JP6807662B2 - Method for manufacturing laser oscillator and excitation light detection structure - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ発振器、及び、励起光検出構造の製造方法に関する。 The present invention relates to a laser oscillator and a method for manufacturing an excitation light detection structure.

半導体ウェハ等の加工対象物を複数のチップに切断するために、格子状に設定された切断予定ラインに沿って加工対象物の内部に改質領域を形成するレーザ加工装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In order to cut an object to be processed such as a semiconductor wafer into a plurality of chips, a laser processing apparatus is known that forms a modified region inside the object to be processed along a scheduled cutting line set in a grid pattern ( For example, see Patent Document 1).

特許第5456510号公報Japanese Patent No. 5456510

上述したようなレーザ加工装置に搭載されるレーザ発振器においては、ファイバレーザが用いられる場合がある。ファイバレーザは、レーザファイバに対して励起光と種光とを導入することにより、種光を増幅して出力する。ファイバレーザにあっては、例えば詳細な故障解析のために、励起光を検出することが望ましい。 A fiber laser may be used in the laser oscillator mounted on the laser processing apparatus as described above. The fiber laser amplifies and outputs the seed light by introducing the excitation light and the seed light into the laser fiber. In a fiber laser, it is desirable to detect the excitation light, for example, for detailed failure analysis.

本発明は、励起光を検出可能なレーザ発振器、及び、励起光検出構造の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a laser oscillator capable of detecting excitation light and a method for manufacturing an excitation light detection structure.

本発明に係るレーザ発振器は、種光であるレーザ光を出射する種光源を有する種光出射部と、種光出射部から出射されたレーザ光を伝播させながら増幅するための第1光ファイバと、第1光ファイバを励起するための励起光を出射する励起光源と、第1光ファイバに光学的に接続されており、少なくとも励起光を伝播させる第2光ファイバと、励起光を検出するための光検出素子と、を有するアンプ部と、を備え、第2光ファイバは、コアと、コアの周りに設けられた第1クラッドと、コア及び第1クラッドの周りに設けられた第2クラッドと、コア及び第1クラッドの周りに設けられた樹脂層と、を含み、第1クラッドは、コアを覆うと共に第2クラッドに覆われた被覆部と、コアを覆うと共に第2クラッドから露出された露出部と、を含み、樹脂層は、第1クラッドの屈折率よりも低い屈折率を有し、露出部において第1クラッドを覆っており、光検出素子は、樹脂層を介して露出部に対向するように配置されている。 The laser oscillator according to the present invention includes a seed light emitting unit having a seed light source that emits laser light that is seed light, and a first optical fiber for amplifying the laser light emitted from the seed light emitting unit while propagating it. , To detect the excitation light that emits the excitation light for exciting the first optical fiber, the second optical fiber that is optically connected to the first optical fiber and propagates the excitation light at least, and the excitation light. The second optical fiber includes a core, a first clad provided around the core, and a core and a second clad provided around the first clad. And a resin layer provided around the core and the first clad, the first clad covers the core and is covered with the second clad, and is exposed from the second clad while covering the core. The resin layer has a refractive index lower than that of the first clad, and covers the first clad in the exposed portion. The light detection element is the exposed portion via the resin layer. It is arranged so as to face the light.

このレーザ発振器においては、第2光ファイバによって伝播された励起光によって第1光ファイバが励起される。これにより、種光源からの種光が第1光ファイバを伝播されながら増幅される。すなわち、第1光ファイバはレーザファイバである。一方、第2光ファイバは、コアを覆う第1クラッドが、第2クラッドから露出した露出部を含む。その第1クラッドの露出部は、第1クラッドの屈折率よりも低い屈折率を有する樹脂層に覆われている。そして、光検出素子が、樹脂層を介して第1クラッドの露出部に対向するように配置されている。したがって、第1クラッドを伝播して露出部から出射する励起光の漏れ光を、樹脂層を介して光検出素子により検出可能である。 In this laser oscillator, the first optical fiber is excited by the excitation light propagated by the second optical fiber. As a result, the seed light from the seed light source is amplified while being propagated through the first optical fiber. That is, the first optical fiber is a laser fiber. On the other hand, in the second optical fiber, the first clad covering the core includes an exposed portion exposed from the second clad. The exposed portion of the first clad is covered with a resin layer having a refractive index lower than that of the first clad. Then, the photodetection element is arranged so as to face the exposed portion of the first clad via the resin layer. Therefore, the leakage light of the excitation light propagating through the first clad and emitted from the exposed portion can be detected by the photodetector via the resin layer.

本発明に係るレーザ発振器においては、露出部は、第1光ファイバとの融着部を含んでもよい。この場合、第1クラッドを第2クラッドから露出させて露出部を形成したり、露出部を樹脂層により覆ったりすることが容易となる。すなわち、この場合には、融着部を利用して容易に励起光の検出が可能になる。 In the laser oscillator according to the present invention, the exposed portion may include a fusion portion with the first optical fiber. In this case, it becomes easy to expose the first clad from the second clad to form an exposed portion, or to cover the exposed portion with a resin layer. That is, in this case, the excitation light can be easily detected by using the fused portion.

本発明に係るレーザ発振器においては、第2光ファイバは、樹脂層の屈折率よりも高い屈折率を有し、露出部において樹脂層をさらに覆うキャピラリを含んでもよい。この場合、樹脂層から励起光を漏れやすくすることができる。 In the laser oscillator according to the present invention, the second optical fiber has a refractive index higher than the refractive index of the resin layer, and may include a capillary that further covers the resin layer in the exposed portion. In this case, the excitation light can be easily leaked from the resin layer.

本発明に係るレーザ発振器においては、光検出素子を保持するホルダを備え、第2光ファイバは、露出部が光検出素子に対向するようにホルダによって位置決めされていてもよい。この場合、第2光ファイバの露出部と光検出素子との相対的な位置関係を確実に保持することができる。 The laser oscillator according to the present invention may include a holder for holding the photodetection element, and the second optical fiber may be positioned by the holder so that the exposed portion faces the photodetection element. In this case, the relative positional relationship between the exposed portion of the second optical fiber and the photodetector can be reliably maintained.

本発明に係る励起光検出構造の製造方法は、レーザ光を伝播させながら増幅する第1光ファイバと、少なくとも第1光ファイバを励起するための励起光を伝播させる第2光ファイバと、を有するレーザ発振器において励起光を検出するための励起光検出構造の製造方法であって、コアと、コアの周りに設けられた第1クラッドと、コア及び第1クラッドの周りに設けられた第2クラッドと、を含む第2光ファイバにおいて、第2クラッドを除去することにより第1クラッドを露出させて露出部を形成する第1工程と、露出部の一部において第2光ファイバを切断することにより切断面を形成する第2工程と、切断面において露出部を第1光ファイバに融着接続して融着部を形成する第3工程と、第1クラッドの屈折率よりも低い屈折率を有する樹脂層を、露出部を覆うように第1クラッド上に形成する第4工程と、樹脂層を介して露出部を光検出素子に対向させる第5工程と、を備える。 The method for manufacturing an excitation light detection structure according to the present invention includes a first optical fiber that amplifies while propagating laser light, and a second optical fiber that propagates at least excitation light for exciting the first optical fiber. A method for manufacturing an excitation light detection structure for detecting excitation light in a laser oscillator, which is a core, a first clad provided around the core, and a core and a second clad provided around the first clad. In the second optical fiber including, the first step of exposing the first clad by removing the second clad to form an exposed portion, and by cutting the second optical fiber in a part of the exposed portion. It has a second step of forming a cut surface, a third step of fusing and connecting an exposed portion to a first optical fiber on the cut surface to form a fused portion, and a refractive index lower than that of the first clad. The present invention includes a fourth step of forming the resin layer on the first clad so as to cover the exposed portion, and a fifth step of making the exposed portion face the light detection element via the resin layer.

この方法においては、第2クラッドを除去することによって第1クラッドを露出させ、露出部を形成する。続いて、第2光ファイバを切断し、その切断面において第2光ファイバを第1光ファイバに融着接続すると共に、第1クラッドにより低屈折率の樹脂層によって露出部を覆う。そして、露出部を光検出素子に対向させる。これにより、励起光検出構造が製造される。このように製造される励起光検出構造にあっては、上記のように、第1クラッドを伝播して露出部から出射する励起光の漏れ光を光検出素子により検出可能である。特に、この方法によれば、第2クラッドの除去により露出部を形成した後に、第2光ファイバを切断するので、良好な切断面が得られる。よって、融着部におけるロスが低減される。 In this method, the first clad is exposed by removing the second clad to form an exposed portion. Subsequently, the second optical fiber is cut, the second optical fiber is fused and connected to the first optical fiber at the cut surface, and the exposed portion is covered with a resin layer having a low refractive index by the first clad. Then, the exposed portion is made to face the photodetection element. As a result, the excitation light detection structure is manufactured. In the excitation light detection structure manufactured in this way, as described above, the leakage light of the excitation light propagating through the first cladding and emitted from the exposed portion can be detected by the photodetector. In particular, according to this method, the second optical fiber is cut after the exposed portion is formed by removing the second clad, so that a good cut surface can be obtained. Therefore, the loss in the fused portion is reduced.

本発明によれば、励起光を検出可能なレーザ発振器、及び、励起光検出構造の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a laser oscillator capable of detecting excitation light and a method for manufacturing an excitation light detection structure.

改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the laser processing apparatus used for forming a reforming region. 改質領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。It is a top view of the processing object which is the object of formation of the modification region. 図2の加工対象物のIII−III線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the line III-III of the processing object of FIG. レーザ加工後の加工対象物の平面図である。It is a top view of the processing object after laser processing. 図4の加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the VV line of the processing object of FIG. 図4の加工対象物のVI−VI線に沿っての断面図である。It is sectional drawing along the VI-VI line of the processing object of FIG. 実施形態のレーザ加工装置の斜視図である。It is a perspective view of the laser processing apparatus of an embodiment. 図7のレーザ加工装置の支持台に取り付けられる加工対象物の斜視図である。It is a perspective view of the processing object attached to the support base of the laser processing apparatus of FIG. 図7のXY平面に沿ってのレーザ出力部の断面図である。It is sectional drawing of the laser output part along the XY plane of FIG. 図7のレーザ加工装置におけるレーザ出力部及びレーザ集光部の一部の斜視図である。It is a perspective view of a part of a laser output part and a laser condensing part in the laser processing apparatus of FIG. 図9のレーザ出力部におけるλ/2波長板ユニット及び偏光板ユニットの光学的配置関係を示す図である。It is a figure which shows the optical arrangement relation of the λ / 2 wave plate unit and the polarizing plate unit in the laser output part of FIG. (a)は図9のレーザ出力部のλ/2波長板ユニットにおける偏光方向を示す図であり、(b)は図9のレーザ出力部の偏光板ユニットにおける偏光方向を示す図である。FIG. 9A is a diagram showing the polarization direction of the λ / 2 wave plate unit of the laser output unit of FIG. 9, and FIG. 9B is a diagram showing the polarization direction of the polarizing plate unit of the laser output unit of FIG. 実施形態のレーザ発振器の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the laser oscillator of an embodiment. 実施形態のレーザ発振器の正面図である。It is a front view of the laser oscillator of an embodiment. 図14のレーザ発振器の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the laser oscillator of FIG. 図14のレーザ発振器の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the laser oscillator of FIG. 図14のレーザ発振器の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the laser oscillator of FIG. 図14のレーザ発振器の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the laser oscillator of FIG. 図14のレーザ発振器の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the laser oscillator of FIG. 図14のレーザ発振器の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the laser oscillator of FIG. 図15に示された励起光検出構造の底面図である。It is a bottom view of the excitation light detection structure shown in FIG. 図21に示された励起光検出構造の模式的な拡大断面図である。It is a schematic enlarged sectional view of the excitation light detection structure shown in FIG. 図21に示されたホルダの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the holder shown in FIG. 図21に示されたホルダの斜視図である。It is a perspective view of the holder shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

実施形態のレーザ加工装置(後述)では、加工対象物にレーザ光を集光することにより、切断予定ラインに沿って加工対象物に改質領域を形成する。そこで、まず、改質領域の形成について、図1〜図6を参照して説明する。 In the laser processing apparatus of the embodiment (described later), a modified region is formed on the processing target along the planned cutting line by condensing the laser light on the processing target. Therefore, first, the formation of the modified region will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

図1に示されるように、レーザ加工装置100は、レーザ光Lをパルス発振するレーザ光源101と、レーザ光Lの光軸(光路)の向きを90°変えるように配置されたダイクロイックミラー103と、レーザ光Lを集光するための集光用レンズ105と、を備えている。また、レーザ加工装置100は、集光用レンズ105で集光されたレーザ光Lが照射される加工対象物1を支持するための支持台107と、支持台107を移動させるためのステージ111と、レーザ光Lの出力やパルス幅、パルス波形等を調節するためにレーザ光源101を制御するレーザ光源制御部102と、ステージ111の移動を制御するステージ制御部115と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 100 includes a laser light source 101 that pulse-oscillates the laser beam L, and a dichroic mirror 103 arranged so as to change the direction of the optical axis (optical path) of the laser beam L by 90 °. A condensing lens 105 for condensing the laser beam L is provided. Further, the laser processing apparatus 100 includes a support base 107 for supporting the processing object 1 irradiated with the laser light L focused by the light collecting lens 105, and a stage 111 for moving the support base 107. The laser light source control unit 102 that controls the laser light source 101 to adjust the output of the laser light L, the pulse width, the pulse waveform, and the like, and the stage control unit 115 that controls the movement of the stage 111 are provided.

レーザ加工装置100においては、レーザ光源101から出射されたレーザ光Lは、ダイクロイックミラー103によってその光軸の向きを90°変えられ、支持台107上に載置された加工対象物1の内部に集光用レンズ105によって集光される。これと共に、ステージ111が移動させられ、加工対象物1がレーザ光Lに対して切断予定ライン5に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン5に沿った改質領域が加工対象物1に形成される。なお、ここでは、レーザ光Lを相対的に移動させるためにステージ111を移動させたが、集光用レンズ105を移動させてもよいし、或いはこれらの両方を移動させてもよい。 In the laser processing apparatus 100, the laser beam L emitted from the laser light source 101 is changed in the direction of its optical axis by 90 ° by the dichroic mirror 103, and is inside the processing object 1 placed on the support base 107. It is focused by the focusing lens 105. At the same time, the stage 111 is moved, and the workpiece 1 is moved relative to the laser beam L along the planned cutting line 5. As a result, a modified region along the planned cutting line 5 is formed on the workpiece 1. Although the stage 111 is moved here in order to move the laser beam L relatively, the condensing lens 105 may be moved, or both of them may be moved.

加工対象物1としては、半導体材料で形成された半導体基板や圧電材料で形成された圧電基板等を含む板状の部材(例えば、基板、ウェハ等)が用いられる。図2に示されるように、加工対象物1には、加工対象物1を切断するための切断予定ライン5が設定されている。切断予定ライン5は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物1の内部に改質領域を形成する場合、図3に示されるように、加工対象物1の内部に集光点(集光位置)Pを合わせた状態で、レーザ光Lを切断予定ライン5に沿って(すなわち、図2の矢印A方向に)相対的に移動させる。これにより、図4、図5及び図6に示されるように、改質領域7が切断予定ライン5に沿って加工対象物1に形成され、切断予定ライン5に沿って形成された改質領域7が切断起点領域8となる。 As the object to be processed 1, a plate-shaped member (for example, a substrate, a wafer, etc.) including a semiconductor substrate formed of a semiconductor material, a piezoelectric substrate formed of a piezoelectric material, or the like is used. As shown in FIG. 2, the machining target object 1 is set with a scheduled cutting line 5 for cutting the machining target object 1. The line 5 to be cut is a virtual line extending in a straight line. When a modified region is formed inside the object to be processed 1, as shown in FIG. 3, the laser beam L is cut with the condensing point (condensing position) P aligned inside the object to be processed 1. Move relative to the scheduled line 5 (ie, in the direction of arrow A in FIG. 2). As a result, as shown in FIGS. 4, 5 and 6, the modified region 7 is formed on the workpiece 1 along the scheduled cutting line 5, and the modified region formed along the scheduled cutting line 5. 7 is the cutting starting point region 8.

集光点Pとは、レーザ光Lが集光する箇所のことである。切断予定ライン5は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、これらが組み合わされた3次元状であってもよいし、座標指定されたものであってもよい。切断予定ライン5は、仮想線に限らず加工対象物1の表面3に実際に引かれた線であってもよい。改質領域7は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。改質領域7は列状でも点状でもよく、要は、改質領域7は少なくとも加工対象物1の内部に形成されていればよい。また、改質領域7を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域7は、加工対象物1の外表面(表面3、裏面、若しくは外周面)に露出していてもよい。改質領域7を形成する際のレーザ光入射面は、加工対象物1の表面3に限定されるものではなく、加工対象物1の裏面であってもよい。 The condensing point P is a point where the laser beam L condenses. The line 5 to be cut may be not limited to a straight line but may be a curved line, a three-dimensional shape in which these are combined, or a coordinate-designated line 5. The line 5 to be cut is not limited to the virtual line, and may be a line actually drawn on the surface 3 of the object 1 to be processed. The modified region 7 may be formed continuously or intermittently. The modified region 7 may be in a row or a dot shape, and in short, the modified region 7 may be formed at least inside the object to be processed 1. In addition, cracks may be formed starting from the modified region 7, and the cracks and the modified region 7 may be exposed on the outer surface (front surface 3, back surface, or outer peripheral surface) of the object to be processed 1. .. The laser beam incident surface when forming the modified region 7 is not limited to the surface 3 of the object to be processed 1, and may be the back surface of the object to be processed 1.

ちなみに、加工対象物1の内部に改質領域7を形成する場合には、レーザ光Lは、加工対象物1を透過すると共に、加工対象物1の内部に位置する集光点P近傍にて特に吸収される。これにより、加工対象物1に改質領域7が形成される(すなわち、内部吸収型レーザ加工)。この場合、加工対象物1の表面3ではレーザ光Lが殆ど吸収されないので、加工対象物1の表面3が溶融することはない。一方、加工対象物1の表面3に改質領域7を形成する場合には、レーザ光Lは、表面3に位置する集光点P近傍にて特に吸収され、表面3から溶融され除去されて、穴や溝等の除去部が形成される(表面吸収型レーザ加工)。 By the way, when the modified region 7 is formed inside the processing target object 1, the laser beam L passes through the processing target object 1 and is near the focusing point P located inside the processing target object 1. Especially absorbed. As a result, the modified region 7 is formed on the workpiece 1 (that is, internal absorption type laser machining). In this case, since the laser beam L is hardly absorbed by the surface 3 of the object to be processed 1, the surface 3 of the object to be processed 1 is not melted. On the other hand, when the modified region 7 is formed on the surface 3 of the object to be processed 1, the laser beam L is particularly absorbed in the vicinity of the condensing point P located on the surface 3, and is melted and removed from the surface 3. , Holes, grooves, etc. are removed (surface absorption type laser machining).

改質領域7は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域7としては、例えば、溶融処理領域(一旦溶融後再固化した領域、溶融状態中の領域及び溶融から再固化する状態中の領域のうち少なくとも何れか一つを意味する)、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域7としては、加工対象物1の材料において改質領域7の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある。加工対象物1の材料が単結晶シリコンである場合、改質領域7は、高転位密度領域ともいえる。 The modified region 7 refers to a region in which the density, refractive index, mechanical strength, and other physical properties are different from those of the surroundings. The modified region 7 includes, for example, a melting treatment region (meaning at least one of a region once melted and then resolidified, a region in a molten state, and a region in a state of being resolidified from melting) and a crack region. , Dielectric breakdown region, refractive index change region, etc., and there is also a region where these are mixed. Further, the modified region 7 includes a region in which the density of the modified region 7 is changed in comparison with the density of the non-modified region in the material of the object to be processed 1, and a region in which lattice defects are formed. When the material of the object to be processed 1 is single crystal silicon, the modified region 7 can be said to be a high dislocation density region.

溶融処理領域、屈折率変化領域、改質領域7の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、及び、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域7と非改質領域との界面に亀裂(割れ、マイクロクラック)を内包している場合がある。内包される亀裂は、改質領域7の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物1は、結晶構造を有する結晶材料からなる基板を含む。例えば加工対象物1は、窒化ガリウム(GaN)、シリコン(Si)、シリコンカーバイド(SiC)、LiTaO、及び、サファイア(Al)の少なくとも何れかで形成された基板を含む。換言すると、加工対象物1は、例えば、窒化ガリウム基板、シリコン基板、SiC基板、LiTaO基板、又はサファイア基板を含む。結晶材料は、異方性結晶及び等方性結晶の何れであってもよい。また、加工対象物1は、非結晶構造(非晶質構造)を有する非結晶材料からなる基板を含んでいてもよく、例えばガラス基板を含んでいてもよい。 The melt-treated region, the refractive index change region, the region where the density of the modified region 7 is changed as compared with the density of the non-modified region, and the region where the lattice defects are formed are further inside those regions and modified. Cracks (cracks, microcracks) may be included at the interface between the region 7 and the non-modified region. The included cracks may extend over the entire surface of the modified region 7, or may be formed only in a part or in a plurality of parts. The object to be processed 1 includes a substrate made of a crystalline material having a crystal structure. For example, the object to be processed 1 includes a substrate formed of at least one of gallium nitride (GaN), silicon (Si), silicon carbide (SiC), LiTaO 3 , and sapphire (Al 2 O 3 ). In other words, the object to be processed 1 includes, for example, a gallium nitride substrate, a silicon substrate, a SiC substrate, a LiTaO 3 substrate, or a sapphire substrate. The crystal material may be either an anisotropic crystal or an isotropic crystal. Further, the object to be processed 1 may include a substrate made of a non-crystalline material having a non-crystalline structure (amorphous structure), and may include, for example, a glass substrate.

実施形態では、切断予定ライン5に沿って改質スポット(加工痕)を複数形成することにより、改質領域7を形成することができる。この場合、複数の改質スポットが集まることによって改質領域7となる。改質スポットとは、パルスレーザ光の1パルスのショット(つまり1パルスのレーザ照射:レーザショット)で形成される改質部分である。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも1つが混在するもの等が挙げられる。改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物1の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することができる。また、実施形態では、切断予定ライン5に沿って、改質スポットを改質領域7として形成することができる。
[第1実施形態のレーザ加工装置]
In the embodiment, the modified region 7 can be formed by forming a plurality of modified spots (processing marks) along the planned cutting line 5. In this case, the modified region 7 is formed by gathering a plurality of modified spots. The reforming spot is a reforming portion formed by a one-pulse shot of pulsed laser light (that is, one-pulse laser irradiation: laser shot). Examples of the modified spot include crack spots, melt-treated spots, refractive index change spots, and spots in which at least one of these is mixed. Regarding the modified spot, the size and the length of the crack to be generated are appropriately adjusted in consideration of the required cutting accuracy, the required flatness of the cut surface, the thickness, type, crystal orientation, etc. of the object 1 to be processed. Can be controlled. Further, in the embodiment, the modification spot can be formed as the modification region 7 along the planned cutting line 5.
[Laser Machining Device of the First Embodiment]

次に、第1実施形態のレーザ加工装置について説明する。以下の説明では、水平面内において互いに直交する方向をX軸方向及びY軸方向とし、鉛直方向をZ軸方向とする。
[レーザ加工装置の全体構成]
Next, the laser processing apparatus of the first embodiment will be described. In the following description, the directions orthogonal to each other in the horizontal plane are the X-axis direction and the Y-axis direction, and the vertical direction is the Z-axis direction.
[Overall configuration of laser processing equipment]

図7に示されるように、レーザ加工装置200は、装置フレーム210と、第1移動機構220と、支持台(支持部)230と、第2移動機構240と、を備えている。更に、レーザ加工装置200は、レーザ出力部300と、レーザ集光部500と、制御部600と、を備えている。 As shown in FIG. 7, the laser machining apparatus 200 includes an apparatus frame 210, a first moving mechanism 220, a support base (support portion) 230, and a second moving mechanism 240. Further, the laser processing apparatus 200 includes a laser output unit 300, a laser condensing unit 500, and a control unit 600.

第1移動機構220は、装置フレーム210に取り付けられている。第1移動機構220は、第1レールユニット221と、第2レールユニット222と、可動ベース223と、を有している。第1レールユニット221は、装置フレーム210に取り付けられている。第1レールユニット221には、Y軸方向に沿って延在する一対のレール221a,221bが設けられている。第2レールユニット222は、Y軸方向に沿って移動可能となるように、第1レールユニット221の一対のレール221a,221bに取り付けられている。第2レールユニット222には、X軸方向に沿って延在する一対のレール222a,222bが設けられている。可動ベース223は、X軸方向に沿って移動可能となるように、第2レールユニット222の一対のレール222a,222bに取り付けられている。可動ベース223は、Z軸方向に平行な軸線を中心線として回転可能である。 The first moving mechanism 220 is attached to the device frame 210. The first moving mechanism 220 has a first rail unit 221 and a second rail unit 222, and a movable base 223. The first rail unit 221 is attached to the device frame 210. The first rail unit 221 is provided with a pair of rails 221a and 221b extending along the Y-axis direction. The second rail unit 222 is attached to a pair of rails 221a and 221b of the first rail unit 221 so as to be movable along the Y-axis direction. The second rail unit 222 is provided with a pair of rails 222a and 222b extending along the X-axis direction. The movable base 223 is attached to a pair of rails 222a and 222b of the second rail unit 222 so as to be movable along the X-axis direction. The movable base 223 can rotate about an axis parallel to the Z-axis direction as a center line.

支持台230は、可動ベース223に取り付けられている。支持台230は、加工対象物1を支持する。加工対象物1は、例えば、シリコン等の半導体材料からなる基板の表面側に複数の機能素子(フォトダイオード等の受光素子、レーザダイオード等の発光素子、又は回路として形成された回路素子等)がマトリックス状に形成されたものである。加工対象物1が支持台230に支持される際には、図8に示されるように、環状のフレーム11に張られたフィルム12上に、例えば加工対象物1の表面1a(複数の機能素子側の面)が貼付される。支持台230は、クランプによってフレーム11を保持すると共に真空チャックテーブルによってフィルム12を吸着することで、加工対象物1を支持する。支持台230上において、加工対象物1には、互いに平行な複数の切断予定ライン5a、及び互いに平行な複数の切断予定ライン5bが、隣り合う機能素子の間を通るように格子状に設定される。 The support base 230 is attached to the movable base 223. The support base 230 supports the object 1 to be processed. The object to be processed 1 has, for example, a plurality of functional elements (light receiving elements such as photodiodes, light emitting elements such as laser diodes, circuit elements formed as circuits, etc.) on the surface side of a substrate made of a semiconductor material such as silicon. It is formed in a matrix. When the object to be processed 1 is supported by the support base 230, for example, the surface 1a (a plurality of functional elements) of the object to be processed 1 is placed on the film 12 stretched on the annular frame 11 as shown in FIG. Side side) is attached. The support base 230 supports the object 1 to be processed by holding the frame 11 by a clamp and sucking the film 12 by a vacuum chuck table. On the support base 230, a plurality of scheduled cutting lines 5a parallel to each other and a plurality of scheduled cutting lines 5b parallel to each other are set in a grid pattern on the workpiece 1 so as to pass between adjacent functional elements. To.

図7に示されるように、支持台230は、第1移動機構220において第2レールユニット222が動作することで、Y軸方向に沿って移動させられる。また、支持台230は、第1移動機構220において可動ベース223が動作することで、X軸方向に沿って移動させられる。更に、支持台230は、第1移動機構220において可動ベース223が動作することで、Z軸方向に平行な軸線を中心線として回転させられる。このように、支持台230は、X軸方向及びY軸方向に沿って移動可能となり且つZ軸方向に平行な軸線を中心線として回転可能となるように、装置フレーム210に取り付けられている。 As shown in FIG. 7, the support base 230 is moved along the Y-axis direction by the operation of the second rail unit 222 in the first moving mechanism 220. Further, the support base 230 is moved along the X-axis direction by the operation of the movable base 223 in the first moving mechanism 220. Further, the support base 230 is rotated about an axis parallel to the Z-axis direction as a center line by operating the movable base 223 in the first moving mechanism 220. In this way, the support base 230 is attached to the device frame 210 so as to be movable along the X-axis direction and the Y-axis direction and to be rotatable about an axis parallel to the Z-axis direction as a center line.

レーザ出力部300は、装置フレーム210に取り付けられている。レーザ集光部500は、第2移動機構240を介して装置フレーム210に取り付けられている。レーザ集光部500は、第2移動機構240が動作することで、Z軸方向に沿って移動させられる。このように、レーザ集光部500は、レーザ出力部300に対してZ軸方向に沿って移動可能となるように、装置フレーム210に取り付けられている。 The laser output unit 300 is attached to the device frame 210. The laser condensing unit 500 is attached to the device frame 210 via the second moving mechanism 240. The laser condensing unit 500 is moved along the Z-axis direction by operating the second moving mechanism 240. In this way, the laser condensing unit 500 is attached to the device frame 210 so as to be movable along the Z-axis direction with respect to the laser output unit 300.

制御部600は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等によって構成されている。制御部600は、レーザ加工装置200の各部の動作を制御する。 The control unit 600 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The control unit 600 controls the operation of each unit of the laser processing apparatus 200.

一例として、レーザ加工装置200では、次のように、各切断予定ライン5a,5b(図8参照)に沿って加工対象物1の内部に改質領域が形成される。 As an example, in the laser machining apparatus 200, a modified region is formed inside the machining object 1 along the scheduled cutting lines 5a and 5b (see FIG. 8) as follows.

まず、加工対象物1の裏面1b(図8参照)がレーザ光入射面となるように、加工対象物1が支持台230に支持され、加工対象物1の各切断予定ライン5aがX軸方向に平行な方向に合わされる。続いて、加工対象物1の内部において加工対象物1のレーザ光入射面から所定距離だけ離間した位置にレーザ光Lの集光点が位置するように、第2移動機構240によってレーザ集光部500が移動させられる。続いて、加工対象物1のレーザ光入射面とレーザ光Lの集光点との距離が一定に維持されつつ、各切断予定ライン5aに沿ってレーザ光Lの集光点が相対的に移動させられる。これにより、各切断予定ライン5aに沿って加工対象物1の内部に改質領域が形成される。 First, the machining object 1 is supported by the support base 230 so that the back surface 1b (see FIG. 8) of the machining object 1 becomes the laser beam incident surface, and each scheduled cutting line 5a of the machining object 1 is in the X-axis direction. Aligned in a direction parallel to. Subsequently, the laser condensing unit 240 is used by the second moving mechanism 240 so that the condensing point of the laser light L is located inside the processing object 1 at a position separated from the laser beam incident surface of the processing object 1 by a predetermined distance. 500 is moved. Subsequently, the focusing point of the laser light L moves relatively along each scheduled cutting line 5a while the distance between the incident surface of the laser light of the object 1 to be processed and the focusing point of the laser light L is kept constant. Be made to. As a result, a modified region is formed inside the workpiece 1 along each scheduled cutting line 5a.

各切断予定ライン5aに沿っての改質領域の形成が終了すると、第1移動機構220によって支持台230が回転させられ、加工対象物1の各切断予定ライン5bがX軸方向に平行な方向に合わされる。続いて、加工対象物1の内部において加工対象物1のレーザ光入射面から所定距離だけ離間した位置にレーザ光Lの集光点が位置するように、第2移動機構240によってレーザ集光部500が移動させられる。続いて、加工対象物1のレーザ光入射面とレーザ光Lの集光点との距離が一定に維持されつつ、各切断予定ライン5bに沿ってレーザ光Lの集光点が相対的に移動させられる。これにより、各切断予定ライン5bに沿って加工対象物1の内部に改質領域が形成される。 When the formation of the modified region along each scheduled cutting line 5a is completed, the support base 230 is rotated by the first moving mechanism 220, and each scheduled cutting line 5b of the workpiece 1 is in a direction parallel to the X-axis direction. It is matched to. Subsequently, the laser condensing unit 240 is used by the second moving mechanism 240 so that the condensing point of the laser light L is located inside the processing object 1 at a position separated from the laser beam incident surface of the processing object 1 by a predetermined distance. 500 is moved. Subsequently, the focusing point of the laser light L moves relatively along each scheduled cutting line 5b while the distance between the incident surface of the laser light of the object 1 to be processed and the focusing point of the laser light L is kept constant. Be made to. As a result, a modified region is formed inside the workpiece 1 along each scheduled cutting line 5b.

このように、レーザ加工装置200では、X軸方向に平行な方向が加工方向(レーザ光Lのスキャン方向)とされている。なお、各切断予定ライン5aに沿ったレーザ光Lの集光点の相対的な移動、及び各切断予定ライン5bに沿ったレーザ光Lの集光点の相対的な移動は、第1移動機構220によって支持台230がX軸方向に沿って移動させられることで、実施される。また、各切断予定ライン5a間におけるレーザ光Lの集光点の相対的な移動、及び各切断予定ライン5b間におけるレーザ光Lの集光点の相対的な移動は、第1移動機構220によって支持台230がY軸方向に沿って移動させられることで、実施される。 As described above, in the laser processing apparatus 200, the direction parallel to the X-axis direction is the processing direction (scanning direction of the laser beam L). The relative movement of the focusing point of the laser beam L along each scheduled cutting line 5a and the relative movement of the focusing point of the laser beam L along each scheduled cutting line 5b are the first moving mechanisms. This is carried out by moving the support 230 along the X-axis direction by the 220. Further, the relative movement of the focusing point of the laser beam L between the scheduled cutting lines 5a and the relative movement of the focusing point of the laser beam L between the scheduled cutting lines 5b are performed by the first moving mechanism 220. This is carried out by moving the support base 230 along the Y-axis direction.

図9に示されるように、レーザ出力部300は、取付プレート301と、カバー302と、複数のミラー303,304と、を有している。更に、レーザ出力部300は、レーザ発振器400と、シャッタ320と、λ/2波長板ユニット(出力調整部、偏光方向調整部)330と、偏光板ユニット(出力調整部、偏光方向調整部)340と、ビームエキスパンダ(レーザ光平行化部)350と、ミラーユニット360と、を有している。 As shown in FIG. 9, the laser output unit 300 includes a mounting plate 301, a cover 302, and a plurality of mirrors 303 and 304. Further, the laser output unit 300 includes a laser oscillator 400, a shutter 320, a λ / 2 wave plate unit (output adjustment unit, polarization direction adjustment unit) 330, and a polarizing plate unit (output adjustment unit, polarization direction adjustment unit) 340. It has a beam expander (laser light parallelizing unit) 350 and a mirror unit 360.

取付プレート301は、複数のミラー303,304、レーザ発振器400、シャッタ320、λ/2波長板ユニット330、偏光板ユニット340、ビームエキスパンダ350及びミラーユニット360を支持している。複数のミラー303,304、レーザ発振器400、シャッタ320、λ/2波長板ユニット330、偏光板ユニット340、ビームエキスパンダ350及びミラーユニット360は、取付プレート301の主面301aに取り付けられている。取付プレート301は、板状の部材であり、装置フレーム210(図7参照)に対して着脱可能である。レーザ出力部300は、取付プレート301を介して装置フレーム210に取り付けられている。つまり、レーザ出力部300は、装置フレーム210に対して着脱可能である。 The mounting plate 301 supports a plurality of mirrors 303, 304, a laser oscillator 400, a shutter 320, a λ / 2 wave plate unit 330, a polarizing plate unit 340, a beam expander 350, and a mirror unit 360. The plurality of mirrors 303, 304, the laser oscillator 400, the shutter 320, the λ / 2 wave plate unit 330, the polarizing plate unit 340, the beam expander 350, and the mirror unit 360 are mounted on the main surface 301a of the mounting plate 301. The mounting plate 301 is a plate-shaped member and can be attached to and detached from the device frame 210 (see FIG. 7). The laser output unit 300 is attached to the device frame 210 via the attachment plate 301. That is, the laser output unit 300 is removable from the device frame 210.

カバー302は、取付プレート301の主面301a上において、複数のミラー303,304、レーザ発振器400、シャッタ320、λ/2波長板ユニット330、偏光板ユニット340、ビームエキスパンダ350及びミラーユニット360を覆っている。カバー302は、取付プレート301に対して着脱可能である。 The cover 302 has a plurality of mirrors 303, 304, a laser oscillator 400, a shutter 320, a λ / 2 wave plate unit 330, a polarizing plate unit 340, a beam expander 350, and a mirror unit 360 on the main surface 301a of the mounting plate 301. Covering. The cover 302 is removable from the mounting plate 301.

レーザ発振器400は、直線偏光のレーザ光LをX軸方向に沿ってパルス発振する。レーザ発振器400は、後述するように、MOPA(Master Oscillator Power Amplifier)方式のファイバレーザとして構成されている。そのため、レーザ発振器400では、種光LD(Laser Diode/半導体レーザ)及び励起LDの出力のON/OFFが切り替えられることで、レーザ光Lの出力のON/OFFが高速に切り替えられる。レーザ発振器400から出射されるレーザ光Lの波長は、例えば、500〜550nm、1000〜1150nm又は1300〜1400nmのいずれかの波長帯に含まれる。500〜550nmの波長帯のレーザ光Lは、例えばサファイアからなる基板に対する内部吸収型レーザ加工に適している。1000〜1150nm及び1300〜1400nmの各波長帯のレーザ光Lは、例えばシリコンからなる基板に対する内部吸収型レーザ加工に適している。レーザ発振器400から出射されるレーザ光Lの偏光方向は、例えば、Y軸方向に平行な方向である。レーザ発振器400から出射されたレーザ光Lは、ミラー303によって反射され、Y軸方向に沿ってシャッタ320に入射する。 The laser oscillator 400 pulse-oscillates a linearly polarized laser beam L along the X-axis direction. As will be described later, the laser oscillator 400 is configured as a MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) type fiber laser. Therefore, in the laser oscillator 400, the output of the laser beam L can be switched on and off at high speed by switching the output of the seed light LD (Laser Diode / semiconductor laser) and the excitation LD on and off. The wavelength of the laser beam L emitted from the laser oscillator 400 is included in, for example, any wavelength band of 500 to 550 nm, 1000 to 1150 nm, or 1300 to 1400 nm. The laser beam L in the wavelength band of 500 to 550 nm is suitable for internal absorption type laser machining on a substrate made of sapphire, for example. The laser beam L in each wavelength band of 1000 to 1150 nm and 1300 to 1400 nm is suitable for internal absorption type laser machining on a substrate made of silicon, for example. The polarization direction of the laser beam L emitted from the laser oscillator 400 is, for example, a direction parallel to the Y-axis direction. The laser beam L emitted from the laser oscillator 400 is reflected by the mirror 303 and is incident on the shutter 320 along the Y-axis direction.

シャッタ320は、機械式の機構によってレーザ光Lの光路を開閉する。レーザ出力部300からのレーザ光Lの出力のON/OFFの切り替えは、上述したように、レーザ発振器400でのレーザ光Lの出力のON/OFFの切り替えによって実施されるが、シャッタ320が設けられていることで、例えばレーザ出力部300からレーザ光Lが不意に出射されることが防止される。シャッタ320を通過したレーザ光Lは、ミラー304によって反射され、X軸方向に沿ってλ/2波長板ユニット330及び偏光板ユニット340に順次入射する。 The shutter 320 opens and closes the optical path of the laser beam L by a mechanical mechanism. As described above, the switching of ON / OFF of the output of the laser beam L from the laser output unit 300 is performed by switching ON / OFF of the output of the laser beam L in the laser oscillator 400, but the shutter 320 is provided. By doing so, for example, it is possible to prevent the laser beam L from being unexpectedly emitted from the laser output unit 300. The laser beam L that has passed through the shutter 320 is reflected by the mirror 304 and sequentially enters the λ / 2 wave plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 along the X-axis direction.

λ/2波長板ユニット330及び偏光板ユニット340は、レーザ光Lの出力(光強度)を調整する出力調整部として機能する。また、λ/2波長板ユニット330及び偏光板ユニット340は、レーザ光Lの偏光方向を調整する偏光方向調整部として機能する。これらの詳細については後述する。λ/2波長板ユニット330及び偏光板ユニット340を順次通過したレーザ光Lは、X軸方向に沿ってビームエキスパンダ350に入射する。 The λ / 2 wave plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 function as output adjusting units for adjusting the output (light intensity) of the laser beam L. Further, the λ / 2 wave plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 function as polarization direction adjusting units for adjusting the polarization direction of the laser beam L. Details of these will be described later. The laser beam L that has sequentially passed through the λ / 2 wave plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 is incident on the beam expander 350 along the X-axis direction.

ビームエキスパンダ350は、レーザ光Lの径を調整しつつ、レーザ光Lを平行化する。ビームエキスパンダ350を通過したレーザ光Lは、X軸方向に沿ってミラーユニット360に入射する。 The beam expander 350 parallelizes the laser beam L while adjusting the diameter of the laser beam L. The laser beam L that has passed through the beam expander 350 is incident on the mirror unit 360 along the X-axis direction.

ミラーユニット360は、支持ベース361と、複数のミラー362,363と、を有している。支持ベース361は、複数のミラー362,363を支持している。支持ベース361は、X軸方向及びY軸方向に沿って位置調整可能となるように、取付プレート301に取り付けられている。ミラー362は、ビームエキスパンダ350を通過したレーザ光LをY軸方向に反射する。ミラー362は、その反射面が例えばZ軸に平行な軸線回りに角度調整可能となるように、支持ベース361に取り付けられている。ミラー363は、ミラー362によって反射されたレーザ光LをZ軸方向に反射する。ミラー363は、その反射面が例えばX軸に平行な軸線回りに角度調整可能となり且つY軸方向に沿って位置調整可能となるように、支持ベース361に取り付けられている。ミラー363によって反射されたレーザ光Lは、支持ベース361に形成された開口361aを通過し、Z軸方向に沿ってレーザ集光部500(図7参照)に入射する。つまり、レーザ出力部300によるレーザ光Lの出射方向は、レーザ集光部500の移動方向に一致している。 The mirror unit 360 has a support base 361 and a plurality of mirrors 362 and 363. The support base 361 supports a plurality of mirrors 362 and 363. The support base 361 is attached to the mounting plate 301 so that its position can be adjusted along the X-axis direction and the Y-axis direction. The mirror 362 reflects the laser beam L that has passed through the beam expander 350 in the Y-axis direction. The mirror 362 is attached to the support base 361 so that its reflective surface can be angle-adjusted, for example, around an axis parallel to the Z axis. The mirror 363 reflects the laser beam L reflected by the mirror 362 in the Z-axis direction. The mirror 363 is attached to the support base 361 so that the reflecting surface thereof can be adjusted in angle around an axis parallel to the X axis and can be adjusted in position along the Y axis direction, for example. The laser beam L reflected by the mirror 363 passes through the opening 361a formed in the support base 361 and is incident on the laser condensing unit 500 (see FIG. 7) along the Z-axis direction. That is, the emission direction of the laser beam L by the laser output unit 300 coincides with the moving direction of the laser condensing unit 500.

上述したように、各ミラー362,363は、反射面の角度を調整するための機構を有している。ミラーユニット360では、取付プレート301に対する支持ベース361の位置調整、支持ベース361に対するミラー363の位置調整、及び各ミラー362,363の反射面の角度調整が実施されることで、レーザ出力部300から出射されるレーザ光Lの光軸の位置及び角度がレーザ集光部500に対して合わされる。つまり、複数のミラー362,363は、レーザ出力部300から出射されるレーザ光Lの光軸を調整するための構成である。 As described above, each of the mirrors 362 and 363 has a mechanism for adjusting the angle of the reflecting surface. In the mirror unit 360, the position of the support base 361 with respect to the mounting plate 301 is adjusted, the position of the mirror 363 with respect to the support base 361 is adjusted, and the angle of the reflecting surface of each mirror 362, 363 is adjusted, so that the laser output unit 300 can adjust the position. The position and angle of the optical axis of the emitted laser light L are adjusted with respect to the laser condensing unit 500. That is, the plurality of mirrors 362 and 363 are configured to adjust the optical axis of the laser beam L emitted from the laser output unit 300.

レーザ集光部500は、ミラーユニット360を通過したレーザ光Lを加工対象物1に集光する。図10に示されるように、レーザ集光部500は、筐体501を有している。筐体501の側面には、第2移動機構240が取り付けられている。筐体501には、ミラーユニット360の開口361aとZ軸方向において対向するように、円筒状の光入射部501aが設けられている。光入射部501aは、レーザ出力部300から出射されたレーザ光Lを筐体501内に入射させる。ミラーユニット360と光入射部501aとは、第2移動機構240によってレーザ集光部500がZ軸方向に沿って移動させられた際に(すなわち、ミラーユニット360に対してレーザ集光部500が移動させられた際に)互いに接触することがない距離だけ、互いに離間している。 The laser condensing unit 500 condenses the laser beam L that has passed through the mirror unit 360 onto the object 1 to be processed. As shown in FIG. 10, the laser condensing unit 500 has a housing 501. A second moving mechanism 240 is attached to the side surface of the housing 501. The housing 501 is provided with a cylindrical light incident portion 501a so as to face the opening 361a of the mirror unit 360 in the Z-axis direction. The light incident unit 501a causes the laser light L emitted from the laser output unit 300 to enter the housing 501. When the laser condensing unit 500 is moved along the Z-axis direction by the second moving mechanism 240 (that is, the laser condensing unit 500 is moved with respect to the mirror unit 360), the mirror unit 360 and the light incident unit 501a are They are separated from each other by a distance that does not come into contact with each other (when moved).

図示は省略するが、筐体501内には、ミラー、反射型空間光変調器、及び4fレンズユニットが配置されている。また、筐体501には、集光レンズユニット(集光光学系)、駆動機構、及び一対の測距センサが取り付けられている。 Although not shown, a mirror, a reflective spatial light modulator, and a 4f lens unit are arranged in the housing 501. Further, a condenser lens unit (condensing optical system), a drive mechanism, and a pair of ranging sensors are attached to the housing 501.

Z軸方向に沿って筐体501内に進行したレーザ光Lは、ミラーによってXY平面に平行な方向に反射され、反射型空間光変調器に入射する。反射型空間光変調器は、ミラーによって反射されたレーザ光Lを変調しつつ、当該レーザ光LをXY平面に沿って反射する。反射型空間光変調器は、例えば反射型液晶(LCOS:Liquid Crystal on Silicon)の空間光変調器(SLM:Spatial Light Modulator)である。 The laser beam L traveling in the housing 501 along the Z-axis direction is reflected by the mirror in a direction parallel to the XY plane and incident on the reflective spatial light modulator. The reflective spatial light modulator reflects the laser light L along the XY plane while modulating the laser light L reflected by the mirror. The reflective spatial light modulator is, for example, a spatial light modulator (SLM: Spatial Light Modulator) of a reflective liquid crystal (LCOS: Liquid Crystal on Silicon).

ここで、XY平面に平行な平面内において、反射型空間光変調器に入射するレーザ光Lの光軸と、反射型空間光変調器から出射されるレーザ光Lの光軸とは、鋭角である角度αをなす。これは、レーザ光Lの入射角及び反射角を抑えて回折効率の低下を抑制し、反射型空間光変調器の性能を十分に発揮させるためである。また、反射型空間光変調器では、レーザ光LがP偏光として反射される。これは、反射型空間光変調器の光変調層に液晶が用いられている場合において、反射型空間光変調器に対して入出射するレーザ光Lの光軸を含む平面に平行な面内で液晶分子が傾斜するように、当該液晶が配向されているときには、偏波面の回転が抑制された状態でレーザ光Lに位相変調が施されるからである(例えば、特許第3878758号公報参照)。 Here, in a plane parallel to the XY plane, the optical axis of the laser light L incident on the reflective spatial light modulator and the optical axis of the laser light L emitted from the reflective spatial light modulator are sharp angles. Make a certain angle α. This is because the incident angle and the reflection angle of the laser beam L are suppressed to suppress the decrease in the diffraction efficiency, and the performance of the reflection type spatial light modulator is fully exhibited. Further, in the reflective spatial light modulator, the laser beam L is reflected as P-polarized light. This is because when a liquid crystal is used for the optical modulation layer of the reflective spatial light modulator, it is in a plane parallel to the plane including the optical axis of the laser beam L entering and exiting the reflective spatial light modulator. This is because when the liquid crystal is oriented so that the liquid crystal molecules are tilted, the laser light L is subjected to phase modulation while the rotation of the polarization plane is suppressed (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 387875). ..

4fレンズユニットは、反射型空間光変調器の反射面と集光レンズユニットの入射瞳面とが結像関係にある両側テレセントリック光学系を構成している。これにより、反射型空間光変調器の反射面でのレーザ光Lの像(反射型空間光変調器において変調されたレーザ光Lの像)が、集光レンズユニットの入射瞳面に転像(結像)される。 The 4f lens unit constitutes a bilateral telecentric optical system in which the reflective surface of the reflective spatial light modulator and the entrance pupil surface of the condenser lens unit are in an imaging relationship. As a result, the image of the laser beam L on the reflecting surface of the reflective spatial light modulator (the image of the laser beam L modulated in the reflective spatial light modulator) is transferred to the incident pupil surface of the condenser lens unit ( Image).

集光レンズユニットは、駆動機構を介して筐体501に取り付けられている。集光レンズユニットは、支持台230に支持された加工対象物1(図7参照)に対してレーザ光Lを集光する。駆動機構は、圧電素子の駆動力によって、集光レンズユニットをZ軸方向に沿って移動させる。 The condenser lens unit is attached to the housing 501 via a drive mechanism. The condensing lens unit condenses the laser beam L on the processing object 1 (see FIG. 7) supported by the support base 230. The drive mechanism moves the condenser lens unit along the Z-axis direction by the drive force of the piezoelectric element.

一対の測距センサは、X軸方向において集光レンズユニットの両側に位置するように、筐体501に取り付けられている。各測距センサは、支持台230に支持された加工対象物1(図7参照)のレーザ光入射面に対して測距用の光(例えば、レーザ光)を出射し、当該レーザ光入射面によって反射された測距用の光を検出することで、加工対象物1のレーザ光入射面の変位データを取得する。 The pair of ranging sensors are attached to the housing 501 so as to be located on both sides of the condenser lens unit in the X-axis direction. Each distance measuring sensor emits distance measuring light (for example, laser light) to the laser light incident surface of the workpiece 1 (see FIG. 7) supported by the support base 230, and the laser light incident surface. By detecting the distance-finding light reflected by the object 1, the displacement data of the laser beam incident surface of the workpiece 1 is acquired.

レーザ加工装置200では、上述したように、X軸方向に平行な方向が加工方向(レーザ光Lのスキャン方向)とされている。そのため、各切断予定ライン5a,5bに沿ってレーザ光Lの集光点が相対的に移動させられる際に、一対の測距センサのうち集光レンズユニットに対して相対的に先行する測距センサが、各切断予定ライン5a,5bに沿った加工対象物1のレーザ光入射面の変位データを取得する。そして、加工対象物1のレーザ光入射面とレーザ光Lの集光点との距離が一定に維持されるように、駆動機構が、測距センサによって取得された変位データに基づいて集光レンズユニットをZ軸方向に沿って移動させる。
[λ/2波長板ユニット及び偏光板ユニット]
In the laser processing apparatus 200, as described above, the direction parallel to the X-axis direction is the processing direction (scanning direction of the laser beam L). Therefore, when the focusing point of the laser beam L is relatively moved along the lines 5a and 5b to be cut, the distance measuring sensor that precedes the focusing lens unit of the pair of distance measuring sensors is relatively advanced. The sensor acquires displacement data of the laser beam incident surface of the workpiece 1 along the lines 5a and 5b to be cut. Then, the drive mechanism is based on the displacement data acquired by the ranging sensor so that the distance between the laser beam incident surface of the object 1 to be processed and the focusing point of the laser beam L is kept constant. Move the unit along the Z-axis direction.
[Λ / 2 wave plate unit and polarizing plate unit]

上述したように、レーザ集光部500では、XY平面に平行な平面内において、反射型空間光変調器に入射するレーザ光Lの光軸と、反射型空間光変調器から出射されるレーザ光Lの光軸とが、鋭角である角度αをなす。一方、図9に示されるように、レーザ出力部300では、レーザ光Lの光路がX軸方向又はY軸方向に沿うように設定されている。そのため、レーザ出力部300においては、λ/2波長板ユニット330及び偏光板ユニット340を、レーザ光Lの出力を調整する出力調整部としてだけでなく、レーザ光Lの偏光方向を調整する偏光方向調整部としても機能させる必要がある。 As described above, in the laser condensing unit 500, the optical axis of the laser light L incident on the reflective spatial light modulator and the laser light emitted from the reflective spatial light modulator in a plane parallel to the XY plane. The optical axis of L forms an angle α which is a sharp angle. On the other hand, as shown in FIG. 9, in the laser output unit 300, the optical path of the laser beam L is set to be along the X-axis direction or the Y-axis direction. Therefore, in the laser output unit 300, the λ / 2 wave plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 are not only used as an output adjusting unit for adjusting the output of the laser light L, but also in the polarization direction for adjusting the polarization direction of the laser light L. It is also necessary to function as an adjustment unit.

図11に示されるように、λ/2波長板ユニット330は、ホルダ331と、λ/2波長板332と、を有している。ホルダ331は、X軸方向に平行な軸線(第1軸線)XLを中心線としてλ/2波長板332が回転可能となるように、λ/2波長板332を保持している。λ/2波長板332は、その光学軸(例えば、fast軸)に対して偏光方向が角度θだけ傾いてレーザ光Lが入射した場合に、軸線XLを中心線として偏光方向を角度2θだけ回転させてレーザ光Lを出射する(図12の(a)参照)。 As shown in FIG. 11, the λ / 2 wave plate unit 330 has a holder 331 and a λ / 2 wave plate 332. The holder 331 holds the λ / 2 wave plate 332 so that the λ / 2 wave plate 332 can rotate around the axis (first axis) XL parallel to the X-axis direction as the center line. The λ / 2 wave plate 332 rotates the polarization direction by an angle of 2θ with the axis XL as the center line when the laser beam L is incident with the polarization direction tilted by an angle θ with respect to the optical axis (for example, the fast axis). The laser beam L is emitted (see (a) in FIG. 12).

偏光板ユニット340は、ホルダ341と、偏光板(偏光部材)342と、光路補正板(光路補正部材)343と、を有している。ホルダ341は、軸線(第2軸線)XLを中心線として偏光板342及び光路補正板343が一体で回転可能となるように、偏光板342及び光路補正板343を保持している。偏光板342の光入射面及び光出射面は、所定角度(例えば、ブリュスター角度)だけ傾いている。偏光板342は、レーザ光Lが入射した場合に、偏光板342の偏光軸に一致するレーザ光LのP偏光成分を透過させ、レーザ光LのS偏光成分を反射又は吸収する(図12の(b)参照)。光路補正板343の光入射面及び光出射面は、偏光板342の光入射面及び光出射面とは逆側に傾いている。光路補正板343は、偏光板342を透過することで軸線XL上から外れたレーザ光Lの光軸を軸線XL上に戻す。 The polarizing plate unit 340 has a holder 341, a polarizing plate (polarizing member) 342, and an optical path correction plate (optical path correction member) 343. The holder 341 holds the polarizing plate 342 and the optical path correction plate 343 so that the polarizing plate 342 and the optical path correction plate 343 can rotate integrally with the axis (second axis) XL as the center line. The light incident surface and the light emitting surface of the polarizing plate 342 are tilted by a predetermined angle (for example, a brewer angle). When the laser beam L is incident, the polarizing plate 342 transmits the P polarization component of the laser beam L corresponding to the polarization axis of the polarizing plate 342, and reflects or absorbs the S polarization component of the laser beam L (FIG. 12). See (b)). The light incident surface and the light emitting surface of the optical path correction plate 343 are inclined to the opposite sides of the light incident surface and the light emitting surface of the polarizing plate 342. The optical path correction plate 343 returns the optical axis of the laser beam L deviated from the axis XL by passing through the polarizing plate 342 to the axis XL.

偏光板ユニット340では、軸線XLを中心線として偏光板342及び光路補正板343が一体で回転させられ、図12の(b)に示されるように、Y軸方向に平行な方向に対して偏光板342の偏光軸が角度αだけ傾けられる。これにより、偏光板ユニット340から出射されるレーザ光Lの偏光方向が、Y軸方向に平行な方向に対して角度αだけ傾く。その結果、レーザ集光部500の反射型空間光変調器においてレーザ光LがP偏光として反射される。 In the polarizing plate unit 340, the polarizing plate 342 and the optical path correction plate 343 are integrally rotated with the axis XL as the center line, and as shown in FIG. 12B, polarization is performed in a direction parallel to the Y-axis direction. The polarizing axis of the plate 342 is tilted by an angle α. As a result, the polarization direction of the laser beam L emitted from the polarizing plate unit 340 is tilted by an angle α with respect to the direction parallel to the Y-axis direction. As a result, the laser beam L is reflected as P-polarized light in the reflective spatial light modulator of the laser condensing unit 500.

また、図12の(b)に示されるように、偏光板ユニット340に入射するレーザ光Lの偏光方向が調整され、偏光板ユニット340から出射されるレーザ光Lの光強度が調整される。偏光板ユニット340に入射するレーザ光Lの偏光方向の調整は、λ/2波長板ユニット330において軸線XLを中心線としてλ/2波長板332が回転させられ、図12の(a)に示されるように、λ/2波長板332に入射するレーザ光Lの偏光方向(例えば、Y軸方向に平行な方向)に対するλ/2波長板332の光学軸の角度が調整されることで、実施される。 Further, as shown in FIG. 12B, the polarization direction of the laser beam L incident on the polarizing plate unit 340 is adjusted, and the light intensity of the laser beam L emitted from the polarizing plate unit 340 is adjusted. The polarization direction of the laser beam L incident on the polarizing plate unit 340 is adjusted by rotating the λ / 2 wave plate 332 with the axis XL as the center line in the λ / 2 wave plate unit 330, as shown in FIG. 12 (a). By adjusting the angle of the optical axis of the λ / 2 wave plate 332 with respect to the polarization direction (for example, the direction parallel to the Y-axis direction) of the laser beam L incident on the λ / 2 wave plate 332. Will be done.

以上のように、レーザ出力部300において、λ/2波長板ユニット330及び偏光板ユニット340は、レーザ光Lの出力を調整する出力調整部(上述した例では、出力減衰部)としてだけでなく、レーザ光Lの偏光方向を調整する偏光方向調整部としても機能する。
[第1実施形態のレーザ発振器]
As described above, in the laser output unit 300, the λ / 2 wave plate unit 330 and the polarizing plate unit 340 are not only used as an output adjusting unit (in the above example, an output damping unit) for adjusting the output of the laser beam L. It also functions as a polarization direction adjusting unit for adjusting the polarization direction of the laser beam L.
[Laser Oscillator of First Embodiment]

図13に示されるように、レーザ発振器400は、種光出射部410と、プリアンプ部(アンプ部)420と、パワーアンプ部(アンプ部)430と、レーザ光出射部440と、を備えている。レーザ発振器400は、MOPA方式のファイバレーザとして構成されている。 As shown in FIG. 13, the laser oscillator 400 includes a seed light emitting unit 410, a preamplifier unit (amplifier unit) 420, a power amplifier unit (amplifier unit) 430, and a laser light emitting unit 440. .. The laser oscillator 400 is configured as a MOPA type fiber laser.

種光出射部410は、種光LD(種光源)411を有している。種光LD411は、パルスジェネレータによって駆動され、種光であるレーザ光Lをパルス発振する。種光LD411から出射されたレーザ光Lは、ファイバF1及びファイバケーブルFC1によってプリアンプ部420に伝播させられる。レーザ光Lは、所定波長(例えば1098nm)を有している。 The seed light emitting unit 410 has a seed light LD (seed light source) 411. The seed light LD411 is driven by a pulse generator and pulse-oscillates the laser light L, which is the seed light. The laser beam L emitted from the seed light LD411 is propagated to the preamplifier section 420 by the fiber F1 and the fiber cable FC1. The laser beam L has a predetermined wavelength (for example, 1098 nm).

プリアンプ部420は、アイソレータ421と、クラッドモードストリッパ422と、第1レーザファイバ(第1光ファイバ)423と、例えば1つの第1励起LD(励起光源)424と、コンバイナ425と、を有している。プリアンプ部420では、レーザ光Lは、ファイバF3,F4,F5によって第1レーザファイバ423に伝播させられ、第1レーザファイバ423で増幅された後、ファイバ(第2光ファイバ)F6及びファイバF7によってパワーアンプ部430に伝播させられる。 The preamplifier unit 420 includes an isolator 421, a clad mode stripper 422, a first laser fiber (first optical fiber) 423, for example, one first excitation LD (excitation light source) 424, and a combiner 425. There is. In the preamplifier unit 420, the laser beam L is propagated to the first laser fiber 423 by the fibers F3, F4, F5, amplified by the first laser fiber 423, and then by the fiber (second optical fiber) F6 and the fiber F7. It is propagated to the power amplifier unit 430.

第1励起LD424は、第1レーザファイバ423を励起するための所定波長(例えば915nm)の第1励起光PL1を出射する。第1励起LD424から出射された第1励起光PL1は、ファイバF21によってコンバイナ425に伝播させられる。コンバイナ425は、ファイバF6とファイバF7との間において第1励起光PL1をファイバF6に結合する。ファイバF6に結合された第1励起光PL1は、第1レーザファイバ423に入射し、第1レーザファイバ423においてレーザ光Lの進行方向とは逆方向に進行する。つまり、ファイバF6は、第1レーザファイバ423に光学的に接続(結合)されており、レーザ光L及び第1励起光PL1を伝播させる。このように、プリアンプ部420では、後方励起の構成が採用されている。 The first excitation LD424 emits the first excitation light PL1 having a predetermined wavelength (for example, 915 nm) for exciting the first laser fiber 423. The first excitation light PL1 emitted from the first excitation LD424 is propagated to the combiner 425 by the fiber F21. The combiner 425 couples the first excitation light PL1 to the fiber F6 between the fiber F6 and the fiber F7. The first excitation light PL1 coupled to the fiber F6 is incident on the first laser fiber 423 and travels in the first laser fiber 423 in the direction opposite to the traveling direction of the laser light L. That is, the fiber F6 is optically connected (coupled) to the first laser fiber 423 and propagates the laser light L and the first excitation light PL1. As described above, the preamplifier unit 420 adopts a rear excitation configuration.

第1レーザファイバ423は、第1励起光PL1によって励起された状態で、種光出射部410から出射されたレーザ光Lを伝播させることで、レーザ光Lを増幅する。つまり、第1レーザファイバ423は、種光出射部410から出射されたレーザ光Lを伝播させながら増幅する。アイソレータ421は、ファイバF3とファイバF4との間において戻り光(種光出射部410側に進行する光)を遮断する。クラッドモードストリッパ422は、ファイバF5と第1レーザファイバ423との間において、第1レーザファイバ423で吸収されなかった第1励起光PL1を除去する。 The first laser fiber 423 amplifies the laser light L by propagating the laser light L emitted from the seed light emitting unit 410 in a state of being excited by the first excitation light PL1. That is, the first laser fiber 423 amplifies the laser light L emitted from the seed light emitting unit 410 while propagating it. The isolator 421 blocks the return light (light traveling toward the seed light emitting unit 410 side) between the fiber F3 and the fiber F4. The clad mode stripper 422 removes the first excitation light PL1 that was not absorbed by the first laser fiber 423 between the fiber F5 and the first laser fiber 423.

パワーアンプ部430は、アイソレータ431と、バンドパスフィルタ432と、クラッドモードストリッパ433と、第2レーザファイバ(第1光ファイバ)434と、例えば複数(ここでは6つ)の第2励起LD(励起光源)435と、コンバイナ436と、を有している。パワーアンプ部430では、レーザ光Lは、ファイバF8,F9,F10によって第2レーザファイバ434に伝播させられ、第2レーザファイバ434で増幅された後、ファイバ(第2光ファイバ)F11、及び、ファイバF12,F13によってレーザ光出射部440に伝播させられる。 The power amplifier unit 430 includes an isolator 431, a bandpass filter 432, a clad mode stripper 433, a second laser fiber (first optical fiber) 434, and, for example, a plurality of (six in this case) second excitation LDs (excitations). It has a light source) 435 and a combiner 436. In the power amplifier unit 430, the laser beam L is propagated to the second laser fiber 434 by the fibers F8, F9, and F10, amplified by the second laser fiber 434, and then the fiber (second optical fiber) F11 and. It is propagated to the laser beam emitting unit 440 by the fibers F12 and F13.

各第2励起LD435は、第2レーザファイバ434を励起するための所定波長(例えば915nm)の第2励起光PL2を出射する。各第2励起LD435から出射された第2励起光PL2は、ファイバF22によってコンバイナ436に伝播させられる。コンバイナ436は、ファイバF11とファイバF12との間において第2励起光PL2をファイバF11に結合する。ファイバF11に結合された第2励起光PL2は、第2レーザファイバ434に入射し、第2レーザファイバ434においてレーザ光Lの進行方向とは逆方向に進行する。つまり、ファイバF11は、第2レーザファイバ434に光学的に接続(結合)されており、レーザ光L及び第2励起光PL2を伝播させる。このように、パワーアンプ部430では、後方励起の構成が採用されている。 Each second excitation LD435 emits a second excitation light PL2 having a predetermined wavelength (for example, 915 nm) for exciting the second laser fiber 434. The second excitation light PL2 emitted from each second excitation LD435 is propagated to the combiner 436 by the fiber F22. The combiner 436 couples the second excitation light PL2 to the fiber F11 between the fiber F11 and the fiber F12. The second excitation light PL2 coupled to the fiber F11 is incident on the second laser fiber 434 and travels in the second laser fiber 434 in the direction opposite to the traveling direction of the laser light L. That is, the fiber F11 is optically connected (coupled) to the second laser fiber 434 and propagates the laser light L and the second excitation light PL2. As described above, the power amplifier unit 430 adopts a rear excitation configuration.

第2レーザファイバ434は、第2励起光PL2によって励起された状態で、プリアンプ部420で増幅されたレーザ光Lを伝播させることで、レーザ光Lを増幅する。つまり、第2レーザファイバ434は、種光出射部410から出射されたレーザ光Lを伝播させながら増幅する。アイソレータ431は、ファイバF7とファイバF8との間において戻り光(プリアンプ部420側に進行する光)を遮断する。バンドパスフィルタ432は、プリアンプ部420で発生したASE(Amplified Spontaneous Emission)光を除去する。クラッドモードストリッパ433は、ファイバF10と第2レーザファイバ434との間において、第2レーザファイバ434で吸収されなかった第2励起光PL2を除去する。 The second laser fiber 434 amplifies the laser light L by propagating the laser light L amplified by the preamplifier unit 420 in a state of being excited by the second excitation light PL2. That is, the second laser fiber 434 amplifies the laser light L emitted from the seed light emitting unit 410 while propagating it. The isolator 431 blocks the return light (light traveling toward the preamplifier unit 420 side) between the fiber F7 and the fiber F8. The bandpass filter 432 removes ASE (Amplified Spontaneous Emission) light generated in the preamplifier unit 420. The clad mode stripper 433 removes the second excitation light PL2 that was not absorbed by the second laser fiber 434 between the fiber F10 and the second laser fiber 434.

レーザ光出射部440は、コリメータ441と、アイソレータ(光学部品)442と、を有している。コリメータ441は、ファイバF13の出射端から出射されたレーザ光Lを平行化する。アイソレータ442は、戻り光(レーザ発振器400内に進行する光)を遮断する。アイソレータ442の出射端は、パワーアンプ部430で増幅されたレーザ光Lを外部に出射する出射端443を構成している。 The laser light emitting unit 440 has a collimator 441 and an isolator (optical component) 442. The collimator 441 parallelizes the laser beam L emitted from the exit end of the fiber F13. The isolator 442 blocks the return light (light traveling in the laser oscillator 400). The emission end of the isolator 442 constitutes an emission end 443 that emits the laser beam L amplified by the power amplifier unit 430 to the outside.

レーザ発振器400では、種光出射部410から出射されたレーザ光Lの出力、プリアンプ部420で増幅されたレーザ光Lの出力、パワーアンプ部430で増幅されたレーザ光Lの出力、及びパワーアンプ部430での戻り光の出力がモニタされる。また、第1励起LD424から出射された第1励起光PL1の出力、及び複数の第2励起LD435から出射された第2励起光PL2の出力がモニタされる。 In the laser oscillator 400, the output of the laser light L emitted from the seed light emitting unit 410, the output of the laser light L amplified by the preamplifier unit 420, the output of the laser light L amplified by the power amplifier unit 430, and the power amplifier The output of the return light in unit 430 is monitored. Further, the output of the first excitation light PL1 emitted from the first excitation LD424 and the output of the second excitation light PL2 emitted from the plurality of second excitation LD435s are monitored.

種光出射部410から出射されたレーザ光Lの一部は、ファイバF4とファイバF5との間に設けられたカプラ451を介してファイバF31に入射し、ファイバF31によってPD(受光素子)452に伝播させられてPD452で検出される。種光出射部410から出射されたレーザ光Lの出力は、PD452から出力される信号に基づいてモニタされる。 A part of the laser beam L emitted from the seed light emitting unit 410 enters the fiber F31 via the coupler 451 provided between the fiber F4 and the fiber F5, and the fiber F31 causes the PD (light receiving element) 452. It is propagated and detected by PD452. The output of the laser beam L emitted from the seed light emitting unit 410 is monitored based on the signal output from the PD 452.

プリアンプ部420で増幅されたレーザ光Lの一部は、ファイバF9とファイバF10との間に設けられたカプラ454を介してファイバF32に入射し、ファイバF32によってPD(受光素子)455に伝播させられてPD455で検出される。プリアンプ部420で増幅されたレーザ光Lの出力は、PD455から出力される信号に基づいてモニタされる。 A part of the laser beam L amplified by the preamplifier unit 420 enters the fiber F32 via the coupler 454 provided between the fiber F9 and the fiber F10, and propagates to the PD (light receiving element) 455 by the fiber F32. It is detected by PD455. The output of the laser beam L amplified by the preamplifier unit 420 is monitored based on the signal output from the PD455.

パワーアンプ部430で増幅されたレーザ光Lの一部は、ファイバF12とファイバF13との間に設けられたカプラ458を介してファイバF34に入射し、ファイバF34によってPD(受光素子)459に伝播させられてPD459で検出される。パワーアンプ部430で増幅されたレーザ光Lの出力は、PD459から出力される信号に基づいてモニタされる。 A part of the laser beam L amplified by the power amplifier unit 430 enters the fiber F34 via the coupler 458 provided between the fiber F12 and the fiber F13, and propagates to the PD (light receiving element) 459 by the fiber F34. It is made to be detected by PD459. The output of the laser beam L amplified by the power amplifier unit 430 is monitored based on the signal output from the PD459.

パワーアンプ部430の第2レーザファイバ434で戻り光(バンドパスフィルタ432側に進行する光)が発生した場合、当該戻り光の一部は、カプラ454を介してファイバF33に入射し、ファイバF33によってPD456に伝播させられてPD456で検出される。パワーアンプ部430での戻り光の出力は、PD456から出力される信号に基づいてモニタされる。 When return light (light traveling toward the bandpass filter 432 side) is generated in the second laser fiber 434 of the power amplifier unit 430, a part of the return light is incident on the fiber F33 via the coupler 454 and enters the fiber F33. It is propagated to PD456 and detected by PD456. The output of the return light in the power amplifier unit 430 is monitored based on the signal output from the PD456.

第1励起LD424から出射された第1励起光PL1の一部は、ファイバF6と第1レーザファイバ423との接合部分に配置されたPD(光検出素子)453に入射してPD453で検出される。第1励起LD424から出射された第1励起光PL1の出力は、PD453から出力される信号に基づいてモニタされる。 A part of the first excitation light PL1 emitted from the first excitation LD424 is incident on the PD (photodetection element) 453 arranged at the junction between the fiber F6 and the first laser fiber 423 and detected by the PD453. .. The output of the first excitation light PL1 emitted from the first excitation LD424 is monitored based on the signal output from the PD453.

複数の第2励起LD435から出射された第2励起光PL2の一部は、ファイバF11と第2レーザファイバ434との接合部分に配置されたPD457に入射してPD(光検出素子)457で検出される。複数の第2励起LD435から出射された第2励起光PL2の出力は、PD457から出力される信号に基づいてモニタされる。 A part of the second excitation light PL2 emitted from the plurality of second excitation LD435s is incident on the PD 457 arranged at the junction between the fiber F11 and the second laser fiber 434 and detected by the PD (photodetection element) 457. Will be done. The output of the second excitation light PL2 emitted from the plurality of second excitation LD435s is monitored based on the signal output from the PD457.

図14に示されるように、レーザ発振器400は、第1支持プレート461と、第2支持プレート462と、筐体470と、を備えている。筐体470には、取付ベース471が設けられている。筐体470は、第1部分470aと、第2部分470bと、を有している。第2部分470bは、第1部分470aに対して着脱可能である。一例として、第1部分470aは、直方体状の形状を呈しており、取付ベース471は、第1部分470aの下壁によって構成されている。第2部分470bは、直方体状の形状を呈しており、第1部分470aの上面に取り付けられている。 As shown in FIG. 14, the laser oscillator 400 includes a first support plate 461, a second support plate 462, and a housing 470. The housing 470 is provided with a mounting base 471. The housing 470 has a first portion 470a and a second portion 470b. The second portion 470b is removable from the first portion 470a. As an example, the first portion 470a has a rectangular parallelepiped shape, and the mounting base 471 is composed of a lower wall of the first portion 470a. The second portion 470b has a rectangular parallelepiped shape and is attached to the upper surface of the first portion 470a.

第1部分470aは、プリアンプ部420、パワーアンプ部430及びレーザ光出射部440を収容している。第2部分470bは、種光出射部410を収容している。種光出射部410からプリアンプ部420にレーザ光Lを伝播させるファイバケーブルFC1は、第1部分470aと第2部分470bとの間に掛け渡されている(図9参照)。 The first portion 470a accommodates a preamplifier unit 420, a power amplifier unit 430, and a laser light emitting unit 440. The second portion 470b accommodates the seed light emitting unit 410. The fiber cable FC1 that propagates the laser beam L from the seed light emitting unit 410 to the preamplifier unit 420 is laid between the first portion 470a and the second portion 470b (see FIG. 9).

第1支持プレート461及び第2支持プレート462は、第1部分470aに収容されており、互いに対面するように(すなわち、第1支持プレート461及び第2支持プレート462のそれぞれの厚さ方向が互いに一致し且つ当該厚さ方向から見た場合に第1支持プレート461及び第2支持プレート462が互いに重なるように)配置されている。第2支持プレート462は、取付ベース471に対して上側に配置されている。第1支持プレート461は、第2支持プレート462に対して上側に配置されている。より具体的には、取付ベース471の表面471aと第2支持プレート462の裏面462bとが空間を介して互いに対向しており、第2支持プレート462の表面462aと第1支持プレート461の裏面461bとが空間を介して互いに対向している。第1支持プレート461及び第2支持プレート462は、それぞれ、支柱(図示省略)等によって支持されている。 The first support plate 461 and the second support plate 462 are housed in the first portion 470a so that they face each other (that is, the thickness directions of the first support plate 461 and the second support plate 462 are relative to each other. The first support plate 461 and the second support plate 462 are arranged so as to coincide with each other and to overlap each other when viewed from the thickness direction. The second support plate 462 is arranged above the mounting base 471. The first support plate 461 is arranged above the second support plate 462. More specifically, the front surface 471a of the mounting base 471 and the back surface 462b of the second support plate 462 face each other with a space, and the front surface 462a of the second support plate 462 and the back surface 461b of the first support plate 461 b. Are facing each other through space. The first support plate 461 and the second support plate 462 are each supported by columns (not shown) or the like.

レーザ発振器400は、取付ベース471の裏面471bが取付プレート301の主面301aに接触し且つレーザ光出射部440の出射端443がミラー303に向いた状態で、取付ベース471を介して取付プレート301に取り付けられている(図9参照)。つまり、レーザ発振器400は、取付プレート301(延いては装置フレーム210)に対して着脱可能である。 In the laser oscillator 400, the back surface 471b of the mounting base 471 is in contact with the main surface 301a of the mounting plate 301, and the emission end 443 of the laser beam emitting portion 440 is facing the mirror 303, and the laser oscillator 400 is connected to the mounting plate 301 via the mounting base 471. It is attached to (see FIG. 9). That is, the laser oscillator 400 is removable from the mounting plate 301 (and thus the device frame 210).

図15に示されるように(図13参照)、第1支持プレート461の表面461aには、ファイバコネクタ401、アイソレータ421、カプラ451、クラッドモードストリッパ422、第1レーザファイバ423、PD453、コンバイナ425、アイソレータ431、バンドパスフィルタ432及びカプラ454が取り付けられている。ファイバコネクタ401は、ファイバケーブルFC1とファイバF3とを互いに接続する。第1レーザファイバ423は、ファイバリール(図示省略)によって保持されている。第2レーザファイバ434にレーザ光Lを伝播させるファイバF10は、第1支持プレート461に形成された切欠き461cを介して、第1支持プレート461の表面461aから第2支持プレート462の表面462aに延在している。 As shown in FIG. 15 (see FIG. 13), the surface 461a of the first support plate 461 has a fiber connector 401, an isolator 421, a coupler 451 and a clad mode stripper 422, a first laser fiber 423, a PD453, and a combiner 425. An isolator 431, a bandpass filter 432 and a coupler 454 are attached. The fiber connector 401 connects the fiber cable FC1 and the fiber F3 to each other. The first laser fiber 423 is held by a fiber reel (not shown). The fiber F10 that propagates the laser beam L to the second laser fiber 434 passes from the surface 461a of the first support plate 461 to the surface 462a of the second support plate 462 via the notch 461c formed in the first support plate 461. It is postponed.

図16及び図17に示されるように、第2支持プレート462の表面462a、裏面462b及び側面462cは、パワーアンプ部430の第2レーザファイバ434及び複数の第2励起LD435、並びに、プリアンプ部420の第1励起LD424等の配置面である。なお、図17は、第2支持プレート462の裏面462b側の構成を第2支持プレート462の表面462a側から見た図であり、図17では、第2支持プレート462の表面462a側の構成が省略されている。 As shown in FIGS. 16 and 17, the front surface 462a, the back surface 462b, and the side surface 462c of the second support plate 462 include the second laser fiber 434 of the power amplifier unit 430, the plurality of second excitation LD435s, and the preamplifier unit 420. It is an arrangement surface of the 1st excitation LD424 and the like. It should be noted that FIG. 17 is a view of the configuration of the back surface 462b side of the second support plate 462 as viewed from the surface 462a side of the second support plate 462, and in FIG. 17, the configuration of the surface 462a side of the second support plate 462 is It has been omitted.

図16に示されるように(図13参照)、第2支持プレート462の表面462aには、クラッドモードストリッパ433、第2レーザファイバ434、PD457、コンバイナ436、カプラ458及びPD459が取り付けられている。第2レーザファイバ434は、ファイバリール(図示省略)によって保持されている。レーザ光出射部440にレーザ光Lを伝播させるファイバF13は、第2支持プレート462に形成された切欠き462eを介して、第2支持プレート462の表面462aから取付ベース471の表面471aに延在している。 As shown in FIG. 16 (see FIG. 13), a clad mode stripper 433, a second laser fiber 434, PD457, a combiner 436, a coupler 458 and a PD459 are attached to the surface 462a of the second support plate 462. The second laser fiber 434 is held by a fiber reel (not shown). The fiber F13 that propagates the laser beam L to the laser beam emitting portion 440 extends from the surface 462a of the second support plate 462 to the surface 471a of the mounting base 471 via the notch 462e formed in the second support plate 462. doing.

第2支持プレート462の側面462cには、PD452,455,456及び第1励起LD424が取り付けられている。PD452にレーザ光Lの一部を伝播させるファイバF31、PD455にレーザ光Lの一部を伝播させるファイバF32、及びPD456に戻り光を伝播させるファイバF33は、第1支持プレート461と筐体470の第1部分470aの内面と間に形成された隙間を介して、第1支持プレート461の表面461aから第2支持プレート462の側面462cに延在している。コンバイナ425に第1励起光PL1を伝播させるファイバF21は、第1支持プレート461と筐体470の第1部分470aの内面と間に形成された隙間を介して、第2支持プレート462の側面462cから第1支持プレート461の表面461aに延在している。 PD452,455,456 and the first excited LD424 are attached to the side surface 462c of the second support plate 462. The fiber F31 that propagates a part of the laser beam L to the PD452, the fiber F32 that propagates a part of the laser beam L to the PD455, and the fiber F33 that propagates the return light to the PD456 are the first support plate 461 and the housing 470. It extends from the surface 461a of the first support plate 461 to the side surface 462c of the second support plate 462 through a gap formed between the inner surface of the first portion 470a. The fiber F21 for propagating the first excitation light PL1 to the combiner 425 passes the side surface 462c of the second support plate 462 through a gap formed between the first support plate 461 and the inner surface of the first portion 470a of the housing 470. Extends from to the surface 461a of the first support plate 461.

図17に示されるように、第2支持プレート462の裏面462bには、複数の第2励起LD435が取り付けられている。コンバイナ436に第2励起光PL2を伝播させるファイバF22は、第2支持プレート462に形成された切欠き462dを介して、第2支持プレート462の裏面462bから第2支持プレート462の表面462aに延在している。 As shown in FIG. 17, a plurality of second excited LD435s are attached to the back surface 462b of the second support plate 462. The fiber F22 for propagating the second excitation light PL2 to the combiner 436 extends from the back surface 462b of the second support plate 462 to the surface 462a of the second support plate 462 via the notch 462d formed in the second support plate 462. Exists.

図16及び図17に示されるように、第2支持プレート462には、配管462fが埋設されている。配管462fには、冷却水(冷媒)Wが循環供給される。これにより、第2支持プレート462は、冷却水Wの流路が設けられた冷却プレートとして機能する。レーザ発振器400では、プリアンプ部420の第1レーザファイバ423が第1支持プレート461に配置されている一方で、パワーアンプ部430の第2レーザファイバ434及び複数の第2励起LD435、並びに、プリアンプ部420の第1励起LD424が第2支持プレート462に配置されている。これにより、パワーアンプ部430の第2レーザファイバ434及び複数の第2励起LD435、並びに、プリアンプ部420の第1励起LD424が冷却される。 As shown in FIGS. 16 and 17, a pipe 462f is embedded in the second support plate 462. Cooling water (refrigerant) W is circulated and supplied to the pipe 462f. As a result, the second support plate 462 functions as a cooling plate provided with a flow path for the cooling water W. In the laser oscillator 400, the first laser fiber 423 of the preamplifier unit 420 is arranged on the first support plate 461, while the second laser fiber 434 of the power amplifier unit 430, the plurality of second excited LD435s, and the preamplifier unit The first excited LD424 of 420 is arranged on the second support plate 462. As a result, the second laser fiber 434 of the power amplifier unit 430, the plurality of second excited LD435s, and the first excited LD424 of the preamplifier unit 420 are cooled.

図18に示されるように、取付ベース471の表面471aには、支持部材402、コリメータ441及びアイソレータ442が取り付けられている。つまり、レーザ光出射部440は、取付ベース471に配置されている。図19に示されるように、取付ベース471の裏面471bには、凹部471cが形成されている。凹部471cの内面には、PD452,455,456,457,459から出力される信号の処理基板403,404、及びメモリ基板405が取り付けられている。なお、図19は、取付ベース471の裏面471b側の構成を取付ベース471の表面471a側から見た図であり、図19では、取付ベース471の表面471a側の構成が省略されている。 As shown in FIG. 18, a support member 402, a collimator 441, and an isolator 442 are attached to the surface 471a of the attachment base 471. That is, the laser light emitting unit 440 is arranged on the mounting base 471. As shown in FIG. 19, a recess 471c is formed on the back surface 471b of the mounting base 471. On the inner surface of the recess 471c, processing boards 403 and 404 for signals output from PD452,455,456,457,459 and a memory board 405 are attached. Note that FIG. 19 is a view of the configuration on the back surface 471b side of the mounting base 471 as viewed from the front surface 471a side of the mounting base 471, and in FIG. 19, the configuration on the front surface 471a side of the mounting base 471 is omitted.

図20に示されるように、支持部材402は、支持面402aを有している。支持面402aには、パワーアンプ部430からレーザ光出射部440にレーザ光Lを伝播させるファイバF13が配置されている。より具体的には、支持面402aは、第2支持プレート462に形成された切欠き462eの直下から(図16及び図18参照)コリメータ441の入射端に向かって延在しており、コリメータ441に近づくほど下側に位置するように傾斜している。 As shown in FIG. 20, the support member 402 has a support surface 402a. On the support surface 402a, a fiber F13 that propagates the laser light L from the power amplifier unit 430 to the laser light emitting unit 440 is arranged. More specifically, the support surface 402a extends from directly below the notch 462e formed in the second support plate 462 (see FIGS. 16 and 18) toward the incident end of the collimator 441, and the collimator 441 extends. It is inclined so that it is located on the lower side as it gets closer to.

引き続いて、励起光検出構造について説明する。図13に示されるように、レーザ発振器400には、レーザファイバの個数に応じた個数(ここでは2つ)の励起光検出構造700,701が形成されている。励起光検出構造700は、第1励起LD424から出射された第1励起光PL1を検出する。励起光検出構造701は、第2励起LD435から出射された第2励起光PL2を検出する。 Subsequently, the excitation light detection structure will be described. As shown in FIG. 13, the laser oscillator 400 is formed with a number (here, two) of excitation light detection structures 700, 701 corresponding to the number of laser fibers. The excitation light detection structure 700 detects the first excitation light PL1 emitted from the first excitation LD424. The excitation light detection structure 701 detects the second excitation light PL2 emitted from the second excitation LD435.

図15に示されるように、励起光検出構造700は、第1レーザファイバ423と、ファイバF6と、PD453と、PD453を保持するホルダ464と、を含み、第1支持プレート461の表面461a上に構成されている。図16に示されるように、励起光検出構造701は、第2レーザファイバ434と、ファイバF11と、PD457と、PD457を保持するホルダ469と、を含み、第2支持プレート462の表面462a上に構成されている。以下、励起光検出構造700について具体的に説明するが、励起光検出構造701も同様の構成を有している。 As shown in FIG. 15, the excitation light detection structure 700 includes a first laser fiber 423, a fiber F6, a PD453, and a holder 464 holding the PD453, on the surface 461a of the first support plate 461. It is configured. As shown in FIG. 16, the excitation light detection structure 701 includes a second laser fiber 434, a fiber F11, a PD 457, and a holder 469 holding the PD 457, on the surface 462a of the second support plate 462. It is configured. Hereinafter, the excitation light detection structure 700 will be specifically described, but the excitation light detection structure 701 also has the same configuration.

図21は、図15に示された励起光検出構造の底面図である。図22は、図21に示された励起光検出構造の模式的な拡大断面図である。図22においては、ハッチングが省略されている。図21,22に示されるように、励起光検出構造700は、第1レーザファイバ423と、ファイバF6と、PD453と、PD453を保持するホルダ464と、を含む。第1レーザファイバ423及びファイバF6は、ダブルクラッドファイバ(DCF)である。 FIG. 21 is a bottom view of the excitation light detection structure shown in FIG. FIG. 22 is a schematic enlarged cross-sectional view of the excitation light detection structure shown in FIG. In FIG. 22, hatching is omitted. As shown in FIGS. 21 and 22, the excitation light detection structure 700 includes a first laser fiber 423, a fiber F6, a PD453, and a holder 464 holding the PD453. The first laser fiber 423 and the fiber F6 are double clad fibers (DCF).

すなわち、第1レーザファイバ423は、コア720と、コア720の周りに設けられた第1クラッド721と、コア720及び第1クラッド721の周りに設けられた第2クラッド722と、コア720、第1クラッド721、及び、第2クラッド722の周りに設けられた外被723と、を含む。また、ファイバF6は、コア760と、コア760の周りに設けられた第1クラッド761と、コア760及び第1クラッド761の周りに設けられた第2クラッド762と、コア760、第1クラッド761、及び、第2クラッド762の周りに設けられた外被763と、を含む。 That is, the first laser fiber 423 includes a core 720, a first clad 721 provided around the core 720, a second clad 722 provided around the core 720 and the first clad 721, and a core 720, a first clad. The 1-clad 721 and the outer cover 723 provided around the 2nd clad 722 are included. Further, the fiber F6 includes a core 760, a first clad 761 provided around the core 760, a second clad 762 provided around the core 760 and the first clad 761, and a core 760 and a first clad 761. And the outer cover 763 provided around the second clad 762.

コア720,760の屈折率は、例えば1.455程度である。第1クラッド721,761の屈折率は、コア720,760の屈折率よりも低く、例えば1.452程度である。第2クラッド722,762の屈折率は、第1クラッド721,761の屈折率よりも低く、例えば1.365〜1.375程度である。第1クラッド721,761は、コア720,760内にレーザ光Lを閉じ込める。このため、レーザ光Lは、コア720,760内を伝播する。第2クラッド722,762は、第1クラッド721,761内に第1励起光PL1を閉じ込める。このため、第1励起光PL1は、第1クラッド721,761及びコア720,760内を伝播する。 The refractive index of the cores 720 and 760 is, for example, about 1.455. The refractive index of the first clad 721,761 is lower than the refractive index of the cores 720 and 760, for example, about 1.452. The refractive index of the second clad 722,762 is lower than the refractive index of the first clad 721,761, for example, about 1.365 to 1.375. The first clad 721,761 confine the laser beam L in the cores 720 and 760. Therefore, the laser beam L propagates in the cores 720 and 760. The second clad 722,762 confine the first excitation light PL1 in the first clad 721,761. Therefore, the first excitation light PL1 propagates in the first clad 721,761 and the cores 720,760.

第1レーザファイバ423とファイバF6とは、互いに融着接続されている。したがって、第1レーザファイバ423のコア720を伝播したレーザ光Lは、ファイバF6のコア760に入射してコア760を伝播する。また、ファイバF6のコア760及び第1クラッド761を伝播した第1励起光PL1は、第1レーザファイバ423のコア720及び第1クラッド721に入射し、コア720及び第1クラッド721を伝播する。 The first laser fiber 423 and the fiber F6 are fused and connected to each other. Therefore, the laser beam L propagating through the core 720 of the first laser fiber 423 is incident on the core 760 of the fiber F6 and propagates through the core 760. Further, the first excitation light PL1 propagating through the core 760 and the first clad 761 of the fiber F6 is incident on the core 720 and the first clad 721 of the first laser fiber 423 and propagates through the core 720 and the first clad 721.

ファイバF6の第1クラッド761は、コア760を覆うと共に、第2クラッド762及び外被763に覆われた被覆部764を含む。また、第1クラッド761は、コア760を覆うと共に、第2クラッド762及び外被763から露出された露出部765を含む。露出部765は、第1レーザファイバ423との融着部Mを含む。すなわち、露出部765は、ファイバF6における第1レーザファイバ423側の端部である。一方、被覆部764は、ファイバF6における露出部765から融着部Mと反対側に延びる部分である。 The first clad 761 of the fiber F6 includes a covering portion 764 that covers the core 760 and is covered with the second clad 762 and the outer cover 763. Further, the first clad 761 covers the core 760 and includes an exposed portion 765 exposed from the second clad 762 and the outer cover 763. The exposed portion 765 includes a fusion portion M with the first laser fiber 423. That is, the exposed portion 765 is an end portion of the fiber F6 on the first laser fiber 423 side. On the other hand, the covering portion 764 is a portion extending from the exposed portion 765 of the fiber F6 to the side opposite to the fused portion M.

第1レーザファイバ423の第1クラッド721は、コア720を覆うと共に、第2クラッド722及び外被723に覆われた被覆部724を含む。また、第1クラッド721は、コア720を覆うと共に、第2クラッド722及び外被723から露出された露出部725を含む。露出部725は、第1レーザファイバ423におけるファイバF6側の端部である。一方、被覆部724は、第1レーザファイバ423における露出部725からファイバF6と反対側に延びる部分である。第1レーザファイバ423とファイバF6とは、その露出部725,765において互いに接続されている。 The first clad 721 of the first laser fiber 423 includes a covering portion 724 that covers the core 720 and is covered with the second clad 722 and the outer cover 723. Further, the first clad 721 covers the core 720 and includes an exposed portion 725 exposed from the second clad 722 and the outer cover 723. The exposed portion 725 is an end portion of the first laser fiber 423 on the fiber F6 side. On the other hand, the covering portion 724 is a portion of the first laser fiber 423 extending from the exposed portion 725 to the opposite side of the fiber F6. The first laser fiber 423 and the fiber F6 are connected to each other at the exposed portions 725 and 765 thereof.

露出部725,765は、後述するように、第2クラッド722,762及び外被723,763を除去することによって形成される。このため、露出部725と被覆部724との境界においては、第2クラッド722及び外被723の平坦でない(凹凸があり粗い)端面が形成されている。また、露出部765と被覆部764との境界においては、第2クラッド762及び外被763の平坦でない(凹凸があり粗い)端面が形成されている。 The exposed portions 725,765 are formed by removing the second clad 722,762 and the outer cover 723,763, as will be described later. Therefore, at the boundary between the exposed portion 725 and the covering portion 724, uneven (uneven and rough) end faces of the second clad 722 and the outer cover 723 are formed. Further, at the boundary between the exposed portion 765 and the covering portion 764, uneven (uneven and rough) end faces of the second clad 762 and the outer cover 763 are formed.

ここで、第1レーザファイバ423及びファイバF6には、露出部725,765を一括して覆うように、キャピラリ730が設けられている。キャピラリ730は、露出部725,765から被覆部724,764に至るように設けられている。そして、少なくとも露出部725,765とキャピラリ730との間には、樹脂層740が充填されている。樹脂層740の屈折率は、第1クラッド721,761の屈折率よりも小さく、例えば1.37程度である。キャピラリ730は、例えばガラスにより構成されており、樹脂層740の屈折率よりも高い屈折率を有する。キャピラリ730の屈折率は、例えば1.438〜1.455程度である。 Here, the first laser fiber 423 and the fiber F6 are provided with a capillary 730 so as to collectively cover the exposed portions 725 and 765. The capillary 730 is provided so as to extend from the exposed portion 725,765 to the covering portion 724,764. A resin layer 740 is filled at least between the exposed portions 725 and 765 and the capillary 730. The refractive index of the resin layer 740 is smaller than the refractive index of the first clad 721,761, for example, about 1.37. The capillary 730 is made of glass, for example, and has a refractive index higher than that of the resin layer 740. The refractive index of the capillary 730 is, for example, about 1.438 to 1.455.

樹脂層740は、第1レーザファイバ423の露出部725において第1クラッド721に密着して第1クラッド721を覆う第1部分741と、ファイバF6の露出部765において第1クラッド761に密着して第1クラッド761を覆う第2部分742と、を含む。換言すれば、第1レーザファイバ423は、コア720及び第1クラッド721の周りに設けられた樹脂層740(第1部分741)を含む。また、ファイバF6は、コア760及び第1クラッド761の周りに設けられた樹脂層740(第2部分742)を含む。 The resin layer 740 is in close contact with the first clad 721 in the exposed portion 725 of the first laser fiber 423 and the first clad 741 covering the first clad 721, and in close contact with the first clad 761 in the exposed portion 765 of the fiber F6. Includes a second portion 742 that covers the first clad 761. In other words, the first laser fiber 423 includes a resin layer 740 (first portion 741) provided around the core 720 and the first clad 721. Further, the fiber F6 includes a resin layer 740 (second portion 742) provided around the core 760 and the first clad 761.

キャピラリ730は、樹脂層740の第1部分741の周りに設けられた第1部分731と、樹脂層740の第2部分742の周りに設けられた第2部分732と、を含む。換言すれば、第1レーザファイバ423は、露出部725において樹脂層740に密着して樹脂層740をさらに覆うキャピラリ730(第1部分731)を含む。また、ファイバF6は、露出部765において樹脂層740に密着して樹脂層740をさらに覆うキャピラリ(第2部分732)を含む。 The capillary 730 includes a first portion 731 provided around the first portion 741 of the resin layer 740 and a second portion 732 provided around the second portion 742 of the resin layer 740. In other words, the first laser fiber 423 includes a capillary 730 (first portion 731) that adheres to the resin layer 740 in the exposed portion 725 and further covers the resin layer 740. Further, the fiber F6 includes a capillary (second portion 732) which is in close contact with the resin layer 740 in the exposed portion 765 and further covers the resin layer 740.

PD453は、その受光側がキャピラリ730及び樹脂層740を介してファイバF6の露出部765に対向するように配置され、ホルダ464に保持されている。図23は、図21に示されたホルダの分解斜視図である。図24は、図21に示されたホルダの斜視図である。ホルダ464は、PD453を保持する本体部465と、本体部465を第1支持プレート461の表面461aに固定するための一対の固定部466と、を含む。本体部465は、直方体状を呈している。本体部465の略中心には、PD453を収容するための貫通孔465hが形成されている。 The PD453 is arranged so that its light receiving side faces the exposed portion 765 of the fiber F6 via the capillary 730 and the resin layer 740, and is held by the holder 464. FIG. 23 is an exploded perspective view of the holder shown in FIG. FIG. 24 is a perspective view of the holder shown in FIG. The holder 464 includes a main body portion 465 for holding the PD453 and a pair of fixing portions 466 for fixing the main body portion 465 to the surface 461a of the first support plate 461. The main body 465 has a rectangular parallelepiped shape. A through hole 465h for accommodating the PD453 is formed at substantially the center of the main body 465.

貫通孔465hは、ホルダ464の上面464aと裏面464bとを連通している。貫通孔465hは、上面464aと裏面464bとの間において、環状の段差部465cを有している。PD453は、貫通孔465hに収容された状態において、段差部465cに当接すると共に上面464a側から押さえ板467により押さえられることにより、本体部465に保持されている。押さえ板467は、孔部467hからPD453の端子を露出した状態において、例えばボルトB等により上面464aに固定される。 The through hole 465h communicates the upper surface 464a and the back surface 464b of the holder 464. The through hole 465h has an annular stepped portion 465c between the upper surface 464a and the back surface 464b. The PD453 is held by the main body portion 465 by being in contact with the step portion 465c and being pressed by the pressing plate 467 from the upper surface 464a side in a state of being accommodated in the through hole 465h. The holding plate 467 is fixed to the upper surface 464a by, for example, a bolt B or the like in a state where the terminal of the PD453 is exposed from the hole 467h.

固定部466は、直方体状を呈している。固定部466は、本体部465の長手方向の両端において、本体部465と一体に設けられている。ホルダ464は、裏面464bを第1支持プレート461の表面461a側に向けた状態において、これらの固定部466に挿通されるボルトB等によって表面461aに固定される。 The fixed portion 466 has a rectangular parallelepiped shape. The fixing portions 466 are provided integrally with the main body portion 465 at both ends of the main body portion 465 in the longitudinal direction. The holder 464 is fixed to the front surface 461a by bolts B or the like inserted through these fixing portions 466 in a state where the back surface 464b is directed to the front surface 461a side of the first support plate 461.

ホルダ464の裏面464bには、溝468が形成されている。溝468は、PD453を収容する貫通孔465hを通るように、ホルダ464の長手方向の両端面464sにわたって直線上に形成されている。溝468は、第1レーザファイバ423及びファイバF6の位置決めを行う。より具体的には、第1レーザファイバ423及びファイバF6は、第1支持プレート461の表面461a上に配置された状態において、溝468内に収容されることにより、溝468の内壁によって位置決めされる。特に、溝468が貫通孔465hを通るように延在しているため、ファイバF6は、溝468内に収容されることによって、その露出部765がPD453に対向するように位置決めされる。 A groove 468 is formed on the back surface 464b of the holder 464. The groove 468 is formed in a straight line over both end faces 464s in the longitudinal direction of the holder 464 so as to pass through the through hole 465h accommodating the PD453. The groove 468 positions the first laser fiber 423 and the fiber F6. More specifically, the first laser fiber 423 and the fiber F6 are positioned by the inner wall of the groove 468 by being housed in the groove 468 in a state of being arranged on the surface 461a of the first support plate 461. .. In particular, since the groove 468 extends so as to pass through the through hole 465h, the fiber F6 is accommodated in the groove 468, so that the exposed portion 765 is positioned so as to face the PD453.

再び図22を参照し、レーザ発振器400の作用・効果について説明する。レーザ発振器400(励起光検出構造700)においては、ファイバF6によって伝播された励起光によって第1レーザファイバ423が励起される。これにより、種光LD411からのレーザ光(種光)Lが第1レーザファイバ423を伝播されながら増幅される。一方、ファイバF6は、コア760を覆う第1クラッド761が第2クラッド762から露出した露出部765を含む。その露出部765は、第1クラッド761の屈折率よりも低い屈折率を有する樹脂層740に覆われている。 The operation and effect of the laser oscillator 400 will be described with reference to FIG. 22 again. In the laser oscillator 400 (excitation light detection structure 700), the first laser fiber 423 is excited by the excitation light propagated by the fiber F6. As a result, the laser light (seed light) L from the seed light LD411 is amplified while being propagated through the first laser fiber 423. On the other hand, the fiber F6 includes an exposed portion 765 in which the first clad 761 covering the core 760 is exposed from the second clad 762. The exposed portion 765 is covered with a resin layer 740 having a refractive index lower than that of the first clad 761.

そして、PD453が、樹脂層740を介して第1クラッド761の露出部765に対向するように配置されている。したがって、第1クラッド761を伝播して露出部765から出射する第1励起光PL1の漏れ光PL0をPD453により検出可能である。なお、漏れ光PL0の発生は、露出部765と被覆部764との境界における第2クラッド762の端部によって第1励起光PL1が散乱されることが一因と考えられる。 Then, PD453 is arranged so as to face the exposed portion 765 of the first clad 761 via the resin layer 740. Therefore, the leakage light PL0 of the first excitation light PL1 propagating through the first clad 761 and emitted from the exposed portion 765 can be detected by the PD453. It is considered that one of the causes of the leakage light PL0 is that the first excitation light PL1 is scattered by the end of the second clad 762 at the boundary between the exposed portion 765 and the covering portion 764.

また、レーザ発振器400(励起光検出構造700)においては、ファイバF6の露出部765は、第1レーザファイバ423との融着部Mを含んでいる。このため、第1クラッド761を第2クラッド762から露出させて露出部765を形成したり、露出部765を樹脂層740により覆ったりすることが容易となる。すなわち、融着部Mを利用して容易に第1励起光PL1の検出が可能になる。 Further, in the laser oscillator 400 (excitation light detection structure 700), the exposed portion 765 of the fiber F6 includes a fusion portion M with the first laser fiber 423. Therefore, it becomes easy to expose the first clad 761 from the second clad 762 to form the exposed portion 765, or to cover the exposed portion 765 with the resin layer 740. That is, the first excitation light PL1 can be easily detected by using the fused portion M.

また、レーザ発振器400(励起光検出構造700)においては、ファイバF6は、樹脂層740の屈折率よりも高い屈折率を有し、露出部765において樹脂層740をさらに覆うキャピラリ730を含んでいる。この場合、樹脂層740から第1励起光PL1を漏れやすくすることができる。 Further, in the laser oscillator 400 (excitation light detection structure 700), the fiber F6 has a refractive index higher than that of the resin layer 740, and includes a capillary 730 that further covers the resin layer 740 in the exposed portion 765. .. In this case, the first excitation light PL1 can be easily leaked from the resin layer 740.

さらに、レーザ発振器400(励起光検出構造700)は、PD453を保持するホルダを備え、ファイバF6は、露出部765がPD453に対向するようにホルダ464によって位置決めされている。このため、ファイバF6の露出部765とPD453との相対的な位置関係を確実に保持することができる。 Further, the laser oscillator 400 (excitation light detection structure 700) includes a holder for holding the PD453, and the fiber F6 is positioned by the holder 464 so that the exposed portion 765 faces the PD453. Therefore, the relative positional relationship between the exposed portion 765 of the fiber F6 and the PD453 can be reliably maintained.

以上のような励起光検出構造700の製造方法の一例を説明する。まず、第1レーザファイバ423となるレーザファイバ(以下、第1レーザファイバ423という)と、ファイバF6となる光ファイバ(以下、ファイバF6という)と、を用意する。続いて、第1レーザファイバ423において、第2クラッド722及び外被723を除去することにより第1クラッド721を露出させ、露出部725を形成する。また、ファイバF6において、第2クラッド762及び外被763を除去することにより第1クラッド761を露出させ、露出部765を形成する(第1工程)。 An example of the manufacturing method of the excitation light detection structure 700 as described above will be described. First, a laser fiber serving as the first laser fiber 423 (hereinafter referred to as the first laser fiber 423) and an optical fiber serving as the fiber F6 (hereinafter referred to as the fiber F6) are prepared. Subsequently, in the first laser fiber 423, the first clad 721 is exposed by removing the second clad 722 and the outer cover 723, and the exposed portion 725 is formed. Further, in the fiber F6, the first clad 761 is exposed by removing the second clad 762 and the outer cover 763, and the exposed portion 765 is formed (first step).

続いて、露出部725の先端側の一部において第1レーザファイバ423を切断することにより、光軸に直交する切断面を形成する。また、露出部765の先端側の一部においてファイバF6を切断することにより、光軸に直交する切断面を形成する(第2工程)。 Subsequently, the first laser fiber 423 is cut at a part on the tip end side of the exposed portion 725 to form a cut surface orthogonal to the optical axis. Further, by cutting the fiber F6 at a part on the tip end side of the exposed portion 765, a cut surface orthogonal to the optical axis is formed (second step).

続いて、それらの切断面において、ファイバF6の露出部765を第1レーザファイバ423の露出部725に融着することにより、ファイバF6を第1レーザファイバ423に融着接続して融着部Mを形成する(第3工程)。このとき、ファイバF6と第1レーザファイバ423とを融着接続する前に、予め、ファイバF6及び第1レーザファイバ423のいずれかにキャピラリ730を挿通しておく。 Subsequently, on those cut surfaces, the exposed portion 765 of the fiber F6 is fused to the exposed portion 725 of the first laser fiber 423, whereby the fiber F6 is fused and connected to the first laser fiber 423 to be fused and connected to the fused portion M. (Third step). At this time, before the fiber F6 and the first laser fiber 423 are fused and connected, the capillary 730 is inserted into either the fiber F6 or the first laser fiber 423 in advance.

続いて、ファイバF6の第1クラッド761の屈折率よりも低い屈折率を有する樹脂層740を、ファイバF6の露出部765を覆うように第1クラッド761上に形成する(第4工程)。ここでは、第1レーザファイバ423の第1クラッド721上にも樹脂層74が形成される。より具体的には、一例として、予めファイバF6及び第1レーザファイバ423のいずれかに挿通されていたキャピラリ730を、露出部725,765を覆う位置に配置する。そして、キャピラリ730内に低屈折率樹脂を流し込んで充填し、キャピラリ730内において樹脂層740を形成する。 Subsequently, a resin layer 740 having a refractive index lower than that of the first clad 761 of the fiber F6 is formed on the first clad 761 so as to cover the exposed portion 765 of the fiber F6 (fourth step). Here, the resin layer 74 is also formed on the first clad 721 of the first laser fiber 423. More specifically, as an example, the capillary 730, which has been inserted into either the fiber F6 or the first laser fiber 423 in advance, is arranged at a position covering the exposed portions 725 and 765. Then, the low refractive index resin is poured into the capillary 730 and filled to form the resin layer 740 in the capillary 730.

その後、樹脂層740を介してファイバF6の露出部765をPD453に対向させる(第5工程)。より具体的には、ファイバF6の露出部765がPD453に対向するように、ファイバF6及び第1レーザファイバ423を、第1支持プレート461の表面461a上においてホルダ464の溝468内に配置する。そして、ホルダ464を表面461aに固定する。以上により、励起光検出構造700が製造される。この方法によれば、第2クラッド722,762の除去により露出部725,765を形成した後に、第1レーザファイバ423及びファイバF6を切断するので、良好な切断面が得られる。よって、融着部Mにおけるロスが低減される。 After that, the exposed portion 765 of the fiber F6 is made to face the PD453 via the resin layer 740 (fifth step). More specifically, the fiber F6 and the first laser fiber 423 are arranged in the groove 468 of the holder 464 on the surface 461a of the first support plate 461 so that the exposed portion 765 of the fiber F6 faces the PD453. Then, the holder 464 is fixed to the surface 461a. As described above, the excitation light detection structure 700 is manufactured. According to this method, the first laser fiber 423 and the fiber F6 are cut after the exposed portions 725,765 are formed by removing the second clad 722,762, so that a good cut surface can be obtained. Therefore, the loss in the fused portion M is reduced.

以上の実施形態は、本発明に係るレーザ発振器、及び励起光検出構造の一例を説明したものである。したがって、本発明に係るレーザ発振器、及び励起光検出構造は、上記の例に限定されない。本発明に係るレーザ発振器、及び励起光検出構造は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、任意に上記のものを変更したものとすることができる。 The above-described embodiment describes an example of the laser oscillator and the excitation light detection structure according to the present invention. Therefore, the laser oscillator and the excitation light detection structure according to the present invention are not limited to the above examples. The laser oscillator and the excitation light detection structure according to the present invention may be arbitrarily modified as described above without changing the gist of each claim.

例えば、上記の例では、レーザファイバ(第1レーザファイバ423,第2レーザファイバ434)と通常の光ファイバ(ファイバF6,ファイバF11)との融着部に励起光を検出するための構造(励起光検出構造700,701)を構成した。しかしながら、少なくとも励起光を伝播させる通常の光ファイバ同士の融着部に励起光を検出するための構造を構成してもよい。 For example, in the above example, a structure (excitation) for detecting excitation light in a fusion portion between a laser fiber (first laser fiber 423, second laser fiber 434) and a normal optical fiber (fiber F6, fiber F11). An optical detection structure 700,701) was constructed. However, at least a structure for detecting the excitation light may be configured in the fusion portion between ordinary optical fibers that propagate the excitation light.

また、第1レーザファイバ423の露出部725を、PD453に対向するように配置してもよい。この場合でも、上記のようにファイバF6の露出部765をPD453に対向させた場合と同様に、第1励起光PL1(漏れ光PL0)が検出可能と考えられる。しかしながら、この場合には、第1レーザファイバ423において発生する光がノイズとして検出されるおそれがある。したがって、この場合には、第1レーザファイバ423において発生する波長の光を遮断するためのフィルタを、PD453の前段に配置することが望ましい。ただし、上記の例のように、増幅機能を有しないファイバF6の露出部765をPD453に対向するように配置すれば、フィルタを用いることなく第1励起光PL1を検出可能である。 Further, the exposed portion 725 of the first laser fiber 423 may be arranged so as to face the PD453. Even in this case, it is considered that the first excitation light PL1 (leakage light PL0) can be detected as in the case where the exposed portion 765 of the fiber F6 is opposed to the PD453 as described above. However, in this case, the light generated in the first laser fiber 423 may be detected as noise. Therefore, in this case, it is desirable to arrange a filter for blocking light having a wavelength generated in the first laser fiber 423 in front of the PD453. However, if the exposed portion 765 of the fiber F6 having no amplification function is arranged so as to face the PD453 as in the above example, the first excitation light PL1 can be detected without using a filter.

また、ガラスからなるキャピラリ730に代えて、樹脂層740を覆うように、樹脂層740の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率樹脂層を設けてもよい。この場合にも、樹脂層740から第1励起光PL1が漏れやすくなる。 Further, instead of the capillary 730 made of glass, a high refractive index resin layer having a refractive index higher than that of the resin layer 740 may be provided so as to cover the resin layer 740. Also in this case, the first excitation light PL1 tends to leak from the resin layer 740.

また、上記実施形態では、プリアンプ部420に、後方励起の構成が採用されていたが、第1レーザファイバ423において第1励起光PL1がレーザ光Lの進行方向と同方向に進行する前方励起の構成が採用されてもよい。同様に、上記実施形態では、パワーアンプ部430に、後方励起の構成が採用されていたが、第2レーザファイバ434において第2励起光PL2がレーザ光Lの進行方向と同方向に進行する前方励起の構成が採用されてもよい。これらの場合、第1励起光PL1又は第2励起光PL2を伝播する光ファイバ(第2光ファイバ)には、レーザ光Lが実質的に伝播しない。 Further, in the above embodiment, the configuration of backward excitation is adopted for the preamplifier unit 420, but in the first laser fiber 423, the first excitation light PL1 travels in the same direction as the traveling direction of the laser light L. The configuration may be adopted. Similarly, in the above embodiment, the rear excitation configuration is adopted for the power amplifier unit 430, but in the second laser fiber 434, the second excitation light PL2 travels in the same direction as the traveling direction of the laser light L. Excitation configurations may be adopted. In these cases, the laser light L does not substantially propagate to the optical fiber (second optical fiber) that propagates the first excitation light PL1 or the second excitation light PL2.

また、本発明のレーザ発振器は、加工対象物1の内部に改質領域を形成するレーザ加工装置200に限定されず、アブレーション加工、溶接加工等、他のレーザ加工を実施するレーザ加工装置に搭載することも可能である。 Further, the laser oscillator of the present invention is not limited to the laser machining apparatus 200 that forms a modified region inside the workpiece 1, but is mounted on a laser machining apparatus that performs other laser machining such as ablation machining and welding machining. It is also possible to do.

また、レーザ加工装置200では、偏光板ユニット340に、偏光板342以外の偏光部材が設けられてもよい。一例として、偏光板342及び光路補正板343に替えて、キューブ状の偏光部材が用いられてもよい。キューブ状の偏光部材とは、直方体状の形状を呈する部材であって、当該部材において互いに対向する側面が光入射面及び光出射面とされ且つその間に偏光板の機能を有する層が設けられた部材である。 Further, in the laser processing apparatus 200, the polarizing plate unit 340 may be provided with a polarizing member other than the polarizing plate 342. As an example, a cube-shaped polarizing member may be used instead of the polarizing plate 342 and the optical path correction plate 343. The cube-shaped polarizing member is a member having a rectangular parallelepiped shape, and the side surfaces of the member facing each other are a light incident surface and a light emitting surface, and a layer having a function of a polarizing plate is provided between them. It is a member.

また、レーザ加工装置200では、λ/2波長板332が回転する軸線と、偏光板342が回転する軸線とは、互いに一致していなくてもよい。 Further, in the laser processing apparatus 200, the axis on which the λ / 2 wave plate 332 rotates and the axis on which the polarizing plate 342 rotates do not have to coincide with each other.

また、レーザ加工装置200では、レーザ出力部300が、レーザ出力部300から出射されるレーザ光Lの光軸を調整するためのミラー362,363を有していたが、レーザ出力部300から出射されるレーザ光Lの光軸を調整するためのミラーを少なくとも1つ有していればよい。 Further, in the laser processing apparatus 200, the laser output unit 300 has mirrors 362 and 363 for adjusting the optical axis of the laser light L emitted from the laser output unit 300, but the laser output unit 300 emits light. It suffices to have at least one mirror for adjusting the optical axis of the laser beam L to be produced.

400…レーザ発振器、410…種光出射部、411…種光LD(種光源)、420…プリアンプ部(アンプ部)、423…第1レーザファイバ(第1光ファイバ)、424…第1励起LD(励起光源)、430…パワーアンプ部(アンプ部)、434…第2レーザファイバ(第1光ファイバ)、435…第2励起LD(励起光源)、453,457…PD(光検出素子)、464,469…ホルダ、F6,F11…ファイバ(第2光ファイバ)、700,701…励起光検出構造、730…キャピラリ、740…樹脂層、760…コア、761…第1クラッド、762…第2クラッド、764…被覆部、765…露出部、L…レーザ光、PL1…第1励起光(励起光)、PL2…第2励起光(励起光)、M…融着部。 400 ... Laser oscillator, 410 ... Seed light emitting part, 411 ... Seed light LD (seed light source), 420 ... Preamp part (amplifier part), 423 ... First laser fiber (first optical fiber), 424 ... First excitation LD (Excitation light source), 430 ... Power amplifier unit (amplifier unit), 434 ... Second laser fiber (first optical fiber), 435 ... Second excitation LD (excitation light source), 453,457 ... PD (light detection element), 464,469 ... Holder, F6, F11 ... Fiber (second optical fiber), 700,701 ... Excitation light detection structure, 730 ... Capillary, 740 ... Resin layer, 760 ... Core, 761 ... First clad, 762 ... Second Clad, 764 ... Covering part, 765 ... Exposed part, L ... Laser light, PL1 ... First excitation light (excitation light), PL2 ... Second excitation light (excitation light), M ... Fusion part.

Claims (5)

種光であるレーザ光を出射する種光源を有する種光出射部と、
前記種光出射部から出射された前記レーザ光を伝播させながら増幅するための第1光ファイバと、前記第1光ファイバを励起するための励起光を出射する励起光源と、前記第1光ファイバに光学的に接続されており、少なくとも前記励起光を伝播させる第2光ファイバと、前記励起光を検出するための光検出素子と、を有するアンプ部と、を備え、
前記第2光ファイバは、コアと、前記コアの周りに設けられた第1クラッドと、前記コア及び前記第1クラッドの周りに設けられた第2クラッドと、前記コア及び前記第1クラッドの周りに設けられた樹脂層と、を含み、
前記第1クラッドは、前記コアを覆うと共に前記第2クラッドに覆われた被覆部と、前記コアを覆うと共に前記第2クラッドから露出された露出部と、を含み、
前記樹脂層は、前記第1クラッドの屈折率よりも低い屈折率を有し、前記露出部において前記第1クラッドを覆っており、
前記光検出素子は、前記樹脂層を介して前記露出部に対向するように配置されている、
レーザ発振器。
A seed light emitting unit having a seed light source that emits a laser beam that is a seed light,
A first optical fiber for amplifying the laser light emitted from the seed light emitting unit while propagating, an excitation light source for emitting excitation light for exciting the first optical fiber, and the first optical fiber. An amplifier unit that is optically connected to and has at least a second optical fiber that propagates the excitation light and an optical detection element for detecting the excitation light.
The second optical fiber includes a core, a first clad provided around the core, a second clad provided around the core and the first clad, and around the core and the first clad. Including the resin layer provided in
The first clad includes a covering portion that covers the core and is covered by the second clad, and an exposed portion that covers the core and is exposed from the second clad.
The resin layer has a refractive index lower than that of the first clad, and covers the first clad at the exposed portion.
The photodetector is arranged so as to face the exposed portion via the resin layer.
Laser oscillator.
前記露出部は、前記第1光ファイバとの融着部を含む、
請求項1に記載のレーザ発振器。
The exposed portion includes a fusion portion with the first optical fiber.
The laser oscillator according to claim 1.
前記第2光ファイバは、前記樹脂層の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記露出部において前記樹脂層をさらに覆うキャピラリを含む、
請求項1又は2に記載のレーザ発振器。
The second optical fiber has a refractive index higher than that of the resin layer, and includes a capillary that further covers the resin layer in the exposed portion.
The laser oscillator according to claim 1 or 2.
前記光検出素子を保持するホルダを備え、
前記第2光ファイバは、前記露出部が前記光検出素子に対向するように前記ホルダによって位置決めされている、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーザ発振器。
A holder for holding the photodetector is provided.
The second optical fiber is positioned by the holder so that the exposed portion faces the photodetector.
The laser oscillator according to any one of claims 1 to 3.
レーザ光を伝播させながら増幅する第1光ファイバと、少なくとも前記第1光ファイバを励起するための励起光を伝播させる第2光ファイバと、を有するレーザ発振器において前記励起光を検出するための励起光検出構造の製造方法であって、
コアと、前記コアの周りに設けられた第1クラッドと、前記コア及び前記第1クラッドの周りに設けられた第2クラッドと、を含む前記第2光ファイバにおいて、前記第2クラッドを除去することにより前記第1クラッドを露出させて露出部を形成する第1工程と、
前記露出部の一部において前記第2光ファイバを切断することにより切断面を形成する第2工程と、
前記切断面において前記露出部を前記第1光ファイバに融着接続して融着部を形成する第3工程と、
前記第1クラッドの屈折率よりも低い屈折率を有する樹脂層を、前記露出部を覆うように第1クラッド上に形成する第4工程と、
前記樹脂層を介して前記露出部を光検出素子に対向させる第5工程と、
を備える、
励起光検出構造の製造方法。
Excitation for detecting the excitation light in a laser oscillator having a first optical fiber that amplifies while propagating the laser light and at least a second optical fiber that propagates the excitation light for exciting the first optical fiber. It is a method of manufacturing a light detection structure.
The second clad is removed in the second optical fiber including the core, the first clad provided around the core, and the core and the second clad provided around the first clad. As a result, the first step of exposing the first clad to form an exposed portion, and
A second step of forming a cut surface by cutting the second optical fiber in a part of the exposed portion, and
A third step of forming a fused portion by fusion-bonding the exposed portion to the first optical fiber on the cut surface.
A fourth step of forming a resin layer having a refractive index lower than that of the first clad on the first clad so as to cover the exposed portion.
A fifth step of making the exposed portion face the photodetector via the resin layer, and
To prepare
A method for manufacturing an excitation light detection structure.
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