特許 7568479 光ファイバの端部構造、光学装置、および光ファイバの端部構造の製造方法

(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】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】光ファイバの端部構造、光学装置、および光ファイバの端部構造の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/02 20060101AFI20241008BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20241008BHJP

【ＦＩ】

G02B6/02 421

G02B6/42

G02B6/02 431

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2020184005

(22)【出願日】2020-11-02

(65)【公開番号】P2022073803

(43)【公開日】2022-05-17

【審査請求日】2023-07-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡田 彪利

(72)【発明者】

【氏名】早水 尚樹

【審査官】山本 元彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１２６１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１３９９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１９６５６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／２１３６３３（ＷＯ，Ａ２）

【文献】特開２０１８－０８４６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０００８６４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１６０３４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／０２－６／０３６

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】

コアとクラッドとを含む芯線と、当該芯線の第一端部と、当該第一端部からの第一長の第一区間と、前記芯線の当該第一区間よりも前記第一端部から離れた部位を取り囲む被覆と、を有した光ファイバと、
前記第一端部と接続された第二端部と、当該第二端部とは反対側で空間からの光を受光し面積が前記芯線の断面積よりも大きい受光面と、を有した緩和部材と、
前記第一区間において前記クラッドと接し当該クラッドからの光が前記被覆に伝播するのを抑制する光処理機構と前記緩和部材との間に位置され、前記第一区間において前記芯線を取り囲む筒状体と、
を備え、
前記第一端部からの前記第一長より短い第二長の第二区間において、前記芯線が露出し、
前記筒状体は、前記第二区間よりも前記第一端部から離れた部位で前記芯線を取り囲む、光ファイバの端部構造。

【請求項2】

前記第二長は、前記筒状体の第三長より短い、請求項１に記載の光ファイバの端部構造。

【請求項3】

前記芯線と前記筒状体との少なくとも一部が接合材により接合された、請求項１または２に記載の光ファイバの端部構造。

【請求項4】

前記接合材は、前記光ファイバにより伝送される光の透過性を有する、請求項３に記載の光ファイバの端部構造。

【請求項5】

前記接合材の屈折率は、前記クラッドの屈折率よりも低い、請求項３または４に記載の光ファイバの端部構造。

【請求項6】

前記筒状体および前記接合材は、前記光ファイバにより伝送される光の透過性を有し、
前記接合材の屈折率は、前記クラッドの屈折率よりも高くかつ前記筒状体の屈折率よりも低い、請求項４に記載の光ファイバの端部構造。

【請求項7】

前記筒状体は、前記受光面で受光された光の透過性を有し、
前記筒状体の、前記緩和部材と面した第一端面に、反射防止コーティングが施された、請求項１～６のうちいずれか一つに記載の光ファイバの端部構造。

【請求項8】

前記第一端部と前記第二端部とが融着接続された、請求項１～７のうちいずれか一つに記載の光ファイバの端部構造。

【請求項9】

前記筒状体は、非導電性の材料で作られた、請求項１～８のうちいずれか一つに記載の光ファイバの端部構造。

【請求項10】

前記緩和部材は、前記受光面とは反対側の第二端面から突出しその先端が前記第二端部である突出部、を有した、請求項１～９のうちいずれか一つに記載の光ファイバの端部構造。

【請求項11】

前記受光面に、反射防止コーティングが施された、請求項１～１０のうちいずれか一つに記載の光ファイバの端部構造。

【請求項12】

前記光ファイバにより伝送される光の波長は、４００［ｎｍ］以上かつ６００［ｎｍ］以下である、請求項１～１１のうちいずれか一つに記載の光ファイバの端部構造。

【請求項13】

前記光ファイバにより伝送される光のパワーは、１００［Ｗ］以上である、請求項１～１２のうちいずれか一つに記載の光ファイバの端部構造。

【請求項14】

コアとクラッドとを含む芯線と、当該芯線の第一端部と、当該第一端部からの第一長の第一区間と、前記芯線の当該第一区間よりも前記第一端部から離れた部位を取り囲む被覆と、を有した光ファイバと、
前記第一端部と接続された第二端部と、当該第二端部とは反対側で空間からの光を受光し面積が前記芯線の断面積よりも大きい受光面と、を有した緩和部材と、
前記第一区間において前記芯線を取り囲み外周が露出した筒状体と、
を備え、
前記第一端部からの前記第一長より短い第二長の第二区間において、前記芯線が露出し、
前記筒状体は、前記第二区間よりも前記第一端部から離れた部位で前記芯線を取り囲む、光ファイバの端部構造。

【請求項15】

コアとクラッドとを含む芯線と、当該芯線の第一端部と、当該第一端部からの第一長の第一区間と、前記芯線の当該第一区間よりも前記第一端部から離れた部位を取り囲む被覆と、を有した光ファイバと、
前記第一端部と接続された第二端部と、当該第二端部とは反対側で空間からの光を受光し面積が前記芯線の断面積よりも大きい受光面と、を有した緩和部材と、
前記第一区間において前記芯線を取り囲む筒状体と、
を備え、
前記第一端部からの前記第一長より短い第二長の第二区間において、前記芯線が露出し、
前記筒状体は、前記第二区間よりも前記第一端部から離れた部位で前記芯線を取り囲み、
前記第二長は、前記筒状体の第三長より短い、光ファイバの端部構造。

【請求項16】

請求項１～１５のうちいずれか一つに記載の光ファイバの端部構造と、
前記緩和部材を介して前記光ファイバと光学的に結合された光学系と、
を備えた、光学装置。

【請求項17】

光源を備え、
前記光学系は、前記光源と前記光ファイバとを光学的に接続する、請求項１６に記載の光学装置。

【請求項18】

コアとクラッドとを含む芯線と、当該芯線の第一端部と、当該第一端部からの第一長の第一区間と、前記芯線の当該第一区間よりも前記第一端部から離れた部位を取り囲む被覆と、を有した光ファイバと、
前記第一端部と接続された第二端部と、当該第二端部とは反対側で空間からの光を受光し面積が前記芯線の断面積よりも大きい受光面と、を有した緩和部材と、
前記第一区間において前記クラッドと接し当該クラッドからの光が前記被覆に伝播するのを抑制する光処理機構と前記緩和部材との間に位置され、と前記緩和部材との間に位置され、前記第一区間において前記芯線を取り囲む筒状体と、
を備えた、光ファイバの端部構造の製造方法であって、
前記第一端部と前記第二端部とが互いに接するように、前記光ファイバと前記筒状体とを有したサブアセンブリと、前記緩和部材とを、相対的に移動する第一ステップと、
前記第一ステップの後、前記第一端部と前記第二端部とを接続する第二ステップと、
を有し、
前記第一端部からの前記第一長より短い第二長の第二区間において、前記芯線が露出し、
前記筒状体は、前記第二区間よりも前記第一端部から離れた部位で前記芯線を取り囲む、光ファイバの端部構造の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバの端部構造、光学装置、および光ファイバの端部構造の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、空間的に多重化されたレーザ光が光ファイバの芯線の端部（入力端）に結合される半導体レーザモジュールにおいて、当該端部と接するように当該端部の前段に緩和部材が設けられるとともに、当該緩和部材の後段に光処理部が設けられた、光ファイバの端部構造が知られている（例えば、特許文献１）。特に、可視光域のレーザモジュールにおいては、光ファイバの端部に緩和部材を設けることが望ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１７／１３４９１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の光ファイバの端部構造にあっては、光ファイバの緩和部材と接続される端部近傍において被覆が除去され芯線が露出していると、例えば、端部と緩和部材との接続工程を行う際などに、露出している芯線の外周に塵芥等が付着し、当該塵芥等が芯線内を伝送される光によって過熱される虞があった。このため、当該接続工程をより塵芥等の少ない環境下で行うなどの対策が必要となり、その分、製造の手間やコストが増大する一因となっていた。

【0005】

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、芯線に塵芥等が付着し難い光ファイバの端部構造、光学装置、および光ファイバの端部構造の製造方法を得ること、である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の光ファイバの端部構造は、例えば、コアとクラッドとを含む芯線と、当該芯線の第一端部と、当該第一端部からの第一長の第一区間と、前記芯線の当該第一区間よりも前記第一端部から離れた部位を取り囲む被覆と、を有した光ファイバと、前記第一端部と接続された第二端部と、当該第二端部とは反対側で空間からの光を受光し面積が前記芯線の断面積よりも大きい受光面と、を有した緩和部材と、前記第一区間において前記クラッドと接し当該クラッドからの光が前記被覆に伝播するのを抑制する光処理機構と前記緩和部材との間に位置され、前記第一区間において前記芯線を取り囲む筒状体と、を備える。

【0007】

前記光ファイバの端部構造にあっては、前記第一端部からの前記第一長よりも短い第二長の第二区間において、前記芯線が露出し、前記筒状体は、前記第二区間よりも前記第一端部から離れた部位で前記芯線を取り囲んでもよい。

【0008】

前記光ファイバの端部構造にあっては、前記第二長は、前記筒状体の第三長より短くてもよい。

【0009】

前記光ファイバの端部構造にあっては、前記芯線と前記筒状体との少なくとも一部が接合材により接合されてもよい。

【0010】

前記光ファイバの端部構造にあっては、前記接合材は、前記光ファイバにより伝送される光の透過性を有してもよい。

【0011】

前記光ファイバの端部構造にあっては、前記接合材の屈折率は、前記クラッドの屈折率よりも低くてもよい。

【0012】

前記光ファイバの端部構造にあっては、前記筒状体および前記接合材は、前記光ファイバにより伝送される光の透過性を有し、前記接合材の屈折率は、前記クラッドの屈折率よりも高くかつ前記筒状体の屈折率より低くてもよい。

【0013】

前記光ファイバの端部構造にあっては、前記筒状体は、前記受光面で受光された光の透過性を有し、前記筒状体の、前記緩和部材と面した第一端面に、反射防止コーティングが施されてもよい。

【0014】

前記光ファイバの端部構造にあっては、前記第一端部と前記第二端部とが融着接続されてもよい。

【0015】

前記光ファイバの端部構造にあっては、前記筒状体は、非導電性の材料で作られてもよい。

【0016】

前記光ファイバの端部構造にあっては、前記緩和部材は、前記受光面とは反対側の第二端面から突出しその先端が前記第二端部である突出部、を有してもよい。

【0017】

前記光ファイバの端部構造にあっては、前記受光面に、反射防止コーティングが施されてもよい。

【0018】

前記光ファイバの端部構造にあっては、前記光ファイバにより伝送される光の波長は、４００［ｎｍ］以上かつ６００［ｎｍ］以下であってもよい。

【0019】

前記光ファイバの端部構造にあっては、前記光ファイバにより伝送される光のパワーは、１００［Ｗ］以上であってもよい。

【0020】

また、本発明の光ファイバの端部構造は、例えば、コアとクラッドとを含む芯線と、当該芯線の第一端部と、当該第一端部からの第一長の第一区間と、前記芯線の当該第一区間よりも前記第一端部から離れた部位を取り囲む被覆と、を有した光ファイバと、前記第一端部と接続された第二端部と、当該第二端部とは反対側で空間からの光を受光し面積が前記芯線の断面積よりも大きい受光面と、を有した緩和部材と、前記第一区間において前記芯線を取り囲み外周が露出した筒状体と、を備える。

【0021】

また、本発明の光ファイバの端部構造は、例えば、コアとクラッドとを含む芯線と、当該芯線の第一端部と、当該第一端部からの第一長の第一区間と、前記芯線の当該第一区間よりも前記第一端部から離れた部位を取り囲む被覆と、を有した光ファイバと、前記第一端部と接続された第二端部と、当該第二端部とは反対側で空間からの光を受光し面積が前記芯線の断面積よりも大きい受光面と、を有した緩和部材と、前記第一区間において前記芯線を取り囲む筒状体と、を備え、前記第一端部からの前記第一長よりも短い第二長の第二区間において、前記芯線が露出し、前記筒状体は、前記第二区間よりも前記第一端部から離れた部位で前記芯線を取り囲み、前記第二長は、前記筒状体の第三長よりも短い。

【0022】

また、本発明の光学装置は、例えば、光ファイバの端部構造と、前記緩和部材を介して前記光ファイバと光学的に結合された光学系と、を備える。

【0023】

前記光学装置は、光源を備え、前記光学系は、前記光源と前記光ファイバとを光学的に接続してもよい。

【0024】

また、本発明の光ファイバの端部構造の製造方法は、例えば、コアとクラッドとを含む芯線と、当該芯線の第一端部と、当該第一端部からの第一長の第一区間と、前記芯線の当該第一区間よりも前記第一端部から離れた部位を取り囲む被覆と、を有した光ファイバと、前記第一端部と接続された第二端部と、当該第二端部とは反対側で空間からの光を受光し面積が前記芯線の断面積よりも大きい受光面と、を有した緩和部材と、前記第一区間において前記クラッドと接し当該クラッドからの光が前記被覆に伝播するのを抑制する光処理機構と前記緩和部材との間に位置され、前記第一区間において前記芯線を取り囲む筒状体と、を備えた、光ファイバの端部構造の製造方法であって、前記第一端部と前記第二端部とが互いに接するように、前記光ファイバと前記筒状体とを有したサブアセンブリと、前記緩和部材とを、相対的に移動する第一ステップと、前記第一ステップの後、前記第一端部と前記第二端部とを接続する第二ステップと、を有する。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、芯線に塵芥等が付着し難い光ファイバの端部構造、光学装置、および光ファイバの端部構造の製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１は、第１実施形態の端部構造の例示的かつ模式的な斜視図である。

【図2】図２は、第１実施形態の端部構造の一部の例示的かつ模式的な平面図である。

【図3】図３は、図２の一部の拡大図である。

【図4】図４は、第１実施形態の端部構造の芯線およびキャピラリの例示的かつ模式的な断面図である。

【図5】図５は、図１のV－V断面図である。

【図6】図６は、第２実施形態の発光装置の例示的な概略構成図である。

【図7】図７は、第３実施形態の発光装置の例示的な概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

【0028】

以下に示される実施形態は、同様の構成を備えている。よって、各実施形態の構成によれば、当該同様の構成に基づく同様の作用および効果が得られる。また、以下では、それら同様の構成には同様の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。

【0029】

各図において、Ｘ方向を矢印Ｘで表し、Ｙ方向を矢印Ｙで表し、Ｚ方向を矢印Ｚで表す。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに交差するとともに直交している。

【0030】

また、長さ（第一長、第二長、第三長、第五長）は、いずれもＸ方向（光ファイバの長手方向、光軸方向）に沿った長さである。

【0031】

また、本明細書において、序数は、部品や、部材、部位等を区別するために便宜上付与されており、優先度や順番を示すものではない。

【0032】

［第１実施形態］
［端部構造］
図１は、第１実施形態の端部構造１０の斜視図である。端部構造１０は、種々の光学機器において、主に、レーザ光を出力する出力光ファイバとしての光ファイバ２０の、端部の支持に、適用される。端部構造１０は、支持構造や、支持部とも称されうる。

【0033】

図１に示されるように、端部構造１０は、光ファイバ２０と、ベース１１と、カバー１２と、エンドキャップ１３と、キャピラリ２３と、集光レンズ３３ｇと、を備えている。

【0034】

ベース１１は、Ｘ方向に延びた直方体状の形状を有しており、Ｘ方向に延びた光ファイバ２０を支持している。

【0035】

ベース１１は、Ｚ方向の反対側の端部に位置された面１１ａと、Ｚ方向の端部に位置された面１１ｂと、を有している。

【0036】

面１１ａは、Ｚ方向の反対方向を向き、Ｚ方向と交差しかつ直交している。面１１ａは、四角形状の平面であって、Ｘ方向に長い長方形状の平面である。

【0037】

面１１ｂは、Ｚ方向を向き、Ｚ方向と交差しかつ直交している。面１１ｂは、Ｚ方向にずれた三つの面１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３を有している。面１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３は、いずれもＺ方向を向き、Ｚ方向と交差しかつ直交している。面１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３は、いずれも四角形状の平面である。面１１ｂ２は、面１１ｂ１からＺ方向の反対方向にずれて位置され、面１１ｂ３は、面１１ｂ２からＺ方向の反対方向にずれて位置されている。面１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３は、段差を構成している。面１１ａ、面１１ｂ１、面１１ｂ２、および面１１ｂ３は、平行である。

【0038】

カバー１２は、Ｚ方向と交差しかつ直交している。カバー１２は、Ｘ方向に長い長方形状かつ板状の形状を有している。

【0039】

ベース１１およびカバー１２は、いずれも、例えば、銅系材料やアルミニウム系の材料のような、熱伝導性の高い材料で作られうる。

【0040】

ベース１１とカバー１２との間には、Ｘ方向に延びる収容室Ｓ（図５参照）が設けられている。光ファイバ２０は、当該収容室Ｓ内に収容されている。

【0041】

図１に示されるように、光ファイバ２０は、コアおよびクラッドを含む芯線２１と、当該芯線２１を取り囲む被覆２２と、を有している。芯線２１は、例えば、石英系ガラス材料で作られうる。また、被覆２２は、例えば、合成樹脂材料で作られうる。

【0042】

光ファイバ２０の被覆２２は、ベース１１とカバー１２との間の収容室Ｓ内に収容されている区間の大半において、除去されている。言い換えると、収容室Ｓ内には、光ファイバ２０の剥離端部２０ａが収容されている。すなわち、カバー１２は、剥離端部２０ａを覆っている。なお、収容室Ｓ内には、部分的に光ファイバ２０の被覆２２で覆われている区間も収容されている。

【0043】

カバー１２は、例えば、ねじのような固定具１６によって、ベース１１と固定されている。

【0044】

光ファイバ２０は、ベース１１とカバー１２とによって支持されている。よって、ベース１１およびカバー１２は、支持部材とも称されうる。なお、ベース１１とカバー１２とは、固定具１６による結合とは異なる結合方式によって一体化されてもよい。

【0045】

エンドキャップ１３は、面１１ｂ上に載置された状態で、ベース１１に取り付けられている。エンドキャップ１３は、例えば、接着によってベース１１に固定されてもよいし、ベース１１とキャップカバー（不図示）との間に挟まれた状態で当該ベース１１およびキャップカバーに固定あるいは支持されてもよい。

【0046】

エンドキャップ１３と光処理機構４０との間において、剥離端部２０ａは、部分的にキャピラリ２３で覆われている。キャピラリ２３は、円筒状の形状を有し、剥離端部２０ａを取り囲んでいる。キャピラリ２３は、筒状体の一例である。

【0047】

エンドキャップ１３およびキャピラリ２３は、ベース１１に設けられた凹凸構造によって支持あるいは位置決めされている。本実施形態では、一例として、エンドキャップ１３は、ベース１１の面１１ｂ２に設けられた凹部１１ｃに収容されることにより、当該ベース１１に支持されるとともに位置決めされている。凹部１１ｃは、面１１ｂ２からＺ方向の反対方向に凹み、Ｘ方向に延びている。凹部１１ｃのＸ方向と交差する断面の形状は、例えば、Ｖ字状やＵ字状である。また、キャピラリ２３は、面１１ｂ２上に設けられた一対の凸条１１ｄ（図１では片方のみ図示）間の空間内に収容されることにより、当該一対の凸条１１ｄに支持されるとともに位置決めされている。一対の凸条１１ｄは、Ｙ方向に互いに離間し、互いに略平行にＸ方向に延びている。なお、凹凸構造は、このような構成には限定されない。

【0048】

図２は、端部構造１０の一部の平面図である。図２に示されるように、エンドキャップ１３は、剥離端部２０ａの先端２０ａ１、すなわち芯線２１の先端２０ａ１に対して、Ｘ方向に隣接している。エンドキャップ１３は、円柱部１３ａと、突出部１３ｂとを有している。円柱部１３ａは、円柱状の形状を有し、剥離端部２０ａの直径、すなわち芯線２１の直径Ｄ１よりも十分に大きい直径Ｄ２を有して、Ｘ方向に延びている。円柱部１３ａのＸ方向の端面１３ａ１の面積は、先端２０ａ１すなわち芯線２１の断面積よりも広い。また、突出部１３ｂは、円錐状かつテーパ状の形状を有しており、円柱部１３ａのＸ方向の反対側の端面１３ａ２から先端２０ａ１に近付くようにＸ方向の反対方向に突出している。突出部１３ｂの先端１３ｂ１は、剥離端部２０ａの先端２０ａ１と接続されている。本実施形態では、先端１３ｂ１と先端２０ａ１とは、融着接続されている。端面１３ａ２は、第二端面の一例であり、先端２０ａ１は、第一端部の一例であり、先端１３ｂ１は、第二端部の一例である。なお、エンドキャップ１３の形状は、このような形状には限定されない。例えば、エンドキャップ１３は、突出部１３ｂを有することなく、円柱部１３ａだけを有してもよい。この場合には、円柱部１３ａのＸ方向の反対側の平面が、第二端部となる。

【0049】

エンドキャップ１３は、例えば、光ファイバ２０のコアと同程度の屈折率を有する材料で作られうる。一例として、エンドキャップ１３は、光ファイバ２０のコアと同じ石英系ガラス材料で作られうる。

【0050】

図２には、エンドキャップ１３内において芯線２１の先端２０ａ１に至るまでのレーザ光Ｌの光路が破線で示されている。仮に、エンドキャップ１３が設けられていない構成において、剥離端部２０ａの先端２０ａ１に向けて集光レンズ３３ｇ（図１参照）等によって集光されたレーザ光が到来すると、界面となる先端２０ａ１においてビーム径が小さくなるのに伴ってパワー密度が過度に大きくなり、これにより過度な温度上昇が生じ、ひいては当該先端２０ａ１が損傷してしまう虞がある。そこで、本実施形態では、先端２０ａ１にエンドキャップ１３を接続することにより、界面の拡大を図っている。このような構成によれば、レーザ光Ｌは、先端２０ａ１よりも広いエンドキャップ１３の端面１３ａ１に、ビーム径がより大きくパワー密度がより小さい状態で到達するため、界面となる端面１３ａ１ならびに導光部材の途中となる芯線２１の先端２０ａ１の双方において、過度な温度上昇ひいては損傷を、抑制することができる。エンドキャップ１３は、緩和部材の一例である。端面１３ａ１は、受光面の一例である。

【0051】

また、端面１３ａ１には、反射防止コーティングが施されている。これにより、端面１３ａ１における光の反射が抑制される。

【0052】

キャピラリ２３のＸ方向の端面２３ｂにも、反射防止コーティングが施されている。これにより、端面２３ｂにおける光の反射が抑制される。端面２３ｂは、第一端面の一例である。

【0053】

また、図２に示されるように、光ファイバ２０の、先端２０ａ１からの第一長Ｌ１の第一区間Ｓ１において、被覆２２が除去されている。すなわち、第一区間Ｓ１は、剥離端部２０ａである。すなわち、被覆２２は、芯線２１のうち第一区間Ｓ１よりも先端２０ａ１から離れた部位を取り囲んでいる。

【0054】

剥離端部２０ａの一部、すなわち第一区間Ｓ１の一部が、キャピラリ２３で覆われている。先端２０ａ１とキャピラリ２３の端面２３ｂとの間の第二区間Ｓ２において、芯線２１は、被覆２２およびキャピラリ２３によって覆われず、露出している。第二区間Ｓ２は、先端２０ａ１から第二長Ｌ２の区間である。第二長Ｌ２は、第一長Ｌ１よりも短い。なお、本明細書において、芯線２１が露出している区間は、被覆２２が除去され芯線２１の外周と接した他の固体あるいは液体が存在しない区間、すなわち、芯線２１の外周が気体と接している区間とする。

【0055】

キャピラリ２３は、第二区間Ｓ２よりも先端２０ａ１から離れた部位である第三区間Ｓ３において、芯線２１を取り囲んでいる。ここで、キャピラリ２３の第三長Ｌ３は、第二区間Ｓ２の第二長Ｌ２よりも長い。すなわち、第二長Ｌ２は、第三長Ｌ３よりも短い。また、第二長Ｌ２は、エンドキャップ１３の第五長Ｌ５よりも短い。このような第二長Ｌ２、第三長Ｌ３、および第五長Ｌ５の設定により、第二区間Ｓ２、キャピラリ２３、およびエンドキャップ１３の所要の機能を確保することができるとともに、第二区間Ｓ２が長くなり過ぎることによる塵芥等の付着や端部構造１０の大型化のような不都合を回避することができる。

【0056】

第三区間Ｓ３よりも先端２０ａ１から離れた部位である第四区間Ｓ４において、芯線２１は、被覆２２およびキャピラリ２３によって覆われていない。ただし、当該第四区間Ｓ４の少なくとも一部は、ベース１１とカバー１２との間の収容室Ｓ内で、当該ベース１１、カバー１２、および処理材１５（図５参照）によって取り囲まれている。

【0057】

図３は、図２の先端２０ａ１，１３ｂ１近傍の拡大図である。図３には、先端２０ａ１と先端１３ｂ１との融着接続に用いられる一対の針状の放電電極Ｎが示されている。一対の放電電極Ｎ間での放電により、先端２０ａ１と先端１３ｂ１との接触部分がスパークの作用によって加熱され、融着接続される。ここで、図３に示されるように、キャピラリ２３は、先端２０ａ１近傍において、剥離端部２０ａを覆っていない。すなわち、芯線２１は、先端２０ａ１近傍において、露出している。これにより、先端２０ａ１と先端１３ｂ１との接続工程（以下、単に接続工程と称する）において、スパークはキャピラリ２３に作用することなく先端２０ａ１に作用することができる。また、放電電極Ｎがキャピラリ２３と物理的に干渉し難くなっている。さらに、エンドキャップ１３は、突出部１３ｂを有し、当該突出部１３ｂのＸ方向の反対方向の端部としての先端１３ｂ１が、先端２０ａ１と接続される。これにより、エンドキャップ１３のＸ方向の反対方向の端部がＸ方向と直交した平面である場合に比べて、放電電極Ｎがエンドキャップ１３と物理的に干渉し難くなっている。このような構成により、先端２０ａ１と先端１３ｂ１との接触部分に、放電によるスパークをより確実に作用させることができ、先端２０ａ１と先端１３ｂ１とをより確実に融着接続することができる。

【0058】

また、接続工程においては、図２に示される二つの把持具Ｇ１，Ｇ２が用いられる。一つの把持具Ｇ１は、キャピラリ２３の露出した外周２３ａを把持し、もう一つの把持具Ｇ２は、エンドキャップ１３の円柱部１３ａの外周を把持する。接続工程に先立ち、可動装置によってこれら二つの把持具Ｇ１，Ｇ２間の相対位置を変更することにより、先端２０ａ１と先端１３ｂ１とが離間した状態から接触した状態に移行されるとともに、先端２０ａ１と先端１３ｂ１との位置決めが行われる。このような構成によれば、把持具Ｇ１がキャピラリ２３の外周２３ａを把持することにより、把持具Ｇ１が剥離端部２０ａ（芯線２１）を把持せずに済むため、把持具Ｇ１に付着していた塵芥等が芯線２１の外周に付着するのが、抑制される。

【0059】

図４は、芯線２１および当該芯線２１を取り囲むキャピラリ２３の一部のＸ方向に沿った断面図である。コア２１ａおよびクラッド２１ｂを有した芯線２１（剥離端部２０ａ）は、円筒状のキャピラリ２３内に収容されている。芯線２１とキャピラリ２３との間には接合材２４が介在し、これら芯線２１とキャピラリ２３とを固定している。なお、接合材２４は、芯線２１とキャピラリ２３との間の一部区間においてのみ存在してもよい。

【0060】

キャピラリ２３は、端面１３ａ１で受光されエンドキャップ１３を透過した光を透過する性質を有してもよい。この場合、キャピラリ２３は、例えば、石英系ガラス材料で作られうる。

【0061】

接合材２４は、芯線２１で伝送される光を透過する性質を有してもよい。これにより、接合材２４における温度上昇を抑制することができる。

【0062】

また、接合材２４の屈折率は、クラッド２１ｂの屈折率より低くてもよい。この場合、光は、接合材２４とクラッド２１ｂとの界面で反射され、芯線２１からキャピラリ２３には伝送されない。この場合、接合材２４は、例えば、接着剤や、はんだ等であり、接着剤は、例えば、合成系接着剤であり、一例としては、シリコーン系樹脂などがある。この場合も、接合材２４における温度上昇を抑制することができる。

【0063】

さらに、接合材２４の屈折率は、クラッド２１ｂの屈折率よりも高く、キャピラリ２３の屈折率よりも低くてもよい。この場合、芯線２１から接合材２４を介してキャピラリ２３に光が伝送される。よって、この場合も、接合材２４における温度上昇を抑制することができる。また、この場合、接合材２４は、例えば、接着剤等である。当該接着剤は、例えば、合成系接着剤であり、一例としては、シリコーン系樹脂や、フッ素系エポキシ樹脂などがある。

【0064】

また、キャピラリ２３は、端面１３ａ１で受光されエンドキャップ１３を透過した光ならびに芯線２１で伝送される光を、透過しなくてもよい。この場合、接合材２４の光の透過性によらず、芯線２１からキャピラリ２３には光は入射しない。また、この場合、キャピラリ２３は、例えば、セラミックで作られうる。

【0065】

また、先端２０ａ１（芯線２１）と先端１３ｂ１（エンドキャップ１３）とが一対の放電電極Ｎ間の放電による融着接続によって接続される場合、キャピラリ２３が、導電性を有していると、当該キャピラリ２３により放電電極Ｎ間での放電が妨げられるため、芯線２１とエンドキャップ１３との接触位置にスパークを作用し難くなるかあるいはできなくなる。よって、この場合、キャピラリ２３は、非導電性の材料で作られるのが好適である。石英系ガラス材料や、セラミックは、非導電性の材料の一例である。

【0066】

このようなキャピラリ２３により、周囲からあるいは把持具Ｇ１からの塵芥等が芯線２１に付着するのが抑制される。また、把持具Ｇ１や周辺部品と芯線２１との干渉が防止され、これにより芯線２１が損傷するのが抑制される。

【0067】

また、キャピラリ２３が光の透過性を有する場合にあっても、キャピラリ２３の直径Ｄ３は、芯線２１の直径Ｄ１よりも大きいため、外周２３ａにおける光のエネルギ密度を下げることができる。よって、外周２３ａに塵芥等が付着した場合にあっても当該塵芥等の過熱を抑制することができる。発明者らの鋭意検討により、直径Ｄ３は、０．５［ｍｍ］以上かつ１［ｍｍ］以下であるのが好ましいことが判明している。また、芯線２１の直径Ｄ１に対するキャピラリ２３の直径Ｄ３の比（Ｄ３／Ｄ１）は、２以上かつ４以下であるのが好ましいことが判明している。

【0068】

［光処理機構］
光処理機構４０は、キャピラリ２３に対してエンドキャップ１３とは反対側に設けられている。図５は、図１のV－V断面図であって、光処理機構４０の断面図である。

【0069】

図５に示されるように、カバー１２は、Ｚ方向の反対側の端部に位置された面１２ａと、Ｚ方向の端部に位置された面１２ｂと、を有している。カバー１２では、面１１ｂ１を覆っている。面１２ａは、面１１ｂ１と面するとともに、接している。また、ベース１１の面１１ｂ１には、Ｚ方向の反対方向に凹みＸ方向に延びた凹溝１１ｅが設けられている。凹溝１１ｅは、Ｘ方向と交差した断面において、Ｖ字状の断面を構成する所謂Ｖ字溝である。凹溝１１ｅは、二つの面１１ｅ１，１１ｅ２の間に設けられている。面１１ｅ１は、Ｙ方向に向かうにつれてＺ方向の反対方向に向かう方向に延びるとともに、Ｘ方向に延びている。面１１ｅ２は、Ｙ方向に向かうにつれてＺ方向に向かう方向に延びるとともに、Ｘ方向に延びている。

【0070】

凹溝１１ｅの面１１ｅ１，１１ｅ２と、カバー１２の面１２ａとによって囲まれた収容室Ｓは、Ｘ方向に延びている。収容室Ｓには、Ｘ方向に延びた光ファイバ２０が収容されている。

【0071】

また、面１１ｅ１，１１ｅ２，１２ａは、剥離端部２０ａの、Ｘ方向と直交する方向における位置ずれを抑制している。面１１ｅ１，１１ｅ２，１２ａは、位置決め部、あるいはずれ防止部とも称されうる。

【0072】

収容室Ｓ内の、光ファイバ２０を除く部分には、処理材１５が収容されている。光処理機構４０は、処理材１５を有している。処理材１５は、剥離端部２０ａ（芯線２１）と接した状態で、剥離端部２０ａの周囲に存在している。処理材１５は、剥離端部２０ａのクラッド２１ｂから漏れた光を透過または散乱する。これにより、クラッド２１ｂから被覆２２への光の伝播を抑制することができる。また、処理材１５は、光エネルギを熱エネルギに変換してもよい。

【0073】

処理材１５は、例えば、光を透過または散乱する性質を有した無機系接着剤で作られうる。無機系接着剤は、例えば、ケイ素系やアルミナ系の接着剤である。この場合、無機系接着剤は、未硬化の状態で塗布した後に硬化することにより、セラミック状の膜となる。無機系接着剤は光を透過または散乱することができる。なお、無機系接着剤が有機溶剤を使用するものである場合、有機溶剤は、硬化の際に揮発する。無機系接着剤は耐熱性が高いため、処理材１５として好適である。

【0074】

また、処理材１５は、光を透過または散乱する性質を有した樹脂材料で作られてもよい。樹脂材料は、例えば、シリコーン系、エポキシ系、あるいはウレタンアクリレート系等である。樹脂材料は、フィラーとして、例えば、窒化ホウ素や、タルク、窒化アルミ（ＡｌＮ）等を含んでもよい。この場合、光はフィラーによっても散乱される。また、フィラーの屈折率は、クラッド２１ｂの屈折率より高いことが望ましい。なお、樹脂材料やフィラーは、上記のものには限定されない。

【0075】

以上、説明したように、本実施形態では、端部構造１０は、光処理機構４０とエンドキャップ１３との間で、芯線２１を取り囲むキャピラリ２３（筒状体）を有している。

【0076】

このような構成によれば、例えば、芯線２１が露出する区間をより短くすることができるため、芯線２１に塵芥等が付着することによる不都合が生じるのを抑制することができる。

【0077】

また、本実施形態のように、第一区間Ｓ１では、先端２０ａ１（第一端部）からの第二区間Ｓ２において、芯線２１が露出し、キャピラリ２３は、第二区間Ｓ２よりも先端２０ａ１から離れた部位で、芯線２１を取り囲んでもよい。

【0078】

このような構成によれば、例えば、先端２０ａ１と先端１３ｂ１（第二端部）との接続工程において、キャピラリ２３が障害となるのを抑制できる。

【0079】

また、本実施形態のように、第二区間Ｓ２の第二長Ｌ２は、キャピラリ２３の第三長Ｌ３より短くてもよい。

【0080】

このような構成によれば、例えば、第一区間Ｓ１におけるより長い区間を、キャピラリ２３によって保護することができる。よって、芯線２１が露出した所要長さの第二区間Ｓ２を確保しながら、キャピラリ２３による保護性を高めることができる。

【0081】

また、本実施形態のように、芯線２１とキャピラリ２３とは、接合材２４によって接合されてもよい。

【0082】

このような構成によれば、例えば、第一区間Ｓ１においてキャピラリ２３が芯線２１を取り囲む構造を、より容易に実現することができる。

【0083】

また、本実施形態の端部構造１０の光ファイバ２０により伝送される光の波長は、４００［ｎｍ］以上かつ６００［ｎｍ］以下であってもよく、光ファイバ２０により伝送される光のパワーは、１００［Ｗ］以上であってもよい。発明者らの鋭意検討により、塵芥等による不都合は、上記波長やパワーの条件で生じやすいことが判明している。すなわち、本実施形態によれば、上記波長やパワーの条件下であっても、塵芥等による不都合をより確実に抑制することができる。

【0084】

また、上述したように、端部構造１０には、キャピラリ２３および接合材２４の材質や、光の透過性、反射性の種々の組み合わせを、適用可能である。

【0085】

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態の発光装置３０Ａの概略構成図であって、カバーを取り外した状態で発光装置３０Ａの内部をＺ方向の反対方向に見た平面図である。発光装置３０Ａは、光学装置の一例であって、半導体レーザモジュールとも称されうる。

【0086】

図６に示されるように、発光装置３０Ａは、ベース３１と、当該ベース３１と固定された光ファイバ２０と、複数の発光ユニット３２と、複数の発光ユニット３２からの光を合成する光合成部３３と、を有している。

【0087】

光ファイバ２０は、出力光ファイバであって、第１実施形態の端部構造１０を介して、ベース３１と固定されている。

【0088】

端部構造１０は、ベース３１の一部として当該ベース３１と一体的に構成されてもよいし、ベース３１とは別部材として構成された端部構造１０が、例えばねじのような固定具を介してベース３１に取り付けられてもよい。

【0089】

ベース３１は、例えば、銅系材料やアルミニウム系材料のような、熱伝導性の高い材料で作られる。ベース３１は、カバー（不図示）で覆われている。光ファイバ２０、発光ユニット３２、光合成部３３、および端部構造１０は、ベース３１とカバーとの間に形成された収容室内に収容され、封止されている。

【0090】

ベース３１には、Ｘ方向に複数の発光ユニット３２が所定間隔（例えば一定間隔）で並ぶアレイＡ１，Ａ２のそれぞれについて、Ｘ方向に向かうにつれて、発光ユニット３２の位置がＺ方向にずれるよう、段差面（不図示）が設けられている。段差面は、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。発光ユニット３２は、それぞれ、段差面上に載置されている。Ｘ１方向は、第一方向の一例である。また、段差面は、載置面とも称されうる。また、このような構成により、発光ユニット３２、コリメートレンズ３３ｂ、およびミラー３３ｃが設けられる部位において、ベース３１のＺ方向の厚さは、Ｘ方向に向かうにつれて厚くなっている。

【0091】

発光ユニット３２は、一例として、チップオンサブマウントである。発光ユニット３２は、それぞれ、サブマウント３２ａと、当該サブマウント３２ａ上に実装された発光素子３２ｂと、を有している。発光素子３２ｂは、例えば、半導体レーザチップである。複数の発光素子３２ｂは、例えば、同じ波長（単一の波長）の光を出力する。発光素子３２ｂ（発光ユニット３２）は、光源の一例である。

【0092】

複数の発光素子３２ｂから出力された光は、光合成部３３によって合成される。光合成部３３は、コリメートレンズ３３ａ，３３ｂ、ミラー３３ｃ，３３ｄ、コンバイナ３３ｅ、集光レンズ３３ｆ，３３ｇ等の光学部品を有している。光合成部３３に含まれる光学部品は、複数の発光素子３２ｂ（発光ユニット３２）と光ファイバ２０とを光学的に接続する光学系の一例である。

【0093】

コリメートレンズ３３ａは、光をＺ方向（速軸方向）にコリメートし、コリメートレンズ３３ｂは、光をＸ２方向（遅軸方向）にコリメートする。コリメートレンズ３３ａは、例えば、サブマウント３２ａに取り付けられ、発光ユニット３２と一体化されている。コリメートレンズ３３ｂは、対応する発光ユニット３２が実装されている段差面上に載置されている。

【0094】

ミラー３３ｃは、コリメートレンズ３３ｂからの光をコンバイナ３３ｅに向かわせる。ミラー３３ｃは、対応する発光ユニット３２およびコリメートレンズ３３ｂが実装されている段差面上に載置されている。すなわち、発光ユニット３２、当該発光ユニット３２が有する発光素子３２ｂからの光が通るコリメートレンズ３３ｂ、および当該コリメートレンズ３３ｂからの光を反射するミラー３３ｃは、同一の段差面上に実装されている。すなわち、アレイＡ１，Ａ２毎に、Ｙ方向に並ぶ発光ユニット３２、コリメートレンズ３３ｂ、およびミラー３３ｃは、同一の段差面上に実装されている。なお、段差面のＺ方向の位置およびミラー３３ｃのＺ方向のサイズは、他のミラー３３ｃからの光と干渉しないように設定されている。また、以下では、段差面上に実装されている発光ユニット３２、コリメートレンズ３３ｂ、およびミラー３３ｃは、単に実装部品と称することがある。また、発光ユニット３２、コリメートレンズ３３ｂ、およびミラー３３ｃは、同一の段差面（平面）上に実装されなくてもよい。

【0095】

コンバイナ３３ｅは、二つのアレイＡ１，Ａ２からの光を合成して集光レンズ３３ｆに向けて出力する。アレイＡ１からの光は、ミラー３３ｄおよび１／２波長板３３ｅ１を介してコンバイナ３３ｅに入力され、アレイＡ２からの光は、コンバイナ３３ｅに直接入力される。１／２波長板３３ｅ１は、アレイＡ１からの光の偏波面を回転させる。コンバイナ３３ｅは、偏波合成素子とも称されうる。

【0096】

集光レンズ３３ｆは、光をＺ方向（速軸方向）に集光する。集光レンズ３３ｇは、集光レンズ３３ｆからの光をＹ方向（遅軸方向）に集光し、光ファイバ２０の端部に光学的に結合する。なお、集光レンズ３３ｇは、端部構造１０に設けられてもよいし、ベース３１上に設けられてもよい。また、集光レンズ３３ｆは、端部構造１０上に設けられてもよい。

【0097】

上記第１実施形態の効果は、本実施形態の発光装置３０Ａにおいても得られる。

【0098】

［第３実施形態］
図７は、第３実施形態の発光装置３０Ｂの平面図である。発光装置３０Ｂは、光学装置の一例であって、半導体レーザモジュールとも称されうる。本実施形態では、段差面３１ｃが、Ｘ方向およびＹ方向に延びるとともに、Ｚ方向にずれており、階段状に形成されている。ミラー３３ｃからの光は、集光レンズ３３ｆ、ローパスフィルタ３３ｈ、および集光レンズ３３ｇを経由して、端部構造１０に支持された光ファイバ２０の芯線２１の先端２０ａ１（図７には不図示）に結合される。本実施形態でも、ベース３１のＺ方向の厚さは、Ｘ方向に向かうにつれて、厚くなっている。上記第１実施形態の効果は、本実施形態の発光装置３０Ｂにおいても得られる。

【0099】

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

【0100】

例えば、端部構造は、半導体レーザモジュールとは異なる光学装置に適用可能である。また、端部構造を備える光学装置は、光源を有しなくてもよい。

【符号の説明】

【0101】

１０…端部構造
１１…ベース
１１ａ…面
１１ｂ，１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３…面
１１ｃ…凹部
１１ｄ…凸条
１１ｅ…凹溝
１１ｅ１，１１ｅ２…面
１２…カバー
１２ａ，１２ｂ…面
１３…エンドキャップ（緩和部材）
１３ａ…円柱部
１３ａ１…端面（受光面）
１３ａ２…端面（第二端面）
１３ｂ…突出部
１３ｂ１…先端（第二端部）
１５…処理材
１６…固定具
２０…光ファイバ
２０ａ…剥離端部
２０ａ１…先端（第一端部）
２１…芯線
２１ａ…コア
２１ｂ…クラッド
２２…被覆
２３…キャピラリ（筒状体）
２３ａ…外周
２３ｂ…端面（第一端面）
２４…接合材
３０Ａ，３０Ｂ…発光装置（光学装置）
３１…ベース
３１ｃ…段差面
３２…発光ユニット（光源）
３２ａ…サブマウント
３２ｂ…発光素子（光源）
３３…光合成部
３３ａ…コリメートレンズ
３３ｂ…コリメートレンズ
３３ｃ…ミラー
３３ｄ…ミラー
３３ｅ…コンバイナ
３３ｅ１…１／２波長板
３３ｆ…集光レンズ
３３ｇ…集光レンズ
３３ｈ…ローパスフィルタ
４０…光処理機構
Ａ１，Ａ２…アレイ
Ｄ１…直径
Ｄ２…直径
Ｄ３…直径
Ｇ１，Ｇ２…把持具
Ｌ…レーザ光
Ｌ１…第一長
Ｌ２…第二長
Ｌ３…第三長
Ｌ５…第五長
Ｎ…放電電極
Ｓ…収容室
Ｓ１…第一区間
Ｓ２…第二区間
Ｓ３…第三区間
Ｓ４…第四区間
Ｘ…方向
Ｙ…方向
Ｚ…方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】