JP2010103159A - Fiber laser oscillation device, and na conversion optical system for fiber laser - Google Patents

Fiber laser oscillation device, and na conversion optical system for fiber laser Download PDF

Info

Publication number
JP2010103159A
JP2010103159A JP2008270925A JP2008270925A JP2010103159A JP 2010103159 A JP2010103159 A JP 2010103159A JP 2008270925 A JP2008270925 A JP 2008270925A JP 2008270925 A JP2008270925 A JP 2008270925A JP 2010103159 A JP2010103159 A JP 2010103159A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
fiber
fiber laser
optical fiber
excitation light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008270925A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromitsu Ota
浩充 太田
Yoshimichi Higashiyama
佳路 東山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2008270925A priority Critical patent/JP2010103159A/en
Publication of JP2010103159A publication Critical patent/JP2010103159A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fiber laser oscillation device which can be made compact furthermore, and to provide an NA conversion optical system for the fiber laser which makes the fiber laser oscillation device compact furthermore. <P>SOLUTION: An optical fiber F2 for fiber laser is wound circularly with such a diameter as the pumping light L1 can be confined inside. A pumping light source module 10 is arranged near the central part of the optical fiber for fiber laser thus wound, and the pumping light L1 is emitted to traverse the circle of the optical fiber for fiber laser. An NA conversion optical system 30 for the fiber laser is constituted of a selective reflection mirror 35 which reflects the pumping light L1 but transmits the laser light L2, a first lens 31 and a second lens 32, wherein the selective reflection mirror is arranged at a predetermined angle so that the traveling direction of the pumping light is tangent to the optical fiber for fiber laser which is wound circularly, and the first and second lenses are arranged between the selective reflection mirror and the end face of the optical fiber for fiber laser. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ファイバレーザ用光ファイバに励起光を入射して、当該ファイバレーザ用光ファイバ内で励起されて発生したレーザ光を得るファイバレーザ発振装置及びファイバレーザ用NA変換光学系に関する。   The present invention relates to a fiber laser oscillation apparatus and a fiber laser NA conversion optical system that obtains laser light generated by being incident on a fiber laser optical fiber and excited in the fiber laser optical fiber.

従来より、ファイバレーザ用光ファイバに、半導体レーザ等のレーザ光を励起光として入射し、ファイバレーザ用光ファイバ内で励起されて発生したレーザ光を取り出して加工等に利用する種々のファイバレーザ発振装置が提案されている。
例えば特許文献1に記載された従来技術では、図4に示すように、レーザ電源102によって動作する半導体レーザ101から出射されて図示しない集光手段にて平行光に変換された励起光L1を、ダイクロイックミラー301を透過させてレンズ302にて集光してファイバレーザ用光ファイバF2の一方の端面(コネクタF2Aの側)から入射している。ファイバレーザ用光ファイバF2内で発生したレーザ光は、ファイバレーザ用光ファイバF2の一方の端面及び他方の端面から出射される。一方の端面(コネクタF2Aの側)から出射されたレーザ光は、励起光L1を透過してレーザ光L2を反射するダイクロイックミラー301にて、ファイバレーザ用光ファイバF2内に戻される。なお、ファイバレーザ用光ファイバF2は、入射された励起光を外部に漏らさずに閉じ込めることが可能な所定の径で巻回されている。そして他方の端面(コネクタF2Cの側)から出射されたレーザ光は、レンズ311にて平行光に変換された後、レーザ光L2の一部を反射して残りを透過するダイクロイックミラー312を通過し、所定の分岐比でレーザ光の一部または全部を分岐させる分岐ミラー321、322、323(分岐ミラー323は反射率100%)にて取り出される。取り出されたレーザ光L2の各々は、それぞれレンズ324、325、326にて集光され、伝送用光ファイバF3のそれぞれに入射され、ワークWのレーザ加工等に用いられる。なお図4では、レーザ光L2を吸収するレーザ吸収体、及びダイクロイックミラー312と分岐ミラー321との間に配置されてレーザ光L2をレーザ吸収体の方向に反射する折り返しミラーの記載を省略している。
特開2007−190560号公報
Conventionally, various fiber laser oscillations that use laser light, such as a semiconductor laser, as pumping light, enter the fiber laser optical fiber, take out the laser light generated in the fiber laser optical fiber, and use it for processing. A device has been proposed.
For example, in the prior art described in Patent Document 1, as shown in FIG. 4, the excitation light L1 emitted from the semiconductor laser 101 operated by the laser power source 102 and converted into parallel light by a condensing means (not shown) The light is transmitted through the dichroic mirror 301 and condensed by the lens 302, and is incident from one end face (on the connector F2A side) of the optical fiber F2 for fiber laser. Laser light generated in the fiber laser optical fiber F2 is emitted from one end face and the other end face of the fiber laser optical fiber F2. The laser light emitted from one end face (connector F2A side) is returned into the fiber laser optical fiber F2 by the dichroic mirror 301 that transmits the excitation light L1 and reflects the laser light L2. The optical fiber F2 for fiber laser is wound with a predetermined diameter capable of confining incident excitation light without leaking outside. The laser light emitted from the other end face (connector F2C side) is converted into parallel light by the lens 311 and then passes through a dichroic mirror 312 that reflects part of the laser light L2 and transmits the rest. The laser beams are taken out by branch mirrors 321, 322, and 323 (branch mirror 323 has a reflectivity of 100%) that branches a part or all of the laser light at a predetermined branch ratio. Each of the extracted laser beams L2 is collected by lenses 324, 325, and 326, respectively, is incident on each of the transmission optical fibers F3, and is used for laser processing or the like of the workpiece W. In FIG. 4, the description of the laser absorber that absorbs the laser beam L2 and the folding mirror that is disposed between the dichroic mirror 312 and the branch mirror 321 and reflects the laser beam L2 in the direction of the laser absorber is omitted. Yes.
JP 2007-190560 A

図4に示す特許文献1に記載されたシステムをファイバレーザ発振装置として図1(A)の例に示すような筐体内に収めた場合、励起光源モジュール100を収容する面積と、励起光L1をファイバレーザ用光ファイバF2に導光する励起光導光モジュール300を収容する面積と、巻回したファイバレーザ用光ファイバF2を収容する面積と、発生したレーザ光L2を伝送用光ファイバF3に導光するレーザ光導光モジュール310を収容する面積と、が必要であり、ファイバレーザ発振装置が非常に大型化する。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、より小型化を可能とするファイバレーザ発振装置、及びファイバレーザ発振装置をより小型化するためのファイバレーザ用NA変換光学系を提供することを課題とする。
When the system described in Patent Document 1 shown in FIG. 4 is housed in a housing as shown in the example of FIG. 1A as a fiber laser oscillation device, the area for housing the excitation light source module 100 and the excitation light L1 are The area for accommodating the pumping light guide module 300 that guides the fiber laser optical fiber F2, the area for accommodating the wound fiber laser optical fiber F2, and the generated laser light L2 are guided to the transmission optical fiber F3. The area for accommodating the laser light guide module 310 to be used is necessary, and the fiber laser oscillation device becomes very large.
The present invention was devised in view of these points, and includes a fiber laser oscillation device that enables further miniaturization, and an NA conversion optical system for a fiber laser for further miniaturizing the fiber laser oscillation device. The issue is to provide.

上記課題を解決するための手段として、本発明の第1発明は、請求項1に記載されたとおりのファイバレーザ発振装置である。
請求項1に記載のファイバレーザ発振装置は、励起光が入射されると励起されたレーザ光を端面から出射するファイバレーザ用光ファイバと、前記ファイバレーザ用光ファイバに入射する励起光を出射する励起光源モジュールと、前記励起光を集光して前記ファイバレーザ用光ファイバの端面に入射するとともに前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から出射されたレーザ光を予め設定したレーザ集光位置に集光するファイバレーザ用NA変換光学系と、を備えたファイバレーザ発振装置である。
前記ファイバレーザ用光ファイバは、入射された励起光を内部に閉じ込めることが可能な径で円状に巻回されて、端面は前記円に接する接線の方向に向けられており、前記励起光源モジュールは、前記巻回されたファイバレーザ用光ファイバの中央部近傍に配置されて、前記ファイバレーザ用光ファイバの前記円を横切るように前記励起光を出射し、前記ファイバレーザ用NA変換光学系は、前記励起光を反射するとともに前記レーザ光を透過する選択反射ミラーと、第1レンズと、第2レンズと、で構成されている。
そして、前記選択反射ミラーは、前記励起光源モジュールから出射される励起光の出射方向の延長上に配置されているとともに、当該選択反射ミラーが反射した励起光の進行方向が、円状に巻回されたファイバレーザ用光ファイバにおける前記円に接するように、所定角度に設定されて配置されており、前記ファイバレーザ用光ファイバの端面は、前記選択反射ミラーが反射した励起光の進行方向と向き合うように配置されている。
また、前記選択反射ミラーと前記ファイバレーザ用光ファイバの端面との間に、前記第1レンズと前記第2レンズとが、前記選択反射ミラーに反射された励起光が前記第1レンズを透過して平行光に変換された後に前記第2レンズを透過して前記ファイバレーザ用光ファイバの端面に集光されるように配置されており、前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から出射されたレーザ光が、前記第2レンズを透過して平行光に変換された後に前記第1レンズと前記選択反射ミラーを透過して、前記第1レンズの焦点距離となる位置に設定された前記レーザ集光位置に集光される。
As means for solving the above-mentioned problems, the first invention of the present invention is a fiber laser oscillation device as described in claim 1.
The fiber laser oscillation device according to claim 1, when the excitation light is incident, emits the excited laser light from the end face, and emits the excitation light incident on the fiber laser optical fiber. A pumping light source module and the pumping light are collected and incident on the end face of the fiber laser optical fiber, and the laser beam emitted from the end face of the fiber laser optical fiber is focused on a preset laser focusing position. And a fiber laser NA conversion optical system.
The optical fiber for a fiber laser is wound in a circular shape with a diameter capable of confining incident excitation light inside, and an end surface thereof is directed in a direction of a tangent in contact with the circle, and the excitation light source module Is disposed near the center of the wound fiber laser optical fiber, emits the excitation light so as to cross the circle of the fiber laser optical fiber, and the fiber laser NA conversion optical system is And a selective reflection mirror that reflects the excitation light and transmits the laser light, a first lens, and a second lens.
The selective reflection mirror is disposed on an extension of the emission direction of the excitation light emitted from the excitation light source module, and the traveling direction of the excitation light reflected by the selective reflection mirror is wound in a circular shape. The fiber laser optical fiber is disposed at a predetermined angle so as to be in contact with the circle, and the end face of the fiber laser optical fiber faces the traveling direction of the excitation light reflected by the selective reflection mirror Are arranged as follows.
Further, between the selective reflection mirror and the end face of the fiber laser optical fiber, the first lens and the second lens transmit the excitation light reflected by the selective reflection mirror through the first lens. The laser light emitted from the end face of the fiber laser optical fiber is arranged so as to be transmitted through the second lens and condensed on the end face of the fiber laser optical fiber after being converted into parallel light. Is transmitted through the second lens and converted into parallel light, then transmitted through the first lens and the selective reflection mirror, and set at a position that becomes a focal length of the first lens. It is focused on.

また、本発明の第2発明は、請求項2に記載されたとおりのファイバレーザ発振装置である。
請求項2に記載のファイバレーザ発振装置は、励起光が入射されると励起されたレーザ光を端面から出射するファイバレーザ用光ファイバと、前記ファイバレーザ用光ファイバに入射する励起光を出射する励起光源モジュールと、前記励起光を集光して前記ファイバレーザ用光ファイバの端面に入射するとともに前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から出射されたレーザ光を予め設定したレーザ集光位置に集光するファイバレーザ用NA変換光学系と、を備えたファイバレーザ発振装置である。
前記ファイバレーザ用光ファイバは、入射された励起光を内部に閉じ込めることが可能な径で円状に巻回されて、端面は前記円に接する接線の方向に向けられており、前記励起光源モジュールは、前記巻回されたファイバレーザ用光ファイバの中央部近傍に配置されて、前記ファイバレーザ用光ファイバの前記円を横切るように前記励起光を出射し、前記ファイバレーザ用NA変換光学系は、前記励起光を反射するとともに前記レーザ光を透過する選択反射ミラーと、第1レンズと、第2レンズと、第3レンズと、で構成されている。
そして、前記選択反射ミラーは、前記励起光源モジュールから出射される励起光の出射方向の延長上に配置されているとともに、当該選択反射ミラーが反射した励起光の進行方向が、円状に巻回されたファイバレーザ用光ファイバにおける前記円に接するように、所定角度に設定されて配置されており、前記ファイバレーザ用光ファイバの端面は、前記選択反射ミラーが反射した励起光の進行方向と向き合うように配置されている。
また、前記励起光源モジュールと前記選択反射ミラーとの間に、前記第1レンズが、前記励起光源から出射された励起光を平行光に変換するように配置されており、前記選択反射ミラーと前記ファイバレーザ用光ファイバの端面との間に、前記第2レンズが、前記選択反射ミラーに反射された平行光の励起光が前記第2レンズを透過して前記ファイバレーザ用光ファイバの端面に集光されるように配置されており、前記ファイバレーザ用光ファイバから出射されたレーザ光の出射方向の延長上、且つ当該レーザ光が前記第2レンズと前記選択反射ミラーを透過した後の位置に前記第3レンズが配置されており、前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から出射されたレーザ光が、前記第2レンズを透過して平行光に変換された後に前記選択反射ミラーと前記第3レンズを透過して、前記第3レンズの焦点距離となる位置に設定された前記レーザ集光位置に集光される。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fiber laser oscillation device as set forth in the second aspect.
The fiber laser oscillation device according to claim 2 emits an optical fiber for a fiber laser that emits the excited laser light from an end face when the excitation light is incident, and an excitation light that enters the optical fiber for the fiber laser. A pumping light source module and the pumping light are collected and incident on the end face of the fiber laser optical fiber, and the laser beam emitted from the end face of the fiber laser optical fiber is focused on a preset laser focusing position. And a fiber laser NA conversion optical system.
The optical fiber for a fiber laser is wound in a circular shape with a diameter capable of confining incident excitation light inside, and an end surface thereof is directed in a direction of a tangent in contact with the circle, and the excitation light source module Is disposed near the center of the wound fiber laser optical fiber, emits the excitation light so as to cross the circle of the fiber laser optical fiber, and the fiber laser NA conversion optical system is And a selective reflection mirror that reflects the excitation light and transmits the laser light, a first lens, a second lens, and a third lens.
The selective reflection mirror is disposed on an extension of the emission direction of the excitation light emitted from the excitation light source module, and the traveling direction of the excitation light reflected by the selective reflection mirror is wound in a circular shape. The fiber laser optical fiber is disposed at a predetermined angle so as to be in contact with the circle, and the end face of the fiber laser optical fiber faces the traveling direction of the excitation light reflected by the selective reflection mirror Are arranged as follows.
Further, the first lens is disposed between the excitation light source module and the selective reflection mirror so as to convert the excitation light emitted from the excitation light source into parallel light, and the selective reflection mirror and the selective reflection mirror Between the end face of the fiber laser optical fiber, the second lens causes the parallel excitation light reflected by the selective reflection mirror to pass through the second lens and collect on the end face of the fiber laser optical fiber. It is arranged so as to be emitted, and is on an extension of the emission direction of the laser beam emitted from the fiber laser optical fiber and at a position after the laser beam has passed through the second lens and the selective reflection mirror. The third lens is disposed, and the laser beam emitted from the end face of the fiber laser optical fiber passes through the second lens and is converted into parallel light, and then the selective reaction is performed. Is transmitted through the mirror and the third lens, it is focused on the set the laser light converging position to the position where the focal length of the third lens.

また、本発明の第3発明は、請求項3に記載されたとおりのファイバレーザ発振装置である。
請求項3に記載のファイバレーザ発振装置は、請求項1に記載のファイバレーザ発振装置であって、前記選択反射ミラーと前記レーザ集光位置との経路中に、前記レーザ集光位置を前記選択反射ミラーに近づける第3レンズを備えている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a fiber laser oscillation device as set forth in the third aspect.
The fiber laser oscillation device according to claim 3 is the fiber laser oscillation device according to claim 1, wherein the laser focusing position is selected in a path between the selective reflection mirror and the laser focusing position. A third lens that is brought close to the reflection mirror is provided.

また、本発明の第4発明は、請求項4に記載されたとおりのファイバレーザ発振装置である。
請求項4に記載のファイバレーザ発振装置は、請求項1〜3のいずれかに記載のファイバレーザ発振装置であって、更に、前記レーザ光を反射して前記レーザ集光位置を任意の方向に変換するレーザ反射ミラーを備え、前記レーザ反射ミラーが、前記ファイバレーザ用光ファイバから出射されたレーザ光の出射方向の延長上、且つ前記選択反射ミラーを透過した後の位置に配置されている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fiber laser oscillation device as set forth in the fourth aspect.
The fiber laser oscillation device according to claim 4 is the fiber laser oscillation device according to any one of claims 1 to 3, and further reflects the laser light so that the laser focusing position is in an arbitrary direction. A laser reflection mirror for conversion is provided, and the laser reflection mirror is disposed on an extension of the emission direction of the laser light emitted from the fiber laser optical fiber and at a position after passing through the selective reflection mirror.

また、本発明の第5発明は、請求項5に記載されたとおりのファイバレーザ用NA変換光学系である。
請求項5に記載のファイバレーザ用NA変換光学系は、励起光源モジュールから出射された励起光を、ファイバレーザ用光ファイバの端面に入射して、前記励起光にて励起された前記ファイバレーザ用光ファイバが出射したレーザ光を、予め設定したレーザ集光位置に集光する、ファイバレーザ用NA変換光学系である。
ファイバレーザ用NA変換光学系は、前記励起光源モジュールから出射されて第1方向に進行する励起光を反射して前記第1方向とは異なる第2方向に前記励起光の進行方向を変更するとともに、前記第2方向の延長上に配置された前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から前記第2方向と反対の第3方向に出射されたレーザ光を透過する選択反射ミラーと、前記選択反射ミラーと前記ファイバレーザ用光ファイバの端面との間に配置されて、前記選択反射ミラーにて反射された励起光を平行光に変換する第1レンズと、前記第1レンズと前記ファイバレーザ用光ファイバの端面との間に配置されて、前記平行光に変換された励起光を集光して前記ファイバレーザ用光ファイバの端面に入射する第2レンズと、を備え、前記第2レンズは、前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から出射されたレーザ光を平行光に変換し、前記第1レンズは、前記平行光に変換されたレーザ光を、前記第3方向の延長上に設定されたレーザ集光位置に集光する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a fiber laser NA conversion optical system according to the fifth aspect.
The fiber laser NA conversion optical system according to claim 5, wherein the pumping light emitted from the pumping light source module is incident on an end face of the fiber laser optical fiber and pumped by the pumping light. This is a fiber laser NA conversion optical system that condenses laser light emitted from an optical fiber at a preset laser condensing position.
The NA conversion optical system for fiber laser reflects the excitation light emitted from the excitation light source module and traveling in the first direction, and changes the traveling direction of the excitation light in a second direction different from the first direction. A selective reflection mirror that transmits laser light emitted in the third direction opposite to the second direction from the end face of the fiber laser optical fiber disposed on the extension in the second direction; and the selective reflection mirror; A first lens disposed between an end face of the optical fiber for the fiber laser and converting the excitation light reflected by the selective reflection mirror into parallel light; and the first lens and the optical fiber for the fiber laser. A second lens disposed between the end face and condensing the excitation light converted into the parallel light and entering the end face of the fiber laser optical fiber, the second lens, Laser light emitted from the end face of the optical fiber for fiber laser is converted into parallel light, and the first lens is a laser set on the extension in the third direction by converting the laser light converted into the parallel light. Condensed at the condensing position.

また、本発明の第6発明は、請求項6に記載されたとおりのファイバレーザ用NA変換光学系である。
請求項6に記載のファイバレーザ用NA変換光学系は、励起光源モジュールから出射された励起光を、ファイバレーザ用光ファイバの端面に入射して、前記励起光にて励起された前記ファイバレーザ用光ファイバが出射したレーザ光を、予め設定したレーザ集光位置に集光する、ファイバレーザ用NA変換光学系である。
ファイバレーザ用NA変換光学系は、前記励起光源モジュールから出射されて第1方向に進行する励起光を反射して前記第1方向とは異なる第2方向に前記励起光の進行方向を変更するとともに、前記第2方向の延長上に配置された前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から前記第2方向と反対の第3方向に出射されたレーザ光を透過する選択反射ミラーと、前記励起光源モジュールと前記選択反射ミラーとの間に配置されて、前記励起光源モジュールから出射された励起光を平行光に変換する第1レンズと、前記選択反射ミラーと前記ファイバレーザ用光ファイバの端面との間に配置されて、前記平行光に変換された励起光を集光して前記ファイバレーザ用光ファイバの端面に入射するとともに前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から出射されたレーザ光を平行光に変換する第2レンズと、前記第3方向の延長上、且つ前記ファイバレーザ用光ファイバから出射されたレーザ光が前記第2レンズと前記選択反射ミラーを透過した後の位置に配置されて、前記第3方向の延長上に設定されたレーザ集光位置に前記レーザ光を集光する第3レンズと、を備えている。
The sixth aspect of the present invention is a fiber laser NA conversion optical system according to the sixth aspect.
7. The fiber laser NA conversion optical system according to claim 6, wherein the pumping light emitted from the pumping light source module is incident on an end face of the fiber laser optical fiber and pumped by the pumping light. This is a fiber laser NA conversion optical system that condenses laser light emitted from an optical fiber at a preset laser condensing position.
The NA conversion optical system for fiber laser reflects the excitation light emitted from the excitation light source module and traveling in the first direction, and changes the traveling direction of the excitation light in a second direction different from the first direction. A selective reflection mirror that transmits laser light emitted in the third direction opposite to the second direction from the end face of the fiber laser optical fiber disposed on the extension in the second direction; and the excitation light source module; Between the selective reflection mirror and a first lens that converts the excitation light emitted from the excitation light source module into parallel light, and between the selective reflection mirror and the end face of the fiber laser optical fiber. The pumping light that is arranged and converted into the parallel light is collected and incident on the end face of the optical fiber for the fiber laser and the end face of the optical fiber for the fiber laser. The second lens for converting the emitted laser light into parallel light, and the laser light emitted from the optical fiber for fiber laser on the extension in the third direction passed through the second lens and the selective reflection mirror. A third lens disposed at a later position and condensing the laser light at a laser condensing position set on the extension in the third direction.

請求項1に記載のファイバレーザ発振装置によれば、励起光源モジュールと、巻回したファイバレーザ用光ファイバと、ファイバレーザ用NA変換光学系と、を筐体内に収めてファイバレーザ発振装置を構成する場合に、励起光源モジュールを収容する面積と巻回したファイバレーザ用光ファイバを収容する面積とを重ね合わせることができるので、より小型化することができる。   According to the fiber laser oscillation device of claim 1, the fiber laser oscillation device is configured by housing the excitation light source module, the wound fiber laser optical fiber, and the fiber laser NA conversion optical system in the casing. In this case, since the area for accommodating the excitation light source module and the area for accommodating the wound fiber laser optical fiber can be overlapped, the size can be further reduced.

また、請求項2に記載のファイバレーザ発振装置によれば、請求項1と同様に、励起光源モジュールと、巻回したファイバレーザ用光ファイバと、ファイバレーザ用NA変換光学系と、を筐体内に収めてファイバレーザ発振装置を構成する場合に、励起光源モジュールを収容する面積と巻回したファイバレーザ用光ファイバを収容する面積とを重ね合わせることができるので、より小型化することができる。   According to the fiber laser oscillation device of claim 2, as in the case of claim 1, the pumping light source module, the wound fiber laser optical fiber, and the fiber laser NA conversion optical system are disposed in the casing. In the case where the fiber laser oscillation device is configured in the same manner, the area for accommodating the pumping light source module and the area for accommodating the wound fiber laser optical fiber can be overlapped, so that the size can be further reduced.

また、請求項3に記載のファイバレーザ発振装置によれば、例えばレーザ集光位置に、レーザ光が入射されてワークの加工個所までレーザ光を導光する伝送用光ファイバの入射端面を配置する場合、レーザ集光位置を選択反射ミラーに近づけるので、ファイバレーザ発振装置をより小型化することができる。   According to the fiber laser oscillation device of claim 3, for example, the incident end face of the transmission optical fiber that guides the laser beam to the processing portion of the workpiece by the laser beam being incident is disposed at the laser condensing position, for example. In this case, since the laser focusing position is brought close to the selective reflection mirror, the fiber laser oscillation device can be further downsized.

また、請求項4に記載のファイバレーザ発振装置によれば、ファイバレーザ用光ファイバの端面から出射されるレーザ光の出射方向に制限されることなくレーザ集光位置を設定できるので、ファイバレーザ発振装置をより小型化するために便利である。   According to the fiber laser oscillation device of claim 4, the laser condensing position can be set without being limited to the emission direction of the laser beam emitted from the end face of the fiber laser optical fiber. It is convenient to make the device more compact.

また、請求項5に記載のファイバレーザ用NA変換光学系によれば、請求項1に記載した、より小型化が可能なファイバレーザ発振装置を実現することができる。   Further, according to the NA conversion optical system for a fiber laser described in claim 5, it is possible to realize the fiber laser oscillation device described in claim 1, which can be further miniaturized.

また、請求項6に記載のファイバレーザ用NA変換光学系によれば、請求項2に記載した、より小型化が可能なファイバレーザ発振装置を実現することができる。   Further, according to the NA conversion optical system for a fiber laser described in claim 6, it is possible to realize the fiber laser oscillation device described in claim 2, which can be further downsized.

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図1は、本発明のファイバレーザ発振装置1の一実施の形態を示しており、図1(A)は外観(斜視図)の例を示しており、図1(B)は内部構造(平面図)の例を示している。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a fiber laser oscillation device 1 of the present invention, FIG. 1 (A) shows an example of an external appearance (perspective view), and FIG. 1 (B) shows an internal structure (plan view). Example).

●[第1の実施の形態(図1、図2)]
第1の実施の形態にて説明するファイバレーザ発振装置1は、図1(A)の例に示すように、動作状態等表示手段H、各種の操作スイッチSW等が正面パネルに設けられており、背面からは、発生したレーザ光が導光された伝送用光ファイバF3が取り付けられている。なお、伝送用光ファイバF3は後述するレーザ集光位置に着脱可能であり、ファイバレーザ発振装置1から省略されていてもよい。
なお、図1(A)に示すファイバレーザ発振装置1は、以下に説明する構造を有することで、より小型化されており、一般的な規定サイズのラックに収めることが可能である。
[First Embodiment (FIGS. 1 and 2)]
As shown in the example of FIG. 1A, the fiber laser oscillation device 1 described in the first embodiment is provided with an operation state display means H, various operation switches SW, etc. on the front panel. From the rear side, a transmission optical fiber F3 to which the generated laser light is guided is attached. The transmission optical fiber F3 can be attached to and detached from a laser condensing position to be described later, and may be omitted from the fiber laser oscillation device 1.
Note that the fiber laser oscillation device 1 shown in FIG. 1A has a structure described below, so that the fiber laser oscillation device 1 is further miniaturized and can be accommodated in a rack of a general specified size.

次に、図1(B)を用いてファイバレーザ発振装置1の内部構造について説明する。
ファイバレーザ発振装置1の筐内には、ファイバレーザ用光ファイバF2に入射する励起光L1を出射する励起光源モジュール10と、Yb(イッテルビウム)等の稀土類元素がドープされたコア部を有して入射された励起光で励起されるとレーザ光を発生するファイバレーザ用光ファイバF2と、ミラーやレンズ等で構成されたファイバレーザ用NA変換光学系30と、電源40、制御装置50等が収容されている。
励起光源モジュール10は、例えば半導体レーザアレイLDの各発光部から出射されたレーザ光の各々を励起光用光ファイバF1の一方の端面から導光し、励起光用光ファイバF1の他方の端面を束ねた結束部F1Aから、励起光L1として利用するレーザ光を出射する。
Next, the internal structure of the fiber laser oscillation device 1 will be described with reference to FIG.
The housing of the fiber laser oscillation device 1 has a pump light source module 10 that emits pump light L1 incident on the fiber laser optical fiber F2, and a core portion doped with a rare earth element such as Yb (ytterbium). A fiber laser optical fiber F2 that generates laser light when excited by the incident excitation light, a fiber laser NA conversion optical system 30 composed of a mirror, a lens, and the like, a power source 40, a control device 50, and the like. Contained.
For example, the excitation light source module 10 guides each laser beam emitted from each light emitting portion of the semiconductor laser array LD from one end surface of the excitation light optical fiber F1, and uses the other end surface of the excitation light optical fiber F1. Laser light used as excitation light L1 is emitted from the bundled binding part F1A.

ファイバレーザ用光ファイバF2は、一方の端面(図1(B)の例ではコネクタF2Aの側の端面)から入射された励起光L1を内部に閉じ込めることが可能な径で円状に巻回されて、当該一方の端面は、円状に巻回された円に接する接線の方向に向けられている。また、ファイバレーザ用光ファイバF2の他方の端面には、励起されて当該他方の端面から出射されるレーザ光を反射して、ファイバレーザ用光ファイバF2に戻すレーザ反射手段F2Bが設けられている。これにより、ファイバレーザ用光ファイバF2内で励起されたレーザ光L2は、コネクタF2Aの側の一方の端面から出射される。
そして、励起光源モジュール10は、巻回されたファイバレーザ用光ファイバF2の中央部近傍に配置されて(ファイバレーザ用光ファイバF2の中央部近傍の上または下等)、円状に巻回されたファイバレーザ用光ファイバF2の円を横切るように励起光L1を出射する。
The optical fiber F2 for a fiber laser is wound in a circular shape with a diameter capable of confining the excitation light L1 incident from one end face (the end face on the connector F2A side in the example of FIG. 1B). Thus, the one end face is directed in the direction of a tangent line that is in contact with the circle wound in a circular shape. The other end face of the fiber laser optical fiber F2 is provided with laser reflecting means F2B that reflects the laser light that is excited and emitted from the other end face and returns it to the fiber laser optical fiber F2. . Thereby, the laser beam L2 excited in the fiber laser optical fiber F2 is emitted from one end face on the connector F2A side.
The excitation light source module 10 is arranged near the center of the wound fiber laser optical fiber F2 (such as above or below the center of the fiber laser optical fiber F2) and wound in a circular shape. The excitation light L1 is emitted so as to cross the circle of the fiber laser optical fiber F2.

ファイバレーザ用NA変換光学系30は、図2に示すように、励起光L1を反射するとともにファイバレーザ用光ファイバF2から出射されたレーザ光L2を透過する選択反射ミラー35と、第1レンズ31と、第2レンズ32と、第3レンズ33と、レーザ光L2をレーザ集光位置Pの方向に反射するレーザ反射ミラー36とを備えている。なお、図1〜図2に示す第1の実施の形態では、第3レンズ33とレーザ反射ミラー36は省略してもよい。
選択反射ミラー35は、例えば、励起光L1の波長の光を反射してレーザ光L2の波長の光を透過するダイクロイックミラーであり、励起光源モジュール10の結束部F1Aから出射される励起光L1の出射方向(第1方向に相当)の延長上に配置されているとともに、当該選択反射ミラー35が反射した励起光L1の進行方向が、円状に巻回されたファイバレーザ用光ファイバF2における前記円に接するように、所定角度に設定されて配置されている。
ファイバレーザ用光ファイバF2の一方の端面(コネクタF2Aの側の端面)は、選択反射ミラー35が反射した励起光L1の進行方向(第2方向に相当)と向き合うように配置されている。
As shown in FIG. 2, the fiber laser NA conversion optical system 30 includes a selective reflection mirror 35 that reflects the excitation light L1 and transmits the laser light L2 emitted from the fiber laser optical fiber F2, and a first lens 31. A second lens 32, a third lens 33, and a laser reflecting mirror 36 that reflects the laser light L2 in the direction of the laser focusing position P. In the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the third lens 33 and the laser reflecting mirror 36 may be omitted.
The selective reflection mirror 35 is, for example, a dichroic mirror that reflects light having the wavelength of the excitation light L1 and transmits light having the wavelength of the laser light L2, and is configured to transmit the excitation light L1 emitted from the binding portion F1A of the excitation light source module 10. The traveling direction of the excitation light L1 reflected by the selective reflection mirror 35 is arranged on the extension of the emission direction (corresponding to the first direction), and the fiber laser optical fiber F2 wound in a circular shape has the above-described direction. It is set at a predetermined angle so as to be in contact with the circle.
One end face of the fiber laser optical fiber F2 (the end face on the connector F2A side) is disposed so as to face the traveling direction (corresponding to the second direction) of the excitation light L1 reflected by the selective reflection mirror 35.

選択反射ミラー35とファイバレーザ用光ファイバF2の一方の端面との間には、選択反射ミラー35に反射された励起光L1が、第1レンズ31を透過して平行光に変換された後に第2レンズを透過してファイバレーザ用光ファイバF2の一方の端面に集光されるように、第1レンズ31と第2レンズ32とが配置されている。つまり、第1レンズ31の焦点距離は、第1レンズ31から選択反射ミラー35までの距離(光軸の距離)に、選択反射ミラー35から励起光源モジュール10の出射位置までの距離(光軸の距離)を加えた距離である。また、第2レンズ32の焦点距離は、第2レンズ32からファイバレーザ用光ファイバF2の一方の端面までの距離(光軸の距離)である。   Between the selective reflection mirror 35 and one end face of the fiber laser optical fiber F2, the excitation light L1 reflected by the selective reflection mirror 35 passes through the first lens 31 and is converted into parallel light. The first lens 31 and the second lens 32 are disposed so as to pass through the two lenses and be condensed on one end face of the fiber laser optical fiber F2. That is, the focal length of the first lens 31 is the distance from the first lens 31 to the selective reflection mirror 35 (the distance of the optical axis), and the distance from the selective reflection mirror 35 to the emission position of the excitation light source module 10 (of the optical axis). Distance). The focal length of the second lens 32 is the distance (the distance of the optical axis) from the second lens 32 to one end face of the fiber laser optical fiber F2.

そして、ファイバレーザ用光ファイバF2の一方の端面から出射されたレーザ光L2は、第2レンズ32を透過して平行光に変換された後に第1レンズ31と選択反射ミラー35を透過して、レーザ光L2の出射方向(第3方向に相当)の延長上における第1レンズ31の焦点距離の位置に集光される。なお、図1(B)及び図2の例では、レーザ光L2を反射するレーザ反射ミラー36をレーザ光L2の出射方向の延長上に配置して、レーザ集光位置Pの方向にレーザ光L2の進行方向を変更している。また、選択反射ミラー35とレーザ集光位置Pとの経路中(選択反射ミラー35とレーザ反射ミラー36との間、またはレーザ反射ミラー36とレーザ集光位置Pとの間)に、レーザ集光位置Pを選択反射ミラー35に近づける第3レンズ33が配置されている。なお、レーザ集光位置Pには、伝送用光ファイバF3の一方の端面が配置される。また、F3Aは伝送用光ファイバF3の端面の位置をレーザ集光位置Pに固定するためのコネクタである。
レーザ反射ミラー36により、レーザ光L2の出射方向に制限されることなくレーザ集光位置Pの向き及び位置を設定できるので、ファイバレーザ発振装置をより小型化するために便利である。
また、第3レンズ33により、レーザ集光位置Pを選択反射ミラー35に近づけるので、ファイバレーザ発振装置1をより小型化することができる。
The laser light L2 emitted from one end face of the fiber laser optical fiber F2 is transmitted through the second lens 32 and converted into parallel light, and then transmitted through the first lens 31 and the selective reflection mirror 35. The laser light L2 is condensed at the position of the focal length of the first lens 31 on the extension of the emission direction (corresponding to the third direction). In the example of FIGS. 1B and 2, the laser reflection mirror 36 that reflects the laser light L <b> 2 is disposed on the extension of the emission direction of the laser light L <b> 2, and the laser light L <b> 2 is directed in the direction of the laser focusing position P. The direction of travel has been changed. Further, laser focusing is performed in the path between the selective reflection mirror 35 and the laser focusing position P (between the selective reflection mirror 35 and the laser reflecting mirror 36 or between the laser reflecting mirror 36 and the laser focusing position P). A third lens 33 that moves the position P closer to the selective reflection mirror 35 is disposed. At the laser condensing position P, one end face of the transmission optical fiber F3 is disposed. F3A is a connector for fixing the position of the end face of the transmission optical fiber F3 to the laser condensing position P.
Since the laser reflection mirror 36 can set the direction and position of the laser condensing position P without being limited to the emission direction of the laser light L2, it is convenient for further downsizing the fiber laser oscillation device.
Further, since the laser condensing position P is brought close to the selective reflection mirror 35 by the third lens 33, the fiber laser oscillation device 1 can be further downsized.

●[第2の実施の形態(図3)]
次に図3を用いて、ファイバレーザ発振装置1及びファイバレーザ用NA変換光学系30の第2の実施の形態について説明する。なお、第2の実施の形態では、ファイバレーザ用NA変換光学系30の構成が第1の実施の形態と異なり、励起光源モジュール10及びファイバレーザ用光ファイバF2の形態及び配置等、他は同じであるので、この相違点について説明する。
● [Second Embodiment (FIG. 3)]
Next, a second embodiment of the fiber laser oscillator 1 and the fiber laser NA conversion optical system 30 will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the configuration of the fiber laser NA conversion optical system 30 is different from that of the first embodiment, and the configuration and arrangement of the excitation light source module 10 and the fiber laser optical fiber F2 are the same. Therefore, this difference will be described.

第2の実施の形態におけるファイバレーザ用NA変換光学系30は、図3に示すように、励起光L1を反射するとともにファイバレーザ用光ファイバF2から出射されたレーザ光L2を透過する選択反射ミラー35と、第1レンズ31と、第2レンズ32と、第3レンズ33と、レーザ光L2をレーザ集光位置Pの方向に反射するレーザ反射ミラー36とを備えている。なお、図3に示す第2の実施の形態では、レーザ反射ミラー36は省略してもよい。
選択反射ミラー35は、第1の実施の形態と同様に、例えば、励起光L1の波長の光を反射してレーザ光L2の波長の光を透過するダイクロイックミラーであり、励起光源モジュール10の結束部F1Aから出射される励起光L1の出射方向(第1方向に相当)の延長上に配置されているとともに、当該選択反射ミラー35が反射した励起光L1の進行方向が、円状に巻回されたファイバレーザ用光ファイバF2における前記円に接するように、所定角度に設定されて配置されている。
ファイバレーザ用光ファイバF2の一方の端面(コネクタF2Aの側の端面)は、第1の実施の形態と同様に、選択反射ミラー35が反射した励起光L1の進行方向(第2方向に相当)と向き合うように配置されている。
As shown in FIG. 3, the fiber laser NA conversion optical system 30 in the second embodiment reflects the excitation light L1 and transmits the laser light L2 emitted from the fiber laser optical fiber F2. 35, a first lens 31, a second lens 32, a third lens 33, and a laser reflecting mirror 36 that reflects the laser light L2 in the direction of the laser focusing position P. In the second embodiment shown in FIG. 3, the laser reflecting mirror 36 may be omitted.
As in the first embodiment, the selective reflection mirror 35 is a dichroic mirror that reflects light having the wavelength of the excitation light L1 and transmits light having the wavelength of the laser light L2, for example, and binding the excitation light source module 10 together. The excitation light L1 emitted from the portion F1A is arranged on the extension of the emission direction (corresponding to the first direction), and the traveling direction of the excitation light L1 reflected by the selective reflection mirror 35 is circularly wound. The fiber laser optical fiber F2 is arranged at a predetermined angle so as to contact the circle.
One end surface of the fiber laser optical fiber F2 (the end surface on the connector F2A side) is the traveling direction of the excitation light L1 reflected by the selective reflection mirror 35 (corresponding to the second direction), as in the first embodiment. It is arranged to face each other.

励起光源モジュール10の結束部F1Aと選択反射ミラー35との間には、結束部F1A(出射部)から出射された励起光L1を平行光に変換する第1レンズ31が配置されている。
選択反射ミラー35とファイバレーザ用光ファイバF2の一方の端面との間には、選択反射ミラー35にて反射された平行光の励起光L1が、ファイバレーザ用光ファイバF2の一方の端面に集光されるように第2レンズ32が配置されている。つまり、第1レンズ31の焦点距離は、結束部F1Aから第1レンズ31までの距離(光軸の距離)である。また、第2レンズ32の焦点距離は、第2レンズ32からファイバレーザ用光ファイバF2の一方の端面までの距離(光軸の距離)である。
Between the binding portion F1A of the excitation light source module 10 and the selective reflection mirror 35, a first lens 31 that converts the excitation light L1 emitted from the binding portion F1A (emission portion) into parallel light is disposed.
Between the selective reflection mirror 35 and one end face of the fiber laser optical fiber F2, the parallel excitation light L1 reflected by the selective reflection mirror 35 is collected on one end face of the fiber laser optical fiber F2. The second lens 32 is disposed so as to be illuminated. That is, the focal length of the first lens 31 is the distance from the binding part F1A to the first lens 31 (the distance of the optical axis). The focal length of the second lens 32 is the distance (the distance of the optical axis) from the second lens 32 to one end face of the fiber laser optical fiber F2.

そして、ファイバレーザ用光ファイバF2の一方の端面から出射されたレーザ光L2は、第2レンズ32を透過して平行光に変換された後に選択反射ミラー35を透過して、レーザ光L2の出射方向(第3方向に相当)の延長上、且つレーザ光L2が第2レンズ32と選択反射ミラー35を透過した後の位置に配置された第3レンズ33を透過して、第3レンズ33の焦点距離の位置に集光される。なお、図3の例では、レーザ光L2を反射するレーザ反射ミラー36をレーザ光L2の出射方向の延長上に配置して、レーザ集光位置Pの方向にレーザ光L2の進行方向を変更している。また、選択反射ミラー35とレーザ集光位置Pとの経路中(選択反射ミラー35とレーザ反射ミラー36との間、またはレーザ反射ミラー36とレーザ集光位置Pとの間)に、第3レンズ33が配置されていればよい。なお、レーザ集光位置Pには、伝送用光ファイバF3の一方の端面が配置される。また、F3Aは伝送用光ファイバF3の端面の位置をレーザ集光位置Pに固定するためのコネクタである。
レーザ反射ミラー36により、レーザ光L2の出射方向に制限されることなくレーザ集光位置Pの向き及び位置を設定できるので、ファイバレーザ発振装置をより小型化するために便利である。
Then, the laser light L2 emitted from one end face of the fiber laser optical fiber F2 passes through the second lens 32 and is converted into parallel light, and then passes through the selective reflection mirror 35 to emit the laser light L2. The laser beam L2 passes through the second lens 32 and the third lens 33 disposed at a position after passing through the selective reflection mirror 35 on the extension of the direction (corresponding to the third direction), and the third lens 33 It is condensed at the position of the focal length. In the example of FIG. 3, the laser reflection mirror 36 that reflects the laser beam L2 is disposed on the extension of the emission direction of the laser beam L2, and the traveling direction of the laser beam L2 is changed in the direction of the laser focusing position P. ing. Further, a third lens is disposed in the path between the selective reflection mirror 35 and the laser condensing position P (between the selective reflection mirror 35 and the laser reflecting mirror 36 or between the laser reflecting mirror 36 and the laser condensing position P). 33 should just be arrange | positioned. At the laser condensing position P, one end face of the transmission optical fiber F3 is disposed. F3A is a connector for fixing the position of the end face of the transmission optical fiber F3 to the laser condensing position P.
Since the laser reflection mirror 36 can set the direction and position of the laser condensing position P without being limited to the emission direction of the laser light L2, it is convenient for further downsizing the fiber laser oscillation device.

以上、本実施の形態にて説明したファイバレーザ発振装置1は、複数の機能を第1レンズ31(第1の実施の形態)、第2レンズ32(第1、第2の実施の形態)に持たせることで(励起光のコリメート、励起光の集光、レーザ光のコリメート、レーザ光の集光)、図4に示す従来の構成に対して、より少ない部品点数で、励起光のファイバレーザ用光ファイバF2への結合、レーザ光L2の伝送用光ファイバF3への結合が可能であり、よりコンパクトにファイバレーザ発振装置1を構成することができる。
また、巻回したファイバレーザ用光ファイバF2の中央近傍に励起光源モジュール10を配置して上下に重ねるように配置することができるので、容積率が高く、ファイバレーザ発振装置1をよりコンパクトに構成することができる。
また、励起光源モジュール10、ファイバレーザ用NA変換光学系30をモジュール毎に交換できるため、保守性に優れている。
また、ファイバレーザ発振装置1を上下の2層で構成し、一方の層に励起光源モジュール10とファイバレーザ用NA変換光学系30を配置し、他方の層にファイバレーザ用光ファイバF2を配置することで、ファイバレーザ用光ファイバF2の交換も容易となり、保守性に優れている。
As described above, the fiber laser oscillation device 1 described in the present embodiment provides a plurality of functions to the first lens 31 (first embodiment) and the second lens 32 (first and second embodiments). By providing (collimation of excitation light, condensing of excitation light, collimation of laser light, condensing of laser light), a fiber laser of excitation light with a smaller number of parts compared to the conventional configuration shown in FIG. The optical fiber F2 can be coupled, and the laser light L2 can be coupled to the transmission optical fiber F3, so that the fiber laser oscillation device 1 can be configured more compactly.
In addition, since the excitation light source module 10 can be arranged in the vicinity of the center of the wound fiber laser optical fiber F2 so as to be vertically stacked, the volume ratio is high and the fiber laser oscillation device 1 is configured more compactly. can do.
Moreover, since the excitation light source module 10 and the fiber laser NA conversion optical system 30 can be replaced for each module, the maintainability is excellent.
The fiber laser oscillation device 1 is composed of two upper and lower layers, the excitation light source module 10 and the fiber laser NA conversion optical system 30 are arranged on one layer, and the optical fiber F2 for fiber laser is arranged on the other layer. As a result, the replacement of the optical fiber F2 for fiber laser becomes easy, and the maintainability is excellent.

本発明のファイバレーザ発振装置1、及びファイバレーザ用NA変換光学系30は、本実施の形態で説明した外観、構成等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。   The fiber laser oscillator 1 and the fiber laser NA conversion optical system 30 of the present invention are not limited to the appearance and configuration described in the present embodiment, and various modifications and additions are possible without departing from the scope of the present invention. Can be deleted.

本発明のファイバレーザ発振装置1の一実施の形態における外観、及び内部構造を説明する図である。It is a figure explaining the external appearance and internal structure in one Embodiment of the fiber laser oscillation apparatus 1 of this invention. ファイバレーザ用NA変換光学系30の構成における第1の実施の形態を説明する図である。It is a figure explaining 1st Embodiment in the structure of NA conversion optical system 30 for fiber lasers. ファイバレーザ用NA変換光学系30の構成における第2の実施の形態を説明する図である。It is a figure explaining 2nd Embodiment in the structure of NA conversion optical system 30 for fiber lasers. 従来のファイバレーザ発振装置の構造の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the structure of the conventional fiber laser oscillation apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 ファイバレーザ発振装置
10 励起光源モジュール
30 ファイバレーザ用NA変換光学系
31 第1レンズ
32 第2レンズ
33 第3レンズ
35 選択反射ミラー
36 レーザ反射ミラー
LD 半導体レーザアレイ
F1 励起光用光ファイバ
F2 ファイバレーザ用光ファイバ
F3 伝送用光ファイバ
F1A 結束部
F2A、F3A コネクタ
P レーザ集光位置

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fiber laser oscillator 10 Excitation light source module 30 NA conversion optical system for fiber lasers 31 1st lens 32 2nd lens 33 3rd lens 35 Selective reflection mirror 36 Laser reflection mirror LD Semiconductor laser array F1 Optical fiber for excitation light F2 Fiber laser Optical fiber F3 Transmission optical fiber F1A Bundling part F2A, F3A Connector P Laser focusing position

Claims (6)

励起光が入射されると励起されたレーザ光を端面から出射するファイバレーザ用光ファイバと、
前記ファイバレーザ用光ファイバに入射する励起光を出射する励起光源モジュールと、
前記励起光を集光して前記ファイバレーザ用光ファイバの端面に入射するとともに前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から出射されたレーザ光を予め設定したレーザ集光位置に集光するファイバレーザ用NA変換光学系と、を備えたファイバレーザ発振装置において、
前記ファイバレーザ用光ファイバは、入射された励起光を内部に閉じ込めることが可能な径で円状に巻回されて、端面は前記円に接する接線の方向に向けられており、
前記励起光源モジュールは、前記巻回されたファイバレーザ用光ファイバの中央部近傍に配置されて、前記ファイバレーザ用光ファイバの前記円を横切るように前記励起光を出射し、
前記ファイバレーザ用NA変換光学系は、前記励起光を反射するとともに前記レーザ光を透過する選択反射ミラーと、第1レンズと、第2レンズと、で構成されており、
前記選択反射ミラーは、前記励起光源モジュールから出射される励起光の出射方向の延長上に配置されているとともに、当該選択反射ミラーが反射した励起光の進行方向が、円状に巻回されたファイバレーザ用光ファイバにおける前記円に接するように、所定角度に設定されて配置されており、
前記ファイバレーザ用光ファイバの端面は、前記選択反射ミラーが反射した励起光の進行方向と向き合うように配置されており、
前記選択反射ミラーと前記ファイバレーザ用光ファイバの端面との間に、前記第1レンズと前記第2レンズとが、前記選択反射ミラーに反射された励起光が前記第1レンズを透過して平行光に変換された後に前記第2レンズを透過して前記ファイバレーザ用光ファイバの端面に集光されるように配置されており、
前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から出射されたレーザ光が、前記第2レンズを透過して平行光に変換された後に前記第1レンズと前記選択反射ミラーを透過して、前記第1レンズの焦点距離となる位置に設定された前記レーザ集光位置に集光される、
ファイバレーザ発振装置。
An optical fiber for a fiber laser that emits the excited laser light from the end face when the excitation light is incident;
An excitation light source module that emits excitation light incident on the optical fiber for the fiber laser;
A fiber laser NA that condenses the excitation light and enters the end face of the fiber laser optical fiber, and condenses the laser light emitted from the end face of the fiber laser optical fiber at a preset laser condensing position. In a fiber laser oscillation device comprising a conversion optical system,
The optical fiber for the fiber laser is wound in a circular shape with a diameter capable of confining incident excitation light inside, and an end surface is directed in a direction of a tangent that is in contact with the circle,
The excitation light source module is disposed near the center of the wound fiber laser optical fiber, and emits the excitation light so as to cross the circle of the fiber laser optical fiber.
The NA conversion optical system for a fiber laser includes a selective reflection mirror that reflects the excitation light and transmits the laser light, a first lens, and a second lens,
The selective reflection mirror is disposed on an extension of the emission direction of the excitation light emitted from the excitation light source module, and the traveling direction of the excitation light reflected by the selective reflection mirror is wound in a circular shape. It is arranged at a predetermined angle so as to be in contact with the circle in the fiber laser optical fiber,
The end face of the optical fiber for the fiber laser is arranged so as to face the traveling direction of the excitation light reflected by the selective reflection mirror,
Between the selective reflection mirror and the end face of the optical fiber for the fiber laser, the first lens and the second lens transmit the parallel reflected excitation light reflected by the selective reflection mirror through the first lens. After being converted into light, the second lens is disposed so as to be condensed on the end face of the fiber laser optical fiber,
Laser light emitted from the end face of the fiber laser optical fiber passes through the second lens and is converted into parallel light, and then passes through the first lens and the selective reflection mirror. Focused on the laser focusing position set at the position to be the focal length,
Fiber laser oscillator.
励起光が入射されると励起されたレーザ光を端面から出射するファイバレーザ用光ファイバと、
前記ファイバレーザ用光ファイバに入射する励起光を出射する励起光源モジュールと、
前記励起光を集光して前記ファイバレーザ用光ファイバの端面に入射するとともに前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から出射されたレーザ光を予め設定したレーザ集光位置に集光するファイバレーザ用NA変換光学系と、を備えたファイバレーザ発振装置において、
前記ファイバレーザ用光ファイバは、入射された励起光を内部に閉じ込めることが可能な径で円状に巻回されて、端面は前記円に接する接線の方向に向けられており、
前記励起光源モジュールは、前記巻回されたファイバレーザ用光ファイバの中央部近傍に配置されて、前記ファイバレーザ用光ファイバの前記円を横切るように前記励起光を出射し、
前記ファイバレーザ用NA変換光学系は、前記励起光を反射するとともに前記レーザ光を透過する選択反射ミラーと、第1レンズと、第2レンズと、第3レンズと、で構成されており、
前記選択反射ミラーは、前記励起光源モジュールから出射される励起光の出射方向の延長上に配置されているとともに、当該選択反射ミラーが反射した励起光の進行方向が、円状に巻回されたファイバレーザ用光ファイバにおける前記円に接するように、所定角度に設定されて配置されており、
前記ファイバレーザ用光ファイバの端面は、前記選択反射ミラーが反射した励起光の進行方向と向き合うように配置されており、
前記励起光源モジュールと前記選択反射ミラーとの間に、前記第1レンズが、前記励起光源から出射された励起光を平行光に変換するように配置されており、
前記選択反射ミラーと前記ファイバレーザ用光ファイバの端面との間に、前記第2レンズが、前記選択反射ミラーに反射された平行光の励起光が前記第2レンズを透過して前記ファイバレーザ用光ファイバの端面に集光されるように配置されており、
前記ファイバレーザ用光ファイバから出射されたレーザ光の出射方向の延長上、且つ当該レーザ光が前記第2レンズと前記選択反射ミラーを透過した後の位置に前記第3レンズが配置されており、
前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から出射されたレーザ光が、前記第2レンズを透過して平行光に変換された後に前記選択反射ミラーと前記第3レンズを透過して、前記第3レンズの焦点距離となる位置に設定された前記レーザ集光位置に集光される、
ファイバレーザ発振装置。
An optical fiber for a fiber laser that emits the excited laser light from the end face when the excitation light is incident;
An excitation light source module that emits excitation light incident on the optical fiber for the fiber laser;
A fiber laser NA that condenses the excitation light and enters the end face of the fiber laser optical fiber, and condenses the laser light emitted from the end face of the fiber laser optical fiber at a preset laser condensing position. In a fiber laser oscillation device comprising a conversion optical system,
The optical fiber for the fiber laser is wound in a circular shape with a diameter capable of confining incident excitation light inside, and an end surface is directed in a direction of a tangent that is in contact with the circle,
The excitation light source module is disposed near the center of the wound fiber laser optical fiber, and emits the excitation light so as to cross the circle of the fiber laser optical fiber.
The NA conversion optical system for a fiber laser includes a selective reflection mirror that reflects the excitation light and transmits the laser light, a first lens, a second lens, and a third lens,
The selective reflection mirror is disposed on an extension of the emission direction of the excitation light emitted from the excitation light source module, and the traveling direction of the excitation light reflected by the selective reflection mirror is wound in a circular shape. It is arranged at a predetermined angle so as to be in contact with the circle in the fiber laser optical fiber,
The end face of the optical fiber for the fiber laser is arranged so as to face the traveling direction of the excitation light reflected by the selective reflection mirror,
Between the excitation light source module and the selective reflection mirror, the first lens is arranged to convert the excitation light emitted from the excitation light source into parallel light,
Between the selective reflection mirror and the end face of the fiber laser optical fiber, the second lens transmits parallel light excitation light reflected by the selective reflection mirror through the second lens. It is arranged to be focused on the end face of the optical fiber,
The third lens is disposed on the extension of the emission direction of the laser light emitted from the fiber laser optical fiber and at a position after the laser light has passed through the second lens and the selective reflection mirror,
Laser light emitted from the end face of the fiber laser optical fiber passes through the second lens and is converted into parallel light, and then passes through the selective reflection mirror and the third lens. Focused on the laser focusing position set at the position to be the focal length,
Fiber laser oscillator.
請求項1に記載のファイバレーザ発振装置であって、
前記選択反射ミラーと前記レーザ集光位置との経路中に、前記レーザ集光位置を前記選択反射ミラーに近づける第3レンズを備えている、
ファイバレーザ発振装置。
The fiber laser oscillation device according to claim 1,
A third lens is provided in the path between the selective reflection mirror and the laser condensing position to bring the laser condensing position closer to the selective reflection mirror.
Fiber laser oscillator.
請求項1〜3のいずれかに記載のファイバレーザ発振装置であって、
更に、前記レーザ光を反射して前記レーザ集光位置を任意の方向に変換するレーザ反射ミラーを備え、
前記レーザ反射ミラーが、前記ファイバレーザ用光ファイバから出射されたレーザ光の出射方向の延長上、且つ前記選択反射ミラーを透過した後の位置に配置されている、
ファイバレーザ発振装置。
The fiber laser oscillation device according to any one of claims 1 to 3,
Furthermore, a laser reflecting mirror that reflects the laser beam and converts the laser focusing position into an arbitrary direction is provided,
The laser reflection mirror is disposed on an extension of the emission direction of the laser light emitted from the fiber laser optical fiber and at a position after passing through the selective reflection mirror,
Fiber laser oscillator.
励起光源モジュールから出射された励起光を、ファイバレーザ用光ファイバの端面に入射して、前記励起光にて励起された前記ファイバレーザ用光ファイバが出射したレーザ光を、予め設定したレーザ集光位置に集光する、ファイバレーザ用NA変換光学系であって、
前記励起光源モジュールから出射されて第1方向に進行する励起光を反射して前記第1方向とは異なる第2方向に前記励起光の進行方向を変更するとともに、前記第2方向の延長上に配置された前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から前記第2方向と反対の第3方向に出射されたレーザ光を透過する選択反射ミラーと、
前記選択反射ミラーと前記ファイバレーザ用光ファイバの端面との間に配置されて、前記選択反射ミラーにて反射された励起光を平行光に変換する第1レンズと、
前記第1レンズと前記ファイバレーザ用光ファイバの端面との間に配置されて、前記平行光に変換された励起光を集光して前記ファイバレーザ用光ファイバの端面に入射する第2レンズと、を備え、
前記第2レンズは、前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から出射されたレーザ光を平行光に変換し、
前記第1レンズは、前記平行光に変換されたレーザ光を、前記第3方向の延長上に設定されたレーザ集光位置に集光する、
ファイバレーザ用NA変換光学系。
The pumping light emitted from the pumping light source module is incident on the end face of the fiber laser optical fiber, and the laser beam emitted from the fiber laser optical fiber pumped by the pumping light is set in a pre-set laser beam. A fiber laser NA conversion optical system that focuses light at a position,
The excitation light emitted from the excitation light source module and traveling in the first direction is reflected to change the traveling direction of the excitation light in a second direction different from the first direction, and on the extension of the second direction. A selective reflection mirror that transmits laser light emitted in the third direction opposite to the second direction from the end face of the optical fiber for the fiber laser disposed;
A first lens that is disposed between the selective reflection mirror and an end face of the fiber laser optical fiber and converts the excitation light reflected by the selective reflection mirror into parallel light;
A second lens disposed between the first lens and the end face of the fiber laser optical fiber, condensing the excitation light converted into the parallel light and entering the end face of the fiber laser optical fiber; With
The second lens converts the laser light emitted from the end face of the fiber laser optical fiber into parallel light,
The first lens condenses the laser light converted into the parallel light at a laser condensing position set on the extension in the third direction;
NA conversion optical system for fiber laser.
励起光源モジュールから出射された励起光を、ファイバレーザ用光ファイバの端面に入射して、前記励起光にて励起された前記ファイバレーザ用光ファイバが出射したレーザ光を、予め設定したレーザ集光位置に集光する、ファイバレーザ用NA変換光学系であって、
前記励起光源モジュールから出射されて第1方向に進行する励起光を反射して前記第1方向とは異なる第2方向に前記励起光の進行方向を変更するとともに、前記第2方向の延長上に配置された前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から前記第2方向と反対の第3方向に出射されたレーザ光を透過する選択反射ミラーと、
前記励起光源モジュールと前記選択反射ミラーとの間に配置されて、前記励起光源モジュールから出射された励起光を平行光に変換する第1レンズと、
前記選択反射ミラーと前記ファイバレーザ用光ファイバの端面との間に配置されて、前記平行光に変換された励起光を集光して前記ファイバレーザ用光ファイバの端面に入射するとともに前記ファイバレーザ用光ファイバの端面から出射されたレーザ光を平行光に変換する第2レンズと、
前記第3方向の延長上、且つ前記ファイバレーザ用光ファイバから出射されたレーザ光が前記第2レンズと前記選択反射ミラーを透過した後の位置に配置されて、前記第3方向の延長上に設定されたレーザ集光位置に前記レーザ光を集光する第3レンズと、を備えている、
ファイバレーザ用NA変換光学系。

The pumping light emitted from the pumping light source module is incident on the end face of the fiber laser optical fiber, and the laser beam emitted from the fiber laser optical fiber pumped by the pumping light is set in a pre-set laser beam. A fiber laser NA conversion optical system that focuses light at a position,
The excitation light emitted from the excitation light source module and traveling in the first direction is reflected to change the traveling direction of the excitation light in a second direction different from the first direction, and on the extension of the second direction. A selective reflection mirror that transmits laser light emitted in the third direction opposite to the second direction from the end face of the optical fiber for the fiber laser disposed;
A first lens that is disposed between the excitation light source module and the selective reflection mirror and converts the excitation light emitted from the excitation light source module into parallel light;
The fiber laser is disposed between the selective reflection mirror and the end face of the fiber laser optical fiber, condenses the excitation light converted into the parallel light, and enters the end face of the fiber laser optical fiber. A second lens for converting laser light emitted from the end face of the optical fiber into parallel light;
On the extension in the third direction, the laser beam emitted from the fiber laser optical fiber is disposed at a position after passing through the second lens and the selective reflection mirror, and on the extension in the third direction. A third lens for condensing the laser light at a set laser condensing position,
NA conversion optical system for fiber laser.

JP2008270925A 2008-10-21 2008-10-21 Fiber laser oscillation device, and na conversion optical system for fiber laser Pending JP2010103159A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008270925A JP2010103159A (en) 2008-10-21 2008-10-21 Fiber laser oscillation device, and na conversion optical system for fiber laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008270925A JP2010103159A (en) 2008-10-21 2008-10-21 Fiber laser oscillation device, and na conversion optical system for fiber laser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010103159A true JP2010103159A (en) 2010-05-06

Family

ID=42293580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008270925A Pending JP2010103159A (en) 2008-10-21 2008-10-21 Fiber laser oscillation device, and na conversion optical system for fiber laser

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010103159A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019202961A1 (en) * 2018-04-18 2019-10-24 住友重機械工業株式会社 Cabinet for laser device and laser device
JP2019192669A (en) * 2018-04-18 2019-10-31 住友重機械工業株式会社 Cabinet for laser apparatus and laser apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019202961A1 (en) * 2018-04-18 2019-10-24 住友重機械工業株式会社 Cabinet for laser device and laser device
JP2019192669A (en) * 2018-04-18 2019-10-31 住友重機械工業株式会社 Cabinet for laser apparatus and laser apparatus
JP7278713B2 (en) 2018-04-18 2023-05-22 住友重機械工業株式会社 laser device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070133625A1 (en) All-fiber laser device for mid-infrared wavelength band
JP5082316B2 (en) Condensing block
JP5730026B2 (en) Laser light source
US7675950B2 (en) Laser light source device and image display apparatus
JP2007286481A (en) Dividing and multiplexing unit, and semiconductor laser converging device
JPWO2011115275A1 (en) Optical fiber amplifier and fiber laser apparatus using the same
JP2015072955A (en) Spectrum beam coupling fiber laser device
EP1703601A1 (en) Fiber laser oscillator
JP2007207856A (en) Fiber laser processing equipment
CN111610604A (en) Light source device, direct diode laser device, and optical coupler
US7769058B2 (en) Optical fiber laser
JP2010103159A (en) Fiber laser oscillation device, and na conversion optical system for fiber laser
JP2001230476A (en) Light amplifier
JP5780472B2 (en) Laser light source device
JP2008227377A5 (en)
WO2014157119A1 (en) Fiber laser light source device
JP2005251992A (en) Optical fiber laser
KR101889293B1 (en) Laser resonator
JP4850591B2 (en) Optical coupling device, solid-state laser device, and fiber laser device
JP4144566B2 (en) Fiber laser oscillator
JP4120593B2 (en) Fiber laser equipment
JP2011123121A (en) Bidirectional optical module
JP2014199891A (en) Fiber laser light source device
JP2005167015A (en) Fiber laser oscillator
CN110780451A (en) Laser assembly and optical communication equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110921

A072 Dismissal of procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A073

Effective date: 20130129