JP6602443B2 - Detection method and detection apparatus - Google Patents

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本発明は、光ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光を検出する検出方法及び検出装置に関する。   The present invention relates to a detection method and a detection apparatus for detecting Rayleigh scattered light leaking from a side surface of an optical fiber.

材料加工の分野では、近年、ファイバレーザが広く用いられている。ファイバレーザは、コアに希土類が添加された光ファイバ（以下、「増幅ファイバ」と呼ぶ）を増幅媒質するレーザ装置であり、レーザ光を連続的に出力する連続発振型（共振器型）のファイバレーザと、レーザ光を間欠的に出力するパルス発振型（ＭＯＰＡ型）のファイバレーザとがそれぞれ広く用いられている。また、ファイバレーザには、連続的又は間欠的なレーザ光を出力光とするものの他に、連続発振型又はパルス発振型のファイバレーザの後段に接続された光ファイバ（以下、「ラマンファイバ」と呼ぶ）における誘導ラマン散乱により生じたストークス光を出力光とするものがある。何れの場合も、出力光は、デリバリファイバにより加工対象物の近傍に導かれ、デリバリファイバの先端に接続されたヘッド部を介して加工対象物に照射される。   In recent years, fiber lasers are widely used in the field of material processing. A fiber laser is a laser device that uses an optical fiber (hereinafter referred to as an “amplifying fiber”) in which a rare earth is added to a core as an amplifying medium, and is a continuous oscillation type (resonator type) fiber that continuously outputs laser light. Lasers and pulse oscillation (MOPA type) fiber lasers that intermittently output laser light are widely used. In addition to fiber lasers that use continuous or intermittent laser light as output light, optical fibers (hereinafter referred to as “Raman fibers”) connected to the subsequent stage of continuous or pulsed fiber lasers. In some cases, Stokes light generated by stimulated Raman scattering is used as output light. In either case, the output light is guided to the vicinity of the object to be processed by the delivery fiber, and is irradiated to the object to be processed through the head portion connected to the tip of the delivery fiber.

ところで、加工用のファイバレーザでは、フィードバック制御や異常検知などを行うために、出力光のパワーをモニタする必要がある。出力光のパワーをモニタする方法としてとしては、（１）デリバリファイバに入射した出力光をカプラによって照射用出力光とモニタ用出力光とに分岐し、モニタ用出力光を光検出器によって検出する方法や、（２）デリバリファイバに入射した出力光の一部を屈曲部又は融着点から漏出させ、漏出した光を光検出器によって検出する方法が広く用いられている。   By the way, in the fiber laser for processing, it is necessary to monitor the power of output light in order to perform feedback control, abnormality detection, and the like. As a method of monitoring the output light power, (1) the output light incident on the delivery fiber is split into an irradiation output light and a monitor output light by a coupler, and the monitor output light is detected by a photodetector. There are widely used methods and (2) a method in which a part of output light incident on a delivery fiber is leaked from a bent portion or a fusion point, and the leaked light is detected by a photodetector.

しかしながら、前者の方法には、カプラという部品が増えたこと、及び、デリバリファイバにカプラを挿入するという工程が増えたことに伴い、製造コストが上昇するという問題があった。また、後者の方法には、デリバリファイバに屈曲部又は融着点を形成するという工程が増えたことに伴い、製造コストが上昇するという問題（モニタ用出力光を漏出させるための屈曲部又は融着点を新たに形成する場合）、又は、出力光を検出する箇所が屈曲部又は融着点の近傍に限られるという問題（既存の屈曲部又は融着点からモニタ用出力光を漏出させる場合）があった。さらに、これらの方法は、出力光のパワーをモニタするために、出力光の一部を消費する方法である。したがって、これらの方法には、出力光のパワーをモニタするために、出力光の損失が不可避的に生じるという共通の問題があった。   However, the former method has a problem in that the manufacturing cost increases with an increase in the number of parts called couplers and an increase in the process of inserting the couplers into the delivery fiber. In addition, the latter method has a problem that the manufacturing cost increases due to an increase in the number of steps of forming a bent portion or a fusion point in the delivery fiber (a bent portion or a fusion point for leaking output light for monitoring). (When a landing point is newly formed), or the problem that the output light detection point is limited to the vicinity of the bent portion or the fusion point (when the output light for monitoring is leaked from the existing bent portion or the fusion point) )was there. Further, these methods are methods that consume a part of the output light in order to monitor the power of the output light. Therefore, these methods have a common problem that output light loss is inevitably caused in order to monitor the output light power.

これらの問題を生じさせることなく、出力光のパワーをモニタするための方法としては、デリバリファイバを伝播する出力光自体を検出するのではなく、出力光を被散乱光とするレイリー散乱の散乱光（以下、「レイリー散乱光」と呼ぶ）を検出する方法が知られている。デリバリファイバを伝播する出力光のパワーと、デリバリファイバにて生じるレイリー散乱光のパワーとの間には一定の対応関係があるので、レイリー散乱光のパワーから出力光のパワーを算出することができる。   A method for monitoring the power of output light without causing these problems is not to detect the output light itself propagating through the delivery fiber, but to use Rayleigh scattered light with the output light as scattered light. A method of detecting (hereinafter referred to as “Rayleigh scattered light”) is known. Since there is a certain correspondence between the power of the output light propagating through the delivery fiber and the power of the Rayleigh scattered light generated in the delivery fiber, the power of the output light can be calculated from the power of the Rayleigh scattered light. .

特許文献１には、光ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光を検出するセンサユニットが開示されている。このセンサユニットでは、底面が光検出器の受光面と対向するよう凹部を配置し、光ファイバの側面から光検出器側と反対側に漏出したレイリー散乱光を凹部底面にて反射する構成が採用されている。凹部底面の曲率は、反射したレイリー散乱光が受光素子の受光面上で合焦するように決められている。このため、光検出器には、光ファイバの側面から光検出器側に漏出したレイリー散乱光に加えて、光ファイバの側面から光検出器と反対側に漏出したレイリー散乱光が入射する。これにより、パワーを精度良く測定するために十分な量のレイリー散乱光を光検出器に入射させることができる。   Patent Document 1 discloses a sensor unit that detects Rayleigh scattered light leaking from a side surface of an optical fiber. In this sensor unit, a concave portion is arranged so that the bottom surface faces the light receiving surface of the photodetector, and the Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber to the side opposite to the photodetector side is reflected at the bottom surface of the concave portion. Has been. The curvature of the bottom surface of the recess is determined so that the reflected Rayleigh scattered light is focused on the light receiving surface of the light receiving element. For this reason, in addition to Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber to the photodetector side, Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber to the opposite side of the photodetector is incident on the photodetector. Thereby, a sufficient amount of Rayleigh scattered light for accurately measuring the power can be incident on the photodetector.

特表２０１５−５２５３４２号公報（２０１５年９月３日公開）Special table 2015-525342 gazette (published on September 3, 2015)

しかしながら、特許文献１に記載のセンサユニットのように、光ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光を反射して光検出器に入射させる場合、光ファイバの側面から漏出するレイリー散乱光の光量が一定であっても、光ファイバ、反射体、及び光検出器の位置関係が変化すると、光検出器に入射するレイリー散乱光の光量が変化する。   However, when the Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber is reflected and incident on the photodetector as in the sensor unit described in Patent Document 1, the amount of Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber is constant. Even so, when the positional relationship between the optical fiber, the reflector, and the photodetector changes, the amount of Rayleigh scattered light incident on the photodetector changes.

特に、特許文献１に記載のセンサユニットにおいては、反射したレイリー散乱光が受光素子の受光面上で合焦するように、反射体の反射面を凹面化する構成が採用されている。このため、光ファイバ、反射体、及び光検出器の位置関係の僅かな変化により、光検出器に入射するレイリー散乱光の光量が有意に変化する。すなわち、光ファイバ、反射体、及び光検出器の位置関係の僅かな変化により、モニタ値（検出したレイリー散乱光のパワーから算出した出力光のパワー）に含まれる誤差が有意に増加する。   In particular, the sensor unit described in Patent Document 1 employs a configuration in which the reflecting surface of the reflector is concave so that the reflected Rayleigh scattered light is focused on the light receiving surface of the light receiving element. For this reason, the light quantity of the Rayleigh scattered light which injects into a photodetector changes significantly by the slight change of the positional relationship of an optical fiber, a reflector, and a photodetector. That is, a slight change in the positional relationship among the optical fiber, the reflector, and the photodetector significantly increases the error included in the monitor value (power of output light calculated from the detected power of Rayleigh scattered light).

また、ファイバレーザに含まれるデリバリファイバから漏出するレイリー散乱光には、デリバリファイバを順方向に伝播する出力光に由来するものの他に、デリバリファイバを逆方向に伝播する戻光に由来するものが含まれる。このため、従来技術には、出力光のパワーを精度良くモニタすること、及び、戻光のパワーを精度良くモニタすることが困難であるという更なる問題がある。   The Rayleigh scattered light leaking from the delivery fiber included in the fiber laser is derived from the output light propagating in the forward direction through the delivery fiber, as well as the return light propagating in the reverse direction in the delivery fiber. included. For this reason, the prior art has a further problem that it is difficult to accurately monitor the power of output light and to accurately monitor the power of return light.

本発明は、上記の更なる問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力光のパワーを精度良くモニタすること、及び／又は、戻光のパワーを精度良くモニタすることが容易な検出方法を実現することにある。   The present invention has been made in view of the above-described further problems, and an object of the present invention is to easily monitor the power of output light and / or monitor the power of return light with high accuracy. To realize a detection method.

上記の目的を達成するために、本発明に係る検出方法は、ファイバレーザ又はファイバレーザシステムに含まれる光ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光を検出する検出方法において、検出装置にて検出されたレイリー散乱光が戻光に由来するものであるのか、出力光に由来するものであるのかを、該レイリー散乱光の波形に基づいて判定する判定工程を含んでいる。   In order to achieve the above object, a detection method according to the present invention is a detection method for detecting Rayleigh scattered light leaking from a side surface of an optical fiber included in a fiber laser or a fiber laser system. It includes a determination step of determining whether the Rayleigh scattered light is derived from the return light or the output light based on the waveform of the Rayleigh scattered light.

本発明の一態様に係る検出方法において、上記判定工程にて出力光に由来すると判定されたレイリー散乱光のパワーをモニタする出力光モニタ工程を更に含んでいる、ことが好ましい。   The detection method according to one aspect of the present invention preferably further includes an output light monitoring step of monitoring the power of Rayleigh scattered light determined to be derived from the output light in the determination step.

本発明の一態様に係る検出方法において、上記判定工程にて戻光に由来すると判定されたレイリー散乱光のパワーをモニタする戻光モニタ工程を更に含んでいる、ことが好ましい。   The detection method according to an aspect of the present invention preferably further includes a return light monitoring step of monitoring the power of Rayleigh scattered light determined to be derived from the return light in the determination step.

本発明の一態様に係る検出方法において、上記判定工程において、検出装置にて検出されたレイリー散乱光が戻光に由来するものであるのか、出力光に由来するものであるのかを、該レイリー散乱光の波形の幅を予め定められた基準値と比較することによって判定する、ことが好ましい。   In the detection method according to an aspect of the present invention, whether the Rayleigh scattered light detected by the detection device in the determination step is derived from the return light or the output light is determined by the Rayleigh. It is preferable to determine by comparing the width of the waveform of the scattered light with a predetermined reference value.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る検出装置は、ファイバレーザ又はファイバレーザシステムに含まれる光ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光を検出する検出装置において、当該検出装置にて検出されたレイリー散乱光が戻光に由来するものであるのか、出力光に由来するものであるのかを、該レイリー散乱光の波形に基づいて判定する判定手段を備えている。   In order to solve the above problems, a detection device according to one embodiment of the present invention includes a detection device that detects Rayleigh scattered light leaking from a side surface of an optical fiber included in a fiber laser or a fiber laser system. And determining means for determining whether the detected Rayleigh scattered light is derived from the return light or the output light based on the waveform of the Rayleigh scattered light.

本発明によれば、出力光のパワーを精度良くモニタすること、及び／又は、戻光のパワーを精度良くモニタすることが容易な検出方法を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a detection method that can easily monitor the power of output light with high accuracy and / or monitor the power of return light with high accuracy.

本発明に係る検出装置の第１の実施形態を示す図である。（ａ）は、その検出装置の分解斜視図であり、（ｂ）は、その検出装置の断面図である。It is a figure which shows 1st Embodiment of the detection apparatus which concerns on this invention. (A) is an exploded perspective view of the detection device, and (b) is a cross-sectional view of the detection device. 本発明に係る検出装置の第２の実施形態を示す図である。（ａ）は、その検出装置の分解斜視図であり、（ｂ）は、その検出装置の断面図である。It is a figure which shows 2nd Embodiment of the detection apparatus which concerns on this invention. (A) is an exploded perspective view of the detection device, and (b) is a cross-sectional view of the detection device. （ａ）は、実施例に係る検出装置を用いて検出されたレイリー散乱光のパワーから算出されたモニタ値に含まれる誤差の光出力依存性を示すグラフである。（ｂ）は、比較例に係る検出装置を用いて検出されたクラッドモード光のパワーから算出されたモニタ値に含まれる誤差の光出力依存性を示すグラフである。(A) is a graph which shows the light output dependence of the error contained in the monitor value calculated from the power of the Rayleigh scattered light detected using the detection apparatus which concerns on an Example. (B) is a graph which shows the optical output dependence of the error contained in the monitor value calculated from the power of the clad mode light detected using the detection apparatus which concerns on a comparative example. 図２に示す検出装置２において、反射プレートの上面が無加工の場合（アルミニウム素材が露出している場合）と、黒アルマイト加工（無反射加工）されている場合と、金メッキ加工（反射加工）されている場合とに関して、光ファイバの基準位置からのオフセット量と、フォトダイオードから出力される光電流の変化率（絶対値）との関係を示すグラフである。In the detection device 2 shown in FIG. 2, when the upper surface of the reflection plate is not processed (when the aluminum material is exposed), when processed with black anodized (non-reflective processing), and with gold plating (reflective processing). It is a graph which shows the relationship between the amount of offset from the reference | standard position of an optical fiber, and the change rate (absolute value) of the photocurrent output from a photodiode regarding the case where it is performed. 図１又は図２に示す検出装置を備えたファイバレーザのブロック図である。It is a block diagram of the fiber laser provided with the detection apparatus shown in FIG. 1 or FIG. 図１又は図２に示す検出装置を備えたファイバレーザシステムのブロック図である。It is a block diagram of the fiber laser system provided with the detection apparatus shown in FIG. 1 or FIG.

〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態に係る検出装置１について、図１に基づいて説明する。図１において、（ａ）は、検出装置１の分解斜視図であり、（ｂ）は、検出装置１のＡ−Ａ’断面図である。 [First Embodiment]
A detection apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1A is an exploded perspective view of the detection device 1, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the detection device 1.

検出装置１は、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光を検出するための装置であり、光検出器１１、ベースプレート１２、ＰＤホルダ１３、トッププレート１４、フロントプレート１５、及びリアプレート１６を備えている。   The detection device 1 is a device for detecting Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber OF, and includes a photodetector 11, a base plate 12, a PD holder 13, a top plate 14, a front plate 15, and a rear plate 16. I have.

光検出器１１は、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光を検出するための構成である。本実施形態においては、光検出器１１として、フォトダイオード１１ａと、フォトダイオード１１ａを収容するＤＯ（Diode Outline）パッケージ１１ｂとを有する光検出器を用いている。ＤＯパッケージ１１ｂの一方の底面には、円形の貫通孔１３ａが形成されており、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光は、この貫通孔１３ａを介してフォトダイオード１１ａの受光面１１ａ１に入射する。フォトダイオード１１ａのアノード端子１１ａ２及びカソード端子１１ａ３は、ＤＯパッケージ１１ｂの他方の底面からＤＯパッケージ１１ｂの外部に引き出されている。   The photodetector 11 is configured to detect Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber OF. In the present embodiment, a photodetector having a photodiode 11a and a DO (Diode Outline) package 11b that accommodates the photodiode 11a is used as the photodetector 11. A circular through hole 13a is formed on one bottom surface of the DO package 11b, and Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber OF enters the light receiving surface 11a1 of the photodiode 11a via the through hole 13a. To do. The anode terminal 11a2 and the cathode terminal 11a3 of the photodiode 11a are drawn out of the DO package 11b from the other bottom surface of the DO package 11b.

ベースプレート１２は、板状の部材であり、例えば、アルミニウムなどの金属により構成されている。ＰＤホルダ１３は、直方体状の部材であり、例えば、アルミニウムなどの金属により構成されている。ＰＤホルダ１３には、上面から下面に至る、断面が円形の貫通孔１３ａが形成されている。また、ＰＤホルダ１３の下面には、前面から後面に至る、断面が三角形の溝１３ｂが形成されている。ＰＤホルダ１３は、その下面がベースプレート１２の上面１２ａに当接するよう、ボルト（例えば、六角穴付ボルト）を用いてベースプレート１２に固定される。   The base plate 12 is a plate-like member and is made of, for example, a metal such as aluminum. The PD holder 13 is a rectangular parallelepiped member and is made of, for example, a metal such as aluminum. The PD holder 13 is formed with a through hole 13a having a circular cross section from the upper surface to the lower surface. Further, a groove 13b having a triangular cross section extending from the front surface to the rear surface is formed on the lower surface of the PD holder 13. The PD holder 13 is fixed to the base plate 12 using a bolt (for example, a hexagon socket head cap screw) so that the lower surface of the PD holder 13 comes into contact with the upper surface 12a of the base plate 12.

光ファイバＯＦは、ＰＤホルダ１３に形成された溝１３ｂに収容され、ベースプレート１２とＰＤホルダ１３のとの間に挟み込まれる。光検出器１１は、フォトダイオード１１ａの受光面１１ａ１が光ファイバＯＦを介してベースプレート１２の上面１２ａと対向し、かつ、ＤＯパッケージ１１ｂの他方の底面（アノード端子１１ａ２及びカソード端子１１ａ３が引き出される方の底面）がＰＤホルダ１３の上面と面一になるように、ＰＤホルダ１３に形成された貫通孔１３ａに嵌挿される。   The optical fiber OF is accommodated in a groove 13 b formed in the PD holder 13 and is sandwiched between the base plate 12 and the PD holder 13. In the photodetector 11, the light receiving surface 11a1 of the photodiode 11a faces the upper surface 12a of the base plate 12 through the optical fiber OF, and the other bottom surface of the DO package 11b (the one from which the anode terminal 11a2 and the cathode terminal 11a3 are drawn out). Is inserted into a through hole 13 a formed in the PD holder 13 so that the bottom surface of the PD holder 13 is flush with the upper surface of the PD holder 13.

トッププレート１４は、円形の開口１４ａが形成された板状の部材であり、例えば、アルミニウムなどの金属により構成されている。トッププレート１４は、フォトダイオード１１ａのアノード端子１１ａ２及びカソード端子１１ａ３が開口１４ａを通るように、かつ、開口１４ａの周辺がＤＯパッケージ１１ｂの底面（アノード端子１１ａ２及びカソード端子１１ａ３が引き出される方の底面）を上方から押さえるように、ネジ（例えば、皿ネジ）を用いてＰＤホルダ１３に固定されている。   The top plate 14 is a plate-like member in which a circular opening 14a is formed, and is made of, for example, a metal such as aluminum. The top plate 14 is arranged so that the anode terminal 11a2 and the cathode terminal 11a3 of the photodiode 11a pass through the opening 14a, and the periphery of the opening 14a is the bottom surface of the DO package 11b (the bottom surface from which the anode terminal 11a2 and the cathode terminal 11a3 are drawn). ) Is fixed to the PD holder 13 using screws (for example, flat head screws) so as to be pressed from above.

フロントプレート１５は、切り込み１５ａが形成された板状の部材を、側面から見てＬ字型になるように折り曲げたものであり、例えば、アルミニウムなどの金属により構成されている。フロントプレート１５は、山側の表面のうち稜線で隔てられた２つの領域の一方がＰＤホルダ１３の前面に当接し、他方がベースプレート１２の上面１２ａに当接するように、ボルト（例えば、六角穴付ボルト）を用いてＰＤホルダ１３の前面に固定されている。光ファイバＯＦは、切り込み１５ａを通ってＰＤホルダ１３の前方に引き出される。   The front plate 15 is formed by bending a plate-like member having cuts 15a into an L shape when viewed from the side, and is made of a metal such as aluminum. The front plate 15 has bolts (for example, with hexagonal holes so that one of the two regions separated by the ridge line on the surface on the mountain side contacts the front surface of the PD holder 13 and the other contacts the upper surface 12a of the base plate 12. It is fixed to the front surface of the PD holder 13 using bolts. The optical fiber OF is drawn to the front of the PD holder 13 through the cut 15a.

リアプレート１６は、切り込み１６ａが形成された板状の部材を、側面から見てＬ字型になるように折り曲げたものであり、例えば、アルミニウムなどの金属により構成されている。リアプレート１６は、山側の表面のうち稜線で隔てられた２つの領域の一方がＰＤホルダ１３の背面に当接し、他方がベースプレート１２の上面１２ａに当接するように、ボルト（例えば、六角穴付ボルト）を用いてＰＤホルダ１３の背面に固定されている。光ファイバＯＦは、切り込み１６ａを通ってＰＤホルダ１３の後方に引き出される。   The rear plate 16 is formed by bending a plate-like member formed with the cuts 16a so as to be L-shaped when viewed from the side, and is made of a metal such as aluminum. The rear plate 16 has bolts (for example, hexagonal holes) so that one of the two regions separated by the ridge line on the surface on the mountain side contacts the back surface of the PD holder 13 and the other contacts the upper surface 12a of the base plate 12. It is fixed to the back surface of the PD holder 13 using bolts. The optical fiber OF is drawn out behind the PD holder 13 through the cut 16a.

フロントプレート１５及びリアプレート１６は、光ファイバＯＦから漏出した光を吸収することによりＰＤホルダ１３において発生した熱をベースプレート１２に逃がすための放熱経路として機能する。このため、フロントプレート１５及びリアプレート１６を設けることによって、ＰＤホルダ１３の温度上昇を抑えることができる。   The front plate 15 and the rear plate 16 function as a heat radiation path for releasing heat generated in the PD holder 13 to the base plate 12 by absorbing light leaked from the optical fiber OF. For this reason, the temperature rise of the PD holder 13 can be suppressed by providing the front plate 15 and the rear plate 16.

以上のように、検出装置１においては、フォトダイオード１１ａ（特許請求の範囲における「受光素子」の一例）の受光面１１ａ１とベースプレート１２（特許請求の範囲における「反射体」の一例）の上面１２ａ（特許請求の範囲における「反射面」の一例）とが、光ファイバＯＦを介して互いに対向している。このため、光ファイバＯＦの側面から上方に向かって漏出したレイリー散乱光に加えて、光ファイバＯＦの側面から下方に向かって漏出した後、ベースプレート１２の上面１２ａにて上方に向かって反射されたレイリー散乱光を、フォトダイオード１１ａの受光面１１ａ１に入射させることができる。すなわち、反射体であるベースプレート１２が存在しない場合よりも、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光を効率的にフォトダイオード１１ａに受光させることができる。しかも、検出装置１においては、ベースプレート１２の上面１２ａ、すなわち、光ファイバＯＦの側面から漏出した光を反射する反射面が平坦である。したがって、ベースプレート１２の上面１２ａが凹面である場合よりも、光ファイバＯＦ、ベースプレート１２、及びフォトダイオード１１ａの相対位置の変化に伴うモニタ値に含まれる誤差の増加を小さく抑えることができる。   As described above, in the detection device 1, the light receiving surface 11a1 of the photodiode 11a (an example of the “light receiving element” in the claims) and the upper surface 12a of the base plate 12 (an example of the “reflector” in the claims). (An example of “reflecting surface” in the claims) are opposed to each other via the optical fiber OF. For this reason, in addition to the Rayleigh scattered light leaking upward from the side surface of the optical fiber OF, the light leaks downward from the side surface of the optical fiber OF and is then reflected upward by the upper surface 12a of the base plate 12. Rayleigh scattered light can be incident on the light receiving surface 11a1 of the photodiode 11a. That is, the Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber OF can be received by the photodiode 11a more efficiently than when the base plate 12 that is a reflector is not present. Moreover, in the detection device 1, the upper surface 12a of the base plate 12, that is, the reflection surface that reflects light leaked from the side surface of the optical fiber OF is flat. Therefore, the increase in the error included in the monitor value accompanying the change in the relative positions of the optical fiber OF, the base plate 12, and the photodiode 11a can be suppressed smaller than when the upper surface 12a of the base plate 12 is concave.

また、検出装置１においては、ＤＯパッケージ１１ｂにおいてフォトダイオード１１ａの受光面１１ａ１を取り囲む部分（特許請求の範囲における「枠体」の一例）が光ファイバＯＦの側面から上方に向かって漏出したレイリー散乱光を下方に向かって反射する。そして、ＤＯパッケージ１１ｂの当該部分にて下方に向かって反射されたレイリー散乱光の一部は、ベースプレート１２の上面１２ａにて上方に向かって反射され、フォトダイオード１１ａの受光面１１ａ１に入射する。このため、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光を更に効率的にフォトダイオード１１ａに受光させることができる。   Further, in the detection apparatus 1, Rayleigh scattering in which a portion surrounding the light receiving surface 11a1 of the photodiode 11a in the DO package 11b (an example of a “frame” in the claims) leaks upward from the side surface of the optical fiber OF. Reflects light downward. Then, a part of the Rayleigh scattered light reflected downward by the portion of the DO package 11b is reflected upward by the upper surface 12a of the base plate 12 and enters the light receiving surface 11a1 of the photodiode 11a. For this reason, the Rayleigh scattered light leaked from the side surface of the optical fiber OF can be more efficiently received by the photodiode 11a.

なお、ＰＤホルダ１３の厚みは、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー光が最も効率的にフォトダイオード１１ａの受光面１１ａ１に入射するように設定されていることが好ましい。本実施形態において、ＰＤホルダ１３の厚みは、光ファイバＯＦの光軸からＤＯパッケージ１１ｂの一方の底面（貫通孔１３ａが形成されている方の底面）までの距離が０．７ｍｍとなるように設定されている。   The thickness of the PD holder 13 is preferably set so that Rayleigh light leaked from the side surface of the optical fiber OF is most efficiently incident on the light receiving surface 11a1 of the photodiode 11a. In the present embodiment, the thickness of the PD holder 13 is set so that the distance from the optical axis of the optical fiber OF to one bottom surface of the DO package 11b (the bottom surface on which the through hole 13a is formed) is 0.7 mm. Is set.

また、ベースプレート１２の上面１２ａには、金メッキ加工などの反射加工が施されていることが好ましい。これにより、ベースプレート１２の上面１２ａに反射加工が施されていない場合よりも、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光を効率的に上方に反射することが可能になる。したがって、ベースプレート１２の上面１２ａに反射加工が施されていない場合よりも、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光を効率的にフォトダイオード１１ａに受光させることが可能になる。上面１２ａに施す反射加工としては、金メッキ加工の他、ガラスを反射防止膜（ＡＲコーティング）によりコートする加工、ステンレス加工、アルミニウムに白アルマイトの表面処理（アルミニウム酸化防止のため）をする加工等が考えられる。ただし、ベースプレート１２の上面１２ａそれ自体の反射率が十分に高い場合には、反射加工を省略しても構わない。   Further, the upper surface 12a of the base plate 12 is preferably subjected to a reflection process such as a gold plating process. Thereby, Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber OF can be efficiently reflected upward as compared with the case where the upper surface 12a of the base plate 12 is not subjected to reflection processing. Therefore, the Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber OF can be received by the photodiode 11a more efficiently than when the upper surface 12a of the base plate 12 is not subjected to reflection processing. Reflective processing applied to the upper surface 12a includes gold plating, glass coating with an antireflection film (AR coating), stainless steel processing, aluminum alumite surface treatment (to prevent aluminum oxidation), and the like. Conceivable. However, when the reflectance of the upper surface 12a itself of the base plate 12 is sufficiently high, the reflection processing may be omitted.

また、ＰＤホルダ１３、フロントプレート１５、及びリアプレート１６の表面には、黒アルマイト加工などの無反射加工が施されていることが好ましい。これにより、ＰＤホルダ１３、フロントプレート１５、及びリアプレート１６の表面に無反射加工が施されていない場合よりも、光ファイバＯＦから漏出したレイリー散乱光以外の光がＰＤホルダ１３、フロントプレート１５、又はリアプレート１６の表面にて反射されてフォトダイオード１１ａに入射することを抑制できる。したがって、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光以外の光がフォトダイオード１１ａに受光されることに伴って生じる、モニタ値に含まれる誤差の増加を小さく抑えることができる。   Further, the surfaces of the PD holder 13, the front plate 15, and the rear plate 16 are preferably subjected to non-reflective processing such as black alumite processing. As a result, light other than Rayleigh scattered light leaked from the optical fiber OF can be emitted from the PD holder 13, the front plate 15, and the surface of the PD holder 13, the front plate 15, and the rear plate 16. Alternatively, it is possible to prevent the light from being reflected from the surface of the rear plate 16 and entering the photodiode 11a. Therefore, it is possible to suppress an increase in errors included in the monitor value, which is caused when light other than Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber OF is received by the photodiode 11a.

〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係る検出装置２について、図２に基づいて説明する。図２において、（ａ）は、検出装置２の分解斜視図であり、（ｂ）は、検出装置２のＡ−Ａ’断面図である。 [Second Embodiment]
A detection device 2 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2A is an exploded perspective view of the detection device 2, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the detection device 2 taken along the line AA ′.

検出装置２は、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光を検出するための装置であり、光検出器２１、ファイバホルダ２２、ＰＤホルダ２３、反射プレート２４、及びトッププレート２５を備えている。   The detection device 2 is a device for detecting Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber OF, and includes a photodetector 21, a fiber holder 22, a PD holder 23, a reflection plate 24, and a top plate 25. .

光検出器２１は、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光を検出するための構成である。本実施形態においては、光検出器２１として、フォトダイオード２１ａ（特許請求の範囲における「受光素子」の一例）と、フォトダイオード２１ａを収容するＤＯ（Diode Outline）パッケージ２１ｂとを有する光検出器を用いている。ＤＯパッケージ２１ｂの一方の底面には、円形の開口２３ａが形成されており、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光は、この開口２３ａを介してフォトダイオード２１ａの受光面２１ａ１に入射する。フォトダイオード２１ａのアノード端子２１ａ２及びカソード端子２１ａ３は、ＤＯパッケージ２１ｂの他方の底面からＤＯパッケージ２１ｂの外部に引き出されている。   The photodetector 21 is configured to detect Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber OF. In the present embodiment, a photodetector having a photodiode 21a (an example of a “light receiving element” in the claims) and a DO (Diode Outline) package 21b that accommodates the photodiode 21a is used as the photodetector 21. Used. A circular opening 23a is formed on one bottom surface of the DO package 21b, and Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber OF enters the light receiving surface 21a1 of the photodiode 21a through the opening 23a. The anode terminal 21a2 and the cathode terminal 21a3 of the photodiode 21a are drawn out of the DO package 21b from the other bottom surface of the DO package 21b.

ファイバホルダ２２は、直方体状の部材であり、例えば、アルミニウムなどの金属により構成されている。ファイバホルダ２２は、上面に段差２２ａが形成されており、段差２２ａよりも前方にある部分（以下、「肉薄部」と呼ぶ）の厚みが、段差２２ａよりも後方にある部分（以下、「肉厚部」と呼ぶ）の厚みよりも薄くなっている。ファイバホルダ２２の肉薄部には、上面から下面に至る、断面が円形の貫通孔２２ｂが形成されている。また、ファイバホルダ２２の上面には、前面から後面に至る、断面が長方形の溝２２ｃが形成されている。   The fiber holder 22 is a rectangular parallelepiped member, and is made of a metal such as aluminum, for example. A step 22a is formed on the upper surface of the fiber holder 22, and a portion (hereinafter referred to as “thin portion”) in front of the step 22a has a thickness behind the step 22a (hereinafter referred to as “wall”). It is thinner than the thickness of the thick portion. The thin part of the fiber holder 22 is formed with a through hole 22b having a circular cross section from the upper surface to the lower surface. Further, a groove 22c having a rectangular cross section extending from the front surface to the rear surface is formed on the upper surface of the fiber holder 22.

ＰＤホルダ２３は、上面視形状がファイバホルダ２２の肉薄部と略一致する板状の部材であり、例えば、アルミニウムなどの金属により構成されている。ＰＤホルダ２３には、上面から下面に至る、円形の開口２３ａが形成されている。ＰＤホルダ２３は、その下面がファイバホルダ２２の上面に当接するように、かつ、その開口２３ａがファイバホルダ２２の貫通孔２２ｂと連通するように、ボルト（例えば、六角穴付ボルト）を用いてファイバホルダ２２の肉薄部に固定される。ＰＤホルダ２３の厚みは、段差２２ａの高さと略一致しており、ＰＤホルダ２３の上面は、ファイバホルダ２２の肉厚部の上面と面一になる。   The PD holder 23 is a plate-like member whose top view shape substantially coincides with the thin portion of the fiber holder 22 and is made of a metal such as aluminum, for example. The PD holder 23 has a circular opening 23a extending from the upper surface to the lower surface. The PD holder 23 uses a bolt (for example, a hexagon socket head cap screw) so that the lower surface of the PD holder 23 comes into contact with the upper surface of the fiber holder 22 and the opening 23 a communicates with the through hole 22 b of the fiber holder 22. It is fixed to the thin part of the fiber holder 22. The thickness of the PD holder 23 is substantially equal to the height of the step 22 a, and the upper surface of the PD holder 23 is flush with the upper surface of the thick portion of the fiber holder 22.

光ファイバＯＦは、ファイバホルダ２２に形成された溝２５ｃに収容され、ファイバホルダ２２とＰＤホルダ２３との間に挟み込まれる。この際、ファイバホルダ２２とＰＤホルダ２３との間に挟み込まれるのは、光ファイバＯＦのうち、融着を含まない区間である。光検出器２１は、ＤＯパッケージ２１ｂの他方の底面（アノード端子２１ａ２及びカソード端子２１ａ３が引き出される方の底面）がＰＤホルダ２３の上面と面一になるように、ＰＤホルダ２３に形成された開口２３ａに上方から嵌挿される。光検出器２１は、ボルト２６ａを用いてＰＤホルダ２３に固定されたワッシャ２６ｂによって、上方から押さえられる。   The optical fiber OF is accommodated in a groove 25 c formed in the fiber holder 22 and is sandwiched between the fiber holder 22 and the PD holder 23. At this time, a portion of the optical fiber OF that does not include fusion is sandwiched between the fiber holder 22 and the PD holder 23. The photodetector 21 has an opening formed in the PD holder 23 so that the other bottom surface (the bottom surface from which the anode terminal 21a2 and the cathode terminal 21a3 are drawn out) of the DO package 21b is flush with the top surface of the PD holder 23. It is inserted into 23a from above. The photodetector 21 is pressed from above by a washer 26b fixed to the PD holder 23 using a bolt 26a.

反射プレート２４は、円盤上の部材であり、例えば、アルミニウムなどの金属により構成されている。反射プレート２４は、その上面２４ａが光ファイバＯＦを介してフォトダイオード２１ａの受光面２１ａ１と対向するように、ファイバホルダ２２に形成された貫通孔２２ｂに下方から嵌挿される。この際、反射プレート２４から左右に突出した凸部２４ｂを、ファイバホルダ２２の下面に形成された凹部２２ｄと嵌合させることで、反射プレート２４の位置決めがなされる。   The reflection plate 24 is a member on a disk and is made of, for example, a metal such as aluminum. The reflection plate 24 is inserted from below into a through hole 22b formed in the fiber holder 22 so that the upper surface 24a of the reflection plate 24 faces the light receiving surface 21a1 of the photodiode 21a via the optical fiber OF. At this time, the reflecting plate 24 is positioned by fitting the protruding portion 24 b protruding left and right from the reflecting plate 24 with the recessed portion 22 d formed on the lower surface of the fiber holder 22.

トッププレート２５は、上面視形状がファイバホルダ２２の肉厚部と略一致する板状の部材であり、例えば、アルミニウムなどの金属によって構成されている。トッププレート２５は、その下面がファイバホルダ２２の上面に当接するように、ボルト（例えば、六角穴付ボルト）を用いてファイバホルダ２２の肉厚部に固定される。これにより、光ファイバＯＦは、ファイバホルダ２２とトッププレート２５との間に挟み込まれる。この際、ファイバホルダ２２とトッププレート２５との間に挟み込まれるのは、光ファイバＯＦのうち、融着点Ｐを含む区間である。光ファイバＯＦの融着点Ｐから漏出した光（不要な残留励起光など）は、ファイバホルダ２２に吸収されて熱に代わる。   The top plate 25 is a plate-like member whose top view shape substantially coincides with the thick portion of the fiber holder 22, and is made of, for example, a metal such as aluminum. The top plate 25 is fixed to the thick portion of the fiber holder 22 using bolts (for example, hexagon socket head cap bolts) such that the lower surface of the top plate 25 comes into contact with the upper surface of the fiber holder 22. As a result, the optical fiber OF is sandwiched between the fiber holder 22 and the top plate 25. At this time, what is sandwiched between the fiber holder 22 and the top plate 25 is a section including the fusion point P in the optical fiber OF. Light leaked from the fusion point P of the optical fiber OF (such as unnecessary residual excitation light) is absorbed by the fiber holder 22 and replaced with heat.

以上のように、検出装置２においては、フォトダイオード２１ａ（特許請求の範囲における「受光素子」の一例）の受光面２１ａ１と反射プレート２４（特許請求の範囲における「反射体」の一例）の上面２４ａ（特許請求の範囲における「反射面」の一例）とが、光ファイバＯＦを介して互いに対向している。このため、光ファイバＯＦの側面から上方に向かって漏出したレイリー散乱光に加えて、光ファイバＯＦの側面から下方に向かって漏出した後、反射プレート２４の上面２４ａにて上方に向かって反射されたレイリー散乱光を、フォトダイオード２１ａの受光面２１ａ１に入射させることができる。すなわち、反射体である反射プレート２４が存在しない場合よりも、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光を効率的にフォトダイオード２１ａに受光させることができる。しかも、検出装置２において、反射プレート２４の上面２４ａ、すなわち、光ファイバＯＦの側面から漏出した光を反射する反射面は、平坦である。したがって、反射プレート２４の上面２４ａが凹面である場合よりも、光ファイバＯＦ、反射プレート２４、及びフォトダイオード２１ａの相対位置の変化に伴うモニタ値に含まれる誤差の増加を小さく抑えることができる。   As described above, in the detection device 2, the light receiving surface 21a1 of the photodiode 21a (an example of the “light receiving element” in the claims) and the upper surface of the reflection plate 24 (an example of the “reflector” in the claims). 24a (an example of “reflecting surface” in the claims) are opposed to each other through the optical fiber OF. For this reason, in addition to the Rayleigh scattered light leaking upward from the side surface of the optical fiber OF, the light leaks downward from the side surface of the optical fiber OF and is then reflected upward by the upper surface 24a of the reflection plate 24. The Rayleigh scattered light can be made incident on the light receiving surface 21a1 of the photodiode 21a. That is, the Rayleigh scattered light leaked from the side surface of the optical fiber OF can be efficiently received by the photodiode 21a, compared to the case where the reflection plate 24 that is a reflector is not present. Moreover, in the detection device 2, the upper surface 24a of the reflection plate 24, that is, the reflection surface that reflects light leaked from the side surface of the optical fiber OF is flat. Therefore, the increase in the error included in the monitor value due to the change in the relative positions of the optical fiber OF, the reflection plate 24, and the photodiode 21a can be suppressed to be smaller than when the upper surface 24a of the reflection plate 24 is concave.

また、検出装置２においては、ＤＯパッケージ２１ｂにおいてフォトダイオード２１ａの受光面２１ａ１を取り囲む部分（特許請求の範囲における「枠体」の一例）が光ファイバＯＦの側面から上方に向かって漏出したレイリー散乱光を下方に向かって反射する。そして、ＤＯパッケージ２１ｂの当該部分にて下方に向かって反射されたレイリー散乱光の一部は、反射プレート２４の上面２４ａにて上方に向かって反射され、フォトダイオード２１ａの受光面２１ａ１に入射する。このため、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光を更に効率的にフォトダイオード２１ａに受光させることができる。   Further, in the detection device 2, Rayleigh scattering in which the portion surrounding the light receiving surface 21 a 1 of the photodiode 21 a in the DO package 21 b (an example of a “frame” in the claims) leaks upward from the side surface of the optical fiber OF. Reflects light downward. A part of the Rayleigh scattered light reflected downward by the portion of the DO package 21b is reflected upward by the upper surface 24a of the reflection plate 24 and is incident on the light receiving surface 21a1 of the photodiode 21a. . For this reason, the Rayleigh scattered light leaked from the side surface of the optical fiber OF can be more efficiently received by the photodiode 21a.

なお、ＰＤホルダ２３の厚みは、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー光が最も効率的にフォトダイオード２１ａの受光面２１ａ１に入射するように設定されていることが好ましい。本実施形態において、ＰＤホルダ２３の厚みは、光ファイバＯＦの光軸からＤＯパッケージ２１ｂの一方の底面（開口２３ａが形成されている方の底面）までの距離が０．４ｍｍとなるように設定されている。   The thickness of the PD holder 23 is preferably set so that Rayleigh light leaking from the side surface of the optical fiber OF is most efficiently incident on the light receiving surface 21a1 of the photodiode 21a. In the present embodiment, the thickness of the PD holder 23 is set so that the distance from the optical axis of the optical fiber OF to one bottom surface of the DO package 21b (the bottom surface on which the opening 23a is formed) is 0.4 mm. Has been.

また、反射プレート２４の上面２４ａには、金メッキ加工などの反射加工が施されていることが好ましい。これにより、反射プレート２４の上面２４ａに反射加工が施されていない場合よりも、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光を効率的に上方に反射することが可能になる。したがって、反射プレート２４の上面２４ａに反射加工が施されていない場合よりも、光ファイバＯＦの側面から漏出したレイリー散乱光を効率的にフォトダイオード２１ａに受光させることが可能になる。上面２４ａに施す反射加工としては、第１の実施形態と同様に、金メッキ加工の他、ガラスを反射防止膜（ＡＲコーティング）によりコートする加工、ステンレス加工、アルミニウム酸化防止のためにアルミニウムに白アルマイトの表面処理をする加工等が考えられる。ただし、反射プレート２４の上面２４ａそれ自体の反射率が十分に高い場合には、反射加工を省略しても構わない。   Further, the upper surface 24a of the reflection plate 24 is preferably subjected to a reflection process such as a gold plating process. Thereby, Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber OF can be efficiently reflected upward as compared with the case where the upper surface 24a of the reflection plate 24 is not subjected to reflection processing. Therefore, the Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber OF can be received by the photodiode 21a more efficiently than when the upper surface 24a of the reflection plate 24 is not subjected to reflection processing. As the reflection processing to be applied to the upper surface 24a, in the same manner as in the first embodiment, in addition to gold plating processing, glass is coated with an antireflection film (AR coating), stainless steel processing, and aluminum anodized to prevent aluminum oxidation. The processing etc. which perform the surface treatment of can be considered. However, when the reflectance of the upper surface 24a itself of the reflection plate 24 is sufficiently high, the reflection processing may be omitted.

また、ファイバホルダ２２、ＰＤホルダ２３、及びトッププレート２５の表面には、黒アルマイト加工などの無反射加工が施されていることが好ましい。これにより、ファイバホルダ２２、ＰＤホルダ２３、及びトッププレート２５の表面に無反射加工が施されていない場合よりも、光ファイバＯＦの融着点Ｐから漏出した光がファイバホルダ２２、ＰＤホルダ２３、又はトッププレート２５に反射されてフォトダイオード２１ａに入射することを抑制できる。したがって、光ファイバＯＦの融着点Ｐから漏出した光がフォトダイオード２１ａに受光されることに伴って生じる、モニタ値に含まれる誤差の増加を小さく抑えることができる。特に、本実施形態において、ＰＤホルダ２３は、ファイバホルダ２２の肉薄部の上面に載置されており、ＰＤホルダ２３の下面は、ファイバホルダ２２の肉厚部の上面に載置されたトッププレート２５の下面よりも下方に位置する。このため、光ファイバＯＦから漏出した後、溝２２ｃ内を伝播する光の一部は、ＰＤホルダ２３の後端２３ｂによって遮られる。すなわち、ＰＤホルダ２３は、その後端２３ｂが光ファイバＯＦの融着点Ｐから漏出した光を遮り、フォトダイオード２１ａへの入射を防ぐように配置されている。このため、上記の効果がより顕著になる。   Moreover, it is preferable that the surfaces of the fiber holder 22, the PD holder 23, and the top plate 25 are subjected to non-reflective processing such as black alumite processing. Thereby, the light leaked from the fusion point P of the optical fiber OF is more than the fiber holder 22, the PD holder 23, and the surface of the top plate 25 that is not subjected to antireflection processing. Alternatively, it is possible to prevent the light from being reflected by the top plate 25 and entering the photodiode 21a. Therefore, an increase in the error included in the monitor value caused when the light leaking from the fusion point P of the optical fiber OF is received by the photodiode 21a can be suppressed. In particular, in this embodiment, the PD holder 23 is placed on the upper surface of the thin portion of the fiber holder 22, and the lower surface of the PD holder 23 is the top plate placed on the upper surface of the thick portion of the fiber holder 22. It is located below the lower surface of 25. For this reason, after leaking from the optical fiber OF, a part of the light propagating in the groove 22 c is blocked by the rear end 23 b of the PD holder 23. That is, the PD holder 23 is arranged such that the rear end 23b blocks light leaking from the fusion point P of the optical fiber OF and prevents the light from entering the photodiode 21a. For this reason, said effect becomes more remarkable.

また、光ファイバＯＦの融着点Ｐは、ファイバホルダ２２に形成された溝２２ｃの内部で、光ファイバＯＦのクラッドよりも屈折率の高い樹脂２７に埋設されていることが好ましい。これにより、クラッドモード光（クラッドを伝播する光）を除去することができ、その結果、ファイバホルダ２２よりも出力側に配置されたフォトダイオード２１ａにクラッドモード光が入射することを抑制することができる。したがって、モニタ値に含まれる誤差の増加を更に小さく抑えることができる。なお、クラッドモード光としては、光ファイバＯＦの融着点においてコアからクラッドに漏れた光や、残留励起光などを挙げることができる。   The fusion point P of the optical fiber OF is preferably embedded in a resin 27 having a higher refractive index than the cladding of the optical fiber OF inside the groove 22c formed in the fiber holder 22. Thereby, clad mode light (light propagating through the clad) can be removed, and as a result, it is possible to suppress the clad mode light from entering the photodiode 21a disposed on the output side of the fiber holder 22. it can. Therefore, an increase in error included in the monitor value can be further suppressed. Examples of the clad mode light include light leaked from the core to the clad at the fusion point of the optical fiber OF, and residual excitation light.

〔検出装置の特性〕
第２の実施形態に係る検出装置２の特性について、図３〜４に基づいて説明する。なお、第１の実施形態に係る検出装置１の特性についても、第２の実施形態に係る検出装置２の特性と同等である。 [Detector characteristics]
The characteristic of the detection apparatus 2 which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated based on FIGS. The characteristics of the detection device 1 according to the first embodiment are also equivalent to the characteristics of the detection device 2 according to the second embodiment.

まず、レイリー散乱光をモニタする実施例に係る検出装置２と、クラッドモード光をモニタする比較例に係る検出装置とに関して、モニタ値に含まれる誤差の光出力依存性を比較した結果を図３に示す。図３において、（ａ）は、実施例に係る検出装置２にて得られたレイリー散乱光のパワーから算出されたモニタ値に含まれる誤差の推定値を示すグラフであり、（ｂ）は、比較例に係る検出装置にて得られたクラッドモード光のパワーから算出されたモニタ値に含まれる誤差の推定値を示すグラフである。   First, FIG. 3 shows the result of comparing the light output dependency of the error included in the monitor value for the detection apparatus 2 according to the embodiment that monitors Rayleigh scattered light and the detection apparatus according to the comparative example that monitors clad mode light. Shown in In FIG. 3, (a) is a graph showing an estimated value of an error included in a monitor value calculated from the power of Rayleigh scattered light obtained by the detection device 2 according to the embodiment, and (b) is It is a graph which shows the estimated value of the error contained in the monitor value calculated from the power of the clad mode light obtained with the detection apparatus which concerns on a comparative example.

レイリー散乱光のパワーから算出されたモニタ値に含まれる誤差は、図３の（ａ）に示すとおり、±１％以下であるのに対して、クラッドモード光のパワーから算出されたモニタ値に含まれる誤差は、図３の（ｂ）に示すとおり、±１０％以上である。この結果は、レイリー散乱光をモニタする実施例に係る検出装置２を用いることによって、クラッドモード光をモニタする比較例に係る検出装置を用いるよりも精度の高いモニタ値を得られることを示している。   The error included in the monitor value calculated from the power of the Rayleigh scattered light is ± 1% or less as shown in FIG. 3A, whereas the error is the monitor value calculated from the power of the clad mode light. The included error is ± 10% or more as shown in FIG. This result shows that by using the detection device 2 according to the example that monitors Rayleigh scattered light, a monitor value with higher accuracy can be obtained than when the detection device according to the comparative example that monitors the clad mode light is used. Yes.

次に、実施例に係る検出装置２の反射プレート２４の上面２４ａが無加工の場合（アルミニウム素材が露出している場合）と、黒アルマイト加工（無反射加工）されている場合、金メッキ加工（反射加工）されている場合とに関して、光ファイバＯＦの基準位置（光軸がフォトダイオード２１ａの受光面２１ａ１の中心と重なる位置）からのオフセット量と、フォトダイオード１１ａから出力される光電流（レイリー散乱光のパワーに比例）の変化率（絶対値）との関係を示すグラフである。   Next, when the upper surface 24a of the reflection plate 24 of the detection device 2 according to the embodiment is not processed (when the aluminum material is exposed), when processed with black alumite (non-reflective processing), gold plating ( With respect to the case where reflection processing is performed, the offset amount from the reference position of the optical fiber OF (the position where the optical axis overlaps the center of the light receiving surface 21a1 of the photodiode 21a) and the photocurrent (Rayleigh) output from the photodiode 11a. It is a graph which shows the relationship with the change rate (absolute value) of the power of a scattered light).

反射プレート２４の上面２４ａが無加工である場合、光ファイバＯＦを基準位置から１ｍｍオフセットすると、フォトダイオード１１ａから出力される光電流が１５％変化すると推定される。   When the upper surface 24a of the reflection plate 24 is not processed, it is estimated that if the optical fiber OF is offset by 1 mm from the reference position, the photocurrent output from the photodiode 11a changes by 15%.

これに対して、反射プレート２４の上面２４ａが黒アルマイト加工されている場合、フォトダイオード１１ａから出力される光電流は、オフセット量が０ｍｍのとき５２．２０μＡであり、オフセット量が１ｍｍのとき４２．７５μＡであった。すなわち、光ファイバＯＦが基準位置から１ｍｍオフセットすると、フォトダイオード１１ａから出力される光電流が１８．１％変化することが確かめられた。この結果は、光ファイバＯＦのオフセットに伴うモニタ値に含まれる誤差の増加が、反射プレート２４の上面２４ａの反射率を下げることによって促進されることを意味する。   On the other hand, when the upper surface 24a of the reflection plate 24 is black anodized, the photocurrent output from the photodiode 11a is 52.20 μA when the offset amount is 0 mm, and 42 when the offset amount is 1 mm. .75 μA. That is, it was confirmed that when the optical fiber OF is offset by 1 mm from the reference position, the photocurrent output from the photodiode 11a changes by 18.1%. This result means that the increase in the error included in the monitor value accompanying the offset of the optical fiber OF is promoted by lowering the reflectance of the upper surface 24a of the reflection plate 24.

また、反射プレート２４の上面２４ａが金メッキ加工されている場合、フォトダイオード１１ａから出力される光電流は、オフセット量が０ｍｍのとき９４．６５μＡであり、オフセット量が１ｍｍのとき８９．５５μＡであった。すなわち、光ファイバＯＦが基準位置から１ｍｍオフセットすると、フォトダイオード１１ａから出力される光電流が５．４％変化することが確かめられた。この結果は、光ファイバＯＦのオフセットに伴うモニタ値に含まれる誤差の増加が、反射プレート２４の上面２４ａの反射率を上げることによって抑制されることを意味する。   When the upper surface 24a of the reflection plate 24 is gold-plated, the photocurrent output from the photodiode 11a is 94.65 μA when the offset amount is 0 mm, and 89.55 μA when the offset amount is 1 mm. It was. That is, it was confirmed that when the optical fiber OF is offset by 1 mm from the reference position, the photocurrent output from the photodiode 11a changes by 5.4%. This result means that an increase in the error included in the monitor value due to the offset of the optical fiber OF is suppressed by increasing the reflectance of the upper surface 24a of the reflection plate 24.

〔適用例１〕
第１の実施形態に係る検出装置１及び第２の実施形態に係る検出装置２は、ファイバレーザＦＬに適用することができる。図５は、ファイバレーザＦＬのブロック図である。 [Application Example 1]
The detection device 1 according to the first embodiment and the detection device 2 according to the second embodiment can be applied to a fiber laser FL. FIG. 5 is a block diagram of the fiber laser FL.

ファイバレーザＦＬは、コアに希土類が添加された増幅ファイバＡＦと、増幅ファイバＡＦの一端に接続された、ミラーとして機能する第１のファイバブラッググレーティングＦＢＧ１と、増幅ファイバＡＦの他端に接続された、ハーフミラーとして機能する第２のファイバブラッググレーティングＦＢＧ２と、により構成された共振器を有する連続発振型のファイバレーザである。第１のファイバブラッググレーティングＦＢＧ１には、ポンプコンバイナＰＣを介して、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ６が接続されており、第２のファイバブラッググレーティングＦＢＧ２には、デリバリファイバＤＦが接続されている。レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ６は、共振器に供給する励起光を生成するための構成であり、デリバリファイバＤＦは、共振器にて生成されたレーザ光を加工対象物に導くための構成である。共振器にて生成されたレーザ光は、デリバリファイバＤＦを導波された後、デリバリファイバＤＦの先端に設けられたヘッドＨを介して加工対象物に照射される。   The fiber laser FL is connected to the amplification fiber AF with a rare earth added to the core, the first fiber Bragg grating FBG1 functioning as a mirror connected to one end of the amplification fiber AF, and the other end of the amplification fiber AF. A continuous-wave fiber laser having a resonator constituted by a second fiber Bragg grating FBG2 functioning as a half mirror. Laser diodes LD1 to LD6 are connected to the first fiber Bragg grating FBG1 via a pump combiner PC, and a delivery fiber DF is connected to the second fiber Bragg grating FBG2. The laser diodes LD1 to LD6 are configured to generate excitation light to be supplied to the resonator, and the delivery fiber DF is configured to guide the laser light generated by the resonator to the workpiece. The laser beam generated by the resonator is guided through the delivery fiber DF, and then irradiated to the object to be processed through the head H provided at the tip of the delivery fiber DF.

デリバリファイバＤＦには、デリバリファイバＤＦから漏出したレイリー散乱光を検出するための検出装置ＤＤが装着されている。第１の実施形態に係る検出装置１及び第２の実施形態に係る検出装置２は、この検出装置ＤＤとして用いることができる。   The delivery fiber DF is equipped with a detection device DD for detecting Rayleigh scattered light leaking from the delivery fiber DF. The detection device 1 according to the first embodiment and the detection device 2 according to the second embodiment can be used as this detection device DD.

ファイバレーザＦＬは、更に、不図示の制御部を備えている。この制御部は、検出装置ＤＤにて検出されたレイリー散乱光のパワーから、出力光のパワーを示すモニタ値を算出する。また、この制御部は、出力光のパワーの変動を小さくするように、検出装置ＤＤにて検出されたレイリー散乱光のパワーに基づいて、レーザダイオードＬＤ１〜ＬＤ６にて生成される励起光のパワーを制御する。   The fiber laser FL further includes a control unit (not shown). This control unit calculates a monitor value indicating the power of output light from the power of Rayleigh scattered light detected by the detection device DD. Further, the control unit powers the excitation light generated by the laser diodes LD1 to LD6 based on the power of the Rayleigh scattered light detected by the detection device DD so as to reduce the fluctuation of the power of the output light. To control.

なお、デリバリファイバＤＦから漏出するレイリー散乱光には、デリバリファイバＤＦを順方向に伝播する出力光に由来するものの他に、デリバリファイバＤＦを逆方向に伝播する戻光に由来するものが含まれる。このため、出力光のパワーを精度良くモニタするためには、戻光に由来するレイリー散乱光が検出装置ＤＤへの入射を抑制することが好ましい。   The Rayleigh scattered light leaking from the delivery fiber DF includes light originating from output light propagating through the delivery fiber DF in addition to light originating from output light propagating through the delivery fiber DF in the forward direction. . For this reason, in order to accurately monitor the power of the output light, it is preferable that Rayleigh scattered light derived from the return light is prevented from entering the detection device DD.

このため、ファイバレーザＦＬにおいては、デリバリファイバＤＦの検出装置ＤＤよりも出力端側にクラッドモードストリッパＣＭＳを設ける構成を採用している。ここで、クラッドモードストリッパＣＭＳとは、デリバリファイバＤＦの被覆を除去し、その最外殻クラッド（シングルクラッドファイバにおけるクラッドやダブルクラッドファイバにおける外側クラッドなど）を、その最外殻クラッドよりも屈折率の高い樹脂等で覆った構造のことを指す。クラッドモードストリッパＣＭＳを設けることによって、デリバリファイバＤＦの最外殻クラッドを導波される戻光（クラッドモード光）が、検出装置ＤＤにノイズとして入射することを抑制できる。なお、クラッドモードストリッパＣＭＳを設ける構成の他に、デリバリファイバＤＦの被覆の一部を除去することによって、被覆の内部を導波される光を被覆の外部に漏出させる構成を採用してもよい。これにより、デリバリファイバＤＦの被覆を導波される光が、検出装置ＤＤにノイズとして入射することを抑制できる。   For this reason, the fiber laser FL employs a configuration in which the cladding mode stripper CMS is provided on the output end side of the delivery device DF detection device DD. Here, the clad mode stripper CMS means that the coating of the delivery fiber DF is removed, and the outermost clad (such as a clad in a single clad fiber or an outer clad in a double clad fiber) has a refractive index higher than that of the outermost clad. It refers to the structure covered with high resin. By providing the cladding mode stripper CMS, it is possible to suppress the return light (cladding mode light) guided through the outermost cladding of the delivery fiber DF from entering the detection device DD as noise. In addition to the configuration in which the cladding mode stripper CMS is provided, a configuration in which light guided through the coating is leaked out of the coating by removing a part of the coating of the delivery fiber DF may be adopted. . Thereby, the light guided through the coating of the delivery fiber DF can be prevented from entering the detection device DD as noise.

なお、デリバリファイバＤＦのコアを導波される戻光は、クラッドモードストリッパＳＭＳによっても除去することができない。しかしながら、戻光に由来するレイリー散乱光と出力光に由来するレイリー散乱光とでは、その波形が異なる。より具体的には、戻光に由来するレイリー散乱光の波形の幅（例えば、半値幅）は、出力光に由来するレイリー散乱光の波形の幅よりも小さくなる。したがって、（１）検出装置ＤＤにて検出されたレイリー散乱光が戻光に由来するものであるのか出力光に由来するものであるのかを、その波形に基づいて（例えば、その波形の幅を予め定められた基準値と比較することによって）判定し、（２）出力光に由来すると判定されたレイリー散乱光のパワーをモニタすることによって、出力光及び反射光のパワーを精度良くモニタすることができる。   Note that the return light guided through the core of the delivery fiber DF cannot be removed even by the clad mode stripper SMS. However, the Rayleigh scattered light derived from the return light and the Rayleigh scattered light derived from the output light have different waveforms. More specifically, the waveform width (for example, half-value width) of Rayleigh scattered light derived from the return light is smaller than the waveform width of Rayleigh scattered light derived from the output light. Therefore, (1) whether the Rayleigh scattered light detected by the detection device DD is derived from the return light or the output light is determined based on the waveform (for example, the width of the waveform is (2) To monitor the power of the output light and the reflected light with high accuracy by monitoring the power of the Rayleigh scattered light determined to be derived from the output light (by comparing with a predetermined reference value). Can do.

なお、ここでは、デリバリファイバＤＦから漏出したレイリー散乱光のパワーを参照して出力光のパワーをモニタする構成について説明したが、デリバリファイバＤＦから漏出したレイリー散乱光のパワーを参照して戻光のパワーをモニタする構成を採用することもできる。この場合、上述したクラッドモードストリッパＣＭＳを省略することによって、デリバリファイバＤＦのコアを導波される戻光のみならず、デリバリファイバＤＦのクラッドを導波される戻光を検出装置ＤＤに入射させる構成を採用してもよいし、上述したクラッドモードストリッパＣＭＳを省略せずに、デリバリファイバＤＦのコアを導波される戻光のみを検出装置ＤＤに入射させる構成を採用してもよい。（１）検出装置ＤＤにて検出されたレイリー散乱光が戻光に由来するものであるのか出力光に由来するものであるのかを、その波形に基づいて（例えば、その波形の幅を予め定められた基準値と比較することによって）判定し、（２）戻光に由来すると判定されたレイリー散乱光のパワーをモニタすることによって、戻光のパワーを精度良くモニタすることができる。   Here, the configuration in which the power of the output light is monitored with reference to the power of the Rayleigh scattered light leaked from the delivery fiber DF has been described, but the return light is referred to with reference to the power of the Rayleigh scattered light leaked from the delivery fiber DF. It is also possible to adopt a configuration for monitoring the power of the. In this case, by omitting the above-described cladding mode stripper CMS, not only the return light guided through the core of the delivery fiber DF but also the return light guided through the cladding of the delivery fiber DF is incident on the detection device DD. A configuration may be employed, or a configuration in which only the return light guided through the core of the delivery fiber DF is incident on the detection device DD without omitting the above-described clad mode stripper CMS. (1) Whether the Rayleigh scattered light detected by the detection device DD is derived from return light or output light is determined based on the waveform (for example, the width of the waveform is determined in advance). (2) by monitoring the power of Rayleigh scattered light determined to be derived from the return light, the power of the return light can be accurately monitored.

〔適用例２〕
第１の実施形態に係る検出装置１及び第２の実施形態に係る検出装置２は、ファイバレーザシステムＦＬＳにも適用することができる。図６は、ファイバレーザシステムＦＬＳのブロック図である。 [Application Example 2]
The detection device 1 according to the first embodiment and the detection device 2 according to the second embodiment can also be applied to the fiber laser system FLS. FIG. 6 is a block diagram of the fiber laser system FLS.

ファイバレーザシステムＦＬＳは、複数のファイバレーザＦＬ１〜ＦＬ６と、各ファイバレーザＦＬｉにて生成されたレーザ光を合波することによって出力光を得る出力コンバイナＯＣと、出力コンバイナＯＣにて得られた出力光を加工対象物へと導く出力ファイバＯＦと、により構成されている。   The fiber laser system FLS includes a plurality of fiber lasers FL1 to FL6, an output combiner OC that obtains output light by combining the laser beams generated by the fiber lasers FLi, and an output obtained by the output combiner OC. And an output fiber OF that guides light to an object to be processed.

出力ファイバＯＦには、出力ファイバＯＦから漏出したレイリー散乱光を検出するための検出装置ＤＤが装着されている。ファイバレーザシステムＦＬＳの制御部（不図示）は、検出装置ＤＤにて検出されたレイリー散乱光のパワーから、出力光のパワーを示すモニタ値を算出する。第１の実施形態に係る検出装置１及び第２の実施形態に係る検出装置２は、この検出装置ＤＤとして用いることができる。   The output fiber OF is equipped with a detection device DD for detecting Rayleigh scattered light leaked from the output fiber OF. A control unit (not shown) of the fiber laser system FLS calculates a monitor value indicating the power of output light from the power of Rayleigh scattered light detected by the detection device DD. The detection device 1 according to the first embodiment and the detection device 2 according to the second embodiment can be used as this detection device DD.

ファイバレーザシステムＦＬＳの制御部は、個々のファイバレーザＦＬｉの出力光のパワーを調整して、ファイバレーザシステムＦＬＳ全体の出力光のパワーをコントロールする。制御部は、例えば、ファイバレーザシステムＦＬＳ全体の出力光のパワーが下がった場合、個々のファイバレーザＦＬｉの出力光のパワーを均等に上昇させることによって、ファイバレーザシステムＦＬＳ全体の出力光のパワーを定格出力に維持する。   The controller of the fiber laser system FLS adjusts the power of the output light of each fiber laser FLi to control the power of the output light of the entire fiber laser system FLS. For example, when the power of the output light of the entire fiber laser system FLS decreases, the control unit increases the power of the output light of each fiber laser FLi evenly, thereby increasing the power of the output light of the entire fiber laser system FLS. Maintain the rated output.

ここで、ファイバレーザＦＬＳ全体の出力光のパワーを定格出力に維持するために、個々のファイバレーザＦＬｉの出力光のパワーを均等に上昇させる構成の代わりに、劣化の程度が小さいファイバレーザＦＬｉの出力光のパワーを優先的に上昇させる構成を採用してもよい。これにより、ファイバレーザシステムＦＬＳ全体の長寿命化を図ることができる。   Here, in order to maintain the power of the output light of the entire fiber laser FLS at the rated output, instead of the configuration in which the power of the output light of the individual fiber lasers FLi is increased uniformly, the fiber laser FLi with a small degree of deterioration is used. A configuration that preferentially increases the power of the output light may be employed. Thereby, the lifetime of the whole fiber laser system FLS can be extended.

なお、ファイバレーザＦＬｉの劣化の程度の評価する方法として、制御部が、ファイバレーザＦＬの出力光のパワーの劣化度合いを、ある時点の出力光のパワーと、その時点から所定の期間経過した後の出力光のパワーとを比較することで判定する方法が挙げられる。例えば、制御部は、システム稼働時の出力光のパワーと、システム稼働時から所定の期間経過した後の出力光のパワーとを比較し、出力光のパワーの落ち幅を検出することで、ファイバレーザＦＬの出力光のパワーの劣化度合いを判断してもよい。制御部は、出力光のパワーの落ち幅が大きい程、ファイバレーザＦＬの出力光のパワーが劣化していると判断する。   As a method for evaluating the degree of degradation of the fiber laser FLi, the control unit determines the degree of degradation of the output light of the fiber laser FL after the predetermined period of time from the power of the output light at a certain point in time. The method of determining by comparing with the power of the output light. For example, the control unit compares the power of the output light when the system is operating with the power of the output light after a lapse of a predetermined period from the time of system operation, and detects the decrease in the power of the output light. The degree of power degradation of the output light of the laser FL may be determined. The control unit determines that the power of the output light of the fiber laser FL is deteriorated as the power output power drop is larger.

〔付記事項〕
本実施形態の目的は、光ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光を検出する検出装置において、光ファイバ、反射体、及び光検出器の相対位置の変化に伴う、モニタ値に含まれる誤差の増加を、従来よりも小さく抑えた検出装置を実現することにもある。 [Additional Notes]
An object of the present embodiment is to increase an error included in a monitor value accompanying a change in the relative positions of an optical fiber, a reflector, and a photodetector in a detection device that detects Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber. It is also possible to realize a detection device in which the above is suppressed to be smaller than in the past.

上記の目的を達成するために、本実施形態に係る検出装置は、光ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光を検出する検出装置において、受光面を有する受光素子と、上記光ファイバを介して上記受光面と対向する反射面を有する反射体と、を備えており、上記反射体の上記反射面は、平坦である。   In order to achieve the above object, a detection device according to the present embodiment is a detection device that detects Rayleigh scattered light leaking from a side surface of an optical fiber, and includes a light receiving element having a light receiving surface and the optical fiber through the optical fiber. A reflector having a reflecting surface facing the light receiving surface, and the reflecting surface of the reflector is flat.

上記の構成によれば、受光素子の受光面と反射体の反射面とが光ファイバを介して互いに対向している。このため、光ファイバの側面から受光素子に向かって漏出したレイリー散乱光に加えて、光ファイバの側面から反射体に向かって漏出した後、反射体の反射面にて受光素子に向かって反射されたレイリー散乱光を、受光素子の受光面に入射させることができる。すなわち、反射体が存在しない場合よりも、光ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光を効率的に受光素子に受光させることができる。しかも、上記の構成によれば、反射体の反射面が平坦である。したがって、反射体の反射面が凹面である場合よりも、光ファイバ、反射体、及び受光素子の相対位置の変化に伴って生じる、モニタ値に含まれる誤差の増加を小さく抑えることができる。   According to said structure, the light-receiving surface of a light receiving element and the reflective surface of a reflector are mutually facing through the optical fiber. For this reason, in addition to Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber toward the light receiving element, the light leaks from the side surface of the optical fiber toward the reflector, and is then reflected toward the light receiving element by the reflecting surface of the reflector. The Rayleigh scattered light can be incident on the light receiving surface of the light receiving element. That is, Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber can be received by the light receiving element more efficiently than when no reflector is present. And according to said structure, the reflective surface of a reflector is flat. Therefore, the increase in the error included in the monitor value caused by the change in the relative positions of the optical fiber, the reflector, and the light receiving element can be suppressed as compared with the case where the reflecting surface of the reflector is a concave surface.

本実施形態の一態様に係る検出装置において、上記反射体の上記反射面には、金メッキが施されている、ことが好ましい。   In the detection device according to one aspect of the present embodiment, it is preferable that the reflective surface of the reflector is gold-plated.

上記の構成によれば、反射体の反射面に金メッキが施されていない場合よりも、光ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光を効率的に受光素子に受光させることが可能になる。   According to said structure, it becomes possible to make a light receiving element receive efficiently the Rayleigh scattered light leaked from the side surface of the optical fiber rather than the case where gold plating is not given to the reflective surface of a reflector.

本実施形態の一態様に係る検出装置において、上記受光素子を保持する受光素子ホルダを更に備えており、上記受光素子ホルダの表面には、黒アルマイト加工が施されている、ことが好ましい。   The detection device according to one aspect of the present embodiment preferably further includes a light receiving element holder that holds the light receiving element, and the surface of the light receiving element holder is subjected to black alumite processing.

上記の構成によれば、光ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光以外の光（例えば、融着点から漏出した光）が、受光素子ホルダの表面にて反射されて受光素子に入射することを抑制できる。したがって、光ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光以外の光が受光素子に受光されることに伴って生じる、モニタ値に含まれる誤差の増加を小さく抑えることができる。   According to the above configuration, light other than Rayleigh scattered light leaked from the side surface of the optical fiber (for example, light leaked from the fusion point) is reflected by the surface of the light receiving element holder and enters the light receiving element. Can be suppressed. Accordingly, it is possible to suppress an increase in errors included in the monitor value, which is caused when light other than Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber is received by the light receiving element.

本実施形態の一態様に係る検出装置において、上記受光素子の上記受光面は、上記レイリー散乱光を反射する枠体により取り囲まれている、ことが好ましい。   In the detection apparatus according to an aspect of the present embodiment, it is preferable that the light receiving surface of the light receiving element is surrounded by a frame body that reflects the Rayleigh scattered light.

上記の構成によれば、上記枠体にて上記反射体に向かって反射された後、反射体の反射面にて受光素子に向かって反射されたレイリー散乱光を、受光素子の受光面に入射させることができる。これにより、光ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光を更に効率的に受光素子に受光させることができる。   According to the above configuration, the Rayleigh scattered light reflected toward the light receiving element by the reflecting surface of the reflector after being reflected by the frame body toward the reflecting body is incident on the light receiving surface of the light receiving element. Can be made. Thereby, the Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the optical fiber can be more efficiently received by the light receiving element.

本実施形態の一態様に係る検出装置において、上記光ファイバの融着点を含む区間を保持するファイバホルダを更に備えており、上記受光素子ホルダは、上記ファイバホルダと一体化されている、ことが好ましい。   The detection apparatus according to an aspect of the present embodiment further includes a fiber holder that holds a section including the fusion point of the optical fiber, and the light receiving element holder is integrated with the fiber holder. Is preferred.

上記の構成によれば、光ファイバの融着点から漏出した光をファイバホルダにおいて熱に変換して外部に拡散させることができる。   According to said structure, the light leaked from the fusion | fusion point of an optical fiber can be converted into heat in a fiber holder, and can be spread | diffused outside.

本実施形態の一態様に係る検出装置において、上記ファイバホルダの表面には、黒アルマイト加工が施されている、ことが好ましい。   In the detection apparatus according to one aspect of the present embodiment, it is preferable that the surface of the fiber holder is black anodized.

上記の構成によれば、光ファイバの融着点から漏出した光が、ファイバホルダにて反射されて受光素子に入射することを抑制できる。したがって、光ファイバの融着点から漏出した光が受光素子に受光されることに伴って生じる、モニタ値に含まれる誤差の増加を小さく抑えることができる。   According to said structure, it can suppress that the light leaked from the fusion point of an optical fiber is reflected by a fiber holder, and injects into a light receiving element. Therefore, an increase in the error included in the monitor value caused when the light leaked from the fusion point of the optical fiber is received by the light receiving element can be suppressed.

上記の課題を解決するために、本実施形態の一態様に係るファイバレーザは、増幅ファイバ、及び、該増幅ファイバの両端に接続された１対のファイバブラッググレーティングにより構成された共振器と、上記共振器にて生成されたレーザ光を導波するデリバリファイバと、を備えたファイバレーザにおいて、上記デリバリファイバの側面から漏出したレイリー散乱光を検出する検出装置として、本実施形態の一態様に係る検出装置を備えている。   In order to solve the above problems, a fiber laser according to an aspect of the present embodiment includes an amplifying fiber, a resonator configured by a pair of fiber Bragg gratings connected to both ends of the amplifying fiber, and the above In a fiber laser comprising a delivery fiber that guides a laser beam generated by a resonator, a detection device that detects Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the delivery fiber according to one aspect of the present embodiment A detection device is provided.

上記の構成によれば、従来よりも精度の高いモニタ値を出力することが可能なファイバレーザ、あるいは、従来よりも精度の高いモニタ値に基づいて、従来よりも精度の高い制御を実行するファイバレーザを実現することができる。   According to the above configuration, a fiber laser capable of outputting a monitor value with higher accuracy than before, or a fiber that performs control with higher accuracy than before based on a monitor value with higher accuracy than before. A laser can be realized.

本実施形態の一態様に係るファイバレーザにおいて、上記デリバリファイバは、上記検出装置よりも出力端側に、クラッドモードストリッパを含んでいる、ことが好ましい。   In the fiber laser according to one aspect of this embodiment, it is preferable that the delivery fiber includes a cladding mode stripper on the output end side of the detection device.

上記の構成によれば、モニタ値に対する反射光の影響を小さくすることができる。   According to said structure, the influence of the reflected light with respect to a monitor value can be made small.

本実施形態の一態様に係るファイバレーザにおいて、出力光のパワーの変動を小さくするように、上記検出装置にて検出されたレイリー散乱光のパワーに基づいて、励起光のパワーを制御する制御部を更に備えている、ことが好ましい。   In the fiber laser according to one aspect of the present embodiment, a control unit that controls the power of the excitation light based on the power of the Rayleigh scattered light detected by the detection device so as to reduce the fluctuation of the power of the output light It is preferable to further comprise.

上記の構成によれば、従来よりも精度の高いモニタ値に基づいて、従来よりも精度の高いパワー制御を実行するファイバレーザを実現することができる。   According to said structure, based on the monitor value with higher precision than before, the fiber laser which performs power control with higher precision than before can be implement | achieved.

上記の課題を解決するために、本実施形態の一態様に係るファイバレーザシステムは、複数のファイバレーザと、上記複数のファイバレーザの各々にて生成されたレーザ光を合波するコンバイナと、上記コンバイナにて得られた出力光を導波する出力ファイバと、を備えたファイバレーザシステムにおいて、上記出力ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光を検出する検出装置として、本実施形態の一態様に係る検出装置を備えている。   In order to solve the above problems, a fiber laser system according to an aspect of the present embodiment includes a plurality of fiber lasers, a combiner that combines laser beams generated by each of the plurality of fiber lasers, An output fiber that guides output light obtained by a combiner, and a detection device that detects Rayleigh scattered light leaking from the side surface of the output fiber according to an aspect of the present embodiment A detection device is provided.

上記の構成によれば、従来よりも精度の高いモニタ値を出力することが可能なファイバレーザシステム、あるいは、従来よりも精度の高いモニタ値に基づいて、従来よりも精度の高い制御を実行するファイバレーザシステムを実現することができる。   According to the above configuration, the fiber laser system capable of outputting a monitor value with higher accuracy than the conventional one, or the control with higher accuracy than the conventional one is executed based on the monitor value with higher accuracy than the conventional one. A fiber laser system can be realized.

本実施形態によれば、光ファイバ、反射体、及び光検出器の相対位置の変化に伴う、モニタ値に含まれる誤差の増加を、従来よりも小さく抑えた検出装置を実現することができる。   According to the present embodiment, it is possible to realize a detection device in which an increase in errors included in a monitor value due to changes in relative positions of an optical fiber, a reflector, and a photodetector is suppressed to be smaller than that in the related art.

１ 検出装置（第１の実施形態）
１１ 光検出器
１１ａ フォトダイオード（受光素子）
１１ａ１ フォトダイオードの受光面
１１ｂ ＤＯパッケージ（枠体）
１２ ベースプレート（反射体）
１２ａ ベースプレートの上面（反射面）
１３ ＰＤホルダ
１４ トッププレート
１５ フロントプレート
１６ リアプレート
２ 検出装置（第２の実施形態）
２１ 光検出器
２１ａ フォトダイオード（受光素子）
２１ａ１ フォトダイオードの受光面
２１ｂ ＤＯパッケージ（枠体）
２２ ファイバホルダ
２３ ＰＤホルダ
２４ 反射プレート（反射体）
２４ａ 反射プレートの上面（反射面）
２５ トッププレート
ＦＬ ファイバレーザ
Ｐ 融着点（反射光を除去するための構造）
ＦＬＳ ファイバレーザシステム 1 Detection Device (First Embodiment)
11 Photodetector 11a Photodiode (light receiving element)
11a1 Photosensitive surface of photodiode 11b DO package (frame)
12 Base plate (reflector)
12a Top surface of the base plate (reflection surface)
13 PD holder 14 Top plate 15 Front plate 16 Rear plate 2 Detection device (second embodiment)
21 Photodetector 21a Photodiode (light receiving element)
21a1 Photosensitive surface of photodiode 21b DO package (frame)
22 Fiber holder 23 PD holder 24 Reflector plate (reflector)
24a Upper surface of the reflection plate (reflection surface)
25 Top plate FL Fiber laser P Fusion point (structure to remove reflected light)
FLS fiber laser system

Claims (5)

ファイバレーザ又はファイバレーザシステムに含まれる光ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光を検出する検出方法において、
検出装置にて検出されたレイリー散乱光が戻光に由来するものであるのか、出力光に由来するものであるのかを、該レイリー散乱光の波形に基づいて判定する判定工程を含んでいる、
ことを特徴とする検出方法。 In a detection method for detecting Rayleigh scattered light leaking from a side surface of an optical fiber included in a fiber laser or a fiber laser system,
Including a determination step of determining whether the Rayleigh scattered light detected by the detection device is derived from the return light or the output light, based on the waveform of the Rayleigh scattered light,
A detection method characterized by the above. 上記判定工程にて出力光に由来すると判定されたレイリー散乱光のパワーをモニタする出力光モニタ工程を更に含んでいる、
ことを特徴とする請求項１に記載の検出方法。 An output light monitoring step of monitoring the power of Rayleigh scattered light determined to be derived from the output light in the determination step,
The detection method according to claim 1. 上記判定工程にて戻光に由来すると判定されたレイリー散乱光のパワーをモニタする戻光モニタ工程を更に含んでいる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の検出方法。 It further includes a return light monitoring step of monitoring the power of Rayleigh scattered light determined to be derived from the return light in the determination step.
The detection method according to claim 1 or 2. 上記判定工程において、検出装置にて検出されたレイリー散乱光が戻光に由来するものであるのか、出力光に由来するものであるのかを、該レイリー散乱光の波形の幅を予め定められた基準値と比較することによって判定する、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の検出方法。 In the determination step, whether the Rayleigh scattered light detected by the detection device is derived from the return light or the output light, the width of the waveform of the Rayleigh scattered light is predetermined. Judge by comparing with the reference value,
The detection method of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. ファイバレーザ又はファイバレーザシステムに含まれる光ファイバの側面から漏出したレイリー散乱光を検出する検出装置において、
当該検出装置にて検出されたレイリー散乱光が戻光に由来するものであるのか、出力光に由来するものであるのかを、該レイリー散乱光の波形に基づいて判定する判定手段を備えている、
ことを特徴とする検出装置。 In a detection device for detecting Rayleigh scattered light leaking from a side surface of an optical fiber included in a fiber laser or a fiber laser system,
A determination unit is provided for determining whether the Rayleigh scattered light detected by the detection device is derived from the return light or the output light based on the waveform of the Rayleigh scattered light. ,
A detection device characterized by that.
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