[发明专利]激光装置

说明书

技术领域

本发明涉及组合了半导体激光元件等激光元件和光纤等光部件的激光装置。

背景技术

近些年，使用半导体激光（LD；Laser Diode）元件的激光装置被商品化，正在光通信的领域中普及。这样的激光装置使半导体激光元件和光纤按照以高光耦合率进行光耦合的方式组合，从半导体激光元件出射的激光从其前端部被导入光纤。

由此，在这样的激光装置中，要使半导体激光元件的激光的出射面和光纤的前端部正确地对位，以便由半导体激光元件出射的激光更多地被导入光纤。而且，保持该对位的状态是很重要的事情。

作为上所述那样的组合了半导体激光元件和光纤的激光装置，例如提出了专利文献1所记载的激光二极管组装体。在该激光二极管组装体中，激光二极管芯片（在此称为“半导体激光元件”）和光纤被安装在同一基座上。

而且，半导体激光元件和光纤都利用钎焊固定在该基座上，以保持半导体激光元件的激光的出射面和光纤的前端部的对位的状态。

特别是被需要高光强度的激光装置使用以多个波导模式振荡的多模半导体激光元件，作为光源的半导体激光元件。来自多模半导体激光元件的输出光从10微米~数百微米的宽度的波导路端部被输出。

对于从这样的多模半导体激光元件出射的激光的扩展角来说，通常其出射面的纵向（与半导体激光元件的活性层正交的方向）的半峰全宽（FWHM；Full Width at Half Maximum）为40°左右。而且，通常其出射面的横向的半峰全宽为10°左右（例如，参照非专利文献1、非专利文献2）。即，激光的纵向的扩展大于横向的扩展。

由此，如上述的非专利文献1、非专利文献2所记载的那样，将光纤的前端部形成为楔形形状，对其前端部赋予透镜功能。由此，通常进行：使在纵向大幅扩展的激光效率良好地与光纤光耦合，将更多的激光导入光纤的纤芯部。

专利文献1：日本国公开专利公报“特开2000-124538号公报（2000年4月28日公开）”

非专利文献1：Xiaodong Zeng and Yuying An,Coupling light from alaser diode into a multimode fiber，APPLIED OPTIC S,Optical Society of America,August 2003,Vol.42,No.22

非专利文献2：Min-Ching Lin et al.,High-Power Laser Modulewith High Coupling Wedge-Shaped Fiber，Opto-Electronics and Communications Conference,2008 and the 2008 Australian Conferenceon Optical Fiber Technology,OECC/ACOFT 2008,Joint conference of the Volume,Issue,7-10 July 2008 Pages 1-2.

然而，对于上述的专利文献1所记载的激光二极管组装体而言，上述的沿纵向扩展的激光中的、未被导入光纤的纤芯部的激光的一部分会被将光纤固定在基座上用的光纤固定部吸收。因此，光纤固定部会发热。

结果，存在该光纤固定部的温度上升，光纤固定部下方的基座膨胀的情况。由于这样的基座的局部的膨胀，有时光纤的位置发生变化，半导体激光元件和光纤的光耦合率降低。即，会使被导入光纤的纤芯部的激光进一步减少。

这样的被导入光纤的纤芯部的激光的减少，换言之，是上述的被光纤固定部吸收的激光的增加，结果，光纤固定部的温度进一步上升，会更加速基座的局部的膨胀。

而且，这样的局部的基座的膨胀会进一步推进半导体激光元件和光纤的光耦合率的降低，会导致光纤固定部的更进一步的温度上升。

这样的恶性循环最终由于光纤固定部的发热会引起焊料的熔融，进而有可能会阻碍激光二极管组装体的动作。

而且，伴随近些年的半导体激光元件的高输出化，上述那样的恶性循环一定会走向更被助长的方向。尤其在使用其输出超过1W的高输出半导体激光的情况下，其影响更为显著。

由此，为了不引起这样的恶性循环，强烈希望提高针对固定光纤用的光纤固定部的发热、熔融的安装可靠性。

尤其如上所述，从半导体激光元件出射的激光的出射面的纵向的扩展大于横向的扩展。由此，当发生了其纵向上的光纤的位置偏移时，半导体激光元件和光纤的光耦合率的降低会更显著。

发明内容