JP2010002608A - Laser beam transmitting apparatus and fiber laser oscillator equipped with the same - Google Patents

Laser beam transmitting apparatus and fiber laser oscillator equipped with the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam transmitting apparatus in which cladding propagation light of an optical fiber can be completely removed in a short cladding propagation light removing part, and to provide a fiber laser oscillator equipped with the same. <P>SOLUTION: The apparatus is equipped with an optical fiber 1 comprising a light transmitting core 5 extended in the transmitting direction of a laser beam, a light transmitting cladding 4 having a lower refractive index than the core 5 and installed outside the core 5, and a coating 3 provided on the outside of the cladding 4. A cladding exposed part 2 is formed by removing a part of the coating 3 of the optical fiber 1, with a bending of a radius of curvature R imparted to the cladding exposed part 2, and then, a light transmitting member 6 is provided having a refractive index equal to or greater than that of the cladding 4, in a manner coming in contact with the exposed cladding 4. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、光ファイバの光ガイド効果によりレーザ光を伝送するレーザ光伝送装置およびそれを備えたファイバレーザ発振器に関するものである。   The present invention relates to a laser light transmission device that transmits laser light by the light guide effect of an optical fiber and a fiber laser oscillator including the same.

従来のレーザ光伝送装置は、望ましくないクラッド層伝播光成分を除去するために、光ファイバの被覆の一部を除去してクラッド層を露出させ、クラッド層の屈折率よりも高屈折率のゲルにクラッド露出部分を接触させることにより、クラッド伝播光を外部へ散逸させるように構成されている(たとえば、特許文献1参照)。   In order to remove undesirable clad layer propagation light component, the conventional laser light transmission device removes a part of the coating of the optical fiber to expose the clad layer, and the gel having a refractive index higher than the refractive index of the clad layer. By making the clad exposed portion contact with the clad, the clad propagation light is dissipated to the outside (see, for example, Patent Document 1).

また、他の従来装置は、光ファイバ端部の被覆を除去して露出したクラッド層に、クラッド層と同等以上の屈折率を有するモードストリッパを接触させることにより、クラッド伝播光を外部へ散逸させ、クーラントを循環させて排熱するように構成されている(たとえば、特許文献2参照)。
特許文献2の構成では、クラッドに接するモードストリッパは、外部のクーラントへ光を伝導させているので、光ファイバ自体が発熱することがなく、過熱ダメージの対策が講じられている。
Another conventional apparatus dissipates clad propagation light to the outside by bringing a mode stripper having a refractive index equal to or higher than that of the cladding layer into contact with the cladding layer exposed by removing the coating at the end of the optical fiber. The coolant is circulated to exhaust heat (see, for example, Patent Document 2).
In the configuration of Patent Document 2, since the mode stripper in contact with the clad conducts light to the external coolant, the optical fiber itself does not generate heat and measures against overheating damage are taken.

特開平3−269505号公報(第1図)Japanese Patent Laid-Open No. 3-269505 (FIG. 1) 特表2000−514930号公報Special Table 2000-514930

従来のレーザ光伝送装置は、特許文献1の構成例では、クラッド層が露出した光ファイバがゲル中に曲げて収納されており、曲げについては特に具体的な記載はないものの、一般に被覆が除去された光ファイバは非常に脆いので、信頼性の確保が困難になるという課題があった。
また、高パワーレーザ光を伝送する際には、クラッド層に接するゲルが発熱するので、光ファイバ自身が発熱して、過熱によるダメージを受ける可能性があるという課題があった。
In the conventional laser light transmission apparatus, in the configuration example of Patent Document 1, the optical fiber with the cladding layer exposed is bent and accommodated in the gel, and although there is no specific description about bending, the coating is generally removed. Since the optical fiber is very brittle, there is a problem that it is difficult to ensure reliability.
Further, when transmitting high power laser light, the gel in contact with the cladding layer generates heat, so that the optical fiber itself generates heat and may be damaged by overheating.

一方、特許文献2の構成例では、過熱ダメージの対策が講じられているものの、完全にクラッド伝播モードを除去するためには、クラッド層に沿って、長い距離に渡ってモードストリッパを設置する必要があるので、モードストリッパ部が大形化するうえコストアップを招くという課題があった。   On the other hand, in the configuration example of Patent Document 2, although measures against overheat damage are taken, in order to completely remove the clad propagation mode, it is necessary to install a mode stripper along the clad layer over a long distance. Therefore, there is a problem that the mode stripper part is increased in size and increases the cost.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、1kW以上の高パワー伝送が可能でコンパクトなクラッド伝播成分除去機能を有するレーザ光伝送装置およびそれを備えたファイバレーザ発振器を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and a laser light transmission device capable of high power transmission of 1 kW or more and having a compact cladding propagation component removal function and a fiber laser oscillator including the same The purpose is to obtain.

この発明に係るレーザ光伝送装置は、レーザ光の伝送方向に延長された光透過性のコアと、コアよりも低い屈曲率を有し、コアの外側に設けられた光透過性のクラッドと、クラッドの外側に設けられた被覆とからなる光ファイバを備えたレーザ光伝送装置において、光ファイバは、被覆の一部が所定長さにわたって除去されたクラッド露出部分と、クラッドと同等以上の屈折率を有し、クラッド露出部分の外側に設けられた光透過性部材とを備え、クラッド露出部分は、強度的に耐え得る範囲内の曲率半径で曲げられて光透過性部材に接触しているものである。   The laser light transmission device according to the present invention includes a light-transmitting core extended in the laser light transmission direction, a light-transmitting cladding having a lower bending rate than the core and provided outside the core, In a laser light transmission apparatus comprising an optical fiber comprising a coating provided outside the cladding, the optical fiber has an exposed portion where a portion of the coating is removed over a predetermined length and a refractive index equal to or greater than that of the cladding. And a light transmissive member provided outside the exposed portion of the clad, wherein the clad exposed portion is bent at a radius of curvature within a range that can withstand strength and is in contact with the light transmissive member. It is.

この発明によれば、光ファイバのクラッド露出部分(被覆除去部)に適切な曲率が与えられることにより、短い長さで、ほぼ完全なクラッド伝播光除去効果が得られる。   According to the present invention, by providing an appropriate curvature to the cladding exposed portion (coating removal portion) of the optical fiber, a substantially complete cladding propagation light removal effect can be obtained with a short length.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係るレーザ光伝送装置を示す全体構成図であり、図2は図1内のクラッド伝播光除去部2(破線枠内)を拡大して示す断面図である。
図1および図2において、光ファイバ1は、外部保護用の被覆3と、光透過性のクラッド4およびコア5とにより構成されており、レーザ発振器10から出射されたレーザ光Lを伝送する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a laser beam transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a clad propagation light removing unit 2 (in a broken line frame) in FIG. is there.
1 and 2, an optical fiber 1 is constituted by a coating 3 for external protection, a light-transmissive clad 4 and a core 5, and transmits a laser beam L emitted from a laser oscillator 10.

コア5は、光ファイバ1の中心部に位置し、レーザ光Lの伝送方向に延長されている。
クラッド4は、コア5よりも低い屈曲率を有し、コア5の外側に設けられており、被覆3は、クラッド4の外側に設けられている。
The core 5 is located at the center of the optical fiber 1 and extends in the transmission direction of the laser light L.
The clad 4 has a lower bending rate than the core 5 and is provided outside the core 5, and the coating 3 is provided outside the clad 4.

光ファイバ1の途中(一部)には、被覆3の一部が除去されたクラッド伝播光除去部(クラッド露出部分)2が設けられている。
また、クラッド伝播光除去部2の外側には、クラッド4と同等以上の屈折率を有する光透過性部材6が設けられておる。
さらに、光透過性部材6の外側には、光吸収部材7を介して冷却部材8が設けられている。
In the middle (a part) of the optical fiber 1, a clad propagation light removing part (cladding exposed part) 2 from which a part of the coating 3 is removed is provided.
A light transmissive member 6 having a refractive index equal to or higher than that of the clad 4 is provided outside the clad propagation light removing unit 2.
Furthermore, a cooling member 8 is provided outside the light transmissive member 6 via a light absorbing member 7.

クラッド伝播光除去部2は、光ファイバ1のクラッド4中を伝送する望ましくないクラッド層伝播光成分を除去するために、強度的に耐え得る範囲内で、クラッド伝播光除去部2の所定長さDに応じた曲率半径Rで曲げられるとともに、光透過性部材6に接触している。
ここでは、クラッド伝播光除去部2の曲率半径Rは、光ファイバ1の曲げ強度を考慮して、クラッド直径125μm〜400μmの光ファイバに対し、曲率半径100mm以上の緩い曲げを与えるものとする。
The clad propagation light removal unit 2 has a predetermined length of the clad propagation light removal unit 2 within a range that can withstand strength in order to remove an undesirable clad layer propagation light component transmitted through the clad 4 of the optical fiber 1. While being bent at a radius of curvature R according to D, it is in contact with the light transmissive member 6.
Here, the radius of curvature R of the clad propagation light removing unit 2 is considered to give a gentle bend with a radius of curvature of 100 mm or more to an optical fiber having a clad diameter of 125 μm to 400 μm in consideration of the bending strength of the optical fiber 1.

ここで、光ファイバ1としては、たとえば、コア5の直径が20μm、クラッド4の直径が400μm、被覆3の直径が550μm、の石英製マルチモード光ファイバを想定しており、伝送されるレーザ光Lは、波長が1μmのYAGレーザを想定している。   Here, the optical fiber 1 is assumed to be, for example, a quartz multimode optical fiber having a core 5 diameter of 20 μm, a cladding 4 diameter of 400 μm, and a coating 3 diameter of 550 μm. L assumes a YAG laser having a wavelength of 1 μm.

光ファイバ1のクラッド伝播光除去部2においては、樹脂製の被覆3が、所定長さD(たとえば、D=15mm)にわたって除去されている。
また、クラッド伝播光除去部2に露出されたクラッド4は、所定の曲率半径R(たとえば、R=150mm)を保持した状態のまま、周囲が光透過性部材6で覆われて固定されている。
In the clad propagation light removing portion 2 of the optical fiber 1, the resin coating 3 is removed over a predetermined length D (for example, D = 15 mm).
In addition, the cladding 4 exposed to the cladding propagation light removing unit 2 is covered and fixed with the light transmissive member 6 while maintaining a predetermined radius of curvature R (for example, R = 150 mm). .

光透過性部材6は、たとえば、ゾル(光学オイル)からなる。
光透過性部材6の周囲を覆う光吸収部材7は、良熱伝導性の材料であり、たとえば、黒色メッキされた金属(アルミ、銅)などからなる。
光吸収部材7の周囲を覆う冷却部材8は、良熱伝導性の金属(アルミ、銅)などからなり、望ましくは、水冷式あるいは空冷式の冷却機構により構成される。
なお、光吸収部材7および冷却部材8は、一体化して構成されてもよい。
The light transmissive member 6 is made of, for example, sol (optical oil).
The light absorbing member 7 covering the periphery of the light transmissive member 6 is a material having good heat conductivity, and is made of, for example, a black-plated metal (aluminum, copper) or the like.
The cooling member 8 covering the periphery of the light absorbing member 7 is made of a metal with good heat conductivity (aluminum, copper) or the like, and is preferably configured by a water-cooled or air-cooled cooling mechanism.
In addition, the light absorption member 7 and the cooling member 8 may be integrally configured.

図1および図2の構成において、光ファイバ1中のクラッド4を伝播する望ましくないクラッド層伝播光成分は、クラッド伝播光除去部2に到達すると、所定の曲率半径R(たとえば、R=150mm)で曲げられることにより、効率よくクラッド4から光透過性部材6(屈折率が同等以上)の中に漏れ出る。   In the configuration of FIGS. 1 and 2, when an undesired clad layer propagation light component propagating through the clad 4 in the optical fiber 1 reaches the clad propagation light removal unit 2, a predetermined radius of curvature R (for example, R = 150 mm) Is efficiently leaked from the clad 4 into the light transmissive member 6 (with a refractive index equal to or higher).

なお、クラッド伝播光除去部2における光ファイバ1は、所定長さD(=15mm)にわたって被覆3が除去されていることから、前述のように脆い状態にあるが、光ファイバ1の上記条件(コア5の直径が20μm、クラッド4の直径が400μm)においては、曲率半径Rが100mm以上に設定されていれば、全く問題なく安全に使用できることが発明者の実験により確かめられている。   The optical fiber 1 in the clad propagation light removing unit 2 is in a fragile state as described above because the coating 3 is removed over a predetermined length D (= 15 mm). In the experiment of the inventor, it has been confirmed that when the radius of curvature R is set to 100 mm or more when the diameter of the core 5 is 20 μm and the diameter of the cladding 4 is 400 μm, it can be used safely without any problem.

この結果、クラッド伝播光除去部2の所定長さD=15mmという短い距離で、ほぼ完全にクラッド伝播光は、光ファイバ1の外部へ散逸する。
以下、漏れ出た光成分は、光吸収部材7に吸収され、このときの光吸収によって生じる光吸収部材7の発熱は、冷却部材8によって冷却される。
また、クラッド伝播光除去部2におけるクラッド4の表面は、光透過性部材6を介して光吸収部材7に接触しているので、光吸収部材7の発熱が、クラッド4に直接影響することもない。したがって、光ファイバ1自体が発熱することはない。
As a result, the clad propagation light is almost completely dissipated to the outside of the optical fiber 1 at a short distance of the predetermined length D = 15 mm of the clad propagation light removal unit 2.
Hereinafter, the leaked light component is absorbed by the light absorbing member 7, and the heat generation of the light absorbing member 7 caused by the light absorption at this time is cooled by the cooling member 8.
Moreover, since the surface of the clad 4 in the clad propagation light removing unit 2 is in contact with the light absorbing member 7 through the light transmissive member 6, the heat generated by the light absorbing member 7 may directly affect the clad 4. Absent. Therefore, the optical fiber 1 itself does not generate heat.

図3はクラッド伝播光除去部2での光残余率の実験結果を示す特性図であり、横軸は光ファイバ1の曲げ半径(曲率半径R)の逆数[m^(−1)]を示し、縦軸はクラッド伝播光残余率[%]を示している。
図3の横軸(曲率半径Rの逆数)において、「5」は、曲率半径R=200mmに対応し、「6.7」は、曲率半径R=150mmに対応し、「10」は、曲率半径R=100mmに対応する。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing an experimental result of the optical residual ratio in the clad propagation light removing unit 2, and the horizontal axis indicates the reciprocal [m ^ (− 1)] of the bending radius (curvature radius R) of the optical fiber 1. The vertical axis represents the clad propagation light residual rate [%].
In the horizontal axis of FIG. 3 (the reciprocal of the curvature radius R), “5” corresponds to the curvature radius R = 200 mm, “6.7” corresponds to the curvature radius R = 150 mm, and “10” represents the curvature. This corresponds to a radius R = 100 mm.

また、図3内の各特性曲線は、クラッド伝播光除去部2を各所定長さD(=20mm、15mm、10mm)に設定した状態で、クラッド伝播光除去部2での光ファイバ1の曲率とクラッド伝播光残余率との関係を実測した結果を示している。   Further, each characteristic curve in FIG. 3 shows the curvature of the optical fiber 1 in the clad propagation light removal unit 2 in a state where the clad propagation light removal unit 2 is set to each predetermined length D (= 20 mm, 15 mm, 10 mm). It shows the result of actual measurement of the relationship between the clad propagation light residual rate.

図3から明らかなように、曲率半径R=200mmにおいては、所定長さD=20mmで、ほぼ完全にクラッド伝播光が除去可能(残余率=0)であり、曲率半径R=150mmにおいては、所定長さD=15mmで、ほぼ完全にクラッド伝播光が除去可能であることが分かる。   As is clear from FIG. 3, at a curvature radius R = 200 mm, the clad propagation light can be almost completely removed at a predetermined length D = 20 mm (residual rate = 0), and at a curvature radius R = 150 mm, It can be seen that the clad propagation light can be removed almost completely at the predetermined length D = 15 mm.

つまり、クラッド伝播光除去部2の所定長さDが20mmに設定された場合には、曲率半径Rを200mm以下に設定し、所定長さDが15mmに設定された場合には、曲率半径Rを150mm以下に設定すれば、クラッド伝播光の除去が可能となる。   That is, when the predetermined length D of the clad propagation light removing unit 2 is set to 20 mm, the curvature radius R is set to 200 mm or less, and when the predetermined length D is set to 15 mm, the curvature radius R is set. Is set to 150 mm or less, the clad propagation light can be removed.

また、曲率半径R=100mmにおいては、所定長さD=10mmで、約98%のクラッド伝播光が除去可能(残余率=2[%])であり、実験的に光ファイバ1がダメージを受けないことも実証されている。この場合、被覆3を除去する部分の長さを短く設定することができる。
さらに、クラッド直径が400μmよりも小径の光ファイバ(クラッド直径125μm〜400μm)の場合は、より緩い曲げ(より大きい曲率半径)で同等のクラッド伝播光除去効果が得られることを実験的に確認している。
In addition, when the radius of curvature R is 100 mm, the predetermined length D is 10 mm and about 98% of the clad propagation light can be removed (residual rate = 2 [%]), and the optical fiber 1 is experimentally damaged. It has also been proven not to exist. In this case, the length of the part from which the coating 3 is removed can be set short.
Furthermore, in the case of an optical fiber having a cladding diameter smaller than 400 μm (cladding diameter 125 μm to 400 μm), it was experimentally confirmed that an equivalent cladding propagation light removal effect can be obtained with a gentler bending (a larger radius of curvature). ing.

以上のように、この発明の実施の形態1に係るレーザ光伝送装置は、レーザ光Lの伝送方向に延長された光透過性のコア5と、コア5よりも低い屈曲率を有し、コア5の外側に設けられた光透過性のクラッド4と、クラッド4の外側に設けられた被覆3とからなる光ファイバ1を備えている。   As described above, the laser light transmission device according to the first embodiment of the present invention has a light-transmitting core 5 extended in the transmission direction of the laser light L, a lower bending rate than the core 5, 5 is provided with an optical fiber 1 including a light-transmitting clad 4 provided outside 5 and a coating 3 provided outside the clad 4.

光ファイバ1は、被覆3の一部が所定長さDにわたって除去されたクラッド伝播光除去部(クラッド露出部分)2と、クラッド4と同等以上の屈折率を有し、クラッド伝播光除去部2の外側に設けられた光透過性部材6とを備えており、クラッド伝播光除去部2は、強度的に耐え得る範囲内の曲率半径Rで曲げられて光透過性部材6に接触している。
すなわち、光ファイバ1の一部の被覆3を除去して適切な値の曲率半径Rで曲げることによりクラッド伝播光除去部2を形成し、クラッド伝播光除去部2の外側に光透過性部材6が取り付けられている。
The optical fiber 1 has a clad propagation light removing portion (cladding exposed portion) 2 from which a part of the coating 3 is removed over a predetermined length D, and a refractive index equal to or higher than that of the clad 4, and the clad propagation light removing portion 2 The clad propagation light removing portion 2 is bent with a radius of curvature R within a range that can withstand strength and is in contact with the light transmissive member 6. .
That is, the cladding propagation light removing portion 2 is formed by removing a portion of the coating 3 of the optical fiber 1 and bending it at an appropriate value of the radius of curvature R, and the light transmitting member 6 outside the cladding propagation light removing portion 2. Is attached.

このように、被覆3を除去した光ファイバ1の一部(所定長さD)に対して、強度的に耐え得る(問題のない)レベルの曲率半径Rで曲げを与え、クラッド伝播光除去部2を構成することにより、短い所定長さDでクラッド伝播光をほぼ完全に除去することができ、従来装置では実現し得なかった、コンパクトで効率の良いクラッド伝播光除去能力を備えたレーザ光伝送装置を実現することができる。
また、クラッド伝播光除去部2で露出したクラッド4には、光透過性部材6が接触しており、光吸収部材7(発熱部材)が直接接触することがないので、クラッド4が過熱される可能性も回避することができる。
In this way, a part of the optical fiber 1 from which the coating 3 has been removed (predetermined length D) is bent with a radius of curvature R that can withstand strength (no problem), and the clad propagation light removal unit 2 can remove the clad propagation light almost completely with a short predetermined length D, and is a laser beam having a compact and efficient clad propagation light removal capability that could not be realized by a conventional apparatus. A transmission apparatus can be realized.
In addition, since the light transmissive member 6 is in contact with the clad 4 exposed in the clad propagation light removing unit 2 and the light absorbing member 7 (heat generating member) is not in direct contact, the clad 4 is overheated. The possibility can also be avoided.

また、光透過性部材6の外側に設けられた光吸収部材7と、光吸収部材7を外側から冷却するための冷却部材(冷却機構)8とを備えているので、高パワーのレーザ光伝送装置において、クラッド伝播光パワーが高い状況にあっても、光ファイバ1自体の温度上昇を抑制しつつ、クラッド伝播光を除去することができる。   In addition, since a light absorbing member 7 provided outside the light transmissive member 6 and a cooling member (cooling mechanism) 8 for cooling the light absorbing member 7 from the outside are provided, high-power laser light transmission In the apparatus, even when the clad propagation light power is high, the clad propagation light can be removed while suppressing the temperature rise of the optical fiber 1 itself.

また、具体的には、光ファイバ1は、コア5の直径が20μm、クラッド4の直径が400μmの石英製マルチモード光ファイバであり、クラッド伝播光除去部2の所定長さD=20mm、曲率半径R≦200mmに設定されている。または、所定長さD=15mm、曲率半径R≦150mmに設定されている。   More specifically, the optical fiber 1 is a quartz multimode optical fiber having a core 5 having a diameter of 20 μm and a cladding 4 having a diameter of 400 μm. The cladding propagation light removing unit 2 has a predetermined length D = 20 mm and a curvature. The radius R is set to 200 mm. Alternatively, the predetermined length D = 15 mm and the radius of curvature R ≦ 150 mm are set.

これにより、クラッド伝播光除去部2において、ほぼ完全にクラッド伝播光が除去可能となる。
また、クラッド伝播光除去部2の所定長さD=10mm、曲率半径R≦100mmに設定した場合には、所定長さD=10mmであっても、約98%のクラッド伝播光を除去することができる。
さらに、クラッド直径が400μmよりも小径の光ファイバ(クラッド直径125μm〜400μm)の場合は、より緩い曲げ(より大きい曲率半径)で同等のクラッド伝播光除去効果が得られることを実験的に確認している。
As a result, the clad propagation light removal unit 2 can remove the clad propagation light almost completely.
When the predetermined length D of the clad propagation light removing unit 2 is set to 10 mm and the radius of curvature R ≦ 100 mm, about 98% of the clad propagation light is removed even if the predetermined length D = 10 mm. Can do.
Furthermore, in the case of an optical fiber having a cladding diameter smaller than 400 μm (cladding diameter 125 μm to 400 μm), it was experimentally confirmed that an equivalent cladding propagation light removal effect can be obtained with a gentler bending (a larger radius of curvature). ing.

実施の形態2.
なお、上記実施の形態1(図1、図2)では、単層のクラッド4を有する光ファイバ1の場合を示したが、2層のクラッド4を有する光ファイバ(DCFF:ダブルクラッドファイバ)を用いて、高出力マルチモードレーザーダイオード光を励起光として利用可能な構成としてもよい。
この場合、ダブルクラッドファイバに対しても、前述と同様の効果を奏する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment (FIGS. 1 and 2), the case of the optical fiber 1 having the single-layer clad 4 is shown. However, an optical fiber (DCFF: double-clad fiber) having the two-layer clad 4 is used. It is good also as a structure which can use and can utilize a high output multimode laser diode light as excitation light.
In this case, the same effect as described above can be obtained for the double clad fiber.

また、クラッド伝播光除去部2を有する光ファイバ1を、ファイバレーザ発振器の構成の一部とし、上記実施の形態1(図1、図2)の光ファイバ1を用いてファイバレーザ発振器を構成してもよい。
図4はクラッド伝播光除去部12を有する光ファイバ11を用いたこの発明の実施の形態2に係るファイバレーザ発振器10Aを示す構成図である。
The optical fiber 1 having the clad propagation light removing unit 2 is part of the configuration of the fiber laser oscillator, and the fiber laser oscillator is configured using the optical fiber 1 of the first embodiment (FIGS. 1 and 2). May be.
FIG. 4 is a block diagram showing a fiber laser oscillator 10A according to Embodiment 2 of the present invention using an optical fiber 11 having a clad propagation light removing unit 12. In FIG.

図4において、ファイバレーザ発振器10Aは、前述(図1)のレーザ発振器10に対応しており、光ファイバ11およびクラッド伝播光除去部12は、前述の光ファイバ1およびクラッド伝播光除去部2にそれぞれ対している。   In FIG. 4, a fiber laser oscillator 10A corresponds to the laser oscillator 10 described above (FIG. 1), and an optical fiber 11 and a clad propagation light removal unit 12 are connected to the optical fiber 1 and the clad propagation light removal unit 2 described above. Each is against.

ファイバレーザ発振器10Aは、ダブルクラッドファイバからなる光ファイバ11と、光ファイバ11の一部(レーザ光Lの出射端の近傍)に設けられたクラッド伝播光除去部12と、光ファイバ11の一部に形成されたコイル状巻回部11aと、光ファイバ11の一端に設けられたレーザダイオード13と、コイル状巻回部11aの前後に設けられたFBG(Fiber Bragg Grating)14とを備えている。   10 A of fiber laser oscillators are the optical fiber 11 which consists of a double clad fiber, the clad propagation light removal part 12 provided in a part of optical fiber 11 (near the output end of the laser beam L), and a part of optical fiber 11 A coiled winding part 11a, a laser diode 13 provided at one end of the optical fiber 11, and an FBG (Fiber Bragg Grating) 14 provided before and after the coiled winding part 11a. .

ファイバレーザ発振器10Aは、レーザ光Lを出射するレーザ発振器自体が、クラッド伝播光除去部12を有する光ファイバ11で構成されている。
また、ファイバレーザ発振器10Aに使用される光ファイバ11としては、クラッドに励起光を閉じ込めるように構成されたダブルクラッドファイバで構成されることが多い。
In the fiber laser oscillator 10 </ b> A, the laser oscillator itself that emits the laser light L is configured by the optical fiber 11 having the clad propagation light removing unit 12.
Further, the optical fiber 11 used in the fiber laser oscillator 10A is often composed of a double clad fiber configured to confine the pumping light in the clad.

図4のように、ファイバレーザ発振器10Aのレーザ光Lの出射端の近傍に、クラッド伝播光除去部12を設けることにより、ファイバレーザ発振器10Aから出射されるレーザ光Lとして、クラッド伝播成分を含まない品質のよいビームを得ることができる。
特に、ダブルクラッドファイバからなる光ファイバ11の場合には、前述の通常の光ファイバ1のクラッド4を第1クラッド、被覆3を第2クラッドと考えて適用することが可能である。
As shown in FIG. 4, by providing the cladding propagation light removing unit 12 in the vicinity of the emission end of the laser beam L of the fiber laser oscillator 10A, the laser beam L emitted from the fiber laser oscillator 10A includes a cladding propagation component. A good quality beam can be obtained.
In particular, in the case of the optical fiber 11 made of a double-clad fiber, it is possible to apply the above-described ordinary optical fiber 1 by considering the clad 4 as the first clad and the coating 3 as the second clad.

以上のように、この発明の実施の形態2に係るファイバレーザ発振器10Aによれば、クラッド伝播光除去部12を有する光ファイバ11を用いることにより、特段の構成を付加することなく、ファイバレーザ発振器10Aから出射されるレーザ光Lとして、クラッド伝播成分を含まない品質のよいビームを得ることができる。
また、ダブルクラッドファイバからなる光ファイバ11を用いた場合、ファイバレーザ発振器10Aの出射部近傍にクラッド伝播光除去部12を配置することにより、第1クラッドを伝播してくる余分な励起光を合わせて除去することが可能となる。
したがって、クラッド伝播光が除去されたクリーンなモードのレーザ光Lを得りことができる。
As described above, according to the fiber laser oscillator 10A according to the second embodiment of the present invention, by using the optical fiber 11 having the clad propagation light removing unit 12, the fiber laser oscillator can be used without adding a special configuration. As the laser light L emitted from 10A, a high-quality beam that does not contain a clad propagation component can be obtained.
Further, when the optical fiber 11 made of a double clad fiber is used, an extra pumping light propagating through the first clad is combined by arranging the clad propagation light removing unit 12 in the vicinity of the emission part of the fiber laser oscillator 10A. Can be removed.
Therefore, it is possible to obtain a clean mode laser beam L from which the clad propagation light is removed.

この発明の実施の形態1に係るレーザ光伝送装置を示す全体構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a whole block diagram which shows the laser beam transmission apparatus concerning Embodiment 1 of this invention. 図1内のクラッド伝播光除去部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the clad propagation light removal part in FIG. この発明の実施の形態1に係るクラッド伝播光除去部での光ファイバ曲率とクラッド伝播光残余率との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the optical fiber curvature in the clad propagation light removal part which concerns on Embodiment 1 of this invention, and a clad propagation light residual rate. この発明の実施の形態2に係るファイバレーザ発振器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the fiber laser oscillator based on Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、11 光ファイバ、2、12 クラッド伝播光除去部(クラッド露出部分)、3 被覆、4 クラッド、5 コア、6 光透過性部材、7 光吸収部材、8 冷却部材、10A ファイバレーザ発振器、11a コイル状巻回部、13 レーザダイオード、14 FBG。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 Optical fiber, 2, 12 Clad propagation light removal part (clad exposure part), 3 coating | cover, 4 clad, 5 cores, 6 Light transmissive member, 7 Light absorption member, 8 Cooling member, 10A Fiber laser oscillator, 11a Coiled winding part, 13 laser diode, 14 FBG.

Claims (8)

レーザ光の伝送方向に延長された光透過性のコアと、
前記コアよりも低い屈曲率を有し、前記コアの外側に設けられた光透過性のクラッドと、
前記クラッドの外側に設けられた被覆と
からなる光ファイバを備えたレーザ光伝送装置において、
前記光ファイバは、
前記被覆の一部が所定長さにわたって除去されたクラッド露出部分と、
前記クラッドと同等以上の屈折率を有し、前記クラッド露出部分の外側に設けられた光透過性部材とを備え、
前記クラッド露出部分は、強度的に耐え得る範囲内の曲率半径で曲げられて前記光透過性部材に接触していることを特徴とするレーザ光伝送装置。
A light-transmitting core extended in the laser light transmission direction;
A light-transmitting cladding having a lower bending rate than the core and provided outside the core;
In a laser beam transmission apparatus comprising an optical fiber comprising a coating provided outside the cladding,
The optical fiber is
A cladding exposed portion in which a part of the coating is removed over a predetermined length;
A light transmissive member having a refractive index equal to or higher than that of the clad and provided on the outside of the clad exposed portion;
The laser light transmission device, wherein the exposed portion of the clad is bent at a radius of curvature within a range that can withstand strength and is in contact with the light transmissive member.
前記光透過性部材の外側に設けられた光吸収部材と、
前記光吸収部材を外側から冷却するための冷却機構と
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のレーザ光伝送装置。
A light absorbing member provided outside the light transmissive member;
The laser light transmission apparatus according to claim 1, further comprising a cooling mechanism for cooling the light absorbing member from the outside.
前記クラッドの直径は、125μm以上400μm以下の範囲内に設定されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレーザ光伝送装置。   3. The laser light transmission apparatus according to claim 1, wherein a diameter of the clad is set in a range of 125 μm to 400 μm. 前記クラッド露出部分の曲率半径は、100mm以上200mm以下の範囲内に設定され、
前記クラッド露出部分の所定長さは、20mm以下に設定されたことを特徴とする請求項3に記載のレーザ光伝送装置。
The radius of curvature of the exposed cladding portion is set within a range of 100 mm to 200 mm,
The laser light transmission apparatus according to claim 3, wherein the predetermined length of the cladding exposed portion is set to 20 mm or less.
前記クラッド露出部分の曲率半径は、100mm以上150mm以下の範囲内に設定され、
前記クラッド露出部分の所定長さは、15mm以下に設定されたことを特徴とする請求項3に記載のレーザ光伝送装置。
The radius of curvature of the exposed cladding portion is set within a range of 100 mm or more and 150 mm or less,
The laser light transmission apparatus according to claim 3, wherein the predetermined length of the cladding exposed portion is set to 15 mm or less.
前記クラッド露出部分の曲率半径は、100mmに設定され、
前記クラッド露出部分の所定長さは、10mm以下に設定されたことを特徴とする請求項3に記載のレーザ光伝送装置。
The radius of curvature of the exposed cladding portion is set to 100 mm,
The laser light transmission apparatus according to claim 3, wherein the predetermined length of the cladding exposed portion is set to 10 mm or less.
前記光ファイバは、ダブルクラッドファイバにより構成されたことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のレーザ光伝送装置。   The laser light transmission apparatus according to claim 1, wherein the optical fiber is a double clad fiber. 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載のレーザ光伝送装置を備えたファイバレーザ発振器。   A fiber laser oscillator comprising the laser beam transmission device according to any one of claims 1 to 7.
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