JP3941063B2 - Fiber laser oscillator - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ活性物質を含むコア部材を内部に有している光ファイバに励起光を入射し、コア部材の内部でレーザ光を発生及び増幅するファイバレーザ発振装置に関する。 The present invention relates to a fiber laser oscillating apparatus for generating excitation light in an optical fiber having a core member containing a laser active substance therein, and generating and amplifying laser light inside the core member.
従来より、比較的ビーム品質の劣る励起光を用いて非常に高品質のレーザ光を高効率で得ることができる種々のファイバレーザ発振装置が提案されている。
従来のファイバレーザ発振装置として、図6(A)に示すように、光ファイバ10と集光レンズ24及び26にて構成された端面励起型ファイバレーザ発振装置が知られている。光ファイバ10は、レーザ活性物質であるネオジウム(Nd)等の希土類元素をドープしたコア部材12を長手方向に有しており、コア部材12をクラッド部材14で覆っている。図6(A)に示す例では、クラッド部材14を更に第2クラッド部材16で覆っている。ここで、コア部材12の径、コア部材12とクラッド部材14と第2クラッド部材16の屈折率を適切に設定することで、比較的高効率で高品質のレーザ光が発生可能なファイバレーザ発振装置を比較的容易に実現することができる(この場合、コア部材12の屈折率をn1、クラッド部材14の屈折率をn2、第2クラッド部材16の屈折率をn3とすると、n1>n2>n3の関係に設定されている)。
この光ファイバ10の一方の端面Taから集光レンズ24を介して励起光Lin(半導体レーザ等)を入射すると、励起光Linは光ファイバ10のクラッド部材14内で全反射を繰り返して伝播しながらコア部材12を励起する。励起されたコア部材12内では、レーザ発振が発生し、発生した光の中からコア部材12内を全反射できるレーザ光Loutのみが残ってコア部材12内を伝播する。従って、NA(開口数)が小さく、且つ径の小さいコア部材12を用いることで、非常に高品質のレーザ光Loutを得ることができる(レーザ光のビーム品質は、出射光の半径と出射角度の半角の積で表され、この積が小さい程ビーム品質が高い)。そして端面Tbから出射されたレーザ光Loutを集光レンズ26を用いて集光し、集光したレーザ光Loutを種々の用途に用いている。
しかし、図6(A)の例に示す端面励起型ファイバレーザ発振装置では、入射する励起光Linを増加させることが困難であるため(1本の光ファイバ10の端面Taの面積は非常に小さいため)、比較的大出力のレーザ光Loutを発生させることは非常に困難である。
Conventionally, various fiber laser oscillating devices have been proposed that can obtain very high quality laser light with high efficiency by using excitation light having relatively poor beam quality.
As a conventional fiber laser oscillating device, as shown in FIG. 6A, an end face pumped fiber laser oscillating device composed of an
When pumping light Lin (semiconductor laser or the like) is incident from one end face Ta of the
However, in the end face pump type fiber laser oscillation device shown in the example of FIG. 6A, it is difficult to increase the incident pump light Lin (the area of the end face Ta of one
そこで、特許文献1に示す従来技術では、図6(B)及び(C)に示すように、コア部材12を平面状に並べて配置し、更に上面にプリズム4a及び4bを配置して、当該プリズム4a及び4bを介して、より大きな面積から励起光Linを入射(光ファイバの端面からでなく側面から励起光を入射)するようにして、発生させるレーザ光を大出力化するレーザ光発生装置が提案されている。なお、特許文献1に示す従来技術では、入射された励起光Linを、クラッド部材14とガラス平板17との境界で反射させて、励起光Linをクラッド部材14に閉じ込めるように、励起光Linの入射角、プリズム4aの屈折率等を調整している。
一般的にファイバレーザ発振装置に用いる光ファイバ10において、クラッド部材14の直径は数100〜1000[μm]である。従来の端面励起型ファイバレーザ発振装置の励起光Linに半導体レーザを用いた場合、比較的大きな出力の励起光をファイバ端面Taに集光することは困難である(半導体レーザは一般的にビーム品質が悪く集光性が比較的悪いため)。
また、特許文献1に記載の従来技術では、プリズム4a及び4bを用意しなければならないため、ファイバレーザ発振装置が比較的高価になる。また励起光Linを光ファイバの端面からでなく側面から入射しており、励起光の入射の際、励起光Linを光ファイバの軸線方向に対して所定の角度で入射しなければクラッド部材14内に励起光Linを閉じ込めておくことができず、入射角度に高い精度が要求されるとともに、励起光Linを平行光で入射する必要がある。このため、比較的集光性が悪い半導体レーザを励起光Linに用いることは非常に困難である。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、より多くの励起光を入射することが可能であり、より大出力のレーザ光を得ることができるファイバレーザ発振装置を提供することを課題とする。
Generally, in the
Further, in the prior art described in
The present invention has been devised in view of the above points, and provides a fiber laser oscillation device that can receive more excitation light and can obtain a higher-power laser beam. This is the issue.
本実施の形態に記載のファイバレーザ発振装置は、レーザ活性物質を含むコア部材を長手方向に有するとともに当該コア部材をクラッド部材で覆った光ファイバに、励起光を入射することでレーザ光を発生させるファイバレーザ発振装置であって、光ファイバの長手方向における任意の位置にて、少なくともコア部材を残したクラッド除去部と、当該クラッド除去部により形成されたクラッド端面から励起光を入射する。 The fiber laser oscillation device described in the present embodiment generates laser light by making excitation light incident on an optical fiber having a core member containing a laser active substance in the longitudinal direction and covering the core member with a cladding member. In this fiber laser oscillation device, at any position in the longitudinal direction of the optical fiber, at least a core removing member is left, and excitation light is incident from a clad end surface formed by the cladding removing unit.
また、本実施の形態に記載のファイバレーザ発振装置は、上記に記載のファイバレーザ発振装置であって、光ファイバの長手方向に垂直な断面において、コア部材が中心から所定位置にずれている。 The fiber laser oscillation device described in the present embodiment is the fiber laser oscillation device described above, and the core member is shifted from the center to a predetermined position in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber.
また、本実施の形態に記載のファイバレーザ発振装置は、上記に記載のファイバレーザ発振装置であって、光ファイバ端面及び任意の位置に形成したクラッド端面の少なくとも1つの端面から複数の励起光を入射する。 Further, the fiber laser oscillation device described in the present embodiment is the fiber laser oscillation device described above, and a plurality of pump lights are emitted from at least one end surface of the optical fiber end surface and the clad end surface formed at an arbitrary position. Incident.
上記課題を解決するための手段として、本発明の第1発明は、請求項1に記載されたとおりのファイバレーザ発振装置である。
請求項1に記載のファイバレーザ発振装置は、一本の光ファイバにおいて適宜の間隔でクラッド除去部及びクラッド端面が形成され、複数のクラッド端面及び光ファイバ端面を2次元状に広がるように集合させた集合端面が形成されており、当該集合端面から励起光が入射される。
As means for solving the above-mentioned problems, the first invention of the present invention is a fiber laser oscillation device as described in
The fiber laser oscillation device according to
また、本発明の第2発明は、請求項2に記載されたとおりのファイバレーザ発振装置である。
請求項2に記載のファイバレーザ発振装置は、請求項1に記載のファイバレーザ発振装置であって、クラッド端面及び光ファイバ端面の断面形状が多角形であり、集合端面において隙間なく配置されている。
また、本発明の第3発明は、請求項3に記載されたとおりのファイバレーザ発振装置である。
請求項3に記載のファイバレーザ発振装置は、請求項1または2に記載のファイバレーザ発振装置であって、前記クラッド除去部と前記クラッド端面とを、長手方向における複数個所にて形成した1本の光ファイバを折り曲げて前記集合端面を形成することで、前記クラッド除去部の各々を前記クラッド端面の各々から露出させている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fiber laser oscillation device as set forth in the second aspect.
The fiber laser oscillation device according to claim 2 is the fiber laser oscillation device according to
According to a third aspect of the present invention, there is provided a fiber laser oscillation device as set forth in the third aspect.
A fiber laser oscillation device according to claim 3 is the fiber laser oscillation device according to
本実施の形態に記載のファイバレーザ発振装置を用いれば、光ファイバの端面から励起光を入射するのみでなく、光ファイバの長手方向における任意の位置に設けたクラッド端面からも励起光を入射することができる。このため、より多くの励起光を入射することができるので、より大出力のレーザ光を得ることができる。
クラッド部材を取り除く際、コア部材のみを残すように取り除けば、クラッド端面の面積をより大きくすることができ、より多くの励起光をクラッド端面から入射可能となる。
また、クラッド部材を取り除く際、コア部材の外周に所定厚さのクラッド部材を残すように取り除けば、コア部材の損傷及びダストの付着等による損失(伝播光の乱反射等)を抑制することができる。
If the fiber laser oscillation device described in the present embodiment is used, not only the excitation light is incident from the end face of the optical fiber, but also the excitation light is incident from the clad end face provided at an arbitrary position in the longitudinal direction of the optical fiber. be able to. For this reason, since more excitation light can be incident, a laser beam with higher output can be obtained.
When removing the clad member so as to leave only the core member, the area of the clad end face can be increased and more excitation light can be incident from the clad end face.
Moreover, when removing the clad member, if the clad member having a predetermined thickness is left on the outer periphery of the core member, loss due to damage to the core member and adhesion of dust (diffuse reflection of propagating light, etc.) can be suppressed. .
また、本実施の形態に記載のファイバレーザ発振装置によれば、励起光を入射するクラッド端面及びファイバ端面において、コア部材が中心からずれた位置にあるため、コア部材に遮られることを避けて励起光を入射することが容易であり、効率をより向上させ、より大出力のレーザ光を得ることができる。 Further, according to the fiber laser oscillation device described in the present embodiment, the core member is located at a position deviated from the center at the cladding end face and the fiber end face on which the excitation light is incident. It is easy to make the excitation light incident, the efficiency can be further improved, and a laser beam with higher output can be obtained.
また、本実施の形態に記載のファイバレーザ発振装置によれば、光ファイバ端面及びクラッド端面の少なくとも1つの端面から複数の励起光を入射するため、より大出力のレーザ光を得ることができる。 Further, according to the fiber laser oscillation device described in the present embodiment, since a plurality of excitation lights are incident from at least one end face of the end face of the optical fiber and the end face of the clad, higher output laser light can be obtained.
また、請求項1に記載のファイバレーザ発振装置によれば、光ファイバ端面及びクラッド端面の各端面から励起光を入射するのでなく、励起光の場所に光ファイバ端面及びクラッド端面を集める。このため、励起光の径を1本の光ファイバの径以下に集光することが困難な場合であっても、効率よく励起光を入射することができ、より大出力のレーザ光を得ることができる。 According to the fiber laser oscillation device of the first aspect, the pumping light is not incident from the end faces of the optical fiber end face and the clad end face, but the optical fiber end face and the clad end face are collected at the place of the pumping light. For this reason, even when it is difficult to condense the diameter of the pumping light below the diameter of one optical fiber, the pumping light can be incident efficiently, and a laser beam with higher output can be obtained. Can do.
また、請求項2に記載のファイバレーザ発振装置によれば、集合端面に、クラッド端面及び光ファイバ端面ができるだけ隙間なく並ぶように、端面の形状を多角形(三角形、四角形、六角形等)にしている。このため、効率よく励起光を入射することができ、より大出力のレーザ光を得ることができる。 According to the fiber laser oscillation device of claim 2, the shape of the end face is made polygonal (triangle, quadrangle, hexagon, etc.) so that the end face of the clad and the end face of the optical fiber are arranged as close as possible to the collective end face. ing. For this reason, excitation light can be incident efficiently and a laser beam with higher output can be obtained.
以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図1は、本発明のファイバレーザ発振装置1の一実施の形態の概略構成図を示している。
●[第1の実施の形態(図1)]
第1の実施の形態では、光ファイバ10の長手方向の任意の位置にて、少なくともコア部材12を残してクラッド部材14を取り除いたクラッド除去部10Rを形成して長手方向に垂直なクラッド端面Sを形成し、当該クラッド端面Sからも励起光Linを入射する点が特徴である。これにより、従来の端面励起型ファイバレーザ発振装置よりもより多くの励起光を入射することができ、より大出力のレーザ光を発生させることができる。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an embodiment of a fiber
[First embodiment (FIG. 1)]
In the first embodiment, the clad end surface S perpendicular to the longitudinal direction is formed by forming the
光ファイバ10は、レーザ活性物質(Nd等の希土類元素)を含むコア部材12を長手方向に有しており、当該コア部材12をコア部材よりも屈折率の低いクラッド部材14で覆っている。
図1(A)に示す例では、1本の光ファイバ10における任意の2個所(クラッド除去部10R)にて、クラッド部材14を取り除いてクラッド端面Sを形成している。なお、クラッド除去部10Rは、何個所形成してもよい。
図1(B)は、クラッド除去部10R近傍を示している。クラッド端面Sは光ファイバ10の長手方向に垂直であり、1つのクラッド除去部10Rで対向する2個のクラッド端面Sが形成される。
なお、本実施の形態に用いた光ファイバ10は、レーザ活性物質としてコア部材12には希土類元素Nd(ネオジウム)がドープされており、800[nm]の波長の半導体レーザを励起光に用いた場合、1064[nm]の波長のレーザ光を発生する。また、コア部材12の直径φcoreは約10〜100[μm]であり、クラッド部材14の直径φcladは約数100〜1000[μm]である。また、クラッド除去部10Rにおける直径φrは、コア部材12の直径に対し、0〜数10[μm]程度大きく形成している。
The
In the example shown in FIG. 1A, the clad end surface S is formed by removing the
FIG. 1B shows the vicinity of the
In the
クラッド除去部10Rは、「コア部材12の屈折率>空気の屈折率」となるようにコア部材12の屈折率を適切に設定すれば、コア部材12の内部で発生したレーザ光をコア部材12の内部で全反射させて閉じ込めることができるので、少なくともコア部材12を残しておけばよい。もちろん、所定の厚さのクラッド部材14を残しておいてもよい。
また、図1(C)にファイバレーザ発振装置に用いる一般的な光ファイバ10の長手方向に垂直な断面を示す。コア部材12(希土類元素をドープしたフッ化ガラス等)の外周をクラッド部材14(フッ化ガラス等)で覆い(コア部材12の屈折率>クラッド部材14の屈折率)、クラッド部材14の外周を第2クラッド部材16(UV樹脂等)で覆い(クラッド部材14の屈折率>第2クラッド部材16の屈折率)、更に第2クラッド部材16の外周を被覆部材19(被覆樹脂等)で覆っている。本実施の形態では、当該光ファイバ10を用いているが、この構成の光ファイバ10に限定されるものではない。
なお励起光Linは、伝播させることが目的でなく、クラッド部材14内に閉じ込めてコア部材12に当てることが目的であるため、励起光Linを全反射させる被覆部材19を選定してもよい。
また、光ファイバ10の端面Ta(またはTb)〜クラッド端面Sまでの光ファイバ10の長さ、クラッド除去部10R〜クラッド除去部10Rまでの光ファイバ10の長さは、約5〜10[m]としている。この長さが適切でないと、入射した励起光Linがコア部材12を励起する前に端面S(または端面Ta、Tb)に到達してしまい、クラッド部材14から出射されてしまう。
If the refractive index of the
FIG. 1C shows a cross section perpendicular to the longitudinal direction of a general
The excitation light Lin is not intended to propagate but is intended to be confined in the clad
The length of the
次に、図1(A)を用いて、本実施の形態における構成要素と、各構成要素の機能について説明する。
励起光入射装置20Aを光ファイバ10の一方の端面Taに対向する位置に配置し、励起光入射装置20Bを光ファイバ10の他方の端面Tbに対向する位置に配置する。また、励起光入射装置20Cを各クラッド端面Sとほぼ対向する位置に配置する。
励起光入射装置20Cは、励起光出射手段20(半導体レーザアレイ等)と、出射された励起光Linを平行光に変換するコリメートレンズ22と、平行光に変換された励起光Linを集光する集光レンズ24とで構成されている。なお、コリメートレンズ22及び集光レンズ24で構成するレンズ群は、他にも種々の構成が考えられる。そして、クラッド除去部10Rの各クラッド端面Sの対向する位置に励起光入射装置20Cの各々を配置できるように、クラッド除去部10Rを湾曲させる。そして、励起光入射装置20Cから出射される励起光Linを当該励起光入射装置20Cに対向するクラッド端面Sに入射する。
Next, components in this embodiment and functions of the components will be described with reference to FIG.
The pumping
The excitation
励起光入射装置20Aは、励起光入射装置20Cに対して、励起光Linを透過させてコア部材12内部で発生したレーザ光Loutを反射するミラー30a(ダイクロイックミラー等)が追加されている。そして、ミラー30aは光ファイバ10の端面Taと平行に配置される。
コリメートレンズ22と集光レンズ24は、励起光出射手段20から出射された励起光Linを平行光に変換及び集光する点は励起光入射装置20Cと同様である。しかし、励起光入射装置20Aには、コア部材12内で発生したレーザ光Loutが、光ファイバ10の端面Taのコア部材12から出射されてくる。
光ファイバ10の端面Taのコア部材12から出射されるレーザ光Loutは、集光レンズ24で平行光に変換されて(集光レンズ24がコリメートレンズの役目を果たす)、ミラー30aにて反射される。そして、平行光の状態で反射されたレーザ光Loutは集光レンズ24で集光され、端面Taのコア部材12に入射される(端面Taのコア部材12に戻される)。
The excitation
The collimating
The laser light Lout emitted from the
励起光入射装置20Bは、励起光入射装置20Cに対して、励起光Linを透過させてコア部材12内部で発生したレーザ光Loutを反射するミラー30b(ダイクロイックミラー等)、及び出力レーザ集光レンズ26が追加されている。そして、ミラー30bは光ファイバ10の端面Tbと約45°の角度を持たせて配置される。
コリメートレンズ22と集光レンズ24は、励起光出射手段20から出射された励起光を平行光に変換及び集光する点は励起光入射装置20Cと同様である。しかし、励起光入射装置20Bには、コア部材12内で発生したレーザ光Loutが、光ファイバ10の端面Tbのコア部材12から出射されてくる。
光ファイバ10の端面Tbのコア部材12から出射されるレーザ光Loutは、集光レンズ24で平行光に変換されて(集光レンズ24がコリメートレンズの役目を果たす)、ミラー30bにて出力レーザ集光レンズ26の方向に反射される(出力レーザ集光レンズ26の方向に取り出される)。そして、平行光の状態で反射されたレーザ光Loutは、出力レーザ集光レンズ26で集光され、種々の用途に用いることができる。
The pumping
The collimating
The laser light Lout emitted from the
本実施の形態では、従来の端面励起型ファイバレーザ発振装置に対して、任意の数のクラッド端面Sを形成してより多くの励起光を入射できる。図1(C)に示す例では、従来の励起光入射装置20A及び20Bに対して、4個の励起光入射装置20Cを追加しているので、約3倍の励起光Linを入射でき、より大出力のレーザ光Loutを得ることができる。
In the present embodiment, an arbitrary number of cladding end faces S can be formed and more excitation light can be incident on a conventional end face pumped fiber laser oscillation device. In the example shown in FIG. 1C, since four excitation
●[第2の実施の形態(図2、図3)]
第2の実施の形態では、第1の実施の形態に対して光ファイバ10の構造が異なる。
図2に示すように、光ファイバ10の長手方向に垂直な断面において、コア部材12の位置が断面の中心Pから所定距離Dだけずれた位置になるように光ファイバ10を形成している点が異なる。これにより、クラッド端面Sから励起光Linをより容易に入射できる。
クラッド端面Sのほぼ中心Pの位置にコア部材12が位置していると、励起光Linの一部が、クラッド除去部10Rで湾曲しているコア部材12に当たって反射等してしまい、適切にクラッド端面Sに到達しない可能性がある。しかし、本実施の形態によれば、クラッド端面Sの中央近傍が平面であり、コア部材12が邪魔にならないので、より多くの励起光Linをクラッド端面Sから入射することができる。
[Second embodiment (FIGS. 2 and 3)]
In the second embodiment, the structure of the
As shown in FIG. 2, the
If the
また、図3に示すように、クラッド端面S(または光ファイバ10の端面TaまたはTb)に対応する位置、且つ適切な入射角となるように複数の励起光入射装置20Cを配置して、1つの端面から複数の励起光Linを入射することもできる。この場合、ビーム品質がやや劣る(集光径の誤差がやや大きい、集光径そのものがやや大きい等)励起光Linを用いても、コア部材12がクラッド端面S(または光ファイバ10の端面TaまたはTb)の中心Pからずれているので、より多くの励起光Linをクラッド端面S(または光ファイバ10の端面TaまたはTb)から入射することができる。
Also, as shown in FIG. 3, a plurality of excitation
●[第3の実施の形態(図4)]
第3の実施の形態は、第1の実施の形態に対して、クラッド除去部10Rの湾曲方法が異なる。
図4(A)に示すように、クラッド除去部10Rにて光ファイバ10を180°折りたたみ、クラッド端面S(及び光ファイバ10の端面TaまたはTb)を束ねた集合端面SSを形成する。そして、クラッド端面Sよりも充分広い集合端面SSから、クラッド端面Sの径より大きな径の大出力の励起光Linを入射することで、より大出力のレーザ光Loutを得ることができる。
また、光ファイバ10の長手方向に垂直な断面の形状は、できるだけ隙間なく並べることができる多角形の形状が好ましい。例えば断面の形状を三角形に形成したり、図4(B)及び(C)に示すように四角形または六角形とすることで、集合端面SSを隙間無く形成することができる。
● [Third Embodiment (FIG. 4)]
The third embodiment is different from the first embodiment in the method of bending the
As shown in FIG. 4A, the
Moreover, the shape of the cross section perpendicular | vertical to the longitudinal direction of the
また、図4(B)及び(C)は、光ファイバ10の両端からコア部材12を引き出し、コア部材12の一方の端面から出力されるレーザ光Loutを集光レンズ24で平行光に変換した後(集光レンズ24がコリメートレンズの役目を果たす)、ミラー30aで反射し、更に集光レンズ24で集光してコア部材12に戻している。また、コア部材12の他方の端面から出力されるレーザ光Loutをコリメートレンズ22で平行光に変換した後、更に出力レーザ集光レンズ26で集光してレーザ光Loutを取り出している。この場合、集合端面SSからは、励起光入射装置20Cと同様の構成の励起光入射装置(ミラー30a、30bを含まない励起光入射装置)から、より大出力の励起光Linを入射する。
これにより、励起光Linの出力は大きいが、集光径を光ファイバ10のクラッド部材14の直径φclad以下にすることが困難な励起光入射装置を利用することができ、より大出力のレーザ光Loutを得ることができる。
また、集合端面SSに対応する位置に複数の励起光入射装置を配置して、より多くの励起光を入射するように構成することも容易である。
4B and 4C, the
As a result, it is possible to use a pumping light incident device in which the output of the pumping light Lin is large but it is difficult to make the condensing diameter smaller than the diameter φclad of the clad
It is also easy to arrange a plurality of excitation light incidence devices at positions corresponding to the collective end face SS so that more excitation light is incident.
●[第4の実施の形態(図5)]
第4の実施の形態は、ミラー30a及び30bを用いず、複数のクラッド除去部10Rのクラッド端面Sに対向する位置に励起光入射装置20Cを配置した、最もシンプルな構成のファイバレーザ発振装置の例である。
第4の実施の形態の構成では、目標とする出力のレーザ光Loutを得ることができるように、クラッド端面S及び励起光入射装置20Cの数を選定すればよい。
[Fourth embodiment (FIG. 5)]
The fourth embodiment is a fiber laser oscillation device having the simplest configuration in which the pumping
In the configuration of the fourth embodiment, the number of cladding end faces S and the number of excitation
以上に説明したように、本実施の形態におけるファイバレーザ発振装置1を用いれば、励起光Linを1本の光ファイバ10の複数個所から入射することができるため、トータルの励起光Linを増大させることができ、より大出力のレーザ光Loutを得ることができる。
また、励起光Linを増大させるためにクラッド部材14の径φcladを大きくすると、クラッド部材14の断面積に対するコア部材12の断面積の相対的な比率が小さくなり、クラッド部材14内で全反射しながらコア部材12に当たって励起する確率が低くなり、発振効率が低下してしまう。しかし、本実施の形態に示すファイバレーザ発振装置1では、クラッド部材14の径φcladを大きくする必要がないため、高い発振効率を維持することができる。
また、従来の側面から励起光を入射するファイバレーザ発振装置では、光ファイバ10の側面から入射するための装置(プリズム等)、及び入射した励起光Linの閉じ込めるための調整(励起光のプリズムへの入射角度等)、励起光のビーム品質等、種々のコストアップ要因及び誤差要因が含まれていると推定されるが、本実施の形態では、光ファイバ10の端面から励起光Linを入射するより単純な構成にて、より安価、且つ誤差要因を低減することができる。
As described above, if the fiber
Further, when the diameter φclad of the clad
Further, in the conventional fiber laser oscillation device that makes the excitation light incident from the side surface, an apparatus (such as a prism) for making the incident light from the side surface of the
本発明のファイバレーザ発振装置1は、本実施の形態で説明した形状、構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
本実施の形態では、励起光Linに半導体レーザを用いたが、これに限定されるものではない。
The fiber
The numerical values used in the description of the present embodiment are examples, and are not limited to these numerical values.
In the present embodiment, a semiconductor laser is used as the excitation light Lin, but the present invention is not limited to this.
本発明のファイバレーザ発振装置1は、レーザ加工装置等、レーザ光を用いた種々の装置に適用できる。
The fiber
1 ファイバレーザ発振装置
10 光ファイバ
10R クラッド除去部
12 コア部材
14 クラッド部材
16 第2クラッド部材
19 被覆部材
20A〜20C 励起光入射装置
20 励起光出射手段
22 コリメートレンズ
24 集光レンズ
26 出力レーザ集光レンズ
30a、30b ミラー
S クラッド端面
Ta、Tb 光ファイバ端面
Lin 励起光
Lout (出力)レーザ光
DESCRIPTION OF
Claims (3)
一方の光ファイバ端面から他方の光ファイバ端面までの1本の光ファイバの長手方向における複数個所にて、少なくともコア部材を残したクラッド除去部と、当該クラッド除去部によるクラッド端面が複数個所に形成されており、
光ファイバ端面からクラッド端面までのクラッド除去部を含まない部分、及びクラッド端面からクラッド端面までのクラッド除去部を含まない部分の長さは、光ファイバ端面またはクラッド端面から入射された励起光が反対側のクラッド端面または光ファイバ端面に到達する前にコア部材を励起できる長さに設定されており、
複数のクラッド端面及び光ファイバ端面を2次元状に広がるように集合させた集合端面が形成されており、当該集合端面に励起光が入射される構成を有する、
ことを特徴とするファイバレーザ発振装置。 A fiber laser oscillating device for generating laser light by making excitation light incident on an optical fiber having a core member containing a laser active substance in the longitudinal direction and covering the core member with a cladding member,
At a plurality of locations in the longitudinal direction of one optical fiber from one optical fiber end surface to the other optical fiber end surface, a clad removal portion that leaves at least a core member and a clad end surface formed by the clad removal portion are formed at a plurality of locations. Has been
The length of the part not including the cladding removal part from the optical fiber end face to the cladding end face and the part not including the cladding removal part from the cladding end face to the cladding end face are opposite to the excitation light incident from the optical fiber end face or the cladding end face. It is set to a length that can excite the core member before reaching the side cladding end face or optical fiber end face,
A collective end face is formed by gathering a plurality of clad end faces and optical fiber end faces so as to spread two-dimensionally , and has a configuration in which excitation light is incident on the collective end face.
A fiber laser oscillation device.
光ファイバの軸に垂直な断面形状が多角形に形成されており、集合端面において複数のクラッド端面及び光ファイバ端面が隙間なく配置されている、
ことを特徴とするファイバレーザ発振装置。 The fiber laser oscillation device according to claim 1,
The cross-sectional shape perpendicular to the axis of the optical fiber is formed in a polygon, and a plurality of cladding end faces and optical fiber end faces are arranged without gaps at the collective end face.
A fiber laser oscillation device.
前記クラッド除去部と前記クラッド端面とを、長手方向における複数個所にて形成した1本の光ファイバを折り曲げて前記集合端面を形成することで、前記クラッド除去部の各々を前記クラッド端面の各々から露出させている、 Each of the clad removal portions is separated from each of the clad end surfaces by bending the optical fiber in which the clad removal portion and the clad end surface are formed at a plurality of positions in the longitudinal direction to form the collective end surface. Exposed,
ことを特徴とするファイバレーザ発振装置。A fiber laser oscillation device.
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