CN114008870A - 光纤熔断保护装置、激光装置、以及方法 - Google Patents
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Abstract
在具备前级光纤和后级光纤的光学器件中,当在后级光纤中发生光纤熔断时降低光纤熔断有可能对前级光纤产生的影响。光纤熔断保护装置(10)具备:前级光纤(输出端口OP),其配置于上游侧;后级光纤(输出传输光纤ODF),其与前级光纤(输出端口OP)熔接;以及壁(隔壁Pa),其夹设于前级光纤(输出端口OP)与后级光纤(输出传输光纤ODF)之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学器件,其通过对前级光纤和后级光纤进行熔接而构成,有可能发生光纤熔断。
背景技术
光纤由于光损失较低而能够使光在长距离上导波。在本说明书中,当沿着光的导波方向观察光纤时,将接近光源的一侧称为上游侧,将远离光源的一侧称为下游侧。另外,将从上游侧朝向下游侧的方向称为顺向,将从下游侧朝向上游侧的方向称为逆向。光损失较低换言之即发热量较少,因此,如果没有什么特殊情况,对光进行导波的光纤的温度自行升高的可能性较低。
但是,已知在对光进行导波的光纤中,会由于某种外在原因而引发被称为光纤熔断的伴随着发热及发光的现象(例如参照非专利文献1)。该发热及发光起因于在光纤的纤芯中产生的等离子体。另外,通常为了保护光纤而在光纤的外侧面形成有树脂材料制成的包覆层。在这种情况下,包覆层有可能因光纤熔断所产生的热而引燃。
此外,在发生光纤熔断的情况下,光纤熔断的位置会以发生光纤熔断的位置为起点朝向光纤的上游侧持续移动。随着该光纤熔断的位置向上游侧移动,包覆层也可能会向上游侧延烧。
专利文献1的图2记载了一种用于阻止该光纤熔断的位置向上游侧移动的技术。在该技术中,以通过使光纤的一部分区间中的模场直径比其它区间中的模场直径大,从而使得上述一部分区间中的光能密度比上述其它区间中的光能密度低的方式构成光纤。向上游侧移动的光纤熔断在上述一部分区间中停止移动。
另外,专利文献2的图1记载了如下技术:在检测出光纤熔断的情况下,使光源(在专利文献2中记载为高能光源)停止。在该技术中,使用光检测器(在专利文献2中记载为光接受器)来检测由光纤熔断引起的发光,从而检测出发生了光纤熔断的情况,并根据该检测结果使光源停止。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开专利公报“特开2004-86127号公报”
专利文献2:日本公开专利公报“特开2012-127903号公报”
非专利文献
非专利文献1:Raman Kashyap,“The Fiber Fuse-from a curious effect to acritical issue:A 25th year retrospective”,OPTICS EXPRESS Vol.21,No.5,p.6422,2013.
发明内容
(一)要解决的技术问题
但是,关于专利文献1、2所记载的技术,设定为在光通信领域对光信号进行导波的光纤,提出了针对光纤熔断的对策。另一方面,在使用激光对加工对象物进行加工的激光加工领域,也可能会在对激光进行导波的光纤中发生光纤熔断。
(激光装置的结构)
以下参照图12对有可能在用于激光加工的激光装置中发生的光纤熔断进行说明。图12是作为现有激光装置的激光装置101的框图。
如图12所示,激光装置101具备:n个(n是2以上的整数)激光源LS1~LSn、输出合并器OC、输出头OH、以及基部B。
各激光源LSi(i是1以上n以下的自然数)具备激光传输光纤LDFi,该激光传输光纤LDFi构成对振荡的激光进行输出的输出端口。
基部B是板状部件,用于设置:各激光源LSi的激光传输光纤LDFi的一部分、输出合并器OC、以及输出传输光纤ODF的一部分。另外,激光装置101还具备在图12中未图示的壳体,该壳体覆盖基部B,并且收纳各激光源LSi及输出合并器OC。
输出合并器OC具备n个输入端口IP1~IPn、输出端口OP,将耦合于各输入端口IPi的光合波成一路,并耦合于输出端口OP。此外,各输入端口IPi及输出端口OP均由光纤构成。在各输入端口IPi的入射端熔接有各激光传输光纤LDFi的射出端,其结果是形成了各熔接点PFi。因此,在各输入端口IPi的入射端耦合有各激光源LSi振荡的激光。因此,输出合并器OC将耦合于各输入端口IPi的n个激光合波成一路,并使该合波的激光耦合于输出端口OP。
输出头OH具备:作为输入端口发挥功能的输出传输光纤ODF、以及在图12中未图示的光学系统。在输出传输光纤ODF的入射端熔接有输出端口OP的射出端,其结果是形成了熔接点PFO。输出头OH使用在图12中未图示的光学系统对从输出传输光纤ODF的射出端射出的激光L的光路进行控制,并向加工对象物W照射激光L。
在本说明书中,为了与单一的光纤进行区别,将串联熔接的多个光纤称为光学器件。通过各熔接点PFi进行了熔接的各激光传输光纤LDFi和各输入端口IPi、以及通过熔接点PFO进行了熔接的输出端口OP和输出传输光纤ODF是光学器件的一个方式。
对于构成激光装置101的各光纤而言,即各激光传输光纤LDFi、各输入端口IPi、输出端口OP、以及输出传输光纤ODF分别具有用于确保多余的长度的区间即余长区间。在激光源LSi及输出合并器OC的任一发生故障的情况下,对发生故障的激光源LSi及输出合并器OC的任一进行更换。例如,在激光源LS1发生故障的情况下,在熔接点PF1的附近将输出合并器OC的输入端口IP1切断,在因切断而产生的输入端口IP1的新的入射端上熔接新的激光源LSi的激光传输光纤LDF1的射出端,从而将发生故障的激光源LS1更换为新的激光源LS1。每当这样重新进行熔接时,都会缩短光纤的长度,因此预先设置有余长区间。具体而言,(1)各激光传输光纤LDFi分别具有余长区间ELDFi,(2)各输入端口IPi分别具有余长区间IPi,(3)输出端口OP具有余长区间EOP,(4)输出传输光纤ODF具有余长区间EODF。为了尽量节约收纳所需的空间并且在壳体内进行整理,这些余长区间ELDFi、IPi、EOP、EODF以卷绕成线圈状的状态载置于基部B的表面上。
另外,在这样的激光装置101中也强烈希望使装置小型化,因此具有如下倾向:将输出端口OP的余长区间EOP与输出传输光纤ODF的余长区间EODF在较窄的区域内重叠(如同一个线圈)配置(参照在图12中箭头所示的插入图)。同样地,有如下倾向:将各激光传输光纤LDFi的各余长区间ELDFi在狭窄的区域内重叠配置,并且将各输入端口IPi的余长区间EIPi在狭窄的区域内重叠配置。
(光纤熔断)
关于在激光装置101中从输出头OH射出并向加工对象物W照射的激光L,大部分被作为用于加工的能量消耗掉或者被加工对象物W吸收并转换为热量,但其一部分被加工对象物W反射成为反射光R并向输出头OH的方向返回。该反射光R的一部分经由上述的光学系统再耦合于输出传输光纤ODF的射出端,有可能成为在输出传输光纤ODF中朝向逆向传播的返回光。在这种情况下,沿着顺向在输出传输光纤ODF中传播的激光、以及沿着逆向在输出传输光纤ODF中传播的反射光会封闭在输出传输光纤ODF的纤芯中。
其结果为,有可能因为沿着逆向在输出传输光纤ODF中传播的反射光而在输出传输光纤ODF的任一位置(在此设定为图12所示的位置P1)发生光纤熔断。
在专利文献1、2所记载的光通信领域中,在光纤中传输的光信号的能量较小。因此,即使在发生光纤熔断的情况下,光纤熔断的影响也趋向于局限在光纤的纤芯周边,影响到包覆层的情况较少。另一方面,在激光加工领域,在光纤中传输的激光的能量与光通信领域的情况相比非常大。因此,在发生光纤熔断的情况下,光纤熔断的影响不会止于纤芯周边而多会影响到包覆层,且根据情况而多发生光纤熔化、断裂(即熔断)的情况。
如上所述,光纤熔断从位置P1沿着输出传输光纤ODF逆向传播,到达输出传输光纤ODF的余长区间EODF。如上所述,输出传输光纤ODF在余长区间EODF卷绕成线圈状,且以与其它区间相比而言较为密集的方式配置输出传输光纤ODF。
其结果为,存在包覆层容易延烧、输出传输光纤ODF容易熔断的情况。其结果为,有可能导致呈线圈状卷绕的光纤的弯曲应力在熔断的部分释放,输出传输光纤ODF的切割端朝向线圈状的外侧移动,燃烧的包覆层随着该切割端的移动而飞散。由于这样的切割端的移动或者燃烧的包覆层的飞散,可能会导致火种从余长区间EODF所在的位置(在此设定为图12所示的位置P2),向输出合并器OC的输出端口OP的余长区间EOP所在的位置(在此设定为图12所示的位置P3)飞火。
对于该从余长区间EODF向余长区间EOP的飞火而言,在如图12的插入图所示那样将余长区间EOP和余长区间EODF在较窄的区域内重叠配置的情况下更加容易发生。
另外,当在输出合并器OC的输入端口IP1~IPn的任一发生光纤熔断时,有可能在余长区间EIPi与各余长区间ELDFi之间发生同样的飞火。
(修理)
这里,在由光纤熔断引起的包覆层的延烧止于余长区间EODF的范围内的情况下(设定为第一情况),为了修理激光装置101,只要仅更换输出头OH即可。具体而言,只要将发生光纤熔断的输出头OH从熔接点PFO切断,并将新的输出头OH的输出传输光纤ODF的入射端熔接到输出端口OP的射出端上即可。因此,当激光装置检测出发生光纤熔断时,激光装置迅速使各激光源LSi的输出降低或者将各激光源LSi控制为零,从而使得延烧的范围止于较小范围。
但是,考虑到如下情况:即使在这样将延烧的范围抑制为较小的情况下,根据光纤熔断发生的位置和/或光纤熔断向上游侧移动的速度等,也会导致由光纤熔断引起的火种飞火到余长区间EOP。在火种飞火的情况下(设定为第二情况),为了修理激光装置101而对输出头OH及输出合并器OC进行更换。具体而言,将发生光纤熔断的输出头OH和输出合并器OC一起从各熔接点PFi切断,在各LDFi的射出端上熔接新的输出合并器OC的各入射端口IPi的入射端,在新的输出合并器OC的输出端口OP的射出端上熔接新的输出头OH的输出传输光纤ODF的入射端。
对比第一情况及第二情况可知,在第一情况下修理成本较低且修理时间较短而容易修理。
因此需要一种技术,其在具备配置于上游侧的前级光纤、以及配置于下游侧且与上述前级光纤熔接的后级光纤的光学器件中,当在后级光纤中发生光纤熔断时降低光纤熔断有可能对前级光纤产生的影响。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明的一个方式的光纤熔断保护装置具备:前级光纤,其配置于上游侧;后级光纤,其配置于下游侧并与上述前级光纤熔接,由单一的光纤构成或者熔接多个光纤而构成;以及壁,其夹设于上述前级光纤的一部分与上述后级光纤的一部分之间。
本发明的一个方式的方法,其在具备配置于所述上游侧的前级光纤、以及配置于下游侧的后级光纤的光学器件中,当在后级光纤的任一位置发生光纤熔断时,降低光纤熔断有可能对前级光纤产生的影响,其中,所述后级光纤与上述前级光纤熔接,由单一的光纤构成或者熔接多个光纤而构成,在该方法中,通过在上述前级光纤的一部分与上述后级光纤的一部分之间设置壁,从而将上述前级光纤以及上述后级光纤彼此屏蔽。
(三)有益效果
根据本发明的一个方式,在具备前级光纤和后级光纤的光学器件中,当在后级光纤中发生光纤熔断时,能够降低光纤熔断有可能对前级光纤产生的影响。
附图说明
图1是具备本发明的第一实施方式的光纤熔断保护装置的激光装置的框图。另外,插入图是上述光纤熔断保护装置的变形例的框图。
图2是图1所示的光纤熔断保护装置的剖视图。
图3是图1的插入图所示变形例的光纤熔断保护装置的剖视图。
图4是具备本发明的第二实施方式的光纤熔断保护装置的激光装置的框图。
图5是图4所示的光纤熔断保护装置的剖视图。
图6是图4所示的光纤熔断保护装置的变形例的剖视图。
图7是具备本发明的第三实施方式的光纤熔断保护装置的激光装置的框图。
图8是图7所示的光纤熔断保护装置的剖视图。
图9是图7所示的光纤熔断保护装置的变形例的剖视图。
图10是具备本发明的第四实施方式的光纤熔断保护装置的激光装置的框图。
图11是具备本发明的第五实施方式的光纤熔断保护装置的激光装置的框图。
图12是现有激光装置的框图。另外,插入图是现有光纤熔断保护装置的变形例的框图。
具体实施方式
就在本发明的各实施方式的各个光纤熔断保护装置中实施的降低光纤熔断的影响的方法而言,在具备配置于上游侧的前级光纤、以及配置于下游侧且与上述前级光纤熔接的后级光纤的光学器件中,在后级光纤的任一位置发生光纤熔断时,降低光纤熔断有可能对前级光纤产生的影响,通过在上述前级光纤与上述后级光纤之间设置壁,从而将上述前级光纤及上述后级光纤彼此屏蔽。
通过对例如图12所示那样的现有激光装置101适用本发明的一个方式的降低光纤熔断的影响的方法,从而即使在后级光纤的任一位置发生光纤熔断、后级光纤变得过度高温的情况下,第一方式的光纤熔断保护装置也能够降低前级光纤有可能从变得过度高温的后级光纤受到的影响。更具体而言,即使在由于覆盖后级光纤的外侧面的树脂材料制的包覆层变得高温而引起着火的情况下,也能够降低发生从后级光纤向前级光纤的飞火的可能性。因此,在后级光纤中发生光纤熔断时,能够将由光纤熔断引起的光学器件的损伤抑制为较小程度。
以下参照附图对本发明的各实施方式的光纤熔断保护装置分别进行说明,本发明的各实施方式的光纤熔断保护装置适用了本发明的一个方式的降低光纤熔断的影响的方法。此外,关于本发明的一个方式的降低光纤熔断的影响的方法,在各实施方式中共同实施。因此,在各实施方式中,省略对降低光纤熔断的影响的方法的说明。
(第一实施方式)
参照图1及图2对具备本发明的第一实施方式的光纤熔断保护装置10的激光装置1进行说明。另外,参照图1的插入图及图3对光纤熔断保护装置10的变形例即光纤熔断保护装置10M进行说明。激光装置1是通过对加工对象物W照射激光L从而对加工对象物W进行加工的激光加工装置。
图1是激光装置1的框图。另外,图1的插入图是光纤熔断保护装置10M的框图。图2是光纤熔断保护装置10的剖视图,是沿着图1所示的直线A-A’的剖面即A-A’剖面上的剖视图。图3是光纤熔断保护装置10M的剖视图,是沿着图1的插入图所示的直线B-B’的剖面即B-B’剖面上的剖视图。
(激光装置1的结构)
如图1所示,激光装置1具备:n个(n是2以上的整数)激光源LS1~LSn、输出合并器OC、输出头OH、以及基部B。另外,如后面说明那样,输出合并器OC具备输出端口OP,输出头OH具备输出传输光纤ODF。光纤熔断保护装置10作为权利要求记载的前级光纤和后级光纤的各个方式,而采用输出端口OP及输出传输光纤ODF。因此,激光装置1也能够表现为具备光纤熔断保护装置10。
此外,在本实施方式中,使用输出传输光纤ODF由一根光纤构成的情况,对光纤熔断保护装置10进行说明(参照图1)。但是,在本发明的一个方式中,输出传输光纤ODF也可以由多个光纤构成,该多个光纤在沿着光的导波方向观察的情况下串联配置,通过熔接相互邻接的光纤的端部彼此而构成。作为输出传输光纤ODF由这样的多个光纤构成的例子,可以举出将光学部件(例如设置有包层模消除器的光纤)插入输出传输光纤ODF的途中的任意的位置的情况,其中,所述光学部件是具有某种功能的光学部件,并分别具有构成各个输入端口及输出端口的光纤。插入到输出传输光纤ODF的这样的光学部件既可以是一个,也可以是多个。
各激光源LSi(i是1以上n以下的自然数)具备:激光源主体,其振荡激光;以及激光传输光纤LDFi,其光学耦合于该激光源主体,构成对振荡的激光进行输出的输出端口。在本实施方式中,作为各激光源LSi而使用光纤激光器。
虽然可以适当设定激光的波长,但在设定为将激光装置1用于激光加工领域的情况下,作为激光而采用波长包含于红外线区域的激光,典型地,采用波长包含于1000nm以上且1100nm以下的波长频带的激光。在本实施方式中,设定采用1070nm作为激光的波长来说明激光装置1。
作为各激光源LSi使用的光纤激光器可以是共振器型的光纤激光器,也可以是MOPA(Master Oscillator-Power Amplifier:主控振荡器-功率放大器)型的光纤激光器。换言之,可以是连续振荡型的光纤激光器,也可以是脉冲振荡型的光纤激光器。另外,各激光源LSi可以是光纤激光器以外的激光装置。能够将固体激光、液体激光、气体激光等任意的激光装置作为各激光源LSi使用。
此外,各激光源LSi的配置没有限定。例如,各激光源LSi可以以分别沿着铅直方向进行层叠的方式配置,也可以以在特定的平面上各不重叠的方式配置。另外,在本实施方式中,各激光源LSi配置于与后述的基部B不同的区域。但是,各激光源LSi可以配置于基部B上的任一区域。
基部B是用于设置各激光源LSi的激光传输光纤LDFi的一部分、输出合并器OC、以及输出传输光纤ODF的一部分的板状部件。此外,就插入到后述的输出合并器OC、输出合并器OC的输出端口OP以及后述的输出传输光纤ODF等的至少一部分的包层模消除器等光学部件以及以后述的各熔接点PFi及熔接点PFO为代表的多个熔接点而言,由于各激光源LSi振荡的激光的能量较高(即激光装置1的能量较高),而容易成为高温。优选在基部B上设置有用于冷却输出合并器OC、输出端口OP以及输出传输光纤ODF等的冷却机构,为了提高冷却效率,优选基部B由导热率较高的金属制成(例如铜制成及铝制成等)。此外,设置于基部B的冷却机构没有限定,能够从已有的冷却机构中适当选择。另外,激光装置1还可以具备图1中未图示的壳体,其覆盖基部B,并且收纳各激光源LSi及输出合并器OC。
输出合并器OC具备n个输入端口IP1~IPn、由光学部件构成的合并器主体、以及从该合并器主体抽出的输出端口OP。合并器主体将耦合到各输入端口IPi的光合波成一路,并耦合到输出端口OP。此外,各输入端口IPi及输出端口OP均由光纤构成。
在各输入端口IPi的入射端熔接有各激光传输光纤LDFi的射出端,其结果是形成了各熔接点PFi。因此,在各输入端口IPi的入射端耦合有各激光源LSi振荡的激光。因此,输出合并器OC将耦合于各输入端口IPi的n个激光合波成一路,并使该合波的激光耦合于输出端口OP。
输出头OH具备作为输入端口发挥功能的输出传输光纤ODF、以及在图1中未图示的光学系统。在输出传输光纤ODF的入射端熔接有输出端口OP的射出端,其结果是形成了熔接点PFO。在熔接点PFO中,以输出端口OP及输出传输光纤ODF的纤芯彼此耦合且输出端口OP及输出传输光纤ODF的包覆层彼此耦合的方式熔接输出端口OP的射出端与输出传输光纤ODF的入射端。输出头OH使用在图1中未图示的光学系统控制从输出传输光纤ODF的射出端射出的激光L的光路,并向加工对象物W照射激光L。
构成激光装置1的各光纤,即各激光传输光纤LDFi、各输入端口IPi、输出端口OP、以及输出传输光纤ODF分别具有用于确保多余的长度的区间即余长区间。具体而言,(1)各激光传输光纤LDFi分别具有余长区间ELDFi,(2)各输入端口IPi分别具有余长区间EIPi,(3)输出端口OP具有余长区间EOP,(4)输出传输光纤ODF具有余长区间EODF。关于这些余长区间ELDFi、EIPi、EOP、EODF,为了尽量节约收纳所需的空间,并且对壳体内进行整理,而在卷绕成线圈状的状态下载置于基部B的表面上。
另外,即使在这样的激光装置1中,希望使装置小型化的要求也很强烈。为了实现激光装置1的小型化,可以采用在较窄的区域内重叠(如同一个线圈)配置输出端口OP的余长区间EOP与输出传输光纤ODF的余长区间EODF的结构。在图1中用箭头所示的插入图中,表示光纤熔断保护装置10M,其在对基部B的表面进行平面观察的情况下,是光纤熔断保护装置10的变形例,在较窄的区域内重叠配置余长区间EOP和余长区间EODF。
此外,和余长区间EOP及余长区间EODF的情况同样地,为了实现激光装置1的小型化,在激光装置1中,在较窄的区域内重叠配置各激光传输光纤LDFi的各余长区间ELDFi,且在较窄的区域内重叠配置各输入端口IPi的余长区间EIPi。如参照图10在后面说明的那样,本发明的一个方式也能够将各激光传输光纤LDFi作为前级光纤的一个方式,将各输入端口IPi作为后级光纤的一个方式实施。
(光纤熔断保护装置10的结构)
如上所述,在激光装置1中,输出合并器OC的输出端口OP是前级光纤的一个方式,且输出头OH的输出传输光纤ODF是后级光纤的一个方式。
如图1及图2所示,光纤熔断保护装置10具备:输出端口OP、输出传输光纤ODF、以及隔壁Pa。
隔壁Pa是夹设于输出端口OP的一部分即余长区间EOP与输出传输光纤ODF的一部分即余长区间EODF之间的壁的一个方式,优选由难燃性的材料构成。在本实施方式中,隔壁Pa由作为难燃性材料的一例的金属(例如铜及铝等)构成。隔壁Pa以隔壁Pa的主面相对于基部B的表面交叉的方式(在本实施方式中以正交的方式)以相对于基部B的表面上起立的状态固定。因此,输出端口OP与输出传输光纤ODF利用隔壁Pa彼此屏蔽。此外,使隔壁Pa相对于基部B固定的固定单元可以是螺栓,可以是粘接剂,也可以是焊接或者锡焊。
在本实施方式中,隔壁Pa是长方形状的板状部件。在对基部B进行俯视观察的情况下,隔壁Pa以与输出传输光纤ODF交叉的方式配置。换言之,在对基部B进行俯视观察的情况下,隔壁Pa与输出传输光纤ODF的一部分重叠。另外,在隔壁Pa的一部分(在本实施方式中,是作为长方形状的隔壁Pa的长边且是与基部B相接的一侧的长边的一部分)形成有用于通过输出传输光纤ODF的缺口。此外,在图1中在该缺口上未标记附图标记,用虚线图示。在本实施方式中,如图2所示,隔壁Pa以在作为输出端口OP的一部分的余长区间EOP与作为输出传输光纤ODF的一部分的余长区间EODF之间且分隔余长区间EODF和余长区间EOP的方式配置。
此外,隔壁Pa的形状不限于上述的长方形状,能够适当确定。另外,在本实施方式中,隔壁Pa以在余长区间EOP和余长区间EODF之间的区间中的比熔接点PFO更靠下游侧与输出传输光纤ODF重叠的方式配置。但是,隔壁Pa也可以以在余长区间EOP和余长区间EODF之间的区间中的比熔接点PFO更靠上游侧与输出端口OP重叠的方式配置。另外,隔壁Pa只要以分隔余长区间EODF的至少一部分和余长区间EOP的至少一部分的方式设置即可。
另外,在对基部B进行俯视观察的情况下,隔壁Pa只要至少在余长区间EOP和余长区间EODF之间(更有选地,以分隔余长区间EOP和余长区间EODF的方式)配置即可。因此,可以省略图1所示的隔壁Pa中的比输出传输光纤ODF更靠下侧的部分。即,隔壁Pa可以以不与输出端口OP或者输出传输光纤ODF重叠的方式配置。
(光纤熔断保护装置10M的结构)
如上所述,关于光纤熔断保护装置10M,在对基部B的表面进行俯视观察的情况下,将各个余长区间EOP及余长区间EODF重叠配置于比光纤熔断保护装置10窄的区域内。光纤熔断保护装置10M与光纤熔断保护装置10相比能够实现小型化。
在光纤熔断保护装置10M中,在对基部B进行俯视观察的情况下,配置余长区间EOP的区域与配置余长区间EODF的区域重叠。因此,光纤熔断保护装置10M不能采用以相对于基部B的表面上起立的状态固定的隔壁(例如光纤熔断保护装置10的隔壁Pa)。
因此,光纤熔断保护装置10M采用图3所示的隔壁Pb作为夹设于输出端口OP与输出传输光纤ODF之间的壁。
隔壁Pb以隔壁Pb的主面沿着基部B的表面的方式(在本实施方式中以平行的方式)使用四根柱状部件S1~S4在飘浮于基部B的表面上的状态固定。因此,输出端口OP与输出传输光纤ODF利用隔壁Pb彼此屏蔽。此外,将隔壁Pb相对于基部B固定的固定单元不限于柱状部件S1~S4。
在本实施方式中,隔壁Pb是长方形状的板状部件,其形状不限于长方形状,能够适当确定。另外,在隔壁Pb的一部分形成有用于从隔壁Pb的下侧朝向上侧通过输出端口OP或者输出传输光纤ODF的开口。此外,在图1的插入图中省略该开口的图示。
在本实施方式中,如图3所示,隔壁Pb以在输出端口OP与输出传输光纤ODF之间且分隔作为输出传输光纤ODF的一部分的余长区间EODF与作为输出端口OP的一部分的余长区间EOP的方式配置。
此外,在图3所示的光纤熔断保护装置10M中,将输出端口OP重叠配置于下侧,将输出传输光纤ODF重叠配置于上侧。但是,将输出端口OP及输出传输光纤ODF的哪个配置于上侧没有限定。需要说明的是,通过将输出传输光纤ODF配置于上侧,在输出传输光纤ODF中发生光纤熔断时,能够容易更换输出传输光纤ODF。
(第二实施方式)
参照图4及图5对具备本发明的第二实施方式的光纤熔断保护装置20的激光装置2进行说明。另外,参照图6对光纤熔断保护装置20的变形例即光纤熔断保护装置20M进行说明。此外,为了便于说明,针对具有与在上述实施方式中说明的部件相同的功能的部件标记相同的附图标记,不重复说明。
图4是激光装置2的框图。图5是光纤熔断保护装置20的剖视图,是沿着图4所示的直线C-C’的剖面即C-C’剖面上的剖视图。图6是光纤熔断保护装置20M的剖视图。
(光纤熔断保护装置20的结构)
如图4及图5所示,光纤熔断保护装置20具备:输出端口OP、输出传输光纤ODF。
在对基部B进行俯视观察的情况下,在基部B的表面中的包含配置有输出传输光纤ODF的余长区间EODF的区域的区域上,从基部B的表面朝向基部B的内部形成有掘进基部B的型腔CV。型腔CV是形成于基部B的长方体状的凹部,由底壁和侧壁构成。
底壁是以沿着基部B的表面的方式(在本实施方式中以平行的方式)形成的壁,具有长方形状。
侧壁是从四方包围底壁的四个壁,由以与基部B的表面交叉的方式(在本实施方式中以正交的方式)形成的四个壁构成。另外,如图4及图5所示,将从四方包围底壁的四个壁中的位于输出端口OP的余长区间EOP与输出传输光纤ODF的余长区间EODF之间的壁称为壁WL。
如图5所示,余长区间EODF配置于型腔CV的底壁的表面上。因此,在光纤熔断保护装置20中,壁WL夹设于输出端口OP与输出传输光纤ODF之间。
在与光纤熔断保护装置10相比的情况下,在光纤熔断保护装置20中,无需赘言,壁WL分隔输出传输光纤ODF与输出端口OP。因此,光纤熔断保护装置20中的输出端口OP与输出传输光纤ODF的屏蔽程度比光纤熔断保护装置10中的输出端口OP与输出传输光纤ODF的屏蔽程度低。
但是,在输出传输光纤ODF的任一位置发生光纤熔断且输出传输光纤ODF熔断的情况下,熔断的输出传输光纤ODF的切割端在沿着基部B的表面的面内从形成线圈状的圆周上的原来的位置向线圈状的圆周外侧方向移动。这是因为通过将输出传输光纤ODF卷绕成线圈状而施加给输出传输光纤ODF的弯曲应力被释放,输出传输光纤ODF会变成像一种弹簧那样。
这样,由向输出传输光纤ODF施加的弯曲应力引起的输出传输光纤ODF的切割端的运动主要在沿着基部B的表面的面内发生,在该切割端的附近的包覆层燃烧的状态下飞火的情况下,燃烧的包覆层主要仅是沿着基部B的表面的面内飞散,难以主要向与基部B的表面交叉的方向飞散。即,即使在燃烧的包覆层从余长区间EODF向朝向余长区间EOP的方向飞散的情况下,燃烧的包覆层在多数情况下仅是与壁WL相撞,不能超过壁WL而到达配置有输出端口OP的区域。
因此,在光纤熔断保护装置20中,壁WL仅是包围余长区间EODF的一侧方,但能够抑制从输出传输光纤ODF向输出端口OP的飞火。
(光纤熔断保护装置20M的结构)
在图6所示的光纤熔断保护装置20M中,对基部B进行俯视观察,在基部B的表面中的包含配置有输出传输光纤ODF的余长区间EODF的区域在内的区域上形成有型腔CV1,在包含配置有输出端口OP的余长区间EOP的区域在内的区域上形成有型腔CV2。型腔CV1与图5所示的型腔CV相同。另外,型腔CV2除去所形成的位置不同之外,与型腔CV相同。
除此之外,余长区间EODF配置于型腔CV1的底壁的表面上,且余长区间EOP配置于型腔CV2的底壁的表面上。在光纤熔断保护装置20M中,由基部B的一部分并且是夹设于型腔CV1与型腔CV2之间的基部B的一部分构成隔壁Pc。如图6所示,隔壁Pc以在输出端口OP与输出传输光纤ODF之间且分隔作为输出传输光纤ODF的一部分的余长区间EODF与作为输出端口OP的一部分的余长区间EOP的方式配置。
这样构成的光纤熔断保护装置20M能够比光纤熔断保护装置20可靠地抑制从输出传输光纤ODF向输出端口OP的飞火。
另外,如图6所示,优选光纤熔断保护装置20M还具备罩壳C,所述罩壳C以覆盖型腔CV1的开口及型腔CV2的开口的状态相对于基部B固定。此外,使罩壳C相对于基部B固定的固定单元可以是螺栓,可以是粘接剂,也可以是焊接或者锡焊。
优选罩壳C是板状部件,由难燃性的材料构成。在本实施方式中,罩壳C由作为难燃性材料的一例的金属(例如铜及铝等)构成。在罩壳C中的与型腔CV1对应的区域,形成有用于通过输出端口OP的开口即第一开口,在与型腔CV2对应的区域,形成有用于通过输出端口OP的开口即第二开口。此外,第一开口及第二开口都在图6中省略图示。
具备罩壳C的光纤熔断保护装置20M能够比不具备罩壳C的光纤熔断保护装置20M更可靠地抑制从输出传输光纤ODF向输出端口OP的飞火。
(第三实施方式)
参照图7及图8对具备本发明的第三实施方式的光纤熔断保护装置30的激光装置3进行说明。另外,参照图9对光纤熔断保护装置30的变形例即光纤熔断保护装置30M进行说明。此外,为了便于说明,针对具有与在上述实施方式中说明的部件相同的功能的部件标记相同的附图标记,不重复说明。
图7是激光装置3的框图。图8是光纤熔断保护装置30的剖视图,是沿着图7所示的直线D-D’的剖面即D-D’剖面上的剖视图。图9是光纤熔断保护装置30M的剖视图。
(光纤熔断保护装置30的结构)
如图7及图8所示,光纤熔断保护装置30具备:输出端口OP、输出传输光纤ODF。
在对基部B进行俯视观察的情况下,在基部B的表面中的包含配置有输出传输光纤ODF的余长区间EODF的区域在内的区域,能够呈现为斗型或者帽型的壳SH以覆盖余长区间EODF的方式相对于基部B固定。此外,使壳SH相对于基部B固定的固定单元可以是螺栓,可以是粘接剂,也可以是焊接或者锡焊。
优选壳SH由难燃性的材料构成,在本实施方式中,罩壳C由难燃性材料的一例即金属(例如铜及铝等)构成。
壳SH由顶壁TW和侧壁构成。在本实施方式中,顶壁TW是长方形状。侧壁是从四方包围顶壁TW的四个壁。关于这样构成的壳SH的形状,也可以通过从作为空洞的长方体形状的箱形部件,省略构成相互对置的一对主面的顶壁TW及底壁中的底壁而获得。
在光纤熔断保护装置30中,通过使壳SH的开口部(通过省略底壁而形成的开口部)与基部B的表面相接且配置于包含配置有余长区间EODF的区域在内的区域,从而壳SH覆盖余长区间EODF。
另外,如图8所示,将从四方包围顶壁TW的四个壁中的位于输出端口OP的余长区间EOP与输出传输光纤ODF的余长区间EODF之间的壁称为壁SW。如图8所示,壁SW以在输出端口OP与输出传输光纤ODF之间且分隔作为输出传输光纤ODF的一部分的余长区间EODF与作为输出端口OP的一部分的余长区间EOP的方式配置。
另外,在壁SW的一部分(在本实施方式中,是作为长方形状的壁SW的长边,是与基部B相接的一侧的长边的一部分)形成有用于通过输出传输光纤ODF的缺口。另外,在四个壁中的与壁SW对置的壁的一部分也形成有与壁SW同样的缺口。此外,在图7中省略该缺口的图示。
(光纤熔断保护装置30M的结构)
光纤熔断保护装置30M与光纤熔断保护装置10M同样地,在对基部B进行俯视观察的情况下,以配置余长区间EOP的区域与配置余长区间EODF的区域重叠的方式配置余长区间EOP及余长区间EODF。因此,光纤熔断保护装置30M具备:输出端口OP、输出传输光纤ODF、覆盖输出端口OP的余长区间EOP的壳SH1、以及覆盖输出传输光纤ODF的余长区间EODF的壳SH2。
壳SH1除了在其内部不收纳余长区间EODF而收纳余长区间EOP之外,与图8所示的壳SH相同。另外,在壳SH1的顶壁TW1上方配置有余长区间EODF。
壳SH2与图8所示的壳SH同样地构成,且以覆盖余长区间EODF的方式固定在顶壁TW1的上方。
因此,如图9所示,顶壁TW1以在输出端口OP与输出传输光纤ODF之间且分隔作为输出传输光纤ODF的一部分的余长区间EODF与作为输出端口OP的一部分的余长区间EOP的方式配置。另外,在顶壁TW1的一部分形成有用于从顶壁TW1的下侧朝向上侧通过输出端口OP或者输出传输光纤ODF的开口。此外,在图1的插入图中省略该开口的图示。另外,余长区间EODF由壳SH2的顶壁TW2覆盖其上方,并由从四方包围壳SH2的顶壁TW2的四个壁覆盖其侧方。
(第四实施方式)
参照图10对具备本发明的第四实施方式的光纤熔断保护装置40的激光装置4进行说明。激光装置4通过对第一实施方式的激光装置1(参照图1)追加隔壁Pd及隔壁Pe而获得。因此,针对具有与在第一实施方式中说明的部件相同的功能的部件标记相同的附图标记,不重复说明。
激光装置1所具备的光纤熔断保护装置10作为前级光纤而采用输出端口OP,作为后级光纤而采用输出传输光纤ODF,作为壁而采用隔壁Pa。即,设定为光纤熔断保护装置10将输出传输光纤ODF的任一位置作为有可能发生光纤熔断的位置,可以说是通过将本发明的一个方式的降低光纤熔断的影响的方法适用于输出合并器OC的后级侧而获得的结构。
如图10所示,激光装置4除了配置于输出合并器OC的后级的光纤熔断保护装置10之外,还具备配置于输出合并器OC的前级的光纤熔断保护装置40。光纤熔断保护装置40作为前级光纤而采用各激光传输光纤LDFi,作为后级光纤而采用各输入端口IPi,作为壁而采用隔壁Pd、Pe。即,设定为光纤熔断保护装置40将各输入端口IPi的任一位置作为有可能发生光纤熔断的位置,可以说是通过将本发明的一个方式的降低光纤熔断的影响的方法适用于各激光源LSi的后级侧而获得的结构。
隔壁Pd虽然配置的位置不同,但是与隔壁Pa同样地构成。隔壁Pd是夹设于输入端口IP1~IPn与激光传输光纤LDF1~LDFn之间的壁的一个方式,优选由难燃性的材料构成。在本实施方式中,隔壁Pd由难燃性材料的一例的金属(例如铜及铝等)构成。
这样,由于光纤熔断保护装置40具备隔壁Pd,从而在输入端口IP1~IPn的任一发生光纤熔断时,能够降低各激光传输光纤LDFi有可能从发生光纤熔断的输入端口IPi、即变得过度高温的输入端口IPi受到的影响(例如飞火)。
隔壁Pe虽然配置的位置不同,但是与隔壁Pa及隔壁Pd同样地构成。隔壁Pe是夹设于输入端口IP1~IPn与激光源LS1~LSn
(更详细而言是激光传输光纤LDF1~LDFn)之间的壁的一个方式,优选由难燃性的材料构成。在本实施方式中,隔壁Pe由难燃性材料的一例的金属(例如铜及铝等)构成。此外,与光纤熔断保护装置10的情况下同样地,在光纤熔断保护装置40中,各激光源LSi的配置也没有限定。在光纤熔断保护装置40中,在各输入端口IPi的周围中的未被隔壁Pd屏蔽的区域内没有应该受到保护不受到各激光传输光纤LDFi及各激光源LSi等光纤熔断的影响的物品的情况下,能够省略隔壁Pe。
这样,光纤熔断保护装置40具备隔壁Pe,从而在输入端口IP1~IPn的任一发生光纤熔断时,能够保护各激光源LSi不受由光纤熔断引起的飞火的影响。
此外,光纤熔断保护装置40只要至少具备隔壁Pd即可,也可以省略隔壁Pe。
另外,在光纤熔断保护装置40中,作为用于实施降低本发明的一个方式的光纤熔断的影响的方法的结构,而采用与图1及图2所示的隔壁Pa同样的结构(即光纤熔断保护装置10的结构)。但是,为了实施本发明的一个方式的降低光纤熔断的影响的方法,光纤熔断保护装置40采用的结构不限于光纤熔断保护装置10的结构,能够采用光纤熔断保护装置10M、20、20M、30、30M的结构的任意一种。
(第五实施方式)
参照图11对具备本发明的第五实施方式的光纤熔断保护装置50的激光装置5进行说明。
图11是激光装置5的框图。激光装置5通过将图1所示的激光装置1所具备的光纤熔断保护装置10置换为光纤熔断保护装置50而获得。此外,图11所示的电源PS是向激光源LS1~LSn供给驱动电流的电源,且由后述的控制部C来控制其输出。
关于光纤熔断保护装置50,与光纤熔断保护装置10相比,通过(1)将输出合并器OC所具备的输入端口IPi的数量从n个(在此,n是激光源LSi的总数)变更为n+1个,并追加(2)第一光电二极管51及第一滤波器52、(3)第二光电二极管53及第二滤波器54,从而获得纤熔断保护装置50。另外,激光装置5除了光纤熔断保护装置50之外,还具备后述的电源PS及控制部C。因此,针对具有与在第一实施方式中说明的部件相同的功能的部件标记相同的附图标记,不重复说明。因此,在本实施方式中,作为各激光源LSi振荡的激光的波长,采用了1070nm。
此外,关于光纤熔断保护装置50所具备的输出合并器OC,如上所述构成为,输入端口IPi的总数超过激光源LSi的总数。因此,输出合并器OC的输入端口IPn+1是未连接激光源LSi的输入端口。
光电二极管51具备受光面511,输出与向受光面511入射的光的强度对应的输出值即第一输出值。光电二极管51及受光面511是权利要求所记载的第一光检测器及第一受光面的一个方式。同样地,光电二极管53具备受光面531,输出与向受光面531入射的光的强度对应的输出值即第二输出值。光电二极管53及受光面531是权利要求所记载的第二光检测器及第二受光面的一个方式。
此外,已知随着光纤熔断而产生的光的峰值波长主要包含于可见区域(其中波长是400nm以上且700nm以下的波长频带)。峰值波长没有限定。另一方面,如上所述,各激光源LSi振荡的激光的波长在本实施方式中是1070nm。因此,优选构成为,将包含激光的波长(在本实施方式中是1070nm)在内的规定的波长频带(例如是1000nm以上且小于1100nm的频带)中所包含的规定的频带设定为第一波长频带,将包含于可见光区域的规定的波长频带设定为第二波长频带时,与包含于第一波长频带的光相比,光电二极管51、53优先检测包含于上述第二波长频带的光。换言之,优选光电二极管51、53构成为,与激光的波长的光相比,优先检测包含于可见光区域的规定的波长频带中包含的光。作为第一波长频带的例子,可以举出1000nm以上且小于1100的波长频带,作为第二波长频带的例子,可以举出400nm以上且700nm以下的波长频带。此外,第一波长频带及第二波长频带的频带宽度没有特别限定,可以适当设定。
与包含于第一波长频带的光相比,为了使光电二极管51、53优先检测包含于第二波长频带的光,可以采用(1)以针对包含于第二波长频带的光的受光灵敏度(单位是A/W)超过针对包含于第一波长频带的光的受光灵敏度的方式构成的光电二极管51、53,也可以采用(2)以针对包含于第二波长频带的光的透射率超过针对包含于第一波长频带的光的透射率的方式构成的滤波器52、54。另外,也可以采用(1)所记载的光电二极管51、53以及(2)所记载的滤波器52、54双方。与包含于第一波长频带的光相比,光电二极管51、53优先检测包含于第二波长频带的光,从而,与上述激光相比,光电二极管51、53能够优先检测随着光纤熔断而产生的光,因此能够降低检测不是由光纤熔断引起的其它光的可能性。
另外,在构成激光装置5的光纤(例如输出传输光纤ODF及输出端口OP)中,由传播的激光引起受激拉曼散射,其结果为,会产生斯托克斯光。将包含该斯托克斯光的规定的波长频带称为第三波长频带。在如本实施方式这样激光的波长是1070nm的情况下,作为第三波长频带的例子,可以举出1100nm以上且小于1200nm的波长频带。此外,第三波长频带的频带宽度没有特别限定,可以适当设定。
在有可能产生上述的斯托克斯光的情况下,不仅与包含于第一波长频带的光相比,与包含于第三波长频带的光相比,也优选光电二极管51、53优先检测包含于第二波长频带的光。因此,可以采用(3)以针对包含于第二波长频带的光的受光灵敏度(单位是A/W)超过针对包含于第一波长频带及第三波长频带的光的受光灵敏度的方式构成的光电二极管51、53,也可以采用(4)以针对包含于第二波长频带的光的透射率超过针对包含于第一波长频带及第三波长频带的光的透射率的方式构成的滤波器52、54。另外,也可以采用(3)所记载的光电二极管51、53以及(4)所记载的滤波器52、54双方。与包含于第一波长频带的光及包含于第三波长频带的光相比,光电二极管51、53优先检测包含于第二波长频带的光,从而,与上述斯托克斯光相比,光电二极管51、53能够优先检测随着光纤熔断而产生的光,因此能够进一步降低检测不是由光纤熔断引起的其它光的可能性。
光电二极管51以受光面511与输出传输光纤ODF的任一区间的一侧面对置的方式配置。另外,在受光面511与输出传输光纤ODF的一侧面之间插入有第一滤波器52。
光电二极管53以受光面531与输出合并器OC的输入端口IPn+1耦合的方式配置。另外,在受光面531与输入端口IPn+1之间插入有第二滤波器54。光电二极管53与光电二极管51同样地构成,第二滤波器54与第一滤波器52同样地构成。
控制部C参照光电二极管51输出的第一输出值,并且参照光电二极管53输出的第二输出值。除此之外,控制部C在上述第一输出值及上述第二输出值的至少任一超过规定的阈值的情况下,以使激光的输出降低或者成为零的方式控制各激光源LSi。
此外,在本实施方式中,设定光纤熔断保护装置50具备光电二极管51、光电二极管53进行说明。但是,在本发明的一个方式中,光纤熔断保护装置50只要具备光电二极管51及光电二极管53中的至少任意一方即可,在那种情况下,控制部C只要参照光电二极管51及光电二极管53中的至少任意一方输出的输出值并控制各激光源LSi即可。
(控制部C)
光纤熔断保护装置50所具备的控制部C的上述功能可以通过形成于集成电路(IC芯片)等的逻辑电路(硬件)来实现,也可以通过软件来实现。在后者的情况下,激光装置5具备执行实现控制部C的上述功能的软件即程序的命令的计算机。该计算机具备例如一个以上的处理器,并且具备存储上述程序的计算机可读取的存储介质。而且,在上述计算机中,上述处理器从上述存储介质读取上述程序并执行,从而实现本发明的目的。作为上述处理器,例如可以使用CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)。作为上述存储介质,可以使用“非暂时性的有形的介质”,例如除了ROM(Read Only Memory:只读存储器)等之外,还可以使用磁带、光盘、卡、半导体存储器、可编程的逻辑电路等。另外,也可以具备展开上述程序的RAM(Random Access Memory:随机访问存储器)等。另外,上述程序也可以经由能够传输该程序的任意的传输介质(通信网络及无线电波等)向上述计算机提供。此外,本发明的一个方式也可以采用通过对上述程序进行电子传输而具体化的、嵌入载波的数据信号的方式来实现。
(第六实施方式)
设定在各个上述第一~第五实施方式中各个激光装置1~5分别具备n个激光源LS1~LSn进行说明。但是,适用本发明的一个方式的光纤熔断保护装置的激光装置可以是具备一个激光源LS1的激光装置。
例如,在激光装置1仅具备激光源LS1的情况下,只要省略输出合并器OC,并熔接激光源LS1所具备的激光传输光纤LDF1的射出端与输出头OH所具备的输出传输光纤ODF的入射端即可。在这种情况下,本实施方式的光纤熔断保护装置只要以光纤熔断保护装置10为基础,将第一实施方式替换为作为前级光纤的一个方式而采用激光传输光纤LDF1,作为后级光纤的一个方式而采用输出传输光纤ODF的结构即可。
(总结)
本发明的第一方式的光纤熔断保护装置具备:前级光纤,其配置于上游侧;后级光纤,其配置于下游侧并与上述前级光纤熔接,由单一的光纤构成或者熔接多个光纤而构成;以及壁,其夹设于上述前级光纤的一部分与上述后级光纤的一部分之间。
根据上述的结构,在容易发生光纤熔断的后级光纤与前级光纤之夹设有壁。因此,即使在后级光纤的任一位置发生光纤熔断、后级光纤变得过度高温的情况下,第一方式的光纤熔断保护装置也能够降低前级光纤有可能从变得过度高温的后级光纤受到的影响(例如飞火)。
另外,本发明的第二方式的光纤熔断保护装置构成为,在上述的第一方式中,上述壁分隔上述前级光纤的一部分与上述后级光纤的一部分。
根据上述的结构,壁分隔上述前级光纤的一部分与上述后级光纤的一部分。因此,即使在后级光纤的任一位置发生光纤熔断、后级光纤变得过度高温的情况下,第二方式的光纤熔断保护装置也能够可靠地降低前级光纤有可能从变得过度高温的后级光纤受到的影响。
另外,本发明的第三方式的光纤熔断保护装置构成为,在上述的第二方式中,上述前级光纤的一部分是上述前级光纤的余长区间的至少一部分,上述后级光纤的一部分是上述后级光纤的余长区间的至少一部分。
根据上述的结构,壁分隔上述前级光纤的余长区间的至少一部分与后级光纤的余长区间的至少一部分。因此,即使在后级光纤的任一位置发生光纤熔断、后级光纤变得过度高温的情况下,第三方式的光纤熔断保护装置也能够可靠地降低前级光纤的余长区间的至少一部分有可能从变得过度高温的后级光纤的余长区间的至少一部分受到的影响。
另外,关于本发明的第四方式的光纤熔断保护装置,在上述的第一~第三方式的任一方式中,还具备第一光检测器,该第一光检测器检测入射到第一受光面的可见光,并以上述第一受光面与上述后级光纤的任一区间的一侧面对置的方式配置,且输出与检测到的可见光的强度对应的第一输出值。
在光纤上发生光纤熔断时,发生光纤熔断处多数情况下产生可见光(例如苍白的光)。另外,产生的光纤熔断多数情况下随着可见光的发光而沿着光纤向光纤的上游侧传播。
根据上述的结构,在上述后级光纤中的比上述第一受光面对置的区间更靠下游侧的位置发生光纤熔断时,通过第一光检测器检测可见光的发光,从而能够检测朝向上游侧传播的光纤熔断的发生。因此,第四方式的光纤熔断保护装置能够降低:在后级光纤中产生的光纤熔断朝向上游侧过度传播,其结果,不仅仅是后级光纤,一直到前级光纤都受到光纤熔断的影响的可能性。
另外,本发明的第五方式的光纤熔断保护装置构成为,在上述的第四方式中,将1000nm以上且小于1100nm的频带中包含的规定的波长频带设定为第一波长频带,将包含于可见光区域的波长频带设定为第二波长频带时,与包含于上述第一波长频带的光相比,上述第一光检测器优先检测包含于上述第二波长频带的光。
根据上述的结构,能够使用上述第一光检测器可靠地检测在后级光纤中产生的光纤熔断。
另外,本发明的第六方式的光纤熔断保护装置构成为,在上述的第一~第五方式的任一方式中,还具备合并器,该合并器具有多个输入端口、以及与该多个输入端口分别光学耦合的输出端口,上述前级光纤构成上述合并器的上述输出端口。
在上述的结构中,即使在后级光纤的任一位置发生光纤熔断、后级光纤变得过度高温的情况下,也能够降低合并器有可能从变得过度高温的前级光纤受到的影响。
另外,关于本发明的第七方式的光纤熔断保护装置,在上述的第六方式中,还具备第二光检测器,该第二光检测器检测入射到第二受光面的可见光,上述第二受光面与上述多个输入端口的任一个耦合,该第二光检测器输出与检测到的可见光的强度对应的第二输出值。
在光纤上发生光纤熔断时,发生光纤熔断处多数情况下产生可见光(例如苍白的光)。另外,产生的光纤熔断多数情况下随着可见光的发光沿着光纤向光纤的上游侧传播。
根据上述的结构,在上述后级光纤的任一位置发生光纤熔断时,通过第二光检测器检测可见光的发光,从而能够检测发生光纤熔断。因此,第六方式的光纤熔断保护装置能够降低在后级光纤中产生的光纤熔断朝向上游侧过度传播,其结果,不仅能够降低后级光纤有可能受到光纤熔断的影响的可能性,甚至能够降低前级光纤有可能受到光纤熔断的影响的可能性。
另外,本发明的第八方式的光纤熔断保护装置构成为,在上述的第七方式中,将1000nm以上且小于1100nm的频带中包含的规定的波长频带设定为第一波长频带,将包含于可见光区域的波长频带设定为第二波长频带时,与包含于上述第一波长频带的光相比,上述第二光检测器优先检测包含于上述第二波长频带的光。
根据上述的结构,能够使用上述第二光检测器可靠地检测在后级光纤中产生的光纤熔断。
本发明的第九方式的激光装置具备:激光源、以及上述的第一~第八方式的任一方式中的光纤熔断保护装置。
根据上述的结构,第九方式的激光装置实现与第一~第八方式的任一方式中的光纤熔断保护装置同样的效果。
另外,本发明的第十方式的激光装置具备:激光源、以及在上述的第一~第四方式的任一方式中记载的光纤熔断保护装置,上述激光源具有输出端口,上述前级光纤构成上述激光源的上述输出端口。
根据上述的结构,即使在后级光纤的任一位置发生光纤熔断、后级光纤变得过度高温的情况下,也能够降低有可能从激光源变得过度高温的前级光纤受到的影响。
另外,关于本发明的第十一方式的激光装置,在上述的第十方式中,将上述光纤熔断保护装置作为第一光纤熔断保护装置,还具备上述的第六~八方式的任一方式的光纤熔断保护装置作为第二光纤熔断保护装置。
根据上述的结构,第十一方式的激光装置实现上述的第六~八方式的光纤熔断保护装置的效果、以及上述的第十方式的激光装置的效果。
另外,本发明的第十二方式的激光装置还具备:激光源、上述的第四方式的光纤熔断保护装置、以及控制部,该控制部参照上述第一输出值控制上述激光源,以使得当上述第一输出值超过规定的阈值时降低输出。
根据上述的结构,第十二方式的激光装置通过参照上述第一输出值,能够检测在后级光纤的任一位置是否产生可见光,即,在后级光纤的任一位置是否发生光纤熔断,在产生可见光的情况下,即,在发生光纤熔断时,能够降低激光源的输出。因此,即使在后级光纤的任一位置发生光纤熔断、后级光纤变得过度高温的情况下,第十二方式的激光装置也能够通过在前级光纤受到变得过度高温的前级光纤的影响之前降低激光源的输出,来阻止光纤熔断的传播。
另外,本发明的第十三方式的激光装置构成为,在上述的第十二方式的激光装置中,上述激光源振荡出包含于红外线区域的激光,与上述激光的波长的光相比,上述第一光检测器优先检测包含于可见光区域的规定的波长频带中包含的光。
根据上述的结构,能够使用上述第一光检测器可靠地检测在后级光纤中产生的光纤熔断。
另外,本发明的第十四方式的激光装置还具备:激光源、上述的第七方式的光纤熔断保护装置、以及控制部,该控制部参照上述第二输出值控制上述激光源,以使得当上述第二输出值超过规定的阈值时降低输出。
根据上述的结构,第十四方式的激光装置通过参照上述第二输出值,能够检测在后级光纤的任一位置是否产生可见光,即,在后级光纤的任一位置是否发生光纤熔断,在产生可见光的情况下,即,在发生光纤熔断时,能够降低激光源的输出。因此,即使在后级光纤的任一位置发生光纤熔断、后级光纤变得过度高温的情况下,第十四方式的激光装置也能够通过在前级光纤受到变得过度高温的前级光纤的影响之前降低激光源的输出,来阻止光纤熔断的传播。
另外,本发明的第十五方式的激光装置构成为,在上述的第十四方式的激光装置中,上述激光源振荡出包含于红外线区域的激光,与上述激光的波长的光相比,上述第二光检测器优先检测包含于可见光区域的规定的波长频带中包含的光。
根据上述的结构,能够使用上述第二光检测器可靠地检测在后级光纤中产生的光纤熔断。
关于本发明的第十六方式的方法,其在具备配置于上游侧的前级光纤、以及配置于下游侧的后级光纤的光学器件中,当在后级光纤的任一位置发生光纤熔断时,降低光纤熔断有可能对前级光纤产生的影响,其中,所述后级光纤与上述前级光纤熔接,由单一的光纤构成或者熔接多个光纤而构成,上述方法通过在上述前级光纤的一部分与上述后级光纤的一部分之间设置壁,从而将上述前级光纤以及上述后级光纤彼此屏蔽。
根据上述的结构,第十六方式的方法实现与第一方式的光纤熔断保护装置同样的效果。
(附录事项)
本发明不限于上述的各实施方式,可以在权利要求所示的范围内进行各种变更,关于通过适当组合分别公开于不同的实施方式的技术方案而获得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、2、3、4、5-激光装置;10、10M、20、20M、30、30M、40、50-光纤熔断保护装置;LS1~LSn、LSi-激光源;LDF1~LDFn、LDFi-激光传输光纤;OC-输出合并器;IP1~IPn、IPn+1、IPi-输入端口;OP-输出端口;OH-输出头;ODF-输出传输光纤;PF1~PFn、PFO-熔接点;Pa、Pb、Pc-隔壁;WL、SW-壁;TW1-顶壁。
Claims (16)
1.一种光纤熔断保护装置,其特征在于,具备:
前级光纤,其配置于上游侧;
后级光纤,其配置于下游侧并与上述前级光纤熔接,由单一的光纤构成或者熔接多个光纤而构成;以及
壁,其夹设于上述前级光纤的一部分与上述后级光纤的一部分之间。
2.根据权利要求1所述的光纤熔断保护装置,其特征在于,
上述壁分隔上述前级光纤的一部分与上述后级光纤的一部分。
3.根据权利要求2所述的光纤熔断保护装置,其特征在于,
上述前级光纤的一部分是上述前级光纤的余长区间的至少一部分,
上述后级光纤的一部分是上述后级光纤的余长区间的至少一部分。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的光纤熔断保护装置,其特征在于,
还具备第一光检测器,该第一光检测器检测入射到第一受光面的可见光,并以上述第一受光面与上述后级光纤的任一区间的一侧面对置的方式配置,且输出与检测到的可见光的强度对应的第一输出值。
5.根据权利要求4所述的光纤熔断保护装置,其特征在于,
将1000nm以上且小于1100nm的频带中包含的规定的波长频带设定为第一波长频带,将包含于可见光区域的波长频带设定为第二波长频带时,
与包含于上述第一波长频带的光相比,上述第一光检测器优先检测包含于上述第二波长频带的光。
6.根据权利要求1~5的任一项所述的光纤熔断保护装置,其特征在于,
还具备合并器,该合并器具有多个输入端口、以及与该多个输入端口分别光学耦合的输出端口,
上述前级光纤构成上述合并器的上述输出端口。
7.根据权利要求6所述的光纤熔断保护装置,其特征在于,
还具备第二光检测器,该第二光检测器检测入射到第二受光面的可见光,上述第二受光面与上述多个输入端口的任一个耦合,该第二光检测器输出与检测到的可见光的强度对应的第二输出值。
8.根据权利要求7所述的光纤熔断保护装置,其特征在于,
将1000nm以上且小于1100nm的频带中包含的规定的波长频带设定为第一波长频带,将包含于可见光区域的波长频带设定为第二波长频带时,
与包含于上述第一波长频带的光相比,上述第二光检测器优先检测包含于上述第二波长频带的光。
9.一种激光装置,其特征在于,具备:
激光源;以及
权利要求1~8的任一项所述的光纤熔断保护装置。
10.一种激光装置,其特征在于,具备:
激光源;以及
权利要求1~4的任一项所述的光纤熔断保护装置,
上述激光源具有输出端口,
上述前级光纤构成上述激光源的上述输出端口。
11.根据权利要求10所述的激光装置,其特征在于,
将上述光纤熔断保护装置作为第一光纤熔断保护装置,
还具备权利要求6~8的任一项所述的光纤熔断保护装置作为第二光纤熔断保护装置。
12.一种激光装置,其特征在于,还具备:
激光源;
权利要求4所述的光纤熔断保护装置;以及
控制部,其参照上述第一输出值控制上述激光源,以使得当上述第一输出值超过规定的阈值时降低输出。
13.根据权利要求12所述的激光装置,其特征在于,
上述激光源振荡出包含于红外线区域的激光,
与上述激光的波长的光相比,上述第一光检测器优先检测包含于可见光区域的规定的波长频带中包含的光。
14.一种激光装置,其特征在于,还具备:
激光源;
权利要求7所述的光纤熔断保护装置;以及
控制部,其参照上述第二输出值控制上述激光源,以使得当上述第二输出值超过规定的阈值时降低输出。
15.根据权利要求14所述的激光装置,其特征在于,
上述激光源振荡出包含于红外线区域的激光,
与上述激光的波长的光相比,上述第二光检测器优先检测包含于可见光区域的规定的波长频带中包含的光。
16.一种方法,其在具备配置于上游侧的前级光纤、以及配置于下游侧的后级光纤的光学器件中,当在后级光纤的任一位置发生光纤熔断时,降低光纤熔断有可能对前级光纤产生的影响,其中,所述后级光纤与上述前级光纤熔接,由单一的光纤构成或者熔接多个光纤而构成,该方法的特征在于,
通过在上述前级光纤的一部分与上述后级光纤的一部分之间设置壁,从而将上述前级光纤以及上述后级光纤彼此屏蔽。
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