JP2019070600A

JP2019070600A - Light detection device and laser equipment

Info

Publication number: JP2019070600A
Application number: JP2017197263A
Authority: JP
Inventors: 真一阪本; Shinichi Sakamoto
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2017-10-10
Filing date: 2017-10-10
Publication date: 2019-05-09
Anticipated expiration: 2037-10-10
Also published as: JP6980482B2

Abstract

To provide a light detection device that allows for improvement of accuracy of the detection of the intensity of each of lights propagating in both directions through an optical fiber, and laser equipment with the light detection device.SOLUTION: The light detection device comprises: a first optical fiber 10 having a first core 11 and a first clad 14 surrounding the first core; a second optical fiber 20 disposed downstream of the first optical fiber and having a second core 21 connected to the first core, an inner clad 22 surrounding the outer peripheral surface of the second core and connected to the first clad and lower in refractive index than the second core, a low refractive index layer 23 surrounding the inner clad and lower in refractive index than the inner clad, and an outer clad 24 surrounding the low refractive index layer and higher in refractive index than the low refractive index layer; a first clad mode stripper 16 provided outside the first clad; a first light detection unit 17 provided upstream of the first clad mode stripper; and a second light detection unit 27 provided downstream of the first clad mode stripper.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、光検出装置及び当該光検出装置を備えるレーザ装置に関する。 The present invention relates to a light detection device and a laser device provided with the light detection device.

ファイバレーザ装置は、集光性に優れ、パワー密度が高く、小さなビームスポットとなる光が得られることから、レーザ加工分野、医療分野等の様々な分野において用いられている。このような高効率なレーザ装置によって良好な加工品質を実現するためには、光ファイバを伝搬する光の強度を正確に検出することが求められる。 The fiber laser device is used in various fields such as the laser processing field and the medical field because the fiber laser device is excellent in light-condensing property, high in power density, and capable of obtaining light as a small beam spot. In order to realize good processing quality by such a highly efficient laser device, it is required to accurately detect the intensity of light propagating through the optical fiber.

例えば、下記特許文献１には、光ファイバ同士の接続部から漏れる光を検出することによって光ファイバを伝搬する光の強度を推定し得るファイバレーザ装置が記載されている。また、下記特許文献２には、光ファイバを伝搬する光のレイリー散乱を検出することによって光ファイバを伝搬する光の強度を推定し得るセンサユニットが記載されている。 For example, Patent Document 1 below describes a fiber laser device capable of estimating the intensity of light propagating through an optical fiber by detecting light leaking from a connection between the optical fibers. Patent Document 2 below describes a sensor unit capable of estimating the intensity of light propagating in an optical fiber by detecting Rayleigh scattering of light propagating in the optical fiber.

国際公開第２０１２／０７３９５２号公報International Publication No. 2012/073952 国際公開第２０１４／０３５５０５号公報International Publication No. 2014/035505

上記特許文献１に記載のファイバレーザ装置では、光ファイバ同士の接続部からの漏れ光を利用しており、その漏れ光を光ファイバの外に取り出す際に熱が生じる。このような発熱は、光ファイバを伝搬する光のエネルギーが高くなるにつれてより顕著になる。このため、上記特許文献１に記載のファイバレーザ装置では、光ファイバを伝搬する光のエネルギーが高くなるにつれて検出器、及び検出器までの経路において受ける熱の影響が大きくなり、検出結果と当該検出結果から推定される光ファイバを伝搬する光の強度との関係の線形性が失われる傾向にある。よって、光ファイバを伝搬する光の強度を正確に検出することが難しくなる。 In the fiber laser device described in Patent Document 1, the leaked light from the connection portion between the optical fibers is used, and heat is generated when the leaked light is taken out of the optical fiber. Such heat generation becomes more pronounced as the energy of light propagating through the optical fiber becomes higher. For this reason, in the fiber laser device described in Patent Document 1, as the energy of light propagating through the optical fiber increases, the effect of heat received on the detector and the path to the detector increases, and the detection result and the detection are detected. The linearity of the relationship with the intensity of light propagating in the optical fiber estimated from the result tends to be lost. Therefore, it is difficult to accurately detect the intensity of light propagating through the optical fiber.

また、特許文献２に記載のセンサユニットでは、レイリー散乱を検出しており、レイリー散乱は全方位に生じるため、光ファイバのどちらの方向に伝搬する光のレイリー散乱であるかを判別することが難しい。このため、特許文献２に記載のセンサユニットでは、光ファイバを所定の方向に伝搬する光の強度を精度よく検出することが難しい。特に金属加工等の高反射材加工ではレーザの出力方向とは逆方向に伝搬する反射光が発生しうるため、光ファイバを所定の方向に伝搬する光の強度を精度よく検出することが難しくなる。 Further, in the sensor unit described in Patent Document 2, Rayleigh scattering is detected, and Rayleigh scattering occurs in all directions, so it is possible to determine in which direction of the optical fiber it is Rayleigh scattering of light propagating. difficult. For this reason, in the sensor unit described in Patent Document 2, it is difficult to accurately detect the intensity of light propagating in the optical fiber in a predetermined direction. Particularly in high-reflecting material processing such as metal processing, reflected light that propagates in the direction opposite to the output direction of the laser may be generated, making it difficult to accurately detect the intensity of light propagating in the optical fiber in a predetermined direction. .

そこで、本発明は、光ファイバの双方向に伝搬するそれぞれの光の強度の検出精度を向上し得る光検出装置、及び当該光検出装置を備えるレーザ装置を提供することを目的とする。 Then, an object of the present invention is to provide a light detection device which can improve detection accuracy of intensity of each light propagating in both directions of an optical fiber, and a laser device provided with the light detection device.

上記課題を解決するため、本発明の光検出装置は、第１コア及び前記第１コアの外周面を囲む第１クラッドを有する第１光ファイバと、前記第１コアに接続される第２コア、前記第２コアの外周面を囲むと共に前記第１クラッドに接続され前記第２コアより屈折率が低い内側クラッド、前記内側クラッドの外周面を囲む前記内側クラッドより屈折率が低い低屈折率層、及び、前記低屈折率層の外周面を囲む前記低屈折率層より屈折率が高い外側クラッドを有し、前記第１光ファイバを伝搬する光を出射する光源からの光の伝搬方向において前記第１光ファイバよりも下流側に配置される第２光ファイバと、前記第１クラッドの外側に設けられる第１クラッドモードストリッパと、前記第１クラッドモードストリッパよりも前記光源からの光の伝搬方向の上流側に配置されて前記第１光ファイバを伝搬する光のレイリー散乱を検出する第１光検出部と、前記第１クラッドモードストリッパよりも前記光源からの光の伝搬方向の下流側に配置されて前記第１光ファイバまたは前記第２光ファイバを伝搬する光のレイリー散乱を検出する第２光検出部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a light detection device according to the present invention comprises a first optical fiber having a first core and a first cladding surrounding an outer peripheral surface of the first core, and a second core connected to the first core An inner cladding surrounding the outer peripheral surface of the second core and connected to the first cladding and having a lower refractive index than the second core, and a low refractive index layer having a lower refractive index than the inner cladding surrounding the outer peripheral surface of the inner cladding And an outer cladding having a refractive index higher than that of the low refractive index layer surrounding the outer peripheral surface of the low refractive index layer, in the propagation direction of light from a light source for emitting light propagating through the first optical fiber A second optical fiber disposed downstream of the first optical fiber, a first cladding mode stripper provided outside the first cladding, and light from the light source relative to the first cladding mode stripper A first light detection unit disposed upstream in the carrying direction to detect Rayleigh scattering of light propagating in the first optical fiber, and downstream of the first cladding mode stripper in the propagation direction of light from the light source And a second light detection unit that detects Rayleigh scattering of light propagating through the first optical fiber or the second optical fiber.

以下では、光源からの光の伝搬方向の上流側を単に上流側といい、光源からの光の伝搬方向の下流側を単に下流側という場合がある。また、上流側から下流側に向かう方向を順方向といい、下流側から上流側に向かう方向を逆方向という場合がある。 Below, the upstream side of the propagation direction of the light from a light source may only be called upstream, and the downstream side of the propagation direction of the light from a light source may only be called downstream. Further, the direction from the upstream side to the downstream side may be referred to as a forward direction, and the direction from the downstream side to the upstream side may be referred to as a reverse direction.

第２光ファイバから出射された光の一部が反射光となって第２光ファイバに戻ってくる場合、当該反射光はある程度結像点がぼけることにより、第２コアだけでなく第２コアの周囲の内側クラッドにも入射する傾向にある。内側クラッドは低屈折率層に囲まれるため、内側クラッドに入射する反射光は主に低屈折率層より内側、すなわち主に第２コアと内側クラッドとを第１光ファイバ側へ伝搬する。また、内側クラッドは第１クラッドに接続されるため、上記のように内側クラッドを伝搬する光の少なくとも一部は第１クラッドに入射する。さらに、このようにしてクラッドモード光となって第１クラッドを伝搬する光の少なくとも一部は、第１クラッドモードストリッパにおいて第１光ファイバの外側に放出される。以上のように、第２光ファイバを逆方向に伝搬する光の少なくとも一部は第１クラッドモードストリッパにおいて第１光ファイバの外側に放出される。ところで、第１光検出部は第１クラッドモードストリッパの上流側において、第２光検出部は第１クラッドモードストリッパの下流側において、光ファイバの双方向に伝搬する光のレイリー散乱を検出する。よって、第１光検出部の検出結果と第２光検出部の検出結果とでは、少なくとも第１クラッドモードストリッパで放出された光の分の差が生じる。この差の大きさは、少なくとも第２光ファイバを逆方向に伝搬する光の強度に依存する。このため、第１光検出部での検出結果と第２光検出部での検出結果との差を用いて、第１光ファイバ及び第２光ファイバを逆方向に伝搬する光の強度を推定することができる。また、順方向に伝搬する光は、第１光ファイバと第２光ファイバとで概ね同じ強さで伝搬し得る。よって、上記のように第１光ファイバ及び第２光ファイバを逆方向に伝搬する光の強度を推定することによって、第１光検出部または第２光検出部での検出結果から、第１光ファイバ及び第２光ファイバを順方向に伝搬する光の強度も推定することもできる。さらに、上記本発明の光検出装置では、第１光検出部及び第２光検出部はそれぞれレイリー散乱を検出している。このため、上記特許文献１に記載のファイバレーザ装置のように漏れ光を検出する場合に比べて、光ファイバを伝搬する光の強度が強い場合であっても検出結果と当該検出結果から推定される光ファイバを伝搬する光の強度との関係の線形性が保たれ得る。したがって、上記本発明の光検出装置は、光ファイバの双方向に伝搬するそれぞれの光の強度の検出精度を向上し得る。 When a part of the light emitted from the second optical fiber is reflected light and returns to the second optical fiber, the reflected light blurs the imaging point to some extent, thereby causing not only the second core but also the second core. Also tends to be incident on the inner cladding around the. Since the inner cladding is surrounded by the low refractive index layer, the reflected light incident on the inner cladding propagates mainly to the inner side of the low refractive index layer, that is, mainly to the second core and the inner cladding toward the first optical fiber. Further, since the inner cladding is connected to the first cladding, at least a portion of the light propagating through the inner cladding as described above is incident on the first cladding. Furthermore, at least a portion of the light propagating as clad mode light and propagating in the first clad in this manner is emitted to the outside of the first optical fiber in the first clad mode stripper. As described above, at least a portion of the light propagating in the second optical fiber in the reverse direction is emitted to the outside of the first optical fiber in the first cladding mode stripper. The first light detection unit detects Rayleigh scattering of light propagating in both directions of the optical fiber on the upstream side of the first cladding mode stripper and the second light detection unit on the downstream side of the first cladding mode stripper. Therefore, a difference occurs at least between the light emitted by the first cladding mode stripper and the detection result of the first light detection unit and the detection result of the second light detection unit. The magnitude of this difference depends at least on the intensity of the light propagating backwards in the second optical fiber. Therefore, using the difference between the detection result of the first light detection unit and the detection result of the second light detection unit, the intensity of light propagating in the opposite direction to the first optical fiber and the second optical fiber is estimated. be able to. Also, light propagating in the forward direction may propagate with substantially the same intensity in the first optical fiber and the second optical fiber. Therefore, by estimating the intensity of the light propagating in the opposite direction to the first optical fiber and the second optical fiber as described above, the first light is detected from the detection result of the first light detection unit or the second light detection unit. The intensity of light propagating in the forward direction through the fiber and the second optical fiber can also be estimated. Furthermore, in the light detection device of the present invention, the first light detection unit and the second light detection unit respectively detect Rayleigh scattering. For this reason, compared with the case of detecting leaked light as in the fiber laser device described in Patent Document 1, even if the intensity of light propagating through the optical fiber is high, it is estimated from the detection result and the detection result. The linearity of the relationship with the intensity of light propagating through the optical fiber can be maintained. Therefore, the light detection device of the present invention can improve the detection accuracy of the intensity of each light propagating in both directions of the optical fiber.

また、前記第１光ファイバ及び前記第２光ファイバはそれぞれシングルモードファイバであることが好ましい。 Preferably, each of the first optical fiber and the second optical fiber is a single mode fiber.

本発明の光検出装置では、第１光ファイバ及び第２光ファイバがそれぞれシングルモードファイバである場合でも、上記のように第１光検出部での検出結果と第２光検出部での検出結果との差を生じさせることができる。そのため、光ファイバの双方向に伝搬するそれぞれの光の強度を検出し得る。また、第１光ファイバ及び第２光ファイバが互いにシングルモードファイバとされることによって、レーザ装置は高輝度な光を出射し得る。 In the light detection device according to the present invention, even when the first optical fiber and the second optical fiber are single mode fibers, the detection result of the first light detection unit and the detection result of the second light detection unit as described above. And the difference between Therefore, the intensity of each light propagating in both directions of the optical fiber can be detected. Further, by making the first optical fiber and the second optical fiber mutually single-mode fiber, the laser device can emit high-intensity light.

また、前記外側クラッドの外側に第２クラッドモードストリッパが設けられることが好ましい。 Preferably, a second cladding mode stripper is provided outside the outer cladding.

第２光ファイバの外側クラッドを逆方向に伝搬するクラッドモード光が除去されない場合、当該クラッドモード光の少なくとも一部は第１クラッドを伝搬し得る。よって、上記のように第２光ファイバに第２クラッドモードストリッパが設けられることによって、第２光ファイバの外側クラッドを逆方向に伝搬するクラッドモード光が低減されると共に、上記のように第２光ファイバの外側クラッドから入射して第１クラッドを逆方向に伝搬するクラッドモード光も低減され得る。このように第１クラッドを逆方向に伝搬するクラッドモード光が低減されることによって、当該クラッドモード光が第１光検出部に与える影響が抑制され、第１光検出部によって第１光ファイバを伝搬する光の強度がより正確に検出され得る。また、クラッドモード光が第１クラッドを順方向に伝搬する場合、当該クラッドモード光の少なくとも一部は第２光ファイバの外側クラッドを順方向に伝搬し得る。上記のように第２クラッドモードストリッパが設けられることによって、第２光ファイバの外側クラッドを順方向に伝搬するクラッドモード光も低減され得る。 If cladding mode light propagating backward in the outer cladding of the second optical fiber is not removed, at least a portion of the cladding mode light may propagate through the first cladding. Therefore, by providing the second cladding mode stripper in the second optical fiber as described above, cladding mode light propagating in the opposite direction in the outer cladding of the second optical fiber is reduced, and as described above Clad mode light that is incident from the outer cladding of the optical fiber and propagates in the opposite direction through the first cladding can also be reduced. As described above, by reducing the cladding mode light propagating in the opposite direction in the first cladding, the influence of the cladding mode light on the first light detection unit is suppressed, and the first optical fiber is reduced by the first light detection unit. The intensity of the propagating light can be detected more accurately. In addition, when the cladding mode light propagates in the forward direction through the first cladding, at least a portion of the cladding mode light may propagate in the forward cladding of the second optical fiber. By providing the second cladding mode stripper as described above, cladding mode light that propagates forward in the outer cladding of the second optical fiber can also be reduced.

また、前記第１光ファイバと前記第２光ファイバとの接続部から前記第１クラッドモードストリッパまでは、前記第１クラッドより屈折率が低い低屈折率樹脂で前記第１クラッドが被覆されることが好ましい。 Further, the first cladding is coated with a low refractive index resin having a refractive index lower than that of the first cladding from the connection portion between the first optical fiber and the second optical fiber to the first cladding mode stripper. Is preferred.

このように第１クラッドが低屈折率樹脂で被覆されることによって、第１光ファイバと第２光ファイバとの接続部で生じるクラッドモード光は、当該接続部近傍で漏れることが抑制され、第１クラッドモードストリッパまで伝搬し得る。このように接続部近傍で光が漏れることが抑制されることによって、接続部近傍での発熱が抑制され、接続部での光の損失量の変化が抑制され得る。よって、第１光検出部及び第２光検出部においてより正確に光の強度が検出され得る。 By covering the first cladding with the low refractive index resin as described above, the cladding mode light generated at the connection portion between the first optical fiber and the second optical fiber is prevented from leaking in the vicinity of the connection portion, It can propagate to one clad mode stripper. By suppressing light leakage in the vicinity of the connection portion in this manner, heat generation in the vicinity of the connection portion can be suppressed, and a change in the amount of light loss at the connection portion can be suppressed. Therefore, the intensity of light can be detected more accurately in the first light detection unit and the second light detection unit.

また、前記第１クラッドの外径と前記外側クラッドの外径とが互いに等しいことが好ましい。 Preferably, the outer diameter of the first cladding and the outer diameter of the outer cladding are equal to each other.

第１光ファイバの第１クラッドの外径と第２光ファイバの外側クラッドの外径とが互いに等しいことによって、第１光ファイバと第２光ファイバとを融着接続させる際に、接続部において不均一な段差が形成されることが抑制され、接続部において曲げが生じることが抑制され得る。よって、第１光ファイバと第２光ファイバとの接続部における光の損失が抑制され得る。 When the outer diameter of the first cladding of the first optical fiber and the outer diameter of the outer cladding of the second optical fiber are equal to each other, the fusion splice of the first optical fiber and the second optical fiber is performed at the connection portion The formation of the uneven level difference can be suppressed, and the occurrence of bending at the connection portion can be suppressed. Thus, the loss of light at the connection between the first optical fiber and the second optical fiber can be suppressed.

また、上記課題を解決するため、本発明のレーザ装置は、上記光検出装置と、少なくとも一つの前記光源と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned subject, a laser device of the present invention is characterized by including the above-mentioned light detection device and at least one above-mentioned light source.

上記のように、上記本発明の光検出装置によれば、光ファイバの双方向に伝搬するそれぞれの光の強度の検出精度を向上し得る。よって、当該光検出装置を備えるレーザ装置によれば、光ファイバを伝搬する光の強度に基づく制御の正確性を向上し得る。 As described above, according to the light detection device of the present invention, the detection accuracy of the intensity of each light propagating in both directions of the optical fiber can be improved. Therefore, according to the laser apparatus provided with the said light detection apparatus, the accuracy of control based on the intensity | strength of the light which propagates an optical fiber can be improved.

以上のように、本発明によれば、光ファイバの双方向に伝搬するそれぞれの光の強度の検出精度を向上し得る光検出装置、及び当該光検出装置を備えるレーザ装置が提供される。 As described above, according to the present invention, a light detection device capable of improving the detection accuracy of the intensity of each light propagating in both directions of the optical fiber and a laser device provided with the light detection device are provided.

本発明の実施形態に係るレーザ装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure showing roughly the composition of the laser device concerning the embodiment of the present invention. 図１に示す光検出装置の一部を概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a part of the light detection device shown in FIG. 本発明の変形例に係る光検出装置の一部を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly a part of optical detection apparatus which concerns on the modification of this invention. 本発明の他の変形例に係る光検出装置の一部を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly a part of optical detection apparatus which concerns on the other modification of this invention.

以下、本発明に係る光検出装置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。 Hereinafter, preferred embodiments of a light detection device and a laser device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施形態に係るレーザ装置の構成を概略的に示す図である。図１に示すように、本実施形態のレーザ装置１は、光検出装置２、光源５、及び制御部ＣＰを主な構成として備える。 FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of a laser apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the laser device 1 of the present embodiment includes a light detection device 2, a light source 5, and a control unit CP as main components.

光源５は、励起光源５０、光コンバイナ５３、増幅用光ファイバ５５、増幅用光ファイバ５５の一方側に接続される光ファイバ５４、光ファイバ５４に設けられる第１ＦＢＧ５７、増幅用光ファイバ５５の他方側に接続される光ファイバ５６、及び光ファイバ５６に設けられる第２ＦＢＧ５８を主な構成として備える。また、増幅用光ファイバ５５と第１ＦＢＧ５７と第２ＦＢＧ５８とで共振器を構成している。 The light source 5 includes an excitation light source 50, an optical combiner 53, an amplification optical fiber 55, an optical fiber 54 connected to one side of the amplification optical fiber 55, a first FBG 57 provided on the optical fiber 54, and the other of the amplification optical fiber 55. An optical fiber 56 connected to the side and a second FBG 58 provided in the optical fiber 56 are provided as main components. Further, the amplification optical fiber 55, the first FBG 57, and the second FBG 58 constitute a resonator.

励起光源５０は、複数のレーザダイオード５１から構成され、レーザダイオード５１は、本実施形態においては、例えば、ＧａＡｓ系半導体を材料としたファブリペロー型半導体レーザであり中心波長が９１５ｎｍの励起光を出射する。また、励起光源５０のそれぞれのレーザダイオード５１は光ファイバ５２に接続されており、レーザダイオード５１から出射する励起光は光ファイバ５２を伝播する。 The excitation light source 50 is composed of a plurality of laser diodes 51. In the present embodiment, the laser diode 51 is, for example, a Fabry-Perot semiconductor laser made of a GaAs semiconductor and emits excitation light having a central wavelength of 915 nm. Do. Each laser diode 51 of the excitation light source 50 is connected to the optical fiber 52, and the excitation light emitted from the laser diode 51 propagates through the optical fiber 52.

増幅用光ファイバ５５は、コアと、コアの外周面を隙間なく囲む内側クラッドと、内側クラッドの外周面を被覆する外側クラッドと、外側クラッドを被覆する被覆層とを主な構成として備え、いわゆるダブルクラッド構造とされている。内側クラッドの屈折率はコアの屈折率よりも低く、外側クラッドの屈折率は内側クラッドの屈折率よりも低くされている。増幅用光ファイバ５５のコア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（Ｇｅ）等の元素、及び、励起光源５０から出射される励起光により励起されるイッテルビウム（Ｙｂ）等の活性元素が添加された石英が挙げられる。増幅用光ファイバ５５の内側クラッドを構成する材料としては、例えば、ドーパントが添加されていない純粋石英を挙げることができる。なお、内側クラッドの材料には、屈折率を低下させるフッ素（Ｆ）等の元素が添加されてもよい。外側クラッドは、樹脂または石英から成り、樹脂としては例えば紫外線硬化性樹脂が挙げられ、石英としては例えば内側クラッドよりもさらに屈折率が低くなるように屈折率を低下させるフッ素（Ｆ）等のドーパントが添加された石英が挙げられる。増幅用光ファイバ５５の被覆層を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化性樹脂が挙げられ、外側クラッドが樹脂の場合、外側クラッドを構成する樹脂とは異なる紫外線硬化性樹脂とされる。 The amplification optical fiber 55 mainly includes a core, an inner cladding surrounding the outer peripheral surface of the core without a gap, an outer cladding covering the outer peripheral surface of the inner cladding, and a covering layer covering the outer cladding. It has a double clad structure. The refractive index of the inner cladding is lower than the refractive index of the core, and the refractive index of the outer cladding is lower than the refractive index of the inner cladding. As a material which constitutes a core of optical fiber 55 for amplification, elements, such as germanium (Ge) which raises a refractive index, ytterbium (Yb) etc. which are excited by excitation light emitted from excitation light source 50, for example The quartz which added the active element is mentioned. As a material which comprises the inner clad | crud of the optical fiber 55 for amplification, the pure quartz to which the dopant is not added can be mentioned, for example. An element such as fluorine (F) that lowers the refractive index may be added to the material of the inner cladding. The outer cladding is made of resin or quartz, and the resin may be, for example, an ultraviolet curable resin, and quartz may be, for example, a dopant such as fluorine (F) that lowers the refractive index so that the refractive index is lower than that of the inner cladding. Quartz is added. As a material which comprises the coating layer of the optical fiber 55 for amplification, an ultraviolet curable resin is mentioned, for example, When an outer clad is resin, it is set as the ultraviolet curable resin different from resin which constitutes an outer clad.

増幅用光ファイバ５５の一方側に接続される光ファイバ５４は、活性元素が添加されていないコアと、このコアの外周面を隙間なく囲む内側クラッドと、この内側クラッドの外周面を被覆する外側クラッドと、外側クラッドを被覆する被覆層とを主な構成として備える。光ファイバ５４のコアは、活性元素が添加されていないことを除いて増幅用光ファイバ５５のコアと略同様の構成とされる。光ファイバ５４のコアは増幅用光ファイバ５５のコアと接続され、光ファイバ５４の内側クラッドは増幅用光ファイバ５５の内側クラッドと接続されている。また、光ファイバ５４のコアには、第１ミラーとしての第１ＦＢＧ５７が設けられている。こうして第１ＦＢＧ５７は、増幅用光ファイバ５５の一方側に設けられている。第１ＦＢＧ５７は、光ファイバ５４の長手方向に沿って周期的に屈折率が高くなる部分が繰り返されており、この周期が調整されることにより、励起状態とされた増幅用光ファイバ５５の活性元素が放出する光うち少なくとも一部の波長の光を反射するように構成されている。第１ＦＢＧ５７の反射率は、後述の第２ＦＢＧ５８の反射率よりも高く、活性元素が放出する光うち所望の波長の光を９０％以上で反射することが好ましく、９９％以上で反射することがより好ましい。また第１ＦＢＧ５７が反射する光の波長は、上述のように活性元素がイッテルビウムである場合、例えば１０９０ｎｍとされる。 The optical fiber 54 connected to one side of the amplification optical fiber 55 has a core not doped with an active element, an inner cladding surrounding the outer peripheral surface of the core without gaps, and an outer covering the outer peripheral surface of the inner cladding. It mainly comprises a cladding and a covering layer covering the outer cladding. The core of the optical fiber 54 has substantially the same configuration as the core of the amplification optical fiber 55 except that the active element is not added. The core of the optical fiber 54 is connected to the core of the amplification optical fiber 55, and the inner cladding of the optical fiber 54 is connected to the inner cladding of the amplification optical fiber 55. Further, the core of the optical fiber 54 is provided with a first FBG 57 as a first mirror. Thus, the first FBG 57 is provided on one side of the amplification optical fiber 55. In the first FBG 57, a portion in which the refractive index periodically increases along the longitudinal direction of the optical fiber 54 is repeated, and the active element of the amplification optical fiber 55 brought into the excited state by adjusting this period. Is configured to reflect light of at least some of the wavelengths of light emitted by The reflectance of the first FBG 57 is higher than the reflectance of the second FBG 58 described later, and it is preferable to reflect light of a desired wavelength among the light emitted by the active element at 90% or more, and more preferably 99% or more preferable. The wavelength of light reflected by the first FBG 57 is, for example, 1090 nm when the active element is ytterbium as described above.

増幅用光ファイバ５５の他方側に接続される光ファイバ５６は、活性元素が添加されていないコアと、このコアの外周面を隙間なく囲むクラッドと、このクラッドの外周面を被覆する被覆層とを主な構成として備える。光ファイバ５６のコアは増幅用光ファイバ５５のコアと接続され、光ファイバ５６のクラッドは増幅用光ファイバ５５の内側クラッドと接続されている。また、光ファイバ５６のコアには、第２ミラーとしての第２ＦＢＧ５８が設けられている。こうして第２ＦＢＧ５８は、増幅用光ファイバ５５の他方側に設けられている。第２ＦＢＧ５８は、光ファイバ５６の長手方向に沿って一定の周期で屈折率が高くなる部分が繰り返されており、第１ＦＢＧ５７が反射する光のうち少なくとも一部の波長の光を第１ＦＢＧ５７よりも低い反射率で反射するように構成される。第２ＦＢＧ５８は、第１ＦＢＧ５７が反射する光のうち少なくとも一部の波長の光を５％〜５０％の反射率で反射することが好ましく、５％〜１０％の反射率で反射することがより好ましい。 The optical fiber 56 connected to the other side of the amplification optical fiber 55 has a core not doped with an active element, a clad surrounding the outer peripheral surface of the core without a gap, and a covering layer covering the outer peripheral surface of the clad As the main configuration. The core of the optical fiber 56 is connected to the core of the amplification optical fiber 55, and the cladding of the optical fiber 56 is connected to the inner cladding of the amplification optical fiber 55. Further, the core of the optical fiber 56 is provided with a second FBG 58 as a second mirror. Thus, the second FBG 58 is provided on the other side of the amplification optical fiber 55. In the second FBG 58, a portion in which the refractive index increases with a constant period is repeated along the longitudinal direction of the optical fiber 56, and light of at least a part of wavelengths of light reflected by the first FBG 57 is lower than the first FBG 57 It is configured to reflect at reflectance. The second FBG 58 preferably reflects at least a part of the wavelength light of the light reflected by the first FBG 57 at a reflectance of 5% to 50%, and more preferably at a reflectance of 5% to 10%. .

光コンバイナ５３では、それぞれの光ファイバ５２のコアと光ファイバ５４の内側クラッドとが接続されている。従って、それぞれのレーザダイオード５１から出射する励起光が伝播する光ファイバ５２と増幅用光ファイバ５５の内側クラッドとは、光ファイバ５４の内側クラッドを介して光学的に結合されている。 In the optical combiner 53, the core of each optical fiber 52 and the inner cladding of the optical fiber 54 are connected. Therefore, the optical fiber 52 through which the excitation light emitted from each of the laser diodes 51 propagates and the inner cladding of the amplification optical fiber 55 are optically coupled via the inner cladding of the optical fiber 54.

図２は、図１に示す光検出装置２の一部を概略的に示す断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態の光検出装置２は、第１光ファイバ１０、第２光ファイバ２０、低屈折率樹脂層３１、第１クラッドモードストリッパ１６、第２クラッドモードストリッパ２６、第１光検出部１７、第２光検出部２７、第１ＡＤ変換部１８、第２ＡＤ変換部２８、及び計算部４０を主な構成として備える。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a part of the light detection device 2 shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the light detection device 2 of the present embodiment includes a first optical fiber 10, a second optical fiber 20, a low refractive index resin layer 31, a first cladding mode stripper 16, and a second cladding mode. A stripper 26, a first light detection unit 17, a second light detection unit 27, a first AD conversion unit 18, a second AD conversion unit 28, and a calculation unit 40 are provided as main components.

第１光ファイバ１０は、上記光ファイバ５６の一部であってもよく、光ファイバ５６に接続される他の光ファイバであってもよい。第１光ファイバ１０は、第１コア１１、第１コア１１の外周面を囲む第１クラッド１４、及び第１クラッド１４の外周面を囲む第１被覆層１５を有する。本実施形態の第１光ファイバ１０はシングルモードファイバであり、第１コア１１はシングルモードで光を伝搬する。第１コア１１を構成する材料としては、例えば屈折率を高くするゲルマニウム等のドーパントが添加された石英を挙げることができる。第１クラッド１４は第１コア１１より屈折率が低い材料からなる。第１クラッド１４を構成する材料としては、例えば純粋な石英が挙げられる。第１被覆層１５は第１クラッド１４より屈折率が低い材料からなる。第１被覆層１５を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化性樹脂が挙げられる。 The first optical fiber 10 may be part of the optical fiber 56 or may be another optical fiber connected to the optical fiber 56. The first optical fiber 10 has a first core 11, a first cladding 14 surrounding the outer peripheral surface of the first core 11, and a first covering layer 15 surrounding the outer peripheral surface of the first cladding 14. The first optical fiber 10 of the present embodiment is a single mode fiber, and the first core 11 propagates light in a single mode. As a material which comprises the 1st core 11, the quartz to which dopants, such as germanium which raises refractive index, are added, can be mentioned, for example. The first cladding 14 is made of a material having a refractive index lower than that of the first core 11. As a material which comprises the 1st clad 14, pure quartz is mentioned, for example. The first covering layer 15 is made of a material having a lower refractive index than the first cladding 14. As a material which comprises the 1st coating layer 15, an ultraviolet curable resin is mentioned, for example.

第１クラッドモードストリッパ１６は、第１光ファイバ１０の第１クラッド１４の外側に設けられている。第１クラッドモードストリッパ１６は、第１クラッド１４を伝搬するクラッドモード光を第１光ファイバ１０の外側に放出できるように構成されるものであれば特に限定されない。本実施形態の第１クラッドモードストリッパ１６は、第１クラッド１４よりも屈折率が高い樹脂からなる高屈折率部１６ｈが第１光ファイバ１０の第１クラッド１４の外側に断続的に複数設けられることによって構成される。 The first cladding mode stripper 16 is provided outside the first cladding 14 of the first optical fiber 10. The first cladding mode stripper 16 is not particularly limited as long as the cladding mode light propagating in the first cladding 14 can be emitted to the outside of the first optical fiber 10. In the first cladding mode stripper 16 of the present embodiment, a plurality of high refractive index portions 16 h made of resin having a refractive index higher than that of the first cladding 14 are intermittently provided outside the first cladding 14 of the first optical fiber 10. It is constituted by.

第２光ファイバ２０は、第１光ファイバ１０よりも光源５からの光の伝搬方向の下流側に配置される。第２光ファイバ２０は、第２コア２１、第２コア２１の外周面を囲む内側クラッド２２、内側クラッド２２の外周面を囲む低屈折率層２３、低屈折率層２３の外周面を囲む外側クラッド２４、外側クラッド２４の外周面を囲む第２被覆層２５を有する。本実施形態の第２光ファイバ２０はシングルモードファイバであり、第２コア２１はシングルモードで光を伝搬する。第２コア２１を構成する材料としては、例えば屈折率を高くするゲルマニウム等のドーパントが添加された石英を挙げることができる。本実施形態の第２コア２１は、第１コア１１を構成する材料と同じ材料で構成される。内側クラッド２２は第２コア２１より屈折率が低い材料からなる。内側クラッド２２を構成する材料としては、例えば純粋な石英が挙げられる。本実施形態の内側クラッド２２は、第１クラッド１４を構成する材料と同じ材料で構成される。低屈折率層２３は内側クラッド２２より屈折率が低い材料からなる。低屈折率層２３を構成する材料としては、例えば屈折率を低くするフッ素等のドーパントが添加された石英を挙げることができる。外側クラッド２４は低屈折率層２３より屈折率が高い材料からなる。外側クラッド２４を構成する材料としては、例えば純粋な石英が挙げられる。本実施形態の外側クラッド２４は、第１クラッド１４を構成する材料と同じ材料で構成される。第２被覆層２５は外側クラッド２４より屈折率が低い材料からなる。第２被覆層２５を構成する材料としては、例えば、紫外線硬化性樹脂が挙げられる。また、本実施形態の第２光ファイバ２０において、第２コア２１の直径と第１コアの直径とは互いに等しく、外側クラッド２４の外径と第１クラッド１４の外径とは互いに等しい。第１クラッド１４の外径と外側クラッド２４の外径とが等しいことによって、第１光ファイバ１０と第２光ファイバ２０とを融着接続させる際に、接続部３０において不均一な段差が形成されることが抑制され、接続部３０において曲げが生じることが抑制され得る。よって、第１光ファイバ１０と第２光ファイバ２０との接続部３０における光の損失が抑制され得る。 The second optical fiber 20 is disposed downstream of the first optical fiber 10 in the propagation direction of the light from the light source 5. The second optical fiber 20 includes the second core 21, an inner cladding 22 surrounding the outer peripheral surface of the second core 21, a low refractive index layer 23 surrounding the outer peripheral surface of the inner cladding 22, and an outer surface surrounding the outer peripheral surface of the low refractive index layer 23. A cladding 24 and a second covering layer 25 surrounding the outer peripheral surface of the outer cladding 24 are provided. The second optical fiber 20 of the present embodiment is a single mode fiber, and the second core 21 propagates light in a single mode. As a material which comprises the 2nd core 21, the quartz to which dopants, such as germanium which raises refractive index, are added, can be mentioned, for example. The second core 21 of the present embodiment is made of the same material as that of the first core 11. The inner cladding 22 is made of a material having a lower refractive index than the second core 21. As a material which comprises the inner clad 22, pure quartz is mentioned, for example. The inner cladding 22 of the present embodiment is made of the same material as that of the first cladding 14. The low refractive index layer 23 is made of a material having a lower refractive index than the inner cladding 22. As a material which comprises the low refractive index layer 23, the quartz to which dopants, such as a fluorine which makes a refractive index low, are added can be mentioned, for example. The outer cladding 24 is made of a material having a refractive index higher than that of the low refractive index layer 23. As a material which comprises the outer clad 24, pure quartz is mentioned, for example. The outer cladding 24 of the present embodiment is made of the same material as that of the first cladding 14. The second covering layer 25 is made of a material having a lower refractive index than the outer cladding 24. As a material which comprises the 2nd coating layer 25, an ultraviolet curable resin is mentioned, for example. In the second optical fiber 20 of the present embodiment, the diameter of the second core 21 and the diameter of the first core are equal to each other, and the outer diameter of the outer cladding 24 and the outer diameter of the first cladding 14 are equal to each other. When the outer diameter of the first cladding 14 and the outer diameter of the outer cladding 24 are equal, when the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 are fusion-spliced, an uneven step is formed in the connecting portion 30 Can be suppressed, and the occurrence of bending at the connection 30 can be suppressed. Therefore, the loss of light at the connection portion 30 between the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 can be suppressed.

第２クラッドモードストリッパ２６は、第２光ファイバ２０の外側クラッド２４の外側に設けられている。第２クラッドモードストリッパ２６は、外側クラッド２４を伝搬するクラッドモード光を第２光ファイバ２０の外側に放出できるように構成されるものであれば特に限定されない。本実施形態の第２クラッドモードストリッパ２６は、外側クラッド２４よりも屈折率が高い樹脂からなる高屈折率部２６ｈが第２光ファイバ２０の外側クラッド２４の外側に断続的に複数設けられることによって構成される。 The second cladding mode stripper 26 is provided outside the outer cladding 24 of the second optical fiber 20. The second cladding mode stripper 26 is not particularly limited as long as the cladding mode light propagating through the outer cladding 24 can be emitted to the outside of the second optical fiber 20. The second cladding mode stripper 26 of the present embodiment is intermittently provided with a plurality of high refractive index portions 26 h made of a resin having a refractive index higher than that of the outer cladding 24 outside the outer cladding 24 of the second optical fiber 20. Configured

第１光ファイバ１０と第２光ファイバ２０とは互いに一方の端面が接続されている。第１コアと第２コアとは互いに接続され、第１クラッド１４は、内側クラッド２２、低屈折率層２３及び外側クラッド２４に接続されている。第１光ファイバ１０と第２光ファイバ２０との接続は、例えば互いの端面を酸水素バーナ等によって融着することによって行われる。また、第１光ファイバ１０と第２光ファイバ２０との接続部３０の近傍では、第１被覆層１５及び第２被覆層２５が剥がされている。第１被覆層１５及び第２被覆層２５が剥がされている部位は、第１光ファイバ１０と第２光ファイバ２０とが接続された状態で、低屈折率樹脂層３１により被覆される。低屈折率樹脂層３１は、第１クラッド１４の屈折率及び外側クラッド２４の屈折率よりも屈折率が低い低屈折率樹脂で構成される。本実施形態の低屈折率樹脂層３１は、第１クラッドモードストリッパ１６から第２クラッドモードストリッパ２６までの間に形成される。すなわち、接続部３０から第１クラッドモードストリッパ１６までの間及び接続部３０から第２クラッドモードストリッパ２６までの間では、第１クラッド１４及び外側クラッド２４が低屈折率樹脂層３１に被覆される。このような低屈折率樹脂層３１は、例えば、紫外線硬化性樹脂によって構成される。 One end face of the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 are connected to each other. The first core and the second core are connected to each other, and the first cladding 14 is connected to the inner cladding 22, the low refractive index layer 23 and the outer cladding 24. The connection between the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 is performed, for example, by fusing the end faces of each other with an oxyhydrogen burner or the like. Further, in the vicinity of the connection portion 30 between the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20, the first covering layer 15 and the second covering layer 25 are peeled off. A portion where the first covering layer 15 and the second covering layer 25 are peeled off is covered with the low refractive index resin layer 31 in a state where the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 are connected. The low refractive index resin layer 31 is formed of a low refractive index resin whose refractive index is lower than the refractive index of the first cladding 14 and the refractive index of the outer cladding 24. The low refractive index resin layer 31 of the present embodiment is formed between the first cladding mode stripper 16 and the second cladding mode stripper 26. That is, the first cladding 14 and the outer cladding 24 are coated with the low refractive index resin layer 31 between the connecting portion 30 and the first cladding mode stripper 16 and between the connecting portion 30 and the second cladding mode stripper 26. . Such a low refractive index resin layer 31 is made of, for example, an ultraviolet curable resin.

第１光検出部１７は、第１光ファイバ１０の外側に配置され、第１光ファイバ１０を伝搬する光のレイリー散乱を検出する。また、本実施形態の第２光検出部２７は、第２光ファイバ２０の外側に配置され、第２光ファイバ２０を伝搬する光のレイリー散乱を検出する。なお、レイリー散乱は全方位に生じるため、ただ単にレイリー散乱を検出するだけでは、光ファイバのどちらの方向に伝搬する光のレイリー散乱であるかを判別することが難しい。例えば、金属加工等の高反射材加工にレーザ装置を用いる場合、光ファイバには、レーザの出力方向とは逆方向に伝搬する反射光も伝搬する場合がある。このような場合において、本実施形態の光検出装置２では、後に詳述するように、光ファイバの双方向に伝搬するそれぞれの光の強度の検出精度を向上し得る。また、第１光検出部１７は、第１クラッドモードストリッパ１６よりも第２光ファイバ２０側とは反対側に設けられ、第２光検出部２７は、第２クラッドモードストリッパ２６よりも第１光ファイバ１０側とは反対側に設けられる。すなわち、第１光検出部１７は、第１クラッドモードストリッパ１６よりも光源５からの光の伝搬方向の上流側に配置され、第２光検出部２７は、第２クラッドモードストリッパ２６よりも光源５からの光の伝搬方向の下流側に配置される。第１光検出部１７及び第２光検出部２７は、それぞれ第１クラッドモードストリッパ１６及び第２クラッドモードストリッパ２６から離して配置されることが好ましい。第１光検出部１７及び第２光検出部２７が第１クラッドモードストリッパ１６及び第２クラッドモードストリッパ２６から離して配置されることによって、第１光検出部１７及び第２光検出部２７が第１クラッドモードストリッパ１６及び第２クラッドモードストリッパ２６で生じる熱の影響を受けることが抑制され得る。このような第１光検出部１７及び第２光検出部２７、それぞれ例えばフォトダイオードからなる。 The first light detection unit 17 is disposed outside the first optical fiber 10 and detects Rayleigh scattering of light propagating through the first optical fiber 10. Further, the second light detection unit 27 of the present embodiment is disposed outside the second optical fiber 20 and detects Rayleigh scattering of light propagating through the second optical fiber 20. Since Rayleigh scattering occurs in all directions, it is difficult to determine in which direction of the optical fiber it is Rayleigh scattering of light propagating only by detecting Rayleigh scattering. For example, in the case of using a laser device for high-reflecting material processing such as metal processing, reflected light that propagates in a direction opposite to the output direction of the laser may also propagate through the optical fiber. In such a case, in the light detection device 2 of the present embodiment, as will be described in detail later, the detection accuracy of the intensity of each light propagating in both directions of the optical fiber can be improved. In addition, the first light detection unit 17 is provided on the opposite side of the first cladding mode stripper 16 to the second optical fiber 20 side, and the second light detection unit 27 is provided first than the second cladding mode stripper 26. It is provided on the opposite side to the optical fiber 10 side. That is, the first light detection unit 17 is disposed upstream of the first cladding mode stripper 16 in the propagation direction of light from the light source 5, and the second light detection unit 27 is a light source rather than the second cladding mode stripper 26. It is arranged downstream of the propagation direction of light from 5. Preferably, the first light detection unit 17 and the second light detection unit 27 are disposed apart from the first cladding mode stripper 16 and the second cladding mode stripper 26, respectively. By arranging the first light detection unit 17 and the second light detection unit 27 apart from the first cladding mode stripper 16 and the second cladding mode stripper 26, the first light detection unit 17 and the second light detection unit 27 can be provided. The influence of the heat generated in the first cladding mode stripper 16 and the second cladding mode stripper 26 can be suppressed. The first light detection unit 17 and the second light detection unit 27 each include, for example, a photodiode.

第１ＡＤ変換部１８は、第１光検出部１７からの信号をＡＤ変換して計算部４０へと送るブロックである。また、第２ＡＤ変換部２８は、第２光検出部２７からの信号をＡＤ変換して計算部４０へと送るブロックである。 The first AD converter 18 is a block that AD-converts the signal from the first light detector 17 and sends it to the calculator 40. The second AD converter 28 is a block that AD-converts the signal from the second light detector 27 and sends the signal to the calculator 40.

計算部４０は、第１ＡＤ変換部１８を介して送られる第１光検出部１７での検出結果及び第２ＡＤ変換部２８を介して送られる第２光検出部２７での検出結果に基づく計算を行うブロックである。計算部４０は、後述するようにして第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０を双方向に伝搬するそれぞれの光の強度を推定する。 The calculation unit 40 calculates based on the detection result of the first light detection unit 17 sent through the first AD conversion unit 18 and the detection result of the second light detection unit 27 sent through the second AD conversion unit 28. It is a block to do. The calculation unit 40 estimates the intensity of each light propagating in the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 in both directions as described later.

図１に示す制御部ＣＰは、計算部４０からの信号に基づいて、後述するように光源５を制御するブロックである。 The control unit CP shown in FIG. 1 is a block that controls the light source 5 based on the signal from the calculation unit 40 as described later.

次に、本実施形態のレーザ装置１及び光検出装置２の動作および作用について説明する。 Next, the operation and action of the laser device 1 and the light detection device 2 of the present embodiment will be described.

まず、励起光源５０のそれぞれのレーザダイオード５１から励起光が出射されると、この励起光が光ファイバ５４の内側クラッドを介して、増幅用光ファイバ５５の内側クラッドに入射する。増幅用光ファイバ５５の内側クラッドに入射した励起光は主に増幅用光ファイバ５５の内側クラッドを伝播して、増幅用光ファイバ５５のコアを通過する際に当該コアに添加されている活性元素を励起する。励起状態とされた活性元素は、特定の波長の自然放出光を放出する。このときの自然放出光は、例えば活性元素がイッテルビウムである場合、１０９０ｎｍの波長を含み一定の波長帯域を有する光である。この自然放出光は、増幅用光ファイバ５５のコアを伝播して、一部の波長の光が第１ＦＢＧ５７により反射され、反射された光のうち第２ＦＢＧ５８が反射する波長の光が第２ＦＢＧ５８で反射されて、共振器内を往復する。そして、第１ＦＢＧ５７及び第２ＦＢＧ５８で反射される光が増幅用光ファイバ５５のコアを伝播するときに、誘導放出が生じてこの光が増幅され、共振器内における利得と損失が等しくなったところでレーザ発振状態となる。そして、第１ＦＢＧ５７と第２ＦＢＧ５８との間を共振する光のうち一部の光が第２ＦＢＧ５８を透過し、第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０を介して出射する。第２光ファイバ２０から出射した光は加工対象物等に照射される。また、加工対象物等に照射される光の一部は加工対象物等の表面で反射され、さらにその反射光の一部は第２光ファイバ２０に戻ることがある。このようにして反射されて第２光ファイバ２０に戻る光は、第２光ファイバ２０を逆方向に伝搬する。 First, when excitation light is emitted from each of the laser diodes 51 of the excitation light source 50, the excitation light is incident on the inner cladding of the amplification optical fiber 55 through the inner cladding of the optical fiber 54. The excitation light incident on the inner cladding of the amplification optical fiber 55 mainly propagates through the inner cladding of the amplification optical fiber 55, and the active element added to the core when passing through the core of the amplification optical fiber 55 Excite. The activated element in the excited state emits spontaneous emission light of a specific wavelength. For example, when the active element is ytterbium, the spontaneous emission light at this time is light including a wavelength of 1090 nm and having a certain wavelength band. The spontaneous emission light propagates through the core of the amplification optical fiber 55, light of a part of the wavelength is reflected by the first FBG 57, and of the reflected light, light of the wavelength reflected by the second FBG 58 is reflected by the second FBG 58 And reciprocate in the resonator. Then, when the light reflected by the first FBG 57 and the second FBG 58 propagates through the core of the amplification optical fiber 55, stimulated emission occurs and this light is amplified, and when the gain and loss in the resonator become equal, the laser It becomes oscillation state. Then, a part of the light resonating between the first FBG 57 and the second FBG 58 is transmitted through the second FBG 58 and emitted through the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20. The light emitted from the second optical fiber 20 is irradiated to the object to be processed or the like. In addition, a part of the light irradiated to the processing object or the like may be reflected on the surface of the processing object or the like, and a part of the reflected light may return to the second optical fiber 20. The light thus reflected back to the second optical fiber 20 propagates in the second optical fiber 20 in the reverse direction.

光源５から出射されて第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０を順方向に伝搬する光は、主に第１コア１１及び第２コア２１を伝搬する。このように順方向に伝搬する光は接続部３０での損失が抑制されて第１光ファイバ１０から第２光ファイバ２０へと入射する。よって、第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０を順方向に伝搬する光の接続部３０での損失を無視し、第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０を順方向で伝搬する光の強度をＰｆ、第２光ファイバ２０を逆方向で伝搬する光の強度をＰｒとすると、第２光検出部２７で検出されるレイリー散乱から求められる光の強度Ｍ２は下記式（１）で表すことができる。
Ｍ２＝Ｐｆ＋Ｐｒ・・・（１） The light emitted from the light source 5 and propagating in the forward direction through the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 mainly propagates through the first core 11 and the second core 21. Thus, the light propagating in the forward direction is suppressed in loss at the connection portion 30 and is incident on the second optical fiber 20 from the first optical fiber 10. Therefore, the loss at the connecting portion 30 of the light propagating in the forward direction in the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 is ignored, and the light propagating in the forward direction in the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 Assuming that the intensity is Pf and the intensity of light propagating in the second optical fiber 20 in the reverse direction is Pr, the intensity M2 of light obtained from Rayleigh scattering detected by the second light detection unit 27 is expressed by the following equation (1) be able to.
M2 = Pf + Pr (1)

一方、第２光ファイバ２０に戻る反射光はある程度結像点がぼけることにより、第２コア２１だけでなく内側クラッド２２にも入射すること傾向にある。内側クラッド２２は低屈折率層２３に囲まれるため、内側クラッド２２の入射する反射光は主に低屈折率層２３より内側を第１光ファイバ１０側へ伝搬する。また、内側クラッド２２は第１クラッド１４に接続されるため、上記のように内側クラッド２２を伝搬する光の少なくとも一部は第１クラッド１４に入射する。さらに、このようにしてクラッドモード光となって第１クラッド１４を伝搬する光の少なくとも一部は、第１クラッドモードストリッパ１６において第１光ファイバ１０の外側に放出される。よって、第２光ファイバ２０を逆方向に伝搬する光のうち第１光検出部１７で検出される位置まで伝搬する光の割合をαとすると、第１光検出部１７で検出されるレイリー散乱から求められる光の強度Ｍ１は下記式（２）で表すことができる。すなわち、第１光検出部１７で検出される位置を逆方向に伝搬する光の強度をαＰｒとすることができる。
Ｍ１＝Ｐｆ＋αＰｒ・・・（２） On the other hand, the reflected light returning to the second optical fiber 20 tends to be incident not only on the second core 21 but also on the inner cladding 22 because the imaging point is somewhat blurred. Since the inner cladding 22 is surrounded by the low refractive index layer 23, the reflected light incident on the inner cladding 22 mainly propagates inside the low refractive index layer 23 toward the first optical fiber 10. Further, since the inner cladding 22 is connected to the first cladding 14, at least a portion of the light propagating through the inner cladding 22 enters the first cladding 14 as described above. Further, at least a portion of the light propagating in the first cladding 14 as cladding mode light in this manner is emitted to the outside of the first optical fiber 10 in the first cladding mode stripper 16. Therefore, assuming that the ratio of light propagating to the position detected by the first light detection unit 17 among the light propagating in the second optical fiber 20 in the reverse direction is α, Rayleigh scattering detected by the first light detection unit 17 The light intensity M1 determined from the above can be expressed by the following equation (2). That is, the intensity of light propagating in the opposite direction to the position detected by the first light detection unit 17 can be set as αPr.
M1 = Pf + αPr (2)

第１光検出部１７及び第２光検出部２７での検出結果は第１ＡＤ変換部１８及び第２ＡＤ変換部２８を介して計算部４０へと入力され、計算部４０において上記式（１）、（２）の計算が行われる。さらに、上記式（１）、（２）から、第１光ファイバ１０を順方向に伝搬する光の強度Ｐｆ及び第２光ファイバ２０を逆方向に伝搬する光の強度Ｐｒが下記式（３）、（４）のように求められる。
Ｐｒ＝（Ｍ２−Ｍ１）／（１−α）・・・（３）
Ｐｆ＝（αＭ２−Ｍ１）／（α−１）・・・（４） The detection results of the first light detection unit 17 and the second light detection unit 27 are input to the calculation unit 40 via the first AD conversion unit 18 and the second AD conversion unit 28, and the calculation unit 40 calculates the above equation (1), The calculation of (2) is performed. Further, from the above equations (1) and (2), the intensity Pf of light propagating in the first optical fiber 10 in the forward direction and the intensity Pr of light propagating in the second optical fiber 20 in the reverse direction are represented by the following equation (3) , (4) is required.
Pr = (M2-M1) / (1-.alpha.) (3)
Pf = (αM2-M1) / (α-1) (4)

また、第１光ファイバ１０と第２光ファイバ２０との接続部３０における双方向に伝搬する光の接続損失を考慮する場合は、第１光検出部１７で検出されるレイリー散乱から求められる光の強度Ｍ１及び第２光検出部２７で検出されるレイリー散乱から求められる光の強度Ｍ２は、それぞれ下記式（５）、（６）で表すことができる。ここで、βは、第１光ファイバ１０を順方向に伝搬する光のうち第２光検出部２７で検出される位置まで達する光の割合であり、γは、第２光ファイバ２０を逆方向に伝搬する光のうち第１光検出部１７で検出される位置まで達する光の割合である。すなわち、第１光検出部１７で検出される位置を逆方向に伝搬する光の強度をγＰｒ、第２光検出部２７で検出される位置を順方向に伝搬する光の強度をβＰｆとすることができる。
Ｍ１＝Ｐｆ＋γＰｒ・・・（５）
Ｍ２＝βＰｆ＋Ｐｒ・・・（６） Further, in the case of considering the connection loss of light propagating in both directions at the connection portion 30 between the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20, the light obtained from Rayleigh scattering detected by the first light detection unit 17 The intensity M1 of light and the intensity M2 of light obtained from Rayleigh scattering detected by the second light detection unit 27 can be expressed by the following equations (5) and (6), respectively. Here, β is a ratio of light reaching the position detected by the second light detection unit 27 in the light propagating in the first optical fiber 10 in the forward direction, and γ is the reverse direction of the second optical fiber 20 The ratio of light propagating to the position detected by the first light detection unit 17 among the light propagating to the That is, let γPr be the intensity of light propagating in the reverse direction at the position detected by the first light detection unit 17, and βPf be the intensity of light propagating in the forward direction at the position detected by the second light detection unit 27. Can.
M1 = Pf + γPr (5)
M2 = βPf + Pr (6)

そして、上記式（５）、（６）から、第１光ファイバ１０を順方向に伝搬する光の強度Ｐｆ及び第２光ファイバ２０を逆方向に伝搬する光の強度Ｐｒが下記式（７）、（８）のように求められる。
Ｐｒ＝（γＭ２−Ｍ１）／（γβ−１）・・・（７）
Ｐｆ＝（βＭ１−Ｍ２）／（γβ−１）・・・（８） Then, from the above equations (5) and (6), the intensity Pf of light propagating in the first optical fiber 10 in the forward direction and the intensity Pr of light propagating in the second optical fiber 20 in the reverse direction are expressed by the following equation (7) , (8) is required.
Pr = (γM2-M1) / (γβ-1) (7)
Pf = (. Beta.M1-M2) / (. Gamma..beta.-1) (8)

なお、上記β及びγは、事前に第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０に順方向及び逆方向に光を伝搬させる試験を行うことによって求めることができる。具体的には、まず、第１光ファイバ１０と第２光ファイバ２０とを接続し、第２光ファイバ２０の下流側の端面から出射する光のエネルギーを測定するカロリーメータを配置する。そして、第１光ファイバ１０の上流側から順方向に光を伝搬させると、カロリーメータ、第１光検出部１７及び第２光検出部２７によって上記式（８）のＰｆ、Ｍ１、Ｍ２が求められる。また、第１光ファイバ１０の上流側の端面から出射する光のエネルギーを測定するカロリーメータを配置し、第２光ファイバ２０の下流側から逆方向に光を伝搬させると、カロリーメータ、第１光検出部１７及び第２光検出部２７によって上記式（７）のＰｒ、Ｍ１、Ｍ２が求められる。これらの結果から、βとγが求められる。 The β and γ can be determined in advance by performing a test for propagating light in the forward direction and the reverse direction to the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20, respectively. Specifically, first, the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 are connected, and a calorimeter for measuring the energy of light emitted from the downstream end surface of the second optical fiber 20 is disposed. Then, when light is propagated in the forward direction from the upstream side of the first optical fiber 10, Pf, M1, and M2 of the above equation (8) are obtained by the calorimeter, the first light detection unit 17 and the second light detection unit 27. Be In addition, a calorimeter for measuring the energy of light emitted from the end face on the upstream side of the first optical fiber 10 is disposed, and light is propagated from the downstream side of the second optical fiber 20 in the reverse direction. The light detection unit 17 and the second light detection unit 27 obtain Pr, M1, and M2 in the above equation (7). From these results, β and γ can be obtained.

上記のようにして計算部４０で順方向の光の強度Ｐｆ及び逆方向の光の強度Ｐｒを求めた後、この計算結果に基づいて制御部ＣＰによってレーザ装置１に対して所定の制御を行うことができる。例えば、順方向の光の強度Ｐｆに応じて光源５からの出力を調整する制御を行ったり、逆方向の光の強度Ｐｒが許容値を超える場合にレーザ装置１から出射されるレーザ光を止める制御を行ったりすることができる。光源５からの出力を調整する制御する方法としては、例えば、光源５に備えられる励起光源５０から出射される光の強度を制御する方法が考えられる。なお、第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０の双方向に伝搬する光の強度を推定せずに、第１光検出部１７での検出結果と第２光検出部２７での検出結果との差に基づいてレーザ装置１の制御が行われてもよい。上記のように、第１光検出部１７での検出結果と第２光検出部２７での検出結果との差は、第２光ファイバ２０に入射する反射光の強度に依存し得る。当該差が大きい場合は反射光の強度が強いことが想定される。よって、当該差が所定値以上となる場合は、レーザ装置１からのレーザ光の出射を停止して光源５の損傷を抑制したり、レーザ装置１から出射されるレーザ光の出射方向を変えて反射光が第２光ファイバに入射することを抑制したりすることができる。 After the intensity Pf of light in the forward direction and the intensity Pr of light in the reverse direction are determined by the calculation unit 40 as described above, the controller CP performs predetermined control on the laser device 1 based on the calculation result. be able to. For example, control is performed to adjust the output from the light source 5 according to the light intensity Pf in the forward direction, or the laser light emitted from the laser device 1 is stopped when the light intensity Pr in the reverse direction exceeds the allowable value. Control can be performed. As a control method of adjusting the output from the light source 5, for example, a method of controlling the intensity of light emitted from the excitation light source 50 provided in the light source 5 can be considered. The detection result of the first light detection unit 17 and the detection result of the second light detection unit 27 without estimating the intensity of the light propagating in both directions of the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 The control of the laser device 1 may be performed based on the difference between As described above, the difference between the detection result of the first light detection unit 17 and the detection result of the second light detection unit 27 may depend on the intensity of the reflected light incident on the second optical fiber 20. If the difference is large, it is assumed that the intensity of the reflected light is strong. Therefore, when the difference becomes equal to or more than the predetermined value, the emission of the laser beam from the laser device 1 is stopped to suppress the damage of the light source 5 or the emission direction of the laser beam emitted from the laser device 1 is changed. It is possible to suppress that the reflected light is incident on the second optical fiber.

以上のように、本実施形態の光検出装置２では、順方向に伝搬する光は主に第１コア１１から第２コア２１へと概ね一定の強度で伝搬し得る。一方、第２光ファイバ２０から出射された光の一部が反射光となって第２光ファイバ２０に戻ってくる場合、当該反射光はある程度結像点がぼけることにより、第２コア２１だけでなく第２コア２１の周囲の内側クラッド２２にも入射する傾向にある。内側クラッド２２は低屈折率層２３に囲まれるため、内側クラッド２２に入射する反射光は主に低屈折率層２３より内側、すなわち主に第２コア２１と内側クラッド２２とを第１光ファイバ１０側へ伝搬する。また、内側クラッド２２は第１クラッド１４に接続されるため、上記のように内側クラッド２２を伝搬する光の少なくとも一部は第１クラッド１４に入射する。さらに、このようにしてクラッドモード光となって第１クラッド１４を伝搬する光の少なくとも一部は、第１クラッドモードストリッパ１６において第１光ファイバ１０の外側に放出される。以上のように、第２光ファイバ２０を逆方向に伝搬する光の少なくとも一部は第１クラッドモードストリッパ１６において第１光ファイバ１０の外側に放出される。ところで、第１光検出部１７は第１クラッドモードストリッパ１６の上流側において、第２光検出部２７は第１クラッドモードストリッパ１６の下流側において、光ファイバの双方向に伝搬する光のレイリー散乱を検出する。よって、第１光検出部１７の検出結果と第２光検出部２７の検出結果とでは、少なくとも第１クラッドモードストリッパ１６で放出された光の分の差が生じる。この差の大きさは、少なくとも第２光ファイバ２０を逆方向に伝搬する光の強度に依存する。このため、第１光検出部１７での検出結果と第２光検出部２７での検出結果との差を用いて、第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０を逆方向に伝搬する光の強度を推定することができる。また、順方向に伝搬する光は、第１光ファイバ１０と第２光ファイバ２０とで概ね同じ強さで伝搬し得る。よって、上記のように第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０を逆方向に伝搬する光の強度を推定することによって、第１光検出部１７または第２光検出部２７での検出結果から、第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０を順方向に伝搬する光の強度も推定することもできる。さらに、本実施形態の光検出装置２では、第１光検出部１７及び第２光検出部２７はそれぞれレイリー散乱を検出している。このため、上記特許文献１に記載のファイバレーザ装置のように漏れ光を検出する場合に比べて、光ファイバを伝搬する光の強度が強い場合であっても検出結果と当該検出結果から推定される光ファイバを伝搬する光の強度との関係の線形性が保たれ得る。したがって、本実施形態の光検出装置２は、光ファイバの双方向に伝搬するそれぞれの光の強度の検出精度を向上し得る。 As described above, in the light detection device 2 according to the present embodiment, light propagating in the forward direction can mainly propagate from the first core 11 to the second core 21 with a substantially constant intensity. On the other hand, when part of the light emitted from the second optical fiber 20 is reflected light and returns to the second optical fiber 20, the reflected light blurs the imaging point to some extent, so that only the second core 21 It also tends to be incident on the inner cladding 22 around the second core 21. Since the inner cladding 22 is surrounded by the low refractive index layer 23, the reflected light incident on the inner cladding 22 is mainly inside the low refractive index layer 23, that is, mainly the second core 21 and the inner cladding 22 as a first optical fiber Propagating to the 10 side. Further, since the inner cladding 22 is connected to the first cladding 14, at least a portion of the light propagating through the inner cladding 22 enters the first cladding 14 as described above. Further, at least a portion of the light propagating in the first cladding 14 as cladding mode light in this manner is emitted to the outside of the first optical fiber 10 in the first cladding mode stripper 16. As described above, at least a portion of the light propagating in the second optical fiber 20 in the reverse direction is emitted to the outside of the first optical fiber 10 in the first cladding mode stripper 16. By the way, the first light detection unit 17 is upstream of the first cladding mode stripper 16, and the second light detection unit 27 is downstream of the first cladding mode stripper 16, Rayleigh scattering of light propagating in both directions of the optical fiber. To detect Therefore, a difference of at least the light emitted by the first cladding mode stripper 16 occurs between the detection result of the first light detection unit 17 and the detection result of the second light detection unit 27. The magnitude of this difference depends at least on the intensity of the light propagating in the opposite direction in the second optical fiber 20. Therefore, using the difference between the detection result of the first light detection unit 17 and the detection result of the second light detection unit 27, the light propagating in the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 in the reverse direction The strength can be estimated. In addition, light propagating in the forward direction can propagate with substantially the same intensity in the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20. Therefore, by estimating the intensity of light propagating in the opposite direction to the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 as described above, from the detection result in the first light detection unit 17 or the second light detection unit 27 The intensity of light propagating in the forward direction through the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 can also be estimated. Furthermore, in the light detection device 2 of the present embodiment, the first light detection unit 17 and the second light detection unit 27 respectively detect Rayleigh scattering. For this reason, compared with the case of detecting leaked light as in the fiber laser device described in Patent Document 1, even if the intensity of light propagating through the optical fiber is high, it is estimated from the detection result and the detection result. The linearity of the relationship with the intensity of light propagating through the optical fiber can be maintained. Therefore, the light detection device 2 of the present embodiment can improve the detection accuracy of the intensity of each light propagating in both directions of the optical fiber.

また、本実施形態の光検出装置２では、第２光検出部２７は、第２クラッドモードストリッパ２６よりも光源５からの光の伝搬方向の下流側に配置される。このように第２光検出部２７及び第２クラッドモードストリッパ２６が配置されることによって、外側クラッド２４を順方向に伝搬するクラッドモード光の少なくとも一部は第２光検出部２７の手前で第２クラッドモードストリッパ２６において第２光ファイバ２０の外側に放出される。よって、第２光検出部２７は第２コア２１を順方向に伝搬する光の強度をより正確に検出し得る。 Further, in the light detection device 2 of the present embodiment, the second light detection unit 27 is disposed downstream of the second cladding mode stripper 26 in the propagation direction of the light from the light source 5. By disposing the second light detection unit 27 and the second cladding mode stripper 26 in this manner, at least a part of cladding mode light propagating in the forward direction in the outer cladding 24 before the second light detection unit 27 is The light is emitted to the outside of the second optical fiber 20 in the two-cladding mode stripper 26. Therefore, the second light detection unit 27 can more accurately detect the intensity of light propagating in the forward direction of the second core 21.

また、本実施形態の光検出装置２では、第１光ファイバ１０と第２光ファイバ２０との接続部３０から第１クラッドモードストリッパ１６まで、第１クラッド１４は低屈折率樹脂層３１により被覆されている。このように第１クラッド１４が低屈折率樹脂層３１に被覆されることによって、接続部３０で生じる逆方向に伝搬するクラッドモード光は、接続部３０近傍で漏れることが抑制され、第１クラッドモードストリッパ１６まで伝搬し得る。また、本実施形態の光検出装置２では、接続部３０から第２クラッドモードストリッパ２６までも、外側クラッド２４が低屈折率樹脂層３１により被覆されている。このように外側クラッド２４が低屈折率樹脂層３１に被覆されることによって、接続部３０で生じる順方向に伝搬するクラッドモード光は、接続部３０近傍で漏れることが抑制され、第２クラッドモードストリッパ２６まで伝搬し得る。このように接続部３０近傍で光が漏れることが抑制されることによって、接続部３０近傍での発熱が抑制され、接続部３０での光の損失量の変化が抑制され得る。よって、第１光検出部１７及び第２光検出部２７においてより正確に光の強度が検出され得る。 In the light detection device 2 of the present embodiment, the first cladding 14 is covered with the low refractive index resin layer 31 from the connection portion 30 between the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 to the first cladding mode stripper 16. It is done. By covering the first cladding 14 with the low refractive index resin layer 31 as described above, the clad mode light propagating in the reverse direction generated at the connection portion 30 is prevented from leaking in the vicinity of the connection portion 30, and the first cladding It can propagate to the mode stripper 16. Further, in the light detection device 2 of the present embodiment, the outer cladding 24 is coated with the low refractive index resin layer 31 also from the connection portion 30 to the second cladding mode stripper 26. By covering the outer cladding 24 with the low refractive index resin layer 31 in this manner, it is possible to suppress the clad mode light propagating in the forward direction generated at the connection portion 30 from leaking in the vicinity of the connection portion 30, and the second cladding mode It can propagate to the stripper 26. By suppressing light leakage in the vicinity of the connection portion 30 as described above, heat generation in the vicinity of the connection portion 30 can be suppressed, and a change in the amount of light loss in the connection portion 30 can be suppressed. Therefore, the light intensity can be detected more accurately in the first light detection unit 17 and the second light detection unit 27.

また、本実施形態のレーザ装置１では、第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０がそれぞれシングルモードファイバである。第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０が互いにシングルモードファイバとされることによって、レーザ装置１は高輝度な光を出射し得る。 Further, in the laser device 1 of the present embodiment, each of the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 is a single mode fiber. By setting the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 to be single mode fibers, the laser device 1 can emit high-intensity light.

また、本実施形態のレーザ装置１は、光検出装置２と、第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０を伝搬する光を出射する光源５と、を備える。上記のように、光検出装置２によれば、光ファイバの双方向に伝搬するそれぞれの光の強度の検出精度を向上し得る。よって、光検出装置２を備えるレーザ装置１によれば、光ファイバを伝搬する光の強度に基づく制御の正確性を向上し得る。 In addition, the laser device 1 of the present embodiment includes the light detection device 2, and the light source 5 that emits light propagating through the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20. As described above, according to the light detection device 2, the detection accuracy of the intensity of each light propagating in both directions of the optical fiber can be improved. Therefore, according to the laser device 1 including the light detection device 2, the accuracy of control based on the intensity of light propagating through the optical fiber can be improved.

以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、第２光ファイバ２０に第２クラッドモードストリッパ２６が設けられる例を挙げて説明したが、第２クラッドモードストリッパ２６は必須の構成ではない。ただし、第２光ファイバ２０に第２クラッドモードストリッパ２６が設けられることによって、以下に説明するように光ファイバを伝搬する光の強度をより正確に検出し得る。外側クラッド２４を逆方向に伝搬するクラッドモード光が除去されない場合、外側クラッド２４から第１クラッド１４側に伝搬するクラッドモード光の少なくとも一部は第１クラッド１４を伝搬し得る。よって、上記のように第２光ファイバ２０に第２クラッドモードストリッパ２６が設けられることによって、外側クラッド２４を逆方向に伝搬するクラッドモード光が低減されると共に、第１クラッド１４を逆方向に伝搬するクラッドモード光も低減され得る。このように第１クラッド１４を逆方向に伝搬するクラッドモード光が低減されることによって、当該クラッドモード光が第１光検出部１７に与える影響が抑制され、第１光検出部１７によって第１光ファイバ１０を伝搬する光の強度がより正確に検出され得る。また、クラッドモード光が第１クラッド１４を順方向に伝搬する場合、当該クラッドモード光の少なくとも一部は外側クラッド２４を順方向に伝搬し得る。第２クラッドモードストリッパ２６が設けられることによって、このように外側クラッド２４を順方向に伝搬するクラッドモード光も低減され得る。 The embodiments of the present invention have been described above by way of example, but the present invention is not limited to these. For example, in the above embodiment, the second cladding mode stripper 26 is provided in the second optical fiber 20, but the second cladding mode stripper 26 is not an essential component. However, by providing the second cladding mode stripper 26 in the second optical fiber 20, it is possible to more accurately detect the intensity of light propagating through the optical fiber as described below. When the cladding mode light propagating in the reverse direction in the outer cladding 24 is not removed, at least a portion of the cladding mode light propagating from the outer cladding 24 toward the first cladding 14 may propagate in the first cladding 14. Therefore, by providing the second cladding mode stripper 26 in the second optical fiber 20 as described above, cladding mode light propagating in the reverse direction in the outer cladding 24 is reduced, and the first cladding 14 is reduced in the reverse direction. Propagating cladding mode light may also be reduced. By thus reducing the cladding mode light propagating in the first cladding 14 in the reverse direction, the influence of the cladding mode light on the first light detection unit 17 is suppressed, and the first light detection unit 17 The intensity of light propagating in the optical fiber 10 can be detected more accurately. Also, when cladding mode light propagates in the forward direction through the first cladding 14, at least part of the cladding mode light may propagate in the forward direction through the outer cladding 24. By providing the second cladding mode stripper 26, cladding mode light that propagates in the forward direction through the outer cladding 24 can also be reduced.

また、図３に示すように、第２光検出部２７の下流側に更に他のクラッドモードストリッパ２６ａが設けられてもよい。図３は、本発明の変形例に係る光検出装置２ａの一部を概略的に示す断面図である。本変形例において、上記実施形態と同様の構成には同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。第２光ファイバ２０から出射されて第２光ファイバ２０に戻ってくる反射光の一部は外側クラッド２４を伝搬するクラッドモード光となる場合がある。 Further, as shown in FIG. 3, another cladding mode stripper 26 a may be provided downstream of the second light detection unit 27. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a part of a light detection device 2a according to a modification of the present invention. In this modification, the same reference numerals are given to the same components as those in the above embodiment, and the detailed description will be omitted. A part of the reflected light emitted from the second optical fiber 20 and returned to the second optical fiber 20 may be cladding mode light propagating through the outer cladding 24.

また、上記実施形態では第１光検出部１７が第１光ファイバ１０の外側に設けられ、第２光検出部２７が第２光ファイバ２０の外側に設けられる例を挙げて説明したが、本発明は当該形態に限定されない。図４は、本発明の他の変形例に係る光検出装置２ｂの一部を概略的に示す断面図である。本変形例において、上記実施形態と同様の構成には同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。第１光検出部１７及び第２光検出部２７は第１クラッドモードストリッパ１６を挟むように配置されていればよく、図４に示すように第１光検出部１７及び第２光検出部２７がともに第１光ファイバ１０の外側に設けられもよい。
ただし、上記実施形態にように第１光ファイバ１０と第２光ファイバ２０との接続部３０を挟んで第１光検出部１７及び第２光検出部２７が配置されることが好ましい。 In the above embodiment, the first light detector 17 is provided outside the first optical fiber 10, and the second light detector 27 is provided outside the second optical fiber 20. The invention is not limited to this form. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a part of a light detection device 2b according to another modification of the present invention. In this modification, the same reference numerals are given to the same components as those in the above embodiment, and the detailed description will be omitted. The first light detection unit 17 and the second light detection unit 27 may be disposed so as to sandwich the first cladding mode stripper 16, as shown in FIG. 4, the first light detection unit 17 and the second light detection unit 27. May be provided outside the first optical fiber 10.
However, as in the above embodiment, it is preferable that the first light detection unit 17 and the second light detection unit 27 be disposed with the connection portion 30 between the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 interposed therebetween.

また、上記実施形態では、第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０がそれぞれシングルモードファイバである例を挙げて説明したが、第１光ファイバ１０及び第２光ファイバ２０は、それぞれマルチモードファイバであってもよい。 In the above embodiment, the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 have been described as an example of single mode fibers. However, the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 may be multimode fibers. It may be

また、上記実施形態では、第１クラッド１４の外径と外側クラッド２４の外径とが互いに等しい例を挙げて説明したが、第１クラッド１４の外径と外側クラッド２４の外径とは互いに異なっていてもよい。ただし、第１クラッド１４の外径と外側クラッド２４の外径とが互いに等しいことによって、第１光ファイバ１０と第２光ファイバ２０との接続部３０における光の損失が抑制され得る。 In the above embodiment, the outer diameter of the first cladding 14 and the outer diameter of the outer cladding 24 are described as being equal to each other, but the outer diameter of the first cladding 14 and the outer diameter of the outer cladding 24 are mutually different. It may be different. However, when the outer diameter of the first cladding 14 and the outer diameter of the outer cladding 24 are equal to each other, the loss of light at the connection portion 30 between the first optical fiber 10 and the second optical fiber 20 can be suppressed.

また、上記実施形態では光源５が共振器型のファイバレーザ装置である例を挙げて説明したが、光源５は、他のファイバレーザ装置や固体レーザ装置であってもよい。光源５がファイバレーザ装置とされる場合、ＭＯ−ＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）型のファイバレーザ装置であってもよい。また、光源５の数は特に限定されず、少なくとも１つ備えられていればよい。 In the above embodiment, the light source 5 is described as an example of a resonator-type fiber laser device. However, the light source 5 may be another fiber laser device or a solid-state laser device. When the light source 5 is a fiber laser device, it may be a MO-PA (Master Oscillator Power Amplifier) type fiber laser device. Further, the number of light sources 5 is not particularly limited as long as at least one light source 5 is provided.

以上説明したように、本発明によれば、光ファイバの双方向に伝搬する光の検出精度を向上し得る光検出装置及びレーザ装置が提供され、ファイバレーザ装置や光ファイバ通信等の分野で利用することが期待される。 As described above, according to the present invention, the light detection device and the laser device capable of improving the detection accuracy of light propagating in both directions of the optical fiber are provided, and used in the field such as fiber laser device and optical fiber communication. It is expected to do.

１・・・レーザ装置
２，２ａ，２ｂ・・・光検出装置
５・・・光源
１０・・・第１光ファイバ
１１・・・第１コア
１４・・・第１クラッド
１６・・・第１クラッドモードストリッパ
１７・・・第１光検出部
１８・・・第１ＡＤ変換部
２０・・・第２光ファイバ
２１・・・第２コア
２２・・・内側クラッド
２３・・・低屈折率層
２４・・・外側クラッド
２６・・・第２クラッドモードストリッパ
２７・・・第２光検出部
２８・・・第２ＡＤ変換部
３０・・・接続部
３１・・・低屈折率樹脂層
４０・・・計算部
ＣＰ・・・制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser apparatus 2, 2, 2a, 2b ... Light detection apparatus 5 ... Light source 10 ... 1st optical fiber 11 ... 1st core 14 ... 1st clad 16 ... 1st Cladding mode stripper 17 First light detection unit 18 First AD conversion unit 20 Second optical fiber 21 Second core 22 Inner cladding 23 Low refractive index layer 24 Outer cladding 26 Second cladding mode stripper 27 Second light detecting portion 28 Second AD converting portion 30 Connecting portion 31 Low refractive index resin layer 40 Calculation unit CP ... control unit

Claims

A first optical fiber having a first core and a first cladding surrounding an outer peripheral surface of the first core;
A second core connected to the first core, an inner cladding surrounding the outer peripheral surface of the second core and an inner cladding connected to the first cladding and having a refractive index lower than that of the second core; A low refractive index layer having a refractive index lower than that of the inner cladding; and an outer cladding having a refractive index higher than that of the low refractive index layer surrounding the outer peripheral surface of the low refractive index layer; A second optical fiber disposed downstream of the first optical fiber in the propagation direction of light from the light source to be emitted;
A first cladding mode stripper provided outside the first cladding;
A first light detection unit disposed upstream of the first cladding mode stripper in the propagation direction of light from the light source to detect Rayleigh scattering of light propagating through the first optical fiber;
A second light detection unit disposed downstream of the first cladding mode stripper in the propagation direction of light from the light source to detect Rayleigh scattering of light propagating through the first optical fiber or the second optical fiber; ,
A light detection device comprising:

The light detection device according to claim 1, wherein the first optical fiber and the second optical fiber are single mode fibers.

The light detection device according to claim 1, wherein a second cladding mode stripper is provided outside the outer cladding.

The first cladding is covered with a low refractive index resin having a refractive index lower than that of the first cladding from the connection portion between the first optical fiber and the second optical fiber to the first cladding mode stripper. The light detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein

The light detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein an outer diameter of the first cladding and an outer diameter of the outer cladding are equal to each other.

The light detection device according to any one of claims 1 to 5,
At least one said light source,
A laser apparatus comprising: