JP6301959B2 - レーザ装置、および、光ファイバレーザ - Google Patents
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Description
まず、本発明の実施の形態に係る光ファイバレーザであるレーザ装置について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るレーザ装置を側面側から見た模式的な構成図である。図1に示すとおり、レーザ装置100は、基板10と、基板10の裏面に配置された励起レーザ部20と、励起レーザ部20に接続されたマルチモード光ファイバ30と、基板10の表面に配置されマルチモード光ファイバ30と接続された光合波器40と、基板10の表面に配置され順次接続されたダブルクラッド光ファイバ50、希土類添加光ファイバ60、ダブルクラッド光ファイバ70、融着接続部80、シングルモード光ファイバ90と、を備える。
11、311 放熱部
11a、311a 放熱体
11aa 溝
11b、311b 放熱材
20 励起レーザ部
21−1〜12、101 マルチモード半導体レーザ
30、30−1〜12、102 マルチモード光ファイバ
30a−1〜4、102a 光除去部
30aa−1〜4、102aa,311aa 第1曲げ部
30b、102b 第2曲げ部
40 光合波器
50、70 ダブルクラッド光ファイバ
50a、70a FBG
60 希土類添加光ファイバ
80 融着接続部
90 シングルモード光ファイバ
100 レーザ装置
103 パワーメータ
201 コア部
202 クラッド部
203 被覆部
R1 第1曲げ半径
R2 第2曲げ半径
L1、L2、L3 レーザ光
LO レーザ発振部
Claims (27)
- マルチモードでレーザ光を出力する複数のマルチモード半導体レーザと、
前記複数のレーザ光を合波して出力する光合波器と、
前記複数のマルチモード半導体レーザと前記光合波器とを接続し、コア部と、前記コア部の外周に形成されたクラッド部と、前記クラッド部の外周を覆う被覆部とを備えるマルチモード光ファイバと、
前記マルチモード光ファイバに形成され、所定の曲げ長さ、かつ、所定の第1曲げ半径で曲げた第1曲げ部と、
前記第1曲げ部において前記被覆部の外側に形成され前記マルチモード光ファイバの熱を放熱する放熱部と、
前記第1曲げ部と前記光合波器との間の前記マルチモード光ファイバに形成され、所定の第2曲げ半径で曲げた第2曲げ部と、を備え、
前記第1曲げ部において曲げにより漏れ易い成分の光が漏れて熱となり、前記放熱部から放熱されることによって、前記第2曲げ部における温度上昇が抑制されることを特徴とするレーザ装置。 - 前記第2曲げ部における温度上昇の抑制量が10℃以上であることを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。
- 前記第2曲げ半径の変化に対する温度上昇の変化割合が、当該第2曲げ半径を値として含む5mmの範囲内において、30℃/5mm以下に抑制されていることを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。
- 前記第2曲げ半径の変化に対する温度上昇の変化割合が、当該第2曲げ半径を値として含む5mmの範囲内において、10℃/5mm以下に抑制されていることを特徴とする請求項3に記載のレーザ装置。
- 前記第2曲げ半径の変化に対する温度上昇の変化割合が、当該第2曲げ半径を値として含む5mmの範囲内において、2℃/5mm以上残存していることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のレーザ装置。
- 前記マルチモード光ファイバの前記第1曲げ部より前記マルチモード半導体レーザ側における最小の曲げ半径をR0、前記第1曲げ半径をR1、前記第2曲げ半径をR2、とすると、R1≦R2<R0が成り立つことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のレーザ装置。
- 前記曲げ長さは、π×前記第1曲げ半径以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のレーザ装置。
- 前記第1曲げ部における光損失は、0.2dB以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載のレーザ装置。
- 前記第2曲げ半径は、前記マルチモード光ファイバの規格で定められた許容曲げ半径であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載のレーザ装置。
- マルチモードでレーザ光を出力する複数のマルチモード半導体レーザと、
前記複数のレーザ光を合波して出力する光合波器と、
前記複数のマルチモード半導体レーザと前記光合波器とを接続し、コア部と、前記コア部の外周に形成されたクラッド部と、前記クラッド部の外周を覆う被覆部とを備えるマルチモード光ファイバと、
前記マルチモード光ファイバに形成され、所定の曲げ長さ、かつ、所定の第1曲げ半径で曲げた第1曲げ部と、
前記第1曲げ部において前記被覆部の外側に形成され前記マルチモード光ファイバの熱を放熱する放熱部と、
前記第1曲げ部と前記光合波器との間の前記マルチモード光ファイバに形成され、所定の第2曲げ半径で曲げた第2曲げ部と、を備え、
前記マルチモード光ファイバの前記第1曲げ部より前記マルチモード半導体レーザ側における最小の曲げ半径をR0[mm]、前記第1曲げ半径をR1[mm]、前記第2曲げ半径をR2[mm]、とすると、R1−5[mm]≦R2かつR1<R0が成り立ち、
前記第1曲げ部において曲げにより漏れ易い成分の光が漏れて熱となり、前記放熱部から放熱されることによって、前記第2曲げ部における温度上昇が抑制されることを特徴とするレーザ装置。 - R1≦R2かつR1<R0が成り立つことを特徴とする請求項10に記載のレーザ装置。
- R1≦R2<R0が成り立つことを特徴とする請求項11に記載のレーザ装置。
- 前記第1曲げ半径は、50mm以下であることを特徴とする請求項10〜12のいずれか一つに記載のレーザ装置。
- 前記曲げ長さは、πR1以上であることを特徴とする請求項10〜13のいずれか一つに記載のレーザ装置。
- 前記第1曲げ部において、前記マルチモード半導体レーザから前記マルチモード光ファイバに入力された光のうち、前記コア部を伝搬する高次のコアモードの光が除去されることを特徴とする請求項10〜14のいずれか一つに記載のレーザ装置。
- 前記第1曲げ部における光損失は、0.2dB以下であることを特徴とする請求項10〜15のいずれか一つに記載のレーザ装置。
- 前記第2曲げ部において、前記マルチモード光ファイバを伝搬する光の曲げ損失による前記被覆部の加熱、または、損傷が抑制されていることを特徴とする請求項10〜16のいずれか一つに記載のレーザ装置。
- 前記第2曲げ半径は、前記マルチモード光ファイバの規格で定められた許容曲げ半径であることを特徴とする請求項10〜17のいずれか一つに記載のレーザ装置。
- 前記被覆部の屈折率は、前記クラッド部の屈折率より高いことを特徴とする請求項10〜18のいずれか一つに記載のレーザ装置。
- 前記複数のマルチモード半導体レーザのうち、1つ以上のマルチモード半導体レーザの出力する前記レーザ光の光強度は、10W以上であることを特徴とする請求項1〜19のいずれか一つに記載のレーザ装置。
- 前記光合波器は、光ファイババンドル構造を有することを特徴とする請求項1〜20のいずれか一つに記載のレーザ装置。
- 前記放熱部は、前記被覆部の外周に形成された放熱材と、前記放熱材を介して前記マルチモード光ファイバと接する放熱体と、を備えることを特徴とする請求項1〜21のいずれか一つに記載のレーザ装置。
- 前記放熱材には、樹脂が用いられ、前記放熱材は前記被覆部より屈折率が高いことを特徴とする請求項22に記載のレーザ装置。
- 前記放熱材は、シリコーン系の熱伝導性コンパウンドを含むことを特徴とする請求項22に記載のレーザ装置。
- 前記放熱体は、熱伝導性を有する板状部材であり、
前記第1曲げ部は、前記板状の放熱体に形成された円形の溝に配置されることを特徴とする請求項22〜24のいずれか一つに記載のレーザ装置。 - 前記放熱体は、熱伝導性を有する円筒状部材であり、
前記第1曲げ部は、前記円筒の外周に巻き付けられることを特徴とする請求項22〜24のいずれか一つに記載のレーザ装置。 - 請求項1〜26のいずれか1つに記載のレーザ装置と、
前記レーザ装置の出力光を入力される増幅用光ファイバと、
前記増幅用光ファイバの両端側に配置され、前記増幅用光ファイバで発生した光からレーザ光をレーザ発振させる光共振器を構成する光反射器と、を備えることを特徴とする光ファイバレーザ。
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