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JP2008124358A - Laser module - Google Patents

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JP2008124358A
JP2008124358A JP2006308825A JP2006308825A JP2008124358A JP 2008124358 A JP2008124358 A JP 2008124358A JP 2006308825 A JP2006308825 A JP 2006308825A JP 2006308825 A JP2006308825 A JP 2006308825A JP 2008124358 A JP2008124358 A JP 2008124358A
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JP
Japan
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laser
surface emitting
optical fibers
optical
optical fiber
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Pending
Application number
JP2006308825A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshizumi Kawabata
吉純 川端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2006308825A priority Critical patent/JP2008124358A/en
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Abstract

【課題】小型でありながら高パワーの光を出力可能なレーザモジュールを提供する。
【解決手段】レーザモジュール1は、同一の平面(パッケージ15の表面)上に二次元に配置される複数の面発光レーザ11と、複数の面発光レーザ11に対応してそれぞれ設けられ、一方端部の中心軸が所定の間隔で並び、かつ、一方端部が束ねられた複数の光ファイバ12とを備える。複数の光ファイバ12は、各々の一方端部の中心軸が、複数の面発光レーザ11のうちの対応する面発光レーザから発せられるレーザビームの光軸と重なるように配置される。
【選択図】図1
A laser module capable of outputting high-power light while being small in size is provided.
A laser module includes a plurality of surface-emitting lasers arranged two-dimensionally on the same plane (the surface of a package), and a plurality of surface-emitting lasers. And a plurality of optical fibers 12 in which one end is bundled. The plurality of optical fibers 12 are arranged so that the central axis of each one end thereof overlaps the optical axis of the laser beam emitted from the corresponding surface emitting laser among the plurality of surface emitting lasers 11.
[Selection] Figure 1

Description

本発明はレーザモジュールに関し、特に、複数の面発光レーザを用いることで小型でありながら高パワーの光を出力することが可能なレーザモジュールに関する。   The present invention relates to a laser module, and more particularly, to a laser module that can output high-power light while being small in size by using a plurality of surface emitting lasers.

従来から高パワーのレーザ光を発する装置が製品加工等の産業用途に利用される。たとえば紫外域のレーザビームを発生させる装置として、半導体レーザにより励起される固体レーザからの赤外光を紫外域の第3高調波に変換するレーザや、エキシマレーザ、Arレーザなどが実用に供されている。   Conventionally, an apparatus that emits a high-power laser beam is used for industrial applications such as product processing. For example, as an apparatus for generating a laser beam in the ultraviolet region, a laser that converts infrared light from a solid-state laser excited by a semiconductor laser into a third harmonic in the ultraviolet region, an excimer laser, an Ar laser, and the like are put to practical use. ing.

しかしエキシマレーザは装置が大型であることからコストやメンテナンス費用が高いという課題がある。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、高出力を得るのは非常に困難になっている。また、Arレーザは電気−光効率が0.005%と非常に低い。   However, the excimer laser has a problem that the cost and maintenance cost are high because the apparatus is large. Further, since the wavelength conversion laser that converts infrared light into the third harmonic in the ultraviolet region has very low wavelength conversion efficiency, it is very difficult to obtain a high output. In addition, the Ar laser has a very low electro-optical efficiency of 0.005%.

そこで複数の光源(たとえばGaN系半導体レーザ)からの光を1箇所に集光して光ファイバ等に結合するという光パワー合成用光学系が従来から提案されている。このような光学系の応用分野としては、製品加工(たとえば回路基板での部品のはんだ付け)、医療関係、露光用光源等が想定される。   In view of this, an optical power combining optical system that condenses light from a plurality of light sources (for example, GaN-based semiconductor lasers) at one place and couples the light to an optical fiber or the like has been proposed. As an application field of such an optical system, product processing (for example, soldering of parts on a circuit board), medical relations, an exposure light source, and the like are assumed.

たとえば特開2002−202442号公報(特許文献1)は、合波レーザ光源と、この合波レーザ光源を用いた露光装置とを開示する。   For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-202442 (Patent Document 1) discloses a combined laser light source and an exposure apparatus using the combined laser light source.

図27は、特開2002−202442号公報(特許文献1)に開示される合波レーザ光源の構成を説明する図である。   FIG. 27 is a diagram illustrating the configuration of a combined laser light source disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-202442 (Patent Document 1).

図27を参照して、この合波レーザ光源は、ヒートブロック110上に配列固定された7個の半導体レーザLD1〜LD7と、半導体レーザLD1〜LD7に対応してそれぞれ設けられたコリメートレンズ111〜117と、1つの集光レンズ120と、1本のマルチモード光ファイバ130とから構成されている。半導体レーザLD1〜LD7からそれぞれ出射したビームB1〜B7は、コリメートレンズ111〜117によって平行光化される。平行光とされたビームB1〜B7は、集光レンズ120によって集光され、マルチモード光ファイバ130のコア130aの入射端面上で収束する。   Referring to FIG. 27, this combined laser light source includes seven semiconductor lasers LD1 to LD7 arrayed and fixed on heat block 110, and collimator lenses 111 to 111 provided corresponding to semiconductor lasers LD1 to LD7, respectively. 117, one condenser lens 120, and one multimode optical fiber 130. Beams B1 to B7 emitted from the semiconductor lasers LD1 to LD7 are collimated by collimating lenses 111 to 117, respectively. The parallel beams B1 to B7 are collected by the condenser lens 120 and converge on the incident end face of the core 130a of the multimode optical fiber 130.

コア130aに入射したビームB1〜B7は1本のビームBに合波されてマルチモード光ファイバ130から出射する。よってこのレーザ光源によればハイパワーのレーザビームを得ることができる。   The beams B <b> 1 to B <b> 7 that have entered the core 130 a are combined into a single beam B and emitted from the multimode optical fiber 130. Therefore, according to this laser light source, a high-power laser beam can be obtained.

図28は、特開2002−202442号公報(特許文献1)に開示される合波レーザ光源の別の構成を説明する図である。   FIG. 28 is a diagram illustrating another configuration of the combined laser light source disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-202442 (Patent Document 1).

図28を参照して、この合波レーザ光源は、5個の半導体レーザLD11〜LD15と、合波光学系250とから構成されている。半導体レーザLD11〜LD15は円弧に沿って配置される。   Referring to FIG. 28, the combined laser light source is composed of five semiconductor lasers LD11 to LD15 and a combined optical system 250. The semiconductor lasers LD11 to LD15 are arranged along an arc.

合波光学系250には半導体レーザLD11〜LD15からそれぞれ出射したビームB11〜B15を集光する集光レンズH11〜H15が設けられる。半導体レーザLD11〜LD15の各々は、その光軸がマルチモード光ファイバ251のコア251aの一端面上の一点を向くように配設される。集光レンズH11〜H15は、この一点上でビームB11〜B15をそれぞれ収束させるように配設されている。   The multiplexing optical system 250 is provided with condensing lenses H11 to H15 for condensing the beams B11 to B15 emitted from the semiconductor lasers LD11 to LD15, respectively. Each of the semiconductor lasers LD <b> 11 to LD <b> 15 is disposed so that its optical axis faces one point on one end surface of the core 251 a of the multimode optical fiber 251. The condensing lenses H11 to H15 are arranged to converge the beams B11 to B15 on this one point.

コア251aに入射したビームB11〜B15は1本のビームB10に合波されてマルチモード光ファイバ251から出射する。なお、ビームB11〜B15の最大入射角θは、マルチモード光ファイバ251のNA(開口数)に対応する最大受光角以内の値である。   The beams B11 to B15 incident on the core 251a are combined into one beam B10 and emitted from the multimode optical fiber 251. The maximum incident angle θ of the beams B11 to B15 is a value within the maximum light receiving angle corresponding to the NA (numerical aperture) of the multimode optical fiber 251.

また、特開2005−114977号公報(特許文献2)に開示される光パワー合成用光学系は、特開2002−202442号公報(特許文献1)に開示の合波レーザ光源に、コリメートレンズからの平行光の幅を狭くするためのアナモフィック光学素子(たとえばプリズムアレイ等)を組み合わせた構成を有する。特開2005−114977号公報(特許文献2)に開示される光パワー合成用光学系は光路長を短くすることができるため、小型化が可能になる。
特開2002−202442号公報 特開2005−114977号公報
Further, an optical power combining optical system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-114977 (Patent Document 2) is a combination laser light source disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-202442 (Patent Document 1). The anamorphic optical element (for example, prism array etc.) for narrowing the width of the parallel light is combined. The optical power combining optical system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-149777 (Patent Document 2) can reduce the optical path length, and thus can be miniaturized.
JP 2002-202442 A JP 2005-149777 A

図27および図28に示すような従来の光学系は、複数の光源のそれぞれに対応する複数のコリメートレンズと1つの大口径集光レンズとを備える必要がある。これらの光学系は部品点数が多いために構成が複雑となる。また、これらの光学系では複数の光源が1次元に配置されているため、光源の個数が増えるほど集光レンズの口径を大きくしなければならない。よってこれらの光学系の規模は必然的に大きくなる。   The conventional optical system as shown in FIGS. 27 and 28 needs to include a plurality of collimating lenses corresponding to each of a plurality of light sources and one large-diameter condenser lens. Since these optical systems have a large number of parts, the configuration becomes complicated. In these optical systems, since a plurality of light sources are arranged one-dimensionally, the diameter of the condenser lens must be increased as the number of light sources increases. Therefore, the scale of these optical systems inevitably increases.

また、光ファイバにはNA(開口数)の制限がある。NAの制限がある受光器に光を効率よく結合させるには、集光レンズのNAを受光器のNAよりも小さくする必要がある。しかしながら、受光器のNAよりも小さいNAを有する集光レンズを光学系に用いた場合には、集光レンズの口径が大きくなるとともに焦点距離が長くなる。これにより光学系が大型化する。   Further, the optical fiber has a NA (numerical aperture) limit. In order to efficiently couple light to a light receiver having a NA limitation, it is necessary to make the NA of the condenser lens smaller than the NA of the light receiver. However, when a condensing lens having an NA smaller than the NA of the light receiver is used in the optical system, the diameter of the condensing lens increases and the focal length increases. This increases the size of the optical system.

さらに、集光レンズの焦点距離が長くなると、集光された光束の径も大きくなる。このため光ファイバのように受光エリアが小さい受光器に光を結合させようとすると、光束の一部が受光エリアからはみ出るという問題が生じやすい。   Furthermore, when the focal length of the condensing lens is increased, the diameter of the condensed light beam is also increased. For this reason, when light is coupled to a light receiver having a small light receiving area such as an optical fiber, there is a problem that a part of the light flux protrudes from the light receiving area.

本発明の目的は、小型でありながら高パワーの光を出力可能なレーザモジュールを提供することである。   An object of the present invention is to provide a laser module that is small and capable of outputting high-power light.

本発明は要約すれば、レーザモジュールであって、同一の平面上に所定の間隔で二次元に配置される複数の面発光レーザと、複数の面発光レーザに対応してそれぞれ設けられ、各々の一方端部の中心軸が所定の間隔で並び、かつ、一方端部が束ねられた複数の光ファイバとを備える。複数の光ファイバは、各々の一方端部の中心軸が、複数の面発光レーザのうちの対応する面発光レーザから発せられるレーザビームの光軸と重なるように配置される。   In summary, the present invention is a laser module, which is provided corresponding to a plurality of surface-emitting lasers and two or more surface-emitting lasers arranged two-dimensionally at a predetermined interval on the same plane, And a plurality of optical fibers in which the central axes of the one end portions are arranged at predetermined intervals and the one end portions are bundled. The plurality of optical fibers are arranged so that the central axis of each one end thereof overlaps the optical axis of the laser beam emitted from the corresponding surface emitting laser among the plurality of surface emitting lasers.

複数の面発光レーザを同一平面上に二次元に配置することで光学系の規模が極端に大きくなるのを防ぐことができる。複数の面発光レーザの間隔と複数の光ファイバの間隔とが同じであるため、面発光レーザとその面発光レーザに対応する光ファイバとの位置合わせを容易に行なうことができる。さらに、複数の光ファイバの一方端部(レーザビームが入射する側の端部)が束ねられているため、光ファイバの一方端部の間隔が変化するのを防ぐことができる。これにより小型でありながら高パワーのレーザビームを出力可能なレーザモジュールを実現できる。   By arranging a plurality of surface emitting lasers two-dimensionally on the same plane, the scale of the optical system can be prevented from becoming extremely large. Since the interval between the plurality of surface emitting lasers and the interval between the plurality of optical fibers are the same, the alignment between the surface emitting laser and the optical fiber corresponding to the surface emitting laser can be easily performed. Furthermore, since one end portions (end portions on the side on which the laser beam is incident) of the plurality of optical fibers are bundled, it is possible to prevent the interval between the one end portions of the optical fibers from changing. As a result, it is possible to realize a small laser module that can output a high-power laser beam.

好ましくは、複数の面発光レーザは、平面上に点対称に配置される。これにより複数の光ファイバもレーザビームが入射する側の端面が点対称に配置される。このため面発光レーザの個数が多くなった場合にも、複数の面発光レーザと複数の光ファイバとの位置あわせを容易に行なうことができる。   Preferably, the plurality of surface emitting lasers are arranged point-symmetrically on a plane. As a result, the end faces on the side on which the laser beams are incident are also arranged point-symmetrically in the plurality of optical fibers. Therefore, even when the number of surface emitting lasers is increased, it is possible to easily align the plurality of surface emitting lasers and the plurality of optical fibers.

より好ましくは、複数の面発光レーザは、第1の面発光レーザと、第1の面発光レーザから発せられるレーザビームの光軸から所定の間隔だけ離れた場所に六角形状に配置される複数の第2の面発光レーザとを含む。これにより複数の光ファイバもいわばハニカム状に配置することができ、複数の光ファイバを密集させることができる。この結果、レーザモジュールから出力される光のパワーの密度を高めることができる。   More preferably, the plurality of surface emitting lasers are a plurality of first surface emitting lasers and a plurality of surface emitting lasers arranged in a hexagonal shape at a predetermined distance from the optical axis of the laser beam emitted from the first surface emitting laser. And a second surface emitting laser. Thus, the plurality of optical fibers can be arranged in a so-called honeycomb shape, and the plurality of optical fibers can be densely packed. As a result, the power density of the light output from the laser module can be increased.

好ましくは、レーザモジュールは、複数の光ファイバに対応してそれぞれ設けられ、各々に貫通孔が形成された複数の固定部材をさらに備える。各複数の光ファイバの一方端部は、貫通孔に挿入される。複数の固定部材は束ねられる。これにより光ファイバの一方端部を動かないように固定できる。   Preferably, the laser module further includes a plurality of fixing members provided corresponding to the plurality of optical fibers, each having a through hole formed therein. One end of each of the plurality of optical fibers is inserted into the through hole. The plurality of fixing members are bundled. Thereby, it can fix so that one end part of an optical fiber may not move.

好ましくは、レーザモジュールは、複数の光ファイバにそれぞれ対応して複数の貫通孔が形成された固定部材をさらに備える。各複数の光ファイバの一方端部は、複数の貫通孔のうちの対応する貫通孔に挿入される。これにより光ファイバの一方端部を動かないように固定できる。   Preferably, the laser module further includes a fixing member formed with a plurality of through holes corresponding to the plurality of optical fibers. One end of each of the plurality of optical fibers is inserted into a corresponding through hole among the plurality of through holes. Thereby, it can fix so that one end part of an optical fiber may not move.

好ましくは、レーザモジュールは、複数の光ファイバの各々の一方端部が挿入されるスリーブをさらに備える。この場合には光ファイバの実装密度を高めることができる。つまり面発光レーザを高密度に配置できる。このためレーザモジュールから出力されるレーザビームのパワーを高めることができる。   Preferably, the laser module further includes a sleeve into which one end of each of the plurality of optical fibers is inserted. In this case, the mounting density of the optical fiber can be increased. That is, surface emitting lasers can be arranged with high density. For this reason, the power of the laser beam output from the laser module can be increased.

好ましくは、複数の光ファイバの他方端部は、他方端部の中心軸の間隔が所定の間隔よりも狭くなるように束ねられる。これにより、レーザモジュールから出力される光を狭い範囲内に集光することができるので、たとえば微細加工等に適した高パワー密度の光を得ることができる。   Preferably, the other ends of the plurality of optical fibers are bundled so that the interval between the central axes of the other ends is narrower than a predetermined interval. Thereby, since the light output from a laser module can be condensed in a narrow range, the light of high power density suitable for fine processing etc. can be obtained, for example.

好ましくは、レーザモジュールは、複数の面発光レーザに対応してそれぞれ設けられ、対応する面発光レーザから発せられるレーザビームを集光する複数のレンズをさらに備える。レンズによりレーザビームが集光される結果、レーザビームを光ファイバの入射端面に高い効率で結合させることができる。よってレーザモジュールから出力されるレーザビームのパワーをより高くすることができる。   Preferably, the laser module further includes a plurality of lenses that are provided corresponding to the plurality of surface emitting lasers and collect laser beams emitted from the corresponding surface emitting lasers. As a result of focusing the laser beam by the lens, the laser beam can be coupled to the incident end face of the optical fiber with high efficiency. Therefore, the power of the laser beam output from the laser module can be further increased.

本発明のレーザモジュールによれば、小型でありながら高パワーの光を出力することができる。   According to the laser module of the present invention, high-power light can be output while being small.

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

[実施の形態1]
図1は、実施の形態1のレーザモジュールの全体構成を示す図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of the laser module according to the first embodiment.

図1を参照して、実施の形態1のレーザモジュール1は、たとえば製品の加工や、回路基板での部品のはんだ付け等に用いることが可能な装置である。   Referring to FIG. 1, laser module 1 according to the first embodiment is an apparatus that can be used, for example, for processing products or soldering components on a circuit board.

レーザモジュール1は、複数の面発光レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser;VCSEL)11と、複数の光ファイバ12と、パッケージ15と、複数のフェルール20と、スリーブ21,22とを備える。   The laser module 1 includes a plurality of vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs) 11, a plurality of optical fibers 12, a package 15, a plurality of ferrules 20, and sleeves 21 and 22.

複数の面発光レーザ11はパッケージ15の表面に所定の間隔で二次元状に配置される。複数の面発光レーザ11は複数のレーザビームをそれぞれ発する。複数の光ファイバ12は複数の面発光レーザ11に対応してそれぞれ設けられ、対応する面発光レーザ11から発せられるレーザビームを各々の一方端部に受ける。光ファイバ12の一方端部の間隔は面発光レーザ11の間隔(すなわち所定の間隔)に等しい。   The plurality of surface emitting lasers 11 are two-dimensionally arranged on the surface of the package 15 at a predetermined interval. The plurality of surface emitting lasers 11 emit a plurality of laser beams, respectively. The plurality of optical fibers 12 are provided corresponding to the plurality of surface emitting lasers 11, respectively, and receive laser beams emitted from the corresponding surface emitting lasers 11 at each one end. The interval between the one end portions of the optical fiber 12 is equal to the interval between the surface emitting lasers 11 (that is, a predetermined interval).

光ファイバ12の一方端部はフェルール20の貫通孔に挿入される。フェルールとは、光コネクタ内で光ファイバを保持するために用いられる部品である。フェルールはいわば円筒形状を有し、その中心軸の位置に貫通孔が形成される。貫通孔に光ファイバの一方端部を通すことにより光ファイバの一方端部の位置が固定される。光コネクタの場合には光ファイバが挿入された2本のフェルールを用意し、パイプ形状のスリーブの中で2本のフェルールを突き合わせる。これにより光コネクタ内では2本の光ファイバが接続される。   One end of the optical fiber 12 is inserted into the through hole of the ferrule 20. A ferrule is a component used to hold an optical fiber within an optical connector. The ferrule has a so-called cylindrical shape, and a through hole is formed at the position of the central axis. By passing one end of the optical fiber through the through hole, the position of the one end of the optical fiber is fixed. In the case of an optical connector, two ferrules into which optical fibers are inserted are prepared, and the two ferrules are abutted in a pipe-shaped sleeve. Thereby, two optical fibers are connected in the optical connector.

図2は、図1に示すレーザモジュール1のうち、面発光レーザ11と、光ファイバ12と、フェルール20とを含む部分の構成を説明する図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a portion including the surface emitting laser 11, the optical fiber 12, and the ferrule 20 in the laser module 1 illustrated in FIG. 1.

図2および図1を参照して、パッケージ15の表面は平面状に形成されている。複数の面発光レーザ11はパッケージ15の表面に二次元状に配置される。   Referring to FIGS. 2 and 1, the surface of package 15 is formed in a flat shape. The plurality of surface emitting lasers 11 are two-dimensionally arranged on the surface of the package 15.

たとえば図28に示す光学系では複数の半導体レーザは1次元状に配置される。このため半導体レーザの個数が増えるにつれて光学系の規模が極端に大きくなりやすい。しかし本実施の形態によれば複数の面発光レーザ11が同一平面上に二次元に配置されるため、面発光レーザ11の個数を増やしても光学系の規模が極端に大きくなるのを防ぐことができる。   For example, in the optical system shown in FIG. 28, a plurality of semiconductor lasers are arranged one-dimensionally. Therefore, the scale of the optical system tends to become extremely large as the number of semiconductor lasers increases. However, according to the present embodiment, since the plurality of surface emitting lasers 11 are two-dimensionally arranged on the same plane, even if the number of surface emitting lasers 11 is increased, the scale of the optical system is prevented from becoming extremely large. Can do.

複数の光ファイバ12は複数の面発光レーザ11に対応してそれぞれ設けられる。複数の面発光レーザ11の各々はレーザビームLBを発する。複数の光ファイバ12の各々は対応するレーザビームLBを受ける。図27および図28等に示す従来の光学系と異なり、本実施の形態ではレンズ等の光学系を用いずにレ−ザビームを光ファイバ12に直接結合させる。   The plurality of optical fibers 12 are respectively provided corresponding to the plurality of surface emitting lasers 11. Each of the plurality of surface emitting lasers 11 emits a laser beam LB. Each of the plurality of optical fibers 12 receives a corresponding laser beam LB. Unlike the conventional optical system shown in FIGS. 27, 28, etc., in this embodiment, the laser beam is directly coupled to the optical fiber 12 without using an optical system such as a lens.

複数のフェルール20は、接着剤によって互いに接着され、さらにスリーブ22に詰め込まれる。これにより複数のフェルール20は動かないよう固定される。このためスリーブ22内で光ファイバの一方端部の位置がずれるのを防ぐことができる。   The plurality of ferrules 20 are bonded to each other with an adhesive and further packed into the sleeve 22. Thereby, the plurality of ferrules 20 are fixed so as not to move. For this reason, it is possible to prevent the position of one end of the optical fiber from shifting in the sleeve 22.

なお、構成単位Aは、面発光レーザ11と、光ファイバ12とを含む。構成単位Aは面発光レーザ11と、その面発光レーザに対応する光ファイバ12との配置を後で詳細に説明するために図2に示したものである。   The structural unit A includes a surface emitting laser 11 and an optical fiber 12. The structural unit A is shown in FIG. 2 in order to explain the arrangement of the surface emitting laser 11 and the optical fiber 12 corresponding to the surface emitting laser in detail later.

図1に戻り、複数の光ファイバ12においてレーザビームを出射する側の端部(他方端部)はスリーブ21によって束ねられる。   Returning to FIG. 1, end portions (the other end portions) on the side of emitting the laser beam in the plurality of optical fibers 12 are bundled by the sleeve 21.

図3は、図1のスリーブ21の内部を示す図である。
図3および図1を参照して、スリーブ21の内部では、複数の光ファイバ12はできるだけ隙間がないようにいわばハニカム状に並べられている。図3と図1とを比較すれば分かるように、光ファイバの他方端部の間隔は、光ファイバの一方端部の間隔よりも狭い。これによりレーザモジュール1から出力される複数のレ−ザビ−ムを非常に狭い範囲内(たとえば直径数百μm程度の円内)に集光できる。
FIG. 3 is a view showing the inside of the sleeve 21 of FIG.
With reference to FIG. 3 and FIG. 1, inside the sleeve 21, the plurality of optical fibers 12 are arranged in a honeycomb shape so as to have as little gap as possible. As can be seen by comparing FIG. 3 and FIG. 1, the distance between the other ends of the optical fiber is narrower than the distance between the one ends of the optical fiber. Thereby, a plurality of laser beams output from the laser module 1 can be condensed within a very narrow range (for example, within a circle having a diameter of about several hundred μm).

光ファイバの途中の部分(一方端部および他方端部を除く残りの部分)の長さはたとえば数十cmである。たとえばスパイラルチュ−ブ等でこの部分を束ねることにより複数の光ファイバをまとめてもよい。   The length of the middle part of the optical fiber (the remaining part excluding the one end and the other end) is, for example, several tens of centimeters. For example, a plurality of optical fibers may be combined by bundling this portion with a spiral tube or the like.

図4は、図2に示す構成単位Aを拡大して示す図である。
図4を参照して、面発光レーザ11は、レーザビームLBを発する発光面11Eを有する。光ファイバ12は、コア121と、コア121の周囲に設けられるクラッド122とを含む。
FIG. 4 is an enlarged view of the structural unit A shown in FIG.
Referring to FIG. 4, the surface emitting laser 11 has a light emitting surface 11E that emits a laser beam LB. The optical fiber 12 includes a core 121 and a clad 122 provided around the core 121.

軸Jは光ファイバ12の中心軸(別の言い方をすればコア121の中心軸)を示す。軸JがレーザビームLBの光軸に重なるように、面発光レーザ11に対する光ファイバ12の配置が決定される。このように光ファイバ12を配置することによって光ファイバ12の一方端部におけるレーザビームLBの結合効率を高めることが可能になる。   The axis J indicates the central axis of the optical fiber 12 (in other words, the central axis of the core 121). The arrangement of the optical fiber 12 with respect to the surface emitting laser 11 is determined so that the axis J overlaps the optical axis of the laser beam LB. By arranging the optical fiber 12 in this way, the coupling efficiency of the laser beam LB at one end of the optical fiber 12 can be increased.

なお、光ファイバ12は「コアの直径が大きい」光ファイバである。具体的に説明すると、たとえばクラッド122の直径D2(言い換えれば光ファイバ12の直径)に対するコア121の直径D1の割合は約90%以上となるように設定される。   The optical fiber 12 is an “optical fiber with a large core diameter”. More specifically, for example, the ratio of the diameter D1 of the core 121 to the diameter D2 of the cladding 122 (in other words, the diameter of the optical fiber 12) is set to be about 90% or more.

コア径が大きいファイバとしては、いわゆる「マルチモード光ファイバ」(複数のモードの光を伝播可能な光ファイバ)が知られている。マルチモード光ファイバの場合、たとえばクラッド122の直径が125μmであり、コアの直径が50μm程度である。この例ではクラッドの直径に対するコアの直径の割合は40%(=50/125)程度である。このことから本実施の形態に用いられる光ファイバでは、クラッドの直径に対するコア径の直径の割合が比較的大きいことが分かる。   As a fiber having a large core diameter, a so-called “multimode optical fiber” (an optical fiber capable of propagating a plurality of modes of light) is known. In the case of a multimode optical fiber, for example, the diameter of the cladding 122 is 125 μm, and the diameter of the core is about 50 μm. In this example, the ratio of the core diameter to the cladding diameter is about 40% (= 50/125). From this, it can be seen that in the optical fiber used in the present embodiment, the ratio of the diameter of the core to the diameter of the cladding is relatively large.

コア121の直径が大きいほど光ファイバの端面においてコアの直径に対するレーザビームLBの直径の割合が小さくなる。つまりレーザビームがコア121の中に入りやすくなる。よって光ファイバの入射端面において効率よくレーザビームを結合させることができる。   The larger the diameter of the core 121, the smaller the ratio of the diameter of the laser beam LB to the diameter of the core at the end face of the optical fiber. That is, the laser beam easily enters the core 121. Therefore, the laser beam can be efficiently combined at the incident end face of the optical fiber.

さらに本実施の形態ではレーザビームを発生させる光源として面発光レーザが用いられる。これにより光ファイバの入射端面に効率よくレーザビームを結合させることができる。   Further, in the present embodiment, a surface emitting laser is used as a light source for generating a laser beam. As a result, the laser beam can be efficiently coupled to the incident end face of the optical fiber.

面発光レーザとは光の共振する方向が基板面に対して垂直な半導体レーザである。よく知られているように、半導体レーザには結晶のへき開面からレーザ光を発する種類のもの(いわゆる端面発光型の半導体レーザ)が存在する。面発光レーザのほうが端面発光型半導体レーザよりも一般的にレーザビームの広がり角が小さい。なお「広がり角」とは、レーザビームのパワー密度が最大となる方向(図4では軸Jに沿った方向)と、レーザビームのパワー密度が最大値の1/e2(e:自然対数)である方向とのなす角度を意味する。 A surface emitting laser is a semiconductor laser whose light resonating direction is perpendicular to the substrate surface. As is well known, there is a type of semiconductor laser that emits laser light from a cleaved surface of a crystal (so-called edge emitting semiconductor laser). A surface emitting laser generally has a smaller laser beam divergence angle than an edge emitting semiconductor laser. The “divergence angle” refers to the direction in which the power density of the laser beam is maximized (the direction along the axis J in FIG. 4), and the laser beam power density is 1 / e 2 (e: natural logarithm) of the maximum value. It means the angle made with the direction.

図4ではレーザビームLBの広がり角をθと示す。広がり角θが小さいほどレーザビームの指向性が強いので、光ファイバ12の入射端面におけるレーザビームの直径が小さくなる。このため光ファイバの入射端面において効率よくレーザビームを結合させることができる。すなわち面発光レーザを光源に用いることで光ファイバの入射端面に効率よくレーザビームを結合させることができる。   In FIG. 4, the spread angle of the laser beam LB is denoted by θ. Since the directivity of the laser beam is stronger as the divergence angle θ is smaller, the diameter of the laser beam at the incident end face of the optical fiber 12 becomes smaller. Therefore, the laser beam can be efficiently combined at the incident end face of the optical fiber. That is, by using a surface emitting laser as a light source, a laser beam can be efficiently coupled to the incident end face of the optical fiber.

図5は、図2のV−V線に沿った断面図である。
図5を参照して、複数のフェルール20同士はできるだけ隙間が生じないように、いわばハニカム状に並べられる。各フェルール20の中心に光ファイバが挿入されているため、光ファイバ12は点P1を中心として正六角形を描くように配置される。より詳細に説明すると光ファイバ12Aの中心軸は点P1を通る。光ファイバ12Aの周囲には6本の光ファイバ12Bが配置される。光ファイバ12Bの中心軸の位置は、点P1を中心とする正六角形の各頂点の位置に対応する。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
Referring to FIG. 5, the plurality of ferrules 20 are arranged in a so-called honeycomb shape so that a gap is not generated as much as possible. Since an optical fiber is inserted at the center of each ferrule 20, the optical fiber 12 is arranged to draw a regular hexagon around the point P1. More specifically, the central axis of the optical fiber 12A passes through the point P1. Six optical fibers 12B are arranged around the optical fiber 12A. The position of the central axis of the optical fiber 12B corresponds to the position of each vertex of the regular hexagon centered on the point P1.

したがって点P1から6つの光ファイバ12Bの各々までの距離はいずれも等しい。図が煩雑になるのを防ぐため、図5では6つの光ファイバ12Bのうちある1つから点P1までの距離をdと示す。   Accordingly, the distances from the point P1 to each of the six optical fibers 12B are all equal. In order to prevent the figure from becoming complicated, in FIG. 5, the distance from one of the six optical fibers 12B to the point P1 is denoted by d.

図6は、図2のVI−VI線に沿った断面図である。
図6を参照して、複数の面発光レーザ11は、点P2に対して対称に配置される。具体的に説明すると、複数の面発光レーザ11は、面発光レーザ11Aおよび6つの面発光レーザ11Bを含む。点P2は面発光レーザ11A上に位置する。なお点P2は面発光レーザ11Aから発せられるレーザビームの光軸上の点である。6つの面発光レーザ11Bは点P1を中心とする正六角形の各頂点の位置に配置される。したがって点P1から6つの面発光レーザ11Bの各々までの距離はいずれも等しい。なおこの距離は図5に示す距離dに等しい。
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
Referring to FIG. 6, the plurality of surface emitting lasers 11 are arranged symmetrically with respect to point P2. More specifically, the plurality of surface emitting lasers 11 include a surface emitting laser 11A and six surface emitting lasers 11B. The point P2 is located on the surface emitting laser 11A. The point P2 is a point on the optical axis of the laser beam emitted from the surface emitting laser 11A. The six surface emitting lasers 11B are arranged at the positions of the vertices of a regular hexagon centered on the point P1. Therefore, the distances from the point P1 to each of the six surface emitting lasers 11B are all equal. This distance is equal to the distance d shown in FIG.

このように、本実施の形態では複数の面発光レーザを点対称(より好ましくは正六角形状)に配置する。ある面発光レーザから発せられるレーザビームの光軸と、その面発光レーザに対応する光ファイバの中心軸とは一致する。   Thus, in the present embodiment, a plurality of surface emitting lasers are arranged point-symmetrically (more preferably in a regular hexagonal shape). An optical axis of a laser beam emitted from a surface emitting laser coincides with a central axis of an optical fiber corresponding to the surface emitting laser.

したがって図5に示すように複数の光ファイバの端面も点対称に配置される。なおかつ複数の光ファイバの一方端部はフェルールによって動かないように固定される。これにより、複数の面発光レーザと複数の光ファイバとの位置合わせを容易に行なうことができる。   Therefore, as shown in FIG. 5, the end faces of the plurality of optical fibers are also arranged point-symmetrically. In addition, one end portions of the plurality of optical fibers are fixed so as not to move by the ferrule. Thereby, alignment with a some surface emitting laser and a some optical fiber can be performed easily.

複数の面発光レーザと複数の光ファイバとの位置合わせの方法は、たとえば以下のとおりである。まず、光ファイバ12Aの中心軸が面発光レーザ11Aのレーザビームの光軸を通るように光ファイバ12Aの位置を調整する。次に6個の面発光レーザ11Bのいずれか1つから発せられるレーザビームの光軸が6本の光ファイバ12Bのいずれか1つの中心軸と一致するように、光ファイバ12Aの中心軸を中心として複数の光ファイバ12を全体的に回転させる。   The method for aligning the plurality of surface emitting lasers and the plurality of optical fibers is, for example, as follows. First, the position of the optical fiber 12A is adjusted so that the central axis of the optical fiber 12A passes through the optical axis of the laser beam of the surface emitting laser 11A. Next, the optical axis of the optical fiber 12A is centered so that the optical axis of the laser beam emitted from any one of the six surface emitting lasers 11B coincides with the central axis of any one of the six optical fibers 12B. The plurality of optical fibers 12 are rotated as a whole.

この調整によって、残りの光ファイバ12B、および光ファイバ12Bの周囲に配置される光ファイバの配置も同時に行なうことが可能になる。   By this adjustment, the remaining optical fibers 12B and the optical fibers arranged around the optical fibers 12B can be arranged at the same time.

なお、上述の方法による面発光レーザと光ファイバとの位置合わせを行なう場合にはフェルール自身の寸法の精度が懸念される。フェルール自身の寸法誤差が大きいと図5に示すように光ファイバ12の端面を点対称に配置できないためである。   When positioning the surface emitting laser and the optical fiber by the above method, there is a concern about the accuracy of the size of the ferrule itself. This is because, if the dimensional error of the ferrule itself is large, the end face of the optical fiber 12 cannot be arranged point-symmetrically as shown in FIG.

このような場合には、点P1から離れた位置にある光ファイバ12ほど、その光ファイバ12に対応する面発光レーザのレーザビームの光軸が光ファイバ12の中心軸に対して大幅にずれることが予想される。その結果、レーザモジュールから出力されるレーザビームのパワーが低下することが起こり得る。   In such a case, the optical fiber 12 located farther away from the point P1 has the optical axis of the laser beam of the surface emitting laser corresponding to the optical fiber 12 greatly deviated from the central axis of the optical fiber 12. Is expected. As a result, the power of the laser beam output from the laser module may decrease.

しかし、製品化されているフェルールにおいて、外径の誤差はたとえば1μm以下である。また、外径と貫通孔との同芯度(中心のずれ量)はたとえば1μm以下である。このようにフェルールの寸法の精度が高いため本実施の形態では複数のフェルールを点P1に対して対称に(ハニカム状に)並べることが可能になる。   However, in a ferrule that has been commercialized, the outer diameter error is, for example, 1 μm or less. The concentricity (center deviation) between the outer diameter and the through hole is, for example, 1 μm or less. As described above, since the dimensional accuracy of the ferrule is high, in the present embodiment, a plurality of ferrules can be arranged symmetrically (in a honeycomb shape) with respect to the point P1.

また、パッケージ表面における面発光レーザ11の位置が設計上の位置からずれる場合にも光ファイバ12の端面における結合効率が低下する可能性がある。このような問題に対しては、ダイボンダを用いて面発光レーザをパッケージに実装することで対応できる。ダイボンダの実装精度はたとえば±15μmである。以下に説明するように、設計上の位置に対して±15μm以内の精度でパッケージの表面に面発光レーザ11を実装すれば、実用的に十分なレベルの結合効率を得ることができる。   Further, even when the position of the surface emitting laser 11 on the package surface deviates from the designed position, the coupling efficiency on the end face of the optical fiber 12 may be reduced. Such a problem can be dealt with by mounting a surface emitting laser on a package using a die bonder. The mounting accuracy of the die bonder is, for example, ± 15 μm. As described below, if the surface emitting laser 11 is mounted on the surface of the package with an accuracy within ± 15 μm with respect to the design position, a practically sufficient level of coupling efficiency can be obtained.

(レーザモジュールの特性)
本実施の形態のレーザモジュールの特性を評価するため、図4に示す構成単位Aにおける結合効率を光線追跡法(レーザビームを多数の光線に分割して、各光線の軌跡を追跡する方法)によるシミュレーションを実行することにより求めた。
(Characteristics of laser module)
In order to evaluate the characteristics of the laser module of the present embodiment, the coupling efficiency in the structural unit A shown in FIG. 4 is determined by a ray tracing method (a method in which the laser beam is divided into a number of rays and the locus of each ray is traced). It was obtained by running a simulation.

図7は、光線追跡法によるシミュレーションのモデルを説明する図である。
図7を参照して、シミュレーションモデルでは光ファイバ12のコア121の直径を112μmに設定した。面発光レーザ11の発光面11EにおけるレーザビームLBの発光径を20μmに設定した。レーザビームLBの広がり角θを6度に設定した。面発光レーザ11と光ファイバ12との間隔を0.5mmに設定した。
FIG. 7 is a diagram for explaining a simulation model by the ray tracing method.
Referring to FIG. 7, in the simulation model, the diameter of the core 121 of the optical fiber 12 was set to 112 μm. The emission diameter of the laser beam LB on the light emitting surface 11E of the surface emitting laser 11 was set to 20 μm. The spread angle θ of the laser beam LB was set to 6 degrees. The distance between the surface emitting laser 11 and the optical fiber 12 was set to 0.5 mm.

図7において、X軸方向は光ファイバ12の直径に沿った方向である。シミュレーションを実行するに際してはX軸方向をある方向に設定した。またX軸方向に垂直な方向としてY軸方向を設定した。   In FIG. 7, the X-axis direction is a direction along the diameter of the optical fiber 12. When executing the simulation, the X-axis direction was set to a certain direction. The Y-axis direction was set as the direction perpendicular to the X-axis direction.

図8は、図7に示すモデルを用いてレーザビームおよび光ファイバ間の距離と結合効率との関係をシミュレーションにより求めた結果を示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing a result of obtaining a relationship between the distance between the laser beam and the optical fiber and the coupling efficiency by simulation using the model shown in FIG.

図8を参照して、グラフのX軸に示す「トレランス」とは、光ファイバの中心軸とレーザビームの光軸との間の距離(図7に示すX軸方向における距離)を示す。なおシミュレーションでは光ファイバの位置を固定して面発光レーザを移動させた。   Referring to FIG. 8, “tolerance” shown on the X axis of the graph indicates a distance between the center axis of the optical fiber and the optical axis of the laser beam (a distance in the X axis direction shown in FIG. 7). In the simulation, the surface emitting laser was moved with the position of the optical fiber fixed.

グラフ上の複数の曲線は、光ファイバの中心軸とレーザビームの光軸とが重なった状態から図7に示すX軸方向に−50〜+50μmまでレーザビームの光軸を移動させ、かつ、図7に示すY軸方向に0〜+40μmまで5μmステップでレーザビームの光軸を移動させたときの結合効率の変化を示す。   A plurality of curves on the graph move the optical axis of the laser beam from −50 to +50 μm in the X-axis direction shown in FIG. 7 from the state where the central axis of the optical fiber and the optical axis of the laser beam overlap, and FIG. 7 shows a change in coupling efficiency when the optical axis of the laser beam is moved in a 5 μm step from 0 to +40 μm in the Y-axis direction shown in FIG.

図8のグラフから、光ファイバの中心軸に対するレーザビームの光軸の位置合わせ精度をX軸方向、Y軸方向ともに±15μm以内に設定すれば結合効率は80%以上になることが分かる。結合効率は80%以上あれば実用的に十分なレベルである。   From the graph of FIG. 8, it can be seen that if the alignment accuracy of the optical axis of the laser beam with respect to the central axis of the optical fiber is set within ± 15 μm in both the X-axis direction and the Y-axis direction, the coupling efficiency becomes 80% or more. A coupling efficiency of 80% or more is a practically sufficient level.

この結果を用いて図1に示すレーザモジュール1の光出力は以下のように求められる。たとえば1個の面発光レーザの光出力を35mWとし、面発光レーザの個数を19個とする。この場合にはレーザモジュール1の光出力は0.035×19×0.8=0.532(W)となる。   Using this result, the optical output of the laser module 1 shown in FIG. 1 is obtained as follows. For example, the light output of one surface emitting laser is 35 mW, and the number of surface emitting lasers is 19. In this case, the optical output of the laser module 1 is 0.035 × 19 × 0.8 = 0.532 (W).

図9は、レーザビームの広がり角に対する結合効率の変化のシミュレーション結果を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating a simulation result of a change in coupling efficiency with respect to the spread angle of the laser beam.

図9を参照して、グラフの曲線はレーザビームの光軸と光ファイバの中心軸とが一致している状態でレーザビームの広がり角を0度から15度までの範囲で変化させたときの結合効率の変化を示す。曲線上の複数の点の各々はレーザビームの広がり角に対する結合効率を光線追跡法により求めた結果を示す。   Referring to FIG. 9, the curve of the graph is obtained when the divergence angle of the laser beam is changed in the range of 0 degrees to 15 degrees in a state where the optical axis of the laser beam and the central axis of the optical fiber coincide with each other. Changes in coupling efficiency are shown. Each of a plurality of points on the curve shows the result of obtaining the coupling efficiency with respect to the divergence angle of the laser beam by the ray tracing method.

レーザビームの広がり角が小さいほど結合効率は高くなる。たとえばレーザビームの広がり角が7度以下であれば結合効率は80%以上となり、広がり角が4度以下であれば結合効率はほぼ100%である。   The coupling efficiency increases as the spread angle of the laser beam decreases. For example, if the spread angle of the laser beam is 7 degrees or less, the coupling efficiency is 80% or more, and if the spread angle is 4 degrees or less, the coupling efficiency is almost 100%.

(光ファイバの一方端部を固定する方法)
図10は、複数のフェルールをスリーブ内に固定するための方法を説明する図である。
(Method of fixing one end of optical fiber)
FIG. 10 is a diagram illustrating a method for fixing a plurality of ferrules in a sleeve.

図10を参照して、次の(1)から(3)までの手順に従ってスリーブ22の中に19本のフェルール20が固定される。   Referring to FIG. 10, nineteen ferrules 20 are fixed in the sleeve 22 in accordance with the following procedures (1) to (3).

(1)所定本数(3本、4本、5本)のフェルール20を密着させて接着剤24で固定し、フェルールの束を複数作成する。   (1) A predetermined number (three, four, five) of ferrules 20 are brought into close contact and fixed with an adhesive 24, and a plurality of ferrule bundles are created.

(2)下から順に3本、4本、5本、4本、3本のフェル−ルの束を密着させて重ね、接着剤でこれらの束を固定する。この工程により複数の面発光レーザの配置に従って複数のフェルールが配置された状態になる。   (2) A bundle of three, four, five, four, and three ferrules are in close contact and stacked in order from the bottom, and these bundles are fixed with an adhesive. By this step, a plurality of ferrules are arranged according to the arrangement of the plurality of surface emitting lasers.

(3)スリーブ22の中にフェルール20の束を挿入してフェルール20を固定する。
図11は、フェルールの中に光ファイバを固定する方法を説明する図である。
(3) The ferrule 20 is fixed by inserting a bundle of ferrules 20 into the sleeve 22.
FIG. 11 is a diagram illustrating a method of fixing an optical fiber in a ferrule.

図11を参照して、フェルール20に光ファイバ12を挿入し、接着剤24により光ファイバ12を固定する。なお図11に示すように光ファイバ12の側面が傷つかないようチューブ26に光ファイバ12を通した状態で光ファイバ12をフェルール20に挿入してもよい。   Referring to FIG. 11, optical fiber 12 is inserted into ferrule 20, and optical fiber 12 is fixed with adhesive 24. As shown in FIG. 11, the optical fiber 12 may be inserted into the ferrule 20 with the optical fiber 12 passed through the tube 26 so that the side surface of the optical fiber 12 is not damaged.

図12は、複数のフェルール20の加工処理を説明する図である。
図12を参照して、複数のフェルールおよびファイバ端面を含む部分Cは研磨される。光ファイバの先端を固定するためにフェルールに接着剤を塗布すると光ファイバの先端(端面)が接着剤で塞がれる可能性がある。このため光ファイバの先端を研磨する。
FIG. 12 is a diagram for explaining the processing of the plurality of ferrules 20.
Referring to FIG. 12, a portion C including a plurality of ferrules and fiber end faces is polished. If an adhesive is applied to the ferrule to fix the tip of the optical fiber, the tip (end surface) of the optical fiber may be blocked by the adhesive. For this reason, the tip of the optical fiber is polished.

(光ファイバの一方端を固定する他の方法について)
上述のレーザモジュール1の構成においては、光ファイバ12の一方端部はフェルールに形成された貫通孔に挿入される。しかし、光ファイバ12の一方端部を固定するための部材はフェルールに限定されない。
(Other methods for fixing one end of an optical fiber)
In the configuration of the laser module 1 described above, one end of the optical fiber 12 is inserted into a through hole formed in the ferrule. However, the member for fixing one end of the optical fiber 12 is not limited to a ferrule.

図13は、複数の光ファイバの一方端部を固定する他の方法例を示す図である。
図13を参照して、複数の光ファイバの各々の一方端部はキャピラリプレート20Aに設けられた複数の貫通孔にそれぞれ挿入される。フェルールと同様にキャピラリプレートは光コネクタ内で光ファイバを保持するための部材である。なお、キャピラリプレート20Aの材質は石英、樹脂等であるが樹脂でできたキャピラリプレートは通信用のモジュールに広く用いられている。樹脂製のキャピラリプレートを用いることでレーザモジュールのコストを低減することができる。
FIG. 13 is a diagram illustrating another example of a method of fixing one end of a plurality of optical fibers.
Referring to FIG. 13, one end of each of the plurality of optical fibers is inserted into a plurality of through holes provided in capillary plate 20A. Similar to the ferrule, the capillary plate is a member for holding the optical fiber in the optical connector. The material of the capillary plate 20A is quartz, resin or the like, but the capillary plate made of resin is widely used in communication modules. By using a resin capillary plate, the cost of the laser module can be reduced.

複数の光ファイバ12の各一方端部は接着剤により固定され、一方端部の端面は研磨される。   Each one end of the plurality of optical fibers 12 is fixed with an adhesive, and the end surface of the one end is polished.

図14は、図13に示すキャピラリプレート20Aの内部を示す図である。
図15は、図14のXV−XV線に沿った断面図である。
FIG. 14 is a view showing the inside of the capillary plate 20A shown in FIG.
15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG.

図15および図14を参照して、キャピラリプレート20Aの内部において、16本の光ファイバ12は4行4列に配置される。複数の光ファイバ12同士の間隔はたとえば250μmである。なお図15に示されるように、キャピラリプレート20Aにおいて16本の光ファイバ12は点P1を中心にして対称に配置される。   Referring to FIGS. 15 and 14, 16 optical fibers 12 are arranged in 4 rows and 4 columns inside capillary plate 20 </ b> A. The interval between the plurality of optical fibers 12 is, for example, 250 μm. As shown in FIG. 15, in the capillary plate 20A, the 16 optical fibers 12 are arranged symmetrically around the point P1.

図16は、図14のXVI−XVI線に沿った断面図である。
図16および図14を参照して、面発光レーザアレイ11Cは二次元に配置された複数の面発光レーザ11を含む。なお、図1と同様にパッケージの表面に複数個のチップ状の面発光レーザ11を実装してもよい。
16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI in FIG.
Referring to FIGS. 16 and 14, surface emitting laser array 11C includes a plurality of surface emitting lasers 11 arranged two-dimensionally. As in FIG. 1, a plurality of chip-shaped surface emitting lasers 11 may be mounted on the surface of the package.

複数の面発光レーザ11は点P2を中心にして対称に配置される。したがって図15に示すように16本の光ファイバ12も点P1に対称に配置される。   The plurality of surface emitting lasers 11 are arranged symmetrically around the point P2. Therefore, as shown in FIG. 15, the 16 optical fibers 12 are also arranged symmetrically about the point P1.

図17は、複数の光ファイバの一方端部を束ねるさらに別の方法例を示す図である。
図17を参照して、複数の光ファイバ12はスリーブ22に直接挿入される。
FIG. 17 is a diagram showing still another example of a method for bundling one end portions of a plurality of optical fibers.
Referring to FIG. 17, the plurality of optical fibers 12 are directly inserted into the sleeve 22.

図18は、図17に示すスリーブ22の内部を示す図である。
図19は、図18のXIX−XIX線に沿った断面図である。
18 is a view showing the inside of the sleeve 22 shown in FIG.
FIG. 19 is a cross-sectional view taken along line XIX-XIX in FIG.

図19および図18を参照して、スリーブ22の内部において、複数の光ファイバ12は点P1を中心として対称に配置される。特に図19に示すように複数の光ファイバは点P1を中心とする正六角形の輪郭上に配置される。なお光ファイバ12Aの中心軸は点P1を通る。   Referring to FIGS. 19 and 18, a plurality of optical fibers 12 are arranged symmetrically around point P <b> 1 inside sleeve 22. In particular, as shown in FIG. 19, the plurality of optical fibers are arranged on a regular hexagonal outline centered on the point P1. The central axis of the optical fiber 12A passes through the point P1.

図19と図5を比較すれば分かるように、図19に示す構成例ではフェルールがスリーブ22の中に挿入されていないので、スリーブ22の内径D12は図5に示すスリーブ22の内径D11よりも大幅に小さくなる。   As can be seen by comparing FIG. 19 and FIG. 5, in the configuration example shown in FIG. 19, the ferrule is not inserted into the sleeve 22, so the inner diameter D12 of the sleeve 22 is larger than the inner diameter D11 of the sleeve 22 shown in FIG. Significantly smaller.

図20は、図18のXX−XX線に沿った断面図である。
図20および図18を参照して、面発光レーザアレイ11Cは二次元に配置された複数の面発光レーザ11を含む。なお、図1と同様にパッケージの表面に複数個のチップ状の面発光レーザ11を実装してもよい。複数の面発光レーザ11は点P2を中心にして対称に配置される。
20 is a cross-sectional view taken along line XX-XX in FIG.
20 and 18, surface emitting laser array 11C includes a plurality of surface emitting lasers 11 arranged two-dimensionally. As in FIG. 1, a plurality of chip-shaped surface emitting lasers 11 may be mounted on the surface of the package. The plurality of surface emitting lasers 11 are arranged symmetrically around the point P2.

複数の光ファイバ同士の間隔が小さくなるということは複数の面発光レーザ11の間隔が小さくなることを意味する。すなわち面発光レーザアレイ11Cに高密度に面発光レーザ11が含まれることになる。よって、図17〜図20に示す構成例の場合にはレーザモジュールから出力されるレーザビームのパワーをより高めることができる。   A reduction in the interval between the plurality of optical fibers means a reduction in the interval between the plurality of surface emitting lasers 11. That is, the surface emitting laser 11 is included in the surface emitting laser array 11C at a high density. Therefore, in the case of the configuration examples shown in FIGS. 17 to 20, the power of the laser beam output from the laser module can be further increased.

(光ファイバの本数の例について)
レーザモジュール1から出力されるレーザビームのパワーを大きくするためには、面発光レーザ11の個数および光ファイバ12の個数を増やす必要がある。その一方で複数の光ファイバの位置がずれないように複数の光ファイバ(フェルールを用いる場合には、そのフェルール)はできるだけ隙間無く配置しなければならない。このため複数の光ファイバ(あるいは複数のフェルール)はハニカム状に配置される。このため複数の光ファイバの本数および配置は以下に示すように定められる。
(Example of the number of optical fibers)
In order to increase the power of the laser beam output from the laser module 1, it is necessary to increase the number of surface emitting lasers 11 and the number of optical fibers 12. On the other hand, the plurality of optical fibers (if using a ferrule, the ferrule) must be arranged with as little gap as possible so that the positions of the plurality of optical fibers do not shift. For this reason, a plurality of optical fibers (or a plurality of ferrules) are arranged in a honeycomb shape. For this reason, the number and arrangement of the plurality of optical fibers are determined as follows.

図21は、複数の光ファイバ12の本数および配置を表形式で説明する図である。
図21において、複数の光ファイバ12の本数の例(19本、37本、61本、91本、127本)および、その本数に対応する複数の光ファイバの配置が示される。
FIG. 21 is a diagram illustrating the number and arrangement of the plurality of optical fibers 12 in a table format.
FIG. 21 shows an example of the number of optical fibers 12 (19, 37, 61, 91, 127) and the arrangement of a plurality of optical fibers corresponding to the number.

図22は、図21に示す本数の光ファイバを束ねた状態を示す図である。
図22において、19本の光ファイバを束ねた状態、37本の光ファイバを束ねた状態、61本の光ファイバを束ねた状態が示される。なお図22に示す破線は図21に示す「中央」に配置される光ファイバを示すためのものである。さらに図22に矢印にて示す「上」、「下」の各方向は図21における「上1段」、「下1段」等を説明するために示したものである。図21および図22に示すように複数の光ファイバを配置することで、複数の光ファイバの位置がずれるのを防ぎながら複数の光ファイバをいわばハニカム状に配置することが可能になる。
FIG. 22 is a diagram illustrating a state in which the number of optical fibers illustrated in FIG. 21 are bundled.
FIG. 22 shows a state where 19 optical fibers are bundled, a state where 37 optical fibers are bundled, and a state where 61 optical fibers are bundled. The broken line shown in FIG. 22 is for showing the optical fiber arranged at the “center” shown in FIG. Further, “upper” and “lower” directions indicated by arrows in FIG. 22 are shown for explaining “upper first stage”, “lower first stage” and the like in FIG. By arranging a plurality of optical fibers as shown in FIGS. 21 and 22, it is possible to arrange a plurality of optical fibers in a so-called honeycomb shape while preventing the positions of the plurality of optical fibers from shifting.

(レーザモジュールから出力されるレーザビームを変形させる方法)
図1に示すレーザモジュール1から出力される複数のレーザビームを変形させるための光学系について説明する。以下に示すようにレーザビームを変形させることにより、たとえば微細加工等に本実施の形態のレーザモジュールを利用することが可能になる。
(Method of deforming the laser beam output from the laser module)
An optical system for deforming a plurality of laser beams output from the laser module 1 shown in FIG. 1 will be described. By deforming the laser beam as described below, the laser module of the present embodiment can be used for fine processing, for example.

図23は、レーザビームをコリメート光に変換するための光学系を説明する図である。
図23を参照して、図示しない複数の光ファイバがスリーブ21によって束ねられる。以下の説明では束ねられた複数の光ファイバを「バンドルファイバ」と称する。バンドルファイバから出力されるレーザビームはコリメートレンズ31によってコリメート光(略平行な光)に変換される。
FIG. 23 is a diagram illustrating an optical system for converting a laser beam into collimated light.
Referring to FIG. 23, a plurality of optical fibers (not shown) are bundled by sleeve 21. In the following description, the bundled optical fibers are referred to as “bundle fibers”. The laser beam output from the bundle fiber is converted into collimated light (substantially parallel light) by the collimating lens 31.

図24は、レーザビームの径を小さくするための光学系の構成を説明する図である。
図24を参照して、図23と同様に図示しない複数の光ファイバがスリーブ21によって束ねられる。バンドルファイバの外径は1320μmである。また、複数の光ファイバの各々の開口数NA1は0.2である。
FIG. 24 is a diagram illustrating the configuration of an optical system for reducing the diameter of the laser beam.
Referring to FIG. 24, a plurality of optical fibers (not shown) are bundled by sleeve 21 as in FIG. The outer diameter of the bundle fiber is 1320 μm. The numerical aperture NA1 of each of the plurality of optical fibers is 0.2.

バンドルファイバから出射されたレーザ光はコリメートレンズ32と結像レンズ33とを介してコア径が600μmである光ガイド34に入射する。すなわち、図24に示す光学系では外径1320μmのバンドルファイバから出射されたレーザビームの大きさを光ガイド34のコア径の大きさ(600μm)まで縮小する。これによりレーザビームの単位面積あたりのパワーが高まるとともにシャープな(広がり角の小さい)レーザビームを得ることが可能になる。   Laser light emitted from the bundle fiber enters a light guide 34 having a core diameter of 600 μm via a collimating lens 32 and an imaging lens 33. That is, in the optical system shown in FIG. 24, the size of the laser beam emitted from the bundle fiber having an outer diameter of 1320 μm is reduced to the size of the core diameter of the light guide 34 (600 μm). This increases the power per unit area of the laser beam and makes it possible to obtain a sharp (small spread angle) laser beam.

なおこのときの縮小率m′はm′=600/1320=0.455である。また、光ガイド34に要求される開口数をNA2とするとm′≧NA1/NA2の関係にある。   The reduction ratio m ′ at this time is m ′ = 600/1320 = 0.455. Further, when the numerical aperture required for the light guide 34 is NA2, there is a relationship of m ′ ≧ NA1 / NA2.

バンドルファイバの外径に対する光ガイドのコア径の比率(縮小率)と、バンドルファイバを構成する光ファイバの開口数(NA1)と、光ガイドの開口数(NA2)との間にはNA2≧(NA1/縮小率)×ηの関係が成り立つ。ここでηは光ファイバのクラッド厚さ等によって決まる係数である。バンドルファイバから有効に出射されるレーザビームは少なくともバンドルファイバの最外周のクラッドの厚さ(あるいは断面形状等)によって変化する。実質上の縮小率をmとするとm=m′/η≧(NA1/NA2)となり、NA2≧(NA1/m′)ηで表される。上記の係数ηは通常1より小さく0.7より大きい。上記の例においてηが0.9の場合、NA2は0.41となる。   Between the ratio (reduction ratio) of the core diameter of the light guide to the outer diameter of the bundle fiber, the numerical aperture (NA1) of the optical fiber constituting the bundle fiber, and the numerical aperture (NA2) of the optical guide, NA2 ≧ ( (NA1 / reduction rate) × η relationship holds. Here, η is a coefficient determined by the cladding thickness of the optical fiber. The laser beam that is effectively emitted from the bundle fiber varies depending on at least the thickness (or cross-sectional shape, etc.) of the outermost cladding of the bundle fiber. Assuming that the actual reduction ratio is m, m = m ′ / η ≧ (NA1 / NA2), and NA2 ≧ (NA1 / m ′) η. The coefficient η is usually smaller than 1 and larger than 0.7. In the above example, when η is 0.9, NA2 is 0.41.

コリメートレンズ32の焦点距離f1は100mmであり、結像レンズ33の焦点距離f2は45mmである。これらのレンズを用いることによってバンドルファイバから出射されたレーザビームをNA2=0.41である光ガイド34に入射することができる。   The collimating lens 32 has a focal length f1 of 100 mm, and the imaging lens 33 has a focal length f2 of 45 mm. By using these lenses, the laser beam emitted from the bundle fiber can be incident on the light guide 34 with NA2 = 0.41.

光ガイド34の先端には結像レンズを内蔵したハンドグリップ35が取り付けられる。この結像レンズの焦点距離を8mmとすることによりスポットサイズが0.4mmである高出力レーザビームが得られる。   A hand grip 35 with a built-in imaging lens is attached to the tip of the light guide 34. By setting the focal length of the imaging lens to 8 mm, a high-power laser beam having a spot size of 0.4 mm can be obtained.

以上のように実施の形態1によれば、レーザモジュールは、同一の平面上に所定の間隔で二次元に配置される複数の面発光レーザと、複数の面発光レーザに対応してそれぞれ設けられ、各々の一方端部の中心軸が所定の間隔で並び、かつ、一方端部が束ねられた複数の光ファイバとを備える。複数の光ファイバは、各々の一方端部の中心軸が、複数の面発光レーザのうちの対応する面発光レーザから発せられるレーザビームの光軸と重なるように配置される。   As described above, according to the first embodiment, the laser modules are respectively provided corresponding to the plurality of surface emitting lasers and the plurality of surface emitting lasers arranged two-dimensionally at a predetermined interval on the same plane. And a plurality of optical fibers in which the central axes of the one end portions are arranged at predetermined intervals and the one end portions are bundled. The plurality of optical fibers are arranged so that the central axis of each one end thereof overlaps the optical axis of the laser beam emitted from the corresponding surface emitting laser among the plurality of surface emitting lasers.

複数の面発光レーザを同一平面上に二次元に配置することで光学系の規模が極端に大きくなるのを防ぐことができる。複数の面発光レーザの間隔と複数の光ファイバの間隔とが同じであるため、面発光レーザとその面発光レーザに対応する光ファイバとの位置合わせを容易に行なうことができる。さらに、複数の光ファイバの一方端部(レーザビームが入射する側の端部)が束ねられているため、光ファイバの一方端部の間隔が変化するのを防ぐことができる。これにより小型でありながら高パワーのレーザビームを出力可能なレーザモジュールを実現できる。   By arranging a plurality of surface emitting lasers two-dimensionally on the same plane, the scale of the optical system can be prevented from becoming extremely large. Since the interval between the plurality of surface emitting lasers and the interval between the plurality of optical fibers are the same, the alignment between the surface emitting laser and the optical fiber corresponding to the surface emitting laser can be easily performed. Furthermore, since one end portions (end portions on the side on which the laser beam is incident) of the plurality of optical fibers are bundled, it is possible to prevent the interval between the one end portions of the optical fibers from changing. As a result, it is possible to realize a small laser module that can output a high-power laser beam.

また、実施の形態1によれば、複数の面発光レーザは、同一平面上に点対称に配置される。これにより複数の光ファイバもレーザビームが入射する側の端面が点対称に配置される。このため面発光レーザの個数が多くなった場合にも、複数の面発光レーザと複数の光ファイバとの位置あわせを容易に行なうことができる。   Further, according to the first embodiment, the plurality of surface emitting lasers are arranged point-symmetrically on the same plane. As a result, the end faces on the side on which the laser beams are incident are also arranged point-symmetrically in the plurality of optical fibers. Therefore, even when the number of surface emitting lasers is increased, it is possible to easily align the plurality of surface emitting lasers and the plurality of optical fibers.

また、実施の形態1によれば、複数の面発光レーザは、第1の面発光レーザと、第1の面発光レーザから発せられるレーザビームの光軸から所定の間隔だけ離れた場所に六角形状に配置される複数の第2の面発光レーザとを含む。これにより複数の光ファイバもいわばハニカム状に配置することができ、複数の光ファイバを密集させることができる。この結果、レーザモジュールから出力される光のパワーの密度を高めることができる。   Further, according to the first embodiment, the plurality of surface emitting lasers are hexagonally shaped at a predetermined distance from the optical axis of the first surface emitting laser and the laser beam emitted from the first surface emitting laser. And a plurality of second surface emitting lasers. Thus, the plurality of optical fibers can be arranged in a so-called honeycomb shape, and the plurality of optical fibers can be densely packed. As a result, the power density of the light output from the laser module can be increased.

また、実施の形態1によれば、レーザモジュールは、複数の光ファイバに対応してそれぞれ設けられ、各々に貫通孔が形成された複数の固定部材(フェルール)をさらに備える。複数の光ファイバの各々の一方端部は、貫通孔に挿入される。複数の固定部材は束ねられる。これにより光ファイバの一方端部を動かないように固定できる。   According to the first embodiment, the laser module further includes a plurality of fixing members (ferrules) provided corresponding to the plurality of optical fibers, each having a through hole. One end of each of the plurality of optical fibers is inserted into the through hole. The plurality of fixing members are bundled. Thereby, it can fix so that one end part of an optical fiber may not move.

また、実施の形態1によれば、レーザモジュールは、複数の光ファイバにそれぞれ対応して複数の貫通孔が形成された固定部材(キャピラリプレート)を備える。複数の光ファイバの各々の一方端部は、複数の貫通孔のうちの対応する貫通孔に挿入される。これにより光ファイバの一方端部を動かないように固定できる。   According to the first embodiment, the laser module includes the fixing member (capillary plate) in which a plurality of through holes are formed corresponding to the plurality of optical fibers. One end of each of the plurality of optical fibers is inserted into a corresponding through hole among the plurality of through holes. Thereby, it can fix so that one end part of an optical fiber may not move.

また、実施の形態1によれば、レーザモジュールは、複数の光ファイバの各々の一方端部が挿入されるスリーブを備える。この場合にはフェルールを用いた場合に比較して光ファイバの実装密度を高めることができる。つまり面発光レーザを高密度に配置できる。このためレーザモジュールから出力されるレーザビームのパワーを高めることができる。   According to the first embodiment, the laser module includes the sleeve into which one end of each of the plurality of optical fibers is inserted. In this case, the mounting density of the optical fiber can be increased as compared with the case where a ferrule is used. That is, surface emitting lasers can be arranged with high density. For this reason, the power of the laser beam output from the laser module can be increased.

また、実施の形態1によれば、複数の光ファイバの他方端部は、他方端部の中心軸の間隔が所定の間隔よりも狭くなるように束ねられる。これにより、レーザモジュールから出力される光を狭い範囲内に集光することができるので、たとえば微細加工等に適した高パワー密度の光を得ることができる。   Further, according to the first embodiment, the other ends of the plurality of optical fibers are bundled so that the interval between the central axes of the other ends is narrower than a predetermined interval. Thereby, since the light output from a laser module can be condensed in a narrow range, the light of high power density suitable for fine processing etc. can be obtained, for example.

[実施の形態2]
図25は、実施の形態2のレーザモジュールの構成を示す図である。
[Embodiment 2]
FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration of a laser module according to the second embodiment.

図25および図1を参照して、レーザモジュール1Aは複数の面発光レーザ11に対応してそれぞれ設けられる複数のレンズ41をさらに備える点でレーザモジュール1と異なる。レーザモジュール1Aの他の部分の構成はレーザモジュール1の対応する部分の構成と同様であるので以後の説明は繰り返さない。   Referring to FIGS. 25 and 1, laser module 1 </ b> A is different from laser module 1 in that it further includes a plurality of lenses 41 provided corresponding to a plurality of surface emitting lasers 11. Since the structure of the other part of laser module 1A is the same as that of the corresponding part of laser module 1, the following description will not be repeated.

図26は、図25に示すレンズ41を説明する模式図である。
図26を参照して、レンズ41は、面発光レーザ11の発光面に実装される。レンズ41は、面発光レーザ11からのレーザビームの広がり角を小さくする役割を果たす。図9に示されるように、広がり角が小さいほど結合効率を高くすることが可能になる。
FIG. 26 is a schematic diagram for explaining the lens 41 shown in FIG.
Referring to FIG. 26, the lens 41 is mounted on the light emitting surface of the surface emitting laser 11. The lens 41 serves to reduce the spread angle of the laser beam from the surface emitting laser 11. As shown in FIG. 9, the smaller the divergence angle, the higher the coupling efficiency.

レンズ41は、たとえばインクジェット技術を用いて形成される微小レンズ(いわゆる「インクジェットマイクロレンズ」)である。インクジェットマイクロレンズはたとえば以下のようにして作製される。まず面発光レーザ11の表面に撥水加工を施す。次に、面発光レーザ11の表面にレンズ材料を吐出して球形状のレンズを形成する。続いて紫外線照射等によってレンズを硬化させる。   The lens 41 is a minute lens (so-called “inkjet microlens”) formed using, for example, an inkjet technique. The inkjet microlens is produced as follows, for example. First, the surface of the surface emitting laser 11 is subjected to water repellent processing. Next, a lens material is discharged onto the surface of the surface emitting laser 11 to form a spherical lens. Subsequently, the lens is cured by ultraviolet irradiation or the like.

レーザビ−ムの広がり角が小さいほど、また、レーザビームの径が小さいほど光ファイバのコアにレーザビ−ムを入射することが容易になる。この結果、レーザビームを光ファイバの入射端面に高い効率で結合させることができる。よってレーザモジュールから出力されるレーザビームのパワーをより高くすることができる。また面発光レーザ11と光ファイバとの位置ずれの許容度(トレランス)を大きくすることができる。   The smaller the divergence angle of the laser beam and the smaller the laser beam diameter, the easier it is for the laser beam to enter the core of the optical fiber. As a result, the laser beam can be coupled to the incident end face of the optical fiber with high efficiency. Therefore, the power of the laser beam output from the laser module can be further increased. In addition, the tolerance (tolerance) of positional deviation between the surface emitting laser 11 and the optical fiber can be increased.

また、実施の形態2では面発光レーザ11の表面に形成されるレンズが微小であるのでレーザモジュールのサイズが大型化するのを防ぐことができる。   In the second embodiment, since the lens formed on the surface of the surface emitting laser 11 is very small, it is possible to prevent the size of the laser module from increasing.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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およ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。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

実施の形態1のレーザモジュールの全体構成を示す図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of a laser module according to Embodiment 1. FIG. 図1に示すレーザモジュール1のうち、面発光レーザ11と、光ファイバ12と、フェルール20とを含む部分の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the part containing the surface emitting laser 11, the optical fiber 12, and the ferrule 20 among the laser modules 1 shown in FIG. 図1のスリーブ21の内部を示す図である。It is a figure which shows the inside of the sleeve 21 of FIG. 図2に示す構成単位Aを拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the structural unit A shown in FIG. 図2のV−V線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VV line of FIG. 図2のVI−VI線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VI-VI line of FIG. 光線追跡法によるシミュレーションのモデルを説明する図である。It is a figure explaining the model of the simulation by a ray tracing method. 図7に示すモデルを用いてレーザビームおよび光ファイバ間の距離と結合効率との関係をシミュレーションにより求めた結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having calculated | required the relationship between the distance between a laser beam and an optical fiber, and the coupling efficiency using the model shown in FIG. レーザビームの広がり角に対する結合効率の変化のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the change of coupling efficiency with respect to the divergence angle of a laser beam. 複数のフェルールをスリーブ内に固定するための方法を説明する図である。It is a figure explaining the method for fixing a some ferrule in a sleeve. フェルールの中に光ファイバを固定する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to fix an optical fiber in a ferrule. 複数のフェルール20の加工処理を説明する図である。It is a figure explaining the processing of a plurality of ferrules 20. 複数の光ファイバの一方端部を固定する他の方法例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a method of fixing the one end part of a some optical fiber. 図13に示すキャピラリプレート20Aの内部を示す図である。It is a figure which shows the inside of the capillary plate 20A shown in FIG. 図14のXV−XV線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XV-XV line | wire of FIG. 図14のXVI−XVI線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XVI-XVI line of FIG. 複数の光ファイバの一方端部を束ねるさらに別の方法例を示す図である。It is a figure which shows another example of a method of bundling the one end part of a some optical fiber. 図17に示すスリーブ22の内部を示す図である。It is a figure which shows the inside of the sleeve 22 shown in FIG. 図18のXIX−XIX線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XIX-XIX line | wire of FIG. 図18のXX−XX線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the XX-XX line of FIG. 複数の光ファイバ12の本数および配置を表形式で説明する図である。It is a figure explaining the number and arrangement of a plurality of optical fibers 12 in a tabular form. 図21に示す本数の光ファイバを束ねた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which bundled the number of optical fibers shown in FIG. レーザビームをコリメート光に変換するための光学系を説明する図である。It is a figure explaining the optical system for converting a laser beam into collimated light. レーザビームの径を小さくするための光学系の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the optical system for making the diameter of a laser beam small. 実施の形態2のレーザモジュールの構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a laser module according to a second embodiment. 図25に示すレンズ41を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the lens 41 shown in FIG. 特開2002−202442号公報(特許文献1)に開示される合波レーザ光源の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the combining laser light source disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-202442 (patent document 1). 特開2002−202442号公報(特許文献1)に開示される合波レーザ光源の別の構成を説明する図である。It is a figure explaining another structure of the combining laser light source disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-202442 (patent document 1).

符号の説明Explanation of symbols

1,1A レーザモジュール、11,11A,11B 面発光レーザ、11C 面発光レーザアレイ、11E 発光面、12,12A,12B 光ファイバ、15 パッケージ、20 フェルール、20A キャピラリプレート、21,22 スリーブ、24 接着剤、26 チューブ、31,32,111〜117 コリメートレンズ、33 結像レンズ、34 光ガイド、35 ハンドグリップ、41 レンズ、110 ヒートブロック、120 集光レンズ、121,130a,251a コア、122 クラッド、130,251 マルチモード光ファイバ、250 合波光学系、A 構成単位、B,B1〜B15 ビーム、H11〜H15 集光レンズ、J 軸、LD1〜LD15 半導体レーザ、P1,P2 点。   1, 1A laser module, 11, 11A, 11B surface emitting laser, 11C surface emitting laser array, 11E emitting surface, 12, 12A, 12B optical fiber, 15 package, 20 ferrule, 20A capillary plate, 21, 22 sleeve, 24 bonding Agent, 26 tube, 31, 32, 111-117 collimating lens, 33 imaging lens, 34 light guide, 35 hand grip, 41 lens, 110 heat block, 120 condenser lens, 121, 130a, 251a core, 122 cladding, 130,251 Multimode optical fiber, 250 multiplexing optical system, A structural unit, B, B1-B15 beam, H11-H15 condenser lens, J-axis, LD1-LD15 semiconductor laser, P1, P2 points.

Claims (8)

同一の平面上に所定の間隔で二次元に配置される複数の面発光レーザと、
前記複数の面発光レーザに対応してそれぞれ設けられ、各々の一方端部の中心軸が前記所定の間隔で並び、かつ、前記一方端部が束ねられた複数の光ファイバとを備え、
前記複数の光ファイバは、各々の前記一方端部の中心軸が、前記複数の面発光レーザのうちの対応する面発光レーザから発せられるレーザビームの光軸と重なるように配置される、レーザモジュール。
A plurality of surface emitting lasers arranged two-dimensionally at predetermined intervals on the same plane;
A plurality of optical fibers provided corresponding to the plurality of surface emitting lasers, each having a central axis of one end thereof arranged at the predetermined interval, and a plurality of optical fibers bundled with the one end;
The plurality of optical fibers are arranged such that a central axis of each of the one end portions thereof overlaps with an optical axis of a laser beam emitted from a corresponding surface emitting laser among the plurality of surface emitting lasers. .
前記複数の面発光レーザは、前記平面上に点対称に配置される、請求項1に記載のレーザモジュール。   The laser module according to claim 1, wherein the plurality of surface emitting lasers are arranged point-symmetrically on the plane. 前記複数の面発光レーザは、
第1の面発光レーザと、
前記第1の面発光レーザから発せられるレーザビームの光軸から前記所定の間隔だけ離れた場所に六角形状に配置される複数の第2の面発光レーザとを含む、請求項2に記載のレーザモジュール。
The plurality of surface emitting lasers are:
A first surface emitting laser;
3. The laser according to claim 2, further comprising: a plurality of second surface emitting lasers arranged in a hexagonal shape at a position separated from the optical axis of a laser beam emitted from the first surface emitting laser by the predetermined interval. module.
前記レーザモジュールは、
前記複数の光ファイバに対応してそれぞれ設けられ、各々に貫通孔が形成された複数の固定部材をさらに備え、
各前記複数の光ファイバの前記一方端部は、前記貫通孔に挿入され、
前記複数の固定部材は束ねられる、請求項1に記載のレーザモジュール。
The laser module is
A plurality of fixing members each provided corresponding to the plurality of optical fibers, each having a through hole;
The one end of each of the plurality of optical fibers is inserted into the through hole,
The laser module according to claim 1, wherein the plurality of fixing members are bundled.
前記レーザモジュールは、
前記複数の光ファイバにそれぞれ対応して複数の貫通孔が形成された固定部材をさらに備え、
各前記複数の光ファイバの前記一方端部は、前記複数の貫通孔のうちの対応する貫通孔に挿入される、請求項1に記載のレーザモジュール。
The laser module is
Further comprising a fixing member formed with a plurality of through holes corresponding to the plurality of optical fibers,
The laser module according to claim 1, wherein the one end portion of each of the plurality of optical fibers is inserted into a corresponding through hole of the plurality of through holes.
前記レーザモジュールは、
前記複数の光ファイバの各々の前記一方端部が挿入されるスリーブをさらに備える、請求項1に記載のレーザモジュール。
The laser module is
The laser module according to claim 1, further comprising a sleeve into which the one end of each of the plurality of optical fibers is inserted.
前記複数の光ファイバの他方端部は、前記他方端部の中心軸の間隔が前記所定の間隔よりも狭くなるように束ねられる、請求項1に記載のレーザモジュール。   2. The laser module according to claim 1, wherein the other end portions of the plurality of optical fibers are bundled so that an interval between central axes of the other end portions is narrower than the predetermined interval. 前記複数の面発光レーザに対応してそれぞれ設けられ、前記対応する面発光レーザから発せられるレーザビームを集光する複数のレンズをさらに備える、請求項1に記載のレーザモジュール。   2. The laser module according to claim 1, further comprising a plurality of lenses that are respectively provided corresponding to the plurality of surface emitting lasers and condense a laser beam emitted from the corresponding surface emitting laser.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010140030A (en) * 2008-12-12 2010-06-24 Samsung Mobile Display Co Ltd Laser system
JP2011257665A (en) * 2010-06-11 2011-12-22 Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd Optical device and method of manufacturing the same
JP2012519966A (en) * 2009-03-05 2012-08-30 プレスコ テクノロジー インコーポレーテッド Digital heat injection by surface emitting semiconductor devices
WO2017081858A1 (en) * 2015-11-12 2017-05-18 Ricoh Company, Ltd. Laser beam generation apparatus, laser machining device, and laser machining method
WO2017090497A1 (en) * 2015-11-24 2017-06-01 Ricoh Company, Ltd. Laser beam generation apparatus, laser machining device, and laser machining method
US10811834B2 (en) 2015-11-24 2020-10-20 Ricoh Company, Ltd. Laser beam generation apparatus, laser machining device, and laser machining method
US10857722B2 (en) 2004-12-03 2020-12-08 Pressco Ip Llc Method and system for laser-based, wavelength specific infrared irradiation treatment
US11072094B2 (en) 2004-12-03 2021-07-27 Pressco Ip Llc Method and system for wavelength specific thermal irradiation and treatment
DE112021008093T5 (en) 2021-08-10 2024-05-23 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device and inverter unit
KR20240077647A (en) * 2022-11-24 2024-06-03 주식회사 비아트론 Apparatus for Manufacturing of Semiconductor for Epitaxy Process
WO2025116091A1 (en) * 2023-12-01 2025-06-05 주식회사 비아트론 Semiconductor manufacturing device for epitaxial process

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0727950A (en) * 1993-05-10 1995-01-31 Sumitomo Electric Ind Ltd Laser light irradiation device
JPH09127375A (en) * 1995-08-30 1997-05-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical coupling module and manufacturing method thereof
JPH11307869A (en) * 1998-04-22 1999-11-05 Furukawa Electric Co Ltd:The Array optical element module

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0727950A (en) * 1993-05-10 1995-01-31 Sumitomo Electric Ind Ltd Laser light irradiation device
JPH09127375A (en) * 1995-08-30 1997-05-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical coupling module and manufacturing method thereof
JPH11307869A (en) * 1998-04-22 1999-11-05 Furukawa Electric Co Ltd:The Array optical element module

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10857722B2 (en) 2004-12-03 2020-12-08 Pressco Ip Llc Method and system for laser-based, wavelength specific infrared irradiation treatment
US11072094B2 (en) 2004-12-03 2021-07-27 Pressco Ip Llc Method and system for wavelength specific thermal irradiation and treatment
US8295662B2 (en) 2008-12-12 2012-10-23 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser system
JP2010140030A (en) * 2008-12-12 2010-06-24 Samsung Mobile Display Co Ltd Laser system
US9282851B2 (en) 2009-03-05 2016-03-15 Pressco Ip Llc Digital heat injection by way of surface emitting semi-conductor devices
JP2012519966A (en) * 2009-03-05 2012-08-30 プレスコ テクノロジー インコーポレーテッド Digital heat injection by surface emitting semiconductor devices
JP2011257665A (en) * 2010-06-11 2011-12-22 Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd Optical device and method of manufacturing the same
WO2017081858A1 (en) * 2015-11-12 2017-05-18 Ricoh Company, Ltd. Laser beam generation apparatus, laser machining device, and laser machining method
WO2017090497A1 (en) * 2015-11-24 2017-06-01 Ricoh Company, Ltd. Laser beam generation apparatus, laser machining device, and laser machining method
US10811834B2 (en) 2015-11-24 2020-10-20 Ricoh Company, Ltd. Laser beam generation apparatus, laser machining device, and laser machining method
DE112021008093T5 (en) 2021-08-10 2024-05-23 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device and inverter unit
KR20240077647A (en) * 2022-11-24 2024-06-03 주식회사 비아트론 Apparatus for Manufacturing of Semiconductor for Epitaxy Process
KR102788280B1 (en) * 2022-11-24 2025-04-01 주식회사 비아트론 Apparatus for Manufacturing of Semiconductor for Epitaxy Process
WO2025116091A1 (en) * 2023-12-01 2025-06-05 주식회사 비아트론 Semiconductor manufacturing device for epitaxial process

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