2025-183000 光学装置、及び光学システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025183000

(43)【公開日】2025-12-16

(54)【発明の名称】光学装置、及び光学システム

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/02253 20210101AFI20251209BHJP

   H01S 5/0239 20210101ALI20251209BHJP

   H01S 5/02255 20210101ALI20251209BHJP

   H01S 5/02325 20210101ALI20251209BHJP

   G02B 5/00 20060101ALI20251209BHJP

【ＦＩ】

H01S5/02253

H01S5/0239

H01S5/02255

H01S5/02325

G02B5/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024090840

(22)【出願日】2024-06-04

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和５年度、環境省、革新的な省ＣＯ２実現のための部材や素材の社会実装・普及展開加速化事業委託業務、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000005821

【氏名又は名称】パナソニックホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大森 弘治

(72)【発明者】

【氏名】大野 啓

【テーマコード（参考）】

2H042

5F173

【Ｆターム（参考）】

2H042AA15

2H042AA22

5F173MC30

5F173MD04

5F173ME23

5F173ME64

5F173ME85

5F173MF03

5F173MF39

(57)【要約】

【課題】シロキサンによる汚染を抑制した光学装置、及び光学システムの提供に資する。
【解決手段】レーザ発光部と、シリコーン成分を含む部材と、前記部材を、前記レーザ発光部から射出されるレーザ光から遮光する遮光部と、を備えた。
【選択図】図３Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ発光部と、
シリコーン成分を含む部材と、
前記部材を前記レーザ発光部から射出されるレーザ光から遮光する遮光部と、
を備えた光学装置。

【請求項2】

前記部材は接着剤である請求項１に記載の光学装置。

【請求項3】

前記部材は、前記レーザ発光部が射出するレーザ光の配光を制御する配光制御レンズを固定する接着剤である請求項２に記載の光学装置。

【請求項4】

前記部材は接着剤であり、
前記遮光部は、前記レーザ発光部が射出するレーザ光の配光を制御する配光制御レンズにおいてレーザ光の射出方向と垂直な方向に漏れるレーザ光を遮光するレンズホルダであり、前記レンズホルダは、当該レンズホルダにより遮光される領域に前記接着剤により固定され、前記レンズホルダの大きさによりレーザ光の光軸位置を調整可能である請求項２に記載の光学装置。

【請求項5】

前記レーザ発光部は、下部電極ブロックに半導体素子が実装され、前記下部電極ブロックと上部電極ブロックとで、前記半導体素子を挟持して通電し、前記下部電極ブロックと前記上部電極ブロックには、それぞれに端子電極が取り付けられる請求項１に記載の光学装置。

【請求項6】

前記レーザ発光部は、４５０ｎｍ未満のレーザ光を発振する請求項１に記載の光学装置。

【請求項7】

請求項１に記載の光学装置と、
前記レーザ発光部から射出するレーザ光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズを光軸方向に可動させる可動部と、を備え、
前記可動部は、シリコーン成分を含む材料が塗布されている部材を含み、
前記材料をレーザ光から遮光する他の遮光部を備えた光学システム。

【請求項8】

前記他の遮光部は、前記集光レンズの動きに合わせて伸縮し、前記材料を光から遮光する蛇腹である請求項７に記載の光学システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光学装置、及び光学システムに関する。

【背景技術】

【0002】

有機シリコーン（シロキサン）類は、さまざまなものに含まれる。有機シリコーン類が含まれるものとして、電気部品や機械製品の内部で使用されるシリコーン製のゴム、オイル、接着剤、及びシャンプー・リンスなどが挙げられる。

【0003】

シリコーン素材からは、低分子シロキサンが揮発する。揮発した低分子シロキサンが電気部品（例えばリレーやモータなど）に付着すると接点障害を起こすという問題がある。同様に、半導体レーザを用いた光源装置においても、レーザ発光点にＳｉＯ２（二酸化ケイ素）が付着堆積することで、レーザ特性を劣化させ、半導体レーザの寿命が短くなる問題がある。

【0004】

こうしたシロキサン等の汚染物質の付着を抑制するために、ケースで外部環境から遮断したり、光源装置内に気体を流したりすることで、汚染物質が半導体レーザチップ端面に付着することを抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

特許文献１に開示された光学装置は、レーザ光が射出される光出射面に対向して、且つ、光出射面と離間して配置された光学部品と、半導体レーザ素子及び光学部品を収容し、気体を導入するための導入口及び気体を排出するための排気口を有するケースと、半導体レーザ素子に、導入口から導入された気体を吹き付けるための吹付口を有する流路部（筒体）と、を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０２０／０５４５９３号

【特許文献2】特表２０２２－５２３７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上記光学装置では、ケース内に低シロキサン分子が存在し、対流があると、シロキサン分子の分子運動が加速され、光出射面への衝突が増えることとになるため、結果的にシロキサンの付着堆積を抑えることはできない。また、気体を導入するために、ポンプ等が必要となるが、ポンプの潤滑剤には、直鎖シロキサンを含むオイルやシリコングリスが用いられている。このシリコングリスに対し、青色レーザ光が照射されることで、直鎖シロキサンが分解され、それらがケース内に侵入してＳｉＯ２の付着堆積を起こす可能性がある。

【0008】

特許文献２に開示されたレーザーシステムでは、内部キャビティにはシリコンベースの汚染源がない。そして、内部キャビティでは、外部にある環境から隔離されるようにしたハウジングによって、固体デバイスの動作中に内部キャビティ内でのＳｉＯ２の生成が回避される。これにより、内部キャビティはＳｉＯ２の蓄積が回避される。

【0009】

しかしながら、シリコーン成分を含む可能性があるものは、上述したシリコングリスの他にも、接着剤、プリプレグ、フラックス、レジスト、樹脂、及び半導体部品など、非常に多いため、そのすべてを隔離することは困難である。具体的には、図１２に示されるような光学部品の場合、汚染源として、例えばレンズやミラーを固定する接着剤、半導体レーザに用いられるプリント基板、及び密閉のためのゴムやプラスチック部品の離型剤等、多くのものが挙げられる。さらに、レーザ光を測定する測定装置内の可動部には、シリコングリス、オイル類が使用されており、その中には、大量のシロキサンが含有されている。

【0010】

そのため、例えば青色のレーザ光を射出する光学装置では、照射時間とともにレーザ光の出力が徐々に低下する。図１３は、レーザ光の出力変化を示すグラフである。このグラフは、横軸がレーザ光の照射時間を示し、縦軸がレーザ光の出力変化を示す。また、このグラフは、密閉された光学装置内で、環状シロキサン０．１ｍｇを６０度で揮発させた場合（以下、「事例Ａ」とする）、環状シロキサン０．１ｍｇを２５度で揮発させた場合（以下、「事例Ｂ」とする）、直鎖シロキサン１ｍｇを２５度で揮発させた場合（以下、「事例Ｃ」とする）の３つの事例での出力変化を示す。なお、直鎖シロキサンが常温では揮発しないことが確認されている。

【0011】

図１３に示されるように、事例Ａの場合は、約１１２時間で出力が約２０％低下し、ＳｉＯ２の堆積量は、１２９ｎｍとなった。事例Ｂの場合は、約１１２時間で出力が約５％程度低下し、ＳｉＯ２の堆積量は、６８．５ｎｍとなった。

【0012】

事例Ａの方が事例Ｂよりも低下していることについては、環状シロキサンの場合、揮発条件により、揮発した環状シロキサン分子の分子運動を活発化になり、装置内壁面における環状シロキサン分子の停滞が減少し、実際の装置内の環状シロキサン濃度が高くなったことと、分子運動が大きくなったことで、レーザの出射端面の環状シロキサンの衝突が増えたことによるものと推定できる。

【0013】

また、事例Ｃの場合、約１１２時間で出力が約２４％低下し、ＳｉＯ２の堆積量は、２１０ｎｍとなった。事例Ｃは、３つの事例の中で最もＳｉＯ２の付着堆積の影響を受けた事例となった。

【0014】

これまでは、直鎖シロキサンは、約３００℃以上の高温で分解揮発し、常温では分解揮発しないため、シロキサンの付着堆積の問題には関係ないものと考えられてきた。しかしながら、今回の検証のように、直鎖シロキサンに青色のレーザ光を照射することより、直鎖シロキサンが常温でも分解し、青色レーザの出射端面にＳｉＯ２が付着堆積することが証明された。

【0015】

本開示の非限定的な実施例は、シロキサンによる汚染を抑制した光学装置、及び光学システムの提供に資する。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本開示の一実施例に係る光学装置は、レーザ発光部と、シリコーン成分を含む部材と、前記部材を前記レーザ発光部から射出されるレーザ光から遮光する遮光部と、を備えた。

【0017】

本開示の一実施例に係る光学システムは、レーザ発光部と、シリコーン成分を含む部材と、前記部材を前記レーザ発光部から射出されるレーザ光から遮光する遮光部と、を備えた光学装置と、前記レーザ発光部から射出するレーザ光を集光する集光レンズと、前記集光レンズを光軸方向に可動させる可動部と、を備え、前記可動部は、シリコーン成分を含む材料が塗布されている部材を含み、前記材料をレーザ光から遮光する他の遮光部を備えた。

【発明の効果】

【0018】

本開示の非限定的な実施例は、シロキサンによる汚染を抑制可能とする。

【0019】

本開示の一実施例における更なる利点及び効果は、明細書及び図面から明らかにされる。かかる利点及び／又は効果は、いくつかの実施形態並びに明細書及び図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つ又はそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態に係る光学装置の構成例を示す図

【図2A】遮光部を設けていない場合の構成例を示す図

【図2B】遮光部を設けていない場合の構成例を示す図

【図3A】遮光部を設けた場合の構成例を示す図

【図3B】遮光部を設けた場合の構成例を示す図

【図4A】塗装済みレンズを接着剤で固定する構成例を示す図

【図4B】塗装済みレンズを接着剤で固定する構成例を示す図

【図5A】塗料を遮光部とする場合の組み立て工程例を示す図

【図5B】塗料を遮光部とする場合の組み立て工程例を示す図

【図5C】塗料を遮光部とする場合の組み立て工程例を示す図

【図6A】遮光板により遮光部を構成する場合の組み立て工程例を示す図

【図6B】遮光板により遮光部を構成する場合の組み立て工程例を示す図

【図6C】遮光板により遮光部を構成する場合の組み立て工程例を示す図

【図7】第２実施形態に係る光学装置の構成例を示す図

【図8】光学装置において遮光部を設けていない構成例を示す図

【図9】光学装置において遮光部を設けた構成例を示す図

【図10】第３実施形態に係る光学システムの構成例を示す図

【図11】集光レンズと可動部とを示す図

【図12】光学装置例を示す図

【図13】レーザ光の出力変化を示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0022】

＜第１実施形態＞
第１実施形態では、シリコーン成分を含む部材として、接着剤を例にした実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る光学装置１０の構成例を示す図である。光学装置１０は、半導体レーザチップ１００、サブマウント１２０、配光制御レンズ１３０、光アイソレータ１４０、フォトダイオード１５０、温度センサ１６０、及び筐体１７０を含む。この光学装置１０は、ピグテール型のレーザモジュールである。また、光学装置１０は、光通信を行うために光ファイバにレーザ光を射出するものであってもよいし、レーザ加工装置であってもよい。また、光学装置１０は、光路を調整するミラーや回折格子などを備えているが、図１ではこれらを省略している。

【0023】

以下の説明において、図面に示されるＸ軸の正方向を前方向と表現することがある。Ｘ軸の負方向を後方向と表現することがある。Ｙ軸の正方向を左方向と表現することがある。Ｙ軸の負方向を右方向と表現することがある。Ｚ軸の正方向を上方向と表現することがある。Ｚ軸の負方向を下方向と表現することがある。この表現を用いると、図１は、光学装置１０を上方向から見た図である。またレーザ光は、前方向に射出される。

【0024】

半導体レーザチップ１００は、レーザ発光部の一例であり、波長が３５０ｎｍ～４５０ｎｍ程度の青色光～紫外線光のレーザ光を射出する。半導体レーザチップ１００のＰ電極面は、サブマウント１２０を介してＮ電極面と電気的に接続され、Ｎ電極面はワイヤーボンドなどによってサブマウント１２０と電気的接続される。半導体レーザチップ１００は、発光点が１つのシングルエミッタレーザーダイオードでもよいし、発光点が複数のバーエミッタレーザダイオードでもよい。

【0025】

サブマウント１２０は、半導体レーザチップ１００を実装する基板である。サブマウント１２０には、熱伝導性に優れ、かつ、半導体レーザチップ１００の実装時の応力回避のため、半導体レーザチップ１００の線膨張係数に合わせた材料が採用され、たとえば、ＣｕＷ、Ｃｕダイヤ、又はＡＬＮ等のセラミックス材料が採用される。

【0026】

配光制御レンズ１３０は、例えばコリメーションレンズであり、半導体レーザチップ１００が射出する光の配光を制御する。光アイソレータ１４０は、順方向にのみレーザ光を通し、逆方向の光は遮断するような特性をもっている。この光アイソレータ１４０により、例えば、半導体レーザチップ１００が射出したレーザ光を光ファイバに通して出力する時に、逆に外部からの迷光や反射光が光ファイバを通って半導体レーザチップ１００へ入射することが回避される。以下の説明において、配光制御レンズ１３０及び光アイソレータ１４０をまとめて光学部品１３５と表現することがある。

【0027】

光学部品１３５の材料は、ガラス材料、樹脂材料等である。また、光学部品１３５は、半導体レーザチップ１００の光出射面に対向して、かつ、半導体レーザチップ１００から離間して不図示の搭載基板に、シリコーン成分を含む接着剤により固定配置される。以下の説明において種々の部品を接着するために用いられる接着剤はシリコーン成分が含まれるものとする。

【0028】

また、半導体レーザチップ１００から射出したレーザ光のすべてが光学部品１３５を透過することはなく、透過できないレーザ光が迷光となる。迷光は、散乱光として、光源装置１０の筐体１７０内を照射する。

【0029】

温度センサ１６０は、半導体レーザチップ１００の温度を検出する。フォトダイオード１５０は、半導体レーザチップ１００の後方端面出力の電流を測定する。温度センサ１６０及び半導体レーザチップ１００は接着剤によって筐体１７０に固定される。

【0030】

このように、光学装置１０には、種々の部品を固定するために接着剤が用いられている。上述したように、筐体１７０内には散乱光が照射されるため、何らかの対策をしない限り、接着剤からシロキサンが大量に揮発し、半導体レーザチップ１００に悪影響を及ぼす。

【0031】

そこで、シロキサンの揮発を抑制するために、光学装置１０において、接着剤をレーザ光から遮光する遮光部を設けた構成について説明する。なお、第１実施形態では、一例として、配光制御レンズ１３０を固定するための接着剤をレーザ光から遮光する遮光部を設ける２種類の構成例について説明する。構成例の１つは、レンズホルダを用いる構成例であり、もう１つは、配光制御レンズ１３０が接着剤と接する面に透過率の低い色の塗料を塗布し、塗布された塗料を遮光部とする構成例である。後者の構成例では、透過率の低い色の塗料が塗布された塗料面が遮光部の一部又は全部を構成する。以下の説明において、「塗料」は、レーザ光の透過率の低い色の塗料を示すものとする。また、以下の説明では、遮光部を設けていない場合と設けた場合との違いを分かりやすくするために、遮光部を設けていない場合の構成例も説明される。

【0032】

図２Ａ、図２Ｂは、遮光部を設けていない場合の構成例を示す図である。図３Ａ、図３Ｂは、遮光部（レンズホルダ）を設けた場合の構成例を示す図である。また、図２Ａ、図３Ａは、光学装置１０を右方向から見た図である。図２Ｂ、図３Ｂは、光学装置１０を前方向から見た図である。いずれの図も、光アイソレータ１４０、フォトダイオード１５０、及び温度センサ１６０は省略されている。筐体１７０は底面のみ示されている。なお、図２Ｂ、図３Ｂに示される十字型の中央は光軸を示す。

【0033】

図２Ａ、図２Ｂにおいて、配光制御レンズ１３０は、接着剤２００に直接触れた状態で筐体１７０に固定されている。図２Ａ、図２Ｂに示される構成では、遮光部が設けられていないことから、接着剤２００に散乱光が照射されるため、シロキサンが揮発し、半導体レーザチップ１００に悪影響を及ぼす。

【0034】

図３Ａ、図３Ｂにおいて、配光制御レンズ１３０は、レンズホルダ３００に保持され、レンズホルダ３００が接着剤２００に直接触れた状態で筐体１７０に固定されている。レンズホルダ３００の色は、当該レンズホルダ３００による反射やレーザ光の透過を防ぐため、例えば黒など、反射率及び透過率が低い色とされる。また、レンズホルダ３００の大きさ（例えば筐体１７０から配光制御レンズ１３０がセットされる位置の高さ）によりレーザ光の光軸位置を調整可能である。

【0035】

図３Ａ、図３Ｂに示される構成では、レンズホルダ３００は、少なくともレーザ光の射出方向（前方向、光軸方向）と垂直な方向に漏れるレーザ光を遮光する。また、レンズホルダ３００は、当該レンズホルダ３００により遮光される領域に接着剤３００により固定される。この「レンズホルダ３００により遮光される領域」は、上述したようにレンズホルダ３００は光軸と垂直な方向に漏れるレーザ光を遮光することから、レンズホルダ３００において光軸の垂直方向を法線ベクトルとする面上の領域である。この領域は、図３Ａ、図３Ｂの場合、Ｘ軸と垂直な方向（上方向、下方向、左方向、右方向など）にある面にある領域であり、筐体１７０が下方向にあることから、レンズホルダ３００の下方向の面の領域を接着剤２００と接する領域としている。そして、図３Ａ、図３Ｂに示されるように、接着剤２００の大きさが図２Ａ、図２Ｂの場合と比較して小さくなり、また薄くなっていることから、接着剤２００の露出領域の大きさも抑制できる。その結果、レンズホルダ３００を設けない場合と比較して、シロキサンの揮発を抑制することができる。

【0036】

次に、接着剤２００と接する面に塗料が塗布された配光制御レンズ１３０を接着剤２００で固定する構成について説明する。以下の説明において、接着剤２００と接する面に塗料が塗布された配光制御レンズ１３０を、塗装済みレンズと表現する。

【0037】

図４Ａ、図４Ｂは、塗装済みレンズ５００を接着剤２００で固定する構成例を示す図である。図４Ａ、図４Ｂは、塗装済みレンズ５００、遮光部６００Ａ、６００Ｂ、筐体１７０を示す図である。図４Ａ、図４Ｂにおいて、塗装済みレンズ５００は遮光部６００Ａを有する。その遮光部６００Ａは、塗料が塗布された塗料面であり、遮光部６００Ａは接着剤２００との接触面となる。塗装済みレンズ５００は、接着剤２００に直接触れた状態で筐体１７０に固定される。接着剤２００における、塗装済みレンズ５００との非接触面には、遮光部６００Ｂが設けられる。

【0038】

これにより、接着剤２００は、塗装済みレンズ５００との接触面と非接触面の両方（すなわち全面）において遮光される。図４Ａ、図４Ｂにおける遮光部６００Ｂには、２種類の形態がある。そのうちの１つは塗布された塗料を遮光部６００Ｂとする形態で、もう１つは筒状遮光板により遮光部６００Ｂを構成する形態である。

【0039】

図５Ａ乃至図５Ｃは、塗布された塗料を遮光部６００Ｂとする場合の組み立て工程例を示す図である。図５Ａに示されるように、まず遮光部６００Ａを備えた塗装済みレンズ５００を用意し、筐体１７０に接着剤２００を塗布する。次に、図５Ｂに示されるように、塗装済みレンズ５００を接着剤２００に載せて、位置決めする。最後に、図５Ｃに示されるように、凝固した接着剤２００のうちの非接触面に塗料を塗布することで、遮光部６００Ｂが仕上がる。

【0040】

図６Ａ乃至図６Ｃは、遮光板により遮光部６００Ｂを構成する場合の組み立て工程例を示す図である。図６Ａに示されるように、まず筒状遮光板により構成された遮光部６００Ｂを筐体１７０にセットする。筒状遮光板は、例えばアルミ箔のようなフレキシブルな素材で、筒状遮光板の外側は、塗料が塗布され、塗装済みレンズ５００との接着時には変形することが望ましい。

【0041】

次に、図６Ｂに示されるように、遮光部６００Ａを備えた塗装済みレンズ５００を用意し、筒状遮光板の筒の中に接着剤２００を注入する。最後に、図６Ｃに示されるように、塗装済みレンズ５００を接着剤２００に載せて、位置決めし、接着剤２００を凝固させる。

【0042】

接着剤２００に含有されているシロキサン成分のうち、環状シロキサンは、常温で拡散するが、光学装置１０の組み立て工程時に、拡散した環状シロキサンを除去すれば、問題はない。しかしながら、直鎖シロキサンは、青色のレーザ光で分解し、拡散するため、光学装置１０の接着剤２００や、他の直鎖シロキサン含有の構成部材を青色のレーザ光から遮光することで、直鎖シロキサンの分解を防ぐことができる。

【0043】

上述した実施形態において、遮光部６００Ａを塗料面として説明したが、遮光部６００Ａは配光制御レンズ１３０の下半分に装着されるレンズホルダであってもよい。

【0044】

以上説明したように、第１実施形態によれば、レンズホルダ３００や遮光部６００Ａ、６００Ｂによって接着剤２００をレーザ光から遮光することで、シロキサンによる汚染を抑制することができる。

【0045】

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、シリコーン成分を含む部材として、接着剤を例にした実施形態について説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係る光学装置２０の構成例を示す図である。光学装置２０は、半導体レーザチップ１００、サブマウント１２０、配光制御レンズ１３０、光アイソレータ１４０、フォトダイオード１５０、Ｐ電極ブロック７１０、Ｎ電力ブロック７２０、温度センサ１６０、及び筐体１７０を含む。この光学装置１０は、光通信を行うために光ファイバにレーザ光を射出するものであってもよいし、レーザ加工装置であってもよい。この光学装置２０は、ピグテール型のレーザモジュールである。また、光学装置１０は、光路を調整するミラーや回折格子などを備えているが、図７ではこれらを省略している。

【0046】

第１実施形態の構成と大きく異なる点は、銅製のＰ電極ブロック７１０に、サブマウント１２０、半導体レーザチップ１００がはんだ実装され、半導体レーザチップ１００のＮ電力ブロック７２０とＮ電力ブロック７２０が、不図示のワイヤーボンドやバンプで接続されている点である。以下の説明では、遮光部を設けていない場合と設けた場合との違いを分かりやすくするために、遮光部を設けていない場合の構成例も説明される。

【0047】

図８は、光学装置２０において遮光部を設けていない構成例を示す図である。図８に示されるように、光学装置２０では、Ｐ電極ブロック７１０と、Ｎ電力ブロック７２０とが接着剤２００を用いて接着されている。接着剤２００は、Ｐ電極ブロック７１０と、Ｎ電力ブロック７２０との間に側面から注入されるため、接着剤２００の凝固後、接着剤２００が外部に露出する。

【0048】

この露出している接着剤２００に、青色のレーザ光による散乱光が照射されると、接着剤２００からシロキサンが揮発するため、密閉された光学装置２０の筐体１７０内に、シロキサンが拡散することになる。遮光部が設けられていない場合には、接着剤２００に散乱光が照射されるため、シロキサンが揮発し、半導体レーザチップ１００に悪影響を及ぼす。

【0049】

シロキサンの揮発を抑制するために、光学装置２０において、接着剤をレーザ光から遮光する遮光部を設けた構成について説明する。図９は、光学装置２０において、遮光部８００を設けた構成例を示す図である。図９に示されるように、光学装置２０では、外部に露出した接着剤２００を遮光部８００で覆うことにより、レーザ光を遮光する。第２実施形態における遮光部８００は、レーザ光を遮光する板状の部材である。

【0050】

以上説明したように、第２実施形態によれば、遮光部８００によって接着剤２００をレーザ光から遮光することで、遮光部を設けない場合と比較して、シロキサンによる汚染を抑制することができる。

【0051】

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、光学システムに用いられている、シリコーン成分を含む材料として、潤滑剤を例にした実施形態について説明する。図１０は、本発明の第３実施形態に係る光学システム３０の構成例を示す図である。光学システム３０は、レーザ光の形状を観察したり、レーザ光の強度分布を計測するためのシステムである。光学システム３０は、第２実施形態で説明した光学装置２０、光学部品９１０、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）９２０、集光レンズ９３０、及びセンサ９４０を含む。なお、第３実施形態においては、レーザ光を射出可能な光学装置が設けられていると光学装置２０に代えて、第１実施形態で説明した光学装置１０であってもよい。

【0052】

光学装置２０から射出されたレーザ光は、光学部品９１０で集光される。光学部品９１０は、ＣＣＤ９２０と集光レンズ９３０の両方にレーザ光を射出する。レーザ光が入射したＣＣＤ９２０において、ＣＣＤ９２０を構成する各々の受光素子がレーザ光を受光し、これらの受光素子の出力により、レーザ光の形状が観察可能となる。一方、レーザ光が入射した集光レンズ９３０は、センサ９４０にレーザ光を射出する。レーザ光が入射したセンサ９４０においてレーザ光の強さを検出することで、レーザ光の強度が計測可能となる。

【0053】

光学システム３０は、上述した集光レンズ９３０を、光軸方向に可動する可動部を備える。図１１は、集光レンズ９３０と可動部９５０とを示す図である。可動部９３０は、支柱９５１、遮光部９５２、及びレール９５３を備える。レール６５３は、ボールねじであってもよい。支柱９５１は、集光レンズ９３０のレンズホルダと、それを支える柱と、レール６５３をスライドするためのレールブロックなどで構成される。レール９５３には、レールブロックをスライドさせるために、シリコーン成分を含む潤滑剤９５４が塗布されている。この潤滑剤９５４は、例えばシリコングリス・オイルである。

【0054】

シリコングリス・オイルは、大量の直鎖シロキサンを含有し、このシリコングリス・オイルに、青色のレーザ光、散乱光、又は紫外線光が照射されると、直鎖シロキサンが分解される。分解された直鎖シロキサン分子は分子量が大きい。低分子の環状シロキサンのように、空気中で分子運動をすることなく、さほど拡散せずに停滞するものと推測される。

【0055】

しかし、停滞している状態で、さらにレーザ光４０や散乱光４１が照射されると、直鎖シロキサンの一部が分解され、空気中に拡散浮遊する。この拡散浮遊した直鎖シロキサンが、光学装置２０の半導体レーザチップの光出射面で酸素と結合し、光出射面に、ＳｉＯ２が付着堆積することとなる。

【0056】

そこで、本実施形態では、潤滑剤９５４をレーザ光から遮光する遮光部９５２を設けた。遮光部９５２は、図１１に示されるように、集光レンズ９３０の動きに合わせてレール９５３を光から遮光するように蛇腹状に構成される遮光シートである。なお、レールブロックとレールをレーザ光から遮光するステージを設け、そのステージ下部にレールブロックとレールを配置して、レーザ光や紫外線光から遮光してもよい。

【0057】

図１１に示されるような、安全扉やカバーなどのない開かれた装置の可動部に対して、この蛇腹状に構成される遮光部を用いてもよいが、光学装置１０のような閉じられた装置や、安全・ダスト対策がなされた光学システムの場合には、蛇腹状に構成される遮光部は不要である。

【0058】

以上説明したように、第３実施形態によれば、遮光部９５２によってレール９５３をレーザ光から遮光することで、遮光部を設けない場合と比較して、シロキサンによる汚染を抑制することができる。

【0059】

＜変形例＞
上記実施形態では、シリコーン成分を含む部材や材料として接着剤や潤滑剤を用いて説明したが、これらに限るものではない。シリコーン成分を含む部材が樹脂のような固体の場合には、第２実施形態で説明したような遮光板により構成されたものを遮光部としてもよい。シリコーン成分を含む材料が液体やソフトマターのようなものの場合には、それらを包み込む容器や、第３実施形態で説明したような遮光シートを遮光部としてもよい。

【0060】

＜実施の形態のまとめ＞
本開示の一実施例に係る光学装置は、レーザ発光部と、シリコーン成分を含む部材と、前記部材を前記レーザ発光部から射出されるレーザ光から遮光する遮光部と、を備えた。

【0061】

本開示の一実施例に係る光学システムは、光学装置と、前記レーザ発光部から射出するレーザ光を集光する集光レンズと、前記集光レンズを光軸方向に可動させる可動部と、を備え、前記可動部は、シリコーン成分を含む材料が塗布されている部材を含み、前記材料をレーザ光から遮光する他の遮光部を備えた。

【0062】

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

【0063】

以上、本開示の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0064】

本開示の一実施例は、レーザ光に晒される装置やシステムに好適である。

【符号の説明】

【0065】

１０、２０ 光学装置
３０ 光学システム
１００ 半導体レーザチップ
１２０ サブマウント
１３０ 配光制御レンズ
１３５、９１０ 光学部品
１４０ 光アイソレータ
１５０ フォトダイオード
１６０ 温度センサ
１７０ 筐体
１８０ 周辺光量判定部
２００ 接着剤
２１０ 照射制御部
２２０ 照射体
３００ レンズホルダ
５００ 塗装済みレンズ
６００Ａ、６００Ｂ、８００、９５２ 遮光部
７１０ Ｐ電極ブロック
７２０ Ｎ電力ブロック
９２０ ＣＣＤ
９３０ 集光レンズ
９４０ センサ
９５０ 可動部
９５１ 支柱
９５３ レール
９５４ 潤滑剤

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】