CN113365775A - 构造体、构造体的制造方法、激光装置及激光系统 - Google Patents

构造体、构造体的制造方法、激光装置及激光系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种构造体，通过将光纤与玻璃块接合而成，抑制反射光对光纤的被覆等产生的影响，并且提高接合部的强度。光纤(10、20)的包含一个端面(20A)的区间亦即大径区间(20)包含倾斜区间(21)，倾斜区间(21)与光纤(10、20)的光轴所成的角超过0°不足90°，倾斜区间(21)设置于一个端面(20A)以外的部分。

Description

构造体、构造体的制造方法、激光装置及激光系统
技术领域
本发明涉及一种构造体，具备光纤和接合于该光纤的一个端面的玻璃块。
背景技术
近年来，通过将激光光源生成的大输出的激光照射至加工对象物而对加工对象物进行加工的激光加工装置被广泛利用。
这种激光加工装置具备：激光光源、传输光纤、玻璃块及光学系统。例如，传输光纤为石英玻璃系的光纤，玻璃块为石英玻璃制。
如上述那样，传输光纤将激光光源生成的激光波导至加工对象物的附近。玻璃块相对于加工对象物射出被该传输光纤波导的激光。玻璃块连接于传输光纤的一个端面，因此也被称为传输光纤的端盖。光学系统使从玻璃块射出的激光在加工对象物的表面聚焦。
在专利文献1的图3中，记载了一种构造体，具备光纤和玻璃块，在光纤的一个端面接合有玻璃块。在上述那样的激光加工装置中，因激光为大输出，而使被加工对象物反射的激光，即通过上述的光学系统再次入射至玻璃块的反射光成为问题。
在专利文献1的图3所记载的构造体中，记载了利用曲面构成玻璃块的光纤侧的端面，由此能够抑制再次入射至玻璃块的反射光中的、未再次入射至光纤的反射光对光纤的被覆、固定光纤的树脂等产生的影响。
专利文献1：日本公开专利公报“日本特开2017-191194号公报”
然而，在专利文献1的图3所记载的构造体中，存在将光纤与玻璃块接合而得的接合部的机械强度较低的课题。
发明内容
本发明的一个方式的构造体是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于，在具备光纤和接合于光纤的一个端面的玻璃块的构造体中，提高光纤与玻璃块的接合部的强度。
为了解决上述的课题，本发明的一个方式的构造体具备光纤和接合于该光纤的一个端面的玻璃块，其中，上述光纤包含大径区间，上述大径区间是包含上述一个端面的区间，该区间的直径比该区间以外的区间的直径大，该大径区间包含倾斜区间，上述倾斜区间具有与上述光纤的光轴所成的角超过0度不足90°的斜面作为表面的一部分，上述倾斜区间设置于上述一个端面以外的部分。
为了解决上述的课题，本发明的一个方式的制造方法是一种构造体的制造方法，其中，构造体具备：传输光纤；桥接光纤，其接合于该传输光纤的一个端面，并且直径比该传输光纤大；以及玻璃块，其接合于该桥接光纤的一个端面。在该构造体中，上述桥接光纤包含倾斜区间，上述倾斜区间具有与该桥接光纤的光轴所成的角超过0°不足90°的斜面作为表面的一部分，上述倾斜区间设置于上述一个端面以外的部分。本制造方法包括使用光纤熔接机将上述传输光纤与上述桥接光纤的上述倾斜区间熔接的工序。
为了解决上述的课题，本发明的一个方式的制造方法是一种构造体的制造方法，其中，构造体具备：传输光纤；玻璃细管，其覆盖该传输光纤的包含一个端面的区间；以及玻璃块，其与上述传输光纤的一个端面及上述玻璃细管的一个端面的每一个接合。在该构造体中，玻璃细管包含倾斜区间，上述倾斜区间具有与上述传输光纤的光轴所成的角超过0°不足90°的斜面作为表面的一部分，上述倾斜区间设置于上述一个端面以外的部分。本制造方法包括：使上述传输光纤插通于在上述玻璃细管设置的细孔中的工序；和对插通有上述传输光纤的上述玻璃细管的至少一部分进行加热，由此将上述玻璃细管的内侧面的至少一部分与上述传输光纤中的插通于上述细孔中的区间的外侧面的至少一部分固定的工序。
根据本发明的一个方式，在具备光纤和接合于光纤的一个端面的玻璃块的构造体中，能够提高光纤与玻璃块的接合部的强度。
附图说明
图1的(a)是本发明的第一实施方式的构造体的纵向剖视图。图1的(b)是俯视观察图1的(a)所示的构造体具备的玻璃块的射出面的情况下的向视图。
图2是本发明的第二实施方式的构造体的纵向剖视图。
图3的(a)是具备本发明的实施例的构造体的输出头的纵向剖视图。图3的(b)是具备本发明的比较例的构造体的输出头的纵向剖视图。
图4的(a)是表示本发明的实施例的构造体具备的光衰减器的温度及本发明的比较例的构造体具备的光衰减器的温度的图表。图4的(b)及图4的(c)是分别表示从本发明的实施例的构造体射出的激光的近场模式及远场模式的图像。图4的(d)及图4的(e)是分别表示从本发明的比较例的构造体射出的激光的近场模式及远场模式的图像。
图5是本发明的第三实施方式的光纤激光系统的框图。
图6是本发明的第四实施方式的光纤激光装置的框图。
具体实施方式
〔第一实施方式〕
参照图1，对本发明的第一实施方式的构造体1进行说明。图1的(a)是构造体1的纵向剖视图。图1的(b)是俯视观察构造体1具备的玻璃块30的射出面亦即一个端面30A的情况下的向视图。
如图1的(a)所示，构造体1具备传输光纤10、桥接光纤20及玻璃块30。传输光纤10与桥接光纤20是权利要求书中记载的光纤的一个方式。
构造体1例如被利用为激光装置(例如，激光加工机)的输出部。在该情况下，由激光光源(例如，光纤激光器)生成的激光LF(1)在传输光纤10及桥接光纤20被波导，(2)透过玻璃块30，(3)从玻璃块30的一个端面30A向外部(例如，加工对象物)输出。即，玻璃块30作为激光装置的输出头(例如，加工头)发挥功能。
在玻璃块30的另一端面30B接合(例如，熔接)有光纤的一个端面亦即桥接光纤20的一个端面20A。在桥接光纤20的另一端面20B接合(例如，熔接)有传输光纤10的一个端面10A。光纤的另一端面亦即传输光纤10的另一端面10B能够与激光光源的输出端口接合(例如，熔接)。
传输光纤10具备纤芯10a、包层10b及被覆10c。纤芯10a是由玻璃(例如，石英玻璃)构成的柱状(例如，圆柱状)的构造体。包层10b是由玻璃(例如，石英玻璃)构成的管状(例如，圆管状)的构造体。被覆10c是由树脂(例如，紫外线固化型树脂)构成的管状(例如，圆管状)的构造体。此外，被覆10c在传输光纤10的两端面10A、10B的附近被除去。
纤芯10a及包层10b以包层10b的内侧面覆盖纤芯10a的外侧面的方式被一体化。在纤芯10a及包层10b中的一方或者双方添加有用于使纤芯10a的折射率比包层10b的折射率高，或者使包层10b的折射率比纤芯10a的折射率低的掺杂剂。传输光纤10的直径φD在整个区间大致恒定，例如为360μm。
桥接光纤20是插入传输光纤10与玻璃块30之间的粗径光纤。桥接光纤20具备纤芯20a和包层20b。纤芯20a是由玻璃(例如，石英玻璃)构成的柱状(例如，圆柱状)的构造体。包层20b是由玻璃(例如，石英玻璃)构成的管状(例如，圆管状)的构造体。纤芯20a及包层20b以包层20b的内侧面覆盖纤芯20a的外侧面的方式被一体化。在纤芯20a及包层20b中的一方或者双方添加有用于使纤芯20a的折射率比包层20b的折射率高，或者使包层20b的折射率比纤芯20a的折射率低的掺杂剂。
纤芯20a的折射率优选与纤芯10a的折射率相同或者同等程度(在本实施方式中为相同)，包层20b的折射率优选与包层10b的折射率相同或者同等程度(在本实施方式中为相同)。
另外，纤芯20a的直径优选与纤芯10a的直径相同或者同等程度(在本实施方式中为相同)。在本实施方式中，通过使包层20b的厚度比通常的光纤厚，从而实现桥接光纤20的粗径化。
桥接光纤20由包含另一端面20B的倾斜区间21和包含一个端面20A的同径部22构成。
倾斜区间21构成为其直径φBR1随着远离另一端面20B而变大。在本实施方式中，倾斜区间21的形状是其直径φBR1随着从另一端面20B接近一个端面20A而扩大的圆锥台。像这样，直径φBR1与距另一端面20B的距离(或者距一个端面20A的距离)对应地在φD＜φBR1≤φBR2的范围内变化。在另一端面中的直径φBR1构成为与直径φD相等的情况下，直径φBR1在φD≤φBR1≤φBR2的范围内变化。
另一端面20B中的直径φBR1构成为传输光纤10的直径φD以上。在本实施方式中，另一端面20B中的直径φBR1构成为超过传输光纤10的直径φD，另一端面20B中的直径φBR1(即直径φBR1的最小值)例如为700μm。另一方面，倾斜区间21与同径部22的边界面中的直径φBR1(即直径φBR1的最大值)例如为4mm。
如上述那样，另一端面20B中的直径φBR1构成为超过传输光纤10的直径φD，由此能够在传输光纤10的一个端面10A包含于桥接光纤20的另一端面20B的状态下，将传输光纤10与桥接光纤20熔接。根据该结构，能够将一个端面10A的整个面熔接于另一端面20B，因此构造体1能够提高传输光纤10与桥接光纤20的接合部的强度。
此外，桥接光纤20例如能够通过将原本圆柱状的桥接光纤的另一端部附近磨削加工成圆锥状而制造。在该磨削加工后的桥接光纤20中，优选作为圆锥台形状的倾斜区间21的中心轴(即桥接光纤20的中心轴)与纤芯10a的中心轴一致，但因磨削加工时的加工偏移，也可能产生作为圆锥台形状的倾斜区间21的中心轴(即桥接光纤20的中心轴)与纤芯10a的中心轴不一致的情况。即使在倾斜区间21的中心轴与纤芯10a的中心轴不一致的情况下，也能够通过预先使另一端面20B中的直径φBR1比传输光纤10的直径φD大，来防止一个端面10A从另一端面20B露出，而使传输光纤10与桥接光纤20的接合部的接合面积变小(换言之，接合部的强度下降)。
其中，在使用光纤熔接机将一个端面10A与另一端面20B熔接的情况下，要求另一端面20B中的直径φBR1包含在能够使用光纤熔接机进行熔接的规定的范围内。能够使用光纤熔接机进行熔接的规定的范围是针对每台光纤熔接机而规定的固有的范围，但作为其一个例子，能够列举50μm以上1000μm以下。在本实施方式中采用的700μm这样的直径φBR1包含在能够使用该光纤熔接机进行熔接的规定的范围内。
如以上那样，另一端面20B中的直径φBR1能够在超过传输光纤10的直径φD，且包含在能够使用光纤熔接机进行熔接的规定范围内的范围内适当地决定。
同径部22构成为遍及从倾斜区间21与同径部22的边界面到一个端面20A的整个区间，其直径φBR2大致恒定。在本实施方式中，同径部22的形状为圆柱状。同径部22的直径φBR2例如为4mm。
桥接光纤20中的、其直径φBR2超过传输光纤10的直径φD的区间是权利要求书中记载的大径区间的一个方式。在本实施方式中，桥接光纤20中的、除了另一端面20B以外的整个区间相当于大径区间。
倾斜区间21构成为其斜面21a与桥接光纤20的光轴所成的角超过0°不足90°。使斜面21a与桥接光纤20的光轴所成的角度越小，越能够抑制另一端面20B的热容量。另一方面，使斜面21a与桥接光纤20的光轴所成的角越大，越能够缩短倾斜区间21的全长(沿着桥接光纤20的中心轴的方向的长度)。
传输光纤10的一个端面10A与桥接光纤20的另一端面20B如后述那样，优选利用光纤熔接机进行熔接。光纤熔接机的最大功率与该光纤熔接机的规格对应地被预先决定。因此，在另一端面20B的热容量超过与上述最大功率对应的允许值的情况下，该光纤熔接机无法使另一端面20B熔融，从而无法将传输光纤10与桥接光纤20熔接。
在小于与上述光纤熔接机的上述最大功率对应的热容量的允许值的范围内，适当地设定另一端面20B的热容量，由此能够利用光纤熔接机将传输光纤10与桥接光纤20熔接。在本实施方式中，作为能够利用光纤熔接机的斜面21a与桥接光纤20的光轴所成的角的一个例子采用15°。此外，在本实施方式中，以桥接光纤20的光轴与传输光纤10的光轴一致的方式将传输光纤10与桥接光纤20接合。因此，桥接光纤20的光轴是权利要求书中记载的光纤的光轴的一个例子。
在本实施方式中，将原本圆柱状的桥接光纤的另一端部附近磨削成圆锥状，由此得到倾斜区间21的形状为圆锥台的桥接光纤20。通过适当选择用于磨削的砂轮的粒度，能够例如像磨砂玻璃的表面那样将倾斜区间21的斜面21a进行粗糙化。
玻璃块30是由玻璃(例如，石英玻璃)构成的块状(例如，圆柱状)的构造体。玻璃块30的直径φBL设定为超过桥接光纤20的同径部22的直径φBR2(参照图1)。玻璃块30的折射率与传输光纤10的纤芯10a的折射率及桥接光纤20的纤芯20a的折射率相同或者同等程度，并高于传输光纤10的包层10b的折射率及桥接光纤20的包层20b的折射率。桥接光纤20的一个端面20A与玻璃块30的另一端面30B被接合(例如，熔接)。
此外，在本实施方式中，说明了权利要求书中记载的光纤由传输光纤10和接合于传输光纤10的一个端面10A的桥接光纤20构成。但是，权利要求书中记载的光纤也可以由将传输光纤10与桥接光纤20一体成型而得的1条光纤构成。在该情况下，在传输光纤10的一个端部附近，使包层10b的厚度比传输光纤10的其他区间中的包层10b的厚度厚，由此能够实现将传输光纤10与桥接光纤20一体成型而得的1条光纤。
〔构造体1的总结〕
以上那样构成的构造体1具备光纤(传输光纤10及桥接光纤20)和接合于该光纤(传输光纤10及桥接光纤20)的一个端面(桥接光纤20的一个端面20A)的玻璃块30。
上述光纤(传输光纤10及桥接光纤20)包含大径区间，该大径区间是包含上述一个端面(一个端面20A)的区间(桥接光纤20)，该区间的直径(直径φBR1及直径φBR2)比该区间以外的区间的直径(即传输光纤10的直径φD)大，该大径区间包含倾斜区间21，倾斜区间21具有与上述光纤(传输光纤10及桥接光纤20)的光轴所成的角超过0°不足90°的斜面21a作为表面的一部分，倾斜区间21设置于一个端面20A以外的部分。
根据上述的结构，接合于玻璃块30的桥接光纤20的一个端面20A的直径φBR2大于传输光纤10的另一端面10B的直径φD。因此，与将传输光纤10保持原样地接合于玻璃块30的现有的构造体相比，构造体1能够提高桥接光纤20与玻璃块30的接合部的强度。
此外，经由玻璃块30入射至桥接光纤20的反射光LR的传播方向在从倾斜区间21的斜面21a向桥接光纤20的外部漏出时，在斜面21a中被折射，由此从沿着传输光纤10及桥接光纤20的光轴的方向偏离。因此，构造体1例如能够抑制反射光LR对传输光纤10的被覆10c产生的影响。如图3的(a)所示，在与壳体2、光衰减器3以及树脂块4一起使用构造体1来构成输出头的情况下，构造体1能够抑制入射至桥接光纤20的反射光LR中的照射至光衰减器3的反射光LR的功率。其结果，能够抑制光衰减器3的温度，因此能够抑制反射光LR对将传输光纤10固定的树脂块4、被覆10c等产生的影响。
如以上那样，构造体1具备光纤(传输光纤10及桥接光纤20)和接合于光纤的一个端面(桥接光纤20的一个端面20A)的玻璃块30，该构造体能够提高桥接光纤20与玻璃块30的接合部的强度，并且抑制反射光LR对被覆10c、将光纤固定的树脂等产生的影响。
另外，再次入射至玻璃块30的一个端面30A的反射光LR在玻璃块30中一边收束一边向相反方向传播，在玻璃块30的另一端面30B中，大致聚焦成焦点PFR。
根据上述的结构，直径φBR2比直径φD大(在本实施方式中为4mm)，因此桥接光纤20的一个端面20A(也称为大径区间的一个端面)能够覆盖玻璃块30的另一端面30B中的反射光LR大致可能聚焦的区域(可能产生焦点PFR的区域)。
在玻璃块30的另一端面30B例如附着异物，并且该异物附着的位置与焦点PFR的位置重叠的情况下，异物会吸收反射光LR，因此存在异物的温度变得过高的情况。如上述那样，构造体1通过桥接光纤20的一个端面20A覆盖可能产生焦点PFR的区域，因此能够降低在可能产生焦点PFR的区域内附着异物的可能性。
另外，在构造体1中，优选倾斜区间21的形状是其直径φBR1随着从另一端面20B接近一个端面20A而扩大的圆锥台。
根据上述的结构，倾斜区间21以光纤的光轴(传输光纤10的光轴及桥接光纤20的光轴)为中心轴，具有绕该轴呈各向同性的形状。因此，被倾斜区间21的斜面21a折射的反射光LR从斜面21a向桥接光纤20的外部各向同性地漏出。因此，构造体1能够使漏出的反射光LR分散而不集中于一处，因此能够进一步抑制反射光LR对被覆10c、将光纤固定的树脂等产生的影响。
此外，倾斜区间21的形状并不限于上述的圆锥台。圆锥台是以连结了等腰梯形的两底边的中点彼此而得的直线为旋转轴进行旋转由此得到的形状。但是，倾斜区间21的形状例如也可以是以将半圆或者半椭圆的面积二等分的直线为旋转轴进行旋转由此得到的形状。
另外，倾斜区间21的形状也可以不是绕轴呈各向同性的形状。作为不是绕轴呈各向同性的倾斜区间21的形状的一个例子，能够列举使用与圆柱的中心轴倾斜地(以大于0°小于90°的角度)相交的一个平面，将圆柱二等分由此得到的形状。
另外，在构造体1中，优选倾斜区间21的斜面21a的至少一部分被粗糙化。
根据上述的结构，从斜面21a向桥接光纤20的外部漏出的反射光LR向各个方向散射。因此，构造体1能够使漏出的反射光LR分散，因此能够进一步抑制反射光LR对被覆10c、将光纤固定的树脂等产生的影响。
另外，如上述那样，优选光纤由直径φD大致恒定的传输光纤10和桥接光纤20构成，该桥接光纤20插入传输光纤10与玻璃块30之间，桥接光纤20形成上述大径区间。
根据上述的结构，能够使用插入传输光纤10与玻璃块30之间的桥接光纤20来形成大径区间。通过使用桥接光纤20来形成大径区间，与使用后述的玻璃细管120(参照图2)来形成大径区间的情况相比，能够抑制光束轮廓的变形。
另外，在使用桥接光纤20来形成大径区间的情况下，桥接光纤20的另一端面20B的直径φBR1优选包含在能够使用光纤熔接机进行熔接的规定的范围内。通过直径φBR1包含在能够使用光纤熔接机进行熔接的规定的范围内，能够使用光纤熔接机将传输光纤10与桥接光纤20熔接，因此构造体1能够抑制在将传输光纤10与桥接光纤20接合的情况下可能产生的光束轮廓的变形。
另外，作为构造体1的制造方法，能够采用包括使用光纤熔接机将传输光纤10与桥接光纤20的倾斜区间21熔接的工序的制造方法。
桥接光纤20包含直径φBR1随着接近该桥接光纤20的另一端面20B而缩小的圆锥台形状的倾斜区间21。因此，另一端面20B附近的热容量与不包含倾斜区间21的桥接光纤(即，圆柱状的桥接光纤)相比变小。因此，在本制造方法中，能够使用光纤熔接机将传输光纤10与桥接光纤20的倾斜区间21熔接。光纤熔接机能够抑制在激光LF的光束轮廓中可能产生的变形并且实施熔接。因此，使用本制造方法制造出的构造体1能够射出具有被抑制了变形的光束轮廓的激光LF。
另外，在使用光纤熔接机将传输光纤10与桥接光纤20的倾斜区间21熔接的情况下，桥接光纤20的传输光纤10侧的端面(另一端面20B)的直径φBR1优选包含在能够使用光纤熔接机进行熔接的规定的范围内。
通过另一端面20B的直径φBR1包含在能够使用光纤熔接机进行熔接的规定的范围内，能够将传输光纤10与桥接光纤20可靠地熔接。能够使用光纤熔接机进行熔接的规定的范围是针对每台光纤熔接机而规定的固有的范围，作为其一个例子，能够列举50μm以上1000μm以下。此外，当在本制造方法中使用的光纤熔接机是市面出售的光纤熔接机的情况下，能够使用光纤熔接机进行熔接的规定的范围记载在该光纤熔接机的操作说明书或者规格明细书中。
〔第二实施方式〕
参照图2，对本发明的第二实施方式的构造体101进行说明。图2是构造体101的纵向剖视图。
如图2所示，构造体101具备传输光纤110、玻璃细管120及玻璃块130。传输光纤110与玻璃细管120是权利要求书中记载的光纤的一个方式。构造体101与构造体1同样地，作为激光装置的输出头发挥功能。
在玻璃块130的另一端面130B接合(例如，熔接)有光纤的一个端面亦即传输光纤110的一个端面110A及玻璃细管120的一个端面120A。光纤的另一端面亦即传输光纤110的另一端面110B能够与激光光源的输出端口接合(例如，熔接)。
传输光纤110构成为与图1图示的传输光纤10相同。即，传输光纤110具备纤芯110a、包层110b及被覆110c。纤芯110a、包层110b及被覆110c分别与传输光纤10的纤芯10a、包层10b及被覆10c对应。
其中，传输光纤10的一个端面10A接合于桥接光纤20的另一端面20B。与此相对，传输光纤110的一个端面110A在后述的玻璃细管120的细孔中插通，且一个端面110A附近的外侧面接合(例如，熔接)于玻璃细管120的一个端面120A附近的内侧面。并且，传输光纤110的一个端面110A与玻璃细管120的一个端面120A一起接合(例如，熔接)于玻璃块130的另一端面130B。传输光纤110与传输光纤10相比，这些点不同。
玻璃细管120是与图1所示的桥接光纤20的被粗径化的包层20b对应的部件。玻璃细管120是由玻璃(例如，石英玻璃)构成的管状(例如，圆管状)的构造体。在本实施方式中，在玻璃细管120的中心轴附近形成有细孔。该细孔的内径构成为稍微超过传输光纤110的直径φD。即，上述细孔的上述内径非常细。因此，玻璃细管120也往往被称为毛细管(Capillary)。在玻璃细管120添加有用于使纤芯110a的折射率比玻璃细管120的折射率高，或者使玻璃细管120的折射率比纤芯110a的折射率低的掺杂剂。玻璃细管120的折射率优选与包层110b的折射率相同或者同等程度(在本实施方式中为相同)。
对于玻璃细管120而言，在向其细孔中插通了传输光纤110的状态下，对一个端面120A的附近进行加热。通过该加热，玻璃细管120的一个端面120A的附近区间1221的内侧面熔接于传输光纤110的一个端面110A附近的外侧面。换言之，玻璃细管120的内侧面的至少一部分与传输光纤110中的插通于玻璃细管120的细孔中的区间的外侧面的至少一部分通过熔接而被相互固定。因此，玻璃细管120覆盖传输光纤110。
对如上被熔接的一个端面110A及一个端面120A一起进行研磨，由此得到权利要求书中记载的光纤。在本实施方式中，如以上那样，相对于传输光纤110安装玻璃细管120，由此实现光纤的粗径化。
玻璃细管120由包含另一端面120B的倾斜区间121和包含一个端面120A的同径部122构成。
倾斜区间121构成为其直径φCP1随着远离另一端面120B而变大。在本实施方式中，倾斜区间121的外形的形状是其直径φCP1随着从另一端面120B接近一个端面120A而扩大的圆锥台。
另一端面120B中的直径φCP1构成为与传输光纤10的直径φD同等程度。另一端面120B中的直径φCP1例如为400μm。倾斜区间121的同径部122侧的端面中的直径φCP1例如为4mm。
同径部122构成为其直径φCP2遍及从倾斜区间121侧的端面到一个端面120A的整个区间大致恒定。在本实施方式中，同径部122的形状为圆环状。同径部122的直径φCP2例如为4mm。
传输光纤110中的安装有玻璃细管120的区间是权利要求书中记载的大径区间的一个方式。
倾斜区间121构成为其斜面121a与传输光纤110的光轴所成的角超过0°不足90°。玻璃细管120在其细孔中插通有传输光纤110。因此，与图1所示的桥接光纤20的情况不同，无法使用光纤熔接机将传输光纤110与玻璃细管120熔接。因此，斜面121a与传输光纤110的光轴所成的角能够适当地决定，而不用假定利用光纤熔接机。在本实施方式中，与第一实施方式的情况同样地，作为斜面121a与传输光纤110的光轴所成的角的一个例子，而采用15°。
在本实施方式中，通过将原本圆环状的玻璃管的另一端部附近磨削成圆锥状，由此得到倾斜区间121的外形的形状为圆锥台的玻璃细管120。通过适当选择用于磨削的砂轮的粒度，能够例如像磨砂玻璃的表面那样将倾斜区间121的斜面121a进行粗糙化。
玻璃块130构成为与图1所示的玻璃块30相同。因此，在本实施方式中，省略玻璃块130的说明。
〔构造体101的总结〕
以上那样构成的构造体101起到与图1所示的构造体1同样的效果。另外，如上述那样，在构造体101中，权利要求书中记载的光纤也可以由其直径φD大致恒定的传输光纤110和覆盖传输光纤110由此形成大径区间的玻璃细管120构成。
根据上述的结构，在将传输光纤110插通于玻璃细管120的细孔后，将传输光纤110与玻璃细管120固定，由此能够形成大径区间。这样，大径区间也可以由玻璃细管120形成。
另外，作为构造体101的制造方法，能够采用包括如下工序的制造方法：使传输光纤110插通于在玻璃细管120设置的细孔中的工序；和对插通有传输光纤110的玻璃细管120的至少一部分进行加热，由此将玻璃细管120的内侧面的至少一部分与传输光纤110中的插通于玻璃细管120的细孔中的区间的外侧面的至少一部分固定的工序。通过这些工序，玻璃细管120与传输光纤110被一体化。此外，作为将传输光纤110与玻璃细管120固定的方法，优选熔接。
这样，玻璃细管120中的一个端面120A的附近区间1221熔接于传输光纤110中的插通于玻璃细管120的细孔中的区间的外侧面的一部分，由此玻璃细管120被分为与传输光纤110熔接的附近区间1221和附近区间1221以外的区间。在附近区间1221以外的区间中，与附近区间1221不同，在玻璃细管120与传输光纤110之间夹有空气层。通过该构造，能够抑制从玻璃块130再次入射至玻璃细管120的反射光LR再次入射至传输光纤110，向相反方向传播。
另外，在插通有传输光纤110的玻璃细管120中，在传输光纤110的一个端面110A与玻璃细管120的一个端面120A不一致或者不大致一致的情况下，也可以在将玻璃细管120的内侧面与传输光纤110的外侧面固定之后，且在将传输光纤110及玻璃细管120的一个端面110A、120A接合(在本实施方式中，熔接)于玻璃块130的另一端面130B之前，实施将传输光纤110及玻璃细管120的一个端面110A、120A统一进行研磨的工序。通过实施该工序，使一个端面110A与一个端面120A一致或者大致一致。
〔实施例〕
参照图3及图4，对本发明的实施例进行说明。图3的(a)是具备作为本发明的实施例而使用的构造体1的输出头的纵向剖视图。图3的(b)是具备作为本发明的比较例而使用的构造体501的输出头的纵向剖视图。图4的(a)是表示构造体1具备的光衰减器3的温度及构造体501具备的光衰减器3的温度的图表。图4的(b)及图4的(c)是分别表示从构造体1射出的激光LF的近场模式(以下，记载为NFP)及远场模式(以下，记载为FFP)的图像。图4的(d)及图4的(e)是分别表示从构造体501射出的激光LF的NFP及FFP的图像。
(具备构造体1的输出头)
如图3的(a)所示，本实施例的输出头具备：构造体1、壳体2、光衰减器3及树脂块4。
构造体1收容于圆筒形的壳体2。壳体2为铜制，对其表面实施镀金。在壳体2的侧壁的内部设置有用于使冷却水循环的冷却管。此外，在图3的(a)中，省略了冷却管的图示。另外，构成壳体2的金属也可以代替实施了镀金的铜，而是不锈钢。
壳体2的一个端部被玻璃块30密封，壳体2的另一端部被光衰减器3密封。光衰减器3是以作为圆柱形的铜块为基础，在中心轴附近形成沿着该中心轴的细孔的铜块。如图3的(a)所示，传输光纤10贯通光衰减器3的上述细孔，由此从壳体2的外部导入内部。
在传输光纤10中，在收容于壳体2的区间中的一部分区间中，对包层10b的表面进行粗糙化，由此形成包层模式滤除器10d。包层模式滤除器10d具有使在包层10b的内部传播的包层模式光向包层10b的外部逸出的功能。通过在传输光纤10的中途形成包层模式滤除器10d，能够抑制再次入射至玻璃块30的反射光LR中的再次入射至包层10b的反射光LR在传输光纤10朝向相反方向传播。
树脂块4是使具有比包层10b的折射率高的折射率的树脂固化由此得到的树脂部件。树脂块4配置为覆盖传输光纤10，由此将传输光纤10固定于光衰减器3。另外，树脂块4由具有比包层10b的折射率高的折射率的树脂构成，因此具有使再次入射至包层10b的反射光LR中的未被包层模式滤除器10d除去的反射光LR从包层10b的内部向外部逸出的功能。即，树脂块4作为包层模式滤除器的一个方式发挥功能。通过树脂块4是具有比包层10b的折射率高的折射率的树脂制，能够进一步抑制未被包层模式滤除器10d除尽的包层模式的反射光LR在传输光纤10朝向相反方向传播。
(具备构造体501的输出头)
如图3的(b)所示，比较例的输出头具备：构造体501、壳体2、光衰减器3及树脂块4。比较例的输出头具备的壳体2、光衰减器3及树脂块4具有与本实施例的输出头具备的壳体2、光衰减器3及树脂块4相同的结构。即，构造体501与图3的(a)所示的本实施例的输出头的构造体1同样地，收容于壳体2。在构造体501中，传输光纤510也贯通光衰减器3的细孔，由此从壳体2的外部导入内部。在传输光纤510的收容于壳体2的区间中的一部分区间形成有包层模式滤除器510d。传输光纤510的一部分通过树脂块4固定于光衰减器3。
构造体501具备的玻璃细管520以图2所示的玻璃细管120为基础。但是，玻璃细管520在两端面(换言之为两底面)与中心轴正交，且其直径φCP遍及整个区间大致恒定这点上与玻璃细管120不同。换言之，在玻璃细管120具有倾斜区间121，与此相对，玻璃细管520不具有倾斜区间这点上不同。此外，玻璃细管520的另一端面520A被粗糙化。
(光衰减器3的温度)
将由构造体1和壳体2构成的输出头与激光光源连接，测定了使激光LF以规定的输出向加工对象物照射的状态下的光衰减器3的温度。图4的(a)的横轴表示该光衰减器3的温度。
在本实施例中，准备多个构造体1，由此针对多个输出头的每一个，测定了使激光LF以规定的输出向加工对象物照射的状态下的光衰减器3的温度。图4的(a)的纵轴表示针对多个输出头的每一个测定出的光衰减器3的温度的标准偏差σ的倍数。
在图4的(a)中，一并示出了使标准偏差σ的倍数的温度依赖性近似而得到的直线。该直线的x截距意味着多个输出头中的光衰减器3的温度的平均值亦即平均温度。若参照图4的(a)，则光衰减器3的平均温度大约为37℃。
在图4的(a)中，一并绘制了使用由构造体501和壳体2构成的比较例的输出头并同样地进行了测定而得的光衰减器3的温度的直线。若参照图4的(a)，则比较例的输出头中的光衰减器3的平均温度大约为100℃。
如以上那样，可知与具备玻璃细管520的构造体501相比，具备桥接光纤20的构造体1能够大幅度地(在本实施例中，约60℃)抑制光衰减器3的温度。
(光束轮廓)
若参照图4的(b)及图4的(c)，则可知从具备构造体1的输出头射出的激光LF的光束轮廓在NFP及FFP中均为同心圆状，变形较少。
另一方面，若参照图4的(d)及图4的(e)，则可知从具备构造体501的输出头射出的激光LF的光束轮廓在NFP以及FFP中均偏心，变形较大。该光束轮廓的变形被认为是因在玻璃细管520的一部分在熔融后再次固化的过程中产生的侧压，即在熔融了的玻璃细管520收缩的过程中产生的力所引起的侧压而产生的。
构造体1具备传输光纤10与桥接光纤20，因此能够避免因使用玻璃细管而使光束轮廓变形。
另外，在构造体1中，为了使传输光纤10与桥接光纤20熔接，利用用于使光纤彼此熔接的光纤熔接机。因此，构造体1能够避免在将传输光纤10与桥接光纤20熔接时可能产生的光束轮廓的变形。
〔参考方式〕
本发明的参考方式的构造体也可以如以下那样构成。
本发明的第一参考方式的构造体具备光纤和接合于该光纤的一个端面的玻璃块。在本构造体中，将上述光纤的包含上述一个端面的区间，即该区间的直径比该区间以外的区间的直径大的区间设为大径区间，该大径区间的与上述玻璃块相反侧的端面被粗糙化。
例如，在由桥接光纤实现大径区间的情况下，桥接光纤也可以具有构成为不包含倾斜区间，且其两端面与光纤的光轴正交的圆柱状的形状。另外，在由玻璃细管实现大径区间的情况下，玻璃细管也可以具有构成为其两端面与光纤的光轴正交的圆环状的形状。
在本构造体中，大径区间的一个端面接合于玻璃块。因此，与将传输光纤保持原样地接合于玻璃块的现有的构造体相比，本构造体能够提高光纤与玻璃块的接合部的强度。
此外，桥接光纤或者玻璃细管的与上述玻璃块相反侧的端面被粗糙化，由此从被粗糙化的端面向桥接光纤或者玻璃细管的外部漏出的反射光向各个方向散射。换言之，本构造体能够使漏出的反射光的传播方向分散。因此，在与图3的(a)所示的壳体2、光衰减器3及树脂块4一起使用本构造体而构成输出头的情况下，能够抑制从上述的桥接光纤或者玻璃细管的与上述玻璃块相反侧的端面漏出的反射光中的向光衰减器3照射的反射光的功率。其结果，与上述的桥接光纤或者玻璃细管的和上述玻璃块相反侧的端面未被粗糙化的情况相比，能够抑制光衰减器3的温度，因此能够抑制反射光对光纤的被覆、将光纤固定的树脂块4等产生的影响。
另外，本发明的第二参考方式的构造体具备传输光纤、接合于该传输光纤的一个端面的桥接光纤及接合于该桥接光纤的一个端面的玻璃块。在本构造体中，上述桥接光纤构成为其包层直径比上述传输光纤的包层直径大。
在本构造体中，采用包层直径比传输光纤的包层直径大的桥接光纤，该桥接光纤的一个端面接合于玻璃块。因此，与将传输光纤保持原样地接合于玻璃块的现有的构造体相比，本构造体能够提高桥接光纤与玻璃块的接合部的强度。
此外，桥接光纤的包层直径比传输光纤的包层直径大，因此不需要为了使传输光纤粗径化，而在传输光纤的外侧面固定(例如熔接)覆盖该外侧面的玻璃细管。在将传输光纤与玻璃细管熔接的情况下，在玻璃细管的外侧面产生侧压，从而存在因该侧压而使激光的光束轮廓变形的情况。本构造体如上述那样不需要将传输光纤与玻璃细管接合，因此能够抑制在光束轮廓可能产生的变形。
〔第三实施方式〕
(光纤激光系统的结构)
参照图5，对本发明的第三实施方式的光纤激光系统FLS进行说明。图5是光纤激光系统FLS的结构图。光纤激光系统FLS具备输出头OH。
光纤激光系统FLS是用于对加工对象物亦即工件W进行加工的激光装置，如图5所示，具备n个光纤激光单元FLU1～FLUn、n个激光传输光纤LDF1～LDFn、输出合束器OC、输出传输光纤ODF及输出头OH。光纤激光单元FLU1～FLUn与激光传输光纤LDF1～LDFn相互一一对应。这里，n为1以上的任意的自然数，表示光纤激光单元FLU1～FLUn及激光传输光纤LDF1～LDFn的个数。此外，在图5中，示出了n＝7的情况下的光纤激光系统FLS的结构例。另外，输出合束器OC是权利要求书中记载的合波部的一个方式，具备n个输入端口和一个输出端口。输出合束器OC将输入各输入端口的n个激光合波为一个激光，并将已合波的激光从输出端口输出。
光纤激光系统FLS的输出传输光纤ODF与图1所示的构造体1的传输光纤10对应。光纤激光系统FLS的输出头OH收容图1所示的构造体1的传输光纤10、桥接光纤20及玻璃块30。
此外，输出头OH也可以代替图1所示的构造体1的传输光纤10、桥接光纤20及玻璃块30，而收容图2所示的构造体101的传输光纤110、玻璃细管120及玻璃块130。
光纤激光单元FLUi(i为1以上n以下的自然数)生成激光。在本实施方式中，将前方激励型的光纤激光器用作光纤激光单元FLU1～FLUn。光纤激光单元FLUi连接于对应的激光传输光纤LDFi的输入端。由光纤激光单元FLUi生成的激光被输入该激光传输光纤LDFi。
激光传输光纤LDFi对由对应的光纤激光单元FLUi生成的激光进行波导。激光传输光纤LDF1～LDFn可以是单模光纤，也可以是模数为10以下的少模光纤(few-mode fiber)。
在本实施方式中，将少模光纤用作激光传输光纤LDF1～LDFn。激光传输光纤LDFi的输出端连接于输出合束器OC的输入端口。由光纤激光单元FLUi生成，并在激光传输光纤LDFi被波导的激光经由该输入端口输入输出合束器OC。
输出合束器OC对由光纤激光单元FLU1～FLUn的每一个生成，并在激光传输光纤LDF1～LDFn的每一个被波导的激光进行合波。输出合束器OC的输出端口连接于输出传输光纤ODF的输入端。被输出合束器OC合波的激光输入该输出传输光纤ODF。即，输出传输光纤ODF的入射面经由输出合束器OC耦合于多个光纤激光单元FLUi。
输出传输光纤ODF对被输出合束器OC合波的激光进行波导。在本实施方式中，将多模光纤用作输出传输光纤ODF。输出传输光纤ODF的输出端连接于输出头OH。另外，在输出头OH与工件W之间设置有空间光学系统(例如凸透镜，在图5中未图示)，空间光学系统用于使从输出头OH射出的激光在工件W的表面进行汇合。被输出合束器OC合波的激光从该输出头OH射出，并在通过上述空间光学系统进行汇合的状态下照射于工件W。
此外，在本实施方式中，作为权利要求书中记载的合波部的一个例子，而采用输出合束器OC。但是，在本发明的一个方式中，作为权利要求书中记载的合波部的一个例子，也能够采用包含多个凸透镜的空间光学系统。在该空间光学系统由n个凸透镜构成的情况下，各凸透镜只要配置为使各光纤激光单元FLUi的从激光传输光纤LDFi射出的激光汇合，并且将已汇合的各激光耦合至输出传输光纤ODF的纤芯即可。
(光纤激光单元的结构)
继续参照图5，对光纤激光系统FLS具备的光纤激光单元FLU1的结构进行说明。此外，光纤激光单元FLU2～FLUn也构成为与光纤激光单元FLU1相同。
光纤激光单元FLU1是前方激励型的光纤激光器，如图5所示，具备m个激励光源PS1～PSm、m个激励传输光纤PDF1～PDFm、激励合束器PC、高反射光纤布拉格光栅FBG-HR、放大用光纤AF、以及低反射光纤布拉格光栅FBG-LR。即，光纤激光单元FLU1是共振器型的光纤激光单元。激励光源PS1～PSm与激励传输光纤PDF1～PDFm相互一一对应。这里，m为2以上的任意的自然数，表示激励光源PS1～PSm及激励传输光纤PDF1～PDFm的个数。此外，在图5中，示出了m＝6的情况下的光纤激光单元FLU1的结构例。
激励光源PSj(j为1以上m以下的自然数)生成激励光。在本实施方式中，将激光二极管用作激励光源PS1～PSm。激励光源PSj连接于对应的激励传输光纤PDFj的输入端。由激励光源PSj生成的激励光输入该激励传输光纤PDFj。
激励传输光纤PDFj对由对应的激励光源PSj生成的激励光进行波导。激励传输光纤PDFj的输出端连接于激励合束器PC的输入端口。由激励光源PSj生成，并在激励传输光纤PDFj被波导的激励光经由该输入端口输入激励合束器PC。
激励合束器PC对由激励光源PS1～PSm的每一个生成，并在激励传输光纤PDF1～PDFm的每一个被波导的激励光进行合波。激励合束器PC的输出端口经由高反射光纤布拉格光栅FBG-HR连接于放大用光纤AF的输入端。被激励合束器PC合波的激励光中的、透过了高反射光纤布拉格光栅FBG-HR的激励光输入放大用光纤AF。
放大用光纤AF使用透过了高反射光纤布拉格光栅FBG-HR的激励光生成激光。在本实施方式中，将在纤芯添加有稀土族元素(例如Yb)的双包层光纤(拉曼增益系数＝1×10-13[1/W])用作放大用光纤AF。透过了高反射光纤布拉格光栅FBG-HR的激励光用于将该稀土族元素维持在反转分布状态。放大用光纤AF的输出端经由低反射光纤布拉格光栅FBG-LR连接于激光传输光纤LDF1的输入端。高反射光纤布拉格光栅FBG-HR在某个波长λ(例如，1060nm)中作为反射镜发挥功能(反射率例如成为99％)，低反射光纤布拉格光栅FBG-LR在该波长λ中作为半透半反镜发挥功能(反射率例如成为10％)。因此，放大用光纤AF与高反射光纤布拉格光栅FBG-HR及低反射光纤布拉格光栅FBG-LR一起构成使波长λ的激光振荡的共振器。由放大用光纤AF生成的激光中的、透过了该低反射光纤布拉格光栅FBG-LR的激光输入激光传输光纤LDF1。
此外，在本实施方式中，将前方激励型的光纤激光器用作光纤激光单元FLU1～FLUn，但本发明并不限于此。即，在本发明中，能够将后方激励型的光纤激光器用作光纤激光单元FLU1～FLUn，也能够将双向激励型的光纤激光器用作光纤激光单元FLU1～FLUn。
如上构成的光纤激光系统FLS起到与在第一实施方式中说明的构造体1及在第二实施方式中说明的构造体101同样的效果。
此外，在本实施方式中，光纤激光系统FLS作为权利要求书中记载的激光单元亦即各光纤激光单元FLU1～FLUn，采用共振器型的光纤激光单元。但是，光纤激光系统FLS作为各光纤激光单元FLU1～FLUn，也能够采用MOPA型的光纤激光单元。MOPA型的光纤激光单元具备主振荡(Master Oscillator：MO)部和配置于MO部的后段的功率放大(PowerAmplifier：PA)部。MO部生成种子光，PA部使种子光的功率放大由此生成激光。此外，在MOPA型的光纤激光单元中，MO部可以是共振器型的光纤激光单元，也可以是半导体激光单元、固体激光单元、液体激光单元以及气体激光单元中的任一种。
另外，光纤激光系统LFS作为权利要求书中记载的激光单元，也可以采用半导体激光单元、固体激光单元、液体激光单元以及气体激光单元中的任一种。
(光纤激光系统FLS的总结)
作为权利要求书中记载的激光系统的一个方式的光纤激光系统FLS是具备分别射出激光的一个或者多个激光单元(光纤激光单元FLU1～FLUn)、将该一个或者多个激光单元(光纤激光单元FLU1～FLUn)的每一个射出的上述激光合波为一个的合波部(输出合束器OC)以及本发明的任一实施方式的构造体1、101的激光系统(光纤激光系统FLS)，上述光纤(传输光纤10、110)的另一端面与上述合波部(输出合束器OC)光学耦合。
本发明的一个方式的构造体1、101能够降低在光束轮廓产生的变形，因此光纤激光系统FLS能够将光束轮廓的变形较少的激光照射至加工对象物。因此，光纤激光系统FLS能够提高对加工对象物进行加工时的加工精度，或者使加工的完成变好。
〔第四实施方式〕
(光纤激光装置的结构)
参照图6，对本发明的第四实施方式的光纤激光装置FLA进行说明。图6是光纤激光装置FLA的结构图。光纤激光装置FLA具备光纤激光单元FLU1和输出头OH。
光纤激光装置FLA的输出传输光纤ODF与图1所示的构造体1的传输光纤10对应。光纤激光系统FLS的输出头OH收容图1所示的构造体1的传输光纤10、桥接光纤20以及玻璃块30。
此外，输出头OH也可以代替图1所示的构造体1的传输光纤10、桥接光纤20及玻璃块30，而收容图2所示的构造体101的传输光纤110、玻璃细管120及玻璃块130。
如图6所示，光纤激光装置FLA具备的光纤激光单元FLU1具有与光纤激光系统FLS(参照图5)具备的光纤激光单元FLU1相同的结构。因此，本实施方式省略光纤激光单元FLU1的说明。
另外，光纤激光装置FLA与光纤激光系统FLS不同，不需要对由多个光纤激光单元FLU1～FLUn的每一个生成的激光进行合波。因此，光纤激光装置FLA能够省略光纤激光系统FLS具备的输出合束器OC。其结果为，在光纤激光装置FLA中，输出传输光纤ODF的入射端面与光纤激光单元FLU1耦合。此外，与光纤激光系统FLS的情况同样地，光纤激光装置FLA作为光纤激光单元FLU1可以采用共振器型的光纤激光单元，也可以采用MOPA型的光纤激光单元。此外，在光纤激光装置FLA作为光纤激光单元FLU1而采用MOPA型的光纤激光单元的情况下，MO部可以是共振器型的光纤激光单元，也可以是半导体激光单元、固体激光单元、液体激光单元以及气体激光单元中的任一种。另外，光纤激光装置FLA作为权利要求书中记载的激光单元，也可以采用半导体激光单元、固体激光单元、液体激光单元以及气体激光单元中的任一种。
如上构成的光纤激光装置FLA起到与在第一实施方式中说明的构造体1及在第二实施方式中说明的构造体101同样的效果。
作为本发明的一个方式的构造体1、101所包含的输出传输光纤ODF(传输光纤10、110)的入射端面能够如图5所示，经由输出合束器OC与至少一个光纤激光单元FLU1～FLUn连接，也能够如图6所示，与一个光纤激光单元FLU1耦合。
(光纤激光装置FLA的总结)
作为权利要求书中记载的激光装置的一个方式的光纤激光装置FLA是具备射出激光的一个激光单元FLU1和本发明的任一实施方式的构造体1、101的激光装置(光纤激光装置FLA)，上述光纤(传输光纤10、110)的另一端面与激光单元(光纤激光单元FLU1)光学耦合。
如上述那样构成的光纤激光装置FLA起到与图5所示的光纤激光系统FLS同样的效果。因此，在本实施方式中，省略该效果的记载。
〔总结〕
本发明的一个方式的构造体具备光纤和接合于该光纤的一个端面的玻璃块，其中，上述光纤包含大径区间，上述大径区间是包含上述一个端面的区间，该区间的直径比该区间以外的区间的直径大，该大径区间包含倾斜区间，上述倾斜区间具有与上述光纤的光轴所成的角超过0°不足90°的斜面作为表面的一部分，上述倾斜区间设置于上述一个端面以外的部分。
根据上述的结构，接合于玻璃块的光纤的一个端面的直径大于该光纤的另一端面的直径。因此，与将光纤保持原样地接合于玻璃块的现有的构造体相比，本构造体能够提高光纤与玻璃块的接合部的强度。
此外，根据上述的结构，在包含光纤的上述一个端面的部分设置有直径比该光纤的另一端面的直径大的大径区间，并且该大径区间包含倾斜区间。因此，入射至玻璃块的反射光，即未再次入射至光纤的反射光的传播方向在作为倾斜区间的表面的一部分的斜面被折射，从沿着光纤的光轴的方向偏离。因此，本构造体能够抑制反射光对光纤的被覆、光纤的周围的部件等产生的影响。
如以上那样，本构造体具备光纤和接合于光纤的一个端面的玻璃块，本构造体能够提高光纤与玻璃块的接合部的强度，并且抑制反射光对光纤的被覆等产生的影响。
另外，在本发明的一个方式的构造体中，优选上述倾斜区间的形状是其直径随着接近上述一个端面而扩大的圆锥台。
根据上述的结构，倾斜区间的形状为圆锥台，因此倾斜区间以光纤的光轴为中心轴，绕该轴各向同性地构成。因此，被倾斜区间的斜面折射由此向玻璃块的外部漏出的反射光以光纤的光轴为中心轴各向同性地漏出。因此，本构造体能够使漏出的反射光分散，因此能够进一步抑制反射光对光纤的被覆等产生的影响。
另外，在本发明的一个方式的构造体中，优选上述倾斜区间的上述斜面的至少一部分被粗糙化。
根据上述的结构，倾斜区间的斜面被粗糙化，因此从倾斜区间的斜面向玻璃块的外部漏出的反射光向各个方向散射。因此，本构造体能够使漏出的反射光分散，因此能够进一步抑制反射光对光纤的被覆等产生的影响。
另外，在本发明的一个方式的构造体中，优选上述光纤由直径大致恒定的传输光纤和桥接光纤构成，该桥接光纤插入该传输光纤与上述玻璃块之间，该桥接光纤形成上述大径区间。
根据上述的结构，能够使用插入传输光纤与玻璃块之间的桥接光纤来形成大径区间。通过使用桥接光纤来形成大径区间，与使用玻璃细管来形成大径区间的情况相比，能够抑制光束轮廓的变形。
另外，在本发明的一个方式的构造体中，优选上述光纤由直径大致恒定的传输光纤和覆盖该传输光纤由此形成上述大径区间的玻璃细管构成。
根据上述的结构，在将传输光纤插通于玻璃细管后，将传输光纤与玻璃细管固定，由此能够形成大径区间。这样，大径区间也可以由玻璃细管形成。
本发明的一个方式的激光装置具备射出激光的一个激光单元和本发明中的任一方式的构造体，其中，上述光纤的另一端面与上述激光单元光学耦合。
本发明的一个方式的激光系统具备分别射出激光的1个或者多个激光单元、将该1个或者多个激光单元的每一个射出的上述激光合波为1个的合波部以及本发明中的任一方式的构造体，其中，上述光纤的另一端面与上述合波部光学耦合。
本发明的一个方式的构造体能够降低在光束轮廓产生的变形，因此本激光装置及本激光系统分别能够将光束轮廓的变形较少的激光照射至加工对象物。因此，本激光装置及本激光系统分别能够提高对加工对象物进行加工时的加工精度，或者使加工的完成变好。
本发明的一个方式的制造方法是一种构造体的制造方法，其中，构造体具备：传输光纤；桥接光纤，其接合于该传输光纤的一个端面，并且直径比该传输光纤大；以及玻璃块，其接合于该桥接光纤的一个端面。在该构造体中，上述桥接光纤包含倾斜区间，该倾斜区间具有与该桥接光纤的光轴所成的角超过0°不足90°的斜面作为表面的一部分，该倾斜区间设置于上述一个端面以外的部分。换言之，在该构造体中，上述桥接光纤包含倾斜区间，该倾斜区间设置于该桥接光纤的另一端面的附近，且呈该倾斜区间的直径随着接近上述另一端面而缩小的圆锥台形状。本制造方法包括使用光纤熔接机将上述传输光纤与上述桥接光纤的上述倾斜区间熔接的工序。
在本制造方法中使用的桥接光纤包含该桥接光纤的直径随着接近该桥接光纤的另一端面而缩小的圆锥台形状的倾斜区间。因此，桥接光纤的另一端面附近的热容量与不包含倾斜区间的桥接光纤(即，圆柱状的桥接光纤)相比变小。因此，在本制造方法中，能够使用光纤熔接机将传输光纤与桥接光纤的倾斜区间熔接。光纤熔接机能够抑制在激光的光束轮廓中可能产生的变形并且实施熔接，因此使用本制造方法而制造出的构造体能够射出具有被抑制了变形的光束轮廓的激光。
本发明的一个方式的制造方法是一种构造体的制造方法，其中，构造体具备：传输光纤；玻璃细管，其覆盖该传输光纤的包含一个端面的区间；以及玻璃块，其与上述传输光纤的一个端面及上述玻璃细管的一个端面的每一个接合。在该构造体中，玻璃细管包含倾斜区间，该倾斜区间具有与上述传输光纤的光轴所成的角超过0°不足90°的斜面作为表面的一部分，该倾斜区间设置于上述一个端面以外的部分。本制造方法包括：使上述传输光纤插通于在上述玻璃细管设置的细孔中的工序；和对插通有上述传输光纤的上述玻璃细管的至少一部分进行加热，由此将上述玻璃细管的内侧面的至少一部分与上述传输光纤中的插通于上述细孔中的区间的外侧面的至少一部分固定的工序。
使用本制造方法，也能够制造本发明的一个方式的构造体。
〔附注事项〕
本发明并不限定于上述的各实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更，将分别公开在不同的实施方式中的技术方式适当地组合而得到的实施方式也包含于本发明的技术范围内。
附图标记说明
1、101…构造体；10、110…传输光纤(光纤的一部分)；10c、110c…被覆；φD…直径；20…桥接光纤(光纤的一部分)；120…玻璃细管(光纤的一部分)；21、121…倾斜区间；21a、121a…斜面；φBR1、φCP1…直径；22…同径部；φBR2、φCP2…直径；30、130…玻璃块；FLS…光纤激光系统(激光系统)；FLA…光纤激光装置(激光装置)；FLUi…光纤激光单元(激光单元)；OC…输出合束器(合波部)。

Claims (9)

1.一种构造体，其具备光纤和接合于该光纤的一个端面的玻璃块，其特征在于，
所述光纤包含大径区间，所述大径区间是包含所述一个端面的区间，该区间的直径比该区间以外的区间的直径大，
该大径区间包含倾斜区间，所述倾斜区间具有与所述光纤的光轴所成的角超过0°不足90°的斜面作为表面的一部分，所述倾斜区间设置于所述一个端面以外的部分。
2.根据权利要求1所述的构造体，其特征在于，
所述倾斜区间的形状是其直径随着接近所述一个端面而扩大的圆锥台。
3.根据权利要求1或2所述的构造体，其特征在于，
所述倾斜区间的所述斜面的至少一部分被粗糙化。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的构造体，其特征在于，
所述光纤由直径大致恒定的传输光纤和桥接光纤构成，所述桥接光纤插入该传输光纤与所述玻璃块之间，所述桥接光纤形成所述大径区间。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的构造体，其特征在于，
所述光纤由直径大致恒定的传输光纤和覆盖该传输光纤由此形成所述大径区间的玻璃细管构成。
6.一种激光装置，其特征在于，
具备射出激光的一个激光单元和权利要求1～5中任一项所述的构造体，
所述光纤的另一端面与所述激光单元光学耦合。
7.一种激光系统，其特征在于，
具备分别射出激光的1个或者多个激光单元、将该一个或者多个激光单元的每一个射出的所述激光合波为1个的合波部以及权利要求1～5中任一项所述的构造体，
所述光纤的另一端面与所述合波部光学耦合。
8.一种制造方法，其是构造体的制造方法，其特征在于，
所述构造体具备：传输光纤；桥接光纤，其接合于该传输光纤的一个端面，并且直径比该传输光纤大；以及玻璃块，其接合于该桥接光纤的一个端面，
所述桥接光纤包含倾斜区间，所述倾斜区间具有与该桥接光纤的光轴所成的角超过0°不足90°的斜面作为表面的一部分，所述倾斜区间设置于所述一个端面以外的部分，
所述构造体的制造方法包括使用光纤熔接机将所述传输光纤与所述桥接光纤的所述倾斜区间熔接的工序。
9.一种制造方法，其是构造体的制造方法，其特征在于，
所述构造体具备：传输光纤；玻璃细管，其覆盖该传输光纤的包含一个端面的区间；以及玻璃块，其与所述传输光纤的一个端面及所述玻璃细管的一个端面的每一个接合，
玻璃细管包含倾斜区间，所述倾斜区间具有与所述传输光纤的光轴所成的角超过0°不足90°的斜面作为表面的一部分，所述倾斜区间设置于所述一个端面以外的部分，
所述构造体的制造方法包括：
使所述传输光纤插通于在所述玻璃细管设置的细孔中的工序；和
对插通有所述传输光纤的所述玻璃细管的至少一部分进行加热，由此将所述玻璃细管的内侧面的至少一部分与所述传输光纤中的插通于所述细孔中的区间的外侧面的至少一部分固定的工序。
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