application number: JP2002201905A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yoshida; 吉田　敬; Kazuhiko Nagano; 永野　和彦; Yoji Okazaki; 岡崎　洋二
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】高出力が得られる低コストの合波レーザー光源を得る。
【解決手段】複数の半導体レーザーＬＤ１〜７からそれぞれ出射したレーザービームＢ１〜７を、例えばコリメーターレンズ１１〜１７および集光レンズ２０からなる集光光学系で集光した上でマルチモード光ファイバー３０に結合させて合波する。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源と、そこから発せられた光が入射される光ファイバーとを備えてなるファイバーモジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紫外域のレーザービームを発生させる装置として、半導体レーザー励起固体レーザーから発せられた赤外光を紫外域の第３高調波に変換する波長変換レーザーや、エキシマレーザーや、Ａｒレーザーが実用に供されている。
【０００３】
さらには近時、例えば１９９８年発行のＪｐｎ．Ａｐｐｌ．ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．３７．ｐ．Ｌ１０２０に示されるように、４００ｎｍ近傍の波長のレーザービームを発するＧａＮ系半導体レーザーも提供されている。
【０００４】
このような波長のレーザービームを発する光源は、３５０〜４２０ｎｍの紫外領域を含んだ所定の波長域（以下「紫外域」という）に感度を有する感光材料を露光する露光装置において、露光用光源として適用することも考えられている。その場合の露光用光源は、当然ながら、感光材料を感光させるのに十分な出力を備えることが求められる。
【０００５】
しかし上記エキシマレーザーは、装置が大型で、コストやメンテナンスコストも高いという問題がある。
【０００６】
また、赤外光を紫外域の第３高調波に変換する波長変換レーザーは、波長変換効率が非常に低いことから、高出力を得るのは極めて困難になっている。現在のところは、３０Ｗの半導体レーザーで固体レーザー媒質を励起して１０Ｗの基本波（波長１０６４ｎｍ）を発振させ、それを３Ｗの第２高調波（波長５３２ｎｍ）に変換し、それら両者の和周波である１Ｗの第３高調波（波長３５５ｎｍ）を得る、というのが現在の実用レベルである。その場合の半導体レーザーの電気−光効率は５０％程度であり、そして紫外光への変換効率は１．７％程度と非常に低いものとなっている。そしてこのような波長変換レーザーは、高価な光波長変換素子を用いるために、コストがかなり高いものとなっている。
【０００７】
またＡｒレーザーは電気−光効率が０．００５％と非常に低く、寿命が１０００時間程度と非常に短いという問題がある。
【０００８】
一方、ＧａＮ系半導体レーザーについては、低転位のＧａＮ結晶基板が得られないことから、ＥＬＯＧという成長方法によって約５μｍ程度の低転位領域を作り出し、その上にレーザー領域を形成して高出力化と高信頼性を実現する試みがなされている。しかし、こうして作製されるＧａＮ系半導体レーザーにおいても、大面積に亘って低転位の基板を得るのが難しいので、５００ｍＷ〜１Ｗ級の高出力なものは未だ商品化されていない。
【０００９】
また、半導体レーザーの高出力化の別の試みとして、例えば１つで１００ｍＷの光を出力するキャビティを１００個形成することで１０Ｗの出力を得るようなことも考えられているが、１００個程度の多数のキャビティを高歩留まりで作成することは、ほとんど現実性が無いと言える。特に、シングルキャビティの場合でも９９％以上の高歩留まり化は困難であるＧａＮ系半導体レーザーにあっては、なおさらである。
【００１０】
本出願人は上記の事情に鑑み、高出力が得られる低コストの合波レーザー光源を先に提案した（特願２００１−２７３８４９号）。この特願２００１−２７３８４９号の合波レーザー光源は、複数の半導体レーザーと、１本のマルチモード光ファイバーと、前記複数の半導体レーザーからそれぞれ出射したレーザービームを集光した上で前記マルチモード光ファイバーに結合させる集光光学系とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述の合波レーザー光源は、半導体レーザーや集光光学系がパッケージに収容されるとともに、光ファイバーの一端部もこのパッケージの中に収められてファイバーモジュールを構成することが多い。そのようなファイバーモジュールにおいて光ファイバーの一端部は、上記パッケージの内部に固定されたファイバーホルダーやブラケット等に固定されるが、従来、この光ファイバーの固定は、金属筒（フェルール）付きの光ファイバーをＹＡＧ溶接したり、あるいはロウ材で固定する手法を用いてなされて来た。
【００１２】
しかし、光ファイバーの固定精度はＹＡＧ溶接する場合で±１〜５μｍ、ロウ材で固定する場合で±５〜数十μｍ程度であり、そのため、レーザービームの収束位置に対して光ファイバーを正確に調芯して配置することができず、両者の結合効率は前者の場合で８０％程度、後者の場合で６０〜８０％程度にとどまっている。また従来、光ファイバーを接着剤で固定することもなされているが、その場合の光ファイバーの固定精度も上記と同様である。
【００１３】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、入射光と光ファイバーとの結合効率を向上させることができるファイバーモジュールを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明によるファイバーモジュールは、前述したように光ファイバーと、この光ファイバーの一端部を保持する保持部材と、光源と、この光源が発する光を前記光ファイバーに、その一端面から入射させる光学系とを備えてなるファイバーモジュールにおいて、光ファイバーが保持部材に対して、薄層化された紫外線硬化型接着剤によって接着固定されていることを特徴とするものである。なお上記紫外線硬化型接着剤の厚みは、１μｍ以下であることが望ましい。
【００１５】
一方、上記構成を有する本発明のファイバーモジュールにおいて、保持部材は透明部材から構成されることが好ましい。
【００１６】
また本発明は、先に述べた特願２００１−２７３８４９号の合波レーザー光源のように、複数の半導体レーザーと、１本のマルチモード光ファイバーと、上記複数の半導体レーザーからそれぞれ出射したレーザービームを集光した上でマルチモード光ファイバーに結合させる集光光学系とを備えてなる合波レーザー装置に適用されるのが望ましい。
【００１７】
そのようにする場合は、複数の半導体レーザーが、各々の活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設され、集光光学系が、前記発光点の並び方向の開口径が該方向に直角な方向の開口径よりも小さく形成されて、各半導体レーザー毎に設けられた複数のコリメーターレンズ、およびこれらのコリメーターレンズで平行光化された複数のレーザービームをそれぞれ集光して前記マルチモード光ファイバーの端面で収束させる集光レンズから構成されていることが特に望ましい。
【００１８】
また、上記複数のコリメーターレンズは互いに一体化されて、レンズアレイとして構成されることが望ましい。
【００１９】
他方、上記複数の半導体レーザーを実装するブロックは、複数に分割され、互いに張り合わせて一体化されていることが望ましい。
【００２０】
また複数の半導体レーザーは、一列に並べて配置する場合には３〜１０個、さらに好ましくは６または７個設けられることが望ましい。またこの半導体レーザーとしては、発光幅が１．５〜５μｍ、さらに好ましくは２〜３μｍのものが用いられるのが望ましい。そしてこの半導体レーザーとしては、ＧａＮ系半導体レーザーが用いられることが望ましい。
【００２１】
一方上記マルチモード光ファイバーとしては、コア径が５０μｍ以下で、ＮＡ（開口数）が０．３以下のものが用いられることが望ましい。さらに、このマルチモード光ファイバーとしては、コア径×ＮＡの値が７．５μｍ以下のものが用いられることが望ましい。
【００２２】
また本発明のファイバーモジュールによって上記合波レーザー光源を構成する場合、複数の半導体レーザーは、レーザービームの照射を受ける側から見た状態で２次元的に配列固定されていることが望ましい。
【００２３】
またその場合の合波レーザー光源は、上述したマルチモード光ファイバーを１本だけ用いて構成されてもよいが、好ましくは、該マルチモード光ファイバーを複数用いて、それらのマルチモード光ファイバーの各々に複数の半導体レーザーおよび集光光学系を組み合わせ、各マルチモード光ファイバーから高出力のレーザービームを発するように構成することもできる。そのようにする場合、複数のマルチモード光ファイバーは少なくとも出射端部において１次元アレイ状、あるいは、バンドル状に配設されるのが望ましい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明者の研究によると、前述したように光ファイバーを接着剤、ＹＡＧ溶接、あるいはロウ材で固定する従来技術において十分な固定精度が得られないのは、特にその固定部分に製造時や使用時に温度変化が加わった際、熱による膨張、収縮が生じるためであることが判明した。
【００２５】
この知見に鑑みて本発明のファイバーモジュールでは、光ファイバーを保持部材に対して、薄層化された紫外線硬化型接着剤によって接着固定するようにしたので、この接着部分に温度変化が加わった際の膨張、収縮を少なく抑えることができ、十分な固定精度を得ることが可能になる。具体的には、紫外線硬化型接着剤を１μｍ以下程度の薄層にしておくことにより、入射させる光と光ファイバーとの結合効率を９０％以上まで高めることができる。
【００２６】
なお本発明のファイバーモジュールにおいて、保持部材が透明部材から構成されている場合は、紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して硬化させる際に、その紫外線が保持部材によって遮られることを防止できるから、紫外線の照射方向を自由に設定可能となり、それにより良好な作業性を実現できる。
【００２７】
また、本発明のファイバーモジュールによって構成される前述の合波レーザー光源は、複数の半導体レーザーからそれぞれ出射したレーザービームを集光してマルチモード光ファイバーに結合させる極めて簡単な構成のものであって、特に作製が困難な要素も必要としないので、低コストで形成可能となる。
【００２８】
またそのような合波レーザー光源において、特に複数の半導体レーザーが、各々の活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設され、集光光学系が、前記発光点の並び方向の開口径が該方向に直角な方向の開口径よりも小さく形成されて、各半導体レーザー毎に設けられた複数のコリメーターレンズ、およびこれらのコリメーターレンズで平行光化された複数のレーザービームをそれぞれ集光して前記マルチモード光ファイバーの端面で収束させる集光レンズから構成された場合には、複数の半導体レーザーの配置ピッチをより短くして、より高密度に配置できるようになる。このように複数の半導体レーザーをより高密度に配置しておくと、複数のレーザービームの光ファイバー端面における位置ずれがより小さく抑えられるようになるので、複数の半導体レーザー、マルチモード光ファイバーおよび集光光学系の組立位置精度を比較的緩くできるという効果が得られ、さらに、この組立位置精度を緩くできることから、合波本数をより多くして高出力化できる。その理由は、後に実施の形態に沿って詳しく説明する。
【００２９】
また、上述のような複数のコリメーターレンズが互いに一体化されてレンズアレイとして構成される場合は、複数のコリメーターレンズが１個ずつ別体に形成される場合と比較して、各レンズの周辺部に大きな非有効領域ができてしまうことを避けられるから、各レンズを互いにより近接させて配置可能となる。そうであれば、複数の半導体レーザーをよりさらに高密度に配置できるので、上記の組立位置精度を緩くできるという効果、合波本数をより多くして高出力化できるという効果がさらに顕著なものとなる。
【００３０】
さらにこの場合は、コリメーターレンズの位置調整作業が、１つのレンズアレイの位置を調整するだけで済むので、この作業が簡素化される。
【００３１】
また、印刷、医用画像の分野や、ＰＣＢ（プリント・サーキット・ボード）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等による画像を感光材料に露光する場合等においては、上記マルチモード光ファイバーとしてコア径が５０μｍ以下のものを用いると、露光スポットを微細なものにして高精細な画像を露光できるようになる。また、そのマルチモード光ファイバーのＮＡが０．３以下であると、上述のような高精細画像を露光する上で十分な焦点深度が確保され、鮮鋭度の高い画像を露光可能となる。
【００３２】
また、マルチモード光ファイバーとしてコア径×ＮＡの値が７．５μｍ以下のものを用いる場合、それらの組合せとしては例えば５０μｍ×０．１５、４０μｍ×０．１８８、３０μｍ×０．２５、２５μｍ×０．３等が挙げられる。このような特性のマルチモード光ファイバーを用いると、そのＮＡと同程度のＮＡのコリメーターレンズで各半導体レーザーからのレーザービームを平行光化でき、ＮＡ＝０．３の集光レンズで２５μｍ以下のスポットに合波レーザービームを集光させることも可能になる。それにより、高解像度と十分な焦点深度を確保できるようになる。
【００３３】
他方、上記複数の半導体レーザーを実装するブロックが複数に分割され、互いに張り合わせて一体化されている場合は、１つのブロックに半導体レーザーを全て実装する場合と比較して、実装の歩留まりを向上させることができる。例えば、１つの半導体レーザーの実装歩留まりが９８％の場合、６個の半導体レーザーを１つのブロックに全て実装する場合の全体の実装歩留まりは８６％（＝０．９８^６×１００）であり、それに対して３個ずつ２つのブロックに実装する場合のそれは、２つのブロックを接合する歩留まりはほぼ１００％を実現できるので、９４％（＝０．９８^３×１００）に向上する。
【００３４】
また上述のような合波レーザー光源において、半導体レーザーが３個以上設けられれば、従来知られている偏光合波では２個の半導体レーザーからのレーザービームしか合波できないのに対し、それを上回る高出力の合波ビームを得ることが能になる。ただし、１つの半導体レーザーの実装歩留まりが通常その程度であるように９８％であるとすると、半導体レーザーを１０個設ける場合には、実装歩留まりが８２％まで低下する。それ以上の歩留まり低下は現実上避けなければならないないので、本発明の好ましい実施の形態においては、この半導体レーザーの数の上限を１０個とする。
【００３５】
さらに、半導体レーザーの数が１０個一列に並べて配置される場合、画像形成用のコア径５０μｍ以下でＮＡ０．３以下、もしくはコア径×ＮＡ＝７．５μｍ以下のマルチモード光ファイバーを用いたとき、求められる実装精度は０．１μｍ未満と非常に厳しい値になってしまうが、一列に並べる半導体レーザーの数を６または７個としておくことにより、求められる実装精度は０．３〜１μｍ未満と著しく緩和される。また、半導体レーザーの数が６または７個の場合は、３個の場合と比べて２倍以上の高出力を得ることができる。
【００３６】
また半導体レーザーとして発光幅が１．５μｍ以上のものを適用することにより、例えばそれがＧａＮ系半導体レーザーである場合は、完全単一横モード構造のものの最大出力（３０ｍＷ程度）と比較して、高い出力（５０ｍＷ以上）を得ることができる。一方、半導体レーザーとして発光幅が５μｍ以下のものを適用することにより、画像形成用のコア径５０μｍ以下でＮＡ０．３以下、もしくはコア径×ＮＡ＝７．５μｍ以下のマルチモード光ファイバーに対して半導体レーザーが３個以上の集光結合系を構成可能となる。また、半導体レーザーとして発光幅が２〜３μｍのものを適用することにより、前記の画像形成用の光学系において半導体レーザーが６または７個の集光結合系を構成可能となる。
【００３７】
また複数の半導体レーザーを、レーザービームの照射を受ける側から見た状態で２次元的に配列すれば、多数の半導体レーザーを高密度に配置できるから、１本のマルチモード光ファイバーにより多数のレーザービームを入射させることが可能となって、より高出力の合波レーザービームを得ることができる。
【００３８】
他方、上記の合波レーザー光源が、複数のマルチモード光ファイバーを少なくとも出射端部において１次元アレイ状、あるいはバンドル状に配設してなる場合は、それらの光ファイバーから高出力のレーザービームを１次元あるいは２次元に整列した状態で出射させることができる。そうであれば、整列して出射する複数のレーザービームの各々を、変調部がライン状、あるいは２次元状に配列されてなるＧＬＶやＤＭＤ等の空間光変調素子の各変調部に入射させて、画像露光等のために効率良く変調させることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４０】
図３、４および５はそれぞれ、本発明の第１の実施の形態による紫外光高輝度合波ファイバーモジュールの平面形状、側面形状および部分正面形状を示すものである。また図１および２は、このファイバーモジュールの一部を拡大して示すものである。なおこのファイバーモジュールは、前述したような合波レーザー光源を構成するものである。
【００４１】
まず図１の平面図に示すようにこの合波レーザー光源は、銅からなるヒートブロック１０上に配列固定された一例として７個のチップ状態の横マルチモードＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６およびＬＤ７と、各ＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６およびＬＤ７に対してそれぞれ設けられたコリメーターレンズ１１，１２，１３，１４，１５，１６および１７と、１つの集光レンズ２０と、１本のマルチモード光ファイバー３０とを有している。
【００４２】
なおこの図１では、コリメーターレンズ１１〜１７および集光レンズ２０の形状は概略的に示してある。また、それらの取付状態の詳細については後に説明する。なお、ヒートブロック１０に対するＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜７の取付状態を図２に示す。
【００４３】
ＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜７は、発振波長が例えば全て共通の４０５ｎｍであり、最大出力も全て共通の１００ｍＷである。これらのＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６およびＬＤ７から発散光状態で出射したレーザービームＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６およびＢ７は、それぞれコリメーターレンズ１１，１２，１３，１４，１５，１６および１７によって平行光化される。
【００４４】
平行光とされたレーザービームＢ１〜７は、集光レンズ２０によって集光され、マルチモード光ファイバー３０のコア３０ａの入射端面上で収束する。本例ではコリメーターレンズ１１〜１７および集光レンズ２０によって集光光学系が構成され、それとマルチモード光ファイバー３０とによって合波光学系が構成されている。すなわち、集光レンズ２０によって上述のように集光されたレーザービームＢ１〜７がこのマルチモード光ファイバー３０のコア３０ａに入射してそこを伝搬し、１本のレーザービームＢに合波されてマルチモード光ファイバー３０から出射する。なおマルチモード光ファイバー３０としては、ステップインデックス型のもの、グレーデッドインデックス型のもの、およびそれらの複合型のものが全て適用可能である。
【００４５】
次に、この紫外光高輝度合波ファイバーモジュールの全体的な構成について、図３、４および５を参照して詳しく説明する。図３、４および５はそれぞれ、この紫外光高輝度合波ファイバーモジュールの平面形状、側面形状および部分正面形状を示すものである。なおこれらの図では、コリメーターレンズ１１〜１７および集光レンズ２０の形状や取付状態を詳しく示してある。
【００４６】
本例においてモジュールを構成する光学要素は、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、該パッケージ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。
【００４７】
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の上面に前記ヒートブロック１０が取り付けられ、このヒートブロック１０にコリメーターレンズ１１〜１７を保持するコリメーターレンズホルダ４４が固定されている。さらにベース板４２の上面には、集光レンズ２０を保持する集光レンズホルダ４５と、ファイバーブロック４３とが固定されている。そしてこのファイバーブロック４３には、マルチモード光ファイバー３０の入射端部を保持するファイバーホルダ４６が固定されている。またＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜７に駆動電流を供給する配線類４７は、パッケージ４０の横壁面に形成された開口を通してパッケージ外に引き出されている。
【００４８】
なお図３においては、図の煩雑化を避けるために、ＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜７のうち１つのＧａＮ系半導体レーザーＬＤ７にのみ番号を付し、同様にコリメーターレンズ１１〜１７のうち１つのコリメーターレンズ１７にのみ番号を付してある。
【００４９】
図５は、上記コリメーターレンズ１１〜１７の取付部分の正面形状を示すものである。ここに示されるように各コリメーターレンズ１１〜１７は、非球面円形レンズの光軸を含む領域を細長く切り取った形とされたものであり、例えば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される。図６の（１）および（２）にはそれぞれ、それらを代表して１つのコリメーターレンズ１７の拡大側面形状および正面形状を、要部の寸法（単位はｍｍ）も入れて示してある。
【００５０】
図５および６に示される通りコリメーターレンズ１１〜１７は、ＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜７の発光点の並び方向（図５の左右方向）の開口径が該方向に直角な方向（図５の上下方向）の開口径よりも小さく形成されて、上記発光点の並び方向に密接配置されている。
【００５１】
一方ＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜７としては、発光幅が２μｍで、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が一例としてそれぞれ１０°、３０°の状態で各々レーザービームＢ１〜７を発するものが用いられている。これらのＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜７は、活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設されている。
【００５２】
したがって、各発光点から発せられたレーザービームＢ１〜７は、上述のように細長い形状とされた各コリメーターレンズ１１〜１７に対して、拡がり角最大の方向が開口径大の方向と一致し、拡がり角最小の方向が開口径小の方向と一致する状態で入射することになる。つまり、細長い形状とされた各コリメーターレンズ１１〜１７は、入射するレーザービームＢ１〜７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。本実施の形態では具体的に、コリメーターレンズ１１〜１７の開口径は水平方向、垂直方向で各々１．１ｍｍ、４．６ｍｍであり、それらに入射するレーザービームＢ１〜７の水平方向、垂直方向のビーム径は各々０．９ｍｍ、２．６ｍｍである。また、コリメーターレンズ１１〜１７の各焦点距離ｆ_１＝３ｍｍ、ＮＡ＝０．６、レンズ配置ピッチ＝１．２５ｍｍである。
【００５３】
また図７の（１）および（２）はそれぞれ、集光レンズ２０の拡大側面形状および正面形状を、要部の寸法（単位はｍｍ）も入れて示すものである。ここに示されるように集光レンズ２０も、非球面円形レンズの光軸を含む領域を細長く切り取って、コリメーターレンズ１１〜１７の並び方向つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状とされている。そして該集光レンズ２０の焦点距離ｆ_２＝１２．５ｍｍ、ＮＡ＝０．３である。この集光レンズ２０も、例えば樹脂あるいは光学ガラスをモールド成形することによって形成される。
【００５４】
他方、マルチモード光ファイバー３０としては、三菱電線工業株式会社製のグレーデッドインデックス型光ファイバーを基本として、コア中心部がグレーデッドインデックスで外周部がステップインデックスである、コア径＝２５μｍ、ＮＡ＝０．３、端面コートの透過率＝９９．５％以上のものが用いられている。本例の場合、先に述べたコア径×ＮＡの値は７．５μｍである。
【００５５】
本実施の形態の構成においては、レーザービームＢ１〜７のマルチモード光ファイバー３０への結合効率が０．９となる。したがって、ＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜７の各出力が１００ｍＷのときには、出力６３０ｍＷ（＝１００ｍＷ×０．９×７）の合波レーザービームＢが得られることになる。
【００５６】
次に、マルチモード光ファイバー３０の固定構造について、図３および４に戻って説明する。ファイバーブロック４３は透明なガラスから形成されて、ベース板４２に紫外線硬化型接着剤によって接着固定されている。またファイバーホルダ４６も透明なガラスから形成されて、ファイバーブロック４３に紫外線硬化型接着剤によって接着固定されている。さらにマルチモード光ファイバー３０の入射端部も、ファイバーホルダ４６の上面に、紫外線硬化型接着剤によって接着固定されている。なおパッケージ４０の横壁面にはファイバー封止部４８が形成されており、それに対応する部分に金属筒（図示せず）を有するマルチモード光ファイバー３０は、該ファイバー封止部４８にロウ材を用いて固定されている。
【００５７】
ここでファイバーホルダ４６の上面は高平坦度に加工され、それによりマルチモード光ファイバー３０は、紫外線硬化型接着剤を厚み１μｍ以下の薄層状態にして固定されている。ファイバーホルダ４６の上面に大きな凹凸が有ると、紫外線硬化型接着剤をこのような薄層状態にすることは不可能である。
【００５８】
またファイバーブロック４３のベース板４２およびファイバーホルダ４６との固定面も、さらにファイバーホルダ４６のファイバーブロック４３への固定面も高平坦度に加工され、それによりファイバーブロック４３はベース板４２に対して、またこのファイバーブロック４３とファイバーホルダ４６も、紫外線硬化型接着剤を厚み１μｍ以下の薄層状態にして固定されている。
【００５９】
以上のようにして、ベース板４２、ファイバーブロック４３、ファイバーホルダ４６およびマルチモード光ファイバー３０が、紫外線硬化型接着剤を厚み１μｍ以下の薄層状態にして固定されていると、その紫外線硬化型接着剤に温度変化が加わった際の膨張、収縮を少なく抑えることができ、十分な固定精度を得ることが可能になる。本実施の形態では具体的に、合波レーザービームＢとマルチモード光ファイバー３０との結合効率は９０％以上となっている。
【００６０】
また本実施の形態では、保持部材であるファイバーブロック４３およびファイバーホルダ４６が透明なガラスから形成されているので、紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射して硬化させる際に、紫外線がファイバーブロック４３およびファイバーホルダ４６によって遮られることを防止できる。そこで、紫外線の照射方向を自由に設定可能となり、それにより良好な作業性を実現できる。
【００６１】
次に、図８および９を参照して本発明の第２の実施の形態によるファイバーモジュールについて説明する。なおこれらの図８および９において、図３〜５中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。
【００６２】
図８はこの第２の実施の形態によるファイバーモジュールの側面形状を示すものであり、また図９はその光ファイバー固定部の側面形状を拡大して示すものである。図示されるようにこのファイバーモジュールにおいては、第１の実施の形態で用いられたファイバーブロック４３およびファイバーホルダ４６が省かれ、マルチモード光ファイバー３０はパッケージ４０の横壁面内側に固定されたファイバーブラケット４９の側面に固定されている。
【００６３】
この場合も、ファイバーブラケット４９のパッケージ４０に対する固定面、およびファイバー固定面であるその側面は高平坦度に加工され、それによりファイバーブラケット４９はパッケージ４０に対して、またマルチモード光ファイバー３０はファイバーブラケット４９に対して、紫外線硬化型接着剤を厚み１μｍ以下の薄層状態にして固定されている。
【００６４】
なお図９において、ファイバーブラケット４９のパッケージ４０に対する接着範囲をａで、マルチモード光ファイバー３０のファイバーブラケット４９に対する接着範囲をｂで示してある。またマルチモード光ファイバー３０は、ここにｃで示す範囲において、ファイバー封止部４８にロウ材を用いて固定されている。
【００６５】
以上のように、マルチモード光ファイバー３０がファイバーブラケット４９に対して、紫外線硬化型接着剤を厚み１μｍ以下の薄層状態にして固定されていることにより、本実施の形態でも、その紫外線硬化型接着剤に温度変化が加わった際の膨張、収縮を少なく抑えることができ、十分な固定精度を得ることができる。
【００６６】
また本実施の形態では、パッケージ４０の横壁面内側に固定されたファイバーブラケット４９にマルチモード光ファイバー３０を固定して、ファイバーブロック４３およびファイバーホルダ４６を省くことができるので、ファイバーモジュール全体を小型軽量に形成可能となる。
【００６７】
ここで、上記ファイバーブロック４３とファイバーホルダ４６のように、ガラス部材どうしを紫外線硬化型接着剤で接着する工程について詳しく説明する。一方のガラス部材の表面は鏡面とし、他方のガラス部材の表面には研磨剤で０．１５μｍ以上の凹凸を付け、それらの表面を面合わせして数１０ｇの荷重をかけることにより、接着剤の厚みを０．３μｍ程度にする。その場合、上記凹凸を付けた面の表面粗さを最大高さＲｍａｘで０．３μｍ程度にすると、接着剤の厚みを０．３μｍ程度にすることができる。
【００６８】
具体的に上記ファイバーブロック４３とファイバーホルダ４６に関しては、ファイバーホルダ４６の表面をスリガラス面として、それら両者間に凹凸による隙間を設ける。またファイバーブロック４３と鋼鈑からなるベース板４２に関しては、ベース板４２に機械加工跡を設ける。またファイバーブラケット４９の表面は、スリガラス面とする。
【００６９】
なお紫外線硬化型接着剤としては、アウトガスを発生しないものを適用するのが好ましい。そうすることにより、パッケージ４０内に配置されている光学要素がアウトガスによって劣化することを防止して、ファイバーモジュールの長寿命化を達成することができる。
【００７０】
以上、合波レーザー光源を構成する本発明の実施の形態について説明したが、本発明はそれに限らず、光を集光して光ファイバーに入射させるように構成されたファイバーモジュール一般に適用可能で、そして前述した効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるファイバーモジュールの一部を示す平面図
【図２】上記ファイバーモジュールを構成する半導体レーザーの部分を示す斜視図
【図３】上記ファイバーモジュールの全体を示す平面図
【図４】上記ファイバーモジュールの側面図
【図５】上記ファイバーモジュールの部分正面図
【図６】上記ファイバーモジュールに用いられたコリメーターレンズの側面図（１）と正面図（２）
【図７】上記ファイバーモジュールに用いられた集光レンズの側面図（１）と正面図（２）
【図８】本発明の第２の実施の形態によるファイバーモジュールを示す側面図
【図９】図８のファイバーモジュールの一部を拡大して示す側面図
【符号の説明】
１０　　ヒートブロック
１１〜１７　　コリメーターレンズ
２０　　集光レンズ
３０　　マルチモード光ファイバー
３０ａ　　マルチモード光ファイバーのコア
４０　パッケージ
４１　　パッケージ蓋
４２　　ベース板
４３　　ファイバーブロック
４６　　ファイバーホルダ
４８　　ファイバー封止部
４９　　ファイバーブラケット
ＬＤ１〜７　　ＧａＮ系半導体レーザー
Ｂ１〜７　　レーザービーム
Ｂ　　合波されたレーザービーム

Claims

光ファイバーと、
この光ファイバーの一端部を保持する保持部材と、
光源と、
この光源が発する光を前記光ファイバーに、その一端面から入射させる光学系とを備えてなるファイバーモジュールにおいて、
前記光ファイバーが前記保持部材に、薄層化された紫外線硬化型接着剤によって接着固定されていることを特徴とするファイバーモジュール。
前記保持部材が透明部材からなることを特徴とする請求項１記載のファイバーモジュール。
前記光ファイバーとしてのマルチモード光ファイバーと、
前記光源としての複数の半導体レーザーと、
これらの半導体レーザーからそれぞれ出射したレーザービームを集光した上で前記光ファイバーに入射させる、前記光学系としての集光光学系とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載のファイバーモジュール。