CN106575848A - 光纤激光装置 - Google Patents

光纤激光装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106575848A
CN106575848A CN201580033604.9A CN201580033604A CN106575848A CN 106575848 A CN106575848 A CN 106575848A CN 201580033604 A CN201580033604 A CN 201580033604A CN 106575848 A CN106575848 A CN 106575848A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical fiber
fiber
return light
light
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580033604.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106575848B (zh
Inventor
梶原康嗣
高木武史
柏木孝介
日向和昭
江森芳博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to CN201911123939.6A priority Critical patent/CN110676679B/zh
Publication of CN106575848A publication Critical patent/CN106575848A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106575848B publication Critical patent/CN106575848B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1305—Feedback control systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2551—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding using thermal methods, e.g. fusion welding by arc discharge, laser beam, plasma torch
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/264—Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting
    • G02B6/266—Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting the optical element being an attenuator
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/0014—Monitoring arrangements not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06754—Fibre amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/102—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/1022—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1306—Stabilisation of the amplitude
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/264—Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/0675—Resonators including a grating structure, e.g. distributed Bragg reflectors [DBR] or distributed feedback [DFB] fibre lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
    • H01S3/094011—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre with bidirectional pumping, i.e. with injection of the pump light from both two ends of the fibre
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H01S3/09415—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1618—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth ytterbium

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

Abstract

一种光纤激光装置，在激光振荡器中的放大介质中使用放大用光纤来产生激光，具备：向外部射出所述激光的输出用光纤；对至少在所述输出用光纤中与所述激光反向传播的返回光进行衰减处理的返回光衰减部；设置于所述返回光衰减部，将所述返回光转换为热的热转换单元；对因所述热转换单元的发热而引起的所述返回光衰减部的温度上升进行测定的温度监视单元；和在所述温度监视单元测定出的温度达到了规定阈值以上的情况下，降低或停止所述激光的输出的控制部。

Description

光纤激光装置
技术领域
本发明涉及光纤激光装置。
背景技术
近年来，在激光振荡器或光放大器的光放大部中使用光纤的光纤激光装置已经广泛利用于激光加工等各领域。
对于这样的光纤激光装置而言，存在发生返回光的问题的情况，所谓返回光是指激光反射而与光纤激光装置内的光纤的纤芯重新耦合(例如参照专利文献1或2)。该返回光例如在将光纤激光装置作为激光加工装置来使用的情况下，由于向加工对象照射的激光被加工对象反射而产生。此外，可以想到由于光纤激光装置中使用的光纤内的裂纹、装置内各处的光连接部分处的不良状况等各种场所的反射也会发生该返回光。
该返回光在光纤激光装置内的光纤内与激光振荡器所输出的激光反向传播，有时会损坏光纤激光装置的构成部件。作为因返回光的影响而损坏的光纤激光装置的构成部件，例如，可以列举对照射加工用激光的位置进行指示的引导光的发光元件。此外，即使在返回光到达的端部不具备构成部件而从端部射出强力的返回光在安全性确保的观点上也存在问题。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2014/014068号
专利文献2：国际公开第2012/073952号
发明内容
发明要解决的课题
但是，上述的返回光有时无论在质上还是在量上都超出设想。例如，有时返回光通过光纤激光装置内的振荡器或放大器而被放大。此外，在光纤激光装置内的光纤内传播的过程中，有时还会产生比激光振荡器振荡而得到的激光更长波长的受激拉曼散射光。因此，在采用了设想了特定波长的特定强度的返回光的返回光对策的情况下，有时不能适当地使返回光衰减，而损坏光纤激光装置的构成部件。
本发明鉴于上述情况而作，其目的在于，提供一种具有高耐久性以及高输出性的光纤激光装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并达成目的，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置将放大用光纤用于激光振荡器中的放大介质来产生激光，其特征在于，具备：输出用光纤，其向外部射出所述激光；返回光衰减部，其对至少在所述输出用光纤中与所述激光反向传播的返回光进行衰减处理；热转换单元，其设置于所述返回光衰减部，将所述返回光转换为热；温度监视单元，其对因所述热转换单元的发热而引起的所述返回光衰减部的温度上升进行测定；和控制部，其在所述温度监视单元所测定出的温度达到了规定阈值以上的情况下，降低或停止所述激光的输出。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述温度监视单元测定第1温度测定点与第2温度测定点的温度差，所述第1温度测定点是经由热传导体来测定所述热转换单元所发出的热的温度测定点，所述第2温度测定点是能够视为所述光纤激光装置中的温度上的基准的温度测定点。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述热转换单元通过对所述返回光衰减部中的光纤进行轴错位熔接而构成。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述热转换单元由设置于所述返回光衰减部的高损耗光纤构成。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述热转换单元通过将设置于所述返回光衰减部的光纤有意地弯曲而构成。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述热转换单元由对设置于所述返回光衰减部的光纤的末端进行密封的树脂构成。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述热转换单元由被照射从设置于所述返回光衰减部的光纤的末端射出的所述返回光的热传导体的照射面构成。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述返回光衰减部以所述激光的传播方向为前向而配置于所述激光振荡器的前级。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述返回光衰减部设置于与激励光合波器的输入侧信号端口连接的光纤的终端部，所述激励光合波器具有输出侧信号端口、所述输入侧信号端口和多个激励光用端口且构成为将从所述激励光用端口输入的激励光从与所述激光振荡器连接的所述输出侧信号端口输出。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述返回光衰减部设置于与激励光合波器的激励光用端口连接的光纤的终端部，所述激励光合波器具有输出侧信号端口、输入侧信号端口和多个所述激励光用端口且构成为将从所述激励光用端口输入的激励光从与所述激光振荡器连接的所述输出侧信号端口输出。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述返回光衰减部设置于与未连接输出所述激励光的光源的所述激励光用端口当中的所述返回光的强度最大的端口连接的光纤的终端部。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述返回光衰减部设置于与构成所述激光振荡器的2个光反射器当中的对于所述激光的反射率较高的光反射器连接的光纤的终端部。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，还具备：光放大器，其设置在所述激光振荡器与所述输出用光纤之间，将放大用光纤用于放大介质；和第2激励光合波器，其具有输出侧信号端口、输入侧信号端口和多个激励光用端口，构成为将从所述激励光用端口输入的激励光从与所述光放大器连接的所述输出侧信号端口输出，并导入到所述光放大器用的光纤，所述返回光衰减部设置于与所述第2激励光合波器的激励光用端口连接的光纤的终端部。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置将放大用光纤用于激光振荡器中的放大介质来产生激光，其特征在于，具备：输出用光纤，其沿正向将所述激光向外部导出；和返回光衰减部，其将针对返回光的弯曲损耗大于针对可见光的弯曲损耗的衰减用光纤弯曲多圈而构成，所述返回光在所述输出用光纤中与所述激光反向传播。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述返回光衰减部连接于与所述激光振荡器的高反射率的反射器相比更靠近前级侧的光纤。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述返回光衰减部经由用于将在所述激光振荡器的激光振荡中使用的激励光导入到所述放大用光纤的激励光合波器的信号端口光纤，与相比于所述反射器更靠近反向侧的光纤连接。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述返回光衰减部经由用于将在所述激光振荡器的激光振荡中使用的激励光导入到所述放大用光纤的激励光合波器的激励光端口，与相比于所述反射器更靠近反向侧的光纤连接。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述返回光衰减部与从在所述输出用光纤的中途设置的光合分波器分支出的光纤连接。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述光纤激光装置还具备可见光发光部，所述可见光发光部经由所述返回光衰减部向所述输出用光纤导入所述可见光。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述衰减用光纤的弯曲边缘波长短于所述返回光的波长。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述衰减用光纤构成为以实质上单模来传播所述可见光。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述衰减用光纤构成为以实质上单模来传播红色光。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述返回光衰减部的终端由树脂进行了密封。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，在所述返回光衰减部的终端，连接了进行光电转换的光检测器。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置将放大用光纤用于激光振荡器中的放大介质来产生激光，其特征在于，具备：输出用光纤，其沿正向将所述激光向外部导出；和返回光衰减部，其使在所述输出用光纤的纤芯中反向传播的由红外光构成的返回光的光强度进行衰减，并从与所述输出用光纤相反一侧的端部射出衰减后的返回光，所述返回光衰减部具备：返回光传播损耗部，其由在所述返回光的传播方向上连续地对该返回光造成损耗的介质构成；和热转换部，其将通过该损耗而产生的光转换为热，所述返回光的大部分在所述返回光传播损耗部中衰减并被热转换，仅衰减后残留的微小强度的光从所述返回光传播损耗部的端部输出。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述返回光传播损耗部是具有与构成所述光纤激光装置的振荡器的光纤的纤芯连接的纤芯的光纤，在该纤芯中所述返回光的大部分被衰减。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，构成所述返回光传播损耗部的光纤的纤芯，从所述输出用光纤输出的红外激光的波长下的损耗大于可见波长区域下的损耗。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，构成所述返回光传播损耗部的光纤的纤芯在所述可见波长区域中具有单模传播特性。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，所述光纤激光装置还具备可见光发光部，所述可见光发光部经由所述返回光衰减部向所述输出用光纤导入所述可见光。
此外，本发明的一方式所涉及的光纤激光装置的特征在于，在所述返回光衰减部的终端，连接了进行光电转换的光检测器。
发明效果
本发明鉴于上述内容而作，其目的在于提供一种具有高耐久性以及高输出性的光纤激光装置。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图2是表示由控制部进行的使用了与温度相关的阈值的判定的例子的曲线图。
图3是表示由控制部进行的使用了与温度相关的阈值的判定的例子的曲线图。
图4是概略性地表示第1构成例所涉及的返回光衰减模块的构成的图。
图5是表示第1构成例中使用的光纤的轴错位熔接的图。
图6是概略性地表示第2构成例所涉及的返回光衰减模块的构成的图。
图7是表示第2构成例中使用的高损耗光纤的图。
图8是概略性地表示第3构成例所涉及的返回光衰减模块的构成的图。
图9是概略性地表示第4构成例所涉及的返回光衰减模块的构成的图。
图10是概略性地表示第4构成例中使用的光纤的末端的构成的剖面图。
图11是概略性地表示第5构成例所涉及的返回光衰减模块的构成的图。
图12是表示构成例1所涉及的终端部的概略构成的图。
图13是表示构成例2所涉及的终端部的概略构成的图。
图14是表示构成例3所涉及的终端部的概略构成的图。
图15是表示本发明的第2实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图16是表示本发明的第3实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图17是表示本发明的第4实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图18是表示本发明的第5实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图19是表示本发明的第6实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图20是表示本发明的第7实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图21是表示本发明的第8实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图22是表示本发明的第9实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图23是表示本发明的第10实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图24是表示本发明的第11实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图25是表示本发明的第12实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图26是表示第13实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图27是表示返回光衰减模块及其周边的构成的图。
图28是返回光衰减模块的侧视图。
图29是表示相对于向返回光衰减模块的输入强度的光纤温度的曲线图。
图30是表示相对于向返回光衰减模块的输入强度的输出强度的曲线图。
图31是表示第14实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图32是表示终端处理部中的光纤的终端的树脂密封的例子的图。
图33是表示第15实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图34是表示第16实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图35是表示第17实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图36是表示第18实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图37是表示第19实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图38是表示第20实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图39是表示第21实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图40是表示第22实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
图41是表示第23实施方式所涉及的光纤激光装置的概略构成的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明所涉及的光纤激光装置的实施方式详细进行说明。另外，并非通过以下说明的实施方式来限定本发明。另外，在附图中，对于相同或对应的要素适当标注相同的符号。此外，应当注意，附图是示意性的图，各构成的尺寸的比率等存在与实际不同的情况。此外，在附图相互间也包含彼此的尺寸的关系、比率不同的部分。此外，在本说明书中，所谓截止波长，是指基于按照ITU-T(国际电气通信联合)G.650.1定义的22m法的截止波长。此外，关于本说明书中并未特别定义的用语，适当遵从ITU-T G.650.1中的定义、测定方法。
(第1实施方式)
图1表示第1实施方式所涉及的光纤激光装置100的概略构成的图。如图1所示，第1实施方式所涉及的光纤激光装置100是在激光振荡器110中的放大介质中使用放大用光纤111来产生激光的光纤激光型的装置。
光纤激光装置100具备：将输出激光L沿正向(图中箭头F)向外部射出的输出用光纤120；对至少在输出用光纤120中反向(图中箭头B)传播的返回光R进行衰减处理的返回光衰减部(衰减模块140)；设置于返回光衰减模块140，将返回光转换为热的热转换单元141；对因热转换单元141的发热而引起的返回光衰减模块140的温度上升进行测定的温度监视单元150；和在温度监视单元150测定出的温度达到了规定阈值以上的情况下，降低或停止输出激光L的输出的控制部160。另外，在以下说明的实施方式的构成中，也如图1所示那样，规定正向F和反向B。
如图1所示，激光振荡器110具备放大用光纤111、设置于放大用光纤111的反向侧的第1光反射器112和设置于放大用光纤111的正向侧的第2光反射器113。至少激光振荡器110、以及优选包含其前后的从输出用光纤120到激励光合波器114的信号端口光纤为止的各光纤，由具有以实质上单模(单模、或者具有在光纤的纤芯中的电场强度分布中大部分由基模构成而其他数％程度由数阶程度的高阶模(a few modes)构成那样的模场分布的光)来传播波长1000nm～1200nm的光的特性的纤芯的光纤构成。以下，所谓实质上单模，是指上述定义的光的传播模式。此外，这些各光纤优选构成为输出激光的波长下的模场直径大致相同，至少对于从构成激光振荡器110的第1光反射器112直到构成第2光反射器113的光纤的纤芯而言，构成为输出激光的波长下的模场直径大致相同，并且构成为模式传播特性大致相同为宜。
放大用光纤111是如下的双包层型的光纤：在由石英系玻璃构成的纤芯部中添加作为放大物质的镱(Yb)离子，在纤芯部的外周依次形成了由石英系玻璃构成的内侧包层和由树脂等构成的外侧包层。另外，放大用光纤111的纤芯部构成为数值孔径NA(NumericalAperture)例如为0.08，以单模传播波长1000nm～1200nm的光。放大用光纤111的长度例如为25m。放大用光纤111的纤芯部的吸收系数，例如在波长1070nm下为200dB/m。此外，从输入到纤芯部的激励光向振荡的激光的功率转换效率例如为70％。
第1光反射器112以及第2光反射器113由波长特性不同的例如光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating：FBG)构成。第1光反射器112以及第2光反射器113通过在光纤的纤芯设置衍射光栅而构成。此外，第1光反射器112以及第2光反射器113优选构成为具有内侧包层的双包层型的光纤，并优选构成为在其内侧包层以多模来传播激励光波长的光。
关于第1光反射器112，其中心波长例如为1070nm，中心波长及其周边的约2nm宽的波长带下的反射率约为100％，并具有波长915nm的光几乎完全透射的特性。另一方面，关于第2光反射器113，其中心波长为与第1光反射器112大致相同的例如1070nm，中心波长下的反射率为10％～30％程度，反射波长带的半峰全宽约为1nm，并具有波长915nm的光几乎完全透射的特性。另外，在并非使用波长915nm的激励光而是使用例如波长975nm的激励光的情况下，第1光反射器112以及第2光反射器113优选设为波长975nm的光几乎完全透射的特性。
根据上述构成，激光振荡器110成为如下构成：在波长915nm的激励光被导入的情况下对波长1070nm的激光进行振荡，并将该激光从第2光反射器113向输出用光纤120输出。
根据上述构成，激光振荡器110成为如下构成：在波长915nm的激励光被导入到放大用光纤111的情况下对波长1070nm的输出激光进行振荡，并将该输出激光从第2光反射器113向输出用光纤120输出。
在将光纤激光装置100用于激光加工的情况下，向输出用光纤120输出的输出激光L经由照射头121向加工对象物W照射。向加工对象物W照射的输出激光L在加工对象物W的表面产生反射光，该反射光的一部分有时会经由照射头121而导入到输出用光纤120。导入到输出用光纤120的反射光有时在输出用光纤120的纤芯中反向传播，并透射过第1光反射器112。此外，通过反射光而产生的拉曼散射光、受激布里渊散射光等有时也同样地透射过第1光反射器112而到达终端部130。因此，在透射过第1光反射器112的光中会包含多个成分，而在本说明书中，将至少在输出用光纤120的纤芯中与输出激光L反向传播的光称为返回光R。
如图1所示，第1实施方式所涉及的光纤激光装置100采用了所谓前方激励型的构成。在光纤激光装置100中，在第1光反射器112的前级设置了用于向第1光反射器112输出激励光的激励光合波器114。由此，光纤激光装置100从第1光反射器112的前级，朝向放大用光纤111导入激励光。
激励光合波器114例如由TFB(Tapered Fiber Bundle，锥形光纤束)构成。激励光合波器114具备构成两端部的正向侧信号端口光纤和反向侧信号端口光纤以及多个激励光用端口光纤。纤芯在正向侧信号端口光纤以及反向侧信号端口光纤之间延伸，该纤芯优选在激光振荡波长下具有单模传播特性，但也可以是实质上单模。另一方面，激励光用端口由具备在激励光波长下具有多模传播特性的(多模)纤芯的光纤构成。构成各激励光用端口的多模光纤构成为该多模纤芯包围构成正向侧信号端口的光纤的纤芯的周围。
激励光合波器114的正向侧信号端口与双包层型的光纤连接，使得从反向侧信号端口延伸的纤芯与单模纤芯耦合，从各激励光用端口延伸的纤芯与内侧包层耦合。而且，该双包层型的光纤经由第1光反射器112而与放大用光纤111连接。由此，输入到反向侧信号端口的激光振荡波长的光以实质上单模向放大用光纤111的纤芯传播。另一方面，输入到各激励光用端口的激励波长的光以多模向放大用光纤111的内侧包层传播。
在光纤激光装置100中，激励光合波器114的激励光用端口与激励用激光二极管115a、115b连接。
激励光合波器114的反向侧信号端口与终端部130连接。正向侧信号端口和反向侧信号端口由于纤芯延伸到两端，因此返回光的强度较大，作为连接终端部130的端口，激励光合波器114的反向侧信号端口较为合适。但是，终端部130并不限定于与激励光合波器114的反向侧信号端口连接。例如，激励光合波器114具备多个激励光用端口，并不一定在所有的激励光用端口连接激励用激光二极管。因此，有时也会存在未连接激励用激光二极管的所谓剩余端口。在这样的情况下，剩余端口的连接目标也可以成为本实施方式的终端部130。此外，在存在多个剩余端口的情况下，优选在这些剩余端口当中选择返回光的强度最大的端口来连接终端部130的构成。激励光合波器114的反向侧信号端口也存在连接其他设备的用途，在这样的情况下，剩余端口当中返回光的强度最大的激励光用端口作为连接终端部130的端口较为合适。在图1中，终端部130仅记载了1个，但在光纤激光装置100中也有可能存在多个终端部130，在该情况下，只要在多个终端部130当中的至少一个终端部130应用本发明即可。当然，并不排除在多个终端部130同时应用本发明的情况。
如图1所示，光纤激光装置100的终端部130具备返回光衰减模块140。在图1所示的例子中，终端部130仅具备返回光衰减模块140，但如后所述，也可以构成为在终端部130中包含其他的构成要素。
如图1所示，返回光衰减模块140具备：将从激励光合波器114输出的返回光转换为热的热转换单元141；配置为与热转换单元141接触，对热转换单元141所发出的热进行传导的热传导体142；和设置在热传导体142上的第1温度测定点151。第1温度测定点151是配置热敏电阻或热电偶等温度传感器的位置。
热转换单元141是用于将返回光的光能转换为热能的单元，在后面会列举具体例来进行说明。热传导体142例如由金属板构成，热转换单元141通过树脂等而被固定在热传导体142上。因此，设置在热传导体142上的第1温度测定点151处的测定温度适当地反映了热转换单元141所发出的热。此外，热转换单元141所发出的热反映了终端部130中的光纤承受的热负荷。结果，设置在热传导体142上的第1温度测定点151处的测定温度会反映终端部130中的光纤承受的热负荷。
温度监视单元150将从设置于第1温度测定点151的热敏电阻或热电偶等温度传感器取得的电压等电信号转换为第1温度测定点151处的温度的信息。
在光纤激光装置100中，优选在能够视为光纤激光装置100中的温度上的基准的第2温度测定点152，配置热敏电阻或热电偶等温度传感器。设置在热传导体142上的第1温度测定点151处的测定温度虽说反映了终端部130中的光纤承受的热负荷，但有时会由于终端部130中的光纤的发热以外的热干扰而受到影响。因此，可能发生如下这样的状况，即，由于终端部130中的光纤的发热以外的热干扰，致使第1温度测定点151处的测定温度不能准确地反映终端部130中的光纤承受的热负荷。
因此，构成为在能够视为光纤激光装置100中的温度上的基准的第2温度测定点152，配置热敏电阻或热电偶等温度传感器，由温度监视单元150来测定第1温度测定点151处的温度与第2温度测定点152处的温度的温度差。例如，作为第2温度测定点152，可以考虑设为用于对激励用激光二极管115a、115b、放大用光纤111等其他发热部件进行冷却的散热片的规定点。此外，该散热片也可以接触对热转换单元141的热进行传热的热传导体142。
根据以上那样的构成，能够通过从第1温度测定点151处的温度中减去第2温度测定点152处的温度来抑制激励用激光二极管115a、115b、放大用光纤111等其他发热部件所引起的干扰，能够高精度地测定终端部130中的光纤承受的热负荷。
温度监视单元150所取得的第1温度测定点151处的温度或第1温度测定点151处的温度与第2温度测定点152处的温度的温度差的信息被送到控制部160。另外，温度监视单元150也可以构成为控制部160的一个功能。此外，控制部160不必是用于实施本发明的特别的控制装置，能够使用一般的通用控制装置。
例如，控制部160具有：CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、ROM(ReadOnly Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、I/F(Interface，接口)以及将它们相互连接的总线。CPU基于保存在ROM中的程序以及数据对各部进行控制。ROM是非易失性的半导体存储装置，存储程序以及数据。RAM是易失性的半导体存储装置，作为CPU执行程序时的工作区而进行动作。I/F例如由DAC(Digital AnalogConverter，数模转换器)以及ADC(Analog Digital Converter，模数转换器)等构成。I/F将从CPU提供的数字数据转换为模拟信号后提供给激励用激光二极管115a、115b等各控制部位，并且，将来自热敏电阻或热电偶等的模拟电流信号转换为数字信号。总线是用于将CPU、ROM、RAM以及I/F彼此连接并使得能够在它们之间进行数据的收发的信号线组。另外，作为控制部160，并不限于使用CPU等，例如，也可以使用DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)或者不使用数字控制方式而使用模拟控制方式。
控制部160将温度监视单元150所取得的第1温度测定点151处的温度与规定阈值进行比较，在第1温度测定点151处的温度为规定阈值以上的情况下，向激励用激光二极管115a、115b提供用于降低或停止输出的控制信号。在此，阈值优选设定例如针对通过实验而求出的可以认为会发生光纤熔断等光纤的热损伤的温度而具有规定的余量的值。另外，控制部160如前所述对第1温度测定点151处的温度和第2温度测定点152处的温度的温度差与规定阈值进行比较，能够更高精度地测定终端部130中的光纤承受的热负荷，故优选。
从控制部160接收到用于降低或停止输出的控制信号的激励用激光二极管115a、115b，降低或停止向激光振荡器110导入的激励光的输出。于是，光纤激光装置100所输出的输出激光L下降或停止，经由照射头121导入到输出用光纤120的返回光R也下降或停止。结果，终端部130中的光纤承受的负荷得到抑制，能够实现光纤激光装置100的高耐久性以及高输出性。
图2以及图3是表示由控制部160进行的使用了与温度相关的阈值的判定的例子的曲线图。在图2以及图3中，为了比较，一起记载了表示使用了与返回光的强度相关的阈值的判定的例子的曲线图。另外，所谓使用了与返回光的强度相关的阈值的判定，例如是由受光元件等来检测返回光的强度，使用了针对所接收到的光强度的阈值的判定方法。图2以及图3的上段曲线图(a)表示使用了与返回光的强度相关的阈值的判定的例子，下段曲线图(b)表示使用了与温度相关的阈值的判定的例子。在各图中，上段曲线图(a)以及下段曲线图(b)共用时间轴：t(横轴)，成为与同一返回光的时间变化相关的曲线图。在各图中，上段曲线图(a)的纵轴：I表示返回光的强度，下段曲线图(b)的纵轴：T表示测定温度。
如图2所示，返回光的强度随着时间推移急剧变化，另一方面，测定温度随着时间推移比较平缓地变化。另外，返回光的强度对应于测定温度的上升的程度、以及饱和时的温度。因此，如从时刻t0到时刻t1那样，即使返回光的强度达到了值I0以上，但在该时间较短的情况下，虽然测定温度的上升程度较高，测定温度也达不到阈值T0。在这样的情况下，终端部130中的光纤承受的负荷若从时间历程的观点来看，则并未大到光纤产生损伤的程度，因此无需抑制光纤激光装置100所输出的输出激光L。
另一方面，在如从时刻t2到时刻t3那样，返回光的强度较高的状态的时间较长的情况下，测定温度会达到阈值T0以上。在该情况下，控制部160在时刻t3，采取抑制光纤激光装置100所输出的输出激光L的控制行动。
在图3所示的另一例中，返回光的强度达到了值I0以上的时间为时刻t10到时刻t11、时刻t12到时刻t13、以及时刻t14到时刻t15，返回光的强度较高的状况断续地反复。在这样的情况下，在时刻t11到时刻t12、以及时刻t13到时刻t14等返回光的强度较低的时间，测定温度充分降低。在这样的情况下，终端部130中的光纤承受的负荷并不大，因此无需抑制光纤激光装置100所输出的输出激光L。
根据以上的例子可知，光纤激光装置100不仅考虑返回光的强度，还考虑返回光的强度较高的状况持续的时间，来判定终端部130中的光纤承受的负荷的量。由此，是否抑制光纤激光装置100所输出的输出激光L的判断得到优化，不必要的输出激光L的抑制即不必要的输出激光L的输出降低或停止动作减少。结果，能够实现光纤激光装置100的高耐久性以及高输出性。
接下来，对返回光衰减模块140的构成例进行说明。在本发明的实施方式中，关于返回光衰减模块140的构成能够设想各种各样的构成例。以下说明的构成例是返回光衰减模块140的举例，各构成例能够与光纤激光装置100中的返回光衰减模块140进行置换。因此，在以下说明的构成例中仅公开与返回光衰减模块140相当的部分，其他构成可以视为与光纤激光装置100相同。
(返回光衰减模块的第1构成例)
图4是概略性地表示第1构成例所涉及的返回光衰减模块140a的构成的图，图5是表示在第1构成例中使用的光纤的轴错位熔接141a的图。如图4所示，第1构成例所涉及的返回光衰减模块140a具备：实施了轴错位熔接141a的光纤144a、和对轴错位熔接141a部所发出的热进行传导的热传导体142a。
第1构成例所涉及的返回光衰减模块140a利用了光纤144a的轴错位熔接141a，作为将传播到终端部的光纤144a的返回光R转换为热的热转换单元。在返回光衰减模块140a中，将光纤144a的轴错位熔接141a配置于热传导体142a，例如通过硅酮系的树脂等固定材料将光纤144a固定在热传导体142a上。另外，优选在热传导体142a的表面形成有槽，将光纤144a容纳在该槽内。
第1温度测定点151a设定在适于经由热传导体142a来测定光纤144a的轴错位熔接141a所发出的热的位置。即，例如第1温度测定点151a优选配置于轴错位熔接141a部分的附近。此外，第1温度测定点151a构成为配置有热敏电阻或热电偶等温度传感器，能够测定第1温度测定点151a处的温度。
另外，设置于光纤144a的端部的密封部143a是用于对光纤144a的末端进行密封的构成部件。
图5是将图4中由“×”所示的轴错位熔接141a的周边进行了放大的光纤144a的剖面图。如图5所示，光纤144a在轴错位熔接141a部分，使纤芯145a的中心轴彼此在径向上错开而进行了熔接。因此，在光纤144a中传播来的返回光R在轴错位熔接141a部分，受到较大损耗。即，返回光R在轴错位熔接141a部分会失掉能量，该失掉的能量转换为漏光或热。热经由固定材料而传导至热传导体142a，漏光经由固定材料到达热传导体142a并在此转换为热。另外，轴错位熔接141a处的损耗量能够通过实施轴错位熔接141a的部位数、轴错位量来进行调整。另外，在图5所示的光纤144a中，在从轴错位熔接141a离开的部分的包层146a的周围设置了包覆147a，但并不是一定需要包覆147a。考虑到发热所产生的影响，也可以设为在光纤144a的轴错位熔接141a的周围或全部剥去包覆147a的状态。
如上构成的返回光衰减模块140a成为能够与光纤激光装置100中的返回光衰减模块140进行置换的构成例。
(返回光衰减模块的第2构成例)
图6是概略性地表示第2构成例所涉及的返回光衰减模块140b的构成的图，图7是表示在第2构成例中使用的高损耗光纤141b的图。如图6所示，第2构成例所涉及的返回光衰减模块140b具备：设置了高损耗光纤141b的光纤144b、和对高损耗光纤141b所发出的热进行传导的热传导体142b。
第2构成例所涉及的返回光衰减模块140b利用了高损耗光纤141b，作为将传播到终端部的光纤144b的返回光R转换为热的热转换单元。在返回光衰减模块140b中，将与光纤144b熔接的高损耗光纤141b配置于热传导体142b，例如通过硅酮系的树脂等将光纤144b以及高损耗光纤141b固定在热传导体142b上。
第1温度测定点151b设定在适于经由热传导体142b来测定高损耗光纤141b所发出的热的位置。即，例如第1温度测定点151b优选配置于高损耗光纤141b部分的附近。此外，第1温度测定点151b构成为配置有热敏电阻或热电偶等温度传感器，能够测定第1温度测定点151b处的温度。
另外，设置于高损耗光纤141b的端部的密封部143b是用于对高损耗光纤141b的末端进行密封的构成部件。
图7是将图6中由“×”所示的光纤144b和高损耗光纤141b的熔接部分进行了放大的剖面图。如图7所示，高损耗光纤141b的纤芯145b由与光纤144b的纤芯不同的材质构成。例如，高损耗光纤141b的纤芯145b添加了钴等金属杂质。另外，高损耗光纤141b的包层146b可以设为与光纤144b的包层相同的构成。
通过这样构成，从而在高损耗光纤141b中传播的返回光R受到较大损耗。即，返回光R在高损耗光纤141b中会失掉能量，该失掉的能量主要转换为热。另外，高损耗光纤141b中的损耗量能够通过高损耗光纤141b的长度、金属杂质的浓度来进行调整。另外，在图7所示的高损耗光纤141b中，在包层146b的周围设置了包覆147b，但并不是一定需要包覆147b。考虑到发热所产生的影响，也可以设为在高损耗光纤141b的一部分或全部剥去包覆147b的状态。
如上构成的返回光衰减模块140b成为能够与光纤激光装置100中的返回光衰减模块140进行置换的构成例。另外，上述说明的返回光衰减模块140b也可以设为对高损耗光纤141b运用第1构成例的轴错位熔接141a的构成。
(返回光衰减模块的第3构成例)
图8是概略性地表示第3构成例所涉及的返回光衰减模块140c的构成的图。如图8所示，第3构成例所涉及的返回光衰减模块140c具备：有意地设置了弯曲部141c的光纤144c、和对光纤144c的弯曲部141c所发出的热进行传导的热传导体142c。
第3构成例所涉及的返回光衰减模块140c利用了光纤144c的弯曲损耗，作为将传播到终端部的光纤144c的返回光R转换为热的热转换单元。所谓弯曲损耗，是在弯曲的光纤144c中传播的返回光R所受的损耗高于在直线状的光纤144c中传播的返回光R所受的损耗的现象。因此，在有意地设置了弯曲部141c的光纤144c中传播的返回光R会受到较大损耗。另外，损耗量能够通过弯曲部141c的曲率半径、长度来进行调整。
在返回光衰减模块140c中，将弯曲部141c配置于热传导体142c，例如通过硅酮系的树脂等将设置了弯曲部141c的光纤144c固定在热传导体142c上。
第1温度测定点151c设定在适于经由热传导体142c来测定光纤144c的弯曲部141c所发出的热的位置。即，例如第1温度测定点151c优选配置于光纤144c的弯曲部141c的附近。此外，第1温度测定点151c构成为配置有热敏电阻或热电偶等温度传感器，能够测定第1温度测定点151c处的温度。
另外，设置于光纤144c的端部的密封部143c是用于对光纤144c的末端进行密封的构成部件。
如上构成的返回光衰减模块140c成为能够与光纤激光装置100中的返回光衰减模块140进行置换的构成例。另外，上述说明的返回光衰减模块140c也可以设为对第2构成例的高损耗光纤141b运用弯曲部141c、将第1构成例的轴错位熔接141a运用于弯曲部141c的构成。
(返回光衰减模块的第4构成例)
图9是概略性地表示第4构成例所涉及的返回光衰减模块140d的构成的图，图10是概略性地表示在第4构成例中使用的光纤144d的末端的构成的剖面图。如图9所示，第4构成例所涉及的返回光衰减模块140d具备：对光纤144d的末端进行密封的密封构件141d、和对密封构件141d所发出的热进行传导的热传导体142d。
第4构成例所涉及的返回光衰减模块140d利用了对光纤144d的末端进行密封的密封构件141d，作为将传播到终端部的光纤144d的返回光R转换为热的热转换单元。密封构件141d例如为树脂等，具有对从光纤144d的最端部射出的返回光R进行散射或吸收的性质。被密封构件141d散射或吸收的返回光R由密封构件141d直接地发热或到达热传导体142d而间接地发热。
在返回光衰减模块140d中，将对光纤144d的末端进行密封的密封构件141d配置于热传导体142d，例如通过硅酮系的树脂等将光纤144d固定在热传导体142d上。
第1温度测定点151d设定在适于经由热传导体142d来测定密封构件141d所发出的热的位置。即，例如第1温度测定点151d优选配置于密封构件141d的附近。此外，第1温度测定点151d构成为配置有热敏电阻或热电偶等温度传感器，能够测定第1温度测定点151d处的温度。
图10将由密封构件141d密封的光纤144d的末端进行了放大表示。如图10所示，光纤144d的末端处的纤芯145d以及包层146d相对于光纤144d的光轴倾斜地被切断。由此，返回光R当中在光纤144d的末端发生反射而返回到纤芯的光量变少，故优选。另外，在返回光R的强度较低的情况下，光纤144d的末端处的纤芯145d以及包层146d也可以设为相对于光纤144d的光轴垂直地切断的状态。
另外，在图10所示的光纤144d中，在包层146d的周围设置了包覆147d，但并不是一定需要包覆147d。考虑到发热所产生的影响，也可以设为在光纤144d的末端部或全部剥去包覆147d的状态。
如上构成的返回光衰减模块140d成为能够与光纤激光装置100中的返回光衰减模块140进行置换的构成例。另外，返回光衰减模块140d中的由密封构件141d对光纤144d的末端进行密封的构成也可以应用于上述说明的第1～3构成例中的密封部143a、143b、143c。
(返回光衰减模块的第5构成例)
图11是概略性地表示第5构成例所涉及的返回光衰减模块140e的构成的图。如图11所示，第5构成例所涉及的返回光衰减模块140e具备：光纤144e、和被照射从光纤144e的末端射出的返回光R的热传导体142e上的照射面141e。
第5构成例所涉及的返回光衰减模块140e利用了热传导体142e上的照射面141e，作为将传播到终端部的光纤144e的返回光R转换为热的热转换单元。热传导体142e上的照射面141e是被实施了表面加工以使得吸收被照射的光线而发热的金属面，具有将传播到光纤144e的返回光R转换为热的功能。即，照射面141e所发出的热还包含时间历程影响地反映了返回光R的强度。
第1温度测定点151e设定在适于经由热传导体142e来测定照射面141e所发出的热的位置。即，例如第1温度测定点151e优选配置于照射面141e的附近。此外，第1温度测定点151e构成为配置有热敏电阻或热电偶等温度传感器，能够测定第1温度测定点151e处的温度。
如图11所示，光纤144e的末端处的纤芯145e以及包层146e相对于光纤144e的光轴倾斜地被切断。由此，返回光R在光纤144e的末端发生反射的量变少，故优选。另外，在返回光R的强度较低的情况下，光纤144e的末端处的纤芯145e以及包层146e也可以相对于光纤144e的光轴垂直地切断。
另外，在图11所示的光纤144e中，在包层146e的周围设置了包覆147e，但并不是一定需要包覆147e。考虑到发热所产生的影响，也可以设为在光纤144e的末端部或全部剥去包覆147e的状态。
如上构成的返回光衰减模块140e成为能够与光纤激光装置100中的返回光衰减模块140进行置换的构成例。
(终端部的构成例)
如前所述，图1所示的光纤激光装置100的终端部130仅具备返回光衰减模块140，但也可以设为包含其他构成要素的构成。在此，对包含返回光衰减模块140以外的构成的终端部130的构成例进行说明。以下说明的构成例是终端部130的举例，各构成例能够与光纤激光装置100中的终端部130进行置换。因此，在以下说明的构成例中仅公开与终端部130相当的部分，其他构成可以视为与光纤激光装置100相同。
此外，在以下说明的终端部的构成例中，也包含返回光衰减模块140。该返回光衰减模块140如上述说明的那样，能够置换为第1～5构成例所涉及的返回光衰减模块140a、140b、140c、140d、140e。以下，关于返回光衰减模块140的构成省略说明，但可以视为与上述说明的第1～5构成例所涉及的返回光衰减模块140a、140b、140c、140d、140e同样的构成。
(终端部的构成例1)
图12是表示构成例1所涉及的终端部131的概略构成的图。如图12所示，构成例1所涉及的终端部131是具备波分复用光合分波器132、可见光发光部133和返回光衰减模块140的构成。
可见光发光部133例如是对红色的激光进行发光的激光二极管。光纤激光装置100所输出的激光如上所述例如为波长1070nm，不是可见光区域的激光。因此，确认所输出的激光照射的位置是很困难的。可见光发光部133是用于输出引导光G的光源，该引导光G用于确认所输出的激光照射的位置。
波分复用光合分波器132是用于在返回光R传播过来的光纤、连接了可见光发光部133的光纤、和连接了返回光衰减模块140的光纤之间，有波长选择地进行光合分波的设备。波分复用光合分波器132具有使可见光发光部133所输出的引导光G低损耗地通过到返回光R传播过来的光纤的波长特性。另一方面，波分复用光合分波器132具有使返回光R低损耗地通过到连接了返回光衰减模块140的光纤的波长特性。此外，波分复用光合分波器132具有在使返回光R通过到连接了可见光发光部133的光纤时使其大幅衰减的波长特性。
根据上述构成，构成例1所涉及的终端部131成为如下构成，即，具备：对至少在输出用光纤120中与输出激光反向传播的返回光R进行衰减处理的返回光衰减模块140；和用于输出用于确认输出激光照射的位置的引导光G的可见光发光部133。
(终端部的构成例2)
图13是表示构成例2所涉及的终端部134的概略构成的图。如图13所示，构成例2所涉及的终端部134是具备光合分波器135和光检测器136以及返回光衰减模块140的构成。
光合分波器135是被称为所谓的Tap耦合器的设备，是用于在返回光R传播过来的光纤、连接了光检测器136的光纤、和连接了返回光衰减模块140的光纤之间，在调节光强度比的同时进行光合分波的设备。光合分波器135将所输入的返回光R分成向返回光衰减模块140输出的返回光R1和向光检测器136输出的返回光R2。此时，返回光R1与返回光R2之间的光强度的分支比例如成为1∶100～1∶100000。另外，基于该光强度的分支比，光合分波器135也被称为20dB～50dB耦合器。
光检测器136例如由光电二极管构成。由光电二极管构成的光检测器136能够通过光电效应将所输入的光的光强度转换为电信号，由此对输入到光检测器136的返回光R2的光强度进行监视。如上所述输入到光检测器136的返回光R2的强度是由光合分波器135按规定的分支比对返回光R进行分支得到的。因此，光检测器136能够监视在输出用光纤中与输出激光反向传播的返回光R的光强度。
光检测器136的监视结果能够与返回光衰减模块140的测定温度的监视并用。例如，能够积累由返回光衰减模块140测定出的温度的历史记录和光检测器136所监视的返回光R的光强度的历史记录，用于监控光纤激光装置的输出部的加工状态。另外，返回光衰减模块140的测定温度监视和光检测器136的返回光R的监视也可以分别向光纤激光装置的外部导出输出端子，由外部连接的设备来进行。此外，能够用于在光检测器136所监视的返回光R的光强度成为规定值以下的情况下，进行降低或停止激励光的输出的控制。利用在实际发生了光纤熔断的情况下，返回光R的光强度降低的现象，通过返回光衰减模块140的测定温度的监视，来防止光纤熔断的发生，并且在万一发生了光纤熔断的情况下，通过光检测器136所监视的返回光R的光强度，能够阻止光纤熔断的进展。
根据上述构成，构成例2所涉及的终端部134成为如下构成，即，具备：对至少在输出用光纤120中与输出激光反向传播的返回光R进行衰减处理的返回光衰减模块140；和监视在输出用光纤中与输出激光反向传播的返回光R的光强度的光检测器136。
(终端部的构成例3)
图14是表示构成例3所涉及的终端部137的概略构成的图。如图14所示，构成例3所涉及的终端部137是如下构成，即，具备波分复用光合分波器132a、可见光发光部133a、光合分波器135a、光检测器136a和返回光衰减模块140。即，构成例3所涉及的终端部137是将上述说明的构成例1所涉及的终端部131和构成例2所涉及的终端部134的构成组合得到的。因此，在本构成例中，省略了很多重复的说明，所省略的说明部分可以视为与构成例1以及构成例2相同。
可见光发光部133a是用于输出用于确认所输出的激光照射的位置的引导光G的光源。波分复用光合分波器132a是用于在返回光R传播过来的光纤、连接了可见光发光部133a的光纤、和连接了光合分波器135a的光纤之间，有波长选择地进行光合分波的设备。
波分复用光合分波器132a具有使可见光发光部133a所输出的引导光G低损耗地通过到返回光R传播过来的光纤的波长特性。另一方面，波分复用光合分波器132a具有使返回光R低损耗地通过到连接了光合分波器135a的光纤的波长特性。此外，波分复用光合分波器132a具有在使返回光R通过到连接了可见光发光部133a的光纤时使其大幅衰减的波长特性。
光合分波器135a是被称为所谓的Tap耦合器的设备，是用于在返回光R传播过来的光纤、连接了光检测器136a的光纤、和连接了返回光衰减模块140的光纤之间，在调节光强度比的同时进行光合分波的设备。光检测器136a能够监视在输出用光纤中与输出激光反向传播的返回光R的光强度。
根据上述构成，构成例3所涉及的终端部137成为如下构成，即，具备：对至少在输出用光纤120中与输出激光反向传播的返回光R进行衰减处理的返回光衰减模块140；用于输出用于确认输出激光照射的位置的引导光G的可见光发光部133a；和监视在输出用光纤中与输出激光反向传播的返回光R的光强度的光检测器136a。
(实施方式的变形例)
以下，对本发明的实施方式所涉及的光纤激光装置的变形例进行说明。以下说明的变形例是能够应用本发明的光纤激光装置的举例。此外，在以下说明的变形例中，也包含终端部130、返回光衰减模块140等与第1实施方式的光纤激光装置100共同的构成。这些与光纤激光装置100共同的构成通过标注与第1实施方式相同的符号，从而省略其说明。
(第2实施方式)
图15是表示本发明的第2实施方式所涉及的光纤激光装置200的概略构成的图。如图15所示，本发明的第2实施方式所涉及的光纤激光装置200是在激光振荡器110中的放大介质中使用放大用光纤111来产生激光的光纤激光型的装置。
如图15所示，第2实施方式所涉及的光纤激光装置200采用了所谓后方激励型的构成。即，在光纤激光装置200中，相对于激光振荡器110，在后方导入了激励光。因此，光纤激光装置200在第2光反射器113的后级，具备激励光合波器214，该激励光合波器214用于对激励用激光二极管215a、215b所输出的激励光进行合波，向第2光反射器113输出激励光。
激励光合波器214与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。在光纤激光装置200中，激励光合波器214的激励光用端口与激励用激光二极管215a、215b连接，激励光合波器214的反向侧信号端口与第2光反射器113连接。另外，激励光合波器214的正向侧信号端口与输出用光纤120连接。此外，在光纤激光装置200中，终端部130连接于第1光反射器112。另外，在激励光合波器214的激励光用端口存在有剩余端口的情况下，也可以将终端部130连接于剩余端口。
基于以上构成的第2实施方式的光纤激光装置200能够不仅考虑返回光的强度，还考虑返回光的强度较高的状况持续的时间，来判定终端部130中的光纤承受的负荷的量。而且，控制部160能够基于终端部130中的光纤承受的负荷的量，来控制激励用激光二极管215a、215b的输出。由此，是否抑制光纤激光装置200所输出的输出激光的判断得到优化，不必要的输出激光的抑制减少。结果，能够实现光纤激光装置200的高耐久性以及高输出性。
(第3实施方式)
图16是表示本发明的第3实施方式所涉及的光纤激光装置300的概略构成的图。如图16所示，本发明的第3实施方式所涉及的光纤激光装置300是在激光振荡器110中的放大介质中使用放大用光纤111来产生激光的光纤激光型的装置。
如图16所示，第3实施方式所涉及的光纤激光装置300采用了所谓双方向激励型的构成。即，在光纤激光装置300中，针对激光振荡器110，在前方导入激励光，并且在后方导入了激励光。因此，光纤激光装置300在第1光反射器112的前级具备激励光合波器314a，该激励光合波器314a用于对激励用激光二极管315c、315d所输出的激励光进行合波，并向第1光反射器112输出激励光，在第2光反射器113的后级具备激励光合波器314b，该激励光合波器314b用于对激励用激光二极管315a、315b所输出的激励光进行合波，并向第2光反射器113输出激励光。
激励光合波器314a、314b与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。在光纤激光装置300中，激励光合波器314a的激励光用端口与激励用激光二极管315a、315b连接，激励光合波器314a的正向侧信号端口与第1光反射器112连接。此外，激励光合波器314b的激励光用端口与激励用激光二极管315c、315d连接，激励光合波器314b的反向侧信号端口与第2光反射器113连接。另外，激励光合波器314b的正向侧信号端口与输出用光纤120连接。
激励光合波器314a的反向侧信号端口与终端部130连接。但是，与第1实施方式同样地，终端部130并不限定于与激励光合波器314a的反向侧信号端口连接。也可以设为终端部130与激励光合波器314a、314b的所谓剩余端口连接的构成。
基于以上构成的第3实施方式的光纤激光装置300能够不仅考虑返回光的强度，还考虑返回光的强度较高的状况持续的时间，来判定终端部130中的光纤承受的负荷的量。而且，控制部160能够基于终端部130中的光纤承受的负荷的量，来控制激励用激光二极管315a、315b、315c、315d的输出。由此，是否抑制光纤激光装置300所输出的输出激光的判断得到优化，不必要的输出激光的抑制减少。结果，能够实现光纤激光装置300的高耐久性以及高输出性。
(第4实施方式)
图17是表示本发明的第4实施方式所涉及的光纤激光装置400的概略构成的图。如图17所示，本发明的第4实施方式所涉及的光纤激光装置400是在激光振荡器110中的放大介质中使用放大用光纤111来产生激光的光纤激光型的装置。
如图17所示，第4实施方式所涉及的光纤激光装置400采用了所谓前方激励型的构成。但是，与第1实施方式不同，光纤激光装置400从第1光反射器112的后级，朝向放大用光纤111在前方导入了激励光。在第1光反射器112与放大用光纤111之间设置了激励光合波器414，该激励光合波器414用于对激励用激光二极管415a、415b所输出的激励光进行合波，并向放大用光纤111方向输出激励光。
激励光合波器414与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。在光纤激光装置400中，激励光合波器414的激励光用端口与激励用激光二极管415a、415b连接，激励光合波器414的正向侧信号端口与放大用光纤111连接。此外，激励光合波器414的反向侧信号端口与第1光反射器112连接。此外，在光纤激光装置400中，终端部130连接于第1光反射器112。另外，在激励光合波器414的激励光用端口存在有剩余端口的情况下，也可以将终端部130连接于剩余端口。
基于以上构成的第4实施方式的光纤激光装置400能够不仅考虑返回光的强度，还考虑返回光的强度较高的状况持续的时间，来判定终端部130中的光纤承受的负荷的量。而且，控制部160能够基于终端部130中的光纤承受的负荷的量，来控制激励用激光二极管415a、415b的输出。由此，是否抑制光纤激光装置400所输出的输出激光的判断得到优化，不必要的输出激光的抑制减少。结果，能够实现光纤激光装置400的高耐久性以及高输出性。
(第5实施方式)
图18是表示本发明的第5实施方式所涉及的光纤激光装置500的概略构成的图。如图18所示，本发明的第5实施方式所涉及的光纤激光装置500是在激光振荡器110中的放大介质中使用放大用光纤111来产生激光的光纤激光型的装置。
如图18所示，第5实施方式所涉及的光纤激光装置500采用了所谓后方激励型的构成。但是，与第2实施方式不同，光纤激光装置500从第2光反射器113的前级，朝向放大用光纤111在后方导入了激励光。在第2光反射器113与放大用光纤111之间设置了激励光合波器514，该激励光合波器514用于对激励用激光二极管515a、515b所输出的激励光进行合波，并向放大用光纤111方向输出激励光。
激励光合波器514与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。在光纤激光装置500中，激励光合波器514的激励光用端口与激励用激光二极管515a、515b连接，激励光合波器514的反向侧信号端口与放大用光纤111连接。另外，激励光合波器514的正向侧信号端口经由第2光反射器113与输出用光纤120连接。此外，在光纤激光装置500中，终端部130连接于第1光反射器112。另外，在激励光合波器514的激励光用端口存在有剩余端口的情况下，也可以将终端部130连接于剩余端口。
基于以上构成的第5实施方式的光纤激光装置500能够不仅考虑返回光的强度，还考虑返回光的强度较高的状况持续的时间，来判定终端部130中的光纤承受的负荷的量。而且，控制部160能够基于终端部130中的光纤承受的负荷的量，来控制激励用激光二极管515a、515b的输出。由此，是否抑制光纤激光装置500所输出的输出激光的判断得到优化，不必要的输出激光的抑制减少。结果，能够实现光纤激光装置500的高耐久性以及高输出性。
(第6实施方式)
图19是表示本发明的第6实施方式所涉及的光纤激光装置600的概略构成的图。如图19所示，本发明的第6实施方式所涉及的光纤激光装置600是在激光振荡器110中的放大介质中使用放大用光纤111来产生激光的光纤激光型的装置。
如图19所示，第6实施方式所涉及的光纤激光装置600采用了所谓双方向激励型的构成。但是，与第3实施方式不同，光纤激光装置600从第1光反射器112的后级，朝向放大用光纤111在前方导入激励光，并且从第2光反射器113的前级，朝向放大用光纤111在后方导入了激励光。在第1光反射器112与放大用光纤111之间设置了激励光合波器614a，该激励光合波器614a用于对激励用激光二极管615a、615b所输出的激励光进行合波，并向放大用光纤111方向输出激励光。此外，在第2光反射器113与放大用光纤111之间设置了激励光合波器614b，该激励光合波器614b用于对激励用激光二极管615c、615d所输出的激励光进行合波，并向放大用光纤111方向输出激励光。
激励光合波器614a、614b与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。在光纤激光装置600中，激励光合波器614a的激励光用端口与激励用激光二极管615a、615b连接，激励光合波器614a的正向侧信号端口与放大用光纤111连接。此外，激励光合波器614a的反向侧信号端口与第1光反射器112连接。此外，在光纤激光装置600中，激励光合波器614b的激励光用端口与激励用激光二极管615c、615d连接，激励光合波器614b的反向侧信号端口与放大用光纤111连接。此外，激励光合波器614b的正向侧信号端口与输出用光纤120连接。此外，在光纤激光装置600中，终端部130连接于第1光反射器112。另外，在激励光合波器614a、614b的激励光用端口存在有剩余端口的情况下，也可以将终端部130连接于剩余端口。
基于以上构成的第6实施方式的光纤激光装置600能够不仅考虑返回光的强度，还考虑返回光的强度较高的状况持续的时间，来判定终端部130中的光纤承受的负荷的量。而且，控制部160能够基于终端部130中的光纤承受的负荷的量，来控制激励用激光二极管615a、615b、615c、615d的输出。由此，是否抑制光纤激光装置600所输出的输出激光的判断得到优化，不必要的输出激光的抑制减少。结果，能够实现光纤激光装置600的高耐久性以及高输出性。
(第7实施方式)
图20是表示本发明的第7实施方式所涉及的光纤激光装置700的概略构成的图。如图20所示，本发明的第7实施方式所涉及的光纤激光装置700具有如下的MOPA(MasterOscillator Power-Amplifier，主控振荡器的功率放大器)结构，即，在激光振荡器110中的放大介质中使用放大用光纤111来产生激光，在光放大器中的放大介质中使用放大用光纤716来放大激光。
如图20所示，本发明的第7实施方式所涉及的光纤激光装置700是在第1实施方式所涉及的光纤激光装置100的构成中追加了新的构成要素的构成。因此，在此仅进行新追加的构成要素的说明。
如图20所示，本发明的第7实施方式所涉及的光纤激光装置700在激光振荡器110与照射头121之间具备作为光放大器的放大介质而发挥作用的放大用光纤716。此外，在放大用光纤716与第2光反射器113之间设置了激励光合波器717，该激励光合波器717用于对激励用激光二极管718a、718b所输出的激励光进行合波，并向放大用光纤716方向输出激励光。
激励光合波器717与激励光合波器114同样地，例如由TFB构成。在光纤激光装置700中，激励光合波器717的激励光用端口与激励用激光二极管718a、718b连接，激励光合波器717的正向侧信号端口与放大用光纤716连接。此外，激励光合波器717的反向侧信号端口与第2光反射器113连接。在激励光合波器717的激励光用端口存在有剩余端口的情况下，也可以将终端部130连接于剩余端口。
放大用光纤716与放大用光纤111同样地，是如下的双包层型的光纤，即，在由石英系玻璃构成的纤芯部中添加了作为放大物质的Yb离子，并在纤芯部的外周依次形成了由石英系玻璃构成的内侧包层和由树脂等构成的外侧包层。
通过上述构成，从而光纤激光装置700能够将由激光振荡器110振荡产生的激光通过放大用光纤716来放大，向输出用光纤120进行输出。
基于以上构成的第7实施方式的光纤激光装置700的控制部160能够不仅考虑返回光的强度，还考虑返回光的强度较高的状况持续的时间，来判定终端部130中的光纤承受的负荷的量。而且，控制部160能够基于终端部130中的光纤承受的负荷的量，来控制激励用激光二极管115a、115b以及/或者激励用激光二极管718a、718b的输出。由此，是否抑制光纤激光装置700所输出的输出激光的判断得到优化，不必要的输出激光的抑制减少。结果，能够实现光纤激光装置700的高耐久性以及高输出性。
另外，上述说明的第7实施方式的光纤激光装置700是在第1实施方式的光纤激光装置100中追加放大用光纤716以及激励光合波器717的构成，但也可以设为针对第2～6实施方式的光纤激光装置200、300、400、500、600追加放大用光纤716以及激励光合波器717的构成。
(第8实施方式)
图21是表示本发明的第8实施方式所涉及的光纤激光装置800的概略构成的图。如图21所示，本发明的第8实施方式所涉及的光纤激光装置800具有如下的MOPA结构：在激光振荡器110中的放大介质中使用放大用光纤111来产生激光，在光放大器中的放大介质中使用放大用光纤816来放大激光。
如图21所示，本发明的第8实施方式所涉及的光纤激光装置800是在第1实施方式所涉及的光纤激光装置100的构成中追加了新的构成要素的构成。因此，在此仅进行新追加的构成要素的说明。
如图21所示，本发明的第8实施方式所涉及的光纤激光装置800在激光振荡器110与照射头121之间具备作为光放大器的放大介质而发挥作用的放大用光纤816。此外，在放大用光纤816与输出用光纤120之间设置了激励光合波器817，该激励光合波器817用于对激励用激光二极管818a、818b所输出的激励光进行合波，并向放大用光纤816方向输出激励光。
激励光合波器817与激励光合波器114同样地，例如由TFB构成。在光纤激光装置800中，激励光合波器817的激励光用端口与激励用激光二极管818a、818b连接，激励光合波器817的反向侧信号端口与放大用光纤816连接。此外，激励光合波器817的正向侧信号端口与输出用光纤120连接。在激励光合波器817的激励光用端口存在有剩余端口的情况下，也可以将终端部130连接于剩余端口。
放大用光纤816与放大用光纤111同样地，是如下的双包层型的光纤，即，在由石英系玻璃构成的纤芯部中添加了作为放大物质的Yb离子，并在纤芯部的外周依次形成了由石英系玻璃构成的内侧包层和由树脂等构成的外侧包层。
通过上述构成，从而光纤激光装置800能够将由激光振荡器110振荡产生的激光通过放大用光纤816来放大，并向输出用光纤120进行输出。
基于以上构成的第8实施方式的光纤激光装置800的控制部160能够不仅考虑返回光的强度，还考虑返回光的强度较高的状况持续的时间，来判定终端部130中的光纤承受的负荷的量。而且，控制部160能够基于终端部130中的光纤承受的负荷的量，来控制激励用激光二极管115a、115b以及/或者激励用激光二极管818a、818b的输出。由此，是否抑制光纤激光装置800所输出的输出激光的判断得到优化，不必要的输出激光的抑制减少。结果，能够实现光纤激光装置800的高耐久性以及高输出性。
另外，上述说明的第8实施方式的光纤激光装置800是在第1实施方式的光纤激光装置100中追加放大用光纤816以及激励光合波器817的构成，但也可以设为针对第2～6实施方式的光纤激光装置200、300、400、500、600追加放大用光纤816以及激励光合波器817的构成。
(第9实施方式)
图22是表示本发明的第9实施方式所涉及的光纤激光装置900的概略构成的图。如图22所示，本发明的第9实施方式所涉及的光纤激光装置900具有如下的MOPA结构：在激光振荡器110中的放大介质中使用放大用光纤111来产生激光，在光放大器中的放大介质中使用放大用光纤916来放大激光。
如图22所示，本发明的第9实施方式所涉及的光纤激光装置900是在第1实施方式所涉及的光纤激光装置100的构成中追加了新的构成要素的构成。因此，在此仅进行新追加的构成要素的说明。
如图22所示，本发明的第9实施方式所涉及的光纤激光装置900在激光振荡器110与照射头121之间具备作为光放大器的放大介质而发挥作用的放大用光纤916。此外，在放大用光纤916与第2光反射器113之间设置了激励光合波器917a，该激励光合波器917a用于对激励用激光二极管918a、918b所输出的激励光进行合波，并向放大用光纤916方向输出激励光。而且，在放大用光纤916与输出用光纤120之间设置了激励光合波器917b，该激励光合波器917b用于对激励用激光二极管918c、918d所输出的激励光进行合波，并向放大用光纤916方向输出激励光。
激励光合波器917a、917b与激励光合波器114同样地，例如由TFB构成。在光纤激光装置900中，激励光合波器917a的激励光用端口与激励用激光二极管918a、918b连接，激励光合波器917a的正向侧信号端口与放大用光纤916连接。此外，激励光合波器917a的反向侧信号端口与第2光反射器113连接。进而，在光纤激光装置900中，激励光合波器917b的激励光用端口与激励用激光二极管918c、918d连接，激励光合波器917b的反向侧信号端口与放大用光纤916连接。此外，激励光合波器917b的正向侧信号端口与输出用光纤120连接。在激励光合波器917a、917b的激励光用端口存在有剩余端口的情况下，也可以将终端部130连接于剩余端口。
放大用光纤916与放大用光纤111同样地，是如下的双包层型的光纤，即，在由石英系玻璃构成的纤芯部中添加了作为放大物质的Yb离子，并在纤芯部的外周依次形成了由石英系玻璃构成的内侧包层和由树脂等构成的外侧包层。
通过上述构成，从而光纤激光装置900能够将由激光振荡器110振荡产生的激光通过放大用光纤916来放大，向输出用光纤120进行输出。
基于以上构成的第9实施方式的光纤激光装置900的控制部160能够不仅考虑返回光的强度，还考虑返回光的强度较高的状况持续的时间，来判定终端部130中的光纤承受的负荷的量。而且，控制部160能够基于终端部130中的光纤承受的负荷的量，来控制激励用激光二极管115a、115b以及/或者激励用激光二极管918a、918b、918c、918d的输出。由此，是否抑制光纤激光装置900所输出的输出激光的判断得到优化，不必要的输出激光的抑制减少。结果，能够实现光纤激光装置900的高耐久性以及高输出性。
另外，上述说明的第9实施方式的光纤激光装置900是在第1实施方式的光纤激光装置100中追加放大用光纤916以及激励光合波器917a、917b的构成，但也可以设为针对第2～6实施方式的光纤激光装置200、300、400、500、600追加放大用光纤916以及激励光合波器917a、917b的构成。
(第10实施方式)
图23是表示本发明的第10实施方式所涉及的光纤激光装置1000的概略构成的图。如图23所示，本发明的第10实施方式所涉及的光纤激光装置1000具有如下的MOPA结构：在激光振荡器110中的放大介质中使用放大用光纤111来产生激光，在光放大器中的放大介质中使用放大用光纤716来放大激光。
如图23所示，本发明的第10实施方式所涉及的光纤激光装置1000是在第7实施方式所涉及的光纤激光装置700的构成中追加了新的构成要素的构成。因此，在此仅进行新追加的构成要素的说明。
如图23所示，在光纤激光装置1000中，在放大用光纤716与照射头121之间，插入波分复用光合分波器1031，放大用光纤716与照射头121之间的光纤被分支。而且，所分支出的光纤与终端部1030连接。
终端部1030具备波分复用光合分波器1032、可见光发光部1033和返回光衰减模块140。即，终端部1030的构成与上述的构成例1所涉及的终端部131相同。因此，在此省略终端部1030的各构成的说明，但省略了说明的终端部1030的各构成可以视为与构成例1所涉及的终端部131的各构成相同。
终端部1030是如下构成，即，具备：对在输出用光纤中与输出激光反向传播的返回光R进行衰减处理的返回光衰减模块140；和用于输出用于确认输出激光照射的位置的引导光的可见光发光部1033。
第10实施方式的光纤激光装置1000的控制部160能够不仅考虑返回光的强度，还考虑返回光的强度较高的状况持续的时间，来判定终端部1030中的光纤承受的负荷的量。而且，控制部160能够基于终端部1030中的光纤承受的负荷的量，来控制激励用激光二极管115a、115b以及/或者激励用激光二极管718a、718b的输出。由此，是否抑制光纤激光装置1000所输出的输出激光的判断得到优化，不必要的输出激光的抑制减少。结果，能够实现光纤激光装置1000的高耐久性以及高输出性。
另外，上述说明的第10实施方式的光纤激光装置1000是在第7实施方式的光纤激光装置700中追加终端部1030的构成，但也可以设为针对其他实施方式的光纤激光装置同样地追加终端部1030的构成。
(第11实施方式)
图24是表示本发明的第11实施方式所涉及的光纤激光装置1100的概略构成的图。如图24所示，本发明的第11实施方式所涉及的光纤激光装置1100具有如下的MOPA结构：在激光振荡器110中的放大介质中使用放大用光纤111来产生激光，在光放大器中的放大介质中使用放大用光纤716来放大激光。
如图24所示，本发明的第11实施方式所涉及的光纤激光装置1100是在第7实施方式所涉及的光纤激光装置700的构成中追加了新的构成要素的构成。因此，在此仅进行新追加的构成要素的说明。
如图24所示，在光纤激光装置1100中，在放大用光纤716与照射头121之间，插入光合分波器1131，放大用光纤716与照射头121之间的光纤被分支。而且，所分支出的光纤与终端部1130连接。
终端部1130具备光合分波器1132、光检测器1133和返回光衰减模块140。即，终端部1130的构成与上述的构成例2所涉及的终端部134相同。因此，在此省略终端部1130的各构成的说明，但省略了说明的终端部1130的各构成可以视为与构成例2所涉及的终端部134的各构成相同。
终端部1130是如下构成，即，具备：对在输出用光纤中与输出激光反向传播的返回光R进行衰减处理的返回光衰减模块140；和监视在输出用光纤中与输出激光反向传播的返回光R的光强度的光检测器1133。
第11实施方式的光纤激光装置1100的控制部160能够不仅考虑返回光的强度，还考虑返回光的强度较高的状况持续的时间，来判定终端部1130中的光纤承受的负荷的量。而且，控制部160能够基于终端部1130中的光纤承受的负荷的量，来控制激励用激光二极管115a、115b以及/或者激励用激光二极管718a、718b的输出。由此，是否抑制光纤激光装置1100所输出的输出激光的判断得到优化，不必要的输出激光的抑制减少。结果，能够实现光纤激光装置1100的高耐久性以及高输出性。
另外，上述说明的第11实施方式的光纤激光装置1100是在第7实施方式的光纤激光装置700中追加终端部1130的构成，但也可以设为针对其他实施方式的光纤激光装置同样地追加终端部1130的构成。
(第12实施方式)
图25是表示本发明的第12实施方式所涉及的光纤激光装置1200的概略构成的图。如图25所示，本发明的第12实施方式所涉及的光纤激光装置1200具有如下的MOPA结构：在激光振荡器110中的放大介质中使用放大用光纤111来产生激光，在光放大器中的放大介质中使用放大用光纤716来放大激光。
如图25所示，本发明的第12实施方式所涉及的光纤激光装置1200是在第7实施方式所涉及的光纤激光装置700的构成中追加了新的构成要素的构成。因此，在此仅进行新追加的构成要素的说明。
如图25所示，在光纤激光装置1200中，在放大用光纤716与照射头121之间，插入光合分波器1231，放大用光纤716与照射头121之间的光纤被分支。而且，所分支出的光纤与终端部1230连接。另外，在第12实施方式所涉及的光纤激光装置1200中，也可以取代光合分波器1231而使用波分光合分波器。
终端部1230具备波分复用光合分波器1232、可见光发光部1233、光合分波器1234、光检测器1235和返回光衰减模块140。即，终端部1230的构成与上述的构成例3所涉及的终端部137相同。因此，在此省略终端部1230的各构成的说明，但省略了说明的终端部1230的各构成可以视为与构成例3所涉及的终端部137的各构成相同。
终端部1230是如下构成，即，具备：对在输出用光纤中与输出激光反向传播的返回光R进行衰减处理的返回光衰减模块140；用于输出用于确认输出激光照射的位置的引导光的可见光发光部1233；和监视在输出用光纤中与输出激光反向传播的返回光R的光强度的光检测器1235。
第12实施方式的光纤激光装置1200的控制部160能够不仅考虑返回光的强度，还考虑返回光的强度较高的状况持续的时间，来判定终端部1230中的光纤承受的负荷的量。而且，控制部160能够基于终端部1230中的光纤承受的负荷的量，来控制激励用激光二极管115a、115b以及/或者激励用激光二极管718a、718b的输出。由此，是否抑制光纤激光装置1200所输出的输出激光的判断得到优化，不必要的输出激光的抑制减少。结果，能够实现光纤激光装置1200的高耐久性以及高输出性。
另外，上述说明的第12实施方式的光纤激光装置1200是在第7实施方式的光纤激光装置700中追加终端部1230的构成，但也可以设为针对其他实施方式的光纤激光装置同样地追加终端部1230的构成。
(第13实施方式)
图26是表示第13实施方式所涉及的光纤激光装置1300的概略构成的图。如图26所示，第13实施方式所涉及的光纤激光装置1300是在激光振荡器110中的放大介质中使用放大用光纤111来产生输出激光的光纤激光型的装置。
如图26所示，第13实施方式所涉及的光纤激光装置1300采用了所谓前方激励型的构成。光纤激光装置1300在第1光反射器112的前级设置了激励光合波器114，该激励光合波器114用于对激励用激光二极管115a、115b所输出的激励光进行合波，并向放大用光纤111输出激励光。由此，从第1光反射器112的前级，朝向放大用光纤111导入激励光。
激励光合波器114例如由TFB(Tapered Fiber Bundle)构成。激励光合波器114具备构成两端部的正向侧信号端口光纤和反向侧信号端口光纤以及多个激励光用端口光纤。在光纤激光装置1300中，激励光合波器114的激励光用端口与激励用激光二极管115a、115b连接。
激励光合波器114的反向侧信号端口与返回光衰减模块170连接。正向侧信号端口和反向侧信号端口由于纤芯延伸到两端，因此返回光的强度较大，作为连接返回光衰减模块170的端口，激励光合波器114的反向侧信号端口较为合适。此外，在返回光衰减模块170，如图26所示，连接了经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。返回光衰减模块170从与输出用光纤120相反一侧的端部射出衰减后的返回光，可见光发光部180连接于该端部。
图27是表示返回光衰减模块170及其周边的构成的图。如图27所示，返回光衰减模块170作为主要的构成而具备从激励光合波器114的反向侧信号端口连接到可见光发光部180的光纤。此外，返回光衰减模块170具备金属板173，该金属板173对返回光衰减模块170所具备的接受用光纤171以及衰减用光纤172进行固定，并构成用于对来自接受用光纤171、衰减用光纤172的泄露光转换为热而产生的发热进行散热的热转换部。即，金属板173由热传导率较高的金属构成，金属板173自身也与光纤激光装置1300中的散热片等连接，构成为对从接受用光纤171、衰减用光纤172产生的热高效地进行排热。
如图27所示，接受用光纤171以及衰减用光纤172分别与从激励光合波器114的反向侧信号端口延伸的信号端口光纤114a以及从可见光发光部180延伸的尾纤光纤181连接。信号端口光纤114a和接受用光纤171在第1熔融连接点174a处熔融连接，接受用光纤171和衰减用光纤172在第2熔融连接点174b处熔融连接，衰减用光纤172和尾纤光纤181在第3熔融连接点174c处熔融连接。衰减用光纤172的纤芯经由接受用光纤171以及信号端口光纤114a等与构成激光振荡器110的放大用光纤111等光纤的纤芯连接。
第1熔融连接点174a优选连接损耗较小，例如构成为与第2熔融连接点174b的连接损耗相同程度或者比第2熔融连接点174b的连接损耗小。就热管理而言，在第1熔融连接点174a处抑制发热，使发热主要原因集中在金属板173上为宜。信号端口光纤114a和接受用光纤171优选纤芯径以及NA大致相同。此外，接受用光纤171的包层径优选为信号端口光纤114a的包层径以上。
此外，信号端口光纤114a以及接受用光纤171优选为所谓的低折射率光纤。低折射率光纤由于包覆的折射率比包层的折射率低，并且能够将第1熔融连接点174a处的漏光抑制得较低，因此有助于使发热主要原因集中在金属板173上。
从上述观点出发，接受用光纤171优选根据连接返回光衰减模块170的光纤来选择，例如在本实施方式中根据信号端口光纤114a来选择。例如，接受用光纤171也可以设为与连接返回光衰减模块170的光纤相同的光纤。在该情况下，也可以设为不设置第1熔融连接点174a的构成。
在此，示出光纤的组合的一例。例如，在信号端口光纤114a为纤芯径14μm并且包层径125μm的基座光纤(Pedestal Optical Fiber)时，将接受用光纤171设为纤芯径14μm并且包层径125μm的双包层光纤。另外，所谓基座光纤，是指在纤芯的周围设置了折射率处于纤芯与包层的中间的区域的结构的光纤。在该情况下，这些基座光纤以及双包层光纤中的纤芯的传播特性与构成激光振荡器110的光纤同样，为实质上单模。
第2熔融连接点174b不必一定构成为连接损耗比第1熔融连接点174a小。原因是第2熔融连接点174b配置在金属板173上，能够对因连接损耗而引起的发热进行散热。但是，在第2熔融连接点174b处的发热大至一定程度的情况下，有时由于该发热而致使光纤的包覆熔化。因此，优选事先除去第2熔融连接点174b的附近的光纤的包覆。另外，由于衰减用光纤172发热较大，因此更优选从第2熔融连接点174b起除去一定长度的衰减用光纤172的包覆。
由于第2熔融连接点174b无需构成为连接损耗较小，因此衰减用光纤172的选择较广。衰减用光纤172只要自由选择针对返回光的弯曲损耗大于针对可见光的弯曲损耗的光纤，并将该衰减用光纤172弯成多圈而固定在金属板173上，则能够作为在返回光的传播方向上连续地对该返回光造成损耗的介质所构成的返回光传播损耗部来发挥作用。尤其成为问题的返回光的成分以纤芯模进行传播，因此对于衰减用光纤172的纤芯而言，优选针对以纤芯模传播的返回光，返回光的波长下的损耗大于可见光波长区域下的损耗。
可见光发光部180作为可见光，例如输出红色或绿色等的可见激光，可见激光经过返回光衰减模块170、放大用光纤111以及输出用光纤120从光纤激光装置1300输出。此时，对构成返回光衰减模块170的衰减用光纤172的长度以及弯曲直径进行了设定，使得从光纤激光装置1300输出的可见激光具有在目视下能够目识别的程度的光强度，并且，对输入到返回光衰减模块170的由红外光构成的返回光进行衰减后向可见光发光部180侧输出。在此，作为在目视下能够目识别的程度，例如为JIS C6802等级2～3R程度。此外，该抑制是指，例如即使输入到可见光发光部180的返回光功率为300W程度以上或与输出相同程度以上的情况下，也衰减到不会损坏可见光发光部180的程度为好。
所谓可见光，波长大约为400nm～800nm，用于加工用途的加工用的输出激光L的波长大多为红外光，并且为1000nm以上。因此，衰减用光纤172优选选择针对波长1000nm以上的光的弯曲损耗大于针对波长800nm以下的光的弯曲损耗的光纤。例如，在作为引导光而使用的可见光的波长为660nm，加工用的输出激光L的波长为1070nm的情况下，衰减用光纤172更优选选择针对波长1070nm的光的弯曲损耗大于针对波长660nm的光的弯曲损耗的光纤。此外，例如，为了从光纤激光装置1300输出的可见光在目视下能够目识别，并且抑制向可见光发光部180的返回光，针对返回光的弯曲损耗与针对可见光的弯曲损耗之差优选为50dB以上。例如，若针对返回光的弯曲损耗与针对可见光的弯曲损耗之差为50dB以上，则返回光的大部分能够在衰减用光纤172中衰减并被热转换。这样返回光的大部分在衰减用光纤172中被衰减后的返回光，例如即使为500W也能够衰减至10mW以下，从衰减用光纤172仅输出残留的微小强度的光。
衰减用光纤172的弯曲边缘波长(bend-edge wavelength)优选比返回光的波长短。所谓弯曲边缘波长，是指在比其更长的波长的情况下不弯曲的状态的光纤不再传输基模的波长(或能够以低损耗传播基模的最长波长)。即，若想要在弯曲状态的衰减用光纤172中传播比弯曲边缘波长更长的波长的返回光，则返回光会受到较强损耗。另一方面，作为引导光而使用的可见光的波长设得比衰减用光纤172的弯曲边缘波长短，优选短100nm以上。
此外，衰减用光纤172的纤芯优选构成为以实质上单模来传播可见光当中的至少用于引导光的光。这是因为能够减小对于引导光的损耗。因此，衰减用光纤172的弯曲边缘波长优选比660nm长，更优选比800nm长。
衰减用光纤172的弯曲半径优选针对用于引导光的光的弯曲损耗设定为如上所述从光纤激光装置输出的可见光在目视下能够目识别的范围的大小。例如，衰减用光纤172的弯曲半径优选设为在半径150mm到30mm的范围内按照每一周改变半径的构成。另外，如图27所示，优选将弯曲半径较大侧的衰减用光纤172的端点与接受用光纤171连接。这是因为弯曲半径较大的一方弯曲损耗较小，所以成为弯曲损耗从返回光入射一侧慢慢变大的配置，能够使因弯曲损耗而引起的发热分散。将衰减用光纤172弯曲的区间的长度能够根据要使返回光衰减的量来适当选择，例如能够设为1m～5m。
衰减用光纤172的弯曲半径较小的一端(与输出用光纤120相反一侧的端部)在第3熔融连接点处与尾纤光纤181熔融连接。尾纤光纤181和衰减用光纤172能够设为相同的光纤。因此，也可以设为不设置第3熔融连接点174c的构成。
优选在金属板173上的接受用光纤171以及衰减用光纤172的配置位置设置槽，将接受用光纤171以及衰减用光纤172容纳于该槽，并利用树脂等来进行固定。原因是不仅能够将接受用光纤171以及衰减用光纤172可靠地固定，还能够对从衰减用光纤172泄露的返回光的泄露光高效地进行热转换，能够提高排热的效果。金属板173作为将由于衰减用光纤172的损耗而产生的光转换为热的热转换部而发挥作用。
此外，也可以在金属板173上，在能够接收返回光的泄露光的位置配置受光元件等，来监视返回光的强度。例如，能够通过在第2熔融连接点174b或者返回光入射到弯曲部的部分的附近A配置受光元件，来进行稳定的返回光强度测定。进而，例如，也可以在第1熔融连接点174a的附近B配置受光元件，还可以在衰减用光纤172的周边或返回光衰减模块170的周围的附近C配置受光元件。
此外，优选在金属板173上设置热敏电阻等温度传感器。这是因为金属板173的温度与返回光的强度相关，能够用于一边监视返回光的强度一边对输出激光L的输出进行控制等。
此外，优选如图28所示由遮光板175来覆盖返回光衰减模块170。另外，图28是返回光衰减模块170的侧视图。如图28所示，遮光板175通过间隔件与金属板173大致平行地设置。遮光板175通过与金属板173相同的材料或树脂等来构成即可。此外，金属板173与遮光板175的间隔例如为6mm，衰减用光纤172被容纳在金属板173与遮光板175之间。
通过上述这样的构成，从而能够抑制从衰减用光纤172泄露的返回光向返回光衰减模块170的周围射出。此外，由于从衰减用光纤172泄露的返回光被限制在返回光衰减模块170的内部，因此在返回光衰减模块170的内部配置了受光元件时的返回光的检测精度提高。此外，通过该构成，具有如下这样的效果，即，在返回光衰减模块170的内部配置了温度传感器时，温度相对于输入功率的梯度增加，温度传感器的灵敏度得到提高。
在此，参照图29以及图30对返回光衰减模块170的单体评价进行说明。图29是表示相对于向返回光衰减模块170的输入强度的光纤172的温度的曲线图，图30是表示相对于向返回光衰减模块170的输入强度的输出强度的曲线图。
图29所示的曲线图是将纵轴设为温度[℃]，将横轴设为输入强度[W]，绘制了在第1熔融连接点174a相当位置输入了波长1070nm的激光时的第2熔融连接点174b(点X)、衰减用光纤172(点Y)，金属板173(点Z)的温度。另外，在第1熔融连接点174a相当位置输入的激光中，还包含基座模以及包层模的激光，纤芯模的比率成为70％。此外，金属板173的温度由于追随第2熔融连接点174b、衰减用光纤172的温度而变化，因此通过在金属板173上安装温度传感器，来测定了第2熔融连接点174b、衰减用光纤172的温度。
如图29所示，相对于向返回光衰减模块170的输入强度，第2熔融连接点174b、衰减用光纤172以及金属板173的温度示出了大致线性的特性。例如即使对于600W的输入强度，第2熔融连接点174b电为70℃以下，金属板173的温度也被抑制在60℃以下。
图30所示的曲线图是将左纵轴设为输出强度[μW]，将横轴设为输入强度[W]，将右纵轴设为衰减量的分贝显示[dB]，绘制了在第1熔融连接点174a相当位置输入了波长1070nm的激光时的第3熔融连接点174c相当位置处的输出强度。另外，同样地，在第1熔融连接点174a相当位置输入的激光中，还包含基座模以及包层模的激光，纤芯模的比率成为70％。
如图30所示，返回光衰减模块170对于0W～600W的输入强度示出58dB程度的衰减效果，例如即使对于600W的输入强度，输出强度也被抑制得小于1mW。
如以上所说明的那样，光纤激光装置1300使将针对返回光的弯曲损耗大于针对可见光的弯曲损耗的衰减用光纤172弯曲多圈而构成的返回光衰减模块170例如经由激励光合波器114的信号端口光纤而与第1光反射器112连接，并具备经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。因此，上述说明的光纤激光装置1300成为对于返回光的耐久性较高的构成，实现了高耐久性以及高输出性。
(第14实施方式)
图31是表示第14实施方式所涉及的光纤激光装置1400的概略构成的图。如图31所示，第14实施方式所涉及的光纤激光装置1400是使用激光振荡器110来产生输出激光的光纤激光型的装置。激光振荡器110构成为具备放大用光纤111，在第1光反射器112与第2光反射器113之间产生激光谐振。激光振荡器110产生的输出激光经由输出用光纤120以及照射头121作为输出激光L而照射到加工对象物W。
如图31所示，第14实施方式所涉及的光纤激光装置1400采用了前方激励型的构成。即，在光纤激光装置1400中，对于激光振荡器110，在前向导入了激励光。因此，光纤激光装置1400在第1光反射器112的前级，具备用于向激光振荡器110导入激励光的激励光合波器114。
激励光合波器114与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。激励光合波器114的激励光用端口与激励用激光二极管115a、115b连接，激励光合波器114的正向侧信号端口与第1光反射器112连接。通过该构成，从而激励光合波器114对激励用激光二极管115a、115b所输出的激励光进行合波，并向激光振荡器110输出激励光。返回光衰减模块170与从激励光合波器114的反向侧信号端口延伸的信号端口光纤连接。返回光衰减模块170的内部构成可以设为与第1实施方式同样。此外，光纤激光装置1400具备用于对激励用激光二极管115a、115b以及其他控制部位进行控制的控制部160。
在第14实施方式所涉及的光纤激光装置1400中，在返回光衰减模块170的反向侧的端点设置有终端处理部190。终端处理部190例如通过对构成返回光衰减模块170的光纤的终端实施树脂密封来实现。另外，在图31中终端处理部190与返回光衰减模块170独立进行了记载，但也可以在返回光衰减模块170的内部对光纤的终端实施树脂密封。
图32是表示终端处理部190中的光纤的终端的树脂密封的例子的图。如图32所示，终端处理部190具备对光纤的末端进行密封的密封构件191。密封构件191由树脂等构成，具有对从光纤的末端射出的返回光进行散射或吸收的性质。
光纤的末端处的纤芯192以及包层193相对于光纤的光轴倾斜地被切断。若这样倾斜地切断光纤的末端，则返回光当中在光纤的末端发生反射而返回到纤芯的光的量变少，故优选。另外，在返回光的强度较低的情况下，光纤的末端处的纤芯192以及包层193也可以设为相对于光纤的光轴垂直地切断的状态。
另外，在图32所示的光纤中，在包层193的周围设置了包覆194，但并不是一定需要包覆194。考虑到发热所产生的影响，也可以设为在光纤的末端部或全部剥去包覆194的状态。
如以上说明的那样，光纤激光装置1400使将针对返回光的弯曲损耗大于针对可见光的弯曲损耗的衰减用光纤弯曲多圈而构成的返回光衰减模块170经由激励光合波器114的信号端口光纤而与第1光反射器112连接，并用树脂对返回光衰减模块170的终端进行了密封。因此，上述说明的光纤激光装置1400成为对于返回光的耐久性较高的构成，实现了高耐久性以及高输出性。
(第15实施方式)
图33是表示第15实施方式所涉及的光纤激光装置1500的概略构成的图。如图33所示，第3实施方式所涉及的光纤激光装置1500是使用激光振荡器110来产生输出激光的光纤激光型的装置。激光振荡器110构成为具备放大用光纤111，在第1光反射器112与第2光反射器113之间产生激光谐振。激光振荡器110所产生的输出激光经由输出用光纤120以及照射头121作为输出激光L而照射到加工对象物W。
如图33所示，第15实施方式所涉及的光纤激光装置1500采用了前方激励型的构成。即，在光纤激光装置1500中，对于激光振荡器110，在前向导入了激励光。但是，与第1实施方式不同，光纤激光装置1500在第1光反射器112与放大用光纤111之间，具备用于向激光振荡器110导入激励光的激励光合波器114。
激励光合波器114与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。激励光合波器114的激励光用端口与激励用激光二极管115a、115b连接，激励光合波器114的正向侧信号端口与第1光反射器112连接。通过该构成，从而激励光合波器114对激励用激光二极管115a、115b所输出的激励光进行合波，并向激光振荡器110输出激励光。通过该构成，从而激励光合波器114对激励用激光二极管115a、115b所输出的激励光进行合波，并向激光振荡器110输出激励光。激励光合波器114的反向侧信号端口与第1光反射器112连接。此外，光纤激光装置1500具备用于对激励用激光二极管115a、115b以及其他控制部位进行控制的控制部160。
返回光衰减模块170与从第1光反射器112延伸的光纤连接。第15实施方式所涉及的光纤激光装置1500与第1实施方式不同，返回光衰减模块170不经由激励光合波器114而与激光振荡器110连接。但是，在第15实施方式中，返回光衰减模块170也与第1实施方式同样地发挥作用。在返回光衰减模块170，连接了经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。
如以上说明的那样，光纤激光装置1500使将针对返回光的弯曲损耗大于针对可见光的弯曲损耗的衰减用光纤弯曲多圈而构成的返回光衰减模块170与第1光反射器112连接，并具备经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。因此，上述说明的光纤激光装置1500成为对于返回光的耐久性较高的构成，实现了高耐久性以及高输出性。
(第16实施方式)
图34是表示第16实施方式所涉及的光纤激光装置1600的概略构成的图。如图34所示，第16实施方式所涉及的光纤激光装置1600是使用激光振荡器110来产生激光的光纤激光型的装置。激光振荡器110构成为具备放大用光纤111，在第1光反射器112与第2光反射器113之间产生激光谐振。激光振荡器110所产生的激光经由输出用光纤120以及照射头121作为输出激光L而照射到加工对象物W。
如图34所示，第16实施方式所涉及的光纤激光装置1600采用了前方激励型的构成。即，在光纤激光装置1600中，对于激光振荡器110，在前向导入了激励光。因此，光纤激光装置1600在第1光反射器112的前级，具备用于向激光振荡器110导入激励光的激励光合波器114。
激励光合波器114与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。激励光合波器114的激励光用端口与激励用激光二极管115a、115b连接，激励光合波器114的正向侧信号端口与第1光反射器112连接。通过该构成，从而激励光合波器114对激励用激光二极管115a、115b所输出的激励光进行合波，并向激光振荡器110输出激励光。返回光衰减模块170与从激励光合波器114的反向侧信号端口延伸的信号端口光纤连接。光纤激光装置1600具备用于对激励用激光二极管115a、115b以及其他控制部位进行控制的控制部160。
在第16实施方式所涉及的光纤激光装置1600中，在返回光衰减模块170的反向侧的端点连接了光检测器136。光检测器136对经由返回光衰减模块170输入的光进行光电转换，测定透射过激光振荡器110的第1光反射器112的返回光的强度。由光检测器136测定出的返回光的强度被发送到控制部160。返回光的强度能够作为判断光纤激光装置1600是否正常发挥作用的指标。另一方面，返回光的强度有时非常强，若直接输入则有可能会损坏光检测器136。因此，光纤激光装置1600构成为对由返回光衰减模块170适当衰减后的返回光的强度进行测定。
如以上说明的那样，光纤激光装置1600使将针对返回光的弯曲损耗大于针对可见光的弯曲损耗的衰减用光纤弯曲多圈而构成的返回光衰减模块170经由激励光合波器114的信号端口光纤与第1光反射器112连接，并在返回光衰减模块170的终端，连接了进行光电转换的光检测器136。因此，上述说明的光纤激光装置1600成为对于返回光的耐久性较高的构成，实现了高耐久性以及高输出性。
(第17实施方式)
图35是表示第17实施方式所涉及的光纤激光装置1700的概略构成的图。如图35所示，第17实施方式所涉及的光纤激光装置1700是使用激光振荡器110来产生输出激光的光纤激光型的装置。激光振荡器110构成为具备放大用光纤111，在第1光反射器112与第2光反射器113之间产生激光谐振。激光振荡器110所产生的输出激光经由输出用光纤120以及照射头121作为输出激光L而照射到加工对象物W。
如图35所示，第17实施方式所涉及的光纤激光装置1700采用了前方激励型的构成。即，在光纤激光装置1700中，对于激光振荡器110，在前向导入了激励光。因此，光纤激光装置1700在第1光反射器112的前级，具备用于向激光振荡器110导入激励光的激励光合波器114。
激励光合波器114与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。激励光合波器114的激励光用端口与激励用激光二极管115a、115b连接，激励光合波器114的正向侧信号端口与第1光反射器112连接。通过该构成，从而激励光合波器114对激励用激光二极管115a、115b所输出的激励光进行合波，并向激光振荡器110输出激励光。此外，光纤激光装置1700具备用于对激励用激光二极管115a、115b以及其他控制部位进行控制的控制部160。
在第17实施方式所涉及的光纤激光装置1700中，返回光衰减模块170与将从激励光合波器114的反向侧信号端口延伸的信号端口光纤由光合分波器1706分支出的目标连接。光合分波器1706例如能够利用被称为Tap耦合器的器件或波分复用光合分波器等。Tap耦合器能够无波长依赖性地按规定强度比对输入光进行分波，波分复用光合分波器虽然具有波长依赖性但是能够按规定强度比对输入光进行分波。因此，返回光衰减模块170会被输入由光合分波器1706衰减后的返回光。在返回光衰减模块170，连接了经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。
如以上说明的那样，光纤激光装置1700使将针对返回光的弯曲损耗大于针对可见光的弯曲损耗的衰减用光纤弯曲多圈而构成的返回光衰减模块170经由激励光合波器114的信号端口光纤与第1光反射器112连接，并具备经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。因此，上述说明的光纤激光装置1700成为对于返回光的耐久性较高的构成，实现了高耐久性以及高输出性。
(第18实施方式)
图36是表示第18实施方式所涉及的光纤激光装置1800的概略构成的图。如图36所示，第18实施方式所涉及的光纤激光装置1800是使用激光振荡器110来产生输出激光的光纤激光型的装置。激光振荡器110构成为具备放大用光纤111，在第1光反射器112与第2光反射器113之间产生激光谐振。激光振荡器110所产生的输出激光经由输出用光纤120以及照射头121作为输出激光L而照射到加工对象物W。
如图36所示，第18实施方式所涉及的光纤激光装置1800采用了前方激励型的构成。即，在光纤激光装置1800中，对于激光振荡器110，在前向导入了激励光。因此，光纤激光装置1800在第1光反射器112的前级，具备用于向激光振荡器110导入激励光的激励光合波器114。
激励光合波器114与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。激励光合波器114的激励光用端口与激励用激光二极管115a、115b连接，激励光合波器114的正向侧信号端口与第1光反射器112连接。通过该构成，从而激励光合波器114对激励用激光二极管115a、115b所输出的激励光进行合波，并向激光振荡器110输出激励光。此外，光纤激光装置1800具备用于对激励用激光二极管115a、115b以及其他控制部位进行控制的控制部160。
在第18实施方式所涉及的光纤激光装置1800中，返回光衰减模块170构成为与激励光合波器114的激励光用端口当中的未连接激励用激光二极管115a、115b的端口(所谓剩余端口)连接，从与输出用光纤120相反一侧的端部(返回光射出的端部)射出衰减后的返回光。多模光纤延伸到激励光合波器114的激励光用端口。例如，该多模光纤是NA为0.22，纤芯径为110μm并且包层径为125μm。因此，返回光衰减模块170的接受用光纤优选选择同种多模光纤，使得在与该多模光纤连接时连接损耗较小。另外，返回光衰减模块170的内部构成可以设为与第1实施方式同样，但也可以将衰减用光纤172设为多模光纤。此外，在返回光衰减模块170，连接了经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。
如以上说明的那样，光纤激光装置1800使将针对返回光的弯曲损耗大于针对可见光的弯曲损耗的衰减用光纤弯曲多圈而构成的返回光衰减模块170经由激励光合波器114的激励光用端口与第1光反射器112连接，并具备经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。因此，上述说明的光纤激光装置1800成为对于返回光的耐久性较高的构成，实现了高耐久性以及高输出性。
(第19实施方式)
图37是表示第19实施方式所涉及的光纤激光装置1900的概略构成的图。如图37所示，第19实施方式所涉及的光纤激光装置1900是使用激光振荡器110来产生输出激光的光纤激光型的装置。激光振荡器110构成为具备放大用光纤111，在第1光反射器112与第2光反射器113之间产生激光谐振。激光振荡器110所产生的输出激光经由输出用光纤120以及照射头121作为输出激光L而照射到加工对象物W。
如图37所示，第19实施方式所涉及的光纤激光装置1900采用了所谓后方激励型的构成。即，在光纤激光装置1900中，对于激光振荡器110，在后向导入了激励光。因此，光纤激光装置1900在第2光反射器113的后级，具备用于向激光振荡器110导入激励光的激励光合波器114。
激励光合波器114与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。激励光合波器114的激励光用端口与激励用激光二极管115a、115b连接，激励光合波器114的反向侧信号端口与第2光反射器113连接。通过该构成，从而激励光合波器114对激励用激光二极管115a、115b所输出的激励光进行合波，向激光振荡器110输出激励光。此外，光纤激光装置1900具备用于对激励用激光二极管115a、115b以及其他控制部位进行控制的控制部160。
在第19实施方式所涉及的光纤激光装置1900中，返回光衰减模块170构成为与激励光合波器114的激励光用端口当中的未连接激励用激光二极管115a、115b的端口(所谓剩余端口)连接，并从与输出用光纤120相反一侧的端部(返回光射出的端部)射出衰减后的返回光。多模光纤延伸到激励光合波器114的激励光用端口，返回光衰减模块170的接受用光纤优选进行选择使得在与该多模光纤连接时连接损耗较小。此外，在返回光衰减模块170，连接了经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。
如以上说明的那样，光纤激光装置1900使将针对返回光的弯曲损耗大于针对可见光的弯曲损耗的衰减用光纤弯曲多圈而构成的返回光衰减模块170经由激励光合波器114的激励光用端口与第2光反射器113连接，并具备经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。因此，上述说明的光纤激光装置1900成为对于返回光的耐久性较高的构成，实现了高耐久性以及高输出性。
(第20实施方式)
图38是表示第20实施方式所涉及的光纤激光装置2000的概略构成的图。如图38所示，第20实施方式所涉及的光纤激光装置2000是如下的所谓MOPA(Master OscillatorPower-Amplifier)结构的光纤激光型的装置，即，使用激光振荡器110来产生输出激光，由放大器110a将激光振荡器110所产生的输出激光进行放大。激光振荡器110构成为具备放大用光纤111，在第1光反射器112与第2光反射器113之间产生激光谐振。激光振荡器110所产生的输出激光通过放大器110a的放大用光纤716而被放大，并经由输出用光纤120以及照射头121作为输出激光L而照射到加工对象物W。
如图38所示，第20实施方式所涉及的光纤激光装置2000在激光振荡器110以及放大器110a中均采用了前方激励型的构成。即，在光纤激光装置2000中，对于激光振荡器110以及放大器110a，在前向导入了激励光。因此，光纤激光装置2000在第1光反射器112的前级，具备用于向激光振荡器110导入激励光的第1激励光合波器114，而且，在第2光反射器113与放大用光纤716之间，具备用于向放大器110a导入激励光的第2激励光合波器717。
第1激励光合波器114以及第2激励光合波器717与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。第1激励光合波器114的激励光用端口与激励用激光二极管115a、115b连接，第1激励光合波器114的正向侧信号端口与第1光反射器112连接。通过该构成，从而第1激励光合波器114对激励用激光二极管115a、115b所输出的激励光进行合波，并向激光振荡器110输出激励光。另一方面，第2激励光合波器717的激励光用端口与激励用激光二极管718a、718b连接，第2激励光合波器717的反向侧信号端口与第2光反射器113连接，第2激励光合波器717的反向侧信号端口与放大用光纤716连接。通过该构成，从而第2激励光合波器717对激励用激光二极管118a、118b所输出的激励光进行合波，并向放大器110a输出激励光。
返回光衰减模块170与从第1激励光合波器114的反向侧信号端口延伸的信号端口光纤连接。返回光衰减模块170的内部构成可以设为与第1实施方式同样。在返回光衰减模块170，连接了经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。此外，光纤激光装置2000具备用于对激励用激光二极管115a、115b、718a、718b、可见光发光部180以及其他控制部位进行控制的控制部160。
如以上说明的那样，光纤激光装置2000使将针对返回光的弯曲损耗大于针对可见光的弯曲损耗的衰减用光纤弯曲多圈而构成的返回光衰减模块170经由第1激励光合波器114的激励光用端口与第2光反射器113连接，并具备经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。因此，上述说明的光纤激光装置2000成为对于返回光的耐久性较高的构成，实现了高耐久性以及高输出性。
(第21实施方式)
图39是表示第21实施方式所涉及的光纤激光装置2100的概略构成的图。如图39所示，第21实施方式所涉及的光纤激光装置2100是使用激光振荡器110来产生输出激光的光纤激光型的装置。激光振荡器110构成为具备放大用光纤111，在第1光反射器112与第2光反射器113之间产生激光谐振。激光振荡器110所产生的输出激光经由输出用光纤120以及照射头121作为输出激光L而照射到加工对象物W。
如图39所示，第21实施方式所涉及的光纤激光装置2100采用了前方激励型的构成。即，在光纤激光装置2100中，对于激光振荡器110，在前向导入了激励光。因此，光纤激光装置2100在第1光反射器112的前级，具备用于向激光振荡器110导入激励光的激励光合波器114。
激励光合波器114与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。激励光合波器114的激励光用端口与激励用激光二极管115a、115b连接，激励光合波器114的正向侧信号端口与第1光反射器112连接。通过该构成，从而激励光合波器114对激励用激光二极管115a、115b所输出的激励光进行合波，并向激光振荡器110输出激励光。此外，光纤激光装置2100具备用于对激励用激光二极管115a、115b以及其他控制部位进行控制的控制部160。
在第21实施方式所涉及的光纤激光装置2100中，构成为在输出用光纤120的中途设置了光合分波器2101，返回光衰减模块170连接于由光合分波器2101分支出的光纤当中的反向侧的光纤，从与输出用光纤120相反一侧的端部(返回光射出的端部)射出衰减后的返回光。另外，光合分波器2101例如能够利用被称为Tap耦合器的器件或波分复用光合分波器等，无论哪一种均具有如下那样的光分支特性：从光合分波器2101分支并输入到返回光衰减模块170的返回光被衰减，从可见光发光部180输出的可见光以在目视下能够目识别的强度从光纤激光装置2100输出。返回光衰减模块170的内部构成可以设为与第1实施方式同样。在返回光衰减模块170，连接了经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。通过以上那样的构成，也能够将可见光发光部180发出的可见光用作引导光。
如以上说明的那样，光纤激光装置2100具备：将针对返回光的弯曲损耗大于针对可见光的弯曲损耗的衰减用光纤弯曲多圈而构成的返回光衰减模块170；和经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。因此，上述说明的光纤激光装置2100成为对于返回光的耐久性较高的构成，实现了高耐久性以及高输出性。
(第22实施方式)
图40是表示第22实施方式所涉及的光纤激光装置2200的概略构成的图。如图40所示，第22实施方式所涉及的光纤激光装置2200是使用激光振荡器110来产生输出激光的光纤激光型的装置。激光振荡器110构成为具备放大用光纤111，在第1光反射器112与第2光反射器113之间产生激光谐振。激光振荡器110所产生的输出激光经由输出用光纤120以及照射头121作为输出激光L而照射到加工对象物W。
如图40所示，第22实施方式所涉及的光纤激光装置2200采用了前方激励型的构成。即，在光纤激光装置2200中，对于激光振荡器110，在前向导入了激励光。因此，光纤激光装置2200在第1光反射器112的前级，具备用于向激光振荡器110导入激励光的激励光合波器114。
激励光合波器114与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。激励光合波器114的激励光用端口与激励用激光二极管115a、115b连接，激励光合波器114的正向侧信号端口与第1光反射器112连接。通过该构成，从而激励光合波器114对激励用激光二极管115a、115b所输出的激励光进行合波，并向激光振荡器110输出激励光。光纤激光装置2200具备用于对激励用激光二极管115a、115b以及其他控制部位进行控制的控制部160。
在第22实施方式所涉及的光纤激光装置2200中，在输出用光纤120的中途设置了光合分波器2201，返回光衰减模块170连接于由光合分波器2201分支出的光纤当中的正向侧的光纤。另外，光合分波器2201例如能够利用被称为Tap耦合器的器件或波分复用光合分波器等。返回光衰减模块170的内部构成可以设为与第1实施方式同样。在返回光衰减模块170，连接了经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。
根据以上那样的构成，能够将可见光发光部180发出的可见光用于故障解析。即，在可以认为在作为光纤激光装置2200中的输出激光的光路的例如输出用光纤120以及放大用光纤111等发生了断线等故障的情况下，控制部160在使激励用激光二极管115a、115b的动作停止的状态下，使可见光发光部180进行发光。从可见光发光部180发出的可见光在输出用光纤120以及放大用光纤111等中依次进行传播。假设在该光路出现了断线的情况下，在该断线部位会向外部泄露可见光，因此能够通过目视来确定断线部位。
如以上说明的那样，光纤激光装置2200具备：将针对返回光的弯曲损耗大于针对可见光的弯曲损耗的衰减用光纤弯曲多圈而构成的返回光衰减模块170；和经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。因此，上述说明的光纤激光装置2200成为对于返回光的耐久性较高的构成，实现了高耐久性以及高输出性。
(第23实施方式)
图41是表示第23实施方式所涉及的光纤激光装置2300的概略构成的图。如图41所示，第23实施方式所涉及的光纤激光装置2300具备多个光纤激光部23001，…，2300n-1，2300n，由合束器(combiner)2301对各光纤激光部23001，…，2300n-1，2300n所输出的输出激光进行耦合，并经由输出用光纤120以及照射头121作为输出激光L而照射到加工对象物W。
各光纤激光部23001，…，2300n-1，2300n是各自独立的实际上的光纤激光装置。因此，以下作为代表，仅说明光纤激光部23001的构成。
光纤激光部23001是使用激光振荡器110来产生输出激光的光纤激光型的装置。激光振荡器110构成为具备放大用光纤111，在第1光反射器112与第2光反射器113之间产生激光谐振。
如图41所示，光纤激光部23001采用了前方激励型的构成。即，在光纤激光部23001中，对于激光振荡器110，在前向导入了激励光。因此，光纤激光部23001在第1光反射器112的前级，具备用于向激光振荡器110导入激励光的激励光合波器114。
激励光合波器114与第1实施方式同样地，例如由TFB构成。激励光合波器114的激励光用端口与激励用激光二极管115a、115b连接，激励光合波器114的正向侧信号端口与第1光反射器112连接。通过该构成，从而激励光合波器114对激励用激光二极管115a、115b所输出的激励光进行合波，并向激光振荡器110输出激励光。
在第23实施方式所涉及的光纤激光装置2300中构成为，返回光衰减模块170连接于合束器2301的端口当中的未连接光纤激光部11001，…，1100n-1，1100n的端口，并从与输出用光纤120相反一侧的端部(返回光射出的端部)射出衰减后的返回光。而且，在返回光衰减模块170，连接了经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。通过以上那样的构成，也能够将可见光发光部180发出的可见光用作引导光。
如以上说明的那样，光纤激光装置2300具备：将针对返回光的弯曲损耗大于针对可见光的弯曲损耗的衰减用光纤弯曲多圈而构成的返回光衰减模块170；和经由返回光衰减模块170沿正向导入可见光的可见光发光部180。因此，上述说明的光纤激光装置2300成为对于返回光的耐久性较高的构成，实现了高耐久性以及高输出性。
以上，基于实施方式对本发明进行了说明，但并不通过上述说明的实施方式来限定本发明。将上述各实施方式的各构成要素适当组合而构成的技术方案也包含在本发明中。此外，由本领域技术人员基于上述实施方式而实施的其他实施方式、实施例以及运用技术等也全都包含在本发明中。
例如，在上述说明的实施方式中，以前方激励型的激光振荡器以及放大器的构成例为基调对实施方式进行了说明，但即使是后方激励型的激光振荡器以及放大器、以及从前方和后方的双方向进行激励的双方向激励型的激光振荡器以及放大器，也能够适当地实施本发明。此外，在上述说明的实施方式中，仅说明了一个具备放大器的构成的实施方式，但也能够设为在各实施方式中追加放大器的构成。
此外，在上述说明的实施方式中，各实施方式都在一处具备返回光衰减模块，但不言而喻，在一个光纤激光装置中可以具备多个返回光衰减模块。在一个端口联装多个返回光衰减模块的构成也包含在本发明的范畴内。进而，与一个返回光衰减模块连接的构成部件也不限于一个，也可以通过光合分波器对光纤进行分支，连接多个例如可见光发光部以及检测器等。
此外，可见光发光部所发出的可见光并不限定于红色(波长660nm)，也可以使用目识别性更高的绿色的可见光。也可以构成为在可见光发光部的内部具备波长依赖性元件(滤波器、透镜等)，对返回光的波长进行限制。进而，也可以构成为在可见光发光部导入空间耦合型的快门，在输出激光的振荡时，关闭快门。
工业实用性
如上所述，本发明所涉及的光纤激光装置成为对于返回光的耐久性较高的构成，因此作为实现高耐久性以及高输出性的光纤激光装置非常有用。
符号说明
100，200，300，400，500，600，700，800，900，1000，1100，1200，1300，1400，1500，1600，1700，1800，1900，2000，2100，2200，2300光纤激光装置
110 激光振荡器
110a 放大器
111，716，816，916 放大用光纤
112 第1光反射器
113 第2光反射器
114，214，314a，314b，414，514，614a，614b，717，817，917a，917b 激励光合波器
115a，115b，215a，215b，315a，315b，315c，315d，415a，415b，515a，515b，615a，615b，615c，615d，718a，718b，818a，818b，918a，918b，918c，915d 激励用激光二极管
114a 信号端口光纤
120 输出用光纤
121 照射头
130，131，134，137，1030，1130，1230 终端部
132，132a，1031，1032，1232 波分复用光合分波器
133，133a，1033，1233，180 可见光发光部
135，135a，1131，1132，1231，1234，1706，2101，2201 光合分波器
136，136a，1133，1235 光检测器
140，140a，140b，140c，140d，140e，170 返回光衰减模块
141 热转换单元
141a 轴错位熔接
141b 损耗光纤
141c 弯曲部
141d 密封构件
141e 照射面
142，142a，142b，142c，142d，142e 热传导体
143a，143b，143c 密封部
144a，144b，144c，144d，144e 光纤
145a，145b，145d，145e 纤芯
146a，146b，146d，146e 包层
147a，147b，147d，147e，194 包覆
150 温度监视单元
151，151a，151b，151c，151d，151e 第1温度测定点
152 第2温度测定点
160 控制部
190 终端处理部
191 密封构件
192 纤芯
193 包层
171 接受用光纤
172 衰减用光纤
173 金属板
174a 第1熔融连接点
174b 第2熔融连接点
174c 第3熔融连接点
181 尾纤光纤
23001，…，2300n-1，2300n 光纤激光部
2301 合束器

Claims (30)

1.一种光纤激光装置，其将放大用光纤用于激光振荡器中的放大介质来产生激光，所述光纤激光装置的特征在于，具备：
输出用光纤，其向外部射出所述激光；
返回光衰减部，其对至少在所述输出用光纤中与所述激光反向传播的返回光进行衰减处理；
热转换单元，其设置于所述返回光衰减部，将所述返回光转换为热；
温度监视单元，其对因所述热转换单元的发热而引起的所述返回光衰减部的温度上升进行测定；和
控制部，其在所述温度监视单元所测定出的温度达到了规定阈值以上的情况下，降低或停止所述激光的输出。
2.根据权利要求1所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述温度监视单元测定第1温度测定点与第2温度测定点的温度差，所述第1温度测定点是经由热传导体来测定所述热转换单元所发出的热的温度测定点，所述第2温度测定点是能够视为所述光纤激光装置中的温度上的基准的温度测定点。
3.根据权利要求1或2所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述热转换单元通过对所述返回光衰减部中的光纤进行轴错位熔接而构成。
4.根据权利要求1或2所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述热转换单元由设置于所述返回光衰减部的高损耗光纤构成。
5.根据权利要求1或2所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述热转换单元通过将设置于所述返回光衰减部的光纤有意地弯曲而构成。
6.根据权利要求1或2所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述热转换单元由对设置于所述返回光衰减部的光纤的末端进行密封的树脂构成。
7.根据权利要求1或2所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述热转换单元由被照射从设置于所述返回光衰减部的光纤的末端射出的所述返回光的热传导体的照射面构成。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述返回光衰减部以所述激光的传播方向为前向而配置于所述激光振荡器的前级。
9.根据权利要求8所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述返回光衰减部设置于与激励光合波器的输入侧信号端口连接的光纤的终端部，所述激励光合波器具有输出侧信号端口、所述输入侧信号端口和多个激励光用端口且构成为将从所述激励光用端口输入的激励光从与所述激光振荡器连接的所述输出侧信号端口输出。
10.根据权利要求8所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述返回光衰减部设置于与激励光合波器的激励光用端口连接的光纤的终端部，所述激励光合波器具有输出侧信号端口、输入侧信号端口和多个所述激励光用端口且构成为将从所述激励光用端口输入的激励光从与所述激光振荡器连接的所述输出侧信号端口输出。
11.根据权利要求10所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述返回光衰减部设置于与未连接输出所述激励光的光源的所述激励光用端口当中的所述返回光的强度最大的端口连接的光纤的终端部。
12.根据权利要求8所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述返回光衰减部设置于与构成所述激光振荡器的2个光反射器当中的对于所述激光的反射率较高的光反射器连接的光纤的终端部。
13.根据权利要求1～7中任一项所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述光纤激光装置还具备：
光放大器，其设置在所述激光振荡器与所述输出用光纤之间，将放大用光纤用于放大介质；和
第2激励光合波器，其具有输出侧信号端口、输入侧信号端口和多个激励光用端口，构成为将从所述激励光用端口输入的激励光从与所述光放大器连接的所述输出侧信号端口输出，并导入到所述光放大器用的光纤，
所述返回光衰减部设置于与所述第2激励光合波器的激励光用端口连接的光纤的终端部。
14.一种光纤激光装置，其将放大用光纤用于激光振荡器中的放大介质来产生激光，所述光纤激光装置的特征在于，具备：
输出用光纤，其沿正向将所述激光向外部导出；和
返回光衰减部，其将针对返回光的弯曲损耗大于针对可见光的弯曲损耗的衰减用光纤弯曲多圈而构成，所述返回光是在所述输出用光纤中与所述激光反向传播的红外光。
15.根据权利要求14所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述返回光衰减部连接于与所述激光振荡器的高反射率的反射器相比更靠近前级侧的光纤。
16.根据权利要求15所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述返回光衰减部经由用于将在所述激光振荡器的激光振荡中使用的激励光导入到所述放大用光纤的激励光合波器的信号端口光纤，与相比于所述反射器更靠近反向侧的光纤连接。
17.根据权利要求15所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述返回光衰减部经由用于将在所述激光振荡器的激光振荡中使用的激励光导入到所述放大用光纤的激励光合波器的激励光端口，与相比于所述反射器更靠近反向侧的光纤连接。
18.根据权利要求14所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述返回光衰减部与从在所述输出用光纤的中途设置的光合分波器分支出的光纤连接。
19.根据权利要求14～18中任一项所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述光纤激光装置还具备可见光发光部，所述可见光发光部经由所述返回光衰减部向所述输出用光纤导入所述可见光。
20.根据权利要求19所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述衰减用光纤的弯曲边缘波长短于所述返回光的波长。
21.根据权利要求19或20所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述衰减用光纤构成为以实质上单模来传播所述可见光。
22.根据权利要求21所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述衰减用光纤构成为以实质上单模来传播红色光。
23.根据权利要求14～18中任一项所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述返回光衰减部的终端由树脂进行了密封。
24.根据权利要求14～18中任一项所述的光纤激光装置，其特征在于，
在所述返回光衰减部的终端，连接了进行光电转换的光检测器。
25.一种光纤激光装置，其将放大用光纤用于激光振荡器中的放大介质来产生激光，所述光纤激光装置的特征在于，具备：
输出用光纤，其沿正向将所述激光向外部导出；和
返回光衰减部，其使在所述输出用光纤的纤芯中反向传播的由红外光构成的返回光的光强度进行衰减，并从与所述输出用光纤相反一侧的端部射出衰减后的返回光，
所述返回光衰减部具备：
返回光传播损耗部，其由在所述返回光的传播方向上连续地对该返回光造成损耗的介质构成；和
热转换部，其将通过该损耗而产生的光转换为热，
所述返回光的大部分在所述返回光传播损耗部中衰减并被热转换，
仅衰减后残留的微小强度的光从所述返回光传播损耗部的端部输出。
26.根据权利要求25所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述返回光传播损耗部是具有与构成所述光纤激光装置的振荡器的光纤的纤芯连接的纤芯的光纤，
在该纤芯中所述返回光的大部分被衰减。
27.根据权利要求26所述的光纤激光装置，其特征在于，
构成所述返回光传播损耗部的光纤的纤芯，从所述输出用光纤输出的红外激光的波长下的损耗大于可见波长区域下的损耗。
28.根据权利要求27所述的光纤激光装置，其特征在于，
构成所述返回光传播损耗部的光纤的纤芯在所述可见波长区域中具有单模传播特性。
29.根据权利要求25所述的光纤激光装置，其特征在于，
所述光纤激光装置还具备可见光发光部，所述可见光发光部经由所述返回光衰减部向所述输出用光纤导入所述可见光。
30.根据权利要求25所述的光纤激光装置，其特征在于，
在所述返回光衰减部的终端，连接了进行光电转换的光检测器。
CN201580033604.9A 2014-07-04 2015-07-03 光纤激光装置 Active CN106575848B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911123939.6A CN110676679B (zh) 2014-07-04 2015-07-03 光纤激光装置

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014139047 2014-07-04
JP2014-139047 2014-07-04
JP2015096100 2015-05-08
JP2015-096100 2015-05-08
PCT/JP2015/069342 WO2016002947A1 (ja) 2014-07-04 2015-07-03 光ファイバレーザ装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911123939.6A Division CN110676679B (zh) 2014-07-04 2015-07-03 光纤激光装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106575848A true CN106575848A (zh) 2017-04-19
CN106575848B CN106575848B (zh) 2019-11-26

Family

ID=55019472

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580033604.9A Active CN106575848B (zh) 2014-07-04 2015-07-03 光纤激光装置
CN201911123939.6A Active CN110676679B (zh) 2014-07-04 2015-07-03 光纤激光装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911123939.6A Active CN110676679B (zh) 2014-07-04 2015-07-03 光纤激光装置

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10530117B2 (zh)
JP (1) JP6534999B2 (zh)
CN (2) CN106575848B (zh)
WO (1) WO2016002947A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109664036A (zh) * 2017-10-16 2019-04-23 株式会社岛津制作所 激光加工装置
CN110364919A (zh) * 2018-03-26 2019-10-22 发那科株式会社 光纤激光装置
CN110829175A (zh) * 2018-08-08 2020-02-21 发那科株式会社 激光装置
CN111106512A (zh) * 2019-11-19 2020-05-05 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种处理回返光的监控装置、光纤激光器及方法
CN112362313A (zh) * 2021-01-11 2021-02-12 深圳市星汉激光科技股份有限公司 一种激光芯片耐回返光能力的光路测试系统及方法
CN113708199A (zh) * 2021-08-11 2021-11-26 光惠（上海）激光科技有限公司 一种无水冷多模式选择光纤激光器系统

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6619236B2 (ja) * 2016-01-12 2019-12-11 三菱電線工業株式会社 光コネクタ構造の損傷予防システム
US9837791B1 (en) * 2016-06-03 2017-12-05 Nlight, Inc. Multifunctional circuit for monitoring fiber cable health
JP6363680B2 (ja) 2016-11-16 2018-07-25 ファナック株式会社 レーザ装置
TR201700931A2 (tr) * 2017-01-20 2018-07-23 Ermaksan Makina Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi Fiber Lazer Sistemlerinde Geri Yansıyan Işının Ölçülmesini Ve Sistemin Korunmasını Sağlayan Fiber Çoğaltıcı İzolatör Uygulaması
WO2019178284A1 (en) * 2018-03-13 2019-09-19 Nufern Optical fiber amplifier system and methods of using same
DE102018112129A1 (de) * 2018-05-18 2019-11-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur generativen Herstellung eines Bauteils, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Kraftfahrzeug
CN108889728B (zh) * 2018-07-25 2021-02-12 中国科学院半导体研究所 一种激光清洗用、具有返回光监测功能的光纤输出端头
JP7016823B2 (ja) * 2019-03-12 2022-02-07 古河電気工業株式会社 圧力センサ
JP6790190B1 (ja) 2019-07-22 2020-11-25 京セラ株式会社 光ファイバー給電システム
JP2021057555A (ja) * 2019-10-02 2021-04-08 ファナック株式会社 レーザシステム、及びレーザ装置を制御する方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0507483A1 (en) * 1991-04-02 1992-10-07 Lumonics Ltd. Optical fibre assembly for a laser system
US5363234A (en) * 1993-10-14 1994-11-08 Corning Incorporated Amplifier having pump fiber filter
CN1379279A (zh) * 2001-04-02 2002-11-13 日本电气株式会社 用于测量,控制喇曼增益的方法和装置以及喇曼放大器
CN101569066A (zh) * 2007-02-09 2009-10-28 株式会社藤仓 光纤激光器
US20110103756A1 (en) * 2008-02-29 2011-05-05 Northrop Grumman Systems Corporation Optical fiber systems and methods
CN102099975A (zh) * 2009-07-07 2011-06-15 株式会社藤仓 光纤激光装置
CN202149954U (zh) * 2011-07-27 2012-02-22 北京市电力公司 光纤衰减器固定装置
CN102651531A (zh) * 2011-02-28 2012-08-29 欧姆龙株式会社 光纤激光装置以及输出监视方法
CN103794983A (zh) * 2014-01-27 2014-05-14 吉林大学 全光增益控制的增益平坦型高功率光纤放大器
JPWO2014014068A1 (ja) * 2012-07-18 2016-07-07 古河電気工業株式会社 光ファイバレーザ装置

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53100879A (en) * 1977-02-15 1978-09-02 Agency Of Ind Science & Technol Measurement of laser beam power
JPS5618901U (zh) * 1979-07-19 1981-02-19
JPS5924548B2 (ja) 1979-12-04 1984-06-09 シャープ株式会社 半導体記憶装置の製造方法
US4697869A (en) * 1985-10-11 1987-10-06 Northern Telecom Limited Attenuator for optical fiber
JPH01302205A (ja) * 1988-05-30 1989-12-06 Fujikura Ltd 光ファイバフィルタ
DE9110285U1 (zh) * 1991-08-20 1991-10-02 Krupp Polysius Ag, 4720 Beckum, De
JPH08191286A (ja) * 1995-01-09 1996-07-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 長波長光遮断フィルタおよび光波長多重回路
JPH1051056A (ja) * 1996-08-01 1998-02-20 Nec Corp 光ファイバ増幅器
JP2000131139A (ja) * 1998-10-21 2000-05-12 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd 光パワーの測定方法及び光パワーメータ
JP3903650B2 (ja) * 1999-06-18 2007-04-11 住友電気工業株式会社 光増幅器および光増幅器制御方法
JP2001027719A (ja) * 1999-07-13 2001-01-30 Sumitomo Wiring Syst Ltd 光分岐結合器の端部処理構造
JP2001228337A (ja) * 2000-02-18 2001-08-24 Hitachi Ltd 光減衰器
US6781748B2 (en) * 2001-09-28 2004-08-24 Photon-X, Llc Long wavelength optical amplifier
JP4532407B2 (ja) * 2003-02-27 2010-08-25 古河電気工業株式会社 波長多重励起ラマンアンプの制御装置、波長多重励起ラマンアンプ、およびその制御方法
US20050169339A1 (en) * 2004-02-04 2005-08-04 Cumbo Michael J. Monolithic wafer-scale waveguide-laser
US7457502B2 (en) * 2004-04-01 2008-11-25 The Boeing Company Systems and methods of cooling a fiber amplifier with an emulsion of phase change material
JP4496851B2 (ja) * 2004-06-08 2010-07-07 日本電気株式会社 光ファイバ損失調整機能を備えた光伝送装置
CN100363714C (zh) * 2005-01-07 2008-01-23 清华大学 基于激光回馈的光纤传感器
JP4699131B2 (ja) * 2005-08-05 2011-06-08 株式会社フジクラ 光ファイバレーザ、光ファイバ増幅器、ｍｏｐａ方式光ファイバレーザ
US7817884B2 (en) * 2007-10-30 2010-10-19 Corning Incorporated Strain-managed optical waveguide assemblies and methods of forming same
CN102545062A (zh) * 2007-12-17 2012-07-04 奥兰若光电公司 激光发射器模块及装配的方法
CN101680782B (zh) * 2008-02-29 2012-09-12 株式会社藤仓 光频域反射测定方式的物理量测量装置、使用其的温度和应变的测量方法及传感器位置的确定方法
JP5106309B2 (ja) * 2008-08-07 2012-12-26 三菱電機株式会社 投写型表示装置
CN102844943A (zh) * 2010-03-31 2012-12-26 株式会社藤仓 激光装置
CN103155309B (zh) * 2010-10-29 2016-06-01 古河电气工业株式会社 光放大装置以及光传送系统
WO2012073952A1 (ja) 2010-11-29 2012-06-07 古河電気工業株式会社 ファイバレーザ装置およびファイバレーザ装置の異常検出方法
CN103328148B (zh) * 2011-01-18 2015-12-09 古河电气工业株式会社 光纤激光装置以及激光照射位置定位方法
JP5680170B1 (ja) * 2013-11-14 2015-03-04 株式会社フジクラ ファイバレーザ装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0507483A1 (en) * 1991-04-02 1992-10-07 Lumonics Ltd. Optical fibre assembly for a laser system
US5363234A (en) * 1993-10-14 1994-11-08 Corning Incorporated Amplifier having pump fiber filter
CN1379279A (zh) * 2001-04-02 2002-11-13 日本电气株式会社 用于测量,控制喇曼增益的方法和装置以及喇曼放大器
CN101569066A (zh) * 2007-02-09 2009-10-28 株式会社藤仓 光纤激光器
US20110103756A1 (en) * 2008-02-29 2011-05-05 Northrop Grumman Systems Corporation Optical fiber systems and methods
CN102099975A (zh) * 2009-07-07 2011-06-15 株式会社藤仓 光纤激光装置
CN102651531A (zh) * 2011-02-28 2012-08-29 欧姆龙株式会社 光纤激光装置以及输出监视方法
CN202149954U (zh) * 2011-07-27 2012-02-22 北京市电力公司 光纤衰减器固定装置
JPWO2014014068A1 (ja) * 2012-07-18 2016-07-07 古河電気工業株式会社 光ファイバレーザ装置
CN103794983A (zh) * 2014-01-27 2014-05-14 吉林大学 全光增益控制的增益平坦型高功率光纤放大器

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109664036A (zh) * 2017-10-16 2019-04-23 株式会社岛津制作所 激光加工装置
CN110364919A (zh) * 2018-03-26 2019-10-22 发那科株式会社 光纤激光装置
CN110364919B (zh) * 2018-03-26 2021-03-12 发那科株式会社 光纤激光装置
CN110829175A (zh) * 2018-08-08 2020-02-21 发那科株式会社 激光装置
CN110829175B (zh) * 2018-08-08 2021-09-28 发那科株式会社 激光装置
CN111106512A (zh) * 2019-11-19 2020-05-05 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种处理回返光的监控装置、光纤激光器及方法
CN112362313A (zh) * 2021-01-11 2021-02-12 深圳市星汉激光科技股份有限公司 一种激光芯片耐回返光能力的光路测试系统及方法
CN112362313B (zh) * 2021-01-11 2021-04-23 深圳市星汉激光科技股份有限公司 一种激光芯片耐回返光能力的光路测试系统及方法
CN113708199A (zh) * 2021-08-11 2021-11-26 光惠（上海）激光科技有限公司 一种无水冷多模式选择光纤激光器系统

Also Published As

Publication number Publication date
US10530117B2 (en) 2020-01-07
US20200083661A1 (en) 2020-03-12
JP6534999B2 (ja) 2019-06-26
WO2016002947A1 (ja) 2016-01-07
US20170110847A1 (en) 2017-04-20
JPWO2016002947A1 (ja) 2017-04-27
CN106575848B (zh) 2019-11-26
CN110676679B (zh) 2022-08-09
US10862262B2 (en) 2020-12-08
CN110676679A (zh) 2020-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106575848A (zh) 光纤激光装置
KR102162811B1 (ko) 로우 모드 고출력 광섬유 컴바이너
CN204621354U (zh) 光纤激光器装置
KR102217718B1 (ko) 멀티 모드-멀티 모드 광섬유 컴바이너를 갖는 초고출력 광섬유 레이저 시스템
JP6007238B2 (ja) ファイバレーザ装置およびレーザ光照射位置の位置決め方法
CN101464545B (zh) 监测光的方法和装置
CN108736297A (zh) 光功率监视装置和激光装置
CN103975263A (zh) 光纤合成器以及使用了该光纤合成器的装置
KR20190037373A (ko) 전력 광섬유 케이블을 이용하는 레이저 시스템의 프로세스 성능을 모니터링하기 위한 장치
US20180059323A1 (en) Splice with cladding mode light stripping
CN104713643A (zh) 一种高功率全光纤激光器在线功率监测装置及其封装方法
CN102507149A (zh) 异种光纤熔接点纤芯损耗测量方法及其测量系统
CN104197865B (zh) 一种具备激光束导向功能的激光自准直仪的实现方法
CN204495462U (zh) 一种高功率全光纤激光器在线功率监测装置
CN109244816B (zh) 一种带功率监控装置的光纤合束器及其功率监控方法
CN202255844U (zh) 异种光纤熔接点纤芯损耗测量系统
JP4581746B2 (ja) 光検出装置および光源モジュール
US20180375279A1 (en) Optical module and light output device
CN105319642A (zh) 保偏(pm)双包层(dc)光纤
CN109844588B (zh) 剥离包层模式光的接头
CN216436384U (zh) 一种带回光监测的光纤合束器
CN109975735A (zh) 一种单纤型弧光传感器自检方法
KR102333205B1 (ko) 반사광 모니터링 장치 및 이를 포함하는 레이저 빔 결합기
CA1183234A (en) Optical fiber power tap

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant