JP4289729B2 - 光出力装置および光合波装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光出力装置あるいは光合波装置において、レンズと発光素子あるいは合波器との距離および光軸を正確に合わせるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば各種光学機器の光源として使用されるレーザ光出力装置は、機器組み込に便利なように最小限度に小型化された筐体内に、レーザダイオードやそのレーザダイオードから出射されたレーザ光を平行光に収束して出射させるためのレンズ等の部品がマウントされている。
【０００３】
このようなレーザ光出力装置では、レーザダイオードの出射光軸とレンズの光軸の平衡度を一致させるだけでなく、レーザダイオードをレンズに対して最適結合効率が得られる所定距離の位置に正確に配置する必要がある。
【０００４】
このレーザダイオードとレンズと間に正確な距離を与えるために、従来では、図８に示すように組立てを行っていた。
【０００５】
即ち、図８の（ａ）に示すように、光学部品を組み込むための基板１０の両縁に予め平行に立設されている一対のガイド１１、１２に直方体状の一対の突き当てブロック１３、１４をそれぞれ沿わせた状態で基板１０上にハンダ付け固定する。
【０００６】
そして、図８の（ｂ）のように、レーザダイオード部品１５を、その前面が２つの突き当てブロック１３、１４の前端面に当接した状態で基板１０上にハンダ付け固定し、さらに、図８の（ｃ）のように、レンズ１６を保持している板状のレンズ保持体１７の一面側を２つの突き当てブロック１３、１４の後端面に当接させた状態でレンズ保持体１７を突き当てブロック１３、１４に溶接止めしていた。
【０００７】
このように予め基板１０上に平行に並ぶように固定された突き当てブロック１３、１４を前後から挟むようにレーザダイオード部品１５とレンズ保持体１７を固定することにより、レーザダイオード部品１５とレンズ１６と間を一定の距離に保つことができ、突き当てブロック１３、１４の長さを予めレンズ１６に対して所定長さに設定しておくことで、レーザダイオード部品１５とレンズ１６との距離を最適結合効率が得られる距離に一致させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような工程で組立てた従来のレーザ光出力装置では、レーザダイオード部品１５とレンズ１６の光軸の一致精度が低いという問題があった。
【０００９】
即ち、基板１０に突き当てブロック１３、１４をハンダ固定する場合、互いの平行度はガイド１１、１２によって十分確保することができるが、突き当てブロック１３、１４の前端位置および後端位置を完全に揃えることは困難であり、図９のように、２つの突き当てブロック１３、１４の端面間にどうしても段差Ｅが発生する。
【００１０】
このように段差Ｅがある状態で基板１０上に固定された突き当てブロック１３、１４に対してレーザダイオード部品１５とレンズ保持体１７を位置決めして固定した場合、図９に示しているように、レーザダイオード部品１５の光軸線Ａとレンズ１６の光軸線Ｂとの間にずれが生じ、また、レーザダイオード部品１５とレンズ１６との間の距離も、突き当てブロック１３、１４の長さとは異なってしまう。
【００１１】
本発明の発明者らは、このレーザダイオード部品１５とレンズ１６の僅かな光軸ずれが、レンズ１６から出力されるレーザ光の出力レベルを大きく低下させることを実験によって確認した。
【００１２】
図１０はその実験結果を示したものであり、製造元（Ｆ社、Ｇ社、Ｈ社）が異なる３つの同一仕様のレンズ１６について、その光軸のずれ量に対する出力レベルの変化を調べたものである（レーザダイオード部品１５はアンリツ社製）。
【００１３】
この特性から明らかなように、いずれのレンズを用いた場合でも、最大出力が得られる位置（光軸が一致した位置）から僅かに±１μｍずれただけで、出力は３ｄＢ以上、即ち、パワーで半分以下に低下している。
【００１４】
したがって、許容されるレベルの低下を１ｄＢ以内とするためには、光軸ずれを±０．５μｍ以内にしなければならず、このような寸法精度が得られるように２つの突き当てブロック１３、１４を基板１０上にハンダ付け固定することは従来の技術では極めて困難であった。
【００１５】
これを解決するために、レーザダイオード部品１５を基板１０上に一旦固定した後に、レーザダイオード部品１５からレーザ光をレンズ１６に出射させ、レンズ１６を通過して出射されたレーザ光の強度を調べ、所定以上の強度が得られない場合には、再度基板１０を加熱してレーザダイオード部品１５の位置をずらして固定してから再度レーザ光の強度を調べるという工程を繰り返して、光軸を合わせることも考えられる。
【００１６】
しかし、このように基板１０に対する加熱を繰り返すと、半導体であるレーザダイオードに対してダメージを与え、最悪の場合破損してしまう。
【００１７】
本発明は、この問題を解決し、発光素子や合波器を破損させることなく、発光素子や合波器とレンズの光軸と距離とを正確に合わせることができる光出力装置および光合波装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の光出力装置は、
支持体上に配置された発光素子から出射された光を通過させるレンズと、
前記レンズを保持するレンズ保持部と、該レンズ保持部と一体で該レンズ保持部から前記レンズの光軸線に沿って前記発光素子に対向する前記レンズの表面を越える位置まで延びた一対の突き当て部とを有するレンズホルダーとを含み、
前記レンズホルダーは、前記一対の突き当て部の先端を前記発光素子の支持体に当接させて前記光軸線と垂直な平面内で前記発光素子と前記レンズとの光軸が合うように位置決めして固着させるようになっている。
また、本発明の光合波装置は、
合波器と、
前記合波器を囲んで保持するとともに、該合波器に光を入射させるあるいは該合波器からの光を出射させるための窓を有する支持体と、
前記合波器に向かって光ファイバからの光を通過させるあるいは光ファイバに向かって前記合波器からの光を通過させるレンズと、
前記レンズを保持するレンズ保持部と、該レンズ保持部と一体で該レンズ保持部から前記レンズの光軸線に沿って前記合波器に対向する前記レンズの表面を越える位置まで延びた一対の突き当て部とを有するレンズホルダーとを含み、
前記レンズホルダーは、前記一対の突き当て部の先端を前記合波器の支持体に当接させて前記光軸線と垂直な平面内で前記合波器と前記レンズとの光軸が合うように位置決めして固着させるようになっている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１〜図４は、本発明を実施の形態の光学系装置としてのレーザ光出力装置２０を示している。
【００２０】
これらの図に示しているように、レーザ光出力装置２０の筐体２１は、略長方形の底板２２と、底板２２の上面の前後に対向するように立設された前板２３および後板２４と、前板２３の左右の縁と後板の左右の縁の間を連結するようにして底板２２上に立設された側板２５、２６とによって構成されている。
【００２１】
なお、底板２２は側板２５、２６よりも長く形成され、その前端および後端には、筐体２１を他の部材に固定するためのフランジ部２７が形成されている。
【００２２】
前板２３の中央にはレーザ光を出射させるための出射口２８が設けられており、側板２５、２６の上部には、リード端子ブロック２９が設けられている。
【００２３】
リード端子ブロック２９は、筐体２１の側板２５、２６の上部側において、側板２５、２６を貫通するように取り付けられた絶縁体からなる端子基板２９ａと、この端子基板２９ａを水平に貫通して一端側を筐体２１内に突出させ、他端側を筐体２１の側方に延びるように突出させた複数のリード端子２９ｂによって構成されている。
【００２４】
底板２２の上面２２ａのほぼ中央には、矩形で偏平なペルチェ素子等の電子冷却素子３０がその下面側を底板２２の上面２２ａに接合させた状態でハンダ付け固定されている。
【００２５】
電子冷却素子３０の上面側には第１の基板３５がハンダ付け固定されている。第１の基板３５は、電子冷却素子３０の外形寸法とほぼ一致する略矩形状に形成されており、その後端側にはＵ字状の切欠き３６が設けられている。
【００２６】
第１の基板３５は、電子冷却素子３０と互いの四隅部分を一致させるように重なり合った状態で電子冷却素子３０の上にハンダ付け固定されており、電子冷却素子３０の上面のうち、第１の基板３５の切欠き３６の部分だけが露出している。
【００２７】
第１の基板３５の上面側の前部には、光学部品としてレーザダイオード部品４０がハンダ付け固定されている。レーザダイオード部品４０は、上面と下面とが平行で前面が上面および下面に対して垂直な横長角柱状の支持体４０ａを有し、この支持体４０ａの上面の中央前端にレーザダイオード４０ｂがチップ形成されている。レーザダイオード４０ｂの出射光軸は、支持体４０ａの上面に平行で且つ支持体４０ａの前面を延長した面に直交する向きに設定されている。
【００２８】
レーザダイオード部品４０の支持体４０ａの前面側には、レンズホルダー４１が溶接固定されている。
【００２９】
レンズホルダー４１は、レンズ保持部４１ａと一対の突き当て部４１ｂ、４１ｃとを有している。
【００３０】
レンズ保持部４１ａは、矩形平板状に形成されており、その前面側中央には背面側へ円形に所定の探さで陥没する第１の保持穴４２が設けられ、背面側中央には、前面側へ円形に所定の深さで陥没する第２の保持穴４３が設けられている。両保持穴４２、４３は、その中央を貫通する穴４４によって連続している。
【００３１】
レンズ保持部４１ａの第１の保持穴４２には円筒状のレンズ４５が挿着されている。レンズ４５は、レーザダイオード４０ｂから出射されたレーザ光を平行光に収束させて後述する光アイソレータ４７側に出射するためのものであり、その光軸線がレンズ保持部４１ａの前面および背面と直交する状態でレンズ保持部４１ａに固定されている。
【００３２】
一方、一対の突き当て部４１ｂ、４１ｃは同一長で、レンズ保持部４１ａの両側部からレンズ４５の光軸線に沿ってレンズ４５のレーザダイオード部品４０に対向する表面を所定距離だけ越える位置まで平行に延びており、その先端面４１ｄ、４１ｅは、レンズ４５の光軸線と直交する面に平行となるように形成されている。
【００３３】
レンズホルダー４１は、この一対の突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端面４１ｄ、４１ｅを、レーザダイオード部品４０の支持体４０ａの前面に当接させ、レンズ４５の光軸線と垂直な平面内でレンズ４５とレーザダイオード４０ｂの光軸線とが一致するように位置決めされた状態で、その先端外縁と支持体４０ａの前面両縁との間を側方から溶接止めされている。
【００３４】
なお、突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端外縁はそのエッジに向かうほど薄くなっており、この薄い部分をレーザ溶接するので、パワーの小さなレーザでも確実に溶接固定することができ、また、溶接時に発生する煤による光学系への悪影響も最小限にすることができる。
【００３５】
また、このレンズホルダー４１は、一つの金属材からレンズ保持部４１ａと突き当て部４１ｂ、４１ｃとが一体に連続する形状に削り出して形成したものの他に、レンズ保持部４１ａと突き当て部材４１ｂ、４１ｃとをそれぞれ独立に加工形成し、これを精密な組立て治具を用いて溶接固定したものであってもよい。
【００３６】
レンズホルダー４１の第２の保持穴４３には、レンズ４５から出射口２８方向へ出射されるレーザ光を低い損失で通過させるとともに、出射口２８側からの光の入射を阻止する円柱状の光アソレータ４７が挿着されている。
【００３７】
第１の基板３５の上面側の後部には、切欠き３６を覆うようにして、第２の基板５０が溶接固定されている。
【００３８】
第２の基板５０の上には、レーザダイオード４０ｂからレンズ４５側に出射されるレーザ光の強度をモニタするための光部品として、レーザダイオード４０ｂからレンズ４５と反対側に漏出されるレーザ光を受光するフォトダイオード部品５５が固定されている。
【００３９】
フォトダイオード部品５５は、前面側が傾斜した台形状の支持体５５ａを有しており、支持体５５ａの傾斜した前面には、この前面に沿って傾斜した受光面を有するフォトダイオード５５ｂがチップ形成されている。
【００４０】
電子冷却素子３０、レーザダイオード４０ｂおよびフォトダイオード５５ｂは、筐体２１内においてリード端子ブロック２９の各リード端子２９ｂにボンディングワイヤー（図示せず）を介して接続されている。なお、筐体２１の上面側は矩形平板状のカバー６０によって覆われている。
【００４１】
次に、このレーザ光出力装置２０の組立て方法について説明する。
始めに、図５の（ａ）に示すように、レンズホルダー４１の保持穴４２、４３にレンズ４５、光アイソレータ４７を挿着する。
【００４２】
次に、図５の（ｂ）のように、このレンズホルダー４１の突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端面４１ｄ、４１ｅをレーザダイオード部品４０の支持体４０ａの前面に当接させる。
【００４３】
ここで、前記したように、レーザダイオード４０ｂの光軸は支持体４０ａの前面を延長した面に直交する向きに設定され、レンズホルダー４１の突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端面４１ｄ、４１ｅは、レンズホルダー４１に固定されたレンズ４５の光軸線と直交する面に平行となるように形成されている。
【００４４】
したがって、レーザダイオード部品４０ｂの支持体４０ａの前面にレンズホルダー４１の突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端面４１ｄ、４１ｅを当接させたとき、レーザダイオード４０ｂの光軸線とレンズ４５の光軸線とは平行となる。
【００４５】
そして、この当接状態のままで、レーザダイオード４０ｂの光軸線とレンズ４５の光軸線とが、その光軸線と直交する面上で一致するようにレーザダイオード部品４０とレンズホルダー４１との相対的な位置を決定して、突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端外縁と支持体４０ａの前面両縁との間を例えば図６に示すように、側方から２箇所Ｐａ、Ｐｂずつレーザ溶接する。
【００４６】
なお、レーザダイオード部品４０に対するレンズホルダー４１の位置決めは、図示しない位置決め用装置と、レンズ４５から光アイソレータ４７を介して出射されるレーザ光の強度を検出する手段とを用意し、位置決め用装置によって、レンズホルダー４１の突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端面４１ｄ、４１ｅがレーザダイオード部品４０の支持体４０ａの前面に当接した状態で、レーザダイオード部品４０を固定しレンズホルダー４１の位置を微動させながら、レンズ４５から出射されるレーザ光の強度を検出し、その強度が所定値以上で最大となる位置を見つけるようにしている。
【００４７】
このようにレーザダイオード部品４０とレンズホルダー４１とを他の部品を介さずに直接固定しているため、レーザダイオード４０ｂとレンズ４５との光軸線の一致精度は、主に、レーザダイオード部品４０、レンズホルダー４１およびレンズ４５の寸法や形状の精度に依存することになり、これら各部品の寸法や形状の精度を個別に高くすることで、レーザダイオード４０ｂとレンズ４５との光軸線を極めて高い精度で一致させることができる。
【００４８】
また、レーザダイオード４０ｂとレンズ４５までの距離も、突き当て部４１ｂ、４１ｃの長さ精度で正確に合わせることができる。
【００４９】
そして、このようにレンズホルダー４１と一体化されたレーザダイオード部品４０を、図５の（ｃ）のように、第１の基板３５の上面側前部の所定位置にハンダ付けする。
【００５０】
次に、レンズホルダー４１およびレーザダイオード部品４０と一体化された第１の基板３５を、図４に示しているように、筐体２１の底板２２上に予めハンダ付け固定された電子冷却素子３０の上に重なり合うように載置し、電子冷却素子３０の表面のうち第１の基板３５の切欠き３６部分から露出している部分を図示しない押さえ部材で上方から押さえ付けて、底板２２の下面側から加熱するとともに、第１の基板３５を前後に小刻みに揺すりながら（スクラブ操作という）、電子冷却素子３０側に押し付ける。
【００５１】
この加熱とスクラブ操作により、電子冷却素子３０の上面側のハンダ層（図示せず）が溶けてハンダ層表面の酸化膜を外側に押し出しながら、第１の基板３５の下面と電子冷却素子３０の上面の間を埋めつくすようにして濡れ広がる。
【００５２】
このとき、電子冷却素子３０の下面と底板２２との間のハンダも溶け、電子冷却素子３０はスクラブ操作による前後方向の力を受けるが、押さえ部材によって上方から底板２２側に押さえ付けられているので、最初に固定された位置から移動することはない。
【００５３】
この状態で加熱を停止すると、第１の基板３５と電子冷却素子３０の間のハンダおよび電子冷却素子３０と底板２２との間のハンダが固まり、第１の基板３５は電子冷却素子３０の上面に固定される。
【００５４】
なお、底板２２の下面から加熱を受けたときに、第１の基板３５とレーザダイオード部品４０との間のハンダが溶けて、レーザダイオード部品４０の位置がずれる可能性があるが、レーザダイオード部品４０を基板１０に対して押さえつけておけばこの位置ずれを防止できる。また、多少の位置ずれが発生してもレンズホルダー４１はレーザダイオード部品４０に直接固定されているので、レーザダイオード４０ｂとレンズ４５との光軸ずれは発生しない。
【００５５】
レンズホルダー４１およびレーザダイオード部品４０と一体化された第１の基板３５を電子冷却素子３０上に固定した後に、予めフォトダイオード部品５５が上面側に固定されている第２の基板５０を第１の基板３５の上面側の後部に溶接固定する。
【００５６】
この第２の基板５０を固定する際には、レーザダイオード部品４０のレーザダイオード４０ｂからレンズ４５と反対方向に出射されるレーザ光が、フォトダイオード部品５５のフォトダイオード５５ｂの受光面に入射されるように位置決めしてから溶接固定する。
【００５７】
このようにして第２の基板５０を第１の基板３５上に固定した後、リード端子ブロック２９を筐体２１の側板２５、２６に固定し、電子冷却素子３０、レーザダイオード４０ｂおよびフォトダイオード５５ｂと各リード端子２９ｂとの間をボンディング接続してから、筐体２１の上面側を覆うようにカバー６０を固定して、このレーザ光出力装置２０を完成させる。
【００５８】
以上のようにして組み立てられたレーザ光出力装置２０は、レンズ４５を保持するレンズ保持部４１ａと、このレンズ保持部４１ａと一体でレンズ保持部４１ａからレンズ４５の光軸線に沿ってレーザダイオード部品４０に対向するレンズ４５の表面を所定距離越える位置まで延びた突き当て部４１ｂ、４１ｃとを有するレンズホルダー４１が、突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端をレーザダイオード部品４０に当接させてレンズ４５の光軸線と垂直な平面内でレーザダイオード部品４０とレンズ４５との光軸が一致するように位置決めされてレーザダイオード部品４０に固着されるようになっている。
【００５９】
このため、レーザダイオード部品４０とレンズ４５の光軸線のずれを、主にレーザダイオード部品４０、レンズホルダー４１およびレンズ４５の寸法精度のバラツキ程度に抑えることができ、これらの各部品の寸法精度を高く維持することでレーザダイオード部品４０とレンズ４５の光軸線の一致精度を極めて高くすることができ、また、両者の間隔も正確に合わせることができる。
【００６０】
また、光軸のずれを修正するためにレーザダイオード部品４０を繰り返し加熱する必要がないので、レーザダイオード部品を劣化させたり破損する恐れもない。
【００６１】
なお、上記したレンズホルダー４１では、レンズ保持部４１ａに対して一対の突き当て部４１ｂ、４１ｃが設けられていたが、これは本発明を限定するものでなく、突き当て部を１つあるいは３つ以上にしてもよい。
【００６２】
また、本発明は、レーザ光を出射するレーザ光出力装置以外の光学系装置についても適用することができる。
【００６３】
例えば、図７に示すように光合波装置７０にも適用できる。
この光合波装置７０では、合波器７１と、この合波器７１を支持する支持体７２とからなる合波部品の外側に、前記したレンズホルダーと同様に構成された３つのレンズホルダー８１が固着され、各レンズホルダー８１にはレンズ８５が支持されている。
【００６４】
支持体７２は矩形に形成され、その３つの外周面７２ａ、７２ｂ、７２ｃには、合波器７１に光を入射させるあるいは合波器７１からの光を出射させるための窓７３〜７５が設けられている。合波器７１は、窓７３から外周面７２ａに直交する光軸で入射された光を透過させてこの窓７３と対向する窓７５へ出射し、窓７４から外周面７２ｂに直交する光軸で入射された光を９０°の角度で反射して窓７５へ出射する。このため、窓７３から入射された光と窓７４から入射された光を合成した光が窓７５から外周面７２ｃに直交する光軸で出射されることになる。
【００６５】
各レンズホルダー８１は、前記したレンズホルダー４１と同様に、レンズ８５を保持するレンズ保持部８１ａと、レンズ保持部８１ａからレンズ８５の光軸線に沿って合波器７１に対向するレンズ８５の表面から所定距離越えた位置まで延びた一対の突き当て部８１ｂ、８１ｃとで一体に形成されている。
【００６６】
各レンズ８１の突き当て部８１ｂ、８１ｃの先端面８１ｄ、８１ｅは、レンズ保持部８１ａに保持したレンズ８５の光軸線に直交する平面と平行となるように形成され、突き当て部８１ｂ、８１ｃの先端部は、外縁に向かう程薄くなるように形成されている。
【００６７】
各レンズホルダー８１は、突き当て部８１ｂ、８１ｃが支持体７２の各窓７３〜７５を跨ぎ、先端面８１ｄ、８１ｅが支持体７２の外周面７２ａ〜７２ｃに密着した状態で、レンズ８５の光軸線に直交する平面上でレンズ８５の光軸と合波器７１の入出射光軸とが一致するように位置決めされて、前記同様に突き当て部８１ｂ、８１ｃの先端外縁と支持体７２の外周面７２ａ〜７２ｃの両縁部との間がレーザ溶接されて、支持体７２に固着されている。
【００６８】
なお、各レンズホルダー８１には、レンズ８５の反対側に光アイソレータ８６がそれぞれ取り付けられ、各光アイソレータ８６には、光ファイバ８７がそれぞれ接続されている。
【００６９】
このように構成された光合波装置７０の場合でも、レンズ８５を保持するレンズ保持部８１ａと、このレンズ保持部８１ａと一体でレンズ保持部８１ａからレンズ８５の光軸線に沿って合波部品に対向するレンズ８５の表面を所定距離越える位置まで延びた突き当て部８１ｂ、８１ｃとを有するレンズホルダー８１が、突き当て部８１ｂ、８１ｃの先端を合波部品に当接させてレンズ８５の光軸線と垂直な平面内で合波部品とレンズ８５との光軸が一致するように位置決めされて固着されるようになっている。
【００７０】
このため、合波部品とレンズ８５の光軸ずれを、合波部品、レンズホルダー８１およびレンズ８５の寸法精度のバラツキ程度に抑えることができ、これらの各部品の寸法精度を高く維持することで、合波部品とレンズ８５の光軸の一致精度を極めて高くすることができ、また、合波部品とレンズ８５の距離を所定距離に正確に合わせることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光出力装置および光合波装置は、支持体に支持された発光素子あるいは合波器に対して光を出射あるいは入射するためのレンズと、そのレンズを保持するレンズ保持部と、このレンズ保持部と一体でレンズ保持部からレンズの光軸線に沿って発光素子あるいは合波器に対向するレンズの表面を所定距離越える位置まで延びた一対の突き当て部とを有するレンズホルダーが、一対の突き当て部の先端を発光素子あるいは合波器の支持体に当接させてレンズの光軸線方向と垂直な平面内で光軸が一致するように位置決めされて固着されるようになっている。
【００７３】
このため、発光素子あるいは合波器に対するレンズの光軸が高い精度で一致し、且つその間隔を高い精度で所定距離に設定することができ、レンズと発光素子あるいは合波器との結合効率を高くすることができる。
【００７４】
また、発光素子あるいは合波器の支持体をハンダ付けによって基材に固定するような場合でも、発光素子あるいは合波器とレンズの光軸のずれを修正するために繰り返し加熱する必要がないので、発光素子あるいは合波器を破損する恐れもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の斜視図
【図２】実施形態の平面図
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図
【図４】実施形態の要部の分解斜視図
【図５】実施形態の組立て方法を説明するための概略平面図
【図６】実施形態の組立て方法を説明するための概略側面図
【図７】他の光学系装置に本発明を適用した例を示す概略平面図
【図８】従来装置の組立て方法を説明するための概略平面図
【図９】従来装置の光軸ずれを説明するための拡大平面図
【図１０】光軸のずれと出射光の強度の変化との関係を示す図
【符号の説明】
２０ レーザ光出力装置
２１ 筐体
３０ 電子冷却素子
３５ 第１の基板
４０ レーザダイオード部品
４１ レンズホルダー
４１ａ レンズ保持部
４１ｂ、４１ｃ 突き当て部
４２、４３ 保持穴
４５ レンズ
４７ 光アイソレータ
５０ 第２の基板
５５ フォトダイオード部品
６０ カバー
７０ 光合波装置
７１ 合波器
７２ 支持体
８１ レンズホルダー
８１ａ レンズ保持部
８１ｂ、８１ｃ 突き当て部
８５ レンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光出力装置あるいは光合波装置において、レンズと発光素子あるいは合波器との距離および光軸を正確に合わせるための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば各種光学機器の光源として使用されるレーザ光出力装置は、機器組み込に便利なように最小限度に小型化された筐体内に、レーザダイオードやそのレーザダイオードから出射されたレーザ光を平行光に収束して出射させるためのレンズ等の部品がマウントされている。
【０００３】
このようなレーザ光出力装置では、レーザダイオードの出射光軸とレンズの光軸の平衡度を一致させるだけでなく、レーザダイオードをレンズに対して最適結合効率が得られる所定距離の位置に正確に配置する必要がある。
【０００４】
このレーザダイオードとレンズと間に正確な距離を与えるために、従来では、図８に示すように組立てを行っていた。
【０００５】
即ち、図８の（ａ）に示すように、光学部品を組み込むための基板１０の両縁に予め平行に立設されている一対のガイド１１、１２に直方体状の一対の突き当てブロック１３、１４をそれぞれ沿わせた状態で基板１０上にハンダ付け固定する。
【０００６】
そして、図８の（ｂ）のように、レーザダイオード部品１５を、その前面が２つの突き当てブロック１３、１４の前端面に当接した状態で基板１０上にハンダ付け固定し、さらに、図８の（ｃ）のように、レンズ１６を保持している板状のレンズ保持体１７の一面側を２つの突き当てブロック１３、１４の後端面に当接させた状態でレンズ保持体１７を突き当てブロック１３、１４に溶接止めしていた。
【０００７】
このように予め基板１０上に平行に並ぶように固定された突き当てブロック１３、１４を前後から挟むようにレーザダイオード部品１５とレンズ保持体１７を固定することにより、レーザダイオード部品１５とレンズ１６と間を一定の距離に保つことができ、突き当てブロック１３、１４の長さを予めレンズ１６に対して所定長さに設定しておくことで、レーザダイオード部品１５とレンズ１６との距離を最適結合効率が得られる距離に一致させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような工程で組立てた従来のレーザ光出力装置では、レーザダイオード部品１５とレンズ１６の光軸の一致精度が低いという問題があった。
【０００９】
即ち、基板１０に突き当てブロック１３、１４をハンダ固定する場合、互いの平行度はガイド１１、１２によって十分確保することができるが、突き当てブロック１３、１４の前端位置および後端位置を完全に揃えることは困難であり、図９のように、２つの突き当てブロック１３、１４の端面間にどうしても段差Ｅが発生する。
【００１０】
このように段差Ｅがある状態で基板１０上に固定された突き当てブロック１３、１４に対してレーザダイオード部品１５とレンズ保持体１７を位置決めして固定した場合、図９に示しているように、レーザダイオード部品１５の光軸線Ａとレンズ１６の光軸線Ｂとの間にずれが生じ、また、レーザダイオード部品１５とレンズ１６との間の距離も、突き当てブロック１３、１４の長さとは異なってしまう。
【００１１】
本発明の発明者らは、このレーザダイオード部品１５とレンズ１６の僅かな光軸ずれが、レンズ１６から出力されるレーザ光の出力レベルを大きく低下させることを実験によって確認した。
【００１２】
図１０はその実験結果を示したものであり、製造元（Ｆ社、Ｇ社、Ｈ社）が異なる３つの同一仕様のレンズ１６について、その光軸のずれ量に対する出力レベルの変化を調べたものである（レーザダイオード部品１５はアンリツ社製）。
【００１３】
この特性から明らかなように、いずれのレンズを用いた場合でも、最大出力が得られる位置（光軸が一致した位置）から僅かに±１μｍずれただけで、出力は３ｄＢ以上、即ち、パワーで半分以下に低下している。
【００１４】
したがって、許容されるレベルの低下を１ｄＢ以内とするためには、光軸ずれを±０．５μｍ以内にしなければならず、このような寸法精度が得られるように２つの突き当てブロック１３、１４を基板１０上にハンダ付け固定することは従来の技術では極めて困難であった。
【００１５】
これを解決するために、レーザダイオード部品１５を基板１０上に一旦固定した後に、レーザダイオード部品１５からレーザ光をレンズ１６に出射させ、レンズ１６を通過して出射されたレーザ光の強度を調べ、所定以上の強度が得られない場合には、再度基板１０を加熱してレーザダイオード部品１５の位置をずらして固定してから再度レーザ光の強度を調べるという工程を繰り返して、光軸を合わせることも考えられる。
【００１６】
しかし、このように基板１０に対する加熱を繰り返すと、半導体であるレーザダイオードに対してダメージを与え、最悪の場合破損してしまう。
【００１７】
本発明は、この問題を解決し、発光素子や合波器を破損させることなく、発光素子や合波器とレンズの光軸と距離とを正確に合わせることができる光出力装置および光合波装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の光出力装置は、
支持体上に配置された発光素子から出射された光を通過させるレンズと、
前記レンズを保持するレンズ保持部と、該レンズ保持部と一体で該レンズ保持部から前記レンズの光軸線に沿って前記発光素子に対向する前記レンズの表面を越える位置まで延びた一対の突き当て部とを有するレンズホルダーとを含み、
前記レンズホルダーは、前記一対の突き当て部の先端を前記発光素子の支持体に当接させて前記光軸線と垂直な平面内で前記発光素子と前記レンズとの光軸が合うように位置決めして固着させるようになっている。
また、本発明の光合波装置は、
合波器と、
前記合波器を囲んで保持するとともに、該合波器に光を入射させるあるいは該合波器からの光を出射させるための窓を有する支持体と、
前記合波器に向かって光ファイバからの光を通過させるあるいは光ファイバに向かって前記合波器からの光を通過させるレンズと、
前記レンズを保持するレンズ保持部と、該レンズ保持部と一体で該レンズ保持部から前記レンズの光軸線に沿って前記合波器に対向する前記レンズの表面を越える位置まで延びた一対の突き当て部とを有するレンズホルダーとを含み、
前記レンズホルダーは、前記一対の突き当て部の先端を前記合波器の支持体に当接させて前記光軸線と垂直な平面内で前記合波器と前記レンズとの光軸が合うように位置決めして固着させるようになっている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１〜図４は、本発明を実施の形態の光学系装置としてのレーザ光出力装置２０を示している。
【００２０】
これらの図に示しているように、レーザ光出力装置２０の筐体２１は、略長方形の底板２２と、底板２２の上面の前後に対向するように立設された前板２３および後板２４と、前板２３の左右の縁と後板の左右の縁の間を連結するようにして底板２２上に立設された側板２５、２６とによって構成されている。
【００２１】
なお、底板２２は側板２５、２６よりも長く形成され、その前端および後端には、筐体２１を他の部材に固定するためのフランジ部２７が形成されている。
【００２２】
前板２３の中央にはレーザ光を出射させるための出射口２８が設けられており、側板２５、２６の上部には、リード端子ブロック２９が設けられている。
【００２３】
リード端子ブロック２９は、筐体２１の側板２５、２６の上部側において、側板２５、２６を貫通するように取り付けられた絶縁体からなる端子基板２９ａと、この端子基板２９ａを水平に貫通して一端側を筐体２１内に突出させ、他端側を筐体２１の側方に延びるように突出させた複数のリード端子２９ｂによって構成されている。
【００２４】
底板２２の上面２２ａのほぼ中央には、矩形で偏平なペルチェ素子等の電子冷却素子３０がその下面側を底板２２の上面２２ａに接合させた状態でハンダ付け固定されている。
【００２５】
電子冷却素子３０の上面側には第１の基板３５がハンダ付け固定されている。第１の基板３５は、電子冷却素子３０の外形寸法とほぼ一致する略矩形状に形成されており、その後端側にはＵ字状の切欠き３６が設けられている。
【００２６】
第１の基板３５は、電子冷却素子３０と互いの四隅部分を一致させるように重なり合った状態で電子冷却素子３０の上にハンダ付け固定されており、電子冷却素子３０の上面のうち、第１の基板３５の切欠き３６の部分だけが露出している。
【００２７】
第１の基板３５の上面側の前部には、光学部品としてレーザダイオード部品４０がハンダ付け固定されている。レーザダイオード部品４０は、上面と下面とが平行で前面が上面および下面に対して垂直な横長角柱状の支持体４０ａを有し、この支持体４０ａの上面の中央前端にレーザダイオード４０ｂがチップ形成されている。レーザダイオード４０ｂの出射光軸は、支持体４０ａの上面に平行で且つ支持体４０ａの前面を延長した面に直交する向きに設定されている。
【００２８】
レーザダイオード部品４０の支持体４０ａの前面側には、レンズホルダー４１が溶接固定されている。
【００２９】
レンズホルダー４１は、レンズ保持部４１ａと一対の突き当て部４１ｂ、４１ｃとを有している。
【００３０】
レンズ保持部４１ａは、矩形平板状に形成されており、その前面側中央には背面側へ円形に所定の探さで陥没する第１の保持穴４２が設けられ、背面側中央には、前面側へ円形に所定の深さで陥没する第２の保持穴４３が設けられている。両保持穴４２、４３は、その中央を貫通する穴４４によって連続している。
【００３１】
レンズ保持部４１ａの第１の保持穴４２には円筒状のレンズ４５が挿着されている。レンズ４５は、レーザダイオード４０ｂから出射されたレーザ光を平行光に収束させて後述する光アイソレータ４７側に出射するためのものであり、その光軸線がレンズ保持部４１ａの前面および背面と直交する状態でレンズ保持部４１ａに固定されている。
【００３２】
一方、一対の突き当て部４１ｂ、４１ｃは同一長で、レンズ保持部４１ａの両側部からレンズ４５の光軸線に沿ってレンズ４５のレーザダイオード部品４０に対向する表面を所定距離だけ越える位置まで平行に延びており、その先端面４１ｄ、４１ｅは、レンズ４５の光軸線と直交する面に平行となるように形成されている。
【００３３】
レンズホルダー４１は、この一対の突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端面４１ｄ、４１ｅを、レーザダイオード部品４０の支持体４０ａの前面に当接させ、レンズ４５の光軸線と垂直な平面内でレンズ４５とレーザダイオード４０ｂの光軸線とが一致するように位置決めされた状態で、その先端外縁と支持体４０ａの前面両縁との間を側方から溶接止めされている。
【００３４】
なお、突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端外縁はそのエッジに向かうほど薄くなっており、この薄い部分をレーザ溶接するので、パワーの小さなレーザでも確実に溶接固定することができ、また、溶接時に発生する煤による光学系への悪影響も最小限にすることができる。
【００３５】
また、このレンズホルダー４１は、一つの金属材からレンズ保持部４１ａと突き当て部４１ｂ、４１ｃとが一体に連続する形状に削り出して形成したものの他に、レンズ保持部４１ａと突き当て部材４１ｂ、４１ｃとをそれぞれ独立に加工形成し、これを精密な組立て治具を用いて溶接固定したものであってもよい。
【００３６】
レンズホルダー４１の第２の保持穴４３には、レンズ４５から出射口２８方向へ出射されるレーザ光を低い損失で通過させるとともに、出射口２８側からの光の入射を阻止する円柱状の光アソレータ４７が挿着されている。
【００３７】
第１の基板３５の上面側の後部には、切欠き３６を覆うようにして、第２の基板５０が溶接固定されている。
【００３８】
第２の基板５０の上には、レーザダイオード４０ｂからレンズ４５側に出射されるレーザ光の強度をモニタするための光部品として、レーザダイオード４０ｂからレンズ４５と反対側に漏出されるレーザ光を受光するフォトダイオード部品５５が固定されている。
【００３９】
フォトダイオード部品５５は、前面側が傾斜した台形状の支持体５５ａを有しており、支持体５５ａの傾斜した前面には、この前面に沿って傾斜した受光面を有するフォトダイオード５５ｂがチップ形成されている。
【００４０】
電子冷却素子３０、レーザダイオード４０ｂおよびフォトダイオード５５ｂは、筐体２１内においてリード端子ブロック２９の各リード端子２９ｂにボンディングワイヤー（図示せず）を介して接続されている。なお、筐体２１の上面側は矩形平板状のカバー６０によって覆われている。
【００４１】
次に、このレーザ光出力装置２０の組立て方法について説明する。
始めに、図５の（ａ）に示すように、レンズホルダー４１の保持穴４２、４３にレンズ４５、光アイソレータ４７を挿着する。
【００４２】
次に、図５の（ｂ）のように、このレンズホルダー４１の突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端面４１ｄ、４１ｅをレーザダイオード部品４０の支持体４０ａの前面に当接させる。
【００４３】
ここで、前記したように、レーザダイオード４０ｂの光軸は支持体４０ａの前面を延長した面に直交する向きに設定され、レンズホルダー４１の突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端面４１ｄ、４１ｅは、レンズホルダー４１に固定されたレンズ４５の光軸線と直交する面に平行となるように形成されている。
【００４４】
したがって、レーザダイオード部品４０ｂの支持体４０ａの前面にレンズホルダー４１の突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端面４１ｄ、４１ｅを当接させたとき、レーザダイオード４０ｂの光軸線とレンズ４５の光軸線とは平行となる。
【００４５】
そして、この当接状態のままで、レーザダイオード４０ｂの光軸線とレンズ４５の光軸線とが、その光軸線と直交する面上で一致するようにレーザダイオード部品４０とレンズホルダー４１との相対的な位置を決定して、突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端外縁と支持体４０ａの前面両縁との間を例えば図６に示すように、側方から２箇所Ｐａ、Ｐｂずつレーザ溶接する。
【００４６】
なお、レーザダイオード部品４０に対するレンズホルダー４１の位置決めは、図示しない位置決め用装置と、レンズ４５から光アイソレータ４７を介して出射されるレーザ光の強度を検出する手段とを用意し、位置決め用装置によって、レンズホルダー４１の突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端面４１ｄ、４１ｅがレーザダイオード部品４０の支持体４０ａの前面に当接した状態で、レーザダイオード部品４０を固定しレンズホルダー４１の位置を微動させながら、レンズ４５から出射されるレーザ光の強度を検出し、その強度が所定値以上で最大となる位置を見つけるようにしている。
【００４７】
このようにレーザダイオード部品４０とレンズホルダー４１とを他の部品を介さずに直接固定しているため、レーザダイオード４０ｂとレンズ４５との光軸線の一致精度は、主に、レーザダイオード部品４０、レンズホルダー４１およびレンズ４５の寸法や形状の精度に依存することになり、これら各部品の寸法や形状の精度を個別に高くすることで、レーザダイオード４０ｂとレンズ４５との光軸線を極めて高い精度で一致させることができる。
【００４８】
また、レーザダイオード４０ｂとレンズ４５までの距離も、突き当て部４１ｂ、４１ｃの長さ精度で正確に合わせることができる。
【００４９】
そして、このようにレンズホルダー４１と一体化されたレーザダイオード部品４０を、図５の（ｃ）のように、第１の基板３５の上面側前部の所定位置にハンダ付けする。
【００５０】
次に、レンズホルダー４１およびレーザダイオード部品４０と一体化された第１の基板３５を、図４に示しているように、筐体２１の底板２２上に予めハンダ付け固定された電子冷却素子３０の上に重なり合うように載置し、電子冷却素子３０の表面のうち第１の基板３５の切欠き３６部分から露出している部分を図示しない押さえ部材で上方から押さえ付けて、底板２２の下面側から加熱するとともに、第１の基板３５を前後に小刻みに揺すりながら（スクラブ操作という）、電子冷却素子３０側に押し付ける。
【００５１】
この加熱とスクラブ操作により、電子冷却素子３０の上面側のハンダ層（図示せず）が溶けてハンダ層表面の酸化膜を外側に押し出しながら、第１の基板３５の下面と電子冷却素子３０の上面の間を埋めつくすようにして濡れ広がる。
【００５２】
このとき、電子冷却素子３０の下面と底板２２との間のハンダも溶け、電子冷却素子３０はスクラブ操作による前後方向の力を受けるが、押さえ部材によって上方から底板２２側に押さえ付けられているので、最初に固定された位置から移動することはない。
【００５３】
この状態で加熱を停止すると、第１の基板３５と電子冷却素子３０の間のハンダおよび電子冷却素子３０と底板２２との間のハンダが固まり、第１の基板３５は電子冷却素子３０の上面に固定される。
【００５４】
なお、底板２２の下面から加熱を受けたときに、第１の基板３５とレーザダイオード部品４０との間のハンダが溶けて、レーザダイオード部品４０の位置がずれる可能性があるが、レーザダイオード部品４０を基板１０に対して押さえつけておけばこの位置ずれを防止できる。また、多少の位置ずれが発生してもレンズホルダー４１はレーザダイオード部品４０に直接固定されているので、レーザダイオード４０ｂとレンズ４５との光軸ずれは発生しない。
【００５５】
レンズホルダー４１およびレーザダイオード部品４０と一体化された第１の基板３５を電子冷却素子３０上に固定した後に、予めフォトダイオード部品５５が上面側に固定されている第２の基板５０を第１の基板３５の上面側の後部に溶接固定する。
【００５６】
この第２の基板５０を固定する際には、レーザダイオード部品４０のレーザダイオード４０ｂからレンズ４５と反対方向に出射されるレーザ光が、フォトダイオード部品５５のフォトダイオード５５ｂの受光面に入射されるように位置決めしてから溶接固定する。
【００５７】
このようにして第２の基板５０を第１の基板３５上に固定した後、リード端子ブロック２９を筐体２１の側板２５、２６に固定し、電子冷却素子３０、レーザダイオード４０ｂおよびフォトダイオード５５ｂと各リード端子２９ｂとの間をボンディング接続してから、筐体２１の上面側を覆うようにカバー６０を固定して、このレーザ光出力装置２０を完成させる。
【００５８】
以上のようにして組み立てられたレーザ光出力装置２０は、レンズ４５を保持するレンズ保持部４１ａと、このレンズ保持部４１ａと一体でレンズ保持部４１ａからレンズ４５の光軸線に沿ってレーザダイオード部品４０に対向するレンズ４５の表面を所定距離越える位置まで延びた突き当て部４１ｂ、４１ｃとを有するレンズホルダー４１が、突き当て部４１ｂ、４１ｃの先端をレーザダイオード部品４０に当接させてレンズ４５の光軸線と垂直な平面内でレーザダイオード部品４０とレンズ４５との光軸が一致するように位置決めされてレーザダイオード部品４０に固着されるようになっている。
【００５９】
このため、レーザダイオード部品４０とレンズ４５の光軸線のずれを、主にレーザダイオード部品４０、レンズホルダー４１およびレンズ４５の寸法精度のバラツキ程度に抑えることができ、これらの各部品の寸法精度を高く維持することでレーザダイオード部品４０とレンズ４５の光軸線の一致精度を極めて高くすることができ、また、両者の間隔も正確に合わせることができる。
【００６０】
また、光軸のずれを修正するためにレーザダイオード部品４０を繰り返し加熱する必要がないので、レーザダイオード部品を劣化させたり破損する恐れもない。
【００６１】
なお、上記したレンズホルダー４１では、レンズ保持部４１ａに対して一対の突き当て部４１ｂ、４１ｃが設けられていたが、これは本発明を限定するものでなく、突き当て部を１つあるいは３つ以上にしてもよい。
【００６２】
また、本発明は、レーザ光を出射するレーザ光出力装置以外の光学系装置についても適用することができる。
【００６３】
例えば、図７に示すように光合波装置７０にも適用できる。
この光合波装置７０では、合波器７１と、この合波器７１を支持する支持体７２とからなる合波部品の外側に、前記したレンズホルダーと同様に構成された３つのレンズホルダー８１が固着され、各レンズホルダー８１にはレンズ８５が支持されている。
【００６４】
支持体７２は矩形に形成され、その３つの外周面７２ａ、７２ｂ、７２ｃには、合波器７１に光を入射させるあるいは合波器７１からの光を出射させるための窓７３〜７５が設けられている。合波器７１は、窓７３から外周面７２ａに直交する光軸で入射された光を透過させてこの窓７３と対向する窓７５へ出射し、窓７４から外周面７２ｂに直交する光軸で入射された光を９０°の角度で反射して窓７５へ出射する。このため、窓７３から入射された光と窓７４から入射された光を合成した光が窓７５から外周面７２ｃに直交する光軸で出射されることになる。
【００６５】
各レンズホルダー８１は、前記したレンズホルダー４１と同様に、レンズ８５を保持するレンズ保持部８１ａと、レンズ保持部８１ａからレンズ８５の光軸線に沿って合波器７１に対向するレンズ８５の表面から所定距離越えた位置まで延びた一対の突き当て部８１ｂ、８１ｃとで一体に形成されている。
【００６６】
各レンズ８１の突き当て部８１ｂ、８１ｃの先端面８１ｄ、８１ｅは、レンズ保持部８１ａに保持したレンズ８５の光軸線に直交する平面と平行となるように形成され、突き当て部８１ｂ、８１ｃの先端部は、外縁に向かう程薄くなるように形成されている。
【００６７】
各レンズホルダー８１は、突き当て部８１ｂ、８１ｃが支持体７２の各窓７３〜７５を跨ぎ、先端面８１ｄ、８１ｅが支持体７２の外周面７２ａ〜７２ｃに密着した状態で、レンズ８５の光軸線に直交する平面上でレンズ８５の光軸と合波器７１の入出射光軸とが一致するように位置決めされて、前記同様に突き当て部８１ｂ、８１ｃの先端外縁と支持体７２の外周面７２ａ〜７２ｃの両縁部との間がレーザ溶接されて、支持体７２に固着されている。
【００６８】
なお、各レンズホルダー８１には、レンズ８５の反対側に光アイソレータ８６がそれぞれ取り付けられ、各光アイソレータ８６には、光ファイバ８７がそれぞれ接続されている。
【００６９】
このように構成された光合波装置７０の場合でも、レンズ８５を保持するレンズ保持部８１ａと、このレンズ保持部８１ａと一体でレンズ保持部８１ａからレンズ８５の光軸線に沿って合波部品に対向するレンズ８５の表面を所定距離越える位置まで延びた突き当て部８１ｂ、８１ｃとを有するレンズホルダー８１が、突き当て部８１ｂ、８１ｃの先端を合波部品に当接させてレンズ８５の光軸線と垂直な平面内で合波部品とレンズ８５との光軸が一致するように位置決めされて固着されるようになっている。
【００７０】
このため、合波部品とレンズ８５の光軸ずれを、合波部品、レンズホルダー８１およびレンズ８５の寸法精度のバラツキ程度に抑えることができ、これらの各部品の寸法精度を高く維持することで、合波部品とレンズ８５の光軸の一致精度を極めて高くすることができ、また、合波部品とレンズ８５の距離を所定距離に正確に合わせることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光出力装置および光合波装置は、支持体に支持された発光素子あるいは合波器に対して光を出射あるいは入射するためのレンズと、そのレンズを保持するレンズ保持部と、このレンズ保持部と一体でレンズ保持部からレンズの光軸線に沿って発光素子あるいは合波器に対向するレンズの表面を所定距離越える位置まで延びた一対の突き当て部とを有するレンズホルダーが、一対の突き当て部の先端を発光素子あるいは合波器の支持体に当接させてレンズの光軸線方向と垂直な平面内で光軸が一致するように位置決めされて固着されるようになっている。
【００７３】
このため、発光素子あるいは合波器に対するレンズの光軸が高い精度で一致し、且つその間隔を高い精度で所定距離に設定することができ、レンズと発光素子あるいは合波器との結合効率を高くすることができる。
【００７４】
また、発光素子あるいは合波器の支持体をハンダ付けによって基材に固定するような場合でも、発光素子あるいは合波器とレンズの光軸のずれを修正するために繰り返し加熱する必要がないので、発光素子あるいは合波器を破損する恐れもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の斜視図
【図２】実施形態の平面図
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図
【図４】実施形態の要部の分解斜視図
【図５】実施形態の組立て方法を説明するための概略平面図
【図６】実施形態の組立て方法を説明するための概略側面図
【図７】他の光学系装置に本発明を適用した例を示す概略平面図
【図８】従来装置の組立て方法を説明するための概略平面図
【図９】従来装置の光軸ずれを説明するための拡大平面図
【図１０】光軸のずれと出射光の強度の変化との関係を示す図
【符号の説明】
２０ レーザ光出力装置
２１ 筐体
３０ 電子冷却素子
３５ 第１の基板
４０ レーザダイオード部品
４１ レンズホルダー
４１ａ レンズ保持部
４１ｂ、４１ｃ 突き当て部
４２、４３ 保持穴
４５ レンズ
４７ 光アイソレータ
５０ 第２の基板
５５ フォトダイオード部品
６０ カバー
７０ 光合波装置
７１ 合波器
７２ 支持体
８１ レンズホルダー
８１ａ レンズ保持部
８１ｂ、８１ｃ 突き当て部
８５ レンズ
Claims (2)
- 支持体上に配置された発光素子から出射された光を通過させるレンズと、
前記レンズを保持するレンズ保持部と、該レンズ保持部と一体で該レンズ保持部から前記レンズの光軸線に沿って前記発光素子に対向する前記レンズの表面を越える位置まで延びた一対の突き当て部とを有するレンズホルダーとを含み、
前記レンズホルダーは、前記一対の突き当て部の先端を前記発光素子の支持体に当接させて前記光軸線と垂直な平面内で前記発光素子と前記レンズとの光軸が合うように位置決めして固着させるようになっている光出力装置。 - 合波器と、
前記合波器を囲んで保持するとともに、該合波器に光を入射させるあるいは該合波器からの光を出射させるための窓を有する支持体と、
前記合波器に向かって光ファイバからの光を通過させるあるいは光ファイバに向かって前記合波器からの光を通過させるレンズと、
前記レンズを保持するレンズ保持部と、該レンズ保持部と一体で該レンズ保持部から前記レンズの光軸線に沿って前記合波器に対向する前記レンズの表面を越える位置まで延びた一対の突き当て部とを有するレンズホルダーとを含み、
前記レンズホルダーは、前記一対の突き当て部の先端を前記合波器の支持体に当接させて前記光軸線と垂直な平面内で前記合波器と前記レンズとの光軸が合うように位置決めして固着させるようになっている光合波装置。
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