CN112534323A - 光学装置及激光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够抑制将光纤固定的树脂的劣化的光学装置。光学组合器(20)具备：输入侧光纤(12)；输出侧光纤(32)；光纤连接部(53)，供输入侧光纤(12)的芯部(63)和输出侧光纤(32)的芯部(73)连接；光纤支承部(54)，支承光纤(12、32)；及固定树脂(81、82)，将光纤(12、32)固定于光纤支承部(54)。输入侧光纤(12)具有包括锥形开始部(64)和锥形主体(67)的锥形部(66)，该锥形主体(67)从锥形开始部(64)趋向光纤连接部(53)而缩径。输出侧光纤(32)的芯部(73)具有在输入侧光纤(12)的外侧露出的芯部露出区域(74)。固定树脂(81)位于比基准线L1靠近光轴(90)的一侧，该基准线L1是将从规定芯部露出区域(74)的内侧轮廓线(75)上的点以不碰撞锥形主体(67)的方式引出到锥形开始部(64)的外周轮廓线(65)上的点的线中的、在最靠近输出侧光纤(32)的光轴(90)的外周轮廓线(65)上的点通过的线延长而成的线。

Description

光学装置及激光装置
技术领域
本发明涉及光学装置及使用它的激光装置，特别是涉及具有将光纤彼此连接的光纤连接部的光学装置。
背景技术
近年，在使用光纤激光器等的激光加工的领域中，通过增大激光的输出，从而能够期待加工速度的提高、较厚材料的加工，因此追求激光的高输出化。为了提高激光的输出，而合成来自多个激光源的输出光、或将来自多个激励光源的激励光导入至激光共振器，此时，有时用光学组合器连接多根光纤和1根光纤(例如，参照专利文献1)。
图1是示意地表示这样的现有的光学组合器的立体图。在图1所示的光学组合器中，将在多根输入侧光纤901的芯部910传播的光合波并导入至输出侧光纤902的芯部920。此时，输入侧光纤901的芯部910的端面形状与输出侧光纤902的芯部920的端面形状不完全一致，但为了防止从输入侧光纤901向输出侧光纤902传播的光在连接点泄漏，一般设计为所有的输入侧光纤901的芯部910的区域包含于输出侧光纤902的芯部920的内侧。
然而，考虑如下情况：伴随着如上述那样增大激光的输出，在激光加工时由被加工物反射后的激光、在双激励型光纤激光器中从相反侧的激励光源射出的激励光从输出侧光纤902朝向输入侧光纤901传播。在这样的情况下，如图1的箭头所示，反射光、激励光从输出侧光纤902的芯部920露出的区域向外部空间放射。这样的向外部空间放射出的反射光、激励光也照射至将输入侧光纤901固定的树脂，有可能引起该树脂的劣化，进而引起光学组合器的故障。
专利文献1：日本特开2017-191298号公报
发明内容
本发明是鉴于这样的现有技术的问题点而完成的，其第1目的在于提供能够抑制将光纤固定的树脂的劣化的光学装置。
另外，本发明的第2目的在于提供不易发生故障的激光装置。
根据本发明的第1方式，可以提供能够抑制将光纤固定的树脂的劣化的光学装置。该光学装置具备：至少1根第1光纤；第2光纤；光纤连接部，其供上述第1光纤的芯部和上述第2光纤的芯部连接；光纤支承部，其支承上述第1光纤和上述第2光纤；以及固定树脂，其将上述第1光纤固定于上述光纤支承部。上述第1光纤具有包括锥形开始部和锥形主体在内的锥形部，该锥形主体从该锥形开始部趋向上述光纤连接部而缩径。上述第2光纤的上述芯部在上述光纤连接部具有在上述第1光纤的外侧露出的芯部露出区域。上述固定树脂的缘部的至少一部分位于比第1基准线靠近上述光轴的一侧，该第1基准线是将从规定上述芯部露出区域的内侧轮廓线上的点以不与上述锥形主体相碰撞的方式引出到上述锥形开始部中的与前述第2光纤的光轴垂直的面内的任意的点的线中的、在最靠近上述第2光纤的光轴的点通过的线延长而成的线。此外，在本说明书中，“第2光纤的光轴”是指将第2光纤内的光轴延长到无限远点的轴线。另外，从任意的点到光轴的距离是指从该点引至光轴的垂线的距离，根据该距离的大小而确定该点是远离光轴，还是靠近光轴。
根据本发明的第2方式，可以提供不易发生故障的激光装置。该激光装置具备至少1个激光源和上述的光学装置。上述光学装置的上述第1光纤连接于上述至少1个激光源。
附图说明
图1是示意地表示现有的光学组合器的立体图。
图2是示意地表示本发明的第1实施方式中的激光装置的图。
图3是示意地表示本发明的第1实施方式中的光学组合器的主要部分的图。
图4是示意地表示图3的光学组合器的光纤连接部附近的立体图。
图5是表示图4的锥形部的锥形开始部中的输入侧光纤的配置的示意图。
图6是表示图3的光学组合器的光纤连接部中的输入侧光纤的芯部与输出侧光纤的芯部的位置关系的示意图。
图7是表示图6的输出侧光纤中的芯部露出区域的示意图。
图8是表示图5的锥形部的锥形开始部中的外周的轮廓的示意图。
图9A是用于对图3的光学组合器中的返回光的传播路径进行说明的示意图。
图9B是用于对图3的光学组合器中的返回光的传播路径进行说明的示意图。
图9C是用于对图3的光学组合器中的返回光的传播路径进行说明的示意图。
图9D是用于对图3的光学组合器中的返回光的传播路径进行说明的示意图。
图10是示意地表示本发明的第2实施方式中的光学组合器的主要部分的图。
图11是示意地表示本发明的第3实施方式中的光学组合器的主要部分的图。
图12是示意地表示本发明的第4实施方式中的光学组合器的主要部分的图。
图13是示意地表示本发明的第5实施方式中的光学组合器的主要部分的图。
图14是示意地表示本发明的第6实施方式中的光学组合器的主要部分的图。
图15是示意地表示本发明的第7实施方式中的光学组合器的主要部分的图。
图16是示意地表示本发明的第8实施方式中的光学组合器的主要部分的图。
具体实施方式
以下，参照图2～图16，对本发明所涉及的光学装置及使用它的激光装置的实施方式详细地进行说明。此外，以下，作为本发明所涉及的光学装置的例子而对光学组合器进行说明，但本发明所涉及的光学装置并不限定于此。另外，在图2～图16中，对相同或者相当的结构要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。并且，在图2～图16中，存在夸张地示出各结构要素的比例尺、尺寸的情况、省略一部分的结构要素的情况。
图2是示意地表示本发明的第1实施方式中的激光装置1的图。如图2所示，激光装置1包括：作为激光源的多个光纤激光器10；光学组合器20，其对从多个光纤激光器10输出的激光进行合波；以及射出端40，其将合波后的输出激光例如向被加工物照射。光学组合器20包括：从光纤激光器10延伸的多个输入侧光纤12(第1光纤)；和连接于输入侧光纤12的1根输出侧光纤32(第2光纤)。从多个光纤激光器10射出的激光在各自的输入侧光纤12传播，被导入至1根输出侧光纤32而被合波，并从射出端40射出。
图3是示意地表示光学组合器20的主要部分的图。如图3所示，光学组合器20具有连接了已束化的多个输入侧光纤12和输出侧光纤32的光纤连接部53。另外，光学组合器20包括支承输入侧光纤12和输出侧光纤32的板状的光纤支承部54。输入侧光纤12和输出侧光纤32分别借助固定树脂81、82固定于光纤支承部54。
在各个输入侧光纤12的光纤连接部53侧的端部去除包覆材料61而露出有包层62。在该输入侧光纤12的露出包层62的部分的光纤连接部53侧形成有锥形部66。该锥形部66包括锥形开始部64和锥形主体67，该锥形主体67从锥形开始部64趋向光纤连接部53而缩径。另外，在输出侧光纤32的光纤连接部53侧的端部去除包覆材料71而露出有包层72。该输出侧光纤32的露出了包层72的端部和输入侧光纤12的锥形部66通过光纤连接部53相互连接。
图4是示意地表示光学组合器20的光纤连接部53附近的立体图。从多个光纤激光器10射出的激光在各个输入侧光纤12的芯部63传播，穿过锥形部66而被导入至输出侧光纤32的芯部73。由此，从多个光纤激光器10射出的激光被导入至1根输出侧光纤32的芯部73而成为高功率的激光，高功率的激光在输出侧光纤32的芯部73传播并从射出端40射出。
图5是表示锥形开始部64中的输入侧光纤12的配置的示意图。如图5所示，在本实施方式中，使用了7根光纤作为输入侧光纤12，配置为6根光纤12B在1根光纤12A的周围相互接触。
图6是表示光学组合器20的光纤连接部53中的输入侧光纤12的芯部63与输出侧光纤32的芯部73的位置关系的示意图。如图4和图6所示，为了防止从输入侧光纤12向输出侧光纤32传播的光在光纤连接部53泄漏，光学组合器20设计为所有输入侧光纤12的芯部63的区域包含于输出侧光纤32的芯部73的内侧。输出侧光纤32的芯部73的形状与输入侧光纤12的锥形部66(锥形主体67)的端部的形状不一致，因此在光纤连接部53中输出侧光纤32的芯部73的一部分的区域在输入侧光纤12的外侧露出。即，输出侧光纤32的芯部73在光纤连接部53具有在输入侧光纤12的外侧露出的芯部露出区域74(在图6中阴影线区域)。
例如在从射出端40向被加工物照射高功率的激光的情况下，由被加工物反射后的激光从射出端40有时会返回至激光装置1，并朝向输入侧光纤12传播。这样的返回光从上述的芯部露出区域74向外部空间放射，但本实施方式中的光学组合器20具有使得这样的返回光不向固定树脂81照射的结构。即，如图4的箭头所示，使得从芯部露出区域74向外部空间放射出的返回光在输入侧光纤12的锥形部66的锥形主体67的外周面反射而不会到达固定树脂81。以下，对该点进行说明。
上述的返回光从芯部露出区域74以各种角度放射，但若该返回光照到锥形主体67的外周面，则由于其入射角较大，另外构成锥形部66的玻璃的折射率与空气的折射率之差较大，因此如图4的箭头所示，返回光在锥形主体67的外周面进行反射。因此，在锥形部66的上游侧产生返回光不会直接照射到的阴影的部分。若在该阴影的部分配置固定树脂81，则返回光不会直接照射至固定树脂81，而能够遏制固定树脂81的劣化，光学组合器20的故障变得不易发生。
图7是表示输出侧光纤32中的芯部露出区域74的示意图，图8是表示规定锥形部66的锥形开始部64的外周面的线(外周轮廓线)65的示意图。如图7所示，芯部露出区域74是由内侧轮廓线75、和通过单一的圆构成的外侧轮廓线76而规定的区域，该内侧轮廓线75以输出侧光纤32的光轴90为中心将6个圆弧在周方向排列连接而构成。另外，如图8所示，外周轮廓线65是以光轴90为中心将6个圆弧在圆周方向排列连接的形状。
在锥形部66的上游侧返回光入射的量降低的区域是较基准线靠近光轴90的一侧的区域，该基准线是将从芯部露出区域74的内侧轮廓线75上的点不碰撞(intersect)锥形主体67地引出至锥形开始部64的外周轮廓线65上的点的线中的、从最靠近输出侧光纤32的光轴90的外周轮廓线65上的点通过的线延长而成的线。例如，如图9A所示，从芯部露出区域72的内侧轮廓线75上的点75A(也参照图7)射出的返回光不会到达相比穿过内侧轮廓线75上的点75A和锥形开始部64的外周轮廓线65上的点65A的基准线L1(第1基准线)而言靠近光轴90的一侧的区域S1，因此入射至该区域S1的返回光的量减少。另外，如图9B所示，从芯部露出区域72的内侧轮廓线75上的点75B(也参照图7)射出的返回光不会到达相比穿过内侧轮廓线75上的点75B和锥形开始部64的外周轮廓线65上的点65B的基准线L1(第1基准线)而言靠近光轴90的一侧的区域S1，因此入射至该区域S1的返回光的量减少。因此，若将固定树脂81配置于该区域S1内，则入射至固定树脂81的返回光的量降低，因此由返回光导致的固定树脂81的劣化降低。
另外，在锥形部66的上游侧成为返回光的阴影的区域的是较基准线靠近光轴90的一侧的区域，该基准线是将从芯部露出区域74的外侧轮廓线76上的点不与锥形主体67相碰地引出至锥形开始部64的外周轮廓线65上的点的线中的、通过最靠近输出侧光纤32的光轴90的外周轮廓线65上的点的线延长而成的线。例如，如图9A所示，从芯部露出区域72的外侧轮廓线76上的点76A(与点75A一致。也参照图7)射出的返回光不会到达相比穿过外侧轮廓线76上的点76A和锥形开始部64的外周轮廓线65上的点65A的基准线L2(第2基准线)而言靠近光轴90的一侧的区域S2，因此该区域S2完全成为返回光的阴影，成为返回光不会直接照射的区域。另外，如图9B所示，从芯部露出区域72的外侧轮廓线76上的点76B(也参照图7)射出的返回光不会到达相比穿过外侧轮廓线76上的点76B和锥形开始部64的外周轮廓线65上的点65B的基准线L2(第2基准线)而言靠近光轴90的一侧的区域S2，因此该区域S2完全成为返回光的阴影，成为返回光不会直接照射到的区域。因此，若将固定树脂81配置于该区域S2内，则返回光不会直接照射至固定树脂81，能够遏制固定树脂81的劣化。
另外，锥形部66有时在中途呈扭曲的锥形形状，在这样的情况下，芯部露出区域72在周方向上相对于外周轮廓线65偏移。例如，在芯部露出区域72相对于外周轮廓线65在周方向上偏移30度的情况下，如图9C所示，从芯部露出区域72的内侧轮廓线75上的点75B射出的返回光不会到达相比穿过内侧轮廓线75上的点75B和锥形开始部64的外周轮廓线65上的点65A的基准线L1(第1基准线)而言靠近光轴90的一侧的区域S1，因此入射至该区域S1的返回光的量减少。另外，如图9D所示，从芯部露出区域72的内侧轮廓线75上的点75A射出的返回光不会到达比基准线L1(第1基准线)靠近光轴90的一侧的区域S1，该基准线L1(第1基准线)穿过内侧轮廓线75上的点75A和锥形开始部64的外周轮廓线65上的点65B，因此入射至该区域S1的返回光的量减少。因此，若将固定树脂81配置于该区域S1内，则入射至固定树脂81的返回光的量降低，因此由返回光导致的固定树脂81的劣化降低。
另外，图9C所示，从芯部露出区域72的外侧轮廓线76上的点76B射出的返回光不会到达相比通过外侧轮廓线76上的点76B和锥形开始部64的外周轮廓线65上的点65A的基准线L2(第2基准线)而言靠近光轴90的一侧的区域S2，因此该区域S2完全成为返回光的阴影，成为返回光不会直接照射到的区域。另外，如图9D所示，从芯部露出区域72的外侧轮廓线76上的点76A射出的返回光不会到达与通过外侧轮廓线76上的点76A和锥形开始部64的外周轮廓线65上的点65B的基准线L2(第2基准线)相比靠近光轴90的一侧的区域S2，因此该区域S2完全成为返回光的阴影，成为返回光不会直接照射到的区域。因此，若将固定树脂81配置于该区域S2内，则返回光不会直接照射至固定树脂81，能够遏制固定树脂81的劣化。
在本实施方式中，如图3所示，固定树脂81的上缘部81A、下缘部81B、以及侧缘部81C、81D位于较基准线L2靠近输出侧光纤32的光轴90的一侧。因此，固定树脂81整体位于成为返回光的阴影的区域S2内，返回光不会直接照射至固定树脂81。因此，可以抑制由于返回光而导致固定树脂81劣化的情况，光学组合器20的故障也变得不易发生。此外，即使固定树脂81位于产生返回光的阴影的区域S1，也能够如上述那样降低由返回光导致的影响。
另外，在上述的例子中，将从芯部露出区域74的内侧轮廓线75上的点以不与锥形主体67相碰的方式引出至锥形开始部64的外周轮廓线65上的点的线中的、在最靠近输出侧光纤32的光轴90的外周轮廓线65上的点穿过的线延长的线作为第1基准线进行了说明，实际上，也考虑锥形部66具有在中途膨胀的形状，在这样的情况下，也考虑从芯部露出区域74的内侧轮廓线75上的点引出至锥形开始部64的外周轮廓线65上的点的线与锥形主体67相碰的情况。在这样的情况下，若将从芯部露出区域74的内侧轮廓线75上的点以不碰撞锥形主体67的方式引出到锥形开始部64中的与光轴90垂直的面内的任意的点的线中的、在最靠近光轴90的点通过的线延长而成的线作为第1基准线，则较该第1基准线靠近光轴90的一侧的区域成为返回光的阴影的区域。因此，若将固定树脂81配置于较该第1基准线靠近光轴90的一侧，则返回光不会直接照射至固定树脂81，能够遏制固定树脂81的劣化。这也适用于以下的实施方式。
图10是示意地表示本发明的第2实施方式中的光学组合器120的主要部分的图。在上述的第1实施方式中，固定树脂81的所有的缘部位于较基准线L2靠近输出侧光纤32的光轴90的一侧，但只要固定树脂81的缘部的一部分位于较基准线L2(或者基准线L1)靠近输出侧光纤32的光轴90的一侧，就可以针对该部分得到上述的效果。在本实施方式中，固定树脂81从上端部181A朝向下端部181B扩展，固定树脂81的下端部181B的一部分位于较基准线L2靠外侧(从光轴90离开的一侧)。
在图10所示的例子中，返回光照射至位于较基准线L2靠外侧的固定树脂81的下端部181B，因此可以认为该部分的温度上升，但固定树脂81的下端部181B与能够作为散热板起到作用的光纤支承部54接触，因此即使在固定树脂81的下端部181B产生热，产生的热也容易经由光纤支承部54散热，能够遏制由返回光导致的影响。另一方面，固定树脂81的上端部181A与导热性较低的空气接触，因此优选使固定树脂81的上端部181A位于返回光的阴影的区域、即较基准线L2(或者基准线L1)靠近光轴90的一侧，从而抑制热的产生。
另外，在本实施方式中，固定树脂81从上端部181A朝向下端部181B扩展，因此能够将固定树脂81的下端部181B配置于更靠近锥形部66的位置。即，能够在更靠近锥形部66的位置将输入侧光纤12固定于光纤支承部54。因此，能够缩短输入侧光纤12固定于光纤支承部54的位置与输出侧光纤32固定于光纤支承部54的位置之间的距离，能够使输入侧光纤12和输出侧光纤32的向光纤支承部54的固定稳固。其结果是，能够提高光学组合器120的机械可靠性，并且能够缩短光学组合器120。
在本实施方式中，如上述那样，从输出侧光纤32的芯部露出区域74向外部空间放射出的返回光照射至固定树脂81的一部分，但为了抑制照射至该固定树脂81的返回光在固定树脂81的内部传播，而优选使用不透明的树脂作为固定树脂81。
图11是示意地表示本发明的第3实施方式中的光学组合器220的主要部分的图。在上述的第2实施方式中，返回光照射至固定树脂81的下端部181B，但本实施方式中的光纤支承部54具有对向固定树脂81的下端部181B入射的返回光进行遮挡的遮光部250。该遮光部250只要在固定树脂81的下端部181B与锥形部66的锥形开始部64之间具有越过基准线L2(或者基准线L1)地向靠近光轴90的一侧延伸的部分，则什么样的形状都可以。
借助这样的遮光部250，即使固定树脂81的下端部181B位于较基准线L2(或者基准线L1)靠外侧的位置，返回光也在入射至固定树脂81的下端部181B之前由遮光部250遮挡，因此能够抑制返回光入射至固定树脂81。
图12是示意地表示本发明的第4实施方式中的光学组合器320的主要部分的图。在上述的第1实施方式中，输入侧光纤12和输出侧光纤32与光纤支承部54延伸的方向平行地延伸，在本实施方式中，将输入侧光纤12和输出侧光纤32配置为相对于光纤支承部54所延伸的方向倾斜。即，使输入侧光纤12和输出侧光纤32相对于光纤支承部54倾斜，以使得随着输入侧光纤12从光纤连接部53远离而输入侧光纤12与光纤支承部54之间的距离变大，并且以使得随着输出侧光纤32从光纤连接部53远离而输出侧光纤32与光纤支承部54之间的距离变小。固定树脂81、82将这样倾斜的状态的输入侧光纤12和输出侧光纤32分别固定于光纤支承部54。
通过如此地倾斜输入侧光纤12，从而容易将与导热性较低的空气接触的固定树脂81的上缘部81A配置于较基准线L2(或者基准线L1)靠近光轴90的一侧的区域S2(或者区域S1)。该情况下，如图12所示，固定树脂81的下端部381B的一部分变得容易位于较基准线L2靠外侧(从光轴90离开的一侧)，如上述那样，固定树脂81的下端部381B与能够作为散热板起到作用的光纤支承部54接触，因此即使返回光照到固定树脂81的下端部381B而产生热，产生的热也容易经由光纤支承部54散热，能够遏制由返回光导致的影响。
图13是示意地表示本发明的第5实施方式中的光学组合器420的主要部分的图。本实施方式是在上述的第4实施方式的基础上，在返回光照射的固定树脂81的下端部381B的部分设置有越过基准线L2(或者基准线L1)地向靠近光轴90的一侧延伸的遮光部450的例子。通过设置这样的遮光部450，从而可以抑制返回光照射至固定树脂81的下端部381B，因此能够抑制由返回光导致的固定树脂81的劣化。
图14是示意地表示本发明的第6实施方式中的光学组合器520的主要部分的图。本实施方式与上述的第4实施方式相反地，使输入侧光纤12和输出侧光纤32相对于光纤支承部54倾斜，以使得随着输入侧光纤12从光纤连接部53远离而输入侧光纤12与光纤支承部54之间的距离变小，并且以使得随着输出侧光纤32从光纤连接部53远离而输出侧光纤32与光纤支承部54之间的距离变大。固定树脂81、82将如此地倾斜的状态的输入侧光纤12和输出侧光纤32分别固定于光纤支承部54。
通过如此地倾斜输入侧光纤12，从而能够在更靠近锥形部66的位置将输入侧光纤12固定于光纤支承部54。因此，能够缩短输入侧光纤12固定于光纤支承部54的位置与输出侧光纤32固定于光纤支承部54的位置之间的距离，能够使输入侧光纤12和输出侧光纤32的向光纤支承部54的固定稳固。其结果是，能够提高光学组合器520的机械可靠性，并且能够缩短光学组合器520。
在图14所示的例子中，固定树脂81的下端部181B的一部分位于较基准线L2(或者基准线L1)靠外侧(从光轴90离开的一侧)，但固定树脂81的下端部181B与能够作为散热板起到作用的光纤支承部54接触，因此即使在固定树脂81的下端部181B产生热，产生的热也容易经由光纤支承部54散热，能够遏制由返回光导致的影响。
图15是示意地表示本发明的第7实施方式中的光学组合器620的主要部分的图。本实施方式是在上述的第6的实施方式上，在返回光所照射的固定树脂81的下端部181B的部分设置有越过基准线L2(或者基准线L1)地向靠近光轴90的一侧延伸的遮光部650的例子。通过设置这样的遮光部650，从而可以抑制返回光直接照射至固定树脂81的下端部181B，因此能够抑制由返回光导致的固定树脂81的劣化。
图16是示意地表示本发明的第8实施方式中的光学组合器720的主要部分的图。本实施方式用桥接光纤712将第1实施方式中的输入侧光纤12与输出侧光纤32之间连接。该桥接光纤712具有单一的芯部763、和将芯部763的外周覆盖的包层762，在输入侧光纤12侧形成有直径较大的大径部712A，在输出侧光纤32侧形成有直径较小的小径部712B。
输入侧光纤12的锥形部66的端部与桥接光纤712的大径部712A在第1光纤连接部743连接，桥接光纤712的小径部712B与输出侧光纤32的端部在第2光纤连接部753连接。在桥接光纤712的大径部712A与小径部712B之间形成有锥形部766，该锥形部766包括锥形开始部764和锥形主体767，该锥形主体767从锥形开始部764趋向第2光纤连接部753而缩径。桥接光纤712借助固定树脂781固定于光纤支承部54。
在这样的结构中，从多个光纤激光器10射出的激光在各个输入侧光纤12的芯部63传播，穿过锥形部66并被导入至桥接光纤712的芯部763。被导入至桥接光纤712的芯部763的激光在缩径了的芯部763传播并被导入至输出侧光纤32的芯部73。由此，从多个光纤激光器10射出的激光被导入至1根输出侧光纤32的芯部73而成为高功率的激光，高功率的激光在输出侧光纤32的芯部73传播并从射出端40射出。通过这样设置多个锥形部66、766，从而能够将1个锥形部上的缩径率遏制得较低，因此光纤间的熔接变得容易。
桥接光纤712的芯部763的形状与输入侧光纤12的锥形部66的端部的形状不一致，因此在第1光纤连接部743，桥接光纤712的芯部763的一部分的区域在输入侧光纤12的外侧露出，形成芯部露出区域。在本实施方式中，在较基准线L3靠近光轴790的一侧的区域配置有固定树脂81，该基准线L3是将从该芯部露出区域的外侧轮廓线上的点不与锥形主体67地相碰地引出到锥形开始部64的外周轮廓线上的点的线中的、在最靠近桥接光纤712的光轴790的外周轮廓线上的点通过的线延长而成的线。该区域成为从桥接光纤712朝向输入侧光纤12传播的返回光的阴影的区域，因此返回光不会直接照射至固定树脂81，能够遏制固定树脂81的劣化。
此外，也可以将固定树脂81配置于较延长线靠近光轴790的区域，该延长线是从芯部露出区域的内侧轮廓线上的点不碰撞锥形主体67地引出至锥形开始部64的外周轮廓线上的点的线中的、在最靠近桥接光纤712的光轴790的外周轮廓线上的点通过的线的延长线。返回光入射至该区域的量降低，因此即使将固定树脂81配置于该区域内，也可以降低由返回光导致的固定树脂81的劣化。
桥接光纤712的芯部763和输出侧光纤32的芯部73为相同直径的情况是理想的，但实际上直径多少有些不同。因此，在第2光纤连接部753，输出侧光纤32的芯部73的一部分的区域在桥接光纤712的外侧露出，形成芯部露出区域。在本实施方式中，固定树脂781配置于较基准线L4靠近光轴90的一侧的区域，该基准线L4是将从该芯部露出区域的外侧轮廓线上的点以不碰撞锥形主体767的方式引出到锥形开始部764的外周轮廓线上的点的线中的、在最靠近输出侧光纤32的光轴90的外周轮廓线上的点通过的线延长而成的线。该区域成为从输出侧光纤32朝向桥接光纤712传播的返回光的阴影的区域，因此返回光不会直接照射至固定树脂781，能够遏制固定树脂781的劣化。
此外，也可以将固定树脂781配置于较延长线靠近光轴90的区域，该延长线是从芯部露出区域的内侧轮廓线上的点不与锥形主体767相碰撞地引出至锥形开始部764的外周轮廓线上的点所形成的线中的、在最靠近输出侧光纤32的光轴90的外周轮廓线上的点通过的线的延长线。返回光入射至该区域的量降低，因此即使将固定树脂781配置于该区域内，也可以降低由返回光导致的固定树脂781的劣化。
输入侧光纤12的锥形部66由7根光纤构成，但桥接光纤712的锥形部766由1根光纤构成。这样，形成有锥形部的光纤的数量只要是1根以上，多少根都也可以。但是，图9中的基准线L2需要3根以上的输入侧光纤12。
在上述的第1～第8的实施方式的基础上，也可以在相比基准线L1～L4而言离光轴90、790较远的一侧的区域，设置抑制从上述的芯部露出区域射出的光的反射的反射抑制部。例如，也可以对光纤支承部54的表面进行黑氧化铝膜处理而吸收从芯部露出区域射出的光，从而形成反射抑制部800(参照图3)。或者，也可以在光纤支承部54的表面形成白色散射面作为反射抑制部，从而散射从芯部露出区域射出的光。或者，也可以设置由透明体构成的反射抑制部，并使从芯部露出区域射出的光在该透明体透过从而抑制镜面反射。
另外，在上述的实施方式中，将从被加工物反射的光作为返回光从输出侧光纤32朝向输入侧光纤12返回的情况作为例子进行了说明，但从输出侧光纤32朝向输入侧光纤12传播的光并不限定于这样的返回光，例如，在双激励型光纤激光器中从相反侧的激励光源射出的激励光也能够成为从输出侧光纤32朝向输入侧光纤12传播的光。
至此，对本发明的优选实施方式进行了说明，当然，本发明并不限定于上述的实施方式，在其技术思想的范围内可以通过各种不同的方式实施。
如以上所说那样，根据本发明的第1方式，可以提供能够抑制将光纤固定的树脂的劣化的光学装置。该光学装置具备：至少1根第1光纤；第2光纤；光纤连接部，其连接上述第1光纤的芯部和上述第2光纤的芯部；光纤支承部，其支承上述第1光纤和上述第2光纤；以及固定树脂，其将上述第1光纤固定于上述光纤支承部。上述第1光纤具有包括锥形开始部和锥形主体的锥形部，该锥形主体从该锥形开始部朝向上述光纤连接部缩径。上述第2光纤的上述芯部在上述光纤连接部具有在上述第1光纤的外侧露出的芯部露出区域。上述固定树脂的缘部的至少一部分位于较第1基准线靠近上述光轴的一侧，该第1基准线是将从规定上述芯部露出区域的内侧轮廓线上的点以不碰撞上述锥形主体的方式引出到上述锥形开始部中的与前述第2光纤的光轴垂直的面内的任意的点的线中的、在最靠近上述第2光纤的光轴的点通过的线延长而成的线。
根据这样的结构，从第2光纤朝向第1光纤传播的光从光纤连接部的芯部露出区域向外部放射，但在较第1基准线靠近光轴的一侧，该光的入射量降低，因此通过将固定树脂的缘部的至少一部分配置于较第1基准线靠近光轴的一侧，从而能够抑制由于从第2光纤朝向第1光纤传播的光的照射从而导致固定树脂劣化的情况。因此，光学组合器的故障变得不易发生，光学组合器的可靠性提高。
优选上述第1基准线是从上述内侧轮廓线上的点以不与上述锥形主体相碰撞的方式引出到上述锥形开始部的外周轮廓线上的点的线中的、在最靠近上述光轴的上述外周轮廓线上的点通过的线。
也可以构成为，上述至少1根第1光纤包括3根以上的第1光纤。在这种情况下，优选上述固定树脂的上述缘部的至少一部分位于与第2基准线相比靠近上述光轴的一侧，该第2基准线是将从规定上述芯部露出区域的外侧轮廓线上的点以不碰撞上述锥形主体的方式引出到上述锥形开始部的上述外周轮廓线上的点的线中的、在最靠近上述光轴的上述外周轮廓线上的点通过的线延长所得的线。较第2基准线靠近光轴的一侧成为相对于从第2光纤朝向第1光纤传播的光的阴影，因此通过将固定树脂的缘部的至少一部分配置于较第2基准线靠近光轴的一侧，从而从第2光纤朝向第1光纤传播的光不会照射至固定树脂。因此，可以抑制固定树脂的劣化，光学组合器的故障变得不易发生。
也可以构成为，与上述光纤支承部接触的上述固定树脂的部分宽于位于从上述光纤支承部离开的位置的上述固定树脂的部分。在这种情况下，能够将固定树脂配置于更靠近锥形部的位置，能够在更靠近锥形部的位置将第1光纤固定于光纤支承部。因此，能够缩短第1光纤固定于光纤支承部的位置与第2光纤固定于光纤支承部的位置之间的距离，能够使第1光纤和第2光纤的向光纤支承部的固定稳固。其结果是，能够提高光学组合器的机械可靠性，并且缩短光学组合器。
也可以构成为，上述光纤支承部具有配置于与上述第1基准线相比离上述光轴较远的一侧的反射抑制部。该反射抑制部为了抑制从上述芯部露出区域射出的光的反射而设置。
也可以构成为，上述固定树脂的上述缘部的一部分位于与上述第1基准线相比远离上述光轴的一侧。在这种情况下，也可以上述光纤支承部具有遮光部，该遮光部在上述固定树脂的上述缘部的一部分与上述锥形部的上述锥形开始部之间越过上述第1基准线并向靠近上述光轴的一侧延伸。借助这样的遮光部，即使固定树脂的缘部的一部分位于较第1基准线远离光轴的一侧，从第2光纤朝向第1光纤传播的光也在入射至固定树脂之前由遮光部遮挡，因此能够抑制该光入射至固定树脂。
也可以构成为，上述固定树脂将上述第1光纤以相对于上述光纤支承部所延伸的方向倾斜的状态固定于上述光纤支承部，以使得随着从上述光纤连接部远离而上述第1光纤与上述光纤支承部之间的距离变大。
也可以构成为，上述固定树脂将上述第1光纤以相对于上述光纤支承部所延伸的方向倾斜的状态固定于上述光纤支承部，以使得随着从上述光纤连接部远离而上述第1光纤与上述光纤支承部之间的距离变小。
也可以构成为，上述固定树脂的上述缘部全部位于较上述第1基准线靠近上述光轴的一侧。
根据本发明的第2方式，可以提供不易发生故障的激光装置。该激光装置具备至少1个激光源和上述的光学装置。上述光学装置的上述第1光纤连接于上述至少1个激光源。根据这样的激光装置，如上述那样可以抑制光学组合器的固定树脂的劣化，光学组合器的故障变得不易发生，因此激光装置的故障也变得不易发生。
根据本发明，能够抑制由于从第2光纤朝向第1光纤传播的光的照射从而导致固定树脂劣化的情况，由此不易发生光学组合器的故障。
本申请是基于2018年10月12日提出的日本国专利申请2018-193746号的，主张该申请的优先权。该申请的公开内容通过参照而整体合并至本说明书。
工业上的可利用性
本发明适合用于具有将光纤彼此连接的光纤连接部的光学装置。
附图标记说明
1…激光装置；10…光纤激光器；12…输入侧光纤；20…光学组合器；32…输出侧光纤；40…射出端；53…光纤连接部；54…光纤支承部；61…包覆材料；62…包层；63…芯部；64…锥形开始部；65…外周轮廓线；66…锥形部；67…锥形主体；71…包覆材料；72…包层；73…芯部；74…芯部露出区域；75…内侧轮廓线；76…外侧轮廓线；81、82…固定树脂；90…光轴；120、220、320、420、520、620、720…光学组合器；250、450、650…遮光部；712…桥接光纤；712A…大径部；712B…小径部；743…第1光纤连接部；753…第2光纤连接部；762…包层；763…芯部；764…锥形开始部；766…锥形部；767…锥形主体；781…固定树脂；790…光轴；800…反射抑制部；L1…(第1)基准线；L2…(第2)基准线；L3、L4…(第2)基准线。

Claims (10)

1.一种光学装置，其特征在于，具备：
至少1根第1光纤；
第2光纤；
光纤连接部，其供所述第1光纤的芯部和所述第2光纤的芯部连接；
光纤支承部，其支承所述第1光纤和所述第2光纤；以及
固定树脂，其将所述第1光纤固定于所述光纤支承部，
所述第1光纤具有包括锥形开始部和锥形主体在内的锥形部，该锥形主体从该锥形开始部趋向所述光纤连接部而缩径，
所述第2光纤的所述芯部在所述光纤连接部具有在所述第1光纤的外侧露出的芯部露出区域，
所述固定树脂的缘部的至少一部分位于比第1基准线靠近所述光轴的一侧，该第1基准线是将从规定所述芯部露出区域的内侧轮廓线上的点以不与所述锥形主体相碰撞的方式引出到所述锥形开始部中的与所述第2光纤的光轴垂直的面内的任意的点的线中的、在最靠近所述光轴的点通过的线延长而成的线。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，
所述第1基准线是从所述内侧轮廓线上的点以不与所述锥形主体相碰撞的方式引出到所述锥形开始部的外周轮廓线上的点的线中的、在最靠近所述光轴的所述外周轮廓线上的点通过的线。
3.根据权利要求1或2所述的光学装置，其特征在于，
所述至少1根第1光纤包括3根以上的第1光纤，
所述固定树脂的所述缘部的至少一部分位于比第2基准线靠近所述光轴的一侧，该第2基准线是将从规定所述芯部露出区域的外侧轮廓线上的点以不与所述锥形主体相碰撞的方式引出到所述锥形开始部的所述外周轮廓线上的点的线中的、在最靠近所述光轴的所述外周轮廓线上的点通过的线延长而成的线。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的光学装置，其特征在于，
与所述光纤支承部接触的所述固定树脂的部分比位于从所述光纤支承部离开的位置的所述固定树脂的部分宽。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的光学装置，其特征在于，
所述光纤支承部具有反射抑制部，该反射抑制部配置于比所述第1基准线远离所述光轴的一侧，并且抑制从所述芯部露出区域射出的光的反射。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的光学装置，其特征在于，
所述固定树脂的所述缘部的一部分位于比所述第1基准线远离所述光轴的一侧，
所述光纤支承部具有遮光部，该遮光部在所述固定树脂的所述缘部的一部分与所述锥形部的所述锥形开始部之间越过所述第1基准线而向靠近所述光轴的一侧延伸。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的光学装置，其特征在于，
所述固定树脂将所述第1光纤以相对于所述光纤支承部所延伸的方向倾斜的状态固定于所述光纤支承部，以使得随着所述第1光纤从所述光纤连接部远离而所述第1光纤与所述光纤支承部之间的距离变大。
8.根据权利要求1～6中的任一项所述的光学装置，其特征在于，
所述固定树脂将所述第1光纤以相对于所述光纤支承部所延伸的方向倾斜的状态固定于所述光纤支承部，以使得随着所述第1光纤从所述光纤连接部远离而所述第1光纤与所述光纤支承部之间的距离变小。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的光学装置，其特征在于，
所述固定树脂的所述缘部全部位于比所述第1基准线靠近所述光轴的一侧。
10.一种激光装置，其特征在于，具备：
至少1个激光源；和
权利要求1～9中的任一项所述的光学装置，
所述光学装置的所述第1光纤连接于所述至少1个激光源。
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