特許 7287242 光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-29

(45)【発行日】2023-06-06

(54)【発明の名称】光モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/0239 20210101AFI20230530BHJP

   H01S 5/02255 20210101ALI20230530BHJP

   H01S 5/02315 20210101ALI20230530BHJP

   H01S 5/40 20060101ALI20230530BHJP

【ＦＩ】

H01S5/0239

H01S5/02255

H01S5/02315

H01S5/40

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019201730

(22)【出願日】2019-11-06

(65)【公開番号】P2021077711

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-04-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100136722

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼木 邦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100174399

【弁理士】

【氏名又は名称】寺澤 正太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100176658

【弁理士】

【氏名又は名称】和田 謙一郎

(72)【発明者】

【氏名】中村 勇貴

(72)【発明者】

【氏名】中西 裕美

(72)【発明者】

【氏名】京野 孝史

【審査官】百瀬 正之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１１０２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７４０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５１７０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４１６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９４５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０２３９６１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１４２０７６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ５／００－５／５０

Ｇ０２Ｂ ６／２６－６／２７

Ｇ０２Ｂ ６／３０－６／３４

Ｇ０２Ｂ ６／４２－６／４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のレーザ光源と、
前記複数のレーザ光源から出力された複数のレーザ光の光路を反転させる光路反転部と、
前記光路反転部からの前記複数のレーザ光が入力され、前記複数のレーザ光を混合するための平面光波回路と、
を備え、
前記複数のレーザ光源は、前記平面光波回路上に配置されており、
前記光路反転部は、前記複数のレーザ光源からの前記複数のレーザ光の出力方向において前記平面光波回路から離間して配置された、少なくとも一つの反射部材を有する、
光モジュール。

【請求項2】

前記少なくとも一つの反射部材は、複数のレーザ光源に対して個別に設けられているとともに複数のレーザ光を出力した状態で光軸を調整するための複数の反射部材を有する、
請求項１に記載の光モジュール。

【請求項3】

前記少なくとも一つの反射部材は、プリズムまたは平面ミラーを有する、
請求項１または請求項２に記載の光モジュール。

【請求項4】

前記光路反転部は、前記複数のレーザ光源と前記少なくとも一つの反射部材との間に配置された少なくとも一つのレンズを有する、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の光モジュール。

【請求項5】

前記少なくとも一つの反射部材は、曲面ミラーを有する、
請求項１に記載の光モジュール。

【請求項6】

温度を調整するための温度調整器を更に備え、
前記光路反転部および前記平面光波回路は、前記温度調整器上に配置されている、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光モジュール。

【請求項7】

前記光路反転部および前記平面光波回路を支持するための支持体と、
前記支持体に取り付けられ、前記複数のレーザ光源、前記光路反転部および前記平面光波回路を覆うカバーと、
を更に備える、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光モジュール。

【請求項8】

前記平面光波回路は、前記光路反転部から出力された前記複数のレーザ光が入力される第１端面と、前記第１端面と反対側に位置しており前記平面光波回路内を伝播した光が出力される第２端面とを有する、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

複数のレーザ光を混合して一つの混合光として出力する技術として、たとえば、特許文献１に記載されているように、複数の光導波路を有する平面光波回路を用いた技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１７／１４２０７６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

レーザ光源から出力されるレーザ光は、通常、拡散している。そのため、特許文献１に記載されているような平面光波回路にレーザ光を効率的に入力するためには、レーザ光をレンズで集光する必要がある。したがって、平面光波回路で複数のレーザ光を混合する場合、複数のレーザ光源、複数のレンズ、および、平面光波回路を、複数のレーザ光源、複数のレンズ、および、平面光波回路の順に配置することが考えらえる。しかしながら、この場合、実装面積が大きくなるため、光モジュールが大型化する。

【0005】

本発明は、小型化を実現可能な光モジュール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】

【0006】

一実施形態に係る光モジュールは、複数のレーザ光源と、前記複数のレーザ光源から出力された複数のレーザ光の光路を反転させる光路反転部と、前記光路反転部からの前記複数のレーザ光が入力され、前記複数のレーザ光を混合するための平面光波回路と、を備え、前記複数のレーザ光源は、前記平面光波回路上に配置されている。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、小型化を実現可能な光モジュールを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態に係る光モジュールの一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示した光モジュールのカバーを外した状態を示す斜視図である。

【図3】図３は、図２に示した光モジュールの平面図である。

【図4】図４は、図２に示した光モジュールの側面図である。

【図5】図５は、光モジュールが備える平面光波回路の一例の平面図である。

【図6】図６は、変形例１に係る光モジュールの一例の斜視図である。

【図7】図７は、変形例２に係る光モジュールの一例の斜視図である。

【図8】図８は、変形例３に係る光モジュールの一例の斜視図である。

【図9】図９は、変形例４に係る光モジュールの一例の斜視図である。

【図10】図１０は、変形例５に係る光モジュールの一例の斜視図である。

【図11】図１１は、変形例５に係る光モジュールにおいてカバーを図示した場合の斜視図である。

【図12】図１２は、変形例６に係る光モジュールの一例の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。

【0010】

一実施形態に係る光モジュールは、複数のレーザ光源と、前記複数のレーザ光源から出力された複数のレーザ光の光路を反転させる光路反転部と、前記光路反転部からの前記複数のレーザ光が入力され、前記複数のレーザ光を混合するための平面光波回路と、を備え、前記複数のレーザ光源は、前記平面光波回路上に配置されている。

【0011】

上記構成では、複数のレーザ光源から出力された複数のレーザ光は、光路反転部に入力され、光路反転部によって、複数のレーザ光の光路が反転する。そのため、複数のレーザ光源が、平面光波回路上に配置されていても、複数のレーザ光を平面光波回路に入力し、混合できる。複数のレーザ光源が、平面光波回路上に配置されていることから、光モジュールの小型化を図れる。

【0012】

前記光路反転部は、少なくとも一つの反射部材を有してもよい。これにより、複数のレーザ光の光路を反転できる。

【0013】

前記少なくとも一つの反射部材は、たとえばプリズムまたは平面ミラーを有し得る。上記少なくとも一つの反射部材がプリズムを有する場合、レーザ光源の下に配置された平面光波回路にレーザ光を入力し易い。上記少なくとも一つの反射部材が平面ミラーを有する場合、製造コストの低減を図れる。

【0014】

前記光路反転部は、少なくとも一つのレンズを有してもよい。これにより、複数のレーザ光の平面光波回路への結合効率を向上できる。

【0015】

前記少なくとも一つの反射部材は、たとえば曲面ミラーを有し得る。この場合、曲面ミラーでレーザ光の反射と集光を行えるので、部品点数を減らせる。

【0016】

一実施形態に係る光モジュールは、温度を調整するための温度調整器を更に備え、前記光路反転部および前記平面光波回路は、前記温度調整器上に配置されていてもよい。この場合、温度調整器上の各部品を温調することで、たとえ周囲の温度が変化したとしても、熱応力による部材の変形や位置ずれによって生じる結合効率の変化や、屈折率変化によって生じる平面光波回路の透過率変化などを抑制できる。

【0017】

一実施形態に係る光モジュールは、前記光路反転部および前記平面光波回路を支持するための支持体と、前記支持体に取り付けられ、前記複数のレーザ光源、前記光路反転部および前記平面光波回路を覆うカバーと、を更に備える。この場合、複数のレーザ光源、光路反転部および平面光波回路への異物の付着などを防止可能である。

【0018】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の光モジュールの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。説明中、「上」、「下」等の方向を示す語は、図面に示された状態に基づいた便宜的な語である。

【0019】

図１～図４に示したように、一実施形態に係る光モジュール１は、第１のレーザ光源１０Ａ、第２のレーザ光源１０Ｂ、第３のレーザ光源１０Ｃ、光路反転部２０および平面光波回路３０を備える。光モジュール１は、第１のレーザ光源１０Ａ、第２のレーザ光源１０Ｂおよび第３のレーザ光源１０Ｃから出力される第１のレーザ光Ｌ１、第２のレーザ光Ｌ２および第３のレーザ光Ｌ３（図２参照）を混合し、その混合光Ｌ４（図４参照）を出力する光源装置である。光モジュール１は、たとえば、ウェアラブルデバイス、小型プロジェクタなどに適用され得る。光モジュール１は、支持体４１、カバー４２及び光路変更部５０の少なくとも一つを備えてもよい。以下では、断らない限り、支持体４１、カバー４２及び光路変更部５０を備えた形態を説明する。図２～図４では、光モジュール１においてカバー４２を省略した場合を図示している（図６～図１０および図１２において同様）。

【0020】

支持体４１は、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃ、光路反転部２０および平面光波回路３０を支持する部材である。支持体４１は、たとえば、ステムである。支持体４１は板状部材である。支持体４１の材料の例は、Ｎｉ／Ａｕめっきを施した鉄合金である。

【0021】

図１に示したように、カバー４２は、支持体４１に取り付けられている。カバー４２の例は、キャップである。カバー４２は、支持体４１とともに、支持体４１上に設けられた部品（第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃ、光路反転部２０および平面光波回路３０等）を収容するパッケージ４０を形成している。カバー４２は、たとえば、溶接によって、支持体４１に接合されている。カバー４２は、たとえば、支持体４１にハーメチックシールされ、パッケージ４０内の部品を気密封止する。カバー４２には、透過窓４３が形成されている。透過窓４３は、混合光Ｌ４を透過可能に形成されている。たとえば、透過窓４３は、カバー４２に形成された開口に混合光Ｌ４に対して透過性を有する窓部材（たとえば、樹脂からなる樹脂部材またはガラス部材）が嵌められることによって形成され得る。透過窓４３は、レンズ機能を有してもよい。たとえば、透過窓４３は混合光Ｌ４をその光軸上の点に集光する機能、または、混合光Ｌ４をコリメートする機能を有してもよい。

【0022】

図１～図３に示したように、光モジュール１は、複数の導電部材４４を有してもよい。導電部材４４は、たとえばリードピンといった棒状部材である。複数の導電部材４４は、支持体４１の厚さ方向に支持体４１と絶縁された状態で通されている。各導電部材４４の一端は、パッケージ４０内に突出している。複数の導電部材４４は、上記パッケージ４０内に収容された部品を、光モジュール１の外部の装置（または部品）に電気的に接続するための部材である。複数の導電部材４４の数および配置は、上記パッケージ４０内に収容された部品を外部接続可能に設定されている。

【0023】

第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃは、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を出力する。第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃの例は、レーザダイオード（ＬＤ）である。第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃは、ＬＤチップでもよい。第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３の波長領域は限定されないが、本実施形態において、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３の波長領域は、可視光の波長領域である。第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３の波長は互いに異なる。たとえば、第１のレーザ光Ｌ１は、赤色、緑色および青色の何れかの色のレーザ光であり、第２のレーザ光Ｌ２は、赤色、緑色及び青色のうち第１のレーザ光Ｌ１の色以外の２つの色の何れかのレーザ光であり、第３のレーザ光はＬ３、赤色、緑色及び青色のうち第１，第２のレーザ光Ｌ１，Ｌ２の色以外の色のレーザ光である。赤色のレーザ光の発振波長の例は、波長６１０ｎｍ～６７０ｎｍである。緑色のレーザ光の発振波長の例は、波長５００ｎｍ～５５０ｎｍである。青色のレーザ光の発振波長の例は、波長３９０ｎｍ～４２０ｎｍである。

【0024】

第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃは、平面光波回路３０の主面（表面）３０ａ上に配置されている。第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃは、それらの光軸が実質的に平行になるように、並列に配置されている。第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃは、主面３０ａ上に、たとえば、支持台１１を介して配置されている。支持台１１は、一つの部材でもよいし、多段構造を有してよい。図２～図４では、第１支持台１１ａおよび第２支持台１１ｂが積層された２段構造を有する支持台１１を例示している。

【0025】

光路反転部２０は、主面３０ａの法線ｎ（図４参照）の方向（以下、「法線方向」と称す）からみた場合において、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３の光路（進行方向）を反転し、平面光波回路３０に第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を入力する機能を有する。具体的には、光路反転部２０は、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃから出力された第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃ側（平面光波回路３０側）に戻し、平面光波回路３０に入力する。

【0026】

図２～図４を利用して、光路反転部２０の一例を説明する。

【0027】

光路反転部２０は、第１のレンズ２１Ａ、第２のレンズ２１Ｂ、第３のレンズ２１Ｃと、少なくとも一つの反射部材と、を有する。本実施形態では、３の反射部材として、第１のプリズム２２Ａ、第２のプリズム２２Ｂおよび第３のプリズム２２Ｃを光路反転部２０が有する形態を説明する。

【0028】

第１～第３のレンズ２１Ａ～２１Ｃそれぞれは第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃに対応して設けられている。第１～第３のレンズ２１Ａ～２１Ｃは、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を集光する。第１～第３のレンズ２１Ａ～２１Ｃの集光点は、たとえば、後述する平面光波回路３０の第１～第３の入力ポート３１ａ～３１ｃ（図４および図５参照）である。第１～第３のレンズ２１Ａ～２１Ｃは、主面３０ａ上に配置されている。

【0029】

第１～第３のプリズム２２Ａ～２２Ｃ（反射部材）は、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を第１～第３のプリズム２２Ａ～２２Ｃ内で反射することによって、第１～第３のプリズム２２Ａ～２２Ｃに入力された第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３の進行方向を１８０度反転させて出力する。

【0030】

本実施形態において第１～第３のプリズム２２Ａ～２２Ｃは同じプリズムであることから、図４に示されている第３のプリズム２２Ｃについて具体的に説明する。図４では、説明の便宜のため、導電部材４４の図示を省略している。

【0031】

図４に示したように、第３のプリズム２２Ｃは、第１面２２ａおよび第２面２２ｂによって形成される頂角が９０度であるプリズムである。第３のプリズム２２Ｃは、頂角と対向する第３面２２ｃが第３のレンズ２１Ｃに臨むように配置されている。第３面２２ｃから入力された第３のレーザ光Ｌ３は、第１面２２ａおよび第２面２２ｂの順に反射されることによって、再度第３面２２ｃから出力される。第１面２２ａおよび第２面２２ｂにおける第３のレーザ光の反射はたとえば全反射である。第３のプリズム２２Ｃについて説明したが、第１，第２のプリズム２２Ａ，２２Ｂについても同様である。

【0032】

第１～第３のプリズム２２Ａ～２２Ｃは、支持体４１に、たとえば支持台２３を介して配置されている。支持第２３も複数の部材で構成されていてもよい。一実施形態において、第１～第３のプリズム２２Ａ～２２Ｃは、たとえば直角プリズムである。第１～第３のプリズム２２Ｃが直角プリズムである場合、たとえば第２面２２ｂと第３面２２ｃとで形成される角部は面取されていてもよい。これにより、第１～第３のプリズム２２Ｃを支持体４１上に配置しやすい。

【0033】

平面光波回路（Planar light circuit: PLC）３０は、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を混合（合波）し、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３の混合光（合波光）Ｌ４を出力する光カプラとして機能する。図５は、平面光波回路３０の平面図である。本実施形態において平面光波回路３０は、石英系のＰＬＣである。

【0034】

平面光波回路３０の第１端面３０ｂは、第１～第３のレーザ光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が入力される第１～第３の入力ポート３１ａ，３１ｂ，３１ｃを有する。平面光波回路３０の第２端面（第１端面３０ｂと反対側の端面）３０ｃは、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３の混合光Ｌ４が出力される出力ポート３１ｄを有する。

【0035】

平面光波回路３０には、光路反転部２０から出力された第１～第３のレーザ光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に光結合する第１～第３の光導波路３２ａ，３２ｂ，３２ｃが形成されている。第１～第３の光導波路３２ａ，３２ｂ，３２ｃが形成されているは、平面光波回路３０の内部に形成されているが、図５では、説明の便宜のため、第１～第３の光導波路３２ａ，３２ｂ，３２ｃを実線で示している。平面光波回路３０は、第３の光導波路３２ｃを伝播している第３のレーザ光Ｌ３を第２の光導波路３２ｂに移行して第２の光導波路３２ｂを伝播する第２のレーザ光Ｌ２と混合する第１の混合部３３ａと、第１の光導波路３２ａを伝播している第１のレーザ光Ｌ１を第２の光導波路３２ｂに移行して、第１の混合部３３ａで混合された第１および第２のレーザ光Ｌ１，Ｌ２と混合する第２の混合部３３ｂとを有する。第１～第３の光導波路３２ａ～３２ｃは、平面光波回路３０が第１の混合部３３ａおよび第２の混合部３３ｂを有するように、形成されている。第１～第３の光導波路３２ａ，３２ｂ，３２ｃの長さ、大きさ、および、それらの間の間隔などは、平面光波回路３０が上記機能を実現可能に設定されていればよい。

【0036】

上記構成では、平面光波回路３０の第１端面３０ｂに形成された第１～第３の光導波路３２ａ～３２ｃの入力端が第１～第３の入力ポート３１ａ～３１ｃとして機能する。平面光波回路３０の第２端面３０ｃに形成された第２の光導波路３２ｂの出力端が出力ポート３１ｄとして機能する。

【0037】

図２および図４に示したように、光路変更部５０は、平面光波回路３０から出力された混合光Ｌ４の進行方向を、光モジュール１からの出力方向に変更するための部材である。光路変更部５０の例はミラーである。図２および図４に例示した形態では、光路変更部５０は、光路変更部５０からみて、支持体４１と反対側に向けて混合光Ｌ４を反射する。光路変更部５０は、支持台５１に配置されてもよい。

【0038】

光路変更部５０で反射された混合光Ｌ４の光路上には、図２および図４に例示したように、混合光Ｌ４をコリメートまたは集光するレンズ５２が配置されてもよい。レンズ５２は、レンズ支持部材５３で支持される。図２では、レンズ支持部材５３を透視図として図示している（後述する図６～図９でも同様）。レンズ支持部材５３は、たとえば筒状部材である。筒状のレンズ支持部材５３を使用する場合、光路変更部５０は、レンズ支持部材５３の内側に配置され、レンズ５２は、レンズ支持部材５３の開口端部に設けられる。平面光波回路３０からの混合光Ｌ４が光路変更部５０に入力されるように、レンズ支持部材５３のうち出力ポート３１ｄと対向する壁部の一部は開口部５３ａを有する。

【0039】

光モジュール１は、たとえば、支持体４１上に、平面光波回路３０、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃ、光路反転部２０および光路変更部５０等を搭載する。その後、支持体４１にカバー４２を取り付けることで製造され得る。平面光波回路３０、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃ、光路反転部２０及び光路変更部５０等の搭載順は限定されない。

【0040】

たとえば、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃを平面光波回路３０上に固定した後、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃから第１～第３のレーザ光を出力しながら、光路反転部２０を支持体４１上に搭載してもよい。この場合、第１～第３のレーザ光を出力しながら、光路反転部２０が有する第１～第３のレンズおよび第１～第３のプリズムの位置を調整できる。そのため、第１～第３の入力ポート３１ａ～３１ｃに第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を正確に入力し易い。光路反転部２０が有する第１～第３のレンズ２１Ａ～２１Ｃおよび第１～第３のプリズム２２Ａ～２２Ｃは、たとえば、それらが搭載される部材に紫外線硬化樹脂といった活性エネルギー線硬化型の接着剤によって接合されてもよい。これにより、第１～第３のレンズ２１Ａ～２１Ｃおよび第１～第３のプリズム２２Ａ～２２Ｃの光軸を容易に調整できる。

【0041】

光モジュール１では、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃから出力された第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３は、光路反転部２０に入力される。光路反転部２０に入力された第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３は、主面３０ａの法線方向からみた場合において、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３の進行方向が反転された後、光路反転部２０から出力される。すなわち、平面光波回路３０側に第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３が折り返される。光路反転部２０から出力された第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３は、平面光波回路３０の第１～第３の入力ポート３１ａ～３１ｃに入力され、出力ポート３１ｄから混合光Ｌ４として出力される。出力ポート３１ｄから出力された混合光Ｌ４は、光路変更部５０で反射された後、レンズ５２により、コリメートまたは集光された後、透過窓４３を通って光モジュール１から出力される。

【0042】

光モジュール１では、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃから出力された第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を平面光波回路３０に入力するために光路反転部２０を備える。そのため、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃが、平面光波回路３０上に配置されていても、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を平面光波回路３０に入力できる。第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃが、平面光波回路３０上に配置されていることから、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃおよび平面光波回路３０の実装面積を小さくできるので、光モジュール１の小型化を図れる。

【0043】

光モジュール１では、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を平面光波回路３０に入力することよって第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を混合している。そのため、混合のための光軸調整が容易であり、また、混合の際の光軸ずれを抑制できる。

【0044】

更に、光路反転部２０を使用していることから、光路反転部２０の位置調整によって、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を、第１～第３の入力ポート３１ａ～３１ｃに正確に入力し易い。その結果、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３と、第１～第３の入力ポート３１ａ～３１ｃとの結合効率を向上できる（換言すれば、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３の第１～第３の入力ポート３１ａ～３１ｃへの入力損失を低減できる）。

【0045】

光路反転部２０は、第１～第３のレンズ２１Ａ～２１Ｃを有する。そのため、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を、第１～第３のレンズ２１Ａ～２１Ｃによって、第１～第３の入力ポート３１ａ～３１ｃに集光できる。その結果、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３と第１～第３の入力ポート３１ａ～３１ｃとの結合効率を向上できる。

【0046】

光路反転部２０は、第１～第３のプリズム２２Ａ～２２Ｃを有する。そのため、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃから出力された第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃの下に位置する平面光波回路３０に入力し易い。

【0047】

図１に示したように、光モジュール１は、支持体４１とカバー４２とを備えており、支持体４１とカバー４２はパッケージ４０を形成している。そのため、パッケージ４０内部の部品への異物の付着、劣化などを防止可能である。

【0048】

（変形例１）
図６に例示したように、光モジュール１は、温度調整器（Ｔｈｅｒｍｏ―Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｏｌｅｒ：ＴＥＣ）６０を備えてもよい。温度調整器６０の例は、図６に示したように、第１板６１と、第２板６２と、それらを接合する複数の半導体柱（図示を省略）を備えるペルチェ素子である。

【0049】

変形例１では、図１において、支持体４１上に配置されていた部品（平面光波回路３０、光路反転部２０、ミラーなど）は、温度調整器６０上に配置される。

【0050】

変形例１では、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃの温度が一定に維持される。従って、周囲の環境温度の影響を受けにくくなるので、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃの温度の発光特性を一定に維持することができる。温度調整器６０によって、第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃ、光路反転部２０および平面光波回路３０の温度を適切に調整できる。そのため、平面光波回路３０が有する第１～第３の光導波路３２ａ～３２ｃの透過率変化、光軸ずれによる結合効率の変化、混合光Ｌ４（出力光）と後段部品との位置ずれなどを抑制できる。これにより、たとえば、第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３が赤色、緑色および青色のレーザ光である場合において、光モジュール１を長期間使用する際にホワイトバランス（赤緑青各レーザ光の利用効率の比）の変化を抑制できる。

【0051】

（変形例２）
光路反転部２０は、図７に示したように、第１～第３のレーザ光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を反射する第１～第３の平面ミラー２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃを有してもよい。第１～第３のレーザ光源１０Ａ～１０Ｃから出力された第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３は、通常、拡散するため、第１～第３の平面ミラー２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃを利用しても、第１～第３の入力ポート３１ａ～３１ｃに第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３を入力可能である。第１～第３の平面ミラー２４Ａ～２４Ｃは、それらで反射した第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３が第１～第３の入力ポート３１ａ～３１ｃに入力するように配置されていればよい。第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３の第１～第３の入力ポート３１ａ～３１ｃへの入力効率を向上するために、たとえば、第１～第３の平面ミラー２４Ａ～２４ｃは、第１～第３の入力ポート３１ａ～３１ｃに向けて反射する光が多くなるように傾斜していてもよい。第１～第３の平面ミラー２４Ａ～２４ｃを使用する場合、光路反転部２０の製造コストを低減できる。

【0052】

第１～第３の平面ミラー２４Ａ～２４Ｃを使用する場合、光路反転部２０は、第１～第３のレンズ２１Ａ～２１Ｃを有しなくてもよいし、第１～第３のレンズ２１Ａ～２１Ｃを有してもよい。

【0053】

（変形例３）
光路反転部２０は、図８に示したように、第１～第３のレーザ光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を反射する第１～第３の曲面ミラー２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃを有してもよい。第１～第３の曲面ミラー２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃを利用することによって、反射と集光とを一つの部品で行えるので、部品点数を低減できる。変形例３では、光路反転部２０は、第１～第３のレンズ２１Ａ～２１Ｃを有しない。

【0054】

第１～第３の曲面ミラー２５Ａ～２５Ｃの反射面２５ａの例は、楕円回転面である。この場合、第１の曲面ミラー２５Ａの一つの焦点を、第１のレーザ光源１０Ａの出力端に一致させ、他方の焦点を第１の入力ポート３１ａに一致させることによって、第１のレーザ光Ｌ１と第１の入力ポート３１ａとの結合効率を向上できる。第２及び第３の曲面ミラー２５Ｂ，２５Ｃについても同様である。

【0055】

（変形例４）
光モジュール１は、図９に示したように、光走査機構７０を有してもよい。光走査機構８１は、ミラー７１と、ミラー７１を３次元的に走査する走査部７２とを有する。光走査機構７０の例は、ＭＥＭＳミラーである。光走査機構７０は、平面光波回路３０の主面３０ａ上に配置される。光走査機構７０は、支持台７３を介して、平面光波回路３０上に配置される。支持台７３は、ミラー７１の走査を阻害しないように形成されていればよい。

【0056】

変形例４においては、光モジュール１は、レンズ５２から出力された混合光Ｌ４を、光走査機構７０が有するミラー７１に向けて反射する反射部材（不図示）を有する。このような反射部材（たとえばミラー）は、たとえば、カバー４２に取り付けられていてもよい。

【0057】

変形例４では、光モジュール１が光走査機構７０を有することから、たとえば、光モジュール１を描画装置に適用する場合に、描画装置の部品点数が減るため、描画装置の製造コストを低減できる。

【0058】

（変形例５）
光モジュール１は、図１０に示したように、光路変更部５０を有しなくてもよい。この場合、図１１に示したように、カバー４２において、出力ポート３１ｄと対向する部分に、透過窓４３が形成されていればよい。

【0059】

（変形例６）
図２および図３に示したように、第１～第３のプリズム２２Ａ～２２Ｃ（プリズム）を使用する代わりに、図１２に示したように、第１～第３のレンズ２１Ａ～２１Ｃに対して一つのプリズム２２を使用してもよい。同様に、第１～第３の平面ミラー２４Ａ～２４Ｃの代わりに、一つの平面ミラーを使用してもよい。

【0060】

以上、本開示による光モジュールの実施形態および種々の変形例を説明したが、本開示による光モジュールは、例示した実施形態および種々の変形例に限定されず、種々の変形が可能である。

【0061】

光モジュールが、図２に示したように、光路変更部５０を有する形態では、光路変更部５０からの混合光Ｌ４の出力方向は、光路変更部５０からみて支持体４１と反対側に限定されない。光モジュールが、図２に示したように、光路変更部５０を有する形態では、光路変更部５０によって所望の方向に混合光Ｌ４を出力可能である。

【0062】

第１～第３の光導波路３２ａ～３２ｃは、第１～第３の光導波路３２ａ～３２ｃ全てが平面光波回路３０の第２端面３０ｃに出力端を有するように形成されていてもよい。この場合、第１～第３の光導波路３２ａ～３２ｃは、第１～第３の光導波路３２ａ～３２ｃの出力端（出力ポート）らから出力される第１～第３のレーザ光Ｌ１～Ｌ３が拡散し、互いに重なって混合光Ｌ４を形成するように、近接している。

【0063】

平面光波回路は、一つの光導波路を有していればよい。平面光波回路は、一つの入力ポートを有していればよい。

【0064】

光路反転部がレンズを有する場合、光路反転部は、一つのレンズを有していればよい。光路反転部が曲面ミラー（反射部材）を有する場合、一つの曲面ミラーを有していればよい。たとえば、第１～第３のレーザ光を使用する場合、一つの曲面ミラーと、２組の平面ミラーとレンズの組み合わせでもよい。

【0065】

光モジュールが備えるレーザ光源の数は２個でもよいし、４個以上でもよい。光モジュールが備える他の要素の構成は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、レーザ光源の数に合わせて変形され得る。

【0066】

複数のレーザ光源から出力される複数のレーザ光の波長範囲は同じでもよい。この場合、たとえば、レーザ光のパワーの観点で、レーザ光が混合され得る。

【0067】

光モジュールは、レーザ光源から出力されるレーザ光をモニタするフォトディテクタを備えてもよい。このようなフォトディテクタは、たとえば、光路反転部から漏れた光（たとえば、図２に示した形態では、第１～第３のプリズム２２Ａ～２２Ｃからもれた光）を検出するように配置することができる。

【0068】

カバーを有する形態を例示したが、光モジュールは、カバーを備えなくてもよい。

【0069】

これまで説明した本発明の実施形態および種々の変形例は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜組み合わされ得る。

【符号の説明】

【0070】

１ 光モジュール
１０Ａ 第１のレーザ光源
１０Ｂ 第２のレーザ光源
１０Ｃ 第３のレーザ光源
１１ 支持台
１１ａ 第１支持台
１１ｂ 第２支持台
２０ 光路反転部
２１Ａ 第１のレンズ
２１Ｂ 第２のレンズ
２１Ｃ 第３のレンズ
２２ プリズム
２２Ａ 第１のプリズム
２２Ｂ 第２のプリズム
２２Ｃ 第３のプリズム
２２ａ 第１面
２２ｂ 第２面
２２ｃ 第３面
２３ 支持台
２４Ａ 第１の平面ミラー
２４Ｂ 第２の平面ミラー
２４Ｃ 第３の平面ミラー
２５Ａ 第１の曲面ミラー
２５Ｂ 第２の曲面ミラー
２５Ｃ 第３の曲面ミラー
２５ａ 反射面
３０ 平面光波回路
３０ａ 主面
３０ｂ 第１端面
３０ｃ 第２端面
３１ａ 第１の入力ポート
３１ｂ 第２の入力ポート
３１ｃ 第３の入力ポート
３１ｄ 出力ポート
３２ａ 第１の光導波路
３２ｂ 第２の光導波路
３２ｃ 第３の光導波路
３３ａ 第１の混合部
３３ｂ 第２の混合部
４０ パッケージ
４１ 支持体
４２ カバー
４３ 透過窓
４４ 導電部材
５０ 光路変更部
５１ 支持台
５２ レンズ
５３ レンズ支持部材
５３ａ 開口部
６０ 温度調整器
６１ 第１板
６２ 第２板
７０ 光走査機構
７１ ミラー
７２ 走査部
７３ 支持台
ｎ 法線
Ｌ１ 第１のレーザ光
Ｌ２ 第２のレーザ光
Ｌ３ 第３のレーザ光
Ｌ４ 混合光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】