JP2020047958A - ファイバレーザシステム、及び、その制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一実施形態に係るファイバレーザシステムFLSの構成について、図1を参照して説明する。図1は、ファイバレーザシステムFLSの構成を示すブロック図である。
ファイバレーザシステムFLSが備えるファイバレーザユニットFLU1の構成について、引き続き図1を参照して説明する。なお、ファイバレーザユニットFLU2〜FLUnも、ファイバレーザユニットFLU1と同様に構成されている。
バを含む部分は、PA(Power Amplifier)部として機能する。すなわち、本発明の一態様は、MOPA型のファイバレーザシステムにも好適に利用可能である。
制御部Cの機能について、図2を参照して説明する。図2は、制御部Cの機能を表す機能ブロック図である。図2において、制御部Cは、基本電流値算出部C01と、個別電流値算出部C02_1〜C02_nと、駆動電流設定部C03_1〜C03_nと、頓死数推定部C04_1〜C04_nと、係数更新部C05_1〜C05_nとを含む。なお、図2は、図1と同様、n=7の場合の制御部Cの構成例を表している。また、頓死数推定部C04_1〜C04_nは、特許請求の範囲に記載の推定部の一態様である。
本実施形態にて説明した制御部Cは、各ファイバレーザユニットFLUiに含まれる励起光源PS1〜PSmの頓死数に応じた係数αiを任意の時点で算出して記憶しておき、各ファイバレーザユニットFLUiに供給する駆動電流Iiの大きさを、係数αiの値に応じて制御する。より具体的には、制御部Cは、頓死数推定部C04_iにより推定された頓死数が多いファイバレーザユニットFLUiほど、駆動電流Iiの大きさを大きくするように制御する。換言すれば、7個のファイバレーザユニットFLU1〜FLU7のうち任意の2つのファイバレーザユニットを比較した場合に、制御部Cは、上述した頓死数が多いファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさが、上述した頓死数が少ないファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを上回るように、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する。本実施形態にて説明した制御方法についても同様である。
ファイバレーザシステムFLSは、図1に示した構成に加えて、出力パワー測定部を含んでいてもよい。出力パワー測定部は、出力コンバイナOCにて合成された出力光のパワーを測定する。例えば、出力パワー測定部Mは、出力デリバリファイバODFによって導波されたレーザ光から分岐されたレーザ光を、フォトダイオードを用いて検出することにより、測定を行ってもよい。また、出力パワー測定部は、制御部Cに対して、測定値Pを表す信号を出力する。
ファイバレーザシステムFLSにおける制御部Cの各機能ブロック(特に基本電流値算出部C01、個別電流値算出部C02_i、駆動電流設定部C03_i、頓死数推定部C04_i、及び係数更新部C05_i)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random
Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
FLU1〜FLUn ファイバレーザユニット
LDF1〜LDFn レーザデリバリファイバ
OC 出力コンバイナ
ODF 出力デリバリファイバ
OH 出力ヘッド
M1〜M7 レーザパワー測定部
C 制御部
ME 記憶部
CS1 電流源
PS1〜PS6 励起光源
PDF1〜PDF6 励起デリバリファイバ
PC 励起コンバイナ
FBG−HR 高反射ファイバブラッググレーティング
AF 増幅用ファイバ
FBG−LR 低反射ファイバブラッググレーティング
Claims (12)
- 複数のファイバレーザユニットと、
各ファイバレーザユニットにて生成されたレーザ光を合波するコンバイナと、
各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーの差が小さくなるように、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する制御部と、
各ファイバレーザユニットが生成しているレーザ光のパワーに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する推定部と、を備え、
前記制御部は、前記推定部において推定された生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方に応じて、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する、
ことを特徴とするファイバレーザシステム。 - 前記制御部は、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーの差が小さくなるように、且つ、前記コンバイナにて生成される出力光のパワーがユーザにより設定された目標値に近づくように、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のファイバレーザシステム。 - 前記推定部において推定された生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方が予め定められた数に達した場合に、その旨を通知する通知部、を更に含む、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のファイバレーザシステム。 - 前記推定部は、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給している駆動電流の大きさと、各ファイバレーザユニットが生成しているレーザ光のパワーとに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する、
ことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のファイバレーザシステム。 - 前記制御部は、前記推定部において推定された生存数が少ないファイバレーザユニットほど、又は、前記推定部において推定された頓死数が多いファイバレーザユニットほど、該ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを大きくするように、駆動電流の大きさを制御する、
ことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のファイバレーザシステム。 - 各ファイバレーザユニットに対応する係数であって、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方に応じた係数を記憶する記憶部、を更に備え、
前記制御部は、(1)前記コンバイナにて生成される出力光のパワーの目標値であって、ユーザにより設定された目標値に基づいて、基本電流値を算出する基本電流値算出部と、(2)各ファイバレーザユニットについて、前記基本電流値算出部にて算出された基本電流値と、前記記憶部に記憶された、該ファイバレーザユニットに対応する前記係数とに基づいて、該ファイバレーザユニットに対応する個別電流値を算出する個別電流値算出部と、(3)各ファイバレーザユニットについて、該ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを、前記個別電流値算出部にて算出された、該ファイバレーザユニットに対応する個別電流値に設定する駆動電流設定部と、有している、
ことを特徴とする請求項3に記載のファイバレーザシステム。 - 各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーを測定するレーザパワー測定部を更に備え、
前記制御部は、(4)各ファイバレーザユニットについて、前記レーザパワー測定部にて測定されたレーザ光のパワーに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する推定部と、(5)各ファイバレーザユニットについて、前記推定部にて推定された励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方に基づいて、前記記憶部に記憶された、該ファイバレーザユニットに対応する係数を更新する係数更新部と、を更に有している、
ことを特徴とする請求項6に記載のファイバレーザシステム。 - 複数のファイバレーザユニットと、各ファイバレーザユニットにて生成されたレーザ光を合波するコンバイナとを含むファイバレーザシステムの制御方法であって、
各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーの差が小さくなるように、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する制御工程と、
各ファイバレーザユニットが生成しているレーザ光のパワーに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する推定工程と、を含み、
前記制御工程は、前記推定工程において推定された生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方に応じて、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する、
ことを特徴とするファイバレーザシステムの制御方法。 - 前記制御工程は、各ファイバレーザユニットにて生成されるレーザ光のパワーの差が小さくなるように、且つ、前記コンバイナにて生成される出力光のパワーがユーザにより設定された目標値に近づくように、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを制御する、
ことを特徴とする請求項8に記載のファイバレーザシステムの制御方法。 - 前記推定工程において推定された生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方が予め定められた数に達した場合に、その旨を通知する通知工程、を更に含む、
ことを特徴とする請求項8又は9に記載のファイバレーザシステムの制御方法。 - 前記推定工程は、各ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給している駆動電流の大きさと、各ファイバレーザユニットが生成しているレーザ光のパワーとに基づいて、該ファイバレーザユニットに含まれる励起光源の生存数及び頓死数の少なくとも何れか一方を推定する、
ことを特徴とする請求項8から10の何れか1項に記載のファイバレーザシステムの制御方法。 - 前記制御工程は、前記推定工程において推定された生存数が少ないファイバレーザユニットほど、又は、前記推定工程において推定された頓死数が多いファイバレーザユニットほど、該ファイバレーザユニットに含まれる各励起光源に供給する駆動電流の大きさを大きくするように、駆動電流の大きさを制御する、
ことを特徴とする請求項8〜11の何れか1項に記載のファイバレーザシステムの制御方法。
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