JP2007142463A - Optical fiber light guiding device, optical fiber transmission type laser device, and pulse laser oscillator - Google Patents

Optical fiber light guiding device, optical fiber transmission type laser device, and pulse laser oscillator Download PDF

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Yukimoto Okazaki
幸基 岡崎
Masaki Yoda
正樹 依田
Shigehiko Mukai
成彦 向井
Yuji Sano
雄二 佐野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to transmit pulse laser light of high peak output by an optical fiber without damaging the optical fiber. <P>SOLUTION: An optical fiber light guiding device guides a pulse laser light from a pulse laser oscillator 10f to an optical fiber for transmission. The device has a micro-lens array 27a composed by arranging condenser lenses 27a in the shape of compound eyes and introducing the pulse laser light from one end, and a condensing optical system 27a1 condensing the pulse laser light output from the other end of the micro-lens array into the optical fiber for transmission. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ファイバを用いたレーザ光伝送のための技術に係り、特に高ピーク出力のパルスレーザ光を伝送する場合に光ファイバの損傷を防止して健全な状態で良好な伝送が行える光ファイバ導光装置、光ファイバ伝送式レーザ装置およびパルスレーザ発振器に関する。   The present invention relates to a technique for laser light transmission using an optical fiber, and in particular, when transmitting pulsed laser light having a high peak output, it is possible to prevent damage to the optical fiber and perform good transmission in a healthy state. The present invention relates to a fiber light guide device, an optical fiber transmission laser device, and a pulse laser oscillator.

近年、例えば、原子炉炉内構造物等の予防保全や高い耐久性が要求される各種部材等の強度向上を目的として、レーザピーニングの開発が行われており、一部適用が検討されている。この装置では、ピーク出力が、例えば10MW以上の、極めて大きいパルスレーザ光が使用される。また、このような高ピーク出力のパルスレーザ光を用いて、金属材料の表層の除去、あるいは、元素の微量分析等を行う技術も開発が進められている。   In recent years, for example, laser peening has been developed for the purpose of improving the strength of various members that require preventive maintenance and high durability, such as reactor internal structures, and some applications are being studied. . In this apparatus, an extremely large pulse laser beam having a peak output of, for example, 10 MW or more is used. In addition, a technique for removing a surface layer of a metal material or performing a trace analysis of an element by using such a high-peak output pulse laser beam has been developed.

上記のような、例えば、レーザピーニング装置等の高ピーク出力のパルスレーザ光を使用する装置においては、パルスレーザ光の伝送手段として、一般的に、反射ミラーを用いた空間伝送が採用されている。しかしながら、例えば、伝送経路が複雑で長い場合や、あるいは、伝送経路に自由度が要求される場合等においては、多数の反射ミラーを使用し、それらの位置、および、角度を精密に管理、または、制御する必要があるため、装置が複雑化する問題が生じている。特に、原子炉炉内構造物の予防保全を行うレーザピーニング装置では、作業員の被曝低減の観点から、上記の反射ミラーの制御を遠隔で行う必要があるため、さらに装置は複雑化する。また、反射ミラーを用いた空間伝送では、直径1cm未満の細管内部等の狭隘部を長距離伝送することも極めて困難である。   In an apparatus using pulsed laser light having a high peak output, such as a laser peening apparatus, as described above, spatial transmission using a reflection mirror is generally employed as a means for transmitting pulsed laser light. . However, for example, when the transmission path is complicated and long, or when the transmission path requires a degree of freedom, a large number of reflecting mirrors are used, and their positions and angles are precisely controlled, or Therefore, there is a problem that the apparatus becomes complicated because it needs to be controlled. In particular, in a laser peening apparatus that performs preventive maintenance of reactor internal structures, it is necessary to remotely control the reflection mirror from the viewpoint of reducing the exposure of workers, which further complicates the apparatus. Further, in spatial transmission using a reflection mirror, it is extremely difficult to transmit a narrow portion such as the inside of a narrow tube having a diameter of less than 1 cm over a long distance.

上記の問題を解決するために、自由度の高い光伝送が容易に実現できる光ファイバを用いた伝送が要望されている。しかしながら、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバの内部に導入する際、極めて高いピーク出力のため、光ファイバ自身が損傷を受けてしまう虞がある。これを回避する手段として、例えば、結像による光ファイバ導光装置、あるいは、テーパファイバの使用が近年検討されている。   In order to solve the above problems, there is a demand for transmission using an optical fiber that can easily realize optical transmission with a high degree of freedom. However, when a pulse laser beam having a high peak output is introduced into the optical fiber, the optical fiber itself may be damaged due to the extremely high peak output. As means for avoiding this, for example, the use of an optical fiber light guiding device by image formation or a tapered fiber has recently been studied.

まず、結像による光ファイバ導光装置の例について説明する。図22はその構成を示したものである。この装置は、パルスレーザ光Lの光路上に順次に配置されたアパーチャ1(直径d)、結合レンズ2(倍率m)および光ファイバ保持具3aで保持された光ファイバ3によって構成され、アパーチャ面Aと光ファイバ端面Bとが共役(結像関係)になるように配置されている。アパーチャ1の位置は、切り出すパルスレーザ光Lのエネルギ密度分布に著しいピークが含まれないように設定される。   First, an example of an optical fiber light guide device using image formation will be described. FIG. 22 shows the configuration. This apparatus includes an aperture 1 (diameter d), a coupling lens 2 (magnification m), and an optical fiber 3 held by an optical fiber holder 3a, which are sequentially arranged on the optical path of the pulsed laser light L, and an aperture surface. A and the end face B of the optical fiber are arranged so as to be conjugate (imaging relationship). The position of the aperture 1 is set so that no significant peak is included in the energy density distribution of the pulsed laser light L to be cut out.

このように構成された装置においては、パルスレーザ光Lはアパーチャ1によって切り出され(ビーム径d)、切り出された像は結像レンズ2によって縮小されて(ビーム径md)、光ファイバ端面B(コア径a>md)に投影される。このものでは、アパーチャ切り出し位置でパルスレーザ光Lにエネルギ密度の著しいピークが含まれないため、光ファイバ端面Bにおいてもエネルギ密度の著しいピークは含まれず、したがって、光ファイバ端面Bにおける光ファイバ3の損傷を回避することができる。   In the apparatus configured as described above, the pulse laser beam L is cut out by the aperture 1 (beam diameter d), and the cut out image is reduced by the imaging lens 2 (beam diameter md), and the optical fiber end face B ( Projected to the core diameter a> md). In this case, since the peak of the energy density is not included in the pulse laser beam L at the aperture cut-out position, the peak of the energy density is not included even in the optical fiber end surface B. Therefore, the optical fiber 3 on the optical fiber end surface B Damage can be avoided.

次に、テーパファイバの例について説明する。図23はその構成を示したものである。使用するテーパファイバ4は、入光側端部の断面がテーパ状になった光ファイバであり、そのファイバ端面におけるコア径aはファイバ主部のコア径aよりも大きくなっている(a>a)。 Next, an example of a tapered fiber will be described. FIG. 23 shows the configuration. The taper fiber 4 to be used is an optical fiber having a tapered cross section at the light incident side end, and the core diameter a 0 at the fiber end face is larger than the core diameter a of the fiber main part (a 0). > A).

パルスレーザ光Lは、まず集光レンズ5によって集光された後、テーパファイバ4の端面に、光ファイバ中心部のコア径aよりも大きく、端面のコア径aよりも小さいビーム径dで照射される(a>d>a)。この手段によれば、光ファイバ端面におけるパルスレーザLのエネルギ密度を低減することができ、したがって、光ファイバ端面におけるファイバ損傷を回避することができる。 The pulsed laser light L is first condensed by the condenser lens 5 and then on the end face of the tapered fiber 4 with a beam diameter d that is larger than the core diameter a at the center of the optical fiber and smaller than the core diameter a 0 of the end face. Irradiated (a 0 >d> a). According to this means, the energy density of the pulse laser L at the end face of the optical fiber can be reduced, and therefore fiber damage at the end face of the optical fiber can be avoided.

ところで、図22に示した結像による光ファイバ導光装置では、光ファイバ端面においては、エネルギ密度の局所的なピークを排除することにより損傷を回避することができるが、光ファイバ内部においては、凹面状をしたコアとクラッドとの境界面で指向性の高いレーザ光が反射を受けるため、このレーザ光は細く収束し、光ファイバに損傷が生じてしまう。   By the way, in the optical fiber light guide by imaging shown in FIG. 22, damage can be avoided by eliminating the local peak of the energy density at the end face of the optical fiber. Since the laser beam with high directivity is reflected at the boundary surface between the concave core and the clad, the laser beam converges finely and damages the optical fiber.

また、図23に示したテーパファイバを使用した場合でも、光ファイバ端面においては、エネルギ密度の低減により損傷を回避することができるが、上記と同様な作用で、光ファイバ内部でレーザ光が収束し、損傷が生じてしまう。   Further, even when the tapered fiber shown in FIG. 23 is used, damage to the end face of the optical fiber can be avoided by reducing the energy density, but the laser beam is converged inside the optical fiber by the same action as described above. Damage.

上記のように、最近、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバを用いて伝送することが要望されているが、かかる要望を実現するための手段は知られていない。   As described above, recently, it has been desired to transmit high-peak-power pulsed laser light using an optical fiber, but no means for realizing such a request is known.

上述したように、従来技術では、光ファイバ端面での損傷は回避できるものの、端部以外での収束による損傷を防止することができないという課題があった。   As described above, the conventional technique has a problem that damage on the end face of the optical fiber can be avoided, but damage due to convergence other than at the end cannot be prevented.

本発明はかかる事情に対処してなされたものであり、その目的は光ファイバが損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することを可能とする光ファイバ伝送式レーザ装置、パルスレーザ発振器および光ファイバ導光装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to cope with such a situation, and an object of the present invention is to provide an optical fiber transmission type laser apparatus capable of transmitting a pulse laser beam having a high peak output through an optical fiber without damaging the optical fiber. An object of the present invention is to provide a pulse laser oscillator and an optical fiber light guide device.

上記目的を達成するため、請求項1の発明は、パルスレーザ発振器からのパルスレーザ光を伝送用光ファイバに導くための光ファイバ導光装置であって、集光レンズを複眼状に並べて構成され前記パルスレーザ光を一端側から導入するマイクロレンズアレイと、このマイクロレンズアレイからの他端側から出射されるパルスレーザ光を前記伝送用光ファイバに集光する集光光学系とを有することを特徴とする光ファイバ導光装置を提供する。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an optical fiber light guide device for guiding pulse laser light from a pulse laser oscillator to a transmission optical fiber, wherein condensing lenses are arranged in a compound eye shape. A microlens array for introducing the pulse laser light from one end side, and a condensing optical system for condensing the pulse laser light emitted from the other end side from the microlens array on the transmission optical fiber. An optical fiber light guiding device is provided.

請求項2の発明は、パルスレーザ発振器と、請求項1記載の光ファイバ導光装置と、パルスレーザ光を伝送する伝送用光ファイバとを備えたことを特徴とする光ファイバ伝送式レーザ装置を提供する。   A second aspect of the present invention is an optical fiber transmission type laser device comprising a pulse laser oscillator, the optical fiber light guiding device according to the first aspect, and a transmission optical fiber that transmits the pulse laser light. provide.

請求項3の発明は、リアミラーと、このリアミラーに対向して設けられる出射ミラーと、このリアミラーと出射ミラーの間に設けられるオシレータと、パルス発生手段とを有するレーザ共振器と、集光レンズを複眼的に平面状に並べて構成され前記レーザ共振器から出射されたパルスレーザ光を一端側から導入するマイクロレンズアレイと、このマイクロレンズアレイの他端側から出射されるパルスレーザ光を増幅して出射する光増幅手段とを有することを特徴とするパルスレーザ発振器を提供する。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a rear mirror, an output mirror provided opposite to the rear mirror, an oscillator provided between the rear mirror and the output mirror, a laser resonator having pulse generation means, and a condensing lens. A microlens array that is arranged in a planar manner in a compound eye and introduces a pulsed laser beam emitted from the laser resonator from one end side, and amplifies the pulsed laser beam emitted from the other end side of the microlens array. A pulse laser oscillator characterized by having an optical amplification means for emitting light is provided.

請求項4の発明は、請求項3記載のパルスレーザ発振器と、このパルスレーザ発振器から出射されるパルスレーザ光を集光する集光光学系と、集光したパルスレーザ光を伝送する伝送用光ファイバとを備えたことを特徴とする光ファイバ伝送式レーザ装置を提供する。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the pulse laser oscillator according to the third aspect, a condensing optical system for condensing the pulse laser light emitted from the pulse laser oscillator, and a transmission light for transmitting the condensed pulse laser light. An optical fiber transmission type laser device characterized by comprising a fiber is provided.

請求項1の発明によれば、空間的なコヒーレンスが高いパルスレーザ光を、光ファイバ導光装置を通して空間的なコヒーレンスを低くし、また空間的な強度分布を均一化してから伝送用光ファイバに導入するようにしたので、パルスレーザ光の内部でレーザ光は細く収束せず、また、光ファイバの導入部で局所的な強度のピークを持たず、光ファイバを損傷しない。したがって、この光ファイバ導光装置を使用することにより、光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。   According to the first aspect of the present invention, the pulse laser beam having high spatial coherence is reduced to the transmission optical fiber after the spatial coherence is lowered and the spatial intensity distribution is made uniform through the optical fiber light guide device. Since the laser beam is introduced, the laser beam does not converge finely inside the pulse laser beam, and there is no local intensity peak at the introduction portion of the optical fiber, so that the optical fiber is not damaged. Therefore, by using this optical fiber light guide device, pulse laser light having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the optical fiber.

請求項2または4の発明によれば、パルスレーザ発振器、光ファイバ導光装置および光ファイバの少なくともいずれか1つに、パルスレーザ光のコヒーレンスを低下させる手段を設けたことにより、光ファイバの損傷を防止して高ピーク出力のパルスレーザ光の伝送が行えるようになる。   According to the invention of claim 2 or 4, damage to the optical fiber is caused by providing means for reducing the coherence of the pulse laser beam in at least one of the pulse laser oscillator, the optical fiber light guide device, and the optical fiber. Thus, transmission of pulsed laser light having a high peak output can be performed.

請求項3の発明によれば、パルスレーザ発振器から空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きいパルスレーザ光が出射されるようにしたので、このようなパルスレーザ光は、伝送用パルスレーザ光に導入された場合でも、光ファイバの内部で細く収束しない。したがって、このパルスレーザ発振器を光源に使用することにより、光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。   According to the invention of claim 3, since the pulse laser beam is emitted from the pulse laser oscillator with a low spatial coherence and a large spread angle representing directivity, such a pulse laser beam is used for transmission. Even when introduced into pulsed laser light, it does not converge finely inside the optical fiber. Therefore, by using this pulse laser oscillator as a light source, pulse laser light having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the optical fiber.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

[第1実施形態(図1)]
図1は、パルスレーザ発振器を示す構成図である。
[First Embodiment (FIG. 1)]
FIG. 1 is a block diagram showing a pulse laser oscillator.

本実施形態のパルスレーザ発振器10aはQスイッチ式レーザ発振器であり、リアミラー11と、Qスイッチ12と、オシレータ13と、出射ミラー14とからなるレーザ共振器15と、光増幅用アンプ16とを備えた構成とされている。オシレータ13としては、例えばフラッシュランプを励起光源とするYAGレーザロッド等が適用される。また、リアミラー11および出射ミラー14には、例えば平面反射ミラー等が使用され、ファブリー・ペロー共振器等を構成している。   The pulse laser oscillator 10a of this embodiment is a Q-switch type laser oscillator, and includes a laser resonator 15 including a rear mirror 11, a Q switch 12, an oscillator 13, and an output mirror 14, and an optical amplification amplifier 16. It has been configured. As the oscillator 13, for example, a YAG laser rod using a flash lamp as an excitation light source is used. Further, for example, a plane reflecting mirror or the like is used for the rear mirror 11 and the output mirror 14, and a Fabry-Perot resonator or the like is configured.

このものにおいて、本実施形態では、リアミラー11の反射面となる表面11aが砂面となっている。この砂面の粒度は、例えば砂番で#245〜1500とされている。   In this, in this embodiment, the surface 11a used as the reflective surface of the rear mirror 11 is a sand surface. The particle size of the sand surface is, for example, # 245-1500 in sand numbers.

次に、このQスイッチ式レーザ発振器10aの作用を説明する。レーザ共振器15からは、Qスイッチ12の作用により時間幅が短く、平均出力に対するピーク出力の比が大きいパルスレーザ光Lが出射されるが、このパルスレーザ光Lは、レーザ共振器15のリアミラー11の表面11aが砂面であるために適度に発散している。レーザ共振器15から出射されたパルスレーザ光Lは光増幅用アンプ16に伝送され、ピーク出力が非常に高いパルスレーザ光Lとして増幅されるが、増幅前のパルスレーザ光Lが適度に発散しているため、増幅後のパルスレーザ光Lもまた適度に発散したレーザ光となる。すなわち、このQスイッチ式レーザ発振器10aからは、レーザ共振器15のリアミラー11の表面が鏡面である場合に比べて、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きいパルスレーザ光Lが出射され、増幅後のパルスレーザ光Lもコヒーレンスが低く拡がり角が大きいものとなる。 Next, the operation of the Q-switch type laser oscillator 10a will be described. From the laser resonator 15, a short time width by the action of the Q-switch 12, the pulse laser light L 1 is large ratio of peak output to average power is emitted, the pulsed laser light L 1 is the laser resonator 15 Since the surface 11a of the rear mirror 11 is a sand surface, it diverges moderately. The pulse laser beam L 1 emitted from the laser resonator 15 is transmitted to the optical amplification amplifier 16 and amplified as the pulse laser beam L 2 having a very high peak output, but the pulse laser beam L 1 before amplification is moderate. due to the divergent, pulsed laser light L 2 of the amplified also a laser light moderately divergent. That is, from this Q-switch type laser oscillator 10a, compared with the case where the surface of the rear mirror 11 of the laser resonator 15 is a mirror surface, the pulse laser beam L 1 having a low spatial coherence and a large divergence angle representing directivity. There is emitted, the pulsed laser light L 2 after the amplification also becomes coherence large spread angle low.

このような構成の本実施形態によれば、レーザ共振器15のリアミラー11の表面11aが砂面であることにより、このQスイッチ式レーザ発振器10aからは、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きいパルスレーザ光Lが出射される。このようなパルスレーザ光Lは、空間的なコヒーレンスが高く、指向性を表す拡がり角が小さい通常のパルスレーザ光と比べて、同一の集光光学系を用いて集光した場合に集光束の径が大きくなる。すなわち、このパルスレーザ光Lを図示しない伝送用の光ファイバに導入した場合でも、その光ファイバの内部で細く収束しない。したがって、このQスイッチ式レーザ発振器10aを光源に使用すれば、光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 According to this embodiment having such a configuration, since the surface 11a of the rear mirror 11 of the laser resonator 15 is a sand surface, the Q-switched laser oscillator 10a has low spatial coherence and directivity. pulsed laser light L 2 is greater spread angle indicating is emitted. Such a pulse laser beam L 2 is a high spatial coherence, as compared with the divergence angle is small normal pulse laser light representing directivity, Atsumarikotaba when condensed by using the same condensing optical system The diameter becomes larger. That is, even when introduced into the optical fiber for transmission (not shown) the pulse laser light L 2, not converged finely within the optical fiber. Therefore, if this Q-switch type laser oscillator 10a is used as a light source, pulse laser light having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the optical fiber.

[第2実施形態(図2)]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図2は、本発明の第2実施形態によるパルスレーザ発振器の構成図である。
[Second Embodiment (FIG. 2)]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a block diagram of a pulse laser oscillator according to the second embodiment of the present invention.

このパルスレーザ発振器10bはQスイッチ式レーザ発振器であり、リアミラー11の表面を鏡面とした以外は第1実施形態と同様のレーザ共振器15を有している。このレーザ共振器15については、図2の該当個所に、図1と同一符号を付して説明を省略する。   This pulse laser oscillator 10b is a Q-switch type laser oscillator, and has a laser resonator 15 similar to that of the first embodiment except that the surface of the rear mirror 11 is a mirror surface. The laser resonator 15 is denoted by the same reference numerals as those in FIG.

本実施形態では、このレーザ共振器15の出光位置に拡散用光ファイバ17が設けられている。この拡散用光ファイバ17は、例えば石英製コアのステップインデックス型の光ファイバを適用したもので、例えばU字形をなしている。そして、レーザ共振器15から出射されたパルスレーザ光L11が、この拡散用光ファイバ17に、第1の反射ミラー18および集光用レンズ19を介して一端側から入光されるとともに、他端側からパルスレーザ光L12として出射され、第2の集光用レンズ20および反射ミラー21を介して光増幅用アンプ16に導かれ、増幅後にパルスレーザ光Lとして出射されるようになっている。 In this embodiment, a diffusion optical fiber 17 is provided at the light exit position of the laser resonator 15. The diffusion optical fiber 17 is a step index type optical fiber having a quartz core, for example, and has, for example, a U-shape. Then, the pulse laser beam L 11 emitted from the laser resonator 15 enters the diffusion optical fiber 17 from one end side through the first reflection mirror 18 and the condensing lens 19, and others. emitted from the end side as a pulse laser beam L 12, it is led through a second condenser lens 20 and the reflecting mirror 21 in the optical amplification amplifier 16, so as to be emitted after amplification as a pulse laser beam L 2 ing.

次に、このQスイッチ式レーザ発振器10bの作用を詳しく説明する。レーザ発振器15からは、時間幅が短く、平均出力が低く、これに対するピーク出力の比が大きいパルスレーザ光L11が出射される。このパルスレーザ光L11は第1の反射ミラー18によって折り曲げられた後、第1のレンズ19によって集光され、拡散用光ファイバ17の一端部から内部に導入される。レーザ共振器15からのパルスレーザ光L11は平均出力が低いためピーク出力も比較的低く、拡散用光ファイバ17は損傷を受けない。 Next, the operation of the Q-switch type laser oscillator 10b will be described in detail. From the laser oscillator 15, a short time width and the average output is low, the pulse laser light L 11 is large ratio of peak output to the which is emitted. The pulsed laser light L 11 is bent by the first reflecting mirror 18, condensed by the first lens 19, and introduced into the inside from one end of the diffusion optical fiber 17. Pulsed laser light from the laser resonator 15 L 11 is relatively lower peak for average power output is low, the diffusion optical fiber 17 is not damaged.

そして、パルスレーザ光L11は光ファイバ17の内部を幾度も繰り返し反射されながら伝送され、他端部から、ある拡がりの角度をもったパルスレーザ光L12として出射される。拡散用光ファイバ17から出射されたパルスレーザ光L12は、第2のレンズ20によってほぼ平行な光束に変換される。但し、拡散用光ファイバ17の内部で幾度も繰り返し反射を受けたため、この光束は通常のレーザ光とは異なり、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きいレーザ光となる。また、拡散用光ファイバ17の内部で幾度も繰り返し反射を受けたため、パルスレーザ光L12の空間的な強度分布は均一化される。 The pulse laser beam L 11 is transmitted while being repeatedly reflected inside the optical fiber 17, and is emitted from the other end as a pulse laser beam L 12 having a certain spread angle. The pulse laser beam L 12 emitted from the diffusion optical fiber 17 is converted into a substantially parallel light beam by the second lens 20. However, since the light is repeatedly reflected inside the diffusing optical fiber 17, this light beam is a laser beam having a low spatial coherence and a large divergence angle indicating directivity unlike ordinary laser light. Moreover, due to also repeated receives reflected many times inside the diffusion optical fiber 17, the spatial intensity distribution of the pulse laser beam L 12 is uniform.

このパルスレーザ光Lは、第2の反射ミラー21によって折り曲げられた後、光増幅用アンプ16に伝送され、ピーク出力が非常に高いパルスレーザ光に増幅されるが、増幅前のパルスレーザ光L12が適度に発散しているため、増幅後のパルスレーザ光Lもまた適度に発散したレーザ光となる。また、増幅前のパルスレーザ光L12は強度分布が均一化されているので、増幅後のパルスレーザ光Lもまた強度分布は均一である。即ち、このQスイッチ式レーザ発振器10bからは、通常のQスイッチ式レーザ発振器に比べて、空間的な強度分布が均一で、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きいパルスレーザ光Lが出射される。 The pulsed laser light L 1, after being bent by the second reflecting mirror 21, is transmitted to the optical amplification amplifier 16, the peak output is amplified to a very high pulse laser beam, before amplification pulsed laser beam since L 12 is moderately divergent, the pulse laser light L 2 of the amplified also a laser light moderately divergent. The pulse laser light L 12 before amplification because the intensity distribution is uniform, the pulse laser beam L 2 is also intensity distribution after amplification is uniform. That is, the Q-switched laser oscillator 10b is a pulsed laser beam having a uniform spatial intensity distribution, a low spatial coherence, and a large divergence angle indicating directivity as compared with a normal Q-switched laser oscillator. L 2 is emitted.

このように、本実施形態によれば、レーザ共振器15と光増幅用アンプ16との間に拡散用光ファイバ17を挿入するので、このQスイッチ式レーザ発振器10bからは空間的な強度分布が均一で、コヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きいパルスレーザ光Lが出射される。 As described above, according to the present embodiment, the diffusion optical fiber 17 is inserted between the laser resonator 15 and the optical amplification amplifier 16, so that a spatial intensity distribution is generated from the Q switch type laser oscillator 10b. uniform, coherence is low, the pulse laser beam L 2 is greater spread angle representing the directivity is emitted.

本実施形態のパルスレーザ光Lも、空間的なコヒーレンスが高く、指向性を表す拡がり角が小さい通常のパルスレーザ光と比べて、同一の集光光学系を用いて集光した場合に集光束の径が大きくなる。即ち、このパルスレーザ光Lを図示しない伝送用光ファイバに導入した場合でも、その光ファイバの内部で細く収束しない。また、パルスレーザ光Lの強度分布が均一であるので、伝送用光ファイバの導入部で局所的な強度のピークを持たない。 Pulsed laser light L 2 of the present embodiment also, high spatial coherence, normal in comparison with the pulse laser beam spread angle representing the directivity is small, the current when condensed by using the same condensing optical system The diameter of the light beam increases. That is, even when introduced into a transmission optical fiber (not shown) the pulse laser light L 2, not converged finely within the optical fiber. Further, since the intensity distribution of the pulse laser beam L 2 is uniform, no local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber.

したがって、このQスイッチ式レーザ発振器10bを光源として使用すれば、伝送用光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。   Therefore, if this Q-switch type laser oscillator 10b is used as a light source, high peak output pulsed laser light can be transmitted through the optical fiber without damaging the transmission optical fiber.

[第3実施形態(図3)]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図3は、本実施形態によるパルスレーザ発振器を示す構成図である。
[Third Embodiment (FIG. 3)]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the pulse laser oscillator according to the present embodiment.

このパルスレーザ発振器10cはQスイッチ式レーザ発振器であり、第2実施形態と同様のレーザ共振器15と、このレーザ共振器15から出射されるパルスレーザ光L11を順次に導入する第1の凹レンズ22、光ファイバプレート(Fiber optical plate ;以下、FOPという)23、集光レンズ24、第2の凹レンズ25および光増幅用アンプ16を備えた構成とされている。FOP23は、小さい円柱形のカライドスコープを複眼状に平面上に並べた光学素子である。各カライドスコープ部分では、例えば1〜10回の反射が行われる。   This pulse laser oscillator 10c is a Q-switch type laser oscillator, and the same laser resonator 15 as that of the second embodiment and a first concave lens 22 for sequentially introducing the pulse laser beam L11 emitted from the laser resonator 15 are used. An optical fiber plate (hereinafter referred to as FOP) 23, a condenser lens 24, a second concave lens 25, and an optical amplification amplifier 16 are provided. The FOP 23 is an optical element in which small cylindrical kaleidoscopes are arranged on a plane in a compound eye shape. In each kaleidoscope portion, for example, 1 to 10 reflections are performed.

次に、このQスイッチ式レーザ発振器10cの作用を説明する。レーザ共振器15からは、時間幅が短く、平均出力に対するピーク出力の比が大きいパルスレーザ光L11が出射される。このパルスレーザ光L11は凹レンズ22によってFOP23の口径に合った大きさに拡大されてFOP23にその一端から導入される。導入されたパルスレーザ光L11はFOP23の内部で局所的に反射されながら伝送され、他端からある拡がりの角度をもったパルスレーザ光L12として出射される。FOP23から出射されたパルスレーザ光L12は集光レンズ24と凹レンズ25によって、光増幅用アンプ16の口径に合った径をもつほぼ平行な光束に変換される。 Next, the operation of the Q switch type laser oscillator 10c will be described. From the laser resonator 15, a short time width, the pulse laser light L 11 is large ratio of peak output to average power is emitted. The pulse laser beam L 11 is enlarged by the concave lens 22 to a size that matches the aperture of the FOP 23 and is introduced into the FOP 23 from one end thereof. The introduced pulse laser beam L 11 is transmitted while being locally reflected inside the FOP 23, and is emitted from the other end as a pulse laser beam L 12 having a certain spread angle. Pulsed laser light L 12 emitted from FOP23 by condenser lens 24 and a concave lens 25, is converted into substantially parallel light flux having a diameter that matches the diameter of the optical amplification amplifier 16.

但し、FOP23の内部で局所的に繰り返し反射を受けたため、この光束は通常のレーザ光とは異なり、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きいレーザ光となる。また、FOP23の内部で局所的に繰り返し反射を受けたため、パルスレーザ光L12の空間的な強度分布は均一化される。このパルスレーザ光L12は光増幅用アンプ16に伝送され、ピーク出力が非常に高いパルスレーザ光に増幅されるが、増幅前のパルスレーザ光L11が適度に発散しているため、増幅後のパルスレーザ光L12もまた適度に発散し発散したレーザ光となる。また、増幅前のパルスレーザ光L11は強度分布が均一化されているため、増幅後のパルスレーザ光L12も強度分布は均一である。即ち、このQスイッチ式レーザ発振器10cからは、通常のQスイッチ式レーザ発振器に比べて、空間的な強度分布が均一で、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きいパルスレーザ光Lが出射される。 However, since it has been locally and repeatedly reflected inside the FOP 23, this light beam is a laser beam having a low spatial coherence and a large divergence angle representing directivity, unlike ordinary laser light. Also, since receiving the locally repeatedly reflected inside the FOP23, spatial intensity distribution of the pulse laser beam L 12 is uniform. The pulse laser beam L 12 is transmitted to the optical amplification amplifier 16, the peak output is amplified to a very high pulse laser beam, the pulse laser light L 11 before the amplification is appropriately diverged, after amplification pulsed laser light L 12 of also serving as a laser light moderately divergent divergent. The pulse laser light L 11 before the amplification is the intensity distribution is uniform, the pulse laser light L 12 after the amplification also intensity distribution is uniform. That is, the Q-switched laser oscillator 10c is a pulsed laser beam having a uniform spatial intensity distribution, a low spatial coherence, and a large divergence angle representing directivity as compared with a normal Q-switched laser oscillator. L 2 is emitted.

本実施形態によれば、レーザ共振器15と光増幅用アンプ16との間にFOP23を挿入したことにより、Qスイッチ式レーザ発振器10cから空間的な強度分布が均一で、空間的なコヒーレンスが低く、かつ指向性を表す拡がり角が大きいパルスレーザ光Lが出射される。このようなパルスレーザ光Lは、空間的なコヒーレンスが高く、指向性を表す拡がり角が小さい通常のレーザ光と比べて、同一の集光光学系を用いて集光した場合に集光束の径は大きくなる。即ち、このパルスレーザ光Lを伝送用光ファイバに導入した場合でも、光ファイバの内部で細く収束しない。また、パルスレーザ光Lの空間的な強度分布が均一であるため、光ファイバ導入部で局所的な強度のピークを持たない。したがって、このQスイッチ式レーザ発振器10cを光源に使用すれば、伝送用光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 According to the present embodiment, by inserting the FOP 23 between the laser resonator 15 and the optical amplification amplifier 16, the spatial intensity distribution from the Q-switched laser oscillator 10c is uniform, and the spatial coherence is low. and spread angle representing the directivity is large pulse laser beam L 2 is emitted. Such a pulse laser beam L 2 is a high spatial coherence, normal in comparison with the laser beam divergence angle representing the directivity is small, when condensed using the same condensing optical system condensing light beam The diameter increases. That is, even when the introduction of the pulse laser light L 2 to a transmission optical fiber, not converged finely within the optical fiber. Further, since the spatial intensity distribution of the pulse laser beam L 2 is uniform, the optical fiber introduction part no local intensity peak. Therefore, if this Q-switch type laser oscillator 10c is used as a light source, pulse laser light having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the transmission optical fiber.

[第4実施形態(図4)]
図4は、本発明の第4実施形態によるパルスレーザ発振器を示す構成図である。
[Fourth Embodiment (FIG. 4)]
FIG. 4 is a block diagram showing a pulse laser oscillator according to the fourth embodiment of the present invention.

このパルスレーザ発振器10dはQスイッチ式レーザ発振器であり、第3実施形態におけるFOP23に代えて、1つのカライドスコープ26を適用したものである。このカライドスコープ26は、内壁面が角柱状あるいは円柱状等の反射ミラー等で構成されている光学素子である。このカライドスコープ26内では、例えば1〜10回の反射が行われる。他の構成については、図3と同一の符号を図4に示して、説明を省略する。   This pulse laser oscillator 10d is a Q-switch type laser oscillator, and uses one kaleidoscope 26 instead of the FOP 23 in the third embodiment. The kaleidoscope 26 is an optical element having an inner wall surface formed of a reflecting mirror having a prismatic shape or a cylindrical shape. In the kaleidoscope 26, for example, 1 to 10 reflections are performed. For other configurations, the same reference numerals as those in FIG. 3 are shown in FIG.

次に、このQスイッチ式レーザ発振器10dの作用を説明する。レーザ共振器15からは、時間幅が短く、平均出力に対するピーク出力の比が大きいパルスレーザ光L11が出射される。このパルスレーザ光L11は凹レンズ22によってカライドスコープ26の口径に合った大きさに拡大されてカライドスコープ26にその一端から導入される。導入されたパルスレーザ光L11はカライドスコープ26の内部で局所的に反射されながら伝送され、他端からある拡がりの角度をもったパルスレーザ光L12として出射される。カライドスコープ26から出射されたパルスレーザ光L12は集光レンズ24と凹レンズ25によって、光増幅用アンプ16の口径に合った径をもつほぼ平行な光束に変換される。 Next, the operation of the Q-switch type laser oscillator 10d will be described. From the laser resonator 15, a short time width, the pulse laser light L 11 is large ratio of peak output to average power is emitted. The pulse laser beam L 11 is enlarged by the concave lens 22 to a size that matches the aperture of the kaleidoscope 26 and introduced into the kaleidoscope 26 from one end thereof. Pulsed laser light L 11 that is introduced is transmitted while being reflected locally within the kaleidoscope 26, it is emitted as pulsed laser light L 12 having an angle of divergence in the other end. The pulsed laser light L 12 emitted from the kaleidoscope 26 is converted into a substantially parallel light beam having a diameter that matches the aperture of the optical amplification amplifier 16 by the condenser lens 24 and the concave lens 25.

但し、カライドスコープ26の内部で局所的に繰り返し反射を受けたため、この光束は通常のレーザ光とは異なり、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きいレーザ光となる。また、カライドスコープ26の内部で局所的に繰り返し反射を受けたため、パルスレーザ光L12の空間的な強度分布は均一化される。このパルスレーザ光L12は光増幅用アンプ16に伝送され、ピーク出力が非常に高いパルスレーザ光に増幅されるが、増幅前のパルスレーザ光L11が適度に発散しているため、増幅後のパルスレーザ光L12もまた適度に発散し発散したレーザ光となる。また、増幅前のパルスレーザ光L11は強度分布が均一化されているため、増幅後のパルスレーザ光L12も強度分布は均一である。即ち、このQスイッチ式レーザ発振器10cからは、通常のQスイッチ式レーザ発振器に比べて、空間的な強度分布が均一で、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きいパルスレーザ光Lが出射される。 However, since the local repetitive reflection is received inside the kaleidoscope 26, this light beam is a laser beam having a low spatial coherence and a large divergence angle representing directivity, unlike ordinary laser light. Also, since receiving the locally repeatedly reflected within the kaleidoscope 26, the spatial intensity distribution of the pulse laser beam L 12 is uniform. The pulse laser beam L 12 is transmitted to the optical amplification amplifier 16, the peak output is amplified to a very high pulse laser beam, the pulse laser beam L11 before the amplification is appropriately diverged, after amplification pulsed laser light L 12 is also a laser light moderately divergent divergent. The pulse laser light L 11 before the amplification is the intensity distribution is uniform, the pulse laser light L 12 after the amplification also intensity distribution is uniform. That is, the Q-switched laser oscillator 10c is a pulsed laser beam having a uniform spatial intensity distribution, a low spatial coherence, and a large divergence angle representing directivity as compared with a normal Q-switched laser oscillator. L 2 is emitted.

本実施形態によれば、レーザ共振器15と光増幅用アンプ16との間にカライドスコープ26を挿入したことにより、Qスイッチ式レーザ発振器10cから空間的な強度分布が均一で、空間的なコヒーレンスが低く、かつ指向性を表す拡がり角が大きいパルスレーザ光Lが出射される。このようなパルスレーザ光L2は、空間的なコヒーレンスが高く、指向性を表す拡がり角が小さい通常のレーザ光と比べて、同一の集光光学系を用いて集光した場合に集光束の径は大きくなる。即ち、このパルスレーザ光Lを伝送用光ファイバに導入した場合でも、光ファイバの内部で細く収束しない。また、パルスレーザ光Lの空間的な強度分布が均一であるため、光ファイバ導入部で局所的な強度のピークを持たない。したがって、このQスイッチ式レーザ発振器10cを光源に使用すれば、伝送用光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 According to the present embodiment, by inserting the kaleidoscope 26 between the laser resonator 15 and the optical amplification amplifier 16, the spatial intensity distribution from the Q-switch type laser oscillator 10c is uniform and spatial. coherence is low and the pulse laser beam L 2 is greater spread angle representing the directivity is emitted. Such a pulsed laser beam L2 has a spatial light coherence and a diameter of the collected beam when condensed using the same condensing optical system as compared with a normal laser beam having a small divergence angle representing directivity. Will grow. That is, even when the introduction of the pulse laser light L 2 to a transmission optical fiber, not converged finely within the optical fiber. Further, since the spatial intensity distribution of the pulse laser beam L 2 is uniform, the optical fiber introduction part no local intensity peak. Therefore, if this Q-switch type laser oscillator 10c is used as a light source, pulse laser light having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the transmission optical fiber.

[第5実施形態(図5)]
図5は、本発明の第5実施形態によるパルスレーザ発振器を示す構成図である。
[Fifth Embodiment (FIG. 5)]
FIG. 5 is a block diagram showing a pulse laser oscillator according to a fifth embodiment of the present invention.

このパルスレーザ発振器10eは、Qスイッチ式レーザ発振器であり、第3実施形態におけるFOP23に代えて、拡散用光透過板27を適用したものである。この拡散用光透過板27には、例えば光透過率が20〜70%の曇りガラス等の光学素子が適用され、指向性が高いレーザビームを適度に拡散させることができる。   This pulse laser oscillator 10e is a Q-switch type laser oscillator, and uses a diffusion light transmission plate 27 instead of the FOP 23 in the third embodiment. For example, an optical element such as frosted glass having a light transmittance of 20 to 70% is applied to the light transmission plate 27 for diffusion, and a laser beam with high directivity can be diffused appropriately.

次に、このQスイッチ式レーザ発振器10eの作用を説明する。レーザ共振器15からは、時間幅が短く、平均出力に対するピーク出力の比が大きいパルスレーザ光L11が出射される。このパルスレーザ光L11は凹レンズ22によって拡散用光透過板27の口径に合った大きさに拡大されて拡散用光透過板27にその一端から導入される。導入されたパルスレーザ光L11は拡散用光透過板27の内部で局所的に反射されながら伝送され、他端からある拡がりの角度をもったパルスレーザ光L12として出射される。拡散用光透過板27から出射されたパルスレーザ光L12は集光レンズ24と凹レンズ25によって、光増幅用アンプ16の口径に合った径をもつほぼ平行な光束に変換される。 Next, the operation of the Q-switch type laser oscillator 10e will be described. From the laser resonator 15, a short time width, the pulse laser light L 11 is large ratio of peak output to average power is emitted. The pulse laser beam L 11 is enlarged by the concave lens 22 to a size that matches the aperture of the diffusion light transmission plate 27 and introduced into the diffusion light transmission plate 27 from one end thereof. Pulsed laser light L 11 that is introduced is transmitted while being locally reflected inside the diffused-light transmitting plate 27, it is emitted as pulsed laser light L 12 having an angle of divergence in the other end. The pulsed laser light L 12 emitted from the diffusion light transmitting plate 27 is converted by the condenser lens 24 and the concave lens 25 into a substantially parallel light beam having a diameter that matches the aperture of the optical amplification amplifier 16.

但し、拡散用光透過板27の内部で局所的に繰り返し反射を受けたため、この光束は通常のレーザ光とは異なり、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きいレーザ光となる。また、拡散用光透過板27の内部で適度に拡散するため、パルスレーザ光L12の空間的な強度分布は均一化される。このパルスレーザ光L12は光増幅用アンプ16に伝送され、ピーク出力が非常に高いパルスレーザ光に増幅されるが、増幅前のパルスレーザ光L11が適度に発散しているため、増幅後のパルスレーザ光L12もまた適度に発散し発散したレーザ光となる。また、増幅前のパルスレーザ光L11は強度分布が均一化されているため、増幅後のパルスレーザ光L12も強度分布は均一である。即ち、このQスイッチ式レーザ発振器10cからは、通常のQスイッチ式レーザ発振器に比べて、空間的な強度分布が均一で、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きいパルスレーザ光Lが出射される。 However, since the light beam is locally and repeatedly reflected inside the diffusing light transmitting plate 27, this light beam is different from normal laser light, and has a low spatial coherence and a large spread angle representing directivity. . Further, in order to appropriately diffused within the diffuse light transmitting plate 27, the spatial intensity distribution of the pulse laser beam L 12 is uniform. The pulse laser beam L 12 is transmitted to the optical amplification amplifier 16, the peak output is amplified to a very high pulse laser beam, the pulse laser light L 11 before the amplification is appropriately diverged, after amplification pulsed laser light L 12 of also serving as a laser light moderately divergent divergent. The pulse laser light L 11 before the amplification is the intensity distribution is uniform, the pulse laser light L 12 after the amplification also intensity distribution is uniform. That is, the Q-switched laser oscillator 10c is a pulsed laser beam having a uniform spatial intensity distribution, a low spatial coherence, and a large divergence angle representing directivity as compared with a normal Q-switched laser oscillator. L 2 is emitted.

本実施形態によれば、レーザ共振器15と光増幅用アンプ16との間に拡散用光透過板27を挿入したことにより、Qスイッチ式レーザ発振器10cから空間的な強度分布が均一で、空間的なコヒーレンスが低く、かつ指向性を表す拡がり角が大きいパルスレーザ光Lが出射される。このようなパルスレーザ光Lは、空間的なコヒーレンスが高く、指向性を表す拡がり角が小さい通常のレーザ光と比べて、同一の集光光学系を用いて集光した場合に集光束の径は大きくなる。即ち、このパルスレーザ光Lを伝送用光ファイバに導入した場合でも、光ファイバの内部で細く収束しない。また、パルスレーザ光Lの空間的な強度分布が均一であるため、光ファイバ導入部で局所的な強度のピークを持たない。したがって、このQスイッチ式レーザ発振器10cを光源に使用すれば、伝送用光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 According to the present embodiment, by inserting the diffusion light transmission plate 27 between the laser resonator 15 and the optical amplification amplifier 16, the spatial intensity distribution from the Q-switch type laser oscillator 10c is uniform, and the spatial coherence is low and the pulse laser beam L 2 is greater spread angle representing the directivity is emitted. Such a pulse laser beam L 2 is a high spatial coherence, normal in comparison with the laser beam divergence angle representing the directivity is small, when condensed using the same condensing optical system condensing light beam The diameter increases. That is, even when the introduction of the pulse laser light L 2 to a transmission optical fiber, not converged finely within the optical fiber. Further, since the spatial intensity distribution of the pulse laser beam L 2 is uniform, the optical fiber introduction part no local intensity peak. Therefore, if this Q-switch type laser oscillator 10c is used as a light source, pulse laser light having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the transmission optical fiber.

[第6実施形態(図6)]
図6は、本発明の第6実施形態によるパルスレーザ発振器を示す構成図である。
[Sixth Embodiment (FIG. 6)]
FIG. 6 is a block diagram showing a pulse laser oscillator according to a sixth embodiment of the present invention.

このパルスレーザ発振器10fは、Qスイッチ式レーザ発振器であり、第3実施形態のFOP23および集光レンズ24に代えて、マイクロレンズアレイ27aを適用したものである。このマイクロレンズアレイ27aは、例えば第3実施形態で示した集光レンズ24を2〜36分割した小さな集光レンズ27a…を複眼的に平面上に並べた光学素子である。 This pulse laser oscillator 10f is a Q-switch type laser oscillator, and uses a microlens array 27a instead of the FOP 23 and the condenser lens 24 of the third embodiment. The micro lens array 27a is an optical element in which small condensing lenses 27a 1 ... Obtained by dividing the condensing lens 24 shown in the third embodiment into 2 to 36 are arranged on a plane compound-eye.

次に、このQスイッチ式レーザ発振器10fの作用を説明する。レーザ共振器15からは、時間幅が短く、平均出力に対するピーク出力の比が大きいパルスレーザ光L11が出射される。このパルスレーザ光L11は凹レンズ22によってマイクロレンズアレイ27aの口径に合った大きさに拡大されてマイクロレンズアレイ27aにその一端から導入される。導入されたパルスレーザ光L11はマイクロレンズアレイ27aの内部で局所的に反射されながら伝送され、他端からある拡がりの角度をもったパルスレーザ光L12として出射される。マイクロレンズアレイ27aから出射されたパルスレーザ光L12は集光レンズ24と凹レンズ25によって、光増幅用アンプ16の口径に合った径をもつほぼ平行な光束に変換される。 Next, the operation of the Q-switch type laser oscillator 10f will be described. From the laser resonator 15, a short time width, the pulse laser light L 11 is large ratio of peak output to average power is emitted. The pulse laser beam L 11 is introduced from one end thereof is expanded to a size that matches the diameter of the microlens array 27a by a concave lens 22 to the microlens array 27a. Pulsed laser light L 11 that is introduced is transmitted while being locally reflected inside the microlens array 27a, and is emitted as pulsed laser light L 12 having an angle of divergence in the other end. Pulsed laser light L 12 emitted from the microlens array 27a by a condenser lens 24 and a concave lens 25, is converted into substantially parallel light flux having a diameter that matches the diameter of the optical amplification amplifier 16.

但し、マイクロレンズアレイ27aを通過したため、この光束は通常のレーザ光とは異なり、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きいレーザ光となる。また、マイクロレンズアレイ27aの内部で局所的に繰り返し反射を受けたため、パルスレーザ光L12の空間的な強度分布は均一化される。このパルスレーザ光L12は光増幅用アンプ16に伝送され、ピーク出力が非常に高いパルスレーザ光に増幅されるが、増幅前のパルスレーザ光L11が適度に発散しているため、増幅後のパルスレーザ光L12もまた適度に発散し発散したレーザ光となる。また、増幅前のパルスレーザ光L11は強度分布が均一化されているため、増幅後のパルスレーザ光L12も強度分布は均一である。即ち、このQスイッチ式レーザ発振器10fからは、通常のQスイッチ式レーザ発振器に比べて、空間的な強度分布が均一で、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きいパルスレーザ光Lが出射される。 However, since the light passes through the microlens array 27a, this light beam is a laser beam having a low spatial coherence and a large divergence angle representing directivity, unlike ordinary laser light. Also, since receiving the locally repeatedly reflected inside the microlens array 27a, the spatial intensity distribution of the pulse laser beam L 12 is uniform. The pulse laser beam L 12 is transmitted to the optical amplification amplifier 16, the peak output is amplified to a very high pulse laser beam, the pulse laser light L 11 before the amplification is appropriately diverged, after amplification pulsed laser light L 12 of also serving as a laser light moderately divergent divergent. The pulse laser light L 11 before the amplification is the intensity distribution is uniform, the pulse laser light L 12 after the amplification also intensity distribution is uniform. That is, from this Q-switched laser oscillator 10f, compared with a normal Q-switched laser oscillator, a pulse laser beam having a uniform spatial intensity distribution, low spatial coherence, and a large divergence angle representing directivity. L 2 is emitted.

本実施形態によれば、レーザ共振器15と光増幅用アンプ16との間にマイクロレンズアレイ27aを挿入したことにより、Qスイッチ式レーザ発振器10fから空間的な強度分布が均一で、空間的なコヒーレンスが低く、かつ指向性を表す拡がり角が大きいパルスレーザ光Lが出射される。このようなパルスレーザ光Lは、空間的なコヒーレンスが高く、指向性を表す拡がり角が小さい通常のレーザ光と比べて、同一の集光光学系を用いて集光した場合に集光束の径は大きくなる。即ち、このパルスレーザ光Lを伝送用光ファイバに導入した場合でも、光ファイバの内部で細く収束しない。また、パルスレーザ光Lの空間的な強度分布が均一であるため、光ファイバ導入部で局所的な強度のピークを持たない。したがって、このQスイッチ式レーザ発振器10fを光源に使用すれば、伝送用光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 According to the present embodiment, by inserting the microlens array 27a between the laser resonator 15 and the optical amplification amplifier 16, the spatial intensity distribution from the Q-switch type laser oscillator 10f is uniform and spatial. coherence is low and the pulse laser beam L 2 is greater spread angle representing the directivity is emitted. Such a pulse laser beam L 2 is a high spatial coherence, normal in comparison with the laser beam divergence angle representing the directivity is small, when condensed using the same condensing optical system condensing light beam The diameter increases. That is, even when the introduction of the pulse laser light L 2 to a transmission optical fiber, not converged finely within the optical fiber. Further, since the spatial intensity distribution of the pulse laser beam L 2 is uniform, the optical fiber introduction part no local intensity peak. Therefore, if this Q-switch type laser oscillator 10f is used as a light source, high peak output pulsed laser light can be transmitted through the optical fiber without damaging the transmission optical fiber.

[第7実施形態(図7)]
図7は、本発明の第7実施形態による光ファイバ導光装置を示す構成図である。
[Seventh Embodiment (FIG. 7)]
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an optical fiber light guide device according to a seventh embodiment of the present invention.

この光ファイバ導光装置28aは、例えば通常のパルスレーザ発振器からのパルスレーザ光Lを伝送用光ファイバ32に導くための光ファイバ導光装置であって、パルスレーザ光Lの通過方向に沿って順に、凹レンズ29およびFOP30を配設するとともに、FOP30から出射されるパルスレーザ光L01を集光する集光光学系としての集光レンズ31とを有する構成とされている。 The optical fiber light guide device 28a is, for example, a conventional optical fiber light guide device for guiding the transmission optical fiber 32 to the pulse laser light L 0 from the pulsed laser oscillator, along the passing direction of the pulsed laser light L The concave lens 29 and the FOP 30 are arranged in order, and a condensing lens 31 as a condensing optical system for condensing the pulsed laser light L01 emitted from the FOP 30 is provided.

この光ファイバ導光装置28aに入射されるパルスレーザ光Lはピーク出力が高いパルスレーザ光であって、例えばQスイッチ式YAGレーザ発振器から発生するパルスレーザ光、あるいは、その第2高調波等である。FOP30は前述したものと略同様に、小さい円柱形のカライドスコープを複眼状に平面上に並べた光学素子である。 Pulse laser beam L 0 incident on the optical fiber light guide device 28a is a peak power high pulse laser beam, for example, pulsed laser light generated from the Q-switched YAG laser oscillator or the second harmonic or the like It is. The FOP 30 is an optical element in which small cylindrical kaleidoscopes are arranged on a plane in a compound eye shape in substantially the same manner as described above.

次に、この光ファイバ導光装置28aの作用を説明する。高いピーク出力をもったパルスレーザ光Lは、凹レンズ29によってFOP30の口径に合った大きさに拡大されてFOP30にその一端から導入される。パルスレーザ光LはFOP30の内部で局所的に反射されながら伝送され、他端からある拡がり角度をもったパルスレーザ光L01として出射される。FOP30から出射されたパルスレーザ光L01は、FOP30の内部で局所的に繰り返し反射を受けたため、空間的なコヒーレンスが低くなっている。また、FOP30の内部で局所的に繰り返し反射を受けたため、パルスレーザ光L01の空間的な強度分布は均一化されている。FOP30から出射されたパルスレーザ光L01は、集光レンズ31によって集光され、この集光されたパルスレーザ光L02は伝送用光ファイバ32の内部に導入される。伝送用光ファイバ32の内部に導入されたパルスレーザ光L02は、凹面状をしたコアとクラッドとの境界面で反射されて収束するが、空間的なコヒーレンスが低いため、空間的なコヒーレンスが高い通常のレーザ光のように細く収束しない。また、空間的な強度分布が均一であるため、伝送用光ファイバ32の導入部で局所的な強度のピークを持たない。 Next, the operation of the optical fiber light guide device 28a will be described. The pulse laser beam L 0 having a high peak output is expanded to a size that matches the aperture of the FOP 30 by the concave lens 29 and introduced into the FOP 30 from one end thereof. The pulse laser beam L 0 is transmitted while being locally reflected inside the FOP 30, and is emitted as a pulse laser beam L 01 having a certain spread angle from the other end. Since the pulsed laser beam L 01 emitted from the FOP 30 is repeatedly reflected locally within the FOP 30, the spatial coherence is low. Also, since receiving the locally repeatedly reflected within the FOP 30, the spatial intensity distribution of the pulse laser beam L 01 is uniform. The pulsed laser light L 01 emitted from the FOP 30 is condensed by the condenser lens 31, and the condensed pulsed laser light L 02 is introduced into the transmission optical fiber 32. The pulsed laser light L 02 introduced into the transmission optical fiber 32 is reflected and converged at the boundary surface between the concave core and the clad. However, since the spatial coherence is low, the spatial coherence is low. It does not converge finely like a high normal laser beam. Further, since the spatial intensity distribution is uniform, there is no local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 32.

本実施形態によれば、空間的なコヒーレンスが高いパルスレーザ光Lを、FOP30を通して空間的なコヒーレンスを低くしてから伝送用光ファイバ32に導入するので、導入されるパルスレーザ光L02は、伝送用光ファイバ32の内部で細く収束せず、伝送用光ファイバ32を損傷することがない。また、FOP30を通して空間的な強度分布を均一化してから伝送用光ファイバ32に導入するので、伝送用光ファイバ32の導入部でパルスレーザ光L02は局所的な強度のピークを持たず、伝送用光ファイバ32を損傷しない。したがって、この光ファイバ導光装置28aを使用すれば、伝送用光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 According to the present embodiment, the pulsed laser light L 0 having high spatial coherence is introduced into the transmission optical fiber 32 after the spatial coherence is lowered through the FOP 30, so that the introduced pulsed laser light L 02 is The optical fiber 32 for transmission does not converge finely, and the optical fiber 32 for transmission is not damaged. Moreover, since the introduced transmission optical fiber 32 after homogenizing the spatial intensity distribution throughout the FOP 30, pulse laser light L 02 at the introduction portion of the transmission optical fiber 32 has no local intensity peak, transmission The optical fiber 32 is not damaged. Therefore, if this optical fiber light guide device 28a is used, pulse laser light having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the transmission optical fiber.

[第8実施形態(図8)]
図8は、本発明の第8実施形態による光ファイバ導光装置を示す構成図である。
[Eighth Embodiment (FIG. 8)]
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating an optical fiber light guide device according to an eighth embodiment of the present invention.

この光ファイバ導光装置28bは、第7実施形態のFOPに代えて、カライドスコープ33を適用したものである。このカライドスコープ33は前述したものと同様に、内壁面が角柱状あるいは円柱状等の反射ミラー等で構成されている光学素子である。他の構成については、図8において第7実施形態と同様の部分に、図7と同一の符号を付して説明を省略する。   This optical fiber light guide device 28b uses a kaleidoscope 33 instead of the FOP of the seventh embodiment. The kaleidoscope 33 is an optical element having an inner wall surface constituted by a reflecting mirror having a prismatic shape or a cylindrical shape, as described above. The other components in FIG. 8 that are the same as those in the seventh embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG.

次に、このパルスレーザ光導光装置28bの作用を説明する。高いピーク出力をもったパルスレーザ光Lは、凹レンズ29によってカライドスコープ33の口径に合った大きさに拡大されてカライドスコープ33にその一端から導入される。パルスレーザ光Lはカライドスコープ33の内部で局所的に反射されながら伝送され、他端からある拡がり角度をもったパルスレーザ光L01として出射される。カライドスコープ33から出射されたパルスレーザ光L01は、カライドスコープ33の内部で局所的に繰り返し反射を受けたため、空間的なコヒーレンスが低くなっている。また、カライドスコープ33の内部で局所的に繰り返し反射を受けたため、パルスレーザ光L01の空間的な強度分布は均一化されている。カライドスコープ33から出射されたパルスレーザ光L01は、集光レンズ31によって集光され、この集光されたパルスレーザ光L02は伝送用光ファイバ32の内部に導入される。伝送用光ファイバ32の内部に導入されたパルスレーザ光L02は、凹面状をしたコアとクラッドとの境界面で反射されて収束するが、空間的なコヒーレンスが低いため、空間的なコヒーレンスが高い通常のレーザ光のように細く収束しない。また、空間的な強度分布が均一であるため、伝送用光ファイバ32の導入部で局所的な強度のピークを持たない。 Next, the operation of the pulse laser light guide device 28b will be described. The pulse laser beam L 0 having a high peak output is enlarged to a size suitable for the aperture of the kaleidoscope 33 by the concave lens 29 and introduced into the kaleidoscope 33 from one end thereof. The pulse laser beam L 0 is transmitted while being locally reflected inside the kaleidoscope 33, and is emitted as a pulse laser beam L 01 having a certain spread angle from the other end. Since the pulse laser beam L 01 emitted from the kaleidoscope 33 is repeatedly reflected locally within the kaleidoscope 33, the spatial coherence is low. Further, since the reflection repeatedly received locally inside the kaleidoscope 33, the spatial intensity distribution of the pulse laser beam L01 is made uniform. The pulse laser beam L 01 emitted from the kaleidoscope 33 is collected by the condenser lens 31, and the collected pulse laser beam L 02 is introduced into the transmission optical fiber 32. The pulsed laser light L 02 introduced into the transmission optical fiber 32 is reflected and converged at the boundary surface between the concave core and the clad. However, since the spatial coherence is low, the spatial coherence is low. It does not converge finely like a high normal laser beam. Further, since the spatial intensity distribution is uniform, there is no local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 32.

本実施形態によれば、空間的なコヒーレンスが高いパルスレーザ光Lを、カライドスコープ33を通して空間的なコヒーレンスを低くしてから伝送用光ファイバ32に導入するので、導入されるパルスレーザ光L02は、伝送用光ファイバ32の内部で細く収束せず、伝送用光ファイバ32を損傷することがない。また、カライドスコープ33を通して空間的な強度分布を均一化してから伝送用光ファイバ32に導入するので、伝送用光ファイバ32の導入部でパルスレーザ光L02は局所的な強度のピークを持たず、伝送用光ファイバ32を損傷しない。したがって、この光ファイバ導光装置28bを使用すれば、伝送用光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 According to the present embodiment, the pulsed laser light L 0 having high spatial coherence is introduced into the transmission optical fiber 32 after the spatial coherence is lowered through the kaleidoscope 33, so the introduced pulsed laser light. L 02 does not converge finely inside the transmission optical fiber 32 and does not damage the transmission optical fiber 32. Further, since the spatial intensity distribution is made uniform through the kaleidoscope 33 and then introduced into the transmission optical fiber 32, the pulse laser beam L02 has a local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 32. Therefore, the transmission optical fiber 32 is not damaged. Therefore, by using this optical fiber light guide device 28b, it is possible to transmit high-peak output pulsed laser light through the optical fiber without damaging the transmission optical fiber.

[第9実施形態(図9)]
図9は、本発明の第9実施形態による光ファイバ導光装置を示す構成図である。
[Ninth Embodiment (FIG. 9)]
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an optical fiber light guide device according to a ninth embodiment of the present invention.

この光ファイバ導光装置28cは、第7実施形態のFOPに代えて、拡散用光透過板34を適用したものである。この拡散用光透過板34には前述したものと同様に、曇りガラス等の光学素子が適用され、指向性が高いパルスレーザ光を適度に拡散させることができる。他の構成については、図9において第7実施形態と同様の部分に、図7と同一の符号を付して説明を省略する。   In this optical fiber light guide device 28c, a diffusion light transmission plate 34 is applied instead of the FOP of the seventh embodiment. Similarly to the light transmission plate 34 for diffusion, an optical element such as frosted glass is applied, and pulse laser light having high directivity can be diffused appropriately. In FIG. 9, the same reference numerals as those in FIG. 7 are given to the same parts as those in the seventh embodiment in FIG.

次に、このパルスレーザ光導光装置28cの作用を説明する。高いピーク出力をもったパルスレーザ光Lは、凹レンズ29によって拡散用光透過板34の口径に合った大きさに拡大されて拡散用光透過板34にその一端から導入される。パルスレーザ光Lは拡散用光透過板34の内部で局所的に反射されながら伝送され、他端からある拡がり角度をもったパルスレーザ光L01として出射される。拡散用光透過板34から出射されたパルスレーザ光L01は、拡散用光透過板34の内部で適度に拡散されたため、空間的なコヒーレンスが低くなっている。また、拡散用光透過板34の内部で局所的に繰り返し反射を受けたため、パルスレーザ光L01の空間的な強度分布は均一化されている。拡散用光透過板34から出射されたパルスレーザ光L01は、集光レンズ31によって集光され、この集光されたパルスレーザ光L02は伝送用光ファイバ32の内部に導入される。伝送用光ファイバ32の内部に導入されたパルスレーザ光L02は、凹面状をしたコアとクラッドとの境界面で反射されて収束するが、空間的なコヒーレンスが低いため、空間的なコヒーレンスが高い通常のレーザ光のように細く収束しない。また、空間的な強度分布が均一であるため、伝送用光ファイバ32の導入部で局所的な強度のピークを持たない。 Next, the operation of the pulse laser light guide device 28c will be described. The pulsed laser light L 0 having a high peak output is enlarged by the concave lens 29 to a size suitable for the aperture of the diffusion light transmission plate 34 and introduced into the diffusion light transmission plate 34 from one end thereof. The pulse laser beam L 0 is transmitted while being locally reflected inside the diffusion light transmission plate 34, and is emitted as a pulse laser beam L 01 having a certain spread angle from the other end. Since the pulsed laser light L 01 emitted from the diffusion light transmission plate 34 is appropriately diffused inside the diffusion light transmission plate 34, the spatial coherence is low. Further, since the reflection is locally and repeatedly reflected inside the diffusion light transmission plate 34, the spatial intensity distribution of the pulse laser beam L01 is made uniform. The pulsed laser light L 01 emitted from the diffusion light transmitting plate 34 is condensed by the condenser lens 31, and the condensed pulsed laser light L 02 is introduced into the transmission optical fiber 32. The pulsed laser light L 02 introduced into the transmission optical fiber 32 is reflected and converged at the boundary surface between the concave core and the clad. However, since the spatial coherence is low, the spatial coherence is low. It does not converge finely like a high normal laser beam. Further, since the spatial intensity distribution is uniform, there is no local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 32.

本実施形態によれば、空間的なコヒーレンスが高いパルスレーザ光Lを、拡散用光透過板34を通して空間的なコヒーレンスを低くしてから伝送用光ファイバ32に導入するので、導入されるパルスレーザ光L02は、伝送用光ファイバ32の内部で細く収束せず、伝送用光ファイバ32を損傷することがない。また、拡散用光透過板34を通して空間的な強度分布を均一化してから伝送用光ファイバ32に導入するので、伝送用光ファイバ32の導入部でパルスレーザ光L02は局所的な強度のピークを持たず、伝送用光ファイバ32を損傷しない。したがって、この光ファイバ導光装置28cを使用すれば、伝送用光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 According to the present embodiment, the pulse laser beam L 0 with high spatial coherence is introduced into the transmission optical fiber 32 after the spatial coherence is lowered through the diffusion light transmission plate 34, so that the introduced pulse The laser beam L 02 does not converge finely inside the transmission optical fiber 32 and does not damage the transmission optical fiber 32. In addition, since the spatial intensity distribution is made uniform through the diffusion light transmitting plate 34 and then introduced into the transmission optical fiber 32, the pulse laser beam L02 has a local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 32. The transmission optical fiber 32 is not damaged. Therefore, if this optical fiber light guide device 28c is used, pulse laser light having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the transmission optical fiber.

[第10実施形態(図10)]
図10は、本発明の第10実施形態による光ファイバ導光装置を示す構成図である。
[Tenth Embodiment (FIG. 10)]
FIG. 10 is a configuration diagram illustrating an optical fiber light guide device according to a tenth embodiment of the present invention.

この光ファイバ導光装置28dは、第7実施形態のFOPに代えて、マイクロレンズアレイ35を適用したものである。このマイクロレンズアレイ35は前述したものと同様に、小さな集光レンズを複眼状に平面上に並べた光学素子である。他の構成については、図10において第7実施形態と同様の部分に、図7と同一の符号を付して説明を省略する。   In this optical fiber light guide device 28d, a microlens array 35 is applied instead of the FOP of the seventh embodiment. The microlens array 35 is an optical element in which small condensing lenses are arranged on a plane in a compound eye shape as described above. Other components in FIG. 10 that are the same as in the seventh embodiment are given the same reference numerals as in FIG.

次に、このパルスレーザ光導光装置28dの作用を説明する。高いピーク出力をもったパルスレーザ光Lは、凹レンズ29によってマイクロレンズアレイ35の口径に合った大きさに拡大されてマイクロレンズアレイ35にその一端から導入される。パルスレーザ光Lはマイクロレンズアレイ35の内部で局所的に反射されながら伝送され、他端からある拡がり角度をもったパルスレーザ光L01として出射される。マイクロレンズアレイ35から出射されたパルスレーザ光L01は、マイクロレンズアレイ35の内部で適度に拡散されたため、空間的なコヒーレンスが低くなっている。また、マイクロレンズアレイ350通過したため、パルスレーザ光L01の空間的な強度分布は均一化されている。マイクロレンズアレイ35から出射されたパルスレーザ光L01は、集光レンズ31によって集光され、この集光されたパルスレーザ光L02は伝送用光ファイバ32の内部に導入される。伝送用光ファイバ32の内部に導入されたパルスレーザ光L02は、凹面状をしたコアとクラッドとの境界面で反射されて収束するが、空間的なコヒーレンスが低いため、空間的なコヒーレンスが高い通常のレーザ光のように細く収束しない。また、空間的な強度分布が均一であるため、伝送用光ファイバ32の導入部で局所的な強度のピークを持たない。 Next, the operation of the pulse laser light guide device 28d will be described. The pulse laser beam L 0 having a high peak output is enlarged by the concave lens 29 to a size suitable for the aperture of the microlens array 35 and introduced into the microlens array 35 from one end thereof. The pulse laser beam L 0 is transmitted while being locally reflected inside the microlens array 35, and is emitted as a pulse laser beam L 01 having a certain spread angle from the other end. Since the pulsed laser light L 01 emitted from the microlens array 35 is moderately diffused inside the microlens array 35, the spatial coherence is low. Further, since the microlens array 350 has passed, the spatial intensity distribution of the pulsed laser light L01 is made uniform. The pulsed laser light L 01 emitted from the microlens array 35 is condensed by the condenser lens 31, and the condensed pulsed laser light L 02 is introduced into the transmission optical fiber 32. The pulsed laser light L 02 introduced into the transmission optical fiber 32 is reflected and converged at the boundary surface between the concave core and the clad. However, since the spatial coherence is low, the spatial coherence is low. It does not converge finely like a high normal laser beam. Further, since the spatial intensity distribution is uniform, there is no local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 32.

本実施形態によれば、空間的なコヒーレンスが高いパルスレーザ光Lを、マイクロレンズアレイ35を通して空間的なコヒーレンスを低くしてから伝送用光ファイバ32に導入するので、導入されるパルスレーザ光L02は、伝送用光ファイバ32の内部で細く収束せず、伝送用光ファイバ32を損傷することがない。また、マイクロレンズアレイ35を通して空間的な強度分布を均一化してから伝送用光ファイバ32に導入するので、伝送用光ファイバ32の導入部でパルスレーザ光L02は局所的な強度のピークを持たず、伝送用光ファイバ32を損傷しない。したがって、この光ファイバ導光装置28dを使用すれば、伝送用光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 According to the present embodiment, the pulsed laser light L 0 with high spatial coherence is introduced into the transmission optical fiber 32 after the spatial coherence is lowered through the microlens array 35, so the introduced pulsed laser light. L 02 does not converge finely inside the transmission optical fiber 32 and does not damage the transmission optical fiber 32. Further, since the spatial intensity distribution is made uniform through the microlens array 35 and then introduced into the transmission optical fiber 32, the pulse laser beam L02 does not have a local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 32. The transmission optical fiber 32 is not damaged. Therefore, if this optical fiber light guide device 28d is used, pulse laser light having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the transmission optical fiber.

[第11実施形態(図11)]
次に、本発明の第1実施形態について説明する。図11(a)は、本実施形態による伝送用光ファイバの全体を示す断面図であり、同図(b),(c)は、同図(a)のX−X線およびY−Y線断面図である。
[Eleventh Embodiment (FIG. 11)]
Next, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 11A is a cross-sectional view showing the entire transmission optical fiber according to the present embodiment. FIGS. 11B and 11C are the XX line and the YY line in FIG. It is sectional drawing.

この伝送用光ファイバ36は、芯部のコア37と、それを被覆するクラッド38とで形成されている。コア37には石英等の材料が使用され、屈折率分布はステップインデックス型等をなしている。この伝送用光ファイバ36のコア37は、一端側の一定長さ部分(C部)で角柱形状をなし、それ以外の部分(D部)では円柱形状をなしている。   The transmission optical fiber 36 is formed of a core 37 of a core part and a clad 38 covering the core. The core 37 is made of a material such as quartz, and the refractive index distribution is a step index type. The core 37 of the transmission optical fiber 36 has a prismatic shape at a constant length portion (C portion) on one end side, and a cylindrical shape at the other portion (D portion).

この伝送用光ファイバ36の作用を説明する。図示しない通常のパルスレーザ発振器から、ピーク出力の高いパルスレーザ光Lを集光して、コア37が角柱形状をした一端側から伝送用光ファイバ36の内部に導入すると、そのパルスレーザ光Lは、まず角柱形状のコア37の外周面とその周囲のクラッド38との境界面で反射を受ける。この境界面は角柱形状をなしており平面で構成されているため、反射光は分散し、細く収束することはない。そして、パルスレーザ光Lは、角柱形状をしたコア37の内部で繰り返し反射を受けながら伝送され、円柱形状をしたコア37の内部に到達する。但し、角柱形状をしたコア37の内部で繰り返し反射を受けたため、このパルスレーザ光Lの空間的なコヒーレンスは低くなっている。   The operation of this transmission optical fiber 36 will be described. When a pulse laser beam L having a high peak output is collected from a normal pulse laser oscillator (not shown) and introduced into the transmission optical fiber 36 from one end where the core 37 has a prismatic shape, the pulse laser beam L is First, reflection is received at the boundary surface between the outer peripheral surface of the prismatic core 37 and the surrounding cladding 38. Since this boundary surface has a prismatic shape and is a flat surface, the reflected light is dispersed and does not converge finely. Then, the pulse laser beam L is transmitted while being repeatedly reflected inside the prism-shaped core 37 and reaches the inside of the cylindrical core 37. However, the spatial coherence of the pulsed laser light L is low because it is repeatedly reflected inside the prism-shaped core 37.

次に、パルスレーザ光Lは、円柱形状のコア37の内部においては、コア37の外周面とその周囲のクラッド38との境界面が凹面鏡状の円弧面であるため反射を受けて収束するが、空間的なコヒーレンスが低いため、空間的なコヒーレンスが高い通常のレーザ光のように細く収束することはない。   Next, the pulse laser beam L is reflected and converged inside the cylindrical core 37 because the boundary surface between the outer peripheral surface of the core 37 and the surrounding cladding 38 is a concave mirror-shaped arc surface. Since the spatial coherence is low, the laser beam does not converge as finely as an ordinary laser beam having a high spatial coherence.

このような本実施形態によれば、伝送用光ファイバ36のコア37の端部を角柱形状としたので、パルスレーザ光Lを伝送用光ファイバ36に導光しても、パルスレーザ光Lは伝送用光ファイバ36の内部で細く収束せず、光ファイバを損傷しない。したがって、この伝送用光ファイバ36を使用すれば、光ファイバ自身を損傷することがなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。   According to this embodiment, since the end of the core 37 of the transmission optical fiber 36 has a prismatic shape, even if the pulse laser light L is guided to the transmission optical fiber 36, the pulse laser light L is The optical fiber 36 for transmission does not converge finely and does not damage the optical fiber. Therefore, if this transmission optical fiber 36 is used, a pulse laser beam having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the optical fiber itself.

[第12実施形態(図12)]
次に、本発明の第12実施形態について説明する。
[Twelfth Embodiment (FIG. 12)]
Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described.

図12は、本実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図である。   FIG. 12 is a configuration diagram showing the optical fiber transmission type laser apparatus according to the present embodiment.

この光ファイバ伝送式レーザ装置39aは、第1実施形態で示したパルスレーザ発振器10aと、このパルスレーザ発振器10aからのパルスレーザ光Lを集光する集光光学系としての集光レンズ40と、集光したパルスレーザ光Lを伝送するための光ファイバ41とを備えた構成とされている。伝送用光ファイバ41には、例えば石英製コアのステップインデックス型の光ファイバが使用される。 The optical fiber transmission type laser system 39a includes a pulse laser oscillator 10a shown in the first embodiment, a condenser lens 40 as a condensing optical system for converging the pulse laser light L 2 from the pulse laser oscillator 10a It is configured to include an optical fiber 41 for transmitting a pulsed laser beam L 2 condensed. For the transmission optical fiber 41, for example, a step index type optical fiber having a quartz core is used.

このような構成の光ファイバ伝送式レーザ装置において、パルスレーザ発振器10aからは、第1実施形態で示した作用により、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きい高ピーク出力のパルスレーザ光Lが出射される。このパルスレーザ光Lは集光レンズ40によって集光されて伝送用光ファイバ41の内部に導入されるが、凹面状をしたコアとクラッドとの境界面で反射を受けて収束されても、空間的なコヒーレンスが低いため、細く収束しない。 In the optical fiber transmission type laser apparatus having such a configuration, the pulse laser oscillator 10a has a high peak output pulse having a low spatial coherence and a large divergence angle representing directivity by the action shown in the first embodiment. the laser beam L 2 is emitted. This pulse laser beam L 2 is introduced into the transmission optical fiber 41 is condensed by the condenser lens 40, it is converged by receiving reflected at the boundary surface between the core and the cladding in which the concave, Since the spatial coherence is low, it does not converge finely.

本実施形態によれば、レーザ共振器15のリアミラー11の表面11aを砂面としたパルスレーザ発振器10aを光源として使用するので、パルスレーザ光Lは伝送用光ファイバ41の内部で細く収束せず、光ファイバを損傷しない。したがって、この光ファイバ式レーザ装置39aを使用すれば、伝送用光ファイバ41を損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 According to this embodiment, since using pulsed laser oscillator 10a to the surface 11a of the rear mirror 11 of the laser resonator 15 and the sand surface as the light source, pulsed laser light L 2 is not converged finely within the transmission optical fiber 41 And does not damage the optical fiber. Therefore, if this optical fiber type laser device 39a is used, a pulse laser beam having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the transmission optical fiber 41.

[第13実施形態(図13)]
図13は、本発明の第13実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図である。
[Thirteenth Embodiment (FIG. 13)]
FIG. 13 is a block diagram showing an optical fiber transmission laser device according to a thirteenth embodiment of the present invention.

この光ファイバ伝送式レーザ装置39bは、第2実施形態で示したパルスレーザ発振器10bと、このパルスレーザ発振器10bからのパルスレーザ光Lを集光する集光光学系としての集光レンズ40と、集光したパルスレーザ光Lを伝送するための光ファイバ41とを備えた構成とされている。伝送用光ファイバ41には、例えば石英製コアのステップインデックス型の光ファイバが使用される。 The optical fiber transmission type laser system 39b includes a pulse laser oscillator 10b shown in the second embodiment, a condenser lens 40 as a condensing optical system for converging the pulse laser light L 2 from the pulse laser oscillator 10b It is configured to include an optical fiber 41 for transmitting a pulsed laser beam L 2 condensed. For the transmission optical fiber 41, for example, a step index type optical fiber having a quartz core is used.

このような構成の光ファイバ伝送式レーザ装置において、パルスレーザ発振器10bからは、第1実施形態で示した作用により、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きい高ピーク出力のパルスレーザ光Lが出射される。このパルスレーザ光Lは集光レンズ40によって集光されて伝送用光ファイバ41の内部に導入されるが、凹面状をしたコアとクラッドとの境界面で反射を受けて収束されても、空間的なコヒーレンスが低いため、細く収束しない。また、空間的な強度分布が均一であるため、伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たない。 In the optical fiber transmission type laser apparatus having such a configuration, the pulse laser oscillator 10b has a high peak output pulse with a low spatial coherence and a large divergence angle representing directivity by the action shown in the first embodiment. the laser beam L 2 is emitted. This pulse laser beam L 2 is introduced into the transmission optical fiber 41 is condensed by the condenser lens 40, it is converged by receiving reflected at the boundary surface between the core and the cladding in which the concave, Since the spatial coherence is low, it does not converge finely. Further, since the spatial intensity distribution is uniform, there is no local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 41.

本実施形態によっても、パルスレーザ光Lは伝送用光ファイバ41の内部で細く収束せず、また伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たず、光ファイバを損傷しない。したがって、この光ファイバ式レーザ装置39bを使用すれば、伝送用光ファイバ41を損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 Also according to this embodiment, the pulse laser beam L 2 is not converged finely within the transmission optical fiber 41, also does not have a local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 41, not to damage the optical fiber . Therefore, by using this optical fiber type laser device 39b, it is possible to transmit a high peak output pulse laser beam through an optical fiber without damaging the transmission optical fiber 41.

[第14実施形態(図14)]
図14は、本発明の第14実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図である。
[Fourteenth Embodiment (FIG. 14)]
FIG. 14 is a block diagram showing an optical fiber transmission laser device according to a fourteenth embodiment of the present invention.

この光ファイバ伝送式レーザ装置39cは、第2実施形態で示したパルスレーザ発振器10cと、このパルスレーザ発振器10cからのパルスレーザ光Lを集光する集光光学系としての集光レンズ40と、集光したパルスレーザ光Lを伝送するための光ファイバ41とを備えた構成とされている。伝送用光ファイバ41には、例えば石英製コアのステップインデックス型の光ファイバが使用される。 The optical fiber transmission type laser system 39c includes a pulse laser oscillator 10c shown in the second embodiment, a condenser lens 40 as a condensing optical system for converging the pulse laser light L 2 from the pulse laser oscillator 10c It is configured to include an optical fiber 41 for transmitting a pulsed laser beam L 2 condensed. For the transmission optical fiber 41, for example, a step index type optical fiber having a quartz core is used.

このような構成の光ファイバ伝送式レーザ装置において、パルスレーザ発振器10cからは、第1実施形態で示した作用により、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きい高ピーク出力のパルスレーザ光Lが出射される。このパルスレーザ光Lは集光レンズ40によって集光されて伝送用光ファイバ41の内部に導入されるが、凹面状をしたコアとクラッドとの境界面で反射を受けて収束されても、空間的なコヒーレンスが低いため、細く収束しない。また、空間的な強度分布が均一であるため、伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たない。 In the optical fiber transmission type laser device having such a configuration, the pulse laser oscillator 10c has a high peak output pulse having a low spatial coherence and a large divergence angle representing directivity by the action shown in the first embodiment. the laser beam L 2 is emitted. This pulse laser beam L 2 is introduced into the transmission optical fiber 41 is condensed by the condenser lens 40, it is converged by receiving reflected at the boundary surface between the core and the cladding in which the concave, Since the spatial coherence is low, it does not converge finely. Further, since the spatial intensity distribution is uniform, there is no local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 41.

本実施形態によっても、パルスレーザ光Lは伝送用光ファイバ41の内部で細く収束せず、また伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たず、光ファイバを損傷しない。したがって、この光ファイバ式レーザ装置39cを使用すれば、伝送用光ファイバ41を損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 Also according to this embodiment, the pulse laser beam L 2 is not converged finely within the transmission optical fiber 41, also does not have a local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 41, not to damage the optical fiber . Therefore, if this optical fiber type laser device 39c is used, a pulse laser beam having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the transmission optical fiber 41.

[第15実施形態(図15)]
図15は、本発明の第15実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図である。
[Fifteenth embodiment (FIG. 15)]
FIG. 15 is a block diagram showing an optical fiber transmission laser apparatus according to the fifteenth embodiment of the present invention.

この光ファイバ伝送式レーザ装置39dは、第2実施形態で示したパルスレーザ発振器10dと、このパルスレーザ発振器10dからのパルスレーザ光Lを集光する集光光学系としての集光レンズ40と、集光したパルスレーザ光Lを伝送するための光ファイバ41とを備えた構成とされている。伝送用光ファイバ41には、例えば石英製コアのステップインデックス型の光ファイバが使用される。 The optical fiber transmission type laser system 39d includes a pulse laser oscillator 10d shown in the second embodiment, a condenser lens 40 as a condensing optical system for converging the pulse laser light L 2 from the pulse laser oscillator 10d It is configured to include an optical fiber 41 for transmitting a pulsed laser beam L 2 condensed. For the transmission optical fiber 41, for example, a step index type optical fiber having a quartz core is used.

このような構成の光ファイバ伝送式レーザ装置において、パルスレーザ発振器10dからは、第1実施形態で示した作用により、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きい高ピーク出力のパルスレーザ光Lが出射される。このパルスレーザ光Lは集光レンズ40によって集光されて伝送用光ファイバ41の内部に導入されるが、凹面状をしたコアとクラッドとの境界面で反射を受けて収束されても、空間的なコヒーレンスが低いため、細く収束しない。また、空間的な強度分布が均一であるため、伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たない。 In the optical fiber transmission type laser apparatus having such a configuration, the pulse laser oscillator 10d has a high peak output pulse having a low spatial coherence and a large divergence angle representing directivity by the action shown in the first embodiment. the laser beam L 2 is emitted. This pulse laser beam L 2 is introduced into the transmission optical fiber 41 is condensed by the condenser lens 40, it is converged by receiving reflected at the boundary surface between the core and the cladding in which the concave, Since the spatial coherence is low, it does not converge finely. Further, since the spatial intensity distribution is uniform, there is no local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 41.

本実施形態によっても、パルスレーザ光Lは伝送用光ファイバ41の内部で細く収束せず、また伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たず、光ファイバを損傷しない。したがって、この光ファイバ式レーザ装置39dを使用すれば、伝送用光ファイバ41を損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 Also according to this embodiment, the pulse laser beam L 2 is not converged finely within the transmission optical fiber 41, also does not have a local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 41, not to damage the optical fiber . Therefore, if this optical fiber type laser device 39d is used, a pulse laser beam having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the transmission optical fiber 41.

[第16実施形態(図16)]
図16は、本発明の第16実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図である。
[Sixteenth Embodiment (FIG. 16)]
FIG. 16 is a block diagram showing an optical fiber transmission type laser apparatus according to a sixteenth embodiment of the present invention.

この光ファイバ伝送式レーザ装置39eは、第2実施形態で示したパルスレーザ発振器10eと、このパルスレーザ発振器10eからのパルスレーザ光Lを集光する集光光学系としての集光レンズ40と、集光したパルスレーザ光Lを伝送するための光ファイバ41とを備えた構成とされている。伝送用光ファイバ41には、例えば石英製コアのステップインデックス型の光ファイバが使用される。 The optical fiber transmission type laser device 39e includes a pulse laser oscillator 10e shown in the second embodiment, a condenser lens 40 as a condensing optical system for converging the pulse laser light L 2 from the pulse laser oscillator 10e It is configured to include an optical fiber 41 for transmitting a pulsed laser beam L 2 condensed. For the transmission optical fiber 41, for example, a step index type optical fiber having a quartz core is used.

このような構成の光ファイバ伝送式レーザ装置において、パルスレーザ発振器10eからは、第1実施形態で示した作用により、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きい高ピーク出力のパルスレーザ光Lが出射される。このパルスレーザ光Lは集光レンズ40によって集光されて伝送用光ファイバ41の内部に導入されるが、凹面状をしたコアとクラッドとの境界面で反射を受けて収束されても、空間的なコヒーレンスが低いため、細く収束しない。また、空間的な強度分布が均一であるため、伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たない。 In the optical fiber transmission type laser apparatus having such a configuration, the pulse laser oscillator 10e has a high peak output pulse with a low spatial coherence and a large divergence angle representing directivity by the action shown in the first embodiment. the laser beam L 2 is emitted. This pulse laser beam L 2 is introduced into the transmission optical fiber 41 is condensed by the condenser lens 40, it is converged by receiving reflected at the boundary surface between the core and the cladding in which the concave, Since the spatial coherence is low, it does not converge finely. Further, since the spatial intensity distribution is uniform, there is no local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 41.

本実施形態によっても、パルスレーザ光Lは伝送用光ファイバ41の内部で細く収束せず、また伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たず、光ファイバを損傷しない。したがって、この光ファイバ式レーザ装置39eを使用すれば、伝送用光ファイバ41を損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 Also according to this embodiment, the pulse laser beam L 2 is not converged finely within the transmission optical fiber 41, also does not have a local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 41, not to damage the optical fiber . Therefore, if this optical fiber type laser device 39e is used, a pulse laser beam having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the transmission optical fiber 41.

[第17実施形態(図17)]
図17は、本発明の第17実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図である。
[Seventeenth Embodiment (FIG. 17)]
FIG. 17 is a block diagram showing an optical fiber transmission laser device according to a seventeenth embodiment of the present invention.

この光ファイバ伝送式レーザ装置39fは、第2実施形態で示したパルスレーザ発振器10fと、このパルスレーザ発振器10fからのパルスレーザ光Lを集光する集光光学系としての集光レンズ40と、集光したパルスレーザ光Lを伝送するための光ファイバ41とを備えた構成とされている。伝送用光ファイバ41には、例えば石英製コアのステップインデックス型の光ファイバが使用される。 The optical fiber transmission type laser device 39f includes a pulse laser oscillator 10f shown in the second embodiment, a condenser lens 40 as a condensing optical system for converging the pulse laser light L 2 from the pulse laser oscillator 10f It is configured to include an optical fiber 41 for transmitting a pulsed laser beam L 2 condensed. For the transmission optical fiber 41, for example, a step index type optical fiber having a quartz core is used.

このような構成の光ファイバ伝送式レーザ装置において、パルスレーザ発振器10fからは、第1実施形態で示した作用により、空間的なコヒーレンスが低く、指向性を表す拡がり角が大きい高ピーク出力のパルスレーザ光Lが出射される。このパルスレーザ光Lは集光レンズ40によって集光されて伝送用光ファイバ41の内部に導入されるが、凹面状をしたコアとクラッドとの境界面で反射を受けて収束されても、空間的なコヒーレンスが低いため、細く収束しない。また、空間的な強度分布が均一であるため、伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たない。 In the optical fiber transmission type laser apparatus having such a configuration, the pulse laser oscillator 10f has a high peak output pulse having a low spatial coherence and a large divergence angle representing directivity by the action shown in the first embodiment. the laser beam L 2 is emitted. This pulse laser beam L 2 is introduced into the transmission optical fiber 41 is condensed by the condenser lens 40, it is converged by receiving reflected at the boundary surface between the core and the cladding in which the concave, Since the spatial coherence is low, it does not converge finely. Further, since the spatial intensity distribution is uniform, there is no local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 41.

本実施形態によっても、パルスレーザ光Lは伝送用光ファイバ41の内部で細く収束せず、また伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たず、光ファイバを損傷しない。したがって、この光ファイバ式レーザ装置39fを使用すれば、伝送用光ファイバ41を損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 Also according to this embodiment, the pulse laser beam L 2 is not converged finely within the transmission optical fiber 41, also does not have a local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 41, not to damage the optical fiber . Therefore, if this optical fiber type laser device 39f is used, a pulse laser beam having a high peak output can be transmitted through the optical fiber without damaging the transmission optical fiber 41.

[第18実施形態(図18)]
図18は、本発明の第18実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図である。
[Eighteenth Embodiment (FIG. 18)]
FIG. 18 is a block diagram showing an optical fiber transmission laser device according to an eighteenth embodiment of the present invention.

この光ファイバ伝送式レーザ装置42aは、パルスレーザ発振器10と、第7実施形態で示した光ファイバ導光装置28aと、伝送用光ファイバ41とを備えた構成とされている。パルスレーザ発振器10には、Qスイッチ式YAGレーザ発振器、あるいは、Qスイッチ式SH−YAGレーザ発振器等が適用される。第1〜第6実施形態で示したパルスレーザ発振器10a〜10fを適用することもできる。伝送用光ファイバ41には、例えば石英製コアのステップインデックス型の光ファイバが使用される。   The optical fiber transmission type laser device 42 a is configured to include the pulse laser oscillator 10, the optical fiber light guide device 28 a shown in the seventh embodiment, and the transmission optical fiber 41. As the pulse laser oscillator 10, a Q-switch type YAG laser oscillator, a Q-switch type SH-YAG laser oscillator, or the like is applied. The pulse laser oscillators 10a to 10f shown in the first to sixth embodiments can also be applied. For the transmission optical fiber 41, for example, a step index type optical fiber having a quartz core is used.

次に、この光ファイバ伝送式レーザ装置42aの作用を説明する。パルスレーザ発振器10からは、ピーク出力の高いパルスレーザ光Lが出射される。このパルスレーザ光Lは光ファイバ導光装置28aによって集光されたパルスレーザ光Lとなって伝送用光ファイバ41の内部に導入されるが、第7実施形態で説明した作用により、伝送用光ファイバ41の内部で細く収束せず、また伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たない。 Next, the operation of the optical fiber transmission type laser device 42a will be described. From the pulse laser oscillator 10, a pulse laser beam L 2 having high peak power is emitted. This pulse laser beam L 2 is introduced into the transmission optical fiber 41 become pulsed laser light L 3, which is condensed by an optical fiber light guide device 28a, by the action described in the seventh embodiment, the transmission The optical fiber 41 does not converge finely and does not have a local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 41.

本実施形態によれば、FOP30を挿入した光ファイバ導光装置28aを適用するので、パルスレーザ光Lは伝送用光ファイバ41の内部で細く収束せず、また、伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たず、光ファイバを損傷しない。したがって、この光ファイバ式レーザ装置を使用すれば、光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 According to this embodiment, since the application of the optical fiber light guide device 28a inserting the FOP 30, pulse laser light L 3 is not converged finely within the transmission optical fiber 41, also the introduction of the transmission optical fiber 41 There is no local intensity peak at the part, and the optical fiber is not damaged. Therefore, if this optical fiber type laser device is used, pulse laser light having a high peak output can be transmitted by the optical fiber without damaging the optical fiber.

[第19実施形態(図19)]
図19は、本発明の第19実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図である。
[Nineteenth Embodiment (FIG. 19)]
FIG. 19 is a configuration diagram showing an optical fiber transmission laser device according to a nineteenth embodiment of the present invention.

この光ファイバ伝送式レーザ装置42bは、パルスレーザ発振器10と、第8実施形態で示した光ファイバ導光装置28bと、伝送用光ファイバ41とを備えた構成とされている。パルスレーザ発振器10には、Qスイッチ式YAGレーザ発振器、あるいは、Qスイッチ式SH−YAGレーザ発振器等が適用される。第1〜第6実施形態で示したパルスレーザ発振器10a〜10fを適用することもできる。伝送用光ファイバ41には、例えば石英製コアのステップインデックス型の光ファイバが使用される。   The optical fiber transmission type laser device 42b includes the pulse laser oscillator 10, the optical fiber light guide device 28b shown in the eighth embodiment, and the transmission optical fiber 41. As the pulse laser oscillator 10, a Q-switch type YAG laser oscillator, a Q-switch type SH-YAG laser oscillator, or the like is applied. The pulse laser oscillators 10a to 10f shown in the first to sixth embodiments can also be applied. For the transmission optical fiber 41, for example, a step index type optical fiber having a quartz core is used.

次に、この光ファイバ伝送式レーザ装置42bの作用を説明する。パルスレーザ発振器10からは、ピーク出力の高いパルスレーザ光Lが出射される。このパルスレーザ光L2 は光ファイバ導光装置28bによって集光されたパルスレーザ光Lとなって伝送用光ファイバ41の内部に導入されるが、第8実施形態で説明した作用により、伝送用光ファイバ41の内部で細く収束せず、また伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たない。 Next, the operation of the optical fiber transmission type laser device 42b will be described. From the pulse laser oscillator 10, a pulse laser beam L 2 having high peak power is emitted. This pulsed laser light L2 is introduced into the transmission optical fiber 41 become pulsed laser light L 3, which is condensed by an optical fiber light guide device 28b, by the effect described in the eighth embodiment, for transmission It does not converge finely inside the optical fiber 41 and does not have a local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 41.

本実施形態によれば、カライドスコープ33を挿入した光ファイバ導光装置28bを適用するので、パルスレーザ光Lは伝送用光ファイバ41の内部で細く収束せず、また、伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たず、光ファイバを損傷しない。したがって、この光ファイバ式レーザ装置を使用すれば、光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 According to this embodiment, since the application of the optical fiber light guide device 28b inserting the kaleidoscope 33, pulse laser light L 3 is not converged finely within the transmission optical fiber 41, also the transmission optical fiber 41 does not have a local intensity peak at the introduction portion and does not damage the optical fiber. Therefore, if this optical fiber type laser device is used, pulse laser light having a high peak output can be transmitted by the optical fiber without damaging the optical fiber.

[第20実施形態(図20)]
図20は、本発明の第20実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図である。
[20th Embodiment (FIG. 20)]
FIG. 20 is a block diagram showing an optical fiber transmission laser apparatus according to the twentieth embodiment of the present invention.

この光ファイバ伝送式レーザ装置42cは、パルスレーザ発振器10と、第9実施形態で示した光ファイバ導光装置28cと、伝送用光ファイバ41とを備えた構成とされている。パルスレーザ発振器10には、Qスイッチ式YAGレーザ発振器、あるいは、Qスイッチ式SH−YAGレーザ発振器等が適用される。第1〜第6実施形態で示したパルスレーザ発振器10a〜10fを適用することもできる。伝送用光ファイバ41には、例えば石英製コアのステップインデックス型の光ファイバが使用される。   The optical fiber transmission type laser device 42c includes the pulse laser oscillator 10, the optical fiber light guide device 28c shown in the ninth embodiment, and the transmission optical fiber 41. As the pulse laser oscillator 10, a Q-switch type YAG laser oscillator, a Q-switch type SH-YAG laser oscillator, or the like is applied. The pulse laser oscillators 10a to 10f shown in the first to sixth embodiments can also be applied. For the transmission optical fiber 41, for example, a step index type optical fiber having a quartz core is used.

次に、この光ファイバ伝送式レーザ装置42cの作用を説明する。パルスレーザ発振器10からは、ピーク出力の高いパルスレーザ光Lが出射される。このパルスレーザ光Lは光ファイバ導光装置28cによって集光されたパルスレーザ光Lとなって伝送用光ファイバ41の内部に導入されるが、第9実施形態で説明した作用により、伝送用光ファイバ41の内部で細く収束せず、また伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たない。 Next, the operation of the optical fiber transmission type laser device 42c will be described. From the pulse laser oscillator 10, a pulse laser beam L 2 having high peak power is emitted. This pulse laser beam L 2 is introduced into the transmission optical fiber 41 become pulsed laser light L 3, which is condensed by an optical fiber light guide device 28c, by the action described in the ninth embodiment, the transmission The optical fiber 41 does not converge finely and does not have a local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 41.

本実施形態によれば、拡散用光透過板34を挿入した光ファイバ導光装置28cを適用するので、パルスレーザ光Lは伝送用光ファイバ41の内部で細く収束せず、また、伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たず、光ファイバを損傷しない。したがって、この光ファイバ式レーザ装置を使用すれば、光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 According to this embodiment, since the application of the optical fiber light guide device 28c inserted the diffusion light transmitting plate 34, the pulse laser beam L 3 is not converged finely within the transmission optical fiber 41, also for transmission There is no local intensity peak at the introduction portion of the optical fiber 41, and the optical fiber is not damaged. Therefore, if this optical fiber type laser device is used, pulse laser light having a high peak output can be transmitted by the optical fiber without damaging the optical fiber.

[第21実施形態(図21)]
図21は、本発明の第21実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図である。
[Twenty-first embodiment (FIG. 21)]
FIG. 21 is a configuration diagram showing an optical fiber transmission laser device according to a twenty-first embodiment of the present invention.

この光ファイバ伝送式レーザ装置42dは、パルスレーザ発振器10と、第10実施形態で示した光ファイバ導光装置28dと、伝送用光ファイバ41とを備えた構成とされている。パルスレーザ発振器10には、Qスイッチ式YAGレーザ発振器、あるいは、Qスイッチ式SH−YAGレーザ発振器等が適用される。第1〜第6実施形態で示したパルスレーザ発振器10a〜10fを適用することもできる。伝送用光ファイバ41には、例えば石英製コアのステップインデックス型の光ファイバが使用される。   The optical fiber transmission type laser device 42d includes the pulse laser oscillator 10, the optical fiber light guide device 28d shown in the tenth embodiment, and the transmission optical fiber 41. As the pulse laser oscillator 10, a Q-switch type YAG laser oscillator, a Q-switch type SH-YAG laser oscillator, or the like is applied. The pulse laser oscillators 10a to 10f shown in the first to sixth embodiments can also be applied. For the transmission optical fiber 41, for example, a step index type optical fiber having a quartz core is used.

次に、この光ファイバ伝送式レーザ装置42dの作用を説明する。パルスレーザ発振器10からは、ピーク出力の高いパルスレーザ光Lが出射される。このパルスレーザ光Lは光ファイバ導光装置28dによって集光されたパルスレーザ光Lとなって伝送用光ファイバ41の内部に導入されるが、第10実施形態で説明した作用により、伝送用光ファイバ41の内部で細く収束せず、また伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たない。 Next, the operation of the optical fiber transmission type laser device 42d will be described. From the pulse laser oscillator 10, a pulse laser beam L 2 having high peak power is emitted. This pulse laser beam L 2 is introduced into the transmission optical fiber 41 become pulsed laser light L 3, which is condensed by an optical fiber light guide device 28d, by the action described in the tenth embodiment, the transmission The optical fiber 41 does not converge finely and does not have a local intensity peak at the introduction portion of the transmission optical fiber 41.

本実施形態によれば、マイクロレンズアレイ35を挿入した光ファイバ導光装置28dを適用するので、パルスレーザ光Lは伝送用光ファイバ41の内部で細く収束せず、また、伝送用光ファイバ41の導入部で局所的な強度のピークを持たず、光ファイバを損傷しない。したがって、この光ファイバ式レーザ装置を使用すれば、光ファイバを損傷することなく、高ピーク出力のパルスレーザ光を光ファイバにより伝送することができる。 According to this embodiment, since the application of the optical fiber light guide device 28d inserting the microlens array 35, a pulse laser beam L 3 is not converged finely within the transmission optical fiber 41, also the transmission optical fiber 41 does not have a local intensity peak at the introduction portion and does not damage the optical fiber. Therefore, if this optical fiber type laser device is used, pulse laser light having a high peak output can be transmitted by the optical fiber without damaging the optical fiber.

本発明の第1実施形態によるパルスレーザ発振器を示す構成図。The block diagram which shows the pulse laser oscillator by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるパルスレーザ発振器を示す構成図。The block diagram which shows the pulse laser oscillator by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態によるパルスレーザ発振器を示す構成図。The block diagram which shows the pulse laser oscillator by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態によるパルスレーザ発振器を示す構成図。The block diagram which shows the pulse laser oscillator by 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態によるパルスレーザ発振器を示す構成図。The block diagram which shows the pulse laser oscillator by 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態によるパルスレーザ発振器を示す構成図。The block diagram which shows the pulse laser oscillator by 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態による光ファイバ導光装置を示す構成図。The block diagram which shows the optical fiber light guide device by 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8実施形態による光ファイバ導光装置を示す構成図。The block diagram which shows the optical fiber light guide device by 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9実施形態による光ファイバ導光装置を示す構成図。The block diagram which shows the optical fiber light guide device by 9th Embodiment of this invention. 本発明の第10実施形態による光ファイバ導光装置を示す構成図。The lineblock diagram showing the optical fiber light guide device by a 10th embodiment of the present invention. (a)は本発明の第11実施形態による光ファイバ導光装置を示す断面図、(b),(c)はそれぞれ(a)のX−X線,Y−Y線断面図。(A) is sectional drawing which shows the optical fiber light guide device by 11th Embodiment of this invention, (b), (c) is the XX line and XY line sectional drawing of (a), respectively. 本発明の第12実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図。The block diagram which shows the optical fiber transmission type laser apparatus by 12th Embodiment of this invention. 本発明の第13実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図。The block diagram which shows the optical fiber transmission type laser apparatus by 13th Embodiment of this invention. 本発明の第14実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図。The block diagram which shows the optical fiber transmission type laser apparatus by 14th Embodiment of this invention. 本発明の第15実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図。The block diagram which shows the optical fiber transmission type laser apparatus by 15th Embodiment of this invention. 本発明の第16実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図。The block diagram which shows the optical fiber transmission type laser apparatus by 16th Embodiment of this invention. 本発明の第17実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図。The block diagram which shows the optical fiber transmission type laser apparatus by 17th Embodiment of this invention. 本発明の第18実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図。The block diagram which shows the optical fiber transmission type laser apparatus by 18th Embodiment of this invention. 本発明の第19実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図。The block diagram which shows the optical fiber transmission type laser apparatus by 19th Embodiment of this invention. 本発明の第20実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図。The block diagram which shows the optical fiber transmission type laser apparatus by 20th Embodiment of this invention. 本発明の第21実施形態による光ファイバ伝送式レーザ装置を示す構成図。The block diagram which shows the optical fiber transmission type laser apparatus by 21st Embodiment of this invention. 結像による光ファイバ導光装置を使用した従来例を示す図。The figure which shows the prior art example which uses the optical fiber light guide device by imaging. テーパファイバを使用した従来例を示す図。The figure which shows the prior art example which uses a taper fiber.

符号の説明Explanation of symbols

10,10a,10b,10c,10d,10e,10f パルスレーザ発振器
11 リアミラー
11a 表面
12 Qスイッチ
13 オシレータ
14 出射ミラー
15 レーザ共振器
16 光増幅用アンプ
17 拡散用光ファイバ
18 反射ミラー
19 集光用レンズ
20 第2の集光用レンズ
21 反射ミラー
23 光ファイバプレート(FOP)
24 集光レンズ
25 第2の凹レンズ
26 カライドスコープ
27 拡散用光透過板
27a マイクロレンズアレイ
27a1 集光レンズ
28a,28b,28c,28d 光ファイバ導光装置
29 凹レンズ
30 FOP
31 集光レンズ
32 伝送用光ファイバ
33 カライドスコープ
34 拡散用光透過板
35 マイクロレンズアレイ
36 伝送用光ファイバ
37 コア
38 クラッド
39a,39b,39c,39d,39e,39f 光ファイバ伝送式レーザ装置
40 集光レンズ
41 伝送用光ファイバ
42a,42b,42c,42d 光ファイバ伝送式レーザ装置
,L01,L02,L,L,L03,L11,L12 パルスレーザ光
10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f Pulse laser oscillator 11 Rear mirror 11a Surface 12 Q switch 13 Oscillator 14 Output mirror 15 Laser resonator 16 Optical amplifier 17 Diffusing optical fiber 18 Reflecting mirror 19 Condensing lens 20 Second condensing lens 21 Reflecting mirror 23 Optical fiber plate (FOP)
24 condensing lens 25 second concave lens 26 kaleidoscope 27 diffusing light transmitting plate 27a micro lens array 27a1 condensing lenses 28a, 28b, 28c, 28d optical fiber light guide device 29 concave lens 30 FOP
31 condensing lens 32 transmission optical fiber 33 kaleidoscope 34 diffusion light transmitting plate 35 micro lens array 36 transmission optical fiber 37 core 38 clad 39a, 39b, 39c, 39d, 39e, 39f optical fiber transmission type laser device 40 Condensing lens 41 Transmission optical fibers 42a, 42b, 42c, 42d Optical fiber transmission laser devices L 0 , L 01 , L 02 , L 1 , L 2 , L 03 , L 11 , L 12 pulse laser light

Claims (4)

パルスレーザ発振器からのパルスレーザ光を伝送用光ファイバに導くための光ファイバ導光装置であって、集光レンズを複眼状に並べて構成され前記パルスレーザ光を一端側から導入するマイクロレンズアレイと、このマイクロレンズアレイからの他端側から出射されるパルスレーザ光を前記伝送用光ファイバに集光する集光光学系とを有することを特徴とする光ファイバ導光装置。 An optical fiber light guide device for guiding pulsed laser light from a pulsed laser oscillator to a transmission optical fiber, the microlens array configured by arranging condensing lenses in a compound eye shape and introducing the pulsed laser light from one end side; And a condensing optical system for condensing the pulse laser beam emitted from the other end side of the microlens array onto the transmission optical fiber. パルスレーザ発振器と、請求項1記載の光ファイバ導光装置と、パルスレーザ光を伝送する伝送用光ファイバとを備えたことを特徴とする光ファイバ伝送式レーザ装置。 An optical fiber transmission type laser device comprising: a pulse laser oscillator; an optical fiber light guide device according to claim 1; and a transmission optical fiber for transmitting pulse laser light. リアミラーと、このリアミラーに対向して設けられる出射ミラーと、このリアミラーと出射ミラーの間に設けられるオシレータと、パルス発生手段とを有するレーザ共振器と、集光レンズを複眼的に平面状に並べて構成され前記レーザ共振器から出射されたパルスレーザ光を一端側から導入するマイクロレンズアレイと、このマイクロレンズアレイの他端側から出射されるパルスレーザ光を増幅して出射する光増幅手段とを有することを特徴とするパルスレーザ発振器。 A laser mirror having a rear mirror, an output mirror provided opposite to the rear mirror, an oscillator provided between the rear mirror and the output mirror, and a pulse generating means, and a condenser lens are arranged in a plane in a compound eye. A microlens array configured to introduce a pulse laser beam emitted from the laser resonator from one end side, and an optical amplifying means for amplifying and emitting the pulse laser beam emitted from the other end side of the microlens array. A pulse laser oscillator comprising: 請求項3記載のパルスレーザ発振器と、このパルスレーザ発振器から出射されるパルスレーザ光を集光する集光光学系と、集光したパルスレーザ光を伝送する伝送用光ファイバとを備えたことを特徴とする光ファイバ伝送式レーザ装置。 A pulse laser oscillator according to claim 3, a condensing optical system for condensing the pulse laser light emitted from the pulse laser oscillator, and a transmission optical fiber for transmitting the condensed pulse laser light. An optical fiber transmission type laser device.
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