JP2017181822A - 光学部品及びレーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クラッド内を伝搬するクラッド伝搬光を抑制することができる光学部品及びレーザ装置を提供する。【解決手段】 光学部品３は、コア５１と、外周面の少なくとも一部が平面からなりコア５１よりも屈折率の低い内側クラッド５２と、内側クラッド５２を被覆し内側クラッド５２よりも屈折率の低い外側クラッド５３と、を有する異形光ファイバ５０と、内側クラッド５２の外側クラッド５３が除去された領域における外周面の少なくとも一部を覆い、屈折率が内側クラッド５２以上である第１の光除去部材５６ａと、を備え、平面と第１の光除去部材５６ａとは、異形光ファイバ５０の長手方向に垂直な方向において少なくとも一部が重なる。【選択図】 図５

Description

本発明は光学部品、及びレーザ装置に関する。

レーザ光は集光性に優れ、パワー密度を高くすることができることから加工の分野で注目度が高まっている。特に、ファイバレーザ装置は、高い効率を有すること、小さなビームスポットとなる光が得られること等から注目を集めている。また、ファイバレーザ装置では、増幅用光ファイバにデリバリファイバが接続されて用いられる場合がある。

ファイバレーザ装置において、増幅用光ファイバが他の光ファイバ、例えばデリバリファイバと融着接続されたときに、当該増幅用光ファイバのコアとデリバリファイバのコアとの軸ずれやモードフィールドの不整合等が起こる場合がある。その場合、当該デリバリファイバのコアに入射する光の一部がデリバリファイバのクラッドに漏れて、そのままクラッドを伝搬することがある。また、増幅用光ファイバのクラッドを伝搬する励起光の一部は、コアに添加されたドーパントに吸収されずに増幅用光ファイバから出射され、デリバリファイバのクラッドに入射してクラッド内を伝搬される場合がある。

このようなクラッドを伝搬する光であるクラッド伝搬光を除去する構成として、下記特許文献１に記載の漏れ光除去部品がある。下記特許文献１の漏れ光除去部品では、上記クラッド伝搬光を除去するために、デリバリファイバにおける増幅用光ファイバと接続される接続点で、デリバリファイバのクラッドの外周面が、クラッドよりも屈折率の高い樹脂層で被膜されている。

そのため、デリバリファイバのクラッドを伝搬するクラッド伝搬光は、上記の樹脂層から光ファイバ外部へと放射される。

特開２０１４−１６３９５５号公報

ところで、クラッド伝搬光のクラッドの外周面に対する入射角が小さい成分の光は、入射角が大きい成分の光に比べて外部へと放射され易い。そのため、上記特許文献１に記載の構成では、デリバリファイバのクラッドの外周面に対する入射角が小さいクラッド伝搬光は、光ファイバ外部に放射される。一方、クラッドの外周面に対する入射角が大きいクラッド伝搬光は、光ファイバ外部へと放射されづらくクラッド内に残留する傾向がある。

そこで本発明は、クラッド内を伝搬するクラッド伝搬光を抑制することができる光学部品及びレーザ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の光学部品は、コアと、外周面の少なくとも一部が平面からなり前記コアよりも屈折率の低い内側クラッドと、前記内側クラッドを被覆し前記内側クラッドよりも屈折率の低い外側クラッドと、を有する異形光ファイバと、前記内側クラッドの前記外側クラッドが除去された領域における外周面の少なくとも一部を覆い、屈折率が前記内側クラッド以上である第１の光除去部材と、を備え、前記平面と前記第１の光除去部材とは、前記異形光ファイバの長手方向に垂直な方向において少なくとも一部が重なることを特徴とするものである。

光ファイバの内側クラッドの外周面が円形である場合には、異形光ファイバの長手方向に垂直な断面において、クラッド伝搬光の内側クラッドの外周面に対する入射角は概ね一定となる。一方、上記の光学部品の内側クラッドは外周面の少なくとも一部が平面であるため、クラッド伝搬光の内側クラッドの外周面に対する上記の入射角は、反射を繰り返すと一定とならない。そのため、上記の内側クラッドを伝搬するクラッド伝搬光は内側クラッドで不規則な反射を繰り返して伝搬する。この不規則な反射を繰り返す伝搬の過程で、クラッド伝搬光はモード変換し、内側クラッドの外周面に対する入射角が当初より小さい成分の光が増える傾向にある。

また、上記の光学部品では、第１の光除去部材と内側クラッドの平面が異形光ファイバの長手方向に垂直な方向において少なくとも一部が重なるように第１の光除去部材が配置されている。この第１の光除去部材の配置により、上記内側クラッドにおいて第１の光除去部材との重なりがある方向に伝搬するクラッド伝搬光を第１の光除去部材で除去することができる。

即ち、上記の光学部品は、光学部品に入射する前と比べて、クラッド伝搬光のクラッドの外周面に対する入射角が小さくされた状態で、第１の光除去部材に入射する比率を高めることができる。これにより、上記の光学部品は、クラッド内を伝搬するクラッド伝搬光を抑制することができる。

また、前記内側クラッドの前記外側クラッドが除去された領域における外周面の少なくとも一部を覆い、前記内側クラッドよりも屈折率の高い第２の光除去部材を更に備え、前記第２の光除去部材と前記平面とは、前記異形光ファイバの長手方向に垂直な方向において少なくとも一部が重なり、前記第２の光除去部材と前記第１の光除去部材とは、前記異形光ファイバの長手方向において離間していることが好ましい。

上記の光学部品は、第１の光除去部材に加えて、更に第２の光除去部材を備える。そのため例えば、第１の光除去部材が除去できなかったクラッド伝搬光を、クラッドの外周面に対する入射角が小さくされた状態で、第２の光除去部材が除去することが可能となる。その場合には、第１の光除去部材、第２の光除去部材で、光の放出を分散することができ、放出された光により発熱する場合であっても当該発熱を分散させることができる。

ところで、クラッド伝搬光には出射端へ向かって進む順方向の光とは逆方向に進む光が存在する場合がある。逆方向に進む光としては、例えば、光ファイバ同士の接続点で反射される光や、加工対象物から反射されて戻る光が挙げられる。上記の光学部品において、第１の光除去部材と第２の光除去部材とは、異形光ファイバの長手方向において離間している。そのため、仮にクラッド伝搬光に逆方向に進む光がある場合には、例えば、第１の光除去部材ではクラッド伝搬光の順方向に進む光を主に除去し、第２の光除去部材ではクラッド伝搬光の逆方向に進む光を主に除去することが可能となる。即ち、順方向に進む光と順方向とは逆方向に進む光とが、クラッドの外周面に対する入射角が小さくされた状態で、第１の光除去部材、第２の光除去部材により、除去されることが可能となる。

また、前記異形光ファイバと他の光ファイバとが接続され、前記異形光ファイバと前記他の光ファイバとの接続点と前記第１の光除去部材とは、前記異形光ファイバの長手方向に垂直な方向において少なくとも一部が重なることが好ましい。

光ファイバ同士が接続される接続点では、コア同士の軸ずれやモードフィールドの不整合等に起因するクラッド伝搬光が発生し易い。上記の光学部品の様に、クラッド伝搬光が発生しやすい接続点の近傍に第１の光除去部材を配置することで、第１の光除去部材に入射するクラッド伝搬光を増加させることができ、効率よくクラッド内からクラッド伝搬光を除去することができる。

また、前記内側クラッドの長手方向に垂直な断面の外形は、多角形とされても良い。

また、前記第１の光除去部材は、前記内側クラッドの外周面の全周を覆うことが好ましい。

上記の光学部品の構成では、内側クラッドの外周面の一部を覆う場合に比べて、第１の光除去部材と内側クラッドとの接する面積を大きくすることが出来る。従って、内側クラッド内を伝搬するクラッド伝搬光は、内側クラッドから第１の光除去部材に入射しやすくなる。そのため、内側クラッドから効率よくクラッド伝搬光を除去することができる。

また、上記課題を解決するため、本発明のレーザ装置は、光源部と、前記光源部から出射される光が入射する上記のいずれかの光学部品と、を備えることを特徴とするものである。

上記レーザ装置は、上記の光学部品を構成の一部として含む。光源部から上記の光学部品の異形光ファイバへと光が入射するときに、上記異形光ファイバにクラッド伝搬光が生じる場合がある。クラッド伝搬光が生じる場合、上記の光学部品は、上述した通りクラッドの外周面に対する入射角が小さくされた状態で第１の光除去部材を用いて当該クラッド伝搬光をクラッド内から除去することができる。

従って、本発明のレーザ装置によれば、クラッド内を伝搬するクラッド伝搬光を抑制することができる。

以上のように本発明によれば、クラッド内を伝搬するクラッド伝搬光を抑制することができる光学部品及びレーザ装置が提供される。

本発明の実施形態にかかるレーザ装置を示す概略図である。 増幅用光ファイバの長手方向に垂直な断面図である。 異形光ファイバの長手方向に垂直な断面図である。 デリバリファイバの長手方向に垂直な断面図である。 本発明の実施形態にかかる増幅用光ファイバと異形光ファイバとの接続点付近における光学部品の長手方向の断面図である。 図５に示す光学部品のＸ−Ｘ線における断面図である。 本発明の実施形態にかかる異形光ファイバとデリバリファイバとの接続点付近における光学部品の長手方向の断面図である。 図７に示す光学部品のＹ−Ｙ線における断面図である。 変形例１における異形光ファイバの長手方向に垂直な断面図である。 変形例２における異形光ファイバの長手方向に垂直な断面図である。

以下、本発明に係る光学部品及びレーザ装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、理解の容易のため、それぞれの図のスケールと、以下の説明に記載のスケールとが異なる場合がある。

図１は、本実施形態のレーザ装置を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態のレーザ装置は、ファイバレーザ装置１とされる。ファイバレーザ装置１は、ＭＯ−ＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）型のファイバレーザ装置であり、種光源１０、励起光源２０、増幅用光ファイバ３０、カプラ４０、光学部品３及びデリバリファイバ６０を主な構成要素として備える。

種光源１０は、種光を出射する部材であり、例えば、レーザダイオードから成るレーザ光源や、ファブリフェペロー型やファイバリング型のファイバレーザから成る。この種光源１０には、コア、及び、コアを被覆するクラッドから構成される種光ファイバ１５が接続される。種光ファイバ１５としては、例えば、シングルモードファイバが挙げられる。

励起光源２０は、励起光を出射する部材であり、例えば、複数のレーザダイオード２１から構成される。これらレーザダイオード２１には、励起光ファイバ２２が接続される。

図２は、増幅用光ファイバ３０の長手方向に垂直な断面図である。図２に示すように、増幅用光ファイバ３０は、コア３１と、コア３１を被覆する内側クラッド３２と、内側クラッド３２を被覆する外側クラッド３３と、外側クラッド３３を被覆する被覆層３４とから構成される。コア３１の屈折率は内側クラッド３２の屈折率よりも高く、内側クラッド３２の屈折率は外側クラッド３３の屈折率よりも高くされる。

コア３１を構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素、及び、励起光源２０から出射される励起光により励起される活性元素が添加された石英が挙げられる。活性元素としては、イッテルビウム（Ｙｂ）、ツリウム（Ｔｍ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、エルビウム（Ｅｒ）等の希土類元素が挙げられる。また、希土類元素の他に、ビスマス（Ｂｉ）等が挙げられる。内側クラッド３２を構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられ、外側クラッド３３を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられる。また、被覆層３４を構成する材料としては、例えば、外側クラッド３３を構成する樹脂とは異なる紫外線硬化樹脂が挙げられる。

カプラ４０は、種光源１０から出射される種光を増幅用光ファイバ３０におけるコア３１の一端に入射させるとともに、励起光源２０から出射される励起光を増幅用光ファイバ３０における内側クラッド３２の一端に入射させる部材である。

具体的にカプラ４０では、種光ファイバ１５のコアと、増幅用光ファイバ３０のコア３１とが端面接続され、種光源１０から種光ファイバ１５を介して出射される種光が増幅用光ファイバ３０におけるコア３１の一端に入射される。

また、カプラ４０では、それぞれの励起光ファイバ２２のコアと、増幅用光ファイバ３０の内側クラッド３２とが端面接続され、励起光源２０から励起光ファイバ２２を介して出射される励起光が増幅用光ファイバ３０における内側クラッド３２の一端に入射される。また、増幅用光ファイバ３０の他端は、光学部品３と接続されている。

光学部品３は、異形光ファイバ５０及び２つの光除去部材（第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂ）を主な構成要素として備える。

異形光ファイバ５０は、一端が増幅用光ファイバ３０と融着接続され、他端がデリバリファイバ６０と融着接続されている。そのため、異形光ファイバ５０は、増幅用光ファイバ３０によって増幅された光をデリバリファイバ６０へと伝搬する。

図３は、異形光ファイバ５０の長手方向に垂直な断面図である。図３に示すように、異形光ファイバ５０は、コア５１と、コア５１を被覆する内側クラッド５２と、内側クラッド５２の一部を被覆する外側クラッド５３と、外側クラッド５３を被覆する被覆層５４とから構成される。コア５１の屈折率は、内側クラッド５２の屈折率よりも高く、内側クラッド５２の屈折率は、外側クラッド５３の屈折率よりも高くされる。従って、内側クラッド５２はコア５１よりも屈折率が低い。同様に、外側クラッド５３は、内側クラッド５２よりも屈折率が低い。

異形光ファイバ５０におけるコア５１の直径は、例えば増幅用光ファイバ３０におけるコア３１の直径と同程度とされ、異形光ファイバ５０における内側クラッド５２の外径は、例えば増幅用光ファイバ３０における内側クラッド３２の外径と略同程度とされる。

また、内側クラッド５２の外周面は、円柱の外周面の一部が平面とされた形状とされ、平面部５２ａと曲面部５２ｂとを有する。そのため、コア５１の中心から内側クラッド５２の外周面までの距離は一定ではなく、コア５１の中心から平面部５２ａまでの距離は、コア５１の中心から曲面部５２ｂまでの距離よりも短い。なお、本実施形態の内側クラッド５２の外径とは、曲面部５２ｂにおける外径を意味する。

異形光ファイバ５０におけるコア５１、内側クラッド５２、外側クラッド５３及び被覆層５４を構成する材料は、例えば、増幅用光ファイバ３０とコア３１に活性元素が含まれていない点を除いて増幅用光ファイバ３０と同様とされる。

デリバリファイバ６０は、一端が異形光ファイバ５０と融着接続され、他端は出射端として外部へと繋がっている。図４は、デリバリファイバ６０の長手方向に垂直な断面図である。図４に示すように、デリバリファイバ６０は、コア６１と、コア６１を被覆するクラッド６２と、クラッド６２を被覆する被覆層６３とから構成される。

デリバリファイバ６０のコア６１の屈折率はクラッド６２の屈折率よりも高くされる。また、デリバリファイバ６０のコア６１の直径は、例えば異形光ファイバ５０におけるコア５１の直径と同程度とされ、クラッド６２の外径は、例えば異形光ファイバ５０における内側クラッド５２の外径と同程度とされる。

なお、デリバリファイバ６０におけるコア６１、クラッド６２及び被覆層６３を構成する材料は、例えば、異形光ファイバ５０とほぼ同様とされる。

図５は、増幅用光ファイバ３０と異形光ファイバ５０との接続点６ａ付近における光学部品３の長手方向の断面図である。また、図６は、図５の光学部品３のＸ−Ｘ線における断面図である。図５に示すように、増幅用光ファイバ３０と異形光ファイバ５０とは、接続点６ａにて融着接続される。そのため、コア５１の一端面は、増幅用光ファイバ３０におけるコア３１の一端面と接続され、内側クラッド５２の一端面は、内側クラッド３２の一端面と接続される。従って、増幅用光ファイバ３０と異形光ファイバ５０との接続点６ａでは、外側クラッド３３及び被覆層３４、外側クラッド５３及び被覆層５４が除去され、当該除去部分では、内側クラッド３２、内側クラッド５２が露出する。

本実施形態の光学部品３では、接続点６ａ付近の上記除去部分において、異形光ファイバ５０の内側クラッド５２、増幅用光ファイバ３０の内側クラッド３２は、第１の光除去部材５６ａにより外周面の全周にわたって被覆されている。

また、第１の光除去部材５６ａは、内側クラッド５２の平面部５２ａと、異形光ファイバ５０の長手方向に垂直な方向において一部が重なるようにして設けられている。この第１の光除去部材５６ａの屈折率は、内側クラッド５２の屈折率以上とされている。このような第１の光除去部材５６ａを構成する材料としては、例えば、ウレタン系の樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。また、第１の光除去部材５６ａの外径は、被覆層５４、被覆層６３の外径よりも大きくされている。

上記のように、異形光ファイバ５０の長手方向の断面において、内側クラッド５２の外径は、増幅用光ファイバ３０の内側クラッド３２の外径と概ね等しく、内側クラッド５２の外周面の一部は平面部５２ａとされる。従って、図５、図６に示すように、内側クラッド３２と内側クラッド５２とは、接続点６ａにおいて、外形が一致せずに、内側クラッド５２の平面部５２ａと増幅用光ファイバ３０の内側クラッド３２との間に段差が生じる。

第１の光除去部材５６ａは、この段差により露出する増幅用光ファイバ３０の内側クラッド３２の端面も被覆している。こうして、接続点６ａ付近における光学部品３は、コア５１と、内側クラッド５２と、第１の光除去部材５６ａとで構成される。

図７は、異形光ファイバ５０とデリバリファイバ６０との接続点６ｂ付近における光学部品３の長手方向の断面図である。図８は、図７に示す光学部品３のＹ−Ｙ線における断面図である。異形光ファイバ５０とデリバリファイバ６０とは、接続点６ｂにて融着接続される。そのため、コア５１の一端面は、デリバリファイバ６０におけるコア６１の一端面と接続され、内側クラッド５２の一端面は、クラッド６２の一端面と接続される。従って、異形光ファイバ５０とデリバリファイバ６０との接続点６ｂでは、外側クラッド５３及び被覆層５４、被覆層６３が除去され、当該除去部分では、内側クラッド３２、クラッド６２が露出する。

本実施形態の光学部品３では、接続点６ｂ付近の上記除去部分において、異形光ファイバ５０の内側クラッド５２、デリバリファイバ６０のクラッド６２は、第２の光除去部材５６ｂにより外周面の全周にわたって被覆されている。

また、第２の光除去部材５６ｂは、内側クラッド５２の平面部５２ａと、異形光ファイバ５０の長手方向に垂直な方向において一部が重なるようにして設けられている。この第２の光除去部材５６ｂの屈折率は、第１の光除去部材５６ａと同様に、内側クラッド５２の屈折率以上にされている。従って、第２の光除去部材５６ｂを構成する材料は、例えば、第１の光除去部材５６ａを構成する材料と同様とされる。また、第２の光除去部材５６ｂの外径は、被覆層５４、被覆層６３の外径よりも大きくされている。

上記のように、異形光ファイバ５０の長手方向の断面において、内側クラッド５２の外径は、デリバリファイバ６０のクラッド６２の外径と概ね等しく、異形光ファイバ５０の内側クラッド５２の外周面の一部は平面部５２ａとされる。従って、図７に示すように、内側クラッド５２とクラッド６２とは、接続点６ｂにおいて、外形が一致せずに内側クラッド５２の平面部５２ａとクラッド６２の外周面との間に段差が生じる。

第２の光除去部材５６ｂは、この段差により露出する異形光ファイバ５０の内側クラッド５２、及びデリバリファイバ６０のクラッド６２の端面も被覆している。こうして、接続点６ｂ付近における光学部品３は、コア５１と、内側クラッド５２と、第２の光除去部材５６ｂとで構成される。

なお、本実施形態では、第２の光除去部材５６ｂと、平面部５２ａが接する長手方向の面積は、第１の光除去部材５６ａと平面部５２ａが接する長手方向の面積に比べて大きくされている。

次に、本実施形態におけるファイバレーザ装置１の動作、作用について説明する。

本実施形態におけるファイバレーザ装置１では、種光源１０から出射される種光は、種光ファイバ１５のコアを伝播し、カプラ４０によって増幅用光ファイバ３０のコア３１に入射される。増幅用光ファイバ３０のコア３１に入射した種光は、当該コア３１を伝搬する。

一方、励起光源２０から出射される励起光は、励起光ファイバ２２のコアを伝播し、カプラ４０によって増幅用光ファイバ３０の内側クラッド３２に入射される。内側クラッド３２に入射した励起光は、増幅用光ファイバ３０における内側クラッド３２及びコア３１を伝搬し、当該励起光によってコア３１に添加される活性元素が励起される。

励起状態にある活性元素は、コア３１を伝搬する種光によって誘導放出を引き起こし、当該誘導放出に起因して種光が増幅される。そして、増幅された種光は、増幅用光ファイバ３０における他端と融着接続される異形光ファイバ５０のコア５１に入射し、当該異形光ファイバ５０のコア５１を伝搬して、デリバリファイバ６０のコア６１へと入射する。その後、増幅された種光は、デリバリファイバ６０のコア６１の出射端から外部へと出射される。

ところで、増幅用光ファイバ３０のコア３１と異形光ファイバ５０のコア５１との軸ずれやモードフィールドの不整合等に起因して、当該異形光ファイバ５０のコア５１に入射する光の一部が内側クラッド５２に漏れる場合がある。また、増幅用光ファイバ３０の内側クラッド３２を伝搬する励起光の一部は、増幅用光ファイバ３０のコア３１に入射せずにドーパントに吸収されず、そのまま内側クラッド３２を伝搬する、いわゆるスキューが起こる場合がある。これらの場合、異形光ファイバ５０の内側クラッド５２に、上記の光が入射してクラッド伝搬光として内側クラッド５２を伝搬する可能性がある。

第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂの屈折率は、上記のように内側クラッド５２の屈折率以上とされる。このため、内側クラッド５２を伝搬するクラッド伝搬光は、第１の光除去部材５６ａと内側クラッド５２との境界面や第２の光除去部材５６ｂと内側クラッド５２との境界面に達すると、内側クラッド５２の外周面で全反射されにくい。そのため、内側クラッド５２の外周面で反射されずに第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂへと入射したクラッド伝搬光は、内側クラッド５２から除去されることが可能となる。

また、上記のように、異形光ファイバ５０の内側クラッド５２の外周面は、円柱の外周面と同じ形状ではなく少なくとも一部が平面から成っている。光ファイバの長手方向に垂直な断面における内側クラッドの外周面が円形である場合には、クラッド伝搬光の内側クラッドの外周面に対する入射角は一定となる。一方、上記の光学部品３では、平面部５２ａからなる外周面と、断面が円形の一部である曲面部５２ｂとで異なる反射をするため、クラッド伝搬光の内側クラッド５２の外周面に対する上記の入射角は一定とならない。そのため、内側クラッド５２を伝搬するクラッド伝搬光は、内側クラッド５２で不規則な反射を繰り返して伝搬する。この不規則な反射を繰り返す伝搬の過程で、クラッド伝搬光はモード変換し、内側クラッド５２の外周面に対する入射角が当初より小さくなる光の成分が増える傾向にある。

従って、第１の光除去部材５６ａでは、内側クラッド５２からより効率的にクラッド伝搬光を除去することができる。同様に、第２の光除去部材５６ｂでも、第１の光除去部材５６ａで除去されなかったクラッド伝搬光を、内側クラッド５２の外周面に対する入射角が小さくされた光の成分が増えた状態で、内側クラッド５２から除去することができる。上記ように、内側クラッド５２の外周面に対する入射角が小さいクラッド伝搬光は、大きい場合に比べてクラッド内から除去しやすい。

この結果、本実施形態の光学部品３、及びファイバレーザ装置１は、クラッドの外周面に対する入射角が大きいクラッド伝搬光がクラッド内に残留することを抑制して、クラッド伝搬光をクラッド内から効率よく除去することができる。

また、本実施形態の光学部品３は、２つの光除去部材である第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂを備え、第１の光除去部材５６ａと第２の光除去部材５６ｂとは、異形光ファイバ５０の長手方向において重ならずに離間している。そのため、一方の光除去部材でクラッド伝搬光が除去されずとも、他方の光除去部材でクラッド伝搬光を除去することが可能で、クラッド内から効率よくクラッド伝搬光を除去することが可能となる。また、除去する光を分散させることで、第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂに放出される光により発熱する場合であっても当該発熱を分散することができる。

ところで、クラッド伝搬光には出射端へ向かって進む順方向の光と、それとは逆方向に進む光が存在する場合がある。逆方向に進む光は、例えば光ファイバ同士の接続点で反射される光や加工対象物から反射されて戻る光である。そのため、クラッド伝搬光のうち順方向とは逆方向に進む光は、デリバリファイバ６０から光学部品３の異形光ファイバ５０に入射する。この光は異形光ファイバ５０を伝搬することで、内側クラッド５２の外周面に対する入射角が小さくなる成分が増える傾向にある。特に、接続点６ａ付近で、内側クラッド５２の外周面に対する入射角が小さくなる成分が最も増える傾向にある。

そのため、第１の光除去部材５６ａ、第２の光除去部材５６ｂにおいてクラッド伝搬光の逆方向に進む光は、内側クラッド５２の外周面に対する入射角の小さい成分が増えた状態で除去されることが可能となる。即ち、第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂは、順方向に進む光及び順方向とは逆方向に進む光のいずれも、外周面に対する入射角の小さい光の成分が増えた状態で、クラッド内から除去することが可能となる。

また、本実施形態では、上記のように第１の光除去部材５６ａ、第２の光除去部材５６ｂは、接続点６ａ，接続点６ｂと異形光ファイバ５０の長手方向に垂直な方向において少なくとも一部が重なる。上記のように、接続点６ａ，６ｂではクラッド伝搬光が発生しやすい。そこで、上記の第１の光除去部材５６ａ、第２の光除去部材５６ｂの配置により、クラッド伝搬光が発生する接続点６ａ，接続点６ｂでクラッド伝搬光を除去することができる。そのため、効率よくクラッド内からクラッド伝搬光を除去することができる。

また本実施形態では、第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂは、それぞれ内側クラッド５２の外周面の全周を覆っている。これにより、第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂと内側クラッド５２との接する面積は大きくなる。従って、内側クラッド５２の外周面の一部を覆う場合に比べて、内側クラッド５２から効率よくクラッド伝搬光を除去することができる。

また本実施形態では、第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂは、接続点６ａ，６ｂで、内側クラッド５２の外周面の一部が平面部５２ａであることにより外形が一致せずに生じる段差の領域を被覆し、上記のように、段差により露出する増幅用光ファイバ３０の内側クラッド３２の端面、及び、デリバリファイバ６０のクラッド６２の端面も被覆している。従って、増幅用光ファイバ３０の内側クラッド３２から異形光ファイバ５０に向かって伝搬する光の一部は、異形光ファイバ５０に入射せずに上記段差において、第１の光除去部材５６ａに直接入射する。同様に、デリバリファイバ６０のクラッド６２から異形光ファイバ５０に向かって伝搬する光の一部は、異形光ファイバ５０に入射せずに上記段差において、第２の光除去部材５６ｂに直接入射する。このように段差が設けられることで、クラッド伝搬光をより効率的に抑制することが可能となる。

以上、本実施形態が一例として説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。以下、本発明の変形例について説明する。

（変形例１）
図９は、変形例１における異形光ファイバの長手方向に垂直な断面図である。図９に示すように、本変形例における内側クラッド５２の外周の長手方向の断面は、正五角形である。このように、正五角形の断面形状の場合には、５つの平面部５２ａが内側クラッド５２の外周面を形成することになる。

内側クラッド５２を伝搬するクラッド伝搬光は、平面部５２ａから成る外周面で反射されると、上記のように内側クラッド５２内で不規則な反射を繰り返して伝搬する。この不規則な反射を繰り返す伝搬の過程で、クラッド伝搬光はモード変換し、内側クラッド５２の外周面において反射するときの内側クラッド５２の外周面に対する入射角は、入射した当初よりも小さくなる傾向にある。

従って、本変形例の構成であっても、本実施形態と同様に、クラッド内を伝搬するクラッド伝搬光を抑制することができる。

（変形例２）
図１０は、変形例２における異形光ファイバの長手方向に垂直な断面図である。図１０に示すように、本変形例における内側クラッド５２の外周の長手方向の断面は、正六角形である。このように、正六角形の断面形状の場合には、６つの平面部５２ａが内側クラッド５２の外周面を形成することになる。

内側クラッド５２を伝搬するクラッド伝搬光は、平面部５２ａから成る外周面で反射されると、上記のように内側クラッド５２内で不規則な反射を繰り返して伝搬する。この不規則な反射を繰り返す伝搬の過程で、クラッド伝搬光はモード変換し、内側クラッド５２の外周面において反射するときの当該外周面に対する入射角は、入射した当初よりも小さくなる傾向にある。

従って、本変形例の構成であっても、本実施形態と同様に、クラッド内を伝搬するクラッド伝搬光を抑制することができる。

変形例１、変形例２で説明したように、内側クラッド５２の外周の長手方向の断面は、多角形であっても良い。即ち、上記実施形態では、内側クラッド５２の一部が平面からなっていたが、変形例１、変形例２のように、内側クラッド５２は、外周面の全てが平面からなっていても良い。

また、上記実施形態では、異形光ファイバ５０の内側クラッド５２は、屈折率が内側クラッド以上の第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂにより外周面の全周にわたって被覆されている。ただし、第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂの少なくとも一方は、内側クラッド５２の外周面の一部を覆うとしても良い。即ち、第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂの少なくとも一方が、内側クラッド５２の外周面の少なくとも一部を覆い、屈折率が内側クラッド５２以上であれば、クラッド内を伝搬するクラッド伝搬光を抑制することができる。

また、第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂは、内側クラッド５２の平面部５２ａと、異形光ファイバ５０の長手方向に垂直な方向において一部が重なるようにして設けられている。ただし、全部が重なるようにして設けても良い。即ち、第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂの少なくとも一方は、内側クラッド５２の平面部５２ａと、異形光ファイバ５０の長手方向に垂直な方向において少なくとも一部が重なるようにして設けていれば良い。

また、上記実施形態の光学部品３では、２つの第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂを用いる構成として説明したが、１つの光除去部材を用いるとしても良い。例えば、第２の光除去部材５６ｂが用いられ第１の光除去部材５６ａが用いられない場合には、用いられている第２の光除去部材５６ｂを第１の光除去部材と考えることができる。その場合でも、クラッド内を伝搬するクラッド伝搬光を抑制することができる。

また、上記実施形態では、第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂは、２つの光ファイバが接続する接続点で異形光ファイバ５０の内側クラッド５２の外周面を覆う構成としているが、接続点に必ずしも限定される必要はない。例えば、第１の光除去部材５６ａ及び第２の光除去部材５６ｂの少なくとも一方は、接続点から離れた異形光ファイバ５０の中心に近い位置で内側クラッド５２の外周面を覆う構成としても良い。

また、上記実施形態では、光学部品３の異形光ファイバ５０とデリバリファイバ６０とが融着接続されている。しかしながら、デリバリファイバ６０は、例えば異形光ファイバ５０でも代替可能である。即ち、異形光ファイバ５０が本実施形態におけるデリバリファイバ６０と交換され、接続点６ａは同じ異形光ファイバ５０で初めから繋がっている構成であっても良い。

また、上記実施形態では、異形光ファイバ５０と増幅用光ファイバ３０及びデリバリファイバ６０の直径が概ね等しいとされたが、異形光ファイバ５０の直径は上記実施形態と異なっていても良い。例えば、上記実施形態や上記変形例における異形光ファイバ５０の内接円の直径が増幅用光ファイバ３０及びデリバリファイバ６０の直径が概ね等しくされても良い。

また、上記実施形態では、光学部品３の異形光ファイバ５０と増幅用光ファイバ３０とが融着接続されている。ただし、増幅用光ファイバ３０と異形光ファイバ５０とは、デリバリファイバを介して接続されるとしても良い。

また、上記実施形態では、レーザ装置として、いわゆるＭＯ−ＰＡ型のファイバレーザ装置を例に説明した。ただし、本発明のレーザ装置は、光学部品３を備える限りにおいて、特に上記のファイバレーザ装置に限定されない。例えば半導体レーザを光源部として、増幅用光ファイバを用いないレーザ装置であっても良い。また、いわゆる共振型のファイバレーザ装置であっても良く、他のファイバレーザ装置であっても良い。

また、第１の光除去部材５６ａ、第２の光除去部材５６ｂの外周面を覆うように、金属層が設けられても良い。この場合には、第１の光除去部材５６ａ、第２の光除去部材５６ｂに伝搬したクラッド伝搬光を金属層によって効率よく熱に変換することができる。

また、上記レーザ装置、上記光学部品３における各構成要素は、上述した実施形態や上記の変形例に示された内容以外に、適宜、本願目的を逸脱しない範囲で組み合わせ、省略、変更、周知技術の付加などをすることができる。

以上のように、本発明によれば、クラッド内を伝搬するクラッド伝搬光を抑制することができる光学部品及びレーザ装置が提供される。

１・・・ファイバレーザ装置
３・・・光学部品
６ａ,６ｂ・・・接続点
１０・・・種光源
２０・・・励起光源
３０・・・増幅用光ファイバ
３４，５４，６３・・・被覆層
４０・・・カプラ
５０・・・異形光ファイバ
５１・・・コア
５２・・・内側クラッド
５２ａ・・・平面部
５３・・・外側クラッド
５６ａ・・・第１の光除去部材
５６ｂ・・・第２の光除去部材
６０・・・デリバリファイバ

Claims (6)

1. コアと、外周面の少なくとも一部が平面からなり前記コアよりも屈折率の低い内側クラッドと、前記内側クラッドを被覆し前記内側クラッドよりも屈折率の低い外側クラッドと、を有する異形光ファイバと、
   前記内側クラッドの前記外側クラッドが除去された領域における外周面の少なくとも一部を覆い、屈折率が前記内側クラッド以上である第１の光除去部材と、
   を備え、
   前記平面と前記第１の光除去部材とは、前記異形光ファイバの長手方向に垂直な方向において少なくとも一部が重なる
   ことを特徴とする光学部品。
2. 前記内側クラッドの前記外側クラッドが除去された領域における外周面の少なくとも一部を覆い、前記内側クラッドよりも屈折率の高い第２の光除去部材を更に備え、
   前記第２の光除去部材と前記平面とは、前記異形光ファイバの長手方向に垂直な方向において少なくとも一部が重なり、
   前記第２の光除去部材と前記第１の光除去部材とは、前記異形光ファイバの長手方向において離間している
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
3. 前記異形光ファイバと他の光ファイバとが接続され、
   前記異形光ファイバと前記他の光ファイバとの接続点と前記第１の光除去部材とは、前記異形光ファイバの長手方向に垂直な方向において少なくとも一部が重なる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学部品。
4. 前記内側クラッドの前記異形光ファイバの長手方向に垂直な断面の外形は、多角形である
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学部品。
5. 前記第１の光除去部材は、前記内側クラッドの外周面の全周を覆うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光学部品。
6. 光源部と、
   前記光源部から出射される光が入射する請求項１から５のいずれか１項に記載の光学部品と、
   を備える
   ことを特徴とするレーザ装置。
   
   
   

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