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高出力ダイオードレーザーの高効率ファイバーカップリング

高効率かつコンパクトな形状により、高出力ダイオードレーザーは幅広くあらゆる業界で使用機会が増加しています。より小さなファイバー径へのカップリングは、製造業でのダイレクトアプリケーションや医療または個体レーザー励起用などにおいて、今まで以上に高いレベルのパフォーマンスが要求されています。　これらは結果として高いパフォーマンスのダイオードのためだけに必要とされているだけではなく、中でも、高効率なファイバーカップリングを実現するためでもあります。

ダイオードレーザーをファイバーカップリングする際の主な難関は、ファースト軸、スロー軸のビーム品質が左右非対称なところにあります。品質を定めているビームパラメータ製品M2 (ファースト/スロー) の比率は、例えばおよそ1：30以上です。この値はパッシブシステムを使用して改善することはできません。

インジェネリックで製造されるV-ステップモジュールは、レーザーダイオードのファイバーへのカップリングを簡単かつ高効率で実現できます。このV-ステップモジュールは現在市場で使用されるどのオプティクスよりも高い効率を誇ります。V-ステップモジュールのさらなる優位点は、使用するダイオードレーザーのエミッター数やエミッター幅が大きい時でも、高い柔軟性によりファイバー径にカップリングでき、かつ容易にすることができる点にあります。

ビーム変換の根本を成す概念は、ファースト軸・スロー軸のビーム品質の大きな差を適合させることに基づいています。ビーム出力はそれゆえに左右非対称性を残したまま、いくつかのビームに分割されます。それらは伝播の軸方向に90度回転され、ファースト、スロー軸の範囲において、左右対称なビーム品質へと新しいビーム形状に配列されます。

光学上、V-ステップモジュールの根幹を成すV-ステップミラーとは、2つのミラーを連結させ、モノリシック構造に配列したミラーです。 (図参照) 　このミラーは、２回の内面反射でビームの方向転換をするようにステップが２列配列されています。高品質かつ高屈折率のガラスを内面反射でビーム伝播することにより、反射面での反射コーティングを必要としません。これは外部影響による反射面の劣化が起こらず、このモジュールに適合させるために要求される時間と労力を節約することを保証します。製造技術は特にインジェネリックによって開発されており、カップリングの入力、出力面での非常に高い素材の透明度と高効率ARコートは、V-ステップモジュールによる80%を超えるカップリング効率を保証します。

オプティカルでの損失を可能な限り小さくするという要求をみたすために、ビーム境界面のデッドゾーン・無効エリアの大きさを現在では表面積の3%以下となっています。光学部品の幾何学形状の精度は　ビームの正確な伝播、再現性を保証するため、とても重要なことです。それゆえに、個々の表面の面精度は250nm以下です。また、隣り合う表面どうしの位置精度は0.05°以内です。

ステップの数や幅はお客様のご要望やアプリケーションを考慮して構成されます。カップリングすることができるファイバー径はNA=0.2で1mm～50μmの範囲です。インジェネリックは一般的に使用される全てのタイプのレーザーダイオードに対して、最適化されたV-ステップモジュールを有しています。容易な組立てのために、インジェネリックは、レーザーの設計に適するように設計され、最適化された個別のベースプレートに備わったV-ステップモジュールも提供します。弊社の個々の光学部品とモジュールに対する100%の品質管理のポリシーは、お客様が比類ないカップリング効率を持つV-ステップモジュールを受け取ることを保証します。