光纤激光模块、照明装置以及治疗装置的制作方法

本发明涉及一种在激光(laser)光源连接有光纤(fiber)的光纤激光模块(module)、照明装置以及治疗装置，尤其涉及利用来自光纤的扩散及发光的光纤激光模块的结构。

背景技术

在激光光源连接有光纤的光纤激光模块得到广泛利用。进而，近年来，作为下一代的新照明光源，提出了利用来自光纤的发光的激光照明。

具体而言，将康宁(corning)公司制造的光扩散光纤“fibrance”与所期望的激光光源予以组合，可作为激光照明来利用。“fibrance”光扩散光纤呈下述结构：使入射至光纤内的激光的约90％从光纤周围扩散至外部。另外，未受扩散的剩余的10％的激光从光纤出射部出射至外部。

作为使用光扩散光纤的照明装置，已知有专利文献1所记载的发光装置。所述发光装置为了防止在光纤损伤时危险的激光放射到外部，在光纤出射部设置检测器，根据由检测器所检测到的光强度来控制激光光源的驱动。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2014-220245号公报

技术实现要素：

[发明所要解决的问题]

但是，专利文献1所记载的发光装置存在如下所述的问题。即，在光纤前端设有无法作为照明光来利用的检测器等外置零件。即，必须考虑在外观上不会妨碍照明或发光装置的检测器的配置。

而且，在从激光光源朝向光纤的激光耦合为90％，光纤的扩散效率为90％的情况下，整体上，激光可利用的效率为81％。

本发明提供一种光检测器不会妨碍照明而能够以更高的效率来利用激光的安全且紧凑的光纤激光模块、照明装置以及治疗装置。

[解决问题的技术手段]

为了解决所述问题，本发明的光纤激光模块包括：光纤，使光扩散；以及激光模块框体，连接于所述光纤，所述激光模块框体包括：激光光源，对所述光纤输出激光；以及光检测器，对在所述光纤全长上传导的激光进行检测。

而且，所述光纤的其中一端包括光入射部，所述光入射部被导入所述激光模块框体内，使来自所述激光光源的激光入射，另一端包括终端部，所述终端部形成有反射部件，所述反射部件用于使入射至所述光入射部并在所述光纤全长上传导的激光反射而返回所述光入射部。

[发明的效果]

根据本发明的光纤激光模块，由于在激光模块框体内具备光检测器，因此光检测器不会妨碍照明，可利用激光模块框体外的整个光纤区域作为发光光源，可作为无机械部的干净明亮(clear)的发光部来进行操作。

而且，反射膜使入射至光入射部并在光纤全长上传导的激光反射而返回光入射部，因此可提高激光进行复路的利用效率。因而，能够提供可更高效率地利用激光的安全且紧凑的光纤激光模块、照明装置及治疗装置。

附图说明

图1是实施例1的光纤激光模块的结构图。

图2是实施例2的光纤激光模块的结构图。

图3是实施例3的光纤激光模块的结构图。

图4是实施例4的光纤激光模块的结构图。

图5是实施例5的光纤激光模块的结构图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式的光纤激光模块。

(实施例1)

图1是实施例1的光纤激光模块的结构图。图1所示的光纤激光模块包括光扩散光纤2、及连接光扩散光纤2的激光模块框体1。

激光模块框体1包括激光光源11、聚光透镜12、镜13、光检测器14及电流控制电路15。激光光源11将激光输出至聚光透镜12。聚光透镜12以入射角度θ1使来自激光光源11的激光聚光，并导向光扩散光纤2的光入射部3a。即，与连接于激光模块框体1的光扩散光纤2光耦合。

光扩散光纤2的其中一端包括光入射部3a，所述光入射部3a被导入激光模块框体1内，使来自激光光源11的激光入射，另一端包括终端部3，所述终端部3形成有反射膜4，所述反射膜4用于使入射至光入射部3a并在光纤全长上传导的激光反射而返回光入射部3a，且所述光扩散光纤2使入射至光入射部3a的激光扩散。例如，光扩散光纤2使入射至光入射部3a的激光的90％扩散至外部，将剩余的10％导向光扩散光纤2的终端部3。

在终端部3中，以反射来自光扩散光纤2的传导光的方式而涂布有相对于任意波长的反射率高的反射膜4(对应于本发明的反射部件)例如反射率r＝99.9％。作为反射膜4，例如可例示将sio2膜与ta2o5膜的介电质薄膜层叠而成者。

另外，除了涂布有反射膜4以外，作为变形例，也可包含使特定波长透射的附滤光片(filter)的镜。

从光入射部3a出射的激光的角度为θ2，出射光的出射角度θ2大于入射角度θ1。因此，数值孔径na2被设定为比数值孔径na1大。

镜13使来自入射部3a的出射光反射而导向光检测器14。光检测器14例如包含光电二极管(photodiode)，对在光扩散光纤2的全长上传导的激光的光强度进行检测。

电流控制电路15根据由光检测器14所检测的光强度，来控制流向激光光源11的驱动电流。例如，在光扩散光纤2的损伤或者断线时，光强度会显著下降，因此电流控制电路15通过将由光检测器14所检测出的光强度变化量与预先设定的值进行比较，判断为光扩散光纤2的异常，停止用于驱动激光光源11的驱动电流而使激光光源11的激光停止。

根据这样构成的实施例1的光纤激光模块，光扩散光纤2使入射至光入射部3a的激光的90％扩散至外部，使剩余的10％的激光由涂布于光扩散光纤2的终端部3的反射膜4予以反射，从而在光扩散光纤2内往复，由此，能够用于光的扩散。因此，能够利用耦合激光的99％，从而能够提高效率。

而且，由于在激光模块框体1内具备光检测器14，因此光检测器14不会妨碍照明，可利用激光模块框体1外的整个光纤区域作为发光光源，能够作为无机械部的干净明亮的发光部进行操作。

因而，能够提供可更高效率地利用激光的安全且紧凑的光纤激光模块。

(实施例2)

图2是实施例2的光纤激光模块的结构图。图2所示的实施例2的光纤激光模块的特征在于，使用具有光入射部3a与光出射部3b的u字形状的光扩散光纤2a。光入射部3a与光出射部3b配设在激光模块框体1a内。

光入射部3a使来自激光光源11的激光经由聚光透镜12而入射。光出射部3b使入射至光入射部3a并在光扩散光纤全长上传导的激光出射。

进而，激光模块框体1a具备凹面镜16。凹面镜16相当于本发明的反射构件，在呈凹面的部分涂布有反射膜16a，利用反射膜16a使来自光出射部3b的激光反射而经由光出射部3b返回光入射部3a。反射膜16a的反射率例如为99.9％。凹面镜16将来自光出射部3b的激光的一部分输出至光检测器14。

光检测器14、电流控制电路15的动作及功能与图1所示的相同，因此省略其说明。

根据这样构成的实施例2的光纤激光模块，光扩散光纤2a使入射至光入射部3a的激光的90％扩散至外部，使剩余的10％从光扩散光纤2a的光出射部3b出射。

于是，从光出射部3b出射的激光被凹面镜16反射而在光扩散光纤2a内往复。因此，能够用于光的扩散，因此能够利用耦合激光的99％，从而能够提高效率。因而，在实施例2的光纤激光模块中，也可获得与实施例1的光纤激光模块的效果同样的效果。

而且，藉由光扩散光纤2a具备光入射部3a与光出射部3b这两端部，可设为从两端面的激光入射方式，从而可具备激光光源2单元量的光量。

而且，在激光强度大到会穿透实施例1的光纤激光模块的反射膜4的程度的情况下，实施例2的光纤激光模块适合作为安全对策。

另外，除了图2所示的利用光检测器14来检测激光的方法以外，也可对从光扩散光纤2a的终端部周围扩散的扩散光进行探测。

(实施例3)

图3是实施例3的光纤激光模块的结构图。图3所示的激光模块框体1b具备激光r光源(红色光源)11c、激光g光源(绿色光源)11a、激光b光源(蓝色光源)11b、聚光透镜12a、聚光透镜12b、镜13a、镜13b、光检测器14a、光检测器14b、电流控制电路15a及镜17。

光扩散光纤2a呈u字形状，具备第1入射端部4a与第2入射端部4b。第1入射端部4a与第2入射端部4b被设于激光模块框体1b内。

为了获得白色的照明光，使作为激光光源的光激光r光源11c、激光g光源11a、激光b光源11b光耦合于光扩散光纤2a。

激光g光源11a将波长λ为532nm的绿色激光经由镜17而输出至聚光透镜12a。激光b光源11b将波长λ为450nm的蓝色激光经由镜17而输出至聚光透镜12a。聚光透镜12a将来自镜17的绿色激光与蓝色激光聚光而导向第1入射端部4a。

激光r光源11c将波长λ为640nm的红色激光输出至聚光透镜12b。聚光透镜12b将来自激光r光源11c的红色激光聚光而导向第2入射端部4b。各个光源11a～光源11c可使用激光二极管或固态激光，以得到所期望的波段的光。

光检测器14a经由镜13a来检测来自光扩散光纤2a的激光的光强度。光检测器14b经由镜13b来检测来自光扩散光纤2a的激光的光强度。

电流控制电路15a根据来自光检测器14a的激光的光强度与来自光检测器14b的激光的光强度，对流向激光g光源11a、激光b光源11b、激光r光源11c的驱动电流进行控制。

根据这样构成的实施例3的光纤激光模块，来自激光g光源11a的绿色激光与来自激光b光源11b的蓝色激光入射至第1入射端部4a，由光扩散光纤2a进行光扩散。而且，来自激光r光源11c的红色激光入射至第2入射端部4b，由光扩散光纤2a进行光扩散。因此，得到白色光。

而且，在实施例3的激光g光源11a、激光b光源11b、激光r光源11c的情况下，考虑因波长引起的聚光时的像差，将光源分为波长差小的激光g光源11a及激光b光源11b、与激光r光源11c，使它们耦合于光扩散光纤2a。通过以此方式构成，能够提高对光扩散光纤2a的耦合效率。

另外，也可利用波长近的组合，将光源分为激光g光源11a及激光r光源11c、与激光b光源11b，使它们耦合于光扩散光纤2a。

而且，在作为终端部的第1入射端部4a与第2入射端部4b处，光扩散光纤2a折回，因此能够提高最终的照明光的利用效率。

另外，光检测器的光检测既可在一处实施，也可对应于rgb的波长而利用多个光检测器来实施。

(实施例4)

图4是实施例4的光纤激光模块的结构图。实施例4的光纤激光模块的特征在于，在实施例1的光纤激光模块的激光模块框体内，还具备激光r光源11c、激光g光源11a、激光b光源11b、镜18a～镜18c。

镜18a～镜18c被设于聚光透镜12的中心轴上。镜18a使来自激光g光源11a的绿色激光反射而经由镜18b、镜18c输出至聚光透镜12。镜18b使来自激光b光源11b的蓝色激光反射而经由镜18c输出至聚光透镜12。镜18c使来自激光r光源11c的红色激光反射而输出至聚光透镜12。

聚光透镜12使红色激光、绿色激光、蓝色激光入射至光扩散光纤2。

因而，在实施例4的光纤激光模块中，也可获得与实施例1及实施例3的光纤激光模块的效果同样的效果。

(实施例5)

图5是实施例5的光纤激光模块的结构图。实施例5的光纤激光模块的特征在于，在实施例2的光纤激光模块的激光模块框体内，还具备激光r光源11c、激光g光源11a、激光b光源11b、镜18a～镜18c。

镜18a～镜18c被设于聚光透镜12的中心轴上。镜18a使来自激光g光源11a的绿色激光反射而经由镜18b、镜18c输出至聚光透镜12。镜18b使来自激光b光源11b的蓝色激光反射而经由镜18c输出至聚光透镜12。镜18c使来自激光r光源11c的红色激光反射而输出至聚光透镜12。

聚光透镜12使红色激光、绿色激光、蓝色激光入射至光扩散光纤2a。

因而，在实施例5的光纤激光模块中，也可获得与实施例2及实施例3的光纤激光模块的效果同样的效果。

另外，实施例1至5的光纤激光模块中，作为连接激光模块框体1与光扩散光纤2的连接器部，较佳的是使用相对于光纤装卸而具备安全光闸(shutter)的连接器。进而，较佳的是使用利用弯曲光纤的非动力式的连接器。

(使用光纤激光模块的各种装置)

搭载本发明的光纤激光模块并利用来自光扩散光纤2的扩散光来作为照明的照明装置可确保安全性而实现利用效率高且紧凑的装置。

所述照明装置可用作照明(illumination)等商业或建筑用途、工业用途(作业支持用照明)、医疗用照明或特应性(atopic)皮肤炎的治疗等的激光治疗装置的一种即激光疗法(lasertherapy)。

接下来，对使用光纤激光模块的照明装置、治疗装置的结构进行说明。

照明装置具有激光模块框体1及光扩散光纤2。治疗装置具有激光模块框体1、光扩散光纤2及未图示的激光治疗部。激光治疗部使用从光扩散光纤2输出的激光来对治疗对象物进行治疗。

[产业上的可利用性]

本发明可适用于激光照明装置、激光治疗装置等。