导光装置、导光方法以及LD模块与流程

本发明涉及对激光束进行导光的导光装置和导光方法。另外涉及具备该导光装置的LD模块。

背景技术：

具备激光二极管和光纤并将从激光二极管输出的激光束向光纤输入的LD模块被广泛使用。为了提高这样的LD模块的可靠性，需要延长激光二极管的平均故障时间。

作为用于延长激光二极管的平均故障时间的技术，公知有例如专利文献1～2记载的技术。专利文献1记载的技术通过利用具有抑制表面能级的产生的作用的处理液来处理LD的端面，从而抑制COD(Catastrophic Optical Damage：光学灾变损伤)的产生。另外，专利文献2记载的技术是通过使纵向的光密度分散，从而降低活性层的光约束因子(Γ因子)。

专利文献1：日本公开专利公报“特开平9-162501号”(1997年6月20日公开)

专利文献2：国际公开第2010/050071号(2010年5月6日公开)

然而，激光二极管的平均故障时间与该激光二极管的发射体宽度有关系。若将发射体宽度相对窄的第一激光二极管的平均故障时间设为MTTFS，将发射体宽度相对宽的第二激光二极管的平均故障时间设为MTTFL，则它们之间有以下的关系。

[数学式1]

上述式中，P表示光输出，n表示功率加速因子，T表示结温，Ea表示活化能，k表示波尔兹曼常数。带下标S的量与第一激光二极管有关，带下标L的量与第二激光二极管有关。

若增大发射体宽度，则光密度变小，并且结温TL降低(电阻和热阻变小，发热受到抑制)，所以平均故障时间MTTFL变长。因此为了提高LD模块的可靠性，只要增大激光二极管的发射体宽度即可。

然而，若增大激光二极管的发射体宽度，则激光二极管的输出光束参数积(激光二极管的发射体宽度与光束发散角的积)变大。而且，若激光二极管的输出BPP超过光纤的输入光束参数积(光纤的芯径与最大受光角的积)，则无法使从激光二极管输出的激光束全部被芯部接收，激光二极管与光纤的结合效率降低。另外，无法使光纤受光的激光束成为使光纤的覆盖恶化或者烧损等降低LD模块的可靠性的其它原因。

因此，不引起与光纤的结合效率降低的激光二极管的发射体宽度存在上限(以下记为“上限发射体宽度”)。例如在激光二极管的光束发散角与光纤的最大受光角相等的情况下，光纤的芯径成为上限发射体宽度。在现有的LD模块中，由发射体宽度扩大带来的可靠性提高因该上限发射体宽度而存在极限。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述课题所做出的，其目的在于在LD模块中，不降低激光二极管与光纤的结合效率，能够使激光二极管的发射体宽度大于上限发射体宽度，从而实现可靠性比以往高的LD模块。

为了解决上述课题，本发明的导光装置的特征在于具备：通过分割激光束，从而生成由行进方向不同的多个部分光束构成的部分光束群的分割光学系；和通过合成上述部分光束群，从而生成由S轴与特定的空间轴平行的多个部分光束构成的部分光束组的合成光学系，上述部分光束组的S轴径小于上述激光束的S轴径。

为了解决上述课题，本发明的导光方法的特征在于包含：通过分割激光束，从而生成由行进方向不同的多个部分光束构成的部分光束群的分割工序；和通过合成上述部分光束群，从而生成由S轴与特定的空间轴平行的多个部分光束构成的部分光束组的合成工序，上述部分光束组的S轴径小于上述激光束的S轴径。

根据本发明，在LD模块中，能够使激光二极管的发射体宽度大于上限发射体宽度而不降低激光二极管与光纤的结合效率。由此，能够实现提高LD模块的可靠性。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的LD模块的结构的俯视图。

图2是表示图1所示的LD模块的各部的激光束、部分光束或者部分光束组的光束剖面的剖视图。

图3是表示本发明的第二实施方式的LD模块的结构的俯视图。

图4是表示图3所示的LD模块的各部的激光束、部分光束或者部分光束组的光束剖面的剖视图。

图5的(a)是表示本发明的第三实施方式的LD模块的结构的俯视图。(b)是表示该LD模块具备的双反射镜的结构例的立体图。

图6是表示图5所示的LD模块的各部的激光束、部分光束或者部分光束组的光束剖面的剖视图。

图7的(a)是表示本发明的第四实施方式的LD模块的结构的俯视图。(b)是表示该LD模块具备的双反射镜的结构例的立体图。

图8是表示图7所示的LD模块的各部的激光束、部分光束或者部分光束组的光束剖面的剖视图。

图9是表示本发明的第五实施方式的LD模块的结构的俯视图。

图10是表示图9所示的LD模块的各部的激光束、部分光束或者部分光束组的光束剖面的剖视图。

图11是表示本发明的第六实施方式的LD模块的结构的俯视图。

图12是表示图11所示的LD模块的各部的激光束、部分光束或者部分光束组的光束剖面的剖视图。

具体实施方式

〔用语的定义〕

本说明书中，某一光束的“光束剖面”是指在与该光束的行进方向正交的平面中被该光束的等功率曲线围起的区域，是包含该光束的总功率的95％的区域。另外，某一光束的“S轴径”是指在与该光束的行进方向正交的面中包含的具有与该光束的S轴平行的边的长方形中的与该光束的光束剖面外切的长方形中与该光束的S轴平行的边的长度。另一方面，某一光束的“F轴径”是指在上述长方形中与该光束的F轴平行的边的长度。例如在光束剖面是以S轴为长轴的椭圆的情况下，该椭圆的长轴的长度为S轴径，该椭圆的短轴的长度为F轴径。另外，“光束组”是指S轴与特定的空间轴平行的多条光束的集合。构成光束组的各光束的行进方向可以全部与正交于上述特定的空间轴的特定的方向一致，也可以在与上述特定的空间轴正交的面内以特定的方向为中心分布。在任一种情况下，都能够将上述特定的方向视为“光束组”的行进方向。某一光束组的“S轴径”是指在与该光束组的行进方向正交的面包含的具有与上述特定的空间轴平行的边的长方形中与构成该光束组的各光束的光束剖面的并集外切的长方形中与上述特定的空间轴平行的边的长度。

〔第一实施方式〕

参照图1和图2说明本发明的第一实施方式的LD模块1。图1是表示LD模块1的结构的俯视图。图2是表示LD模块1的各部的激光束、部分光束或者部分光束组的光束剖面的剖视图。

如图1所示，LD模块1具备激光二极管LD、准直透镜CL1、分割光学系11(分割反射镜DM)、合成光学系12(第一反射镜RM1、第二反射镜RM2、偏振旋转元件PRE、偏振光合束器PBC)、聚光透镜CL2以及光纤OF。LD模块1中，准直透镜CL1、分割光学系11、合成光学系12以及聚光透镜CL2构成了将从激光二极管LD输出的激光向光纤OF引导的导光装置。

激光二极管LD输出激光束。激光二极管LD以在图示的坐标系中使活性层与zx面平行的方式，并且以使射出端面朝向z轴正方向的方式配置。因此，从激光二极管LD输出的激光束的S轴(Slow轴)与x轴平行，F轴(Fast轴)与y轴平行，偏振方向与x轴平行。从激光二极管LD输出的激光束的行进方向为z轴正方向。

在由激光二极管LD生成的激光束的光路上配置有准直透镜CL1。准直透镜CL1对从激光二极管LD输出的激光束进行校准。即透过准直透镜CL1之前的激光束是S轴径和F轴径逐渐变大的散射光，而透过准直透镜CL1之后的激光束是S轴径和F轴径恒定的平行光。

被准直透镜CL1校准了的激光束的光束剖面(AA′剖面)如图2的(a)所示。被准直透镜CL1校准了的激光束如图2的(a)所示，S轴与x轴平行，F轴与y轴平行，偏振方向与x轴平行。此外，图2所示的各光束剖面(涂黑的长方形)近似表现出实际的光束剖面的形状，并未正确表现出实际的光束剖面的形状。另外，在图2所示的各光束剖面上画出的白线表示该光束的偏振方向。图4、图6、图8、图10、图12也同样。

在被准直透镜CL1校准了的激光束的光路上配置有分割反射镜DM。分割反射镜DM将被准直透镜CL1校准了的激光束分割，从而生成由行进方向不同的第一部分光束和第二部分光束构成的部分光束群。本实施方式中使用的分割反射镜DM具有将被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴正方向侧一半朝x轴正方向反射的反射面，以不遮挡该激光束的x轴负方向侧一半的方式配置。因此，被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴负方向侧一半不被分割反射镜DM的反射面反射，而是作为第一部分光束朝z轴正方向行进。第一部分光束的S轴径为被由准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的约1/2，第一部分光束的F轴径与被准直透镜CL1校准了的激光束的F轴径一致。另一方面，被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴正方向侧一半在分割反射镜DM的反射面上反射，作为第二部分光束朝x轴正方向行进。第二部分光束的S轴径是被准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的约1/2，第二部分光束的F轴径与被准直透镜CL1校准了的激光束的F轴径一致。

由分割反射镜DM生成的第一部分光束的光束剖面(BB′剖面)如图2的(b)所示，由分割反射镜DM生成的第二部分光束的光束剖面(DD′剖面)如图2的(d)所示。由分割反射镜DM生成的第一部分光束的光束剖面如图2的(b)所示，S轴与x轴平行，F轴与y轴平行。另一方面，由分割反射镜DM生成的第二部分光束的光束剖面如图2的(d)所示，S轴与z轴平行，F轴与y轴平行。由分割反射镜DM生成的第一部分光束和第二部分光束的S轴径分别为被准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的约1/2。另一方面，由分割反射镜DM生成的第一部分光束和第二部分光束的F轴径分别与被准直透镜CL1校准了的激光束的F轴径一致。

在由分割反射镜DM生成的第一部分光束的光路上配置有第一反射镜RM1。第一反射镜RM1将由分割反射镜DM生成的第一部分光束反射，从而将该行进方向由z轴正方向转换为x轴正方向。

被第一反射镜RM1反射的第一部分光束的光束剖面(CC′剖面)如图2的(c)所示。被第一反射镜RM1反射的第一部分光束的光束剖面如图2的(c)所示，S轴与z轴平行，F轴与y轴平行，偏振方向与z轴平行。

在由分割反射镜DM生成的第二部分光束的光路上配置有第二反射镜RM2。第二反射镜RM2将由分割反射镜DM生成的第二部分光束反射，从而将该行进方向由x轴正方向转换为z轴正方向。

被第二反射镜RM2反射的第二部分光束的光束剖面(EE′剖面)如图2的(e)所示。被第二反射镜RM2反射的第二部分光束的光束剖面如图2的(e)所示，S轴与x轴平行，F轴与y轴平行，偏振方向与x轴平行。

在被第二反射镜RM2反射的第二部分光束的光路上配置有偏振旋转元件PRE。偏振旋转元件PRE使被第二反射镜RM2反射的第二部分光束的偏振方向旋转90度。透过偏振旋转元件PRE之前的第二部分光束的偏振方向与x轴平行，而透过偏振旋转元件PRE之后的第二部分光束与偏振方向与y轴平行。

由偏振旋转元件PRE进行了偏振旋转的第二部分光束的光束剖面(FF′剖面)如图2的(f)所示。由偏振旋转元件PRE进行了偏振旋转的第二部分光束的光束剖面如图2的(f)所示，S轴与x轴平行，F轴与y轴平行，偏振方向与y轴平行。要留意在透过偏振旋转元件PRE的前后，第二部分光束的偏振方向与从与x轴平行的状态向与y轴平行的状态旋转这一点。

在被第一反射镜RM1反射的第一部分光束的光路、与透过偏振旋转元件PRE的第二部分光束的光路的交叉点配置有偏振光合束器PBC。偏振光合束器PBC将被第一反射镜RM1反射的第一部分光束的行进方向和透过偏振旋转元件PRE的第二部分光束偏振合成，从而生成由行进方向和S轴向相同的第一部分光束和第二部分光束构成的部分光束组。本实施方式中使用的偏振光合束器PBC具有使被第一反射镜RM1反射的且偏振方向与zx面平行的第一部分光束(S轴与z轴平行，并且朝x轴正方向行进)透过，并且使透过偏振旋转元件PRE的且偏振方向与zx面垂直的第二部分光束(S轴与y轴平行，并且朝z轴正方向行进)朝x轴正方向反射的功能面。因此，由偏振光合束器PBC生成的部分光束组由S轴与z轴平行并且朝x轴正方向行进的第一部分光束和第二部分光束构成。

本实施方式中使用的第一反射镜RM1和第二反射镜RM2以使被第一反射镜RM1反射的第一部分光束、和被第二反射镜RM2反射的第二部分光束入射至偏振光合束器PBC的功能面的共用区域的方式配置。因此，由偏振光合束器PBC生成的部分光束组中，第一部分光束的光束剖面整体与第二部分光束的光束剖面整体相互不多不少地重合。因此，部分光束组的S轴径与第一部分光束及第二部分光束的S轴径一致，是激光束的S轴径的约1/2。另外，部分光束组的F轴径与第一部分光束及第二部分光束的F轴径一致，与激光束的F轴径一致。

由偏振光合束器PBC生成的部分光束组的光束剖面(GG′剖面)如图2的(g)所示。构成由偏振光合束器PBC生成的部分光束组的各部分光束的光束剖面如图2的(g)所示，S轴与z轴平行，F轴与y轴平行。如上所述，由偏振光合束器PBC生成的部分光束组的S轴径是由准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的约1/2。另外，由偏振光合束器PBC生成的部分光束组的F轴径与由准直透镜CL1校准了的激光束的F轴径一致。

在由偏振光合束器PBC生成的部分光束组的光路上配置有聚光透镜CL2。聚光透镜CL2将由偏振光合束器PBC生成的部分光束组聚光。即透过聚光透镜CL2之前的部分光束组是S轴径和F轴径恒定的平行光，而透过聚光透镜CL2之后的部分光束组是S轴径和F轴径逐渐变小的会聚光。

在由聚光透镜CL2聚光的部分光束组的光路上配置有光纤OF的入射端面。光纤OF的入射端面以在部分光束组的S轴径最小的点使光纤OF的芯部的中心与部分光束组的光束剖面的中心一致的方式定位。由此，部分光束组的光束剖面在光纤OF的入射端面中包含于光纤OF的芯部。

如上所述，LD模块1具备导光装置，该导光装置包含：(1)将由准直透镜CL1校准了的激光束分割从而生成由朝z轴正方向行进的第一部分光束和朝x轴正方向行进的第二部分光束构成的部分光束群的分割光学系(分割反射镜DM)、(2)将上述部分光束群合成从而生成由朝x轴正方向行进的第一部分光束和第二部分光束构成的部分光束组的合成光学系(第一反射镜RM1、第二反射镜RM2、偏振旋转元件PRE、偏振光合束器PBC)。

上述分割光学系利用与上述激光束的F轴平行的分割线将该激光束的光束剖面两等分。因此，第一部分光束和第二部分光束的S轴径分别为上述激光束的S轴径的1/2，第一部分光束和第二部分光束的F轴径分别与上述激光束的F轴径一致。另一方面，上述合成光学系以在上述部分光束组的各剖面(GG′剖面)中，(1)使构成上述部分光束组的第一部分光束和第二部分光束的S轴平行于第一空间轴(z轴)、(2)使构成上述部分光束组的第一部分光束的光束剖面整体与构成上述部分光束组的第二部分光束的光束剖面整体相互不多不少地重合的方式，将上述部分光束群偏振合成。因此，上述部分光束组的S轴径为上述激光束的S轴径的1/2，上述部分光束组的F轴径与上述激光束的F轴径一致。

通过使用这样的导光装置，从而能够将从激光二极管LD输出的激光束转换为S轴径小于该激光束的S轴径的部分光束组。因此，能够增大激光二极管LD的发射体宽度而不降低激光二极管LD与光纤OF的结合效率。由此，能够提高LD模块1的可靠性而不降低LD模块1的结合效率。

特别地，本实施方式的LD模块1具备的导光装置能够将从激光二极管LD输出的激光束转换为S轴径为该激光束的S轴径的1/2的部分光束组。因此，能够将激光二极管LD的发射体宽度扩大2倍而不降低激光二极管LD与光纤OF的结合效率。由此，能够显著提高LD模块1的可靠性而不降低LD模块1的结合效率。

此外，在本实施方式中，采用的是将上述部分光束群偏振合成的结构，但本发明不限定于此。即也可以采用例如将上述部分光束群波长合成的结构。此外，将上述部分光束群偏振合成是指在利用偏振旋转元件使构成该部分光束群的部分光束的偏振方向不同之后，将这些部分光束以光束剖面重合的方式合成。另一方面，将部分光束群波长合成是指在利用波长转换元件使构成该部分光束群的部分光束的波长不同之后，将上述部分光束以光束剖面重合的方式合成。

另外，在本实施方式中，采用的是利用与该激光束的F轴平行的分割线等分上述激光束的光束剖面从而使第一部分光束的S轴径与第二部分光束的S轴径一致的结构，但本发明不限定于此。即也可以采用利用与该激光束的F轴平行的分割线将上述激光束的光束剖面不等分来使第一部分光束的S轴径与第二部分光束的S轴径不同的结构。在该情况下，上述部分光束组的S轴径与第一部分光束的S轴径及第二部分光束的S轴径中较大者的S轴径一致。因此，上述部分光束组的S轴径比上述激光束的S轴径的1/2大，而比上述激光束的S轴径小。

另外，在本实施方式中，采用的是以满足构成上述部分光束组的第一部分光束的光束剖面整体与构成上述部分光束组的第二部分光束的光束剖面整体相互不多不少地重合这样的条件的方式合成上述部分光束群的结构，但本发明不限定于此。即该条件可以分解为(1)构成上述部分光束组的第一部分光束的光束剖面向第一空间轴(z轴)的射影整体与构成上述部分光束组的第二部分光束的光束剖面向第一空间轴的射影整体相互重合这样的第一条件、和(2)构成上述部分光束组的第一部分光束的光束剖面向与第一空间轴正交的第二空间轴(y轴)的射影整体与构成上述部分光束组的第二部分光束的光束剖面向第二空间轴的射影整体相互重合这样的第二条件。而且，在上述激光束的光束剖面充分扁平的情况下，只要满足第一条件，就能够与本实施方式相同，将上述部分光束的S轴径设为上述激光束的S轴径的1/2。此外，第一条件也可以置换为构成上述部分光束组的第一部分光束的光束剖面向第一空间轴的射影的一部分与构成上述部分光束组的第二部分光束的光束剖面向第一空间轴的射影的一部分相互重合这样的条件。在该情况下，上述部分光束组的S轴径比上述激光束的S轴径的1/2大，而比上述激光束的S轴径小。

另外，在本实施方式中，构成上述部分光束群和上述部分光束组的部分光束的个数为2个，但本发明不限定于此。即构成上述部分光束群和上述部分光束组的部分光束的个数可普及为2以上的自然数n。在该情况下，上述部分光束组的S轴径为上述激光束的S轴径的1/n。

另外，在本实施方式中，采用的是使从分割反射镜DM到光纤OF的入射端面的两条部分光束的光程相互相等的结构。由此，即使在从激光二极管LD输出的激光束是单模的情况下，也能够避免两条部分光束干涉而互相削弱之类的情况。此外，在从激光二极管LD输出的激光束是多模的情况下，不会发生两条部分光束干涉而互相削弱之类的情况，所以不需要采用使从分割反射镜DM到光纤OF的入射端面的两个部分光束的光程相互相等的结构。

〔第二实施方式〕

参照图3和图4说明本发明的第二实施方式的LD模块2。图3是表示LD模块2的结构的俯视图。图4是表示LD模块2的各部分的激光束、部分光束或者部分光束组的光束剖面的剖视图。

如图3所示，LD模块2具备激光二极管LD、准直透镜CL1、分割反射镜DM、第一反射镜RM1、第二反射镜RM2、第三反射镜RM3、偏振旋转元件PRE、偏振光合束器PBC、聚光透镜CL2以及光纤OF。LD模块2中，准直透镜CL1、分割反射镜DM、第一反射镜RM1、第二反射镜RM2、第三反射镜RM3、偏振旋转元件PRE、偏振光合束器PBC以及聚光透镜CL2构成了将从激光二极管LD输出的激光向光纤OF引导的导光装置。

激光二极管LD输出激光束。激光二极管LD配置为在图示的坐标系中，使活性层与zx面平行，并且射出端面朝向z轴正方向。因此，从激光二极管LD输出的激光束的S轴与x轴平行，F轴与y轴平行，偏振方向与x轴平行。从激光二极管LD输出的激光束的行进方向为z轴正方向。

在由激光二极管LD生成的激光束的光路上配置有准直透镜CL1。准直透镜CL1校准从激光二极管LD输出的激光束。即透过准直透镜CL1之前的激光束是S轴径和F轴径逐渐变大的散射光，而透过准直透镜CL1之后的激光束变为S轴径和F轴径恒定的平行光。

被准直透镜CL1校准了的激光束的光束剖面(AA′剖面)如图4的(a)所示。被准直透镜CL1校准了的激光束如图4的(a)所示，S轴与x轴平行，F轴与y轴平行。

在被准直透镜CL1校准了的激光束的光路上配置有分割反射镜DM。分割反射镜DM将由准直透镜CL1校准了的激光束分割，从而生成由行进方向不同的第一部分光束和第二部分光束构成的部分光束群。本实施方式中使用的分割反射镜DM具有(1)将被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴负方向侧一半向x轴负方向反射的第一反射面、和(2)将被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴正方向侧一半向x轴正方向反射的第二反射面。因此，被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴负方向侧一半被分割反射镜DM的第一反射面反射，作为第一部分光束向x轴负方向行进。第一部分光束的S轴径是由准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的1/2，第一部分光束的F轴径与由准直透镜CL1校准了的激光束的F轴径一致。另一方面，被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴正方向侧一半被分割反射镜DM的第二反射面反射，作为第二部分光束向x轴正方向行进。第二部分光束的S轴径是由准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的1/2，第二部分光束的F轴径与由准直透镜CL1校准了的激光束的F轴径一致。

由分割反射镜DM生成的第一部分光束的光束剖面(BB′剖面)如图4的(b)所示，由分割反射镜DM生成的第二部分光束的光束剖面(EE′剖面)如图4的(e)所示。由分割反射镜DM生成的第一部分光束的光束剖面如图4的(b)所示，S轴与z轴平行，F轴与y轴平行。另一方面，由分割反射镜DM生成的第二部分光束的光束剖面如图4的(e)所示，S轴与z轴平行，F轴与y轴平行。由分割反射镜DM生成的第一部分光束和第二部分光束的S轴径分别是被准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的1/2。另一方面，由分割反射镜DM生成的第一部分光束和第二部分光束的F轴径分别与被准直透镜CL1校准了的激光束的F轴径一致。

在由分割反射镜DM生成的第一部分光束的光路上配置有第一反射镜RM1。第一反射镜RM1反射由分割反射镜DM生成的第一部分光束，从而将其行进方向从x轴负方向转换为z轴正方向。

由第一反射镜RM1反射的第一部分光束的光束剖面(CC′剖面)如图4的(c)所示。被第一反射镜RM1反射的第一部分光束的光束剖面如图4的(c)所示，S轴与x轴平行，F轴与y轴平行，偏振方向与x轴平行。

在被第一反射镜RM1反射的第一部分光束的光路上配置有第二反射镜RM2。第二反射镜RM2将被第一反射镜RM1反射的第一部分光束反射，从而将其行进方向从z轴正方向转换为x轴正方向。

由第二反射镜RM2反射的第一部分光束的光束剖面(DD′剖面)如图4的(d)所示。由第二反射镜RM2反射的第一部分光束的光束剖面如图4的(d)所示，S轴与z轴平行，F轴与y轴平行，偏振方向与z轴平行。

在由分割反射镜DM生成的第二部分光束的光路上配置有第三反射镜RM3。第三反射镜RM3将由分割反射镜DM生成的第二部分光束反射，从而将其行进方向由x轴正方向转换为z轴正方向。

由第三反射镜RM3反射的第二部分光束的光束剖面(FF′剖面)如图4的(f)所示。由第三反射镜RM3反射的第二部分光束的光束剖面如图4的(f)所示，S轴与x轴平行，F轴与y轴平行，偏振方向与x轴平行。

在由第三反射镜RM3反射的第二部分光束的光路上配置有偏振旋转元件PRE。偏振旋转元件PRE使被第三反射镜RM3反射的第二部分光束的偏振方向旋转90度。透过偏振旋转元件PRE之前的第二部分光束的偏振方向与x轴平行，而透过偏振旋转元件PRE之后的第二部分光束的偏振方向与y轴平行。

由偏振旋转元件PRE进行了偏振旋转的第二部分光束的光束剖面(GG′剖面)如图4的(g)所示。由偏振旋转元件PRE进行了偏振旋转的第二部分光束的光束剖面如图4的(g)所示，S轴与x轴平行，F轴与y轴平行，偏振方向与y轴平行。要留意在透过偏振旋转元件PRE的前后，第二部分光束的偏振方向从与x轴平行的状态向与y轴平行的状态旋转这一点。

在由第二反射镜RM2反射的第一部分光束的光路、与透过偏振旋转元件PRE的第二部分光束的光路的交叉点配置有偏振光合束器PBC。偏振光合束器PBC将由第二反射镜RM2反射的第一部分光束与透过偏振旋转元件PRE的第二部分光束偏振合成，从而生成由行进方向和S轴向相等的第一部分光束和第二部分光束构成的部分光束组。本实施方式中使用的偏振光合束器PBC具有使被第二反射镜RM2反射的且偏振方向与zx面平行的第一部分光束(S轴向与z轴平行，并且朝x轴正方向行进)透过，并且将透过偏振旋转元件PRE的且偏振方向与zx面垂直的第二部分光束(S轴与y轴平行，并且朝z轴正方向行进)朝x轴正方向反射的功能面。因此，由偏振光合束器PBC生成的部分光束组由S轴与z轴平行并且朝x轴正方向行进的第一部分光束和第二部分光束构成。

本实施方式中使用的第一反射镜RM1、第二反射镜RM2以及第三反射镜以使被第一反射镜和第二反射镜反射的第一部分光束、和被第三反射镜反射的第二部分光束入射至偏振光合束器PBC的功能面的共用的区域的方式配置。因此，在由偏振光合束器PBC生成的部分光束组中，第一部分光束的光束剖面整体与第二部分光束的光束剖面整体相互不多不少地重合。因此，部分光束组的S轴径与第一部分光束及第二部分光束的S轴径一致，是激光束的S轴径的约1/2。另外，部分光束组的F轴径与第一部分光束及第二部分光束的F轴径一致，与激光束的F轴径一致。

由偏振光合束器PBC生成的部分光束组的光束剖面(HH′剖面)如图4的(h)所示。构成由偏振光合束器PBC生成的部分光束组的各部分光束的光束剖面如图4的(h)所示，S轴与z轴平行，F轴与y轴平行。如上所述，由偏振光合束器PBC生成的部分光束组的S轴径是由准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的约1/2。另外，由偏振光合束器PBC生成的部分光束组的F轴径与由准直透镜CL1校准了的激光束的F轴径一致。

在由偏振光合束器PBC生成的部分光束组的光路上配置有聚光透镜CL2。聚光透镜CL2将由偏振光合束器PBC生成的部分光束组聚光。即透过聚光透镜CL2之前的部分光束组是S轴径和F轴径恒定的平行光，而透过聚光透镜CL2之后的部分光束组是S轴径和F轴径逐渐变小的会聚光。

在由聚光透镜CL2聚光的部分光束组的光路上配置有光纤OF的入射端面。光纤OF的入射端面以在部分光束组的S轴径最小的点使光纤OF的芯部的中心与部分光束组的光束剖面的中心一致的方式定位。由此，部分光束组的光束剖面在光纤OF的入射端面中包含于光纤OF的芯部。

如上所述，LD模块2具备导光装置，该导光装置包含(1)将被准直透镜CL1校准了的激光束分割从而生成由朝x轴负方向行进的第一部分光束和朝x轴正方向行进的第二部分光束构成的部分光束群的分割光学系(分割反射镜DM)、(2)合成上述部分光束群从而生成由朝x轴正方向行进的第一部分光束和第二部分光束构成的部分光束组的合成光学系(第一反射镜RM1、第二反射镜RM2、第三反射镜RM3、偏振旋转元件PRE、偏振光合束器PBC)。

上述分割光学系利用与上述激光束的F轴平行的分割线将该激光束的光束剖面两等分。因此，第一部分光束和第二部分光束的S轴径分别是上述激光束的S轴径的1/2，第一部分光束和第二部分光束的F轴径分别与上述激光束的F轴径一致。另一方面，上述合成光学系在上述部分光束组的各剖面(HH′剖面)中，(1)使构成上述部分光束组的第一部分光束及第二部分光束的S轴与第一空间轴(z轴)平行，(2)以使构成上述部分光束组的第一部分光束的光束剖面整体与构成上述部分光束组的第二部分光束的光束剖面整体相互不多不少地重合的方式将上述部分光束群偏振合成。因此，上述部分光束组的S轴径是上述激光束的S轴径的1/2，上述部分光束组的F轴径与上述激光束的F轴径一致。

通过使用这样的导光装置，从而能够将从激光二极管LD输出的激光束转换为S轴径小于该激光束的S轴径的部分光束组。因此，能够增大激光二极管LD的发射体宽度而不降低激光二极管LD与光纤OF的结合效率。由此，能够提高LD模块2的可靠性而不降低LD模块2的结合效率。

特别地，本实施方式的LD模块2具备的导光装置能够将从激光二极管LD输出的激光束转换为S轴径为该激光束的S轴径的1/2的部分光束组。因此，不降低激光二极管LD与光纤OF的结合效率就能够将激光二极管LD的发射体宽度扩大2倍。由此，能够显著提高LD模块2的可靠性而不降低LD模块2的结合效率。

〔第三实施方式〕

参照图5和图6说明本发明的第三实施方式的LD模块3。图5中(a)是表示LD模块3的结构的俯视图，(b)是表示LD模块3具备的双反射镜DRM的结构的立体图。图6是表示LD模块3的各部的激光束、部分光束或者部分光束组的光束剖面的剖视图。

如图5的(a)所示，LD模块3具备激光二极管LD、准直透镜CL1、分割反射镜DM、第一反射镜RM1、第二反射镜RM2、第三反射镜RM3、第四反射镜RM4、双反射镜DRM、聚光透镜CL2以及光纤OF。LD模块3中，准直透镜CL1、分割反射镜DM、第一反射镜RM1、第二反射镜RM2、第三反射镜RM3、第四反射镜RM4、双反射镜DRM以及聚光透镜CL2构成了将从激光二极管LD输出的激光向光纤OF引导的导光装置。

激光二极管LD输出激光束。激光二极管LD配置为在图示的坐标系中，活性层与zx面平行，并且射出端面朝向z轴正方向。因此，从激光二极管LD输出的激光束的S轴与x轴平行，F轴与y轴平行，偏振方向与x轴平行。从激光二极管LD输出的激光束的行进方向是z轴正方向。

在由激光二极管LD生成的激光束的光路上配置有准直透镜CL1。准直透镜CL1校准从激光二极管LD输出的激光束。即透过准直透镜CL1之前的激光束是S轴径和F轴径逐渐变大的散射光，而透过准直透镜CL1之后的激光束变为S轴径和F轴径恒定的平行光。

被准直透镜CL1校准了的激光束的光束剖面(AA′剖面)如图6的(a)所示。被准直透镜CL1校准了的激光束如图6的(a)所示，S轴与x轴平行，F轴与y轴平行。

在被准直透镜CL1校准了的激光束的光路上配置有分割反射镜DM。分割反射镜DM将由准直透镜CL1校准了的激光束分割，从而生成由行进方向不同的第一部分光束和第二部分光束构成的部分光束群。本实施方式中使用的分割反射镜DM具有(1)将被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴负方向侧一半向x轴负方向反射的第一反射面、和(2)将被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴正方向侧一半向x轴正方向反射的第二反射面。因此，被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴负方向侧一半被分割反射镜DM的第一反射面反射，作为第一部分光束向x轴负方向行进。第一部分光束的S轴径变为由准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的1/2，第一部分光束的F轴径与由准直透镜CL1校准了的激光束的F轴径一致。另一方面，被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴正方向侧一半被分割反射镜DM的第二反射面反射，作为第二部分光束向x轴正方向行进。第二部分光束的S轴径变为由准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的1/2，第二部分光束的F轴径与由准直透镜CL1校准了的激光束的F轴径一致。

由分割反射镜DM生成的第一部分光束的光束剖面(BB′剖面)如图6的(b)所示，由分割反射镜DM生成的第二部分光束的光束剖面(EE′剖面)如图6的(e)所示。由分割反射镜DM生成的第一部分光束的光束剖面如图6的(b)所示，S轴与z轴平行，F轴与y轴平行。另一方面，由分割反射镜DM生成的第二部分光束的光束剖面如图6的(e)所示，S轴与z轴平行，F轴与y轴平行。由分割反射镜DM生成的第一部分光束和第二部分光束的S轴径分别变为由准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的1/2。另一方面，由分割反射镜DM生成的第一部分光束和第二部分光束的F轴径分别与由准直透镜CL1校准了的激光束的F轴径一致。

在由分割反射镜DM生成的第一部分光束的光路上配置有第一反射镜RM1。第一反射镜RM1将由分割反射镜DM生成的第一部分光束反射，从而将从该y轴正方向观察的行进方向由x轴负方向转换为z轴正方向。此外，第一反射镜RM1以反射第一部分光束而形成仰角的方式倾斜。因此，被第一反射镜RM1反射之后的第一部分光束的光束剖面的位置随着行进而逐渐朝y轴正方向变换。

被第一反射镜RM1反射的第一部分光束的光束剖面(CC′剖面)如图6的(c)所示。被第一反射镜RM1反射的第一部分光束的光束剖面如图6的(c)所示，S轴与x轴平行，F轴向xy面的射影与y轴平行，偏振方向与x轴平行。

在被第一反射镜RM1反射的第一部分光束的光路上配置有第二反射镜RM2。第二反射镜RM2将被第一反射镜RM1反射的第一部分光束反射，从而将从该y轴正方向观察的行进方向由z轴正方向转换为x轴正方向。

被第二反射镜RM2反射的第一部分光束的光束剖面(DD′剖面)如图6的(d)所示。被第二反射镜RM2反射的第一部分光束的光束剖面如图6的(d)所示，S轴与z轴平行，F轴向yz面的射影与y轴平行，偏振方向与z轴平行。

在由分割反射镜DM生成的第二部分光束的光路上配置有第三反射镜RM3。第三反射镜RM3将由分割反射镜DM生成的第二部分光束反射，从而将从该y轴正方向观察的行进方向由x轴正方向转换为z轴正方向。此外，第三反射镜RM3以反射第二部分光束而形成俯角的方式倾斜。因此，被第三反射镜RM3反射之后的第二部分光束的光束剖面的位置随着行进而逐渐向y轴负方向变换。

被第三反射镜RM3反射的第二部分光束的光束剖面(FF′剖面)如图6的(f)所示。被第三反射镜RM3反射的第二部分光束的光束剖面如图6的(f)所示，S轴与x轴平行，F轴向xy面的射影与y轴平行，偏振方向与x轴平行。

在被第三反射镜RM3反射的第二部分光束的光路上配置有第四反射镜RM4。第四反射镜RM4将被第三反射镜RM3反射的第二部分光束反射，从而将从该y轴正方向观察的行进方向由z轴正方向转换为x轴负方向。

被第四反射镜RM4反射的第二部分光束的光束剖面(GG′剖面)如图6的(g)所示。被第四反射镜RM4反射的第二部分光束的光束剖面如图6的(g)所示，S轴与z轴平行，F轴向yz面的射影与y轴平行，偏振方向与z轴平行。

在第二反射镜RM2与第四反射镜RM4的中点配置有双反射镜DRM。双反射镜DRM将被第二反射镜RM2反射的第一部分光束和被第四反射镜RM4反射的第二部分光束空间合成，从而生成由从y轴正方向观察的行进方向和S轴向相等的第一部分光束和第二部分光束构成的部分光束组。本实施方式中使用的双反射镜DRM具有(1)将被第二反射镜RM2反射的第一部分光束(从y轴正方向观察朝x轴正方向行进)从y轴正方向观察时朝z轴正方向反射的第一反射面、(2)将被第四反射镜RM4反射的第二部分光束(从y轴正方向观察朝x轴负方向行进)从y轴正方向观察时朝z轴正方向反射的第二反射面。因此，由2连反射镜DRM生成的部分光束组由S轴与x轴平行且从y轴正方向观察时朝z轴正方向行进的第一部分和第二部分光束构成。

本实施方式中，双反射镜DRM的第一反射面和第二反射面沿y轴排列，第一反射镜RM1、第二反射镜RM2、第三反射镜RM3以及第四反射镜RM4以使第一部分光束和第二部分光束分别入射至双反射镜DRM的第一反射面和第二反射面的方式配置。因此，构成由偏振光合束器PBC生成的部分光束组的第一部分光束和第二部分光束的光束剖面以S轴平行于x轴而配置且向x轴的射影的至少一部分相互重合的方式沿y轴排列。因此，由偏振光合束器PBC生成的部分光束组的S轴径小于第一部分光束的S轴径与第二部分光束的S轴径之和。特别是在本实施方式中，第一部分光束和第二部分光束的S轴径都是激光束的S轴径的约1/2，第一部分光束和第二部分光束的光束剖面向x轴的射影整体不多不少地重合，所以部分光束组的S轴径也是激光束的S轴径的约1/2。此外，双反射镜DRM例如如图5的(b)所示，可以通过在具有第一反射面的三棱柱状的反射镜之上载置具有第二反射面的三棱柱状的反射镜而构成。

由双反射镜DRM生成的部分光束组的光束剖面(HH′剖面)如图6的(h)所示。构成由双反射镜DRM生成的部分光束组的各部分光束的光束剖面如图6的(h)所示，S轴与x轴平行，F轴向xy面的射影与y轴平行。如上所述，由双反射镜DRM生成的部分光束组的S轴径变为由准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的约1/2。

在由双反射镜DRM生成的部分光束组的光路上配置有聚光透镜CL2。聚光透镜CL2将由双反射镜DRM生成的部分光束组聚光。即构成透过聚光透镜CL2之前的部分光束组的各部分光束是S轴径和F轴径恒定的平行光，而构成透过聚光透镜CL2之后的部分光束组的各部分光束变为S轴径和F轴径逐渐变小的会聚光。另外，透过聚光透镜CL2之前的部分光束组是构成该部分光束组的部分光束彼此的间隔恒定的光束组，而透过聚光透镜CL2之后的部分光束组变为构成该部分光束组的部分光束彼此的间隔逐渐变小的光束组。

在由聚光透镜CL2聚光的部分光束组的光路上配置有光纤OF的入射端面。光纤OF的入射端面以在构成部分光束组的各部分光束的S轴径最小(或者构成部分光束组的部分光束彼此的间隔最小)的点中，使光纤OF的芯部的中心与构成部分光束组的两条部分光束的光束剖面的中心的中点一致的方式定位。由此，构成部分光束组的各部分光束的光束剖面在光纤OF的入射端面中包含于光纤OF的芯部。

如上所述，LD模块3具备导光装置，该导光装置包含(1)将被准直透镜CL1校准了的激光束分割从而生成由朝x轴负方向行进的第一部分光束和朝x轴正方向行进的第二部分光束构成的部分光束群的分割光学系(分割反射镜DM)、和(2)通过合成上述部分光束群从而生成由从y轴正方向观察时朝z轴正方向行进的第一部分光束和第二部分光束构成的部分光束组的合成光学系(第一反射镜RM1、第二反射镜RM2、第三反射镜RM3、第四反射镜RM4、双反射镜DRM)。

上述分割光学系利用与上述激光束的F轴平行的分割线将该激光束的光束剖面两等分。因此，第一部分光束和第二部分光束的S轴径分别变为上述激光束的S轴径的1/2，第一部分光束和第二部分光束的F轴径分别与上述激光束的F轴径一致。另一方面，上述合成光学系在上述部分光束组的各剖面(HH′剖面)中，以使(1)构成上述部分光束组的第一部分光束和第二部分光束的S轴平行于第一空间轴(x轴)，(2)构成上述部分光束组的第一部分光束的光束剖面向第一空间轴的射影整体与构成上述部分光束组的第二部分光束的光束剖面向第一空间轴的射影整体相互不多不少地重合的方式，将上述部分光束群空间合成。因此，上述部分光束组的S轴径与第一部分光束和第二部分光束的S轴径一致，变为上述激光束的S轴径的1/2。

通过使用这样的导光装置，能够将从激光二极管LD输出的激光束转换为S轴径小于该激光束的S轴径的部分光束组。因此，能够增大激光二极管LD的发射体宽度而不降低激光二极管LD与光纤OF的结合效率。由此，能够提高LD模块3的可靠性而不降低LD模块3的结合效率。

特别地，本实施方式的LD模块3具备的导光装置能够将从激光二极管LD输出的激光束转换为S轴径变为该激光束的S轴径的1/2的部分光束组。因此，能够将激光二极管LD的发射体宽度扩大2倍而不降低激光二极管LD与光纤OF的结合效率。由此，能够显著提高LD模块3的可靠性而不降低LD模块3的结合效率。

此外，在本实施方式中，采用的是利用与上述激光束的F轴平行的分割线将该激光束的光束剖面等分割从而使第一部分光束的S轴径与第二部分光束的S轴径一致的结构，但本发明不限定于此。即也可以采用利用与上述激光束的F轴平行的分割线将该激光束的光束剖面不等分割来使第一部分光束的S轴径与第二部分光束的S轴径不同的结构。在该情况下，上述部分光束组的S轴径与第一部分光束的S轴径及第二部分光束的S轴径中较大者的S轴径一致。因此，上述部分光束组的S轴径比上述激光束的S轴径的1/2大，而比上述激光束的S轴径小。

另外，在本实施方式中，采用的是以满足构成上述部分光束组的第一部分光束的光束剖面向第一空间轴(x轴)的射影整体与构成上述部分光束组的第二部分光束的光束剖面向第一空间轴的射影整体相互不多不少地重合这样的条件的方式将部分光束群合成的结构，但本发明不限定于此。即该条件也可以置换为使构成上述部分光束组的第一部分光束的光束剖面向第一空间轴的射影的一部分与构成上述部分光束组的第二部分光束的光束剖面向第一空间轴的射影的一部分相互重合这样的条件。在该情况下，上述部分光束组的S轴径比上述激光束的S轴径的1/2大，但比上述激光束的S轴径小。

另外，在本实施方式中，构成上述部分光束群和上述部分光束组的部分光束的个数为2个，但本发明不限定于此。即构成上述部分光束群和上述部分光束组的部分光束的个数可普及为2以上的自然数n。在该情况下，上述部分光束组的S轴径变为上述激光束的S轴径的1/n。

另外，在本实施方式中，采用了使从分割反射镜DM到光纤OF的入射端面的两个部分光束的光程相互相等的结构。由此，在从激光二极管LD输出的激光束是单模情况下，也能够避免两个部分光束干涉而互相削弱之类的情况。此外，在从激光二极管LD输出的激光束是多模情况下，不会产生两个部分光束干涉而互相削弱之类的情况，所以不需要采用使从分割反射镜DM到光纤OF的入射端面的两个部分光束的光程相互相等的结构。

〔第四实施方式〕

参照图7和图8说明本发明的第四实施方式的LD模块4。图7中(a)是表示LD模块4的结构的俯视图，(b)是表示LD模块4具备的第二双反射镜DRM2的结构的立体图。图8是表示LD模块4的各部的激光束、部分光束或者部分光束组的光束剖面的剖视图。

如图7的(a)所示，LD模块4具备激光二极管LD、准直透镜CL1、分割反射镜DM、第一反射镜RM1、第一双反射镜DRM1、第二反射镜RM2、第二双反射镜DRM2、合成反射镜CM、聚光透镜CL2以及光纤OF。LD模块4中，准直透镜CL1、分割反射镜DM、第一反射镜RM1、第一双反射镜DRM1、第二反射镜RM2、第二双反射镜DRM2、合成反射镜CM以及聚光透镜CL2构成了将从激光二极管LD输出的激光向光纤OF引导的导光装置。

激光二极管LD输出激光束。激光二极管LD配置为在图示的坐标系中，活性层与zx面平行，并且射出端面朝向z轴正方向。因此，从激光二极管LD输出的激光束的S轴与x轴平行，F轴与y轴平行，偏振方向与x轴平行。从激光二极管LD输出的激光束的行进方向是z轴正方向。

在由激光二极管LD生成的激光束的光路上配置有准直透镜CL1。准直透镜CL1校准从激光二极管LD输出的激光束。即透过准直透镜CL1之前的激光束是S轴径和F轴径逐渐变大的散射光，而透过准直透镜CL1之后的激光束变为S轴径和F轴径恒定的平行光。

被准直透镜CL1校准了的激光束的光束剖面(AA′剖面)如图8的(a)所示。被准直透镜CL1校准了的激光束如图8的(a)所示，S轴与x轴平行，F轴与y轴平行。

在被准直透镜CL1校准了的激光束的光路上配置有分割反射镜DM。分割反射镜DM将由准直透镜CL1校准了的激光束分割，从而生成由行进方向不同的第一部分光束和第二部分光束构成的部分光束群。本实施方式中使用的分割反射镜DM具有(1)将被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴负方向侧一半向x轴负方向反射的第一反射面、和(2)将被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴正方向侧一半向x轴正方向反射的第二反射面。因此，被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴负方向侧一半被分割反射镜DM的第一反射面反射，作为第一部分光束向x轴负方向行进。第一部分光束的S轴径变为由准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的1/2，第一部分光束的F轴径与由准直透镜CL1校准了的激光束的F轴径一致。另一方面，被准直透镜CL1校准了的激光束的x轴正方向侧一半被分割反射镜DM的第二反射面反射，作为第二部分光束向x轴正方向行进。第二部分光束的S轴径变为由准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的1/2，第二部分光束的F轴径与由准直透镜CL1校准了的激光束的F轴径一致。

由分割反射镜DM生成的第一部分光束的光束剖面(BB′剖面)如图8的(b)所示，由分割反射镜DM生成的第二部分光束的光束剖面(EE′剖面)如图8的(e)所示。由分割反射镜DM生成的第一部分光束的光束剖面如图8的(b)所示，S轴与z轴平行，F轴与y轴平行。另一方面，由分割反射镜DM生成的第二部分光束的光束剖面如图8的(e)所示，S轴与z轴平行，F轴与y轴平行。由分割反射镜DM生成的第一部分光束和第二部分光束的S轴径分别变为由准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的1/2。另一方面，由分割反射镜DM生成的第一部分光束和第二部分光束的F轴径分别与由准直透镜CL1校准了的激光束的F轴径一致。

在由分割反射镜DM生成的第一部分光束的光路上配置有第一反射镜RM1。第一反射镜RM1将由分割反射镜DM生成的第一部分光束反射，从而将其行进方向由x轴负方向转换为z轴正方向。

被第一反射镜RM1反射的第一部分光束的光束剖面(CC′剖面)如图8的(c)所示。被第一反射镜RM1反射的第一部分光束的光束剖面如图8的(c)所示，S轴与x轴平行，F轴与y轴平行，偏振方向与x轴平行。

在被第一反射镜RM1反射的第一部分光束的光路上配置有第一双反射镜DRM1。第一双反射镜DRM1具有(1)将被第一反射镜RM1反射的且朝z轴正方向行进的第一部分光束朝y轴正方向反射的第一反射面、和(2)将被该第一反射面反射的且朝y轴正方向行进的第一部分光束朝x轴正方向反射的第二反射面。第一双反射镜DRM1利用这两个反射面继续反射被第一反射镜RM1反射的第一部分光束，从而将其行进方向由z轴正方向转换为x轴正方向，并且使S轴向和F轴向旋转90°。

被第一双反射镜DRM1反射的第一部分光束的光束剖面(DD′剖面)如图8的(d)所示。被第一双反射镜DRM1反射的第一部分光束的光束剖面如图8的(d)所示，S轴与y轴平行，F轴与z轴平行，偏振方向与y轴平行。

在由分割反射镜DM生成的第二部分光束的光路上配置有第二反射镜RM2。第二反射镜RM2将由分割反射镜DM生成的第二部分光束反射，从而将其行进方向由x轴正方向转换为z轴正方向。

被第二反射镜RM2反射的第二部分光束的光束剖面(FF′剖面)如图8的(f)所示。被第二反射镜RM2反射的第二部分光束的光束剖面如图8的(f)所示，S轴与x轴平行，F轴与y轴平行，偏振方向与x轴平行。

在被第二反射镜RM2反射的第二部分光束的光路上配置有第二双反射镜DRM2。第二双反射镜DRM2具有(1)将被第二反射镜RM2反射的且朝z轴正方向行进的第二部分光束向y轴正方向反射的第一反射面、和(2)将被该第一反射面反射的且朝y轴正方向行进的第二部分光束向x轴负方向反射的第二反射面。第二双反射镜DRM2利用这两个反射面继续反射被第二反射镜RM2反射的第一部分光束，从而将其行进方向由z轴正方向转换为x轴负方向，并且使S轴向和F轴向旋转90°。此外，第二双反射镜DRM2例如如图7的(b)所示，可通过具有作为第一反射面发挥功能的全反射表面和作为第二反射面发挥功能的全反射表面的棱镜实现。上述的第一双反射镜DRM1也同样。

被第二双反射镜DRM2反射的第二部分光束的光束剖面(GG′剖面)如图8的(g)所示。被第二双反射镜DRM2反射的第二部分光束的光束剖面如图8的(g)所示，S轴与y轴平行，F轴与z轴平行，偏振方向与y轴平行。

在第一双反射镜DRM1与第二双反射镜DRM2的中点配置有合成反射镜CM。合成反射镜CM将被第一双反射镜DRM1反射的第一部分光束与被第二双反射镜DRM2反射的第二部分光束空间合成，从而生成由行进方向和S轴向相等的第一部分光束和第二部分光束构成的部分光束组。本实施方式中使用的合成反射镜CM具有(1)将被第一双反射镜DRM1反射的第一部分光束(朝x轴正方向行进)向z轴正方向反射的第一反射面、和(2)将被第二双反射镜DRM2反射的第二部分光束(朝x轴负方向行进)向z轴正方向反射的第二反射面。因此，由合成反射镜CM生成的部分光束组由S轴与y轴平行且朝z轴正方向行进的第一部分和第二部分光束构成。

本实施方式中，合成反射镜CM的第一反射面和第二反射面沿x轴排列，第一反射镜RM1、第二反射镜RM2、第一双反射镜DRM1以及第二双反射镜DRM2以使第一部分光束和第二部分光束分别入射至合成反射镜CM的第一反射面和第二反射面的方式配置。因此，构成由偏振光合束器PBC生成的部分光束组的第一部分光束和第二部分光束的光束剖面以使S轴平行于y轴而配置且向y轴的射影的至少一部分相互重合的方式沿x轴排列。因此，由偏振光合束器PBC生成的部分光束组的S轴径小于第一部分光束的S轴径与第二部分光束的S轴径之和。特别是在本实施方式中，第一部分光束和第二部分光束的S轴径都是激光束的S轴径的约1/2，第一部分光束和第二部分光束的光束剖面向y轴的射影整体不多不少地重合，所以部分光束组的S轴径也变为激光束的S轴径的约1/2。此外，合成反射镜CM也可以由例如具有相互正交的两个侧表面的三棱柱状的反射镜构成。

由合成反射镜CM生成的部分光束组的光束剖面(HH′剖面)如图8的(h)所示。构成由合成反射镜CM生成的部分光束组的各部分光束的光束剖面如图8的(h)所示，S轴与y轴平行，F轴与x轴平行。如上所述，由合成反射镜CM生成的部分光束组的S轴径变为由准直透镜CL1校准了的激光束的S轴径的约1/2。

在由合成反射镜CM生成的部分光束组的光路上配置有聚光透镜CL2。聚光透镜CL2将由合成反射镜CM生成的部分光束组聚光。即构成透过聚光透镜CL2之前的部分光束组的各部分光束是S轴径和F轴径恒定的平行光，而构成透过聚光透镜CL2之后的部分光束组的各部分光束变为S轴径和F轴径逐渐变小的会聚光。另外，透过聚光透镜CL2之前的部分光束组是部分光束彼此的间隔恒定的光束组，而透过聚光透镜CL2之后的部分光束组变为部分光束彼此的间隔逐渐变小的光束组。

在由聚光透镜CL2聚光的部分光束组的光路上配置有光纤OF的入射端面。光纤OF的入射端面以在构成部分光束组的各部分光束的S轴径最小(或者构成部分光束组的部分光束彼此的间隔最小)的点中，使光纤OF的芯部的中心与构成部分光束组的两个部分光束的光束剖面的中心的中点一致的方式定位。由此，构成部分光束组的各部分光束的光束剖面在光纤OF的入射端面中包含于光纤OF的芯部。

如上所述，LD模块4具备导光装置，该导光装置包含(1)将由准直透镜CL1校准了的激光束分割从而生成由朝x轴负方向行进的第一部分光束和朝x轴正方向行进的第二部分光束构成的部分光束群的分割光学系(分割反射镜DM)、和(2)通过合成上述部分光束群从而生成由朝z轴正方向行进的第一部分光束和第二部分光束构成的部分光束组的合成光学系(第一反射镜RM1、第一双反射镜DRM1、第二反射镜RM2、第二双反射镜DRM2、合成反射镜CM)。

上述分割光学系利用与上述激光束的F轴平行的分割线将该激光束的光束剖面两等分。因此，第一部分光束和第二部分光束的S轴径分别变为上述激光束的S轴径的1/2，第一部分光束和第二部分光束的F轴径分别与上述激光束的F轴径一致。另一方面，上述合成光学系以在上述部分光束组的各剖面(HH′剖面)中，(1)使构成上述部分光束组的第一部分光束和第二部分光束的S轴平行于第一空间轴(y轴)，(2)使构成上述部分光束组的第一部分光束的光束剖面向第一空间轴的射影整体与构成上述部分光束组的第二部分光束的光束剖面向第一空间轴的射影整体相互不多不少地重合的方式，将上述部分光束群空间合成。因此，上述部分光束组的S轴径与第一部分光束及第二部分光束的S轴径一致，变为上述激光束的S轴径的1/2。

通过使用这样的导光装置，从而能够将从激光二极管LD输出的激光束转换为S轴径小于该激光束的S轴径的部分光束组。因此，能够增大激光二极管LD的发射体宽度而不降低激光二极管LD与光纤OF的结合效率。由此，能够提高LD模块4的可靠性而不降低LD模块4的结合效率。

特别地，本实施方式的LD模块4具备的导光装置能够将从激光二极管LD输出的激光束转换为S轴径变为该激光束的S轴径的1/2的部分光束组。因此，能够将激光二极管LD的发射体宽度扩大2倍而不降低激光二极管LD与光纤OF的结合效率。由此，能够显著提高LD模块4的可靠性而不降低LD模块4的结合效率。

〔第五实施方式〕

参照图9和图10说明本发明的第五实施方式的LD模块5。图9是表示LD模块5的结构的俯视图。图10是表示LD模块5的各部的激光束、部分光束或者部分光束组的光束剖面的剖视图。

LD模块5是将第一实施方式的LD模块1中的激光二极管LD、准直透镜CL1、分割反射镜DM以及第一反射镜RM1多个化。即如图9所示，LD模块5具备多个激光二极管LDa～LDc、数目相同的准直透镜CL1a～CL1c、数目相同的分割反射镜DMa～DMc、数目相同的第一反射镜RM1a～RM1c、第二反射镜RM2、偏振旋转元件PRE、偏振光合束器PBC、聚光透镜CL2以及光纤OF。此外，激光二极管LDa～LDc的个数在图9中为3个，也可以是2个以上的任意自然数。

LD模块5中，由准直透镜CL1a、分割反射镜DMa、第一反射镜RM1a、第二反射镜RM2、偏振旋转元件PRE、偏振光合束器PBC以及聚光透镜CL2构成的第一导光装置与第一实施方式的LD模块1的导光装置相同，负责将从第一激光二极管LDa输出的激光向光纤OF引导的功能。

另外，LD模块5中，由准直透镜CL1b、分割反射镜DMb、第一反射镜RM1b、第二反射镜RM2、偏振旋转元件PRE、偏振光合束器PBC以及聚光透镜CL2构成的第二导光装置与第一实施方式的LD模块1的导光装置相同，负责将从第二激光二极管LDb输出的激光向光纤OF引导的功能。

另外，LD模块5中，由准直透镜CL1c、分割反射镜DMc、第一反射镜RM1c、第二反射镜RM2、偏振旋转元件PRE、偏振光合束器PBC以及聚光透镜CL2构成的第三导光装置与第一实施方式的LD模块1的导光装置相同，负责将从第三激光二极管LDc输出的激光向光纤OF引导的功能。

此外，LD模块5中，使激光二极管LDa～LDc的位置在y轴方向上不同。由此，从各激光二极管LDa～LDc输出的激光束被引导至光纤OF而不会相互干涉。

〔第六实施方式〕

参照图11和图12说明本发明的第六实施方式的LD模块6。图11是表示LD模块6的结构的俯视图。图12是表示LD模块6的各部的激光束、部分光束或者部分光束组的光束剖面的剖视图。

LD模块6是将第五实施方式的LD模块5中的分割反射镜DMa～DMc置换为第一双反射镜DRM1a～DRM1c，并且将第一反射镜RM1a～RM1c置换为第二双反射镜DRM2a～DRM2c。即如图11所示，LD模块6具备多个激光二极管LDa～LDc、数目相同的准直透镜CL1a～CL1c、数目相同的第一双反射镜DRM1a～DRM1c、数目相同的第二双反射镜DRM2a～DRM2c、第二反射镜RM2、偏振旋转元件PRE、偏振光合束器PBC、聚光透镜CL2以及光纤OF。此外，激光二极管LDa～LDc的个数在图11中为3个，也可以是2个以上的任意自然数。

LD模块6中，由准直透镜CL1a、第一双反射镜DRM1a、第二双反射镜DRM2a、第二反射镜RM2、偏振旋转元件PRE、偏振光合束器PBC以及聚光透镜CL2构成的第一导光装置与第五实施方式的LD模块5的第一导光装置相同，负责将从第一激光二极管LDa输出的激光向光纤OF引导的功能。但是，第一双反射镜DRM1a和第二双反射镜DRM2a具有使部分光束的光束剖面旋转90°的功能，所以部分光束的S轴平行于y轴。

另外，LD模块6中，由准直透镜CL1b、第一双反射镜DRM1b、第二双反射镜DRM2b、第二反射镜RM2、偏振旋转元件PRE、偏振光合束器PBC以及聚光透镜CL2构成的第二导光装置与第五实施方式的LD模块5的第二导光装置相同，负责将从第二激光二极管LDb输出的激光向光纤OF引导的功能。但是，第一双反射镜DRM1b和第二双反射镜DRM2b具有使部分光束的光束剖面旋转90°的功能，所以部分光束的S轴平行于y轴。

另外，LD模块6中，由准直透镜CL1c、第一双反射镜DRM1c、第二双反射镜DRM2c、第二反射镜RM2、偏振旋转元件PRE、偏振光合束器PBC以及聚光透镜CL2构成的第三导光装置与第五实施方式的LD模块5的第三导光装置相同，负责将从第三激光二极管LDc输出的激光向光纤OF引导的功能。但是，第一双反射镜DRM1c和第二双反射镜DRM2c具有使部分光束的光束剖面旋转90°的功能，所以部分光束的S轴平行于y轴。

此外，LD模块6中，使第一双反射镜DRM1a～DRM1c的位置在z轴方向上不同，并且使第二双反射镜DRM2a～DRM2c的位置在z轴方向上不同。由此，从各激光二极管LDa～LDc输出的激光束被引导至光纤OF而不会相互干涉。

(总结)

为了解决上述课题，本实施方式的导光装置的特征在于具备：通过分割激光束，从而生成由行进方向不同的多个部分光束构成的部分光束群的分割光学系；和通过合成上述部分光束群，从而生成由S轴与特定的空间轴平行的多个部分光束构成的部分光束组的合成光学系，上述部分光束组的S轴径小于上述激光束的S轴径。

根据上述结构，能够将上述激光束转换为S轴径小于上述激光束的S轴径的上述部分光束组。因此，只要采用在具备激光二极管和光纤的LD模块上搭载上述导光装置并利用上述导光装置将从上述激光二极管输出的激光束向上述光纤导光的结构，就能够增大上述激光二极管的发射体宽度而不降低上述激光二极管与上述光纤的结合效率，。由此，上述激光二极管与上述光纤的结合效率不降低，能够提高上述LD模块的可靠性。

本实施方式的导光装置中，优选为，上述分割光学系利用与上述激光束的F轴平行的分割线分割该激光束，上述合成光学系以如下方式合成上述部分光束群：在上述部分光束组的各剖面，构成上述部分光束组的各部分光束的光束剖面向上述特定的空间轴的射影的至少一部分、与构成上述部分光束组的其它部分光束的光束剖面向上述特定的空间轴的射影的至少一部分相互重合。

根据上述结构，能够可靠地生成S轴径小于上述激光束的S轴径的部分光束组。

本实施方式的导光装置中，优选为，上述合成光学系以如下方式对上述部分光束群实施偏振合成或者波长合成：在上述部分光束组的各剖面，构成上述部分光束组的各部分光束的光束剖面的至少一部分、与构成上述部分光束组的其它部分光束的光束剖面的至少一部分相互重合。

根据上述结构，即使在上述激光束的光束剖面不是足够扁平的情况下，也能够可靠地生成S轴径小于上述激光束的S轴径的部分光束组。

本实施方式的导光装置中，优选为，对上述多个部分光束实施空间合成。

根据上述结构，不使用偏振合成所需要的偏振旋转元件、波长合成所需要的波长转换元件，就能够可靠地生成S轴径小于上述激光束的S轴径的部分光束组。

本实施方式的导光装置中，优选为，上述合成光学系构成为上述多个部分光束的光程一致。

根据上述结构，即使上述激光束是单模，也能够避免上述多个部分光束干涉而互相削弱之类的情况。

本实施方式的导光装置中，优选为，上述分割光学系通过对上述激光束实施n分割而生成n个部分光束，上述合成光学系通过合成上述n个部分光束而生成S轴径成为上述激光束的S轴径的1/n的部分光束组。

根据上述结构，能够将上述激光束转换为S轴径为该激光束的S轴径的1/n的上述部分光束组。因此，若采用在上述LD模块上搭载上述导光装置并使用上述导光装置将从上述激光二极管输出的激光束向上述光纤导光的结构，则能够将上述激光二极管的发射体宽度扩大为以往(没有搭载上述导光装置的LD模块)的n倍左右而不降低上述激光二极管与上述光纤的结合效率。由此，能够显著提高上述LD模块的可靠性而不降低上述激光二极管与上述光纤的结合效率。

为了解决上述课题，本实施方式的LD模块的特征在于：具备上述导光装置、激光二极管以及光纤，上述导光装置将从上述激光二极管输出的激光束向上述光纤导光。

根据上述结构，能够增大上述激光二极管的发射体宽度而不降低上述激光二极管与上述光纤的结合效率。由此，能够提高上述LD模块的可靠性而不降低上述激光二极管与上述光纤的结合效率。

本实施方式的LD模块中，优选为，上述激光二极管的发射体宽度大于上述光纤的芯径。

根据上述结构，与激光二极管的发射体宽度小于光纤的芯径的现有LD模块相比，能够实现可靠性更高的LD模块。

为了解决上述课题，本实施方式的导光方法的特征在于包含：通过分割激光束，从而生成由行进方向不同的多个部分光束构成的部分光束群的分割工序；和通过合成上述部分光束群，从而生成由S轴与特定的空间轴平行的多个部分光束构成的部分光束组的合成工序，上述部分光束组的S轴径小于上述激光束的S轴径。

根据上述工序，能够将激光束转换为S轴径小于该激光束的S轴径的部分光束组。因此，若采用在具备激光二极管和光纤的LD模块中应用上述导光方法，并通过上述导光方法将从上述激光二极管输出的激光束向上述光纤导光的结构，则能够增大上述激光二极管的发射体宽度而不降低上述激光二极管与上述光纤的结合效率，。由此，能够提高上述LD模块的可靠性而不降低上述激光二极管与上述光纤的结合效率。

〔附加事项〕

本发明不限定于上述实施方式，在权利要求所述的范围内可以进行各种改变。即在权利要求所述的范围内适当改变的技术手段组合而得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

附图标记说明：1～6LD…模块；LD…激光二极管；CL1…准直透镜；DM…分割反射镜；RM1…第一反射镜；RM2…第二反射镜；PRE…偏振旋转元件；PBC…偏振光合束器；CL2…聚光透镜；OF…光纤。