JP5460914B2 - ファイバレーザ装置およびレーザ光照射位置の位置決め方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態の構成例を示す図である。この図に示すように、第1実施形態に係るファイバレーザ装置1は、可視光LD11(請求項中「可視レーザ光源」に対応)、減衰部12(請求項中「減衰部」に対応)、励起光合波器13、HR(High Reflector)14、増幅用光ファイバ15、OC(Output Coupler)16、クラッドモード除去部17、光出力部18、励起用LD(Laser Diode)19、励起用LD駆動電源20、光ファイバ30,31(請求項中「導入部」に対応)、光ファイバ32,33、光ファイバ34(請求項中「出力用光ファイバ」に対応)、および、制御部40(請求項中「駆動部」に対応)を主要な構成要素としている。なお、励起光合波器13、HR14、増幅用光ファイバ15、および、OC16は、レーザ発振装置10の主要な構成要素である。
図3は、本発明の第2実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図1と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明を省略する。図3に示す第2実施形態に係るファイバレーザ装置1Aでは、図1の場合と比較すると、レーザ発振装置10の後段にレーザ増幅装置50が追加されている。それ以外の構成は図1の場合と同様である。ここで、レーザ増幅装置50は、励起光合波器51、増幅用光ファイバ52、励起用LD55、および、励起用LD駆動電源56を有しており、レーザ発振装置10から出射されたレーザ光を信号光としてコアに入力するとともに、励起用LD55から出射された励起光をクラッドに入射し、増幅用光ファイバ52において信号光を増幅し、クラッドモード除去部17において励起光を除去した後、光出力部18を介して出力する。制御部40は、励起用LD駆動電源20,56を制御することで所望の強度の光出力を得る。
図4は、本発明の第3実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図1と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明を省略する。図4に示す第3実施形態に係るファイバレーザ装置1Bでは、図1の場合と比較すると、可視光LD11が終端部11Aに置換され、減衰部12が除外されている。また、可視光LD70が新たに追加され、可視光LD70の出力光が励起光合波器13の励起光導入用ファイバ71(請求項中「導入部」に対応)に入力されている。可視光LD70は、制御部40によって制御される。なお、これ以外の構成は、図1の場合と同様である。
図5は、本発明の第4実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図4と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明を省略する。図5に示す第4実施形態に係るファイバレーザ装置1Cでは、図4の場合と比較すると、可視光LD70が除外され、可視光LD75が新たに付加されている。また、レーザ発振装置10Bの後段に、レーザ増幅装置50Aが付加されている。これら以外の構成は、図4の場合と同様である。
図6は、本発明の第5実施形態の構成例を示す図である。図6に示す第5実施形態に係るファイバレーザ装置1Dは、制御部40、ファイバレーザ部80−1〜80−n、可視光LD81、ファイバレーザ合波部82、光ファイバ83,85、クラッドモード除去部84、および、光出力部86を主要な構成要素としている。
図9は、本発明の第6実施形態の構成例を示す図である。この図に示すように、第6実施形態に係るファイバレーザ装置1Gは、波長選択合分波素子112(請求項中「導入部」に対応)、励起光合波器13、HR(High Reflector)14、増幅用光ファイバ15、OC(Output Coupler)16、クラッドモード除去部17、光出力部18、フィルタ119、可視光LD11(請求項中「可視レーザ光源」に対応)、励起用LD(Laser Diode)19、励起用LD駆動電源20、光ファイバ30〜33、光ファイバ34(請求項中「出力用光ファイバ」に対応)、および、制御部40(請求項中「駆動部」に対応)を主要な構成要素としている。なお、励起光合波器13、HR14、増幅用光ファイバ15、および、OC16は、レーザ発振装置10の主要な構成要素である。
図11は、本発明の第7実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図9と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明は省略する。図11に示す第7実施形態に係るファイバレーザ装置1Hでは、図9の場合と比較すると、レーザ発振装置10の後段にレーザ増幅装置50が追加されている。それ以外の構成は図9の場合と同様である。ここで、レーザ増幅装置50は、励起光合波器51、増幅用光ファイバ52、励起用LD55、および、励起用LD駆動電源56を有しており、レーザ発振装置10から出射された不可視レーザ光を信号光としてコアに入力するとともに、励起用LD55から出射された励起光をクラッドに入射し、増幅用光ファイバ52において信号光を増幅し、クラッドモード除去部17において励起光を除去した後、光出力部18を介して出力する。制御部40は、励起用LD駆動電源20,56を制御することで所望の強度の光出力を得る。
図12は、本発明の第8実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図11と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明は省略する。図12に示す第8実施形態に係るファイバレーザ装置1Iでは、図11の場合と比較すると、波長選択合分波素子112が励起光合波器13の前段から、OC16と励起光合波器51の間に移動されている。それ以外の構成は、図11の場合と同様である。
図13は、本発明の第9実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図9と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明は省略する。図13に示す第9実施形態に係るファイバレーザ装置1Jでは、図9の場合と比較すると、波長選択合分波素子112が励起光合波器13の前段から、クラッドモード除去部17と光出力部18の間に移動されている。それ以外の構成は、図9の場合と同様である。
図14は、本発明の第10実施形態の構成例を示す図である。なお、この図において、図11と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その説明は省略する。図14に示す第10実施形態に係るファイバレーザ装置1Kでは、図11の場合と比較すると、波長選択合分波素子112が励起光合波器13の前段から、クラッドモード除去部17と光出力部18の間に移動されている。それ以外の構成は、図11の場合と同様である。
なお、上記の各実施形態は、一例であって、これ以外にも各種の変形実施態様が存在する。例えば、第2および第4実施形態では、レーザ増幅装置は1段の構成としたが、これを2段以上設けるようにしてもよい。その場合、第2実施形態では、増幅装置の段数の増加に伴って損失(式(1)の第3項の値)が増加するので、それに伴って可視光LD11の出力を増加する必要がある。また、第4実施形態では、例えば、最終段のレーザ増幅装置の励起光合波器に対して可視光LDを接続するようにすればよい。
10,10A,10B レーザ発振装置
11 可視光LD(可視レーザ光源)
11A 終端部
12 減衰部(コア光源減衰部、光学フィルタ)
13 励起光合波器
14 HR
15 増幅用光ファイバ
16 OC
17 クラッドモード除去部(クラッド光減衰部)
18 光出力部
19 励起用LD
20 励起用LD駆動電源
30,31 光ファイバ(導入部)
34 光ファイバ(出力用光ファイバ)
40 制御部(駆動部)
50,50A レーザ増幅装置
52 増幅用光ファイバ
80−1〜80−n ファイバレーザ部
81 可視光LD
82 ファイバレーザ合波部(合波部)
83,85 光ファイバ(出力用光ファイバ)
84 クラッドモード除去部(クラッド光減衰部)
86 光出力部
112 波長選択合分波素子(導入部)
119 フィルタ
Claims (4)
- 希土類イオンが添加されたコアと、前記コアの周囲に形成されたクラッドとを有する増幅用ファイバと、
前記希土類イオンを励起する励起用LDと、
前記励起用LDから出力される励起光を、前記増幅用ファイバのクラッドに導入する励起光合波器と、
前記増幅用ファイバのコアの一端部に設けられ、前記増幅用ファイバからのレーザ光の大部分を反射する第一の反射部と、前記増幅用ファイバのコアの他端部に設けられ、前記増幅用ファイバからのレーザ光の一部を反射する第二の反射部と、を有するレーザ共振器と、
前記第一の反射部から延設した光ファイバと、
前記光ファイバの他端部に接続されて、当該他端部からの光出力を入射して熱変換する熱変換部を有することを特徴とする、ファイバレーザ装置。 - 前記増幅用ファイバは、
前記コアの周囲に形成された内側のクラッドと、
前記内側のクラッドの周囲に形成された外側のクラッドと、を有するダブルクラッドファイバであることを特徴とする、請求項1記載のファイバレーザ装置。 - 前記熱変換部は、金属部材からなることを特徴とする、請求項1または2記載のファイバレーザ装置。
- 前記熱変換部は、前記光ファイバ端付近に軸ずれ融着部を設け、該軸ずれ融着部からの漏れ光を金属部材に伝達して熱変換することを特徴とする、請求項3記載のファイバレーザ装置。
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