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JP7465991B2 - 光接続構造及び照明システム - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、日本国出願２０２０－１８２９７９号（２０２０年１０月３０日出願）、日本国出願２０２１－１２９１７号（２０２１年１月２９日出願）及び日本国出願２０２１－１２９１８号（２０２１年１月２９日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
本開示は、光接続構造に関する。
特許文献１には、レーザ光の照射に応じて光を発する波長変換部が記載されている。
特開２０１２－１５００１号公報
光接続構造及び照明システムが開示される。一の実施の形態では、光接続構造は、出射部材、波長変換部、入射部材及び部材を備える。出射部材はレーザ光を出射する。波長変換部は、レーザ光が照射され、レーザ光の照射に応じてレーザ光の波長スペクトルとは異なる波長スペクトルを有する光を発する。入射部材は、波長変換部から発された光が入射される。部材は波長変換部が発する光を反射する。波長変換部の表面は、出射部材からレーザ光が直接照射される第１領域と、部材に位置する第２領域とを有する。波長変換部が発する光は、波長変換部から直接出射される成分であって、波長変換部から出射されて入射部材に直接入射する第１成分と、第２領域から出射されて部材で反射して入射部材に入射する第２成分とを含む。部材の表面は、第２成分が照射される第３領域を有する。部材の第３領域での光の反射率は、波長変換部の第２領域での光の反射率よりも大きい。
また、一の実施の形態では、照明システムは、上記の光接続構造を備え、当該光接続構造の波長変換部が発する光を照明光として放射する。
光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光接続構造の一例を示す概略図である。 光ファイバの一例を示す概略図である。 光ファイバの一例を示す概略図である。 光接続構造を備えるシステムの一例を示す概略図である。 光接続構造を備えるシステムの一例を示す概略図である。 光接続構造を備えるシステムの一例を示す概略図である。
図１は光接続構造１の一例を示す概略図である。図１に示されるように、光接続構造１は、例えば、出射部材２と、入射部材３と、波長変換部４と、基板５と、放熱部材６とを備える。光接続構造１は、出射部材２から出射されるレーザ光Ｌ１を波長変換部４に照射し、波長変換部４がレーザ光Ｌ１の照射に応じて出射する光Ｌ２を入射部材３に入射する。出射部材２及び入射部材３のそれぞれは、例えば光ファイバである。以後、光ファイバで構成された出射部材２を光ファイバ２と呼び、光ファイバで構成された入射部材３を光ファイバ３と呼びことがある。図１には、光ファイバ２及び３の光軸方向に沿った断面が示されている。
光ファイバ２（第１光ファイバともいう）は、レーザ光Ｌ１が入射され、入射されたレーザ光Ｌ１を伝送する。レーザ光Ｌ１は、光ファイバ２から波長変換部４に直接照射される。光ファイバ２は、例えば、レーザ光Ｌ１を伝送するコア２０と、当該コア２０の周囲を覆うクラッド２１とを備える。光ファイバ２は、例えば、石英ガラスから成る石英ファイバであってもよいし、プラスッチックから成るプラスチックファイバであってもよいし、他の材料から成る光ファイバであってもよい。光ファイバ２は、シングルモードファイバであってもよいし、マルチモードファイバであってもよい。
コア２０は、レーザ光Ｌ１が出射される出射面２０ａを有する。コア２０の出射面２０ａは出射端面２０ａともいえる。出射面２０ａの形状は例えば円形である。出射面２０ａは波長変換部４の近傍に位置する。出射面２０ａは波長変換部４の方を向いている。出射面２０ａから出射されるレーザ光Ｌ１は波長変換部４に直接照射される。光ファイバ２は、クラッド２１の周囲を覆う部材を備えてもよい。クラッド２１の周囲を覆う部材は、１層で構成されてもよいし、複数層で構成されてもよい。クラッド２１の周囲を覆う部材には保護層が含まれてもよい。
レーザ光Ｌ１としては、例えば、波長が４６０ｎｍ以下の短波長レーザ光が採用される。レーザ光Ｌ１は、４４０ｎｍ以下の短波長レーザ光であってもよい。この場合、レーザ光Ｌ１は、例えば４０５ｎｍの紫色のレーザ光であってもよい。
波長変換部４は、光ファイバ２からのレーザ光Ｌ１の照射に応じて、当該レーザ光Ｌ１の波長スペクトルとは異なる波長スペクトルを有する光Ｌ２を発することが可能である。光Ｌ２は例えば可視光である。波長変換部４は例えば平板状を成している。波長変換部４の表面４０は、互いに対向する平坦な第１主面４１（第１面４１ともいう）及び第２主面４２（第２面４２ともいう）を含む。波長変換部４の表面４０は、レーザ光Ｌ１が照射される第１領域４１ａ（被照射領域４１ａともいう）を含む。図１の例では、レーザ光Ｌ１は例えば第１主面４１に照射され、被照射領域４１ａは例えば第１主面４１に含まれる。被照射領域４１ａは、光照射・受光計測装置等で画像の取得等をすることで算出することができる。第２主面４２（第２領域４２ともいう）上には、光Ｌ２を反射する部材が位置する。以後、第２主面４２上に位置する光Ｌ２を反射する部材を高反射率部材と呼ぶことがある。また、光Ｌ２を変換光Ｌ２と呼ぶことがある。本例では、高反射率部材として基板５が採用されている。
波長変換部４としては、例えば、蛍光体を含む蛍光体部分４００が採用される。蛍光体部分４００が含む蛍光体は、レーザ光Ｌ１の照射に応じて蛍光を発することができる。蛍光体が発する蛍光の波長スペクトルにおけるピークを示す波長（ピーク波長ともいう）は、レーザ光Ｌ１の波長スペクトルのピーク波長よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。
蛍光体部分４００は例えば多数の蛍光体を含む。多数の蛍光体には、例えば１種類以上の蛍光体が含まれる。蛍光体部分４００には、互いに異なるピーク波長を有する複数種類の蛍光体が含まれてもよい。この場合、蛍光体部分４００には、例えば、レーザ光Ｌ１の照射に応じて赤色（Ｒ）の蛍光を発する蛍光体（赤色蛍光体ともいう）と、レーザ光Ｌ１の照射に応じて緑色（Ｇ）の蛍光を発する蛍光体（緑色蛍光体ともいう）と、レーザ光Ｌ１の照射に応じて青色（Ｂ）の蛍光を発する蛍光体（青色蛍光体ともいう）とが含まれてもよい。赤色蛍光体には、例えば、レーザ光Ｌ１の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が６２０ｎｍから７５０ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。緑色蛍光体には、例えば、レーザ光Ｌ１の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が４９５ｎｍから５７０ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。青色蛍光体には、例えば、レーザ光Ｌ１の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が４５０ｎｍから４９５ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。
蛍光体部分４００に複数種類の蛍光体が含まれる場合には、当該複数種類の蛍光体が発する蛍光が、蛍光体部分４００が発する変換光Ｌ２を構成する。つまり、変換光Ｌ２は複数種類の色成分で構成される。蛍光体部分４００に、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体が含まれる場合には、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体が発する蛍光が変換光Ｌ２を構成する。
蛍光体部分４００に複数種類の蛍光体が含まれる場合には、変換光Ｌ２の波長スペクトルは、互いに異なる複数の波長ピークを有する。例えば、蛍光体部分４００に３種類以上の蛍光体が含まれる場合には、変換光Ｌ２の波長スペクトルは、互いに異なる３つ以上の波長ピークを有する。蛍光体部分４００に、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体が含まれる場合には、変換光Ｌ２の波長スペクトルは、赤色蛍光体が発する蛍光の波長ピークと、緑色蛍光体が発する蛍光の波長ピークと、青色蛍光体が発する蛍光の波長ピークとが含まれる。変換光Ｌ２は、疑似的な白色光であってもよいし、他の色温度の可視光であってもよい。
なお、蛍光体部分４００には、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体以外の蛍光体が含まれてもよい。蛍光体部分４００には、例えば、レーザ光Ｌ１の照射に応じて青緑色の蛍光を発する蛍光体（青緑色蛍光体ともいう）が含まれてもよい。また、蛍光体部分４００には、例えば、レーザ光Ｌ１の照射に応じて黄色の蛍光を発する蛍光体（黄色蛍光体ともいう）が含まれてもよい。蛍光体部分４００には、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体、青緑色蛍光体及び黄色蛍光体の少なくとも１種類の蛍光体が含まれてもよい。
青緑色蛍光体には、例えば、レーザ光Ｌ１の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が４９５ｎｍ程度の蛍光体が適用される。黄色蛍光体には、例えば、レーザ光Ｌ１の照射に応じて発する蛍光の波長スペクトルのピーク波長が５７０ｎｍから５９０ｎｍ程度の範囲にある蛍光体が適用される。
蛍光体部分４００は、例えば、多数の蛍光体を含む低融点ガラスで構成されてもよい。あるいは、蛍光体部分４００は、多数の蛍光体を含む結晶化ガラスで構成されてもよい。あるいは、蛍光体部分４００は、多数の蛍光体を含むセラミックで構成されてもよい。あるいは、蛍光体部分４００は、蛍光性を有するバルク状のセラミックで構成されてもよい。この場合には、蛍光体部分４００は蛍光体だけで構成されていると言える。
基板５は、波長変換部４（言い換えれば蛍光体部分４００）を支持する。基板５は、波長変換部４の第２主面４２に接合されている。基板５の表面５０は、互いに対向する平坦な第１主面５１（上面５１ともいう）及び第２主面５２（下面５２ともいう）を含む。波長変換部４は基板５の第１主面５１に接合されている。
高反射率部材としての基板５は、波長変換部４が発する変換光Ｌ２を反射することが可能である。また基板５は、例えばレーザ光Ｌ１を反射することが可能である。基板５は、変換光Ｌ２及びレーザ光Ｌ１を反射する部材として機能する。
基板５は例えば金属で構成されている。基板５は、例えば、アルミニウムを主成分としたアルミニウム合金で構成されてもよいし、アルミニウムで構成されてもよいし、他の材料で構成されてもよい。
波長変換部４は、基板５に対して、直接接合されてもよいし、接合材が使用されて接合されてもよい。例えば、波長変換部４が多数の蛍光体を含む低融点ガラスで構成される場合、波長変換部４は基板５に対して酸素結合によって直接接合されてもよい。つまり、加熱により基板５の第１主面５１に形成された酸化膜の酸素と、波長変換部４の低融点ガラス（言い換えれば酸化物ガラス）の酸素とが結合する酸化結合によって、波長変換部４は基板５に直接接合されてもよい。あるいは、基板５の第１主面５１に例えば数μｍの微小な凹凸が設けられて、当該凹凸が利用されたアンカー効果により、波長変換部４が基板５に直接接合されてもよい。つまり、波長変換部４の低融点ガラスが流動して基板５の第１主面５１の凹凸に入り込んで硬化することによって、波長変換部４が基板５に直接接合されてもよい。また、波長変換部４は、例えば、レーザ光Ｌ１及び変換光Ｌ２が透過する透明樹脂から成る接合材が用いられて基板５に接合されてもよい。
変換光Ｌ２は、波長変換部４から直接出射される成分であって、波長変換部４から出射されて光ファイバ３に直接入射する第１成分Ｌ２ａを含む。具体的には、変換光Ｌ２は、例えば、波長変換部４から直接出射される成分であって、波長変換部４の被照射領域４１ａから出射されて光ファイバ３に直接入射する第１成分Ｌ２ａを含む。すなわち、第１成分Ｌ２ａは、変換光Ｌ２のうち、基板５で反射されずに第１領域４１ａから出射されて光ファイバ３に入射する成分である。さらに、変換光Ｌ２は、波長変換部４の第２領域４２から出射されて基板５で反射して光ファイバ３に入射される第２成分Ｌ２ｂを含む。第２成分Ｌ２ｂは、基板５の第１主面５１で反射され、その後、波長変換部４を透過して光ファイバ３に入射される。基板５の第１主面５１は、第２成分Ｌ２ｂが照射される第３領域５１ａ（被照射領域５１ａともいう）を含む。変換光Ｌ２は、第１成分Ｌ２ａ及び第２成分Ｌ２ｂ以外にも、光ファイバ３に入射されない成分も含まれる。変換光Ｌ２は、第１成分Ｌ２ａ及び第２成分Ｌ２ｂ以外の、光ファイバ３に入射される成分を含んでもよい。
本例では、基板５の表面５０での変換光Ｌ２の反射率は、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きい。被照射領域５１ａは表面５０に含まれ、第２領域４２は表面４０に含まれることから、被照射領域５１ａでの変換光Ｌ２の反射率は、波長変換部４の第２領域４２での変換光Ｌ２の反射率よりも大きいと言える。波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率は例えば数％である。基板５の表面５０での変換光Ｌ２の反射率は、例えば３５％以上である。基板５の表面５０での変換光Ｌ２の反射率は、これに限られず、例えば、４０％以上であってもよいし、５０％以上であってもよいし、６０％以上であってもよいし、７０％以上であってもよいし、８０％以上であってもよい。なお、対象物での光の反射率は、当該光の波長にも依存し、当該光の波長が変化すれば当該反射率も変化する。また、反射率は、対象物の材料から特定することもできるし、測色計等で測定することもできる。
また本例では、基板５の表面５０でのレーザ光Ｌ１の反射率は、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きい。被照射領域５１ａは表面５０に含まれ、第２領域４２は表面４０に含まれることから、被照射領域５１ａでのレーザ光Ｌ１の反射率は、波長変換部４の第２領域４２でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きいと言える。波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率は例えば数％である。基板５の表面５０でのレーザ光Ｌ１の反射率は例えば３５％以上である。基板５の表面５０でのレーザ光Ｌ１の反射率は、これに限られず、例えば、４０％以上であってもよいし、５０％以上であってもよいし、６０％以上であってもよいし、７０％以上であってもよいし、８０％以上であってもよい。
なお、基板５の表面５０での変換光Ｌ２の反射率は、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率以下であってもよい。また、基板５の表面５０でのレーザ光Ｌ１の反射率は、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率以下であってもよい。
光ファイバ２から出射されるレーザ光Ｌ１には、波長変換部４を透過して基板５の第３領域５１ａ（言い換えれば被照射領域５１ａ）に照射される透過成分が含まれる。この透過成分は、基板５の第３領域５１ａで反射されて、波長変換部４に再度照射される。波長変換部４は、透過成分の照射に応じて光を発する。この光を、透過成分に応じた光と呼ぶことがある。透過成分に応じた光の一部は、第１成分Ｌ２ａの一部となり、第１領域４１ａから出射して光ファイバ３に直接入射する。また、透過成分に応じた光の他の一部は、第２成分Ｌ２ｂの一部となり、第２領域４２から出射して基板５で反射した後、光ファイバ３に入射する。
光ファイバ３（第２光ファイバともいう）は、入射される変換光Ｌ２を伝送する。光ファイバ３は、例えば、コア３０と、当該コア３０の周囲を覆うクラッド３１とを備える。コア３０は、変換光Ｌ２が入射され、入射された変換光Ｌ２を伝送する。光ファイバ３は、例えば、石英ガラスから成る石英ファイバであってもよいし、プラスッチックから成るプラスチックファイバであってもよいし、他の材料から成る光ファイバであってもよい。光ファイバ３は、シングルモードファイバであってもよいし、マルチモードファイバであってもよい。
コア３０は、変換光Ｌ２が入射される入射面３０ａを有する。コア３０の入射面３０ａは入射端面３０ａともいえる。入射面３０ａの形状は例えば円形である。入射面３０ａは波長変換部４の被照射領域４１ａの近傍に位置する。入射面３０ａは波長変換部４の方を向いている。詳細には、入射面３０ａは波長変換部４の被照射領域４１ａの方を向いている。入射面３０ａは、例えば、波長変換部４の被照射領域４１ａの直上に位置する。入射面３０ａには、変換光Ｌ２の第１成分Ｌ２ａ及び第２成分Ｌ２ｂが入射する。光ファイバ３は、クラッド３１の周囲を覆う部材を備えてもよい。クラッド３１の周囲を覆う部材は、１層で構成されてもよいし、複数層で構成されてもよい。クラッド３１の周囲を覆う部材には保護層が含まれてもよい。
光ファイバ２及び３は波長変換部４に対して同じ側に位置する。光ファイバ２及び３は波長変換部４に対して第１主面４１側に位置する。基板５は波長変換部４に対して光ファイバ２及び３とは反対側に位置する。基板５は波長変換部４に対して第２主面４２側に位置する。
光ファイバ３のコア３０の入射面３０ａ、言い換えれば、入射部材３が有する、変換光Ｌ２が入射される入射面３０ａは、例えば、波長変換部４の第１領域４１ａと平行をなしている。入射面３０ａは第１領域４１ａに対向している。光ファイバ３の光軸は、第１領域４１ａに垂直な方向に沿って延びている。なお、本開示でいう平行とは、実質的に平行であればよく、誤差により平行からわずかにずれているもの、たとえば平行位置に対して数°傾いたものであってもよい。
光ファイバ２のコア２０の出射面２０ａ、言い換えれば、出射部材２が有する、レーザ光Ｌ１を出射する出射面２０ａは、例えば、波長変換部４の第１領域４１ａに平行な方向に対して傾斜している。出射面２０ａは、第１領域４１ａに垂直な方向に対して傾斜しているとも言える。光ファイバ２の光軸は、第１領域４１ａに垂直な方向に対して傾斜している。第１領域４１ａには斜め方向からレーザ光Ｌ１が照射される。
光ファイバ２及び光ファイバ３は、互いに交差しないように配置されている。光ファイバ２の出射面２０ａは、例えば、第１領域４１ａに垂直な方向において光ファイバ３の入射面３０ａと重なっていない。また、第１領域４１ａに垂直な方向において、出射面２０ａの位置は、例えば、入射面３０ａの位置よりも第１領域４１ａに近い。なお、第１領域４１ａに垂直な方向において、入射面３０ａの位置が、出射面２０ａの位置よりも第１領域４１ａに近くてもよい。また、入射面３０ａと出射面２０ａとが第１領域４１ａに平行な方向に並んでもよい。
放熱部材６は、波長変換部４で発生する熱を放出することが可能である。放熱部材６は、例えば、電源を不要とする部材で構成される。例えば、放熱部材６は、放熱フィンを有する金属製のヒートシンクで構成される。放熱部材６は、例えば、アルミニウムを主成分としたアルミニウム合金で構成されてもよいし、アルミニウムで構成されてもよいし、他の材料で構成されてもよい。放熱部材６は、基板５と同じ材料で構成されてもよいし、基板５と異なる材料で構成されてもよい。放熱部材６の熱伝導率は、例えば、波長変換部４の熱伝導率よりも大きい。また、基板５の熱伝導率は、例えば、波長変換部４の熱伝導率よりも大きい。放熱部材６だけではなく、基板５も、波長変換部４で発生する熱を放出できてもよい。放熱部材６の熱伝導率は、基板５の熱伝導率よりも大きくてもよいし、小さくてもよいし、同じであってもよい。なお、熱伝導率は、例えば、定常法と非定常法の２つの方法で測定できる。非定常法の中には、レーザフラッシュ法、ＡＳＴＭ Ｅ１５３０（準拠）の円板熱流計法、ＪＩＳ Ｒ ２６１６（準拠）、ＡＳＴＭ Ｄ５９３０（準拠）の熱線(プローブ)法、ＩＳＯ ２２００７－６の交流定常法等がある。
放熱部材６には基板５が固定されている。波長変換部４が発する熱は、基板５を通じて放熱部材６に伝達し、放熱部材６から空間に放出される。基板５の放熱部材６への固定の方法としては様々な方法が考えられる。例えば、基板５と放熱部材６との間に放熱グリスを介在させた状態で基板５を放熱部材６にネジ止めしてもよい。あるいは、高熱伝導フィラーを含む接着剤で基板５を放熱部材６に固定してもよい。あるいは、シンタリングペーストで基板５を放熱部材６に固定してもよい。
なお、放熱部材６は、電源を不要とする他の部材で構成されてもよい。例えば、放熱部材６は、ヒートシンクの一種であるヒートパイプで構成されてもよい。ヒートパイプでは、例えば、加熱部で作動液が蒸発して蒸気が発生し、その蒸気がヒートパイプの低温部に高速移動して当該低温部で凝縮し、その凝縮で得られた作動液が毛細管現象で加熱部に還流する。ヒートパイプでは、これらの相変化が連続的に行われることによって、放熱機能が実現される。また、放熱部材６は、電源を必要とする部材で構成されてもよい。例えば、放熱部材６は、ペルチェ素子で構成されてもよし、ファンで構成されてもよい。
上記の例では、出射部材２は、光ファイバで構成されているが、他の部材で構成されてもよい。例えば、出射部材２は、ロッドレンズで構成されてもよい。また、出射部材２は、インテグレータレンズ、中空ミラーあるいはライトガイド等で構成されてもよい。また、入射部材３は、例えば、ロッドレンズで構成されてもよい。また、入射部材３は、インテグレータレンズ、中空ミラーあるいはライトガイド等で構成されてもよい。出射部材２と入射部材３は、互いに同じ種類の部材で構成されてもよいし、互いに異なる種類の部材で構成されてもよい。例えば、出射部材２及び入射部材３のそれぞれがロッドレンズ等で構成されてもよいし、出射部材２及び入射部材３が光ファイバ及びロッドレンズでそれぞれ構成されてもよいし、出射部材２及び入射部材３がロッドレンズ及び光ファイバでそれぞれ構成されてもよい。なお、ここでいうロッドレンズとは、ガラスあるいは透明樹脂でできた部材で、光を側面で反射させながら光を伝送させる機能を有する光学素子である。ロッドレンズの特性を強めるために、ロッドレンズの側面にアルミ等の金属膜をつけることも可とする。また、ロッドレンズの直径方向に屈折率分布をつけてロッドレンズにレンズ機能を付与することもできる。
以上のように、本例の光接続構造１では、出射部材２からのレーザ光Ｌ１が波長変換部４に直接照射される。これにより、例えば、レーザ光Ｌ１を波長変換部４に照射するための、光学ミラー等を含む光学系（照射用光学系ともいう）が不要となる。本例とは異なり、光接続構造１が照射用光学系を備える場合、光接続構造１の組み上げ時に照射用光学系の各部品の位置調整が必要となり、光接続構造１の組み上げ作業が複雑となる。本例では、照射用光学系を不要にすることができることから、光接続構造１の組み上げ作業を簡素化することができる。また、光接続構造１の構成を簡素化することができる。
また、本例の光接続構造１では、波長変換部４が発する変換光Ｌ２が入射部材３に直接入射する。これにより、例えば、変換光Ｌ２を入射部材３に入射するための、光学ミラー等を含む光学系（入射用光学系ともいう）が不要となる。本例とは異なり、光接続構造１が入射用光学系を備える場合、光接続構造１の組み上げ時に入射用光学系の各部品の位置調整が必要となり、光接続構造１の組み上げ作業が複雑となる。本例では、入射用光学系を不要にすることができることから、光接続構造１の組み上げ作業を簡素化することができる。また、光接続構造１の構成を簡素化することができる。
なお、光接続構造１は、レーザ光Ｌ１のうち、波長変換部４の表面４０で反射する成分を、波長変換部４に再度照射するための光学系を備えてもよい。また、光接続構造１は、変換光Ｌ２のうち入射部材３に入射しない成分を集光して入射部材３に入射するための光学系を備えてもよい。
また、本例の光接続構造１では、高反射率部材としての基板５の被照射領域５１ａでの変換光Ｌ２の反射率が、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きくなっている。このため、変換光Ｌ２のうち、波長変換部４の第２領域４２から出射して基板５の被照射領域５１ａで反射して入射部材３に入射する第２成分Ｌ２ｂの光量を大きくすることができる。これにより、波長変換部４が発する変換光Ｌ２を効率良く入射部材３に入射することができる。その結果、接続ロスの少ない光接続構造１を実現することができる。
また、本例では、基板５の被照射領域５１ａでのレーザ光Ｌ１の反射率が、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きくなっている。このため、レーザ光Ｌ１のうち、波長変換部４を透過して基板５の被照射領域５１ａで反射される透過成分の光量を大きくすることができる。よって、波長変換部４が発する、透過成分の照射に応じた光の量を大きくすることができる。その結果、波長変換部４の発光効率が向上する。
また、本例の光接続構造１は、波長変換部４が発する熱を放出する放熱部材６を備えることから、波長変換部４の発熱によりその性能が劣化する可能性を低減することができる。
また、本例では、出射部材２及び入射部材３は波長変換部４に対してともに被照射領域４１ａ側に位置することから、例えば図１の例のように、波長変換部４に対して被照射領域４１ａ側とは反対側（つまり第２領域４２側）に、放熱部材６を配置するスペースを確保することができる。よって、波長変換部４の放熱を簡単に実現することができる。
また、本例では、入射部材３の入射面３０ａは、波長変換部４の被照射領域４１ａと平行をなしていることから、入射部材３の入射面３０ａの位置調整が容易となる。例えば、入射部材３をその光軸方向に沿って移動させるだけで、波長変換部４の被照射領域４１ａに対する、入射部材３の入射面３０ａの位置合わせを行うことができる。
本例のように、出射部材２の出射面２０ａが、波長変換部４の被照射領域４１ａに平行な方向に対して傾斜して場合、出射部材２の出射面２０ａの位置調整が複雑になる可能性がある。例えば、被照射領域４１ａに対して出射面２０ａを位置合わせする場合、出射部材２をその光軸方向に沿って移動させるだけではなく、出射面２０ａの向きを変更したり、被照射領域４１ａに対して平行な方向に沿って出射部材２を移動させたり、被照射領域４１ａに垂直な方向に沿って出射部材２を移動させたりする必要性が生じることがある。
一方で、出射面２０ａが被照射領域４１ａに平行な方向に対して傾斜している場合には、波長変換部４が発する変換光Ｌ２を効率良く入射部材３に入射することができる。以下にこの点について説明する。
例えば、図２に示されるように、出射面２０ａが被照射領域４１ａと平行をなす場合を考える。変換光Ｌ２の強度のピークは、例えば、波長変換部４においてレーザ光Ｌ１が照射される領域、つまり被照射領域４１ａの直上方向付近に現れる。図２の例では、被照射領域４１ａの直上付近には出射部材２が存在することから、入射部材３の入射面３０ａに変換光Ｌ２が入射されにくくなる。
これに対して、図１の例のように、出射部材２の出射面２０ａが、波長変換部４の被照射領域４１ａに平行な方向に対して傾斜している場合には、波長変換部４の被照射領域４１ａの直上付近に入射部材３の入射面３０ａを配置することが可能となる。その結果、波長変換部４が発する変換光Ｌ２を効率良く入射部材３に入射することができる。
なお、光接続構造１では、図２の例のように、出射部材２の出射面２０ａと入射部材３の入射面３０ａの両方が、被照射領域４１ａと平行を成してもよいし、図３の例のように、出射面２０ａ及び入射面３０ａのうち出射面２０ａだけが被照射領域４１ａと平行をなしてもよい。図２及び３の例のように、光ファイバ２の出射面２０ａが被照射領域４１ａと平行をなす場合には、入射部材３の入射面３０ａが被照射領域４１ａと平行をなす場合と同様に、出射部材２の出射面２０ａの位置調整が容易となる。
また、光接続構造１では、図４に示されるように、出射部材２の出射面２０ａ及び入射部材３の入射面３０ａが、被照射領域４１ａに平行な方向に対して、互いに異なる向きに傾斜してもよい。
図４の例では、入射面３０ａは、被照射領域４１ａに入射するレーザ光Ｌ１の正反射方向、詳細には、レーザ光Ｌ１のうちその中心線を通る光成分（中心成分ともいう）の正反射方向に位置している。出射部材２及び入射部材３は、被照射領域４１ａに入射するレーザ光Ｌ１の中心成分の正反射方向に対して入射面３０ａが例えば垂直あるいは略垂直をなすように、配置されている。出射部材２及び入射部材３は、互いに交差しないように、かつ出射面２０ａ及び入射面３０ａが被照射領域４１ａに平行な方向に対して互いに異なる向きに傾斜するように、配置されている。図４の例では、入射面３０ａが被照射領域４１ａの方に向くように、出射面２０ａ及び入射面３０ａが被照射領域４１ａに平行な方向に対して互いに異なる向きに傾斜している。
ここで、上述のように、変換光Ｌ２の強度のピークは、被照射領域４１ａの直上方向付近に現れるものの、図４の例のように出射部材２の出射面２０ａが傾斜している場合には、変換光Ｌ２の強度のピークは、被照射領域４１ａの直上方向よりも少し正反射方向寄りにずれた方向に現れる。そのため、図４の例のように、入射部材３の入射面３０ａを傾斜させることによって、波長変換部４が発する変換光Ｌ２を効率良く光ファイバ３に入射することができる。
光ファイバ３のコア径ｄ３は、図１等の例のように、光ファイバ２のコア径ｄ２よりも大きくてもよい。また、コア径ｄ３はコア径ｄ２よりも小さくてもよい。また、コア径ｄ３はコア径ｄ２と同じであってもよい。光ファイバのコア径とは、光ファイバのコアの直径を意味する。図１においてコア径ｄ２及びｄ３を図示した様子を図５に示す。図４においてコア径ｄ２及びｄ３を図示した様子を図６に示す。コア径ｄ３がコア径ｄ２よりも大きい場合、コア径ｄ３は例えば直径１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下あるいは例えば直径１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であってもよいし、コア径ｄ２は例えば直径０．０５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下あるいは例えば直径０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であってもよい。
図１～６に示されるように、光ファイバ２のコア径ｄ２よりも大きいコア径ｄ３を有する光ファイバ３を採用することによって、光ファイバ３に入射する変換光Ｌ２の光量を大きくすることができる。よって、変換光Ｌ２を効率良く光ファイバ３に入射することができる。
光ファイバ３の変換光Ｌ２の開口数（光ファイバ３の開口数ともいう）は、光ファイバ２のレーザ光Ｌ１の開口数（光ファイバ２の開口数ともいう）よりも大きくてもよい。また、光ファイバ３の開口数は光ファイバ２の開口数よりも小さくてもよい。また、光ファイバ３の開口数は光ファイバ２の開口数と同じであってもよい。光ファイバ３の開口数が光ファイバ２の開口数よりも大きい場合、光ファイバ３の開口数は例えば０．３８以上０．９０以下であってもよく、光ファイバ２の開口数は例えば０．１５以上０．３０以下であってもよい。
光ファイバ２の開口数よりも大きい開口数の光ファイバ３を採用することによって、光ファイバ３に入射する変換光Ｌ２の光量を大きくすることができる。よって、変換光Ｌ２を効率良く光ファイバ３に入射することができる。見方を変えれば、光ファイバ３の開口数以下の開口数の光ファイバ２を採用することによって、レーザ光Ｌ１の被照射領域４１ａでのスポット径ｄ４を小さくすることができる。スポット径ｄ４を小さくすることによって、波長変換部４での変換光Ｌ２の発光径を小さくすることができる。これにより、変換光Ｌ２を効率良く光ファイバ３に入射することができる。図５及び６にはスポット径ｄ４も図示されている。スポット径とは、レーザ光Ｌ１等の光が照射される径のことであり、例えば、カメラ等で被照射領域の画像を取得して、算出することができる。
レーザ光Ｌ１の被照射領域４１ａでのスポット径ｄ４は、図１～６の例のように光ファイバ３のコア径ｄ３以下であってもよい。また、スポット径ｄ４はコア径ｄ３よりも大きくてもよい。また、スポット径ｄ４はコア径ｄ３と同じであってもよい。スポット径ｄ４が小さいほど、出射部材２の出射面２０ａが波長変換部４に近いことを意味する。
図１～６の例のように、出射部材２の出射面２０ａを波長変換部４に近づけてスポット径ｄ４をコア径ｄ３以下にすることによって、波長変換部４での変換光Ｌ２の発光径を小さくすることができる。これにより、変換光Ｌ２を効率良く光ファイバ３に入射することができる。見方を変えれば、スポット径ｄ４よりも大きいコア径ｄ３を有する光ファイバ３を採用することによって、光ファイバ３に入射する変換光Ｌ２の光量を大きくすることができる。よって、変換光Ｌ２を効率良く光ファイバ３に入射することができる。
光ファイバ３の入射面３０ａと波長変換部４との間の距離ｄ５は、図１～６の例のように、光ファイバ３のコア径ｄ３以下であってもよい。この場合、距離ｄ５は、コア径ｄ３と同じであってもよいし、コア径ｄ３未満であってもよい。また、距離ｄ５はコア径ｄ３よりも大きくてもよい。図５及び６には距離ｄ５も図示されている。
ここで、図５及び６に示されるように、入射面３０ａに垂直な線Ｖを、入射面３０ａの中心Ｃ３から波長変換部４に向けて延ばしたときに、線Ｖが波長変換部４の表面４０と交わる点をＰ４とする。距離ｄ５は、入射面３０ａの中心Ｃ３から点Ｐ４までの直線距離を意味する。
図１～６の例のように、光ファイバ３の入射面３０ａを波長変換部４に近づけて、当該入射面３０ａと波長変換部４との間の距離ｄ５を光ファイバ３のコア径ｄ３以下にすることによって、光ファイバ３に入射する変換光Ｌ２の光量を大きくすることができる。よって、変換光Ｌ２を効率良く光ファイバ３に入射することができる。見方を変えれば、入射面３０ａと波長変換部４との間の距離ｄ５よりも光ファイバ３のコア径ｄ３を大きくすることによって、光ファイバ３に入射する変換光Ｌ２の光量を大きくすることができる。よって、変換光Ｌ２を効率良く光ファイバ３に入射することができる。
波長変換部４を基板５に接合する方法は上記の例に限られない。例えば、波長変換部４の第２領域４２に金属膜９を設けて、当該金属膜９に対して基板５をはんだ付けすることによって波長変換部４を基板５に接合してもよい。図７はこの場合の光接続構造１の一例を示す概略図である。
金属膜９は波長変換部４の第２領域４２に対して例えば蒸着されている。金属膜９は第２領域４２上に位置する。金属膜９と放熱部材６との間にははんだ層１０が存在し、金属膜９が放熱部材６にはんだ付けされている。金属膜９は、例えば、銀、アルミニウム、チタンあるいはクロムで構成されてもよい。
金属膜９は、高反射率部材として機能してもよい。この場合、金属膜９の表面での変換光Ｌ２の反射率は、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きくてもよい。金属膜９の表面での変換光Ｌ２の反射率は、例えば３５％以上であってもよいし、４０％以上であってもよいし、５０％以上であってもよい。あるいは、金属膜９の表面での変換光Ｌ２の反射率は、６０％以上であってもよいし、７０％以上であってもよいし、８０％以上であってもよい。
また、金属膜９は、レーザ光Ｌ１を反射する部材として機能してもよい。この場合、金属膜９の表面でのレーザ光Ｌ１の反射率は、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きくてもよい。金属膜９の表面でのレーザ光Ｌ１の反射率は、例えば３５％以上であってもよいし、４０％以上であってもよいし、５０％以上であってもよい。あるいは、金属膜９の表面でのレーザ光Ｌ１の反射率は、６０％以上であってもよいし、７０％以上であってもよいし、８０％以上であってもよい。
なお、金属膜９の表面での変換光Ｌ２の反射率は、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率以下であってもよい。また、金属膜９の表面でのレーザ光Ｌ１の反射率は、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率以下であってもよい。
金属膜９の表面での変換光Ｌ２の反射率が、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きい場合には、変換光Ｌ２のうち、波長変換部４の第２領域４２から出射して金属膜９で反射して入射部材３に入射する第２成分Ｌ２ｂの光量を大きくすることができる。これにより、波長変換部４が発する変換光Ｌ２を効率良く入射部材３に入射することができる。
また、金属膜９の表面でのレーザ光Ｌ１の反射率が、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きい場合には、レーザ光Ｌ１のうち、波長変換部４を透過して金属膜９で反射される透過成分の光量を大きくすることができる。よって、波長変換部４が発する、透過成分の照射に応じた光の量を大きくすることができる。その結果、波長変換部４の発光効率が向上する。
なお、金属膜９は多層膜であってもよい。この場合、金属膜９は、例えば、波長変換部４側から、チタンから成る層、白金から成る層及び金から成る層がこの順で積層された多層膜であってもよい。あるいは、金属膜９は、クロムあるいは銀から成る層、白金から成る層及び金から成る層がこの順で積層された多層膜であってもよい。あるいは、金属膜９は、クロムあるいは銀から成る層、ニッケルから成る層及び金から成る層がこの順で積層された多層膜であってもよい。
金属膜９での変換光Ｌ２の反射率が波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きい場合には、基板５での変換光Ｌ２の反射率は波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率以下であってもよい。また、金属膜９でのレーザ光Ｌ１の反射率が波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きい場合には、基板５でのレーザ光Ｌ１の反射率は波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率以下であってもよい。
図８に示されるように、光接続構造１は基板５を備えなくてもよい。図８の例では、波長変換部４の第２領域４２上の金属膜９が放熱部材６にはんだ付けされている。金属膜９と放熱部材６との間にはんだ層１０が存在する。図８の例であっても、金属膜９の表面での変換光Ｌ２の反射率が、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きい場合、金属膜９で反射して入射部材３に入射する第２成分Ｌ２ｂの光量を大きくすることができる。その結果、接続ロスの少ない光接続構造１を実現することができる。また、金属膜９の表面でのレーザ光Ｌ１の反射率が、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きい場合、レーザ光Ｌ１のうち、波長変換部４を透過して金属膜９で反射される透過成分の光量を大きくすることができる。その結果、波長変換部４の発光効率が向上する。
光接続構造１が基板５を備えない場合には、図９に示されるように、波長変換部４は、放熱部材６に対して、はんだ等の接合材が使用されずに直接接合されてもよい。図９の例では、波長変換部４の第２領域４２が放熱部材６に直接接合されている。放熱部材６は波長変換部４の第２領域４２上に位置する。例えば、波長変換部４が基板５に接合されるときのように、波長変換部４は酸素結合によって放熱部材６に直接接合されてもよい。あるいは、放熱部材６の表面に例えば数μｍの微小な凹凸が設けられて、当該凹凸が利用されたアンカー効果により、波長変換部４が放熱部材６に直接接合されてもよい。
波長変換部４が放熱部材６に直接接合される場合には、放熱部材６は高反射率部材として機能してもよい。この場合、高反射率部材が、波長変換部４が発する熱を放出する放熱部材として機能すると言える。放熱部材６の表面での変換光Ｌ２の反射率は、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きくてもよい。放熱部材６の表面での変換光Ｌ２の反射率は、例えば３５％以上であってもよいし、４０％以上であってもよいし、５０％以上であってもよい。あるいは、放熱部材６の表面での変換光Ｌ２の反射率は、６０％以上であってもよいし、７０％以上であってもよいし、８０％以上であってもよい。放熱部材６の表面での変換光Ｌ２の反射率が、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きい場合には、放熱部材６で反射して入射部材３に入射する第２成分Ｌ２ｂの光量を大きくすることができる。その結果、接続ロスの少ない光接続構造１を実現することができる。
また、放熱部材６は、レーザ光Ｌ１を反射する部材として機能してもよい。この場合、放熱部材６の表面でのレーザ光Ｌ１の反射率は、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きくてもよい。放熱部材６の表面でのレーザ光Ｌ１の反射率は、例えば３５％以上であってもよいし、４０％以上であってもよいし、５０％以上であってもよい。あるいは、放熱部材６の表面でのレーザ光Ｌ１の反射率は、６０％以上であってもよいし、７０％以上であってもよいし、８０％以上であってもよい。放熱部材６の表面でのレーザ光Ｌ１の反射率が、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きい場合、レーザ光Ｌ１のうち、波長変換部４を透過して放熱部材６で反射される透過成分の光量を大きくすることができる。その結果、波長変換部４の発光効率が向上する。
なお、波長変換部４は、放熱部材６に直接接合されるのではなく、例えば、レーザ光Ｌ１及び変換光Ｌ２が透過する透明樹脂から成る接合材が用いられて放熱部材６に接合されてもよい。この場合においても、放熱部材６の表面での変換光Ｌ２の反射率が、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きいときには、接続ロスの少ない光接続構造１を実現することができる。また、放熱部材６の表面でのレーザ光Ｌ１の反射率が、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きいときには、波長変換部４の発光効率が向上する。
高反射率部材の表面の全領域において、変換光Ｌ２の反射率が、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きくなくてもよい。例えば、高反射率部材の表面において、変換光Ｌ２の反射率が、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きい領域は、変換光Ｌ２の第２成分Ｌ２ｂが照射される領域だけであってもよい。また、高反射率部材の表面の全領域において、レーザ光Ｌ１の反射率が、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きくなくてもよい。例えば、高反射率部材の表面において、レーザ光Ｌ１の反射率が、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きい領域は、レーザ光Ｌ１のうち波長変換部４を透過した透過成分が照射される領域だけであってもよい。例えば、図１等の例のように基板５が高反射率部材として機能し、基板５がアルミニウム合金あるいはアルミニウムで構成される場合、基板５の放熱性を高めるために、基板５の表面５０のうち被照射領域５１ａ以外の領域に対して黒アルマイト処理が行われてもよい。黒アルマイト処理された領域は黒色となり、変換光Ｌ２及びレーザ光Ｌ１を吸収する。これにより、基板５の表面５０において、変換光Ｌ２の反射率が、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きい領域が被照射領域５１ａだけとなる。また、基板５の表面５０において、レーザ光Ｌ１の反射率が、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きい領域が被照射領域５１ａだけとなる。高反射率部材として機能する金属膜９に対しても同様の処理が行われてもよいし、高反射率部材として機能する放熱部材６に対しても同様の処理が行われてもよい。
上記の各例では、光接続構造１は放熱部材６を備えているが、光接続構造１は放熱部材６を備えなくてもよい。
上記の各例では、レーザ光Ｌ１は、波長変換部４の表面４０のうち、第１主面４１に照射されているが、第１主面４１以外の領域に照射されてもよい。図１０は、波長変換部４の表面４０に含まれる、第１主面４１と第２主面４２を繋ぐ周側面４３に対して、レーザ光Ｌ１が照射される様子の一例を示す図である。図１０の例では、被照射領域４１ａは周側面４３に含まれる。また図１０の例では、変換光Ｌ２は、例えば、波長変換部４から直接出射される成分であって、波長変換部４の第１主面４１から出射されて光ファイバ３に直接入射する第１成分Ｌ２ａを含む。図１０の例であっても、波長変換部４が発する変換光Ｌ２が入射部材３に直接入射することから、上述の入射用光学系が不要となる。その結果、光接続構造１の組み上げ作業を簡素化することができる。また、光接続構造１の構成を簡素化することができる。
図１１は光接続構造１の他の一例を示す概略図である。図１２は、光接続構造１が備える波長変換部４、基板５及び出射部材２の一例を示す概略図である。以下では、図１１及び１２に示されるＸＹＺ直交座標系を用いて光接続構造１について説明する。以下の説明では、－Ｚ側を下側とし、＋Ｚ側を上側とする。なお、出射部材２は例えば光ファイバであり、光ファイバ２は、例えば、波長変換部４よりも＋Ｘ側に位置する。また、図１１及び１２の例では、光ファイバ２は、例えばＸ軸方向に沿って延在している。以下、出射部材２は、光ファイバ２を使用した例で主に説明するが、これに限らない。出射部材２は、レーザ素子そのものであったり、ＣＡＮパッケージにレーザ素子が実装されたものであったりしてもよい。
光ファイバ２の出射端部２００は、レーザ光Ｌ１が出射される出射面２０ａを有する。例えばコア２０が出射面２０ａを有する。出射面２０ａは、例えば円形の平面であって、出射端面ともいえる。出射面２０ａは波長変換部４の近傍に位置する。出射面２０ａは波長変換部４の方を向いている。出射面２０ａから出射されるレーザ光Ｌ１の少なくとも一部は他の部材等にて反射されることなく波長変換部４に直接照射される。レーザ光Ｌ１は、出射面２０ａから、例えば－Ｘ方向に沿って出射される。
波長変換部４の表面４０は、レーザ光Ｌ１が照射される被照射領域１４０を有する。図１１の例では、被照射領域１４０は、例えば波長変換部４の第１面４１に含まれる。レーザ光Ｌ１は第１面４１に直接照射される。被照射領域１４０は、光照射・受光計測装置等で画像の取得等をすることで特定することができる。
波長変換部４の表面４０は、光Ｌ２を反射する部材がその上に位置する第１領域を有する。表面４０に含まれる第１領域は、光Ｌ２を反射する部材に位置するともいえる。本例では、第１領域は、例えば第２面４２である。光Ｌ２を反射する部材は、第２面４２上に位置する。以後、波長変換部４の表面４０上に位置し、かつ光Ｌ２を反射する部材を高反射率部材と呼ぶことがある。また、光Ｌ２を変換光Ｌ２と呼ぶことがある。本例では、高反射率部材として基板５が採用されている。波長変換部４の第２面４２上には基板５が位置する。高反射率部材は、変換光Ｌ２だけではなくレーザ光Ｌ１を反射することが可能であってもよい。
本実施の形態では、基板５は、例えば、概ね直方体である。基板５の表面５０は、互いに対向する平坦な上面５１及び下面５２と、上面５１及び下面５２を繋ぐ周側面５３とを有する。上面５１及び下面５２は例えばＸＹ平面と平行をなしている。
また、本実施形態では、基板５は凹部５５を有する。凹部５５は、基板５の表面５０に開口する開口５５ａ（第２開口ともいう）を有する。開口５５ａは、例えば基板５の上面５１に開口する。
波長変換部４は凹部５５内に位置する。波長変換部４の第２面４２は、例えば、凹部５５の内面５５ｂ（言い換えれば内壁）に接合されている。波長変換部４は、凹部５５の内面５５ｂの形状に応じた形状を有する。凹部５５の内面５５ｂは、例えば、円錐側面状をなしている。凹部５５の開口５６ａは例えば円形である。波長変換部４は、凹部５５の内面５５ｂが構成する円錐側面状に応じて湾曲している。
光ファイバ２の少なくとも出射端部２００は、平面透視において基板５と重なって位置する。このとき、光ファイバ２の少なくとも出射端部２００は、基板５に埋められてもよい。つまり、光ファイバ２の少なくとも出射端部２００は、基板５内の孔５６に位置していてもよいし、後述する溝５７に位置していてもよい。また光ファイバ２の少なくとも出射端部２００が、基板５の上面に位置しており、出射端部２００を、例えば、基板５と同じ材料の金属板、基板５と異なる材料の金属板、樹脂接着剤等で覆っている構造であってもよい。基板５は、例えば、光ファイバ２の少なくとも出射端部２００が埋められた孔５６を有する。孔５６は、例えば、Ｘ軸方向に沿って延びており、基板５の周側面５３から凹部５５に達している。孔５６は、基板５の周側面５３に開口している。孔５６は、基板５の凹部５５内の空間と繋がっている。孔５６は、基板５の凹部５５内の空間と繋がる開口５６ａ（第１開口ともいう）を有する。出射端部２００の出射面２０ａは開口５６ａに向いている。光ファイバ２は、孔５６の周側面５３側の開口から孔５６に挿入される。
波長変換部４は、凹部５５の内面５５ｂのうち、例えば、孔５６の開口５６ａが設けられた片側半分（＋Ｘ側の片側半分）とは反対側の片側半分（－Ｘ側の片側半分）の大部分に設けられている。出射面２０ａから出射されたレーザ光Ｌ１は、孔５６の開口５６ａを通って、凹部５５内の波長変換部４の上面５１に直接照射される。波長変換部４は、レーザ光Ｌ１が直接照射される被照射部分４５を有する。
入射部材３は、入射される変換光Ｌ２を伝送する。入射部材３は、例えば光ファイバであり、光ファイバ３の軸方向に垂直な方向の断面は、例えば円形をなしている。以下、入射部材３は、光ファイバ３として説明するが、入射部材３は、光ファイバに限らなくてもよい。入射部材３として、例えば、ロッドレンズ、インテグレータレンズ、中空ミラーあるいはライトガイド等を使用してもよい。光ファイバ３は、例えば、波長変換部４及び光ファイバ２よりも＋Ｚ側に位置する。光ファイバ３は、例えばＺ軸方向に沿って延在している。光ファイバ２と光ファイバ３は、例えば互いに交差しないように配置されている。
入射面３０ａは、例えば、基板５に設けられた凹部５５の開口５５ａに向いている。入射面３０ａは、例えば、開口５５ａがなす開口面と対向している。入射面３０ａは、例えば、凹部５５の開口面（つまり開口５５ａで取り囲まれた面）と平行をなしている。例えば、開口５５ａから凹部５５内をＺ軸方向（言い換えれば基板５の厚み方向）に沿って見た場合、波長変換部４（詳細は波長変換部４の第１面４１）は視認可能となっている（図１２参照）。入射面３０ａの面積は、凹部５５の開口面積（つまり開口５５ａで取り囲まれた面の面積）よりも大きくてもよいし、小さくてもよいし、同じであってもよい。
波長変換部４が発する変換光Ｌ２は、例えば、波長変換部４から直接出射される成分であって、凹部５５の開口５５ａを通って光ファイバ３に直接入射する第１成分Ｌ２ａを有する。図１１及び１２の例では、変換光Ｌ２は、例えば、波長変換部４から直接出射される成分であって、波長変換部４の被照射領域１４０から出射されて開口５５ａを通って光ファイバ３に直接入射する第１成分Ｌ２ａを有する。第１成分Ｌ２ａは、変換光Ｌ２のうち、波長変換部４とは別の部材で反射されずに光ファイバ３に入射する成分である。
さらに、変換光Ｌ２は、波長変換部４の表面４０に含まれる、基板５に位置する第１領域から出射されて基板５で反射して光ファイバ３に入射される第２成分Ｌ２ｂを含む。本例では、変換光Ｌ２のうち、波長変換部４の第２面４２から出射されて基板５で反射して光ファイバ３に入射される成分が第２成分Ｌ２ｂとなる。第２成分Ｌ２ｂは、基板５の凹部５５の内面５５ｂで反射され、その後、波長変換部４を透過して光ファイバ３に入射される。第２成分Ｌ２ｂには、波長変換部４を透過して被照射領域１４０から出射されて光ファイバ３に直接入射する成分が含まれる。基板５の表面５０は、第２成分Ｌ２ｂが照射される被照射領域５４を有する。図１１及び１２の例では、被照射領域５４は凹部５５の内面５５ｂに含まれる。
変換光Ｌ２は、第１成分Ｌ２ａ及び第２成分Ｌ２ｂ以外にも、光ファイバ３に入射されない成分も含まれる。変換光Ｌ２は、第１成分Ｌ２ａ及び第２成分Ｌ２ｂ以外の、光ファイバ３に入射される成分を含んでもよい。例えば、変換光Ｌ２には、凹部５５の内面５５ｂのうち波長変換部４が設けられていない領域（例えば、孔５６の開口５６ａが設けられた片側半分（＋Ｘ側の片側半分））で反射して光ファイバ３に入射する成分が含まれてもよい。
光ファイバ２から出射されるレーザ光Ｌ１には、波長変換部４を透過して基板５の被照射領域５４に照射される透過成分が含まれる。この透過成分は、基板５の被照射領域５４で反射されて、波長変換部４に再度照射される。波長変換部４は、透過成分の照射に応じて光を発する。この光を、透過成分に応じた光と呼ぶことがある。透過成分に応じた光の一部は、第１成分Ｌ２ａの一部となり、被照射領域１４０から出射して光ファイバ３に直接入射する。また、透過成分に応じた光の他の一部は、第２成分Ｌ２ｂの一部となり、第２面４２から出射して基板５で反射した後、光ファイバ３に入射する。
以上のように、本例の光接続構造１では、光ファイバ２の少なくとも出射端部２００は基板５に埋められている。これにより、光ファイバ２のすべてが基板５の外側に位置する場合と比較して、光接続構造１の省スペース化を図ることができる。
また、光ファイバ２の少なくとも出射端部２００は基板５に埋められていることから、光ファイバ３の入射面３０ａを基板５の外側から波長変換部４に近づける場合に光ファイバ２の出射端部２００の干渉を受けにくくなる。これにより、光ファイバ３の入射面３０ａを波長変換部４に近づけやすくなる。よって、波長変換部４が発する変換光Ｌ２が光ファイバ３に入射されやすくなり、その結果、変換光Ｌ２を効率良く光ファイバ３に入射することができる。
また、本例では、光ファイバ２の少なくとも出射端部２００は、基板５に設けられた孔５６に埋められていることから、出射端部２００を孔５６内に配置することで出射端部２００の位置決めが可能となる。よって、出射端部２００の位置決めが容易となる。
また、本例では、波長変換部４は、基板５に設けられた凹部５５内に位置することから、光接続構造１のさらなる省スペース化が可能となる。
また、本例では、光ファイバ２からのレーザ光Ｌ１が、波長変換部４に直接照射される。これにより、例えば、レーザ光Ｌ１を波長変換部４に照射するための、光学ミラー等を含む光学系（照射用光学系ともいう）が不要となる。本例とは異なり、光接続構造１が照射用光学系を備える場合、光接続構造１の組み上げ時に照射用光学系の各部品の位置調整が必要となり、光接続構造１の組み上げ作業が複雑となる。本例では、照射用光学系を不要にすることができることから、光接続構造１の組み上げ作業を簡素化することができる。また、光接続構造１の構成を簡素化することができる。
また、本例では、波長変換部４が発する変換光Ｌ２が光ファイバ３に直接入射する。これにより、例えば、変換光Ｌ２を光ファイバ３に入射するための、光学ミラー等を含む光学系（ファイバ入射用光学系ともいう）が不要となる。本例とは異なり、光接続構造１がファイバ入射用光学系を備える場合、光接続構造１の組み上げ時にファイバ入射用光学系の各部品の位置調整が必要となり、光接続構造１の組み上げ作業が複雑となる。本例では、ファイバ入射用光学系を不要にすることができることから、光接続構造１の組み上げ作業を簡素化することができる。また、光接続構造１の構成を簡素化することができる。
また、本例では、光ファイバ３の入射面３０ａは、波長変換部４が位置する凹部５５の開口５５ａに向いていることから、波長変換部４が発する変換光Ｌ２のうち、凹部５５の開口５５ａを通って光ファイバ３に直接入射する成分の光量を大きくすることができる。よって、変換光Ｌ２を効率良く光ファイバ３に入射することができる。その結果、接続ロスの少ない光接続構造１を実現することができる。
光接続構造１の構造及び構成は上記の例に限れない。例えば、基板５の凹部５５の内面５５ｂの形状は、円錐側面状以外であってもよい。内面５５ｂの形状は、例えば、角錐側面状であってもよいし、部分球面状（例えば半球面状）であってもよい。また、内面５５ｂの形状は、円錐台の側面及び上面（天面ともいう）からなる形状であってもよいし、円錐台の側面及び底面からなる形状であってもよい。また、内面５５ｂの形状は、角錐台の側面及び上面からなる形状であってもよいし、角錐台の側面及び底面からなる形状であってもよい。
また、基板５には、光ファイバ２の半分以上が埋められてもよいし、光ファイバ２の大部分が埋められてもよいし、光ファイバ２のすべてが埋められてもよい。
また、光ファイバ２を基板５に埋める方法は、上記とは異なる方法であってもよい。例えば、光ファイバ２の少なくとも出射端部２００は、基板５に設けられた溝５７に埋められてもよい。図１３はこの場合の光接続構造１の一例を示す概略図である。図１４は、図１３に示される波長変換部４、基板５及び光ファイバ２を＋Ｚ側から見た様子の一例を示す概略図である。
図１３及び１４に示されるように、基板５は、光ファイバ２の少なくとも出射端部２００が埋められた溝５７を有する。溝５７は、例えば、Ｘ軸方向に沿って延びており、基板５の周側面５３から基板５の凹部５５まで延びている。溝５７は、凹部５５内の空間と繋がっている。溝５７は、上面５１に開口するともに、周側面５３に開口している。また、溝５７は、基板５の凹部５５内の空間と繋がる開口５７ａ（第１開口ともいう）を有する。光ファイバ２の出射面２０ａから出射されたレーザ光Ｌ１は、開口５７ａを通って、凹部５５内の波長変換部４の上面５１に直接照射される。
図１３及び１４の例のように、光ファイバ２の少なくとも出射端部２００が溝５７に埋められる場合には、出射端部２００を溝５７内に配置することで出射端部２００の位置決めが可能となる。これにより、出射端部２００の位置決めが容易となる。
光接続構造１は、凹部５５の開口５５ａの少なくとも一部を覆い、レーザ光Ｌ１を反射し、変換光Ｌ２を透過する光学フィルタ７（第１光学フィルタともいう）を備えてもよい。図１５及び１６は、光学フィルタ７を備える光接続構造１の一例を示す概略図である。図１５及び１６に示される光接続構造１は互いに同じものである。
図１５及び１６の例では、光学フィルタ７は、例えば、凹部５５の開口５５ａの全領域を覆っている。光学フィルタ７は、例えば、板状、シート状あるいは膜状に形成されている。光学フィルタ７は、例えば、ＸＹ平面に沿って面状に広がっている。光学フィルタ７の厚みは、例えば、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であってもよい。光学フィルタ７は、例えば、光ファイバ３の入射面３０ａと、凹部５５の開口５５ａとの間に位置する。光学フィルタ７は、例えば、光ファイバ３の入射側の端面の全領域と接触している。光学フィルタ７は、例えば、コア３０の入射面３０ａと、クラッド３１の入射側の端面とに接触している。
光学フィルタ７は、変換光Ｌ２を透過することが可能であることから、波長変換部４が発する変換光Ｌ２は光学フィルタ７を透過して光ファイバ３の入射面３０ａに入射する。また、光学フィルタ７は、レーザ光Ｌ１を反射することが可能であることから、図１５に示されるように、例えば、レーザ光Ｌ１のうち、波長変換部４の表面４０で反射する第１反射成分Ｌ１ａを反射して波長変換部４に照射することができる。図１５の例では、光学フィルタ７は、レーザ光Ｌ１のうち、例えば波長変換部４の第１面４１で反射した第１反射成分Ｌ１ａを反射して波長変換部４の第１面４１に照射している。
また、光学フィルタ７は、図１６に示されるように、例えば、レーザ光Ｌ１のうち、波長変換部４を透過して基板５で反射した第２反射成分Ｌ１ｂを反射して波長変換部４に照射することができる。図１６の例では、光学フィルタ７は、レーザ光Ｌ１のうち、例えば波長変換部４の第２面４２から出射されて基板５の被照射領域５４で反射した第２反射成分Ｌ１ｂを反射して波長変換部４の第１面４１に照射している。
光学フィルタ７でのレーザ光Ｌ１の反射率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。光学フィルタ７での変換光Ｌ２の透過率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。光学フィルタ７は、例えば、ガラスで構成されてもよいし、ガラス以外の材料で構成されてもよい。
このような光学フィルタ７を光接続構造１に設けることによって、レーザ光Ｌ１に含まれる第１反射成分Ｌ１ａ及び第２反射成分Ｌ１ｂを波長変換部４に照射することができる。これにより、波長変換部４の発光効率が向上する。
図１５及び１６の例のように、光学フィルタ７が、凹部５５の開口５５ａの全領域を覆う場合には、光学フィルタ７で反射されて波長変換部４に照射される第１反射成分Ｌ１ａ及び第２反射成分Ｌ１ｂの光量を大きくすることができる。これにより、波長変換部４の発光効率がさらに向上する。
また、レーザ光Ｌ１を反射する光学フィルタ７が、凹部５５の開口５５ａの少なくとも一部を覆うことによって、変換光Ｌ２を伝送する光ファイバ３の入射面３０ａにレーザ光Ｌ１が入射されにくくなる。
なお、光学フィルタ７は、図１７の例のように、凹部５５の開口５５ａを部分的に覆ってもよい。また、光学フィルタ７は、図１７の例のように、光ファイバ３のクラッド３１の入射側の端面に接触しなくてもよい。また、光学フィルタ７は、図１７の例のように、光ファイバ３の入射面３０ａと部分的に接触してもよい。また、光学フィルタ７は、光ファイバ３の入射面３０ａと接触しなくてもよい。光学フィルタ７が入射面３０ａと接触する場合には、入射面３０ａにレーザ光Ｌ１がさらに入射されにくくなる。また、図１５及び１６の例では、光学フィルタ７と基板５の上面５１との間に少し隙間が存在するが、光学フィルタ７は上面５１に接触してもよい。この場合、レーザ光Ｌ１が基板５の外側に漏れにくくなる。
基板５の凹部５５の内面５５ｂにおいて、波長変換部４が設けられる領域は上記の例に限られない。図１８は、凹部５５の内面５５ｂの全領域に波長変換部４が設けられている様子の一例を示す概略図である。図１９は、図１８に示される波長変換部４、基板５及び光ファイバ２を＋Ｚ側から見た様子の一例を示す概略図である。図１９では、波長変換部４が斜線で示されている。
図１８及び１９の例では、凹部５５の内面５５ｂの全領域に波長変換部４が設けられている。波長変換部４は、例えば、中空かつ底面が開口した円錐状をなしている。波長変換部４の第１面４１及び第２面４２はそれぞれ内側の面及び外側の面といえる。波長変換部４は、レーザ光Ｌ１が直接照射される被照射部分４５以外にも、孔５６の開口５６ａの周辺に位置する周辺部分４６を有する。ここでいう開口５６ａの周辺とは開口５６ａを囲う領域のことである。
本例のように、波長変換部４が、被照射部分４５以外にも周辺部分４６を有する場合には、レーザ光Ｌ１のうち、光学フィルタ７で反射された成分が波長変換部４に照射されやすくなる。これにより、波長変換部４の発光効率がさらに向上する。
また、波長変換部４が、凹部５５の内面５５ｂの全領域に設けられる場合には、レーザ光Ｌ１のうち、光学フィルタ７で反射された成分がさらに波長変換部４に照射されやすくなる。これにより、波長変換部４の発光効率がさらに向上する。
なお、波長変換部４は、被照射部分４５だけを備えてもよい。また、波長変換部４は、被照射部分４５と周辺部分４６だけを備えてもよい。また、波長変換部４は、凹部５５の内面５５ｂの半分以上の領域に設けられてもよいし、内面５５ｂの３分の２以上の領域に設けられてもよい。
図１３及び１４の例のように、基板５に設けられた溝５７に光ファイバ２が埋められる場合、波長変換部４は、被照射部分４５以外に、溝５７の開口５７ａの周辺に位置する周辺部分４６を備えてもよい。このとき、波長変換部４は、図２０に示されるように、凹部５５の内面５５ｂの全領域に設けられてもよい。
上記の各例では、レーザ光Ｌ１は、波長変換部４に対して直接照射されていたが、他の部材で反射されて照射されてもよい。図２１はこの場合の光接続構造１の一例を示す概略図である。
図２１の例では、レーザ光Ｌ１は光学フィルタ７で反射されて波長変換部４に照射される。基板５の凹部５５の内面５５ｂの形状は、例えば、円錐台の側面及び上面からなる形状となっている。凹部５５の開口５５ａは例えば円形をなしている。波長変換部４は、例えば、凹部５５の内面５５ｂの底面（つまり円錐台の上面に相当する面）に設けられている。基板５に設けられた孔５６は、例えば、－Ｘ側に傾斜しつつ下側から上側に向けて延びている。孔５６は、例えば、凹部５５の内面５５ｂの側面に開口している。レーザ光Ｌ１は、孔５６の開口５６ａ及び凹部５５の開口５５ａを通って光学フィルタ７に直接照射される。光学フィルタ７は、照射されるレーザ光Ｌ１を反射して波長変換部４に照射する。なお、凹部５５の内面５５ｂにおいて波長変換部４が設けられる領域は図１１の例に限られない。
光接続構造１は、変換光Ｌ２を反射し、レーザ光Ｌ１を透過し、孔５６の開口５６ａの少なくとも一部を覆う光学フィルタ８（第２光学フィルタともいう）を備えてもよい。図２２は光学フィルタ８を備える光接続構造１の一例を示す概略図である。図２３は図２２に示される波長変換部４、基板５及び光ファイバ２を＋Ｚ側から見た様子の一例を示す概略図である。図２２では、光学フィルタ８の断面が斜線で示されている。
図２２及び２３の例では、光学フィルタ８は、例えば、孔５６の開口５６ａの全領域を覆っている。光学フィルタ８は、例えば、板状、シート状あるいは膜状に形成されている。光学フィルタ８は、例えば、凹部５５の内面５５ｂのうち、孔５６の開口５６ａが設けられた片側半分（＋Ｘ側の片側半分）の大部分に設けられている。光学フィルタ８は、凹部５５の内面５５ｂの形状に応じて湾曲している、光学フィルタ８の厚みは、例えば、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であってもよい。レーザ光Ｌ１は、光学フィルタ８を通って波長変換部４に直接照射される。
光学フィルタ８での変換光Ｌ２の反射率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。光学フィルタ７でのレーザ光Ｌ１の透過率は、例えば、８０％以上であってもよいし、９０％以上であってもよいし、９５％以上であってもよい。光学フィルタ８は、例えば、ガラスで構成されてもよいし、ガラス以外の材料で構成されてもよい。
光学フィルタ８は、孔５６の開口５６ａを覆い、かつ変換光Ｌ２を反射することが可能であることから、波長変換部４が発する変換光Ｌ２のうち、孔５６の開口５６ａに向かう成分を反射することが可能である。変換光Ｌ２には、光学フィルタ８で反射して光ファイバ３の入射面３０ａに入射する成分が含まれる。これにより、変換光Ｌ２のうち、光ファイバ３に入射する成分の光量を大きくすることができる。
なお、光学フィルタ８は、図２４の例のように、孔５６の開口５６ａを部分的に覆ってもよい。また、図１３及び１４の例のように基板５に溝５７が設けられる場合、図２５に示されるように、溝５７の開口５７ａの少なくとも一部を覆う光学フィルタ８が光接続構造１に設けられてもよい。
上記の各例では、波長変換部４は凹部５５内の空間の一部だけを占めていたが、図２６に示されるように、凹部５５内の空間のすべてを埋めるように凹部５５内に設けられてもよい。図２６の例では、波長変換部４は例えば円錐状をなしている。円錐状の波長変換部４の周側面４８は凹部５５の内面５５ｂに接合されている。波長変換部４が発する変換光Ｌ２は、波長変換部４から直接出射される成分であって、波長変換部４の上面４９（つまり円錐の底面に相当する面）から出射されて光ファイバ３に直接入射する第１成分Ｌ２ａを有する。また、変換光Ｌ２は、波長変換部４の周側面４８から出射されて基板５で反射され、光ファイバ３に入射する第２成分Ｌ２ｂを含む。図２６の例では、波長変換部４は、孔５６の開口５６ａの周辺に位置する周辺部分４６を備える。
図２６の例では、波長変換部４の上面４９は、基板５の上面５１と同一平面上に位置するが、上面５１よりも上方に位置してもよいし、上面５１よりも下方に位置してもよい。
波長変換部４を基板５に接合する方法は上記の例に限られない。例えば、波長変換部４の第２面４２に金属膜９を設けて、当該金属膜９に対して基板５をはんだ付けすることによって波長変換部４を基板５に接合してもよい。図２７はこの場合の光接続構造１の一例を示す概略図である。図２７では、金属膜９及びはんだ層１０の断面が斜線で示されている。本例では、金属膜９と基板５との間にははんだ層１０が存在し、金属膜９が基板５の凹部５５の内面５５ｂにはんだ付けされている。
光接続構造１は、図２８に示されるように、基板５を備えなくてもよい。図２８の例では、波長変換部４の第２面４２上の金属膜９が放熱部材６にはんだ付けされている。金属膜９と放熱部材６との間にはんだ層１０が存在する。放熱部材６には凹部６５が設けられている。凹部６５は、放熱部材６の上面に開口する開口６５ａを有する。波長変換部４及び金属膜９は凹部６５内に位置している。金属膜９は凹部６５の内面６５ｂにはんだ付けされている。放熱部材６には、光ファイバ２の少なくとも出射端部２００が埋められた孔６６が設けられている。孔６６は、凹部６５内の空間に繋がる開口６６ａを有する。レーザ光Ｌ１は、開口６６ａを通って波長変換部４に直接照射される。変換光Ｌ２は、凹部６５の開口６５ａを通って光ファイバ３に入射する成分を有する。
光接続構造１が基板５を備えない場合には、図２９に示されるように、波長変換部４は、放熱部材６に対して、はんだ等の接合材が使用されずに直接接合されてもよい。図２９の例では、波長変換部４の第２面４２が放熱部材６の凹部６５の内面６５ｂに直接接合されている。例えば、波長変換部４が基板５に接合されるときのように、波長変換部４は酸素結合によって放熱部材６に直接接合されてもよい。あるいは、放熱部材６の表面に例えば数μｍの微小な凹凸が設けられて、当該凹凸が利用されたアンカー効果により、波長変換部４が放熱部材６に直接接合されてもよい。
なお、本例においても、高反射率部材の表面の全領域において、変換光Ｌ２の反射率が、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きくなくてもよい。例えば、高反射率部材の表面において、変換光Ｌ２の反射率が、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きい領域は、波長変換部４が位置する凹部の内面だけであってもよい。また、高反射率部材の表面の全領域において、レーザ光Ｌ１の反射率が、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きくなくてもよい。例えば、高反射率部材の表面において、レーザ光Ｌ１の反射率が、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きい領域は、波長変換部４が位置する凹部の内面だけであってもよい。例えば、図１等の例のように基板５が高反射率部材として機能し、基板５がアルミニウム合金あるいはアルミニウムで構成される場合、基板５の放熱性を高めるために、基板５の表面５０のうち凹部５５の内面５５ｂ以外の領域に対して黒アルマイト処理が行われてもよい。これにより、基板５の表面５０において、変換光Ｌ２の反射率が、波長変換部４の表面４０での変換光Ｌ２の反射率よりも大きい領域が、凹部５５の内面５５ｂだけとなる。また、基板５の表面５０において、レーザ光Ｌ１の反射率が、波長変換部４の表面４０でのレーザ光Ｌ１の反射率よりも大きい領域が凹部５５の内面５５ｂだけとなる。高反射率部材として機能する金属膜９に対しても同様の処理が行われてもよいし、高反射率部材として機能する放熱部材６に対しても同様の処理が行われてもよい。
上記の例では、光ファイバ２の出射面２０ａは、平面であったが、図３０に示されるように凸面であってもよい。つまり、出射面２０ａは凸状となっていてもよい。図３０の例では、光ファイバ２の出射側の端面が全体的に凸面となっている。出射面２０ａが凸面である場合、当該凸面は凸レンズとして機能する。これにより、出射面２０ａが構成する凸面の形状を変更することによって、レーザ光Ｌ１の被照射領域１４０でのスポットの形状（スポット径など）を簡単に調整することができる。
光ファイバ２の出射面２０ａが凸面である場合には、光ファイバ２は、出射端部２００を構成するコアレスファイバを備えてもよい。図３１はこの場合の光ファイバ２の構成の一例を示す概略図である。
図３１に示される光ファイバ２（光ファイバ２Ａともいう）は、上述のコア２０及びクラッド２１を有するファイバ２１０（光ファイバ２１０あるいはファイバ本体２１０ともいう）と、ファイバ２１０の出射側の端面２１０ａに接続されたコアレスファイバ２２０とを備える。
ファイバ２１０は、レーザ光Ｌ１が入射され、入射されたレーザ光Ｌ１を伝送する。ファイバ２１０の出射側の端面２１０ａは例えば平面となっている。コアレスファイバ２２０は、例えば、コア２０の出射側の端面及びクラッド２１の出射側の端面に対して接続される。コアレスファイバ２２０は、ファイバ２１０の出射側の端面２１０ａに対して、例えば融着接続される。
コアレスファイバ２２０には、ファイバ２１０で伝送されるレーザ光Ｌ１が入射する。コアレスファイバ２２０は、入射されたレーザ光Ｌ１を伝送し、その先端から外側に出射する。コアレスファイバ２２０の出射側の端面は、凸面となっており、光ファイバ２の出射面２０ａを構成する。コアレスファイバ２２０は、例えば、コア２０でのレーザ光Ｌ１に対する屈折率と同じか、あるいはそれに近い屈折率を有する材料で構成されている。コアレスファイバ２２０は、コア２０と同じ材料で構成されてもよいし、コア２０と異なる材料で構成されてもよい。コア２０が例えば石英ガラスで構成される場合、コアレスファイバ２２０は例えば石英ガラスで構成されてもよい。コアレスファイバ２２０内ではレーザ光Ｌ１は広がりながら伝搬する。そして、レーザ光Ｌ１は、コアレスファイバ２２０の先端の出射面２０ａから出射される。
以上のような光接続構造１は様々なシステムにおいて利用されることができる。以下に、光接続構造１を備えるシステムの構成例について説明する。
図３２は、光接続構造１を備えるシステム５００Ａの構成の一例を示す概略図である。図３２に示されるシステム５００Ａは、例えば、光接続構造１の波長変換部４が発する変換光Ｌ２を照明光Ｌ５として放射する照明システムである。システム５００Ａが放射する照明光Ｌ５は、室内で利用されてもよい、屋外で利用されてもよい。
図３２に示されるように、システム５００Ａは、例えば、レーザ装置５１０と、照明光Ｌ５を放射する放射部５２０と、上述の光ファイバ２とを備える。放射部５２０は、光接続構造１における光ファイバ２以外の構成を備える。レーザ装置５１０と放射部５２０とは光ファイバ２で接続されている。
レーザ装置５１０は、レーザ光Ｌ１を生成して光ファイバ２に入射することが可能である。レーザ装置５１０は光源５１１を備える。光源５１１はレーザ光Ｌ１を生成して出力することが可能である。光源５１１は例えばレーザダイオード（laser diode：ＬＤ）である。レーザダイオードは半導体レーザとも呼ばれる。光源５１１が出力するレーザ光Ｌ１は光ファイバ２に入射される。
レーザ装置５１０のレーザ光Ｌ１の出力電力は、例えば、数Ｗ以上１０Ｗ以下である。レーザ光Ｌ１の出力電力はこの限りではない。レーザ装置５１０が複数の光源５１１を備える場合、レーザ装置５１０のレーザ光Ｌ１の出力電力は、例えば１０Ｗ以上であってもよい。
光ファイバ２は、光源５１１が出力するレーザ光Ｌ１を放射部５２０まで伝送することが可能である。光ファイバ２は、光源５１１が出力するレーザ光Ｌ１を伝送して出射面２０ａから出射する。光ファイバ２の一端はレーザ装置５１０と接続され、光ファイバ２の他端は放射部５２０と接続されている。光ファイバ２は、レーザ装置５１０とコネクタ接続されてもよいし、他の方法で接続されてもよい。また、光ファイバ２は、放射部５２０とコネクタ接続されてもよいし、他の方法で接続されてもよい。
光ファイバ２は放射部５２０の内部にまで進入している。光ファイバ２の出射面２０ａは、図１等に示されるように、放射部５２０内の波長変換部４の近傍に位置している。光ファイバ２の出射面２０ａから出射するレーザ光Ｌ１は、放射部５２０内の波長変換部４に照射される。放射部５２０には、例えば長さの短い光ファイバ３が設けられている。放射部５２０内の波長変換部４が発する変換光Ｌ２は、放射部５２０内の光ファイバ３に入射される。光ファイバ３は、その入射面３０ａに入射された変換光Ｌ２を、放射部５２０内で伝送する。光ファイバ３から出射される変換光Ｌ２は照明光Ｌ５として放射部５２０の外部に放射される。放射部５２０は、光ファイバ３から出射される変換光Ｌ２が入射する光学系を備えてもよい。この光学系には、レンズ、拡散板及びリフレクタの少なくとも一つが含まれてもよい。放射部５２０が光学系を備える場合には、放射部５２０は、照明光Ｌ５の配光を調整する機能を有してもよい。放射部５２０では、光ファイバ３の代わりに、入射部材３として例えばロッドレンズが使用されてもよい。他にも、入射部材３としてインテグレータレンズ、中空ミラーあるいはライトガイド等が使用されてもよい。
図３３は、光接続構造１を備える他のシステム５００Ｂの構成の一例を示す概略図である。システム５００Ｂは、システム５００Ａと同様に、光接続構造１の波長変換部４が発する変換光Ｌ２を照明光Ｌ５として放射する照明システムである。
図３３に示されるように、システム５００Ｂは、例えば、レーザ光Ｌ１を生成し、生成したレーザ光Ｌ１を光Ｌ２に変換する変換装置５５０と、照明光Ｌ５を放射する放射部５６０と、上述の光ファイバ３とを備える。変換装置５５０は、光接続構造１における光ファイバ３以外の構成を備える。変換装置５５０と放射部５６０とは光ファイバ３で接続されている。光ファイバ３の一端は変換装置５５０と接続され、光ファイバ３の他端は放射部５６０と接続されている。光ファイバ３は、変換装置５５０とコネクタ接続されてもよいし、他の方法で接続されてもよい。また、光ファイバ３は、放射部５６０とコネクタ接続されてもよいし、他の方法で接続されてもよい。
変換装置５５０は上記の光源５１１を備える。変換装置５５０には、例えば長さの短い光ファイバ２が設けられている。光源５１１が出力するレーザ光Ｌ１は、変換装置５５０内の光ファイバ２に入射される。光ファイバ２は、入射されたレーザ光Ｌ１を変換装置５５０内で伝送し、その出射面２０ａからレーザ光Ｌ１を出射する。光ファイバ２から出射されたレーザ光Ｌ１は、変換装置５５０内の波長変換部４に照射される。変換装置５５０では、光ファイバ２の代わりに、出射部材２として例えばロッドレンズが使用されてもよい。他にも、出射部材２としてインテグレータレンズ、中空ミラーあるいはライトガイド等が使用されてもよい。
光ファイバ３は変換装置５５０内部にまで進入している。光ファイバ３の入射面３０ａは、図１等に示されるように、変換装置５５０内の波長変換部４の近傍に位置している。波長変換部４が発する変換光Ｌ２は光ファイバ３の入射面３０ａに入射される。光ファイバ３は、入射された変換光Ｌ２を放射部５６０まで伝送する。
放射部５６０は、光ファイバ３から出射される変換光Ｌ２を照明光Ｌ５として外部に放射する。放射部５６０は、変換光Ｌ２が入射する光学系を備えてもよい。この光学系には、レンズ、拡散板及びリフレクタの少なくとも一つが含まれてもよい。放射部５６０が光学系を備える場合には、放射部５６０は、照明光Ｌ５の配光を調整する機能を有してもよい。
図３４は、光接続構造１を備える他のシステム５００Ｃの構成の一例を示す概略図である。システム５００Ｃは、システム５００Ａ及び５００Ｂと同様に、光接続構造１の波長変換部４が発する変換光Ｌ２を照明光Ｌ５として放射する照明システムである。
図３４に示されるように、システム５００Ｃは、例えば、上述のレーザ装置５１０及び放射部５６０と、中継器５８０と、光ファイバ２及び３とを備える。中継器５８０は、光接続構造１における光ファイバ２及び３以外の構成を備える。
レーザ装置５１０と中継器５８０とは光ファイバ２で接続されている。光ファイバ２の一端はレーザ装置５１０と接続され、光ファイバ２の他端は中継器５８０と接続されている。光ファイバ２は、レーザ装置５１０とコネクタ接続されてもよいし、他の方法で接続されてもよい。また、光ファイバ２は、中継器５８０とコネクタ接続されてもよいし、他の方法で接続されてもよい。
中継器５８０と放射部５６０とは光ファイバ３で接続されている。光ファイバ３の一端は中継器５８０と接続され、光ファイバ３の他端は放射部５６０と接続されている。光ファイバ３は、中継器５８０とコネクタ接続されてもよいし、他の方法で接続されてもよい。また、光ファイバ３は、放射部５６０とコネクタ接続されてもよいし、他の方法で接続されてもよい。
光ファイバ２は、レーザ装置５１０の光源５１１が出力するレーザ光Ｌ１を中継器５８０まで伝送する。光ファイバ２は中継器５８０の内部にまで進入している。光ファイバ２の出射面２０ａは、図１等に示されるように、中継器５８０内の波長変換部４の近傍に位置している。光ファイバ２の出射面２０ａから出射するレーザ光Ｌ１は、中継器５８０内の波長変換部４に照射される。
光ファイバ３は中継器５８０内部にまで進入している。光ファイバ３の入射面３０ａは、図１等に示されるように、中継器５８０内の波長変換部４の近傍に位置している。波長変換部４が発する変換光Ｌ２は光ファイバ３の入射面３０ａに入射される。光ファイバ３は、入射された変換光Ｌ２を放射部５６０まで伝送する。放射部５６０は、光ファイバ３から出射される変換光Ｌ２を照明光Ｌ５として外部に放射する。
光接続構造１を備えるシステムは、上記の例に限られない。例えば、光接続構造１は、内視鏡システムにおいて使用されてもよい。この場合、波長変換部４が発する変換光Ｌ２は、胃腸内等の体内を照らす照明光として利用される。また、光接続構造１は、照明光Ｌ５を放射する照明システム以外で使用されてもよい。例えば、光接続構造１はプロジェクタで使用されてもよい。この場合、波長変換部４が発する変換光Ｌ２が、プロジェクタの光源の光として利用されてもよい。
以上のように、光接続構造及びそれを備えるシステムは詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この開示がそれに限定されるものではない。また、上述した各種例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
１ 光接続構造
２ 出射部材（第１光ファイバ）
３ 入射部材（第２光ファイバ）
４ 波長変換部
５ 基板
６ 放熱部材
７，８ 光学フィルタ
９ 金属膜
３０ａ 入射面
４１ａ 第１領域
４２ 第２面
４２ａ 第２領域
５１ａ 第３領域
５５ 凹部
５５ａ，５６ａ，５７ａ 開口
５５ｂ 内面
５６ 孔
５７ 溝
２００ 出射端部
５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃ システム（照明システム）
Ｌ１ レーザ光
Ｌ２ 変換光
Ｌ２ａ 第１成分
Ｌ２ｂ 第２成分

Claims (19)

  1. レーザ光を出射する出射部材と、
    前記レーザ光が照射され、前記レーザ光の照射に応じて前記レーザ光の波長スペクトルとは異なる波長スペクトルを有する光を発する波長変換部と、
    前記光が入射される入射部材と、
    前記光を反射する第１部材と
    を備え、
    前記入射部材は、第１光ファイバで構成され、
    前記波長変換部の表面は、
    前記出射部材から前記レーザ光が部材に当たらずに直接照射される第１領域と、
    前記第１部材に位置する第２領域と
    を有し、
    前記光は、
    前記波長変換部から直接出射される成分であって、前記波長変換部から出射されて前記入射部材に直接入射する第１成分と、
    前記第２領域から出射されて前記第１部材で反射して前記入射部材に入射する第２成分と
    を含み、
    前記第１部材の表面は、前記第２成分が照射される第３領域を有し、
    前記第１部材の前記第３領域での前記光の反射率は、前記波長変換部の前記第２領域での前記光の反射率よりも大きく、
    前記レーザ光の前記第１領域でのスポット径は、前記第１光ファイバのコア径以下である、光接続構造。
  2. 請求項１に記載の光接続構造であって、
    前記第３領域には、前記レーザ光における前記波長変換部を透過する透過成分が照射され、
    前記第３領域での前記レーザ光の反射率は、前記波長変換部の前記第２領域での前記レーザ光の反射率よりも大きい、光接続構造。
  3. 請求項１または請求項２に記載の光接続構造であって、
    前記出射部材は、第２光ファイバで構成され、
    前記第１光ファイバのコア径は、前記第２光ファイバのコア径よりも大きい、光接続構造。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の光接続構造であって、
    前記出射部材は、第２光ファイバで構成され、
    前記第１光ファイバの前記光の開口数は、前記第２光ファイバの前記レーザ光の開口数よりも大きい、光接続構造。
  5. 請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の光接続構造であって、
    前記第１光ファイバのコアの入射面と前記波長変換部との間の距離は、前記第１光ファイバのコア径以下である、光接続構造。
  6. 請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の光接続構造であって、
    前記入射部材の入射面は、前記第１領域と平行をなす、光接続構造。
  7. 請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の光接続構造であって、
    前記出射部材の出射面及び前記入射部材の入射面は、前記第１領域に平行な方向に対して、互いに異なる向きに傾斜している、光接続構造。
  8. 請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の光接続構造であって、
    前記出射部材は、前記レーザ光を出射する出射端部を有し、
    前記出射部材の少なくとも前記出射端部は、平面透視において前記第１部材に重なって位置する、光接続構造。
  9. 請求項８に記載の光接続構造であって、
    前記第１部材は、孔あるいは溝を有し、
    前記出射端部は、前記孔あるいは前記溝に位置する、光接続構造。
  10. 請求項９に記載の光接続構造であって、
    前記第１部材は凹部を有し、
    前記孔あるいは前記溝は、前記凹部内の空間に繋がる第１開口を有し、
    前記波長変換部は前記凹部内に位置する、光接続構造。
  11. 請求項１０に記載の光接続構造であって、
    前記凹部は、前記第１部材の表面に開口する第２開口を有し、
    前記第１成分は、前記波長変換部から直接出射され、前記第２開口を通って前記入射部材に直接入射する、光接続構造。
  12. 請求項１１に記載の光接続構造であって、
    前記入射部材は、前記第２開口に向く入射面を有する、光接続構造。
  13. 請求項１１または請求項１２に記載の光接続構造であって、
    前記第１部材は、第２部材と、前記波長変換部と前記第２部材との間に位置した第３部材とを有し、
    前記第２成分は、前記波長変換部の前記第２領域から出射されて前記第３部材で反射して前記入射部材に入射する、光接続構造。
  14. 請求項１３に記載の光接続構造であって、
    前記レーザ光は、前記波長変換部の前記第２領域から出射され、前記第３部材で反射して前記波長変換部に入射する第３成分を有する、光接続構造。
  15. 請求項１１から請求項１４のいずれか一つに記載の光接続構造であって、
    前記第２開口の少なくとも一部を覆い、前記レーザ光を反射し、前記光を透過する第１光学フィルタをさらに備える、光接続構造。
  16. 請求項１５に記載の光接続構造であって、
    前記波長変換部は、前記第１開口の周辺に位置する部分を有する、光接続構造。
  17. 請求項１から請求項１６のいずれか一つに記載の光接続構造であって、
    前記第１部材が固定される放熱部材をさらに備え、
    前記放熱部材の熱伝導率は、前記波長変換部の熱伝導率よりも大きい、光接続構造。
  18. 請求項１から請求項１７のいずれか一つに記載の光接続構造であって、
    前記第１部材の熱伝導率は、前記波長変換部の熱伝導率よりも大きい、光接続構造。
  19. 請求項１から請求項１８のいずれか一つに記載の光接続構造を備え、前記光接続構造の前記波長変換部が発する前記光を照明光として放射する照明システム。
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