JP2021096370A - ビーム品質制御装置、及びこれを用いるレーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 安定して所望のビーム品質の光を得ることができるビーム品質制御装置、及びこれを用いるレーザ装置を提供すること。【解決手段】 ビーム品質制御装置７０は、コア５１及びクラッド５３を有する光ファイバ５０と、光ファイバ５０の外周面の少なくとも一部に面接触し、クラッド５３の熱膨張係数とは異なる熱膨張係数を有する応力付与部８０と、応力付与部８０の温度を制御する温度制御部９０と、を備える。応力付与部８０は、当該応力付与部８０がクラッド５３に付与する外力の分布がクラッド５３の周方向において不均一となるように、温度制御部９０による温度の変化によって収縮または膨張する。【選択図】 図３

Description

本発明は、ビーム品質制御装置、及びこれを用いるレーザ装置に関する。

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で用いられている。以下に、レーザ装置の一例として、レーザ加工分野に用いられるレーザ加工機について説明する。

例えば、レーザ加工機が対象物を出射光であるレーザ光によって切断する場合には、当該レーザ加工機は、切断の精度を高めるために、レーザ光のパワー密度を上げ、レーザ光のスポット径を小さくし、対象物の狭い範囲にレーザ光を照射することが好ましい。

これに対して、例えば、レーザ加工機が対象物をレーザ光によって溶接する場合には、当該レーザ加工機は、溶接の均一性を高めるために、レーザの密度を下げ、レーザ光のスポット径を大きくし、対象物の広い範囲にレーザ光を照射することが好ましい。

このようなレーザ加工においては、加工速度や加工品質などの加工性能を向上する上で、レーザ光のビーム品質を加工の用途に応じて変更することが重要である。

例えば、特許文献１及び特許文献２には、加工の用途に応じてビーム品質を変更するレーザ装置が開示される。特許文献１では、レーザ光を出射する上流側の光ファイバと複数の光導波層を有する下流側の光ファイバとの間において楔状のガラス部材が抜き差しされる。また、特許文献２では、上流側の光ファイバと下流側の光ファイバとの間にレーザ光を偏向するレンズが配置されている。特許文献１及び特許文献２では、上流側の光ファイバと下流側の光ファイバとは、空間内において光学的に結合されている。また、ガラス部材またはレンズによって、下流側の光ファイバに入射するレーザ光の入射位置が変わり、下流側の光ファイバを伝搬する光のモード等が変化し得る。つまり、下流側の光ファイバを伝搬するレーザ光のビーム品質が変化し得る。

特許第６２４４３０８号明細書 国際公開２０１１／１２４６７１号

特許文献１及び特許文献２に記載のレーザ装置では、空間内で光のモードが制御される。この場合、ガラス部材やレンズの位置や向きの僅かな変化によって、下流側の光ファイバにレーザ光が入射する位置が大きく変化してしまう。このようなガラス部材やレンズの位置や向きの僅かな変化は、振動や環境温度の変化等により容易に起こり得る。従って、振動や環境温度の変化等により、下流側の光ファイバを伝搬する光のビーム品質が大きく変化する傾向がある。このため、特許文献１及び特許文献２に記載のレーザ装置は、安定して所望のビーム品質の光を得難い。

そこで、本発明は、安定して所望のビーム品質の光を得ることができるビーム品質制御装置、及びこれを用いる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、本発明のビーム品質制御装置は、コア及び前記コアの外周面を囲うクラッドを有する光ファイバと、前記光ファイバの外周面の少なくとも一部に面接触し、前記クラッドの熱膨張係数とは異なる熱膨張係数を有する応力付与部と、前記応力付与部の温度を制御する温度制御部と、を備え、前記応力付与部は、当該応力付与部が前記クラッドに付与する外力の分布が前記クラッドの周方向において不均一となるように、前記温度制御部による前記温度の変化によって収縮または膨張することを特徴とする。

このようなビーム品質制御装置では、応力付与部の温度が温度制御部によって変化すると、応力付与部は収縮または膨張する。本ビーム品質制御装置では、応力付与部がクラッドに付与する外力がクラッドの周方向において不均一に変化するため、コアにかかる応力の分布がコアの周方向において不均一となり、コアの屈折率の分布が変化し、コアを伝搬する光のモードが変化し得る。このコアにかかる応力を温度で制御することで、所望のビーム品質の光を得ることができる。このように、本発明のビーム品質制御装置では、光ファイバ内でビーム品質を制御させるため、振動や環境温度の変化等が生じても、空間内にレンズが配置されることでビーム品質が制御される場合と比べて、安定して所望のビーム品質の光を得ることができる。

また、前記ビーム品質制御装置は、主面上に前記応力付与部が配置され、前記温度制御部に熱的に接続される板状の熱伝導部材をさらに備え、前記熱伝導部材は、前記温度制御部と前記応力付与部との間において熱を伝導することが好ましい。

温度制御部が発熱する場合、温度制御部の熱は、熱伝導部材の平面方向において熱伝導部材全体に渡って伝導され易くなり、熱伝導部材から主面上の応力付与部に伝導され易くなり得る。また、温度制御部が吸熱する場合、応力付与部の熱は、熱伝導部材の平面方向において熱伝導部材全体に渡って伝導され易くなり、応力付与部から熱伝導部材に伝導され易くなり得る。これにより、応力付与部の温度は変化し易くなり、応力付与部の応力の大きさは応力付与部の温度によって変化し易くなり得る。従って、このビーム品質制御装置によれば、熱伝導部材が配置されていない場合に比べて、応力付与部の応力の大きさを変化させ易くすることができる。

さらに、前記温度制御部は、前記熱伝導部材と熱的に接続されるペルチェ素子を有することが好ましい。

一般的に、ペルチェ素子において電流が所定の方向に流れると、ペルチェ素子の一方の面の温度は上昇し、他方の面の温度は下降する。この場合において、熱伝導部材が一方の面に配置されると、熱は一方の面から熱伝導部材を介して応力付与部に伝達され、応力付与部の温度はペルチェ素子によって上昇する。また、電流が上記とは逆の方向に流れると、一方の面の温度は下降し、他方の面の温度は上昇する。この場合において、熱伝導部材が一方の面に配置されると、熱は応力付与部から熱伝導部材を介してペルチェ素子に伝達され、応力付与部の温度はペルチェ素子によって下降する。このように、応力付与部の温度はペルチェ素子によって変化し、応力付与部の応力の大きさは応力付与部の温度によって制御され得る。従って、このビーム品質制御装置によれば、ペルチェ素子によって応力付与部の応力の大きさを制御することができる。

また、前記温度制御部は、ヒートポンプと、前記ヒートポンプによって温度が変化する流体が流れ、前記熱伝導部材を貫通し、前記流体によって前記応力付与部の前記温度を変化させる流路部と、を有することが好ましい。

この場合、ヒートポンプが流体の温度を制御すると、応力付与部の温度は熱伝導部材を介して流体によって変化し、応力付与部の応力の大きさは応力付与部の温度によって制御され得る。従って、このビーム品質制御装置によれば、流路部によって応力付与部の応力の大きさを制御することができる。

また、前記応力付与部は、前記光ファイバの前記外周面に面接触する接触面と前記接触面から離れている前記応力付与部の外周面との間の厚みが不均一な樹脂から成ることが好ましい。

この場合、樹脂の温度が変化することで、クラッドに付与される外力の大きさにばらつきが生じ、コアにかかる応力の分布はコアの周方向において不均一となり得る。

また、前記樹脂の温度が所定の温度よりも低い場合に、前記樹脂は、収縮して前記クラッドに引張応力を付与し、前記樹脂の前記温度が前記所定の温度よりも高い場合に、前記樹脂は、膨張して前記クラッドに圧縮応力を付与することが好ましい。

この場合、温度制御部は、樹脂の温度を制御することによって樹脂の収縮または膨張を制御し得、樹脂の収縮または膨張によって応力を制御し得る。

また、ビーム品質制御装置は、前記応力付与部の少なくとも一部を囲う枠部材をさらに備え、前記枠部材の熱膨張係数は、前記応力付与部の熱膨張係数よりも小さいことが好ましい。

この場合、応力付与部は、膨張すると枠部材に向かう広がりを枠部材によって抑制されるため、枠部材が配置されていない場合に比べてクラッドに向かって強い外力でクラッドを押圧し得る。これにより応力付与部は、枠部材が配置されていない場合に比べて、大きい圧縮応力をクラッドに付与することができる。

また、前記枠部材は、金属から成ることが好ましい。

一般的に、熱は、金属を伝導し易いため、枠部材を介して応力付与部に伝導され易くなり得る。従って、このビーム品質制御装置によれば、枠部材が配置されていない場合に比べて、応力付与部の応力を早く変化させることができる。

また、前記応力付与部は、板部材と、前記板部材に立設され、前記光ファイバを挟み込む一対の壁部材と、を有し、前記板部材は、前記一対の壁部の並び方向において収縮または膨張し、前記一対の壁部材は、前記板部材の収縮によって前記クラッドに圧縮応力を付与し、前記板部材の膨張によって前記圧縮応力の付与を解放することが好ましい。

この場合、一対の壁部材は、収縮によってクラッドにクラッドの径方向における両側から応力である圧縮応力を付与し、膨張によって圧縮応力の付与を解放し得る。これにより、コアにかかる応力の分布はコアの周方向において不均一となり、コアを伝搬する光のモードが変化し得る。このコアにかかる応力を温度で制御することで、所望のビーム品質の光を得ることができる。このように、このビーム品質制御装置では、光ファイバ内でビーム品質を制御させるため、振動や環境温度の変化等が生じても、空間内にレンズが配置されることでビーム品質が制御される場合と比べて、安定して所望のビーム品質の光を得ることができる。

また、本発明のレーザ装置は、上記に記載のいずれかのビーム品質制御装置と、光を出射する光源と、を備え、前記光ファイバの前記コアには、前記光が伝搬することが好ましい。

この場合、レーザ装置は、ビーム品質制御装置によって制御されたビーム品質の光を対象物に照射し得る。上記のように、このビーム品質制御装置では、振動や環境温度の変化等が生じても、安定して所望のビーム品質の光を得ることができる。従って、本レーザ装置によれば、安定して所望のビーム品質の光を対象物に照射することができる。

また、本発明のレーザ装置は、上記に記載のいずれかのビーム品質制御装置と、励起光を出射する励起光源とを備え、前記光ファイバには、前記励起光により励起される活性元素により増幅される光が伝搬することが好ましい。

この場合のレーザ装置としては、例えば、ＭＯ−ＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）型のレーザ装置や共振器型のレーザ装置を挙げることができ、当該レーザ装置は、ビーム品質制御装置によって制御されたビーム品質の光を対象物に照射し得る。上記のように、このビーム品質制御装置では、振動や環境温度の変化等が生じても、安定して所望のビーム品質の光を得ることができる。従って、本レーザ装置によれば、安定して所望のビーム品質の光を対象物に照射することができる。

また、前記レーザ装置は、前記活性元素が添加される増幅用光ファイバと、前記増幅用光ファイバの一方側に設けられ、前記活性元素により増幅される前記光の少なくとも一部の波長の光を反射する第１ＦＢＧと、前記増幅用光ファイバの他方側に設けられ、前記第１ＦＢＧが反射する光のうち少なくとも一部の波長の光を前記第１ＦＢＧより低い反射率で反射する第２ＦＢＧと、前記第２ＦＢＧを透過する光を対象物に向けて出射する出射部と、を備え、前記ビーム品質制御装置は、前記第１ＦＢＧと前記出射部との間に配置されてもよい。

また、前記レーザ装置は、前記レーザ装置の用途を前記温度制御部に入力する入力部と、前記用途に応じた前記応力付与部の前記温度を記憶する記憶部と、をさらに備え、前記温度制御部は、前記入力部から前記用途を入力される場合、前記記憶部に記憶される前記応力付与部の前記温度を読み出して、前記応力付与部の前記温度を読み出した前記応力付与部の前記温度に制御することが好ましい。

この場合、レーザ装置は、各用途に適したビーム品質の光を対象物に照射することができる。これにより、各用途に適したビーム品質の光が対象物に照射されない場合に比べて、レーザ装置の加工速度や加工品質等の加工性能が向上し得る。

以上のように、本発明によれば、安定して所望のビーム品質の光を得ることができるビーム品質制御装置、及びこれを用いるレーザ装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態におけるレーザ装置を示す図である。 図１のレーザ装置におけるそれぞれの光源を示す図である。 図１のレーザ装置におけるビーム品質制御装置を示す図である。 ビーム品質制御装置の応力付与部が収縮した場合における応力付与部からクラッドへの応力の付与を説明する図である。 ビーム品質制御装置の応力付与部が膨張した場合における応力付与部からクラッドへの応力の付与を説明する図である。 応力付与部の温度とビーム品質の変化量との関係の例を示す図である。 第２実施形態におけるビーム品質制御装置を示す図である。 第３実施形態におけるビーム品質制御装置を示す図である。 第４実施形態におけるレーザ装置の光源を示す図である。

以下、本発明に係る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。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができる。また、本発明は、以下に例示する各実施形態における構成要素を適宜組み合わせてもよい。なお、理解の容易のため、それぞれの図において一部が誇張して記載される場合等がある。

（第１実施形態）
図１は、本発明にかかるレーザ装置１を示す図である。図１に示すように、本実施形態のレーザ装置１は、複数の光源２と、それぞれの光源２から出射する光を伝搬する光ファイバ２１と、光ファイバ２１からの光が入射するデリバリ光ファイバ１０と、コンバイナ２５と、デリバリ光ファイバ１０からの光が入射する光ファイバ５０を備えるビーム品質制御装置７０と、光ファイバ５０の端部に設けられる出射部６０とを主な構成として備える。

図２は、レーザ装置１におけるそれぞれの光源２を示す図である。図２に示すように、本実施形態では、それぞれの光源２は、励起光を出射する励起光源４０と、励起光源４０から出射する励起光が入射し、励起光により励起される活性元素が添加される増幅用光ファイバ３０と、を主な構成として備える。また、それぞれの光源２は、増幅用光ファイバ３０の一端に接続される光ファイバ３１と、光ファイバ３１に設けられる第１ＦＢＧ（Fibber Bragg Gratings）３３と、光ファイバ３１に励起光を入射するためのコンバイナ３５と、増幅用光ファイバ３０の他端に接続される光ファイバ３２と、光ファイバ３２に設けられる第２ＦＢＧ３４と、を主な構成としてさらに備える。増幅用光ファイバ３０と第１ＦＢＧ３３と第２ＦＢＧ３４とでファブリ・ペロー（Fabry-Perot）型の共振器が構成され、本実施形態の光源２は共振器型のファイバレーザ装置とされる。

励起光源４０は、複数のレーザダイオード４１から構成される。励起光源４０は、増幅用光ファイバ３０に添加される活性元素を励起する波長の励起光を出射する。励起光源４０のそれぞれのレーザダイオード４１は、励起光用光ファイバ４５に接続される。レーザダイオード４１から出射する光は、それぞれのレーザダイオード４１に光学的に接続される励起光用光ファイバ４５を伝搬する。励起光用光ファイバ４５としては、例えば、マルチモードファイバを挙げることができ、この場合、励起光は励起光用光ファイバ４５をマルチモード光として伝搬する。本実施形態では、励起光の波長は、例えば９１５ｎｍとされる。

増幅用光ファイバ３０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、外側クラッドの外周面を被覆する被覆層とから構成されている。本実施形態では、増幅用光ファイバ３０のコアは活性元素としてイッテルビウム（Ｙｂ）が添加された石英から成り、必要に応じて屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素が添加されている。なお、本実施形態とは異なるが、増幅する光の波長に合わせて、活性元素としてイッテルビウム以外の希土類元素が添加されても良い。このような希土類元素としては、ツリウム（Ｔｍ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジム（Ｎｄ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、エルビウム（Ｅｒ）等が挙げられる。さらに活性元素として、希土類元素の他に、ビスマス（Ｂｉ）等が挙げられる。また、増幅用光ファイバ３０の内側クラッド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る。なお、内側クラッドに例えばフッ素等の屈折率を低下させる元素が添加されてもよい。また、増幅用光ファイバ３０の外側クラッドを構成する材料としては、例えば、内側クラッドより屈折率の低い樹脂が挙げられ、増幅用光ファイバ３０の被覆層を構成する材料としては、例えば、外側クラッドを構成する樹脂とは異なる樹脂が挙げられる。増幅用光ファイバ３０は、シングルモードファイバとされるが、パワーの大きな信号光が増幅用光ファイバ３０のコアを伝搬可能なように、コアの直径がマルチモードファイバと同様とされつつも、シングルモードの光を伝搬する構成とされても良い。また、増幅用光ファイバ３０はマルチモードファイバとされても良い。

光ファイバ３１は、コアに活性元素が添加されていない点を除き増幅用光ファイバ３０と同じ構成とされる。光ファイバ３１は、増幅用光ファイバ３０の一端に接続されている。従って、増幅用光ファイバ３０のコアと光ファイバ３１のコアとが光学的に結合し、増幅用光ファイバ３０の内側クラッドと光ファイバ３１の内側クラッドとが光学的に結合している。

第１ＦＢＧ３３は、増幅用光ファイバ３０の一方側に接続される光ファイバ３１のコアに設けられている。第１ＦＢＧ３３は、光ファイバ３１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ることで構成されている。この周期が調整されることにより、第１ＦＢＧ３３は、励起状態とされた増幅用光ファイバ３０の活性元素が放出する光のうち所定の波長帯域の光を反射する。

また、コンバイナ３５において、光ファイバ３１の内側クラッドに励起光用光ファイバ４５のコアが接続されている。こうして、励起光源４０と接続される励起光用光ファイバ４５と増幅用光ファイバ３０の内側クラッドとは、光ファイバ３１の内側クラッドを介して、光学的に結合される。

また、コンバイナ３５において、光ファイバ３１に光ファイバ３６が接続されている。光ファイバ３６は、例えば、光ファイバ３１のコアと同じ直径のコアを有する光ファイバとされる。光ファイバ３６の一端は光ファイバ３１に接続されており、光ファイバ３６のコアと光ファイバ３１のコアとが光学的に結合している。また、光ファイバ３６のコンバイナ３５側と反対側には熱変換部Ｅが接続されている。

光ファイバ３２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３０のコアと同様のコアと、当該コアの外周面を隙間なく囲み増幅用光ファイバ３０の内側クラッドと同様の構成のクラッドと、クラッドの外周面を被覆する被覆層とから構成されている。光ファイバ３２は、増幅用光ファイバ３０の他端に接続されており、増幅用光ファイバ３０のコアと光ファイバ３２のコアとが光学的に結合している。

第２ＦＢＧ３４は、増幅用光ファイバ３０の他方側に接続される光ファイバ３２のコアに設けられている。第２ＦＢＧ３４は、光ファイバ３２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ることで構成されている。この構成により、第２ＦＢＧ３４は、第１ＦＢＧ３３が反射する光の少なくとも一部の波長の光を第１ＦＢＧ３３よりも低い反射率で反射する。

また、光ファイバ３２の増幅用光ファイバ３０側と反対側には、図１に示す光ファイバ２１が接続されており、光ファイバ３２と光ファイバ２１とで１つの光ファイバが構成されている。なお、光ファイバ３２が延長されることにより、光ファイバ３２の一部が光ファイバ２１とされても良い。

それぞれの光ファイバ２１のコアは、デリバリ光ファイバ１０のコアとコンバイナ２５により光学的に結合されている。デリバリ光ファイバ１０は、例えばマルチモードの光が伝搬するマルチモードファイバとされる。コンバイナ２５は、例えば、テーパ状に加工されたブリッジファイバとされる。この場合、それぞれの光ファイバ２１のコアは、コンバイナ２５であるブリッジファイバの大口径側の端面に接続され、デリバリ光ファイバ１０のコアは、コンバイナ２５であるブリッジファイバの小口径側の端面に接続される。こうして、コンバイナ２５を介して、それぞれの光ファイバ２１のコアとデリバリ光ファイバ１０のコアとが光学的に結合される。なお、コンバイナ２５は、それぞれの光ファイバ２１のコアとデリバリ光ファイバ１０のコアとを光学的に結合させるものであれば、上記のブリッジファイバに限らず、例えば、それぞれの光ファイバ２１のコアがデリバリ光ファイバ１０のコアに直接接続されてもよい。

デリバリ光ファイバ１０のコンバイナ２５側と反対側には、ビーム品質制御装置７０の光ファイバ５０が接続されており、デリバリ光ファイバ１０と光ファイバ５０とで１つの光ファイバが形成されている。なお、デリバリ光ファイバ１０が延長されることにより、デリバリ光ファイバ１０の一部が光ファイバ５０とされても良い。本実施形態では、デリバリ光ファイバ１０の構成は、光ファイバ５０の構成と同様とされる。第１ＦＢＧ３３から出射部６０における光ファイバ３１と増幅用光ファイバ３０と光ファイバ３２，２１とデリバリ光ファイバ１０と光ファイバ５０とには、励起光により励起される活性元素により増幅される光が伝搬する。

出射部６０は、光ファイバ５０から伝搬された光を対象物等に出射する。出射部６０は、例えば、光ファイバ５０の後述するコア５１の直径よりも大きな直径を有するガラスロッドとされる。なお、出射部６０は、光ファイバ５０の端部とされてもよいし、光ファイバ５０の端部に取り付けられたレンズなどの光学部品とされてもよい。

光ファイバ５０を備えるビーム品質制御装置７０は、共振器と出射部６０との間に配置される。上記したように、共振器は増幅用光ファイバ３０と第１ＦＢＧ３３と第２ＦＢＧ３４とから構成されているため、ビーム品質制御装置７０は第２ＦＢＧ３４と出射部６０との間に配置されればよい。

次に図３を用いて、ビーム品質制御装置７０の構成について説明する。図３は、ビーム品質制御装置７０を示す図である。

ビーム品質制御装置７０の光ファイバ５０は、光が伝搬するコア５１と、コア５１の外周面を全周に渡って囲い、コア５１の外周面に隙間なく密着するクラッド５３と、クラッド５３の外周面を全周に渡って囲い、クラッド５３の外周面に隙間なく密着する被覆層５５とを有する。例えば、コア５１及びクラッド５３にはガラスが用いられ、被覆層５５には樹脂が用いられる。例えば、コア５１は、活性元素が添加されていない点を除き増幅用光ファイバ３０のコアと同じ構成とされる。例えば、クラッド５３は、増幅用光ファイバ３０の内側クラッドと同じ構成とされる。例えば、被覆層５５は、増幅用光ファイバ３０の被覆層と同じ構成とされる。

また、ビーム品質制御装置７０は、応力付与部８０と、温度制御部９０と、熱伝導部材１１１と、入力部１１３と、記憶部１１５とを有する。

本実施形態では、例えば、応力付与部８０は、湿気硬化型の樹脂から成る。この樹脂は、例えば、シリコーン系の樹脂である。また、本実施形態では、熱伝導部材１１１は、例えば、銅、窒化アルミニウムなどの金属の板部材から成る。

応力付与部８０は、被覆層５５の外周面を全周に渡って囲い、被覆層５５の外周面に隙間なく密着しており、当該外周面に面接触する。別言すると、光ファイバ５０の外周面は、応力付与部８０に埋設される。被覆層５５の外周面に面接触する応力付与部８０の接触面と当該接触面から離れている応力付与部８０の外周面との間における応力付与部８０の厚みは、不均一となっている。別言すると、光ファイバ５０の径方向におけるクラッド５３の外周面と応力付与部８０の外周面との間の距離は、一定ではなく、不均一とされている。このために、例えば、応力付与部８０は半楕円形状となっており、熱伝導部材１１１の平面方向における応力付与部８０の長さは熱伝導部材１１１の厚み方向における応力付与部８０の長さよりも長くされている。熱伝導部材１１１の平面方向における応力付与部８０の長さは光ファイバ５０の直径よりも十分に長く、熱伝導部材１１１の厚み方向における応力付与部８０の長さは光ファイバ５０の直径よりも微小に長くされている。応力付与部８０は、光ファイバ５０とともに熱伝導部材１１１の主面に配置されており、光ファイバ５０を熱伝導部材１１１に固定する。例えば、応力付与部８０は、光ファイバ５０の全長の一部分において光ファイバ５０を囲っている。

温度制御部９０は、温度制御本体部９１と、電源９３と、ペルチェ素子９５とを有する。

温度制御本体部９１には、例えば、マイクロコントローラ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-scale Integrated Circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの集積回路やＮＣ（Numerical Control）装置を用いることができる。また、温度制御部９０は、ＮＣ装置を用いた場合、機械学習器を用いたものであってもよく、機械学習器を用いないものであってもよい。

温度制御本体部９１には、ビーム品質制御装置７０を搭載するレーザ装置１の用途が入力部１１３から入力される。この場合、温度制御本体部９１は、記憶部１１５にアクセスし、記憶部１１５に記憶されるテーブルからレーザ装置１の用途に応じた応力付与部８０の温度を読み出す。

電源９３は、応力付与部８０の温度がテーブルから読みだされた温度となるように、温度制御本体部９１によって電圧を制御される。電源９３は、電圧をペルチェ素子９５に印加する。

電圧の印加によって、ペルチェ素子９５に電流が所定の方向に流れると、ペルチェ素子９５の後述する一方の面の温度は上昇し、他方の面の温度は下降する。また、電圧が切り替わり、電流が上記とは逆の方向に流れると、ペルチェ素子９５の一方の面の温度は下降し、他方の面の温度は上昇する。ペルチェ素子９５の一方の面及び他方の面の温度は、ペルチェ素子９５に流れる電流の大きさによって変化する。電流の大きさが変えられることで、ペルチェ素子９５の温度の変化の度合いが変化する。電流の大きさが一定だと、ペルチェ素子９５の温度は一定となる。電流が流れない場合は、ペルチェ素子９５は発熱及び吸熱しない。

ペルチェ素子９５の一方の面には、熱伝導部材１１１が配置されている。上記したように、ペルチェ素子９５に電流が所定の方向に流れると、ペルチェ素子９５の一方の面の温度は上昇する。この場合、ペルチェ素子９５の熱は熱伝導部材１１１を介して応力付与部８０に伝達され、応力付与部８０の温度はペルチェ素子９５によって上昇する。また、上記したように、電流が上記とは逆の方向に流れると、熱伝導部材１１１が配置されるペルチェ素子９５の一方の面の温度は下降する。この場合、応力付与部８０の熱は応力付与部８０から熱伝導部材１１１を介してペルチェ素子９５に伝達され、応力付与部８０の温度はペルチェ素子によって下降する。

熱伝導部材１１１の主面には応力付与部８０が配置されており、熱伝導部材１１１の裏面はペルチェ素子９５に載置されている。熱伝導部材１１１は、応力付与部８０とペルチェ素子９５とに熱的に接続されており、ペルチェ素子９５と応力付与部８０との間において熱を伝導する。ペルチェ素子９５の一方の面の温度が上昇し、他方の面の温度が下降する場合、熱伝導部材１１１は、ペルチェ素子９５から発生した熱を応力付与部８０に伝導する。ペルチェ素子９５の一方の面の温度が下降し、他方の面の温度が上昇する場合、熱伝導部材１１１は、応力付与部８０の熱をペルチェ素子９５に伝導する。

熱伝導部材１１１の熱膨張係数は、クラッド５３の熱膨張係数と応力付与部８０の熱膨張係数とよりも大きくされ、被覆層５５の熱膨張係数よりも小さくされている。

入力部１１３は、レーザ装置１を操作する操作者によって操作される。本実施形態では、入力部１１３は、例えば、切削または溶接といったレーザ装置１の用途を温度制御本体部９１に入力する。入力部１１３は、一般的な入力用の機器であり、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、ボタンスイッチ、ダイヤル等である。入力部１１３は、操作者が図示しないモニタ等の表示部を目視した状態で表示部に表示される複数の用途から１つのある用途を選択及び入力してもよい。入力部１１３は、操作者がレーザ装置１を動作させるための各種指令を入力するために用いられてもよい。

記憶部１１５は、レーザ装置１の用途と用途に対応する応力付与部８０の温度との関係を示すテーブルを記憶している。記憶部１１５は、例えば、メモリである。

次に、応力付与部８０による光ファイバ５０への応力の付与について説明する。

本実施形態では、応力付与部８０の熱膨張係数は、クラッド５３の熱膨張係数とは異なる。ここでは、応力付与部８０の熱膨張係数は、クラッド５３の熱膨張係数よりも大きいものとして説明する。また、応力付与部８０の熱膨張係数及びクラッド５３の熱膨張係数は、被覆層５５の熱膨張係数よりも小さくされている。

本実施形態では、応力付与部８０の温度がある所定の温度となっている状態では、応力付与部８０は、収縮及び膨張しておらず、引張応力または圧縮応力といった応力を被覆層５５を介してクラッド５３に付していない状態となっている。また、被覆層５５も、応力付与部８０と同様に、ある所定の温度下では、収縮及び膨張しておらず、引張応力または圧縮応力といった応力をクラッド５３に付していない状態となっている。このような場合、応力付与部８０及び被覆層５５がクラッド５３に付与する外力の分布は、クラッド５３の周方向において均一な状態となっている。所定の温度とは、例えば、応力付与部８０である湿気硬化型の樹脂が硬化するときの温度である。

例えば、熱伝導部材１１１が配置されている温度制御部９０のペルチェ素子９５の一方の面の温度が下降し、ペルチェ素子９５の他方の面の温度が上昇すると、応力付与部８０の熱は熱伝導部材１１１を介してペルチェ素子９５に伝導される。これにより、応力付与部８０の温度は所定の温度よりも下降し、応力付与部８０は、所定の温度時に比べて収縮する。このとき、応力付与部８０の厚みが薄くなるように、応力付与部８０の外周面及び応力付与部８０の内周面は互いに向かって近づく。また、被覆層５５の熱は応力付与部８０と熱伝導部材１１１とを介してペルチェ素子９５に伝導され、被覆層５５の温度は所定の温度よりも下降する。このため、被覆層５５も、応力付与部８０と同様に、所定の温度時に比べて収縮する。

本実施形態では、上記のように応力付与部８０の熱膨張係数がクラッド５３の熱膨張係数よりも大きいため、応力付与部８０は、クラッド５３よりも大きく収縮する。そして、図４に示すように、応力付与部８０は、応力付与部８０の内周面において被覆層５５を介してクラッド５３を引っ張り、クラッド５３に引張応力を付与し得る。

また、本実施形態では、上記のように被覆層５５の熱膨張係数が応力付与部８０の熱膨張係数及びクラッド５３の熱膨張係数よりも大きいため、被覆層５５は、応力付与部８０及びクラッド５３よりも大きく収縮する。この場合、被覆層５５の外周面は、クラッド５３に向かう収縮を応力付与部８０の内周面における収縮によって抑制される。このため、応力付与部８０が配置されていない場合に比べて、被覆層５５は、クラッド５３を強い力で引っ張りし得る。これにより被覆層５５は、応力付与部８０が配置されていない場合に比べて、大きい引張応力をクラッド５３に付与し得る。

また、例えば、熱伝導部材１１１が配置されている温度制御部９０のペルチェ素子９５の一方の面の温度が上昇し、ペルチェ素子９５の他方の面の温度が下降すると、ペルチェ素子９５の熱は熱伝導部材１１１を介して応力付与部８０に伝導される。これにより応力付与部８０の温度は所定の温度よりも上昇し、応力付与部８０は、所定の温度時に比べて膨張する。このとき、応力付与部８０の厚みが厚くなるように、応力付与部８０の外周面及び応力付与部８０の内周面は互いから遠ざかる。また、ペルチェ素子９５の熱は熱伝導部材１１１及び応力付与部８０を介して被覆層５５にも伝導され、被覆層５５の温度は所定の温度よりも上昇する。このため、被覆層５５も、応力付与部８０と同様に、所定の温度時に比べて膨張する。

本実施形態では、上記のように応力付与部８０の熱膨張係数がクラッド５３の熱膨張係数よりも大きいため、応力付与部８０は、クラッド５３よりも大きく膨張する。そして、図５に示すように、応力付与部８０は、応力付与部８０の内周面において被覆層５５を介してクラッド５３を押圧し、クラッド５３に圧縮応力を付与し得る。

また、本実施形態では、上記のように被覆層５５の熱膨張係数が応力付与部８０の熱膨張係数及びクラッド５３の熱膨張係数よりも大きいため、被覆層５５は、応力付与部８０及びクラッド５３よりも大きく膨張する。この場合、被覆層５５の外周面は、応力付与部８０に向かう膨張を応力付与部８０の内周面における膨張によって抑制される。このため、応力付与部８０が配置されていない場合に比べて、被覆層５５は、クラッド５３を強い力で押圧し得る。これにより被覆層５５は、応力付与部８０が配置されていない場合に比べて、大きい圧縮応力をクラッド５３に付与し得る。

このように応力付与部８０は、応力付与部８０の温度によって収縮または膨張し、収縮によって応力である引張応力をクラッド５３に付与し、膨張によって応力である圧縮応力をクラッド５３に付与し得る。また、被覆層５５は、被覆層５５の温度によって収縮または膨張し、収縮によって応力である引張応力をクラッド５３に付与し、膨張によって応力である圧縮応力をクラッド５３に付与し得る。

応力付与部８０の収縮の程度は、応力付与部８０の温度が所定の温度よりも低くなればなるほど、大きくなる。このため、応力付与部８０の引張応力の大きさは、応力付与部８０の温度が所定の温度よりも低くなればなるほど、大きくなる。また、応力付与部８０の膨張の程度は、応力付与部８０の温度が所定の温度よりも高くなればなるほど、大きくなる。このため、応力付与部８０の圧縮応力の大きさは、応力付与部８０の温度が所定の温度よりも高くなればなるほど、大きくなる。同様に、被覆層５５の引張応力の大きさは、被覆層５５の温度が所定の温度よりも低くなればなるほど、大きくなる。また、被覆層５５の圧縮応力の大きさは、被覆層５５の温度が所定の温度よりも高くなればなるほど、大きくなる。

応力付与部８０と被覆層５５とが引張応力または圧縮応力をクラッドに付与すると、クラッド５３における外力の分布がクラッド５３の周方向において不均一となる。これによりコア５１にかかる応力の分布がコア５１の周方向において不均一となり、コア５１の屈折率の分布が変化し、コア５１を伝搬する光のモードが変化し得る。このように、コア５１にかかる応力が温度で制御されると、光ファイバ５０内でビーム品質が制御され、所望のビーム品質の光が得られる。

次に図６を用いて、温度制御部９０によって制御される応力付与部８０の温度と、ビーム品質の変化量との関係の例について説明する。図６は、応力付与部８０の温度とビーム品質の変化量との関係の例を示す図である。

ここで、図６にて実線で示すグラフについて説明する。このグラフでは、上記した所定の温度を例えば２５℃としている。従って、この場合では、外力の分布はクラッド５３の周方向において均一な状態となっており、ビーム品質の変化量は０である。この場合における、応力付与部８０の温度とビーム品質の変化量とについて、以下に説明する。

応力付与部８０の温度が２０℃の場合では応力付与部８０の引張応力によってビーム品質の変化量は０．００３、応力付与部８０の温度が１５℃の場合では応力付与部８０のより大きな引張応力によってビーム品質の変化量は０．０１５、となる結果が得られる。また、応力付与部８０の温度が３０℃の場合では応力付与部８０の圧縮応力によってビーム品質の変化量は０．００７、応力付与部８０の温度が３５℃の場合では応力付与部８０のより大きな圧縮応力によってビーム品質の変化量は０．０２５、応力付与部８０の温度が４０℃の場合では応力付与部８０の最も大きな圧縮応力によってビーム品質の変化量は０．０４７、となる結果が得られる。

次に、図６にて点線で示すグラフについて説明する。このグラフでは、上記した所定の温度を例えば３５℃としている。従って、この場合では、外力の分布はクラッド５３の周方向において均一な状態となっており、ビーム品質の変化量は０である。この場合における、応力付与部８０の温度とビーム品質の変化量とについて、以下に説明する。

応力付与部８０の温度が３０℃の場合では応力付与部８０の引張応力によってビーム品質の変化量は０．００３、応力付与部８０の温度が２５℃の場合では応力付与部８０のより大きな引張応力によってビーム品質の変化量は０．０１５、となる結果が得られる。また、応力付与部８０の温度が４０℃の場合では応力付与部８０の圧縮応力によってビーム品質の変化量は０．００７、応力付与部８０の温度が４５℃の場合では応力付与部８０のより大きな圧縮応力によってビーム品質の変化量は０．０２５、応力付与部８０の温度が５０℃の場合では応力付与部８０の最も大きな圧縮応力によってビーム品質の変化量は０．０４７、となる結果が得られる。

上記した結果から、応力付与部８０の温度が所定の温度よりも低くなればなるほど、引張応力が大きくなり、コア５１の屈折率の分布が変化するため、ビーム品質の変化量は大きくなり得る。また、応力付与部８０の温度が所定の温度よりも高くなればなるほど、圧縮応力が大きくなり、コア５１の屈折率の分布が変化するため、ビーム品質の変化量は大きくなり得る。つまり、応力の大きさは応力付与部８０の温度によって制御され、応力付与部８０の温度が所定の温度から離れるほどビーム品質の変化量は大きくなり得る。このように、応力付与部８０の温度の制御によって、ビーム品質が制御可能となる。

また、例えば、図６にて実線で示すグラフにおいて、所定の温度を例えば３０℃としても、応力付与部８０の温度がこの所定の温度よりも低くなると、応力付与部８０は収縮して引張応力を付与し、応力付与部８０の温度がこの所定の温度よりも高くなると、応力付与部８０は膨張して圧縮応力を付与することになる。従って、所定の温度がどのような値であっても、応力付与部８０の温度が所定の温度に対して変化すると、応力付与部８０が収縮または膨張する。これにより、コア５１の屈折率の分布が変化するため、ビーム品質が変化することがわかる。

次にレーザ装置１の動作について説明する。

レーザ装置１を使用するための設定段階として、応力付与部８０の温度及び被覆層５５の温度は所定の温度となっており、応力付与部８０及び被覆層５５は、収縮及び膨張しておらず、引張応力または圧縮応力といった応力をクラッド５３に付していない状態として説明する。このため、応力付与部８０及び被覆層５５がクラッド５３に付与する外力の分布は、クラッド５３の周方向において均一な状態となっている。

レーザ装置１を操作する操作者は、切削または溶接といったレーザ装置１の用途を入力部１１３に入力する。入力部１１３は、この用途を温度制御部９０に入力する。温度制御本体部９１は、記憶部１１５にアクセスし、記憶部１１５に記憶されるテーブルから用途に応じた応力付与部８０の温度を読み出す。温度制御本体部９１は、応力付与部８０の温度がテーブルから読み出された温度となるように、電源９３の電圧を制御する。電源９３は電圧をペルチェ素子９５に印加し、ペルチェ素子９５の一方の面の温度は上昇または下降し、ペルチェ素子９５の他方の面の温度は一方の面とは逆に下降または上昇する。

応力付与部８０の温度と被覆層５５の温度とがペルチェ素子９５の一方の面の温度下降によって所定の温度よりも低くなると、応力付与部８０及び被覆層５５は、収縮によってクラッド５３を引っ張り、クラッド５３に引張応力を付与する。

応力付与部８０の温度と被覆層５５の温度とがペルチェ素子９５の一方の面の温度上昇によって所定の温度よりも高くなると、応力付与部８０及び被覆層５５は、膨張によってクラッド５３を押圧し、クラッド５３に圧縮応力を付与する。

応力付与部８０及び被覆層５５は、収縮によって応力である引張応力をクラッド５３に付与し、膨張によって応力である圧縮応力をクラッド５３に付与する。応力付与部８０の温度及び被覆層５５の温度が所定の温度よりも低くなればなるほど、圧縮応力は大きくなる。また、応力付与部８０の温度及び被覆層５５の温度が所定の温度よりも高くなればなるほど、引張応力は大きくなる。応力付与部８０の温度及び被覆層５５の温度は、レーザ装置１の用途に応じて制御される。応力付与部８０の温度及び被覆層５５の温度によって、応力付与部８０の応力の大きさ及び被覆層５５の応力の大きさが制御される。

本実施形態では、応力付与部８０の温度及び被覆層５５の温度が変化すると、クラッド５３に付与される応力の大きさが変化し得る。クラッド５３に付与される応力の大きさが変化すると、応力付与部８０及び被覆層５５がクラッド５３に付与する外力が変化し、外力の分布はクラッド５３の周方向において不均一となり得る。これにより、コア５１にかかる応力の分布がコア５１の周方向において不均一となり、コア５１の屈折率の分布が変化し、コア５１を伝搬する光のモードが変化し得る。

上記した設定が終わると、レーザ装置１は以下のように動作する。

それぞれの光源２において、励起光源４０のそれぞれのレーザダイオード４１から励起光が出射する。励起光源４０から出射した励起光は、励起光用光ファイバ４５、光ファイバ３１を介して、増幅用光ファイバ３０の内側クラッドに入射する。増幅用光ファイバ３０の内側クラッドに入射した励起光は主にこの内側クラッドを伝搬して、増幅用光ファイバ３０のコアを通過する際に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自然放出光を放出し、この自然放出光のうち一部の波長の光が第１ＦＢＧ３３により反射され、反射された光のうち第２ＦＢＧ３４が反射する波長の光が第２ＦＢＧ３４で反射される。このため、第１ＦＢＧ３３と第２ＦＢＧ３４との間、すなわち共振器内を光が往復し、増幅用光ファイバ３０のコアを伝搬するときの誘導放出により光が増幅され、レーザ発振状態が生じる。このときの光の波長は、例えば１０７０ｎｍとされる。そして、増幅された光のうち一部の光は、第２ＦＢＧ３４を透過して光ファイバ３２から出射する。この光は、光ファイバ２１からコンバイナ２５を介してデリバリ光ファイバ１０のコアに入射する。

本実施形態では、デリバリ光ファイバ１０がマルチモードファイバであれば、デリバリ光ファイバ１０のコアに入射した光は、コアをマルチモードで伝搬する。そして、コアを伝搬する光は、デリバリ光ファイバ１０から光ファイバ５０に伝搬する。このように、励起光により励起される活性元素により増幅される光は、第１ＦＢＧ３３から出射部６０における光ファイバ３１と増幅用光ファイバ３０と光ファイバ３２，２１とデリバリ光ファイバ１０と光ファイバ５０とを伝搬する。

光ファイバ５０のコア５１の屈折率の分布はビーム品質制御装置７０によって切断または切削といったレーザ装置１の用途に応じて変化しており、光ファイバ５０において光のモードの数は用途に応じて変化する。従って、例えば、用途に応じて、シングルモードの光がマルチモードの光に変わる、またはマルチモードの光がシングルモードの光に変わる。このため、光は、用途に応じた所望のビーム品質を備える。そして、光は、用途に応じた所望のビーム品質を備えた状態で、出射部６０から出射されて対象物等に照射される。なお、光ファイバ３２，２１，５０及びデリバリ光ファイバ１０それぞれのコアを伝搬する光のパワーは、例えば、１ｋＷ以上とされる。

以上のように、本実施形態のビーム品質制御装置７０は、コア５１及びコア５１の外周面を囲うクラッド５３を有する光ファイバ５０と、光ファイバ５０の外周面の少なくとも一部に面接触し、クラッド５３の熱膨張係数とは異なる熱膨張係数を有する応力付与部８０と、応力付与部８０の温度を制御する温度制御部９０と、を備える。応力付与部８０は、当該応力付与部８０がクラッド５３に付与する外力の分布がクラッド５３の周方向において不均一となるように、温度制御部９０による応力付与部８０の温度の変化によって収縮または膨張する。

このようなビーム品質制御装置７０では、応力付与部８０の温度が温度制御部９０によって変化すると、応力付与部８０は収縮または膨張する。本ビーム品質制御装置７０では、応力付与部８０がクラッド５３に付与する外力がクラッド５３の周方向において不均一に変化するため、コア５１にかかる応力の分布がコア５１の周方向において不均一となり、コア５１の屈折率の分布が変化し、コア５１を伝搬する光のモードが変化し得る。また本実施形態では、被覆層５５が配置されており、被覆層５５によってコア５１の屈折率の分布がさらに変化し、コア５１を伝搬する光のモードが変化し得る。このように、本実施形態のビーム品質制御装置７０では、コア５１にかかる応力が温度で制御されることで、所望のビーム品質の光を得ることができる。従って、本実施形態のビーム品質制御装置７０では、光ファイバ５０内でビーム品質を制御させるため、振動や環境温度の変化等が生じても、空間内にレンズが配置されることでビーム品質が制御される場合と比べて、安定して所望のビーム品質の光を得ることができる。

また、本実施形態では、ビーム品質制御装置７０は、主面上に応力付与部８０が配置され、温度制御部９０に熱的に接続される板状の熱伝導部材１１１をさらに備え、熱伝導部材１１１は、温度制御部９０と応力付与部８０との間において熱を伝導する。

温度制御部９０が発熱する場合、温度制御部９０の熱は、熱伝導部材１１１の平面方向において熱伝導部材１１１全体に渡って伝導され易くなり、熱伝導部材１１１から熱伝導部材１１１の主面上の応力付与部８０に伝導され易くなり得る。また、温度制御部９０が吸熱する場合、応力付与部８０の熱は、熱伝導部材１１１の平面方向において熱伝導部材１１１全体に渡って伝導され易くなり、応力付与部８０から熱伝導部材１１１に伝導され易くなり得る。これにより、応力付与部８０の温度は変化し易くなり、応力付与部８０の応力の大きさは応力付与部８０の温度によって変化し易くなり得る。従って、このビーム品質制御装置７０によれば、熱伝導部材１１１が配置されていない場合に比べて、応力付与部８０の応力の大きさを変化させ易くすることができる。

また、本実施形態では、温度制御部９０は、熱伝導部材１１１が配置されるペルチェ素子９５を有する。

一般的に、ペルチェ素子９５において電流が所定の方向に流れると、ペルチェ素子９５の一方の面の温度は上昇し、他方の面の温度は下降する。この場合において、熱伝導部材１１１が一方の面に配置されると、熱は一方の面から熱伝導部材１１１を介して応力付与部８０に伝達され、応力付与部８０の温度はペルチェ素子９５によって上昇する。また、電流が上記とは逆の方向に流れると、一方の面の温度は下降し、他方の面の温度は上昇する。この場合において、熱伝導部材１１１が一方の面に配置されると、熱は応力付与部８０から熱伝導部材１１１を介してペルチェ素子９５に伝達され、応力付与部８０の温度はペルチェ素子９５によって下降する。このように、応力付与部８０の温度はペルチェ素子９５によって変化し、応力付与部８０の応力の大きさは応力付与部８０の温度によって制御され得る。従って、このビーム品質制御装置７０によれば、ペルチェ素子９５によって応力付与部８０の応力の大きさを制御することができる。

また、本実施形態では、応力付与部８０は、光ファイバ５０の外周面に面接触する接触面と接触面から離れている応力付与部８０の外周面との間の厚みが不均一な樹脂から成る。

この場合、樹脂の温度が変化することで、クラッド５３に付与される外力の大きさにばらつきが生じ、コア５１にかかる応力の分布はコア５１の周方向において不均一となり得る。

また、本実施形態では、樹脂の温度が所定の温度よりも低い場合に、樹脂は、収縮してクラッド５３に引張応力を付与し、樹脂の温度が所定の温度よりも高い場合に、樹脂は、膨張してクラッド５３に圧縮応力を付与する。

この場合、温度制御部９０は、樹脂の温度を制御することによって樹脂の収縮または膨張を制御し得、樹脂の収縮または膨張によって応力を制御し得る。

また、本実施形態では、レーザ装置１は、ビーム品質制御装置７０と、励起光を出射する励起光源４０と、を備える。ビーム品質制御装置７０の光ファイバ５０には、励起光により励起される活性元素により増幅される光が伝搬する。

この場合、レーザ装置１は、ビーム品質制御装置７０によって制御されたビーム品質の光を対象物に照射し得る。上記のように、このビーム品質制御装置７０では、振動や環境温度の変化等が生じても、安定して所望のビーム品質の光を得ることができる。従って、本レーザ装置１によれば、安定して所望のビーム品質の光を対象物に照射することができる。

また、本実施形態では、レーザ装置１は、活性元素が添加される増幅用光ファイバ３０と、増幅用光ファイバ３０の一方側に設けられ、活性元素により増幅される光の少なくとも一部の波長の光を反射する第１ＦＢＧ３３と、増幅用光ファイバ３０の他方側に設けられ、第１ＦＢＧ３４が反射する光のうち少なくとも一部の波長の光を第１ＦＢＧ３３より低い反射率で反射する第２ＦＢＧ３４と、第２ＦＢＧ３４を透過する光を対象物に向けて出射する出射部６０と、を備え、ビーム品質制御装置７０は、第２ＦＢＧ３４と出射部６０との間に配置されてもよい。

また、本実施形態では、レーザ装置１は、レーザ装置１の用途を温度制御部９０に入力する入力部１１３と、用途に応じた応力付与部の温度を記憶する記憶部１１５と、をさらに備え、温度制御部９０は、入力部１１３から用途を入力される場合、記憶部１１５に記憶される応力付与部８０の温度を読み出して、応力付与部８０の温度を読み出した応力付与部８０の温度に制御する。

この場合、レーザ装置１は、各用途に適したビーム品質の光を対象物に照射することができる。これにより、各用途に適したビーム品質の光が対象物に照射されない場合に比べて、レーザ装置１の加工速度や加工品質等の加工性能が向上し得る。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７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、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

図７は、本実施形態にかかるビーム品質制御装置７０を示す図である。本実施形態では温度制御部９０の構成が第１実施形態のそれとは異なり、ビーム品質制御装置７０が枠部材１１７をさらに備える点が第１実施形態のそれとは異なる。

本実施形態の温度制御部９０は、温度制御本体部９１と、ヒートポンプ９７と、流路部９９とを有する。

ヒートポンプ９７は、温度制御本体部９１の制御によって、流路部９９を流れる流体を冷却または加熱する。ヒートポンプ９７の温度は、温度制御本体部９１によって制御される。

流路部９９は、熱伝導部材１１１を貫通しており、光ファイバ５０の直下に配置されている。流路部９９は、熱伝導部材１１１に熱的に接続されている。流路部９９は、例えば、パイプなどの管である。流路部９９には流体が流れており、この流体は例えば液体である。流路部９９は、熱伝導部材１１１の外部に延びており、熱伝導部材１１１の外部においてヒートポンプ９７に熱的に接続されている。流体の温度は、ヒートポンプ９７からの熱によって変化する。

また、本実施形態のビーム品質制御装置７０は、例えば、金属から成る枠部材１１７をさらに備える。枠部材１１７は、熱伝導部材１１１に載置されており、熱伝導部材１１１に熱的に接続されている。

枠部材１１７の断面は凹状となっており、応力付与部８０及び光ファイバ５０は凹状の枠部材１１７の内部に配置されている。光ファイバ５０を全周に渡って囲う応力付与部８０は、枠部材１１７の内周面に接触しており、枠部材１１７に熱的に接続されている。枠部材１１７は、樹脂である応力付与部８０を囲う。枠部材１１７は、応力付与部８０の少なくとも一部を囲っていればよい。枠部材１１７の凹状の断面における内側側面の高さは、光ファイバ５０の直径よりも長くされている。枠部材１１７は、応力付与部８０を光ファイバ５０に固定する。枠部材１１７の熱膨張係数は、応力付与部８０の熱膨張係数よりも小さくされている。また、応力付与部８０が膨張する場合、枠部材１１７は枠部材１１７に向かう応力付与部８０の広がりを抑制している。

本実施形態では、上記したように、温度制御部９０は、ヒートポンプ９７と、ヒートポンプ９７によって温度が変化する流体が流れ、熱伝導部材１１１を貫通し、流体によって応力付与部８０の温度を変化させる流路部９９とを有する。この場合、応力付与部８０は、枠部材１１７と熱伝導部材１１１とを介して流路部９９に熱的に接続されている。ヒートポンプ９７が冷却または加熱によって流体の温度を制御すると、応力付与部８０の温度は熱伝導部材１１１を介して流体によって変化し、応力付与部８０の応力の大きさは応力付与部８０の温度によって制御され得る。従って、このビーム品質制御装置７０によれば、流路部９９によって応力付与部の応力の大きさを制御することができる。

また、本実施形態では、ビーム品質制御装置７０は、応力付与部８０の少なくとも一部を囲う枠部材１１７をさらに備え、枠部材１１７の熱膨張係数は、応力付与部８０の熱膨張係数よりも小さくされている。

この場合、応力付与部８０は、膨張すると枠部材１１７に向かう広がりを枠部材１１７によって抑制されるため、枠部材１１７が配置されていない場合に比べてクラッド５３に向かって強い外力でクラッド５３を押圧し得る。これにより応力付与部８０は、枠部材１１７が配置されていない場合に比べて、大きい圧縮応力をクラッド５３に付与することができる。

また、本実施形態では、枠部材１１７は、金属から成る。

一般的に、熱は、金属を伝導し易いため、枠部材１１７を介して応力付与部８０に伝導され易くなり得る。従って、このビーム品質制御装置７０によれば、枠部材１１７が配置されていない場合に比べて、応力付与部８０の応力を早く変化させることができる。

なお、流体の熱は、熱伝導部材１１１を介して枠部材１１７にも伝導される。枠部材１１７の熱膨張係数は、応力付与部８０の熱膨張係数よりも低くされている。このため、熱による枠部材１１７の収縮または膨張は、応力付与部８０の収縮または膨張にほとんど影響を与えない。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図８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、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

図８は、本実施形態にかかるビーム品質制御装置７０を示す図である。本実施形態では応力付与部８０の構成が第１実施形態のそれとは異なる。

本実施形態の応力付与部８０は、板部材８１と、板部材８１に立設される一対の壁部材８３とを有する。

板部材８１は、例えば、銅などの金属から成る。板部材８１は、ペルチェ素子９５に載置されており、ペルチェ素子９５に熱的に接続されている。板部材８１は、ペルチェ素子９５から伝導される熱によって、一対の壁部材８３の並び方向において収縮または膨張する。板部材８１の熱膨張係数は、クラッド５３の熱膨張係数よりも大きくされている。板部材８１は、第１実施形態の熱伝導部材１１１であってもよい。

壁部材８３は、例えば、金属から成る。壁部材８３は、板部材８１に固定されている。光ファイバ５０は、一対の壁部材８３に挟み込まれており、壁部材８３に接触している。

板部材８１の温度がある所定の温度となっている状態では、板部材８１は収縮及び膨張しておらず、壁部材８３は光ファイバ５０を挟み込んで光ファイバ５０に接触しているのみである。従って、板部材８１は、圧縮応力といった応力を壁部材８３介してクラッド５３に付していない状態となっている。このような場合、応力付与部８０がクラッド５３に付与する外力の分布は、クラッド５３の周方向において均一な状態となっている。

例えば、温度制御部９０のペルチェ素子９５の一方の面の温度が下降し、他方の面の温度が上昇すると、板部材８１の熱は熱伝導部材１１１を介してペルチェ素子９５に伝導される。これにより、板部材８１の温度は所定の温度よりも下降し、板部材８１は、所定の温度時に比べて収縮する。また、本実施形態では、板部材８１の熱膨張係数がクラッド５３の熱膨張係数よりも大きいため、板部材８１は、クラッド５３よりも大きく収縮する。このとき、板部材８１は、一対の壁部材８３の並び方向において収縮する。これにより、一対の壁部材８３は、互いに向かって近づく。そして、一対の壁部材８３は、クラッド５３の径方向における両側からクラッド５３を押圧し、クラッド５３に圧縮応力を付与し得る。

例えば、温度制御部９０のペルチェ素子９５の一方の面の温度が上昇し、他方の面の温度が下降すると、ペルチェ素子９５の熱は熱伝導部材１１１を介して板部材８１に伝導される。これにより板部材８１の温度は収縮時の温度よりも上昇し、板部材８１は、収縮時に比べて膨張する。また、本実施形態では、板部材８１の熱膨張係数がクラッド５３の熱膨張係数よりも大きいため、板部材８１は、クラッド５３よりも大きく膨張する。このとき、板部材８１は、一対の壁部材８３の並び方向において膨張する。これにより、一対の壁部材８３は、互いに向かって離れる。そして、一対の壁部材８３は、収縮時における圧縮応力の付与を解放し得る。

このように一対の壁部材８３は、収縮によってクラッド５３にクラッド５３の径方向における両側から応力である圧縮応力を付与し、膨張によって圧縮応力の付与を解放し得る。これにより、コア５１にかかる応力の分布はコア５１の周方向において不均一となり、コア５１を伝搬する光のモードが変化し得る。このように、本実施形態のビーム品質制御装置７０では、コア５１にかかる応力が温度で制御されることで、所望のビーム品質の光を得ることができる。従って、本実施形態のビーム品質制御装置７０では、光ファイバ５０内でビーム品質を制御させるため、振動や環境温度の変化等が生じても、空間内にレンズが配置されることでビーム品質が制御される場合と比べて、安定して所望のビーム品質の光を得ることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図９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、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

図９は、本実施形態にかかるレーザ装置１における光源２を示す図である。本実施形態ではビーム品質制御装置７０の位置とビーム品質制御装置７０の構成が第１実施形態のそれとは異なる。

本実施形態のビーム品質制御装置７０は、図１のデリバリ光ファイバ１０には接続されず、それぞれの光源２における共振器の内部に配置される。上記したように、共振器は増幅用光ファイバ３０と第１ＦＢＧ３３と第２ＦＢＧ３４とから構成されているため、例えば、ビーム品質制御装置７０は増幅用光ファイバ３０と第２ＦＢＧ３４との間に配置される。

本実施形態のビーム品質制御装置７０は、共振器の内部に配置されるため、図３等に示す光ファイバ５０の代わりに、光ファイバ３２を有する。例えば、光ファイバ３２のコアは光ファイバ５０のコア５１と同じ構成とされ、光ファイバ３２のクラッドは光ファイバ５０のクラッド５３と同じ構成とされ、光ファイバ３２の被覆層は光ファイバ５０の被覆層５５と同じ構成とされる。

また、本実施形態のビーム品質制御装置７０は、第１実施形態と同様に、応力付与部８０と、温度制御部９０と、熱伝導部材１１１と、入力部１１３と、記憶部１１５とを有する。ただし、温度制御部９０の温度制御本体部９１及び電源９３と、入力部１１３と、記憶部１１５とは、それぞれの光源２におけるビーム品質制御装置７０で共有されてもよい。

本実施形態の応力付与部８０は、第１実施形態の応力付与部８０と同じ構成とされる。また、本実施形態の応力付与部８０は、光ファイバ３２の被覆層の外周面を全周に渡って囲い、被覆層の外周面に隙間なく密着しており、当該外周面に面接触する。

本実施形態では、応力付与部８０は、応力付与部８０の温度によって収縮または膨張し、収縮によって応力である引張応力を光ファイバ３２のクラッドに付与し、膨張によって応力である圧縮応力を光ファイバ３２のクラッドに付与し得る。また、光ファイバ３２の被覆層は、被覆層の温度によって収縮または膨張し、収縮によって応力である引張応力を光ファイバ３２のクラッドに付与し、膨張によって応力である圧縮応力を光ファイバ３２のクラッドに付与し得る。

本実施形態では、応力付与部８０と光ファイバ３２の被覆層とが引張応力または圧縮応力を光ファイバ３２のクラッドに付与すると、光ファイバ３２のクラッドにおける外力の分布が光ファイバ３２のクラッドの周方向において不均一となる。これにより光ファイバ３２のコアにかかる応力の分布が光ファイバ３２のコアの周方向において不均一となり、光ファイバ３２のコアの屈折率の分布が変化し得る。

光ファイバ３２のコアの屈折率の分布はビーム品質制御装置７０によって切断または切削といったレーザ装置１の用途に応じて変化しており、光ファイバ３２において光のモードの数は用途に応じて変化する。従って、例えば、用途に応じて、シングルモードの光がマルチモードの光に変わる、またはマルチモードの光がシングルモードの光に変わり、ビーム品質は制御される。

次に本実施形態のレーザ装置１の動作について説明する。

第１実施形態と同様に、励起光源４０から出射した励起光は、励起光用光ファイバ４５、光ファイバ３１を介して、増幅用光ファイバ３０の内側クラッドに入射する。この励起光は主にこの内側クラッドを伝搬して、増幅用光ファイバ３０のコアを通過する際に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自然放出光を放出し、この自然放出光のうち一部の波長の光が第１ＦＢＧ３３により反射され、反射された光のうち第２ＦＢＧ３４が反射する波長の光が第２ＦＢＧ３４で反射される。このため、第１ＦＢＧ３３と第２ＦＢＧ３４との間、すなわち共振器内を光が往復する。

本実施形態では、ビーム品質制御装置７０が共振器内に配置されており、光ファイバ３２のコアの屈折率の分布はビーム品質制御装置７０によって切断または切削といったレーザ装置１の用途に応じて変化している。このため、光が共振器内を往復する度に、光ファイバ３２において光のモードの数は用途に応じて変化する。従って、光は、用途に応じた所望のビーム品質を備える。そして、光は、用途に応じた所望のビーム品質を備えた状態で、第２ＦＢＧ３４を透過して光ファイバ３２と光ファイバ２１とコンバイナ２５とデリバリ光ファイバ１０のコアとを伝搬して、出射部６０から対象物等に照射される。

本実施形態では、ビーム品質制御装置７０が共振器内に配置されているため、光が共振器内を往復する度にビーム品質を制御することができる。また、増幅用光ファイバ３０と第２ＦＢＧ３４との間における光のパワー密度は第１ＦＢＧ３３と増幅用光ファイバ３０との間における光のパワー密度よりも高く、ビーム品質制御装置７０は、増幅用光ファイバ３０と第２ＦＢＧ３４との間に配置される。このため、ビーム品質制御装置７０は、第１ＦＢＧ３３と増幅用光ファイバ３０との間に配置される場合に比べて、パワー密度が高い光を所望のビーム品質に近づけることができ、出射部６０から出射する光のビーム品質を所望のビーム品質に近づけることができる。

なお、本実施形態では、ビーム品質制御装置７０は、第１ＦＢＧ３３と増幅用光ファイバ３０との間に配置されてもよい。第１ＦＢＧ３３と増幅用光ファイバ３０との間における光のパワー密度は、増幅用光ファイバ３０と第２ＦＢＧ３４との間におけるパワー密度よりも低い。従って、ビーム品質制御装置７０は、第１ＦＢＧ３３と増幅用光ファイバ３０との間に配置されると、増幅用光ファイバ３０と第２ＦＢＧ３４との間に配置される場合に比べて、ビーム品質制御装置７０の光ファイバ５０での発熱を抑え得る。このため、ビーム品質制御装置７０の損傷を抑制し得る。

本実施形態では、ビーム品質制御装置７０は、複数の光源２のうちのいずれかの共振器の内部に配置されてもよい。

以上、本発明について、上記各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く、適宜変更することが可能である。

応力付与部８０は、被覆層５５の外周面の少なくとも一部に面接触していればよい。

また、被覆層５５がクラッド５３に配置されておらず、光ファイバ５０はコア５１及びクラッド５３のみを有してもよい。この場合、応力付与部８０は、クラッド５３の外周面の少なくとも一部に面接触していればよい。また、被覆層５５が配置されてなくても、応力付与部８０は収縮または膨張し得る。これにより、被覆層５５が配置されていなくても、応力付与部８０がクラッド５３に付与する外力が変化し、応力付与部８０によって、コア５１にかかる応力の分布がコア５１の周方向において不均一となり、コア５１の屈折率の分布が変化し、コア５１を伝搬する光のモードが変化し得る。このコア５１にかかる応力を温度で制御することで、所望のビーム品質の光を得ることができる。このように、ビーム品質制御装置７０では、光ファイバ５０内でビーム品質を制御させるため、振動や環境温度の変化等が生じても、空間内にレンズが配置されることでビーム品質が制御される場合と比べて、安定して所望のビーム品質の光を得ることができる。

例えば、応力付与部８０は、光ファイバ５０の全長に渡って光ファイバ５０を囲っていてもよい。応力付与部８０が光ファイバ５０の全長の一部分において光ファイバ５０を囲っている場合、複数の応力付与部８０が互いに離れて配置されてもよい。

温度制御本体部９１は、レーザ装置１の用途に応じた応力付与部８０の温度の値を入力部１１３から直接入力されてもよい。

温度制御部９０は、応力付与部８０の温度を計測する温度計測部を有してもよい。この場合、温度制御本体部９１は、温度計測部によって計測された応力付与部８０の温度を基に電源９３の電圧をさらに制御してもよい。温度計測部によって計測された温度が温度制御本体部９１にフィードバックされ、フィードバックが繰り返されることで、応力付与部８０の温度がレーザ装置１の用途に応じた目標温度に設定されるように、応力付与部８０の温度は制御される。応力付与部８０の制御方法には、例えば、ＯＮ−ＯＦＦ制御、ＰＷＭ制御、ＰＩＤ制御などが挙げられる。

温度制御部９０は、自身が発熱または吸熱せずに、応力付与部８０の温度を変化させてもよい。このような温度制御部９０は、例えば、赤外線及び超音波等を応力付与部８０に照射することで、応力付与部８０の温度を変化させてもよい。

熱伝導部材１１１は、熱を伝導できれば板状に限定される必要はない。

第１実施形態では、応力付与部８０の熱膨張係数がクラッド５３の熱膨張係数よりも小さくてもよい。この場合、応力付与部８０は、クラッド５３よりも小さく収縮する。そして、応力付与部８０は、応力付与部８０の熱膨張係数がクラッド５３の熱膨張係数よりも大きい場合に比べて、応力付与部８０の内周面において被覆層５５を介してクラッド５３を小さく引っ張り、クラッド５３に小さな引張応力を付与し得る。また、この場合、応力付与部８０は、クラッド５３よりも小さく膨張する。そして、応力付与部８０は、応力付与部８０の熱膨張係数がクラッド５３の熱膨張係数よりも大きい場合に比べて、応力付与部８０の内周面において被覆層５５を介してクラッド５３を小さく押圧し、クラッド５３に小さな圧縮応力を付与し得る。

第１実施形態では、ペルチェ素子９５の代わりに、ヒータが用いられてもよい。

第１実施形態では、ビーム品質制御装置７０は、共振器の外部に配置されていればよく、例えば、デリバリ光ファイバ１０に配置されてもよい。

第１実施形態では、光源２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。

第１，２，３実施形態では、ビーム品質制御装置７０は、第１ＦＢＧ３４と出射部６０との間に配置されてもよい。

第２実施形態の枠部材１１７は、第１実施形態及び第４実施形態に組み込まれてもよい。

第２実施形態の流路部９９が第１，４実施形態のペルチェ素子９５の代わりに第１実施形態の熱伝導部材１１１に組み込まれ、ヒートポンプ９７が第１，４実施形態の電源９３の代わりに組み込まれてもよい。

第３実施形態では、第１実施形態のペルチェ素子９５の代わりに、第２実施形態の流路部９９を有する熱伝導部材１１１が配置されてもよいし、流路部９９が板部材８１に配置されてもよい。

第３実施形態では、壁部材８３は、光ファイバ５０に固定されてもよい。この場合、ペルチェ素子９５の一方の面の温度が上昇し、他方の面の温度が下降すると、板部材８１は膨張し、一対の壁部材８３は互いに向かって離れる。これにより、一対の壁部材８３は、壁部材８３に固定されているクラッド５３を両側から引っ張り、クラッド５３に引張応力を付与し得る。

また、上記実施形態では、光源２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２は、他のファイバレーザ装置であってもよい。光源２が他のファイバレーザ装置とされる場合、光源２は、種光源を有するＭＯ−ＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）型のファイバレーザ装置や、ＤＤＬ（Direct Diode Laser）型のレーザ装置であってもよい。光源２がＭＯ−ＰＡ型のファイバレーザ装置である場合、ビーム品質制御装置７０は、種光源と出射部との間に配置されればよい。ただし、種光源から出射される光を増幅する増幅用光ファイバと出射部との間にビーム品質制御装置７０が配置される場合、ビーム品質制御装置７０が種光源と増幅用光ファイバとの間に配置される場合に比べて、ビーム品質制御装置７０は、パワー密度の高い光を所望のビーム品質に近づけることができ、出射部６０から出射する光のビーム品質を所望のビーム品質により近づけることができる。ＤＤＬ型のレーザ装置の場合、図１に示す光源２がレーザダイオードであってもよく、光源２と、出射部６０との間にビーム品質制御装置７０が配置されればよい。

本発明によれば、安定して所望のビーム品質の光を得ることができるビーム品質制御装置、及びこれを用いるレーザ装置が提供され、レーザ加工分野、医療分野等の様々な産業において利用可能である。

１・・・レーザ装置
２・・・光源
３０・・・増幅用光ファイバ
３３・・・第１ＦＢＧ
３４・・・第２ＦＢＧ
５０・・・光ファイバ
５１・・・コア
５３・・・クラッド
５５・・・被覆層
６０・・・出射部
７０・・・ビーム品質制御装置
８０・・・応力付与部
９０・・・温度制御部
９１・・・温度制御本体部
９３・・・電源
９５・・・ペルチェ素子
１１１・・・熱伝導部材
１１３・・・入力部
１１５・・・記憶部

Claims (13)

1. コア及び前記コアの外周面を囲うクラッドを有する光ファイバと、
   前記光ファイバの外周面の少なくとも一部に面接触し、前記クラッドの熱膨張係数とは異なる熱膨張係数を有する応力付与部と、
   前記応力付与部の温度を制御する温度制御部と、
   を備え、
   前記応力付与部は、当該応力付与部が前記クラッドに付与する外力の分布が前記クラッドの周方向において不均一となるように、前記温度制御部による前記温度の変化によって収縮または膨張する
   ことを特徴とするビーム品質制御装置。
2. 前記ビーム品質制御装置は、主面上に前記応力付与部が配置されており、かつ、前記温度制御部に熱的に接続される板状の熱伝導部材をさらに備え、
   前記熱伝導部材は、前記温度制御部と前記応力付与部との間において熱を伝導する
   ことを特徴とする請求項１に記載のビーム品質制御装置。
3. 前記温度制御部は、前記熱伝導部材と熱的に接続されるペルチェ素子を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載のビーム品質制御装置。
4. 前記温度制御部は、
   ヒートポンプと、
   前記ヒートポンプによって温度が変化する流体が流れ、前記熱伝導部材を貫通し、前記流体によって前記応力付与部の前記温度を変化させる流路部と、
   を有することを特徴とする請求項２または３に記載のビーム品質制御装置。
5. 前記応力付与部は、前記光ファイバの前記外周面に面接触する接触面と前記接触面から離れている前記応力付与部の外周面との間の厚みが不均一な樹脂から成る
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のビーム品質制御装置。
6. 前記樹脂の温度が所定の温度よりも低い場合に、前記樹脂は、収縮して前記クラッドに引張応力を付与し、
   前記樹脂の前記温度が前記所定の温度よりも高い場合に、前記樹脂は、膨張して前記クラッドに圧縮応力を付与する
   ことを特徴とする請求項５に記載のビーム品質制御装置。
7. 前記応力付与部の少なくとも一部を囲う枠部材をさらに備え、
   前記枠部材の熱膨張係数は、前記応力付与部の熱膨張係数よりも小さい
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のビーム品質制御装置。
8. 前記枠部材は、金属から成る
   ことを特徴とする請求項７に記載のビーム品質制御装置。
9. 前記応力付与部は、
   板部材と、
   前記板部材に立設され、前記光ファイバを挟み込む一対の壁部材と、
   を有し、
   前記板部材は、前記一対の壁部の並び方向において収縮または膨張し、前記一対の壁部材は、前記板部材の収縮によって前記クラッドに圧縮応力を付与し、前記板部材の膨張によって前記圧縮応力の付与を解放する
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のビーム品質制御装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載のビーム品質制御装置と、
    光を出射する光源と、
    を備え、
    前記光ファイバの前記コアには、前記光が伝搬することを特徴とするレーザ装置。
11. 請求項１から９のいずれか１項に記載のビーム品質制御装置と、
    励起光を出射する励起光源と、
    を備え、
    前記光ファイバには、前記励起光により励起される活性元素により増幅される光が伝搬することを特徴とするレーザ装置。
12. 前記活性元素が添加される増幅用光ファイバと、
    前記増幅用光ファイバの一方側に設けられ、前記活性元素により増幅される前記光の少なくとも一部の波長の光を反射する第１ＦＢＧと、
    前記増幅用光ファイバの他方側に設けられ、前記第１ＦＢＧが反射する光のうち少なくとも一部の波長の光を前記第１ＦＢＧより低い反射率で反射する第２ＦＢＧと、
    前記第２ＦＢＧを透過する光を対象物に向けて出射する出射部と、
    を備え、
    前記ビーム品質制御装置は、前記第１ＦＢＧと前記出射部との間に配置される
    ことを特徴とする請求項１１に記載のレーザ装置。
13. 前記レーザ装置の用途を前記温度制御部に入力する入力部と、
    前記用途に応じた前記応力付与部の前記温度を記憶する記憶部と、
    をさらに備え、
    前記温度制御部は、前記入力部から前記用途を入力される場合、前記記憶部に記憶される前記応力付与部の前記温度を読み出して、前記応力付与部の前記温度を読み出した前記応力付与部の前記温度に制御する
    ことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載のレーザ装置。
    

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