JP6468867B2 - Optical power monitoring device, optical power monitoring method, and fiber laser device - Google Patents

Optical power monitoring device, optical power monitoring method, and fiber laser device Download PDF

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Description

本発明は、光パワーモニタ装置、光パワーモニタ方法、およびファイバレーザ装置に関する。   The present invention relates to an optical power monitoring device, an optical power monitoring method, and a fiber laser device.

近年のファイバレーザ装置においては、励起用半導体レーザの高輝度化もしくは増幅用ダブルクラッドファイバの商用化により、1kWを超える出力光パワーを達成することができる。このような高出力ファイバレーザは、従来は炭酸ガスレーザが主に使用されてきた材料加工の分野への応用が可能となる。ファイバレーザは、炭酸ガスレーザと比べてビーム品質および集光性に優れている。そのため、高出力ファイバレーザは、加工時間を短縮でき、スループットが向上する、低パワーでも高パワーと同等の加工特性を実現でき、省エネルギー化が図れる、等の優れた特徴を持つ。さらに、空間光学部品が不要なため、耐久性、光学部品のアライメント等の問題がなく、メンテナンスが不要である、等の利点もある。   In recent fiber laser devices, output light power exceeding 1 kW can be achieved by increasing the brightness of a pumping semiconductor laser or commercializing an amplification double-clad fiber. Such a high-power fiber laser can be applied to the field of material processing where a carbon dioxide laser has been mainly used. The fiber laser is excellent in beam quality and light condensing performance as compared with the carbon dioxide laser. Therefore, the high-power fiber laser has excellent features such as shortening the processing time, improving throughput, realizing processing characteristics equivalent to high power even at low power, and saving energy. Further, since no spatial optical component is required, there are advantages such as no problems such as durability and alignment of optical components, and no maintenance.

その一方、ファイバレーザ装置を用いた材料加工には、次のような課題がある。
例えば、材料加工中に加工面からの反射光がファイバレーザに戻ると、発振状態が不安定になる。その結果、出力光パワーが変動し、加工特性が低下する。最悪の場合、不安定な発振はランダムパルス発振となり、励起光源の故障、ファイバの破断等を引き起こし、ファイバレーザが故障する。この種の問題に対処するには、反射光パワーおよび出力光パワーをモニタして、発振状態が不安定になることを未然に防ぐ必要がある。
On the other hand, material processing using a fiber laser device has the following problems.
For example, when reflected light from the processing surface returns to the fiber laser during material processing, the oscillation state becomes unstable. As a result, the output light power fluctuates and the processing characteristics deteriorate. In the worst case, unstable oscillation becomes random pulse oscillation, which causes failure of the excitation light source, breakage of the fiber, etc., resulting in failure of the fiber laser. In order to cope with this type of problem, it is necessary to monitor the reflected light power and the output light power to prevent the oscillation state from becoming unstable.

反射光パワーをモニタする一つの手段として、下記の特許文献1には、レーザ加工用の高出力レーザ光を伝達する光ファイバにおいて、ワークのレーザ加工箇所からの反射光(戻り光)を外部に漏出させる戻り光漏出部を設け、戻り光漏出部から漏れる戻り光をセンサにより検出する方法が開示されている。この文献において、戻り光漏出部は、通常は鏡面状態となっているアウターコアの一部を粗面に加工することで形成されている。   As one means for monitoring the reflected light power, the following Patent Document 1 discloses that reflected light (returned light) from a laser processing position of a workpiece is externally transmitted in an optical fiber that transmits high-power laser light for laser processing. There is disclosed a method in which a return light leakage portion for leaking is provided, and return light leaking from the return light leakage portion is detected by a sensor. In this document, the return light leakage portion is formed by processing a part of the outer core, which is normally in a mirror state, into a rough surface.

特開2004−151667号公報JP 2004-151667 A

上記の特許文献1に出力光のパワーをモニタする点は記載されていないが、光検出器等を用いて出力光のパワーをモニタしたい要求がある。その場合、射出側ファイバが例えば増幅用のダブルクラッドファイバであったとすると、反射光の少なくとも一部はインナークラッド内を伝搬する。この反射光がインナークラッド内を伝搬して融着接続点にまで到達すると、融着接続点において反射光が漏れ、出力光パワー検出用のモニタにノイズとして受光される。その結果、出力光のパワーを精度良くモニタすることが困難になる。   Although the point of monitoring the power of the output light is not described in Patent Document 1, there is a demand for monitoring the power of the output light using a photodetector or the like. In this case, if the emission side fiber is, for example, an amplifying double clad fiber, at least a part of the reflected light propagates in the inner clad. When the reflected light propagates through the inner cladding and reaches the fusion splice point, the reflected light leaks at the fusion splice point and is received as noise by the output light power detection monitor. As a result, it becomes difficult to accurately monitor the power of the output light.

本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、出力光のパワーを精度良くモニタできる光パワーモニタ装置および光パワーモニタ方法を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、上記の光パワーモニタ装置を備え、信頼性に優れたファイバレーザ装置を提供することを目的の一つとする。   One aspect of the present invention is made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide an optical power monitoring apparatus and an optical power monitoring method capable of accurately monitoring the power of output light. . Another aspect of the present invention is to provide a fiber laser device having the above-described optical power monitor device and having excellent reliability.

上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の光パワーモニタ装置は、入射側光ファイバと、前記入射側光ファイバと接続され、コアと、前記コアの外側を囲む第1クラッドと、前記第1クラッドの外側を囲む第2クラッドと、を有する射出側光ファイバと、前記入射側光ファイバと前記射出側光ファイバとの接続点の近傍に設けられ、前記接続点から漏れた出力光を検出する第1の光検出器と、を備え、前記射出側光ファイバの前記第1クラッドと前記第2クラッドとの界面は、前記第1の光検出器の位置よりも光射出側の一部において、前記射出側光ファイバの中心軸に平行な断面のうちの少なくとも一つの断面において、前記光射出側から前記接続点側に向かって前記中心軸に近付く方向に傾斜した第1の傾斜部を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an optical power monitoring device according to one aspect of the present invention includes an incident side optical fiber, a core connected to the incident side optical fiber, and a first clad surrounding the outer side of the core. An output side optical fiber having a second clad surrounding the outside of the first clad, and an output leaked from the connection point provided near a connection point between the incident side optical fiber and the emission side optical fiber. A first photodetector for detecting light, wherein an interface between the first cladding and the second cladding of the emission side optical fiber is closer to the light emission side than a position of the first photodetector. In a part, in at least one of the cross sections parallel to the central axis of the emission-side optical fiber, a first inclination inclined in a direction approaching the central axis from the light emission side toward the connection point side Having a part And butterflies.

例えばファイバレーザ装置をレーザ加工等に使用する場合、出力光の反射光が射出側光ファイバの射出端から接続点に向けて戻る。このとき、反射光は、射出側光ファイバの第1クラッドと第2クラッドとの界面で反射しつつ接続点に向かって進む。反射光が接続点まで戻ると、接続点から外部に漏れて第1の光検出器に入射するおそれがあり、入射した反射光は出力光のパワーモニタのノイズとなる。これに対し、本発明の一つの態様の光パワーモニタ装置において、射出側光ファイバの第1クラッドと第2クラッドとの界面は、上述の第1の傾斜部を有する。そのため、第1の傾斜部では、第1クラッドと第2クラッドとの界面に対する反射光の入射角が小さくなる。その結果、伝搬される反射光のうち、接続点に到達する前に第1の傾斜部から漏れる光が生じ、第1の傾斜部が無い場合と比べて第1の光検出器に入射する反射光の量が少なくなる。これにより、第1の光検出器による出力光のパワーモニタの精度を高めることができる。   For example, when a fiber laser device is used for laser processing or the like, the reflected light of the output light returns from the exit end of the exit side optical fiber toward the connection point. At this time, the reflected light travels toward the connection point while being reflected at the interface between the first cladding and the second cladding of the emission side optical fiber. When the reflected light returns to the connection point, there is a risk of leaking from the connection point to the outside and entering the first photodetector, and the incident reflected light becomes noise of the output light power monitor. On the other hand, in the optical power monitoring device according to one aspect of the present invention, the interface between the first cladding and the second cladding of the emission side optical fiber has the first inclined portion described above. Therefore, in the first inclined portion, the incident angle of the reflected light with respect to the interface between the first cladding and the second cladding is reduced. As a result, of the reflected light that propagates, light that leaks from the first inclined portion before reaching the connection point is generated, and the reflected light is incident on the first photodetector as compared with the case where there is no first inclined portion. The amount of light is reduced. Thereby, the precision of the power monitor of the output light by a 1st photodetector can be raised.

本発明の一つの態様の光パワーモニタ装置において、前記界面は、前記第1の光検出器の位置よりも光射出側であって、かつ、前記第1の傾斜部よりも前記接続点側の一部において、前記射出側光ファイバの中心軸に平行な断面のうちの少なくとも一つの断面において、前記光射出側から前記接続点側に向かって前記中心軸から遠ざかる方向に傾斜した第2の傾斜部を有していてもよい。
前記界面が第2の傾斜部を有する場合、例えば延伸等の方法により第1の傾斜部と第2の傾斜部を同時に形成できるため、本発明に適した射出側光ファイバの製造が容易である。また、第2の傾斜部が設けられている場合、コアやクラッドの外径が最小となる位置から接続点側に向けて再度拡大するため、接続点におけるコアやクラッドの寸法を確保することができる。
In the optical power monitoring device according to one aspect of the present invention, the interface is on the light emission side with respect to the position of the first photodetector and on the connection point side with respect to the first inclined portion. In a part, in at least one of the cross sections parallel to the central axis of the emission side optical fiber, a second inclination inclined in a direction away from the central axis from the light emission side toward the connection point side May have a part.
When the interface has the second inclined portion, the first inclined portion and the second inclined portion can be formed at the same time by, for example, a method such as stretching, so that it is easy to manufacture the emission side optical fiber suitable for the present invention. . In addition, when the second inclined portion is provided, the core and the cladding at the connection point can be secured at the connection point in order to expand again from the position where the outer diameter of the core and the cladding is minimized toward the connection point side. it can.

本発明の一つの態様の光パワーモニタ装置は、前記第1の傾斜部から漏出する反射光を検出する第2の光検出器をさらに備えていてもよい。
この構成によれば、出力光のパワーだけでなく、第2の光検出器により反射光のパワーをモニタすることが可能である。
The optical power monitoring device according to one aspect of the present invention may further include a second photodetector that detects reflected light leaking from the first inclined portion.
According to this configuration, it is possible to monitor not only the output light power but also the reflected light power by the second photodetector.

本発明の一つの態様の光パワーモニタ方法は、入射側光ファイバと、コアと第1クラッドと第2クラッドとを有する射出側光ファイバと、の接続点から漏れた出力光を検出し、前記射出側光ファイバの前記第1クラッドと前記第2クラッドとの界面が、前記第1の光検出器の位置よりも光射出側の一部において、前記射出側光ファイバの中心軸に平行な断面のうちの少なくとも一つの断面において、前記光射出側から前記接続点側に向かって前記中心軸に近付く方向に傾斜した第1の傾斜部を有することにより、前記第1クラッド内を前記接続点側に向かって伝搬する反射光の少なくとも一部を前記第1の傾斜部から外部に漏出させ、前記出力光を検出することを特徴とする。   An optical power monitoring method according to one aspect of the present invention detects output light leaking from a connection point between an incident side optical fiber and an emission side optical fiber having a core, a first cladding, and a second cladding, The interface between the first cladding and the second cladding of the emission side optical fiber is parallel to the central axis of the emission side optical fiber at a part of the light emission side from the position of the first photodetector. At least one cross section of the first clad in the direction closer to the central axis from the light exit side toward the connection point side, so that the inside of the first clad is connected to the connection point side. At least a part of the reflected light propagating toward the outside is leaked out from the first inclined portion, and the output light is detected.

この方法によれば、第1クラッド内を前記接続点側に向かって伝搬する反射光の少なくとも一部を射出側光ファイバの第1の傾斜部から外部に漏出させた状態で出力光を検出するため、第1の傾斜部が無い場合と比べて第1の光検出器に入射する反射光が減り、第1の光検出器による出力光のパワーモニタの精度を高めることができる。   According to this method, the output light is detected in a state where at least a part of the reflected light propagating in the first cladding toward the connection point side is leaked to the outside from the first inclined portion of the emission side optical fiber. Therefore, compared with the case where there is no first inclined portion, the reflected light incident on the first photodetector is reduced, and the accuracy of the power monitor of the output light by the first photodetector can be improved.

本発明の一つの態様のファイバレーザ装置は、本発明の一つの態様の光パワーモニタ装置を備えたことを特徴とする。
本構成によれば、本発明の一つの態様の光パワーモニタ装置を備えたことにより、信頼性に優れたファイバレーザ装置を提供することができる。
A fiber laser device according to one aspect of the present invention includes the optical power monitor device according to one aspect of the present invention.
According to this configuration, by including the optical power monitor device according to one aspect of the present invention, it is possible to provide a fiber laser device with excellent reliability.

本発明の一つの態様によれば、出力光の光量を精度良くモニタできる光パワーモニタ装置および光パワーモニタ方法を提供することができる。また、本発明の一つの態様によれば、信頼性に優れたファイバレーザ装置を提供することができる。   According to one aspect of the present invention, it is possible to provide an optical power monitoring device and an optical power monitoring method capable of accurately monitoring the amount of output light. Moreover, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide a fiber laser device with excellent reliability.

本発明の一実施形態のファイバレーザ装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the fiber laser apparatus of one Embodiment of this invention. 第1実施形態の光パワーモニタ装置の断面図である。It is sectional drawing of the optical power monitor apparatus of 1st Embodiment. 光パワーモニタ装置の側面図である。It is a side view of an optical power monitor apparatus. 第2実施形態の光パワーモニタ装置の断面図である。It is sectional drawing of the optical power monitor apparatus of 2nd Embodiment. 第3実施形態の光パワーモニタ装置の断面図である。It is sectional drawing of the optical power monitor apparatus of 3rd Embodiment.

[ファイバレーザ装置]
以下、本発明の一実施形態のファイバレーザ装置について、図1を用いて説明する。
本実施形態のファイバレーザ装置は、例えばレーザ加工等の用途に用いて好適なものである。ただし、用途はレーザ加工に限るものではない。
図1は、本実施形態のファイバレーザ装置の概略構成を示すブロック図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
[Fiber laser equipment]
Hereinafter, a fiber laser device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The fiber laser device of this embodiment is suitable for use in applications such as laser processing. However, the application is not limited to laser processing.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the fiber laser apparatus of the present embodiment.
In the following drawings, in order to make each component easy to see, the scale of the size may be varied depending on the component.

図1に示すように、ファイバレーザ装置1は、レーザダイオード用電源2、複数のファイバレーザユニット3、コンバイナーユニット4、融着部収納ケース5、制御部6、制御用電源7、フィードファイバ8、および射出端9を備えている。また、図示を省略するが、ファイバレーザ装置1は、上記の構成要素の他、各種センサ類、操作・表示部、外部インターフェースなどを備えている。   As shown in FIG. 1, the fiber laser device 1 includes a laser diode power source 2, a plurality of fiber laser units 3, a combiner unit 4, a fusion part storage case 5, a control unit 6, a control power source 7, a feed fiber 8, And an injection end 9. Although not shown, the fiber laser device 1 includes various sensors, an operation / display unit, an external interface, and the like in addition to the above-described components.

レーザダイオード用電源2は、複数のファイバレーザユニット3に電力を供給する。ファイバレーザユニット3は、励起光を共振させて増幅することによりレーザ光を生成する。コンバイナーユニット4は、複数のファイバレーザユニット3から射出される複数のレーザ光を結合し、1つの高出力のレーザ光とする。融着部収納ケース5は、複数のファイバレーザユニット3とコンバイナーユニット4とを接続する光ファイバの融着接続点を内部に収納する。制御部6は、複数のファイバレーザユニット3およびコンバイナーユニット4を含む装置内の各部を制御する。制御用電源7は、制御部6に電力を供給する。コンバイナーユニット4から射出されたレーザ光は、フィードファイバ8を介して射出端9から、例えば被加工面に向けて射出される。   The laser diode power supply 2 supplies power to the plurality of fiber laser units 3. The fiber laser unit 3 generates laser light by resonating and amplifying the excitation light. The combiner unit 4 combines a plurality of laser beams emitted from the plurality of fiber laser units 3 into one high output laser beam. The fusion part storage case 5 stores therein the fusion connection points of the optical fibers connecting the plurality of fiber laser units 3 and the combiner unit 4. The control unit 6 controls each unit in the apparatus including the plurality of fiber laser units 3 and the combiner unit 4. The control power supply 7 supplies power to the control unit 6. The laser light emitted from the combiner unit 4 is emitted from the emission end 9 through the feed fiber 8 toward, for example, the surface to be processed.

ファイバレーザユニット3は、励起用レーザダイオード11、レーザダイオードドライバ12、光共振器13、および光パワーモニタ装置14を備えている。励起用レーザダイオード11は、励起光を射出する。励起用レーザダイオード11としては、例えばGaAs系半導体を材料とするファブリペロー型半導体レーザが用いられる。レーザダイオードドライバ12は、制御部6からの制御信号を受けて励起用レーザダイオード11に所定の電力を供給する。光共振器13は、励起用レーザダイオード11から射出された励起光を共振させて増幅し、レーザ光を射出する。光パワーモニタ装置14は、光共振器13における出力光のパワーを測定し、パワーの変動の有無等の出力光の状態を監視する。光パワーモニタ装置14としては、後述する第1〜第3実施形態の光パワーモニタ装置のいずれを用いてもよい。   The fiber laser unit 3 includes an excitation laser diode 11, a laser diode driver 12, an optical resonator 13, and an optical power monitor device 14. The excitation laser diode 11 emits excitation light. As the excitation laser diode 11, for example, a Fabry-Perot type semiconductor laser made of a GaAs semiconductor is used. The laser diode driver 12 receives a control signal from the control unit 6 and supplies predetermined power to the excitation laser diode 11. The optical resonator 13 resonates and amplifies the excitation light emitted from the excitation laser diode 11 and emits laser light. The optical power monitor device 14 measures the power of the output light in the optical resonator 13 and monitors the state of the output light such as the presence or absence of power fluctuation. As the optical power monitor device 14, any of the optical power monitor devices of the first to third embodiments described later may be used.

コンバイナーユニット4は、コンバイナー16、異常監視モニタ17、およびコンバイナーユニット制御部18を備えている。コンバイナー16は、複数のファイバレーザユニット3から射出される複数のレーザ光を結合し、1つのレーザ光とする。異常監視モニタ17は、コンバイナーユニット4における光パワーの変動等の異常の有無を監視する。コンバイナーユニット制御部18は、コンバイナーユニット4内の各部を制御する。   The combiner unit 4 includes a combiner 16, an abnormality monitoring monitor 17, and a combiner unit control unit 18. The combiner 16 combines a plurality of laser beams emitted from the plurality of fiber laser units 3 into one laser beam. The abnormality monitoring monitor 17 monitors the presence or absence of an abnormality such as a change in optical power in the combiner unit 4. The combiner unit control unit 18 controls each unit in the combiner unit 4.

[第1実施形態の光パワーモニタ装置]
以下、第1実施形態の光パワーモニタ装置について、図2および図3を用いて説明する。
図2は、第1実施形態の光パワーモニタ装置の断面図である。図3は、光パワーモニタ装置の側面図である。
[Optical Power Monitor Device of First Embodiment]
Hereinafter, the optical power monitoring apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical power monitor apparatus according to the first embodiment. FIG. 3 is a side view of the optical power monitor device.

図2および図3に示すように、第1実施形態の光パワーモニタ装置21は、入射側光ファイバ22と、射出側光ファイバ23と、支持部材24と、充填材25と、出力光モニタ用光検出器26と、を備える。入射側光ファイバ22と射出側光ファイバ23とは、互いに融着接続されている。反射光LRは、入射側光ファイバ22から射出側光ファイバ23に向けて進行する。以下、互いに融着接続されて一体となった入射側光ファイバ22および射出側光ファイバ23を、光ファイバ27と称する場合もある。また、入射側光ファイバ22の端面と射出側光ファイバ23の端面とが互いに接触し、融着接続された面を、接続点Jと称する。
本実施形態の出力光モニタ用光検出器26は、特許請求の範囲の第1の光検出器に対応する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the optical power monitoring device 21 of the first embodiment includes an incident side optical fiber 22, an emission side optical fiber 23, a support member 24, a filler 25, and an output light monitor. A photodetector 26. The incident side optical fiber 22 and the emission side optical fiber 23 are fusion-bonded to each other. The reflected light LR travels from the incident side optical fiber 22 toward the emission side optical fiber 23. Hereinafter, the incident-side optical fiber 22 and the emission-side optical fiber 23 that are fused and connected together may be referred to as an optical fiber 27. Further, the end surface of the incident side optical fiber 22 and the end surface of the exit side optical fiber 23 which are in contact with each other and are fusion-bonded are referred to as a connection point J.
The output light monitoring photodetector 26 of the present embodiment corresponds to the first photodetector in the claims.

入射側光ファイバ22は、コア28と、コア28を取り囲むクラッド29と、の2層構造を有するシングルクラッドファイバで構成されている。クラッド29の外側は、被覆30で覆われている。コア28、クラッド29および被覆30の構成材料は、一般的な光ファイバに用いられるものである。被覆30は、クラッド29の屈折率よりも高い屈折率を有する材料で構成されている。接続点Jから所定の距離の範囲内では、被覆30が剥離され、クラッド29が剥き出しになっている。   The incident side optical fiber 22 is composed of a single clad fiber having a two-layer structure of a core 28 and a clad 29 surrounding the core 28. The outer side of the clad 29 is covered with a coating 30. The constituent materials of the core 28, the clad 29, and the coating 30 are those used for general optical fibers. The coating 30 is made of a material having a refractive index higher than that of the clad 29. Within a range of a predetermined distance from the connection point J, the coating 30 is peeled off, and the clad 29 is exposed.

射出側光ファイバ23は、コア31と、コア31を取り囲む第1クラッド32と、第1クラッド32を取り囲む第2クラッド33と、の3層構造を有するダブルクラッドファイバで構成されている。第1クラッド32の屈折率はコア31の屈折率よりも低く、第2クラッド33の屈折率は第1クラッド32の屈折率よりも低い。具体例として、例えばコア31の直径は30μmであり、第1クラッド32の直径は420μmであり、第2クラッド33の直径は440μmである。第2クラッド33の外側は、被覆34で覆われている。接続点Jから所定の距離の範囲内では、被覆34が剥離され、第2クラッド33が剥き出しになっている。   The emission side optical fiber 23 is composed of a double clad fiber having a three-layer structure of a core 31, a first clad 32 surrounding the core 31, and a second clad 33 surrounding the first clad 32. The refractive index of the first cladding 32 is lower than the refractive index of the core 31, and the refractive index of the second cladding 33 is lower than the refractive index of the first cladding 32. As a specific example, for example, the diameter of the core 31 is 30 μm, the diameter of the first cladding 32 is 420 μm, and the diameter of the second cladding 33 is 440 μm. The outside of the second cladding 33 is covered with a coating 34. Within a range of a predetermined distance from the connection point J, the coating 34 is peeled off and the second cladding 33 is exposed.

コア31の構成材料としては、例えば石英の屈折率を増大させるためのアルミニウム等の元素が添加された石英が挙げられ、コア31の少なくとも一部の領域に、励起用レーザダイオード11から射出される励起光により励起状態となる活性元素であるイッテルビウム(Yb)が添加される。この種の活性元素としては、イッテルビウム(Yb)の他、ネオジウム(Nd)、エルビウム(Er)等の希土類元素を挙げることができる。さらに活性元素としては、希土類元素の他、ビスマス(Bi)、クロム(Cr)等が挙げられる。第1クラッド32の構成材料としては、例えばドーパントが添加されない石英が挙げられる。第2クラッド33の構成材料としては、例えば紫外線硬化樹脂が挙げられる。   The constituent material of the core 31 is, for example, quartz to which an element such as aluminum for increasing the refractive index of quartz is added, and is emitted from the excitation laser diode 11 into at least a partial region of the core 31. Ytterbium (Yb) which is an active element that is excited by excitation light is added. Examples of this type of active element include ytterbium (Yb) and rare earth elements such as neodymium (Nd) and erbium (Er). Furthermore, examples of the active element include rare earth elements, bismuth (Bi), chromium (Cr), and the like. As a constituent material of the first cladding 32, for example, quartz to which a dopant is not added can be cited. As a constituent material of the second cladding 33, for example, an ultraviolet curable resin can be cited.

支持部材24は、光ファイバ27を支持し、特に接続点J近傍の強度を補強する補強材として機能する。図面では、支持部材24は平面形状が長方形の部材として示されているが、支持部材24の平面形状は特に長方形に限定されない。支持部材24の上面には、光ファイバ27を内部に収容できるだけの大きさの溝24Mが設けられている。光ファイバ27は、溝24Mの内部に収容された状態で支持部材24に固定されている。支持部材24は、例えば黒アルマイト処理が施されたアルミニウムで構成されている。溝24Mの形状および寸法は、特に限定されない。   The support member 24 functions as a reinforcing material that supports the optical fiber 27 and particularly reinforces the strength near the connection point J. In the drawing, the support member 24 is shown as a member having a rectangular planar shape, but the planar shape of the support member 24 is not particularly limited to a rectangular shape. On the upper surface of the support member 24, a groove 24M large enough to accommodate the optical fiber 27 is provided. The optical fiber 27 is fixed to the support member 24 while being accommodated in the groove 24M. The support member 24 is made of, for example, aluminum that has been subjected to black alumite treatment. The shape and dimensions of the groove 24M are not particularly limited.

充填材25は、光ファイバ27の周囲を埋めるように溝24Mの内部に充填されている。光ファイバ27のうち、接続点Jの近傍部分は被覆30および被覆34が剥離されているため、接続点Jの近傍部分の充填材25は、射出側光ファイバ23では第2クラッド33と直接接触し、入射側光ファイバ22ではクラッド29と直接接触する。充填材25は、第2クラッド33およびクラッド29の屈折率と等しい屈折率、もしくは第2クラッド33およびクラッド29の屈折率よりも高い屈折率を有する材料で構成されている。充填材25には、例えば樹脂材料を用いてもよいし、ガラスを用いてもよい。充填材25に樹脂材料を用いた場合、樹脂材料を溝24Mに流し込んだ後で硬化させる方法で充填材25を形成することができる。この場合、充填材25を溝24Mに隙間なく埋め込むことができる、という利点が得られる。   The filler 25 is filled in the groove 24M so as to fill the periphery of the optical fiber 27. Since the coating 30 and the coating 34 are peeled off in the vicinity of the connection point J of the optical fiber 27, the filler 25 in the vicinity of the connection point J is in direct contact with the second cladding 33 in the emission side optical fiber 23. The incident side optical fiber 22 is in direct contact with the clad 29. The filler 25 is made of a material having a refractive index equal to that of the second clad 33 and the clad 29 or a refractive index higher than that of the second clad 33 and the clad 29. For the filler 25, for example, a resin material may be used, or glass may be used. When a resin material is used for the filler 25, the filler 25 can be formed by a method of curing after pouring the resin material into the groove 24M. In this case, the advantage that the filler 25 can be embedded in the groove 24M without a gap is obtained.

図3に示すように、溝24Mの内壁面には微細な凹凸が設けられている。これにより、溝24Mの内壁面に光散乱性が付与されている。ただし、溝24Mの内壁面の全てに光散乱性が付与されていなくてもよく、溝24Mの内壁面のうち、少なくとも接続点Jの近傍に光散乱性が付与されていればよい。あるいは、溝24Mの内壁面に光散乱性を付与する手段として、例えば光散乱性を有する他の部材、いわゆる散乱体を溝24Mの内部に挿入してもよい。この種の部材として、例えば光散乱性を有する結晶化ガラスからなる散乱体を用いることができる。   As shown in FIG. 3, fine irregularities are provided on the inner wall surface of the groove 24M. Thereby, the light scattering property is provided to the inner wall surface of the groove 24M. However, the light scattering property may not be provided to all the inner wall surfaces of the groove 24M, and it is sufficient that the light scattering property is provided at least in the vicinity of the connection point J among the inner wall surfaces of the groove 24M. Alternatively, as a means for imparting light scattering properties to the inner wall surface of the groove 24M, for example, another member having light scattering properties, a so-called scatterer may be inserted into the groove 24M. As this type of member, for example, a scatterer made of crystallized glass having light scattering properties can be used.

図2に示すように、出力光モニタ用光検出器26は、射出側光ファイバ23の上方にあたる充填材25の上面に設けられている。すなわち、出力光モニタ用光検出器26は、支持部材24の上方から見たときに、射出側光ファイバ23と重なる位置に接続点Jから所定の距離をおいて配置されている。入射側光ファイバ22から射出側光ファイバ23に向かう光LAは、接続点Jを通過する際に光ファイバ27の外部にわずかに漏れ出す。漏れ出た光LAは、図3に示すように、溝24Mの内壁面で散乱し、出力光モニタ用光検出器26に入射する。出力光モニタ用光検出器26として、例えば赤外用フォトダイオードを用いることができるが、その他の光検出器を用いてもよい。   As shown in FIG. 2, the output light monitoring photodetector 26 is provided on the upper surface of the filler 25 above the emission side optical fiber 23. That is, the output light monitoring photodetector 26 is arranged at a predetermined distance from the connection point J at a position overlapping the emission side optical fiber 23 when viewed from above the support member 24. The light LA from the incident side optical fiber 22 toward the emission side optical fiber 23 slightly leaks outside the optical fiber 27 when passing through the connection point J. As shown in FIG. 3, the leaked light LA is scattered on the inner wall surface of the groove 24 </ b> M and enters the output light monitoring photodetector 26. As the output light monitoring photodetector 26, for example, an infrared photodiode can be used, but other photodetectors may be used.

射出側光ファイバ23は、出力光モニタ用光検出器26の位置よりも光射出側に、第1の傾斜部36と第2の傾斜部37とを有する。第1の傾斜部36は、第1クラッド32と第2クラッド33との界面が、射出側光ファイバ23の中心軸Cに平行な断面において、光射出側から接続点J側に向かって中心軸Cに近付く方向に傾斜した部分である。第2の傾斜部37は、第1クラッド32と第2クラッド33との界面Fが、出力光モニタ用光検出器26の位置よりも光射出側、かつ、第1の傾斜部36よりも接続点J側の一部において、射出側光ファイバ23の中心軸Cに平行な断面において、光射出側から接続点J側に向かって中心軸Cから遠ざかる方向に傾斜した部分である。   The emission side optical fiber 23 has a first inclined portion 36 and a second inclined portion 37 on the light emission side from the position of the output light monitoring photodetector 26. The first inclined portion 36 has a central axis from the light emission side toward the connection point J side in a cross section in which the interface between the first cladding 32 and the second cladding 33 is parallel to the central axis C of the emission side optical fiber 23. It is a portion inclined in a direction approaching C. In the second inclined portion 37, the interface F between the first cladding 32 and the second cladding 33 is connected to the light emission side from the position of the output light monitoring photodetector 26 and more than the first inclined portion 36. A part of the point J side is a portion inclined in a direction away from the central axis C from the light emission side toward the connection point J side in a cross section parallel to the central axis C of the emission side optical fiber 23.

なお、図2は、射出側光ファイバ23の中心軸Cに平行な断面における断面図であり、射出側光ファイバ23の中心軸Cに平行な断面は無数に存在する。本実施形態の射出側光ファイバ23は、いずれの断面においても同一の形状であり、いずれの断面においても第1の傾斜部36および第2の傾斜部37を有している。すなわち、射出側光ファイバ23のうち、第1の傾斜部36および第2の傾斜部37が設けられた部分は、射出側光ファイバ23の中心軸Cを中心として回転対称の形状をなしている。   FIG. 2 is a cross-sectional view in a cross section parallel to the central axis C of the emission side optical fiber 23, and there are innumerable cross sections parallel to the central axis C of the emission side optical fiber 23. The exit side optical fiber 23 of the present embodiment has the same shape in any cross section, and has a first inclined portion 36 and a second inclined portion 37 in any cross section. That is, in the emission side optical fiber 23, the portion where the first inclined portion 36 and the second inclined portion 37 are provided has a rotationally symmetric shape about the central axis C of the emission side optical fiber 23. .

言い換えると、射出側光ファイバ23は、光射出側から接続点J側に向けて射出側光ファイバ23の径が縮小する縮径部と、光射出側から接続点J側に向けて射出側光ファイバ23の径が拡大する拡径部と、を含むくびれ部38を有している。縮径部は第1の傾斜部36に対応し、拡径部は第2の傾斜部37に対応する。すなわち、くびれ部38は、第1の傾斜部36の傾斜面36Kと第2の傾斜部37の傾斜面37Kとからなる2つの傾斜面を有している。本実施形態の場合、コア31の外形、第1クラッド32の外形、および第2クラッド33の外形の全てがくびれた形状を呈している。このようなくびれ部38を有するダブルクラッドファイバは、例えば加熱したファイバを延伸することによって製造することができる。   In other words, the exit side optical fiber 23 includes a reduced diameter portion in which the diameter of the exit side optical fiber 23 decreases from the light exit side toward the connection point J side, and an exit side light from the light exit side toward the connection point J side. It has a constricted portion 38 including an enlarged diameter portion where the diameter of the fiber 23 is enlarged. The reduced diameter portion corresponds to the first inclined portion 36, and the enlarged diameter portion corresponds to the second inclined portion 37. That is, the constricted portion 38 has two inclined surfaces including the inclined surface 36K of the first inclined portion 36 and the inclined surface 37K of the second inclined portion 37. In the case of this embodiment, the outer shape of the core 31, the outer shape of the first cladding 32, and the outer shape of the second cladding 33 all have a constricted shape. Such a double clad fiber having the constricted portion 38 can be produced by, for example, drawing a heated fiber.

上述したように、ファイバレーザを例えばレーザ加工に用いた場合、材料の加工中に加工面からの反射光がファイバレーザに戻ると、出力光パワーが変動し、加工特性が劣化する場合がある。そのため、出力光パワーをモニタするための光パワーモニタ装置が必要になる。ところが、射出側ファイバがダブルクラッドファイバであったとすると、図2に示すように、第1クラッド32と第2クラッド33との界面で反射しつつ第1クラッド32内を伝搬する反射光LRが存在する。この際、第1クラッド32と第2クラッド33との界面Fに対する反射光LRの入射角θ1は、何回反射しても常に一定である。反射光LRが第1クラッド32内を伝搬して接続点Jにまで到達すると、接続点Jにおいて反射光LRが漏出し、出力光モニタ用光検出器26にノイズとして受光される。その結果、出力光のパワーを正確にモニタできないおそれがある。   As described above, when a fiber laser is used for laser processing, for example, when reflected light from the processing surface returns to the fiber laser during processing of the material, the output light power may fluctuate and processing characteristics may deteriorate. Therefore, an optical power monitoring device for monitoring the output optical power is required. However, if the exit side fiber is a double clad fiber, there is reflected light LR that propagates in the first clad 32 while being reflected at the interface between the first clad 32 and the second clad 33 as shown in FIG. To do. At this time, the incident angle θ1 of the reflected light LR with respect to the interface F between the first cladding 32 and the second cladding 33 is always constant no matter how many times it is reflected. When the reflected light LR propagates through the first cladding 32 and reaches the connection point J, the reflected light LR leaks out at the connection point J and is received by the output light monitoring photodetector 26 as noise. As a result, the power of the output light may not be monitored accurately.

この問題に対して、本実施形態の光パワーモニタ装置21においては、射出側光ファイバ23は、出力光モニタ用光検出器26の位置よりも光射出側に、第1クラッド32と第2クラッド33との界面Fが光射出側から接続点J側に向かって射出側光ファイバ23の中心軸Cに近付く方向に傾斜した第1の傾斜部36を有している。そのため、第1の傾斜部36の傾斜面36Kで反射した反射光LRの界面Fへの入射角θ2は、第1の傾斜部36に到達する前の入射角θ1よりも小さくなる。すなわち、θ1>θ2である。その結果、接続点Jに向けて伝搬される反射光LRのうち、接続点Jに到達する前に反射光の一部が傾斜面36Kから漏出し、第1の傾斜部36を有していない場合と比べて、出力光モニタ用光検出器26に入射する反射光の量が少なくなる。これにより、出力光モニタ用光検出器26による出力光のパワーモニタの精度を高めることができる。   With respect to this problem, in the optical power monitoring device 21 of the present embodiment, the emission side optical fiber 23 is closer to the light emission side than the position of the output light monitoring photodetector 26 and the first clad 32 and the second clad. 33 has a first inclined portion 36 that is inclined in a direction approaching the central axis C of the emission side optical fiber 23 from the light emission side toward the connection point J side from the light emission side. Therefore, the incident angle θ <b> 2 of the reflected light LR reflected by the inclined surface 36 </ b> K of the first inclined portion 36 is smaller than the incident angle θ <b> 1 before reaching the first inclined portion 36. That is, θ1> θ2. As a result, part of the reflected light LR propagated toward the connection point J leaks from the inclined surface 36K before reaching the connection point J, and does not have the first inclined portion 36. Compared to the case, the amount of reflected light incident on the output light monitoring photodetector 26 is reduced. Thereby, the accuracy of the power monitoring of the output light by the output light monitoring photodetector 26 can be improved.

射出側光ファイバ23がくびれ部38を有する場合、例えば延伸等の方法により第1の傾斜部36と第2の傾斜部37を同時に形成できるため、本実施形態の光パワーモニタ装置21に好適な傾斜面を有する射出側光ファイバを容易に製造することができる。また、射出側光ファイバ23に第2の傾斜部37が設けられた場合、コアやクラッドの外径が最小となる位置から接続点J側で再度拡大するため、接続点Jにおけるコアやクラッドの寸法を確保することができる。   When the exit-side optical fiber 23 has the constricted portion 38, the first inclined portion 36 and the second inclined portion 37 can be formed simultaneously by a method such as stretching, which is suitable for the optical power monitoring device 21 of the present embodiment. An exit side optical fiber having an inclined surface can be easily manufactured. In addition, when the second inclined portion 37 is provided in the emission side optical fiber 23, it expands again on the connection point J side from the position where the outer diameter of the core or the cladding is minimized. Dimensions can be secured.

ファイバレーザを使用中に出力光のパワーをモニタした結果、例えば出力光パワーが許容値を超えた場合、制御部6が励起用レーザダイオード11に供給する駆動電流を下げる等の制御を行うようにしてもよい。このとき、制御部6がAPC制御を行うようにしてもよい。光パワーモニタ装置14により得られたモニタ結果をどのように利用するかについては、本発明において特に限定されるものではない。   As a result of monitoring the power of the output light while using the fiber laser, for example, when the output light power exceeds an allowable value, the control unit 6 performs control such as reducing the drive current supplied to the excitation laser diode 11. May be. At this time, the control unit 6 may perform APC control. How to use the monitor result obtained by the optical power monitor device 14 is not particularly limited in the present invention.

[第2実施形態の光パワーモニタ装置]
以下、本発明の第2実施形態について、図4を用いて説明する。
第2実施形態の光パワーモニタ装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、光ファイバの構成が第1実施形態と異なる。
図4は、第2実施形態の光パワーモニタ装置の断面図である。
図4において、第1実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Optical Power Monitoring Device of Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the optical power monitoring apparatus of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the configuration of the optical fiber is different from that of the first embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical power monitoring device of the second embodiment.
4, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as drawing used in 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

第1実施形態においては、射出側光ファイバが第1の傾斜部と第2の傾斜部とを含むくびれ部を有していた。これに対して、図4に示すように、本実施形態の光パワーモニタ装置41においては、射出側光ファイバ42が第1の傾斜部と第2の傾斜部とを含むくびれ部を有していない。射出側光ファイバ42において、第1クラッド44と第2クラッド45との界面Fは、光射出側から接続点J側に向かって射出側光ファイバ42の中心軸Cに近付く方向に傾斜した第1の傾斜部36のみを有している。   In the first embodiment, the exit side optical fiber has a constricted portion including a first inclined portion and a second inclined portion. On the other hand, as shown in FIG. 4, in the optical power monitor device 41 of the present embodiment, the exit side optical fiber 42 has a constricted portion including a first inclined portion and a second inclined portion. Absent. In the emission side optical fiber 42, the interface F between the first cladding 44 and the second cladding 45 is inclined in the direction approaching the central axis C of the emission side optical fiber 42 from the light emission side toward the connection point J side. Only the inclined portion 36 is provided.

本実施形態の射出側光ファイバ42において、第1の傾斜部36よりも接続点J側におけるコア43の外径、第1クラッド44の外径、および第2クラッド45の外径は、第1の傾斜部36よりも光射出側におけるコア43の外径、第1クラッド44の外径、および第2クラッド45の外径よりも小さい。これに対応して、入射側光ファイバ46のコア47の外径およびクラッド48の外径は、射出側光ファイバ42の第1の傾斜部36よりも接続点J側におけるコア43の外径および第2クラッド45の外径とそれぞれ一致している。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
In the emission-side optical fiber 42 of the present embodiment, the outer diameter of the core 43, the outer diameter of the first cladding 44, and the outer diameter of the second cladding 45 on the connection point J side with respect to the first inclined portion 36 are as follows. Smaller than the outer diameter of the core 43, the outer diameter of the first cladding 44, and the outer diameter of the second cladding 45 on the light emission side of the inclined portion 36. Correspondingly, the outer diameter of the core 47 of the incident side optical fiber 46 and the outer diameter of the cladding 48 are the outer diameter of the core 43 closer to the connection point J than the first inclined portion 36 of the emission side optical fiber 42 and The outer diameter of each of the second claddings 45 coincides with that of the second cladding 45.
Other configurations are the same as those of the first embodiment.

本実施形態においても、出力光モニタ用光検出器26に入射する反射光を減らすことで出力光のパワーモニタの精度を高めることができる、という第1実施形態と同様の効果が得られる。   Also in the present embodiment, the same effect as in the first embodiment that the accuracy of the power monitor of the output light can be improved by reducing the reflected light incident on the output light monitoring photodetector 26 is obtained.

[第3実施形態の光パワーモニタ装置]
以下、本発明の第3実施形態について、図5を用いて説明する。
第3実施形態の光パワーモニタ装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、反射光モニタ用光検出器が付加されている点が第1実施形態と異なる。
図5は、第3実施形態の光パワーモニタ装置の断面図である。
図5において、第1実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Optical Power Monitoring Device of Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the optical power monitoring apparatus of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and is different from the first embodiment in that a reflected light monitoring photodetector is added.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical power monitoring device of the third embodiment.
5, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as drawing used in 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

図5に示すように、第3実施形態の光パワーモニタ装置51は、第1実施形態の光パワーモニタ装置21に加えて、射出側光ファイバ23の傾斜面36Kから漏出する反射光LRを検出するための反射光モニタ用光検出器52をさらに備えている。この例では、反射光モニタ用光検出器52は、くびれ部38の中央付近に配置されているが、射出側光ファイバ23の傾斜面36Kで反射して漏出する反射光LRが到達する領域内に配置されていればよい。これにより、反射光モニタ用光検出器52は、射出側光ファイバ23の傾斜面36Kから漏出する反射光LRを検出することができる。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
本実施形態の反射光モニタ用光検出器52は、特許請求の範囲の第2の光検出器に対応する。
As shown in FIG. 5, the optical power monitoring device 51 of the third embodiment detects the reflected light LR leaking from the inclined surface 36K of the emission side optical fiber 23 in addition to the optical power monitoring device 21 of the first embodiment. Further, a reflected light monitoring photodetector 52 is provided. In this example, the reflected light monitoring photodetector 52 is disposed in the vicinity of the center of the constricted portion 38, but in a region where the reflected light LR that is reflected by the inclined surface 36 K of the emission side optical fiber 23 and leaks arrives. It suffices if they are arranged. Thereby, the reflected light monitoring photodetector 52 can detect the reflected light LR leaking from the inclined surface 36K of the emission side optical fiber 23.
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
The reflected light monitoring photodetector 52 of the present embodiment corresponds to the second photodetector in the claims.

本実施形態においても、出力光モニタ用光検出器26に入射する反射光を減らすことで出力光のパワーモニタの精度を高めることができる、という第1、第2実施形態と同様の効果が得られる。さらに本実施形態の場合、反射光モニタ用光検出器52によって反射光のパワーモニタが可能になるという更なる効果が得られる。反射光のパワーをモニタした結果、例えば反射光パワーが許容値を超えた場合、制御部6が異常を検知し、励起用レーザダイオード11に供給する駆動電流を下げる等の制御を行うようにしてもよい。本実施形態によれば、反射光の異常にいち早く対応することができる。   Also in this embodiment, the same effect as the first and second embodiments can be obtained that the accuracy of the power monitor of the output light can be increased by reducing the reflected light incident on the output light monitoring photodetector 26. It is done. Further, in the case of the present embodiment, a further effect that the reflected light power can be monitored by the reflected light monitoring photodetector 52 is obtained. As a result of monitoring the power of the reflected light, for example, when the reflected light power exceeds an allowable value, the control unit 6 detects an abnormality and performs control such as reducing the drive current supplied to the excitation laser diode 11. Also good. According to this embodiment, it is possible to quickly cope with an abnormality in reflected light.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、射出側光ファイバの中心軸に平行な無数の断面のうちのいずれの断面においても、射出側光ファイバが第1の傾斜部を有している例を挙げた。この構成に代えて、射出側光ファイバの中心軸に平行な無数の断面のうちの一つの断面(特定の断面)において射出側光ファイバが第1の傾斜部を有し、他の断面においては射出側光ファイバが第1の傾斜部を有していない構成であってもよい。すなわち、射出側光ファイバのうち、第1の傾斜部が設けられた部分は、射出側光ファイバの中心軸を中心として必ずしも回転対称の形状でなくてもよい。この構成であっても、第1の傾斜部を有していない従来の構成に比べれば、出力光パワーモニタの精度を高めることができる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the said embodiment, the example in which the exit side optical fiber has the 1st inclination part was given in any cross section among the countless cross sections parallel to the central axis of the exit side optical fiber. Instead of this configuration, the exit-side optical fiber has a first inclined portion in one of a number of sections (specific sections) parallel to the central axis of the exit-side optical fiber, and in the other sections The output side optical fiber may not have the first inclined portion. That is, the portion of the emission side optical fiber provided with the first inclined portion does not necessarily have a rotationally symmetric shape around the central axis of the emission side optical fiber. Even with this configuration, the accuracy of the output optical power monitor can be improved as compared with the conventional configuration that does not have the first inclined portion.

射出側光ファイバの傾斜面は、図2等の断面形状で見ると、直線状になっているが、曲線状になっていてもよい。また、光パワーモニタ装置をシングルクラッドファイバとダブルクラッドファイバとの融着接続点に適用した例を示したが、この構成に代えて、ダブルクラッドファイバとダブルクラッドファイバとの融着接続点に適用してもよい。
その他、光パワーモニタ装置およびファイバレーザ装置の各構成要件の形状、寸法、配置、材料に関する具体的な記載は、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
The inclined surface of the exit side optical fiber is straight when viewed in the cross-sectional shape of FIG. 2 or the like, but may be curved. In addition, an example was shown in which the optical power monitoring device was applied to the fusion splice point between a single clad fiber and a double clad fiber, but instead of this configuration, it was applied to a fusion splice point between a double clad fiber and a double clad fiber. May be.
In addition, the specific description regarding the shape, size, arrangement, and material of each component of the optical power monitor device and the fiber laser device is not limited to the above embodiment, and can be changed as appropriate.

本発明は、例えばレーザ加工などに用いるファイバレーザ装置、および光パワーモニタ装置に利用が可能である。   The present invention can be used for, for example, a fiber laser device used for laser processing and an optical power monitor device.

1…ファイバレーザ装置、14,21,41,51…光パワーモニタ装置、22,46…入射側光ファイバ、23,42…射出側光ファイバ、26…出力光モニタ用光検出器(第1の光検出器)、31,43…コア、32,44…第1クラッド、33,45…第2クラッド、36…第1の傾斜部、36K…傾斜面、37…第2の傾斜部、38…くびれ部、52…反射光モニタ用光検出器(第2の光検出器)、C…中心軸。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fiber laser apparatus, 14, 21, 41, 51 ... Optical power monitor apparatus, 22, 46 ... Incident side optical fiber, 23, 42 ... Emission side optical fiber, 26 ... Output light monitoring photodetector (1st (Detector), 31, 43 ... core, 32, 44 ... first clad, 33, 45 ... second clad, 36 ... first inclined portion, 36K ... inclined surface, 37 ... second inclined portion, 38 ... Constriction, 52... Reflected light monitor photodetector (second photodetector), C... Central axis.

Claims (5)

入射側光ファイバと、
前記入射側光ファイバと接続され、コアと、前記コアの外側を囲む第1クラッドと、前記第1クラッドの外側を囲む第2クラッドと、を有する射出側光ファイバと、
前記入射側光ファイバと前記射出側光ファイバとの接続点の近傍に設けられ、前記接続点から漏れた出力光を検出する第1の光検出器と、
を備え、
前記射出側光ファイバの前記第1クラッドと前記第2クラッドとの界面は、前記第1の光検出器の位置よりも光射出側の一部において、前記射出側光ファイバの中心軸に平行な断面のうちの少なくとも一つの断面において、前記光射出側から前記接続点側に向かって前記中心軸に近付く方向に傾斜した第1の傾斜部を有することを特徴とする光パワーモニタ装置。
An incident side optical fiber;
An emission-side optical fiber connected to the incident-side optical fiber and having a core, a first cladding surrounding the outside of the core, and a second cladding surrounding the outside of the first cladding;
A first photodetector that is provided in the vicinity of a connection point between the incident-side optical fiber and the emission-side optical fiber and detects output light leaking from the connection point;
With
The interface between the first clad and the second clad of the emission side optical fiber is parallel to the central axis of the emission side optical fiber in a part of the light emission side from the position of the first photodetector. An optical power monitor device comprising a first inclined portion inclined in a direction approaching the central axis from the light exit side toward the connection point side in at least one of the cross sections.
前記界面は、前記第1の光検出器の位置よりも光射出側であって、かつ、前記第1の傾斜部よりも前記接続点側の一部において、前記射出側光ファイバの中心軸に平行な断面のうちの少なくとも一つの断面において、前記光射出側から前記接続点側に向かって前記中心軸から遠ざかる方向に傾斜した第2の傾斜部を有することを特徴とする請求項1に記載の光パワーモニタ装置。   The interface is on the light exit side from the position of the first photodetector, and in the part of the connection point side from the first inclined portion, to the central axis of the exit side optical fiber. The at least one of the parallel cross sections includes a second inclined portion that is inclined in a direction away from the central axis from the light emission side toward the connection point side. Optical power monitor device. 前記第1の傾斜部から漏出する反射光を検出する第2の光検出器をさらに備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光パワーモニタ装置。   The optical power monitoring apparatus according to claim 1, further comprising a second photodetector that detects reflected light leaking from the first inclined portion. 入射側光ファイバと、コアと第1クラッドと第2クラッドとを有する射出側光ファイバと、の接続点から漏れた出力光を検出し、
前記射出側光ファイバの前記第1クラッドと前記第2クラッドとの界面が、前記第1の光検出器の位置よりも光射出側の一部において、前記射出側光ファイバの中心軸に平行な断面のうちの少なくとも一つの断面において、前記光射出側から前記接続点側に向かって前記中心軸に近付く方向に傾斜した第1の傾斜部を有することにより、前記第1クラッド内を前記接続点側に向かって伝搬する反射光の少なくとも一部を前記第1の傾斜部の近傍から外部に漏出させ、前記出力光を検出することを特徴とする光パワーモニタ方法。
Detecting output light leaking from the connection point between the incident side optical fiber and the exit side optical fiber having the core, the first cladding, and the second cladding;
The interface between the first clad and the second clad of the emission side optical fiber is parallel to the central axis of the emission side optical fiber at a part of the light emission side from the position of the first photodetector. In at least one of the cross-sections, a first inclined portion inclined in a direction approaching the central axis from the light emitting side toward the connection point side is provided, and the connection point is formed in the first cladding. An optical power monitoring method comprising detecting at least a part of reflected light propagating toward the outside from the vicinity of the first inclined portion and detecting the output light.
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の光パワーモニタ装置を備えたことを特徴とするファイバレーザ装置。   A fiber laser device comprising the optical power monitor device according to any one of claims 1 to 3.
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