JP2020134593A - 光コンバイナ、レーザ装置、及び光コンバイナの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、前記複数の入力用光ファイバは、前記特定の入力用光ファイバと、前記第1入力用光ファイバ及び前記第2入力用光ファイバを含み前記特定の入力用光ファイバの周りに配置される6本の光ファイバと、からなることが好ましい。
図1は、本発明の第1実施形態に係るレーザ装置を示す概念図である。図1に示すように、本実施形態のレーザ装置100は、複数の光源10と、複数の入力用光ファイバ20と、光コンバイナ1と、デリバリ光ファイバ40とを主な構成として備える。
本工程は、複数の入力用光ファイバ20のそれぞれの一端が出力用光ファイバ50に接続された光学部品2を準備する工程である。図8は、本工程の様子を示す図である。まず、複数の入力用光ファイバ20と、テーパ光ファイバ30と、デリバリ光ファイバ40とを準備する。それぞれの入力用光ファイバ20の一端近傍の被覆層23を剥離する。また、テーパ光ファイバ30は、例えば、非縮径部33の直径を有しクラッドを備えない光ファイバを準備して、当該光ファイバの一部を溶融延伸してテーパ部34を形成することにより得ることができる。また、デリバリ光ファイバ40の一端近傍の被覆層43を剥離する。
本工程は、複数の入力用光ファイバにおける2本の入力用光ファイバの他端から個別に同じ入射角の光を入射する場合における当該2本の入力用光ファイバのNAの大小関係を判定する工程である。2本の入力用光ファイバのNAの大小関係が判定されればよく、本工程は、測定工程PS2aと、比較工程PS2bとを含む。なお、本工程は、下記に示す測定工程PS2a及び比較工程PS2bの少なくとも一方を含まない他の方法により行われてもよい。
本工程は、光学部品2のそれぞれの入力用光ファイバ20の他端から個別に同じ入射角の光を入射して出力用光ファイバ50から出射するそれぞれの光の広がりを測定する工程である。図9は本工程の様子を示す図である。本実施形態の本工程では、1つの入力用光ファイバ20の他端にテスト用光源91の光の出射端である光ファイバ91fの端部を融着する。次に、テスト用光源91から所定の波長で所定のモード数、すなわち所定のビーム品質の光を出射する。テスト用光源91は、それぞれの入力用光ファイバ20に互いに同じ波長で同じモード数の光を同じ入射角で個別に入射する。そして、デリバリ光ファイバ40から出射する光の直径を測定する。テスト用光源91としては、所定のビーム品質を出射する光源であれば特に限定はされない。本実施形態では、テスト用光源91は、ASE(Amplified Spontaneous Emission)光源またはSLD(Super-Luminescent Diode)光源等の光源92を含み、この光源に複数の光ファイバ93,94が接続されている。これら複数の光ファイバ93,94はコアの直径及びクラッドに対するコアの屈折率差の少なくとも一方が互いに異なり、光源92から離れる光ファイバほど伝搬する光のモード数が限られる。このため、光ファイバ91fから出射する光は、上記のように所定のビーム品質とされる。また、この測定には、例えば、図9に示すパワーメータ95を用いることができる。デリバリ光ファイバ40から出射する光をパワーメータ95に照射し、例えば光のパワーの積分値が全体の光のパワーの1/eとなる中心を含む領域の平均半径を測定する。この測定をそれぞれの入力用光ファイバ20について行う。上記のように、出力用光ファイバ50から出射する光の広がりが大きければ、出力用光ファイバ50から出射する光のNAが大きい。従って、上記測定において、パワーメータ95が受ける所定のパワー以上となる光の直径が大きければ、その光のNAが大きいと評価することができる。なお、測定の際、デリバリ光ファイバ40にクラッドモード光が除去される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。
本工程は、測定工程PS2aで測定したそれぞれの光の広がりを比較する工程である。本実施形態では、複数の入力用光ファイバ20における2本の入力用光ファイバ20において、比較した光の広がりの小さな入力用光ファイバ20を第1入力用光ファイバ20aとし、当該広がりの大きな入力用光ファイバ20を第2入力用光ファイバ20bとする。なお、第1入力用光ファイバ20aは、複数の入力用光ファイバ20において、光の広がりの最も小さな入力用光ファイバ20であることが好ましい。なお、測定工程PS2aで述べたように、本実施形態の測定工程PS2aで出力用光ファイバ50から出射する光の広がりが大きければ、出力用光ファイバ50から出射する光のNAが大きいため、測定したそれぞれの光の広がりを比較することと、出力用光ファイバ50から出射する光のNAを比較することとは同意である。従って、複数の入力用光ファイバにおける2本の入力用光ファイバである第1入力用光ファイバ20a、第2入力用光ファイバ20bの他端から個別に同じ入射角の光を入射する場合における第1入力用光ファイバ20a、第2入力用光ファイバ20bのNAの大小関係が判定される。
本工程は、管状のケース3内に複数の入力用光ファイバ20の側面が囲まれるように、光学部品2を配置する工程である。図10は、本工程の様子を示す図である。本工程に先駆けて、まず、第1ケース部60及び第2ケース部70を準備する。この準備を準備工程PS1に行ってもよい。そして、まず、第1ケース部60の溝60G内に複数の入力用光ファイバ20の一端側、テーパ光ファイバ30、及びデリバリ光ファイバ40の一端側を配置する。上記のように第1ケース部60の内壁は、当該内壁に入射する光の一部を透過すると共に入射する光の他の一部を乱反射する。そこで、第1入力用光ファイバ20aが第2入力用光ファイバ20bよりも、第1ケース部60の底壁部61の近くとなるように光学部品2を溝60G内に配置する。
次に、本発明の第2実施形態について図11を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
次に、本発明の第3実施形態について図12、図13を参照して詳細に説明する。なお、第2実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
次に、本発明の第4実施形態について図14、図15を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
2・・・光学部品
3・・・ケース
10・・・光源
20・・・入力用光ファイバ
21・・・コア
22・・・クラッド
30・・・テーパ光ファイバ
33・・・非縮径部
34・・・テーパ部
40・・・デリバリ光ファイバ
41・・・コア
42・・・クラッド
50・・・出力用光ファイバ
60・・・第1ケース部
70・・・第2ケース部
100・・・レーザ装置
Claims (13)
- 第1入力用光ファイバ及び第2入力用光ファイバを含む複数の入力用光ファイバと、
前記複数の入力用光ファイバのそれぞれの一端が接続される出力用光ファイバと、
前記複数の入力用光ファイバの側面を囲む管状のケースと、
を備え、
前記第1入力用光ファイバと前記第2入力用光ファイバとに個別に同じ入射角の光を入射する場合に、前記第1入力用光ファイバから入射され前記出力用光ファイバから出射する光のNAは、前記第2入力用光ファイバから入射され前記出力用光ファイバから出射する光のNAよりも小さく、
前記第1入力用光ファイバは、前記出力用光ファイバから前記入力用光ファイバに向かって伝搬する光の一部が漏洩し前記ケースの内壁で反射して前記第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーが、当該漏洩する光が前記内壁で反射して前記第2入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーよりも小さくなる位置に配置される
ことを特徴とする光コンバイナ。 - 前記ケースの長手方向に垂直な面において、前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした一方側の前記内壁の反射率は、前記領域を基準とした他方側の前記内壁の反射率よりも低く、前記第1入力用光ファイバは、前記第2入力用光ファイバよりも前記一方側の内壁の近くに配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の光コンバイナ。 - 前記一方側の内壁は光の少なくとも一部を透過する
ことを特徴とする請求項2に記載の光コンバイナ。 - 前記ケースの前記一方側の内壁は石英で
前記ケースの前記他方側の内壁は金属である
ことを特徴とする請求項3に記載の光コンバイナ。 - 前記一方側の内壁は光の少なくとも一部を吸収する
ことを特徴とする請求項2に記載の光コンバイナ。 - 前記ケースの長手方向に垂直な面において、前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした一方側の前記内壁は光を乱反射し、前記領域を基準とした他方側の前記内壁は前記一方側の内壁よりも乱反射が抑制されて光を反射し、前記第1入力用光ファイバは、前記第2入力用光ファイバよりも前記一方側の内壁の近くに配置される
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光コンバイナ。 - 前記ケースの長手方向に垂直な面において、前記複数の入力用光ファイバが配置される領域を基準とした一方側の前記内壁の反射率と、前記領域を基準とした他方側の前記内壁の反射率とが互いに等しく、
前記第1入力用光ファイバから前記一方側の内壁までの距離は、前記第2入力用光ファイバから前記他方側の内壁までの距離よりも大きい
ことを特徴とする請求項1に記載の光コンバイナ。 - 前記複数の入力用ファイバは特定の入力用光ファイバを含み、
前記第1入力用光ファイバと前記第2入力用光ファイバとは、前記特定の入力用光ファイバを挟む位置に配置される
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の光コンバイナ。 - 前記複数の入力用光ファイバは、前記特定の入力用光ファイバと、前記第1入力用光ファイバ及び前記第2入力用光ファイバを含み前記特定の入力用光ファイバの周りに配置される6本の光ファイバと、からなる
ことを特徴とする請求項8に記載の光コンバイナ。 - 前記ケースは、溝が形成される第1ケース部と、溝が形成される第2ケース部とを有し、
前記複数の入力用光ファイバは、前記第1ケース部の前記溝内に配置され、
前記第1ケース部は、前記第1ケース部の溝が前記第2ケース部側を向いて、前記第2ケース部の前記溝内に配置される
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の光コンバイナ。 - 前記複数の入力用光ファイバは、前記ケースの前記内壁に光透過性の樹脂で固定される
ことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の光コンバイナ。 - 請求項1から11のいずれか1項に記載の光コンバイナと、
それぞれの前記入力用光ファイバに光を入射する複数の光源と、
を備える
ことを特徴とするレーザ装置。 - 複数の入力用光ファイバのそれぞれの一端が出力用光ファイバに接続された光学部品を有する光コンバイナの製造方法であって、
前記複数の入力用光ファイバにおける2本の前記入力用光ファイバの他端から個別に同じ入射角の光を入射する場合における当該2本の前記入力用光ファイバのNAの大小関係を判定するファイバ判定工程と、
管状のケース内に前記複数の入力用光ファイバの側面が囲まれるように、前記光学部品を配置する配置工程と、
を備え、
前記配置工程において、前記ファイバ判定工程で判定した2本の前記入力用光ファイバにおけるNAの小さな方の前記入力用光ファイバを第1入力用光ファイバとし、NAの大きな方の前記入力用光ファイバを第2入力用光ファイバとする場合に、前記第1入力用光ファイバは、前記出力用光ファイバから前記入力用光ファイバに向かって伝搬する光の一部が漏洩し前記ケースの内壁で反射して前記第1入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーが、当該漏洩する光が前記内壁で反射して前記第2入力用光ファイバに再入射する光のエネルギーよりも小さい位置に配置される
ことを特徴とする光コンバイナの製造方法。
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