特許 7583604 光学装置のハウジング、光学装置、レーザ溶接装置、およびレーザ溶接方法

(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】2024-11-06

(45)【発行日】2024-11-14

(54)【発明の名称】光学装置のハウジング、光学装置、レーザ溶接装置、およびレーザ溶接方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/21 20140101AFI20241107BHJP

   B23K 26/067 20060101ALI20241107BHJP

   B23K 26/26 20140101ALI20241107BHJP

   B23K 26/70 20140101ALI20241107BHJP

   H01S 5/022 20210101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

B23K26/21 F

B23K26/067

B23K26/26

B23K26/70

H01S5/022

B23K26/21 P

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020210986

(22)【出願日】2020-12-21

(65)【公開番号】P2022097820

(43)【公開日】2022-07-01

【審査請求日】2023-10-26

(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】有賀 麻衣子

(72)【発明者】

【氏名】三代川 純

(72)【発明者】

【氏名】松永 啓伍

【審査官】山内 隆平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１１５３７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２００７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１５９８５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１７０１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１９５４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／００９５４４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／０７２０１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００３／００５５０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６１－２２２６９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／２１

Ｂ２３Ｋ ２６／０６７

Ｂ２３Ｋ ２６／２６

Ｂ２３Ｋ ２６／７０

Ｈ０１Ｓ ５／０２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学部品の収容室を構成する光学装置のハウジングであって、
前記ハウジングの外面となる第一外面と、第一端縁と、を有した板状の第一部材と、
前記ハウジングの外面となる第二外面と、前記第一端縁に沿って延びた第二端縁と、有した板状の第二部材と、
前記第一端縁と前記第二端縁との間の境界部分のうち前記第一外面と前記第二外面との間の部分を溶接した線状の溶接部と、
を備え、
前記溶接部は、前記第一外面と前記第二外面との間から前記第一外面および前記第一端縁に沿う第一方向と交差した第二方向に延びるとともに、
前記境界部分は、前記溶接部と前記収容室との間で前記第一端縁と前記第二端縁とが隙間をあけて面するかあるいは接した対向区間として前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向に延びた対向区間を含むとともに、当該境界部分における前記第一端縁と前記第二端縁との間の隙間の大きさが他の部分よりも大きい中間室を含み、
前記中間室は、前記溶接部から離れるとともに前記収容室からも離れ前記溶接部と前記収容室の間となる位置に設けられた、光学装置のハウジング。

【請求項2】

前記第一方向と交差した断面において、前記隙間の大きさの最大値が０．２［ｍｍ］以上である、請求項１に記載の光学装置のハウジング。

【請求項3】

前記境界部分が、前記対向区間として、前記溶接部と前記収容室との間で直列に配置され互いに異なる方向に延びた複数の対向区間を含んだ、請求項１または２に記載の光学装置のハウジング。

【請求項4】

前記対向区間の少なくとも一部において、前記第一端縁と前記第二端縁とが互いに接している、請求項１～３のうちいずれか一つに記載の光学装置のハウジング。

【請求項5】

前記境界部分が、前記対向区間として、前記第一部材および前記第二部材のうち一方の部材の厚さ方向に略沿って当該一方の部材の厚さの半分以上の長さで延びた対向区間を含んだ、請求項１～４のうちいずれか一つに記載の光学装置のハウジング。

【請求項6】

前記第一外面と前記第二外面との前記第二方向におけるずれが０．１［ｍｍ］以下である、請求項１～５のうちいずれか一つに記載の光学装置のハウジング。

【請求項7】

前記溶接部は、周状に設けられた、請求項１～６のうちいずれか一つに記載の光学装置のハウジング。

【請求項8】

前記溶接部において、前記収容室が気密封止された、請求項１～７のうちいずれか一つに記載の光学装置のハウジング。

【請求項9】

前記第一部材は、前記ハウジングの周壁の開口部を塞ぐ当該ハウジングの蓋を構成する部材であり、
前記第二部材は、前記周壁を構成する部材であり、
前記第一端縁は、前記蓋の周縁であり、
前記第二端縁は、前記第一端縁に沿って延びた前記周壁の周状の端縁である、請求項１～８のうちいずれか一つに記載の光学装置のハウジング。

【請求項10】

請求項１～９のうちいずれか一つに記載の光学装置のハウジングと、
前記収容室に収容された光学部品と、
を備えた、光学装置。

【請求項11】

光学部品の収容室を構成する光学装置のハウジングであって、
前記ハウジングの外面となる第一外面と、第一端縁と、を有した板状の第一部材と、
前記ハウジングの外面となる第二外面と、前記第一端縁に沿って延びた第二端縁と、有した板状の第二部材と、
前記第一端縁と前記第二端縁との間の境界部分のうち前記第一外面と前記第二外面との間の部分を溶接した線状の溶接部と、
を備え、
前記溶接部は、前記第一外面と前記第二外面との間から前記第一外面および前記第一端縁に沿う第一方向と交差した第二方向に延びるとともに、
前記境界部分は、前記溶接部と前記収容室との間で前記第一端縁と前記第二端縁とが隙間をあけて面するかあるいは接した対向区間として前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向に延びた対向区間を含むとともに、当該境界部分における前記第一端縁と前記第二端縁との間の隙間の大きさが他の部分よりも大きい中間室を含み、
前記中間室は、前記溶接部から離れるとともに前記収容室からも離れ前記溶接部と前記収容室の間となる位置に設けられた、前記ハウジングに、レーザ光を照射して前記第一端縁と前記第二端縁とを溶接するレーザ溶接装置であって、
前記レーザ溶接装置は、
レーザ発振器と、
前記レーザ発振器からのレーザ光を出射する光学ヘッドと、
を備え、
前記レーザ光を前記光学ヘッドから前記第一外面と前記第二外面との間の部分に向けて照射しながら掃引することにより、前記溶接部を形成する、レーザ溶接装置。

【請求項12】

前記レーザ光のビームを成形するビームシェイパを備えた、請求項１１に記載のレーザ溶接装置。

【請求項13】

光学部品の収容室を構成する光学装置のハウジングであって、
前記ハウジングの外面となる第一外面と、第一端縁と、を有した板状の第一部材と、
前記ハウジングの外面となる第二外面と、前記第一端縁に沿って延びた第二端縁と、有した板状の第二部材と、
前記第一端縁と前記第二端縁との間の境界部分のうち前記第一外面と前記第二外面との間の部分を溶接した線状の溶接部と、
を備え、
前記溶接部は、前記第一外面と前記第二外面との間から前記第一外面および前記第一端縁に沿う第一方向と交差した第二方向に延びるとともに、
前記境界部分は、前記溶接部と前記収容室との間で前記第一端縁と前記第二端縁とが隙間をあけて面するかあるいは接した対向区間として前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向に延びた対向区間を含むとともに、当該境界部分における前記第一端縁と前記第二端縁との間の隙間の大きさが他の部分よりも大きい中間室を含み、
前記中間室は、前記溶接部から離れるとともに前記収容室からも離れ前記溶接部と前記収容室の間となる位置に設けられた、前記ハウジングに、レーザ光を照射して前記第一端縁と前記第二端縁とを溶接するレーザ溶接方法であって、
前記レーザ光を前記第一外面と前記第二外面との間の部分に向けて照射しながら掃引することにより、前記溶接部を形成する、レーザ溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学装置のハウジング、光学装置、レーザ溶接装置、およびレーザ溶接方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、箱形のハウジング内に光学部品が収容された光学装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、ハウジングは、複数の部材を接合することにより作製されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－１３１５８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の光学装置において、複数の部材をレーザ溶接してハウジングを作製する場合にスパッタが生じると、当該スパッタがハウジングの他の部位に飛んで外観が損なわれたり、当該スパッタがハウジング内に進入して光学部品に影響を与えたり、といった問題が生じる虞があった。

【0005】

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、複数の部材のレーザ溶接によって光学装置のハウジングを作製する場合に、当該レーザ溶接による問題がより生じ難くなるような、改善された新規な光学装置のハウジング、光学装置、レーザ溶接装置、およびレーザ溶接方法を得ること、である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の光学装置のハウジングは、例えば、光学部品の収容室を構成する光学装置のハウジングであって、前記ハウジングの外面となる第一外面と、第一端縁と、を有した板状の第一部材と、前記ハウジングの外面となる第二外面と、前記第一端縁に沿って延びた第二端縁と、有した板状の第二部材と、前記第一端縁と前記第二端縁との間の境界部分のうち前記第一外面と前記第二外面との間の部分を溶接した線状の溶接部と、を備え、前記溶接部は、前記第一外面と前記第二外面との間から前記第一外面および前記第一端縁に沿う第一方向と交差した第二方向に延びるとともに、前記境界部分は、前記溶接部と前記収容室との間で前記第一端縁と前記第二端縁とが隙間をあけて面するかあるいは接した対向区間として、前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向に延びた対向区間を含んでいる。

【0007】

前記光学装置のハウジングでは、前記境界部分が、前記第一方向と交差した断面における前記第一端縁と前記第二端縁との間の距離が他の部分よりも大きい中間室を含んでもよい。

【0008】

前記光学装置のハウジングでは、前記第一方向と交差した断面において、前記距離の最大値が０．２［ｍｍ］以上であってもよい。

【0009】

前記光学装置のハウジングでは、前記境界部分が、前記対向区間として、前記溶接部と前記収容室との間で直列に配置され互いに異なる方向に延びた複数の対向区間を含んでもよい。

【0010】

前記光学装置のハウジングでは、前記対向区間の少なくとも一部において、前記第一端縁と前記第二端縁とが互いに接していてもよい。

【0011】

前記光学装置のハウジングでは、前記境界部分が、前記対向区間として、前記第一部材および前記第二部材のうち一方の部材の厚さ方向に略沿って当該一方の部材の厚さの半分以上の長さで延びた対向区間を含んでもよい。

【0012】

前記光学装置のハウジングでは、前記第一外面と前記第二外面との前記第二方向におけるずれが０．１［ｍｍ］以下であってもよい。

【0013】

前記光学装置のハウジングでは、前記溶接部は、周状に設けられてもよい。

【0014】

前記光学装置のハウジングでは、前記溶接部において、前記収容室が気密封止されてもよい。

【0015】

前記光学装置のハウジングでは、前記第一部材は、前記ハウジングの周壁の開口部を塞ぐ当該ハウジングの蓋を構成する部材であり、前記第二部材は、前記周壁を構成する部材であり、前記第一端縁は、前記蓋の周縁であり、前記第二端縁は、前記第一端縁に沿って延びた前記周壁の周状の端縁であってもよい。

【0016】

また、本発明の光学装置は、例えば、光学装置のハウジングと、前記収容室に収容された光学部品と、を備える。

【0017】

また、本発明のレーザ溶接装置は、例えば、光学部品の収容室を構成する光学装置のハウジングであって、前記ハウジングの外面となる第一外面と、第一端縁と、を有した板状の第一部材と、前記ハウジングの外面となる第二外面と、前記第一端縁に沿って延びた第二端縁と、有した板状の第二部材と、を備え、前記第一端縁と前記第二端縁との間の境界部分が、前記第一外面と前記第二外面との間から前記第一外面および前記第一端縁に沿う第一方向と交差した第二方向に延びた第一対向区間と、当該第一対向区間と前記収容室との間に介在し前記第一端縁と前記第二端縁とが隙間をあけて面するかあるいは接し少なくとも部分的に前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向に延びた第二対向区間と、を含むよう構成された、前記ハウジングに、レーザ光を照射して前記第一端縁と前記第二端縁とを溶接するレーザ溶接装置であって、前記レーザ溶接装置は、レーザ発振器と、前記レーザ発振器からのレーザ光を出射する光学ヘッドと、を備え、前記レーザ光は、少なくとも一つの主ビームと、当該主ビームよりもパワー密度が小さい少なくとも一つの副ビームと、を含み、前記レーザ光を前記第一対向区間に向けて照射しながら掃引することにより、前記第一外面および前記第二外面に隣接した線状の溶接部を形成する。

【0018】

前記レーザ溶接装置は、前記レーザ光のビームを成形するビームシェイパを備えてもよい。

【0019】

また、本発明のレーザ溶接方法は、例えば、光学部品の収容室を構成する光学装置のハウジングであって、前記ハウジングの外面となる第一外面と、第一端縁と、を有した板状の第一部材と、前記ハウジングの外面となる第二外面と、前記第一端縁に沿って延びた第二端縁と、有した板状の第二部材と、を備え、前記第一端縁と前記第二端縁との間の境界部分が、前記第一外面と前記第二外面との間から前記第一外面および前記第一端縁に沿う第一方向と交差した第二方向に延びた第一対向区間と、当該第一対向区間と前記収容室との間に介在し前記第一端縁と前記第二端縁とが隙間をあけて面するかあるいは接し少なくとも部分的に前記第一方向および前記第二方向と交差した第三方向に延びた第二対向区間と、を含むよう構成された、前記ハウジングに、レーザ光を照射して前記第一端縁と前記第二端縁とを溶接するレーザ溶接方法であって、前記レーザ光は、少なくとも一つの主ビームと、当該主ビームよりもパワー密度が小さい少なくとも一つの副ビームと、を含み、前記レーザ光を前記第一対向区間に向けて照射しながら掃引することにより、前記第一外面および前記第二外面に隣接した線状の溶接部を形成する。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、改善された新規な光学装置のハウジング、光学装置、レーザ溶接装置、およびレーザ溶接方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、第１実施形態の光学装置の内部構成を示す例示的かつ模式的な側面図（一部断面図）である。

【図2】図２は、図１のII部の拡大図である。

【図3】図３は、第１実施形態の第１変形例の光学装置のハウジングに形成された溶接構造の図２と同等位置での例示的かつ模式的な断面図である。

【図4】図４は、第１実施形態の第２変形例の光学装置のハウジングに形成された溶接構造の図２と同等位置での例示的かつ模式的な断面図である。

【図5】図５は、第１実施形態の第３変形例の光学装置のハウジングに形成された溶接構造の図２と同等位置での例示的かつ模式的な断面図である。

【図6】図６は、第１実施形態の第４変形例の光学装置のハウジングに形成された溶接構造の図２と同等位置での例示的かつ模式的な断面図である。

【図7】図７は、第２実施形態のレーザ溶接装置の例示的な概略構成図である。

【図8】図８は、第２実施形態のレーザ溶接装置に含まれる回折光学素子の原理の概念を示す説明図である。

【図9】図９は、第２実施形態のレーザ溶接装置の対象物の表面上におけるビーム（スポット）の一例を示す模式図である。

【図10】図１０は、第２実施形態のレーザ溶接装置の対象物の表面上におけるビーム（スポット）の別の一例を示す模式図である。

【図11】図１１は、第２実施形態のレーザ溶接装置の対象物の表面上におけるビーム（スポット）のさらに別の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、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、以下の実施形態および変形例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。

【0023】

以下に示される実施形態および変形例は、同様の構成を備えている。各実施形態および変形例の構成によれば、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。

【0024】

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

【0025】

また、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互いに直交している。

【0026】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の光学装置１の内部構成を示す側面図である。図１に示されるように、光学装置１は、ハウジング１０と、当該ハウジング１０内に収容された温調装置２０、発光素子４１、レンズ４２、キャリア４３、光アイソレータ５１、ビームスプリッタ５２、および受光素子５３のような部品と、を備えている。受光素子５３は、例えば、フォトダイオードである。

【0027】

ハウジング１０は、壁として、頂壁１１と、底壁１２と、二つの側壁１３と、二つの側壁１４と、を有している。ハウジング１０は、例えば、直方体状かつ箱状の形状を有している。ハウジング１０内には、これら頂壁１１、底壁１２、二つの側壁１３、および二つの側壁１４によって囲まれた収容室Ｒが形成されている。

【0028】

底壁１２は、Ｚ方向と交差して広がっている。本実施形態では、底壁１２は、Ｘ方向およびＹ方向に延びるとともに、Ｚ方向と直交している。

【0029】

収容室Ｒ内において、底壁１２上には、温調装置２０を介して光学部品が取り付けられている。光学部品は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のようなセラミックなどのベース板を介して、温調装置２０上に取り付けられている場合もある。底壁１２は、支持部や支持壁とも称されうる。

【0030】

頂壁１１は、Ｚ方向と交差して広がっている。本実施形態では、頂壁１１は、Ｘ方向およびＹ方向に延びるとともに、Ｚ方向と直交している。

【0031】

側壁１３は、それぞれ、Ｘ方向と交差して広がっている。本実施形態では、側壁１３は、Ｙ方向およびＺ方向に延びるとともに、Ｘ方向と直交している。側壁１３は、ハウジング１０のＸ方向（長手方向）の端部にそれぞれ位置されている。

【0032】

側壁１３のうちの一つには、光学窓１５が設けられている。

【0033】

また、光学窓１５が設けられないもう一つの側壁１３には、当該側壁１３を厚さ方向（Ｘ方向）に貫通するフィードスルー１６が設けられている。フィードスルー１６も、ハウジング１０の一部を構成していると言うことができる。なお、フィードスルー１６は、側壁１４を貫通する部位を有してもよい。

【0034】

側壁１４は、Ｙ方向と交差して広がっている。本実施形態では、側壁１４は、Ｘ方向およびＺ方向に延びるとともに、Ｙ方向と直交している。側壁１４は、ハウジング１０の幅方向の端部に位置されている。なお、側壁１３，１４は、周壁とも称されうる。

【0035】

頂壁１１は、例えば、コバールや、ＦｅＮｉ、アルミニウムのような金属材料で作られうる。頂壁１１の表面には、Ｎｉや、ＮｉＡｕ、ＮｉＰｔＡｕ、ＮｉＰｄＡｕ等によるめっき層が設けられてもよい。また、頂壁１１のうち、側壁１３，１４との接合面には、銀や、ＡｕＳｎ等によるろう材の層が設けられてもよい。

【0036】

側壁１３，１４は、例えば、コバールのような金属材料で作られうる。側壁１３，１４の表面には、Ｎｉや、ＮｉＡｕ、ＮｉＰｔＡｕ、ＮｉＰｄＡｕ等によるめっき層が設けられてもよい。側壁１３，１４のうち、頂壁１１との接合面には、銀や、ＡｕＳｎ等によるろう材の層が設けられてもよい。また、側壁１３，１４のうち、頂壁１１との接合面を含む部位のみが金属材料で作られ、他の部位は、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムのようなセラミックで作られてもよい。なお、頂壁１１および側壁１３，１４において、めっき層やろう材の層は必須ではない。

【0037】

底壁１２は、例えば、Ｃｕタングステン合金や、ＣｕＭｏ合金のような金属材料で作られうる。

【0038】

また、フィードスルー１６は、例えば、酸化アルミニウムや、窒化アルミニウムのようなセラミックで作られうる。

【0039】

温調装置２０は、上側基板２１Ｕと、下側基板２１Ｌと、複数の熱電素子２２とを有している。上側基板２１Ｕおよび下側基板２１Ｌは、底壁１２に沿っている。熱電素子２２は、それぞれ、上側基板２１Ｕと下側基板２１Ｌとの間に介在している。

【0040】

上側基板２１Ｕは、Ｚ方向と交差して広がり、上面２０ａと当該上面２０ａの裏側の下面２１ｂとを有している。上側基板２１Ｕは、例えばセラミックのような熱伝導性が高い絶縁性の材料により作られうる。発光素子４１、レンズ４２、光アイソレータ５１、ビームスプリッタ５２、および受光素子５３のような光学部品は、上面２０ａ上に、直接的にあるいはベース板などの他の部品を介して間接的に、取り付けられている。上側基板２１Ｕは、第一基板や実装基板とも称され、上面２０ａは、実装面とも称されうる。

【0041】

下側基板２１Ｌは、Ｚ方向と交差して広がり、上面２１ａと当該上面２１ａの裏側の下面２０ｂとを有している。下側基板２１Ｌは、例えばセラミックのような熱伝導性が高い絶縁性の材料により作られうる。下側基板２１Ｌは、ハウジング１０の底壁１２と熱的に接続された状態で、当該底壁１２に取り付けられている。下側基板２１Ｌは、第二基板や取付基板とも称され、下面２０ｂは、接触面や取付面とも称されうる。

【0042】

熱電素子２２は、半導体素子の一例であり、例えば、ビスマステルル系の半導体のような、Ｐ型半導体またはＮ型半導体によって、作られうる。

【0043】

上側基板２１Ｕの下面２１ｂおよび下側基板２１Ｌの上面２１ａには配線パターン（不図示）が設けられている。熱電素子２２は、それぞれ、これら二つの配線パターンの間に介在している。配線パターンは、例えば、銅系金属のような、導電性の高い金属材料によって、作られうる。

【0044】

複数の熱電素子２２は、配線パターンを介してＰＮ接合を構成するよう、直列に接続されている。複数の熱電素子２２は、配線パターンを介した温調装置２０外からの電力の供給により、発熱または吸熱する。熱電素子２２における発熱と吸熱とは、複数の熱電素子２２に流れる電流の向きにより、切り替わる。配線パターンは、導体あるいは導体層とも称されうる。

【0045】

このように、温調装置２０は、光学部品の土台として機能するとともに、光学部品を加熱したり冷却したりすることにより、当該光学部品の温度調整を行う。温調装置２０は、ペルチェモジュールや、熱電モジュールとも称されうる。

【0046】

光機能素子である発光素子４１は、例えば、半導体レーザ素子であり、このとき光学装置１は波長可変レーザモジュールである。また、光学素子が光変調器素子であって光学装置が光変調器モジュールである場合や、光学素子がフォトダイオードであって光学装置が光受信機モジュールである場合や、半導体レーザ素子とフォトダイオード素子、光変調器素子が集積されているＩＣ－ＴＲＯＳＡ（integrated coherent-transmitter receiver optical sub-assembly）の場合もある。発光素子４１は、キャリア４３を介して温調装置２０の上面２０ａ上に実装されている。キャリア４３は、発光素子４１と線膨張係数が近い絶縁性の材料または熱伝導性が高い絶縁性の材料によって作られ、発光素子４１が発生する熱を温調装置２０に伝達する。キャリア４３は、サブマウントとも称されうる。

【0047】

発光素子４１は、レーザ光をレンズ４２に向けて出力する。レーザ光の波長は、例えば、光通信の波長として好適な９００ｎｍ以上１６５０ｎｍ以下である。発光素子４１は、レーザ光を出力している間は素子温度が上昇し、発熱体として機能する。発光素子４１は、例えば、半導体レーザ素子である。

【0048】

レンズ４２は、キャリア４３に取り付けられている。レンズ４２は、発光素子４１からのレーザ光に、屈折率による作用を及ぼしてコリメートする。レンズ４２から出力されたレーザ光は、光アイソレータ５１に入力される。

【0049】

光アイソレータ５１は、磁石５１ａと、磁気光学素子および偏光板を含む光学素子部５１ｂと、を有している。光アイソレータ５１は、光学素子部５１ｂからのレーザ光を偏光するとともに、光学素子部５１ｂからのレーザ光に、磁気光学作用を及ぼす。光アイソレータ５１から出力されたレーザ光は、ビームスプリッタ５２に入力される。光アイソレータ５１は、ビームスプリッタ５２からの光が発光素子４１に向けて通過するのを阻止する。

【0050】

ビームスプリッタ５２は、光アイソレータ５１からのレーザ光を光学装置１外に出力するとともに、光アイソレータ５１からのレーザ光を分光して受光素子５３に入力する。

【0051】

ハウジング１０は、気密封止されており、これにより、ハウジング１０内に収容された発光素子４１、レンズ４２、光アイソレータ５１、ビームスプリッタ５２、および受光素子５３のような光学部品に、空気や水が作用するのが防止されている。光学装置１は、例えば、製造時にハウジング１０内に充填された窒素ガスのような不活性ガスがハウジング１０外に漏れないよう、構成されている。

【0052】

また、光学装置１には、フレキシブルプリント配線板３０が接続されている。本実施形態では、フレキシブルプリント配線板３０は、フィードスルー１６に固定されている。フレキシブルプリント配線板３０のフィードスルー１６またはハウジング１０への固定には、ねじのような固定具（不図示）や接着剤が用いられてもよい。

【0053】

フレキシブルプリント配線板３０内の導体を介して、上位装置（不図示）から、発光素子４１や温調装置２０へ、駆動電力や制御信号が供給される。また、フレキシブルプリント配線板３０内の導体を介して、収容室Ｒ内のセンサ（不図示）から、上位装置へ、検出信号が送られる。

【0054】

図２は、図１のII部の拡大図である。図２は、ハウジング１０に形成された、頂壁１１と側壁１３とを溶接する溶接構造６０Ａ（６０）の断面を、示している。なお、頂壁１１と側壁１４との間にも、図２と同様の溶接構造６０Ａが設けられる。

【0055】

図２に示されるように、本実施形態では、頂壁１１の周縁１１ｂと、側壁１３の端縁１３ｂとが、溶接部６１を介して接合されている。溶接部６１は、レーザ光Ｌの照射によって溶融池が形成され、当該溶融池が冷却されて固化することにより、形成される。すなわち、頂壁１１と側壁１３とは、レーザ溶接されている。頂壁１１は、側壁１３，１４の開口部を塞ぐハウジング１０の蓋を構成する部材であって、第一部材の一例である。側壁１３，１４は、ハウジング１０の周壁を構成する部材であって、第二部材の一例である。周縁１１ｂは、第一端縁の一例である。また、端縁１３ｂは、周縁１１ｂに沿って延びた線状の端縁であって、第二端縁の一例である。

【0056】

なお、端縁１３ｂは、他の側壁１３および側壁１４の端縁とともに、周縁１１ｂに沿う周状の端縁を構成している。また、溶接構造６０は、側壁１３と頂壁１１との間には限定されず、例えば、図１に示される側壁１３と底壁１２との間の角部Ａや、側壁１４と底壁１２との間の角部（不図示）に形成されてもよいし、延び方向に並ぶ二つの部材の突き合わせ部分（不図示）に形成されてもよい。

【0057】

図２に示されるように、溶接部６１は、頂壁１１の外面１１ｓと、側壁１３の外面１３ｓとの間に位置している。外面１１ｓ，１３ｓは、いずれもＺ方向と交差して広がっており、言い換えると、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。一例として、外面１１ｓと外面１３ｓとは、略面一であり、Ｚ方向におけるずれが、０．１［ｍｍ］以下に設定されている。外面１１ｓは、第一外面の一例であり、外面１３ｓは、第二外面の一例である。

【0058】

本実施形態では、周縁１１ｂと端縁１３ｂとの間の境界部分Ｂは、外面１１ｓと外面１３ｓとの間と、収容室Ｒとの間で、延びている。境界部分Ｂは、二つの区間Ｂ１，Ｂ２を有している。区間Ｂ１は、外面１１ｓ，１３ｓに隣接している。また、区間Ｂ１，Ｂ２は、直列に並んでおり、区間Ｂ２は、区間Ｂ１よりも収容室Ｒ側に位置している。図２から明らかとなるように、図２の断面において、境界部分Ｂは、Ｌ字状に屈曲している。すなわち、区間Ｂ１が延びる方向と、区間Ｂ２が延びる方向とは、互いに交差している。また、区間Ｂ１は、外面１１ｓと外面１３ｓの間から、収容室Ｒ側に向かうにつれて、Ｚ方向へ延び、区間Ｂ２は、区間Ｂ１の収容室Ｒ側の端部から、収容室Ｒ側へ向かうにつれて、Ｘ方向の反対方向へ延びている。

【0059】

溶接部６１は、区間Ｂ１において、周縁１１ｂと端縁１３ｂとを接合している。なお、図２には、溶接部６１において、当該溶接部６１が形成される前の境界部分Ｂを、二点鎖線で示している。

【0060】

ここで、図２は、Ｙ方向と交差した断面である。言い換えると、図２の断面が形成されている部分において、周縁１１ｂ、端縁１３ｂ、外面１１ｓ、外面１３ｓ、境界部分Ｂ、区間Ｂ１，Ｂ２、および溶接部６１は、図２の紙面と交差したＹ方向に延びている。すなわち、Ｙ方向は、外面１１ｓ，１３ｓに沿うとともに周縁１１ｂおよび端縁１３ｂに沿う方向である。Ｙ方向は、第一方向の一例である。

【0061】

レーザ光Ｌは、境界部分Ｂの区間Ｂ１に向けてＺ方向に照射される。すなわち、レーザ光Ｌの照射方向Ｉは、Ｚ方向である。よって、溶接部６１は、図２の断面が形成されている部分において、外面１１ｓと外面１３ｓとの間から、照射方向Ｉに延びている。照射方向Ｉは、第二方向の一例である。照射方向Ｉは、溶接部６１の深さ方向とも称されうる。

【0062】

溶接工程において、レーザ溶接装置１００（図７参照）から照射されたレーザ光Ｌは、少なくとも図２の断面が形成されている部位においては、照射状態でＹ方向に掃引され、これにより、溶接部６１は、Ｙ方向に延びることになる。本実施形態では、周縁１１ｂと端縁１３ｂおよび側壁１４の端縁とは、それらの全周に亘って、図２と同様の構成を有している。すなわち、周縁１１ｂと端縁１３ｂおよび側壁１４の端縁とは、側壁１３の開口部の蓋となる頂壁１１の縁の全周に亘って、溶接部６１を介してシーム溶接され、当該溶接部６１において、収容室Ｒが気密封止されている。

【0063】

境界部分Ｂの区間Ｂ１では、端面１１ｃと端面１３ｃとがＸ方向に面している。端面１１ｃは、Ｘ方向を向き、Ｘ方向と交差して広がっている。言い換えると、端面１１ｃは、Ｙ方向およびＺ方向に延びている。他方、端面１３ｃは、Ｘ方向の反対方向を向き、Ｘ方向と交差して広がっている。言い換えると、端面１３ｃは、Ｙ方向およびＺ方向に延びている。端面１１ｃと端面１３ｃとは、接するかあるいは隙間をあけて面している。区間Ｂ１は、Ｙ方向に延びるとともに、収容室Ｒに向けてはＺ方向に延びている。当該区間Ｂ１は、対向区間および第一対向区間の一例である。また、区間Ｂ１において、Ｚ方向は、第二方向の一例である。

【0064】

区間Ｂ２では、端面１１ｄと端面１３ｄとがＺ方向に面している。端面１１ｄは、Ｚ方向を向き、Ｚ方向と交差して広がっている。言い換えると、端面１１ｄは、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。他方、端面１３ｄは、Ｚ方向の反対方向を向き、Ｚ方向と交差して広がっている。言い換えると、端面１３ｄは、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。端面１１ｄと端面１３ｄとは、接するかあるいは隙間をあけて面している。区間Ｂ２は、Ｙ方向に延びるとともに、収容室Ｒに向けてはＸ方向の反対方向に延びている。当該区間Ｂ２は、対向区間および第二対向区間の一例である。また、区間Ｂ２において、Ｘ方向の反対方向は、第三方向の一例である。

【0065】

また、区間Ｂ２は、側壁１３の厚さ方向であるＸ方向に略沿って延びており、当該区間Ｂ２のＸ方向における長さＴ３１は、側壁１３の厚さＴ３の半分以上である。

【0066】

以上、説明したように、本実施形態では、頂壁１１（第一部材）と側壁１３（第二部材）とを溶接する溶接部６１は、外面１１ｓ（第一外面）と外面１３ｓ（第二外面）との間で、Ｚ方向（照射方向Ｉ、第二方向）に延びている。また、境界部分Ｂは、区間Ｂ１と区間Ｂ２とを含み、区間Ｂ１（対向区間、第一対向区間）はＺ方向（第二方向）に延び、区間Ｂ２（対向区間、第二対向区間）はＸ方向の反対方向（第三方向）に延びている。

【0067】

このような構成において、レーザ光Ｌは、区間Ｂ１に向けて当該区間Ｂ１の延びるＺ方向に略沿って照射される。よって、溶接部が頂壁１１または側壁１３を貫通するように形成されるような場合に比べて、レーザ光Ｌのエネルギが当該区間Ｂ１に沿って伝達されやすくなる分、より少ないエネルギで溶接部６１を形成することができる。これに伴い、スパッタの発生を抑制することができる。さらに、溶接部６１が形成される区間Ｂ１よりも収容室Ｒ側に位置する区間Ｂ２は、区間Ｂ１の延び方向であるＺ方向と交差したＸ方向の反対方向に延びている。すなわち、溶接部６１が形成される前の状態で、境界部分Ｂは、外面１１ｓおよび外面１３ｓの間と収容室Ｒとの間で屈曲している。したがって、仮に溶接部６１の形成工程において、区間Ｂ１にスパッタが発生した場合にあっても、境界部分Ｂが収容室Ｒに向けて屈曲して延びているため、境界部分が直線状に延びている場合に比べて、当該スパッタは境界部分Ｂに沿って収容室Ｒに進入し難くなる。よって、このような構成によれば、スパッタが収容室Ｒ内の光学部品に影響を及ぼすのを抑制することができる。なお、境界部分Ｂにおいて、区間Ｂ１と区間Ｂ２とが交差している場合、溶接部６１の延び方向（Ｚ方向）と、区間Ｂ２の延び方向（Ｘ方向の反対方向）とが、交差することになる。

【0068】

また、本実施形態のように、区間Ｂ１，Ｂ２（対向区間）のうち少なくとも一部、例えば区間Ｂ２において、端面１１ｄすなわち周縁１１ｂ（第一端縁）と、端面１３ｄすなわち端縁１３ｂ（第二端縁）とが、互いに接していてもよい。

【0069】

このような構成によれば、例えば、境界部分Ｂにおいて、周縁１１ｂと端縁１３ｂとが互いに接する部分を構成することができるので、周縁１１ｂと端縁１３ｂとが互いに接する部分が無い構成に比べて、スパッタが境界部分Ｂに沿って収容室Ｒ内に進入し難くなる。よって、このような構成によれば、スパッタが収容室Ｒ内の光学部品に影響を及ぼすのをさらに抑制することができる。また、この場合、当該互いに接した部位である端面１１ｄ，１３ｄを、頂壁１１と側壁１３とのＺ方向への位置決め部としてもよい。このような構成によれば、当該位置決め部を境界部分Ｂとは別に設ける場合に比べて、ハウジング１０の構成をより簡素化することができる。

【0070】

また、本実施形態のように、区間Ｂ２が、側壁１３の厚さ方向（Ｘ方向）に延びる場合、当該区間Ｂ２の厚さ方向における長さＴ３１は、側壁１３の厚さＴ３の半分以上であってもよい。

【0071】

この場合、区間Ｂ２の長さが厚さＴ３の半分未満である場合よりも当該区間Ｂ２の長さを長くすることができるので、スパッタは境界部分Ｂに沿って収容室Ｒ内により一層進入し難くなる。よって、スパッタが収容室Ｒ内への光学部品に影響を及ぼすのをより一層抑制することができる。

【0072】

［第１変形例］
図３は、第１実施形態の第１変形例の溶接構造６０Ｂ（６０）の、図２と同等位置での断面図である。本変形例では、境界部分Ｂが中間室Ｓを含んでいる点が、上記実施形態と相違している。中間室Ｓの有無を除き、溶接構造６０Ｂは、実施形態の溶接構造６０Ａと同様の構成を有している。

【0073】

中間室Ｓは、境界部分Ｂのうち、周縁１１ｂと端縁１３ｂとの間の隙間の大きさｈ（高さ）が、他の部分よりも大きい部分である。中間室Ｓは、溶接部６１または区間Ｂ１と収容室Ｒとの間に設けられており、Ｙ方向に延びている。Ｙ方向と交差した断面において、隙間の大きさｈの最大値は、０．２［ｍｍ］以上であるのが好適である。なお、中間室Ｓは、溶接部６１と収容室Ｒとの間に位置すればよく、図３に示す位置には限定されない。

【0074】

このような構成によれば、例えば、仮に溶接部６１の形成工程において、区間Ｂ１にスパッタが発生した場合にあっても、中間室Ｓでスパッタを捕捉したり、中間室Ｓにスパッタを収容したりすることができる分、スパッタは境界部分Ｂに沿って収容室Ｒ内に進入し難くなる。よって、本変形例によれば、スパッタが収容室Ｒ内の光学部品に影響を及ぼすのを、より一層抑制することができる。

【0075】

［第２変形例］
図４は、第１実施形態の第２変形例の溶接構造６０Ｃ（６０）の、図２と同等位置での断面図である。本変形例では、Ｘ方向を向きＺ方向に略面一に並んだ外面１１ｓと外面１３ｓとの間から収容室Ｒにかけて境界部分Ｂが設けられ、当該境界部分ＢがＺ字状に屈曲している点が、上記実施形態および第１変形例と相違している。

【0076】

本変形例では、境界部分Ｂは、三つの区間Ｂ１，Ｂ２１，Ｂ２２を有している。区間Ｂ１は、外面１１ｓ，１３ｓに隣接している。区間Ｂ２１は、区間Ｂ１よりも収容室Ｒ側に位置し、区間Ｂ２２は、区間Ｂ２１よりも収容室Ｒ側に位置している。

【0077】

境界部分Ｂの区間Ｂ１では、端面１１ｅと端面１３ｅとがＺ方向に面している。端面１１ｅは、Ｚ方向を向き、Ｚ方向と交差して広がっている。言い換えると、端面１１ｅは、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。他方、端面１３ｅは、Ｚ方向の反対方向を向き、Ｚ方向と交差して広がっている。言い換えると、端面１３ｅは、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。端面１１ｅと端面１３ｅとは、接するかあるいは隙間をあけて面している。区間Ｂ１は、Ｙ方向に延びるとともに、収容室Ｒに向けてはＸ方向の反対方向に延びている。当該区間Ｂ１は、対向区間および第一対向区間の一例である。また、区間Ｂ１において、Ｘ方向の反対方向は、第二方向の一例である。

【0078】

区間Ｂ２１では、端面１１ｃと端面１３ｃとがＸ方向に面している。端面１１ｃは、Ｘ方向を向き、Ｘ方向と交差して広がっている。言い換えると、端面１１ｃは、Ｙ方向およびＺ方向に延びている。他方、端面１３ｃは、Ｘ方向の反対方向を向き、Ｘ方向と交差して広がっている。言い換えると、端面１３ｃは、Ｙ方向およびＺ方向に延びている。端面１１ｃと端面１３ｃとは、接するかあるいは隙間をあけて面している。区間Ｂ２１は、Ｙ方向に延びるとともに、収容室Ｒに向けてはＺ方向に延びている。当該区間Ｂ２１は、対向区間および第二対向区間の一例である。また、区間Ｂ２１において、Ｚ方向は、第三方向の一例である。

【0079】

また、本変形例では、区間Ｂ２１は、頂壁１１の厚さ方向であるＺ方向に略沿って延びており、当該区間Ｂ２１のＺ方向における長さＴ１１は、頂壁１１の厚さＴ１の半分以上である。

【0080】

境界部分Ｂの区間Ｂ２２では、端面１１ｄと端面１３ｄとがＺ方向に面している。端面１１ｄは、Ｚ方向を向き、Ｚ方向と交差して広がっている。言い換えると、端面１１ｄは、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。他方、端面１３ｄは、Ｚ方向の反対方向を向き、Ｚ方向と交差して広がっている。言い換えると、端面１３ｄは、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。端面１１ｄと端面１３ｄとは、接するかあるいは隙間をあけて面している。区間Ｂ２２は、Ｙ方向に延びるとともに、収容室Ｒに向けてはＸ方向の反対方向に延びている。当該区間Ｂ２２は、対向区間および第二対向区間の一例である。また、区間Ｂ２２において、Ｘ方向の反対方向は、第三方向の一例である。

【0081】

以上の本変形例によれば、境界部分Ｂは、複数の区間Ｂ２１，Ｂ２２（対向区間）を含んでいる。区間Ｂ２１，Ｂ２２は、溶接部６１と収容室Ｒとの間で互いに直列に配置されるとともに互いに異なる方向に延びている。このような構成によれば、対向区間が一つだけである場合よりも、スパッタは境界部分Ｂに沿って収容室Ｒにさらに進入し難くなる。よって、本変形例によれば、スパッタが収容室Ｒ内の光学部品に影響を及ぼすのを、さらに抑制することができる。

【0082】

［第３変形例］
図５は、第１実施形態の第３変形例の溶接構造６０Ｄ（６０）の、図２と同等位置での断面図である。本変形例の溶接構造６０Ｄには、第１変形例と同様の中間室Ｓが設けられている。中間室Ｓは、溶接部６１または区間Ｂ１と収容室Ｒとの間に設けられており、Ｙ方向に延びている。なお、中間室Ｓは、溶接部６１と収容室Ｒとの間に位置すればよく、図５に示す位置には限定されない。溶接構造６０Ｄは、中間室Ｓの有無を除き、第２変形例の溶接構造６０Ｃと同様の構成を有している。よって、本変形例によれば、第２変形例と同様の効果が得られるとともに、中間室Ｓを設けたことによる第１変形例と同様の効果が得られる。

【0083】

［第４変形例］
図６は、第１実施形態の第４変形例の溶接構造６０Ｅ（６０）の、図２と同等位置での断面図である。本変形例でも、上記第２変形例および第３変形例と同様、Ｘ方向を向きＺ方向に略面一に並んだ外面１１ｓと外面１３ｓとの間から収容室Ｒにかけて境界部分Ｂが設けられ、当該境界部分ＢがＺ字状に屈曲している。ただし、本変形例では、区間Ｂ２１が、区間Ｂ１から収容室Ｒに向けてＺ方向の反対方向に延び、さらに、区間Ｂ２２が、区間Ｂ２１のＺ方向の反対方向の端部から収容室Ｒに向けてＸ方向の反対方向に延びている。本変形例によれば、Ｚ字状に屈曲した境界部分Ｂを有した上記第２変形例と同様の効果が得られる。

【0084】

また、本変形例では、端面１１ｄは、頂壁１１に設けられた凹部１１ｇの底面として設けられている。凹部１１ｇは、Ｙ方向に延びており、凹溝とも称されうる。この場合、凹部１１ｇのＸ方向の反対側の側面が境界部分Ｂの区間Ｂ２２に隙間をあけて面した壁となる。これにより、スパッタの収容室Ｒ内への進入をより一層抑制することができ、ひいてはスパッタが収容室Ｒ内の光学部品に影響を及ぼすのを、より一層抑制することができる。ただし、溝状の凹部１１ｇは必須ではなく、必要に応じて設けられればよい。

【0085】

［第２実施形態］
［レーザ溶接装置］
図７は、第２実施形態のレーザ溶接装置１００の概略構成を示す図である。図７に示されるように、レーザ溶接装置１００は、レーザ装置１１０と、光学ヘッド１２０と、光ファイバ１３０と、を備えている。レーザ溶接装置１００により、第１実施形態および各変形例の溶接構造６０を得ることができる。

【0086】

レーザ溶接装置１００は、レーザ溶接の対象物Ｗであるハウジング１０の表面Ｗａにレーザ光Ｌを照射する。レーザ光Ｌのエネルギによって、対象物Ｗが部分的に溶融し、冷却されて固化することにより、当該対象物Ｗが溶接され、溶接構造６０が形成される。対象物Ｗは、上述した第１実施形態の頂壁１１や側壁１３のような複数の部材を有しており、レーザ溶接によって、当該複数の部材が接合される。なお、上記第１実施形態およびその第１～第４変形例では、外面１１ｓ，１３ｓが、表面Ｗａの一例である。

【0087】

レーザ装置１１０は、レーザ発振器を有しており、一例としては、数ｋＷのパワーのシングルモードのレーザ光を出力できるよう構成されている。なお、レーザ装置１１０は、例えば、内部に複数の半導体レーザ素子を有し、当該複数の半導体レーザ素子の合計の出力として数ｋＷのパワーのマルチモードのレーザ光を出力できるよう構成されてもよい。また、レーザ装置１１０は、ファイバレーザ、ＹＡＧレーザ、ディスクレーザ等、様々なレーザ光源を有してもよい。また、レーザ装置１１０は、例えば、４００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下の波長のレーザ光を出力する。

【0088】

光ファイバ１３０は、レーザ装置１１０と光学ヘッド１２０とを光学的に接続している。言い換えると、光ファイバ１３０は、レーザ装置１１０から出力されたレーザ光を光学ヘッド１２０に導く。レーザ装置１１０が、シングルモードレーザ光を出力する場合、光ファイバ１３０は、シングルモードレーザ光を伝播するよう構成される。この場合、シングルモードレーザ光のＭ^２ビーム品質は、１．３以下に設定される。Ｍ^２ビーム品質は、Ｍ２ファクタとも称されうる。

【0089】

光学ヘッド１２０は、レーザ装置１１０から入力されたレーザ光を出射する、言い換えると対象物Ｗに照射する、光学装置である。光学ヘッド１２０は、コリメートレンズ１２１と、集光レンズ１２２と、ＤＯＥ１２５（diffractive optical element、回折光学素子）と、を有している。

【0090】

コリメートレンズ１２１は、それぞれ、光ファイバ１３０を介して入力されたレーザ光をコリメートする。コリメートされたレーザ光は、平行光になる。

【0091】

コリメートレンズ１２１と集光レンズ１２２との間には、ＤＯＥ１２５が設けられている。ＤＯＥ１２５については、後述する。

【0092】

集光レンズ１２２は、ＤＯＥ１２５から到来した平行光としてのレーザ光を集光し、レーザ光Ｌ（出力光）として、対象物Ｗへ照射する。

【0093】

駆動機構（不図示）は、対象物Ｗおよび光学ヘッド１２０のうち少なくとも一方を移動することにより、対象物Ｗと光学ヘッド１２０との相対的な位置を変更する。駆動機構は、例えば、モータのような回転機構や、当該回転機構の回転出力を減速する減速機構、当該減速機構によって減速された回転を直動に変換する運動変換機構等を、有する。駆動機構は、対象物Ｗと光学ヘッド１２０とを互いに直交する３方向に相対的に並進移動させたり、回転軸Ａｘ回りに相対的に回転させたりすることができる。

【0094】

コントローラ（不図示）は、対象物Ｗに対する光学ヘッド１２０の各方向における相対位置が変化するよう、駆動機構を制御することができる。また、駆動機構は、支持機構（不図示）に支持されている複数の対象物Ｗのうち、レーザ溶接を行う対象物Ｗを変更する（切り替える）ことができる。また、駆動機構は、対象物Ｗにおけるレーザ光Ｌの照射位置を変更することができる。また、駆動機構は、対象物Ｗに対するレーザ光の照射方向Ｉを変更するのに伴って照射点を変更するのに利用されうる。さらに、駆動機構は、レーザ光Ｌが対象物Ｗの表面上に照射されている状態で、当該照射位置を変更することができる。すなわち、駆動機構は、対象物Ｗの表面上で、レーザ光Ｌを掃引することができる。これにより、溶接部６１のシーム溶接を実現できる。

【0095】

また、光学ヘッド１２０は、複数のミラーを有したガルバノスキャナ（不図示）を有してもよい。この場合、コントローラは、レーザ光Ｌが対象物Ｗの表面上で掃引されるよう、ガルバノスキャナを制御してもよい。

【0096】

また、上述したように、光学ヘッド１２０は、ＤＯＥ１２５を有している。レーザ光のビームの形状（以下、ビーム形状と称する）を成形する。図８は、ＤＯＥ１２５の原理の概念を示す説明図である。図８に概念的に例示されるよう、ＤＯＥ１２５は、例えば、周期の異なる複数の回折格子１２５ａが重ね合わせられた構成を有している。ＤＯＥ１２５は、平行光を、各回折格子１２５ａの影響を受けた方向に曲げたり、重ね合わせたりすることにより、ビーム形状を成形することができる。ＤＯＥ１２５は、ビームシェイパとも称されうる。

【0097】

［ビーム（スポット）の形状］
ＤＯＥ１２５は、コリメートされたレーザ光を、複数のビームに分割する。図９～１１は、それぞれ、対象物Ｗの表面Ｗａ上に形成されたレーザ光Ｌのビームの一例を示す図である。なお、図９～１１では、簡単のため、ビームＬｂ１が実線で示され、ビームＬｂ２が破線で示されている。なお、光学ヘッド１２０は、ＤＯＥ１２５を交換することにより、種々の配置の複数のビームを含むレーザ光を出力することができる。ＤＯＥ１２５は、ビームシェイパの一例である。

【0098】

ＤＯＥ１２５は、レーザ光を複数のビームに分割する。分割された複数のビームは、少なくとも一つのビームＬｂ１と、少なくとも一つのビームＬｂ２と、を含む。ビームＬｂ２は、ビームＬｂ１よりもパワー密度が小さいビームである。ビームＬｂ１は、主ビームの一例であり、ビームＬｂ２は、副ビームの一例である。また、ビームＬｂ１は、主パワー領域を形成し、ビームＬｂ２は、副パワー領域を形成している。

【0099】

図９の例では、表面Ｗａ上には、一つのビームＬｂ１のスポットと、当該ビームＬｂ１よりも広いビームＬｂ２のスポットと、が形成されている。ビームＬｂ１および当該ビームＬｂ１の外縁Ｌｂ１ａは、ビームＬｂ２の外縁Ｌｂ２ａの内側に位置している。なお、ビームＬｂ１とビームＬｂ２とは同心に配置されてもよいし、偏心して配置されてもよい。また、外縁Ｌｂ１ａは、外縁Ｌｂ２ａに内接してもよいし、部分的に外縁Ｌｂ２ａの外に位置してもよい。

【0100】

図１０の例では、表面Ｗａ上には、一つのビームＬｂ１のスポットと、当該ビームＬｂ１を取り囲む複数のビームｂ２のスポットとが、形成されている。ビームｂ２は、略円環状に並んでいる。ビームｂ２は、副ビームの一例であり、複数のビームｂ２によって、副パワー領域が形成されている。

【0101】

図１１の例でも、表面Ｗａ上には、一つのビームＬｂ１のスポットと、当該ビームＬｂ１を取り囲む複数のビームｂ２のスポットとが、形成されている。ただし、ビームｂ２は、略四角形状に、すなわち仮想的な四角形の辺に沿うように配列されている。ビームｂ２は、副ビームの一例であり、複数のビームｂ２によって、副パワー領域が形成されている。

【0102】

図９～１１の各レーザ光Ｌは、いずれもビームＬｂ１（主パワー領域）の周囲にビームｂ２（副パワー領域）の少なくとも一部が配置されている。また、当該レーザ光Ｌは、ビームＬｂ２の少なくとも一部が、ビームＬｂ１に対して掃引方向の前方に位置されるよう、成形されている。発明者らの研究により、このようなレーザ光Ｌを照射しながら掃引した場合にあっては、単一のビームを有したレーザ光を照射しながら掃引した場合に比べてスパッタやブローホールの発生を抑制できることが判明している。これは、溶融池が形成される前にビームＬｂ２の少なくとも一部によって表面Ｗａが予め加熱されることにより、表面Ｗａが単一のビームによって予熱されることなく急激に加熱される場合に比べて、流動状態となる溶融池がより安定化するからであると考えられる。よって、上記第１実施形態やその変形例に開示した溶接構造６０（６０Ａ～６０Ｅ）は、上述したような屈曲した境界部分Ｂを含む構造を有するとともに、ビームＬｂ１，Ｌｂ２を含むレーザ光Ｌの照射しながらの掃引によって形成された線状の溶接部６１を有するのが好ましい。

【0103】

以上、本発明の実施形態および変形例が例示されたが、上記実施形態および変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態および変形例は、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。

【0104】

例えば、光学装置は、光学部品として、半導体レーザ素子や、受光素子の他に、半導体変調器や、半導体光増幅器等を備えてもよい。光学装置は、光学部品として、これら半導体レーザ素子、受光素子、半導体変調器、および半導体光増幅器のうち少なくとも一つを備えればよい。

【符号の説明】

【0105】

１…光学装置
１０…ハウジング
１１…頂壁（第一部材）
１１ｂ…周縁（第一端縁）
１１ｃ…端面
１１ｄ…端面
１１ｅ…端面
１１ｇ…凹部
１１ｓ…外面（第一外面）
１２…底壁
１３…側壁（第二部材）
１３ｂ…端縁（第二端縁）
１３ｃ…端面
１３ｄ…端面
１３ｅ…端面
１３ｓ…外面（第一外面）
１４…側壁（第二部材）
１５…光学窓
１６…フィードスルー
２０…温調装置
２０ａ…上面
２０ｂ…下面
２１Ｕ…上側基板
２１Ｌ…下側基板
２１ａ…上面
２１ｂ…下面
２２…熱電素子
３０…フレキシブルプリント配線板
４１…発光素子
４２…レンズ
４３…キャリア
５１…光アイソレータ
５１ａ…磁石
５１ｂ…光学素子部
５２…ビームスプリッタ
５３…受光素子
６０，６０Ａ～６０Ｅ…溶接構造
６１…溶接部
１００…レーザ溶接装置
１１０…レーザ装置
１２０…光学ヘッド
１２１…コリメートレンズ
１２２…集光レンズ
１２５…ＤＯＥ
１２５ａ…回折格子
１３０…光ファイバ
Ａ…角部
Ａｘ…回転軸
Ｂ…境界部分
Ｂ１…区間（対向区間、第一対向区間）
Ｂ２，Ｂ２１，Ｂ２２…区間（対向区間、第二対向区間）
ｂ２…ビーム
Ｉ…照射方向（第二方向）
Ｌ…レーザ光
Ｌｂ１…ビーム（主ビーム）
Ｌｂ１ａ…外縁
Ｌｂ２…ビーム（副ビーム）
Ｌｂ２ａ…外縁
Ｒ…収容室
Ｓ…中間室
Ｔ１，Ｔ３…厚さ
Ｔ１１，Ｔ３１…長さ
Ｗ…対象物
Ｗａ…表面
Ｘ…方向（第三方向の反対方向、第二方向の反対方向）
Ｙ…方向（第一方向）
Ｚ…方向（第二方向、第三方向）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】