DE102019002709A1

DE102019002709A1 - Laseroszillator

Info

Publication number: DE102019002709A1
Application number: DE102019002709.4A
Authority: DE
Inventors: Tetsuhisa Takazane
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2018-05-07
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2019-11-07
Also published as: CN110459945B; JP6744357B2; CN110459945A; JP2019197081A; US10734783B2; US20190341738A1

Abstract

Es wird ein Laseroszillator bereitgestellt, der zum Unterdrücken eines angeregten Raman-Streustrahls bei gleichzeitiger Vermeidung einer Komplizierung einer Konfiguration geeignet ist. Ein Laseroszillator 100 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Halbleiterlasermodul 10 (11, 12, 13, 14, 15); eine erste optische Faser 40 zum Leiten eines Laserstrahls aus dem Halbleiterlasermodul 10 (11, 12, 13, 14, 15); und ein erstes Prisma 50, das eine erste Eingangsfläche 51, die an die erste optische Faser 40 fusionsgebondet ist und den von der ersten optischen Faser 40 eingeleiteten Laserstrahl aufnimmt, eine erste Reflexionsfläche 52 zum Reflektieren des von der ersten Eingangsfläche 51 eingeleiteten Laserstrahls und zum Durchlassen eines angeregten Raman-Streustrahls, und eine erste Abgabefläche 53 zur Abgabe des von der ersten Reflexionsfläche 52 reflektierten Laserstrahls umfasst.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laseroszillator.
Verwandte Technik
In einigen Fällen wird ein Laseroszillator zum Abtragen oder Schweißen eines metallischen Materials oder eines Kunststoffmaterials verwendet. Eine Laserleistung des Laseroszillators kann 1 kW übersteigen. Der von dem Laseroszillator abgegebene Laserstrahl kann einen ursprünglich beabsichtigten Laserstrahl und einen angeregten Raman-Streustrahl mit einer Wellenform umfassen, die sich von der des ursprünglich beabsichtigten Laserstrahls unterscheidet. Die Einbindung des angeregten Raman-Streustrahls reduziert die Leistung eines Laserstrahls, so dass ein Unterdrücken des angeregten Raman-Streustrahls erforderlich ist. Aus diesem Grund werden eine Beschichtung zum Reflektieren des ursprünglich beabsichtigten Laserstrahls und eine Beschichtung zum Durchlassen des angeregten Raman-Streustrahls auf einen Reflektor eines Faserlasers aufgebracht.
Patentschrift 1 wird als Dokument vorgelegt, das eine Lichtquellenvorrichtung zum Abschwächen des vorstehenden angeregten Raman-Streustrahls betrifft. In Patentschrift 1 ist eine Lichtquellenvorrichtung offenbart, bei der ein optisches Element mit einem Einfügungsverlustspektrum zum Abschwächen eines angeregten Raman-Streustrahls und zum Durchlassen eines Anregungsstrahls oder eines verstärkten Strahls auf einem Strahlenweg des angeregten Raman-Streustrahls angeordnet ist.
Patentschrift 2 wird als Dokument vorgelegt, das ein optisches System mit einer Beschichtung zum Reflektieren eines Laserstrahls und einer Beschichtung zum Durchlassen eines angeregten Raman-Streustrahls betrifft. In Patentschrift 2 ist eine Gaskomponentenmessvorrichtung mit einem ersten konkaven Spiegel zum Reflektieren eines Laserstrahls und zum Durchlassen eines angeregten Raman-Streustrahls offenbart.

Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2009-016804
Patentschrift 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2004-170088

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch das Hinzufügen eines neuen optischen Elements zum Unterdrücken eines angeregten Raman-Streustrahls wird jedoch die Konfiguration einer Vorrichtung kompliziert.
Daher soll durch die vorliegende Erfindung ein Laseroszillator bereitgestellt werden, der zum Unterdrücken eines angeregten Raman-Streustrahls bei gleichzeitiger Vermeidung einer Komplizierung einer Konfiguration geeignet ist.

(1) Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laseroszillator (beispielsweise einen später beschriebenen Laseroszillator 100, 200, 300, 400) der umfasst: ein Halbleiterlasermodul (beispielsweise ein später beschriebenes Halbleiterlasermodul 10); eine erste optische Faser (beispielsweise eine später beschriebene erste optische Faser 40) zum Leiten eines Laserstrahls aus dem Halbleiterlasermodul; und ein erstes Prisma (beispielsweise ein später beschriebenes erstes Prisma 50, 150), das eine erste Eingangsfläche (beispielsweise eine später beschriebene erste Eingangsfläche 51), die an die erste optische Faser fusionsgebondet ist und den von der ersten optischen Faser eingeleiteten Laserstrahl aufnimmt, eine erste Reflexionsfläche (beispielsweise eine später beschriebene erste Reflexionsfläche 52, 152) zum Reflektieren des von der ersten Eingangsfläche eingeleiteten Laserstrahls und zum Durchlassen eines angeregten Raman-Streustrahls, und eine erste Abgabefläche (beispielsweise eine später beschriebene erste Abgabefläche 53) zur Abgabe des von der ersten Reflexionsfläche reflektierten Laserstrahls umfasst.
(2) Der unter (1) beschriebene Laseroszillator kann umfassen: ein optisches System (beispielsweise einen später beschriebenen Faserkoppler 60) zum Leiten des von dem ersten Prisma abgegebenen Laserstrahls; ein zweites Prisma (beispielsweise ein später beschriebenes zweites Prisma 70, 170), das eine zweite Eingangsfläche (beispielsweise eine später beschriebene zweite Eingangsfläche 71) zur Aufnahme des durch das optische System geleiteten Laserstrahls, eine zweite Reflexionsfläche (beispielsweise eine später beschriebene zweite Reflexionsfläche 72, 172) zum Reflektieren des von der zweiten Eingangsfläche eingeleiteten Laserstrahls und zum Durchlassen eines angeregten Raman-Streustrahls, und eine zweite Abgabefläche (beispielsweise eine später beschriebene zweite Abgabefläche 73) zur Abgabe des von der zweiten Reflexionsfläche reflektierten Laserstrahls umfasst; und eine zweite optische Faser (beispielsweise eine später beschriebene zweite optische Faser 80), an die die zweite Abgabefläche fusionsgebondet ist und die zum Leiten des Laserstrahls verwendet wird. Das erste Prisma und das zweite Prisma können an dem optischen System anbringbar und von diesem abnehmbar sein.
(3) Bei dem unter (2) beschriebenen Laseroszillator kann das optische System zwei Gehäuse (beispielsweise später beschriebene Kopplergehäuse 66, 67) mit drehbaren Konfigurationen umfassen, die um eine vorgegebene Mittelachse (beispielsweise eine später beschriebene Mittelachse X) drehbar sind, das erste Prisma kann von einem der beiden Gehäuse gehalten werden, und das zweite Prisma kann von dem anderen der beiden Gehäuse gehalten werden.
(4) Der unter einem der Punkte (1) bis (3) beschriebene Laseroszillator kann umfassen: einen Detektor (beispielsweise einen später beschriebenen Detektor 55), der so angeordnet ist, dass er der ersten Reflexionsfläche des ersten Prismas zugewandt ist, und die Intensität des durch die erste Reflexionsfläche durchgelassenen Laserstrahls erfasst; eine Stromzufuhreinheit (beispielsweise eine später beschriebene Stromzufuhreinheit 95), die einen Anregungsstrom an das Halbleiterlasermodul anlegt; eine Umschalteinheit (beispielsweise später beschriebene Schalteinheiten 111 bis 115), die zur Vornahme eines Umschaltens zwischen einem Anlegen des Anregungsstroms und einem Nichtanlegen des Anregungsstroms von der Stromzufuhreinheit an das Halbleiterlasermodul geeignet ist; und eine Steuereinheit (beispielsweise eine später beschriebene Steuereinheit 90). Wenn die von dem Detektor erfasste Intensität des Strahls einen eingestellten Wert übersteigt, kann die Steuereinheit die Umschalteinheit so steuern, dass ein Umschalten auf ein Nichtanlegen des Anregungsstroms an das Halbleiterlasermodul erfolgt, wodurch das Abstrahlen eines Laserstrahls beendet wird.
(5) Bei dem unter (2) oder (3) beschriebenen Laseroszillator (beispielsweise dem später beschriebenen Laseroszillator 400) kann die erste Reflexionsfläche (beispielsweise die später beschriebene erste Reflexionsfläche 152) als erste gewölbte Fläche zum Reflektieren des Laserstrahls von der ersten optischen Faser als parallele Strahlen gestaltet sein, und die zweite Reflexionsfläche (beispielsweise die später beschriebene zweite Reflexionsfläche 172) kann als zweite gewölbte Fläche zum Reflektieren der parallelen Strahlen des Laserstrahls von der ersten Reflexionsfläche und zum Fokussieren und Einkoppeln der reflektierten Strahlen in die zweite optische Faser gestaltet sein.

Der durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Laseroszillator ist zum Unterdrücken eines angeregten Raman-Streustrahls bei gleichzeitiger Vermeidung einer Komplizierung einer Konfiguration geeignet.
Figurenliste

1 ist eine schematische Konfigurationsansicht, die die Konfiguration eines Laseroszillators gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2A ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Teil der Konfiguration des Laseroszillators gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2B ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Teil der Konfiguration eines Laseroszillators gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel zeigt;
3A ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Teil der Konfiguration eines Laseroszillators gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3B ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Teil der Konfiguration eines Laseroszillators gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel zeigt;
4 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Teil der Konfiguration eines Laseroszillators gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
5 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Teil der Konfiguration eines Laseroszillators gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann in vielen unterschiedlichen Formen ausgeführt werden und darf nicht auf die Inhalte der nachstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt werden. Nachdem ein Element unter Bezugnahme auf eine der Zeichnungen beschrieben wurde, wird einem mit dem bereits beschriebenen Element vergleichbaren Element in der Beschreibung und den Zeichnungen das gleiche Bezugszeichen zugeordnet, und auf die Beschreibung des vergleichbaren Elements wird gegebenenfalls verzichtet.
[Erste Ausführungsform]
[Gesamtkonfiguration des Laseroszillators]
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird ein Laseroszillator gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine schematische Konfigurationsansicht, die den Laseroszillator gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2A ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Teil der Konfiguration des Laseroszillators gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in den 1 und 2A gezeigt, umfasst ein Laseroszillator 100 gemäß der ersten Ausführungsform eine Laserabgabeeinheit 1, einen Modultreiber 110, eine erste optische Faser 40 und ein erstes Prisma 50 (siehe 2A).
[Laserabgabeeinheit]
Die Laserabgabeeinheit 1 ist eine Einheit, die einen Laserstrahl abgibt. Die Laserabgabeeinheit 1 umfasst mehrere (gemäß der Darstellung in der Zeichnung fünf) Halbleiterlasermodule 10 (11, 12, 13, 14, 15), eine modulinterne optische Faser 20 (21, 22, 23, 24, 25) und einen Resonator oder Kombinator 30 (einen Resonator 31, einen Kombinator 32).
[Halbleiterlasermodul]
Das Halbleiterlasermodul 10 (11, 12, 13, 14, 15) umfasst ein Gehäuse 2, ein Halbleiterlaserelement 3 und eine Linse 4. Das Halbleiterlaserelement 3 emittiert einen Laserstrahl. Die Linse 4 bricht und fokussiert einen Laserstrahl von dem Halbleiterlaserelement 3. In dem Gehäuse 2 sind das Halbleiterlaserelement 3 und die Linse 4 untergebracht.
Das Halbleiterlasermodul 10 (11, 12, 13, 14, 15) bildet eine Halbleiterlasermodulgruppe, die eine Zusammenstellung von Halbleiterlasermodulen mit unterschiedlichen Nennleistungen umfasst. Als spezifisches Beispiel umfasst die Halbleiterlasermodulgruppe eine Zusammenstellung aus einem Halbleiterlasermodul mit 50 W und einem Halbleiterlasermodul mit 100 W. Während eine Laserleistung eines Laseroszillators bei der Verwendung nur des Halbleiterlasermoduls mit 100 W nur in Einheiten von 100 W gesteuert werden kann, ermöglicht das weitere Vorsehen des Halbleiterlasermoduls mit 50 W wie in diesem Fall ein Steuern einer Laserleistung in Einheiten von 50 W. Durch Vorsehen eines Halbleiterlasermoduls mit 10 W oder weniger in der Halbleiterlasermodulgruppe wird es möglich, eine Laserleistung feiner zu steuern. Eine Laserleistung kann auch durch Steuern eines Stroms in dem Halbleiterlasermodul gesteuert werden.
[Modulinterne optische Faser]
Die modulinterne optische Faser 20 (21, 22, 23, 24, 25) ist aus dem Gehäuse 2 abgeleitet. Die modulinterne optische Faser 20 (21, 22, 23, 24, 25) dient dem Leiten eines Laserstrahls aus dem Halbleiterlasermodul 10 (11, 12, 13, 14, 15) und dem Leiten des Laserstrahls zu dem Resonator oder Kombinator 30 (dem Resonator 31, dem Kombinator 32).
[Resonator oder Kombinator]
Ist der Resonator 31 vorgesehen, wird ein Laserstrahl aus dem Halbleiterlasermodul 10 (11, 12, 13, 14, 15) als Anregungsstrahl für den Resonator 31 verwendet. Ist nur der Kombinator 32 vorgesehen, werden Laserstrahlen aus den mehreren Halbleiterlasermodulen 11, 12, 13, 14 und 15 von dem Kombinator 32 fokussiert und genutzt. Es können sowohl der Resonator 31 als auch der Kombinator 32 vorgesehen sein. Bei der Verwendung jedes dieser Verfahren gibt der Laseroszillator 100 über die erste optische Faser 40 einen Laserstrahl zur Abgabe ab.
[Erste optische Faser]
Die erste optische Faser 40 dient dem Leiten (der Übertragung, dem Lenken) eines Laserstrahls aus der Laserabgabeeinheit 1, die das Halbleiterlasermodul 10 (11, 12, 13, 14, 15) umfasst.
[Modultreiber]
Der Modultreiber 110 ist ein Element, das die mehreren Halbleiterlasermodule 10 (11, 12, 13, 14, 15) einzeln ansteuert.
Der Modultreiber 110 wendet zwei Steuermodi wie folgt selektiv für jedes der mehreren Halbleiterlasermodule 10 (11, 12, 13, 14, 15) an und führt den angewendeten Modus aus: einen Nennleistungsantriebsmodus zur derartigen Ansteuerung des Halbleiterlasermoduls, dass (durch Einschalten einer entsprechenden Schalteinheit) eine Nennleistung erbracht wird; und einen Anhaltemodus, in dem das Halbleiterlasermodul nicht angesteuert wird (eine entsprechende Schalteinheit abgeschaltet ist). Genauer ist das Halbleiterlasermodul 10 (11, 12, 13, 14, 15) nur in einen der der beiden Zustände zu versetzen; einen Zustand, in dem die Abgabe abgeschaltet ist, und einen Zustand, in dem die Nennleistung eingeschaltet ist. Der Modultreiber 110 umfasst eine Stromzufuhreinheit 95 als Stromversorgung, eine Schalteinheit 111, eine Schalteinheit 112, eine Schalteinheit 113, eine Schalteinheit 114 und eine Schalteinheit 115, eine Steuersignalerzeugungseinheit 116 und eine Steuereinheit 90.
[Stromzufuhreinheit]
Die Stromzufuhreinheit 95 ist eine Einheit, die einen Anregungsstrom an das Halbleiterlaserelement 3 des Halbleiterlasermoduls 10 (11, 12, 13, 14, 15) anlegt.
[Schalteinheit]
Jede der Schalteinheiten 111, 112, 113, 114 und 115 ist als Umschalteinheit eine Einheit, die in einem Schaltkreis zum Anlegen eines Anregungsstroms von der Stromzufuhreinheit 95 an ein entsprechendes der Halbleiterlasermodule 11, 12, 13, 14 und 15 zwischengeschaltet ist. Jede der Schalteinheiten 111, 112, 113, 114 und 115 ist eine Einheit, die zur Vornahme eines Umschaltens zwischen einem Anlegen eines Anregungsstroms und einem Nichtanlegen des Anregungsstroms von der Stromzufuhreinheit 95 an ein entsprechendes der Halbleiterlasermodule 11, 12, 13, 14 und 15 geeignet ist.
[Steuersignalerzeugungseinheit]
Die Steuersignalerzeugungseinheit 116 ist eine Einheit, die ein Steuersignal SC1, ein Steuersignal SC2, ein Steuersignal SC3, ein Steuersignal SC4 und ein Steuersignal SC5 zur Steuerung entsprechender der Schalteinheiten 111, 112, 113, 114 und 115 erzeugt.
[Steuereinheit]
Die Steuereinheit 90 steuert den Antrieb der Schalteinheiten 111, 112, 113, 114 und 115 und der Steuersignalerzeugungseinheit 116.
[Erstes Prisma]
Das erste Prisma 50 umfasst eine erste Eingangsfläche 51, eine erste Reflexionsfläche 52 und eine erste Abgabefläche 53. Die erste Eingangsfläche 51 ist eine Fläche zur Aufnahme eines zugeführten Laserstrahls. Die erste Eingangsfläche 51 ist durch Fusionsbonden an die erste optische Faser 40 an der ersten optischen Faser 40 befestigt. Die erste Reflexionsfläche 52 ist eine Fläche zum Reflektieren des von der ersten Eingangsfläche 51 eingeleiteten Laserstrahls und zum Durchlassen eines angeregten Raman-Streustrahls. Bei der ersten Ausführungsform wird die erste Reflexionsfläche 52 durch Aufbringen mehrerer Beschichtungen erzeugt. Die erste Abgabefläche 53 ist eine Fläche zur Abgabe des von der ersten Reflexionsfläche 52 reflektierten Laserstrahls.
Eine zusätzliche Erläuterung der ersten Reflexionsfläche 52 erfolgt nachstehend. Ein durch die erste Reflexionsfläche 52 durchzulassender angeregter Raman-Streustrahl (ein SRS-Strahl) ist ein Typ von Streustrahl eines Laserstrahls, und die Wahrscheinlichkeit seines Auftretens erhöht sich mit einer Erhöhung der Intensität des Laserstrahls. Durch das Auftreten des angeregten Raman-Streustrahls wird das Problem verursacht, dass die Leistung eines ursprünglich beabsichtigten Laserstrahls reduziert wird. Der angeregte Raman-Streustrahl wird verstärkt, wenn er durch eine optische Faser geleitet wird, weshalb er an der ersten Reflexionsfläche 52 entfernt wird. Nach dem Reflektieren des Laserstrahls durch die erste Reflexionsfläche 52 ist die Komponente des angeregten Raman-Streustrahls in dem Laserstrahl einmal reduziert. Dadurch wird eine weitere Intensivierung des angeregten Raman-Streustrahls auf dem nachfolgenden Strahlenweg des angeregten Raman-Streustrahls verhindert.
Wird angenommen, dass ein Laserstrahl eine Wellenlänge von 1070 nm aufweist, weist ein angeregter Raman-Streustrahl eine Wellenlänge von 1120 nm auf. Die erste Reflexionsfläche 52 bewirkt wünschenswerterweise eine Reflexion von 99,0 % oder mehr des Strahls mit einer Wellenlänge von 1070 nm und ein Durchlassen von 97,0 % oder mehr des Strahls mit einer Wellenlänge von 1120 nm. Die erste Reflexionsfläche 52 muss eine Reflexion von mindestens 98.0 % oder mehr des Strahls mit einer Wellenlänge von 1070 nm und ein Durchlassen von 95,0 % oder mehr des Strahls mit einer Wellenlänge von 1120 nm bewirken.
Die erste Reflexionsfläche 52 bewirkt ein Durchlassen von Komponenten mit jeder Wellenlänge mit Ausnahme der Wellenlänge des Laserstrahls ± 25 nm. Die Schwingungswellenlänge des Laserstrahls hat eine Verteilung von ca. 5 nm bis ca. 10 nm. Daher wird es durch eine derartige Gestaltung der ersten Reflexionsfläche 52, dass in einem Bereich von ± 15 nm der Wellenlänge des Laserstrahls ein Reflexionsvermögen von 99,0 % oder mehr erzielt wird und dass ein Durchlassen von 97,0 % oder mehr eines Strahl mit einer anderen Wellenlänge als der des Laserstrahls ± 25 nm bewirkt wird, möglich, einen angeregten Raman-Streustrahl bei gleichzeitiger Unterdrückung eines Verlusts des Laserstrahls zu reduzieren.
[Detektor]
Wie in 2A gezeigt, umfasst der Laseroszillator 100 zusätzlich zu der Laserabgabeeinheit 1, der ersten optischen Faser 40 und dem ersten Prisma 50, die vorstehend beschrieben sind, einen Detektor 55. Der Detektor 55 ist so angeordnet, dass er der ersten Reflexionsfläche 52 des ersten Prismas 50 zugewandt ist. Der Detektor 55 erfasst die Intensität eines durch die erste Reflexionsfläche 52 durchgelassenen Laserstrahls. Der Detektor 55 wird beispielsweise unter Verwendung einer Photodiode gestaltet, die zur Erfassung der Wellenlänge eines angeregten Raman-Streustrahls geeignet ist.
Wenn die von dem Detektor 55 erfasste Intensität eines angeregten Raman-Streustrahls einen eingestellten Wert übersteigt, steuert die Steuereinheit 90 die Schalteinheiten 111, 112, 113, 114 und 115 an, um auf ein Nichtanlegen eines Anregungsstroms an das Halbleiterlaserelement 3 des Halbleiterlasermoduls 10 (11, 12, 13, 14, 15) umzuschalten, wodurch das Abstrahlen eines Laserstrahls beendet wird.
Im Folgenden wird beschrieben, wie sich ein Laserstrahl fortbewegt. Der Laserstrahl wird aus der Laserabgabeeinheit 1 abgegeben, wie durch einen Pfeil L1 dargestellt, durch die erste optische Faser 40 geleitet und anschließend aufgefächert in das Innere des ersten Prismas 50 geleitet, wie durch einen Pfeil L2 und einen Pfeil L3 dargestellt. Ein angeregter Raman-Streustrahl wird durch die erste Reflexionsfläche 52 durchgelassen, wie durch einen Pfeil L100 dargestellt, und anschließend nach außen abgegeben. Der Laserstrahl wird von der ersten Reflexionsfläche 52 aufgefächert reflektiert, wie durch einen Pfeil L4 und einen Pfeil L5 dargestellt, und dann durch die erste Abgabefläche 53 abgegeben.
Durch den Laseroszillator gemäß der ersten Ausführungsform wird beispielsweise das folgende Ergebnis erzielt. Der Laseroszillator 100 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst das Halbleiterlasermodul 10 (11, 12, 13, 14, 15); die erste optische Faser 40 zum Leiten eines Laserstrahls aus dem Halbleiterlasermodul 10 (11, 12, 13, 14, 15) und das erste Prisma 50, das die erste Eingangsfläche 51, die an die erste optische Faser 40 fusionsgebondet ist und den von der ersten optischen Faser 40 eingeleiteten Laserstrahl aufnimmt, die erste Reflexionsfläche 52 zum Reflektieren des von der ersten Eingangsfläche 51 eingeleiteten Laserstrahls und zum Durchlassen eines angeregten Raman-Streustrahls und die erste Abgabefläche 53 zur Abgabe des von der ersten Reflexionsfläche 52 reflektierten Laserstrahls umfasst.
Dadurch ist der durch die erste Ausführungsform bereitgestellte Laseroszillator 100 zur Unterdrückung eines angeregten Raman-Streustrahls bei gleichzeitiger Vermeidung einer Komplizierung einer Konfiguration geeignet. Dadurch wird letztendlich eine Aufrechterhaltung oder Erhöhung einer Laserleistung des Laseroszillators 100 erzielt.
Der Laseroszillator 100 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst: den Detektor 55, der so angeordnet ist, dass er der ersten Reflexionsfläche 52 des ersten Prismas 50 zugewandt ist, und die Intensität des durch die erste Reflexionsfläche 52 durchgelassenen Laserstrahls erfasst; die Stromzufuhreinheit 95, die einen Anregungsstrom an das Halbleiterlasermodul 10 (11, 12, 13, 14, 15) anlegt; die Schalteinheiten 111 bis 115, die jeweils zur Vornahme eines Umschaltens zwischen einem Anlegen des Anregungsstroms und einem Nichtanlegen des Anregungsstroms von der Stromzufuhreinheit 95 an das Halbleiterlasermodul 10 (11, 12, 13, 14, 15) geeignet sind; und die Steuereinheit 90. Wenn die von dem Detektor 55 erfasste Intensität des Strahls einen eingestellten Wert übersteigt, steuert die Steuereinheit 90 die Schalteinheiten 111 bis 115 so, dass ein Umschalten auf ein Nichtanlegen des Anregungsstroms an das Halbleiterlasermodul 10 (11, 12, 13, 14, 15) erfolgt, wodurch das Abstrahlen eines Laserstrahls beendet wird. Eine Laserleistung kann durch Steuern eines Stroms in dem Halbleiterlasermodul gesteuert werden. Daher kann die Laserleistung auch gesteuert werden, indem die Stromzufuhreinheit 95 mit einer Stromsteuerungsfunktion versehen wird.
Als Ergebnis der Steuerung durch die Steuereinheit 90 wird zur Reduzierung des Auftretens einer Beschädigung des Laseroszillators 100 verhindert, dass ein angeregter Raman-Streustrahl mit hoher Intensität in den Laseroszillator 100 gelenkt wird.
2B ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Teil der Konfiguration eines Laseroszillators 600 gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel zeigt. Der Laseroszillator 600 umfasst die Laserabgabeeinheit 1, die erste optische Faser 40 und einen Quarzblock 601. Die erste optische Faser 40 ist an den Quarzblock 601 fusionsgebondet. Die erste optische Faser 40 mit dieser Konfiguration ist an der Laserabgabeeinheit 1 angebracht. Im Folgenden wird beschrieben, wie sich ein Laserstrahl bei dem ersten Vergleichsbeispiel fortbewegt. Der Laserstrahl wird aus der Laserabgabeeinheit 1 abgegeben, wie durch einen Pfeil L1 dargestellt, durch die erste optische Faser 40 geleitet und anschließend aufgefächert in das Innere des Quarzblocks 601 eingeleitet, wie durch einen Pfeil L31 und einen Pfeil L32 dargestellt. Anschließend wird der Laserstrahl nach außen abgegeben.
Der Laserstrahl wird nicht durch eine Abschlussfläche der ersten optischen Faser 40, sondern zur Aufweitung des Laserstrahls in dem Quarzblock 601 zur Verringerung der Intensität des Laserstrahls und zum anschließenden Emittieren des Laserstrahls nach außen durch eine Endfläche des Quarzblocks 601 emittiert. Aufgrund einer Verschmutzung oder einer nicht reflektierenden Beschichtung entsteht leicht Wärme an einer Grenzfläche zur Abgabe des Laserstrahls nach außen. Daher ist eine Verringerung der Intensität des Laserstrahls zum Verhindern eines Brands effektiv. Die Konfiguration des ersten Vergleichsbeispiels umfasst keine Fläche zum Durchlassen eines angeregten Raman-Streustrahls und zum Leiten des angeregten Raman-Streustrahls nach außen wie die vorstehend beschriebene erste Reflexionsfläche 52 des ersten Prismas 50. Dadurch wird der angeregte Raman-Streustrahl unverändert aus dem Quarzblock 601 emittiert. Dies ist nicht wünschenswert, da dadurch die Gefahr einer Verringerung der Leistung des Laseroszillators 600 verursacht wird.
[Zweite Ausführungsform]
3A ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Teil der Konfiguration eines Laseroszillators 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 3A gezeigt, umfasst der Laseroszillator 200 zusätzlich zu der ersten optischen Faser 40 und dem ersten Prisma 50 einen Faserkoppler 60 als optisches System, ein zweites Prisma 70 und eine zweite optische Faser 80. Die Konfiguration des Laseroszillators 200 ist der gemäß der ersten Ausführungsform in jeder anderen Hinsicht ähnlich. Daher hat die Beschreibung der ersten Ausführungsform auch hier Gültigkeit, und die diesbezügliche Konfiguration des Laseroszillators 200 wird nachstehend nicht beschrieben.
[Faserkoppler]
Der Faserkoppler 60 dient dem Leiten eines von dem ersten Prisma 50 abgegebenen Strahls. Der Faserkoppler 60 wird zur Erleichterung des Anbringens und Abnehmens einer optischen Faser an und von dem Laseroszillator 200 verwendet. Der Faserkoppler 60 umfasst ein Kopplergehäuse 61 und eine Linse 62 und eine Linse 63, die in dem Kopplergehäuse 61 angeordnet sind.
[Zweites Prisma]
Das zweite Prisma 70 umfasst eine zweite Eingangsfläche 71, eine zweite Reflexionsfläche 72 und eine zweite Abgabefläche 73. Die zweite Eingangsfläche 71 ist eine Fläche zur Aufnahme eines durch den Faserkoppler 60 geleiteten Laserstrahls. Die zweite Reflexionsfläche 72 ist eine Fläche zum Reflektieren des von der zweiten Eingangsfläche 71 eingeleiteten Laserstrahls und zum Durchlassen eines angeregten Raman-Streustrahls. Bei der zweiten Ausführungsform wird die zweite Reflexionsfläche 72 durch Aufbringen mehrerer Beschichtungen erzeugt. Die zweite Reflexionsfläche 72 wird auf ähnliche Weise wie die erste Reflexionsfläche 52 erzeugt. Die zweite Abgabefläche 73 ist eine Fläche zur Abgabe des von der zweiten Reflexionsfläche 72 reflektierten Laserstrahls. Das zweite Prisma 70 ist an dem Faserkoppler 60 anbringbar und von diesem abnehmbar. Das erste Prisma 50 ist ebenfalls an dem Faserkoppler 60 anbringbar und von diesem abnehmbar.
[Zweite optische Faser]
Die zweite optische Faser 80 ist an die zweite Abgabefläche 73 fusionsgebondet. Die zweite optische Faser 80 dient dem Leiten des durch den Faserkoppler 60 geleiteten Laserstrahls.
Im Folgenden wird beschrieben, wie sich ein Laserstrahl bei der zweiten Ausführungsform fortbewegt. Der Laserstrahl wird aus der Laserabgabeeinheit 1 abgegeben, wie durch einen Pfeil L1 dargestellt, durch die erste optische Faser 40 geleitet und dann aufgefächert in das Innere des ersten Prismas 50 geleitet, wie durch einen Pfeil L2 und einen Pfeil L3 dargestellt. Ein angeregter Raman-Streustrahl wird durch die erste Reflexionsfläche 52 durchgelassen, wie durch einen Pfeil L100 dargestellt, und dann nach außen abgegeben. Der Laserstrahl wird von der ersten Reflexionsfläche 52 aufgefächert reflektiert, wie durch einen Pfeil L4 und einen Pfeil L5 dargestellt, und dann über die erste Abgabefläche 53 abgegeben.
Wie durch einen Pfeil L6 und einen Pfeil L7 dargestellt, wird der Laserstrahl an der Linse 62 des Faserkopplers 60 zu parallelen Strahlen. Anschließend werden die parallelen Strahlen von der Linse 63 des Faserkopplers 60 fokussiert, wie durch einen Pfeil L8 und einen Pfeil L9 dargestellt, und danach über die zweite Eingangsfläche 71 zu dem zweiten Prisma 70 geleitet. Ein angeregter Raman-Streustrahl wird durch die zweite Reflexionsfläche 72 durchgelassen, wie durch einen Pfeil L200 dargestellt, und dann nach außen abgegeben. Die Laserstrahlen werden von der zweiten Reflexionsfläche 72 reflektiert, wie durch einen Pfeil L10 und einen Pfeil L11 dargestellt. Anschließend werden die reflektierten Strahlen in die zweite optische Faser 80 fokussiert und durch die zweite optische Faser 80 geleitet.
Durch den Laseroszillator gemäß der zweiten Ausführungsform wird beispielsweise das folgende Ergebnis erzielt. Der Laseroszillator 200 gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst: den Faserkoppler 60 zum Leiten eines von dem ersten Prisma 50 abgegebenen Laserstrahls; das zweite Prisma 70, das die zweite Eingangsfläche 71 zur Aufnahme des durch den Faserkoppler 60 geleiteten Laserstrahls, die zweite Reflexionsfläche 72 zum Reflektieren des von der zweiten Eingangsfläche 71 eingeleiteten Laserstrahls und zum Durchlassen eines angeregten Raman-Streustrahls und die zweite Abgabefläche 73 zur Abgabe des von der zweiten Reflexionsfläche 72 reflektierten Laserstrahls umfasst; und die zweite optische Faser 80, an die die zweite Abgabefläche 73 fusionsgebondet ist und die zum Leiten des Laserstrahls verwendet wird. Das erste Prisma 50 und das zweite Prisma 70 sind so konfiguriert, dass sie an dem Faserkoppler 60 anbringbar und von diesem abnehmbar sind.
Wie vorstehend beschrieben, werden bei dem Laseroszillator 200 gemäß der zweiten Ausführungsform zwei Prismen verwendet, wobei im Vergleich zu dem Laseroszillator 100 gemäß der ersten Ausführungsform das erste Prisma 50 und das zweite Prisma 70 der Reduzierung eines angeregten Raman-Streustrahls dienen.
3B ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Teil der Konfiguration eines Laseroszillators 700 gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel zeigt. Der Laseroszillator 700 umfasst die erste optische Faser 40, einen ersten Quarzblock 701, den Faserkoppler 60, einen zweiten Quarzblock 702 und die zweite optische Faser 80. Im Folgenden wird beschrieben, wie sich ein Laserstrahl bei dem zweiten Vergleichsbeispiel fortbewegt. Der Laserstrahl wird aus der Laserabgabeeinheit 1 abgegeben, wie durch einen Pfeil L1 dargestellt, durch die erste optische Faser 40 geleitet und anschließend aufgefächert in das Innere des Quarzblocks 701 geleitet, wie durch einen Pfeil L31 und einen Pfeil L32 dargestellt. Wie durch einen Pfeil L33 und einen Pfeil L34 dargestellt, wird der Laserstrahl an der Linse 62 des Faserkopplers 60 zu parallelen Strahlen. Während die parallelen Strahlen von der Linse 63 des Faserkopplers 60 fokussiert werden, wie durch einen Pfeil L35 und einen Pfeil L36 dargestellt, werden die parallelen Strahlen in den zweiten Quarzblock 702 geleitet. Anschließend wird der resultierende Laserstrahl, wie durch einen Pfeil L37 dargestellt, durch die zweite optische Faser 80 geleitet.
Die Quarzblöcke 701 und 702 können in den Faserkoppler 60 eingesetzt und aus diesem entnommen werden. Dies bietet den Vorteil, dass die Quarzblöcke 701 und 702 zum Wechseln der ersten optischen Faser 40 und der zweiten optischen Faser 80 leicht eingesetzt und entnommen werden können. Die Konfiguration des zweiten Vergleichsbeispiels umfasst keine Fläche zum Durchlassen eines angeregten Raman-Streustrahls und zum Leiten des angeregten Raman-Streustrahls nach außen wie die erste Reflexionsfläche 52 des ersten Prismas 50 und die zweite Reflexionsfläche 72 des zweiten Prismas 70. Dies ist angesichts der Wahrscheinlichkeit, dass der angeregte Raman-Streustrahl unverändert in die zweite optische Faser 80 eingekoppelt wird, nicht wünschenswert.
[Dritte Ausführungsform]
4 ist eine Schnittansicht, die schematisch die Konfiguration eines Laseroszillators 300 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Laseroszillator 300 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von dem Laseroszillator 200 gemäß der zweiten Ausführungsform, dass das erste Prisma 50 und das zweite Prisma 70 von dem Faserkoppler 60 gehalten werden, der eine drehbare Konfiguration aufweist. Die Konfiguration des Laseroszillators 300 ist in jeder anderen Hinsicht der gemäß der zweiten Ausführungsform ähnlich. Daher hat die Beschreibung der zweiten Ausführungsform auch hier Gültigkeit, und die entsprechenden Konfigurationen des Laseroszillators 300 werden nachstehend nicht beschrieben.
Der Faserkoppler 60 des Laseroszillators 300 umfasst ein Kopplergehäuse 66, ein Kopplergehäuse 67, die Linse 62 und die Linse 63. Das Kopplergehäuse 66 und das Kopplergehäuse 67 als zwei Gehäuse weisen eine drehbare Konfigurationen auf, durch die eines der Gehäuse in Bezug auf das andere um eine vorgegebene Mittelachse X gedreht werden kann. Das erste Prisma 50 ist so an dem Kopplergehäuse 66 angebracht, dass es von dem Kopplergehäuse 66 abnehmbar ist. Die Linse 62 ist in dem Kopplergehäuse 66 angeordnet. Das zweite Prisma 70 ist so an dem Kopplergehäuse 67 angebracht, dass es von dem Kopplergehäuse 67 abnehmbar ist. Die Linse 63 ist in dem Kopplergehäuse 67 angeordnet.
Daher drehen sich das erste Prisma 50, das Kopplergehäuse 66 und die Linse 62 einstückig um die Mittelachse X des Faserkopplers 60. Das zweite Prisma 70, das Kopplergehäuse 67 und die Linse 63 drehen sich einstückig um die Mittelachse X des Faserkopplers 60. Das erste Prisma 50 wird von dem Kopplergehäuse 66 als einem der beiden Gehäuse gehalten. Das zweite Prisma 70 wird von dem Kopplergehäuse 67 als dem anderen der beiden Gehäuse gehalten.
Durch den Laseroszillator gemäß der dritten Ausführungsform wird beispielsweise das folgende Ergebnis erzielt. Bei dem Laseroszillator 300 gemäß der dritten Ausführungsform umfasst der Faserkoppler 60 die beiden Kopplergehäuse 66 und 67 mit drehbaren Konfigurationen, die um die vorgegebene Mittelachse X drehbar sind. Das erste Prisma 50 wird von dem Kopplergehäuse 66 als dem einen der beiden Kopplergehäuse 66 und 67 gehalten. Das zweite Prisma 70 wird von dem Kopplergehäuse 67 als dem anderen der beiden Kopplergehäuse 66 und 67 gehalten.
Dadurch können das erste Prisma 50 und das Kopplergehäuse 66 in Bezug auf das Kopplergehäuse 67 gedreht werden, und das zweite Prisma 70 und das Kopplergehäuse 67 können in Bezug auf das Kopplergehäuse 66 gedreht werden. Dies ermöglicht ein Drehen der an das erste Prisma 50 fusionsgebondeten ersten optischen Faser 40 in Bezug auf das Kopplergehäuse 67 und ein Drehen der an das zweite Prisma 70 fusionsgebondeten zweiten optischen Faser 80 in Bezug auf das Kopplergehäuse 66.
Durch das Vorhandensein des ersten Prismas 50 sind eine Richtung, in der sich die erste optische Faser 40 erstreckt, und die Richtung der optischen Achse des Faserkopplers 60 in einem Winkel von 90° angeordnet. Dadurch wird einem Hersteller das derartige Anordnen der ersten optischen Faser 40 in einer gewünschten Richtung ermöglicht, dass die erste optische Faser 40 um die optische Achse des Faserkopplers 60 gedreht wird. Durch das Vorhandensein des zweiten Prismas 70 sind eine Richtung, in der sich die zweite optische Faser 80 erstreckt, und die Richtung der optischen Achse des Faserkopplers 60 in einem Winkel von 90° angeordnet. Dadurch wird dem Hersteller das derartige Anordnen der zweiten optischen Faser 80 in einer gewünschten Richtung ermöglicht, dass die zweite optische Faser 80 um die optische Achse des Faserkopplers 60 gedreht wird. Nachdem sich die erste optische Faser 40 und die zweite optische Faser 80 frei drehen können, werden Verschlingungen der ersten optischen Faser 40 und der zweiten optischen Faser 80 ausgeschlossen.
[Vierte Ausführungsform]
5 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Teil der Konfiguration eines Laseroszillators 400 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Laseroszillator 400 gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von dem Laseroszillator 200 gemäß der zweiten Ausführungsform und dem Laseroszillator 300 gemäß der dritten Ausführungsform, dass das erste Prisma 50 und das zweite Prisma 70 durch ein erstes Prisma 150 und ein zweites Prisma 170 ersetzt werden. Die Konfiguration des Laseroszillators 400 ist in jeder anderen Hinsicht denen gemäß der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform ähnlich. Daher besitzen die Beschreibungen zu der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform auch hier Gültigkeit, und die entsprechende Konfiguration des Laseroszillators 400 wird nachstehend nicht beschrieben.
Das erste Prisma 150 umfasst eine erste Reflexionsfläche 152. Die erste Reflexionsfläche 152 ist als erste gewölbte Fläche zum Reflektieren eines Laserstrahls aus der ersten optischen Faser 40 als parallele Strahlen gestaltet. Das zweite Prisma 170 umfasst eine zweite Reflexionsfläche 172. Die zweite Reflexionsfläche 172 ist als zweite gewölbte Fläche zum Reflektieren der parallelen Strahlen des Laserstrahls von der ersten Reflexionsfläche 152 und zum Fokussieren und Einkoppeln der reflektierten Strahlen in die zweiten optische Faser 80 gestaltet. In dem Faserkoppler 60 ist keine Linse angeordnet.
Im Folgenden wird beschrieben, wie sich ein Laserstrahl bei der vierten Ausführungsform fortbewegt. Der Laserstrahl wird aus der Laserabgabeeinheit 1 abgegeben, wie durch einen Pfeil L1 dargestellt, durch die erste optische Faser 40 geleitet und dann aufgefächert in das Innere des ersten Prismas 50 geleitet, wie durch einen Pfeil L2 und einen Pfeil L3 dargestellt. Ein angeregter Raman-Streustrahl wird durch die erste Reflexionsfläche 152 durchgelassen, wie durch einen Pfeil L100 dargestellt, und dann nach außen abgegeben. Der Laserstrahl wird von der ersten Reflexionsfläche 152 reflektiert, wie durch einen Pfeil L21 und einen Pfeil L22 dargestellt. Dann werden die resultierenden parallelen Strahlen über die erste Abgabefläche 53 abgegeben. Die Reflexionsfläche 152 ist eine gewölbte Fläche zum Umwandeln des aufgefächerten Laserstrahls in parallele Strahlen. Daher wird der Laserstrahl nach der Reflexion durch die Reflexionsfläche 152 zu parallelen Strahlen.
Die parallelen Strahlen des Laserstrahls passieren unverändert den Faserkoppler 60, wie durch die Pfeile L21 und L22 gezeigt, und werden dann zu dem zweiten Prisma 170 geleitet. Ein angeregter Raman-Streustrahl wird durch die zweite Reflexionsfläche 172 durchgelassen, wie durch einen Pfeil L200 dargestellt, und dann nach außen abgegeben. Die Laserstrahlen werden von der zweiten Reflexionsfläche 172 reflektiert, wie durch einen Pfeil L23 und einen Pfeil L24 dargestellt. Anschließend werden die reflektierten Strahlen in die zweite optische Faser 80 fokussiert und durch die zweite optische Faser 80 geleitet. Die Reflexionsfläche 172 ist eine gewölbte Fläche, die ein derartiges Fokussieren des Laserstrahls als parallele Strahlen ermöglicht, dass die parallelen Strahlen in die zweite optische Faser 80 eingekoppelt werden. Dadurch werden die Laserstrahlen nach der Reflexion durch die Reflexionsfläche 172 in die zweite optische Faser 80 eingekoppelt.
Durch den Laseroszillator gemäß der vierten Ausführungsform wird beispielsweise das folgende Ergebnis erzielt. Bei dem Laseroszillator 400 gemäß der vierten Ausführungsform ist die erste Reflexionsfläche 152 als erste gewölbte Fläche zum Reflektieren eines Laserstrahls aus der ersten optischen Faser 40 als parallele Strahlen gestaltet. Die zweite Reflexionsfläche 172 ist als zweite gewölbte Fläche zum Reflektieren der parallelen Strahlen des Laserstrahls von der ersten Reflexionsfläche 152 und zum Fokussieren und Einkoppeln der reflektierten Strahlen in die zweite optische Faser 80 gestaltet.
Daher passiert der Laserstrahl als parallele Strahlen den Faserkoppler 60. Da der Laserstrahl, der den Faserkoppler 60 passiert, die Form der parallelen Strahlen aufweist, ist keine Linse in dem Faserkoppler 60 erforderlich. Der Wegfall der Notwendigkeit einer Linse ermöglicht ein Verhindern einer Verstärkung eines angeregten Raman-Streustrahls aufgrund einer Reflexion des angeregten Raman-Streustrahls durch eine Oberfläche einer Linse und eines Zurückwerfens des angeregten Raman-Streustrahls zu einem Resonator.
[Modifikationen]
Vorstehend wurden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei jeder der ersten bis vierten Ausführungsform umfasst der Laseroszillator die Steuereinheit. Diese Konfiguration ist jedoch nicht einschränkend. Die Steuereinheit kann getrennt von dem Laseroszillator vorgesehen sein.
Bei der ersten bis vierten Ausführungsform werden die erste Reflexionsfläche 52, die zweite Reflexionsfläche 72, die erste Reflexionsfläche 152 und die zweite Reflexionsfläche 172 durch Aufbringen von Beschichtungen erzeugt. Diese Konfiguration ist jedoch nicht einschränkend. Jede dieser Reflexionsflächen kann durch Beugungsgitter (Gitter) gebildet werden.
Bei der ersten Ausführungsform ist die Steuereinheit 90 so konfiguriert, dass die Steuereinheit 90 die Schalteinheiten 111 bis 115 so steuert, dass ein Umschalten auf ein Nichtanlegen eines Anregungsstroms an das Halbleiterlasermodul 10 (11, 12, 13, 14, 15) erfolgt, wenn die Intensität eines von dem Detektor 55 erfassten Strahls den eingestellten Wert übersteigt, wodurch das Abstrahlen eines Laserstrahls beendet wird. Diese Konfiguration ist jedoch nicht einschränkend. Genauer kann die Steuereinheit 90 so konfiguriert sein, dass sie eine der Schalteinheiten 111 bis 115 steuert, um ein teilweises Umschalten auf ein Nichtanlegen eines Anregungsstroms an eines der Halbleiterlasermodule 10 (11, 12, 13, 14, 15) zu veranlassen, wodurch die Emission eines Laserstrahls reduziert wird.
Bezugszeichenliste

40: Erste optische Faser
50: Erstes Prisma
51: Erste Eingangsfläche
52: Erste Reflexionsfläche
53: Erste Abgabefläche
55: Detektor
60: Faserkoppler (optisches System)
66, 67: Kopplergehäuse (Gehäuse)
70: Zweites Prisma
71: Zweite Eingangsfläche
72: Zweite Reflexionsfläche
73: Zweite Abgabefläche
80: Zweite optische Faser
90: Steuereinheit
95: Stromzufuhreinheit
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700: Laseroszillator
111 bis 115: Schalteinheit (Umschalteinheit)
150: Erstes Prisma
152: Erste Reflexionsfläche
170: Zweites Prisma
172: Zweite Reflexionsfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009016804 [0004]
JP 2004170088 [0004]

Claims

Laseroszillator (100, 200, 300, 400) der umfasst: ein Halbleiterlasermodul (10); eine erste optische Faser (40) zum Leiten eines Laserstrahls aus dem Halbleiterlasermodul (10) und ein erstes Prisma (50, 150), das eine erste Eingangsfläche (51), die an die erste optische Faser (40) fusionsgebondet ist und den von der ersten optischen Faser (40) eingeleiteten Laserstrahl aufnimmt, eine erste Reflexionsfläche (52, 152) zum Reflektieren des von der ersten Eingangsfläche (51) eingeleiteten Laserstrahls und zum Durchlassen eines angeregten Raman-Streustrahls und eine erste Abgabefläche (53) zur Abgabe des von der ersten Reflexionsfläche (52, 152) reflektierten Laserstrahls umfasst.
Laseroszillator (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 1, der umfasst: ein optisches System (60) zum Leiten des von dem ersten Prisma (50, 150) abgegebenen Laserstrahls; ein zweites Prisma (70, 170), das eine zweite Eingangsfläche (71) zur Aufnahme des durch das optische System (60) geleiteten Laserstrahls, eine zweite Reflexionsfläche (72, 172) zum Reflektieren des von der zweiten Eingangsfläche (71) eingeleiteten Laserstrahls und zum Durchlassen eines angeregten Raman-Streustrahls und eine zweite Abgabefläche (73) zur Abgabe des von der zweiten Reflexionsfläche (72, 172) reflektierten Laserstrahls umfasst; und eine zweite optische Faser (80), an die die zweite Abgabefläche (73) fusionsgebondet ist und die zum Leiten des Laserstrahls verwendet wird, wobei das erste Prisma (50, 150) und das zweite Prisma (70, 170) an dem optischen System (60) anbringbar und von diesem abnehmbar sind.
Laseroszillator (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 2, wobei das optische System (60) zwei Gehäuse (66,67) mit drehbaren Konfigurationen umfasst, die um eine vorgegebene Mittelachse (X) drehbar sind; das erste Prisma (50, 150) von einem der beiden Gehäuse (66, 67) gehalten wird; und das zweite Prisma (70, 170) von dem anderen der beiden Gehäuse (66, 67) gehalten wird.
Laseroszillator (100, 200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der umfasst: einen Detektor (55), der so angeordnet ist, dass er der ersten Reflexionsfläche (52, 152) des ersten Prismas (50, 150) zugewandt ist, und die Intensität des durch die erste Reflexionsfläche (52, 152) durchgelassenen Laserstrahls erfasst; eine Stromzufuhreinheit (95), die einen Anregungsstrom an das Halbleiterlasermodul (10) anlegt; eine Umschalteinheit (111 bis 115), die zur Vornahme eines Umschaltens zwischen einem Anlegen des Anregungsstroms und einem Nichtanlegen des Anregungsstroms von der Stromzufuhreinheit (95) an das Halbleiterlasermodul (10) geeignet ist; und eine Steuereinheit (90), wobei die Steuereinheit die Umschalteinheit (111 bis 115) so steuert, dass ein Umschalten auf ein Nichtanlegen des Anregungsstroms an das Halbleiterlasermodul (10) erfolgt, wenn die von dem Detektor (55) erfasste Intensität des Strahls einen eingestellten Wert übersteigt, wodurch das Abstrahlen eines Laserstrahls beendet wird.
Laseroszillator (400) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste Reflexionsfläche (152) als erste gewölbte Fläche zum Reflektieren des Laserstrahls von der ersten optischen Faser (40) als parallele Strahlen gestaltet ist, und die zweite Reflexionsfläche (172) als zweite gewölbte Fläche zum Reflektieren der parallelen Strahlen des Laserstrahls von der ersten Reflexionsfläche (152) und zum Fokussieren und Einkoppeln der reflektierten Strahlen in die zweite optische Faser (80) gestaltet ist.