JP6334952B2 - 光パワーモニタ装置、ファイバレーザおよび光パワーモニタ方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施の形態の光パワーモニタ装置1の構成を示す三面図(左上:上面図、右上:前側面図(右側面図)、左下:正面図)である。図2は、光パワーモニタ装置1のA−A’線矢視断面図である。
台座11は、長方形の板状部材であり、例えば、表面が黒アルマイト処理されたアルミニウム等の金属にて形成されている。台座11の上には溝付板12が設けられている。台座11には、溝付板12から幅方向(台座11の表面と平行、かつ光ファイバF1〜F2の軸方向と直交する方向)に迫り出した外縁部に、ネジ穴11aが形成されている。光パワーモニタ装置1は、このネジ穴11aに設けられるネジによって、ファイバレーザ装置に固定することができる。
溝付板12は、長方形の板状部材であり、例えば、表面が黒アルマイト処理されたアルミニウム等の金属により形成されている。溝付板12は、上面が台座11の上面と平行になるように台座11上に配置され、下面が台座11の上面に固定(例えば接着)されている。なお、溝付板12の長手方向(光ファイバF1〜F2の軸方向)の長さは、台座11の長手方向(光ファイバF1〜F2の軸方向)の長さと同じである。溝付板12の上面には、溝付板12の長手方向の一端部から他端部に達する溝部12aが形成されている。
補強部材13は、外形が細長い直方体状であり、例えば、アルミニウム等の金属、あるいはネオセラム(登録商標)等の結晶化ガラスにて形成されている。アルミニウム等の金属は良好な光反射機能を有し、ネオセラムは光散乱体として良好な光散乱機能を有する。
補強部材13の溝部13a内には、端面同士が融着接続された光ファイバF1,F2が配置されている。なお、光ファイバF1,F2では、レーザ光は光ファイバF1から光ファイバF2に向って伝播するものとする。これら光ファイバF1,F2の接続部19および接続部19の両側の接続部19の近傍領域(接続部19に対する光ファイバF1,F2の軸方向の両側の領域)は、低屈折率樹脂層20にて覆われている。低屈折率樹脂層20の屈折率は、光ファイバF1,F2のクラッドの屈折率よりも小さくなっている。
蓋板14は、長方形の板状部材であり、例えば、表面が黒アルマイト処理されたアルミニウム等の金属にて形成されている。蓋板14は、溝部12aを覆うように溝付板12上に配置される。蓋板14の下面は、溝付板12の上面(溝部12a以外の部分)に固定(例えば接着)される。これにより、溝部12aに入射する外光が遮られ、溝部12a内は暗室状態となる。
出力光検出器16は、光ファイバF2の出力側の端面から出射される出力光のパワーを測定するために、光ファイバF1を出力方向(光源から遠ざかる方向)に伝播する前進光の漏れ光を検出するものである。また、反射光検出器18は、出射端面から光ファイバF2に再入射する反射光(被照射体に反射された出力光)のパワーを測定するために、光ファイバF2を入力方向(被照射体から遠ざかる方向)に伝播する後進光の漏れ光を検出するものである。このために、出力光検出器16は、低屈折率樹脂層20における前進光の出力側の端部以降の領域の光ファイバF2の側面からの漏れ光を検出できる位置に配置されている。また、反射光検出器18は、低屈折率樹脂層20における前進光の入力側(後進光の出力側)の端部以前の領域の光ファイバF1の側面からの漏れ光を検出できる位置に配置されている。
上記の構成において、光パワーモニタ装置1の動作について以下に説明する。図5は、図1に示した光パワーモニタ装置1の要部を示す模式図である。なお、図5では、出力光検出器16および反射光検出器18を図1に示した位置(光ファイバF1,F2の下方位置)とは反対側の位置(光ファイバF1,F2の上方位置)に配置した状態を示している。
上記のように、光パワーモニタ装置1では、光ファイバF1,F2の接続部19および接続部19の両側の接続部19の近傍領域(接続部19から所定範囲の領域)は、屈折率が光ファイバF1,F2のクラッドの屈折率よりも低い低屈折率樹脂層20にて覆われている。
光パワーモニタ装置1を備えたファイバレーザ51について説明する。図8は、ファイバレーザ51の構成を示すブロック図である。
12 溝付板
12a 溝部
13 補強部材
13a 溝部
16 出力光検出器(光検出手段、第1の光検出手段)
16a 受光面(光入射部)
18 反射光検出器(光検出手段、第2の光検出手段)
19 接続部
20 低屈折率樹脂層
21 高屈折率樹脂層
51 ファイバレーザ
F1 光ファイバ(第1光ファイバ)
F2 光ファイバ(第2光ファイバ)
F3 光ファイバ
Claims (8)
- 光ファイバの側面から漏れ出した光のパワーを光検出手段によって測定する光パワーモニタ装置において、
第1光ファイバと、
接続部にて前記第1光ファイバに接続され、前記第1光ファイバを伝播する前進光の出力側に位置する第2光ファイバと、
前記接続部、および前記第2光ファイバの前記接続部から所定範囲の領域を覆い、屈折率が前記第2光ファイバのクラッドの屈折率よりも小さい低屈折率樹脂層と、
前記第2光ファイバの前記低屈折率樹脂層にて覆われている領域および前記低屈折率樹脂層にて覆われていない領域を覆い、屈折率が前記第2光ファイバのクラッドの屈折率以上である高屈折率樹脂層と、
前記第1および第2光ファイバの軸方向における、前記低屈折率樹脂層の端部であって前進光の出力側の端部の位置に光入射部が配置され、前記第2光ファイバのクラッドから漏れ出し、前記高屈折率樹脂層を通過して前記光入射部から入射した光を検出する前記光検出手段とを備え、
前記光検出手段の前記光入射部は、前記光入射部の前記接続部側の端部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の出力側の前記端部と一致する位置、または、前記光入射部の少なくとも一部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の出力側の前記端部と一致する位置に配置されていることを特徴とする光パワーモニタ装置。 - 光ファイバの側面から漏れ出した光のパワーを光検出手段によって測定する光パワーモニタ装置において、
第1光ファイバと、
接続部にて前記第1光ファイバに接続され、前記第1光ファイバを伝播する前進光の出力側に位置する第2光ファイバと、
前記接続部、および前記第1光ファイバの前記接続部から所定範囲の領域を覆い、屈折率が前記第1光ファイバのクラッドの屈折率よりも小さい低屈折率樹脂層と、
前記第1光ファイバの前記低屈折率樹脂層にて覆われている領域および前記低屈折率樹脂層にて覆われていない領域を覆い、屈折率が前記第1光ファイバのクラッドの屈折率以上である高屈折率樹脂層と、
前記第1および第2光ファイバの軸方向における、前記低屈折率樹脂層の端部であって前進光の入力側の端部の位置に光入射部が配置され、前記第1光ファイバのクラッドから漏れ出し、前記高屈折率樹脂層を通過して前記光入射部から入射した光を検出する光検出手段とを備え、
前記光検出手段の前記光入射部は、前記光入射部の前記接続部側の端部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の入力側の前記端部と一致する位置、または、前記光入射部の少なくとも一部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の入力側の前記端部と一致する位置に配置されていることを特徴とする光パワーモニタ装置。 - 光ファイバの側面から漏れ出した光のパワーを光検出手段によって測定する光パワーモニタ装置において、
第1光ファイバと、
接続部にて前記第1光ファイバに接続され、前記第1光ファイバを伝播する前進光の出力側に位置する第2光ファイバと、
前記接続部、並びに前記接続部から前記第1および第2光ファイバの所定範囲の領域を覆い、屈折率が前記第1および前記第2光ファイバのクラッドの屈折率よりも小さい低屈折率樹脂層と、
前記第1および第2光ファイバの前記低屈折率樹脂層にて覆われている領域および前記低屈折率樹脂層にて覆われていない領域を覆い、屈折率が前記第1および前記第2光ファイバのクラッドの屈折率以上である高屈折率樹脂層と、
前記第1および第2光ファイバの軸方向における、前記低屈折率樹脂層の端部であって前進光の出力側の端部の位置に光入射部が配置され、前記第2光ファイバのクラッドから漏れ出し、前記高屈折率樹脂層を通過して前記光入射部から入射した光を検出する第1の光検出手段と、
前記第1および第2光ファイバの軸方向における、前記低屈折率樹脂層の端部であって前進光の入力側の端部の位置に光入射部が配置され、前記第1光ファイバのクラッドから漏れ出し、前記高屈折率樹脂層を通過して前記光入射部から入射した光を検出する第2の光検出手段とを備え、
前記第1の光検出手段の前記光入射部は、前記光入射部の前記接続部側の端部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の出力側の前記端部と一致する位置、または、前記光入射部の少なくとも一部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の出力側の前記端部と一致する位置に配置され、
前記第2の光検出手段の前記光入射部は、前記光入射部の前記接続部側の端部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の入力側の前記端部と一致する位置、または、前記光入射部の少なくとも一部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の入力側の前記端部と一致する位置に配置されていることを特徴とする光パワーモニタ装置。 - 補強部材を備え、
前記高屈折率樹脂層は、前記低屈折率樹脂層を覆い、前記補強部材に設けられ、
前記補強部材は、前記高屈折率樹脂層を介して前記低屈折率樹脂層と対向する面が光吸収面となっており、前記高屈折率樹脂層を介して前記低屈折率樹脂層と対向しない面が光反射面となっていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光パワーモニタ装置。 - 増幅媒体として機能する前段光ファイバと、前記前段光ファイバから出力された光を伝送する伝送媒体として機能する後段光ファイバとを備えたファイバレーザであって、
上記後段光ファイバに請求項1から4のいずれか1項に記載の光パワーモニタ装置が挿入されていることを特徴とするファイバレーザ。 - 光ファイバの側面から漏れ出した光のパワーを光検出手段によって測定する光パワーモニタ方法において、
第1および第2光ファイバの接続部、並びに前進光の出力側に位置する前記第2光ファイバの前記接続部から所定範囲の領域を、屈折率が前記第2光ファイバのクラッドの屈折率よりも小さい低屈折率樹脂層にて覆う工程と、
前記第2光ファイバの前記低屈折率樹脂層にて覆われている領域および前記低屈折率樹脂層にて覆われていない領域を、屈折率が前記第2光ファイバのクラッドの屈折率以上である高屈折率樹脂層にて覆う工程と、
前記第1および第2光ファイバの軸方向における、前記低屈折率樹脂層の端部であって前進光の出力側の端部の位置に前記光検出手段の光入射部を配置し、前記第2光ファイバのクラッドから漏れ出し、前記高屈折率樹脂層を通過して前記光入射部から入射した光を前記光検出手段によって検出する工程とを含み、
前記光検出手段の前記光入射部を、前記光入射部の前記接続部側の端部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の出力側の前記端部と一致する位置、または、前記光入射部の少なくとも一部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の出力側の前記端部と一致する位置に配置することを特徴とする光パワーモニタ方法。 - 光ファイバの側面から漏れ出した光のパワーを光検出手段によって測定する光パワーモニタ方法において、
第1および第2光ファイバの接続部、並びに前進光の入力側に位置する前記第1光ファイバの前記接続部から所定範囲の領域を、屈折率が前記第1光ファイバのクラッドの屈折率よりも小さい低屈折率樹脂層にて覆う工程と、
前記第1光ファイバの前記低屈折率樹脂層にて覆われている領域および前記低屈折率樹脂層にて覆われていない領域を、屈折率が前記第1光ファイバのクラッドの屈折率以上である高屈折率樹脂層にて覆う工程と、
前記第1および第2光ファイバの軸方向における、前記低屈折率樹脂層の端部であって前進光の入力側の端部の位置に前記光検出手段の光入射部を配置し、前記第1光ファイバのクラッドから漏れ出し、前記高屈折率樹脂層を通過して前記光入射部から入射した光を前記光検出手段によって検出する工程とを含み、
前記光検出手段の前記光入射部を、前記光入射部の前記接続部側の端部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の入力側の前記端部と一致する位置、または、前記光入射部の少なくとも一部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の入力側の前記端部と一致する位置に配置することを特徴とする光パワーモニタ方法。 - 光ファイバの側面から漏れ出した光のパワーを光検出手段によって測定する光パワーモニタ方法において、
第1光ファイバと前記第1光ファイバに対して前記第1光ファイバを伝播する前進光の出力側に接続されている第2光ファイバとの接続部、並びに前記接続部から前記第1および第2光ファイバの所定範囲の領域を、屈折率が前記第1および第2光ファイバのクラッドの屈折率よりも小さい低屈折率樹脂層にて覆う工程と、
前記第1および第2光ファイバの前記低屈折率樹脂層にて覆われている領域および前記低屈折率樹脂層にて覆われていない領域を、屈折率が前記第1および第2光ファイバのクラッドの屈折率以上である高屈折率樹脂層にて覆う工程と、
前記第1および第2光ファイバの軸方向における、前記低屈折率樹脂層の端部であって前進光の出力側の端部の位置に第1の光検出手段の光入射部を配置し、前記第2光ファイバのクラッドから漏れ出し、前記高屈折率樹脂層を通過して前記光入射部から入射した光を前記第1の光検出手段によって検出する工程と、
前記第1および第2光ファイバの軸方向における、前記低屈折率樹脂層の端部であって前進光の入力側の端部の位置に第2の光検出手段の光入射部を配置し、前記第1光ファイバのクラッドから漏れ出し、前記高屈折率樹脂層を通過して前記光入射部から入射した光を前記第2の光検出手段によって検出する工程とを含み、
前記第1の光検出手段の前記光入射部を、前記光入射部の前記接続部側の端部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の出力側の前記端部と一致する位置、または、前記光入射部の少なくとも一部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の出力側の前記端部と一致する位置に配置し、
前記第2の光検出手段の前記光入射部を、前記光入射部の前記接続部側の端部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の入力側の前記端部と一致する位置、または、前記光入射部の少なくとも一部が、前記低屈折率樹脂層における前記前進光の入力側の前記端部と一致する位置に配置することを特徴とする光パワーモニタ方法。
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